電極構造体、放電管、照明装置、バックライトユニットおよび画像表示装置
【課題】ガラス部材におけるリード線の封着部分の強度を向上させることを目的とする。また、移動等の際、内部に備える放電管が破損するのを防止することを目的とする。
【解決手段】電極101と、一端部が電極101に接続されたリード線102と、リード線102の少なくとも一部を覆うように形成されたガラス部材103とを有する電極構造体100であって、ガラス部材103は、熱膨張係数が90×10−7[K−1]以上100×10−7[K−1]以下の範囲内であり、酸化物換算で、アルカリ金属酸化物の含有率が6[wt%]以上28[wt%]以下の範囲内であって、リード線102の炭素含有量が0.015[wt%]以下である。
【解決手段】電極101と、一端部が電極101に接続されたリード線102と、リード線102の少なくとも一部を覆うように形成されたガラス部材103とを有する電極構造体100であって、ガラス部材103は、熱膨張係数が90×10−7[K−1]以上100×10−7[K−1]以下の範囲内であり、酸化物換算で、アルカリ金属酸化物の含有率が6[wt%]以上28[wt%]以下の範囲内であって、リード線102の炭素含有量が0.015[wt%]以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電極構造体、放電管、照明装置、バックライトユニットおよび画像表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の電極構造体として例えば蛍光ランプ起動用の点灯管(グロースタータ)には、近年、環境保護の観点から、鉛を実質的に含まないガラス(いわゆる鉛フリーガラス)をステム用ガラスに用いることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特表平11−514794号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、発明者らの検討により、ステム用ガラス(ガラス部材)に鉛フリーガラスを用いた場合、リード線を覆う部分(封着部分)周辺において、発泡が生じていることがわかった。そして、この発泡が微小なクラックの原因となり、封着部分の強度が弱くなることがわかった。
【0005】
そこで、本発明に係る電極構造体および放電管は、ガラス部材におけるリード線の封着部分の強度を向上させることを目的とする。
【0006】
また、本発明に係るバックライトユニット、照明装置および画像表示装置は、移動等の際、内部に備える放電管が破損するのを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するために、本発明に係る電極構造体は、電極と、一端部が前記電極に接続されたリード線と、前記リード線の少なくとも一部を覆うように形成されたガラス部材とを有する電極構造体であって、前記ガラス部材は、熱膨張係数が90×10−7[K−1]以上100×10−7[K−1]以下の範囲内であり、酸化物換算で、アルカリ金属酸化物の含有率が6[wt%]以上28[wt%]以下の範囲内であって、前記リード線の炭素含有量が0.015[wt%]以下であることを特徴とする。
【0008】
また、本発明に係る電極構造体は、前記ガラス部材は、酸化物換算で、酸化ナトリウムの含有率が3[wt%]以上12[wt%]以下の範囲内であり、酸化カリウムの含有率が3[wt%]以上11[wt%]以下の範囲内であることが好ましい。
【0009】
また、本発明に係る電極構造体は、前記リード線における少なくとも前記ガラス部材に覆われている部分の表面には、酸化膜が形成されていることが好ましい。
【0010】
さらに、前記酸化膜には、FeOが含まれていることが好ましい。
【0011】
また、本発明に係る電極構造体は、前記リード線は、鉄とニッケルとの合金からなることが好ましい。
【0012】
また、本発明に係る電極構造体は、前記ガラス部材には、間隔を開けて一対の前記リード線が封着され、一方の前記リード線の一端部には、熱応動素子からなる電極が接続されていることが好ましい。
【0013】
さらに、本発明に係る電極構造体は、前記一対のリード線の前記ガラス部材側の根元の間隔は、3[mm]以上6[mm]以下の範囲内であることが好ましい。
【0014】
また、本発明に係る電極構造体は、前記電極は、有底筒状であって、前記電極の外側底面と前記リード線の一端面とが接続されていることが好ましい。
【0015】
本発明に係る放電管は、ガラスバルブと、前記電極構造体とを備えることを特徴とする。
【0016】
本発明に係る放電管は、ガラスバルブと、前記電極構造体とを備え、前記ガラスバルブの内部空間には、5[mol%]以上のHeガスが封入されていることを特徴とする。
【0017】
本発明に係る放電管は、ガラスバルブと、前記ガラスバルブの少なくとも一方の端部に設けられた電極構造体とを備えることを特徴とする。
【0018】
本発明に係る照明装置は、前記放電管を備えることを特徴とする。
【0019】
本発明に係るバックライトユニットは、前記放電管を備えることを特徴とする。
【0020】
本発明に係る画像表示装置は、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】
【0021】
本発明に係る電極構造体および放電管は、ガラス部材におけるリード線の封着部分の強度を向上させることができる。
【0022】
また、本発明に係る照明装置、バックライトユニットおよび画像表示装置は、移動等の際、内部に備える放電管が破損するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る電極構造体100の正面図
【図2】(a)フレア加工工程の概念図、(b)ガラス部材封着工程の概念図、(c)電極接続工程の概念図
【図3】本発明の第2の実施形態に係る放電管の一部切欠正面図
【図4】実験試料ごとのパルス電圧の最大値、平均値および最小値を示す図
【図5】実験試料ごとの点灯初期と点灯回数経過時のパルス電圧の最大値、平均値および最小値を示す図
【図6】放電ガス中のヘリウムの割合[mol%]によるグロー電流の変化を示す図
【図7】本発明の第3の実施形態に係る電極構造体の長手方向の中心軸を含む断面図
【図8】本発明の第4の実施形態に係る放電管の管軸を含む断面図
【図9】本発明の第5の実施形態に係る放電管の管軸を含む断面図
【図10】本発明の第6の実施形態に係る電極構造体の正面図
【図11】同じく電極構造体の変形例の正面図
【図12】本発明の第7の実施形態に係る放電管の管軸を含む断面図
【図13】同じく放電管の変形例の管軸を含む断面図
【図14】本発明の第8の実施形態に係る照明装置の分解斜視図
【図15】本発明の第9の実施形態に係る照明装置の一部切欠斜視図
【図16】(a)本発明の第10の実施形態に係る照明装置の正面図、(b)図16(a)のA−A´線で切った断面図
【図17】本発明の第11の実施形態に係る画像表示装置の斜視図
【発明を実施するための形態】
【0024】
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る電極構造体の正面図を図1に示す。本発明の第1の実施形態に係る電極構造体(以下、「電極構造体100」という)は、放電管用のステムである。電極構造体100は、電極101と、一端部が電極101に接続されたリード線102と、リード線102の少なくとも一部を覆うように形成されたガラス部材103とを有する。
【0025】
電極101は、熱応動素子からなる可動極である。電極101は、長さが8[mm]、幅が2「mm]、厚さが0.2[mm]のバイメタル(高膨張側組成:鉄が70[wt%]、ニッケルが25[wt%]、マンガンが5[wt%]、低膨張側組成:鉄が64[wt%]、ニッケルが36[wt%])からなる。なお、バイメタルは、後述する固定極側リード線102b側が低膨張側組成で構成されている。
【0026】
リード線102は、炭素含有量が0.015[wt%]以下である。リード線102は、一端部が電極と接続される可動極側リード線102aと、固定極の役割を果たす固定極側リード線102bとからなる。可動極側リード線102aは、電極101に接続されるため、電極101の長さだけ固定極側リード線102bよりも短くなっている。なお、リード線102の材料は、特に限定されるものではなく、鉄とニッケルとの合金、または鉄とクロムとの合金、または鉄とニッケルとクロムとの合金、またはマンガンとニッケルとの合金、またはニッケル、または鉄、またはニッケルメッキ例えばマンガン・ニッケル合金等を用いることができる。特に、リード線102は、鉄とニッケルとの合金からなることが好ましい。この場合、軟質ガラスとの熱膨張係数が近似しているため気密性を保つことに適している。この場合、例えば、ニッケルが50[wt%]、炭素が0.002[wt%]および残部が鉄の合金である。なお、リード線102の炭素含有量は、リード線102をるつぼに投入し、るつぼ内に密閉状態で加熱してリード線102内の炭素を一酸化炭素または二酸化炭素の状態に変化させ、るつぼに接続された炭素・硫黄分析装置(堀場製作所製EMIA−920V)により測定することができる。
【0027】
ガラス部材103は、フレアステムであって、具体的には、熱膨張係数が90×10−7[K−1]以上100×10−7[K−1]以下の範囲内であり、酸化物換算で、アルカリ金属酸化物の含有率が6[wt%]以上28[wt%]以下の範囲内である。ガラス部材103には、例えば表1に示すようなガラス等を用いることができる。
【0028】
【表1】
【0029】
ガラス部材103は、表1に示すガラスAおよびBに限られず、熱膨張係数が90×10−7[K−1]以上100×10−7[K−1]以下の範囲内であり、酸化物換算で、アルカリ金属酸化物の含有率が6[wt%]以上28[wt%]以下の範囲内にあるものであればよい。
なお、ガラス部材103における電極101と反対側には、ガラス製の細管104が接続されている。細管104は、電極構造体100がガラスバルブ(図示せず)に封着された後に、ガラスバルブの内部空間の排気等を行うためのものである。ガラス部材103と実質的に同じ材料からなり、その内部がガラス部材103の電極101側と通気可能なように接続されている。
【0030】
なお、ガラス部材103は、酸化物換算で、酸化ナトリウムの含有率が3[wt%]以上12[wt%]以下の範囲内であり、酸化カリウムの含有率が3[wt%]以上11[wt%]以下の範囲内であることが好ましい。この場合、ガラスの粘性を著しく下げ溶融加工性を向上させることができる。
【0031】
なお、固定極側リード線102bにおけるガラス部材に封着されていない部分にランタン化合物が付着されていてもよい。この場合、電極構造体100をグロースタータに用いた際、動作電圧を下げる効果があり、これにより定格入力電圧(100V,200V等)に合わせた最適な動作電圧に設定することができる。さらに、ランタン化合物は、0.1[mg]以上100[mg]以下の範囲内で付着されていることが好ましい。この場合、ランタン化合物、ランタンの活性化を行いやすくすることができる。また、電子放出物質であるランタン化合物の代わりに、金属バリウムや亜鉛メッキを電極に施してもよい。この場合、動作電圧を制御しやすくすることができる。
【0032】
なお、リード線102における少なくともガラス部材103に封着されている部分の表面には、酸化膜(図示せず)が形成されていることが好ましい。この場合、リード線102とガラス部材103との封着性を向上させることができる。さらに、酸化膜には、FeOが含まれていることが好ましい。この場合、さらにリード線102とガラス部材103との封着性を向上させることができる。
【0033】
また、一対のリード線102のガラス部材103側の根元の間隔は、3[mm]以上6
[mm]以下の範囲内であることが好ましい。この場合、リード線102間の絶縁性を適度に保ちつつ、電極102であるバイメタルと固定極側リード線102bとの接離を行いやすくすることができる。
【0034】
リード線102のガラス部材103に封着されている側の端部は、外部リード線105に接続されている。外部リード線105は、例えばジュメット線である。
【0035】
なお、本実施形態では、電極101を可動極とし、電極が接続されていない方のリード線を固定極とし、可動極と固定極とを有する構成としたが、両方のリード線に電極101が接続された、可動極のみの構成としてもよい。
【0036】
(実験1)
発明者らは、ガラス部材におけるリード線を覆う部分に発泡が生じているか否かを目視により確認する実験を行った。実験には、以下の8種類の試料を用いた。まず、電極構造体100と実質的に同じ構成であって、リード線に炭素量が0.002[wt%]の鉄とニッケルとの合金を用い、かつガラス部材にガラスAを用いたものを実施例1とした。次に、ガラス部材にガラスBを用いた点を除いては実施例1と実質的に同じ構成のものを実施例2とした。また、リード線の表面に酸化膜を形成した点を除いては実施例1と実質的に同じ構成のものを実施例3とした。また、リード線にニッケルとマンガンとの合金を用いた点を除いては実施例1と実質的に同じ構成のものを実施例4とした。さらに、リード線の炭素量が0.015[wt%]である点を除いては実施例1と実質的に同じ構成のものを実施例5とした。また、リード線にニッケルとマンガンとの合金を用いた点を除いては実施例5と実質的に同じ構成のものを実施例6とした。なお、比較用に、リード線の炭素量が0.07[wt%]である点を除いては実施例1と実質的に同じ構成のものを比較例1とした。また、リード線にニッケルとマンガンとの合金を用いた点を除いては比較例1と実質的に同じ構成のものを比較例2とした。
【0037】
実験では、目視により発泡が生じていないものを○と評価し、発泡が生じているものを×と評価した。実験結果を表2に示す。
【0038】
【表2】
【0039】
表2に示すように、実施例1〜6については、ガラス部材におけるリード線を覆う部分に発泡は生じていない。これは、リード線の炭素含有量が0.015[wt%]以下であるために、リード線にガラス部材を被覆する際、リード線中からの炭素化合物の発泡を抑制することができるためである。
【0040】
一方、比較例1については、ガラス部材におけるリード線を覆う部分に発泡が生じている。これは、リード線の炭素含有量が0.015[wt%]よりも多く、リード線にガラス部材を被覆する際、リード線中から炭素化合物が発泡し、ガラス部材の中で気泡となってしまうためである。
【0041】
よって、リード線の炭素含有量が0.015[wt%]以下とすることで、ガラス部材におけるリード線を覆う部分(封着部分)の発泡を抑制することができ、微小なクラックの発生を抑制することにより、封着部分の強度を向上させることができる。
【0042】
以下、電極構造体100の製造方法について説明する。電極構造体100の製造方法は、ガラス部材をフレア形状に加工するフレア加工工程と、リード線の少なくとも一部にガラス部材を封着するガラス部材封着工程と、リード線に電極を接続する電極接続工程とを有する。
1.フレア加工工程
まず図2(a)に示すように、管状のガラス部材(図示せず)の端部をバーナーで炙りながら、裾を広げ、カットオフして、フレア形状のガラス部材103を作成する。その際、バーナーの混合ガス内に亜硫酸ガスを混合することが好ましい。この場合、ガラス部材103内のアルカリ金属やアルカリ土類金属と亜硫酸とを置換して、ガラス表面をシリカリッチにすることでガラス部材103の強度を向上させることができる。
2.ガラス部材封着工程
続いて、図2(b)に示すように、フレア加工工程で準備したガラス部材103の中空部にリード線102と細管104とを挿入し、バーナーにより溶着し、封着部をピンチした後に細管の開口部からエアを流入することで、封着部のガラスが吹き破られ通気孔106を形成する。
【0043】
なお、リード線102は、事前に外部リード線105と溶接等により接続されている。リード線102には外部リード線105との接続前に水蒸気雰囲気で焼成された酸化膜処理をしてもよく、外部リード線105との接続後にバーナーや大気中で通電し酸化膜を形成してもよい。また、口金(図示せず)との半田濡れ性を良好にするために外部リード線105のリード線102とは反対側の端部に銅被覆鉄線(図示せず)を接続してもよい。3.電極接続工程
