JP2005302660A - Cold cathode fluorescent lamp and backlight unit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cold cathode fluorescent lamp which is more improved than, a cold cathode fluorescent lamp in which mixed gas with neon/argon as the body is sealed in both the lamp efficiency and starting voltage (especially in starting voltage near 0°C). <P>SOLUTION: In the cold cathode fluorescent lamp 26 provided with a tube state glass bulb 32 in which a noble gas mixture is sealed and is formed with a fluorescent film 34 on its interior surface and a pair of electrodes 36 and 38 installed facing each other on both ends of the glass bulb 32, the mixed gas is constituted of 95% neon and 5% krypton (mole ratio). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、冷陰極蛍光ランプおよびバックライトユニットに関し、特に、LCD(液晶ディスプレイ)装置等に用いられるバックライトユニットおよび当該バックライトユニット等の光源として用いられる冷陰極蛍光ランプに関する。   The present invention relates to a cold cathode fluorescent lamp and a backlight unit, and more particularly to a backlight unit used in an LCD (liquid crystal display) device and the like and a cold cathode fluorescent lamp used as a light source of the backlight unit and the like.

蛍光ランプの中でも、直管状をしたガラスバルブの内面に蛍光体が塗布され、両端部に内部電極として冷陰極が設けられてなる冷陰極蛍光ランプは、細径化に適しているため、薄型化(小型化)が要求されるバックライトユニットの光源として好適に用いられている。
冷陰極蛍光ランプのガラスバルブ内には、希ガスと微量の水銀が封入されている。希ガスは放電開始電圧を下げることを主目的として封入され、従来、封入する希ガスはアルゴン単体が基本であった。
Among the fluorescent lamps, cold cathode fluorescent lamps, in which a phosphor is coated on the inner surface of a straight tube-shaped glass bulb and cold cathodes are provided as internal electrodes at both ends, are suitable for reducing the diameter and are therefore thin. It is suitably used as a light source of a backlight unit that requires (downsizing).
A rare gas and a small amount of mercury are enclosed in the glass bulb of the cold cathode fluorescent lamp. The rare gas is sealed mainly for the purpose of lowering the discharge start voltage, and conventionally, the rare gas to be sealed is basically argon alone.

ところが、バックライトユニットを含むLCD装置のさらなるコンパクト化が進められる中で、冷陰極蛍光ランプを駆動する電源ユニットにおける小型化の要請の下、放電開始電圧のさらなる低減が求められるようになった。この要請に応えるため、封入する希ガスとしてネオンとアルゴンを主体とする冷陰極蛍光ランプが開発された(特許文献1、特許文献2等参照)。   However, as the LCD device including the backlight unit is further reduced in size, a further reduction in the discharge start voltage has been required under the demand for downsizing the power supply unit that drives the cold cathode fluorescent lamp. In order to meet this demand, a cold cathode fluorescent lamp mainly composed of neon and argon as a rare gas to be filled has been developed (see Patent Document 1, Patent Document 2, etc.).

本願発明者も、封入するネオンとアルゴンのモル比を変化させた場合の始動電圧特性について実験を行った。その実験結果を図8(a)に示す。図8(a)は、横軸にネオン(Ne)とアルゴン(Ar)のモル比[%]を、縦軸に始動電圧をとった特性図である。なお、本図は、単に希ガスの混合比に対する始動電圧の変化の傾向を示すに止まり、絶対的な値等を示すものではない。   The present inventor also conducted experiments on the starting voltage characteristics when the molar ratio of neon and argon to be sealed was changed. The experimental results are shown in FIG. FIG. 8A is a characteristic diagram in which the horizontal axis represents the molar ratio [%] of neon (Ne) and argon (Ar), and the vertical axis represents the starting voltage. This figure merely shows the tendency of the change in the starting voltage with respect to the mixing ratio of the rare gas, and does not show an absolute value or the like.

