(57)【要約】【課題】低本数の光源を用いたバックライトにおいて輝度ムラを抑制する。【解決手段】画像表示装置用バックライト１００であって、複数本の熱陰極蛍光ランプ１０と、複数本の熱陰極蛍光ランプ１０を収納する筐体２０とを備え、筐体２０の底面２０ｂは反射板２１となっており、反射板２１の主面２０ｂに沿った平行方向における蛍光ランプ１０の第１光度（Ｉｈ）は、垂直方向における蛍光ランプ１０の第２光度（Ｉｖ）よりも大きいことを特徴とするバックライト１００である。【選択図】図５
2009129582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示装置に用いられるバックライトであって、
複数本の蛍光ランプと、
前記複数本の蛍光ランプを収納する筐体と
を備え、
前記筐体内の底面は、反射板となっており、かつ、
前記反射板の主面に沿った平行方向における前記蛍光ランプの第１光度は、前記平行方向に直交する垂直方向における前記蛍光ランプの第２光度よりも大きいことを特徴とする、バックライト。
【請求項２】
前記第１光度は、前記第２光度に対して１．２倍以上である、請求項１に記載のバックライト。
【請求項３】
前記第１光度は、前記第２光度に対して１０．０倍以下である、請求項１に記載のバックライト。
【請求項４】
前記蛍光ランプは、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から構成された熱陰極蛍光ランプである、請求項１から３の何れか一つに記載のバックライト。
【請求項５】
前記熱陰極蛍光ランプは、前記バルブの断面が略楕円形の形状を有している、請求項４に記載のバックライト。
【請求項６】
前記筐体の深さは、４０ｍｍ以下である、請求項１から５の何れか一つに記載のバックライト。
【請求項７】
前記複数本の蛍光ランプのそれぞれは、前記平行方向における蛍光層の厚さと前記垂直方向における蛍光体層の厚さとが異なることを特徴とする、請求項１から６の何れか一つに記載のバックライト。
【請求項８】
前記垂直方向における蛍光体層の厚さは、前記平行方向における蛍光層の厚さよりも厚いことを特徴とする、請求項７に記載のバックライト。
【請求項９】
前記複数本の蛍光ランプのそれぞれは、前記垂直方向に遮光材を有していることを特徴とする、請求項１から６の何れか一つに記載のバックライト。
【請求項１０】
前記複数の蛍光ランプのそれぞれは、二重管の構造を有している、請求項１から３の何れか一つに記載のバックライト。
【請求項１１】
前記反射板のうち、前記熱陰極蛍光ランプの間には補助反射板が設けられている、請求項１から１０の何れか一つに記載のバックライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置に用いられるバックライト、特に、直下型液晶ディスプレイ用バックライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶ディスプレイのバックライトの光源としては、冷陰極蛍光ランプが主に採用されている。冷陰極蛍光ランプは、細径化に適しているので、薄型化が要求されるバックライトの光源として用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１１６７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、液晶ディスプレイの大画面化が進んでおり、これに伴ってバックライトも大型化してきている。このバックライトの大型化により、光源として冷陰極蛍光ランプを用いると、点灯回路が複雑になるとともに、使用するランプ本数の増加により、消費電力が高くなることが危惧されている。
さらに説明すると、冷陰極蛍光ランプは、他のランプ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が必要である。特に、画面サイズが３２インチ以上のような大画面の液晶ディスプレイが最近登場しているため、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する傾向が強くなっている。
【０００４】
また、冷陰極蛍光ランプは、１本当たりに投入する電力が小さいため、画面輝度を確保するためには本数を多くする必要があり、それゆえに、部品コストが増大するとともに、組み立て工数がかかるという問題が顕在化する可能性が高い。
そのような中、冷陰極蛍光ランプよりも高効率・高出力である熱陰極蛍光ランプをバックライトの光源として採用することが検討され始めている。熱陰極蛍光ランプを採用することで、上述した特長により、消費電力を抑えるとともに、ランプ本数を削減することで、点灯回路の簡素化・部品コストダウン・組み立て工数削減が期待できる。しかしながら、バックライトとしては冷陰極蛍光ランプの開発・研究が今日に至るまで盛んに行われた結果、熱陰極蛍光ランプの欠点が克服されていないのが実情である。
【０００５】
本願発明者は、液晶ディスプレイの大画面化に伴って益々顕在化してくるバックライトの問題を、現在主流の冷陰極蛍光ランプの改良により解決するのではなく、熱陰極蛍光ランプを用いることによって解決することを試みている。
