JP2006114270A

JP2006114270A - 蛍光ランプ、バックライトユニット及び液晶テレビ

Info

Publication number: JP2006114270A
Application number: JP2004298724A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Murakami; 昌伸村上; Taizo Ono; 泰蔵小野; Toshihiro Terada; 年宏寺田; Hideki Wada; 英樹和田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-10-13
Filing date: 2004-10-13
Publication date: 2006-04-27
Also published as: CN100592464C; CN1761030A

Abstract

【課題】コロナ放電が発生しにくく、他の部分の寿命に較べて遜色ない寿命を持つ外部電極を備える誘電体バリア放電ランプを提供する。
【解決手段】管状のガラスバルブ１０１の端部外周に導電層で形成された外部電極１０２、１０３を備える蛍光ランプ１００であって、外部電極１０２，１０３の外周面の少なくとも一部を包囲して接続されたキャップ形状の金属部材１０４、１０５を設け、ガラスバルブ中央側の金属部材１０４、１０５の端部１０４ａ、１０５ａが、ガラスバルブ１０１中央側の外部電極端部１０２ａ、１０３ａの位置からガラスバルブ１０１端部側に、間隔Ｌをあけて設置されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、管状のガラスバルブの端部外周に外部電極を備える誘電体バリア放電ランプに関し、特に、外部電極部の構造に関する。

近年、大型液晶テレビの普及がめざましく、この大型液晶テレビに用いられている直下方式のバックライトユニット（以下「ＬＣＢＬユニット」という）の需要が増大している。

ＬＣＢＬユニット用の光源としては冷陰極管が一般的であるが、複数灯を点灯するためには同数の高周波電子安定器が必要である等の諸事情により、他の光源の利用が検討されている。

ここで誘電体バリア放電ランプは、複数灯を１つの高周波電子安定器により点灯できるというメリットがあるので、例えば１６灯のランプが用いられるＬＣＢＬユニットの光源として好適である。

図６に示すように、従来の誘電体バリア放電ランプ９０は、放電容囲器である直形ガラスバルブ９１と、管内面に塗布された蛍光体９２と、管内に封入されている水銀９３及びネオン、アルゴン等の緩衝用希ガス９４と、管両端部の外周面に導電性樹脂層９７を形成し、その樹脂部分に接続された、ばね弾性を有するＣ形状の金属導体９５，９６とから構成されている（特許文献１参照）。
特開２００３−１７００５号公報

しかしながら、本発明者らの検討によれば、外部電極間には１.０〜３.０ｋＶの高電圧が印加されるランプ点灯時に、導電性樹脂層９７に対する金属導体９５，９６の取り付け位置によっては、コロナ放電が発生するという問題が明らかになった。

すなわち、図７に示すように、ガラスバルブ９１の中央側におけるＣ形状の金属導体９５，９６の端部Ａが、ガラスバルブ９１の中央側における導電性樹脂層９７の端部Ｂの位置からガラスバルブ９１中央側に位置した場合に、金属導体９５，９６の端部Ａが、例えばガラスバルブ９１の外周面と隙間ｈを有して直接対向し、金属導体９５，９６の端部Ａとガラスバルブ９１の外周面との隙間ｈ部でコロナ放電が発生する。コロナ放電が発生するとオゾンが生成され、オゾンは、導電性樹脂層９７や図示していながランプ周辺の樹脂部材を急速に劣化させ、微量であっても多大な悪影響を及ぼす可能性がある。その結果、オゾンによる蛍光ランプ、バックライトユニット及び液晶テレビ等に用いられる樹脂部材が劣化し短寿命になるという問題が発生した。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、ランプ点灯時のコロナ放電の発生を抑制し、他の部分の寿命に較べて遜色ない寿命を持つ外部電極を備える蛍光ランプ、バックライトユニット、及び液晶テレビを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る蛍光ランプは、管状のガラスバルブの端部外周に導電層で形成された外部電極を備える蛍光ランプであって、前記外部電極の外周面の少なくとも一部を包囲して接続されたキャップ形状の金属部材を設け、前記ガラスバルブ中央側の前記金属部材の端部が、前記ガラスバルブ中央側の前記外部電極端部の位置から前記ガラスバルブ端部側に、間隔をあけて設置されていることを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るバックライトユニットは、液晶テレビに用いられる直下型のバックライトユニットであって、上記蛍光ランプを複数本と、複数本の蛍光ランプを全て点灯させる１個の高周波電子安定器とを備えることを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る液晶テレビは、直下型のバックライトユニットを備える液晶テレビであって、前記バックライトユニットが、上記蛍光ランプを複数本と、複数本の蛍光ランプを全て点灯させる１個の高周波電子安定器とを含むことを特徴とする。

