JP2006032080A - 冷陰極蛍光放電管装置 - Google Patents

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豊美 山下
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Abstract

【課題】冷陰極蛍光放電管装置の管電流又は放電管の本数を増加したときの放電管の管壁温度の上昇を抑制する。
【解決手段】放熱性の高い材料により形成されたホルダ(1)と、ホルダ(1)により支持された両端部(3)を有する放電管(2)と、放電管(2)の両端部(3)の間に延伸する中間部(4)に装着されかつホルダ(1)に密着する熱伝導性のブラケット(5)とを冷陰極蛍光放電管装置に設ける。放電管(2)から発生する熱はブラケット(5)及びブラケット(5)に熱的に接続されたホルダ(1)を通じて外部に放出され、放電管(2)の温度上昇が阻止される。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷陰極蛍光放電管装置、特に冷陰極蛍光放電管が発生する熱を良好に放出して高輝度化と長寿命化を達成できる冷陰極放電管装置に関する。
例えば、平板状の導光体の側端部に冷陰極蛍光放電管を配置し、放電管から導入された光を導光体の下面に形成した反射シ−トによって反射させて導光体の上面から放出させるバックライトは、下記特許文献１に開示されるように公知である。このバックライトは、放電管を包囲する反射カバ−を備え、放電管と導光体の側端部との間に形成される第１の隙間と、放電管と反射カバーの湾曲面との間に形成される第２の隙間とをほぼ等しくする。また、第１の隙間と第２の隙間との和を放電管の直径より大きくして、放電管から放出される光を反射カバーによって良好に反射させて、導光体に透過させる。反射カバ−を備えたバックライトは、他の下記公報にも開示されている。
下記特許文献２は、導光体に入射する光の総量を減少させずに電極部近傍での入射光量の低下を防止して出射端面全体にわたり均一な輝度分布にした面光源装置を示す。この面光源装置は、放電管の直線状光源と、直線状光源に入射端部を近接配置した導光体と、導光体出射面側に設けた拡散部材と、導光体出射面と反対側に設けた反射部材と、直線状光源を覆うランプホルダーとを備え、ランプホルダーの内面をその中央部を拡散反射面とし他の部分を正反射として、導光体の入射端面より入射させる際の入射効率を増大することができる。
下記特許文献３は、光源反射体に帰還用電線の半田付け部を設けて半田付け部を強化するバックライトを示す。下記特許文献４は、直角三角形状の断面を有する一対の導光板を組み合わせて、導光板の端面から導入する光の殆どを網点に当てて照射方向に反射して、光利用効率を向上でき、２枚の導光板を利用してバックライトの薄型化を達成できる平面カラー発光装置を示す。
特開平６−６７０２５号公報 特開平８−２７１８９５号公報 特開平１０−１２０２６号公報 特開２０００−２６８６１７公報
例えばテレビモニター用等に使用される冷陰極蛍光放電管では、高輝度化の要求が高い。放電管を高輝度化するためには、１本当たりの管電流(ランプ電流)を増加させること又は導光体の側端部に配置する放電管の本数を増加することが考えられる。しかし、冷陰極蛍光放電管はガラス管の管壁温度がある温度を超えると放電管の輝度が低下する特性を持つため、管電流又は放電管の本数を単に増加させても、ガラス管の管壁温度が増加して、結果的に高輝度が得られない。従って、ガラス管の管壁温度の上昇を抑制して、最適温度で点灯させることにより、冷陰極蛍光放電管の輝度を向上する必要がある。
そこで、本発明は、放電管の本数を増加し又は管電流を増大してもガラス管の管壁温度の上昇を抑制して高輝度化と長寿命化とを達成できる冷陰極蛍光放電管装置を提供することを目的とする。
