| 【発明の名称】 |
バックライト装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】和田 昇
【住所又は居所】東京都荒川区東日暮里５丁目７番１８号 オプトレックス株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】冷陰極管を用いた液晶用バックライトの低温応答を低電圧化するために、温度補償用ヒータを備えたもので、ヒータの昇温特性を従来よりも高速化し、しかも、安価に製造できるバックライト装置を提供する。
【解決手段】光源２０の近傍に加熱用配線基板２５を配設し、加熱用配線基板２５に光源２０に対向するようにチップ型固定抵抗２４を搭載すると共に、光源からの光を反射させる反射部材を２１を加熱用配線基板２５に固定した。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 通電により発光する冷陰極管からなる光源を有するバックライト装置において、前記光源の近傍に配設された加熱用配線基板と、前記光源に対向するように前記加熱用配線基板に搭載され加熱用配線基板を介して通電されるチップ型固定抵抗からなる発熱体とを有することを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】 前記光源の長手方向に沿って複数個のチップ型固定抵抗が配設さ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装置。
【請求項３】 前記光源からの光を反射させる反射部材に前記加熱用配線基板を固定したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバックライト装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置などに使用されるバックライト装置に係り、特に、冷陰極管を光源として使用したバックライト装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】まず、このようなバックライト装置を備えた液晶表示装置における一般的な液晶表示素子の一例を図３により説明する。
【０００３】図３は、カラーフィルタ方式のカラー液晶表示素子を示すものであり、間隔を隔ててほぼ平行に配置された２枚のガラスのような材質からなる透明基板１Ａ，１Ｂを有しており、これらの両透明基板１Ａ，１Ｂ間の外周はシール材２により密閉されている。このうち、上方に位置する一方の透明基板１Ａの下面には、透明共通電極３Ａが密着するように配設されており、また、この透明共通電極３Ａの下方には、非表示部分を覆うように遮光膜４が配置されている。
【０００４】また、前記遮光膜４の下方には、電極間に印加される電圧に応じて液晶分子の配向を制御する配向膜６Ａが密着するように配設されている。さらに、前記ガラス基板１Ａの上面には偏光板７Ａが配設されている。
【０００５】一方、下方に位置する前記透明基板１Ｂの上面には、透明セグメント電極３Ｂが配置されており、この透明セグメント電極３Ｂの上方にはカラーフィルタ膜５が配置されている。また、このカラーフィルタ膜５の上方には配向膜６Ｂが密着するように配設されている。さらに、前記透明基板１Ｂの下面には偏光板７Ｂが配設されている。
【０００６】そして、前記両透明基板１Ａ，１Ｂおよびシール材２により囲繞された密閉空間内には液晶８が封入されており、さらに、両透明基板１Ａ，１Ｂ間の間隔を正確に一定に保持するため、前記両配向膜６Ａ，６Ｂ間には複数の球状あるいは柱状のスペーサ９が介装されている。
【０００７】図４は図３の液晶表示素子を使用した液晶表示装置の概略を示すものであり、前記透明基板１Ｂの上面の透明セグメント電極３Ｂは、前記シール材２などに含有されている導電性部材（図示せず）などを介して前記透明基板１Ａの下面上に導出されており、この透明基板１Ａの下面の図４における右端部には、各電極３Ａ，３Ｂの各リード端子３Ｃが形成されている。
【０００８】一方、図５に示す可撓配線基板１１のベースフィルム１２上には電気回路１３が形成されており、この電気回路１３の端部に形成されているリード端子１３Ａに前記各電極３Ａ，３Ｂの各リード端子３Ｃが接続されている。また、前記可撓配線基板１１の電気回路１３には、前記液晶表示素子の制御を行うＬＳＩ１４が搭載されている。そして、この可撓配線基板１１は、液晶表示装置の平面積を減少するため、彎曲部１５を形成されたうえで、図４に示すように前記液晶表示素子１０の下方にまで延在しており、液晶表示素子１０の下方に位置している剛性を有する電源側配線基板１６とリード端子を介して接続されている。また、この電源側配線基板１６と前記液晶表示素子１０とは相互に対向する位置をとっている。
