(57)【要約】    【課題】  折り返し湾曲部間近傍における板面輝度分布の均整度が良好になるとともに、製造工数が削減され、しかも従来の１箇所加熱の製造設備を流用することができるので、安価な短ピッチＵ字状部分を備えた蛍光ランプおよびこれを用いた照明装置を提供する。    【解決手段】  上記蛍光ランプＦＬは、少なくとも１個の折り返し湾曲部１ａおよびその両端から平行に直線状に延在する一対の直管部１ｂを備え、折り返し湾曲部は一対の直管部間のピッチの１／２より大きい曲げＲの凸状湾曲部１ａ１ならびに凸状湾曲部および一対の直管部の間に位置して上記一対の直管部間のピッチの１／２より小さい曲げＲを有する一対の肩部１ａ２を有しているガラスバルブ１と、ガラスバルブの内面側に形成された蛍光体層と、ガラスバルブの内部に封入された放電媒体と、ガラスバルブの内部に放電媒体の放電を生起する電極とを具備している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１個の折り返し湾曲部および折り返し湾曲部の両端から平行に直線状に延在する一対の直管部を備え、折り返し湾曲部は上記一対の直管部間のピッチの１／２より大きい曲げＲの凸状湾曲部ならびに凸状湾曲部および一対の直管部の間に位置して上記一対の直管部間のピッチの１／２より小さい曲げＲを有する一対の肩部を有しているガラスバルブと；
ガラスバルブの内面側に形成された蛍光体層と；
ガラスバルブの内部に封入された放電媒体と；
ガラスバルブの内部に放電媒体の放電を生起する電極と；
を具備していることを特徴とする短ピッチＵ字状部分を備えた蛍光ランプ。
【請求項２】
照明装置本体と；
照明装置本体に配設された請求項１記載の短ピッチＵ字状部分を備えた蛍光ランプと；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、折り返し湾曲部を有する短ピッチＵ字状部分を備えた蛍光ランプおよびこれを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、液晶用のバックライトは、低消費電力およびコスト削減を目的として、短ピッチＵ字形冷陰極蛍光ランプを用いた背面照射形が主流になっている。従来、一般に用いられている短ピッチＵ字形冷陰極蛍光ランプは、折り返し湾曲部が一対の直管部間におけるピッチの１／２を曲げＲとする半円形状をなしている（例えば、特許文献１参照。）。この種の短ピッチＵ字形冷陰極蛍光ランプは、折り返し湾曲部全体を１箇所加熱で湾曲させている。したがって、折り返し湾曲部を形成する際の曲げ工程が単一となり、製造設備も比較的簡単である。そのため、短ピッチＵ字形冷陰極蛍光ランプを安価に得ることができる。
【０００３】
これに対して、折り返し湾曲部がほぼ矩形状をなしている短ピッチＵ字形冷陰極蛍光ランプが提案されている（特許文献２参照。）。この短ピッチＵ字形冷陰極蛍光ランプは、折り返し湾曲部が直線部を中心としてその両端部に曲げＲの小さい直角湾曲部が形成されることによって構成されている。この短ピッチＵ字形冷陰極蛍光ランプにおいて、折り返し湾曲部を形成するには、折り返し湾曲部の直線部となる部位の中央を固定チャックで把持し、一対の直管部となる部位をローラからなる従動チャックで移動可能に把持し、曲げＲの小さい直角湾曲部となる２箇所の部位の周面に一対の可とう性のヒータを配設して２箇所をそれぞれ別個に加熱するように製造設備を構成する。そして、直管ランプの上記２箇所を２個のヒータで加熱軟化させ、従動チャックを３次元方向に移動させながら折り返し湾曲部を形成する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−０３６７０３号公報
【特許文献２】特開２００５−３１７５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に開示されている１箇所加熱の短ピッチＵ字形冷陰極蛍光ランプは、これを背面照射形のバックライトに用いると、隣接する一対の短ピッチＵ字形冷陰極蛍光ランプの折り返し湾曲部間に対向する板面に比較的大きな非発光部が形成されてしまう。そのために、折り返し湾曲部間近傍の板面輝度分布の均整度が低下してしまうという問題がある。したがって、板面輝度分布の均整度を向上させるには、折り返し湾曲部近傍の発光を利用しないようにバックライトを構成する必要があり、その結果省電力にならないとともに、板面の有効面積の割りにバックライトが大型化してしまう。
