JP4132854B2 - 直下型バックライト - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶用バックライト、写真のネガなどを見るために使用するライトボックス、X線写真を見るために使用するシャウカステン、看板等として用いられるバックライトに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置用などのバックライトは、光源の配置の仕方に基づいて大別するとサイド型と直下型に分けられる。サイド型は導光板の側部に光源を配置したものであり、直下型は発光面となる拡散板の背後(直下)に光源を配置したものである。
【0003】
図6に示すように、液晶表示装置用バックライト100の場合、ケース101と、発光面となる拡散板102と、ケース101内部の光源103と、光源103が接続されるインバータ104と、拡散板102の表面に重ね置きされた光学シート105等を備えている。
前記光源103としては、高い輝度を得るために、複数のランプを使用するのが一般的であり、液晶用バックライトの場合、ディスプレイサイズが15インチであれば4本から8本の冷陰極管からなる蛍光ランプが使用され、20インチであれば8本から14本程度の蛍光ランプが使用される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
図示のバックライト100の場合、光源103は、ケース101と拡散板102とで囲まれて配置されているため、光源103からの発熱によりケース101内部に熱が籠もりやすい構造となっている。
【0005】
しかも、光源103である蛍光ランプは、電極付近では電気エネルギーから光への変換効率が低いため、電極において無駄なエネルギーが発熱として消費され、電極付近が熱くなるという特性を持っている。特に、冷陰極管の場合、電極付近における光の変換効率が熱陰極管に比べて低いため、発熱が大きく電極付近の温度が100℃程度になることがある。
また、蛍光ランプを点灯させるためのインバータ104も、その機能上、発熱が大きい。
【0006】
このため、光源103の電極やインバータ104からの発熱によってバックライトのケース101内部の温度が上昇し、実験によればケース101内部の温度が60℃近くまで上昇することが確認されている。
そして、ケース101内部の温度が上昇すると、光源103の発光効率が低下して、バックライトの輝度が低下するという問題が発生する。したがって、光源103近傍の温度は比較的低く(例えば、40℃程度に)保たれるのが望ましい。
【0007】
ここで、熱くなりすぎたケース101内部の温度を下げる手段としては、1)ケースに空気穴又はファンを設けて冷却する、2)ケース101に冷却用フィンを設ける、ことが考えられる。
しかし、1)の手段では、光源周囲の空気が空気穴やファンによって入れ替わるため、光源近傍の温度が急激に変化し、温度の急激な変化により輝度がふらつく(上下する)欠点がある。しかも、空気の入れ替え効率を上げるために、空気穴を大きく形成すると、外部からの異物の侵入が容易となり、明るさの低下等の発光品位の劣化をもたらす。
【0008】
また、2)の手段では、フィンを設けても1)の手段に比べて冷却効率が小さく、冷却効率を大きくするには、大きなフィンが必要となり、製品寸法が大きくなるとともに重量が大きくなるなどの大型化を招く。
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、直下型バックライトの熱による輝度の低下あるいは変化を防止するための新たな手段を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、発光面部の周囲に非発光領域を有するケース内に長手方向両端に電極部を有する冷陰極管からなる管状ランプが配置され、当該管状ランプを点灯させるためのインバータを備えた直下型バックライトであって、前記ケース内において、主に前記発光面部の背後にある第1空間と、主に前記非発光領域の背後にある第2空間とを区切る遮熱板を備え、前記インバータは、前記第2空間内に納められ、前記管状ランプは、長手方向両端の電極部がそれぞれ前記第2空間内に位置していると共に、長手方向中途部が前記第1空間内に位置していることを特徴とする。
