バックライトユニットおよび液晶表示装置
【課題】バックライトユニットにおけるランプのたわみを解消し、バックライトユニットとしての輝度むらを抑制し、かつランプの破損を防止するバックライトユニットを提供する。
【解決手段】光を取り出すための開口部を有する筐体3と、筐体3の内部に収容されたランプ2と、ランプ2を点灯回路に接続するための接続部材102とを備え、筐体3の内部であって、ランプ2の両端間におけるエヤリー点付近にランプ保持部材101が設けられている。
【解決手段】光を取り出すための開口部を有する筐体3と、筐体3の内部に収容されたランプ2と、ランプ2を点灯回路に接続するための接続部材102とを備え、筐体3の内部であって、ランプ2の両端間におけるエヤリー点付近にランプ保持部材101が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バックライトユニットおよび液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
図23は従来の直下型バックライトユニットの分解斜視図である。バックライトユニット1は、ランプ2、筐体3、光学シート類4、接続部材5から構成されており、液晶表示装置の光源として用いられる。近年、液晶TV等の直下型バックライトユニットを用いる液晶表示装置は大型化の傾向にあり、その内部に挿入されているランプ(冷陰極蛍光ランプや外部電極型蛍光ランプや熱陰極蛍光ランプ)2も長尺化の傾向にある。しかし、ランプ2はその外径が2.4[mm]〜20[mm]程度であるのに対し、その全長が600[mm]を超えるものがあるように非常に細長いものである。したがって、ランプ2は、筐体3内に収容された状態において、その両端間の中間部分でたわみが起き、バックライトユニット1全体としての輝度むらの原因となる。また、ランプ2のたわみが大きい場合には、ランプ2のガラスバルブ7に負荷がかかることでランプ2の破損の原因となる。
【0003】
これを防止する手段として、図24に示すように、ランプ2の両端間の中間部でランプ2を支えるランプ保持部材6を設けるバックライトユニット1が開示されている。
【特許文献1】特開2001−210126号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、ランプ保持部材6を設けたとしても、その設ける位置によっては、ランプ2のたわみを充分に解消しきれず、ランプ2の長手方向におけるランプ2と光学シート類4との距離にばらつきが生じ、バックライトユニット1全体としての輝度むらの原因となる。また、ランプ保持部材6を設ける位置によっては、ランプ保持部材6のランプ2を支える力によってガラスバルブ7に大きな負荷がかかる。そのため、ランプ保持部材6がガラスバルブ7の破損の原因となるおそれもある。さらに、ランプ2が冷陰極蛍光ランプの場合、接続部材5はリード線8のみを保持しているため、リード線8が封着されているガラスバルブ7の封着部に負担がかかることで、ガラスバルブ7の封着部が破損したり、破損に伴ってランプ2内部の封入物が漏れたりするおそれがある。
【0005】
本発明は、上記課題を解決すべく、バックライトユニットにおけるランプのたわみを解消し、バックライトユニットとしての輝度むらを抑制し、かつランプの破損を防止するバックライトユニッ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】
【0006】
上記の課題を解決するために、本発明に係るバックライトユニットは、光を取り出すための開口部を有する筐体と、前記筐体の内部に収容されたランプと、前記ランプを点灯回路に接続するための接続部材とを備え、前記筐体の内部であって、前記ランプの両端間におけるエヤリー点付近にランプ保持部材が設けられていることを特徴とする。ここで、「エヤリー点付近」とは、ランプの長手方向において、エヤリー点からエヤリー点間の長さの5[%]以内の位置をいう。
【0007】
また、本発明に係るバックライトユニットは、前記エヤリー点は前記ランプの全長L[mm]のガラスバルブの両端から前記ランプの長手方向における中央部に向かって0.2113L[mm]だけそれぞれ離れた位置であることが好ましい。この場合、「エヤリー点付近」とは、ランプの長手方向において、エヤリー点からL(1−2×0.2113)×0.05[mm]以内の位置をいう。
【0008】
また、本発明に係るバックライトユニットは、前記ランプ保持部材に前記筐体の前面に位置する光学シート類を支持する光学シート類支持部材が設けられていることが好ましい。
【0009】
また、本発明に係るバックライトユニットは、前記ランプのガラスバルブは、酸化ナトリウムの含有率が3[mol%]〜20[mol%]のガラスで構成されていることが好ましい。
【0010】
また、本発明に係るバックライトユニットは、前記ランプは、少なくとも光取出し部の前記ランプの管軸に対して垂直に切った断面が扁平形状であり、前記ランプの管軸に対して垂直に切った断面が扁平部分の長径が前記筐体の前面に位置する光学シート類に平行であることが好ましい。
【0011】
本発明に係る液晶表示装置は、前記バックライトユニットを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明に係るバックライトユニットは、バックライトユニットにおけるランプのたわみを解消することができるので、バックライトユニットとしての輝度むらを解消することができ、かつランプの破損を防止することができる。また、本発明に係る液晶表示装置は、バックライトユニット全体として起こる輝度むらを解消することができるため、より画質の向上した液晶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】
(第1の実施形態)
図1に本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100の分解斜視図を示す。また、そのA−A´断面図を図2に、その平面図(光学シート類4およびカバー113を除く)を図3にそれぞれ示す。第1の実施形態に係るバックライトユニット100(以下、単に「バックライト100」という)は直下方式であり、一つの面が開口した直方体状の筐体3と、この筐体3の内部に収納された複数のランプ2と、ランプ2を保持するためのランプ保持部材101と、ランプ2を点灯回路(図示せず)に電気的に接続するための一対の接続部材102と、筐体3の開口部を覆う光学シート類4とを備えている。
【0014】
<筐体の説明>
筐体3は、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂製であって、その内面に銀などの金属が蒸着されて反射面103が形成されている。なお、筐体3の材料としては、樹脂以外の材料、例えば、アルミニウムや冷間圧延材(例えばSPCC)等の金属材料により構成してもよい。また、内面の反射面103として金属蒸着膜以外、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂に炭酸カルシウム、二酸化チタン等を添加することにより反射率を高めた反射シートを筐体3に貼付したものを用いてもよい。
【0015】
<ランプ保持部材の説明>
筐体3内部にランプ2が収納された状態において、そのランプ2の両端間におけるエヤリー点(ランプ保持部材101におけるランプ2の長手方向の中間点)付近には、ランプ保持部材101が設けられている。図2に示すように、「エヤリー点」は、ランプ2の長手方向の長さをL1[mm]とした場合、ランプ2の両端からランプ2の長手方向の中央部に向かってそれぞれ0.2113L1[mm]離れた位置であることが好ましい。具体的には、後述するように、ランプ2の全長が760[mm]の場合、ランプ2は、その両端(外部リード線8bの両端)から長手方向の中央部に向かってそれぞれ161[mm]離れた位置においてランプ保持部材101により保持されている。なお、ランプ2の両端からエヤリー点である161[mm]ちょうど離れた位置である必要はなく、エヤリー点付近であればよい。ここで、「エヤリー点付近」とは、ランプの長手方向において、エヤリー点からL1(1−2×0.2113)×0.05[mm]以内の位置をいう。
【0016】
ランプ保持部材101の斜視図を図4に示す。図4に示すように、ランプ保持部材101は、例えばエポキシ樹脂等の絶縁体で形成されており、ランプ保持部101a、脚部101bおよび光学シート類支持部材101cとで構成されている。なお、ランプ保持部材101の材料は、上記のものに限定されない。例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、フッ素樹脂等でもよい。
【0017】
ランプ保持部101aは、ランプ2のガラスバルブ7を保持できるように外方向に円弧状の一対の挟持片で構成されている。なお、ランプ保持部101aの形状は、ランプ2が少なくとも光取り出し部における管軸に対して垂直に切った断面が扁平形状のランプ(以下、単に「扁平型ランプ」という)の場合は、その扁平形状の断面形状に沿うような形状を有していることが好ましい。複数の扁平型ランプをバックライトユニット100に組み込んだ場合にそれぞれの扁平型ランプにおける周方向の向きがばらつくと、バックライトユニット100全体として輝度むらが起こるおそれがある。これを防止する方法として、それぞれの扁平型ランプにおける周方向の向きを揃えたり、光学シート類4によって輝度むらを解消できるように扁平型ランプにおける周方向の向きを任意に固定できることが好ましい。特に、その管軸に対して垂直に切った断面が扁平形状の部分の長径が筐体3の前面に位置する光学シート類に略平行である場合には、バックライトユニット100全体として輝度むらをより防止することができる。
【0018】
脚部101bは、ランプ保持部101aおよび光学シート類支持部材101cを連結しており、その底面は、筐体3に固定されている。光学シート類支持部材101cは、ランプ保持部101aの間に設けられており、筐体の開口部前面に配置される光学シート類4を支持する役割を果たしている。
【0019】
図2に示すように、ランプ保持部材101がランプ2におけるエヤリー点に設けられていることで、光学シート類支持部材101cもランプ2の長手方向においてランプ保持部101aと同じ位置に設けられていることになる。光学シート類4の長手方向の長さは、ランプ2の長手方向の長さとほぼ同じ長さであるため、光学シート類支持部材101cは光学シート類4におけるエヤリー点に設けられていることになる。つまり、光学シート類支持部材101cは、光学シート類4の長手方向のたわみが最も少なくなるエヤリー点において光学シート類4を支持していることになるため、光学シート類4のたわみも解消することができる。
【0020】
なお、ランプ保持部材101の構成は、上記の構成に限定されない。例えば、図5に示すように、ランプ2を2本ずつ保持するランプ保持部材6をランプ2の長手方向においてエヤリー点からエヤリー点間の長さの5[%]以内の範囲で千鳥状に配置したものであってもよい。この場合、ランプ保持部材6におけるランプ2の長手方向の位置がそれぞれのランプ2において同じ位置にならないため、ランプ保持部材6による光束の損失が起こる位置を分散させることができ、バックライトユニット104全体としての輝度むらを低減することができる。
【0021】
<ランプの説明>
図2に示すように、ランプ2は、ガラスバルブ7、電極105およびリード線8から構成される冷陰極蛍光ランプである。
【0022】
ガラスバルブ7は、例えば、ホウ珪酸ガラス製で、管軸に対して垂直に切った断面が略円形状であって、全長は750[mm]、外径が4[mm]、内径が3[mm]、肉厚が0.5[mm]であり、その両端には、リード線8が封着されている。
【0023】
なお、ガラスバルブ7のガラス材料は上記の構成に限定されない。例えばソーダガラス、鉛ガラス、鉛フリーガラス等を用いてもよい。ソーダガラス、鉛ガラス、鉛フリーガラスを用いた場合には、暗黒始動性を改善できる。すなわち、上記したようなガラスは、酸化ナトリウム(Na2O)に代表されるアルカリ金属酸化物を多く含み、例えば、酸化ナトリウムの場合はナトリウム(Na)成分が時間の経過とともにガラスバルブ7の内面に溶出する。ナトリウムは電気陰性度が低いため、(保護膜の形成されていない)ガラスバルブ7の内側端部に溶出したナトリウムが、暗黒始動性の向上に寄与するものと思われるからである。
【0024】
特に、後述する本発明の第3の実施形態に係るバックライトユニット300に用いるような外部電極303をガラスバルブ7の端部外周面を覆うように形成した外部電極型蛍光ランプ301では、ガラスバルブ7のガラス材料におけるアルカリ金属酸化物の含有率は、3[mol%]以上20[mol%]以下が好ましい。
【0025】
例えば、アルカリ金属酸化物が酸化ナトリウムの場合、その含有率は、5[mol%]以上20[mol%]以下が好ましい。5[mol%]未満であると暗黒始動時間が1[秒]を超える確率が高くなり(換言すると、5[mol%]以上であれば暗黒始動時間が1[秒]以内になる確率が高くなる)、20[mol%]を超えると、長時間の使用によりガラスバルブ7が黒(茶褐色)化したり白色化して輝度の低下を招いたり、ガラスバルブ7の強度が低下したりするなどの問題が生じるからである。
【0026】
また、自然環境保護を考慮した場合、鉛フリーガラスを用いるのが好ましい。ただ、鉛フリーガラスは、製造過程で不純物として鉛を含んでしまう場合がある。そこで、0.1[wt%]以下といった不純物レベルで鉛を含有するガラスも鉛フリーガラスと定義することとする。
【0027】
また、図1〜図3に示すランプ2は、その管軸に対して垂直に切った断面が略円形状のガラスバルブ7を用いているが、例えば、その光取出し部における管軸に対して垂直に切った断面が扁平形状のガラスバルブを用いた扁平型ランプでもよい。ここで、「光取出し部」とは、電極105におけるランプ2の長手方向の中央部側の先端間に挟まれた部分をいう。また、「扁平形状」とは、略楕円形状やトラック形状や角丸形状等を示すものである。その一例として光取り出し部における管軸に対して垂直に切った断面が略楕円形状のランプ106の管軸を含む断面図を図6(a)に、そのB−B´断面図を図6(b)に、そのC−C´断面図を図6(c)にそれぞれ示す。例えば、ガラスバルブ107の管軸に対して垂直に切った断面が略円形状の部分の外径が5.0[mm]、内径が4.0[mm]である場合、管軸に対して垂直に切った断面が略楕円形状の部分は、短外径Soが4.0[mm]、短内径Siが3.0[mm]、長外径Woが5.8[mm]、長内径Wiが4.8[mm]である。ランプ106における管軸に対して垂直に切った断面が扁平形状の部分は、管軸に対して垂直に切った断面の短外径と同程度の管外径を有する横断面が略円形状のランプ2よりも外周表面積を増大させて最冷点温度の過度な上昇を抑えることができる。また、ランプ106における管軸に対して垂直に切った断面の短内径は、長内径と同程度の管内径を有する管軸に対して垂直に切った断面が略円形状のランプ2よりも短いので、陽光柱プラズマ空間の中心から管内壁までの距離は実質的に短く保つことが可能となる。このため、ランプ電流を従来のものより大きくしても発光効率を低下しにくくすることができる。
【0028】
なお、その全長にわたって管軸に対して垂直に切った断面が扁平形状のガラスバルブであってもよい。その一例として全長にわたって管軸に対して垂直に切った断面が楕円形状のランプ108の管軸を含む断面図を図7(a)に、そのD−D´断面図を図7(b)に、そのE−E´断面図を図7(c)にそれぞれ示す。
【0029】
