バックライト
【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】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とを備えた、画像表示装置用バックライト１００である。熱陰極蛍光ランプ１０は、蛍光体が形成されたバルブ１２と、バルブ１２内に設けられたフィラメント１４とから構成され、筐体２０の底面２０ｂは反射板２１となっており、反射板２１の上のうち、熱陰極蛍光ランプ１０の直下を含む領域Ｒに鏡面反射層２５が形成されている。ここで、熱陰極蛍光ランプ１０のピッチをｐとし、バルブの径のうち筐体２０の底面２０ｂに平行な径をＤｈとしたときに、２≦（ｐ／Ｄｈ）≦１０・・・（式１）の関係を満たす。
【解決手段】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とを備えた、画像表示装置用バックライト１００である。熱陰極蛍光ランプ１０は、蛍光体が形成されたバルブ１２と、バルブ１２内に設けられたフィラメント１４とから構成され、筐体２０の底面２０ｂは反射板２１となっており、反射板２１の上のうち、熱陰極蛍光ランプ１０の直下を含む領域Ｒに鏡面反射層２５が形成されている。ここで、熱陰極蛍光ランプ１０のピッチをｐとし、バルブの径のうち筐体２０の底面２０ｂに平行な径をＤｈとしたときに、２≦（ｐ／Ｄｈ）≦１０・・・（式１）の関係を満たす。
【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、複数本の熱陰極蛍光ランプと、前記複数本の熱陰極蛍光ランプを収納する筐体とを備え、前記熱陰極蛍光ランプは、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ており、前記筐体の底面は、反射板となっており、かつ、前記反射板の上のうち、前記熱陰極蛍光ランプの直下を含む領域に、鏡面反射率が７０％以上の鏡面反射層が形成されており、前記筐体内に収納された前記複数本の熱陰極蛍光ランプのピッチをｐとし、前記バルブの径のうち前記筐体の底面に平行な径をＤｈとしたときに、２≦（ｐ／Ｄｈ）≦１０・・・（式１）の関係を満たすことを特徴とする。
【０００８】
ある好適な実施形態において、前記領域は、前記直下を中心として、０．１≦（Ｗ／Ｄｈ）≦１．５・・・（式２）の範囲であり、ここで、Ｗは、前記バルブの長手方向に直交する方向における前記鏡面反射層の幅である。
ある好適な実施形態において、前記バルブは、長手方向に直交する断面が略楕円形の形状を有している。
【０００９】
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】
【００１０】
本発明によれば、反射板の上のうち熱陰極蛍光ランプの直下を含む領域に鏡面反射層が形成されているので、鏡面反射層による反射光を、ランプ間の輝度の谷となる領域に導くことができ、その結果、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】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
本実施形態のバックライト１００は、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とから構成されている。熱陰極蛍光ランプ１０は、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の上のうち、熱陰極蛍光ランプ１０の直下を含む領域には、鏡面反射率が７０％以上の鏡面反射層（不図示）が形成されている。ここで、本実施形態のバックライト１００は、筐体２０内に収納された複数本の熱陰極蛍光ランプ１０のピッチをｐとし、バルブ１２の径のうち筐体の底面に平行な径をＤｈとしたときに、下式（１）
２≦（ｐ／Ｄｈ）≦１０ ・・・（式１）
の関係を満たす。
【００１５】
さらに、熱陰極蛍光ランプ１０の直下を含む領域は、当該直下を中心として、
０．１≦（Ｗ／Ｄｈ）≦１．５ ・・・（式２）
の範囲とすることが好ましい。ここで、Ｗは、バルブ１２の長手方向９２に直交する方向における鏡面反射層の幅である。これらの関係（式１、式２）の詳細は後述する。
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
次に、図５から図１０を参照しながら、本実施形態における鏡面反射層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、反射板２１の上のうち、熱陰極蛍光ランプ１０の直下を含む領域（Ｒ）に鏡面反射層２５が形成されている。鏡面反射層２５の鏡面反射率は７０％以上（好ましくは、９０％以上）である。鏡面反射層２５は、例えば、反射率の高い金属（アルミニウムなど）、又は、反射率の高い金属を蒸着させた樹脂板などから構成することができ、本実施形態では、光輝アルミニウムからなる鏡面反射層２５を用いている。なお、光輝アルミニウム（ドイツ国アラノッド社製）は、高純度アルミ蒸着の高反射アルミシートで、可視光反射率95％である。
【００３３】
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。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。なお、図５に示したような略楕円形のバルブ１２を有する熱陰極蛍光ランプ１０の場合、（円形バルブと比べて）幅広のバルブ底面と、
