JP4899846B2 - バックライトユニットおよび液晶表示装置 - Google Patents
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めの開口部を有する筐体と、前記筐体の内部に収容されたランプと、前記ランプを点灯回路に接続するための接続部材とを備え、前記筐体の内部であって、前記ランプのガラスバルブは、アルカリ金属の含有率が3[mol%]〜20[mol%]のガラスで構成されている。
また、本発明に係るバックライトユニットは、前記ランプの両端間におけるエヤリー点付近にランプ保持部材が設けられていることを特徴とする。ここで、「エヤリー点付近」とは、ランプの長手方向において、エヤリー点からエヤリー点間の長さの5[%]以内の位置をいう。
図1に本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100の分解斜視図を示す。また、そのA−A´断面図を図2に、その平面図(光学シート類4およびカバー113を除く)を図3にそれぞれ示す。第1の実施形態に係るバックライトユニット100(以下、単に「バックライト100」という)は直下方式であり、一つの面が開口した直方体状の筐体3と、この筐体3の内部に収納された複数のランプ2と、ランプ2を保持するためのランプ保持部材101と、ランプ2を点灯回路(図示せず)に電気的に接続するための一対の接続部材102と、筐体3の開口部を覆う光学シート類4とを備えている。
筐体3は、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂製であって、その内面に銀などの金属が蒸着されて反射面103が形成されている。なお、筐体3の材料としては、樹脂以外の材料、例えば、アルミニウムや冷間圧延材(例えばSPCC)等の金属材料により構成してもよい。また、内面の反射面103として金属蒸着膜以外、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂に炭酸カルシウム、二酸化チタン等を添加することにより反射率を高めた反射シートを筐体3に貼付したものを用いてもよい。
筐体3内部にランプ2が収納された状態において、そのランプ2の両端間におけるエヤリー点(ランプ保持部材101におけるランプ2の長手方向の中間点)付近には、ランプ保持部材101が設けられている。図2に示すように、「エヤリー点」は、ランプ2の長手方向の長さをL1[mm]とした場合、ランプ2の両端からランプ2の長手方向の中央部に向かってそれぞれ0.2113L1[mm]離れた位置であることが好ましい。具体的には、後述するように、ランプ2の全長が760[mm]の場合、ランプ2は、その両端(外部リード線8bの両端)から長手方向の中央部に向かってそれぞれ161[mm]離れた位置においてランプ保持部材101により保持されている。なお、ランプ2の両端からエヤリー点である161[mm]ちょうど離れた位置である必要はなく、エヤリー点付近であればよい。ここで、「エヤリー点付近」とは、ランプの長手方向において、エヤリー点からL1(1−2×0.2113)×0.05[mm]以内の位置をいう。
図2に示すように、ランプ2は、ガラスバルブ7、電極105およびリード線8から構成される冷陰極蛍光ランプである。
1本のランプ2に対応する接続部材102は、筐体3の内側であって、筐体3の長手方向(図2におけるx方向)の両端部にそれぞれ配置されている。そして、この一対の接続部材102が、複数のランプ2の配置方向、すなわち短手方向に所定間隔を空けてランプ2の本数に応じた数だけ配置されている。図2に示すように、各々の接続部材102は、筐体3の底部においてその外部から内部へ挿通された給電リード線102aからなり、ランプ2のリード線8と半田111によって電気的に接続されている。
別の接続部材112は、例えばステンレス、りん青銅等の板材を略U字状に折り曲げて形成されている。この接続部材112には、例えばその底面において給電リード線102aに接続されており、給電リード線102aを介して点灯回路(図示せず)に接続されている。図8に示すように接続部材112は、ランプ2と直接接続するU字部112aと筐体3に固定するための脚部112bとで構成されている。U字部112aは、上方向に開口を有するU字状の形状で、そのU字で形成される溝部112cにランプ2のリード線8を挿入することができるようになっている。また、U字部112aの上端は、リード線8を挿入しやすいように外方向に折り曲げられている。
カバー113は、接続部材102と筐体3の内側の空間とを仕切るものであり、例えばポリカーボネート(PC)樹脂製であり、ランプ2の端部周辺を保温するとともに、少なくとも筐体3側の表面を高反射性とすることにより、ランプ2の端部の輝度低下を軽減する。
光学シート類4は、図1に示すように、拡散板114、拡散シート115およびレンズシート116により構成されている。拡散板114は、例えばポリメタクリル酸メチル(PMMA)樹脂製の板状体であって、筐体3の開口部を塞ぐように配置されている。拡散シート115は、例えばポリエステル樹脂製である。レンズシート116は、例えばアクリル系樹脂とポリエステル樹脂の貼り合せである。これらの光学シート類4は、それぞれ拡散板に順次重ね合わせるようにして配置されている。
