冷陰極蛍光ランプ、点灯装置、バックライトユニットおよび液晶ディスプレイ装置
【課題】筒状電極の先端部における筒状電極内面のスパッタ物質の堆積による筒状電極とガラスバルブの内面との導通状態を抑制してリークを防止することができる冷陰極蛍光ランプを提供する。
【解決手段】ガラスバルブ101の両端部のそれぞれに筒状電極102と接合されたリード線110が封着された冷陰極蛍光ランプ100において、筒状電極102は、先端部の外径がリード線110側部の外径より細くした異なる外径の筒状形状を成し、ガラスバルブ101の内面とリード線110側部の筒状電極の外面との距離d1が0<d1≦0.2mmの範囲である。
【解決手段】ガラスバルブ101の両端部のそれぞれに筒状電極102と接合されたリード線110が封着された冷陰極蛍光ランプ100において、筒状電極102は、先端部の外径がリード線110側部の外径より細くした異なる外径の筒状形状を成し、ガラスバルブ101の内面とリード線110側部の筒状電極の外面との距離d1が0<d1≦0.2mmの範囲である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、冷陰極蛍光ランプ、点灯装置、バックライトユニットおよび液晶ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶ディスプレイ装置のバックライト用光源として使用される冷陰極蛍光ランプ1は、図15に示すように、内径(D1)が1mm〜6mmの範囲における細径のガラスバルブ2であって、ガラスバルブ2の内面と筒状電極3の外面3aとの距離dが0<d≦0.2mmの範囲に規制することにより、ランプ電流が5mA以上の大電流であっても、放電が筒状電極3の内面3bを主体に進行し、筒状電極3の外面3aおよび筒状電極3と接合されたリード線4のスパッタリングを抑制し、冷陰極蛍光ランプ1の長寿命化を図るものである。
【0003】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば特許文献1が知られている。
【特許文献1】特開2004−327328号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記のように構成された冷陰極蛍光ランプ1は、高輝度化に伴いランプ電流が高くなると、放電が筒状電極3の内面3bを主体に進行しているが、筒状電極3の先端部3cにおいて、電極のスパッタ物質5が堆積し、このスパッタ物質5を介して筒状電極3とガラスバルブ2の内面とが導通状態になり、放電による筒状電極3等からの熱でバルブが溶融し、リークするという問題を発生することがある。
【0005】
本発明は、上記の課題に鑑み、筒状電極の先端部における筒状電極内面のスパッタ物質の堆積による筒状電極とガラスバルブの内面との導通状態を抑制してリークを防止することができる冷陰極蛍光ランプ、点灯装置、バックライトユニットおよび液晶ディスプレイ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】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に係る冷陰極蛍光ランプは、ガラスバルブの両端部のそれぞれに筒状電極と接合されたリード線が封着された冷陰極蛍光ランプにおいて、前記筒状電極は、先端部の外径がリード線側部の外径より細くした異なる外径の筒状形状を成し、前記ガラスバルブの内面と前記リード線側部の前記筒状電極の外面との距離d1が0<d1≦0.2mmの範囲であることを特徴とする。
【0007】
また、本発明の請求項2に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記ガラスバルブの内径(D1)が1.4mm〜7.2mmの範囲であり、前記ガラスバルブの内面と前記先端部の前記筒状電極の外面との距離d2が0.3mm≦d2の範囲であることを特徴とする。
【0008】
また、本発明の請求項3に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記筒状電極における先端部の外径の長さが1mm以上であることを特徴とする。
【0009】
また、本発明の請求項4に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記筒状電極における先端部の外周部が絶縁体で形成されていることを特徴とする。
【0010】
また、本発明の請求項5に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記筒状電極の内面側の放電空間において、放電時に発生する電極のスパッタ物質の飛散を抑制する突起部を前記筒状電極の内面に設けたことを特徴とする。
【0011】
また、本発明の請求項6に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記冷陰極蛍光ランプの最大ランプ電流が8mA以上であることを特徴とする。
【0012】
また、本発明の請求項7に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記ガラスバルブの両端部の外側に設けられ、前記筒状電極のリード線と接合された給電端子とを備え、前記給電端子と接合される部分の前記リード線には、前記ガラスバルブとの封着部分側の前記リード線の外径より大きい肉だまり部を有し、かつ、その肉だまり部が前記ガラスバルブの両端部に密接しており、前記給電端子は、前記リード線との接合部分以外が前記ガラスバルブの外表面上に形成された薄膜であることを特徴とする。
【0013】
また、本発明の請求項8に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記リード線の材料は、前記ガラスバルブとの封着部が前記ガラスバルブの熱膨張係数とほぼ同じ材料で形成され、かつ前記リード線の肉だまり部の少なくとも一部がニッケル材料で形成されていることを特徴とする。
【0014】
また、本発明の請求項9に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記リード線の肉だまり部は、前記ガラスバルブ端部に埋設されていることを特徴とする。
【0015】
また、本発明の請求項10に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記リード線の肉だまり部は、断面が円形状であり、前記リード線の外径の1.5倍〜4倍であることを特徴とする。
【0016】
また、本発明の請求項11に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記薄膜は、膜厚が5μm〜120μmであることを特徴とする。
【0017】
また、本発明の請求項12に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記リード線は、前記ガラスバルブの外表面から前記ガラスバルブの管軸方向に向けて突出する突出部分で前記給電端子と接合されており、前記突出部分の前記管軸方向の長さが1mm以下であることを特徴とする。
【0018】
また、本発明の請求項13に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記給電端子は、少なくとも前記接合部分が半田で形成されていることを特徴とする。
【0019】
また、本発明の請求項14に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記ガラスバルブは酸化ナトリウムの含有率が3%以上20%以下の範囲のガラス材料で構成されていることを特徴とする。
【0020】
また、本発明の請求項15に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記ガラスバルブは酸化ナトリウムの含有率が5%以上20%以下の範囲のガラス材料で構成されていることを特徴とする。
【0021】
本発明の請求項16に係る点灯装置は、筐体側に設けられ、請求項1から13のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプのそれぞれの前記給電端子における外形を保持し電気的に接続するためのU字状のランプホルダーと、該ランプホルダーに接続され、前記冷陰極蛍光ランプを点灯させるための点灯回路とを具備した点灯装置であって、前記ランプホルダーにより、複数本の前記冷陰極蛍光ランプのそれぞれが所定の間隔を保って略平行に配列保持され、かつ、隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における一方を保持する前記ランプホルダー同士が接続されていることを特徴とする。
【0022】
また、本発明の請求項17に係る点灯装置は、筐体側に設けられ、請求項1から13のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプのそれぞれの前記給電端子における外形を保持し電気的に接続するためのU字状のランプホルダーと、該ランプホルダーに接続され、前記冷陰極蛍光ランプを点灯させるための点灯回路とを具備した点灯装置であって、前記ランプホルダーは、隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの一方同士又は他方同士の給電端子を接続するものであって、複数本が配列された前記冷陰極蛍光ランプにおいて、隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における一方同士、次に隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における他方同士および次に隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における一方同士の順に接続するように、前記ランプホルダーを千鳥状に配置したものであることを特徴とする。
【0023】
本発明の請求項18に係るバックライトユニットは、液晶ディスプレイに用いられるバックライトユニットであって、請求項15または16に記載の点灯装置を備えることを特徴とする。
【0024】
本発明の請求項19に係る液晶ディスプレイ装置は、直下型のバックライトユニットを備える液晶ディスプレイ装置であって、前記バックライトユニットが請求項18に記載のバックライトユニットであることを特徴とする。
【発明の効果】
【0025】
本発明の請求項1に係る冷陰極蛍光ランプによれば、ガラスバルブの内面とリード線側部の筒状電極の外面との距離d1が0<d1≦0.2mmの範囲であることにより、放電が筒状電極の外周面でなく筒状電極の内面を主体に進行し、かつ、筒状電極の先端部の外径がリード線側部の外径より細くしているので、筒状電極の先端部における筒状電極内面のスパッタ物質の堆積による筒状電極とガラスバルブの内面との導通状態を抑制することができる。
【0026】
また、本発明の請求項2に係る冷陰極蛍光ランプによれば、ガラスバルブの内面と先端部の筒状電極の外面との距離d2が0.3mm≦d2の範囲であることにより、ガラスバルブの内径(D1)が1.4mm〜7.2mmにおいて、バルブの熱溶融によるリークを防止することができ、冷陰極蛍光ランプの長寿命化を図ることができる。
【0027】
また、本発明の請求項3に係る冷陰極蛍光ランプによれば、筒状電極における先端部の外周部が絶縁体で形成されていることにより、筒状電極の先端部でのスパッタ物質が堆積しても筒状電極とガラスバルブの内面との導通状態を抑制することができ、冷陰極蛍光ランプの長寿命化を図ることができる。
【0028】
また、本発明の請求項4に係る冷陰極蛍光ランプによれば、筒状電極の内面に突起部を設けたことにより、スパッタ物質を突起部の壁面で遮断できるので、筒状電極の先端部でのスパッタ物質の堆積を抑制することができる。
【0029】
また、本発明の請求項5に係る冷陰極蛍光ランプによれば、筒状電極における先端部の外径の長さが1mm以上であることにより、筒状電極の先端部における筒状電極内面のスパッタ物質の堆積を抑制することができ、バルブの熱溶融によるリークをさらに防止することができ、冷陰極蛍光ランプの長寿命化を図ることができる。
【0030】
また、本発明の請求項6に係る冷陰極蛍光ランプによれば、冷陰極蛍光ランプの最大ランプ電流が8mA以上であることにより、高輝度化できると共にバルブの熱溶融によるリークを防止することができ、冷陰極蛍光ランプの長寿命化も図ることができる。
【0031】
また、本発明の請求項7に係る冷陰極蛍光ランプによれば、給電端子におけるリード線との接合部分以外が、ガラスバルブの外表面上に形成された薄膜である。そのため、給電端子は、外表面の面積が小さく、従来の給電端子と比べて放熱作用が小さい。したがって、リード線の温度が低下しにくく、前記リード線の周囲に水銀蒸気が集まりにくいため、放電路の水銀蒸気が不足して冷陰極蛍光ランプのランプ輝度が低下する現象が起こりにくい。また、リード線の外径より大きい肉だまり部がガラスバルブの両端部に密接しているため、肉だまり部から筒状電極までの寸法を小さく一定にでき、有効発光長を長くすることができる。さらに、リード線の外部への突出部分がぶつかった際、肉だまり部に掛かる力がガラスバルブの両端部で吸収されるので、リード線が封着されたガラスバルブ端部の破損によるリークを防止することができる。
【0032】
また、本発明の請求項8に係る冷陰極蛍光ランプによれば、リード線の肉だまり部の少なくとも一部がニッケル材料又はニッケルメッキで形成されていることで、リード線と給電端子との半田での接続を確実に行うことができる。
【0033】
また、本発明の請求項9に係る冷陰極蛍光ランプによれば、リード線の肉だまり部は、ガラスバルブ端部に埋設されていることにより、リード線の外部への突出部分がぶつかった際、肉だまり部に掛かる力がガラスバルブの両端部でさらに吸収されるので、リード線が封着されたガラスバルブの破損によるリークを防止することができる。
【0034】
また、本発明の請求項10に係る冷陰極蛍光ランプによれば、リード線の肉だまり部は、断面が円形状であり、前記リード線の外径の1.5倍〜4倍であることにより、さらにリード線が封着されたガラスバルブの破損によるリークをさらに防止することができる。
【0035】
また、本発明の請求項11に係る冷陰極蛍光ランプによれば、給電端子の薄膜は、膜厚が5μm〜120μmであることにより、薄膜の膜厚が5μmよりも薄いと、薄膜がガラスバルブから剥がれ易く実使用に耐えない。一方、薄膜の膜厚が120μmよりも厚いと、給電端子の外表面の面積が大きくなり過ぎ、ひいては前記給電端子の放熱作用が大きくなり過ぎるため、筒状電極の温度が従来の冷陰極蛍光ランプよりも低くなり易い。したがって、十分なランプ輝度を得ることができない可能性がある。
【0036】
また、本発明の請求項12に係る冷陰極蛍光ランプによれば、リード線の突出部分の管軸方向の長さが1mm以下である場合は、後述するような一般的なサイズの冷陰極蛍光ランプにおいて、前記突出部分が冷陰極蛍光ランプ全体からみて突出し過ぎることがない。したがって、突出部分がぶつかって折れ曲がったり、前記突出部分が折れ曲がる際の応力によってリード線が封着されたガラスバルブの破損を低減することができる。
【0037】
また、本発明の請求項13に係る冷陰極蛍光ランプによれば、給電端子の少なくとも接合部分が半田で形成されている場合、公知のディップ法等で給電端子を形成することができる。特に、給電端子全体が半田で形成されている場合は、前記ディップ法で前記給電端子を形成し易い。そのため、部品の組み立てが必要な従来の給電端子と比べて、より簡単かつ安価に冷陰極蛍光ランプを製造することができる。
【0038】
また、本発明の請求項14に係る冷陰極蛍光ランプによれば、ガラスバルブは酸化ナトリウムの含有率が3%以上20%以下の範囲のガラス材料で構成されていることにより、暗黒始動特性を改善することができる。
【0039】
また、本発明の請求項15に係る冷陰極蛍光ランプによれば、ガラスバルブは酸化ナトリウムの含有率が5%以上20%以下の範囲のガラス材料で構成されていることにより、暗黒始動時間が約1秒以下に改善することができる。
【0040】