反射板２１（筐体２０の底面２０ｂ）との間における光の多重反射に起因して、バックライト１００の輝度が低下する場合がある。そのような場合において、多重反射に起因して利用できなかった光を有効に活用できる可能性の点においては、円形のバルブ１２と比較して、略楕円形のバルブ１２のランプ１０を用いたときにおける技術的意義が大きくなる。
【００３４】
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Ｄｈ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Ｄｈになる。
【００３５】
本実施形態の構成によれば、熱陰極蛍光ランプ１０の直下を含む領域（Ｒ）に鏡面反射層２５が形成されているので、図６に示すように、ランプ１０から発せられて鏡面反射層２５によって反射された光（反射光）４５Ａを、ランプ１０間の輝度の谷となる領域（より詳細には、拡散板上におけるランプ間に対応する輝度の谷となる領域）に導くことができる。その結果、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。
【００３６】
さらに説明すると、鏡面反射層２５が領域（Ｒ）に形成されているので、光学的には、鏡面反射層２５に起因してランプ１０の虚像（または鏡像）４０が発生し、そこからの光４５Ａを利用することが可能となる。
本願発明者は、鏡面反射層２５による均斉度の向上の効果について実験を行った。図７（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。
【００３７】
図７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７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４０である。そして、図７（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。
【００３８】
ランプ直下の反射板２１の上に４０ｍｍ幅の鏡面反射層２５を設けた構成を実施例とし、一方、反射板２１の上に鏡面反射層２５がない構成を比較例とした結果を図８に示す。
図８に示されるように、比較例の均斉度が４２％であるのに対し、鏡面反射層２５を設けた実施例の均斉度は５１％に大きく向上した。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ので、この４２％から５１％の上昇は技術的に非常に意義が大きいものである。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。それを考えると、本実施形態の構成による均斉度の向上の技術的意義が理解できると思われる。
【００３９】
さらに本願発明者が検討したところ、熱陰極蛍光ランプ１０のピッチをｐとし、バルブ１２の径（筐体の底面に平行な径）をＤｈとしたときに、
２≦（ｐ／Ｄｈ）≦１０ ・・・（式１）
の関係を満たすものに、本実施形態の構成を適用することが好ましいことが導き出された。
【００４０】
ここで（ｐ／Ｄｈ）が１０を超えると、すなわち、バルブ径Ｄｈに対してピッチｐが広すぎると、反射板２１の上に鏡面反射層２５を形成したとしても、もはや、バックライトとして使用できる程度の均斉度は得ることは困難であり、また、その困難を克服するにはコスト的な欠点が大きくなりすぎる。
一方、（ｐ／Ｄｈ）が２を下回る場合、ランプ１０が密に配置されているので、隣接するランプ１０との間で輝度の山谷が生じにくく、反射板２１の上に鏡面反射層２５を形成して、均斉度を向上させる技術的意義が少ない。なお、ランプ１０が密に配置されているということは、バックライトにおけるランプ部材のコストが高くなっているという欠点がある。
【００４１】
式１に規定される関係を満たす構造を、例示的に挙げると、５２インチ用バックライトで１０本を均等配置したもの（ピッチ６５ｍｍ）で、バルブ径Ｄｈが２１ｍｍのもの（６５／２１＝３．１）、ピッチ１０８ｍｍでバルブ径Ｄｈが２１ｍｍのもの（１０８／２１＝５．１）、５２インチ用バックライトで３本を均等配置したもの（ピッチ２００ｍｍ）で、バルブ径Ｄｈが２１ｍｍのもの（２００／２１＝９．５）などがある。もちろん、使用するバックライトにあわせて、バルブ径Ｄｈ、ピッチｐは適宜好適なものを選択することが可能である。上述したように、バルブ１２は、断面が円形のものを使用することができる。
【００４２】
次に、本願発明者は、鏡面反射層２５の幅について検討した。すなわち、反射板２１の上のうち蛍光ランプ１０の直下を含む領域（Ｒ）の範囲について検討した。これは、鏡面反射層２５の幅によっては、鏡面反射層２５による反射光が、ランプ１０間の輝度の谷となる領域を埋める寄与よりも、その横にある輝度の山の盛り上げの寄与が大きくなってしまう可能性があるからである。すなわち、図６に示した例で説明すると、反射光４５Ｂが、輝度の山の高さを大きくしてしまってかえって均斉度を低下させてしまうこともあり得る。言い換えると、鏡面反射層２５の幅をあまりにも大きくすると（あるいは、反射板２１の全面を鏡面反射層２５にしてしまうと）、図６に示した反射光４５Ｂが、均斉度の向上に寄与するか否かわからなくなってしまう可能性が出てくる。
