JP5733807B2

JP5733807B2 - 冷陰極蛍光ランプ

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Publication number: JP5733807B2
Application number: JP2013540683A
Authority: JP
Inventors: 政行尾上
Original assignee: NEC Lighting Ltd
Current assignee: Hotalux Ltd
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2012-07-12
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2032-07-12
Also published as: WO2013061657A1; JPWO2013061657A1

Description

本発明は、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）に関する。

冷陰極蛍光ランプは、主に液晶パネルのバックライトや一般照明等に用いられている。冷陰極蛍光ランプは、陰極を加熱する必要が無く、使用時の電流量が小さいという利点があり、また長寿命であるという利点がある。また、冷陰極蛍光ランプは、一般に、ＬＥＤ照明よりも安価である。

冷陰極管は、一方向に光が照射されるＬＥＤ光源と異なり、ランプの全周方向に光を照射する。そのため、冷陰極管を搭載した器具から光を一方向に照射させる場合、ランプ背面側に反射板が設けられることが多い。特開２０１０−２１１９６１号公報は、光源の背面側に平らな反射板が設けられた蛍光灯型照明灯を開示している。

冷陰極蛍光ランプの用途によっては、冷陰極蛍光ランプの直下の照度を向上させることが必要となる場合もある。例えば植物育成用の光源として冷陰極蛍光ランプを用いる場合には、冷陰極蛍光ランプの直下照度を向上させることが好ましい。このように、直下照度が向上された冷陰極蛍光ランプに対するニーズが存在する。

また、少ない消費電力で冷陰極蛍光ランプの明るさを向上させるため、冷陰極蛍光ランプにおける光の取り出し効率の向上も望まれる。

本発明の目的は、上述した課題のいずれかを解決する冷陰極蛍光ランプを提供することにある。その目的の１つは、直下照度の高い冷陰極蛍光ランプを提供することにある。

特開２０１０−２１１９６１号公報

一実施形態における冷陰極蛍光ランプは、直線状に延びた第１の冷陰極管部と、第１の冷陰極管部に沿って直線状に延びた第２の冷陰極管部と、第１の冷陰極管部および第２の冷陰極管部に面する反射面を有する反射板と、第１の冷陰極管部、第２の冷陰極管部および反射板を収容する基体部分と、を有する。反射板は、第１の冷陰極管部および第２の冷陰極管部に沿って延びる、第１の冷陰極管部と第２の冷陰極管部との間の領域に向けて突出した突出部を有している。

本発明によれば、冷陰極蛍光ランプの直下照度を向上させることができる。

本発明の上記及び他の目的、特徴、利点は、本発明を例示した添付の図面を参照する以下の説明から明らかとなろう。

本発明の一実施形態における冷陰極蛍光ランプの斜視図である。図１に示す冷陰極蛍光ランプの分解斜視図である。図２に示す反射板の斜視図である。図３に示す４Ａ−４Ａ線に沿った反射板の概略断面図である。様々な形状の反射板を持った冷陰極蛍光ランプの模式図である。光量子束密度分布の測定方法を示す模式図である。光量子束密度分布の測定結果を示すグラフである。別の形状の反射板の斜視図である。図８に示す９Ａ−９Ａ線に沿った反射板の概略断面図である。冷陰極蛍光ランプに適用可能な様々な反射板を示す断面図である。別の実施例における冷陰極管蛍光ランプに用いられる反射板の斜視図である。図１１に示す１２Ａ−１２Ａ線に沿った反射板の断面図である。さらに別の実施例における冷陰極管蛍光ランプに用いられる反射板の斜視図である。図１３に示す１４Ａ−１４Ａ線に沿った反射板の断面図である。冷陰極蛍光ランプに適用可能な様々な反射板を示す断面図である。冷陰極蛍光ランプに設けられた冷陰極管の配置を示す平面図である。冷陰極蛍光ランプに設けられた冷陰極管の配置を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、第１の実施形態における冷陰極蛍光ランプの概略斜視図である。図１では、冷陰極蛍光ランプ１０の一端部が示されている。冷陰極蛍光ランプ１０は、基体部分としての直管形状の外管１２を有している。外管１２は、例えば円柱形のガラス管からなる。外管１２の両端には、例えば樹脂から成る口金１４が設けられている。口金１４からは電極１６が突出している。

