JPH10501920A - 高性能蛍光ランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 蛍光体コーティングが塗布される面に幾何学構造を設けることにより、蛍光ランプのエネルギー効率は改善される。そのような幾何学構造によって、所定のエネルギー入力に対して装置からより大量で、より均一な可視光出力が得られるように、すなわち、蛍光体コーティングを施されたなめらかな面で可能な光出力と比べてより多くの光出力が得られるように、所望の薄さの蛍光体コーティングを受け入れるためにより広い傾斜面を利用できる。図示した実施例においては、閉鎖容器の内面は、内面の面積を拡大し且つ接近して来るＵＶ光線に対して斜めの向きを確定するために、複数のＶ字形溝構造を含む。閉鎖容器の内面に塗布された蛍光体コーティングを励起するために、閉鎖容器の中にＵＶ光源が配置されている。本発明は、アクティブマトリクス液晶表示装置におけるバックライティングシステムとして使用するのに特に適する。

Description

【発明の詳細な説明】 高性能蛍光ランプ装置 発明の背景 本発明は一般に蛍光ランプ技術に関し、特に、たとえば、ＡＭＬＣＤ（アクテ ィブマトリクス液晶ディスプレイ）装置においてバックライトとして使用される 蛍光ランプの効率の改善に関する。 従来の蛍光ランプにより発生される光は紫外線（ＵＶ）光エネルギーに励起蛍 光体がさらされた結果である。紫外線光エネルギーは、たとえば、内面に蛍光体 を有する管の中を水銀蒸気アーク流が通過することによって発生する。 ＡＭＬＣＤのバックライトとして使用される蛍光ランプへの所定のパワー入力 に対して最大限の光エネルギー出力を得ることは、動作上の重要な特徴である。 すなわち、ＡＭＬＣＤは与えられるバックライトのうちごくわずかしか透過しな い。カラーＡＭＬＣＤでは、バックライトの２．５〜４％しかＡＭＬＣＤを通過 しない。単色用の場合には、バックライトの１２％までがＡＭＬＣＤを通過する 。いずれの場合にも、表示装置からの光出力を最大にするためには、効率の良い バックライトを供給しなければならない。パワーの消散、すなわち、発生する熱 を最小限に抑えつつ所望の光出力を維持するためには、発生されるバックライト をできる限り効率良くしなければならない。ＬＣＤバックライトシステムにおけ るルーメン（光出力）パーワット（パワー入力）変換は、蛍光ランプバックライ トシステムの効率を表わす尺度と考えることができる。すなわち、ルーメンパー ワット変換効率が高くなるにつれて、ＡＭＬＣＤ装置におけるバックライトシス テムとして、蛍光ランプ装置はより有効になる。 蛍光ランプは、大半の実用的な光源に対して最良のルーメンパーワット変換効 率を示す。他の種類の照明装置と比べて蛍光ランプはこのように効率が高いとい う性質を持ってはいるが、特にＡＭＬＣＤのバックライトとして適用する場合に は、従来の蛍光バックライトの効率はさらに改善することが望ましい。 蛍光バックライトシステムの別の面によれば、適切な輝度の均一な光出力が望 まれる。ＵＶ光源と、可視光を発生する蛍光体コーティングとの間をかなり分離 することにより、光出力の均一性が得られる。たとえば、ＵＶ光源を蛍光体から 数フィート以上離間させると、その結果として蛍光体から発生する可視光は十分 に分散し、均一に現れる。残念ながら、本発明の下で意図しているような航空機 用表示装置を含めた多くの用途で、ＵＶ光源と、可視光を発生する蛍光体とをそ のように離すことは単純には可能ではない。航空機用表示装置の場合、ＬＣＤは 、均一な光出力を発生するには適さない、狭く、きわめて制約された環境の中で 動作しなければならない。その結果、おそらくは蛇行する管状の蛍光ランプを具 現化したバックライトと関連させてＬＣＤを採用する多くの航空機用表示装置に は、光出力の均一性に掛けるという欠点が生じる。 