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JP2004288480A - Planar light source device, and liquid crystal display device - Google Patents

Planar light source device, and liquid crystal display device Download PDF

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Publication number
JP2004288480A
JP2004288480A JP2003079499A JP2003079499A JP2004288480A JP 2004288480 A JP2004288480 A JP 2004288480A JP 2003079499 A JP2003079499 A JP 2003079499A JP 2003079499 A JP2003079499 A JP 2003079499A JP 2004288480 A JP2004288480 A JP 2004288480A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light source
source device
liquid crystal
crystal display
guide plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP2003079499A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirofune Yonemura
浩舟 米村
Takahide Ito
高英 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Display Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Display Technologies Corp filed Critical Fujitsu Display Technologies Corp
Priority to JP2003079499A priority Critical patent/JP2004288480A/en
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  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a planar light source device and a liquid crystal display device capable of obtaining stable brightness against fluctuation of environmental temperature or the like. <P>SOLUTION: Gas pressure of at least one discharge tube 1 out of two or more pieces of discharge tubes 1, 2 is made different from that of the other tubes 2. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は平面光源装置及び液晶表示装置に関するものであり、主に、液晶表示装置の光源に使用する際に、環境温度変化等に対して安定な輝度を得るための光源構成に特徴のある平面光源装置及び液晶表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置は、小型、軽量、低消費電力等の特長を有しているため、情報機器端末、テレビ、携帯情報機器端末、ビデオカメラ等の表示モニタとして広く用いられている。
【0003】
液晶材料は自発光素子ではないため、表示装置として用いるためには何らかの光源が必要となり、反射型液晶表示装置の場合には室内照明等が光源になったり或いはフロントライトを光源にしている。
【0004】
一方、透過型液晶表示装置の場合には、液晶パネルの背面に平面光源であるバックライトが必要となるが、このバックライトには大別してサイドライト型方式と直下型方式がある(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
【0005】
このうち、前者のサイドライト方式においては、線状光源から放出された光を導光板の入光端面から効率よく光を取り入れ、面状の光源に変換している。
また、後者の直下方式においては、複数本の線状光源を平面発光面の直下に並べて配置されている構造となっている。
【0006】
ここで、図9を参照して、サイドライト方式のバックライトの一例を説明する。
図9参照
図9は、サイドライト方式のバックライトを備えた液晶表示パネルモジュールの要部断面図であり、液晶表示パネル31、液晶表示パネルを支持するスペーサ32、線状光源33、線状光源からの光を一定方向へ射出するためのリフレクタ34、射出された光を面内に導く導光板35、導光板35からの光を表示面方向へ反射する反射板36、表示面側に向かう光を拡散して均一な面内輝度を得るための拡散板37、及び、全体を収容するシールドケース38から構成される。
【0007】
これらの各方式のバックライトの線状光源としては、一般的に冷陰極管が用いられるが、この冷陰極管には水銀が封入されている。
なお、実際にはこの冷陰極管には点灯性を改善するためにネオンやアルゴンの希ガスが水銀以外に封入されている(例えば、特許文献3参照)。
【0008】
この水銀は一部蒸気となって管内に分散されているが、冷陰極管の発効効率はこの管内の水銀蒸気圧に大きく左右されるとともに、この水銀蒸気圧自体も管外の周囲温度の変化に敏感であるので、周囲温度が40℃を少し超えたあたりに発光効率のピークがある特性となっている。
【0009】
冷陰極管の両端にある電極から飛び出した電子の一部は水銀分子に衝突し発光に寄与されるが、この希ガスの分子にも電子は衝突する。
この電子が衝突する際に発熱が起こり管全体の温度を上げることになるが、希ガスの圧力が高い状態では希ガスの分子数が多くなるので、発熱量が大きくなり、したがって、冷陰極管の発光効率は純粋な水銀蒸気圧のみで決まらず、希ガスのガス圧にも関係がある。
【0010】