【００４３】
図９（ａ）は、鏡面反射層２５の幅Ｗ（すなわち、領域Ｒに対応する範囲）を説明するための図である。図９（ａ）に示しランプ１０は、略楕円形状のバルブ１２を有しており、長径（Ｄｈ）は２１ｍｍで、短径は１４ｍｍである。鏡面反射層２５の導入前における均斉度をできるだけ向上させて、そこから鏡面反射層２５の効果を調べるために、バルブ１２の真上部位に遮光材（レンズシート）３５を配置している。また、反射板２１と光学シート３０との間の高さＨは２４ｍｍであり、バルブ１２と反射板２１との隙間Ｔは２ｍｍである。
【００４４】
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２ｍｍ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。
【００４５】
図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した構成に対して、鏡面反射層２５の幅Ｗを変更したものを示しており、上から順に、鏡面反射層２５Ａ（Ｗ＝６０ｍｍ）、鏡面反射層２５Ｂ（Ｗ＝４０ｍｍ）、鏡面反射層２５Ｃ（Ｗ＝２０ｍｍ）を表している。
図１０は、鏡面反射層２５の幅Ｗを変化させて、Ｗ／Ｄｈで均斉度を評価した結果を示している。図１０に示した均斉度の結果から、僅かな幅Ｗの鏡面反射層２５を設けても、均斉度が向上することがわかる。一方、鏡面反射層２５の幅Ｗは大きければよいというものではなく、適度な範囲にとどめることが好ましいこともわかる。均斉度は、バックライト用としては、少なくとも０．７５（７５％）は欲しいところであるので、０．７５以上を好適な範囲とする。それらを踏まえると、鏡面反射層２５の幅Ｗ（または、領域Ｒ）は、
０．１≦（Ｗ／Ｄｈ）≦１．５ ・・・（式２）
の範囲にすることが好ましい。上述したように、Ｗは、バルブ１２の長手方向９２に直交する方向における鏡面反射層の幅である。なお、（Ｗ／Ｄｈ）が０．１を下回ると均斉度向上の効果を得がたくなり、一方、（Ｗ／Ｄｈ）が１．５を超えると均斉度が０．７５を下回ってしまう。付言すると、図１０に示しているのはあくまで均斉度であるので、それ以外の特徴、例えば、幅広（例えば、Ｗ＝６０ｍｍ）の鏡面反射層２５を設けることによって、バックライトの光利用率が向上する特徴が出てくることはあり得る。
【００４６】
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。上述した図９（ａ）で示した遮光材（例えば、レンズシート）と組み合わせることも出来るし、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。
【００４７】
図１１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。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
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】
【００４９】
【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】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７】（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８】実施例と比較例との均斉度の結果を示すグラフ
【図９】（ａ）は、鏡面反射層２５の幅Ｗを説明するための断面図。（ｂ）は、鏡面反射層２５の幅Ｗを変化された断面図
【図１０】Ｗ／Ｄｈで均斉度を評価したグラフ
【図１１】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】
【００５０】
１０ 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
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
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）
【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、複数本の熱陰極蛍光ランプと、前記複数本の熱陰極蛍光ランプを収納する筐体とを備え、前記熱陰極蛍光ランプは、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ており、前記筐体の底面は、反射板となっており、かつ、前記反射板の上のうち、前記熱陰極蛍光ランプの直下を含む領域に、鏡面反射率が７０％以上の鏡面反射層が形成されており、前記筐体内に収納された前記複数本の熱陰極蛍光ランプのピッチをｐとし、前記バルブの径のうち前記筐体の底面に平行な径をＤｈとしたときに、２≦（ｐ／Ｄｈ）≦１０・・・（式１）の関係を満たすことを特徴とする。
【０００８】
ある好適な実施形態において、前記領域は、前記直下を中心として、０．１≦（Ｗ／Ｄｈ）≦１．５・・・（式２）の範囲であり、ここで、Ｗは、前記バルブの長手方向に直交する方向における前記鏡面反射層の幅である。
ある好適な実施形態において、前記バルブは、長手方向に直交する断面が略楕円形の形状を有している。
