JP2008059970A - 低圧放電ランプ、バックライトユニットおよび液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リード線にリード線の線軸に対して略垂直な成分を含む力が加わっても、ガラス管のリード線との封着部にクラックが生じるのを防止することができる。
【解決手段】ガラス管２と、このガラス管２内の端部に設けられた電極４と、一端部がこの電極４に接続され、かつ他端部が前記ガラス管２の管端から外部に導出しているリード線５とを備え、前記ガラス管２の管端には、緩衝材９を介して、弾性率がこの緩衝材の弾性率よりも高い部材１０が取り付けられており、リード線５は緩衝材９および部材にそれぞれ嵌挿している。
【選択図】図２

Description

本発明は、低圧放電ランプ、バックライトユニットおよび液晶表示装置に関する。

図１２は、従来のバックライトユニットに組み込まれている低圧放電ランプ、例えば、冷陰極型蛍光ランプ１の長手方向の中心軸を含む断面図である。従来の冷陰極型蛍光ランプ１は、ガラス管２とこのガラス管２内の両端部に設けられた電極４とを備えている。電極４は、有底筒状のホロー電極であり、その底部の外面にリード線５の一端部が取り付けられている。このリード線５の一部は、ガラス管２の端部で封着され、その他端部がガラス管２の管端から外部に導出して、バックライトユニット側のソケット（図示せず）に取り付けられる。このようにリード線５がソケットに取り付けられることにより、冷陰極型蛍光ランプ１自体がバックライトユニット内に保持される。

近年、液晶表示装置の需要の伸びに伴い、液晶表示装置の製造メーカーでは生産効率を上げるためにバックライトユニットへの冷陰極型蛍光ランプ１の自動挿入化を進めている。冷陰極型蛍光ランプ１の自動挿入化にあたっては、リード線５とソケットとの接続作業の容易化が重要になる。そこで、図１３に示すようなソケット６が用いられている。ソケット６は、ステンレスやりん青銅からなる板材を加工したものであって、リード線５が嵌め込まれる嵌込部６ａを有している。そして、リード線５を嵌込部６ａを押し拡げるように弾性変形させて嵌め込む。その結果、嵌込部６ａに嵌め込まれたリード線５は、嵌込部６ａの復元力によって押圧され、外れにくくなる。これにより、リード線５を嵌込部６ａへ容易に嵌め込むことができつつ、外れにくくすることができる。

しかし、リード線５を嵌込部６ａに嵌め込む際、リード線５のうち、ガラス管２の管端から突出した部分に対して、リード線５の線軸に対して略垂直な成分を含む力が加わり、リード線５におけるガラス管２への封着部２ａの外側の付け根部分５ｂ（以下、「リード線の付け根部５ｂ」という）が支点となり、ガラス管２の封着部２ａに負荷がかかって、クラックが発生することがある。

そこで、このようなクラックの発生を防止する手段として、図１４に示すように封着部２ａの外側をセラミックス製または樹脂製の耐熱封止材７で覆うことが提案されている（例えば特許文献１等参照）。
特開平１０−１１２２８７号公報

ところが、ガラス管２の封着部２ａの外側をセラミックス製または樹脂製の耐熱封止材７で覆ったとしても、ガラス管２の封着部２ａにクラックが生じる場合があった。

本発明は、上記の課題に鑑み、例えば、リード線をソケットへ嵌め込むときに、ガラス管の封止部にクラックが生じるのを十分に防止する低圧放電ランプ、バックライトユニットおよび液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するにあたって、発明者がその原因について検討したところガラス管２の封着部２ａのクラックは、リード線５に加わる力の支点の位置に関連していることが明らかとなった。一般的に、力点と支点との間の距離を一定とした場合、支点と作用点との間の距離が近ければ近いほど作用点に加わる力は大きくなる。従来の冷陰極型蛍光ランプ１のガラス管２の封着部２ａの外側をセラミックス製または樹脂製の耐熱封止材７で覆った場合、リード線５の線軸に対して略垂直な成分を含む力が加わった際、その力の支点となるのはリード線５における耐熱封止材７の外側の付け根の部分となる。この場合、作用点（ガラス管２の封着部２ａの外側の点）と支点とは、耐熱防止材７がない場合に比べて距離が離れ、耐熱防止材７によって封着部２ａに伝わる力が弱められているため、封着部２ａのクラックを防止できるようにも思える。しかし、耐熱防止材７にクラックが入るおそれがあり、その場合には、力の支点はリード線５の付け根部５ｂに移動するため、ガラス管２の封着部２ａでクラックが生じる。また、耐熱封止材７の弾性率がかなり低い場合には、作用点は最初からリード線５の付け根部５ｂに位置することとなる。よって、上記いずれの場合も、リード線５の線軸に対して略垂直な成分を含む力が加わった場合、リード線５の付け根部５ｂが支点となり、ガラス管２の封着部２ａに負荷がかかり、クラックが生じるおそれがある。

