JP2009200032A - 放電ランプ及びバックライト - Google Patents

Abstract

【課題】 衝撃に強い放電ランプ及びバックライトを提供する。
【解決手段】 本発明の放電ランプは、内部に放電空間１１を有するガラスバルブ１の端部に給電部４が形成されてなり、給電部４はガラスバルブ１の周回りに配設された金属筒体４１と、ガラスバルブ１と金属筒体４１とを接続するように形成された半田部４２とで構成され、半田部４２には、金属筒体４１の外端側に突出するように突出部４２１が形成されていることを特徴とする。この突出部４２１としては、厚みをＤとしたとき、Ｄ≧０．１ｍｍであるのが望ましい。また、突出部４２１により金属筒体４１の外端側の端面が覆われているのが望ましい。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶テレビやパーソナルコンピュータなどに用いられる放電ランプ及びバックライトに関する。

近年、液晶テレビ等に用いられる光源としては、特開２００６−２９４５９３号公報（以下、特許文献１）や特開２００６−３５１４６０号公報（以下、特許文献２）に記載のような冷陰極蛍光ランプや、特開２００６−４０８５７号公報（以下、特許文献３）に記載のような外部電極蛍光ランプが使用されている。これら特許文献１〜３には、ランプ端に給電部が形成されており、この給電部をバックライトのソケットに保持させて、点灯回路からの電力を放電ランプに供給している。なお、給電部の例としては、半田薄膜や金属の筒体、筒体と半田とを組み合わせたものが記載されている。

特開２００６−２９４５９３号公報 特開２００６−３５１４６０号公報 特開２００６−４０８５７号公報

しかしながら、給電部として筒体と半田を形成した放電ランプにおいて、落下などの衝撃により、ランプが割れたり、放電容器に対して筒体がずれることで電気的な接続が不安定になったりする問題が発生している。

本発明の目的は、衝撃に強い放電ランプ及びバックライトを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の放電ランプは、内部に放電空間を有する放電容器の端部に給電部が形成された放電ランプにおいて、前記給電部は前記放電容器の周回りに配設された金属筒体と、前記放電容器と前記金属筒体とを接続するように形成された半田部とで構成され、前記半田部には、前記金属筒体の外端側に突出するように突出部が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、衝撃に強い放電ランプを実現することができる。

（第１の実施の形態）
以下に、本発明の実施の形態の放電ランプについて図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の放電ランプについて説明するための全体図、図２は図１の一点鎖線Ｘ部分の拡大図である。

本実施の形態の放電ランプは、例えば硼珪酸ガラスなどの硬質ガラスからなるガラスバルブ１により放電容器が形成され、そのガラスバルブ１の内部には放電空間１１が形成されている。放電空間１１にはネオンＮｅとアルゴンＡｒの混合ガスからなる希ガスと水銀Ｈｇが封入されている。ガラスバルブ１の内面には、例えばＲＧＢの３波長蛍光体からなる蛍光体層２が形成されている。

ガラスバルブ１の両端部には、電極マウント３が封着されている。電極マウント３は、電極３１、リード線３２及びビーズガラス３３で構成されている。

電極３１は、有底開口（カップ）状であり、その開口がガラスバルブ１の中央側、底部が端部側になるように放電空間１１の両端部に対向配置されている。電極３１としては、例えば、ニッケルＮｉやモリブデンＭｏやニオブＮｂなどを使用することができる。

リード線３２は、一端は電極３１の底部と接続され、他端はガラスバルブ１の外部に導出される。このリード線３２は、インナーリード線３２１とアウターリード線３２２とで構成されている。

インナーリード線３２１は、ガラスバルブ１の端部に封着され、その両端はバルブの内外にそれぞれ導出された金属線である。このインナーリード線３２１には、ガラスバルブ１及びビーズガラス３３の熱膨張係数に近い材料を選択するのが望ましい。例えば、ガラスバルブ１及びビーズガラス３３が軟質ガラスの場合には、コバールＫｏｖ（ニッケルＮｉ、鉄Ｆｅ、コバルトＣｏの合金）、モリブデンＭｏ、タングステンＷなどが好適である。