課題を解決するための手段に記載した構成により、ランプ点灯時のコロナ放電が発生するのを抑制し、オゾンの発生量を低減することができるので、他の部分の寿命に較べて遜色ない寿命を持つ外部電極を備える蛍光ランプ、バックライトユニット及び液晶テレビを提供することができるものである。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における液晶テレビの概要を示す図である。

図１に示す液晶テレビ１０は、例えば３２吋液晶テレビであり、液晶画面ユニット１１とバックライトユニット１２とを備える。

液晶画面ユニット１１は、カラーフィルタ基板、液晶、ＴＦＴ基板、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。

バックライトユニット１２は、ＬＣＢＬユニットであり、１個の高周波電子安定器１３と、１６本の誘電体バリア放電ランプ１００を含む。また、図２に示すようなソケット台５０は、１６本の誘電体バリア放電ランプ１００の両端を、弾性のあるステンレス、りん青銅等からなる電極ソケット５１及び電極ソケット５２に保持し、ランプ点灯させるものである。なお、電極ソケット５１及び電極ソケット５２の保持部分の幅Ｄは、ランプ点灯時のコロナ放電の発生を抑制するために、以下で説明する外部電極１０２、１０３の領域内で保持できる寸法に設計している。

高周波電子安定器１３は、１６本の誘電体バリア放電ランプ１００の全てを点灯させる点灯回路である。

図３（ａ）は、本発明の実施の形態１における誘電体バリア放電ランプ１００の概要を示す図である。

図３（ａ）に示すように、本発明の実施の形態１における誘電体バリア放電ランプ１００は、管状のガラスバルブ１０１の端部外周に導電層で形成された外部電極１０２、１０３を備え、外部電極１０２、１０３の外周面の少なくとも一部を包囲して接続された電気的導通性が良く、かつガラスバルブ１０１と熱膨張係数が近い、例えばFe-Ni-Co（コバール）からなるキャップ形状の金属部材１０４、１０５を設け、ガラスバルブ中央側の金属部材１０４、１０５の端部１０４ａ、１０５ａが、ガラスバルブ中央側の外部電極端部１０２ａ、１０３ａの位置からガラスバルブ端部１０１ｂ側に、間隔Ｌを例えば１ｍｍあけて設置されている。また、ガラスバルブ１０１は、管軸に垂直な平面で切断したときの断面は略円状をしている。ガラスバルブ１０１内面には、赤（Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺）、緑（ＬａＰＯ₄：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺）及び青（ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺）の蛍光体を混合した希土類蛍光体が塗布されて、厚さ約２０μｍの蛍光体膜１０６が形成されている。ガラスバルブ１０１の内部には圧力が約８ｋＰａのアルゴン及ネオン等の希ガス１０７と、約２ｍｇの水銀１０８が充填されている。

ガラスバルブ１０１は、放電容囲器であって、例えばホウ珪酸ガラスからなり、本実施の形態では、外径φ４.０ｍｍ、内径φ３.０ｍｍ、全長７２０ｍｍの直形ガラスバルブである。

図３（ｂ）は、金属部材１０４の外観を示す図である。

金属部材１０４は、金属部材１０５と同様である。金属部材１０４は、円筒形の一方の円側に半球のドームを被せたような形状に形成されたものであり、金属部材１０４に弾性力を持たせるために、例えば長手方向に２つのスリット１０９が設けられ、スリット１０９による弾性力を利用して金属部材１０４を外部電極に接続したものである。

金属部材１０４及び金属部材１０５は、ガラスバルブ１０１の端部１０１ｂから装着されている。金属部材１０４、１０５の端部１０４ａ、１０５ａは、図３に示すように鋭角な部分を有しないように面取り加工されているため、ガラスバルブ１０１の端部から装着し易く、かつ、外部電極１０２、１０３の外周面の損傷が生じにくくしたものである。

