(57)【要約】  本発明は、熱陰極蛍光ランプを直下型バックライト装置に用いた場合に、光源である熱陰極蛍光ランプの個数及びそれぞれの電力の望ましい関係性を提供するものである。液晶パネル（２０）は、画面（２１）のサイズが対角Ｌインチかつ前記画面（２１）の縦方向長さを横方向長さで除した比がｒである。この液晶パネル（２０）の背面に設置される直下型バックライト装置（１０）は、発光部が１本の略直線状をした熱陰極蛍光ランプ（１１）と、前記熱陰極蛍光ランプを横方向に収納する筐体（１０）とを備える。前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎと、前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗとはそれぞれ所定の範囲内の値である。
2007099747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画面のサイズが対角Ｌインチかつ前記画面の縦方向長さを横方向長さで除した比がｒである液晶パネルの、背面に置される直下型バックライト装置であって、
複数本の熱陰極蛍光ランプと、
前記複数本の熱陰極蛍光ランプを収納する筐体と
を備え、
各々の前記熱陰極蛍光ランプは、内面に蛍光体が形成されたバルブと、前記バルブ内に設けられ、熱電子を放出するフィラメントとを含み、
前記直下型バックライト装置は、
前記各々の熱陰極蛍光ランプの放電を安定化させる放電安定化手段と、
前記各々の熱陰極蛍光ランプにおける前記フィラメントの温度を適正値に制御するフィラメント温度制御手段と、
前記直下型バックライトの適正画像輝度を確保する画像輝度確保手段と、
前記各々の熱陰極蛍光ランプの温度上昇を制御可能な温度上昇制御可能手段と
を備え、
前記画像輝度確保手段および前記温度上昇制御可能手段は、
前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが
【数１】
2007099747.tif 000025
の関係を満たすことによって実現されており、かつ、
前記放電安定化手段および前記フィラメント温度制御手段は、
前記各々熱陰極蛍光ランプの電力Ｗ（ワット）が
【数２】
2007099747.tif 000026
の関係を満たすことによって実現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】
前記温度上昇制御可能手段は、放熱装置を用いることなく前記各々の熱陰極蛍光ランプの温度を適正値内に収めることが可能な、放熱装置不要手段として機能し、
前記画像輝度確保手段および前記放熱装置不要手段は、
前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、
【数４】
2007099747.tif 000027
の関係を満たすことによって実現されていることを特徴とする、請求項１に記載の直下型バックライト。
【請求項３】
画面のサイズが対角Ｌインチかつ前記画面の縦方向長さを横方向長さで除した比がｒである液晶パネルの、背面に設置される直下型バックライト装置であって、
発光部が略直線状をした熱陰極蛍光ランプと、
前記熱陰極蛍光ランプをその長手方向と前記横方向とが揃うように収納する筐体とを備え、
前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、
【数１】
2007099747.tif 000028
前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗ（ワット）が、
【数２】
2007099747.tif 000029
の関係式を満たすことを特徴とする直下型バックライト装置。
【請求項４】
前記比ｒ=９／１６であって、
前記個数Ｎが、０＜Ｎ＜０．４４Ｌ−１．２２、
前記電力Ｗが、０．４Ｌ＋１．３＜Ｗ＜２．２Ｌ−２５．７
の関係式を満たすことを特徴とする請求項３に記載の直下型バックライト装置。
【請求項５】
前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが、
【数３】
2007099747.tif 000030
の関係式を満たすことを特徴とする請求項３に記載の直下型バックライト装置。
【請求項６】
前記比ｒ=９／１６であって、
前記電力Ｗが、０．４Ｌ＋１．３＜Ｗ＜１．１Ｌ＋０．２
の関係式を満たすことを特徴とする請求項５に記載の直下型バックライト装置。
【請求項７】
前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、
【数４】
2007099747.tif 000031
の関係式を満たすことを特徴とする請求項３または５に記載の直下型バックライト装置。
【請求項８】
前記比ｒ=９／１６であって、
前記個数Ｎが、０．０６Ｌー０．０１＜Ｎ＜０．２２Ｌ−０．６１
の関係式を満たすことを特徴とする請求項７に記載の直下型バックライト装置。
【請求項９】
画面のサイズが対角Lインチかつ前記画面の縦方向長さを横方向長さで除した比がrである液晶パネルの、背面に設置される直下型バックライト装置であって、
発光部が略直線状をした熱陰極蛍光ランプと、
前記熱陰極蛍光ランプをその長手方向と前記縦方向とが揃うように収納する筐体とを備え、
前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、
【数５】
2007099747.tif 000032
前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが、
【数６】
2007099747.tif 000033
の関係式を満たすことを特徴とする直下型バックライト装置。
【請求項１０】
前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが、
【数７】
2007099747.tif 000034
の関係式を満たすことを特徴とする請求項９に記載の直下型バックライト装置。
【請求項１１】
前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、
【数８】
2007099747.tif 000035
の関係式を満たすことを特徴とする請求項９または１０に記載の直下型バックライト装置。
【請求項１２】
画面のサイズが対角Lインチかつ前記画面の縦方向長さを横方向長さで除した比がrである液晶パネルの、背面に設置される直下型バックライト装置であって、
発光部が折り返され、当該発光部は、前記液晶パネルに光を照射する領域において、前記横方向と揃う方向にＭ本分だけ存在している熱陰極蛍光ランプと、
前記熱陰極蛍光ランプを収納する筐体とを備え、
前記熱陰極蛍光ランプの本数Ｍが、
【数９】
2007099747.tif 000036
を満たし、
前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが
【数１０】
2007099747.tif 000037
の関係式を満たすことを特徴とする直下型バックライト装置。
【請求項１３】
前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが、
【数１１】
2007099747.tif 000038
の関係式を満たすことを特徴とする請求項１２に記載の直下型バックライト装置。
【請求項１４】
前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、
【数１２】
2007099747.tif 000039
の関係式を満たすことを特徴とする請求項１２または１３に記載の直下型バックライト装置。
【請求項１５】
画面のサイズが対角Lインチかつ前記画面の縦方向長さを横方向長さで除した比がrである液晶パネルの、背面に設置される直下型バックライト装置であって、
発光部が折り返され、当該発光部は、前記液晶パネルに光を照射する領域において、前記縦方向と揃う方向にＭ本分だけ存在している熱陰極蛍光ランプと、
前記熱陰極蛍光ランプを収納する筐体とを備え、
前記熱陰極蛍光ランプの本数Ｍが、
【数１３】
2007099747.tif 000040
を満たし、
前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが
【数１４】
2007099747.tif 000041
の関係式を満たすことを特徴とする直下型バックライト装置。
【請求項１６】
前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが、
【数１５】
2007099747.tif 000042
の関係式を満たすことを特徴とする請求項１５に記載の直下型バックライト装置。
【請求項１７】
前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、
【数１６】
2007099747.tif 000043
の関係式を満たすことを特徴とする請求項１５または１６に記載の直下型バックライト装置。
【請求項１８】
Ｌ≧２６の関係式を満たすことを特徴とする請求項１から１７のいずれかに記載の直下型バックライト装置。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれかに記載の直下型バックライト装置を備えたことを特徴とする、液晶ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル背面に設置される直下型バックライト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイやテレビなどの表示装置には、従来からＣＲＴ、ＰＤＰなど様々な方式がある。近年、省電力性とあわせて表示装置の薄型化及び大画面化の要求が高まり、液晶ディスプレイが表示装置の主流のひとつになっている。
液晶ディスプレイは、液晶パネルとこの液晶パネル背面に設置されるバックライト装置とからなる。バックライトから供給する光は大きいほど、実使用条件で必要な表示する画像の輝度を確保できるとともに、一様な画像を表示した場合に局所的な濃淡などのないような高い均斉度が得られる光学系とすることができる。【０００３】
直下型バックライト装置は、液晶パネル側の面が光を取り出すために開口している筐体と、筐体内に配置された複数本の蛍光ランプを備えている。上記開口は、樹脂製の拡散板、拡散シート、レンズシート等で覆われている（例えば、特許文献１参照）。
上記蛍光ランプとしては、通常、細径化等に適しているという理由から冷陰極蛍光ランプが用いられている。
【特許文献１】特開2001-22285号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、冷陰極蛍光ランプは、他の電源と比べて駆動に必要な電圧（駆動電圧）が大きく、高圧な電源を用いることとなり、バックライト構造の絶縁を十分に施す必要が生じる。
最近は、画面サイズが２６インチを超えるような大型の液晶ディスプレイが登場しているため、ランプ長はより長くなり、その分、駆動電圧はさらに高圧化し上記問題の解決は技術的に困難であると共にコスト高を招いている。【０００５】
たとえば、従来からの４５インチのバックライト装置では冷陰極蛍光ランプ１本に対して、１個の点灯回路で駆動するためには、数ｋＶクラスの大型の出力トランスが必要であり、コスト高につながる。また、高電圧であるためバックライト装置筐体や配線を介して電流漏れや電磁波雑音が発生しやすいことから、絶縁のための新たな部材や構成を設けるか、もしくは冷陰極蛍光ランプの両端から電圧を印加するためランプ本数の２倍の数の点灯回路を必要とし、いずれもコスト高の原因であった。【０００６】
また、冷陰極蛍光ランプは、１本あたりに投入する電力が小さいため、画面輝度を確保するのに、本数を多く必要とし組み立て工数がかかるという問題がある。
すなわち、冷陰極蛍光ランプはランプ径が小さく細長い構造であることから折れ易く、かつランプ両側のソケットだけでは自重によりランプが垂れ下がるため、ユニット内でランプを支持するランプホルダを必要としている。したがって、バックライト組立ての工程では、ランプ両側に給電するためのソケットを配線するだけでなく、前記ランプホルダの嵌合部にランプを固定する作業も必要である。このランプを固定する作業は、冷陰極蛍光ランプが割れないように慎重に行なわねばならず、このことから製造の速度を高めるには自ずと限界があった。【０００７】
本発明者らは、これらの問題に鑑み、従来の冷陰極蛍光ランプに替えて熱陰極蛍光ランプを用いてバックライト装置を構成することを検討した。
ところが、熱陰極蛍光ランプを、従来の冷陰極蛍光ランプと同様な熱陰極蛍光ランプの個数や電力を規定してバックライト装置を構成すると、寿命等の面で装置として全く使用に耐えないことがわかった。【０００８】