この様な液晶表示装置においては、一般的に、液晶表示装置が熱的に安定する動作状態で冷陰極管の発光効率が最も高くなるようにするために、液晶表示装置の熱設計を行ったり、或いは、冷陰極管のガス圧を調節したりしている。
【0011】
【特許文献1】
特開2000−019977号公報
【特許文献2】
特開2000−162593号公報
【特許文献3】
特開平07−176292号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、環境温度が冷陰極管の発光効率の最適状態となる温度以外になった場合には発光効率が落ち、低輝度となり表示品位が下がったり、或いは、また点灯初期状態でも液晶表示装置の最適温度に到達するまでは同様な低輝度な表示品位となるという問題がある。
【0013】
即ち、冷陰極管は発光効率に対する温度依存性が大きい特性を有しているため、温度変化の大きな環境下では液晶表示装置の輝度の変化量が大きくなる。
例えば、環境温度が25℃で発光効率が最も高くなるような液晶表示装置であれば、それよりも低い温度や高い温度では輝度が下がり、表示品位の低下となる。
【0014】
また、液晶表示装置は、通常、水平面に対して約90°立てた状態で使用されるが、画面の上下で輝度が異なり表示品位が低下するという問題がある。
【0015】
例えば、サイドライト方式のバックライトを用いている場合には、冷陰極管は導光板の上側入光端面と下側入光端面にそれぞれ配置されている場合があり、上述のように冷陰極管にはそれぞれ光を効率よく導光板に入光させる目的でリフレクタが配置されている。
【0016】
この場合、冷陰極管から発せられた熱はリフレクタ内で対流を発生させる。
即ち、導光板の上側では冷陰極管の上側にリフレクタ、下側に導光板となるように配置されているので、冷陰極管から発せられた熱はリフレクタ内の空気の対流により上昇しリフレクタまで達するが、リフレクタは通常金属材料であるので、熱の大半がこのリフレクタを介して外部に放熱される。
【0017】
一方、導光板の下側では冷陰極管の上側に導光板、下側にリフレクタとなり反対の配置となるので、同じように対流により上昇した熱は導光板に先ず吸収され、残りの熱がリフレクタによって外部に放熱される。
【0018】
このように、導光板の上側と下側では放熱経路が異なる結果として、上側の冷陰極管と下側の冷陰極管では下側の方が数℃高くなり、それぞれの冷陰極管の輝度差が生まれ、それによって、画面の上下で輝度が異なってしまうという問題がある。
【0019】
したがって、本発明は、環境温度等の温度変化に対して安定な輝度を得ることを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】
図1は、本発明の原理的構成図であり、この図1を参照して本発明における課題を解決するための手段を説明する。
なお、図における符号4は、放電管1,2からの光を導光板3の方向へ集光して反射するリフレクタである。
図1参照
上記の課題を解決するために、本発明は、光源となる放電管1,2が少なくとも2本以上配置された平面光源装置において、少なくとも1本の放電管1のガス圧が、他の放電管2のガス圧と異なることを特徴とする。
【0021】
この様に、ガス圧の異なる複数の放電管1,2を光源として用いることによって、それぞれの温度特性を平均化した温度依存性の輝度が得られるため、一定程度以上の輝度が得られる温度帯域が広くなり、安定した表示輝度が得られる。
【0022】
この場合、2本以上の放電管1,2に封入されている主ガス、即ち、Ne+Arの構成比を、全の放電管1,2で同じにすることが望ましく、例えば、Ne:Ar=97:3等にする。
なお、主ガスはNe,Arに限られるものではなく、Kr等の他の希ガスを用いても良い。
【0023】
また、この様な平面光源装置は、導光板3を用いたサイドライト方式に適用されるものであり、この場合、導光板3の両端部にそれぞれ複数の放電管1,2を配置するとともに、各端部に配置された複数の放電管1,2のうち、少なくとも1本の放電管1のガス圧を、他の放電管2のガス圧と異なるようにすれば良く、上下或いは左右において輝度差のない表示が得られる。
【0024】
また、導光板3が水平面に対して立てて使用されるものである場合には、導光板3の上端側に配置した放電管1,2のガス圧と、前記導光板3の下端側に配置した放電管1,2のガス圧とが異なるようにしても良く、それによって、放電管1,2の発熱による対流に起因する上下に温度差による表示品質の低下を低減することができる。
【0025】
また、この様な平面光源装置は、発光平面の直下に複数の放電管1,2が配置されている直下方式にも適用されるものであり、この場合、複数の放電管1,2におけるガス圧が、互いに隣接する放電管1,2で異なるようにすることが望ましく、それによって、温度変化に対して安定で面内均一の輝度を得ることができる。
【0026】
また、複数の放電管1,2を、それぞれ独立した配線等の電気的接続手段で放電管駆動回路に接続することが望ましく、互いにガス圧の異なる放電管1,2にそれぞれのガス圧に応じて異なる管電流または管電圧を設定することによって、温度変化に対して安定な表示輝度を得ることができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
ここで、図2及び図3を参照して、本発明の第1の実施の形態のサイドライト方式のバックライトを説明する。
図2参照
図2は、本発明の第1の実施の形態のサイドライト方式のバックライトの概略的斜視図であり、ここでは説明を簡単にするために本発明の技術思想の主要部である光源部分のみを図示するが、実際には上述の図9に示したように反射板、拡散板等を備えている。
【0028】
このサイドライト方式のバックライトは、導光板11の長辺側の入光両端に低ガス圧の冷陰極管12と高ガス圧の冷陰極管13とを一本ずつそれぞれのリフレクタ14,15内に配置したものである。
【0029】
この場合の低ガス圧の冷陰極管12と高ガス圧の冷陰極管13における主ガス組成比は同じに設定する。
例えば、主ガスであるNeとArの比を、Ne:Ar=97:3にするものであり、以下の他の実施の形態においても同様である。
なお、Hgの含有量は主ガスに対して微量である。
【0030】
また、図示は省略するものの、低ガス圧の冷陰極管12と高ガス圧の冷陰極管13とは、それぞれ異なった配線等の電気的接続手段によって、放電管駆動回路に接続しており、それぞれのガス圧に応じて最適の管電流を流すように設定しており、以下の他の実施の形態においても同様である。
【0031】
この様に、異なったガス圧の冷陰極管を配置することによって、広い温度範囲において、一定程度以上の輝度を得ることができ、液晶表示装置のバックライトとして用いた場合には、環境温度変化に対して安定な表示品質を保つことができる。