本発明の請求項16に係る点灯装置によれば、複数本の直管状の冷陰極蛍光ランプのそれぞれが所定の間隔を保って略平行に各ランプホルダーに保持され、かつ、隣り合う2本の冷陰極蛍光ランプの給電端子における一方が前記ランプホルダーを介して接続されているため、インバータ本数を半分に減らすことができる疑似屈曲部(U字管)を形成することができることに加え、従来の屈曲部を有するランプに比べ、ランプ長方向(筐体内の左右両側)の輝度むらを少なくでき、かつ、冷陰極蛍光ランプの封着部等の破損を防止し、冷陰極蛍光ランプをワンタッチで着脱することができる。また、両端部に電極を有する直管状の冷陰極蛍光ランプを、例えば上下方向に配列しているため、発熱源となる電極が片側に集中することがないので、筐体内の左右に温度差が生じることを防止でき、その結果、ランプの水銀蒸気圧の影響によるバックライトユニットの輝度むらを抑制することができる。
【0041】
また、本発明の請求項17に係る点灯装置によれば、前記ランプホルダーは、隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における一方同士又は他方同士を接続するものであって、複数本が配列された前記冷陰極蛍光ランプにおいて、隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における一方同士、次に隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における他方同士および次に隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における一方同士の順に接続するように、前記ランプホルダーを千鳥状に配置したことにより、点灯回路を少なくすることができると共に、ランプホルダーによるハーネス処理であり、ハーネス処理を軽減することができる。
【0042】
本発明の請求項18に係るバックライトユニットによれば、光源として、上記冷陰極蛍光ランプが搭載しているため、点灯装置への取り付けが簡単かつ長寿命でありながら、十分なランプ輝度を有する。
【0043】
本発明の請求項19に係る液晶ディスプレイ装置によれば、上記同様に点灯装置への取り付けが簡単かつ長寿命でありながら、十分なランプ輝度を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0044】
図1は、本発明の実施の形態1における液晶ディスプレイ装置の1つである液晶テレビの概要を示す図である。
【0045】
図1に示す液晶テレビ10は、例えば32吋液晶テレビであり、液晶画面ユニット11とバックライトユニット12とを備える。
【0046】
本発明の実施の形態1における液晶テレビの液晶画面ユニット11は、カラーフィルタ基板、液晶、TFT基板、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。
【0047】
図2は、バックライトユニット12を示す斜視図で、前面パネル21の一部を切り欠き、内部の構造を示す図である。
【0048】
バックライトユニット12は、例えば、複数の冷陰極蛍光ランプ100(以下、「ランプ100」という)と、開口部を有しこれらのランプ100を収納する筐体13と、この筐体13の開口部を覆う前面パネル21と、複数のランプ100を点灯する点灯装置50(図3及び図4を参照)とを備える。
【0049】
筐体13は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂材料であって、その内面14にアルミニウム等の金属が蒸着され反射面が形成されている。
【0050】
ランプ100は、直管状をしており、その両端部に給電端子104、105を有する16本のランプ100が筐体13内に直下方式で配置されている。なお、ランプ100の詳細な構成については後述する。
【0051】
点灯装置50は、図3及び図4に示すように、筐体13側の内面には各ランプ100の取り付け位置に対応する位置に配置された一組のU字状のランプホルダー15、16と、例えば、筐体13の外部に取り付けられ、ランプホルダー15、16に接続された各ランプ100を点灯させるための点灯制御回路60(図4参照)とから構成されている。
【0052】
ランプホルダー15、16は、導電性であり、例えば、ステンレス、りん青銅等の板材を折り曲げて形成したものである。そして、各ランプホルダー15(16)は、挟持板15a、15b(16a、16b)とそれら挟持板15a、15b(16a、16b)を下端縁で連結する連結片15c(16c)とからなる。挟持板15a、15b及び挟持板16a、16bには、ランプ100の給電端子104、105の外形に合わせた凹部が設けられており、その凹部内にランプ100の給電端子104、105をはめ込むことにより、挟持板15a、15b及び挟持板16a、16bの板ばね作用によって、各ランプ100が各ランプホルダー15、16に保持されるとともに、ランプホルダー15、16と給電端子104、105とが電気的に接続される。なお、ランプホルダー15、16の保持部分の幅Dは、ランプ点灯時のコロナ放電の発生を抑制するために、ランプ100の両端部の外側に設けられた給電端子104、105の領域内で保持できる寸法に設計している。
【0053】
そして、バックライトユニット12に設けられた各ランプ100には、図4に示す点灯制御回路60からランプホルダー15、16を介して電力が供給される。
【0054】
ここでは、ランプホルダー15、16により、複数本のランプ100のそれぞれが所定の間隔を保って略平行に保持され、かつ、隣り合う2本のランプ100における一方の給電端子104(図4においてはランプLa1、La2およびランプLa7、La8等の給電端子104)を保持するランプホルダー15同士が接続されている。その結果、例えば、2本の直管状のランプLa1、La2により、疑似屈曲管(U字管)を形成することができる。この構成によれば、インバータ本数を半分に減らすことができる疑似屈曲部(U字管)を形成することができることに加え、従来の屈曲部を有するランプに比べ、ランプ長方向(筐体内の左右両側)の輝度むらを少なくでき、かつ、ランプ100の封着部等の破損を防止し、ランプ100をワンタッチで着脱することができる。
【0055】
また、両端部に電極(以下で説明する「ホロー電極102」等)を有する直管状のランプ100を、例えば上下方向に配列しているため、発熱源となる前記電極が片側に集中することがないので、筐体13内の左右に温度差が生じることを防止でき、その結果、ランプの水銀蒸気圧の影響によるバックライトユニット12の輝度むらを抑制することができる。
【0056】
さらに、ランプホルダー15、16と筐体13との間には、ランプホルダー15、16と筐体13とを絶縁するポリカーボネートからなる絶縁板17が配置されている。また、上記実施の形態では、例えば、ランプLa1とランプLa2の給電端子104又はランプLa7とランプLa8の給電端子104が接続されているランプホルダー15は、U字状のランプホルダー15の1つ1つを金属基板15dに溶接したものである。なお、このランプホルダー15は、各ランプに対応するようにU字状のランプホルダー15の1つ1つを金属基板15dに溶接した複数の部品で構成されたものであるが、これに限らず、周知の方法により、1枚の板から各挟持板15a、15bを切り起こした1部品の構成のものでもよい。
【0057】
図4は、点灯装置50が備える点灯制御回路60の一例を示し、図4の(a)が点灯制御回路60を示す図で、図4の(b)が点灯制御回路60に接続された各ランプ100の接続関係を示す図である。
【0058】
例えば、点灯制御回路60は、(a)に示すように、直流電源(VDC)、直流電源(VDC)に接続されたスイッチ素子Q1、Q2およびコンデンサC2、C3、スイッチ素子Q1とスイッチ素子Q2の接続点とコンデンサC2とコンデンサC3の接続点との間に接続された昇圧トランスT1、T2(又は昇圧トランスT7、T8)、スイッチ素子Q1、Q2を交互にON−OFFさせるためのゲート信号を供給するインバータ制御ICから構成されたものである。
【0059】
また、トランス2次側においては、(b)に示すように、トランス2次側漏れインダクタンスと、トランス出力と筐体13の内面14およびランプに発生する寄生容量により直列共振回路を形成し、点灯回路60は、隣り合う2本のランプLa1、La2に位相差を略180度とした正弦波電流を供給する。
【0060】
なお、複数本のランプ100の接続は、図4の(b)に示すように、隣り合う2本のランプLa1、La2の一方の給電端子104を保持するランプホルダー15同士が接続され、疑似屈曲管(U字管)を形成する形態に限らず、図4の(c)に示すように、ランプホルダーが隣り合う2本のランプ100の一方同士の給電端子104又は他方同士の給電端子105を接続するものであって、複数本が配列された蛍光ランプ100(例えば、隣り合う2本のランプLa1、La2、隣り合う2本のランプLa2、La3、隣り合う2本のランプLa3、La4や隣り合う2本のランプLa9、La10、隣り合う2本のランプLa10、La11、隣り合う2本のランプLa11、La12等であり、以降、説明を分かりやすくするため、隣り合う2本のランプLa1、La2、隣り合う2本のランプLa2、La3、隣り合う2本のランプLa3、La4についてのみ説明する)において、隣り合う2本のランプLa1、La2の給電端子104の一方同士、次に隣り合う2本のランプLa2、La3の給電端子105の他方同士および次に隣り合う2本のランプLa3、La4の給電端子104の一方同士の順に接続するように、ランプホルダー15、16を千鳥状に配置したものでもよい。この構成によれば、さらに点灯回路を少なくすることができると共に、ランプホルダー15、16による千鳥状に配置するだけでハーネス処理ができ、つまり、各ランプホルダー15、16に対して点灯路からの配線処理を行う必要がないので、ハーネス処理を軽減することができる。
【0061】
図2に戻って、筺体13の開口部は、ポリカーボネート樹脂製の拡散板18、拡散シート19及びアクリル樹脂製のレンズシート20を積層してなる透光性の前面パネル21で密閉されている。
【0062】
前面パネル21における拡散板18及び拡散シート19は、ランプ100から発せられた光を散乱・拡散させるものであり、レンズシート20は、当該シート20の法線方向へ光をそろえるものであって、これらによりランプ100から発せられた光が前面パネル21の表面(発光面)の全体に亘り均一に前方を照射するように構成されている。
【0063】
図5は、本発明の実施の形態に係る冷陰極放電ランプ100を示す一部破断斜視図で、図6は、冷陰極放電ランプ100の一端部を示す拡大断面図である。
【0064】
図5に示すように、ランプ100は、バックライトユニットの光源として用いられるものであって、ガラスバルブ101と、ガラスバルブ101の両端部に封着された一対のホロー電極102と、ガラスバルブ101の両端部の外側に設けられた給電端子104、105とを備える。
【0065】
図6に示すように、ガラスバルブ101は、ホウケイ酸ガラス(SiO2−B2O3−Al2O3−K2O−TiO2)製のガラス管を加工したものであって、全長は730mmである。ガラスバルブ101は、管状のガラスバルブ本体106と、ガラスバルブ本体106の長手方向両側に位置する一対の破線で示すガラスビーズ107を用いて形成された封着部108とからなる。なお、ガラスバルブ101の材料にホウケイ酸ガラスを使用したが、これに限らず、例えば、ソーダガラスを使用してもよい。また、ソーダガラスの加工性やランプの暗黒始動特性が改善を考慮すると、ソーダガラスに含有する酸化ナトリウムの含有率は、3(%)以上20(%)以下の範囲が好ましい。なお、酸化ナトリウムの含有率をさらに5(%)以上にすると、暗黒条件下でのランプの暗黒始動時間が約1秒以下となる。逆に、酸化ナトリウムの含有率が20(%)を越えると、長時間の使用によりガラスバルブが白色化して輝度の低下を招いたり、ガラスバルブ101自体の強度が低下したりするなどの不具合が発生するからである。また、環境対策を考慮した場合、アルカリ系金属の含有率が前記3(%)以上20(%)以下の範囲内のソーダガラスであって、かつ、鉛の含有率が0.1(%)以下のガラスが好ましく(所謂、「鉛フリーガラス」である。)、さらには、鉛の含有率が0.01(%)以下のガラスがより好ましい。
【0066】
ガラスバルブ本体106は、断面が円環形状であって、外径が4mm、内径が3mm、肉厚が0.5mmである。封着部108には、ガラスバルブ101の管軸A方向における幅Wが2mmであって、ホロー電極102が封着されている。
【0067】
なお、ガラスバルブ101の構成は上記構成に限定されない。但し、ランプ100を細長くするためには、ガラスバルブ101が小径かつ薄肉であることが望ましいため、一般的には、ガラスバルブ本体106の外径が2.2mm(内径D1=1.4mm)〜8.0mm(内径D1=7.2mm)であることが好ましい。
【0068】
ガラスバルブ101の内面には蛍光体層109が形成されている。蛍光体層109は、例えば、赤色蛍光体(Y2O3:Eu)、緑色蛍光体(LaPO4:Ce,Tb)および青色蛍光体(BaMg2Al16O27:Eu,Mn)からなる希土類蛍光体で形成されている。また、ガラスバルブ101の内部には、例えば、約1200μgの水銀、および、希ガスとして約8kPa(20℃)のネオン・アルゴン混合ガス(Ne95%+Ar5%)が封入されている。
【0069】
なお、蛍光体層109、水銀および希ガスの構成は上記構成に限定されない。例えば、希ガスとしてネオン・クリプトン混合ガス(Ne95%+Kr5%)が封入されていても良い。希ガスとしてネオン・クリプトン混合ガスを用いると、ランプ始動性が向上し、ランプ100を低い電圧で点灯させることができる。
【0070】
ホロー電極102は、円柱状のガラスビーズ107(破線で示す)の軸心に固着されたリード線110とリード線110の一端側に溶着された電極本体111とで構成され、ガラスバルブ101内にガラスビーズ107を挿入し封着することで、ガラスバルブ101内に密閉されている。
【0071】
電極本体111は、ニッケル(Ni)材料であって、先端部の筒状電極111aの外径がリード線110側部の筒状電極111bの外径より細くした、異なる外径の筒状形状を成し、ガラスバルブ101の内面とリード線110側部の筒状電極111bの外面との距離d1が0<d1≦0.2mmの範囲にし、筒状電極111bにおける管軸方向の長さs1を1.5mm以上としている。また、ガラスバルブ101の内面と先端部の筒状電極111aの外面との距離d2を0.3mm≦d2の範囲にし、筒状電極111aにおける先端部の管軸方向の長さs2を1mm以上としている。そして筒状電極111aおよび筒状電極111bは、同心円状に配置されている。また、先端部の筒状電極111aとリード線110側部の筒状電極111bとの段部111cは、蛍光体層109と対向する位置に配置してもよいが、本実施の形態では、蛍光体層109を有していないガラスバルブ101内面と対向するように配置している。
【0072】
具体的には、電極本体111は、全長s1が5.2mmで最大肉厚が0.2mm、先端部の筒状電極111aの外径が2.4mm(内径が2.2mm)でその長さs2を2mm、リード線110側部の筒状電極111bの外径が2.7mm(内径が2.2mm)である。
【0073】
なお、電極本体111は、ニッケル製に限らず、例えば、電極のスパッタリングによる水銀摩耗の抑制を考慮すると、電極のスパッタリングの少ない、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、或いは、モリブデン(Mo)の材料とすることが好ましい。
【0074】
また、筒状電極111bの長さ(s1−s2)が2mm以上において、リード線110側部の筒状電極111bの外周面とガラスバルブ101の内面との間隔は0.15mmであり、このように間隔が狭いと、その間隔に放電が入り込まず、ホロー電極102の内部のみで放電が起こる。したがって、放電により飛散するスパッタ物質が、ガラスバルブ101の内面に付着しにくく、さらに、放電がリード線110側へ回り込まないため、リード線110が放電によって加熱されにくくなり、ランプ100を長寿命にすることができる。そして、リード線110側部の筒状電極111bの外周面とガラスバルブ101の内面との間隔は、必ずしも0.15mmである必要はないが、その間隔に放電が入り込まないようにするためには0.2mm以下であることが好ましい。
【0075】