本願発明者の検討によれば、熱陰極蛍光ランプは、ガラス管内にフィラメントコイルを配置する必要があるために太径（冷陰極蛍光ランプの径が１２ｍｍ以下、主として３ｍｍもしくは４ｍｍであるのに対して、熱陰極蛍光ランプの径は１２ｍｍ以上である）であること、また、ランプの点灯メカニズムの違いから、熱陰極蛍光ランプでは特にランプの両端部の熱量が大きくなること等が原因であると考えられる。【０００９】
しかしながら、光源として熱陰極蛍光ランプを用いた場合にも、従来のバックライト装置と同等かそれ以上に、バックライト装置としての輝度、輝度均斉度、ライフ特性などを確保する必要がある。
上記を踏まえ、本願発明者は、熱陰極蛍光ランプを光源としてバックライト装置を構成した場合について、輝度、輝度均斉度、ライフ特性などが確保できるランプ本数と電力との関係を検討してきた。【００１０】
本発明はこのような背景に基づいてなされたものであって、直下型バックライト装置において、光源として熱陰極蛍光ランプを用いた場合に、光源である熱陰極蛍光ランプの個数及びそれぞれの電力の望ましい関係性を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る直下型バックライト装置は、画面のサイズが対角Ｌインチかつ前記画面の縦方向長さを横方向長さで除した比がｒである液晶パネルの、背面に設置される直下型バックライト装置であって、複数本の熱陰極蛍光ランプと、前記複数本の熱陰極蛍光ランプを収納する筐体とを備え、各々の前記熱陰極蛍光ランプは、内面に蛍光体が形成されたバルブと、前記バルブ内に設けられ、熱電子を放出するフィラメントとを含み、前記直下型バックライト装置は、前記各々の熱陰極蛍光ランプの放電を安定化させる放電安定化手段と、前記各々の熱陰極蛍光ランプにおける前記フィラメントの温度を適正値に制御するフィラメント温度制御手段と、前記直下型バックライトの適正画像輝度を確保する画像輝度確保手段と、前記各々の熱陰極蛍光ランプの温度上昇を制御可能な温度上昇制御可能手段とを備え、前記画像輝度確保手段および前記温度上昇制御可能手段は、前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが【００１２】
【数１】
2007099747.tif 000003
の関係を満たすことによって実現されており、かつ、前記放電安定化手段および前記フィラメント温度制御手段は、前記各々熱陰極蛍光ランプの電力Ｗ（ワット）が【００１３】
【数２】
2007099747.tif 000004
の関係を満たすことによって実現されていることを特徴とする。
ある好適な実施形態において、前記温度上昇制御可能手段は、放熱装置を用いることなく前記各々の熱陰極蛍光ランプの温度を適正値内に収めることが可能な、放熱装置不要手段として機能し、前記画像輝度確保手段および前記放熱装置不要手段は、前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、【００１４】
【数４】
2007099747.tif 000005
の関係を満たすことによって実現されていることを特徴とする。
本発明に係る直下型バックライト装置は、画面のサイズが対角Ｌインチかつ前記画面の縦方向長さを横方向長さで除した比がｒである液晶パネルの、背面に設置される直下型バックライト装置であって、発光部が略直線状をした熱陰極蛍光ランプと、前記熱陰極蛍光ランプをその長手方向と前記横方向とが揃うように収納する筐体とを備え、前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、【００１５】
【数１】
2007099747.tif 000006
前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗ（ワット）が、  【００１６】
【数２】
2007099747.tif 000007
の関係式を満たすことを特徴とする。
また、本発明に係る直下型バックライト装置は、画面のサイズが対角Lインチかつ前記
画面の縦方向長さを横方向長さで除した比がrである液晶パネルの、背面に設置される直
下型バックライト装置であって、発光部が略直線状をした熱陰極蛍光ランプと、前記熱陰極蛍光ランプをその長手方向と前記縦方向とが揃うように収納する筐体とを備え、前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、  【００１７】
【数５】
2007099747.tif 000008
前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが、  【００１８】
【数６】
2007099747.tif 000009
の関係式を満たすことを特徴とする。
また、本発明に係る直下型バックライト装置は、画面のサイズが対角Lインチかつ前記画面の縦方向長さを横方向長さで除した比がrである液晶パネルの、背面に設置される直下型バックライト装置であって、発光部が折り返され、当該発光部は、前記液晶パネルに光を照射する領域において、前記横方向と揃う方向にＭ本分だけ存在している熱陰極蛍光ランプと、前記熱陰極蛍光ランプを収納する筐体とを備え、前記熱陰極蛍光ランプの本数Ｍが、【００１９】
【数９】
2007099747.tif 000010
を満たし、前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが【００２０】
【数１０】
2007099747.tif 000011
の関係式を満たすことを特徴とする。
また、本発明に係る直下型バックライト装置は、画面のサイズが対角Lインチかつ前記
画面の縦方向長さを横方向長さで除した比がrである液晶パネルの、背面に設置される直
下型バックライト装置であって、発光部が折り返され、当該発光部は、前記液晶パネルに光を照射する領域において、前記縦方向と揃う方向にＭ本分だけ存在している熱陰極蛍光ランプと、前記熱陰極蛍光ランプを収納する筐体とを備え、前記熱陰極蛍光ランプの本数Ｍが、【００２１】
【数１３】
2007099747.tif 000012
を満たし、前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが【００２２】
【数１４】
2007099747.tif 000013
の関係式を満たすことを特徴とする。
本発明に係る液晶ディスプレイは、上記直下型バックライト装置を備えた液晶ディスプレイである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、光源として熱陰極蛍光ランプを用いた場合であっても、輝度、輝度均斉度、及びライフ特性を実用上満足できるバックライト装置を提供することができる。
また、本発明の第２の側面に係る直下型バックライト装置は、前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが、【００２４】
【数３】
2007099747.tif 000014
の関係式を満たすことを特徴とする。
本発明の第３の側面に係る直下型バックライト装置は、前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが、【００２５】
【数７】
2007099747.tif 000015
の関係式を満たすことを特徴とするとしている。
本発明の第４の側面に係る直下型バックライト装置は、前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが、【００２６】
【数１１】
2007099747.tif 000016
の関係式を満たすことを特徴とする。
本発明の第５の側面に係る直下型バックライト装置は、前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが、【００２７】
【数１５】
2007099747.tif 000017
の関係式を満たすことを特徴とする。
これらの第２から第５の側面の構成によれば、線径の細い電極を用いたとしても長寿命なバックライト装置を構成できる。【００２８】
また、本発明の第６の側面に係る直下型バックライト装置は、前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、【００２９】
【数４】
2007099747.tif 000018
の関係式を満たすことを特徴とする。
本発明の第７の側面に係る直下型バックライト装置は、前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、【００３０】
【数８】
2007099747.tif 000019
の関係式を満たすことを特徴とする。
本発明の第８の側面に係る直下型バックライト装置は、前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、【００３１】
【数１２】
2007099747.tif 000020
の関係式を満たすことを特徴とする。
本発明の第９の側面に係る直下型バックライト装置は、前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、【００３２】
【数１６】
2007099747.tif 000021
の関係式を満たすことを特徴とする。
これらの第６から第９の側面の構成によれば、格別の放熱手段を用いなくても、経年劣化が抑制されたバックライト装置を構成できる。【００３３】
本発明の実施形態に係る直下型バックライト装置は、前記比ｒ=９／１６であって、前記個数Ｎが、０＜Ｎ＜０．４４Ｌ−１．２２、前記電力Ｗが、０．４Ｌ＋１．３＜Ｗ＜２．２Ｌ−２５．７の関係式を満たすことを特徴とする。
本発明の実施形態に係る直下型バックライト装置は、前記比ｒ=９／１６であって、前記電力Ｗが、０．４Ｌ＋１．３＜Ｗ＜１．１Ｌ＋０．２の関係式を満たすことを特徴とする。【００３４】
本発明の実施形態に係る直下型バックライト装置は、前記比ｒ=９／１６であって、前記個数Ｎが、０．０６Ｌ−０．０１＜Ｎ＜０．２２Ｌ−０．６１の関係式を満たすことを特徴とする。
また、本発明の実施形態に係る直下型バックライト装置は、Ｌ≧２６の関係式を満たすことを特徴とする。【００３５】
この構成によれば、特に２６型以上の大型液晶ディスプレイにおいて、従来の冷陰極蛍光ランプを用いた場合よりも、本数も少なく低コストで、かつ、エネルギー消費効率も良い液晶ディスプレイを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施の形態に係る液晶ディスプレイ１の構成を示す分解斜視図である。
【図２】電力Ｗの下限を規定する実験結果のグラフである。
【図３】電力Ｗの上限を規定する実験結果のグラフである。
【図４】（a）はランプ個数Ｎの下限を規定する実験結果のグラフである。（b）はランプ個数Ｎの下限を規定するグラフである。
【図５】（a）はランプ個数Ｎの上限を規定する実験結果のグラフである。（b）はランプ個数Ｎの上限を規定するグラフである。
【図６】ランプの形状と、それぞれの個数Ｎと本数Ｍとの関係を示す図である。
【図７】ランプの形状と、それぞれの個数Ｎと本数Ｍとの関係を示す図である。
【図８】直下型バックライト装置の概略構成を示す図である。
【図９】液晶パネルの有効画面を示す平面図である。
【図１０】一般式導出に関わる式を示す図である。
【図１１】ｒの値と、電力Ｗと個数Ｎとの関係を示す表である。
【図１２】導出された一般式を示す図であり、（ａ）は画面横方向、（ｂ）は画面縦方向の場合を示している。
【図１３】導出された一般式を示す図であり、（ａ）は屈曲ランプの画面横方向、（ｂ）は屈曲ランプの画面縦方向の場合を示している。
【符号の説明】
【００３７】
１  液晶ディスプレイ
１０  バックライト装置
１１  熱陰極蛍光ランプ
１４  筐体
２０  液晶パネル
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本願発明者は、大画面化が益々加速する液晶ディスプレイ用のバックライトに好適なものは、現在主流の冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）を用いたものでなく、冷陰極蛍光ランプと比べて１本あたりに大出力の電力を投入できる熱陰極蛍光ランプ（ＨＣＦＬ）を用いたものに移行すると考え、研究開発を行っていた。このような開発の中、本願発明者は、鋭意検討した結果、光源である熱陰極蛍光ランプの個数及びそれぞれの電力の望ましい関係性を見出し、本発明に至った。【００３９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
図１は、本発明の実施形態に係る直下型バックライト装置１０の構成を説明するための液晶ディスプレイ１の分解斜視図を示している。【００４０】
図１に示した液晶ディスプレイ１は、画面のサイズが対角Ｌインチかつ画面の縦方向長さを横方向長さで除した比がｒである液晶パネル２０と、その背面に設置される直下型バックライト装置１０を含んでいる。