本願発明者の検討によると、熱陰極蛍光ランプを用いたバックライトは、確かに、冷陰極蛍光ランプと比較してランプ本数を減らすことができるが、それでも、ランプ本数を減らすと、デメリットが顕在化してくることがわかった。つまり、バックライト内のランプ本数が極端に少ないと（例えば、冷陰極蛍光ランプの半分程度）、画面の輝度ムラが酷くなり、液晶ディスプレイ用のバックライトとしての使用が不可となってしまう。特に、画面中央付近の輝度ムラは、直ちに画像の品質劣化に繋がるため、即、不適となることがわかった。したがって、画面サイズが３２インチまたはそれ以上の液晶ディスプレイにおいては、低本数の蛍光ランプで画面の輝度ムラの悪化を抑制するのは至難であった。
【０００６】
加えて、液晶ディスプレイの薄型化の傾向に伴って、今日、直下型バックライトの薄型化（例えば、４０ｍｍ以下）が求められており、バックライトを構成する筐体の厚さを小さくすることが更に輝度ムラの悪化を増進させるに至っている。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、低本数の光源を用いたバックライトにおいて、輝度ムラを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るバックライトは、画像表示装置に用いられるバックライトであり、複数本の蛍光ランプと、前記複数本の蛍光ランプを収納する筐体とを備え、前記筐体内の底面は、反射板となっており、かつ、前記反射板の主面に沿った平行方向における前記蛍光ランプの第１光度は、前記平行方向に直交する垂直方向における前記蛍光ランプの第２光度よりも大きいことを特徴とする。
【０００８】
ある好適な実施形態において、前記第１光度は、前記第２光度に対して１．２倍以上である。
ある好適な実施形態において、前記第１光度は、前記第２光度に対して１０．０倍以下である。
ある好適な実施形態において、前記蛍光ランプは、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から構成された熱陰極蛍光ランプである。
【０００９】
ある好適な実施形態において、前記熱陰極蛍光ランプは、前記バルブの断面が略楕円形の形状を有している。
ある好適な実施形態において、前記筐体の深さは、４０ｍｍ以下である。
ある好適な実施形態において、前記複数本の蛍光ランプのそれぞれは、前記平行方向における蛍光層の厚さと前記垂直方向における蛍光体層の厚さとが異なる。
【００１０】
前記垂直方向における蛍光体層の厚さは、前記平行方向における蛍光層の厚さよりも厚いことが好ましい。
ある好適な実施形態において、前記複数本の蛍光ランプのそれぞれは、前記垂直方向に遮光材を有している。
ある好適な実施形態において、前記複数の蛍光ランプのそれぞれは、二重管の構造を有している。
【００１１】
ある好適な実施形態において、前記反射板のうち、前記熱陰極蛍光ランプの間には補助反射板が設けられている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、反射板の主面に沿った平行方向における蛍光ランプの第１光度が、当該平行方向に直交する垂直方向における蛍光ランプの第２光度よりも大きい構成にしているので、低本数の光源を用いたバックライトであっても、均斉度の低下を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】
【００１３】
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。そのように移行すると考えた理由は、熱陰極蛍光ランプの「大出力」という特徴を生かすことで、液晶テレビにおけるコントラスト比を大きくすることができ、動画を含めた高画質化が可能となるとともに、冷陰極蛍光ランプに比べ、バックライトとして使用するランプの本数が大幅に削減でき、コストダウンが可能であるからである。このような開発の中、本願発明者は、種々の検討を加えて、熱陰極蛍光ランプが低本数でも液晶ディスプレイ用のバックライトとして輝度ムラを許容できる構成を見出し、本発明に至った。
【００１４】
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から図４を参照しながら、本発明の実施形態に係るバックライト１００について説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態のバックライト１００を含む画像表示装置（液晶表示装置）１０００の構成を模式的に示す分解斜視図であり、図２は、本実施形態のバックライト１００を構成する熱陰極蛍光ランプ１０の断面構成を模式的に示している。図３および図４は、それぞれ、本実施形態のバックライト１００および画像表示装置１０００の構成を示す断面図および上面図である。
【００１６】
