(57)【要約】【課題】  内部の雰囲気温度が高くなるのを有効に抑制しつつ、ダスト侵入に伴う輝度の低下を有効に抑制した直下型バックライトを提供する。【解決手段】  本発明の直下型バックライトは、上下フレーム１１，１４と、拡散板１２と、光源１３とを備えている。そして、下フレーム１１及び拡散板１２により形成され光源１３が配置される内部空間Ｓと、外部とを繋ぐ通気孔Ｋを形成して通気可能に構成するようにした。また、下フレーム１１の内壁側及び拡散板１２の裏面側（内部空間Ｓに面した部分）の最表面を光触媒面２１ａに形成するようにした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面が開口した下フレームと、前記開口側に配置される面状の拡散部材と、前記拡散部材の背後に配置される光源と、前記下フレームの開口側に配置される上フレームと、を備え、
前記下フレーム及び拡散部材により形成され前記光源が配置される内部空間と、外部とが通気可能に構成されており、
かつ、前記内部空間に面した部分の最表面が、光触媒面に形成されていることを特徴とする直下型バックライト。
【請求項２】
前記下フレームの内面が、拡散反射面に形成されている請求項１記載の直下型バックライト。
【請求項３】
前記光触媒面は、光触媒活性化合物を含有する透明シートを貼着して形成されてなる請求項１または２記載の直下型バックライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直下型バックライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶モジュールや写真のネガを見るために使用するライトボックス、看板、Ｘ線写真を見るためのシャウカステン等には、直下型のバックライトが搭載されている。直下型バックライトは、発光面となる面状の拡散部材としての拡散板の背後（直下）に光源が配置される構成を基本としており、このような構成を採用することにより、光源を発光面の直下ではなく横側に配置するサイドライト型に比べて、光の損失が少なく、また多数のランプを使用できるため、高輝度を得やすいという利点を有している。また、直下型バックライトは、その内部空間が中空構造になっているため、大型化しても軽量であるという利点も有している。このため、直下型バックライトは、特に１５インチを超える大型の平面発光装置として好適である。
【０００３】
このような直下型バックライトには、その内部に煙草の煙等に起因する微粒子や埃などのダストが侵入すると、発光品位が悪くなるという問題がある。詳細には、内部に侵入したダストが、直下型バックライトの内壁面（反射部表面、拡散板裏面）に付着して、拡散板表面から出射する光の均一性や輝度が低下するという問題がある。かかる問題を解決すべく、封じテープなどを用いて直下型バックライトの隙間を埋めることが行われている。
【０００４】
しかしながら、上記のように封じテープなどを用いると、光源の熱を逃がしにくくなり、内部の雰囲気温度が高くなる。その結果、光源の適正温度（４０℃付近）から大きく外れて、光源の発光効率の低下による直下型バックライトの輝度の低下を招くという新たな問題が発生する。
【０００５】
また、上記のように封じテープなどを用いても、各材料の熱収縮を考慮して遊びを設けたり、製造のための公差を設けたりしているため、直下型バックライトの隙間を完全に無くすことは難しいという問題もある。さらに、ランプ点灯時には内部の空気が暖められて膨張し、ランプを消灯すると内部の空気が冷却されて収縮するが、この収縮時に外部の空気とともにダストを内部に取り込んでしまうおそれがあり、また封じテープなどを用いることにより、作業費や製造費が高くつくという問題もある。
このため、直下型バックライト内部の雰囲気温度が高くなるのを抑制するとともに、ダストの侵入に伴う発光品位の低下を抑制することができる技術の開発が嘱望されていた。
【０００６】
