JPH0817401A - 低圧放電灯装置およびこれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ヒータからの放熱を低減し、オン・オフの頻度
を少なくして輝度の変化を軽減し、消費電力を少なくす
ることができる低圧放電灯装置およびこれを用いた液晶
表示装置を提供する。 【構成】バルブ２の外面に、バルブの半周以下の範囲で
管軸方向に沿ってヒ−タ５を添設し、このヒータ５によ
りバルブを加熱するようにした低圧放電灯装置におい
て、上記ヒータの外面を保温材２０で覆ったことを特徴
とする。 【作用】ヒータの外面を保温材で覆ったから、ヒータの
熱が逃げず、オンした時の立上がり特性が良くなり、オ
フした場合に熱の逃げが少ないから温度低下がゆっくり
となされるようになり、ヒータのオン・オフ頻度が少な
くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低温時の立上がり特性
を改善するためバルブの外表面にヒ−タを付設した低圧
放電灯装置およびこれを用いた液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶テレビや液晶表示計器などの液晶表
示装置は、バックライトとして、熱陰極蛍光ランプまた
は冷陰極蛍光ランプを使用している。このような蛍光ラ
ンプを用いれば発光効率が高く、しかも広い面積を均等
な明るさで照射し易い等の利点がある。

【０００３】ところで、上記液晶表示装置等は、温度条
件の厳しい環境で使用されることがあり、例えば車両用
メ−タに使用されるバックライト用蛍光ランプなどはプ
ラス１００℃位から氷点下４０℃位までの広い温度域で
使用される。このような苛酷な温度環境状況において
は、ランプの立上がり特性が低下する。すなわち、一般
に放電灯はバルブの内部に封入した水銀などの発光物質
の封入圧や蒸気圧により発光効率が変化する性質があ
り、温度が低いほどバルブ内の圧力が低くなるから点灯
初期の発光出力が低くなり、しかも所定の圧力に達する
まで時間がかかる。したがって、厳寒状況下においては
ランプの立上がり特性を改善する手段が必要になる。

【０００４】このため、特開昭６４−５９３７８号公報
に示されるように、バルブの外面に管軸方向に沿って、
始動時の温度補償するためのヒ−タを設ける手段が知ら
れている。バルブの外面にヒ−タを設けてこれを発熱さ
せると、このヒ−タがバルブを加熱してバルブに封入し
た水銀の蒸発を促し、水銀蒸気圧を迅速に上昇させるの
で、光束の立上がりを早くすることができ、安定点灯に
達するまでの時間を短縮することができる。

【０００５】ところで、通常、上記のようにヒータによ
りバルブを加熱する場合、バルブの外面にサーモスタッ
ト等からなる温度センサおよび温度ヒューズを設け、バ
ルブ温度が最適な発光量を発揮できる温度となるように
制御し、かつ異常発熱を防止するようにしてある。すな
わち、温度センサはバルブの温度を監視し、周囲温度が
比較的高くて点灯初期のバルブを加熱する必要がない場
合は、ヒータを働かせないようにし、また、バルブの温
度が適度な温度に上昇した場合は、ヒータへの通電を停
止して加熱を中止するようになっている。そして温度ヒ
ューズは、ヒータが異常発熱した場合に通電を停止して
安全を保つようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
場合、バルブの外面に付設されたヒータは、剥きだし、
または熱収縮性チューブで覆われる構造であった。この
ためヒータの熱が外に逃げ易いという問題がある。すな
わち、低温雰囲気でランプを始動させる時、バルブ温度
が低いとヒータに通電してバルブを加熱するが、この時
バルブ温度は上昇する。そして、バルブの温度が所定温
度に達してこれを温度センサで検知すると、ヒータがオ
フされる。すると、ヒータおよびバルブの熱が逃げるか
らバルブの温度が急激に低下する。そしてバルブ温度が
所定温度以下に低下すると、再びヒータがオンする。つ
まり、ヒータはオン・オフを繰り返す。

【０００７】したがって、このようにヒータの熱が外に
逃げ易い場合は、立上がりが悪く、また停止後の温度低
下が急激になり、よってオン・オフ頻度が高くなる。こ
のようなヒータのオン・オフに応じてバルブの温度も変
化するから、輝度の変化が著しくなり、その変化頻度が
大きいといった不具合が発生する。

