JP4373460B2

JP4373460B2 - 放電ランプ及びバックライト

Info

Publication number: JP4373460B2
Application number: JP2007192432A
Authority: JP
Inventors: 拓也原; 滋久川鶴
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2007-07-24
Filing date: 2007-07-24
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2027-07-24
Also published as: JP2009032419A; KR20090010851A; CN101355007A; TW200905718A

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。

現在、液晶テレビ等に用いられる光源としては、冷陰極蛍光ランプが使用されている。冷陰極蛍光ランプは、一般にカップ状の電極にリード線が接続された電極マウントをガラスバルブの両端に封着してなる。

この冷陰極蛍光ランプに対し、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）のように、ガラスバルブの両端部にリード線と接合された給電端子を有する冷陰極蛍光ランプが開発されている。この給電端子は半田などで形成され、導電性のソケットで給電端子部分を狭持することにより、ランプを機械的かつ電気的に接続することができるという利点がある。

特開２００６−２９４５９３号公報特開２００６−３５１４６０号公報

しかしながら、リード線と半田層の接触不良などの不具合が発生している。これは、リード線に半田がのらなかったり、リード線と半田層の間にピンホールが発生したりすることが原因と考えられる。なお、ガラスバルブから導出されるリード線の寸法を長くし、半田との接触面積を増すことで半田ののりを改善することが考えられるが、この方法でもリード線と半田層との接触が確実ではなく、また全長が長くなってしまう。

本発明の目的は、リード線と半田層の接触不良を抑制した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と、前記放電空間内に配置された電極と、前記放電容器の端部に封着され、前記電極に接続されたインナーリード線、前記放電容器の外部に導出され、前記インナーリード線より直径が細いアウターリード線および、前記インナーリード線と前記アウターリード線とを接合する接合部からなるリード線と、前記リード線と導通するように前記放電容器の外端部に形成された半田層とを具備し、前記リード線と前記放電容器との間には隙間が形成されており、前記隙間に前記接合部を配置した状態で、前記隙間に超音波半田ディッピングにより半田を流入させたことを特徴とする。

本発明によれば、リード線と半田層の接触不良を抑制することができる。

（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断面図、図２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外観図である。

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軟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、ビーズガラス４、電極５及びリード線６で構成されている。

ビーズガラス４は、例えば、ガラスバルブ１と同じ軟質ガラスからなり、ガラスバルブ１両端の放電空間１１側に気密封着されている。電極５は、例えば、ニッケルＮｉからなる有底開口状であり、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。リード線６は、インナーリード線６１とアウターリード線６２とからなり、それらは接合部７によって接続され、ガラスバルブ１とビーズガラス４に封着されている。そして、インナーリード線６１は電極５に接続され、アウターリード線６２はガラスバルブ１の両端から外部に導出している。なお、インナーリード線６１は例えば、コバール（ニッケルＮｉ、鉄Ｆｅ、コバルトＣｏの合金）、モリブデンＭｏなどガラスバルブ１の熱膨張率に近い金属を使用することができ、アウターリード線６２は、ジュメット線（銅Ｃｕで被覆されたニッケルＮｉ線）などの導電性が高く、切断しやすい金属を使用することができる。

ガラスバルブ１端部の外表面には、給電部として半田層８が形成されており、アウターリード線６２と電気的に接続されている。半田層８の軸方向の形成領域は、端部側はガラスバルブ１から突出したアウターリード線６２を完全に覆う位置まで、中央側は電極５の先端部よりも１．０ｍｍ程度、端部側の位置までが好適である。なお、半田層８としては、ガラスとのなじみが良好なスズ、スズとインジウムの合金、スズとビスマスの合金、アンチモン、亜鉛、アルミニウムなどの材料を使用することができる。また、ガラスバルブ１の半田層８の形成予定部分に、あらかじめアルミナ微粒子などを吹き付けて表面をブラスト加工しておけば、半田のなじみをさらに向上させることができる。

なお、半田層８は、超音波半田ディップ法により形成するのが望ましい。超音波半田ディップ法とは、特開２００４−１４６３５１号公報に記載のような、超音波振動を加えながら半田メッキを行う方法であり、ガラスおよび金属に対して半田ののりが良くなるためである。なお、超音波半田ディップ法を用いることで、後述する隙間９から空気を外部に排出することができるため、半田を確実かつ安定的に流入させることができる。また、電極マウント３のガラスバルブ１への封着工程時の熱によって生じるアウターリード線６２の酸化膜や錆を、キャビテーション作用により除去することができる。