図8(a)からわかるように、アルゴン単体(100%)から、ネオンの比率を上げていくと(アルゴンの比率を下げていくと)、始動電圧は徐々に低下していくことが分かる。図8(a)から、始動電圧のみを改善するのであれば、ネオン単体(100%)に近い比率にすればよいことがわかる。
しかしながら、ネオン単体若しくはこれに近い比率では、ランプ効率が低下してしまうことが実験により確認されている。図8(b)は、ネオンとアルゴンの混合比とランプ効率との関係を示す特性図である。図8(b)からわかるように、アルゴンの比率を少なくしていくと徐々にランプ効率が上昇するものの、アルゴン5%(ネオン95%)付近を頂点としてその後は低下してしまうことが分かる。これは、ネオン95%−アルゴン5%の混合比の場合に、ガラスバルブ表面温度(Ts)が、最適な水銀蒸気圧を得られる60℃になるからである。
As can be seen from FIG. 8 (a), it can be seen that the starting voltage gradually decreases as the neon ratio is increased (decreasing the argon ratio) from argon alone (100%). FIG. 8A shows that if only the starting voltage is improved, the ratio should be close to that of neon alone (100%).
However, it has been confirmed by experiments that the lamp efficiency is lowered when neon alone or at a ratio close thereto. FIG. 8B is a characteristic diagram showing the relationship between the mixing ratio of neon and argon and the lamp efficiency. As can be seen from FIG. 8 (b), although the lamp efficiency gradually increases as the argon ratio is decreased, it turns out that the vicinity of argon 5% (neon 95%) becomes the peak and then decreases. This is because the glass bulb surface temperature (Ts) is 60 ° C. at which an optimum mercury vapor pressure can be obtained when the mixing ratio is 95% neon to 5% argon.

そこで、ネオン95%−アルゴン5%が、アルゴン単体の場合よりも、始動電圧が改善され、ランプ効率も向上する最適な混合比とされている。
特許第3141411号公報 特許第3068659号公報
Therefore, neon 95% -argon 5% is set to an optimum mixing ratio that improves the starting voltage and improves the lamp efficiency as compared with the case of argon alone.
Japanese Patent No. 3141411 Japanese Patent No. 3068659

ところで、液晶テレビの大型化・高輝度化に伴って、当該液晶テレビ用のLCDパネルに付設される直下方式のバックライトユニット一台当たりに備えられる冷陰極蛍光ランプの本数も増加している。冷陰極蛍光ランプ本数の増加に伴って、ユニット内の温度も上昇し、最適な水銀蒸気圧が得られる60℃を超えて70℃近くまで上昇している。その結果、ランプ効率が低下し、必要な輝度が得られなくなっている。   By the way, with the increase in size and brightness of liquid crystal televisions, the number of cold cathode fluorescent lamps provided per one direct-type backlight unit attached to the LCD panel for the liquid crystal television is also increasing. As the number of cold-cathode fluorescent lamps increases, the temperature in the unit also rises, exceeding 60 ° C. at which an optimum mercury vapor pressure is obtained, and rising to nearly 70 ° C. As a result, the lamp efficiency is reduced, and the required luminance cannot be obtained.

ユニット内温度の上昇に起因するランプ効率の低下に対しては、アルゴン比率を5%よりも上げて、ガラスバルブ表面温度を下げ、ユニット内の温度を60℃付近まで下げることが考えられるが、そうすると、図8(a)からわかるように、始動電圧が上がってしまう。この場合、液晶テレビが用いられる温度環境下においても、特に、水銀蒸気圧が低くなる低温時(0℃程度)における始動電圧が問題になる。   For the decrease in lamp efficiency due to the rise in unit internal temperature, it is conceivable to raise the argon ratio to more than 5%, lower the glass bulb surface temperature, and lower the unit internal temperature to around 60 ° C. Then, as can be seen from FIG. 8 (a), the starting voltage increases. In this case, even in a temperature environment where a liquid crystal television is used, the starting voltage becomes a problem particularly at a low temperature (about 0 ° C.) at which the mercury vapor pressure is low.

本発明は、ランプ効率および始動電圧(特に、低温における始動電圧)の両方について、封入希ガスをネオン・アルゴン主体とした蛍光ランプよりも改善された冷陰極蛍光ランプ、および当該冷陰極蛍光ランプを光源に用いたバックライトユニットを提供することを目的とする。   The present invention relates to a cold cathode fluorescent lamp in which both the lamp efficiency and the starting voltage (particularly, the starting voltage at a low temperature) are improved compared to a fluorescent lamp mainly composed of neon / argon gas, and the cold cathode fluorescent lamp. It aims at providing the backlight unit used for the light source.

上記の目的を達成するため、本発明に係る冷陰極蛍光ランプは、希ガスの混合ガスが封入され、内面に蛍光体膜が形成されてなる管状のガラスバルブと当該ガラスバルブの両端部内に対向配置された一対の電極とを有する冷陰極蛍光ランプであって、前記混合ガスの構成ガスとして、少なくともネオンとクリプトンとを含むことを特徴とする。
また、前記混合ガスの構成ガスとして、さらにアルゴンを含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a cold cathode fluorescent lamp according to the present invention has a tubular glass bulb in which a mixed gas of rare gas is enclosed and a phosphor film is formed on the inner surface, and is opposed to both ends of the glass bulb. A cold cathode fluorescent lamp having a pair of electrodes arranged, wherein the constituent gas of the mixed gas includes at least neon and krypton.
Further, the constituent gas of the mixed gas further contains argon.