【０００９】
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】
【００１０】
本発明によれば、反射板の上のうち熱陰極蛍光ランプの直下を含む領域に鏡面反射層が形成されているので、鏡面反射層による反射光を、ランプ間の輝度の谷となる領域に導くことができ、その結果、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】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
本実施形態のバックライト１００は、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とから構成されている。熱陰極蛍光ランプ１０は、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の上のうち、熱陰極蛍光ランプ１０の直下を含む領域には、鏡面反射率が７０％以上の鏡面反射層（不図示）が形成されている。ここで、本実施形態のバックライト１００は、筐体２０内に収納された複数本の熱陰極蛍光ランプ１０のピッチをｐとし、バルブ１２の径のうち筐体の底面に平行な径をＤｈとしたときに、下式（１）
２≦（ｐ／Ｄｈ）≦１０ ・・・（式１）
の関係を満たす。
【００１５】
さらに、熱陰極蛍光ランプ１０の直下を含む領域は、当該直下を中心として、
０．１≦（Ｗ／Ｄｈ）≦１．５ ・・・（式２）
の範囲とすることが好ましい。ここで、Ｗは、バルブ１２の長手方向９２に直交する方向における鏡面反射層の幅である。これらの関係（式１、式２）の詳細は後述する。
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
次に、図５から図１０を参照しながら、本実施形態における鏡面反射層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、反射板２１の上のうち、熱陰極蛍光ランプ１０の直下を含む領域（Ｒ）に鏡面反射層２５が形成されている。鏡面反射層２５の鏡面反射率は７０％以上（好ましくは、９０％以上）である。鏡面反射層２５は、例えば、反射率の高い金属（アルミニウムなど）、又は、反射率の高い金属を蒸着させた樹脂板などから構成することができ、本実施形態では、光輝アルミニウムからなる鏡面反射層２５を用いている。なお、光輝アルミニウム（ドイツ国アラノッド社製）は、高純度アルミ蒸着の高反射アルミシートで、可視光反射率95％である。
【００３３】
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。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。なお、図５に示したような略楕円形のバルブ１２を有する熱陰極蛍光ランプ１０の場合、（円形バルブと比べて）幅広のバルブ底面と、
反射板２１（筐体２０の底面２０ｂ）との間における光の多重反射に起因して、バックライト１００の輝度が低下する場合がある。そのような場合において、多重反射に起因して利用できなかった光を有効に活用できる可能性の点においては、円形のバルブ１２と比較して、略楕円形のバルブ１２のランプ１０を用いたときにおける技術的意義が大きくなる。
【００３４】
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Ｄｈ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Ｄｈになる。
【００３５】
本実施形態の構成によれば、熱陰極蛍光ランプ１０の直下を含む領域（Ｒ）に鏡面反射層２５が形成されているので、図６に示すように、ランプ１０から発せられて鏡面反射層２５によって反射された光（反射光）４５Ａを、ランプ１０間の輝度の谷となる領域（より詳細には、拡散板上におけるランプ間に対応する輝度の谷となる領域）に導くことができる。その結果、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。
【００３６】
さらに説明すると、鏡面反射層２５が領域（Ｒ）に形成されているので、光学的には、鏡面反射層２５に起因してランプ１０の虚像（または鏡像）４０が発生し、そこからの光４５Ａを利用することが可能となる。
本願発明者は、鏡面反射層２５による均斉度の向上の効果について実験を行った。図７（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。
【００３７】
図７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７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４０である。そして、図７（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。
【００３８】
ランプ直下の反射板２１の上に４０ｍｍ幅の鏡面反射層２５を設けた構成を実施例とし、一方、反射板２１の上に鏡面反射層２５がない構成を比較例とした結果を図８に示す。
