JP2587777B2 - 液晶表示装置のバックライト装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置のバック
ライト装置に関する。更に具体的に言うと、本発明は、
例えば蛍光灯のような細長い光源を有する液晶表示装置
のバックライト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポータブル型のパーソナル・コンピュー
タの表示装置として液晶表示装置が使用されてきた。ポ
ータブル型のパーソナル・コンピュータに使用される液
晶表示装置は非常に小型化されなければならない。この
ためにバックライト装置も小型化されてきた。図１は、
従来の液晶表示装置を概略的に示す。液晶表示装置は、
液晶表示部１、バックライト装置２並びに偏光板７及び
８を有する。液晶パネル１は、２枚のガラス基板３及び
４を有し、これらのガラス基板の周辺には、シール５及
び６が設けられ、そして２枚のガラス基板の間には液晶
材料が密封されている。ガラス基板３の内面には、ブラ
ック・マトリクス及びカラー・フィルタ等が形成されて
おり、ガラス基板４の内面には、水平方向にゲート線が
設けられそして垂直方向にデータ線が設けられている。
ゲート線及びデータ線の各交点には、液晶表示セルがそ
れぞれ設けられている。ゲート線及びデータ線にはゲー
ト線ドライバ及びデータ線ドライバがそれぞれ接続され
ている。これらの詳細はこの分野で周知であるので図に
は示していない。液晶パネル１の両側には、この分野で
周知なように偏光板７及び８が設けられている。

【０００３】バックライト装置２は、導光体９、例えば
冷陰極管のような蛍光灯１０及び１１、並びに反射板１
２及び１３を有する。導光体９の下側の表面には、蛍光
灯からの光を乱反射するための光拡散塗料等が付着され
ている。バックライト装置２及び偏光板８の間には、拡
散板１４が設けられている。光源即ち蛍光灯１０および
１１からの光は、直接的に導光体９に入射し、又反射板
１２及び１３により反射されて導光体９に入射する。導
光体９に入射した光は、光拡散塗料により全方向拡散さ
れて図１の上方に向かって進む。この全方向拡散により
導光体９の上面全体に於ける光の照度はほぼ均一にされ
る。この均一な照度の光は拡散板１４により更に拡散さ
れて、液晶パネルに入射する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図２は、図１の点線１
５で囲まれた部分の拡大図である。低価格で小型であり
そして軽量なバックライト装置が従来望まれていたため
に、反射板１２も又これらの要求を満たすものでなけれ
ばならず、このため反射板１２として、銀を蒸着した可
撓性の非常に厚さの薄いプラスチック・フィルムが使用
されてきた。工場に於ける組立の際には、この可撓性プ
ラスチック・フィルムを蛍光灯の表面から一定の距離だ
け間隔を保ちつつこれの両縁を図２に示すように接着剤
により導光体９の上側表面及び下側表面の端部に接着す
る。本発明は、このような可撓性のプラスチック・フィ
ルムを使用する際の問題点を解決する。詳述すると、こ
のプラスチック・フィルムが可撓性であり、このプラス
チック・フィルム及び蛍光灯の間に取り付け後の形状固
定のための方策が講じられていないために、そして可撓
性のプラスチック・フィルムの反射板１２が人手によっ
て組み立てられるために、プラスチック・フィルム及び
蛍光灯の間の距離が安定して一定に保たれなかった。更
に詳細に説明すると、或るバックライト装置では蛍光灯
１０の表面と反射フイルム１２との間の距離が所定距離
Ｄよりも短くなり、そして他のバックライト装置では両
者間の距離が所定距離Ｄよりも長くなるというようなバ
ラ付きを生じる。又、一つのバックライト装置でも、軸
方向に沿った位置によって所定距離Ｄが保たれなくな
る。