上記課題を解決するために本発明に係る低圧放電ランプは、ガラス管と、このガラス管内の端部に設けられた電極と、一端部がこの電極に接続され、かつ他端部が前記ガラス管の管端から外部に導出しているリード線とを備え、前記ガラス管の管端には、緩衝材を介して、弾性率がこの緩衝材の弾性率よりも高い部材が取り付けられており、前記リード線は前記緩衝材および前記部材にそれぞれ嵌挿していることを特徴とする。

また、本発明に係る低圧放電ランプは、前記緩衝材は弾性接着剤であることが好ましい。

また、本発明に係る低圧放電ランプは、前記部材が導電性を有し、口金として機能することが好ましい。

また、本発明に係る低圧放電ランプは、前記部材において前記ガラス管側の面の形状が凹面形状であることが好ましい。

また、本発明に係る低圧放電ランプは、前記部材にマークを印したことが好ましい。

また、本発明に係る低圧放電ランプは、前記ガラス管の両管端に前記部材が取り付けられている場合において、前記各々の部材の少なくとも一部の色が異なることが好ましい。

また、本発明に係る低圧放電ランプは、前記ガラス管の両管端に前記部材が取り付けられている場合において、前記各々の部材の前記ガラス管の管軸方向の厚さの差が２［ｍｍ］以上であることが好ましい。

また、本発明に係るバックライトユニットは、前記低圧放電ランプを備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る液晶表示装置は、前記バックライトユニットを備えたことを特徴とする。

本発明に係る低圧放電ランプは、例えばリード線をソケットに嵌め込むときに、ガラス管のリード線との封着部にクラックが生じるのを十分に防止することができる。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態に係る低圧放電ランプを図１に示す。図１におけるランプの管軸を含む要部拡大断面図を図２に示す。第１の実施形態に係る低圧放電ランプは、図１に示すように、バックライト用の直管状の冷陰極型蛍光ランプ８（以下、単に「ランプ８」という）であって、ガラス管２と、このガラス管２内の両端部に設けられた電極（図示せず）と、一端部がこの電極に接続され、かつ他端部がガラス管２の管端から外側に導出しているリード線５とガラス管２の管端の外側に緩衝材９を介して取り付けられている部材１０とを備えている。

ガラス管２は、ホウケイ酸ガラスを加工したものであって管軸Ｘ方向に対して垂直に切った断面が円環形状であって、全長が７３０［ｍｍ］、外径が４［ｍｍ］、内径が３［ｍｍ］、肉厚が０．５［ｍｍ］である。

なお、ガラス管２の材料はホウケイ酸ガラスに限らず、鉛ガラス、鉛フリーガラス、ソーダガラス等を用いてもよい。この場合に、暗黒始動性が改善できる。すなわち、上記したようなガラスは、酸化ナトリウム（Ｎａ₂Ｏ）に代表されるアルカリ金属酸化物を多く含み、例えば、酸化ナトリウムの場合はナトリウム（Ｎａ）成分が時間の経過とともにガラス管内面に溶出する。ナトリウムは電気陰性度が低いため、（保護膜の形成されていない）ガラス管内側端部に溶出したナトリウムが、暗黒始動性の向上に寄与するものと思われるからである。

特に、後述する第２の実施形態に係る低圧放電ランプのような内外部電極型蛍光ランプや外部電極型蛍光ランプでは、ガラス管材料におけるアルカリ金属酸化物の含有率は、３［ｍｏｌ％］以上２０［ｍｏｌ％］以下が好ましい。

例えば、アルカリ金属酸化物が酸化ナトリウムの場合、その含有率は、５［ｍｏｌ％］以上２０［ｍｏｌ％］以下が好ましい。５［ｍｏｌ％］未満であると暗黒始動時間が１［秒］を超える確率が高くなり（換言すると、５［ｍｏｌ％］以上であれば暗黒始動時間が１［秒］以内になる確率が高くなる）、２０［ｍｏｌ％］を超えると、長時間の使用によりガラス管が白色化して輝度の低下を招いたり、ガラス管の強度が低下したりするなどの問題が生じるからである。

また、自然環境保護を考慮した場合、鉛フリーガラスを用いるのが好ましい。ただ、鉛フリーガラスは、製造過程で不純物として鉛を含んでしまう場合がある。そこで、０．１［ｗｔ％］以下といった不純物レベルで鉛を含有するガラスも鉛フリーガラスと定義することとする。

また、ガラスの熱膨張係数を調節することにより、ランプ８のリード線５との封着強度を高めることができる。例えば、リード線５がタングステン（Ｗ）製の場合には、３６×１０^−７［Ｋ^-1］〜４５×１０^−７［Ｋ^-1］とすることが好ましい。この場合、ガラス中のアルカリ金属成分およびアルカリ土類金属成分の合計を４［ｍｏｌ％］〜１０［ｍｏｌ％］とすることでガラスの熱膨張係数を上記の範囲とすることができる。

