照明装置

【課題】曲管蛍光ランプを多灯使用するバックライトユニットにあって、管軸上の温度差の発生によるピンク放電やランプの短寿命化を解決する。
【解決手段】曲管ガラス管の内壁に蛍光体皮膜が形成され、１種類以上の希ガスまたは水銀が封入され、ガラス管両端に導入線が気密に封着挿入され、導入線のガラス管内側の端部に電極が接続され、導入線の外側端部に給電用リード線が接続された蛍光ランプの複数灯を並設した照明装置において、曲管ガラス管の湾曲部の管表面温度を、当該曲管ガラス管の直線部の管表面温度に比べ１０℃以上下げず、かつ直線部の絶対温度を５０℃以上に保ち、曲管ガラス管の湾曲部の表面を遮光してその管面輝度を直線部の管面輝度の７０％以下にした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲管蛍光ランプを並設具備した照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直管蛍光ランプを多灯使用している直下型バックライトにて、液晶の大画面化に伴いバックライトも大型化し、直管蛍光ランプの使用本数が増加することに伴い、大消費電力及びコストＵＰの問題が浮上している。
【０００３】
そこで、近年では長尺寸ランプを作製し、中央部若しくは任意の位置にて曲げることによりＣ管又はＵ管を作製し、短ピッチＣ管、Ｕ管を多灯使用したバックライトが主流となってきている。当該Ｃ管、Ｕ管の蛍光ランプは、ガラス管内壁に蛍光体皮膜が形成され、１種類以上の希ガスまたは水銀が封入され、ガラス管両端には導入線が気密に封着挿入され、導入線のガラス管内側の端部には電極が接続され、導入線の外側端部には給電用リード線が接続されたＣ管又はＵ管形状をしたもの、あるいは、Ｃ管又はＵ管のガラス管の両端を閉塞し内面上に蛍光体被膜を形成し、Ｃ管又はＵ管のガラス管の両端部の外面電極を配置した外部電極式のＣ管及びＵ管形状をしたものである。
【０００４】
図２０は、このようなＵ管形状の蛍光ランプを多灯使用している従来のバックライトの上面図であり、図２１は下面図である。このバックライトは、各蛍光ランプ１のガラス管２の端部を電極ゴムホルダー３で固定して構成されている。バックライトにおけるインバータ６は、電極ゴムホルダー３に給電するための給電用電線の問題でランプ電極側の反射ケース５の裏面に配置され、シンプルな構造となっている。しかし、このようなＣ管、Ｕ管を多灯使用したバックライトでは狭額縁化の要求が高い。
【０００５】
また、ＣＭＯ社発案の米国公開公報ＵＳ２００３／０１４２４８７号（特許文献１）に記載されているように、Ｕ管ランプの湾曲部あるいはＣ管ランプ短辺部をバックライトの有効発光部内に設置するケースが多いが、曲管ランプの湾曲部あるいは短辺部の光学処理が輝度ムラの関係上複雑となる。図２２は、従来のバックライトの図２０においてＡ軸上での輝度分布を示しているが、Ａ軸の端部４で輝度が高くなってしまっていることがわかる。そこで、反射ケース５で上述の湾曲部あるいは短辺部をホールドし、光を遮蔽すれば光学的には問題ないが、熱伝導のためにホールドされた部分の管壁温度が下がり、管軸上の温度差を発生させてしまう。この温度差の発生は、ランプに封入されている水銀の移動及び偏りの原因となり、ピンク放電、終には短寿命となる可能性がある。
【０００６】
また、現在の曲管（Ｃ管，Ｕ管）の製造方法は、まず長尺ランプ直管を作製した後、直管を曲げるため、曲管長辺方向の有効発光長が短くなる。例えば、ランプ直管製造最大寸法が１２００ｍｍとすると、曲管長辺方向寸法は、６００ｍｍ未満の寸法となり、それ以上の長辺方向寸法を持つ曲管は製造できないこととなる。
【特許文献１】米国公開公報ＵＳ２００３／０１４２４８７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、Ｃ管、Ｕ管形状の蛍光ランプを多灯使用するバックライトユニットのような照明装置にあって、管軸上の温度差の発生によるピンク放電やランプの短寿命化を解決した、長期にわたり安定した照明が可能な照明装置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】