図２は、冷陰極蛍光ランプ１０の分解斜視図である。冷陰極蛍光ランプ１０は、第１の冷陰極管部２０、第２の冷陰極管部２２、反射板３０およびインバータ回路１８を備えている。冷陰極管部２０，２２、反射板３０およびインバータ回路１８は、外管１２内に収容されている。冷陰極管部２０，２２は、不図示のホルダによって反射板３０に保持されている。

第１の冷陰極管部２０は直線状に延びている。第２の冷陰極管部２２は第１の冷陰極管部２０の長手方向に沿って直線状に延びている。ここで、第１の冷陰極管部２０と第２の冷陰極管部２２は、互いに異なる冷陰極管であって良い。また、第１の冷陰極管部２０および第２の冷陰極管部２２は、Ｕ字状に曲げられた１つの冷陰極管の一部であっても良い。

反射板３０は、第１の冷陰極管部２０および第２の冷陰極管部２２の背面側に配置されている。反射板３０は、第１の冷陰極管部２０および第２の冷陰極管部２２に面する反射面を有している。インバータ回路１８は、反射板３０を挟んで冷陰極管部２０，２２の反対側に設けられている。インバータ回路１８は反射板の裏側に形成された保持部３８によって反射板に保持されていて良い（図３も参照）。反射板３０は、外管１２内の空間を、インバータ回路１８が設けられた空間と冷陰極管部２０，２２が設けられた空間とに仕切っている。

図３は反射板３０の斜視図であり、図４は反射板３０および冷陰極管部２０，２２の概略断面図である。なお、図４では、外管１２の内面が点線によって示されており、便宜上インバータ回路１８は示されていない。

反射板３０は、第１の冷陰極管部２０と第２の冷陰極管部２２との間の領域に向けて突出した突出部３２を有している。突出部３２は、第１の冷陰極管部２０および第２の冷陰極管部２２が延在する方向に沿って延びている。突出部３２は、先端に向かうにつれて先細りするように傾斜した側面３３を有することが好ましい。冷陰極管部２０，２２から背面側に向かう光は、反射板３０で反射して、おおむね冷陰極蛍光ランプ１０の直下の方向へ出射される。また、冷陰極管部２０，２２から突出部３２の方向に発せられた光は、突出部３２の側面３３で反射して、おおむね冷陰極蛍光ランプ１０の直下の方向へ出射する。これにより、冷陰極蛍光ランプ１０の直下照度が向上する。

図３および図４示すように、反射板３０は、第１の冷陰極管部２０を挟んで突出部３２とは反対側に位置する第１の側方突出部３４と、第２の冷陰極管部２２を挟んで突出部３２とは反対側に位置する第２の側方突出部３６と、を有することが好ましい。第１の側方突出部３４は第１の冷陰極管部２０の長手方向に沿って延びており、第２の側方突出部３６は、第２の冷陰極管部２２の長手方向に沿って延びている。

第１の冷陰極管部２０から第１の側方突出部３４へ向けて出射した光は、第１の側方突出部３４で反射して、おおむね冷陰極蛍光ランプ１０の直下の方向へ向かう。第２の冷陰極管部２２から第２の側方突出部３６へ向けて出射した光は、第２の側方突出部３６で反射して、おおむね冷陰極蛍光ランプ１０の直下の方向へ向かう。これにより、冷陰極蛍光ランプ１０の直下照度がより向上する。第１および第２の側方突出部３４，３６は、それぞれ第１および第２の冷陰極管部２０，２２の中心軸を超えて突出していることが好ましい。第１および第２の側方突出部３４，３６は、第１の冷陰極管部２０の中心軸と第２の冷陰極管部２０，２２の中心軸とを含む平面を超えて突出していることがより好ましい。