従来の蛍光ランプ製造時の蛍光コーティングは、ガラス管、すなわち、ランプ の外囲器の中に蛍光体スラリを引き込み、続いて管から流出させることによって 形成される。残留蛍光体スラリ材料、すなわち、ガラス管の内壁に残ったスラリ 材料は、気化してＵＶ光を吸収し、光出力の損失という望ましくない状況を招く と思われる結合材料を除去するために、ベーキングにより精製される。この蛍光 体コーティング工程の結果、管の内側には蛍光体の適度に均一な層ができる。業 界では、理想的な又は「最適の」蛍光体コーティングは蛍光体粒子３つ分から５ つ分の厚さであり、その蛍光体粒子の平均サイズはマイクロメートル（１０^-6） の範囲であることがわかっている。コーティングがこの最適の厚さより厚くなる と、放出された光の一部は蛍光体層の中で再び吸収されるために励起効率が低下 し、それに相応して光出力効率は落ちる。同様に、最適の厚さより薄い蛍光体コ ーティングは、水銀アーク流により発生される紫外線光子を発生する全ての潜在 光を捕捉しきれない。光出力は、アークを発生するときにランプに供給されるパ ワーの量に対して得ることができる光出力より少なくなる。ここで蛍光体コーテ ィングに関連して提示される「相対的に薄い」及び「相対的に厚い」という用語 は、先に挙げた「最適の」蛍光体コーティングの厚さよりそれぞれ薄いか又は厚 い蛍光体コーティングの厚さを指すものとする。 蛍光ランプを製造するときに広く採用されている原則は、相対的に薄い蛍光体 コーティングは相対的に厚い蛍光体コーティングより良く、より経済的であると いうことである。大量生産工程は最適の蛍光体コーティングの厚さを支持しない 。蛍光体コーティングは最適の厚さよりわずかに薄くなりがちであるので、すな わち、相対的に薄くなりがちであるので、ＵＶ光エネルギーの一部は蛍光体コー ティングにより吸収されない。吸収されなかったＵＶ光の中に含まれるエネルギ ーは、そのＵＶ光が蛍光を発生するために蛍光体により使用されなくなるので、 システムの損失、すなわち、効率低下を表わす。 ＬＣＤ装置におけるバックライトとして小型蛍光ランプ光源を形成する工程は 、蛍光ランプについて、不均一と効率の低さ、すなわち、ＵＶ光子の損失という 問題をはらんでいる。従来のＬＣＤバックライティングシステムにおいては、ま っすぐな蛍光ランプを湾曲させることにより、すなわち、通常は所定の場所に内 側蛍光体コーティングを有する蛍光ランプ管を湾曲させることにより、蛇行構成 を形成する。このような製造方法によれば、湾曲した管の内側に均一な蛍光体コ ーティングを形成することは困難又は不可能である。第１に、ランプを湾曲させ るためには、ランプをガラス管の融点にごく近い温度まで加熱することが必要で ある。蛍光体コーティングがこの高熱にさらされると、蛍光体コーティングは劣 化し、そのため、ランプに印加されるエネルギーに対して効率の低下が起こる。 第２に、ランプを湾曲させると、湾曲の外側では管の長さが増し、湾曲の内側で は長さが短くなってしまう。このようなガラス管の伸縮は、蛍光体を管のまっす ぐな部分の蛍光体コーティングと比べて薄くしたり、厚くしたりする。従って、 ランプが点灯したとき、ランプの湾曲した領域はまっすぐな部分と比べて暗くな るので、光出力は一層不均一になる。 従って、可視光を発生するために蛍光体コーティングにより利用可能な紫外線 光を利用するということに関して、ＬＣＤのバックライトとしての蛍光ランプを さらに効率良くすることが望ましい。さらに、ＬＣＤのバックライトとして使用 される蛍光ランプは、航空機用飛行表示装置のような大きさを制約された装置に おいて均一な出力を発生することが望ましい。 本発明の主題は従来の蛍光ランプ構造のこれらの問題に対処し、特に航空機用 表示機器に適用されるようなＬＣＤ装置の蛍光バックライトの効率をさらに向上 させ且つより均一な光出力を発生させる。 