CN1661766A - 冷阴极荧光灯和背光单元 - Google Patents

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Abstract

一种冷阴极荧光灯，其包括：玻璃泡体；和一对柱形电极，该电极分别插入到该玻璃泡体的两个端部中，其中该玻璃泡体的两个端部部分在横截面中是大致圆形的，该两个端部部分在长度上分别对应于该对插入的电极，并且该玻璃泡体的中部的至少一部分在横截面中是大致扁平的，该中部对应于在该玻璃泡体中位于该对电极之间的空间。

Description

冷阴极荧光灯和背光单元
技术领域
本发明涉及一种冷阴极荧光灯和一种用于液晶显示(LCD)装置的背光单元。
背景技术
装接到LCD(液晶显示)面板的背面上的背光单元用作LCD(液晶显示)装置的光源。
背光单元分为两种类型：边缘照明式；和直下式(例如见公开的日本专利申请No.2000-310778)。
在其中，该直下式背光单元具有：包括底板和包围该底板的侧板的外容器，并且该外容器的开口由漫射板、漫射薄板等覆盖。多个荧光灯布置在外容器中，靠近底部。直下式背光单元通常用于例如32英寸的LCD电视的大型LCD装置，这是因为直下式背光单元较容易地在表面(以下称为发光表面)处实现高亮度。
为了实现LCD设备的高质量图像，这种背光单元必需在该发光表面上具有高且均匀的亮度。另外，为了使得LCD装置占据尽可能小的空间，背光单元必需较薄。
因此，外容器的内表面涂敷有高反射率的材料，以便使得从荧光灯向后发出的光向前(朝向发光表面)反射，从而增大有效利用从该灯发出的光通量的效率，(该效率由从发光表面发出的光通量与从灯发出的光通量的比率来表示)。另外，上述的漫射板和漫射薄板用于使得发自该荧光灯的直射光和反射光沿向前的方向漫射，以便在整个发光表面上确保均匀的亮度。
冷阴极荧光灯通常用作上述荧光灯。这是因为由于冷阴极荧光灯没有灯丝因此其可制造成较薄且具有小直径，并且这满足了对于薄的背光单元的要求。
为了实现LCD装置的高质量图像，这种背光单元进一步需要具有高亮度。
技术人员可能构想到一种用于在背光单元中实现高亮度的方法，即冷阴极荧光灯(以下称为灯)在升高的灯电流下工作。然而，这种方法具有以下问题，即，尽管该灯的光通量在一定程度上增加了，但是随着灯电流的增大，最冷点的温度增加了并且超过了最佳范围，由此使得该灯的发光效率(以下称为灯效率)下降。
与灯电流的增加相结合，如果较厚的灯用于提高热辐射，则可防止最冷点的温度过度增大。然而，该方法具有以下问题，即，尤其是如果内直径增大，管内壁与阳极区等离子空间的中心之间的间距将增大，这使得发光效率下降，并且阻止了由于灯电流增加而获得预期的光通量的相应增加。除此之外，背光单元具有用于容纳该灯的有限空间。如果在这种背光单元中使用比常规情况更厚的灯，则会出现所谓的“不均匀亮度”(以下这种不均匀亮度称为“波状不均匀亮度”)，其中在发光表面上靠近该灯的区域具有较高的亮度，并且远离该灯的区域具有较低的亮度。可通过加厚该容纳空间并使得该灯布置成离开该发光表面一定距离来解决该问题。然而，该方法并不实用，这是因为如上所述对于薄的背光单元的需求是强烈的。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种可容纳在背光单元的有限空间内的冷阴极荧光灯，其中在灯电流增大情况下发光效率不下降，并且还提供一种使用该冷阴极荧光灯的背光单元。
以上目的通过这样一种冷阴极荧光灯来实现，该冷阴极荧光灯包括：玻璃泡体和一对柱形电极，该电极分别插入到该玻璃泡体的两个端部中，其中该玻璃泡体的两个端部部分在横截面中是大致圆形的，该两个端部部分在长度上分别对应于该对插入的电极，并且该玻璃泡体的中部的至少一部分在横截面中是大致扁平的，该中部对应于在该玻璃泡体中位于该对电极之间的空间。
借助以上这种结构，本发明的冷阴极荧光灯具有的外表面面积大于常规的冷阴极荧光灯的外表面面积，其外径大致等于在横截面中的扁平形状的最小外径，这限制了最冷点温度的过度增加。另外，因为在横截面中的扁平形状的最小内径小于常规冷阴极荧光灯的内径，该内径大致等于扁平形状的最大内径，阳极区等离子空间的中心与泡体的内壁之间的距离有效地保持为较短。因此，如果施加比常规灯电流大的灯电流，发光效率几乎不下降。另外，在不增加有限的容纳空间的厚度的情况下，本发明的这种冷阴极荧光灯可容纳在直下式背光单元中。
在上述的冷阴极荧光灯中，该玻璃泡体填充有包括至少氖和氪的稀有气体的混合气体。
借助以上这种结构的冷阴极荧光灯，与填充主要为氖和氩的混合气体的常规冷阴极荧光灯相比，本发明的冷阴极荧光灯可以降低在大约0摄氏度时的启动电压，并且在更高的环境温度时实现比常规冷阴极荧光灯更高的灯效率。
另外，通过在背光单元中使用以上这种冷阴极荧光灯，与使用常规冷阴极荧光灯的背光单元相比，可降低启动电压。这可减小与背光单元连接的功率单元的尺寸。另外，即使在背光单元中使用更多的冷阴极荧光灯，并且即使背光单元内的温度达到常规冷阴极荧光灯在照明过程的高温，本发明的冷阴极荧光灯发出光的灯效率也等于或大于常规冷阴极荧光灯的灯效率。因此，借助本发明，背光单元的亮度整体地增加。
上述冷阴极荧光灯还包括：装接到玻璃泡体的第一端部上的第一引线；和装接到玻璃泡体的第二端部上的第二引线，其中作为该对电极中的一个电极的第一电极在玻璃泡体内连接到该第一引线的端部上，和作为该对电极中的另一个电极的第二电极在玻璃泡体内连接到该第二引线的端部上，其中该第一引线在玻璃泡体外侧的端部连接到与外电源连接的高压侧接线装置上，并且该第二引线在玻璃泡体外侧的端部连接到与外电源连接的接地侧接线装置上，该接地侧接线装置在热导性上低于该高压侧接线装置，并且第一电极和第二电极的材料如此选择，即，使得当冷阴极荧光灯点亮时，该第一电极在发热量上大于该第二电极。
借助上述结构，通过消除了玻璃泡体的两个端部之间的温度不平衡的问题，可延长灯的寿命。
上述冷阴极荧光灯还包括：装接到玻璃泡体的第一端部上的第一引线；和装接到玻璃泡体的第二端部上的第二引线，其中作为该对电极中的一个电极的第一电极在玻璃泡体内连接到该第一引线的端部上，和作为该对电极中的另一个电极的第二电极在玻璃泡体内连接到该第二引线的端部上，其中该第一引线在玻璃泡体外侧的端部连接到与外电源连接的高压侧接线装置上，并且该第二引线在玻璃泡体外侧的端部连接到与外电源连接的接地侧接线装置上，该接地侧接线装置在导热性上低于该高压侧接线装置，以及该第一引线在导热性上低于该第二引线。
借助上述结构，通过消除了玻璃泡体的两个端部之间的温度不平衡的问题，可延长灯的寿命。
本发明的目的还通过这样一种背光单元来实现，该背光单元包括：如权利要求1所述的冷阴极荧光灯，其中与作为该对电极中的一个电极的第一电极连接的第一引线从该玻璃泡体的两个端部中的一个端部伸出，与作为该对电极中的另一个电极的第二电极连接的第二引线从该玻璃泡体的两个端部中的另一个端部伸出；与第一引线连接的高压侧接线装置，以便从电源电路供应电力；与第二引线连接的接地侧接线装置，以便从电源电路供应电力，接地侧接线装置在导热性上低于该高压侧接线装置；紧固地装接到玻璃泡体的端部上的第一电绝缘套筒，第一引线从其伸出，并且覆盖玻璃泡体的端部和第一引线；紧固地装接到玻璃泡体的端部上并覆盖该端部的第二电绝缘套筒，第二引线从其伸出；支承件，其有导热性大于第一和第二电绝缘套筒的材料制成，以便支承第一和第二电绝缘套筒，其中一结构如此构造，即，使得在导热性上从第一电绝缘套筒传导到支承件的热量低于从第二电绝缘套筒传导到支承件的热量。
借助上述结构，通过消除了玻璃泡体的两个端部之间的温度不平衡的问题，可延长灯的寿命。
本发明的目的还通过这样一种背光单元来实现，该背光单元包括：如权利要求1所述的冷阴极荧光灯，其中与作为该对电极中的一个电极的第一电极连接的第一引线从该玻璃泡体的两个端部中的一个端部伸出，与作为该对电极中的另一个电极的第二电极连接的第二引线从该玻璃泡体的两个端部中的另一个端部伸出；与第一引线连接的高压侧接线装置，以便从电源电路供应电力；与第二引线连接的接地侧接线装置，以便从电源电路供应电力，接地侧接线装置在导热性上低于该高压侧接线装置；紧固地装接到玻璃泡体的端部上并覆盖该端部的第一电绝缘套筒，第一引线从其伸出；紧固地装接到玻璃泡体的端部上并覆盖该端部的第二电绝缘套筒，第二引线从其伸出；其中当冷阴极荧光灯点亮时，对于从玻璃泡体的表面吸收的热量，第一电绝缘套筒在热辐射上低于第二电绝缘套筒。
借助上述结构，通过消除了玻璃泡体的两个端部之间的温度不平衡的问题，可延长灯的寿命。
借助上述的结构，该玻璃泡体的一部分对应于当该冷阴极荧光灯点亮时在玻璃泡体中产生阳极区的区域的中部，该玻璃泡体的所述部分在横截面中是大致扁平的。
在上述的冷阴极荧光灯中，一数值按以下方式获得，即用(i)由阳极区放电消耗的功率量的数值除以(ii)玻璃泡体的一部分的外表面面积，该部分对应于当该冷阴极荧光灯点亮时在玻璃泡体中产生阳极区的区域，所述获得的数值设定在45-90mW/cm2的范围内。
在上述的冷阴极荧光灯中，该玻璃泡体在横截面中的扁平形状的最小内径在1.0-3.0毫米的范围内。
本发明的目的还通过这样一种背光单元来实现，该背光单元包括：矩形外容器，其底部是反射板，其侧面是板；以及以规则的间隔彼此平行地布置在该外容器中的多个冷阴极荧光灯，其中多个冷阴极荧光灯中每一个包括：玻璃泡体和一对柱形电极，该电极分别插入到该玻璃泡体的两个端部中，其中该玻璃泡体的两个端部部分在横截面中是大致圆形的，该两个端部部分在长度上分别对应于该对插入的电极，并且该玻璃泡体的中部的至少一部分在横截面中是大致扁平的，该中部对应于在该玻璃泡体中位于该对电极之间的空间，并且所述多个冷阴极荧光灯布置成使得该玻璃泡体在横截面中的扁平形状的长轴与该反射板的主表面大致平行。
在上述的冷阴极荧光灯中，第一电极在有效电极表面面积上小于第二电极。
