照明装置

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【発明の名称】	照明装置
【発明者】	【氏名】松本貞行【氏名】結城昭正【氏名】小田恭一郎【氏名】岩崎直子【氏名】笹川智広
【要約】	【課題】蛍光ランプから出力された光を導光板の光入射面へ適正な角度で導き、導光板への光入射率，出光面輝度、及び、ディスプレイ表示の品質を向上させることができる照明装置を提供する。【解決手段】液晶パネルに照明光を導光する導光板の少なくとも一辺側に配置される蛍光ランプを備えた照明装置において、上記蛍光ランプと該蛍光ランプからの光の入射面をなす導光板の側面との間に、蛍光ランプからの光を集光して上記入射面へ指向させる光路調整手段を配置する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】液晶パネルに照明光を導光する導光板の少なくとも一辺側に配置される蛍光ランプを備えた照明装置において、上記蛍光ランプと該蛍光ランプからの光の入射面をなす導光板の側面との間に、蛍光ランプからの光を集光して上記入射面へ指向させる光路調整手段が配置されていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】上記光路調整手段が、上記蛍光ランプからの光を、蛍光ランプの管径方向及び長手方向の少なくとも一方について集光するように配置されていることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】上記光路調整手段が、蛍光ランプと一体的に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】液晶パネルに照明光を導光する導光板の少なくとも一辺側に配置される蛍光ランプを備えた照明装置において、上記蛍光ランプからの光の入射面をなす導光板の側面が、上記蛍光ランプの外周の一部に適合する形状を有していることを特徴とする照明装置。
【請求項５】液晶パネルに照明光を導光する導光板の少なくとも一辺側に配置される蛍光ランプを備えた照明装置において、上記蛍光ランプが、円形でない断面形状を有していることを特徴とする照明装置。
【請求項６】上記蛍光ランプの断面形状が、略楕円であることを特徴とする請求項５記載の照明装置。
【請求項７】上記蛍光ランプの断面形状が、略多角形であることを特徴とする請求項５記載の照明装置。
【請求項８】液晶パネルに照明光を導光する導光板の一辺側に配置された蛍光ランプを備えた照明装置において、上記ランプ本体が導光板に対向する側のみ開放し、蛍光ランプの外周を取り囲むように配置された反射部材を有し、上記蛍光ランプと反射部材との間に、光透過性を有する樹脂が充填されていることを特徴とする照明装置。
【請求項９】液晶パネルに照明光を導光する導光板の一辺側に配置される蛍光ランプを備えた照明装置において、上記蛍光ランプの一端側若しくは両端側に、蛍光ランプに形成された光出射用の開口部の法線方向にてランプ本体を固定する手段が設けられていることを特徴とする照明装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、液晶ディスプレイ装置などの各種非発光型ディスプレイ装置に内蔵されるバックライトユニットやフロントライトユニット等の照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、液晶ディスプレイ装置として、液晶パネルと、該液晶パネルに照明光を導光する導光板と、該導光板の一辺側に配置されたランプとを備え、これらを含む構成部品を金属製の筐体内に収納するようにしたもの（所謂エッジライト方式）は、一般によく知られており、例えば携帯用のコンピュータやワードプロセッサなどのディスプレイ装置として常用されている。
【０００３】例えば特開平１０－１６０９３８号公報では、ランプ本体が導光板に対向する側に光が出射する開口部を有している蛍光ランプ（所謂アパーチャ型蛍光ランプ）を装備した液晶ディスプレイ装置が開示されている。図１９は、かかる液晶ディスプレイ装置に内蔵されたバックライトユニットの断面説明図である。なお、この図では、バックライトユニットから照明光を供給される透過型液晶表示素子を仮想線で示す。このバックライトユニット９０は、その基本構成として、液晶表示素子９９側に照明光を導光する導光板９１と、光源としての蛍光ランプ９２とを備え、これら構成部品が例えば金属製のハウジング（不図示）に収納されてモジュール化されてなる。