発明の概要 本発明の１つの面によれば、蛍光体要素が結合される面を規定する面構造を設 けることにより、蛍光ランプのエネルギー効率を向上させる。その面構造は相対 的に広い表面積を有し、その表面積の大半は放射エネルギー源の長手方向軸に対 し垂直に引いた半径に対して斜めの向きにある。従来のランプの蛍光体要素を受 け入れる面はなめらかであり、そのなめらかな面は放射エネルギー（アーク）源 の長手方向軸に対しほぼ垂直である。蛍光体コーティングのためにより広く、斜 めの向きをもつ面領域を設けることにより、実用的な、相対的に薄い蛍光体コー ティングを使用しつつ、相対的により多くの量の蛍光体をＵＶ光子の衝撃にさら し、コーティングを通るより長いＵＶ光路を形成することができる。このように すると、より多くの蛍光体がＵＶ光エネルギーを捕捉するように位置することに なり、従って、総パワー入力を増加しなくてもより多くの可視光が発生されるの で、所定のエネルギー入力に対してより多くの光出力が発生される。 本発明の好ましい一実施態様によれば、透明な管、すなわち、ＵＶ光に対して 透明な管の中で、ＵＶ光は内壁の蛍光体コーティングなしで水銀アークにより発 生される。この水銀アーク発生管は閉鎖容器の中に配置される。閉鎖容器の内側 の側壁と後壁を蛍光体で被覆する。閉鎖容器の内壁に面構造を設けることにより 、接近して来るＵＶ光線に対して斜めの向きを有する相対的により広い表面積を 利用して、蛍光体コーティングを受け入れることができるので、より多くの量の 蛍光体がＵＶ光にさらされ、それにより、より多くの光出力が発生される。パネ ルは装置から発生する可視光の射出窓を形成しており、その内面には蛍光体コー ティングと、同様の面構造とが設けられていても良い。 本発明の好ましい一実施態様によれば、設けられる面構造は一連の平行な隣接 するＶ字形の溝の形態をとっていても良い。さらに、第１の組のＶ字形の溝と直 交する関係で、第２組の平行な隣接するＶ字形の溝を設けても良い。その結果得 られる表面の輪郭形状は角錐形構造のアレイであり、光出力は増加する。光を発 生する蛍光体の面はＵＶ発生アーク流れからより離間しているので、得られる可 視光束はさらに均一になる。さらに、角錐形構造のアレイは、接近して来るＵＶ 光線に関して、アレイ上の蛍光体コーティングの層に対して斜めの向きを示す。 接近中にそのような斜めの向きをとった結果、ＵＶ光線はより長い光路をたどっ て蛍光体コーティングを通過することになるので、可視光を捕捉し、発生する機 会はより多くなる。従って、この構造は相対的に薄い蛍光体コーティングで、発 生される所定の量のＵＶ光により、均一で、しかもより大量の光出力を供給する 。 本発明の主題を特定して指摘し且つ本明細書の末尾部分で明確に特許請求した 。しかしながら、本発明の構成と動作の方法は共に、本発明のその他の利点及び 目的を含めて、添付の図面と共に以下の説明を参照することにより最も良く理解 されるであろう。図面中、同じ図中符号は同じ要素を指示する。 図面の簡単な説明 本発明をさらに良く理解し且つ本発明をどのように実施できるかを示すために 、１例として、ここで添付の図面を参照する。図面中： 図１は、航空機用計器表示に適用されるようなＬＣＤ装置のバックライティン グシステムにおいて使用される本発明の好ましい一実施形態の一部切取り斜視図 である。 図２は、蛍光体コーティングを受け入れるために利用できる表面積を拡大し且 つ接近して来るＵＶ光線に対して斜めの向きをとらせるための内面輪郭形状の使 用をさらに例示するための図１の線２−２に沿った図１の装置の断面図である。 図３は、図１及び図２の表面輪郭構成をさらに詳細に示す。 図４は、図３の実施形態の下で可能な光出力より均一な光出力を発生する別の 表面輪郭構成を示す。 