(57)【要約】    【課題】  高輝度で発光効率が高い蛍光ランプ、該蛍光ランプを用いたバックライト装置及び空気清浄機を提供する。    【解決手段】  本発明の蛍光ランプ１０は、内部に放電媒体が充填されており、内面に発光層１２が設けられているバルブ１１と、前記放電媒体を前記バルブの長手方向から挟んで前記放電媒体に電界を印加する一対の電極１３ａ、１３ｂと、前記バルブの内面側又は外面側の少なくとも一方の面の一部に設けられた磁性体層１４とを備える。【選択図】      図１
2005093108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に放電媒体が充填されており、内面に発光層が設けられているバルブと、
前記放電媒体を前記バルブの長手方向から挟んで前記放電媒体に電界を印加する一対の電極と、
前記バルブの内面側又は外面側の少なくとも一方の面の一部に設けられた磁性体層と
を備えることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
前記磁性体層によって前記バルブ内面の近傍に形成される磁界は、前記一対の電極によって形成される電界と略直交してい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】
前記磁性体層によって前記バルブ内面の近傍に形成される磁界は、前記バルブの内面の法線方向と平行であることを特徴とする請求項２に記載の蛍光ランプ。
【請求項４】
前記磁性体層は、半径方向内側の面に同一の磁極を有することを特徴とする請求項３に記載の蛍光ランプ。
【請求項５】
前記磁性体層によって形成される磁界は、前記バルブを横断して印加されることを特徴とする請求項２に記載の蛍光ランプ。
【請求項６】
前記磁性体層は、前記バルブの内面側又は外面側の周方向にわたって弧状に設けられており、前記弧状の磁性体層の両端にそれぞれ磁極が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の蛍光ランプ。
【請求項７】
前記蛍光ランプは、前記一対の電極間に交流電界を印加して駆動することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の蛍光ランプ。
【請求項８】
前記一対の電極間に印加する交流電界は、周波数１〜１５０ｋＨｚの範囲にあることを特徴とする請求項７に記載の蛍光ランプ。
【請求項９】
前記発光層と前記磁性体層との間に光反射層をさらに備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の蛍光ランプ。
【請求項１０】
前記光反射層は、銀色又は白色を呈することを特徴とする請求項９に記載の蛍光ランプ。
【請求項１１】
前記バルブの外面側に断面の形状が略三日月状の光拡散層をさらに備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の蛍光ランプ。
【請求項１２】
前記光拡散層は、白色又は灰色を呈することを特徴とする請求項１１に記載の蛍光ランプ。
【請求項１３】
前記一対の電極は、前記バルブの内部に配置された内部電極であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の蛍光ランプ。
【請求項１４】
前記一対の電極の少なくとも一方の電極は、前記バルブの外部に配置された外部電極であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の蛍光ランプ。
【請求項１５】
前記発光層は、緑色発光蛍光体としてセリウム・テルビウム付活燐酸ランタン蛍光体、及びテルビウム付活アルミン酸セリウム・マグネシウム蛍光体のうち少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の蛍光ランプ。
【請求項１６】
前記発光層は、赤色発光蛍光体としてユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体、ユーロピウム付活酸硫化イットリウム蛍光体、及びユーロピウム付活硼酸イットリウム・ガドリニウム蛍光体のうち少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の蛍光ランプ。
【請求項１７】
前記発光層は、青色発光蛍光体としてユーロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム蛍光体、及びセリウム付活希土類珪酸塩蛍光体のうち少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の蛍光ランプ。
【請求項１８】