ガラスバルブ109の内面には蛍光体層110が形成されている。蛍光体層110は、例えば、赤色蛍光体(Y2O3:Eu3+)、緑色蛍光体(LaPO4:Ce3+,Tb3+)および青色蛍光体(BaMg2Al16O27:Eu2+)からなる希土類蛍光体で形成されている。なお、ガラスバルブ109の内面と蛍光体層110との間に例えば酸化イットリウム(Y2O3)等の金属酸化物の保護膜(図示せず)を設けてもよい。また、ガラスバルブ109の内部には、例えば、約2[mg]の水銀、および、希ガスとして約8[kPa](20[℃])のネオン・アルゴン混合ガス(Ne95[%]+Ar5[%])が封入されている。
【0030】
電極105は、例えばニッケル(Ni)製であって有底筒状のホロー電極である。なお、電極105は、ニッケル製に限定されず、例えばニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、あるいは、モリブデン(Mo)製であってもよい。
【0031】
電極105は、例えば、その全長が5.2[mm]、外径が2.7[mm]、内径が2.3[mm]、肉厚が0.2[mm]である。
【0032】
リード線8は、例えば、タングステン(W)製の内部リード線8aと、半田等に付着し易いニッケル(Ni)製の外部リード線8bとの継線からなり、内部リード線8aと外部リード線8bとの接合面が、ガラスバルブ7の外表面とほぼ面一である。すなわち、内部リード線8aは、ガラスバルブ7の外表面よりも内側に位置し、外部リード線8bは、ガラスバルブ7の外表面よりも外側に位置する。
【0033】
内部リード線8aは、その線軸に対して垂直に切った断面が略円形状であって、全長が3[mm]、線径が1.0[mm]である。内部リード線8aは、外部リード線8b側の端部がガラスバルブ7の封着部に封着され、外部リード線8b側とは反対側の端部が電極105の底部の外側面略中央に接合されている。
【0034】
外部リード線8bは、その線軸に対して垂直に切った断面が略円形状であって、全長が5[mm]、線形が0.8[mm]である。当該外部リード線8bは、電極105側の端部が内部リード線8aの外部リード線8b側の端部と接合されている。
【0035】
なお、リード線8の構成は上記構成に限定されず、例えば、内部リード線8aと外部リード線8bが分けられておらず、同一の構成であってもよい。
【0036】
<接続部材の説明>
1本のランプ2に対応する接続部材102は、筐体3の内側であって、筐体3の長手方向(図2におけるx方向)の両端部にそれぞれ配置されている。そして、この一対の接続部材102が、複数のランプ2の配置方向、すなわち短手方向に所定間隔を空けてランプ2の本数に応じた数だけ配置されている。図2に示すように、各々の接続部材102は、筐体3の底部においてその外部から内部へ挿通された給電リード線102aからなり、ランプ2のリード線8と半田111によって電気的に接続されている。
【0037】
なお、図2に示すように、安全性の観点から、給電リード線102aはリード線8との接合部を除いては絶縁被覆102bで覆われていることが好ましい。また、接続部材102とリード線8との接合部分においても絶縁性のゴムキャップ(図示せず)等で覆われていることが好ましい。
【0038】
なお、接続部材102の構成は、上記のような給電リード線102aからなる構成に限定されない。一例として、図8に示すように別の接続部材112であってもよい。
【0039】
<別の接続部材の説明>
別の接続部材112は、例えばステンレス、りん青銅等の板材を略U字状に折り曲げて形成されている。この接続部材112には、例えばその底面において給電リード線102aに接続されており、給電リード線102aを介して点灯回路(図示せず)に接続されている。図8に示すように接続部材112は、ランプ2と直接接続するU字部112aと筐体3に固定するための脚部112bとで構成されている。U字部112aは、上方向に開口を有するU字状の形状で、そのU字で形成される溝部112cにランプ2のリード線8を挿入することができるようになっている。また、U字部112aの上端は、リード線8を挿入しやすいように外方向に折り曲げられている。
【0040】
溝部112cの高さM1は、8[mm]である。溝部112cの高さM1は図8に示すように溝部112cの内部の上端と下端の間の垂直距離である。溝部112cの幅N1は、0.5[mm]である。なお、N1は上記の寸法に限定されないが、接続部材112が、リード線8と接触できる程度の挟み強度を有しており、かつランプ保持部材101によるランプ2の支持を妨げない程度の挟み強度を有していればよい。溝部112cの奥行きP1は、5[mm]である。なお、M1およびP1についても上記の寸法に限定されるものではない。
【0041】
接続部材112は、例えば、その脚部112bのねじ穴112dにねじを挿入してねじ止めする等の方法で筐体3に固定されている。なお、脚部112bについては、樹脂等の絶縁性の部材で形成されていてもよい。この場合、U字部112aが給電リード線102a等を介して点灯回路(図示せず)に接続されている必要がある。
【0042】
接続部材112の場合、溝部112cにランプ2のリード線8を嵌め込むだけでランプ2と点灯回路とが電気的に接続できるため、接続部材102のようにランプ2との接続に半田付けの工程が不要となり、バックライトユニット100の組立工程を簡易化することができる。
【0043】
<カバーの説明>
カバー113は、接続部材102と筐体3の内側の空間とを仕切るものであり、例えばポリカーボネート(PC)樹脂製であり、ランプ2の端部周辺を保温するとともに、少なくとも筐体3側の表面を高反射性とすることにより、ランプ2の端部の輝度低下を軽減する。
【0044】
<光学シート類の説明>
光学シート類4は、図1に示すように、拡散板114、拡散シート115およびレンズシート116により構成されている。拡散板114は、例えばポリメタクリル酸メチル(PMMA)樹脂製の板状体であって、筐体3の開口部を塞ぐように配置されている。拡散シート115は、例えばポリエステル樹脂製である。レンズシート116は、例えばアクリル系樹脂とポリエステル樹脂の貼り合せである。これらの光学シート類4は、それぞれ拡散板に順次重ね合わせるようにして配置されている。
【0045】
<小括>
本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100は、上記の構成により、バックライトユニット100におけるランプ2のたわみを解消することができるので、バックライトユニット100としての輝度むらを解消することができ、かつランプ2の破損を防止することができる。なお、輝度むらを解消するには、ランプ2のたわみが5[mm]以下に抑えられていることが好ましい。
【0046】
特にランプ2が接続部材102により点灯回路に接続されている場合、バックライトユニット100をどの方向に傾けたとしても、ランプ2は、エヤリー点付近にあるランプ保持部材101のみによって保持されているため、バックライトユニット100をどの方向に傾けた場合にもランプ2のたわみを解消することができるので、バックライトユニット100としての輝度むらを解消することができ、かつランプ2の破損を防止することができる。
【0047】
また、ランプ2が接続部材112により点灯回路に接続されている場合、図2の紙面上におけるx方向を重力方向に沿うようにしてバックライトユニット100を配置した場合に、ランプ2のたわみを解消することができるので、バックライトユニット100としての輝度むらを解消することができ、かつランプ2の破損を防止することができる。
【0048】
また、ランプ2のガラスバルブ7が、ホウケイ酸ガラスのような硬質ガラスに比べて機械的強度が弱く、長尺化した場合にたわみや破損が起こりやすいソーダガラスや鉛フリーガラスのような軟質ガラスを用いた場合においても、ランプ2のたわみを解消することができるので、バックライトユニット100としての輝度むらを解消することができ、かつランプ2の破損を防止することができる。
【0049】
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図を図9に示す。また、そのF−F´断面図を図10に、その平面図(光学シート類4およびカバー113を除く)を図11にそれぞれ示す。第2の実施形態に係るバックライトユニット200(以下、単に「バックライトユニット200」という)は、ランプ201および接続部材202を除いて本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100と実質的に同じ構成を有している。よって、ランプ201および電気接続部材202について詳細に説明し、その他の点については省略する。なお、ランプ201の長手方向の長さは、外部接続端子203の分、本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100に用いるランプ2よりも長くなっている。この場合においても、その両端から長手方向の中央部にそれぞれ0.2113L2[mm]離れた位置においてランプ保持部材101によって保持されている。
【0050】
<ランプの説明>
ランプ201は、図10に示すように、本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニットに用いるランプ2のガラスバルブ7の両端外周に外部接続端子203を設けた冷陰極蛍光ランプである。よって、外部接続端子203について詳細に説明し、その他の点については省略する。
【0051】
外部接続端子203は、ガラスバルブ7の両端部の外周面を覆うようにして設けられている。外部接続端子203は、例えば、半田製であって、外部リード線8bと接合されている。
【0052】
一般に半田は、導電性が良く、熱伝導率も低く、その上低価格であるため、外部接続端子203の材料として好適である。特に、スズ(Sn)、スズ−インジウム(In)合金、スズ−ビスマス(Bi)合金等を主成分とする半田は、機械的強度の高い外部接続端子203を形成することができるため、より好適である。それらに、アンチモン(Sb)、亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉄(Fe)、白金(Pt)およびパラジウム(Pd)のうちの少なくとも1種類を添加した半田は、ガラスとの馴染みが良いために、ガラスバルブ7から剥がれ難い外部接続端子203を形成することができ、さらに好適である。加えて、鉛を含まない半田は、環境に配慮したランプ201を作製することができるため好適である。外部接続端子203を形成する材料は半田に限定されず、少なくとも導電性を有する材料であればよい。
【0053】
なお、図10では、外部接続端子203により、外部リード線8bの表面が覆われているが、外部リード線8bは、外部接続端子203から突出していてもよい。また、外部接続端子203は、必ずしもガラスバルブ7の両端部に設けられている必要はなく、片側のみに設けられていてもよい。
【0054】
また、図12のように外部接続端子205がFe・Ni合金製のスリーブ205aと半田205bにより構成されていてもよい。スリーブ205aは、例えばその管軸に垂直に切った断面が略C字形状に形成された肉厚が120[μm]で、長手方向の長さQが10[mm]の筒体であって、ガラスバルブ7の端部に外嵌されている。スリーブ205aの内径はガラスバルブ7の外径よりもやや小さく、スリット(図示せず)が設けられている。したがって、スリーブ205aの内径とガラスバルブ7の外径との間に多少の寸法誤差が生じても、スリーブ205aの内面がガラスバルブ7の外面に密着するように設計されている。
【0055】
なお、スリーブ205aは、その管軸に対して垂直に切った断面が略C字形状の筒体に限定されず、略三角形状や略四角形状等の多角形状の筒体、或いは楕円形状の筒体に、スリットを設けたものであってもよい。また、スリットを設けない場合も考えられる。
【0056】
なお、ランプ201,204は、第1の実施形態に係るバックライトユニット100に用いた扁平型ランプ106,108に外部接続端子203,205が設けたられたものでもよい。
【0057】
<接続部材の説明>
接続部材202は、接続部202aと給電リード線102aとで構成されている。接続部202aは、導電性で、例えば、ステンレス、りん青銅等の板材を折り曲げて形成されたものであり、ランプ201,204を挿入できる開口部を有し、ランプ201,204の端部の外形に合わせて略C字形状となっている。なお、ランプ201,204が嵌め込まれていない場合の接続部202aの略C字形状の内径は、ランプ201,204の端部の外径より少し小さい方が好ましい。接続部202aにランプ201,204が嵌め込まれた場合の接続の安定性を確保するためである。
【0058】
ランプ201,204の外部接続端子203,205を接続部202aの開口部から挿入し、嵌め込むことにより、接続部202aの板ばね作用によって、接続部202aとランプ201,204の外部接続端子203,205とが接触して電気的に接続される。接続部202aは、給電リード線102aと接続されているため、ランプ201,204は、接続部202aと電気的に接続されることで、給電リード線102aを介して点灯回路(図示せず)に接続される。
【0059】
なお、接続部材202は、図8に示す接続部材112と実質的に同じ構成であってもよい。ただし、ランプ201,204は、外部接続端子203,205を介して接続部材202に接続されることで電力を得るため、ランプ2のリード線8と接続されている本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100に用いる接続部材112とはその寸法が異なる。具体的には、図8に示すM1が8[mm]、N1が3.8[mm]、P1が5[mm]であることが好ましい。なお、ランプ201,204の管径により接続部材202のサイズは適宜調節することが好ましい。
【0060】
<小括>
本発明の第2の実施形態に係るバックライトユニット200は、上記の構成により、バックライトユニット200におけるランプ201,204のたわみを解消することができるので、バックライトユニット200としての輝度むらを解消することができ、かつランプ201,204の破損を防止することができる。なお、輝度むらを解消するには、ランプ201,204のたわみが5[mm]以下に抑えられていることが好ましい。
【0061】
また、ランプ201,204が接続部材112により点灯回路に接続されている場合、図10の紙面上におけるx方向を重力方向に沿うようにしてバックライトユニット200を配置した場合に、ランプ201,204のたわみを解消することができるので、バックライトユニット200としての輝度むらを解消することができ、かつランプ201,204の破損を防止することができる。
【0062】
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図を図13に示す。また、そのG−G´断面図を図14に、その平面図(光学シート類4およびカバー113を除く)を図15にそれぞれ示す。第3の実施形態に係るバックライトユニット300(以下、単に「バックライトユニット300」という)は、直下方式であり、ランプ301および接続部材302以外の構成については、本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100と実質的に同じ構成を有している。よって、以下、ランプ301および接続部材302について説明し、その他の点については省略する。なお、ランプ301の長手方向の長さは、リード線8の分、第1の実施形態に係るバックライトユニット100のランプ2よりも短くなっている。この場合においても、その両端から長手方向の中央部にそれぞれ0.2113L3[mm]離れた位置においてランプ保持部材101によって保持されている。