そして、図2(c)に示すように、電極接続工程では、可動極側リード線102aのガラス部材103側とは反対側の端部に電極101を例えばスポット溶接等により接続する。そして、電極101の先端を固定極側リード線102b側にくの字に折曲げて、電極101間距離を0.1[mm]〜10[mm]に設定する。
【0044】
なお、固定極側リード線102bにランタン化合物を付着させる場合には、例えば電極101を可動極側リード線102aに接続させる前にディップにより付着させることができる。
【0045】
以上の工程を経ることにより、電極構造体100が完成される。
【0046】
上記のとおり、本発明の第1の実施形態に係る電極構造体100の構成によれば、ガラス部材103におけるリード線102の封着部分の微小クラックを抑制することで、封着部分の強度を向上させることができる。
【0047】
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係る放電管の一部切欠正面図を図3に示す。本発明の第2の実施形態に係る放電管(以下、「放電管200」という)は、グロースタータであって、電極構造体100を備えている。放電管200は、具体的には、ガラスバルブ201と、ガラスバルブ201の一端部に封着された電極構造体100とを有する。
【0048】
ガラスバルブ201は、例えば鉛フリーガラスやソーダガラス等の軟質ガラス製であって、内径が14.9[mm]、外径が16.5[mm]、長さが27[mm]である。ガラスバルブ201の内部には、放電ガス(図示せず)が封入されている。放電ガスは、例えばアルゴンが85[mol%]、ヘリウムが15[mol%]の混合ガスであって、ガス圧が2.67[kPa]で封入されている。なお、放電ガスは、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトンおよびキセノンから選ばれる1種のガス、またはこれらの混合ガスで
あればよい。特に、放電ガスは、アルゴンガス、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスが好ましい。この場合、放電開始電圧を下げると共に電極101であるバイメタルを湾曲させる適度なグロー放電熱を得ることができる。また、ガラスバルブ201内のガス圧は、数[kPa]〜数100[kPa]、より好ましくは1[kPa]〜10[kPa]とすればよい。なお、ガラスバルブ201の材料は、ガラス部材103と実質的に同じ材料、または熱膨張係数が近似している材料を用いることが好ましい。
【0049】
なお、ガラスバルブ201の内部に、アルミン酸バリウムや金属バリウムやチタンまたはジルコニウム等を設けてもよい。この場合、放電管200の動作耐久性を向上することができる。ガラスバルブ201における電極構造体100が封着されている側には、口金202が取り付けられている。
【0050】
口金202は、シェル部202aとシェル部の端部に設けられたアイレット部202bとからなり、電極構造体100の一方の外部リード線(図示せず)がシェル部202aに接続され、他方の外部リード線(図示せず)がアイレット部に接続されている。
【0051】
ここで、放電管200を使用して蛍光ランプ(図示せず)を点灯させる際の放電管200の動作について説明する。放電管200の電極101および固定極側リード線102bに所定の電圧が印加されると、電極101と固定極側リード線102bとの間にグロー放電が生じる。このグロー放電の熱によって、電極101が変形して、固定極側リード線102bに接触する。これにより、短絡電流が流れて蛍光ランプのフィラメント電極(不図示)が予熱される。電極101と固定極側リード線102bとが接触すると、短絡電流が流れ、グロー放電が停止する。グロー放電が停止すると、電極101は次第に冷却されるので、元の形状に変形、即ち電極101が可動して、固定極側リード線102bから離れ、短絡電流も停止する。その際にパルス電圧が生じて、蛍光ランプ内に放電が生じ、蛍光ランプが点灯する。
【0052】
以下、放電管200の製造方法について説明する。放電管200の製造方法は、ガラスバルブの一端部に電極構造体を封着する電極構造体封着工程と、ガラスバルブの内部を排気し、放電ガスを封入する排気・封入工程と、リード線または外部リード線に口金を接続する口金接続工程とを有する。
【0053】
(実験1)
発明者らは、ガラス部材におけるリード線を封着する部分に発泡が生じているか否かがパルス電圧に影響することを確認する実験を行った。実験に用いた試料は、本発明の第1の実施形態において実験に用いた試料と実質的に同じものをそれぞれガラスバルブに封着し、ヘリウムを15[mol%]、残部をアルゴンとした放電ガスを、ガス圧2.67[kPa]で封入したものを用いた。
【0054】
実験では、JIS C 7603(蛍光ランプ用グロースタータ)で定められる測定方法で、30[W]の蛍光ランプに接続した状態でパルス電圧を測定し、実験試料を25[s]間動作させた時のピーク電圧をパルス電圧として、実施例1、2、3、4、5、および6、ならびに比較例1および2をそれぞれ20[個]測定し、それぞれの最小値、最大値および平均値を求めた。実験結果を図4に示す。
【0055】
図4に示すように、実施例1〜6は、パルス電圧の最小値が800[V]以上である。
【0056】
一方、比較例1および2は、パルス電圧の平均値が800[V]付近にあり、最小値については、800[V]を大きく下回り500[V]にまで達している。これは、比較例1は、ガラス部材103とリード線102との界面に微小クラックが発生しているために
、その微小クラックが起点となり微小放電が起こりパルス電圧の低下を招いたものと考えられる。
【0057】
よって、リード線の炭素量が0.015[wt%]以下であることで、点灯初期でのパルス電圧を800[V]以上にすることができる。
【0058】
さらに、ガラスバルブ201の内部空間には、5[mol%]以上のヘリウムが封入されていることが好ましい。この場合、パルス電圧を維持することができる。
【0059】
(実験2)
発明者らは、パルス電圧を維持することができるかどうかを確認するために、JIS C 7603(蛍光ランプ用グロースタータ)で定められる測定方法で、点滅動作耐久性試験を行った。
【0060】
実験には、以下の4種類の試料を用いた。まず、ヘリウムを5[mol%]、残部をアルゴンとした放電ガスを有する点を除いては、実施例1と実質的に同じ構成のものを実施例7とした。また、ヘリウムを10[mol%]、残部をアルゴンとした放電ガスを有する点を除いては、実施例1と実質的に同じ構成のものを実施例8とした。さらに、ヘリウムを15[mol%]、残部をアルゴンとした放電ガスを有する点を除いては、実施例1と実質的に同じ構成のものを実施例9とした。なお、アルゴンを100[mol%]とした放電ガスを有する点を除いては、実施例1と実質的に同じ構成のものを比較例3とした。
【0061】
点滅動作耐久性試験は、試験回路において、30[秒間]オンの状態にし、続いて30秒間オフの状態にすることを繰り返すオンオフを6000[回]繰り返した。その試験前後のパルス電圧は前述のパルス電圧測定で、各試料について20[個]測定し、最小値、最大値および平均値を求めた。また、実験試料7については、オンオフを18000回繰り返した時についてもパルス電圧を各試料について20[個]測定し、それぞれの最小値、最大値および平均値を求めた。なお、対比用に、初回点灯時についても、パルス電圧を各試料について20[個]測定し、それぞれの最小値、最大値および平均値を求めた。実験結果を図5に示す。
【0062】
図5に示すように、実施例7〜9と比べて比較例3は、オンオフを6000[回]繰り返した場合に、600[V]付近までパルス電圧が大幅に低下していることがわかる。すなわち、ガラスバルブの内部空間には、5[mol%]以上のヘリウムが封入されていることで、パルス電圧を維持することができる。
【0063】
また、実施例8および9については、オンオフを6000[回]を繰り返した場合に、パルス電圧を800[V]以上に維持することができる。すなわち、ガラスバルブの内部空間には、10[mol%]以上のヘリウムが封入されていることで、パルス電圧をさらに維持することができる。
【0064】
なお、ガラスバルブの内部空間には、40[mol%]以下のヘリウムが封入されていることが好ましい。この場合、図6に示す放電ガス中のヘリウムの割合[mol%]によるグロー電流の変化からわかるように、ヘリウムの封入比率を増加させると電極101であるバイメタルの湾曲に影響を与えるグロー電流が低下していくが、グロー電流を30[mA]以上に設定することで蛍光ランプの点灯所要時間を7[s]以下にすることができる。
【0065】
以下、放電管200の製造方法について説明する。
【0066】
放電管200の製造方法は、ガラスバルブに電極構造体を封着させる電極構造体封着工程と、ガラスバルブの内部を排気して放電ガスを封入する排気・封止工程と、口金を接続する口金接続工程とを有する。
1.電極構造体封着工程
まず、ガラスバルブの一端部の開口部から電極構造体を挿入し、ガラスバルブをバーナー等で加熱して溶融させることで、電極構造体100のガラス部材103と溶着させる。2.排気・封止工程
続いて、細管105から真空引きによりガラスバルブの内部を真空状態にした後、アルゴンとヘリウム等の混合ガスを封入し、バーナー等により細管105のガラス部材103とは反対側をチップオフする。これにより、細管残部203が形成される。
【0067】
放電ガスは、放電に適した気体であれば特に限定されないが、一般的にはヘリウム、ネオン、アルゴンおよびキセノンから選ばれる1種のガス、またはこれらの混合ガス等を用いればよい。特に、アルゴンガス、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスが好適に用いられる。
【0068】
放電ガスの封入量は、放電を開始でき持続できれば特に限定されないが、容器内部8のガス圧を数[kPa]〜数100[kPa]、より好ましくは1[kPa]〜10[kPa]とすればよい。
3.口金接続工程
口金接続工程では、ガラスバルブと口金とを接着剤で接着し、外部リード線と口金とを例えば半田で接続する。
【0069】
なお、口金と半田付けされた放電管200を、エージング工程で電界を加えてやることでランタンが活性化され、動作電圧が80[V]の放電管200が完成する。
【0070】
上記のとおり、本発明の第1の実施形態に係る放電管200の構成によれば、ガラス部材103におけるリード線102の封着部分の微小クラックを抑制することで、封着部分の強度を向上させることができ、さらにパルス電圧の低下を抑制することができる。
【0071】
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態に係る電極構造体の長手方向の中心軸X300を含む断面図を図7に示す。本発明の第3の実施形態に係る電極構造体300(以下、「電極構造体300」という)は、電極301と、一端部が電極301に接続されたリード線302と、リード線302の少なくとも一部を覆うように形成されたガラス部材303とを有する。
【0072】
電極301は、例えば有底筒状であって、内径が2.3[mm]、外径が2.7[mm]、底部の肉厚が0.2[mm]、全長が10[mm]であって、ニッケル(Ni)製である。電極の材料は、ニッケルに限らず、ニオビウム(Nb)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)およびタングステン(W)のいずれか一種またはいずれか一種以上の合金を用いることができる。電極301は、その外側底面の略中央部においてリード線302の一端面と接続されている。なお、電極301とリード線302とは、直接接続されていてもよいし、例えばニッケル箔やコバール箔からなるろう材を介して接続されていてもよい。また、接続方法としては、レーザー溶接や抵抗溶接等を用いることができる。
【0073】
リード線302は、例えば、電極301の外側底面と一端面が接続され、側面の一部においてガラス部材303に覆われている。リード線302は、線径が0.8[mm]であって、リード線102と実質的に同じ材料である。
【0074】
リード線302の他端部には、外部リード線304が接続されている。外部リード線304は、線径が0.6[mm]であって、ニッケル製である。外部リード線304の材料は、ニッケルに限られず、例えばニッケル、ニッケルとマンガンとの合金、またはジュメット線でもよい。なお、外部リード線304の表面は、外部リード線304の酸化防止のために、半田で覆われていてもよい。
【0075】
ガラス部材303は、略球形状のガラスビードであって、その略中心軸に沿ってリード線302を封着している点を除いては、ガラス部材103と実質的に同じ構成のものである。
【0076】
上記のとおり、本発明の第3の実施形態に係る電極構造体300の構成によれば、ガラス部材303におけるリード線302の封着部分の微小クラックを抑制することで、封着部分の強度を向上させることができる。
【0077】
(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態に係る放電管の管軸X400を含む断面図を図8に示す。本発明の第4の実施形態に係る放電管400(以下、「ランプ400」)は、冷陰極蛍光ランプであって、ガラスバルブ401と、ガラスバルブ401の少なくとも一方の端部に設けられた電極構造体300とを備える。
【0078】
ガラスバルブ401は、直管状であり、その管軸に対して垂直に切った断面が略円環形状である。このガラスバルブ401は、例えば外径が4[mm]、内径が3[mm]、全長が1000[mm]であって、その材料は例えば鉛フリーガラスやソーダガラス等の軟質ガラスである。以下に示すランプ400の寸法は、外径が4[mm]、内径が3[mm]のガラスバルブ401の寸法に対応する値である。ガラスバルブ401の内部には、水銀と希ガスが封入されている。水銀は、例えば10[mg]の水銀が封入されている。希ガスは、例えばネオンとアルゴンがAr:10[mol%]、Ne:90[mol%]のモル比の混合ガスが40[Torr]の圧力で封入されている。なお、ガラスバルブ401の材料は、ガラス部材103と実質的に同じ材料、または熱膨張係数が近似している材料を用いることが好ましい。
【0079】
また、ガラスバルブ401の内面には蛍光体層402が形成されている。蛍光体層402に用いる蛍光体粒子は、例えば、赤色蛍光体粒子(Y2O3:Eu3+)、緑色蛍光体粒子(LaPO4:Ce3+,Tb3+)および青色蛍光体粒子(BaMg2Al16O27:Eu2+)からなる蛍光体で形成されている。
【0080】
また、ガラスバルブ401の内面と蛍光体層402との間には例えば酸化イットリウム(Y2O3)、酸化ケイ素(SiO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化チタン(TiO2)等の金属酸化物の保護膜(図示せず)を設けてもよい。これにより、ガラスバルブ401のナトリウム成分と水銀との反応を抑制することで、輝度維持率を向上させることができる。
【0081】
電極構造体300は、本発明の第3の実施形態に係る電極構造体300と実質的に同じものであり、ガラスバルブ401の両端部に封着されている。
【0082】
上記のとおり、本発明の第4の実施形態に係る放電管400の構成によれば、ガラス部材303におけるリード線302の封着部分の微小クラックを抑制することで、封着部分の強度を向上させることができる。
【0083】
(第5の実施形態)
本発明の第5の実施形態に係る放電管の管軸X500を含む断面図を図9に示す。本発明の第5の実施形態に係る放電管500(以下、「ランプ500」という)は、内部外部電極蛍光ランプである。
【0084】
ランプ500は、その一端部の外表面に外部電極501を有し、それに伴う構成を除いては本発明の第4の実施形態に係る放電管400と実質的に同じ構成を有している。よって、外部電極501とそれに伴う構成については詳細に説明し、それ以外の点については省略する。
【0085】
外部電極501は、例えば、半田からなり、ガラスバルブ401の一端部の外表面を覆うように形成されている。
【0086】
