(57)【要約】【課題】簡単な構成により、発光波長（発光色）を可変とすることができるコンパクトな蛍光ランプおよび面光源装置を得ることができるようにする。【解決手段】細径の単色の細径冷陰極蛍光ランプ（２１，２２）を複数本用意し、それらを巻きまわして螺旋状の形状とする。また、これらの螺旋状の細径冷陰極蛍光ランプを樹脂製の透光性外管（１１）内に挿入する。このようにすることで、異なる色の発光部が螺旋状に巻きまわされてなる蛍光ランプが得られる。これにより直管をそのまま用いる場合に比べて色ムラを低減する。また、各々の細径冷陰極蛍光ランプの点灯を制御することで発光色を可変することができ、簡単な構成にて取扱い性に優れた蛍光ランプとする。【選択図】図１
2011165491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の透光性外管と、前記外管の端部に設けた端子部と、外管内部に挿入された複数の細径蛍光ランプとを備えた蛍光ランプであって、
前記細径蛍光ランプは、少なくとも第１の発光色とした第１細径蛍光ランプと、第１の細径蛍光ランプと異なる色とした第２の発光色とした第２細径蛍光ランプを備え、
第１細径蛍光ランプおよび第２細径蛍光ランプは螺旋状に巻き回された冷陰極蛍光ランプであり、
前記透光性外管は、樹脂材料からなることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
さらに、前記第１細径蛍光ランプおよび第２細径蛍光ランプの両方の発光色と異なる第３の発光色とした第３細径蛍光ランプを備える、ことを特徴とする請求項１に記載の蛍光ランプ。
【請求項３】
請求項２に記載の極蛍光ランプを同一方向に複数並設した蛍光ランプ部と、前記蛍光ランプ部の背面に設けた反射面と、前記蛍光ランプ部の前面に設けた拡散面とを有し、前記蛍光ランプの一方の端子側の筒状電極部が一列に並んでいる、面光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶ディスプレイ装置等に用いられる面光源装置、植物育成装置あるいは小型表示装置の表示装置の光源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置用のバックライトとして蛍光ランプが使用されている。例えば対角２０インチクラスの液晶表示装置においては、エッジライト型バックライトが用いられ、導光板の端面に細径の冷陰極蛍光ランプを設けている。対角３０インチクラス以上の大型液晶テレビ用バックライトでは、直下型バックライトが用いられ、複数本の冷陰極蛍光ランプが設けられている。
【０００３】
近年液晶表示装置の多様化に伴い、小型化、細径化、高輝度化、長寿命化、低コスト化などの要求が高くなり各種検討が行われている。一般に蛍光ランプには上記した熱陰極タイプのものと冷陰極タイプの２種類があり、冷陰極タイプのものは寿命が長いという特徴がある。寿命を長くするために耐スパッタ性に優れたモリブテン箔をカップ状に加工した冷陰極蛍光ランプも知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
冷陰極蛍光ランプは、ガラス管の内面に蛍光体が塗布された発光管に電極としてカップ形状や板状の金属電極を両端に設け、内部に水銀などを封入し、放電により発光管内部で発生した紫外線により蛍光体を励起して可視光を得るように構成されている。
【０００５】
また、冷陰極タイプの蛍光ランプを誘導灯や看板に用いる光源として利用することも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−４８５２７号公報
【特許文献２】特開２００２−２０２７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
蛍光ランプはガラス管内面に蛍光体を塗布し、内部に封入した不活性ガスおよび水銀の放電により生じた紫外線が前記蛍光体を励起し、蛍光体による発光色に変換されて発光するものであるため、発光波長（発光色）のコントロールは難しい。そこで発光波長（発光色）を可変とするために異なる発光色を発する蛍光ランプを複数並べて用いることが考えられるが、例えば液晶表示装置のバックライト光源に適用した場合には、異なる発光色が分離しないようにするためには、蛍光ランプと液晶表示装置との距離を開けるなどの対策が必要となり、装置全体が大型化する、という問題を生じる。