【０００４】上記蛍光ランプ９２は、円筒形状に形成されたガラス製のバルブ９３内に、例えば希ガスあるいは希ガスと水銀の混合ガス等の放電ガスが密封されてなるもので、上記バルブ９３の内周面には、その一部が光出力用の開口部９４ａとして切り欠かれた蛍光膜９４が形成されている。この蛍光ランプ９２は、上記ランプ９２の長手方向に沿って形成された開口部９４ａが導光板９１の光入射面９１ａに対向するように配置される。このバックライトユニット９０では、上記蛍光膜９４が、放電により発生した紫外線を可視光線に変換し、更に、その可視光線をバルブ９３内で繰り返し反射させることにより、可視光線を蛍光膜９４の開口部９４ａから集中して出射するようになっている。かかる様式の蛍光ランプ９２は、一般に、アパーチャ型蛍光ランプ又は反射型蛍光ランプとして知られるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来のバックライトユニット９０では、上記蛍光膜９４の開口部９４ａから出射される光が、バルブ９３内で拡散された光であり、導光板９１の光入射面９１ａに対して、互いに平行な光となって入射するものではない。このため、蛍光ランプ９２から出射された光が、光入射面９１ａに入射せずに外れ損失となったり、入射面９１ａに入射しても入射面９１ａに近い領域から液晶表示素子９９側に出射し、それが輝線となってディスプレイ表示の品質を劣化させたりするという問題があった。かかる問題を考慮して、バックライトユニット９０において、光入射面９１ａに入射した光が導光板９１内を進行し液晶表示素子９９側に均一な光として出射するには、光入射面９１ａの法線方向に対してある範囲内の角度で入射することが望ましい。
【０００６】この発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたもので、特にアパーチャ型の蛍光ランプに関して、ランプから出力された光を導光板の光入射面へ適正な角度で導き、導光板への光入射率，出光面輝度、及び、ディスプレイ表示の品質を向上させることができる照明装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願の第１の発明は、液晶パネルに照明光を導光する導光板の少なくとも一辺側に配置される蛍光ランプを備えた照明装置において、上記蛍光ランプと該蛍光ランプからの光の入射面をなす導光板の側面との間に、蛍光ランプからの光を集光して上記入射面へ指向させる光路調整手段が配置されていることを特徴としたものである。
【０００８】また、本願の第２の発明は、上記光路調整手段が、上記蛍光ランプからの光を、蛍光ランプの管径方向及び長手方向の少なくとも一方について集光するように配置されていることを特徴としたものである。
【０００９】更に、本願の第３の発明は、上記光路調整手段が、蛍光ランプと一体的に形成されていることを特徴としたものである。
【００１０】また、更に、本願の第４の発明は、液晶パネルに照明光を導光する導光板の少なくとも一辺側に配置される蛍光ランプを備えた照明装置において、上記蛍光ランプからの光の入射面をなす導光板の側面が、上記蛍光ランプの外周の一部に適合する形状を有していることを特徴としたものである。
【００１１】また、更に、本願の第５の発明は、液晶パネルに照明光を導光する導光板の少なくとも一辺側に配置される蛍光ランプを備えた照明装置において、上記蛍光ランプが、円形でない断面形状を有していることを特徴としたものである。
【００１２】また、更に、本願の第６の発明は、上記蛍光ランプの断面形状が、略楕円であることを特徴としたものである。
【００１３】また、更に、本願の第７の発明は、上記蛍光ランプの断面形状が、略多角形であることを特徴としたものである。
【００１４】また、更に、本願の第８の発明は、液晶パネルに照明光を導光する導光板の一辺側に配置された蛍光ランプを備えた照明装置において、上記ランプ本体が導光板に対向する側のみ開放し、蛍光ランプの外周を取り囲むように配置された反射部材を有し、上記蛍光ランプと反射部材との間に、光透過性を有する樹脂が充填されていることを特徴としたものである。
