バックライト装置および液晶表示装置

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【発明の名称】	バックライト装置および液晶表示装置
【発明者】	【氏名】中村浩積
【要約】	【課題】放電ランプの両端部の暗部がバックライト光出射面の輝度分布に影響しないで均整度が良好なバックライト装置およびこれを用いた表示装置を提供する。【解決手段】バックライト光出射面Ｘと、バックライト光入射面Ｙと、細長い透光性気密容器３ａの中間部３ａ１がバックライト光入射面Ｙをほぼ横切りかつバックライト光入射面Ｙに対してほぼ平行に配置され、両端部３ａ２、３ａ２が屈曲されてバックライト光入射面Ｙから離反している放電ランプ３とを具備している。放電ランプ３を点灯したときに生じる端部３ａ２の暗部がバックライト光出射面Ｘに現れないから、バックライト光出射面Ｘの輝度分布の均整度が向上する。また、バックライト光出射面Ｘの周囲に形成される枠状の非発光部の幅を狭くして、外形寸法に対して発光部寸法を相対的に大きくすることも可能である。

【特許請求の範囲】
【請求項１】バックライト光出射面と；バックライト光入射面と；細長い透光性気密容器、少なくとも希ガスを含み透光性気密容器内に封入された放電媒体、透光性気密容器内に放電を生起するように配設された少なくとも一対の電極を備え、透光性気密容器はその中間部がバックライト光入射面をほぼ横切り、かつバックライト光入射面に対してほぼ平行に配置され、両端部が屈曲されてバックライト光入射面から離反している放電ランプと；を具備していることを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】バックライト光入射面は、バックライト光出射面と正対していることを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
【請求項３】透明導光板を具備しており；バックライト光出射面は、透明導光体の前面側に形成されており；バックライト光入射面は、透明質導光体の側面に形成されている；ことを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
【請求項４】放電ランプのバックライト光入射面をほぼ横切る透光性気密容器の中間部の背面側に配設された反射体を具備していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載のバックライト装置。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれか一記載のバックライト装置と；バックライト装置のバックライト光出射面に配設された液晶表示手段と；を具備していることを特徴とする液晶表示装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源に放電ランプを用いたバックライト装置およびこれを用いた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】バックライト装置には、直下式およびエッジ式がある。
【０００３】図１４は、従来の直下式バックライト装置の分解斜視図である。
【０００４】図において、直下式バックライト装置は、バックフレーム１０１、反射板１０２、蛍光ランプ１０３およびフロントフレーム１０４を備えて構成されている。
【０００５】フロントフレーム１０１の内部に反射板１０２を収納し、さらに反射板１０２の内部に蛍光ランプ１０３を配設し、蛍光ランプ１０３、反射板１０２およびバックフレーム１０１を覆うようにフロントフレーム１０４を上から被せている。したがって、直下式バックライト装置においては、フロントフレーム１０４の上面がバックライト光出射面となり、これに正対する下面がバックライト光出射面となる。
【０００６】図１５は、従来のエッジ式バックライト装置の分解斜視図である。
【０００７】図において、エッジ式バックライト装置は、反射シート１１１、透明導光板１１２、蛍光ランプ１１３、反射板１１４、拡散シート１１５およびレンズシート１１６を備えて構成されている。
【０００８】反射シート１１１の前面に透明導光板１１２を配置し、透明導光板１１２の側面に接近して蛍光ランプ１１３を配置し、蛍光ランプ１１３の背面側に反射板１１４を配設している。また、透明導光板１１２の前面に拡散シート１１５およびレンズシート１１６を重ねて配設している。したがって、エッジ式バックライト装置においては、レンズシート１１６の前面すなわち透明導光板１１２の前面側がバックライト光出射面となり、透明導光板１１２の蛍光ランプ１１３に対面している側面がバックライト光入射面となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、近時バックライト装置組込み機器の表示画面の大型化に伴いバックライト装置のバックライト光出射面の周囲に形成される枠状の非発光部の幅が狭くなっている。上記の蛍光ランプは、透光性気密容器の両端部の内部に電極が封装されている内部電極形である関係で、点灯すると両端部に電極暗部が生じる。そして、非発光部の幅が狭いために、暗部の影響がバックライト光出射面に現れて、輝度むらを生じてしまうという問題がある。
【００１０】図１６は、従来の直下式バックライト装置の平面図およびそのバックライト光出射面におけるＡ－Ａ線に沿う輝度分布を示すグラフである。図において、（ａ）は、蛍光ランプ１１３が６本の場合の直下式バックライト装置であり、図１２と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。また、（ｂ）は、バックライト光出射面におけるＡ－Ａ線に沿う輝度分布を示すグラフであり、その横軸はバックライト光出射面の位置を、縦軸は輝度を、それぞれ示す。