本発明による冷陰極蛍光放電管装置は、ホルダ(1)と、ガラス管(2a)を有する冷陰極蛍光放電管(2)とを備え、冷陰極蛍光放電管(2)の両端部(3)は、ホルダ(1)により支持される。冷陰極蛍光放電管(2)のガラス管(2a)に複数の熱伝導性のブラケット(5)を装着し、複数のブラケット(5)をホルダ(1)に熱伝導可能に接触させる。冷陰極蛍光放電管(2)から発生する熱は、ブラケット(5)及びブラケット(5)に熱的に接続されたホルダ(1)を通じて外部に放出されるので、冷陰極蛍光放電管(2)の温度上昇を抑制することができる。また、ガラス管(2a)が放熱により冷却部分が局部的に発生する状態でランプを長時間通電すると、水銀が冷却部分に集中し、他の部分では水銀が枯渇して、輝度が低下する欠点があるが、冷陰極蛍光放電管(2)を構成するガラス管(2a)の複数箇所にブラケット(5)が接触するため、ガラス管(2a)の少なくとも発光領域の長さ方向全体が均一に放熱されるため、部分的に輝度が低下しない。ブラケット(5)により確実に支持される冷陰極蛍光放電管(2)のガラス管(2a)に移動又は変形が発生しない。更に、外力が加えられる際に発生するホルダ(1)の変形をブラケット(5)により阻止できる。
本発明の実施の形態では、冷陰極蛍光放電管(2)のガラス管(2a)の長手方向の全体に熱伝導性のブラケット(5)を接触させ、ブラケット(5)をホルダ(1)に熱伝導可能に接触させる。
本発明では、下記の効果が得られる。
［１］ 放熱性のブラケットにより冷陰極蛍光放電管の管壁温度の上昇を防止して、放電管の管壁温度を最適な温度に保持することができる。
［２］ 従って、冷陰極蛍光放電管の本数を増加し又は管電流を増大しても、冷陰極蛍光放電管を効率よく発光させて、高輝度化を達成できる。
［３］ 長さ方向に冷陰極蛍光放電管を均一に放熱して冷却できるので、放電管の全発光領域にわたり均一な分散状態に水銀を維持でき、均一な輝度が得られる。
［４］ ランプを長時間通電しても水銀の局部的枯渇状態が発生せず、ランプ寿命が長くなり、ランプ保証寿命期間内で輝度が低下せず、信頼性の高い冷陰極蛍光放電管装置を実現できる。
以下、バックライトシステムに適用した本発明による冷陰極蛍光放電管装置の実施の形態を図１〜図８について説明する。
図１に示すように、本発明による冷陰極蛍光放電管装置は、ホルダ(1)と、ホルダ(1)の両端に設けられたコネクタケース(7)と、ガラス管(2a)を有する冷陰極蛍光放電管(2)とを備えている。冷陰極蛍光放電管(2)の両端部(3)は、コネクタケース(7)により支持される。ガラス管(2a)は、内径２mm、全長３１０mmの直進状の円筒形状に形成され、希ガス及び水銀蒸気が内部に充填されて密封され、図示しないが、ガラス管(2a)の両端に対向して固定された一対の電極と、ガラス管(2a)の内壁に形成された蛍光膜と、電極に電気的に接続されて冷陰極蛍光放電管(2)の両端から導出される一対の端子とを備えている。一対の端子は、コネクタケース(7)内で導線(8)に接続され、導線(8)を介して放電管点灯用インバータ回路(図示せず)に接続されるので、放電管点灯用インバータ回路が発生する高電圧は、各冷陰極放電管(2)の一対の端子に印加される。上面(1b)、側面(1c)及び底面(1d)からなるホルダ(1)の内壁面(1a)は、冷陰極放電管(2)から放出された光の一部を反射する光反射面を構成する。
ホルダ(1)は、高熱伝導性で良好な放熱性を有する下記の金属材料又はこれらの金属材料の合金によって形成される。
金属 熱伝導率(kcal/m・h・℃)
銅(Cu) ３３２
アルミニウム(Al) １９６
マグネシウム(Mg) １４７
亜鉛(Zn) ９６
