WO2007132543A1

WO2007132543A1 - 冷陰極管ランプ並びにそれを備えた表示装置用照明装置及び表示装置

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Publication number: WO2007132543A1
Application number: PCT/JP2006/323550
Authority: WO
Inventors: Yoshiki Takata
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2007-11-22
Also published as: CN101438376B; CN101438376A; US20100225253A1; US8030859B2

Description

明細書

冷陰極管ランプ並びにそれを備えた表示装置用照明装置及び表示装置技術分野

[0001] 本発明は、冷陰極管ランプに関する。

背景技術

[0002] 従来の冷陰極管ランプの概略断面図を図 14に示す。図 14に示す従来の冷陰極管ランプは、ガラス管 1内に内部電極 2及び 3を有している。内部電極 2及び 3の一部は、ガラス管 1を貫通してガラス管 1外に突出しており、電極端子として機能する。なお、上記構成においてガラス管 1内は密閉されている。また、ガラス管 1の内壁には蛍光物質が塗布されている。そして、密閉されたガラス管 1内には、一般的には、ガラス管 1内の全体圧力が 10. 7 X 10³〜5. 3 X 10³Pa ( 80〜40Torr)になるようにネオンとアルゴンが 95 : 5や 80 : 20等の割合で封入され、さらに数 mgの水銀が封入されている。なお、水銀に代えてキセノンを封入する場合もある。

[0003] ランプ電圧（内部電極間電圧)が放電開始電圧 Vに達すると、放電が開始され、放

S

電により水銀やキセノンが紫外線を発生し、その発生した紫外線がガラス管 1の内壁に塗布されてヽる蛍光物質を発光させる。

[0004] 図 14に示す従来の冷陰極管ランプは、その等価回路が電流の増加に応じて抵抗値が非線形的に減少する抵抗となり、図 15に示す V— I特性のような非線形負性インピーダンス特性を有して、る（例えば、特許文献 3参照)。

[0005] 図 14に示す従来の冷陰極管ランプの用途の一つとして、液晶表示装置のバックライトがある。そして、液晶表示装置の表示画面が大きい場合、複数の冷陰極管ランプを並べて用いる。この場合、複数の冷陰極管ランプを並列駆動できれば、全ての冷陰極管ランプに同一の電圧を印加する構成であるので電源装置を一つにすることができる。

[0006] ここで、複数 (例えば 3本)の冷陰極管ランプの並列駆動について考察する。冷陰極管ランプの V—I特性には個体バラツキがあり、第 1〜第 3の冷陰極管ランプの V— I特性線 T1〜T3は図 16に示す V— I特性になる。第 1〜第 3の冷陰極管ランプに同一の交流電圧を印加し、前記交流電圧を昇圧する。昇圧により前記交流電圧が第 1 の冷陰極管ランプの放電開始電圧 V に達すると、第 1の冷陰極管ランプが点灯し、

S1

非線形負性インピーダンス特性によって第 1の冷陰極管ランプの両端電圧が低下する。第 2及び第 3の冷陰極管ランプの両端電圧も第 1の冷陰極管ランプの両端電圧と一致するため、前記交流電圧が第 2の冷陰極管ランプの放電開始電圧 V 及び第 3

S2 の冷陰極管ランプの放電開始電圧 V に達することはない。つまり、複数の冷陰極管

S3

ランプを単純に並列駆動させた場合、 1本の冷陰極管ランプしか点灯させることができない。このため、通常、冷陰極管ランプ毎に電源回路を設けて複数の冷陰極管ランプを点灯させる構成が採られている。しかしながら、力かる構成では冷陰極管ランプの本数分だけ電源回路が必要となるため、コストがかかる。また、小型化'軽量化' 低コストィ匕の面においても不利になる。また、通常、各冷陰極管ランプはハーネス（リード線とも呼ばれる）とコネクタを介して電源回路に接続されており、冷陰極管ランプの装着に手間が力かり冷陰極管ランプを用いた照明装置等の組み立て効率が悪いとともに、冷陰極管ランプの取り外しにも手間が力かり冷陰極管ランプを取り替える際の交換効率や冷陰極管ランプを用いた照明装置等を廃棄する際の解体効率が悪くなっていた。

[0007] このような問題を解決することができるランプとして、外部電極蛍光ランプ (EEFL： E xternal Electrode Fluorescent Lamp)が開発されている（例えば、特許文献 1及び特許文献 2参照)。外部電極蛍光ランプの概略断面図を図 17に示す。なお、図 17において図 14と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。図 17に示す外部電極蛍光ランプは、図 14に示す従来の冷陰極管ランプから内部電極 2及び 3 を取り除き、外部電極 4及び 5をガラス管 1の端部に形成した構成である。なお、上記構成にお、てガラス管 1内は密閉されて、る。

[0008] 図 17に示す外部電極蛍光ランプでは、ランプ電圧 (外部電極間電圧）が放電開始電圧 V 'に達すると、放電が開始され、放電により水銀やキセノンが紫外線を発生し

S

、その発生した紫外線がガラス管 1の内壁に塗布されている蛍光物質を発光させる。

[0009] ガラス管 1の内部は非線形負性インピーダンス特性を有しており、外部電極とガラス管 1の内部はガラスによって絶縁されているため、図 17に示す外部電極蛍光ランプは、その等価回路が電流の増加に応じて抵抗値が非線形的に減少する抵抗の両端にコンデンサが接続された直列接続体となる。このため、図 17に示す外部電極蛍光ランプ全体としては、図 18に示す V—I特性のような非線形正インピーダンス特性を有している。

