JP2004171953A - 放電管およびこの放電管を用いた液晶表示装置 - Google Patents
放電管およびこの放電管を用いた液晶表示装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】大電流の連続通電でも充分な冷電子を長時間にわたって保証する高融点金属を用いた電極を有する放電管を得る。
【解決手段】外套管の放電領域側に開放端を有し、この開放端と反対側端に有する底部外壁に上記外套管の外側から電力を導入するためのインナーリードLIDを突き合わせ溶接したカップ状電極CEDを外套管の両端内部に具備し、カップ状電極CEDの底部に開口部Hを形成し、溶接で溶解したインナーリードLIDの一部がこの開口部Hを貫通してカップ状電極CEDの底部内に露呈させて溶接強度を強めた。
【選択図】 図1
【解決手段】外套管の放電領域側に開放端を有し、この開放端と反対側端に有する底部外壁に上記外套管の外側から電力を導入するためのインナーリードLIDを突き合わせ溶接したカップ状電極CEDを外套管の両端内部に具備し、カップ状電極CEDの底部に開口部Hを形成し、溶接で溶解したインナーリードLIDの一部がこの開口部Hを貫通してカップ状電極CEDの底部内に露呈させて溶接強度を強めた。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電管とこの放電管を照明装置の光源として用いた液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
各種の照明装置のなかで、低消費電力、高輝度、あるいは小サイズの光源として放電管が多用されている。放電管のうち、蛍光体を内壁に塗布したガラス等の透明絶縁材料からなる外套管内に不活性ガスと水銀を封入した低圧放電管は蛍光灯として広く知られている。この種の低圧放電管には、熱電子を用いる熱陰極型と冷電子を用いる冷陰極型とがある。例えば、パソコン等のモニターや液晶テレビ用に用いられる液晶表示装置の照明装置としての光源は高輝度化、大電流での長寿命化が要求されており、冷陰極型の放電管(冷陰極蛍光ランプ:CFL)が多く採用されている。
【0003】
図5は従来から用いられている放電管の構成例を説明する電極部分を管軸に沿って切断した要部断面図である。図中、参照符号TBはガラスからなる外套管、CEDはカップ状電極、LIDはインナーリード、LODはインナーリードと接続したアウターリード、BZは封止部を構成するガラスビーズ(封止栓)を示す。外套管TBは、厚みが0.3±0.06mmのガラス管で、外径がφ2.6mmである。カップ状電極CEDはニッケル(Ni)からなり、その外径がφ1.7mm、長さ5mmである。このカップ状電極CEDの底部外壁には外側から電力を導入するための導入線であるインナーリードLIDの一端がレーザ溶接されている。溶接部を参照符号Aで示す。インナーリードLIDはニッケル−コバルト−鉄合金を用い、他端にはニッケルのアウターリードLODが溶接部Bで溶接されている。
【0004】
インナーリードLIDのアウターリードLOD寄りはガラスビーズBZを貫通している。このガラスビーズBZは外套管TBの封止端に挿入され、当該封止端を加熱溶融して封止されている。封止端に位置する溶接部Bからカップ状電極CEDの遠端までの距離は最大で8.5mm、カップ状電極CEDのインナーリードLIDとの溶接部Bからカップ電極CEDとの溶接部Aまでの距離は2.7mm、アウターリードLODの長さは15mm、カップ状電極CEDとインナーリードLIDの溶接部からアウターリードLODの先端までの長さは17.7mmである。なお、上記の各サイズは一例であるが、カップ状電極CEDの外径は、外套管TBに挿入できると共に管内排気のための隙間を外套管の内壁との間に確保するために充分なサイズとする必要がある。また、電極面積を大きくするためにカップ状電極CEDの長さを長くすると放電管の有効発光長が短くなるので、電極長さは自ずと制限される。
【0005】
図6は従来のカップ状電極とインナーリードとの溶接構造を模式的に説明する要部断面である。従来のカップ状電極2は、その底部外壁にインナーリード3の一端を当接した状態でカップ状電極2の内側から矢印Lで示したようにレーザ光を照射して溶接している。なお、カップ状電極にニッケルを用い、ニッケル−コバルト−鉄合金のインナーリードをレーザ溶接した放電管の従来技術の関しては特許文献1に開示がある。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−76617号