【００１１】すなわち、従来の直下式バックライト装置においては、バックライト光出射面に蛍光ランプ１０３の管端部の暗部が現れるために、バックライト光出射面の両端部の輝度が低下し、バックライト光出射面の輝度分布の均整度が低下する。この問題は、エッジ式バックライト装置においても基本的に同様である。
【００１２】一方、放電ランプには、図１７に示すように一対の一方が透光性気密容器の外部に配設された内外電極形のものもある。
【００１３】図１７は、従来の第１の内外電極形放電ランプを点灯回路とともに示す縦断面図および回路図である。
【００１４】図において、１２１は内外電極形放電ランプ、１２２は点灯回路である。
【００１５】従来の第１の内外電極形放電ランプ１２１は、透光性気密容器１２１ａ、導入線１２１ｂ、内部電極１２１ｃ、外部電極１２１ｄ、リード線１２１ｅ、蛍光体層１２１ｆ、透光性絶縁被覆１２１ｇおよび放電媒体を備えて構成されている。
【００１６】透光性気密容器１２１ａは、細長いガラスバルブからなる。導入線１２１ｂは、透光性気密容器１２１ａの一端を気密に貫通して封着されている。内部電極１２１ｃは、透光性気密容器１２１ａの長手方向の一端内部において、導入線１２１ｂの先端に支持して封装されている。外部電極１２１ｄは、透光性気密容器１２１ａも外面にほぼ接触してコイル状に巻装され、またそのコイルのピッチが内部電極１２１ｃから離間するにしたがって小さくなっている。リード線１２１ｆは、透光性気密容器１２１ａの他端にガラス溶着により植立され、外部電極１２１ｄの一端が接続している。絶縁被覆１２１ｇは、外部電極１２１ｄを絶縁するとともに固定している。放電媒体は、キセノンを主体とし、透光性気密容器１２１ａの内部に封入されている。
【００１７】点灯回路１２２は、導入線１２１ｂ、リード線１２１ｅを介して内部電極１２１ｃおよび１２１ｄの接続する。
【００１８】図１８は、従来の第１の内外電極形放電ランプの管軸方向に沿った管面の輝度分布を示すグラフである。図において、横軸は内部電極側ランプ端からの距離（ｃｍ）を、縦軸は輝度（ｃｍ／ｍ^２）を、それぞれ示す。
【００１９】図から理解できるように、透光性気密容器の長手方向の中間部においては、外部電極のコイルのピッチを制御しているので、ほぼ一定の輝度が得られるが、透光性気密容器の両端部の輝度が低下するので、バックライト装置にこのような内外電極形放電ランプを用いた場合にも、バックライト光出射面の輝度分布均整度が低下するという問題がある。
【００２０】図１９は、従来の第２の内外電極形放電ランプを点灯回路とともに示す縦断面図および回路図である。
【００２１】図において、図１７と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【００２２】従来の第２の内外電極形放電ランプ１２１は、透光性気密容器１２１ａの両端にそれぞれ一対の内部電極１２１ｃおよび外部電極１２１ｄを配設している点で第１の内外電極形放電ランプと異なる。
【００２３】図２０は、従来の第２の内外電極形放電ランプの管軸方向に沿った管面の輝度分布を示すグラフである。図において、横軸は内部電極側ランプ端からの距離（ｃｍ）を、縦軸は輝度（ｃｍ／ｍ^２）を、それぞれ示す。
【００２４】図から理解できるように、第２の内外電極形放電ランプも第１の内外電極形放電ランプとほぼ同様にバックライト光出射面の輝度分布均整度が低下するという問題がある。
【００２５】本発明は、バックライト光出射面の輝度分布の均整度が向上したバックライト装置およびこれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００２６】また、本発明は、バックライト光出射面の周囲に形成される枠状の非発光部の幅を狭くして、外形寸法に対して光出射面の発光部寸法を相対的に大きくしたバックライト装置およびこれを用いた液晶表示装置を提供することを他の目的とする。
【００２７】
【課題を達成するための手段】放電ランプの両端部の暗部がバックライト光出射面の輝度分布に影響しないで均整度が良好なバックライト装置およびこれを用いた表示装置を提供する請求項１の発明のバックライト光出射面と；バックライト光入射面と；細長い透光性気密容器、少なくとも希ガスを含み透光性気密容器内に封入された放電媒体、透光性気密容器内に放電を生起するように透光性気密容器の両端内部に封装された一対の電極を備え、透光性気密容器はその中間部がバックライト光入射面をほぼ横切り、かつバックライト光入射面に対してほぼ平行に配置され、両端部が屈曲されてバックライト光入射面から離反している放電ランプと；を具備していることを特徴としている。
【００２８】本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【００２９】＜バックライト光出射面について＞バックライト光出射面は、バックライト装置としての光出力を生じる面であり、特定の部材が存在するか否かは要件になっていない。したがって、直下式バックライト装置においては、単なる空間であってもよい。しかし、要すれば、輝度分布の均整度を向上するために、いずれも後述するライトカーテンおよびまたは拡散板などの光学特性改善用部材や電波ノイズ放射抑制用の透光質導電性被膜部材などの前面にバックライト光出射面が形成されるような構成を許容する。
【００３０】また、バックライト光出射面は、バックライト装置がエッジ式バックライト装置においては、これを透明導光板の前面側に形成することができる。なお、透明導光板の「前面側」とは、透明導光板の前面にバックライト光出射面を直接形成する態様および透明導光板の前面に拡散板、後述するレンズシートなどの光学特性改善用部材を配置してそれらを介して間接的に透明導光板の前面にバックライト光出射面を形成する態様のいずれをも含む意味である。