【0032】
図3(a)及び(b)参照
図3(a)は、本発明における発光効率の温度依存性の説明図であり、図3(b)は従来のバックライトにおける発光効率の温度依存性の説明図である。
図3(b)に示すように、同じ放電管を用いたバックライトにおいては一定程度以上の発光輝度が得られる温度範囲は狭いものの、本発明のバックライトにおいては、異なった温度特性の和となるため、一定程度以上の発光輝度が得られる温度範囲は広くなる。
【0033】
即ち、高ガス圧の冷陰極管13は低ガス圧の冷陰極管12と比較してガスの分子数が増えるため電子の衝突回数が増え、結果として発熱が多くなり、低ガス圧の冷陰極管12よりも環境温度が低温でも所望の水銀蒸気圧に達し、設計最適温度が比較的高温の場合にも発光効率が改善される。
【0034】
一方、低ガス圧の冷陰極管12は高ガス圧の冷陰極管13と比較してガスの分子数が減るため電子の衝突回数が減り、結果として発熱量が少なくり、高ガス圧の冷陰極管13よりも環境温度が高温でも所望の水銀蒸気圧に達し、設計最適温度が比較的低温の場合にも発光効率が改善される。
【0035】
また、点灯初期は熱的に安定状態に達するまで低温状態で、通常は、発光効率が低い状態であるが、最適温度範囲が広がるため輝度立ち上がり特性が改善でき、点灯初期の低輝度化現象を少なくすることができる。
【0036】
次に、図4を参照して、本発明の第2の実施の形態のサイドライト方式のバックライトを説明する。
図4参照
図4は、本発明の第2の実施の形態のサイドライト方式のバックライトの概略的斜視図であり、ここでも説明を簡単にするために本発明の技術思想の主要部である光源部分のみを図示するが、実際には上述の図9に示したように反射板、拡散板等を備えている。
【0037】
このサイドライト方式のバックライトは、導光板11の一方の長辺側の入光端に高ガス圧の冷陰極管13をリフレクタ14内に配置し、導光板11の他方の長辺側の入光端に低ガス圧の冷陰極管12をリフレクタ15内に配置したものである。
【0038】
この様な構成にしても、両方の入光端部から入射した光が導光板内で混合されるので、上記の第1の実施の形態と同様な特性が得られるものであり、特に、液晶表示パネルの通常の設置状態である表示面を水平面に対してほぼ90°立てた状態において効果的となる。
【0039】
即ち、上述のように、導光板11の上下においては放熱経路が異なる結果として、上側の冷陰極管と下側の冷陰極管では下側の方が数℃高くなり、それぞれの冷陰極管の輝度差が生まれるが、上側の冷陰極管を高ガス圧の冷陰極管13とし、下側の冷陰極管を低ガス圧の冷陰極管12とすることによって、上下の輝度の差を無くし良好な表示品位が得られる。
【0040】
これは、低温側である上側の冷陰極管を高ガス圧の冷陰極管13とすることによって低温においても所定の発光輝度を確保でき、高温側である下側の冷陰極管を低ガス圧の冷陰極管12とすることによって高温においても所定の発光輝度を確保できるためである。
【0041】
次に、図5を参照して、本発明の第3の実施の形態のサイドライト方式のバックライトを説明する。
図5参照
図5は、本発明の第3の実施の形態のサイドライト方式のバックライトの概略的斜視図であり、ここでも説明を簡単にするために本発明の技術思想の主要部である光源部分のみを図示するが、実際には上述の図9に示したように反射板、拡散板等を備えている。
【0042】
このサイドライト方式のバックライトは、基本的構成は上記の第1の実施の形態と同様であるが、ここでは、液晶表示パネルの表示面が縦長の画面用のバックライトに適用するものであり、通常の使用形態のように立てた場合に、バックライトを構成する冷陰極管12,13が導光板11の左右の端部に配置される構成となる。
【0043】
次に、図6を参照して、本発明の第4の実施の形態のサイドライト方式のバックライトを説明する。
図6参照
図6は、本発明の第4の実施の形態のサイドライト方式のバックライトの概略的斜視図であり、ここでも説明を簡単にするために本発明の技術思想の主要部である光源部分のみを図示するが、実際には上述の図9に示したように反射板、拡散板等を備えている。
【0044】
このサイドライト方式のバックライトは、基本的構成は上記の第1の実施の形態と同様であるが、ここでは、導光板11の一方の端部にのみ低ガス圧の冷陰極管12と高ガス圧の冷陰極管13をリフレクタ14の内部に設けたものである。
【0045】
次に、図7を参照して、本発明の第5の実施の形態の直下方式のバックライトを説明する。
図7参照
図7は、本発明の第5の実施の形態の直下方式のバックライトの概略的斜視図であり、ここでも説明を簡単にするために本発明の技術思想の主要部である光源部分のみを図示するが、実際には拡散板等を備えている。
【0046】
この第5の実施の形態においては、反射板16となる筐体の内部に低ガス圧の冷陰極管12と高ガス圧の冷陰極管13を交互に配置したものである。
【0047】
この場合、低ガス圧の冷陰極管12と高ガス圧の冷陰極管13を交互に配置しているので、温度変化に対して安定な輝度が得られ、且つ、良好な面内均一性が得られる。
【0048】
次に、図8を参照して、本発明の第6の実施の形態のサイドライト方式のフロントライトをを説明する。
図8参照
図8は、本発明の第5の実施の形態のサイドライトのフロントライトを備えた反射型液晶表示装置の概略的断面図であり、ここでも説明を簡単にするために本発明の主要部のみを示し、詳細な構成は省略する。
【0049】
図に示すように、液晶表示パネル21とフロントライト22と、液晶表示パネル21とフロントライト22とを支持するフレーム23により構成される。 このフロントライト22は、表示面側がプリズム面となった導光板24と、導光板24の一方の端部に配置された低ガス圧の冷陰極管25と高ガス圧の冷陰極管26、及び、低ガス圧の冷陰極管25と高ガス圧の冷陰極管26からの光を導光板24側へ導くリフレクタ27で構成される。
【0050】
この場合も上記の各実施の形態と同様に温度変化に対して安定な輝度が得られる。
なお、導光板24に導かれた光は表示面側のプリズム面によって液晶表示パネル21方向に反射されて液晶表示パネル21に入射することになる。
【0051】
以上、本発明の各実施の形態を説明してきたが、本発明は各実施の形態に記載した構成に限られるものではなく、各種の変更が可能である。
例えば、上記の第1の実施の形態の説明においては、高ガス圧、低ガス圧の計2本の冷陰極管で説明したが、一つのリフレクタ内に2本以上配置しても良いものであり、他の実施の形態においても同様である。