直下型バックライト装置１０は、複数本の熱陰極蛍光ランプ１１と、複数本の熱陰極蛍光ランプ１１を収納する筐体１４とから構成されている。各々の熱陰極蛍光ランプ１１は、内面に蛍光体が形成されたバルブと、バルブ内に設けられ、熱電子を放出するフィラメントとから構成されている。【００４１】
本実施形態の構成によると、直下型バックライト装置１０は、各々の熱陰極蛍光ランプ１１の放電を安定化させる放電安定化手段（Ａ）と、各々の熱陰極蛍光ランプ１１におけるフィラメントの温度を適正値に制御するフィラメント温度制御手段（Ｂ）と、直下型バックライト１０の適正画像輝度を確保する画像輝度確保手段（Ｃ）と、各々の熱陰極蛍光ランプ１１の温度上昇を制御可能な温度上昇制御可能手段（Ｄ）とを備えている。【００４２】
ここで、画像輝度確保手段（Ｃ）および温度上昇制御可能手段（Ｄ）は、熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが【００４３】
【数１】
2007099747.tif 000022
の関係を満たすことによって実現されている。
そして、放電安定化手段（Ａ）およびフィラメント温度制御手段（Ｂ）は、
各々熱陰極蛍光ランプ１１の電力Ｗ（ワット）が【００４４】
【数２】
2007099747.tif 000023
の関係を満たすことによって実現されている。
さらには、温度上昇制御可能手段（Ｄ）は、放熱装置を用いることなく各々の熱陰極蛍光ランプ１１の温度を適正値内に収めることが可能な、放熱装置不要手段（Ｅ）として機能する。【００４５】
そして、画像輝度確保手段（Ｃ）および放熱装置不要手段（Ｅ）は、熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、【００４６】
【数４】
2007099747.tif 000024
の関係を満たすことによって実現されている。
本実施形態の直下型バックライト装置１０は、各熱陰極蛍光ランプ１１の放電を安定化させる放電安定化手段（Ａ）と、フィラメントの温度を適正値に制御するフィラメント温度制御手段（Ｂ）と、適正画像輝度を確保する画像輝度確保手段（Ｃ）と、各熱陰極蛍光ランプ１１の温度上昇を制御可能な温度上昇制御可能手段（Ｄ）とを備えているが、これらの手段は、熱陰極蛍光ランプ１１の個数及びそれぞれの電力における所定の関係を満たすことによって実現化されている。したがって、例えば、主たる光源である熱陰極蛍光ランプに加えてＬＥＤなどの補助光源のような手段を導入しなくても、映像が好ましく見える画像輝度を確保することが可能となる。また、例えば、バックライトを背面から冷却するためのシロッコファンのような手段を導入しなくても、液晶パネルを温度による影響なく動作させることが可能となる．
すなわち，通常，これらの手段を実現するには，補助光源やシロッコファンなどを固定し、かつ駆動する装置を設ける必要が生じるが、本実施形態では，新たな部材を用いることなく，ランプ１１の個数と電力との関係により，それらの手段を実現しているので、バックライトの構成を簡便にすることができ、またコストアップの問題を回避することができる。したがって、本実施形態の構成によれば、発熱による液晶パネルを異常動作させることなく、好ましい輝度を有する画像を提示することが可能な熱陰極蛍光ランプ１１を備えた直下型バックライト装置１０を実現することができる。【００４７】
以下、さらに他の図面も参照しながら、上述した各関係式の技術的な意義および本発明に係る実施の形態の更なる詳細について説明する。
１．直下型バックライトユニットの構成
図１は、本実施の形態に係る液晶ディスプレイ１の構成を示す分解斜視図である。
液晶ディスプレイ１は、液晶パネル２０と液晶パネルの背面に設置されるバックライト装置１０とを備えている。【００４８】
液晶パネル２０は、有効画面のサイズが例えば対角３２インチであり、有効画面２１はアスペクト比１６：９（縦方向長さを横方向長さで除した比ｒは９／１６）である。
バックライト装置１０は、直下型であり、筐体１４、複数個の熱陰極蛍光ランプ１１（図１では６個である。）、点灯回路１２、光学シート類１８を含んでいる。
筐体１４は、液晶パネル２０側の面が開口しており、複数個の熱陰極蛍光ランプ１１を画面横方向の姿勢（ランプ１１の長手方向が画面横方向と平行になる姿勢）で、かつ画面縦方向に所定の間隔を空けて収納している。また、筐体１４の液晶パネル２０側に光を取り出すために、筐体１４内面の、熱陰極蛍光ランプ１１を三方から囲む板は、光反射特性を有する反射板１６となっている。【００４９】
熱陰極蛍光ランプ（以下、単に「ランプ」という場合がある。）１１の寸法は、３２インチ用としては、ガラス管の外径１２ｍｍ、肉厚０．８ｍｍ、長さ７３０ｍｍである。また、ガラス管内に封入するガスは、例えばＡｒ５０％Ｋｒ５０％の混合ガスであり、ガス圧は６００Ｐａである。
なお、他の画面サイズに対応するランプの寸法は次の通りである。【００５０】
４５インチ用・・・ガラス管の外径１２ｍｍ、肉厚０．８ｍｍ、長さ１０１０ｍｍ
６５インチ用・・・ガラス管の外径２５．５ｍｍ、肉厚０．８ｍｍ、長さ１４９９ｍｍ
１０５インチ用・・・ガラス管の外径３８ｍｍ、肉厚０．９ｍｍ、長さ２３６７ｍｍ
点灯回路１２は、ランプ１１に対して電力を供給する電源回路であり、供給する電力量を任意に設定できる調光機能を備えている。【００５１】
光学シート類１８は、拡散板、拡散シート、プリズムシート、偏光板などの光学的作用を有する薄板を積層したものであり、光学シート類１８の表面がバックライト装置の発光面となり、この発光面は輝度の均一性が高度に要求される。
２．画面サイズＬに対する電力Ｗの範囲
次に、液晶パネルの画面サイズに対応する長さのランプと、その電力Ｗ（ワット）との関係性について調べた実験について説明する。【００５２】
（１）電力Ｗの下限
図２は、電力Ｗの下限を規定する実験結果のグラフを示す図である。グラフの横軸は、画面サイズＬ（単位はインチ）であり、縦軸は１本のランプの電力Ｗである。
本実験は、３２インチなら長さ７３０ｍｍ、４５インチなら長さ１０１０ｍｍというように、ランプを画面横方向に配置した場合の、画面サイズに対応する長さの熱陰極蛍光ランプを点灯させ、その放電状態を評価することで行った。【００５３】
この評価は、放電時にガラス管内を長手方向に移動する濃淡の縞模様（以下、移動縞という。）が発生したり、立ち消えしたりと、投入する電力Ｗが不十分と判断されるランプについては、不安定（図中「×」）と判断し、また、放電を安定に継続していたランプについては、安定（図中「○」）と判断した。
図２に示すように、実験結果より、電力Ｗは、一次式Ｗ＝０．４Ｌ＋１．３のグラフより上の領域（境界は含まない）であれば、放電が安定していることを見出した。【００５４】
すなわち電力Ｗは、
０．４Ｌ＋１．３＜Ｗ・・・（式１）
の関係式を満たすこと範囲が好ましい。そして、この（式１）の関係式を満たすことによって、各々の熱陰極蛍光ランプ１１の放電を安定化させる放電安定化手段（Ａ）が実現される。【００５５】
（２）電力Ｗの上限
図３は、電力Ｗの上限を規定する実験結果のグラフを示す図である。グラフの横軸は、画面サイズＬ（単位はインチ）であり、縦軸は１本のランプの電力Ｗである。
本実験は、画面サイズに対応する長さの熱陰極蛍光ランプ（３２インチは、外径１２ｍｍ，長さ７３０ｍｍ、４５インチは、外径１８ｍｍ，長さ１０１０ｍｍ）を点灯させて、ランプが短寿命にならない程度の電力Ｗの上限を調べた。【００５６】
ランプに投入する電力Ｗが過大であると、エミッタが急速に損耗し短時間で寿命に至ってしまい、バックライトとしての使用に耐えないこととなる。
このエミッタが損耗する速度は、ランプ電流と予熱電流とによって定まる電極温度により決まる。
ランプ電流が小さい場合は、予熱電流の付加による熱電子放出を速やかに可能な程度に、電極温度を維持することができる。【００５７】
これに対して、ランプ電流が大きすぎる場合は、予熱電流をゼロにしても蒸発によるエミッタの損耗が生じる。このときの電極温度は冷間抵抗Ｒｃに対する熱間抵抗Ｒｈの比から推定でき、Ｒｈ／Ｒｃ値が６以下であれば電極温度は約１０００℃以下であり、この範囲であれば蒸発によってエミッタが極端に損耗することはない。
本実験においては、点灯させたランプの電気特性の評価や、シミュレーションからＲｈ／Ｒｃが６以下であるランプ電力Ｗの上限を調べた。【００５８】
図３に示すように、電力Ｗは、
Ｗ＜２．２Ｌ−２５．７・・・（式２）
の範囲であればよいことがわかった。したがって、この（式２）の関係式を満たすことによって、各々の熱陰極蛍光ランプ１１におけるフィラメントの温度を適正値に制御するフィラメント温度制御手段（Ｂ）が実現される。【００５９】
ただし、この範囲は、ランプ電流０．８Ａを流すことが可能な太い線径（０．０８ｍｍ）の電極を用いた場合に限られる。
太い線径を用いて、エミッタを保持する構造にするには、電極本体が大きくなり、光学設計が難しくなる。エミッタ保持に十分な保持を有し、かつ外径２０ｍｍ程度のガラス管に収納可能な電極を用いた場合の範囲は、次の経験式となった。【００６０】
Ｗ＜１．１Ｌ＋０．２・・・（式３）
つまり、（式３）の関係式を満たすことによっても、フィラメント温度制御手段（Ｂ）は実現される。
（３）電力Ｗの範囲のまとめ
以上説明したように、熱陰極蛍光ランプを、アスペクト比１６：９の画面横方向に配置した場合の、画面サイズＬと電力Ｗの関係は、
０．４Ｌ＋１．３＜Ｗ＜２．２Ｌ−２５．７・・・（式４）
より好ましくは、
０．４Ｌ＋１．３＜Ｗ＜１．１Ｌ＋０．２・・・（式５）
を満たすことが良いことがわかった。
３．画面サイズＬに対するランプ個数Ｎの範囲
（１）ランプ個数Ｎの下限
次に、画面サイズＬに対する最適なランプ個数Ｎの下限を調べる実験を行った。【００６１】
実験の概要は次の通りである。
まず、前述の３２インチに対応したランプ（外径１２ｍｍ、長さ７３０ｍｍ）を用いて、３２インチのバックライト装置を構成した。
ランプ個数は、１，２，３，４，５個と異ならせて、ランプの個数に応じて、バックライト装置の発光面の輝度を可能な限り均一になり、かつ、薄型と（装置の奥行きが短く）なるように反射板とランプの配置位置を定めた。【００６２】
具体的には、ランプと反射板との距離はおよそ１ｍｍ〜５ｍｍ、ランプと拡散板までの距離はおよそ５ｍｍ〜３３ｍｍであった。
そして、液晶パネルをバックライト装置の発光面側に配置し、ランプの電力Ｗを（式５）を満たす条件で駆動させて、液晶画面上に、様々な色彩・諧調を有する静止画及び動画を表示させた。表示した画面は、発明者らを含む数名の評価者が観察して評価した。【００６３】
その結果、ランプ１個では光学系をいかに工夫しても、画面が暗すぎ、暗所では使用できるとしても、明所では十分なコントラストを有する満足な画像は得られず、少なくともランプは２個必要だとわかった。
また、上記した外径１８ｍｍ、長さ１０１０ｍｍのランプで画面サイズ４５インチのバックライト装置を構成し、ランプ個数を２，３，４，６，８個と異ならせた。なお、外径の１８ｍｍと１２ｍｍの差は、結果に影響を与えない程度の差であることを確認している。【００６４】
この４５インチの場合にも、同様に評価を行ったところ、３個以上のランプが必要だとわかった。
本実験結果を図４Ａのグラフに示す。この実験から、ランプ個数Ｎは、
０．０６Ｌ−０．０１＜Ｎ・・・（式６）
を満たす範囲であればよいことを見出した。したがって、この（式６）の関係式を満たすことによって、直下型バックライト１０の適正画像輝度を確保する画像輝度確保手段（Ｃ）が実現される。なお、図４Ａのグラフに、さらに画面サイズ６５インチのバックライト装置についての値をプロットしたものを図４Ｂに示す。【００６５】
（２）ランプ個数Ｎの上限
次に、ランプ個数Ｎの上限を調べる実験を行った。
熱陰極蛍光ランプは、冷陰極蛍光ランプに比べて、電極付近の温度が１．５倍〜２．０倍に高いため熱によるバックライト装置の構成部材の劣化の問題が大きくなる。
３２インチのバックライト装置を構成して、ランプの電力Ｗを（式５）を満たす条件で駆動させた場合には、６本以下のとき、温度の問題はなく支障なく動作した。７本以上のときは、筐体底面の反射板の変色、拡散板の反り、液晶の誤動作の内の少なくともいずれかの問題が生じた。これらの問題は、バックライトユニット内を送風し、底面の反射板を放熱性の良い部材（例えば、金属板）にすることである程度低減できる。また、１４本以上になると、放熱手段を工夫しても熱による経年劣化は抑えきれない程度となった。【００６６】
一方、従来からの３２インチのバックライト装置では冷陰極蛍光ランプは１６本、４５インチのバックライト装置では２４本の冷陰極蛍光ランプが使用されている。したがって、本実施形態の構成によれば、ランプ本数及び点灯回路の個数を半分以下に低減することが可能である。さらに４５インチのバックライト装置における冷陰極蛍光ランプを駆動するには、１本あたり点灯回路は２個必要であることから、そのコスト削減効果は著しいものがある。【００６７】
一方、外径１８ｍｍのランプを用いた４５インチのバックライト装置構成では、９本以下であれば、格別の放熱手段は不要であり、２０本以上とする熱による経年劣化が抑止できない程度となることがわかった。
本実験結果を図５Ａのグラフに示す。この実験から、ランプ個数Ｎの範囲は、