【０００５】この様に、蛍光灯１０及び反射板１２の間
の距離が距離Ｄに一定に保たれなかったために、即ちバ
ックライト装置の組立ごとに蛍光灯１０及び反射板１２
の間の距離がバラつくために、次のような問題点が生じ
た。その第１は、蛍光灯１０とプラスチック・フィルム
の表面の銀の蒸着膜との間の浮遊容量がバックライト装
置ごとにバラつくために、各バックライト装置に、同じ
値の電圧を印加してもバックライト装置ごとに輝度が異
なるという問題を生じる。更に第２として、反射板１２
と蛍光灯１０の間の距離が直径方向に亘って均一になる
ように取り付け後のこのプラスチック・フイルムの形状
を制御できないため、蛍光灯１０から射出される光のう
ち、導光体９の反対側に射出される光を有効に導光体９
の入射部へ導くことが困難である。

【０００６】更に、上述のように反射板１２として、非
常に薄いプラスチック・フィルムを使用することにより
次のような新たな問題点が生じた。即ち、蛍光灯の寿命
即ち蛍光灯が設計値以上の明るさの光を発生できる時間
は、液晶パネルの寿命時間に比べて短いので、劣化した
蛍光灯を取り替えることが必要であり、この理由により
蛍光灯を交換可能なバックライト装置が要求される。と
ころが、上述のように可撓性の非常に薄いプラスチック
・フィルムを接着剤によって導光体９に張り付けている
ために、これをはがした後に蛍光灯を取り替えそして再
びプラスチック・フィルムを張り付けなければならず、
しかも直径が約３ー５ｍｍの細い蛍光灯は非常に破損し
やすいために、この作業は非常に手間がかかる面倒な作
業であり、この作業をエンド・ユーザに任せることは困
難である。よって、光源即ち蛍光灯を交換できるバック
ライト装置の開発が必要であり、且つその開発に当たっ
て、この問題点の解決を要する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述のような
従来の問題点を解決するためになされたものであり、次
のような構成を有することを特徴とする。

【０００８】本発明に従う液晶表示装置のバックライト
装置は、細長い形状の光源と、該光源を収容する細長い
開口及び該開口の長手方向に該開口の内面と平行に延び
る外面を有する透光性部材と、該透光性部材に隣接して
配置され、上記長手方向に平行な受光面を有する導光体
と、上記透光性部材の外面の上記導光体の上記受光面に
対面する部分を除く領域に取り付けられた反射膜とを有
し、上記透光性部材の外面の上記導光体の上記受光面に
対面する領域には上記長手方向に沿って突出部が形成さ
れ、上記導光体の上記受光面には上記突出部に嵌合する
溝が形成されていることを特徴とする。

【０００９】上記反射膜は上記突出部を除く上記外面に
取り付けられていることを特徴とする。

【００１０】

【実施例】図３は、本発明に従う液晶表示装置のバック
ライトの良好な実施例を示す。液晶表示装置は、図１に
示したような液晶表示パネル、２つの偏光板、拡散板、
ゲート線ドライバ及びデータ線ドライバ等を有するが、
図を簡単にするためにこれらは図示されていない。バッ
クライト装置１９は、導光体２９、透光性部材２０、長
手方向に細長い冷陰極型蛍光灯３０及び反射フイルム２
５を有する。導光体２９の材料は、アクリル樹脂、有機
硝子等の光の透過性の高い材料で形成される。蛍光灯３
０は商業的に入手できるものでよく、両端に端子２４を
有する。蛍光灯３０の直径は約５ｍｍである。透光性部
材２０は、光の透過性の高いアクリル樹脂、有機硝子等
の材料で形成される。透光性部材２０には細長い蛍光灯
３０を収容するための細長い開口２３が形成されてお
り、そしてこの細長い開口２３の長手方向で見て、この
開口２３の内面と透光性部材２０の外面は平行である。

【００１１】透光性部材２０は、蛍光灯３０と反射プラ
スチック・フイルム２５との間のスペーサとして働き、
又、このスペーサとして働く透光性部材２０の外面に反
射プラスチック・フイルム２５を取り付けることによ
り、この反射プラスチック・フイルム２５の取り付け形
状を安定に一定に固定できる。透光性部材２０に設けら
れた開口２３は、この中に蛍光灯３０を収容するもの
で、蛍光灯３０を保持する働きをすると共に、壊れやす
い蛍光灯３０を保護する働きをもする。

