(57)【要約】【課題】導光板のパターンによる輝度低下がなく、ランプ直上の輝度ムラも低減できるバックライト装置を提供する。【解決手段】内部の放電空間の断面形状が少なくとも長径ａと短径ｂを用いて規定されている楕円若しくは扁平形状に成形されたガラス管から成り、そのガラス管の内部の放電空間に放電媒体を封入した扁平形蛍光ランプ３と、透明な導光部材２とを備えたバックライト装置１Ａであって、導光部材２は、平坦な発光面５と、扁平形蛍光ランプ３からの光を反射して当該発光面５に均一に導光する反射面であって、扁平形蛍光ランプ３を収容する凹部６が形成された反射面４とを有し、扁平形蛍光ランプ３は、導光部材２の反射面４の凹部６に、放電空間の長径ａ方向と導光部材２の発光面５の法線とのなす角度が４５°以下になる姿勢で収容したものである。【選択図】図１
2007194043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電媒体が封入されるとともに、長手方向の断面形状が長径と短径を用いて規定されている楕円若しくは扁平形状の放電空間を有するガラス管製の蛍光ランプと、この蛍光ランプから入射した光を所定方向に偏光して出射する導光部材と、を備えたバックライト装置であって、
前記導光部材は、光透過性の平板状の板材で形成され、この板材の一方の平坦面側に長手方向に形成された凹部を有し、この凹部に前記蛍光ランプを前記放電空間長径方向と前記板材の他方の平坦面側の法線とのなす角度が４５°以下になる姿勢で収容して成ることを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
前記凹部は、複数箇所に形成され、各凹部には、前記蛍光ランプが収容されていることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項３】
放電媒体が封入されるとともに、長手方向の断面形状が長径と短径を用いて規定されている楕円若しくは扁平形状の放電空間を有するガラス管製の蛍光ランプと、この蛍光ランプから入射した光を所定方向に偏光して出射する導光部材と、を備えたバックライト装置であって、
前記導光部材は、複数の平板状の板材をその端面を突き合せて平板状に形成したものであり、各突き合せ板材の一方の平坦面側に長手方向に形成された凹部を有し、この凹部に前記蛍光ランプを前記放電空間の長径方向と前記板材の他方の平坦面側の法線とのなす角度が４５°以下になる姿勢で収容して成ることを特徴とするバックライト装置。
【請求項４】
前記凹部は、各板材の突き合せ端面に各端面を所定形状に切欠して突き合わせることにより形成されたものであり、この凹部に前記蛍光ランプを収容して成ることを特徴とする請求項３記載のバックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイなどに用いられるバックライト装置は、エッジライト式と直下式の２つのタイプに大別される。なかでも直下式バックライト装置は、エッジライト式バックライト装置と比べて大光量が得られるため、液晶ディスプレイの大型化や高精細化に適したバックライト装置である。図１０は、３２インチクラスの大画面液晶ディスプレイ用の直下式バックライト装置の構成を模式的に示す斜視図である。この直下式バックライト装置は、複数の扁平形蛍光ランプ１０３を配置するとともに、扁平形蛍光ランプ１０３の底面及び側面を反射シート１０２で覆い、扁平形蛍光ランプ１０３が発した光を輝度ムラ防止のために配置した拡散板１０４および拡散シート１０５を通じ、レンズシート１０６で集光し、輝度上昇シート（Ｄ−ＢＥＦ（商品名））１０７により高輝度化した光を液晶パネル（図示せず）に照射する構成である。尚、これらの構成要素１０２〜１０７は、バックフレーム１０１とフロントフレーム１０８とで形成される筐体内に収容される。
【０００３】
