(57)【要約】  【課題】ランプ電流を大きくして電極からの発熱量が増大した場合にも、給電端子とリード線との接合状態を安定して維持することができる放電ランプと、この放電ランプを搭載したバックライトユニット及び液晶ディスプレイ装置と、この放電ランプの製造方法とを提供する。  【解決手段】本発明に係る放電ランプ１は、ガラスバルブ５と、ガラスバルブ５の両端部の内側にそれぞれ設けられたホロー電極６と、ガラスバルブ５の両端部の外側にそれぞれ設けられ、ホロー電極６のリード線７と接続された給電端子３とを備える放電ランプ１であって、給電端子３は、ガラスバルブ５の端部の外周面を包囲する筒状の本体部８と、本体部８の開放端部に位置する底部９と、底部９の中央部から延出する筒状の孔部１０とを有し、孔部１０にリード線７が所定の隙間を設けるように挿入された状態で孔部１０の先端部とリード線７の先端部とが溶接されていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスバルブと、該ガラスバルブの両端部の内側にそれぞれ設けられたホロー電極と、前記ガラスバルブの両端部の外側にそれぞれ設けられ、前記ホロー電極のリード線と接続された給電端子とを備える放電ランプであって、前記給電端子は、前記ガラスバルブの端部の外周面を包囲する筒状の本体部と、該本体部の開放端部に位置する底部と、該底部の中央部から延出する筒状の孔部とを有し、該孔部に前記リード線が所定の隙間を設けるように挿入された状態で前記孔部の先端部と前記リード線の先端部とが溶接されていることを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
溶接されている前記孔部の先端部及び前記リード線の先端部における溶融部が丸みを有することを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項３】
溶接されている前記孔部の先端部及び前記リード線の先端部における溶融部と非溶融部との境界面が、前記リード線の長手方向と直交する面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放電ランプ。
【請求項４】
前記ガラスバルブの端部の外周面と前記給電端子の本体部の内面との間に、全周乃至略全周に亘って隙間が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の放電ランプ。
【請求項５】
光源として、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の放電ランプが搭載されていることを特徴とするバックライトユニット。
【請求項６】
液晶ディスプレイパネルと、請求項５に記載のバックライトユニットとを備え、該バックライトユニットは、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の放電ランプを複数本収納する外囲器を有し、該外囲器が前記液晶ディスプレイパネルの背面に配置されていることを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
【請求項７】
ガラスバルブと、該ガラスバルブの両端部の内側にそれぞれ設けられたホロー電極と、前記ガラスバルブの両端部の外側にそれぞれ設けられ、前記ホロー電極のリード線と接続された有底筒状体からなる給電端子とを備える放電ランプの製造方法であって、前記給電端子に筒状の孔部を設け、該孔部に前記リード線を所定の隙間が設けられるように挿入した状態で、レーザ光を照射して、前記孔部の先端部と前記リード線の先端部とを溶接することを特徴とする放電ランプの製造方法。
【請求項８】
前記リード線の長手方向に対して、３０〜６０度の角度でレーザ光を照射することを特徴とする請求項７に記載の放電ランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプ、バックライトユニット、液晶ディスプレイ装置、及び放電ランプの製造方法に関し、特に、ガラスバルブの端部に給電端子が配された放電ランプ等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータの表示部やＴＶ等に用いられる液晶ディスプレイ装置のバックライト光源として放電ランプが多用されている。液晶ディスプレイ装置の低コスト化を図るためには、放電ランプの本数を削減することが有効であるが、このための対応策として、ランプ電流を大きくしてランプ輝度を向上させる必要がある。
【０００３】
しかし、放電ランプのランプ電流を大きくすると電極からの発熱が大きくなり、電極のリード線を封着している部分で割れ等が発生するという問題点がある。そこで、図５に示すように、給電端子３ａを用いて電極からの熱を逃がす方式の放電ランプ１ａが提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
この放電ランプ１ａは、ガラスバルブ５ａと、ガラスバルブ５ａの両端部の内側にそれぞれ設けられたホロー電極６ａと、ガラスバルブ５ａの両端部の外側にそれぞれ設けられてホロー電極６ａのリード線７ａと接続された給電端子３ａとを備えるものであり、ホロー電極６ａからの熱は、リード線７ａを介して給電端子３ａに伝わり、空気中に放出されるようになっている。
