(57)【要約】【課題】  均斉度の高い直下型バックライトを提供する。【解決手段】  開口部１ｂ１、底部１ｂ２および側部１ｂ３を有する筐体１の内部に管状の蛍光ランプ２が複数配置された直下型バックライトにおいて、蛍光ランプ２は、蛍光体層２５の膜厚を厚くする等によりランプの管軸方向に沿って低い輝度を発生させる第１の発光領域Ｌａと、蛍光体層２５の膜厚を薄くする等により高い輝度を発生させる第２の発光領域Ｌｂとを有し、第１の発光領域Ｌａを開口部１ｂ１側に向けて蛍光ランプ２を配置したことを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部、底部および側部を有する筐体の内部に管状の蛍光ランプが複数配置された直下型バックライトにおいて、
前記蛍光ランプは、ランプの管軸方向に沿って低い輝度を発生させる第１の発光領域と高い輝度を発生させる第２の発光領域とを有し、前記第１の発光領域を前記開口部側に向けて前記蛍光ランプを配置したことを特徴とする直下型バックライト。
【請求項２】
前記蛍光ランプは、第１の蛍光体領域は蛍光体層の膜厚が厚く、第２の蛍光領域は蛍光体層の膜厚が薄く形成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】
前記蛍光ランプは、第１の蛍光体領域は蛍光体の粒径が小さく、第２の蛍光領域は蛍光体の粒径が大きく形成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４】
前記蛍光ランプは、第１の蛍光体領域は蛍光体密度が密、第２の蛍光領域は蛍光体密度が疎に形成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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶テレビ等に使用される直下型バックライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶テレビ等に使用されるバックライトの点灯方式には、導光板を用いる導光板方式、中空方式、直下型方式など様々あり、直下型方式は主に大型の表示装置に用いられている。
【０００３】
直下型方式のバックライトの構成としては、実開平６−５４０３８号公報（以下、特許文献１）に記載のように、筐体の内部にランプが複数配置されるとともに、筐体の開口部には拡散板が配置され、さらに拡散板の上には所望により拡散シート等の光学シートが配置されるのが一般的である。
【０００４】
【特許文献１】実開平６−５４０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、直下型のバックライトでは、ランプの直上は特に明るく、ランプ間はランプの直上と比較して暗くなりやすいために、発光面において輝度ムラが発生しやすいという課題がある。（同様の課題は、特開２００４−３５４５３３号公報や特開２０００−１００９４号公報などに記載）
上記課題に鑑み、本発明者等が試験を行なった結果、ランプの蛍光体に注目し、蛍光体によって輝度分布を変化させた蛍光ランプを用いることで、当該課題を解決することができることを見出したため提案するに至った。
【０００６】
したがって、本発明は、均斉度の高い直下型バックライトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の直下型バックライトは、開口部、底部および側部を有する筐体の内部に管状の蛍光ランプが複数配置された直下型バックライトにおいて、前記蛍光ランプは、ランプの管軸方向に沿って低い輝度を発生させる第１の発光領域と高い輝度を発生させる第２の発光領域とを有し、前記第１の発光領域を前記開口部側に向けて前記蛍光ランプを配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、均斉度の高い直下型バックライト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】
【０００９】
（第１の実施の形態）
以下に、本発明の実施の形態の直下型バックライトについて図面を参照して説明する。図１は第１の実施の形態の直下型バックライトの全体図、図２は第１の実施の形態の直下型バックライトの断面図である。
【００１０】
直下型バックライトの外囲器を構成する筐体１は、フロントフレーム１ａとバックフレーム１ｂとからなる。バックフレーム１ｂは、開口部１ｂ１、底部１ｂ２および側部１ｂ３とからなる扁平状の筐体であり、底部１ｂ２と側部１ｂ３の内面には反射効率の高い反射面が、例えば反射シートを貼り付けることにより形成されている。そして、バックフレーム１ｂの内部には、管状の蛍光ランプ２が複数、それぞれの管軸がほぼ平行になるように配置されている。