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、この種の放電管の電極としては、低発熱量で高い熱伝導率を有し、電極磨耗が少ない材料および形状とする必要があるため、電極形状はカップ状とし、カップ状電極の内径を大きくして電流密度を下げ、水銀の消耗率を低減することで長寿命化を図ってきた。
【0008】
一般に、ニッケルを用いた電極はスパッタ性があるため、動作中に消散し、消耗する。したがって、冷陰極蛍光管の電極は、ある程度の大きさが必要とされる。一方、電極サイズが大きくなるとその表面積も大きくなって単位面積あたりの電流密度が低下し、放電時(特に、製品出荷前におけるエージング(Aging)時)における電極材料の外套管内壁へのスパッタ量が少なくなる。そのため、近年ではモリブデン等の高融点金属が用いられるようになっている。例えば、モリブデンは高融点であると共に、仕事関数が4.4Vと低い、等の特徴があり、放電管の陰極降下電圧の低減、電極部の発熱温度の低減、低スパッタ性による蛍光膜と外套管への影響が小さく、放電光の色度変化を低減効する効果がある。
【0009】
例えば、液晶テレビ等の高輝度モニターに用いる液晶表示装置の照明光源に使用される放電管に流す電流は、従来の液晶モニターが6mA〜8mAであるのに対し15mA前後の大電流を必要とする。従来のニッケルを用いたカップ状電極では、このような大電流の連続通電で充分な冷電子を長時間にわたって保証することが困難である。そのため、モリブデン、タングステン、タンタル等の高融点金属を用いる必要がある。しかし、高融点金属のカップ電極にインナーリードを溶接するためには、高出力のレーザ光を用いなければならない。高出力のレーザ光を用いると、カップ電極事態の変形や溶接部の脆化で溶接強度不足となる。
【0010】
また、抵抗溶接を用いても、やはり強度不足となる。溶接手段を用いずにカップ状電極とインナーリードとをかしめた後に溶接することも考えられるが、電極の変形等の問題があり、実用的でない。本発明の目的は、カップ状電極の長さを長くすることなく、電極面積を大きくして高輝度で寿命の長い放電管を得ること、およびこの放電管を照明装置として用いた液晶表示装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、外套管の放電領域側に開放端を有し、この開放端と反対側端に有する底部外壁に上記外套管の外側から電力を導入するためのインナーリードを突き合わせ溶接したカップ状電極を上記外套管の両端内部に具備した放電管において、前記カップ状電極の前記底部に開口部を有し、前記溶接で溶解した前記インナーリードの一部が前記開口部を貫通して前記カップ状電極の前記底部内に露呈するように構成した。これにより、充分な溶接強度を持ちカップ状電極の長さを長くすることなく、電極面積を大きくして高輝度で寿命の長い放電管を得ることができる。
【0012】
また、本発明は、前記インナーリードの前記突き合わせ溶接部に当該インナーリードの融点より低い融点の異種の金属を設け、前記溶接で溶解した前記異種の金属の一部が前記開口部を貫通して前記カップ状電極の前記底部内に露呈するようにすることもできる。
【0013】
また、本発明では、前記カップ状電極の材料としてモリブデン、タングステン、タンタルの何れか、前記インナーリードの材料としてニッケル−コバルト−鉄合金、タングステン、ニッケル、鉄の何れかを用いることができる。
【0014】
