(57)【要約】【課題】屈曲部が開口部内に位置するようにランプを配置しても、表示装置の発光エリアにおける輝度ムラを抑制することができる表示装置用の放電ランプおよびそれを用いたバックライト装置を提供する。【解決手段】少なくとも２以上の直線部（２１１）、直線部（２１１）間に形成された屈曲部（２１２）を有するガラス管（２１）と、ガラス管（２１）の内壁面に形成された、蛍光体（２２１）を含む発光層（２２）と、ガラス管（２１）に配置された放電電極（２４）とを備え、屈曲部（２１２）は、その断面が略楕円状であり、長軸外径をＲ１、短軸外径をＲ２としたとき、Ｒ２／Ｒ１≦０．８であるようにして放電ランプ（２）を構成する。【選択図】図３
2009193676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２以上の直線部、前記直線部間に形成された屈曲部を有するガラス管と、
前記ガラス管の内壁面に形成された、蛍光体を含む発光層と、
前記ガラス管に配置された放電電極とを備え、
前記屈曲部は、その断面が略楕円状であり、長軸外径をＲ’、短軸外径をＲとしたとき、Ｒ／Ｒ’≦０．８であることを特徴とする表示装置用の放電ランプ。
【請求項２】
前記屈曲部には前記蛍光体が凝集してなる凝集蛍光体が形成されており、前記直線部の前記蛍光体の中心粒径をＴ、前記屈曲部の前記凝集蛍光体の中心粒径をＴ’としたとき、Ｔ’／Ｔ≧２．０であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置用の放電ランプ。
【請求項３】
前記発光層は、ボレート系の結着剤を含有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置用の放電ランプ。
【請求項４】
開口部が形成された筐体と、
前記開口部内に前記屈曲部が含まれるように配置された請求項１ないし請求項３の何れかに記載の放電ランプと、
前記開口部に配置された光学面材と、
を具備することを特徴とするバックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ装置等に用いられるバックライト装置、あるいは小型表示機器などの表示装置の光源として使用される放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ装置のバックライト用光源などとして使用される放電ランプは、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円筒や板状の放電電極を設け、水銀及びネオン／アルゴンなどの希ガスを封入して、前記放電電極からの放電によって発光管の内部で発生した紫外線により蛍光体を励起し可視光を得るよう構成されている（特許文献１）。
【０００３】
また、上述のようなバックライト用光源などとして用いる場合は、通常複数の放電ランプを用いるが、使用するランプ本数を低減させる目的で、単一のガラス管をＵ字型、Ｌ字型あるいはＷ字型に屈曲させて、より少ない数のガラス管で単位面積当たりのガラス管の本数を実質的に増大させるようにする試みもなされている（特許文献１及び特許文献２）。
【０００４】
一方、上述のように単一のガラス管を屈曲させてＵ字等の屈曲型の放電ランプとする場合、屈曲部を発光エリア内に配置することが望まれる。それは、屈曲部の光の有効利用、狭額縁化などの目的のためである。しかしながら、上記のような構成とした場合、前記発光エリア内全体における輝度が安定せず、輝度ムラが生じてしまい、安定した発光特性を呈することができないでいた。
【特許文献１】特開平８−１７３９７号
【特許文献２】実開平５−６５２０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、屈曲部が開口部内に位置するようにランプを配置しても、表示装置の発光エリアにおける輝度ムラを抑制することができる表示装置用の放電ランプおよびそれを用いたバックライト装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく、本発明の一態様は、少なくとも２以上の直線部、前記直線部間に形成された屈曲部を有するガラス管と、前記ガラス管の内壁面に形成された、蛍光体を含む発光層と、前記ガラス管に配置された放電電極とを備え、前記屈曲部は、その断面が略楕円状であり、長軸外径をＲ’、短軸外径をＲとしたとき、Ｒ／Ｒ’≦０．８であることを特徴とする表示装置用の放電ランプに関する。
【発明の効果】
【０００７】
上記態様によれば、屈曲部が開口部内に位置するようにランプを配置しても、表示装置の発光エリアにおける輝度ムラ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】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明のバックライト装置の一例を示す概略構成図、図２は本発明の放電ランプの一例を示す概略構成図である。