【０００６】
他方、特許文献２に開示されている２箇所加熱の短ピッチＵ字形冷陰極蛍光ランプは、隣接する一対の短ピッチＵ字形冷陰極蛍光ランプの折り返し湾曲部間に対向する板面における輝度分布の均整度が低下する問題はかなり改善されるものの、２箇所加熱のために製造工数が増加するという問題がある。また、製造設備が特殊になるために、従来の１箇所加熱の製造設備を流用することができないという問題もある。したがって、得られる短ピッチＵ字形冷陰極蛍光ランプが高価になってしまう。
【０００７】
本発明は、折り返し湾曲部間近傍における板面輝度分布の均整度が良好になるとともに、製造工数が削減され、しかも従来の１箇所加熱の製造設備を流用することができるので、安価な短ピッチＵ字状部分を備えた蛍光ランプおよびこれを用いた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】
本発明の短ピッチＵ字状部分を備えた蛍光ランプは、少なくとも１個の折り返し湾曲部および折り返し湾曲部の両端から平行に直線状に延在する一対の直管部を備え、折り返し湾曲部は上記一対の直管部間のピッチの１／２より大きい曲げＲの凸状湾曲部ならびに凸状湾曲部および一対の直管部の間に位置して上記一対の直管部間のピッチの１／２より小さい曲げＲを有する一対の肩部を有しているガラスバルブと；ガラスバルブの内面側に形成された蛍光体層と；ガラスバルブの内部に封入された放電媒体と；ガラスバルブの内部に放電媒体の放電を生起する電極と；を具備していることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、隣接する折り返し湾曲部の形状を改善したことにより、折り返し湾曲部間近傍における板面輝度分布の均整度が良好になるとともに、１箇所加熱で折り返し湾曲部を形成できるために製造工数が削減できて、しかも従来の１箇所加熱の製造設備を流用することができるので、安価な短ピッチＵ字状部分を備えた蛍光ランプおよびこれを用いた照明装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
【００１１】
図１および図２は、本発明の短ピッチＵ字状部分を備えた蛍光ランプを実施するための一形態を示し、図１は折り返し湾曲部を示す要部正面図、図２は展開状態における内部構造を示す一部切欠拡大断面図である。
【００１２】
図２に示すように、本形態においてピッチＵ字状部分を備えた蛍光ランプＦＬは、主要な構成要素としてガラスバルブ１、蛍光体層２、放電媒体および電極３を具備している。また、その他の構成要素として保護膜４、および電流導入導体５を具備している。
【００１３】
ガラスバルブ１は、少なくとも１個の折り返し湾曲部１ａおよび一対の直管部１ｂ、１ｂを備えているのであるが、それらの内部が互いに連通していて、１本の放電路を形成する。
【００１４】
図１に示すように、折り返し湾曲部１ａは、ガラスバルブ１の一対の直管部１ｂ、１ｂの間に形成されて放電路が折り返す部位を構成している。そして、本発明において、凸状湾曲部１ａ１および一対の肩部１ａ２、１ａ２を有している。
【００１５】
凸状湾曲部１ａ１は、ガラスバルブ１が外側へ緩やかに突出しながら折り返す部分であり、折り返し湾曲部１ａの中央に位置していて、折り返し湾曲部１ａの主要部を構成している。
【００１６】
一対の肩部１ａ２、１ａ２は、凸状湾曲部１ａ１と折り返し湾曲部１ａに隣接する一対の直管部１ｂ、１ｂとの間を連続的な曲面で連絡する部分であり、したがって凸状湾曲部１ａ１の両端に位置している。
【００１７】
また、ガラスバルブ１は、所望により折り返し湾曲部１ａを複数個備えていることを許容する。この場合、直管部１ｂは、折り返し湾曲部の数より１個多く備えていればよい。例えば、ガラスバルブ１が２個の折り返し湾曲部１ａと３個の直管部１ｂを備えた構造や３個の折り返し湾曲部１ａと４個の直管部１ｂを備えた構造などであってもよい。
【００１８】
さらに、ガラスバルブ１の内径、外径、全長およびガラス材質などは、本発明において特段限定されない。しかし、本発明は、バックライトの薄形化ために、ガラスバルブ１の内径が２ｍｍ以下、例えば１ｍｍ程度のガラスバルブ１を用いる場合に好適である。また、ガラス材質としては、例えば半硬質ガラス、硬質ガラスおよび軟質ガラスなどを選択的に採用することができる。さらに、ガラスバルブの全長は、照明装置の要求に応じて任意で多様な長さに設定することができる。