在上述的冷阴极荧光灯中，用第一电极的有效电极表面面积的数值除以第二电极的有效电极表面面积的数值，从而获得一面积比率，该面积比率设定在0.5-0.9的范围内。
在上述的冷阴极荧光灯中，形成第一电极的金属材料在功函数上大于形成第二电极的金属材料。
在上述的冷阴极荧光灯中，第一引线在截面面积上小于第二引线。
在上述的冷阴极荧光灯中，第一和第二引线在横截面中是圆形的，并且用第一引线的外径的数值除以第二引线的外径的数值，从而获得一引线直径比率，该引线直径比率设定在0.65-0.85的范围内。
在上述的冷阴极荧光灯中，在导热性上低于第一电绝缘套筒的隔热介质设置在第一电绝缘套筒与支承件之间，并且第二电绝缘套筒与支承件直接接触。
在上述的冷阴极荧光灯中，第一电绝缘套筒与支承件接触的区域小于第二电绝缘套筒与支承件接触的区域。
在上述的冷阴极荧光灯中，第一电绝缘套筒与支承件接触的接触压力小于第二电绝缘套筒与支承件接触的接触压力。
在上述的冷阴极荧光灯中，第一电绝缘套筒的热辐射区域小于第二电绝缘套筒的热辐射区域。
在上述的冷阴极荧光灯中，第一电绝缘套筒由在导热性上低于第二电绝缘套筒材料的材料制成。
附图说明
参照附图并结合本发明的特定实施例，可更好地理解本发明的这些和其它的目的、优点、和特征，在附图中：
图1A-1D示出了实施例1的冷阴极荧光灯100的截面图；
图2A-2D示出了如何形成玻璃泡体；
图3示出了实施例1中的直下式背光单元结构；
图4是图3所示的背光单元1000的处于沿X轴线的长度中心的部分的沿Y轴线横向截取的放大截面图。
图5示出了为了在背光单元的发光表面的中心处测量灯效率和亮度的该实验的结果；
图6示出了实施例1的变型；
图7示出了实施例1的变型；
图8A和8B示出了填充有主要为氖和氩的混合气体的冷阴极荧光灯的实验结果的图表，其中图8A表示氖和氩之间的摩尔比率与启动电压，图8B表示氖和氩之间的摩尔比率与灯效率；
图9A和9B示出了实施例2的冷阴极荧光灯的纵向截面图；
图10示出了对于启动电压的对比实验的结果表格；
图11示出了对于启动电压的对比实验的结果表格；
图12示出了对于启动电压的对比实验的结果表格；
图13示出了对于启动电压的对比实验的结果表格；
图14示出了对于启动电压的对比实验的结果表格；
图15示出了对于启动电压的对比实验的结果表格；
图16示出了使用各种混合比率的各种稀有气体在环境温度0摄氏度时的气体压力与启动电压的关系；
图17示出了使用各种混合比率的各种稀有气体在环境温度25摄氏度时的气体压力与启动电压的关系；
图18示出了对于启动电压的对比实验的结果表格；
图19示出了使用各种混合比率的各种稀有气体在环境温度0摄氏度时的气体压力与启动电压的关系；
图20示出了使用各种混合比率的各种稀有气体在环境温度25摄氏度时的气体压力与启动电压的关系；
图21示出了环境温度与灯效率的关系；
图22是实施例3的边缘照明形式的背光单元的分解立体图；
图23A是具有基本结构的冷阴极荧光灯的截面图；
图23B示出了冷阴极荧光灯的中空式电极的度量值；
图24A是装接到的冷阴极荧光灯的两个端部上的状态的截面图；
图24B示出了套筒的高压侧端部；
图24C示出了套筒的接地侧端部；
图24D示出了冷阴极荧光灯的接地侧端部以及与接地侧端部的引线连接的扁平电缆；
图25是背光单元在玻璃泡体插入到套筒中的部分处截取的截面图；
图26是示例1的冷阴极荧光灯的结构的截面图；
图27是示例3的冷阴极荧光灯的结构的截面图；
图28是示例4的冷阴极荧光灯的结构的截面图；
图29是立体图，其中示出了分别装接到示例5的冷阴极荧光灯的两个端部上的套筒的截面图；
图30示出了如何保持示例7的冷阴极荧光灯；以及
图31示出了如何保持示例7的冷阴极荧光灯。
具体实施方式
以下参照附图来描述本发明的优选实施例。
实施例1
图1A是实施例1的冷阴极荧光灯(以下称为灯)100的截面图。图1B是沿图1A的线B-B截取的截面图。图1C是沿图1A的线C-C截取的截面图。图1D是沿图1A的线D-D截取的截面图。在此应当注意，为了简明起见，图1B和1D仅示出了玻璃泡体10和荧光物质6的截面图。
如图1A所示，该灯100包括：由硅酸硼玻璃制成的玻璃泡体10；分别在玻璃泡体两个端部处设置在玻璃泡体中的电极4a和4b。
玻璃泡体10的两个端部分别由玻璃珠2a和2b阻塞。由钨制成的引线8a和8b穿过玻璃珠2a和2b分别从外侧引入到玻璃泡体10中，以便保持电极4a和4b，该电极由铌或类似物质制成并且其形状为具有底部的柱体。
电极4a和4b是中空类型的电极，并且长度为5.0毫米，厚度为0.1毫米。电极4a和4b的外表面与玻璃泡体10的内表面之间的距离设定为窄度为2毫米或更小。该窄的空间设计成便于防止放电泄漏到该空间内，由此防止由溅射引起的汞损耗，(具体细节可参照公开的日本专利申请No.2002-289138等)。
尽管没有示出，但是玻璃泡体10填充有在常温下压力为8.0kPa的大约2.0毫克的汞和氖/氩混合气体(Ne95％-Ar5％)。
另外，玻璃泡体10的内表面涂敷有稀土荧光物质6，其由红荧光物质(Y2O3:Eu3+)、绿荧光物质(LaPO4:Ce3+，Tb3+)、蓝荧光物质(BaMgAl16O27:Eu2+)混合而制成。
在以下的描述中，玻璃泡体10的两个端部部分在长度上分别相当于插入到玻璃泡体10的端部中的电极4a和电极4b，这两个端部部分称为电极部分10b和10c。另外，除了电极部分10b和10c之外，玻璃泡体10的相当于当灯100点亮时明显产生阳极区的区域的部分称为阳极区发光部分10a。
另外，经阳极区发光部分10a的中部的光发射作为用于灯100的照明装置的照明。阳极区发光部分10a的中部称为光发出部分10d。例如，当灯100用于液晶背光单元时，光发出部分10d是这样的部分，即该部分的光发射作为由背光单元照明的液晶面板的有效显示表面上的照明。在该实施例中，阳极区发光部分10a和光发出部分10d大致彼此重叠。
如图1B-1D所示，玻璃泡体10在阳极区发光部分10a(光发出部分10d)的横截面处是大致椭圆形的，并且在电极部分10b和10c处是大致圆形的。
以下描述该灯100的度量。灯100的总长度Lo为705毫米。阳极区发光部分10a(光发出部分10d)沿管轴线9的长度Da大约为680毫米。电极部分10b和10c沿管轴线9的长度Db和Dc大约为12毫米。阳极区发光部分10a的外表面面积大约为105平方厘米。该大致的椭圆的最小外径ao为4.0毫米。该大致的椭圆的最小内径ai为3.0毫米。该大致的椭圆的最大外径bo为5.8毫米。该大致的椭圆的最大内径bi为4.8毫米。另外，该大致的圆形的外径ro为5.0毫米。该大致的圆形的内径ri为4.0毫米。
以下将描述该实施例的灯100为何具有上述的形状的原因。
如上所述，常规的灯具有以下问题：如果灯电流增大，则该灯效率下降。例如，如果对于总长度为705毫米且内径为3.0毫米的灯，灯电流从额定电流5.5mA增加到8.5mA，则该灯效率从60(lm/W)下降到50(lm/W)，比初始下降了大约83％。
灯效率的这种降低是由于灯电流的增加使得玻璃泡体的最冷点温度过度增加而造成的。公知的是，在内径为1.2-4.0毫米的灯中，如果最冷点温度处于60-65摄氏度的范围内，可获得最佳的灯效率，(见Shou Takagi所著的“Latest Move in Fluorescent Lamps forBacklights”，2002年7月出版的Japan Electric Lamp ManufacturesAssociation Newsletter，No.449，第40页)。因此公认的是，当最冷点温度增加并超过最佳范围时，该灯效率下降。
可以按以下方式来解决该问题，即增加灯电流并且使用外径和内径更大的灯，(例如，使用的灯具有5.0毫米的外径和4.0毫米的内径，而不是4.0毫米的外径和3.0毫米的内径)。这增加了玻璃泡体的外表面面积，从而增大了热辐射区域，有助于抑制最冷点温度的过度增加。
上述的方法具有以下的问题：如果使用大型灯尤其是内径较大的灯，则阳极区等离子空间与该泡体的内壁之间的距离将变大，这使得灯效率下降。以下将更具体地解释。在阳极区等离子空间中，当汞原子从激励状态回复到低能状态时，释放出紫外线，并且所释放出的紫外线被另一汞原子吸收并且使得其转变为高能状态。由此可理解，紫外线经由汞原子传递，并且不直接到达玻璃泡体中的荧光物质。即，该灯的内径越大，则在阳极区等离子空间中产生的紫外线到达该泡体的内壁的可能性越小，从而导致灯效率的下降。
另外，在背光单元中使用较大外径的灯可能是阻止该背光单元制造得较薄的原因。
相反，在阳极区发光部分10a(光发出部分10d)为大致椭圆形的该实施例中，外表面面积增加到足以抑制玻璃泡体的最冷点温度的过度增加，同时使得阳极区等离子空间与该泡体的内壁之间的距离基本上保持为较小。因此，即使当灯电流增加时，该实施例也能使得灯效率保持在较高的程度上。
以下将详细地描述这种情况。如下所述，通过使得5.0毫米的外径和4.0毫米的内径的直管灯扁平化，从而制成该玻璃泡体10，(具有这种尺寸的直管灯以下称为直管灯A)。因此，椭圆形的阳极区发光部分10a的外表面面积与直管灯A的外表面面积大致相同，并且大于4.0毫米外径和3.0毫米内径的直管灯的外表面面积，(具有这种尺寸的直管灯以下称为直管灯B)。另外，椭圆形的阳极区发光部分10a的最小内径ai为3.0毫米，最大内径bi为4.8毫米。也就是说，因为直管灯A的最小内径ai等同于直管灯B的内径，所以阳极区等离子空间与该泡体的内壁之间的距离较小。
阳极区负荷
通常，当该灯100点亮时，电极部分10b和10c达到较高的温度，并且沿管轴线在阳极区发光部分10a的中心附近观察最冷点温度。