Ｎ＜０．４４Ｌ−１．２２・・・（式７）
が好ましく。より好ましくは、
Ｎ＜０．２２Ｌ−０．６１・・・（式８）
であればよいことを見出した。【００６８】
したがって、（式７）の関係式を満たすことによって、各熱陰極蛍光ランプ１１の温度上昇を制御可能な温度上昇制御可能手段（Ｄ）が実現される。また、（式８）の関係式を満たすことによって、放熱装置を用いることなく各々の熱陰極蛍光ランプ１１の温度を適正値内に収めることが可能な、放熱装置不要手段（Ｅ）が実現される。
なお、図５Ａのグラフに、さらに画面サイズ６５インチのバックライト装置についての値をプロットしたものを図５Ｂに示す。【００６９】
（３）ランプ個数Ｎの範囲のまとめ
以上の実験結果とその考察より、
０＜Ｎ＜０．４４Ｌ−１．２２・・・（式９）
であれば、暗所では液晶パネル上の画面が見え、かつ放熱手段を適切にすることを条件として、熱による悪影響のないバックライト装置を構成できる。【００７０】
０．０６Ｌ−０．０１＜Ｎ＜０．２２Ｌ−０．６１・・・（式１０）
であれば、明所でも十分に明るくコントラストの高い満足な画像が得られ、加えて、格別の放熱手段を用いなくても、経年劣化のないバックライト装置を構成できる。この範囲の個数Ｎは、６５インチ（ランプの外径２５．５ｍｍ、長さ１４９９ｍｍ）、１０５インチ（ランプの外径３８ｍｍ、長さ２３６７ｍｍ）にも適用できることを検証により確認している。
４．バックライト装置構成の具体例
（式４），（式１０）を満たす、試作したバックライト装置構成の具体例について説明する。【００７１】
３２インチサイズのバックライト装置を、熱陰極蛍光ランプ（外径１２ｍｍ長さ７３０ｍｍ）を横置きに４本使用して構成し、１本あたり２２Ｗの電量を投入した。
また、４５インチサイズのバックライト装置を、熱陰極蛍光ランプ（外径１８ｍｍ長さ１０１０ｍｍ）を横置きに６本使用して構成し、１本あたり３０Ｗの電量を投入した。
両バックライト装置は、液晶パネルと組み合わせた場合に、明所でも十分に明るくコントラストの高い満足な画像を得ることができるとともに、格別の放熱手段を必要とせずに経年劣化のないバックライト装置が構成できることが確認できた。
５．画面縦方向にランプを配置した場合の、電力Ｗと個数Ｎの範囲
これまでは、熱陰極蛍光ランプを画面に対して略横方向に配置した場合について説明したが、略縦方向に配置した場合の、電力Ｗについては、画面の縦横比（９：１６）を、（式２），（式３）あるいは（式４），（式５）に適用して、
０．２３（＝０．４×９／１６）Ｌ＋１．３＜Ｗ＜１．２（＝２．２×９／１６）Ｌ−２５．７
＝０．２３Ｌ＋１．３＜Ｗ＜１．２Ｌ−２５．７・・・（式１１）
より好ましい範囲は、
０．２３Ｌ＋１．３＜Ｗ＜０．６２Ｌ＋０．２・・・（式１２）
となる。【００７２】
個数Ｎについては、（式７）（式８）をもとに新たな経験式を得た。
０＜Ｎ＜０．７８Ｌ−３．４３・・・（式１３）
より好ましくは、
０．１３Ｌ−０．０４＜Ｎ＜０．３９Ｌ−１．７１・・・（式１４）
となる。
６．屈曲ランプを用いた場合の範囲
これまで説明したのは、発光部が略直線状をした熱陰極蛍光ランプであったが、発光部がＵ字状、Ｓ字状、Ｍ字状に屈曲している熱陰極蛍光ランプを用いた場合にも、電力Ｗとランプの本数Ｍ（個数Ｎではない。）の範囲を規定することができる。【００７３】
図６、図７は、ランプの形状と、それぞれの個数Ｎと本数Ｍとの関係を示す図である。
図６（ａ）に示すように、ランプは、内面に蛍光体が形成された筒状のバルブと、このバルブの両端に設けられ、熱電子を放出する一対のフィラメントとを含んでいる。
発光部が折り返されたランプの場合には、液晶パネルに光を照射する領域（以下、「光照射領域」という。）において、直線方向に存在しているランプの本数Ｍで規定することができる。【００７４】
この光照射領域は、バックライト装置から光を取り出す光取り出し領域とも言える。また、熱陰極蛍光ランプは、両端部に配設された電極付近を除く、電極間の陽光柱部分が一様に発光し、この陽光柱部分を光として利用するため、上記光照射領域は、ランプの陽光柱部分に対応した領域であるとも言える。
光照射領域に存在するランプ本数は、発光部が略直線状をしたランプの場合には[図６
（ａ）]、ランプ１個あたり１本と同数である。【００７５】
これに対して、Ｕ字状のランプの場合には[図６（ｂ）]、ランプ１個あたり２本となる（Ｍ＝２Ｎの関係）。ランプは１個であるが、Ｕ字の曲率部分を除いて、２本の直線部分を発光部として利用するからである。
図６（ｃ）に示したランプは、２本のガラス管が電極から遠い側において、接合により架橋された形状をしており、陽光柱はＵ字状となる。この場合も、光照射領域においてランプ１個で直線方向に２本存在することとなる。【００７６】
図７（ａ）に示したランプは、陽光柱部分がＳ字状をしている。この場合、図６（ｂ）と同様に考えて、ランプは１個で直線方向に３本存在するとみなせる。
図７（ｂ）に示したランプは、陽光柱部分がＭ字状（Ｗ字状）をしている。この場合、ランプは１個で直線方向に４本存在するとみなせる。
（１）画面横方向配置のとき
このように、光照射領域において直線横方向にＭ本分だけ存在しているランプの電力Ｗと本数Ｍの関係は、陽光柱の略直線部分の長さは他の部分、たとえば接合部などの非発光部の長さと比べて大きいことから、（式４），（式５）と同様に導出して
０．４ＬＭ＋１．３＜Ｗ＜２．２ＬＭ−２５．７・・・（式１５）
より好ましくは、
０．４ＬＭ＋１．３＜Ｗ＜１．１ＬＭ＋０．２・・・（式１６）
の範囲とすることが良い。【００７７】
また、画面サイズＬ、個数Ｎ及び本数Ｍの関係は、（式７），（式８）と同様に導出して
Ｎ＜（０．４４Ｌ−１．２２）／Ｍ・・・（式１７）
より好ましくは、
（０．０６Ｌ−０．０１）／Ｍ＜Ｎ＜（０．２２Ｌ−０．６１）／Ｍ・・・（式１８）の範囲とすることが良い。【００７８】
（２）画面縦方向配置のとき
ランプが画面縦方向にＭ本だけ存在している場合には、画面横方向のときと同様に関係式を導出することができ、結果は次の通りである。
０．２３ＬＭ＋１．３＜Ｗ＜１．２ＬＭ−２５．７・・・（式１９）
より好ましくは、
０．２３ＬＭ＋１．３＜Ｗ＜０．６２ＬＭ＋０．２・・・（式２０）
である。【００７９】
画面サイズＬ、個数Ｎ及び本数Ｍの関係は、
０＜Ｎ＜（０．７８Ｌ−３．４３）／Ｍ・・・（式２１）
より好ましくは、
（０．１３Ｌ−０．０４）／Ｍ＜Ｎ＜（０．３９Ｌ−１．７１）／Ｍ・・・（式２２）
である。
７．熱陰極蛍光ランプについて
本実施の形態では、従来から一般的に用いられている冷陰極蛍光ランプに替えて、熱陰極蛍光ランプを直下型バックライト装置の光源として用いるものである。【００８０】
冷陰極蛍光ランプでは画面サイズが大きくなるにしたがって始動電圧や駆動電圧が高くなるため、回路及び機構部品が高価となりやすい。このため、本発明は例えば２６インチ以上といった大型液晶ディスプレイに対して、特に有効である。
また、冷陰極蛍光ランプは、特に４０インチでは、冷陰極蛍光ランプを両側駆動したとしても、フローティングなど絶縁性を保つための機構が必要である。また冷陰極蛍光ランプでは漏れ電流による電力損失があり、これはランプ長に対してほぼ比例する。【００８１】
冷陰極蛍光ランプでは画面サイズに対する電力損失率はほぼ一定である。一方熱陰極蛍光ランプも電極温度を維持するためのエネルギーが必要であり、発光には寄与しない電力損失を生じる。ただし、熱陰極の電極損失は画面サイズ（ランプ長）によらず一定であり、陽光柱部分の長さで発光に寄与する電力が決まる。画面サイズに対して熱陰極蛍光ランプの電力損失率は単調減少である。冷陰極蛍光ランプの漏れ電流による電力損失率は、画面サイズが小さいと熱陰極蛍光ランプの電極加熱による電力損失率と同じかそれ以下であるが、画面サイズが大きくなると明らかに冷陰極蛍光ランプの電力損失のほうが大きくなる。以上のことから、画面サイズが２６インチ以上であれば熱陰極蛍光ランプを使用することにより冷陰極蛍光ランプでは１ｋＶ程度であった駆動電圧が、熱陰極蛍光ランプでは１００Ｖ以下で駆動でき、冷陰極蛍光ランプよりも電力損失率を小さくすることができ、回路・機構の部材のコスト低減効果は大きい。好ましくは画面サイズが４０インチ以上であれば、格別の絶縁性維持の機構を必要とせずに電力損失の小さいバックライトを構成することができる。
８．一般式化について
以上述べた説明では、アスペクト比が１６：９(ｒ＝９／１６）の場合に限られた関係
式であったが、ｒ＝９／１６のときを基準として、補正係数を求めることによって、一般式を導出することができる。以下、アスペクト比が変化しても適用可能な一般式の導出について説明する。【００８２】
（１）電力Ｗ
ａ．画面横方向配置のとき
図９は、サイズ対角Ｌインチの画面を示している。
図１０は、一般式導出に関わる式を示す図である。図１１は、ｒの値と、電力Ｗと個数Ｎとの関係を示す表であり、表中のｒ＝３／４は、アスペクト比４：３と同義である。【００８３】
図１２は、導出された一般式を示す図であり、（ａ）は画面横方向、（ｂ）は画面縦方向の場合を示している。
図１３は、導出された一般式を示す図であり、（ａ）は屈曲ランプの画面横方向、（ｂ）は屈曲ランプの画面縦方向の場合を示している。
まず、画面の縦方向をｙ、画面の横方向をｘとする。ここで、画面の縦方向長さを横方向長さで除した比をｒとし、
ｒ≡ｙ／ｘ・・・（式３１）
と定義する。【００８４】
また、Ｌはｘとｙとで（式４１）のように表せる。
Ｗ＝Ａ×Ｌ＋Ｂ・・・（式３２）
を、
Ｗ＝Ａ×ａ×Ｌ＋Ｂ・・・（式３３）
と、補正係数ａを与え、（式４２）のようにして補正係数ａを求める。【００８５】
この補正係数ａと、（式３）のグラフ（図２）の傾きとの積により（式３）を一般式化でき、
Ｗ＜１．１ａＬ＋０．２・・・（式３４）
となる。同様に、（式４），（式５）を一般式化して、補正係数ａを比ｒに置き換えることにより、
（式４），（式５）の一般式は、（式５２），（式５３）となる。【００８６】
ｂ．画面縦方向配置のとき
なお、縦置きの場合には、横置きの場合と同様にして、
Ｗ＝Ａ×ａ×Ｌ＋Ｂ・・・（式３４）
と、
Ｗ＝Ａ×ｂ×Ｌ＋Ｂ・・・（式３５）
と、補正係数ａ及びｂを与え、（式４２）及び（式４３）のようにして補正係数ａ及びｂを求める。そして、（式１１），（式１２）の一般式は、（式６２），（式６３）となる。【００８７】
（２）個数Ｎ
個数Ｎについても電力Ｗと同様に、補正係数を求める。この場合は、必要な明るさを得るための所要輝度（電力）及び点灯時に発生する熱は、画面サイズＬの２乗に比例するので、（式４４）のようにして補正係数λを求める。
なお、補正係数λは、
λ＝ａｂ・・・（式３６）
の関係となっている。【００８８】
ａ．画面横方向配置のとき
横置きの場合には、（式４５）とする。
この（式４５）中の、ｋ，Ｑの変数は計算上に用いる任意の変数である。（式４５）では、因数分解によって、微小値の項を作出して、この微小値の項を取り除く計算をしている。この式から、画面横方向にランプを配置する場合のランプの個数Ｎの一般式は、ｒ＝９／１６の場合に算出した式に対して、１次項は補正係数ｂとの積で、零次項は補正係数（ｂ／ａ）との積となる。【００８９】
（式９），（式１０）の一般式は、それぞれ（式５１），（式５４）に示す通りである。
ｂ．画面縦方向配置のとき
縦置きの場合には、（式４６）とする。この式から、画面縦方向にランプを配置する場合のランプの個数Ｎの一般式は、ｒ＝９／１６の場合に算出した式に対して、１次項は補正係数ａとの積で、零次項は補正係数（ａ／ｂ）との積となる。【００９０】
（式１３），（式１４）の一般式は、それぞれ（式６１），（式６４）に示す通りである。
（３）屈曲ランプを用いた場合の一般式
ａ．画面横方向配置のとき
同様にして、一般式化でき、（式１５），（式１６）に対応する一般式は、それぞれ（式７２），（式７３）に示す結果となる。【００９１】
また、（式１７），（式１８）に対応する一般式は、それぞれ（式７１），（式７４）に示す結果となる。
ｂ．画面縦方向配置のとき
同様にして、一般式化でき、（式１９），（式２０）に対応する一般式は、それぞれ（式８２），（式８３）に示す結果となる。【００９２】
また、（式２１），（式２２）に対応する一般式は、それぞれ（式８１），（式８４）に示す結果となる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明に係る直下型バックライト装置によれば、電力Ｗ、個数Ｎ等を所定範囲に収めることにより、実用上有用なバックライト装置を提供できる。
【図１】
2007099747.tif 000044
【図２】
2007099747.tif 000045
【図３】
2007099747.tif 000046
【図４】
2007099747.tif 000047
【図５】
2007099747.tif 000048
【図６】
2007099747.tif 000049
【図７】
2007099747.tif 000050
【図８】
2007099747.tif 000051
【図９】
2007099747.tif 000052
【図１０】