図１に示すように、冷陰極蛍光放電管(2)はホルダ(1)内に配置された６個のブラケット(5)により保持される。熱伝導性に優れ且つ良好な光透過性を有することが望ましいブラケット(5)は、例えば厚さ約３mmのシリコーン樹脂製の矩形板材により形成される。各ブラケット(5)は、図２に示すように、一対の放電管(2)を装着する切欠部としての貫通孔(15)が設けられ、一対の貫通孔(15)は、冷陰極放電管(2)を構成するガラス管(2a)の断面形状にほぼ等しい。円形断面の貫通孔(15)の内径は、冷陰極蛍光放電管(2)を構成するガラス管(2a)の外径に実質的に等しく、例えば約２mmの直径で形成され、ブラケット(5)の貫通孔(15)内に冷陰極蛍光放電管(2)を装着したとき、冷陰極蛍光放電管(2)の両端部(3)の間に延伸する中間部(4)、即ちガラス管(2a)の発光領域の外壁は、貫通孔(15)の内壁に接触する。これにより、冷陰極蛍光放電管(2)をホルダ(1)内の所定の位置に確実に保持すると共に、ガラス管(2a)の発熱をブラケット(5)に伝達することができる。ブラケット(5)は、図１に示すようにホルダ(1)内にその一端と他端の間にほぼ等間隔に６個装着され、貫通孔(15)に挿入された冷陰極蛍光放電管(2)の中間部(4)をほぼ全長にわたって支持する。ブラケット(5)の頂面(5a)、内側側面(5b)及び底面(5c)は、それぞれホルダ(1)の上面(1b)、側面(1c)及び底面(1d)に接触して、ブラケット(5)はホルダ(1)に密着する。ブラケット(5)の外側側面(5d)は、ホルダ(1)の開口面(1e)に露出する。
本実施の形態では、一対のコネクタケース(7)の間に形成される開口面(1e)の間隙長さ(一対のコネクタケース(7)の対向間隔)Ｌを２９８mmとし、ブラケット(5)の厚みを３mmとした。一対のコネクタケース(7)間に等間隔で配置されたブラケット(5)の隣り合う間隔及び両端に配置されたブラケット(5)とコネクタケース(7)との間隔はいずれも約４０mmである。
液晶ディスプレイ等の光源として使用されるバックライトは、図４に示すように、光透過性の樹脂材等から構成される板状の導光体(10)と、導光体(10)の両端に配置された前記冷陰極蛍光放電管装置とを備えている。一対の冷陰極蛍光放電管装置は、導光体(10)の一方の端部(10c)と他方の端部(10d)にそれぞれ配置され、各冷陰極蛍光放電管装置のホルダ(1)は、導光体(10)の一方の端面(10c)と他方の端面(10d)に沿って延伸し、コネクタケース(7)及び６つのブラケット(5)の外側側面(5d)は、導光体(10)の一方の端面(10c)と他方の端面(10d)にそれぞれ当接する。従って、冷陰極蛍光放電管(2)は、導光体(10)の端面(10c,10d)とホルダ(1)とにより包囲される。導光体(10)は、光透過性及び耐熱性に優れる種々の樹脂材料、例えばアクリル樹脂で形成することが好ましい。
導光体(10)の他方の主面(10e)には、図示を省略するが反射シ−トが貼着される。また、図４に示すように、導光体(10)の他方の主面(10e)側に配置される外部放熱板(12)の両端は、ホルダ(1)の底面(1d)に接続されるので、冷陰極蛍光放電管(2)は、複数のブラケット(5)を介してホルダ(1)、外部放熱板(12)に熱伝達可能に接続される。外部放熱板(12)は、例えば、亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)等の熱伝導性の良好な金属材料によって形成され、ブラケット(5)及びホルダ(1)から伝達された冷陰極蛍光放電管(2)の熱を外部に放熱する機能を有する。