前記放電媒体は、希ガスを主体として含むことを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載の蛍光ランプ。
【請求項１９】
被照明面に対向して管軸が平行に配置されている請求項１から１８のいずれか一項に記載の蛍光ランプと、
前記被照明面と前記蛍光ランプとの間に前記被照明面に平行に配置されており、前記蛍光ランプからの光を前記被照明面に拡散させる光拡散板と
を備えることを特徴とするバックライト装置。
【請求項２０】
被照明面に対向して配置されている導光板と、
前記導光板の側方に配置されており、前記導光板に光を照射し、前記導光板を介して前記被照射面に導光する請求項１から１８のいずれか一項に記載の蛍光ランプと
を備えることを特徴とするバックライト装置。
【請求項２１】
紫外光を照射する請求項１から１８のいずれか一項に記載の蛍光ランプと、
前記蛍光ランプからの紫外光の照射によって活性化して、空気を浄化する光触媒フィルタと
を備えることを特徴とする空気清浄機。
【請求項２２】
前記蛍光ランプは、前記発光層として紫外光を発する蛍光体を含むことを特徴とする請求項２１に記載の空気清浄機。
【請求項２３】
前記発光層は、セリウム付活燐酸イットリウム蛍光体を主体とすることを特徴とする請求項２２に記載の空気清浄機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブ内に放電媒体を封入した蛍光ランプと、これを用いた液晶パネル等に用いられるバックライト装置、及び空気清浄機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に蛍光ランプは、両端に電極を配置したバルブの内面に蛍光体を主体とした発光層を有しており、このバルブ内に水銀とアルゴンやネオン、クリプトン等の希ガスを封入している。蛍光ランプのバルブ内の放電空間において、水銀を励起させて波長２５４ｎｍの紫外光を放射させ、さらに、この紫外光によって発光層内の蛍光体を励起し、この蛍光体から放射される可視光を外部に放出する。
【０００３】
現在では、白色発光する水銀蛍光ランプとして、発光ピーク波長が４４０〜４７０ｎｍの青色蛍光体と、発光ピーク波長が５３５〜５７０ｎｍの緑色蛍光体と、発光ピーク波長が６００〜６２０ｎｍの赤色蛍光体を主成分とする混合蛍光体からなる、三波長域発光形蛍光ランプがある。この三波長域発光形蛍光ランプによって高効率と共に高演色性を実現することができることから広く普及している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この水銀蛍光ランプは照明装置や液晶表示パネル等に用いられるバックライト装置等の光源として広く用いられているが、水銀蛍光ランプの光出力は、水銀の蒸気圧に大きく影響され、環境温度によって著しく変化する。氷点下の低温環境下に於いては、発光効率が著しく低下して、充分な明るさが得られない。
【０００５】
例えば、カーナビゲーション等の車載用ディスプレイとして用いられる液晶表示パネルのバックライト装置では、−４０℃から８５℃までの広い温度範囲にわたって安定した光出力と立ち上がりの素早さが要求される。低温環境下では、水銀蛍光ランプ単独では充分な光出力と早い立ち上がりが得られないので、電熱器等の温度補償装置が必要となる。
【０００６】
また、近年、地球規模の環境保全の立場から、水銀は環境負荷が大きいため、これに代わる放電媒体の使用が要請されており、真空紫外線を放射するキセノン等の希ガスが注目されている。キセノン蛍光ランプは、キセノンからの紫外放射を蛍光体で可視光に変換するランプである。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２８９１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、キセノン蛍光ランプは、水銀蛍光ランプと比較して、発光効率が著しく低いという問題がある。この発光効率が著しく低い原因は、キセノンから放射される紫外線の波長（１４７ｎｍ、１７２ｎｍ）が、水銀の共鳴線２５４ｎｍに比べて短く、この短波長域に於ける蛍光体の励起効率が低いためである。
【０００９】
本発明の目的は、高輝度で発光効率が高い蛍光ランプ、該蛍光ランプを用いたバックライト装置及び空気清浄機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る蛍光ランプは、内部に放電媒体が充填されており、内面に発光層が設けられているバルブと、
前記放電媒体を前記バルブの長手方向から挟んで前記放電媒体に電界を印加する一対の電極と、
前記バルブの内面側又は外面側の少なくとも一方の面の一部に設けられた磁性体層と