なお、金属部材１０４、１０５は、外部電極１０２、１０３の外周面の損傷低減を考慮すると、金属箔や金属テープ等のように、定型を有さず、外から力を加えると形を変え、力をとりさってもそのままの形をのこす可塑性の部材とは異なり、定型を有し、外から力を加えても容易に形を変えない非可塑性の金属部材が好ましい。

本実施の形態では、金属部材１０４及び金属部材１０５は、例えば、全長２３.０ｍｍ、円筒部の外径φ４.５ｍｍ、内径φ４.１ｍｍ、肉厚０.２ｍｍであり、金属箔や金属テープのように可塑性を有する必要がないので、容易にキズが生じないように厚めに設定することができる。

ここで、ガラスバルブ１０１の外径φ４.０ｍｍ、金属部材１０４、１０５の内径φ４.１ｍｍ、なので、ガラスバルブ１０１と金属部材１０４、１０５との隙間は平均０.０５ｍｍである。

外部電極１０２、１０３は、封着されたガラスバルブ１０１の両端に、以下で説明するように予めディップ法により、導電性ペーストである例えば銀ペーストを、ガラスバルブ１０１の一端より所定の長さ、例えば全長２５.０ｍｍに形成して付着したものである。なお、外部電極１０２、１０３の導電性ペーストは、銀ペーストに限らず、ニッケルペースト、金ペースト、パラジウムペーストまたはカーボンペーストを用いてもよい。また、外部電極１０２、１０３の導電性ペーストは、ガラスバルブ１０１表面との強接着性を考慮した場合の導電性ペースト中のバインダーとして低融点ガラスがよく、その量は１〜１０重量％含んだものが好まく、比抵抗としては約１０^-1〜１０^-6Ω・cmのものが好ましい。

次に、上記誘電体バリア放電ランプ１００の作用効果について説明する。

本発明の第１の実施形態は、ガラスバルブ１０１の端部外周に導電層で形成された外部電極１０２、１０３の外周面の少なくとも一部を包囲して接続されたキャップ形状の金属部材１０４、１０５を設け、ガラスバルブ１０１中央側の金属部材１０４、１０５の端部１０４ａ、１０５ａが、ガラスバルブ１０１中央側の外部電極端１０２ａ、１０３ａの位置からガラスバルブ端部１０１ｂ側に、間隔Ｌをあけて設置されているので、金属部材１０４、１０５とガラスバルブ１０１との間に従来技術で説明した隙間ｈ（図７を参照）を有しないので、金属部材１０４、１０５とガラスバルブ１０１との間において、ランプ点灯時のコロナ放電が発生するのを抑制することができ、他の部分の寿命に較べて遜色ない寿命を持つ外部電極を備える蛍光ランプ、バックライトユニット及び液晶テレビを提供することができる。

また、ガラスバルブ１０１中央側の金属部材１０４、１０５の端部１０４ａ、１０５ａは、外部電極端１０２ａ、１０３ａから間隔Ｌが１ｍｍ以上あけて設置されているので、金属部材１０４、１０５の取り付けばらつきがあっても、金属部材１０４、１０５とガラスバルブ１０１との間に従来技術で説明した隙間ｈ（図７を参照）を有しない。その結果、金属部材１０４、１０５とガラスバルブ１０１との間におけるランプ点灯時のコロナ放電の発生を抑制することができる。

また、金属部材１０４、１０５は、３ｍｍ以上の長さで外部電極１０２、１０３を包囲しているので、誘電体バリア放電ランプ１００の両端にある金属部材１０４、１０５がソケット台５０の電極ソケット５１及び電極ソケット５２に安定に接続保持され、ランプ点灯させることができる。

また、ガラスバルブ１０１中央側の金属部材１０４、１０５の端部１０４ａ、１０５ａが、面取りされているので、ガラスバルブ１０１の端部から金属部材１０４、１０５が装着し易く、かつ、その装着時に外部電極１０２、１０３の外周面の損傷をしにくくすることができる。

また、金属部材１０４、１０５は、２つ以上のスリット１０９を長手方向に形成して金属部材１０４、１０５の弾性力により外部電極１０２、１０３に接続したことにより、ガラスバルブ１０１の端部から金属部材１０４、１０５が装着し易く、かつ、その装着時に外部電極１０２、１０３の外周面の損傷をしにくくすることができる。