また、リード線５がコバール（Ｋｏｖａｒ）製、モリブデン（Ｍｏ）製の場合には４５×１０^−７［Ｋ^-1］〜５６×１０^−７［Ｋ^-1］とすることが好ましい。この場合、ガラス中のアルカリ金属成分およびアルカリ土類金属成分の合計を７［ｍｏｌ％］〜１４［ｍｏｌ％］とすることでガラスの熱膨張係数を上記の範囲とすることができる。

また、リード線５がジュメット製の場合には９４×１０^-7［Ｋ^-1］近傍とすることが好ましい。この場合、ガラス中のアルカリ金属成分およびアルカリ土類金属成分の合計を２０［ｍｏｌ％］〜３０［ｍｏｌ％］とすることでガラスの熱膨張係数を上記の値とすることができる。

また、ガラスに遷移金属の酸化物をその種類によって所定量をドープすることにより２５４［ｎｍ］や３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収することができる。具体的には、例えば酸化チタン（ＴｉＯ₂）の場合は、組成比率０．０５［ｍｏｌ％］以上ドープすることにより２５４［ｎｍ］の紫外線を吸収し、組成比率２［ｍｏｌ％］以上ドープすることにより３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収することができる。ただし、酸化チタンを組成比率５．０［ｍｏｌ％］より多くドープした場合には、ガラスが失透してしまうため、組成比率０．０５［ｍｏｌ％］以上５．０［ｍｏｌ％］以下の範囲でドープすることが好ましい。

また、酸化セリウム（ＣｅＯ₂）の場合は、組成比率０．０５［ｍｏｌ％］以上ドープすることにより２５４［ｎｍ］の紫外線を吸収することができる。ただし、酸化セリウムを組成比率０．５［ｍｏｌ％］より多くドープした場合には、ガラスが着色してしまうため、酸化セリウムを組成比率０．０５［ｍｏｌ％］以上０．５［ｍｏｌ％］以下の範囲でドープすることが好ましい。なお、酸化セリウムに加えて酸化スズ（ＳｎＯ）をドープすることにより、酸化セリウムによるガラスの着色を抑えることができるため、酸化セリウムを組成比率５．０［ｍｏｌ％］以下までドープすることができる。この場合、酸化セリウムを組成比率０．５［ｍｏｌ％］以上ドープすれば３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収することができる。ただし、この場合においても酸化セリウムを組成比率が５．０［ｍｏｌ％］より多くドーした場合には、ガラスが失透してしまう。

また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の場合は、組成比率２．０［ｍｏｌ％］以上ドープすることにより２５４［ｎｍ］の紫外線を吸収することができる。ただし、酸化亜鉛を組成比率１０［ｍｏｌ％］より多くドープした場合、ガラスの熱膨張係数が大きくなり、リード線５がタングステン（Ｗ）製である場合に、リード線５の熱膨張係数（約４４×１０^-7［Ｋ^-1］）とガラスの熱膨張係数に差異が生じ、封着が困難となるため、酸化亜鉛を２．０［ｍｏｌ％］以上１０［ｍｏｌ％］以下の範囲でドープすることが好ましい。ただし、リード線５がコバール（Ｋｏｖａｌ）製やモリブデン（Ｍｏ）製の場合には、リード線５の熱膨張係数（約５１×１０^-7［Ｋ^-1］）がタングステン製の場合よりも大きくなるため、酸化亜鉛を組成比率１４［ｍｏｌ％］以下までドープすることができる。

また、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）の場合は、組成比率０．０１［ｍｏｌ％］以上ドープすることにより２５４［ｎｍ］の紫外線を吸収することができる。ただし、酸化鉄を組成比率２．０［ｍｏｌ％］より多くドープした場合には、ガラスが着色してしまうため、酸化鉄を組成比率０．０１［ｍｏｌ％］以上２．０［ｍｏｌ％］以下の範囲でドープすることが好ましい。

また、ガラス中の水分含有量を示す赤外線透過率係数は、０．３以上１．２以下の範囲、特に０．４以上０．８以下の範囲となるように調整することが好ましい。赤外線透過率係数が１．２以下であれば、外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ）や長尺の冷陰極蛍光ランプ等の高電圧印加ランプに適用可能な低い誘電正接を得やすくなり、０．８以下であれば誘電正接が十分に小さくなって、さらに高電圧印加ランプに適用可能となる。

なお、赤外線透過率係数（Ｘ）は下式で表すことができる。

［数式１］Ｘ＝（ｌｏｇ（ａ／ｂ））／ｔ
ａ：３８４０［ｃｍ^-1］付近の極小点の透過率［％］
ｂ：３５６０［ｃｍ^-1］付近の極小点の透過率［％］
ｔ：ガラスの厚み
また、図２に示すように、ガラス管２の内面には蛍光体層３が形成されている。蛍光体層３は、例えば、赤色蛍光体（Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ²⁺）、緑色蛍光体（ＬａＰＯ₄：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺）および青色蛍光体（ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺）からなる希土類蛍光体で形成されている。さらに、ガラス管２の内部には、例えば、約１２００［μｇ］の水銀、および、希ガスとして約８［ｋＰａ］（２０［℃］）のネオンとアルゴンとの混合ガス（Ｎｅ９５［％］＋Ａｒ５［％］）がそれぞれ封入されている。