【００１５】また、更に、本願の第９の発明は、液晶パネルに照明光を導光する導光板の一辺側に配置される蛍光ランプを備えた照明装置において、上記蛍光ランプの一端側若しくは両端側に、蛍光ランプに形成された光出射用の開口部の法線方向にてランプ本体を固定する手段が設けられていることを特徴としたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．図１は、本発明の実施の形態１に係るモバイルコンピュータの一例を示す斜視図である。この図に示すように、上記コンピュータ１は、例えば携帯用ノート型のもので、キー入力装置３が組み込まれた本体部２に対して蓋部４が開閉可能に設けられ、この蓋部４に液晶パネルを備えたディスプレイ装置５が組み込まれている。また、図２は、この液晶ディスプレイ装置５の基本構造を概略的に示す分解斜視図である。この図からよく分かるように、上記液晶ディスプレイ装置５は、基本的には、金属製の外部筐体６の内面側（図２における上面側）に、バックライトユニット１０及び液晶パネルユニット２０を順次積み重ねて配置し、その上面側にマスクフレーム７を取り付けた上で、複数のビス８をマスクフレーム７側の外面側からネジ込んで締結することにより一体的に構成されている。尚、本実施の形態では、上記蓋部筐体６は、たとえばマグネシウム（Ｍｇ）あるいはＭｇ系の軽合金を材料に用いてダイキャスト法による鋳造品として形成されている。
【００１７】上記バックライトユニット１０は、液晶パネルユニット２０側に照明光を導光する導光板１１と、該導光板１１の一辺側に配置された略円筒状の蛍光ランプ１３とを備えている。蛍光ランプ１３は、柱状で導光板１１側のみ開放されたリフレクタ１４により、その外周が取り囲まれて保護されている。なお、この蛍光ランプ１３は、高周波電源としてのインバータ１５に接続されている。また、上記液晶パネルユニット２０と対向する導光板１１の表面側（図２における上面側）には、拡散シート１６及びレンズシート１７が積層して配置されている。そして、導光板１１をベースにして上記各シート１６,１７を例えば粘着シートで貼り付けてバックライトユニット１０が組み立てられている。一方、上記液晶パネルユニット２０は、基本的には、透過型液晶パネルとしてのカラーＴＦＴ（薄膜トランジスタ）液晶パネル２１とソース基板２２とゲートＣＯＢ（チップ・オン・ボード）一体基板２３とを備えており、好ましくは、専用の自動機により一体的に組み立てられている。
【００１８】図３は、この実施の形態１に係るバックライトユニット１０を示す図２のＸ－Ｘ線に沿った断面説明図である。なお、この図では、バックライトユニット１０の表面側に取り付けられた液晶パネルユニット２０を仮想線で示す。このバックライトユニット１０に装備された蛍光ランプ１３は、略円筒形状に形成されたガラス製のバルブ１８内に水銀と希ガスの混合ガスなどの放電ガスが密封されてなるもので、その内周面には、蛍光膜１９が形成されている。この蛍光膜１９は、バルブ１８の内周の一部にて欠落しており、この欠落部分が、バルブ１８の長手方向に沿って細長く形成されることにより、光が出射し得る開口部１９ａをなしている。また、蛍光膜１９は、放電ガスから生じる紫外線により励起させられ所定の色の可視光線を放射する蛍光体によって構成されており、カラー液晶ディスプレイの場合には、通常、赤，緑，青に発光する蛍光体が混合されて白色の照明光が得られるようになっている。この蛍光ランプ１３では、蛍光膜１９における各蛍光体より発生した可視光線が、バルブ１８内で繰り返し反射して、上記開口部１９ａから集中して出力される。かかる構成を備えた蛍光ランプ１３は、従来、いわゆるアパーチャ型蛍光ランプ若しくは反射型蛍光ランプとして知られている。なお、特に図示しないが、上記蛍光膜１９及びバルブ１８を透過して漏れた光を反射させ、導光板１１側に導くために、上記蛍光ランプ１３を取り囲むリフレクタ１４の内面側に、蛍光膜が形成されてもよい。
【００１９】また、図３から分かるように、上記導光板１１の下面側には、例えば銀（Ａｇ）をコーティングした樹脂膜でなる反射シート１２が設けられている。この導光板１１では、放電ランプ１３に対向する面が、光が入射する光入射面１１ａとなり、上記液晶パネルユニット２０と対向する面が、光が出射される発光面１１ｂとなる。上記蛍光ランプ１３は、導光板１１の一辺側において、上記蛍光膜１９の開口部１９ａが導光板１１の光入射面１１ｂと平行に対向するように配置される。なお、上記導光板１１の表面側に配置された光拡散シート１６及びレンズシート１７は、バックライトユニット１０の用途により、その枚数及び配置位置は任意に設定され、本発明においても光拡散シート１６及びレンズシート１７等の光学シート類を任意に設定してよい。また、本実施の形態１における場合のように、例えばモバイルコンピュータなど個人が使用する用途では、レンズシート１７を積層し光を一方向に集中し視野角を狭めるが、テレビやディスプレイモニタなど不特定多数のユーザが使用する用途では、一般に、レンズシート１７を設けることなく、視野角が広げられる。