次に、様々な反射板の形状を持った冷陰極蛍光ランプの照度分布（光量子束密度分布）を測定した結果について説明する。図５は、測定した冷陰極蛍光ランプにおける冷陰極管部２０，２２の配置および反射板の形状を示す模式図である。図５（ａ）は、平坦な反射面４０を有する従来の冷陰極蛍光ランプを示している。図５（ｂ）〜図５（ｄ）は、側方突出部５４，５６，６４，６６，７４，７６の角度が異なる冷陰極蛍光ランプを示している。図５（ｅ）〜図５（ｇ）は、図４に示す反射板３０と同一の冷陰極蛍光ランプを示している。

図６は、これらの冷陰極蛍光ランプについて光量子束密度分布の測定方法を示す模式図である。光量子束密度分布は、照度計５００によって測定される。冷陰極蛍光ランプは、照度計５００から２００ｍｍの高さに固定した。図６に示すように、２つの冷陰極管部２０，２２からの距離が等しい平面Ｓ内での冷陰極蛍光ランプの直下を原点とした。原点から平面Ｓに直交する方向をｘ軸とした。そして、各冷陰極蛍光ランプについて、ｘ軸方向に沿った光量子束密度分布を測定した。

この測定の結果が図７に示されている。図７において、「例１」は、図５（ａ）に示す冷陰極蛍光ランプの測定結果である。「例２」は、図５（ｂ）に示す冷陰極蛍光ランプの測定結果である。「例３」は、図５（ｃ）に示す冷陰極蛍光ランプの測定結果である。「例４」は、図５（ｄ）に示す冷陰極蛍光ランプの測定結果である。「例５」は、図５（ｅ）に示す冷陰極蛍光ランプの測定結果である。「例６」は、図５（ｆ）に示す冷陰極蛍光ランプの測定結果である。「例７」は、図５（ｇ）に示す冷陰極蛍光ランプの測定結果である。

図７に示すグラフの縦軸は、規格化された光量子束密度の値である。光量子束密度は、例１の冷陰極蛍光ランプにおける原点での値を１００％と規格化している。横軸はｘ軸方向の距離を示している。

図７において、例５〜例７では、例４よりも原点付近の光量子束密度が増大している。つまり、反射板の突出部３２，８２，９２によって、冷陰極蛍光ランプの直下照度が向上している。これは、突出部９２，３２の側面が上記平面Ｓに対して１０°から５０°の範囲で傾いている場合に有効であるということを示している。特に、突出部９２，３２の側面が、上記平面Ｓに対して２０°から４０°の範囲で傾いている場合（例６および例７参照）には、直下照度が著しく増大している。

図５（ｆ）に示すように、突出部９２は、第１の冷陰極管部２０の中心軸２１と第２の冷陰極管部２２の中心軸２３とを含む平面Ｔ１を超えて突出していることが好ましい。この場合、第１の冷陰極管部２０から第２の冷陰極管部２２の方に向けて出射した光の多くが突出部９２で反射する。したがって、第１の冷陰極管部２０から出射した光が第２の冷陰極管部２２に入射することを防止することができる。このように、突出部９２は、第１の冷陰極管部２０と第２の冷陰極管部２２との間での光の干渉を抑制することができる。その結果、冷陰極管蛍光ランプ１０の光の取り出し効率は向上する。

図５（ｇ）に示すように、突出部３２は、第１の冷陰極管部２０の反射板３０から遠い方の端辺と第２の冷陰極管部２２の反射板３０から遠い方の端辺とを結ぶ平面Ｔ２を超えて突出していることが好ましい。この場合には、第１の冷陰極管部２０と第２の冷陰極管部２２との間での光の干渉をほとんど防止することができる。その結果、冷陰極管蛍光ランプの光の取り出し効率はさらに向上する。

図７のグラフにおいて、例２〜例４では、例１よりも原点付近の光量子束密度が増大している。つまり、反射板に側方突出部５４，５６，６４，６６，７４，７６を形成することで、冷陰極蛍光ランプの直下照度が向上することが判る。特に、例２および例３のように、側方突出部６４，７４の側面と反射板６０，７０の底面との角度が小さい方が、直下照度が向上している。側方突出部６４，７４は、冷陰極蛍光部２０，２２の中心軸を超えて突出していることが好ましく、冷陰極蛍光部２０，２２の反射板から遠いほうの端辺を超えて突出していることがより好ましい。