近年、液晶ディスプレイの需要が増え、製品コストの低減が求められており、バックライト装置に対してもコスト低減の要求がある。バックライト装置のコスト低減策としてはランプ本数やシート類の削減による対策があるが、ランプ本数やシートを削減すると、明るさ不足や輝度ムラが大きくなる問題が生じる。その問題を解決するために、特開平１１−２８８６１１号公報（特許文献１）や特開２００１−３１２９１６号公報（特許文献２）、特開２００４−２５３３５４号（特許文献３）に示すようなタンデム型導光板を使用して、ランプ本数を低減しても、高輝度で、かつ輝度ムラの少ないバックライト装置が開発されている。
【０００４】
しかしながら、このようなタンデム型導光板を使用したバックライト装置でも、ランプ直上の輝度が高くなって、ランプ直上での輝度ムラ低減効果が不十分となることがあった。そこで、タンデム型導光板のランプ直上に微細な凹凸のパターンを設けて、ランプ直上の輝度を低下させてランプ直上での輝度ムラを低減させる対策が考えられるが、そのような構成にすると、輝度が低下するという別の技術的問題が生じる。
【特許文献１】特開平１１−２８８６１１号公報
【特許文献２】特開２００１−３１２９１６号公報
【特許文献３】特開２００４−２５３３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、十分な輝度を有し、かつランプ直上の輝度ムラも低減できるバックライト装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、放電媒体が封入されるとともに、長手方向の断面形状が長径と短径を用いて規定されている楕円若しくは扁平形状の放電空間を有するガラス管製の蛍光ランプと、この蛍光ランプから入射した光を所定方向に偏光して出射する導光部材とを備えたバックライト装置であって、前記導光部材は、光透過性の平板状の板材で形成され、この板材の一方の平坦面側に長手方向に形成された凹部を有し、この凹部に前記蛍光ランプを前記放電空間長径方向と前記板材の他方の平坦面側の法線とのなす角度が４５°以下になる姿勢で収容して成ることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１のバックライト装置において、前記凹部は、複数箇所に形成され、各凹部には、前記蛍光ランプが収容されていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３の発明は、放電媒体が封入されるとともに、長手方向の断面形状が長径と短径を用いて規定されている楕円若しくは扁平形状の放電空間を有するガラス管製の蛍光ランプと、この蛍光ランプから入射した光を所定方向に偏光して出射する導光部材とを備えたバックライト装置であって、前記導光部材は、複数の平板状の板材をその端面を突き合せて平板状に形成したものであり、各突き合せ板材の一方の平坦面側に長手方向に形成された凹部を有し、この凹部に前記蛍光ランプを前記放電空間の長径方向と前記板材の他方の平坦面側の法線とのなす角度が４５°以下になる姿勢で収容して成ることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３のバックライト装置において、前記凹部は、各板材の突き合せ端面に各端面を所定形状に切欠して突き合わせることにより形成されたものであり、この凹部に前記蛍光ランプを収容して成ることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のバックライト装置によれば、楕円若しくは扁平形状の放電空間を有する扁平形蛍光ランプを、光透過性の平板状の板材で形成した導光部材の一方の平坦面である反射面に形成された凹部に、放電空間の長径方向と発光面の法線とのなす角度が４５°以下になる姿勢で収容し、あるいは複数の平板状の板材をその端面を突き合せて平板状に形成した導光部材における各突き合せ板材の一方の平坦面である反射面側に長手方向に形成された凹部に、放電空間の長径方向と発光面の法線とのなす角度が４５°以下になる姿勢で収容することで、扁平形蛍光ランプから発せられる光を導光部材の反射面に導入し、均一に分散するように反射させてから発光面を通して放射させることができる。このため、導光部材のランプ直上にパターンを設けずとも光を良く分散させることができるので、そのパターンによる輝度低下がなく、また、ランプ直上の輝度ムラも低減でき、発光面から均一に分散した光を取り出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。
