(57)【要約】【課題】色見ムラのない表示装置を構成するために有用なバックライトユニットを提供する。【解決手段】本発明のバックライトユニットは、光源として、両端間で色度特性が異なる曲げ管蛍光ランプ７，７'を具備し、この蛍光ランプ７，７'をそれぞれ色度特性が実質的に同一な直管部分を互いに隣り合わせに配置する。さらに本発明の一形態では、蛍光ランプ７，７'の高電位側電極８Ｈ，８'Ｈをそれぞれバックライトユニット中央側に配置する。【選択図】図２
2009301744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散板の背面側に反射板を略平行に配置し、この拡散板と反射板との間に、直管部分と曲管部分とを有してなる複数の蛍光ランプを所定間隔に並置したバックライトユニットであって、
前記複数の蛍光ランプは、それぞれその両端間において色度特性が異なり、
前記複数の蛍光ランプを実質的に同一の色度特性を有する直管部分を略平行に隣接させて配置したことを特徴とする、バックライトユニット。
【請求項２】
前記複数の蛍光ランプの高電位側電極をそれぞれバックライトユニット中央側に配置したことを特徴とする、請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項３】
２灯の蛍光ランプを具備す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、液晶ディスプレイなどに使用されるバックライトユニットであって、光源として冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ：Ｃｏｌｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ）や外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ：Ｅｘｔｅｒｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ）などの蛍光ランプを用いたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ用のバックライトの一般的な形式の１つとして、ディスプレイの背面に蛍光ランプを配置した直下式バックライトがある。この形式のバックライトユニットは、ユニットの側部に直管ランプを配した形式のものと比べて、大型化してもその中央部において高い輝度を有するという利点があるが、ランプが配置されている箇所と配置されていない箇所とで輝度や色度が異なるという現象が問題となる。これは結局、人間の目に輝度ムラや色見ムラとして知覚されることになり、表示装置の品質に大きな影響を与える。
【０００３】
直下式バックライトにおける輝度ムラを抑える手法として、多数のランプを配置してランプ間の距離を小さくすることが考えられるが、使用するランプの数が多くなりコストが比較的高くなってしまう。また、ランプとディスプレイパネルとの間に十分な距離をもたせることも輝度のばらつきを抑えるために有効であるが、これは近年のディスプレイ薄型化の要請に逆行することになる。
【０００４】
一方、使用するランプの本数を少なくし、低コスト化を実現するために、直管ランプの代わりに直管ランプを曲げて作られるＵ字管やコ字管などの曲げ管を採用したバックライトがある。曲げ管ランプを作るためには、より長尺の直管を用意する必要があるが、蛍光ランプが長尺化するにしたがって、ランプバルブ内面に塗布する蛍光体の付着が不均一になることが知られている。蛍光体は、ランプバルブを立ててから蛍光ランプの一端に減圧器を接続し、他端側から蛍光体スラリーを吸い上げてバルブ内に導入し、そののち乾燥空気で余分な蛍光体材料を除去しながら乾燥させてランプバルブ内面に定着させる。しかし、ＲＧＢ（赤、緑、青）の各蛍光体の粒子径や比重が異なるために、蛍光体の降下速度に差異が生じ、ランプの上部と下部とで各蛍光体の定着率が異なることがある。すなわち比重および粒子径が大きい緑の蛍光体は、ランプ下部に多く存在し、逆に比重および粒子径が比較的小さく、流動性が悪い青の蛍光体は、ランプ上部に残るといった現象がおきる。その結果、ＲＧＢ蛍光体の配合比がランプの長手方向に沿って不均一となり、ランプの両端間で輝度や色度にばらつきが生じ、その結果色見にムラが生じるなどして表示される画質に悪影響を与える。
【０００５】
