JP2009152221A - 放電ランプ、照明装置および液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガラスバルブ10の少なくとも一方の端部12,13の内部に電極20,21が配置され、前記端部12,13の外周に前記電極20,21と電気的に接続された金属導体30,31が設けられた放電ランプ1であって、前記ガラスバルブ10内における始動時にイオン衝撃を誘引する程度に電界強度が高い位置にエミッタ40が設けられている。
【選択図】図2
Description
しかしながら、冷陰極放電ランプ2000は、電極2004と近接導体2005との距離L3よりも金属スリーブ2002と近接導体2005との距離L4が短く、また、電極2004と金属スリーブ2002とが同電位になることから、金属スリーブ2002と近接導体2005との間により強度の高い電界が発生し、電極2004と近接導体2005との間の電界強度が低くなってしまう。これでは、ガラスバルブ2001の内部での電子の加速作用が弱まるため、放電が起こり難くなって暗黒始動性が悪化する。
本発明は、上記の課題に鑑み、電極が配置された端部の外周に金属導体が設けられているにも拘らず、暗黒始動性が良好な放電ランプを提供することを目的とする。本発明の他の目的は、暗黒始動性が良好な照明装置および液晶表示装置を提供することである。
また、本発明に係る冷陰極放電ランプの一態様は、前記エミッタは、前記ガラスバルブにおいて、前記金属導体が設けられていない部分の内面に設けられていることを特徴とする。
また、本発明に係る冷陰極放電ランプの一態様は、前記電極は、有底筒状のホロー電極であって、前記エミッタは、前記電極の筒内面に設けられていることを特徴とする。
また、本発明に係る冷陰極放電ランプの一態様は、前記金属導体は、スリットまたは切欠部を有する筒状であり、前記エミッタは、前記ガラスバルブにおいて前記スリットまたは切欠部が位置する部分の内面に設けられていることを特徴とする。
また、本発明に係る冷陰極放電ランプの一態様は、前記金属導体の前記ガラスバルブ中央側の端縁が、前記電極の前記ガラスバルブ中央側の端縁よりも前記ガラスバルブ中央側に位置することを特徴とする。
本発明に係る照明装置は、上記放電ランプを備えることを特徴とする。
本発明に係る液晶表示装置は、上記照明装置を備えることを特徴とする。
<ランプの構成>
以下、本発明の実施の形態にかかる放電ランプについて、図面を参照しながら説明する。
図2は、本実施の形態に係る放電ランプの管軸Xを含む断面図である。図2に示すように、本実施の形態に係る放電ランプは、バックライトユニットの光源として用いられる冷陰極放電ランプ1であって、ガラスバルブ10、一対の電極20,21、一対の金属導体としてのスリーブ30,31、および、エミッタ40を備える。
ガラスバルブ本体11は、断面円形の管状であって、外径が4[mm]、内径が3[mm]、肉厚が0.5[mm]である。一対の端部12,13は、それぞれ封止部分14,15で封着され、内部には電極20,21が配置されている。封止部分14,15のガラスバルブ10の管軸X方向における最大幅Aは2[mm]である。また、各端部12,13の外周には、スリーブ30,31が設けられている。
ガラスバルブ10の内面には、蛍光体層16が形成されている。蛍光体層16は、例えば、青色蛍光体がユーロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム[BaMg2Al16O27:Eu2+](略号:BAM−B)、緑色蛍光体がセリウム・テルビウム共付活リン酸ランタン[LaPO4:Ce3+,Tb3+](略号:LAP)及び赤色蛍光体がユーロピウム付活酸化イットリウム[Y2O3:Eu3+](略号:YOX)からなる希土類蛍光体で形成されている。
外部リード線22b,23bは、断面が略円形、全長Bが1[mm]、線径が0.6[mm]であって、その軸心がガラスバルブ10の管軸Xとほぼ一致するよう配置されている。外部リード線22b,23bは、スリーブ30,31内において半田製の接合部分32,33にその全体が埋没しており、当該接合部分32,33を介して前記スリーブ30,31と電気的に接続されている。接合部分32,33の管軸X方向の長さCは1.5[mm]である。
また、リード線22,23は、内部リード線22a,23aと外部リード線22b,23bとの継線に限られず、一本線であってもよい。例えば、ガラスバルブが鉛フリーガラス製である場合、リード線22,23は、鉄とニッケルとの合金等であることが好ましい。