ここで、放電ランプの端部構造を、図３を参照しながらさらに詳しく説明する。図３は図１の一点鎖線部分の拡大図である。

この図からわかるように、半田層８で覆われたガラスバルブ１にはアウターリード線６２及び接合部７に沿って隙間９が形成されており、この隙間９は半田で満たされている。隙間９に流入した半田層８は、アウターリード線６２の突出部分に形成された半田層８よりも接触が強固になるため、リード線６と半田層８との接触不良を低減することができる。また、リード線６と半田層８との接触面積が増すため、従来と同程度の接触強度でもアウターリード線６２の突出長Ｌを短くすることができ、ランプの小型化が可能となる。ここで、隙間９の深さＤは、０．０５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下であるのが望ましい。これは、深さＤが０．０５ｍｍよりも小さいと半田の流入効果が少なくなり、反対に１．０ｍｍよりも大きいとバルブ端部に応力が加わった際にガラスが割れる可能性が高くなるためである。また、隙間９の深さＤは０．１０ｍｍ以上、０．５０ｍｍ以下であるとさらに望ましい。ここで、隙間９は、ガラスバルブ１端部の封着工程において、放電空間１１の圧力、封着場所、封着条件を調整したり、ランプを作成したあと、機械的方法で切削することにより所望の深さ、大きさにすることができる。

また、図のように、隙間９にリード線６の接合部７を位置させるのが望ましい。これは、接合部７がガラスバルブ１の端部に向けて細くなるテーパー形状（インナーリード線６１の直径Ｒ１＞アウターリード６２の直径Ｒ２）であるために、ガラスバルブ１との隙間９を大きく確保しやすくなるからである。なお、半田の流入しやすさ、接触状態を良好に保つという観点から、隙間９の面積Ｓは０．００２ｍｍ^２以上、１．０ｍｍ^２以下であるのが望ましい。

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；３波長蛍光体、
ビーズガラス４；硼珪酸ガラス、
電極５；ニッケルＮｉ、カップ状、
インナーリード線６１；コバール、直径Ｒ１＝０．８ｍｍ、
アウターリード線６２；ジュメット、直径Ｒ２＝０．６ｍｍ、突出長Ｌ＝１．０ｍｍ、
接合部７；接合長＝０．６ｍｍ、
半田層８；スズとインジウムの合金、軸方向形成長さ＝７．０ｍｍ、
隙間９；深さＤ＝０．２ｍｍ、面積Ｓ＝０．０１ｍｍ^２。

上記実施例のランプと隙間９を形成しない従来のランプのリード線と半田層の接触不良による歩留まりは、実施例が０．１％、従来例が２〜３％であり、従来よりも格段に接触不良が改善されていることがわかった。また、リード線６の切断工程では、その切断精度のばらつきによって突出長Ｌがばらつき、極端な場合、突出長Ｌがほぼ０ｍｍになってしまうこともあるが、その場合でも隙間９によってリード線６と半田層８との接触長を確保できるために接触不良にはならず、接合状態は良好であった。

したがって、第１の実施の形態では、アウターリード線６２と導通するようにガラスバルブ１の外端部に半田層８を形成した放電ランプにおいて、アウターリード線６２とガラスバルブ１の間に隙間９を形成し、その隙間９に半田を流入することにより、リード線６と半田層８との接触不良を低減することができる。また、リード線６と半田層８との接触面積が増すため、従来と同程度の接触強度でもアウターリード線６２の突出長Ｌを短くすることができ、ランプの小型化が可能となる。なお、半田層８を超音波半田ディップ法によって形成することで、半田を確実かつ安定的に流入させることができるとともに、キャビテーション作用により、アウターリード線６２の酸化膜や錆を除去することができる。

また、隙間９は、その深さＤを０．０５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下とすることにより、接触不良が発生しにくい接触面積を確保できるとともに、応力によるガラスの割れを防止することができる。

