(57)【要約】【課題】  バックライトユニットの限られた収納空間に収納でき、かつ、照射面の輝度、色度の不均一性をなくした高輝度の良好な光学特性のバックライトユニットを提供すること。【解決手段】  バックライトユニット１で、表面に凸部３ａが形成された波板状体３Ａの反射シート３Ａを、凸部３ａが蛍光ランプ４、４ａの管軸方向に沿って配列し、また、蛍光ランプ４、４ａには扁平ランプを用いて、長手方向に立位状に反射シート３の凸部３ａの谷間に配置する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底板に立設した側壁部を有する皿状の筐体と、この筐体の前記底板の上に配置された波板状体の反射シートと、この反射シートの上方に平面的に配列された複数本の蛍光ランプと、これらの蛍光ランプの電極部が接続され固定されるように、前記筐体に固定されたランプホルダと、前記筐体の開口端面を閉塞して蛍光ランプの発光導出面とする拡散板とを備え、
前記波板状体の反射シートは、山形の細長い凸部が複数本平行に配列され、これらの各凸部は前記平面的に配列された複数本の蛍光ランプの間に山形の頂部が配置され、かつ、前記細長い凸部の長手方向は前記蛍光ランプの管軸に沿って延長配置されており、また、前記蛍光ランプは、その幅広の扁平面が前記反射シートの隣接する凸部の谷間においてほぼ垂直方向になるようにそれぞれ配置されていることを特徴とするバックライトユニット。
【請求項２】
前記蛍光ランプは、前記反射シートの隣接する凸部の谷間においてほぼ垂直方向になるようにそれぞれ配置された際に、該蛍光ランプの短手方向の最大幅の長手方向の最高位置が前記反射シートの前記凸部の頂部よりも下方に位置するように配置されていることを特徴とする請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記反射シートに配列して形成された前記波板状の前記凸部は、該凸部の麓が凹状に湾曲した湾曲部が形成され、該湾曲部の曲率半径は対向する前記蛍光ランプの外形箇所の曲率半径よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のバックライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等の光源として用いられているバックライトユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ装置）では、鮮明な画像表示を得るために、バックライトユニットの性能はきわめて重要視されている。それは、液晶表示装置の画像表示領域面を、全体的に、ほぼ一様な光強度もしくは色温度に保持しておくことにより、鮮明で高画質の画像表示をおこなうことができるからである。
【０００３】
周知のように液晶表示装置自身は発光機能を持たないため、背面に光源としてバックライトユニットを配置し、バックライトユニットからの光をＬＣＤに透過させることにより画像情報を表示するのが一般的である。特に、直下方式のバックライトユニットはその表面（以下、「発光面」という。）での高輝度化が比較的容易であるため、例えば３２インチ以上の大型な液晶テレビ等のＬＣＤ装置にも採用されている。
【０００４】
図５に分解斜視図を示したように、通常、大型直下式のバックライトユニット３１は、底板３２ａとこの底板３２ａから立設した側壁部３２ｂとからなる筐体３２を有し、この筐体３２の開口部に順次、平坦な反射シート３３、その上方に反射シート３３に接触又は近接させるように直管または屈曲、湾曲した真円形状の陰極管等の蛍光ランプ３４を複数本を等ピッチもしくは規則的に配列し、その両端の端子部をランプホルダ３５に固定保持させている。さらに、その上方に、乳白色の透光性の樹脂板で形成され、筐体３２の開口端面を閉塞してバックライト用ランプの発光導出面を形成し、かつ、発光面全体での輝度の均一性を図るための拡散板３６、拡散シート３７ａ、３７ｂ、さらに、全体を筐体３２に固定するフレーム３８が順次装着されて形成されている。