なお、エミッタ40は、硫酸セシウムからなるものに限定されないが、仕事関数は比較的小さく、固体中の電子が固体外へ離脱するのに必要な表面障壁が低いセシウム化合物が好適である。硫酸セシウム以外のセシウム化合物としては、モリブデン酸セシウム、アルミン酸セシウム、ニオブ酸セシウム、タングステン酸セシウム、酸化セシウム、水酸化セシウム等を用いることができる。セシウム化合物以外の材料としては、アルカリ土類金属(マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム)、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属(リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム)、アルカリ金属の酸化物、電子放射性物質(ランタン、イットリウム、ランタンバリウム、炭素)、またはこの電子放射性物質の酸化物のうち少なくとも一種を主成分とするものなどが挙げられる。
エミッタ40は、より具体的には、冷陰極放電ランプ1を点灯装置50に取り付けた際、当該エミッタ40が近接導体と電極20,21との間に位置するよう設けられている。ここで、近接導体とは、冷陰極放電ランプ1と近接して配置され、且つランプ電流路と電気的に絶縁された、始動の補助となる導体である。例えば、点灯装置50の底板51がそれにあたる。
<電界強度について>
図5は、電極と金属導体との間の電界強度を説明するための図である。冷陰極放電ランプ1を点灯装置50に取り付けた場合、図5に示すように、電極20と近接導体としての底板51との距離L1よりも、スリーブ30と前記底板51との距離L2の方が短くなる。また、電極20とスリーブ30とは電気的に接続されているため同電位になる。したがって、電極20と底板51との間に発生する電界E1は、スリーブ30と前記底板51との間に発生する電界E2よりも電界強度が低い。
上述したように、図1に示すような従来の冷陰極放電ランプ2000は暗黒始動性が悪く、特に、金属スリーブ2002が二点鎖線2006で示すように電極2004全体を覆い隠している場合は点灯が困難なほど暗黒始動特性が悪い。このことを実験によって確認したため以下に説明する。
図6に示すように、実験で用いたランプ2100は、電極2120,2121が有底筒状のホロー電極であって電極2120の外表面にエミッタ2140が設けられている点、および、スリーブ2130,2131の管軸X方向の長さがそれぞれ異なっている点を除いて、基本的に本実施の形態に係るランプ1と同様の構成を有する。したがって、共通の構成部分には本実施の形態と下2桁が同じ符号を付してその説明は省略する。
[変形例]
本実施の形態に係る冷陰極放電ランプ1の構成は上記構成に限定されず、例えば変形例1から7に示すような構成とすることが考えられる。なお、変形例1から13に係る冷陰極放電ランプは、基本的には本実施の形態の冷陰極放電ランプ1と同様の構成を有する。したがって、共通する部分についての説明は簡略し、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
図8は、変形例1の冷陰極放電ランプの一端部を示す拡大断面図である。図8に示す冷陰極放電ランプ100は、スリーブ130がガラスバルブ110の外表面に形成された半田層からなる点において、本実施の形態に係る冷陰極放電ランプ1と大きく相違しており、他の部分の構成については前記冷陰極放電ランプ1とほぼ同様である。
なお、スリーブ130を形成する材料は半田に限定されず、少なくとも導電性を有する材料であればよい。但し、スリーブ130の放熱作用が大きくならないように、熱伝導率の低い材料であることが好ましい。一般に半田は、導電性が良く、熱伝導率も低く、その上低価格であるため、スリーブ130の材料として好適である。特に、スズ(Sn)、スズ−インジウム(In)合金、スズ−ビスマス(Bi)合金等を主成分とする半田は、機械的強度の高いスリーブ130を形成することができるため、より好適である。それらに、アンチモン(Sb)、亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉄(Fe)、白金(Pt)およびパラジウム(Pd)のうちの少なくとも1種類を添加した半田は、ガラスとの馴染みがよいために、ガラスバルブ110から剥がれ難いスリーブ130を形成することができ、さらに好適である。加えて、鉛を含まない半田は、環境に配慮した冷陰極放電ランプ100を作製することができるため好適である。
スリーブ130は、公知のディッピング法で形成することができる(例えば、特開2004−146351号公報)。ディッピング法でスリーブ130を形成する方法を簡単に説明すると、例えば、電極120が封止されたガラスバルブ110の端部112を、溶融槽内の溶融半田に浸漬させて行う。溶融半田に端部112を浸漬させる際には、超音波を加えてもよい。このようなディッピング法は、スリーブ130を簡単かつ安価に形成することができるため、冷陰極放電ランプ100を安価に製造することができる。
スリーブ130の外表面は、導電性を有し熱伝導率の低い材料で覆うことが考えられる。例えば、外表面をタンタル製の筒状部材で覆うことが考えられる。これにより、スリーブを剥がれ難くすることができる。