を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、前記磁性体層によって前記バルブ内面の近傍に形成される磁界は、前記一対の電極によって形成される電界と略直交していることを特徴とする。
【００１２】
さらに、前記磁性体層によって前記バルブ内面の近傍に形成される磁界は、前記バルブの内面の法線方向と平行であることを特徴とする。この場合、前記磁性体層は、半径方向内側の面に同一の磁極を有していてもよい。
【００１３】
また、前記磁性体層によって形成される磁界は、前記バルブを横断して印加されることを特徴とする。
【００１４】
さらに、前記磁性体層は、前記バルブの内面側又は外面側の周方向にわたって弧状に設けられており、前記弧状の磁性体層の両端にそれぞれ磁極が形成されていてもよい。
【００１５】
また、前記蛍光ランプは、前記一対の電極間に交流電界を印加して駆動することを特徴とする。前記一対の電極間に印加する交流電界は、周波数１〜１５０ｋＨｚの範囲にあることが好ましい。
【００１６】
さらに、前記発光層と前記磁性体層との間に光反射層をさらに備えることを特徴とする。なお、前記光反射層は、銀色又は白色を呈することが好ましい。
【００１７】
また、前記バルブの外面側に断面の形状が略三日月状の光拡散層をさらに備えることを特徴とする。前記光拡散層は、白色又は灰色を呈することが好ましい。
【００１８】
前記一対の電極は、前記バルブの内部に配置された内部電極であることを特徴とする。なお、上記一対の電極は、一対の電極が共に内部電極の場合、一対の電極が共に外部電極の場合、あるいは一対の電極の一方の電極が内部電極、他方の電極が外部電極の場合であってもよい。
【００１９】
前記発光層は、緑色発光蛍光体としてセリウム・テルビウム付活燐酸ランタン蛍光体、及びテルビウム付活アルミン酸セリウム・マグネシウム蛍光体のうち少なくとも一種を含むことが好ましい。
【００２０】
前記発光層は、赤色発光蛍光体としてユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体、ユーロピウム付活酸硫化イットリウム蛍光体、及びユーロピウム付活硼酸イットリウム・ガドリニウム蛍光体のうち少なくとも一種を含むことが好ましい。
【００２１】
前記発光層は、青色発光蛍光体としてユーロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム蛍光体、及びセリウム付活希土類珪酸塩蛍光体のうち少なくとも一種を含むことを特徴とする。
【００２２】
なお、前記放電媒体は、希ガスを主体として含んでいることが好ましい。
【００２３】
本発明に係るバックライト装置は、被照明面に対向して管軸が平行に配置されている前記蛍光ランプと、
前記被照明面と前記蛍光ランプとの間に前記被照明面に平行に配置されており、前記蛍光ランプからの光を前記被照明面に拡散させる光拡散板と
を備えることを特徴とする。
【００２４】
さらに、この蛍光ランプを液晶表示装置用バックライトに用いることにより省電力化（低消費電力化）を図ることが出来る。
【００２５】
本発明に係るバックライト装置は、被照明面に対向して配置されている導光板と、
前記導光板の側方に配置されており、前記導光板に光を照射し、前記導光板を介して前記被照射面に導光する前記蛍光ランプと
を備えることを特徴とする。
【００２６】
本発明に係る空気清浄機は、紫外光を照射する前記蛍光ランプと、
前記蛍光ランプからの紫外光の照射によって活性化して、空気を浄化する光触媒フィルタと
を備えることを特徴とする。
【００２７】
前記蛍光ランプは、前記発光層として紫外光を発する蛍光体を含むことが好ましい。さらに、前記発光層は、セリウム付活燐酸イットリウム蛍光体を主体とすることがより好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、本発明に係る蛍光ランプによれば、一対の電極間に形成される電界と直交する方向に磁力線を設けることにより、電子のサイクロトロン運動による電子とバルブ内の水銀やキセノン等の希ガスとの衝突頻度を高め、紫外光の発生量を増大させる。この紫外光により、発光層中の蛍光体が励起されて発光する可視光の発光量を増大させ、輝度と発光効率を高めることが出来る。更に、電子のサイクロトロン運動による電子と発光層中の蛍光体との衝突頻度も高まり、紫外線励起のみならず電子線励起においても蛍光体を発光させるため、高い輝度と高い発光効率が得られる。
【００２９】
更に、本発明の蛍光ランプを液晶表示パネル等のバックライト装置に用いることにより、バックライト装置及びこれを備えた液晶表示装置の薄型化と省電力化（低消費電力化）を図ることが出来る。また、本発明の蛍光ランプを用いた空気清浄機は、ＵＶ−Ａ紫外線を効率よく発生させることが出来るため、空気清浄効果が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態に係る蛍光ランプ、バックライト装置及び空気清浄機について図面を用いて説明する。なお、図面において実質的に同一の部材には同一の符号を付している。
