JPH05188372A - 蛍光照明装置とそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蛍光管を光源とする蛍光照明装置に関し、発
光効率の向上と照明光の平行容易化による適用範囲の拡
大で照明装置としての生産性向上を図ることを目的とす
る。 【構成】 内面に蛍光体が塗布された直状のガラス管52
とその両端に真空を保って配設された放電電極51とで構
成される蛍光照明装置を、被照明物に対応して配置され
たガラス管内面の該被照明物直射領域には蛍光体塗布部
53を形成し、残部の領域には強誘電率皮膜54a でカバー
された紫外線反射部54を形成して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は蛍光管を光源とする蛍光
照明装置の構成とそれを用いた液晶表示装置の構成に係
り、特に蛍光管としての発光効率を向上させると共に照
明光の平行化を容易ならしめて均一な面照明を実現し照
明装置としての適用範囲の拡大による生産性の向上を図
り、また該蛍光照明装置を使用することで高輝度で指向
性のある液晶表示装置を実現して特性の向上を図った蛍
光照明装置とそれを用いた液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の蛍光照明装置を説明する構
成概念図であり、(7-1) は全体図,(7-2)は(7-1) を矢示
A₁方向から見た断面図である。

【０００３】なお図では１個の蛍光管による照明装置の
場合を例として説明する。また図８は従来の液晶表示装
置の主要部を説明する構成概念図であり、(8-1)は斜視
図,(8-2)は(8-1) を矢示A₂方向から見た断面図である。

【０００４】図７で、例えば基台１上の破線で示す領域
Ｂを照明するには該領域Ｂの上で基台１の面と平行に配
置した蛍光管２で照明する方法が最も一般的であるが、
通常の蛍光管２はガラス管の内面全域に塗布されている
蛍光体を紫外線による発光源としているため上記領域Ｂ
を直射しない光を該蛍光管２の背面側に配置した彎曲す
る反射板３で反射させることで該領域Ｂを明るく照明す
るようにしている。

【０００５】なおこの場合の照明光L₁はランダム方向に
出る光の合成光であるため上記領域Ｂ内での明るさのバ
ラツキを避けることができない。一方バックライト型の
液晶表示装置の場合を例とする図８で、液晶表示装置４
は図示されない回路基板からの信号で動作する液晶板41
と該液晶板41の裏面（図では下面）側を面照明する蛍光
照明装置42およびこれら両者を所定位置に配置固定する
筐体43とを主要構成部材として構成されているものであ
る。

【０００６】しかし、複数（図では３個）の図７同様の
蛍光管２と反射板３とからなる該蛍光照明装置42から射
出する光L₂は図７で説明したようにランダム方向の光の
合成光であり上記液晶板41を面照明する明るさの均一性
に欠けるものであるため、通常は該蛍光照明装置42から
射出される光の光量分布均一化手段としての拡散板44を
上記液晶板41の裏面側に添着することで対応させてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし従来の蛍光管を
使用した蛍光照明装置では、蛍光管自体がその全面で発
光するため上記照明領域Ｂを直接照明しない背面側発光
域の利用効率が悪いと共に照明領域内での明るさにバラ
ツキが発生し易く更に反射板によるロスも無視できない
ことから照明条件が厳しい分野に利用することができ
ず、適用範囲が抑制されることから生産性の向上を期待
することができないと言う問題があった。

【０００８】また該蛍光照明装置を使用した液晶表示装
置では複数個の蛍光管を使用することで照明領域内の明
るさのバラツキは抑制し得るが、蛍光管としての発光域
の利用効率が悪いことと反射板と拡散板によるロスのた
めに低消費電力化や高輝度，長寿命の液晶表示装置の構
成に難点があり更に液晶板から射出する光を直接目視す
ることになるため指向性に乏しい液晶表示装置にならざ
るを得ないと言う問題があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は、内面に蛍光
体が塗布された直状のガラス管とその両端に真空を保っ
て配設された放電電極とで構成される蛍光照明装置であ
って、被照明物に対応して配置されたガラス管内面の該
被照明物直射領域には蛍光体塗布部が形成され、残部の
領域には強誘電率皮膜でカバーされた紫外線反射部が形
成されて構成されている蛍光照明装置によって達成され
る。