【0010】
本発明によると、第1空間は、発熱源であるインバータや管状ランプ両端の電極部の位置する第2空間に対して遮熱板によって区切られている。このため第1空間は、インバータや電極からの発熱による影響が少ない空間となっている。そして、管状ランプの有効発光部である長手方向中途部は、発熱の影響が少ない第1空間内に位置しているため、管状ランプ有効発光部近傍での温度の上昇が少なく、管状ランプの明るさの低下が防止される。
【0011】
また、前記ケースには、前記第2空間からケース外部に連通した空気連通部が形成されているのが好ましい。インバータと管状ランプ電極が位置する第2空間が空気連通部によってケース外部と連通していることで、第2空間とケース外部との間で空気の入れ換えが行われ、第2空間が効率良く冷却される。しかも、空気の入れ換えによって第2空間が急激に冷却されたとしても、管状ランプ中途部が位置している第1空間とは遮熱板によって区切られているので、第1空間における急激な温度変化が防止され、管状ランプの明るさの変化が防止される。さらに、ケース外部から空気連通部を通ってホコリ等の異物がケース内に進入した場合であっても、遮熱板の存在によって異物の第1空間への進入が抑えられるため空気連通部を大きくとることができる。
【0012】
さらに、本発明では、前記遮熱板の前記第1空間側の面には光の反射部が設けられているのが好ましく、この場合、遮熱板を設けても、発光面部における発光品位の低下を防止できる。
【0013】
また、前記遮熱板は、発光面部と非発光領域の境界より発光面部側に位置して、前記第1空間と前記第2空間とを区切っているのが好ましく、この場合、第2空間を広くとることができる。しかも、遮熱板の第1空間側の面に反射部が設けられていることから、遮熱板が発光面部側に位置していても、発光面部における有効発光領域を広くすることができる。
【0014】
本発明では、前記第2空間には、管状ランプの長手方向両端近傍の非有効発光部がすべて納められているのが好ましく、この場合、第1空間には管状ランプの有効発光部だけが位置し、暗い非有効発光部が発光面部側から見えなくなり均一な発光品位が確保される。
【0015】
さらに、前記ケースは、光源が設けられる第1ケース体に、発光面部が設けられる第2ケース体が分離可能に取り付けられて構成され、前記遮熱板は、前記第2ケース体に設けられているのが好ましく、この場合、第2ケース体を第1ケース体から取り外すと、第2ケース体とともに遮熱板も取り外され、第1ケース体の内部において第1空間と第2空間の区切りがなくなり、第1空間と第2空間にまたがって位置する管状ランプの交換等のメンテンナンスを容易に行える。
【0016】
また、前記遮熱板は、第2ケース体から第1ケースに向かって延設され、当該遮熱板の延設方向先端と第1ケース体との間には、前記第1空間と前記第2空間との間の空気の流通を許容する隙間が形成されているのが好ましい。この場合、隙間を介して第1空間と第2空間の間で空気が多少流通し、ケース内全体での温度の均一化が図られる。そして、この隙間の間隔は、第1空間の急激な温度の変化や第1空間への異物進入を抑えるために10mm以下であるのが好ましい。
【0017】
そして、本発明は、発光面部の周囲に非発光領域を有するケース内に長手方向両端に電極部を有する冷陰極管からなる管状ランプが配置された直下型バックライトであって、前記ケース内において、主に前記発光面部の背後にある第1空間と、主に前記非発光領域の背後にある第2空間とを区切る遮熱板を備え、前記管状ランプは、長手方向両端の電極部がそれぞれ前記第2空間内に位置していると共に、長手方向中途部が前記第1空間内に位置しているものとすることができる。この場合、第2空間に位置している管状ランプ両端の電極による発熱による管状ランプの明るさの低下が防止される。
【0018】