【０００５】
このようなバックライトユニット３１においては、ＬＣＤ装置の高画質化を図るために、発光面での輝度が高輝度であり、かつ均一であることが要請され、また省スペース性を実現するために薄型であること要請されている。
【０００６】
そのため、筐体３２の底板３２ａと側壁部３２ｂの内側の面は、光反射率の高い材料で被覆されており、蛍光ランプ３４から背面に放射される光を前方（発光面方向）へ反射させて、蛍光ランプ３４から放射される光束の有効利用効率（蛍光ランプ３４から放射される光束の内、発光面から放射される割合）を高めている。また、反射シート３３には種々の工夫がなされており、例えば、図６に示したバックライトユニット３１ａように、断面が円形の蛍光ランプ３４ａに対向した反射シート３３Ａの一部が、夫々一対の傾斜面を有して断面が山形形状３３ａに折曲形成されたものが開示されている。（例えば、特許文献１を参照）
また、蛍光ランプとしては、特に冷陰極型蛍光ランプが用いられている。冷陰極型蛍光ランプはフィラメントコイルを有さないため、当該蛍光ランプの細径化が容易であり、バックライトユニットの薄型化の要請に応えられるからである。蛍光ランプの断面形状は円形が一般的であるが、断面が円形以外で、断面が楕円形の蛍光ランプが用いられている例も開示されている。図７に示したバックライトユニット３１ｂように、断面が楕円形の蛍光ランプ３４ｂがバックライトユニット３１ｂに装着される場合は、この楕円の長軸の方向が拡散板や反射シート３３の面に対して垂直になるように配置されており、蛍光ランプ３４ｂの本数及び間隔は、バックライトユニット３１ｂの必要輝度や照光面の大きさによって適宜設定されている。（例えば、特許文献２を参照）
【特許文献１】特開平６−２７４６３号公報    [００２３]
【特許文献２】特開２０００−１００９４号公報  [００２５]
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
バックライトユニットは、ＬＣＤ装置の一層の高画質化を図るため、さらなる高輝度化が要請されている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示されているように、断面が円形の蛍光ランプに対向して、反射板の一部が夫々一対の傾斜面を有し、断面が山形形状に折曲形成された反射シートをバックライトユニットの場合は、蛍光ランプの側面からの発光は反射板により有効利用できる。しかしながら、蛍光ランプの下面からの出射光は蛍光ランプの断面が円形であるので、その形状自体が邪魔になり有効利用ができない。
【０００９】
また、特許文献２に開示されているように、断面が楕円形の蛍光ランプを用いて楕円の長軸の方向が拡散板や反射板の面に対して垂直になるように配置したバックライトユニットは、照明光として蛍光ランプの側面から出射される光を有効利用することはできない。
【００１０】
また、図８(ａ)にバックライトユニットの要部の平面図を、図８(ｂ)に、切断面Ａ１−Ａ２における側面図を示した。バックライトユニット３１ｃにおいては、断面が楕円形の蛍光ランプ３４ｂを、楕円形の長軸方向を筐体３２の内部に装着された反射シート３３に対して平行に配置されている。図９は、図８(ｂ)の領域Ｃについて一部拡大図による説明図である。同図に示したように、蛍光ランプ３４ｂの上面からの発光は十分に有効利用できるが、下面からの発光は領域Ｄに示したように、蛍光ランプ３４ｂ自体の陰になり拡散板３６に到達させることはできない。したがって、拡散板３６に対して蛍光ランプ３４ｂからの出射光を全面的に有効利用することは困難である。
【００１１】
なお、他にもバックライトユニットの高輝度化を実現する方法として幾つかの方法が考えられる。例えば、各蛍光ランプのランプ電流を単純に大きくして動作させるという方法である。しかしながら、ランプの光束はある程度は高くなるものの、ランプ電流の増加により最冷点温度が過度に上昇して、蛍光ランプの発光効率が低下するという問題がある。