また、外部電極501は、銀ペーストをガラスバルブ401の電極形成部分の全周に塗布することによって形成してもよいし、金属製のキャップをガラスバルブ401の一端部に被せてもよい。さらに、アルミニウムの金属箔を、シリコー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401の一端部全体の外周面を覆うように貼着したものであってもよい。なお、導電性粘着剤において、シリコー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。
【0087】
また、ガラスバルブ401の内面であって、外部電極501が形成された領域に例えば酸化イットリウム(Y2O3)の保護膜を設けてもよい。保護膜(図示せず)を設けることにより、ガラスバルブ401のその部分に水銀イオンが衝撃することによって起こるガラス削れやピンホールを防止することができる。
【0088】
なお、保護膜は、酸化イットリウムに代えて、例えばシリカ(SiO2)、アルミナ(Al2O3)、酸化亜鉛(ZnO)、チタニア(TiO2)等の金属酸化物を用いてもよい。特に、保護膜が酸化イットリウムやシリカで形成されている場合には、保護膜に水銀が付着し難く、水銀消費が少ない。
【0089】
なお、ガラスバルブの一端部は、ガラス部材303を用いずに、ガラスバルブ401の一端部を加熱して溶融させることにより封着されていてもよいし、本発明の第3の実施形態に係る電極構造体300と同様のガラス部材303を用いて封着されていてもよい。
【0090】
上記のとおり、本発明の第5の実施形態に係る放電管500に係る構成によれば、ガラス部材303におけるリード線302の封着部分の微小クラックを抑制することで、封着部分の強度を向上させることができる。
【0091】
(第6の実施形態)
本発明の第6の実施形態に係る電極構造体の長手方向の中心軸X600を含む断面図を図10に示す。本発明の第6の実施形態に係る電極構造体600(以下、「電極構造体600」という)は、電極601と、一端部が電極601に接続されたリード線602と、リード線602の少なくとも一部を覆うように形成されたガラス部材603とを有する。
【0092】
電極601は、例えばタングステン製のフィラメントコイルである。電極601には、その巻線部にエミッタ(図示せず)が付着している。エミッタには、例えば(Ba,Sr,Ca)O等を用いることができる。なお、電極601は、タングステン製のフィラメントコイルに限らず、レニウムタングステン製のフィラメントコイルであってもよい。この場合、電極601がランプの点灯等により加熱されたときの強度を向上させることができる。
【0093】
電極601は、その両端部を一対のリード線602に担持されている。リード線602は、例えば、鉄(Fe)とニッケル(Ni)との合金製である。具体的には、50[wt%]以上52[wt%]以下の範囲内のニッケルと、残部の鉄との合金製であることが好ましい。
【0094】
一対のリード線602は、少なくとも一部がガラス部材603により覆われている。ガラス部材603は、略玉子形状であって、リード線602の線軸に対して垂直に切った断面が略楕円形状となり、一対のリード線602の中点がガラス部材603のほぼ中点を通るようにリード線602を封着している点を除いては、ガラス部材103と実質的に同じ構成のものである。
【0095】
上記のとおり、本発明の第6の実施形態に係る電極構造体600の構成によれば、ガラス部材603におけるリード線602の封着部分の微小クラックを抑制することで、封着部分の強度を向上させることができる。
【0096】
なお、図11に示す電極構造体604(以下、「電極構造体604」という)であってもよい。電極構造体604は、電極605が電極構造体の長手方向の中心軸X604を旋回軸とした二重螺旋構造をしている。この場合、電極構造体600に比べてランプを細径化しやすくすることができる。リード線606は、直線形状であって、形状を除いてはリード線602と実質的に同じ構成を有する。
【0097】
なお、図11に示すように、電極605とリード線606とは、接続部材607を介して接続されていることが好ましい。この場合、電極605とリード線606との接続をより確実に行うことができる。
【0098】
さらに、電極605の周囲をスリーブ608で覆うことが好ましい。この場合、電極605からエミッタが飛散するのを抑制することができる。スリーブ608は、例えばニッケル製であって、一方の接続部材に溶接により接続されている。なお、スリーブ608の材料は、ニッケルに限らず、例えばモリブデン、タンタル、ニオブ、タングステン等を用いることができる。
【0099】
(第7の実施形態)
本発明の第7の実施形態に係る放電管の長手方向の中心軸X700を含む断面図を図12に示す。本発明の第7の実施形態に係る放電管700(以下、「放電管700」という)は、熱陰極蛍光ランプであって、本発明の第6の実施形態に係る電極構造体600を備えている点を除いては、本発明の第4の実施形態に係る放電管400と実質的に同じ構成を有する。
【0100】
上記のとおり、本発明の第7の実施形態に係る放電管700の構成によれば、ガラス部材603におけるリード線602の封着部分の微小クラックを抑制することで、封着部分の強度を向上させることができる。
【0101】
なお、図13に示すように、電極構造体604を備えた放電管701(以下、「ランプ701」)であってもよい。この場合、ガラスバルブ401を細径化することができる。
【0102】
(第8の実施形態)
本発明の第8の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図を図14に示す。本発明の第8の実施形態に係るバックライトユニット(以下、「バックライトユニット800」という)は直下方式のバックライトユニットであり、一つの面が開口した直方体状の筐体801と、この筐体801の内部に収納された複数のランプ400と、ランプ400
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802と、筐体801の開口部を覆う光学シート類803とを備えている。なお、ランプ400は、本発明の第4の実施形態に係る放電管400である。
【0103】
筐体801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804が形成されている。なお、筐体801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804として金属蒸着膜以外、例えば、ポリエチ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801に貼付したものを用いてもよい。
【0104】
筐体801の内部には、ソケット802、絶縁体805およびカバー806が配置されている。具体的に、ソケット802は、ランプ400の配置に対応して筐体801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802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302が嵌め込まれる嵌込部802aを有している。そして、リード線302を嵌込部802a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802aに嵌め込まれたリード線302は、嵌込部802a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302を嵌込部802a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。
【0105】
ソケット802は、互いに隣り合うソケット802同士で短絡しないように絶縁体805で覆われている。絶縁体805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805は、上記の構成に限定されない。ソケット802はランプ400の動作中に比較的高温となる電極301の近傍にあることから絶縁体805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805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。
【0106】
筐体801の内部には、必要に応じた場所にランプホルダ807を設けてもよい。筐体801内側でのランプ400の位置を固定するランプホルダ807は、例えば、ポリカーボネート(PC)樹脂であり、ランプ400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400の長手方向の中央部付近のように、ランプ400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400のたわみを解消するために必要な場所である。
【0107】
カバー806は、ソケット802と筐体801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802の周辺を保温するとともに、少なくとも筐体801側の表面を高反射性とすることにより、ランプ400の端部の輝度低下を軽減することができる。
【0108】
筐体801の開口部は、透光性の光学シート類803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803は、拡散板808、拡散シート809およびレンズシート810を積層してなる。
【0109】
拡散板808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801の開口部を塞ぐように配置されている。拡散シート809は、例えばポリエステル樹脂製である。レンズシート810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803は、それぞれ拡散板808に順次重ね合
わせるようにして配置されている。
【0110】
上記のとおり、本発明の第8の実施形態に係るバックライトユニット800の構成によれば、移動等の際、内部に備える放電管400が破損するのを防止することができる。
【0111】
なお、図14では、ランプ400として本発明の第4の実施形態に係る放電管400を用いたが、これに限らず本発明の第5の実施形態に係る放電管500や本発明の第7の実施形態に係る放電管700、701も適用することができる。
【0112】
(第9の実施形態)
本発明の第9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15に示す。本発明の第9の実施形態に係るバックライトユニット900(以下、「バックライトユニット900」という)は、エッジライト方式のバックライトユニットで、反射板901、ランプ400、ソケット(図示せず)、導光板902、拡散シート903およびプリズムシート904から構成されている。
【0113】
反射板901は、液晶パネル側(矢印Q)を除く導光板902の周囲を囲むように配置されており、底面を覆う底面部901aと、ランプ400の配置されている側を除く側面を覆う側面部901bと、ランプ400の周囲を覆う曲面状のランプ側面部901cとで構成されており、ランプ400から照射される光を導光板902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901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。
【0114】
ソケットは、本発明の第8の実施形態に係るバックライトユニット800に用いられるソケット802と実質的に同じ構成を有している。なお、図15において、図示の便宜上により、ランプ400の端部については省略している。
【0115】
導光板902は、反射板901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900の底面に設けられた反射板901の上に積重されている。なお、導光板902の材料としては、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。
【0116】
拡散シート903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902の上に積重されている。
【0117】
プリズムシート904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903の上に積層されている。なお、プリズムシート904の上にさらに拡散板(図示せず)が積層されていてもよい。
【0118】
なお、本実施形態の場合には、ランプ400の周方向における一部分(バックライトユニット900に挿入した場合における導光板902側)を除き、ガラスバルブ401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。
【0119】
上記のとおり、本発明の第9の実施形態に係るバックライトユニット900の構成によれば、移動等の際、内部に備える放電管400が破損するのを防止することができる。
【0120】
なお、図15では、ランプ400として本発明の第4の実施形態に係る放電管400を用いたが、これに限らず本発明の第5の実施形態に係る放電管500や本発明の第7の実
施形態に係る放電管700、701も適用することができる。
【0121】
(第10の実施形態)
本発明の第10の実施形態に係る照明装置の正面図を図16(a)に、図16(a)のA−A´線で切った断面図を図16(b)にそれぞれ示す。本発明の第10の実施形態に係る照明装置1000(以下、「照明装置1000」という)は、一般照明用の環状蛍光ランプを使用した照明器具である。
【0122】
照明装置1000は、本体部1001、盤状部1002、ランプホルダ1003、ソケット1004、放電管200およびランプ1005から構成されている。
【0123】
本体部1001は、その内部に点灯回路(図示せず)等を収納し、例えばその上部から電気接続部(図示せず)が導出しており、例えばその側面部からランプ1005の口金1006と電気的に接続するためのソケット1004が導出している。また、その一部にランプ1005の始動用のための放電管200が備え付けられている。
【0124】
盤状部1002は、本体部1001、ランプホルダ1003を支持する部材であり、例えば円盤状の形状を有している。
【0125】
ランプホルダ1003は、盤状部1002の下面に取付けられており、その下端に設けられた例えばC字状の挟持片によりランプ1005を保持し、ランプ1005の落下を防止することができる。
【0126】
ランプ1005は、環状の熱陰極蛍光ランプであり、形状が環状であることと口金1006がランプ1005の中間部に位置していることを除いては第7の実施形態に係る放電管700、701と実質的に同じ構成を有している。
【0127】
上記のとおり、本発明の第10の実施形態に係る照明装置1000の構成によれば、移動等の際、内部に備える放電管700が破損するのを防止することができる。
【0128】
(第11の実施形態)
本発明の第11の実施形態に係る画像表示装置の概要を図17に示す。図17に示すように画像表示装置1100は、例えば32[inch]液晶テレビ(液晶表示装置)であり、液晶パネル等を含む液晶画面ユニット1101と本発明の第8の実施形態に係るバックライトユニット800と点灯回路1102とを備える。
【0129】
液晶画面ユニット1101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。
【0130】
点灯回路1102は、バックライトユニット800内部のランプ400を点灯させる。そして、ランプ400は、点灯周波数40[kHz]〜100[kHz]、ランプ電流3.0[mA]〜25[mA]で動作される。
【0131】
なお、図17では、画像表示装置1100のバックライトユニットとして本発明の第8の実施形態に係るバックライトユニット800に第4の実施形態に係る放電管400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5の実施形態に係る放電管500や本発明の第7の実施形態に係る放電管700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9の実施形態に係るバックライトユニット900も用いることができる。
【0132】
