JP2005285668A - 蛍光ランプ、蛍光ランプの蛍光体膜形成方法及びバックライト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 長尺の蛍光ランプに対しても輝度ムラ、色度ムラが発生しないように蛍光体膜を形成する。
【解決手段】 ガラスランプ管１の第１端から蛍光体スラリーを当該ガラスランプ管内の管長の半分まで吸い上げて管壁の軸方向の半分まで蛍光体スラリー２の塗膜を形成し、次にガラスランプ管の第２端から蛍光体スラリーを当該ガラスランプ管内の管長の半分まで吸い上げて管壁の軸方向の残り半分まで蛍光体スラリー２の塗膜を形成し、管壁の蛍光体スラリーの塗膜を乾燥させることで、ガラスランプ管の管壁の全長に蛍光体膜を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バックライト装置の光源として用いるのに適した蛍光ランプ、この蛍光ランプを得るために必要な蛍光ランプの蛍光体膜形成方法及びこの蛍光体膜形成方法にて蛍光体膜が形成された蛍光ランプを光源とするバックライト装置に関する。

従来、ガラスランプ管の内壁に蛍光体膜を形成し、ガラスランプ管の内部に１種類以上の希ガス、又は水銀及び１種類以上の希ガスを封入し、ガラスランプ管の両端に導入線を気密に封着し、ガラスランプ管の内部においてこの導入線の端部に電極を接続し、かつガラスランプ管をＣ字型又はＵ字型屈曲管に形成した蛍光ランプの製造において、ガラスランプ管の内壁に蛍光体膜を成型する方法は、図１２に示すような工程によっていた。すなわち、図１２（ａ）に示すように両端が開放状態のガラスランプ管１を用意し、このガラスランプ管１の一端を図１２（ｂ）に示すように蛍光体スラリー２の貯溜している貯槽３内に挿入し、ガラスランプ管１の他端から真空引きすることによって貯槽３内の蛍光体スラリー２をガラスランプ管１内のほぼ全長に至るまで吸い上げる。そしてその後、真空引きを止め、ガラスランプ管１内に吸い上げられていた蛍光体スラリー２を貯槽３内に戻す。これにより、図１２（ｃ）に示すようにガラスランプ管１の内壁面に蛍光体スラリー２の塗膜が形成される。そこで、ガラスランプ管１内に乾燥気体を吹き込むことで蛍光体スラリー２の溶液分を乾燥させ、蛍光体膜をガラスランプ管１内に形成する。

しかしながら、このような従来の蛍光ランプの蛍光体形成方法では、次のような問題点があった。蛍光体には赤、緑、青の３種類のパウダーが配合されているが、色ごとに比重、粒子径が異なっている。したがって、蛍光体スラリーをガラスランプ管内に吸い上げて塗布する時に、上側と下側とでは単位面積当たりの赤、緑、青のパウダーの塗布量が異なり、蛍光体の膜厚には差が生じる。この結果、蛍光ランプとして使用する時に軸方向に色度差が発生し、これを光源とするバックライト装置でも色度、輝度ムラが発生する問題点があった。そして特にこの問題は、蛍光ランプが長尺化すればするほど顕著になっていた。

本発明は、上述した従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、長尺の蛍光ランプでも輝度ムラ、色度ムラが発生しないような形で蛍光体膜を形成できる蛍光ランプの蛍光体膜形成方法、この方法によって蛍光体膜が形成された蛍光ランプ、及びこの蛍光ランプを光源とするバックライト装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明の蛍光ランプは、ガラスランプ管の内面に、一方端及び他方端のそれぞれから吸い上げられた、かつガラスランプ管の途中に境界領域が形成されている蛍光体膜を具備したものである。

請求項２の発明の蛍光ランプの蛍光体膜形成方法は、ガラスランプ管の第１端から蛍光体スラリーを当該ガラスランプ管内の管長の半分まで吸い上げて管壁の軸方向の半分まで蛍光体スラリーの塗膜を形成する工程と、前記ガラスランプ管の第２端から蛍光体スラリーを当該ガラスランプ管内の管長の半分まで吸い上げて管壁の軸方向の残り半分まで蛍光体スラリーの塗膜を形成する工程と、前記管壁の蛍光体スラリーの塗膜を乾燥させる工程とを有することを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項２の蛍光ランプの蛍光体膜形成方法において、前記ガラスランプ管は、Ｕ字又はＣ字の屈曲管であることを特徴とするものである。