【００１２】
また、ランプ電流の増加と共に管径のより太いランプを用いることで放熱性を良くすることもできる。しかし、この方法では上記した最冷点温度の過度上昇を抑制できるものの、陽光柱プラズマ空間の中心から管内壁までの距離が遠くなるため発光効率が低下し、期待した程のランプ電流の増分に見合うだけの光束の増加が得られないという問題がある。
【００１３】
これに加えて、ランプの収納空間が限られているバックライトユニットにおいては、従来用いられているよりも管径の太いランプを用いると、ランプと発光面との距離が近くなり、この部分の輝度が高くなるということによる輝度むら（波状の輝度むら）が生じるという欠点がある。この欠点に対しては、収納空間の厚み方向を大きく取り、ランプを発光面から後退させて配置すれば解決することができるが、上述のようにバックライトユニットは特に薄型であることが要請されているので、そのような方法を採るのは実用上好ましくない。
【００１４】
本発明はこれらの事情にもとづいてなされたもので、バックライトユニットの限られた収納空間に収納でき、かつ、照射面の輝度、色度の不均一性をなくした高輝度の
良好な光学特性のバックライトユニット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】
【００１５】
本発明の実施の形態に係るバックライトユニットは、底板に立設した側壁部を有する皿状の筐体と、この筐体の前記底板の上に配置された波板状体の反射シートと、この反射シートの上方に平面的に配列された複数本の蛍光ランプと、これらの蛍光ランプの電極部が接続され固定されるように、前記筐体に固定されたランプホルダと、前記筐体の開口端面を閉塞して蛍光ランプの発光導出面とする拡散板とを備え、
前記波板状体の反射シートは、山形の細長い凸部が複数本平行に配列され、これらの各凸部は前記平面的に配列された複数本の蛍光ランプの間に山形の頂部が配置され、かつ、前記細長い凸部の長手方向は前記蛍光ランプの管軸に沿って延長配置されており、また、前記蛍光ランプは、管軸に垂直な断面が扁平であり、かつ、その幅広の扁平面が前記反射シートの隣接する凸部の谷間においてほぼ垂直方向になるようにそれぞれ配置されていることを特徴とするバックライトユニットである。
【００１６】
また、本発明の実施の形態に係るバックライトユニットは、前記蛍光ランプは、前記反射シートの隣接する凸部の谷間においてほぼ垂直方向になるようにそれぞれ配置された際に、該蛍光ランプの短手方向の最大幅の長手方向の最高位置が前記反射シートの前記凸部の頂部よりも下方に位置するように配置されていることを特徴とするバックライトユニットである。
【００１７】
また、本発明の実施の形態に係るバックライトユニットは、前記反射シートに配列して形成された前記波板状の前記凸部は、該山形の麓が凹状に湾曲した湾曲部が形成され、該湾曲部の曲率半径は対向する前記蛍光ランプの外形箇所の曲率半径よりも大きく形成されていることを特徴とするバックライトユニットである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、バックライトユニットの限られた収納空間に収納でき、かつ、照射面の輝度、色度の不均一性をなくした高輝度の良好な光学特性のバックライトユニッ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】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態の一例を図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本発明のバックライトユニットの分解斜視図である。基本構成は背景技術の項で図５により説明した構成と、反射シートの形状を除いて同じである。
【００２１】