2007099747.tif 000053
【図１１】
2007099747.tif 000054
【図１２】
2007099747.tif 000055
【図１３】
2007099747.tif 000056
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月22日(2008.7.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画面のサイズが対角Ｌインチかつ前記画面の縦方向長さを横方向長さで除した比がｒである液晶パネルの、背面に置される直下型バックライト装置であって、
複数本の熱陰極蛍光ランプと、
前記複数本の熱陰極蛍光ランプを収納する筐体と
を備え、
各々の前記熱陰極蛍光ランプは、内面に蛍光体が形成されたバルブと、前記バルブ内に設けられ、熱電子を放出するフィラメントとを含み、
前記直下型バックライト装置は、
前記各々の熱陰極蛍光ランプの放電を安定化させる放電安定化手段と、
前記各々の熱陰極蛍光ランプにおける前記フィラメントの温度を適正値に制御するフィラメント温度制御手段と、
前記直下型バックライトの適正画像輝度を確保する画像輝度確保手段と、
前記各々の熱陰極蛍光ランプの温度上昇を制御可能な温度上昇制御可能手段と
を備え、
前記画像輝度確保手段および前記温度上昇制御可能手段は、
前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが
【数１】
2007099747.tif 000057
の関係を満たすことによって実現されており、かつ、
前記放電安定化手段および前記フィラメント温度制御手段は、
前記各々熱陰極蛍光ランプの電力Ｗ（ワット）が
【数２】
2007099747.tif 000058
の関係を満たすことによって実現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】
前記温度上昇制御可能手段は、放熱装置を用いることなく前記各々の熱陰極蛍光ランプの温度を適正値内に収めることが可能な、放熱装置不要手段として機能し、
前記画像輝度確保手段および前記放熱装置不要手段は、
前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、
【数４】
2007099747.tif 000059
の関係を満たすことによって実現されていることを特徴とする、請求項１に記載の直下型バックライト。
【請求項３】
画面のサイズが対角Ｌインチかつ前記画面の縦方向長さを横方向長さで除した比がｒである液晶パネルの、背面に設置される直下型バックライト装置であって、
発光部が略直線状をした熱陰極蛍光ランプと、
前記熱陰極蛍光ランプをその長手方向と前記横方向とが揃うように収納する筐体とを備え、
前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、
【数１】
2007099747.tif 000060
前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗ（ワット）が、
【数２】
2007099747.tif 000061
の関係式を満たすことを特徴とする直下型バックライト装置。
【請求項４】
前記比ｒ=９／１６であって、
前記個数Ｎが、０＜Ｎ＜０．４４Ｌ−１．２２、
前記電力Ｗが、０．４Ｌ＋１．３＜Ｗ＜２．２Ｌ−２５．７
の関係式を満たすことを特徴とする請求項３に記載の直下型バックライト装置。
【請求項５】
前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが、
【数３】
2007099747.tif 000062
の関係式を満たすことを特徴とする請求項３に記載の直下型バックライト装置。
【請求項６】
前記比ｒ=９／１６であって、
前記電力Ｗが、０．４Ｌ＋１．３＜Ｗ＜１．１Ｌ＋０．２
の関係式を満たすことを特徴とする請求項５に記載の直下型バックライト装置。
【請求項７】
前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、
【数４】
2007099747.tif 000063
の関係式を満たすことを特徴とする請求項３または５に記載の直下型バックライト装置。
【請求項８】
前記比ｒ=９／１６であって、
前記個数Ｎが、０．０６Ｌー０．０１＜Ｎ＜０．２２Ｌ−０．６１
の関係式を満たすことを特徴とする請求項７に記載の直下型バックライト装置。
【請求項９】
画面のサイズが対角Lインチかつ前記画面の縦方向長さを横方向長さで除した比がrである液晶パネルの、背面に設置される直下型バックライト装置であって、
発光部が略直線状をした熱陰極蛍光ランプと、
前記熱陰極蛍光ランプをその長手方向と前記縦方向とが揃うように収納する筐体とを備え、
前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、
【数５】
2007099747.tif 000064
前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが、
【数６】
2007099747.tif 000065
の関係式を満たすことを特徴とする直下型バックライト装置。
【請求項１０】
前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが、
【数７】
2007099747.tif 000066
の関係式を満たすことを特徴とする請求項９に記載の直下型バックライト装置。
【請求項１１】
前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、
【数８】
2007099747.tif 000067
の関係式を満たすことを特徴とする請求項９または１０に記載の直下型バックライト装置。
【請求項１２】
画面のサイズが対角Lインチかつ前記画面の縦方向長さを横方向長さで除した比がrである液晶パネルの、背面に設置される直下型バックライト装置であって、
発光部が折り返され、当該発光部は、前記液晶パネルに光を照射する領域において、前記横方向と揃う方向にＭ本分だけ存在している熱陰極蛍光ランプと、
前記熱陰極蛍光ランプを収する筐体とを備え、
前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、
【数９】
2007099747.tif 000068
を満たし、
前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが
【数１０】
2007099747.tif 000069
の関係式を満たすことを特徴とする直下型バックライト装置。
【請求項１３】
前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが、
【数１１】
2007099747.tif 000070
の関係式を満たすことを特徴とする請求項１２に記載の直下型バックライト装置。
【請求項１４】
前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、
【数１２】
2007099747.tif 000071
の関係式を満たすことを特徴とする請求項１２または１３に記載の直下型バックライト装置。
【請求項１５】
画面のサイズが対角Lインチかつ前記画面の縦方向長さを横方向長さで除した比がrである液晶パネルの、背面に設置される直下型バックライト装置であって、 
発光部が折り返され、当該発光部は、前記液晶パネルに光を照射する領域において、前記縦方向と揃う方向にＭ本分だけ存在している熱陰極蛍光ランプと、
前記熱陰極蛍光ランプを収納する筐体とを備え、
前記熱陰極蛍光ランプの電力Ｗが、
【数１３】
2007099747.tif 000072
を満たし、
前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの個数Ｎが
【数１４】
2007099747.tif 000073
の関係式を満たすことを特徴とする直下型バックライト装置。
【請求項１６】
前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが、
【数１５】
2007099747.tif 000074
の関係式を満たすことを特徴とする請求項１５に記載の直下型バックライト装置。
【請求項１７】
前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、
【数１６】
2007099747.tif 000075
の関係式を満たすことを特徴とする請求項１５または１６に記載の直下型バックライト装置。
【請求項１８】
Ｌ≧２６の関係式を満たすことを特徴とする請求項１から１７のいずれかに記載の直下型バックライト装置。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれかに記載の直下型バックライト装置を備えたことを特徴とする、液晶ディスプレイ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル背面に設置される直下型バックライト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイやテレビなどの表示装置には、従来からＣＲＴ、ＰＤＰなど様々な方式がある。近年、省電力性とあわせて表示装置の薄型化及び大画面化の要求が高まり、液晶ディスプレイが表示装置の主流のひとつになっている。
液晶ディスプレイは、液晶パネルとこの液晶パネル背面に設置されるバックライト装置とからなる。バックライトから供給する光は大きいほど、実使用条件で必要な表示する画像の輝度を確保できるとともに、一様な画像を表示した場合に局所的な濃淡などのないような高い均斉度が得られる光学系とすることができる。
【０００３】
直下型バックライト装置は、液晶パネル側の面が光を取り出すために開口している筐体と、筐体内に配置された複数本の蛍光ランプを備えている。上記開口は、樹脂製の拡散板、拡散シート、レンズシート等で覆われている（例えば、特許文献１参照）。
上記蛍光ランプとしては、通常、細径化等に適しているという理由から冷陰極蛍光ランプが用いられている。
【特許文献１】特開2001-22285号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、冷陰極蛍光ランプは、他の電源と比べて駆動に必要な電圧（駆動電圧）が大きく、高圧な電源を用いることとなり、バックライト構造の絶縁を十分に施す必要が生じる。
最近は、画面サイズが２６インチを超えるような大型の液晶ディスプレイが登場しているため、ランプ長はより長くなり、その分、駆動電圧はさらに高圧化し上記問題の解決は技術的に困難であると共にコスト高を招いている。
【０００５】
たとえば、従来からの４５インチのバックライト装置では冷陰極蛍光ランプ１本に対して、１個の点灯回路で駆動するためには、数ｋＶクラスの大型の出力トランスが必要であり、コスト高につながる。また、高電圧であるためバックライト装置筐体や配線を介して電流漏れや電磁波雑音が発生しやすいことから、絶縁のための新たな部材や構成を設けるか、もしくは冷陰極蛍光ランプの両端から電圧を印加するためランプ本数の２倍の数の点灯回路を必要とし、いずれもコスト高の原因であった。
【０００６】
また、冷陰極蛍光ランプは、１本あたりに投入する電力が小さいため、画面輝度を確保するのに、本数を多く必要とし組み立て工数がかかるという問題がある。
すなわち、冷陰極蛍光ランプはランプ径が小さく細長い構造であることから折れ易く、かつランプ両側のソケットだけでは自重によりランプが垂れ下がるため、ユニット内でランプを支持するランプホルダを必要としている。したがって、バックライト組立ての工程では、ランプ両側に給電するためのソケットを配線するだけでなく、前記ランプホルダの嵌合部にランプを固定する作業も必要である。このランプを固定する作業は、冷陰極蛍光ランプが割れないように慎重に行なわねばならず、このことから製造の速度を高めるには自ずと限界があった。
【０００７】
本発明者らは、これらの問題に鑑み、従来の冷陰極蛍光ランプに替えて熱陰極蛍光ランプを用いてバックライト装置を構成することを検討した。
ところが、熱陰極蛍光ランプを、従来の冷陰極蛍光ランプと同様な熱陰極蛍光ランプの個数や電力を規定してバックライト装置を構成すると、寿命等の面で装置として全く使用に耐えないことがわかった。
【０００８】
本願発明者の検討によれば、熱陰極蛍光ランプは、ガラス管内にフィラメントコイルを配置する必要があるために太径（冷陰極蛍光ランプの径が１２ｍｍ以下、主として３ｍｍもしくは４ｍｍであるのに対して、熱陰極蛍光ランプの径は１２ｍｍ以上である）であること、また、ランプの点灯メカニズムの違いから、熱陰極蛍光ランプでは特にランプの両端部の熱量が大きくなること等が原因であると考えられる。
【０００９】