上記のとおり、本発明の第11の実施形態に係る画像表示装置1100の構成によれば、移動等の際、内部に備える放電管400が破損するのを防止することができる。
【0133】
(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。
1.電子放射性物質について
電極301の表面には、電子放射性物質層(図示せず)が形成されていてもよい。この場合、電子放射性物質層が設けられていないランプに比べてランプ電圧を下げることができる。具体的には、電子放射性物質層は、例えば電極301の内面に形成されている。電子放射性物質層は、例えば希土類元素を含む。冷陰極蛍光ランプにおいて、ランプ電圧を下げるのに効果的なためである。さらに、希土類元素は、ランタン(La)およびイットリウム(Y)のうちいずれか1種以上であることがより好ましい。
【0134】
電子放射性物質層は、さらに珪素(Si)、アルミニウム(Al)、ジルコニウム(Zr)、硼素(B)、亜鉛(Zn)、ビスマス(Bi)、リン(P)および錫(Sn)のうちいずれか1種以上を含むことが好ましい。この場合、ランプ電圧の低減効果をより持続させることができる。
【0135】
さらに、電子放射性物質層に、セシウム(Cs)化合物が含まれていてもよい。この場合、ランプの暗黒始動特性をさらに向上させることができる。また、電子放射性物質層とは別に、電極301の内面や外面にセシウム化合物を付着させてもよい。なお、セシウム化合物は、例えば、硫酸セシウム、アルミン酸セシウム、ニオブ酸セシウム、タングステン酸セシウム、モリブデン酸セシウムおよび塩化セシウムのうちいずれか1種以上を用いることが好ましい。また、セシウム化合物は、電極301の外側側面に付着されていることがより好ましい。この場合、冷陰極蛍光ランプの製造工程において、セシウム化合物を適度に活性化させやすくすることができる。さらには、電極301の外側側面におけるランプ中央部側の先端部に付着されていることがさらにより好ましい。この場合、冷陰極蛍光ランプの製造工程において、セシウム化合物をさらに活性化させやすくすることができる。
2.ガラス部材およびガラスバルブについて
(1)紫外線吸収について
ガラス部材103、303、603およびガラスバルブ201、401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。
【0136】
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。
【0137】
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。
【0138】
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。
(2)赤外線透過係数について
ガラス部材103、303、603およびガラスバルブ201、401の材料である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、長尺の冷陰極放電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。
【0139】
なお、赤外線透過率係数(X)は下式で表すことができる。
【0140】
[数1]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)鉛フリーガラスについて
ガラス部材103、303、603およびガラスバルブ201、401に用いるガラスは、酸化物換算で、SiO2が60[wt%]〜75[wt%]、Al2O3が1[wt%]〜5[wt%]、Li2Oが0[wt%]〜5[wt%]、K2Oが3[wt%]〜11[wt%]、Na2Oが3[wt%]〜12[wt%]、CaOが0[wt%]〜9[wt%]、MgOが0[wt%]〜9[wt%]、SrOが0[wt%]〜12[wt%]、BaOが0[wt%]〜12[wt%]の組成を有していてもよい。この場合、酸化物換算で、アルカリ金属酸化物は、0[wt%]〜28[wt%]含まれていることとなる。この場合、鉛成分を含有せず、環境に優しい冷陰極放電ランプを提供することができる。さらには、ガラス部材103、303、603およびガラスバルブ201、401に用いるガラスは、酸化物換算で、SiO2が60[wt%]〜75[wt%]、Al2O3が1[wt%]〜5[wt%]、B2O3が0[wt%]〜3[wt%]、Li2Oが0[wt%]〜5[wt%]、K2Oが3[wt%]〜11[wt%]、Na2Oが3[wt%]〜12[wt%]、CaOが0[wt%]〜9[wt%]、MgOが0[wt%]〜9[wt%]、SrOが0[wt%]〜12[wt%]、BaOが0[wt%]〜12[wt%]の組成を有していることがより好ましい。この場合、酸化物換算で、アルカリ金属酸化物は、0[wt%]〜28[wt%]含まれていることとなる。
【0141】
また、ガラス部材103、303、603およびガラスバルブ201、401に用いるガラスは、酸化物換算で、SiO2が60[wt%]〜75[wt%]、Al2O3が1[wt%]〜5[wt%]、Li2Oが0.5[wt%]〜5[wt%]、K2Oが3[
wt%]〜7[wt%]、Na2Oが5[wt%]〜12[wt%]、CaOが1[wt%]〜7[wt%]、MgOが1[wt%]〜7[wt%]、SrOが0[wt%]〜5[wt%]、BaOが7[wt%]〜12[wt%]の組成を有していてもよい。この場合、酸化物換算で、アルカリ金属酸化物は、8.5[wt%]〜24[wt%]含まれていることとなる。この場合、ランプへの加工を行いやすく、かつ鉛成分を含有せず、環境に優しい冷陰極蛍光ランプを提供することができる。
【0142】
さらに、ガラス部材103、303、603およびガラスバルブ201、401に用いるガラスは、酸化物換算で、SiO2が65[wt%]〜75[wt%]、Al2O3が1[wt%]〜5[wt%]、B2O3が0[wt%]〜3[wt%]、Li2Oが0.5[wt%]〜5[wt%]、 K2Oが3[wt%]〜7[wt%]、Na2Oが5[
wt%]〜12[wt%]、 CaOが2[wt%]〜7[wt%]、MgOが2.1[
wt%]〜7[wt%]、SrOが0[wt%]〜0.9[wt%]、BaOが7.1[wt%]〜12[wt%]の組成を有していてもよい。この場合、酸化物換算で、アルカリ金属酸化物は、8.5[wt%]〜24[wt%]含まれていることとなる。この場合、鉛成分を含有せず、照明用途に適した電気絶縁性を有し、かつ、失透を起こりにくくすることができる。さらには、ガラス部材103、303、603およびガラスバルブ201、401に用いるガラスは、酸化物換算で、SiO2が65[wt%]〜75[wt%]、Al2O3が1[wt%]〜3[wt%]、B2O3が0[wt%]〜3[wt%]、Li2Oが1[wt%]〜3[wt%]、K2Oが3[wt%]〜6[wt%]、Na2Oが7[wt%]〜10[wt%]、 CaOが3[wt%]〜6[wt%]、MgO
が3[wt%]〜6[wt%]、SrOが0[wt%]〜0.9[wt%]、BaOが7.1[wt%]〜10[wt%]の組成を有していることがより好ましい。この場合、酸化物換算で、アルカリ金属酸化物は、11[wt%]〜19[wt%]含まれていることとなる。
(4)ガラスバルブ401の形状について
ガラスバルブ401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、その管軸に対して略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。
3.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良い。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。
【0143】
(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であることが好ましい。
【0144】
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)MgAl10
O17:Eu2+](略号:SBAM−B)等がある。
【0145】
(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)Al1
1O19: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:Tb
3+](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。
【0146】
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+]、[BaMgAl1
0O17: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)Mg2Al16
O27:Eu2+,Mn2+]、[(Ba,Sr)MgAl10O17:Eu2+,Mn2+](略号:SBAM−G)等がある。
【0147】
(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・Ge
O2: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良い。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良い。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202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。
【0148】
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。
(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放電ランプや外部電極放電ランプにおいて、再現可能な色度範囲の拡大化の要請がある。
【0149】
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。
【0150】
(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。
【0151】
(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。
【0152】
(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。
【0153】
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。
【0154】
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。
【0155】
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202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。
【0156】
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。
【0157】
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。
4.封入ガスについて
希ガスにクリプトンが含まれていてもよい。この場合、放電管が冷陰極蛍光ランプである場合に赤外線放射を抑制することができる。さらには、希ガスにクリプトンが0.5[mol%]以上5[mol%]以下の範囲内で含まれていることが好ましい。この場合、ランプ電圧を大きく変化させることなく、冷陰極蛍光ランプの赤外線放射を抑制することができる。例えば、例えばアルゴンが0[mol%]以上9.5[mol%]以下の範囲内、ネオンが90[mol%]以上95.5[mol%]以下の範囲内、クリプトンが0.5[mol%]以上5[mol%]以下の範囲内である。さらには、希ガスにクリプトンが0.5[mol%]以上3[mol%]以下の範囲内で含まれていることがより好ましい。さらには、希ガスにクリプトンが1[mol%]以上3[mol%]以下の範囲内で含まれていることがさらにより好ましい。
5.ランプの種類について
上記の各実施形態においては、放電管として、グロスタータ、冷陰極蛍光ランプ、内部外部電極蛍光ランプ、外部電極蛍光ランプおよび熱陰極蛍光ランプを中心に説明したが、ガラスバルブの内面に蛍光体層の形成されていない紫外線ランプであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【0158】
本発明は、電極構造体、放電管、照明装置および画像表示装置に広く適用することができる。
【符号の説明】
【0159】
101、301、601、605 電極
102、302、602、606 リード線
103、303、603 ガラス部材
100、300、600、604 電極構造体
200、400、500、700、701 放電管
201、401 ガラスバルブ
800、900 バックライトユニット
1000 照明装置
1100 画像表示装置
【技術分野】
【0001】
本発明は、電極構造体、放電管、照明装置、バックライトユニットおよび画像表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の電極構造体として例えば蛍光ランプ起動用の点灯管(グロースタータ)には、近年、環境保護の観点から、鉛を実質的に含まないガラス(いわゆる鉛フリーガラス)をステム用ガラスに用いることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特表平11−514794号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、発明者らの検討により、ステム用ガラス(ガラス部材)に鉛フリーガラスを用いた場合、リード線を覆う部分(封着部分)周辺において、発泡が生じていることがわかった。そして、この発泡が微小なクラックの原因となり、封着部分の強度が弱くなることがわかった。
【0005】
そこで、本発明に係る電極構造体および放電管は、ガラス部材におけるリード線の封着部分の強度を向上させることを目的とする。
【0006】
また、本発明に係るバックライトユニット、照明装置および画像表示装置は、移動等の際、内部に備える放電管が破損するのを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するために、本発明に係る電極構造体は、電極と、一端部が前記電極に接続されたリード線と、前記リード線の少なくとも一部を覆うように形成されたガラス部材とを有する電極構造体であって、前記ガラス部材は、熱膨張係数が90×10−7[K−1]以上100×10−7[K−1]以下の範囲内であり、酸化物換算で、アルカリ金属酸化物の含有率が6[wt%]以上28[wt%]以下の範囲内であって、前記リード線の炭素含有量が0.015[wt%]以下であることを特徴とする。
【0008】
また、本発明に係る電極構造体は、前記ガラス部材は、酸化物換算で、酸化ナトリウムの含有率が3[wt%]以上12[wt%]以下の範囲内であり、酸化カリウムの含有率が3[wt%]以上11[wt%]以下の範囲内であることが好ましい。
【0009】
また、本発明に係る電極構造体は、前記リード線における少なくとも前記ガラス部材に覆われている部分の表面には、酸化膜が形成されていることが好ましい。
【0010】
さらに、前記酸化膜には、FeOが含まれていることが好ましい。
【0011】
また、本発明に係る電極構造体は、前記リード線は、鉄とニッケルとの合金からなることが好ましい。
【0012】
また、本発明に係る電極構造体は、前記ガラス部材には、間隔を開けて一対の前記リード線が封着され、一方の前記リード線の一端部には、熱応動素子からなる電極が接続されていることが好ましい。
【0013】
さらに、本発明に係る電極構造体は、前記一対のリード線の前記ガラス部材側の根元の間隔は、3[mm]以上6[mm]以下の範囲内であることが好ましい。
【0014】
また、本発明に係る電極構造体は、前記電極は、有底筒状であって、前記電極の外側底面と前記リード線の一端面とが接続されていることが好ましい。
【0015】