【００３１】＜バックライト光入射面について＞バックライト光入射面は、バックライト装置としての光出力をバックライト光出射面から生じるために、後述する放電ランプの発光を入射する面であり、特定の部材が存在するか否かは要件になっていない。したがって、直下式バックライト装置においては、バックライト光出射面に正対している単なる空間であってもよい。
【００３２】また、バックライト光入射面は、バックライト装置がエッジ式バックライト装置においては、これを透明導光板の側面に形成することができる。なお、透明導光板の側面は、透明導光板が四角形であれば、前面の周囲に４面あり、そのいずれか１面ないし４面にバックライト光入射面を形成することができる。残余の側面は、バックライト光入射面から入射した光の反射面として作用させることができる。また、そのために残余の側面に反射手段を密接させてもよい。
【００３３】＜放電ランプについて＞放電ランプは、バックライト光出射面から出射する光出力に対する光源であり、内部に封入した水銀蒸気および希ガスなどの放電媒体の放電により発光する。また、放電ランプは、放電媒体の放電により放射される紫外線を可視光に変換する蛍光体層を備えた蛍光ランプや放電媒体の放電により可視光を放射するガス放電ランプなどであることを許容する。また、放電ランプは、細長い透光性気密容器、放電媒体および一対の電極を構成要素として少なくとも備えている。以下、放電ランプの構成について主な構成要素ごとに説明する。
【００３４】（透光性気密容器について）透光性気密容器は、ガラスバルブの両端を封止するか、Ｔ形ガラスバルブなどのように一端に形成されている開口を封止して形成するのが最も製造が容易で、コストが低いので好適であるが、要すれば透光性セラミックスなどによって形成したものでもよい。なお、ガラスとしては、軟質ガラス、半硬質ガラス、硬質ガラス、石英ガラスなどを適宜選択して用いることができる。透光性気密容器の「透光性」とは、透光性気密容器の全体が透光性であることを要件とするものではなく、少なくとも放電に伴って蛍光体層から放射される可視光を外部へ導出するアパーチャの部分が当該光に対して透光性であればよい。また、透光性気密容器が細長いとは、放電容器の外径の２倍以上の長さを備えていることをいう。
【００３５】また、透光性気密容器の外径は、特に限定されないが、液晶表示装置用のバックライト装置を薄形にしたい場合には、外径を1～５ｍｍ程度することができる。
【００３６】さらに、透光性気密容器の形状は、その両端部が屈曲されてバックライト光入射面から離反していて、中間部がバックライト光入射面をほぼ横切り、かつバックライト光入射面に対してほぼ平行に配置されているのであれば、中間部が直管状および曲管状のいずれであってもよい。すなわち、直下式バックライト装置の場合、中間部が直管状をなす放電ランプの複数本を適当な間隔で並列配置してもよいし、Ｗ（またはＭ）字状またはＵ（またはコ）字状をなした曲管状の放電ランプを一または複数本用いてもよい。また、エッジ式バックライト装置の場合、中間部が直管状、Ｌ字状、コ字状などの形状を採用することができる。なお、透光性気密容器は、横断面が偏平、四角形、三角形などであってもよい。
【００３７】次に、透光性気密容器の中間部および両端部の形態について詳細に説明する。
【００３８】透光性気密容器の中間部は、バックライト光入射面をほぼ横切り、かつバックライト光入射面に対してほぼ平行に配置される。なお、「ほぼ横切る」とは、バックライト光入射面に沿ったある方向において、少なくとも一端から他端までの概ねにおいて放電ランプの中間部が延在していることを意味する。したがって、一端から他端まで完全に横切っている構成と、不完全であるが殆ど横切っている構成とを含む概念である。ただし、バックライト光入射面に対して平行な平面内においては、放電ランプの中間部の形状は前述したように別段制限されない。
【００３９】これに対して、両端部は、屈曲してバックライト光入射面から離反している。なお、両端部が「バックライト光入射面から離反している」とは、中間部がバックライト光入射面に接近した位置にあるのに対して、両端部が中間部との接点位置から離れだして末端はバックライト光入射面から相対的に離れた位置にあることを意味している。また、両端部の屈曲した形状は、自由であるが、たとえば中間部に対して両端部が背方に向かって直角に屈曲して透光性気密容器が全体としてコ字状をなしている形状、両端部が斜め背方に向かって直角より小さな角度または直角より大きな角度で屈曲している形状、あるいは両端部の基部が背方に向かって直角に屈曲し、さらに先端が直角に屈曲して端部を折り返したような形状など種々の形状であることを許容する。
【００４０】（放電媒体について）放電媒体は、放電時に波長３００ｎｍ以下の紫外線を放射する水銀蒸気および希ガスを含む第１の態様、ならびに少なくともキセノンを含む希ガスを主体とする第２の態様と、たとえばネオンなど放電により可視光を直接放射する第３の態様とのいずれの構成であってもよい。
【００４１】第１の態様は、比較的光量が多いが、周囲温度の依存性が強く、また光束立ち上り特性が悪い。これに対して、第２の態様においては、周囲温度の依存性がなく、光束立ち上がり特性が良好になる。希ガスは、少なくともキセノンを含み、所望によりネオン、アルゴン、クリプトン、ヘリウムなどを任意に組み合わせて用いることができる。もちろん、キセノン単独で用いることができる。また、蛍光ランプが外部電極または内外電極により誘電体バリヤ放電を行う構成の場合には、希ガスの他にたとえばＫｒＦ、ＡｒＣｌなどの希ガスハロゲン化物やハロゲン単体が添加されていてもよい。ハロゲンとしては、ヨウ素、臭素、塩素を用いることができる。数百ないし１ＭＰａ程度の範囲で蒸気として存在する元素であれば、放電が可能である。
