JPH0836177A - バックライトおよびこれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】低温使用時の光束立上がりの改善および輝度の
向上を図り、ランプから放射された光を遮断することな
く導光板に向かわせることができるバックライトおよび
これを用いた液晶表示装置を提供する。 【構成】光を透過する平面状の導光板３と、この導光板
の端面に対向して設けられた低圧放電灯４と、この低圧
放電灯から放射された光を上記導光板の端面よりこの導
光板内に導くランプカバー７と、上記ランプカバーの外
面に設けられたヒータ１０と、を具備したことを特徴と
する。 【作用】ランプがヒータにより加熱されるから、低温雰
囲気であってもランプ温度を高くすることができ、光束
の立上がりが良くなり、輝度が高くなる。しかも、ヒー
タはランプカバーの外面に付設したから、ランプから放
出された光が吸収されたり、遮断されることがなく、導
光板の輝度を高くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サイドライト方式のバ
ックライト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】液晶表示装置は、通常、液晶表示板の背
面にバックライトを設置し、このバックライトから照射
された光で液晶表示パネルの背面を照らすようになって
いる。小形の液晶表示装置の場合、上記バックライトと
してサイド（エッジ）ライト方式と呼ばれているバック
ライトが使用されている。この種のサイドライト式バッ
クライトは、アクリル樹脂などのような透明または乳白
色の光透過性矩形平板状の導光板を備え、この導光板の
端面に対向して冷陰極蛍光ランプを設置し、このランプ
を反射板を兼ねるアルミニウム等からなる金属製のラン
プカバーで覆ったものである。

【０００３】上記冷陰極蛍光ランプをインバータ回路を
有する電源装置で点灯すると、このランプから放射され
た光が導光板内に入射し、この入射光は導光板内で反射
を繰り返してその表面や裏面および側面から外部に放射
される。このとき、裏面や側面からの放射光を導光板の
周囲に配置した反射体で反射し、この反射光を再び導光
板に戻し、最終的に殆どの光を導光板の表面側から一方
向に放射するようになっている。

【０００４】そして、このように導光板の表面から放射
された光は、光拡散板を通じて全面に亘りほぼ均等な輝
度分布に制御され、このような光が液晶表示パネルの背
面を照射し、よって液晶表示パネルのバックライトとし
て使用されるようになっている。

【０００５】このような液晶表示装置は、上記導光板の
輝度が高いほど液晶表示パネルの輝度も高くなり、視認
性が良くなる。このため、光源として、小形でありなが
ら発光効率に優れ、しかも導光板の細長い端面を照射す
るのに適した蛍光ランプ、特に冷陰極蛍光ランプが用い
られている。

【０００６】ところが、冷陰極蛍光ランプは、発光管内
に水銀とアルゴン等の希ガスを封入し、主として水銀の
共鳴線である１８５nmおよび２５４nmの紫外線を利用し
た低圧放電灯であるから、ランプから放射される光量が
水銀の蒸気圧に左右されるという特性をもっている。こ
のため、例えば車両に搭載されるメータやナビゲータ等
の液晶表示装置に適用した場合、周囲温度が氷点下の寒
冷状況で使用すると、発光管の温度が上昇し難いため水
銀蒸気圧が上昇せず、よって立上がり特性がよくないと
ともに、安定点灯中の水銀蒸気圧が低いため所定の明る
さに達しないことがある。

【０００７】このような低温使用における輝度上昇を改
善するため、特開平３−２１１５２２号公報に記載され
ているように、ヒータを用いる手段が提案されている。
このような手段によれば、周囲温度が氷点下の寒冷状況
で使用する場合、ヒータに通電してこれを発熱させる
と、冷陰極蛍光ランプが暖められ、発光管の温度が上昇
するから水銀蒸気圧が上昇する。よって、始動が容易に
なって始動電圧を低くすることができ、輝度の立上がり
特性がよくなり、かつ安定点灯中の水銀蒸気圧が高くな
るため輝度が上昇するようになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載された構造の場合、ヒータが冷陰極蛍光ランプ
を覆うランプカバーの内面に取り付けられており、この
ような位置にヒータを取り付けると、ランプカバーの内
面はランプから放射された光を反射して導光板の端面に
向かわせる反射作用を奏するものであるにも拘らず、こ
の反射面がヒータで隠されることになり、ヒータにより
光が吸収されるとともに反射作用が低下し、よって導光
板に向かう光量が低下するという不具合がある。