【００１１】
図３は、第１の実施の形態の蛍光ランプの管軸方向の断面図、図４は、円周方向の断面図である。
【００１２】
蛍光ランプ２は、軟質ガラスからなるガラス管２１で構成され、断面が円形で、かつ管軸方向に細長い直管型の形状をしている。ガラス管２１の両端には、ステム２２ａ、２２ｂが固定され、その内部にはリード線２３ａ、２３ｂがランプの内外に連通している。リード線２３ａ、２３ｂのランプ内部側の先端には、ＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯを主成分とする熱電子放射物質が塗布されたタングステンコイルからなる一対の電極２４ａ、２４ｂが対設されている。また、ガラス管２１の内部には、水銀及び１．３ｋＰａのアルゴンガスが封入されている。そして、ガラス管２１の内面には、ＲＧＢ系の蛍光体をブレンドしてなる蛍光体層２５が形成されている。
【００１３】
蛍光体層２５は、ランプの管軸方向に沿って低い輝度を発生させる第１の発光領域Ｌａと高い輝度を発生させる第２の発光領域Ｌｂとを有するように形成されている。本実施の形態では、膜厚によってその発光領域が形成されている。詳細には、図４に示すように、第１の発光領域Ｌａとして膜厚が厚い第１の蛍光体領域２５ａが形成され、その部分からガラス管２１の内壁に沿って徐々に膜厚が薄くなり、第２の発光領域Ｌｂとして膜厚が薄い第２の蛍光体領域２５ｂが形成されている構成をしている。なお、第１の蛍光体領域２５ａには、最も膜厚が厚い部分（０°）が形成され、第２の蛍光体領域２５ｂには、最も膜厚が薄い部分（１８０°）が形成されている。
【００１４】
図５は、第１の実施の形態の蛍光ランプの特性図であり、（ａ）はランプの外表面円周方向の相対輝度分布図、（ｂ）はランプの配光特性図である。なお、図中のＡは本発明のランプ、Ｂは従来のランプの特性をそれぞれ示している。
【００１５】
図５（ａ）からわかるように、膜厚および蛍光体の粒径が均一な従来の蛍光ランプでは、ガラス管の外表面から出射される光の強さは３６０°同じであるため、（ｂ）のように略真円の配光特性が得られることになる。これに対し、本発明で使用する蛍光ランプでは、膜厚が厚い第１の蛍光体領域２５ａでは輝度が低くなり、膜厚が薄い第２の蛍光体領域２５ｂでは輝度が高くなるため、ガラス管の外表面から出射される輝度は波状の特性となり、配光特性は卵型である。本発明で使用する蛍光ランプ２は、蛍光体層２５の膜厚のみで輝度を変化させる構成であるため、遮光膜を用いた場合等と比較して光の損失は少なく、全光束は従来の蛍光ランプとほとんど変わらないという利点がある。なお、本発明で使用できるランプは、この（ｂ）のような配光特性が代表的であるが、このような特性に限られない。
【００１６】
ここで、本発明の蛍光ランプの蛍光体層の形成方法の一例について、図６を参照して説明する。
【００１７】
まず、ガラス管２１の内面全体に、（ａ）のように薄く蛍光体層２５を形成する。そして、（ｂ）のように膜厚を厚くしたい部分に蛍光体層を部分形成する。この（ｂ）の工程を繰り返せば、（ｃ）のような本実施の形態の蛍光体層２５を形成することができる。また、内面全体に蛍光体層２５を形成し、その一部を除去、再び全体形成、部分除去の工程を繰り返すことによっても形成可能である。
【００１８】
また、他の方法として、シート上に水溶性かつ粘着性の接着剤を介して所望に膜厚を変化させた蛍光体層を形成したシート状蛍光体層を作成し、水中でそのシート状蛍光体層をガラス管２１に配設して接着剤を溶かしたのち、水中から取り出し、シート状蛍光体層からシートのみを剥がし、残った蛍光体層をガラス管２１の内壁に形成させる方法でも、同様に本発明のような所望に厚さを変化させた蛍光ランプを作成することが可能である。また、この方法では、均一な膜厚が形成されたシート状蛍光体層を、同様に水中でガラス管２１内に配設したのち、シートを剥がし、蛍光体層を内壁に形成させる際に、一部の膜厚が厚くなるように蛍光体層をオーバーラップさせて形成することによっても、膜厚が変化した蛍光ランプ２を得ることができる。
【００１９】
そして、以上に説明したような蛍光ランプ２は、蛍光体層２５の膜厚が厚い部分をバックフレーム１ｂの開口部１ｂ１側、膜厚が薄い部分を底部１ｂ２側に向けて配置されている。
【００２０】
バックフレーム１ｂの開口部１ｂ１には、光学面材３として拡散板３１が配置され、拡散板３１上には、拡散シート３２が配設されている。ここで、光学面材３としては、所望により、拡散板３１の代わりに透明板を用いたり、プリズムシートや偏光シート等のシートを用いたりしてもよい。
【００２１】
以下に本実施の形態の一仕様を示す。
【００２２】
バックライト：サイズ＝３２インチ（約７００ｍｍ×約４００ｍｍ）、厚さＤ＝２５ｍｍ、
