ランプ用ガラス管、低圧放電ランプ、バックライトユニットおよび液晶表示装置
【課題】本発明は、ソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスをガラス材料として用いた場合でも、そのガラスにクラックが発生するのを防止することのできるランプ用ガラス管、低圧放電ランプ、バックライトユニットおよび液晶表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】この目的を達成するために本発明のランプ用ガラス管は、熱膨張係数が６０［Ｋ-1］〜１１０［Ｋ-1］であって、少なくともその外表面層がイオン交換層である。
【解決手段】この目的を達成するために本発明のランプ用ガラス管は、熱膨張係数が６０［Ｋ-1］〜１１０［Ｋ-1］であって、少なくともその外表面層がイオン交換層である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランプ用ガラス管、低圧放電ランプ、バックライトユニットおよび液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１６は、従来の低圧放電ランプ、例えば、冷陰極蛍光ランプ１の管軸Ｘ1を含む断面図である。従来の冷陰極蛍光ランプ１は、例えば液晶テレビ等の液晶表示装置の光源（バックライト）として多用されている。この種の冷陰極蛍光ランプ１は、ガラスバルブ２とこのガラスバルブ２内の両端部に設けられた電極３とを備えており、特に液晶表示装置の光源として使用するために例えば内径が１［ｍｍ］〜６［ｍｍ］の細径で、かつ例えば３００［ｍｍ］〜１５００［ｍｍ］の長尺な形状を有している。近時、液晶テレビは大型化が進んでいることから、より一層長尺な冷陰極蛍光ランプ１が求められている。
【０００３】
冷陰極蛍光ランプ１では、このように細径で、かつ長尺な形状を有するが故にガラスの加工性等の問題から、数多くある種類の中でもホウ珪酸ガラス等の硬質ガラスからなるガラスバルブ２が用いられている（例えば特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開２００５−５６７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
もっとも、冷陰極蛍光ランプ１のガラスバルブ２として、一般照明用の蛍光ランプで用いられているソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスの適用可能性自体についても多く提案されている。これら軟質ガラスへの適用は例えばコスト面で有利になる可能性がある。
【０００５】
しかし、実際にこれらの軟質ガラスを適用し、実用化するには全く至っていないのが現状である。その理由の一つとして、これらの軟質ガラスは、前記硬質ガラスに比して機械的強度が弱いことが挙げられる。つまり、上記したように冷陰極蛍光ランプ１は細径で、かつ長尺であるが故にランプの製造プロセスや輸送過程において、ガラスバルブ２にクラックが発生しやすいからである。
【０００６】
そこで、本発明は、このような提案レベルにとどまっていた状況を打破し、ソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスをガラス材料として用いた場合でも、そのガラスにクラックが発生するのを防止することのできるランプ用ガラス管、低圧放電ランプ、バックライトユニットおよび液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係るランプ用ガラス管は、熱膨張係数が６０［Ｋ-1］〜１１０［Ｋ-1］であって、少なくともその外表面層がイオン交換層であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るランプ用ガラス管は、前記イオン交換層におけるナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度は、非イオン交換層におけるナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度よりも高いことが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係るランプ用ガラス管は、前記アルカリ金属はカリウムであることが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係るランプ用ガラス管は、前記イオン交換層の厚みが５［μｍ］以上であってもよい。
【００１１】
また、本発明に係るランプ用ガラス管は、前記イオン交換層は、第１イオン交換層および前記第１イオン交換層の外側に位置する第２イオン交換層の２層からなり、前記第１イオン交換層におけるナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度が非イオン交換層におけるナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度よりも高く、前記第２イオン交換層におけるアルカリ金属の濃度は、前記第１イオン交換層のアルカリ金属の濃度よりも低いことが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係るランプ用ガラス管は、酸化ホウ素の含有率が０［ｍｏｌ％］以上５［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係るランプ用ガラス管は、アルミナの含有率が０［ｍｏｌ％］以上５［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明に係るランプ用ガラス管は、アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物の含有率の合計が１０［ｍｏｌ％］以上３０［ｍｏｌ％］以下の範囲内であって、かつ酸化ストロンチウムと酸化バリウムの含有率の合計が０［ｍｏｌ％］以上１２［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明に係るランプ用ガラス管は、内径が１［ｍｍ］以上８［ｍｍ］以下、厚みが０．２［ｍｍ］以上０．６［ｍｍ］以下、長さが３００［ｍｍ］以上２０００［ｍｍ］以下であることが好ましい。
【００１６】
本発明に係るランプ用ガラス管の製造方法は、少なくともガラス管をナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の融解塩に浸漬させる工程を含む第１イオン交換層形成工程と、少なくとも前記第１イオン交換層形成工程を経たガラス管を前記第１イオン交換層形成工程で用いたアルカリ金属よりもイオン半径の小さいアルカリ金属の融解塩に浸漬させる工程を含む第２イオン交換層形成工程を含むことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る低圧放電ランプは、前記ランプ用ガラス管を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係るバックライトユニットは、前記低圧放電ランプを備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る液晶表示装置は、前記バックライトユニットを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るランプ用ガラス管、低圧放電ランプ、バックライトユニットおよび液晶表示装置は、ソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスをガラス材料として用いた場合でも、そのガラスにクラックが発生するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るランプ用ガラス管の管軸Ｘ100を含む断面図を図１（ａ）に、そのＡ部分の要部拡大断面図を図１（ｂ）にそれぞれ示す。本発明の第１の実施形態に係るランプ用ガラス管１００（以下、単に「ガラス管１００」という）は、熱膨張係数が６０［Ｋ-1］〜１１０［Ｋ-1］、例えば９２．５［Ｋ-1］であって、外表面層の一部が後述するイオン交換処理によって形成されたイオン交換層１００ａと、イオン交換されていない本来のガラス組成を有する非イオン交換層１００ｂとから形成される。
【００２２】
＜イオン交換層の説明＞
イオン交換層１００ａでは、ナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度が非イオン交換層１００ｂにおけるナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度よりも高くなっている。以下、ナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の一例としてカリウムを用いた場合について、図２を用いてイオン交換層１００ａの形成工程を説明する。
【００２３】
＜浸漬工程＞
まず、図２（ａ）に示すようにイオン交換処理前のガラス管（以下、単に「ガラス管１０１」という）を準備する。ガラス管１０１は、例えば、表１に示す組成のもので、全長が７３０［ｍｍ］、外径が４［ｍｍ］、内径が３［ｍｍ］、肉厚が０．５［ｍｍ］である。
【００２４】
このガラス管１０１を、３５０［℃］〜４５０［℃］に加熱した硝酸カリウム（ＫＮＯ3）溶融塩１０２の入った浴槽１０３に例えば１０［ｍｉｎ］〜１２０［ｍｉｎ］浸漬させる。ガラス管１０１を硝酸カリウム溶融塩１０２に浸漬させる時間によって、イオン交換層１００ａの厚みを変化させることができる。なお、ガラス管１０１の外表面層にのみイオン交換層１００ａを形成したい場合には、ガラス管１０１の両端開口部にソーダガラスや石英等の栓をすることが好ましい。
【００２５】
＜洗浄工程＞
次に図２（ｂ）に示すように、イオン交換処理後のガラス管１００を水１０４の入った浴槽１０５で洗浄することで、ガラス管１００の表面に付着した余分な硝酸カリウム溶融塩１０２を除去する。
【００２６】
＜乾燥工程＞
次に図２（ｃ）に示すように、ガラス管１００をヒータ１０６等で乾燥させることにより、洗浄工程で付着した水分を除去する。
【００２７】
以上の工程を経ることにより、ガラス管１００が完成される。
【００２８】
＜イオン交換層の形成のイメージ＞
続いて、浸漬工程初期のガラス管１０１の外表面層の要部拡大断面のイメージ図を図３（ａ）に、浸漬工程終期のガラス管１００の外表面層の要部拡大断面のイメージ図を図３（ｂ）にそれぞれ示す。図３（ａ）に示すように、浸漬工程の初期においては、ガラス管１０１の外表面層には、ガラス管１０１の他の部分と同じように、ナトリウムイオン（Ｎａ+）が分布している。これに対して、図３（ｂ）に示すように、浸漬工程終期においては、ガラス管１００の外表面層のナトリウムイオンの一部が硝酸カリウム溶融塩に含まれるカリウムイオン（Ｋ+）と交換され、ガラス管１００の外表面層にはガラス管１００の他の部分よりもカリウムイオンが多く分布している。このカリウムイオンのイオン半径は、ナトリウムイオンのイオン半径よりも大きい。したがって、このようなイオン交換層１００ａでは、イオン半径が小さなナトリウムイオンが収まっていた部分にそのナトリウムイオンよりもイオン半径の大きなカリウムイオンが収まることで圧縮応力が働いている。このように圧縮応力の働いているイオン交換層１００ａがガラス管１００の外表面層に形成されることで、ガラス管１００が外部からの衝撃に対して強くなり、ガラス管１００の機械的強度を向上し、クラックが発生するのを防止することができる。
【００２９】
＜非イオン交換層の説明＞
非イオン交換層１００ｂの具体的な組成比率を表１に示す。
【００３０】
なお、表１に記載の組成比率は、酸化物換算したものである。以下、本実施形態や他の実施形態において、組成比率や含有比率の数値の記載のあるものについては、全て酸化物換算した値を用いている。また、イオン交換層１００ａは、ガラス管１００の外表面層に形成されているにすぎないため、ガラス管１００と非イオン交換層１００ｂの組成比率は実質的に同一のものである。
【００３１】
【表１】
【００３２】
もっとも、非イオン交換層１００ｂの組成は、表１に記載のものに限られず、その熱膨張係数が６０［Ｋ-1］以上１１０［Ｋ-1］以下のものであればよい。
【００３３】
しかし、非イオン交換層１００ｂの酸化ナトリウムの含有率は、５［ｍｏｌ％］以上１５［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることが好ましい。この場合、ガラス管１００の中にイオン交換されるナトリウムが十分に含まれているため、イオン交換層１００ａを形成しやすくすることができる。
【００３４】
また、非イオン交換層１００ｂの酸化ホウ素（Ｂ2Ｏ3）の含有率は、０［ｍｏｌ％］以上５［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることが好ましい。この場合、ナトリウムの析出を抑制してしまうホウ素の量を抑制することで、ガラス管１００の中のナトリウムイオンの挙動を活性化させることができ、イオン交換層１００ａを形成しやすくすることができる。特に非イオン交換層１００ｂの酸化ホウ素（Ｂ2Ｏ3）の含有率は、０［ｍｏｌ％］以上３［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることがより好ましい。この場合、ナトリウムの析出を抑制してしまうホウ素の量をさらに抑制することで、ガラス管１００の中のナトリウムイオンの挙動をさらに活性化させることができ、イオン交換層１００ａを形成しやすくすることができる。
【００３５】
また、非イオン交換層１００ｂのアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）の含有率は、０［ｍｏｌ％］以上５［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることが好ましい。この場合、ナトリウムの析出を抑制してしまうアルミニウムの量を抑制することで、ガラス管１００の中のナトリウムイオンの挙動を活性化させることができ、イオン交換層１００ａを形成しやすくすることができる。特に非イオン交換層１００ｂのアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）の含有率は、１．５［ｍｏｌ％］以上５［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることがより好ましい。この場合、ガラス管１００の中のアルミニウムイオンが４配位のものよりも６配位のものが増加する。アルミニウムイオンは、４配位のものよりも６配位のものの方が各結合の強度が弱くなるため、ガラス管１００の中のアルミニウム以外の他の成分、例えばナトリウムイオンの結合にも影響を及ぼし、ナトリウムイオンが溶出しやすく、イオン交換層１００ａを形成しやすくすることができる。
【００３６】
また、非イオン交換層１００ｂの酸化ホウ素（Ｂ2Ｏ3）の含有率が０［ｍｏｌ％］以上５［ｍｏｌ％］以下の範囲内であって、かつアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）の含有率が１．５［ｍｏｌ％］以上４［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることが好ましい。この場合、ガラス管１００の中のホウ素の一部が共有結合からイオン結合へと変換され、各結合の結合強度が弱くなるため、ガラス管１００の中のホウ素以外の他の成分、例えばナトリウムイオンの結合にも影響を及ぼし、ナトリウムイオンが溶出しやすく、イオン交換層１００ａを形成しやすくすることができる。
【００３７】
また、非イオン交換層１００ｂの中のアルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物の含有率の合計が１０［ｍｏｌ％］以上３０［ｍｏｌ％］以下の範囲内であって、かつ酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）と酸化バリウム（ＢａＯ）の含有率の合計が０［ｍｏｌ％］以上１２［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることが好ましい。この場合、ストロンチウムイオンとバリウムイオンは、ナトリウムイオンに比べてイオン半径が大きいため、ナトリウムイオンがガラス中から外部に移動するのを抑制し、イオン交換層１００ａの形成が妨げられるのを防止することができる。
【００３８】
＜実験＞
発明者らは、上記イオン交換処理を施したガラス管Ａ1，Ａ2，Ａ3と未処理のガラス管Ｂとを破壊試験にかけて、両者の破壊強度を調べた。
【００３９】
実験に用いたガラス管のガラス材料は、いずれも、表１にガラスａとして示す鉛フリーガラスで、全長が１５０［ｍｍ］、外径が４.０[ｍｍ]、内径が３.０[ｍｍ]である。イオン交換処理を施すにあたっては、加熱温度約５４０［℃］で、硝酸カリウム溶融塩に浸漬してイオン交換処理を行った。ただし、ガラス管Ａ1，Ａ2，Ａ3では、下記のとおりそれぞれ浸漬時間のみが異なる。
【００４０】
(1)ガラス管Ａ1：浸漬時間１２０［ｍｉｎ］
(2)ガラス管Ａ2：浸漬時間１８０［ｍｉｎ］
(3)ガラス管Ａ3：浸漬時間２４０［ｍｉｎ］
破壊試験は、万能試験機を使用し、図４に示すように、７０［ｍｍ］のスパンで支持部材１０７によって支持されたガラス管の中央に圧子１０８により集中荷重を与え、ガラス管に曲げ荷重を与える３点曲げ法によって行った。そして、ガラス管が破壊した時（割れた時）の荷重値[ｋｇｆ]を破壊強度として記録した。なお、集中荷重を加えるための圧子の移動速度は１[ｍｍ／ｍｉｎ]とした。
【００４１】
そして、上記４種類のガラス管Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ｂの各々を１２［本］ずつ用意して試験を行った。試験結果を表２に示す。なお、表２に示すのは、各種ガラス管Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ｂに対するワイブル判定における５０［％］破壊強度とワイブル係数である。５０［％］破壊強度の値が大きいほど、ガラス管の機械的強度が強く、ワイブル係数が大きいほど、その機械的強度のばらつきが小さいことを示している。
【００４２】
【表２】
【００４３】
表２に示すように、ガラス管Ａ1、ガラス管Ａ2およびガラス管Ａ3はともにイオン交換未処理のガラス管Ｂに比べて機械的強度が向上していることがわかる。
【００４４】
ここで、それぞれのガラス管Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ｂの外表面層についての元素分析を日本電子株式会社製のＪＭＸ−８９００により行い、ガラス管Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ｂの外表面層のナトリウムとカリウムの濃度を調べた。
【００４５】
まず、ガラス管Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ｂの元素分析の測定方法を図６に示す。ガラス管Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ｂをその管軸方向の中央部で、管軸に対して垂直に切断し、管軸方向の厚みｓが１０［ｍｍ］の測定試料１０９を作製する。測定点は、その切断面における外表面層のうち、等間隔にあいた任意の４［箇所］（外表面層1〜外表面層4）であって、一辺１００［μｍ］の正方形で囲まれた部分である。測定結果は、その４［箇所］での値の平均値で算出した。