【特許文献１】実開昭６４−４８８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記放電ランプ１ａは、給電端子３ａとリード線７ａとが半田１３により接合されているものであるため、ランプ電流が大きくなった場合、ホロー電極６ａからの発熱量の増大に伴って給電端子３ａ及びリード線７の温度が上昇し、給電端子３ａとリード線７ａとの接合部の半田１３が溶融して接続不良が生じるという問題点がある。
【０００６】
ここで、給電端子３ａとリード線７ａとをアーク溶接により接合する方式が考えられるところ、アーク溶接を行う場合、給電端子３ａの孔部（リード線７を挿入する部分）とリード線７ａとの隙間があってはならない。しかし、製造上、部品の公差を無くすことはできないので、給電端子３ａの孔部の内面とリード線７ａとを接触させるようにかしめる必要がある。この場合、加えられる力によって部品にクラックが生じるという問題点がある。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、ランプ電流を大きくして電極からの発熱量が増大した場合にも、給電端子とリード線との接合状態を安定して維持することができる放電ランプと、この放電ランプを搭載したバックライトユニット及び液晶ディスプレイ装置と、この放電ランプの製造方法とを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る放電ランプは、ガラスバルブと、該ガラスバルブの両端部の内側にそれぞれ設けられたホロー電極と、前記ガラスバルブの両端部の外側にそれぞれ設けられ、前記ホロー電極のリード線と接続された給電端子とを備える放電ランプであって、前記給電端子は、前記ガラスバルブの端部の外周面を包囲する筒状の本体部と、該本体部の開放端部に位置する底部と、該底部の中央部から延出する筒状の孔部とを有し、該孔部に前記リード線が所定の隙間を設けるように挿入された状態で前記孔部の先端部と前記リード線の先端部とが溶接されていることを特徴とする。この放電ランプによれば、給電端子とリード線とが合金接合されており、給電端子の筒状の孔部の内面とリード線との間に設けられた隙間に溶融した金属材が入り込んだ接合部（溶着部）が形成され、給電端子とリード線とが強固に接合することとなる。
【０００９】
また、本発明に係る放電ランプは、溶接されている前記孔部の先端部及び前記リード線の先端部における溶融部が丸みを有することが好ましい。この放電ランプによれば、放電ランプをバックライトユニットに搭載する作業等を行う際に、作業者の手や衣服に引っ掛かることがなくなる。
【００１０】
また、本発明に係る放電ランプは、溶接されている前記孔部の先端部及び前記リード線の先端部における溶融部と非溶融部との境界面が、前記リード線の長手方向と直交する面に対して傾斜していることが好ましい。この放電ランプによれば、溶融部と非溶融部との境界面がリード線の長手方向と直交する面に沿っている場合に比べて接合面積（溶着面積）が大きくなり、給電端子とリード線との接合強度がさらに増えることとなる。
【００１１】
また、本発明に係る放電ランプは、前記ガラスバルブの端部の外周面と前記給電端子の本体部の内面との間に、全周乃至略全周に亘って隙間が設けられていることが好ましい。この放電ランプによれば、溶融した金属材が隙間に入り込む量が増えるため、給電端子と空気との接触面積がさらに増えることとなる。
【００１２】
また、本発明に係るバックライトユニットは、上記放電ランプを搭載していることを特徴とする。このバックライトユニットによれば、各放電ランプのランプ電流を大きくすることができる。
【００１３】
また、本発明に係る液晶ディスプレイ装置は、液晶ディスプレイパネルと、上記バックライトユニットとを備え、該バックライトユニットは、上記放電ランプを複数本収納する外囲器を有し、該外囲器が前記液晶ディスプレイパネルの背面に配置されていることを特徴とする。この液晶ディスプレイ装置によれば、バックライトユニットに搭載する放電ランプの本数を削減することができる。
【００１４】
また、本発明に係る放電ランプの製造方法は、ガラスバルブと、該ガラスバルブの両端部の内側にそれぞれ設けられたホロー電極と、前記ガラスバルブの両端部の外側にそれぞれ設けられ、前記ホロー電極のリード線と接続された有底筒状体からなる給電端子とを備える放電ランプの製造方法であって、前記給電端子に筒状の孔部を設け、該孔部に前記リード線を所定の隙間が設けられるように挿入した状態で、レーザ光を照射して、前記孔部の先端部と前記リード線の先端部とを溶接することを特徴とする。この放電ランプの製造方法によれば、給電端子とリード線とが合金接合され、給電端子の筒状の孔部の内面とリード線との間に設けられた隙間に溶融した金属材が入り込んだ接合部が形成される。また、接合時の入熱エネルギーは小さく抑えられる。
【００１５】
