JP2006351349A - 屈曲型蛍光ランプ、バックライトユニット及び屈曲型蛍光ランプの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バックライトユニットの限られた収納空間に収納でき、しかもランプ電流を増加させても発光効率が低下しにくい屈曲型蛍光ランプを提供する。
【解決手段】内面に蛍光体膜４４が形成され、内部に水銀および希ガスが封入され、両端部に電極４０ａ、４０ｂを有する屈曲状のガラスバルブ３２を備え、ガラスバルブ３２の陽光柱発光部の内、光取り出し部３３の横断面を扁平形状とし、ガラスバルブ３２の少なくとも電極４０ａ、４０ｂの領域３４、３５の横断面を円形状とし、ガラスバルブ３２における扁平形状の光取り出し部分３３の長さが電極４０ａ、４０ｂの領域３４、３５における円形状の長さより長いことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、屈曲型蛍光ランプ、バックライトユニット及び屈曲型蛍光ランプの製造方法に関する。

バックライトユニットは、ＬＣＤパネルの背面に取り付けられて、ＬＣＤ装置の光源として使用されるものである。

バックライトユニットの方式は、大別して、エッジライト方式と直下方式（例えば、特許文献１参照）の２種類がある。

この中でも、直下方式のバックライトユニットは、底板とこれを囲む側板とからなる外囲器を有し、前記外囲器の開口部が拡散板、拡散シート等で覆われており、外囲器内には上記底板に近接して複数本の蛍光ランプが配置されている。直下方式のバックライトユニットはその表面（以下、「発光面」という。）での高輝度化が比較的容易であるため、例えば３２インチといった大型な液晶テレビ等のＬＣＤ装置に採用されている。

このようなバックライトユニットにおいては、ＬＣＤ装置の消費電力を少なくかつ高画質化を図るために、Ｕ字状に屈曲した屈曲型蛍光ランプを横方向に寝かせ、かつ縦方向に等間隔に配置したもの（以下、「屈曲管横置タイプ」と称する。）が実用化されている（特許文献１参照）。また、省スペース性を実現するために薄型であることが要請されている。

このため、上記底板と側板の内側の面は、光反射率の高い材料で被覆されており、蛍光ランプから背面に放射される光を前方（発光面方向）へ反射させて、ランプから放射される光束の有効利用効率（ランプから放射される光束の内、発光面から放射される割合）を高めている。また、上記拡散板、拡散シートは、屈曲型蛍光ランプからの直接光及び反射光を前方に拡散照射させて、発光面全体での輝度の均一性を図っている。

さらに、上記屈曲型蛍光ランプとしては、特に冷陰極型蛍光ランプが用いられている。冷陰極型蛍光ランプは、フィラメントコイルを有していないため、前記ランプの細径化が容易であり、バックライトユニットの薄型化の要請に応えられるからである。

このようなバックライトユニットは、ＬＣＤ装置の高画質化を図るため、さらなる高輝度化が要請されている。
特開２００４−３４２５７６号公報

バックライトユニットの高輝度化を実現する方法としては、例えば、各冷陰極型蛍光ランプ（以下、単に「ランプ」という。）のランプ電流を単純に大きくして動作させるという方法が考えられる。しかしながら、ランプの光束はある程度は高くなるものの、ランプ電流の増加により最冷点温度が過度に上昇して最適な範囲を逸脱することで、ランプの発光効率（以下、「ランプ効率」という。）が低下するという問題がある。

ランプ電流の増加と共により管径の太いランプを用いることで放熱性を良くすれば、上記した最冷点温度の過度上昇を抑制できるものの、特に管内径を大きくすると陽光柱プラズマ空間の中心から管内壁までの距離が遠くなるため発光効率が低下し、期待した程のランプ電流の増分に見合うだけの光束の増加が得られないという問題がある。これに加えて、バックライトユニットのようにランプの収納空間が限られているものにおいては、従来より管径の太いランプを用いると、ランプと発光面との距離が近くなり、発光面のランプとの距離が近い部分のみ輝度が高くなるという輝度むら（波状の輝度むら）が生じるという欠点がある。これに対しては、収納空間の厚み方向を大きく取り、ランプを発光面から後退させて配置すれば解決することができるが、上述のようにバックライトユニットは特に薄型であることが要請されているので、そのような方法を採るのは実際的ではない。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、バックライトユニットの限られた収納空間に収納でき、しかもランプ電流を増加させても発光効率が低下しにくい屈曲型蛍光ランプ、バックライトユニットおよび屈曲型蛍光ランプの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る屈曲型蛍光ランプでは、内面に蛍光体膜が形成され、内部に水銀および希ガスが封入され、両端部に電極を有する屈曲状のガラスバルブを備え、前記ガラスバルブの陽光柱発光部の内、光取り出し部の横断面を扁平形状とし、前記ガラスバルブの少なくとも前記電極の領域の横断面を円形状とし、前記ガラスバルブにおける前記扁平形状の光取り出し部分の長さが前記電極の領域における円形状の長さより長いことを特徴とする。