【００４６】
測定結果を図５（ａ１）〜（ａ４）、（ｂ１）〜（ｂ４）に示す。図５（ａ１）〜（ａ４）はナトリウムの濃度変化を、図５（ｂ１）〜（ｂ４）はカリウムの濃度変化をそれぞれ示す。図５（ａ１）および（ｂ１）はイオン交換未処理のガラス管Ｂを、図５（ａ２）および（ｂ２）は浸漬時間１２０［ｍｉｎ］でイオン交換処理を施したガラス管Ａ1を、図５（ａ３）および（ｂ３）は浸漬時間１８０［ｍｉｎ］でイオン交換処理を施したガラス管Ａ2を、図５（ａ４）および（ｂ４）は浸漬時間２４０［ｍｉｎ］でイオン交換処理を施したガラス管Ａ3をそれぞれ示す。
【００４７】
なお、図５（ａ１）〜（ａ４）、（ｂ１）〜（ｂ４）では、横軸に最外表面からの深さ［μｍ］をとって、ナトリウムの濃度変化を色の濃淡で表している。ただし、図面上、色の濃淡の境界が明確で、かつ直線的になっているが、これは模式化したものであって実際の濃度変化は連続的でその境界が明確に認識できるとは限らない。
【００４８】
図５（ａ１）〜（ａ４）から明らかなように、イオン交換処理を施したガラス管Ａ1，Ａ2，Ａ3では、外表面層におけるナトリウムの濃度がイオン交換未処理のガラス管Ｂのナトリウムの濃度を下回り、かつ最外表面に近づくほど低く、しかも浸漬時間が長いほど、ガラス管Ｂのナトリウム濃度よりも低濃度の領域が深くなっている。これとは反対に、図５（ａ１）〜（ａ４）から明らかなように、ガラス管Ａ1，Ａ2，Ａ3では、外表面層におけるカリウムの濃度がガラス管Ｂのカリウムの濃度を上回り、最外表面に近づくほど高く、しかも浸漬時間が長いほど、ガラス管Ｂのカリウム濃度よりも高濃度の領域が深くなっている。
【００４９】
ここで、イオン交換層１００ａを、カリウムの含有率が非イオン交換層１００ｂにおけるカリウムの含有率に対して１［割］以上高い領域であると定義した場合、そのイオン交換層１００ａの厚みが５［μｍ］以上であることが好ましい。プロセス上、イオン交換層の厚みにばらつきが生じるおそれがあり、そのばらつきを考慮してもガラス管１００全体の機械的強度を十分に向上させるためには、その厚みが５［μｍ］以上あることが好ましいからである。さらには、イオン交換層１００ａの厚みが３０［μｍ］以上であることがより好ましい。ガラス管１００の機械的強度がより向上し、ガラス管１００の外表面に傷がつきにくく、外的負荷によってガラス管１００が毀損しにくくなるからである。
【００５０】
なお、イオン交換層１００ａを、カリウムの含有率が非イオン交換層１００ｂにおけるカリウムの含有率に対して２［割］以上高い領域であると定義した場合、上記した理由と同様により、そのイオン交換層１００ａの厚みが２［μｍ］以上であることが好ましく、さらには２０［μｍ］以上であることがより好ましい。
【００５１】
なお、非イオン交換層１００ｂにおけるカリウムの含有率は、ガラス管１００におけるイオン交換処理の施されていない部分のカリウムの含有率であるが、以下の測定方法により測定することが好ましい。すなわち、図６に示す測定試料１０９の切断面における厚み方向中央部のうち、等間隔にあいた任意の４［箇所］（中央部1〜中央部4）であって、一辺１００［μｍ］の正方形で囲まれた部分を測定する。そして、その４［箇所］での値の平均値で測定結果を算出する。イオン交換層１００ａは、ガラス管１００の表面から順次形成されていくため、ガラス管１００の内表面層および外表面層の両方をイオン交換処理する場合、ガラス管１００の厚み方向の中央部が最もイオン交換されにくいからである。ただし、ガラス管１００の外表面層のみをイオン交換処理する場合には、ガラス管１００の内表面側が最もイオン交換されにくいため、測定点の中心がガラス管１００の内表面から１００［μｍ］内側であって、等間隔にあいた任意の４［箇所］を測定することが好ましい。ここで、測定点の中心がガラス管１００の内表面から１００［μｍ］内側としたのは、ガラス管１００の内表面は、外気にさらされるため、その測定値が不安定になるおそれがあるためである。
【００５２】
なお、本実験では、ガラス管１００の組成として表１に示すガラスａのものを用いたが、これに限らず例えば表１に示すガラスｂ、ｃの組成のものでも同様の結果が得られた。
【００５３】
＜小括＞
上記のとおり、本発明の第１の実施形態に係るランプ用ガラス管１００の構成によれば、ソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスをその材料として用いた場合でも、そのガラスにクラックが発生するのを防止することができる。
【００５４】
ところで、液晶表示装置は、薄型でかつ大型化の傾向にあり、その内部に搭載されるバックライトユニットおよびバックライトに対しても同様の傾向がある。これを実現するために、冷陰極蛍光ランプ、外部電極型蛍光ランプ、熱陰極型蛍光ランプ等のバックライトに用いるガラス管は、細管で長尺のものが求められる。具体的には、内径が１［ｍｍ］以上８［ｍｍ］以下、厚みが０．２［ｍｍ］以上０．６［ｍｍ］以下、長さが３００［ｍｍ］以上２０００［ｍｍ］以下である。しかし、細管で長尺にするほどガラス管１００にかかる負荷が大きくなり、ガラス管１００の機械的強度がより求められるようになる。本発明の第１の実施形態に係るランプ用ガラス管は、このような細管で長尺なガラス管に対してその効果を最も発揮し、ガラス管を移送する際の負荷や、バックライトユニットに挿入する際の負荷や、バックライトユニットに挿入後に移送する際の負荷等によって毀損するのを防止することができる。
【００５５】
また、ガラス管１００の外表面層だけでなく、内表面層にもイオン交換層が形成されている場合、ガラス管１００の機械的強度をさらに向上させることができる。
【００５６】
また、本実施形態においては、ナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属としてカリウムについて詳細に説明したが、この他にもルビジウム（Ｒｂ）やセシウム（Ｃｓ）のようなアルカリ金属を適用することができる。
【００５７】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る低圧放電ランプの管軸Ｘ200を含む断面図を図７（ａ）に、そのＢ部分の要部拡大断面図を図７（ｂ）にそれぞれ示す。本発明の第２の実施形態に係る低圧放電ランプ２００（以下、単に「ランプ２００」という）は、冷陰極蛍光ランプであって、ガラスバルブ２０１と、このガラスバルブ２０１内の両端部に設けられた内部電極３と、一端部がこの内部電極３に接続され、かつ他端部がガラスバルブ２０１の管端から外側に導出しているリード線２０２とで構成されている。
【００５８】
＜ガラスバルブの説明＞
ガラスバルブ２０１は、本発明の第１の実施形態に係るランプ用ガラス管１００を加工したものであって、管軸Ｘ200に対して垂直に切った断面が円環形状で、全長が７３０［ｍｍ］、外径が４［ｍｍ］、内径が３［ｍｍ］、肉厚が０．５［ｍｍ］である。ガラスバルブ２０１は、例えばその両端部がガラスビード２０３により封止されている。なお、ガラスバルブ２０１の封止は、ピンチシール法等の公知の種々の手法を用いることができる。
【００５９】
ガラスバルブ２０１の内面には蛍光体層２０４が形成されている。蛍光体層２０４は、例えば赤色蛍光体（Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ2+）、緑色蛍光体（ＬａＰＯ4：Ｃｅ3+，Ｔｂ3+）および青色蛍光体（ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+）からなる希土類蛍光体で形成されている。
【００６０】
なお、ガラスバルブ２０１の外側の端とこの端に近い方の蛍光体層２０４の端との距離すなわち、蛍光体層２０４が形成されていないガラスバルブ２０１の領域の長さがガラスバルブ２０１の両側で異なっていることが好ましい。ガラスバルブ２０１が、細管で長尺である場合、ガラスバルブ２０１の内面に膜厚の均一な蛍光体層２０４を形成するのが難しくなる。つまり、蛍光体層２０４の厚みは、ガラスバルブ２０１の長手方向で均一とならず、例えば一端側から他端側に行くにつれて厚くなる。このようなランプ２００を複数本バックライトユニット（図示せず）に並べて任意の方向で組み込んだ場合、バックライトユニット全体として輝度むらが起こるおそれがある。これを防止するためには、バックライトユニットに組み込むランプ２００の管軸方向の向きを一本ずつ交互に逆向きにする必要がある。または、ランプ２００を１［本］だけ使用する場合にもランプ２００の方向に応じた光学系の補正が必要である。つまり、いずれの場合にもランプ２００をソケット（図示せず）に自動挿入するためには、ランプ２００の方向を自動的に判別できることが必要となる。そこで、ランプ２００の方向を自動的に判断する方法として、例えばセンサにより、ランプ２００の両端部におけるガラスバルブ２０１の外側の端とこの端に近い方の蛍光体層２０４の端との距離を識別する方法が考えられる。なお、その距離の差は２［ｍｍ］以上であることが好ましい。センサで十分に識別できる長さであり、識別ミスがほとんど起こらないからである。
【００６１】
なお、ガラスバルブ２０１の内面と蛍光体層２０４との間には、例えば、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、シリカ（ＳｉＯ2）等の金属酸化物による保護膜が形成されていてもよい。
【００６２】
ガラスバルブ２０１の内部には、例えば、約２［ｍｇ］の水銀、および、希ガスとして約８［ｋＰａ］（２０［℃］）のネオンとアルゴンとの混合ガス（Ｎｅ９５［％］＋Ａｒ５［％］）がそれぞれ封入されている。なお、混合希ガスの分圧比はこれに限らず、ネオンを６０［％］〜９９．９［％］の範囲で設定し、残部をアルゴンで占めるようにしても構わない。また、ガス圧も６［ｋＰａ］〜１８［ｋＰａ］の範囲で変更してもよい。
【００６３】
＜内部電極の説明＞
内部電極３は、例えばニッケル（Ｎｉ）製の有底筒状のホロー電極であって、全長が５．２［ｍｍ］、外径が２．７［ｍｍ］、内径が２．３［ｍｍ］、肉厚が０．２［ｍｍ］である。なお、この内部電極３の材料としては、ニッケルに限定されず、例えばニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）またはタングステン（Ｗ）であってもよい。この内部電極３は、その管軸とガラスバルブ２０１の管軸とがほぼ一致するように配置されており、その外面とガラスバルブ２０１の内面との間隔が全域に亘ってほぼ均一となっている。
【００６４】
内部電極３の外面とガラスバルブ２０１の内面との間隔は、０．２［ｍｍ］以下が好ましく、例えば０．１５［ｍｍ］に設定されている。このように間隔を０．２［ｍｍ］以下に規定することにより、点灯中、内部電極３の外面とガラスバルブ２０１の内面との間に形成される空間に放電が入り込まず、内部電極３の内側のみで放電が起こる。したがって、点灯中の放電が内部電極３の外側に移行しにくくなり、ガラスバルブ２０１の内面への、過剰のスパッタリングを抑制して水銀の消耗速度を抑えることができ、ランプ２００の長寿命化を図ることができる。また、放電がリード線２０２側へ回り込むことを防止することにより、リード線２０２の消耗を抑制することができる。
【００６５】
＜リード線の説明＞
リード線２０２は、例えば、ジュメット製の内部リード線２０２ａと半田等に付着し易いニッケル（Ｎｉ）製の外部リード線２０２ｂとの継線からなり、内部リード線２０２ａと外部リード線２０２ｂとの接合面がガラスバルブ２０１の外面とほぼ面一である。すなわち、内部リード線２０２ａは、その一端部がホロー状の内部電極３の底部に電気的かつ機械的に接続され、外部リード線２０２ｂと継線されている他端部側の大半がガラスビード２０３に封着されている。外部リード線２０２ｂは、実質的に全体がガラスバルブ２０１の外部に位置している。内部リード線２０２ａは、例えば全長が３［ｍｍ］、線径が１．０［ｍｍ］である。外部リード線２０２ｂは、例えば全長が１０［ｍｍ］、線形が０．８［ｍｍ］である。
【００６６】
なお、リード線２０２の構成は上記構成に限定されず、例えば、内部リード線２０２ａと外部リード線２０２ｂとが分けられておらず、例えば鉄とニッケルとの合金からなる一本線で構成されていてもよいし、または内部リード線２０２ａあるいは外部リード線２０２ｂがさらに複数の線を継線したものでもよい。
【００６７】
＜小括＞
上記のとおり、本発明の第２の実施形態に係る低圧放電ランプ２００の構成によれば、ソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスをガラスバルブ２０１の材料として用いた場合でも、ガラスバルブ２０１にクラックが発生するのを防止することができる。
【００６８】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係るランプ用ガラス管の管軸Ｘ300を含む断面図を図８（ａ）に、そのＣ部分の要部拡大断面図を図８（ｂ）にそれぞれ示す。本発明の第３の実施形態に係るランプ用ガラス管３００（以下、単に「ガラス管３００」という）は、熱膨張係数が６０［Ｋ-1］〜１１０［Ｋ-1］、例えば９２．５［Ｋ-1］であって、外表面層の一部が後述するイオン交換処理によって形成されたイオン交換層３００ａと、イオン交換されていない本来のガラス組成を有する非イオン交換層１００ｂとから形成される。ガラス管３００は、イオン交換層３００ａを除いては、本発明の第１の実施形態に係るランプ用ガラス管と実質的に同一の構成を有するため、イオン交換層３００ａについて詳細に説明し、それ以外の点については省略する。
【００６９】
＜イオン交換層の説明＞
イオン交換層３００ａは、第１イオン交換層３００ｂおよび第１イオン交換層３００ｂの外側に位置する第２イオン交換層３００ｃの２層からなり、第１イオン交換層３００ｂにおけるナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度が非イオン交換層１００ｂにおけるナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度よりも高く、第２イオン交換層３００ｃにおけるアルカリ金属の濃度は、第１イオン交換層３００ｂのアルカリ金属の濃度よりも低くなっている。以下、ナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属としてカリウムを用いた場合について、図９を用いてイオン交換層３００ａの形成工程を説明する。
【００７０】
＜第１浸漬工程＞
まず、図９（ａ）に示すように、イオン交換処理前のガラス管１０１を準備する。なお、ガラス管１０１は、本発明の第１の実施形態に係るランプ用ガラス管１００で用いたものと実質的に同一の表１に示す組成のもので、全長が７３０［ｍｍ］、外径が４［ｍｍ］、内径が３［ｍｍ］、肉厚が０．５［ｍｍ］のものである。このガラス管１０１を、３５０［℃］〜４５０［℃］に加熱した硝酸カリウム（ＫＮＯ3）溶融塩３０１の入った浴槽３０２に例えば６０［ｍｉｎ］〜２４０［ｍｉｎ］浸漬させる。ガラス管１０１を硝酸カリウム溶融塩３０１に浸漬させる時間によって、第１イオン交換層３００ｂの膜厚を変化させることができる。
【００７１】
＜第１洗浄工程＞
次に、図９（ｂ）に示すように、第１浸漬工程後のガラス管３０３を水３０４の入った浴槽３０５で洗浄することで、ガラス管３０３の表面に付着した余分な硝酸カリウム溶融塩３０１を除去する。
【００７２】
＜第１乾燥工程＞
次に、図９（ｃ）に示すように、ガラス管３０３をヒータ３０６等で乾燥させることにより、洗浄工程で付着した水分を除去する。
【００７３】
＜第２浸漬工程＞
次に、図９（ｄ）に示すように、ガラス管３０３を、３５０［℃］〜４５０［℃］に加熱した硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ3）溶融塩３０７の入った浴槽３０８に例えば６０［ｍｉｎ］〜２４０［ｍｉｎ］浸漬させる。ガラス管３０３を硝酸ナトリウム溶融塩３０７に浸漬させる時間によって、第２イオン交換層３００ｃの膜厚を変化させることができる。
【００７４】
＜第２洗浄工程＞
次に図９（ｅ）に示すように、第２浸漬工程後のガラス管３００を水３０９の入った浴槽３１０で洗浄することで、ガラス管３００の表面に付着した余分な硝酸ナトリウム溶融塩３０７を除去する。
【００７５】
＜第２乾燥工程＞
次に図９（ｆ）に示すように、ガラス管３００をヒータ３１１等で乾燥させることにより、洗浄工程で付着した水分を除去する。
【００７６】
以上の工程を経ることによりガラス管３００が完成される。
【００７７】
＜イオン交換層の形成のイメージ＞
次に、イオン交換層３００ａがガラス管３００の外表面層に形成される過程について説明する。第１浸漬工程初期のガラス管１０１の外表面層の要部拡大断面のイメージ図を図１０（ａ）に、第１浸漬工程終期のガラス管３０３の外表面層の要部拡大断面のイメージ図を図１０（ｂ）に、第２浸漬工程終期のガラス管３００の外表面層の要部拡大断面のイメージ図を図１０（ｃ）にそれぞれ示す。図１０（ａ）に示すように、ガラス管１０１の外表面層には、ガラス管１０１の他の部分と同じように、ナトリウムイオン（Ｎａ+）が分布している。これに対して、図１０（ｂ）に示すように第１浸漬工程終期には、ナトリウムイオンの一部が、硝酸カリウム溶融塩に含まれるカリウムイオン（Ｋ+）とイオン交換されるため、ガラス管３０３の外表面層には、ガラス管３０３の他の部分よりもカリウムイオンが多く分布した第１イオン交換層３００ｂが形成される。カリウムイオンのイオン半径は、ナトリウムイオンのイオン半径よりも大きい。したがって、このような第１イオン交換層３００ｂでは、イオン半径が小さなナトリウムイオンが収まっていた部分にそのナトリウムイオンよりもイオン半径の大きなカリウムイオンが収まることで圧縮応力が働くこととなる。このように圧縮応力の働いている第１イオン交換層３００ｂがガラス管３０３の外表面層に形成されることで、ガラス管３０３が外部からの衝撃に対して強くなり、ガラス管３０３の機械的強度を向上させることができる。次に、図１０（ｃ）に示すように、第２浸漬工程終期には、第１イオン交換層３００ｂにおける外表面層のカリウムイオンがナトリウムイオンにより置換され、第２イオン交換層３００ｃが形成される。これにより、第２イオン交換層３００ｃに働いている圧縮応力は第１イオン交換層３００ｂよりも小さく、第２イオン交換層３００ｃには、傷等が入りやすい構造となっている。このようにイオン交換層３００ａが、大きな圧縮応力の働いている第１イオン交換層３００ｂとその外側の小さな圧縮応力の働いている第２イオン交換層３００ｃとで構成されていることで、ランプ用ガラス管３００の外面に細かな傷がついても、その傷に起因してクラックに至るのを防止することができる。
【００７８】
ここで、第１イオン交換層３００ｂを、カリウムの含有率が非イオン交換層１００ｂにおけるカリウムの含有率に対して１［割］以上高い領域であると定義し、第２イオン交換層３００ｃを、第１イオン交換層の外側でカリウムの含有率が第１イオン交換層３００ｂのカリウムの含有率よりも低い領域であると定義した場合、第１イオン交換層３００ｂは、ガラス管３００の十分な機械的強度を得るためには１０［μｍ］以上であることが好ましい。さらに、第１イオン交換層３００ｂは、２０［μｍ］以上であることがより好ましい。この場合、ガラス管３００の機械的強度がさらに向上し、外的負荷によって、ガラス管３００が毀損しにくくなるからである。
【００７９】