【００１２】透光性部材２０のうち導光体２９に対面す
る部分にはテーパー状の突出部分２１が一体的に形成さ
れている。透光性部材２０には貫通孔即ち開口２３が形
成されている。この開口２３の内径は、この開口２３内
に蛍光灯を挿入しやすくするために蛍光灯３０の外形よ
りも若干大きく形成される。開口２３内には、蛍光灯３
０が収容され、そして蛍光灯３０の両端の端子２４が開
口２３の両端から突出される。

【００１３】透光性部材２０の開口２３の内面と平行な
外面のうち、テーパー状突出部分２１の先端部の表面を
除く全面には、銀を蒸着した可撓性の非常に薄いプラス
チック反射フィルム２５が接着剤等により取り付けられ
ている。即ち、図示のように、反射フィルム２５は、透
光性部材２０の垂直な表面２７の下端及び垂直な表面２
８の上端を結び且つ蛍光灯を取り囲む外面に加えて、
（ａ）これらの垂直な表面２７及び２８並びに（ｂ）こ
の垂直な表面と突出部分２１の垂直な表面との間の斜面
のうち表面２７及び２８に近接する部分にまで取り付け
られている。

【００１４】蛍光灯３０のどのような半径方向に沿って
蛍光灯３０及び透光性部材２０を長手方向即ち矢印３２
の方向に切断しても、この長手方向に沿った透光性部材
２０の外面とこの長手方向に沿った開口２３の内壁とは
互いに平行なので、開口２３の内壁とこの透光性部材２
０の外側表面との間の距離Ｄは一定になり、この結果蛍
光灯３０の外側表面と反射フイルム２５との間の距離
が、蛍光灯３０の長手方向に沿ったどの位置でも一定距
離Ｄになる。

【００１５】導光体２９のうち、透光性部材２０に対面
する表面には、くぼみ部分２２が形成されている。くぼ
み部分は２２は、透光性部材２０の突出部分２１の形状
に対応した形状を有する。即ち、突出部分２１の斜面と
ほぼ同じ角度の斜面を有する。蛍光灯からの光は反射フ
イルム２５により反射されて若しくは反射されずに直接
的にくぼみ部分２２に入射する。

【００１６】図３の下方に、バックライト装置１９を収
容するためのフレーム３３が示されている。このフレー
ム３３は、壁３４及び３５を有し、そして側壁３５の左
の部分は、解放端を形成するように取り除かれている。
そしてこの解放端を通って蛍光灯３０が矢印３２の方向
に引き出されそして収納されるように、フレーム３３及
びバックライト装置１９が組み立てられる。この実施例
において、蛍光灯３０を交換する場合には、蛍光灯３０
が透光性部材２０と共に交換される。即ち、交換を行う
には、蛍光灯３０を収容したまま透光性部材２０が側壁
３５の解放端を通って矢印３２若しくは矢印３７の方向
に引き出され、そして新しい蛍光灯と透光性部材とが矢
印３２若しくは矢印３７の方向に沿って挿入される。こ
の挿入時に、くぼみ部分２２に対して突出部分２１が遊
嵌合しながら入り込むことにより反射フイルム２５が導
光体２９に対して正しい位置に位置決めされることが出
来る。矢印３２の方向の位置決めが終了すると、最終的
に矢印３７の方向に透光性部材２０を導光体２９に向か
って押し込み、両者の斜面同士を密に接触させる。これ
により蛍光灯３０から出射され透光性部材２０を通過し
た光は、外部に漏れることなく効率よく導光体２９に入
光する。

【００１７】そして、蛍光灯３０の外周表面と反射フイ
ルム２５との間の距離が、蛍光灯３０の長手方向に沿っ
たどの位置でも一定距離Ｄになるので、浮遊容量の値が
一定になる。これにより、大量生産される多数のバック
ライト装置ごとに、浮遊容量の値がバラつき、同じ値の
電圧を印加してもバックライト装置ごとに輝度が異なる
という問題点を解決することが出来る。