本実施形態のバックライト１００は、複数本の蛍光ランプ１０と、複数本の蛍光ランプ１０を収納する筐体２０とから構成されている。本実施形態における蛍光ランプ１０は、熱陰極蛍光ランプであり、内面に蛍光体（不図示）が形成されたバルブ１２から構成されており、バルブ１２内には、熱電子を放出するフィラメント１４が設けられている。
本実施形態の筐体２０の底面２０ｂは、反射板２１となっている。そして、反射板２１の主面（２０ｂ）に沿った平行方向における蛍光ランプ１０の第１光度（Ｉｈ）は、当該平行方向に直交する垂直方向における蛍光ランプ１０の第２光度（Ｉｖ）よりも大きくなるように構成されている。なお、本明細書において、平行方向における蛍光ランプ１０の第１光度（Ｉｈ）を「平行光度」と称する場合があり、垂直方向における蛍光ランプの第２光度（Ｉｖ）を「垂直光度」と称する場合がある。平行光度（Ｉｈ）と垂直光度（Ｉｖ）との関係の詳細は後述する。
【００１７】
図２は、本実施形態のバックライト１００に用いる熱陰極蛍光ランプ１０の断面構成を模式的に示している。本実施形態の熱陰極蛍光ランプ１０は、バックライト用として用いられるので、長寿命のものが使用される。好ましくは、熱陰極蛍光ランプ１０は、公称寿命１．２万時間以上のランプであり、さらに好ましくは、公称寿命２万時間以上、または、３万時間以上のランプである。なお、ディスプレイとして従来から広く普及しているＣＲＴ（陰極線管）の寿命は、約２００００時間であるので、それ以上の寿命があるランプであることが望まれる。
【００１８】
図示した熱陰極蛍光ランプ１０は、直管状のガラスバルブ１２と、ガラスバルブ１２の両端に配設された一対の電極１１とから構成されている。
ガラスバルブ１２は、ソーダ石灰ガラス製、または、バリウム・ストロンチウムシリケート（軟化点６７５℃の軟質ガラス）製である。バルブ１２の寸法を例示すると、３２インチ用としては、バルブ１２の外径１２ｍｍ、肉厚１．０ｍｍ、長さ８２０ｍｍである。４５インチ用としては、バルブ１２の外径１２ｍｍ、肉厚１．０ｍｍ、長さ１０１０ｍｍである。６５インチ用としては、バルブ１２の外径２５．５ｍｍ、肉厚１．０ｍｍ、長さ１５５０ｍｍである。なお、１０５インチ用としては、バルブ１２の外径３８ｍｍ、肉厚０．９ｍｍ、長さ２５００ｍｍである。なお、バルブの肉厚は、１．２ｍｍにすることもできる。
【００１９】
ガラスバルブ１２の内面には蛍光体（不図示）が塗布されている。より具体的には、ガラスバルブ１２の内面１２ａには、アルミナからなる保護膜が形成されており、その保護膜の上に蛍光体層が積層されている。蛍光体層を構成する蛍光体は、例えば、赤（Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ）、緑（ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ）および青（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎ）の各色を発光する希土類蛍光体を混合したものを用いることができる。なお、蛍光体は、他の希土類蛍光体を用いることができる。例えば、赤として、（Ｙ,Ｌａ）２Ｏ３：Ｅｕ、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ、緑として、ＣｅＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｔｂ、ＧｄＭｇＢ２Ｏ１０：Ｃｅ，Ｔｂ、青として、（Ｓｒ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕを挙げることができる。
【００２０】
ガラスバルブ１２内には、水銀と、希ガスが封入されている。本実施形態では、ガラスバルブ１２内に、約５ｍｇの水銀（不図示）と、緩衝用希ガスとして常温における圧力５００Ｐａのアルゴン（Ａｒ）が封入されている。なお、バルブ１２内に封入する水銀は、水銀単体の他に、例えば、亜鉛水銀、スズ水銀、ビスマス、インジウム水銀などのアマルガムの形態で封入することもできる。
【００２１】
また、希ガスとしては、アルゴン（Ａｒ）の混合比率が１００％のものの他、アルゴン（Ａｒ）にクリプトン（Ｋｒ）を混合したものを用いることもできる。クリプトン（Ｋｒ）の混合比（分圧比）は、例えば、２０％〜６０％であり、一例として、アルゴン：クリプトン＝５０％：５０％の混合ガス（ガス圧６００Ｐａ）を挙げることができる。
熱陰極蛍光ランプ１０は、低圧水銀蒸気放電を応用したランプである。発光の原理は、電子放出物質が塗布されている電極からは、放電（および電極を加熱する別の手段）によって熱電子が放出されるだけの温度を維持することで、電子が供給されアーク放電を維持することができる（これは、冷陰極と大きく異なる点である）。この放電により得られた水銀原子の転移スペクトルのうち、主に２５４ｎｍの紫外線を蛍光体の励起線として利用することで可視光に転換して利用している。
【００２２】