また、第２イオン交換層３００ｃは、１０［μｍ］以上であることがより好ましい。この場合、ガラス管３００の表面に傷が入ったとしても、その傷が第２イオン交換層３００ｃよりも内側に届きにくくなるからである。さらに、第２イオン交換層３００ｃは、２０［μｍ］以上であることがより好ましい。この場合、ガラス管の表面に傷が入ったとしても、その傷が第２イオン交換層３００ｃよりも内側に一層届きにくくなり、その傷に起因してクラックに至るのを防止することができるからである。
【００８０】
なお、第１イオン交換層３００ｂおよび第２イオン交換層３００ｃの厚みの合計は２０［μｍ］以上であることが好ましい。第１イオン交換層３００ｂおよび第２イオン交換層３００ｃの厚みの合計が２０［μｍ］より薄い場合には、第１イオン交換層３００ｂを形成した後にその外側に第２イオン交換層３００ｃを形成しにくいためである。
【００８１】
また、第１イオン交換層３００ｂの厚みが第２イオン交換層３００ｃの厚みよりも厚いことが好ましい。この場合、ガラス管３００の機械的強度を向上させつつ、ガラス管３００の外表面に多少の傷がついたとしてもその傷に起因してクラックに至るのを防止することができるからである。
【００８２】
さらに、第１イオン交換層３００ｂの厚みが第２イオン交換層３００ｃの厚みよりも５［μｍ］以上厚いことが好ましい。この場合、ガラス管３００の外表面にさらに多くの傷がついたとしても、第１イオン交換層１００ｂによりその傷の進行を抑制することができるため、その傷に起因してクラックに至るのを防止することができるからである。
【００８３】
＜小括＞
上記のとおり、本発明の第３の実施形態に係るランプ用ガラス管３００の構成によれば、ソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスをその材料として用いた場合でも、そのガラスにクラックが発生するのを防止することができる。また、ランプ用ガラス管３００の外面に多少の傷がついたとしても、その傷に起因してクラックに至るのを防止することができる。ただし、その傷が増えたり深くなったりするとクラックを生じるおそれがあるが、その前にガラス管３００の外表面についた傷を視認し交換することで、ガラス管３００のクラックを未然に防止することができる。
【００８４】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る低圧放電ランプの管軸Ｘ400を含む断面図を図１１（ａ）に、そのＤ部分の要部拡大断面図を図１１（ｂ）にそれぞれ示す。本発明の第４の実施形態に係る低圧放電ランプ４００（以下、単に「ランプ４００」という）は、冷陰極蛍光ランプであって、ガラスバルブ４０１を除いては、本発明の第２の実施形態に係る低圧放電ランプと実質的に同じ構成を有している。
【００８５】
＜ガラスバルブの説明＞
ガラスバルブ４０１は、本発明の第３の実施形態に係るランプ用ガラス管３００を加工したものであって、管軸Ｘ400に対して垂直に切った断面が円環形状で、全長が７３０［ｍｍ］、外径が４［ｍｍ］、内径が３［ｍｍ］、肉厚が０．５［ｍｍ］である。
【００８６】
＜小括＞
上記のとおり、本発明の第４の実施形態に係る低圧放電ランプ４００の構成によれば、ソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスをガラスバルブ４０１の材料として用いた場でも、ガラスバルブ４０１にクラックが発生するのを防止することができる。また、ガラスバルブ４０１の外面に多少の傷がついたとしても、その傷に起因する破損を防止することができる。ただし、その傷が増えたり深くなったりするとクラックを生じるおそれがあるが、その前にガラスバルブ４０１の外表面についた傷を視認しランプ４００を交換することで、ガラスバルブ４０１のクラックを未然に防止することができる。
【００８７】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係る低圧放電ランプの管軸Ｘ500を含む断面図を図１２（ａ）に、そのＥ部分の要部拡大断面図を図１２（ｂ）に、そのＦ部分の要部拡大断面図を図１２（ｃ）にそれぞれ示す。本発明の第５の実施形態に係る低圧放電ランプ５００（以下、単に「ランプ５００」という）は、外部電極型蛍光ランプである。ランプ５００は、ガラスバルブ５０１とその両端部の外面に形成された外部電極５０２とで構成されている。
【００８８】
＜ガラスバルブの説明＞
ガラスバルブ５０１は、その外表面層に本発明の第１の実施形態に係るランプ用ガラス管１００と実質的に同一のイオン交換層１００ａを有することに加えて、さらにその内表面層であって、外部電極５０２と対応する部分にもイオン交換層１００ａを有する。ガラスバルブ５０１の内表面層であって、外部電極５０２と対応する部分は、ランプ５００の点灯時に直接的に放電にさらされるため、イオン交換層１００ａにより、その部分にピンホールが発生するのを防止することができる。
【００８９】
ガラスバルブ５０１は、例えば管軸Ｘ500に対して垂直に切った断面が円環形状で、全長が７３０［ｍｍ］、外径が４［ｍｍ］、内径が３［ｍｍ］、肉厚が０．５［ｍｍ］である。ガラスバルブ５０１は、例えばその両端部がガラスビード５０３により封止されている。なお、ガラスバルブ５０１の封止は、ピンチシール法等の公知の種々の手法を用いることができる。
【００９０】
ガラスバルブ５０１の内面であって、外部電極に対応する部分を除く部分には蛍光体層５０４が形成されている。蛍光体層５０４は、例えば赤色蛍光体（Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ2+）、緑色蛍光体（ＬａＰＯ4：Ｃｅ3+，Ｔｂ3+）および青色蛍光体（ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+）からなる希土類蛍光体で形成されている。なお、ガラスバルブ５０１の内面と蛍光体層５０４との間には、例えば、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）等の金属酸化物による保護膜（図示せず）が形成されていてもよい。
【００９１】
ガラスバルブ５０１の内部には、例えば、約２［ｍｇ］の水銀、および、希ガスとして約８［ｋＰａ］（２０［℃］）のネオンとアルゴンとの混合ガス（Ｎｅ９５［％］＋Ａｒ５［％］）がそれぞれ封入されている。
【００９２】
＜外部電極の説明＞
外部電極５０２は、例えば、アルミニウムの金属箔からなり、シリコン樹脂に金属粉体を混合した導電性粘着剤（図示せず）によってガラスバルブ５０１の両端部の外周面を覆うように貼着されている。
【００９３】
なお、導電性粘着剤として、シリコン樹脂の代わりにフッ素樹脂、ポリイミド樹脂又はエポキシ樹脂等を用いてもよい。また、金属箔を導電性粘着剤でガラスバルブ５０１に貼着する代わりに、銀ペーストをガラスバルブ５０１の電極形成部分の全周に塗布することによって外部電極５０２が形成されていてもよい。この場合、導電性粘着剤の劣化により外部電極５０２が剥がれることを防止することができる。また、上記の外部電極５０２の上に半田膜が形成されている場合には、外部電極５０２を損傷から保護することができる。また、超音波半田ディップ処理等の公知の手法により、半田膜のみで外部電極５０２を形成することも可能である。なお、図１２（ａ）に示すランプ５００の外部電極５０２は、ガラスバルブ５０１の管端まで形成されておらず、鉢巻状に形成されているが、ガラスバルブ５０１の管端全体を覆うように外部電極５０２が形成されていてもよい。
【００９４】
また、例えば鉄とニッケルとの合金等からなる金属製のスリーブを被せ、その上から半田ディップ処理を施すことにより、外部電極５０２が形成されていてもよい。
【００９５】
＜小括＞
上記のとおり、本発明の第５の実施形態に係る低圧放電ランプ５００の構成によれば、ソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスをガラスバルブ５０１の材料として用いた場合でも、ガラスバルブ５０１にクラックが発生するのを防止することができる。さらに、放電中にガラスバルブ５０１における外部電極の対応部分においてピンホールが発生するのを防止することができる。
【００９６】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態に係るバックライトユニット６００の分解斜視図を図１３に示す。本発明の第６の実施形態に係るバックライトユニット６００は直下方式であり、一つの面が開口した直方体状の筐体６０１と、この筐体６０１の内部に収納された複数のランプ２００と、ランプ２００を点灯回路（図示せず）に電気的に接続するための一対のソケット６０２と、筐体６０１の開口部を覆う光学シート類６０３とを備えている。なお、ランプ２００は、本発明の第２の実施形態に係る低圧放電ランプ２００である。
【００９７】
＜筐体の説明＞
筐体６０１は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂製であって、その内面に銀などの金属が蒸着されて反射面６０４が形成されている。なお、筐体６０１の材料としては、樹脂以外の材料、例えば、アルミニウムや冷間圧延材（例えばＳＰＣＣ）等の金属材料により構成してもよい。また、内面の反射面６０４として金属蒸着膜以外、例えば、ポリエチレンレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂に炭酸カルシウム、二酸化チタン等を添加することにより反射率を高めた反射シートを筐体６０１に貼付したものを用いてもよい。
【００９８】
筐体６０１の内部には、ソケット６０２、絶縁体６０５およびカバー６０６が配置されている。具体的に、ソケット６０２は、ランプ２００の配置に対応して筐体６０１の短手方向（縦方向）に各々所定間隔を空けて設けられている。ソケット６０２は、例えばステンレスやりん青銅からなる板材を加工したものであって、リード線２０２が嵌め込まれる嵌込部６０２ａを有している。そして、リード線２０２を嵌込部６０２ａを押し拡げるように弾性変形させて嵌め込む。その結果、嵌込部６０２ａに嵌め込まれたリード線２０２は、嵌込部６０２ａの復元力によって押圧され、外れにくくなる。これにより、リード線２０２を嵌込部６０２ａへ容易に嵌め込むことができつつ、外れにくくすることができる。
【００９９】
ソケット６０２は、互いに隣り合うソケット６０２同士で短絡しないように絶縁体６０５で覆われている。絶縁体６０５は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂で構成されている。なお、絶縁体６０５は、上記の構成に限定されない。ソケット６０２はランプ２００の動作中に比較的高温となる内部電極３の近傍にあることから絶縁体６０５は耐熱性のある材料で構成することが好ましい。耐熱性のある絶縁体６０５の材料としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂やシリコンゴム等を適用することができる。
【０１００】
筐体６０１の内部には、必要に応じた場所にランプホルダ（図示せず）を設けてもよい。筐体６０１内側でのランプ２００の位置を固定するランプホルダは、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂であり、ランプ２００の外面形状に沿うような形状を有している。「必要に応じた場所」とは、ランプ２００の長手方向の中央部付近のように、ランプ２００が例えば全長６００［ｍｍ］を越えるような長尺のものである場合に、ランプ２００のたわみを解消するために必要な場所である。
【０１０１】
カバー６０６は、ソケット６０２と筐体６０１の内側の空間とを仕切るものであり、例えばポリカーボネート（ＰＣ）樹脂で構成し、ソケット６０２の周辺を保温するとともに、少なくとも筐体６０１側の表面を高反射性とすることにより、ランプ２００の端部の輝度低下を軽減する。
【０１０２】
＜光学シート類の説明＞
筐体６０１の開口部は、透光性の光学シート類６０３で覆われており、内部にちりや埃などの異物が入り込まないように密閉されている。光学シート類６０３は、拡散板６０７、拡散シート６０８およびレンズシート６０９を積層してなる。
【０１０３】
拡散板６０７は、例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）樹脂製の板状体であって、筐体６０１の開口部を塞ぐように配置されている。拡散シート６０８は、例えばポリエステル樹脂製である。レンズシート６０９は、例えばアクリル系樹脂とポリエステル樹脂の貼り合せである。これらの光学シート類６０３は、それぞれ拡散板６０７に順次重ね合わせるようにして配置されている。
【０１０４】
＜小括＞
上記のとおり、本発明の第６の実施形態に係るバックライトユニット６００の構成によれば、ソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスを低圧放電ランプ２００のガラスバルブ２０１の材料として用いた場合でも、ガラスバルブ２０１にクラックが発生するのを防止することができる。
【０１０５】
（第７の実施形態）
本発明の第７の実施形態に係るバックライトユニットの一部切欠斜視図を図１４に示す。本発明の第７の実施形態に係るバックライトユニット７００は、エッジライト方式で、反射板７０１、ランプ２００、ソケット（図示せず）、導光板７０２、拡散シート７０３およびプリズムシート７０４から構成されている。
【０１０６】
反射板７０１は、液晶パネル側（矢印Ｑ）を除く導光板７０２の周囲を囲むように配置されており、底面を覆う底面部７０１ｂと、ランプ２００の配置されている側を除く側面を覆う側面部７０１ａと、ランプ２００の周囲を覆う曲面状のランプ側面部７０１ｃとで構成されており、ランプから照射される光を導光板７０２から液晶パネル（図示せず）側（矢印Ｑ）に反射させる。また、反射板７０１は、例えばフィルム状のＰＥＴに銀を蒸着したものやアルミ等の金属箔と積層したもの等からなる。
【０１０７】
ソケットは、本発明の第６の実施形態に係るバックライトユニット６００に用いられるソケット６０２と実質的に同じ構成を有している。なお、図１４において、図示の便宜上により、ランプ２００の端部については省略している。
【０１０８】
導光板７０２は、反射板により反射された光を液晶パネル側に導くためのものであって、例えば透光性プラスチックからなり、バックライトユニット７００の底面に設けられた反射板７０１の上に積層されている。なお、材料としては、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂やシクロオレフィン系樹脂（ＣＯＰ）を適用することができる。
【０１０９】
拡散シート７０３は、視野拡大のためのものであって、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂やポリエステル樹脂製の拡散透過機能を有するフィルムからなり、導光板７０２の上に積層されている。
【０１１０】
プリズムシート７０４は、輝度を向上させるためのものであって、例えばアクリル系樹脂とポリエステル樹脂とを貼り合せたシートからなり、拡散シート７０３の上に積層されている。なお、プリズムシート７０４の上にさらに拡散板が積層されていてもよい。
【０１１１】
なお、本実施形態の場合には、ランプ２００の周方向における一部分（バックライトユニット７００に挿入した場合における導光板７０２側）を除き、ガラスバルブ１０１の外面に反射シート（図示せず）を設けたアパーチャ型のランプであってもよい。
【０１１２】
＜小括＞
上記のとおり、本発明の第６の実施形態に係るバックライトユニット７００の構成によれば、ソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスを低圧放電ランプ２００のガラスバルブ２０１の材料として用いた場合でも、ガラスバルブ２０１にクラックが発生するのを防止することができる。
【０１１３】
（第８の実施形態）
本発明の第８の実施形態に係る液晶表示装置の概要を図１５に示す。図１５に示すように液晶表示装置８００は例えば３２［ｉｎｃｈ］テレビであり、液晶パネル等を含む液晶画面ユニット８０１と本発明の第６の実施形態に係るバックライトユニット６００と点灯回路８０２とを備える。
【０１１４】
液晶画面ユニット８０１は、公知のものであって、液晶パネル（カラーフィルター基板、液晶、ＴＦＴ基板等）（図示せず）、駆動モジュール等（図示せず）を備え、外部からの画像信号に基づいてカラー画像を形成する。
【０１１５】
点灯回路８０２は、バックライトユニット６００内部のランプ２００を点灯させる。そして、ランプ２００は、点灯周波数４０［ｋＨｚ］〜１００［ｋＨｚ］、ランプ電流３［ｍＡ］〜２５［ｍＡ］で動作される。
【０１１６】
なお、図８では、液晶表示装置８００の光源装置として本発明の第６の実施形態に係るバックライトユニット６００に第２の実施形態に係る低圧放電ランプ２００を挿入した場合について説明したが、これに限らず、本発明の第４の実施形態に係る低圧放電ランプ４００や、本発明の第５の実施形態に係る低圧放電ランプ５００も適用することができる。また、バックライトユニットについても、本発明の第７の実施形態に係るバックライトユニット７００も用いることができる。
【０１１７】
＜小括＞
上記のとおり、本発明の第８の実施形態に係る液晶表示装置の構成によれば、ソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスを低圧放電ランプ２００のガラスバルブ２０１の材料として用いた場合でも、ガラスバルブ２０１にクラックが発生するのを防止することができる。
【０１１８】
＜変形例＞
以上、本発明を上記した各実施形態に示した具体例に基づいて説明したが、本発明の内容が各実施形態に示した具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を用いることができる。
【０１１９】
１．ランプ用ガラス管およびガラスバルブに用いるガラスについて
（１）紫外線吸収について
ランプ用ガラス管１００，３００の材料であるガラスに遷移金属の酸化物をその種類によって所定量をドープすることにより２５４［ｎｍ］や３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収することができる。具体的には、例えば酸化チタン（ＴｉＯ2）の場合は、組成比率０．０５［ｍｏｌ％］以上ドープすることにより２５４［ｎｍ］の紫外線を吸収し、組成比率２［ｍｏｌ％］以上ドープすることにより３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収することができる。ただし、酸化チタンを組成比率５．０［ｍｏｌ％］より多くドープした場合には、ガラスが失透してしまうため、組成比率０．０５［ｍｏｌ％］以上５．０［ｍｏｌ％］以下の範囲でドープすることが好ましい。
【０１２０】
また、酸化セリウム（ＣｅＯ2）の場合は、組成比率０．０５［ｍｏｌ％］以上ドープすることにより２５４［ｎｍ］の紫外線を吸収することができる。ただし、酸化セリウムを組成比率０．５［ｍｏｌ％］より多くドープした場合には、ガラスが着色してしまうため、酸化セリウムを組成比率０．０５［ｍｏｌ％］以上０．５［ｍｏｌ％］以下の範囲でドープすることが好ましい。なお、酸化セリウムに加えて酸化スズ（ＳｎＯ）をドープすることにより、酸化セリウムによるガラスの着色を抑えることができるため、酸化セリウムを組成比率５．０［ｍｏｌ％］以下までドープすることができる。この場合、酸化セリウムを組成比率０．５［ｍｏｌ％］以上ドープすれば３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収することができる。ただし、この場合においても酸化セリウムを組成比率が５．０［ｍｏｌ％］より多くドープした場合には、ガラスが失透してしまう。
【０１２１】