【０００９】ところで、バックライト一体型液晶表示装置においては、前記液晶表示素子１０と対向する電源側配線基板１６の上面１７Ａにほぼ長方形状とされたアクリルなどの材料からなる導光板１８が接着あるいはかしめなどにより搭載されており、この導光板１８の前記可撓配線基板１１が対向する端面１９Ａと反対側の端面１９Ｂの側方には、冷陰極管すなわち蛍光ランプからなるバックライトの光源２０が前記電源側配線基板１６に図示しない支持部材を介して支持されている。また、前記光源２０の背部には、光源２０からの光の拡散を防止して、導光板１８の端面１９Ｂの方向に収束するためのほぼ円筒形状の反射部材２１が前記電源側配線基板１６に支持されて配設されている。したがって、前記光源２０からの光は導光板１８内を前記可撓配線基板１１の方向に進むことになる。
【００１０】ところで、前記光源２０としての冷陰極管は、低温環境時に始動電圧が大きくなるため、低温環境下においては電圧不足のため光源２０を点灯できない場合があったり、光源２０の寿命が短くなるおそれがあった。
【００１１】そこで、従来から図６あるいは図７に示すような発熱体を用いて冷陰極管からなる光源２０を加熱して、光源２０を小さな始動電圧で点灯するようにしていた。
【００１２】図６のものは、光源２０の下方に位置する可撓配線基板１１にステンレス製などの金属箔からなる長尺の発熱体２２を貼設し、この発熱体２２に電源側配線基板１６から通電するように構成されている。この図６に示されている光源２０は、発熱体２２を示すために一部図示を省略し、また、発熱体２２は、光源２０の長手方向のほぼ全域において前記光源２０に対向している。
【００１３】また、図７のものは、光源２０の外周にコイル状に形成したニッケル、クロム合金であるニクロム線（商品名）のような金属線からなる発熱体２３を巻回し、この発熱体２３に電源側配線基板（図示せず）から通電するように構成されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述した図６に示す従来の発熱体２２は、それ自体の製造コストが高く、バックライト装置として高価になってしまっていた。また、このステンレス箔製の発熱体２２の昇温特性が図８に示されている。この図８に示すものは、１００ｍｍ長のステンレス箔製の発熱体２２を５Ｗの電力で駆動したときの昇温特性を示している。
【００１５】そして、図８に曲線Ａにより示すステンレス箔製の発熱体２２の昇温特性は悪く、０℃から２０℃まで昇温するのに約４０秒を要していたため、低温環境下においてバックライト装置として使用できるようになるのに時間のロスがあった。
【００１６】一方、図７に示す従来の金属線からなる発熱体２３は、光源２０に巻回する組み立て作業が複雑であり、加工コストが高価になっていた。
【００１７】本発明は、前述した従来のものにおける問題点を克服し、昇温特性が良好で、しかも、安価に製造できるバックライト装置を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成するため請求項１に係る本発明のバックライト装置の特徴は、光源の近傍に配設された加熱用配線基板と、前記光源に対向するように前記加熱用配線基板に搭載され加熱用配線基板を介して通電されるチップ型固定抵抗からなる発熱体とを有する点にある。そして、このような構成を採用したことにより、昇温特性の良好なチップ型固定抵抗により低温環境下においても短時間のうちにバックライトの機能を発揮することができる。
【００１９】請求項２に係る本発明のバックライト装置の特徴は、前記光源の長手方向に沿って複数個のチップ型固定抵抗が配設されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、光源の長手方向において温度むらがほとんど生じない昇温を行うことができる。
【００２０】請求項３に係る本発明のバックライト装置の特徴は、光源からの光を反射させる反射部材に加熱用配線基板を固定した点にある。そして、このような構成を採用したことにより、チップ型固定抵抗の取付けをコンパクトに行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は、前述した図４に示すようないわゆるサイドエッジ型のバックライト装置についての実施形態を示すものである。
【００２２】図１において、図４における導光板１８と同様の導光板１８の端面１９の側方には、冷陰極管すなわち蛍光ランプからなるバックライトの光源２０が前記端面１９と平行に配設されている。なお、前記光源２０は、後述するチップ型固定抵抗２４を示すために一部省略されているが、実際には、前記導光板１８の端面１９のほぼ全域に対向するような寸法を有している。
【００２３】また、この図１の構成においても、前記光源２０の背部には、光源２０からの光の拡散を防止して、導光板１８の端面１９の方向に収束するためのほぼ円筒形状の反射部材２１が配設されている。