なお、熱陰極蛍光ランプ１０は、バルブ１２の断面が円形のものに限らず、略楕円形（楕円形、長円、扁平形状などの形状）のものであってもよい。略楕円のバルブ１２の一例は、長径／短径の値（外径基準）が１．６であるが、典型的には、１．２≦（Ｌ１／Ｌ２）≦１．８の範囲のものを用いることができる。略楕円のバルブ１２を作製するには、次のようにすればよい。まず、断面円形のバルブ（ガラスバルブ）を用意し、そのバルブを加熱して、略楕円中空の型（金型）の間に配置し、その型によってバルブを挟み込んで変形させれば、略楕円状のバルブ１２を得ることができる。なお、バルブ１２の内面に塗布されるアルミナや蛍光体は、適宜好適な段階で形成すればよい。あるいは、円形のランプを作製してから、それに熱を加えて、ランプのガラスを軟化させプレス加工して、略楕円バルブ１２を製造することもできる。
【００２３】
本実施形態における電極１１は、フィラメント１４と、フィラメント１４を保持する一対のリード線１３と、この一対のリード線１３を保持するビーズガラス１５とから構成されている。ビーズガラス１５は、ビーズマウントとも称される。図示した電極１１は、いわゆるガラスビーズマウント方式のものである。
フィラメント１４は、タングステン製であり、本実施形態の構成の一例では、長寿命ランプにするためにエミッタ塗布量を大きくするように複雑なコイル形状としている。すなわち、太いタングステン線の周囲にゆるく覆うように細いタングステン線を巻き付けて長い籠状の構造体を形成し、この構造体を螺旋状に巻いたものが二重コイルと称される。フィラメント１４は前記二重コイルをいまいちど螺旋状に巻いて三重コイルとしたもの、または前記三重コイルをさらに螺旋状に巻いて四重コイルとしたものである。フィラメント１４が三重コイルの場合、三重目のコイルが５〜７ターンの電極コイルである。またフィラメント１４が四重コイルの場合、２〜４ターンの電極コイルである。
【００２４】
フィラメント１４に塗布されるエミッタは、例えば、ストロンチウム、カルシウム、バリウムの酸化物である。本実施形態では、長寿命ランプを実現するために、フィラメント１４に塗布するエミッタ量を多くするようにしており、本実施形態では、熱陰極蛍光ランプ１０の一本あたり、一対の電極のうちの一つのフィラメント１４に５．０ｍｇ以上のエミッタを塗布している。なお、希ガスの構成をアルゴン１００％でなく、アルゴンよりも原子量の大きいクリプトンを所定混合比で混入させると、エミッタがフィラメント１４から飛散し難くなり、その技術的意味でランプ寿命を長くすることができる。
【００２５】
図示した電極１１は、ガラスバルブ１２の封止部１６にてピンチシールされている。また、ガラスバルブ１２の少なくとも一方の端部には、排気管１７が封着されている。この排気管１７は、バルブ１２内を排気したり、希ガスを封入したりする時に使用され、その排気・封入の後に封着されたものである。なお、排気管１７をバルブ１２の一端でなく、両端に設けると、ガス排気・封入を効率良く行うことができるメリットがある。また、それにより、バルブ１２内部の不純物の割合を低下させることもできる。
【００２６】
ガラスバルブ１２の端部には、封止部１６や排気管１７を覆うように口金５０が設けられている。なお、封止部１６から外へ延びたリード線（１３）の延長部１８と口金５０との結線手法は、ランプ１０の仕様に合わせて適宜決定すればよい。具体的には、口金５０に形成された外部端子（例えば、ピン）と、リード線１３の延長部１８とが電気的に接続される。
【００２７】
図１、図３及び図４に示すように、熱陰極蛍光ランプ１０を含むバックライト１００は、液晶表示装置１０００内に組み込まれており、本実施形態におけるバックライト１００は、直下型の画像表示装置用のバックライトである。加えて、バックライト１００は、例えば、２６インチ以上（好ましくは、３２インチ以上。例えば、３２インチ、４０インチ、４２インチ、４６インチ、６５インチなど）の液晶ディスプレイ用の面状光源として使用される。なお、図１では液晶パネル６０を示していないが、図３では液晶パネルを示している。
【００２８】
図示した例では、熱陰極蛍光ランプ１０が６本配置された例を示している。しかし、熱陰極蛍光ランプ１０の本数は、この数に限定されるものではない。なお、本実施形態の好適な一例では、３２インチから４６インチの画面サイズの液晶ディスプレイのパネルに対して、熱陰極蛍光ランプ１０を４本から６本配置して、点灯・動作させることが可能である。
【００２９】
本実施形態のバックライト１００を収納する筐体の一部となる反射板２１は、金属板（例えば、メッキを施した鉄製、または、アルミニウム製）から構成されており、その厚さは１．５ｍｍである。図示した例では、反射板２１の上面（筐体の主面２０ｂ）には、反射シート２３が形成されている。反射シート２３は、白色の酸化チタン（又は炭酸カルシウム）が分散されてなるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の樹脂層から構成されており、その厚さは２．０ｍｍである。また、反射板２１の上面の一部には、光学シート３０の下面を支持するための支柱２４が形成されている。支柱２４は、白色樹脂製である。なお、図３に示したバックライト１００の高さＨ（反射板２１の上面から光学シート３０が位置する面までの高さ）は、典型的には４０ｍｍ以下である。高さＨが５０ｍｍ以上の場合、輝度ムラの問題は生じにくいが、高さＨが４０ｍｍ以下になると、何も対策をしなければ輝度ムラの問題が顕在化してくる。そして、高さＨが３０ｍｍ以下になると、何も対策をしなければ輝度ムラが問題となることが多くなる。この例では、高さＨは例えば２７ｍｍである。