蛍光体の不均一な定着によって生じる問題の解決を試みた例として、特許文献１に記載の発明が挙げられる。同文献は、輝度の均斉化を目的としてランプに形成された蛍光体被膜の厚膜側およびランプの高電位側電極を外側に配置してなるバックライトユニットを開示している。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２７２５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、同文献が開示するバックライトユニットにはいくつかの問題がある。まず、ユニットの側縁側を高輝度にするランプの配置では、１５インチ以上の中型ないし大型のディスプレイ用バックライトとしては中央部の輝度が十分に得られない。また、ランプの長尺化に伴う色見の問題を解決することはできないので、この点からも大画面に対応することは難しい。すなわち、蛍光体の膜厚の大小に応じて蛍光ランプを配置しても、これを以てランプの長手方向の色度差を解消することはできず、このバックライトをディスプレイに適用した場合には依然として色見ムラが現れてしまう。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の諸問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の曲げ管蛍光ランプを用いて、ランプの長尺化に起因する色見ムラを改善した新規のバックライトユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のバックライトユニットは、拡散板の背面側に反射板を略平行に配置し、この拡散板と反射板との間に、直管部分と曲管部分とを有してなる複数の蛍光ランプを所定間隔に並置したバックライトユニットであって、前記複数の蛍光ランプは、それぞれその両端間において色度特性が異なり、前記複数の蛍光ランプを実質的に同一の色度特性を有する直管部分を略平行に隣接させて配置したことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のバックライトユニットは、その一形態において、複数の蛍光ランプの高電位側電極をそれぞれバックライトユニット中央側に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
かかる構成を採用した本発明のバックライトユニットによれば、曲げ管型ランプ管の端部間に現れる色度の差異に起因する色見ムラの発生を抑えることができるので、見やすく長時間の観賞に適した高品質の表示装置を提供することができる。
【００１２】
また、本発明の一形態のバックライトユニットによれば、画像表示面の中央部を高輝度の光で照射することが可能になるので、より質の高い表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態である直下式バックライトユニットの分解斜視図である。図示したように、２灯の蛍光ランプ７を並列に配置したバックライト装置は、発光面側から順に、フロントフレーム１、拡散シート２、拡散シート３、拡散板４、反射板５、バックフレーム６が配置され、拡散板４と反射板５の間に、直管部分と曲管部分とを有してなる２灯のコ字形の冷陰極蛍光ランプ７（以下この実施形態の説明において単に「蛍光ランプ」または「ランプ」というが、本発明に適用可能な「蛍光ランプ」または「ランプ」は、冷陰極蛍光ランプに限定されず、熱陰極蛍光ランプ、外部電極蛍光ランプその他の公知の蛍光ランプを含む。）が並列に配置された構成である。蛍光ランプ７の電極部８は、それぞれバックライトユニットの一方の側部に略等間隔に配されており、電極部８からそれぞれ蛍光ランプ７の直管部分７ａが延在し、電極部８の反対の側部に曲管部分７ｂが位置するように配設される。組立時には、各蛍光ランプ７の端部の電極部８は、挿入孔を備えた複数のランプホルダ１０によりそれぞれ保持され、蛍光ランプ７の曲管部分７ｂは、係止部９によって係止される。蛍光ランプ７その他の部材の位置ずれを防止するために、ユニットの両側には、側板１１ａ，１１ｂがそれぞれ取り付けられ、フロントフレーム１およびバックフレーム６と嵌まり合って装置全体を固定する。
【００１４】
ここで、図示した各々の蛍光ランプ７は、電極部８から延在する直管部分７aと、電極部８の反対の端部に形成される曲管部分７ｂとを有するコ字形の管として構成されているが、図示した特定の形状のランプを用いる必要はなく、たとえば曲管部分の曲率が比較的大きいＵ字管やＣ字管など、直管を曲げ加工して形成された少なくとも１つの曲管部分を有する他の形態のランプも同様に用いることができる。たとえば、複数回の曲げ加工をすることによって複数の曲管部分を形成したＳ字管やＷ字管など他の形態の蛍光ランプを使用してもよい。
【００１５】