また、本発明に係る放電ランプの製造方法では、前記リード線の長手方向に対して、３０〜６０度の角度でレーザ光を照射することが好ましい。この放電ランプの製造方法によれば、接合面積がさらに大きくなる。また、接合時にレーザ光はガラスバルブのリード線の封止部には到達しない。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明に係る放電ランプによれば、ランプ電流を大きくして電極からの発熱量が増大した場合にも、給電端子とリード線との接合状態を安定して維持することができるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る放電ランプ及び放電ランプの製造方法の一実施形態について図を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係る放電ランプ１が、液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットに搭載される状態を示す斜視図、図２及び図３は、放電ランプ１の一端部を示す拡大断面図である。
【００１８】
バックライトユニットにおける筐体２は、液晶ディスプレイパネルの背面に配置されるものであって、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂製で、内面にアルミニウム等の金属が蒸着され反射面が形成されている。この筐体２内に複数本搭載される放電ランプ１，…は、直管状であり、両端部に給電端子３を備えている。ランプホルダー４は、導電性であり、例えば、ステンレス、りん青銅等の板材を折り曲げて形成したものである。ランプホルダー４の凹部内に、放電ランプ１の給電端子３をはめ込むことによって、各放電ランプ１が保持されると共に、ランプホルダー４と給電端子３とが電気的に接続される。
【００１９】
放電ランプ１は、ガラスバルブ５と、ガラスバルブ５の両端部の内側にそれぞれ設けられたホロー電極６と、ガラスバルブ５の両端部の外側にそれぞれ設けられてホロー電極６のリード線７と接続された給電端子３とを備えるものである。ガラスバルブ５は、例えば、ホウケイ酸ガラス製であって、筒状の管を加工したものである。ホロー電極６は、ガラスバルブ５内に密閉されており、この電極本体にリード線７が溶着されている。リード線７は、ガラスバルブ５の熱膨張係数とほぼ同じ材料であるタングステン製の内部リード線と、この内部リード線とほぼ同径で、且つ、他の金属に溶着し易いニッケル製の外部リード線とを溶接したものである。このリード線７は、前記内部リード線の一端部がガラスバルブ５の端部に封着されており、ガラスバルブ５の端部より外側に前記外部リード線が設けられている。
【００２０】
給電端子３は、例えば、ステンレス製であって、ガラスバルブ５の外周面を包囲する筒状の本体部８と、この本体部８の開放端部に位置する底部９と、この底部９の中央部から延出する筒状の孔部１０とを有している。なお、ガラスバルブ５の外周面と給電端子３の本体部８の内面との間に、概ね全周に亘って隙間が設けられていると共に、軸方向（ガラスバルブ５の長手方向）にも、ガラスバルブ５の端部と給電端子３の底部９の内面との間に隙間が設けられている。
【００２１】
本実施形態においては、レーザ光を照射して、給電端子３における筒状の孔部１０の先端部とリード線７の先端部とを溶接する。以下、このレーザ光による溶接を行う手順と条件について説明する。
【００２２】
ホロー電極６が密閉されて、リード線７を軸方向にほぼ真直としたガラスバルブ５の端部に、まず、給電端子３の本体部８を被せるようにする。この際に、給電端子３の筒状の孔部１０にリード線７が挿入されるようになる。次に、筒状の孔部１０の端面とリード線７の端面とが面一となる位置で給電端子３を仮固定する。ここで、筒状の孔部１０にリード線７が挿入された状態で、孔部の内面とリード線７との間に所定の隙間が設けられる寸法としておく。隙間の量としては、０．１〜０．６ｍｍ、好ましくは０．１５〜０．４ｍｍが適正である。この状態で、筒状の孔部１０の先端部及びリード線７の先端部に、図２に示す矢印Ａ方向からレーザ光を数十ｍｓｅｃ照射する。このレーザ光の熱エネルギーにより、筒状の孔部１０の先端部及びリード線７の先端部の一部が溶融し、合金化した接合部１１が形成される。このように、局所的に短時間にレーザ光を照射することにより接合するので、入熱エネルギーは、半田接合やアーク溶接等に比較して小さい。  
【００２３】
上記接合部１１は、溶融したものが再度凝固したものであるので、丸みを有する形状となっている。また、筒状の孔部１０の内面とリード線７との間に隙間が設けられているので、溶融した金属材がこの隙間に入り込んでいる。
なお、図２においては、筒状の孔部１０、リード線７及び接合部１１の関係をわかりやすくするために、別体的に記載したが、実際は溶接により一体化した状態となっている。また、上記実施形態では、筒状の孔部１０の端面とリード線７の端面とが面一となる位置で給電端子３を仮固定したが、これに限らず、筒状の孔部１０の端面からリード線７が突出した状態で仮固定し、レーザ光の熱エネルギーにより、筒状の孔部１０の先端部及びリード線７の一部が溶融しても、合金化した接合部１１が実質的に形成される。
【００２４】
接合面積を大きくして接合強度をさらに大きくするためには、図３に示すように、斜め方向から（矢印Ｂ方向から）レーザ光を照射する方法が有効である。断面図に示すように、筒状の孔部１０の先端部及びリード線７の先端部における溶融部と非溶融部との境界面が、軸と直交する面に対して傾斜するようになり、接合面積は大きくなる。照射角度としては、リード線７の長手方向に対して、３０〜６０度、好ましくは４５度が有効である。なお、斜め方向からレーザ光を照射した場合には、レーザ光はガラスバルブ５のリード線７の封止部には到達しないようにしている。