しかしながら、光源として熱陰極蛍光ランプを用いた場合にも、従来のバックライト装置と同等かそれ以上に、バックライト装置としての輝度、輝度均斉度、ライフ特性などを確保する必要がある。
上記を踏まえ、本願発明者は、熱陰極蛍光ランプを光源としてバックライト装置を構成した場合について、輝度、輝度均斉度、ライフ特性などが確保できるランプ本数と電力との関係を検討してきた。
【００１０】
本発明はこのような背景に基づいてなされたものであって、直下型バックライト装置において、光源として熱陰極蛍光ランプを用いた場合に、光源である熱陰極蛍光ランプの個数及びそれぞれの電力の望ましい関係性を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る直下型バックライト装置は、画面のサイズが対角Ｌインチかつ前記画面の縦方向長さを横方向長さで除した比がｒである液晶パネルの、背面に設置される直下型バックライト装置であって、複数本の熱陰極蛍光ランプと、前記複数本の熱陰極蛍光ランプを収納する筐体とを備え、各々の前記熱陰極蛍光ランプは、内面に蛍光体が形成されたバルブと、前記バルブ内に設けられ、熱電子を放出するフィラメントとを含み、前記直下型バックライト装置は、前記各々の熱陰極蛍光ランプの放電を安定化させる放電安定化手段と、前記各々の熱陰極蛍光ランプにおける前記フィラメントの温度を適正値に制御するフィラメント温度制御手段と、前記直下型バックライトの適正画像輝度を確保する画像輝度確保手段と、前記各々の熱陰極蛍光ランプの温度上昇を制御可能な温度上昇制御可能手段とを備え、前記画像輝度確保手段および前記温度上昇制御可能手段は、前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが
【００１２】
【数１】
2007099747.tif 000076
【００１３】
の関係を満たすことによって実現されており、かつ、前記放電安定化手段および前記フィラメント温度制御手段は、前記各々熱陰極蛍光ランプの電力Ｗ（ワット）が
【００１４】
【数２】
2007099747.tif 000077
【００１５】
の関係を満たすことによって実現されていることを特徴とする。
ある好適な実施形態において、前記温度上昇制御可能手段は、放熱装置を用いることなく前記各々の熱陰極蛍光ランプの温度を適正値内に収めることが可能な、放熱装置不要手段として機能し、前記画像輝度確保手段および前記放熱装置不要手段は、前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、
【００１６】
【数４】
2007099747.tif 000078
【００１７】
の関係を満たすことによって実現されていることを特徴とする。
本発明に係る直下型バックライト装置は、画面のサイズが対角Ｌインチかつ前記画面の縦方向長さを横方向長さで除した比がｒである液晶パネルの、背面に設置される直下型バックライト装置であって、発光部が略直線状をした熱陰極蛍光ランプと、前記熱陰極蛍光ランプをその長手方向と前記横方向とが揃うように収納する筐体とを備え、前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、
【００１８】
【数１】
2007099747.tif 000079
【００１９】
前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗ（ワット）が、  
【００２０】
【数２】
2007099747.tif 000080
【００２１】
の関係式を満たすことを特徴とする。
また、本発明に係る直下型バックライト装置は、画面のサイズが対角Lインチかつ前記
画面の縦方向長さを横方向長さで除した比がrである液晶パネルの、背面に設置される直
下型バックライト装置であって、発光部が略直線状をした熱陰極蛍光ランプと、前記熱陰極蛍光ランプをその長手方向と前記縦方向とが揃うように収納する筐体とを備え、前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、  
【００２２】
【数５】
2007099747.tif 000081
【００２３】
前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが、  
【００２４】
【数６】
2007099747.tif 000082
【００２５】
の関係式を満たすことを特徴とする。
また、本発明に係る直下型バックライト装置は、画面のサイズが対角Lインチかつ前記画面の縦方向長さを横方向長さで除した比がrである液晶パネルの、背面に設置される直下型バックライト装置であって、発光部が折り返され、当該発光部は、前記液晶パネルに光を照射する領域において、前記横方向と揃う方向にＭ本分だけ存在している熱陰極蛍光ランプと、前記熱陰極蛍光ランプを収納する筐体とを備え、前記熱陰極蛍光ランプの本数Ｍが、
【００２６】
【数９】
2007099747.tif 000083
【００２７】
を満たし、前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが
【００２８】
【数１０】
2007099747.tif 000084
【００２９】
の関係式を満たすことを特徴とする。
また、本発明に係る直下型バックライト装置は、画面のサイズが対角Lインチかつ前記
画面の縦方向長さを横方向長さで除した比がrである液晶パネルの、背面に設置される直
下型バックライト装置であって、発光部が折り返され、当該発光部は、前記液晶パネルに光を照射する領域において、前記縦方向と揃う方向にＭ本分だけ存在している熱陰極蛍光ランプと、前記熱陰極蛍光ランプを収納する筐体とを備え、前記熱陰極蛍光ランプの本数Ｍが、
【００３０】
【数１３】
2007099747.tif 000085
【００３１】
を満たし、前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが
【００３２】
【数１４】
2007099747.tif 000086
【００３３】
の関係式を満たすことを特徴とする。
本発明に係る液晶ディスプレイは、上記直下型バックライト装置を備えた液晶ディスプレイである。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、光源として熱陰極蛍光ランプを用いた場合であっても、輝度、輝度均斉度、及びライフ特性を実用上満足できるバックライト装置を提供することができる。
また、本発明の第２の側面に係る直下型バックライト装置は、前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが、
【００３５】
【数３】
2007099747.tif 000087
【００３６】
の関係式を満たすことを特徴とする。
本発明の第３の側面に係る直下型バックライト装置は、前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが、
【００３７】
【数７】
2007099747.tif 000088
【００３８】
の関係式を満たすことを特徴とするとしている。
本発明の第４の側面に係る直下型バックライト装置は、前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが、
【００３９】
【数１１】
2007099747.tif 000089
【００４０】
の関係式を満たすことを特徴とする。
本発明の第５の側面に係る直下型バックライト装置は、前記熱陰極蛍光ランプのそれぞれの電力Ｗが、
【００４１】
【数１５】
2007099747.tif 000090
【００４２】
の関係式を満たすことを特徴とする。
これらの第２から第５の側面の構成によれば、線径の細い電極を用いたとしても長寿命なバックライト装置を構成できる。
また、本発明の第６の側面に係る直下型バックライト装置は、前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、
【００４３】
【数４】
2007099747.tif 000091
【００４４】
の関係式を満たすことを特徴とする。
本発明の第７の側面に係る直下型バックライト装置は、前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、
【００４５】
【数８】
2007099747.tif 000092
【００４６】
の関係式を満たすことを特徴とする。
本発明の第８の側面に係る直下型バックライト装置は、前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、
【００４７】
【数１２】
2007099747.tif 000093
【００４８】
の関係式を満たすことを特徴とする。
本発明の第９の側面に係る直下型バックライト装置は、前記熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、
【００４９】
【数１６】
2007099747.tif 000094
【００５０】
の関係式を満たすことを特徴とする。
これらの第６から第９の側面の構成によれば、格別の放熱手段を用いなくても、経年劣化が抑制されたバックライト装置を構成できる。
本発明の実施形態に係る直下型バックライト装置は、前記比ｒ=９／１６であって、前記個数Ｎが、０＜Ｎ＜０．４４Ｌ−１．２２、前記電力Ｗが、０．４Ｌ＋１．３＜Ｗ＜２．２Ｌ−２５．７の関係式を満たすことを特徴とする。
【００５１】
本発明の実施形態に係る直下型バックライト装置は、前記比ｒ=９／１６であって、前記電力Ｗが、０．４Ｌ＋１．３＜Ｗ＜１．１Ｌ＋０．２の関係式を満たすことを特徴とする。
本発明の実施形態に係る直下型バックライト装置は、前記比ｒ=９／１６であって、前記個数Ｎが、０．０６Ｌ−０．０１＜Ｎ＜０．２２Ｌ−０．６１の関係式を満たすことを特徴とする。
【００５２】
また、本発明の実施形態に係る直下型バックライト装置は、Ｌ≧２６の関係式を満たすことを特徴とする。
この構成によれば、特に２６型以上の大型液晶ディスプレイにおいて、従来の冷陰極蛍光ランプを用いた場合よりも、本数も少なく低コストで、かつ、エネルギー消費効率も良い液晶ディスプレイを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
本願発明者は、大画面化が益々加速する液晶ディスプレイ用のバックライトに好適なものは、現在主流の冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）を用いたものでなく、冷陰極蛍光ランプと比べて１本あたりに大出力の電力を投入できる熱陰極蛍光ランプ（ＨＣＦＬ）を用いたものに移行すると考え、研究開発を行っていた。このような開発の中、本願発明者は、鋭意検討した結果、光源である熱陰極蛍光ランプの個数及びそれぞれの電力の望ましい関係性を見出し、本発明に至った。
【００５４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
図１は、本発明の実施形態に係る直下型バックライト装置１０の構成を説明するための液晶ディスプレイ１の分解斜視図を示している。
【００５５】
図１に示した液晶ディスプレイ１は、画面のサイズが対角Ｌインチかつ画面の縦方向長さを横方向長さで除した比がｒである液晶パネル２０と、その背面に設置される直下型バックライト装置１０を含んでいる。
直下型バックライト装置１０は、複数本の熱陰極蛍光ランプ１１と、複数本の熱陰極蛍光ランプ１１を収納する筐体１４とから構成されている。各々の熱陰極蛍光ランプ１１は、内面に蛍光体が形成されたバルブと、バルブ内に設けられ、熱電子を放出するフィラメントとから構成されている。
【００５６】
本実施形態の構成によると、直下型バックライト装置１０は、各々の熱陰極蛍光ランプ１１の放電を安定化させる放電安定化手段（Ａ）と、各々の熱陰極蛍光ランプ１１におけるフィラメントの温度を適正値に制御するフィラメント温度制御手段（Ｂ）と、直下型バックライト１０の適正画像輝度を確保する画像輝度確保手段（Ｃ）と、各々の熱陰極蛍光ランプ１１の温度上昇を制御可能な温度上昇制御可能手段（Ｄ）とを備えている。
【００５７】
ここで、画像輝度確保手段（Ｃ）および温度上昇制御可能手段（Ｄ）は、熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが
【００５８】
【数１】
2007099747.tif 000095
【００５９】
の関係を満たすことによって実現されている。
そして、放電安定化手段（Ａ）およびフィラメント温度制御手段（Ｂ）は、
各々熱陰極蛍光ランプ１１の電力Ｗ（ワット）が
【００６０】
【数２】
2007099747.tif 000096
【００６１】
の関係を満たすことによって実現されている。
さらには、温度上昇制御可能手段（Ｄ）は、放熱装置を用いることなく各々の熱陰極蛍光ランプ１１の温度を適正値内に収めることが可能な、放熱装置不要手段（Ｅ）として機能する。
そして、画像輝度確保手段（Ｃ）および放熱装置不要手段（Ｅ）は、熱陰極蛍光ランプの個数Ｎが、