【0052】
また、ガス圧の種類も高ガス圧及び低ガス圧の2種類に限られるものでなく、3種類以上のガス圧の放電管を用いても良いものであり、他の実施の形態においても同様である。
【0053】
また、上記の第5の実施の形態においては、高ガス圧及び低ガス圧の2種類の放電管を交互に配置しているが、この場合もサイドライト方式と同様に、3種類以上ガス圧の放電管を用いても良いものであり、また、配列の順番や方法は特に制約されないものである。
【0054】
また、上記の各実施の形態においては、低ガス圧の冷陰極管と高ガス圧の冷陰極管における主ガスをNeとArとし、その比を97:3としているが、その比は任意であり、また、Ne及びArに限られるものではなく、Kr等の他の稀ガスを用いても良いものである。
【0055】
ここで、再び図1を参照して、本発明の詳細な特徴を説明する。
再び、図1参照
(付記1) 光源となる放電管1,2が少なくとも2本以上配置された平面光源装置において、少なくとも1本の放電管1のガス圧が、他の放電管2のガス圧と異なることを特徴とする平面光源装置。
(付記2) 上記2本以上の放電管1,2に封入されている主ガスの構成比が、全ての放電管1,2で同じであることを特徴とする付記1記載の平面光源装置。
(付記3) 上記平面光源装置が、導光板3を用いたサイドライト方式であることを特徴とする付記1または2に記載の平面光源装置。
(付記4) 上記導光板3の両端部にそれぞれ複数の放電管1,2を配置するとともに、各端部に配置された複数の放電管1,2のうち、少なくとも1本の放電管1のガス圧が、他の放電管2のガス圧と異なることを特徴とする付記3記載の平面光源装置。
(付記5) 上記導光板3が水平面に対して立てて使用されるものであって、前記導光板3の上端側に配置した放電管1,2のガス圧と、前記導光板3の下端側に配置した放電管1,2のガス圧とが異なることを特徴とする付記3記載の平面光源装置。
(付記6) 上記平面光源装置が、発光平面の直下に上記複数の放電管1,2が配置されている直下方式であることを特徴とする付記1または2に記載の平面光源装置。
(付記7) 上記複数の放電管1,2におけるガス圧が、互いに隣接する放電管1,2で異なることを特徴とする付記6記載の平面光源装置。
(付記8) 上記複数の放電管1,2が、それぞれ独立した電気的接続手段で放電管駆動回路に接続されていることを特徴とする付記1乃至7のいずれか1に記載の平面光源装置。
(付記9) 上記放電管駆動回路が、上記互いにガス圧の異なる放電管1,2にそれぞれのガス圧に応じて異なる管電流または管電圧を設定できる機能を有することを特徴とする付記8記載の平面光源装置。
(付記10) 付記1乃至9のいずれか1に記載の平面光源装置を光源として備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【0056】
【発明の効果】
本発明によれば、異なったガス圧の放電管を用いているので、平面光源装置の発光輝度が温度に依存されにくくなり、温度変化の大きな環境下においても輝度変化が少なく、常に表示品位の良い液晶表示装置を提供することができ、また、点灯初期時の低輝度現象が低減でき、短時間で所望の輝度に達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理的構成の説明図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態のサイドライト方式のバックライトの概略的斜視図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態のサイドライト方式のバックライトの発光効率の温度依存性の説明図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態のサイドライト方式のバックライトの概略的斜視図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態のサイドライト方式のバックライトの概略的斜視図である。
【図6】本発明の第4の実施の形態のサイドライト方式のバックライトの概略的斜視図である。
【図7】本発明の第5の実施の形態の直下方式のバックライトの概略的斜視図である。
【図8】本発明の第6の実施の形態のサイドライト方式のフロントライトを備えた反射型液晶表示装置の概略的断面図である。
【図9】従来のサイドライト方式のバックライトを備えた液晶表示パネルモジュールの要部断面図である。
【符号の説明】
1 放電管
2 放電管
3 導光板
4 リフレクタ
11 導光板
12 低ガス圧の冷陰極管
13 高ガス圧の冷陰極管
14 リフレクタ
15 リフレクタ
16 反射板
21 液晶表示パネル
22 フロントライト
23 フレーム
24 導光板
25 低ガス圧の冷陰極管
26 高ガス圧の冷陰極管
27 リフレクタ
31 液晶表示パネル
32 スペーサ
33 線状光源
34 リフレクタ
35 導光板
36 反射板
37 拡散板
38 シールドケース
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a flat light source device and a liquid crystal display device, and mainly relates to a flat light source configuration having a light source configuration for obtaining stable luminance against environmental temperature changes when used as a light source of a liquid crystal display device. The present invention relates to a light source device and a liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device has features such as small size, light weight, and low power consumption, and thus is widely used as a display monitor of an information device terminal, a television, a portable information device terminal, a video camera, and the like.