【０００８】
本発明は、以上の点から、発光波長（発光色）を可変とすることができる蛍光ランプを提供することを目的としている。
【０００９】
本発明の別の目的は、装置の奥行きを厚くしない、コンパクトな面光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、次の実施の態様により、達成される。
請求項１に記載の発明は、円筒状の透光性外管（１１）と、前記外管（１１）の端部に設けた端子部（１２，１３）と、外管（１１）内部に挿入された複数の細径蛍光ランプとを備えた蛍光ランプ（１０）であって、
前記細径蛍光ランプは、少なくとも第１の発光色とした第１細径蛍光ランプ（２１）と、第１の細径蛍光ランプと異なる色とした第２の発光色とした第２細径蛍光ランプ（２２）を備え、
第１細径蛍光ランプ（２１）および第２細径蛍光ランプ（２２）は螺旋状に巻き回された冷陰極蛍光ランプであり、前記透光性外管（１１）は、樹脂材料からなるることを特徴とする蛍光ランプ（１０）、である。
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、螺旋状に巻きまわされた冷陰極蛍光ランプが互いに異なる発光色であるから、冷陰極蛍光ランプから放射される異なる発光色（発光スペクトル）の混色性が向上する。また、異なる発光色の冷陰極蛍光ランプの点灯条件を異ならせることで容易に発光色を可変することが可能となる。また、細径蛍光ランプを外管にて覆っているので、細径蛍光ランプのガラス管肉厚を薄くして製造したとしても、外管にて衝撃などから保護することができる。発光波長（発光色）を可変とすることができるコンパクトな蛍光ランプとすることができる。
【００１２】
さらに、前記第１細径蛍光ランプ（２１）および第２細径蛍光ランプ（２２）の両方の発光色と異なる第３の発光色とした第３細径蛍光ランプ（２３）を備えるのが好ましい。
【００１３】
このようにすることで、さらに細かな発光色の調整を行なうことができ得る。
【００１４】
さらに、第１細径蛍光ランプ（２１）、第２細径蛍光ランプ（２２）および第３細径蛍光ランプ（２３）の発光色は、赤色、緑色および青色とすることが好ましい。
【００１５】
このようにすることで、再現できる色範囲が可視光域の殆どの範囲とすることができる。  
【００１６】
本発明の別の観点によれば、第１細径蛍光ランプ（２１）、第２細径蛍光ランプ（２２）および第３細径蛍光ランプ（２３）を有する前記した蛍光ランプ（１０）を同一方向に複数並設した蛍光ランプ部（２）と、前記蛍光ランプ部（２）の背面に設けた反射面（７）と、前記蛍光ランプ部の前面に設けた拡散面（９）とを有し、前記蛍光ランプの一方の端子側の筒状電極部が一列に並んでいる、面光源装置（１）、である。
【００１７】
これにより、発光波長（発光色）を可変とすることができるコンパクトな面光源装置とすることができ得る。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば長寿命の冷陰極陰蛍光ランプを用いて発光波長（発光色）を可変することができる。また。外管を樹脂製とすることで、取扱い性を向上させることができる。さらに、複数の単色の冷陰極蛍光ランプを螺旋形状とすることで色むら、色ばらつきを目立たなく抑えた蛍光ランプが提供される。
例えば植物育成工場で各植物に適した波長を照射したい場合に、また成長過程において
波長を段階的にコントロールしたい場合に必要な波長に調整可能となり得る。
また、複数の単色の冷陰極蛍光ランプを並設した面光源装置に比べて、螺旋形状とした単色の冷陰極蛍光ランプとしているので、面光源装置の色むら、色ばらつきを目立たなく抑えることができ、コンパクトな面光源装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は本発明に係る蛍光ランプを模式的に示す斜視側面図である。
【図２】図２は図１の蛍光ランプの製造工程を説明する図面で、（ａ）は細径蛍光ランプマウント工程、（ｂ）は螺旋化工程を示す斜視側面図である。
【図３】図３は本発明に係る細径蛍光ランプを模式的に示す断面図である。