【００３１】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る蛍光ランプについて図１から図３を用いて説明する。図１は、本発明の蛍光ランプ１０の正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ' 線に沿う拡大断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。この蛍光ランプ１０は、直管状のバルブ１１内にキセノン等の希ガスを主体とする放電媒体が封入されており、バルブ１１の内壁に蛍光体を主体とする発光層１２が設けられ、バルブ１１の両端に一対の外部電極１３ａ、１３ｂを備えている。さらに、バルブ１１の外壁にＣ字状の光反射層１５、及び磁性体層１４を具備している。磁性体層１４によって形成される磁界が前記一対の外部電極１３ａ、１３ｂによって形成される電界と略直交していることが好ましい。
【００３２】
次に、この蛍光ランプを構成する各層について説明する。
まず、バルブ１１には、好ましくは、透光性の良いガラス、セラミック、プラスチックである。尚、ガラスとしては、軟質ガラス、半硬質ガラス、硬質ガラス、石英ガラスなどを適宜選択して用いることができる。
【００３３】
また、バルブ１１は、直管状および曲管状のいずれでもよい。曲管状としては、例えばＵ字状、ダブルＵ字状、Ｌ字状、コ字状、環状、半円環状など種々の形状を採用することができる。更に、バルブ１１は、断面の形状が楕円形、四角形、三角形等であってもよく、特に限定するものではない。
【００３４】
バルブ１１内に封入された放電媒体は、希ガスを主体として含有することが好ましい。希ガスとしては、キセノン、ネオン、アルゴン、クリプトンおよびヘリウム等を単独または任意に組み合わせて用いることができる。また、希ガスの他にたとえばＫｒＦ、ＡｒＣｌなどの希ガスハロゲン化物やハロゲン単体が添加されていてもよい。ハロゲンとしては、ヨウ素、臭素、塩素を用いることができる。さらに、水銀を含んでいてもよいが、環境負荷を考慮すれば用いないほうが好ましい。数百ないし１ＭＰａ程度の範囲で蒸気として存在する元素であれば、放電が可能である。
【００３５】
蛍光ランプの発光層１２は、緑色発光蛍光体としてセリウム・テルビウム付活燐酸ランタン蛍光体、及びテルビウム付活アルミン酸セリウム・マグネシウム蛍光体の少なくとも一種を含み、赤色発光蛍光体としてユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体、ユーロピウム付活酸硫化イットリウム蛍光体、及びユーロピウム付活硼酸イットリウム・ガドリニウム蛍光体の少なくとも一種を含み、青色発光蛍光体としてユーロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム蛍光体、及びセリウム付活希土類珪酸塩蛍光体の少なくとも一種を含むことが好ましい。発光層として緑色発光蛍光体、赤色発光蛍光体、及び青色発光蛍光体を含む場合には白色発光を得ることができる。
【００３６】
また、外部電極１３ａ、１３ｂは、バルブ１１の外壁の周囲を巻いて構成されている。この外部電極１３ａ、１３ｂには、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｔｉ等の導電性金属、またはこれらの合金等の箔、蒸着膜、メッキ膜、導電性ペーストをスクリーン印刷して形成した塗布膜等を用いることができる。また、透明導電体であるＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３にＳｎＯ２をドープしたもの）、ＩｎＺｎＯ、酸化錫等であってもよい。
【００３７】
なお、この蛍光ランプでは、図１及び図３に示すように、電極として２つの外部電極１３ａ、１３ｂを設けた構造を示したが、バルブ１１内に放電を生起するように配置された少なくとも一対の電極は、共に内部電極の場合（図示せず）、あるいは、図４に示すように、一対の電極の一方が内部電極１６であって、他方が外部電極２３であってもよい。内部電極１６には外部端子１７ａ、外部電極２３には外部端子１７ｂがそれぞれ設けられており、外部端子１７ａ、１７ｂ間には交流電界が印加され、バルブ１１内に放電が生起される。
【００３８】
また、外部電極１３ａ、１３ｂは、要すればコイル、メッシュ状、波形状等の導電体物質であって、バルブの外面に直接または粘着剤などの誘電体物質を介して間接的に接触していることが望ましいが、これは必須要件ではない。すなわち、外部電極１３ａ、１３ｂはバルブ１１の外面に接触していればよい。