<変形例2>
図9は、変形例2の冷陰極放電ランプの一端部を示す拡大断面図である。図9に示す冷陰極放電ランプ200は、電極220の外表面に補助エミッタ241が設けられている点において、本実施の形態に係る冷陰極放電ランプ1と大きく相違しており、他の部分の構成については前記冷陰極放電ランプ1とほぼ同様である。
<変形例3>
図10は、変形例3の冷陰極放電ランプの一端部を示す拡大断面図である。図10に示す冷陰極放電ランプ300は、電極320が有底筒状のホロー電極であって、当該電極320の筒内面にエミッタ340が設けられている点において、本実施の形態に係る冷陰極放電ランプ1と大きく相違しており、他の部分の構成については前記冷陰極放電ランプ1とほぼ同様である。
電極320は、筒部の管軸とガラスバルブ310の管軸とがほぼ一致するように配置されており、筒部の外周面と前記ガラスバルブ310の内面との間隔が、前記筒部の外周全域に亘ってほぼ均一となっている。筒部の外周面とガラスバルブ310の内面との間隔は、具体的には0.15[mm]である。このように間隔を狭くしているため、前記間隔に放電が入り込まず、電極320の内部のみで放電が起こる。したがって、放電により飛散するスパッタ物質が、ガラスバルブ310の内面に付着し難く、冷陰極放電ランプ300が長寿命である。以上のように、電極320をホロー電極にしたことにより、電極からガラスバルブ内面へのスパッタリングを低減でき、水銀消耗を少なくすることができる。
なお、電極320の筒部の外周面とガラスバルブ310の内面との間隔は、必ずしも0.15[mm]である必要はないが、放電が入り込まないようにするためには前記間隔が0.2[mm]以下であることが好ましい。
図11(a)は変形例4の冷陰極放電ランプの一端部を示す拡大平面図、図11(b)は(a)に示すa−a線に沿った断面図、図11(c)は変形例4のスリーブを示す斜視図である。
図11(a)および(b)に示す冷陰極放電ランプ400は、電極420と近接導体(不図示)との間の電界強度を向上させるためのスリット431がスリーブ430に形成されている点において、本実施の形態に係る冷陰極放電ランプ1と大きく相違しており、他の部分の構成については前記冷陰極放電ランプ1とほぼ同様である。
スリーブ430は、断面略C字形の筒体であって、スリット431を有し、ガラスバルブ410の端部412に外嵌させるようにして、当該端部412の外周に取り付けられている。スリット431は、本実施の形態に係るスリット30aとは異なり、電極420と近接導体(不図示)との間の電界強度を向上させるための機能をも有する。すなわち、変形例4に係るスリット431は、第1に、本実施の形態に係るスリット30aと同様に、スリーブ430の内径とガラスバルブ410の外径との間に多少の寸法誤差が生じても、前記スリーブ430の内面が前記ガラスバルブ410の外面に密着するための機能を有する。第2に、ガラスバルブ410における外周にスリーブ430が設けられていない部分、すなわち、電極420と近接導体との間にスリーブ430が介在しない部分を形成することにより、当該部分を挟んだ電極420と近接導体との間の電界強度を高める機能を有する。
なお、エミッタ440は、図11(a)および(b)に示すように、外周にスリット431が位置する部分における一部の領域の内面に設けられている場合に限定されず、外周にスリット431が位置する部分における全ての領域の内面に設けられていてもよい。また、エミッタ440の一部が、外周にスリット431が位置する部分以外の部分の内面に設けられていてもよい。
<変形例5>
図12(a)は変形例5の冷陰極放電ランプの一端部を示す拡大平面図、図12(b)は(a)に示すb−b線に沿った断面図、図12(c)は変形例5のスリーブを示す斜視図である。
冷陰極放電ランプ500は、内面に蛍光体層516が形成されたガラスバルブ510と、当該ガラスバルブ510の端部512内に配置された電極520と、当該端部512の外周に設けられたスリーブ530と、前記ガラスバルブ510の内面に設けられたエミッタ540とを備える。電極520は、リード線522および接合部分(不図示)を介して、スリーブ530と電気的に接続されている。
切欠部531は、電極520と近接導体(不図示)との間の電界強度を向上させるための機能を有する。切欠部531は、例えば、ガラスバルブ510の管軸方向の長さが5[mm]、径方向の長さが2[mm]である。
エミッタ540は、ガラスバルブ510において、外周にスリーブ530が設けられていない部分の内面、すなわち、外周に切欠部531が位置する部分の内面に設けられている。このように電界強度の高い位置にエミッタ540を設けると、始動時にガラスバルブ510内で二次電子が発生し易い。
