熱陰極蛍光ランプおよびバックライト装置
【課題】 低コストで長寿命な熱陰極蛍光ランプを提供する。
【解決手段】 放電管１と、放電管１に封入された放電媒体と、放電管１の内壁面に形成された蛍光体層２と、熱電子放射物質が塗布され、放電管１の両端に配置された電極コイル３１と、を具備する。その放電管１は、断面形状が円形状である発光部１１と、その両端に断面形状が扁平形状である電極コイル収納部１２とを有し、電極コイル収納部１２の長軸方向には、その長手部分が沿うように電極コイル３１が配置されている。
【解決手段】 放電管１と、放電管１に封入された放電媒体と、放電管１の内壁面に形成された蛍光体層２と、熱電子放射物質が塗布され、放電管１の両端に配置された電極コイル３１と、を具備する。その放電管１は、断面形状が円形状である発光部１１と、その両端に断面形状が扁平形状である電極コイル収納部１２とを有し、電極コイル収納部１２の長軸方向には、その長手部分が沿うように電極コイル３１が配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般照明、液晶ディスプレイ等のバックライト装置などに用いられる熱陰極蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶ディスプレイ（LCD : Liquid Crystal Display）は、液晶パネルを背面からバックライトで照射することで映像や画像を表示している。従来、このバックライトには、ＬＣＤの薄型化に対応するために、冷陰極蛍光ランプ（CCFL : Cold Cathode Fluorescent Lamp）が使用されていた。
【０００３】
しかし、近年はＬＣＤの薄型化の一方で大型化に対する需要も強く、これに対応するにはバックライトの高輝度発光が求められる。そこで、単位本数あたりの光量が冷陰極蛍光ランプよりも大きい熱陰極蛍光ランプ（HCFL : Hot Cathode Fluorescent Lamp）をバックライトに使用することが検討されている。
【０００４】
ここで、熱陰極蛍光ランプを用いて従来と同じか、それよりも薄いバックライトを実現するためには、放電管の外径を小さくする必要がある。が、放電管の外径を小さくするには、電極コイルの長さを短くしなければならない。蛍光ランプの寿命は、電極コイルに塗布されたエミッタの量で決定されるため、フィラメントを短くすると蛍光ランプの寿命が短くなる。そこで、管軸方向の全体を断面形状が扁平形状になるように形成し、フィラメントの軸をこの放電管の断面の長軸方向に一致するように形成することで、放電管内に収納できるフィラメントを長くして、エミッタの塗布量を増やすという発明が、特許文献１に提案されている。
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ ２００７／０３２３２０ Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような熱陰極蛍光ランプは、放電管の断面形状を全長に亘って扁平形状に加工する必要があるため、製造設備に膨大な費用が発生してコストアップにつながったり、製造時間が長くなったりするという問題がある。さらに、このような扁平形状の放電管を用いる場合には、断面が円形の放電管を用いる場合に比較して、良好な発光特性が得られないという問題もある。すなわち、扁平形状の放電管の製造に際しては、断面円形のガラス管に蛍光体層を塗布してから扁平形状に加工する方法と、ガラス管を扁平形状に加工した後に蛍光体層を塗布する方法が考えられる。しかし、前者の方法ではガラス管の扁平加工時の熱によって蛍光体（特に青色蛍光体）が劣化するという問題があり、後者の方法では蛍光体層がガラス管断面の端部に集中し、ガラス管の内面全体に均一な膜厚で塗布されないという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、低コストで長寿命な熱陰極蛍光ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による熱陰極蛍光ランプは、放電管と、前記放電管に封入された放電媒体と、前記放電管の内壁面に形成された蛍光体層と、熱電子放射物質が塗布され、前記放電管の両端部に配置された電極コイルと、を具備する熱陰極蛍光ランプにおいて、前記放電管は、断面形状が円形状である発光部と、その両端に断面形状が扁平形状である電極コイル収納部とを有し、前記電極コイル収納部の長軸方向には、その長手部分が沿うように前記電極コイルが配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、低コストで長寿命な熱陰極蛍光ランプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態を図を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の熱陰極蛍光ランプの第１の実施の形態を示す全体図であり、（ｂ）は、管軸を中心に（ａ）を９０°回転させた図である。図２は、図１のランプを管軸方向に沿って見た図であり、（ａ）はＶ方向、（ｂ）はＷ−Ｗ’断面の矢印方向、（ｃ）はＸ−Ｘ’断面の矢印方向から見た図である。
【００１１】
本実施の形態の熱陰極蛍光ランプは、放電容器として例えばソーダライムガラスなどの軟質ガラスからなる放電管１を具備している。この放電管１は、同一材料により連続的に構成された発光部１１、電極コイル収納部１２、境界部１３及びピンチシール部１４からなる。
【００１２】
発光部１１は、放電管１の中央に位置している部分であり、その断面形状は円形状である。ここで、「円形状」とは真円が最も望ましいが、真円の概念から逸脱しない程度の円形状も含んでいる。ただし、一般的には素管のままの形状をいう。
【００１３】
電極コイル収納部１２は、放電管１の両端に位置している部分であり、その断面形状は扁平形状である。ここで、「扁平形状」とは長軸と短軸とを有するような形状であることを意味し、具体的には本実施の形態のような楕円形状、後述する第２の実施の形態のような一部に直線部を有する長丸形状や長方形形状などがこれに該当する。この電極コイル収納部１２の内周長さは、発光部１１の内周長さとほぼ同じになるように形成するのが望ましい。これにより、発光部１１の肉厚と電極コイル収納部１２の肉厚がほぼ同じになるため、強度をほとんど低下させることなく電極コイル収納部１２を形成することができる。また、後述する電極コイル３１を従来よりも全長の長いものを使用するため、電極コイル収納部１２の長軸方向の内径Ｂ１は、発光部１１の内径Ａより長くなるように形成されるのが望ましい。
【００１４】
境界部１３は、発光部１１と電極コイル収納部１２との間に位置する部分であり、すなわち、円形状から扁平形状に変化する部分である。図１（ｂ）における境界部１３の電極コイル収納部１２に対する角度αは鈍角、さらには１２０°以上であるのが望ましく、長さは、ランプの外径Ａ’＝１５．５ｍｍの場合は５．０ｍｍ〜７．０ｍｍ、外径Ａ’＝８．０ｍｍの場合は２．０ｍｍ〜３．０ｍｍであるのが望ましい。また、境界部１３の発光部側１１の端部は、点灯中、放電管１内の電極コイル３１周辺に形成されるファラデー暗部内に配置されるのが望ましい。
【００１５】
ピンチシール部１４は、放電管１の最端部に位置している部分である。その断面は、長軸と短軸とを有する矩形状であり、その長軸は電極コイル収納部１２の長軸に沿うように形成されている。なお、一対形成されたピンチシール部１４のうちの少なくとも一方には、放電管１内部の脱ガス・ガス導入を行うための排気管１５が形成されている。
【００１６】