本发明的发明人发现，该最冷点温度取决于这样的数值，该数值为用功率Wp除以阳极区发光部分10a的外表面面积Sp，(该数值以下称为阳极区负荷)，其中功率Wp表示由阳极区放电消耗的功率量(该功率Wp以下称为阳极区输入功率Wp)。这是因为在灯功率W中对应于阳极区输入功率Wp的热损失通过热辐射和热传导从阳极区发光部分10a的外表面排散。
还发现，如果阳极区负荷设定在45-90mW/cm2的范围内，则最冷点温度不会超过最佳范围。如上所述，最冷点温度的最佳范围是60-65摄氏度。通过实验已经证实，如果阳极区负荷小于45mW/cm2，则最冷点温度为50摄氏度，这远低于该最佳温度；而如果阳极区负荷大于90mW/cm2，则最冷点温度为75摄氏度，这远高于该最佳温度。
在此应当注意，阳极区输入功率Wp是灯功率W减去电极消耗We而获得的，其表示为Wp＝W-We。电极消耗We可通过已知方法获得，即“管长度改变法”。另外，外表面面积Sp依据Sp＝π(ao+bo)Da/2获得(见图1)。在该实施例的灯100的情况中，阳极区输入功率Wp为7.8W(灯电流为8.5mA)，外表面面积为105平方厘米，因此阳极区负荷为74mW/cm2。
玻璃泡体形成方法
图2A-2D示出了灯100的玻璃泡体10的制造。
在步骤(a)中，如图2A所示，制备由硅酸硼玻璃制成的直玻璃管21，(硅酸硼玻璃的软化点为765摄氏度)。在步骤(b)中，如图2B所示，如此设定该玻璃泡体21，即，使得其需压平的部分夹在由不锈钢制成的夹具板22a和22b之间。在步骤(c)中，如图2C所示，用(未示出的)加热炉来加热玻璃泡体21，以便加热到低于软化温度的管温度(例如620-700摄氏度范围的温度)，从而借助夹具板22a和22b的重量使得被夹的部分压扁。在步骤(d)中，如图2D所示，通过移开夹具板22a和22b，从而获得具有所需变形的特定部分的玻璃泡体21，其中在横截面中大致圆形变形为大致椭圆形。
制成该玻璃泡体21的方法不限于上述的方法。
该实施例的玻璃泡体10可通过使得直管灯A(外径和内径分别为5.0毫米和4.0毫米)经过上述步骤(b)-(d)从而形成。通过这些步骤，在横截面中具有5.0毫米外径和4.0毫米内径的大致圆形变为最大外径为5.8毫米，最小外径为4.0毫米，最大内径bi为4.8毫米，最小内径为3.0毫米的大致椭圆形。在此应当注意，在通过上述形成方法使得5.0毫米外径的直管灯A压扁的情况下，所希望的是进行如下设定，以便在变形的玻璃泡体中，最大外径bo最大是6.6毫米，最小外径ao最大是3.0毫米(在这种情况下椭圆率为ao/bo≈0.45)。这是因为如果该管过度扁平的话，则管的厚度将明显改变，这会使得产量下降。
背光单元
图3是用于32英寸的液晶电视(屏幕高宽比16∶9)的背光单元1000的立体图。在图3中，截去漫射板140、漫射薄板142、和透镜薄板144以便示出内部结构。图4是图3所示的背光单元1000的处于沿X轴线的长度中心的部分的沿Y轴线横向截取的放大截面图。在此应当注意，在图4中对于灯100而言仅示出了其外径。另外，由双点划线描绘的每一圆表示4.0毫米外径和3.0毫米内径的直管灯B的外径。另外，为了简明起见，从顶部的第二个直管灯B的中心与灯100的中心对应。
直下式的背光单元100具有外容器120，其包括矩形反射板(底板)122和包围该底板的侧板124，并且在该外容器120内，14个灯100以大致规则的间隔平行地布置。
外容器120例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。例如银的金属可以以蒸气沉积方式沉积在外容器120的内表面上(即反射板和侧板124的内表面)，以便形成反射表面。外容器120的内部尺寸如下。沿水平方向(X轴线方向)的长度为728毫米。沿垂直方向(Y轴线方向)的长度为408毫米。外深度为19毫米，这表示该容器120较薄。反射板122的主表面(内表面)距离前面板145的内表面14毫米。灯100以灯节距(即相邻灯之间的距离)P1布置在反射板122附近。
该容器120的前开口由具有透射率的前面板145覆盖，该前面板145是漫射板140、漫射薄板142、和透镜薄板144的层压板。气密地密封该容器120以便防止灰尘或类似物质进入其中并且损坏该灯100等等。
漫射板140和漫射薄板142设置成使得从灯100发出的光漫射和散射。透镜薄板144设置成使得光转向成沿透镜薄板144的法线方向。这些元件如此构造，即，使得从灯100发出的光向前传播并且均匀地照亮前面板145的整个表面(发光表面)。
如上所述，外容器120气密地密封，并且因此最冷点温度易于过度地增加。然而，通过使用本发明的灯100，可以有效地防止最冷点温度过度地增加。这使得可以增加灯电流以便增加所获得的光通量。
在该实施例中，灯100布置成使得在横截面中大致椭圆形的长轴19与反射板122的主表面大致平行。这种布置提供了以下的有利效果。
第一，因为灯100的大致椭圆形的最小外径ao(4.0毫米)等于直管灯B的外径，所以可以防止出现波状的亮度不均匀，即使该灯100设置在以前的设计用于直管灯B的外容器120中也是如此。
第二，如果灯与反射板之间的距离过近，则可能出现不均匀的亮度。然而，灯100与反射板122的距离与直管灯B用作该灯的情况相同。这同样表明该外容器120保持为较薄。
第三，因为灯100的大致椭圆形的最大外径bo(5.8毫米)大于直管灯B的外径(4.0毫米)，所以如果灯节距适当地设定为大于常规的灯节距P0，则该设定不会在发光表面上在灯100之间降低亮度，由此防止不均匀亮度的产生。也就是说，当该灯沿水平和垂直方向布置在相同尺寸的外容器120中时，可以将灯节距P1设定成大于常规的灯节距P0。这减少了所使用的灯的数量，这有助于降低成本。
另外，如图4中从顶部的第三个灯100中的实线箭头所示，沿长轴19方向发射的光量大于沿短轴18方向发射的光量。因此，灯100布置成长轴19与反射板122大致平行时，从灯发出的光定向成向前(朝向发光表面)和向后(朝向反射板122)。这增加了有效地使用发自该灯100的光通量的效率，并且提高在发光表面处的亮度。
灯效率和背光亮度的测量实验
进行以下实验以便测量该背光单元的发光表面的中心处的灯效率和亮度，从而比较常规的直管式灯与该实施例的布置在背光单元1000的外容器120中的灯100的使用情况。图5示出了该实验的结果。在此应当注意，在对于灯100的表格中，图5的表格的列中的“内径”和“外径”的数值按以下顺序：最小内径、最大内径、最小外径、最大外径。
直管灯B
第一，16个直管灯B布置在外容器120内，其灯节距为25.7毫米，(在此应当注意，顶部灯与侧板124之间的距离以及底部灯与侧板124之间的距离大约是灯节距的一半。这还应用于其它类型的灯的其它实验)。随后背光单元1000在流经每一灯的5.5mA的灯电流下工作。沿垂直方向(Y轴线)在反射板的长度中心附近测量灯的灯效率。依据该测量，灯效率大约为60(lm/W)。另外，在前面板表面145的中心处的亮度大约为8000(cd/m2)。
直管灯A
第二，15个直管灯A布置在外容器120内，其灯节距为27.2毫米。随后，背光单元1000在流经每一灯的8.5mA的灯电流下工作。灯效率大约为55(lm/W)。另外，亮度大约为9500(cd/m2)。该亮度高于直管灯B的情况，但是观察到变化率大约为6％的波状不均匀亮度。
灯100
第三，14个本实施例的直管灯A布置在外容器120内，其灯节距为29.0毫米。随后，背光单元1000在流经每一灯的8.5mA的灯电流下工作。灯效率大约为65(lm/W)。对于该实施例的示例的所观察到的灯效率比直管灯B(灯电流为5.5mA)的情况高大约8％，并且比直管灯A的情况高大约18％。另外，在前面板表面145的中心处的亮度高达大约11400(cd/m2)。
在该实施例的示例中没有观察到波状不均匀亮度。尽管该示例的灯节距(29.0毫米)大于直管灯B的灯节距(25.7毫米)，并且该示例的灯数量(14个)小于直管灯B的灯数量(16个)，但是由于亮度降低因此在前面板表面上在灯之间的位置处没有观察到不均匀的亮度。
变型1
优选的是，如同本实施例，整个阳极区发光部分10a在横截面中大致为椭圆形，以便抑制玻璃泡体的最冷点温度的过度增大，并且明显降低阳极区等离子空间的中心与该泡体的内壁之间的距离。如果阳极区发光部分10a的绝大部分在横截面中大致为椭圆形并且其余部分为大致圆形，则可在一定程度上实现上述的有利效果。
图6示出了变型1。
如图6所示，在阳极区发光部分10a中的光发出部分10d在横截面中大致为椭圆形，并且阳极区发光部分10a以及电极部分10b和10c的其余部分在横截面中大致为圆形。
如图6所示的灯101的度量如下。该灯101的总长度L1为405毫米。电极部分10b和10c的长度Db和Dc分别为大约12毫米。阳极区发光部分10a的长度Dg大约为380毫米。在阳极区发光部分10a中的在横截面中大致为椭圆形的光发出部分10d的长度Dd大约340毫米。在横截面中大致为圆形的其余部分的长度大约为20毫米。
如上所述，在灯101中，光发出部分10d比阳极区发光部分10a短。这是因为例如当该灯用于LCD装置的背光单元时，由于LCD面板的有效显示表面(沿灯的纵向)的水平长度明显小于背光单元的发光表面的长度，因此从该灯的两个端部发出的光对于在LCD面板的有效显示表面上的光发射而言不是特别必需的。
另外，通过实验已经证实，为了通过大致减小阳极区等离子空间的中心与该泡体的内壁之间的距离从而增加灯效率，在横截面中大致为椭圆形的光发出部分10d的长度需要大于其余部分和电极部分10b或10c的长度的一半(De＜Dd＞Df)。另外，因为玻璃泡体的最冷点温度形成在阳极区发光部分10a的中心附近，所以希望的是，至少阳极区发光部分10a的中心附近在横截面中是大致椭圆形的。
变型2
在该实施例的描述中，阳极区发光部分在横截面中是大致椭圆形的。然而，横截面形状不限于大致的椭圆形，而且可以是任何的扁平形状。
图7示出了这种变型2。