【００１２】
（第１の実施の形態）図１、図２は、本発明の第１の実施の形態のバックライト装置１Ａを示している。本実施の形態のバックライト装置１Ａは、導光部材としてのタンデム型導光板２と、扁平形蛍光ランプ３とを備えている。タンデム型導光板２は、透明樹脂板の下面側で、複数の山形が連なるように起伏する面状に形成された反射面４と、この反射面４に対向する上面側で平坦な発光面５とを有している。反射面４には、下に凸となった厚肉部にランプ収容用の凹部６が形成され、この凹部６には、その長径方向が発光面５に対して直角（発光面５の法線と平行）をなす姿勢で扁平形蛍光ランプ３が収容されている。
【００１３】
扁平形蛍光ランプ３は、放電媒体が封入されるとともに、扁平形状である放電空間を備えたガラス管製のランプであり、その周方向で輝度が異なる特性を有している。なお、扁平形状とは、例えば断面楕円状等のことである。扁平形蛍光ランプ３としては、冷陰極蛍光ランプを好適に用いることができる。図３に扁平形蛍光ランプ３の輝度分布１０の一例を示す。この扁平形蛍光ランプ３は、長径ａの延長方向の輝度は低く、短径ｂの延長方向の輝度は高い特徴がある。この輝度差は扁平率によって決まるものであり、目的とするバックライト装置の仕様に応じて相応しい扁平率のものを採用する。
【００１４】
尚、図１に示したタンデム型導光板２と扁平形蛍光ランプ３との組部材を図１０におけるランプ１０３の位置に配置し、その底面及び側面を反射シート１０２で覆い、扁平形蛍光ランプ３が発した光を輝度ムラ防止のために拡散板１０４、拡散シート１０５を配置し、さらに集光のためにレンズシート１０６、輝度上昇シート１０７を配置し、これらバックフレーム１０１とフロントフレーム１０８とで形成される筐体内に収容することで最終的に本実施の形態のバックライト装置１Ａが構成される。
【００１５】
本実施の形態では、タンデム型導光板２の発光面５から出射する光の分布を均一にするために、この扁平形蛍光ランプ３の輝度分布の特性を利用し、扁平形蛍光ランプ３の長径ａ方向がタンデム型導光板２の発光面５とほぼ垂直になるように、凹部６に扁平形蛍光ランプ３を収容している。この姿勢にすることで、タンデム型導光板２に扁平形蛍光ランプ３を組み込んだときのランプ直上の輝度を抑え、かつ凹部６からタンデム型導光板２内に大光量の光を導入することができ、これによってタンデム型導光板２の発光面５から輝度ムラが少なく大光量の光を取り出すことができる。
【００１６】
尚、タンデム型導光板２の凹部６に収容する扁平形蛍光ランプ３の姿勢は、ランプの放電空間の長径ａ方向とタンデム型導光板２の発光面５の法線方向とが平行な状態を０°とし、それから４５°傾けた角度までであれば、本実施の形態とほぼ同等の輝度分布性能が得られる。
【００１７】
（第２の実施の形態）図４を用いて、本発明の第２の実施の形態を説明する。第２の実施の形態のバックライト装置１Ｂは、面状に並べられた複数の導光板分割体２０を備えている。各導光板分割体２０は透明樹脂材であり、反射面４は幅中央部で凹む谷形であり、この反射面４に対向する発光面５は平坦になっている。また、各導光板分割体２０の両端面の反射面４側の部分それぞれに扁平形蛍光ランプ３を収容できる切欠部６Ａ，６Ｂが形成されている。そして、本実施の形態のバックライト装置１Ｂは、反射面４が谷形に凹み、幅中央部の肉厚が最も薄く、両端面側が肉厚になった導光板分割体２０を単位として、この導光板分割体２０の複数枚を隣り合う端面同士が突き合うように並べて第１の実施の形態のタンデム型導光板２と同等のものを構成し、これら隣り合う導光板分割体２０，２０の突き合う端面間に切欠部６Ａ，６Ｂによって形成される凹部６に扁平形蛍光ランプ３を収容することで、第１の実施の形態のタンデム型導光板２と扁平形蛍光ランプ３との組部材と同等の組部材を形成したことを特徴としている。