さらに、本発明では、発光面部の周囲に非発光領域を有するケース内に冷陰極管からなる光源が配置され、当該光源を点灯させるためのインバータを備えた直下型バックライトであって、前記ケース内において、主に前記発光面部の背後にある第1空間と、主に前記非発光領域の背後にある第2空間とを区切る遮熱板を備え、前記インバータは、前記第2空間内に納められているものとすることができる。この場合、第2空間に位置しているインバータの発熱による管状ランプの明るさの低下が防止される。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態では、直下型バックライトの一例としてX線写真などを観察するためのシャウカステンを挙げて説明する。図1〜図4に示すシャウカステン1は、厚みが60mm以下の薄い箱状に形成されたケース2を有しており、このケース2には、発光面部となる拡散板3を備えている。ケース2の厚みは具体的には40mmである。このケース2内部には、光源4とインバータ5が設けられている。なお、図3の上側をシャウカステン1の「上」と表現し、図3の下側をシャウカステン1の「下」と表現するが、これらの表現は、便宜的なものであり、上下を横向きにするなどシャウカステン1の設置の仕方を制限するものではない。
【0020】
ケース2は、下ケースとなる第1ケース体7と、上ケースとなる第2ケース体8とを備えている。第1ケース体7は、矩形状の底面7aと底面7aの周縁から上方に立設された側面7bとを有し、上部開口状に形成されている。第1ケース体7の側面7bには、ケース内外に連通する貫通孔が形成されており、この貫通孔はケース内外を空気が流通するための空気連通部7cとされている。
第2ケース体8は、枠状の上面8aと、上面8aの外周縁から垂下して設けられた側面8bとを有し、第1ケース体7の上部から外嵌状に装着され、ネジ9で固定される。第1ケース体7と第2ケース体8とが、ネジ固定式であるので、容易に分離でき、上ケースである第2ケース体を取り外すことでメンテンナンス等を容易に行うことができる。なお、第1ケース体7と第2ケース体8はともに金属製である。
【0021】
第2ケース体8の枠内周部には、矩形状の拡散板3の周縁が差し込まれる凹部10が形成されている。拡散板3は凹部10に差し込まれ、ネジ10aで第2ケース体8に固定される。拡散板3を第2ケース体8の内周側に取り付けることで、図1に示すように拡散板3の周囲において額縁状に第2ケース体8が位置する。また、矩形枠状の第2ケース体8の一方の長辺部(図1において上側の長辺部)には、X線写真を固定するためのクリップ部11が設けられており、クリップ部11と拡散板3との間にX線写真を差し込んで挟み込ませることによってX線写真をシャウカステン1に固定することができる。
【0022】
第2ケース体8とクリップ部11の存在のため、拡散板3のうち、実際に発光する発光面部3aは、拡散板3が凹部10に差し込まれている部分及びクリップ部11によって隠れている部分を除く領域(図1において拡散板3が見える範囲)となり、発光面部3aは光源4からの光によって発光する。一方、第2ケース体8とクリップ体11によって発光面部3aの周囲を額縁状に囲む部分は、発光しない非有効発光領域となっている。
【0023】
なお、拡散板3は白色透明のアクリル板によって形成されており、光源4からの光を拡散させて均一な発光面を形成する。また、発光面部3aは、横長手方向長さが1141.2mmであり、縦幅方向長さが431.3mmであり、半切サイズのX線写真(X線フィルム)を縦長向きの状態で横方向に3枚(複数枚)置けるように半切サイズのX線写真3枚(複数枚)分に略相当する大きさに形成されている。なお、半切サイズのX線写真の大きさは、356×432mmである。また、大角サイズのX線写真の大きさは356×356mmであり、大陸(大四切)サイズのX線写真の大きさは、279×356mmである。大陸サイズのX線写真であれば、発光面部3aには4枚並べることができる。
【0024】
第1ケース体7の底面7aには、光源3からの光を反射するための反射板13が配置されている。反射板13は、効率よくかつ均一に光を反射させるために白色塗装された金属板によって構成されている。反射板13は、大陸サイズのX線写真と略同じ大きさに形成されており、4枚(複数枚)が横方向に並設されている。各反射体13の四隅は、ネジ14によってそれぞれ第1ケース体7に対して取り外し自在に取り付けられている。
【0025】