【０００９】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、低温使用時におけ
る立上がりの改善および輝度の補償を可能にし、しかも
ランプから放射された光を有効に導光板に向かわせるこ
とができ、結果として導光板表面の輝度を高くすること
ができるバックライトおよびこれを用いた液晶表示装置
を提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、光を
透過する平面状の導光板と、この導光板の端面に対向し
て設けられた低圧放電灯と、この低圧放電灯を覆い、こ
の低圧放電灯から放射された光を上記導光板の端面より
この導光板内に導くランプカバーと、上記ランプカバー
の外面側に設けられたヒータと、を具備したことを特徴
とする。

【００１１】請求項２の発明は、上記ヒータは、ランプ
カバーの外面でかつランプカバーの下部に設けられてい
ることを特徴とする。請求項３の発明は、光を透過する
平面状の導光板と、この導光板の端面に対向して設けら
れた低圧放電灯と、この低圧放電灯を覆い、この低圧放
電灯から放射された光を上記導光板の端面よりこの導光
板内に導く金属製のランプカバーと、このランプカバー
に通電してランプカバーを発熱させる手段と、を具備し
たことを特徴とする。

【００１２】請求項４の発明は、上記低圧放電灯は、管
外径が８mm以下の冷陰極蛍光ランプであることを特徴と
する。請求項５の発明は、上記請求項１ないし請求項４
のいずれか１に記載のバックライトと、上記バックライ
トから出た光を背面から受ける液晶表示パネルと、を具
備したことを特徴とする液晶表示装置である。

【００１３】

【作用】請求項１の発明によれば、ランプはヒータによ
り加熱されるから、低温雰囲気であっても発光管の温度
を高くすることができ、封入された放電物質の蒸発が促
されて光束の立上がりが良くなり、輝度が高くなる。し
かも、ヒータはランプカバーの外面側に付設したから、
ランプから放出された光を吸収したり、遮断することが
なく、光の有効利用が可能になる。

【００１４】請求項２の発明によれば、上記ヒータが、
ランプカバーの外面側であり、しかもランプカバーの下
部に設けられているから、ヒータから放出される熱を輻
射熱および対流熱としてランプに伝えることができ、ラ
ンプの加熱効率が良くなる。

【００１５】請求項３の発明によれば、ランプカバーを
ヒータとして使用するから、格別なヒータが不要であ
り、部品点数が増えることがないとともに、大きな面か
らランプに熱を伝えることができ、加熱効率が良くな
る。

【００１６】請求項４の発明によれば、光源が冷陰極蛍
光ランプである場合には低温雰囲気中で点灯すると温度
による悪影響を受けるが、ヒータを設ければそのような
悪影響を軽減することができ、しかも、発光管の管径が
８mm以下の細いランプでは、発光管に直接ヒータを添設
するとヒータが光を遮断するので発光量が減少するが、
上記ヒータの取り付け構造であれば管径の細いランプで
あっても遮光される心配がない。よって、本発明を、光
源が冷陰極蛍光ランプであり、管径が８mm以下の細いラ
ンプを用いたバックライトに適用すれば有効である。請
求項５の発明によれば、導光板の輝度が上昇するから、
液晶表示パネルの輝度の高くなり、視認性が向上する。

【００１７】

【実施例】以下本発明について、図１ないし図３に示す
第１の実施例にもとづき説明する。図１は液晶表示装置
の分解した斜視図、図２はその組み立て状態の断面図を
示し、これらの図中、１はバックライト、２０は液晶表
示パネルである。

【００１８】バックライト１は、ケーシング２に導光板
３および一対の光源４、４を収容して構成されている。
ケーシング２は樹脂や金属により浅皿形状に形成されて
おり、上面が開口されている。

