扁平形冷陰極蛍光ランプ

【課題】ランプ点灯時の発光面の輝度ムラがなく、全光束量も大きい扁平形蛍光ランプを提供する。
【解決手段】放電空間の断面形状が少なくとも長径と短径を用いて規定されている楕円若しくは扁平形状に成形されたガラス管２から成り、ガラス管２の内面には蛍光体被膜３が形成され、ガラス管２の内部に水銀及び希ガスが封入され、ガラス管２の両管端に気密に封着された導入線４に接続された電極５を備えた扁平形冷陰極蛍光ランプ１にあって、ガラス管２の内部の放電空間内の長径方向端部の内径寸法が０．２ｍｍ以上にした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扁平形冷陰極蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１９は従来の扁平形冷陰極蛍光ランプの構造を示す図である。図１９において、従来の扁平形冷陰極蛍光ランプ２１は、ガラス管２２の内部の放電空間の断面形状が少なくとも長径と短径を用いて規定されている楕円形若しくは扁平形状に成形され、ガラス管２２の内面に蛍光体被膜２３が形成され、ガラス管２２の内部の放電空間に水銀及び希ガス（ネオン・アルゴン）が放電媒体として封入され、ガラス管２２の両管端に気密に封着された導入線２４に接続された電極２５が装備された構成であるが、放電空間内の長径方向端部の内径寸法については、特に規定はされていなかった。
【０００３】
従来の扁平形冷陰極ランプ２１では、放電空間内の長径方向端部になるほどガラス管２２の内径寸法が小さくなり、これは短径寸法が小さくなるほど顕著に確認され、放電空間内の長径方向端部の内径寸法が小さくなり過ぎると、ランプを点灯時に陽光柱が長径方向に殆ど拡散せず、発光面に輝度ムラが発生し、さらには著しく全光束量が低下する問題点があった。
【特許文献１】特開２０００−１００９４号公報
【特許文献２】特開平９−２４５７３６号公報
【特許文献３】特開平７−１０５９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述したような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ランプ点灯時の発光面の輝度ムラが抑制され、ランプ全光束量が向上した扁平形冷陰極蛍光ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の扁平形冷陰極蛍光ランプは、内部の放電空間の断面形状が少なくとも長径と短径を用いて規定されている楕円若しくは扁平形状に成形されたガラス管から成り、前記ガラス管の内面に蛍光体被膜が形成され、前記ガラス管の内部の放電空間に水銀及び希ガスが封入され、前記ガラス管の両管端に気密に封着された導入線に接続された電極を備えた扁平形冷陰極蛍光ランプにおいて、前記ガラス管の内部の放電空間内の長径方向端部の内径寸法を０．２ｍｍ以上にしたことを特徴とするものである。
【０００６】
本発明の扁平形冷陰極蛍光ランプでは、扁平形ガラス管の内部の放電空間の断面形状をほぼ楕円形状とし、その長径方向端部の内径寸法を０．２ｍｍ以上にすることができる。また本発明の扁平形冷陰極蛍光ランプでは、扁平形ガラス管２の内部の放電空間の断面形状を角丸長方形状とし、その長辺方向端部の短辺方向の内寸法を０．４ｍｍ以上にすることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ランプ点灯時に陽光柱が放電空間の長径方向の端部にまで効果的に拡散するので、ランプ点灯時の発光面の輝度ムラが抑制でき、ランプ全光束量を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。
【０００９】
（第１の実施の形態）本発明の第１の実施の形態は、扁平形冷陰極蛍光ランプにあって、放電空間内の長径方向端部が、内径寸法Ｒ≧０．２ｍｍであることを特徴とする。
【００１０】
図１は、扁平形冷陰極蛍光ランプの扁平加工部分の短径方向を一定にし、放電空間内の長径方向端部のＲ部の内径（半径）Ｒを変化させ、発光面の輝度ムラや、ランプ全光束量低下が発生する境界値を確認したグラフである。放電空間内の長径方向端部の内径が従来のようにＲ≦０．２ｍｍになると、陽光柱が長径方向端部に拡散しづらくなり、ランプ全光束量が著しく低下することがわかる。
