(57)【要約】  本発明は、多数の実質的に長手の蛍光ランプ（１）を保持するための保持手段を含み、各ランプは、ガラス外被（２）と、ランプを励起するための供給手段と、ランプによって生成される熱の少なくとも一部を除去するための冷却手段とを含む、ＬＣＤディスプレイ装置を背面照明するためのバックライトモジュールであって、冷却手段は、少なくとも１つのランプのガラス外被に熱結合される少なくとも第一金属熱伝導性本体（５）を含み、冷却手段は、少なくとも１つのランプのガラス外被の限定的な表面地域のみと接触する。熱伝導性本体の提供は、制御機構をより離れて移転することを可能にするので、ランプの光放射面の遮蔽が減少される。これは如何なる考え得る制御機器にも有効であり、熱伝導性システムの他の多数の部分にも有効である。
2008504646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の実質的に長手の蛍光ランプを保持するための保持手段を含み、各蛍光ランプは、ガラス外被と、前記蛍光ランプを励起するための供給手段と、前記蛍光ランプによって生成される熱の少なくとも一部を除去するための冷却手段とを含む、
ＬＣＤディスプレイ装置を背面照明するためのバックライトモジュールであって、
前記冷却手段は、少なくとも１つの蛍光ランプの前記ガラス外被に熱結合される第一金属熱伝導性本体を少なくとも含むこと、並びに、前記冷却手段は、前記少なくとも１つの蛍光ランプの前記ガラス外被の限定的な表面地域のみと接触することを特徴とする、
バックライトモジュール。
【請求項２】
前記冷却手段は、前記少なくとも１つの蛍光ランプ上にコールドスポットを創成するよう構成されることを特徴とする、請求項１に記載のバックライトモジュール。
【請求項３】
前記冷却手段は、前記ランプ外被を通じて延びる金属部分に接続されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のバックライトモジュール。
【請求項４】
前記冷却手段は、前記ランプ外被の両端部の一方に位置する前記金属部分に接続されることを特徴とする、請求項３に記載のバックライトモジュール。
【請求項５】
前記ガラス外被は、排気管を含むこと、並びに、前記冷却手段は、前記排気管と接触するよう構成されることを特徴とする、上記請求項のうちいずれか１項に記載のバックライトモジュール。
【請求項６】
前記冷却手段は、前記蛍光ランプの前記排気管と前記蛍光ランプの前記第一金属熱伝導性本体との間に配置される熱伝導性ペーストを含むことを特徴とする、請求項５に記載のバックライトモジュール。
【請求項７】
前記第一金属熱伝導性本体は、前記排気管の周りに延在し、且つ、第二金属熱伝導性本体（７）と接触する環状本体を含むことを特徴とする、請求項５又は６に記載のバックライトモジュール。
【請求項８】
前記の金属熱伝導性本体は、両端部で開放の実質的に円筒形のスリーブを含むことを特徴とする、請求項７に記載のバックライトモジュール。
【請求項９】
前記環状本体と同軸に配置されるフランジが、前記第二金属熱伝導性本体と接触すること、並びに、前記スリーブ及び前記フランジは、一体的な本体を形成することを特徴とする、請求項７又は８に記載のバックライトモジュール。
【請求項１０】
前記第二熱伝導性本体は、熱伝導性ロッドに熱接続される金属フィンガーによって形成されることを特徴とする、請求項７、８、又は、９に記載のバックライトモジュール。
【請求項１１】
前記二次的な熱伝導性本体は、ステムが位置する前記蛍光ランプの端部に配置されるランプキャップを通じて延びることを特徴とする、請求項９に記載のバックライトモジュール。
【請求項１２】
当該バックライトモジュールは、複数の蛍光ランプを含むこと、並びに、各蛍光ランプの外被は、金属フィンガーを用いて前記熱伝導性ロッドに接続されることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載のバックライトモジュール。
【請求項１３】
各フィンガーの熱伝導能力は、動作中に優勢であることが予期されるランプ温度と共に増大することを特徴とする、請求項１２に記載のバックライトモジュール。
【請求項１４】
前記冷却手段は、前記蛍光ランプの各両端部に配置される金属ランプキャップの少なくとも１つに接続されるヒートシンクを含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載のバックライトモジュール。