【００１９】導光板３はアクリル樹脂などのような透明
または乳白色の光透過性材料により形成されており、矩
形の平板状をなしている。この導光板３の両端には、導
光板３の端面に対向して上記光源４，４が配置されてい
る。光源４としては、例えば、発光効率に優れ、所定の
長さに亘り均等な明るさを有する冷陰極けい光ランプが
用いられている。冷陰極蛍光ランプ４は、例えば外径
５．０mm、全長１３０mmの直管形の発光管５内に、水銀
およびアルゴン等の希ガスを封入し、この発光管５の内
面に図示を省略した蛍光体被膜を形成し、かつ発光管５
の両端部にニッケルなどにより形成された図示しない冷
陰極を封装して構成されている。このような冷陰極蛍光
ランプ４は管軸方向を上記導光板３の端面の幅方向に沿
わせて配置してあり、両端部はランプホルダ６，６に支
持されており、それぞれの冷陰極は図示しないインバー
タ回路などのような高周波電源装置に接続されて高周波
点灯されるようになっている。

【００２０】各冷陰極蛍光ランプ４，４は、それぞれラ
ンプカバー７、７にて覆われている。これらランプカバ
ー７，７は金属または樹脂などからなり、上記冷陰極蛍
光ランプ４，４の管軸方向に伸びるほぼ樋形状をなして
おり、その内面は蛍光ランプ４，４から放射される光を
反射して導光板３の端面に向かわせる反射面８，８をな
している。

【００２１】上記ランプカバー８，８の外面にはヒータ
１０，１０が付設されている。ヒータ１０，１０は、例
えば図示しないが通電により発熱するステンレスの帯材
からなる発熱体の両面に樹脂製シートを積層したラミネ
ート形シートヒータが用いられており、上記ランプカバ
ー８，８の全長に亘り添設されている。

【００２２】本実施例においては、上記ヒータ１０，１
０がランプカバー８，８の外面であり、しかもランプカ
バー８，８の下部に設けられている。これらヒータ１
０，１０は、図４に示す電源１５，１５に接続されてい
る。

【００２３】上記導光板３の下面、つまり背面には反射
シート１１が設けられており、この反射シート１１は導
光板３に導入された光を反射して上面（表面）側に向わ
せる。そして、導光板３の上面にはアクリル樹脂などか
らなる乳白色を有する光拡散シート１２が設けられてお
り、この光拡散シート１２は導光板３の上面から放射さ
れる光を拡散して均一な輝度分布都なるよう制御し、こ
れにより明るさのむらを解消するようになっている。

【００２４】そして、この光拡散シート１２の前面に
は、前記液晶表示パネル２０が設置されている。このよ
うな構成の液晶表示装置においては、光源としての冷陰
極蛍光ランプ４，４を高周波点灯すると、これら蛍光ラ
ンプ４，４から出た光が直接、およびランプカバー７，
７の反射面８，８で反射されて導光板３の端面に向い、
この端面から導光板３の内部に進入する。導光板３の内
部では光が各面で全反射を繰り返しつつ進み、かつ背面
に設けた反射シート１１により反射されるため、結局、
前面に向けて放出される。このようにして導光板３の前
面に向かう光は、光拡散シート１２により拡散され、こ
の拡散光が液晶表示パネル２０の背面を照射する。よっ
て、液晶表示パネル２０は背面からの光で照明され、前
面に所定の表示を現出することができる。

【００２５】上記のような液晶表示装置のバックライト
１においては、光源として冷陰極蛍光ランプ４，４を使
用しているから、例えば氷点下の低温雰囲気で点灯させ
た場合、光束の立上がりが悪く、しかも安定点灯中の明
るさが低下する傾向にある。

【００２６】しかし、本実施例ではヒータ１０，１０を
備えているので、所定温度以下の低温雰囲気の場合はこ
れらヒータ１０，１０に通電してこれらヒータ１０，１
０を発熱させる。すると、これらヒータ１０，１０の熱
で冷陰極蛍光ランプ４，４が暖められ、したがって水銀
の蒸気圧が上昇する。このため、低温始動時の放電開始
が容易になり、低い始動電圧で放電の開始が可能とな
り、かつ水銀の蒸発が速やかに促されるから光束の立ち
上がりも良くなる。さらに、安定点灯時には水銀蒸気圧
が高くなるから、光量が多くなり、輝度が高くなる。

