JPH09306427A - 小形蛍光ランプ、蛍光ランプ製造方法、バックライトユニット、液晶表示装置および機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】細管にもかかわらずアパーチャを有している小
形蛍光ランプ、このランプに適した蛍光ランプ製造方
法、この小形蛍光ランプを用いたバックライトユニッ
ト、液晶表示装置および機器を提供する。 【構成】小形蛍光ランプは、内径３．５ｍｍ望ましくは
２．５ｍｍ以下のガラスバルブの両端に冷陰極を封着し
て内部に放電媒体を封入しており、ガラスバルブの長手
方向に沿ってアパーチャを有している。蛍光ランプ製造
方法は、アパーチャ形成材料と感光性樹脂との材料スラ
リーをガラスバルブの全周に塗布して乾燥し、アパーチ
ャ予定部分にバルブ外面からフォトマスクを装着して露
光する。次にフォトマスクを脱着して現像し、未感光部
分のアパーチャ材料および感光性樹脂を除去して乾燥す
る。乾燥後ベーキングして反射膜または蛍光体層を形成
するとともに、アパーチャを形成する。バックライトユ
ニットは上記小形蛍光ランプを、液晶表示装置は上記バ
ックライトユニットを、また機器は上記液晶表示装置を
それぞれ組み込んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアパーチャを有する
小形蛍光ランプ、蛍光ランプ製造方法、バックライトユ
ニット、液晶表示装置および機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置などのバックライト、特に
サイドライト方式バックライトにはたとえば特開平１−
１８３６２６号公報に記載されているようにアパーチャ
形の蛍光ランプが有効であると考えられる。

【０００３】従来、ガラスバルブにアパーチャを形成す
るには、ひっかき方式や実開昭６３−７９０５１号公報
に記載されている塗り残し方式などが用いられている。

【０００４】図９は、ひっかき方式によってアパーチャ
を形成する過程）示す正面図、図１０はガラスバルブの
端面図である。

【０００５】この方式は、アパーチャを形成するを反射
膜材料または蛍光体をまずガラスバルブ９１の管内壁全
面に塗布し乾燥させた後、金属や樹脂等のブラシ、棒な
どの除去具９２を用いて反射膜や蛍光体層９３をバルブ
９１の長手方向に沿ってひっかくことにより所定部分の
反射膜または蛍光体層を除去してアパーチャ９４を形成
するのである。

【０００６】図８は、塗り残し方式によってアパーチャ
を形成する過程を示す図である。

【０００７】この方式は、ガラスバルブ１１１を水平面
に対し９０゜より小さい角度に傾斜させて、ガラスバル
ブ１１１の上端部から、ガラスバルブ内径より細い流し
口１１２から、反射膜スラリーまたは蛍光体スラリー１
１３をガラスバルブ１１１内に自由流入させ、乾燥させ
ることにより、アパーチャ１１４を設けるのである。

【０００８】一方、バックライトユニットの小形化薄型
化、軽量化に伴い蛍光ランプも細管化され、φ１０ｍｍ
以下の蛍光ランプが使用されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のような細管の蛍
光ランプにアパーチャを形成するのは非常に困難で、無
理して製作してもせいぜいφ４ｍｍ程度までである。こ
のため、φ１０ｍｍ以下の蛍光ランプ以下のほとんどの
バックライト用蛍光ランプはアパーチャのない、いわゆ
る全面形である。

【００１０】近時、バックライトユニットの薄形化、軽
量化はなお一層進展しており、このために小形蛍光ラン
プも内径３．５ｍｍ以下の細管化の要求がある。このよ
うな細管になると、もはやアパーチャを形成することは
全く実現性がなかった。

【００１１】さらに、従来のひっかき方式は、ひっかき
残りがあるとアパーチャの部分に反射膜または蛍光体が
残り、期待どおりのアパーチャができないし、ひっかい
た反射膜または蛍光体のくずがガラス管内に残留する問
題がある。さらに、機械的方法であるので、アパーチャ
の境界線が波状（ギザギザ）になりやすい。さらにま
た、ガラスバルブ内にひっかくためのブラシや棒を挿入
する必要があるため、ガラスバルブ内径が小さくなる
と、長いアパーチャを形成することが困難となり、管長
を長くできない（長い開口部は困難）。

