JP2008140695A - バックライトユニットおよび液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ピンホールが発生しにくいバックライトユニットおよび液晶表示装置を提供する。
【解決手段】
本発明のバックライトユニットは、有底開口のバックフレーム１ｂと、バックフレーム１ｂ内に収容された、外表面に外部電極２５ａ、２５ｂを有する平面型蛍光ランプ２と、外部電極２５ａ、２５ｂに電気的接続されるように平面型蛍光ランプ２に接続された給電クリップ３ａ、３ｂとを具備し、平面型蛍光ランプ２の発光面が地面に対して略垂直の状態で点灯される。そして、給電クリップ３ａ、３ｂは平面型蛍光ランプ２の上部に位置している。
【選択図】 図５

Description

本発明は、液晶ディスプレイなどに用いられ、発光面が地面に対して略垂直の状態で点灯される面状光源を具備するバックライトユニットおよび液晶表示装置に関するものである。

近年、面状光源を用いたバックライトユニットの開発が進んでいる。このようなバックライトの例としては、特開２００５−２０３１６４号公報（以下、特許文献１）や特開２００６−１５６３２３号公報（以下、特許文献２）に記載の発明がある。このバックライトユニットは、筐体内部に面状光源が配置され、筐体の開口部分には拡散板等が配置されて構成されている。なお、面状光源の電極としては、放電容器の外表面に電極を形成する外部電極構造が一般に採用されている。

特開２００５−２０３１６４号公報 特開２００６−１５６３２３号公報 特開２００６−１９６４６０号公報 特開２００６−１６４９６８号公報 特開２００３−１５７８０３号公報

しかしながら、面状光源の発光面を地面に対して略垂直になるように配置して、点灯する（以下、垂直点灯）場合、ガラスに穴が開く、いわゆるピンホール現象が発生しやすいことがわかった。なお、ピンホールは縦置きにされた面状光源上部の放電容器のガラス部分で最も発生しやすかった。これは、垂直点灯により、ランプ上部の方が熱篭り等により高温になりやすいことが関係すると考えられる。

そこで、発明者等はこの問題を解決するために当該ガラス部分の温度を低下させる必要があると考え、その一手段として外部電極に給電手段として接続される給電クリップを利用することを思いついた。つまり、ピンホールが発生しやすい面状光源の上部に給電手段を配置し、面状光源上部の電極部分およびそのガラス部分の温度を低減することにより、ピンホールの発生を抑制できることを見出したため、提案するに至った。

なお、外部電極との電気的接続のために給電手段を使用した公知例としては、特開２００６−１９６４６０号公報（以下、特許文献３）、特開２００６−１６４９６８号公報（以下、特許文献４）、特開２００３−１５７８０３号公報（以下、特許文献５）があるが、バックライトユニットの使用状態およびそのときの給電手段の位置関係が明確ではないため、当該課題の解決を意図した発明ではない。

本発明は、上記のような従来の課題に鑑みたもので、その目的は、ピンホールが発生しにくいバックライトユニットおよび液晶表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のバックライトユニットは、有底開口の筐体と、前記筐体内に収容された、外表面に外部電極を有する面状光源と、前記外部電極に電気的接続されるように前記面状光源に接続された給電手段とを具備し、前記面状光源の発光面は地面に対して略垂直の状態で点灯され、前記給電手段は前記面状光源の上部に位置していることを特徴とする。

本発明によれば、ピンホールの発生を抑制することができる。

以下に、本発明の第１の実施の形態のバックライトユニットについて図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態のバックライトユニットの部品組み込も前の状態について説明するための斜視図である。図２は、図１のＸ−Ｘ’を矢印方向から見たバックライトユニットについて説明するための断面図、図３は、図１のＹ−Ｙ’を矢印方向から見たバックライトユニットについて説明するための断面図である。