[0010] ここで、複数 (例えば 3本)の外部電極蛍光ランプの並列駆動につ!、て考察する。

外部電極蛍光ランプの V-I特性には個体バラツキがあり、第 1〜第 3の外部電極蛍光ランプの V— I特性線 T1，〜T3，は図 19に示す V— I特性になる。第 1〜第 3の外部電極蛍光ランプに同一の交流電圧を印加し、前記交流電圧を昇圧する。昇圧により前記交流電圧が第 1の外部電極蛍光ランプの放電開始電圧 V ，に達すると、第 1

S1

の外部電極蛍光ランプが点灯する。その後、電源装置の出力増加に伴い、前記交流電圧が上昇する。そして、前記交流電圧が第 2の外部電極蛍光ランプの放電開始電圧 V 'に達すると、第 2の外部電極蛍光ランプが点灯し、前記交流電圧が第 3の

S2

外部電極蛍光ランプの放電開始電圧 V 'に達すると、第 3の外部電極蛍光ランプが

S3

点灯する。つまり、複数の外部電極蛍光ランプを単純に並列駆動させた場合でも、複数の外部電極蛍光ランプすベてを点灯させることができる。

[0011] また、ガラス管の外周部に設けられる外部電極があるために、外部電極蛍光ランプを用いた照明装置等にぉ、て弾性金属部材 (例えば、パネ鋼)力もなる保持具の弾性特性により保持具が外部電極蛍光ランプの外部電極を挟持する構成にし、保持具を介して外部電極蛍光ランプに電力を供給することができる。このような形態にすることで、外部電極蛍光ランプの装着や取り外しが容易になると、う利点がある。

特許文献 1：特開 2004 - 31338号公報

特許文献 2：特開 2004— 39264号公報

特許文献 3：特開平 7— 220888号公報 (第 4図）

特許文献 4：特開 2004— 39336号公報

特許文献 5：特開平 5 - 121049号公報

特許文献 6：特開昭 64— 82452号公報

特許文献 7：特開 2003 - 100482号公報

特許文献 8 :特開平 11—40109号公報特許文献 9 :実開平 2— 41362号公報

特許文献 10：特開平 6— 84499号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0012] し力しながら、外部電極蛍光ランプでは、外部電極とガラス管の内部空間との間に介在するガラスが外部電極蛍光ランプの等価回路の一構成要素であるコンデンサの電極に挟まれる誘電体に該当するので、外部電極に対向するガラス管内壁に荷電粒子が衝突し、局所的にガラス管内壁力スパッタリングされる。そして、ー且ガラス管内壁がスパッタリングされるとそのスパッタリングされた部分の静電容量が大きくなるため、そのスパッタリングされた部分に荷電粒子が集中して衝突するようになり、最終的にピンホールがあき、ガラス管内の密閉状態が保たれなくなる。このように、外部電極蛍光ランプでは信頼性に問題があった。

[0013] 本発明は、上記の問題点に鑑み、並列駆動による並列点灯が可能であって信頼性の高い冷陰極管ランプ並びにそれを備えた表示装置用照明装置及び表示装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0014] 上記目的を達成するために本発明に係る冷陰極管ランプは、実装状態において外部の第 1の導電部材及び第 2の導電部材力給電される冷陰極管ランプであって、光を通す (ランプとしての機能を果たす程度に光を通せば、一部の光が遮断されて V、たり一部又は全部の光が減衰されて、ても構わな、）絶縁物質で構成された絶縁管と、前記絶縁管内部に設けられる第 1の内部電極と、前記絶縁管内部に設けられる第 2の内部電極と、前記絶縁管外部に設けられ、前記第 1の内部電極と同電位になるように前記第 1の内部電極に接続される第 1の外部電極と、第 1の絶縁体と、前記第 1の絶縁体を介して前記第 1の外部電極に対向する第 1の対向電極とを備え、前記第 1の対向電極が、前記第 1の外部電極と対向していない非対向部を有しており、前記第 1の対向電極の非対向部と前記絶縁管との間が前記第 1の絶縁体の一部によって充填されており、実装状態において前記第 1の導電部材と前記第 1の対向電極とが電気的に接続される構成 (以下、第 1の構成という）としている。光を通す絶縁物質で構成された絶縁管としては、例えば、ガラス管、榭脂製の管などが挙げられる。また、内部電極と外部電極との接続形態としては、例えば、内部電極の一部が絶縁管を貫通して絶縁管外に突出して外部電極に接続される形態、外部電極の一部が絶縁管を貫通して絶縁管内に突出して内部電極に接続される形態、導電体が絶縁管を貫通して絶縁管内外に突出して内部電極及び外部電極に接続される形態などが挙げられる。なお、上記いずれの形態においても絶縁管内は密閉されている。

[0015] このような構成によると、第 1の構成の冷陰極管ランプの等価回路が電流の増加に応じて抵抗値が非線形的に減少する抵抗の少なくとも一端にコンデンサ（以下、バラストコンデンサともいう）が接続された直列接続体となり、非線形正インピーダンス特性を有するので、第 1の構成の冷陰極管ランプの並列駆動による並列点灯が可能になる。また、前記第 1の対向電極は前記第 1の外部電極に対して位置が確定しているため、前記第 1の外部電極と前記第 1の対向電極によって形成されるコンデンサを安定化させることができる。さらに、前記第 1の対向電極が、前記第 1の外部電極と対向していない非対向部を有しており、前記第 1の対向電極の非対向部と前記絶縁管との間が前記第 1の絶縁体の一部によって充填されているので、前記第 1の対向電極の非対向部付近でコロナ放電が起きなくなり、前記第 1の対向電極の外縁付近でのコロナ放電の発生を抑制することができ、冷陰極管ランプの信頼性が高まる。