【００１８】
本実施の形態のバックライト装置１Ｂでは、透明樹脂導光板分割体２０それぞれの下面側の谷形に凹む反射面４が連なって山形に起伏した面となり、上面側の平坦な発光面５が連なって平坦な面になる。そして反射面４側に形成される扁平形蛍光ランプ収容用の凹部６に、扁平形冷陰極ランプ３をその長径方向が発光面５に対して直角をなす姿勢で収容する。
【００１９】
本実施の形態の場合も、第１の実施の形態のタンデム型導光板２と扁平形蛍光ランプ３との組部材と同等の図４に示す組部材を図１０におけるランプ１０３の位置に組み込み、バックフレーム１０１とフロントフレーム１０８とで形成される筐体内に収容することで最終的に本実施の形態のバックライト装置１Ｂを構成する。
【００２０】
本実施の形態のバックライト装置１Ｂによれば、隣り合う導光板分割体２０，２０の突き合う端面間に形成された凹部６に扁平形蛍光ランプ３をその長径方向が発光面５に垂直になる姿勢で収容することで、ランプ直上の輝度を抑え、かつ凹部６から各導光板分割体２０内に大光量の光を導入でき、各導光板分割体２０の発光面５から輝度ムラが少なく、均一に分散した大光量の光を取り出すことができる。
【００２１】
尚、凹部６に収容する扁平形蛍光ランプ３の姿勢は、当該扁平形蛍光ランプ３の放電空間の長径ａ方向と導光板分割体２０の発光面５の法線方向とが平行な状態を０°とし、それから４５°傾けた角度までであれば、本実施の形態とほぼ同等の輝度分布性能が得られる。
【００２２】
（第３の実施の形態）図５は本発明の第３の実施の形態のバックライト装置１Ｃの断面図である。本実施の形態のバックライト装置１Ｃは、図１に示した第１の実施の形態と同様の形状のタンデム型導光板２を採用し、かつ、そのタンデム型導光板２の反射面４側に扁平形蛍光ランプ３から照射された光を反射する反射部材７を設置したことを特徴とする。尚、図５に示す本実施の形態において、その他の構成については、図１に示した第１の実施の形態と共通であり、したがって、共通する要素には同一の符号を付してある。
【００２３】
本実施の形態のバックライト装置１Ｃによれば、タンデム型導光板２の反射面４側に反射部材７を設置したので、扁平形蛍光ランプ３の短径方向へ出射する大光量の光を反射部材７により発光面５側に効果的に反射することができ、タンデム型導光板２に入光した光を消失することなく発光面５から出射させることができ、明るいバックライト光源を実現できる。
【００２４】
尚、反射面４に反射部材７を設置する構成は、第２の実施の形態における導光板分割体２０に対しても適用することができ、それによって反射効率を高め、発光面５から均一に分散した明るい光を取り出すことができる。
【００２５】
（第４の実施の形態）図６は、本発明の第４の実施の形態のバックライト装置１Ｄを示している。本実施の形態は、タンデム型導光板２の反射面４に微細な凹凸８を形成することで、第３の実施の形態における反射部材７と同等の効果を得られるようにしたことを特徴とする。
【００２６】
本実施の形態にあっても、扁平形蛍光ランプ３の短径方向へ出射する大光量の光を反射面４の微細な凹凸８により発光面５側に効果的に反射することができ、タンデム型導光板２に入光した光を消失することなく発光面５から出射させることができ、明るいバックライト光源を実現できる。
【００２７】
尚、反射面４に微細な凹凸８を形成する構成は、第２の実施の形態における導光板分割体２０に対しても適用することができ、それによって反射効率を高め、発光面５から均一に分散した明るい光を取り出すことができる。
【００２８】