これらの反射板13の上には、それぞれ光源4が6本(複数本)設けられ、シャウカステン1全体で計24本(6本×4)の光源4を備えている。光源4は、図5に示すように、長手方向両端に電極部16,16を有する管状ランプであり、具体的には冷陰極管の蛍光灯である。管状ランプとしては熱陰極管でもよいが、冷陰極管とすることで、管径を小さくすることができる。冷陰極管4としては、管径φが2〜6mm程度の細管タイプが用いられ、シャウカステン1の厚みを薄くしている。
【0026】
冷陰極管4の電極部16を含む長手方向両端部近傍は、点灯時においても明るさが低い非有効発光部17となっており、非有効発光部17,17によって挟まれた冷陰極管4の長手方向中途部は明るい有効発光部18となっている。なお、非有効発光部の長さは数mm程度である。
【0027】
図3に示すように、管状ランプ4の長手方向両端には電極部16を覆うように保持ゴム20が装着される。保持ゴム20は、反射板13に設けられたランプ取付部21に装着されて、管状ランプ4を反射体13に位置決め固定するためのものである。なお、管状ランプ4は、保持ゴム20によって反射体13から浮いた状態で保持され、管状ランプ4から金属製反射体13への電流のリーク防止と、発光品位の確保が図られている。管状ランプ4と反射体13との間の距離は約1.9mmである。
【0028】
保持ゴム20は、難燃性であるシリコンゴムによって形成されており、電極部16が100℃を超える高温となったときの保護部材としても機能する。また、保持ゴム20は絶縁材でもあるから、電流の流れる管状ランプ4と金属製の反射体13との間に位置して絶縁する絶縁体としても機能する。
【0029】
インバータ5は、第1ケース体7内に4個(複数個)設けられている。各インバータは、ケースの非有効発光領域の背後に位置するように、図3において第2ケース体上面8aの下方に配置されている。各インバータは、反射体13に対応した数(4個)ほど設けられており、一つのインバータ5は、一つの反射体13に設けられた複数の光源4とそれぞれ接続されている。このシャウカステン1では、各インバータのON/OFFによって反射体13毎に光源4を点灯・消灯させることができる。
【0030】
各インバータ5は、第1ケース体7の側面7bに対して所定の距離を置いて配置されている。インバータ5と側面7bとの間のスペース23は、インバータに電気を供給するための配線を通すために利用される。また、スペース23によってインバータ5と第1ケース体7の絶縁が確保される。さらに、スペース23によってインバータ5の放熱も促進される。なお、インバータ5と側面7bとの距離は5〜12mm程度である。インバータ5は、配置の都合上、光源4の長手方向一方側の側面7bと他方側の側面7bとに分散して配置されている(図1参照)。
【0031】
インバータ5は、細長い回路基板25にトランスやコンデンサなどの回路部品26を搭載して構成されており、回路基板25が側面27と平行になるように縦置きで配置されている。縦置き配置にすると、回路基板25が底面7aと平行になるように平置き配置する場合と比べて省スペース化が図られる。また、縦置きにすると平置きに比べて放熱性も良い。
【0032】
上ケースである第2ケース体8には、ケース内部空間を区切るための遮熱板28が設けられている。この遮熱板28は、金属製であり、矩形枠状の第2ケース体の各長辺部の背面8cにそれぞれ取り付けられて、発光面部3aの背後(図3において下方)にある第1空間29と、管状ランプ4の長手方向両端側の非発光領域(第2ケース体上面8a)の背後(図3において下方)にある第2空間30とを区切っている。
【0033】
遮熱板28は、第2ケース体8の背面8cにおいて、ネジ10cによって第2ケース体8と固定されている。なお、遮熱板28を固定するネジ10cによって拡散板3も第2ケース体8に固定されている。第2ケース体8に遮熱板28が設けられているので、第2ケース体8を取り外すと第1ケース体7において第1空間29と第2空間30の区切りがなくなりメンテンナンスが容易となり、特に光源の交換が容易である。
この遮熱板28は、第2ケース体8から第1ケース体7に向かって下方に延設されている。しかも、遮熱板28は、発光面部3aと非発光領域との境界32から管状ランプ4の長手方向中央側(図3において右方)に向かうように斜め下方に傾斜している。したがって、遮熱板28は、発光面部3aと非発光領域との境界32より発光面部3a側に位置している。
【0034】