なお、蛍光体層３や封入物の構成は上記構成に限定されない。例えば、赤色蛍光体（ＹＶＯ₄：Ｅｕ³⁺）、緑色蛍光体（ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺）、青色蛍光体（ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺）等のように３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収する蛍光体が含まれていてもよい。上記のように３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収する蛍光体を蛍光体の総重量の５０［ｗｔ％］以上含む場合には、３１３［ｎｍ］の紫外線がランプ８の外部に漏れ出るのをほとんど防止することができ、ランプ８をバックライトユニット（図示せず）に搭載した場合、光学シート（図示せず）に用いる樹脂等が紫外線により劣化することを防止することができる。特に、光学シートの拡散板としてポリカーボネート（ＰＣ）樹脂を用いた場合には、アクリル樹脂を用いた場合よりも３１３［ｎｍ］の紫外線により劣化・変色する等の影響を受けやすい。よって、３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収する蛍光体を蛍光体層３に含む場合には、ＰＣ樹脂の拡散板を用いたバックライトユニットの場合でもバックライトユニットとして特性を長時間維持することができる。

ここで、「３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収する」とは、２５４［ｎｍ］付近の励起波長スペクトル（励起波長スペクトルとは、蛍光体を波長変化させながら励起発光させ、励起波長と発光強度をプロットしたものである。）の強度を１００［％］としたときに、３１３［ｎｍ］の励起波長スペクトルの強度が８０［％］以上のものと定義する。すなわち、３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収する蛍光体とは、３１３［ｎｍ］の紫外線を吸収して可視光に変換できる蛍光体である。

また、例えば、希ガスとして一般照明用の蛍光ランプで使用されているアルゴン（Ａｒ１００［％］）が封入されている場合には、大電流で効率の良い発光を得ることができる。また、Ｎｅ、ＡｒおよびＫｒの三元素混合ガスが封入されている場合には、電流値やランプ全長等に対応してそれぞれの混合比を調整して最適設計を行うこともできる。

電極４は、ニッケル（Ｎｉ）製の有底筒状のホロー電極であって、全長が５．２［ｍｍ］、外径が２．７［ｍｍ］、内径が２．３［ｍｍ］、肉厚が０．２［ｍｍ］である。なお、この電極４の材料としては、ニッケルに限定されず、例えばニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）またはモリブデン（Ｍｏ）であってもよい。この電極４は、その管軸とガラス管２の管軸とがほぼ一致するように配置されており、その外周面とガラス管２の内面との間隔ｔ₁が全域に亘ってほぼ均一となっている。

電極４の外周面とガラス管２の内面との間隔ｔ₁は、０．２［ｍｍ］以下が好ましい。例えば、０．１５［ｍｍ］に設定されている。このように間隔ｔ₁を０．２［ｍｍ］以下に規定することにより、点灯中、電極４の外周面とガラス管２の内面との間に形成される空間に放電が入り込まず、電極４の内部のみで放電が起こる。したがって、点灯中の放電が筒状電極４の外側に移行しにくくなり、ガラス管２の内面への、過剰のスパッタリングを抑制して水銀の消耗速度を抑えることができ、ランプ８の長寿命化を図ることができる。また、放電がリード線５側へ回り込むことを防止することにより、リード線５の消耗を抑制することができる。

リード線５は、例えば、タングステン（Ｗ）製の内部リード線５ａと、半田等に付着し易いニッケル（Ｎｉ）製の外部リード線５ｃとの継線からなり、内部リード線５ａと外部リード線５ｃとの接合面が、ガラス管２の外表面とほぼ面一である。すなわち、内部リード線５ａは、その一端部がホロー状の電極４の底部に電気的かつ機械的に接続され、外部リード線５ｃと継線されている他端部側の大半がガラス管２に封着されている。外部リード線５ｃは、実質的に全体がガラス管２の外部に位置している。内部リード線５ａは、断面が略円形であって、全長が３［ｍｍ］、線径が１．０［ｍｍ］である。外部リード線５ｃは、断面が略円形であって、全長Ｌが１０［ｍｍ］、線径が０．８［ｍｍ］である。

なお、リード線５の構成は上記構成に限定されず、例えば、内部リード線５ａと外部リード線５ｃが分けられておらず、一本線で構成されていてもよいし、または内部リード線５ａあるいは外部リード線５ｃがさらに複数の線を継線したものでもよい。