上記の目的を達成するため、本発明に係るバックライトユニットは、上記した冷陰極蛍光ランプを光源として備えていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a backlight unit according to the present invention includes the above-described cold cathode fluorescent lamp as a light source.

本発明に係る冷陰極蛍光ランプによれば、ガラスバルブ内に封入される混合ガスの構成ガスとして、少なくともネオンとクリプトンとが含まれるので、ネオンとアルゴンを主体とする混合ガスが封入されてなる従来の冷陰極蛍光ランプよりも、0℃およびその近傍における始動電圧を低下できると共に、従来よりも高い周囲温度の環境下において、高いランプ効率を実現することが可能となる。   According to the cold cathode fluorescent lamp of the present invention, since at least neon and krypton are included as constituent gases of the mixed gas sealed in the glass bulb, a mixed gas mainly composed of neon and argon is sealed. As compared with the conventional cold cathode fluorescent lamp, the starting voltage at 0 ° C. and in the vicinity thereof can be lowered, and high lamp efficiency can be realized in an ambient temperature environment higher than that of the conventional cold cathode fluorescent lamp.

さらに、アルゴンを含むこととし、ネオンとアルゴンとクリプトンの3種類の希ガスからなる混合ガスとしたことにより、上記と同様の効果が得られる。
また、本発明に係るバックライトユニットによれば、光源として上記した冷陰極蛍光ランプを備えているので、上記従来の冷陰極蛍光ランプを光源として備えたバックライトユニットよりも、始動電圧を下げることができ、もって、バックライトユニットに併設される電源ユニットの小型化を図ることが可能となる。さらに、たとえ、バックライトユニットに備えられる冷陰極蛍光ランプの本数が増加し、点灯時におけるユニット内の温度が従来よりも上昇したとしても、従来と同等かそれ以上のランプ効率で、冷陰極蛍光ランプが発光することとなり、バックライトユニット全体の輝度の向上が図られる。
Furthermore, the same effect as described above can be obtained by including argon and using a mixed gas composed of three kinds of rare gases, neon, argon, and krypton.
Further, according to the backlight unit according to the present invention, since the cold cathode fluorescent lamp described above is provided as a light source, the starting voltage is lowered as compared with the backlight unit provided with the conventional cold cathode fluorescent lamp as a light source. Therefore, it is possible to reduce the size of the power supply unit provided in the backlight unit. Furthermore, even if the number of cold cathode fluorescent lamps provided in the backlight unit is increased and the temperature in the unit at the time of lighting is higher than before, the cold cathode fluorescent lamp has the same or higher lamp efficiency than the conventional one. The lamp emits light, and the luminance of the entire backlight unit is improved.

図1は、実施の形態に係る直下方式のバックライトユニット10の概略構成を示す斜視図である。なお、図1は、後述する透光板16を破断した図である。バックライトユニット10は、LCD(液晶ディスプレイ)パネル(不図示)の背面に配されて用いられ、LCD装置を構成するものである。
バックライトユニット10は、長方形をした反射板12と当該反射板12を囲む側板14と前記反射板12と平行に設けられた透光板16とからなる外囲器18を有する。反射板12と側板14は共にPET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂からなる板材の一方の主表面(外囲器18として組み立てられた際に内側となる面)に銀などを蒸着した反射膜(不図示)が形成されているものである。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a direct-type backlight unit 10 according to an embodiment. In addition, FIG. 1 is the figure which fractured | ruptured the translucent board 16 mentioned later. The backlight unit 10 is arranged and used on the back of an LCD (liquid crystal display) panel (not shown), and constitutes an LCD device.
The backlight unit 10 includes an envelope 18 including a rectangular reflecting plate 12, a side plate 14 surrounding the reflecting plate 12, and a translucent plate 16 provided in parallel to the reflecting plate 12. The reflecting plate 12 and the side plate 14 are both reflecting films (not shown) in which silver or the like is vapor-deposited on one main surface (the inner surface when assembled as the envelope 18) of a plate material made of PET (polyethylene terephthalate) resin. Is formed.