【請求項１５】
前記ヒートシンクは、前記ランプキャップ又は複数の前記ランプキャップの周りに延在する中空ディスクを含むことを特徴とする、請求項１４に記載のバックライトモジュール。
【請求項１６】
前記ヒートシンクは、前記ランプキャップ又は複数の前記ランプキャップに接続されるクランプを含むことを特徴とする、請求項１４に記載のバックライトモジュール。
【請求項１７】
前記冷却手段は、前記ランプ外被の前記円筒形部分と接触するよう配置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のバックライトモジュール。
【請求項１８】
前記金属熱伝導性本体は、蛍光ランプが収容される金属ボックスの一部を形成すること、並びに、熱伝導性パッドが各蛍光ランプと前記近僕ボックスの各部分との間に設けられることを特徴とする、請求項１７に記載のバックライトモジュール。
【請求項１９】
前記金属ボックスは、前記バックライト装置が設けられる装置の筐体の少なくとも一部に熱接続されることを特徴とする、請求項１８に記載のバックライトモジュール。
【請求項２０】
前記冷却手段の熱伝導率は、周囲温度に依存することを特徴とする、上記請求項のうちいずれか１項に記載のバックライトモジュール。
【請求項２１】
前記冷却手段は、前記周囲温度に応答する制御装置に接続されるペルティエ素子を含むことを特徴とする、請求項２０に記載のバックライトモジュール。
【請求項２２】
前記冷却手段は、結合面を介して相互接触する２つの熱伝導性素子を含むこと、並びに、前記結合面の熱伝導率は、前記素子の１つの位置の変化を通じて制御可能であることを特徴とする、請求項２０に記載のバックライトモジュール。
【請求項２３】
前記冷却手段は、結合面を介して相互接触する２つの熱伝導性素子を含むこと、並びに、前記結合面の前記表面地域は、前記素子の１つの位置の変化を通じて制御可能であることを特徴とする、請求項２２に記載のバックライトモジュール。
【請求項２４】
前記冷却手段は、空気間隙によって分離された２つの熱伝導性素子を含み、前記空気間隙の幅は、前記素子の１つの位置の変化を通じて制御可能であることを特徴とする、請求項２２に記載のバックライトモジュール。
【請求項２５】
前記経路の熱伝導率の制御は、周囲温度に応答すること、並びに、前記冷却手段は、制御素子としてバイメタルを含むことを特徴とする、請求項２０乃至２４のうちいずれか１項に記載のバックライトモジュール。
【請求項２６】
上記請求項のうちいずれか１項に記載のバックライトモジュールによって特徴付けられるＬＣＤディスプレイ装置。
【請求項２７】
当該ＬＣＤディスプレイ装置のバックライトは、走査モードで動作するよう構成されることを特徴とする、請求項２６に記載のＬＣＤディスプレイ装置。
【請求項２８】
請求項２６又は２７に記載のＬＣＤディスプレイ装置を含むことを特徴とする、ＴＶ装置。
【請求項２９】
請求項３又は４に記載のバックライトモジュール内での取付けのために構成されることを特徴とする、ＨＣＦＬランプ。
【請求項３０】
金属部分が前記外被を通じて延び、前記金属部分は、請求項３又は４に記載のバックライトモジュール内に取り付けられるときに、前記冷却手段と接触するよう構成されることを特徴とする、請求項２９に記載のＨＣＦＬランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の実質的に長手の蛍光ランプを保持するための保持手段を含み、それぞれのランプは、ガラス外被と、ランプを励起するための供給手段と、ランプによって生成される熱の少なくとも一部を除去するための冷却手段とを含む、ＬＣＤディスプレイを背面照明するためのバックライトモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
そのようなバックライトモジュールは、米国特許第４，９７８，８９０号に開示されている。
【０００３】
この従来技術文献では、ランプのガラスとペルティエ素子との間に設けられた熱伝導性化合物とは別に、ペルティエ素子がランプ外被のガラスに直接的に結合されている。冷却システムは、ランプの光放射部の実質的部分を覆い、ランプによって放射される光を遮蔽している。これはガラス上の熱伝導性化合物の表面領域のみならず、多量のペルティエ素子の存在によっても引き起こされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ランプによって放射される光の遮蔽を回避する上記に言及された種類のバックライトモジュールのための冷却システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、冷却手段が、少なくとも１つのランプのガラス外被に熱結合される第一金属熱伝導性本体を少なくとも含むこと、並びに、冷却手段が、少なくとも１つのランプのガラス外被の限定的な表面地域のみと接触することで達成される。