なお、スリーブ530は、断面円形の筒体に限定されず、断面が略三角形や略四角形等の多角形、或いは楕円の筒体に、切欠部531を設けたものであってもよい。また、切欠部531の形状は、図12に示すような方形に限定されず、方形以外の多角形、円形、楕円形などであってもよい。
図14は、変形例6の冷陰極放電ランプの一端部を示す拡大断面図である。図14に示す冷陰極放電ランプ600は、電極620のガラスバルブ中央側の端縁620aがスリーブ630の前記ガラスバルブ中央側の端縁630aよりも前記ガラスバルブ中央側に位置し、エミッタ640がその位置関係を考慮した位置に設けられている点において、本実施の形態に係る冷陰極放電ランプ1と大きく相違しており、他の部分の構成については前記冷陰極放電ランプ1とほぼ同様である。
電極620のガラスバルブ中央側の端縁620aよりも封止部分614側は、ランプの主となる発光領域から外れている。したがって、そこにエミッタ640を設けても、始動時のイオン衝撃でエミッタ640が飛散し、飛散物と水銀とが反応してアマルガムを形成し、そのアマルガムによりガラスバルブ610内面が黒化して、ランプの光束が損失するといった問題が生じ難い。
なお、スリーブ630の、ガラスバルブ610の管軸方向の長さは、スリーブ630の肉厚によっては、19[mm]以下であることが好ましい。さらに、電極620のガラスバルブ中央部側の端縁620aよりもガラスバルブ中央部側は、ランプの主となる発光領域となるため、スリーブ630による光束の損失を考慮すると、当該スリーブ630の前記長さは10[mm]以下であることがより好ましい。また、スリーブ630からの放熱を小さく抑えるためには、当該スリーブ630をできるだけ小さくすることが好ましく、当該スリーブ630の前記長さは19[mm]以下であることが好ましい。
<変形例7>
図15は、変形例7の冷陰極放電ランプの一端部を示す拡大断面図である。図15に示す冷陰極放電ランプ700は、電極720のガラスバルブ中央側の端縁720aがスリーブ730の前記ガラスバルブ中央側の端縁730aよりも前記ガラスバルブ中央側に位置し、エミッタ740がその位置関係を考慮した位置に設けられている点において、本実施の形態に係る冷陰極放電ランプ1と大きく相違しており、他の部分の構成については前記冷陰極放電ランプ1とほぼ同様である。
スリーブ730の、ガラスバルブ710の管軸方向の長さは、例えば7.5[mm]である。なお、スリーブ730の前記長さは、スリーブ730の肉厚によっては、19[mm]以下であることが好ましい。さらに、電極720のガラスバルブ中央部側の端縁720aよりもガラスバルブ中央部側は、ランプの主となる発光領域となるため、スリーブ730による光束の損失を考慮すると、当該スリーブ730の前記長さは10[mm]以下であることがより好ましい。また、スリーブ730からの放熱を小さく抑えるためには、当該スリーブ730をできるだけ小さくすることが好ましく、当該スリーブ730の前記長さは19[mm]以下であることが好ましい。
<変形例8>
図16(a)は変形例8の冷陰極放電ランプの一端部を示す正面図、図16(b)は変形例8の側面図、図16(c)は(a)に示す円で囲んだ部分の拡大断面図である。
スリーブ830は、本体部831、挟持部832および導電部833からなり、冷陰極放電ランプ800を点灯装置(不図示)に取り付けた際、当該冷陰極放電ランプ800の端部812を保持するランプホルダ(不図示)と電気的に接続される。
挟持部832は、本体部831の開口部内側に溶接等により固着された断面C形の筒体であって、ガラスバルブ810を挟持して前記本体部831を前記ガラスバルブ810に固定する役割を果たす。挟持部832の内径は端部812の外径よりもやや小さ目に設計されており、前記端部812にスリーブ830を取り付ける際には、前記端部812で前記挟持部832を内部から押し広げるようにして本体部831内に前記端部812を押し込む。挟持部832は元の形に戻ろうとする力で端部812を外側から締め付けるため、その力によって本体部831がガラスバルブ810に固定される。
図16(c)に示すように、導電部833は、中央にリード線822の外部リード線822bを挿通するための穴部833aを有する円盤状である。穴部833aは、本体部側が当該本体部側に向かって大径化するようなすり鉢状になっており、そのすり鉢状となった部分に、外部リード線822bと内部リード線822aとの溶接部分822cが収められる。
図17は変形例9の冷陰極放電ランプの一端部を示す正面図である。図17に示す冷陰極放電ランプ850は、スリーブ880がコイル状である点において、本実施の形態に係る冷陰極放電ランプ1と大きく相違しているが、他の部分の構成については前記冷陰極放電ランプ1とほぼ同様である。したがって、上記相違点についてのみ説明し、その他の構成についての説明は省略する。