本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100は、上記の構成により、バックライトユニット100におけるランプ2のたわみを解消することができるので、バックライトユニット100としての輝度むらを解消することができ、かつランプ2の破損を防止することができる。なお、輝度むらを解消するには、ランプ2のたわみが5[mm]以下に抑えられていることが好ましい。
本発明の第2の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図を図9に示す。また、そのF−F´断面図を図10に、その平面図(光学シート類4およびカバー113を除く)を図11にそれぞれ示す。第2の実施形態に係るバックライトユニット200(以下、単に「バックライトユニット200」という)は、ランプ201および接続部材202を除いて本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100と実質的に同じ構成を有している。よって、ランプ201および電気接続部材202について詳細に説明し、その他の点については省略する。なお、ランプ201の長手方向の長さは、外部接続端子203の分、本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100に用いるランプ2よりも長くなっている。この場合においても、その両端から長手方向の中央部にそれぞれ0.2113L2[mm]離れた位置においてランプ保持部材101によって保持されている。
ランプ201は、図10に示すように、本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニットに用いるランプ2のガラスバルブ7の両端外周に外部接続端子203を設けた冷陰極蛍光ランプである。よって、外部接続端子203について詳細に説明し、その他の点については省略する。
接続部材202は、接続部202aと給電リード線102aとで構成されている。接続部202aは、導電性で、例えば、ステンレス、りん青銅等の板材を折り曲げて形成されたものであり、ランプ201,204を挿入できる開口部を有し、ランプ201,204の端部の外形に合わせて略C字形状となっている。なお、ランプ201,204が嵌め込まれていない場合の接続部202aの略C字形状の内径は、ランプ201,204の端部の外径より少し小さい方が好ましい。接続部202aにランプ201,204が嵌め込まれた場合の接続の安定性を確保するためである。
本発明の第2の実施形態に係るバックライトユニット200は、上記の構成により、バックライトユニット200におけるランプ201,204のたわみを解消することができるので、バックライトユニット200としての輝度むらを解消することができ、かつランプ201,204の破損を防止することができる。なお、輝度むらを解消するには、ランプ201,204のたわみが5[mm]以下に抑えられていることが好ましい。
本発明の第3の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図を図13に示す。また、そのG−G´断面図を図14に、その平面図(光学シート類4およびカバー113を除く)を図15にそれぞれ示す。第3の実施形態に係るバックライトユニット300(以下、単に「バックライトユニット300」という)は、直下方式であり、ランプ301および接続部材302以外の構成については、本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100と実質的に同じ構成を有している。よって、以下、ランプ301および接続部材302について説明し、その他の点については省略する。なお、ランプ301の長手方向の長さは、リード線8の分、第1の実施形態に係るバックライトユニット100のランプ2よりも短くなっている。この場合においても、その両端から長手方向の中央部にそれぞれ0.2113L3[mm]離れた位置においてランプ保持部材101によって保持されている。
図14に示すように、ランプ301は、両端部が封止された直管状のガラスバルブ7と、このガラスバルブ7の両端部の外周面に直接設けられた外部電極303とで構成される外部電極型蛍光ランプである。
接続部材302は、本発明の第3の実施形態に係るバックライトユニットに用いる接続部材202の各給電リード線102aが連結部302aに接続された構成となっている。この構成により、ランプ301は、それぞれ個別の点灯回路(図示せず)に接続されているのではなく、連結部302aを介して同じ点灯回路に接続されている。
なお、接続部材302の構成は、上記の構成に限られない。例えば、図16に示すような接続部材305であってもよい。接続部材305は、U字部305a、脚部305bから構成されている。図16に示すように、U字部305aは、上方向に開口を有するU字状の形状で、そのU字で形成される溝部305cにランプ301の外部電極303を挿入することができるようになっている。また、U字部305aの上端は、ランプ301の外部電極303を挿入しやすいように外方向に折り曲げられている。溝部305cの高さM2は8[mm]、幅N2は3.8[mm]、奥行きP2は20[mm]であることが好ましい。
本発明の第3の実施形態に係るバックライトユニット300は、上記の構成により、バックライトユニット300におけるランプ301のたわみを解消することができるので、バックライトユニット300としての輝度むらを解消することができ、かつランプ301の破損を防止することができる。なお、輝度むらを解消するには、ランプ301のたわみが5[mm]以下に抑えられていることが好ましい。