また、先端部の筒状電極111aの外周面とガラスバルブ101の内面との間隔は0.3mmであり、このように先端部の筒状電極111aの外径がリード線110側部の筒状電極111bの外径より細くしているので、筒状電極111aの先端部における電極本体111内面のスパッタ物質の堆積による電極本体111とガラスバルブ101の内面との間の導通を防止することができる。
【0076】
そして、先端部の筒状電極111aの外周面とガラスバルブ101の内面との間隔は、必ずしも0.3mmである必要はないが、スパッタ物質の堆積による電極本体111とガラスバルブ101の内面との導通状態を防止するためには0.3mm以上であることが好ましい。また、先端部の筒状電極111aの長さs2を2mmである必要はないが、スパッタ物質の堆積による電極本体111とガラスバルブ101の内面との導通状態を防止するためには1mm以上であることが好ましい。さらに、冷陰極蛍光ランプ100は、点灯周波数30〜120kHz、ランプ電流3mA〜16mAで動作される。なお、特に本発明の効果を発揮できるランプ電流は、8mA以上である。
【0077】
リード線110は、ガラスバルブ101の熱膨張係数とほぼ同じ材料であるタングステン(W)製の内部リード線114と、内部リード線114とほぼ同径で、かつ、半田等に付着し易いニッケル製の外部リード線115とを溶接接合し、その接合部には内部リード線114の外径より大きい肉だまり部116が形成されている。そして、ガラスバルブ101の両端面と対向する肉だまり部116がガラスバルブ101の両端部に密接するように設けられている(つまり、外部リード線115及び肉だまり部116はガラスバルブ101の外表面よりも外側に位置する)。この構成により、肉だまり部116からホロー電極102部までの寸法を一定にでき、つまり、ホロー電極102の底部と対向するガラスバルブ101の内面との隙間εを約0.5mmに小さくして有効発光長Lを長くすることができ、かつ、外部リード線115の突出部分が外部とぶつかった際、肉だまり部116に掛かる力がガラスバルブ101の両端部で吸収されるので、内部リード線114が封着されたガラスバルブ101の封着部108の破損によるリークを防止することができる。
【0078】
なお、肉だまり部116は外部リード線115と同じニッケル材料で形成したが、これに限らず、例えばFe−Ni合金、Cu−Ni合金、又はジュメット線の材料等にすることが考えられる。
【0079】
内部リード線114は、断面が略円形であって、全長が3mm、線径が0.8mmである。また、内部リード線114は、肉だまり部116側の端部がガラスバルブ101の封着部108に封着され、外部リード線115側とは反対側の端部が電極本体111の底部113の外側面略中央に接合されている。
【0080】
外部リード線115および肉だまり部116は、ガラスバルブ101の外表面から管軸A方向に向けて突出する突出部分であって、給電端子104、105と接合されている。そして、外部リード線115および肉だまり部116は、断面が略円形であり、合計全長σが1mmであり、外部リード線115の軸心とガラスバルブ101の管軸Aとがほぼ一致している。
【0081】
外部リード線115および肉だまり部116の管軸A方向の合計全長σは、1mm以下が好適である。また、肉だまり部116の外径は、封着部108の破損や部品価格を考慮すると内部リード線114の外径の1.5倍〜4倍が好ましい。上述したように、ランプ100を細長くするためにはガラスバルブ本体106の外径が1.8mm〜8.0mmの範囲内であることが好ましいが、このようなサイズのランプ100において、外部リード線115および肉だまり部116の管軸A方向の合計全長σが1mm以下であればランプ100全体からみて外部リード線115が突出し過ぎない。
【0082】
したがって、外部リード線115が外部にぶつかって、外部リード線115を折り曲げたり、封着部108を破損させたりすることが少ない。例えば、ランプ100をバックライトユニット12に取り付ける際に、外部リード線115がバックライトユニット12にぶつかって折れ曲がったり、ぶつかった際に外部リード線115に加わる応力によって封着部108が割れたりするおそれが少ない。
【0083】
給電端子104、105は、ガラスバルブ101の両端部にそれら両端部を覆うようにして設けられている。当該給電端子104、105は、半田製であって、外部リード線115および肉だまり部116と接合された接合部分117と、前記接合部分以外の部分の薄膜部分118とからなる。
【0084】
接合部分117は、給電端子104、105が内部リード線114と電気的に接続されている部分であって、外観視略円錐体形状である。そのため、接合部分117の外表面の面積は、外部リード線115の外表面全体を完全に覆っているにも拘わらず小さい。したがって、給電端子104、105の外表面の面積も小さく、放熱作用も小さいため、内部リード線114の温度が低下しにくい。また、外部リード線115が給電端子104、105で完全に覆われているため、外部リード線115が折れ曲がったり、外部リード線115に応力が加わって封着部108が破損したりするおそれが少ない。なお、接合部分117の外表面の面積は、できるだけ小さいことが好ましい。
【0085】
薄膜部分118は、ガラスバルブ本体106の外表面上における封着部108側の所定の領域、および、封着部108の外表面上におけるガラスバルブ本体106側の所定の領域に形成されている。給電端子104、105の放熱作用を小さく抑えるためには、薄膜部分118が形成される領域ができるだけ狭いことが好ましい。例えば、薄膜長さYが5mmで、その薄膜厚みvが10μmである。
【0086】
給電端子104、105は上記値に限定されず、好ましい値は、薄膜厚みvが5μm〜120μm、薄膜によって異なるが薄膜長さYが2mm〜19mmである。つまり、薄膜長さYが2mm未満ではランプホルダー15、16との電気的接続性が低下し、薄膜長さYが19mm超ではランプの有効発光長が短くなることがある。また、給電端子の膜厚が5μmよりも薄いと、薄膜部分118がガラスバルブから剥がれ易く実使用に耐えない。一方、薄膜長さYが19mmにおいて、給電端子の膜厚が例えば120μmと厚いと、給電端子の外表面の面積が大きくなり過ぎ、ひいては給電端子の放熱作用が大きくなり過ぎるため、十分なランプ輝度を得ることができない可能性がある。
【0087】
また、給電端子104、105は、公知のディッピング法で形成することができる(例えば、特開2004−146351号公報)。ディッピング法で給電端子104、105を形成する方法を簡単に説明すると、例えば、ホロー電極102が封着されたガラスバルブ101の封着部108を、溶融槽内の溶融半田に浸漬させて行う。溶融半田に封着部108を浸漬させる際には、超音波を加えてもよい。このようなディッピング法は、給電端子104、105を簡単かつ安価に形成することができるため、ランプ100を安価に製造することができる。なお、給電端子104、105は、ディッピング法以外の方法で形成しても良い。例えば蒸着、メッキ等の方法によって形成しても良い。
【0088】
さらに、給電端子104、105の構成は上記構成に限定されず、例えば以下で説明する、変形例1乃至3に示すような構成とすることが考えられる。なお、変形例1乃至3に係る冷陰極蛍光ランプは、給電端子および電極の構成が異なる他は、基本的に本実施の形態の陰極蛍光ランプ100と同様の構成を有する。したがって、共通する部分には本実施の形態と同じ符号を付して説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【0089】
図7は、変形例1に係る冷陰極蛍光ランプの一端部を示す拡大断面図である。図7に示す冷陰極蛍光ランプ70の給電端子71は、接合部分72と薄膜部分73とからなる。また、リード線110は、例えば、タングステン材料の内部リード線114の一端にニッケル材料の肉だまり部116を溶接して形成したものである。そして、接合部分72は、外観視略半球形状であって、リード線110の肉だまり部116の外表面全体を覆っている。
【0090】
この構成によれば、接合部分72によって、肉だまり部116が完全に覆い隠され、冷陰極蛍光ランプ70の端部が滑らかに丸められているため、冷陰極蛍光ランプ70の端部が外部にぶつかっても、封着部108が破損したりするおそれが少ない。
【0091】
なお、肉だまり部116は、ニッケル材料で形成したが、これに限らず、例えば、タングステン材料の内部リード線114と同じ材料で一体形成した後、肉だまり部116の表面の一部又は全部を半田付けし易いニッケルメッキ等で形成したものでもよい。
【0092】
図8は、変形例2に係る冷陰極蛍光ランプの一端部を示す拡大断面図である。図8に示す冷陰極蛍光ランプ80の給電端子81は、接合部分82と薄膜部分83とからなる。また、リード線110は、例えば、タングステン材料の内部リード線114の一端にニッケル材料の肉だまり部116を溶接して形成したものである。また、肉だまり部116は、ガラスバルブ101端部に埋設されている。そして、接合部分82は、リード線110の肉だまり部116の外表面を薄膜で覆っている。その薄膜の膜厚は、薄膜部分83と同じ10μmである。
【0093】
この構成によれば、肉だまり部116がガラスバルブ101端部に埋設されていることにより、肉だまり部116が外部にぶつかることが無く、封着部108の破損を防止することができる。また、給電端子81全体を薄膜とすることによって、半田の使用量を減らすことができ、より安価に冷陰極蛍光ランプ80を製造することができる。
【0094】
特に、給電端子81全体が半田で形成されている場合は、前記ディップ法で給電端子81を形成し易い。そのため、部品の組み立てが必要な従来の給電端子と比べて、より簡単かつ安価に冷陰極蛍光ランプ80を製造することができる。加えて、給電端子81を放熱作用をより小さくしているので、ランプ輝度がより低下しにくい。
【0095】
なお、上記変形例2では、肉だまり部116の全体が完全にガラスバルブ101端部に埋没されているが、これに限らず、肉だまり部116の一部が埋没してもよい。つまり、肉だまり部116は、ガラスバルブ101端部への埋没量が多くなればなるほど、外部とのぶつかる確率が少なくなるからである。
【0096】
図9は、変形例3に係る冷陰極蛍光ランプの一端部を示す拡大断面図であり、図10は、給電端子を構成する薄膜部材を示す斜視図である。図9に示す冷陰極蛍光ランプ90の給電端子91は、半田製の接合部分92と、薄膜部分として熱膨張係数が近い、例えばFe−Ni−Co(コバール)製の薄膜部材93とからなる。このように、給電端子91は、必ずしもその全体が同じ材料で構成されていなくても良い。
【0097】
図10に示すように、薄膜部材93は、断面略C字形に形成された肉厚120μmのタンタル製の筒体であって、ガラスバルブ101の端部に外嵌されている。薄膜部材93の内径はガラスバルブ101の外径よりもやや小さく、また薄膜部材93にはスリット94が設けられている。したがって、薄膜部材93の内径とガラスバルブ101の外径との間に多少の寸法誤差が生じても、薄膜部材93の内面が前記ガラスバルブ101の外面に密着するように設計されている。
【0098】
なお、薄膜部材93は、断面略C字形の筒体に限定されず、断面が略三角形や略四角形等の多角形、或いは楕円の筒体に、スリットを設けたものであっても良い。また、スリットを設けない場合も考えられる。
【0099】
外部リード線115及び肉だまり部116の合計全長σは1mmであり、そして外部リード線115及び肉だまり部116を収納した部分の薄膜部材93の長さL1が1.5mmである。接合部分92は、外部リード線115及び肉だまり部116を厚肉領域(L1部の領域)である。
【0100】
給電端子91を上記構成とした場合、外部リード線115が外側に突出していないため、給電端子91を外部にぶつけてもガラスバルブ101の封着部108へ応力が加わらないので、封着部108が破損しにくい。
【0101】
なお、給電端子104、105、71、81を形成する材料は半田に限定されず、少なくとも導電性を有する材料であれば良い。但し、給電端子104、105、71、81の放熱作用が大きくならないように、熱伝導率の低い材料であることが好ましい。
【0102】
一般に半田は、導電性が良く、低価格であるため、給電端子104、105、71、81の材料として好適である。特に、スズ(Sn)、スズ・インジウム(In)合金、スズ・ビスマス(Bi)合金等を主成分とする半田は、機械的強度の高い給電端子104、105、71、81を形成することができるため、より好適である。それらに、アンチモン(Sb)、亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)、金(Au)、鉄(Fe)、白金(Pt)およびパラジウム(Pd)のうちの少なくとも1種類を添加した半田は、超音波を利用したディッピング法を利用する場合、ガラスとの馴染みが良いため、ガラスバルブ101から剥がれ難い給電端子104、105、71、81を形成することができ、さらに好適である。加えて、鉛、アンチモンを含まない半田は、環境に配慮した冷陰極蛍光ランプを作製することができるため好適である。
【0103】
以上、本発明に係る冷陰極蛍光ランプを実施の形態に基づいて具体的に説明してきたが、本発明に係る冷陰極蛍光ランプは、上記の実施の形態に限定されない。
【0104】
冷陰極蛍光ランプは、断面が円形に限定されず、例えば楕円形、長穴円形等の扁平形冷陰極蛍光ランプであってもよい。図11は応用例1に係る冷陰極蛍光ランプの一端部を示す拡大断面図である。
【0105】
図11に示すように、ガラスバルブ201の陽光柱発光部の内(実質的に陽光柱が発生する領域内)の光取り出し部(ガラスバルブ201の両端から前記箇所に配設されたホロー電極202、203のそれぞれの先端間領域部分における扁平形状部)の横断面を扁平形状とし、ガラスバルブ201の少なくともホロー電極202、203の領域の横断面を円形状とし、ガラスバルブ201における扁平形状の光取り出し部分の管軸X方向の長さDaがホロー電極202、203の領域の管軸X方向における円形状の長さDb、Dcより長くしたものである。
【0106】
ここで、ランプ200の各寸法について述べる。ランプ200の全長Lは705mm、陽光柱発光部の長さDaは約680mm、電極部側の円形状の長さDb、Dcはそれぞれ約12mm、陽光柱発光部の外周表面積は約105cm2である。また、上記略楕円形の短外径aoは4.0mm、短内径aiは3.0mm、長外径boは5.8mm、長内径biは4.8mmである。また、上記略円形の管外径roは5.0mm、管内径riは4.0mmである。さらに、電極本体211は、全長s1が7mmで最大肉厚が0.2mm、先端部の筒状電極211aの外径が2.4mm(内径が2.2mm)でその長さs2を2mm、リード線210側部の筒状電極211bの外径が2.7mm(内径が2.2mm)である。
【0107】
この構成によれば、ガラスバルブ201の光取り出し部の横断面を扁平形状としたことで、従来の直管状ランプより外周表面積を増大させて最冷点温度の過度な上昇を抑えることができ、しかも、扁平な形状をした短内径aiは、長内径biと同程度の管内径を有する従来の直管状ランプより短いので、陽光柱プラズマ空間の中心から管内壁までの距離は実効的に短く保つことが可能になる。このため、ランプ電流を従来より大きくしても、発光効率を低下しにくくすることができる。
【0108】
また、給電端子は、上記図6〜図9に示す実施の形態の構成に限らず、例えば、図11に示すように、ガラスバルブ201の外表面に形成された銀または銅を主成分とする本体層204、205及びその外側に積層された主成分が半田からなるコーティング層206、207からなる構成のものでもよい。この構成によれば、給電端子の本体層204、205が大気中にさらされ難く、銀の硫化や銅の酸化が起こり難いことから導電性の低下が起こり難い。その結果、給電端子と電極のリード線との接続性を良好にすることができ、かつ、ランプホルダーに冷陰極蛍光ランプを装着時に給電端子のキズやひび割れを生じにくくすることができる。
【0109】
また、この実施の形態では、給電端子の最大厚みが5〜120μmであって、前記給電端子の端縁部206a、207aの厚みが端縁に近づく程薄くしている。その結果、給電端子の端縁部が角張ったものに比べ、給電端子の端縁部とガラスバルブ201の外表面との間で発生するコロナ放電を防止でき、オゾンの発生を抑制することができる。なお、給電端子の膜厚が5μmよりも薄いと、本体層204、205の薄膜がガラスバルブから剥がれ易く実使用に耐えない。一方、給電端子の膜厚が120μmよりも厚いと、給電端子の外表面の面積が大きくなり過ぎ、ひいては給電端子の放熱作用が大きくなり過ぎるため、電極のリード線の温度が従来の冷陰極蛍光ランプよりも低くなり易い。したがって、十分なランプ輝度が得られない可能性がある。