【０００８】
請求項１の発明の照明装置は、Ｃ管又はＵ管形状のガラス管の内壁に蛍光体皮膜が形成され、１種類以上の希ガスまたは水銀が封入され、前記ガラス管両端に導入線が気密に封着挿入され、前記導入線の前記ガラス管内側の端部に電極が接続され、前記導入線の外側端部に給電用リード線が接続された蛍光ランプの複数灯を並設した照明装置において、前記Ｃ管形状のガラス管の短辺部又はＵ管形状のガラス管の湾曲部の管表面温度を、当該Ｃ管形状のガラス管の長辺部又はＵ管形状のガラス管の直線部の管表面温度に比べ１０℃以上下げず、かつ当該長辺部又は直線部の絶対温度を５０℃以上に保ち、前記短辺部又は湾曲部の表面を遮光してその管面輝度を前記長辺部又は直線部の管面輝度の７０％以下にしたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の発明の照明装置は、Ｃ管又はＵ管形状のガラス管の両端を閉塞し、内面上に蛍光体被膜を形成し、前記ガラス管の両端部に外面電極を配置した蛍光ランプの複数灯を並設した照明装置において、前記Ｃ管形状のガラス管の短辺部又はＵ管形状のガラス管の湾曲部の管表面温度を、当該Ｃ管形状のガラス管の長辺部又はＵ管形状のガラス管の直線部の管表面温度に比べ１０℃以上下げず、かつ当該長辺部又は直線部の絶対温度を５０℃以上に保ち、前記短辺部又は湾曲部の表面を遮光してその管面輝度を前記長辺部又は直線部の管面輝度の７０％以下にしたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の照明装置において、前記遮光部分は、フロスト加工もしくはレーザー加工によってガラス管の表面状態を変化させたものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、各蛍光ランプ及び装置全体での管軸方向温度差、輝度差を低減することができ、さらにピンク放電の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。
【００１３】
（第１の実施の形態）図１、図２は本発明の第１の実施の形態のバックライトユニットに使用するＵ管形状の蛍光ランプ１の上面図であり、図３は図２の湾曲部での断面図である。図１に示した蛍光ランプでは、ガラス管２の両端部を電極ゴムホルダー３で固定し、ガラス管２の湾曲部４にフロスト加工、レーザー加工、あるいはＴｉＯ_２によるコーティング６を施すことにより輝度低減を行っている。図２、図３に示した蛍光ランプ１では、ガラス管２の両端部を電極ゴムホルダー３で固定し、ガラス管２の湾曲部４にシリコン等のゴムホルダー７、又は収縮チューブを取り付けることにより輝度低減を行っており、当該ゴムホルダー７はバックライトのケースなどに接触させず、余分な放熱は行わないように設置する。
【００１４】
図４は本発明の第１の実施の形態のバックライトの上面図である。図４のバックライトでは、図１に示したようなＵ管形状のガラス管２各々の湾曲部４を上述のようなフロスト加工、レーザー加工、又はＴｉＯ_２のコーティングをし、あるいは図２、図３に示したような当該湾曲部４にシリコン等のゴムホルダー又は収縮チューブを被せたＵ管形状の蛍光ランプ１を使用しており、Ｕ管の湾曲部４各々はバックライトの反射ケース５に接触させないように設置し、この湾曲部４各々からの発光も照明光として利用するようにしている。
【００１５】
図５は、図４におけるＢ軸での輝度分布を表す図である。Ｕ管の蛍光ランプ１の湾曲部４にフロスト加工、レーザー加工、又はＴｉＯ_２等のコーティングをし、あるいはシリコン等のゴムホルダー、収縮チューブを被せたことで、当該湾曲部４の輝度を蛍光ランプ１の直線部の輝度の７０％以下に下げること可能となり、図５のようにバックライトの拡散板面での輝度ムラをなくし、発光面全体で安定した輝度を保つことができる。また、Ｕ管の湾曲部の温度低減も最低限にできることで、水銀の偏りによるピンク放電の発生のない、高信頼性のバックライトが実現できる。