請求項４の発明は、請求項３の蛍光ランプの蛍光体膜形成方法において、前記ガラスランプ管はＵ字型屈曲管であり、当該ガラスランプ管の管壁に第１端、第２端両端から形成した前記蛍光体スラリー塗膜の境界部分は当該ガラスランプ管の中央湾曲部内に設置することを特徴とするものである。

請求項５の発明は、請求項３の蛍光ランプの蛍光体膜形成方法において、前記ガラスランプ管はＣ字型屈曲管であり、当該ガラスランプ管の管壁に第１端、第２端両端から形成した前記蛍光体スラリー塗膜の境界部分は当該ガラスランプ管の両側屈曲部間の中間位置に設置することを特徴とするものである。

請求項６の発明は、請求項３の蛍光ランプの蛍光体膜形成方法において、当該ガラスランプ管の管壁に第１端、第２端両端から形成した前記蛍光体スラリー塗膜の境界部分は、当該蛍光ランプを液晶バックライトの光源として使用したときに当該液晶バックライトの無効部分となる場所に相当する部分に設置することを特徴とするものである。

請求項７の発明のバックライト装置は、請求項２〜６のいずれかの方法で蛍光体膜が形成された蛍光ランプを光源とするものである。

本発明の蛍光ランプによれば、長尺でも色度ムラ、輝度ムラの少ないものを提供できる。

本発明の蛍光ランプの蛍光体膜形成方法によれば、長尺なガラスランプ管に対しても蛍光体スラリーの塗膜を均等に形成でき、当該方法で蛍光体膜を形成した蛍光ランプの色度ムラ、輝度ムラを解消することができる。また屈曲管に対して当該方法で蛍光体膜を形成し、両側から形成した蛍光体膜の境界部分を屈曲部の中心部分に設置することにより、バックライト装置の光源として当該蛍光ランプを使用するときにその部分が無効部分に位置し、バックライト装置としての色度ムラ、輝度ムラの発生を解消することができる。

本発明のバックライト装置によれば、上記の方法で蛍光体膜を形成した蛍光ランプをバックライト光源とするので、バックライト装置としての色度ムラ、輝度ムラの発生を解消することができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１には本発明の１つの実施の形態の蛍光ランプの蛍光体膜形成方法の工程を示している。本実施の形態では、まず図１（ａ）に示すように両端が開放状態のガラスランプ管１を用意し、このガラスランプ管１の一端（第１端）１Ａを図１（ｂ）に示すように蛍光体スラリー２の貯溜している貯槽３内に挿入し、ガラスランプ管１の他端（第２端）１Ｂから真空引きすることによって貯槽３内の蛍光体スラリー２をガラスランプ管１内のほぼ半分長に至るまで吸い上げる。そしてその後、真空引きを止め、ガラスランプ管１内に吸い上げられていた蛍光体スラリー２を貯槽３内に戻す。

次に、このガラスランプ管１を上下反転させ、逆に第２端１Ｂを図１（ｃ）に示すように蛍光体スラリー２の貯溜している貯槽３内に挿入し、ガラスランプ管１の第１端１Ａから真空引きすることによって貯槽３内の蛍光体スラリー２をガラスランプ管１内の残りの半分長に至るまで吸い上げる。そしてその後、真空引きを止め、ガラスランプ管１内に吸い上げられていた蛍光体スラリー２を貯槽３内に戻す。

こうして図１（ｃ）に示すようにガラスランプ管１の内壁面の全長に渡りに蛍光体スラリー２の塗膜を形成する。この後、ガラスランプ管１内に乾燥気体を吹き込むことで蛍光体スラリー２の溶液分を乾燥させ、蛍光体膜をガラスランプ管１内に形成する。

これにより、ガラスランプ管１が長尺物であっても、蛍光体スラリーの吸い上げ長はその半分長で済むために赤、緑、青の３種類のパウダーの比重、粒子径が異なっていても単位面積当たりの塗布量を各色で均等化でき、この結果として、内壁の全長に渡り均等な厚みの蛍光体膜が形成された蛍光ランプの製造が可能となる。図１（ｄ）において、ガラスランプ管１の軸方向の中心部分の符号５は、その両側の半分長ずつ形成した蛍光体塗膜２の境界部分である。なお、蛍光体スラリーの塗膜２の乾燥工程は、半分長ずつの蛍光体スラリーの塗膜形成工程に続いて行うこともできる。