放電管１内部の気密な放電空間には、放電媒体が封入されている。放電媒体としては、水銀と希ガスを使用している。希ガスとしては、ネオン、アルゴン、キセノン、クリプトンを単体または混合ガスとして使用することができる。放電管１の内壁面には、平均中央粒径３μｍ程度の青色、緑色、赤色蛍光体がブレンドされた３波長蛍光体からなる蛍光体層２が塗布されている。この蛍光体層２は、本実施の形態では電極コイル収納部１２間に形成しているが、少なくとも発光部１１全域に形成されていればよい。ただし、封着不良の原因となることを防止するため、ピンチシール部１４の形成予定部分には形成しないのが望ましい。
【００１７】
放電管１の両端部、すなわち電極コイル収納部１２には、電極マウント３が配置されている。電極マウント３は、電極コイル３１、インナーリード３２、封着線３３及びアウターリード３４で構成されている。
【００１８】
電極コイル３１は、特開２００４−３１０６１号公報に記載のようなタングステンからなるトリプルフィラメントコイル（３重コイル）であり、コイル部３１１と線状部３１２とで構成されている。コイル部３１１は、電極コイル３１の中央に位置する部分であり、その表面には熱電子放射物質（エミッタ）が塗布される。ここで、フィラメント設計では、エミッタ塗布領域を確保するために、コイル部３１１の外径を大きくしたり、ターン数を増やす設計が行われる。しかし、通常、コイル分３１１の外径を大きくすると絡みやもつれが発生しやすくなるため、ターン数を増やしてエミッタ塗布領域を確保するのが最適である。線状部３１２は、電極コイル３１の両端に位置する部分である。
【００１９】
なお、本実施の形態では、電極コイル３１は、その長手部分が、電極コイル収納部１２の長軸方向に沿うように配置されている。これにより、従来よりも全長の長い電極コイル３１を使用することができ、ターン数を増やすことができるため、エミッタの塗布量が増し、長寿命なランプを実現できる。ここで、「電極コイルの長手部分が、電極コイル収納部の長軸方向に沿うように配置」とは、電極コイル３１のうち最も長さのある線分が、電極コイル収納部１２のうち最も内径の大きな線分に一致、または±１０°以内の相対関係で配置されていることを意味する。なお、線状部３１２の端部は、電極コイル収納部１２の長軸方向の内壁面と接触しない、つまりそれらの間隔ｄ１は、ｄ１＞０ｍｍであるのが望ましいが、できるだけ全長の長い電極コイル３１を使用することを考慮すると、ｄ１＝１．０ｍｍ程度であるのが望ましい。また、コイル部３１１の端部と電極コイル収納部１２の短軸方向の内壁との間隔ｄ２も、ｄ２＞０ｍｍであるのが望ましい。
【００２０】
インナーリード３２は、電極コイル収納部１２内に配置され、その一端は１８０°折り曲げられ、電極コイル３１の線状部３１２の中間をクランプする。封着線３３は、一端はインナーリード３２と接続され、ピンチシール部１４に封着される。アウターリード３４は、一端はアウターリード３４と接続され、他端は外部に導出される。
【００２１】
ここで、熱陰極蛍光ランプの一製造方法について図３を参照して説明する。
【００２２】
まず、（ａ）のように、放電管１の加工前の状態である素管１’を縦に配置し、その上側を吸上装置４１で固定、下側を蛍光体槽４２に浸し、蛍光体液２’を吸上げて素管１’の内面に蛍光体層２を形成する。そして、（ｂ）のように、電極コイル収納部形成予定部１２’及びピンチシール部形成予定部１４’をバーナー４３で加熱したのち、（ｃ）のように、電極コイル収納部１２の外面形状の凹みを有する鋳型４４でプレスしてその形状を転写し、電極コイル収納部１２を形成する。その際、素管１’内にエアーを流すなどして、電極コイル収納部１２の内径が潰れすぎないよう調整するのが望ましい。これらの工程を素管１’の両端で行い、（ｄ）のように、中央に断面形状が円形状である発光部１１、両端に断面形状が扁平形状である電極コイル収納部１２及びそれらの変化領域である境界部１３を有する放電管１を形成する。
【００２３】
次に、（ｅ）のように、放電管１のうち、ピンチシール部形成予定部１４’に形成された蛍光体層２を除去し、電極マウント３を導入する。その際、電極コイル収納部１２の長軸方向に、電極マウント３の電極コイル３１の長手部分が沿うように位置調節を行う。そして、（ｆ）のように、ピンチシール部形成予定部１４’を加熱したのち、（ｇ）のように、ピンチャー４４でプレスして、ピンチシール部１４を形成する。その際、少なくとも一方のピンチシール部１４は排気管１５が挿入された状態で行うようにする。これらの工程を放電管１の両端で行ったのち、排気管１５によって放電管１の内部空間の排気・ガス導入を行い、その排気管１５をチッピングすることにより、（ｈ）のような、熱陰極蛍光ランプを形成することができる。
【００２４】
下記に本発明の放電ランプの実施例の一仕様を示す。
【００２５】
放電管１；ソーダライムガラス、全長＝１４９６ｍｍ、
発光部１１；内径Ａ＝７．０ｍｍ、外径Ａ’＝８．０ｍｍ、
電極コイル収納部１２；長軸内径Ｂ１＝９．０ｍｍ、長軸外径Ｂ１’＝１０．０ｍｍ、短軸内径Ｂ２＝４．０ｍｍ、短軸外径Ｂ２’＝５．０ｍｍ、
境界部１３；長さＬ１＝３．０ｍｍ、角度α＝１５０°、
放電媒体：アルゴンＡｒ＝０．６７ｋＰａ、水銀Ｈｇ、
蛍光体層２；ＲＧＢの３波長蛍光体、
電極コイル３１；タングステン、全長＝７．０ｍｍ、
コイル部３１１；長さ＝５．０ｍｍ、外径＝２．０ｍｍ、エミッタとして（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）Ｏを塗布、
線状部３１２；長さ＝１．０ｍｍ、
インナーリード３２；ニッケル、
封着線３３；ジュメット、
アウターリード３４；銅メッキされた鉄。
【００２６】
上記実施例の熱陰極蛍光ランプと、放電管の断面形状が円形状である熱陰極蛍光ランプ（比較例１）とで比較した結果、実施例のランプは比較例１のランプよりも約１．５倍のランプ寿命であることがわかった。また、放電管の断面形状が楕円形状である熱陰極蛍光ランプ（比較例２）とで比較した結果、実施例のランプは比較例２のランプよりも製造が容易で、かつ低コストで製造可能であることがわかった。
【００２７】
また、熱陰極蛍光ランプでは、通常、バックライトに組み込んだときに、電極コイル収納部１２付近は暗部となってしまうが、実施例のランプでは当該部分が暗部になりにくくなり、輝度ムラが抑制されることがわかった。これは、発光部１１と電極コイル収納部１２との間に形成された境界部１３によって得られた効果と推測される。詳しく説明すると、熱陰極蛍光ランプでは、図４に示したように、点灯中、電極コイル３１の先端付近にはファラデー暗部ＦＤＳ（Faraday dark space）が発生し、ファラデー暗部ＦＤＳの端部から陽光柱ＰＣ（Positive Column）が発生する。つまり、通常は陽光柱ＰＣの範囲が明部、ファラデー暗部ＦＤＳからランプ端部側は暗部となるが、本実施の形態では陽光柱ＰＣからの光ＬＩのような光を境界部１３から電極コイル収納部１２付近の空間に出射することができたため、電極コイル収納部１２付近が暗部になりにくかったと考えられる。このように境界部１３を光取り出し窓として作用させるために、角度αは少なくとも鈍角、好適には１２０°以上であるのが望ましい。ただし、角度αが大きすぎると境界部１２での全反射等によりその効果が低下するため、１７０°以下に設定されるのが望ましい。
【００２８】