本発明の液晶表示装置は、液晶パネルと、この液晶パネルの背面または前面に設置した照明装置とで構成し、この照明装置に上記の放電管を用いることによって、高輝度で長寿命を実現できる。なお、本発明は、上記の各構成、および後述する実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能である。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき、実施例の図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明による放電管の1実施例の電極部の溶接構造を模式的に説明する要部断面図である。本実施例では、カップ状電極CEDをモリブデンで構成し、その底部に予め径0.1〜1.0mm(好ましくは、0.3〜0.4mm)の開口部Hを開けておく。一方、インナーリードLIDはニッケル−コバルト−鉄合金線を用い、図1(a)に示したようにインナーリードLIDの一端をカップ状電極CEDの開口部Hに突き合わせ、カップ状電極CEDの開放端からレーザ光Lを開口部Hに照射する。図1(b)はレーザ光Lの照射で両者が溶接された状態を示す。なお、本実施例では、カップ状電極CEDの底部に設ける開口部Hの径をインナーリードLIDの径以下としているが、この開口部Hの径をインナーリードLIDの径と同等またはそれより大きくし、開口部にインナーリードの一端を挿入した状態でレーザ光を照射してもよい。
【0016】
インナーリードLIDの一端はレーザ光Lの照射で溶融し、溶融したインナーリードLIDはカップ状電極CEDの開口部Hを貫通して当該カップ状電極CEDの開口部Hの内壁に溶け込み、冷却で硬化したとき開口部Hに錨着形状となってカップ状電極2に強固に溶接される。モリブデンのカップ状電極CEDの開口部H付近はレーザ光の照射時に若干の脆化が生じるが、インナーリードLIDの溶融したニッケル−コバルト−鉄合金が脆化部分をリベット状に挟み込むため脆化した部分に応力がかかり難い。
【0017】
このように、カップ状電極CEDの底面に開口部Hを形成して溶接を行うことにより、従来のニッケルからなるカップ状電極とニッケル−コバルト−鉄合金のインナーリードLIDとの溶接と同等の溶接強度が得られ、8mA以上の大電流でも50kh以上の長寿命を達成できる。
【0018】
なお、カップ状電極CEDはモリブデンに限らず、タングステンやタンタル等の高融点金属が使用でき、またインナーリードLIDはニッケル−コバルト−鉄合金に限らず、他のニッケル合金、鉄合金、その他の線材を用いることもできる。また、レーザ光を照射する際にカップ状電極CEDとインナーリードLIDの一端の間を加圧してもよい。
【0019】
図2は本発明による放電管の他の実施例の電極部の溶接構造を模式的に説明する要部断面図である。本実施例では、カップ状電極CEDをモリブデンで構成し、その底部に予め径0.1mm〜1.0mm(好ましくは、0.3mm〜0.4mm)の開口部Hを開けておく。一方、インナーリードLIDはタングステン線を用い、その一端に予めモリブデンよりも融点が低いニッケル、あるいは鉄の第3の金属TMを微量付着されておく。図2(a)に示したようにインナーリードLIDの第3の金属TMを微量付着した一端をカップ状電極CEDの開口部Hに突き合わせ、カップ状電極CEDの開放端からレーザ光Lを開口部Hに照射する。図2(b)はレーザ光Lの照射で両者が溶接された状態を示す。
【0020】
インナーリードLIDの一端に有する第3の金属TMはレーザ光Lで溶融し、カップ状電極CEDの開口部Hを貫通して当該カップ状電極CEDの開口部Hの内壁に溶け込み、冷却で硬化したとき開口部Hに錨着形状となってカップ状電極CEDに強固に溶接される。モリブデンのカップ状電極CEDは、その開口部H付近がレーザ光の照射時に若干の脆化が生じるが、インナーリードLISの一端にあって溶融した第3の金属TMが脆化部分をリベット状に挟み込むため脆化した部分に応力がかかり難い。
【0021】
このように、カップ状電極CEDの底面に開口部Hを形成して溶接を行うことにより、従来のニッケルからなるカップ状電極とニッケル−コバルト−鉄合金のインナーリードとの溶接と同等の溶接強度が得られ、前記実施例と同等の大電流駆動での長寿命を達成できる。なお、第3の金属TMをインナーリードLIDに付着させる代わりに、第3の金属TMをペレット状あるいは粉末状、若しくはペースト状としてカップ状電極CEDの開口部Hに装入し、あるいは開口部H付近にメッキ等で付着させておいてもよい。さらに。カップ状電極CEDはモリブデンに限らず、タングステンやタンタル等の高融点金属が使用できる。また、インナーリードLIDはタングステンに限らず、他の高融点金属を用いることもできる。また、レーザ光を照射する際にカップ状電極とインナーリードの一端の間を加圧してもよい。