ガラス管２の管端の外側、すなわち端面には、ガラス管２から突出して真っ直ぐ延びる外部リード線５ｃが嵌挿された略円板状の部材１０が、エポキシ系樹脂等の耐熱性弾性接着剤からなる緩衝材９を介して取付けられている。部材１０は、例えばニッケル（Ｎｉ）製であって、その外径が例えば４［ｍｍ］、肉厚ｍが５［ｍｍ］であり、かつその中心部に外部リード線５ｃを嵌挿させるための直径０．８［ｍｍ］の貫通孔２ｃが形成されている。ここで、部材１０の弾性率は、緩衝材９の弾性率よりも低い。例えばＮｉの弾性率は約２００［ＧＰａ］であり、例えばエポキシ系樹脂の耐熱性弾性接着剤からなる緩衝材９の弾性率は約１０［ＭＰａ］である。なお、ここでの弾性率とは、ヤング率のことを指す。

部材１０のガラス管２側の端面とガラス管２の管端との間の距離ｌは、内部リード線５ａと外部リード線５ｃとを例えばレーザー溶接で接合され、その接合部分に団子状態の接合痕が形成されている場合、０．５［ｍｍ］程度が好ましい。部材１０を緩衝材９を介してガラス管２の端部の外側に安定して接着させるためである。また、リード線５のうち、部材１０から突出している部分の長さｎは、５［ｍｍ］程度が好ましい。ソケット６（図１３参照）との接触の安定性を確保するためである。

なお、緩衝材９および部材１０は、上記の構成に限定されない。緩衝材９として、例えばゴム（弾性率：約１．５〜５．０［ＭＰａ］）やポリエチレン（弾性率：約０．７［ＧＰａ］）等を適用することができる。緩衝材９は、弾性接着剤等の接着性の高いものの方が好ましいが、緩衝材９と部材１０との接着性が小さい場合には、部材１０と外部リード線５ｃを半田等によって接合することにより部材１０を外部リード線５ｃに補助的に固定することが可能である。また、部材１０として、例えばアルミニウム（弾性率：約７０［ＧＰａ］）や銅（弾性率：約１３０［ＧＰａ］）等を適用することができる。なお、緩衝材９と部材１０との弾性率の差は一桁以上あることが好ましい。

以上のとおり、第１の実施形態に係る低圧放電ランプの構成によれば、例えば、リード線５をソケット６に嵌め込むときやランプ８をバックライトユニットに組み込んだ後の移動による衝撃等によってリード線５の線軸に対して略垂直な成分を含む力が加わっても、ガラス管２の封着部２ａにクラックが生じることを防止することができる。すなわち、リード線５に加わる力の支点がリード線５と部材１０との接触部分にあるために、その力が緩衝材９を介してのみガラス管２の封着部２ａに伝わるため、封着部２ａにかかる負荷を低減することができる。

ところで、少なくとも一方の部材１０に適当なマークをするか、各々の部材１０の少なくとも一部の色を変えることによってランプ８の第一封止側と第二封止側を判別することができる。

ガラス管２は、細径であるため、長尺化するに伴いガラス管２の内面に膜厚の均一な蛍光体層３を形成するのが難しくなる。一般的に、蛍光体層３の厚みは、ガラス管２の長手方向で均一ではなく、例えば、第１封止部側から第２封止部側に行くにつれて厚くなっている。このようなランプ８を複数本バックライトユニット（図示せず）に並べて任意の方向で組み込んだ場合、バックライトユニット全体として輝度むらが起こるおそれがある。これを防止するためには、バックライトユニットに組み込むランプ８の管軸方向の向きを一本ずつ交互に逆向きにする必要がある。または、ランプ８一本を使用する場合にもランプ８の方向に応じた光学系の補正が必要である。つまり、いずれの場合にもランプ８をソケット６に自動挿入するためには、ランプ８の方向を自動的に判別できることが必要となる。ランプ８の方向を自動的に判断する方法として、例えばセンサーによって識別する方法が考えられる。そこで、少なくとも一方の部材１０に適当なマーク１１を印すか、各々の部材１０で色を変えることが好ましい。図３は、部材１０の周回方向の側面にマーキングを施した場合の例である。図３（ａ）はランプ８の一端を示す斜視図であり、図３（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図である。

また、各々の部材１０の管軸Ｘ方向の長さの差が２［ｍｍ］以上ある場合には、その長さの差を検出することによっても、ランプ８の方向を識別することが可能である。

また、各々の部材１０の少なくとも一部で色違いにし、センサーによってその色の違いを認識する場合は、上記のようにセンサーによってマーク１１を認識する場合よりも認識の確実性を高めることができる。

さらに、部材１０におけるガラス管２の管端と反対側の端面や、周回方向の側面にロットナンバーや製造番号等をマーキングすることによってランプの製造元等の識別を行うことも可能となる。

＜第２の実施形態＞
図４は、本発明の第２の実施形態に係る低圧放電ランプの管軸を含む断面図である。低圧放電ランプ１２は、冷陰極管蛍光ランプと外部電極型蛍光ランプとのそれぞれの長所を取って形成された内外部電極型蛍光ランプ（以下、単に「ランプ１２」という） である。ランプ１２は、その一端に外部電極１３が形成され、他端に本発明の第１の実施形態に係る低圧放電ランプの電極４と同様の内部電極４が配置されている他は、第１の実施形態に係る低圧放電ランプと同じ構成を有している。よって、外部電極１３について詳細に説明し、その他の点については省略する。