【００３９】
さらに、図４に示すように、コイル状の外部電極２３を設け、そのピッチを所望に設定することができる。外部電極２３のコイルのピッチは、得られる輝度に影響するので、蛍光ランプ２０の管軸方向にわたって所望の輝度分布を実現するために、外部電極２３のコイルのピッチを適宜調整する。また、外部電極をメッシュ状で構成する場合、平織り、あや織り、メリヤス編み構成体等を用いることができる。
【００４０】
磁性体層１４は、ＢａフェライトやＳｒフェライト、あるいはＮｉ−ＺｎフェライトやＭｎ−Ｚｎフェライト等の酸化物磁石、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系希土類磁石、Ｓｍ−Ｃｏ系希土類磁石、Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ(アルニコ磁石)、ラバーマグネット等が好ましい。なお、磁性体層１４は、これらに限定するものではなく、Ｆｅ、Ｃｏ、またはＮｉを主成分とする磁性体等や、その他の強磁性体であればよい。磁性体層１４によって印加する磁界は、バルブ内面近傍で１０ｋＡ／ｍ程度であることが好ましい。
【００４１】
この磁性体層１４は、磁性粉末とバインダーを混合した磁性塗料を塗布することにより作製することが好ましい。また、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、分子線エピタキシャル（ＭＢＥ）法等の薄膜形成法やインクジェット法等によって作製してもよい。あるいは、ドクターブレード法、ホットプレス法、ＨＩＰ法、ゾルゲル法等のセラミックス形成法、または金型成型後の焼結法等で製造したバルク状、シート状の磁性体をバルブの内面側または外面側に、直接または粘着剤などの誘電体物質を介して間接的に接触させてもよい。なお、磁性体層１４は磁界中で作製することにより着磁することができる。更に、磁性体作製後、着磁してもよい。また、着磁の方法としては、磁気ヘッドで磁性体層１４の表面を走査して着磁してもよい。この場合、磁性体層１４の端部に磁極が生じるように着磁してもよく、あるいは磁性体層１４の面に垂直な磁化を生じるように着磁してもよい。別例として、磁性体層１４をバルブ１１に配置した後、全体を磁界中に置いて着磁してもよい。
【００４２】
また、磁性体層１４は、図１及び図２に示すように、バルブ１１の外壁に断面の形状が半円環状又は弧状の磁性体層１４を設けた構造を示したが、磁性体層１４の形状はこれに限定されるものではなく、例えば、図５に示すように、２箇所に設けられた磁性体層１４では、それぞれの磁性体層１４のバルブ１１側の面がそれぞれ異なる磁極、Ｎ極、Ｓ極に着磁されている。この２箇所の磁性体層１４によってバルブ１１を横断する磁界が印加される。あるいは、シート状の磁性体層１４を両面が異なる磁極となるように着磁しておき、バルブ１１の周囲を巻くように配置してもよい。この場合、半径方向内側に向って同一磁極が配置される。これによってバルブ１１内面近傍の法線方向に平行に磁界が印加される。さらに別例として、バルブ１１の周方向に複数の磁性体層１４を配置し、交互に異なる磁極をバルブ１１内面側に設けることにより、バルブ１１内面近傍で隣接する磁性体層１４間にわたって磁界を形成することができる。この他、磁性体層１４は、種々の形状を採用することができる。つまり、磁性体層１４によって該磁性体層近傍に形成される磁界が、前記一対の電極１３ａ、１３ｂによって形成される電界と略直交するように種々の形状の磁性体層１４が配置されていればよい。
【００４３】
光反射層１５は、白色または銀色で、光を反射する物質であり、Ａｌ、Ａｇ等の金属や合金、ＴｉＯ２やＡｌ２Ｏ３等のセラミック、あるいは高い光反射特性を有する樹脂等が好ましい。この蛍光ランプ１０では、図１及び図２に示すように、バルブ１１の外壁と磁性体層１４との間に断面形状が半円環状の光反射層１５を設けている。これによって黒色等の磁性体層１４で光が吸収されるのを防ぐことができる。また、光反射層１５の形状はこれに限定されるものではなく、例えば、図５の蛍光ランプ３０の断面図のように、磁性体層１４の部分に対応してバルブ１１の外面の一部に設けてもよく、種々の形状を採用することができる。
【００４４】
なお、磁性体層１４と光反射層１５は、図１及び図２に示すように、バルブ１１の外壁に断面形状が半円環状に設けられた構造を示したが、図６の蛍光ランプ４０ａに示すように磁性体層１４、光反射層１５とが共にバルブ１１内にあってもよい。あるいは、図７の蛍光ランプ４０ｂに示すように光反射層１５がバルブ１１の内面側にあり、磁性体層１４がバルブ１１の外面側にあってもよい。いずれの場合にもバルブ１１の半径方向外側に向って発光層１２と磁性体層１４との間に光反射層１５が設けられていればよい。