図５は、本発明による表面輪郭構成の幾何学的形状の詳細をさらに示す。 図６は、内面に蛍光体コーティングを受け入れるための表面輪郭を有する蛍光 管の断面図である。 発明の詳細な説明 蛍光ランプの内側の相対的に厚い蛍光体コーティングではなく、相対的に薄い 蛍光体コーティングが、励起された蛍光体コーティングの適切な光出力を発生す る上で実用的な方法であることは一般に認められている。従来の実施方法では、 そのような蛍光体コーティングを水銀アーク発生管のなめらかな内壁に塗布する 。ところが、本発明においては、蛍光体コーティングを受け入れるランプの部分 の 表面輪郭を規定することにより、相対的に多くの量の蛍光体をＵＶ光にさらしな がら、蛍光体の相対的に薄いコーティングを維持できる。本発明の好ましい実施 形態では、これは、ＵＶ光源をも収納する二次閉鎖容器の内面に蛍光体コーティ ングを施し且つ接近して来るＵＶ光線に対して傾斜した面の方向を設定して、相 対的に薄い蛍光体コーティングを通るより長いＵＶ光路を提示することによって 達成される。 図１は、本発明の好ましい一実施形態であるバッグライトシステム１０を斜視 図で示し、図２はそれを断面図で示す。システム１０は、ほぼ上面が開いた箱の 形状として配置される床面１２ａと、４つの側壁１２ｂとから成る不透明閉鎖容 器１２を含む。ほぼ蛇行するように配置される水銀アーク発生管１６は箱１２の 床面１２ａに沿って位置し、ほぼ床面１２ａの上に重なっている。さらに詳細に いえば、管１６の平面は床面１２ｂと平行に、床面１２ｂから離間している。す なわち、箱１２の床面１２ａと開いた上面との中間にある。また、図１に示すよ うに、管１６の形状は、箱１２の床面１２ａからの可視光の放出を阻止しないよ うに管１６の隣接する脚部の間にほぼ開いた領域を残すようになっている。一部 切り取られた状態で示されている射出窓１８は閉鎖容器１２の上に、すなわち、 側壁１２ｂの上縁部に乗っており、床面１２ａとは離間して対面する関係にある 。航空機用電子機器表示の場合のように閉鎖容器を出る可視光を利用するために 、射出窓１８の外面上に情報を提示する表示装置、たとえば、アクティブマトリ クス液晶表示装置（図示せず）を配置できる。情報を提示する表示装置としては 、多くの種類の装置を射出窓１８の外面上に配置できるであろうが、それらは全 て、バックライトシステム１０により発生するバックライトを利用する。 水銀アーク発生管１６は蛍光体コーティングがなく、閉鎖容器１２の中でＵＶ 光を発生する働きしかしない。閉鎖容器１２の内面、すなわち、壁１２ｂの内側 に向いた面と、床面１２ａの上向きの面と、任意にではあるが射出窓１８の下向 きの面には、可視光を発生することにより管１６が発生したＵＶ光に反応する蛍 光体コーティング１４が設けられている。コーティング１４を塗布する方法は様 々であろうが、エアブラシによる方法が適切なコーティング技術であると考えら れる。閉鎖容器１２の内面は、管１６の内壁で利用できる表面積よりはるかに広 い表面積で蛍光体コーティング１４を受け入れることがわかるであろう。さらに 、以下で論ずるが、蛍光体コーティング１４が施される閉鎖容器１２の内面は、 入射して来るＵＶ光線に対してほぼ斜めの角度を成して位置している。従って、 そのような斜角を成す蛍光体コーティングに接近する各々のＵＶ光線は、コーテ ィング１４中の蛍光体粒子がその光線にさらされるまでに、より長い光路をとる ことになる。この向きは、蛍光体粒子が所定のＵＶ光光子を捕捉して、可視光を 発生する確立を高くする。蛍光体コーティング１４の厚さは閉鎖容器１２の中で 異なっていることがわかるであろう。すなわち、射出窓１８の下向きの面のコー ティング１４は、従来の方法で実施されていたように相対的に薄いコーティング 、たとえば、蛍光体粒子３つ分から５つ分の厚さとするために、精密に塗布され るべきである。