如图7所示，阳极区发光部分10a在横截面中大致为矩形(跑道形)，其中直线与最大内径bi和最大外径bo大致平行。
当阳极区发光部分10a在横截面中大致为矩形时，也可以获得本发明的有利效果。
其它
1.在本实施例的上述描述中，使用了中空形式的电极。然而，也可使用棒式电极作为替代。另外，在本实施例中，电极在横截面中为大致圆形的。然而，电极在横截面中也可以是大致椭圆形的。即，整个玻璃泡体在横截面中是扁平的，其中电极也是扁平的。
另外，当玻璃泡体的电极和中空形式的电极在横截面中制成扁平时，精确地设定玻璃泡体的内表面与电极的外表面之间的距离(例如0.2毫米或更小)是成本昂贵的。这是因为为了达到以上目的，玻璃泡体和电极在横截面中的形状必须大致相同，这难以制造。相反，如果玻璃泡体的电极和中空形式的电极在横截面中大致为圆形，则通过调节这两个元件的直径可实现非常精确的设定。因为这容易制造，所以这种结构是优选的。
2.优选的是，扁平形状的最小内径为3.0毫米或更小。这是因为通过实验已经证实，如果最小内径大于3.0毫米，阳极区等离子空间的中心与该泡体的内壁之间的距离将变大，这使得灯效率急剧降低。另外优选的是，扁平形状的最小内径为2.5毫米或更小。这是因为已经证实，对于灯电流8.5mA的灯所测量的灯效率比灯电流5.5mA的直管灯B的灯所测量的灯效率高大约10％，其中该灯的最小内径ai为2.5毫米、最小外径ao为3.5毫米、最大内径bi为5.4毫米、最大外径bo为6.4毫米，其它方面具有与图1相同的结构。
最小内径的下限是例如1.0毫米。这是因为难以制造最小内径为1.0毫米或更小的部分。
本发明的冷阴极荧光灯可应用于背光单元或类似装置，这是因为该冷阴极荧光灯随灯电流的增大而使得所获得的光通量增大。
实施例2
如上所述，冷阴极荧光灯的玻璃泡体填充有稀有气体和少量的汞。封装该稀有气体主要是用于降低绝缘击穿电压。通常只封装氩气作为稀有气体。
然而，由于包括背光单元的LCD装置越来越紧凑，对于驱动冷阴极荧光灯的功率单元更紧凑的需求越来越强烈。并且因此，需要进一步降低绝缘击穿电压。为了满足需要，开发了主要填充有氖和氩作为稀有气体的冷阴极荧光灯，(见日本专利公开号No.3141411和3068659)。
本发明的发明人还进行了通过改变封装的氖和氩的摩尔比率的关于启动电压特性的实验。图8A示出了该实验的结果。图8A中左右方向表示氖(Ne)和氩(Ar)的摩尔比率(％)，垂直方向表示启动电压。在此应当注意，图8A仅示出了启动电压的改变对应于稀有气体混合比率的趋势，而没有示出例如绝对的数值。
如图8A所示，当氖的比率从只有氩(100％)增大时，(即当氩的比率下降时)，启动电压逐渐下降。从图8中应当理解，仅仅为了改善启动电压，优选的是所封装的稀有气体接近只有氖(100％)。
然而，通过实验已经证实，如果所封装的稀有气体接近只有氖(100％)，则灯效率将下降。图8B中左右方向表示氖和氩的摩尔比率，垂直方向表示灯效率。从图8B中应当理解，当氩的比率下降时，灯效率逐渐增大并且随后下降，当氩5％和氖95％时达到峰值。这是因为当混合比率为氩5％和氖95％时，玻璃泡体表面温度(Ts)为60摄氏度，在该温度下可获得最佳的蒸气压力。
因此最佳的混合比率被认为是氩5％-氖95％，由于具有该混合比率，因此与只有氩的情况相比，提高了启动电压和灯效率。
同时，由于液晶电视在尺寸上更大且在亮度上更亮，因此增加用于这种液晶电视的LCD面板的装接到直下式背光单元上的冷阴极荧光灯的数量。由于冷阴极荧光灯的数量增加，在该背光单元中的温度还升高到接近70摄氏度，这超过了获得的最佳汞蒸气压力时的60摄氏度。这使得灯效率下降到无法获得所需亮度的灯效率水平。
为了防止由于该背光单元中的温度升高而引起的灯效率的下降，氩的比率可以增加到大于5％，以便降低玻璃泡体的表面温度。以这种方式可以使得该单元内的温度下降到接近60摄氏度。然而，如图8A所示，这将导致启动电压的升高。对于液晶电视工作的温度范围而言，启动电压的升高会出现问题，尤其是在低温(例如0摄氏度)时，汞蒸气压力较低。
本实施例提供了一种冷阴极荧光灯，与主要由氖和氩构成稀有气体的荧光灯相比，该冷阴极荧光灯改善了灯效率和启动电压(尤其是在低温时的启动电压)。
图9A示出了本实施例的灯26沿长度截取的纵向截面图，其示出了形状结构。
灯26包括在横截面中大致为圆形的玻璃泡体32，并且在两个端部处由引线28和30密封。玻璃泡体32由硬质硼硅酸玻璃制成，其总长度为450毫米，外径4.0毫米，内径3.0毫米。
在玻璃泡体32的内表面上形成有荧光薄膜34。荧光薄膜34包括三种稀土荧光物质：红荧光物质(Y2O3:Eu3+)、绿荧光物质(LaPO4:Ce3+，Tb3+)、蓝荧光物质(BaMgAl16O27:Eu2+)。
玻璃泡体32填充有大约3毫克的汞和多种稀有气体混合的气体。以下将描述包含在该混合气体中的气体和混合比率。
通过将由钨制成的内引线28A与由镍制成的外引线28B连接而形成引线28，并且通过将由钨制成的内引线30A与由镍制成的外引线30B连接而形成引线30。该玻璃泡体在两个端部借助内引线28A和30A气密地密封。内引线28A和30A以及外引线28B和30B各自在横截面中是圆形的。内引线28A和30A的直径为1毫米，其总长度为3毫米。外引线28B和30B的直径为0.8毫米，其总长度为10毫米。
内引线28A和30A分别由玻璃泡体32的端部支承。借助例如激光焊接使得电极36与内引线28A的位于玻璃泡体32内的端部连接。借助例如激光焊接使得电极38与内引线30A的位于玻璃泡体32内的端部连接。电极36和38是所谓的中空形式，即具有带有底部的柱形形状。电极36和38由铌棒制成。电极36和38采用中空形式的原因在于，可有效地抑制当该灯点亮时由放电引起的在电极处的溅射，(详细细节见公开的日本专利申请No.2002-289138)。
电极36和38的形状相同。图9B所示的部分度量如下：电极长度L2＝5.2毫米；外径P2＝2.7毫米；厚度t1＝0.2毫米(内径P3＝2.3毫米)。电极36和38设置成使得其中心位于玻璃泡体32的管轴线上。从上述的尺寸中应当理解，电极36和38的外表面与玻璃泡体32的内表面之间的距离大约为0.15毫米。设定该较小的距离以便防止灯电流流入电极36和38的外表面与玻璃泡体32的内表面之间的空间内。换言之，借助这种结构，当该灯点亮时，仅在中空电极36和38内出现放电，(在柱形电极的内侧和底表面处出现放电)。
本发明的发明人对于启动电压等等对上述构造的冷阴极荧光灯进行了实验，以便比较封装在玻璃泡体内的带有氖(Ne)+氩(Ar)+氪(Kr)和氖(Ne)+氪(Kr)的混合气体与带有氖(Ne)+氩(Ar)混合气体的每一示例。以下将描述每一混合气体的实验状态和结果。
[1]氖(Ne)+氩(Ar)+氪(Kr)
对于启动电压进行实验，以便将氖(Ne)+氩(Ar)+氪(Kr)(以下称为“类型D”)的混合气体与氖(Ne)95％+氩(Ar)5％的常规混合气体(以下称为“类型C”)进行比较。在此应当注意，在本实施例中，混合气体的混合比率(％)由摩尔比率来表示。对于类型D，使用三种稀有气体制备了五种不同混合比率。这五种由符号D-1，D-2，...，D-5表示。以下将描述具体的混合比率。
对于类型C和类型D-1到D-5中的每一种，对于气体压力40托(Torr)(5320Pa)、50托(6650Pa)、60托(7980Pa)制备五种样品。对于每种样品在环境温度0摄氏度和环境温度25摄氏度时测量启动电压。
图10-15示出了测量的结果。
图16是基于图10-15中示出的对于环境温度0摄氏度的实验结果的数据的曲线图。类型D-1到D-5的混合比率在图16的左上角示出。在此应当注意，在图16中为了简便，使用了五个测量结果数值(No.1-5)的数学平均值，以代替全部的五个数值。
如图16所示，在环境温度0摄氏度且在任何一种气体压力的环境中，类型D-1到D-5的灯的启动电压均低于常规的类型C的灯的启动电压。也就是说，已经发现当使用氖、氩、氪的混合气体时，在低温(0摄氏度)时降低了启动电压，其中该混合气体是通过将氪加入到常规类型C的氖和氩的混合气体中从而制成的。
图17是基于图10-15中示出的对于环境温度25摄氏度的实验结果的数据的曲线图。
如图17所示，除了在气体压力60托的情况下类型D-1的灯的启动电压低于常规的类型C的灯的启动电压之外，类型D的灯的启动电压等于或高于常规的类型C的灯的启动电压。然而，类型D的灯的启动电压最大为大约1250V，这是类型D-5的灯在60托的气体压力下的启动电压。数值1250V低于常规的类型C的灯在0摄氏度的环境温度时的最低启动电压(见图16)。也就是说，已经发现通过使用类型D的混合气体改善了对于该液晶显示装置在最恶劣的温度环境中的启动电压。这有助于实现小型化的功率电路。
[2]氖(Ne)+氩(Ar)
对于启动电压进行实验，以便将氖(Ne)95％+氪(Kr)5％的混合气体(以下称为“类型E”)与常规的类型C的混合气体进行比较。该实验是在与类型D的上述实验相同的条件下进行的。
图18示出了该实验的结果。
图19是基于图10和18中示出的对于环境温度0摄氏度的启动电压的实验结果的数据的曲线图。图20是基于图10和18中示出的对于环境温度25摄氏度的启动电压的实验结果的数据的曲线图。在此应当注意，在图19和20中，示出了全部五个测量结果的数值(No.1-5)。
如图19和20所示，在任何一种环境(环境温度和气体压力)中，类型E的灯的启动电压均低于常规的类型C的灯的启动电压。这表明通过使用氖和氪的混合气体以代替氖和氩的混合气体，可改善(降低了)启动电压。
[3]灯效率
本发明的发明人还对于灯效率(lm/W)进行了实验，以便在不同的环境温度(摄氏度)下将常规的类型C的灯与类型D和类型E的灯进行比较。在此省略了环境温度和灯效率的具体数据，而是仅在图21中示出了这些类型之间的关系的趋势。