図８に示されるように、比較例の均斉度が４２％であるのに対し、鏡面反射層２５を設けた実施例の均斉度は５１％に大きく向上した。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ので、この４２％から５１％の上昇は技術的に非常に意義が大きいものである。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。それを考えると、本実施形態の構成による均斉度の向上の技術的意義が理解できると思われる。
【００３９】
さらに本願発明者が検討したところ、熱陰極蛍光ランプ１０のピッチをｐとし、バルブ１２の径（筐体の底面に平行な径）をＤｈとしたときに、
２≦（ｐ／Ｄｈ）≦１０ ・・・（式１）
の関係を満たすものに、本実施形態の構成を適用することが好ましいことが導き出された。
【００４０】
ここで（ｐ／Ｄｈ）が１０を超えると、すなわち、バルブ径Ｄｈに対してピッチｐが広すぎると、反射板２１の上に鏡面反射層２５を形成したとしても、もはや、バックライトとして使用できる程度の均斉度は得ることは困難であり、また、その困難を克服するにはコスト的な欠点が大きくなりすぎる。
一方、（ｐ／Ｄｈ）が２を下回る場合、ランプ１０が密に配置されているので、隣接するランプ１０との間で輝度の山谷が生じにくく、反射板２１の上に鏡面反射層２５を形成して、均斉度を向上させる技術的意義が少ない。なお、ランプ１０が密に配置されているということは、バックライトにおけるランプ部材のコストが高くなっているという欠点がある。
【００４１】
式１に規定される関係を満たす構造を、例示的に挙げると、５２インチ用バックライトで１０本を均等配置したもの（ピッチ６５ｍｍ）で、バルブ径Ｄｈが２１ｍｍのもの（６５／２１＝３．１）、ピッチ１０８ｍｍでバルブ径Ｄｈが２１ｍｍのもの（１０８／２１＝５．１）、５２インチ用バックライトで３本を均等配置したもの（ピッチ２００ｍｍ）で、バルブ径Ｄｈが２１ｍｍのもの（２００／２１＝９．５）などがある。もちろん、使用するバックライトにあわせて、バルブ径Ｄｈ、ピッチｐは適宜好適なものを選択することが可能である。上述したように、バルブ１２は、断面が円形のものを使用することができる。
【００４２】
次に、本願発明者は、鏡面反射層２５の幅について検討した。すなわち、反射板２１の上のうち蛍光ランプ１０の直下を含む領域（Ｒ）の範囲について検討した。これは、鏡面反射層２５の幅によっては、鏡面反射層２５による反射光が、ランプ１０間の輝度の谷となる領域を埋める寄与よりも、その横にある輝度の山の盛り上げの寄与が大きくなってしまう可能性があるからである。すなわち、図６に示した例で説明すると、反射光４５Ｂが、輝度の山の高さを大きくしてしまってかえって均斉度を低下させてしまうこともあり得る。言い換えると、鏡面反射層２５の幅をあまりにも大きくすると（あるいは、反射板２１の全面を鏡面反射層２５にしてしまうと）、図６に示した反射光４５Ｂが、均斉度の向上に寄与するか否かわからなくなってしまう可能性が出てくる。
【００４３】
図９（ａ）は、鏡面反射層２５の幅Ｗ（すなわち、領域Ｒに対応する範囲）を説明するための図である。図９（ａ）に示しランプ１０は、略楕円形状のバルブ１２を有しており、長径（Ｄｈ）は２１ｍｍで、短径は１４ｍｍである。鏡面反射層２５の導入前における均斉度をできるだけ向上させて、そこから鏡面反射層２５の効果を調べるために、バルブ１２の真上部位に遮光材（レンズシート）３５を配置している。また、反射板２１と光学シート３０との間の高さＨは２４ｍｍであり、バルブ１２と反射板２１との隙間Ｔは２ｍｍである。
【００４４】
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２ｍｍ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。
【００４５】
図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した構成に対して、鏡面反射層２５の幅Ｗを変更したものを示しており、上から順に、鏡面反射層２５Ａ（Ｗ＝６０ｍｍ）、鏡面反射層２５Ｂ（Ｗ＝４０ｍｍ）、鏡面反射層２５Ｃ（Ｗ＝２０ｍｍ）を表している。
図１０は、鏡面反射層２５の幅Ｗを変化させて、Ｗ／Ｄｈで均斉度を評価した結果を示している。図１０に示した均斉度の結果から、僅かな幅Ｗの鏡面反射層２５を設けても、均斉度が向上することがわかる。一方、鏡面反射層２５の幅Ｗは大きければよいというものではなく、適度な範囲にとどめることが好ましいこともわかる。均斉度は、バックライト用としては、少なくとも０．７５（７５％）は欲しいところであるので、０．７５以上を好適な範囲とする。それらを踏まえると、鏡面反射層２５の幅Ｗ（または、領域Ｒ）は、
０．１≦（Ｗ／Ｄｈ）≦１．５ ・・・（式２）
の範囲にすることが好ましい。上述したように、Ｗは、バルブ１２の長手方向９２に直交する方向における鏡面反射層の幅である。なお、（Ｗ／Ｄｈ）が０．１を下回ると均斉度向上の効果を得がたくなり、一方、（Ｗ／Ｄｈ）が１．５を超えると均斉度が０．７５を下回ってしまう。付言すると、図１０に示しているのはあくまで均斉度であるので、それ以外の特徴、例えば、幅広（例えば、Ｗ＝６０ｍｍ）の鏡面反射層２５を設けることによって、バックライトの光利用率が向上する特徴が出てくることはあり得る。
【００４６】
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。上述した図９（ａ）で示した遮光材（例えば、レンズシート）と組み合わせることも出来るし、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。
