JP2008537838A

JP2008537838A - 放電ランプ並びにそのような放電ランプを含むディスプレイ装置を背面照明するためのバックライトユニット

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Publication number: JP2008537838A
Application number: JP2008503624A
Authority: JP
Inventors: グラツィアデイ，マリアルーチェ; フェルスライス，コルネリス; ヘレブレケルス，ウィム; ブレーケル，ヘンドリク，エム; メーウセン，ヨルゲン
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2008-09-25
Also published as: WO2006103574A2; US20080192172A1; WO2006103574A3; KR20070117690A; EP1875487A2

Abstract

本発明は、イオン化可能な物質（３）で充填される光透過性の放電容器（２）と、放電容器に接続される少なくとも２つの電極（４）とを含み、電極間には、ランプ動作中に軸方向距離に沿って放電が延在し、少なくとも１つの電極は、イオン化可能な物質への高周波電気エネルギーの静電結合のために適合される放電ランプであって、容量性電極を含む放電容器部分は、放電容器の残余部分に対して増大された表面地域を有するよう成形されることを特徴とする放電ランプに関する。本発明は、本発明に従った少なくとも１つの放電ランプを含むディスプレイ装置を背面照明するためのバックライトモジュールにも関する。本発明は、さらに、本発明に従った少なくとも１つのバックライトモジュールを備えるディスプレイ装置に関する。

Description

本発明は、イオン化可能な物質で充填される光透過性の放電容器と、容器に接続される少なくとも２つの電極とを含み、電極間には、ランプ動作中に、軸方向距離に沿って放電が延在し、少なくとも１つの電極は、イオン化可能な物質への高周波（ＨＦ）電気エネルギーの静電結合のために適合される放電ランプに関する。本発明は、本発明に従った少なくとも１つの放電ランプを含むディスプレイ装置、具体的には、ＬＣＤユニットを背面照明するためのバックライトモジュールにも関する。さらに、本発明は、本発明に従った少なくとも１つのバックライトモジュールを備えるディスプレイ装置、具体的には、ＬＣＤユニットに関する。

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のようなディスプレイ装置を背面照明するために、並びに、他の用途のために、熱陰極蛍光ランプ（ＨＣＦＬ）が周知である。典型的には、例えば、２０ｋＨｚから１００ｋＨｚに亘る周波数を備える高周波電圧が、放電容器又はＨＣＦＬの管内の放電空間に印可され、放電を形成し、電磁放射線の発生をもたらし、その結果として、ディスプレイ装置が照明される。しかしながら、ＨＣＦＬは、ランプを再度スイッチオンした後のランプの瞬間的な正しい機能性を保証するために、ＨＣＦＬが一時的に停止されるときでさえ、熱陰極が恒久的に高温に維持されなければならないことを要求する。ＨＣＦＬに継続的に電力供給する必要は、エネルギー学の見地からは好ましくない。この問題を克服するために、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）又は代替的に外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ）を使用することが好ましい。これらはランプの一時的な待機の状態の間の継続的な電力供給を必要とせず、その結果、ＬＣＤは比較的経済的に照明され得る。ＥＥＦＬは、普通、適切なガラス材料の放電容器を含み、容器は、その両端部に、伝導性塗膜を備える。伝導性塗膜は、容量性電極として機能し、それらの電極の間には、ランプの動作中、両端部の間の軸方向距離に沿って放電が延在する。既知のＥＥＦＬにおいて、伝導性塗膜は、放電容器の実質的な外周外側部分を被覆し、２つの非照明端部、故に、減少された実効ルーメン出力をもたらす。その上、両端部での伝導性表面塗膜の使用は、大きな電力損失を伴い、それは表面の実質的な温暖化をもたらす。両方の現象は、既知のＥＥＦＬの主要な欠点である。

既知のＥＥＦＬと比較されるときに改良されたルーメン出力並びにより少ない温暖化問題を備える放電ランプを提供することが本発明の目的である。

この目的は、容量性電極を含む放電容器部分が、放電容器の残余部分に対して軸方向距離の単位当たり増大された表面地域を有するよう成形されることを特徴とする、前文に従った放電ランプを提供することによって達成され得る。本発明に従った形状を採用することによって、放電容器の電極部分と前記容量性電極との間の接触地域が増大される。温暖化の良好な閉込めとは別に、電極の容量も実質的に増大される。極めて有益に、これはルーメン出力を犠牲にして進行しない。何故ならば、まさに、熱及び容量の改良された閉込めが、よりコンパクトな設計と同時に達成されるからである。好ましくは放電容器の両端部に設けられる容量性電極によって被覆される軸方向距離は、同一又は類似の特性を備える既知のＥＥＦＬのためよりも実質的に小さい。