【００２０】上記蛍光ランプ１３の両端の電極に接続されたインバータ１５（図２参照）を含む点灯回路によって電圧が印加されると、放電が生じ、蛍光ランプ１３内の放電ガスより紫外線が放射される。この紫外線は、蛍光膜１９の蛍光体を励起させ、これにより、蛍光体から可視光線が放射される。この蛍光膜１９では可視光線に対する反射率が高いため、蛍光体から放射された光は、蛍光膜１９で反射を繰り返し、開口部１９ａから集中して出射される。
【００２１】照明に際して、導光板１１から液晶パネルユニット２０側に均一な光を供給するには、上記蛍光ランプ１３から出射された光を、導光板１１の光入射面１１ａに対して適正な範囲内の角度で入射させる必要がある。かかる必要に応じて、この実施の形態１では、上記蛍光ランプ１３と導光板１１の光入射面１１ａとの間に、レンズシート２５（特許請求の範囲における「光路調整手段」に該当する）が配置されている。このレンズシート２５は、導光板１１に対向する面が、シート平面に対して所定角度をなす傾斜面で構成されるもので、蛍光ランプ１３から出射された光を集光し導光板１１の光入射面１１ａへ指向させるように光路調整することができる。なお、このレンズシート２５としては、導光板１１の発光面１１ｂ上に設けられたレンズシート１７と同様の構造を備えたものを用いてよい。
【００２２】上記レンズシート２５の光路調整作用について説明する。図４ａ及び４ｂは、それぞれ、蛍光ランプ１３の光出射側にレンズシート２５を配置しない場合及びレンズシート２５を配置した場合に実現される光の進路を示す縦断面説明図である。まず、レンズシート２５を配置しない場合、上記蛍光膜１９の開口部１９ａから出射される光は、蛍光ランプ１３の外面を完全拡散面とした場合にみられる特性に近い配光特性をあらわす（図４ａ参照）。すなわち、蛍光ランプ１３から出射された光は、管径方向に広がった配光特性をあらわしている。一方、上記レンズシート２５を配置した場合には、上記蛍光膜１９の開口部１９ａから出射される光が、管径方向について集光される配光特性をあらわす（図４ｂ参照）。すなわち、この場合には、管径方向に広がる傾向を有する光が、レンズシート２５を透過することにより、光の出射点を通るレンズシート面の法線を軸として、その軸寄りに集光するように光路調整される。なお、本明細書において、「管径方向」とは蛍光ランプ断面の半径方向を指す。
【００２３】この実施の形態１では、かかるレンズシート２５の光路調整作用を利用して、光を集光し、導光板１１の光入射面１１ａへ指向させる。すなわち、図３からよく分かるように、上記蛍光ランプ１３と導光板１１の光入射面１１ａとの間に、レンズシート２５を配置して、上記蛍光ランプ１３からの光を集光し、導光板１１の光入射面１１ａへ指向させる。これにより、光入射面１１ａにおける入射光量を増加させ、導光板１１の発光面１１ｂから出射される光の輝度を向上させることが可能となり、バックライトユニット１０の照明効率を一層向上させることができる。なお、本願発明者が行った実験では、導光板１１のレンズシート２５を光路調整手段として用いることにより、導光板１１に対する光の入射効率を約１０％向上させることができた。また、この場合には、それぞれの光について、光入射面１１ａの法線方向に対する角度が小さくなるように光路調整されるので、光入射面１１ｂに入射せずに外れ損失となったり、入射面に近い領域から液晶パネルユニット２０側に出射し、それが輝線となってディスプレイ表示の品質を劣化させたりするという問題を回避し、液晶パネルユニット２０の全領域にわたってより均一に光を出射することができる。
【００２４】以下、本発明の別の実施の形態について説明する。なお、以下の説明においては、上記実施の形態１における場合と同じものには同一の符号を付し、それ以上の説明は省略する。
実施の形態２．図５は、本発明の実施の形態２に係るバックライトユニットを示す断面説明図である。このバックライトユニット３０では、前述した実施の形態１に係るバックライトユニット１０の構成に加えて、上記蛍光ランプ１３の管径方向について光を集光するレンズシート２５と導光板１１との間に、蛍光ランプ１３の長手方向について光を集光するレンズシート３５が配置されている。このレンズシート３５は、導光板１１の発光面１１ｂ上に設けられたレンズシート１７と同様の構造を備えるもので、その片面側に形成された傾斜面の方向がレンズシート１７における場合と直交した状態になるように配置されている。