【0110】
図12は応用例2に係る冷陰極蛍光ランプの一端部を示す拡大断面図である。これは、前記コーティング層206、207に代え、図12に示すように、本体層204、205の外周面の少なくとも一部を包囲して接続されたキャップ形状の金属部材306、307にしたものである。
【0111】
金属部材306は、金属部材307と同様である。金属部材307は、電気的導通性が良く、かつガラスバルブ201と熱膨張係数が近い、例えばFe−Ni−Co(コバール)からなる材料を用い、円筒形の一方の円側に半球のドームを被せたような形状に成形したものであり、金属部材307に弾性力を持たせるために、例えば長手方向に2つのスリット309が設けられたものである。そして金属部材307は、ガラスバルブ201の端部201bから装着され、スリット309の弾性力により本体層205に接続されている。そして、この実施の形態では、給電端子の端部の構成は、例えばガラスバルブ201中央側の金属部材306、307の端部306a、307aが、ガラスバルブ中央側の本体層204、205の端部204a、205aの位置からガラスバルブ端部201b側に、間隔Lをあけて設置されている。ここ構成によれば、金属部材306、307とガラスバルブ201との間において、ランプ点灯時のコロナ放電が発生するのを抑制することができ、オゾンの発生量を低減することができる。なお、金属部材306、307の形状は、キャップ状に限らず、スリーブ形状にしてもよい。
【0112】
また、冷陰極蛍光ランプは、前記給電端子を設けたもの及び前記ホロー電極が有底筒状に限定されず、例えば以下で説明する、応用例3及び応用例4に示すような構成とすることが考えられる。
【0113】
図13は応用例3に係る冷陰極蛍光ランプ300の一端部を示す拡大断面図である。
【0114】
図13に示すように、給電端子を有するものでなく、ホロー電極301は、円柱状のガラスビーズ107a(破線で示す)の軸心に固着されたリード線310とリード線310の一端部310a側にかしめ、溶接等を用いて固着された電極本体311とで構成され、ガラスバルブ101内にガラスビーズ107aを挿入し封着することで、ガラスバルブ101内に密閉されている。
【0115】
電極本体311は、ニッケル(Ni)材料であって、先端部の筒状電極311aの外径がリード線310側部の筒状電極311bの外径より細くした、異なる外径の筒状形状に絞り形成したものである。そして筒状電極311aおよび筒状電極311bは、同心円状に配置されている。
【0116】
また、先端部の筒状電極311aとリード線310側部の筒状電極311bとの段差部311cは、蛍光体層109と対向する位置に配置してもよいが、本実施の形態では、蛍光体層109を有していないガラスバルブ101内面と対向するように配置している。さらに、ホロー電極301の内面側の段差部311cは、ホロー電極301を補強するものであり、放電時に発生する電極のスパッタ物質の飛散を抑制する突起部311dも兼ねている。
【0117】
具体的には、電極本体311は、全長s1が5.2mmで最大肉厚が0.1mm、先端部の筒状電極311aの外径が2.4mm(内径が2.2mm)でその長さs2が2mm、リード線310側部の筒状電極311bの外径が2.7mm(内径が2.5mm)である。なお、ガラスバルブ本体106の寸法は、上記同様で内径D1が3mmである。この実施の形態によれば、スパッタ物質を突起部311dの壁面で遮断できるので、筒状電極311aの先端部でのスパッタ物質の堆積による筒状電極とガラスバルブの内面との導通状態をさらに抑制することができる。また、電極本体311が絞り形成できるので、安価で精度のよい電極本体311を製作することができる。
【0118】
なお、電極本体311は、ニッケル(Ni)材料のみに限らず、例えばホロー電極301の先端部の外周部である筒状電極311aが、筒状電極311のニッケル表面に絶縁材料が付着されたもの、或いは、筒状電極311bとは別体の絶縁材料で形成されたものでもよい。この時、リード線310側部の筒状電極311bはニッケル(Ni)材料で形成されている。この構成では、先端部の外周部である筒状電極311aが絶縁体である絶縁材料で形成されているので、筒状電極311aの先端部でのスパッタ物質が堆積しても筒状電極311aとガラスバルブ101の内面との導通状態を抑制することができる。
【0119】
図14は応用例4に係る冷陰極蛍光ランプ400の一端部を示す拡大断面図である。
【0120】
応用例3とは、ホロー電極301は、電極本体311の先端部に筒状電極311aの内径より小さい穴を有する底面311eが設けられている点が異なり、この底面311eは、ホロー電極301を補強するものであり、放電時に発生する電極のスパッタ物質の飛散を抑制する突起部も兼ねてある。
【0121】
具体的には、電極本体311は、全長s1が5.2mmで最大肉厚が0.1mm、先端部の筒状電極311aの外径が2.4mm(内径が2.2mm)でその長さs2が2mm、底面の穴の内径が1.8mm、リード線310側部の筒状電極311bの外径が2.7mm(内径が2.5mm)である。なお、ガラスバルブ本体106の寸法は、上記同様で内径D1が3mmである。この実施の形態によれば、スパッタ物質をさらに底面311eの内壁面で遮断できるので、電極本体311の先端部でのスパッタ物質の堆積による筒状電極とガラスバルブの内面との導通状態をさらに抑制することができる。また、電極本体311が絞り形成できるので、安価に精度のよい電極本体311を製作することができる。しかしながら、底面311eも放電面となりスパッタ物質が増加する方向にあるため、底面311eの面積はできる限り小さい方がよく、筒状電極311aの外面とガラスバルブ101の内面との隙間で形成されるリング状の面積以下が好ましい。
【0122】
なお、ホロー電極301の先端部の外周部である筒状電極311aは、ニッケル(Ni)材料のみに限らず、筒状電極311のニッケル表面の少なくとも外周面に絶縁材料が付着されたもの、或いは、筒状電極311bとは別体の絶縁体で形成されたものでもよい。この時、リード線310側部の筒状電極311bはニッケル(Ni)材料で形成されている。この構成では、先端部の外周部である筒状電極311aの底面311eも絶縁体であるので、底面311eのスパッタリングがなく、さらに、スパッタ物質による筒状電極311aとガラスバルブ101の内面との導通状態を抑制することができる。
【0123】
さらに、上記図6〜図9、図11〜図14における実施の形態のいずれかとを組み合わせてもよい。また、冷陰極蛍光ランプは、直管状のもので説明したがこれに限らず、「U」又は「コ」字状の屈曲管を用いてもよい。また、暗黒始動特性を良好にするためにセシウム,Li,K,Rbなどの化合物等の始動補助用金属からなる被膜は、始動補助用金属の飛散を低減するために、ガラスバルブ内面と対向する筒状電極111b、211b、311bの外周面に設けることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【0124】
本発明に係る冷陰極蛍光ランプは、筒状電極の先端部における筒状電極内面のスパッタ物質の堆積による筒状電極とガラスバルブの内面との導通状態を抑制し長寿命化することができる効果を有し、このランプを用いる、点灯装置、バックライトユニット、照明装置、液晶テレビおよび液晶ディスプレイ等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【0125】
【図1】本発明の実施の形態1における液晶テレビの概要を示す斜視図
【図2】本発明の実施の形態1に係るバックライトユニットを示す斜視図
【図3】本発明の実施の形態1に係る点灯装置を示す斜視図
【図4】本発明の実施の形態1に係る点灯装置が備える点灯制御回路の一例を示し、(a)が点灯制御回路を示す図、(b)が点灯制御回路に接続された各冷陰極蛍光ランプの接続関係を示す図、(c)が点灯制御回路に接続された各冷陰極蛍光ランプの他の接続関係を示す図
【図5】本発明の実施の形態に係る冷陰極放電ランプを示す一部破断斜視図
【図6】同冷陰極蛍光ランプの一端部を示す拡大断面図
【図7】変形例1に係る冷陰極蛍光ランプの一端部を示す拡大断面図
【図8】変形例2に係る冷陰極蛍光ランプの一端部を示す拡大断面図
【図9】変形例3に係る冷陰極蛍光ランプの一端部を示す拡大断面図
【図10】給電端子を構成する薄膜部材を示す斜視図
【図11】(a)は応用例1に係る冷陰極蛍光ランプを示す断面図、(b)は(a)におけるB−B線で示す断面図、(c)はC−C線で示す断面図、(d)はD−D線で示す断面図
【図12】(a)は応用例2に係る冷陰極蛍光ランプを示す断面図、(b)は金属部材207の外観を示す図、(c)は(a)におけるB−B線で示す断面図、(d)はC−C線で示す断面図、(e)はD−D線で示す断面図
【図13】応用例3に係る冷陰極蛍光ランプの一端部を示す拡大断面図
【図14】応用例4に係る冷陰極蛍光ランプの一端部を示す拡大断面図
【図15】ホロー電極を備えた従来の冷陰極蛍光ランプの端部を示す断面図
【符号の説明】
【0126】
100 冷陰極蛍光ランプ
101 ガラスバルブ
102 ホロー電極(筒状電極)
104、105 給電端子
110 リード線
【技術分野】
【0001】
本発明は、冷陰極蛍光ランプ、点灯装置、バックライトユニットおよび液晶ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶ディスプレイ装置のバックライト用光源として使用される冷陰極蛍光ランプ1は、図15に示すように、内径(D1)が1mm〜6mmの範囲における細径のガラスバルブ2であって、ガラスバルブ2の内面と筒状電極3の外面3aとの距離dが0<d≦0.2mmの範囲に規制することにより、ランプ電流が5mA以上の大電流であっても、放電が筒状電極3の内面3bを主体に進行し、筒状電極3の外面3aおよび筒状電極3と接合されたリード線4のスパッタリングを抑制し、冷陰極蛍光ランプ1の長寿命化を図るものである。
【0003】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば特許文献1が知られている。
【特許文献1】特開2004−327328号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記のように構成された冷陰極蛍光ランプ1は、高輝度化に伴いランプ電流が高くなると、放電が筒状電極3の内面3bを主体に進行しているが、筒状電極3の先端部3cにおいて、電極のスパッタ物質5が堆積し、このスパッタ物質5を介して筒状電極3とガラスバルブ2の内面とが導通状態になり、放電による筒状電極3等からの熱でバルブが溶融し、リークするという問題を発生することがある。
【0005】
本発明は、上記の課題に鑑み、筒状電極の先端部における筒状電極内面のスパッタ物質の堆積による筒状電極とガラスバルブの内面との導通状態を抑制してリークを防止することができる冷陰極蛍光ランプ、点灯装置、バックライトユニットおよび液晶ディスプレイ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】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に係る冷陰極蛍光ランプは、ガラスバルブの両端部のそれぞれに筒状電極と接合されたリード線が封着された冷陰極蛍光ランプにおいて、前記筒状電極は、先端部の外径がリード線側部の外径より細くした異なる外径の筒状形状を成し、前記ガラスバルブの内面と前記リード線側部の前記筒状電極の外面との距離d1が0<d1≦0.2mmの範囲であることを特徴とする。
【0007】
また、本発明の請求項2に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記ガラスバルブの内径(D1)が1.4mm〜7.2mmの範囲であり、前記ガラスバルブの内面と前記先端部の前記筒状電極の外面との距離d2が0.3mm≦d2の範囲であることを特徴とする。
【0008】
また、本発明の請求項3に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記筒状電極における先端部の外径の長さが1mm以上であることを特徴とする。
【0009】
また、本発明の請求項4に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記筒状電極における先端部の外周部が絶縁体で形成されていることを特徴とする。
【0010】
また、本発明の請求項5に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記筒状電極の内面側の放電空間において、放電時に発生する電極のスパッタ物質の飛散を抑制する突起部を前記筒状電極の内面に設けたことを特徴とする。
【0011】
また、本発明の請求項6に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記冷陰極蛍光ランプの最大ランプ電流が8mA以上であることを特徴とする。
【0012】
また、本発明の請求項7に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記ガラスバルブの両端部の外側に設けられ、前記筒状電極のリード線と接合された給電端子とを備え、前記給電端子と接合される部分の前記リード線には、前記ガラスバルブとの封着部分側の前記リード線の外径より大きい肉だまり部を有し、かつ、その肉だまり部が前記ガラスバルブの両端部に密接しており、前記給電端子は、前記リード線との接合部分以外が前記ガラスバルブの外表面上に形成された薄膜であることを特徴とする。
【0013】
また、本発明の請求項8に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記リード線の材料は、前記ガラスバルブとの封着部が前記ガラスバルブの熱膨張係数とほぼ同じ材料で形成され、かつ前記リード線の肉だまり部の少なくとも一部がニッケル材料で形成されていることを特徴とする。
【0014】
また、本発明の請求項9に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記リード線の肉だまり部は、前記ガラスバルブ端部に埋設されていることを特徴とする。
【0015】
また、本発明の請求項10に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記リード線の肉だまり部は、断面が円形状であり、前記リード線の外径の1.5倍〜4倍であることを特徴とする。
【0016】
また、本発明の請求項11に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記薄膜は、膜厚が5μm〜120μmであることを特徴とする。
【0017】
また、本発明の請求項12に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記リード線は、前記ガラスバルブの外表面から前記ガラスバルブの管軸方向に向けて突出する突出部分で前記給電端子と接合されており、前記突出部分の前記管軸方向の長さが1mm以下であることを特徴とする。
【0018】
また、本発明の請求項13に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記給電端子は、少なくとも前記接合部分が半田で形成されていることを特徴とする。
【0019】
また、本発明の請求項14に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記ガラスバルブは酸化ナトリウムの含有率が3%以上20%以下の範囲のガラス材料で構成されていることを特徴とする。
【0020】
また、本発明の請求項15に係る冷陰極蛍光ランプでは、前記ガラスバルブは酸化ナトリウムの含有率が5%以上20%以下の範囲のガラス材料で構成されていることを特徴とする。
【0021】