ホルダ(1)の内壁(1a)は、白色塗料を塗布するか又はクロムメッキを施して冷陰極蛍光放電管(2)から放射された光を反射する面を構成する。しかし、ホルダ(1)自体が光反射率の高い材料から形成される場合、内壁(1a)に白色塗料の塗布やクロムメッキ等を必ずしも施す必要はない。ホルダ(1)の内壁(1a)が光反射面となるため、ホルダ(1)は導光体(10)に光を導くリフレクタを構成する。このため、冷陰極放電管(2)から放射状に放出された光のうち導光体(10)放出された光は、導光体(10)に端面(10c,10d)から直接に入射され、冷陰極放電管(2)から放射状に放出された光のうちホルダ(1)側に放出された光はホルダ(1)の内壁(1a)で反射した後に端面(10c,10d)から導光板(10)に入射される。導光板(10)に入射した光は、導光板(10)の内部で反射を繰り返しながら伝送され、導光板(10)の一方の主面(10f)から面状に発光する。
本実施の形態による冷陰極蛍光放電管装置では、下記の作用効果が得られる。
［１］ ブラケット(5)及びブラケット(5)に熱的に接続されたホルダ(1)を通じて放電管(2)から発生する熱を外部に放出できるので、放電管(2)の温度上昇を抑制することができる。
［２］ 更に、ホルダ(1)に接続される外部放熱板(12)を通じて放電管(2)から発生する熱を外部に良好に放熱することができる。
［３］ 冷陰極蛍光放電管(2)の複数箇所に等間隔で接触するブラケット(5)を通じて、冷陰極放電管(2)を長さ方向の全体にわたりほぼ均一に放熱できる。
［４］ 光透過性を有するブラケット(5)を設けるので、影等の暗部がブラケット(5)の周辺部に形成されない。
［５］ 冷陰極蛍光放電管(2)の複数箇所に接触するブラケット(5)の数を増減させて、管電流等に応じて冷陰極蛍光放電管(2)の放熱量を容易に調整することができる。
［６］ 複数のブラケット(5)により冷陰極蛍光放電管(2)の中間部(4)を確実に支持するので、冷陰極蛍光放電管(2)の移動又は変形が発生し難く、信頼性の高い冷陰極蛍光放電管装置を実現できる。
［７］ ホルダ(1)に外力又は熱が加わったときに、ホルダ(1)内に配置した複数のブラケット(5)によりホルダ(1)の変形を良好に防止することができる。
本発明の実施の形態は種々の変更が可能である。例えば、図５に示すように、ブラケット(5)の頂面(5a)と底面(5c)に突起部(5e)をブラケット(5)と一体に形成してホルダ(1)の内側上面(1b)及び内側底面(1d)に形成した凹部(14)に突起部(5e)を嵌合して、ブラケット(5)をホルダ(1)に着脱自在に取り付けても良い。突起部(5e)を凹部(14)に取付け又は外すとき、ホルダ(1)を構成する内側上面(1b)及び内側底面(1d)自身の弾性変形を利用することができる。逆に、ホルダ(1)の内側上面(1b)及び内側底面(1d)に形成した突起部をブラケット(5)に形成した凹部に着脱自在に嵌合してもよい。また、ブラケット(5)に形成する切欠部として貫通孔の代わりに内側側面(5b)側に開放する切込部(15)を形成すれば、冷陰極蛍光放電管(2)をホルダ(1)のコネクタケース(7)に取り付けた後に、ブラケット(5)を開口面(1e)から挿入して冷陰極蛍光放電管(2)に装着することができる。
また、図６に示す実施の形態では、ホルダ(1)の内側にこれとは別体に半楕円断面、放物線断面等の反射面を有するリフレクタ(6)を取り付けたものである。リフレクタ(6)は、冷陰極蛍光放電管(2)から照射される光をホルダ(1)の外部に反射し、ブラケット(5)は、ホルダ(1)の一部を構成するリフレクタ(6)に接する。また、図７に示すように、シリコーンラバー等の流動体を成形して成るブラケット(5)の切込部(15)に冷陰極蛍光放電管(2)を嵌合しても良い。このとき、ブラケット(5)は、冷陰極蛍光放電管(2)を構成するガラス管(2a)の長手方向のほぼ全体に接触する。従って、冷陰極蛍光放電管(2)を構成するガラス管(2a)は、そのほぼ全体がブラケット(5)を介してホルダ(1)に接続される。