【0022】
図3は本発明による放電管に用いるインナーリードとアウターリードの電極組立て体の形成例を説明する模式図である。図3(a)に示したように、ニッケル−コバルト−鉄合金からなるインナーリードLIDの一端側に給電線であるアウターリードLODを溶接する。この溶接には、突き合わせ溶接法や抵抗溶接法を採用する。次いで、インナーリードLIDにガラス・パイプを嵌め、加熱溶融させてガラスビーズBZに成形する(同図(b))。ガラス・パイプは、上記ニッケル−コバルト−鉄合金に近い熱膨張率を有する硼珪酸ガラス(硬質ガラス)を用いる。このようにして形成したインナーリードLIDとアウターリードLODの組立て体を前記実施例で説明したようにカップ状電極CEDの底部外面に溶接する(同図(c))。
【0023】
図4は本発明による液晶表示装置の実施例の全体構成を説明する展開斜視図である。この液晶表示装置は、液晶パネルPNLの背面に光学補償シートOPSを介在させて照明装置BLを配置した、所謂サイドエッジ型照明装置を用いたものである。液晶パネルPNLは第1基板SUB1と第2基板SUB2の間に液晶層LCを挟持し、各基板の表面側にそれぞれ偏光板POL1、POL2を積層して構成されている。本実施例の光学シートOPSは第1の拡散板SPS1とプリズムシートPRSおよび第2の拡散板SPS2を重ね合わせたものを用いているが、このような構造に限らない。
【0024】
照明装置BLは、平板状の導光板GLBの対向する二辺にそって、それぞれ2本の放電管CFLを設置したものであり、この放電管CFLとして前記図1または図2で説明した構造を有するものを用いている。各放電管CFLの導光板GLBと反対側には、所謂ランプ反射シートLSを有し、放電管CFLの放出光の利用効率を上げている。導光板GLBの背面には反射ドットPDOTが印刷されると共に、反射板RFSが設置されている。この液晶パネルPNLの周辺には駆動用の回路素子(ドライバ)が実装され、かつ制御回路などを搭載した回路基板が設置されるが、図示は省略してある。
【0025】
本発明による放電管は、上記したような液晶テレビや液晶モニター用の液晶表示装置の照明光源としての用途以外に、各種の照明装置の光源として使用できることは言うまでもない。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高融点金属を用いて電極の表面積の大きなカップ状電極とすることで大電流の連続通電で充分な冷電子を長時間にわたって保証することが可能となり、充分な溶接強度を持ちカップ状電極の長さを長くすることなく、電極面積を大きくして輝度の高い放電管を得ることができる。また、このような電極を有する放電管を液晶表示装置の照明装置の光源に用いることで明るく、高品質の画像を長時間に渡って保持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による放電管の1実施例の電極部の溶接構造を模式的に説明するの要部断面図である。
【図2】本発明による放電管の他の実施例の電極部の溶接構造を模式的に説明するの要部断面図である。
【図3】本発明による放電管に用いるインナーリードとアウターリードの電極組立て体の形成例を説明する模式図である。
【図4】本発明による液晶表示装置の実施例の全体構成を説明する展開斜視図である。
【図5】従来の放電管の構成例を説明する電極部分を管軸に沿って切断した要部断面図である。
【図6】従来のカップ状電極とインナーリードとの溶接構造を模式的に説明する要部断面である。
【符号の説明】
TB・・・・外套管(ガラス管)、CED・・・・電極(カップ状電極)、LID・・・・インナーリード、LOD・・・・アウターリード、BZ・・・・ガラスビーズ、BZ・・・・ガラスビーズ(封止栓)。
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電管とこの放電管を照明装置の光源として用いた液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