透光板16は、反射板12側から順に、光拡散板20、光拡散シート22、およびレンズシート24が積層されてなるものである。
前記外囲器18内には、複数本(本例では14本)の冷陰極蛍光ランプ26(以下、単に「ランプ26」と言う。)が、前記反射板12の長辺と平行に短辺方向に等間隔で収納されている。なお、外囲器18は、その内部への塵や埃などの侵入を防止するため、密閉構造となっている。
The light transmissive plate 16 is formed by laminating a light diffusing plate 20, a light diffusing sheet 22, and a lens sheet 24 in order from the reflecting plate 12 side.
In the envelope 18, a plurality of (14 in this example) cold cathode fluorescent lamps 26 (hereinafter simply referred to as “lamps 26”) have short sides parallel to the long sides of the reflector 12. It is stored at equal intervals in the direction. Note that the envelope 18 has a sealed structure in order to prevent intrusion of dust or the like into the inside thereof.

図2(a)は、前記ランプ26の概略構成を示す縦断面図である。
ランプ26は、円形断面を有するガラス管の両端部がリード線28、30で気密封止されてなるガラスバルブ32を有する。ガラスバルブ32は、硬質のホウケイ酸ガラスからなり、その全長は450mm、外径は4.0mm、内径は3.0mmである。
ガラスバルブ32内面には、蛍光体膜34が形成されている。蛍光体膜34は、赤色発光のY2O3:Eu、緑色発光のLaPO4:Ce3,Tb3および青色発光のBaMg2Al16O27:Eu2といった3種類の希土類蛍光体を含む。
FIG. 2A is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the lamp 26.
The lamp 26 has a glass bulb 32 in which both ends of a glass tube having a circular cross section are hermetically sealed with lead wires 28 and 30. The glass bulb 32 is made of hard borosilicate glass and has a total length of 450 mm, an outer diameter of 4.0 mm, and an inner diameter of 3.0 mm.
A phosphor film 34 is formed on the inner surface of the glass bulb 32. The phosphor film 34 includes three kinds of rare earth phosphors such as red-emitting Y 2 O 3 : Eu, green-emitting LaPO 4 : Ce 3 , Tb 3, and blue-emitting BaMg 2 Al 16 O 27 : Eu 2 .

また、ガラスバルブ32の内部には、約3mgの水銀(不図示)と、複数種の希ガスからなる混合ガスが封入されている。混合ガスを構成する希ガスの種類および混合比等については、後で詳述する。
リード線28、30は、それぞれ、タングステンからなる内部リード線28A、30Aとニッケルからなる外部リード線28B、30Bの継線であり、ガラス管は両端部共、内部リード線28A、30A部分で気密封止されている。内部リード線28A、30A、外部リード線28B、30Bは、共に円形断面を有しており、内部リード線28A、30Aの線径は1mm、全長は3mmで、外部リード線28B、30Bの線径は0.8mm、全長は10mmである。
The glass bulb 32 is filled with a mixed gas composed of about 3 mg of mercury (not shown) and a plurality of kinds of rare gases. The type and mixing ratio of the rare gas constituting the mixed gas will be described in detail later.
The lead wires 28 and 30 are connections between the internal lead wires 28A and 30A made of tungsten and the external lead wires 28B and 30B made of nickel, respectively, and the glass tube is airtight at the internal lead wires 28A and 30A at both ends. It is hermetically sealed. The internal lead wires 28A and 30A and the external lead wires 28B and 30B both have a circular cross section. The inner lead wires 28A and 30A have a wire diameter of 1 mm and a total length of 3 mm. The outer lead wires 28B and 30B have a wire diameter of 1 mm. Is 0.8 mm and the total length is 10 mm.

ガラスバルブ32の端部に支持された内部リード線28A、30Aのガラスバルブ32内部側端部には、それぞれ、電極36、38がレーザ溶接等によって接合されている。電極36、38は、有底筒状をしたいわゆるホロー型電極であり、ニオブ棒を加工したものである。電極36、38として、ホロー型の電極を採用したのは、ランプ点灯時の放電によって生じる電極におけるスパッタリングの抑制に有効であるからである(詳細は、特開2002−289138号公報等を参照。)。   Electrodes 36 and 38 are joined to the inner end portions of the internal lead wires 28A and 30A supported on the end portions of the glass bulb 32 by laser welding or the like, respectively. The electrodes 36 and 38 are so-called hollow electrodes having a bottomed cylindrical shape, and are formed by processing a niobium rod. The reason why the hollow type electrodes are used as the electrodes 36 and 38 is that they are effective in suppressing sputtering in the electrodes caused by discharge during lamp lighting (for details, refer to JP-A-2002-289138). ).