図８は別の形状の反射板３０の斜視図であり、図９は反射板３０および冷陰極管部２０，２２の概略断面図である。なお、図９では、外管１２の内面が点線によって示されている。図８および図９において、図３および図４と同一の部分については同一の符号が付されている。図８および図９に示す反射板３０は、インバータ回路１８側の形状が、図３および図４に示す反射板と異なっている。このように、インバータ回路１８側の反射板３０の形状は特に制限されない。なお、図３および図４に示す反射板は、薄肉に形成されており、射出成型で容易に製造できる。

図１０は、冷陰極蛍光ランプに用いられる反射板の他の実施例を示している。上述した冷陰極蛍光ランプでは、反射板は略三角形状の突出部を有している。しかしながら、これに限らず、図１０（ａ）および図１０（ｄ）に示すように、反射板１００ａ，１００ｄの突出部１０２ａ，１０２ｄの先端は湾曲していても良い。また、図１０（ｂ）および図１０（ｅ）に示すように、反射板１００ｂ，１００ｅの突出部１０２ｂ，１０２ｅの先端は平坦な曲となっており、突出部１０２ｂ，１０２ｅが台形形状になっていても良い。

また、図１０（ｃ）〜図１０（ｅ）に示すように、反射板１００ｃ，１００ｄ，１００ｅの側方突出部が無い冷陰極蛍光ランプも本発明に含まれる。しかしながら、冷陰極蛍光ランプの直下照度をより向上させるという観点では、側方突出部があった方が良いことは前述したとおりである。

以上の実施形態では、冷陰極蛍光ランプは、互いに隣接する２つの冷陰極管部２０，２２を有している。図１１〜図１５では、外管１２内に３つの冷陰極管部２４，２６，２８が平行に並んで配置されている冷陰極蛍光ランプの実施例を示している。

図１１は、本発明の冷陰極管蛍光ランプに用いられる反射板１１０の斜視図である。図１２は、図１１に示す１２Ａ−１２Ａ線に沿った反射板１１０の断面図である。３つの冷陰極管部２４，２６，２８と反射板１１０は、外管１２内に収容されている。

第１の冷陰極管部２４、第２の冷陰極管部２６および第３の冷陰極管部２８は、Ｕ字状に曲げられて互いに連結した１つの冷陰極管の一部であっても良く、別個の冷陰極管であっても良い。

反射板１１０は、第１の冷陰極管部２４と第２の冷陰極管部２６との間の領域に向けて突出した突出部１１２を有している。この突出部１１２は、第１の冷陰極管部２４および第２の冷陰極管部２６の長手方向に沿って延びている。反射板１１０は、第２の冷陰極管部２６と第３の冷陰極管部２８との間の領域に向けて突出した突出部１１４をさらに有している。この突出部１１４は、第２の冷陰極管部２６および第２の冷陰極管部２８の長手方向に沿って延びている。

このように、各々の冷陰極管部２４，２６，２８の間に反射面を有する突出部１１２，１１４が形成されている。これにより、上述したように、冷陰極蛍光ランプの直下照度の向上を図り、冷陰極管部２４，２６，２８どうしでの光の干渉を抑制することができる。

反射板１１０は、第１の冷陰極管部２４を挟んで突出部１１２とは反対側に位置する側方突起部１１６を有していて良い。側方突起部１１６は、第１の冷陰極管部２４の長手方向に沿って延び、突出部１１２の突出方向に突出している。また、反射板１１０は、第３２の冷陰極管部２８を挟んで突出部１１４とは反対側に位置する側方突起部１１８を有していて良い。側方突起部１１８は、第３の冷陰極管部２８の長手方向に沿って延び、突出部１１４の突出方向に突出している。