上述したように、蛍光ランプ７は、点灯したときにその端部間において色度差が発生することがある。とくに蛍光体として高演色性を有する蛍光体を用いた場合にそれは顕著となる。蛍光体の種類（組成、粒子径など）によって程度は異なるが、一般にランプバルブが長いほど色度差は大きくなり、バルブの径が小さいほど色度差は大きくなる。本発明は、通常は表示装置の品質に悪影響を与える色度差による色見ムラを解消して表示画質の向上を図るものであり、約１５〜２２インチの表示装置に利用する曲げ管であって、曲げ加工前の直管時においてランプ長４００〜１４００ｍｍで、管径２〜４ｍｍのランプを利用することが好ましい。
【００１６】
本発明において、ランプの両端間において色度差を生ぜしめる蛍光体の例として、赤色蛍光体のＹ２Ｏ３：Ｅｕ、ＹＶＯ４：ＥｕおよびＹ（Ｐ，Ｖ）Ｏ４：Ｅｕ、緑色蛍光体のＬａＰＯ４：Ｃｅ,Ｔｂ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，ＭｎおよびＣｅ（Ｍｇ，Ｚｎ）Ａｌ１１Ｏ１９：Ｍｎ、青色蛍光体のＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：ＥｕおよびＳｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕを挙げることができ、これらを任意に組み合わせたものを本発明に係るランプに対して適用することができる。これらの例のうち、色の再現性が高い、いわゆる高演色性蛍光体であるＹＶＯ４：Ｅｕ、Ｙ（Ｐ,Ｖ）Ｏ４：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｃｅ（Ｍｇ，Ｚｎ）Ａｌ１１Ｏ１９：ＭｎまたはＳｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕを用いると、ランプの端部間において色度差に起因する色見ムラがとくに顕著となる。
【００１７】
次に、図２を参照して、本発明による蛍光ランプ７の配列に係る一形態について説明する。図２は、図１に示したバックライトユニットの平面概略図であり、簡単のためにフロントフレーム１とコ字管の蛍光ランプ７のみを示す。一点鎖線で示したフロントフレーム１は、拡散シートなど他の構成要素を固定するためにステンレス鋼などの公知の金属材料または樹脂材料から窓枠状に形成されており、その枠の内側が光を通す有効発光面となる。図示したように、曲管部分７ｂをそれぞれフロントフレーム１の背面に隠れるように位置決めすると、実質的に曲管部分７ｂによる局所的な影響を排除することができ、あたかも直管４本を配設したものと同様の発光面を形成することができる。
【００１８】
図示したように、蛍光ランプ７を、その直管部分７ａと曲管部分７ｂをそれぞれ固定する固定具１２で反射板上に固定して位置決めしてもよい。
【００１９】
ここで、本形態のバックライトユニットでは、２灯の蛍光ランプ７それぞれの封止側どうし、または排気側どうしが隣り合うように配置される。すなわち、本形態では、図２に示したように上方の蛍光ランプ７につき封止側７ｄを上に設け、排気側７ｃを下に設置する場合は、下方の蛍光ランプ７'については排気側７'ｃを上に設け、封止側７'ｄを下に設ける。この配列を逆にしてもよく、その場合、すなわち上方の蛍光ランプ７の排気側を上に設け、封止側を下にそれぞれ設けた場合は、下方の蛍光ランプ７'は、封止側を上に配置し、排気側を下に配置する。ここで、ランプの「封止側」および「排気側」は、いずれもランプ製造時の工程順によって決定されるものであり、「封止側」は、製造工程において先に封止する端部側をいい、「排気側」は、排気工程を行うために封止側より後に封止する端部側をいう。
【００２０】
このようにランプの配置を決定することにより、ランプの端部間に現れる色度の差（つまり蛍光体被膜の付着状態の差異）による色見ムラの影響を抑えることが可能になる。つまり、色度特性が実質的に等しいランプを隣り合せに配置することで、画面中央部において略均一な色度の光を生成することができるので、管の端部間に発生する色見ムラを、観者が気にならない程度にまで抑制することができる。
【００２１】
なお、ここでいうランプの長手方向に発生する色見ムラは、色度の差異に起因して人間が知覚し得る発光色の差異であり、その程度は、ＣＩＥ色度図における色度座標（ｘ，ｙ）の差分（Δｘ，Δｙ）に必ずしも比例せず、人間の知覚機能に依存する。すなわち、緑色と黄色などの色の違いに比べてたとえば青みがかった色と赤みがかった色はよりはっきりと知覚されることになる。
【００２２】
いずれにしても、ランプの封止側と排気側とを交互に並べた場合、画面中央において縦方向に色見の違いが発生するので、これは表示装置の品質に大きな影響を与える。本発明は、蛍光ランプを実質的に同一の色度特性を有する直管部分を平行に隣接させて配置することによって、かかる問題を解決する。