スリーブ880は、一本の金属線をコイル状に曲げ加工したものであって、ガラスバルブ860の端部862の外周に沿って巻かれた本体部881と、リード線872に巻かれた接続部882とを有する。金属線は、ガラスバルブ860の端部862に取り付ける前において、直径が5[μm]〜120[μm]であり、本体部881は、マンドレル径が0.8[mm]〜3.8[mm]、ピッチ長が0.1[mm]〜3[mm]であり、接続部882は、マンドレル径が0.3[mm]〜0.7[mm]、ピッチ長が0[mm]である。
図18(a)は変形例10の冷陰極放電ランプの一端部を示す正面図、(b)は変形例10のスリーブを示す斜視図である。図18(a)および(b)に示す冷陰極放電ランプ900は、スリーブ930の構成が、本実施の形態に係る冷陰極放電ランプ1と大きく相違しているが、他の部分の構成については前記冷陰極放電ランプ1とほぼ同様である。したがって、上記相違点についてのみ説明し、その他の構成についての説明は省略する。
スリーブ930は、外周面の1ヵ所が略U字形に打ち抜かれており、打ち抜かれた部分が、ガラスバルブ910の端部912内に光を取り込むためのスリット部931になっており、打ち抜かれて残った三方が前記スリット部931に囲まれた部分が、スリーブ930をガラスバルブ910に固定するためのクリップ部932になっている。冷陰極放電ランプ900は、スリーブ930にスリット部931、すなわち、電極と近接導体との間にスリーブ930が介在しない部分が形成されているため、当該部分を挟んだ電極と近接導体との間の電界強度を高める機能を有する。なお、略U字形の打ち抜き部分は1ヵ所に限定されず複数ヶ所に設けてもよい。
また、スリーブ930は、当該スリーブ930とリード線922とを電気的に接続するための導電部934をリード線922側の端縁に有する。導電部934は、バイメタルからなる長尺板状であって、リード線922側の端縁に延設された幅の狭い折曲部分934aと、当該折曲部分934aの先端に設けられた幅の広い接触部分934bとからなり、当該接触部分934bにはリード線922を挟み込むために略V字形状に形成されている。
<変形例11>
図19は、変形例11の冷陰極放電ランプの一端部を示す拡大断面図である。図19に示す冷陰極放電ランプ1000は、スリーブ1030の構成が異なる点を除いて、本実施の形態に係る冷陰極放電ランプ1とほぼ同様である。したがって、スリーブ1030の構成についてのみ詳細に説明し、その他の構成についての説明は簡略する。
キャップ部1031は、ガラスバルブ1010の端部1012にその外表面を覆うようにして外嵌されている。なお、図面ではキャップ部1031とガラスバルブ1010との間に隙が設けられていないが、隙間が設けられていてもよい。
なお、スリーブ1030にはスリットが設けられていてもよい。ガラスバルブ1010の端部1012の形状はばらつきやすく、前記ガラスバルブ1010の外径とスリーブ1030の内径との間には寸法誤差が生じやすい。しかしながら、スリーブ1030にスリットが設けられていれば、このような寸法誤差が生じていても、前記スリットが寸法誤差を吸収し前記スリーブ1030の内面と前記ガラスバルブ1010の外面とを密着させることができ、前記ガラスバルブ1010の端部1012に前記スリーブ1030を安定して固定することができる。
図20は、変形例12の冷陰極放電ランプの一端部を示す拡大断面図である。図20に示す冷陰極放電ランプ1100は、スリーブ1130の形状を除いて、変形例11に係る冷陰極放電ランプ1とほぼ同様である。したがって、スリーブ1130の構成についてのみ詳細に説明し、その他の構成についての説明は簡略する。
なお、スリーブ1130にはスリットが設けられていてもよい。ガラスバルブ1110の端部1112の形状はばらつきやすく、前記ガラスバルブ1110の外径とスリーブ1130の内径との間には寸法誤差が生じやすい。しかしながら、スリーブ1130にスリットが設けられていれば、このような寸法誤差が生じていても、前記スリットが寸法誤差を吸収し前記スリーブ1130の内面と前記ガラスバルブ1110の外面とを密着させることができ、前記ガラスバルブ1110の端部1112に前記スリーブ1130を安定して固定することができる。
図21は、変形例13の冷陰極放電ランプの一端部を示す拡大断面図である。図21に示す冷陰極放電ランプ1200は、スリーブ1230の形状を除いて、変形例12に係る冷陰極放電ランプ1とほぼ同様である。したがって、スリーブ1230の構成についてのみ詳細に説明し、その他の構成についての説明は簡略する。
なお、スリーブ1230にはスリットが設けられていてもよい。ガラスバルブ1210の端部1212の形状はばらつきやすく、前記ガラスバルブ1210の外径とスリーブ1230の内径との間には寸法誤差が生じやすい。しかしながら、スリーブ1230にスリットが設けられていれば、このような寸法誤差が生じていても、前記スリットが寸法誤差を吸収し前記スリーブ1230の内面と前記ガラスバルブ1210の外面とを密着させることができ、前記ガラスバルブ1210の端部1212に前記スリーブ1230を安定して固定することができる。