また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の場合は、組成比率２．０［ｍｏｌ％］以上ドープすることにより２５４［ｎｍ］の紫外線を吸収することができる。ただし、酸化亜鉛を組成比率２０［ｍｏｌ％］より多くドープした場合、ガラスが失透してしまうおそれがあるため、酸化亜鉛を２．０［ｍｏｌ％］以上２０［ｍｏｌ％］以下の範囲でドープすることが好ましい。
【０１２２】
また、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の場合は、組成比率０．０１［ｍｏｌ％］以上ドープすることにより２５４［ｎｍ］の紫外線を吸収することができる。ただし、酸化鉄を組成比率２．０［ｍｏｌ％］より多くドープした場合には、ガラスが着色してしまうため、酸化鉄を組成比率０．０１［ｍｏｌ％］以上２．０［ｍｏｌ％］以下の範囲でドープすることが好ましい。
【０１２３】
（２）赤外線透過係数について
ガラス中の水分含有量を示す赤外線透過率係数は、０．３以上１．２以下の範囲、特に０．４以上０．８以下の範囲となるように調整することが好ましい。赤外線透過率係数が１．２以下であれば、外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ）や長尺の冷陰極蛍光ランプ等の高電圧印加ランプに適用可能な低い誘電正接を得やすくなり、０．８以下であれば誘電正接が十分に小さくなって、さらに高電圧印加ランプに適用可能となる。
【０１２４】
なお、赤外線透過率係数（Ｘ）は下式で表すことができる。
【０１２５】
Ｘ＝（ｌｏｇ（ａ／ｂ））／ｔ
ａ：３８４０［ｃｍ-1］付近の極小点の透過率［％］
ｂ：３５６０［ｃｍ-1］付近の極小点の透過率［％］
ｔ：ガラスの厚み
（３）ランプ用ガラス管およびガラスバルブの形状について
ランプ用ガラス管１００，３００およびガラスバルブ２０１，４０１，５０１の形状は、直管形状のものに限られず、例えばＬ字形状、Ｕ字形状、コの字形状、渦巻き形状等であってもよい。また、その管軸に対して垂直に切った断面は、略円形状のものに限られず、例えばトラック形状や角丸形状のような扁平形状や楕円形状等であってもよい。
【０１２６】
２．蛍光体層の蛍光体について
（１）紫外線吸収について
例えば、近年、液晶カラーテレビの大型化に伴って、バックライトユニットの開口を塞ぐ拡散板に寸法安定性の良いポリカーボネートが使用されるようになっている。このポリカーボネートは、水銀が発する３１３［ｎｍ］の波長の紫外線により劣化しやすい。このような場合には、波長３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収する蛍光体を利用するとよい。なお、３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収する蛍光体としては、以下のものがある。
【０１２７】
（ａ）青色
・ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム［Ｂａ1-x-yＳｒxＥｕyＭｇ1-zＭｎzＡｌ10Ｏ17］又は［Ｂａ1-x-yＳｒxＥｕyＭｇ2-zＭｎzＡｌ16Ｏ27］
ここで、ｘ,ｙ,ｚはそれぞれ０≦ｘ≦０．４、 ０．０７≦ｙ≦０．２５、 ０≦ｚ＜０．１なる条件を満たす数であることが好ましい。
【０１２８】
このような蛍光体としては、例えば、ユーロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム[ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+]、[ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+] (略号：ＢＡＭ−Ｂ)や、ユーロピウム付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム[（Ｂａ，Ｓｒ）Ｍｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+]、[（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+]（略号：ＳＢＡＭ−Ｂ）等がある。
【０１２９】
（ｂ）緑色
・マンガン不活マグネシウムガレート［ＭｇＧａ2Ｏ4：Ｍｎ2+］（略号：ＭＧＭ）
・マンガン付活アルミン酸セリウム・マグネシウム・亜鉛[Ｃｅ（Ｍｇ，Ｚｎ）Ａｌ11Ｏ19：Ｍｎ2+]（略号：ＣＭＺ）
・テルビウム付活アルミン酸セリウム・マグネシウム[ＣｅＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｔｂ3+]（略号：ＣＡＴ）
・ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム［Ｂａ1-x-yＳｒxＥｕyＭｇ1-zＭｎzＡｌ10Ｏ17］又は［Ｂａ1-x-yＳｒxＥｕyＭｇ2-zＭｎzＡｌ16Ｏ27］
ここで、ｘ,ｙ,ｚはそれぞれ０≦ｘ≦０．４、 ０．０７≦ｙ≦０．２５、 ０．１≦ｚ≦０．６なる条件を満たす数であり、ｚは０．４≦ｘ≦０．５であることが好ましい。
【０１３０】
このような蛍光体としては、例えば、ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・マグネシウム[ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+]、[ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+]（略号：ＢＡＭ−Ｇ）や、ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム[（Ｂａ，Ｓｒ）Ｍｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+]、[（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+]（略号：ＳＢＡＭ−Ｇ）等がある。
【０１３１】
（ｃ）赤色
・ユーロピウム付活リン・バナジン酸イットリウム[Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4：Ｅｕ3+]（略号：ＹＰＶ）
・ユーロピウム付活バナジン酸イットリウム［ＹＶＯ4：Ｅｕ3+］（略号：ＹＶＯ）
・ユーロピウム付活イットリウムオキシサルファイド[Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ3+]（略号：ＹＯＳ）
・マンガン付活フッ化ゲルマン酸マグネシウム[３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ2・ＧｅＯ2：Ｍｎ4+]（略号：ＭＦＧ）
・ジスプロシウム付活バナジン酸イットリウム［ＹＶＯ4：Ｄｙ3+］（赤と緑の２成分発光蛍光体であり、略号：ＹＤＳ）
なお、一種類の発光色に対して、異なる化合物の蛍光体を混合して用いてもよい。例えば、青色にＢＡＭ−Ｂ（３１３［ｎｍ］を吸収する。）のみ、緑色にＬＡＰ（３１３［ｎｍ］を吸収しない。）とＢＡＭ−Ｇ（３１３［ｎｍ］を吸収する。）、赤色にＹＯＸ（３１３ｎｍを吸収しない。）とＹＶＯ（３１３［ｎｍ］を吸収する。）の蛍光体を用いてもよい。このような場合は、前述のように波長３１３［ｎｍ］を吸収する蛍光体が、総重量組成比率で５０％より大きくなるように調整することで、紫外線がガラスバルブ外に漏れ出ることをほとんど防止できる。したがって、３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収する蛍光体を蛍光体層１０５に含む場合には、上記のバックライトユニットの開口を塞ぐポリカーボネート（ＰＣ）からなる拡散板等の紫外線による劣化が抑制され、バックライトユニットとしての特性を長時間維持することができる。
【０１３２】
ここで、「３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収する」とは、２５４［ｎｍ］付近の励起波長スペクトル（励起波長スペクトルとは、蛍光体を波長変化させながら励起発光させ、励起波長と発光強度をプロットしたものである。）の強度を１００［％］としたときに、３１３［ｎｍ］の励起波長スペクトルの強度が８０［％］以上のものと定義する。すなわち、３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収する蛍光体とは、３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収して可視光に変換できる蛍光体である。
【０１３３】
（２）高色再現について
液晶カラーテレビで代表される液晶表示装置では、近年における高画質化の一環としてなされる高色再現化に伴い、当該液晶表示装置のバックライトユニットの光源として用いられる冷陰極蛍光ランプや外部電極蛍光ランプにおいて、再現可能な色度範囲の拡大化の要請がある。
【０１３４】
このような要請に対して、例えば、以下の蛍光体を用いることで、実施の形態での蛍光体を用いる場合よりも、色度範囲の拡大を図ることができる。具体的には、ＣＩＥ１９３１色度図において、高色再現用の当該蛍光体の色度座標値が、実施の形態で使用した３つの蛍光体の色度座標値を結んでできる三角形を含んで色再現範囲を広げる座標に位置する。
【０１３５】
（ａ）青色
・ユーロピウム付活ストロンチウム・クロロアパタイト[Ｓｒ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ2+]（略号：ＳＣＡ）、色度座標：ｘ＝０．１５１、ｙ＝０．０６５
上記以外に、ユーロピウム付活ストロンチウム・カルシウム・バリウム・クロロアパタイト[（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ2+]（略号：ＳＢＣＡ）も使用でき、上記波長３１３（ｎｍ）の紫外線も吸収できるＳＢＡＭ−Ｂも高色再現用に使用できる。
【０１３６】
（ｂ）緑色
・ＢＡＭ−Ｇ、色度座標：ｘ＝０．１３９、ｙ＝０．５７４
・ＣＭＺ、色度座標：ｘ＝０．１６４、ｙ＝０．７２２
・ＣＡＴ、色度座標：ｘ＝０．２６７、ｙ＝０．６６３
なお、これらは上述したように、波長３１３［ｎｍ］の紫外線も吸収でき、また、ここで説明した３つの蛍光体粒子以外にも、ＭＧＭも高色再現用に使用することもできる。
【０１３７】
（ｃ）赤色
・ＹＯＳ、色度座標：ｘ＝０．６５１、ｙ＝０．３４４
・ＹＰＶ、色度座標：ｘ＝０．６５８、ｙ＝０．３３３
・ＭＦＧ、色度座標：ｘ＝０．７１１、ｙ＝０．２８７
なお、これらは上述したように、波長３１３［ｎｍ］の紫外線も吸収でき、また、ここで説明した３つの蛍光体粒子以外にも、ＹＶＯ、ＹＤＳも高色再現用に使用することもできる。
【０１３８】
また、上記で示した色度座標値は各々の蛍光体の粉体のみで測定した代表値であり、測定方法（測定原理）等に起因して、各蛍光体の粉体が示す色度座標値は、上掲した値と若干異なる場合があり得る。参考として上記実施の形態１の各蛍光体の粉体の色度座標値は、ＹＯＸ（ｘ＝０．６４４、ｙ＝０．３５３）、ＬＡＰ（ｘ＝０．３５１、ｙ＝０．５８５）、ＢＡＭ−Ｂ（ｘ＝０．１４８、ｙ＝０．０５６）で構成されている。
【０１３９】
さらに、赤、緑、青の各色を発光させるために用いる蛍光体は各波長につき１種類に限らず、複数種類を組み合わせて用いることとしても良い。
【０１４０】
ここで、上記の高色再現用の蛍光体粒子を用いて蛍光体層を形成した場合について説明する。ここでの評価は、ＣＩＥ１９３１色度図内においてＮＴＳＣ規格の３原色の色度座標値を結ぶＮＴＳＣ三角形（ＮＴＳＣtriangle）の面積を基準とした、高色再現用の蛍光体を用いた場合の３つの色度座標値を結んでできる三角形の面積の比（以下、ＮＴＳＣ比という。）で行なう。
【０１４１】
例えば、青色としてＢＡＭ−Ｂ、緑色としてＢＡＭ−Ｇ、赤色としてＹＶＯを用いると（例１）ＮＴＳＣ比が９２［％］となり、また、青色としてＳＣＡ、緑色としてＢＡＭ−Ｇ、赤色としてＹＶＯを用いると（例２）ＮＴＳＣ比が１００［％］となり、また、青色としてＳＣＡ、緑色としてＢＡＭ−Ｇ、赤色としてＹＯＸを用いると（例３）、ＮＴＳＣ比が９５［％］となり、例１及び２に比べて輝度を１０［％］向上させることができる。
【０１４２】
なお、ここでの評価に用いた色度座標値は、ランプ等が組み込まれた液晶表示装置とした状態で測定したものである為、カラーフィルターとの組み合わせにより色再現範囲が上記値より前後する可能性がある。
【０１４３】
３．ランプの種類について
なお、上記の各実施形態に係る低圧放電ランプにおいては、そのガラスバルブの内面に蛍光体層を有するものについて説明したが、例えば、蛍光体層を設けていない紫外線ランプであってもよい。
【０１４４】
また、低圧放電ランプは、冷陰極蛍光ランプや外部電極型蛍光ランプに限られず、熱陰極型蛍光ランプや外部内部電極型蛍光ランプであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明は、ランプ用ガラス管、低圧放電ランプ、バックライトユニットおよび液晶表示装置に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施形態に係るランプ用ガラス管の管軸を含む断面図、（ｂ）図１（ａ）のＡ部分の要部拡大断面図
【図２】（ａ）ランプ用ガラス管のイオン交換処理の浸漬工程の概念図、（ｂ）同じく洗浄工程の概念図、（ｃ）同じく乾燥工程の概念図
【図３】（ａ）浸漬工程初期のランプ用ガラス管の外表面層の要部拡大断面におけるイメージ図、（ｂ）浸漬工程終期のランプ用ガラス管の外表面層の要部拡大断面におけるイメージ図
【図４】破壊試験の条件を説明するための概念図
【図５】（ａ１）ガラス管Ｂの外表面層のナトリウムの濃度分布を示す図、（ａ２）ガラス管Ａ1の外表面層のナトリウムの濃度を示す図、（ａ３）ガラス管Ａ2の外表面層のナトリウムの濃度を示す図、（ａ４）ガラス管Ａ3の外表面層のナトリウムの濃度を示す図、（ｂ１）ガラス管Ｂの外表面層のカリウムの濃度を示す図、（ｂ２）ガラス管Ａ1の外表面層のカリウムの濃度を示す図、（ｂ３）ガラス管Ａ2の外表面層のカリウムの濃度を示す図、（ｂ４）ガラス管Ａ3の外表面層のカリウムの濃度を示す図
【図６】イオン交換層のカリウム濃度の測定方法を説明するための図
【図７】（ａ）本発明の第２の実施形態に係る低圧放電ランプの管軸を含む断面図、（ｂ）図７（ａ）のＢ部分の要部拡大断面図
【図８】（ａ）本発明の第３の実施形態に係るランプ用ガラス管の管軸を含む断面図、（ｂ）図８（ａ）のＣ部分の要部拡大断面図
【図９】（ａ）ランプ用ガラス管のイオン交換処理の第１浸漬工程の概念図、（ｂ）同じく第１洗浄工程の概念図、（ｃ）同じく第１乾燥工程の概念図、（ｄ）同じく第２浸漬工程の概念図、（ｅ）同じく第２洗浄工程の概念図、（ｆ）同じく第２乾燥工程の概念図
【図１０】（ａ）第１浸漬工程初期のランプ用ガラス管の外表面層の要部拡大断面におけるイメージ図、（ｂ）第１浸漬工程終期のランプ用ガラス管の外表面層の要部拡大断面におけるイメージ図、（ｃ）第２浸漬工程終期のランプ用ガラス管の外表面層の要部拡大断面におけるイメージ図
【図１１】（ａ）本発明の第４の実施形態に係る低圧放電ランプの管軸を含む断面図、（ｂ）図１１（ａ）のＤ部分の要部拡大断面図
【図１２】（ａ）本発明の第５の実施形態に係る低圧放電ランプの管軸を含む断面図、（ｂ）図１２（ａ）のＥ部分の要部拡大断面図、（ｃ）図１２（ａ）のＦ部分の要部拡大断面図
【図１３】本発明の第６の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図
【図１４】本発明の第７の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図
【図１５】本発明の第８の実施形態に係る液晶表示装置の概略斜視図
【図１６】従来の低圧放電ランプの管軸を含む断面図
【符号の説明】
【０１４７】
１００，３００ ランプ用ガラス管
１００ａ，３００ａ イオン交換層
２００，４００，５００ 低圧放電ランプ
２０１，４０１，５０１ ガラスバルブ
３００ｂ 第１イオン交換層
３００ｃ 第２イオン交換層
６００，７００ バックライトユニット
８００ 液晶表示装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランプ用ガラス管、低圧放電ランプ、バックライトユニットおよび液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１６は、従来の低圧放電ランプ、例えば、冷陰極蛍光ランプ１の管軸Ｘ1を含む断面図である。従来の冷陰極蛍光ランプ１は、例えば液晶テレビ等の液晶表示装置の光源（バックライト）として多用されている。この種の冷陰極蛍光ランプ１は、ガラスバルブ２とこのガラスバルブ２内の両端部に設けられた電極３とを備えており、特に液晶表示装置の光源として使用するために例えば内径が１［ｍｍ］〜６［ｍｍ］の細径で、かつ例えば３００［ｍｍ］〜１５００［ｍｍ］の長尺な形状を有している。近時、液晶テレビは大型化が進んでいることから、より一層長尺な冷陰極蛍光ランプ１が求められている。
【０００３】
冷陰極蛍光ランプ１では、このように細径で、かつ長尺な形状を有するが故にガラスの加工性等の問題から、数多くある種類の中でもホウ珪酸ガラス等の硬質ガラスからなるガラスバルブ２が用いられている（例えば特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開２００５−５６７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
もっとも、冷陰極蛍光ランプ１のガラスバルブ２として、一般照明用の蛍光ランプで用いられているソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスの適用可能性自体についても多く提案されている。これら軟質ガラスへの適用は例えばコスト面で有利になる可能性がある。
【０００５】
しかし、実際にこれらの軟質ガラスを適用し、実用化するには全く至っていないのが現状である。その理由の一つとして、これらの軟質ガラスは、前記硬質ガラスに比して機械的強度が弱いことが挙げられる。つまり、上記したように冷陰極蛍光ランプ１は細径で、かつ長尺であるが故にランプの製造プロセスや輸送過程において、ガラスバルブ２にクラックが発生しやすいからである。
【０００６】
そこで、本発明は、このような提案レベルにとどまっていた状況を打破し、ソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスをガラス材料として用いた場合でも、そのガラスにクラックが発生するのを防止することのできるランプ用ガラス管、低圧放電ランプ、バックライトユニットおよび液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係るランプ用ガラス管は、熱膨張係数が６０［Ｋ-1］〜１１０［Ｋ-1］であって、少なくともその外表面層がイオン交換層であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るランプ用ガラス管は、前記イオン交換層におけるナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度は、非イオン交換層におけるナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度よりも高いことが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係るランプ用ガラス管は、前記アルカリ金属はカリウムであることが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係るランプ用ガラス管は、前記イオン交換層の厚みが５［μｍ］以上であってもよい。