図１に示すように、表示装置の一例である本例のバックライト装置は、ケース１、放電ランプ２、光学面材３とを備えている。
【０００９】
ケース１は、例えば白色プラスチックからなり、フロントケース１１とバックケース１２とで構成されている。フロントケース１１は、ケース１の蓋を構成する部分であり、その主面には本バックライト装置において発光エリアとなる開口部１１１が形成されている。バックケース１２は、ケース１の箱を構成する部分であり、有底開口形状をしている。その内壁面は、反射シートや銀蒸着などにより、高反射性を有している。
【００１０】
放電ランプ２は、図２に示すように、熱陰極蛍光ランプであり、ソーダライムガラスなどの軟質ガラスからなるガラス管２１を主要部として有している。ガラス管２１は、直線部２１１と屈曲部２１２とピンチシール部２１３で構成されており、全体としてＵ字型を呈している。このような放電ランプ２が、図３に示すように、屈曲部２１２が開口部１１１内に位置するように、ケース１内に千鳥状に並列配置されている。
【００１１】
直線部２１１は、ガラス管２１において略直線状に延在する部分である。本例では２つの直線部２１１が平行に位置しており、その外径ｒは６．０ｍｍ〜３０ｍｍである。略直線状とは、直線の概念から逸脱しない程度の曲がり、表面の凹凸を含むものであって、一般的には直線部２１１は素管のままである。屈曲部２１２は、直線部２１１間に連続的に形成された屈曲部分である。本例では、屈曲部２１２は１８０度の屈曲である。また、屈曲部２１２は、図４に示すように、断面が長軸と短軸を有する略楕円形状となっており、その長軸外径をＲ’、短軸外径をＲとしたとき、Ｒ／Ｒ’≦０．８なる関係を満足している。ちなみに、長軸外径Ｒ’は一般的には、直線部２１１の外径ｒとほぼ同じ長さである。
【００１２】
ガラス管２１の内部には、主にＲＧＢの３波長蛍光体で構成された発光層２２が塗布されている。本例では、この発光層２２の状態を、また、本実施の形態では、直線部２１１と、屈曲部２１２とで、発光層２２の状態を変化させている。その詳細を図５に示す。図５は、各部のガラス管壁付近のＳＥＭ（電子顕微鏡）による断面写真であり、撮影箇所は、（ａ）は図１に示す直線部２１１のＸ地点、（ｂ）は屈曲部２１２のＹ地点である。
【００１３】
図５かわかるように、直線部２１１では、蛍光体２２１がまばらに散っている状態であるが、屈曲部２１２では、蛍光体２２１が凝集し、凝集蛍光体２２１’がいくつも形成された状態になっている。ただし、全てが凝集蛍光体２２１’となっているわけでなく、凝集していない単体の蛍光体２２１も存在している。そして、直線部２１１の蛍光体２２１の中心粒径をＴ、屈曲部２１２の凝集蛍光体２１１’の中心粒径をＴ’としたとき、Ｔ’／Ｔ≧２．０なる関係を満足している。ここで、「凝集蛍光体」とは、２以上の蛍光体が凝集し、一つの塊のような状態となった蛍光体を意味する。
【００１４】
このような凝集蛍光体２２１’は、例えば（Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒ）Ｏ，Ｂ２Ｏ４などのホウ素系の結着剤であるボレート系の結着剤２２２を発光層２２に含有させることにより、比較的容易に形成することができる。これは、ボレート系の結着剤２２２は溶融温度が低いという特性を利用したものである。例えば、本例のガラス管２１は、８００℃程度で軟化するが、ボレート系の結着剤はそれよりも低い温度、例えば７００℃以下で溶融する。すなわち、ボレート系の結着剤２２２を用いると、屈曲部２１２を形成するためにガラス管２１を加熱軟化させたときに、結着剤２２２も溶融し、これにより蛍光体粒子同士を結着・凝集させるため、屈曲部２１２に凝集蛍光体２２１’を形成することができる。
【００１５】
ちなみに、結着剤にはボレート系以外にＣａ２Ｐ２Ｏ７などのパイロ系などもあるが、このような結着剤を使用した場合は屈曲部の形成時に凝集蛍光体を形成することはできない。なお、ボレート系の結着剤２２２は、直線部２１１においては図５（ａ）のようにガラス管２１の管壁周辺に、屈曲部２１２においてはその多くが凝集蛍光体２２１’の内部に存在している。
【００１６】
また、ガラス管２１には、その内部に水銀及びネオン／アルゴンなどの希ガスが封入されている。さらに、その両端には、ガラス管１１の内外に導出されたリード線２３が封着されており、そのリード線１４の先端には、例えばタングステンからなる放電電極２４が保持されている。
【００１７】
ここで、本例の放電ランプ２の一製造方法を説明する。