【００１２】一方、塗り残し方法は、アパーチャの角度
は反射膜スラリーまたは蛍光体スラリーの粘度、流し口
の内径、ガラス管の傾斜角度、塗布周囲の温度、湿度、
スラリーやガラス管の温度などにより決定されるが、い
ずれも微妙な調整、設定が必要でガラス管の外径が細く
なると、アパーチャの開口角の一定化は難しく、特にガ
ラスバルブ外径がφ１０ｍｍより小さくなると、機械化
するのは困難である。本発明は、内径３．５ｍｍ以下の
ガラスバルブでアパーチャを有する小形蛍光ランプ、こ
のランプに適した蛍光ランプ製造方法、この小形蛍光ラ
ンプを用いたバックライト、液晶表示装置および機器を
提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の小形蛍
光ランプは、内径３．５ｍｍ以下のガラスバルブと；ガ
ラスバルブの両端に封着した一対の冷陰極と；ガラスバ
ルブの内面の長手方向に沿って形成されたアパーチャ
と；ガラスバルブの内側に形成された蛍光体層と；冷陰
極を封着したガラスバルブ内に封入された少なくとも希
ガスを含む放電媒体と；を具備していることを特徴とし
ている。

【００１４】本発明および以下の各請求項の発明におい
て、アパーチャはたとえば後述の請求項６および７の方
法により容易に形成することができる。また、アパーチ
ャはガラスバルブ内面に反射膜を形成するときは反射膜
を形成しない部分（非形成部）をもって形成し、または
反射膜を設けないときは蛍光体層を形成しない部分（非
形成部）をもって形成すればよい。さらに、アパーチャ
部分には蛍光体が被着されていてもよい。

【００１５】反射膜材料としては、反射性金属酸化物た
とえばアルミナ、酸化チタンなどの微粉末を使用するこ
とができる。

【００１６】蛍光体としては３波長発光形の希土類蛍光
体が望ましいが、その他どのような蛍光体を使用しても
よい。

【００１７】放電媒体としては、希ガスの他に水銀を封
入してもよいが、Ｘｅガスのみ、またはＸｅとＡｒまた
はＮｅとの混合ガスを使用してもよい。水銀とＡｒおよ
びＮｅの混合ガスとを使用することもできる。

【００１８】ガラスバルブの長さは用途によって適宜設
定すればよい。

【００１９】本発明の蛍光ランプは、バックライトはも
ちろん読取用など多様な用途に適応し、たとえば複写機
やファクシミリなどの画像読取装置の読取用光源として
用いることができるのはいうまでもない。

【００２０】請求項２の発明の小形蛍光ランプは、内径
２．５ｍｍ以下のガラスバルブと；ガラスバルブの両端
に封着した一対の冷陰極と；ガラスバルブの内面の長手
方向に沿って形成されたアパーチャと；ガラスバルブの
内側に形成された蛍光体層と；冷陰極を封着したガラス
バルブ内に封入された少なくとも希ガスを含む放電媒体
と；を具備していることを特徴としている。

【００２１】本発明は請求項１の発明の中の好ましい範
囲を示す。バックライトの薄形化に伴い蛍光ランプも細
管化しており、内径２．５ｍｍ以下のガラスバルブを有
する蛍光ランプにアパーチャを形成することにより、導
光体への入光効率を飛躍的に高めることができる。

【００２２】請求項３の発明の小形蛍光ランプは、請求
項１または２記載の小形蛍光ランプにおいて、ガラスバ
ルブの内面の長手方向に沿った一部を除いて形成された
反射膜を備え；アパーチャは反射膜の非形成部によって
形成されており；蛍光体層は反射膜およびアパーチャの
内面に形成されている；ことを特徴としている。

【００２３】請求項４の発明の小形蛍光ランプは、請求
項１または２記載の小形蛍光ランプにおいて、蛍光体層
はガラスバルブの長手方向に沿った一部を除いて形成さ
れており；アパーチャは蛍光体層の非形成部によって形
成されている；ことを特徴としている。

【００２４】請求項５の発明の小形蛍光ランプは、請求
項１または２記載の小形蛍光ランプにおいて、蛍光体層
はガラスバルブの内面において長手方向に沿った一部を
除いて形成されている第１の層および第１の層の内面
で、かつガラスバルブの全周にわたって形成されている
第２の層からなり；アパーチャは蛍光体層の第１の層の
非形成部によって形成されている；ことを特徴としてい
る。