また、実施例のランプでは、境界部１３の発光部側１１の端部を、点灯中、放電管１内の電極コイル３１周辺に形成されるファラデー暗部ＦＤＳ内に配置している。具体的には、電極コイル３１先端からの境界部１３及びファラデー暗部ＦＤＳの距離Ｌ１、Ｌ２との関係が、Ｌ１≦Ｌ２を満たしている。これにより、蛍光体層２の劣化や膜厚不均一などによって発光特性が不安定な境界部１３を発光領域から排除できるため、熱陰極蛍光ランプの発光特性を良好に保つことができる。ちなみに、Ｌ１＝Ｌ２を満たすのが最適である。なお、電極コイル収納部１２の形成方法によっては、電極コイル収納部１２と境界部１３の境界が明確に現れない場合があるが、この場合の図４における境界部１３の発光部１１側の端部は、発光部１１の外径Ａ’に対して９８％（９０°回転させた場合では１０２％）の外径となった部分とする。なお、ファラデー暗部ＦＤＳの長さは、一般的には管内径に比例するという特性がある。本実施の形態では、電極コイル収納部１２の短軸内径Ｂ２とほぼ一致することが確認された。すなわち、電極コイル３１先端からファラデー暗部ＦＤＳまでの距離Ｌ２≒Ｂ２であるので、Ｌ１≦Ｂ２となるように境界部１３とファラデー暗部ＦＤＳと電極コイル３１の位置関係を設計している。
【００２９】
したがって、第１の実施の形態では、放電管１が、中央に断面形状が円形状である発光部１１、両端に断面形状が扁平形状である電極コイル収納部１２とを有しており、電極コイル収納部１２の長軸方向には、その長手部分が沿うように電極コイル３１が配置されていることにより、従来よりもターン数を増やした電極コイル３１を用いることができ、もってエミッタの塗布量を増やすことができるため、長寿命な熱陰極蛍光ランプを実現することができる。また、電極コイル収納部１２は、放電管１の両端に形成するのみであるので、その加工には小規模な設備で足りることになる。そのため、安価でかつ容易に製造を行うことができるとともに、製造時間を短縮することができる。
【００３０】
また、発光部１１と電極コイル収納部１２との間に、境界部１３を形成することにより、電極コイル収納部１２付近が暗部となりにくくなるため、熱陰極蛍光ランプをバックライト装置に組み込んだときに、輝度ムラを抑制することができる。
【００３１】
また、境界部１３の発光部１１側の端部を、点灯中、放電管１内の電極コイル３１周辺に形成されるファラデー暗部ＦＤＳ内に配置することにより、境界部１３を無効発光領域に配置することになる。境界部１３は、熱加工による蛍光体の劣化や膜厚不均一などにより、発光部１１の発光特性とは異なる部分であるため、熱陰極蛍光ランプの管軸方向において良好な発光特性を実現することができる。
（第２の実施の形態）
図５は、本発明の熱陰極蛍光ランプの第２の実施の形態を示す全体図、図６は、図５のランプを管軸方向に沿って見た図である。
【００３２】
この実施の形態では、電極コイル収納部１２の断面形状をそれぞれ一対の直線部１２１と曲線部１２２とを有する長丸形状としている。このような形態であっても、第１の実施の形態の熱陰極蛍光ランプと同様の効果を得ることができる。ただし、直線部１２１は内外圧差等によって爆縮が発生しやすい部分であるため、希ガスの圧力、当該部分の肉厚を考慮して、直線部１２１の長さを定めるのがよい。なお、本実施の形態では、直線部１２１の長さＣは、４．６ｍｍとしている。
（第３の実施の形態）
図７は、本発明の熱陰極蛍光ランプの第３の実施の形態を示す全体図、図８は、図７のランプを管軸方向に沿って見た図である。
【００３３】
この実施の形態では、電極コイル収納部１２の断面の中心を発光部１１の断面の中心に対して偏芯させている。このような形態であっても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、このような構造は、例えばバックライトとの関係において、片方は幅に制限があり、もう片方は制限がない場合などには、その要求に適合させることができるため有利であったり、組み立てが容易になったりという利点がある。また、幅が大きい電極コイル収納部１２の部分をバックライトの底部側に向けて配置すると、それらの距離が近接することになるため、点灯中に高温になりやすい電極コイル収納部１２の熱を逃がしやすくなるという利点もある。
（第４の実施の形態）
図９は、本発明の熱陰極蛍光ランプの第４の実施の形態を示す全体図、図１０は、図９のランプを管軸方向に沿って見た図である。
【００３４】
この実施の形態では、放電管１の両端にボタンステム１６が配置されている。このような形態であっても、第１の実施の形態の熱陰極蛍光ランプと同様の効果を得ることができる。また、ボタンステム１６は、電極コイル収納部１２の内周と同じ外周をもち、放電管１と同じ材質からなる基台部分に電極マウント３があらかじめ封着されているようなステムであるので、電極コイル収納部１２とボタンステム１６を加熱溶着するのみで放電管１の気密封着ができるので、製造を容易に行うことができる。
（第５の実施の形態）
図１１は、本発明の熱陰極蛍光ランプの第５の実施の形態を示す全体図、図１２は、図１１のランプを管軸方向に沿って見た図である。
【００３５】
この実施の形態では、放電管１の両端にソケット５を取着している。このソケット５は、容器部５１と端子部５２とで構成されている。容器部５１は、耐熱性に優れたステンレス等の金属または高分子材料からなる有底開口状の容器であり、内壁面とピンチシール部１４との間にセメントまたはシリコーンなどからなる接着剤６を形成することで、放電管１と接続される。端子部５２は、銅などの金属からなる端子であって、容器部５１の底部に形成されており、アウターリード３３と電気的に接続される。その接続は溶接によって行われ、溶接箇所には溶接部５３が形成される。このようなソケット５を熱陰極蛍光ランプに装着することにより、バックライトへの組付けを容易に行うことができる。
【００３６】
なお、電極コイル収納部１２の短軸部分を覆うソケット５の外径Ｄは、発光部１１の外径Ａ’よりも小さいのが望ましい。
【００３７】
また、電極コイル３１を覆う位置、すなわちランプの管軸に対して垂直方向から見たときに、電極コイル３１が見えない位置までソケット５を形成するのが望ましい。バックライト用途の熱陰極蛍光ランプは、電極コイル３１部分が高温となり、他の部材、例えば拡散板や液晶パネルに影響を与えやすいが、ソケット５で電極コイル３１を覆うことにより、ソケット５が電極コイル３１の熱を受け、その熱を端子部等５２等を介して他に逃すことができるためである。なお、常時予熱しながら点灯する場合、本構成はさらに効果的である。
【００３８】
また、本実施の形態では電極コイル３１に近接する電極コイル収納部１２とソケット５との間は大気雰囲気としているが、さらに熱を逃がす目的で、熱伝導性に優れた部材を介在させてもよい。
（第６の実施の形態）
図１３は、第６の実施の形態の装置を示す図である。図１４は、図１３のＹ−Ｙ’の断面を矢印方向から見た図である。
【００３９】
バックライト装置を構成する筐体を構成するフレーム７は、フロントフレーム７１とバックフレーム７２とで構成される。フロントフレーム７１はバックライト装置の蓋体であり、その大部分に開口面を有する。バックフレーム７２は、バックライト装置の箱体であり、底部と側部を有する有底開口状である。その底部には、バネ製を有する金属製の一対の給電端子８が形成されている。
【００４０】
バックフレーム７２の内部には、複数の熱陰極蛍光ランプＬＡが給電端子８に接続されることによって並列配置されている。その接続は、給電端子８に形成されている凹部８１に端子５２が嵌合するように、熱陰極蛍光ランプＬＡを周方向に回転させながら捻じ込むことで行われる。
【００４１】
また、バックフレーム７２の発光面側には、光学部材８が配置されている。光学面材８としては、拡散板、拡散シート、プリズムシート、偏光シートなどを組み合わせて使用することができる。ちなみに、バックフレーム７２の底部から光学部材８までの厚み、いわゆるバックライト内寸は２０ｍｍ程度である。