さらに、インナーリード線６１とアウターリード線６２の接合部７を隙間９に位置させることにより、ガラスバルブ１との隙間９を大きく確保できるため、半田を流入させやすくなる。また、接合部７はインナーリード線６１とアウターリード線６２の合金からなるため、通常半田がのりにくい部分であるが、隙間９に半田が流入しようとする作用によりこの接合部７でも半田との接触状態を良好に保つことができる。

（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２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は、例えば白色プラスチックからなるフロントフレーム１０１とバックフレーム１０２とで構成されている。フロントフレーム１０１には、光を取り出すための開口部１０１１が形成されており、この開口部１０１１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１０３が配置される。バックフレーム１０２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１０２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１０４ａ、１０４ｂが配置されている。そして、このランプホルダー１０４ａ、１０４ｂには、放電ランプ１０５の両端に形成された半田層８が保持される。ここで、ランプホルダー１０４ａ、１０４ｂ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１０５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２の実施の形態では、半田層８をランプホルダー１０４ａ、１０４ｂによって保持することにより、放電ランプ１０５の機械的かつ電気的接続を容易に行うことができる。また、本実施の形態の放電ランプ１０５は、隙間９によりリード線６の突出長Ｌが短くても十分な半田層８との接触強度を維持することが可能であるため、放電ランプ１０５の軸方向長さを短くすることができる。つまり、放電ランプ１０５の無効発光長が短くなるため、バックライトの開口部１０１１を広く確保でき、狭額縁のバックライトを実現することができる。

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。

本発明において、電極マウント３のビーズガラス４は必須ではなく、ビーズレス構造であっても良い。

リード線６は、第１の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、図５に示すように一の金属で構成してもよい。この場合、ニッケルＮｉなどの封着に適し、かつ切断が困難でない金属が適している。

また、半田層８の形成前にガラスバルブ１から突出したリード線部分をブラスト加工によって粗面状態にしても良い。これにより、突出部分と半田の接触強度が格段に向上する。また、表面の酸化層を除去することができる。なお、その突出部分の粗面状態としては、平均粗さＲａが１０μｍ〜６０μｍ程度であるのが望ましい。

接合部７を図６に示すように、ガラスバルブ１の端部の外側に配置しても良い。これにより、接合部７は合金であるため、ガラスバルブ１の熱膨張率と相違し、接触するガラス部分に歪やクラック等が生じるのを確実に避けることができる。

第１の実施の形態では、給電部を半田層８のみで構成したがこれに限られず、例えば図７に示すように、ガラスバルブ１の端部に銅などの金属の薄板を円筒状に形成してなるキャップ電極８１が装着された状態で半田層８２が形成された給電部であってもよい。この場合、半田が剥がれることによるランプホルダー１０４ａ、１０４ｂとの接触不良を防止でき、接触の信頼性を向上させることができる。

隙間９は、ビーズガラス４にまで到達していてもよい。また、その隙間内のリード線６に沿って半田が接触さえしていれば、隙間９に半田が完全に満たされている必要はない。

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。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外観図。図１の一点鎖線部分の拡大図。本発明の第２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。本発明の放電ランプの第１の変形例について説明するための図。本発明の放電ランプの第２の変形例について説明するための図。本発明の放電ランプの第３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
２蛍光体層
３電極マウント
４ガラスビーズ
５電極
６リード線
６１インナーリード
６２アウターリード
７接合部
８半田層
９隙間
１０３ａ、１０３ｂランプホルダー
１０４放電ランプ

Claims

内部に放電空間を有する放電容器と、
前記放電空間内に配置された電極と、
前記放電容器の端部に封着され、前記電極に接続されたインナーリード線、前記放電容器の外部に導出され、前記インナーリード線より直径が細いアウターリード線および、前記インナーリード線と前記アウターリード線とを接合する接合部からなるリード線と、
前記リード線と導通するように前記放電容器の外端部に形成された半田層とを具備し、
前記リード線と前記放電容器との間には隙間が形成されており、
前記隙間に前記接合部を配置した状態で、前記隙間に超音波半田ディッピングにより半田を流入させたことを特徴とする放電ランプ。
前記インナーリード線はコバール、前記アウターリード線はジュメットからなることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
前記隙間は、その深さＤが０．０５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の放電ランプ。
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半田層が機械的かつ電気的に接続保持された請求項１乃至３の何れか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。