【００２５】請求項６の発明の蛍光ランプ製造方法は、
アパーチャ形成材料粉末および感光性樹脂を溶媒中に分
散混合した材料スラリーを作成する工程と；ガラスバル
ブの内面に材料スラリーを被着させる工程と；ガラスバ
ルブに被着した材料スラリーを乾燥させる工程と；アパ
ーチャ形成予定部に対してガラスバルブの外面にフォト
マスクを装着する工程と；ガラスバルブの外側から露光
して定着する工程と；ガラスバルブの内面の未感光状態
のアパーチャ形成材料粉末および感光性樹脂を除去して
アパーチャを形成する工程と；ガラスバルブを加熱して
露光により硬化した感光性樹脂を除去する工程と；ガラ
スバルブへの冷陰極の封着および放電媒体封入を行う工
程と；を具備していることを特徴としている。

【００２６】本発明は、請求項１ないし５記載の小形蛍
光ランプに好適であるが、これに限定されるものではな
く、少なくとも外径１０ｍｍ以下のガラスバルブを用い
る蛍光ランプに対して十分実用価値を発揮する。

【００２７】感光性樹脂としては、ポビニルアルコール
と重クロム酸塩などからなるフォトレジストを使用する
ことができる。

【００２８】溶媒としては、水の他に酢酸ブチル、キシ
レンなどの有機溶媒の使用を許容する。

【００２９】ガラスバルブは紫外線を一定放射束（Ｗ）
以上透過する必要があるが、ガラスバルブの外面から露
光する紫外線の放射束量が大きければ、ガラスバルブは
ソーダライムガラスなどを用いてもよい。

【００３０】また、有機溶媒を用いるときはニトロセル
ロース、エチルセルロースなどの粘結剤を使用すること
ができる。

【００３１】露光は、高圧水銀ランプなどを用いて主と
して紫外線を照射する。露光された感光性樹脂は硬化し
てアパーチャ形成材料の反射膜または蛍光体層を定着さ
せる。なお、フォトマスクによって紫外線を遮られて感
光しなかった部分は硬化しない。

【００３２】露光の後にフォトマスクを取り外して現像
を行う。現像は、温純水（２０℃以上）のスプレイ現像
法を用いて、未感光のアパーチャ形成材料および感光性
樹脂を洗い流せばよい。

【００３３】その後、ガラスバルブを乾燥し、４００℃
〜７００℃で加熱燃成して反射膜または蛍光体層を仕上
げる。

【００３４】請求項７の発明の蛍光ランプ製造方法は、
請求項６記載の蛍光ランプ製造方法において、アパーチ
ャ形成材料は反射性金属酸化物または蛍光体であること
を特徴としている。

【００３５】請求項８の発明のバックライトユニット
は、導光体と；アパーチャを導光体の側面に向けて配設
した請求項１ないし５のいずれか一記載の小形蛍光ラン
プと；導光体の前面に配設した制光体と；を具備してい
ることを特徴としている。

【００３６】本発明によれば、導光体に蛍光ランプの光
を効率よく入光させることができるから、輝度の高いバ
ックライトユニットが得られる。

【００３７】請求項９の発明の液晶表示装置は、請求項
８記載のバックライトユニットと；バックライトユニッ
トの前面に配設した液晶表示体と；を具備していること
を特徴としている。

【００３８】請求項１０の発明は、機器本体と；機器本
体に装着された請求項９記載の液晶表示装置と；を具備
していることを特徴としている。

【００３９】本発明において、機器は液晶表示装置を装
着していれば、テレビジョン受像機、コンピュータ端末
機、自動車の計器パネルなどどのようなものでもよい。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を説明する。

【００４１】図１は本発明の小形蛍光ランプの第１の実
施形態を示す正面図、図２は同じくガラスバルブの端面
図である。

【００４２】図において、１はガラスバルブで、ソーダ
ライムガラス製の内径が３．５ｍｍ以下望ましくは２．
５ｍｍ以下のものである。２は冷陰極で、ガラスバルブ
１の両端に封着されている。３はアパーチャ、４は外部
リード線、５は反射膜、６は蛍光体層である。

【００４３】反射膜５はガラスバルブの長手方向に沿っ
て欠落すなわち非形成部があり、この非形成部によって
アパーチャ３が形成されている。反射膜５の材料はアル
ミナである。