【００１０】また、均一した明るさで裏面側から照明さ
れる液晶板を表示面とする液晶表示装置であって、液晶
板を照明する蛍光照明装置が、紫外線反射部がガラス管
表面の長手方向に沿うスリットを除く外面全面に形成さ
れて構成されている蛍光照明装置の複数個をそれぞれの
スリットから射出する拡散光束の端面が交差する線を含
む面を被照明物の照明面とする位置で各スリットが該照
明面を向くように平行配置し該照明面と対応する位置に
各スリット近傍を焦点とするシリンドリカルレンズが配
設されて構成されている蛍光照明装置を、シリンドリカ
ルレンズ側が該液晶板の裏面と対面するように該液晶板
近傍に配置して構成されている液晶表示装置によって達
成される。

【００１１】

【作用】蛍光管内の蛍光体は紫外線が照射されることで
発光するように構成されているので、蛍光管の被照明物
を直射しない領域に紫外線を反射させる皮膜を形成する
と該反射領域で反射した紫外線を蛍光管内の被照明物直
射領域に集めることができて蛍光管としての発光効率を
上げることができる。

【００１２】また、蛍光管の長手方向に沿うスリットを
除く全面に上記の紫外線反射皮膜を形成すると周囲全面
を発光源とする蛍光管を該スリットを光源とする線光源
にすることができる。

【００１３】そこで本発明では、ガラス管の内面または
表面が被照明物直射領域のみを蛍光体塗布領域とし該領
域を除く全面が紫外線反射皮膜となるように形成して所
要の蛍光管を構成するようにしている。

【００１４】また本発明では、上述した線光源蛍光管の
複数個を平行して配置することで被照明物の照明領域内
がほぼ均一した明るさを持つような面照明装置を構成す
るようにしている。

【００１５】従って、前者の場合には蛍光管としての発
光効率を上げることができて図７で説明した反射板３を
使用することなく高輝度の蛍光照明装置を実現すること
ができると共に、後者の場合には面照明装置を構成した
後の光路上に光源近傍を焦点とするシリンドリカルレン
ズを配置して該照明光を平行光線化することで図８で説
明した拡散板44の必要のない液晶表示装置４を実現する
ことができる。

【００１６】

【実施例】以下図にしたがって本発明の詳細を説明す
る。図１は本発明になる蛍光照明装置を説明する構成図
であり、(1-1) は蛍光管の斜視断面図，(1-2) は(1-1)
をＣ方向から見た断面図，(1-3) は図７同様の照明装置
にしたときの状態を示したものである。

【００１７】また、図２は本発明の第２の実施例を説明
する図、図３は第３の実施例を説明する図、図４は面照
明装置に構成した例を示す図、図５は図４の面照明装置
を平行光線化させる手段を説明する図、図６は液晶表示
装置に構成した場合を説明する図をそれぞれ表わしてい
る。

【００１８】なお図６では図８と同様の液晶パネルを使
用する液晶表示装置の場合を例としているので図８と同
じ対象部材には同一の記号を付して表わしている。図１
の(1-1) で蛍光管５は、両端に位置する放電電極51の間
に介在するガラス管52の内面の半周または半周以下の領
域には蛍光体塗布部53がまたその残部の領域には紫外線
反射部54がそれぞれ形成されて構成されているものであ
り、蛍光体塗布部53は管内で発生した放電光（紫外線）
を吸収して発光する従来の蛍光管と同様のもの、また紫
外線反射部54は管内で発生した放電光（紫外線）を反射
する金属皮膜で構成されている。

【００１９】そして特にこの場合の蛍光体塗布部53と紫
外線反射部54とは、例えば蛍光管に構成する前のガラス
管の蛍光体塗布部53に対応する領域をマスキングした状
態で無電解メッキ等の手段でアルミニウム(Al)皮膜を10
数μm の厚さに形成した後該皮膜上をガラスの如き強誘
電体皮膜54a を溶接またはターティング等の手段でカバ
ーし、更に上記マスクを取り外してその領域に従来の蛍
光管と同様の蛍光体を塗布することで容易に形成するこ
とができる。