【００２５】図６は、実施の形態２に係るバックライトユニット３０を上方からみた状態での光の進路を概略的に示す説明図である。この図から分かるように、上記蛍光膜１９の開口部１９ａから出射される光は、蛍光ランプ１３の長手方向について集光される配光特性をあらわす。すなわち、レンズシート３５を配置した場合には、蛍光ランプ１３の長手方向について（すなわち液晶パネルユニット２０の横方向について）光を集光し、導光板１１の光入射面１１ａへ指向させることができる。
【００２６】このように、実施の形態２では、蛍光ランプ１３の管径方向について光を集光するレンズシート２５に加えて、蛍光ランプ１３長手方向について光を集光するレンズシート３５を設けることにより、光入射面１１ａにおける入射光量を更に増加させ、導光板１１の発光面１１ｂから出射される光の輝度を一層向上させることが可能となり、バックライトユニット１０の照明効率を向上させることができる。
【００２７】なお、前述した実施の形態では、光路調整手段としてレンズシートを用いたが、これに限定されることなく、光学レンズ、ホログラムを用いても同様の効果が得られる。また、実施の形態２では、蛍光ランプの長手方向について光を集光する手段と、蛍光ランプの管径方向について光を集光する手段を別個に設けたが、これら両方向についての集光を実現する一体化された光路調整手段を用いてもよい。かかる光路調整手段としては、光学レンズ及びホログラムを用いることができる。
【００２８】実施の形態３．図７は、本発明の実施の形態３に係るバックライトユニットを示す縦断面説明図である。このバックライトユニット４０では、上記光路調整手段としてのレンズシート４５が、蛍光ランプ１３の上記光入射面に対向する側に一体的に形成されている。この実施の形態３では、レンズシート４５が、蛍光ランプ１３の外周面に対して、蛍光ランプ１３の内周面に形成された蛍光膜１９の開口部１９ａに対応する部位に、接着剤を介して接合されている。このレンズシート４５は、導光板１１の光入射面１１ａに対向する面が複数の傾斜面から構成されるもので、蛍光ランプ１３の管径方向について光を集光するように光路調整することができる。なお、上記レンズシート４５が接着剤を塗布して固定される場合には、レンズシート４５と蛍光ランプ１３との接触面全域に接着剤を塗布しても、あるいは、レンズシート４５及び蛍光ランプ１３の両端のみに接着剤を塗布してもよい。接着剤を両者の接触面全域に設ける場合には、例えばアクリル系の接着材のような可視光線に対する透過性の高い接着剤を用いる。また、レンズシート４５を蛍光ランプ１３に対して取り付ける手段として、接着剤を塗布する代わりに、蛍光ランプ１３の両端部に固定部材を用いて取り付けてもよい。この固定部材には、蛍光ランプ１３の両端における電極を保護するために、シリコンゴムなどの弾性材料が用いられる。
【００２９】上記レンズシート４５は、蛍光ランプ１３の管径方向について光を集光し、上記導光板１１の光入射面１１ａへ指向させる。これにより、光入射面１１ａにおける入射光量を増加させ、導光板１１の発光面１１ｂから出射される光の輝度を向上させることができる。また、この実施の形態３では、光路調整手段としてのレンズシート４５が、上記蛍光ランプ１３と一体的に形成されているため、光路調整手段４５と蛍光ランプ１３の内周面に形成された蛍光膜１９の開口部１９ａとの位置関係を所望の状態に維持することができる。その結果、バックライトユニット４０の組立時や運搬時等に、両者が互いに位置ずれすることはなく、良好な入射効率が確保される。更に、レンズシート４５が蛍光ランプ１３に一体的に取り付けられる構造を用いることにより、バックライトユニット４０の組立作業は、比較的容易となる。
【００３０】実施の形態４．図８は、本発明の実施の形態４に係るバックライトユニットを部分的に示す縦断面説明図である。このバックライトユニット５０は、液晶パネルユニット２０側に照明光を導光する導光板５１と、該導光板５１の一辺側に配置された略円筒状の蛍光ランプ１３とを備えている。この実施の形態４では、蛍光ランプ１３と対向する導光板５１の側面５２が、蛍光ランプ１３の外周面の一部に適合する形状を有している。すなわち、この側面５２には、蛍光ランプ１３内に形成された蛍光膜１９の開口部１９ａに対応する部位で蛍光ランプ１３の外周面に適合する凹部５２ａが形成されている。図８から分かるように、蛍光ランプ１３は、その外周面が凹部５２ａを構成する曲面に密接するように配置される。