【００１１】
図２は発光面の輝度ムラ状態を示す図である。長径方向端部の内径（半径）をＲ≧０．２ｍｍと、Ｒ≦０．２ｍｍとした時のランプ点灯状態においても、長径方向端部の内径をＲ≧０．２ｍｍに形成することで、陽光柱が長径方向端部まで拡散していることがわかる。
【００１２】
本実施の形態によれば、長径方向端部の内径をＲ≧０．２ｍｍとすることで陽光柱が長径方向端部まで拡散することが可能となる。
【００１３】
（第２の実施の形態）図３は本発明の第２の実施の形態の扁平形冷陰極蛍光ランプ１の構造を示す図である。図３において、１は扁平形冷陰極蛍光ランプ、２はガラス管、３は蛍光体被膜、４は導入線、５は電極、６は扁平加工部分を表している。本実施の形態は、第１の実施の形態の実験結果を踏まえた上での扁平形冷陰極蛍光ランプ構造となっており、ガラス管２の扁平加工部分６の断面形状が少なくとも長径と短径を用いて規定されている楕円形若しくは長辺端部がＲ形状となる角丸長方形の扁平形状に成形加工されており、ガラス管２内面には蛍光体被膜３が形成され、ガラス管２の内部の放電空間には水銀及び希ガス（ネオン・アルゴン）が封入され、両管端に気密に封着された導入線４に接続された電極５が装備されている。ガラス管２の扁平加工部分６では、長径方向端部のＲ形状部の内径寸法ＲがＲ≧０．２ｍｍで形成されている。
【００１４】
この実施の形態の扁平形冷陰極蛍光ランプ１では、長径方向端部の内径（半径）をＲ≧０．２ｍｍとすることで、ランプを点灯させた時に、陽光柱が長径方向両端部まで拡散し、発光面の輝度ムラや、全光束量低下を改善できる。
【００１５】
（第３の実施の形態）図４は本発明の第３の実施の形態の扁平形冷陰極蛍光ランプの構造を示す図である。図４において、図３と同一の要素には同一の符号を用いて表している。本実施の形態は、第１の実施の形態の応用として、長辺方向端部がストレート形状の角丸長方形状のガラス管２を採用し、このガラス管２の扁平加工部分６における放電空間内の長辺方向端部の短辺の内寸を０．４ｍｍ以上に形成したことを特徴とする。
【００１６】
本実施の形態によれば、ガラス管２の扁平加工部分６の長辺方向端部の短辺部の内寸を０．４ｍｍ以上にしたことで、当該扁平形冷陰極蛍光ランプ１を点灯した時に、陽光柱が長辺方向端部まで拡散することが可能となり、発光面の輝度ムラや、全光束量低下を改善できる。
【００１７】
（第４の実施の形態）図５は、本発明の第４の実施の形態のタンデム式バックライトユニットの構造を示す図であり、図６はこのバックライトユニットに装着して使用する扁平形冷陰極蛍光ランプ１の構造を示す図である。図５において、１は扁平形冷陰極蛍光ランプ、１１は偏光板、１２は拡散シート、１３は拡散板を表している。尚、図５、図６において、図３、図４と同一の要素には同一の符号を用いて表している。
【００１８】
本実施の形態のタンデム式バックライトユニットは、扁平形冷陰極蛍光ランプ１を光源として用い、かつ、この扁平形蛍光ランプ１をその長径方向を拡散板１３の板面に対して垂直に配置している。例えば、タンデム方式１５インチバックライトユニットの場合に、図６に示すような長径５ｍｍ、短径２．２ｍｍの扁平形冷陰極蛍光ランプ１を、長径方向を拡散板１３面と垂直に配置する。
【００１９】
図７は、本実施の形態のバックライトと真円断面形状の冷陰極蛍光ランプを採用した従来品の輝度分布を比較した図である。従来品より輝度が上がっていることが見てとれる。本実施の形態によれば、タンデム式バックライトユニットにおいて問題となっている輝度ムラの低減が可能である。また、バックライトユニットのランプ本数を６本から５本に削減した状態で、従来同等以上の板面輝度が得られた。
【００２０】
（第５の実施の形態）図８は、本発明の第５の実施の形態の扁平形冷陰極蛍光ランプの構造を示す図である。図８において、７は放熱性材料を表している。尚、図８において、図３〜図６と同一の要素には同一の符号を用いて表している。
【００２１】
図８において、本実施の形態の扁平形冷陰極蛍光ランプ１は、扁平形ガラス管２の放電空間の断面形状が少なくとも長径と短径を用いて規定されている楕円若しくは扁平形状に成形されており、ガラス管２の内面には蛍光体被膜３が形成され、放電空間には水銀及び希ガス（ネオン・アルゴン）が封入され、ガラス管２の両管端に気密に封着された導入線４に接続された電極５が装備され、短径側のガラス管肉厚と長径側のガラス管肉厚は同一で、かつ、短径側ガラス管材の表面、つまり扁平面部のみに放熱性材料７（シリコン等）が設置されていることを特徴とする。