【００２７】特に、発明の場合は、ヒータ１０，１０を
ランプカバー８，８の外面に付設したから、ランプ４，
４から放射された光がこれらヒータ１０，１０に吸収さ
れたり、遮断されることがなく、したがって多量の光が
導光板３の端面から導光板３の内部に進入することにな
る。このため、導光板３の前面から出る光の輝度が高く
なり、バックライト１の輝度が向上する。よって液晶表
示パネル２０の背面光が明るくなり、液晶表示の視認性
が向上する。

【００２８】そして、本実施例の場合、ヒータ１０，１
０をランプカバー８，８の外面側でありながら、ランプ
カバー８，８の下部に設けたので、特にランプカバー
８，８が金属製である場合、ヒータ１０，１０の熱をラ
ンプカバー８，８から輻射熱として冷陰極蛍光ランプ
４，４に伝えるばかりでなく、ランプカバー８，８内で
下部が発熱源となるから対流熱として冷陰極蛍光ランプ
４，４に伝えることができ、よってランプ４，４を効果
的に加熱することができる。

【００２９】図３は、点灯開始からの時間の経過に伴う
輝度の変化を測定した特性図であり、周囲温度が２５℃
のときの輝度を１００％とし、周囲温度が５℃のときの
輝度変化を調べたものである。図中、破線はヒータを持
たないバックライトを使用した従来の場合であり、時間
が経過して安定点灯になっても輝度が低いままである。
これに対し、実線で示す特性は上記実施例の場合であ
り、ヒータ１０，１０からの温度補償を受けるから光束
の立ち上がりが早く、しかも安定点灯時は水銀蒸気圧が
高くなるから、輝度が高くなることが確認できる。

【００３０】本発明は、光源が冷陰極蛍光ランプであ
り、しかも発光管の管径が８mm以下の細いランプを用い
たバックライトに適用して有効である。すなわち、冷陰
極蛍光ランプ４は低温雰囲気中で点灯すると温度による
影響を受けて水銀蒸気圧が低くなるが、本発明のように
ヒータ１０を設ければそのような悪影響を軽減すること
ができる。しかも、発光管５の管径が８mm以下の細いラ
ンプは、発光管５に直接ヒータを取り付けると、このヒ
ータが光を遮断するため発光量が減少するという問題を
生じるが、本発明のようにランプカバー７の外面にヒー
タ１０を取り付ける構造であれば、管径の細いランプで
あっても光が遮断される心配がない。よって、本発明
を、光源が冷陰極蛍光ランプであり、管径が８mm以下の
細いランプを用いたバックライトに適用すれば有効であ
る。

【００３１】なお、上記第１の実施例の場合、ヒータ１
０としてラミネートヒータを使用したが、ヒータの構造
については特に制約されるものではない。また、上記第
１の実施例の場合、ランプカバー８，８の外面に格別な
ヒータ１０，１０を設けた例を説明したが、本発明は図
４に示す第２の実施例のようにしてもよい。第２の実施
例は、ランプカバー８，８をヒータに兼用したものであ
り、ランプカバー８，８の両端を電源１５，１５に接続
し、これら電源１５，１５からランプカバー８，８の両
端に電圧を加えた場合にランプカバー８，８が発熱する
ように構成されている。

【００３２】このように構成した場合でも、ランプカバ
ー８、８が発熱すると冷陰極蛍光ランプ４，４が暖めら
れ、したがって水銀の蒸気圧が上昇し、放電開始電圧を
低くすることができ、水銀の蒸発が促されるから光束の
立ち上がりも良くなり、さらに、安定点灯時の水銀蒸気
圧が高くなるから、輝度が高くなる。

【００３３】しかも、この場合は格別なヒータが不要で
あり、部品点数が少なくなり、組み付けの手間が省ける
などの利点もある。また、上記各実施例の場合、導光板
３の両端にそれぞれ冷陰極蛍光ランプ４，４を配置した
場合を説明したが、蛍光ランプ４はいずれか一方の端部
に配置した場合であっても実施可能である。