図１２に示すように、互いに隣接する冷陰極管部の高さ位置が異なる場合であっても、突出部１１２は、第１の冷陰極管部２４の中心軸と第２の冷陰極管部２６の中心軸とを含む平面を超えて突出していることが好ましい。同様に、突出部１１４は、第２の冷陰極管部２６の中心軸と第３の冷陰極管部２８の中心軸とを含む平面を超えて突出していることが好ましい。また、突出部１１２は、第１の冷陰極管部２４の反射面側から遠い方の端辺と第２の冷陰極管部２６の反射面から遠い方の端辺とを結ぶ平面を超えて突出していることがより好ましい。同様に、突出部１１４は、第２の冷陰極管部２６の反射面側から遠い方の端辺と第３の冷陰極管部２８の反射面から遠い方の端辺とを結ぶ平面を超えて突出していることがより好ましい。

図１３は、本発明の冷陰極管蛍光ランプに用いられる別の反射板１３０の斜視図である。図１４は、図１３に示す１４Ａ−１４Ａ線に沿った反射板１１０の断面図である。３つの冷陰極管部２４，２６，２８と反射板１３０は、外管１２内に収容されている。突出部１３２，１３４および側方突出部１３６，１３８については、図１１および図１２に示す反射板１１０とほぼ同様である。

図１２に示す冷陰極蛍光ランプでは、真ん中に置かれた冷陰極管部２６が他の冷陰極管部２４，２８より下方に位置しているが、図１４に示す冷陰極蛍光ランプでは３つの冷陰極管部２４，２６，２８が全て同じ高さに位置している。

図１５（ａ）〜図１５（ｆ）では、３つの冷陰極管部２４，２６，２８を有する冷陰極蛍光ランプに用いられる反射板１５０ａ〜１５０ｆの様々な変形例を示している。図１５（ａ）に示すように、中央の冷陰極管部２６と他の冷陰極管部２８の高さ位置は大きく異なっていても良い。図１５（ｂ）に示すように、反射板１５０ｂの、冷陰極管部２４，２６，２８とは反対側の形状は、特に限定されず、インバータ回路を設置可能であれば良い。

また、図１５（ｃ）〜図１５（ｆ）に示すように、反射板１５０ｃ〜１５０ｆに側方突出部は無くても良い。しかしながら、冷陰極蛍光ランプの直下照度をより向上させるという観点では、側方突出部があった方が良いことは前述したとおりである。

図１１〜図１５では、３つの冷陰極部２４，２６，２８を有する冷陰極蛍光ランプについて説明したが、可能であれば冷陰極管蛍光ランプは互いに平行に配置された４つ以上の冷陰極管部を有していても良い。互いに平行に配置される冷陰極管部の数や反射板の形状は、所望の照度分布や明るさ等に応じて適宜選択される。

図１６に示すように、互いに隣接する冷陰極管部２０，２２は、平行に配置された別個の冷陰極管であって良い。また、図１７に示すように、互いに隣接する冷陰極管部２０，２２は、Ｕ字状に曲げられた１つの冷陰極管の一部であっても良い。この場合、Ｕ字状の冷陰極管は、冷陰極管部２０，２２の延在方向に沿って２つ配置されていて良い。なお、冷陰極管部が３つ以上並んでいる場合も、同様に、各々の冷陰極管部は別個の冷陰極管であっても良く、互いに連結された１つの冷陰極管部であっても良い。

この出願は、２０１１年１０月２６日に出願された日本国特許出願番号第２０１１−２３４８９７号を基礎とする優先権を主張し、参照によりその開示の全てをここに取り込む。

以上、本発明の望ましい実施形態について提示し、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、要旨を逸脱しない限り、さまざまな変更及び修正が可能であることを理解されたい。

１０冷陰極蛍光ランプ
１２外管
１４口金
１６電極
１８インバータ回路
２０，２２，２４，２６，２８冷陰極管部
３０，１００ａ〜１００ｅ，１１０，１３０，１５０ａ〜１５０ｆ反射板
３２，１０２ａ〜１０２ｅ，１１２，１３２，１５２ａ〜１５２ｆ突出部
３４，３６，１１６，１１８，１３６，１３８側方突出部