【００６２】
【数４】
2007099747.tif 000097
【００６３】
の関係を満たすことによって実現されている。
本実施形態の直下型バックライト装置１０は、各熱陰極蛍光ランプ１１の放電を安定化させる放電安定化手段（Ａ）と、フィラメントの温度を適正値に制御するフィラメント温度制御手段（Ｂ）と、適正画像輝度を確保する画像輝度確保手段（Ｃ）と、各熱陰極蛍光ランプ１１の温度上昇を制御可能な温度上昇制御可能手段（Ｄ）とを備えているが、これらの手段は、熱陰極蛍光ランプ１１の個数及びそれぞれの電力における所定の関係を満たすことによって実現化されている。したがって、例えば、主たる光源である熱陰極蛍光ランプに加えてＬＥＤなどの補助光源のような手段を導入しなくても、映像が好ましく見える画像輝度を確保することが可能となる。また、例えば、バックライトを背面から冷却するためのシロッコファンのような手段を導入しなくても、液晶パネルを温度による影響なく動作させることが可能となる．
すなわち，通常，これらの手段を実現するには，補助光源やシロッコファンなどを固定し、かつ駆動する装置を設ける必要が生じるが、本実施形態では，新たな部材を用いることなく，ランプ１１の個数と電力との関係により，それらの手段を実現しているので、バックライトの構成を簡便にすることができ、またコストアップの問題を回避することができる。したがって、本実施形態の構成によれば、発熱による液晶パネルを異常動作させることなく、好ましい輝度を有する画像を提示することが可能な熱陰極蛍光ランプ１１を備えた直下型バックライト装置１０を実現することができる。
【００６４】
以下、さらに他の図面も参照しながら、上述した各関係式の技術的な意義および本発明に係る実施の形態の更なる詳細について説明する。
１．直下型バックライトユニットの構成
図１は、本実施の形態に係る液晶ディスプレイ１の構成を示す分解斜視図である。
液晶ディスプレイ１は、液晶パネル２０と液晶パネルの背面に設置されるバックライト装置１０とを備えている。
【００６５】
液晶パネル２０は、有効画面のサイズが例えば対角３２インチであり、有効画面２１はアスペクト比１６：９（縦方向長さを横方向長さで除した比ｒは９／１６）である。
バックライト装置１０は、直下型であり、筐体１４、複数個の熱陰極蛍光ランプ１１（図１では６個である。）、点灯回路１２、光学シート類１８を含んでいる。
筐体１４は、液晶パネル２０側の面が開口しており、複数個の熱陰極蛍光ランプ１１を画面横方向の姿勢（ランプ１１の長手方向が画面横方向と平行になる姿勢）で、かつ画面縦方向に所定の間隔を空けて収納している。また、筐体１４の液晶パネル２０側に光を取り出すために、筐体１４内面の、熱陰極蛍光ランプ１１を三方から囲む板は、光反射特性を有する反射板１６となっている。
【００６６】
熱陰極蛍光ランプ（以下、単に「ランプ」という場合がある。）１１の寸法は、３２インチ用としては、ガラス管の外径１２ｍｍ、肉厚０．８ｍｍ、長さ７３０ｍｍである。また、ガラス管内に封入するガスは、例えばＡｒ５０％Ｋｒ５０％の混合ガスであり、ガス圧は６００Ｐａである。
なお、他の画面サイズに対応するランプの寸法は次の通りである。
【００６７】
４５インチ用・・・ガラス管の外径１２ｍｍ、肉厚０．８ｍｍ、長さ１０１０ｍｍ
６５インチ用・・・ガラス管の外径２５．５ｍｍ、肉厚０．８ｍｍ、長さ１４９９ｍｍ
１０５インチ用・・・ガラス管の外径３８ｍｍ、肉厚０．９ｍｍ、長さ２３６７ｍｍ
点灯回路１２は、ランプ１１に対して電力を供給する電源回路であり、供給する電力量を任意に設定できる調光機能を備えている。
【００６８】
光学シート類１８は、拡散板、拡散シート、プリズムシート、偏光板などの光学的作用を有する薄板を積層したものであり、光学シート類１８の表面がバックライト装置の発光面となり、この発光面は輝度の均一性が高度に要求される。
２．画面サイズＬに対する電力Ｗの範囲
次に、液晶パネルの画面サイズに対応する長さのランプと、その電力Ｗ（ワット）との関係性について調べた実験について説明する。
【００６９】
（１）電力Ｗの下限
図２は、電力Ｗの下限を規定する実験結果のグラフを示す図である。グラフの横軸は、画面サイズＬ（単位はインチ）であり、縦軸は１本のランプの電力Ｗである。
本実験は、３２インチなら長さ７３０ｍｍ、４５インチなら長さ１０１０ｍｍというように、ランプを画面横方向に配置した場合の、画面サイズに対応する長さの熱陰極蛍光ランプを点灯させ、その放電状態を評価することで行った。
【００７０】
この評価は、放電時にガラス管内を長手方向に移動する濃淡の縞模様（以下、移動縞という。）が発生したり、立ち消えしたりと、投入する電力Ｗが不十分と判断されるランプについては、不安定（図中「×」）と判断し、また、放電を安定に継続していたランプについては、安定（図中「○」）と判断した。
図２に示すように、実験結果より、電力Ｗは、一次式Ｗ＝０．４Ｌ＋１．３のグラフより上の領域（境界は含まない）であれば、放電が安定していることを見出した。
【００７１】
すなわち電力Ｗは、
０．４Ｌ＋１．３＜Ｗ・・・（式１）
の関係式を満たすこと範囲が好ましい。そして、この（式１）の関係式を満たすことによって、各々の熱陰極蛍光ランプ１１の放電を安定化させる放電安定化手段（Ａ）が実現される。
【００７２】
（２）電力Ｗの上限
図３は、電力Ｗの上限を規定する実験結果のグラフを示す図である。グラフの横軸は、画面サイズＬ（単位はインチ）であり、縦軸は１本のランプの電力Ｗである。
本実験は、画面サイズに対応する長さの熱陰極蛍光ランプ（３２インチは、外径１２ｍｍ，長さ７３０ｍｍ、４５インチは、外径１８ｍｍ，長さ１０１０ｍｍ）を点灯させて、ランプが短寿命にならない程度の電力Ｗの上限を調べた。
【００７３】
ランプに投入する電力Ｗが過大であると、エミッタが急速に損耗し短時間で寿命に至ってしまい、バックライトとしての使用に耐えないこととなる。
このエミッタが損耗する速度は、ランプ電流と予熱電流とによって定まる電極温度により決まる。
ランプ電流が小さい場合は、予熱電流の付加による熱電子放出を速やかに可能な程度に、電極温度を維持することができる。
【００７４】
これに対して、ランプ電流が大きすぎる場合は、予熱電流をゼロにしても蒸発によるエミッタの損耗が生じる。このときの電極温度は冷間抵抗Ｒｃに対する熱間抵抗Ｒｈの比から推定でき、Ｒｈ／Ｒｃ値が６以下であれば電極温度は約１０００℃以下であり、この範囲であれば蒸発によってエミッタが極端に損耗することはない。
本実験においては、点灯させたランプの電気特性の評価や、シミュレーションからＲｈ／Ｒｃが６以下であるランプ電力Ｗの上限を調べた。
【００７５】
図３に示すように、電力Ｗは、
Ｗ＜２．２Ｌ−２５．７・・・（式２）
の範囲であればよいことがわかった。したがって、この（式２）の関係式を満たすことによって、各々の熱陰極蛍光ランプ１１におけるフィラメントの温度を適正値に制御するフィラメント温度制御手段（Ｂ）が実現される。
【００７６】
ただし、この範囲は、ランプ電流０．８Ａを流すことが可能な太い線径（０．０８ｍｍ）の電極を用いた場合に限られる。
太い線径を用いて、エミッタを保持する構造にするには、電極本体が大きくなり、光学設計が難しくなる。エミッタ保持に十分な保持を有し、かつ外径２０ｍｍ程度のガラス管に収納可能な電極を用いた場合の範囲は、次の経験式となった。
【００７７】
Ｗ＜１．１Ｌ＋０．２・・・（式３）
つまり、（式３）の関係式を満たすことによっても、フィラメント温度制御手段（Ｂ）は実現される。
（３）電力Ｗの範囲のまとめ
以上説明したように、熱陰極蛍光ランプを、アスペクト比１６：９の画面横方向に配置した場合の、画面サイズＬと電力Ｗの関係は、
０．４Ｌ＋１．３＜Ｗ＜２．２Ｌ−２５．７・・・（式４）
より好ましくは、
０．４Ｌ＋１．３＜Ｗ＜１．１Ｌ＋０．２・・・（式５）
を満たすことが良いことがわかった。
３．画面サイズＬに対するランプ個数Ｎの範囲
（１）ランプ個数Ｎの下限
次に、画面サイズＬに対する最適なランプ個数Ｎの下限を調べる実験を行った。
【００７８】
実験の概要は次の通りである。
まず、前述の３２インチに対応したランプ（外径１２ｍｍ、長さ７３０ｍｍ）を用いて、３２インチのバックライト装置を構成した。
ランプ個数は、１，２，３，４，５個と異ならせて、ランプの個数に応じて、バックライト装置の発光面の輝度を可能な限り均一になり、かつ、薄型と（装置の奥行きが短く）なるように反射板とランプの配置位置を定めた。
【００７９】
具体的には、ランプと反射板との距離はおよそ１ｍｍ〜５ｍｍ、ランプと拡散板までの距離はおよそ５ｍｍ〜３３ｍｍであった。
そして、液晶パネルをバックライト装置の発光面側に配置し、ランプの電力Ｗを（式５）を満たす条件で駆動させて、液晶画面上に、様々な色彩・諧調を有する静止画及び動画を表示させた。表示した画面は、発明者らを含む数名の評価者が観察して評価した。
【００８０】
その結果、ランプ１個では光学系をいかに工夫しても、画面が暗すぎ、暗所では使用できるとしても、明所では十分なコントラストを有する満足な画像は得られず、少なくともランプは２個必要だとわかった。
また、上記した外径１８ｍｍ、長さ１０１０ｍｍのランプで画面サイズ４５インチのバックライト装置を構成し、ランプ個数を２，３，４，６，８個と異ならせた。なお、外径の１８ｍｍと１２ｍｍの差は、結果に影響を与えない程度の差であることを確認している。
【００８１】
この４５インチの場合にも、同様に評価を行ったところ、３個以上のランプが必要だとわかった。
本実験結果を図４（ａ）のグラフに示す。この実験から、ランプ個数Ｎは、
０．０６Ｌ−０．０１＜Ｎ・・・（式６）
を満たす範囲であればよいことを見出した。したがって、この（式６）の関係式を満たすことによって、直下型バックライト１０の適正画像輝度を確保する画像輝度確保手段（Ｃ）が実現される。なお、図４（ａ）のグラフに、さらに画面サイズ６５インチのバックライト装置についての値をプロットしたものを図４（ｂ）に示す。
【００８２】
（２）ランプ個数Ｎの上限
次に、ランプ個数Ｎの上限を調べる実験を行った。
熱陰極蛍光ランプは、冷陰極蛍光ランプに比べて、電極付近の温度が１．５倍〜２．０倍に高いため熱によるバックライト装置の構成部材の劣化の問題が大きくなる。
３２インチのバックライト装置を構成して、ランプの電力Ｗを（式５）を満たす条件で駆動させた場合には、６本以下のとき、温度の問題はなく支障なく動作した。７本以上のときは、筐体底面の反射板の変色、拡散板の反り、液晶の誤動作の内の少なくともいずれかの問題が生じた。これらの問題は、バックライトユニット内を送風し、底面の反射板を放熱性の良い部材（例えば、金属板）にすることである程度低減できる。また、１４本以上になると、放熱手段を工夫しても熱による経年劣化は抑えきれない程度となった。
【００８３】
一方、従来からの３２インチのバックライト装置では冷陰極蛍光ランプは１６本、４５インチのバックライト装置では２４本の冷陰極蛍光ランプが使用されている。したがって、本実施形態の構成によれば、ランプ本数及び点灯回路の個数を半分以下に低減することが可能である。さらに４５インチのバックライト装置における冷陰極蛍光ランプを駆動するには、１本あたり点灯回路は２個必要であることから、そのコスト削減効果は著しいものがある。
【００８４】
一方、外径１８ｍｍのランプを用いた４５インチのバックライト装置構成では、９本以下であれば、格別の放熱手段は不要であり、２０本以上とする熱による経年劣化が抑止できない程度となることがわかった。
本実験結果を図５（ａ）のグラフに示す。この実験から、ランプ個数Ｎの範囲は、
Ｎ＜０．４４Ｌ−１．２２・・・（式７）
が好ましく。より好ましくは、
Ｎ＜０．２２Ｌ−０．６１・・・（式８）
であればよいことを見出した。
【００８５】
したがって、（式７）の関係式を満たすことによって、各熱陰極蛍光ランプ１１の温度上昇を制御可能な温度上昇制御可能手段（Ｄ）が実現される。また、（式８）の関係式を満たすことによって、放熱装置を用いることなく各々の熱陰極蛍光ランプ１１の温度を適正値内に収めることが可能な、放熱装置不要手段（Ｅ）が実現される。
なお、図５（ａ）のグラフに、さらに画面サイズ６５インチのバックライト装置についての値をプロットしたものを図５（ｂ）に示す。
【００８６】
（３）ランプ個数Ｎの範囲のまとめ
以上の実験結果とその考察より、
０＜Ｎ＜０．４４Ｌ−１．２２・・・（式９）
であれば、暗所では液晶パネル上の画面が見え、かつ放熱手段を適切にすることを条件として、熱による悪影響のないバックライト装置を構成できる。
【００８７】
０．０６Ｌ−０．０１＜Ｎ＜０．２２Ｌ−０．６１・・・（式１０）
であれば、明所でも十分に明るくコントラストの高い満足な画像が得られ、加えて、格別の放熱手段を用いなくても、経年劣化のないバックライト装置を構成できる。この範囲の個数Ｎは、６５インチ（ランプの外径２５．５ｍｍ、長さ１４９９ｍｍ）、１０５インチ（ランプの外径３８ｍｍ、長さ２３６７ｍｍ）にも適用できることを検証により確認している。
４．バックライト装置構成の具体例