以上、本実施の形態に係る冷陰極放電ランプを実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明に係る放電ランプは上記に限定されない。例えば、本発明に係る放電ランプは、上記本実施の形態および第1〜第13の変形例の構成を適宜組み合わせた放電ランプであってもよい。また、本発明に係る放電ランプは、冷陰極放電ランプに限定されない。また、エミッタは、ガラスバルブの一方の端部側だけではなく、両端部側に設けてもよい。さらに、以下のような変形例も考えられる。
(1)紫外線吸収について
ガラスバルブの材料である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。
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。
[数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
(3)ガラスバルブの形状について
ガラスバルブの形状は、直管形状のものに限られず、例えばL字形状、U字形状、コの字形状、渦巻き形状等であってもよい。また、その管軸に対して垂直に切った断面は略円形形状のものに限られず、例えばトラック形状や角丸形状のような扁平形状や楕円形状等であってもよい。
蛍光体層を構成する蛍光体も上記のものに限らない。以下に記すように、種々の観点から適宜選択し得るものである。
例えば、青色蛍光体は430[nm]以上460[nm]以下の範囲に、緑色蛍光体は510[nm]以上550[nm]以下の範囲に、赤色蛍光体は600[nm]以上780[nm]以下の範囲に、それぞれ発光ピークを有するものを用いることができる。
例えば、近年、液晶カラーテレビの大型化に伴って、バックライトユニットの開口を塞ぐ拡散板に寸法安定性の良いポリカーボネートが使用されるようになっている。このポリカーボネートは、水銀が発する313[nm]の波長の紫外線により劣化しやすい。このような場合には、波長313[nm]の紫外線を吸収する蛍光体を利用するとよい。なお、313[nm]の紫外線を吸収する蛍光体としては、以下のものがある。
ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム[Ba1−x−ySrxEuyMg1−zMnzAl10O17]又は[Ba1−x−ySrxEuyMg2−zMnzAl16O27]
ここで、x,y,zはそれぞれ0≦x≦0.4、 0.07≦y≦0.25、 0≦z<0.1なる条件を満たす数であるであることが好ましい。
・マンガン不活マグネシウムガレート[MgGa2O4:Mn2+](略号:MGM)
・マンガン付活アルミン酸セリウム・マグネシウム・亜鉛[Ce(Mg,Zn)Al11O19:Mn2+](略号:CMZ)
・テルビウム付活アルミン酸セリウム・マグネシウム[CeMgAl11O19:Tb3+](略号:CAT)
・ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム[Ba1−x−ySrxEuyMg1−zMnzAl10O17]又は[Ba1−x−ySrxEuyMg2−zMnzAl16O27]
ここで、x,y,zはそれぞれ0≦x≦0.4、 0.07≦y≦0.25、 0.1≦z≦0.6なる条件を満たす数であり、zは0.4≦x≦0.5であることが好ましい。
・ユーロピウム付活リン・バナジン酸イットリウム[Y(P,V)O4:Eu3+](略号:YPV)
・ユーロピウム付活バナジン酸イットリウム[YVO4:Eu3+](略号:YVO)
・ユーロピウム付活イットリウムオキシサルファイド[Y2O2S:Eu3+](略号:YOS)
・ マンガン付活フッ化ゲルマン酸マグネシウム[3.5MgO・0.5MgF2・GeO2:Mn4+](略号:MFG)
・ジスプロシウム付活バナジン酸イットリウム[YVO4:Dy3+](赤と緑の2成分発光蛍光体であり、略号:YDS)
なお、一種類の発光色に対して、異なる化合物の蛍光体を混合して用いてもよい。例えば、青色にBAM−B(313[nm]を吸収する。)のみ、緑色にLAP(313[nm]を吸収しない。)とBAM−G(313[nm]を吸収する。)、赤色にYOX(313[nm]を吸収しない。)とYVO(313[nm]を吸収する。)の蛍光体を用いてもよい。このような場合は、前述のように波長313[nm]を吸収する蛍光体が、総重量組成比率で50[%]より大きくなるように調整することで、紫外線がガラス管外に漏れ出ることをほとんど防止できる。したがって、313[nm]の紫外線を吸収する蛍光体を蛍光体層105に含む場合には、上記のバックライトユニットの開口を塞ぐポリカーボネート(PC)からなる拡散板等の紫外線による劣化が抑制され、バックライトユニットとしての特性を長時間維持することができる。