このようななか、光源が収容される内部空間の上方にその内部空間と外部とを繋ぐ通気孔が形成され、内部空間の下方には外部の空気を遮断するシール部材を取り付ける技術（例えば、特許文献１参照）や、光源が収容される内部空間（密閉空間）の下に外部から冷却風を供給する開放空間を設ける技術（例えば、特許文献２参照）が提案されている。ところが、いずれの技術であっても、光源を長時間にわたり点灯しつづけると、光源が収容される内部空間の雰囲気温度が高くなってしまい、輝度の低下を招来しやすいという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２７３７６５号公報（請求項１）
【特許文献２】特開平１０−１０６３４２号公報（請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、内部の雰囲気温度が高くなるのを有効に抑制することができ、しかもダスト侵入に伴う発光品位の低下を有効に抑制することができる直下型バックライトの提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の直下型バックライトは、一面が開口した下フレームと、前記開口側に配置される面状の拡散部材と、前記拡散部材の背後に配置される光源と、前記下フレームの開口側に配置される上フレームとを備え、前記下フレーム及び拡散部材により形成され前記光源が配置される内部空間と、外部とが通気可能に構成されており、かつ、前記内部空間に面した部分の最表面が、光触媒面に形成されていることを特徴としている。
【００１０】
上記の構成によれば、光源が配置される内部空間と外部とが通気可能に構成されているので、内部空間の空気と外部の空気との入れ換えが可能となり、空冷によって内部空間の雰囲気温度が高くなるのを抑制することができる。また、内部空間に面した部分の最表面が光触媒面に形成されているので、通気部分からダストが侵入したとしても、光触媒面に付着したダストを光源からの光により分解除去することができる。
【００１１】
ここで、光触媒面とは、特定波長の光が当たると働き始める光触媒活性化合物が露出した面をいう。光触媒活性化合物は、そのバンドギャップ以上のエネルギーをもつ光が照射されると、励起されて伝導帯に電子が生じ、かつ価電子帯に正孔が生成する。生成した電子は空気中の酸素を還元してスーパーオキサイドアニオンを生成させ、また生成した正孔は空気中の水分を酸化してＯＨラジカルを生成させる。そして、これら活性酸素種が、強い酸化分解能を発揮して、光触媒面に付着した有機物質を分解することができる。
【００１２】
上記直下型バックライトにおいて、前記下フレームの内面が、拡散反射面に形成されているのが好ましい。この場合、発光品位をより一層良好にすることができる。
また、上記直下型バックライトにおいて、前記光触媒面は、光触媒活性化合物を含有する透明シートを貼着して形成されてなるのが好ましい。この場合、光触媒面を簡単に形成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の直下型バックライトによれば、内部の雰囲気温度が高くなるのを有効に抑制することができ、しかもダスト侵入に伴う発光品位の低下も有効に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る直下型バックライトの構造の概略を示す断面図である。本形態に係る直下型バックライトは、例えば液晶表示装置の背面側に配置されるバックライトとして用いられ、一面が開口した下フレーム１１と、前記開口を塞ぐように配置される面状の拡散部材としての拡散板１２と、前記拡散板１２の背後（直下）に配置される光源１３と、拡散板１２の上に複数の光学シート１５ａ、１５ｂ、１５ｃ（これらをまとめて「光学シート１５」という）を介して配置される上フレーム１４とを備えて構成されている。そして、下フレーム１１と拡散板１２とにより内部空間Ｓが形成され、また上下フレーム１１，１４により直下型バックライトの筺体が構成されている。
【００１５】
下フレーム１１は、各種の金属材料や樹脂材料により形成されており、矩形状の底面と、底面から開口側へ延設された側面（上下側面、左右側面）とを有し、一面（図１の上面）が大きく開口した形状に形成されている。また、下フレーム１１の左右側面（図１の左右両側）には、貫通孔１１ａが複数形成されており、これら貫通孔１１ａにより後述する通気孔Ｋを形成できるようになっている。なお、図示しないが、貫通孔１１ａは、例えば下フレーム１１の左側面及び右側面に同数ずつ形成されている。