图21的左右方向表示环境温度，而垂直方向表示灯效率。在图21中，虚线表示类型C的灯，实线表示类型D和类型E的灯。
类型C的灯和类型D和类型E的灯在获得最大灯效率时具有一最佳温度。对于类型C的灯该最佳温度为大约60摄氏度，对于类型D和类型E的灯该最佳温度为大约70摄氏度。另外，如图21所示，类型D和类型E的灯的灯效率的最大数值稍微高于类型C的灯的灯效率的最大数值。
近来的趋势是，LCD装置变大，并且直下式的背光单元中使用的灯数量也增加。其结果为，当背光单元点亮时，在该背光单元内的温度升高到大约70摄氏度。这表明常规的类型C的灯不能在照明过程中达到灯效率的最大数值，这是由于其在大约60摄氏度时获得灯效率的最大数值，并且相反的是，类型D和类型E的灯在背光单元点亮过程中并在其内达到最大温度时获得灯效率的最大数值。
如上所述，本发明的冷阴极荧光灯在大约0摄氏度时的启动电压低于使用主要为氖和氩的混合气体的常规荧光灯的启动电压。这有助于降低功率单元或类似装置的尺寸。另外，在设置有本发明的冷阴极荧光灯的该单元内的温度时，可获得最大的灯效率。
在本实施例所述的实验中，使用了直管灯。然而，无论其中的玻璃泡体的形状如何，通过使用封装在该玻璃泡体内的独特的混合气体成分，可获得在灯效率和启动电压方面的改进。本发明的发明人证实，通过使用在横截面中扁平形状的光发出部分10d，可实现实施例1的灯100的有利效果。
到此为止，已经描述了本实施例。然而，本实施例并不限于此，本实施例可以按各种方式例如以下方向来进行变型。
1.在本实施例中，作为一个示例，使用冷阴极荧光灯作为直下式背光单元的光源。然而，本发明的冷阴极荧光灯还可用作用于边缘照明式的背光单元的光源，(边缘照明式以下称为侧照明式或光导式)。
在边缘照明式的背光单元中，光波导器设置在LCD面板的背部，并且荧光灯设置在光波导器的端面之前。在特定类型的边缘照明式的背光单元中，2-4个冷阴极荧光灯布置成在光波导器的端面之前彼此靠近。在这种类型的边缘照明式的背光单元中，冷阴极荧光灯的环境温度升高到与上述的直下式背光单元相同的水平。
2.在本实施例中，使用了带有底部的柱形形状的中空式的电极作为冷阴极荧光灯的电极(冷阴极)。然而，电极的形状并不限于中空式的电极。例如，该电极可以具有类型柱形或矩形板的形状。另外，该电极可以由除了铌之外的镍、钼、或钽制成。同时，由于环境问题方面的考虑，使用的汞的量受到法规的限制。当镍、钼、或钽用作电极材料时，与铌作为电极材料的情况相比，降低了电极的消耗。由于通过使用少量的汞可延长灯的寿命，因此优选地使用这些材料。
实施例3
在详细描述本发明的实施例3之前，描述该实施例的基本结构。
图22是用于15英寸LCD装置的背光单元202或类似装置的分解图。
背光单元202是所谓的边缘照明式，并且装接到LCD面板204的背表面204A上。背光单元202包括光波导器206和冷阴极荧光灯(以下简称为灯)208。光波导器206由例如透明丙烯酸制成。作为光源的该灯208装接到光波导器206的边缘上，(在本实施例中装接到光波导器206的下端)。
图23A是灯208的截面图。
灯208包括在两个端部处阻塞的玻璃泡体210。电极212和214分别设置在玻璃泡体210的两个端部处。如同实施例1中的玻璃泡体10的情况，玻璃泡体210在电极212和214的两个内端与玻璃泡体210的两个端部之间的部分处在横截面中为大致圆形，并且在其余的中部处为大致椭圆形。每一电极212和214是所谓的中空式，并且形状为带有底部的柱形。借助例如激光焊接使得引线216和218分别与电极212和214的底部连接。电极212和214通过对镍板的处理而制成。
通过将由钨制成的内引线216A与由镍制成的外引线216B连接而形成引线216，并且通过将由钨制成的内引线218A与由镍制成的外引线218B连接而形成引线218。该玻璃泡体在两个端部借助内引线216A和218A气密地密封。内引线216A和218A以及外引线216B和218B各自在横截面中是圆形的。内引线216A和218A的直径为0.8毫米，其总长度为3.0毫米。外引线216B和218B的直径为0.6毫米，其总长度为1.5毫米。
玻璃泡体210由硬质硼硅酸玻璃制成，其总长度为298毫米，在两个端部处外径为1.8毫米，内径1.4毫米。在横截面中为大致椭圆形的部分的最大外径和最小外径分别为大约2.1毫米和大约1.4毫米。
在玻璃泡体210的内表面上形成有荧光薄膜220，如图23所示。荧光薄膜220包括三种稀土荧光物质：红荧光物质(Y2O3:Eu3+)、绿荧光物质(LaPO4:Ce3+，Tb3+)、蓝荧光物质(BaMgAl16O27:Eu2+)。
另外，玻璃泡体210填充有在20摄氏度时在压力为10kPa下的大约200微克的汞(未示出)和(Ne95％+Ar5％)的氖-氩混合气体的稀有气体(未示出)。
在上述的部件中，以下将详细描述电极212和214。如上所述，电极212和214是中空式的。这是因为中空式电极可有效地抑制当该灯点亮时由放电引起的在电极处的溅射，(详细细节见公开的日本专利申请No.2002-289138)。
电极212和214在基本结构中的形状相同。图23B所示的度量如下：电极长度L3＝3.5毫米；外径P4＝1.1毫米；厚度t2＝0.1毫米(内径P5＝0.9毫米)。电极212和214设置成使得其中心位于玻璃泡体210的管轴线上。从上述的尺寸中应当理解，电极212和214的外表面与玻璃泡体210的内表面之间的距离大约为0.15毫米。设定该较小的距离以便防止灯电流流入电极212和214的外表面与玻璃泡体210的内表面之间的空间内。换言之，借助这种结构，当该灯点亮时，仅在中空电极212和214内出现放电，(在柱形电极的内侧和底表面处出现放电)。在此，在该电极中，明显有助于放电的表面限定为“有效电极表面”，有效电极表面的面积限定为“有效电极表面面积”。在上述的中空式电极中，内侧表面和内底表面是有效电极表面。对于图23B所示的电极，有效电极表面面积＝{P5×π(L3-t2)+(P5/2)2×π)。电极212和214的有效电极表面面积大约为10.2平方毫米。
灯208的引线216和218连接到接线装置上，以便从电源电路单元222(图22)接收电力供应，该电源电路单元包括电子镇流器。在图24A-24D中描述该接线装置。
如图24A所示，由硅橡胶制成的套筒224和226分别装配到灯208的两个端部。以下将描述套筒224和226。接线装置分别在套筒224和226内与引线216和218连接。
图24B是套筒224的截面图。引线216与高压电缆228连接(承受压力3kVrms)，高压电缆228是与电源电路单元222连接的高压侧接线。高压电缆228的导线228A借助焊接部分230与外引线216B连接，同时它们彼此扭曲在一起。高压电缆228的导线228A由镀锡铜制成，并且直径为1.5毫米(截面面积为1.77平方毫米)。高压电缆228的总长度为60毫米。
图24C是套筒226的截面图。引线218与扁平电缆232连接，扁平电缆的形状为带状并且是与电源电路连接的接地侧接线。如图24D所示，扁平电缆232包括：由氯乙烯制成的绝缘薄膜232A和232B；以及由铜制成导电箔232C，导电箔232C由绝缘薄膜232A和232B夹在其间。导电箔232C的一部分在扁平电缆232的两个端部处暴露。扁平电缆232的一个端部借助焊接部分234与外引线218B连接，同时该端部沿图24D所示的箭头方向压制在外引线218B上。导电箔232C的宽度为2.5毫米，厚度为0.2毫米，(截面面积为0.5平方毫米)。扁平电缆232的总长度为320毫米。
图24A所示的在引线216的侧面上覆盖灯208的端部的套筒224的度量如下：L4＝6.0毫米；W1＝2.8毫米；H1＝7.5毫米；L6＝2.0毫米；H3＝2.8毫米。套筒224具有壳体孔224B，其在横截面中是圆形的，以便容纳灯208的端部。壳体孔224B的直径设定为稍微小于玻璃泡体210的外径。灯208压制到壳体孔224B中。这使得套筒224紧固地装接到玻璃泡体210上。
图24A所示的在引线218的侧面上覆盖灯208的端部的套筒226的度量如下：L5＝6.0毫米；W2＝2.8毫米；H2＝2.8毫米。套筒226具有壳体孔226A，其在横截面中是圆形的，以便容纳灯208的端部。壳体孔226A的直径设定为稍微小于玻璃泡体210的外径。灯208压制到壳体孔226A中。这使得套筒226紧固地装接到玻璃泡体210上。当灯208压制到壳体孔226A中时，扁平电缆232沿玻璃泡体210的外周边变形(弯曲)。
用于套筒224和226的硅橡胶是已知的合成树脂，其具有适当的弹性、并且具有较佳的电抗压特性和阻热性，并且除此之外还具有较高的导热性。
返回参照图22，如上所述，与高压电缆228和扁平电缆232连接且装接到套筒224和226上的灯208设置光波导器206的下端。在该组装中，套筒224和226设置在横截面中为U形的反射器236中。通过使得长的金属板弯折成横截面为U形，从而形成反射器236。反射器236的内端面(包围灯208的三个侧面的三个端面)涂敷有(未示出的)反射薄膜。在U形中相对的两个内端面之间的距离大约为3.8毫米。
如图22所示，两个漫射薄板238和240以及两个棱镜薄板242和244设置在光波导器206与LCD面板204之间。反射薄板246设置在光波导器206的另一侧面上(见图22)。
漫射薄板238和240、两个棱镜薄板242和244、以及反射薄板246与光波导器206装配到一起，并且随后设定在具有像框形状的树脂支承框架248内。灯208和反射器236也与光波导器206装配到一起以便设置在树脂支承框架248内。
在上述部件设置在树脂支承框架248中之后，例如由铝制成的金属固定板250借助例如螺钉固定到树脂支承框架248上。