アウターリード線３２２は、ガラスバルブ１の外部に導出された金属線である。このアウターリード線３２２には、導電性、半田との濡れ性に優れ、かつ切断しやすい金属が望ましく、例えばジュメット線（銅Ｃｕで被覆されたニッケルＮｉ線）を使用するのがよい。このアウターリード線３２２の長さＬ１は、半田との接続が行えるだけの長さがあればよく、逆に長すぎると有効発光長が短くなるので、０．３ｍｍ≦Ｌ１≦１．５ｍｍであるのが望ましい。

ここで、インナーリード線３２１とアウターリード線３２２の接続は、接合により行われている。したがって、その間には接合部３２３が形成されており、その接合長Ｌ２は、０．１ｍｍ≦Ｌ２≦０．５ｍｍ程度である。この接合部３２３はインナーリード線３２１とアウターリード線３２２の中間的な特性となっているため、ガラスとの封着にはあまり適さず、ガラスバルブ１に封着されるとクラックの原因となる。そこで、ガラスバルブ１と接合部３２３とが接触しないよう、ガラスバルブ１の端部に対する接合部３２３の突出距離Ｌ３を、０ｍｍ＜Ｌ３に設定するのが望ましい。

ビーズガラス３３は、インナーリード線３２１の一部の軸周りに形成されているとともに、ガラスバルブ１の端部に気密封着されている。ビーズガラス３３としては、ガラスバルブ１と熱膨張係数が近接する材料、例えば、ガラスバルブ１と同じ軟質ガラスを用いるのが最適である。

一方、ガラスバルブ１の端部には、リード線３２と導通するように給電部４が形成されている。この給電部４は、金属筒体４１と半田部４２とで構成されている。

金属筒体４１は、筒状に形成された金属板であり、ガラスバルブ１の端部の周面を覆うように配設されている。その管軸方向の覆設範囲は、電極３１の先端部を覆わない箇所から、アウターリード線３２２の端部とほぼ一致する箇所までである。この金属筒体４１には、例えば、鉄Ｆｅ、ニッケルＮｉ、銅Ｃｕ、コバルトＣｏ、クロムＣｒの単体または合金からなる薄板をＣ状に丸めたり、鋳型により筒状に射出形成するなどにより得たものを使用でき、要は、ガラスバルブ１の外周面の大部分ないし全体を覆うことができる形状であればよい。ちなみに本実施の形態では、鉄Ｆｅ−ニッケルＮｉ合金の薄板をその端部が重なるように巻いてなる筒状の金属を使用している。また、金属筒体４１の表面には、半田とのなじみを良好にするために、銅Ｃｕ、スズＳｎ、亜鉛Ｚｎ、銀Ａｇ、金Ａｕ、ニッケルＮｉから選択された金属メッキを施してもよい。

半田部４２は、ガラスバルブ１の端部に金属筒体４１のほぼ全体を覆うように形成されている。具体的には、ガラスバルブ１と金属筒体４１とで形成される空間及び隙間、金属筒体４１の外表面に形成されている。したがって、リード線３２と金属筒体４１とは半田部４２を介して電気的に接続された状態となり、給電部４を介して電力が電極３１に給電される。この半田部４２としては、リード線３２と金属筒体４１とを接続可能な金属材料であればよく、特には、ガラスとのなじみが良好で、低融点かつ鉛フリーであるスズＳｎ、スズＳｎとインジウムＩｎの合金、スズＳｎとビスマスＢｉの合金にアンチモンＳｂ、亜鉛Ｚｎ、アルミニウムＡｌなどを添加した材料を使用するのが望まれる。ちなみに、金属筒体４１の内端側は、コロナ放電によるオゾンの発生を防止するために、徐々に厚みが薄くなるように半田部４２を形成すると効果的である。