【００４２】
したがって、本実施の形態では、組み込みが容易で、コンパクトかつ長寿命なバックライト装置を実現できる。
【００４３】
なお、本発明の実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。
【００４４】
電極コイル収納部１２の肉厚を、発光部１１の放電管１の肉厚よりも薄くすることで、電極コイル収納部１２の長軸の寸法を大きくしても良い。例えば、電極コイル収納部１２の形成予定部を加熱しながら膨らまして肉薄にした後、扁平形状に成形することによって、実施形態１の電極コイル収納部１２に対して、電極コイル収納部１２の肉厚を０．４ｍｍ、断面の長軸外径を１２．５ｍｍ、短軸外径を５ｍｍとすることができ、同じ素管から形成しても長軸が大きな電極コイル収納部１２を形成することが可能である。これにより、さらにターン数の多い電極コイル３１を使用でき、その分エミッタの塗布量も増えるため、上述の実施形態よりもさらに長寿命を達成できる。
【００４５】
また、図１５に示したように、電極コイル収納部１２の長軸部分の肉厚Ｅ１を、短軸部分の肉厚Ｅ２よりも大きくしてもよい。本発明の熱陰極蛍光ランプでは、電極コイル収納部１２の長軸部分が最も突出しているため、衝撃を受けやすいが、長軸部分の肉厚Ｅ１を厚くすることにより、その衝撃による割れを抑制することができる。
【００４６】
また、電極コイル収納部１２は、長軸と短軸の関係により、応力が集中する箇所が変化し、割れやすい箇所が変化する。その箇所は、長軸内径Ｂ１、短軸内径Ｂ２及び希ガスの圧力により決定されるため、肉厚を設計する際には、それらの関係を考慮して行うとさらに望ましい。
【００４７】
放電管１の封止形態はピンチシール方式、ボタンシール方式に限らず、フレアシール方式であってもよい。
【００４８】
図１６に示したように、電極コイル３１の全長よりもコイル部３１１の直径のほうが大きい電極コイル３１を使用してもよい。このような電極コイルは、例えば、４重コイルや５重コイル等、強固線で構成されるコイル線を使用することで実現できる。なお、この電極コイル３１の場合には、コイル部３１１の直径部分が電極コイル収納部１２の長軸方向に沿うように配置すれば本発明と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
また、図１７に示したように、コイル部３１１の少なくとも一部を、境界部１３内に配置してもよい。これにより、電極コイル３１が電極コイル収納部１２と境界部１３の境界Ｚ−Ｚ’に近接することになり、ランプ全長を短くすることができる。
【００５０】
図１８に示したように、ソケット５の端子５２が凹状の端子であってもよい。これにより、バックフレーム７２の底部に構成される給電端子８は反対に凸部８１を持つことになるため、熱陰極蛍光ランプＬＡを回転させることなく、給電端子８に接続することができる。つまり、本方式は、ランプを回転させることができない、Ｕ字管、Ｌ字管、Ｗ字管等の形状のランプの場合に特に有効である。
【００５１】
図１９に示したように、バックライト装置において、電極コイル収納部１２の長軸方向がバックフレーム１２の底部及び光学面材８と直交するように配置してもよい。これにより、電極コイル３１の熱が光学面材８に伝わりにくくなり、光学部材８の劣化を防止することができる。
【００５２】
また、バックライト装置において熱陰極蛍光ランプＨＣＦＬの配列は並列配列でなくともよく、バックライト全体が均一な輝度で発光する配置であれば、まばらに配置したり、異形のランプを組み合わせて配置したりしてもよい。
【００５３】
さらに上記以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限り、様々に変形することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の熱陰極蛍光ランプの第１の実施の形態を示す全体図。
【図２】図１のランプを管軸方向に沿って見た図。
【図３】本発明の熱陰極蛍光ランプの一製造方法について説明するための図。
【図４】電極コイル付近の構造について説明するための図。
【図５】本発明の熱陰極蛍光ランプの第２の実施の形態を示す全体図。
【図６】図５のランプを管軸方向に沿って見た図。
【図７】本発明の熱陰極蛍光ランプの第３の実施の形態を示す全体図。
【図８】図７のランプを管軸方向に沿って見た図。
【図９】本発明の熱陰極蛍光ランプの第４の実施の形態を示す全体図。
【図１０】図９のランプを管軸方向に沿って見た図。
【図１１】本発明の熱陰極蛍光ランプの第５の実施の形態を示す全体図。
【図１２】図１１のランプを管軸方向に沿って見た図。
【図１３】第６の実施の形態の装置を示す図。
【図１４】図１３のＹ−Ｙ’の断面を矢印方向から見た図。
【図１５】本発明の第１の変形例について説明するための図。
【図１６】本発明の第２の変形例について説明するための図。
【図１７】本発明の第３の変形例について説明するための図。
【図１８】本発明の第４の変形例について説明するための図。
【図１９】本発明の第５の変形例について説明するための図。
【符号の説明】
【００５５】
１ 放電管
１１ 発光部
１２ 電極コイル収納部
１３ 境界部
１４ ピンチシール部
１５ 排気管
１６ ボタンステム部
２ 蛍光体層
３ 電極マウント
３１ 電極コイル
３１１ コイル部
３１２ 線状部
３２ インナーリード
３３ 封着線
３４ アウターリード
５ ソケット
５１ 容器部
５２ 端子
７ 筐体
８ 給電端子
９ 光学面材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般照明、液晶ディスプレイ等のバックライト装置などに用いられる熱陰極蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶ディスプレイ（LCD : Liquid Crystal Display）は、液晶パネルを背面からバックライトで照射することで映像や画像を表示している。従来、このバックライトには、ＬＣＤの薄型化に対応するために、冷陰極蛍光ランプ（CCFL : Cold Cathode Fluorescent Lamp）が使用されていた。
【０００３】
しかし、近年はＬＣＤの薄型化の一方で大型化に対する需要も強く、これに対応するにはバックライトの高輝度発光が求められる。そこで、単位本数あたりの光量が冷陰極蛍光ランプよりも大きい熱陰極蛍光ランプ（HCFL : Hot Cathode Fluorescent Lamp）をバックライトに使用することが検討されている。
【０００４】
ここで、熱陰極蛍光ランプを用いて従来と同じか、それよりも薄いバックライトを実現するためには、放電管の外径を小さくする必要がある。が、放電管の外径を小さくするには、電極コイルの長さを短くしなければならない。蛍光ランプの寿命は、電極コイルに塗布されたエミッタの量で決定されるため、フィラメントを短くすると蛍光ランプの寿命が短くなる。そこで、管軸方向の全体を断面形状が扁平形状になるように形成し、フィラメントの軸をこの放電管の断面の長軸方向に一致するように形成することで、放電管内に収納できるフィラメントを長くして、エミッタの塗布量を増やすという発明が、特許文献１に提案されている。