【００２０】従って、以後通常の蛍光管形成工程を経る
ことで図示の如き所要の蛍光管５を実現することができ
る。かかる蛍光照明装置としての蛍光管５では(1-2) に
示すように、管内で発生する紫外線の一部は蛍光体塗布
部53に吸収されて発光し矢印ａのようにそのまま管外に
射出するが、該管内で発生する紫外線の残部は一点鎖線
で示すように紫外線反射部54で反射した後蛍光体塗布部
53に吸収されて発光し矢印ｂのように管外に射出する。

【００２１】このことは照明に必要な領域すなわち蛍光
体塗布部53のみが周囲から集中する紫外線を吸収して発
光することになるので、光源すなわち蛍光管としての発
光効率を従来の蛍光管すなわち図７の蛍光管２よりも上
げることができる。

【００２２】更に該蛍光体塗布部53と紫外線反射部54と
の形成比率を光源としての使用目的に合わせて設定する
ことで照明域に適応する蛍光管を得ることができる。そ
こで(1-3) に示す如き基台１上の破線で示す照明領域Ｂ
は、その上方に配置した１個の該蛍光管５で図７の場合
とほぼ同様に照明できるので図７で必要とした反射板３
を削減することができて生産性の向上を期待することが
できる。

【００２３】図２は、従来の蛍光管２を使用して本発明
になる蛍光照明装置としての蛍光管を構成した場合を示
したものであり、図１同様に(2-1) は斜視断面図，(2-
2) は矢示Ｄ方向から見た断面図である。

【００２４】図で蛍光照明装置６は、図７で説明した蛍
光管２のガラス管表面の少なくとも半周を越える領域の
みに例えば厚さ10数μm のアルミニウム膜6aを通常の蒸
着技術で被覆形成したものである。従って紫外線反射部
としての該アルミニウム膜6a以外の領域のガラス管内面
には蛍光管２としての蛍光体塗布領域が露出しているこ
とになる。

【００２５】かかる蛍光照明装置６としての蛍光管で
は、管内の紫外線による発光が上記アルミニウム膜6aの
領域すなわち紫外線反射部形成領域では該アルミニウム
膜6aの内面で反射させられると共に該紫外線反射部形成
領域を除く領域ではそのままガラス管外に射出するので
図１の場合と同等の効果を得ることができる。

【００２６】図１および図２と同様の断面で示す図３
は、図２の蛍光管６を構成したときのアルミニウム膜6a
の形成幅を更に拡げてガラス管表面に露出する蛍光体塗
布領域の幅が１〜２mm程度となるようなスリットに形成
したものである。

【００２７】すなわち図３で蛍光管７は、従来の蛍光管
２のガラス管表面の長手方向に沿う幅１〜２mmのスリッ
ト7bを除く全面に、図２で説明した厚さ10数μm のアル
ミニウム膜7aを通常の蒸着技術で被覆形成したものであ
る。

【００２８】従って幅１〜２mmのスリット7bのみに蛍光
管２としての蛍光体塗布部が露出していることになり、
結果的に該幅１〜２mmのスリットが発光域7b′となるの
で線状光源と見なすことができる。

【００２９】そこで２個のかかる蛍光管７をそれぞれの
発光域7b′が照明面を向くように平行配置すると、図４
で示す面照明装置８を構成することができる。特にかか
る面照明装置８では、それぞれの蛍光管７から射出する
照明光が線状の発光域7b′から射出しているため図７で
説明したような複合光でなく、したがって各発光域7b′
から射出する光束の端面L₃が相互に交差する位置近傍を
照明面Ｆとすることでほぼ均一した明るさを持つ面照明
装置にすることができる。

【００３０】図４で説明した面照明装置８から射出する
照明光を平行光線化させる手段を説明する図５では、線
光源としての蛍光管７が３個の場合を例としている。図
５で各蛍光管７から射出する光は線状の発光域7b′から
の光であるため拡散する方向にある。

【００３１】そこで図４で説明した照明面Ｆと対応する
位置に上記発光域7b′換言すればスリット7b近傍を焦点
とするシリンドリカルレンズ8aを配設して面照明装置９
を構成すると、該シリンドリカルレンズ8aを通過した後
の光L₄を均一且つ平行にすることができる。