好ましくは、放電容器は、蛍光管によって形成され、軸方向距離の単位当たり増大された表面地域を有する前記放電管部分は、前記管の端部表面を含む。そのような好適実施態様において、放電ランプは、前記容器内で生成される紫外線光を可視光に変換するための燐塗膜を含み、前記燐塗膜は、放電容器の内部表面の実質的な部分の上に塗布される。より好ましくは、放電容器の内部表面は、前記燐塗膜によって完全に被覆される。軸方向距離の単位当たり増大された表面地域を有する部分の存在を結合することは、同様に放電容器の増大された内部表面地域をもたらすので、燐塗膜の塗布可能な量は増大され、増大された可視光への紫外線光の変換、故に、改良されたルーメン出力をもたらす。

本発明に従った放電ランプでは、異なる種類の電極を適用することが考えられ、その場合には、少なくとも１つの電極は、イオン化可能な物質への高周波電気エネルギーの静電結合のために適合され、他の電極は、例えば、従来的な熱陰極によって形成され得ることによって、ハイブリッド型のランプがもたらされる。しかしながら、この後者の実施態様では、熱陰極は、上記に明らかにされたように、バックライト走査の間、恒久的に高温に維持される必要があり、それは経済的な見地からは好ましくない。従って、各電極が、前記イオン化可能な物質への高周波電気エネルギーの静電結合のために適合されることが好ましく、それはエネルギー学的に比較的有利に機能する放電ランプをもたらし、その上、それを用いることで、従来的なＥＥＦＬランプに対して著しく改良されたルーメン出力が実現され得る。

好ましくは、軸方向距離の単位当たり増大された表面地域を有する放電容器部分は、電極間で前記容器内に生成される放電アークの長さを最大限化するために、放電容器の両端部に位置付けられる。これも照明長さの比率を最大限化する。

本発明の好適実施態様において、容量性電極は、イオン化可能な物質とは反対側に、放電容器の増大された表面地域部分に設けられる伝導性材料を含む。このようにして、（伝導性）イオン化可能な及び／又はイオン化された物質、誘電体として作用する非伝導性放電容器、並びに、伝導性電極の薄層を形成することによって、キャパシタが創成される。前記電極は、それによって、伝導性塗膜によって形成され得るが、金属シート又はより剛的な伝導性素子のような他の種類の電極を適用することも考えられる。特に好適な実施態様において、容量性電極は、イオン化可能な物質とは反対側に、放電容器の増大された表面地域部分の上に設けられる伝導性材料を含む。それを容器表面に配置する代わりに、電極を容器の表面上に、即ち、それと密接に接触して配置することは、電極と誘電体との間のより良好な接触を可能にする。

好適な放電ランプは、増大された表面地域部分を含む少なくとも１つのキャビティを含む放電容器を有する。特に好適な実施態様において、少なくとも１つのキャビティは、放電容器の一端部又は両端部に設けられ、容器の実質的に軸方向に延在する。一般的に、放電容器は、その端部表面に接続される排気管を用いて充填される。放電容器の充填後、排気管は封止される。好適実施態様は、前記排気管の少なくとも一部がキャビティ内に配置され得るという追加的な利点を有し、それは放電管に対する前記排気管の望ましくない突出を防止する。その上、好ましくは、前記排気管の外側表面は、前述の３つの層の薄層によって形成されるキャパシタの容量を増大するために、電極によって少なくとも部分的に被覆される。よって、キャパシタの容量は、発光表面を犠牲にすることなしに、即ち、非発光端部を可能な限り小さく維持することによって増大され得る。

（伝導性の）イオン化可能な及び／又はイオン化された物質、誘電体として作用する非伝導性放電容器、並びに、伝導性電極によって形成される薄層化されたキャパシタの容量（Ｃ）は、ε_０×ε_ｒ×Ａ／ｄによって計算され得ることが分かった。ここで、ε_０及びε_ｒは、誘電定数であり、Ａは、異なる層の間の接触表面を表し、ｄは、中間誘電体層の厚さを表している。本発明によれば、従って、電極と放電容器との間の接触表面地域を最大限化することが有利である。この拡大された表面地域は、放電容器外側で或いはキャビティ内で達成され得る。