【００３１】このように、導光板５１の側面５２が、蛍光ランプの外周面の一部に適合する溝部５２ａを備え、蛍光ランプ１３が溝部５２ａの曲面に密接するように配置されることにより、蛍光ランプ１３から拡散しつつ出射される光が、導光板５１に入射する割合が高くなり、導光板５１の発光面５３の輝度を向上させることができるようになる。また、この実施の形態４では、レンズシート等の光路調整手段を設ける必要がなく、バックライトユニット５０の組立作業は、比較的容易となる。
【００３２】実施の形態５．図９は、本発明の実施の形態５に係るバックライトユニットを部分的に示す縦断面説明図である。このバックライトユニット６０は、液晶パネルユニット２０側に照明光を導光する導光板１１と、該導光板１１の一辺側に配置された蛍光ランプ６１とを備えている。この実施の形態５では、蛍光ランプ６１の断面形状が略卵形をなしており、その内周面には、一部が欠落して光出射用の開口部６２ａをなす蛍光膜６２が形成されている。図から分かるように、この蛍光ランプ１３は、上記開口部６２ａが導光板１１の光入射面１１ａに対向するように配置される。
【００３３】上記蛍光ランプ６１の卵形の断面形状を実現する方法としては、断面形状が円形であるガラス管の側面の一部を、その長手方向に沿って加熱して変形させる方法、ガラス管の一部又は全体を加熱した後、力を加えて変形させる方法、あるいは、ガラス管の側面の一部を削る方法等の種々の方法を用いることができる。また、ガラス管の状態で変形させてもよいし、ガラス板を張り合せて作製された管を用いて、所望の形状の管を実現してもよい。なお、ガラス管の変形は、蛍光膜６２を塗布する前，塗布した後、若しくは、排気後，ガス導入後，封着後など、いずれの時点で行ってもよい。
【００３４】この実施の形態５では、上記蛍光ランプ６１内に形成された蛍光膜６２の開口部６２ａと導光板１１の光入射面１１ａとの位置合せが、次のように行なわれる。まず、蛍光ランプ６２の両端には、電極を保護するために、例えばシリコンゴム製のカバー部材（不図示）が取り付けられる。ランプ本体は、かかるカバー部材を介して、バックライトユニット６０を構成するフレームやリフレクタ等に取り付けられるようになっている。上記カバー部材の断面形状としては、例えば円形や四角形などの種々の形状を用いることができ、上記フレームやリフレクタ等には、蛍光ランプの両端に対応する部位で、上記カバー部材の断面形状に適合して受け合う受け部が形成されている。この受け部にカバー部材を嵌め込むことにより、蛍光ランプの位置固定がなされる。
【００３５】周知のように、アパーチャ型蛍光ランプを用いたバックライトユニットでは、蛍光ランプ内に形成された蛍光膜６２の開口部６２ａと導光板１１の光入射面１１ａとの位置関係が、導光板１１の光入射面１１ａに対する入射効率に大きく影響する。方向性に乏しい円形の断面形状では、両者の位置合わせが比較的難しい。この実施の形態５のように、蛍光ランプ６１の断面形状として、卵形を用いた場合には、両者の位置合わせが大幅に容易となり、生産性の向上が実現される。
【００３６】上記実施の形態５では、前述したような位置合せを容易にする蛍光ランプの断面形状として、卵形を採用しているが、かかる断面形状は、これに限定されるものでない。図１０は、上記実施の形態５に係る蛍光ランプの第一変形例を含むバックライトユニット６３を示す縦断面説明図である。この第一変形例では、蛍光ランプ６４の断面形状として、楕円が用いられている。蛍光ランプ６４の内周面に形成された蛍光膜６５は、導光板１１の光入射面１１ａに対向する側で、開口部６５ａを有している。この蛍光ランプ６４は、楕円の短軸方向がバックライトユニット６３の厚さ方向に一致するように配置される。この蛍光ランプ６４を用いた場合には、楕円の短径と同じ長さの半径を有する断面円形の蛍光ランプと比較して、蛍光膜６５の表面積が大きく、より多くの発光量を得ることができる。また、この場合には、楕円の短軸方向がバックライトユニット６３の厚さ方向に一致するように位置合せされているので、バックライトユニット６３の厚みは増加しない。