本発明の請求項16に係る点灯装置は、筐体側に設けられ、請求項1から13のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプのそれぞれの前記給電端子における外形を保持し電気的に接続するためのU字状のランプホルダーと、該ランプホルダーに接続され、前記冷陰極蛍光ランプを点灯させるための点灯回路とを具備した点灯装置であって、前記ランプホルダーにより、複数本の前記冷陰極蛍光ランプのそれぞれが所定の間隔を保って略平行に配列保持され、かつ、隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における一方を保持する前記ランプホルダー同士が接続されていることを特徴とする。
【0022】
また、本発明の請求項17に係る点灯装置は、筐体側に設けられ、請求項1から13のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプのそれぞれの前記給電端子における外形を保持し電気的に接続するためのU字状のランプホルダーと、該ランプホルダーに接続され、前記冷陰極蛍光ランプを点灯させるための点灯回路とを具備した点灯装置であって、前記ランプホルダーは、隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの一方同士又は他方同士の給電端子を接続するものであって、複数本が配列された前記冷陰極蛍光ランプにおいて、隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における一方同士、次に隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における他方同士および次に隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における一方同士の順に接続するように、前記ランプホルダーを千鳥状に配置したものであることを特徴とする。
【0023】
本発明の請求項18に係るバックライトユニットは、液晶ディスプレイに用いられるバックライトユニットであって、請求項15または16に記載の点灯装置を備えることを特徴とする。
【0024】
本発明の請求項19に係る液晶ディスプレイ装置は、直下型のバックライトユニットを備える液晶ディスプレイ装置であって、前記バックライトユニットが請求項18に記載のバックライトユニットであることを特徴とする。
【発明の効果】
【0025】
本発明の請求項1に係る冷陰極蛍光ランプによれば、ガラスバルブの内面とリード線側部の筒状電極の外面との距離d1が0<d1≦0.2mmの範囲であることにより、放電が筒状電極の外周面でなく筒状電極の内面を主体に進行し、かつ、筒状電極の先端部の外径がリード線側部の外径より細くしているので、筒状電極の先端部における筒状電極内面のスパッタ物質の堆積による筒状電極とガラスバルブの内面との導通状態を抑制することができる。
【0026】
また、本発明の請求項2に係る冷陰極蛍光ランプによれば、ガラスバルブの内面と先端部の筒状電極の外面との距離d2が0.3mm≦d2の範囲であることにより、ガラスバルブの内径(D1)が1.4mm〜7.2mmにおいて、バルブの熱溶融によるリークを防止することができ、冷陰極蛍光ランプの長寿命化を図ることができる。
【0027】
また、本発明の請求項3に係る冷陰極蛍光ランプによれば、筒状電極における先端部の外周部が絶縁体で形成されていることにより、筒状電極の先端部でのスパッタ物質が堆積しても筒状電極とガラスバルブの内面との導通状態を抑制することができ、冷陰極蛍光ランプの長寿命化を図ることができる。
【0028】
また、本発明の請求項4に係る冷陰極蛍光ランプによれば、筒状電極の内面に突起部を設けたことにより、スパッタ物質を突起部の壁面で遮断できるので、筒状電極の先端部でのスパッタ物質の堆積を抑制することができる。
【0029】
また、本発明の請求項5に係る冷陰極蛍光ランプによれば、筒状電極における先端部の外径の長さが1mm以上であることにより、筒状電極の先端部における筒状電極内面のスパッタ物質の堆積を抑制することができ、バルブの熱溶融によるリークをさらに防止することができ、冷陰極蛍光ランプの長寿命化を図ることができる。
【0030】
また、本発明の請求項6に係る冷陰極蛍光ランプによれば、冷陰極蛍光ランプの最大ランプ電流が8mA以上であることにより、高輝度化できると共にバルブの熱溶融によるリークを防止することができ、冷陰極蛍光ランプの長寿命化も図ることができる。
【0031】
また、本発明の請求項7に係る冷陰極蛍光ランプによれば、給電端子におけるリード線との接合部分以外が、ガラスバルブの外表面上に形成された薄膜である。そのため、給電端子は、外表面の面積が小さく、従来の給電端子と比べて放熱作用が小さい。したがって、リード線の温度が低下しにくく、前記リード線の周囲に水銀蒸気が集まりにくいため、放電路の水銀蒸気が不足して冷陰極蛍光ランプのランプ輝度が低下する現象が起こりにくい。また、リード線の外径より大きい肉だまり部がガラスバルブの両端部に密接しているため、肉だまり部から筒状電極までの寸法を小さく一定にでき、有効発光長を長くすることができる。さらに、リード線の外部への突出部分がぶつかった際、肉だまり部に掛かる力がガラスバルブの両端部で吸収されるので、リード線が封着されたガラスバルブ端部の破損によるリークを防止することができる。
【0032】
また、本発明の請求項8に係る冷陰極蛍光ランプによれば、リード線の肉だまり部の少なくとも一部がニッケル材料又はニッケルメッキで形成されていることで、リード線と給電端子との半田での接続を確実に行うことができる。
【0033】
また、本発明の請求項9に係る冷陰極蛍光ランプによれば、リード線の肉だまり部は、ガラスバルブ端部に埋設されていることにより、リード線の外部への突出部分がぶつかった際、肉だまり部に掛かる力がガラスバルブの両端部でさらに吸収されるので、リード線が封着されたガラスバルブの破損によるリークを防止することができる。
【0034】
また、本発明の請求項10に係る冷陰極蛍光ランプによれば、リード線の肉だまり部は、断面が円形状であり、前記リード線の外径の1.5倍〜4倍であることにより、さらにリード線が封着されたガラスバルブの破損によるリークをさらに防止することができる。
【0035】
また、本発明の請求項11に係る冷陰極蛍光ランプによれば、給電端子の薄膜は、膜厚が5μm〜120μmであることにより、薄膜の膜厚が5μmよりも薄いと、薄膜がガラスバルブから剥がれ易く実使用に耐えない。一方、薄膜の膜厚が120μmよりも厚いと、給電端子の外表面の面積が大きくなり過ぎ、ひいては前記給電端子の放熱作用が大きくなり過ぎるため、筒状電極の温度が従来の冷陰極蛍光ランプよりも低くなり易い。したがって、十分なランプ輝度を得ることができない可能性がある。
【0036】
また、本発明の請求項12に係る冷陰極蛍光ランプによれば、リード線の突出部分の管軸方向の長さが1mm以下である場合は、後述するような一般的なサイズの冷陰極蛍光ランプにおいて、前記突出部分が冷陰極蛍光ランプ全体からみて突出し過ぎることがない。したがって、突出部分がぶつかって折れ曲がったり、前記突出部分が折れ曲がる際の応力によってリード線が封着されたガラスバルブの破損を低減することができる。
【0037】
また、本発明の請求項13に係る冷陰極蛍光ランプによれば、給電端子の少なくとも接合部分が半田で形成されている場合、公知のディップ法等で給電端子を形成することができる。特に、給電端子全体が半田で形成されている場合は、前記ディップ法で前記給電端子を形成し易い。そのため、部品の組み立てが必要な従来の給電端子と比べて、より簡単かつ安価に冷陰極蛍光ランプを製造することができる。
【0038】
また、本発明の請求項14に係る冷陰極蛍光ランプによれば、ガラスバルブは酸化ナトリウムの含有率が3%以上20%以下の範囲のガラス材料で構成されていることにより、暗黒始動特性を改善することができる。
【0039】
また、本発明の請求項15に係る冷陰極蛍光ランプによれば、ガラスバルブは酸化ナトリウムの含有率が5%以上20%以下の範囲のガラス材料で構成されていることにより、暗黒始動時間が約1秒以下に改善することができる。
【0040】
本発明の請求項16に係る点灯装置によれば、複数本の直管状の冷陰極蛍光ランプのそれぞれが所定の間隔を保って略平行に各ランプホルダーに保持され、かつ、隣り合う2本の冷陰極蛍光ランプの給電端子における一方が前記ランプホルダーを介して接続されているため、インバータ本数を半分に減らすことができる疑似屈曲部(U字管)を形成することができることに加え、従来の屈曲部を有するランプに比べ、ランプ長方向(筐体内の左右両側)の輝度むらを少なくでき、かつ、冷陰極蛍光ランプの封着部等の破損を防止し、冷陰極蛍光ランプをワンタッチで着脱することができる。また、両端部に電極を有する直管状の冷陰極蛍光ランプを、例えば上下方向に配列しているため、発熱源となる電極が片側に集中することがないので、筐体内の左右に温度差が生じることを防止でき、その結果、ランプの水銀蒸気圧の影響によるバックライトユニットの輝度むらを抑制することができる。
【0041】
また、本発明の請求項17に係る点灯装置によれば、前記ランプホルダーは、隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における一方同士又は他方同士を接続するものであって、複数本が配列された前記冷陰極蛍光ランプにおいて、隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における一方同士、次に隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における他方同士および次に隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における一方同士の順に接続するように、前記ランプホルダーを千鳥状に配置したことにより、点灯回路を少なくすることができると共に、ランプホルダーによるハーネス処理であり、ハーネス処理を軽減することができる。
【0042】
本発明の請求項18に係るバックライトユニットによれば、光源として、上記冷陰極蛍光ランプが搭載しているため、点灯装置への取り付けが簡単かつ長寿命でありながら、十分なランプ輝度を有する。
【0043】
本発明の請求項19に係る液晶ディスプレイ装置によれば、上記同様に点灯装置への取り付けが簡単かつ長寿命でありながら、十分なランプ輝度を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0044】
図1は、本発明の実施の形態1における液晶ディスプレイ装置の1つである液晶テレビの概要を示す図である。
【0045】
図1に示す液晶テレビ10は、例えば32吋液晶テレビであり、液晶画面ユニット11とバックライトユニット12とを備える。
【0046】
本発明の実施の形態1における液晶テレビの液晶画面ユニット11は、カラーフィルタ基板、液晶、TFT基板、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。
【0047】
図2は、バックライトユニット12を示す斜視図で、前面パネル21の一部を切り欠き、内部の構造を示す図である。
【0048】
バックライトユニット12は、例えば、複数の冷陰極蛍光ランプ100(以下、「ランプ100」という)と、開口部を有しこれらのランプ100を収納する筐体13と、この筐体13の開口部を覆う前面パネル21と、複数のランプ100を点灯する点灯装置50(図3及び図4を参照)とを備える。
【0049】
筐体13は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂材料であって、その内面14にアルミニウム等の金属が蒸着され反射面が形成されている。
【0050】
ランプ100は、直管状をしており、その両端部に給電端子104、105を有する16本のランプ100が筐体13内に直下方式で配置されている。なお、ランプ100の詳細な構成については後述する。
【0051】
点灯装置50は、図3及び図4に示すように、筐体13側の内面には各ランプ100の取り付け位置に対応する位置に配置された一組のU字状のランプホルダー15、16と、例えば、筐体13の外部に取り付けられ、ランプホルダー15、16に接続された各ランプ100を点灯させるための点灯制御回路60(図4参照)とから構成されている。
【0052】
ランプホルダー15、16は、導電性であり、例えば、ステンレス、りん青銅等の板材を折り曲げて形成したものである。そして、各ランプホルダー15(16)は、挟持板15a、15b(16a、16b)とそれら挟持板15a、15b(16a、16b)を下端縁で連結する連結片15c(16c)とからなる。挟持板15a、15b及び挟持板16a、16bには、ランプ100の給電端子104、105の外形に合わせた凹部が設けられており、その凹部内にランプ100の給電端子104、105をはめ込むことにより、挟持板15a、15b及び挟持板16a、16bの板ばね作用によって、各ランプ100が各ランプホルダー15、16に保持されるとともに、ランプホルダー15、16と給電端子104、105とが電気的に接続される。なお、ランプホルダー15、16の保持部分の幅Dは、ランプ点灯時のコロナ放電の発生を抑制するために、ランプ100の両端部の外側に設けられた給電端子104、105の領域内で保持できる寸法に設計している。
【0053】
そして、バックライトユニット12に設けられた各ランプ100には、図4に示す点灯制御回路60からランプホルダー15、16を介して電力が供給される。
【0054】
ここでは、ランプホルダー15、16により、複数本のランプ100のそれぞれが所定の間隔を保って略平行に保持され、かつ、隣り合う2本のランプ100における一方の給電端子104(図4においてはランプLa1、La2およびランプLa7、La8等の給電端子104)を保持するランプホルダー15同士が接続されている。その結果、例えば、2本の直管状のランプLa1、La2により、疑似屈曲管(U字管)を形成することができる。この構成によれば、インバータ本数を半分に減らすことができる疑似屈曲部(U字管)を形成することができることに加え、従来の屈曲部を有するランプに比べ、ランプ長方向(筐体内の左右両側)の輝度むらを少なくでき、かつ、ランプ100の封着部等の破損を防止し、ランプ100をワンタッチで着脱することができる。
【0055】
また、両端部に電極(以下で説明する「ホロー電極102」等)を有する直管状のランプ100を、例えば上下方向に配列しているため、発熱源となる前記電極が片側に集中することがないので、筐体13内の左右に温度差が生じることを防止でき、その結果、ランプの水銀蒸気圧の影響によるバックライトユニット12の輝度むらを抑制することができる。
【0056】
さらに、ランプホルダー15、16と筐体13との間には、ランプホルダー15、16と筐体13とを絶縁するポリカーボネートからなる絶縁板17が配置されている。また、上記実施の形態では、例えば、ランプLa1とランプLa2の給電端子104又はランプLa7とランプLa8の給電端子104が接続されているランプホルダー15は、U字状のランプホルダー15の1つ1つを金属基板15dに溶接したものである。なお、このランプホルダー15は、各ランプに対応するようにU字状のランプホルダー15の1つ1つを金属基板15dに溶接した複数の部品で構成されたものであるが、これに限らず、周知の方法により、1枚の板から各挟持板15a、15bを切り起こした1部品の構成のものでもよい。
【0057】
図4は、点灯装置50が備える点灯制御回路60の一例を示し、図4の(a)が点灯制御回路60を示す図で、図4の(b)が点灯制御回路60に接続された各ランプ100の接続関係を示す図である。
【0058】
例えば、点灯制御回路60は、(a)に示すように、直流電源(VDC)、直流電源(VDC)に接続されたスイッチ素子Q1、Q2およびコンデンサC2、C3、スイッチ素子Q1とスイッチ素子Q2の接続点とコンデンサC2とコンデンサC3の接続点との間に接続された昇圧トランスT1、T2(又は昇圧トランスT7、T8)、スイッチ素子Q1、Q2を交互にON−OFFさせるためのゲート信号を供給するインバータ制御ICから構成されたものである。
【0059】
また、トランス2次側においては、(b)に示すように、トランス2次側漏れインダクタンスと、トランス出力と筐体13の内面14およびランプに発生する寄生容量により直列共振回路を形成し、点灯回路60は、隣り合う2本のランプLa1、La2に位相差を略180度とした正弦波電流を供給する。
【0060】