【００４２】しかし、放電ランプが内部電極によりアーク放電を行う場合には、希ガスのみとするのがよい。
【００４３】第３の態様においては、蛍光体層を用いて波長変換する必要がないが、必要に応じて波長を選択的に調整するためにカラーフィルタを併用することができる。
【００４４】（電極について）電極は、少なくともその一対が透光性気密容器の内部に放電媒体を通じて放電を生起するように配設されているのであれば、透光性気密容器の内部および外部のいずれであってもよい。
【００４５】１内部電極形配置放電ランプが水銀蒸気放電を行う構成の場合には、少なくとも一対の電極すなわち内部電極を透光性気密容器の内部に離間して封装することができる。
【００４６】これに対して、放電ランプが誘電体バリヤ放電を行う構成の場合には、以下のように内外電極形配置および外部電極形配置を採用することができる。
【００４７】２内外電極形配置内外電極形配置は、１または複数の内部電極と、１または複数の外部電極とを組にした電極配置である。
【００４８】この電極配置においては、通常の内部電極形の放電ランプに使用するのと同様な短寸の電極を用いる。
【００４９】（１－１）透光性気密容器の一端に単一の内部電極を配置し、透光性気密容器の外面に単一の外部電極を配置する電極配置（１－２）透光性気密容器の両端に一対の内部電極を配置し、透光性気密容器の外面に単一の外部電極を配置する電極配置この電極配置の場合、一対の内部電極をともに点灯回路の一極に接続し、外部電極を点灯回路の他極に接続する構成と、一対の点灯回路を用意してそれぞれの点灯回路の一極を内部電極に別に接続し、外部電極を一対の点灯回路の他極に同電位にして接続する構成とがある。
【００５０】（１－３）透光性気密容器の両端に内部電極を配置し、透光性気密容器の外面に一対の外部電極を配置する電極配置この電極配置の場合、内部電極と外部電極とを１対１で対向させる。
【００５１】（１－４）透光性気密容器の両端および中間にそれぞれ内部電極を配置し、単一の外部電極を共通に対向させる配置（１－５）透光性気密容器の両端および中間にそれぞれ内部電極を配置し、透光性放電容器の外面に内部電極に対向する外部電極を配置する電極配置３外部電極形配置この配置は、透光性気密容器の外面に一対の外部電極を離間対向して配置する。外部電極は、一または複数対配置することができる。
【００５２】ただし、以上のように種々の態様が許容される外部電極は、透光性気密容器に形成されるアパーチャからの光投射を実質的に阻止しないように配慮されていなければならない。
【００５３】次に、内部電極形配置および内外電極形配置における内部電極について説明する。
【００５４】内部電極は、透光性気密容器の屈曲してバックライト光入射面から離反した両端部に位置するように配置されている。
【００５５】また、内部電極は、透光性気密容器の外径が１～５ｍｍ程度である場合には、冷陰極が用いるのがよい。冷陰極であっても、その一部に熱電子放射性物質を被着させることができる。また、フィラメント形の熱陰極やセラミックス電極などの熱陰極であってもよい。
【００５６】さらに、透光性気密容器の内部に封装する内部電極の場合、それを透光性気密容器の端部または中間部に封装するには、フレアシール、ビードシール、ピンチシールなど既知の各種シール手段を適宜選択して用いることができる。
【００５７】一方、透光性気密容器の外部に配設する外部電極の場合、それをコイル、メッシュ構造体、透明導電膜または金属箔などの導電物質製であって、透光性気密容器の外面にほぼ接触して配設される形態にすることができる。なお、外部電極が透光性気密容器の外面に「ほぼ接触して配設されている」とは、外部電極の全体が透光性気密容器の表面の外面に接触していることが望ましいが、これは必須要件ではなく、概ねにおいて外部電極が透光性気密容器の外面に接触していればよいことを意味する。さらに、外部電極は、少なくともその一部が透光性気密容器の長手方向すなわち軸方向において内部電極から離間した位置にまで延在している大きさを備えていることができる。そして、透光性気密容器の外周方向においては、全周または外周の一部をなす角度範囲内に配設することができる。さらにまた、外部電極がコイル、メッシュ構造体および透明導電膜により構成されている場合、これらの構成は外部電極を透過して光が外部に導出されるので、透光性気密容器の全周に配設することができる。これに対して、外部電極が金属箔により構成されている場合、金属箔は実質的に透光性でないので、アパーチャの上を覆わないように透光性気密容器の外周の一部をなす角度範囲内に配設するようにする。
【００５８】なお、外部電極をコイルで構成する場合、そのピッチを所望に設定することができる。外部電極のコイルのピッチは、得られる輝度に影響するので、ランプ軸方向に所望の輝度分布を実現するために、コイルのピッチを適宜調整することができる。また、外部電極をメッシュ構造体で構成する場合、金属線の平織り、あや織り、メリヤス編み構成体などを用いることができる。しかし、要すれば、パンチングした金属板であってもよい。メリヤス編み構成体を用いる場合、予め太めの筒体を製作して内部に透光性気密容器を挿入後、メリヤス編み構成体の両端を引っ張ることにより、メリヤス編み構成体が縮径するので、透光性気密容器の外周面に密着させることができる。
【００５９】さらに、外部電極を透明導電膜で構成する場合、ＩＴＯ膜、ＮＥＳＡ膜などを用いることができる。
【００６０】さらにまた、外部電極を金属箔で構成する場合、金属箔を透明樹脂シートの一面に貼着し、透明樹脂シートの他面に塗布した粘着性接着剤を透光性気密容器の外面に接着することによって配設することができる。しかし、金属箔を直接透光性気密容器の外面に貼着することもできる。さらに、透光性気密容器の軸方向に対して外部電極の幅が変化していてもよい。