蛍光ランプ２：熱陰極蛍光ランプ、使用本数＝６灯、拡散板３との距離Ｄ１＝６．０ｍｍ、反射面との距離Ｄ２＝６．０ｍｍ、ランプピッチＰ＝６７ｍｍ
ガラス管２１：内径＝７．０ｍｍ、外径Ｒ＝８．０ｍｍ、ランプ長＝７３０ｍｍ、
蛍光体層２５：最も厚い部分の膜厚Ｔ１＝６０μｍ、最も薄い部分の膜厚Ｔ２＝１０μｍ、平均中央粒径＝３μｍ
光学面材３：拡散板、拡散シート
ランプ一灯あたりの電力＝１８Ｗ、ランプ電流＝７０ｍＡ
図７は、図２のバックライトの相対輝度分布図であり、図中のＡは本発明のランプ、Ｂは従来のランプのそれぞれの相対輝度分布を示している。
【００２３】
この図からわかるように、相対輝度分布がほぼ均一になっていることがわかる。つまり、従来、ランプの直上で輝度が高く、ランプ間で輝度が低くなり、輝度分布が波状となっていたが、本発明では、従来の輝度分布で輝度が強い部分は抑制され、輝度が弱い部分は改善されたためこのような結果になった。
【００２４】
さらに本発明においては、第１、第２の蛍光体領域２５ａ、２５ｂで発生する輝度に合わせて、バックライトに対する蛍光ランプ２の相対的な位置関係を調節するのが、輝度分布を均一化する上でいっそう望ましい。つまり、第１の蛍光体領域２５ａによって得られる輝度が低すぎる（Ｔ１が厚すぎる）ときは、拡散板３までの距離Ｄ１を短くし、第２の蛍光体領域２５ｂによって得られる輝度が低すぎる（Ｔ２が薄すぎる）ときは、反射面までの距離Ｄ２を長くするように微調整すれば、均斉度をさらに高めることができる。また、ランプピッチに関しては、ランプ間の輝度が低ければ、ランプピッチＰを狭く調整すれば、均斉度をさらに高めることができる。なお、本実施の形態におけるベストモードは、蛍光体層の膜厚の比がＴ１：Ｔ２＝３：１である場合に、バックライトの厚さ方向の関係がＤ１：Ｒ：Ｄ２＝１：１：１．５、幅方向の関係がＲ：Ｐ＝１：８程度である。
【００２５】
ここで、蛍光体層の膜厚を部分的に異なるように形成した蛍光ランプの発明は、実開昭５４−１７３５８４号公報に記載されている。この発明は、薄く形成された蛍光体層部分を照射側に向け、局所的に高い輝度を得ることを目的とした蛍光ランプの発明である。これに対し、本発明は、厚く形成された蛍光体層部分を照射側に向け、発光面において均一な輝度を得ようとするものであるので、上記特許文献に記載されているような蛍光ランプを通常の使用形態で単に用いた発明ではない。
【００２６】
なお、本実施の形態のような直径Ｒが８．０ｍｍである従来の蛍光体構成の蛍光ランプ２を光源として用い、均斉度の高いバックライトを実現しようとした場合、そのバックライトの厚さＤは６０ｍｍ程度となる。これに対し、本発明は、拡散板３との距離を短くできる構成であるため、Ｄ＝２５ｍｍ程度の厚みで均斉度の高いバックライトを実現できる。つまり、本発明によれば、高い全光束が得られる大径の蛍光ランプを用いた場合でも、従来の約１／３の厚さでバックライトを実現することができる。なお、本発明で現在の直下型バックライトの光源として主流である直径Ｒが３．０ｍｍの冷陰極蛍光ランプを用いてバックライトを構成する場合、従来の周方向の輝度が均一なランプで十分な均斉度を得るためには、Ｄ＝２５ｍｍ程度必要であるのに対し、本発明のランプではその約１／３の厚さの８ｍｍ程度の厚さで均斉度の高いバックライトを実現することができる。
【００２７】
したがって、第１の実施の形態では、蛍光体層２５の膜厚が変化するように形成されている蛍光ランプ２の膜厚が厚い第１の蛍光体領域２５ａを発光面側に向けて配置して直下型バックライトを構成することにより、ランプの直上では輝度を抑え、ランプ間では輝度を改善することができる。したがって、発光面における均斉度を高めることができる。
【００２８】
また、拡散板３までの距離Ｄ１を短くすることができるため、直下型バックライトを薄型化することができる。
【００２９】
（第２の実施の形態）
図８は、本発明の第２の実施の形態の直下型バックライトに用いる蛍光ランプの断面図である。この第２の実施の形態の各部について、図４に示す第１の実施の形態の直下型バックライトに用いる蛍光ランプの各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００３０】
第２の実施の形態では、蛍光ランプ２の蛍光体層２５の膜厚等は一定で、蛍光体の粒径のみを変化させて構成している。具体的には、拡散板３側に向けて配置される第１の蛍光体領域２５ａの粒径は小さく、反射面側に向けて配置される第２の蛍光体領域２５ｂの粒径は大きく形成している（例えば、第１の蛍光体領域２５ａの平均中央粒径を１．５μｍ、第２の蛍光体領域２５ｂの平均中央粒径を４．０μｍ）。このように蛍光体の粒径を変えて蛍光体層２５を形成した場合、第１の蛍光体領域２５ａでは粒径が小さいために光の透過性が低く、第２の蛍光体領域２５ｂでは粒径が大きいために光の透過性が高くなるため、第１の実施の形態と同様に、ランプの直上では輝度が抑えられ、ランプ間では輝度を改善することができる。