[0016] また、上記第 1の構成の冷陰極管ランプにおいて、前記絶縁管外部に設けられ、前記第 2の内部電極と同電位になるように前記第 2の内部電極に接続される第 2の外部電極と、第 2の絶縁体と、前記第 2の絶縁体を介して前記第 2の外部電極に対向する第 2の対向電極とを備え、前記第 2の対向電極力前記第 2の外部電極と対向していない非対向部を有しており、前記第 2の対向電極の非対向部と前記絶縁管との間が前記第 2の絶縁体の一部によって充填されており、実装状態において前記第 2の導電部材と前記第 2の対向電極とが電気的に接続される構成 (以下、第 2の構成という）にしてもよい。

[0017] このような構成によると、第 2の構成の冷陰極管ランプの等価回路が電流の増加に応じて抵抗値が非線形的に減少する抵抗の両端にコンデンサ（以下、ノ《ラストコンデンサともいう）が接続された直列接続体となり、非線形正インピーダンス特性を有するので、第 2の構成の冷陰極管ランプの並列駆動による並列点灯が可能になる。また、前記第 1の対向電極は前記第 1の外部電極に対して位置が確定しており、前記第 2 の対向電極は前記第 2の外部電極に対して位置が確定しているため、前記第 1の外部電極と前記第 1の対向電極によって形成されるコンデンサ及び前記第 2の外部電極と前記第 2の対向電極によって形成されるコンデンサを安定ィ匕させることができる。さらに、前記第 1の対向電極が、前記第 1の外部電極と対向していない非対向部を有しており、前記第 1の対向電極の非対向部と前記絶縁管との間が前記第 1の絶縁体の一部によって充填されており、前記第 2の対向電極力前記第 2の外部電極と対向していない非対向部を有しており、前記第 2の対向電極の非対向部と前記絶縁管との間が前記第 2の絶縁体の一部によって充填されているので、前記第 1及び第 2の対向電極の非対向部付近でコロナ放電が起きなくなり、前記第 1及び第 2の対向電極の外縁付近でのコロナ放電の発生を抑制することができ、冷陰極管ランプの信頼 '性が高まる。

[0018] また、上記第 1の構成の冷陰極管ランプにおいて、前記第 1の外部電極が、前記第 1の対向電極と対向して、な、非対向部を有して、な、構成（以下、第 3の構成とヽう）にしてもよい。

[0019] このような構成によると、前記第 1の外部電極の非対向部と対向部との境界に対応する前記第 1の対向電極の外縁が存在しなくなるので、前記第 1の外部電極の非対向部と対向部との境界に対応する前記第 1の対向電極の外縁付近で発生し得るコロナ放電を確実に防止することができる。これにより、前記第 1の対向電極の外縁付近でのコロナ放電の発生をより一層抑制することができ、冷陰極管ランプの信頼性がより一層高まる。

[0020] また、上記第 2の構成の例陰極管ランプにおいて、前記第 1の外部電極が、前記第 1の対向電極と対向していない非対向部を有しておらず、前記第 2の外部電極が、前記第 2の対向電極と対向して、な、非対向部を有して!/、な!/、構成 (以下、第 4の構成という）にしてもよい。

[0021] このような構成によると、前記第 1の外部電極の非対向部と対向部との境界に対応する前記第 1の対向電極の外縁及び前記第 2の外部電極の非対向部と対向部との境界に対応する前記第 2の対向電極の外縁が存在しなくなるので、前記第 1の外部電極の非対向部と対向部との境界に対応する前記第 1の対向電極の外縁付近及び前記第 2の外部電極の非対向部と対向部との境界に対応する前記第 2の対向電極の外縁付近で発生し得るコロナ放電を確実に防止することができる。これにより、前記第 1及び第 2の対向電極の外縁付近でのコロナ放電の発生をより一層抑制することができ、冷陰極管ランプの信頼性がより一層高まる。

[0022] また、上記第 1又は第 3の構成の冷陰極管ランプにおいて、前記第 1の対向電極が凸部を有し、実装状態において前記第 1の導電部材と前記第 1の対向電極の凸部とが接触する構成 (以下、第 5の構成という）にしてもよい。

[0023] このような構成によると、実装状態における前記第 1の導電部材と前記第 1の対向電極との電気的接続を確実にすることができる。

[0024] また、上記第 2又は第 4の構成の冷陰極管ランプにおいて、前記第 1の対向電極が凸部を有し、実装状態において前記第 1の導電部材と前記第 1の対向電極の凸部とが接触し、前記第 2の対向電極が凸部を有し、実装状態において前記第 2の導電部材と前記第 2の対向電極の凸部とが接触する構成 (以下、第 6の構成という）にしてもよい。

[0025] このような構成によると、実装状態における前記第 1の導電部材と前記第 1の対向電極との電気的接続及び前記第 2の導電部材と前記第 2の対向電極との電気的接続を確実にすることができる。

[0026] また、上記目的を達成するために、本発明に係る表示装置用照明装置は、上記第 1〜第 6のいずれかの構成の冷陰極管ランプと、第 1の導電部材及び第 2の導電部材と、前記第 1の導電部材及び前記第 2の導電部材を通じて前記冷陰極管ランプに電力を供給する電源装置とを備える構成 (以下、第 7の構成という）とする。

[0027] このような構成によると、冷陰極管ランプの並列駆動による並列点灯が可能になり、小型化 ·軽量化 ·低コストィ匕を図ることができる。また、冷陰極管ランプの対向電極の外縁付近でのコロナ放電の発生を抑制することができるので、信頼性が高まる。