【００６１】（放電ランプのその他の構成について）
１蛍光体層について蛍光体層は、放電媒体が放電により放射する紫外線を可視光に波長変換する場合に用いられる。そして、透光性気密容器の内面側に配設される。また、蛍光体層は、透光性気密容器の内面側の全周にわたり配設されてもよいし、長手方向に沿ってスリット状に延在するアパーチャを形成するように配設されてもよい。なお、「透光性気密容器の内面側」とは、透光性気密容器の内面に直接蛍光体層を形成する態様および保護膜などを介して透光性気密容器の内面に間接的に蛍光体層を形成する態様のいずれをも含む意味である。
【００６２】次に、蛍光体は、単一種または複数種の蛍光体を混合して用いることができる。赤色・緑色・青色発光の蛍光体を混合してなる白色発光の３波長発光形蛍光体を用いることができる。しかし、本発明においては、放電ランプとしてＲ（赤色）、Ｇ（緑色）およびＢ（青色）の各発光色の放電ランプを一組または複数組用いることを許容する。このような構成の場合には、Ｒ（赤色）発光色の放電ランプには赤色発光の蛍光体を、Ｇ（緑色）各発光色の放電ランプには緑色発光の蛍光体を、またＢ（青色）発光色の放電ランプには青色発光の蛍光体を、それぞれ単独に用いる。このようにＲＧＢの各発光色の放電ランプを用いる場合、放電ランプの配列は自由であり、たとえばＲＧＢ、ＲＢＧおよびＢＧＲなどの配列にすることができる。また、ＲＧＢの放電ランプからバックライト光出射面までの距離がある程度大きければ、十分な加法混色により白色光が得られる。
【００６３】なお、蛍光体層は、単一の層構成であってもよいし、多層構成であってもよい。後者の場合、層ごとに蛍光体の種類が異なっていてもよい。また、蛍光体層と蛍光体層との間に蛍光体ではない他の物質からなる第３の層たとえば導電層、金属酸化物を主体とする放電状態改善層などが介在していてもよい。
【００６４】２．保護膜などについて必要に応じて透光性気密容器の内面にアルミナ微粒子などからなる保護膜や易電子放射物質膜を形成することができる。保護膜を形成する場合には、蛍光体層と透光性気密容器の内面との間に保護膜を形成してもよいし、蛍光体層の放電空間側の内面に保護膜を形成してもよい。また、易電子放射性物質膜を形成することができ、この場合には蛍光ランプの暗黒特性の発生を回避するか、軽減するのに効果的である。
【００６５】＜バックライト装置のその他の構成について＞１反射板について放電ランプの背面側に反射板を必要に応じて配設することができる。これにより、放電ランプから放射されて直接バックライト光入射面に入射しない光を反射させてなるべくバックライト光入射面に入射させることができる。
【００６６】２光学特性改善用部材についてライトカーテン、拡散板（または拡散シート）およびレンズシートなどの光学特性改善用部材を適宜必要に応じて単独または組み合わせてバックライト光出射面に配設することができる。なお、「ライトカーテン」とは、直下式バックライト装置において、放電ランプの直射光のバックライト光入射面への入射、したがってバックライト光出射面への直射光による輝度分布の乱れを抑制する手段であって、たとえばポリカーボネート樹脂やＰＥＴ樹脂などのたとえば厚さ０．５ｍｍ程度の透明性合成樹脂フィルムの放電ランプに対向する部位に遮光性、反射性または光拡散性の薄膜を印刷、蒸着、貼着などの適当な手段により被着させた構成を備えているものを用いることができる。また、「拡散板」とは、バックライト光出射面から出射しようとする光をその直前で光拡散する手段であって、たとえば透明性合成樹脂フィルムの表面に光拡散性被膜を印刷、吹き付け、刷毛塗り、蒸着などの方法で被着した部材、光拡散性フィルム、光拡散性ガラス板などで構成することができる。さらに、「レンズシート」とは、微小な連続的波状面を多数面配列してなり、波状部分を通過する光線を集光することにより、液晶表示表示面方向への光量を多くして入射効率を高める作用がある。
【００６７】３透光質導電性被膜部材について「透光質導電性被膜部材」とは、放電ランプから発生する電波ノイズがバックライト光出射面から外部へ放射するのを抑制しながら、なるべく光透過を阻害しないようにした被膜部材であって、たとえばＰＥＴ樹脂などの透明性合成樹脂フィルムの表面にＩＴＯ（酸化インジウムおよび酸化スズ）膜などの透光性導電性被膜を被着した部材を用いることができる。
【００６８】４ケースについてバックライト光出射面、バックライト光入射面および放電ランプを所定の位置関係を維持しながらケースに収納することができる。また、ケースは、種々の構造を採用することができるが、たとえばバックフレームおよびフロントフレームを組み合わせて構成することができる。
【００６９】５放電ランプ点灯装置についてバックライト装置には、放電ランプ点灯装置を一体的に組み込むことができる。放電ランプ点灯装置は、高周波交流電圧を限流インピーダンスを直列に介して印加して放電ランプを点灯する構成が回路構成の小形軽量化および放電ランプを高発光効率で点灯できることから好適である。
【００７０】＜本発明の作用について＞本発明においては、放電ランプの中間部がバックライト光入射面をほぼ横切り、かつバックライト光入射面にほぼ平行に配置し、両端部が屈曲されてバックライト光入射面から離反しているので、点灯時に放電ランプの両端部に生じる暗部がバックライト光出射面に現れない。このため、バックライト光出射面における輝度むらが発生しにくく、輝度分布の均整度が向上する。したがって、バックライト光出射面の周囲に形成される枠状の非発光部の幅を狭くして、外形寸法に対して発光部寸法を大きくしても良好な輝度分布が得られる。
【００７１】また、本発明のバックライト装置は、上記の作用効果を奏するので、液晶表示装置のバックライト装置として好適である。しかし、本発明は、これに限定されるものでなく、あらゆる用途におけるバックライト装置に適応する。