【００３０】
また、バックライト１００の反射板２１の下方には、図３に示すように、点灯回路（バラスト回路または安定器）７０を配設することができる。この例では、各ランプ１０に、一つの点灯回路７０が設けられており、したがって、６本のランプ１０に６個の点灯回路７０が使用されている。ただし、点灯回路７０とランプ１０の数は異なるものにすることが可能である。
【００３１】
点灯回路７０は、口金５０を介してランプ１０に電気的に接続されており、また、調光機能も備えている。点灯回路７０を収納するように反射板２１の下には、下カバー７２が設けられている。下カバー７２は、厚さ１．５ｍｍの金属板から構成されている。下カバー７２と反射板２１との間の空間には、例えば、配線が配設されている。なお、バックライト１００に下カバー７２は設けなくてもよく、その場合、点灯回路７０は液晶ディスプレイ（例えば、液晶テレビ）の筐体内に配置しておくことも可能である。
【００３２】
また、反射板２１の端部には、図４に示すように、ランプ１０を保持するためのランプホルダ７５が設けられている。ランプホルダ７５は、例えば、高明度のシリコンゴム製のものである。加えて、バックライト１００の筐体の開口部２０ａには、光学シート３０が配置されている。この例では、光学シート３０は、上から順に、偏光シート３１（住友３Ｍ社製のＤＢＥＦ（Dual Brightness Enhancement Film）、厚さ０．４４０ｍｍ）、レンズシート３２（厚さ０．１５５ｍｍ）、拡散シート３３（厚さ０．１１３ｍｍ）、拡散板３４（厚さ２．０ｍｍ）を含んでいる。拡散板３４の下面に、さらにレンズシートを設けることも可能である。
【００３３】
さらに、光学シート３０の上には、液晶パネル（例えば、厚さ約２ｍｍ）６０が配設され、そして、その液晶パネル６０及び光学シート３０を覆うように上カバー６２が配設されている。上カバー６２は、例えば、厚さ１．５ｍｍの金属板からなる。なお、この例における画像表示領域６５（図４参照）は、４６インチサイズでは１０１８ｍｍ×５７３ｍｍであるが、勿論その寸法に限らず、他の寸法であってもよい。また、ランプ１０の封止部１６周辺は、ランプ１０の非点灯部位を隠すために額縁領域として覆われて、その非点灯の部位は外部には見えないことになる。なお、バックライト１００から見て、液晶パネル６０が位置する方向をスクリーン方向９０とする。
【００３４】
次に、図５を参照しながら、本実施形態の構成について説明する。図５は、本実施形態のバックライト１００の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態の構成では、上述したように、垂直光度（Ｉｖ）よりも平行光度（Ｉｖ）の方が大きい。この垂直光度（Ｉｖ）よりも平行光度（Ｉｖ）の方が大きい構成によって、低本数の光源を用いたバックライトであっても、均斉度を向上させることができる。
【００３５】
図５に示した例において、熱陰極蛍光ランプ１０の上方には、光学シート（例えば、拡散シートなど）３０が位置している。また、図５に示した熱陰極蛍光ランプ１０は、断面が略楕円形（楕円形、長円などの扁平形状）のバルブ１２を有している。勿論、熱陰極蛍光ランプ１０として、断面が円形のバルブ１２を使用することもできる。
図５に示した例では、略楕円形のバルブ１２の長径が筐体２０の底面２０ｂに対して平行となるように、熱陰極蛍光ランプ１０は配列されている。ここでは、筐体２０の底面２０ｂに平行な径は、略楕円形のバルブ１２の長径となる。なお、バルブ１２の断面（バルブ１２の長手方向９２に垂直な断面）が円形の場合、直径がそのまま筐体２０の底面２０ｂに平行な径になる。
【００３６】
本願発明者は、均斉度について実験を行った。図６（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、均斉度の測定について説明するための上面図及び断面図である。
図６に示した構成では、熱陰極蛍光ランプ１０のバルブ１２はピッチＰで等間隔に配列されている。ピッチＰは１０８ｍｍである。バルブ１２は略楕円形の形状を有しており、長径が２３ｍｍで、短径が１６ｍｍである。また、図６中で光学シート３０が位置している有効表示領域は、Ｌ１×Ｌ２の正方形であり、ここでは、Ｌ１＝Ｌ２＝５００ｍｍである。バルブ１２と反射板２１との間の隙間Ｔは２ｍｍであり、反射板２１と光学フィルムとの間の高さＨは３０ｍｍである。そして、図６（ａ）における中央に位置する輝度分布測定部位Ｓに沿って輝度（相対輝度）を測定し、それを均斉度の指標にした。
【００３７】
