JP2010097834A - バックライトユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構造で十分な冷却機構を備えたバックライトユニットを提供すること。
【解決手段】ケーシング２と、水銀レスの希ガス蛍光ランプ１と、外管１５と、希ガス蛍光ランプの両端部分が保持・収容される一方の空洞部２２ａ及び他方の空洞部２２ｂと、冷却機構３とよりなり、一方の空洞部２２ａから供給された冷却風は、希ガス蛍光ランプ１の外面であって外管１５との間に形成された隙間Ｇを流れて他方の空洞部２２ｂを経由してケーシング２外部に排出されるとともに、ケーシング２の内部空間には冷却風が漏れないように気密構造が形成されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明はバックライトユニットに関する。特に、屋外使用の液晶テレビのバックライトユニットに関する。

従来、液晶テレビのバックライトとして冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）が使われていた。しかし、冷陰極蛍光ランプは、水銀が含まれていることから、近年、水銀を含まない新しい光源として、水銀レスの希ガス蛍光ランプが提案されている。

一方、液晶テレビは大型化が著しく、例えば60インチ以上のインフォメーションディスプレイが登場している。このインフォメーションディスプレイは屋外使用が前提のものもあり、自然光の照射を受けつつ画像を映し出す必要があるため、バックライトの光出力も高出力化が求められる。このため、光源からの発熱量も増大し、光源を適切に冷却するための機構も必要となる。というのは、光源に冷陰極蛍光ランプを使った場合は、水銀凝縮の関係で単純に冷却風を吹き付けるというわけにはいかなかったからである。また、バックライトユニットには光源の放射光に対する反射シートなどが設けられているが、これらにゴミなどが付着したら液晶テレビの画像に影響をきたしていた。

特開２００８−１７１７１０号公報

簡易な構造で十分な冷却機構を備えたバックライトユニットを提供することにある。

この発明に係るバックライトユニットは、箱型のケーシングと、このケーシングの内部に複数本配列された誘電体バリア放電を利用した水銀レスの希ガス蛍光ランプと、各希ガス蛍光ランプに対して覆うように設けられることで二重管構造を形成する外管と、ケーシングの側壁部であって、各々の希ガス蛍光ランプの両端部分が保持・収容される一方の空洞部及び他方の空洞部と、少なくともいずれか一方の空洞部に取り付けられた冷却機構とよりなる。そして、前記一方の空洞部から供給された冷却風は、前記希ガス蛍光ランプの外面であって外管との間に形成された隙間を流れて他方の空洞部を経由してケーシング外部に排出されるとともに、当該ケーシングの内部空間であって各希ガス蛍光ランプに設けられた外管の外側には当該冷却風が漏れないように気密構造が形成されていることを特徴とする。

また、ケーシングの内面には、前記希ガス蛍光ランプからの放射光を反射するシート部材が設けられていることを特徴とする。

この発明は、希ガス蛍光ランプの各々を外管の中に入れて、外管とランプで形成される隙間にのみ冷却風を流す構造であるため、ランプだけを適切に冷却することができる。

図１は本発明に係るバックライトユニットの全体構成を示す断面図を示す。
バックライトユニットは、複数の直管状の希ガス蛍光ランプ１（以下、単に「ランプ」ともいう）が略箱型のケーシング２の内部に配置される。ランプ１には後述する外管１５が覆い被さっており全体として二重管構造を形成する。ケーシング２はランプ１の発光部が位置する主空間部２１と、ランプ１の端部が位置する空洞部２２（２２ａ、２２ｂ）と、両者を仕切る壁部材２３（２３ａ、２３ｂ）とより構成される。空洞部２２は後述するが、ランプ１の一方の端部が保持・収容される第一空洞部２２ａと、ランプ１の他方の端部が保持・収容される第二空洞部２２ｂよりなる。空洞部２２には冷却機構としてのファン３（３ａ、３ｂ）が取り付けられている。図では吸引ファン３ａと排風ファン３ｂが取り付けられているが、いずれかであってもかまわない。ファン３は、例えばシロッコファンが使われる。主空間部２１は、ケーシング２の内部空間の大部分を占めており、壁面にはランプ１の放射光を反射するシート部材４が設けられる。シート部材４は、例えばPETなどからなり、ケーシング２の内面に保持されている。