各種の照明装置のなかで、低消費電力、高輝度、あるいは小サイズの光源として放電管が多用されている。放電管のうち、蛍光体を内壁に塗布したガラス等の透明絶縁材料からなる外套管内に不活性ガスと水銀を封入した低圧放電管は蛍光灯として広く知られている。この種の低圧放電管には、熱電子を用いる熱陰極型と冷電子を用いる冷陰極型とがある。例えば、パソコン等のモニターや液晶テレビ用に用いられる液晶表示装置の照明装置としての光源は高輝度化、大電流での長寿命化が要求されており、冷陰極型の放電管(冷陰極蛍光ランプ:CFL)が多く採用されている。
【0003】
図5は従来から用いられている放電管の構成例を説明する電極部分を管軸に沿って切断した要部断面図である。図中、参照符号TBはガラスからなる外套管、CEDはカップ状電極、LIDはインナーリード、LODはインナーリードと接続したアウターリード、BZは封止部を構成するガラスビーズ(封止栓)を示す。外套管TBは、厚みが0.3±0.06mmのガラス管で、外径がφ2.6mmである。カップ状電極CEDはニッケル(Ni)からなり、その外径がφ1.7mm、長さ5mmである。このカップ状電極CEDの底部外壁には外側から電力を導入するための導入線であるインナーリードLIDの一端がレーザ溶接されている。溶接部を参照符号Aで示す。インナーリードLIDはニッケル−コバルト−鉄合金を用い、他端にはニッケルのアウターリードLODが溶接部Bで溶接されている。
【0004】
インナーリードLIDのアウターリードLOD寄りはガラスビーズBZを貫通している。このガラスビーズBZは外套管TBの封止端に挿入され、当該封止端を加熱溶融して封止されている。封止端に位置する溶接部Bからカップ状電極CEDの遠端までの距離は最大で8.5mm、カップ状電極CEDのインナーリードLIDとの溶接部Bからカップ電極CEDとの溶接部Aまでの距離は2.7mm、アウターリードLODの長さは15mm、カップ状電極CEDとインナーリードLIDの溶接部からアウターリードLODの先端までの長さは17.7mmである。なお、上記の各サイズは一例であるが、カップ状電極CEDの外径は、外套管TBに挿入できると共に管内排気のための隙間を外套管の内壁との間に確保するために充分なサイズとする必要がある。また、電極面積を大きくするためにカップ状電極CEDの長さを長くすると放電管の有効発光長が短くなるので、電極長さは自ずと制限される。
【0005】
図6は従来のカップ状電極とインナーリードとの溶接構造を模式的に説明する要部断面である。従来のカップ状電極2は、その底部外壁にインナーリード3の一端を当接した状態でカップ状電極2の内側から矢印Lで示したようにレーザ光を照射して溶接している。なお、カップ状電極にニッケルを用い、ニッケル−コバルト−鉄合金のインナーリードをレーザ溶接した放電管の従来技術の関しては特許文献1に開示がある。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−76617号
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、この種の放電管の電極としては、低発熱量で高い熱伝導率を有し、電極磨耗が少ない材料および形状とする必要があるため、電極形状はカップ状とし、カップ状電極の内径を大きくして電流密度を下げ、水銀の消耗率を低減することで長寿命化を図ってきた。
【0008】
一般に、ニッケルを用いた電極はスパッタ性があるため、動作中に消散し、消耗する。したがって、冷陰極蛍光管の電極は、ある程度の大きさが必要とされる。一方、電極サイズが大きくなるとその表面積も大きくなって単位面積あたりの電流密度が低下し、放電時(特に、製品出荷前におけるエージング(Aging)時)における電極材料の外套管内壁へのスパッタ量が少なくなる。そのため、近年ではモリブデン等の高融点金属が用いられるようになっている。例えば、モリブデンは高融点であると共に、仕事関数が4.4Vと低い、等の特徴があり、放電管の陰極降下電圧の低減、電極部の発熱温度の低減、低スパッタ性による蛍光膜と外套管への影響が小さく、放電光の色度変化を低減効する効果がある。
【0009】
例えば、液晶テレビ等の高輝度モニターに用いる液晶表示装置の照明光源に使用される放電管に流す電流は、従来の液晶モニターが6mA〜8mAであるのに対し15mA前後の大電流を必要とする。従来のニッケルを用いたカップ状電極では、このような大電流の連続通電で充分な冷電子を長時間にわたって保証することが困難である。そのため、モリブデン、タングステン、タンタル等の高融点金属を用いる必要がある。しかし、高融点金属のカップ電極にインナーリードを溶接するためには、高出力のレーザ光を用いなければならない。高出力のレーザ光を用いると、カップ電極事態の変形や溶接部の脆化で溶接強度不足となる。