【0063】
<ランプの説明>
図14に示すように、ランプ301は、両端部が封止された直管状のガラスバルブ7と、このガラスバルブ7の両端部の外周面に直接設けられた外部電極303とで構成される外部電極型蛍光ランプである。
【0064】
ガラスバルブ7の内周面には、蛍光体層110が形成されているが、ガラスバルブ7の内周面であって外部電極303に対応する部分には、蛍光体層110を形成しないことが好ましい。この部分は、ランプ301の点灯中に放電にさらされることになるため、蛍光体層を形成すると蛍光体が劣化しやすいためである。なお、この部分に保護層304が形成されていてもよい。保護層304は、ガラスバルブ7から析出する金属酸化物(ガラスバルブ7の材料がソーダガラスである場合の酸化ナトリウム等)を除く金属酸化物(例えば、酸化イットリウム等)により構成されている。
【0065】
また、保護層304にセシウム(Cs)等の電子放射性物質を含有させることにより、ランプ301の暗黒始動特性を改善することができる。
【0066】
また、ガラスバルブ7の内部には、常温点灯時に圧力が約8[kPa]となるアルゴンおよびネオンの混合ガスと、約2[mg]の水銀がそれぞれ封入されている。
【0067】
外部電極303は、例えば、アルミニウムの金属箔からなり、シリコン樹脂に金属粉体を混合した導電性粘着剤(図示せず)によってガラスバルブ7の両端部の外周面を覆うように貼着されている。
【0068】
なお、導電性粘着剤として、シリコン樹脂の代わりにフッ素樹脂、ポリイミド樹脂又はエポキシ樹脂等を用いてもよい。また、金属箔を導電性粘着剤でガラスバルブ7に貼着する代わりに、銀ペーストをガラスバルブ7の電極形成部分の全周に塗布することによって外部電極303が形成されていてもよい。この場合、導電性粘着材の劣化により外部電極303が剥がれることを防止することができる。また、上記の外部電極303の上に半田膜が形成されている場合には、外部電極303を損傷から保護することができる。また、超音波半田ディップ処理等の公知の手法により、半田膜のみで外部電極303を形成することも可能である。なお、図13〜図15に示すランプ301の外部電極303は、ガラスバルブ7の管端まで形成されておらず、鉢巻状に形成されているが、ガラスバルブ7の管端全体を覆うように外部電極303が形成されていてもよい。
【0069】
また、例えばFe・Ni合金等の金属製のスリーブを被せ、その上から半田ディップ処理を施すことにより、外部電極303が形成されていてもよい。
【0070】
<接続部材の説明>
接続部材302は、本発明の第3の実施形態に係るバックライトユニットに用いる接続部材202の各給電リード線102aが連結部302aに接続された構成となっている。この構成により、ランプ301は、それぞれ個別の点灯回路(図示せず)に接続されているのではなく、連結部302aを介して同じ点灯回路に接続されている。
【0071】
<別の接続部材の説明>
なお、接続部材302の構成は、上記の構成に限られない。例えば、図16に示すような接続部材305であってもよい。接続部材305は、U字部305a、脚部305bから構成されている。図16に示すように、U字部305aは、上方向に開口を有するU字状の形状で、そのU字で形成される溝部305cにランプ301の外部電極303を挿入することができるようになっている。また、U字部305aの上端は、ランプ301の外部電極303を挿入しやすいように外方向に折り曲げられている。溝部305cの高さM2は8[mm]、幅N2は3.8[mm]、奥行きP2は20[mm]であることが好ましい。
【0072】
脚部305bは、U字部305aを連結し、接続部材305を筐体3に固定している。また、接続部材302は、脚部305bの任意の一部から点灯回路給電リード線(図示せず)を介して、それぞれのU字部305aを共通の点灯回路(図示せず)に接続されている。
【0073】
<小括>
本発明の第3の実施形態に係るバックライトユニット300は、上記の構成により、バックライトユニット300におけるランプ301のたわみを解消することができるので、バックライトユニット300としての輝度むらを解消することができ、かつランプ301の破損を防止することができる。なお、輝度むらを解消するには、ランプ301のたわみが5[mm]以下に抑えられていることが好ましい。
【0074】
また、ランプ301が接続部材305により点灯回路に接続されている場合、図14の紙面上におけるx方向を重力方向に沿うようにしてバックライトユニット300を配置した場合に、ランプ301のたわみを解消することができるので、バックライトユニット300としての輝度むらを解消することができ、かつランプ301の破損を防止することができる。
【0075】
(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図を図17に示す。また、そのH−H´断面図を図18、その平面図(光学シート類4およびカバー113を除く)を図19に示す。第4の実施形態に係るバックライトユニット400(以下、単に「バックライトユニット400」という)は、ランプ401および接続部材102を除いて本発明の第1の実施形態と実質的に同じ構成を有している。よって、ランプ401および接続部材102について詳細に説明し、その他の点については省略する。なお、ランプ401の長手方向の長さは、リード線8とリード線404の差の分、第1の実施形態に係るバックライトユニット100のランプ2と全長が異なる。この場合においても、その両端から長手方向の中央部にそれぞれ0.2113L4[mm]離れた位置においてランプ保持部材101により保持されている。
【0076】
<ランプの説明>
ランプ401は、熱陰極蛍光ランプであり、ガラスバルブ7と電極402とで構成されている。
【0077】
ガラスバルブ7は、例えば、全長は1010[mm]、外径が18[mm]、肉厚が0.8[mm]であり、その両端には、電極402が封着されている。
【0078】
ガラスバルブ7の内面には、蛍光体層110が形成されおり、ガラスバルブ7の内部には、水銀(例えば4[mg]〜10[mg])が封入されている他、緩衝ガスとしてアルゴン(Ar)及びクリプトン(Kr)の混合ガス(例えば、Arが50[%]、Krが50[%]の比率の混合ガス)が、例えば600[Pa]の封入ガス圧で封入されている。
【0079】
図18に示すように、電極402は所謂ビーズガラスマウントであり、タングステン製のフィラメントコイル403と、このフィラメントコイル403を架持する一対のリード線404と、この一対のリード線404を固定支持するビーズガラス405とからなる。
【0080】
電極402のうちガラスバルブ7の端部に封着されるのは、リード線404の一部分であり、具体的には、ビーズガラス405からフィラメントコイル403と反対側に延出している部分である。なお、電極402のガラスバルブ7への封着は、例えばピンチシールにより行われている。
【0081】
なお、ガラスバルブ7の少なくとも一方の端部には、排気管406が電極402と共に取着されている。この排気管406は、電極402を封着した後に、ガラスバルブ7内を排気したり、上記緩衝ガス等を封入したりするときに使用され、ガラスバルブ7の内部への緩衝ガス等の封入が完了すると、排気管406のうちガラスバルブ7の外部に位置する部分で、例えばチップオフ封止される。
【0082】
<接続部材の説明>
接続部材102は、本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100に用いる接続部材102と実質的に同じ構成を有している。ただし、接続部材102は、各ランプ401端部から導出する2本のリード線404のそれぞれと電気的に接続されている。
【0083】
<別の接続部材の説明>
なお、接続部材102の構成は、上記の構成に限定されない。例えば、図20に示すような接続部材407であってもよい。接続部材407は、連続U字部407aと脚部407bとで構成されている。図20に示すように、連続U字部407aは、上方向に開口を有するU字状の形状が2つ連続的に形成されており、各々のU字で形成される溝部407cにランプ401のリード線404を挿入することができるようになっている。また、連続U字部407aの上端は、ランプ401のリード線404を挿入しやすいように外方向に折り曲げられている。例えば、溝部407cの高さM3は、8[mm]、幅N3は3.8[mm]、奥行きP3は2[mm]であることが好ましい。
【0084】
脚部407bは、連続U字部407aを連結し、ねじ穴407dにねじを挿入して接続部材407を筐体3に固定するためのものである。
【0085】
<小括>
本発明の第4の実施形態に係るバックライトユニット400は、上記の構成により、バックライトユニット400におけるランプ401のたわみを解消することができるので、バックライトユニット400としての輝度むらを解消することができ、かつランプ401の破損を防止することができる。
【0086】
また、ランプ401が接続部材407により点灯回路に接続されている場合、図18の紙面上におけるx方向を重力方向に沿うようにしてバックライトユニット400を配置した場合に、ランプ401のたわみを解消することができるので、バックライトユニット400としての輝度むらを解消することができ、かつランプ401の破損を防止することができる。なお、輝度むらを解消するには、ランプ401のたわみが5[mm]以下に抑えられていることが好ましい。
【0087】
(第5の実施形態)
本発明の第5の実施形態に係る液晶表示装置500の概略斜視図を図21に示す。図21に示すように、液晶表示装置500は例えば32[inch]液晶テレビであり、液晶パネル等を含む液晶画面ユニット501と本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100と点灯回路502とを備える。
【0088】
液晶画面ユニット501は、公知のものであって、液晶パネル(カラーフィルタ基板、液晶、TFT基板等)(図示せず)、駆動モジュール等(図示せず)を備え、外部からの画像信号に基づいてカラー画像を形成する。
【0089】
点灯回路502は、バックライトユニット100内部のランプ2を点灯させる。そして、ランプ2は、例えば点灯周波数40[kHz]〜100[kHz]、ランプ電流3.0[mA]〜25[mA]で動作される。
【0090】
なお、本発明の第5の実施形態では、その光源装置として本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100、具体的には冷陰極蛍光ランプ2を適用した場合について説明したが、これに限らず、本発明の第2の実施形態に係るバックライトユニット200、具体的には外部接続端子203、205を有する冷陰極蛍光ランプ201、204を適用した場合や本発明の第3の実施形態に係るバックライトユニット300、具体的には外部電極型蛍光ランプ301を適用した場合や本発明の第4の実施形態に係るバックライトユニット400、具体的には熱陰極蛍光ランプ401を適用した場合等にも適用することができる。
【0091】
本発明の第5の実施形態に係る液晶表示装置500には、第1〜4の実施形態に係るバックライトユニット100、200、300、400を用いているため、バックライトユニット100、200、300、400内部のランプ2、201、204、301、401のたわみを解消しており、バックライトユニット100、200、300、400全体としての輝度むらを解消することができるため、より画質の向上した液晶表示装置500を提供することができる。なお、輝度むらを解消するには、ランプのたわみが5[mm]以下に抑えられていることが好ましい。
【0092】
<変形例>
以上、本発明を上記した各実施形態に示した具体例に基づいて説明したが、本発明の内容が各実施形態に示した具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を用いることができる。
【0093】
1.ガラスの構成
また、ガラスの熱膨張係数を調節することにより、ランプ2のリード線8との封着強度を高めることができる。例えば、リード線8がタングステン(W)製の場合には、36×10-7[K-1]〜45×10-7[K-1]とすることが好ましい。この場合、ガラス中のアルカリ金属成分およびアルカリ土類金属成分の合計を4[mol%]〜10[mol%]とすることでガラスの熱膨張係数を上記の範囲とすることができる。
【0094】
また、リード線8がコバール(Kovar)製、モリブデン(Mo)製の場合には45×10-7[K-1]〜56×10-7[K-1]とすることが好ましい。この場合、ガラス中のアルカリ金属成分およびアルカリ土類金属成分の合計を7[mol%]〜14[mol%]とすることでガラスの熱膨張係数を上記の範囲とすることができる。
【0095】
また、リード線8がジュメット製の場合には94×10-7[K-1]近傍とすることが好ましい。この場合、ガラス中のアルカリ金属成分およびアルカリ土類金属成分の合計を20[mol%]〜30[mol%]とすることでガラスの熱膨張係数を上記の範囲とすることができる。
【0096】
また、ガラスに遷移金属の酸化物をその種類によって所定量をドープすることにより254[nm]や313[nm]の紫外線を吸収することができる。具体的には、例えば酸化チタン(TiO2)の場合は、組成比率0.05[mol%]以上ドープすることにより254[nm]の紫外線を吸収し、組成比率2[mol%]以上ドープすることにより313[nm]の紫外線を吸収することができる。ただし、酸化チタンを組成比率5.0[mol%]より多くドープした場合には、ガラスが失透してしまうため、組成比率0.05[mol%]以上5.0[mol%]以下の範囲でドープすることが好ましい。
【0097】
また、酸化セリウム(CeO2)の場合は、組成比率0.05[mol%]以上ドープすることにより254[nm]の紫外線を吸収することができる。ただし、酸化セリウムを組成比率0.5[mol%]より多くドープした場合には、ガラスが着色してしまうため、酸化セリウムを組成比率0.05[mol%]以上0.5[mol%]以下の範囲でドープすることが好ましい。なお、酸化セリウムに加えて酸化スズ(SnO)をドープすることにより、酸化セリウムによるガラスの着色を抑えることができるため、酸化セリウムを組成比率5.0[mol%]以下までドープすることができる。この場合、酸化セリウムを組成比率0.5[mol%]以上ドープすれば313[nm]の紫外線を吸収することができる。ただし、この場合においても酸化セリウムを組成比率が5.0[mol%]より多くドープした場合には、ガラスが失透してしまう。
【0098】
また、酸化亜鉛(ZnO)の場合は、組成比率2.0[mol%]以上ドープすることにより254[nm]の紫外線を吸収することができる。ただし、酸化亜鉛を組成比率10[mol%]より多くドープした場合、ガラスの熱膨張係数が大きくなり、リード線8がタングステン(W)製である場合に、封着部材の熱膨張係数(約44×10-7[K-1])とガラスの熱膨張係数に差異が生じ、封着が困難となるため、酸化亜鉛を2.0[mol%]以上10[mol%]以下の範囲でドープすることが好ましい。ただし、リード線8がコバール(Koval)製やモリブデン(Mo)製の場合には、封着部材の熱膨張係数(約51×10-7[K-1])がタングステン製の場合よりも大きくなるため、酸化亜鉛を組成比率14[mol%]以下までドープすることができる。
【0099】