外部電極１３は、例えば、アルミニウムの金属箔からなり、シリコーン樹脂に金属粉体を混合した導電性粘着剤（図示せず）によってガラス管２の端部の外周面を覆うように貼着されている。なお、導電性粘着剤において、シリコーン樹脂の代わりにフッ素樹脂、ポリイミド樹脂又はエポキシ樹脂等を用いてもよい。また、半田を超音波ディッピングすることにより外部電極１３を形成してもよい。

また、外部電極１３は、金属箔を導電性粘着剤でガラス管２に貼着する代わりに、銀ペーストをガラス管２の電極形成部分の全周に塗布することによって形成してもよいし、金属製のキャップをガラス管２の管端部に被せてもよい。

また、図４には図示していないが、ガラス管２の内面であって、外部電極１３と対向する部分に例えば酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）の保護膜を設けてもよい。保護膜を設けることにより、ガラス管２のその部分に水銀イオンが衝撃することによって起こるガラス削れやピンホールを防止することができる。

なお、保護膜は、上記の構成に限定されない。例えば、シリカ（ＳｉＯ₂）やアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等の金属酸化物を用いてもよい。特に、保護膜が酸化イットリウムやシリカで形成されている場合には、保護膜に水銀が付着し難く、水銀消費が少ない。

また、保護膜は、本発明において必須の構成要素ではなく、形成されていなくてもよく、また、ガラス管２の内面の外部電極対向部分だけでなく、ガラス管２の内面の全体に亘って形成されていてもよい。

以上のとおり、第２の実施形態に係る低圧放電ランプの構成によれば、例えば、リード線５をソケット６に嵌め込むときやランプ１２をバックライトユニットに組み込んだ後の移動による衝撃等によってリード線５の線軸に対して略垂直な成分を含む力が加わっても、ガラス管２の封着部２ａにクラックが生じることを防止することができる。すなわち、リード線５に加わる力の支点がリード線５と部材１０との接触部分にあるために、その力が緩衝材９を介してのみガラス管２の封着部２ａに伝わるため、封着部２ａにかかる負荷を低減することができる。

＜第３の実施形態＞
図５は、第３の実施形態に係る直下方式のバックライトユニット１６の構成を示す概略分解斜視図である。

直下方式のバックライトユニット１６は、複数の冷陰極型蛍光ランプ８と、光を取り出す液晶パネル側の面だけが開口しており、複数の冷陰極型蛍光ランプ８を収納する筐体１７と、この筐体の開口を覆う光学シート類１８とを備えている。

筐体１７は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂製であって、その内面に銀などの金属が蒸着されて反射面１９が形成されている。なお、筐体１７の材料としては、樹脂以外の材料、例えば、アルミニウム等の金属材料により構成しても良い。また内面の反射面として金属蒸着膜以外、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂に炭酸カルシウムなどを添加することにより反射率を高めた反射シートを前記筐体に貼付して構成しても良い。

筐体１７の内部には、ソケット６、絶縁体２０およびカバー２１が配置されている。具体的に、ソケット６は、例えば図１３に示すものと同じ構成を有し、冷陰極型蛍光ランプ８の配置に対応して筐体１７の短手方向（縦方向）に各々所定間隔を空けて設けられている。冷陰極型蛍光ランプ８のリード線５は、このソケット６に、具体的には嵌込部６ａに嵌め込まれる。

ソケット６は、互いに隣り合うソケット同士で短絡しないように絶縁体２０で覆われている。絶縁体２０は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂で構成されている。なお、絶縁体２０は、上記の構成に限定されない。ソケット６は冷陰極型蛍光ランプ８の動作中に比較的高温となる電極４の近傍にあることから絶縁体２０は耐熱性のある材料で構成することが好ましい。耐熱性のある絶縁体２０の材料としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂やシリコンゴム等を適用することができる。

筐体１７の内部には、必要に応じた場所にランプホルダ（図示せず）を設けてもよい。筐体１７内側での冷陰極型蛍光ランプ８の位置を固定するランプホルダは、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂であり、冷陰極型蛍光ランプ８の外形の形状に沿うような形状を有している。「必要に応じた場所」とは、冷陰極型蛍光ランプ８の長手方向の中央部付近のように、冷陰極型蛍光ランプ８が例えば全長６００［ｍｍ］を越えるような長尺のものである場合に、冷陰極型蛍光ランプ８のたわみを解消するために必要な場所である。

ここで、一例として、冷陰極型蛍光ランプ８は、長手方向の軸が筐体の長手方向（横方向）に略一致した姿勢で筐体１７の短手方向（縦方向）に所定間隔を空けて交互に１４本配置されている。

