JPH1039808A

JPH1039808A - 照明装置

Info

Publication number: JPH1039808A
Application number: JP8191948A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Nakamura; 浩積中村
Original assignee: Harison Denki Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1996-07-22
Filing date: 1996-07-22
Publication date: 1998-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶表示装置の直下式バックライトとしての
使用において、ほぼ一様な高輝度の照射が可能な照明装
置の提供。【解決手段】前面が開口可能に形成され、かつ内底壁
面8aが一定の方向に凹凸の反射面化した反射形ケーシン
グ８と、前記反射形ケーシング８内底壁面の凹部8a′に
配置され、平面状の発光部を形成する冷陰極低圧放電ラ
ンプ９と、前記反射形ケーシング８の凸部8b面に形設・
配置された鏡面反射膜8cと、前記反射形ケーシングの開
口部に着脱自在に装着される拡散透過板とを有する照明
装置であって、前記凸部8b面に形設・配置された鏡面反
射膜8cがほぼ45°の角度で傾斜していること、あるいは
前記凸部8b面がほぼ45°の傾斜面を成し、かつこの傾斜
面に鏡面反射膜8cが被覆・形設されていることを特徴と
する照明装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はワードプロセッサ
ー，パーソナルコンピューター，液晶テレビなど液晶表
示装置用の直下式バックライトに適する平面型の照明装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、ワードプロセッサー，パーソ
ナルコンピューター，液晶テレビなど液晶表示装置のバ
ックライト用照明装置は、冷陰極低圧放電ランプ（冷陰
極蛍光ランプ）を光源とし、液晶表示パネルの背面か
ら、平面的にほぼ均一な光を当てて、液晶面を表示する
ため多用されている。

【０００３】図５は、従来のバックライト用照明装置の
基本的構成を展開して斜視的に示したものである。図５
において、１は前面が開口可能に形成された浅い皿形状
を成す反射形ケーシング、２は前記反射形ケーシング１
内に配置された平面的に配置され、かつ電気的に接続さ
れた冷陰極低圧放電ランプである。ここで、反射形ケー
シング１は、たとえばポリカーボネート樹脂，もしくは
ポリカーボネート樹脂混合系の耐候性樹脂などで構成さ
れている。

【０００４】また、冷陰極低圧放電ランプ２は、たとえ
ば複数本のＵ字形冷陰極蛍光ランプを接続用端子部３で
直列に接続し、両端を給電端子として形成されている。
さらに、４は冷陰極低圧放電ランプ２の給電端子側に装
着・配置されたゴムなどの弾性体から成るランプホルダ
ー、５は前記反射形ケーシング１の開口部に着脱自在に
装着される合成樹脂系の拡散透過板である。

【０００５】なお、反射形ケーシング１の底壁面1aは、
一定の方向に凹凸面化（ストライブ状な突起1bが形設）
しており、この凹凸面が反射面として機能する一方、冷
陰極低圧放電ランプ２を、その屈曲部2aなど係止片1cで
係止して反射形ケーシング１内に平面的に配置・装着す
る。また、冷陰極低圧放電ランプ２は、反射形ケーシン
グ１の側壁部1dに一体的に設置されている一対の支持機
構６によって、ランプホルダー４が挟着的に支持され、
反射型ケーシング１内に固定・装着されている。前記
構成において、ランプホルダー４を介して支持機構（支
持溝）６に冷陰極低圧放電ランプ２の両端部を嵌着支持
させるのは、点灯時に生じる熱膨脹に伴う微小なバルブ
の変形、および使用時の衝撃や振動による外力などをゴ
ム系弾性材のホルダー３で吸収させ、冷陰極低圧放電ラ
ンプ２の破損を防止する一方、電気的絶縁も付与させて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記構成
の照明装置の場合は、次のような不都合な問題がある。
すなわち、上記平面形光源をいわゆる直下式のバックラ
イトとして使用した場合、図６ (a)に示すような配光特
性を呈する。つまり、図６ (b)に模式的に示すように、
前記構成の平面形照明装置の照明光は、冷陰極低圧放電
ランプ２から出射して直接拡散透過板５に向かう光と、
反射形ケーシング１の底壁面1a（ストライブ状の凸面1
b）における反射光とが拡散透過板５を通過して液晶面
を照射する。したがって、冷陰極低圧放電ランプ２の発
光部直上（真上）は、輝度が高く、冷陰極低圧放電ラン
プ２の発光部間の輝度が低いという配光特性を呈するこ
とになる。そして、前記のような配光特性、換言する
と、平面的に高輝度領域および低輝度領域のストライブ
状な配光ムラを呈することは、液晶表示面を不均一に光
照射することを意味し、高品質な液晶表示を得るうえで
問題がある。