また、半田部４２の金属筒体４１の外端側には、突出部４２１が突出形成されている。この突出部４２１の断面形状としては、金属筒体４１から中央側に向けて厚みを増し、アウターリード線３２２の端部を十分な厚みの半田で覆えるような略台形状ないし略半円状であるのが望ましい。この突出部４２１により、落下による衝撃を和らげることができる。突出部４２１の厚みＤとしては、耐衝撃性を高めるため、Ｄ≧０．１ｍｍであることが望まれる。また、金属筒体４１への直接的な衝撃を和らげるため、金属筒体４１の外端側の端面４１１を突出部４２１により覆うのが望ましい。

ここで、給電部４、特に突出部４２１の一形成方法を、図３を参照しながら説明する。

まず、（ａ）のように、金属筒体４１に、両端部に電極マウント３を封着したガラスバルブ１を挿入する。この際、金属筒体４１の内径をガラスバルブ１の外径よりも少し小さく設定しておくことで、金属筒体４１を一時的にガラスバルブ１に保持することが可能となる。次に、（ｂ）のように台５に金属筒体４１の端部を合わせたのち、ガラスバルブ１をさらに奥まで挿入し、アウターリード線３２２と金属筒体４１の端部同士を略一致させる。これにより、位置合わせを行うことができ、ランプ全長のばらつき等を防止できる。

そして、（ｃ）のように、金属筒体４１が覆設されたガラスバルブ１の端部を液状半田６１が注がれた半田槽６に浸漬（ディッピング）する。このときの液状半田６１は、特開２００４−１４６３５１号公報に記載のように、超音波振動子などにより超音波振動が加えられたものであるのが望ましく、すなわち、超音波半田ディッピングを行うのが望ましい。これにより、ガラスおよび金属に対する半田のなじみが良くなるほか、微細な隙間にも半田を流入させることができる。

次に、ガラスバルブ１と金属筒体４１との隙間等に液状半田６１を十分に侵入させたのち、半田槽６からガラスバルブ１を取り出す。このとき、（ｄ）のように、金属筒体４１の外端側に尻尾部４２１’が残留するように、液状半田６１の温度、浸漬時間、引き抜きスピード等を調整する。そして、半田が固まる前に残留した尻尾部４２１’を台５に押し当てて平らにする。この尻尾部４２１’の成形工程の際、成形後の半田が給電部４の外径からはみ出すとバックライトへの組み付けが困難になる場合があるので、半田が給電部４の外径よりも外に広がらない程度に押し当てるのが望ましい。以上のような工程を経ることで、金属筒体４１から突出形成された突出部４１を得ることができる。

下記に本発明の放電ランプの実施例の一仕様を示す。

ガラスバルブ１；硼珪酸ガラス、内径＝２．４ｍｍ、外径＝３．４ｍｍ、全長＝約９５０ｍｍ、
放電媒体：ネオンＮｅ＋アルゴンＡｒ、水銀Ｈｇ、
蛍光体層２；ＲＧＢの３波長蛍光体、
ビーズガラス４；硼珪酸ガラス、
電極３１；ニッケルＮｉ、カップ状、
インナーリード線３２１；コバールＫｏｖ、直径＝０．８ｍｍ、
アウターリード線３２２；ジュメット、直径＝０．６ｍｍ、長さＬ１＝１．０ｍｍ、
接合部３２３；接合長Ｌ２＝０．２ｍｍ、突出距離Ｌ３＝０．２ｍｍ、
ビーズガラス３３；硼珪酸ガラス、
金属筒体４１；銅Ｃｕ、厚み＝０．１ｍｍ、表面に銀Ａｇメッキ、
半田層４２；スズＳｎ−亜鉛Ｚｎ−アンチモンＳｂ、全長＝２５ｍｍ、
突出部４２１；厚みＤ＝０．３ｍｍ。

上記実施例の放電ランプを２０本と突出部４２１を有さない比較例の放電ランプを２０本とで給電部４の端部から地面に落下させる試験を行ったのち、点灯試験を行った。その結果、実施例では突出部４２１が凹んだり、変形したりすることはあるものの全て正常に点灯したが、比較例では１０％が点灯しなかった。これは、実施例の放電ランプでは突出部４２１が落下の衝撃を和らげるクッション的な作用をしたのに対し、比較例の放電ランプではそのような作用が得られなかったためと考えられる。なお、優れたクッション性を確保するには、突出部４２１の厚みＤを０．１ｍｍ以上とするのが望ましいが、厚みＤが大きすぎると無効発光長が長くなるため、３．０ｍｍ以下までにするのが望ましい。また、落下の際に金属筒体４１に直接その衝撃が加わらないよう、金属筒体４１の外端側の端面４１１も半田で覆われているのが望ましい。