まず、直管状のガラス管２１の内壁面に発光層２２を形成する。その後、ガラス管２１の屈曲部２１２の形成予定部分をバーナーによって加熱軟化させ、ガラス管２１内に窒素をブローさせながら１８０°屈曲させて屈曲部２１２を形成する。その際、屈曲部２１２の内周中心Ｏを外周中心Ｏ’よりも屈曲部２１２側にずらして、直線部２１１の外径ｒに対する屈曲部２１２の外径Ｒを０．３〜０．７倍になるように調整するのが望ましい。これは、屈曲部２１２の外周が長くなりすぎて、当該部分の肉厚が小さくなったことによる強度低下を抑制するためである。なお、屈曲部２１２の外周側の肉厚は０．３ｍｍ以上とするのが好適である。
【００１８】
そして、両端をピンチシールし、ピンチシール部付近に形成された排気管（図示なし）を介して、ランプ内部の脱ガス・ガス封入を行ったあと、排気管をチップすることで放電ランプ２を製造することができる。
【００１９】
ここで、長軸外径Ｒ’と短軸外径Ｒの関係Ｒ／Ｒ’は、内周中心Ｏと外周中心Ｏ’の関係や屈曲部２１２の加熱条件、窒素ブローの条件などを変更して、Ｒの値を変えることで調整することが可能である。また、蛍光体２２１の中心粒径Ｔと凝集蛍光体２２１’の中心粒径Ｔ’の関係Ｔ’／Ｔは、結着剤２２２の添加量や屈曲部２１２の加熱条件などの条件を変更して、凝集蛍光体２２１’の粒径を変えることで調整することが可能である。
【００２０】
開口部１１１には、光学面材３が配置される。光学面材３は、透明材料（ガラス、樹脂等）からなる板や、拡散板などを使用することができる。また、光学面材３の上に、さらに拡散シート、プリズムシート、偏光シートなどの各種光学シートを配設してもよい。
【００２１】
以下に、本例の放電ランプの一実施例を示す。なお、直線部２１１と屈曲部２１２の蛍光体の中心粒径は、粒度分布計により測定したものである。
【００２２】
（屈曲部）
長軸外径Ｒ’＝１５．５ｍｍ、短軸外径Ｒ＝９．３ｍｍ、
∴Ｒ／Ｒ’＝０．６、
（蛍光体）
赤色蛍光体＝Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ３＋（ＹＯＸ）、中心粒径＝５．３μｍ、緑色蛍光体＝ＬａＰＯ４：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋（ＬＡＰ）、中心粒径＝８．４μｍ、青色蛍光体＝ＢａＭｇ２Ａｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋（ＢＡＭ）、中心粒径＝６．０μｍ、蛍光体比率＝ＹＯＸ：ＬＡＰ：ＢＡＭ＝２：３：４、直線部２１１の蛍光体２２１の中心粒径Ｔ＝６．６４μｍ、屈曲部２１２の凝集蛍光体２２１’の中心粒径Ｔ’＝２０μｍ、
∴Ｔ’／Ｔ＝３．０１。
【００２３】
この実施例のランプについて、輝度分布を測定した結果を図６に示す。なお、輝度分布は、ガラス管表面の管軸方向を分光放射輝度計により測定することにより得たものである。
【００２４】
図６から明らかなように、実施例のランプでは、図１の直線部２１１である
2009193676.tif 000003
と屈曲部２１２である
2009193676.tif 000004
とにおいて、かなりの輝度差が生じていることがわかる。具体的には、直線部２１１の輝度に対する屈曲部２１２の相対輝度が低く、８０％程度である。
【００２５】
ここで、ランプそのものがむき出しの状態で照明をなす、例えば電気スタンドのような用途では屈曲部２１２の輝度も高いほうが望ましく、このような輝度分布は望ましくないとされていたが、バックライト装置等の用途では、むしろこのような輝度分布である方が望ましいことがわかった。つまり、実施例の輝度分布のランプであれば、開口部１１１内に屈曲部２１２が位置するようにランプを配置しても、バックライト装置の発光エリアにおいて直線部２１１と屈曲部２１２との輝度の差が少なくなり、輝度ムラが抑制されたバックライト装置を実現することができる。
【００２６】
次に、屈曲部２１２の長軸外径Ｒ’と短軸外径Ｒの関係Ｒ／Ｒ’と、蛍光体２２１の中心粒径Ｔと凝集蛍光体２２１’の中心粒径Ｔ’の関係Ｔ’／Ｔを変化させたときのバックライト装置の発光エリアの輝度ムラを測定する試験を行った。結果を図７に示す。ここで、図中の判定は点灯中のバックライト装置の発光エリアを目視ことによって判断したものであり、×は、屈曲部が明らかに輝度ムラとして見える状態、△は、×よりは改善されたが、まだ輝度ムラとして見える状態、○は、屈曲部が輝度ムラに感じない状態、◎は、輝度ムラがほとんどない状態を意味する。
【００２７】
結果から、Ｒ／Ｒ’は小さいほどムラが改善されることがわかる。これは、Ｒ／Ｒ’が小さくなるほど、屈曲部２１２の長軸外径側から出射する光が減少（反対に、短軸外径側から出射する光は増加）したためと考えられる。一方、Ｔ’／Ｔは大きいほどムラが改善されることがわかる。これは、凝集蛍光体２２１’の総表面積が凝集前のそれぞれの蛍光体２２１の総評面積と比較して減少したことにより、屈曲部２１２での可視光の生成量が減少したためと考えられる。