まず、図５に示したような、略楕円バルブ１２の長径を水平方向に配列した例において、垂直光度（Ｉｖ）と平行光度（Ｉｖ）とに手を加えていない比較例の均斉度を測定すると、非常に悪い結果であった。ここでの均斉度は、隣接するランプ間の均斉度（隣接するランプ間における、輝度極小値／輝度極大値）であり、計測したランプのバルブ１２の長径は２３ｍｍで、短径は１６ｍｍである。具体的な結果を述べると、その比較例の均斉度は、高さＨが３０ｍｍで０．５６であり、バックライト用として適用できるレベルには至っていなかった。
【００３８】
なお、均斉度は、最も高い輝度を１００％として、それに対する最も低い輝度の比で表すので、単にランプの出力を上げて輝度を向上させればよいという単純なものではない。新たな光学部材を導入せずに均斉度を４％向上させるというのは至難であり、実際には、目視でわずかにみえる輝度ムラを解消するために数％の均斉度の向上を目指して、各種パラメータや材料を選定しているのが実情である。
【００３９】
次に、図７（ａ）及び（ｂ）を参照しながら、本実施形態の構成の効果（均斉度の向上）について説明する。図７（ａ）は、略楕円ランプの光学系シミュレーションのモデルであり、バルブの断面が、Ａ１〜Ａ６とＢ１〜Ｂ６の領域に分割されている。ここで、Ａ３、Ａ４、Ｂ３、Ｂ４の領域からの光度をＩｈとし、Ａ１、Ｂ１、Ａ６、Ｂ６の領域からの光度をＩｖとする。
【００４０】
図７（ｂ）は、水平光度Ｉｈ／垂直光度Ｉｖ＝ωとした場合において、ωとランプ間均斉度との関係を表した結果（光学系シミュレーションの結果）である。ここでの条件は、楕円ランプの長径は２４ｍｍで、短径は１５ｍｍである。ランプピッチＰは９５ｍｍで、反射板２１と光学シート３０との間の高さＨは２４ｍｍで、反射板２１とランプ１０との間の隙間Ｔは１ｍｍである。
【００４１】
なお、均斉度の観点から述べると、出射光が混じり合って均斉化するという点で、反射板２１と光学シート３０との間の高さＨは大きい方がよく、隙間Ｔも大きい方がよい。それゆえ、高さＨが４０ｍｍ以下（特に、３０ｍｍ以下）の条件で均斉度を高くするのは通常難しく、隙間Ｔもある程度（例えば、３ｍｍ程度）は光学設計上欲しいところである。そのような中、高さＨが２４ｍｍで、隙間Ｔが１ｍｍというのは、均斉度を高くするのは極めて困難な条件である。なお、高さＨが５０ｍｍ以上であると、光学的な工夫をしなくても良好な均斉度を得やすい。
【００４２】
図７（ｂ）に示すように、ω（＝Ｉｈ／Ｉｖ）が０．８のときは均斉度は０．４７で、ωが１．０のときは均斉度０．４８という結果であるが、ωが大きくなるにしたがって、均斉度が向上していることがわかる。ωが１．２のときは均斉度０．４９となり、ωが２．０のときは均斉度０．５２となり、ωが２．４のときは均斉度０．５４となる。その後、図７（ｂ）には示していないが、ωが４．０のときは均斉度０．５９となる。
【００４３】
次に、図８（ａ）及び（ｂ）も参照して説明を続ける。図８（ａ）は、円形ランプの光学系シミュレーションのモデルである。
図８（ｂ）もまた、ωとランプ間均斉度との関係を表した結果（光学系シミュレーションの結果）を示している。ここでの条件は、円形ランプの直径は１８．０ｍｍである。ランプピッチＰは９５ｍｍで、反射板２１と光学シート３０との間の高さＨは２４ｍｍで、反射板２１とランプ１０との間の隙間Ｔは１ｍｍである。
【００４４】
図８（ｂ）に示すように、ωが０．８のときは均斉度は０．４６で、ωが１．０のときは均斉度０．４９という結果であるが、ωが大きくなるにしたがって、均斉度が向上していることがわかる。ωが１．２のときは均斉度０．５１となり、ωが２．０のときは均斉度０．６１となる。その後、図８（ｂ）には示していないが、ωが１０．０のときは均斉度０．７０となる。
【００４５】
このように、ω（＝Ｉｈ／Ｉｖ）の値を大きくすることにより、均斉度を向上させることができることが理解できる。すなわち、本実施形態の構成によれば、均斉度を向上させることができる。本実施形態の構成において、ωは１よりも大きい値であるが、ωは１．２以上であることが好ましい。ωは１．２以上であれば、ωが１の場合の均斉度と比較して、１％以上均斉度を向上させることが可能となる。ωの上限は特に定められないが、ωの値をあまりにも大きくしようとすると、ランプの光出力の損失が大きくなるので、その損失を抑える意味においてωを１０以下にすることも好ましい。ωが１０であれば、上述した円形ランプの例において均斉度を約７０％にすることができるからである。また、ωが２に抑えたとしても、ωが１のときと比較して、円形ランプの例において均斉度を約１０％も向上させることができる。
【００４６】
次に、図９から図２１を参照しながら、垂直光度（Ｉｖ）よりも平行光度（Ｉｈ）の方が大きい蛍光ランプ１０の構成およびその製造方法について説明する。
図９は、蛍光体層の厚さと光束との関係を表すグラフである（出展；W. Elenbaas:Fluorescent lamps, McMillan Press(1971)）。図９中の横軸は、ガラス管の単位長さあたりの蛍光体の重量（ｍｇ／ｃｍ）であり、縦軸は光束（ｌｍ）である。なお、ガラス管の単位長さあたりの蛍光体の重量は、蛍光体層の厚さと読み替えることができる。
【００４７】