【００１９】
図２に示すように、蛍光体層２は、放電により放射された紫外線により励起されて主として可視光を発光させる手段であり、ガラスバルブ１の内面に直接接触して形成してもよいし、後述する保護膜４や反射膜などを介して間接的に形成することもできる。使用する蛍光体は、本発明において特段限定されないが、３波長発光形蛍光体が好適である。また、蛍光体層は、ガラスバルブ１の全周にわたり形成してもよいし、所望によりアパーチャの部分を残して形成するのであってもよい。
【００２０】
放電媒体は、その放電により紫外線が放射する媒体であり、既知の構成、例えば水銀および始動ガスからなる構成や希ガスを主体とする構成などのいずれであってもよい。また、始動ガスとしては、アルゴンおよびネオンの混合ガスやアルゴン、ネオンおよびヘリウムの混合ガスなどを用いることもできる。混合ガスを用いれば、ペニング効果による始動性の改善も得られる。
【００２１】
水銀を気密容器内に封入するには、純水銀を直接封入してもよいし、水銀合金すなわちアマルガムの形で封入してもよい。所定のアマルガム例えばチタン・水銀アマルガムにして封入する場合に、電極の中に中空部を形成して、その中空部内に所定のアマルガムを収納した状態で気密容器に導入することもできる。
【００２２】
一方、希ガスを主体とする構成の場合、キセノンなどを用いることができる。
【００２３】
図２に示すように、電極３は、ガラスバルブの内部に放電媒体の放電を生起させるための手段であり、内部電極配置、外部電極配置および内外電極配置のいずれであってもよい。内部電極配置は、ガラスバルブ１の内部にその一対が封装される電極配置であり、電極は冷陰極および熱陰極のいずれであってもよい。しかし、蛍光ランプの細管化のためには、冷陰極が好適である。
【００２４】
外部電極配置および内外電極配置は、一対の電極の少なくとも一方がガラスバルブ１の外面にほぼ密着して配設され、ガラスバルブの壁面を誘電体とする誘電体バリア放電を行う電極配置である。他方の電極もガラスバルブ１の外面に配設される場合が外部電極である。他方の電極がガラスバルブ１の内部に封装される場合が内外電極配置である。
【００２５】
保護膜４は、ガラスバルブ１の内面と蛍光体層２との間に形成されて、放電媒体に水銀が用いられる場合に、水銀によってガラスバルブ１が変色したりするのを抑制する。そして、アルミナ、例えばγアルミナやシリカなどの金属酸化物の微粒子膜からなる。
【００２６】
電流導入導体５は、電極３から導出されて当該電極３を点灯回路に接続する。
【００２７】
本発明において、ガラスバルブ１を所定の形状に成形するプロセスは特段限定されないが、好ましくは以下の手順による。
【００２８】
すなわち、直管状に展開されたガラスバルブ１を準備して、その内面側に蛍光体層２を形成し、ガラスバルブ１の両端に一対の内部電極３、３、例えば冷陰極を封着し、ガラスバルブ１の内部を排気してから放電媒体を封入して直管状の蛍光ランプＦＬを得る。
【００２９】
次に、直管状の蛍光ランプＦＬの折り返し湾曲部１ａの形成予定部位に１個のヒータを配設して一箇所加熱を行う。そして、ガラスバルブ１の加熱部が軟化したら凸状湾曲部１ａ１および一対の肩部１ａ２、１ａ２が所定の形状になるように成形する。
【００３０】
本発明において、短ピッチＵ字状部分とは、折り返し湾曲部１ａに隣接する一対の直管部１ｂ、１ｂ間のピッチＰが直管部の長さ寸法より小さい値のＵ字状部分をいう。ピッチＰは、好適にはガラスバルブ１の外径の５〜１２倍、より好適には７〜１０倍の範囲である。
【００３１】
また、本発明において、折り返し湾曲部１ａの凸状湾曲部１ａ１の曲げアールＲ１は、数式：Ｐ／２＜Ｒ１を満足する範囲である。しかし、曲げアールＲ１の値が無限大になると、凸状湾曲部１ａ１の部分が最早凸状でなくて直線状になり、このような場合には１箇所の加熱で折り返し湾曲部１ａを形成できなくなるので、不可である。
【００３２】
さらに、本発明において、折り返し湾曲部１ａにおける一対の肩部１ａ２、１ａ２は、凸状湾曲部１ａ１と折り返し湾曲部１ａに隣接する一対の直管部１ｂ、１ｂとの間に位置して両者間を連続した曲面で結ぶ部分である。そして、肩部１ａ２の部分の曲げアールＲ２は、数式：Ｒ２＜Ｐ／２を満足する範囲である。
【００３３】