本発明の第4の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図を図17に示す。また、そのH−H´断面図を図18、その平面図(光学シート類4およびカバー113を除く)を図19に示す。第4の実施形態に係るバックライトユニット400(以下、単に「バックライトユニット400」という)は、ランプ401および接続部材102を除いて本発明の第1の実施形態と実質的に同じ構成を有している。よって、ランプ401および接続部材102について詳細に説明し、その他の点については省略する。なお、ランプ401の長手方向の長さは、リード線8とリード線404の差の分、第1の実施形態に係るバックライトユニット100のランプ2と全長が異なる。この場合においても、その両端から長手方向の中央部にそれぞれ0.2113L4[mm]離れた位置においてランプ保持部材101により保持されている。
ランプ401は、熱陰極蛍光ランプであり、ガラスバルブ7と電極402とで構成されている。
接続部材102は、本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100に用いる接続部材102と実質的に同じ構成を有している。ただし、接続部材102は、各ランプ401端部から導出する2本のリード線404のそれぞれと電気的に接続されている。
なお、接続部材102の構成は、上記の構成に限定されない。例えば、図20に示すような接続部材407であってもよい。接続部材407は、連続U字部407aと脚部407bとで構成されている。図20に示すように、連続U字部407aは、上方向に開口を有するU字状の形状が2つ連続的に形成されており、各々のU字で形成される溝部407cにランプ401のリード線404を挿入することができるようになっている。また、連続U字部407aの上端は、ランプ401のリード線404を挿入しやすいように外方向に折り曲げられている。例えば、溝部407cの高さM3は、8[mm]、幅N3は3.8[mm]、奥行きP3は2[mm]であることが好ましい。
本発明の第4の実施形態に係るバックライトユニット400は、上記の構成により、バックライトユニット400におけるランプ401のたわみを解消することができるので、バックライトユニット400としての輝度むらを解消することができ、かつランプ401の破損を防止することができる。
本発明の第5の実施形態に係る液晶表示装置500の概略斜視図を図21に示す。図21に示すように、液晶表示装置500は例えば32[inch]液晶テレビであり、液晶パネル等を含む液晶画面ユニット501と本発明の第1の実施形態に係るバックライトユニット100と点灯回路502とを備える。
以上、本発明を上記した各実施形態に示した具体例に基づいて説明したが、本発明の内容が各実施形態に示した具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を用いることができる。
また、ガラスの熱膨張係数を調節することにより、ランプ2のリード線8との封着強度を高めることができる。例えば、リード線8がタングステン(W)製の場合には、36×10-7[K-1]〜45×10-7[K-1]とすることが好ましい。この場合、ガラス中のアルカリ金属成分およびアルカリ土類金属成分の合計を4[mol%]〜10[mol%]とすることでガラスの熱膨張係数を上記の範囲とすることができる。
a:3840[cm-1]付近の極小点の透過率[%]
b:3560[cm-1]付近の極小点の透過率[%]
t:ガラスの厚み
2.蛍光体の構成
(1)紫外線吸収について
例えば、近年、液晶カラーテレビの大型化に伴って、バックライトユニットの開口を塞ぐ拡散板に寸法安定性の良いポリカーボネートが使用されるようになっている。このポリカーボネートは、水銀が発する313(nm)の波長の紫外線により劣化しやすい。このような場合には、波長313(nm)の紫外線を吸収する蛍光体を利用すると良い。なお、313(nm)の紫外線を吸収する蛍光体としては、以下のものがある。
ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム[Ba1-x-ySrxEuyMg1-zMnzAl10O17]又は[Ba1-x-ySrxEuyMg2-zMnzAl16O27]
ここで、x,y,zはそれぞれ0≦x≦0.4、 0.07≦y≦0.25、 0≦z<0.1なる条件を満たす数であるであることが好ましい。
・マンガン不活マグネシウムガレート[MgGa2O4:Mn2+](略号:MGM)
・マンガン付活アルミン酸セリウム・マグネシウム・亜鉛[Ce(Mg,Zn)Al11O19:Mn2+](略号:CMZ)
・テルビウム付活アルミン酸セリウム・マグネシウム[CeMgAl11O19:Tb3+](略号:CAT)
・ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム[Ba1-x-ySrxEuyMg1-zMnzAl10O17]又は[Ba1-x-ySrxEuyMg2-zMnzAl16O27]
ここで、x,y,zはそれぞれ0≦x≦0.4、 0.07≦y≦0.25、 0.1≦z≦0.6なる条件を満たす数であり、zは0.4≦x≦0.5であることが好ましい。
・ユーロピウム付活リン・バナジン酸イットリウム[Y(P,V)O4:Eu3+](略号:YPV)
・ユーロピウム付活バナジン酸イットリウム[YVO4:Eu3+](略号:YVO)
・ユーロピウム付活イットリウムオキシサルファイド[Y2O2S:Eu3+](略号:YOS)