图25是上述部件与已经固定到树脂支承框架248上的金属固定板250和上述部件的截面图。图25的截面图是在玻璃泡体210插入到套筒224中的部分处截取的。树脂支承框架248在图25中被省去。如图25所示，夹在套筒224(226)之间的反射器236也作为用于支承该套筒224(226)的部件。
回到图22，在树脂支承框架248的右下部(靠近灯208的端部)，树脂支承框架248具有用于容纳电源电路单元222的壳体单元248A。电源电路单元222容纳在壳体单元248A内。高压电缆228与电源电路单元222的高压侧输出端子222A连接。经由连接导线252，扁平电缆232与电源电路单元222的接地侧端子222B连接。连接导线252是涂敷的铜导线，其中的铜导线的直径为1.0毫米。连接导线252的总长度为40毫米。
构造成具有上述结构的背光单元202的灯208借助电源电路单元222点亮，额定电流为7.0mA并且照明频为58kHz。另外，该灯208的额定寿命为10000小时。
以下描述灯208与LCD面板组装以便作为LCD装置的示例。一些灯在达到其额定寿命之前在点亮5000小时之后损坏。
本发明的发明人收集了短寿命的灯208并且分析了其原因。
通过观察所收集的灯208，已经发现，玻璃泡体210的内壁的两个端部之间的黑化存在区别(以下这种现象称为黑化偏差)。已经发现，在具有黑化偏差的灯中，在与扁平电缆232连接的引线218的侧上的端部(以下称为接地侧端部)比在与高压电缆228连接的引线216的侧上的端部(以下称为高压侧端部)具有更大的黑化量。
本发明的发明人猜测黑化偏差可能是导致短寿命的原因，并且还猜测由于引线216和218连接到不同的电缆上从而导致出现黑化偏差。
基于以上假设，发明人进行了连续的照明实验(对比实验1)，其中在引线216和218分别连接到相同长度和类型的电缆(常用的涂敷的铜多股绞合线)上的情况下，连续地点亮该灯，并且经由电缆从电源电路单元222供应电力。依据该对比实验1的结果，获得到额定的寿命，并且没有观察到黑化偏差。
本发明的发明人还进行以下实验，其中短寿命的灯208的示例被连续地点亮，并且随后在两个管端部(对应于布置在玻璃泡体210的周边的电极)，测量表面温度。从结果中已经发现，紧靠在灯损坏之前的时刻(寿命结束阶段)，在高压侧上的端部处的表面温度(以下称为高压侧端部表面温度)明显不同于在接地侧上的端部处的表面温度(以下称为接地侧端部表面温度)(以下这种现象称为“温度不平衡”)。
更具体地说，在实验中使用了与灯208具有相同结构的灯，但除了玻璃泡体210的形状是直管之外，温度测量结果表明，高压侧端部表面温度大约为103摄氏度，接地侧端部表面温度大约为118摄氏度。发明人假设这是由于与引线216和218连接的电缆之间的导热性不同而引起的。基于该假设，发明人进行了以下实验(对比实验2)，其中尽管不实用，但是使用扁平电缆232从电源电路单元222向引线216和218供应电力。依据对比实验2的结果，没有出现温度不平衡，其中高压侧端部表面温度大约为117摄氏度，接地侧端部表面温度大约为118摄氏度。在进行对比实验2的灯中，没有观察到黑化偏差。
本发明的发明人还进行了以下实验(对比实验3)，其中在引线216和218分别连接到相同长度和类型的电缆(常用的涂敷的铜多股绞合线)上的情况下，连续地点亮该灯，并且经由电缆从电源电路单元222供应电力，同时仅在玻璃泡体210的一个端部上使用强迫空气冷却。依据该对比实验3的结果，灯208在到达额定寿命之前损坏。另外，通过观察该短寿命的灯208发现，在进行强迫空气冷却的端部处比没有强迫空气冷却的端部处出现更大量的黑化，而无论该端部在高压侧或接地侧。
基于对比实验1-3的上述结果，本发明的发明人分析在连续点亮中具有相同结构的短寿命的灯208的原因如下。参照图23解释该分析结果。在此应当注意，高压电缆228、扁平电缆232、和电源电路单元222在图23中仅简明地示出。
(A)在正常的照明中，当汞离子撞击电极212和214的有效表面时释放电子，以便保持放电。在该过程中，热量由电极212和214产生，并且所产生的热量分别经由引线216和218主要传递到玻璃泡体210的外侧。传递给引线216和218的热量分别经高压电缆228和扁平电缆232传递出去。在此，高压电缆228和扁平电缆232由于该导体的截面面积不同而具有不同的导热性。也就是说，导体截面面积为0.5平方毫米的扁平电缆232在导热性方面低于导体截面面积为1.78平方毫米的高压电缆228。因此，如果电极212和214产生相同的热量，从电极214传递出去的热量小于从电极212传递出去的热量，并且电极214升高到的温度大于电极212的温度。其结果为，在玻璃泡体210中，电极214的周围温度(以下称为接地侧端部温度)大于电极212的周围温度(以下称为高压侧端部温度)。接地侧端部温度与高压侧端部温度之间的差别导致出现高压侧端部表面温度与接地侧端部表面温度之间的差别。
(B)在玻璃泡体210的两个端部之间产生温度差别时，在玻璃泡体210内的汞作为整体逐渐移动到(聚集在)一端(高压侧端部)，其温度低于另一端。温度高于另一端的端部(接地侧端部)进入汞缺乏状态，其中汞稀薄(以下该现象称为“汞分布偏差”)。
(C)在汞稀薄的接地侧，阴极电压降增加。
(D)当这种情况出现时，通过溅射分散的电极材料在接地侧端部处增加。这导致玻璃泡体210的内壁黑化增加。这种现象是上述的黑化偏差。通过电极溅射分散的材料积聚在稀有气体中，其在玻璃泡体210内移动并随后黏着在内壁上。这表明稀有气体同等程度地消耗。另外，由于阴极电压降增加，在接地侧电极214处产生的热量增大，(电极温度升高)。
(E)在以上过程之后的是，汞分布偏差的加速->阴极电压降增加->稀有气体的消耗的增加，由于电极溅射而引起的材料分散以及在接地侧电极214处产生的热量增大，(电极温度升高)，并且这些过程作为循环进行重复，以便促进稀有气体的消耗。因此，灯阻抗逐渐降低，并且在某一时刻，过大的电流流动，在电源电路单元222中的保险熔断，并且灯208损坏。
从以上分析中明显看出，使得灯损坏的稀有气体的消耗加速的基本原因在于，汞分布偏差，这是由玻璃泡体的两个端部之间的温度不平衡引起的。
因此，本发明的发明人决定通过消除玻璃泡体的两个端部之间的温度不平衡从而解决以上的问题。本发明的发明人从以下方面研究了解决该问题的手段：(1)改进灯本身；以及(2)改进整个背光单元。在实施过程中，本发明的发明人假定保持基本结构，即其中导热性不同的两个电缆(即高压电缆和扁平电缆)用于将电力供应到两个引线。这是因为希望用于LCD装置的背光单元较薄并紧凑。
以下将描述解决该问题的手段的特定形式。
汞分布偏差被认为是黑化偏差。因此，在以下的示例中，通过判断是否出现黑化偏差，从而可判断是否出现汞分布偏差。
1.改进灯
示例1
图26示出了示例1的灯254的结构的截面图。
在示例1中的灯254基本上具有与灯208相同的结构，但除了在设置于高压侧端部处的中空式电极的形状(尺寸)方面中它们彼此不同之外。因此，在以下的详细描述中只描述区别，在灯208和灯254中，相同的附图标记表示相同的部件，其描述在此省去或简要解释。
在具有基本结构的灯208中，接地侧电极214和高压侧电极212由相同材料制造成相同的形状(见图23)。在示例1中的灯254中，接地侧电极具有基本结构，但是该高压侧电极(沿管轴线)比高压侧电极212短。即，为了消除玻璃泡体的两个端部之间的温度不平衡，减小高压侧电极256的总长度，以使其有效电极表面面积减小，并且由该电极256产生的热量增加。另外，电极256在热容量方面小于电极212(214)。由于通过此的协同效果，在用于产生热量的电极256中的温度增大了。
更具体地说，灯254的高压侧电极256对应于图23B所示的度量如下，总长度从3.5毫米减小到2.5毫米。其它的度量数值与电极212(214)相同。在这种情况下，高压侧电极256的有效电极表面面积Sh为7.4平方毫米，并且用数值“Sh”除以接地侧电极214的有效电极表面面积Se(10.2平方毫米)从而获得的面积比率Re为0.73。
对于其中装有灯254的背光单元进行连续的点亮实验，其中对于灯254的实验的条件与基本结构相同(照明频率58kHz，额定电流为7.0mA)。依据该实验的结果，已经发现几乎消除了温度不平衡，没有观察到黑化偏差，并且达到了额定寿命。
另外，对于与灯254具有相同结构的灯进行连续的点亮实验，其中该灯的玻璃泡体210是直管。依据该实验的结果，已经发现几乎消除了温度不平衡，高压侧端部表面温度大约为116摄氏度，接地侧端部表面温度大约为118摄氏度。
在此应当注意，面积比率Re不限于0.73。更具体地说，本发明的发明人发现，通过使得面积比率Re设定在0.50-0.90的范围可防止出现短寿命的灯。已经证实，当面积比率Re设定在该范围内时，接地侧端部表面温度与高压侧端部表面温度之间的差别在大约+5到-5摄氏度的范围内，并且避免了黑化偏差。还证实，当面积比率Re低于0.5时，随着在高压侧端部出现黑化，从而发生黑化偏差。
在上述示例中，在具有相同结构的灯208中的高压侧电极在长度上减小，从而解决了该问题。然而，相反的是，可以增加接地侧电极的长度，或者减小高压侧电极的长度并且同时增加接地侧电极的长度。这时可以通过使得高压侧电极的有效电极表面面积比接地侧电极的有效电极表面面积大，从而延长灯的寿命。实现该目的的最佳范围如上所述。
示例2
示例1构造成通过改变电极的形状来解决该问题。相反，示例2构造成通过改变电极的材料来解决该问题，并且不改变形状。
示例2中的灯258的结构与基本结构相似。因此参照图23来描述该结构。
在具有基本结构的灯208中，接地侧电极214和高压侧电极212由相同的材料制成。然而，在示例2中的灯258中，高压侧电极与基本结构相同，而接地侧电极由功函数低于高压侧电极212的材料制成。当电极由功函数低的材料制成时，在电极处的阴极电压降即电极损失变小，并且由该电极产生的热量变小。即，如果接地侧电极由功函数低于高压侧电极212的材料制成时，由该电极产生的热量变小。这消除了玻璃泡体的两个端部之间的温度不平衡。