[0028] また、上記第 7の構成の表示装置用照明装置において、前記冷陰極管ランプを複数備え、該複数の冷陰極管ランプの全部又は一部を電気的に並列に接続している構成 (以下、第 8の構成という）にしてもよい。

[0029] このような構成によると、前記電源装置の個数を減らすことができ、小型化'軽量化' 低コストィ匕を図ることができる。

[0030] また、上記第 8の構成の表示装置用照明装置において、電気的に並列に接続している冷陰極管ランプの第 1の内部電極に印加される電圧の位相と第 2の内部電極に印加される電圧の位相とが互いに略 180° 反転している構成（以下、第 9の構成）にしてちよい。

[0031] このような構成〖こよると、並列接続の電源ラインに近接する導体 (例えば、表示装置用照明装置の金属製筐体）に対して流れるリーク電流による輝度勾配が左右対称になるので、照明品質を向上させることができる。また、このような構成によると、上記表示装置用照明装置を表示装置に搭載した場合、並列接続の電源ラインに近接する表示素子 (例えば、液晶表示パネルの表示素子）〖こ影響する電圧が正味でゼロになるので、表示装置用照明装置に起因する表示素子でのノイズをキャンセルすることができる。

[0032] また、上記目的を達成するために本発明に係る表示装置は、上記第 7〜第 9のヽずれかの構成の表示装置用照明装置を備える構成とする。

[0033] このような構成によると、冷陰極管ランプの並列駆動による並列点灯が可能になり、小型化 ·軽量化 ·低コストィ匕を図ることができる。また、冷陰極管ランプの対向電極の外縁付近でのコロナ放電の発生を抑制することができるので、信頼性が高まる。

発明の効果

[0034] 本発明によると、冷陰極管ランプの等価回路が電流の増加に応じて抵抗値が非線形的に減少する抵抗の少なくとも一端にコンデンサが接続された直列接続体となり、非線形正インピーダンス特性を有するので、冷陰極管ランプの並列駆動による並列点灯が可能になる。また、本発明によると、冷陰極管ランプの対向電極の外縁付近でのコロナ放電の発生を抑制することができるので、信頼性が高まる。図面の簡単な説明

[0035] [図 1]は、本発明に係る冷陰極管ランプの概略断面図を示す図である。

[図 2A]は、本発明に係る冷陰極管ランプの保持具に対する取り付けの様子を示す図である。

圆 2B]は、本発明に係る冷陰極管ランプの保持具に対する取り付けの様子を示す図である。

圆 3A]は、本発明に係る冷陰極管ランプの変形例を示す図である。

圆 3B]は、本発明に係る冷陰極管ランプの変形例を示す図である。

圆 4A]は、本発明に係る冷陰極管ランプの変形例を示す図である。

圆 4B]は、本発明に係る冷陰極管ランプの変形例を示す図である。

圆 4C]は、本発明に係る冷陰極管ランプの変形例を示す図である。

[図 5]は、本発明に係る表示装置用照明装置における電源装置の配置例を示す図である。

[図 6]は、本発明に係る表示装置用照明装置における電源装置の配置例を示す図である。

圆 7]は、本発明に係る表示装置用照明装置における冷陰極管ランプ及び保持具の配置例を示す図である。

[図 8]は、本発明に係る表示装置用照明装置における冷陰極管ランプ及び保持具の配置例を示す図である。

[図 9]は、図 7に示す冷陰極管ランプ及び保持具の配置例並びに図 8に示す冷陰極管ランプ及び保持具の配置例における電源装置の配置例を示す図である。

[図 10]は、図 7に示す冷陰極管ランプ及び保持具の配置例並びに図 8に示す冷陰極管ランプ及び保持具の配置例における電源装置の配置例を示す図である。

[図 11]は、図 7に示す冷陰極管ランプ及び保持具の配置例並びに図 8に示す冷陰極管ランプ及び保持具の配置例における電源装置の配置例を示す図である。

圆 12A]は、本発明に係る冷陰極管ランプの変形例を示す図である。

[図 12B]は、本発明に係る冷陰極管ランプの変形例を示す図である。

圆 12C]は、本発明に係る冷陰極管ランプの変形例を示す図である。

圆 12D]は、本発明に係る冷陰極管ランプの変形例を示す図である。

圆 12E]は、本発明に係る冷陰極管ランプの変形例を示す図である。

圆 12F]は、本発明に係る冷陰極管ランプの変形例を示す図である。 [図 13A]は、本発明に係る冷陰極管ランプの変形例を示す図である。

[図 13B]は、本発明に係る冷陰極管ランプの変形例を示す図である。

[図 14]は、従来の冷陰極管ランプの概略断面図を示す図である。

[図 15]は、図 14に示す従来の冷陰極管ランプの V— I特性を示す図である。

[図 16]は、複数の従来の冷陰極管ランプの V— I特性を示す図である。

[図 17]は、外部電極蛍光ランプの概略断面図を示す図である。

[図 18]は、図 17に示す外部電極蛍光ランプの V— I特性を示す図である。

[図 19]は、複数の外部電極蛍光ランプの V— I特性を示す図である。

[図 20]は、本発明に係る冷陰極管ランプとは対向電極の形状が異なる冷陰極管ランプの概略断面図を示す図である。

符号の説明

1 ガラス管

2、 3 内部電極

4、 5 外部電極

6、 7 半田

8、 9 絶縁層

10、 11 対向電極

10A、 11A 対向電極の凸部

14 保持具

15 照明ユニットの正面左周縁部

16 照明ユニットの正面右周縁部

17 本発明に係る冷陰極管ランプ

18- 20、 27〜31 電源装置

21、 22 高圧線

23 正面左側冷陰極管ランプ

24 正面右側冷陰極管ランプ

25 第一中央部

26 第二中央部発明を実施するための最良の形態

[0037] 本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。なお、本発明に係る冷陰極管ランプの内部構造 (封入物を含む）は本発明の本質部分ではなぐ冷陰極管ランプの種々の公知技術を適用することができるので、詳細な説明は省略する。