・マンガン付活フッ化ゲルマン酸マグネシウム[3.5MgO・0.5MgF2・GeO2:Mn4+](略号:MFG)
・ジスプロシウム付活バナジン酸イットリウム[YVO4:Dy3+](赤と緑の2成分発光蛍光体であり、略号:YDS)
なお、一種類の発光色に対して、異なる化合物の蛍光体を混合して用いても良い。例えば、青色にBAM−B(313nmを吸収する。)のみ、緑色にLAP(313nmを吸収しない。)とBAM−G(313nmを吸収する。)、赤色にYOX(313nmを吸収しない。)とYVO(313nmを吸収する。)の蛍光体を用いても良い。このような場合は、前述のように波長313(nm)を吸収する蛍光体が、総重量組成比率で50%より大きくなるように調整することで、紫外線がガラス管外に漏れ出ることをほとんど防止できる。したがって、313[nm]の紫外線を吸収する蛍光体を蛍光体層105に含む場合には、上記のバックライトユニットの開口を塞ぐポリカーボネート(PC)からなる拡散板等の紫外線による劣化が抑制され、バックライトユニットとしての特性を長時間維持することができる。
液晶カラーテレビで代表される液晶表示装置では、近年における高画質化の一環としてなされる高色再現化に伴い、当該液晶表示装置のバックライトユニットの光源として用いられる冷陰極蛍光ランプや外部電極蛍光ランプにおいて、再現可能な色度範囲の拡大化の要請がある。
・ユーロピウム付活ストロンチウム・クロロアパタイト[Sr10(PO4)6Cl2:Eu2+](略号:SCA)、色度座標:x=0.151、y=0.065
上記以外に、ユーロピウム付活ストロンチウム・カルシウム・バリウム・クロロアパタイト[(Sr,Ca,Ba)10(PO4)6Cl2:Eu2+](略号:SBCA)も使用でき、上記波長313(nm)の紫外線も吸収できるSBAM−Bも高色再現用に使用できる。
・BAM−G、色度座標:x=0.139、y=0.574
・CMZ、色度座標:x=0.164、y=0.722
・CAT、色度座標:x=0.267、y=0.663
なお、これらは上述したように、波長313(nm)の紫外線も吸収でき、また、ここで説明した3つの蛍光体粒子以外にも、MGMも高色再現用に使用することもできる。
・YOS、色度座標:x=0.651、y=0.344
・YPV、色度座標:x=0.658、y=0.333
・MFG、色度座標:x=0.711、y=0.287
なお、これらは上述したように、波長313(nm)の紫外線も吸収でき、また、ここで説明した3つの蛍光体粒子以外にも、YVO、YDSも高色再現用に使用することもできる。
希ガスは、例えばヘリウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)等を少なくとも一種類含み、二種類または三種類等を混合して用いてもよい。例えば、アルゴン(Ar100[%])を用いてもよいし、ネオン・クリプトン混合ガス(Ne95[%]+Kr5[%])を用いてもよい。希ガスとしてネオン・クリプトン混合ガスを用いると、ランプ2の始動性が向上し、ランプ2を低い電圧で点灯させることができる。
図22に示すように、筐体の内部におけるランプの長手方向の中間部付近に補助部材117が設けられていてもよい。バックライトユニット100を移動する際、ランプ2は、図22の紙面上のx方向よりもy方向にたわみやすい。移動中に想定外の衝撃等で瞬間的にランプ2の中間部付近が大きくたわむと、ランプ2が破損するおそれがある。そこで、ランプ2のたわみが最も大きくなる中間部付近に補助部材117を設けることで、必要以上のランプ2のたわみを抑制し、ランプ2の破損を防止することができる。
2、201、204、301、401 ランプ
102、112、202、302、305、407 接続部材
100、200、300、400 バックライトユニット
4 光学シート類
7 ガラスバルブ
500 液晶表示装置
Claims (6)
- 光を取り出すための開口部を有する筐体と、前記筐体の内部に収容されたランプと、前記ランプを点灯回路に接続するための接続部材とを備え、前記筐体の内部であって、前記ランプのガラスバルブは、アルカリ金属の含有率が3[mol%]〜20[mol%]のガラスで構成されていることを特徴とするバックライトユニット。
- 前記ランプの両端間におけるエヤリー点付近にランプ保持部材が設けられ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。
- 前記エヤリー点は全長L[mm]の前記ランプの両端から前記ランプの長手方向における中央部に向かって0.2113L[mm]だけそれぞれ離れた位置であることを特徴とする請求項2記載のバックライトユニット。
- 前記ランプ保持部材に前記筐体の前面に位置する光学シート類を支持する光学シート類支持部材が設けられていることを特徴とする請求項2または3に記載のバックライトユニット。
- 前記ランプは、少なくとも光取出し部の管軸に対して垂直に切った断面が扁平形状であり、前記ランプの管軸に対して垂直に切った断面が扁平形状の部分の長径が前記筐体の前面に位置する光学シート類に対して略平行であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のバックライトユニット。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載のバックライトユニットを備えた液晶表示装置。
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