電極36、38は同じ形状をしており、図2(b)に示す各部の寸法は、電極長L=5.2mm、外径p1=2.7mm、肉厚t=0.2mm、(内径p2=2.3mm)である。電極36、38は、ガラスバルブ(ガラス管)32の管軸にその中心が合うように設けられているので、上記した寸法関係から、電極36、38外周とガラスバルブ32内周との間隙の間隔は約0.15mmとなる。このように、電極外周とガラスバルブ内周との間の間隙を0.15mmといった狭い間隔に設定することにより、ランプ電流が上記間隙に流れ込まないようにしている。換言すると、ランプ点灯時に、ホロー型をした電極36、38の内面(円筒部内周面と底面)でのみ放電が発生するようにしている。   The electrodes 36 and 38 have the same shape, and the dimensions of each part shown in FIG. 2B are as follows: electrode length L = 5.2 mm, outer diameter p1 = 2.7 mm, wall thickness t = 0.2 mm, (inner diameter p2 = 2.3 mm). Since the electrodes 36 and 38 are provided so that the center thereof is aligned with the tube axis of the glass bulb (glass tube) 32, the gap between the outer circumference of the electrodes 36 and 38 and the inner circumference of the glass bulb 32 is determined from the above dimensional relationship. The spacing is about 0.15 mm. Thus, the gap between the electrode outer periphery and the glass bulb inner periphery is set to a narrow interval such as 0.15 mm so that the lamp current does not flow into the gap. In other words, when the lamp is turned on, discharge is generated only on the inner surfaces (the inner peripheral surface and the bottom surface of the cylindrical portion) of the hollow electrodes 36 and 38.

本願発明者は、上記の構成からなる冷陰極蛍光ランプにおいて、ガラスバルブに封入する混合ガスの構成を、[ネオン(Ne)+アルゴン(Ar)+クリプトン(Kr)]、[ネオン(Ne)+クリプトン(Kr)]としたもの各々について、[ネオン(Ne)+アルゴン(Ar)]とした従来のものとの始動電圧等に関する比較実験を行った。以下、混合ガスの構成別に、実験条件および実験結果を記す。
[1]ネオン(Ne)+アルゴン(Ar)+クリプトン(Kr)
ネオン+アルゴン+クリプトンの混合ガス(以下、「タイプB」とする。)と、従来の混合ガス、すなわち、ネオン95%・アルゴン5%(以下、「タイプA」とする)の場合について、始動電圧の比較実験を実施した。なお、本明細書において、混合ガスの混合比率(%)はモル比で表している。タイプBについては、上記3種類の希ガスからなる混合ガスの混合比率の異なるものを5種類作成した。当該5種類についてはB−1,B−2,…,B−5のように連番を付して区別する。なお、具体的な混合比率については後述する。
The inventor of the present application, in the cold cathode fluorescent lamp having the above-described configuration, uses [neon (Ne) + argon (Ar) + krypton (Kr)], [neon (Ne) + For each of the krypton (Kr)], a comparative experiment was performed on the starting voltage and the like with the conventional one of [neon (Ne) + argon (Ar)]. Hereinafter, experimental conditions and experimental results are described for each mixed gas configuration.
[1] Neon (Ne) + Argon (Ar) + Krypton (Kr)
Starting with a mixed gas of neon + argon + krypton (hereinafter referred to as “type B”) and a conventional mixed gas, that is, 95% neon and 5% argon (hereinafter referred to as “type A”). A voltage comparison experiment was performed. In the present specification, the mixing ratio (%) of the mixed gas is expressed in molar ratio. For Type B, five types with different mixing ratios of the mixed gases composed of the above three types of rare gases were prepared. The five types are distinguished by attaching serial numbers such as B-1, B-2,..., B-5. A specific mixing ratio will be described later.

タイプA、タイプB−1〜B−5共に、封入ガス圧を40Torr(5320Pa)、50Torr(6650Pa)、60Torr(7980Pa)としたものを各5本ずつ製作し、周囲温度0℃における始動電圧と周囲温度25℃における始動電圧を測定した。
測定結果を表1〜表6に示す。
For each of Type A and Types B-1 to B-5, five of each with sealed gas pressures of 40 Torr (5320 Pa), 50 Torr (6650 Pa), and 60 Torr (7980 Pa) are manufactured. The starting voltage at an ambient temperature of 25 ° C. was measured.
The measurement results are shown in Tables 1 to 6.

Figure 2005302660
Figure 2005302660

Figure 2005302660
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上記表1〜表6に基づき、周囲温度0℃における実験結果を示すグラフを図3に示す。また、タイプB−1〜B−5における混合ガスの混合比率を図3のグラフ左上にも示す。なお、上記5本の測定結果(No.1〜5)全てをグラフにプロットすると煩雑になるため、図3では5本の測定結果の相加平均を代表値としてプロットしている。
Figure 2005302660
Based on the said Table 1-Table 6, the graph which shows the experimental result in ambient temperature 0 degreeC is shown in FIG. Moreover, the mixing ratio of the mixed gas in types B-1 to B-5 is also shown in the upper left of the graph of FIG. In addition, since it will become complicated when all the said 5 measurement results (No. 1-5) are plotted on a graph, in FIG. 3, the arithmetic mean of the 5 measurement results is plotted as a representative value.