【００２４】そして、前記反射部材２１の内周面には、前記光源２０の長手方向に延在するように反射部材２１のほぼ長手方向寸法に等しい寸法を有する加熱用配線基板２５が貼設されている。この加熱用配線基板２５としては、ポリイミドフィルムなどの可撓性基板あるいはガラスエポキシなどの板状の剛性基板のいずれであってもよい。この加熱用配線基板２５の前記光源２０に対向する表面２６には、発熱体として複数の前記チップ型固定抵抗２４，２４…が相互に等しい間隔を隔てて搭載されている。したがって、前記各チップ型固定抵抗２４は、前記光源２０の近傍において前記光源２０と対向することになる。前記各チップ型固定抵抗２４の内部には発熱抵抗体（図示せず）が配設されており、この発熱抵抗体に通電されることにより発熱するようになっている。
【００２５】なお、図１に示す状態においては、前記加熱用配線基板２５は、反射部材２１の内周面の下面に固定されているように説明したが、反射部材２１の側面、上面あるいは傾斜面のいずれに固定してもよい。また、反射効率の面から反射部材２１の外周面に固定してもよい。
【００２６】また、各チップ型固定抵抗２４は、前記加熱用配線基板２５および図示しない電源側配線基板に形成されている電気回路を介して電源と接続されており、電源から各チップ型固定抵抗２４に給電されるようになっている。なお、前記各チップ型固定抵抗２４への通電は、低温環境下で冷陰極管からなる光源２０が正常に作動しないときにのみ行われるようになっているので、前記各チップ型固定抵抗２４に対する通電は、図示しないサーミスタのような温度センサにより低温環境下であるか否かを検出したうえで行うようになっている。
【００２７】その他の構成は、前述した図４と同様なので、その説明は省略する。
【００２８】前述した構成によれば、低温環境下においては、図示しない温度センサが設定温度より低温であることを検出することにより、光源２０に通電すると同時に各チップ型固定抵抗２４にも通電されることになる。この通電により各チップ型固定抵抗２４は発熱することになる。ところで、このチップ型固定抵抗２４の昇温特性が図８に示されている。この図８に示すものは、剛性配線基板であるガラスエポキシ基板に１Ｗのチップ型固定抵抗２４を合計１００ｍｍの区間に１０ｍｍに１個の割合で型１０個搭載し、各チップ型固定抵抗２４をそれぞれ０．５Ｗ、すなわち合計５Ｗで駆動したときの昇温特性を示している。
【００２９】図８に曲線Ｂにより示す各チップ型固定抵抗２４の昇温特性によれば、０℃から２０℃まで昇温するのに約１０秒程度しか要しないため、光源２０の低温環境からの脱出を短時間に行えることになる。
【００３０】以上説明したように本実施形態のバックライト装置によれば、低温環境下においては、昇温特性の良好な複数のチップ型固定抵抗２４により冷陰極管からなる光源２０を加熱するので、光源２０の低温環境からの脱出を短時間で行えることになり、この結果、当初低温環境下にあっても光源２０の通常電圧での点灯を短時間で行うことができ短時間のうちにバックライトの機能を発揮することができる。
【００３１】したがって、光源２０の輝度不足を解消することができるとともに、光源２０の寿命を長くすることができる。
【００３２】また、本実施形態においては、複数のチップ型固定抵抗２４を光源２０の長手方向に沿って等間隔に配置したので、光源２０の長手方向において温度むらがほとんど生じない昇温を行うことができ、光源２０を安定的に昇温することができる。
【００３３】さらに、本実施形態においては、加熱用配線基板２５と、この加熱用配線基板２５上に取付けた複数のチップ型固定抵抗２４との合計単価が従来の発熱体の１／５程度と非常に安価なので、従来のものよりバックライト装置を安価に製造することができる。
【００３４】さらにまた、本実施形態においては、反射部材２１に、各チップ型固定抵抗２４を搭載した加熱用配線基板２５を固定したので、チップ型固定抵抗２４の取付けをコンパクトに行うことができ、バックライト装置全体を小型に保持することができる。
【００３５】図２は本発明に係るバックライト装置の第２の実施形態を示すものである。
【００３６】図２の実施形態は、図４における導光板１８と同様の導光板１８の背部に、冷陰極管すなわち蛍光ランプからなるバックライトの光源２０が配置されているいわゆる直下型のバックライト装置を示している。
【００３７】図２において、導光板１８の背部には、平面形状をこの導光板１８とほぼ同様に形成された長方形状をなす開口部を備えた反射部材２７が配設されており、この反射部材２７の底壁２８の外周側には、この底壁２８を囲繞するように外側に傾斜する傾斜側壁２９が立設されている。
【００３８】そして、前記底壁２８の幅方向における中央部には、この底壁２８の長手方向のほぼ全域に延在するように加熱用配線基板２５が貼設されている。この加熱用配線基板２５としては、可撓性基板あるいは剛性基板のいずれであってもよい。この加熱用配線基板２５の前記光源２０に対向する表面２６には、発熱体として複数の前記チップ型固定抵抗２４，２４…が相互に等しい間隔を隔てて搭載されている。したがって、前記各チップ型固定抵抗２４は、前記光源２０の近傍において前記光源２０と対向することになる。前記各チップ型固定抵抗２４の内部には発熱抵抗体（図示せず）が配設されており、この発熱抵抗体に通電されることにより発熱するようになっている。