図２は、バックライトユニットを図１とは異なる方向から見た状態を示し、具体的には図１におけるＡ−Ａ断面を矢印方向から見た状態を示す。ケーシング２の前面開口には当該開口を塞ぐように複数のシート体５（５１、５２、５３）が設けられる。シート体５はランプ１からの放射光を均一かつ高輝度にするものであり、具体的には、放射光を拡散させて発光面の輝度を均一化させる拡散板５１と、この拡散シート５１から出射した光をさらに拡散させてより均一化させる拡散シート５２と、拡散シート５２から出射される光に指向性をもたせて輝度を向上させるためのプリズムなどの指向性制御シート５３が積重されて構成される。シート体５にはさらに液晶が配置される。ランプ１は、外管１５とともに、ケーシング２の内部にほぼ均等間隔で整列している。一例をあげると、３０インチクラスで１０本のランプ１が５０ｍｍ間隔で整列している。

図３は外管１５を除外した希ガス蛍光ランプ１の全体構造を示す。（ａ）は希ガス放電ランプの全体図を示し、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。
図において、ランプ１は、管状ガラス管１０により構成され、その外面に一対の電極１１ａ、１１ｂが設けられる。ガラス管１０は、例えば、バリウムガラスからなるもので、その内部には希ガスとしてキセノンガス、あるいはキセノンガスを主成分とする混合ガスが封入されているが、水銀は封入されていない。ガラス管は上記材質以外にコバールガラス、タングステンガラス、ソーダ石灰ガラス、ホウ珪酸ガラスなどを用いても良い。このときのガラス管外径は６ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり肉厚は０．３ｍｍ〜０．６ｍｍ以下となる。発光効率を良くするには特に管径を９．８ｍｍ〜１４ｍｍの範囲を選択すればよい。

ガラス管１０の内壁面には、蛍光物質が塗布されて蛍光体層１２が形成される。この蛍光体層１２は、例えば青色発光用のものや、緑色発光用のものや、赤色発光用のものが組み合わされて使われる。蛍光体層１２の膜厚は１０〜２５μｍであり蛍光体の組み合わせによって最も明るくなる膜厚が選定される。また、蛍光体層１２の一部に蛍光体が塗布されていない、または、薄い部分を設けて光を取り出してもよい。なお、蛍光体層１２を形成することで、当該放電ランプは可視光、または紫外蛍光体を用いた場合、紫外線を放射することができる。

電極１１ａ、１１ｂは、全体形状が概略帯状であって、ガラス管１０の外壁に軸方向（長手方向）に伸びるように配置する。この電極１１ａ、１１ｂは、例えば、アルミニウム、銅などの金属製テープや銀ペーストなどの導電性材料から形成される。銀ペーストを用いた場合には膜厚は２μｍ〜20μｍの範囲で銀箔薄膜を形成させるとよい。また、電極１１ａ、１１ｂには、スリットや開口を設けることができる。これは、ガラス管１０の内部で生じた発光を蛍光体部や開口部だけではなく、当該スリットからも放射させるためである。電極にスリットを設ける技術については、例えば、特開平９−２９８０４９号に開示される。ランプ１は、一対の電極１１ａ、１１ｂに印加される高周波電圧により、電極に挟まれたガラス管（ガラス材料）を誘電体として、誘電体障壁放電（バリア放電）を発生させ、この放電で発生した紫外線によりガラス内面に塗布された蛍光体層１２を発光させている。

ここで、数値例をあげると、ガラス管１は、長さ７５０ｍｍ、外径φ１２ｍｍであり、発光長は７３０ｍｍ程度となる。外管１５の外径はφ１７ｍｍとなる。ガラス管１に封入されるキセノンガスは１０ｋ〜４０ｋＰａの範囲から選択され、例えば、２０ｋＰａ封入される。電極２の幅は０．２〜４ｍｍの範囲から選択され、例えば、０．５ｍｍであり、希ガス蛍光ランプは、定格点灯電力２０Ｗ程度で点灯する。