請求項２に係る屈曲型蛍光ランプでは、前記ガラスバルブは、その長手方向の中ほどで折り返されて形成された折り返し部と、前記折り返し部の両側から平行に延設されてなる直線状部とを有し、前記ガラスバルブの屈曲した直線状部の管軸中心間で形成される面に対して、前記ガラスバルブの扁平形状の長軸が略平行であることを特徴とする。

請求項３に係る屈曲型蛍光ランプでは、前記電極は、前記ガラスバルブ内に両端部に円筒状のホロー電極を設けたものであることを特徴とする。

請求項４に係る屈曲型蛍光ランプでは、前記電極は前記ガラスバルブの両端部外周に外部電極を設けたものであることを特徴とする。

請求項５に係る屈曲型蛍光ランプでは、前記扁平な形状をした横断面の短内径は、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする。

請求項６に係るバックライトユニットでは、反射板とこれを囲む側板とを有する外囲器内に、請求項１から５のいずれか１項に記載の屈曲型蛍光ランプが複数本所定の間隔を置いて並列配置されており、前記各屈曲型蛍光ランプは、前記扁平形状の部分断面の長軸が前記反射板の主面と略平行となるように配置されていることを特徴とする。

請求項７に係るバックライトユニットでは、前記バックライトユニットが使用される状態において、前記屈曲型蛍光ランプが、前記両電極が左方又は右方となり、前記折り返し部が右方又は左方となる姿勢で前記外囲器内に収納されていることを特徴とする。

請求項８に係るバックライトユニットでは、前記バックライトユニットが使用される状態において、前記屈曲型蛍光ランプが、前記両電極が左方又は右方となり、前記折り返し部が右方又は左方となる姿勢で前記外囲器内に収納されていることを特徴とする。

請求項９に係る屈曲型蛍光ランプの製造方法では、内面に蛍光体膜が形成され、内部に水銀および希ガスが封入され、両端部に電極を有する屈曲状のガラスバルブを備え、前記ガラスバルブの陽光柱発光部の内、光取り出し部の横断面を扁平形状とし、前記ガラスバルブの少なくとも前記電極の領域の横断面を円形状とし、前記ガラスバルブにおける前記扁平形状の光取り出し部分の長さが前記電極の領域における円形状の長さより長い屈曲型蛍光ランプの製造方法であって、内面に蛍光体膜が形成され、内部に水銀および希ガスが封入され、両端部に電極を有する円形状の直管状のガラスバルブを屈曲状にした後、この屈曲状にされたガラスバルブの少なくとも前記電極の領域を除く前記光取り出し部を扁平形状に形成することを特徴とする。

請求項１０に係る屈曲型蛍光ランプの製造方法では、内面に蛍光体膜が形成され、内部に水銀および希ガスが封入され、両端部に電極を有するガラスバルブを備え、前記ガラスバルブの陽光柱発光部の内、光取り出し部の横断面を扁平形状とし、前記ガラスバルブの少なくとも前記電極の領域の横断面を円形状とし、前記ガラスバルブにおける前記扁平形状の光取り出し部分の長さが前記電極の領域における円形状の長さより長い蛍光ランプの製造方法であって、内面に蛍光体膜が形成された横断面が円形状の直管状のガラスバルブを屈曲した後、前記ガラスバルブの少なくとも前記電極の領域を除く前記光取り出し部を扁平形状に形成し、次に前記ガラスバルブ内部に水銀および希ガスを封入すると共に、前記ガラスバルブの両端部外周に一対の電極を配設することを特徴とする。

請求項１１に係る蛍光ランプの製造方法では、内面に蛍光体膜が形成され、内部に水銀および希ガスが封入され、両端部に電極を有するガラスバルブを備え、前記ガラスバルブの陽光柱発光部の内、光取り出し部の横断面を扁平形状とし、前記ガラスバルブの少なくとも前記電極の領域の横断面を円形状とし、前記ガラスバルブにおける前記扁平形状の光取り出し部分の長さが前記電極の領域における円形状の長さより長い蛍光ランプの製造方法であって、内面に蛍光体膜が形成され、内部に水銀および希ガスが封入された横断面が円形状の直管状のガラスバルブを屈曲した後、前記ガラスバルブの少なくとも前記電極の領域を除く前記光取り出し部を扁平形状に形成し、次に前記ガラスバルブの両端部外周に一対の電極を配設することを特徴とする。

請求項１２に係る屈曲型蛍光ランプの製造方法では、前記ガラスバルブは、その長手方向の中ほどで折り返されて形成された折り返し部と、前記折り返し部の両側から平行に延設されてなる直線状部とを有し、前記ガラスバルブの屈曲した直線状部の管軸中心間で形成される面に対して、前記ガラスバルブの扁平形状の長軸が略平行であることを特徴とする。