【００１８】もしも、反射フイルム２５が透光性部材２
０の垂直な表面２７及び２８と上述の斜面の一部分にま
で取り付けられておらず、且つ透光性部材２０と導光体
２９との間の接触が密でないと、光が漏れるため、バッ
クライト装置の表面輝度全体を下げると共に、かなり強
い光がエッジ３６から直接的に液晶表示パネルのエッジ
部分に入射し、これにより液晶表示パネルのエッジ部分
だけの輝度が残りの部分に比べて増大するという欠点が
生じる。本発明は上述の構造により、これらの問題点を
回避することが出来る。

【００１９】図４は、参考例を概略的に示す。図４は、
細長い蛍光灯４１の長手方向に垂直な方向の断面を示
す。但し断面を表す斜線は図を簡略にするために書き込
まれていない。細長い蛍光灯４１の表面のうち導光体４
０の受光面に対面する部分以外に透光性のスペーサ４２
及び反射フイルム４３が取り付けられている。導光体４
０、蛍光灯４１、スペーサ４２及び反射フイルム４３
は、蛍光灯の長手方向即ち図面に垂直な方向に延びてい
る。図３の実施例と同様に、反射フイルム４３及びスペ
ーサ４２は導光体４０の受光面の上下のエッジに光が入
らないようにこれらのエッジを越えて取り付けられてい
る。導光体４０の受光面は蛍光灯４１の円形表面に対応
した円弧状のくぼみ部分を有する。スペーサ４２は、図
３に示した透光性部材２０の働きをする。蛍光灯４１の
露出面を導光体４０の受光面に正しく位置決めするため
に、図には示していないが適切な位置決め手段を用いる
ことが出来る。銀等の反射膜を有する適切な反射フイル
ムがフイルム４３の内面即ち蛍光灯４１に対面する側の
面に設けられている。この参考例では、蛍光灯４１を囲
む図３の透光性部材２０のような部材が設けられていな
いのでコストを減少することが出来る。

【００２０】図５は、更に他の参考例を示す。図５も図
４と同様に、細長い蛍光灯５１の長手方向に垂直な方向
の断面を示し、そして断面を表す斜線は書き込まれてい
ない。更に、図５の構造は図４と同様に図面に垂直な方
向に延びている。細長い蛍光灯５１を囲んで透光性部材
５２が設けられている。この透光性部材５２内に開口が
形成されており、そしてこの開口内に細長い蛍光灯５１
が収容され、そしてこの細長い開口の長手方向で見て、
この開口の内面と透光性部材５２の外面は平行である。
透光性部材５２の外面には、銀等の反射膜を有する適切
な反射フイルム５３が取り付けられている。図３の参考
例と同様に、反射フイルム５３は導光体５０の受光面の
上下のエッジに光が入らないようにこれらのエッジを越
えて取り付けられている。透光性部材５２の断面が四角
形であるので、これの光放出面を導光体５０の受光面に
対して正しく位置決めさせることが出来る。透光性部材
５２の断面は四角形であるが、断面形状が五角形、六角
形等の他の多角形柱を使用することが出来る。

【００２１】図６は、液晶表示装置のバックライト装置
の他の参考例を示す。バックライト装置６０は、蛍光灯
５０、導光体５１、保持部材５２、反射プラスチックフ
イルム５３、及び取り付け部材５９を有する。保持部材
５２の内面には、反射プラスチック・フイルム５３が取
り付けられている。保持部材５２は図に示すように、蛍
光灯５０を取り囲むようにして導光体５１に取り付けら
れる。保持部材５２には光が透過せず、反射プラスチッ
ク・フイルム５３及び蛍光灯５０を保持する働きをする
ので、これの材料は透光性の材料でなくてもよく、金属
若しくはプラスチック材料を使用することが出来る。

【００２２】蛍光灯５０のどのような半径方向の沿って
蛍光灯５０及び保持部材５２を長手方向即ち矢印５６の
方向に切断しても、この長手方向に沿った保持部材５２
の内面とこの長手方向に沿った蛍光灯５０の外面とは互
いに平行なので、この結果蛍光灯５０の外側表面と反射
プラスチック・フイルム５３との間の距離が、蛍光灯５
０の長手方向に沿ったどの位置でも一定距離Ｄになる。