[0003]
Since a liquid crystal material is not a self-luminous element, some light source is required for use as a display device. In the case of a reflective liquid crystal display device, indoor lighting or the like is used as a light source or a front light is used as a light source.
[0004]
On the other hand, in the case of a transmissive liquid crystal display device, a backlight which is a flat light source is required on the back of the liquid crystal panel. This backlight is roughly classified into a sidelight type and a direct type (for example, see Patent Reference 1 and Patent Document 2).
[0005]
Among them, in the former sidelight method, light emitted from a linear light source is efficiently taken in from a light incident end face of a light guide plate and converted into a planar light source.
In the latter direct-lighting method, a plurality of linear light sources are arranged immediately below a flat light-emitting surface.
[0006]
Here, an example of a sidelight type backlight will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part of a liquid crystal display panel module provided with a backlight of a sidelight type, which includes a liquid crystal display panel 31, a spacer 32 supporting the liquid crystal display panel, a linear light source 33, and a linear light source. , A light guide plate for guiding the emitted light into the plane, a reflector plate for reflecting the light from the light guide plate toward the display surface, and light toward the display surface side. And a shield case 38 for accommodating the whole, and a diffusion plate 37 for diffusing the light to obtain uniform in-plane luminance.
[0007]
A cold cathode tube is generally used as a linear light source of the backlight of each of these types, and mercury is sealed in the cold cathode tube.
Actually, a rare gas such as neon or argon is sealed in the cold cathode tube other than mercury in order to improve the lighting property (for example, see Patent Document 3).
[0008]
This mercury is partially vaporized and dispersed in the tube, but the efficiency of the cold cathode fluorescent lamp largely depends on the mercury vapor pressure inside the tube, and the mercury vapor pressure itself also changes with the ambient temperature outside the tube. And has a peak of luminous efficiency around an ambient temperature slightly exceeding 40 ° C.
[0009]
Some of the electrons that fly out of the electrodes at both ends of the cold cathode tube collide with mercury molecules and contribute to light emission. The electrons also collide with the rare gas molecules.
When the electrons collide, heat is generated and the temperature of the entire tube is increased.However, when the pressure of the rare gas is high, the number of molecules of the rare gas increases, so the calorific value increases, and therefore, the cold cathode tube The luminous efficiency of is determined not only by the pure mercury vapor pressure but also by the gas pressure of the rare gas.
[0010]
In such a liquid crystal display device, in general, a thermal design of the liquid crystal display device is performed in order to maximize the luminous efficiency of the cold cathode tube in an operation state in which the liquid crystal display device is thermally stable. Alternatively, the gas pressure of the cold cathode tube is adjusted.
[0011]
[Patent Document 1]
JP 2000-01977 [Patent Document 2]
JP 2000-162593 A [Patent Document 3]
JP 07-176292 A
[Problems to be solved by the invention]
However, when the ambient temperature is lower than the temperature at which the luminous efficiency of the cold-cathode tube is at an optimum state, the luminous efficiency is reduced and the luminance becomes low, and the display quality is lowered. Until the temperature is reached, there is a problem that the same low-brightness display quality is obtained.
[0013]
That is, since the cold-cathode tube has a characteristic that the temperature dependence on the luminous efficiency is large, the amount of change in the luminance of the liquid crystal display device becomes large in an environment where the temperature changes greatly.
For example, in the case of a liquid crystal display device having the highest luminous efficiency at an ambient temperature of 25 ° C., the brightness decreases at lower or higher temperatures, and the display quality deteriorates.
[0014]
Further, the liquid crystal display device is usually used in a state of being stood at about 90 ° with respect to a horizontal plane, but there is a problem that the brightness is different at the top and bottom of the screen and the display quality is deteriorated.
[0015]
For example, when a sidelight type backlight is used, cold-cathode tubes may be disposed on the upper and lower light-incident end faces of the light guide plate, respectively, as described above. Are provided with reflectors for the purpose of efficiently entering light into the light guide plate.
[0016]
In this case, heat generated from the cold cathode tube generates convection in the reflector.
That is, since the reflector is disposed above the cold-cathode tube above the light guide plate and the light guide plate below the cold-cathode tube, the heat generated from the cold-cathode tube rises due to the convection of air in the reflector and reaches the reflector. However, since the reflector is usually made of a metal material, most of the heat is radiated to the outside through the reflector.
[0017]
On the other hand, on the lower side of the light guide plate, the light guide plate is located above the cold-cathode tube and the reflector is located below the cold cathode tube, so that the heat is increased by the convection and absorbed by the light guide plate first. The heat is radiated to the outside.
[0018]
As described above, as a result of the heat radiation paths being different between the upper side and the lower side of the light guide plate, the lower side becomes higher by several degrees Celsius between the upper cold cathode fluorescent lamp and the lower cold cathode fluorescent lamp, and the brightness difference between the respective cold cathode fluorescent lamps is different. Is generated, which causes a problem that the luminance is different between the upper and lower portions of the screen.