請求項１３に係る蛍光ランプの製造方法では、前記電極は、前記ガラスバルブ内に両端部に円筒状のホロー電極を設けたものであることを特徴とする。

請求項１４に係る蛍光ランプの製造方法では、前記電極は前記ガラスバルブの両端部外周に外部電極を設けたものであることを特徴とする。

本発明に係る屈曲型蛍光ランプは、両端部に電極を有する屈曲状のガラスバルブの陽光柱発光部の内、光取り出し部の横断面の形状が扁平であるので、前記扁平な形状をした横断面の短外径と同程度の管外径を有する従来の直管状ランプより外周表面積を増大させて最冷点温度の過度な上昇を抑えることができ、しかも、前記扁平な形状をした短内径は、長内径と同程度の管内径を有する従来の円管状ランプより短いので、陽光柱プラズマ空間の中心から管内壁までの距離は実効的に短く保つことが可能になる。このため、ランプ電流を従来より大きくしても、発光効率を低下しにくくすることができる。また、例えば、上記屈曲型蛍光ランプをバックライトユニットに用いる際には、バックライトユニットの限られた収納空間の厚み方向を大きくすることなく収納することが可能となる。さらに、ガラスバルブの少なくとも電極の領域の横断面を円形状としているため、蛍光ランプの製造時に、ガラスバルブの両端部に設けられる電極の取付け精度の低下を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は、実施の形態に係る直下方式のバックライトユニット２の概略構成を示す平面図であり、図２（ａ）は、図１におけるＡ−Ａ線断面図であり、図３（ａ）は、図１における屈曲型蛍光ランプ６である。なお、図１は、後述する透光板１２と前記透光板１２が取り付けられる取付枠２２を除いた状態を示している。バックライトユニット２は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）パネル（不図示）の背面に配されて用いられ、液晶テレビの表示部となるＬＣＤ装置を構成するものである。

図１、図２（ａ）及び図３（ａ）を参照しながら、バックライトユニット２の構成を説明する。

前記バックライトユニット２は、箱体の外囲器４内に屈曲型蛍光ランプ６（以下、単に「蛍光ランプ６」ともいう。）が複数本収納されて構成されている。バックライトユニット２は、液晶テレビ等の構成ユニットとして使用される際には、図１に示すＸ軸方向を水平方向としＹ軸方向を垂直方向とする状態となる。ここで、本明細書において、Ｘ軸方向を横方向（水平方向）もしくは左右方向、Ｙ軸方向を縦方向（垂直方向）もしくは上下方向として説明する。

外囲器４は、基本的に、横長の長方形をした反射板８と、反射板８を囲む側板１０と、反射板８と平行に設けられた透光板１２とからなる。ここで、平面視で長方形枠に見える側板１０の前記長方形の各辺に対応する部分を、図１に示すようにそれぞれ、上辺部１４、下辺部１６、左辺部１８、右辺部２０と称することとする。図２に示す透光板１２は、側板１０に取り付けられた取付枠２２に嵌めこまれている。取付枠２２は不透光材料で形成されており、蛍光ランプ６から発せられた光は図１において二点鎖線で囲んだ、透光板１２のみが存在する領域から取り出されることとなる。

側板１０の下辺部１６の側壁からユニット内側に向けて立設された一対のリブ１６Ａ、１６Ｂが横方向に所定の間隔で配されている。リブ１６Ａ、１６Ｂは蛍光ランプ６をその端部で支持するためのものであるが、これについては後述する。

図２に示すように、透光板１２は、反射板８側（蛍光ランプ６側）から順に、光拡散板２４、光拡散シート２６、およびレンズシート２８が積層されてなるものである。また、反射板８には、補強のための金属板３０が貼着されている。

続いて、蛍光ランプ６の概略構成について説明する。

図３（ａ）は、本実施の形態に係る蛍光ランプ６の構成を示す断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＢ−Ｂ線での断面を示し、図３（ｃ）は図３（ａ）におけるＣ−Ｃ線およびＤ−Ｄ線での断面を示したものである。

なお、図３（ｂ）、図３（ｃ）においては、図面が煩雑になるのを避けるため、ガラスバルブ３２と蛍光体膜４４の断面のみを示している。

図３に示すように、蛍光ランプ６は、冷陰極型蛍光ランプであって、例えば「コ」字状の屈曲したホウケイ酸ガラスからなるガラスバルブ３２と、ガラスバルブ３２の両端部に配設された一対の電極４０ａ、４０ｂとを備えている。また、蛍光ランプ６は、横断面形状を略楕円形の扁平形状とした光取り出し部３３と、ガラスバルブ３２の少なくとも電極４０ａ、４０ｂの領域（ガラスバルブ３２の両端から前記箇所に配設された電極４０ａ、４０ｂの先端までのそれぞれの領域部分）の横断面を円形状とした円形状部３４、３５とで形成されている。なお、円形状部３４、３５を除く、蛍光ランプ６を点灯させた際に陽光柱発光部内（実質的に陽光柱が発生する領域内）で、照明に寄与する部分を光取り出し部３３と称する。例えば、蛍光ランプ６が液晶バックライトユニットに使用される場合には、前記ユニットが発光させる液晶パネルの有効表示面での発光に寄与する部分が、ガラスバルブ３２の光取り出し部３３となる。

また、屈曲したガラスバルブ３２は、中ほどで折り返されて形成された折り返し部３６と、前記折り返し部３６の両側から平行に延設されてなる直線状部３７、３８とを有している。ガラスバルブ３２の端部３２ａ、３２ｂは、ビードガラス４１ａ、４１ｂで封止されている。前記ビードガラス４１ａ、４１ｂを通って、タングステン製の内部リード線４２ａ、４２ｂがガラスバルブ３２の両端から導入され、内部リード線４２ａ、４２ｂの一端には、有底筒状をしたニオブなどからなる電極４０ａ、４０ｂがレーザ溶接等によって接合されて、かつ、内部リード線４２ａ、４２ｂの他端には、ニッケルからなる外部リード線４３ａ、４３ｂが溶接等によって接合されている。