バックライトユニットの外囲器は、例えば、白色プラスチック樹脂からなり、互いに嵌合するフロントケース１ａとバックケース１ｂの２パーツで構成されている。

フロントケース１ａは、バックライトユニットの発光面側に位置するケースであり、広く開口した開口面１ａ１を有する。

バックケース１ｂは、底部１ｂ１と側部１ｂ２とで構成された有底開口のケースである。底部１ｂ１の中央には、ランプとの距離をランプスペーサ１ｂ１１が形成されている。このランプスペーサ１ｂ１１は、ランプと底部１ｂ１との接触を少なくすることで、底部１ｂ１を介して外部に伝導するランプの熱量を少なくすることを意図したものである。すなわち、バックケース１ｂ自体、ランプを保温するための構造を有している。なお、この底部１ｂ１に、ランプの始動を補助するための金属導体を配設してもよい。側部１ｂ２の上部には、後述する給電クリップ３ａ（３ｂ）のリード線３ａ４、３ｂ４を導くための２つの貫通穴１ｂ２１が形成されている。また、底部１ｂ１と側部１ｂ２との接続部には、段差部１ｂ３が形成されている。段差部１ｂ３は、ランプスペーサ１ｂ１１と同様、ランプとの接触面積を少なくするために形成されたものであり、ランプの枠部分を保持する。

バックケース１ｂの内部には、面状光源として平面型蛍光ランプ２が配置されている。

平面型蛍光ランプ２は、扁平矩形状の放電容器２１を有している。放電容器２１は、平板ガラス２１ａと波状の加工ガラス２１ｂの端縁に接合部材としてフリットガラス２２が形成された容器であり、内部には放電空間が複数に分割されてなる放電セル２３が形成されている。なお、加工ガラス２１ｂは波状に限らず、矩形状、三角形状等であってもよい。また、発光面側を加工ガラスとしたり、両面を平板ガラスまたは加工ガラスで構成してもよい。放電セル２３には、数ｋＰａ〜数１００ｋＰａの圧力でネオンとアルゴンの希ガス及び水銀が封入されている。なお、希ガスとしては、ヘリウム、キセノン、クリプトンも使用可能であり、封入形態は単体でも２種以上を混合してもよい。また、平板ガラス２１ａ及び加工ガラス２１ｂの内面には、蛍光体層２４ａ、２４ｂがそれぞれ形成されている。その際、光の取り出し効率を考慮して、蛍光体層２４ａは５〜３０μｍ、蛍光体層２４ｂは６０〜２００μｍの膜厚であるのが望ましい。

そして、平板ガラス２１ａの外表面の端部には、一対の外部電極２５ａ、２５ｂが放電セル２３を横断する方向に形成されている。この外部電極２５ａ、２５ｂは、スズ、インジウム、ビスマス、鉛、亜鉛、アンチモン、銀などを少なくとも一種類以上含む半田を加熱溶融したり、導電性を有する接着剤によってアルミニウムなどの導電性テープを貼り付けたり、銀などの金属粉と溶剤とバインダーを混合させてなる導電性ペーストを塗布したあと、乾燥、焼成したりすることにより、形成することが可能である。なお、外部電極２５ａ、２５ｂは、加工ガラス２１ｂにのみ形成したり、平板ガラス２１ａおよび加工ガラス２１ｂの両方に形成しても良い。

平面型蛍光ランプ２には、給電手段として導電性かつ弾性を有する材料、例えばステンレスや銅板を曲げ加工することにより形成された給電クリップ３ａ、３ｂがランプの上側から接続されている。この際、平面型蛍光ランプ２への機械的接続とともに、外部電極２５ａ、２５ｂとの電気的接続を行っている。給電クリップ３ａ、３ｂの接続位置は、垂直点灯時、平面型蛍光ランプ２の上部に位置する外部電極２５ａ、２５ｂ部分である。ここで、「外部電極２５ａ、２５ｂは平面型蛍光ランプの上部に位置している」とは、縦置きの状態において上から５分の１の範囲に少なくとも外部電極２５ａ、２５ｂと接触点がある状態を意味する。