[0019]
Therefore, an object of the present invention is to obtain a stable luminance against a temperature change such as an environmental temperature.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of the present invention. Means for solving the problems in the present invention will be described with reference to FIG.
Reference numeral 4 in the figure denotes a reflector that condenses light from the discharge tubes 1 and 2 toward the light guide plate 3 and reflects the light.
See FIG. 1 In order to solve the above problem, the present invention relates to a flat light source device in which at least two or more discharge tubes 1 and 2 serving as a light source are arranged. Is different from the gas pressure of the discharge tube 2.
[0021]
As described above, by using a plurality of discharge tubes 1 and 2 having different gas pressures as light sources, a temperature-dependent luminance obtained by averaging the respective temperature characteristics can be obtained. And a stable display luminance can be obtained.
[0022]
In this case, it is desirable that the composition ratio of the main gas, that is, Ne + Ar, sealed in the two or more discharge tubes 1 and 2 is the same in all the discharge tubes 1 and 2. For example, Ne: Ar = 97. : Make it 3 mag.
The main gas is not limited to Ne and Ar, and another rare gas such as Kr may be used.
[0023]
Such a flat light source device is applied to a side light system using a light guide plate 3. In this case, a plurality of discharge tubes 1 and 2 are arranged at both ends of the light guide plate 3, respectively. The gas pressure of at least one of the plurality of discharge tubes 1 and 2 may be different from the gas pressure of the other discharge tubes 2 among the plurality of discharge tubes 1 and 2 arranged at each end. A display with no difference is obtained.
[0024]
When the light guide plate 3 is used upright with respect to a horizontal plane, the gas pressure of the discharge tubes 1 and 2 disposed at the upper end of the light guide plate 3 and the lower end of the light guide plate 3 are disposed. The gas pressures of the discharge tubes 1 and 2 may be different from each other, so that a decrease in display quality due to a vertical temperature difference caused by convection due to heat generation of the discharge tubes 1 and 2 can be reduced.
[0025]
Further, such a flat light source device is also applied to a direct type in which a plurality of discharge tubes 1 and 2 are disposed immediately below a light emitting plane. It is desirable that the pressure be different between the discharge tubes 1 and 2 adjacent to each other, whereby it is possible to obtain a stable and in-plane uniform brightness with respect to a temperature change.
[0026]
Further, it is desirable to connect the plurality of discharge tubes 1 and 2 to the discharge tube drive circuit by independent electrical connection means such as wiring, and to connect the discharge tubes 1 and 2 having different gas pressures to each other according to the respective gas pressures. By setting different tube currents or tube voltages, stable display luminance can be obtained with respect to temperature changes.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Here, a sidelight type backlight according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a schematic perspective view of a sidelight type backlight according to the first embodiment of the present invention, and here is a main part of the technical idea of the present invention in order to simplify the description. Although only the light source portion is shown, it is actually provided with a reflection plate, a diffusion plate and the like as shown in FIG.
[0028]
The backlight of the sidelight type has a low-gas-pressure cold-cathode tube 12 and a high-gas-pressure cold-cathode tube 13 at each end of the light incident on the long side of the light guide plate 11 in each of the reflectors 14 and 15. It is arranged in.
[0029]
In this case, the composition ratios of the main gas in the low-gas-pressure cold cathode tubes 12 and the high-gas-pressure cold-cathode tubes 13 are set to be the same.
For example, the ratio of the main gas Ne and Ar is set to Ne: Ar = 97: 3, and the same applies to other embodiments described below.
Note that the content of Hg is very small relative to the main gas.
[0030]
Although not shown, the low-gas-pressure cold-cathode tube 12 and the high-gas-pressure cold-cathode tube 13 are connected to a discharge tube driving circuit by different electrical connection means such as wiring. An optimal tube current is set to flow according to each gas pressure, and the same applies to other embodiments described below.
[0031]
By arranging cold-cathode tubes with different gas pressures as described above, it is possible to obtain a certain level of brightness over a wide temperature range, and when used as a backlight of a liquid crystal display device, the ambient temperature change may occur. , Stable display quality can be maintained.
[0032]
3 (a) and 3 (b) FIG. 3 (a) is an explanatory diagram of the temperature dependence of the luminous efficiency in the present invention, and FIG. 3 (b) is the temperature dependence of the luminous efficiency in the conventional backlight. FIG.
As shown in FIG. 3B, in a backlight using the same discharge tube, the temperature range in which light emission luminance of a certain level or more can be obtained is narrow, but in the backlight of the present invention, the sum of different temperature characteristics and Therefore, the temperature range in which light emission luminance of a certain degree or more can be obtained is widened.
[0033]
That is, the high gas pressure cold cathode tube 13 has a larger number of gas molecules than the low gas pressure cold cathode tube 12, so that the number of collisions of electrons increases. Even when the ambient temperature is lower than that of the tube 12, the desired mercury vapor pressure is reached, and the luminous efficiency is improved even when the design optimum temperature is relatively high.
[0034]
On the other hand, the cold-cathode tube 12 having a low gas pressure has a smaller number of gas molecules than the cold-cathode tube 13 having a high gas pressure, so that the number of electron collisions is reduced. Even when the ambient temperature is higher than that of the cathode tube 13, the desired mercury vapor pressure is reached, and the luminous efficiency is improved even when the design optimum temperature is relatively low.
[0035]
In addition, the initial lighting period is a low temperature state until a thermally stable state is reached, and the luminous efficiency is usually low. Can be reduced.