図９からわかるとおり、蛍光体の量（ここでは重量又は質量）が多くなるにしたがって光束が増加する領域（領域Ａ）と、蛍光体の量が多くなると光束が低下する領域（領域Ｂ）とがある。領域Ａでは、蛍光体の量が増えるにしたがって蛍光体から発光する量（ここでは光束）が増大する。一方、領域Ｂでは、蛍光体の増加による光の増加よりも、蛍光体による光の遮断の方が大きくなり、蛍光体の増加に伴って光束が低下する。
【００４８】
本実施形態では、この領域Ａまたは領域Ｂにおける光の変化を用いて、垂直光度（Ｉｖ）よりも平行光度（Ｉｖ）の方が大きい蛍光ランプ１０を構築する。なお、領域Ａでの光の変化（光束又は光度の変化）は、領域Ｂと比べると急峻であるので、光学設計の観点からは領域Ｂでの光の変化を利用して、本実施形態の蛍光ランプ１０を構築する方が好適である。もちろん、領域Ａの範囲において蛍光体の量（具体的には、膜厚）が制御可能であるならば、領域Ａにおける光の変化を利用することも可能である。
【００４９】
図１０は、垂直光度（Ｉｖ）よりも平行光度（Ｉｈ）の方が大きい蛍光ランプ１０の製造方法を説明するための図である。図１０では、ガラスバルブ１２の内面に、蛍光体を分散させた溶媒を流す時に（矢印８１参照）、例えば、垂直光度を規定する方向（将来、垂直になる方向）に熱風８０を当てて、その部分の蛍光体層が厚くなるようにする。
また、図１１に示すように、水平光度を規定する方向（将来、水平になる方向）に熱風８０が当たらないように防風部材（防風板）８２を配置して、蛍光体層の形成を行うこともできる。
【００５０】
この蛍光体層の厚さの違いによって、本実施形態の蛍光ランプ１０を実現することができる。ここでは、図９の領域Ａの特性を利用したが、領域Ｂの特性を利用する場合は当然蛍光体層の厚さの関係は逆になる。
なお、図１２に示すように、ガラスバルブ１２の一部に、マーク８５を付しておくことによって、蛍光体層の厚さの差を外部から認識できるようにすることも好適である。このマーク８５は、バルブ１２の端部（具体的には、図４における画像表示領域６５の外に位置する部分）の蛍光体を剥いで作ったり、マーク用の材料（塗料）を付着させて作ることができる。
【００５１】
また、図１３に示すように、垂直光度を規定する方向に金属層８４をバルブ１２の外面に密着して、その金属層８４を加熱しながら、蛍光体を塗布することも可能である。あるいは、水平光度を規定する方向に金属層８４を密着して、そこを冷却しながら、蛍光体を塗布することも可能である。
なお、一度蛍光体をバルブ１２の内面全面に塗布した後、その蛍光体層の一部を薄くすることによって蛍光体の膜厚の差を作ることもできる。蛍光体層の一部を薄くするには、物理的に蛍光体を剥ぎ取る他、蛍光体が熔解する溶媒を選択的に所定部位に流すことなどの手法を用いることができる。
【００５２】
本実施形態の蛍光ランプ１０を作製した後に、蛍光体層の厚さの違いを検知するには次のようにすればよい。例えば、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、バルブ１２の管周の一部にマーク８６を付着させる。次に、図１５に示すように、それを回転させながら（矢印８７）、光源８８から発せられた光を受光器８９で受けて、蛍光体層１９の膜厚の差（１９ａ、１９ｂ）を検知する。蛍光体層が厚い部位１９ａと薄い部位１９ｂとは、マーク８６を基準にして特定することができる。また、図１６に示すように、バッフル９４の付いた容器９５内に光源８８と受光器８９とを配置した装置を用いて、バルブ１２の内面に塗布された蛍光体層１９の膜厚を測定することもできる。
【００５３】
また、垂直光度よりも平行光度の方が大きい蛍光ランプ１０は、図１７に示すように、バルブ１２の一部に遮光材５２を設けることによっても構築することができる。すなわち、バルブ１２の蛍光体層の膜厚は一定の場合でも、垂直光度を規定する方向（将来、垂直になる方向）に遮光材５２を設けることによって、本実施形態の蛍光ランプ１０を構築することができる。
【００５４】
図１８は、遮光材５２が形成された部位のバルブ１２の断面を模式的に示している。図１８に示した構成では、ガラスバルブ１２の上に、保護膜５４を介して、遮光材５２の層を積層し、その上に蛍光体層１９が形成されている。保護膜５４は、アルミナ、シリカなどから構成されている。遮光材５２は、例えば、白色の物質（酸化チタン、酸化ランタンなど）である。
【００５５】
なお、図１９に示すように、遮光材５２は蛍光体層１９の上に形成してもよい。あるいは、図２０に示すように、遮光材５２は、バルブ１２の外周の一部に形成することも可能である。図２０に示した例の遮光材として、例えば、無機接着剤や、シリコーン系の接着剤を用いることができる。
加えて、本実施形態の蛍光ランプ１０は、一つのバルブから構成する形態の他、図２１に示すように、二重管の構成（１２Ａ、１２Ｂ）にして作ることも可能である。図２１に示した構成例では、外側のバルブ１２Ｂの内面に遮光材５２が形成されている。
【００５６】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、本実施形態の構成に加えて、均斉度を向上させる他の特徴（部材、手段）を導入することも可能である。ランプ１０の直上に遮光材（例えば、レンズシート）を配置することも出来るし、あるいは、反射板２１に補助反射板を導入することもできる。