【００２３】蛍光灯５０を反射プラスチック・フイルム
５３と平行に配置するために、点線５９で示す取り付け
部材が、蛍光灯５０の両端部に設けられている。取り付
け部材５９は、蛍光灯５０から出射される光が導光体５
１へ入光するのを妨げないような厚さを有する。この参
考例では、取り付け部材５９の厚さは約５ｍｍである。
取り付け部材５９は、蛍光灯５０を支持するほかに、保
持部材５２が、図６に示すように導光体５１に装着され
た時に導光体５１の受光面に対して蛍光灯５０を平行に
保つように位置決めする働きをする。このために蛍光灯
５０の両端部のそれぞれの取り付け部材５９の垂直なエ
ッジと蛍光灯５０との間の距離は互いに同じにされてい
る。保持部材５２のエッジにまで反射プラスチック・フ
イルム５３が延長されており、導光体５１の上側及び下
側の面に対して接触面５７及び５８により係合する。蛍
光灯５０及び反射プラスチック・フイルム５３の間の空
間には、空気が存在する。図６の構造は、図３に示した
フレーム３３内に収容される。

【００２４】この様に保持部材５２は、蛍光灯５０を一
体的に保持すると共に、反射プラスチック・フイルム５
３を蛍光灯５０から一定距離Ｄだけ正しく間隔づける働
きをする。バックライト装置６０の蛍光灯５０を交換す
る場合には、古い蛍光灯を保持部材ごと取り外した後
に、新しい保持部材５２（この中には取り付け部材５９
により新しい蛍光灯５０が一体に組み込まれている）
を、フレーム３３の側壁３５の解放部を通して矢印５６
の方向に挿入し、次いで、取り付け部材５９の垂直エッ
ジが導光体５１の受光面に当たるまで矢印５５の方向に
移動させる。両者をこの位置に固定するために、又ここ
から光が漏れるのを防止するために、矢印５４の方向に
保持部材５２の係合部を導光体５１に対して押さえつけ
る手段を用いることが出来る。この押さえつけ手段を用
いる代わりに、保持部材５２自体を弾力性材料で形成
し、この保持部材自身のバネ力により接触面を密にする
ことも可能である。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、液晶表示装置のバックライト
装置の蛍光灯の周囲の浮遊容量を一定の値に制御するこ
とが出来るので、大量生産されるバックライト装置の発
光特性を均一にすることが出来る。更に、蛍光灯の取り
替えを容易にし、そして取り替え後も取り替え前と同じ
発光特性を維持させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が対象とする液晶表示装置を概略的に示
す図である。

【図２】従来のバックライト装置の問題点を説明するた
めの図である。

【図３】本発明に従う液晶表示装置のバックライト装置
の実施例を示す図である。

【図４】液晶表示装置のバックライト装置の参考例を示
す図である。

【図５】液晶表示装置のバックライト装置の他の参考例
を示す図である。

【図６】液晶表示装置のバックライト装置の更に他の参
考例を示す図である。

【符号の説明】 １９・・・バックライト装置 ２０・・・透光性部材 ２１・・・突出部分 ２２・・・くぼみ部分 ２３・・・開口 ２４・・・端子 ２５・・・反射フイルム ２７、２８・・表面 ２９・・・導光体 ３０・・・蛍光灯 ３３・・・フレーム ３４、３５・・側壁 ３６・・・エッジ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】細長い形状の光源と、 該光源を収容する細長い開口及び該開口の長手方向に該
   開口の内面と平行に延びる外面を有する透光性部材と、 該透光性部材に隣接して配置され、上記長手方向に平行
   な受光面を有する導光体と、 上記透光性部材の外面の上記導光体の上記受光面に対面
   する部分を除く領域に取り付けられた反射膜とを有し、 上記透光性部材の外面の上記導光体の上記受光面に対面
   する領域には上記長手方向に沿って突出部が形成され、
   上記導光体の上記受光面には上記突出部に嵌合する溝が
   形成されていることを特徴とする液晶表示装置のバック
   ライト装置。
2. 【請求項２】上記反射膜は上記突出部を除く上記外面に
   取り付けられていることを特徴とする請求項１の液晶表
   示装置のバックライト装置。