【００１６】
さらに、下フレーム１１の内壁面（底面、上下側面、左右側面）は、光源１３からの光を拡散反射させる公知の反射シート１６が敷設されて拡散反射面に形成されている。これにより、発光品位がより一層向上する。なお、反射シートに代えて白色塗装を施して拡散反射面を形成してもよい。そして、反射シート１６には、前記下フレーム１１の貫通孔１１ａに対応した貫通孔が複数形成されており、これら貫通孔により後述する通気孔Ｋを形成できるようになっている。
【００１７】
拡散板１２は、例えばポリカーボネート、アクリルなどの白色又は乳白色の板状体であり、上記下フレーム１１の開口を塞ぐように配置され、背後に配設された光源１３からの光を拡散して透過させることができるものである。具体的には、ポリカーボネート、アクリルなどの樹脂材料に光拡散性の微粒子を配合した樹脂組成物を板状に成形したものである。このような拡散板１２により、光源１３からの光を均一にして拡散板１２表面から出射することができる。
【００１８】
光源１３は、前記下フレーム１１と拡散板１２とにより形成された内部空間Ｓ内に収容されており、例えば冷陰極管ランプなどの線状光源１３ａが複数本（例えば１２本）、白色樹脂（ポリカーボネート等）製のランプ支持台（図示せず）により支持されて構成されている。光源１３としては、酸化チタンなどの光触媒活性化合物が光触媒作用を発揮するよう、波長４５０ｎｍ以下の光を含むものが用いられる。なお、光源１３には、図示しないインバータなどの公知の電気部品が接続されており、点灯・消灯が行えるよう構成されている。
【００１９】
上フレーム１４は、各種の金属材料や樹脂材料により形成されており、外部に光を出射する窓部１４ｂを有する上面と、この上面から開口側に延設された側面とを有し、当該開口より前記下フレーム１１に被せることが可能な形状に形成されている。また、上フレーム１４の左右側面（図１の左右両側）には、前記下フレーム１１と同様、貫通孔１４ａが複数形成されており、これら貫通孔１４ａにより後述する通気孔Ｋを形成できるようになっている。
【００２０】
上記構成の直下型バックライトにおいて、下フレーム１１の貫通孔１１ａ、上フレーム１４の貫通孔１４ａ、反射シート１６の貫通孔、後述する光触媒シート２１の貫通孔を一致させることで、内部空間Ｓと外部とを繋ぐ通気孔Ｋが形成され、内部空間Ｓと外部とが通気可能に構成されている。この通気孔Ｋは、筺体に複数個形成されており、そのうちの一部から外部の空気が内部空間Ｓに侵入し、残部から内部空間Ｓ内に配置された光源１３の熱により暖められた空気が外部へ放出されるようになっている。このような空冷が行われることにより、内部空間Ｓの雰囲気温度が高くなるのを抑制することができる。なお、通気孔Ｋによる空冷を促進させるべく、通気孔Ｋにファンを取り付けるようにしてもよい。
【００２１】
また、下フレーム１１の内壁面側及び拡散板１２の裏面側（内部空間Ｓに面した部分）には、光触媒活性化合物を含む透明な光触媒層２１が形成されている。詳細には、図２を参照して、下フレーム１１の内壁面側には、拡散反射層１６上に、粘着剤層２５、透明基材２４、保護層２３、光触媒性化合物からなる光触媒活性化合物層２２がこの順で形成されて、光触媒層２１が形成されている。これにより、下フレーム１１の内壁面側の最表面は、光触媒活性化合物が露出した光触媒面２１ａに形成されている。一方、図３を参照して、拡散板１２の裏面側には、同様に、粘着剤層２５、透明基材２４、保護層２２、光触媒活性化合物からなる光触媒性化合物層２１がこの順で形成されて、光触媒層２１が形成されている。これにより、拡散板１２の裏面側の最表面は、光触媒活性化合物が露出した光触媒面２１ａに形成されている。
【００２２】
上記光触媒活性化合物としては、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、ガリウムリン（ＧａＰ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）等があげられる。これらは単独であるいは２種以上併せて用いられる。なかでも、安価で実用的であるなどの観点から、酸化チタン、特にアナターゼ型酸化チタンが好適に用いられる。