なお、上記曲げアールＲ１、Ｒ２は、そのいずれも本来はガラスバルブ１の中心軸の位置で計測されるべきであるが、便宜上折り返し湾曲部１ａの湾曲の内周面における曲げアールで代替することが許容される。
【００３４】
図３は、本発明の照明装置における第１の形態としてのバックライトを、その前面拡散板を除去して示す正面図および要部拡大正面図である。
【００３５】
図において、バックライトすなわち照明装置ＢＬは、照明装置本体１１、例えばケースの内部に複数の短ピッチＵ字状部分を備えた蛍光ランプＦＬを整列配置して構成されている。そして、蛍光ランプＦＬの折り返し湾曲部１ａの部分も図示を省略している全面拡散板の背面に位置している。すなわち、照明装置本体１１は、照明装置ＢＬから短ピッチＵ字状部分を備えた蛍光ランプＦＬを除いた残余の部分であり、蛍光ランプＦＬの点灯回路（図示しない。）、例えばインバータを主体とする高周波点灯回路を含んでいる。
【００３６】
なお、点灯回路は、照明装置本体１１から離間した位置に配置されていてもよい。また、照明装置は、短ピッチＵ字状部分を備えた蛍光ランプＦＬの発光を利用する全ての装置を含む概念であり、したがってバックライトに限定されない。例えば、エレベータ内の照明装置、パソコンライトスタンドなどの一般照明用の照明装置や標識灯、表示灯などが含まれる。
【００３７】
さらに、図３は、短ピッチＵ字状部分を備えた蛍光ランプＦＬが隣接して配置されている状態において、隣接する一対の折り返し湾曲部１ａ、１ａ近傍における板面輝度分布の均整度に与える影響を説明している。すなわち、図は、複数の短ピッチＵ字形冷陰極蛍光ランプＦＬを直管部１ｂのピッチが折り返し湾曲部１ａに接続する一対の直管部１ｂ、１ｂならびに隣接する短ピッチＵ字形冷陰極蛍光ランプＦＬ、Ｆｌの間のピッチがともに等しくなるように配列された照明装置ＢＬとしてのバックライトを示している。そして、本発明の短ピッチＵ字状部分を備えた蛍光ランプＦＬ、ＦＬが隣接する場合には、それぞれの折り返し湾曲部１ａ、１ａの間に形成される隙間（点線の三角形状部Ｔ）が小さくなるので、照明装置ＢＬとしての板面輝度分布に与える影響が小さくなる。換言すれば、板面輝度分布の均整度が良好になる。
【００３８】
図４は、図３に示すバックライトにおける隣接する一対の折り返し湾曲部による板面輝度分布の影響の程度を比較例のそれと対比して示すグラフである。図において、横軸は測定ポイントを、縦軸は図中の構造略図に矢印で示すように複数の折り返し湾曲部に沿って輝度計を走査して得られた板面輝度を、それぞれ示す。また、図中の曲線は、実線（Ｂ）が本発明、点線（Ａ）が比較例、の輝度分布である。なお、比較例は、折り返し湾曲部が特許文献１に示すような従来既知の形状を有する短ピッチＵ字形冷陰極蛍光ランプである。
【００３９】
以上を要約すれば、本発明においては、図３の三角形状部Ｔの面積が小さくなるために、板面輝度分布の均整度が図４に示すように比較例のそれに比較して明らかに良好である。
【００４０】
図５は、本発明の照明装置における第２の形態としてのバックライトを、その前面拡散板を除去して示す正面図である。なお、図において図３と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【００４１】
本形態は、第１の形態のバックライトに比較して隣接する一対の直管分１ａ、１ａ間のピッチが大きくなっている。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の短ピッチＵ字状部分を備えた蛍光ランプを実施するための一形態における折り返し湾曲部を示す要部正面図
【図２】同じく展開状態における内部構造を示す一部切欠拡大断面図
【図３】本発明の照明装置における第１の形態としてのバックライトを、その前面拡散板を除去して示す正面図および要部拡大正面図
【図４】図３に示すバックライトにおける隣接する一対の折り返し湾曲部による板面輝度分布の影響の程度を比較例のそれと対比して示すグラフ
【図５】本発明の照明装置における第２の形態としてのバックライトを、その前面拡散板を除去して示す正面図
【符号の説明】
【００４３】
１…ガラスバルブ、１ａ…折り返し湾曲部、１ｂ…直管部、１１…照明装置本体、Ｔ…三角形状部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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