[0036]
Next, a sidelight type backlight according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a schematic perspective view of a sidelight type backlight according to a second embodiment of the present invention. Here again, for simplicity of description, a main part of the technical idea of the present invention is shown. Although only the light source portion is shown, it is actually provided with a reflection plate, a diffusion plate and the like as shown in FIG.
[0037]
In the backlight of the sidelight type, a high-gas-pressure cold-cathode tube 13 is disposed in a reflector 14 at a light-entering end on one long side of a light guide plate 11, and the light is input to the other long side of the light guide plate 11. A low-gas-pressure cold-cathode tube 12 is disposed inside a reflector 15 at the light end.
[0038]
Even with such a configuration, since the light incident from both light incident ends is mixed in the light guide plate, the same characteristics as those of the first embodiment can be obtained. This is effective in a state where the display surface, which is a normal installation state of the display panel, is set at approximately 90 ° with respect to the horizontal plane.
[0039]
That is, as described above, as a result of the heat radiation paths being different above and below the light guide plate 11, the upper cold cathode tube and the lower cold cathode tube are higher by several degrees Celsius on the lower side, and the respective cold cathode tubes Although a brightness difference is produced, the upper cold cathode tube is a high gas pressure cold cathode tube 13 and the lower cold cathode tube is a low gas pressure cold cathode tube 12, so that there is no difference between the upper and lower brightness and good. Display quality can be obtained.
[0040]
This is because, by using the cold cathode tube on the lower side, which is the lower side, as the cold cathode tube 13 having a high gas pressure, a predetermined light emission luminance can be ensured even at a low temperature, and the lower cold cathode tube, which is the higher side, on the low gas side. This is because a predetermined emission luminance can be ensured even at a high temperature by using the cold cathode tube 12 described above.
[0041]
Next, a sidelight type backlight according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a schematic perspective view of a sidelight type backlight according to a third embodiment of the present invention. Here again, the main part of the technical concept of the present invention will be described in order to simplify the description. Although only the light source portion is shown, it is actually provided with a reflection plate, a diffusion plate and the like as shown in FIG.
[0042]
This sidelight type backlight has the same basic configuration as that of the first embodiment, but is applied here to a backlight for a screen having a vertically long display surface of a liquid crystal display panel. When the lamp is set up as in a normal use mode, the cold cathode tubes 12 and 13 constituting the backlight are arranged at the left and right ends of the light guide plate 11.
[0043]
Next, a sidelight type backlight according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a schematic perspective view of a backlight of a sidelight type according to a fourth embodiment of the present invention. Here again, for simplification of description, a main part of the technical idea of the present invention is shown. Although only the light source portion is shown, it is actually provided with a reflection plate, a diffusion plate and the like as shown in FIG.
[0044]
This sidelight type backlight has the same basic configuration as that of the first embodiment, but here, only one end of the light guide plate 11 is connected to the cold cathode tube 12 of low gas pressure and the high A gas pressure cold cathode tube 13 is provided inside a reflector 14.
[0045]
Next, a direct-type backlight according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a schematic perspective view of a direct-type backlight according to a fifth embodiment of the present invention. Here again, a light source which is a main part of the technical idea of the present invention for simplifying the description. Although only the portion is illustrated, a diffusing plate or the like is actually provided.
[0046]
In the fifth embodiment, low-gas-pressure cold-cathode tubes 12 and high-gas-pressure cold-cathode tubes 13 are alternately arranged inside a housing serving as a reflection plate 16.
[0047]
In this case, since the cold-cathode tubes 12 having a low gas pressure and the cold-cathode tubes 13 having a high gas pressure are alternately arranged, a stable luminance can be obtained with respect to a temperature change, and good in-plane uniformity can be obtained. can get.
[0048]
Next, a front light of a sidelight type according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a schematic sectional view of a reflection type liquid crystal display device having a front light of a side light according to a fifth embodiment of the present invention. Only a main part is shown, and a detailed configuration is omitted.
[0049]
As shown in the drawing, the liquid crystal display panel 21 includes a front light 22 and a frame 23 that supports the liquid crystal display panel 21 and the front light 22. The front light 22 includes a light guide plate 24 having a prism surface on the display surface side, a low gas pressure cold cathode tube 25 and a high gas pressure cold cathode tube 26 disposed at one end of the light guide plate 24, and And a reflector 27 for guiding light from the low-gas pressure cold-cathode tube 25 and the high-gas pressure cold-cathode tube 26 to the light guide plate 24 side.
[0050]
Also in this case, a stable luminance with respect to a temperature change can be obtained as in the above embodiments.
The light guided to the light guide plate 24 is reflected toward the liquid crystal display panel 21 by the prism surface on the display surface side and enters the liquid crystal display panel 21.
[0051]
The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the configurations described in the embodiments, and various modifications are possible.
For example, in the above description of the first embodiment, a description has been given of two cold cathode tubes of high gas pressure and low gas pressure, but two or more cold cathode tubes may be arranged in one reflector. Yes, and the same applies to other embodiments.
[0052]
Further, the type of gas pressure is not limited to the two types of the high gas pressure and the low gas pressure, and a discharge tube having three or more types of gas pressures may be used. The same applies to other embodiments. It is.
[0053]
Further, in the fifth embodiment, two types of discharge tubes of high gas pressure and low gas pressure are alternately arranged. May be used, and the order and method of arrangement are not particularly limited.