本発明に係る放電管は、ガラスバルブと、前記電極構造体とを備えることを特徴とする。
【0016】
本発明に係る放電管は、ガラスバルブと、前記電極構造体とを備え、前記ガラスバルブの内部空間には、5[mol%]以上のHeガスが封入されていることを特徴とする。
【0017】
本発明に係る放電管は、ガラスバルブと、前記ガラスバルブの少なくとも一方の端部に設けられた電極構造体とを備えることを特徴とする。
【0018】
本発明に係る照明装置は、前記放電管を備えることを特徴とする。
【0019】
本発明に係るバックライトユニットは、前記放電管を備えることを特徴とする。
【0020】
本発明に係る画像表示装置は、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】
【0021】
本発明に係る電極構造体および放電管は、ガラス部材におけるリード線の封着部分の強度を向上させることができる。
【0022】
また、本発明に係る照明装置、バックライトユニットおよび画像表示装置は、移動等の際、内部に備える放電管が破損するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る電極構造体100の正面図
【図2】(a)フレア加工工程の概念図、(b)ガラス部材封着工程の概念図、(c)電極接続工程の概念図
【図3】本発明の第2の実施形態に係る放電管の一部切欠正面図
【図4】実験試料ごとのパルス電圧の最大値、平均値および最小値を示す図
【図5】実験試料ごとの点灯初期と点灯回数経過時のパルス電圧の最大値、平均値および最小値を示す図
【図6】放電ガス中のヘリウムの割合[mol%]によるグロー電流の変化を示す図
【図7】本発明の第3の実施形態に係る電極構造体の長手方向の中心軸を含む断面図
【図8】本発明の第4の実施形態に係る放電管の管軸を含む断面図
【図9】本発明の第5の実施形態に係る放電管の管軸を含む断面図
【図10】本発明の第6の実施形態に係る電極構造体の正面図
【図11】同じく電極構造体の変形例の正面図
【図12】本発明の第7の実施形態に係る放電管の管軸を含む断面図
【図13】同じく放電管の変形例の管軸を含む断面図
【図14】本発明の第8の実施形態に係る照明装置の分解斜視図
【図15】本発明の第9の実施形態に係る照明装置の一部切欠斜視図
【図16】(a)本発明の第10の実施形態に係る照明装置の正面図、(b)図16(a)のA−A´線で切った断面図
【図17】本発明の第11の実施形態に係る画像表示装置の斜視図
【発明を実施するための形態】
【0024】
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る電極構造体の正面図を図1に示す。本発明の第1の実施形態に係る電極構造体(以下、「電極構造体100」という)は、放電管用のステムである。電極構造体100は、電極101と、一端部が電極101に接続されたリード線102と、リード線102の少なくとも一部を覆うように形成されたガラス部材103とを有する。
【0025】
電極101は、熱応動素子からなる可動極である。電極101は、長さが8[mm]、幅が2「mm]、厚さが0.2[mm]のバイメタル(高膨張側組成:鉄が70[wt%]、ニッケルが25[wt%]、マンガンが5[wt%]、低膨張側組成:鉄が64[wt%]、ニッケルが36[wt%])からなる。なお、バイメタルは、後述する固定極側リード線102b側が低膨張側組成で構成されている。
【0026】
リード線102は、炭素含有量が0.015[wt%]以下である。リード線102は、一端部が電極と接続される可動極側リード線102aと、固定極の役割を果たす固定極側リード線102bとからなる。可動極側リード線102aは、電極101に接続されるため、電極101の長さだけ固定極側リード線102bよりも短くなっている。なお、リード線102の材料は、特に限定されるものではなく、鉄とニッケルとの合金、または鉄とクロムとの合金、または鉄とニッケルとクロムとの合金、またはマンガンとニッケルとの合金、またはニッケル、または鉄、またはニッケルメッキ例えばマンガン・ニッケル合金等を用いることができる。特に、リード線102は、鉄とニッケルとの合金からなることが好ましい。この場合、軟質ガラスとの熱膨張係数が近似しているため気密性を保つことに適している。この場合、例えば、ニッケルが50[wt%]、炭素が0.002[wt%]および残部が鉄の合金である。なお、リード線102の炭素含有量は、リード線102をるつぼに投入し、るつぼ内に密閉状態で加熱してリード線102内の炭素を一酸化炭素または二酸化炭素の状態に変化させ、るつぼに接続された炭素・硫黄分析装置(堀場製作所製EMIA−920V)により測定することができる。
【0027】
ガラス部材103は、フレアステムであって、具体的には、熱膨張係数が90×10−7[K−1]以上100×10−7[K−1]以下の範囲内であり、酸化物換算で、アルカリ金属酸化物の含有率が6[wt%]以上28[wt%]以下の範囲内である。ガラス部材103には、例えば表1に示すようなガラス等を用いることができる。
【0028】
【表1】
【0029】
ガラス部材103は、表1に示すガラスAおよびBに限られず、熱膨張係数が90×10−7[K−1]以上100×10−7[K−1]以下の範囲内であり、酸化物換算で、アルカリ金属酸化物の含有率が6[wt%]以上28[wt%]以下の範囲内にあるものであればよい。
なお、ガラス部材103における電極101と反対側には、ガラス製の細管104が接続されている。細管104は、電極構造体100がガラスバルブ(図示せず)に封着された後に、ガラスバルブの内部空間の排気等を行うためのものである。ガラス部材103と実質的に同じ材料からなり、その内部がガラス部材103の電極101側と通気可能なように接続されている。
【0030】
なお、ガラス部材103は、酸化物換算で、酸化ナトリウムの含有率が3[wt%]以上12[wt%]以下の範囲内であり、酸化カリウムの含有率が3[wt%]以上11[wt%]以下の範囲内であることが好ましい。この場合、ガラスの粘性を著しく下げ溶融加工性を向上させることができる。
【0031】
なお、固定極側リード線102bにおけるガラス部材に封着されていない部分にランタン化合物が付着されていてもよい。この場合、電極構造体100をグロースタータに用いた際、動作電圧を下げる効果があり、これにより定格入力電圧(100V,200V等)に合わせた最適な動作電圧に設定することができる。さらに、ランタン化合物は、0.1[mg]以上100[mg]以下の範囲内で付着されていることが好ましい。この場合、ランタン化合物、ランタンの活性化を行いやすくすることができる。また、電子放出物質であるランタン化合物の代わりに、金属バリウムや亜鉛メッキを電極に施してもよい。この場合、動作電圧を制御しやすくすることができる。
【0032】
なお、リード線102における少なくともガラス部材103に封着されている部分の表面には、酸化膜(図示せず)が形成されていることが好ましい。この場合、リード線102とガラス部材103との封着性を向上させることができる。さらに、酸化膜には、FeOが含まれていることが好ましい。この場合、さらにリード線102とガラス部材103との封着性を向上させることができる。
【0033】
また、一対のリード線102のガラス部材103側の根元の間隔は、3[mm]以上6
[mm]以下の範囲内であることが好ましい。この場合、リード線102間の絶縁性を適度に保ちつつ、電極102であるバイメタルと固定極側リード線102bとの接離を行いやすくすることができる。
【0034】
リード線102のガラス部材103に封着されている側の端部は、外部リード線105に接続されている。外部リード線105は、例えばジュメット線である。
【0035】
なお、本実施形態では、電極101を可動極とし、電極が接続されていない方のリード線を固定極とし、可動極と固定極とを有する構成としたが、両方のリード線に電極101が接続された、可動極のみの構成としてもよい。
【0036】
(実験1)
発明者らは、ガラス部材におけるリード線を覆う部分に発泡が生じているか否かを目視により確認する実験を行った。実験には、以下の8種類の試料を用いた。まず、電極構造体100と実質的に同じ構成であって、リード線に炭素量が0.002[wt%]の鉄とニッケルとの合金を用い、かつガラス部材にガラスAを用いたものを実施例1とした。次に、ガラス部材にガラスBを用いた点を除いては実施例1と実質的に同じ構成のものを実施例2とした。また、リード線の表面に酸化膜を形成した点を除いては実施例1と実質的に同じ構成のものを実施例3とした。また、リード線にニッケルとマンガンとの合金を用いた点を除いては実施例1と実質的に同じ構成のものを実施例4とした。さらに、リード線の炭素量が0.015[wt%]である点を除いては実施例1と実質的に同じ構成のものを実施例5とした。また、リード線にニッケルとマンガンとの合金を用いた点を除いては実施例5と実質的に同じ構成のものを実施例6とした。なお、比較用に、リード線の炭素量が0.07[wt%]である点を除いては実施例1と実質的に同じ構成のものを比較例1とした。また、リード線にニッケルとマンガンとの合金を用いた点を除いては比較例1と実質的に同じ構成のものを比較例2とした。
【0037】
実験では、目視により発泡が生じていないものを○と評価し、発泡が生じているものを×と評価した。実験結果を表2に示す。
【0038】
【表2】
【0039】
表2に示すように、実施例1〜6については、ガラス部材におけるリード線を覆う部分に発泡は生じていない。これは、リード線の炭素含有量が0.015[wt%]以下であるために、リード線にガラス部材を被覆する際、リード線中からの炭素化合物の発泡を抑制することができるためである。
【0040】
一方、比較例1については、ガラス部材におけるリード線を覆う部分に発泡が生じている。これは、リード線の炭素含有量が0.015[wt%]よりも多く、リード線にガラス部材を被覆する際、リード線中から炭素化合物が発泡し、ガラス部材の中で気泡となってしまうためである。
【0041】
よって、リード線の炭素含有量が0.015[wt%]以下とすることで、ガラス部材におけるリード線を覆う部分(封着部分)の発泡を抑制することができ、微小なクラックの発生を抑制することにより、封着部分の強度を向上させることができる。
【0042】
以下、電極構造体100の製造方法について説明する。電極構造体100の製造方法は、ガラス部材をフレア形状に加工するフレア加工工程と、リード線の少なくとも一部にガラス部材を封着するガラス部材封着工程と、リード線に電極を接続する電極接続工程とを有する。
1.フレア加工工程
まず図2(a)に示すように、管状のガラス部材(図示せず)の端部をバーナーで炙りながら、裾を広げ、カットオフして、フレア形状のガラス部材103を作成する。その際、バーナーの混合ガス内に亜硫酸ガスを混合することが好ましい。この場合、ガラス部材103内のアルカリ金属やアルカリ土類金属と亜硫酸とを置換して、ガラス表面をシリカリッチにすることでガラス部材103の強度を向上させることができる。
2.ガラス部材封着工程
続いて、図2(b)に示すように、フレア加工工程で準備したガラス部材103の中空部にリード線102と細管104とを挿入し、バーナーにより溶着し、封着部をピンチした後に細管の開口部からエアを流入することで、封着部のガラスが吹き破られ通気孔106を形成する。
【0043】
なお、リード線102は、事前に外部リード線105と溶接等により接続されている。リード線102には外部リード線105との接続前に水蒸気雰囲気で焼成された酸化膜処理をしてもよく、外部リード線105との接続後にバーナーや大気中で通電し酸化膜を形成してもよい。また、口金(図示せず)との半田濡れ性を良好にするために外部リード線105のリード線102とは反対側の端部に銅被覆鉄線(図示せず)を接続してもよい。3.電極接続工程
そして、図2(c)に示すように、電極接続工程では、可動極側リード線102aのガラス部材103側とは反対側の端部に電極101を例えばスポット溶接等により接続する。そして、電極101の先端を固定極側リード線102b側にくの字に折曲げて、電極101間距離を0.1[mm]〜10[mm]に設定する。
【0044】
なお、固定極側リード線102bにランタン化合物を付着させる場合には、例えば電極101を可動極側リード線102aに接続させる前にディップにより付着させることができる。
【0045】
以上の工程を経ることにより、電極構造体100が完成される。
【0046】
上記のとおり、本発明の第1の実施形態に係る電極構造体100の構成によれば、ガラス部材103におけるリード線102の封着部分の微小クラックを抑制することで、封着部分の強度を向上させることができる。
【0047】
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係る放電管の一部切欠正面図を図3に示す。本発明の第2の実施形態に係る放電管(以下、「放電管200」という)は、グロースタータであって、電極構造体100を備えている。放電管200は、具体的には、ガラスバルブ201と、ガラスバルブ201の一端部に封着された電極構造体100とを有する。
【0048】
ガラスバルブ201は、例えば鉛フリーガラスやソーダガラス等の軟質ガラス製であって、内径が14.9[mm]、外径が16.5[mm]、長さが27[mm]である。ガラスバルブ201の内部には、放電ガス(図示せず)が封入されている。放電ガスは、例えばアルゴンが85[mol%]、ヘリウムが15[mol%]の混合ガスであって、ガス圧が2.67[kPa]で封入されている。なお、放電ガスは、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトンおよびキセノンから選ばれる1種のガス、またはこれらの混合ガスで
あればよい。特に、放電ガスは、アルゴンガス、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスが好ましい。この場合、放電開始電圧を下げると共に電極101であるバイメタルを湾曲させる適度なグロー放電熱を得ることができる。また、ガラスバルブ201内のガス圧は、数[kPa]〜数100[kPa]、より好ましくは1[kPa]〜10[kPa]とすればよい。なお、ガラスバルブ201の材料は、ガラス部材103と実質的に同じ材料、または熱膨張係数が近似している材料を用いることが好ましい。
【0049】
なお、ガラスバルブ201の内部に、アルミン酸バリウムや金属バリウムやチタンまたはジルコニウム等を設けてもよい。この場合、放電管200の動作耐久性を向上することができる。ガラスバルブ201における電極構造体100が封着されている側には、口金202が取り付けられている。
【0050】
口金202は、シェル部202aとシェル部の端部に設けられたアイレット部202bとからなり、電極構造体100の一方の外部リード線(図示せず)がシェル部202aに接続され、他方の外部リード線(図示せず)がアイレット部に接続されている。
【0051】
ここで、放電管200を使用して蛍光ランプ(図示せず)を点灯させる際の放電管200の動作について説明する。放電管200の電極101および固定極側リード線102bに所定の電圧が印加されると、電極101と固定極側リード線102bとの間にグロー放電が生じる。このグロー放電の熱によって、電極101が変形して、固定極側リード線102bに接触する。これにより、短絡電流が流れて蛍光ランプのフィラメント電極(不図示)が予熱される。電極101と固定極側リード線102bとが接触すると、短絡電流が流れ、グロー放電が停止する。グロー放電が停止すると、電極101は次第に冷却されるので、元の形状に変形、即ち電極101が可動して、固定極側リード線102bから離れ、短絡電流も停止する。その際にパルス電圧が生じて、蛍光ランプ内に放電が生じ、蛍光ランプが点灯する。
【0052】
以下、放電管200の製造方法について説明する。放電管200の製造方法は、ガラスバルブの一端部に電極構造体を封着する電極構造体封着工程と、ガラスバルブの内部を排気し、放電ガスを封入する排気・封入工程と、リード線または外部リード線に口金を接続する口金接続工程とを有する。
【0053】
(実験1)
発明者らは、ガラス部材におけるリード線を封着する部分に発泡が生じているか否かがパルス電圧に影響することを確認する実験を行った。実験に用いた試料は、本発明の第1の実施形態において実験に用いた試料と実質的に同じものをそれぞれガラスバルブに封着し、ヘリウムを15[mol%]、残部をアルゴンとした放電ガスを、ガス圧2.67[kPa]で封入したものを用いた。