【００２５】
以上のように、本実施形態に係る放電ランプ及び放電ランプの製造方法によれば、給電端子３とリード線７とが合金接合されているので、ランプ電流を大きくして電極からの発熱量が増大した場合にも、接合部１１は変化せず、電気的接続不良を防止することができる。また、給電端子３の筒状の孔部１０の内面とリード線７との間に隙間が設けられており、溶融した金属材がこの隙間に入り込んだ接合部が形成されているので、接合強度は大きくなっており、給電端子３とリード線７との接合状態を安定して維持することができる。また、レーザ光を局所的に短時間に照射することにより接合しているので、入熱エネルギーは小さく抑えられ、接合時のリード線の封止部の割れを防止することができる。なお、電極をホロー電極６にしているので、従来の電極に比べて発熱が小さく、使用時のリード線の封止部の割れを防止することができる。
【００２６】
また、接合部１１は丸みを有する形状となっているので、放電ランプ１をバックライトユニットに搭載する作業等を行う際に、作業者の手や衣服に引っ掛かることがなくなり、リード線封着部に力が加えられて割れるということがなくなる。
【００２７】
また、筒状の孔部１０の先端部及びリード線７の先端部における溶融部と非溶融部との境界面を、軸と直交する面に対して傾斜させている場合には、接合面積が大きくなることで接合強度はさらに大きくなっており、給電端子３とリード線７との接合状態を安定して維持することができる。
【００２８】
また、ガラスバルブ５の外周面と給電端子３の本体部８の内面との間に、概ね全周に亘って隙間が設けられているので、給電端子３と空気との接触面積が増え、給電端子３の放熱効果が向上し、放電ランプ１の過熱を防止することができる。また、ガラスバルブ５の端面と給電端子３の底部９の内面との間に設けられている隙間も同様の効果を奏する。
【００２９】
また、斜め方向からレーザ光を照射した場合には、レーザ光はガラスバルブ５のリード線の封止部には到達しないので、接合時のリード線の封止部の割れを防止することができる。
【００３０】
本実施形態に係る放電ランプ１を搭載することにより、搭載本数が削減されていても各放電ランプのランプ電流を大きくして安定して動作するバックライトユニットを提供することができる。また、このバックライトユニットと液晶ディスプレイパネルとを備えた低コストな液晶ディスプレイ装置を提供することができる。
【００３１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３２】
例えば、上記実施形態においては、ガラスバルブ５の外周面と給電端子３の本体部８の内面との間に、概ね全周に亘って隙間が設けられるようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、図４に示すように、給電端子３の本体部８の一部を略コの字状に切り欠き（周方向の３ヶ所程で）、そして内側に曲げて切り起こした板バネ１２により、ガラスバルブ５の外周面に所定の圧力で保持するようにしてもよい。この場合、給電端子３の本体部８の内周面は、板バネ１２により、給電端子３の本体部８の他の部分をガラスバルブ５の外周面から乖離させて、概ね全周に亘って隙間が均一に設けられるようになる。
【００３３】
また、上記実施形態においては、放電ランプ１は直管状のものであったが、同様のホロー電極６とリード線７と給電端子３とを備えるものであれば、例えば、Ｌ管状やＵ管状のものであっても、当然に同様の作用及び効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明に係る放電ランプをバックライトユニットに搭載することにより、ランプ電流を大きくしても安定して動作するバックライトユニットを得ることができ、このバックライトユニットを備えた低コストの液晶ディスプレイ装置を得ることができる。また、本発明に係る放電ランプの製造方法によれば、給電端子とリード線との接合状態を安定して維持することができるので、特に、バックライトユニットに搭載される放電ランプの製造方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態の放電ランプ１がバックライトユニットに搭載される状態を示す斜視図
【図２】同実施形態に係る放電ランプ１の一端部を示す拡大断面図
【図３】同実施形態に係る他の条件で製造した放電ランプ１の一端部を示す拡大断面図
【図４】本発明の他の実施形態に係る給電端子３を示す斜視図
【図５】従来の放電ランプ１ａを示す拡大断面図
【符号の説明】
【００３６】
１  放電ランプ
２  筐体
３  給電端子
４  ランプホルダー
５  ガラスバルブ
６  ホロー電極
７  リード線
８  本体部
９  底部
１０  孔部
１１  接合部
１２  板バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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