当業者が、そのような増大された表面地域部分を寸法取りし且つ設計するために、彼／彼女に利用可能な幾つかの選択肢を有することが明らかであり得る。電極と放電容器との間の接触表面地域を増大することの他に、少なくとも、容量性電極を保持する、放電容器の増大された地域部分で、放電容器の厚さ（ｄ）を減少することも有利である。本発明の好適実施態様において、放電ランプは、放電容器の増大された表面地域部分が、増大された直径を備える軸対称本体を含むことを特徴とする。そのような実施態様において、例えば、ほぼ一定の直径を備える細長いガラス管である放電容器は、その両端で直径が漸進的に及び／又は段階的に拡大される。他の好適実施態様において、放電容器の増大された表面地域部分は、波状表面を備えた並びに／或いは軸方向に離れた可変直径の交互部分を備える軸対称本体を含む。さらなる好適な放電ランプは、ボール形状本体の形態の放電容器の増大された表面地域部分を含む。既に上記に付記されたように、増大された表面地域部分は、放電容器の外側に配置され得る。その場合には、それは容器の外側表面の一部を実際に形成する。他の可能性は、増大された表面地域部分を放電容器の少なくとも１つのキャビティ内に配置することである。その場合には、それは少なくとも１つのキャビティの内側表面の一部を実際に形成する。

特に好適な実施態様において、本発明の放電ランプは、複数の、好ましくは、軸方向に延在する、少なくとも１つのキャビティ内のキャビティ及び突起の形態の増大された表面地域放電容器部分を備える。好適な軸方向に延在するキャビティ及び突起は、断面ではほぼ円筒形である。軸方向に延在するキャビティ及び突起の他の好適な断面は、星形状である。キャビティ及び突起は、少なくとも１つのキャビティの断面に亘って規則的に或いは不規則的に分配される。好適実施態様は、同心状に順序付けられた軸方向に延在するキャビティ及び突起を含む。

上記に議論された全ての実施態様は、既知のＥＥＦＬと比べられるとき、改良されたルーメン出力及びより少ない温暖化問題を備える放電ランプをもたらす。しかしながら、熱伝導は、放電容器の増大された表面地域部分が複数の軸方向に延在する固形伝導性材料の突起を含む他の好適実施態様によってさらに改良され得る。この実施態様において、突起は電極として作用する。好適な材料は、アルミニウム及び銅のような金属、又は、伝導性粒子で充填されたポリマ、等々を含む。放電容器内での放電アークの発生を許容するために、好ましくは、放電ランプは、容量性電極又は複数電極に電気的に接続される高周波源をさらに含む。高周波源と容量性電極との間の極めて適切な結合が、複数の軸方向に延在する固形伝導性材料の突起を伝導性材料のベース板に接続することによって達成され得る。その場合には、ベース板は、放電容器全体への端部板として作用する。

好適実施態様において、本発明に従った放電ランプは、円筒形状の突起を含む。特に好適な突起は、円錐形状であり、それによって、各電極のための円錐の先端部は、放電容器内に収容される内部ガス容積に向かって方向付けられる。この実施態様は、低電力で、放電が先端領域に発生し、熱がこの先端領域から離れてランプの外部部分に向かって容易に伝導されるという利点を有する。その上、高電力で、放電のために利用可能な十分な表面（円錐のベース領域）があり、加えて、表面は容易にアクセス可能である。

本発明は、上記に記載されたような本発明に従った放電ランプにおける使用のための放電容器にも関し、前記放電ランプは、容量性電極を含む部分を有し、その部分は、放電容器の残余部分に対して増大された表面地域部分を有するよう成形される。本発明に従った放電容器の利点及び好適実施態様は上記に明らかにされたので、ここでは反復されない。

本発明は、さらに、本発明に従った少なくとも１つの放電ランプを保持するための保持手段と、放電ランプを励起するための印可手段とを含む、ディスプレイ装置、具体的には、ＬＣＤユニットを背面照明するためのバックライトモジュールに関する。好ましくは、前記保持手段は、本発明に従った複数の放電ランプを保持するために適合される。

その上、本発明は、本発明に従った少なくとも１つのバックライトモジュールを備えるディスプレイ装置、具体的には、ＬＣＤユニットに関する。ＬＣＤの他に、本発明に従った１つ又はそれよりも多くの放電ランプによる活性照明を必要とする全ての種類のディスプレイが使用され得る。