電極４０ａ、４０ｂは、例えば有底の円筒状のホロー型電極であり、長手方向の電極長は５．０ｍｍ、肉厚は０．１ｍｍである。また、電極４０ａ、４０ｂの外周面とガラスバルブ３２内周面との間隙の間隔は０．２ｍｍ以下と狭く設定されている。このように間隔を狭く設定することで、上記間隙に放電が漏れることを防止でき、もってスパッタによる水銀の消耗を抑制している。そして、ガラスバルブ３２の屈曲した管軸中心間で形成される面に対して、ガラスバルブ３２の光取り出し部３３における扁平形状の長軸を略平行にし、かつ、扁平形状の光取り出し部３３の長さは、円形状部３４、３５の長さより１０倍以上長くしたものである。なお、本発明では、円形状部３４又は円形状部３５の長さが異なる場合は、円形状部の長さの短い方を基準とする。

ガラスバルブ３２内面には、蛍光体膜４４が形成されている。蛍光体膜４４は、例えば、赤色（Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ）、緑色蛍光体（ＬａＰＯ₄：Ｃｅ，Ｔｂ）および青色蛍光体（ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ，Ｍｎ）からなる希土類蛍光体で形成されている。また、ガラスバルブ３２の内部には、例えば、約２．０ｍｇの水銀、および、希ガスとして約８ｋＰａ（２０℃）のネオン・アルゴン混合ガス（Ｎｅ９５％＋Ａｒ５％）が封入されている。

なお、蛍光体膜４４、水銀および希ガスの構成は上記構成に限定されない。例えば、希ガスとしてネオン・クリプトン混合ガス（Ｎｅ９５％＋Ｋｒ５％）が封入されていても良い。希ガスとしてネオン・クリプトン混合ガスを用いると、ランプ始動性（特に、０℃程度低温における始動電圧）が向上し、蛍光ランプ６を低い電圧で点灯させることができる。

つまり、液晶テレビの大型化・高輝度化に伴って、前記液晶テレビ用のＬＣＤパネルに付設される直下方式のバックライトユニット一台当たりに備えられる蛍光ランプ６の本数も増加し、その増加に伴って、ユニット内の温度も上昇し、最適な水銀蒸気圧が得られる６０℃を超えて７０℃近くまで上昇する場合がある。その結果、ランプ効率が低下し、必要な輝度が得られなくなる。ユニット内温度の上昇に起因するランプ効率の低下に対しては、アルゴン比率を５％よりも上げて、ガラスバルブ表面温度を下げ、ユニット内の温度を６０℃付近まで下げることが考えられるが、始動電圧が上がってしまう。この場合、液晶テレビが用いられる温度環境下においても、特に、水銀蒸気圧が低くなる低温時における始動電圧が問題になる。この問題を解決するために、希ガスとしてネオン・クリプトン混合ガスを用いることが好ましい。

ここで、蛍光ランプ６の各寸法について述べる。本発明に係るバックライトユニットでは、１４〜５２インチサイズの液晶テレビの構成ユニットとして好適に使用され、その場合にユニット内に収納される蛍光ランプの本数は、アスペクト比４：３においては４〜２１本、アスペクト比１６：９においては４〜２４本の範囲となる。また、図１に示す蛍光ランプ６の全長Ｌ１は１３０〜６００ｍｍ、折り返し部の長さＷ１は１５〜３５ｍｍの範囲である。光取り出し部３３の管軸９方向の長さＤａは約２５１〜１２１１ｍｍ、円形状部３４、３５の管軸９方向の長さＤｂ、Ｄｃはそれぞれ約１２ｍｍ、光取り出し部３３の外周表面積は約３９〜１８７ｃｍ²である。また、上記略楕円形の短外径ａｏは４．０ｍｍ、短内径ａｉは３．０ｍｍ、長外径ｂｏは５．８ｍｍ、長内径ｂｉは４．８ｍｍである。また、上記略円形の管外径ｒoは５．０ｍｍ、管内径ｒｉは４．０ｍｍである。

本実施の形態に係る蛍光ランプ６がこのような形状をしているのは以下の理由による。

管外径５．０ｍｍのガラスバルブ３２を上記製造方法により扁平する場合には、最大でも、長外径ｂｏが６．６ｍｍ、短外径ａｏが３．０ｍｍとなるように設定（この場合の扁平率は、ａｏ／ｂｏ≒０．４５となる。）することが好ましい。過度に扁平にすると、ガラスバルブ３２の両端封止部から希ガスのリークやガラスバルブ３２の形状が変わってしまうことがあり、歩留まりの低下につながるからである。

扁平なガラスバルブ３２の横断面の短内径は、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下において、最冷点温度が６０〜６５℃の範囲ならば、最適なランプ効率が得られ、また、扁平なガラスバルブ３２の横断面の長内径は、２．２ｍｍ以上６．６ｍｍ以下において、ガラスバルブの外周表面積の増大により放熱面積が大になるので、最冷点温度の過度な上昇の抑制を可能することができる。