（式４），（式１０）を満たす、試作したバックライト装置構成の具体例について説明する。
【００８８】
３２インチサイズのバックライト装置を、熱陰極蛍光ランプ（外径１２ｍｍ長さ７３０ｍｍ）を横置きに４本使用して構成し、１本あたり２２Ｗの電量を投入した。
また、４５インチサイズのバックライト装置を、熱陰極蛍光ランプ（外径１８ｍｍ長さ１０１０ｍｍ）を横置きに６本使用して構成し、１本あたり３０Ｗの電量を投入した。
両バックライト装置は、液晶パネルと組み合わせた場合に、明所でも十分に明るくコントラストの高い満足な画像を得ることができるとともに、格別の放熱手段を必要とせずに経年劣化のないバックライト装置が構成できることが確認できた。
５．画面縦方向にランプを配置した場合の、電力Ｗと個数Ｎの範囲
これまでは、熱陰極蛍光ランプを画面に対して略横方向に配置した場合について説明したが、略縦方向に配置した場合の、電力Ｗについては、画面の縦横比（９：１６）を、（式２），（式３）あるいは（式４），（式５）に適用して、
０．２３（＝０．４×９／１６）Ｌ＋１．３＜Ｗ＜１．２（＝２．２×９／１６）Ｌ−２５．７
＝０．２３Ｌ＋１．３＜Ｗ＜１．２Ｌ−２５．７・・・（式１１）
より好ましい範囲は、
０．２３Ｌ＋１．３＜Ｗ＜０．６２Ｌ＋０．２・・・（式１２）
となる。
【００８９】
個数Ｎについては、（式７）（式８）をもとに新たな経験式を得た。
０＜Ｎ＜０．７８Ｌ−３．４３・・・（式１３）
より好ましくは、
０．１３Ｌ−０．０４＜Ｎ＜０．３９Ｌ−１．７１・・・（式１４）
となる。
６．屈曲ランプを用いた場合の範囲
これまで説明したのは、発光部が略直線状をした熱陰極蛍光ランプであったが、発光部がＵ字状、Ｓ字状、Ｍ字状に屈曲している熱陰極蛍光ランプを用いた場合にも、電力Ｗとランプの本数Ｍ（個数Ｎではない。）の範囲を規定することができる。
【００９０】
図６、図７は、ランプの形状と、それぞれの個数Ｎと本数Ｍとの関係を示す図である。
図６（ａ）に示すように、ランプは、内面に蛍光体が形成された筒状のバルブと、このバルブの両端に設けられ、熱電子を放出する一対のフィラメントとを含んでいる。
発光部が折り返されたランプの場合には、液晶パネルに光を照射する領域（以下、「光照射領域」という。）において、直線方向に存在しているランプの本数Ｍで規定することができる。
【００９１】
この光照射領域は、バックライト装置から光を取り出す光取り出し領域とも言える。また、熱陰極蛍光ランプは、両端部に配設された電極付近を除く、電極間の陽光柱部分が一様に発光し、この陽光柱部分を光として利用するため、上記光照射領域は、ランプの陽光柱部分に対応した領域であるとも言える。
光照射領域に存在するランプ本数は、発光部が略直線状をしたランプの場合には[図６
（ａ）]、ランプ１個あたり１本と同数である。
【００９２】
これに対して、Ｕ字状のランプの場合には[図６（ｂ）]、ランプ１個あたり２本となる（Ｍ＝２Ｎの関係）。ランプは１個であるが、Ｕ字の曲率部分を除いて、２本の直線部分を発光部として利用するからである。
図６（ｃ）に示したランプは、２本のガラス管が電極から遠い側において、接合により架橋された形状をしており、陽光柱はＵ字状となる。この場合も、光照射領域においてランプ１個で直線方向に２本存在することとなる。
【００９３】
図７（ａ）に示したランプは、陽光柱部分がＳ字状をしている。この場合、図６（ｂ）と同様に考えて、ランプは１個で直線方向に３本存在するとみなせる。
図７（ｂ）に示したランプは、陽光柱部分がＭ字状（Ｗ字状）をしている。この場合、ランプは１個で直線方向に４本存在するとみなせる。
（１）画面横方向配置のとき
このように、光照射領域において直線横方向にＭ本分だけ存在しているランプの電力Ｗと本数Ｍの関係は、陽光柱の略直線部分の長さは他の部分、たとえば接合部などの非発光部の長さと比べて大きいことから、（式４），（式５）と同様に導出して
０．４ＬＭ＋１．３＜Ｗ＜２．２ＬＭ−２５．７・・・（式１５）
より好ましくは、
０．４ＬＭ＋１．３＜Ｗ＜１．１ＬＭ＋０．２・・・（式１６）
の範囲とすることが良い。
【００９４】
また、画面サイズＬ、個数Ｎ及び本数Ｍの関係は、（式７），（式８）と同様に導出して
Ｎ＜（０．４４Ｌ−１．２２）／Ｍ・・・（式１７）
より好ましくは、
（０．０６Ｌ−０．０１）／Ｍ＜Ｎ＜（０．２２Ｌ−０．６１）／Ｍ・・・（式１８）の範囲とすることが良い。
【００９５】
（２）画面縦方向配置のとき
ランプが画面縦方向にＭ本だけ存在している場合には、画面横方向のときと同様に関係式を導出することができ、結果は次の通りである。
０．２３ＬＭ＋１．３＜Ｗ＜１．２ＬＭ−２５．７・・・（式１９）
より好ましくは、
０．２３ＬＭ＋１．３＜Ｗ＜０．６２ＬＭ＋０．２・・・（式２０）
である。
【００９６】
画面サイズＬ、個数Ｎ及び本数Ｍの関係は、
０＜Ｎ＜（０．７８Ｌ−３．４３）／Ｍ・・・（式２１）
より好ましくは、
（０．１３Ｌ−０．０４）／Ｍ＜Ｎ＜（０．３９Ｌ−１．７１）／Ｍ・・・（式２２）
である。
７．熱陰極蛍光ランプについて
本実施の形態では、従来から一般的に用いられている冷陰極蛍光ランプに替えて、熱陰極蛍光ランプを直下型バックライト装置の光源として用いるものである。
【００９７】
冷陰極蛍光ランプでは画面サイズが大きくなるにしたがって始動電圧や駆動電圧が高くなるため、回路及び機構部品が高価となりやすい。このため、本発明は例えば２６インチ以上といった大型液晶ディスプレイに対して、特に有効である。
また、冷陰極蛍光ランプは、特に４０インチでは、冷陰極蛍光ランプを両側駆動したとしても、フローティングなど絶縁性を保つための機構が必要である。また冷陰極蛍光ランプでは漏れ電流による電力損失があり、これはランプ長に対してほぼ比例する。
【００９８】
冷陰極蛍光ランプでは画面サイズに対する電力損失率はほぼ一定である。一方熱陰極蛍光ランプも電極温度を維持するためのエネルギーが必要であり、発光には寄与しない電力損失を生じる。ただし、熱陰極の電極損失は画面サイズ（ランプ長）によらず一定であり、陽光柱部分の長さで発光に寄与する電力が決まる。画面サイズに対して熱陰極蛍光ランプの電力損失率は単調減少である。冷陰極蛍光ランプの漏れ電流による電力損失率は、画面サイズが小さいと熱陰極蛍光ランプの電極加熱による電力損失率と同じかそれ以下であるが、画面サイズが大きくなると明らかに冷陰極蛍光ランプの電力損失のほうが大きくなる。以上のことから、画面サイズが２６インチ以上であれば熱陰極蛍光ランプを使用することにより冷陰極蛍光ランプでは１ｋＶ程度であった駆動電圧が、熱陰極蛍光ランプでは１００Ｖ以下で駆動でき、冷陰極蛍光ランプよりも電力損失率を小さくすることができ、回路・機構の部材のコスト低減効果は大きい。好ましくは画面サイズが４０インチ以上であれば、格別の絶縁性維持の機構を必要とせずに電力損失の小さいバックライトを構成することができる。
８．一般式化について
以上述べた説明では、アスペクト比が１６：９(ｒ＝９／１６）の場合に限られた関係
式であったが、ｒ＝９／１６のときを基準として、補正係数を求めることによって、一般式を導出することができる。以下、アスペクト比が変化しても適用可能な一般式の導出について説明する。
【００９９】
（１）電力Ｗ
ａ．画面横方向配置のとき
図９は、サイズ対角Ｌインチの画面を示している。
図１０は、一般式導出に関わる式を示す図である。図１１は、ｒの値と、電力Ｗと個数Ｎとの関係を示す表であり、表中のｒ＝３／４は、アスペクト比４：３と同義である。
【０１００】
図１２は、導出された一般式を示す図であり、（ａ）は画面横方向、（ｂ）は画面縦方向の場合を示している。
図１３は、導出された一般式を示す図であり、（ａ）は屈曲ランプの画面横方向、（ｂ）は屈曲ランプの画面縦方向の場合を示している。
まず、画面の縦方向をｙ、画面の横方向をｘとする。ここで、画面の縦方向長さを横方向長さで除した比をｒとし、
ｒ≡ｙ／ｘ・・・（式３１）
と定義する。
【０１０１】
また、Ｌはｘとｙとで（式４１）のように表せる。
Ｗ＝Ａ×Ｌ＋Ｂ・・・（式３２）
を、
Ｗ＝Ａ×ａ×Ｌ＋Ｂ・・・（式３３）
と、補正係数ａを与え、（式４２）のようにして補正係数ａを求める。
【０１０２】
この補正係数ａと、（式３）のグラフ（図２）の傾きとの積により（式３）を一般式化でき、
Ｗ＜１．１ａＬ＋０．２・・・（式３４）
となる。同様に、（式４），（式５）を一般式化して、補正係数ａを比ｒに置き換えることにより、
（式４），（式５）の一般式は、（式５２），（式５３）となる。
【０１０３】
ｂ．画面縦方向配置のとき
なお、縦置きの場合には、横置きの場合と同様にして、
Ｗ＝Ａ×ａ×Ｌ＋Ｂ・・・（式３４）
と、
Ｗ＝Ａ×ｂ×Ｌ＋Ｂ・・・（式３５）
と、補正係数ａ及びｂを与え、（式４２）及び（式４３）のようにして補正係数ａ及びｂを求める。そして、（式１１），（式１２）の一般式は、（式６２），（式６３）となる。
【０１０４】
（２）個数Ｎ
個数Ｎについても電力Ｗと同様に、補正係数を求める。この場合は、必要な明るさを得るための所要輝度（電力）及び点灯時に発生する熱は、画面サイズＬの２乗に比例するので、（式４４）のようにして補正係数λを求める。
なお、補正係数λは、
λ＝ａｂ・・・（式３６）
の関係となっている。
【０１０５】
ａ．画面横方向配置のとき
横置きの場合には、（式４５）とする。
この（式４５）中の、ｋ，Ｑの変数は計算上に用いる任意の変数である。（式４５）では、因数分解によって、微小値の項を作出して、この微小値の項を取り除く計算をしている。この式から、画面横方向にランプを配置する場合のランプの個数Ｎの一般式は、ｒ＝９／１６の場合に算出した式に対して、１次項は補正係数ｂとの積で、零次項は補正係数（ｂ／ａ）との積となる。
【０１０６】
（式９），（式１０）の一般式は、それぞれ（式５１），（式５４）に示す通りである。
ｂ．画面縦方向配置のとき
縦置きの場合には、（式４６）とする。この式から、画面縦方向にランプを配置する場合のランプの個数Ｎの一般式は、ｒ＝９／１６の場合に算出した式に対して、１次項は補正係数ａとの積で、零次項は補正係数（ａ／ｂ）との積となる。
【０１０７】
（式１３），（式１４）の一般式は、それぞれ（式６１），（式６４）に示す通りである。
（３）屈曲ランプを用いた場合の一般式
ａ．画面横方向配置のとき
同様にして、一般式化でき、（式１５），（式１６）に対応する一般式は、それぞれ（式７２），（式７３）に示す結果となる。
【０１０８】
また、（式１７），（式１８）に対応する一般式は、それぞれ（式７１），（式７４）に示す結果となる。
ｂ．画面縦方向配置のとき
同様にして、一般式化でき、（式１９），（式２０）に対応する一般式は、それぞれ（式８２），（式８３）に示す結果となる。
【０１０９】
また、（式２１），（式２２）に対応する一般式は、それぞれ（式８１），（式８４）に示す結果となる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明に係る直下型バックライト装置によれば、電力Ｗ、個数Ｎ等を所定範囲に収めることにより、実用上有用なバックライト装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本実施の形態に係る液晶ディスプレイ１の構成を示す分解斜視図である。
【図２】電力Ｗの下限を規定する実験結果のグラフである。
【図３】電力Ｗの上限を規定する実験結果のグラフである。
【図４】（ａ）ランプ個数Ｎの下限を規定する実験結果のグラフである。（ｂ）ランプ個数Ｎの下限を規定するグラフである。
【図５】（ａ）ランプ個数Ｎの上限を規定する実験結果のグラフである。（ｂ）ランプ個数Ｎの上限を規定するグラフである。
【図６】ランプの形状と、それぞれの個数Ｎと本数Ｍとの関係を示す図である。
【図７】ランプの形状と、それぞれの個数Ｎと本数Ｍとの関係を示す図である。
【図８】直下型バックライト装置の概略構成を示す図である。
【図９】液晶パネルの有効画面を示す平面図である。
【図１０】一般式導出に関わる式を示す図である。
【図１１】ｒの値と、電力Ｗと個数Ｎとの関係を示す表である。
【図１２】導出された一般式を示す図であり、（ａ）は画面横方向、（ｂ）は画面縦方向の場合を示している。
【図１３】導出された一般式を示す図であり、（ａ）は屈曲ランプの画面横方向、（ｂ）は屈曲ランプの画面縦方向の場合を示している。
【符号の説明】
【０１１２】
１  液晶ディスプレイ
１０  バックライト装置
１１  熱陰極蛍光ランプ
１４  筐体
２０  液晶パネル
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007099747.tif 000098
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2007099747.tif 000107
【図１１】
2007099747.tif 000108
【図１２】
2007099747.tif 000109
【図１３】
2007099747.tif 000110
【国際調査報告】
2007099747.tif 000111
2007099747.tif 000112