【００１１】
また、本発明に係るランプ用ガラス管は、前記イオン交換層は、第１イオン交換層および前記第１イオン交換層の外側に位置する第２イオン交換層の２層からなり、前記第１イオン交換層におけるナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度が非イオン交換層におけるナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度よりも高く、前記第２イオン交換層におけるアルカリ金属の濃度は、前記第１イオン交換層のアルカリ金属の濃度よりも低いことが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係るランプ用ガラス管は、酸化ホウ素の含有率が０［ｍｏｌ％］以上５［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係るランプ用ガラス管は、アルミナの含有率が０［ｍｏｌ％］以上５［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明に係るランプ用ガラス管は、アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物の含有率の合計が１０［ｍｏｌ％］以上３０［ｍｏｌ％］以下の範囲内であって、かつ酸化ストロンチウムと酸化バリウムの含有率の合計が０［ｍｏｌ％］以上１２［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明に係るランプ用ガラス管は、内径が１［ｍｍ］以上８［ｍｍ］以下、厚みが０．２［ｍｍ］以上０．６［ｍｍ］以下、長さが３００［ｍｍ］以上２０００［ｍｍ］以下であることが好ましい。
【００１６】
本発明に係るランプ用ガラス管の製造方法は、少なくともガラス管をナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の融解塩に浸漬させる工程を含む第１イオン交換層形成工程と、少なくとも前記第１イオン交換層形成工程を経たガラス管を前記第１イオン交換層形成工程で用いたアルカリ金属よりもイオン半径の小さいアルカリ金属の融解塩に浸漬させる工程を含む第２イオン交換層形成工程を含むことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る低圧放電ランプは、前記ランプ用ガラス管を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係るバックライトユニットは、前記低圧放電ランプを備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る液晶表示装置は、前記バックライトユニットを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るランプ用ガラス管、低圧放電ランプ、バックライトユニットおよび液晶表示装置は、ソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスをガラス材料として用いた場合でも、そのガラスにクラックが発生するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るランプ用ガラス管の管軸Ｘ100を含む断面図を図１（ａ）に、そのＡ部分の要部拡大断面図を図１（ｂ）にそれぞれ示す。本発明の第１の実施形態に係るランプ用ガラス管１００（以下、単に「ガラス管１００」という）は、熱膨張係数が６０［Ｋ-1］〜１１０［Ｋ-1］、例えば９２．５［Ｋ-1］であって、外表面層の一部が後述するイオン交換処理によって形成されたイオン交換層１００ａと、イオン交換されていない本来のガラス組成を有する非イオン交換層１００ｂとから形成される。
【００２２】
＜イオン交換層の説明＞
イオン交換層１００ａでは、ナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度が非イオン交換層１００ｂにおけるナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度よりも高くなっている。以下、ナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の一例としてカリウムを用いた場合について、図２を用いてイオン交換層１００ａの形成工程を説明する。
【００２３】
＜浸漬工程＞
まず、図２（ａ）に示すようにイオン交換処理前のガラス管（以下、単に「ガラス管１０１」という）を準備する。ガラス管１０１は、例えば、表１に示す組成のもので、全長が７３０［ｍｍ］、外径が４［ｍｍ］、内径が３［ｍｍ］、肉厚が０．５［ｍｍ］である。
【００２４】
このガラス管１０１を、３５０［℃］〜４５０［℃］に加熱した硝酸カリウム（ＫＮＯ3）溶融塩１０２の入った浴槽１０３に例えば１０［ｍｉｎ］〜１２０［ｍｉｎ］浸漬させる。ガラス管１０１を硝酸カリウム溶融塩１０２に浸漬させる時間によって、イオン交換層１００ａの厚みを変化させることができる。なお、ガラス管１０１の外表面層にのみイオン交換層１００ａを形成したい場合には、ガラス管１０１の両端開口部にソーダガラスや石英等の栓をすることが好ましい。
【００２５】
＜洗浄工程＞
次に図２（ｂ）に示すように、イオン交換処理後のガラス管１００を水１０４の入った浴槽１０５で洗浄することで、ガラス管１００の表面に付着した余分な硝酸カリウム溶融塩１０２を除去する。
【００２６】
＜乾燥工程＞
次に図２（ｃ）に示すように、ガラス管１００をヒータ１０６等で乾燥させることにより、洗浄工程で付着した水分を除去する。
【００２７】
以上の工程を経ることにより、ガラス管１００が完成される。
【００２８】
＜イオン交換層の形成のイメージ＞
続いて、浸漬工程初期のガラス管１０１の外表面層の要部拡大断面のイメージ図を図３（ａ）に、浸漬工程終期のガラス管１００の外表面層の要部拡大断面のイメージ図を図３（ｂ）にそれぞれ示す。図３（ａ）に示すように、浸漬工程の初期においては、ガラス管１０１の外表面層には、ガラス管１０１の他の部分と同じように、ナトリウムイオン（Ｎａ+）が分布している。これに対して、図３（ｂ）に示すように、浸漬工程終期においては、ガラス管１００の外表面層のナトリウムイオンの一部が硝酸カリウム溶融塩に含まれるカリウムイオン（Ｋ+）と交換され、ガラス管１００の外表面層にはガラス管１００の他の部分よりもカリウムイオンが多く分布している。このカリウムイオンのイオン半径は、ナトリウムイオンのイオン半径よりも大きい。したがって、このようなイオン交換層１００ａでは、イオン半径が小さなナトリウムイオンが収まっていた部分にそのナトリウムイオンよりもイオン半径の大きなカリウムイオンが収まることで圧縮応力が働いている。このように圧縮応力の働いているイオン交換層１００ａがガラス管１００の外表面層に形成されることで、ガラス管１００が外部からの衝撃に対して強くなり、ガラス管１００の機械的強度を向上し、クラックが発生するのを防止することができる。
【００２９】
＜非イオン交換層の説明＞
非イオン交換層１００ｂの具体的な組成比率を表１に示す。
【００３０】
なお、表１に記載の組成比率は、酸化物換算したものである。以下、本実施形態や他の実施形態において、組成比率や含有比率の数値の記載のあるものについては、全て酸化物換算した値を用いている。また、イオン交換層１００ａは、ガラス管１００の外表面層に形成されているにすぎないため、ガラス管１００と非イオン交換層１００ｂの組成比率は実質的に同一のものである。
【００３１】
【表１】
【００３２】
もっとも、非イオン交換層１００ｂの組成は、表１に記載のものに限られず、その熱膨張係数が６０［Ｋ-1］以上１１０［Ｋ-1］以下のものであればよい。
【００３３】
しかし、非イオン交換層１００ｂの酸化ナトリウムの含有率は、５［ｍｏｌ％］以上１５［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることが好ましい。この場合、ガラス管１００の中にイオン交換されるナトリウムが十分に含まれているため、イオン交換層１００ａを形成しやすくすることができる。
【００３４】
また、非イオン交換層１００ｂの酸化ホウ素（Ｂ2Ｏ3）の含有率は、０［ｍｏｌ％］以上５［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることが好ましい。この場合、ナトリウムの析出を抑制してしまうホウ素の量を抑制することで、ガラス管１００の中のナトリウムイオンの挙動を活性化させることができ、イオン交換層１００ａを形成しやすくすることができる。特に非イオン交換層１００ｂの酸化ホウ素（Ｂ2Ｏ3）の含有率は、０［ｍｏｌ％］以上３［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることがより好ましい。この場合、ナトリウムの析出を抑制してしまうホウ素の量をさらに抑制することで、ガラス管１００の中のナトリウムイオンの挙動をさらに活性化させることができ、イオン交換層１００ａを形成しやすくすることができる。
【００３５】
また、非イオン交換層１００ｂのアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）の含有率は、０［ｍｏｌ％］以上５［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることが好ましい。この場合、ナトリウムの析出を抑制してしまうアルミニウムの量を抑制することで、ガラス管１００の中のナトリウムイオンの挙動を活性化させることができ、イオン交換層１００ａを形成しやすくすることができる。特に非イオン交換層１００ｂのアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）の含有率は、１．５［ｍｏｌ％］以上５［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることがより好ましい。この場合、ガラス管１００の中のアルミニウムイオンが４配位のものよりも６配位のものが増加する。アルミニウムイオンは、４配位のものよりも６配位のものの方が各結合の強度が弱くなるため、ガラス管１００の中のアルミニウム以外の他の成分、例えばナトリウムイオンの結合にも影響を及ぼし、ナトリウムイオンが溶出しやすく、イオン交換層１００ａを形成しやすくすることができる。
【００３６】
また、非イオン交換層１００ｂの酸化ホウ素（Ｂ2Ｏ3）の含有率が０［ｍｏｌ％］以上５［ｍｏｌ％］以下の範囲内であって、かつアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）の含有率が１．５［ｍｏｌ％］以上４［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることが好ましい。この場合、ガラス管１００の中のホウ素の一部が共有結合からイオン結合へと変換され、各結合の結合強度が弱くなるため、ガラス管１００の中のホウ素以外の他の成分、例えばナトリウムイオンの結合にも影響を及ぼし、ナトリウムイオンが溶出しやすく、イオン交換層１００ａを形成しやすくすることができる。
【００３７】
また、非イオン交換層１００ｂの中のアルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物の含有率の合計が１０［ｍｏｌ％］以上３０［ｍｏｌ％］以下の範囲内であって、かつ酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）と酸化バリウム（ＢａＯ）の含有率の合計が０［ｍｏｌ％］以上１２［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることが好ましい。この場合、ストロンチウムイオンとバリウムイオンは、ナトリウムイオンに比べてイオン半径が大きいため、ナトリウムイオンがガラス中から外部に移動するのを抑制し、イオン交換層１００ａの形成が妨げられるのを防止することができる。
【００３８】
＜実験＞
発明者らは、上記イオン交換処理を施したガラス管Ａ1，Ａ2，Ａ3と未処理のガラス管Ｂとを破壊試験にかけて、両者の破壊強度を調べた。
【００３９】
実験に用いたガラス管のガラス材料は、いずれも、表１にガラスａとして示す鉛フリーガラスで、全長が１５０［ｍｍ］、外径が４.０[ｍｍ]、内径が３.０[ｍｍ]である。イオン交換処理を施すにあたっては、加熱温度約５４０［℃］で、硝酸カリウム溶融塩に浸漬してイオン交換処理を行った。ただし、ガラス管Ａ1，Ａ2，Ａ3では、下記のとおりそれぞれ浸漬時間のみが異なる。
【００４０】
(1)ガラス管Ａ1：浸漬時間１２０［ｍｉｎ］
(2)ガラス管Ａ2：浸漬時間１８０［ｍｉｎ］
(3)ガラス管Ａ3：浸漬時間２４０［ｍｉｎ］
破壊試験は、万能試験機を使用し、図４に示すように、７０［ｍｍ］のスパンで支持部材１０７によって支持されたガラス管の中央に圧子１０８により集中荷重を与え、ガラス管に曲げ荷重を与える３点曲げ法によって行った。そして、ガラス管が破壊した時（割れた時）の荷重値[ｋｇｆ]を破壊強度として記録した。なお、集中荷重を加えるための圧子の移動速度は１[ｍｍ／ｍｉｎ]とした。
【００４１】
そして、上記４種類のガラス管Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ｂの各々を１２［本］ずつ用意して試験を行った。試験結果を表２に示す。なお、表２に示すのは、各種ガラス管Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ｂに対するワイブル判定における５０［％］破壊強度とワイブル係数である。５０［％］破壊強度の値が大きいほど、ガラス管の機械的強度が強く、ワイブル係数が大きいほど、その機械的強度のばらつきが小さいことを示している。
【００４２】
【表２】
【００４３】
表２に示すように、ガラス管Ａ1、ガラス管Ａ2およびガラス管Ａ3はともにイオン交換未処理のガラス管Ｂに比べて機械的強度が向上していることがわかる。
【００４４】
ここで、それぞれのガラス管Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ｂの外表面層についての元素分析を日本電子株式会社製のＪＭＸ−８９００により行い、ガラス管Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ｂの外表面層のナトリウムとカリウムの濃度を調べた。
【００４５】
まず、ガラス管Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ｂの元素分析の測定方法を図６に示す。ガラス管Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ｂをその管軸方向の中央部で、管軸に対して垂直に切断し、管軸方向の厚みｓが１０［ｍｍ］の測定試料１０９を作製する。測定点は、その切断面における外表面層のうち、等間隔にあいた任意の４［箇所］（外表面層1〜外表面層4）であって、一辺１００［μｍ］の正方形で囲まれた部分である。測定結果は、その４［箇所］での値の平均値で算出した。
【００４６】
測定結果を図５（ａ１）〜（ａ４）、（ｂ１）〜（ｂ４）に示す。図５（ａ１）〜（ａ４）はナトリウムの濃度変化を、図５（ｂ１）〜（ｂ４）はカリウムの濃度変化をそれぞれ示す。図５（ａ１）および（ｂ１）はイオン交換未処理のガラス管Ｂを、図５（ａ２）および（ｂ２）は浸漬時間１２０［ｍｉｎ］でイオン交換処理を施したガラス管Ａ1を、図５（ａ３）および（ｂ３）は浸漬時間１８０［ｍｉｎ］でイオン交換処理を施したガラス管Ａ2を、図５（ａ４）および（ｂ４）は浸漬時間２４０［ｍｉｎ］でイオン交換処理を施したガラス管Ａ3をそれぞれ示す。
【００４７】
なお、図５（ａ１）〜（ａ４）、（ｂ１）〜（ｂ４）では、横軸に最外表面からの深さ［μｍ］をとって、ナトリウムの濃度変化を色の濃淡で表している。ただし、図面上、色の濃淡の境界が明確で、かつ直線的になっているが、これは模式化したものであって実際の濃度変化は連続的でその境界が明確に認識できるとは限らない。
【００４８】
図５（ａ１）〜（ａ４）から明らかなように、イオン交換処理を施したガラス管Ａ1，Ａ2，Ａ3では、外表面層におけるナトリウムの濃度がイオン交換未処理のガラス管Ｂのナトリウムの濃度を下回り、かつ最外表面に近づくほど低く、しかも浸漬時間が長いほど、ガラス管Ｂのナトリウム濃度よりも低濃度の領域が深くなっている。これとは反対に、図５（ａ１）〜（ａ４）から明らかなように、ガラス管Ａ1，Ａ2，Ａ3では、外表面層におけるカリウムの濃度がガラス管Ｂのカリウムの濃度を上回り、最外表面に近づくほど高く、しかも浸漬時間が長いほど、ガラス管Ｂのカリウム濃度よりも高濃度の領域が深くなっている。
【００４９】
ここで、イオン交換層１００ａを、カリウムの含有率が非イオン交換層１００ｂにおけるカリウムの含有率に対して１［割］以上高い領域であると定義した場合、そのイオン交換層１００ａの厚みが５［μｍ］以上であることが好ましい。プロセス上、イオン交換層の厚みにばらつきが生じるおそれがあり、そのばらつきを考慮してもガラス管１００全体の機械的強度を十分に向上させるためには、その厚みが５［μｍ］以上あることが好ましいからである。さらには、イオン交換層１００ａの厚みが３０［μｍ］以上であることがより好ましい。ガラス管１００の機械的強度がより向上し、ガラス管１００の外表面に傷がつきにくく、外的負荷によってガラス管１００が毀損しにくくなるからである。
【００５０】
なお、イオン交換層１００ａを、カリウムの含有率が非イオン交換層１００ｂにおけるカリウムの含有率に対して２［割］以上高い領域であると定義した場合、上記した理由と同様により、そのイオン交換層１００ａの厚みが２［μｍ］以上であることが好ましく、さらには２０［μｍ］以上であることがより好ましい。
【００５１】
なお、非イオン交換層１００ｂにおけるカリウムの含有率は、ガラス管１００におけるイオン交換処理の施されていない部分のカリウムの含有率であるが、以下の測定方法により測定することが好ましい。すなわち、図６に示す測定試料１０９の切断面における厚み方向中央部のうち、等間隔にあいた任意の４［箇所］（中央部1〜中央部4）であって、一辺１００［μｍ］の正方形で囲まれた部分を測定する。そして、その４［箇所］での値の平均値で測定結果を算出する。イオン交換層１００ａは、ガラス管１００の表面から順次形成されていくため、ガラス管１００の内表面層および外表面層の両方をイオン交換処理する場合、ガラス管１００の厚み方向の中央部が最もイオン交換されにくいからである。ただし、ガラス管１００の外表面層のみをイオン交換処理する場合には、ガラス管１００の内表面側が最もイオン交換されにくいため、測定点の中心がガラス管１００の内表面から１００［μｍ］内側であって、等間隔にあいた任意の４［箇所］を測定することが好ましい。ここで、測定点の中心がガラス管１００の内表面から１００［μｍ］内側としたのは、ガラス管１００の内表面は、外気にさらされるため、その測定値が不安定になるおそれがあるためである。
【００５２】
なお、本実験では、ガラス管１００の組成として表１に示すガラスａのものを用いたが、これに限らず例えば表１に示すガラスｂ、ｃの組成のものでも同様の結果が得られた。
【００５３】
＜小括＞