【００１６】
図６は、蛍光ランプの管壁温度とピンク放電距離の関係を示す図である。水銀が偏っていても、蛍光ランプの管壁の最冷部温度が５０℃以上であればピンク放電しないことがわかる。
【００１７】
本実施の形態によれば、Ｕ管蛍光ランプ各々の湾曲部４の輝度を抑えることができ、バックライトの拡散板上の輝度ムラを回避し、狭額縁化を達成し、高効率のバックライトを供給することができる。
【００１８】
尚、上記実施の形態では、Ｕ管形状の蛍光ランプを採用しているが、これに代えてＣ管形状の蛍光ランプを採用することも可能である。
【００１９】
（第２の実施の形態）図７は、本発明の第２の実施の形態のバックライトの上面図である。図のように電極部と反対側の端部付近で連結した連結ランプ１を多灯使用している。
【００２０】
図８〜図１０は、本実施の形態で使用する連結ランプ１の製造工程を示す図であり、図１１は上面から見た図である。図８及び図１１（ａ）、（ｂ）のように、ガラス管２を回転させバーナー１１により加熱溶融しガラス管２を所要長に分離し、管端部を閉塞する。次に、図９のようにガラス管２の連結予定部分をバーナー１１で加熱し、エアー１３などの気体を吹き込むことによりガラス管外部方向に突出部１２をつくり出す。そしてガラス管２の開口端に発光部の電極を具備したマウント１４を挿入し、ガラス管端部に加熱溶着させる。
【００２１】
次に図１０及び図１１（ｃ）〜（ｅ）のように、ガラス管２、２を連結予定部分の突出部１２、１２が向かい合うように保持した状態で突出部１２、１２をバーナー１１で溶融加熱し、突出部１２、１２同士を連結させて連結部１５を形成する。その後、通常の蛍光ランプ製造工程により、排気−不活性ガス封入−水銀導入の工程を経て連結蛍光ランプ１を作製する。
【００２２】
図１２は、本実施の形態の連結ランプ１を多灯使用してランプ間隔を狭めたバックライトの上面図である。本実施の形態では、蛍光ランプの作製において、従来の直管を曲げて作製した曲管に対してより短いピッチ構造が可能であるため、同インチサイズのバックライトでも２灯連結蛍光ランプを４灯並べることが可能となる。
【００２３】
また、連結蛍光ランプ１にて複数本のバルブを連結する事も可能である。図１３は、本実施の形態の連結ランプを改良して、バックライト内のランプガラス管２すべてを連結部１５それぞれで連結したバックライトの上面図である。従来のバックライトでは、複数本の蛍光ランプを使用しているため、製造バラツキ（封入ガス圧のバラツキ等）によりランプ個々のインピーダンスにもバラツキが存在し輝度ムラの原因になり得るが、このようにバックライト内のランプガラス管２を全て連結させると、インピーダンスのバラツキをなくすことが可能である。
【００２４】
また、図１４のように多灯連結蛍光ランプでの連結部１５を短くすることでガラス管２、２間の間隔を短くした短ピッチ化も可能である。さらに、図１５に示すように、連結したランプ発光部バルブ２を偏平にした蛍光ランプ１を使用することで、偏平蛍光ランプ１の盤面に対する発光面積の増加とバックライトの厚み低減も可能である。
【００２５】
図１６、図１７は、図１３、図１４のバックライトへの点灯駆動方法を示す図である。図のように正負の高周波高電圧を印加することで、正極・負極の隣接する２本ずつのガラス管２、２内において放電させる。
【００２６】
図１８は、本実施の形態の２灯連結ランプを３灯並設したバックライトと、従来の曲げ管、直管ランプを使用したバックライトの輝度を示す図である。消費電力に対する盤面上輝度も従来のものと大差はない。
【００２７】
図１９は、本実施の形態の２灯連結ランプを３灯並設したバックライトと、短ピッチ化した２灯連結ランプを４灯並設したバックライトと、従来の曲げ管ランプを使用したバックライトとの輝度を示す図である。バックライト内にてランプピッチ間距離を少なくすることで、配置できるランプ数を増加させ、盤面上輝度と盤面上輝度ムラを改善することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施の形態のバックライトユニットに使用する蛍光ランプの上面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態のバックライトユニットに使用する他の蛍光ランプの上面図。