【００４７】
図１１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。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
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】
【００４９】
【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】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７】（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８】実施例と比較例との均斉度の結果を示すグラフ
【図９】（ａ）は、鏡面反射層２５の幅Ｗを説明するための断面図。（ｂ）は、鏡面反射層２５の幅Ｗを変化された断面図
【図１０】Ｗ／Ｄｈで均斉度を評価したグラフ
【図１１】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】
【００５０】
１０ 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
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
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）
【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、
複数本の熱陰極蛍光ランプと、
前記複数本の熱陰極蛍光ランプを収納する筐体と
を備え、
前記熱陰極蛍光ランプは、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ており、
前記筐体の底面は、反射板となっており、かつ、
前記反射板の上のうち、前記熱陰極蛍光ランプの直下を含む領域に、鏡面反射率が７０％以上の鏡面反射層が形成されており、
前記筐体内に収納された前記複数本の熱陰極蛍光ランプのピッチをｐとし、前記バルブの径のうち前記筐体の底面に平行な径をＤｈとしたときに、下式（１）
２≦（ｐ／Ｄｈ）≦１０ ・・・（式１）
の関係を満たすことを特徴とする、バックライト。
【請求項２】
前記領域は、前記直下を中心として、下式（２）
０．１≦（Ｗ／Ｄｈ）≦１．５ ・・・（式２）
の範囲であり、ここで、Ｗは、前記バルブの長手方向に直交する方向における前記鏡面反射層の幅である、請求項１に記載のバックライト。
【請求項３】
前記バルブは、長手方向に直交する断面が略楕円形の形状を有している、請求項１又は２に記載のバックライト。
【請求項４】
前記筐体の深さは、４０ｍｍ以下である、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４の何れか一つに記載のバックライト。
【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、
複数本の熱陰極蛍光ランプと、
前記複数本の熱陰極蛍光ランプを収納する筐体と
を備え、
前記熱陰極蛍光ランプは、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ており、
前記筐体の底面は、反射板となっており、かつ、
前記反射板の上のうち、前記熱陰極蛍光ランプの直下を含む領域に、鏡面反射率が７０％以上の鏡面反射層が形成されており、
前記筐体内に収納された前記複数本の熱陰極蛍光ランプのピッチをｐとし、前記バルブの径のうち前記筐体の底面に平行な径をＤｈとしたときに、下式（１）
２≦（ｐ／Ｄｈ）≦１０ ・・・（式１）
の関係を満たすことを特徴とする、バックライト。
【請求項２】
前記領域は、前記直下を中心として、下式（２）
０．１≦（Ｗ／Ｄｈ）≦１．５ ・・・（式２）
の範囲であり、ここで、Ｗは、前記バルブの長手方向に直交する方向における前記鏡面反射層の幅である、請求項１に記載のバックライト。
【請求項３】
前記バルブは、長手方向に直交する断面が略楕円形の形状を有している、請求項１又は２に記載のバックライト。
【請求項４】
前記筐体の深さは、４０ｍｍ以下である、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４の何れか一つに記載のバックライト。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１２９５８３（Ｐ２００９−１２９５８３Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３００８３７（Ｐ２００７−３００８３７）
【出願日】平成１９年１１月２０日（２００７．１１．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２０日（２００７．１１．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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