【００７２】請求項２の発明のバックライト装置は、請求項１記載のバックライト装置において、バックライト光入射面は、バックライト光出射面と正対していることを特徴としている。
【００７３】本発明は、直下式バックライト装置としての構成を規定している。
【００７４】請求項３の発明のバックライト装置は、請求項１記載のバックライト装置において、透明導光板を具備しており；バックライト光出射面は、透明導光体の前面側に形成されており；バックライト光入射面は、透明質導光体の側面に形成されている；ことを特徴としている。
【００７５】本発明は、エッジ式バックライト装置としての構成を規定している。
【００７６】透明導光板は、たとえば透明アクリル樹脂板を用いて構成することができる。
【００７７】請求項４の発明のバックライト装置は、請求項１ないし３のいずれか一記載のバックライト装置において、放電ランプのバックライト光入射面をほぼ横切る透光性気密容器の中間部の背面側に配設された反射体を具備していることを特徴としている。
【００７８】本発明は、反射板を用いて放電ランプの発光を効率よくバックライト光入射面に入射させるようにした構成を規定している。
【００７９】すなわち、反射板は、透光性気密容器の中間部の少なくとも背面側に配設され、両端部に対向する部分には反射板を配設しなくてもよい。好ましくは放電ランプの周囲をバックライト光入射面に向かって包囲するように反射板を構成するのがよい。なお、反射板には、透光性気密容器の両端部が通過する孔または切欠部溝を形成して反射板から背方へ導出すればよい。
【００８０】そうして、本発明においては、放電ランプのバックライト光入射面をほぼ横切る透光性気密容器の中間部に反射板を配設するので、バックライト光入射面への所要の集光作用を行うとともに、透光性気密容器の両端部には反射板を配設する必要がないので、反射板の構造が複雑化しない。
【００８１】請求項５の発明の液晶表示装置は、請求項１ないし４のいずれか一記載のバックライト装置と；バックライト装置のバックライト光出射面に配設された液晶表示手段と；を具備していることを特徴としている。
【００８２】本発明は、バックライト装置の用途として最適な液晶表示装置を規定している。
【００８３】そうして、本発明においては、放電ランプの両端部に生じる暗部がバックライト光出射面に輝度のむらとして現れないから、外形寸法に対して液晶表示面の寸法を大きくしても良好な輝度分布の表示画面が得られる。
【００８４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００８５】図１は、本発明のバックライト装置の第１の実施形態としての直下式バックライト装置を示す正面断面図である。
【００８６】図２は、同じく側面断面図である。
【００８７】図３は、同じく分解斜視図である。
【００８８】図４は、同じく放電ランプの要部拡大断面図である。
【００８９】各図において、直下式バックライト装置は、バックフレーム１、反射板２、放電ランプ３、フロントフレーム４、ＩＴＯシート５、ライトカーテン６および拡散板７を具備している。
【００９０】バックフレーム１は、長方形の浅皿状をなし、その底面の長手方向の両端部に幅全体にわたって形成された一対のスリット１ａ、１ａを有している。
【００９１】反射板２は、凹窪溝部２ａ、端壁部２ｂ、切欠部２ｃおよび側壁部２ｄを備えている。凹窪溝部２ａは、後述する４本の放電ランプ３を個別に包囲するように４つが隣接して並設され、それぞれが横断面倒立台形状をなしている。端壁部２ｂは、凹窪溝部２ａの両端を塞いで配設されている。切欠部２ｃは、凹窪溝部２ａの両端部において凹窪溝部２ａの底面および端壁部２ｂにわたり形成され、後述する放電ランプ３の透光性気密容器３ａの両端部３ａ２、３ａ２がそこを貫通する。側壁部２ｄは、最外側の凹窪溝部２ａの外側端を上方へ延長して形成され、端壁部２ｂと高さが揃っている。そうして、反射板２は、全体として浅い容器状をなしている。
【００９２】放電ランプ３は、図４にその細部構造を拡大して示すように、内部電極形配置であり、透光性気密容器３ａ、導入線３ｂ、内部電極３ｃ、蛍光体層３ｄおよび口ゴム３ｅを備えている。透光性気密容器３ａは、図１および図３に示すように、長くて両端が気密に封止されたガラスバルブからなり、全体としてコ字状に屈曲されている。また、内部に放電媒体として少量の水銀および希ガスが封入されている。そして、中間部３ａ１は直線状をなし、端部３ａ２、３ａ２は中間部３ａ１の両端から直角に屈曲している。導入線３ｂは、透光性気密容器３ａの両端を貫通して封着されている。内部電極３ｃは、Ｎｉの円筒３ｃ１および電子放射性物質３ｃ２からなり、冷陰極を構成している。Ｎｉの円筒３ｃ１は、導入線３ｂの先端に支持されている。電子放射性物質３ｃ２は、Ｎｉの円筒３ｃ１の内面に被着している。蛍光体層３ｄは、透光性気密容器３ａの内面側に形成されている。口ゴム３ｅは、透光性気密容器３ａの両端に装着されている。そうして、放電ランプ３は、その透光性気密容器３ａの中間部３ａ１が反射板２の凹窪溝部２ａの底面中央に沿って延在し、両端部３ａ２、３ａ２が反射板２の切欠部２ｃとバックフレーム１のスリット１ａ、１ａを通過してバックフレーム１の背方へ突出している。
【００９３】フロントフレーム４は、額縁状をなしてバックフレーム１に外側から被さり、バックフレーム１と協働してケースとして作用する。そして、額縁状部分の上部がバックライト光出射面Ｘ、下部の放電ランプ３に対向する部位がバックライト光入射面Ｙとなる。
【００９４】ＩＴＯシート５、ライトカーテン６および拡散板７は、重ねてフロントフレーム４の額縁状部分の内面側に支持されている。なお、図３においてはＩＴＯシート５、ライトカーテン６および拡散板７は、図示を省略している。