【００４５】
図８は、この蛍光ランプ１０の外部電極１３ａ、１３ｂの間に印加する交流電界の駆動周波数に対する発光効率を示す図である。ここでは管径（外径）３ｍｍ、長さ２００ｍｍの水銀蛍光ランプのＡｌ製外部電極１３ａ、１３ｂの間に印加する正弦交流波の駆動周波数を変化させている。比較として、磁性体層を設けていない従来の水銀蛍光ランプの発光効率についても示した。なお、図８では、従来の水銀蛍光ランプの発光効率が最大値となる７０ｋＨｚの発光効率を１００％として相対的な値として示している。図８に示すように、この蛍光ランプ１０では、従来の蛍光ランプに比べて７０ｋＨｚ付近で発光効率が約２５％増加し、１５０ｋＨｚ付近で約２倍の発光効率が得られる。図から高周波になるほど発光効率の向上が図れることがわかる。なお、ここでは水銀蛍光ランプについて説明したが、キセノン蛍光ランプであっても同様に、発光効率の改善が得られる。なお、この蛍光ランプの一対の電極間に印加する交流電界は、周波数１〜１５０ｋＨｚの範囲にあることが好ましい。
【００４６】
以上のように、本実施の形態の蛍光ランプによれば、電子とバルブ内の水銀やキセノン等の希ガスとの衝突頻度を高め、紫外光の発生量を増大させるため、高い輝度と高い発光効率が得られる。更に、電子と発光層１２中の蛍光体との衝突頻度も高まり、紫外線励起と電子線励起により発光層１２中の蛍光体を発光させるため、高い輝度と高い発光効率が得られる。
【００４７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係るバックライト装置について、図を用いて説明する。図９は本発明のバックライト装置を用いた液晶表示装置の斜視図であり、図１０は、図９のＣ−Ｃ’線に沿う断面図である。この液晶表示装置に用いられるバックライト装置７０は、実施の形態１に係る蛍光ランプを光源として使用している。さらに、このバックライト装置７０は、反射箱７１と、光拡散板７２と、複数本の蛍光ランプ７３とを備えたユニット化された液晶表示用の直下型のバックライト装置である。なお、液晶表示装置は、このバックライト装置７０と、液晶表示パネル７４とを備えている。液晶表示パネル７４は光拡散板７２上に重ねて取付けられる。  
【００４８】
反射箱７１は、軽金属、例えばアルミニウム合金製であって、底壁７１ａ及び該底壁７１ａの両側縁を同方向に略直角に折り曲げた側壁７１ｂを有している。また、この反射箱７１は、一面及び両端面を夫々開放した構成であって、その内面を反射面として用いている。なお、反射面には、金属の地肌そのものを使用しているが、反射箱７１内面に白色または銀色の反射層を塗膜等で設けてそれを反射面とすることもできる。  
【００４９】
光拡散板７２には、光拡散性材料、好ましくは乳白色の合成樹脂板、例えばアクリル樹脂の平板が使用され、この光拡散板７２は反射箱７１の底壁７１ａに対向する開口を塞いで両側壁７１ｂにわたって取付けられている。前記反射面に臨む光拡散板７２の裏側の板面（なお表側の板面でもよい。）には蛍光ランプ７３の数に対応したドットパターン７５が設けられている。  
【００５０】
バックライト装置７０及び液晶表示装置の薄型化を図るために、バックライト装置７０の光源としての各蛍光ランプ７３は、管径（外径）が４ｍｍ以下であることが好ましい。この蛍光ランプ７３は、実施の形態２で説明したように、直管状のバルブ１１内にキセノン等の希ガスを主体とする放電媒体が封入され、バルブ１１の内壁に蛍光体を主体とする発光層１２が設けられ、バルブ１１の両端に一対の電極を備えている。そして、バルブ１１の外壁に光反射層１５、及び磁性体層１４を具備している。リード線７６は、点灯装置（図示せず）に電気的に接続されている。  
【００５１】
各蛍光ランプ７３は、そのバルブ１１の外面にそれぞれ光拡散層１８を備えている。光拡散層１８は蛍光ランプ７３の管軸方向の両端部を除いてバルブ１１の管軸方向に延びて設けられている。この帯状の光拡散層１８は、黒色以外の無彩色、つまり、白色または灰色の光拡散塗料によって形成され、その長手方向に直交する方向の断面は、図１０に示すように略三日月状断面、つまり、幅方向両端から中央部に行くにつれて次第に厚みを増しており、光の利用方向（バックライト装置７０が組立てられた状態で図１０に示すように光拡散板７２の方向）に盛り上がって形成されている。
【００５２】
この光拡散層１８は、管軸を水平状とした姿勢のバルブ１１と、このバルブ１１の上側に配置される光拡散塗料滴下ノズルまたは光拡散塗料塗布具との少なくとも一方を、前記管軸方向に相対的に移動させながら、バルブ１１の外面に、その上から前記ノズルから未硬化の光拡散塗料を滴下させ、又は前記塗布具で未硬化の光拡散塗料を塗布してから、光拡散塗料を加熱硬化することによって得られる。