【０００７】上記輝度ムラ対策として、図７ (a)に要部
の概略構成を断面的に示すように、反射形ケーシング１
の凸面1b化した底壁面1aに、反射層としてアルミニウム
層７を形設することが試みられている。つまり、反射形
ケーシング１底壁面1aでの光反射をより効率的化するこ
とによって、輝度ムラ発生の抑制もしくは拡散透過板５
面における輝度ムラの低減が試みられている。しかし、
このような構成とした場合でも、配光特性は、図７ (b)
に示すごとくで、依然として輝度ムラの問題は解消され
ていない。

【０００８】また、反射形ケーシング１の底壁平坦面を
鏡面反射層化し、凸面1b化した面を白色化する一方、放
電ランプ２の発光部直上（真上）に発光ムラ防止膜を配
置する構成も知られている（特開平4-323687号公報）。
しかし、この場合は構成が複雑化し、量産性などが劣る
だけでなく、輝度ムラ対策として十分とはいえない。本
発明は上記事情に対処してなされたもので、液晶表示装
置の直下式バックライトとしての使用において、ほぼ一
様な高輝度の照射が可能な照明装置の提供を目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、前面
が開口可能に形成され、かつ内底壁面が一定の方向に凹
凸の反射面化した反射形ケーシングと、前記反射形ケー
シング内底壁面の凹部に配置され、平面状の発光部を形
成する冷陰極低圧放電ランプと、前記反射形ケーシング
の凸部面に形設・配置された鏡面反射膜と、前記反射形
ケーシングの開口部に着脱自在に装着される拡散透過板
とを有する照明装置であって、前記凸部面に形設・配置
された鏡面反射膜がほぼ45°の角度で傾斜していること
を特徴とする照明装置である。

【００１０】請求項２の発明は、前面が開口可能に形成
され、かつ内底壁面が一定の方向に凹凸の反射面化した
反射形ケーシングと、前記反射形ケーシング内底壁面の
凹部に配置され、平面状の発光部を形成する冷陰極低圧
放電ランプと、前記反射形ケーシングの凸部面に形設・
配置された鏡面反射膜と、前記反射形ケーシングの開口
部に着脱自在に装着される拡散透過板とを有する照明装
置であって、前記凸部面がほぼ45°の傾斜面を成し、か
つこの傾斜面に鏡面反射膜が被覆・形設されていること
を特徴とする照明装置である。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１もしくは請求
項２記載の照明装置において、鏡面反射膜が銀もしくは
銀の化合物で形成されていることを特徴とする。

【００１２】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３いずれか一記載の照明装置において、冷陰極低圧放電
ランプがＵ字形の屈曲部で平面状化されていることを特
徴とする。

【００１３】つまり、本発明は、反射形ケーシングの内
底壁面を一定方向の凹凸面として、凹面領域に冷陰極低
圧放電ランプを装着配置する一方、この冷陰極低圧放電
ランプ側面側の凸面をほぼ45°の傾斜角度の反射面に設
定し、かつ反射面を鏡面反射層としたことを骨子とす
る。そして、このような構成配置をとったことにより、
冷陰極低圧放電ランプが発生する可視光の輝度ムラを解
消・低減するだけでなく、反射効率および光量を上昇さ
せ、高品質，高機能な照明装置化したものである。上
記本発明は、次のような経緯に基づいてなされたもので
ある。すなわち、本発明者は、反射形ケーシングの底壁
面について、冷陰極低圧放電ランプの平面的な装着配置
の領域（凹面部）、この凹面部に対して主反射面をなす
領域（凸面部）の傾斜角度、および反射層などを種々検
討を進めた。その結果、主反射面の角度をほぼ45°に設
定し、かつその反射面を鏡面反射層としたとき、放電ラ
ンプの発光部直上（真上）の高輝度に対し、放電ランプ
発光部間も高い輝度を呈して、平面的な輝度ムラが大幅
に低減・解消するとともに、拡散透過板を介して放射さ
れる光量も増大することを確認した。そして、この知見
に基づいて、全面的に、輝度がほぼ一様で、高品質な液
晶表示をすることができる照明装置を提供するに至った
ものである。

【００１４】本発明において、反射形ケーシングは、た
とえばポリカーボネート樹脂，ポリカーボネート樹脂を
主成分としたポリブタジェンアクリルニトリル樹脂との
混合系などを素材として形成される。また、その内底壁
面に、一定の方向に（ストライブ状に）形設される凹凸
の反射面は、凹面領域が平面状の冷陰極低圧放電ランプ
の発光部を配置・装着部となり、凸面領域が発光部側面
側に対して反射体として機能する。したがって、凹面領
域の数，幅，長さおよび凸面領域の数，高さ，間隔など
は、冷陰極低圧放電ランプの平面的な形状，管径，管長
などによって、適宜，選択・設定される。一般的に、外
管径 4〜 5mm程度の冷陰極低圧放電ランプの場合、凹面
領域の幅は 100× 100mm程度、凸面領域の間隔は14〜18
mm程度で高さ 7〜 9mm程度である。