【０００８】また、ヒータのオン・オフ頻度が高いと、
消費電力が大きくなる。さらに、ヒータの外面から熱が
放出されると、周囲の部材に対して熱影響を及ぼす不具
合もある。

【０００９】上記ヒータを熱収縮性チューブで覆う場合
は、若干の保温作用があるが、もともと熱収縮性チュー
ブは保温のために使用するものではないから、満足な保
温作用は期待できない。

【００１０】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、ヒータからの放熱
を低減し、オン・オフの頻度を少なくして輝度の変化を
軽減し、消費電力を少なくすることができる低圧放電灯
装置およびこれを用いた液晶表示装置を提供しようとす
るものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、バル
ブの外面に、このバルブの半周以下の範囲でかつ管軸方
向に沿ってヒ−タを添設し、このヒータによりバルブを
加熱するようにした低圧放電灯装置において、上記ヒー
タの外面を保温材で覆ったことを特徴とする。

【００１２】請求項２の発明は、上記保温材は、上記ヒ
ータの全面以上であり、バルブの半周以下の範囲を覆っ
ていることを特徴とする。請求項３の発明は、上記ヒー
タおよび保温材をテープによりバルブに固定、または熱
収縮性チューブで覆ってバルブに取付けたことを特徴と
する。請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のい
ずれか１に記載の低圧放電灯装置をバックライトとして
使用したことを特徴とする液晶表示装置である。

【００１３】

【作用】請求項１の発明によると、ヒータの外面を保温
材で覆ったから、ヒータの熱が逃げず、よってオンした
時の立上がり特性がよいとともに、オフした場合に熱の
逃げが少ないから温度低下がゆっくりとなされるように
なり、ヒータのオン・オフ頻度が少なくなる。また、バ
ルブにおいてはヒータにて加熱される箇所を最冷部との
温度勾配が小さくなるからヒータがオンしたときとオフ
したときの振幅が小さくなり、この結果輝度の変化具合
が低減されるようになる。

【００１４】請求項２の発明によれば、保温材は、ヒー
タの全面を覆いかつバルブの半周以下を覆っているか
ら、バルブの少なくとも半周が発光面となり、この発光
面の方向に向かう光量を確保することができる。

【００１５】請求項３の発明によれば、ヒータおよび保
温材をテープによりバルブに固定すると、取り付け構造
が簡単であり、また熱収縮性チューブで覆うと、バルブ
への取付けが容易であるとともに、熱収縮性チューブ保
温作用が一層向上する。

【００１６】請求項４の発明によれば、上記低圧放電灯
装置を液晶表示装置のバックライトとして使用したか
ら、低温雰囲気で使用される液晶表示装置の始動立上が
り特性が向上する。

【００１７】

【実施例】以下本発明について、図１ないし図４に示す
第１の実施例にもとづき説明する。図面は車両の液晶表
示形メータに使用されるバックライト光源として用いら
れる環形冷陰極蛍光ランプ装置を示し、図において１は
環形冷陰極蛍光ランプである。

【００１８】このランプ１は環形に曲成されたバルブ２
を備え、このバルブ２は外径９．５mm、放電長が約２５
０mm程度の例えば軟質ガラス製チューブによって形成さ
れている。このバルブ２の内面には、図３に示すけい光
体被膜３が形成されており、かつバルブ２内には所定量
の水銀と、キセノン、クリプトン、アルゴン、ネオン、
ヘリウム等の少なくとも１種からなる希ガスが封入され
ている。

【００１９】バルブ２の両端には、図３に想像線で示す
ように、ニッケル製円筒または板状からなる冷陰極形電
極４が設けられており、この冷陰極形電極４はバルブ２
の端部壁を気密に貫通したリ―ド線を介して電源接続用
の導電ワイヤ１２、１２に接続されている。