【０００６】
金属熱伝導性本体の提供は、ランプの光放射面の遮蔽が減少されるよう、如何なる制御機構をもより遠くに移動する可能性をももたらす。これは如何なる考え得る制御機器に有効であるのみならず、ヒートシンクのような、熱伝導性システムの如何なる他の多数の部分にも有効である。
【０００７】
金属熱伝導性本体の使用は、ガラス外被との小さな接触地域のみを使用する可能性ももたらす。これは再び光放射面の被覆面積及び除去されるべき熱の量の減少をもたらす。
【０００８】
この関係で、第一金属熱伝導性本体は必ずしもガラス外被と接触する必要はないことが留意されるべきである。ガラス外被と第一金属熱伝導性本体との間の熱移動をもたらすために、熱伝導性ペースト又は熱伝導性パッドを使用することも可能である。しかしながら、金属熱伝導性本体はランプ外被に近接することが重要である。
【０００９】
蛍光ランプの発光効率、特に、ＨＣＦＬランプの発光効率は、ランプ内の所謂「コールドスポット」の温度に依存する。コールドスポットは、ランプの最低温度が優勢な、ランプのガス充填外被内のスポットである。その温度は、液相と気相との間の水銀の均衡のために重要である。本発明者は、「コールドスポット」における約４５℃の温度がランプの最適効率をもたらすことを発見した。ランプの他の部分の温度は、ランプの動作及び効率に余り関連がないように思われる。この現象を考慮するために、冷却装置は、ランプ内にコールドスポットを生成するよう構成され、好適実施態様に導く。
【００１０】
好適実施態様は、冷却手段が、ランプ外被を通じて延びる金属又はセラミック部分に接続されるという特徴を提供する。この特徴は、冷却されるべきランプの部分、即ち、一般的には、コールドスポットと、冷却手段との間の極めて効率的な熱結合をもたらす。しかしながら、それはランプ自体の中に設備を必要とする。
【００１１】
この実施態様の範囲内で、冷却手段が、ランプ外被の両端の一方に位置する金属部分に接続されることが好ましい。何故ならば、これは、光放射ランプ部分の如何なる部分の遮蔽もなしに、冷却手段への良好な接続をもたらすからである。
【００１２】
他の実施態様によれば、ランプは排気管を含み、冷却手段は排気管と接触するよう構成される。
【００１３】
排気管は、普通、光放射が起こらないランプキャップ内に存在するので、この実施態様は、ランプの光放射面の被覆の問題を回避する。さらに、排気管内の或いはその近傍におけるコールドスポットの存在は、同じ有利な結果が生じることが発見された。何故ならば、それはランプ内の如何なる場所でもそうだからである。
【００１４】
排気管は、切頭ガラス管である。ガラス管は、製造中にランプを排気するために使用される。排気後、管は溶融されて閉塞され、切頭ステムをもたらす。これは、その形状が不規則であること、どんな場合でも、非円筒形であることを暗示する。この形状にも拘わらず、本発明は、ランプの排気管とランプの第一熱伝導性本体との間に配置される熱伝導性ペーストの塗布を通じて、熱の効率的な除去をもたらす。このペーストは、排気管における如何なる不規則性をも補償するために、如何なる形状にも適合し得る。
【００１５】
好適実施態様によれば、第一金属熱伝導性本体は、排気管の周りに延在する環状本体を含み、それは第二熱伝導性本体と接触する。環状本体の存在は、排気管の表面地域を熱の移動のために利用可能にする。この第一金属熱伝導性本体は、排気管と冷却システムの他の部分との間の界面として作用する。
【００１６】
この界面機能は、第一金属熱伝導性本体が、両端部で開放の実質的に円筒形のスリーブを含むときに最適化される。ここで、実質的に円筒形のスリーブは、熱伝導性ペースト及び排気管と接触する大きな表面地域をもたらす。開放端部は、極めて脆弱な排気管の遠位端と、排気管の遠位端に損傷を与え得るペーストの如何なる他の部分との間の接触をも回避する。
【００１７】