【００１５】本発明において、前記反射形ケーシング内
底壁面の凹部に配置され、平面状の発光部を形成する冷
陰極低圧放電ランプは、いわゆる、冷陰極型蛍光ランプ
であり、その形状は、たとえば直管形の並列配置，平面
的なＵ字形，Ｗ字形，Ｕ字形同士の組み合わせ，Ｗ字形
同士の組み合わせ，せもしくはＵ字形とＷ字形との組み
合わせなどが挙げられる。

【００１６】本発明において、反射形ケーシング内底壁
の凸部面に形設・配置された鏡面反射膜は、鏡面化が可
能な金属製なら特に限定されないが、銀および銀化合物
が好ましい。また、その膜厚は10〜30μm 程度でよく、
たとえば蒸着法やスパッタリングなどによって形成する
ことができる。ただし、この鏡面反射膜は、45± 3°よ
り好ましくは45°の角度に傾斜・設定している必要があ
る。さらに、反射形ケーシングの開口部に着脱自在に装
着される拡散透過板は、たとえばポリカーボネード樹脂
板，アクリル樹脂板，ガラス板など透光性板であり、通
常、厚さ 1〜 2mm程度の透光性樹脂板が使用される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図１，図２，図３および図
４を参照して実施例を説明する。

【００１８】図１は、照明装置の基本的な構成を示す透
視的な平面図、また、図２は図１のA− A線に沿った断
面図である。図１および図２において、８はポリカーボ
ネート樹脂製の反射形ケーシングであって、前面が開口
され、底壁面8aが反射面を成す浅い皿形状を成してい
る。ここで、反射形ケーシング８の底壁面8aには、スト
ライブ状に幅 7mmの凹面領域8a′および高さ 4mmで，側
面の傾斜角度が45°の凸面領域8bが交互に形設・配置さ
れており、かつ凸面領域8bの各傾斜面には銀の蒸着によ
って鏡面反射層8cが形成それている。

【００１９】また、９は前記反射形ケーシング８底壁面
8aの凹面領域8a′に装着配置された平面形の冷陰極放電
ランプであり、この冷陰極放電ランプ９は、Ｕ字形の冷
陰極蛍光ランプを組合わせで構成されている。すなわ
ち、外径 3〜 4mm，全長 200〜260mmのＵ字形冷陰極蛍
光ランプ複数本を、上記図５に図示した場合と同様に接
続用端子部で直列に接続し、両端を給電端子として形成
してある。

【００２０】そして、この実施形態においては、上記図
５に図示した構成に準じて、冷陰極低圧放電ランプ９の
給電端子側に装着・配置したランプホルダーを、反射形
ケーシング８の側壁部に一体的に設置された支持機構に
よって、挟着的に支持する一方、冷陰極低圧放電ランプ
９の屈曲部などを係止片で係止し、平面的に配置・装着
され、さらに、前記反射形ケーシング８の開口部に合成
樹脂系の拡散透過板10を着脱自在に装着し、照明装置を
構成している。

【００２１】上記構成の照明装置を点灯し、その拡散透
過板10を介して放射される配光特性を測定・評価したと
ころ、図３に示すように、ほとんど輝度ムラのない配光
特性であった。すなわち、この平板形の照明装置におけ
る配光特性は、冷陰極放電ランプ９，傾斜角度45°の鏡
面反射層8cおよび拡散透過板10に左右される。

【００２２】ところで、冷陰極放電ランプ９の発光は、
図４に、拡大して模式的に示すごとく、冷陰極放電ラン
プ９から出射して直接拡散透過板10に向かう光と、反射
形ケーシング８底壁面8a（ストライブ状の凹凸面）の鏡
面反射層8cで反射して拡散透過板10に向かう光とが拡散
透過板10を通過する。このとき、底壁面8aの反射層は、
反射効率の高い鏡面反射層8cで、かつ冷陰極放電ランプ
９の発光部に対して45°の角度で対向しているため、発
光部において側面側に出射した光のほとんどは反射し、
拡散透過板10に向かうことになる。

【００２３】換言すると、実際の光源である冷陰極放電
ランプ９に対し、鏡面反射層8cが見掛上の光源（疑似ラ
ンプ）として機能して、隣接する冷陰極放電ランプ９の
発光部間の低輝度化を容易に回避ないし抑止する。