[0054]
Further, in each of the above embodiments, the main gas in the low-gas-pressure cold cathode tube and the high-gas-pressure cold-cathode tube is Ne and Ar, and the ratio is 97: 3, but the ratio is arbitrary. Yes, and it is not limited to Ne and Ar, and other rare gases such as Kr may be used.
[0055]
Here, the detailed features of the present invention will be described with reference to FIG. 1 again.
Referring again to FIG. 1 (Supplementary Note 1), in a flat light source device in which at least two or more discharge tubes 1 and 2 serving as light sources are arranged, the gas pressure of at least one discharge tube 1 is changed to the gas pressure of another discharge tube 2. A flat light source device characterized by being different from the above.
(Supplementary note 2) The flat light source device according to supplementary note 1, wherein the composition ratio of the main gas sealed in the two or more discharge tubes 1 and 2 is the same in all the discharge tubes 1 and 2.
(Supplementary Note 3) The flat light source device according to Supplementary Note 1 or 2, wherein the flat light source device is a sidelight system using the light guide plate 3.
(Supplementary Note 4) A plurality of discharge tubes 1 and 2 are disposed at both ends of the light guide plate 3, respectively, and at least one of the discharge tubes 1 and 2 is disposed at each end. The flat light source device according to claim 3, wherein the gas pressure is different from the gas pressure of the other discharge tubes 2.
(Supplementary Note 5) The light guide plate 3 is used upright with respect to a horizontal plane, and the gas pressure of the discharge tubes 1 and 2 arranged on the upper end side of the light guide plate 3 and the lower end side of the light guide plate 3 4. The flat light source device according to claim 3, wherein the gas pressures of the discharge tubes 1 and 2 arranged in the light source are different from each other.
(Supplementary note 6) The flat light source device according to supplementary note 1 or 2, wherein the flat light source device is a direct type in which the plurality of discharge tubes 1 and 2 are disposed immediately below a light emitting plane.
(Supplementary note 7) The flat light source device according to supplementary note 6, wherein gas pressures in the plurality of discharge tubes 1 and 2 are different between the discharge tubes 1 and 2 adjacent to each other.
(Supplementary note 8) The flat light source device according to any one of Supplementary notes 1 to 7, wherein the plurality of discharge tubes 1 and 2 are connected to a discharge tube driving circuit by independent electrical connection means. .
(Supplementary note 9) The discharge tube driving circuit according to Supplementary note 8, wherein the discharge tube 1 and the discharge tube 2 having different gas pressures have a function of setting different tube currents or tube voltages according to the respective gas pressures. Flat light source device.
(Supplementary Note 10) A liquid crystal display device comprising the flat light source device according to any one of Supplementary Notes 1 to 9 as a light source.
[0056]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the discharge tubes having different gas pressures are used, the light emission luminance of the flat light source device is hardly dependent on the temperature, the luminance change is small even in an environment where the temperature change is large, and the display quality is always high. A good liquid crystal display device can be provided, and a low luminance phenomenon at the beginning of lighting can be reduced, and desired luminance can be achieved in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a basic configuration of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view of a sidelight type backlight according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of the temperature dependence of the luminous efficiency of the sidelight type backlight according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic perspective view of a sidelight type backlight according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic perspective view of a sidelight type backlight according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic perspective view of a sidelight type backlight according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic perspective view of a direct-type backlight according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic sectional view of a reflective liquid crystal display device provided with a sidelight type front light according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part of a liquid crystal display panel module having a conventional sidelight type backlight.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 discharge tube 2 discharge tube 3 light guide plate 4 reflector 11 light guide plate 12 low gas pressure cold cathode tube 13 high gas pressure cold cathode tube 14 reflector 15 reflector 16 reflector 21 liquid crystal display panel 22 front light 23 frame 24 light guide plate 25 Low gas pressure cold cathode tube 26 High gas pressure cold cathode tube 27 Reflector 31 Liquid crystal display panel 32 Spacer 33 Linear light source 34 Reflector 35 Light guide plate 36 Reflection plate 37 Diffusion plate 38 Shield case

Claims (5)

光源となる放電管が少なくとも2本以上配置された平面光源装置において、少なくとも1本の放電管のガス圧が、他の放電管のガス圧と異なることを特徴とする平面光源装置。A flat light source device in which at least two or more discharge tubes as light sources are arranged, wherein the gas pressure of at least one discharge tube is different from the gas pressure of another discharge tube. 上記平面光源装置が、導光板を用いたサイドライト方式であることを特徴とする請求項1記載の平面光源装置。2. The flat light source device according to claim 1, wherein the flat light source device is a side light type using a light guide plate. 上記平面光源装置が、発光平面の直下に上記複数の放電管が配置されている直下方式であることを特徴とする請求項1記載の平面光源装置。The flat light source device according to claim 1, wherein the flat light source device is a direct type in which the plurality of discharge tubes are disposed immediately below a light emitting plane. 上記複数の放電管が、それぞれ独立した電気的接続手段で放電管駆動回路に接続されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の平面光源装置。4. The flat light source device according to claim 1, wherein the plurality of discharge tubes are connected to a discharge tube driving circuit by independent electrical connection means. 5. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の平面光源装置を光源として備えたことを特徴とする液晶表示装置。A liquid crystal display device comprising the flat light source device according to any one of claims 1 to 4 as a light source.
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