そのような蛍光体コーティングを射出窓に塗布すると、箱１２の 空洞で発生する拡散光をさらに有効に利用でき、バックライトの均一性という所 望の特性をさらに利用できる。 図３を参照して説明すると、蛍光体コーティング１４で利用できる表面積を広 くし且つ斜めの向きをさらに斜めにするために、閉鎖容器１２の内面は、ＵＶ光 にさらされる相対的に広く、傾斜した表面積を形成する表面形状を含む。さらに 詳細にいえば、閉鎖容器１２の各々の内面は一連の隣接する平行なＶ字形の溝２ ０を有し、それらの溝は一体となって、平坦な面又はなめらかな面の構成と比べ て広い表面積を与える。閉鎖容器１２の様々な内面にあるＶ字形の溝の向きは様 々に変わる。全ての溝２０が互いに平行である必要はない。しかしながら、好ま しい実施形態では、溝はそれぞれの溝２０の間に隆起部を形成するように密に近 接して配置されている。言いかえれば、好ましい溝構成によれば、閉鎖容器１２ の内面には平坦な部分がほとんど残らない。溝２０を離間させると、内壁の本来 の平坦な面が幾分か残るであろうが、そのようにすると、ここで示すように溝が 互いに密接に隣接して、溝の間に隆起部を形成する構造と比べて、利用できる傾 斜面は少なくなってしまうであろう。 図４は、蛍光体コーティングを塗布するための表面積は同じであるが、より均 一な光出力、すなわち、十分に分散又は拡散した光出力を発生する、図１〜図３ の装置に適用できる改善形状を示す。図４の場合、閉鎖容器１２の内面には、前 述のようなＶ字形の溝２０と、溝２０とは直交する関係の別の一連の同様のＶ字 形の溝２２が設けられている。この構成では、閉鎖容器１２の内面は角錐形の構 造２４を有し、各々の角錐のそれぞれの平坦な面は管１６が発生するＵＶ光に適 切にさらされ、また、蛍光体コーティング１４を塗布される。閉鎖容器１２の内 面に角錐形構造２４を配置すると、蛍光体コーティング１４を塗布するために利 用できる表面積は最大になり、この蛍光体コーティング１４はＵＶ光に絶えず適 切にさらされる。図４の構造は、最も均一な光出力を発生する。 本発明の好ましい形態においては、Ｖ字形の溝２０及び２２は、蛍光体コーテ ィングを塗布した領域の利用可能な表面積を最適の形で拡大する９０°Ｖ字溝パ ターンである。図５は、溝２０及び２２のそのような幾何学的形状の面を示す。 図５には、２つのＶ字形の溝２０、個別には２０ａ及び２０ｂが示されているが 、それらは溝２２の形状を代表するものと考えるべきである。図５では、Ｖ字形 の溝２０ａはＶ字形の溝２０ｂにすぐ隣接して、それと平行な関係にある。隣接 するＶ字形の溝２０ａ及び２０ｂの境界として、頂点、すなわち、線状隆起２１ が形成されている。溝２０ａ及び２０ｂの隣接する平坦な面が成す角度２３は９ ０°である。同様に、各々の溝２０の底における角度２５、すなわち、各々の溝 ２０の２つの平坦な面が成す角度は９０°である。この形状に従って溝２０ａ及 び２０ｂを形成することにより、蛍光体コーティングを塗布し且つ蛍光体コーテ ィングをＵＶ光源に適切にさらすために、相当な大きさの傾斜面の面積を利用で きる。 ５インチ×５インチの大きさで、表面積が２５平方インチである平坦な板を考 えてみる。同じ平坦な板に９０°のＶ字形の溝２０を切ると、表面積は１．４１ ４倍の３５．４平方インチになる。第１の溝２０と直交する追加のＶ字形の溝２ ２を切ることにより、元の平坦な面と比較した場合の表面積の拡張は同じである が、得られる角錐構造２４の幾何学パターンはより均一な光出力を発生する。 それらのパターンは、窓１４の内側に向いた面を含めた閉鎖容器１２の全ての 内面に適用できる。閉鎖容器１２にそのような溝パターンを製造することは、閉 鎖容器１２の本体として選択された材料を機械加工するか又は成形するという単 純な作業であると考えられる。