つまり、本実施の形態においては、光取り出し部３３の形状が略楕円形状をしているので、ユニットを薄型化することができ、外周表面積を増大させて最冷点温度の過度な上昇を抑えながら、陽光柱プラズマ空間の中心から管内壁までの距離を実効的に短く保つことが可能になり、ランプ電流を高めたとしてもランプ効率の低下を抑えることができる。

詳しくは、扁平な形状をした横断面の短内径は、３．０ｍｍ以下の範囲に規定されることが好ましい。３．０ｍｍを境にして、上記短内径が３．０ｍｍより大きくなると、陽光柱プラズマ空間の中心から管壁までの距離が大きくなり、ランプ効率が急激に低下することが実験で確認されているからである。さらに、上記短内径は２．５ｍｍ以下の範囲に規定するのがより好ましい。これは、短内径ａｉ２．５ｍｍ、短外径ａｏ３．５ｍｍ、長内径ｂｉ５．４ｍｍ、長外径ｂｏ６．４ｍｍと規定した図１と同様の構成を有するランプのランプ電流８．５ｍＡのときのランプ効率が、断面形状のみが異なる内径３ｍｍの円形状の蛍光ランプにおける電流値５．５ｍＡのときのものに比べて、約１０％も高くなることがわかったからである。

なお、上記短内径を１．０ｍｍ未満に設定するのは、製造上難しいので、短内径の下限値は１．０ｍｍである。

図２に戻って、蛍光ランプ６の両端部には、それぞれシリコンゴムからなるブッシュ４６がはめ込まれている。図２（ａ）の断面図に示すように、外部リード線４３ａ（４３ｂ）には、不図示の電源回路ユニットから配線された被覆電線４８が接続される。接続は、被覆電線４８の導線４８ａを外部リード線４３ａ（４３ｂ）に絡めた状態で半田５０によって接合する形でなされる。被覆電線４８は、反射板８と金属板３０にまたがって開設された連通孔４９を介して、ユニット外へ導出されている。

蛍光ランプ６に装着した状態のブッシュ４６の斜視図を図２（ｂ）に示す。図２（ｂ）に示すように、ブッシュ４６の外周面には、複数のリブ４６Ａが突設されている。蛍光ランプ４６の両端部は、このブッシュ４６を介して外囲器４に取り付けられる。すなわち、図１に示すように、上記した一対のリブ１６Ａ、１６Ｂの間に、前記ブッシュ４６を圧入して取り付けられる。このとき、ブッシュ４６は少し弾性変形し、その復元力でもってしっかりと固定されることとなる。また取り付られた状態で、ブッシュ４６が、リブ１６Ａ、１６Ｂ、下辺部１６、および反射板８と接触するのはリブ４６Ａの頂部だけである。このリブ４６Ａを形成したことにより、下辺部１６に設けたリブ１６Ａ、１６Ｂとの接触面積を小さくして電極４０ａ、４０ｂからの熱が外囲器４へと逃げる量を低減する。その結果、電極４０ａ、４０ｂで発生する熱を、封入ガスの加熱に積極的に利用することができ、もって少ない電力で適正な水銀蒸気圧を得ることができる。

折り返し部３６側は、図１、図２（ａ）に示すように、上辺部１４に取り付けられた折返部支持部材６２によって支持される。なお、折返部支持部材６２はＰＥＴ樹脂で形成されている。折返部支持部材６２は、図２（ａ）に示すように、「Ｃ」字断面部を有し、前記Ｃ字断面部分に楕円形断面のガラスバルブ３２（折り返し部３６）がはめ込まれる。この際、Ｃ字断面部分の弾性変形によって、折り返し部３６がしっかりと支持されることとなる。

また、支持部材６２と折り返し部３６との間には、反射シート６４、テフロン（登録商標）シート６６が挿入されている。反射シート６４は、折り返し部３６からの光を直線状部３７、３８の延設方向、すなわち、下方へ反射する反射部材の機能を発揮する。これにより、取付枠２２の存在によって直接的には取り出すことのできない折り返し部３６からの光を間接的にユニット外へ取り出すことが可能となるので、前記ユニットの輝度の向上に寄与することとなる。例えば、テフロン（登録商標）で形成された断熱シート６６は、折り返し部３６と折返部支持部材６２との間に設けられている。

なお、断熱シート６６の材質は、テフロン（登録商標）に限らず、ユニット内を充塞する気体、すなわち空気よりも熱伝導性の低い材質であればよい。また、断熱シート６６と反射シート６４とは、折返部支持部材６２に一体的に貼着されている。