このようにして蛍光体膜２が形成されたガラスランプ管１については、図２に示すような蛍光ランプ１０として、液晶ディスプレイのバックライト装置の光源として用いられる。図２は、Ｃ字型屈曲管の蛍光ランプであり、ガラスランプ管１１１の内壁に蛍光体膜１１２を上記の方法で形成し、ガラスランプ管１１１の内部に１種類以上の希ガス、又は水銀及び１種類以上の希ガス１１３を封入し、ガラスランプ管１１１の両端に導入線１１４を気密に封着し、ガラスランプ管１１１の内部において導入線１１４の端部に電極１１５を接続し、かつガラスランプ管１１１をＣ字型に形成したものである。このようなＣ字型屈曲管蛍光ランプ１０では、境界部分５は左右の屈曲部で挟まれた部分の中心部分に位置することになり、この部分はバックライト光源として用いる時に無効部分とすることで、この部分での色度ムラ、輝度ムラが発生したとしてもバックライト装置としての性能に悪影響を及ぼすことはない。

図３はＣ型屈曲管蛍光ランプ１０を光源とするバックライト装置２００を示している。このバックライト装置２００では、中央部に導光板２０１を配置し、その３辺を取り囲むようにＣ字型蛍光ランプ１０を配置し、蛍光ランプ１０の第１辺１１と第３辺１３の光を導光板２０１にエッジから導入させて導光板２０１の全面を照明し、この導光板２０１によってその前方に配置される液晶パネルを照明する構造のものである。このバックライト装置２００においてＣ型屈曲管蛍光ランプ１０の第２辺１２は無効部分６として、エッジライトに寄与しないようにしている。これによって蛍光体膜２の境界部分５に色度ムラ、輝度ムラが万一発生したとしても、バックライト装置２００としての性能に悪影響を及ぼすことはない。

図４〜図６には、図３のバックライト装置２００に用いたＣ字型屈曲管蛍光ランプ１０単独での色度、輝度測定結果Ｃ１を従来品の特性Ｃ２と対比して示してある。図４、図５の軸方向Δｘ色度分布、軸方向Δｙ色度分布のグラフに示したように、本実施の形態の蛍光ランプ１０では従来例の同じタイプの蛍光ランプに対して色度分布が軸方向でより一様化していることが確認できる。また、図６の軸方向相対輝度分布のグラフに示したように、本実施の形態の蛍光ランプ１０は従来例の同じタイプの蛍光ランプに対して輝度分布が軸方向でより一様化していることも確認できる。

次に、図３の構成のバックライト装置２００としての色度分布、輝度分布についても測定した。図７は測定ポイントを示している。図８、図９は（１）〜（９）の各ポイントでの色度Δｘ分布、色度Δｙ分布の測定結果を本実施の形態のものＣ１と従来例のものＣ２と対比して示している。これより、電極に近いポイント（１），（３）での色度ムラが本実施の形態では従来例より改善されていることが確認できる。また図１０はバックライト装置２００の（１）〜（９）の各ポイントでの相対輝度分布の測定結果を示している。これより、輝度ムラが本実施の形態では従来例よりも改善されていることが確認できる。

なお、上記実施の形態の方法で蛍光体膜を形成したガラスランプ管１を用いて、図１１に示すようなＵ字型屈曲管の蛍光ランプ２０を作成することもできる。このＵ字型屈曲管の蛍光ランプ２０は、ガラスランプ管１１１の内壁に蛍光体膜１１２を上記の方法で形成し、ガラスランプ管１１１の内部に１種類以上の希ガス、又は水銀及び１種類以上の希ガス１１３を封入し、ガラスランプ管１１１の両端に導入線１１４を気密に封着し、ガラスランプ管１１１の内部において導入線１１４の端部に電極１１５を接続し、ガラスランプ管１１１の外部において導入線１１４の端部に給電用リード線１１６を接続し、かつガラスランプ管１１１をＵ字型に屈曲形成したものである。このようなＵ字型屈曲管蛍光ランプ２０では、境界部分５は中央湾曲部分に位置することになり、この部分は直下型のバックライト光源として用いる時に無効部分とすることで、境界部分５に色度ムラ、輝度ムラが万一発生したとしても、バックライト装置としての性能に悪影響を及ぼすことはない。