【0010】
また、抵抗溶接を用いても、やはり強度不足となる。溶接手段を用いずにカップ状電極とインナーリードとをかしめた後に溶接することも考えられるが、電極の変形等の問題があり、実用的でない。本発明の目的は、カップ状電極の長さを長くすることなく、電極面積を大きくして高輝度で寿命の長い放電管を得ること、およびこの放電管を照明装置として用いた液晶表示装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、外套管の放電領域側に開放端を有し、この開放端と反対側端に有する底部外壁に上記外套管の外側から電力を導入するためのインナーリードを突き合わせ溶接したカップ状電極を上記外套管の両端内部に具備した放電管において、前記カップ状電極の前記底部に開口部を有し、前記溶接で溶解した前記インナーリードの一部が前記開口部を貫通して前記カップ状電極の前記底部内に露呈するように構成した。これにより、充分な溶接強度を持ちカップ状電極の長さを長くすることなく、電極面積を大きくして高輝度で寿命の長い放電管を得ることができる。
【0012】
また、本発明は、前記インナーリードの前記突き合わせ溶接部に当該インナーリードの融点より低い融点の異種の金属を設け、前記溶接で溶解した前記異種の金属の一部が前記開口部を貫通して前記カップ状電極の前記底部内に露呈するようにすることもできる。
【0013】
また、本発明では、前記カップ状電極の材料としてモリブデン、タングステン、タンタルの何れか、前記インナーリードの材料としてニッケル−コバルト−鉄合金、タングステン、ニッケル、鉄の何れかを用いることができる。
【0014】
本発明の液晶表示装置は、液晶パネルと、この液晶パネルの背面または前面に設置した照明装置とで構成し、この照明装置に上記の放電管を用いることによって、高輝度で長寿命を実現できる。なお、本発明は、上記の各構成、および後述する実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能である。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき、実施例の図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明による放電管の1実施例の電極部の溶接構造を模式的に説明する要部断面図である。本実施例では、カップ状電極CEDをモリブデンで構成し、その底部に予め径0.1〜1.0mm(好ましくは、0.3〜0.4mm)の開口部Hを開けておく。一方、インナーリードLIDはニッケル−コバルト−鉄合金線を用い、図1(a)に示したようにインナーリードLIDの一端をカップ状電極CEDの開口部Hに突き合わせ、カップ状電極CEDの開放端からレーザ光Lを開口部Hに照射する。図1(b)はレーザ光Lの照射で両者が溶接された状態を示す。なお、本実施例では、カップ状電極CEDの底部に設ける開口部Hの径をインナーリードLIDの径以下としているが、この開口部Hの径をインナーリードLIDの径と同等またはそれより大きくし、開口部にインナーリードの一端を挿入した状態でレーザ光を照射してもよい。
【0016】
インナーリードLIDの一端はレーザ光Lの照射で溶融し、溶融したインナーリードLIDはカップ状電極CEDの開口部Hを貫通して当該カップ状電極CEDの開口部Hの内壁に溶け込み、冷却で硬化したとき開口部Hに錨着形状となってカップ状電極2に強固に溶接される。モリブデンのカップ状電極CEDの開口部H付近はレーザ光の照射時に若干の脆化が生じるが、インナーリードLIDの溶融したニッケル−コバルト−鉄合金が脆化部分をリベット状に挟み込むため脆化した部分に応力がかかり難い。
【0017】
このように、カップ状電極CEDの底面に開口部Hを形成して溶接を行うことにより、従来のニッケルからなるカップ状電極とニッケル−コバルト−鉄合金のインナーリードLIDとの溶接と同等の溶接強度が得られ、8mA以上の大電流でも50kh以上の長寿命を達成できる。