Claims

直線状に延びた第１の冷陰極管部と、
前記第１の冷陰極管部の長手方向に沿って直線状に延びた第２の冷陰極管部と、
前記第１の冷陰極管部および前記第２の冷陰極管部に面する反射面を有する反射板と、
前記第１の冷陰極管部、前記第２の冷陰極管部および前記反射板を収容する基体部分と、を有する冷陰極蛍光ランプであって、
前記反射板は、前記第１の冷陰極管部および前記第２の冷陰極管部の長手方向に沿って延びる、前記第１の冷陰極管部と前記第２の冷陰極管部との間の領域に向けて突出した突出部を有し、
前記突出部は、前記第１の冷陰極管部の前記反射面側から遠い方の端辺と前記第２の冷陰極管部の前記反射面から遠い方の端辺とを結ぶ平面を超えて突出している、冷陰極蛍光ランプ。
直線状に延びた第１の冷陰極管部と、
前記第１の冷陰極管部の長手方向に沿って直線状に延びた第２の冷陰極管部と、
前記第１の冷陰極管部および前記第２の冷陰極管部に面する反射面を有する反射板と、
前記第１の冷陰極管部、前記第２の冷陰極管部および前記反射板を収容する基体部分と、を有する冷陰極蛍光ランプであって、
前記反射板は、前記第１の冷陰極管部および前記第２の冷陰極管部の長手方向に沿って延びる、前記第１の冷陰極管部と前記第２の冷陰極管部との間の領域に向けて突出した突出部を有し、
前記反射板は、
前記第１の冷陰極管部を挟んで前記突出部とは反対側に位置し、前記第１の冷陰極管部の長手方向に沿って延び、前記突出部の突出方向に突出した第１の側方突出部と、
前記第２の冷陰極管部を挟んで前記突出部とは反対側に位置し、前記第２の冷陰極管部の長手方向に沿って延び、前記突出部の突出方向に突出した第２の側方突出部とを有し、
前記第１および第２の側方突出部は、それぞれ前記第１および第２の冷陰極管部の前記中心軸を超えて突出している、冷陰極蛍光ランプ。
直線状に延びた第１の冷陰極管部と、
前記第１の冷陰極管部の長手方向に沿って直線状に延びた第２の冷陰極管部と、
前記第１の冷陰極管部および前記第２の冷陰極管部に面する反射面を有する反射板と、
前記第１の冷陰極管部、前記第２の冷陰極管部および前記反射板を収容する基体部分と、を有する冷陰極蛍光ランプであって、
前記反射板は、前記第１の冷陰極管部および前記第２の冷陰極管部の長手方向に沿って延びる、前記第１の冷陰極管部と前記第２の冷陰極管部との間の領域に向けて突出した突出部を有し、
前記基体部分に収容され、前記第２の冷陰極管部の長手方向に沿って直線状に延びた第３の冷陰極管部を有し、
前記反射板は、前記第２の冷陰極管部と前記第３の冷陰極管部との間の領域に向けて突出した突出部をさらに有する、冷陰極蛍光ランプ。
前記突出部は、前記第１の冷陰極管部の中心軸と前記第２の冷陰極管部の中心軸とを含む平面を超えて突出している、請求項１から３のいずれか１項に記載の冷陰極蛍光ランプ。
前記突出部は、先端に向かうにつれて先細りするように傾斜した側面を有している、請求項１から３のいずれか１項に記載の冷陰極蛍光ランプ。
前記突出部の前記側面は、前記第１の冷陰極管部からの距離と前記第２の冷陰極管部からの距離とが等しい平面に対して、１０°から５０°の範囲で傾いている、請求項５に記載の冷陰極蛍光ランプ。
前記第１の冷陰極管部および前記第２の冷陰極管部は、Ｕ字状に曲げられた１つの冷陰極管の一部である、請求項１、２、４から６のいずれか１項に記載の冷陰極蛍光ランプ。
前記第１の冷陰極管部および前記第２の冷陰極管部は、互いに平行に並べられた別個の冷陰極管である、請求項１、２、４から６のいずれか１項に記載の冷陰極蛍光ランプ。