また、酸化鉄(Fe2O3)の場合は、組成比率0.01[mol%]以上ドープすることにより254[nm]の紫外線を吸収することができる。ただし、酸化鉄を組成比率2.0[mol%]より多くドープした場合には、ガラスが着色してしまうため、酸化鉄を組成比率0.01[mol%]以上2.0[mol%]以下の範囲でドープすることが好ましい。
【0100】
また、ガラス中の水分含有量を示す赤外線透過率係数は、0.3以上1.2以下の範囲、特に0.4以上0.8以下の範囲となるように調整することが好ましい。赤外線透過率係数が1.2以下であれば、外部電極型蛍光ランプ(EEFL)や長尺の冷陰極蛍光ランプ等の高電圧印加ランプに適用可能な低い誘電正接を得やすくなり、0.8以下であれば誘電正接が十分に小さくなって、さらに高電圧印加ランプに適用可能となる。
【0101】
なお、赤外線透過率係数(X)は下式で表すことができる。
【0102】
[数1]X=(log(a/b))/t
a:3840[cm-1]付近の極小点の透過率[%]
b:3560[cm-1]付近の極小点の透過率[%]
t:ガラスの厚み
2.蛍光体の構成
(1)紫外線吸収について
例えば、近年、液晶カラーテレビの大型化に伴って、バックライトユニットの開口を塞ぐ拡散板に寸法安定性の良いポリカーボネートが使用されるようになっている。このポリカーボネートは、水銀が発する313(nm)の波長の紫外線により劣化しやすい。このような場合には、波長313(nm)の紫外線を吸収する蛍光体を利用すると良い。なお、313(nm)の紫外線を吸収する蛍光体としては、以下のものがある。
【0103】
(a)青色
ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム[Ba1-x-ySrxEuyMg1-zMnzAl10O17]又は[Ba1-x-ySrxEuyMg2-zMnzAl16O27]
ここで、x,y,zはそれぞれ0≦x≦0.4、 0.07≦y≦0.25、 0≦z<0.1なる条件を満たす数であるであることが好ましい。
【0104】
このような蛍光体としては、例えば、ユーロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム[BaMg2Al16O27:Eu2+]、[BaMgAl10O17:Eu2+] (略号:BAM−B)や、ユーロピウム付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム[(Ba,Sr)Mg2Al16O27:Eu2+]、[(Ba,Sr)MgAl10O17:Eu2+](略号:SBAM−B)等がある。
【0105】
(b)緑色
・マンガン不活マグネシウムガレート[MgGa2O4:Mn2+](略号:MGM)
・マンガン付活アルミン酸セリウム・マグネシウム・亜鉛[Ce(Mg,Zn)Al11O19:Mn2+](略号:CMZ)
・テルビウム付活アルミン酸セリウム・マグネシウム[CeMgAl11O19:Tb3+](略号:CAT)
・ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム[Ba1-x-ySrxEuyMg1-zMnzAl10O17]又は[Ba1-x-ySrxEuyMg2-zMnzAl16O27]
ここで、x,y,zはそれぞれ0≦x≦0.4、 0.07≦y≦0.25、 0.1≦z≦0.6なる条件を満たす数であり、zは0.4≦x≦0.5であることが好ましい。
【0106】
このような蛍光体としては、例えば、ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・マグネシウム[BaMg2Al16O27:Eu2+,Mn2+]、[BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+](略号:BAM−G)や、ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム[(Ba,Sr)Mg2Al16O27:Eu2+,Mn2+]、[(Ba,Sr)MgAl10O17:Eu2+,Mn2+](略号:SBAM−G)等がある。
【0107】
(c)赤色
・ユーロピウム付活リン・バナジン酸イットリウム[Y(P,V)O4:Eu3+](略号:YPV)
・ユーロピウム付活バナジン酸イットリウム[YVO4:Eu3+](略号:YVO)
・ユーロピウム付活イットリウムオキシサルファイド[Y2O2S:Eu3+](略号:YOS)
・マンガン付活フッ化ゲルマン酸マグネシウム[3.5MgO・0.5MgF2・GeO2:Mn4+](略号:MFG)
・ジスプロシウム付活バナジン酸イットリウム[YVO4:Dy3+](赤と緑の2成分発光蛍光体であり、略号:YDS)
なお、一種類の発光色に対して、異なる化合物の蛍光体を混合して用いても良い。例えば、青色にBAM−B(313nmを吸収する。)のみ、緑色にLAP(313nmを吸収しない。)とBAM−G(313nmを吸収する。)、赤色にYOX(313nmを吸収しない。)とYVO(313nmを吸収する。)の蛍光体を用いても良い。このような場合は、前述のように波長313(nm)を吸収する蛍光体が、総重量組成比率で50%より大きくなるように調整することで、紫外線がガラス管外に漏れ出ることをほとんど防止できる。したがって、313[nm]の紫外線を吸収する蛍光体を蛍光体層105に含む場合には、上記のバックライトユニットの開口を塞ぐポリカーボネート(PC)からなる拡散板等の紫外線による劣化が抑制され、バックライトユニットとしての特性を長時間維持することができる。
【0108】
ここで、「313(nm)の紫外線を吸収する」とは、254(nm)付近の励起波長スペクトル(励起波長スペクトルとは、蛍光体を波長変化させながら励起発光させ、励起波長と発光強度をプロットしたものである。)の強度を100(%)としたときに、313(nm)の励起波長スペクトルの強度が80(%)以上のものと定義する。すなわち、313(nm)の紫外線を吸収する蛍光体とは、313(nm)の紫外線を吸収して可視光に変換できる蛍光体である。
【0109】
(2)高色再現について
液晶カラーテレビで代表される液晶表示装置では、近年における高画質化の一環としてなされる高色再現化に伴い、当該液晶表示装置のバックライトユニットの光源として用いられる冷陰極蛍光ランプや外部電極蛍光ランプにおいて、再現可能な色度範囲の拡大化の要請がある。
【0110】
このような要請に対して、例えば、以下の蛍光体を用いることで、実施の形態での蛍光体を用いる場合よりも、色度範囲の拡大を図ることができる。具体的には、CIE1931色度図において、高色再現用の当該蛍光体の色度座標値が、実施の形態で使用した3つの蛍光体の色度座標値を結んでできる三角形を含んで色再現範囲を広げる座標に位置する。
【0111】
(a)青色
・ユーロピウム付活ストロンチウム・クロロアパタイト[Sr10(PO4)6Cl2:Eu2+](略号:SCA)、色度座標:x=0.151、y=0.065
上記以外に、ユーロピウム付活ストロンチウム・カルシウム・バリウム・クロロアパタイト[(Sr,Ca,Ba)10(PO4)6Cl2:Eu2+](略号:SBCA)も使用でき、上記波長313(nm)の紫外線も吸収できるSBAM−Bも高色再現用に使用できる。
【0112】
(b)緑色
・BAM−G、色度座標:x=0.139、y=0.574
・CMZ、色度座標:x=0.164、y=0.722
・CAT、色度座標:x=0.267、y=0.663
なお、これらは上述したように、波長313(nm)の紫外線も吸収でき、また、ここで説明した3つの蛍光体粒子以外にも、MGMも高色再現用に使用することもできる。
【0113】
(c)赤色
・YOS、色度座標:x=0.651、y=0.344
・YPV、色度座標:x=0.658、y=0.333
・MFG、色度座標:x=0.711、y=0.287
なお、これらは上述したように、波長313(nm)の紫外線も吸収でき、また、ここで説明した3つの蛍光体粒子以外にも、YVO、YDSも高色再現用に使用することもできる。
【0114】
また、上記で示した色度座標値は各々の蛍光体の粉体のみで測定した代表値であり、測定方法(測定原理)等に起因して、各蛍光体の粉体が示す色度座標値は、上掲した値と若干異なる場合があり得る。参考として上記実施の形態1の各蛍光体の粉体の色度座標値は、YOX(x=0.644、y=0.353)、LAP(x=0.351、y=0.585)、BAM−B(x=0.148、y=0,056)で構成されている。
【0115】
さらに、赤、緑、青の各色を発光させるために用いる蛍光体は各波長につき1種類に限らず、複数種類を組み合わせて用いることとしても良い。
【0116】
ここで、上記の高色再現用の蛍光体粒子を用いて蛍光体層を形成した場合について説明する。ここでの評価は、CIE1931色度図内においてNTSC規格の3原色の色度座標値を結ぶNTSC三角形(NTSCtriangle)の面積を基準とした、高色再現用の蛍光体を用いた場合の3つの色度座標値を結んでできる三角形の面積の比(以下、NTSC比という。)で行なう。
【0117】
例えば、青色としてBAM−B、緑色としてBAM−G、赤色としてYVOを用いると(例1)NTSC比が92(%)となり、また、青色としてSCA、緑色としてBAM−G、赤色としてYVOを用いると(例2)NTSC比が100(%)となり、また、青色としてSCA、緑色としてBAM−G、赤色としてYOXを用いると(例3)、NTSC比が95(%)となり、例1及び2に比べて輝度を10(%)向上させることができる。
【0118】
なお、ここでの評価に用いた色度座標値は、ランプ等が組み込まれた液晶表示装置とした状態で測定したものである。
【0119】
3.希ガスの構成
希ガスは、例えばヘリウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)等を少なくとも一種類含み、二種類または三種類等を混合して用いてもよい。例えば、アルゴン(Ar100[%])を用いてもよいし、ネオン・クリプトン混合ガス(Ne95[%]+Kr5[%])を用いてもよい。希ガスとしてネオン・クリプトン混合ガスを用いると、ランプ2の始動性が向上し、ランプ2を低い電圧で点灯させることができる。
【0120】
4.補助部材
図22に示すように、筐体の内部におけるランプの長手方向の中間部付近に補助部材117が設けられていてもよい。バックライトユニット100を移動する際、ランプ2は、図22の紙面上のx方向よりもy方向にたわみやすい。移動中に想定外の衝撃等で瞬間的にランプ2の中間部付近が大きくたわむと、ランプ2が破損するおそれがある。そこで、ランプ2のたわみが最も大きくなる中間部付近に補助部材117を設けることで、必要以上のランプ2のたわみを抑制し、ランプ2の破損を防止することができる。
【0121】
補助部材117は、例えばシリコーン樹脂製で、筐体の底面に対して垂直な棒状体である。なお、補助部材117の材料、形状等は、上記の構成に限定されない。材料は、例えばポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、フッ素樹脂等であってもよい。また、形状は、例えば直方体や円柱状等であってもよい。また、補助部材を設ける数についても、図22に示すように、各ランプ2の間に1個ずつに限られず、複数個の補助部材が設けられていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0122】
本発明は、バックライトユニットおよび液晶表示装置に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0123】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図
【図2】同じくA−A´断面図
【図3】同じく平面図
【図4】同じくバックライトユニットに用いるランプ保持部材の斜視図
【図5】同じくバックライトユニットの変形例1の平面図
【図6】(a)同じくバックライトユニットに用いるランプの変形例1の管軸を含む断面図、(b)同じくB−B´断面図、(c)同じくC−C´断面図
【図7】(a)同じくバックライトユニットに用いるランプの変形例2の管軸を含む断面図、(b)同じくD−D´断面図、(c)同じくE−E´断面図
【図8】同じくバックライトユニットに用いる接続部材の変形例の斜視図
【図9】本発明の第2の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図
【図10】同じくF−F´線の断面図
【図11】同じく平面図
【図12】同じくバックライトユニットに用いるランプの変形例の管軸を含む断面図
【図13】本発明の第3の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図
【図14】おなじくG−G´断面図
【図15】同じく平面図
【図16】同じくバックライトユニットに用いる接続部材の変形例の斜視図
【図17】本発明の第4の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図
【図18】同じくH−H´断面図
【図19】同じく平面図
【図20】同じくバックライトユニットに用いる接続部材の変形例の斜視図
【図21】本発明の第5の実施形態に係る液晶表示装置の斜視図
【図22】本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニットの変形例2の平面図
【図23】従来のバックライトユニットの分解斜視図
【図24】従来のランプ保持部材の斜視図
【符号の説明】
【0124】
3 筐体
2、201、204、301、401 ランプ
102、112、202、302、305、407 接続部材
100、200、300、400 バックライトユニット
4 光学シート類
7 ガラスバルブ
500 液晶表示装置
【技術分野】
【0001】
本発明は、バックライトユニットおよび液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
図23は従来の直下型バックライトユニットの分解斜視図である。バックライトユニット1は、ランプ2、筐体3、光学シート類4、接続部材5から構成されており、液晶表示装置の光源として用いられる。近年、液晶TV等の直下型バックライトユニットを用いる液晶表示装置は大型化の傾向にあり、その内部に挿入されているランプ(冷陰極蛍光ランプや外部電極型蛍光ランプや熱陰極蛍光ランプ)2も長尺化の傾向にある。しかし、ランプ2はその外径が2.4[mm]〜20[mm]程度であるのに対し、その全長が600[mm]を超えるものがあるように非常に細長いものである。したがって、ランプ2は、筐体3内に収容された状態において、その両端間の中間部分でたわみが起き、バックライトユニット1全体としての輝度むらの原因となる。また、ランプ2のたわみが大きい場合には、ランプ2のガラスバルブ7に負荷がかかることでランプ2の破損の原因となる。
【0003】
これを防止する手段として、図24に示すように、ランプ2の両端間の中間部でランプ2を支えるランプ保持部材6を設けるバックライトユニット1が開示されている。
【特許文献1】特開2001−210126号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、ランプ保持部材6を設けたとしても、その設ける位置によっては、ランプ2のたわみを充分に解消しきれず、ランプ2の長手方向におけるランプ2と光学シート類4との距離にばらつきが生じ、バックライトユニット1全体としての輝度むらの原因となる。また、ランプ保持部材6を設ける位置によっては、ランプ保持部材6のランプ2を支える力によってガラスバルブ7に大きな負荷がかかる。そのため、ランプ保持部材6がガラスバルブ7の破損の原因となるおそれもある。さらに、ランプ2が冷陰極蛍光ランプの場合、接続部材5はリード線8のみを保持しているため、リード線8が封着されているガラスバルブ7の封着部に負担がかかることで、ガラスバルブ7の封着部が破損したり、破損に伴ってランプ2内部の封入物が漏れたりするおそれがある。