また、本実施の形態では、図２や図４のように、リード線３２の端部を金属筒体４１と一致または突出させる場合にも、リード線３２と金属筒体４１の電気的接続を安定的に確保しやすいというメリットがある。これは、突出部４２１により、半田となじみやすいアウターリード線３２２の円周表面及び切断面を覆うように、半田が形成されるためである。

したがって、第１の実施の形態では、ガラスバルブ１に覆設される金属筒体４１と、金属筒体４１とリード線３２とを接続する半田部４２とからなる給電部４の半田部４２に、金属筒体４１の外端側に突出するように突出部４２１を形成したことにより、給電部４が落下等により衝撃を受けても、突出部４２１の半田が緩衝部として機能してガラスバルブ１等への衝撃を和らげることができるため、衝撃に対して強い放電ランプを実現することができる。

また、突出部４２１の厚みをＤとしたとき、Ｄ≧０．１ｍｍであることにより、そのクッション性が高まめることができる。また、金属筒体４１の外端側の端面４１１を半田で覆うことにより、金属筒体４１に直接その衝撃が加わることを防止することができる。

ちなみに、突出部４２１は、例えば、超音波振動が加えられている液状半田６１が注がれた半田槽６に金属筒体４１が覆設されたガラスバルブ１の端部をディッピングし、金属筒体４１の外端側に尻尾部４２１’が残留するようにガラスバルブ１を半田槽６から取り出したのち、尻尾部４２１’を成形することによって形成することができる。

（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。これ以降の実施の形態の各部については、第１の実施の形態の放電ランプの各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。

第２の実施の形態では、中央に穴部４１２を有する有底開口形状の金属筒体４１を使用し、その穴部４１２を通ってアウターリード線３２２と金属筒体４１の端部同士を一致させている。このとき、穴部４１２の直径Ｒは、アウターリード線３２２よりも少し大きい程度であるのが望ましい。

この実施の形態においても、金属筒体４１の外端側に突出部４２１を突出形成しているので、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

（第３の実施の形態）
図６は、本発明の第３の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。

第３の実施の形態は、給電部４がランプへの電力供給のみらならず、電極として作用する、いわゆる外部電極放電ランプである。この実施の形態においても、有底開口金属４１の外端側に突出部４２１を突出形成しているので、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

（第４の実施の形態）
図７は、本発明の第４の実施の形態のバックライトについて説明するための全体図である。

バックライトの筐体７は、例えば白色プラスチックからなるフロントフレーム７１とバックフレーム７２とで構成されている。フロントフレーム７１には、光を取り出すための開口面が形成されており、この開口面には輝度向上や輝度ムラ抑制を目的として拡散板、拡散シート、プリズムシートなどの光学部材９が配置されている。バックフレーム７２は、有底開口形状であり、その内表面は反射シートを貼り付けるなどして高反射性を有している。

バックフレーム７２の底部には、ランプ保持部材として一対のランプホルダー９が配置されている。そして、このランプホルダー９には、放電ランプＬＡの両端に形成された給電部４が保持される。ここで、ランプホルダー９は導電性かつバネ性を有する金属、例えば銅合金で形成されているので、放電ランプＬＡを機械的かつ電気的に接続保持することができる。

したがって、第３の実施の形態では、給電部４をランプホルダー９によって保持することにより、放電ランプＬＡの機械的かつ電気的接続を容易に行うことができる。その組み付けの際などに放電ランプＬＡが落下等しても、突出部４２１がクッションとなり、ランプにかかる衝撃を和らげることができる。

したがって、第３の実施の形態では、給電部４をランプホルダー９によって保持することにより、放電ランプＬＡの機械的かつ電気的接続を容易に行うことができる。その組み付けの際などに放電ランプＬＡが落下等しても、突出部４２１がクッションとなり、ランプにかかる衝撃を和らげることができる。