なお、複数本のランプ100の接続は、図4の(b)に示すように、隣り合う2本のランプLa1、La2の一方の給電端子104を保持するランプホルダー15同士が接続され、疑似屈曲管(U字管)を形成する形態に限らず、図4の(c)に示すように、ランプホルダーが隣り合う2本のランプ100の一方同士の給電端子104又は他方同士の給電端子105を接続するものであって、複数本が配列された蛍光ランプ100(例えば、隣り合う2本のランプLa1、La2、隣り合う2本のランプLa2、La3、隣り合う2本のランプLa3、La4や隣り合う2本のランプLa9、La10、隣り合う2本のランプLa10、La11、隣り合う2本のランプLa11、La12等であり、以降、説明を分かりやすくするため、隣り合う2本のランプLa1、La2、隣り合う2本のランプLa2、La3、隣り合う2本のランプLa3、La4についてのみ説明する)において、隣り合う2本のランプLa1、La2の給電端子104の一方同士、次に隣り合う2本のランプLa2、La3の給電端子105の他方同士および次に隣り合う2本のランプLa3、La4の給電端子104の一方同士の順に接続するように、ランプホルダー15、16を千鳥状に配置したものでもよい。この構成によれば、さらに点灯回路を少なくすることができると共に、ランプホルダー15、16による千鳥状に配置するだけでハーネス処理ができ、つまり、各ランプホルダー15、16に対して点灯路からの配線処理を行う必要がないので、ハーネス処理を軽減することができる。
【0061】
図2に戻って、筺体13の開口部は、ポリカーボネート樹脂製の拡散板18、拡散シート19及びアクリル樹脂製のレンズシート20を積層してなる透光性の前面パネル21で密閉されている。
【0062】
前面パネル21における拡散板18及び拡散シート19は、ランプ100から発せられた光を散乱・拡散させるものであり、レンズシート20は、当該シート20の法線方向へ光をそろえるものであって、これらによりランプ100から発せられた光が前面パネル21の表面(発光面)の全体に亘り均一に前方を照射するように構成されている。
【0063】
図5は、本発明の実施の形態に係る冷陰極放電ランプ100を示す一部破断斜視図で、図6は、冷陰極放電ランプ100の一端部を示す拡大断面図である。
【0064】
図5に示すように、ランプ100は、バックライトユニットの光源として用いられるものであって、ガラスバルブ101と、ガラスバルブ101の両端部に封着された一対のホロー電極102と、ガラスバルブ101の両端部の外側に設けられた給電端子104、105とを備える。
【0065】
図6に示すように、ガラスバルブ101は、ホウケイ酸ガラス(SiO2−B2O3−Al2O3−K2O−TiO2)製のガラス管を加工したものであって、全長は730mmである。ガラスバルブ101は、管状のガラスバルブ本体106と、ガラスバルブ本体106の長手方向両側に位置する一対の破線で示すガラスビーズ107を用いて形成された封着部108とからなる。なお、ガラスバルブ101の材料にホウケイ酸ガラスを使用したが、これに限らず、例えば、ソーダガラスを使用してもよい。また、ソーダガラスの加工性やランプの暗黒始動特性が改善を考慮すると、ソーダガラスに含有する酸化ナトリウムの含有率は、3(%)以上20(%)以下の範囲が好ましい。なお、酸化ナトリウムの含有率をさらに5(%)以上にすると、暗黒条件下でのランプの暗黒始動時間が約1秒以下となる。逆に、酸化ナトリウムの含有率が20(%)を越えると、長時間の使用によりガラスバルブが白色化して輝度の低下を招いたり、ガラスバルブ101自体の強度が低下したりするなどの不具合が発生するからである。また、環境対策を考慮した場合、アルカリ系金属の含有率が前記3(%)以上20(%)以下の範囲内のソーダガラスであって、かつ、鉛の含有率が0.1(%)以下のガラスが好ましく(所謂、「鉛フリーガラス」である。)、さらには、鉛の含有率が0.01(%)以下のガラスがより好ましい。
【0066】
ガラスバルブ本体106は、断面が円環形状であって、外径が4mm、内径が3mm、肉厚が0.5mmである。封着部108には、ガラスバルブ101の管軸A方向における幅Wが2mmであって、ホロー電極102が封着されている。
【0067】
なお、ガラスバルブ101の構成は上記構成に限定されない。但し、ランプ100を細長くするためには、ガラスバルブ101が小径かつ薄肉であることが望ましいため、一般的には、ガラスバルブ本体106の外径が2.2mm(内径D1=1.4mm)〜8.0mm(内径D1=7.2mm)であることが好ましい。
【0068】
ガラスバルブ101の内面には蛍光体層109が形成されている。蛍光体層109は、例えば、赤色蛍光体(Y2O3:Eu)、緑色蛍光体(LaPO4:Ce,Tb)および青色蛍光体(BaMg2Al16O27:Eu,Mn)からなる希土類蛍光体で形成されている。また、ガラスバルブ101の内部には、例えば、約1200μgの水銀、および、希ガスとして約8kPa(20℃)のネオン・アルゴン混合ガス(Ne95%+Ar5%)が封入されている。
【0069】
なお、蛍光体層109、水銀および希ガスの構成は上記構成に限定されない。例えば、希ガスとしてネオン・クリプトン混合ガス(Ne95%+Kr5%)が封入されていても良い。希ガスとしてネオン・クリプトン混合ガスを用いると、ランプ始動性が向上し、ランプ100を低い電圧で点灯させることができる。
【0070】
ホロー電極102は、円柱状のガラスビーズ107(破線で示す)の軸心に固着されたリード線110とリード線110の一端側に溶着された電極本体111とで構成され、ガラスバルブ101内にガラスビーズ107を挿入し封着することで、ガラスバルブ101内に密閉されている。
【0071】
電極本体111は、ニッケル(Ni)材料であって、先端部の筒状電極111aの外径がリード線110側部の筒状電極111bの外径より細くした、異なる外径の筒状形状を成し、ガラスバルブ101の内面とリード線110側部の筒状電極111bの外面との距離d1が0<d1≦0.2mmの範囲にし、筒状電極111bにおける管軸方向の長さs1を1.5mm以上としている。また、ガラスバルブ101の内面と先端部の筒状電極111aの外面との距離d2を0.3mm≦d2の範囲にし、筒状電極111aにおける先端部の管軸方向の長さs2を1mm以上としている。そして筒状電極111aおよび筒状電極111bは、同心円状に配置されている。また、先端部の筒状電極111aとリード線110側部の筒状電極111bとの段部111cは、蛍光体層109と対向する位置に配置してもよいが、本実施の形態では、蛍光体層109を有していないガラスバルブ101内面と対向するように配置している。
【0072】
具体的には、電極本体111は、全長s1が5.2mmで最大肉厚が0.2mm、先端部の筒状電極111aの外径が2.4mm(内径が2.2mm)でその長さs2を2mm、リード線110側部の筒状電極111bの外径が2.7mm(内径が2.2mm)である。
【0073】
なお、電極本体111は、ニッケル製に限らず、例えば、電極のスパッタリングによる水銀摩耗の抑制を考慮すると、電極のスパッタリングの少ない、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、或いは、モリブデン(Mo)の材料とすることが好ましい。
【0074】
また、筒状電極111bの長さ(s1−s2)が2mm以上において、リード線110側部の筒状電極111bの外周面とガラスバルブ101の内面との間隔は0.15mmであり、このように間隔が狭いと、その間隔に放電が入り込まず、ホロー電極102の内部のみで放電が起こる。したがって、放電により飛散するスパッタ物質が、ガラスバルブ101の内面に付着しにくく、さらに、放電がリード線110側へ回り込まないため、リード線110が放電によって加熱されにくくなり、ランプ100を長寿命にすることができる。そして、リード線110側部の筒状電極111bの外周面とガラスバルブ101の内面との間隔は、必ずしも0.15mmである必要はないが、その間隔に放電が入り込まないようにするためには0.2mm以下であることが好ましい。
【0075】
また、先端部の筒状電極111aの外周面とガラスバルブ101の内面との間隔は0.3mmであり、このように先端部の筒状電極111aの外径がリード線110側部の筒状電極111bの外径より細くしているので、筒状電極111aの先端部における電極本体111内面のスパッタ物質の堆積による電極本体111とガラスバルブ101の内面との間の導通を防止することができる。
【0076】
そして、先端部の筒状電極111aの外周面とガラスバルブ101の内面との間隔は、必ずしも0.3mmである必要はないが、スパッタ物質の堆積による電極本体111とガラスバルブ101の内面との導通状態を防止するためには0.3mm以上であることが好ましい。また、先端部の筒状電極111aの長さs2を2mmである必要はないが、スパッタ物質の堆積による電極本体111とガラスバルブ101の内面との導通状態を防止するためには1mm以上であることが好ましい。さらに、冷陰極蛍光ランプ100は、点灯周波数30〜120kHz、ランプ電流3mA〜16mAで動作される。なお、特に本発明の効果を発揮できるランプ電流は、8mA以上である。
【0077】
リード線110は、ガラスバルブ101の熱膨張係数とほぼ同じ材料であるタングステン(W)製の内部リード線114と、内部リード線114とほぼ同径で、かつ、半田等に付着し易いニッケル製の外部リード線115とを溶接接合し、その接合部には内部リード線114の外径より大きい肉だまり部116が形成されている。そして、ガラスバルブ101の両端面と対向する肉だまり部116がガラスバルブ101の両端部に密接するように設けられている(つまり、外部リード線115及び肉だまり部116はガラスバルブ101の外表面よりも外側に位置する)。この構成により、肉だまり部116からホロー電極102部までの寸法を一定にでき、つまり、ホロー電極102の底部と対向するガラスバルブ101の内面との隙間εを約0.5mmに小さくして有効発光長Lを長くすることができ、かつ、外部リード線115の突出部分が外部とぶつかった際、肉だまり部116に掛かる力がガラスバルブ101の両端部で吸収されるので、内部リード線114が封着されたガラスバルブ101の封着部108の破損によるリークを防止することができる。
【0078】
なお、肉だまり部116は外部リード線115と同じニッケル材料で形成したが、これに限らず、例えばFe−Ni合金、Cu−Ni合金、又はジュメット線の材料等にすることが考えられる。
【0079】
内部リード線114は、断面が略円形であって、全長が3mm、線径が0.8mmである。また、内部リード線114は、肉だまり部116側の端部がガラスバルブ101の封着部108に封着され、外部リード線115側とは反対側の端部が電極本体111の底部113の外側面略中央に接合されている。
【0080】
外部リード線115および肉だまり部116は、ガラスバルブ101の外表面から管軸A方向に向けて突出する突出部分であって、給電端子104、105と接合されている。そして、外部リード線115および肉だまり部116は、断面が略円形であり、合計全長σが1mmであり、外部リード線115の軸心とガラスバルブ101の管軸Aとがほぼ一致している。
【0081】
外部リード線115および肉だまり部116の管軸A方向の合計全長σは、1mm以下が好適である。また、肉だまり部116の外径は、封着部108の破損や部品価格を考慮すると内部リード線114の外径の1.5倍〜4倍が好ましい。上述したように、ランプ100を細長くするためにはガラスバルブ本体106の外径が1.8mm〜8.0mmの範囲内であることが好ましいが、このようなサイズのランプ100において、外部リード線115および肉だまり部116の管軸A方向の合計全長σが1mm以下であればランプ100全体からみて外部リード線115が突出し過ぎない。
【0082】
したがって、外部リード線115が外部にぶつかって、外部リード線115を折り曲げたり、封着部108を破損させたりすることが少ない。例えば、ランプ100をバックライトユニット12に取り付ける際に、外部リード線115がバックライトユニット12にぶつかって折れ曲がったり、ぶつかった際に外部リード線115に加わる応力によって封着部108が割れたりするおそれが少ない。
【0083】
給電端子104、105は、ガラスバルブ101の両端部にそれら両端部を覆うようにして設けられている。当該給電端子104、105は、半田製であって、外部リード線115および肉だまり部116と接合された接合部分117と、前記接合部分以外の部分の薄膜部分118とからなる。
【0084】
接合部分117は、給電端子104、105が内部リード線114と電気的に接続されている部分であって、外観視略円錐体形状である。そのため、接合部分117の外表面の面積は、外部リード線115の外表面全体を完全に覆っているにも拘わらず小さい。したがって、給電端子104、105の外表面の面積も小さく、放熱作用も小さいため、内部リード線114の温度が低下しにくい。また、外部リード線115が給電端子104、105で完全に覆われているため、外部リード線115が折れ曲がったり、外部リード線115に応力が加わって封着部108が破損したりするおそれが少ない。なお、接合部分117の外表面の面積は、できるだけ小さいことが好ましい。
【0085】
薄膜部分118は、ガラスバルブ本体106の外表面上における封着部108側の所定の領域、および、封着部108の外表面上におけるガラスバルブ本体106側の所定の領域に形成されている。給電端子104、105の放熱作用を小さく抑えるためには、薄膜部分118が形成される領域ができるだけ狭いことが好ましい。例えば、薄膜長さYが5mmで、その薄膜厚みvが10μmである。
【0086】
給電端子104、105は上記値に限定されず、好ましい値は、薄膜厚みvが5μm〜120μm、薄膜によって異なるが薄膜長さYが2mm〜19mmである。つまり、薄膜長さYが2mm未満ではランプホルダー15、16との電気的接続性が低下し、薄膜長さYが19mm超ではランプの有効発光長が短くなることがある。また、給電端子の膜厚が5μmよりも薄いと、薄膜部分118がガラスバルブから剥がれ易く実使用に耐えない。一方、薄膜長さYが19mmにおいて、給電端子の膜厚が例えば120μmと厚いと、給電端子の外表面の面積が大きくなり過ぎ、ひいては給電端子の放熱作用が大きくなり過ぎるため、十分なランプ輝度を得ることができない可能性がある。
【0087】
また、給電端子104、105は、公知のディッピング法で形成することができる(例えば、特開2004−146351号公報)。ディッピング法で給電端子104、105を形成する方法を簡単に説明すると、例えば、ホロー電極102が封着されたガラスバルブ101の封着部108を、溶融槽内の溶融半田に浸漬させて行う。溶融半田に封着部108を浸漬させる際には、超音波を加えてもよい。このようなディッピング法は、給電端子104、105を簡単かつ安価に形成することができるため、ランプ100を安価に製造することができる。なお、給電端子104、105は、ディッピング法以外の方法で形成しても良い。例えば蒸着、メッキ等の方法によって形成しても良い。
【0088】
さらに、給電端子104、105の構成は上記構成に限定されず、例えば以下で説明する、変形例1乃至3に示すような構成とすることが考えられる。なお、変形例1乃至3に係る冷陰極蛍光ランプは、給電端子および電極の構成が異なる他は、基本的に本実施の形態の陰極蛍光ランプ100と同様の構成を有する。したがって、共通する部分には本実施の形態と同じ符号を付して説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【0089】
図7は、変形例1に係る冷陰極蛍光ランプの一端部を示す拡大断面図である。図7に示す冷陰極蛍光ランプ70の給電端子71は、接合部分72と薄膜部分73とからなる。また、リード線110は、例えば、タングステン材料の内部リード線114の一端にニッケル材料の肉だまり部116を溶接して形成したものである。そして、接合部分72は、外観視略半球形状であって、リード線110の肉だまり部116の外表面全体を覆っている。
【0090】
この構成によれば、接合部分72によって、肉だまり部116が完全に覆い隠され、冷陰極蛍光ランプ70の端部が滑らかに丸められているため、冷陰極蛍光ランプ70の端部が外部にぶつかっても、封着部108が破損したりするおそれが少ない。
【0091】