上記のように、屈曲型蛍光ランプ６を、電極４０ａ、４０ｂが下方に折り返し部３６が上方になるように立てて構成したバックライトユニット２（以下このタイプを「屈曲管縦置タイプ」と称する。）は、ユニット全体における輝度むら（透光板１２の板面上での輝度むら）が図４に示すような屈曲型蛍光ランプ６の横置タイプにおけるバックライトユニットよりも改善される。つまり、図４に示す屈曲型蛍光ランプ６の横置タイプのバックライトユニットは、屈曲型蛍光ランプ６の主な熱発生源である電極の熱が、当然上方へ放散される。横置タイプにおいては、電極で発生した熱は、図中、３本の矢印で示すようにガラスバルブの厚みを介して直ぐにガラスバルブ外へと放散され、ユニット内の空気を加熱することとなる。これが原因で、ユニット内温度が過度に昇温すると共に、既述したようにユニット内温度の不均一をもたらす。その結果、上下方向に配置位置を異にする蛍光ランプ間で輝度差が生じ、ユニット全体での輝度むらが発生しやすくなる。それに対し、上記実施形態における蛍光ランプ６の屈曲管縦置タイプは、電極４０ａ、４０ｂで発生した熱が、両方ともガラスバルブ３２内を上昇し、専ら封入ガスおよびガラスバルブ３２の加熱に用いられ、ユニット内温度の上昇を抑制できることとなり、ユニット内温度の不均一が低減される。その結果、蛍光ランプ６間はもとより、１本の蛍光ランプにおける輝度差も低減され、ユニット全体での輝度むらを抑制することができる。

なお、上記実施形態では、冷陰極型の蛍光ランプ６で説明したが、これに限らず、例えば、図５に示すような、ガラスバルブ３２の両端外周部に電極４０ａ、４０ｂを有する外部電極型の蛍光ランプ６０でもよい。この構成によれば、あらかじめ、ガラスバルブ３２の両端外周部に電極４０ａ、４０ｂが形成された蛍光ランプの光取り出し部３３を扁平にしたとしても、電極部分３４、３５は、円形状のガラスバルブ３２を変形させないため、ガラスバルブ３２の外周部から剥がれ難くすることができる。

また、上記実施形態では、ガラスバルブ３２の材料をホウ珪酸ガラスで説明したが、これに限らず、ホウ珪酸ガラスより安価で、鉛の含有率が０．１（％）以下でかつアルカリ系金属（ＮａＯ）の含有率が５（％）以上２０（％）以下のソーダガラス（鉛フリーガラス）を用いてもよい。このソーダガラスを用いた場合、ホウ珪酸ガラスでは別に始動補助部材を設けて始動する必要があるが、ソーダガラスではガラス構成材料であるＮａＯが始動補助部材となり、つまり、ガラスから析出したＮａにより暗黒時の始動性が改善できる。

また、本実施の形態においては、蛍光ランプ６を、扁平な形状をした断面の長軸が反射板８の主面と略平行となるように配置している。これにより、外囲器４に収納しても上記波状の輝度むらの発生を抑えることができ、かつ、蛍光ランプ６と反射板８との間の距離が接近することができるので、外囲器４の厚みは薄型に保つことができる。さらに、蛍光ランプ６は、陽光柱発光部の中心からの距離が遠い長軸方向に比べて、この距離が近い短軸方向へより多くの光が射出されるので、蛍光ランプ６から放射される光束の有効利用効率を高めて、発光面での輝度をより向上させることができる。

また、上記実施の形態においては光取り出し部分３３の横断面の形状が略楕円形をしていたが、上記形状は略楕円形に限定されず、長円形状のもの、略長方形状のもの等、扁平な形状であれば他の形状であってもよい。

また、上記実施の形態においては、屈曲型蛍光ランプとして、「コ」字状で説明したが、これに限らず、「Ｕ」字状、「Ｗ」状および「波」状等、屈曲形状であれば他の形状であってもよい。

さらに、上記実施の形態においては、電極としてホロー型電極を用いているが、棒状電極を用いても構わない。

図６は、本発明の蛍光ランプ６の製造方法を模式的に示すものである。

まず、図示していないが、内面が蛍光体膜４４で形成され、内部に水銀および希ガスが封入され、両端部に一対の電極４０ａ、４０ｂを有する内部リード線４２ａ、４２ｂが封止された、横断面が円形状の直管状のガラスバルブ３２ａを「コ」字状に屈曲し、その屈曲した蛍光ランプ６ａを準備する。

次に、図６（ａ）に示すように、蛍光ランプ６ａの横断面の形状を扁平にする予定部分（ガラスバルブ３２の少なくとも電極４０ａ、４０ｂの領域を除く光取り出し部３３）を、ステンレス鋼からなる２枚の成形治具板７０ａ、７０ｂの溝７１ａ、７１ｂの間に挟むように設置すると共に、図６（ｂ）に示すように蛍光ランプ６ａを図示しない加熱炉により軟化点より低い管壁温度（例えば、６２０〜７００℃）へと加熱して、成形治具板７０ａの自重により断面を円形から略楕円形へと加工して所望の形状をした図６（ｃ）又図３に示す冷陰極型の蛍光ランプ６を得ることができる。

この製造方法によれば、ガラスバルブ３２の少なくとも電極４０ａ、４０ｂの領域（円形状部３４、３５）の横断面を円形状としているため、前記電極４０ａ、４０ｂの領域の横断面を扁平状にしたものに比べ、ガラスバルブ３２の両端部に設けられる電極の取付け精度を高めることができる。例えば、ホロー型電極の場合、ガラスバルブ３２の電極部とホロー型電極４０ａ、４０ｂの双方を扁平にして、ガラスバルブ３２内周と電極外周の間隙を高精度（例えば、０．２ｍｍ以下）に設定するのは、製造上コストがかさむ。これに対して、ガラスバルブ３２の円形状部３４、３５とホロー型電極の横断面は共に略円形であるならば、両者の径を調節することで、上記間隙を設定できるので、製造上容易であり好ましい。