図４は、給電クリップについて説明するための斜視図である。給電クリップ３ａ（３ｂ）は、第１の挟持部３ａ１（３ｂ１）、第２の挟持部３ａ２（３ｂ２）、側部３ａ３（３ｂ３）、リード線３ａ４（３ｂ４）により構成されている。第１の挟持部３ａ１（３ｂ１）は、波型形状であり、平板ガラス２１ａ側に配置される。第２の挟持部３ａ２（３ｂ２）は、平板形状であり、加工ガラス２１ｂに配置される。側部３ａ３（３ｂ３）は、第１の挟持部３ａ１（３ｂ１）と第２の挟持部３ａ２、３ｂ２を接続する部分であり、放電容器１の側面に配置される。リード線３ａ４（３ｂ４）は、側部３ａ３（３ｂ３）から延出されており、その端部は点灯回路と接続するための端子（図示なし）が接続されている。なお、給電クリップ３ａ（３ｂ）は、平面型蛍光ランプ２に接続したときに弾性による挟持が行えるよう、ランプの厚みよりも第１の挟持部３ａ１（３ｂ１）と第２の挟持部３ａ２（３ｂ２）との先端の間隔が多少狭くなっている。

バックフレーム１ｂ内に配置された平面型蛍光ランプ２上には例えば、ケースと同じ白色プラスチック樹脂からなる額状の保持部材４が配置される。この保持部材４は、段差部１ｂ３と対を成しており、つまり平面型蛍光ランプ２の枠部分を前後から挟み込む形態になっている。また、保持部材４は後述する拡散板５を介してフロントフレーム１ａにより固定されているため、バックライトユニットを縦置きで使用しても平面型蛍光ランプ２の前後方向のズレを防止することができる。

バックフレーム１ｂの発光面側には、光学面材５が配置されている。なお、光学面材としては平板のような形状変化しにくい材料であればよく、拡散板や拡散板よりも透過率が高い透明板などを使用することができる。また、所要により、光学面材上に拡散シート、プリズムシート、偏光シートなどの光学シートをさらに配置してよい。

ここで、平面型蛍光ランプ２、外部電極２５ａ（２５ｂ）と給電クリップ３ａ（３ｂ）との接続状態について、図１の２点鎖線Ｚ部分の構造について説明するための拡大図である図５を用いてさらに詳しく説明する。

給電クリップ３ａは、平面型蛍光ランプ２を挟持している。第１の挟持部３ａ１は平板ガラス２１ａの表面に形成された外部電極２５ａに接触している。その際、第１の挟持部３ａ１は波状であるため、外部電極２５ａに対し、接触部分と非接触部分とが形成されている。その非接触部分には中空層３ｃが介在している。この中空層３ｃでは、外部電極２５ａと大気とが接触するため、当該電極部分の温度を大気の流動により低減することができる。ちなみに、ピンホールは放電セル２３の中央付近の平板ガラス２１ａにおいて発生しやすいため、当該ガラス部分に中空層３ｃが位置するのが望ましい。そのため、放電セル２３の幅をＷ１、第１の挟持部３ａ１のそれぞれの波の幅をＷ２としたとき、Ｗ１＝Ｗ２として、放電セル２３全体に中空層３ｃが位置するようにするのが最も好適である。なお、第１の挟持部３ａ１および外部電極２５ａにより形成される中空層３ｃの面積は、電極温度の低減効果を考えると１０ｍｍ^２以上であるのが望ましい。

また、第２の挟持部３ａ２は加工ガラス２１ｂおよび底部１ｂ１と接触している。したがって、外部電極２５ａの熱を第１の挟持部３ａ１との接触部分、側部３ａ２、第２の挟持部３ａ３を介して排熱することができる。

なお、本実施の形態のような給電クリップ３ａを放電容器２１の上部に挟持させ、バックフレーム１ｂの上部からリード線３ａ４を取り出す構成の場合において、リード線３ａ４を上方向に引っ張った状態にすることで、縦置き状態において放電容器２１にかかる下方向の力を軽減でき、振動等によって平面型蛍光ランプ２の下縁面とバックフレーム１ｂとが衝突してもその衝撃による欠損を防止することができる。