上記のとおり、本発明の第１の実施形態に係るランプ用ガラス管１００の構成によれば、ソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスをその材料として用いた場合でも、そのガラスにクラックが発生するのを防止することができる。
【００５４】
ところで、液晶表示装置は、薄型でかつ大型化の傾向にあり、その内部に搭載されるバックライトユニットおよびバックライトに対しても同様の傾向がある。これを実現するために、冷陰極蛍光ランプ、外部電極型蛍光ランプ、熱陰極型蛍光ランプ等のバックライトに用いるガラス管は、細管で長尺のものが求められる。具体的には、内径が１［ｍｍ］以上８［ｍｍ］以下、厚みが０．２［ｍｍ］以上０．６［ｍｍ］以下、長さが３００［ｍｍ］以上２０００［ｍｍ］以下である。しかし、細管で長尺にするほどガラス管１００にかかる負荷が大きくなり、ガラス管１００の機械的強度がより求められるようになる。本発明の第１の実施形態に係るランプ用ガラス管は、このような細管で長尺なガラス管に対してその効果を最も発揮し、ガラス管を移送する際の負荷や、バックライトユニットに挿入する際の負荷や、バックライトユニットに挿入後に移送する際の負荷等によって毀損するのを防止することができる。
【００５５】
また、ガラス管１００の外表面層だけでなく、内表面層にもイオン交換層が形成されている場合、ガラス管１００の機械的強度をさらに向上させることができる。
【００５６】
また、本実施形態においては、ナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属としてカリウムについて詳細に説明したが、この他にもルビジウム（Ｒｂ）やセシウム（Ｃｓ）のようなアルカリ金属を適用することができる。
【００５７】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る低圧放電ランプの管軸Ｘ200を含む断面図を図７（ａ）に、そのＢ部分の要部拡大断面図を図７（ｂ）にそれぞれ示す。本発明の第２の実施形態に係る低圧放電ランプ２００（以下、単に「ランプ２００」という）は、冷陰極蛍光ランプであって、ガラスバルブ２０１と、このガラスバルブ２０１内の両端部に設けられた内部電極３と、一端部がこの内部電極３に接続され、かつ他端部がガラスバルブ２０１の管端から外側に導出しているリード線２０２とで構成されている。
【００５８】
＜ガラスバルブの説明＞
ガラスバルブ２０１は、本発明の第１の実施形態に係るランプ用ガラス管１００を加工したものであって、管軸Ｘ200に対して垂直に切った断面が円環形状で、全長が７３０［ｍｍ］、外径が４［ｍｍ］、内径が３［ｍｍ］、肉厚が０．５［ｍｍ］である。ガラスバルブ２０１は、例えばその両端部がガラスビード２０３により封止されている。なお、ガラスバルブ２０１の封止は、ピンチシール法等の公知の種々の手法を用いることができる。
【００５９】
ガラスバルブ２０１の内面には蛍光体層２０４が形成されている。蛍光体層２０４は、例えば赤色蛍光体（Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ2+）、緑色蛍光体（ＬａＰＯ4：Ｃｅ3+，Ｔｂ3+）および青色蛍光体（ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+）からなる希土類蛍光体で形成されている。
【００６０】
なお、ガラスバルブ２０１の外側の端とこの端に近い方の蛍光体層２０４の端との距離すなわち、蛍光体層２０４が形成されていないガラスバルブ２０１の領域の長さがガラスバルブ２０１の両側で異なっていることが好ましい。ガラスバルブ２０１が、細管で長尺である場合、ガラスバルブ２０１の内面に膜厚の均一な蛍光体層２０４を形成するのが難しくなる。つまり、蛍光体層２０４の厚みは、ガラスバルブ２０１の長手方向で均一とならず、例えば一端側から他端側に行くにつれて厚くなる。このようなランプ２００を複数本バックライトユニット（図示せず）に並べて任意の方向で組み込んだ場合、バックライトユニット全体として輝度むらが起こるおそれがある。これを防止するためには、バックライトユニットに組み込むランプ２００の管軸方向の向きを一本ずつ交互に逆向きにする必要がある。または、ランプ２００を１［本］だけ使用する場合にもランプ２００の方向に応じた光学系の補正が必要である。つまり、いずれの場合にもランプ２００をソケット（図示せず）に自動挿入するためには、ランプ２００の方向を自動的に判別できることが必要となる。そこで、ランプ２００の方向を自動的に判断する方法として、例えばセンサにより、ランプ２００の両端部におけるガラスバルブ２０１の外側の端とこの端に近い方の蛍光体層２０４の端との距離を識別する方法が考えられる。なお、その距離の差は２［ｍｍ］以上であることが好ましい。センサで十分に識別できる長さであり、識別ミスがほとんど起こらないからである。
【００６１】
なお、ガラスバルブ２０１の内面と蛍光体層２０４との間には、例えば、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、シリカ（ＳｉＯ2）等の金属酸化物による保護膜が形成されていてもよい。
【００６２】
ガラスバルブ２０１の内部には、例えば、約２［ｍｇ］の水銀、および、希ガスとして約８［ｋＰａ］（２０［℃］）のネオンとアルゴンとの混合ガス（Ｎｅ９５［％］＋Ａｒ５［％］）がそれぞれ封入されている。なお、混合希ガスの分圧比はこれに限らず、ネオンを６０［％］〜９９．９［％］の範囲で設定し、残部をアルゴンで占めるようにしても構わない。また、ガス圧も６［ｋＰａ］〜１８［ｋＰａ］の範囲で変更してもよい。
【００６３】
＜内部電極の説明＞
内部電極３は、例えばニッケル（Ｎｉ）製の有底筒状のホロー電極であって、全長が５．２［ｍｍ］、外径が２．７［ｍｍ］、内径が２．３［ｍｍ］、肉厚が０．２［ｍｍ］である。なお、この内部電極３の材料としては、ニッケルに限定されず、例えばニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）またはタングステン（Ｗ）であってもよい。この内部電極３は、その管軸とガラスバルブ２０１の管軸とがほぼ一致するように配置されており、その外面とガラスバルブ２０１の内面との間隔が全域に亘ってほぼ均一となっている。
【００６４】
内部電極３の外面とガラスバルブ２０１の内面との間隔は、０．２［ｍｍ］以下が好ましく、例えば０．１５［ｍｍ］に設定されている。このように間隔を０．２［ｍｍ］以下に規定することにより、点灯中、内部電極３の外面とガラスバルブ２０１の内面との間に形成される空間に放電が入り込まず、内部電極３の内側のみで放電が起こる。したがって、点灯中の放電が内部電極３の外側に移行しにくくなり、ガラスバルブ２０１の内面への、過剰のスパッタリングを抑制して水銀の消耗速度を抑えることができ、ランプ２００の長寿命化を図ることができる。また、放電がリード線２０２側へ回り込むことを防止することにより、リード線２０２の消耗を抑制することができる。
【００６５】
＜リード線の説明＞
リード線２０２は、例えば、ジュメット製の内部リード線２０２ａと半田等に付着し易いニッケル（Ｎｉ）製の外部リード線２０２ｂとの継線からなり、内部リード線２０２ａと外部リード線２０２ｂとの接合面がガラスバルブ２０１の外面とほぼ面一である。すなわち、内部リード線２０２ａは、その一端部がホロー状の内部電極３の底部に電気的かつ機械的に接続され、外部リード線２０２ｂと継線されている他端部側の大半がガラスビード２０３に封着されている。外部リード線２０２ｂは、実質的に全体がガラスバルブ２０１の外部に位置している。内部リード線２０２ａは、例えば全長が３［ｍｍ］、線径が１．０［ｍｍ］である。外部リード線２０２ｂは、例えば全長が１０［ｍｍ］、線形が０．８［ｍｍ］である。
【００６６】
なお、リード線２０２の構成は上記構成に限定されず、例えば、内部リード線２０２ａと外部リード線２０２ｂとが分けられておらず、例えば鉄とニッケルとの合金からなる一本線で構成されていてもよいし、または内部リード線２０２ａあるいは外部リード線２０２ｂがさらに複数の線を継線したものでもよい。
【００６７】
＜小括＞
上記のとおり、本発明の第２の実施形態に係る低圧放電ランプ２００の構成によれば、ソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスをガラスバルブ２０１の材料として用いた場合でも、ガラスバルブ２０１にクラックが発生するのを防止することができる。
【００６８】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係るランプ用ガラス管の管軸Ｘ300を含む断面図を図８（ａ）に、そのＣ部分の要部拡大断面図を図８（ｂ）にそれぞれ示す。本発明の第３の実施形態に係るランプ用ガラス管３００（以下、単に「ガラス管３００」という）は、熱膨張係数が６０［Ｋ-1］〜１１０［Ｋ-1］、例えば９２．５［Ｋ-1］であって、外表面層の一部が後述するイオン交換処理によって形成されたイオン交換層３００ａと、イオン交換されていない本来のガラス組成を有する非イオン交換層１００ｂとから形成される。ガラス管３００は、イオン交換層３００ａを除いては、本発明の第１の実施形態に係るランプ用ガラス管と実質的に同一の構成を有するため、イオン交換層３００ａについて詳細に説明し、それ以外の点については省略する。
【００６９】
＜イオン交換層の説明＞
イオン交換層３００ａは、第１イオン交換層３００ｂおよび第１イオン交換層３００ｂの外側に位置する第２イオン交換層３００ｃの２層からなり、第１イオン交換層３００ｂにおけるナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度が非イオン交換層１００ｂにおけるナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度よりも高く、第２イオン交換層３００ｃにおけるアルカリ金属の濃度は、第１イオン交換層３００ｂのアルカリ金属の濃度よりも低くなっている。以下、ナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属としてカリウムを用いた場合について、図９を用いてイオン交換層３００ａの形成工程を説明する。
【００７０】
＜第１浸漬工程＞
まず、図９（ａ）に示すように、イオン交換処理前のガラス管１０１を準備する。なお、ガラス管１０１は、本発明の第１の実施形態に係るランプ用ガラス管１００で用いたものと実質的に同一の表１に示す組成のもので、全長が７３０［ｍｍ］、外径が４［ｍｍ］、内径が３［ｍｍ］、肉厚が０．５［ｍｍ］のものである。このガラス管１０１を、３５０［℃］〜４５０［℃］に加熱した硝酸カリウム（ＫＮＯ3）溶融塩３０１の入った浴槽３０２に例えば６０［ｍｉｎ］〜２４０［ｍｉｎ］浸漬させる。ガラス管１０１を硝酸カリウム溶融塩３０１に浸漬させる時間によって、第１イオン交換層３００ｂの膜厚を変化させることができる。
【００７１】
＜第１洗浄工程＞
次に、図９（ｂ）に示すように、第１浸漬工程後のガラス管３０３を水３０４の入った浴槽３０５で洗浄することで、ガラス管３０３の表面に付着した余分な硝酸カリウム溶融塩３０１を除去する。
【００７２】
＜第１乾燥工程＞
次に、図９（ｃ）に示すように、ガラス管３０３をヒータ３０６等で乾燥させることにより、洗浄工程で付着した水分を除去する。
【００７３】
＜第２浸漬工程＞
次に、図９（ｄ）に示すように、ガラス管３０３を、３５０［℃］〜４５０［℃］に加熱した硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ3）溶融塩３０７の入った浴槽３０８に例えば６０［ｍｉｎ］〜２４０［ｍｉｎ］浸漬させる。ガラス管３０３を硝酸ナトリウム溶融塩３０７に浸漬させる時間によって、第２イオン交換層３００ｃの膜厚を変化させることができる。
【００７４】
＜第２洗浄工程＞
次に図９（ｅ）に示すように、第２浸漬工程後のガラス管３００を水３０９の入った浴槽３１０で洗浄することで、ガラス管３００の表面に付着した余分な硝酸ナトリウム溶融塩３０７を除去する。
【００７５】
＜第２乾燥工程＞
次に図９（ｆ）に示すように、ガラス管３００をヒータ３１１等で乾燥させることにより、洗浄工程で付着した水分を除去する。
【００７６】
以上の工程を経ることによりガラス管３００が完成される。
【００７７】
＜イオン交換層の形成のイメージ＞
次に、イオン交換層３００ａがガラス管３００の外表面層に形成される過程について説明する。第１浸漬工程初期のガラス管１０１の外表面層の要部拡大断面のイメージ図を図１０（ａ）に、第１浸漬工程終期のガラス管３０３の外表面層の要部拡大断面のイメージ図を図１０（ｂ）に、第２浸漬工程終期のガラス管３００の外表面層の要部拡大断面のイメージ図を図１０（ｃ）にそれぞれ示す。図１０（ａ）に示すように、ガラス管１０１の外表面層には、ガラス管１０１の他の部分と同じように、ナトリウムイオン（Ｎａ+）が分布している。これに対して、図１０（ｂ）に示すように第１浸漬工程終期には、ナトリウムイオンの一部が、硝酸カリウム溶融塩に含まれるカリウムイオン（Ｋ+）とイオン交換されるため、ガラス管３０３の外表面層には、ガラス管３０３の他の部分よりもカリウムイオンが多く分布した第１イオン交換層３００ｂが形成される。カリウムイオンのイオン半径は、ナトリウムイオンのイオン半径よりも大きい。したがって、このような第１イオン交換層３００ｂでは、イオン半径が小さなナトリウムイオンが収まっていた部分にそのナトリウムイオンよりもイオン半径の大きなカリウムイオンが収まることで圧縮応力が働くこととなる。このように圧縮応力の働いている第１イオン交換層３００ｂがガラス管３０３の外表面層に形成されることで、ガラス管３０３が外部からの衝撃に対して強くなり、ガラス管３０３の機械的強度を向上させることができる。次に、図１０（ｃ）に示すように、第２浸漬工程終期には、第１イオン交換層３００ｂにおける外表面層のカリウムイオンがナトリウムイオンにより置換され、第２イオン交換層３００ｃが形成される。これにより、第２イオン交換層３００ｃに働いている圧縮応力は第１イオン交換層３００ｂよりも小さく、第２イオン交換層３００ｃには、傷等が入りやすい構造となっている。このようにイオン交換層３００ａが、大きな圧縮応力の働いている第１イオン交換層３００ｂとその外側の小さな圧縮応力の働いている第２イオン交換層３００ｃとで構成されていることで、ランプ用ガラス管３００の外面に細かな傷がついても、その傷に起因してクラックに至るのを防止することができる。
【００７８】
ここで、第１イオン交換層３００ｂを、カリウムの含有率が非イオン交換層１００ｂにおけるカリウムの含有率に対して１［割］以上高い領域であると定義し、第２イオン交換層３００ｃを、第１イオン交換層の外側でカリウムの含有率が第１イオン交換層３００ｂのカリウムの含有率よりも低い領域であると定義した場合、第１イオン交換層３００ｂは、ガラス管３００の十分な機械的強度を得るためには１０［μｍ］以上であることが好ましい。さらに、第１イオン交換層３００ｂは、２０［μｍ］以上であることがより好ましい。この場合、ガラス管３００の機械的強度がさらに向上し、外的負荷によって、ガラス管３００が毀損しにくくなるからである。
【００７９】
また、第２イオン交換層３００ｃは、１０［μｍ］以上であることがより好ましい。この場合、ガラス管３００の表面に傷が入ったとしても、その傷が第２イオン交換層３００ｃよりも内側に届きにくくなるからである。さらに、第２イオン交換層３００ｃは、２０［μｍ］以上であることがより好ましい。この場合、ガラス管の表面に傷が入ったとしても、その傷が第２イオン交換層３００ｃよりも内側に一層届きにくくなり、その傷に起因してクラックに至るのを防止することができるからである。
【００８０】
なお、第１イオン交換層３００ｂおよび第２イオン交換層３００ｃの厚みの合計は２０［μｍ］以上であることが好ましい。第１イオン交換層３００ｂおよび第２イオン交換層３００ｃの厚みの合計が２０［μｍ］より薄い場合には、第１イオン交換層３００ｂを形成した後にその外側に第２イオン交換層３００ｃを形成しにくいためである。
【００８１】
また、第１イオン交換層３００ｂの厚みが第２イオン交換層３００ｃの厚みよりも厚いことが好ましい。この場合、ガラス管３００の機械的強度を向上させつつ、ガラス管３００の外表面に多少の傷がついたとしてもその傷に起因してクラックに至るのを防止することができるからである。
【００８２】
さらに、第１イオン交換層３００ｂの厚みが第２イオン交換層３００ｃの厚みよりも５［μｍ］以上厚いことが好ましい。この場合、ガラス管３００の外表面にさらに多くの傷がついたとしても、第１イオン交換層１００ｂによりその傷の進行を抑制することができるため、その傷に起因してクラックに至るのを防止することができるからである。
【００８３】
＜小括＞
上記のとおり、本発明の第３の実施形態に係るランプ用ガラス管３００の構成によれば、ソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスをその材料として用いた場合でも、そのガラスにクラックが発生するのを防止することができる。また、ランプ用ガラス管３００の外面に多少の傷がついたとしても、その傷に起因してクラックに至るのを防止することができる。ただし、その傷が増えたり深くなったりするとクラックを生じるおそれがあるが、その前にガラス管３００の外表面についた傷を視認し交換することで、ガラス管３００のクラックを未然に防止することができる。
【００８４】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る低圧放電ランプの管軸Ｘ400を含む断面図を図１１（ａ）に、そのＤ部分の要部拡大断面図を図１１（ｂ）にそれぞれ示す。本発明の第４の実施形態に係る低圧放電ランプ４００（以下、単に「ランプ４００」という）は、冷陰極蛍光ランプであって、ガラスバルブ４０１を除いては、本発明の第２の実施形態に係る低圧放電ランプと実質的に同じ構成を有している。
【００８５】
＜ガラスバルブの説明＞
ガラスバルブ４０１は、本発明の第３の実施形態に係るランプ用ガラス管３００を加工したものであって、管軸Ｘ400に対して垂直に切った断面が円環形状で、全長が７３０［ｍｍ］、外径が４［ｍｍ］、内径が３［ｍｍ］、肉厚が０．５［ｍｍ］である。
【００８６】
＜小括＞
上記のとおり、本発明の第４の実施形態に係る低圧放電ランプ４００の構成によれば、ソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスをガラスバルブ４０１の材料として用いた場でも、ガラスバルブ４０１にクラックが発生するのを防止することができる。また、ガラスバルブ４０１の外面に多少の傷がついたとしても、その傷に起因する破損を防止することができる。ただし、その傷が増えたり深くなったりするとクラックを生じるおそれがあるが、その前にガラスバルブ４０１の外表面についた傷を視認しランプ４００を交換することで、ガラスバルブ４０１のクラックを未然に防止することができる。
【００８７】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係る低圧放電ランプの管軸Ｘ500を含む断面図を図１２（ａ）に、そのＥ部分の要部拡大断面図を図１２（ｂ）に、そのＦ部分の要部拡大断面図を図１２（ｃ）にそれぞれ示す。本発明の第５の実施形態に係る低圧放電ランプ５００（以下、単に「ランプ５００」という）は、外部電極型蛍光ランプである。ランプ５００は、ガラスバルブ５０１とその両端部の外面に形成された外部電極５０２とで構成されている。
【００８８】
＜ガラスバルブの説明＞