液晶カラーテレビで代表される液晶表示装置では、近年における高画質化の一環としてなされる高色再現化に伴い、当該液晶表示装置のバックライトユニットの光源として用いられる冷陰極蛍光ランプや外部電極蛍光ランプにおいて、再現可能な色度範囲の拡大化の要請がある。
(a)青色
・ユーロピウム付活ストロンチウム・クロロアパタイト[Sr10(PO4)6Cl2:Eu2+](略号:SCA)、色度座標:x=0.153、y=0.030
上記以外に、ユーロピウム付活ストロンチウム・カルシウム・バリウム・クロロアパタイト[(Sr,Ca,Ba)10(PO4)6Cl2:Eu2+](略号:SBCA)も使用でき、上記波長313[nm]の紫外線も吸収できるSBAM−Bも高色再現用に使用できる。
・BAM−G、色度座標:x=0.136、y=0.572
・CMZ、色度座標:x=0.164、y=0.722
・CAT、色度座標:x=0.284、y=0.635
・テルビウム・マンガン共付活アルミン酸セリウム・マグネシウム[CeMgAl11O19:Tb3+,Mn2+](略号:CAM)、色度座標:x=0.256、y=0.657
・マンガン付活ジンクリリケート[Zn2SiO4:Mn2+](略号:ZSM)、色度座標:x=0.248、y=0.700
なお、これらは上述したように、波長313[nm]の紫外線も吸収でき、また、ここで説明した3つの蛍光体粒子以外にも、MGMも高色再現用に使用することもできる。
・YOS、色度座標:x=0.658、y=0.330
・YVO、色度座標:x=0.661、y=0.328
・MFG、色度座標:x=0.708、y=0.288
なお、これらは上述したように、波長313[nm]の紫外線も吸収でき、また、ここで説明した3つの蛍光体粒子以外にも、YPV、YDSも高色再現用に使用することもできる。
ここで、上記の高色再現用の蛍光体粒子を用いて蛍光体層を形成した場合について説明する。ここでの評価は、CIE1931色度図内においてNTSC規格の3原色の色度座標値を結ぶNTSC三角形(NTSCtriangle)の面積を基準とした、高色再現用の蛍光体を用いた場合の3つの色度座標値を結んできる三角形の面積の比(以下、NTSC比という。)で行なう。
[照明装置]
<第1の実施形態>
図22は、第1の実施形態に係る照明装置を示す分解斜視図である。図22に示すように、第1の実施形態に係る照明装置は、直下方式のバックライトユニット1300であり、一つの面が開口した扁平な直方体状の筐体1302と、この筐体1302の内部に収納された複数の本発明に係る冷陰極放電ランプ1と、筐体1302の開口を覆う光学シート類1304とを備えている。
1組のソケット1308は、筐体1302の長手方向に間隔を空け、略平行に配されている。ソケット1308は、例えばリン青銅等の銅合金製の板材(帯材)を加工したものであって、冷陰極放電ランプ1のスリーブ30,31が嵌め込まれる一対の挟持片1308Aと、これら隣り合う挟持片1308A同士を下端縁で電気的に連結する連結片1308Bと、が筐体1302の短手方向に連続したものからなる。一対の挟持片1308Aに冷陰極放電ランプ1のスリーブ30,31を嵌め込めば、一対の挟持片1308Aによって冷陰極放電ランプ1が保持されるとともに、一対の挟持片1308Aとスリーブ30,31とが電気的に接続される。そして、一対のソケット1308に取り付けられた冷陰極放電ランプ1には、バックライトユニット1300の点灯回路1524(図24参照)からソケット1308を介して電力が供給される。
光学シート類1304は、例えば、拡散板1312、拡散シート1314およびレンズシート1316により構成されている。拡散板1312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、筐体1302の開口部を塞ぐように配置されている。拡散シート1314は、例えばポリエステル樹脂製である。レンズシート1316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1304は、それぞれ拡散板1312に順次重ね合わせるようにして配置されている。
<第2の実施形態>
図23は、第2の実施形態に係る照明装置を示す一部破断斜視図である。図23に示すように、第2の実施形態に係る照明装置は、エッジライト方式のバックライトユニット1400であって、反射板1410、本発明に係る冷陰極放電ランプ1、ソケット(不図示)、導光板1420、拡散シート1430およびプリズムシート1440から構成されている。
導光板1420は、反射板1410により反射された光を液晶パネル側に導くためのものであって、例えば透光性プラスチックからなり、反射板1410の底面部1411の上に積層されている。なお、材料としては、ポリカーボネート(PC)樹脂やシクロオレフィン系樹脂(COP)を適用することができる。