また、外部電極１０２、１０３である導電層を銀ペーストにすることにより、ガラスバルブ１０１との密着性が向上し、ガラスバルブ１０１と外部電極１０２、１０３との間でコロナ放電の発生を抑制することができ、かつ、外部電極１０２と外部電極１０３との放電空間との間に介在するガラスバルブ１０１とが、等価的に第１のコンデンサと第２のコンデンサとの静電容量を実質的に等しくすることができる。

また、外部電極１０２、１０３である導電性ペースト中に低融点ガラスを１〜１０重量％含むことにより、外部電極１０２、１０３の外周面にガラスバルブ１０１の端部から金属部材１０４、１０５を装着した際、外部電極１０２、１０３の外周面の損傷をしにくくすることができる。

（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における誘電体バリア放電ランプ２００の概要を示し、この実施の形態は、上記実施の形態１とは、外部電極２０２、２０３がガラスバルブ１０１の両端外周面に、銀ペーストを例えばガラスバルブ１０１の端部をマスキングしてデップにより筒状に形成された点と、金属部材２０４、２０５がスリーブ形状（円筒状）に形成され、焼きバメ法により円筒状の金属部材２０４、２０５をガラスバルブ１０１端部より挿入し、金属部材２０４、２０５を外部電極２０２、２０３に密着接続した点と、スリーブ形状の金属部材２０４の両端部２０４ａ、２０４ｂ（又はスリーブ形状の金属部材２０５の両端部２０５ａ、２０５ｂ）が、外部電極２０２の両端部２０２ａ、２０２ｂ（又は外部電極２０３の両端部２０３ａ、２０３ｂ）よりそれぞれ内側に、間隔Ｌをあけて設置されている点が異なる。

なお、実施の形態１における誘電体バリア放電ランプ１００と同様の構成要素には同一番号を付しその説明を省略する。

この実施の形態によれば、金属部材２０４、２０５とガラスバルブ１０１との間に従来技術で説明した隙間ｈ（図７を参照）を有さないので、金属部材２０４、２０５とガラスバルブ１０１との間において、ランプ点灯時のコロナ放電の発生を抑制することができ、他の部分の寿命に較べて遜色ない寿命を持つ外部電極を備える蛍光ランプ、バックライトユニット及び液晶テレビを提供することができる。また、金属部材２０４の両端部２０４ａ、２０４ｂ（又は金属部材２０５の両端部２０５ａ、２０５ｂ）は、管軸方向Ｘに取り付けばらつきがあっても、外部電極２０２の両端部２０２ａ、２０２ｂ（又は外部電極２０３の両端部２０３ａ、２０３ｂ）から間隔Ｌを有しているため、金属部材２０４の金属部材２０４ａ、２０４ｂ（又は金属部材２０５の両端部２０５ａ、２０５ｂ）とガラスバルブ１０１との間におけるランプ点灯時のコロナ放電の発生を抑制することができる。さらに焼きバメ法により円筒状の金属部材２０４、２０５を外部電極２０２、２０３に接続しているので、外部電極２０２、２０３に対して円筒状の金属部材２０４、２０５の密着性が良好になり電気的接続が安定化する。

（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３における誘電体バリア放電ランプ３００の概要を示し、この実施の形態は、上記実施の形態２とは、薄体である金属部材３０４が外部電極２０２を巻着して該薄体の両端部近傍の部分同士を圧潰することによりスリーブ状に形成されている点が異なる。金属部材３０４は、反対側の端部に設けられた金属部材３０５と同様である。なお、実施の形態２における誘電体バリア放電ランプ２００と同様の構成要素には同一番号を付しその説明を省略する。

この実施の形態によれば、金属部材３０４とガラスバルブ１０１との間に従来技術で説明した隙間ｈ（図７を参照）を有さないので、金属部材３０４とガラスバルブ１０１との間において、ランプ点灯時のコロナ放電の発生を抑制することができ、他の部分の寿命に較べて遜色ない寿命を持つ外部電極を備える蛍光ランプ、バックライトユニット及び液晶テレビを提供することができる。また、金属部材３０４の両端部３０４ａ、３０４ｂは、管軸方向Ｘに取り付けばらつきがあっても、外部電極２０２の両端部２０２ａ、２０２ｂから間隔Ｌを有しているため、金属部材３０４の金属部材３０４ａ、３０４ｂとガラスバルブ１０１との間におけるランプ点灯時のコロナ放電の発生を抑制することができる。さらに、金属部材３０４は、ガラスバルブ１０１に設けられた外部電極２０２を巻着して取り付けるために、ガラスバルブ１０１の外径が変動しても安価な薄体により容易に取り付けることができる。