【００２４】また、この照明装置を点灯したとき、拡散
透過板10を介して放射される光量は、約 300lm（ルーメ
ン）であり、前記した従来の平板形照明装置の構成を採
った場合に比べて 1.5〜 2.0倍であり、明るさの点でも
すぐれていた。

【００２５】したがって、拡散透過板10を介して放射さ
れる配光特性は、冷陰極放電ランプ９の装着位置や冷陰
極放電ランプ９の発光部間に関係なく、全面的にほぼ一
様な輝度（輝度ムラのない）で、かつ視認性の良好な液
晶表示面を照射することができる。

【００２６】なお、この構成例においては、鏡面反射層
8cの傾斜角度を45°としたが、43〜47°の範囲では、ほ
ぼ同様の作用効果が得られる。さらに、上記構成例で
は、反射型ケーシング８の底壁面8aにストライブ状に設
けた側面の傾斜角度が45°の凸面領域8b面に銀を蒸着し
て鏡面反射層8cを形成したが、凸面領域8b側面の傾斜角
度はほぼ45°でなくとも、最終的に形成した鏡面反射層
8cがほぼ45°の傾斜角度を有する形態，構造を採ってい
れば、上記構成の場合と同様の作用効果が得られる。

【００２７】本発明は、上記例示の構成に限定されるも
のでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変
形を採ることができる。たとえば冷陰極放電ランプは、
Ｕ字形蛍光ランプの組み合わせの代りに、Ｗ字形蛍光ラ
ンプを用いてもよいし、あるいは直管形蛍光ランプを並
列的に配置した構成を採ることもできる。また、鏡面反
射層も、銀の蒸着層の代りにスパッター層でもよいし、
銀の代りに、銀径の合金や銀合金で形成してもよい。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係る照明装置によれば、ほぼ45
°に設定した鏡面反射層が疑似ランプとして作用するこ
とによって、放電ランプ発光部間も放電ランプの発光部
直上（真上）の高輝度に匹敵する高い輝度を呈し、平面
的な輝度ムラが大幅に低減・解消された放射光が得られ
る。また、拡散透過板を介して放射される光量も増大す
るので、前記高輝度で、かつ輝度ムラのなさと相俟っ
て、直下式液晶バックライトとして使用において、高品
質な液晶表示を可能とする照明装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る照明装置の要部構成例を透視的に
示す平面図。

【図２】図１の A-A線に沿った断面図。

【図３】図１に図示した照明装置の照射光の配光特性例
図。

【図４】図３に図示した配光特性についての模式的な説
明図。

【図５】従来の照明装置の要部構成を展開して示す斜視
図。

【図６】(a)は従来の照明装置の照射光の配光特性図，
(b)はその照明装置の概略構成を示す断面図。

【図７】(a)は従来の照明装置の他の概略構成を示す断
面図、 (b)はこの照明装置の照射光の配光特性図。

【符号の説明】

１，８……反射形ケーシング 1a，8a……底壁面 1b，8b……凸面領域 1c……係子片２，９……冷陰極放電ランプ（蛍光ランプ） 2a……屈曲部３……接続用端子部４……ランプホルダー５，10……光拡散透過板６……支持機構（支持溝）７……アルミ反射層 8a′……凹面領域 8c……鏡面反射層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前面が開口可能に形成され、かつ内底壁
面が一定の方向に凹凸の反射面化した反射形ケーシング
と、前記反射形ケーシング内底壁面の凹部に配置され、平面
状の発光部を形成する冷陰極低圧放電ランプと、前記反射形ケーシングの凸部面に形設・配置された鏡面
反射膜と、前記反射形ケーシングの開口部に着脱自在に装着される
拡散透過板とを有する照明装置であって、前記凸部面に形設・配置された鏡面反射膜がほぼ45°の
角度で傾斜していることを特徴とする照明装置。
【請求項２】前面が開口可能に形成され、かつ内底壁
面が一定の方向に凹凸の反射面化した反射形ケーシング
と、前記反射形ケーシング内底壁面の凹部に配置され、平面
状の発光部を形成する冷陰極低圧放電ランプと、前記反射形ケーシングの凸部面に形設・配置された鏡面
反射膜と、前記反射形ケーシングの開口部に着脱自在に装着される
拡散透過板とを有する照明装置であって、前記凸部面がほぼ45°の傾斜面を成し、かつこの傾斜面
に鏡面反射膜が被着・形設されていることを特徴とする
照明装置。
【請求項３】鏡面反射膜が銀もしくは銀の化合物で形
成されていることを特徴とする請求項１もしくは請求項
２記載の照明装置。
【請求項４】冷陰極低圧放電ランプがＵ字形の屈曲部
で平面状化されていることを特徴とする請求項１ないし
請求項３いずれか一記載の照明装置。