更具体地说，灯258的高压侧电极212由镍(Ni)制成(功函数：4.50eV)，并且接地侧电极60由铌(Nb)制成(功函数：4.01eV)。
对于其中装有灯258的背光单元进行连续的点亮实验，其中对于灯258的实验的条件与基本结构相同。依据该实验的结果，已经发现几乎消除了温度不平衡，没有观察到黑化偏差，并且达到了额定寿命。
另外，对于与灯258具有相同结构的灯进行连续的点亮实验，其中该灯的玻璃泡体210是直管。依据该实验的结果，已经发现几乎消除了温度不平衡，高压侧端部表面温度大约为103摄氏度，接地侧端部表面温度大约为101摄氏度。
在此应当注意，接地侧电极60的材料不限于铌，而且可以使用钽(Ta)(功函数：4.30eV)或钼(Mo)(功函数：4.23eV)。本发明的发明人发现，如果高压侧电极和接地侧电极的材料之间的功函数的差别不小于0.20eV，则可以防止出现灯的短寿命问题并满足额定寿命。因此，在这个范围内，材料之间的功函数的差别不小于0.20eV，可选择不限于上述材料的任何材料。这还适用于材料的组合。例如选择钽(Ta)或钼(Mo)作为高压侧电极的材料，并且同时选择铌(Nb)作为接地侧电极的材料。
在此应当注意，上述的功函数指的是由热学方法测量的数值。
示例3
示例1和2构造成通过改变电极的形状和材料来解决该问题。相反，示例3构造成通过改变引线来解决该问题，并且不改变形状和材料。
图27示出了示例3中的灯262的结构的截面。
示例3中的灯262的结构与基本结构相似，但除了与高压侧电极连接的内引线的形状(直径)彼此不同之外。因此，在以下的详细描述中只描述区别，在灯208和灯262中，相同的附图标记表示相同的部件，其描述在此省去或简要解释。
在具有基本结构的灯208中，与接地侧电极214连接的内引线(以下称为接地侧内引线)和与高压侧电极212连接的内引线(高压侧内引线)由相同材料制造成相同的形状(见图23)。在示例3中的灯262中，接地侧电极具有基本结构，接地侧内引线的横截面面积比内引线216A(图23)小。通过制成这种结构从而消除玻璃泡体210的两个端部之间的温度不平衡，其实现方式如下。高压侧内引线的导热性通过减小其横截面面积而降低。这使得所产生的热量由高压侧电极212传递给高压电缆228下降，这导致高压侧电极212的温度升高，并且这实现了玻璃泡体210的两个端部之间的温度不平衡的消除。
更具体地说，灯262的高压侧内引线的直径设定为0.6毫米，这小于基本结构的直径。在这种情况下，引线直径比率Rw为0.75，该比率是用高压侧内引线的直径Wh(0.6毫米)除以接地侧内引线的直径We(0.8毫米)而获得的。
对于其中装有灯262的背光单元进行连续的点亮实验，其中对于灯262的实验的条件与基本结构相同。依据该实验的结果，已经发现几乎消除了温度不平衡，没有观察到黑化偏差，并且达到了额定寿命。
另外，对于与灯258具有相同结构的灯进行连续的点亮实验，其中该灯的玻璃泡体210是直管。依据该实验的结果，已经发现几乎消除了温度不平衡，高压侧端部表面温度大约为103摄氏度，接地侧端部表面温度大约为105摄氏度。
在此应当注意，引线直径比率Rw不限于0.75。更具体地说，本发明的发明人发现，通过使得引线直径比率Rw设定在0.65-0.85的范围可防止出现短寿命的灯。已经证实，当引线直径比率Rw设定在该范围内时，接地侧端部表面温度与高压侧端部表面温度之间的差别在大约+5到-5摄氏度的范围内，并且避免了黑化偏差。还证实，当引线直径比率Rw低于0.65时，随着在高压侧端部出现黑化，从而发生黑化偏差。
在上述示例中，在具有相同结构的灯208中高压侧内引线的横截面面积减小，从而解决了该问题。然而，相反的是，可以增加接地侧内引线的横截面面积，或者减小高压侧内引线的横截面面积并且同时增大接地侧内引线的横截面面积。这时可以通过使得高压侧内引线的横截面面积比接地侧内引线的横截面面积小，从而延长灯的寿命。实现该目的的最佳范围如上所述。
2.改进整个背光单元
上述示例1-3构造成通过改变灯本身来解决该问题。相反，以下的示例构造成通过改变背光单元来解决该问题。更具体地说，在以下示例中，调节从装接到灯的端部上的套筒传递给反射器(支承件)236和金属固定板250的热量的传热性，以便解决该问题。
示例4
在示例4中，隔热介质设置在套筒224与反射器236之间位于高压侧端部(图22和25)。借助这样的结构，从高压侧端部的表面传递给套筒224再传递给反射器236和金属固定板250的热量传递被该隔热介质中断。这使得高压侧端部的温度升高，以便消除在玻璃泡体210的两个端部之间的温度不平衡。图28是玻璃泡体210插入到套筒224中的截面图，其在玻璃泡体210的插入到套筒224中的部分处截取。示例4的背光单元基本上具有与基本结构的背光单元202相同的结构，但除了其还具有隔热介质之外。因此，在以下的详细描述中只描述区别，在示例4的背光单元和背光单元202中，相同的附图标记表示相同的部件，其描述在此省去或简要解释。
在本实施例中，两个树脂薄膜带266的薄板用作隔热介质。
更具体地说，聚对苯二甲酸乙二酯薄膜的厚度为350微米，长度6毫米，宽度3毫米，其作为树脂薄膜带266可粘接到端面224A(图24A)和与端面224A相对的端面上，端面224A面对反射器236。因此，如图28所示，树脂薄膜带266插入到套筒224和反射器236之间。
对于其中装在上述结构的背光单元中的灯208进行连续的点亮实验，其中对于该实验的条件与基本结构的灯相同。依据该实验的结果，已经发现几乎消除了温度不平衡，没有观察到黑化偏差，并且达到了额定寿命。
另外，对于与灯208具有相同结构的灯进行连续的点亮实验，但该灯的玻璃泡体210是直管。依据该实验的结果，已经发现几乎消除了温度不平衡，高压侧端部表面温度大约为116摄氏度，接地侧端部表面温度大约为118摄氏度。
在此应当注意，隔热介质不限于聚对苯二甲酸乙二酯薄膜，并且可使用在导热性方面低于套筒224和反射器236的任何材料。因此，在此应当注意，在本实施例中使用的术语“隔热”意味着在热路径中的使得传热下降，而不是完全地中断传热。
示例5
在示例5中，使得在高压侧端部处套筒224和反射器236彼此接触的区域(图22和25)减小。借助这样的结构，使得从玻璃泡体210的高压侧端部的表面传递给套筒224再传递给反射器236和金属固定板250的热量传递减小。这使得高压侧端部的温度升高，以便消除在玻璃泡体210的两个端部之间的温度不平衡。图29示出了示例5的背光单元中设置的灯208。图29对应于图24A。示例5的背光单元基本上具有与基本结构的背光单元202相同的结构，但除了装接到两个端部上的套筒在形状上不同于基本结构中的套筒之外。因此，在以下的详细描述中只描述区别，在示例5的背光单元和背光单元202中，相同的附图标记表示相同的部件，其描述在此省去或简要解释。
在示例5中，在装接到高压侧端部上的套筒268中，突出部268B的宽度为1.0毫米，长度6.0毫米，从端面268A的高度为0.6毫米，突出部268B形成在分别面对反射器236的表面的两个端面中的一个端面上(图22和25)。借助这种结构，在从两个端面中的端面268A的侧面上，只有突出部268B与反射器236接触(图22和25)。因此，与没有形成突出部268B的情况相比，接触区域减小了，并且套筒224的端面224A的整个表面与反射器236大致接触。在此应当注意，对于图29中的每一符号的度量与图24A中的基本结构的度量相同。
对于装在上述结构的背光单元中的灯208进行连续的点亮实验，其中对于该实验的条件与基本结构的灯相同。依据该实验的结果，已经发现几乎消除了温度不平衡，没有观察到黑化偏差，并且达到了额定寿命。
另外，对于具有相同结构的灯作为灯208进行连续的点亮实验，但该灯的玻璃泡体210是直管。依据该实验的结果，已经发现几乎消除了温度不平衡，高压侧端部表面温度大约为116摄氏度，接地侧端部表面温度大约为118摄氏度。
示例6
在示例6中，使得在高压侧端部处套筒224和反射器236(图22和25)彼此接触的接触压力小于在接地侧端部处它们彼此接触的接触压力。借助这样的结构，使得从套筒224传递给反射器236的热量传递减小。这使得高压侧端部的温度升高，以便消除在玻璃泡体210的两个端部之间的温度不平衡。
更具体地说，在图24A所示的基本结构中，对于在高压侧端部处的套筒224，W1从3.8毫米减小到3.4毫米，对于在接地侧端部处的套筒226，W2从4.2毫米减小到3.8毫米。其它的尺寸与基本结构相同。
如上所述，形状为U形的反射器236的相对的两个内端面之间的距离为3.8毫米。套筒224和226分别夹在反射器236的内端面之间，其形状为U形，其中压力沿宽度方向(W1，W2)施加在套筒上。借助套筒的宽度的上述变化，接地侧套筒226的宽度在一差别范围(0.4毫米)内可弹性地变形，这增加了接触压力。另一方面，在高压侧套筒224与反射器236之间由宽度差范围(0.4毫米)形成一空间。因此，高压侧套筒224与形状为U形的反射器236的底部和两个侧端面中的一个接触，并且高压侧套筒224的接触压力低于接地侧套筒226的接触压力，由于硅橡胶的弹性变形，接地侧套筒226的接触压力增大了。
对于装在示例6的具有上述结构的背光单元中的灯208进行连续的点亮实验，其中对于该实验的条件与基本结构的灯相同。依据该实验的结果，已经发现几乎消除了温度不平衡，没有观察到黑化偏差，并且达到了额定寿命。
另外，具有相同结构的灯作为灯208进行连续的点亮实验，但该灯的玻璃泡体210是直管。依据该实验的结果，已经发现几乎消除了温度不平衡，高压侧端部表面温度大约为110摄氏度，接地侧端部表面温度大约为112摄氏度。
3.直下式背光单元