本発明の１つの実施の形態の蛍光ランプの蛍光体膜形成方法の工程図。 上記実施の形態により蛍光体膜を形成したＣ字型屈曲管蛍光ランプの断面図。 上記Ｃ字型蛍光ランプを用いたバックライト装置の正面図。 上記Ｃ字型蛍光ランプと従来のＣ字型蛍光ランプとの軸方向色度Δｘ分布の特性図。 上記Ｃ字型蛍光ランプと従来のＣ字型蛍光ランプとの軸方向色度Δｙ分布の特性図。 上記Ｃ字型蛍光ランプと従来のＣ字型蛍光ランプとの軸方向輝度分布の特性図。 上記Ｃ字型蛍光ランプを光源とするバックライト装置の色度、輝度測定点を示す説明図。 上記Ｃ字型蛍光ランプを光源とするバックライト装置と従来のＣ字型蛍光ランプを光源とするバックライト装置との軸方向色度Δｘ分布の特性図。 上記Ｃ字型蛍光ランプを光源とするバックライト装置と従来のＣ字型蛍光ランプを光源とするバックライト装置との軸方向色度Δｙ分布の特性図。 上記Ｃ字型蛍光ランプを光源とするバックライト装置と従来のＣ字型蛍光ランプを光源とするバックライト装置との軸方向輝度分布の特性図。 上記実施の形態により蛍光体膜を形成したＵ字型屈曲管蛍光ランプの一部破断正面図。 従来例の蛍光ランプの蛍光体膜形成方法の工程図。

符号の説明

１ ガラスランプ管
２ 蛍光体スラリー
３ 貯槽
５ 境界部分
１０ Ｃ字型屈曲管蛍光ランプ
２０ Ｕ字型屈曲管蛍光ランプ
２００ バックライト装置

Claims (7)

1. ガラスランプ管の内面に、一方端及び他方端のそれぞれから吸い上げられた、かつガラスランプ管の途中に境界領域が形成されている蛍光体膜を具備したことを特徴とする蛍光ランプ。
2. ガラスランプ管の第１端から蛍光体スラリーを当該ガラスランプ管内の管長の半分まで吸い上げて管壁の軸方向の半分まで蛍光体スラリーの塗膜を形成する工程と、
   前記ガラスランプ管の第２端から蛍光体スラリーを当該ガラスランプ管内の管長の半分まで吸い上げて管壁の軸方向の残り半分まで蛍光体スラリーの塗膜を形成する工程と、
   前記管壁の蛍光体スラリーの塗膜を乾燥させる工程とを有することを特徴とする蛍光ランプの蛍光体膜形成方法。
3. 前記ガラスランプ管は、Ｕ字又はＣ字の屈曲管であることを特徴とする請求項２に記載の蛍光ランプの蛍光体膜形成方法。
4. 前記ガラスランプ管はＵ字型屈曲管であり、当該ガラスランプ管の管壁に第１端、第２端両端から形成した前記蛍光体スラリー塗膜の境界部分は当該ガラスランプ管の中央湾曲部内に設置することを特徴とする請求項３に記載の蛍光ランプの蛍光体膜形成方法。
5. 前記ガラスランプ管はＣ字型屈曲管であり、当該ガラスランプ管の管壁に第１端、第２端両端から形成した前記蛍光体スラリー塗膜の境界部分は当該ガラスランプ管の両側屈曲部間の中間位置に設置することを特徴とする請求項３に記載の蛍光ランプの蛍光体膜形成方法。
6. 当該ガラスランプ管の管壁に第１端、第２端両端から形成した前記蛍光体スラリー塗膜の境界部分は、当該蛍光ランプを液晶バックライトの光源として使用したときに当該液晶バックライトの無効部分となる場所に相当する部分に設置することを特徴とする請求項３に記載の蛍光ランプの蛍光体膜形成方法。
7. 請求項２〜６のいずれかの方法で蛍光体膜が形成された蛍光ランプを光源とするバックライト装置。

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