さらなる最適化が、環状本体と同軸に配置されたフランジが第二熱伝導性本体と接触する点、並びに、スリーブ及びフランジが一体形の本体を形成する点において達成される。ここで、フランジは、第二金属熱伝導性本体との接触のための大きな表面地域をもたらすのに対し、排気管から本体の他の部分への熱の移動は、一体形の本体を使用することによって達成される。
【００１８】
ランプから熱をさらに離して移動するために、第二熱伝導性本体は、熱伝導性ロッドと熱接続される金属フィンガーによって形成される。ここで、熱伝導性ロッドそれ自体は、ヒートシンクとして作用し、或いは、ヒートシンクに接続される。ランプから熱をさらに離す伝導は多くの方法で実施され得るが、それは本発明の一部ではない。
【００１９】
一般的に、しかしながら、排他的にではなく、本発明に従った装置において使用されるランプは、その両端部にランプキャップを含む。第一熱伝導性本体がそうであるように、ランプのステムは、普通、ランプキャップの１つの内側に配置される。主たる金属熱伝導性素子との良好な接触を行うために、第二熱伝導性本体は、ステムが位置するランプの端部に配置されたランプキャップを通じて延びる。
【００２０】
ＬＣＤディスプレイ装置は、普通、長方形の形状を有する。均一なバックライトを得るために、この形状は多数の相互に平行な長手ランプを必要とする。全てのランプを冷却するために同一の熱伝導性経路を使用することは効率的であるので、それぞれのランプは、金属フィンガーを用いて同一の熱伝導性ロッドに接続されるのが好ましい。
【００２１】
モジュールの一部のランプは、他よりも熱い。一般的にそうであるように、ＬＣＤスクリーンが垂直位置において使用されるとき、上方ランプは下方ランプよりも熱い。他の熱発生素子の存在は、一部のランプのより高い温度も招く。この効果を補償するためには、より熱いランプのより良好な冷却を提供するのが魅力的である。これはそれぞれのフィンガーの熱伝導能力がランプの予期される温度に適合されることで達成される。従って、一部のフィンファーは、他よりも大きな断面を有する。
【００２２】
ＬＣＤ装置が統合される機器の構造に依存して、ランプから引き出された熱の処理する異なる方法が使用され得る。上述のように、ランプの近傍から熱を除去するために、金属熱伝導性ロッドを使用することが可能であり得る。しかしながら、強制的であれ自然であれ、換気を使用することが代替的に可能である。後者の状況に役立つために、冷却手段は、ランプの２つの端部に配置される金属ランプキャップの少なくとも一方に接続されるヒートシンクを含み得る。この構造では、次の本発明の利点を享受することが再び可能である。即ち、ヒートシンクは、普通、ランプの光放射部分の遮蔽を招き、よって、それらがランプの光放射部分の近傍に配置されるとき、効率の低下を招く大きな素子である。本発明はヒートシンクをランプの少なくとも光放射部分から離間して配置することを可能にし、妨げのない光の放射を可能にする。
【００２３】
第二の一連の実施態様は、冷却手段が、ランプの２つの端部に配置された金属ランプキャップの少なくとも一方に接続されるヒートシンクを含むという特徴を提供する。これはランプキャップがランプ外被のガラスと密接に接触するという事実を利用する。この実施態様において、ランプキャップは、第一金属熱伝導性素子として作用する。この場合には、「コールドスポット」は、ランプキャップがガラスと接触する位置に配置される。
【００２４】
この第二の一連の実施態様は、ヒートシンクがランプキャップの周りに延在する中空ディスクを含むという特徴を組み込み得る。ランプの周りの中空ディスクの提供は、ランプキャップとの良好な接触をもたらすと共に、ディスク形状はガス流によって冷却されるよう良好に構成される。構造は比較的単純でもあり、低コスト価格をもたらす。
【００２５】
上述の実施態様において、各ランプのランプキャップは、その独自のヒートシンクを備える。しかしながら、ヒートシンクに密接に接続されたランプキャップを使用することも代替的に可能である。この構造は、複数のランプのために単一のヒートシンクを使用することを可能にする。これはヒートシンクがランプキャップに接続されたクランプを含むという点で実施され得る。しかしながら、先行する実施態様の金属フィンガーを用いて、ランプキャップを共通のヒートシンクに接続することも代替的に可能である。
【００２６】
上述の実施態様において、冷却手段は、概ね長手のランプの端部で作用するよう配置される。原理上、ランプの光放射中間部と接触する冷却手段を設けることも可能である。これは冷却手段がランプ外被の円筒形部分と接触するよう構成されるという点で達成される。