図４は、図１に示すバックライトユニットにおいて、１つのランプ付近の拡大部分構造を示す。
ランプ１にはパイプ状の外管１５が設けられており、ランプ１の外面と外管１５の内面の間に隙間Ｇが形成される。外管１５は、例えばソーダガラス、アクリル、ホウ珪酸ガラスなどで構成されており、一端は空洞部２２ａの内側壁２３ａに取り付けられた円環状のホルダ２４ａにより保持されており、他端は空洞部２２ｂの内側壁２３ｂに取り付けられた円環状のホルダ２４ｂにより保持されている。この保持は気密性を有するものであり、外管１５の内側空間（隙間Ｇ）と、外管１５の外部空間（主空間部２１）を完全に隔離する。すなわち、冷却風はランプ１の発光管のみを冷却することができる。なお、外管１５が長い場合などは、隙間Ｇにスペーサを配置してもよい。

ランプ１の一端は空洞部２２ａの内側に取り付けられた保持部材２５に固定されており、ランプ１の他端は空洞部２２ｂの内側に取り付けられたソケット２６に固定される。なお、ランプ１の給電線は空洞部２２ｂの外壁に設けられた穴を介してケ-シングの外部に配置された図示略の給電装置に接続される。ランプ1の他端である給電部側においても、ソケット２６と同様の構成で、固定される。

以上の構成において、空洞部２２ａに連通して取り付けられた吸引ファン３ａが外部空気を空洞部２２ａ内に吸引すると、冷却風は、空洞部２２ａから外管１５内の隙間Ｇを介して、反対側の空洞部２２ｂに流れ、排風ファン３ｂを介して排気される。これにより、ランプ１の長手方向に何らの抵抗を有することなくスムーズに冷却風を流すことができ、ランプ１の発光管（ガラス管１０）から発生する熱を良好に排熱することができる。また、ケーシング２の主空間部２１には冷却風は流れていかない構成であるため、反射シートやシート体に粉塵を接触させるという問題を回避できる。すなわち、ランプを冷却するために単純に冷却風を流すという構造であれば、ランプを冷却することはできるものの、ケーシング内のシート体や反射体に塵埃を付着させてしまうという問題を生じるからである。

本発明に係るバックライトユニットの全体外観図を示す。 本発明に係るバックライトユニットの全体外観図を示す。 本発明に係るバックライトユニットに使われる希ガス蛍光ランプを示す。 本発明に係るバックライトユニットの内部構造を示す。

符号の説明

１ 希ガス蛍光ランプ
２ ケーシング
３ ファン
４ シート部材
５ シート体
１０ ガラス管
１１ 電極
１２ 蛍光体層
１５ 外管
２１ 主空間部
２２ 空洞部

Claims (2)

1. 箱型のケーシングと、このケーシングの内部に複数本配列された誘電体バリア放電を利用した水銀レスの希ガス蛍光ランプと、各々の希ガス蛍光ランプをそれぞれ覆うように配置することで二重管構造を形成した外管と、ケーシングの側壁部分であって各希ガス蛍光ランプの両端部分が保持・収容される一方の空洞部及び他方の空洞部と、少なくともいずれか一方の空洞部に取り付けられた冷却機構とよりなるバックライトユニットにおいて、
   前記一方の空洞部から供給された冷却風は、前記希ガス蛍光ランプの外面であって外管との間に形成された隙間を流れて他方の空洞部を経由してケーシング外部に排出されるとともに、当該ケーシングの内部空間であって各希ガス蛍光ランプに設けられた外管の外側には当該冷却風が漏れないように気密構造が形成されていることを特徴とするバックライトユニット。
2. 前記ケーシングの内面には、前記希ガス蛍光ランプからの放射光を反射するシート部材が設けられていることを特徴とする請求項１のバックライトユニット。

Images