【００２２】
短径側のガラス管材の表面のみに放熱性材料７を設置することで、短径側のガラス管材の表面の放熱性を向上させ、短径側ガラス管壁温度と長径側ガラス管壁温度を均一にし、ランプ管内に封入されている水銀が長径側管内壁部分にかたよらず、非発光部分が改善できる。
【００２３】
図９は本実施の形態の扁平形冷陰極蛍光ランプ１の管壁温度特性を表す表である。従来に短径側表面に放熱性材料を設置していない扁平形冷陰極蛍光ランプに比べて短径側と長径側の温度差が小さいのが見てとれる。
【００２４】
（第６の実施の形態）図１０は、本発明の第６の実施の形態の扁平形冷陰極蛍光ランプ１の構造を示す図である。尚、図１０において、図３〜図６、図８と同一の要素には同一の符号を用いて表している。
【００２５】
本実施の形態の扁平形冷陰極蛍光ランプ１は、扁平形ガラス管２の扁平加工部分６のみ短径側ガラス肉厚と長径側ガラス肉厚を同一ではなく、短径側ガラス肉厚を長径側ガラス肉厚よりも厚い寸法になるように成形したことを特徴とする。
【００２６】
本実施の形態の扁平形冷陰極蛍光ランプ１では、短径側のガラス管材を厚肉にすることで放熱性を上げ、その分、短径側ガラス管材の管壁温度を低め、結果的に短径側ガラス管壁温度と長径側ガラス管壁温度を均一にし、ランプ管内に封入されている水銀が長径側管内壁部分にかたよらず、非発光部分を少なくし、全光束量を向上させることができる。
【００２７】
図１１は本実施の形態の管壁温度特性を表す表である。従来に比べて本実施の形態の蛍光ランプの場合、短径側と長径側の温度差が小さいのが見てとれる。また、図１２は全光束特性を示す表であり、従来のものより高い数値となっている。
【００２８】
（第７の実施の形態）図１３は本発明の第７の実施の形態の直下式バックライト５０の構成を示す図である。扁平形蛍光ランプ５１は断面の短径寸法を２．４ｍｍ、長径寸法を５．１ｍｍでランプ長７３０ｍｍである。蛍光ランプ５１の両端にはそれぞれ電極５２が封装されており、放電空間５３にはネオンとアルゴン混合ガス及び水銀が封入されている。バックライト５０は３２ｉｎｃｈの直下式で、扁平形蛍光ランプ５１を１６灯用いている。扁平形蛍光ランプ５１各々は、有効発光画面６０の端部６１がランプ５１の電極先端６２から扁平部開始位置６３の間になるように設置することを特徴としている。
【００２９】
図１４〜図１６は、バックライトの有効発光面端部６１と扁平形蛍光ランプ５１の電極端部６２との位置関係と、それぞれの場合の有効発光面端部６１の輝度との関係を示している。図１４に示すように、扁平形蛍光ランプ５１の電極部分５２が有効発光画面６０に入った場合、画面中央に近ければ９０００ｃｄ／ｍ^２以上の板面輝度が見込めるが、端部６１では４０００ｃｄ／ｍ^２以下になる部分が出てしまう。よって、図１５、図１６に示すように、扁平形蛍光ランプ５１の電極端部６２が有効発光画面６０に入らないようにランプ５１を設置しなければならない。
【００３０】
図１５は有効発光画面６０の端部６１に対して２ｍｍ離れた位置に電極先端６２がくるようにランプ５１を配置したときの画面端部６１の板面輝度を示す図である。また、図１６に有効発光画面６０の端部６１と扁平部開始位置６３が重なるようにランプ５１を配置したときの画面端部６１の板面輝度を示す。図１５のランプ設置位置で端部６１の板面輝度は６０００ｃｄ／ｍ^２以上で十分明るい。図１６のランプ設置位置では図１５の設置位置よりもさらに端部６１の板面輝度は高くなる。しかし、これ以上ランプ位置を外側にしても扁平部の輝度は変わらなくなるから板面輝度に変動はなく、逆に有効発光画面６０により外側の額縁に隠れた部分の発光が無駄になる。さらに、額縁が太くなってしまう問題点も出てくるので、ランプ設置位置は有効発光画面６０の端部６１と扁平開始位置６３までとする。
【００３１】