【００４４】蛍光体層６は反射膜５とアパーチャ３の内
面すなわちガラスバルブ１の全周にわたって形成されて
いる。

【００４５】図３は本発明の第１の実施形態におけるア
パーチャの形成方法を説明するガラスバルブの端面図で
ある。

【００４６】図において、まずガラスバルブ１の全周に
わたって反射膜材料と感光性樹脂とのスラリーを塗布
し、乾燥する。次に、アパーチャを形成したい部分にフ
ォトマスク７を取り付け、高圧水銀ランプで紫外線を露
光する。矢印８は露光方向を示す。

【００４７】図４は本発明の蛍光ランプ製造方法のうち
のアパーチャ形成工程の一実施形態を示す工程図であ
る。

【００４８】図示のようにガラスバルブを水洗の後反射
膜材料のアルミナ粉末と感光性樹脂のスラリーをガラス
バルブ内面全体に塗布し、４０℃〜５０℃で乾燥する。
その後フォトマスクをアパーチャ予定部の外面に装着し
て高圧水銀ランプで紫外線を露光し、露光部のフォトマ
スクを脱着する。次に、温純水にてスプレイ現像してか
ら乾燥し、最後に４００℃〜７００℃の温度でベーキン
グすると、反射膜が得られると同時にアパーチャが形成
される。アパーチャはフォトマスクの形状にしたがって
形状が決まるので、フォトマスクの形状を変えることに
よって任意の形状にすることができる。なお、フォトマ
スクをガラスバルブに設ける他に、ガラスバルブに非露
光部が形成されるように露光側に遮光手段を設けてもよ
い。

【００４９】図５は本発明の小形蛍光ランプの第２の実
施形態を示すガラスバルブの端面図である。

【００５０】図１と同一部分には同一符号を付して説明
は省略する。図において、６ａは第１の蛍光体層、６ｂ
は第２の蛍光体層である。第１の蛍光体層６ａはガラス
バルブ１の長手方向に沿って欠落部すなわち非形成部が
あり、この非形成部によってアパーチャ３を形成してい
る。第２の蛍光体層６ｂはガラスバルブ１の全周にわた
って形成されている。

【００５１】図６は本発明の小形蛍光ランプの第３の実
施形態を示すガラスバルブの端面図である。

【００５２】図１と同一部分には同一符号を付して説明
は省略する。図において、蛍光体層６’はガラスバルブ
１の長手方向に沿って欠落すなわち非形成部があり、こ
の非形成部によってアパーチャ３が形成されている。

【００５３】図７は本発明のバックライトユニットおよ
び液晶表示装置の一実施形態を示す一部切欠断面図であ
る。

【００５４】図において、９は導光体、１０は本発明の
小形蛍光ランプ、１１は反射板、１２は反射手段、１３
は制光体、１４はケースで、これらの構成要素によりバ
ツクライトユニット１５が構成されている。

【００５５】導光体９は透明なアクリル樹脂からなり、
その側面に隣接して小形蛍光ランプ１０がそのアパーチ
ャ３を導光体９の側面に対向させて配設されている。反
射板１１の両端部１４ａは主としてアパーチャ３から放
射した光が導光体９に直接入射しない光を反射させて導
光体９に導くように導光体９の側面の上下縁に重ね合わ
せてある。制光体１３は輝度均一化のための拡散板と拡
散板から出射した光を有効に利用するために配置される
微小レンズ板１３ｂとからなる。

【００５６】１６はバックライトユニット１５の上に配
設された液晶表示体で、バックライトユニット１５と液
晶表示体１６とは液晶表示装置１７を構成している。

【００５７】図８は本発明の機器の一実施形態を示す概
念図である。

【００５８】図において、１７は機器本体で、液晶表示
装置１６を収納している。機器は液晶テレビジョン受像
機である。機器本体内には図示しない表示制御手段など
が収納されている。

【００５９】

【発明の効果】請求項１ないし５の発明によれば、細管
にもかかわらずアパーチャを有しているので、サイドラ
イト方式のバックライトとして好適な小形蛍光ランプを
提供することができる。

【００６０】請求項６および７の発明によれば、管径の
いかんにかかわらず任意形状のアパーチャを容易に形成
することができる蛍光ランプ製造方法を提供することが
できる。

【００６１】請求項８の発明によれば、入光効率が高
く、しかも薄くて小形のバックライトユニットを提供す
ることができる。

【００６２】請求項９の発明によれば、請求項８の効果
を有する液晶表示装置を提供することができる。

【００６３】請求項１０の発明によれば、請求項８の効
果を有する機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の小形蛍光ランプの第１の実施形態を示
す正面図