【００２０】バルブ２の外面には、その一側面に、ヒー
タ５が密着して設けられている。このヒータ５は、例え
ば１４Ｖ、３５Ｗのラミネートヒータにより形成されて
おり、上記バルブ２の管軸方向に沿う略全長に亙って配
置されている。ラミネートヒータ５は、ポリエステル、
ポリイミドのような透明な絶縁性樹脂フィルム５ｂに、
ステンレス製の薄板からなるヒータ本体５ａを積層して
構成されたものである。ステンレス製ヒータ本体５ａ
は、全体が環状帯形に切り出され、さらにこの帯形を蛇
行形に切り出して形成されたものである。このようなヒ
ータ５はバルブ２の一側面側の外面に密着して取付けら
れている。この場合、上記ヒータ５は、バルブ２の軸方
向に沿う複数箇所を、巻き付けられた粘着テープ６…で
止着されてバルブ２に固定されている。このヒータ５の
両端には電源接続用の導電ワイヤ７、７が接続されてい
る。

【００２１】また、バルブ２の外面には温度センサ８が
取付けられている。この温度センサ８はバルブ２の温度
を検出するものであり、粘着テープ６によりバルブ２の
外面に密着して取付けられている。この場合、温度セン
サ８は、図３に示すように、バルブ２の周方向におい
て、上記ヒータ５で加熱される箇所と、その反対側の剥
きだし部分との中間部に設置されている。なお、この温
度センサ８は信号送信用ワイヤ９、９に接続されてい
る。

【００２２】さらに、ヒータ５の外面には温度ヒューズ
１０が取付けられている。この温度ヒューズ１０はヒー
タ５の熱が過剰になった場合に、ヒータ５への通電を停
止し、かつランプを消灯させるものであり、図示しない
が、粘着テープを巻き付けることによりヒータ５の外面
に密着して取付けられている。この温度ヒューズ１０
は、ヒータ５に対し電気的に直列に接続されている。

【００２３】上記のような各電気部品に接続された導電
ワイヤ７、９、９、１２、１２は、それぞれバルブ２の
端部から導き出されており、その先端は図１に示すコネ
クタ１５に接続されている。コネクタ１５は複数の接続
ピン１６…を有し、これら接続ピン１６…を一列に配置
した構造をなしており、上記各導電ワイヤ７、９、９、
１２、１２はそれぞれ接続ピン１６…に接続されてい
る。このコネクタ１５には図示しない電源側（制御側）
コネクタが脱着可能に接続されるようになっている。

【００２４】このような蛍光ランプ１には、保温材２０
が取付けられている。保温材２０は、例えばセラミック
ウール、セラミックペーパなどの断熱材からなり、具体
的にはＭＣペーパ（商品名）などを用いるのがよい。こ
の保温材２０はバルブ２の軸方向に沿って帯形状に形成
されており、上記ヒータ５の外面を全面的に覆ってお
り、しかもバルブ２の半周以下の領域を覆っている。本
実施例では保温材２０がバルブ２のほぼ半周を覆ってい
る。

【００２５】上記保温材２０は、ヒータ５の外面に重ね
られ、バルブ２の軸方向に沿う複数箇所を、粘着テープ
２１…を巻き付けることによってバルブ２に固定されて
いる。この場合、粘着テープ２１…を上記ヒータ５をバ
ルブ２に固定した粘着テープ６…の上に貼着すると、こ
れら粘着テープが積層されてランプ１から出る光を遮断
したり拡散させないが、これら粘着テープ２１…および
６…を互いに別の箇所でバルブ２に接着させてもよい。

【００２６】このような構成に係る実施例の作用を説明
する。ヒータ５に通電すると、このヒータ５が発熱し、
バルブ２を加熱する。したがって、バルブ２の温度が上
昇する。バルブ２の温度は温度センサ８にて検出し、バ
ルブ２温度が過度に低い場合はヒータ５への通電を指示
し、またバルブ２の温度が所定温度に達するとヒータ５
への通電を停止する。

【００２７】厳寒状況下においてランプ１を始動させる
場合は、ヒータ５に通電して発熱させる。これによりバ
ルブ２の温度が上昇し、バルブ２内に封入した水銀の蒸
発が促されるから水銀蒸気圧を迅速に上昇させることが
でき、よって光束の立上がりが早くなり、安定点灯に達
するまでの時間を短縮することができる。

【００２８】本実施例は、ヒータ５を保温材２０で覆っ
たから、この保温材２０がヒータ５の熱が外に逃げるの
を防止する。よって、加熱時の温度立上がりが良好にな
り、また所定温度に達した時に温度センサ８の検知によ
りヒータ５への通電を停止した後は、温度の低下を緩や
かにする。このため、バルブ２の温度変化も上記ヒータ
５の温度変化に追従し、よってランプの輝度変化は図４
に実線で示すようになる。