以下に、本発明のバックライトユニットの一実施例を示す。
フロントケース１ａ、バックケース１ｂ：白色プラスチック樹脂製、
放電容器２：ソーダガラス製、７３６ｍｍ×４１２ｍｍ、放電セル２３の幅Ｗ１＝６．５ｍｍ、高さＨ＝３．０ｍｍ、蛍光体層２４ａの平均粒径＝６．０μｍ、層の厚さ＝１５μｍ、蛍光体層２４ｂの平均粒径＝２．０μｍ、層の厚さ＝１５０μｍ、
給電クリップ３ａ、３ｂ：ニッケルメッキされた銅製、
保持部材４：白色プラスチック樹脂製、
光学面材５：拡散板＋拡散シート、
中空層３ｃの幅Ｗ２＝４．０ｍｍ、面積＝２０ｍｍ^２
上記実施例と給電クリップ３ａ、３ｂを中部ないし下部に接続した比較例とで垂直点灯試験を行ったところ、比較例の放電容器上部のガラス部分でピンホールが発生し、不灯に至った。これは比較例のランプでは、上部側が熱くなりピンホール発生温度にガラス温度が達したためと考えられる。すなわち、本発明においては、ランプ上部に給電クリップ３ａ、３ｂを配置することにより、ガラスをピンホール発生温度よりも低くできたと結論できる。

したがって、本実施の形態のバックライトユニットは、平面型蛍光ランプ２の発光面を地面に対して略垂直の状態で点灯されする場合において、放電容器２１の上部、かつ外部電極２５ａ、２５ｂ形成部分を給電クリップ３ａ、３ｂにより挟持接続することにより、機械的、電気的接続を容易に行うことができ、かつ外部電極２５ａ、２５ｂが形成された放電容器２１上部のガラス部分の熱を給電クリップ３ａ、３ｂを介して排熱することができるため、ピンホールを抑制することができる。その際、給電クリップ３ａ、３ｂの少なくとも一部がバックフレーム１ｂに接触していれば、排熱効果をさらに高めることができる。

また、外部電極２５ａ、２５ｂと給電クリップ３ａ、３ｂの第１の挟持部３ａ１、３ｂ１との間に中空層３ｃを介在させることにより、大気の流動による温度低減効果を得ることができ、ピンホールの発生をさらに抑制することができる。なお、ピンホールは、放電セル２３中央付近の平板ガラス２１ａにおいて最も発生しやすいため、中空層３ｃが当該部分に位置するようにすればさらに効果的である。

（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態のバックライトユニットの断面図である。この第２の実施の形態の各部について、第１の実施の形態の平面型蛍光ランプの各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。

第２の実施の形態では、給電クリップ３ａの第２の挟持部３ａ２および側部３ａ３とバックフレーム１ｂとの間に熱伝導性が高い放熱部材６が介在している。これにより、外部電極２５ａで生じた熱を給電クリップ３ａ、放熱部材６、バックフレーム１ｂを介してバックライト外部に効率良く排熱することができる。ここで、「熱伝導性の高い放熱部材」としては、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、シリコンゴムなどが挙げられる。なお、当然ながら点灯時の熱で変形等をしない程度の耐熱性を有するのが望ましい。また、放熱部材３ａ４、３ｂ４として絶縁性が高い材料を使用すれば、バックフレーム１ｂを鉄等の金属により形成することができるため、成形のしやすさ、コスト等で有利である。

したがって、本実施の形態では、第１の実施の形態よりも排熱効果が優れるため、さらにピンホールの発生を抑制することができる。

（第３の実施の形態）
図７は、本発明の第３の実施の形態のバックライトユニットの断面図である。この第３の実施の形態の各部について、第１の実施の形態の平面型蛍光ランプの各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。