【0054】
実験では、JIS C 7603(蛍光ランプ用グロースタータ)で定められる測定方法で、30[W]の蛍光ランプに接続した状態でパルス電圧を測定し、実験試料を25[s]間動作させた時のピーク電圧をパルス電圧として、実施例1、2、3、4、5、および6、ならびに比較例1および2をそれぞれ20[個]測定し、それぞれの最小値、最大値および平均値を求めた。実験結果を図4に示す。
【0055】
図4に示すように、実施例1〜6は、パルス電圧の最小値が800[V]以上である。
【0056】
一方、比較例1および2は、パルス電圧の平均値が800[V]付近にあり、最小値については、800[V]を大きく下回り500[V]にまで達している。これは、比較例1は、ガラス部材103とリード線102との界面に微小クラックが発生しているために
、その微小クラックが起点となり微小放電が起こりパルス電圧の低下を招いたものと考えられる。
【0057】
よって、リード線の炭素量が0.015[wt%]以下であることで、点灯初期でのパルス電圧を800[V]以上にすることができる。
【0058】
さらに、ガラスバルブ201の内部空間には、5[mol%]以上のヘリウムが封入されていることが好ましい。この場合、パルス電圧を維持することができる。
【0059】
(実験2)
発明者らは、パルス電圧を維持することができるかどうかを確認するために、JIS C 7603(蛍光ランプ用グロースタータ)で定められる測定方法で、点滅動作耐久性試験を行った。
【0060】
実験には、以下の4種類の試料を用いた。まず、ヘリウムを5[mol%]、残部をアルゴンとした放電ガスを有する点を除いては、実施例1と実質的に同じ構成のものを実施例7とした。また、ヘリウムを10[mol%]、残部をアルゴンとした放電ガスを有する点を除いては、実施例1と実質的に同じ構成のものを実施例8とした。さらに、ヘリウムを15[mol%]、残部をアルゴンとした放電ガスを有する点を除いては、実施例1と実質的に同じ構成のものを実施例9とした。なお、アルゴンを100[mol%]とした放電ガスを有する点を除いては、実施例1と実質的に同じ構成のものを比較例3とした。
【0061】
点滅動作耐久性試験は、試験回路において、30[秒間]オンの状態にし、続いて30秒間オフの状態にすることを繰り返すオンオフを6000[回]繰り返した。その試験前後のパルス電圧は前述のパルス電圧測定で、各試料について20[個]測定し、最小値、最大値および平均値を求めた。また、実験試料7については、オンオフを18000回繰り返した時についてもパルス電圧を各試料について20[個]測定し、それぞれの最小値、最大値および平均値を求めた。なお、対比用に、初回点灯時についても、パルス電圧を各試料について20[個]測定し、それぞれの最小値、最大値および平均値を求めた。実験結果を図5に示す。
【0062】
図5に示すように、実施例7〜9と比べて比較例3は、オンオフを6000[回]繰り返した場合に、600[V]付近までパルス電圧が大幅に低下していることがわかる。すなわち、ガラスバルブの内部空間には、5[mol%]以上のヘリウムが封入されていることで、パルス電圧を維持することができる。
【0063】
また、実施例8および9については、オンオフを6000[回]を繰り返した場合に、パルス電圧を800[V]以上に維持することができる。すなわち、ガラスバルブの内部空間には、10[mol%]以上のヘリウムが封入されていることで、パルス電圧をさらに維持することができる。
【0064】
なお、ガラスバルブの内部空間には、40[mol%]以下のヘリウムが封入されていることが好ましい。この場合、図6に示す放電ガス中のヘリウムの割合[mol%]によるグロー電流の変化からわかるように、ヘリウムの封入比率を増加させると電極101であるバイメタルの湾曲に影響を与えるグロー電流が低下していくが、グロー電流を30[mA]以上に設定することで蛍光ランプの点灯所要時間を7[s]以下にすることができる。
【0065】
以下、放電管200の製造方法について説明する。
【0066】
放電管200の製造方法は、ガラスバルブに電極構造体を封着させる電極構造体封着工程と、ガラスバルブの内部を排気して放電ガスを封入する排気・封止工程と、口金を接続する口金接続工程とを有する。
1.電極構造体封着工程
まず、ガラスバルブの一端部の開口部から電極構造体を挿入し、ガラスバルブをバーナー等で加熱して溶融させることで、電極構造体100のガラス部材103と溶着させる。2.排気・封止工程
続いて、細管105から真空引きによりガラスバルブの内部を真空状態にした後、アルゴンとヘリウム等の混合ガスを封入し、バーナー等により細管105のガラス部材103とは反対側をチップオフする。これにより、細管残部203が形成される。
【0067】
放電ガスは、放電に適した気体であれば特に限定されないが、一般的にはヘリウム、ネオン、アルゴンおよびキセノンから選ばれる1種のガス、またはこれらの混合ガス等を用いればよい。特に、アルゴンガス、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスが好適に用いられる。
【0068】
放電ガスの封入量は、放電を開始でき持続できれば特に限定されないが、容器内部8のガス圧を数[kPa]〜数100[kPa]、より好ましくは1[kPa]〜10[kPa]とすればよい。
3.口金接続工程
口金接続工程では、ガラスバルブと口金とを接着剤で接着し、外部リード線と口金とを例えば半田で接続する。
【0069】
なお、口金と半田付けされた放電管200を、エージング工程で電界を加えてやることでランタンが活性化され、動作電圧が80[V]の放電管200が完成する。
【0070】
上記のとおり、本発明の第1の実施形態に係る放電管200の構成によれば、ガラス部材103におけるリード線102の封着部分の微小クラックを抑制することで、封着部分の強度を向上させることができ、さらにパルス電圧の低下を抑制することができる。
【0071】
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態に係る電極構造体の長手方向の中心軸X300を含む断面図を図7に示す。本発明の第3の実施形態に係る電極構造体300(以下、「電極構造体300」という)は、電極301と、一端部が電極301に接続されたリード線302と、リード線302の少なくとも一部を覆うように形成されたガラス部材303とを有する。
【0072】
電極301は、例えば有底筒状であって、内径が2.3[mm]、外径が2.7[mm]、底部の肉厚が0.2[mm]、全長が10[mm]であって、ニッケル(Ni)製である。電極の材料は、ニッケルに限らず、ニオビウム(Nb)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)およびタングステン(W)のいずれか一種またはいずれか一種以上の合金を用いることができる。電極301は、その外側底面の略中央部においてリード線302の一端面と接続されている。なお、電極301とリード線302とは、直接接続されていてもよいし、例えばニッケル箔やコバール箔からなるろう材を介して接続されていてもよい。また、接続方法としては、レーザー溶接や抵抗溶接等を用いることができる。
【0073】
リード線302は、例えば、電極301の外側底面と一端面が接続され、側面の一部においてガラス部材303に覆われている。リード線302は、線径が0.8[mm]であって、リード線102と実質的に同じ材料である。
【0074】
リード線302の他端部には、外部リード線304が接続されている。外部リード線304は、線径が0.6[mm]であって、ニッケル製である。外部リード線304の材料は、ニッケルに限られず、例えばニッケル、ニッケルとマンガンとの合金、またはジュメット線でもよい。なお、外部リード線304の表面は、外部リード線304の酸化防止のために、半田で覆われていてもよい。
【0075】
ガラス部材303は、略球形状のガラスビードであって、その略中心軸に沿ってリード線302を封着している点を除いては、ガラス部材103と実質的に同じ構成のものである。
【0076】
上記のとおり、本発明の第3の実施形態に係る電極構造体300の構成によれば、ガラス部材303におけるリード線302の封着部分の微小クラックを抑制することで、封着部分の強度を向上させることができる。
【0077】
(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態に係る放電管の管軸X400を含む断面図を図8に示す。本発明の第4の実施形態に係る放電管400(以下、「ランプ400」)は、冷陰極蛍光ランプであって、ガラスバルブ401と、ガラスバルブ401の少なくとも一方の端部に設けられた電極構造体300とを備える。
【0078】
ガラスバルブ401は、直管状であり、その管軸に対して垂直に切った断面が略円環形状である。このガラスバルブ401は、例えば外径が4[mm]、内径が3[mm]、全長が1000[mm]であって、その材料は例えば鉛フリーガラスやソーダガラス等の軟質ガラスである。以下に示すランプ400の寸法は、外径が4[mm]、内径が3[mm]のガラスバルブ401の寸法に対応する値である。ガラスバルブ401の内部には、水銀と希ガスが封入されている。水銀は、例えば10[mg]の水銀が封入されている。希ガスは、例えばネオンとアルゴンがAr:10[mol%]、Ne:90[mol%]のモル比の混合ガスが40[Torr]の圧力で封入されている。なお、ガラスバルブ401の材料は、ガラス部材103と実質的に同じ材料、または熱膨張係数が近似している材料を用いることが好ましい。
【0079】
また、ガラスバルブ401の内面には蛍光体層402が形成されている。蛍光体層402に用いる蛍光体粒子は、例えば、赤色蛍光体粒子(Y2O3:Eu3+)、緑色蛍光体粒子(LaPO4:Ce3+,Tb3+)および青色蛍光体粒子(BaMg2Al16O27:Eu2+)からなる蛍光体で形成されている。
【0080】
また、ガラスバルブ401の内面と蛍光体層402との間には例えば酸化イットリウム(Y2O3)、酸化ケイ素(SiO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化チタン(TiO2)等の金属酸化物の保護膜(図示せず)を設けてもよい。これにより、ガラスバルブ401のナトリウム成分と水銀との反応を抑制することで、輝度維持率を向上させることができる。
【0081】
電極構造体300は、本発明の第3の実施形態に係る電極構造体300と実質的に同じものであり、ガラスバルブ401の両端部に封着されている。
【0082】
上記のとおり、本発明の第4の実施形態に係る放電管400の構成によれば、ガラス部材303におけるリード線302の封着部分の微小クラックを抑制することで、封着部分の強度を向上させることができる。
【0083】
(第5の実施形態)
本発明の第5の実施形態に係る放電管の管軸X500を含む断面図を図9に示す。本発明の第5の実施形態に係る放電管500(以下、「ランプ500」という)は、内部外部電極蛍光ランプである。
【0084】
ランプ500は、その一端部の外表面に外部電極501を有し、それに伴う構成を除いては本発明の第4の実施形態に係る放電管400と実質的に同じ構成を有している。よって、外部電極501とそれに伴う構成については詳細に説明し、それ以外の点については省略する。
【0085】
外部電極501は、例えば、半田からなり、ガラスバルブ401の一端部の外表面を覆うように形成されている。
【0086】
また、外部電極501は、銀ペーストをガラスバルブ401の電極形成部分の全周に塗布することによって形成してもよいし、金属製のキャップをガラスバルブ401の一端部に被せてもよい。さらに、アルミニウムの金属箔を、シリコー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401の一端部全体の外周面を覆うように貼着したものであってもよい。なお、導電性粘着剤において、シリコー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。
【0087】
また、ガラスバルブ401の内面であって、外部電極501が形成された領域に例えば酸化イットリウム(Y2O3)の保護膜を設けてもよい。保護膜(図示せず)を設けることにより、ガラスバルブ401のその部分に水銀イオンが衝撃することによって起こるガラス削れやピンホールを防止することができる。
【0088】
なお、保護膜は、酸化イットリウムに代えて、例えばシリカ(SiO2)、アルミナ(Al2O3)、酸化亜鉛(ZnO)、チタニア(TiO2)等の金属酸化物を用いてもよい。特に、保護膜が酸化イットリウムやシリカで形成されている場合には、保護膜に水銀が付着し難く、水銀消費が少ない。
【0089】
なお、ガラスバルブの一端部は、ガラス部材303を用いずに、ガラスバルブ401の一端部を加熱して溶融させることにより封着されていてもよいし、本発明の第3の実施形態に係る電極構造体300と同様のガラス部材303を用いて封着されていてもよい。
【0090】
上記のとおり、本発明の第5の実施形態に係る放電管500に係る構成によれば、ガラス部材303におけるリード線302の封着部分の微小クラックを抑制することで、封着部分の強度を向上させることができる。
【0091】
(第6の実施形態)
本発明の第6の実施形態に係る電極構造体の長手方向の中心軸X600を含む断面図を図10に示す。本発明の第6の実施形態に係る電極構造体600(以下、「電極構造体600」という)は、電極601と、一端部が電極601に接続されたリード線602と、リード線602の少なくとも一部を覆うように形成されたガラス部材603とを有する。
【0092】
電極601は、例えばタングステン製のフィラメントコイルである。電極601には、その巻線部にエミッタ(図示せず)が付着している。エミッタには、例えば(Ba,Sr,Ca)O等を用いることができる。なお、電極601は、タングステン製のフィラメントコイルに限らず、レニウムタングステン製のフィラメントコイルであってもよい。この場合、電極601がランプの点灯等により加熱されたときの強度を向上させることができる。
【0093】
電極601は、その両端部を一対のリード線602に担持されている。リード線602は、例えば、鉄(Fe)とニッケル(Ni)との合金製である。具体的には、50[wt%]以上52[wt%]以下の範囲内のニッケルと、残部の鉄との合金製であることが好ましい。
【0094】
一対のリード線602は、少なくとも一部がガラス部材603により覆われている。ガラス部材603は、略玉子形状であって、リード線602の線軸に対して垂直に切った断面が略楕円形状となり、一対のリード線602の中点がガラス部材603のほぼ中点を通るようにリード線602を封着している点を除いては、ガラス部材103と実質的に同じ構成のものである。
【0095】
上記のとおり、本発明の第6の実施形態に係る電極構造体600の構成によれば、ガラス部材603におけるリード線602の封着部分の微小クラックを抑制することで、封着部分の強度を向上させることができる。
【0096】
なお、図11に示す電極構造体604(以下、「電極構造体604」という)であってもよい。電極構造体604は、電極605が電極構造体の長手方向の中心軸X604を旋回軸とした二重螺旋構造をしている。この場合、電極構造体600に比べてランプを細径化しやすくすることができる。リード線606は、直線形状であって、形状を除いてはリード線602と実質的に同じ構成を有する。
【0097】
なお、図11に示すように、電極605とリード線606とは、接続部材607を介して接続されていることが好ましい。この場合、電極605とリード線606との接続をより確実に行うことができる。
【0098】
さらに、電極605の周囲をスリーブ608で覆うことが好ましい。この場合、電極605からエミッタが飛散するのを抑制することができる。スリーブ608は、例えばニッケル製であって、一方の接続部材に溶接により接続されている。なお、スリーブ608の材料は、ニッケルに限らず、例えばモリブデン、タンタル、ニオブ、タングステン等を用いることができる。
【0099】
(第7の実施形態)