図3からわかるように、周囲温度0℃の環境下では、いずれのガス圧においても、タイプBのランプがタイプAのランプよりも始動電圧が低いことがわかる。すなわち、従来のランプであるタイプAの混合ガスにクリプトンを加えて、ネオン・アルゴン・クリプトンからなる3種混合ガスとすることにより、低温時(0℃時)の始動電圧を下げることに成功したのである。   As can be seen from FIG. 3, it can be seen that the type B lamp has a lower starting voltage than the type A lamp at any gas pressure in an environment where the ambient temperature is 0 ° C. That is, by adding krypton to a conventional lamp type A mixed gas to form a mixed gas consisting of neon, argon, and krypton, the starting voltage at low temperature (at 0 ° C.) was successfully reduced. It is.

図4は、上記表1〜6に基づき、周囲温度25℃の環境下における実験結果を示すグラフである。
図4から分かるように、ガス圧60TorrにおいてタイプB−1のランプの始動電圧がタイプAのランプの始動電圧よりも低くなっている以外は、全体的にタイプBの始動電圧はタイプAの始動電圧と比べて同等かそれ以上となっている。しかしながら、Bタイプの始動電圧の最高値は、ガス圧60TorrにおけるタイプB−5の約1250Vである。この1250Vの値は、周囲温度0℃におけるタイプAの最低の始動電圧約1300Vよりも低い値である(図3参照)。すなわち、タイプBの混合ガスを用いることにより、始動電圧に関し、液晶ディスプレイ装置が用いられる温度環境の最も厳しい条件下での改善が図られることとなり、その結果、電源回路の小型化を実現できることとなる。
[2]ネオン(Ne)+クリプトン(Kr)
混合ガスの構成をネオン95%・クリプトン5%(以下、「タイプC」とする。)としたランプを製作し、上記タイプAのランプとの比較実験を行った。実験の条件等は、上記したタイプBの場合と同様である。
FIG. 4 is a graph showing experimental results in an environment at an ambient temperature of 25 ° C. based on Tables 1 to 6 above.
As can be seen from FIG. 4, the type B starting voltage is generally the type A starting voltage except that the starting voltage of the type B-1 lamp is lower than the starting voltage of the type A lamp at a gas pressure of 60 Torr. It is equal to or higher than the voltage. However, the maximum value of type B starting voltage is about 1250 V for type B-5 at a gas pressure of 60 Torr. This value of 1250 V is lower than the lowest starting voltage of Type A at an ambient temperature of 0 ° C. (see FIG. 3). That is, by using the mixed gas of type B, the starting voltage can be improved under the most severe conditions of the temperature environment in which the liquid crystal display device is used. As a result, the power circuit can be downsized. Become.
[2] Neon (Ne) + Krypton (Kr)
A lamp having a mixed gas composition of 95% neon and 5% krypton (hereinafter referred to as “type C”) was manufactured, and a comparison experiment with the type A lamp was performed. The experimental conditions are the same as in the case of Type B described above.

表7に実験結果を示す。   Table 7 shows the experimental results.

Figure 2005302660
表1および表7に基づき、周囲温度0℃における始動電圧の測定結果のグラフを図5に、周囲温度25℃における始動電圧の測定結果のグラフを図6にそれぞれ示す。なお、図5、図6では、5本の測定結果(No.1〜5)を全てプロットしている。
Figure 2005302660
Based on Table 1 and Table 7, a graph of the measurement result of the starting voltage at an ambient temperature of 0 ° C. is shown in FIG. 5, and a graph of the measurement result of the starting voltage at an ambient temperature of 25 ° C. is shown in FIG. 5 and 6, all five measurement results (Nos. 1 to 5) are plotted.

図5、図6から、タイプCのランプの始動電圧はタイプAのランプの始動電圧よりも、いずれの条件下(周囲温度、ガス圧)においても下回っており、始動電圧が改善されていることが分かる。すなわち、混合ガスにアルゴンを用いずに、ネオンとクリプトンの2種混合ガスとすることにより、始動電圧を下げることに成功したのである。
[3]ランプ効率
本願発明者は、また、周囲温度(℃)に対する上記タイプAと、タイプB、Cのランプのランプ効率(lm/W)を調べた。周囲温度とランプ効率の詳細なデータは省略し、両者の関係の傾向のみを図7に示す。
5 and 6, the starting voltage of the type C lamp is lower than the starting voltage of the type A lamp under any conditions (ambient temperature, gas pressure), and the starting voltage is improved. I understand. In other words, the starting voltage was successfully reduced by using a mixed gas of neon and krypton without using argon as the mixed gas.
[3] Lamp efficiency The inventor of the present application also examined the lamp efficiency (lm / W) of the above-mentioned type A, type B, and C lamps with respect to the ambient temperature (° C.). Detailed data on the ambient temperature and lamp efficiency are omitted, and only the tendency of the relationship between them is shown in FIG.