管状ランプ4の長手方向両端は、非発光領域ではなく、発光面部3aの背後に位置しているが、遮熱板28が斜めに傾斜していることで、管状ランプ4の長手方向両端近傍が第2空間30内に位置する。管状ランプ4は、長手方向端部から約8mm程度の範囲が第2空間30内に位置している。この結果、管状ランプ4の非有効発光部17のみならず、非有効発光部17に近接する有効発光部18の一部が第2空間30内に位置している。非有効発光部17が第2空間30内に位置していることで、第1空間29にあるのは管状ランプ4の有効発光部18だけであり、発光面部3a側から暗い非有効発光部17が見えなくなり発光品位が向上する。
【0035】
また、金属製の遮熱板28の第1空間29に面する面が、白色塗装されて光の反射部33とされているため、遮熱板28の設けられている範囲も明るさが確保され、遮熱板28を設けても発光面部3aを広く確保できる。
なお、遮熱板28としては、樹脂製も採用でき、この場合、白色の樹脂又は白色塗装された樹脂を採用することで反射部を持った遮熱板とすることができる。
【0036】
また、遮熱板28のケース厚み方向に対する傾斜角度αは、45゜以下が好ましく、本実施形態では45゜に設定されている。傾斜角度αが45゜以下とすることで、管状ランプ4の有効発光部18の光が反射部33全体に届き易く光の均一性が確保される。さらに、遮熱板28は、下方への延設方向中途部34でケース厚み方向に対する角度が小さくなるように折り曲げられており、ランプ取付部21等との干渉を避けつつ、管状ランプ4が第2空間30内に位置する範囲を小さくしている。
【0037】
遮熱板28の延設方向先端である下端36は、管状ランプ4との干渉を避けるために管状ランプ4に対応した部分に切欠部36aが形成されて、管状ランプ4が遮熱板28によって損傷するのが防止されている。また、遮熱板28の下端36のうち切欠部36aでない部分は、反射板13と接触しておらず浮いた状態となっており、管状反射板13が遮熱板28によって損傷するのが防止され、ひいては反射板13の損傷による発光品位の低下を防いでいる。
【0038】
また、下端36と反射板13(第1ケース体底面7a)との間に隙間37によって、第1空間29と第2空間30との間の空気の流通が確保されている。下端36と反射板13との隙間37の間隔は、第1空間29への熱い空気の大量流入により第1空間29の温度上昇を避けるため、10mm以下であるのが好ましく、具体的には1.5mmとされている。また、第2空間30の空気の入れ換えを促進するために、空気連通部7cである貫通孔を大きく又は数多く形成すると、ケース2内に異物が進入し易いが、隙間37の間隔を小さくすることで、第1空間29への異物の進入が防止される。
【0039】
本実施形態によると、発熱のある管状ランプ電極部16とインバータ5とが、第1ケース体7、第2ケース体8、遮熱板33によって囲まれた第2空間30内に納められ、第1空間29内にある管状ランプ4の有効発光部18と遮熱されているので、有効発光部18の輝度の低下が起こりにくい。しかも、第1ケース体7の空気連通部7cによって第2空間29とケース外部との空気流通が確保されているため、ケース外部からの空気の入れ換えによって第2空間30内が効率良く冷却されるとともに、第2空間30内における温度変化は、遮熱板28の存在によって第1空間29側に伝わりにくい。この結果、管状ランプ4の有効発光部18近傍では急激な温度変化がなく、輝度の変化(ふらつき)が防止される。シャウカステンの場合、輝度の変化(ふらつき)は、X線写真フィルムの正確な読影の妨げとなるが、本実施形態によれば、輝度の安定によって正確な診断情報を得ることができる。
【0040】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で様々な変更が可能である。例えば、バックライトとしての応用例は、シャウカステンに限られるものではなく、同様の構成を液晶表示装置用のバックライト等に採用することもできる。また、一部の請求項に係る発明関しては、第2空間内には、管状ランプの電極とインバータのいずれか一方だけが位置していてもよい。なお、第2空間内にインバータを設けない場合、インバータは、ケース内に限らず、ケース外に配置してもよい。
【0041】
【発明の効果】