以下の非限定的な実施態様を用いて本発明をさらに例証し得る。

図１は、本発明に従った蛍光ランプの第一実施態様の側面図を示している。ランプ１は、ガラスから成り且つ希ガスと水銀の混合物のようなイオン化可能な物質で充填された細長い実質的に円筒形の放電容器２を含む。放電容器２は、その端部表面に接続された排気管１５を用いて充填される。放電容器２の充填後、排気管１５は封止される。少なくとも２つの容量性電極４（１つだけが図面中に図示されている）が、前記容器２に接続され、電極４の間には、ランプ動作中、軸方向距離に沿って放電が延在する。軸方向距離は、容器壁２と平行に走っている。容量性電極４は、前記イオン化可能な物質３への高周波（ＨＦ）電気エネルギーの静電結合のために適合されている。容量性電極４は金属、具体的には、銅の層のような、伝導性層５によって形成され、それによって、容器壁２及びイオン化可能な物質３と共に、高周波電気エネルギーを前記イオン化可能な物質３につ耐えるための静電結合を形成している。

前記容量性電極４を含む放電容器部分は、放電容器２の残余部分に対して（軸方向距離の単位当たり）増大された表面地域を有するよう成形されている。図１に示される実施態様において、増大された表面地域は、容器壁２の前記部分を軸方向に離れた異なる直径の交互部分２ａ，２ｂ，．．．を備える軸対称本体として成形することによって実現されている。図１において、壁部分の直径は、２つの直径値の間で交互している。しかしながら、漸進的に増大する直径も可能である。容量性電極４は限定的な軸方向距離に亘って延在しているので、前記放電容器２のより大きな内部湾曲表面６が、前記容器２内で生成される紫外線（ＵＶ）光を可視光に変換するための燐塗膜７で完全に被覆され、それによって、従来的な静電結合蛍光ランプに対して改良されたルーメン出力がもたらされる。

図２に示される実施態様において、放電容器２の増大された表面地域部分は、左から右に見られるときに、漸進的に増大し、次に、減少する直径を備える、ボール形状本体を含む。

図３は、本発明の放電ランプの他の実施態様を示しており、放電容器２は、少なくとも１つのキャビティ６を含み、キャビティは、増大された表面地域部分を収容している。図示の実施態様において、増大された表面地域部分は、図１の実施態様におけるように、即ち、異なる直径の軸方向に離れた交互部分２ａ，２ｂ，．．．を備える軸対称本体として成形されている。増大された表面地域部分をキャビティ６の内側に配置することは、容器２のより一層大きな表面を燐塗膜７で被覆することを可能にする。

図４は、本発明に従った放電ランプ１の他の実施態様を示している。この実施態様において、放電容器２の増大された表面地域部分は、複数の軸方向に延在するキャビティ８及び突起９を含む。キャビティ８及び突起９は、容器壁材料２から形成され、それらの上には、伝導性材料、例えば、金属の塗膜５が塗布されている。そのような実施態様の可能な断面が図４ｂに描写されており、それは軸方向に延在するキャビティ８及び突起９が円筒形であることを示している。

図５は、本発明に従った放電ランプ１の他の実施態様を示している。この実施態様において、放電容器２の増大された表面地域部分は、同様に、複数の軸方向に延在するキャビティ８及び突起９を含む。図４の実施態様におけるように、キャビティ８及び突起９は容器壁材料２から形成され、それらの上には、金属の塗膜５が塗布されている。本実施態様の可能な断面が図５ｂに描写されており、それは軸方向に延在するキャビティ８及び突起が同心状パターンに配置されていることを示している。しかしながら、図７に示される星形断面のような他の断面も採用され得る。

本発明に従った放電ランプの特に好適な実施態様が図６に示されており、放電容器２の増大された表面地域部分は、誘電性材料１１で塗工された固形伝導性材料の複数の軸方向に延在する突起１０を含む。固形伝導性材料は、好ましくは銅のような金属であるのに対し、誘電性材料は、好ましくはガラスである。突起は、コネクタ１３を通じて電源に接続された伝導性ベース板１２に取り付けられる。この実施態様は、金属突起１０の並びに金属板１２の高伝導特性を用いることによって、放電地域の過熱を防止する。素子列１２及び素子１３の両方の良好な熱伝導の故に、ランプ１によって生成される熱は、ランプの外部部分に容易に向けられ得る。この実施態様を製造する典型的なプロセスでは、一連の金属ピン１０が金属板１２の上にはんだ付けされる。次に、金属ピン１０及び板１２は、溶融ガラスをその上に流させることによって、誘電性ガラス層１１で被覆される。図４及び５に示される実施態様と全く同様に、突起１０が、円筒形のような幾つかの断面を有し得ることは明らかである。他の好適な実施態様は、頂部よりも大きなベース−板１２に最も近い部分を備える円錐形状の突起を有する。