[0038] 本発明に係る冷陰極管ランプの概略断面図を図 1に示す。なお、図 1において図 1 4と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。図 1に示す冷陰極管ランプは、図 14に示す従来の冷陰極管ランプのガラス管 1端部に外部電極 4及び 5 を設け、内部電極 2の突出部と外部電極 4とを半田 6によって半田付けし、内部電極 3の突出部と外部電極 5とを半田 7によって半田付けし、外部電極 4及び 5の上にそれぞれ絶縁層 8及び 9を形成し、絶縁層 8及び 9の上にそれぞれ円筒キャップ形状の対向電極 10及び 11を形成し、対向電極 10が、外部電極 4と対向していない非対向部を有しており、対向電極 11が、外部電極 5と対向していない非対向部を有しており、対向電極 10の非対向部とガラス管 1との間が絶縁層 8の一部によって充填されており、対向電極 11の非対向部とガラス管 1との間が絶縁層 9の一部によって充填されており、外部電極 4力対向電極 10と対向していない非対向部を有しておらず、外部電極 5が、対向電極 11と対向していない非対向部を有していない構成である。外部電極 4及び 5の具体的態様としては、金属ペースト、金属泊、金属キャップ等が挙げられる。絶縁層 8及び 9の材質としては、無機セラミック、榭脂等が挙げられる。なお、内部電極 2の突出部と外部電極 4との電気的接続及び内部電極 3の突出部と外部電極 5との電気的接続が十分とれて、れば半田 6及び 7を省、ても構わな、。

[0039] 本発明に係る表示装置用照明装置は、図 1に示す冷陰極管ランプと、照明ユニットと、光学シートとを備え、図 1に示す冷陰極管ランプが照明ユニットの正面に設けられた保持具に取り付けられ、図 1に示す冷陰極管ランプが取り付けられた照明ユニットの正面を光学シートが覆って、る構造である。

[0040] ここで、図 1に示す冷陰極管ランプの前記保持具に対する取り付けの様子を図 2A 及び図 2Bに示す。図 2Aは正面図であり、図 2Bは側面図である。

[0041] 前記照明ユニットの正面に複数対の保持具 14が設けられ、前記照明ユニットの背面に一つの電源装置 (不図示）が設けられる。前記電源装置は、数十 kHzの交流電圧を出力する。前記照明ユニットの正面左周縁部 15に設けられる各保持具 14は共通接続されて前記電源装置の一端に接続される。また、前記照明ユニットの正面右周縁部 16に設けられる各保持具 14は共通接続されて前記電源装置の他端に接続される。各保持具 14は弾性金属部材 (例えば、パネ鋼)からなり、前記弾性金属部材の弾性特性により図 1に示す冷陰極管ランプの対向電極を挟持し、図 1に示す構成の冷陰極管ランプ 17の対向電極 10及び 11と保持具 14とが電気的に接続される。このような構成により、ハーネス（リード線とも呼ばれる）及びコネクタを用いずに図 1に示す冷陰極管ランプと前記電源装置とを接続することが可能となる。

[0042] 図 1に示す構成の冷陰極管ランプ 17 (以下、「冷陰極管ランプ 17」という）は、冷陰極管ランプ 17の外部電極 4と対向電極 10によるコンデンサ及び冷陰極管ランプ 17 の外部電極 5と対向電極 11によるコンデンサが形成されて、るので、その等価回路が電流の増加に応じて抵抗値が非線形的に減少する抵抗の両端にコンデンサが接続された直列接続体となり、図 17に示す外部電極蛍光ランプと同様に、非線形正ィンピーダンス特性を有する。したがって、複数の冷陰極管ランプ 17を並列駆動しても全ての冷陰極管ランプ 17が点灯する。また、冷陰極管ランプ 17の内部電極と外部電極とが直接接続されているため、前記等価回路の抵抗とコンデンサの間にハーネス（リード線とも呼ばれる）と前記照明ユニットの導電体筐体との間に形成される寄生コンデンサなどが入り込まず、各冷陰極管ランプ 17間のランプ電流バラツキを抑えることが容易になる。

[0043] また、冷陰極管ランプ 17は、外部電極に対向するガラス管内壁に荷電粒子が衝突しな、ので、外部電極蛍光ランプのようにガラス管にピンホールがあくおそれがな!、。冷陰極管ランプ 17では、内部電極が荷電粒子の衝突によりスパッタリングされるが、内部電極は同電位であるため避雷針のように荷電粒子が内部電極の放電領域に近い箇所に到達してスパッタリングを行う。そして、スパッタリングの進行に伴い内部電極の放電領域に近い箇所が変わるため、図 17に示す外部電極蛍光ランプのようなスノッタリングの集中は起こらない。したがって、内部電極の物理的な大きさによってランプ寿命が決まることになる。

[0044] さらに、冷陰極管ランプ 17は、冷陰極管ランプ 17の外部電極 4と対向電極 10によるコンデンサ及び冷陰極管ランプ 17の外部電極 5と対向電極 11によるコンデンサが形成されており、対向電極 10及び 11はそれぞれ外部電極 4及び 5に対して位置が確定しているため、冷陰極管ランプ 17の外部電極 4と対向電極 10によって形成されるコンデンサ及び冷陰極管ランプ 17の外部電極 5と対向電極 11によって形成されるコンデンサを安定ィ匕させることができる。