【図３】図２の蛍光ランプの断面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態のバックライトの上面図。
【図５】図４のＢ軸での輝度を表すグラフ。
【図６】蛍光ランプの管壁温度とピンク放電距離の関係を示すグラフ。
【図７】本発明の第２の実施の形態のバックライトの上面図。
【図８】本発明の第２の実施の形態で使用する連結ランプの製造工程（１）を示す側面図。
【図９】本発明の第２の実施の形態で使用する連結ランプの製造工程（２）を示す側面図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態で使用する連結ランプの製造工程（３）を示す側面図。
【図１１】本発明の第２の実施の形態で使用する連結ランプの製造工程（１）、（２）を示す上面図。
【図１２】本発明の第３の実施の形態のバックライトの上面図。
【図１３】本発明の第４の実施の形態のバックライトの上面図。
【図１４】本発明の第５の実施の形態のバックライトの上面図。
【図１５】本発明の第６の実施の形態のバックライトの長手方向正面の断面図。
【図１６】本発明の第４の実施の形態のバックライトへの点灯駆動方法を示す図。
【図１７】本発明の第５の実施の形態のバックライトへの点灯駆動方法を示す図。
【図１８】本発明の第２の実施の形態の２灯連結ランプを３灯並設したバックライトと、従来の曲げ管、直管ランプを使用したバックライトの輝度を示すグラフ。
【図１９】本発明の第２の実施の形態の２灯連結ランプを３灯並説したバックライトと、第３の実施の形態の短ピッチ化した２灯連結ランプを４灯並説したバックライトと、従来の曲げ管ランプを使用したバックライトとの輝度を示すグラフ。
【図２０】従来のバックライトの上面図。
【図２１】従来のバックライトの下面図。
【図２２】図２０のＡ軸での輝度分布を示す図。
【符号の説明】
【００２９】
１蛍光ランプ
２ガラス管
３電極ゴムホルダー
４ランプ湾曲部
６インバータ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ管又はＵ管形状のガラス管の内壁に蛍光体皮膜が形成され、１種類以上の希ガスまたは水銀が封入され、前記ガラス管両端に導入線が気密に封着挿入され、前記導入線の前記ガラス管内側の端部に電極が接続され、前記導入線の外側端部に給電用リード線が接続された蛍光ランプの複数灯を並設した照明装置において、
前記Ｃ管形状のガラス管の短辺部又はＵ管形状のガラス管の湾曲部の管表面温度を、当該Ｃ管形状のガラス管の長辺部又はＵ管形状のガラス管の直線部の管表面温度に比べ１０℃以上下げず、かつ当該長辺部又は直線部の絶対温度を５０℃以上に保ち、前記短辺部又は湾曲部の表面を遮光してその管面輝度を前記長辺部又は直線部の管面輝度の７０％以下にしたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
Ｃ管又はＵ管形状のガラス管の両端を閉塞し、内面上に蛍光体被膜を形成し、前記ガラス管の両端部に外面電極を配置した蛍光ランプの複数灯を並設した照明装置において、
前記Ｃ管形状のガラス管の短辺部又はＵ管形状のガラス管の湾曲部の管表面温度を、当該Ｃ管形状のガラス管の長辺部又はＵ管形状のガラス管の直線部の管表面温度に比べ１０℃以上下げず、かつ当該長辺部又は直線部の絶対温度を５０℃以上に保ち、前記短辺部又は湾曲部の表面を遮光してその管面輝度を前記長辺部又は直線部の管面輝度の７０％以下にしたことを特徴とする照明装置。
【請求項３】
前記遮光部分は、フロスト加工もしくはレーザー加工によってガラス管の表面状態を変化させたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。

【図１】