【００２８】
また、結果から、バックライト装置の発光エリアのムラをなくすには、Ｒ／Ｒ’を好適な範囲とするのが好適であり、具体的には０．８以下であるのが望ましく、さらには、０．７の以下を満足することが好ましい。ただし、Ｒ／Ｒ’が小さすぎると、点灯中、屈曲部内部の陽光柱が収縮し、始動電圧が高くなるなどの不具合が生じるため、Ｒ／Ｒ’≧０．４であるのが望ましい。
【００２９】
また、Ｔ’／Ｔは２．０以上、さらには、２．５の以上を満足することが好ましい。Ｒ／Ｒ’≦０．７の関係を満足することが好ましい。ただし、Ｔ’／Ｔを大きくしすぎると、蛍光体剥がれなどの問題が生じるため、直線部の蛍光体の中心粒径に対して、４．０倍以下であるのが望ましい。
【００３０】
なお、上述の通り、両者の構成ともムラに対して効果的なほど製造上や特性上の不具合が発生しやすくなるため、Ｒ／Ｒ’とＴ’／Ｔをうまく組み合わせて、ムラが発生しにくく、かつそれらの不具合の問題がない範囲で実施するのが最適である。したがって、本例では、屈曲部２１２は、その断面が略楕円状であり、長軸外径をＲ’、短軸外径をＲとしたとき、Ｒ／Ｒ’≦０．８であることにより、バックライト装置の開口部１１１内に屈曲部２１１が位置するように放電ランプ２を配置しても、発光エリアにおいて輝度ムラが目立たない程度に、直線部２１１に対する屈曲部２１２の相対輝度を低下させることが可能な表示装置用の放電ランプを提供できる。
【００３１】
また、屈曲部２１２には蛍光体２２１が凝集してなる凝集蛍光体２２１’が形成されており、直線部２１１の蛍光体２２１の中心粒径をＴ、屈曲部２１２の凝集蛍光体２２１’の中心粒径をＴ’としたとき、Ｔ’／Ｔ≧２．０であることにより、上記同様、発光エリアにおいて輝度ムラを目立たなくすることができるとともに、上記構成との組み合わせにより、不具合が発生しにくい範囲でその効果を得ることができる。
【００３２】
さらに、発光層２２は、ボレート系の結着剤２２２を含有していることにより、屈曲部２１２の凝集蛍光体２２１’を屈曲部２１２の加熱軟化工程時に形成することができる。
【００３３】
なお、本発明は、放電ランプ２と光学面材３との距離が１０ｍｍ以下であるような、発光エリアにおいて放電ランプ２による明暗が発生しやすい薄型の表示装置において特に効果の高い発明である。
【００３４】
以上、本発明を上記実施形態に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
【００３５】
本例では、放電ランプ２として熱陰極蛍光ランプを使用しているが、冷陰極蛍光ランプ、外面電極蛍光ランプなどのランプであってもよい。
【００３６】
また、放電ランプ２は直線部２１１を２つ有するＵ字管であるが、直線部２１１を３つ有するコ字管やＳ字管、４つ有するＷ字管やスクエア管などであってもよい。
【００３７】
また、屈曲部２１２の屈曲は１８０度に限らず、４５度、９０度などであってもよい。
また、本例では、Ｕ字の放電ランプ２を４本千鳥状に並列配設させたような構成を呈しているが、配設数や配設向きは、必要に応じて任意に設定することができる。例えば、放電ランプ２を単独で使用したり、５個以上使用したり、全部同じ方向に配設したりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のバックライト装置の一例を示す概略図。
【図２】構成図本発明の放電ランプの一例を示す概略図。
【図３】図１に示すバックライト装置の上平面図。
【図４】図１に示す放電ランプの屈曲部の断面を拡大して示す図。
【図５】各部のガラス管壁付近のＳＥＭ（電子顕微鏡）による断面図。
【図６】放電ランプの各部位の輝度を相対的に示す図。
【図７】屈曲部の長軸外径と短軸外径の比Ｒ／Ｒ’と直線部の蛍光体の中心粒径に対する屈曲部の凝集蛍光体の中心粒径を変化させたときのバックライト装置の発光エリアにおける輝度ムラについて説明するための図。
【符号の説明】
【００３９】
１  ケース
１１  フロントケース
１１１  開口部
１１２  バックケース
２  放電ランプ
２１  ガラス管
２１１  直線部
２１２  屈曲部
２２  発光層
２２１  蛍光体
２２１’  凝集蛍光体
２２２  結着剤
３  光学面材
【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６】
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【図７】
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【図５】
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