【００３９】また、各チップ型固定抵抗２４は、前記加熱用配線基板２５および図示しない電源側配線基板に形成されている電気回路を介して電源と接続されており、電源から各チップ型固定抵抗２４に給電されるようになっている。なお、前記各チップ型固定抵抗２４への通電は、低温環境下で冷陰極管からなる光源２０が正常に作動しないときにのみ行われるようになっているので、前記各チップ型固定抵抗２４に対する通電は、図示しないサーミスタのような温度センサにより低温環境下であるか否かを検出したうえで行うようになっている。これらの構成は、前記図１と同様である。図示を省略したその他の構成は、前述した従来例と同様なので、その説明は省略する。
【００４０】前述した構成によれば、低温環境下においては、図示しない温度センサが設定温度より低温であることを検出することにより、光源２０に通電すると同時に各チップ型固定抵抗２４にも通電されることになる。この通電により各チップ型固定抵抗２４は発熱することになる。
【００４１】各チップ型固定抵抗２４は、前述した図８により説明したように、０℃から２０℃まで昇温するのに約１０秒程度しか要しないため、光源２０の低温環境からの脱出を短時間に行えることになる。
【００４２】以上説明したように本実施形態のバックライト装置によれば、低温環境下においては、昇温特性の良好な複数のチップ型固定抵抗２４により冷陰極管からなる光源２０を加熱するので、光源２０の低温環境からの脱出を短時間で行えることになり、この結果、当初低温環境下にあっても光源２０の通常電圧での点灯を短時間で行うことができ短時間のうちにバックライトの機能を発揮することができる。
【００４３】したがって、光源２０の輝度不足を解消することができるとともに、光源２０の寿命を長くすることができる。
【００４４】また、本実施形態においては、複数のチップ型固定抵抗２４を光源２０の長手方向に沿って等間隔に配置したので、光源２０の長手方向において温度むらがほとんど生じない昇温を行うことができる。
【００４５】さらに、本実施形態においては、加熱用配線基板２５と、この加熱用配線基板２５上に取付けた複数のチップ型固定抵抗２４との合計単価が従来の発熱体に較べて非常に安価なので、従来のものよりバックライト装置を安価に製造することができる。
【００４６】さらにまた、本実施形態においては、反射部材２７に、各チップ型固定抵抗２４を搭載した加熱用配線基板２５を固定したので、チップ型固定抵抗２４の取付けをコンパクトに行うことができ、バックライト装置全体を小型に保持することができる。
【００４７】なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように本発明のバックライト装置によれば、昇温特性が良好で、しかも、安価に製造することができる。
【００４９】すなわち、光源の近傍に配設された加熱用配線基板と、前記光源に対向するように前記加熱用配線基板に搭載され加熱用配線基板を介して通電されるチップ型固定抵抗からなる発熱体とを有するので、昇温特性の良好なチップ型固定抵抗により低温環境下においても短時間のうちにバックライトの機能を発揮することができる。したがって、光源の輝度不足を解消することができるとともに、光源の寿命を長くすることができる。
【００５０】また、前記光源の長手方向に沿って複数個のチップ型固定抵抗を配設すれば、光源の長手方向において温度むらがほとんど生じない昇温を行うことができ、光源の昇温を安定的に行うことができる。
【００５１】さらに、光源からの光を反射させる反射部材に加熱用配線基板を固定すれば、チップ型固定抵抗の取付けをコンパクトに行うことができ、バックライト装置全体を小型に保持することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１０３７４７
【氏名又は名称】オプトレックス株式会社
【住所又は居所】東京都荒川区東日暮里五丁目７番１８号
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| 【出願日】 |
平成１４年２月２８日（２００２．２．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８１２８２
【弁理士】
【氏名又は名称】中尾 俊輔 （外４名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２５７２２８（Ｐ２００３−２５７２２８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年９月１２日（２００３．９．１２） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−５４７２５（Ｐ２００２−５４７２５） |
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