【0005】
本発明は、上記課題を解決すべく、バックライトユニットにおけるランプのたわみを解消し、バックライトユニットとしての輝度むらを抑制し、かつランプの破損を防止するバックライトユニッ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】
【0006】
上記の課題を解決するために、本発明に係るバックライトユニットは、光を取り出すための開口部を有する筐体と、前記筐体の内部に収容されたランプと、前記ランプを点灯回路に接続するための接続部材とを備え、前記筐体の内部であって、前記ランプの両端間におけるエヤリー点付近にランプ保持部材が設けられていることを特徴とする。ここで、「エヤリー点付近」とは、ランプの長手方向において、エヤリー点からエヤリー点間の長さの5[%]以内の位置をいう。
【0007】
また、本発明に係るバックライトユニットは、前記エヤリー点は前記ランプの全長L[mm]のガラスバルブの両端から前記ランプの長手方向における中央部に向かって0.2113L[mm]だけそれぞれ離れた位置であることが好ましい。この場合、「エヤリー点付近」とは、ランプの長手方向において、エヤリー点からL(1−2×0.2113)×0.05[mm]以内の位置をいう。
【0008】
また、本発明に係るバックライトユニットは、前記ランプ保持部材に前記筐体の前面に位置する光学シート類を支持する光学シート類支持部材が設けられていることが好ましい。
【0009】
また、本発明に係るバックライトユニットは、前記ランプのガラスバルブは、酸化ナトリウムの含有率が3[mol%]〜20[mol%]のガラスで構成されていることが好ましい。
【0010】
また、本発明に係るバックライトユニットは、前記ランプは、少なくとも光取出し部の前記ランプの管軸に対して垂直に切った断面が扁平形状であり、前記ランプの管軸に対して垂直に切った断面が扁平部分の長径が前記筐体の前面に位置する光学シート類に平行であることが好ましい。
【0011】
本発明に係る液晶表示装置は、前記バックライトユニットを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明に係るバックライトユニットは、バックライトユニットにおけるランプのたわみを解消することができるので、バックライトユニットとしての輝度むらを解消することができ、かつランプの破損を防止することができる。また、本発明に係る液晶表示装置は、バックライトユニット全体として起こる輝度むらを解消することができるため、より画質の向上した液晶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】
(第1の実施形態)
図1に本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100の分解斜視図を示す。また、そのA−A´断面図を図2に、その平面図(光学シート類4およびカバー113を除く)を図3にそれぞれ示す。第1の実施形態に係るバックライトユニット100(以下、単に「バックライト100」という)は直下方式であり、一つの面が開口した直方体状の筐体3と、この筐体3の内部に収納された複数のランプ2と、ランプ2を保持するためのランプ保持部材101と、ランプ2を点灯回路(図示せず)に電気的に接続するための一対の接続部材102と、筐体3の開口部を覆う光学シート類4とを備えている。
【0014】
<筐体の説明>
筐体3は、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂製であって、その内面に銀などの金属が蒸着されて反射面103が形成されている。なお、筐体3の材料としては、樹脂以外の材料、例えば、アルミニウムや冷間圧延材(例えばSPCC)等の金属材料により構成してもよい。また、内面の反射面103として金属蒸着膜以外、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂に炭酸カルシウム、二酸化チタン等を添加することにより反射率を高めた反射シートを筐体3に貼付したものを用いてもよい。
【0015】
<ランプ保持部材の説明>
筐体3内部にランプ2が収納された状態において、そのランプ2の両端間におけるエヤリー点(ランプ保持部材101におけるランプ2の長手方向の中間点)付近には、ランプ保持部材101が設けられている。図2に示すように、「エヤリー点」は、ランプ2の長手方向の長さをL1[mm]とした場合、ランプ2の両端からランプ2の長手方向の中央部に向かってそれぞれ0.2113L1[mm]離れた位置であることが好ましい。具体的には、後述するように、ランプ2の全長が760[mm]の場合、ランプ2は、その両端(外部リード線8bの両端)から長手方向の中央部に向かってそれぞれ161[mm]離れた位置においてランプ保持部材101により保持されている。なお、ランプ2の両端からエヤリー点である161[mm]ちょうど離れた位置である必要はなく、エヤリー点付近であればよい。ここで、「エヤリー点付近」とは、ランプの長手方向において、エヤリー点からL1(1−2×0.2113)×0.05[mm]以内の位置をいう。
【0016】
ランプ保持部材101の斜視図を図4に示す。図4に示すように、ランプ保持部材101は、例えばエポキシ樹脂等の絶縁体で形成されており、ランプ保持部101a、脚部101bおよび光学シート類支持部材101cとで構成されている。なお、ランプ保持部材101の材料は、上記のものに限定されない。例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、フッ素樹脂等でもよい。
【0017】
ランプ保持部101aは、ランプ2のガラスバルブ7を保持できるように外方向に円弧状の一対の挟持片で構成されている。なお、ランプ保持部101aの形状は、ランプ2が少なくとも光取り出し部における管軸に対して垂直に切った断面が扁平形状のランプ(以下、単に「扁平型ランプ」という)の場合は、その扁平形状の断面形状に沿うような形状を有していることが好ましい。複数の扁平型ランプをバックライトユニット100に組み込んだ場合にそれぞれの扁平型ランプにおける周方向の向きがばらつくと、バックライトユニット100全体として輝度むらが起こるおそれがある。これを防止する方法として、それぞれの扁平型ランプにおける周方向の向きを揃えたり、光学シート類4によって輝度むらを解消できるように扁平型ランプにおける周方向の向きを任意に固定できることが好ましい。特に、その管軸に対して垂直に切った断面が扁平形状の部分の長径が筐体3の前面に位置する光学シート類に略平行である場合には、バックライトユニット100全体として輝度むらをより防止することができる。
【0018】
脚部101bは、ランプ保持部101aおよび光学シート類支持部材101cを連結しており、その底面は、筐体3に固定されている。光学シート類支持部材101cは、ランプ保持部101aの間に設けられており、筐体の開口部前面に配置される光学シート類4を支持する役割を果たしている。
【0019】
図2に示すように、ランプ保持部材101がランプ2におけるエヤリー点に設けられていることで、光学シート類支持部材101cもランプ2の長手方向においてランプ保持部101aと同じ位置に設けられていることになる。光学シート類4の長手方向の長さは、ランプ2の長手方向の長さとほぼ同じ長さであるため、光学シート類支持部材101cは光学シート類4におけるエヤリー点に設けられていることになる。つまり、光学シート類支持部材101cは、光学シート類4の長手方向のたわみが最も少なくなるエヤリー点において光学シート類4を支持していることになるため、光学シート類4のたわみも解消することができる。
【0020】
なお、ランプ保持部材101の構成は、上記の構成に限定されない。例えば、図5に示すように、ランプ2を2本ずつ保持するランプ保持部材6をランプ2の長手方向においてエヤリー点からエヤリー点間の長さの5[%]以内の範囲で千鳥状に配置したものであってもよい。この場合、ランプ保持部材6におけるランプ2の長手方向の位置がそれぞれのランプ2において同じ位置にならないため、ランプ保持部材6による光束の損失が起こる位置を分散させることができ、バックライトユニット104全体としての輝度むらを低減することができる。
【0021】
<ランプの説明>
図2に示すように、ランプ2は、ガラスバルブ7、電極105およびリード線8から構成される冷陰極蛍光ランプである。
【0022】
ガラスバルブ7は、例えば、ホウ珪酸ガラス製で、管軸に対して垂直に切った断面が略円形状であって、全長は750[mm]、外径が4[mm]、内径が3[mm]、肉厚が0.5[mm]であり、その両端には、リード線8が封着されている。
【0023】
なお、ガラスバルブ7のガラス材料は上記の構成に限定されない。例えばソーダガラス、鉛ガラス、鉛フリーガラス等を用いてもよい。ソーダガラス、鉛ガラス、鉛フリーガラスを用いた場合には、暗黒始動性を改善できる。すなわち、上記したようなガラスは、酸化ナトリウム(Na2O)に代表されるアルカリ金属酸化物を多く含み、例えば、酸化ナトリウムの場合はナトリウム(Na)成分が時間の経過とともにガラスバルブ7の内面に溶出する。ナトリウムは電気陰性度が低いため、(保護膜の形成されていない)ガラスバルブ7の内側端部に溶出したナトリウムが、暗黒始動性の向上に寄与するものと思われるからである。
【0024】
特に、後述する本発明の第3の実施形態に係るバックライトユニット300に用いるような外部電極303をガラスバルブ7の端部外周面を覆うように形成した外部電極型蛍光ランプ301では、ガラスバルブ7のガラス材料におけるアルカリ金属酸化物の含有率は、3[mol%]以上20[mol%]以下が好ましい。
【0025】
例えば、アルカリ金属酸化物が酸化ナトリウムの場合、その含有率は、5[mol%]以上20[mol%]以下が好ましい。5[mol%]未満であると暗黒始動時間が1[秒]を超える確率が高くなり(換言すると、5[mol%]以上であれば暗黒始動時間が1[秒]以内になる確率が高くなる)、20[mol%]を超えると、長時間の使用によりガラスバルブ7が黒(茶褐色)化したり白色化して輝度の低下を招いたり、ガラスバルブ7の強度が低下したりするなどの問題が生じるからである。
【0026】
また、自然環境保護を考慮した場合、鉛フリーガラスを用いるのが好ましい。ただ、鉛フリーガラスは、製造過程で不純物として鉛を含んでしまう場合がある。そこで、0.1[wt%]以下といった不純物レベルで鉛を含有するガラスも鉛フリーガラスと定義することとする。
【0027】
また、図1〜図3に示すランプ2は、その管軸に対して垂直に切った断面が略円形状のガラスバルブ7を用いているが、例えば、その光取出し部における管軸に対して垂直に切った断面が扁平形状のガラスバルブを用いた扁平型ランプでもよい。ここで、「光取出し部」とは、電極105におけるランプ2の長手方向の中央部側の先端間に挟まれた部分をいう。また、「扁平形状」とは、略楕円形状やトラック形状や角丸形状等を示すものである。その一例として光取り出し部における管軸に対して垂直に切った断面が略楕円形状のランプ106の管軸を含む断面図を図6(a)に、そのB−B´断面図を図6(b)に、そのC−C´断面図を図6(c)にそれぞれ示す。例えば、ガラスバルブ107の管軸に対して垂直に切った断面が略円形状の部分の外径が5.0[mm]、内径が4.0[mm]である場合、管軸に対して垂直に切った断面が略楕円形状の部分は、短外径Soが4.0[mm]、短内径Siが3.0[mm]、長外径Woが5.8[mm]、長内径Wiが4.8[mm]である。ランプ106における管軸に対して垂直に切った断面が扁平形状の部分は、管軸に対して垂直に切った断面の短外径と同程度の管外径を有する横断面が略円形状のランプ2よりも外周表面積を増大させて最冷点温度の過度な上昇を抑えることができる。また、ランプ106における管軸に対して垂直に切った断面の短内径は、長内径と同程度の管内径を有する管軸に対して垂直に切った断面が略円形状のランプ2よりも短いので、陽光柱プラズマ空間の中心から管内壁までの距離は実質的に短く保つことが可能となる。このため、ランプ電流を従来のものより大きくしても発光効率を低下しにくくすることができる。
【0028】
なお、その全長にわたって管軸に対して垂直に切った断面が扁平形状のガラスバルブであってもよい。その一例として全長にわたって管軸に対して垂直に切った断面が楕円形状のランプ108の管軸を含む断面図を図7(a)に、そのD−D´断面図を図7(b)に、そのE−E´断面図を図7(c)にそれぞれ示す。
【0029】
ガラスバルブ109の内面には蛍光体層110が形成されている。蛍光体層110は、例えば、赤色蛍光体(Y2O3:Eu3+)、緑色蛍光体(LaPO4:Ce3+,Tb3+)および青色蛍光体(BaMg2Al16O27:Eu2+)からなる希土類蛍光体で形成されている。なお、ガラスバルブ109の内面と蛍光体層110との間に例えば酸化イットリウム(Y2O3)等の金属酸化物の保護膜(図示せず)を設けてもよい。また、ガラスバルブ109の内部には、例えば、約2[mg]の水銀、および、希ガスとして約8[kPa](20[℃])のネオン・アルゴン混合ガス(Ne95[%]+Ar5[%])が封入されている。
【0030】
電極105は、例えばニッケル(Ni)製であって有底筒状のホロー電極である。なお、電極105は、ニッケル製に限定されず、例えばニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、あるいは、モリブデン(Mo)製であってもよい。
【0031】
電極105は、例えば、その全長が5.2[mm]、外径が2.7[mm]、内径が2.3[mm]、肉厚が0.2[mm]である。
【0032】
リード線8は、例えば、タングステン(W)製の内部リード線8aと、半田等に付着し易いニッケル(Ni)製の外部リード線8bとの継線からなり、内部リード線8aと外部リード線8bとの接合面が、ガラスバルブ7の外表面とほぼ面一である。すなわち、内部リード線8aは、ガラスバルブ7の外表面よりも内側に位置し、外部リード線8bは、ガラスバルブ7の外表面よりも外側に位置する。
【0033】
内部リード線8aは、その線軸に対して垂直に切った断面が略円形状であって、全長が3[mm]、線径が1.0[mm]である。内部リード線8aは、外部リード線8b側の端部がガラスバルブ7の封着部に封着され、外部リード線8b側とは反対側の端部が電極105の底部の外側面略中央に接合されている。
【0034】
外部リード線8bは、その線軸に対して垂直に切った断面が略円形状であって、全長が5[mm]、線形が0.8[mm]である。当該外部リード線8bは、電極105側の端部が内部リード線8aの外部リード線8b側の端部と接合されている。
【0035】
なお、リード線8の構成は上記構成に限定されず、例えば、内部リード線8aと外部リード線8bが分けられておらず、同一の構成であってもよい。
【0036】
<接続部材の説明>
1本のランプ2に対応する接続部材102は、筐体3の内側であって、筐体3の長手方向(図2におけるx方向)の両端部にそれぞれ配置されている。そして、この一対の接続部材102が、複数のランプ2の配置方向、すなわち短手方向に所定間隔を空けてランプ2の本数に応じた数だけ配置されている。図2に示すように、各々の接続部材102は、筐体3の底部においてその外部から内部へ挿通された給電リード線102aからなり、ランプ2のリード線8と半田111によって電気的に接続されている。