なお、肉だまり部116は、ニッケル材料で形成したが、これに限らず、例えば、タングステン材料の内部リード線114と同じ材料で一体形成した後、肉だまり部116の表面の一部又は全部を半田付けし易いニッケルメッキ等で形成したものでもよい。
【0092】
図8は、変形例2に係る冷陰極蛍光ランプの一端部を示す拡大断面図である。図8に示す冷陰極蛍光ランプ80の給電端子81は、接合部分82と薄膜部分83とからなる。また、リード線110は、例えば、タングステン材料の内部リード線114の一端にニッケル材料の肉だまり部116を溶接して形成したものである。また、肉だまり部116は、ガラスバルブ101端部に埋設されている。そして、接合部分82は、リード線110の肉だまり部116の外表面を薄膜で覆っている。その薄膜の膜厚は、薄膜部分83と同じ10μmである。
【0093】
この構成によれば、肉だまり部116がガラスバルブ101端部に埋設されていることにより、肉だまり部116が外部にぶつかることが無く、封着部108の破損を防止することができる。また、給電端子81全体を薄膜とすることによって、半田の使用量を減らすことができ、より安価に冷陰極蛍光ランプ80を製造することができる。
【0094】
特に、給電端子81全体が半田で形成されている場合は、前記ディップ法で給電端子81を形成し易い。そのため、部品の組み立てが必要な従来の給電端子と比べて、より簡単かつ安価に冷陰極蛍光ランプ80を製造することができる。加えて、給電端子81を放熱作用をより小さくしているので、ランプ輝度がより低下しにくい。
【0095】
なお、上記変形例2では、肉だまり部116の全体が完全にガラスバルブ101端部に埋没されているが、これに限らず、肉だまり部116の一部が埋没してもよい。つまり、肉だまり部116は、ガラスバルブ101端部への埋没量が多くなればなるほど、外部とのぶつかる確率が少なくなるからである。
【0096】
図9は、変形例3に係る冷陰極蛍光ランプの一端部を示す拡大断面図であり、図10は、給電端子を構成する薄膜部材を示す斜視図である。図9に示す冷陰極蛍光ランプ90の給電端子91は、半田製の接合部分92と、薄膜部分として熱膨張係数が近い、例えばFe−Ni−Co(コバール)製の薄膜部材93とからなる。このように、給電端子91は、必ずしもその全体が同じ材料で構成されていなくても良い。
【0097】
図10に示すように、薄膜部材93は、断面略C字形に形成された肉厚120μmのタンタル製の筒体であって、ガラスバルブ101の端部に外嵌されている。薄膜部材93の内径はガラスバルブ101の外径よりもやや小さく、また薄膜部材93にはスリット94が設けられている。したがって、薄膜部材93の内径とガラスバルブ101の外径との間に多少の寸法誤差が生じても、薄膜部材93の内面が前記ガラスバルブ101の外面に密着するように設計されている。
【0098】
なお、薄膜部材93は、断面略C字形の筒体に限定されず、断面が略三角形や略四角形等の多角形、或いは楕円の筒体に、スリットを設けたものであっても良い。また、スリットを設けない場合も考えられる。
【0099】
外部リード線115及び肉だまり部116の合計全長σは1mmであり、そして外部リード線115及び肉だまり部116を収納した部分の薄膜部材93の長さL1が1.5mmである。接合部分92は、外部リード線115及び肉だまり部116を厚肉領域(L1部の領域)である。
【0100】
給電端子91を上記構成とした場合、外部リード線115が外側に突出していないため、給電端子91を外部にぶつけてもガラスバルブ101の封着部108へ応力が加わらないので、封着部108が破損しにくい。
【0101】
なお、給電端子104、105、71、81を形成する材料は半田に限定されず、少なくとも導電性を有する材料であれば良い。但し、給電端子104、105、71、81の放熱作用が大きくならないように、熱伝導率の低い材料であることが好ましい。
【0102】
一般に半田は、導電性が良く、低価格であるため、給電端子104、105、71、81の材料として好適である。特に、スズ(Sn)、スズ・インジウム(In)合金、スズ・ビスマス(Bi)合金等を主成分とする半田は、機械的強度の高い給電端子104、105、71、81を形成することができるため、より好適である。それらに、アンチモン(Sb)、亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)、金(Au)、鉄(Fe)、白金(Pt)およびパラジウム(Pd)のうちの少なくとも1種類を添加した半田は、超音波を利用したディッピング法を利用する場合、ガラスとの馴染みが良いため、ガラスバルブ101から剥がれ難い給電端子104、105、71、81を形成することができ、さらに好適である。加えて、鉛、アンチモンを含まない半田は、環境に配慮した冷陰極蛍光ランプを作製することができるため好適である。
【0103】
以上、本発明に係る冷陰極蛍光ランプを実施の形態に基づいて具体的に説明してきたが、本発明に係る冷陰極蛍光ランプは、上記の実施の形態に限定されない。
【0104】
冷陰極蛍光ランプは、断面が円形に限定されず、例えば楕円形、長穴円形等の扁平形冷陰極蛍光ランプであってもよい。図11は応用例1に係る冷陰極蛍光ランプの一端部を示す拡大断面図である。
【0105】
図11に示すように、ガラスバルブ201の陽光柱発光部の内(実質的に陽光柱が発生する領域内)の光取り出し部(ガラスバルブ201の両端から前記箇所に配設されたホロー電極202、203のそれぞれの先端間領域部分における扁平形状部)の横断面を扁平形状とし、ガラスバルブ201の少なくともホロー電極202、203の領域の横断面を円形状とし、ガラスバルブ201における扁平形状の光取り出し部分の管軸X方向の長さDaがホロー電極202、203の領域の管軸X方向における円形状の長さDb、Dcより長くしたものである。
【0106】
ここで、ランプ200の各寸法について述べる。ランプ200の全長Lは705mm、陽光柱発光部の長さDaは約680mm、電極部側の円形状の長さDb、Dcはそれぞれ約12mm、陽光柱発光部の外周表面積は約105cm2である。また、上記略楕円形の短外径aoは4.0mm、短内径aiは3.0mm、長外径boは5.8mm、長内径biは4.8mmである。また、上記略円形の管外径roは5.0mm、管内径riは4.0mmである。さらに、電極本体211は、全長s1が7mmで最大肉厚が0.2mm、先端部の筒状電極211aの外径が2.4mm(内径が2.2mm)でその長さs2を2mm、リード線210側部の筒状電極211bの外径が2.7mm(内径が2.2mm)である。
【0107】
この構成によれば、ガラスバルブ201の光取り出し部の横断面を扁平形状としたことで、従来の直管状ランプより外周表面積を増大させて最冷点温度の過度な上昇を抑えることができ、しかも、扁平な形状をした短内径aiは、長内径biと同程度の管内径を有する従来の直管状ランプより短いので、陽光柱プラズマ空間の中心から管内壁までの距離は実効的に短く保つことが可能になる。このため、ランプ電流を従来より大きくしても、発光効率を低下しにくくすることができる。
【0108】
また、給電端子は、上記図6〜図9に示す実施の形態の構成に限らず、例えば、図11に示すように、ガラスバルブ201の外表面に形成された銀または銅を主成分とする本体層204、205及びその外側に積層された主成分が半田からなるコーティング層206、207からなる構成のものでもよい。この構成によれば、給電端子の本体層204、205が大気中にさらされ難く、銀の硫化や銅の酸化が起こり難いことから導電性の低下が起こり難い。その結果、給電端子と電極のリード線との接続性を良好にすることができ、かつ、ランプホルダーに冷陰極蛍光ランプを装着時に給電端子のキズやひび割れを生じにくくすることができる。
【0109】
また、この実施の形態では、給電端子の最大厚みが5〜120μmであって、前記給電端子の端縁部206a、207aの厚みが端縁に近づく程薄くしている。その結果、給電端子の端縁部が角張ったものに比べ、給電端子の端縁部とガラスバルブ201の外表面との間で発生するコロナ放電を防止でき、オゾンの発生を抑制することができる。なお、給電端子の膜厚が5μmよりも薄いと、本体層204、205の薄膜がガラスバルブから剥がれ易く実使用に耐えない。一方、給電端子の膜厚が120μmよりも厚いと、給電端子の外表面の面積が大きくなり過ぎ、ひいては給電端子の放熱作用が大きくなり過ぎるため、電極のリード線の温度が従来の冷陰極蛍光ランプよりも低くなり易い。したがって、十分なランプ輝度が得られない可能性がある。
【0110】
図12は応用例2に係る冷陰極蛍光ランプの一端部を示す拡大断面図である。これは、前記コーティング層206、207に代え、図12に示すように、本体層204、205の外周面の少なくとも一部を包囲して接続されたキャップ形状の金属部材306、307にしたものである。
【0111】
金属部材306は、金属部材307と同様である。金属部材307は、電気的導通性が良く、かつガラスバルブ201と熱膨張係数が近い、例えばFe−Ni−Co(コバール)からなる材料を用い、円筒形の一方の円側に半球のドームを被せたような形状に成形したものであり、金属部材307に弾性力を持たせるために、例えば長手方向に2つのスリット309が設けられたものである。そして金属部材307は、ガラスバルブ201の端部201bから装着され、スリット309の弾性力により本体層205に接続されている。そして、この実施の形態では、給電端子の端部の構成は、例えばガラスバルブ201中央側の金属部材306、307の端部306a、307aが、ガラスバルブ中央側の本体層204、205の端部204a、205aの位置からガラスバルブ端部201b側に、間隔Lをあけて設置されている。ここ構成によれば、金属部材306、307とガラスバルブ201との間において、ランプ点灯時のコロナ放電が発生するのを抑制することができ、オゾンの発生量を低減することができる。なお、金属部材306、307の形状は、キャップ状に限らず、スリーブ形状にしてもよい。
【0112】
また、冷陰極蛍光ランプは、前記給電端子を設けたもの及び前記ホロー電極が有底筒状に限定されず、例えば以下で説明する、応用例3及び応用例4に示すような構成とすることが考えられる。
【0113】
図13は応用例3に係る冷陰極蛍光ランプ300の一端部を示す拡大断面図である。
【0114】
図13に示すように、給電端子を有するものでなく、ホロー電極301は、円柱状のガラスビーズ107a(破線で示す)の軸心に固着されたリード線310とリード線310の一端部310a側にかしめ、溶接等を用いて固着された電極本体311とで構成され、ガラスバルブ101内にガラスビーズ107aを挿入し封着することで、ガラスバルブ101内に密閉されている。
【0115】
電極本体311は、ニッケル(Ni)材料であって、先端部の筒状電極311aの外径がリード線310側部の筒状電極311bの外径より細くした、異なる外径の筒状形状に絞り形成したものである。そして筒状電極311aおよび筒状電極311bは、同心円状に配置されている。
【0116】
また、先端部の筒状電極311aとリード線310側部の筒状電極311bとの段差部311cは、蛍光体層109と対向する位置に配置してもよいが、本実施の形態では、蛍光体層109を有していないガラスバルブ101内面と対向するように配置している。さらに、ホロー電極301の内面側の段差部311cは、ホロー電極301を補強するものであり、放電時に発生する電極のスパッタ物質の飛散を抑制する突起部311dも兼ねている。
【0117】
具体的には、電極本体311は、全長s1が5.2mmで最大肉厚が0.1mm、先端部の筒状電極311aの外径が2.4mm(内径が2.2mm)でその長さs2が2mm、リード線310側部の筒状電極311bの外径が2.7mm(内径が2.5mm)である。なお、ガラスバルブ本体106の寸法は、上記同様で内径D1が3mmである。この実施の形態によれば、スパッタ物質を突起部311dの壁面で遮断できるので、筒状電極311aの先端部でのスパッタ物質の堆積による筒状電極とガラスバルブの内面との導通状態をさらに抑制することができる。また、電極本体311が絞り形成できるので、安価で精度のよい電極本体311を製作することができる。
【0118】
なお、電極本体311は、ニッケル(Ni)材料のみに限らず、例えばホロー電極301の先端部の外周部である筒状電極311aが、筒状電極311のニッケル表面に絶縁材料が付着されたもの、或いは、筒状電極311bとは別体の絶縁材料で形成されたものでもよい。この時、リード線310側部の筒状電極311bはニッケル(Ni)材料で形成されている。この構成では、先端部の外周部である筒状電極311aが絶縁体である絶縁材料で形成されているので、筒状電極311aの先端部でのスパッタ物質が堆積しても筒状電極311aとガラスバルブ101の内面との導通状態を抑制することができる。
【0119】
図14は応用例4に係る冷陰極蛍光ランプ400の一端部を示す拡大断面図である。
【0120】
応用例3とは、ホロー電極301は、電極本体311の先端部に筒状電極311aの内径より小さい穴を有する底面311eが設けられている点が異なり、この底面311eは、ホロー電極301を補強するものであり、放電時に発生する電極のスパッタ物質の飛散を抑制する突起部も兼ねてある。
【0121】
具体的には、電極本体311は、全長s1が5.2mmで最大肉厚が0.1mm、先端部の筒状電極311aの外径が2.4mm(内径が2.2mm)でその長さs2が2mm、底面の穴の内径が1.8mm、リード線310側部の筒状電極311bの外径が2.7mm(内径が2.5mm)である。なお、ガラスバルブ本体106の寸法は、上記同様で内径D1が3mmである。この実施の形態によれば、スパッタ物質をさらに底面311eの内壁面で遮断できるので、電極本体311の先端部でのスパッタ物質の堆積による筒状電極とガラスバルブの内面との導通状態をさらに抑制することができる。また、電極本体311が絞り形成できるので、安価に精度のよい電極本体311を製作することができる。しかしながら、底面311eも放電面となりスパッタ物質が増加する方向にあるため、底面311eの面積はできる限り小さい方がよく、筒状電極311aの外面とガラスバルブ101の内面との隙間で形成されるリング状の面積以下が好ましい。
【0122】
なお、ホロー電極301の先端部の外周部である筒状電極311aは、ニッケル(Ni)材料のみに限らず、筒状電極311のニッケル表面の少なくとも外周面に絶縁材料が付着されたもの、或いは、筒状電極311bとは別体の絶縁体で形成されたものでもよい。この時、リード線310側部の筒状電極311bはニッケル(Ni)材料で形成されている。この構成では、先端部の外周部である筒状電極311aの底面311eも絶縁体であるので、底面311eのスパッタリングがなく、さらに、スパッタ物質による筒状電極311aとガラスバルブ101の内面との導通状態を抑制することができる。
【0123】
さらに、上記図6〜図9、図11〜図14における実施の形態のいずれかとを組み合わせてもよい。また、冷陰極蛍光ランプは、直管状のもので説明したがこれに限らず、「U」又は「コ」字状の屈曲管を用いてもよい。また、暗黒始動特性を良好にするためにセシウム,Li,K,Rbなどの化合物等の始動補助用金属からなる被膜は、始動補助用金属の飛散を低減するために、ガラスバルブ内面と対向する筒状電極111b、211b、311bの外周面に設けることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【0124】
本発明に係る冷陰極蛍光ランプは、筒状電極の先端部における筒状電極内面のスパッタ物質の堆積による筒状電極とガラスバルブの内面との導通状態を抑制し長寿命化することができる効果を有し、このランプを用いる、点灯装置、バックライトユニット、照明装置、液晶テレビおよび液晶ディスプレイ等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【0125】
【図1】本発明の実施の形態1における液晶テレビの概要を示す斜視図
【図2】本発明の実施の形態1に係るバックライトユニットを示す斜視図
【図3】本発明の実施の形態1に係る点灯装置を示す斜視図
【図4】本発明の実施の形態1に係る点灯装置が備える点灯制御回路の一例を示し、(a)が点灯制御回路を示す図、(b)が点灯制御回路に接続された各冷陰極蛍光ランプの接続関係を示す図、(c)が点灯制御回路に接続された各冷陰極蛍光ランプの他の接続関係を示す図