【００３２】従ってかかるシリンドリカルレンズ8aを組
み合わせた面照明装置９を図８で説明した液晶表示装置
の照明装置として組み込むと、該面照明装置９から射出
する照明光がほぼ均一な平行光線であるため図８の液晶
表示装置では光源からの照明光を均一化させるために必
要不可欠であった拡散板44を取り除くことができて図６
で示す液晶表示装置10を構成することができる。

【００３３】更に、取り除いた該拡散板44を該液晶表示
装置10の液晶板41の表面に破線Ｅで示すように添着する
と、液晶板41から射出する照明光を図６の照明光L₅のよ
うに拡散させることができるので液晶板41からほぼ垂直
方向に射出する照明光で指向性に乏しい図８の液晶表示
装置４を指向性に優れた液晶表示装置に変えることがで
きる。

【００３４】

【発明の効果】上述の如く本発明により、蛍光管の発光
効率を向上させると共に照明光の平行化を容易ならしめ
て均一な面照明を実現し照明装置としての適用範囲の拡
大による生産性の向上を図り、また該蛍光照明装置を使
用することで高輝度で指向性のある液晶表示装置を実現
して特性の向上を図った蛍光照明装置とそれを用いた液
晶表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明になる蛍光照明装置を説明する構成
図。

【図２】 本発明の第２の実施例を説明する図。

【図３】 第３の実施例を説明する図。

【図４】 面照明装置に構成した例を示す図。

【図５】 図４の面照明装置を平行光線化させる手段を
説明する図。

【図６】 液晶表示装置に構成した場合を説明する図。

【図７】 従来の蛍光照明装置を説明する構成概念図。

【図８】 従来の液晶表示装置の主要部を説明する構成
概念図。

【符号の説明】

１ 基台 ２ 蛍光管 5,6,7 蛍光照明装置 6a,7a アルミニウム膜 7b スリット 7b′ 発光域 8,9 面照明装置 8a シリンドリカルレンズ 10 液晶表示装置 41 液晶板 44 拡散板 51 放電電極 52 ガラス管 53 蛍光体塗布部 54 紫外線反射
部 54a 強誘電体皮膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野寺 俊也 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 永谷 真平 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面に蛍光体が塗布された直状のガラス
   管(52)とその両端に真空を保って配設された放電電極(5
   1)とで構成される蛍光照明装置であって、 被照明物に対応して配置されたガラス管内面の該被照明
   物直射領域には蛍光体塗布部(53)が形成され、残部の領
   域には強誘電率皮膜(54a) でカバーされた紫外線反射部
   (54)が形成されて構成されていることを特徴とした蛍光
   照明装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の紫外線反射部が、蛍光体
   塗布部がガラス管内面の全面に形成されている該ガラス
   管外面の対応する領域にのみ形成されて構成されている
   ことを特徴とした蛍光照明装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の紫外線反射部が、ガラス
   管表面の長手方向に沿うスリット(7b)を除く外面全面に
   形成されて構成されていることを特徴とした蛍光照明装
   置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の蛍光照明装置の複数個
   が、それぞれのスリット(7b)から射出する拡散光束の端
   面が交差する線を含む面を被照明物の照明面とする位置
   で各スリット(7b)が該照明面を向くように平行配置され
   て構成されていることを特徴とした蛍光照明装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の蛍光照明装置であって、 被照明物の照明面と対応する位置に各スリット近傍を焦
   点とするシリンドリカルレンズ(8a)が配設されて構成さ
   れていることを特徴とした蛍光照明装置。
6. 【請求項６】 均一した明るさで裏面側から照明される
   液晶板を表示面とする液晶表示装置であって、 液晶板(41)を照明する蛍光照明装置が、シリンドリカル
   レンズ(8a)側が該液晶板(41)の裏面と対面するように該
   液晶板近傍に配置された請求項５記載の蛍光照明装置
   (9) であることを特徴とした液晶表示装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の液晶表示装置において、
   液晶板表面の表示面に、拡散板(44)が添着されて構成さ
   れていることを特徴とした液晶表示装置。