ガラスバルブ５０１は、その外表面層に本発明の第１の実施形態に係るランプ用ガラス管１００と実質的に同一のイオン交換層１００ａを有することに加えて、さらにその内表面層であって、外部電極５０２と対応する部分にもイオン交換層１００ａを有する。ガラスバルブ５０１の内表面層であって、外部電極５０２と対応する部分は、ランプ５００の点灯時に直接的に放電にさらされるため、イオン交換層１００ａにより、その部分にピンホールが発生するのを防止することができる。
【００８９】
ガラスバルブ５０１は、例えば管軸Ｘ500に対して垂直に切った断面が円環形状で、全長が７３０［ｍｍ］、外径が４［ｍｍ］、内径が３［ｍｍ］、肉厚が０．５［ｍｍ］である。ガラスバルブ５０１は、例えばその両端部がガラスビード５０３により封止されている。なお、ガラスバルブ５０１の封止は、ピンチシール法等の公知の種々の手法を用いることができる。
【００９０】
ガラスバルブ５０１の内面であって、外部電極に対応する部分を除く部分には蛍光体層５０４が形成されている。蛍光体層５０４は、例えば赤色蛍光体（Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ2+）、緑色蛍光体（ＬａＰＯ4：Ｃｅ3+，Ｔｂ3+）および青色蛍光体（ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+）からなる希土類蛍光体で形成されている。なお、ガラスバルブ５０１の内面と蛍光体層５０４との間には、例えば、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）等の金属酸化物による保護膜（図示せず）が形成されていてもよい。
【００９１】
ガラスバルブ５０１の内部には、例えば、約２［ｍｇ］の水銀、および、希ガスとして約８［ｋＰａ］（２０［℃］）のネオンとアルゴンとの混合ガス（Ｎｅ９５［％］＋Ａｒ５［％］）がそれぞれ封入されている。
【００９２】
＜外部電極の説明＞
外部電極５０２は、例えば、アルミニウムの金属箔からなり、シリコン樹脂に金属粉体を混合した導電性粘着剤（図示せず）によってガラスバルブ５０１の両端部の外周面を覆うように貼着されている。
【００９３】
なお、導電性粘着剤として、シリコン樹脂の代わりにフッ素樹脂、ポリイミド樹脂又はエポキシ樹脂等を用いてもよい。また、金属箔を導電性粘着剤でガラスバルブ５０１に貼着する代わりに、銀ペーストをガラスバルブ５０１の電極形成部分の全周に塗布することによって外部電極５０２が形成されていてもよい。この場合、導電性粘着剤の劣化により外部電極５０２が剥がれることを防止することができる。また、上記の外部電極５０２の上に半田膜が形成されている場合には、外部電極５０２を損傷から保護することができる。また、超音波半田ディップ処理等の公知の手法により、半田膜のみで外部電極５０２を形成することも可能である。なお、図１２（ａ）に示すランプ５００の外部電極５０２は、ガラスバルブ５０１の管端まで形成されておらず、鉢巻状に形成されているが、ガラスバルブ５０１の管端全体を覆うように外部電極５０２が形成されていてもよい。
【００９４】
また、例えば鉄とニッケルとの合金等からなる金属製のスリーブを被せ、その上から半田ディップ処理を施すことにより、外部電極５０２が形成されていてもよい。
【００９５】
＜小括＞
上記のとおり、本発明の第５の実施形態に係る低圧放電ランプ５００の構成によれば、ソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスをガラスバルブ５０１の材料として用いた場合でも、ガラスバルブ５０１にクラックが発生するのを防止することができる。さらに、放電中にガラスバルブ５０１における外部電極の対応部分においてピンホールが発生するのを防止することができる。
【００９６】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態に係るバックライトユニット６００の分解斜視図を図１３に示す。本発明の第６の実施形態に係るバックライトユニット６００は直下方式であり、一つの面が開口した直方体状の筐体６０１と、この筐体６０１の内部に収納された複数のランプ２００と、ランプ２００を点灯回路（図示せず）に電気的に接続するための一対のソケット６０２と、筐体６０１の開口部を覆う光学シート類６０３とを備えている。なお、ランプ２００は、本発明の第２の実施形態に係る低圧放電ランプ２００である。
【００９７】
＜筐体の説明＞
筐体６０１は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂製であって、その内面に銀などの金属が蒸着されて反射面６０４が形成されている。なお、筐体６０１の材料としては、樹脂以外の材料、例えば、アルミニウムや冷間圧延材（例えばＳＰＣＣ）等の金属材料により構成してもよい。また、内面の反射面６０４として金属蒸着膜以外、例えば、ポリエチレンレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂に炭酸カルシウム、二酸化チタン等を添加することにより反射率を高めた反射シートを筐体６０１に貼付したものを用いてもよい。
【００９８】
筐体６０１の内部には、ソケット６０２、絶縁体６０５およびカバー６０６が配置されている。具体的に、ソケット６０２は、ランプ２００の配置に対応して筐体６０１の短手方向（縦方向）に各々所定間隔を空けて設けられている。ソケット６０２は、例えばステンレスやりん青銅からなる板材を加工したものであって、リード線２０２が嵌め込まれる嵌込部６０２ａを有している。そして、リード線２０２を嵌込部６０２ａを押し拡げるように弾性変形させて嵌め込む。その結果、嵌込部６０２ａに嵌め込まれたリード線２０２は、嵌込部６０２ａの復元力によって押圧され、外れにくくなる。これにより、リード線２０２を嵌込部６０２ａへ容易に嵌め込むことができつつ、外れにくくすることができる。
【００９９】
ソケット６０２は、互いに隣り合うソケット６０２同士で短絡しないように絶縁体６０５で覆われている。絶縁体６０５は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂で構成されている。なお、絶縁体６０５は、上記の構成に限定されない。ソケット６０２はランプ２００の動作中に比較的高温となる内部電極３の近傍にあることから絶縁体６０５は耐熱性のある材料で構成することが好ましい。耐熱性のある絶縁体６０５の材料としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂やシリコンゴム等を適用することができる。
【０１００】
筐体６０１の内部には、必要に応じた場所にランプホルダ（図示せず）を設けてもよい。筐体６０１内側でのランプ２００の位置を固定するランプホルダは、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂であり、ランプ２００の外面形状に沿うような形状を有している。「必要に応じた場所」とは、ランプ２００の長手方向の中央部付近のように、ランプ２００が例えば全長６００［ｍｍ］を越えるような長尺のものである場合に、ランプ２００のたわみを解消するために必要な場所である。
【０１０１】
カバー６０６は、ソケット６０２と筐体６０１の内側の空間とを仕切るものであり、例えばポリカーボネート（ＰＣ）樹脂で構成し、ソケット６０２の周辺を保温するとともに、少なくとも筐体６０１側の表面を高反射性とすることにより、ランプ２００の端部の輝度低下を軽減する。
【０１０２】
＜光学シート類の説明＞
筐体６０１の開口部は、透光性の光学シート類６０３で覆われており、内部にちりや埃などの異物が入り込まないように密閉されている。光学シート類６０３は、拡散板６０７、拡散シート６０８およびレンズシート６０９を積層してなる。
【０１０３】
拡散板６０７は、例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）樹脂製の板状体であって、筐体６０１の開口部を塞ぐように配置されている。拡散シート６０８は、例えばポリエステル樹脂製である。レンズシート６０９は、例えばアクリル系樹脂とポリエステル樹脂の貼り合せである。これらの光学シート類６０３は、それぞれ拡散板６０７に順次重ね合わせるようにして配置されている。
【０１０４】
＜小括＞
上記のとおり、本発明の第６の実施形態に係るバックライトユニット６００の構成によれば、ソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスを低圧放電ランプ２００のガラスバルブ２０１の材料として用いた場合でも、ガラスバルブ２０１にクラックが発生するのを防止することができる。
【０１０５】
（第７の実施形態）
本発明の第７の実施形態に係るバックライトユニットの一部切欠斜視図を図１４に示す。本発明の第７の実施形態に係るバックライトユニット７００は、エッジライト方式で、反射板７０１、ランプ２００、ソケット（図示せず）、導光板７０２、拡散シート７０３およびプリズムシート７０４から構成されている。
【０１０６】
反射板７０１は、液晶パネル側（矢印Ｑ）を除く導光板７０２の周囲を囲むように配置されており、底面を覆う底面部７０１ｂと、ランプ２００の配置されている側を除く側面を覆う側面部７０１ａと、ランプ２００の周囲を覆う曲面状のランプ側面部７０１ｃとで構成されており、ランプから照射される光を導光板７０２から液晶パネル（図示せず）側（矢印Ｑ）に反射させる。また、反射板７０１は、例えばフィルム状のＰＥＴに銀を蒸着したものやアルミ等の金属箔と積層したもの等からなる。
【０１０７】
ソケットは、本発明の第６の実施形態に係るバックライトユニット６００に用いられるソケット６０２と実質的に同じ構成を有している。なお、図１４において、図示の便宜上により、ランプ２００の端部については省略している。
【０１０８】
導光板７０２は、反射板により反射された光を液晶パネル側に導くためのものであって、例えば透光性プラスチックからなり、バックライトユニット７００の底面に設けられた反射板７０１の上に積層されている。なお、材料としては、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂やシクロオレフィン系樹脂（ＣＯＰ）を適用することができる。
【０１０９】
拡散シート７０３は、視野拡大のためのものであって、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂やポリエステル樹脂製の拡散透過機能を有するフィルムからなり、導光板７０２の上に積層されている。
【０１１０】
プリズムシート７０４は、輝度を向上させるためのものであって、例えばアクリル系樹脂とポリエステル樹脂とを貼り合せたシートからなり、拡散シート７０３の上に積層されている。なお、プリズムシート７０４の上にさらに拡散板が積層されていてもよい。
【０１１１】
なお、本実施形態の場合には、ランプ２００の周方向における一部分（バックライトユニット７００に挿入した場合における導光板７０２側）を除き、ガラスバルブ１０１の外面に反射シート（図示せず）を設けたアパーチャ型のランプであってもよい。
【０１１２】
＜小括＞
上記のとおり、本発明の第６の実施形態に係るバックライトユニット７００の構成によれば、ソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスを低圧放電ランプ２００のガラスバルブ２０１の材料として用いた場合でも、ガラスバルブ２０１にクラックが発生するのを防止することができる。
【０１１３】
（第８の実施形態）
本発明の第８の実施形態に係る液晶表示装置の概要を図１５に示す。図１５に示すように液晶表示装置８００は例えば３２［ｉｎｃｈ］テレビであり、液晶パネル等を含む液晶画面ユニット８０１と本発明の第６の実施形態に係るバックライトユニット６００と点灯回路８０２とを備える。
【０１１４】
液晶画面ユニット８０１は、公知のものであって、液晶パネル（カラーフィルター基板、液晶、ＴＦＴ基板等）（図示せず）、駆動モジュール等（図示せず）を備え、外部からの画像信号に基づいてカラー画像を形成する。
【０１１５】
点灯回路８０２は、バックライトユニット６００内部のランプ２００を点灯させる。そして、ランプ２００は、点灯周波数４０［ｋＨｚ］〜１００［ｋＨｚ］、ランプ電流３［ｍＡ］〜２５［ｍＡ］で動作される。
【０１１６】
なお、図８では、液晶表示装置８００の光源装置として本発明の第６の実施形態に係るバックライトユニット６００に第２の実施形態に係る低圧放電ランプ２００を挿入した場合について説明したが、これに限らず、本発明の第４の実施形態に係る低圧放電ランプ４００や、本発明の第５の実施形態に係る低圧放電ランプ５００も適用することができる。また、バックライトユニットについても、本発明の第７の実施形態に係るバックライトユニット７００も用いることができる。
【０１１７】
＜小括＞
上記のとおり、本発明の第８の実施形態に係る液晶表示装置の構成によれば、ソーダガラスや鉛フリーガラス等の軟質ガラスを低圧放電ランプ２００のガラスバルブ２０１の材料として用いた場合でも、ガラスバルブ２０１にクラックが発生するのを防止することができる。
【０１１８】
＜変形例＞
以上、本発明を上記した各実施形態に示した具体例に基づいて説明したが、本発明の内容が各実施形態に示した具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を用いることができる。
【０１１９】
１．ランプ用ガラス管およびガラスバルブに用いるガラスについて
（１）紫外線吸収について
ランプ用ガラス管１００，３００の材料であるガラスに遷移金属の酸化物をその種類によって所定量をドープすることにより２５４［ｎｍ］や３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収することができる。具体的には、例えば酸化チタン（ＴｉＯ2）の場合は、組成比率０．０５［ｍｏｌ％］以上ドープすることにより２５４［ｎｍ］の紫外線を吸収し、組成比率２［ｍｏｌ％］以上ドープすることにより３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収することができる。ただし、酸化チタンを組成比率５．０［ｍｏｌ％］より多くドープした場合には、ガラスが失透してしまうため、組成比率０．０５［ｍｏｌ％］以上５．０［ｍｏｌ％］以下の範囲でドープすることが好ましい。
【０１２０】
また、酸化セリウム（ＣｅＯ2）の場合は、組成比率０．０５［ｍｏｌ％］以上ドープすることにより２５４［ｎｍ］の紫外線を吸収することができる。ただし、酸化セリウムを組成比率０．５［ｍｏｌ％］より多くドープした場合には、ガラスが着色してしまうため、酸化セリウムを組成比率０．０５［ｍｏｌ％］以上０．５［ｍｏｌ％］以下の範囲でドープすることが好ましい。なお、酸化セリウムに加えて酸化スズ（ＳｎＯ）をドープすることにより、酸化セリウムによるガラスの着色を抑えることができるため、酸化セリウムを組成比率５．０［ｍｏｌ％］以下までドープすることができる。この場合、酸化セリウムを組成比率０．５［ｍｏｌ％］以上ドープすれば３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収することができる。ただし、この場合においても酸化セリウムを組成比率が５．０［ｍｏｌ％］より多くドープした場合には、ガラスが失透してしまう。
【０１２１】
また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の場合は、組成比率２．０［ｍｏｌ％］以上ドープすることにより２５４［ｎｍ］の紫外線を吸収することができる。ただし、酸化亜鉛を組成比率２０［ｍｏｌ％］より多くドープした場合、ガラスが失透してしまうおそれがあるため、酸化亜鉛を２．０［ｍｏｌ％］以上２０［ｍｏｌ％］以下の範囲でドープすることが好ましい。
【０１２２】
また、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の場合は、組成比率０．０１［ｍｏｌ％］以上ドープすることにより２５４［ｎｍ］の紫外線を吸収することができる。ただし、酸化鉄を組成比率２．０［ｍｏｌ％］より多くドープした場合には、ガラスが着色してしまうため、酸化鉄を組成比率０．０１［ｍｏｌ％］以上２．０［ｍｏｌ％］以下の範囲でドープすることが好ましい。
【０１２３】
（２）赤外線透過係数について
ガラス中の水分含有量を示す赤外線透過率係数は、０．３以上１．２以下の範囲、特に０．４以上０．８以下の範囲となるように調整することが好ましい。赤外線透過率係数が１．２以下であれば、外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ）や長尺の冷陰極蛍光ランプ等の高電圧印加ランプに適用可能な低い誘電正接を得やすくなり、０．８以下であれば誘電正接が十分に小さくなって、さらに高電圧印加ランプに適用可能となる。
【０１２４】
なお、赤外線透過率係数（Ｘ）は下式で表すことができる。
【０１２５】
Ｘ＝（ｌｏｇ（ａ／ｂ））／ｔ
ａ：３８４０［ｃｍ-1］付近の極小点の透過率［％］
ｂ：３５６０［ｃｍ-1］付近の極小点の透過率［％］
ｔ：ガラスの厚み
（３）ランプ用ガラス管およびガラスバルブの形状について
ランプ用ガラス管１００，３００およびガラスバルブ２０１，４０１，５０１の形状は、直管形状のものに限られず、例えばＬ字形状、Ｕ字形状、コの字形状、渦巻き形状等であってもよい。また、その管軸に対して垂直に切った断面は、略円形状のものに限られず、例えばトラック形状や角丸形状のような扁平形状や楕円形状等であってもよい。
【０１２６】
２．蛍光体層の蛍光体について
（１）紫外線吸収について
例えば、近年、液晶カラーテレビの大型化に伴って、バックライトユニットの開口を塞ぐ拡散板に寸法安定性の良いポリカーボネートが使用されるようになっている。このポリカーボネートは、水銀が発する３１３［ｎｍ］の波長の紫外線により劣化しやすい。このような場合には、波長３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収する蛍光体を利用するとよい。なお、３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収する蛍光体としては、以下のものがある。
【０１２７】
（ａ）青色
・ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム［Ｂａ1-x-yＳｒxＥｕyＭｇ1-zＭｎzＡｌ10Ｏ17］又は［Ｂａ1-x-yＳｒxＥｕyＭｇ2-zＭｎzＡｌ16Ｏ27］
ここで、ｘ,ｙ,ｚはそれぞれ０≦ｘ≦０．４、 ０．０７≦ｙ≦０．２５、 ０≦ｚ＜０．１なる条件を満たす数であることが好ましい。
【０１２８】
このような蛍光体としては、例えば、ユーロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム[ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+]、[ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+] (略号：ＢＡＭ−Ｂ)や、ユーロピウム付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム[（Ｂａ，Ｓｒ）Ｍｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+]、[（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+]（略号：ＳＢＡＭ−Ｂ）等がある。
【０１２９】
（ｂ）緑色
・マンガン不活マグネシウムガレート［ＭｇＧａ2Ｏ4：Ｍｎ2+］（略号：ＭＧＭ）