【００５３】
これらの蛍光ランプ７３の両端部外面には夫々四角形状のランプホルダ７７が嵌着されている。これらランプホルダ７７を反射箱７１の両端開放部に夫々位置させて底壁７１ａ等に固定することにより、各蛍光ランプ７３が反射箱７１内に互いに略平行に並設されている。バックライト装置７０が組立てられた状態では、光拡散層１８の厚みが最も厚い幅方向中央部が光拡散板７２の裏面に最も近付けられている。  
【００５４】
前記光拡散板７２のドットパターン７５は、以上のようにして反射箱７０内に設置された各蛍光ランプ７３のそれぞれに対応して設けられている。これらのドットパターン７５は白色または灰色の光拡散塗料を用いてスクリーン印刷等で形成されている。しかも、ドットパターン７５は、光拡散層１８に最も近い位置の密度が最も大きく、この位置から幅方向両側に遠ざかるに従い次第に密度が小さくなるように形成されている。なお、このドットパターン７５はエッチングや砂類吹付による粗面加工等により形成してもよい。
【００５５】
前記構成の液晶表示装置の使用において、バックライト装置７０の各蛍光ランプ７３に電圧を印加すると、これら蛍光ランプ７３の発光層１２中の蛍光体が励起されて可視光線を発し、バルブ１１の外部に放射される。そのため、光拡散板７２には、各蛍光ランプ７３からの直射光と、反射箱７１の内面で反射された反射光とが入射されて、それらが光拡散板７２での光拡散作用により拡散されて、この光拡散板７２が面状光源と化す。この面状光源により液晶表示パネル７４をその背面から照明することができる。  
【００５６】
前記照明においてバルブ１１から外部に放射されて光拡散板７２に入射しようとする前記直射光の大半は、バルブ１１を透過した後に、このバルブ外面の光拡散層１８を透過し、この光は光拡散層１８で拡散される。この場合、光拡散層１８の幅方向に沿う断面は、図１０において蛍光ランプ７３の直上に位置する光拡散板７２に最も接近した幅方向中央部が最も厚く、幅方向両端側に近づくにつれて厚みが薄くなる略三日月状である。こうした光拡散層１８での厚みに応じた拡散作用により、この光拡散層１８の幅方向中央部を透過する光の光量の減少が最も大きく、この中央部から光拡散層１８の幅方向両端部に行く程、その部分を透過する光の光量は次第に減少する。  
【００５７】
こうして光拡散層１８で制光された透過光が光拡散板７２に入射するので、この光拡散板７２においては、各蛍光ランプ７３の直上部分の輝度が抑えられて、光拡散板７２の輝度むらを抑制でき、輝度分布を均等にできる。そこで、蛍光ランプ７３の数を増やす必要がなく、低コストで高品質なバックライト装置７０を構成できる。また、蛍光ランプ７３と光拡散板７２との距離を小さくしても輝度むらを効果的に抑制できるので、バックライト装置７０及びこれを備えた液晶表示装置の薄型化を促進できる。  
【００５８】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係るバックライト装置について、図１１を用いて説明する。図１１は、液晶表示装置に用いられるサイドライト型（エッジライト型）のバックライト装置９０の分解斜視図である。この液晶表示装置に用いられるバックライト装置９０は、実施の形態１に係る蛍光ランプ９２を光源として使用している。
【００５９】
例えば、アクリル樹脂等の透明樹脂からなる平板状または楔形状の導光板９１の側方に蛍光ランプ９２が配置されている。導光板９１の裏面または両面には、輝度均一性を考慮したドットパターン９３が付加されている。このドットパターン９３は、白色または灰色のインクを使用したスクリーン印刷等で形成されている。なお、このドットパターン９３は、エッチングや砂類吹付による粗面加工等により形成してもよい。
【００６０】
そして、導光板９１の下面には反射板９４が設けられ、導光板９１の上面には光拡散板９５が配置されている。更に、光拡散板９５の上面には１枚または２枚の集光プリズムシート９６ａ、９６ｂが設けられている。蛍光ランプ９２からの照射光は、導光板９１の端面より入射して反射板９４により反射され、導光板９１の表面側へ進み、光拡散板９５及び集光プリズムシート９６ａ、９６ｂを通って、表面側に配設された液晶パネルを照射する。
【００６１】
一般に、直下型のバックライト装置と比較して、サイドライト型（エッジライト型）のバックライト装置は、導光板の端部に光源を配置しているのでバックライト装置を薄くする上では有利であるが、板面輝度を得る上では不利である。しかし、このサイドライト型（エッジライト型）のバックライト装置９０では、実施の形態１に係る蛍光ランプを光源として使用しているため、高い輝度と高い発光効率が実現でき、液晶表示装置の省電力化（低消費電力化）が図れる。