到此，借助应用于边缘照明式背光单元的本发明的灯的各种情况对本发明进行了描述。然而，本发明还可应用于直下式背光单元，例如图3所示的背光单元。以下描述本发明应用于边缘照明式背光单元1000的情况。
示例7
图30示出了灯278布置在背光单元1000的外容器120中(图3)。
图30示出了在反射板(底板)122上的结构，其中为了简明，省去了侧板124、漫射板140、散射板142、和透镜薄板144。图30中示出了灯278的接地侧端部。
在反射板122上，印刷电路板290设置成由印刷电路板保持件(以下称为保持件)286和288来保持，其在横截面中为U形形状，并且彼此面对设置。
由硅橡胶制成的套筒292装接到每一灯278上。如下所述，引线296(图31)延伸穿过套筒292并由印刷电路板290支承。相似的，灯的高压侧端部由印刷电路板304来支承(图31)。
图31是图30所示的灯278的截面图，其从管轴线截取。
如上所述，套筒292装接到灯278的接地侧端部上。引线296分别与玻璃泡体294的两个端部连接，引线296均包括内引线296B和外引线296A。外引线296A延伸穿过在印刷电路板290中形成的通孔290A。延伸穿过通孔290A的外引线296A的末端借助焊接部分298与导线290B连接，导线290B形成在印刷电路板290上。
灯278的高压侧端部的连接是相似的。即，套筒300装接到灯278的高压侧端部上。引线302分别与玻璃泡体294的两个端部连接，引线302均包括内引线302B和外引线302A。外引线302A延伸穿过在印刷电路板304中形成的通孔304A。延伸穿过通孔304A的外引线302A的末端借助焊接部分306与导线304B连接，导线304B形成在印刷电路板304上。
在此应当注意，与高压侧引线302连接的高压侧导线304B的横截面面积设定成大于与接地侧引线296连接的接地侧导线290B的横截面面积。即，在导热性方面上接地侧导线290B低于高压侧导线304B。因此，如同具有边缘照明式的基本结构的背光单元一样，由温度不平衡引起的灯寿命缩短的问题出现在直下式背光单元中。
为了解决该问题，在本实施例中，接地侧套筒292的热辐射面积设定成大于高压侧套筒300的热辐射面积，(高压侧套筒300的热辐射面积设定成小于接地侧套筒292的热辐射面积)。这是因为借助增加从接地侧端部表面辐射出的热量，通过降低在接地侧端部处的温度从而消除了在玻璃泡体294的两个端部之间的温度不平衡。
另外，对于具有相同横截面的套筒292和300，接地侧套筒292的总长度Le设定成大于高压侧套筒300的总长度Lh。
借助这种结构，解决了由于温度不平衡引起的灯寿命缩短的问题。
在本实施例中，在高压侧和接地侧套筒之间由于套筒的热辐射区域不同而引起热辐射的不同。然而，使得热辐射不同的方法不限于此。例如，即使使用相同形状和尺寸的套筒，高压侧套筒的材料在导热性方面低于接地侧套筒的材料(或相反，接地侧套筒的材料在导热性方面高于高压侧套筒的材料)。更具体地说，高压侧套筒由碳氟橡胶制成，接地侧套筒由带有较高导热性的填料的硅制成。
本领域的普通技术人员应当理解，本发明已经参照特定实施例进行了描述，这对于本发明的示意性的，而不理解成限定性的。本发明可以其它的形式来实现。其它变型、改变、变化的实施例也在后附的权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种冷阴极荧光灯，其包括：
玻璃泡体；和
一对柱形电极，该电极分别插入到该玻璃泡体的两个端部中，
其中，该玻璃泡体的两个端部部分在横截面中是大致圆形的，该两个端部部分在长度上分别对应于该对插入的电极，并且该玻璃泡体的中部的至少一部分在横截面中是大致扁平的，该中部对应于在该玻璃泡体中位于该对电极之间的空间。
2.如权利要求1所述的冷阴极荧光灯，其特征在于，
该玻璃泡体的一部分对应于当该冷阴极荧光灯点亮时在玻璃泡体中产生阳极区的区域的中部，该玻璃泡体的所述部分在横截面中是大致扁平的。
3.如权利要求1所述的冷阴极荧光灯，其特征在于，
一数值按以下方式获得，即用(i)由阳极区放电消耗的功率量的数值除以(ii)玻璃泡体的一部分的外表面面积，该部分对应于当该冷阴极荧光灯点亮时在玻璃泡体中产生阳极区的区域，所述获得的数值设定在45-90mW/cm2的范围内。
4.如权利要求1所述的冷阴极荧光灯，其特征在于，
该玻璃泡体在横截面中的扁平形状的最小内径在1.0-3.0毫米的范围内。
5.一种背光单元，其包括：
矩形外容器，其底部是反射板，其侧面是板；以及
以规则的间隔彼此平行地布置在该外容器中的多个冷阴极荧光灯，
其中，多个冷阴极荧光灯中每一个包括：玻璃泡体和一对柱形电极，该电极分别插入到该玻璃泡体的两个端部中，其中该玻璃泡体的两个端部部分在横截面中是大致圆形的，该两个端部部分在长度上分别对应于该对插入的电极，并且该玻璃泡体的中部的至少一部分在横截面中是大致扁平的，该中部对应于在该玻璃泡体中位于该对电极之间的空间，并且所述多个冷阴极荧光灯布置成使得该玻璃泡体在横截面中的扁平形状的长轴与该反射板的主表面大致平行。
6.如权利要求1所述的冷阴极荧光灯，其特征在于，
该玻璃泡体填充有包括至少氖和氪的稀有气体的混合气体。
7.如权利要求1所述的冷阴极荧光灯，其特征在于，其还包括：
装接到玻璃泡体的第一端部上的第一引线；和
装接到玻璃泡体的第二端部上的第二引线，
其中，作为该对电极中的一个电极的第一电极在玻璃泡体内连接到该第一引线的端部上，和
作为该对电极中的另一个电极的第二电极在玻璃泡体内连接到该第二引线的端部上，
其中，该第一引线在玻璃泡体外侧的端部连接到与外电源连接的高压侧接线装置上，并且该第二引线在玻璃泡体外侧的端部连接到与外电源连接的接地侧接线装置上，该接地侧接线装置在热导性上低于该高压侧接线装置，以及
第一电极和第二电极的材料如此选择，即，使得当冷阴极荧光灯点亮时，该第一电极在发热量上大于该第二电极。
8.如权利要求7所述的冷阴极荧光灯，其特征在于，
第一电极在有效电极表面面积上小于第二电极。
9.如权利要求8所述的冷阴极荧光灯，其特征在于，
用第一电极的有效电极表面面积的数值除以第二电极的有效电极表面面积的数值，从而获得一面积比率，该面积比率设定在0.5-0.9的范围内。
10.如权利要求7所述的冷阴极荧光灯，其特征在于，
形成第一电极的金属材料在功函数上大于形成第二电极的金属材料。
11.如权利要求1所述的冷阴极荧光灯，其特征在于，其还包括：
装接到玻璃泡体的第一端部上的第一引线；和
装接到玻璃泡体的第二端部上的第二引线，
其中，作为该对电极中的一个电极的第一电极在玻璃泡体内连接到该第一引线的端部上，和
作为该对电极中的另一个电极的第二电极在玻璃泡体内连接到该第二引线的端部上，
其中，该第一引线在玻璃泡体外侧的端部连接到与外电源连接的高压侧接线装置上，并且该第二引线在玻璃泡体外侧的端部连接到与外电源连接的接地侧接线装置上，该接地侧接线装置在导热性上低于该高压侧接线装置，以及
该第一引线在导热性上低于该第二引线。
12.如权利要求11所述的冷阴极荧光灯，其特征在于，
第一引线在截面面积上小于第二引线。
13.如权利要求12所述的冷阴极荧光灯，其特征在于，
第一和第二引线在横截面中是圆形的，并且用第一引线的外径的数值除以第二引线的外径的数值，从而获得一引线直径比率，该引线直径比率设定在0.65-0.85的范围内。
14.一种背光单元，其包括：
如权利要求1所述的冷阴极荧光灯，其中与作为该对电极中的一个电极的第一电极连接的第一引线从该玻璃泡体的两个端部中的一个端部伸出，与作为该对电极中的另一个电极的第二电极连接的第二引线从该玻璃泡体的两个端部中的另一个端部伸出；
与第一引线连接的高压侧接线装置，以便从电源电路供应电力；
与第二引线连接的接地侧接线装置，以便从电源电路供应电力，接地侧接线装置在导热性上低于该高压侧接线装置；
紧固地装接到玻璃泡体的端部上的第一电绝缘套筒，第一引线从其伸出，并且覆盖玻璃泡体的端部和第一引线；
紧固地装接到玻璃泡体的端部上并覆盖该端部的第二电绝缘套筒，第二引线从其伸出；
支承件，其有导热性大于第一和第二电绝缘套筒的材料制成，以便支承第一和第二电绝缘套筒，
其中，一结构如此构造，即，使得在导热性上从第一电绝缘套筒传导到支承件的热量低于从第二电绝缘套筒传导到支承件的热量。
15.如权利要求14所述的背光单元，其特征在于，
在导热性上低于第一电绝缘套筒的隔热介质设置在第一电绝缘套筒与支承件之间，并且第二电绝缘套筒与支承件直接接触。
16.如权利要求14所述的背光单元，其特征在于，
第一电绝缘套筒与支承件接触的区域小于第二电绝缘套筒与支承件接触的区域。
17.如权利要求14所述的背光单元，其特征在于，
第一电绝缘套筒与支承件接触的接触压力小于第二电绝缘套筒与支承件接触的接触压力。
18.一种背光单元，其包括：
如权利要求1所述的冷阴极荧光灯，其中与作为该对电极中的一个电极的第一电极连接的第一引线从该玻璃泡体的两个端部中的一个端部伸出，与作为该对电极中的另一个电极的第二电极连接的第二引线从该玻璃泡体的两个端部中的另一个端部伸出；
与第一引线连接的高压侧接线装置，以便从电源电路供应电力；
与第二引线连接的接地侧接线装置，以便从电源电路供应电力，接地侧接线装置在导热性上低于该高压侧接线装置；
紧固地装接到玻璃泡体的端部上并覆盖该端部的第一电绝缘套筒，第一引线从其伸出；
紧固地装接到玻璃泡体的端部上并覆盖该端部的第二电绝缘套筒，第二引线从其伸出；
其中，当冷阴极荧光灯点亮时，对于从玻璃泡体的表面吸收的热量，第一电绝缘套筒在热辐射上低于第二电绝缘套筒。
19.如权利要求18所述的背光单元，其特征在于，第一电绝缘套筒的热辐射区域小于第二电绝缘套筒的热辐射区域。
20.如权利要求18所述的背光单元，其特征在于，第一电绝缘套筒由在导热性上低于第二电绝缘套筒材料的材料制成。
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