本発明によると、管状ランプの有効発光部である長手方向中途部は、遮熱板で区切られて、発熱の影響が少ない第1空間内に位置しているため、管状ランプ有効発光部近傍での温度の上昇が少なく、管状ランプの明るさの低下が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】バックライト(シャウカステン)の平面図である
【図2】バックライト(シャウカステン)の側面図(図1のII矢視図)である。
【図3】バックライト(シャウカステン)の一部断面図(図1のIII−III断面図)である。
【図4】拡散板を除いた第2ケース体と遮熱板の一部平面図である。
【図5】冷陰極管の非有効発光部と有効発光部の説明図である。
【図6】従来のバックライトの概略構成図である。
【符号の説明】
1 シャウカステン(バックライト)
2 ケース
3a 発光面部
4 光源(管状ランプ;冷陰極管)
5 インバータ
7 第1ケース体
7c 空気連通部
8 第2ケース体
16 電極部
17 非有効発光部
18 有効発光部
28 遮熱板
29 第1空間
30 第2空間
32 境界
33 反射部
36 遮熱板の下端
37 隙間
Claims (10)
- 発光面部の周囲に非発光領域を有するケース内に長手方向両端に電極部を有する冷陰極管からなる管状ランプが配置され、当該管状ランプを点灯させるためのインバータを備えた直下型バックライトであって、前記ケース内において、主に前記発光面部の背後にある第1空間と、主に前記非発光領域の背後にある第2空間とを区切る遮熱板を備え、前記インバータは、前記第2空間内に納められ、前記管状ランプは、長手方向両端の電極部がそれぞれ前記第2空間内に位置していると共に、長手方向中途部が前記第1空間内に位置していることを特徴とする直下型バックライト。
- 前記ケースには、前記第2空間からケース外部に連通した空気連通部が形成されていることを特徴とする請求項1記載の直下型バックライト。
- 前記遮熱板の前記第1空間側の面には光の反射部が設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の直下型バックライト。
- 前記遮熱板は、発光面部と非発光領域の境界より発光面部側に位置して、前記第1空間と前記第2空間とを区切っていることを特徴とする請求項3記載の直下型バックライト。
- 前記第2空間には、管状ランプの長手方向両端近傍の非有効発光部がすべて納められていることを特徴とする請求項3又は4記載の直下型バックライト。
- 前記ケースは、管状ランプが設けられる第1ケース体に、発光面部が設けられる第2ケース体が分離可能に取り付けられて構成され、前記遮熱板は、前記第2ケース体に設けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の直下型バックライト。
- 前記遮熱板は、第2ケース体から第1ケースに向かって延設され、当該遮熱板の延設方向先端と第1ケース体との間には、前記第1空間と前記第2空間との間の空気の流通を許容する隙間が形成されていることを特徴とする請求項6記載の直下型バックライト。
- 前記隙間の間隔は10mm以下であることを特徴とする請求項7記載の直下型バックライト。
- 発光面部の周囲に非発光領域を有するケース内に長手方向両端に電極部を有する冷陰極管からなる管状ランプが配置された直下型バックライトであって、前記ケース内において、主に前記発光面部の背後にある第1空間と、主に前記非発光領域の背後にある第2空間とを区切る遮熱板を備え、前記管状ランプは、長手方向両端の電極部がそれぞれ前記第2空間内に位置していると共に、長手方向中途部が前記第1空間内に位置していることを特徴とする直下型バックライト。
- 発光面部の周囲に非発光領域を有するケース内に冷陰極管からなる光源が配置され、当該光源を点灯させるためのインバータを備えた直下型バックライトであって、前記ケース内において、主に前記発光面部の背後にある第1空間と、主に前記非発光領域の背後にある第2空間とを区切る遮熱板を備え、前記インバータは、前記第2空間内に納められていることを特徴とする直下型バックライト。
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