プリズムシート1440は、輝度を向上させるためのものであって、例えばアクリル系樹脂とポリエステル樹脂とを貼り合わせたシートからなり、拡散シート1430の上に積層されている。なお、プリズムシート1440の上にさらに拡散板が積層されていてもよい。
以上のようなバックライトユニット1400は、本発明に係る冷陰極放電ランプ1を主光源として備えているため暗黒始動特性が良好である。
図24に、実施の形態に係る液晶表示装置の概要を示す。図24に示すように、液晶表示装置1500は、例えば32[inch]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1522と液晶画面ユニット1522の背面に配された本発明に係るバックライトユニット1300と点灯回路1524とを備える。
点灯回路1524は、バックライトユニット1300内部の冷陰極放電ランプ1(図22)を点灯させる。そして、冷陰極放電ランプ1は、点灯周波数40[kHz]〜100[kHz]、ランプ電流3.0[mA]〜25[mA]で動作される。
以上のような液晶表示装置1500は、本発明に係る冷陰極放電ランプ1を主光源として備えているため暗黒始動特性が良好である。
10,110,210,310,410,510,610,710,810,860,910,1010,1110,1210 ガラスバルブ
12,13,112,212,312,412,512,612,712,812,862,912,1012,1112,1212 端部
20,21,120,220,320,420,520,620,720,1020,1120,1220 電極
30,31,130,230,330,430,530,550,630,730,830,880,930,1030,1130,1230 スリーブ(金属導体)
40,140,240,340,440,540,640,740,1040,1140,1240 エミッタ
51 底板(近接導体)
50 点灯装置
241 補助エミッタ
431 スリット
531 切欠部
1300,1400 照明装置
1500 液晶表示装置
Claims (11)
- ガラスバルブの少なくとも一方の端部の内部に電極が配置され、前記端部の外周に前記電極と電気的に接続された筒状の金属導体が設けられた冷陰極放電ランプであって、
前記ガラスバルブ内における始動時にイオン衝撃を誘引する程度に電界強度が高い位置であって、
ランプ電流路と電気的に絶縁された近接導体が設けられた点灯装置に取り付けられた状態において、前記近接導体と前記電極との間にエミッタが設けられていることを特徴とする冷陰極放電ランプ。 - 前記エミッタは、前記近接導体と前記電極との間における、前記金属導体を回避しつつ前記近接導体から前記電極へ最短距離で達する軌道上に設けられていることを特徴とする請求項1記載の冷陰極放電ランプ。
- 前記エミッタは、前記ガラスバルブにおいて、前記金属導体が設けられていない部分の内面に設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の冷陰極放電ランプ。
- 前記エミッタは、前記電極において、前記金属導体が設けられていない部分の外表面に設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の冷陰極放電ランプ。
- 前記電極は、有底筒状のホロー電極であって、前記エミッタは、前記電極の筒内面に設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の冷陰極放電ランプ。
- 前記金属導体は、スリットまたは切欠部を有する筒状であり、前記エミッタは、前記ガラスバルブにおいて前記スリットまたは切欠部が位置する部分の内面に設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の冷陰極放電ランプ。
- 前記エミッタとは別の補助エミッタが、前記電極に設けられていることを特徴とする請求項6に記載の冷陰極放電ランプ。
- 前記金属導体の前記ガラスバルブ中央側の端縁が、前記電極の前記ガラスバルブ中央側の端縁よりも前記ガラスバルブ中央側に位置することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の冷陰極放電ランプ。
- 前記エミッタは、セシウム化合物からなることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の冷陰極放電ランプ。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の冷陰極放電ランプを備えることを特徴とする照明装置。
- 請求項10に記載の照明装置を備えることを特徴とする液晶表示装置。
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