本発明の第7の実施形態に係る放電管の長手方向の中心軸X700を含む断面図を図12に示す。本発明の第7の実施形態に係る放電管700(以下、「放電管700」という)は、熱陰極蛍光ランプであって、本発明の第6の実施形態に係る電極構造体600を備えている点を除いては、本発明の第4の実施形態に係る放電管400と実質的に同じ構成を有する。
【0100】
上記のとおり、本発明の第7の実施形態に係る放電管700の構成によれば、ガラス部材603におけるリード線602の封着部分の微小クラックを抑制することで、封着部分の強度を向上させることができる。
【0101】
なお、図13に示すように、電極構造体604を備えた放電管701(以下、「ランプ701」)であってもよい。この場合、ガラスバルブ401を細径化することができる。
【0102】
(第8の実施形態)
本発明の第8の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図を図14に示す。本発明の第8の実施形態に係るバックライトユニット(以下、「バックライトユニット800」という)は直下方式のバックライトユニットであり、一つの面が開口した直方体状の筐体801と、この筐体801の内部に収納された複数のランプ400と、ランプ400
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802と、筐体801の開口部を覆う光学シート類803とを備えている。なお、ランプ400は、本発明の第4の実施形態に係る放電管400である。
【0103】
筐体801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804が形成されている。なお、筐体801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804として金属蒸着膜以外、例えば、ポリエチ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801に貼付したものを用いてもよい。
【0104】
筐体801の内部には、ソケット802、絶縁体805およびカバー806が配置されている。具体的に、ソケット802は、ランプ400の配置に対応して筐体801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802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302が嵌め込まれる嵌込部802aを有している。そして、リード線302を嵌込部802a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802aに嵌め込まれたリード線302は、嵌込部802a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302を嵌込部802a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。
【0105】
ソケット802は、互いに隣り合うソケット802同士で短絡しないように絶縁体805で覆われている。絶縁体805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805は、上記の構成に限定されない。ソケット802はランプ400の動作中に比較的高温となる電極301の近傍にあることから絶縁体805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805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。
【0106】
筐体801の内部には、必要に応じた場所にランプホルダ807を設けてもよい。筐体801内側でのランプ400の位置を固定するランプホルダ807は、例えば、ポリカーボネート(PC)樹脂であり、ランプ400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400の長手方向の中央部付近のように、ランプ400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400のたわみを解消するために必要な場所である。
【0107】
カバー806は、ソケット802と筐体801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802の周辺を保温するとともに、少なくとも筐体801側の表面を高反射性とすることにより、ランプ400の端部の輝度低下を軽減することができる。
【0108】
筐体801の開口部は、透光性の光学シート類803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803は、拡散板808、拡散シート809およびレンズシート810を積層してなる。
【0109】
拡散板808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801の開口部を塞ぐように配置されている。拡散シート809は、例えばポリエステル樹脂製である。レンズシート810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803は、それぞれ拡散板808に順次重ね合
わせるようにして配置されている。
【0110】
上記のとおり、本発明の第8の実施形態に係るバックライトユニット800の構成によれば、移動等の際、内部に備える放電管400が破損するのを防止することができる。
【0111】
なお、図14では、ランプ400として本発明の第4の実施形態に係る放電管400を用いたが、これに限らず本発明の第5の実施形態に係る放電管500や本発明の第7の実施形態に係る放電管700、701も適用することができる。
【0112】
(第9の実施形態)
本発明の第9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15に示す。本発明の第9の実施形態に係るバックライトユニット900(以下、「バックライトユニット900」という)は、エッジライト方式のバックライトユニットで、反射板901、ランプ400、ソケット(図示せず)、導光板902、拡散シート903およびプリズムシート904から構成されている。
【0113】
反射板901は、液晶パネル側(矢印Q)を除く導光板902の周囲を囲むように配置されており、底面を覆う底面部901aと、ランプ400の配置されている側を除く側面を覆う側面部901bと、ランプ400の周囲を覆う曲面状のランプ側面部901cとで構成されており、ランプ400から照射される光を導光板902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901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。
【0114】
ソケットは、本発明の第8の実施形態に係るバックライトユニット800に用いられるソケット802と実質的に同じ構成を有している。なお、図15において、図示の便宜上により、ランプ400の端部については省略している。
【0115】
導光板902は、反射板901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900の底面に設けられた反射板901の上に積重されている。なお、導光板902の材料としては、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。
【0116】
拡散シート903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902の上に積重されている。
【0117】
プリズムシート904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903の上に積層されている。なお、プリズムシート904の上にさらに拡散板(図示せず)が積層されていてもよい。
【0118】
なお、本実施形態の場合には、ランプ400の周方向における一部分(バックライトユニット900に挿入した場合における導光板902側)を除き、ガラスバルブ401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。
【0119】
上記のとおり、本発明の第9の実施形態に係るバックライトユニット900の構成によれば、移動等の際、内部に備える放電管400が破損するのを防止することができる。
【0120】
なお、図15では、ランプ400として本発明の第4の実施形態に係る放電管400を用いたが、これに限らず本発明の第5の実施形態に係る放電管500や本発明の第7の実
施形態に係る放電管700、701も適用することができる。
【0121】
(第10の実施形態)
本発明の第10の実施形態に係る照明装置の正面図を図16(a)に、図16(a)のA−A´線で切った断面図を図16(b)にそれぞれ示す。本発明の第10の実施形態に係る照明装置1000(以下、「照明装置1000」という)は、一般照明用の環状蛍光ランプを使用した照明器具である。
【0122】
照明装置1000は、本体部1001、盤状部1002、ランプホルダ1003、ソケット1004、放電管200およびランプ1005から構成されている。
【0123】
本体部1001は、その内部に点灯回路(図示せず)等を収納し、例えばその上部から電気接続部(図示せず)が導出しており、例えばその側面部からランプ1005の口金1006と電気的に接続するためのソケット1004が導出している。また、その一部にランプ1005の始動用のための放電管200が備え付けられている。
【0124】
盤状部1002は、本体部1001、ランプホルダ1003を支持する部材であり、例えば円盤状の形状を有している。
【0125】
ランプホルダ1003は、盤状部1002の下面に取付けられており、その下端に設けられた例えばC字状の挟持片によりランプ1005を保持し、ランプ1005の落下を防止することができる。
【0126】
ランプ1005は、環状の熱陰極蛍光ランプであり、形状が環状であることと口金1006がランプ1005の中間部に位置していることを除いては第7の実施形態に係る放電管700、701と実質的に同じ構成を有している。
【0127】
上記のとおり、本発明の第10の実施形態に係る照明装置1000の構成によれば、移動等の際、内部に備える放電管700が破損するのを防止することができる。
【0128】
(第11の実施形態)
本発明の第11の実施形態に係る画像表示装置の概要を図17に示す。図17に示すように画像表示装置1100は、例えば32[inch]液晶テレビ(液晶表示装置)であり、液晶パネル等を含む液晶画面ユニット1101と本発明の第8の実施形態に係るバックライトユニット800と点灯回路1102とを備える。
【0129】
液晶画面ユニット1101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。
【0130】
点灯回路1102は、バックライトユニット800内部のランプ400を点灯させる。そして、ランプ400は、点灯周波数40[kHz]〜100[kHz]、ランプ電流3.0[mA]〜25[mA]で動作される。
【0131】
なお、図17では、画像表示装置1100のバックライトユニットとして本発明の第8の実施形態に係るバックライトユニット800に第4の実施形態に係る放電管400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5の実施形態に係る放電管500や本発明の第7の実施形態に係る放電管700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9の実施形態に係るバックライトユニット900も用いることができる。
【0132】
上記のとおり、本発明の第11の実施形態に係る画像表示装置1100の構成によれば、移動等の際、内部に備える放電管400が破損するのを防止することができる。
【0133】
(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。
1.電子放射性物質について
電極301の表面には、電子放射性物質層(図示せず)が形成されていてもよい。この場合、電子放射性物質層が設けられていないランプに比べてランプ電圧を下げることができる。具体的には、電子放射性物質層は、例えば電極301の内面に形成されている。電子放射性物質層は、例えば希土類元素を含む。冷陰極蛍光ランプにおいて、ランプ電圧を下げるのに効果的なためである。さらに、希土類元素は、ランタン(La)およびイットリウム(Y)のうちいずれか1種以上であることがより好ましい。
【0134】
電子放射性物質層は、さらに珪素(Si)、アルミニウム(Al)、ジルコニウム(Zr)、硼素(B)、亜鉛(Zn)、ビスマス(Bi)、リン(P)および錫(Sn)のうちいずれか1種以上を含むことが好ましい。この場合、ランプ電圧の低減効果をより持続させることができる。
【0135】
さらに、電子放射性物質層に、セシウム(Cs)化合物が含まれていてもよい。この場合、ランプの暗黒始動特性をさらに向上させることができる。また、電子放射性物質層とは別に、電極301の内面や外面にセシウム化合物を付着させてもよい。なお、セシウム化合物は、例えば、硫酸セシウム、アルミン酸セシウム、ニオブ酸セシウム、タングステン酸セシウム、モリブデン酸セシウムおよび塩化セシウムのうちいずれか1種以上を用いることが好ましい。また、セシウム化合物は、電極301の外側側面に付着されていることがより好ましい。この場合、冷陰極蛍光ランプの製造工程において、セシウム化合物を適度に活性化させやすくすることができる。さらには、電極301の外側側面におけるランプ中央部側の先端部に付着されていることがさらにより好ましい。この場合、冷陰極蛍光ランプの製造工程において、セシウム化合物をさらに活性化させやすくすることができる。
2.ガラス部材およびガラスバルブについて
(1)紫外線吸収について
ガラス部材103、303、603およびガラスバルブ201、401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。
【0136】
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。
【0137】
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。
【0138】
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。
(2)赤外線透過係数について
ガラス部材103、303、603およびガラスバルブ201、401の材料である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、長尺の冷陰極放電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。
【0139】
なお、赤外線透過率係数(X)は下式で表すことができる。
【0140】
[数1]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)鉛フリーガラスについて
ガラス部材103、303、603およびガラスバルブ201、401に用いるガラスは、酸化物換算で、SiO2が60[wt%]〜75[wt%]、Al2O3が1[wt%]〜5[wt%]、Li2Oが0[wt%]〜5[wt%]、K2Oが3[wt%]〜11[wt%]、Na2Oが3[wt%]〜12[wt%]、CaOが0[wt%]〜9[wt%]、MgOが0[wt%]〜9[wt%]、SrOが0[wt%]〜12[wt%]、BaOが0[wt%]〜12[wt%]の組成を有していてもよい。この場合、酸化物換算で、アルカリ金属酸化物は、0[wt%]〜28[wt%]含まれていることとなる。この場合、鉛成分を含有せず、環境に優しい冷陰極放電ランプを提供することができる。さらには、ガラス部材103、303、603およびガラスバルブ201、401に用いるガラスは、酸化物換算で、SiO2が60[wt%]〜75[wt%]、Al2O3が1[wt%]〜5[wt%]、B2O3が0[wt%]〜3[wt%]、Li2Oが0[wt%]〜5[wt%]、K2Oが3[wt%]〜11[wt%]、Na2Oが3[wt%]〜12[wt%]、CaOが0[wt%]〜9[wt%]、MgOが0[wt%]〜9[wt%]、SrOが0[wt%]〜12[wt%]、BaOが0[wt%]〜12[wt%]の組成を有していることがより好ましい。この場合、酸化物換算で、アルカリ金属酸化物は、0[wt%]〜28[wt%]含まれていることとなる。