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ ２００７／０３２３２０ Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような熱陰極蛍光ランプは、放電管の断面形状を全長に亘って扁平形状に加工する必要があるため、製造設備に膨大な費用が発生してコストアップにつながったり、製造時間が長くなったりするという問題がある。さらに、このような扁平形状の放電管を用いる場合には、断面が円形の放電管を用いる場合に比較して、良好な発光特性が得られないという問題もある。すなわち、扁平形状の放電管の製造に際しては、断面円形のガラス管に蛍光体層を塗布してから扁平形状に加工する方法と、ガラス管を扁平形状に加工した後に蛍光体層を塗布する方法が考えられる。しかし、前者の方法ではガラス管の扁平加工時の熱によって蛍光体（特に青色蛍光体）が劣化するという問題があり、後者の方法では蛍光体層がガラス管断面の端部に集中し、ガラス管の内面全体に均一な膜厚で塗布されないという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、低コストで長寿命な熱陰極蛍光ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による熱陰極蛍光ランプは、放電管と、前記放電管に封入された放電媒体と、前記放電管の内壁面に形成された蛍光体層と、熱電子放射物質が塗布され、前記放電管の両端部に配置された電極コイルと、を具備する熱陰極蛍光ランプにおいて、前記放電管は、断面形状が円形状である発光部と、その両端に断面形状が扁平形状である電極コイル収納部とを有し、前記電極コイル収納部の長軸方向には、その長手部分が沿うように前記電極コイルが配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、低コストで長寿命な熱陰極蛍光ランプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態を図を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の熱陰極蛍光ランプの第１の実施の形態を示す全体図であり、（ｂ）は、管軸を中心に（ａ）を９０°回転させた図である。図２は、図１のランプを管軸方向に沿って見た図であり、（ａ）はＶ方向、（ｂ）はＷ−Ｗ’断面の矢印方向、（ｃ）はＸ−Ｘ’断面の矢印方向から見た図である。
【００１１】
本実施の形態の熱陰極蛍光ランプは、放電容器として例えばソーダライムガラスなどの軟質ガラスからなる放電管１を具備している。この放電管１は、同一材料により連続的に構成された発光部１１、電極コイル収納部１２、境界部１３及びピンチシール部１４からなる。
【００１２】
発光部１１は、放電管１の中央に位置している部分であり、その断面形状は円形状である。ここで、「円形状」とは真円が最も望ましいが、真円の概念から逸脱しない程度の円形状も含んでいる。ただし、一般的には素管のままの形状をいう。
【００１３】
電極コイル収納部１２は、放電管１の両端に位置している部分であり、その断面形状は扁平形状である。ここで、「扁平形状」とは長軸と短軸とを有するような形状であることを意味し、具体的には本実施の形態のような楕円形状、後述する第２の実施の形態のような一部に直線部を有する長丸形状や長方形形状などがこれに該当する。この電極コイル収納部１２の内周長さは、発光部１１の内周長さとほぼ同じになるように形成するのが望ましい。これにより、発光部１１の肉厚と電極コイル収納部１２の肉厚がほぼ同じになるため、強度をほとんど低下させることなく電極コイル収納部１２を形成することができる。また、後述する電極コイル３１を従来よりも全長の長いものを使用するため、電極コイル収納部１２の長軸方向の内径Ｂ１は、発光部１１の内径Ａより長くなるように形成されるのが望ましい。
【００１４】
境界部１３は、発光部１１と電極コイル収納部１２との間に位置する部分であり、すなわち、円形状から扁平形状に変化する部分である。図１（ｂ）における境界部１３の電極コイル収納部１２に対する角度αは鈍角、さらには１２０°以上であるのが望ましく、長さは、ランプの外径Ａ’＝１５．５ｍｍの場合は５．０ｍｍ〜７．０ｍｍ、外径Ａ’＝８．０ｍｍの場合は２．０ｍｍ〜３．０ｍｍであるのが望ましい。また、境界部１３の発光部側１１の端部は、点灯中、放電管１内の電極コイル３１周辺に形成されるファラデー暗部内に配置されるのが望ましい。
【００１５】
ピンチシール部１４は、放電管１の最端部に位置している部分である。その断面は、長軸と短軸とを有する矩形状であり、その長軸は電極コイル収納部１２の長軸に沿うように形成されている。なお、一対形成されたピンチシール部１４のうちの少なくとも一方には、放電管１内部の脱ガス・ガス導入を行うための排気管１５が形成されている。
【００１６】
放電管１内部の気密な放電空間には、放電媒体が封入されている。放電媒体としては、水銀と希ガスを使用している。希ガスとしては、ネオン、アルゴン、キセノン、クリプトンを単体または混合ガスとして使用することができる。放電管１の内壁面には、平均中央粒径３μｍ程度の青色、緑色、赤色蛍光体がブレンドされた３波長蛍光体からなる蛍光体層２が塗布されている。この蛍光体層２は、本実施の形態では電極コイル収納部１２間に形成しているが、少なくとも発光部１１全域に形成されていればよい。ただし、封着不良の原因となることを防止するため、ピンチシール部１４の形成予定部分には形成しないのが望ましい。
【００１７】
放電管１の両端部、すなわち電極コイル収納部１２には、電極マウント３が配置されている。電極マウント３は、電極コイル３１、インナーリード３２、封着線３３及びアウターリード３４で構成されている。
【００１８】
電極コイル３１は、特開２００４−３１０６１号公報に記載のようなタングステンからなるトリプルフィラメントコイル（３重コイル）であり、コイル部３１１と線状部３１２とで構成されている。コイル部３１１は、電極コイル３１の中央に位置する部分であり、その表面には熱電子放射物質（エミッタ）が塗布される。ここで、フィラメント設計では、エミッタ塗布領域を確保するために、コイル部３１１の外径を大きくしたり、ターン数を増やす設計が行われる。しかし、通常、コイル分３１１の外径を大きくすると絡みやもつれが発生しやすくなるため、ターン数を増やしてエミッタ塗布領域を確保するのが最適である。線状部３１２は、電極コイル３１の両端に位置する部分である。
【００１９】
なお、本実施の形態では、電極コイル３１は、その長手部分が、電極コイル収納部１２の長軸方向に沿うように配置されている。これにより、従来よりも全長の長い電極コイル３１を使用することができ、ターン数を増やすことができるため、エミッタの塗布量が増し、長寿命なランプを実現できる。ここで、「電極コイルの長手部分が、電極コイル収納部の長軸方向に沿うように配置」とは、電極コイル３１のうち最も長さのある線分が、電極コイル収納部１２のうち最も内径の大きな線分に一致、または±１０°以内の相対関係で配置されていることを意味する。なお、線状部３１２の端部は、電極コイル収納部１２の長軸方向の内壁面と接触しない、つまりそれらの間隔ｄ１は、ｄ１＞０ｍｍであるのが望ましいが、できるだけ全長の長い電極コイル３１を使用することを考慮すると、ｄ１＝１．０ｍｍ程度であるのが望ましい。また、コイル部３１１の端部と電極コイル収納部１２の短軸方向の内壁との間隔ｄ２も、ｄ２＞０ｍｍであるのが望ましい。
【００２０】
インナーリード３２は、電極コイル収納部１２内に配置され、その一端は１８０°折り曲げられ、電極コイル３１の線状部３１２の中間をクランプする。封着線３３は、一端はインナーリード３２と接続され、ピンチシール部１４に封着される。アウターリード３４は、一端はアウターリード３４と接続され、他端は外部に導出される。
【００２１】
ここで、熱陰極蛍光ランプの一製造方法について図３を参照して説明する。