上述の実施態様は、本発明を制限するというよりも、むしろ例証するものであること、並びに、当業者であれば、付属の請求項の範囲から逸脱せずに、多くの代替的な実施態様を設計し得ることが留意されるべきである。

本発明に従った蛍光ランプの第一実施態様の一部を示す側面図である。本発明に従った蛍光ランプの第二実施態様の一部を示す側面図である。本発明に従った蛍光ランプの第三実施態様の一部を示す側面図である。本発明に従った蛍光ランプの第四実施態様の一部を示す側面図である。本発明に従った蛍光ランプの第四実施態様の一部を示す断面図である。本発明に従った蛍光ランプの第五実施態様の一部を示す側面図である。本発明に従った蛍光ランプの第五実施態様の一部を示す側面図である。本発明に従った蛍光ランプの第六実施態様の一部を示す断面図である。本発明に従った放電ランプの代替的な実施態様を示す断面図である。

Claims

イオン化可能な物質で充填される光透過性の放電容器と、
該放電容器に接続される少なくとも２つの電極とを含み、
該電極間には、ランプ動作中に軸方向距離に沿って放電が延在し、少なくとも１つの電極は、前記イオン化可能な物質への高周波電気エネルギーの静電結合のために適合される、
放電ランプであって、
前記容量性電極を含む前記放電容器部分は、前記放電容器の残余部分に対して（軸方向距離の単位当たり）増大された表面地域を有するよう成形されることを特徴とする、
放電ランプ。
前記容量性電極は、前記イオン化可能な物質とは反対の側に、前記放電容器の前記増大された表面地域部分に設けられる伝導性材料を含む、請求項１に記載の放電ランプ。
前記容量性電極は、前記イオン化可能な物質とは反対の側に、前記放電容器の前記増大された表面地域部分の上に設けられる伝導性材料を含む、請求項１に記載の放電ランプ。
各電極は、前記イオン化可能な物質への高周波電気エネルギーの静電結合のために適合される、上記請求項のうちのいずれか１項に記載の放電ランプ。
前記放電容器は、前記増大された表面地域部分を含む少なくとも１つのキャビティを含む、上記請求項のうちのいずれか１項に記載の放電ランプ。
前記放電容器の前記増大された表面地域部分は、波状表面を備える軸対称な本体を含む、上記請求項のうちのいずれか１項に記載の放電ランプ。
前記放電容器の前記増大された表面地域部分は、異なる直径の軸方向に離間した交互部分を備える軸対称な本体を含む、上記請求項のうちのいずれか１項に記載の放電ランプ。
前記放電容器の前記増大された表面地域部分は、ボール形状の本体を含む、上記請求項のうちのいずれか１項に記載の放電ランプ。
前記放電容器の前記増大された表面地域部分は、複数の軸方向に延在するキャビティ及び突起を含む、上記請求項のうちのいずれか１項に記載の放電ランプ。
前記軸方向に延在するキャビティ及び突起は、円筒形である、請求項９に記載の放電ランプ。
前記軸方向に延在するキャビティ及び突起は、星形断面を有する、請求項９に記載の放電ランプ。
前記軸方向に延在するキャビティ及び突起は、同心状である、請求項９乃至１１のうちのいずれか１項に記載の放電ランプ。
前記放電容器の前記増大された表面地域部分は、誘電性材料で被覆された複数の軸方向に延在する固形伝導性材料の突起を含む、上記請求項のうちのいずれか１項に記載の放電ランプ。
前記突起は、円筒形である、請求項１３に記載の放電ランプ。
前記突起は、円錐形である、請求項１３に記載の放電ランプ。
当該放電ランプは、前記少なくとも１つの容量性電極に電気的に結合される高周波源をさらに含む、上記請求項のうちの１項に記載の放電ランプ。
当該放電ランプは、前記外被内で生成される紫外線光を可視光に変換するための燐塗膜をさらに含み、該燐塗膜は、前記放電容器の内部表面の実質的な部分の上に塗布される、上記請求項のうちの１項に記載の放電ランプ。
前記容量性電極を含む部分を有し、該部分は、前記放電容器の残余部分に対して増大された表面地域部分を有するよう成形される、請求項１乃至１７のうちのいずれか１項に記載の放電ランプにおける使用のための放電容器。
請求項１乃至１７のうちの１項に記載の少なくとも１つの放電ランプを保持するための保持手段と、
前記放電ランプを励起するための印可手段とを含む、
ディスプレイ装置を背面照明するためのバックライトモジュール。
請求項１９に記載の少なくとも１つのバックライトモジュールを備えるディスプレイ装置、具体的には、ＬＣＤユニット。