窓１４は適切な成形パターンによってガラス基板 又はポリマー基板から高温圧縮できる。 本発明のいくつかの面は管状蛍光ランプに適用できるであろうが、その製造工 程はさらに困難になり、おそらくはコスト高を招くと考えられる。たとえば、図 ６に示すように、内面の長さに沿ってＶ字形の溝２０を有する管５０を得るため に、Ｖ溝パターンが刻まれたマンドレル（図示せず）にかぶせて、ガラス管５０ を形成することが可能であろう。この場合、管５０はランプの長手方向軸に対し て望ましい向きに、蛍光体コーティング５２を塗布するためのより広い内表面積 を得る。これにより、蛍光ランプの総効率は、発生するＵＶ光をより効率良く利 用できるために向上する。すなわち、蛍光体コーティングとＵＶ発生アークの流 れとの間には、光を吸収する特性をもつものは何も存在していない。しかしなが ら、あらゆる管材料は幾分かのスペクトル吸収特性を有する。ランプの外側の蛍 光体については、蛍光体が応答する範囲のエネルギーに対してランプ管の吸収を 極力小さくしなければならない。 従って、蛍光体を塗布する相対的に薄い面の面積を拡大すると共に、接近して 来るＵＶ光線に対するその面の向きを大きくとることにより、外寸が同じランプ 外囲器の平坦な内面の面積と比較して、より多くの光を発生できるであろう。言 いかえれば、同じＵＶ光束密度を発生するランプと比べて、本発明では、相対的 に薄いコーティングで与えられるようなより多くの蛍光体がＵＶ光に適切にさら されるので、より多くの可視光出力が得られる。そこで、ＵＶ光はより効率良く 使用される。同じ入力パワーでも、光出力が増加するのに加えて、光出力の均一 性は著しく向上する。光出力の量と均一性双方の増加は、フラットパネルＬＣＤ バックライティング方式においては特に望ましいと考えられる。 特許法に従うと共に、新規な原理を適用し且つそのような特殊化された構成要 素を必要に応じて構成し、使用するために必要とされる情報を当業者に提供する ために、ここでは、本発明をかなり詳細に説明した。しかしながら、本発明は先 に説明した特定の実施形態には限定されず、特定の点で異なる機器や装置によっ ても本発明を実施できること、及び機器の詳細と動作手続きの双方に関して、本 発明それ自体の範囲から逸脱せずに様々な変形を実現できることを理解すべきで ある。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年７月１１日 【補正内容】 補正明細書Ａ 従って、可視光を発生するために蛍光体コーティングにより利用可能な紫外線 光を利用するということに関して、ＬＣＤのバックライトとしての蛍光ランプを さらに効率良くすることが望ましい。さらに、ＬＣＤのバックライトとして使用 される蛍光ランプは、航空機用飛行表示装置のような大きさを制約された装置に おいて均一な出力を発生することが望ましい。 従来の技術の参考文献は、より一様な光源を形成するために封入ケースの内部 の光を反射するバックライト閉鎖容器の中に収納された蛇行光源を開示する米国 特許第３，３９５，３０１号を含む。米国特許第５，２１１，４６７号は蛍光照 明システムを開示している。気体を充満したランプの内面には蛍光体がなく、蛍 光体はランプから離して配置された拡散板に付着される。 本発明の主題は従来の蛍光ランプ構造のこれらの問題に対処し、特に航空機用 表示機器に適用されるようなＬＣＤ装置の蛍光バックライトの効率をさらに向上 させ且つより均一な光出力を発生させる。 発明の概要 本発明の１つの面によれば、蛍光体要素が結合される面を規定する面構造を設 けることにより、蛍光ランプのエネルギー効率を向上させる。その面構造は相対 的に広い表面積を有し、その表面積の大半は放射エネルギー源の長手方向軸に対 し垂直に引いた半径に対して斜めの向きにある。