図１７に本実施の形態の直下式バックライトでのランプ設置位置を変更した場合の有効発光画面端部の板面輝度の測定結果を示す。図１７に示すように有効発光画面端部６１に対してランプ５１を電極先端６２から扁平部開始位置６３までの間になるように設置することで十分な明るさを得ることができる。また電極先端６２から画面端部６１までの距離を８ｍｍ以上とした場合、すなわち扁平部開始位置６３をさらに画面よりも外側へ変更した場合、端部の板面輝度は変わらない。しかし、額縁が太くなりランプ長も長くなるので効率が悪くなってしまう。
【００３２】
（第８の実施の形態）図１８は本発明の第８の実施の形態のエッジライト式バックライトの構成を示す図である。扁平形蛍光ランプ７１は断面の短径寸法が１．８ｍｍ、長径寸法が２．９ｍｍでランプ長１５９ｍｍに設定されている。蛍光ランプ７１の両端にはそれぞれ電極７２が封装されており、放電空間７３にはネオン・アルゴン混合ガス及び水銀が封入されている。バックライトは７ｉｎｃｈのエッジライト式上下２灯仕様である。７４は導光板である。エッジライト式バックライトも直下式バックライトと同様で、有効発光画面７５の端部７６がランプ７１の電極先端７７から扁平開始位置７８の間になるようにランプ７１を設置する。
【００３３】
本実施の形態によれば、有効発光画面端部７６に対してランプ７１を電極先端７７から扁平部開始位置７８までの間になるように設置することで十分な明るさを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施の形態の扁平形冷陰極蛍光ランプの全光束量を示すグラフ。
【図２】本発明の第１の実施の形態の扁平形冷陰極蛍光ランプの発光面の輝度ムラ状態を示す写真。
【図３】本発明の第２の実施の形態の扁平形冷陰極蛍光ランプの断面図。
【図４】本発明の第３の実施の形態の扁平形冷陰極蛍光ランプの断面図。
【図５】本発明の第４の実施の形態のバックライトユニットの構造を示す分解斜視図。
【図６】本発明の第４の実施の形態のバックライトユニットに使用する扁平形冷陰極蛍光ランプの断面図。
【図７】本発明の第４の実施の形態のバックライトユニットと従来品との輝度分布を比較したグラフ。
【図８】本発明の第５の実施の形態の扁平形冷陰極蛍光ランプの断面図。
【図９】本発明の第５の実施の形態の扁平形冷陰極蛍光ランプと従来品との管壁温度特性を表す表。
【図１０】本発明の第６の実施の形態の扁平形冷陰極蛍光ランプの断面図。
【図１１】本発明の第６の実施の形態の扁平形冷陰極蛍光ランプと従来品との管壁温度特性を表す表。
【図１２】本発明の第６の実施の形態の扁平形冷陰極蛍光ランプと従来品との全光束特性を示す表。
【図１３】本発明の第７の実施の形態の直下式バックライトの構成を示す平面図。
【図１４】本発明の第７の実施の形態の直下式バックライトの有効発光画面端部の板面輝度分布を示す写真その１。
【図１５】本発明の第７の実施の形態の直下式バックライトの有効発光画面端部の板面輝度を示す写真その２。
【図１６】本発明の第７の実施の形態の直下式バックライトの有効発光画面端部の板面輝度を示す写真その３。
【図１７】本発明の第７の実施の形態の直下式バックライトの有効発光画面端部の板面輝度を示すグラフ。
【図１８】本発明の第８の実施の形態のエッジライト式バックライトの構成を示す平面図。
【図１９】従来の扁平形冷陰極蛍光ランプの断面図。
【符号の説明】
【００３５】
１冷陰極蛍光ランプ
２ガラス管
３蛍光体被膜
４導入線
５電極
６扁平加工部分
７放熱性材料
１１偏光板
１２拡散シート
１３拡散板

【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部の放電空間の断面形状が少なくとも長径と短径を用いて規定されている楕円若しくは扁平形状に成形されたガラス管から成り、前記ガラス管の内面に蛍光体被膜が形成され、前記ガラス管の内部の放電空間に水銀及び希ガスが封入され、前記ガラス管の両管端に気密に封着された導入線に接続された電極を備えた扁平形冷陰極蛍光ランプにおいて、
前記ガラス管の内部の放電空間内の長径方向端部の内径寸法を０．２ｍｍ以上にしたことを特徴とする扁平形冷陰極蛍光ランプ。
【請求項２】
内部の放電空間の断面形状がほぼ楕円形状であり、その長径方向端部の内径寸法を０．２ｍｍ以上にしたことを特徴とする請求項１に記載の扁平形冷陰極蛍光ランプ。
【請求項３】
内部の放電空間の断面形状が角丸長方形状であり、その長径方向端部のストレート部における短辺方向の内寸法を０．４ｍｍ以上にしたことを特徴とする請求項１に記載の扁平形冷陰極蛍光ランプ。

【図１】