【図２】同じくガラスバルブの端面図

【図３】本発明の第１の実施形態におけるアパーチャの
形成方法を説明するガラスバルブの端面図

【図４】本発明の蛍光ランプ製造方法の一実施形態を示
す工程図

【図５】本発明の小形蛍光ランプの第２の実施形態を示
すガラスバルブの端面図

【図６】本発明の小形蛍光ランプの第３の実施形態を示
すガラスバルブの端面図

【図７】本発明のバックライトユニットおよび液晶表示
装置の一実施形態を示す一部切欠断面図

【図８】本発明の機器の一実施形態を示す概念図

【図９】ひっかき方式によってアパーチャを形成する過
程を示す正面図

【図１０】同じくガラスバルブの端面図

【図１１】塗り残し方式によってアパーチャを形成する
過程を示す図

【符号の説明】

１…ガラスバルブ ２…冷陰極 ３…アパーチャ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内径３．５ｍｍ以下のガラスバルブと；ガ
   ラスバルブの両端に封着した一対の冷陰極と；ガラスバ
   ルブの内面の長手方向に沿って形成されたアパーチャ
   と；ガラスバルブの内側に形成された蛍光体層と；冷陰
   極を封着したガラスバルブ内に封入された少なくとも希
   ガスを含む放電媒体と；を具備していることを特徴とす
   る小形蛍光ランプ。
2. 【請求項２】内径２．５ｍｍ以下のガラスバルブと；ガ
   ラスバルブの両端に封着した一対の冷陰極と；ガラスバ
   ルブの内面の長手方向に沿って形成されたアパーチャ
   と；ガラスバルブの内側に形成された蛍光体層と；冷陰
   極を封着したガラスバルブ内に封入された少なくとも希
   ガスを含む放電媒体と；を具備していることを特徴とす
   る小形蛍光ランプ。
3. 【請求項３】ガラスバルブの内面の長手方向に沿った一
   部を除いて形成された反射膜を備え；アパーチャは反射
   膜の非形成部によって形成されており；蛍光体層は反射
   膜およびアパーチャの内面に形成されている；ことを特
   徴とする請求項１または２記載の小形蛍光ランプ。
4. 【請求項４】蛍光体層はガラスバルブの長手方向に沿っ
   た一部を除いて形成されており；アパーチャは蛍光体層
   の非形成部によって形成されている；ことを特徴とする
   請求項１または２記載の小形蛍光ランプ。
5. 【請求項５】蛍光体層はガラスバルブの内面において長
   手方向に沿った一部を除いて形成されている第１の層お
   よび第１の層の内面で、かつガラスバルブの全周にわた
   って形成されている第２の層からなり；アパーチャは蛍
   光体層の第１の層の非形成部によって形成されている；
   ことを特徴とする請求項１または２記載の小形蛍光ラン
   プ。
6. 【請求項６】アパーチャ形成材料粉末および感光性樹脂
   を溶媒中に分散混合した材料スラリーを作成する工程
   と；ガラスバルブの内面に材料スラリーを被着させる工
   程と；ガラスバルブに被着した材料スラリーを乾燥させ
   る工程と；アパーチャ形成予定部に対してガラスバルブ
   の外面にフォトマスクを装着する工程と；ガラスバルブ
   の外側から露光して定着する工程と；ガラスバルブの内
   面の未露光状態のアパーチャ形成材料粉末および感光性
   樹脂を除去してアパーチャを形成する工程と；ガラスバ
   ルブを加熱して露光により硬化した感光性樹脂を除去す
   る工程と；ガラスバルブへの冷陰極の封着および放電媒
   体封入を行う工程と；を具備していることを特徴とする
   蛍光ランプ製造方法。
7. 【請求項７】アパーチャ形成材料は反射性金属酸化物ま
   たは蛍光体であることを特徴とする請求項６記載の蛍光
   ランプ製造方法。
8. 【請求項８】導光体と；アパーチャを導光体の側面に向
   けて配設した請求項１ないし５のいずれか一記載の小形
   蛍光ランプと；導光体の前面に配設した制光体と；を具
   備していることを特徴とするバックライトユニット。
9. 【請求項９】請求項８記載のバックライトユニットと；
   バックライトユニットの前面に配設した液晶表示体と；
   を具備していることを特徴とする液晶表示装置。
10. 【請求項１０】機器本体と；機器本体に装着された請求
    項９記載の液晶表示装置と；を具備していることを特徴
    とする機器。