【００５７】
図２２は、反射板２１の一部に補助反射板２２を設けたバックライト１０００の構成例を示している。図１１に示した例では、反射板２１の一部は、凸状（三角状）に屈曲されて、補助反射板２２を構成している。補助反射板２２を含む反射板２１の上面（筐体の主面２０ｂ）には、反射シートが形成されている。補助反射板２２の頂点（または稜線）の一部には、光学シート３０の下面を支持するための支柱２４が形成されている。
【００５８】
加えて、上述の実施形態では、蛍光ランプ１０として、熱陰極蛍光ランプを例にして説明したが、それに限定されない。垂直光度（Ｉｖ）よりも平行光度（Ｉｖ）の方が大きい蛍光ランプ１０の構成を有していれば、他の蛍光ランプ（例えば、冷陰極蛍光ランプ、外部電極蛍光ランプなど）にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明によれば、輝度ムラが抑制されたバックライトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態に係るバックライト１００を含む画像表示装置１０００の分解斜視図
【図２】本発明の実施形態に係る熱陰極蛍光ランプ１０を模式的に示す断面図
【図３】本発明の実施形態に係るバックライト１００の構成を示す断面図
【図４】本発明の実施形態に係るバックライト１００の構成を示す平面図
【図５】本発明の実施形態に係るバックライト１００の構成を模式的に示す断面図
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、均斉度の測定について説明するための上面図及び断面図
【図７】（ａ）は、略楕円ランプの光学系シミュレーションのモデルであり、（ｂ）はその光学系シミュレーションのグラフ
【図８】（ａ）は、円形ランプの光学系シミュレーションのモデルであり、（ｂ）はその光学系シミュレーションのグラフ
【図９】蛍光体層の厚さと光束との関係を表すグラフ
【図１０】本実施形態に係る蛍光ランプ１０の製造方法を説明する図
【図１１】本実施形態に係る蛍光ランプ１０の製造方法を説明する図
【図１２】本実施形態に係る蛍光ランプ１０の製造方法を説明する図
【図１３】本実施形態に係る蛍光ランプ１０の製造方法を説明する図
【図１４】（ａ）はバルブ１２の管周の一部にマーク８６を付着させた斜視図、（ｂ）はその断面図
【図１５】蛍光体の膜厚の検出方法を説明するための図
【図１６】蛍光体の膜厚の検出方法を説明するための図
【図１７】本実施形態の蛍光ランプ１０の断面図
【図１８】本実施形態の蛍光ランプ１０の部分拡大断面図
【図１９】本実施形態の蛍光ランプ１０の部分拡大断面図
【図２０】本実施形態の蛍光ランプ１０の断面図
【図２１】本実施形態の蛍光ランプ１０の断面図
【図２２】バックライト１００の改変例を含む画像表示装置１０００の分解斜視図
【符号の説明】
【００６１】
１０ 蛍光ランプ（熱陰極蛍光ランプ）
１１ 電極
１２ バルブ
１３ リード線
１４ フィラメント
１５ ビーズガラス
１６ 封止部
１７ 排気管
１８ 延長部
１９ 蛍光体層
２０ 筐体
２０ａ 開口部
２０ｂ 筐体の主面（底面）
２１ 反射板
２２ 補助反射板
２３ 反射シート
２４ 支柱
２５ 鏡面反射層
３０ 光学シート
３１ 偏光シート
３２ レンズシート
３３ 拡散シート
３４ 拡散板
５０ 口金
５２ 遮光材
５４ 保護膜
６０ 液晶パネル
６２ 上カバー
６５ 画像表示領域
７０ 点灯回路
７２ 下カバー
７５ ランプホルダ
９０ スクリーン方向
１００ 画像表示装置用バックライト
１０００ 画像表示装置（液晶表示装置）
【図１】
2009129582.tif 000003
【図２】
2009129582.tif 000004
【図３】
2009129582.tif 000005
【図４】
2009129582.tif 000006
【図５】
2009129582.tif 000007
【図６】
2009129582.tif 000008
【図７】
2009129582.tif 000009
【図８】
2009129582.tif 000010
【図９】
2009129582.tif 000011
【図１０】
2009129582.tif 000012
【図１１】
2009129582.tif 000013
【図１２】
2009129582.tif 000014
【図１３】
2009129582.tif 000015
【図１４】
2009129582.tif 000016
【図１５】
2009129582.tif 000017
【図１６】
2009129582.tif 000018
【図１７】
2009129582.tif 000019
【図１８】
2009129582.tif 000020
【図１９】
2009129582.tif 000021
【図２０】
2009129582.tif 000022
【図２１】
2009129582.tif 000023
【図２２】
2009129582.tif 000024