更に、図８に示すように、各ブラケット(5)の間に配置されるスペーサ(16)をブラケット(5)と一体に形成して、複数のブラケット(5)を一体に取り扱うことができ、スペーサ(16)により各ブラケット(5)をホルダ(1)内で所定の位置に保持することができる。
別法として、導光板(10)を有しない直下型のバックライトシステムにも本発明による放電管装置を適用することができる。他の実施の形態として、ブラケット(5)の数及び形状並びに材質を適宜選択することができる。冷陰極蛍光放電管(2)を構成するガラス管(2a)の一部の局所的冷却を防止するため、図７のようにシリコーンラバー等の流動体を成形して成るブラケット(5)に冷陰極蛍光放電管(2)をはめ込んだ場合を除き、少なくとも３個のブラケット(5)を設け且つ隣り合うブラケット(5)の間隔を８０mm以下、望ましくは５０mm以下に設定するのが好ましい。更に、銅、アルミニウム、マグネシウム又は亜鉛等の導電性に優れた金属により１mm程度の厚さでブラケット(5)を形成してもよい。この場合に、ブラケット(5)の表面に光反射性の良好なクロムメッキ等を施し、ブラケット(5)が光反射面となるようにするのが好ましい。
本発明は、例えば、液晶ディスプレイに使用されるバックライト等の光源に良好に適用できる。
本発明による放電管装置の斜視図 図１の放電管装置に使用するブラケットの斜視図 図１の放電管装置の断面図 図１の放電管装置を使用したバックライトの斜視図 本発明のブラケットの他の実施の形態を示す断面図 リフレクタを設けた他の実施の形態を示す断面図 流動体のブラケットを使用する他の実施の形態を示す断面図 スペーサを一体に形成したブラケットの他の実施の形態を示す断面図
符号の説明
(1)・・ホルダ、 (2)・・放電管、 (2a)・・ガラス管、 (3)・・端部、 (4)・・中間部、 (5)・・ブラケット、 (6)・・リフレクタ、 (1e)・・開口面、 (12)・・外部放熱板、

Claims (7)

  1. ホルダと、ガラス管を有する冷陰極蛍光放電管とを備え、該冷陰極蛍光放電管の両端部を前記ホルダにより支持する冷陰極蛍光放電管装置において、
    前記冷陰極蛍光放電管のガラス管に複数の熱伝導性のブラケットを装着し、
    複数の前記ブラケットを前記ホルダに熱伝導可能に接触させたことを特徴とする冷陰極蛍光放電管装置。
  2. 前記ブラケットは、前記冷陰極蛍光放電管のガラス管に等間隔に接触する請求項１に記載の冷陰極蛍光放電管装置。
  3. ホルダと、ガラス管を有する冷陰極蛍光放電管とを備え、該冷陰極蛍光放電管の両端部を前記ホルダにより支持する冷陰極蛍光放電管装置において、
    前記冷陰極蛍光放電管のガラス管の長手方向の全体に熱伝導性のブラケットを接触させ、
    前記ブラケットを前記ホルダに熱伝導可能に接触させたことを特徴とする冷陰極蛍光放電管装置。
  4. 前記ホルダは、前記冷陰極蛍光放電管から放射される光を前記ホルダの外部に反射するリフレクタを備え、
    前記ブラケットは、熱伝導可能に前記リフレクタに接する請求項１〜３の何れか１項に記載の冷陰極蛍光放電管装置。
  5. 外部放熱板を前記ホルダに接続した請求項１〜４の何れか１項に記載の冷陰極蛍光放電管装置。
  6. 前記ブラケットは、光透過性を有する請求項１〜５の何れか１項に記載の冷陰極蛍光放電管装置。
  7. 一対の前記冷陰極蛍光放電管は、前記ホルダの開口面に平行に保持され且つ前記ホルダにより所定の間隔に保持される請求項１〜６の何れか１項に記載の冷陰極蛍光放電管装置。
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