（第５の実施の形態）図７は、本発明の第５の実施の形態のバックライト装置１Ｅを示している。本実施の形態のバックライト装置１Ｅは、図１に示した第１の実施の形態と同様の形状のタンデム型導光板２を有するが、タンデム型導光板２の部材内に、タンデム型導光板２の透明樹脂に対して平均屈折率が０．０１以上異なる光拡散粒子９を含ませた点で第１の実施の形態とは相違する。その他の構成は、第１の実施の形態と共通である。
【００２９】
本実施の形態にあっては、光拡散粒子９をタンデム型導光板２の部材内に含有させたことでタンデム型導光板２中での光分散が効果的に行え、その結果として、発光面５から明るさを低下させることなく、輝度ムラなく光を出射させることができる。
【００３０】
尚、導光部材内に光拡散粒子９を含有させる構成は第１〜第４の実施の形態のいずれに対しても適用することができ、それによって導光部材内での光分散効率を高め、発光面５から均一に分散した明るい光を取り出すことができる。
【実施例】
【００３１】
図８は、本発明の実施例のバックライト装置の輝度分布を示すグラフであり、図９は特許文献３に示す従来例のバックライト装置の輝度分布を示すグラフである。従来例のバックライト装置は、透明樹脂からなる導光板を用い、ランプは断面形状が真円形状のものを使用している。本発明の実施例のバックライト装置には図６に示した第４の実施の形態と同様のタンデム型導光板２を使用し、反射面４には微細な凹凸８を形成し、さらに第５の実施の形態のようにタンデム型導光板２の部材内には光拡散粒子９を分散含有させたものを使用している。また、本発明の実施例で使用した扁平形蛍光ランプ３には、扁平率４０％のものを使用した。
【００３２】
従来例のバックライト装置はランプ直上の輝度が極端に高く、明暗部の差は約２０００カンデラにもなった。一方、本発明の実施例のバックライト装置では、輝度ムラは従来例の１／３以下の約５００カンデラに低減できた。これにより、本発明によれば、輝度ムラが改善されることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施の形態のバックライト装置におけるタンデム型導光板と扁平形蛍光ランプとの組部材部分の断面図。
【図２】上記実施の形態のバックライト装置におけるタンデム型導光板と扁平形蛍光ランプとの組部材部分の斜視図。
【図３】上記実施の形態のバックライト装置で採用する扁平形蛍光ランプの輝度分布特性図。
【図４】本発明の第２の実施の形態のバックライト装置における複数枚の導光板分割体と扁平形蛍光ランプとの組部材部分の一部分解した斜視図。
【図５】本発明の第３の実施の形態のバックライト装置におけるタンデム型導光板と扁平形蛍光ランプとの組部材部分の断面図。
【図６】本発明の第４の実施の形態のバックライト装置におけるタンデム型導光板と扁平形蛍光ランプとの組部材部分の断面図。
【図７】本発明の第５の実施の形態のバックライト装置におけるタンデム型導光板と扁平形蛍光ランプとの組部材部分の断面図。
【図８】本発明の実施例に係るバックライト装置の輝度分布を示すグラフ。
【図９】従来例に係るバックライト装置の輝度分布を示すグラフ。
【図１０】一般的な直下式バックライト装置の分解斜視図。
【符号の説明】
【００３４】
１Ａ〜１Ｅ  バックライト装置
２  タンデム型導光板
３  扁平形蛍光ランプ
４  反射面
５  発光面
６  凹部
６Ａ，６Ｂ  切欠部
７  反射部材
８  凹凸
９  光拡散粒子
２０  導光板分割体
【図１】
2007194043.tif 000003
【図２】
2007194043.tif 000004
【図３】
2007194043.tif 000005
【図４】
2007194043.tif 000006
【図５】
2007194043.tif 000007
【図６】
2007194043.tif 000008
【図７】
2007194043.tif 000009
【図８】
2007194043.tif 000010
【図９】
2007194043.tif 000011
【図１０】
2007194043.tif 000012