【００２３】
次に、本発明の一実施形態に係る蛍光ランプ７の配列について別の観点から説明する。蛍光ランプ７は、その電極部８から延びたリード線を介してインバータ回路（図示せず）の出力部に電気的に接続されている。本発明のバックライトユニットにおいては、インバータ回路の高電位側の出力端子に接続されたランプ７の高電位側電極８Ｈをユニットの中央側に配置し、その低電位側電極８Ｌをユニットの周囲側（側縁側）に配置する。高い電圧が印加された蛍光ランプの一端側は、低電圧端子に接続された他端と比べて高い輝度の光を生成するので、２本の蛍光ランプをいずれもこのように配置することで、ユニット中央部から高輝度の光を照射することができる。この効果は、高電位側電極と低電位側電極とを交互に並べて配置した場合に比べて顕著であり、高輝度の光をユニット中央側に集めることで、画面中央部において輝度ムラのない質の高い光を提供することができるようになる。これは、人間の注意が主に画面の中心に注がれることを利用したもので、こうすることによって観者をして輝度ムラを意識させることなく、質の高い見やすい画像を提供できる。
【００２４】
図３は、蛍光ランプ７の配列に係る別の形態を説明する図である。
本発明の特徴の１つである色度特性が実質的に同一の直管部分が隣り合せに配置されることは、本形態においても同様なので詳細な説明は省略するが、図示したように、上方の蛍光ランプ７は、その排気側７ｃをユニット側縁側に配置し、封止側７ｄをユニット中央側に配置してあり、また、下方の蛍光ランプ７'は、その封止側７'ｄをユニット中央側に配置し、排気側７'ｃをユニット側縁側に配置する。図２を参照して説明した上記実施形態と同様に、蛍光ランプ７，７'の封止側、排気側をそれぞれ逆に配置し、ユニット中央側に排気側７ｃ，７'ｃを配置してもよい。
【００２５】
図３に示した形態では、蛍光ランプ７の電極部８と蛍光ランプ７'の電極部８'は、対向する側面にそれぞれ配置される。このように配置した場合であっても、本発明の特徴の１つにしたがって、高電位側電極部８Ｈ，８'Ｈは、それぞれバックライトユニットの中央側に設けられる。すなわち電極部８Ｈと電極部８'Ｈの近傍において、色度および輝度が略等しい発光が得られる。また、かかる配置にすることによって、電極部８Ｈ，８'Ｈから互いに対向する方向に輝度および色度が変化するので、蛍光ランプ７，７'が互いに輝度および色度の変化を補償しあうことになり、中央部においてより高輝度で色度差の小さい良好な発光を提供することができる。
【００２６】
本発明は、上述した形態のものに加えて他の種々の形態も採用することができる。たとえば本発明の実施形態として説明したとおり、色度特性が実質的に同一の直管部分を互いに隣接させて配置し、かつ高電位側電極を中央側に配置した形態が好ましいが、この色度特性に係るランプの配置と、高電位側電極に係るランプの配置について、いずれか一方のみを満足した形態を本発明の範囲から排除するものではない。
【００２７】
また、図示したように表示部の長手方向に平行に蛍光ランプの直管部を配置した形態のみならず、表示部の短手方向に平行に蛍光ランプの直管部を配置し、ランプを縦置きにした形態も本発明の思想の範囲内にあることはいうまでもない。さらに、Ｖ字管やＭ字管、Ｓ字管など、色度特性がその両端において異なる他の形態の蛍光ランプも本発明に適用することができる。バックライトユニットに使用されるランプの本数もとくに限定されず、３本以上の蛍光ランプを使用する場合にも本発明の特徴にしたがって、ランプの色度特性または駆動電圧に応じてランプ配列を決定する。
【００２８】
本発明のバックライトユニットは、パチンコ台やスロットマシンなどの遊技機に使用される液晶ディスプレイ、液晶テレビその他バックライトを必要とする画像表示装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るバックライトユニットの一形態の分解斜視図である。
【図２】本発明に係るバックライトユニットの一形態の平面概略図である。
【図３】本発明に係るバックライトユニットの別形態の平面概略図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    フロントフレーム
７    蛍光ランプ
７ｃ  排気側
７ｄ  封止側
８Ｈ     高電位側電極
８Ｌ     低電位側電極
７'  蛍光ランプ
７'ｃ 排気側
７'ｄ 封止側
８'Ｈ   高電位側電極
８'Ｌ   低電位側電極
１２  固定具
【図１】
2009301744.tif 000003
【図２】
2009301744.tif 000004
【図３】
2009301744.tif 000005