【0037】
なお、図2に示すように、安全性の観点から、給電リード線102aはリード線8との接合部を除いては絶縁被覆102bで覆われていることが好ましい。また、接続部材102とリード線8との接合部分においても絶縁性のゴムキャップ(図示せず)等で覆われていることが好ましい。
【0038】
なお、接続部材102の構成は、上記のような給電リード線102aからなる構成に限定されない。一例として、図8に示すように別の接続部材112であってもよい。
【0039】
<別の接続部材の説明>
別の接続部材112は、例えばステンレス、りん青銅等の板材を略U字状に折り曲げて形成されている。この接続部材112には、例えばその底面において給電リード線102aに接続されており、給電リード線102aを介して点灯回路(図示せず)に接続されている。図8に示すように接続部材112は、ランプ2と直接接続するU字部112aと筐体3に固定するための脚部112bとで構成されている。U字部112aは、上方向に開口を有するU字状の形状で、そのU字で形成される溝部112cにランプ2のリード線8を挿入することができるようになっている。また、U字部112aの上端は、リード線8を挿入しやすいように外方向に折り曲げられている。
【0040】
溝部112cの高さM1は、8[mm]である。溝部112cの高さM1は図8に示すように溝部112cの内部の上端と下端の間の垂直距離である。溝部112cの幅N1は、0.5[mm]である。なお、N1は上記の寸法に限定されないが、接続部材112が、リード線8と接触できる程度の挟み強度を有しており、かつランプ保持部材101によるランプ2の支持を妨げない程度の挟み強度を有していればよい。溝部112cの奥行きP1は、5[mm]である。なお、M1およびP1についても上記の寸法に限定されるものではない。
【0041】
接続部材112は、例えば、その脚部112bのねじ穴112dにねじを挿入してねじ止めする等の方法で筐体3に固定されている。なお、脚部112bについては、樹脂等の絶縁性の部材で形成されていてもよい。この場合、U字部112aが給電リード線102a等を介して点灯回路(図示せず)に接続されている必要がある。
【0042】
接続部材112の場合、溝部112cにランプ2のリード線8を嵌め込むだけでランプ2と点灯回路とが電気的に接続できるため、接続部材102のようにランプ2との接続に半田付けの工程が不要となり、バックライトユニット100の組立工程を簡易化することができる。
【0043】
<カバーの説明>
カバー113は、接続部材102と筐体3の内側の空間とを仕切るものであり、例えばポリカーボネート(PC)樹脂製であり、ランプ2の端部周辺を保温するとともに、少なくとも筐体3側の表面を高反射性とすることにより、ランプ2の端部の輝度低下を軽減する。
【0044】
<光学シート類の説明>
光学シート類4は、図1に示すように、拡散板114、拡散シート115およびレンズシート116により構成されている。拡散板114は、例えばポリメタクリル酸メチル(PMMA)樹脂製の板状体であって、筐体3の開口部を塞ぐように配置されている。拡散シート115は、例えばポリエステル樹脂製である。レンズシート116は、例えばアクリル系樹脂とポリエステル樹脂の貼り合せである。これらの光学シート類4は、それぞれ拡散板に順次重ね合わせるようにして配置されている。
【0045】
<小括>
本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100は、上記の構成により、バックライトユニット100におけるランプ2のたわみを解消することができるので、バックライトユニット100としての輝度むらを解消することができ、かつランプ2の破損を防止することができる。なお、輝度むらを解消するには、ランプ2のたわみが5[mm]以下に抑えられていることが好ましい。
【0046】
特にランプ2が接続部材102により点灯回路に接続されている場合、バックライトユニット100をどの方向に傾けたとしても、ランプ2は、エヤリー点付近にあるランプ保持部材101のみによって保持されているため、バックライトユニット100をどの方向に傾けた場合にもランプ2のたわみを解消することができるので、バックライトユニット100としての輝度むらを解消することができ、かつランプ2の破損を防止することができる。
【0047】
また、ランプ2が接続部材112により点灯回路に接続されている場合、図2の紙面上におけるx方向を重力方向に沿うようにしてバックライトユニット100を配置した場合に、ランプ2のたわみを解消することができるので、バックライトユニット100としての輝度むらを解消することができ、かつランプ2の破損を防止することができる。
【0048】
また、ランプ2のガラスバルブ7が、ホウケイ酸ガラスのような硬質ガラスに比べて機械的強度が弱く、長尺化した場合にたわみや破損が起こりやすいソーダガラスや鉛フリーガラスのような軟質ガラスを用いた場合においても、ランプ2のたわみを解消することができるので、バックライトユニット100としての輝度むらを解消することができ、かつランプ2の破損を防止することができる。
【0049】
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図を図9に示す。また、そのF−F´断面図を図10に、その平面図(光学シート類4およびカバー113を除く)を図11にそれぞれ示す。第2の実施形態に係るバックライトユニット200(以下、単に「バックライトユニット200」という)は、ランプ201および接続部材202を除いて本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100と実質的に同じ構成を有している。よって、ランプ201および電気接続部材202について詳細に説明し、その他の点については省略する。なお、ランプ201の長手方向の長さは、外部接続端子203の分、本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100に用いるランプ2よりも長くなっている。この場合においても、その両端から長手方向の中央部にそれぞれ0.2113L2[mm]離れた位置においてランプ保持部材101によって保持されている。
【0050】
<ランプの説明>
ランプ201は、図10に示すように、本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニットに用いるランプ2のガラスバルブ7の両端外周に外部接続端子203を設けた冷陰極蛍光ランプである。よって、外部接続端子203について詳細に説明し、その他の点については省略する。
【0051】
外部接続端子203は、ガラスバルブ7の両端部の外周面を覆うようにして設けられている。外部接続端子203は、例えば、半田製であって、外部リード線8bと接合されている。
【0052】
一般に半田は、導電性が良く、熱伝導率も低く、その上低価格であるため、外部接続端子203の材料として好適である。特に、スズ(Sn)、スズ−インジウム(In)合金、スズ−ビスマス(Bi)合金等を主成分とする半田は、機械的強度の高い外部接続端子203を形成することができるため、より好適である。それらに、アンチモン(Sb)、亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉄(Fe)、白金(Pt)およびパラジウム(Pd)のうちの少なくとも1種類を添加した半田は、ガラスとの馴染みが良いために、ガラスバルブ7から剥がれ難い外部接続端子203を形成することができ、さらに好適である。加えて、鉛を含まない半田は、環境に配慮したランプ201を作製することができるため好適である。外部接続端子203を形成する材料は半田に限定されず、少なくとも導電性を有する材料であればよい。
【0053】
なお、図10では、外部接続端子203により、外部リード線8bの表面が覆われているが、外部リード線8bは、外部接続端子203から突出していてもよい。また、外部接続端子203は、必ずしもガラスバルブ7の両端部に設けられている必要はなく、片側のみに設けられていてもよい。
【0054】
また、図12のように外部接続端子205がFe・Ni合金製のスリーブ205aと半田205bにより構成されていてもよい。スリーブ205aは、例えばその管軸に垂直に切った断面が略C字形状に形成された肉厚が120[μm]で、長手方向の長さQが10[mm]の筒体であって、ガラスバルブ7の端部に外嵌されている。スリーブ205aの内径はガラスバルブ7の外径よりもやや小さく、スリット(図示せず)が設けられている。したがって、スリーブ205aの内径とガラスバルブ7の外径との間に多少の寸法誤差が生じても、スリーブ205aの内面がガラスバルブ7の外面に密着するように設計されている。
【0055】
なお、スリーブ205aは、その管軸に対して垂直に切った断面が略C字形状の筒体に限定されず、略三角形状や略四角形状等の多角形状の筒体、或いは楕円形状の筒体に、スリットを設けたものであってもよい。また、スリットを設けない場合も考えられる。
【0056】
なお、ランプ201,204は、第1の実施形態に係るバックライトユニット100に用いた扁平型ランプ106,108に外部接続端子203,205が設けたられたものでもよい。
【0057】
<接続部材の説明>
接続部材202は、接続部202aと給電リード線102aとで構成されている。接続部202aは、導電性で、例えば、ステンレス、りん青銅等の板材を折り曲げて形成されたものであり、ランプ201,204を挿入できる開口部を有し、ランプ201,204の端部の外形に合わせて略C字形状となっている。なお、ランプ201,204が嵌め込まれていない場合の接続部202aの略C字形状の内径は、ランプ201,204の端部の外径より少し小さい方が好ましい。接続部202aにランプ201,204が嵌め込まれた場合の接続の安定性を確保するためである。
【0058】
ランプ201,204の外部接続端子203,205を接続部202aの開口部から挿入し、嵌め込むことにより、接続部202aの板ばね作用によって、接続部202aとランプ201,204の外部接続端子203,205とが接触して電気的に接続される。接続部202aは、給電リード線102aと接続されているため、ランプ201,204は、接続部202aと電気的に接続されることで、給電リード線102aを介して点灯回路(図示せず)に接続される。
【0059】
なお、接続部材202は、図8に示す接続部材112と実質的に同じ構成であってもよい。ただし、ランプ201,204は、外部接続端子203,205を介して接続部材202に接続されることで電力を得るため、ランプ2のリード線8と接続されている本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100に用いる接続部材112とはその寸法が異なる。具体的には、図8に示すM1が8[mm]、N1が3.8[mm]、P1が5[mm]であることが好ましい。なお、ランプ201,204の管径により接続部材202のサイズは適宜調節することが好ましい。
【0060】
<小括>
本発明の第2の実施形態に係るバックライトユニット200は、上記の構成により、バックライトユニット200におけるランプ201,204のたわみを解消することができるので、バックライトユニット200としての輝度むらを解消することができ、かつランプ201,204の破損を防止することができる。なお、輝度むらを解消するには、ランプ201,204のたわみが5[mm]以下に抑えられていることが好ましい。
【0061】
また、ランプ201,204が接続部材112により点灯回路に接続されている場合、図10の紙面上におけるx方向を重力方向に沿うようにしてバックライトユニット200を配置した場合に、ランプ201,204のたわみを解消することができるので、バックライトユニット200としての輝度むらを解消することができ、かつランプ201,204の破損を防止することができる。
【0062】
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図を図13に示す。また、そのG−G´断面図を図14に、その平面図(光学シート類4およびカバー113を除く)を図15にそれぞれ示す。第3の実施形態に係るバックライトユニット300(以下、単に「バックライトユニット300」という)は、直下方式であり、ランプ301および接続部材302以外の構成については、本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100と実質的に同じ構成を有している。よって、以下、ランプ301および接続部材302について説明し、その他の点については省略する。なお、ランプ301の長手方向の長さは、リード線8の分、第1の実施形態に係るバックライトユニット100のランプ2よりも短くなっている。この場合においても、その両端から長手方向の中央部にそれぞれ0.2113L3[mm]離れた位置においてランプ保持部材101によって保持されている。
【0063】
<ランプの説明>
図14に示すように、ランプ301は、両端部が封止された直管状のガラスバルブ7と、このガラスバルブ7の両端部の外周面に直接設けられた外部電極303とで構成される外部電極型蛍光ランプである。
【0064】
ガラスバルブ7の内周面には、蛍光体層110が形成されているが、ガラスバルブ7の内周面であって外部電極303に対応する部分には、蛍光体層110を形成しないことが好ましい。この部分は、ランプ301の点灯中に放電にさらされることになるため、蛍光体層を形成すると蛍光体が劣化しやすいためである。なお、この部分に保護層304が形成されていてもよい。保護層304は、ガラスバルブ7から析出する金属酸化物(ガラスバルブ7の材料がソーダガラスである場合の酸化ナトリウム等)を除く金属酸化物(例えば、酸化イットリウム等)により構成されている。
【0065】
また、保護層304にセシウム(Cs)等の電子放射性物質を含有させることにより、ランプ301の暗黒始動特性を改善することができる。
【0066】
また、ガラスバルブ7の内部には、常温点灯時に圧力が約8[kPa]となるアルゴンおよびネオンの混合ガスと、約2[mg]の水銀がそれぞれ封入されている。
【0067】
外部電極303は、例えば、アルミニウムの金属箔からなり、シリコン樹脂に金属粉体を混合した導電性粘着剤(図示せず)によってガラスバルブ7の両端部の外周面を覆うように貼着されている。
【0068】
なお、導電性粘着剤として、シリコン樹脂の代わりにフッ素樹脂、ポリイミド樹脂又はエポキシ樹脂等を用いてもよい。また、金属箔を導電性粘着剤でガラスバルブ7に貼着する代わりに、銀ペーストをガラスバルブ7の電極形成部分の全周に塗布することによって外部電極303が形成されていてもよい。この場合、導電性粘着材の劣化により外部電極303が剥がれることを防止することができる。また、上記の外部電極303の上に半田膜が形成されている場合には、外部電極303を損傷から保護することができる。また、超音波半田ディップ処理等の公知の手法により、半田膜のみで外部電極303を形成することも可能である。なお、図13〜図15に示すランプ301の外部電極303は、ガラスバルブ7の管端まで形成されておらず、鉢巻状に形成されているが、ガラスバルブ7の管端全体を覆うように外部電極303が形成されていてもよい。
【0069】
また、例えばFe・Ni合金等の金属製のスリーブを被せ、その上から半田ディップ処理を施すことにより、外部電極303が形成されていてもよい。
【0070】
<接続部材の説明>