すなわち、直下式のバックライトユニット１は、底板２ａとこの底板２ａから立設した側壁部２ｂとからなる皿状の筐体２を有している。この筐体２の開口部に順次、表面に断面が山形形状の細長い凸部３ａが複数本平行に配列して形成された波板状体３Ａである反射シート３、その上方に光源として、反射シート３に近接させるように陰極管等の蛍光ランプ４が、複数本等ピッチもしくは規則的に平面的に配列されている。各蛍光ランプ４の両端の端子部はランプホルダ５に固定保持されている。その上方に、透光性の乳白色の樹脂板で形成され発光面全体での輝度の均一性を図るための拡散板６、拡散シート７ａ、７ｂ、全体を筐体２に固定するフレーム８とが、それぞれ順次、装着されて形成されている。
【００２２】
筐体２は、例えば、深さ５〜１０００ｍｍ程度、幅１０〜１０００ｍｍ程度、長さ１０〜１０００ｍｍ程度であり、対向する側壁部２ｂに、ランプホルダ５が配設されており、そして、このランプホルダ５は、外部リード部(不図示)を介して電源側に接続されている。
【００２３】
図２(ａ)に、図１で示したバックライトユニットの完成体の平面図を、図２(ｂ)に、その切断面Ａ３−Ａ４における断面側面図を示す。すなわち、皿状の筐体２の内部に光源である蛍光ランプ４は、管軸に垂直な断面が扁平に形成された扁平管である。例えば、扁平管の一例として、断面が楕円形の冷陰極管が等間隔に複数本が並んで配置されている。また、各蛍光ランプ４は楕円形の長軸方向が拡散板６の表面に対して垂直になるよう(扁平面である長手方向が立位状)に両端の端子部をランプホルダ５に固定保持されている。
【００２４】
各蛍光ランプ４は、例えば、外径１〜１０ｍｍ程度、長さ１０〜１０００ｍｍ程度で、両端部に放電電極が対向して封装されて成るランプ電流２〜１５ｍＡ程度のランプである。なお、全ての蛍光ランプ４は白色光であるが、場合によっては、３種のカラー蛍光ランプ４、すなわち、青色発光型蛍光ランプ４、赤色発光型蛍光ランプ４、緑色発光型蛍光ランプ４で構成してもよい。
【００２５】
また、図３に、図２における切断面Ｂ１−Ｂ２における一部側面部分拡大図を示す。蛍光ランプ４の下方に配置されている反射シート３は、例えば、反射率９０％の金属板からなり、表面に断面が山形の凸部３ａが所定ピッチで連接して形成された波板状体３Ａが用いられている。この波板状体３Ａは、山形の凸部３ａが蛍光ランプ４の管軸方向に沿って配置されている。波板状体３Ａの凸部３ａのピッチは、蛍光ランプ４の断面の楕円形状の短軸１１の長さよりも大きく、また、凸部３ａの頂部の頂角αは９０±５度に設定されている。なお、凸部３ａの頂部の断面は直線同士の交差でもよく、また、小さな曲率が形成されていてよい。
【００２６】
凸部３ａの麓は凹状に湾曲した湾曲部１２が形成されている。したがって、この湾曲部１２の両端に各凸部３ａが連接されて形成されている。なお、波板状体３Ａの麓の凹状に湾曲部１２の曲率半径Ｒ１は、対向する蛍光ランプ４の外形の箇所の曲率半径Ｒ２よりも大きく形成されている。
【００２７】
蛍光ランプ４と反射シート３の凸部３ａとの位置関係は、Ｘ方向（図３で、矢印で示している）では蛍光ランプ４の楕円形状の長軸１３が反射シート３の凸部３ａの麓の凹状に湾曲部１２のＲの中央の位置と一致している。また、Ｙ方向（図３で、矢印で示している）は蛍光ランプ４の楕円形状の短軸１１が反射シート３の凸部３ａの頂部よりも下方になるように配置されている。すなわち、短手方向の最大幅の長手方向の最高位置が前記反射シート３の凸部３ａの頂部よりも下方に位置するように配置されている。
【００２８】
したがって、断面が楕円形状の蛍光ランプ４から出射した光は、楕円形の上部から出射した光は、全てがそのまま拡散板６に入光する。楕円形の側部から出射した光は、楕円形の短軸１１より上方の光は、全てがそのまま拡散板６に入光し、楕円形の短軸１１より下方の光は、反射シート３の凸部３ａの斜面に反射した後に全てが二次光である反射光として拡散板６に入光する。また、楕円形の下部から出射した光は、凸部３ａの麓の凹状に形成された湾曲部１２で反射し、この反射光は、さらに、反射シート３の凸部３ａの斜面に反射した後に全てが反射光として拡散板６に入光する。つまり、蛍光ランプ４から出射した光は、全てが拡散板６に入光することができるので、蛍光ランプ４からの出射光を極めて効率よく用いることができる。しかも、二次反射等（間接光）も併せて用いているので、直接光だけの場合よりも明るく、かつ、配光特性においても均整度が高く、バランスのよい光学特性を得ることが可能になる。