【図４】図４は図１の蛍光ランプを用いた面光源装置の全体構成を模式的に示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図４を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２１】
図１は蛍光ランプを模式的に斜視側面図、図２は図１の蛍光ランプの製造工程を説明する図面で、（ａ）は細径蛍光ランプマウント工程、（ｂ）は螺旋化工程を示す斜視側面図である。図３は本発明に係る細径蛍光ランプを模式的に示す断面図である。
【００２２】
蛍光ランプ１０は、円筒状の外管１１と、その両端に設けられた外部電源に接続するための端子部１２，１３と、外管内部に配置され端子部に固定された複数本の蛍光細径蛍光ランプ部２０とを備えている。
【００２３】
外管１１は、細径蛍光ランプ部２０を外部環境および衝撃から保護し、かつ細径蛍光ランプ部２０からの発光を遮断しない透光性材料からなる。透光性材料としては、ガラスもしくはポリカーボネート、アクリル、ポリブチレンテフタレート、塩化ビニルなどの樹脂材料を用いることができる。また、蛍光ランプ１０を液晶表示装置のバックライトとして用いる場合には、外管１１が紫外線吸収する性質を有するものが好ましく、ポリカーボネートなどの樹脂材料を用いる場合には紫外線吸収剤を添加することが好ましい。また、植物育成用光源などに用いる場合には特定波長の光を低減すべく、顔料等も添加してフィルタ機能を持たせても良い。
【００２４】
細径蛍光ランプ部２０は、螺旋状の放電路とした複数本の細径蛍光ランプからなり、複数本の細径蛍光ランプにより多重螺旋部２０ａを形成している。本実施形態では３本の細径蛍光ランプ２１，２２，２３を備えている。
また、細径蛍光ランプ２１，２２，２３は外管１１に比べて内径を１／４以下とした細径とした冷陰極蛍光ランプであり、第１細径蛍光ランプ２１、第２細径蛍光ランプ２２および第３細径蛍光ランプ２３のいずれも図３に示すように、円筒状のガラス管と、ガラス管両端部に冷陰極電極を備えている。冷陰極蛍光ランプとすることで、細径化と長寿命化を両立することが可能となる。
【００２５】
細径蛍光ランプ２１，２２，２３は、例えば、内径を１〜３ｍｍ、肉厚を１ｍｍ、ガラス管長５００ｍｍの硬質ガラスからなる円筒形状のガラス管３１を用意し、その内面に波長変換を行う蛍光体層３２を塗布形成する。ガラス管３１の両端には封止部３６が形成されガラス管３１内を気密に封止している。細径の冷陰極蛍光ランプを実現するためには、これより内径を小さくすると放電電極の取り付けが困難となり、且つ、ハンドリング性が悪化する。また、内径をこの範囲より大きくするとガラス管外径が大きくなり、冷陰極蛍光ランプの特徴の一つである小型化、細径化を図ることが難しくなるからである。
【００２６】
封止された内部には、水銀と、所定の封入圧とした不活性ガスとが封入されて放電空間３５を形成する。水銀は紫外線を発し前記した蛍光体層３２を励起する。不活性ガスはアルゴン、アルゴンとクリプトンとの混合ガス、またはアルゴンとネオン、クリプトンもしくはキセノン等の他の不活性ガスを所定割合で混合したものを用いる。混合ガスの混合割合としては例えばアルゴンを１０％、他の不活性ガスを９０％とする。また、ガス圧は、例えば５ＫＰａ程度の減圧とする。
【００２７】
電極は、電極支持リード３４と筒状の冷陰極電極３３からなる。冷陰極電極３３はカップ形状とされ、カップ底部は電極支持リード３４と溶接され、カップの開放した側が放電空間３５となるように封止部３６にて気密的に固定されている。
冷陰極電極３３は、モリブデン、タングステン、タンタル、ニオブ、ニッケル、鉄の中の何れかの金属もしくはこれら金属を主要成分とした合金からなる金属材料が適している。また、タングステンとモリブテンの積層板、タングステン合金の上にモリブデン−ニッケル合金を積層したものや、これらの材料を２層あるいは３層以上の積層板とすることもできる。
【００２８】
蛍光体層３２は、必要に応じてガラス管３１の内面に塗布形成する。不活性ガスのガスの種類を変更することで放電色を制御することができる。放電色をそのまま利用する場合には蛍光体層３２を設けないで使用する。放電色以外の発光を得るためには蛍光体を適宜選択して形成する。蛍光体層は単一の蛍光体からなるものでも、複数の種類の蛍光体からなるものでも良い。紫外線で励起され可視光を発光する蛍光体として、例えば、赤色蛍光体＝Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ３＋  （ＹＯＸ）、緑色蛍光体＝ＬａＰＯ４：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋  （ＬＡＰ）、青色蛍光体＝ＢａＭｇ２Ａｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋  （ＢＡＭ）などを利用することができる。