【００２２】
まず、（ａ）のように、放電管１の加工前の状態である素管１’を縦に配置し、その上側を吸上装置４１で固定、下側を蛍光体槽４２に浸し、蛍光体液２’を吸上げて素管１’の内面に蛍光体層２を形成する。そして、（ｂ）のように、電極コイル収納部形成予定部１２’及びピンチシール部形成予定部１４’をバーナー４３で加熱したのち、（ｃ）のように、電極コイル収納部１２の外面形状の凹みを有する鋳型４４でプレスしてその形状を転写し、電極コイル収納部１２を形成する。その際、素管１’内にエアーを流すなどして、電極コイル収納部１２の内径が潰れすぎないよう調整するのが望ましい。これらの工程を素管１’の両端で行い、（ｄ）のように、中央に断面形状が円形状である発光部１１、両端に断面形状が扁平形状である電極コイル収納部１２及びそれらの変化領域である境界部１３を有する放電管１を形成する。
【００２３】
次に、（ｅ）のように、放電管１のうち、ピンチシール部形成予定部１４’に形成された蛍光体層２を除去し、電極マウント３を導入する。その際、電極コイル収納部１２の長軸方向に、電極マウント３の電極コイル３１の長手部分が沿うように位置調節を行う。そして、（ｆ）のように、ピンチシール部形成予定部１４’を加熱したのち、（ｇ）のように、ピンチャー４４でプレスして、ピンチシール部１４を形成する。その際、少なくとも一方のピンチシール部１４は排気管１５が挿入された状態で行うようにする。これらの工程を放電管１の両端で行ったのち、排気管１５によって放電管１の内部空間の排気・ガス導入を行い、その排気管１５をチッピングすることにより、（ｈ）のような、熱陰極蛍光ランプを形成することができる。
【００２４】
下記に本発明の放電ランプの実施例の一仕様を示す。
【００２５】
放電管１；ソーダライムガラス、全長＝１４９６ｍｍ、
発光部１１；内径Ａ＝７．０ｍｍ、外径Ａ’＝８．０ｍｍ、
電極コイル収納部１２；長軸内径Ｂ１＝９．０ｍｍ、長軸外径Ｂ１’＝１０．０ｍｍ、短軸内径Ｂ２＝４．０ｍｍ、短軸外径Ｂ２’＝５．０ｍｍ、
境界部１３；長さＬ１＝３．０ｍｍ、角度α＝１５０°、
放電媒体：アルゴンＡｒ＝０．６７ｋＰａ、水銀Ｈｇ、
蛍光体層２；ＲＧＢの３波長蛍光体、
電極コイル３１；タングステン、全長＝７．０ｍｍ、
コイル部３１１；長さ＝５．０ｍｍ、外径＝２．０ｍｍ、エミッタとして（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）Ｏを塗布、
線状部３１２；長さ＝１．０ｍｍ、
インナーリード３２；ニッケル、
封着線３３；ジュメット、
アウターリード３４；銅メッキされた鉄。
【００２６】
上記実施例の熱陰極蛍光ランプと、放電管の断面形状が円形状である熱陰極蛍光ランプ（比較例１）とで比較した結果、実施例のランプは比較例１のランプよりも約１．５倍のランプ寿命であることがわかった。また、放電管の断面形状が楕円形状である熱陰極蛍光ランプ（比較例２）とで比較した結果、実施例のランプは比較例２のランプよりも製造が容易で、かつ低コストで製造可能であることがわかった。
【００２７】
また、熱陰極蛍光ランプでは、通常、バックライトに組み込んだときに、電極コイル収納部１２付近は暗部となってしまうが、実施例のランプでは当該部分が暗部になりにくくなり、輝度ムラが抑制されることがわかった。これは、発光部１１と電極コイル収納部１２との間に形成された境界部１３によって得られた効果と推測される。詳しく説明すると、熱陰極蛍光ランプでは、図４に示したように、点灯中、電極コイル３１の先端付近にはファラデー暗部ＦＤＳ（Faraday dark space）が発生し、ファラデー暗部ＦＤＳの端部から陽光柱ＰＣ（Positive Column）が発生する。つまり、通常は陽光柱ＰＣの範囲が明部、ファラデー暗部ＦＤＳからランプ端部側は暗部となるが、本実施の形態では陽光柱ＰＣからの光ＬＩのような光を境界部１３から電極コイル収納部１２付近の空間に出射することができたため、電極コイル収納部１２付近が暗部になりにくかったと考えられる。このように境界部１３を光取り出し窓として作用させるために、角度αは少なくとも鈍角、好適には１２０°以上であるのが望ましい。ただし、角度αが大きすぎると境界部１２での全反射等によりその効果が低下するため、１７０°以下に設定されるのが望ましい。
【００２８】
また、実施例のランプでは、境界部１３の発光部側１１の端部を、点灯中、放電管１内の電極コイル３１周辺に形成されるファラデー暗部ＦＤＳ内に配置している。具体的には、電極コイル３１先端からの境界部１３及びファラデー暗部ＦＤＳの距離Ｌ１、Ｌ２との関係が、Ｌ１≦Ｌ２を満たしている。これにより、蛍光体層２の劣化や膜厚不均一などによって発光特性が不安定な境界部１３を発光領域から排除できるため、熱陰極蛍光ランプの発光特性を良好に保つことができる。ちなみに、Ｌ１＝Ｌ２を満たすのが最適である。なお、電極コイル収納部１２の形成方法によっては、電極コイル収納部１２と境界部１３の境界が明確に現れない場合があるが、この場合の図４における境界部１３の発光部１１側の端部は、発光部１１の外径Ａ’に対して９８％（９０°回転させた場合では１０２％）の外径となった部分とする。なお、ファラデー暗部ＦＤＳの長さは、一般的には管内径に比例するという特性がある。本実施の形態では、電極コイル収納部１２の短軸内径Ｂ２とほぼ一致することが確認された。すなわち、電極コイル３１先端からファラデー暗部ＦＤＳまでの距離Ｌ２≒Ｂ２であるので、Ｌ１≦Ｂ２となるように境界部１３とファラデー暗部ＦＤＳと電極コイル３１の位置関係を設計している。
【００２９】
したがって、第１の実施の形態では、放電管１が、中央に断面形状が円形状である発光部１１、両端に断面形状が扁平形状である電極コイル収納部１２とを有しており、電極コイル収納部１２の長軸方向には、その長手部分が沿うように電極コイル３１が配置されていることにより、従来よりもターン数を増やした電極コイル３１を用いることができ、もってエミッタの塗布量を増やすことができるため、長寿命な熱陰極蛍光ランプを実現することができる。また、電極コイル収納部１２は、放電管１の両端に形成するのみであるので、その加工には小規模な設備で足りることになる。そのため、安価でかつ容易に製造を行うことができるとともに、製造時間を短縮することができる。
【００３０】
また、発光部１１と電極コイル収納部１２との間に、境界部１３を形成することにより、電極コイル収納部１２付近が暗部となりにくくなるため、熱陰極蛍光ランプをバックライト装置に組み込んだときに、輝度ムラを抑制することができる。
【００３１】
また、境界部１３の発光部１１側の端部を、点灯中、放電管１内の電極コイル３１周辺に形成されるファラデー暗部ＦＤＳ内に配置することにより、境界部１３を無効発光領域に配置することになる。境界部１３は、熱加工による蛍光体の劣化や膜厚不均一などにより、発光部１１の発光特性とは異なる部分であるため、熱陰極蛍光ランプの管軸方向において良好な発光特性を実現することができる。
（第２の実施の形態）
図５は、本発明の熱陰極蛍光ランプの第２の実施の形態を示す全体図、図６は、図５のランプを管軸方向に沿って見た図である。
【００３２】
この実施の形態では、電極コイル収納部１２の断面形状をそれぞれ一対の直線部１２１と曲線部１２２とを有する長丸形状としている。このような形態であっても、第１の実施の形態の熱陰極蛍光ランプと同様の効果を得ることができる。ただし、直線部１２１は内外圧差等によって爆縮が発生しやすい部分であるため、希ガスの圧力、当該部分の肉厚を考慮して、直線部１２１の長さを定めるのがよい。なお、本実施の形態では、直線部１２１の長さＣは、４．６ｍｍとしている。
（第３の実施の形態）