【００２９】
また、蛍光ランプ４を楕円の短軸１１の方向に並べて配置したので、断面が円形ランプに比べると径が小さい。したがって、同じ筐体２の場合は、内部により多くの蛍光ランプ４を配置することができるので、高輝度を得ることができる。しかも、上述のように、各蛍光ランプ４の光を効率よく利用できるので、一層、従来の円形断面のランプに比べると高輝度のランプを実現することができる。
【００３０】
なお、上述の場合は、扁平管の一例として断面が楕円形の冷陰極管について説明したが、図４に示したように、扁平管としては、断面が長円形のものを用いることもできる。断面が長円形の場合の蛍光ランプ４ａと反射シート３の凸部３ａとの位置関係は、Ｘ方向（図４で、矢印で示している）では蛍光ランプ４ａの長円形状の長軸１３ａが反射シート３の凸部３ａの麓の凹状に湾曲部１２のＲの中央の位置と一致している。また、Ｙ方向（図４で、矢印で示している）は蛍光ランプ４の上部の半円形状の直径(短軸)１１ａが反射シート３の凸部３ａの頂部よりも下方になるように配置される。すなわち、短手方向の最大幅の長手方向の最高位置が反射シート３の凸部３ａの頂部よりも下方に位置するように配置されている。
【００３１】
なお、断面が長円形の場合も、波板状体３Ａの麓の凹状の湾曲部１２の曲率半径Ｒ１は、対向する蛍光ランプ４の外形の箇所の曲率半径Ｒ３よりも大きく形成されている。
【００３２】
このような配置により、蛍光ランプ４ａからの出射光は、上述の断面が楕円形の冷陰極管の出射光の場合と同様に、蛍光ランプ４ａから出射した光は、全てが拡散板６に入光する事ができるので、蛍光ランプ４ａからの出射光を極めて効率よく用いることができる。しかも、二次反射等（間接光）も併せて用いているので、直接光だけの場合より明るく、かつ、配光特性においても均整度が高く、バランスのよい光学特性を得ることが可能になる。
【００３３】
また、上述の蛍光ランプ４、４ａの各断面形状での反射シート３の凸部３ａの頂角は、９０±５度が良好であるが、バックライトユニット１の要求される輝度によっては、９０±５度に限定せずに、９０±１５度程度にすることもできる。
【００３４】
なお、本発明は上記の実施形態のそのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のバックライトユニットの分解斜視図。
【図２】(ａ)は、本発明のバックライトユニットの筐体内部の蛍光ランプの配置図。(ｂ)は、その断面側面図。
【図３】本発明のバックライトユニットの筐体内部の蛍光ランプの配置を示す一部側面部分拡大図。
【図４】本発明のバックライトユニットの筐体内部の別の実態態様の蛍光ランプの配置を示す一部側面部分拡大図。
【図５】従来のバックライトユニットの分解斜視図。
【図６】従来のバックライトユニットの側面断面図。
【図７】従来のバックライトユニットの側面断面図。
【図８】(ａ)は、従来のバックライトユニットの平面図、(ｂ)は、その断面側面図。
【図９】従来のバックライトユニットの蛍光ランプからの出射光の説明図。
【符号の説明】
【００３６】
１…バックライトユニット、２…筐体、３…反射シート、３ａ…凸部、３Ａ…波板状体、４、４ａ…蛍光ランプ、５…ランプホルダ、６…拡散板、１１、１１ａ…短軸、１２…湾曲部、１３…長軸
【図１】
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【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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