【００２３】
上記光触媒層２１は、光触媒活性化合物を含有する透明シートを貼着することにより簡単に形成することができる。例えば、図４に示すように、透明基材２４の表面側に保護層２３、光触媒活性化合物層２２、保護フィルム３１がこの順で形成され、透明基材２４の裏面側に、粘着剤層２５、セパレータフィルム３２がこの順で形成された、透明な光触媒シート３３を用いて形成することができる。詳細には、光触媒シート３３のセパレータフィルム３２を剥離除去して粘着剤層２５を露出させたのち、所望の位置に粘着剤層２５の粘着力を利用して貼着し、その後、保護フィルム３１を剥離除去する。こうして、下フレーム１１の内壁面側及び拡散板１２の裏面側に、光触媒層２１を簡単に形成することができる。
【００２４】
ここで、光触媒シート３３を構成する保護層２３は、光触媒活性化合物の光触媒作用により透明基材を劣化させるのを抑制するために設けられたものであり、例えば無機成分と有機成分の配合割合を厚み方向に傾斜させた成分傾斜層（光触媒活性化合物層２２側が無機成分の配合量大）としてもよい。また、透明基材２４としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）等の透明樹脂製フィルムを用いることができる。さらに、粘着剤層２５は、下フレーム１１の内壁面側または拡散板１２の裏面側と透明基材２４とを接着できるものであれば特に制限はなく、各種の粘着剤を用いて形成することができる。また、保護フィルム３１は、光触媒シート３３を用いて貼り付け作業時に光触媒活性化合物層２２の損傷（特に光触媒面２１の傷つき）を防止するために用いられるものであり、機械的強度に優れた各種の樹脂フィルムが好適に用いられる。さらに、セパレータフィルム３２は、粘着剤層２５の粘着力を確保するために用いられるものであり、公知の各種の樹脂フィルムが好適に用いられる。
【００２５】
なお、上記光触媒層２１は、光触媒フィルムを用いて形成する方法以外にも、光触媒活性化合物を含有する顔料などを用いて直接形成する方法であってもよい。また、本発明は、層状に形成する場合に限らず、反射シート１６や拡散板１２に光触媒活性化合物を練り込んで下フレーム１１の内壁面側及び拡散板１２の裏面側（内部空間Ｓに面した部分）を光触媒面２１ａにするようにしてもよい。但し、光触媒活性化合物の露出量が少ないとダストの酸化分解を充分に行うことができないおそれがあるので、一面全てが、光触媒活性化合物が露出した光触媒面２１ａに形成されているのが好ましい。
【００２６】
上記のように構成された本形態に係る直下型バックライトは、内部空間Ｓと外部とを繋ぐ通気孔Ｋにより空冷することができるので、光源を長期間点灯させても、内部空間Ｓの雰囲気温度が高くなるのを抑制することができる。このため、光源の発光効率の低下に伴う輝度の低下を有効に抑制することができる。また、下フレーム１１の内壁面側及び拡散板１２の裏面側に光触媒層２１を形成して、内部空間Ｓに面した部分の最表面が光触媒面２１ａに形成されているので、上記通気孔Ｋからダストが侵入したとしても、光触媒面２１ａに付着したダストを分解することができる。また、光触媒面２１ａは、空気中の水分などを分解することによって水酸基が露出した面となっていることから、親水性を備えており、水滴などによる曇の発生を抑制することもできる。このため、発光品位の低下を有効に抑制することができる。特に、ダスト侵入による発光品位の低下は、長期にわたる使用によって顕著に発現するため、このようなダスト侵入による発光品位の低下が有効に防止された本形態の直下型バックライトは、長期にわたって使用することができるという利点を有する。さらに、本形態の直下型バックライトは、通気孔Ｋ以外の隙間から侵入するダストも光触媒面により除去することができるので、封じテープなどが不要となる。このため、上記隙間からの空気の侵入・放出によっても内部空間の雰囲気温度が高くなるのを抑制することができるとともに、材料費や作業費が高くつくのを抑制することができる。
【００２７】