【0018】
なお、カップ状電極CEDはモリブデンに限らず、タングステンやタンタル等の高融点金属が使用でき、またインナーリードLIDはニッケル−コバルト−鉄合金に限らず、他のニッケル合金、鉄合金、その他の線材を用いることもできる。また、レーザ光を照射する際にカップ状電極CEDとインナーリードLIDの一端の間を加圧してもよい。
【0019】
図2は本発明による放電管の他の実施例の電極部の溶接構造を模式的に説明する要部断面図である。本実施例では、カップ状電極CEDをモリブデンで構成し、その底部に予め径0.1mm〜1.0mm(好ましくは、0.3mm〜0.4mm)の開口部Hを開けておく。一方、インナーリードLIDはタングステン線を用い、その一端に予めモリブデンよりも融点が低いニッケル、あるいは鉄の第3の金属TMを微量付着されておく。図2(a)に示したようにインナーリードLIDの第3の金属TMを微量付着した一端をカップ状電極CEDの開口部Hに突き合わせ、カップ状電極CEDの開放端からレーザ光Lを開口部Hに照射する。図2(b)はレーザ光Lの照射で両者が溶接された状態を示す。
【0020】
インナーリードLIDの一端に有する第3の金属TMはレーザ光Lで溶融し、カップ状電極CEDの開口部Hを貫通して当該カップ状電極CEDの開口部Hの内壁に溶け込み、冷却で硬化したとき開口部Hに錨着形状となってカップ状電極CEDに強固に溶接される。モリブデンのカップ状電極CEDは、その開口部H付近がレーザ光の照射時に若干の脆化が生じるが、インナーリードLISの一端にあって溶融した第3の金属TMが脆化部分をリベット状に挟み込むため脆化した部分に応力がかかり難い。
【0021】
このように、カップ状電極CEDの底面に開口部Hを形成して溶接を行うことにより、従来のニッケルからなるカップ状電極とニッケル−コバルト−鉄合金のインナーリードとの溶接と同等の溶接強度が得られ、前記実施例と同等の大電流駆動での長寿命を達成できる。なお、第3の金属TMをインナーリードLIDに付着させる代わりに、第3の金属TMをペレット状あるいは粉末状、若しくはペースト状としてカップ状電極CEDの開口部Hに装入し、あるいは開口部H付近にメッキ等で付着させておいてもよい。さらに。カップ状電極CEDはモリブデンに限らず、タングステンやタンタル等の高融点金属が使用できる。また、インナーリードLIDはタングステンに限らず、他の高融点金属を用いることもできる。また、レーザ光を照射する際にカップ状電極とインナーリードの一端の間を加圧してもよい。
【0022】
図3は本発明による放電管に用いるインナーリードとアウターリードの電極組立て体の形成例を説明する模式図である。図3(a)に示したように、ニッケル−コバルト−鉄合金からなるインナーリードLIDの一端側に給電線であるアウターリードLODを溶接する。この溶接には、突き合わせ溶接法や抵抗溶接法を採用する。次いで、インナーリードLIDにガラス・パイプを嵌め、加熱溶融させてガラスビーズBZに成形する(同図(b))。ガラス・パイプは、上記ニッケル−コバルト−鉄合金に近い熱膨張率を有する硼珪酸ガラス(硬質ガラス)を用いる。このようにして形成したインナーリードLIDとアウターリードLODの組立て体を前記実施例で説明したようにカップ状電極CEDの底部外面に溶接する(同図(c))。
【0023】
図4は本発明による液晶表示装置の実施例の全体構成を説明する展開斜視図である。この液晶表示装置は、液晶パネルPNLの背面に光学補償シートOPSを介在させて照明装置BLを配置した、所謂サイドエッジ型照明装置を用いたものである。液晶パネルPNLは第1基板SUB1と第2基板SUB2の間に液晶層LCを挟持し、各基板の表面側にそれぞれ偏光板POL1、POL2を積層して構成されている。本実施例の光学シートOPSは第1の拡散板SPS1とプリズムシートPRSおよび第2の拡散板SPS2を重ね合わせたものを用いているが、このような構造に限らない。
【0024】
照明装置BLは、平板状の導光板GLBの対向する二辺にそって、それぞれ2本の放電管CFLを設置したものであり、この放電管CFLとして前記図1または図2で説明した構造を有するものを用いている。各放電管CFLの導光板GLBと反対側には、所謂ランプ反射シートLSを有し、放電管CFLの放出光の利用効率を上げている。導光板GLBの背面には反射ドットPDOTが印刷されると共に、反射板RFSが設置されている。この液晶パネルPNLの周辺には駆動用の回路素子(ドライバ)が実装され、かつ制御回路などを搭載した回路基板が設置されるが、図示は省略してある。