従来のランプの蛍光体要素を受 け入れる面はなめらかであり、そのなめらかな面は放射エネルギー（アーク）源 の長手方向軸に対しほぼ垂直である。蛍光体コーティングのためにより広く、斜 めの向きをもつ面領域を設けることにより、実用的な、相対的に薄い蛍光体コー ティングを使用しつつ、相対的により多くの量の蛍光体をＵＶ光子の衝撃にさら し、コーティングを通るより長いＵＶ光路を形成することができる。このように すると、より多くの蛍光体がＵＶ光エネルギーを捕捉するように位置することに なり、従って、総パワー入力を増加しなくてもより多くの可視光が発生されるの で、所定のエネルギー入力に対してより多くの光出力が発生される。 補正明細書Ｂ 本発明の主題を特定して指摘し且つ本明細書の末尾部分で明確に特許請求した 。しかしながら、本発明の構成と動作の方法は共に、本発明のその他の利点及び 目的を含めて、添付の図面と共に以下の説明を参照することにより最も良く理解 されるであろう。図面中、同じ図中符号は同じ要素を指示する。 図面の簡単な説明 本発明をさらに良く理解し且つ本発明をどのように実施できるかを示すために 、１例として、ここで添付の図面を参照する。図面中： 図１は、航空機用計器表示に適用されるようなＬＣＤ装置のバックライティン グシステムにおいて使用される本発明の好ましい一実施形態の一部切取り斜視図 である。 図２は、蛍光体コーティングを受け入れるために利用できる表面積を拡大し且 つ接近して来るＵＶ光線に対して斜めの向きをとらせるための内面輪郭形状の使 用をさらに例示するための図１の線２−２に沿った図１の装置の断面図である。 図３は、図１及び図２の表面輪郭構成をさらに詳細に示す。 図４は、図３の実施形態の下で可能な光出力より均一な光出力を発生する別の 表面輪郭構成を示す。 図５は、本発明による表面輪郭構成の幾何学的形状の詳細をさらに示す。 発明の詳細な説明 補正明細書Ｃ 本発明の好ましい形態においては、Ｖ字形の溝２０及び２２は、蛍光体コーテ ィングを塗布した領域の利用可能な表面積を最適の形で拡大する９０°Ｖ字溝パ ターンである。図５は、溝２０及び２２のそのような幾何学的形状の面を示す。 図５には、２つのＶ字形の溝２０、個別には２０ａ及び２０ｂが示されているが 、それらは溝２２の形状を代表するものと考えるべきである。図５では、Ｖ字形 の溝２０ａはＶ字形の溝２０ｂにすぐ隣接して、それと平行な関係にある。隣接 するＶ字形の溝２０ａ及び２０ｂの境界として、頂点、すなわち、線状隆起２１ が形成されている。溝２０ａ及び２０ｂの隣接する平坦な面が成す角度２３は９ ０°である。同様に、各々の溝２０の底における角度２５、すなわち、各々の溝 ２０の２つの平坦な面が成す角度は９０°である。この形状に従って溝２０ａ及 び２０ｂを形成することにより、蛍光体コーティングを塗布し且つ蛍光体コーテ ィングをＵＶ光源に適切にさらすために、相当な大きさの傾斜面の面積を利用で きる。 １２．７cm（５インチ）×１２．７cm（５インチ）の大きさで、表面積が１６ １．３平方cm（２５平方インチ）である平坦な板を考えてみる。同じ平坦な板に ９０°のＶ字形の溝２０を切ると、表面積は１．４１４倍の２２８．１平方cm（ ３５．４平方インチ）になる。第１の溝２０と直交する追加のＶ字形の溝２２を 切ることにより、元の平坦な面と比較した場合の表面積の拡張は同じであるが、 得られる角錐構造２４の幾何学パターンはより均一な光出力を発生する。 それらのパターンは、窓１４の内側に向いた面を含めた閉鎖容器１２の全ての 内面に適用できる。閉鎖容器１２にそのような溝パターンを製造することは、閉 鎖容器１２の本体として選択された材料を機械加工するか又は成形するという単 純な作業であると考えられる。窓１４は適切な成形パターンによってガラス基板 又はポリマー基板から高温圧縮できる。 