図7は、横軸に周囲温度、縦軸にランプ効率をとったグラフであり、図中、破線がタイプAのランプを実線がタイプB、Cを示している。
タイプAおよびタイプB、C共に、ある最適温度でランプ効率が最高となっている。この最適温度が、タイプAでは約60℃であるのに対しタイプB、Cでは、これよりも10℃前後高くなることが確認されている。しかも、ランプ効率の最高値もタイプB、CはタイプAよりも若干高くなっている。
FIG. 7 is a graph in which the horizontal axis indicates the ambient temperature and the vertical axis indicates the lamp efficiency. In the figure, the broken line indicates the type A lamp, and the solid lines indicate the types B and C.
Both type A and types B and C have the highest lamp efficiency at a certain optimum temperature. It has been confirmed that this optimum temperature is about 60 ° C. for Type A, while it is about 10 ° C. higher for Types B and C. Moreover, the maximum value of the lamp efficiency is slightly higher in types B and C than in type A.

LCD装置の大型化の下で一層の多灯化が進む直下方式のバックライトユニットにおいては、点灯時のユニット内温度が約70℃まで上昇する。したがって、タイプAでは、ランプ効率の最高値が得られない。これに対し、タイプB、Cでは、最高に昇温した際のユニット内温度付近で最高のランプ効率が得られることができる。
以上説明したように、本発明に係る冷陰極蛍光ランプによれば、アルゴンとネオン主体の混合ガスが封入されてなる従来の冷陰極蛍光ランプよりも、0℃およびこの付近における始動電圧を下げることが可能となるので、電源ユニット等の小型化が可能となる。さらに、冷陰極蛍光ランプが設置されるユニット内の温度環境において、最高のランプ効率が得られることとなる。
In a direct-type backlight unit, where the number of lamps further increases as the size of the LCD device increases, the temperature inside the unit rises to about 70 ° C. during lighting. Therefore, in Type A, the maximum value of the lamp efficiency cannot be obtained. On the other hand, in types B and C, the highest lamp efficiency can be obtained near the temperature in the unit when the temperature is raised to the maximum.
As described above, according to the cold cathode fluorescent lamp according to the present invention, the starting voltage at 0 ° C. and in the vicinity thereof is lowered as compared with the conventional cold cathode fluorescent lamp in which a mixed gas mainly composed of argon and neon is sealed. Therefore, it is possible to reduce the size of the power supply unit and the like. Furthermore, the highest lamp efficiency can be obtained in the temperature environment in the unit where the cold cathode fluorescent lamp is installed.

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記した形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下のような形態としても構わない。
(1)上記実施の形態では、冷陰極蛍光ランプを直下方式のバックライトユニットの光源として用いる例を紹介したが、本発明に係る冷陰極蛍光ランプは、エッジライト方式(サイドライト方式、または導光板方式ともいう。)の光源としても好適に用いることができる。
エッジライト方式のバックライトユニットとは、LCDパネルの背面に導光板を置き、その導光板の端面に蛍光ランプを配置する構成のユニットをいう。エッジライト方式のバックライトユニットでは、導光板端面に2〜4本の冷陰極蛍光ランプを密接して配置するタイプのものがあり、このようなタイプでは冷陰極蛍光ランプの周囲温度が上記した直下方式のバックライトユニットの場合と同程度まで昇温するからである。
Although the present invention has been described based on the embodiment, the present invention is not limited to the above-described form, and for example, the following form may be employed.
(1) In the above embodiment, an example in which a cold cathode fluorescent lamp is used as a light source of a direct type backlight unit has been introduced. However, a cold cathode fluorescent lamp according to the present invention has an edge light type (side light type or conductive type). It can also be suitably used as a light source.
The edge light type backlight unit is a unit having a structure in which a light guide plate is placed on the back surface of an LCD panel and a fluorescent lamp is arranged on an end surface of the light guide plate. Edge light type backlight units include a type in which 2 to 4 cold cathode fluorescent lamps are arranged in close contact with the end face of the light guide plate. In such a type, the ambient temperature of the cold cathode fluorescent lamp is just below the above-mentioned level. This is because the temperature is raised to the same level as in the case of the backlight unit of the system.