ここで、本発明者は、波長４５０ｎｍ以下の光を出射する冷陰極管ランプを１２本並設した２０インチ対応の直下型バックライトを用いて検証試験を行った。すなわち、まず、光触媒活性化合物としての酸化チタンを用いた光触媒防汚シート（宇部日東化成社製、商品名ハイドラップ）を内部空間の冷陰極管ランプからの光が当たる部分に貼着して光触媒面を形成するとともに、側面に複数の通気孔を形成した直下型バックライト（実施例品）を用意した。また、光触媒面と通気孔のいずれも形成しなかった直下型バックライト（比較例品）も用意した。そして、実施例及び比較例の直下型バックライトを用いて、拡散板から出射する光の輝度と色度、及び内部空間の雰囲気温度を、光源の点灯１０分後と、点灯１時間後のそれぞれについて測定した。その結果を、下記の表１に示す。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
表１より、実施例の直下型バックライトは、点灯１時間後であっても点灯１０分後と同様に高輝度で、色度も殆ど同じであり、また内部空間の雰囲気温度も同じであることがわかる。これに対し、比較例の直下型バックライトは、点灯１時間後の輝度が点灯１０分後の輝度の９３％にまで低下し、また内部空間の雰囲気温度も上昇していることがわかる。よって、通気孔と光触媒面とを備えたバックライト（実施例）は、内部空間の雰囲気温度が高くなるのを抑制しつつ、発光品位の低下を有効に抑制できることが確認された。なお、実施例の直下型バックライトは、目視により、点灯１時間後であっても、その光触媒面にダストが付着していなかったことを確認している。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、内部空間Ｓに面した部分以外の部分（下フレーム１１や上フレーム１４の外壁面等）も光触媒面にしてもよい。この場合、外部空気中のダストにより汚れが付着するのを有効に抑制することができる。また、発生する活性酸素種の酸化力により殺菌することもできるので、抗菌製品の提供が可能となる。
また、本発明の直下型バックライトにおいて、線状光源１３ａの間に支持ピンを配置してもよい。この場合には、支持ピンの最表面は光触媒面に形成される。さらに、拡散部材としての拡散板１２は、必ずしも下フレーム１１と上フレーム１４との間に挟持されている必要はなく、例えば上フレーム１４の窓部１４ｂの外側に配置するようにしてもよい。また、面状の拡散部材は、拡散板（板状体）に限定するものではなく、拡散シート（シート体）等であってもよい。さらに、下フレーム１１の内壁面が平坦である必要はなく、波形の形状であってもよい。この場合には、波形の頂上と頂上との間に、２本又はそれ以上の偶数本のランプを配置するのがよい。また、頂上と頂上との間に配置されるランプは、ランプ管の封じ部側と排気側が片側にそれぞれ同数ずつになるようにするのがよい。さらに、波形反射板の頂上の高さは、ランプの高さと同じかそれ以上とするのがよい。また、下フレーム１１の内壁面は、高い発光品位を実現するには拡散反射面が好ましいが、直下型バックライトの用途によっては反射面であってもよい。
さらに、本発明の直下型バックライトは、液晶表示装置の背面側に用いられるバックライトに限らず、Ｘ線写真を見るためのシャウカステン、背光を要する看板、写真ネガを見るためのもの等として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る直下型バックライトを示す断面図である。
【図２】図１の破線Ａで囲まれた部分を示す拡大断面図である。
【図３】図１の破線Ｂで囲まれた部分を示す拡大断面図である。
【図４】光触媒シートの一例を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１１    下フレーム
１２    拡散板
１３    光源
１４    上フレーム
１５    光学シート
１６    拡散反射層
２１    光触媒層
２１ａ  光触媒面
２２    光触媒活性化合物層
３３    光触媒シート
Ｓ      内部空間
Ｋ      通気孔
【図１】
2005108769.tif 000004
【図２】
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【図３】
2005108769.tif 000006
【図４】
2005108769.tif 000007