なお、本発明の実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。

通常、冷陰極蛍光ランプでは、ガラスバルブ１の両端はその形状によって封止側と排気側とに分けられ、それらを区別してバックライトに組み込む等が行われるが、放電ランプのように給電部４を形成するとその区別ができなくなる。そこで、図３の（ｅ）の尻尾部４２１’の押し当て工程等において、一方の給電部４のみの形状を変えたり、突出部４２１の面に所定の形状を転写したりして、封止側と排気側とを識別可能にしてもよい。

リード線３２は、実施の形態のように２以上の金属で構成する必要はなく、封着に適し、かつ切断が困難でないニッケルＮｉなどの金属を用いることで一の金属で構成してもよい。

給電部４として、図８のように、穴部４１２からリード線３２に沿って小筒部４１３が形成された有底開口状の金属筒体４１を使用し、その小筒部４１３にアウターリード線３２２を挿通し、半田部４２を形成してもよい。また、図９のように、金属筒体４１の底部にアウターリード線３２２の端部を屈曲させて接触させた状態で半田部４２を形成してもよい。この構造であれば、半田ディップによりアウターリード線３２２と金属筒体４１が半田付けされることになるため、給電の信頼性が向上する。

また、図１０（ａ）のように、アウターリード線３２２の端部が金属筒体４１の外端部よりも内側に位置するように構成してもよい。これは、図３（ｃ）の超音波半田ディッピング工程では、半田槽６の底部ほど超音波振動が強く、この底部に放電容器１の端部が接触ないし近接すると放電容器１が大きく振動し、ガラスバルブ１と金属筒体４１の相対位置がずれる構成位置不良が発生しやすいが、この構成にすることで、その現象の影響を小さくすることができるため、より構成位置が安定した製造が可能となる。なお、この構成は図１０（ｂ）のように、給電部４が外部電極として作用するために、構成位置不良が発生すると、ランプ電圧のバラツキにもつながる外部電極蛍光ランプにおいて特に効果的である。

本発明の第１の実施の形態の放電ランプについて説明するための断面図。 図１の一点鎖線Ｘ部分の拡大図。 給電部の形成方法について説明するための図。 第１の変形例について説明するための図。 本発明の第２の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。 本発明の第３の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。 本発明の第４の実施の形態のバックライトについて説明するための全体図。 第２の変形例について説明するための図。 第３の変形例について説明するための図。 第４の変形例について説明するための図。

符号の説明

１ ガラスバルブ
１１ 放電空間
２ 蛍光体層
３ 電極マウント
３１ 電極
３２ リード線
３２１ インナーリード線
３２２ アウターリード線
３２３ 接合部
３３ ガラスビーズ
４ 給電部
４１ 金属筒体
４２ 半田部
４２１ 突出部

Claims (6)

1. 内部に放電空間を有する放電容器の端部に給電部が形成された放電ランプにおいて、
   前記給電部は前記放電容器の周回りに配設された金属筒体と、前記放電容器と前記金属筒体とを接続するように形成された半田部とで構成され、
   前記半田部には、前記金属筒体の外端側に突出するように突出部が形成されていることを特徴とする放電ランプ。
2. 前記突出部の厚みをＤとしたとき、Ｄ≧０．１ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
3. 前記金属筒体の外端側の端面が前記突出部に覆われていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放電ランプ。
4. 前記突出部は、半田が注がれた半田槽に前記金属筒体が覆設された前記放電容器の端部を浸漬し、前記金属筒体の外端側に尻尾部が残留するように前記放電容器を前記半田槽から取り出したのち、前記尻尾部を成形することによって形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか一に記載の放電ランプ。
5. 前記半田には、超音波振動が加えられていることを特徴とする請求項４に記載の放電ランプ。
6. 筐体と、
   前記筐体の底面に配置されたランプ保持部材と、
   前記ランプ保持部材に前記給電部が保持された請求項１ないし請求項５の何れか一に記載の放電ランプと、
   を具備することを特徴とするバックライト。

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