【００３７】また、図１１は、上記実施の形態５に係る蛍光ランプの第二変形例を含むバックライトユニット６６を示す縦断面説明図である。この第二変形例では、蛍光ランプ６７の断面形状として、矩形が用いられている。蛍光ランプ６７の内周面に形成された蛍光膜６８は、導光板１１の光入射面１１ａに対向する側で、開口部６８ａを有している。この蛍光ランプ６７は、矩形の短辺の方向がバックライトユニット６６の厚さ方向に一致するように配置される。この場合にも、断面略楕円の蛍光ランプ６４を用いた場合と同様の効果が得られる。更に、図１２及び１３に示すように、蛍光ランプの断面形状としては、三角形若しくは六角形などの多角形を用いてもよい。蛍光ランプ７０及び７２は、それぞれ、内周面に光出射用の開口部７１ａ，７３ａを備えた蛍光膜７１，７３を有している。かかる場合にも、蛍光膜７１，７３の開口部７１ａ，７３ａと導光板１１の光入射面１１ａとの位置合せを容易に行うことができる。
【００３８】なお、断面形状が楕円や多角形をなす蛍光ランプは、例えば、所望の断面形状を有する金型・セラミックス型などに一端部を封止したガラス管を挿入し、ガラスが軟化し始める温度まで加熱した後、ガラス管の他端部から空気等のエアを供給して加圧することによって成形することができる。あるいは、多少太めの断面略円形のガラス管を加熱しながら、所望の断面形状の金型・セラミックス型などの穴から引き出すことによって成形することができる。
【００３９】実施の形態６．図１４は、本発明の実施の形態６に係るバックライトユニットを示す縦断面説明図である。このバックライトユニット７５では、断面略円形の蛍光ランプ１３が用いられ、蛍光ランプ１３が導光板１１の光入射面１１ａに対向する側のみ開放し、蛍光ランプ１３の外周を取り囲むように配置されたリフレクタ１４が設けられている。そして、蛍光ランプ１３とリフレクタ１４との間に、例えば光透過性を有する樹脂７８が充填されている。
【００４０】一般に、バックライトユニットにおいて、蛍光ランプはその両端でバックライトユニットを構成するフレームやリフレクタ１４に固定され、その両端側のみで保持されるが、この実施の形態６では、リフレクタ１４内に樹脂７８を充填することにより、蛍光ランプ１３をその長手方向全体にわたって保持することができる。その結果、特に蛍光ランプ１３の中央部付近での位置ずれを防止し、例えば運搬時などに振動が加わる場合にも、バックライトユニット７５による照明光の輝度を安定させることができる。なお、蛍光ランプとしては、楕円及び多角形などの断面形状を有するものを用いてもよい。かかる場合には、蛍光ランプと導光板１１の光入射面１１ａとの間で、一層良好な位置安定性を実現することができる。
【００４１】実施の形態７．図１５は、本発明の実施の形態７に係るバックライトユニットに装備された蛍光ランプ及び導光板を示す斜視図である。この実施の形態７では、蛍光ランプ１３の両端に、光出射用の開口部１９ａの法線方向にてランプ本体を固定するためのブロック状の保持部材８２が設けられている。かかる保持部材８２を取り付けることにより、蛍光ランプ１３を導光板１１の光入射面１１ａに対して所定位置で保持することが容易となり、また、良好な位置安定性を実現することができる。図１６は、上記蛍光ランプ１３に対する保持部材８２の取付工程を示す説明図である。このアパーチャ型の蛍光ランプ１３における開口部１９ａは、ガラス管内面全体に蛍光膜１９が設けられた後、ガラス管を支持しながら、例えばアパーチャ形成治具８４を用いて蛍光膜１９の一部を削り取ることにより形成される。上記開口部１９ａが形成された後、ガラス管を支持した状態を維持しつつ、上記保持部材８２が蛍光ランプ１３の両端部に取り付けられる。
【００４２】また、前述した保持部材８２のように蛍光ランプにおける開口部の法線方向にてランプ本体を固定する手段としては、図１７に示すように、蛍光ランプ８６の一端側に折曲部８７を設けてもよい。この場合、蛍光ランプ８６は、導光板１１の側方に位置する端部で固定されて支持される。これにより、蛍光ランプ１３を導光板１１の光入射面１１ａに対して所定位置で保持することが容易となり、また、良好な位置安定性を実現することができる。図１８は、上記蛍光ランプ８４に折曲部８７を設ける工程を示す説明図である。図１６を参照して説明した場合と同様に、ガラス管を支持した状態で、アパーチャ型の蛍光ランプ８４における光出射用の開口部８５ａが、例えばアパーチャ形成治具８４を用いて形成される。上記開口部１９ａが形成された後、ガラス管を支持したまま、熱及び折曲げ力を加えることにより、折曲部８７が設けられる。
【００４３】なお、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。例えば、光路調整手段としては、レンズシートの代わりに、光学レンズやホログラムを使用してもよい。また、前述した実施の形態では、蛍光ランプの内周面に形成された蛍光膜が、光出射用の開口部を有しているが、蛍光膜が光を十分に透過し得るほど薄い膜厚を有するものであれば、蛍光ランプの内周面全体に蛍光膜を形成してもよい。