(2)上記実施の形態では、冷陰極蛍光ランプの電極(冷陰極)として有底筒状のホロー型電極を用いたが、電極の形状はこれに限らない。例えば、円柱状のものや、短冊状をした板状のものを用いてもよい。また、材質もニオブに限らず、例えば、ニッケル、モリブデン、タンタルを用いても構わない。なお、環境問題から水銀使用量の規制が進む中、ニオブ、モリブデン、タンタルを電極の材質に採用すると、ニッケルを採用した場合よりも電極の消耗が抑制されるため、少ない水銀量でもってランプ寿命を延ばすことができる。   (2) Although the bottomed cylindrical hollow electrode is used as the electrode (cold cathode) of the cold cathode fluorescent lamp in the above embodiment, the shape of the electrode is not limited to this. For example, a cylindrical shape or a strip-shaped plate shape may be used. The material is not limited to niobium, and for example, nickel, molybdenum, or tantalum may be used. In addition, as the use of mercury progresses due to environmental issues, the use of niobium, molybdenum, and tantalum as the electrode material will reduce the consumption of the electrode compared to the case of using nickel. Can be extended.

本発明に係る冷陰極蛍光ランプは、例えば、直下方式のバックライトユニットの光源として、本発明に係るバックライトユニットは、例えば、液晶ディスプレイ装置用として利用可能である。   The cold cathode fluorescent lamp according to the present invention can be used, for example, as a light source of a direct type backlight unit, and the backlight unit according to the present invention can be used, for example, for a liquid crystal display device.

実施の形態に係るバックライトユニットの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the backlight unit which concerns on embodiment. 上記バックライトユニットの光源として用いる冷陰極蛍光ランプを示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the cold cathode fluorescent lamp used as a light source of the said backlight unit. 周囲温度0℃における、混合希ガスの種類および混合比が変化した場合の始動電圧の特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram of a starting voltage when the type of mixed rare gas and the mixing ratio change at an ambient temperature of 0 ° C. 周囲温度25℃における、混合希ガスの種類および混合比が変化した場合の始動電圧の特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram of a starting voltage when the kind of mixed rare gas and the mixing ratio change at an ambient temperature of 25 ° C. 周囲温度0℃における、混合希ガスの種類および混合比が変化した場合の始動電圧の特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram of a starting voltage when the type of mixed rare gas and the mixing ratio change at an ambient temperature of 0 ° C. 周囲温度25℃における、混合希ガスの種類および混合比が変化した場合の始動電圧の特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram of a starting voltage when the kind of mixed rare gas and the mixing ratio change at an ambient temperature of 25 ° C. 周囲温度に対するランプ効率の変化を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the change of the lamp efficiency with respect to ambient temperature. アルゴンとネオン主体の混合ガスが封入されてなる冷陰極蛍光ランプにおいて、アルゴンとネオンの混合比率を変化させた場合の、(a)は始動電圧の特性図であり、(b)はランプ効率の特性図である。In a cold cathode fluorescent lamp in which a mixed gas mainly composed of argon and neon is sealed, (a) is a characteristic diagram of the starting voltage and (b) is a graph showing lamp efficiency when the mixing ratio of argon and neon is changed. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 バックライトユニット
26 冷陰極蛍光ランプ
32 ガラスバルブ
34 蛍光体膜
36、38 電極
10 Backlight Unit 26 Cold Cathode Fluorescent Lamp 32 Glass Bulb 34 Phosphor Film 36, 38 Electrode

Claims (3)

希ガスの混合ガスが封入され、内面に蛍光体膜が形成されてなる管状のガラスバルブと当該ガラスバルブの両端部内に対向配置された一対の電極とを有する冷陰極蛍光ランプであって、
前記混合ガスの構成ガスとして、少なくともネオンとクリプトンとを含むことを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
A cold cathode fluorescent lamp having a tubular glass bulb in which a mixed gas of rare gas is sealed and a phosphor film is formed on the inner surface, and a pair of electrodes arranged opposite to each other at both ends of the glass bulb,
A cold cathode fluorescent lamp comprising at least neon and krypton as constituent gases of the mixed gas.
前記混合ガスの構成ガスとして、さらにアルゴンを含むことを特徴とする請求項1記載の冷陰極蛍光ランプ。   The cold cathode fluorescent lamp according to claim 1, further comprising argon as a constituent gas of the mixed gas. 請求項1または2記載の冷陰極蛍光ランプを光源として備えていることを特徴とするバックライトユニット。   A backlight unit comprising the cold cathode fluorescent lamp according to claim 1 as a light source.
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