図７は、本発明の熱陰極蛍光ランプの第３の実施の形態を示す全体図、図８は、図７のランプを管軸方向に沿って見た図である。
【００３３】
この実施の形態では、電極コイル収納部１２の断面の中心を発光部１１の断面の中心に対して偏芯させている。このような形態であっても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、このような構造は、例えばバックライトとの関係において、片方は幅に制限があり、もう片方は制限がない場合などには、その要求に適合させることができるため有利であったり、組み立てが容易になったりという利点がある。また、幅が大きい電極コイル収納部１２の部分をバックライトの底部側に向けて配置すると、それらの距離が近接することになるため、点灯中に高温になりやすい電極コイル収納部１２の熱を逃がしやすくなるという利点もある。
（第４の実施の形態）
図９は、本発明の熱陰極蛍光ランプの第４の実施の形態を示す全体図、図１０は、図９のランプを管軸方向に沿って見た図である。
【００３４】
この実施の形態では、放電管１の両端にボタンステム１６が配置されている。このような形態であっても、第１の実施の形態の熱陰極蛍光ランプと同様の効果を得ることができる。また、ボタンステム１６は、電極コイル収納部１２の内周と同じ外周をもち、放電管１と同じ材質からなる基台部分に電極マウント３があらかじめ封着されているようなステムであるので、電極コイル収納部１２とボタンステム１６を加熱溶着するのみで放電管１の気密封着ができるので、製造を容易に行うことができる。
（第５の実施の形態）
図１１は、本発明の熱陰極蛍光ランプの第５の実施の形態を示す全体図、図１２は、図１１のランプを管軸方向に沿って見た図である。
【００３５】
この実施の形態では、放電管１の両端にソケット５を取着している。このソケット５は、容器部５１と端子部５２とで構成されている。容器部５１は、耐熱性に優れたステンレス等の金属または高分子材料からなる有底開口状の容器であり、内壁面とピンチシール部１４との間にセメントまたはシリコーンなどからなる接着剤６を形成することで、放電管１と接続される。端子部５２は、銅などの金属からなる端子であって、容器部５１の底部に形成されており、アウターリード３３と電気的に接続される。その接続は溶接によって行われ、溶接箇所には溶接部５３が形成される。このようなソケット５を熱陰極蛍光ランプに装着することにより、バックライトへの組付けを容易に行うことができる。
【００３６】
なお、電極コイル収納部１２の短軸部分を覆うソケット５の外径Ｄは、発光部１１の外径Ａ’よりも小さいのが望ましい。
【００３７】
また、電極コイル３１を覆う位置、すなわちランプの管軸に対して垂直方向から見たときに、電極コイル３１が見えない位置までソケット５を形成するのが望ましい。バックライト用途の熱陰極蛍光ランプは、電極コイル３１部分が高温となり、他の部材、例えば拡散板や液晶パネルに影響を与えやすいが、ソケット５で電極コイル３１を覆うことにより、ソケット５が電極コイル３１の熱を受け、その熱を端子部等５２等を介して他に逃すことができるためである。なお、常時予熱しながら点灯する場合、本構成はさらに効果的である。
【００３８】
また、本実施の形態では電極コイル３１に近接する電極コイル収納部１２とソケット５との間は大気雰囲気としているが、さらに熱を逃がす目的で、熱伝導性に優れた部材を介在させてもよい。
（第６の実施の形態）
図１３は、第６の実施の形態の装置を示す図である。図１４は、図１３のＹ−Ｙ’の断面を矢印方向から見た図である。
【００３９】
バックライト装置を構成する筐体を構成するフレーム７は、フロントフレーム７１とバックフレーム７２とで構成される。フロントフレーム７１はバックライト装置の蓋体であり、その大部分に開口面を有する。バックフレーム７２は、バックライト装置の箱体であり、底部と側部を有する有底開口状である。その底部には、バネ製を有する金属製の一対の給電端子８が形成されている。
【００４０】
バックフレーム７２の内部には、複数の熱陰極蛍光ランプＬＡが給電端子８に接続されることによって並列配置されている。その接続は、給電端子８に形成されている凹部８１に端子５２が嵌合するように、熱陰極蛍光ランプＬＡを周方向に回転させながら捻じ込むことで行われる。
【００４１】
また、バックフレーム７２の発光面側には、光学部材８が配置されている。光学面材８としては、拡散板、拡散シート、プリズムシート、偏光シートなどを組み合わせて使用することができる。ちなみに、バックフレーム７２の底部から光学部材８までの厚み、いわゆるバックライト内寸は２０ｍｍ程度である。
【００４２】
したがって、本実施の形態では、組み込みが容易で、コンパクトかつ長寿命なバックライト装置を実現できる。
【００４３】
なお、本発明の実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。
【００４４】
電極コイル収納部１２の肉厚を、発光部１１の放電管１の肉厚よりも薄くすることで、電極コイル収納部１２の長軸の寸法を大きくしても良い。例えば、電極コイル収納部１２の形成予定部を加熱しながら膨らまして肉薄にした後、扁平形状に成形することによって、実施形態１の電極コイル収納部１２に対して、電極コイル収納部１２の肉厚を０．４ｍｍ、断面の長軸外径を１２．５ｍｍ、短軸外径を５ｍｍとすることができ、同じ素管から形成しても長軸が大きな電極コイル収納部１２を形成することが可能である。これにより、さらにターン数の多い電極コイル３１を使用でき、その分エミッタの塗布量も増えるため、上述の実施形態よりもさらに長寿命を達成できる。
【００４５】
また、図１５に示したように、電極コイル収納部１２の長軸部分の肉厚Ｅ１を、短軸部分の肉厚Ｅ２よりも大きくしてもよい。本発明の熱陰極蛍光ランプでは、電極コイル収納部１２の長軸部分が最も突出しているため、衝撃を受けやすいが、長軸部分の肉厚Ｅ１を厚くすることにより、その衝撃による割れを抑制することができる。
【００４６】
また、電極コイル収納部１２は、長軸と短軸の関係により、応力が集中する箇所が変化し、割れやすい箇所が変化する。その箇所は、長軸内径Ｂ１、短軸内径Ｂ２及び希ガスの圧力により決定されるため、肉厚を設計する際には、それらの関係を考慮して行うとさらに望ましい。
【００４７】
放電管１の封止形態はピンチシール方式、ボタンシール方式に限らず、フレアシール方式であってもよい。
【００４８】
図１６に示したように、電極コイル３１の全長よりもコイル部３１１の直径のほうが大きい電極コイル３１を使用してもよい。このような電極コイルは、例えば、４重コイルや５重コイル等、強固線で構成されるコイル線を使用することで実現できる。なお、この電極コイル３１の場合には、コイル部３１１の直径部分が電極コイル収納部１２の長軸方向に沿うように配置すれば本発明と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
また、図１７に示したように、コイル部３１１の少なくとも一部を、境界部１３内に配置してもよい。これにより、電極コイル３１が電極コイル収納部１２と境界部１３の境界Ｚ−Ｚ’に近接することになり、ランプ全長を短くすることができる。
【００５０】
図１８に示したように、ソケット５の端子５２が凹状の端子であってもよい。これにより、バックフレーム７２の底部に構成される給電端子８は反対に凸部８１を持つことになるため、熱陰極蛍光ランプＬＡを回転させることなく、給電端子８に接続することができる。つまり、本方式は、ランプを回転させることができない、Ｕ字管、Ｌ字管、Ｗ字管等の形状のランプの場合に特に有効である。
【００５１】