「交互に」とは、隣り合うランプ８間で第１封止部と第２封止部とが反対方向になっているという意味である。図５においては、ランプ８の第１封止部と第２封止部とをそれぞれ四角囲みの数字で「Ａ」、「Ｂ」と区別している。

なお、これらのランプ８は、点灯回路（図示せず）により点灯される。

カバー２１は、ソケット６と筐体１７の内側の空間とを仕切るものであり、例えばポリカーボネート（ＰＣ）樹脂で構成し、ソケット６の周辺を保温するとともに、少なくとも筐体１７側の表面を高反射性とすることにより、ランプ８の端部の輝度低下を軽減する。

筐体１７の開口部は、透光性の光学シート類１８で覆われており、内部にちりや埃などの異物が入り込まないように密閉されている。光学シート類１８は、拡散板２２、拡散シート２３およびレンズシート２４を積層してなる。

拡散板２２は、例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）樹脂製の板状体であって、外囲器の開口部を塞ぐように配置されている。拡散シート２３は、例えばポリエステル樹脂製である。レンズシート２４は、例えばアクリル系樹脂とポリエステル樹脂の貼り合せである。これらの光学シート類１８は、それぞれ拡散板２２に順次重ね合わせるようにして配置されている。

以上のとおり、第３の実施形態に係るバックライトユニットの構成によれば、例えば、リード線５をソケット６に嵌め込むときやランプ８をバックライトユニット１６に組み込んだ後の移動による衝撃等によってリード線５の線軸に対して略垂直な成分を含む力が加わっても、ガラス管２の封着部２ａにクラックが生じることを防止することができる。すなわち、リード線５に加わる力の支点がリード線５と部材１０との接触部分にあるために、その力が緩衝材９を介してのみガラス管２の封着部２ａに伝わるため、封着部２ａにかかる負荷を低減することができる。

＜第４の実施形態＞
図６は、第４の実施形態に係る液晶表示装置２５の構成を示す概略斜視図である。図６に示す液晶表示装置２５は３２吋液晶テレビであり、液晶パネル等を含む液晶画面ユニット２６と第３の実施形態に記載のバックライトユニット１６と点灯装置２７とを備える。液晶画面ユニット２６は、カラーフィルタ基板（図示せず）、液晶（図示せず）、ＴＦＴ基板（図示せず）、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。

点灯装置２７は、バックライトユニット１６の内部のランプ８を点灯させる点灯回路である。ランプ８は、点灯周波数４０［ｋＨｚ］〜１００［ｋＨｚ］、ランプ電流３．０［ｍＡ］〜８．０［ｍＡ］で動作される。

以上のとおり、第４の実施形態に係る液晶表示装置の構成によれば、例えば、リード線５をソケット６に嵌め込むときやランプ８を液晶表示装置２５の内部のバックライトユニット１６に組み込んだ後の移動による衝撃等によってリード線５の線軸に対して略垂直な成分を含む力が加わっても、ガラス管２の封着部２ａにクラックが生じることを防止することができる。すなわち、リード線５に加わる力の支点がリード線５と部材１０との接触部分にあるために、その力が緩衝材９を介してのみガラス管２の封着部２ａに伝わるため、封着部２ａにかかる負荷を低減することができる。

＜変形例＞
以上、本発明を上記した各実施形態に示された具体例に基づいて説明したが、本発明の内容が各実施形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を用いることができる。

１．変形例１
一実施例として、図７に示すように、部材２８においてガラス管２側の面の形状が凹面状でもよい。この場合、部材２８のガラス管２側の端面の面積が、略平面の場合よりも大きくなり、冷陰極型蛍光ランプ２９のリード線５をソケット６に嵌め込む際、部材２８に加わって部材２８からガラス管２の管端に伝わる力をより分散することができ、ガラス管２の封着部２ａにクラックが発生するおそれをより低減することができる。また、ガラス管２の管端は通常、丸みを帯びた形状であるため、部材２８のガラス管２側の端面が平面である場合よりも、部材２８を安定して固定することができる。さらに、緩衝材３０として樹脂製接着剤を用いた場合には、樹脂製接着剤をより薄く形成することができ、部材２８とガラス管２との接着性を高めることができる。

２．変形例２
また、一実施例として、図８に示すように、部材３１においてガラス管２側の面であって、リード線５が嵌挿されている部分に、凹部３１ａを形成してもよい。一般的に内部リード線５ａと外部リード線５ｃは、例えばレーザー溶接によって接合されており、その接合部に団子状態の接合痕３２が形成されてしまう。そこで、図８に示すように、部材３１に凹部３１ａを形成することで、接合痕３２をその凹部３１ａに収容することができ、緩衝材３３として弾性接着剤を用いた場合に緩衝材３３をより薄く形成できるので、部材３１とガラス管２との接着性を高めることができる。