【0025】
本発明による放電管は、上記したような液晶テレビや液晶モニター用の液晶表示装置の照明光源としての用途以外に、各種の照明装置の光源として使用できることは言うまでもない。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高融点金属を用いて電極の表面積の大きなカップ状電極とすることで大電流の連続通電で充分な冷電子を長時間にわたって保証することが可能となり、充分な溶接強度を持ちカップ状電極の長さを長くすることなく、電極面積を大きくして輝度の高い放電管を得ることができる。また、このような電極を有する放電管を液晶表示装置の照明装置の光源に用いることで明るく、高品質の画像を長時間に渡って保持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による放電管の1実施例の電極部の溶接構造を模式的に説明するの要部断面図である。
【図2】本発明による放電管の他の実施例の電極部の溶接構造を模式的に説明するの要部断面図である。
【図3】本発明による放電管に用いるインナーリードとアウターリードの電極組立て体の形成例を説明する模式図である。
【図4】本発明による液晶表示装置の実施例の全体構成を説明する展開斜視図である。
【図5】従来の放電管の構成例を説明する電極部分を管軸に沿って切断した要部断面図である。
【図6】従来のカップ状電極とインナーリードとの溶接構造を模式的に説明する要部断面である。
【符号の説明】
TB・・・・外套管(ガラス管)、CED・・・・電極(カップ状電極)、LID・・・・インナーリード、LOD・・・・アウターリード、BZ・・・・ガラスビーズ、BZ・・・・ガラスビーズ(封止栓)。
Claims (6)
- 外套管の放電領域側に開放端を有し、この開放端と反対側端に有する底部外壁に上記外套管の外側から電力を導入するためのインナーリードを突き合わせ溶接したカップ状電極を上記外套管の両端内部に具備した放電管であって、
前記カップ状電極の前記底部に開口部を有し、
前記溶接で溶解した前記インナーリードの一部が前記開口部を貫通して前記カップ状電極の前記底部内に露呈していることを特徴とする放電管。 - 外套管の放電領域側に開放端を有し、この開放端と反対側端に有する底部外壁に上記外套管の外側から電力を導入するためのインナーリードを突き合わせ溶接したカップ状電極を上記外套管の両端内部に具備した放電管であって、
前記カップ状電極の前記底部に開口部を有し、
前記インナーリードの前記突き合わせ溶接部に当該インナーリードとは異種の金属を有し、
前記溶接で溶解した前記異種の金属の一部が前記開口部を貫通して前記カップ状電極の前記底部内に露呈していることを特徴とする放電管。 - 前記カップ状電極の前記底部内に露呈している前記異種の金属が前記開口部を通して前記底部外壁側と前記インナーリードとに溶接されていることを特徴とする請求項2に記載の放電管。
- 前記インナーリードが高融点金属であり、前記異種の金属が前記インナーリードの融点より低い融点の金属であることを特徴とする請求項3に記載の放電管。
- 前記カップ状電極の材料がモリブデン、タングステン、タンタルの何れかであり、前記インナーリードの材料がニッケル−コバルト−鉄合金、タングステン、ニッケル、鉄の何れかであることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の放電管。
- 液晶パネルと、この液晶パネルの背面または前面に設置した照明装置とからなり、上記照明装置の光源が請求項1乃至5の何れかに記載の放電管を具備していることを特徴とする液晶表示装置。
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2002
- 2002-11-20 JP JP2002336937A patent/JP2004171953A/ja active Pending
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