【００２９】
また、細径蛍光ランプ部２０は、第１細径蛍光ランプ２１、第２細径蛍光ランプ２２および第３細径蛍光ランプ２３の３本の各々の発光色が異なるものを選択する。例えば、第１細径蛍光ランプ２１には赤色蛍光体を塗布したものを用いて赤色発光の蛍光ランプとし、第２細径蛍光ランプ２２には緑色蛍光体を塗布したものを用いて緑色発光の蛍光ランプとし、第３細径蛍光ランプ２３には青色蛍光体を塗布したものを用いて青色発光の蛍光ランプとしたものを用いる。第１細径蛍光ランプ２１、第２細径蛍光ランプ２２および第３細径蛍光ランプ２３は、螺旋状の放電路となるように夫々の放電空間３５を巻きまわして螺旋形状とし、且つ、一体の螺旋形状をなすように同一ピッチで巻きまわしている。
【００３０】
このような螺旋形状の放電路を形成するには、例えば図２に示すような方法にて製造することができる。
【００３１】
初めに所定の発光色とした直管状の第１細径蛍光ランプ２１、第２細径蛍光ランプ２２および第３細径蛍光ランプ２３の３本の冷陰極蛍光ランプを用意し、端子部１２に一方のガラス管端部から外部に出ている電極支持リード３４を電気的に接続するとともにガラス管３１を挿入固定する。次に端子部１３に他方のガラス管端部から外部に出ている電極支持リード３４を電気的に接続するとともにガラス管３１を挿入固定する。
【００３２】
次いで、図２（ａ）に示すようにバーナーＢにて第１細径蛍光ランプ２１、第２細径蛍光ランプ２２および第３細径蛍光ランプ２３を加熱する。バーナーにより全ての細径蛍光ランプのガラス管が軟化点に達したところで端子部１２および／または端子部１３をゆっくり回転させる。
【００３３】
次に、長さ方向に沿ってバーナーＢを移動させながら加熱および回転を行なう。これにより、図２（ｂ）に示すように第１細径蛍光ランプ２１、第２細径蛍光ランプ２２および第３細径蛍光ランプ２３の全ての冷陰極蛍光ランプの螺旋化および一体組み付けの工程が終了する。
【００３４】
上記した工程順にて多重螺旋部２０ａを形成した状態のまま、これらに外管１１を被せる。外管１１は、内部に多重螺旋部２０ａを形成した第１細径蛍光ランプ２１、第２細径蛍光ランプ２２および第３細径蛍光ランプ２３の３本の各々の発光色が異なる冷陰極蛍光ランプを設け、これらを両端にて固定する端子部１２，１３が外管１１の両端部に位置するようにセットする。外管１１の両端の開口部からは端子部１２，１３の一端が外部に突出している。この状態にて外管１１と端子部１２が重なっている部分および外管１１と端子部１３が重なっている箇所を接着剤などで接着固定する。
【００３５】
なお、多重螺旋部２０ａの製造方法は上記した方法に限られるものではない。例えば、第１細径蛍光ランプ２１、第２細径蛍光ランプ２２および第３細径蛍光ランプ２３の各々について、個別に螺旋形状化を図り、それらを組合わせたものを端子部１２および１３に固定するものでも良い。
【００３６】
また、端子部１２および１３には、第１細径蛍光ランプ２１、第２細径蛍光ランプ２２および第３細径蛍光ランプ２３の夫々を独立して点灯制御するための回路を組み込むものとしても良い。端子部内部に独立制御する回路を組み込んだ場合には、例えば図１に示すように端子部１３から外方に突出する２個の電極端子を設け、外部電源からの電源供給と各々の蛍光ランプの点灯制御を指示するパルス信号を与えることで、第１細径蛍光ランプ２１、第２細径蛍光ランプ２２および第３細径蛍光ランプ２３を独立して点灯制御することが可能となる。
【００３７】
細径蛍光ランプ部２０は、螺旋状の放電路とした複数本の細径蛍光ランプからなり、複数本の細径蛍光ランプにより多重螺旋部２０ａを形成している。本実施形態では３本の細径蛍光ランプ２１，２２，２３を備えているが、これに限られるものではない、細径蛍光ランプとして２本あるいは４本などとすることも可能である。
【００３８】
次に上記した冷陰極蛍光ランプ１０を用いたバックライトについて説明する。