【００９５】ＩＴＯシート５は、透明性のＰＥＴフィルムにＩＴＯ膜を被着してなる。
【００９６】ライトカーテン６は、透明なポリカーボネート樹脂フィルムの表面に拡散反射・透過性のパターンを放電ランプ３に正対する部位に被着している。
【００９７】拡散板７は、乳白合成樹脂フィルムからなっている。
【００９８】図５は、本発明のバックライト装置の第１の実施形態と類似した直下式バックライト装置の平面図およびそのバックライト光出射面におけるＡ－Ａ線に沿う輝度分布を示すグラフである。図において、（ａ）は、放電ランプ３が６本の場合の直下式バックライト装置であり、図１ないし図３と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。また、（ｂ）は、バックライト光出射面におけるＡ－Ａ線に沿う輝度分布を従来技術のそれとともに示すグラフであり、その横軸はバックライト光出射面の位置を、縦軸は輝度を、それぞれ示す。図中、曲線Ｃは本実施形態、曲線Ｄは従来技術、をそれぞれ示す。
【００９９】すなわち、本発明の直下式バックライト装置においては、バックライト光出射面に放電ランプ３の両端部の暗部が影響しないために、曲線Ｃに示すように、バックライト光出射面の両端部の輝度低下が少なく、したがってバックライト光出射面の輝度分布の均整度が向上する。これに対して、従来技術においては、曲線Ｄに示すように、バックライト光出射面の両端部の輝度低下が大きく、したがってバックライト光出射面の輝度分布の均整度が悪い。
【０１００】図６は、本発明のバックライト装置の第２の実施形態としての直下式バックライト装置および液晶表示装置の一実施形態を示す正面断面図である。図において、図１と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【０１０１】本実施形態は、放電ランプ３の透光性気密容器３ａの両端部３ａ２、３ａ２が中間部３ａ１との接点から約６０°の角度で屈曲して背方へ突出している。
【０１０２】また、１１は液晶表示手段であり、直下式バックライト装置のバックライト光出射面Ｘに配設されて、背面から照明されることで、透過光により液晶表示画像を前面側からみることができる。
【０１０３】図７は、本発明のバックライト装置の第３の実施形態としての直下式バックライト装置における放電ランプを示す平面図である。
【０１０４】図８は、同じく側面図である。
【０１０５】各図において、図１と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【０１０６】本実施形態は、放電ランプ３の透光性気密容器３ａの中間部３ａ１がＷ字状に屈曲しているとともに、両端部３ａ２、３ａ２が中間部３ａ１との接点から直角に屈曲している。このため、この放電ランプ３一本で所要の光量を図１ないし図３に示すようなバックライト光入射面Ｙに入射させることができる。しかも、透光性気密容器３ａの両端部３ａ２、３ａ２の暗部がバックライト光出射面Ｘに影響しないので、バックライト光出射面Ｘにおける輝度分布の均整度が向上する。
【０１０７】図９は、本発明のバックライト装置の第４の実施形態としてのエッジ式バックライト装置を示す分解斜視図である。図において、図３と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【０１０８】本実施形態において、バックライト装置は、透明導光体８、放電ランプ３、反射板２、反射シート９、拡散シート７およびレンズシート１０を備えている。
【０１０９】透明導光体８は、透明アクリル樹脂板からなる。そして、透明導光板８の一側面がバックライト光入射面Ｂとなる。
【０１１０】放電ランプ３は、図１に示すものと同様であるが、その中間部３ａ１が透明導光板８の一側面に形成されたバックライト光入射面Ｂに近接して配置され、両者は長さがほぼ同一である。また、両端部３ａ２、３ａ２は、透明導光板８の板面と同一の面内においてバックライト光入射面Ｂの背方へ突出している。
【０１１１】反射板２は、樋状をなし、放電ランプ３の透光性気密容器３ａの中間部３ａ１を包囲するとともに、両側縁部がバックライト光入射面Ｂを構成する透明導光板８の側面の前後を挟持している。
【０１１２】反射シート９は、合成樹脂フィルムの表面に反射膜を被着し、かつ放電ランプ３からの離間距離に応じて光の反射量が変化するように形成されてなり、透明導光板８の底面に接触して配設されている。
【０１１３】拡散シート７は、図１における拡散板７とほぼ同様であるが、透明導光板８の前面に配設されている。
【０１１４】レンズシート１０は、微小なレンズを多数整列配置してなり、拡散シート７の前面に配設されて、拡散シート７から出射した光を集光して液晶表示装置への入光効率を高める。
【０１１５】そうして、レンズシート１０の前面にバックライト光出射面Ｘが形成される。
【０１１６】図１０は、本発明のバックライト装置の第５の実施形態としてのエッジ式バックライト装置を示す平面図である。図において、図９と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【０１１７】本実施形態において、放電ランプ３は、両端部３ａ２、３ａ２が中間部３ａ１との接点位置で約１２０°屈曲して斜め背方へ突出している。
【０１１８】図１１は、本発明のバックライト装置の第６の実施形態としてのエッジ式バックライト装置を示す平面図である。図において、図９と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【０１１９】本実施形態において、放電ランプ３は、両端部３ａ２、３ａ２が中間部３ａ１との接点位置で直角に屈曲し、両端部３ａ２の中間でさらに直角に屈曲して、中間部３ａ１とほぼ平行に折り返されている。