[0045] ここで、冷陰極管ランプ 17とは対向電極 10及び 11の形状が異なる冷陰極管ランプについて考察する。冷陰極管ランプ 17とは対向電極 10及び 11の形状が異なる冷陰極管ランプの概略断面図を図 20に示す。図 20において図 1と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

[0046] 図 20に示す冷陰極管ランプでは、外部電極 4及び対向電極 10の電荷による電気力線は、外部電極 4と対向電極 10とを直線的に結ぶ電気力線だけではなぐ対向電極 10の外縁に回り込むような電気力線も存在する。このため、対向電極 10の外縁付近の空気層が電圧印加条件によっては絶縁破壊を起こし、対向電極 10の外縁付近でコロナ放電が起こるおそれがある。対向電極 10の外縁付近でコロナ放電が起こると、対向電極 10や絶縁層 8が熱により破損したり、オゾンが発生したりするため、冷陰極管ランプの信頼性が悪ィ匕することになる。同様に、図 20に示す冷陰極管ランプでは、対向電極 11の外縁付近でコロナ放電が起こるおそれがある。

[0047] これに対して、冷陰極管ランプ 17では、対向電極 10が、外部電極 4と対向していない非対向部を有しており、対向電極 11が、外部電極 5と対向していない非対向部を有しており、対向電極 10の非対向部とガラス管 1との間が絶縁層 8の一部によって充填されており、対向電極 11の非対向部とガラス管 1との間が絶縁層 9の一部によって充填されており、外部電極 4力対向電極 10と対向していない非対向部を有しておらず、外部電極 5が、対向電極 11と対向していない非対向部を有していない構成とすることで、対向電極 10及び 11の外縁に電気力線が回り込むことを抑え、対向電極 10 及び 11の外縁付近でコロナ放電が起こることを抑制している。これにより、信頼性が t¾まる。

[0048] 冷陰極管ランプ 17の対向電極 10及び 11の形状を変えて、図 3Aに示す冷陰極管ランプにしてもよい。図 3Aにおいて図 1と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。図 3Aに示す冷陰極管ランプでは、対向電極 10及び 11がそれぞれ絶縁層 8及び 9を完全に覆う構造になっている。また、冷陰極管ランプ 17の対向電極 10及び 11の形状を変えて、図 3Bに示す冷陰極管ランプにしてもよい。図 3Bにおいて図 1と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。図 3Bに示す冷陰極管ランプでは、外部電極 4の非対向部（対向電極 10に対向していない部分）と対向部（対向電極 10に対向している部分）との境界に対応する対向電極 10の外縁及び外部電極 5の非対向部（対向電極 11に対向して、な、部分）と対向部（対向電極 11に対向してヽる部分）との境界に対応する対向電極 11の外縁が存在するため、外部電極 4の非対向部と対向部との境界に対応する対向電極 10の外縁付近及び外部電極 5の非対向部と対向部との境界に対応する対向電極 11の外縁付近に電気力線が回り込み、コロナ放電が起きるおそれがある。このため、図 3Bに示す冷陰極管ランプは、図 1に示す冷陰極管ランプに比べると信頼性が低い。しかしながら、図 3 Bに示す冷陰極管ランプは、対向電極 10及び 11の非対向部付近でコロナ放電が起きなくなるため、図 20に示す冷陰極管ランプに比べると格段に信頼性が高い。

[0049] なお、冷陰極管ランプ 17の対向電極 10及び 11と保持具 14とが電気的に接続されて!、ればよ、が、冷陰極管ランプ 17の対向電極 10及び 11と保持具 14との電気的接続を確実にするために図 4A、図 4B、図 4Cに示すように対向電極 10及び 11にそれぞれ環状の凸部 10A及び 11Aを設け、実装状態にお!ヽて凸部 10A及び 11Aがそれぞれ保持具 14に接触することが望ましい。

[0050] 次に、本発明に係る表示装置用照明装置における電源装置の配置例について説明する。図 5に示す電源装置の配置例では、照明ユニットの正面左周縁部 15に設けられる各保持具は共通接続されて電源装置 18の一端に接続される。また、照明ュ- ットの正面右周縁部 16に設けられる各保持具は共通接続されて電源装置 18の他端に接続される。なお、電源装置 18は、照明ユニットの背面に設けられ数十 kHzの交流電圧を出力する電源装置である。これに対して、図 6に示す電源装置の配置例では、照明ユニットの正面左周縁部 15に設けられる各保持具は共通接続されて電源装置 19の一端に接続される。また、照明ユニットの正面右周縁部 16に設けられる各保持具は共通接続されて電源装置 20の一端に接続される。そして、電源装置 19の他端及び電源装置 20の他端はグランドに接続される。なお、電源装置 19及び 20は、それぞれ照明ユニットの背面に設けられ数十 kHzの交流電圧を出力する電源装置である。図 6に示す電源装置の配置例は、高電圧を伝送する高圧線 21及び 22の引き回しを少なくすることができるので、ランプ電流の安定化及び電力損失の低減を図ることがでさる。

[0051] 本発明に係る表示装置用照明装置においては、一つの電源装置が全ての冷陰極管ランプを並列駆動する形態が電源装置の個数を少なくする観点からは望ましいが、電源装置の容量と冷陰極管ランプの本数との兼ね合いなどにより、一つの電源装置が全ての冷陰極管ランプを並列駆動する形態にせず、冷陰極管ランプを複数のグループに分け、グループ内の冷陰極管ランプを並列駆動する電源装置をグループ毎に設けるようにしてもよい。