第３の実施の形態では、図８に示すような複数の突起状の先端部３ａ１１（３ｂ１１）が形成されたクシ状の第１の挟持部３ａ１（３ｂ１）を有する給電クリップ３ａ（３ｂ）を使用し、平面型蛍光ランプ２の側面から挟持させ、先端部３ａ１１（３ｂ１１）を外部電極２５ａ（２５ｂ）に複数箇所接触させている。中空層３ｃは、突起状の先端部３ａ１１（３ｂ１１）間およびランプの縁と側部３ａ３、３ｂ３との間に形成されるため、大気が対流しやすく、温度低減効果が高い。また、強固な挟持が可能であるとともに、何れかの先端部３ａ１１の通電が悪くなっても全体の給電が悪くなることはない。

したがって、本実施の形態では、第１の実施の形態と同様の効果が得られるほか、給電クリップ３ａ、３ｂの接続の信頼性を向上させることができる。

（第４の実施の形態）
図９は、本発明の平面型蛍光ランプを用いた液晶表示装置について説明するための全体図である。

液晶表示装置の外囲器は、例えば、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）やＰＣ（ポリカーボネート）からなり、互いに嵌合するフロントフレームＦＦとバックフレームＢＦの２パーツで構成されている。

フロントフレームＦＦは開口面を有し、その開口面には液晶パネルＬＣＰが接続されている。

バックフレームＢＦは有底開口で下部に台座を有している。そのバックフレームＢＦには、バックライトＢＬが配置されている。また、バックライトＢＬには、導出された給電クリップ３ａ、３ｂのリード線３ａ４、３ｂ４と点灯回路ＩＮＶとが接続されている。なお、点灯回路ＩＮＶとしては公知の点灯回路を使用することができるため詳細は省略する。点灯の際は、点灯回路ＩＮＶから１０〜２００ｋＨｚの周波数の正弦波電圧を連続又は断続的に印加することで、ランプを点灯する。

以上で構成された液晶表示装置は、縦置きの状態で使用される。つまり、平面蛍光ランプＦＦＬは、発光面が垂直の状態で点灯される。

したがって、本実施の形態では、発光面が縦置きの状態で使用しても、平面型蛍光ランプ２においてピンホールを抑制することができる、長寿命な液晶表示装置を提供することができる。

なお、本発明は、上記した実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。

第１〜第３の実施の形態において、図１０に示すように平板ガラス２１ａと加工ガラス２１ｂとを溶着するフリットガラス２２と給電クリップ３ａ、３ｂとの距離を十分に離し、フリットガラス２２に電圧が印加されないようにするのが望ましい。フリットガラス２２に電圧が印加されると、ピンホールが生じたり、亀裂が生じ割れてしまったり、接合部材が溶融したりするためである（詳細は当社の先願である特願２００６−１９３９９８号に記載）。なお、フリットガラス２２と給電クリップ３ａ、３ｂとの間に絶縁体を介在させ、絶縁してもよい。

第１の実施の形態において、給電クリップ３ａ、３ｂの第１の挟持部３ａ１、３ｂ１を外部電極２５ａ、２５ｂの幅方向を波状にし、図１１のように中空層３ｃを外部電極２５ａ、２５ｂの長手方向に沿って形成してもよい。

第３の実施の形態において、平面型蛍光ランプ２の側面から挟持する給電クリップ３ａ（３ｂ）を図１２（ａ）〜（ｄ）のような形状であってもよい。

図１２（ａ）は、第２の挟持部３ａ２（３ｂ２）に加工ガラス２１ｂの波状部と同ピッチの先端部３ａ１１（３ｂ１１）を形成している。この場合、先端部３ａ１１（３ｂ１１）が加工ガラス２１ｂの波状部と嵌合するため外部電極２５ａ、２５ｂの長手方向のズレを防止でき、給電クリップ３ａ（３ｂ）の脱落を防止することができる。