【００２９】すなわち、図４の実線の場合、ヒータ５の
加熱時において熱の逃げが防止されるからバルブ２の温
度上昇が迅速になり、よって輝度の立上がり勾配が急激
になる。そして、加熱を停止した後は、熱の逃げが防止
されるからバルブ２の温度低下が緩やかになり、輝度の
低下も緩やかになる。よって輝度変化は、鋸歯形の特性
を示す。これに対し、従来の保温材のない場合は、ヒー
タ５からの放熱が大きいため、ランプの輝度変化は図４
に破線で示すように、ヒータ５の加熱時においては輝度
の立上がり勾配が本例に比べて緩やかであり、したがっ
て立上がり特性がよくなく、かつ加熱停止後の輝度低下
はバルブの熱が急激に逃げるので、比較的急激になる。
したがって、輝度変化はほぼ正弦波の特性に近似するこ
とになる。

【００３０】また、本実施例の場合、ヒータ５およびバ
ルブ２の半周を保温材２０で覆ったから、バルブ２の熱
が逃げ難く、バルブ２の各所での温度差が少なくなる。
このため輝度の変化具合も小さくなる。すなわち、周囲
温度が低い場合、ヒータ５がオンすることによりバルブ
２温度が上昇し、この場合保温材２０を設けてあるから
温度上昇が迅速になされるようになり、このバルブ温度
が温度センサ８により検出されて所定の温度（温度セン
サ８の位置で例えば２５℃）に達すると、ヒータ５の発
熱が停止される。ヒータ５が停止しても、このヒータ５
部分の余熱が温度センサ８の箇所や最冷部に伝わるの
で、これら温度センサ８の位置および最冷部は一定時間
上昇する。これによりヒータ５がオフしても輝度が上昇
する。そして、バルブ２の温度が全体でほぼ均等な温度
になるとバルブ２の温度は下がり始め、これにより輝度
も下がり始める。バルブ２が温度センサ８の位置で所定
の温度（例えば２０℃）以下に達すると、ヒータ５がオ
ンして再び発熱を開始する。この場合、ヒータ５が発熱
しても、このヒータ５部分の熱が温度センサ８の箇所や
最冷部に伝わるまでに時間遅れがあり、最冷部の温度は
所定時間下がり、輝度も下がる。しかし、保温材２０を
覆ってある場合は、上記したように温度勾配が小さいか
ら、最冷部が大きく温度低下しないうちにヒータ５から
の熱が伝わってくるようになり、よって保温材２０がな
い場合に比べると、最冷部の温度が大幅に低下しないう
ちに温度上昇て輝度が上昇を始める。このようなことか
ら、図４の実線で示す通り、輝度の上下差、つまり振幅
が小さくなり、輝度変化を少なくすることができる。

【００３１】上記図４の実線と破線を比較して理解でき
る通り、ヒータ５を保温材２０で覆った場合は、ヒータ
５のオン・オフ頻度が少なく、輝度変化の頻度も少なく
なる。

【００３２】そして、ヒータ５のオン・オフ頻度が低く
なることから、消費電力が少なくなり、また、ヒータ５
の外面から熱が放出され難くなるから、周囲の部材に対
する熱影響も低減する。

【００３３】そして本実施例の場合は、保温材２０がヒ
ータ５の全面を覆うとともに、バルブ２の半周に亘る外
面を覆っているから、バルブ壁から直接放出される熱の
逃げを防止することができ、よって一層輝度の変化を少
なくすることができる。この場合、保温材２０はバルブ
２の半周を越えない範囲に設けられているから、バルブ
２の半周面を発光面として確保することができ、したが
ってこの発光面の方向に向かう光を保温材２０で遮るこ
とがないから、光量の低下を防止することができる。

【００３４】また、上記実施例の場合、ヒータ５の複数
箇所を粘着テープ６…により止着しておき、保温材２０
を他の粘着テープ２１…で止めるようにしたから、それ
ぞれヒータ５および保温材２０の位置を決め易く、取付
けの作業性がよい。

【００３５】そして、このような冷陰極蛍光ランプ装置
を、図示しないが車両用の液晶表示形メータのバックラ
イトとして使用すると、マイナス４０℃程度の低温雰囲
気で使用した場合でも、始動時の立上がり特性が向上す
る。