【図5】本発明の実施の形態に係る冷陰極放電ランプを示す一部破断斜視図
【図6】同冷陰極蛍光ランプの一端部を示す拡大断面図
【図7】変形例1に係る冷陰極蛍光ランプの一端部を示す拡大断面図
【図8】変形例2に係る冷陰極蛍光ランプの一端部を示す拡大断面図
【図9】変形例3に係る冷陰極蛍光ランプの一端部を示す拡大断面図
【図10】給電端子を構成する薄膜部材を示す斜視図
【図11】(a)は応用例1に係る冷陰極蛍光ランプを示す断面図、(b)は(a)におけるB−B線で示す断面図、(c)はC−C線で示す断面図、(d)はD−D線で示す断面図
【図12】(a)は応用例2に係る冷陰極蛍光ランプを示す断面図、(b)は金属部材207の外観を示す図、(c)は(a)におけるB−B線で示す断面図、(d)はC−C線で示す断面図、(e)はD−D線で示す断面図
【図13】応用例3に係る冷陰極蛍光ランプの一端部を示す拡大断面図
【図14】応用例4に係る冷陰極蛍光ランプの一端部を示す拡大断面図
【図15】ホロー電極を備えた従来の冷陰極蛍光ランプの端部を示す断面図
【符号の説明】
【0126】
100 冷陰極蛍光ランプ
101 ガラスバルブ
102 ホロー電極(筒状電極)
104、105 給電端子
110 リード線
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガラスバルブの両端部のそれぞれに筒状電極と接合されたリード線が封着された冷陰極蛍光ランプにおいて、前記筒状電極は、先端部の外径がリード線側部の外径より細くした異なる外径の筒状形状を成し、前記ガラスバルブの内面と前記リード線側部の前記筒状電極の外面との距離d1が0<d1≦0.2mmの範囲であることを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【請求項2】
前記ガラスバルブの内径(D1)が1.4mm〜7.2mmの範囲であり、前記ガラスバルブの内面と前記先端部の前記筒状電極の外面との距離d2が0.3mm≦d2の範囲であることを特徴とする請求項1記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項3】
前記筒状電極における先端部の外径の長さが1mm以上であることを特徴とする請求項2記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項4】
前記筒状電極における先端部の外周部が絶縁体で形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項5】
前記筒状電極の内面側の放電空間において、放電時に発生する電極のスパッタ物質の飛散を抑制する突起部を前記筒状電極の内面に設けたことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項6】
前記冷陰極蛍光ランプの最大ランプ電流が8mA以上であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項7】
前記ガラスバルブの両端部の外側に設けられ、前記筒状電極のリード線と接合された給電端子とを備え、前記給電端子と接合される部分の前記リード線には、前記ガラスバルブとの封着部分側の前記リード線の外径より大きい肉だまり部を有し、かつ、その肉だまり部が前記ガラスバルブの両端部に密接しており、前記給電端子は、前記リード線との接合部分以外が前記ガラスバルブの外表面上に形成された薄膜であることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項8】
前記リード線の材料は、前記ガラスバルブとの封着部が前記ガラスバルブの熱膨張係数とほぼ同じ材料で形成され、かつ前記リード線の肉だまり部の少なくとも一部がニッケル材料で形成されていることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項9】
前記リード線の肉だまり部は、前記ガラスバルブ端部に埋設されていることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項10】
前記リード線の肉だまり部は、断面が円形状であり、前記リード線の外径の1.5倍〜4倍であることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項11】
前記薄膜は、膜厚が5μm〜120μmであることを特徴とする請求項5から10のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項12】
前記リード線は、前記ガラスバルブの外表面から前記ガラスバルブの管軸方向に向けて突出する突出部分で前記給電端子と接合されており、前記突出部分の前記管軸方向の長さが1mm以下であることを特徴とする請求項5から11のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項13】
前記給電端子は、少なくとも前記接合部分が半田で形成されていることを特徴とする請求項5から12のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項14】
前記ガラスバルブは酸化ナトリウムの含有率が3%以上20%以下の範囲のガラス材料で構成されていることを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項15】
前記ガラスバルブは酸化ナトリウムの含有率が5%以上20%以下の範囲のガラス材料で構成されていることを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項16】
筐体側に設けられ、請求項5から15のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプのそれぞれの前記給電端子における外形を保持し電気的に接続するためのU字状のランプホルダーと、該ランプホルダーに接続され、前記冷陰極蛍光ランプを点灯させるための点灯回路とを具備した点灯装置であって、前記ランプホルダーにより、複数本の前記冷陰極蛍光ランプのそれぞれが所定の間隔を保って略平行に配列保持され、かつ、隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における一方を保持する前記ランプホルダー同士が接続されていることを特徴とする点灯装置。
【請求項17】
筐体側に設けられ、請求項5から15のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプのそれぞれの前記給電端子における外形を保持し電気的に接続するためのU字状のランプホルダーと、該ランプホルダーに接続され、前記冷陰極蛍光ランプを点灯させるための点灯回路とを具備した点灯装置であって、前記ランプホルダーは、隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの一方同士又は他方同士の給電端子を接続するものであって、複数本が配列された前記冷陰極蛍光ランプにおいて、隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における一方同士、次に隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における他方同士および次に隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における一方同士の順に接続するように、前記ランプホルダーを千鳥状に配置したものであることを特徴とする点灯装置。
【請求項18】
液晶ディスプレイに用いられるバックライトユニットであって、請求項16または17に記載の点灯装置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19】
直下型のバックライトユニットを備える液晶ディスプレイ装置であって、前記バックライトユニットが請求項18に記載のバックライトユニットであることを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
【請求項1】
ガラスバルブの両端部のそれぞれに筒状電極と接合されたリード線が封着された冷陰極蛍光ランプにおいて、前記筒状電極は、先端部の外径がリード線側部の外径より細くした異なる外径の筒状形状を成し、前記ガラスバルブの内面と前記リード線側部の前記筒状電極の外面との距離d1が0<d1≦0.2mmの範囲であることを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【請求項2】
前記ガラスバルブの内径(D1)が1.4mm〜7.2mmの範囲であり、前記ガラスバルブの内面と前記先端部の前記筒状電極の外面との距離d2が0.3mm≦d2の範囲であることを特徴とする請求項1記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項3】
前記筒状電極における先端部の外径の長さが1mm以上であることを特徴とする請求項2記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項4】
前記筒状電極における先端部の外周部が絶縁体で形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項5】
前記筒状電極の内面側の放電空間において、放電時に発生する電極のスパッタ物質の飛散を抑制する突起部を前記筒状電極の内面に設けたことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項6】
前記冷陰極蛍光ランプの最大ランプ電流が8mA以上であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項7】
前記ガラスバルブの両端部の外側に設けられ、前記筒状電極のリード線と接合された給電端子とを備え、前記給電端子と接合される部分の前記リード線には、前記ガラスバルブとの封着部分側の前記リード線の外径より大きい肉だまり部を有し、かつ、その肉だまり部が前記ガラスバルブの両端部に密接しており、前記給電端子は、前記リード線との接合部分以外が前記ガラスバルブの外表面上に形成された薄膜であることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項8】
前記リード線の材料は、前記ガラスバルブとの封着部が前記ガラスバルブの熱膨張係数とほぼ同じ材料で形成され、かつ前記リード線の肉だまり部の少なくとも一部がニッケル材料で形成されていることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項9】
前記リード線の肉だまり部は、前記ガラスバルブ端部に埋設されていることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項10】
前記リード線の肉だまり部は、断面が円形状であり、前記リード線の外径の1.5倍〜4倍であることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項11】
前記薄膜は、膜厚が5μm〜120μmであることを特徴とする請求項5から10のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項12】
前記リード線は、前記ガラスバルブの外表面から前記ガラスバルブの管軸方向に向けて突出する突出部分で前記給電端子と接合されており、前記突出部分の前記管軸方向の長さが1mm以下であることを特徴とする請求項5から11のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項13】
前記給電端子は、少なくとも前記接合部分が半田で形成されていることを特徴とする請求項5から12のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項14】
前記ガラスバルブは酸化ナトリウムの含有率が3%以上20%以下の範囲のガラス材料で構成されていることを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項15】
前記ガラスバルブは酸化ナトリウムの含有率が5%以上20%以下の範囲のガラス材料で構成されていることを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項16】
筐体側に設けられ、請求項5から15のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプのそれぞれの前記給電端子における外形を保持し電気的に接続するためのU字状のランプホルダーと、該ランプホルダーに接続され、前記冷陰極蛍光ランプを点灯させるための点灯回路とを具備した点灯装置であって、前記ランプホルダーにより、複数本の前記冷陰極蛍光ランプのそれぞれが所定の間隔を保って略平行に配列保持され、かつ、隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における一方を保持する前記ランプホルダー同士が接続されていることを特徴とする点灯装置。
【請求項17】
筐体側に設けられ、請求項5から15のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプのそれぞれの前記給電端子における外形を保持し電気的に接続するためのU字状のランプホルダーと、該ランプホルダーに接続され、前記冷陰極蛍光ランプを点灯させるための点灯回路とを具備した点灯装置であって、前記ランプホルダーは、隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの一方同士又は他方同士の給電端子を接続するものであって、複数本が配列された前記冷陰極蛍光ランプにおいて、隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における一方同士、次に隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における他方同士および次に隣り合う2本の前記冷陰極蛍光ランプの給電端子における一方同士の順に接続するように、前記ランプホルダーを千鳥状に配置したものであることを特徴とする点灯装置。
【請求項18】
液晶ディスプレイに用いられるバックライトユニットであって、請求項16または17に記載の点灯装置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19】
直下型のバックライトユニットを備える液晶ディスプレイ装置であって、前記バックライトユニットが請求項18に記載のバックライトユニットであることを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
【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2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
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【図10】
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【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【公開番号】特開2007−226982(P2007−226982A)
【公開日】平成19年9月6日(2007.9.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−43382(P2006−43382)
【出願日】平成18年2月21日(2006.2.21)
【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19年9月6日(2007.9.6)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年2月21日(2006.2.21)
【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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