[0052] なお、電気的に並列に接続している冷陰極管ランプの一方の内部電極側に印加される電圧の位相と他方の内部電極側に印加される電圧の位相とが互いに略 180° 反転している構成にしてもよい。このような構成によると、並列接続の電源ラインに近接する導体 (例えば、表示装置用照明装置の金属製筐体）に対して流れるリーク電流による輝度勾配が左右対称になるので、照明品質を向上させることができる。また、このような構成によると、上記表示装置用照明装置を表示装置に搭載した場合、並列接続の電源ラインに近接する表示素子 (例えば、液晶表示パネルの表示素子）に影響する電圧が正味でゼロになるので、表示装置用照明装置に起因する表示素子でのノイズをキャンセルすることができる。

[0053] また、 37V型を超える表示画面サイズの表示装置に本発明に係る表示装置用照明装置を適用する場合、冷陰極管ランプの放電開始電圧を低く抑えるために、例えば本発明に係る表示装置用照明装置における冷陰極管ランプ及び保持具の配置を図 7又は図 8に示す配置にすることが望ましい。

[0054] 図 7に示す冷陰極管ランプ及び保持具の配置例では、各正面左側冷陰極管ランプ 23の正面左側端部が正面左周縁部 15に設けられている各保持具に挟持され、各正面左側冷陰極管ランプ 23の正面右側端部が第一中央部 25に設けられている各保持具に挟持され、各正面右側冷陰極管ランプ 24の正面右側端部が正面右周縁部 16に設けられている各保持具に挟持され、各正面右側冷陰極管ランプ 24の正面左側端部が第二中央部 26に設けられている各保持具に挟持される。

[0055] 図 8に示す冷陰極管ランプ及び保持具の配置例では、各正面左側冷陰極管ランプ 23の正面左側端部が正面左周縁部 15に設けられている各保持具に挟持され、各正面左側冷陰極管ランプ 23の正面右側端部が第一中央部 25に設けられている各保持具に挟持され、各正面右側冷陰極管ランプ 24の正面右側端部が正面右周縁部 16に設けられている各保持具に挟持され、各正面右側冷陰極管ランプ 24の正面左側端部が第二中央部 26に設けられている各保持具に挟持され、第一中央部 25 上に正面右側冷陰極管ランプ 24の発光領域が存在し、第二中央部 26上に正面左側冷陰極管ランプ 23の発光領域が存在する。図 8に示す冷陰極管ランプ及び保持具の配置例は、図 7に示す冷陰極管ランプ及び保持具の配置例に比べて、第一中央部 25及び第二中央部 26の領域における発光量の低下を抑えることができる。

[0056] なお、図 7に示す冷陰極管ランプ及び保持具の配置例並びに図 8に示す冷陰極管ランプ及び保持具の配置例において、正面左側冷陰極管ランプ 23の正面右側端部 (非発光領域)の表層及び正面右側冷陰極管ランプ 24の正面左側端部 (非発光領域)の表層には、反射率が高い材料を用いることが好ましい。さらに、白色の材料を用いることで第一中央部 25及び第二中央部 26の領域における発光ムラを低減することができるので、反射率が高ヽ白色の材料を用いることがより一層好ま、。

[0057] 続いて、図 7に示す冷陰極管ランプ及び保持具の配置例並びに図 8に示す冷陰極管ランプ及び保持具の配置例における電源装置の配置例について説明する。

[0058] 図 9に示す電源装置の配置例では、照明ユニットの正面左周縁部 15に設けられる各保持具は共通接続されて電源装置 27の一端とグランドに接続される。また、照明ユニットの正面右周縁部 16に設けられる各保持具は共通接続されて電源装置 28の一端とグランドに接続される。そして、照明ユニットの第一中央部 25に設けられる各保持具及び照明ユニットの第二中央部 26に設けられる各保持具は共通接続されて電源装置 27の他端及び電源装置 28の他端に接続される。なお、電源装置 27及び 2 8は、それぞれ照明ユニットの背面に設けられ数十 kHzの交流電圧を出力する電源装置であり、電源装置 27の他端と電源装置 28の他端力もは互いに同位相の電圧が出力される。

[0059] 図 10に示す電源装置の配置例では、照明ユニットの正面左周縁部 15に設けられる各保持具は共通接続されて電源装置 29の一端に接続される。また、照明ユニットの正面右周縁部 16に設けられる各保持具は共通接続されて電源装置 30の一端に接続される。そして、照明ユニットの第一中央部 25に設けられる各保持具及び照明ユニットの第二中央部 26に設けられる各保持具は共通接続されて電源装置 29の他端、電源装置 30の他端、及びグランドに接続される。なお、電源装置 29及び 30は、それぞれ照明ユニットの背面に設けられ数十 kHzの交流電圧を出力する電源装置であり、電源装置 29の一端と電源装置 30の一端からは互いに同位相又は逆位相の電圧が出力される。

[0060] 図 11に示す電源装置の配置例では、照明ユニットの正面左周縁部 15に設けられる各保持具は共通接続されて電源装置 31の一端とグランドに接続される。また、照明ユニットの正面右周縁部 16に設けられる各保持具は共通接続されて電源装置 31 の一端とグランドに接続される。そして、照明ユニットの第一中央部 25に設けられる各保持具及び照明ユットの第二中央部 26に設けられる各保持具は共通接続されて電源装置 31の他端に接続される。なお、電源装置 31は、照明ユニットの背面に設けられ数十 kHzの交流電圧を出力する電源装置である。

[0061] 図 9〜図 11に示す電源装置の配置例はいずれも、高電圧を伝送する高圧線の引き回しを少なくすることができるので、ランプ電流の安定化及び電力損失の低減を図ることがでさる。