【００３４】さらに、光源は冷陰極蛍光ランプに限ら
ず、熱陰極蛍光ランプであってもよく、また水銀を封入
したランプに限らず、キセノンなどの希ガスを封入した
希ガス放電灯を用いる場合であっても実施可能である。
そしてまた、上記のバックライト１は液晶表示パネル２
０のバックライトに用いることに限らず、ディスプレイ
用の看板などに用いることもできる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明した通り請求項１の発明によれ
ば、ランプはヒータにより加熱されるから、低温雰囲気
であっても発光管の温度を高くすることができ、封入さ
れた放電物質の蒸発が促されて光束の立上がりが良くな
り、輝度が高くなる。しかも、ヒータはランプカバーの
外面に付設したから、ヒータがランプから放出された光
を吸収したり、遮断することがなく、光の有効利用が可
能になり、導光板の輝度を高くするのに有効となる。

【００３６】請求項２の発明によれば、上記ヒータが、
ランプカバーの外面であり、しかもランプカバーの下部
に設けられているから、ヒータから放出される熱を輻射
熱および対流熱としてランプに伝えることができ、ラン
プの加熱効率が良くなる。

【００３７】請求項３の発明によれば、ランプカバーを
ヒータとして使用するから、格別なヒータが不要であ
り、部品点数が少なくなるとともに、大きな面からラン
プに熱を伝えることができ、加熱効率が良くなる。

【００３８】請求項４の発明によれば、光源が冷陰極蛍
光ランプである場合には低温雰囲気中で点灯すると温度
による悪影響を受けるが、ヒータを設ければそのような
悪影響を軽減することができ、しかも、発光管の管径が
８mm以下の細いランプでは、発光管に直接ヒータを添設
するとヒータが光を遮断するので発光量が減少するが、
上記ヒータの取り付け構造であれば管径の細いランプで
あっても遮光される心配がない。よって、本発明を、光
源が冷陰極蛍光ランプであり、管径が８mm以下の細いラ
ンプを用いたバックライトに適用すれば有効である。請
求項５の発明によれば、導光板の輝度が上昇するから、
液晶表示パネルの輝度の高くなり、視認性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示し、液晶表示装置を
示す分解した斜視図。

【図２】同実施例の組み立て状態の断面図。

【図３】点灯時間と輝度の変化の関係を示す特性図。

【図４】本発明の第２の実施例を示し、液晶表示装置を
示す分解した斜視図。

【符号の説明】

１…バックライト ２…ケーシング ３…導光板 ４…冷陰極蛍光ランプ ７…ランプカバー １０…ヒータ １１…光反射シート １２…光拡散シート ２０…液晶表示パネル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を透過する平面状の導光板と、 この導光板の端面に対向して設けられた低圧放電灯と、 この低圧放電灯を覆い、この低圧放電灯から放射された
   光を上記導光板の端面よりこの導光板内に導くランプカ
   バーと、 上記ランプカバーの外面側に設けられたヒータと、 を具備したことを特徴とするバックライト。
2. 【請求項２】 上記ヒータは、ランプカバーの外面でか
   つランプカバーの下部に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。
3. 【請求項３】 光を透過する平面状の導光板と、 この導光板の端面に対向して設けられた低圧放電灯と、 この低圧放電灯を覆い、この低圧放電灯から放射された
   光を上記導光板の端面よりこの導光板内に導く金属製の
   ランプカバーと、 このランプカバーに通電してランプカバーを発熱させる
   手段と、 を具備したことを特徴とするバックライト。
4. 【請求項４】 上記低圧放電灯は、管外径が８mm以下の
   冷陰極蛍光ランプであることを特徴とする請求項１ない
   し請求項３のいずれか１に記載のバックライト。
5. 【請求項５】 上記請求項１ないし請求項４のいずれか
   １に記載のバックライトと、 上記バックライトから出た光を背面から受ける液晶表示
   パネルと、 を具備したことを特徴とする液晶表示装置。