図１９に示したように、バックライト装置において、電極コイル収納部１２の長軸方向がバックフレーム１２の底部及び光学面材８と直交するように配置してもよい。これにより、電極コイル３１の熱が光学面材８に伝わりにくくなり、光学部材８の劣化を防止することができる。
【００５２】
また、バックライト装置において熱陰極蛍光ランプＨＣＦＬの配列は並列配列でなくともよく、バックライト全体が均一な輝度で発光する配置であれば、まばらに配置したり、異形のランプを組み合わせて配置したりしてもよい。
【００５３】
さらに上記以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限り、様々に変形することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の熱陰極蛍光ランプの第１の実施の形態を示す全体図。
【図２】図１のランプを管軸方向に沿って見た図。
【図３】本発明の熱陰極蛍光ランプの一製造方法について説明するための図。
【図４】電極コイル付近の構造について説明するための図。
【図５】本発明の熱陰極蛍光ランプの第２の実施の形態を示す全体図。
【図６】図５のランプを管軸方向に沿って見た図。
【図７】本発明の熱陰極蛍光ランプの第３の実施の形態を示す全体図。
【図８】図７のランプを管軸方向に沿って見た図。
【図９】本発明の熱陰極蛍光ランプの第４の実施の形態を示す全体図。
【図１０】図９のランプを管軸方向に沿って見た図。
【図１１】本発明の熱陰極蛍光ランプの第５の実施の形態を示す全体図。
【図１２】図１１のランプを管軸方向に沿って見た図。
【図１３】第６の実施の形態の装置を示す図。
【図１４】図１３のＹ−Ｙ’の断面を矢印方向から見た図。
【図１５】本発明の第１の変形例について説明するための図。
【図１６】本発明の第２の変形例について説明するための図。
【図１７】本発明の第３の変形例について説明するための図。
【図１８】本発明の第４の変形例について説明するための図。
【図１９】本発明の第５の変形例について説明するための図。
【符号の説明】
【００５５】
１ 放電管
１１ 発光部
１２ 電極コイル収納部
１３ 境界部
１４ ピンチシール部
１５ 排気管
１６ ボタンステム部
２ 蛍光体層
３ 電極マウント
３１ 電極コイル
３１１ コイル部
３１２ 線状部
３２ インナーリード
３３ 封着線
３４ アウターリード
５ ソケット
５１ 容器部
５２ 端子
７ 筐体
８ 給電端子
９ 光学面材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電管と、前記放電管に封入された放電媒体と、前記放電管の内壁面に形成された蛍光体層と、熱電子放射物質が塗布され、前記放電管の両端に配置された電極コイルと、を具備する熱陰極蛍光ランプにおいて、
前記放電管は、断面形状が円形状である発光部と、その両端に断面形状が扁平形状である電極コイル収納部とを有し、
前記電極コイル収納部の長軸方向には、その長手部分が沿うように前記電極コイルが配置されていることを特徴とする熱陰極蛍光ランプ。
【請求項２】
前記発光部と前記電極コイル収納部との間には、境界部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱陰極蛍光ランプ。
【請求項３】
前記境界部の前記発光部側の端部は、点灯中、前記放電管内の前記電極コイル周辺に形成されるファラデー暗部内に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱陰極蛍光ランプ。
【請求項４】
放電管と、前記放電管に封入された放電媒体と、前記放電管の内壁面に形成された蛍光体層と、熱電子放射物質が塗布され、前記放電管の両端部に配置された電極コイルと、を具備する熱陰極蛍光ランプにおいて、
前記放電管の加工前の状態である素管内面に前記蛍光体層を塗布形成後、前記素管の両端を加工して、断面形状が円形状である発光部、その両端に断面形状が扁平形状である電極コイル収納部を有する前記放電管を形成し、
前記電極コイル収納部の長軸方向に、その長手部分が沿うように前記電極コイルを配置したのち、その両端を気密に封着することを特徴とする熱陰極蛍光ランプ。
【請求項５】
前記電極コイルを覆うように、前記放電管の両端にソケットが配置されていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに熱陰極蛍光ランプ。
【請求項６】
筐体と、
前記筐体内に並列配置された請求項１ないし５の何れかに記載の熱陰極蛍光ランプと、
前記筐体の発光面側に配置された光学部材とを具備することを特徴とするバックライト装置。
【請求項１】
放電管と、前記放電管に封入された放電媒体と、前記放電管の内壁面に形成された蛍光体層と、熱電子放射物質が塗布され、前記放電管の両端に配置された電極コイルと、を具備する熱陰極蛍光ランプにおいて、
前記放電管は、断面形状が円形状である発光部と、その両端に断面形状が扁平形状である電極コイル収納部とを有し、
前記電極コイル収納部の長軸方向には、その長手部分が沿うように前記電極コイルが配置されていることを特徴とする熱陰極蛍光ランプ。
【請求項２】
前記発光部と前記電極コイル収納部との間には、境界部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱陰極蛍光ランプ。
【請求項３】
前記境界部の前記発光部側の端部は、点灯中、前記放電管内の前記電極コイル周辺に形成されるファラデー暗部内に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱陰極蛍光ランプ。
【請求項４】
放電管と、前記放電管に封入された放電媒体と、前記放電管の内壁面に形成された蛍光体層と、熱電子放射物質が塗布され、前記放電管の両端部に配置された電極コイルと、を具備する熱陰極蛍光ランプにおいて、
前記放電管の加工前の状態である素管内面に前記蛍光体層を塗布形成後、前記素管の両端を加工して、断面形状が円形状である発光部、その両端に断面形状が扁平形状である電極コイル収納部を有する前記放電管を形成し、
前記電極コイル収納部の長軸方向に、その長手部分が沿うように前記電極コイルを配置したのち、その両端を気密に封着することを特徴とする熱陰極蛍光ランプ。
【請求項５】
前記電極コイルを覆うように、前記放電管の両端にソケットが配置されていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに熱陰極蛍光ランプ。
【請求項６】
筐体と、
前記筐体内に並列配置された請求項１ないし５の何れかに記載の熱陰極蛍光ランプと、
前記筐体の発光面側に配置された光学部材とを具備することを特徴とするバックライト装置。
【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１７】
【図１８】
【図１９】
【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１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００９−１５８３６４（Ｐ２００９−１５８３６４Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３６８９７（Ｐ２００７−３３６８９７）
【出願日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
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