[0062] また、本発明に係る冷陰極管ランプにおいては、図 12A〜図 12Fに示すように、外部電極部 (ガラス管の外部電極が形成されて！、る部位)の管軸の一部又は全部が発光部の主配設方向の管軸に概ね直交するようにしてもよい。これにより、本発明に係る冷陰極管ランプの外部電極と対向電極とによって形成されるコンデンサの静電容量の増加等を図るために、本発明に係る冷陰極管ランプの対向電極及び外部電極の面積を大きくしても、表示装置用照明装置の額縁部の幅寸法の増加を抑えることができる。

[0063] また、上述した実施形態においては本発明に係る冷陰極管ランプに外部電極を二つ設けた力外部電極を一つだけにしても非線形正インピーダンス特性を得ることができるので、本発明に係る冷陰極管ランプは外部電極を一つだけ具備する構成であつても構わない。例えば、図 1に示す本発明に係る冷陰極管ランプを、外部電極を一つだけ具備する構成に変形すると、図 13Aに示すようになる。ただし、図 13Aに示すような構成の場合、内部電極 3側のランプ端部はハーネス（リード線とも呼ばれる）とコネクタを介して電源回路に接続される形態をとることになるので、冷陰極管ランプの装着や取り外しに手間がかかる。また、上述した実施形態においては本発明に係る冷陰極管ランプに絶縁層を二つ設けたが、絶縁層を一つだけにしても非線形正インピーダンス特性を得ることができるので、本発明に係る冷陰極管ランプは絶縁層を一つだけ具備する構成であっても構わない。例えば、図 1に示す本発明に係る冷陰極管ランプを、絶縁層を一つだけ具備する構成に変形すると、図 13Bに示すようになる。図 13Bに示すような構成の場合、内部電極 3側のランプ端部は弾性金属部材 (例えば、パネ鋼)カゝらなる保持具の弾性特性により保持具が外部電極を挟持する形態を採用することができるので、冷陰極管ランプの装着や取り外しが容易になる。

[0064] 本発明に係る表示装置は、上述した本発明に係る表示装置用照明装置と、表示パネルとを備える構成である。本発明に係る表示装置の具体的態様としては、例えば、本発明に係る表示装置用照明装置をバックライトユニットとして用い、その正面に液晶表示パネルを設けた透過型液晶表示装置が挙げられる。

産業上の利用可能性

[0065] 本発明の冷陰極管ランプは、表示装置用照明装置内に設けられる照明源をはじめ、種々の装置内に設けられる照明源として利用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 実装状態において外部の第 1の導電部材及び第 2の導電部材力給電される冷陰極管ランプであって、

光を通す絶縁物質で構成された絶縁管と、

前記絶縁管内部に設けられる第 1の内部電極と、

前記絶縁管内部に設けられる第 2の内部電極と、

前記絶縁管外部に設けられ、前記第 1の内部電極と同電位になるように前記第 1の内部電極に接続される第 1の外部電極と、

第 1の絶縁体と、

前記第 1の絶縁体を介して前記第 1の外部電極に対向する第 1の対向電極とを備え、

前記第 1の対向電極力前記第 1の外部電極と対向していない非対向部を有しており、

前記第 1の対向電極の非対向部と前記絶縁管との間が前記第 1の絶縁体の一部によって充填されており、

実装状態において前記第 1の導電部材と前記第 1の対向電極とが電気的に接続されることを特徴とする冷陰極管ランプ。

[2] 前記絶縁管外部に設けられ、前記第 2の内部電極と同電位になるように前記第 2の内部電極に接続される第 2の外部電極と、

第 2の絶縁体と、

前記第 2の絶縁体を介して前記第 2の外部電極に対向する第 2の対向電極とを備え、

前記第 2の対向電極力前記第 2の外部電極と対向していない非対向部を有しており、

前記第 2の対向電極の非対向部と前記絶縁管との間が前記第 2の絶縁体の一部によって充填されており、

実装状態において前記第 2の導電部材と前記第 2の対向電極とが電気的に接続される請求項 1に記載の冷陰極管ランプ

[3] 前記第 1の外部電極が、前記第 1の対向電極と対向していない非対向部を有して

V、な、請求項 1に記載の冷陰極管ランプ。

[4] 前記第 1の外部電極が、前記第 1の対向電極と対向していない非対向部を有しておらず、前記第 2の外部電極が、前記第 2の対向電極と対向していない非対向部を有して、な、請求項 2に記載の冷陰極管ランプ。

[5] 前記第 1の対向電極が凸部を有し、実装状態において前記第 1の導電部材と前記第 1の対向電極の凸部とが接触している請求項 1に記載の冷陰極管ランプ。

[6] 前記第 1の対向電極が凸部を有し、実装状態において前記第 1の導電部材と前記第 1の対向電極の凸部とが接触しており、前記第 2の対向電極が凸部を有し、実装状態において前記第 2の導電部材と前記第 2の対向電極の凸部とが接触している請求項 2に記載の冷陰極管ランプ。

[7] 請求項 1〜6のいずれかに記載の冷陰極管ランプと、

第 1の導電部材及び第 2の導電部材と、

前記第 1の導電部材及び前記第 2の導電部材を通じて前記冷陰極管ランプに電力を供給する電源装置とを備えることを特徴とする表示装置用照明装置。

[8] 前記冷陰極管ランプを複数備え、該複数の冷陰極管ランプの全部又は一部を電気的に並列に接続している請求項 7に記載の表示装置用照明装置。

[9] 電気的に並列に接続している冷陰極管ランプの第 1の内部電極に印加される電圧の位相と第 2の内部電極に印加される電圧の位相とが互いに略 180° 反転している請求項 8に記載の表示装置用照明装置。

[10] 請求項 7に記載の表示装置用照明装置を備えることを特徴とする表示装置。