また、図４は冷陰極蛍光ランプを用いた面光源装置の全体構成を模式的に示す分解斜視図である。面光源装置１は蛍光ランプ部２、ハウジング３、拡散板４、拡散シート５およびプリズムシート６から構成されている。
【００３９】
蛍光ランプ部２は複数の蛍光ランプ１０を平行に並設したものである。蛍光ランプ部２の背面には、各々の冷陰極蛍光ランプ１０毎に該蛍光ランプから下方および側方に向かって照射された光線を蛍光ランプ部２前面（図１における紙面上方向）に反射するための反射面７が設けられている。
【００４０】
蛍光ランプ部２の前面側（上方）には、各蛍光ランプ１０からの直接光および反射面７で反射された反射光などの到達した光線を拡散する拡散板４および拡散シート５を順次配設した拡散面９が設けられている。拡散板４は乳白色アクリル樹脂板からなり蛍光ランプ部２を配設する空間を覆っている。拡散シート５は、内部に微小な無機拡散材料を分散した透明樹脂からなる。両者を異なる拡散特性を有するものとすることで、面光源装置１全体の均一性を向上させている。拡散板４と拡散シート５の複数を用いることなく、単一の拡散部材にて拡散面９とすることも可能である。
【００４１】
また、拡散シート５の上面側には、該拡散シート５からの拡散光の向かう方向を制御するプリズムシート６が配設されている。プリズムシート６は蛍光ランプ１０の軸方向に垂直な面で切断した切断面の、拡散シート５に対向する面の反対側の面が、夫々９０°の頂角を有す複数の連続する三角形からなるプリズム形状を呈している。プリズムシート６は、拡散面９側から入射した拡散光を上方に集めて面光源装置１の正面輝度を高めるようにするものであり、該面光源装置を液晶表示装置の直下型バックライトとして用いる場合には、図示しない液晶表示装置の正面視認性を高めることができる。
【００４２】
蛍光ランプ部２の背面側には、各蛍光ランプ１０から背面側および側方に向かった光を効率的に前面側に反射するように設計された反射面７が設けられている。反射面７は、各蛍光ランプ１０の軸方向に沿って背面側を覆うように板状のハウジング３が配設され、ハウジング３の少なくとも蛍光ランプ部２に対向する側の面に反射面７が形成されている。ハウジング３は、樹脂もしくは金属材料からなり、反射面が所定の反射配光特性を有するように形成されている。
【００４３】
蛍光ランプ１０の夫々には、上記したように内部に異なる発光色とした第１細径蛍光ランプ２１、第２細径蛍光ランプ２２および第３細径蛍光ランプ２３の３本の冷陰極細径ランプが螺旋状の放電路を形成して配設されている。第１細径蛍光ランプ２１の発光色を赤色、第２細径蛍光ランプ２２の発光色を緑色、第３細径蛍光ランプ２３の発光色を青色とした場合には、蛍光ランプ１０の夫々について、第１細径蛍光ランプ２１、第２細径蛍光ランプ２２および第３細径蛍光ランプ２３を独立して点灯制御することにより、発光色を可変することが可能となる。また、螺旋形状としているので単色の直管を用いる場合に比べて発光色の色ムラを抑制することが可能となり面光源装置全体の厚みを薄くすることができた。
【００４４】
このようにして、本発明によれば、簡単な構成により発光色を可変することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、液晶ディスプレイ装置等に用いられる面光源装置、植物育成装置あるいは小型表示装置の表示装置の光源に適用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１    面光源装置
２    蛍光ランプ部
３    ハウジング
４    拡散板
５    拡散シート
６    プリズムシート
７    反射面
８    接合部
９    拡散面
１０    蛍光ランプ
１１    外管
１２，１３    端子部
２０    細径蛍光ランプ部
２０ａ    多重螺旋部
２１，２２，２３    細径蛍光ランプ
３１    拡大用治具
３２    蛍光体層
３３    冷陰極電極
３４    電極支持リード
３５    放電空間
３６    封止部
Ｂ    バーナー
【図１】
2011165491.tif 000003
【図２】
2011165491.tif 000004
【図３】
2011165491.tif 000005
【図４】
2011165491.tif 000006