なお、ガラスバルブの製造方法は、このような方法に限定されるものではない。例えば
図示していないが、内面に蛍光体膜４４が形成され、両端部に一対の電極４０ａ、４０ｂを有していない横断面が円形状の直管状のガラスバルブ３２ｂを「コ」字状に屈曲し、その屈曲したガラスバルブ３２ｂを準備する。

次に、図７（ａ）に示すように、ガラスバルブ３２ｂの横断面の形状を扁平にする予定部分（光取り出し部３３）を、ステンレス鋼からなる２枚の成形治具板７０ａ、７０ｂの溝７１ａ、７１ｂの間に挟むように設置すると共に、図７（ｂ）に示すようにガラスバルブ３２ｂを図示しない加熱炉により軟化点より低い管壁温度（例えば、６２０〜７００℃）へと加熱して、成形治具板７０ａの自重により断面を円形から略楕円形へと加工して所望の形状に形成する。

次に、成形治具板７０ａ、７０ｂから上記した略楕円形状のガラスバルブ３２ｂを外し、図７（ｃ）に示すように、内部に水銀および希ガスが封入すると共に両端部に一対の電極４０ａ、４０ｂを有する内部リード線４２ａ、４２ｂを封止することで、図３に示す冷陰極型の蛍光ランプ６を得ることができる。

この製造方法によれば、最後にガラスバルブ３２ｂを封止することができるので、ガラスバルブ３２ｂの変形時の蛍光体膜４４から発生する不純ガスによる問題を抑制することができる。

或いは、例えば、図示していないが、内面に蛍光体膜４４が形成され、内部に水銀および希ガスが封入された横断面が円形状の直管状のガラスバルブ３２ｃを「コ」字状に屈曲し、その屈曲したガラスバルブ３２ｃを準備する。

次に、図８（ａ）に示すように、ガラスバルブ３２ｃの横断面の形状を扁平にする予定部分（光取り出し部３３）を、ステンレス鋼からなる２枚の成形治具板７０ａ、７０ｂの溝７１ａ、７１ｂの間に挟むように設置すると共に、図８（ｂ）に示すようにガラスバルブ３２ｃを図示しない加熱炉により軟化点より低い管壁温度（例えば、６２０〜７００℃）へと加熱して、成形治具板７０ａの自重により断面を円形から略楕円形へと加工して所望の形状に形成する。

次に、成形治具板７０ａ、７０ｂから上記した略楕円形状のガラスバルブ３２ｃを外し、ガラスバルブ３２ｃの両端部に外周に、銀ペースト、ニッケルペースト、金ペースト、パラジウムペースト、カーボンペースト或いは半田材料を、ディップ法により付着させ、一対の外部電極４０ｃ、４０ｄを形成し、図５に示す外部電極型蛍光ランプ６０を製作することもできる。

この製造方法によれば、ガラスバルブ３２ｃの円筒状の外周両端部に、最後に外部電極４０ｃ、４０ｄを形成するため、ガラスバルブ３２ｃの外周両端面に密着性の良い外部電極４０ｃ、４０ｄを形成することができる。その結果、ガラスバルブ３２ｃの外周両端面と外部電極４０ｃ、４０ｄとの間に隙間発生を防止することができるので、ランプ点灯時のコロナ放電の発生を抑制することができる。

本発明に係る屈曲型蛍光ランプは、ランプ電流の増分に見合った光束の増加が得られるので、バックライトユニット等の用途に適用することができる。

実施の形態に係る蛍光ランプ縦置タイプのバックライトユニット（透光板等を除いた状態）を示す平面図 （ａ）は、図１におけるＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は、冷陰極型蛍光ランプに装着した状態のブッシュを示す斜視図 （ａ）は、図１における冷陰極型蛍光ランプの構成を示す断面図、（ｂ）は、冷陰極型蛍光ランプのＢ−Ｂ断面を示す図、（ｃ）は、冷陰極型蛍光ランプのＣ−Ｃ断面およびＤ−Ｄ断面を示す図 他の実施の形態に係る蛍光ランプ横置タイプのバックライトユニットを示す模式図 （ａ）は、他の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプの構成を示す断面図、（ｂ）は、外部電極型蛍光ランプのＢ−Ｂ断面を示す図、（ｃ）は、外部電極型蛍光ランプのＣ−Ｃ断面およびＤ−Ｄ断面を示す図 実施の形態に係る蛍光ランプの製造方法を示す模式図 他の実施の形態に係る蛍光ランプの製造方法を示す模式図 他の実施の形態に係る蛍光ランプの製造方法を示す模式図

符号の説明

３２ ガラスバルブ
３３ 光取り出し部
３４、３５ 電極４０ａ、４０ｂの領域
４０ａ、４０ｂ 電極
４４ 蛍光体膜

Claims (14)