【０１２０】図１２は、本発明のバックライト装置の第７の実施形態としての直下式バックライト装置における放電ランプを示す平面図および管軸方向の輝度分布を示すグラフである。
【０１２１】図において、（ａ）は放電ランプ３および点灯回路１１を示し、（ｂ）は輝度分布を示している。そして、図４と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。本実施形態は、放電ランプ３が内外電極形配置である点で図４と異なる。
【０１２２】すなわち、放電ランプ３は、外部電極３ｆ、リード線３ｇを備えている。なお、内部電極は、図示されていないが、透光性気密容器３ａの図において中間部３ａ１の右側端から９０°屈曲されている端部３ａ２の内部に封装されている。
【０１２３】外部電極３ｆは、透光性気密容器３ａの外面に接触してコイル状に巻装され、かつ透光性気密容器３ａの中間部３ａ１の左側の端部、すなわち内部電極から離間した方の端部の近傍においてコイルのピッチが他の部分より小さくなっている。
【０１２４】リード線３ｇは、透光性気密容器３ａの図において中間部３ａ１の左側端から９０°屈曲されている端部３ａ２の外側にガラス溶着により植立され、外部電極３ｆの一端が接続している。
【０１２５】透光性気密容器３ａの内部にはキセノンが封入されている。
【０１２６】点灯回路１１は、一方の出力端が導入線３ｂを介して内部電極に接続し、他方の出力端がリード線３ｇを介して外部電極３ｆに接続する。
【０１２７】そうして、点灯回路１１から内部電極および外部電極３ｆの間に高繰り返し周波数のパルス電圧を印加すると、放電ランプ３は点灯して、その際に生じるキセノンの誘電体バリア放電により、主として波長１７４ｎｍの紫外線を放射する。この紫外線は、蛍光体層を励起するので、蛍光体層は可視光を放射し、放射した可視光は、透光性気密容器３ａを透過し、さらに外部電極３ｆのコイルの間から外部へ導出され、図示しないバックライト光入射面に入射する。なお、希ガス放電による放電ランプは、水銀蒸気放電による放電ランプと比較すると、発生光量が少ないので、水銀蒸気放電による放電ランプの場合より放電ランプをバックライト光入射面に接近させることにより、バックライト光出射面における輝度をある程度補うことができる。
【０１２８】（ｂ）に示すところから理解できるように、放電ランプ３の輝度分布は、主として透光性気密容器３ａの中間部の輝度分布により決定され、両端部の暗部が反映しないから、均整度が向上する。
【０１２９】図１３は、本発明のバックライト装置の第８の実施形態としての直下式バックライト装置における放電ランプを示す平面図および管軸方向の輝度分布を示すグラフである。
【０１３０】図において、（ａ）は放電ランプ３および点灯回路１１を示し、（ｂ）は輝度分布を示している。そして、図１２と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。本実施形態は、放電ランプ３の内部電極、外部電極３ｆおよび点灯回路１１がともに一対である点で異なる。
【０１３１】すなわち、透光性気密容器３ａの両端内部にそれぞれ内部電極を封装し、これに対向する外部電極３ｆ、３ｆを透光性気密容器３ａの中央部で絶縁に必要ななるべく少ない距離を隔てて外面に配設している。また、点灯回路１１をそれぞれの内部電極および外部電極１１の間に接続している。
【０１３２】本実施形態における放電ランプ３の輝度分布も図１２におけるのと同様に均整度が高い。
【０１３３】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、バックライト光出射面と、バックライト光入射面と、細長い透光性気密容器の中間部がバックライト光入射面をほぼ横切りかつバックライト光入射面に対してほぼ平行に配置され、両端部が屈曲されてバックライト光入射面から離反している放電ランプとを具備していることにより、放電ランプを点灯したときに生じる端部の暗部がバックライト光出射面に現れないから、バックライト光出射面の輝度分布の均整度が向上するとともに、バックライト光出射面の周囲に形成される枠状の非発光部の幅を狭くして、外形寸法に対して発光部寸法を相対的に大きくすることも可能なバックライト装置を提供することができる。
【０１３４】請求項２の発明によれば、加えてバックライト光入射面がバックライト光出射面と正対していることにより、バックライト光出射面における輝度分布の均整度が良好な直下式のバックライト装置を提供することができる。
【０１３５】請求項３の発明によれば、加えて透明導光板を具備し、バックライト光出射面が透明導光体の前面側に形成され、バックライト光入射面が透明質導光体の側面に形成されていることにより、バックライト光出射面における輝度分布の均整度が良好なエッジ式のバックライト装置を提供することができる。
【０１３６】請求項４の発明によれば、加えて放電ランプのバックライト光入射面をほぼ横切る透光性気密容器の中間部の背面側に配設された反射体を具備していることにより、反射板でバックライト光入射面への所要の集光作用を行うとともに、透光性気密容器の両端部には反射板を配設する必要がないので、反射板の構造が複雑化しないバックライト装置を提供することができる。
【０１３７】請求項５の発明によれば、請求項１ないし４の効果を有する液晶表示装置を提供することができる。

【出願人】	【識別番号】０００１１１６７２【氏名又は名称】ハリソン東芝ライティング株式会社
【出願日】	平成１２年９月８日（２０００．９．８）
【代理人】	【識別番号】１０００７８０２０【弁理士】【氏名又は名称】小野田芳弘
【公開番号】	特開２００２－９３２３０（Ｐ２００２－９３２３０Ａ）
【公開日】	平成１４年３月２９日（２００２．３．２９）
【出願番号】	特願２０００－２７８６７５（Ｐ２０００－２７８６７５）