・マンガン付活アルミン酸セリウム・マグネシウム・亜鉛[Ｃｅ（Ｍｇ，Ｚｎ）Ａｌ11Ｏ19：Ｍｎ2+]（略号：ＣＭＺ）
・テルビウム付活アルミン酸セリウム・マグネシウム[ＣｅＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｔｂ3+]（略号：ＣＡＴ）
・ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム［Ｂａ1-x-yＳｒxＥｕyＭｇ1-zＭｎzＡｌ10Ｏ17］又は［Ｂａ1-x-yＳｒxＥｕyＭｇ2-zＭｎzＡｌ16Ｏ27］
ここで、ｘ,ｙ,ｚはそれぞれ０≦ｘ≦０．４、 ０．０７≦ｙ≦０．２５、 ０．１≦ｚ≦０．６なる条件を満たす数であり、ｚは０．４≦ｘ≦０．５であることが好ましい。
【０１３０】
このような蛍光体としては、例えば、ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・マグネシウム[ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+]、[ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+]（略号：ＢＡＭ−Ｇ）や、ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム[（Ｂａ，Ｓｒ）Ｍｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+]、[（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+]（略号：ＳＢＡＭ−Ｇ）等がある。
【０１３１】
（ｃ）赤色
・ユーロピウム付活リン・バナジン酸イットリウム[Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4：Ｅｕ3+]（略号：ＹＰＶ）
・ユーロピウム付活バナジン酸イットリウム［ＹＶＯ4：Ｅｕ3+］（略号：ＹＶＯ）
・ユーロピウム付活イットリウムオキシサルファイド[Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ3+]（略号：ＹＯＳ）
・マンガン付活フッ化ゲルマン酸マグネシウム[３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ2・ＧｅＯ2：Ｍｎ4+]（略号：ＭＦＧ）
・ジスプロシウム付活バナジン酸イットリウム［ＹＶＯ4：Ｄｙ3+］（赤と緑の２成分発光蛍光体であり、略号：ＹＤＳ）
なお、一種類の発光色に対して、異なる化合物の蛍光体を混合して用いてもよい。例えば、青色にＢＡＭ−Ｂ（３１３［ｎｍ］を吸収する。）のみ、緑色にＬＡＰ（３１３［ｎｍ］を吸収しない。）とＢＡＭ−Ｇ（３１３［ｎｍ］を吸収する。）、赤色にＹＯＸ（３１３ｎｍを吸収しない。）とＹＶＯ（３１３［ｎｍ］を吸収する。）の蛍光体を用いてもよい。このような場合は、前述のように波長３１３［ｎｍ］を吸収する蛍光体が、総重量組成比率で５０％より大きくなるように調整することで、紫外線がガラスバルブ外に漏れ出ることをほとんど防止できる。したがって、３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収する蛍光体を蛍光体層１０５に含む場合には、上記のバックライトユニットの開口を塞ぐポリカーボネート（ＰＣ）からなる拡散板等の紫外線による劣化が抑制され、バックライトユニットとしての特性を長時間維持することができる。
【０１３２】
ここで、「３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収する」とは、２５４［ｎｍ］付近の励起波長スペクトル（励起波長スペクトルとは、蛍光体を波長変化させながら励起発光させ、励起波長と発光強度をプロットしたものである。）の強度を１００［％］としたときに、３１３［ｎｍ］の励起波長スペクトルの強度が８０［％］以上のものと定義する。すなわち、３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収する蛍光体とは、３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収して可視光に変換できる蛍光体である。
【０１３３】
（２）高色再現について
液晶カラーテレビで代表される液晶表示装置では、近年における高画質化の一環としてなされる高色再現化に伴い、当該液晶表示装置のバックライトユニットの光源として用いられる冷陰極蛍光ランプや外部電極蛍光ランプにおいて、再現可能な色度範囲の拡大化の要請がある。
【０１３４】
このような要請に対して、例えば、以下の蛍光体を用いることで、実施の形態での蛍光体を用いる場合よりも、色度範囲の拡大を図ることができる。具体的には、ＣＩＥ１９３１色度図において、高色再現用の当該蛍光体の色度座標値が、実施の形態で使用した３つの蛍光体の色度座標値を結んでできる三角形を含んで色再現範囲を広げる座標に位置する。
【０１３５】
（ａ）青色
・ユーロピウム付活ストロンチウム・クロロアパタイト[Ｓｒ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ2+]（略号：ＳＣＡ）、色度座標：ｘ＝０．１５１、ｙ＝０．０６５
上記以外に、ユーロピウム付活ストロンチウム・カルシウム・バリウム・クロロアパタイト[（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ2+]（略号：ＳＢＣＡ）も使用でき、上記波長３１３（ｎｍ）の紫外線も吸収できるＳＢＡＭ−Ｂも高色再現用に使用できる。
【０１３６】
（ｂ）緑色
・ＢＡＭ−Ｇ、色度座標：ｘ＝０．１３９、ｙ＝０．５７４
・ＣＭＺ、色度座標：ｘ＝０．１６４、ｙ＝０．７２２
・ＣＡＴ、色度座標：ｘ＝０．２６７、ｙ＝０．６６３
なお、これらは上述したように、波長３１３［ｎｍ］の紫外線も吸収でき、また、ここで説明した３つの蛍光体粒子以外にも、ＭＧＭも高色再現用に使用することもできる。
【０１３７】
（ｃ）赤色
・ＹＯＳ、色度座標：ｘ＝０．６５１、ｙ＝０．３４４
・ＹＰＶ、色度座標：ｘ＝０．６５８、ｙ＝０．３３３
・ＭＦＧ、色度座標：ｘ＝０．７１１、ｙ＝０．２８７
なお、これらは上述したように、波長３１３［ｎｍ］の紫外線も吸収でき、また、ここで説明した３つの蛍光体粒子以外にも、ＹＶＯ、ＹＤＳも高色再現用に使用することもできる。
【０１３８】
また、上記で示した色度座標値は各々の蛍光体の粉体のみで測定した代表値であり、測定方法（測定原理）等に起因して、各蛍光体の粉体が示す色度座標値は、上掲した値と若干異なる場合があり得る。参考として上記実施の形態１の各蛍光体の粉体の色度座標値は、ＹＯＸ（ｘ＝０．６４４、ｙ＝０．３５３）、ＬＡＰ（ｘ＝０．３５１、ｙ＝０．５８５）、ＢＡＭ−Ｂ（ｘ＝０．１４８、ｙ＝０．０５６）で構成されている。
【０１３９】
さらに、赤、緑、青の各色を発光させるために用いる蛍光体は各波長につき１種類に限らず、複数種類を組み合わせて用いることとしても良い。
【０１４０】
ここで、上記の高色再現用の蛍光体粒子を用いて蛍光体層を形成した場合について説明する。ここでの評価は、ＣＩＥ１９３１色度図内においてＮＴＳＣ規格の３原色の色度座標値を結ぶＮＴＳＣ三角形（ＮＴＳＣtriangle）の面積を基準とした、高色再現用の蛍光体を用いた場合の３つの色度座標値を結んでできる三角形の面積の比（以下、ＮＴＳＣ比という。）で行なう。
【０１４１】
例えば、青色としてＢＡＭ−Ｂ、緑色としてＢＡＭ−Ｇ、赤色としてＹＶＯを用いると（例１）ＮＴＳＣ比が９２［％］となり、また、青色としてＳＣＡ、緑色としてＢＡＭ−Ｇ、赤色としてＹＶＯを用いると（例２）ＮＴＳＣ比が１００［％］となり、また、青色としてＳＣＡ、緑色としてＢＡＭ−Ｇ、赤色としてＹＯＸを用いると（例３）、ＮＴＳＣ比が９５［％］となり、例１及び２に比べて輝度を１０［％］向上させることができる。
【０１４２】
なお、ここでの評価に用いた色度座標値は、ランプ等が組み込まれた液晶表示装置とした状態で測定したものである為、カラーフィルターとの組み合わせにより色再現範囲が上記値より前後する可能性がある。
【０１４３】
３．ランプの種類について
なお、上記の各実施形態に係る低圧放電ランプにおいては、そのガラスバルブの内面に蛍光体層を有するものについて説明したが、例えば、蛍光体層を設けていない紫外線ランプであってもよい。
【０１４４】
また、低圧放電ランプは、冷陰極蛍光ランプや外部電極型蛍光ランプに限られず、熱陰極型蛍光ランプや外部内部電極型蛍光ランプであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明は、ランプ用ガラス管、低圧放電ランプ、バックライトユニットおよび液晶表示装置に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施形態に係るランプ用ガラス管の管軸を含む断面図、（ｂ）図１（ａ）のＡ部分の要部拡大断面図
【図２】（ａ）ランプ用ガラス管のイオン交換処理の浸漬工程の概念図、（ｂ）同じく洗浄工程の概念図、（ｃ）同じく乾燥工程の概念図
【図３】（ａ）浸漬工程初期のランプ用ガラス管の外表面層の要部拡大断面におけるイメージ図、（ｂ）浸漬工程終期のランプ用ガラス管の外表面層の要部拡大断面におけるイメージ図
【図４】破壊試験の条件を説明するための概念図
【図５】（ａ１）ガラス管Ｂの外表面層のナトリウムの濃度分布を示す図、（ａ２）ガラス管Ａ1の外表面層のナトリウムの濃度を示す図、（ａ３）ガラス管Ａ2の外表面層のナトリウムの濃度を示す図、（ａ４）ガラス管Ａ3の外表面層のナトリウムの濃度を示す図、（ｂ１）ガラス管Ｂの外表面層のカリウムの濃度を示す図、（ｂ２）ガラス管Ａ1の外表面層のカリウムの濃度を示す図、（ｂ３）ガラス管Ａ2の外表面層のカリウムの濃度を示す図、（ｂ４）ガラス管Ａ3の外表面層のカリウムの濃度を示す図
【図６】イオン交換層のカリウム濃度の測定方法を説明するための図
【図７】（ａ）本発明の第２の実施形態に係る低圧放電ランプの管軸を含む断面図、（ｂ）図７（ａ）のＢ部分の要部拡大断面図
【図８】（ａ）本発明の第３の実施形態に係るランプ用ガラス管の管軸を含む断面図、（ｂ）図８（ａ）のＣ部分の要部拡大断面図
【図９】（ａ）ランプ用ガラス管のイオン交換処理の第１浸漬工程の概念図、（ｂ）同じく第１洗浄工程の概念図、（ｃ）同じく第１乾燥工程の概念図、（ｄ）同じく第２浸漬工程の概念図、（ｅ）同じく第２洗浄工程の概念図、（ｆ）同じく第２乾燥工程の概念図
【図１０】（ａ）第１浸漬工程初期のランプ用ガラス管の外表面層の要部拡大断面におけるイメージ図、（ｂ）第１浸漬工程終期のランプ用ガラス管の外表面層の要部拡大断面におけるイメージ図、（ｃ）第２浸漬工程終期のランプ用ガラス管の外表面層の要部拡大断面におけるイメージ図
【図１１】（ａ）本発明の第４の実施形態に係る低圧放電ランプの管軸を含む断面図、（ｂ）図１１（ａ）のＤ部分の要部拡大断面図
【図１２】（ａ）本発明の第５の実施形態に係る低圧放電ランプの管軸を含む断面図、（ｂ）図１２（ａ）のＥ部分の要部拡大断面図、（ｃ）図１２（ａ）のＦ部分の要部拡大断面図
【図１３】本発明の第６の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図
【図１４】本発明の第７の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図
【図１５】本発明の第８の実施形態に係る液晶表示装置の概略斜視図
【図１６】従来の低圧放電ランプの管軸を含む断面図
【符号の説明】
【０１４７】
１００，３００ ランプ用ガラス管
１００ａ，３００ａ イオン交換層
２００，４００，５００ 低圧放電ランプ
２０１，４０１，５０１ ガラスバルブ
３００ｂ 第１イオン交換層
３００ｃ 第２イオン交換層
６００，７００ バックライトユニット
８００ 液晶表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱膨張係数が６０［Ｋ-1］〜１１０［Ｋ-1］であって、少なくともその外表面層がイオン交換層であることを特徴とするランプ用ガラス管。
【請求項２】
前記イオン交換層におけるナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度は、非イオン交換層におけるナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度よりも高いことを特徴とする請求項１に記載のランプ用ガラス管。
【請求項３】
前記アルカリ金属はカリウムであることを特徴とする請求項２に記載のランプ用ガラス管。
【請求項４】
前記イオン交換層の厚みが５［μｍ］以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のランプ用ガラス管。
【請求項５】
前記イオン交換層は、第１イオン交換層および前記第１イオン交換層の外側に位置する第２イオン交換層の２層からなり、前記第１イオン交換層におけるナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度が非イオン交換層におけるナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度よりも高く、前記第２イオン交換層におけるアルカリ金属の濃度は、前記第１イオン交換層のアルカリ金属の濃度よりも低いことを特徴とする請求項１に記載のランプ用ガラス管。
【請求項６】
酸化ホウ素の含有率が０［ｍｏｌ％］以上５［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のランプ用ガラス管。
【請求項７】
アルミナの含有率が０［ｍｏｌ％］以上５［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のランプ用ガラス管。
【請求項８】
アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物の含有率の合計が１０［ｍｏｌ％］以上３０［ｍｏｌ％］以下の範囲内であって、かつ酸化ストロンチウムと酸化バリウムの含有率の合計が０［ｍｏｌ％］以上１２［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のランプ用ガラス管。
【請求項９】
内径が１［ｍｍ］以上８［ｍｍ］以下、厚みが０．２［ｍｍ］以上０．６［ｍｍ］以下、長さが３００［ｍｍ］以上２０００［ｍｍ］以下である請求項１〜８のいずれか１項に記載のランプ用ガラス管。
【請求項１０】
少なくともガラス管をナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の融解塩に浸漬させる工程を含む第１イオン交換層形成工程と、少なくとも前記第１イオン交換層形成工程を経たガラス管を前記第１イオン交換層形成工程で用いたアルカリ金属よりもイオン半径の小さいアルカリ金属の融解塩に浸漬させる工程を含む第２イオン交換層形成工程を含むことを特徴とするランプ用ガラス管の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の前記ランプ用ガラス管をガラスバルブとして用いたことを特徴とする低圧放電ランプ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の前記低圧放電ランプを備えることを特徴とするバックライトユニット。
【請求項１３】
請求項１２に記載の前記バックライトユニットを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１】
熱膨張係数が６０［Ｋ-1］〜１１０［Ｋ-1］であって、少なくともその外表面層がイオン交換層であることを特徴とするランプ用ガラス管。
【請求項２】
前記イオン交換層におけるナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度は、非イオン交換層におけるナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度よりも高いことを特徴とする請求項１に記載のランプ用ガラス管。
【請求項３】
前記アルカリ金属はカリウムであることを特徴とする請求項２に記載のランプ用ガラス管。
【請求項４】
前記イオン交換層の厚みが５［μｍ］以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のランプ用ガラス管。
【請求項５】
前記イオン交換層は、第１イオン交換層および前記第１イオン交換層の外側に位置する第２イオン交換層の２層からなり、前記第１イオン交換層におけるナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度が非イオン交換層におけるナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の濃度よりも高く、前記第２イオン交換層におけるアルカリ金属の濃度は、前記第１イオン交換層のアルカリ金属の濃度よりも低いことを特徴とする請求項１に記載のランプ用ガラス管。
【請求項６】
酸化ホウ素の含有率が０［ｍｏｌ％］以上５［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のランプ用ガラス管。
【請求項７】
アルミナの含有率が０［ｍｏｌ％］以上５［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のランプ用ガラス管。
【請求項８】
アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物の含有率の合計が１０［ｍｏｌ％］以上３０［ｍｏｌ％］以下の範囲内であって、かつ酸化ストロンチウムと酸化バリウムの含有率の合計が０［ｍｏｌ％］以上１２［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のランプ用ガラス管。
【請求項９】
内径が１［ｍｍ］以上８［ｍｍ］以下、厚みが０．２［ｍｍ］以上０．６［ｍｍ］以下、長さが３００［ｍｍ］以上２０００［ｍｍ］以下である請求項１〜８のいずれか１項に記載のランプ用ガラス管。
【請求項１０】
少なくともガラス管をナトリウムよりもイオン半径の大きいアルカリ金属の融解塩に浸漬させる工程を含む第１イオン交換層形成工程と、少なくとも前記第１イオン交換層形成工程を経たガラス管を前記第１イオン交換層形成工程で用いたアルカリ金属よりもイオン半径の小さいアルカリ金属の融解塩に浸漬させる工程を含む第２イオン交換層形成工程を含むことを特徴とするランプ用ガラス管の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の前記ランプ用ガラス管をガラスバルブとして用いたことを特徴とする低圧放電ランプ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の前記低圧放電ランプを備えることを特徴とするバックライトユニット。
【請求項１３】
請求項１２に記載の前記バックライトユニットを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−２５１４３０（Ｐ２００８−２５１４３０Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９３２８０（Ｐ２００７−９３２８０）
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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