３．変形例３
また、一実施例として、図９に示すように、部材３５の形状を略円錐形状にし、その斜面３５ａをガラス管２と反対側なるように部材３５をガラス管２に取り付けてもよい。これにより、部材３５の寸法を大きくすることなく、マーキングの領域を拡大することができ、斜面３５ａにマーキングを施すことにより、マークの認識性を高めることができる。また、部材３５が例えば金属製の場合には、部材３５の形状が管軸Ｘ方向の厚みが同じ円盤状である場合に比べて、放熱作用が大きくなりすぎるのを抑制することができ、電極４の周辺の温度低下によって引き起こされる電極４の周辺での水銀凝集を防止し、冷陰極型蛍光ランプ３６を長寿命化させることができる。

４．変形例４
また、一実施例として部材３９（図１１参照）を導電性の素材で構成し、外部リード線５ｃと部材３９とを半田等により電気的に接続させることで、図１０に示すような外部電極型蛍光ランプ用ソケット３７に挿入させることもできる。また、導電性素材が金属である場合には、その大きさによっては、放熱作用により、電極４の過剰な温度上昇を抑制することもできる。図１１は、冷陰極型蛍光ランプ３８のソケット６、３７への取り付け状態を示す図である。冷陰極型蛍光ランプ３８を外部電極用ソケット３７に挿入した場合の正面図を図１１（ａ）に示し、同じく右側面図を図１１（ｂ）に示す。また、冷陰極型蛍光ランプ３８を図１３に示す冷陰極型蛍光ランプ用ソケット６に挿入した場合の正面図を図１１（ｃ）に示し、同じく右側面図を図１１（ｄ）に示す。図１１（ａ）〜（ｄ）に示すように、部材３９が導電性であることにより、冷陰極型蛍光ランプ用および外部電極型蛍光ランプ用の異なるタイプのソケット６、３７に対応する冷陰極型蛍光ランプ３８を提供することができる。

本発明は、低圧放電ランプ、バックライトユニットおよび液晶表示装置に広く適用することができる。

本発明の第１の実施形態に係る低圧放電ランプの斜視図 同じく低圧放電ランプの要部拡大断面図 （ａ）同じく低圧放電ランプにおいて部材にマーキングを施した場合の斜視図、（ｂ）図３（ａ）のＡ−Ａ’断面図 本発明の第２の実施形態に係る低圧放電ランプの正面断面図 本発明の第３の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図 本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の概略斜視図 本発明の第１の実施形態に係る低圧放電ランプの変形例１を示した要部拡大断面図 同じく低圧放電ランプの変形例２を示した要部拡大断面図 同じく低圧放電ランプの変形例３を示した要部拡大断面図 外部電極型蛍光ランプ用ソケットの斜視図 （ａ）本発明の第１の実施形態に係る低圧放電ランプの変形例４を外部電極型蛍光ランプ用ソケットに取り付けた状態を示す正面図、（ｂ）同じく側面図、（ｃ）本発明の第１の実施形態に係る低圧放電ランプの変形例４を冷陰極型蛍光ランプ用ソケットに取り付けた状態を示す正面図、（ｄ）同じく側面図 従来の冷陰極型蛍光ランプの管軸を含む断面図 冷陰極型蛍光ランプ用ソケットの斜視図 ガラス管とリード線の封着部の外側に耐熱封止材を有する従来の冷陰極型蛍光ランプの要部拡大断面図

符号の説明

２ ガラス管
３ 蛍光体層
５ リード線
８、１２、２９、３４、３６、３８ 低圧放電ランプ
９、３０、３３ 緩衝材
１０、２８、３１、３５、３９ 部材
１１ マーク
１６ バックライトユニット
２５ 液晶表示装置

Claims (9)

1. ガラス管と、このガラス管内の端部に設けられた電極と、一端部がこの電極に接続され、かつ他端部が前記ガラス管の管端から外部に導出しているリード線とを備え、前記ガラス管の管端には、緩衝材を介して、弾性率がこの緩衝材の弾性率よりも高い部材が取り付けられており、前記リード線は前記緩衝材および前記部材にそれぞれ嵌挿していることを特徴とする低圧放電ランプ。
2. 前記緩衝材は弾性接着剤であることを特徴とする請求項１に記載の低圧放電ランプ。
3. 前記部材が導電性を有し、口金として機能することを特徴とする請求項１または２に記載の低圧放電ランプ。
4. 前記部材において前記ガラス管側の面の形状が凹面形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の低圧放電ランプ。
5. 前記部材にマークを印したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の低圧放電ランプ。
6. 前記ガラス管の両管端に前記部材が取り付けられている場合において、前記各々の部材の少なくとも一部の色が異なることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の低圧放電ランプ。
7. 前記ガラス管の両管端に前記部材が取り付けられている場合において、前記各々の部材の前記ガラス管の管軸方向の厚さの差が２［ｍｍ］以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の低圧放電ランプ。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の前記低圧放電ランプを備えたことを特徴とするバックライトユニット。
9. 請求項８に記載のバックライトユニットを備えたことを特徴とする液晶表示装置。

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