【００３１】
したがって、第２の実施の形態では、蛍光体層２５を構成する蛍光体の粒径が変化するように形成されている蛍光ランプ２の粒径が小さい第１の蛍光体領域２５ａを発光面側に向けて配置して直下型バックライトを構成することにより、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
（第３の実施の形態）
図９は、本発明の第３の実施の形態の直下型バックライトに用いる蛍光ランプの断面図である。この第２の実施の形態の各部について、図４に示す第１の実施の形態の直下型バックライトに用いる蛍光ランプの各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００３３】
第３の実施の形態では、蛍光ランプ２の蛍光体層２５の膜厚等は一定で、蛍光体の密度のみを変化させて構成している。具体的には、拡散板３側に向けて配置される第１の蛍光体領域２５ａの蛍光体密度は高く、側に向けて配置される第２の蛍光体領域２５ｂの蛍光体密度は低く形成している（例えば、第１の蛍光体領域２５ａの蛍光体密度を密、第２の蛍光体領域２５ｂの蛍光体密度を疎）。このように蛍光体密度を変えて蛍光体層２５を形成した場合、第２の実施の形態と同様に、透過率を変化させることができるため、ランプの直上では輝度が抑えられ、ランプ間では輝度を改善することができる。
【００３４】
したがって、第３の実施の形態では、蛍光体層２５を構成する蛍光体の密度が変化するように形成されている蛍光ランプ２の蛍光体密度が高い第１の蛍光体領域２５ａを発光面側に向けて配置して直下型バックライトを構成することにより、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
なお、実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。
【００３６】
蛍光ランプ２は、本発明の実施の形態で用いた熱陰極蛍光ランプの他に、冷陰極蛍光ランプ、外面電極蛍光ランプなど何れの種類のランプでも用いることができる。また、直管の他に、Ｕ字形、Ｗ字形等の様々な形状のランプを用いることができる。
【００３７】
蛍光体層２５の膜厚を変化させる第１の実施の形態に関し、図４のように膜厚が徐々に変化している場合に限らず、図９のように段階的に変化している場合も許容される。それは、図１０のランプにおいても図４の実施形態とほぼ同様の特性を得ることができ、バックライトを構成したときに均斉度が改善されるためである。つまり、図５（ｂ）のような、ほぼ卵型の配光特性が得られる蛍光体層２５の構成であれば、どのような構成の蛍光ランプでも使用することができる。
【００３８】
図２の側部１ｂ３に近接する蛍光ランプ２については、側部１ｂ３側にも高い輝度を発生させる第２の発光領域Ｌｂを形成するように蛍光体層２５ｂを形成してもよい。この場合、輝度が低くなりやすいバックライトの枠部分付近の輝度を他の部分の輝度に近づけることができるため、さらに発光面における明るさを均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】第１の実施の形態の直下型バックライトの全体図。
【図２】第１の実施の形態の直下型バックライトの断面図。
【図３】第１の実施の形態の蛍光ランプの管軸方向の断面図。
【図４】第１の実施の形態の蛍光ランプの円周方向の断面図。
【図５】第１の実施の形態の蛍光ランプの輝度特性。
【図６】第１の実施の形態の蛍光ランプの蛍光体層の形成方法の説明図。
【図７】図２のバックライトの相対輝度分布図。
【図８】本発明の第２の実施の形態の直下型バックライトに用いる蛍光ランプの断面図。
【図９】本発明の第３の実施の形態の直下型バックライトに用いる蛍光ランプの断面図。
【図１０】第１の実施の形態の蛍光ランプの他の変形例。
【符号の説明】
【００４０】
１  筐体
１ａ  フロントフレーム
１ｂ  バックフレーム
１ｂ１  開口部
１ｂ２  底部
２  蛍光ランプ
２１  ガラス管
２５  蛍光体層
２５ａ  第１の蛍光体領域
２５ｂ  第２の蛍光体領域
３  光学面材
３１  拡散板
３２  拡散シート
Ｌａ  第１の発光領域
Ｌｂ  第２の発光領域
【図１】
2007294163.tif 000003
【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】
2007294163.tif 000010
【図９】
2007294163.tif 000011
【図１０】
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