【0141】
また、ガラス部材103、303、603およびガラスバルブ201、401に用いるガラスは、酸化物換算で、SiO2が60[wt%]〜75[wt%]、Al2O3が1[wt%]〜5[wt%]、Li2Oが0.5[wt%]〜5[wt%]、K2Oが3[
wt%]〜7[wt%]、Na2Oが5[wt%]〜12[wt%]、CaOが1[wt%]〜7[wt%]、MgOが1[wt%]〜7[wt%]、SrOが0[wt%]〜5[wt%]、BaOが7[wt%]〜12[wt%]の組成を有していてもよい。この場合、酸化物換算で、アルカリ金属酸化物は、8.5[wt%]〜24[wt%]含まれていることとなる。この場合、ランプへの加工を行いやすく、かつ鉛成分を含有せず、環境に優しい冷陰極蛍光ランプを提供することができる。
【0142】
さらに、ガラス部材103、303、603およびガラスバルブ201、401に用いるガラスは、酸化物換算で、SiO2が65[wt%]〜75[wt%]、Al2O3が1[wt%]〜5[wt%]、B2O3が0[wt%]〜3[wt%]、Li2Oが0.5[wt%]〜5[wt%]、 K2Oが3[wt%]〜7[wt%]、Na2Oが5[
wt%]〜12[wt%]、 CaOが2[wt%]〜7[wt%]、MgOが2.1[
wt%]〜7[wt%]、SrOが0[wt%]〜0.9[wt%]、BaOが7.1[wt%]〜12[wt%]の組成を有していてもよい。この場合、酸化物換算で、アルカリ金属酸化物は、8.5[wt%]〜24[wt%]含まれていることとなる。この場合、鉛成分を含有せず、照明用途に適した電気絶縁性を有し、かつ、失透を起こりにくくすることができる。さらには、ガラス部材103、303、603およびガラスバルブ201、401に用いるガラスは、酸化物換算で、SiO2が65[wt%]〜75[wt%]、Al2O3が1[wt%]〜3[wt%]、B2O3が0[wt%]〜3[wt%]、Li2Oが1[wt%]〜3[wt%]、K2Oが3[wt%]〜6[wt%]、Na2Oが7[wt%]〜10[wt%]、 CaOが3[wt%]〜6[wt%]、MgO
が3[wt%]〜6[wt%]、SrOが0[wt%]〜0.9[wt%]、BaOが7.1[wt%]〜10[wt%]の組成を有していることがより好ましい。この場合、酸化物換算で、アルカリ金属酸化物は、11[wt%]〜19[wt%]含まれていることとなる。
(4)ガラスバルブ401の形状について
ガラスバルブ401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、その管軸に対して略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。
3.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良い。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。
【0143】
(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であることが好ましい。
【0144】
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)MgAl10
O17:Eu2+](略号:SBAM−B)等がある。
【0145】
(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)Al1
1O19: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:Tb
3+](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。
【0146】
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+]、[BaMgAl1
0O17: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)Mg2Al16
O27:Eu2+,Mn2+]、[(Ba,Sr)MgAl10O17:Eu2+,Mn2+](略号:SBAM−G)等がある。
【0147】
(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・Ge
O2: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良い。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良い。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202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。
【0148】
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。
(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放電ランプや外部電極放電ランプにおいて、再現可能な色度範囲の拡大化の要請がある。
【0149】
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。
【0150】
(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。
【0151】
(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。
【0152】
(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。
【0153】
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。
【0154】
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。
【0155】
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202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。
【0156】
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。
【0157】
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。
4.封入ガスについて
希ガスにクリプトンが含まれていてもよい。この場合、放電管が冷陰極蛍光ランプである場合に赤外線放射を抑制することができる。さらには、希ガスにクリプトンが0.5[mol%]以上5[mol%]以下の範囲内で含まれていることが好ましい。この場合、ランプ電圧を大きく変化させることなく、冷陰極蛍光ランプの赤外線放射を抑制することができる。例えば、例えばアルゴンが0[mol%]以上9.5[mol%]以下の範囲内、ネオンが90[mol%]以上95.5[mol%]以下の範囲内、クリプトンが0.5[mol%]以上5[mol%]以下の範囲内である。さらには、希ガスにクリプトンが0.5[mol%]以上3[mol%]以下の範囲内で含まれていることがより好ましい。さらには、希ガスにクリプトンが1[mol%]以上3[mol%]以下の範囲内で含まれていることがさらにより好ましい。
5.ランプの種類について
上記の各実施形態においては、放電管として、グロスタータ、冷陰極蛍光ランプ、内部外部電極蛍光ランプ、外部電極蛍光ランプおよび熱陰極蛍光ランプを中心に説明したが、ガラスバルブの内面に蛍光体層の形成されていない紫外線ランプであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【0158】
本発明は、電極構造体、放電管、照明装置および画像表示装置に広く適用することができる。
【符号の説明】
【0159】
101、301、601、605 電極
102、302、602、606 リード線
103、303、603 ガラス部材
100、300、600、604 電極構造体
200、400、500、700、701 放電管
201、401 ガラスバルブ
800、900 バックライトユニット
1000 照明装置
1100 画像表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電極と、一端部が前記電極に接続されたリード線と、前記リード線の少なくとも一部を覆うように形成されたガラス部材とを有する電極構造体であって、
前記ガラス部材は、熱膨張係数が90×10−7[K−1]以上100×10−7[K−1]以下の範囲内であり、酸化物換算で、アルカリ金属酸化物の含有率が6[wt%]以上28[wt%]以下の範囲内であって、
前記リード線の炭素含有量が0.015[wt%]以下であることを特徴とする電極構造体。
【請求項2】
前記ガラス部材は、酸化物換算で、酸化ナトリウムの含有率が3[wt%]以上12[wt%]以下の範囲内であり、酸化カリウムの含有率が3[wt%]以上11[wt%]以下の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の電極構造体。
【請求項3】
前記リード線における少なくとも前記ガラス部材に覆われている部分の表面には、酸化膜が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電極構造体。
【請求項4】
前記酸化膜には、FeOが含まれていることを特徴とする請求項3に記載の電極構造体。
【請求項5】
前記リード線は、鉄とニッケルとの合金からなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電極構造体。
【請求項6】
前記ガラス部材には、間隔を開けて一対の前記リード線が封着され、
一方の前記リード線の一端部には、熱応動素子からなる電極が接続されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電極構造体。
【請求項7】
前記一対のリード線の前記ガラス部材側の根元の間隔は、3[mm]以上6[mm]以下の範囲内であることを特徴とする請求項6に記載の電極構造体。
【請求項8】
前記電極は、有底筒状であって、
前記電極の外側底面と前記リード線の一端面とが接続されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電極構造体。
【請求項9】
ガラスバルブと、請求項1〜8のいずれか1項に記載の電極構造体とを備えることを特徴とする放電管。
【請求項10】
ガラスバルブと、請求項6または7に記載の電極構造体とを備え、
前記ガラスバルブの内部空間には、5[mol%]以上のHeガスが封入されていることを特徴とする放電管。
【請求項11】
ガラスバルブと、前記ガラスバルブの少なくとも一方の端部に設けられた請求項8に記載の電極構造体とを備えることを特徴とする放電管。
【請求項12】
請求項9〜11のいずれか1項に記載の放電管を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項13】
請求項11に記載の放電管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14】
請求項13に記載のバックライトユニットを備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項1】
電極と、一端部が前記電極に接続されたリード線と、前記リード線の少なくとも一部を覆うように形成されたガラス部材とを有する電極構造体であって、
前記ガラス部材は、熱膨張係数が90×10−7[K−1]以上100×10−7[K−1]以下の範囲内であり、酸化物換算で、アルカリ金属酸化物の含有率が6[wt%]以上28[wt%]以下の範囲内であって、
前記リード線の炭素含有量が0.015[wt%]以下であることを特徴とする電極構造体。
【請求項2】
前記ガラス部材は、酸化物換算で、酸化ナトリウムの含有率が3[wt%]以上12[wt%]以下の範囲内であり、酸化カリウムの含有率が3[wt%]以上11[wt%]以下の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の電極構造体。
【請求項3】
前記リード線における少なくとも前記ガラス部材に覆われている部分の表面には、酸化膜が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電極構造体。
【請求項4】
前記酸化膜には、FeOが含まれていることを特徴とする請求項3に記載の電極構造体。
【請求項5】
前記リード線は、鉄とニッケルとの合金からなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電極構造体。
【請求項6】
前記ガラス部材には、間隔を開けて一対の前記リード線が封着され、
一方の前記リード線の一端部には、熱応動素子からなる電極が接続されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電極構造体。
【請求項7】
前記一対のリード線の前記ガラス部材側の根元の間隔は、3[mm]以上6[mm]以下の範囲内であることを特徴とする請求項6に記載の電極構造体。
【請求項8】
前記電極は、有底筒状であって、
前記電極の外側底面と前記リード線の一端面とが接続されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電極構造体。
【請求項9】
ガラスバルブと、請求項1〜8のいずれか1項に記載の電極構造体とを備えることを特徴とする放電管。
【請求項10】
ガラスバルブと、請求項6または7に記載の電極構造体とを備え、
前記ガラスバルブの内部空間には、5[mol%]以上のHeガスが封入されていることを特徴とする放電管。
【請求項11】
ガラスバルブと、前記ガラスバルブの少なくとも一方の端部に設けられた請求項8に記載の電極構造体とを備えることを特徴とする放電管。
【請求項12】
請求項9〜11のいずれか1項に記載の放電管を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項13】
請求項11に記載の放電管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14】
請求項13に記載のバックライトユニットを備えることを特徴とする画像表示装置。
【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17】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
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【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【公開番号】特開2010−262917(P2010−262917A)
【公開日】平成22年11月18日(2010.11.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−45163(P2010−45163)
【出願日】平成22年3月2日(2010.3.2)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年11月18日(2010.11.18)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年3月2日(2010.3.2)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】
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