補正請求の範囲 １．内側に向いた床面（１２）と、内側に向いた複数の側壁面（１２ｂ）と、 開いた上部とを有する閉鎖容器（１２）を含み、前記内側に向いた床面（１２ｂ ）及び内側に向いた側壁（１２ｂ）は蛍光体（１８）で被覆され且つ閉鎖容器の 内部には、ＵＶ光を発生する蛇行管（１６）が配置されている液晶表示装置のバ ックライトにおいて、前記バックライトは、 蛍光体コーティングが設けられる前記内側に向いた側壁面（１２ｂ）及び前記 内側に向いた床面（１２ａ）に、ＵＶ光が蛍光体コーティング（１８）と反応し たときに可視光を均一に発生するように蛇行管（１６）に対して配置される複数 のＶ字形の溝（２０）と； 前記閉鎖容器（１２）の前記開いた上部に配置され、可視光を通過させる射出 窓と をさらに含むバックライト。 ２．前記溝パターンは平行な隣接するＶ字形の溝（２０）から構成されている 請求項１記載のバックライト。 ３．前記Ｖ字形の溝（２０）は互いに対してほぼ９０度の向きを有する隣接面 を規定する請求項２記載のバックライト。 ４．前記溝パターンは第１組の隣接する平行なＶ字形の溝（２０）と、第２組 の隣接する平行なＶ字形の溝（２２）とから構成されており、第１組の溝と第２ 組の溝とは直交する関係にあって、角錐形構造の集合体（２４）として前記内側 に向いた面領域を規定する請求項１記載のバックライト。 ５．隣接する角錐構造の隣接する面は互いに対してほぼ９０度の位置にある請 求項４記載のバックライト。 【図５】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 独占的所有権又は権利を請求する発明の実施形態を次の通り定義する： １．内側に向いた床面と、内側に向いた複数の側壁面と、開いた上部とを規定 する閉鎖容器と； 前記閉鎖容器の内部にあるＵＶ光源と； 可視光を通過させ且つ前記閉鎖容器の前記開いた上部に位置し、前記閉鎖容器 の内側に向いた天井面を規定し、前記内側に向いた床面と、壁と、天井面とは、 前記ＵＶ光源により発生されるＵＶ光にさらされる溝のある内側に向いた面領域 を規定するような射出窓と； 前記内側に向いた面領域に付着し、前記光源に反応して可視光を発生すること により、前記可視光が後に液晶マトリクス素子を通過するために前記射出窓を経 て前記閉鎖容器から射出できるようにする蛍光体コーティングとを具備する情報 提示表示装置のバックライト。 ２．前記溝パターンは平行な隣接するＶ字形の溝から構成されている請求項１ 記載のバックライト。 ３．前記Ｖ字形の溝は互いに対してほぼ９０度の向きを有する隣接面を規定す る請求項２記載のバックライト。 ４．前記溝パターンは第１組の隣接する平行なＶ字形の溝と、第２組の隣接す る平行なＶ字形の溝とから構成されており、第１組の溝と第２組の溝とは直交す る関係にあって、角錐形構造の集合体として前記内側に向いた面領域を規定する 請求項１記載のバックライト。 ５．隣接する角錐構造の隣接する面は互いに対してほぼ９０度の位置にある請 求項４記載のバックライト。 ６．内側に向いた床面と、内側に向いた複数の側壁面と、開いた上部とを規定 する閉鎖容器と； ＵＶ光源を形成し、前記閉鎖容器の中に配置される蛇行管と； 可視光を通過させ且つ前記閉鎖容器の前記開いた上部に配置され、前記閉鎖容 器の内側に向いた天井面を規定し、前記内側に向いた床面と、壁と、天井面とは 前記光源にさらされる溝のある内側に向いた面領域を規定し、前記内側に向いた 面領域は内方に向いた複数の角錐構造を規定するような射出窓と； 前記内側に向いた面領域に付着し、前記光源に反応して可視光を発生すること により、前記可視光が後に液晶マトリクス素子を通過するために前記射出窓を経 て前記閉鎖容器から射出できるようにする蛍光体コーティングとを具備する情報 提示表示装置のバックライト。