【００６２】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係る空気清浄機について、図１２を用いて説明する。図１２は、この空気清浄機１００の構造を示す概略断面図である。この空気清浄機１００には、実施の形態１に係る蛍光ランプと同様に、バルブに磁性体層を設けている蛍光ランプ１０３が使用されている。この蛍光ランプ１０３は、実施の形態１に係る蛍光ランプと比べて、紫外光（ＵＶ−Ａ）を発するセリウム付活燐酸イットリウム蛍光体を主体とする蛍光層を用いている点で相違する。また、この空気清浄機１００は、ケーシング１０１、光触媒フィルタ１０２、蛍光ランプ１０３、ファン１０４及び点灯回路（図示せず）を備えている。  
【００６３】
ケーシング１０１は、空気吸い込み口１０１ａおよび空気排出口１０１ｂを備え、それらの間に風洞１０１ｃが形成されている。なお、空気吸い込み口１０１ａには、メカニカルフィルタ（図示せず）が配設されている。  
【００６４】
光触媒フィルタ１０２は、主としてアナターゼ型酸化チタンの微粒子を主体とする光触媒膜をフィルタ基材に付着させた構造を備え、ケーシング１０１の風洞１０１ｃの内部に蛍光ランプ１０３を挟んで気流の前後に位置して配設されている。ファン１０４は、電動機（図示せず）により駆動されて、ケーシング１０１の内部に空気吸い込み口１０１ａから風洞１０１ｃを通って空気排出口１０１ｂに至る気流を生成する。  
【００６５】
蛍光ランプ１０３を点灯させると、波長３１５〜３８０ｎｍのＵＶ−Ａ紫外線が発生し、その照射を受けた光触媒フィルタ１０２の光触媒膜が活性化される。また、ファン１０４が回転すると、気流が生成されて空気吸い込み口１０１ａから室内の空気が吸い込まれ、光触媒フィルタ１０２を通過する際に、空気中の臭い物質、細菌および汚れ物質などの微細な有機物質が活性化された光触媒膜に接触すると、酸化されて消臭、殺菌され、汚れが分解する。その結果、清浄化された空気が空気排出口１０１ｂから室内に放出され、室内空気が清浄化される。
【００６６】
この空気清浄機１００は、発光層がセリウム付活燐酸イットリウム蛍光体を主体とする蛍光ランプ１０３を使用しているのでＵＶ−Ａ紫外線を効率よく発生させることが出来るため、空気清浄効果が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る蛍光ランプの構造を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る蛍光ランプの別例の構造を示す正面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る蛍光ランプのさらに別例の構造を示す断面図である。
【図６】光反射層、磁性体層とがバルブ内面側にある例を示す断面図である。
【図７】光反射層がバルブ内面側、磁性体層がバルブ外面側にある例を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る蛍光ランプの駆動周波数に対する効率を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係るバックライト装置を用いた液晶表示装置の斜視図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃ’線に沿った断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係るバックライト装置の構造を示す分解斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る空気清浄機の構造を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０、２０、３０、４０ａ、４０ｂ、７３、９２、１０３  蛍光ランプ、１１  バルブ、１２  発光層、１３ａ、１３ｂ、２３  外部電極、１４  磁性体層、１５  光反射層、１６  内部電極、１７ａ、１７ｂ  外部端子、１８  光拡散層、７６  リード線、７０  バックライト装置（直下型）、７１  反射箱、７１ａ  底壁、７１ｂ  側壁、７２、９５  光拡散板、７４  液晶表示パネル、７５、９３  ドットパターン、７７  ランプホルダ、９０  バックライト装置（サイドライト型）、９１  導光板、９４  反射板、９６ａ、９６ｂ  集光プリズムシート、１００  空気清浄機、１０１ケーシング、１０１ａ  空気吸い込み口、１０１ｂ  空気排出口、１０１ｃ  風洞、１０２  光触媒フィルタ、１０４  ファン
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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