接続部材302は、本発明の第3の実施形態に係るバックライトユニットに用いる接続部材202の各給電リード線102aが連結部302aに接続された構成となっている。この構成により、ランプ301は、それぞれ個別の点灯回路(図示せず)に接続されているのではなく、連結部302aを介して同じ点灯回路に接続されている。
【0071】
<別の接続部材の説明>
なお、接続部材302の構成は、上記の構成に限られない。例えば、図16に示すような接続部材305であってもよい。接続部材305は、U字部305a、脚部305bから構成されている。図16に示すように、U字部305aは、上方向に開口を有するU字状の形状で、そのU字で形成される溝部305cにランプ301の外部電極303を挿入することができるようになっている。また、U字部305aの上端は、ランプ301の外部電極303を挿入しやすいように外方向に折り曲げられている。溝部305cの高さM2は8[mm]、幅N2は3.8[mm]、奥行きP2は20[mm]であることが好ましい。
【0072】
脚部305bは、U字部305aを連結し、接続部材305を筐体3に固定している。また、接続部材302は、脚部305bの任意の一部から点灯回路給電リード線(図示せず)を介して、それぞれのU字部305aを共通の点灯回路(図示せず)に接続されている。
【0073】
<小括>
本発明の第3の実施形態に係るバックライトユニット300は、上記の構成により、バックライトユニット300におけるランプ301のたわみを解消することができるので、バックライトユニット300としての輝度むらを解消することができ、かつランプ301の破損を防止することができる。なお、輝度むらを解消するには、ランプ301のたわみが5[mm]以下に抑えられていることが好ましい。
【0074】
また、ランプ301が接続部材305により点灯回路に接続されている場合、図14の紙面上におけるx方向を重力方向に沿うようにしてバックライトユニット300を配置した場合に、ランプ301のたわみを解消することができるので、バックライトユニット300としての輝度むらを解消することができ、かつランプ301の破損を防止することができる。
【0075】
(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図を図17に示す。また、そのH−H´断面図を図18、その平面図(光学シート類4およびカバー113を除く)を図19に示す。第4の実施形態に係るバックライトユニット400(以下、単に「バックライトユニット400」という)は、ランプ401および接続部材102を除いて本発明の第1の実施形態と実質的に同じ構成を有している。よって、ランプ401および接続部材102について詳細に説明し、その他の点については省略する。なお、ランプ401の長手方向の長さは、リード線8とリード線404の差の分、第1の実施形態に係るバックライトユニット100のランプ2と全長が異なる。この場合においても、その両端から長手方向の中央部にそれぞれ0.2113L4[mm]離れた位置においてランプ保持部材101により保持されている。
【0076】
<ランプの説明>
ランプ401は、熱陰極蛍光ランプであり、ガラスバルブ7と電極402とで構成されている。
【0077】
ガラスバルブ7は、例えば、全長は1010[mm]、外径が18[mm]、肉厚が0.8[mm]であり、その両端には、電極402が封着されている。
【0078】
ガラスバルブ7の内面には、蛍光体層110が形成されおり、ガラスバルブ7の内部には、水銀(例えば4[mg]〜10[mg])が封入されている他、緩衝ガスとしてアルゴン(Ar)及びクリプトン(Kr)の混合ガス(例えば、Arが50[%]、Krが50[%]の比率の混合ガス)が、例えば600[Pa]の封入ガス圧で封入されている。
【0079】
図18に示すように、電極402は所謂ビーズガラスマウントであり、タングステン製のフィラメントコイル403と、このフィラメントコイル403を架持する一対のリード線404と、この一対のリード線404を固定支持するビーズガラス405とからなる。
【0080】
電極402のうちガラスバルブ7の端部に封着されるのは、リード線404の一部分であり、具体的には、ビーズガラス405からフィラメントコイル403と反対側に延出している部分である。なお、電極402のガラスバルブ7への封着は、例えばピンチシールにより行われている。
【0081】
なお、ガラスバルブ7の少なくとも一方の端部には、排気管406が電極402と共に取着されている。この排気管406は、電極402を封着した後に、ガラスバルブ7内を排気したり、上記緩衝ガス等を封入したりするときに使用され、ガラスバルブ7の内部への緩衝ガス等の封入が完了すると、排気管406のうちガラスバルブ7の外部に位置する部分で、例えばチップオフ封止される。
【0082】
<接続部材の説明>
接続部材102は、本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100に用いる接続部材102と実質的に同じ構成を有している。ただし、接続部材102は、各ランプ401端部から導出する2本のリード線404のそれぞれと電気的に接続されている。
【0083】
<別の接続部材の説明>
なお、接続部材102の構成は、上記の構成に限定されない。例えば、図20に示すような接続部材407であってもよい。接続部材407は、連続U字部407aと脚部407bとで構成されている。図20に示すように、連続U字部407aは、上方向に開口を有するU字状の形状が2つ連続的に形成されており、各々のU字で形成される溝部407cにランプ401のリード線404を挿入することができるようになっている。また、連続U字部407aの上端は、ランプ401のリード線404を挿入しやすいように外方向に折り曲げられている。例えば、溝部407cの高さM3は、8[mm]、幅N3は3.8[mm]、奥行きP3は2[mm]であることが好ましい。
【0084】
脚部407bは、連続U字部407aを連結し、ねじ穴407dにねじを挿入して接続部材407を筐体3に固定するためのものである。
【0085】
<小括>
本発明の第4の実施形態に係るバックライトユニット400は、上記の構成により、バックライトユニット400におけるランプ401のたわみを解消することができるので、バックライトユニット400としての輝度むらを解消することができ、かつランプ401の破損を防止することができる。
【0086】
また、ランプ401が接続部材407により点灯回路に接続されている場合、図18の紙面上におけるx方向を重力方向に沿うようにしてバックライトユニット400を配置した場合に、ランプ401のたわみを解消することができるので、バックライトユニット400としての輝度むらを解消することができ、かつランプ401の破損を防止することができる。なお、輝度むらを解消するには、ランプ401のたわみが5[mm]以下に抑えられていることが好ましい。
【0087】
(第5の実施形態)
本発明の第5の実施形態に係る液晶表示装置500の概略斜視図を図21に示す。図21に示すように、液晶表示装置500は例えば32[inch]液晶テレビであり、液晶パネル等を含む液晶画面ユニット501と本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100と点灯回路502とを備える。
【0088】
液晶画面ユニット501は、公知のものであって、液晶パネル(カラーフィルタ基板、液晶、TFT基板等)(図示せず)、駆動モジュール等(図示せず)を備え、外部からの画像信号に基づいてカラー画像を形成する。
【0089】
点灯回路502は、バックライトユニット100内部のランプ2を点灯させる。そして、ランプ2は、例えば点灯周波数40[kHz]〜100[kHz]、ランプ電流3.0[mA]〜25[mA]で動作される。
【0090】
なお、本発明の第5の実施形態では、その光源装置として本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100、具体的には冷陰極蛍光ランプ2を適用した場合について説明したが、これに限らず、本発明の第2の実施形態に係るバックライトユニット200、具体的には外部接続端子203、205を有する冷陰極蛍光ランプ201、204を適用した場合や本発明の第3の実施形態に係るバックライトユニット300、具体的には外部電極型蛍光ランプ301を適用した場合や本発明の第4の実施形態に係るバックライトユニット400、具体的には熱陰極蛍光ランプ401を適用した場合等にも適用することができる。
【0091】
本発明の第5の実施形態に係る液晶表示装置500には、第1〜4の実施形態に係るバックライトユニット100、200、300、400を用いているため、バックライトユニット100、200、300、400内部のランプ2、201、204、301、401のたわみを解消しており、バックライトユニット100、200、300、400全体としての輝度むらを解消することができるため、より画質の向上した液晶表示装置500を提供することができる。なお、輝度むらを解消するには、ランプのたわみが5[mm]以下に抑えられていることが好ましい。
【0092】
<変形例>
以上、本発明を上記した各実施形態に示した具体例に基づいて説明したが、本発明の内容が各実施形態に示した具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を用いることができる。
【0093】
1.ガラスの構成
また、ガラスの熱膨張係数を調節することにより、ランプ2のリード線8との封着強度を高めることができる。例えば、リード線8がタングステン(W)製の場合には、36×10-7[K-1]〜45×10-7[K-1]とすることが好ましい。この場合、ガラス中のアルカリ金属成分およびアルカリ土類金属成分の合計を4[mol%]〜10[mol%]とすることでガラスの熱膨張係数を上記の範囲とすることができる。
【0094】
また、リード線8がコバール(Kovar)製、モリブデン(Mo)製の場合には45×10-7[K-1]〜56×10-7[K-1]とすることが好ましい。この場合、ガラス中のアルカリ金属成分およびアルカリ土類金属成分の合計を7[mol%]〜14[mol%]とすることでガラスの熱膨張係数を上記の範囲とすることができる。
【0095】
また、リード線8がジュメット製の場合には94×10-7[K-1]近傍とすることが好ましい。この場合、ガラス中のアルカリ金属成分およびアルカリ土類金属成分の合計を20[mol%]〜30[mol%]とすることでガラスの熱膨張係数を上記の範囲とすることができる。
【0096】
また、ガラスに遷移金属の酸化物をその種類によって所定量をドープすることにより254[nm]や313[nm]の紫外線を吸収することができる。具体的には、例えば酸化チタン(TiO2)の場合は、組成比率0.05[mol%]以上ドープすることにより254[nm]の紫外線を吸収し、組成比率2[mol%]以上ドープすることにより313[nm]の紫外線を吸収することができる。ただし、酸化チタンを組成比率5.0[mol%]より多くドープした場合には、ガラスが失透してしまうため、組成比率0.05[mol%]以上5.0[mol%]以下の範囲でドープすることが好ましい。
【0097】
また、酸化セリウム(CeO2)の場合は、組成比率0.05[mol%]以上ドープすることにより254[nm]の紫外線を吸収することができる。ただし、酸化セリウムを組成比率0.5[mol%]より多くドープした場合には、ガラスが着色してしまうため、酸化セリウムを組成比率0.05[mol%]以上0.5[mol%]以下の範囲でドープすることが好ましい。なお、酸化セリウムに加えて酸化スズ(SnO)をドープすることにより、酸化セリウムによるガラスの着色を抑えることができるため、酸化セリウムを組成比率5.0[mol%]以下までドープすることができる。この場合、酸化セリウムを組成比率0.5[mol%]以上ドープすれば313[nm]の紫外線を吸収することができる。ただし、この場合においても酸化セリウムを組成比率が5.0[mol%]より多くドープした場合には、ガラスが失透してしまう。
【0098】
また、酸化亜鉛(ZnO)の場合は、組成比率2.0[mol%]以上ドープすることにより254[nm]の紫外線を吸収することができる。ただし、酸化亜鉛を組成比率10[mol%]より多くドープした場合、ガラスの熱膨張係数が大きくなり、リード線8がタングステン(W)製である場合に、封着部材の熱膨張係数(約44×10-7[K-1])とガラスの熱膨張係数に差異が生じ、封着が困難となるため、酸化亜鉛を2.0[mol%]以上10[mol%]以下の範囲でドープすることが好ましい。ただし、リード線8がコバール(Koval)製やモリブデン(Mo)製の場合には、封着部材の熱膨張係数(約51×10-7[K-1])がタングステン製の場合よりも大きくなるため、酸化亜鉛を組成比率14[mol%]以下までドープすることができる。
【0099】
また、酸化鉄(Fe2O3)の場合は、組成比率0.01[mol%]以上ドープすることにより254[nm]の紫外線を吸収することができる。ただし、酸化鉄を組成比率2.0[mol%]より多くドープした場合には、ガラスが着色してしまうため、酸化鉄を組成比率0.01[mol%]以上2.0[mol%]以下の範囲でドープすることが好ましい。
【0100】
また、ガラス中の水分含有量を示す赤外線透過率係数は、0.3以上1.2以下の範囲、特に0.4以上0.8以下の範囲となるように調整することが好ましい。赤外線透過率係数が1.2以下であれば、外部電極型蛍光ランプ(EEFL)や長尺の冷陰極蛍光ランプ等の高電圧印加ランプに適用可能な低い誘電正接を得やすくなり、0.8以下であれば誘電正接が十分に小さくなって、さらに高電圧印加ランプに適用可能となる。
【0101】
なお、赤外線透過率係数(X)は下式で表すことができる。
【0102】
[数1]X=(log(a/b))/t
a:3840[cm-1]付近の極小点の透過率[%]
b:3560[cm-1]付近の極小点の透過率[%]
t:ガラスの厚み
2.蛍光体の構成
(1)紫外線吸収について
例えば、近年、液晶カラーテレビの大型化に伴って、バックライトユニットの開口を塞ぐ拡散板に寸法安定性の良いポリカーボネートが使用されるようになっている。このポリカーボネートは、水銀が発する313(nm)の波長の紫外線により劣化しやすい。このような場合には、波長313(nm)の紫外線を吸収する蛍光体を利用すると良い。なお、313(nm)の紫外線を吸収する蛍光体としては、以下のものがある。
【0103】
(a)青色
ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム[Ba1-x-ySrxEuyMg1-zMnzAl10O17]又は[Ba1-x-ySrxEuyMg2-zMnzAl16O27]
ここで、x,y,zはそれぞれ0≦x≦0.4、 0.07≦y≦0.25、 0≦z<0.1なる条件を満たす数であるであることが好ましい。
【0104】
このような蛍光体としては、例えば、ユーロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム[BaMg2Al16O27:Eu2+]、[BaMgAl10O17:Eu2+] (略号:BAM−B)や、ユーロピウム付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム[(Ba,Sr)Mg2Al16O27:Eu2+]、[(Ba,Sr)MgAl10O17:Eu2+](略号:SBAM−B)等がある。
【0105】
(b)緑色
・マンガン不活マグネシウムガレート[MgGa2O4:Mn2+](略号:MGM)
・マンガン付活アルミン酸セリウム・マグネシウム・亜鉛[Ce(Mg,Zn)Al11O19:Mn2+](略号:CMZ)