【００３６】なお、本発明は上記実施例に限らず、ラミ
ネートヒータ５および保温材２０を、図５に示す第２の
実施例のように、熱収縮性チューブ３０によりバルブ２
の取付けてもよい。すなわち、バルブ２の外面にラミネ
ートヒータ５および保温材２０を重ね、これらを熱収縮
性チューブ３０により覆い、その後外部から加熱して熱
収縮性チューブ３０を収縮させると、この熱収縮性チュ
ーブ３０がラミネートヒータ５および保温材２０を重ね
た状態でバルブ２に取付けることができる。

【００３７】この場合は、熱収縮性チューブ３０も若干
の保温作用を奏するから、熱の逃げを一層少なくするこ
とができる。なお、本発明の放電灯は、冷陰極蛍光ラン
プに限らず、熱陰極蛍光ランプであっても実施できる。
そして、発光物質が水銀であると、水銀は周囲の温度に
よって蒸気圧が影響され易いので本発明を適用すればそ
の効果が顕著であるが、バルブ内に封入される発光物質
は水銀に限らず、希ガスのみを封入した希ガス放電灯の
場合であっても実施可能である。

【００３８】また、ヒータ５は、ラミネートヒータに限
らず、ステンレスなどの帯板のみからなるヒータ、ワイ
ヤからなるヒータ、または抵抗性ペーストなどからなる
ヒータなどであってもよい。

【００３９】さらにまた、これらヒータ５および保温材
２０はバルブに対して粘着テープ６、２１や熱収縮性チ
ューブ３０で取付ける代わりに、止めバンドや接着剤な
どにより固定してもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
ると、ヒータの外面を保温材で覆ったから、ヒータの熱
が逃げず、よってヒータをオンした時の立上がり特性が
よいとともに、オフした場合に熱の逃げが少ないので温
度低下がゆっくりとなされるようになり、ヒータのオン
・オフ頻度が少なくなる。また、保温材で覆ったことに
よりバルブの各所の温度勾配が小さくなり、ヒータのオ
ン・オフに伴う輝度の変化も少なくなる。このようなこ
とから消費電力を低減することができ、かつ外部の部品
に対する熱影響も少なくなる。

【００４１】また、請求項２の発明によれば、保温材は
ヒータの全面を覆いかつバルブの半周以下を覆っている
から、バルブから逃げる熱を少なくするとともに、バル
ブの半周を発光面として活用でき、この発光面の方向に
向かう光量を確保することができる。

【００４２】請求項３の発明によれば、ヒータおよび保
温材をテープで止着する場合は、簡単な部品で簡単な作
業で取り付けることができ、また熱収縮性チューブで覆
った場合は、バルブへの取付けが容易であるとともに、
保温作用が一層向上する。

【００４３】請求項４の発明によれば、上記低圧放電灯
装置を液晶表示装置のバックライトとして使用したか
ら、低温雰囲気で使用される液晶表示装置の始動立上が
り特性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す全体の斜視図。

【図２】同実施例の蛍光ランプと保温材を分解した斜視
図。

【図３】同実施例の断面図。

【図４】輝度特性を示す図。

【図５】本発明の第２の実施例を示す断面図。

【符号の説明】

１…環形冷陰極蛍光ランプ ２…バルブ ３…けい光体被膜 ４…電極 ５…ヒータ ６…粘着テープ ８…温度センサ １０…温度ヒュ
ーズ ２０…保温材 ２１…粘着テー
プ ３０…熱収縮性チューブ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルブの外面に、このバルブの半周以下
   の範囲を覆いかつ管軸方向に沿ってヒ−タを添設し、こ
   のヒータによりバルブを加熱するようにした低圧放電灯
   装置において、 上記ヒータの外面を保温材で覆ったことを特徴とする低
   圧放電灯装置。
2. 【請求項２】 上記保温材は、上記ヒータの全面を覆
   い、かつバルブの半周以下の範囲を覆っていることを特
   徴とする請求項１に記載の低圧放電灯装置。
3. 【請求項３】 上記ヒータおよび保温材はテープまたは
   熱収縮性チューブによりバルブに取付けられていること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の低圧放電
   灯装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれか１に
   記載の低圧放電灯装置をバックライトとして使用したこ
   とを特徴とする液晶表示装置。