図１２（ｂ）は、第１の挟持部３ａ１（３ｂ１）の先端部３ａ１１（３ｂ１１）が（ａ）と同様にくし型であるが、形状がかぎづめ状である。この形状により、平面型蛍光ランプ２への給電クリップ３ａ（３ｂ）の装着を容易に行うことができる。なお、かぎづめ状の先端部３ａ１１（３ｂ１１）は、曲げ加工により得ることができる。

図１２（ｃ）は、第１の挟持部３ａ１（３ｂ１）が庇状の先端部３ａ１１（３ｂ１１）、第２の挟持部３ａ２（３ｂ２）が庇状の先端部３ａ２１（３ｂ２１）を有している。この形状の給電クリップ３ａ（３ｂ）は、２枚の加工ガラス（例えば、波状ガラス）を張り合わせて放電容器２１を構成した平面型蛍光ランプ２に装着する場合に特に有効である。

図１２（ｄ）は、（ｃ）の給電クリップ３ａ（３ｂ）に対し、先端部３ａ１１（３ｂ１１）および３ａ２１（３ｂ２１）が突起状である。この形状の給電クリップ３ａ（３ｂ）は、２枚の平板ガラスを張り合わせて放電容器２１を構成した平面型蛍光ランプ２に装着する場合に特に有効である。

本発明の第１の実施の形態のバックライトユニットを構成する各部品を組み込む前の斜視図。 図１のＸ−Ｘ’を矢印方向から見たバックライトユニットについて説明するための断面図。 図１のＹ−Ｙ’を矢印方向から見たバックライトユニットについて説明するための断面図。 給電クリップについて説明するための斜視図。 図１の２点鎖線Ｚ部分の構造について説明するための拡大図。 本発明の第２の実施の形態のバックライトユニットの断面図。 本発明の第３の実施の形態のバックライトユニットの断面図。 第３の実施の形態の給電クリップの構造について説明するための斜視図。 本発明の平面型蛍光ランプを用いた液晶表示装置について説明するための全体図。 第１〜第３の実施の形態において好適な給電クリップの構造について説明するための断面図。 第１の実施の形態の給電クリップの変形例。 第３の実施の形態の給電クリップの変形例。

符号の説明

１ａ フロントケース
１ｂ バックケース
２ 平面型蛍光ランプ
２１ａ 平板ガラス
２１ｂ 加工ガラス 底部
２２ フリットガラス
２３ 放電セル
２４ａ、２４ｂ 蛍光体層
２５ａ、２５ｂ 外部電極
３ａ、３ｂ 給電クリップ
３ａ１、３ｂ１ 第１の挟持部
３ａ２、３ｂ２ 第２の挟持部
３ａ３、３ｂ３ 側部
３ａ４、３ｂ４ リード線
４ 保持部材
５ 光学面材
６ 放熱部材

Claims (6)

1. 有底開口の筐体と、前記筐体内に収容された、外表面に外部電極を有する面状光源と、前記外部電極に電気的接続されるように前記面状光源に接続された給電手段とを具備し、前記面状光源の発光面は地面に対して略垂直の状態で点灯され、前記給電手段は前記面状光源の上部に位置していることを特徴とするバックライトユニット。
2. 前記給電手段の外表面と前記筐体とが接触している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。
3. 前記外部電極と前記給電手段との間には中空層が介在した箇所が存在することを特徴とする請求項２に記載のバックライトユニット。
4. 前記面状光源は内部に複数の放電セルを有し、前記放電セル部分の前記外部電極に前記中空層が位置していることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一に記載のバックライトユニット。
5. 前記給電手段と前記筐体との間にＰＰＳまたはシリコンゴムからなる放熱部材が介在されていることを特徴とする請求項４に記載のバックライトユニット。
6. 発光面が地面に対して略垂直の状態に配置された請求項１乃至請求項５に記載の何れかのバックライトユニットと、
   前記バックライトユニットの前記発光面側に配置された液晶パネルと、
   前記バックライトユニットに接続された点灯回路とを具備することを特徴とする液晶表示装置。

Images