・テルビウム付活アルミン酸セリウム・マグネシウム[CeMgAl11O19:Tb3+](略号:CAT)
・ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム[Ba1-x-ySrxEuyMg1-zMnzAl10O17]又は[Ba1-x-ySrxEuyMg2-zMnzAl16O27]
ここで、x,y,zはそれぞれ0≦x≦0.4、 0.07≦y≦0.25、 0.1≦z≦0.6なる条件を満たす数であり、zは0.4≦x≦0.5であることが好ましい。
【0106】
このような蛍光体としては、例えば、ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・マグネシウム[BaMg2Al16O27:Eu2+,Mn2+]、[BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+](略号:BAM−G)や、ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム[(Ba,Sr)Mg2Al16O27:Eu2+,Mn2+]、[(Ba,Sr)MgAl10O17:Eu2+,Mn2+](略号:SBAM−G)等がある。
【0107】
(c)赤色
・ユーロピウム付活リン・バナジン酸イットリウム[Y(P,V)O4:Eu3+](略号:YPV)
・ユーロピウム付活バナジン酸イットリウム[YVO4:Eu3+](略号:YVO)
・ユーロピウム付活イットリウムオキシサルファイド[Y2O2S:Eu3+](略号:YOS)
・マンガン付活フッ化ゲルマン酸マグネシウム[3.5MgO・0.5MgF2・GeO2:Mn4+](略号:MFG)
・ジスプロシウム付活バナジン酸イットリウム[YVO4:Dy3+](赤と緑の2成分発光蛍光体であり、略号:YDS)
なお、一種類の発光色に対して、異なる化合物の蛍光体を混合して用いても良い。例えば、青色にBAM−B(313nmを吸収する。)のみ、緑色にLAP(313nmを吸収しない。)とBAM−G(313nmを吸収する。)、赤色にYOX(313nmを吸収しない。)とYVO(313nmを吸収する。)の蛍光体を用いても良い。このような場合は、前述のように波長313(nm)を吸収する蛍光体が、総重量組成比率で50%より大きくなるように調整することで、紫外線がガラス管外に漏れ出ることをほとんど防止できる。したがって、313[nm]の紫外線を吸収する蛍光体を蛍光体層105に含む場合には、上記のバックライトユニットの開口を塞ぐポリカーボネート(PC)からなる拡散板等の紫外線による劣化が抑制され、バックライトユニットとしての特性を長時間維持することができる。
【0108】
ここで、「313(nm)の紫外線を吸収する」とは、254(nm)付近の励起波長スペクトル(励起波長スペクトルとは、蛍光体を波長変化させながら励起発光させ、励起波長と発光強度をプロットしたものである。)の強度を100(%)としたときに、313(nm)の励起波長スペクトルの強度が80(%)以上のものと定義する。すなわち、313(nm)の紫外線を吸収する蛍光体とは、313(nm)の紫外線を吸収して可視光に変換できる蛍光体である。
【0109】
(2)高色再現について
液晶カラーテレビで代表される液晶表示装置では、近年における高画質化の一環としてなされる高色再現化に伴い、当該液晶表示装置のバックライトユニットの光源として用いられる冷陰極蛍光ランプや外部電極蛍光ランプにおいて、再現可能な色度範囲の拡大化の要請がある。
【0110】
このような要請に対して、例えば、以下の蛍光体を用いることで、実施の形態での蛍光体を用いる場合よりも、色度範囲の拡大を図ることができる。具体的には、CIE1931色度図において、高色再現用の当該蛍光体の色度座標値が、実施の形態で使用した3つの蛍光体の色度座標値を結んでできる三角形を含んで色再現範囲を広げる座標に位置する。
【0111】
(a)青色
・ユーロピウム付活ストロンチウム・クロロアパタイト[Sr10(PO4)6Cl2:Eu2+](略号:SCA)、色度座標:x=0.151、y=0.065
上記以外に、ユーロピウム付活ストロンチウム・カルシウム・バリウム・クロロアパタイト[(Sr,Ca,Ba)10(PO4)6Cl2:Eu2+](略号:SBCA)も使用でき、上記波長313(nm)の紫外線も吸収できるSBAM−Bも高色再現用に使用できる。
【0112】
(b)緑色
・BAM−G、色度座標:x=0.139、y=0.574
・CMZ、色度座標:x=0.164、y=0.722
・CAT、色度座標:x=0.267、y=0.663
なお、これらは上述したように、波長313(nm)の紫外線も吸収でき、また、ここで説明した3つの蛍光体粒子以外にも、MGMも高色再現用に使用することもできる。
【0113】
(c)赤色
・YOS、色度座標:x=0.651、y=0.344
・YPV、色度座標:x=0.658、y=0.333
・MFG、色度座標:x=0.711、y=0.287
なお、これらは上述したように、波長313(nm)の紫外線も吸収でき、また、ここで説明した3つの蛍光体粒子以外にも、YVO、YDSも高色再現用に使用することもできる。
【0114】
また、上記で示した色度座標値は各々の蛍光体の粉体のみで測定した代表値であり、測定方法(測定原理)等に起因して、各蛍光体の粉体が示す色度座標値は、上掲した値と若干異なる場合があり得る。参考として上記実施の形態1の各蛍光体の粉体の色度座標値は、YOX(x=0.644、y=0.353)、LAP(x=0.351、y=0.585)、BAM−B(x=0.148、y=0,056)で構成されている。
【0115】
さらに、赤、緑、青の各色を発光させるために用いる蛍光体は各波長につき1種類に限らず、複数種類を組み合わせて用いることとしても良い。
【0116】
ここで、上記の高色再現用の蛍光体粒子を用いて蛍光体層を形成した場合について説明する。ここでの評価は、CIE1931色度図内においてNTSC規格の3原色の色度座標値を結ぶNTSC三角形(NTSCtriangle)の面積を基準とした、高色再現用の蛍光体を用いた場合の3つの色度座標値を結んでできる三角形の面積の比(以下、NTSC比という。)で行なう。
【0117】
例えば、青色としてBAM−B、緑色としてBAM−G、赤色としてYVOを用いると(例1)NTSC比が92(%)となり、また、青色としてSCA、緑色としてBAM−G、赤色としてYVOを用いると(例2)NTSC比が100(%)となり、また、青色としてSCA、緑色としてBAM−G、赤色としてYOXを用いると(例3)、NTSC比が95(%)となり、例1及び2に比べて輝度を10(%)向上させることができる。
【0118】
なお、ここでの評価に用いた色度座標値は、ランプ等が組み込まれた液晶表示装置とした状態で測定したものである。
【0119】
3.希ガスの構成
希ガスは、例えばヘリウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)等を少なくとも一種類含み、二種類または三種類等を混合して用いてもよい。例えば、アルゴン(Ar100[%])を用いてもよいし、ネオン・クリプトン混合ガス(Ne95[%]+Kr5[%])を用いてもよい。希ガスとしてネオン・クリプトン混合ガスを用いると、ランプ2の始動性が向上し、ランプ2を低い電圧で点灯させることができる。
【0120】
4.補助部材
図22に示すように、筐体の内部におけるランプの長手方向の中間部付近に補助部材117が設けられていてもよい。バックライトユニット100を移動する際、ランプ2は、図22の紙面上のx方向よりもy方向にたわみやすい。移動中に想定外の衝撃等で瞬間的にランプ2の中間部付近が大きくたわむと、ランプ2が破損するおそれがある。そこで、ランプ2のたわみが最も大きくなる中間部付近に補助部材117を設けることで、必要以上のランプ2のたわみを抑制し、ランプ2の破損を防止することができる。
【0121】
補助部材117は、例えばシリコーン樹脂製で、筐体の底面に対して垂直な棒状体である。なお、補助部材117の材料、形状等は、上記の構成に限定されない。材料は、例えばポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、フッ素樹脂等であってもよい。また、形状は、例えば直方体や円柱状等であってもよい。また、補助部材を設ける数についても、図22に示すように、各ランプ2の間に1個ずつに限られず、複数個の補助部材が設けられていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0122】
本発明は、バックライトユニットおよび液晶表示装置に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0123】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図
【図2】同じくA−A´断面図
【図3】同じく平面図
【図4】同じくバックライトユニットに用いるランプ保持部材の斜視図
【図5】同じくバックライトユニットの変形例1の平面図
【図6】(a)同じくバックライトユニットに用いるランプの変形例1の管軸を含む断面図、(b)同じくB−B´断面図、(c)同じくC−C´断面図
【図7】(a)同じくバックライトユニットに用いるランプの変形例2の管軸を含む断面図、(b)同じくD−D´断面図、(c)同じくE−E´断面図
【図8】同じくバックライトユニットに用いる接続部材の変形例の斜視図
【図9】本発明の第2の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図
【図10】同じくF−F´線の断面図
【図11】同じく平面図
【図12】同じくバックライトユニットに用いるランプの変形例の管軸を含む断面図
【図13】本発明の第3の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図
【図14】おなじくG−G´断面図
【図15】同じく平面図
【図16】同じくバックライトユニットに用いる接続部材の変形例の斜視図
【図17】本発明の第4の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図
【図18】同じくH−H´断面図
【図19】同じく平面図
【図20】同じくバックライトユニットに用いる接続部材の変形例の斜視図
【図21】本発明の第5の実施形態に係る液晶表示装置の斜視図
【図22】本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニットの変形例2の平面図
【図23】従来のバックライトユニットの分解斜視図
【図24】従来のランプ保持部材の斜視図
【符号の説明】
【0124】
3 筐体
2、201、204、301、401 ランプ
102、112、202、302、305、407 接続部材
100、200、300、400 バックライトユニット
4 光学シート類
7 ガラスバルブ
500 液晶表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光を取り出すための開口部を有する筐体と、前記筐体の内部に収容されたランプと、前記ランプを点灯回路に接続するための接続部材とを備え、前記筐体の内部であって、前記ランプの両端間におけるエヤリー点付近にランプ保持部材が設けら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】
前記エヤリー点は全長L[mm]の前記ランプの両端から前記ランプの長手方向における中央部に向かって0.2113L[mm]だけそれぞれ離れた位置であ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】
前記ランプ保持部材に前記筐体の前面に位置する光学シート類を支持する光学シート類支持部材が設けら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。
【請求項4】
前記ランプのガラスバルブは、アルカリ金属の含有率が3[mol%]〜20[mol%]のガラスで構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のバックライトユニット。
【請求項5】
前記ランプは、少なくとも光取出し部の管軸に対して垂直に切った断面が扁平形状であり、前記ランプの管軸に対して垂直に切った断面が扁平形状の部分の長径が前記筐体の前面に位置する光学シート類に対して略平行であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のバックライトユニット。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか1項に記載のバックライトユニットを備えた液晶表示装置。
【請求項1】
光を取り出すための開口部を有する筐体と、前記筐体の内部に収容されたランプと、前記ランプを点灯回路に接続するための接続部材とを備え、前記筐体の内部であって、前記ランプの両端間におけるエヤリー点付近にランプ保持部材が設けら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】
前記エヤリー点は全長L[mm]の前記ランプの両端から前記ランプの長手方向における中央部に向かって0.2113L[mm]だけそれぞれ離れた位置であ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】
前記ランプ保持部材に前記筐体の前面に位置する光学シート類を支持する光学シート類支持部材が設けら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。
【請求項4】
前記ランプのガラスバルブは、アルカリ金属の含有率が3[mol%]〜20[mol%]のガラスで構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のバックライトユニット。
【請求項5】
前記ランプは、少なくとも光取出し部の管軸に対して垂直に切った断面が扁平形状であり、前記ランプの管軸に対して垂直に切った断面が扁平形状の部分の長径が前記筐体の前面に位置する光学シート類に対して略平行であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のバックライトユニット。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか1項に記載のバックライトユニットを備えた液晶表示装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【公開番号】特開2008−146970(P2008−146970A)
【公開日】平成20年6月26日(2008.6.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−331550(P2006−331550)
【出願日】平成18年12月8日(2006.12.8)
【出願人】(000005821)松下電器産業株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成20年6月26日(2008.6.26)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年12月8日(2006.12.8)
【出願人】(000005821)松下電器産業株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】
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