【００４４】
【発明の効果】以上の説明から分かるように、本願の請求項１の発明によれば、蛍光ランプと該蛍光ランプからの光の入射面をなす導光板の側面との間に、蛍光ランプからの光を集光して上記入射面へ指向させる光路調整手段が配置されているので、光入射面における入射光量を増加させ、導光板の発光面から出射される光の輝度を向上させることが可能となり、照明装置の照明効率を一層向上させることができる。また、この場合には、それぞれの光について、光入射面の法線方向に対する角度が小さくなるように光路調整されるので、光入射面に入射せずに外れ損失となったり、入射面に近い領域から液晶パネルユニット側に出射し、それが輝線となってディスプレイ表示の品質を劣化させたりするという問題を回避し、液晶パネルユニットの全領域にわたってより均一に光を出射することができる。
【００４５】また、本願の請求項２の発明によれば、上記光路調整手段が、上記蛍光ランプからの光を、蛍光ランプの管径方向及び長手方向の少なくとも一方について集光するように配置されているので、光入射面における入射光量を増加させ、導光板の発光面から出射される光の輝度を向上させることが可能となり、照明装置の照明効率を向上させることができる。
【００４６】更に、本願の請求項３の発明によれば、上記光路調整手段が、蛍光ランプと一体的に形成されているので、光路調整手段と蛍光ランプの内周面に形成された蛍光膜の開口部との位置関係を所望の状態に維持することができる。その結果、照明装置の組立時や運搬時等に、両者が互いに位置ずれすることはなく、良好な入射効率が確保される。更に、光路調整手段が蛍光ランプに一体的に取り付けられる構造を用いることにより、照明装置の組立作業は、比較的容易となる。
【００４７】また、更に、本願の請求項４の発明によれば、蛍光ランプからの光の入射面をなす導光板の側面が、上記蛍光ランプの外周の一部に適合する形状を有しているので、蛍光ランプから拡散しつつ出射される光が、導光板に入射する割合が高くなり、導光板の発光面の輝度を向上させることができる。また、光路調整手段を設ける必要がなく、照明装置の組立作業は、比較的容易となる。
【００４８】また、更に、本願の請求項５の発明によれば、蛍光ランプが、円形でない断面形状を有しているので、蛍光ランプと導光板の光入射面との位置合わせが容易となり、生産性を向上させることができる。
【００４９】また、更に、本願の請求項６の発明によれば、上記蛍光ランプの断面形状が、略楕円であるので、蛍光ランプと導光板の光入射面との位置合わせが容易となり、生産性を向上させることができる。また、この蛍光ランプを用いた場合には、楕円の短径と同じ長さの半径を有する断面円形の蛍光ランプと比較して、蛍光膜の表面積が大きく、より多くの発光量を得ることができる。
【００５０】また、更に、本願の請求項７の発明によれば、上記蛍光ランプの断面形状が、略多角形であるので、蛍光ランプと導光板の光入射面との位置合わせが容易となり、生産性を向上させることができる。
【００５１】また、更に、本願の請求項８の発明によれば、上記ランプ本体が導光板に対向する側のみ開放し、蛍光ランプの外周を取り囲むように配置された反射部材を有し、上記蛍光ランプと反射部材との間に、光透過性を有する樹脂が充填されているので、蛍光ランプをその長手方向全体にわたって保持することができる。その結果、特に蛍光ランプの中央部付近での位置ずれを防止し、例えば運搬時などに振動が加わる場合にも、照明装置による照明光の輝度を安定させることができる。
【００５２】また、更に、本願の請求項９の発明によれば、上記蛍光ランプの一端側若しくは両端側に、蛍光ランプに形成された光出射用の開口部の法線方向にてランプ本体を固定する手段が設けられているので、蛍光ランプにおける開口部を導光板の光入射面に対して所定位置で保持することが容易となり、また、良好な位置安定性を実現することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００６０１３【氏名又は名称】三菱電機株式会社
【出願日】	平成１１年３月１１日（１９９９．３．１１）
【代理人】	【識別番号】１０００６２１４４【弁理士】【氏名又は名称】青山葆（外１名）
【公開番号】	特開２０００－２６０２１６（Ｐ２０００－２６０２１６Ａ）
【公開日】	平成１２年９月２２日（２０００．９．２２）
【出願番号】	特願平１１－６４５４７