1. 内面に蛍光体膜が形成され、内部に水銀および希ガスが封入され、両端部に電極を有する屈曲状のガラスバルブを備え、前記ガラスバルブの陽光柱発光部の内、光取り出し部の横断面を扁平形状とし、前記ガラスバルブの少なくとも前記電極の領域の横断面を円形状とし、前記ガラスバルブにおける前記扁平形状の光取り出し部分の長さが前記電極の領域における円形状の長さより長いことを特徴とする屈曲型蛍光ランプ。
2. 前記ガラスバルブは、その長手方向の中ほどで折り返されて形成された折り返し部と、前記折り返し部の両側から平行に延設されてなる直線状部とを有し、前記ガラスバルブの屈曲した直線状部の管軸中心間で形成される面に対して、前記ガラスバルブの扁平形状の長軸が略平行であることを特徴とする請求項１に記載の屈曲型蛍光ランプ。
3. 前記電極は、前記ガラスバルブ内に両端部に円筒状のホロー電極を設けたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の屈曲型蛍光ランプ。
4. 前記電極は前記ガラスバルブの両端部外周に外部電極を設けたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の屈曲型蛍光ランプ。
5. 前記扁平な形状をした横断面の短内径は、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の屈曲型蛍光ランプ。
6. 反射板とこれを囲む側板とを有する外囲器内に、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の屈曲型蛍光ランプが複数本所定の間隔を置いて並列配置されており、前記各屈曲型蛍光ランプは、前記扁平形状の部分断面の長軸が前記反射板の主面と略平行となるように配置されていることを特徴とするバックライトユニット。
7. 前記バックライトユニットが使用される状態において、前記屈曲型蛍光ランプが、前記両電極が下方となり、前記折り返し部が上方となる姿勢で前記外囲器内に収納されていることを特徴とする請求項６に記載のバックライトユニット。
8. 前記バックライトユニットが使用される状態において、前記屈曲型蛍光ランプが、前記両電極が左方又は右方となり、前記折り返し部が右方又は左方となる姿勢で前記外囲器内に収納されていることを特徴とする請求項６に記載のバックライトユニット。
9. 内面に蛍光体膜が形成され、内部に水銀および希ガスが封入され、両端部に電極を有する屈曲状のガラスバルブを備え、前記ガラスバルブの陽光柱発光部の内、光取り出し部の横断面を扁平形状とし、前記ガラスバルブの少なくとも前記電極の領域の横断面を円形状とし、前記ガラスバルブにおける前記扁平形状の光取り出し部分の長さが前記電極の領域における円形状の長さより長い屈曲型蛍光ランプの製造方法であって、内面に蛍光体膜が形成され、内部に水銀および希ガスが封入され、両端部に電極を有する円形状の直管状のガラスバルブを屈曲状にした後、この屈曲状にされたガラスバルブの少なくとも前記電極の領域を除く前記光取り出し部を扁平形状に形成することを特徴とする屈曲型蛍光ランプの製造方法。
10. 内面に蛍光体膜が形成され、内部に水銀および希ガスが封入され、両端部に電極を有するガラスバルブを備え、前記ガラスバルブの陽光柱発光部の内、光取り出し部の横断面を扁平形状とし、前記ガラスバルブの少なくとも前記電極の領域の横断面を円形状とし、前記ガラスバルブにおける前記扁平形状の光取り出し部分の長さが前記電極の領域における円形状の長さより長い蛍光ランプの製造方法であって、内面に蛍光体膜が形成された横断面が円形状の直管状のガラスバルブを屈曲した後、前記ガラスバルブの少なくとも前記電極の領域を除く前記光取り出し部を扁平形状に形成し、次に前記ガラスバルブ内部に水銀および希ガスを封入すると共に、前記ガラスバルブの両端部外周に一対の電極を配設することを特徴とする屈曲型蛍光ランプの製造方法。
11. 内面に蛍光体膜が形成され、内部に水銀および希ガスが封入され、両端部に電極を有するガラスバルブを備え、前記ガラスバルブの陽光柱発光部の内、光取り出し部の横断面を扁平形状とし、前記ガラスバルブの少なくとも前記電極の領域の横断面を円形状とし、前記ガラスバルブにおける前記扁平形状の光取り出し部分の長さが前記電極の領域における円形状の長さより長い蛍光ランプの製造方法であって、内面に蛍光体膜が形成され、内部に水銀および希ガスが封入された横断面が円形状の直管状のガラスバルブを屈曲した後、前記ガラスバルブの少なくとも前記電極の領域を除く前記光取り出し部を扁平形状に形成し、次に前記ガラスバルブの両端部外周に一対の電極を配設することを特徴とする屈曲型蛍光ランプの製造方法。
12. 前記ガラスバルブは、その長手方向の中ほどで折り返されて形成された折り返し部と、前記折り返し部の両側から平行に延設されてなる直線状部とを有し、前記ガラスバルブの屈曲した直線状部の管軸中心間で形成される面に対して、前記ガラスバルブの扁平形状の長軸が略平行であることを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の屈曲型蛍光ランプの製造方法。
13. 前記電極は、前記ガラスバルブ内に両端部に円筒状のホロー電極を設けたものであることを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の屈曲型蛍光ランプの製造方法。
14. 前記電極は前記ガラスバルブの両端部外周に外部電極を設けたものであることを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の屈曲型蛍光ランプの製造方法。

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