なお、ガラスバルブ１０１の両端に設けられた外部電極および金属部材は、両端とも同じ形状にものに限らず、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３のいずれかとを組み合わせてもよい。

本発明は、液晶テレビに用いられている直下方式のバックライトユニットをはじめとするあらゆる照明として広く適用することができる。本発明によって、コロナ放電が発生しにくく、他の部分の寿命に較べて遜色ない寿命を持つ外部電極を備える誘電体バリア放電ランプを提供することができるので、液晶テレビの長寿命化に寄与することができその産業的利用価値は極めて高い。

本発明の実施の形態１における液晶テレビの概要を示す図同実施の形態１におけるソケット台５０の概要を示す図（ａ）は、同実施の形態１における誘電体バリア放電ランプ１００の概要を示す図、（ｂ）は、金属部材１０５の外観を示す図本発明の実施の形態２における誘電体バリア放電ランプ２００の概要を示す図本発明の実施の形態３における誘電体バリア放電ランプ３００の概要を示す図従来の典型的な誘電体バリア放電ランプ９０の概要を示す図同誘電体バリア放電ランプ９０の課題を説明する図

符号の説明

１００誘電体バリア放電ランプ
１０１管状のガラスバルブ
１０２、１０３外部電極
１０２ａ、１０３ａガラスバルブ１０１中央側の外部電極端部
１０４、１０５金属部材
１０４ａ、１０５ａガラスバルブ中央側の金属部材１０４、１０５の端部

Claims

管状のガラスバルブの端部外周に導電層で形成された外部電極を備える蛍光ランプであって、前記外部電極の外周面の少なくとも一部を包囲して接続されたキャップ形状の金属部材を設け、前記ガラスバルブ中央側の前記金属部材の端部が、前記ガラスバルブ中央側の前記外部電極端部の位置から前記ガラスバルブ端部側に、間隔をあけて設置されていることを特徴とする蛍光ランプ。
管状のガラスバルブの端部外周に導電層で形成された外部電極を備える蛍光ランプであって、前記外部電極の外周面の少なくとも一部を包囲して接続されたスリーブ形状の金属部材を設け、前記ガラスバルブ中央側の前記金属部材の端部が、前記ガラスバルブ中央側の前記外部電極端部の位置から前記ガラスバルブ端部側に、間隔をあけて設置されていることを特徴とする蛍光ランプ。
前記ガラスバルブ中央側の前記金属部材の端部は、前記外部電極端部から前記間隔が１ｍｍ以上あけて設置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蛍光ランプ。
前記金属部材は、３ｍｍ以上の長さで前記外部電極を包囲し前記外部電極に接続されていることを特徴する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の蛍光ランプ。
前記金属部材の前記ガラスバルブ中央側の端部が、面取りされていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の蛍光ランプ。
前記金属部材は、前記外部電極に薄体を巻着して該薄体の両端部近傍の部分同士を圧潰することによりスリーブ状に形成されたものであることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の蛍光ランプ。
焼きバメ法を用い前記ガラスバルブ端部より前記金属部材を挿入し、前記金属部材を前記外部電極に接続したものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の蛍光ランプ。
前記金属部材は、長手方向にスリットを形成して前記金属部材の弾性力により外部電極に接続したものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の蛍光ランプ。
前記導電層は、銀ペースト、ニッケルペースト、金ペースト、パラジウムペースト又は、カーボンペーストのいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の蛍光ランプ。
前記導電層は、前記低融点ガラスを１重量％以上含むことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の蛍光ランプ。
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の蛍光ランプを光源として備えることを特徴とするバックライトユニット。
液晶テレビに用いられる直下型のバックライトユニットであって、請求項１〜１１の何れか１項に記載の蛍光ランプを複数本と、前記複数本の蛍光ランプの全て点灯させる１個の高周波電子安定器とを備えることを特徴とするバックライトユニット。
直下型のバックライトユニットを備える液晶テレビであって、前記バックライトユニットが、請求項１〜１１の何れか１項に記載の蛍光ランプを複数本と、前記複数本の蛍光ランプの全て点灯させる１個の高周波電子安定器とを含むことを特徴とする液晶テレビ。