【００２７】
これは上記に説明された本発明の目的に反するように思われる。しかしながら、コールドスポットの適用は、一般的に、ランプのガラスと冷却手段との間の小さな接触地域のみを必要とする。さらに、ＬＣＤスクリーンと反対のランプの側部に冷却手段を設けることも可能であり、その結果、限定的な直接遮蔽効果が得られる。もちろん、反射器が、普通、ＬＣＤスクリーンと反対のランプの側に存在するので、冷却手段は、ＬＣＤスクリーン方向に向けられた有効な光の量に何らかの否定的な影響を有するが、上記されたように、冷却手段とランプガラスとの間の接触地域を比較的小さくし得るので、遮蔽効果を最小限化し得る。
【００２８】
より具体化された実施態様は、金属熱伝導性本体が、ランプが設けられる金属ボックスの一部であり、熱伝導性パッドがそれぞれのランプと金属ボックスの部分との間に設けられるという特徴を提供する。金属ボックスは、ここで、再びヒートシンクとして、好ましくは、反射器としても作用することができ、その結果、部品数の実質的な減少、故に、より低いコスト価格をもたらす。
【００２９】
好ましくは、金属ボックスは、バックライト装置が収容される機器の筐体の少なくとも一部に熱接続される。ヒートシンクの機能は、金属ボックスからＬＣＤ装置がその一部を形成する機器の筐体に移転される。これも部品数の減少をもたらす。
【００３０】
ＨＣＴＬランプの発光効率は「コールドスポット」の温度に極めて依存する。従って、ランプを最適温度で動作することが最大限に重要である。ＬＣＤスクリーンの特性によって決定される所要光束のために、これはランプによるエネルギー消費及び熱発生を最小限化し、より低い冷却能力を招く。しかしながら、ランプが動作する条件は、先ず周囲温度の結果としてのみならず、機器自体の内部で生じるプロセスの結果としても、極めて広く変化する。従って、ある種の温度制御を行うのが有利であり、それは冷却手段の熱伝導率を温度に依存させることによって実施され得る。
【００３１】
好ましくは、冷却手段は、温度依存制御装置に接続されるペルティエ素子を含む。ペルティエ素子の使用それ自体は多くの冷却用途のために、米国特許第４，９７８，８９０号に記載されているように、ランプ装置のためにさえ既知であるが、ペルティエ素子のサイズは、本発明に従った構造に容易に適用し得ないようである。従って、熱電素子としても既知のペルティエ素子は、冷却手段がランプの両端部に接続される実施態様に適用されるのが好ましい。
【００３２】
しかしながら、冷却手段を通じた熱流の制御を実行する他の可能性がある。好適実施態様によれば、冷却手段は、その熱伝導率が一方の素子の位置の調節を通じて制御可能な結合面を介して相互接触する２つの熱伝導性素子を含む。この実施態様は、ペルティエ素子のエネルギーの不断の使用を回避する。部分の相対的運動を発生するために、エネルギーが明らかに必要であるが、このエネルギーは運動が行われるときに必要とされるだけであり、ペルティエ素子の場合のように不断に必要ではない。再度この構造は嵩張り得るが、ランプの両端での配置は遮蔽によって引き起こされる問題を解消する。
【００３３】
上記の実施態様は、その熱伝導率が一方の素子の位置の調節を通じて制御可能な結合面を介して相互に接触する２つの熱伝導性素子を設けることによって実施され得る。
【００３４】
上述の実施例において、制御は結合面の表面地域の制御を通じて行われる。しかしながら、結合部の制御面に対して垂直な長さを制御することも代替的に可能である。これは空気間隙によって分離される２つの熱伝導性素子を含む冷却手段によって実施され、空気間隙の幅は一方の素子の位置の調節を通じて制御可能である。
【００３５】
経路の熱伝導率の制御は周囲空気を通じて行われ、冷却手段は制御素子としてバイメタルを含み得る。この制御方法は、上述された全ての温度制御方法と組み合わせて実施され得る。バイメタル素子の重要な利点は、それはその周囲をエネルギー源として使用し、特殊なエネルギー源を不要にする。しかしながら、その温度がランプの一部の温度に結合されるよう制御素子を位置付けることが代替的に可能である。
【００３６】
上述されたような装置は、ＬＣＤスクリーン用のバックライトそして機能するよう使用され得る。例えば、バックライト装置及びＬＣＤ装置の双方のために同一のフレームを使用することによって、組み合わせの構造を単純化するよう、装置を大きな程度に一体化し得る。
【００３７】
ＬＣＤディスプレイは、とりわけ、動画中のぼけを低減する走査モードにおいて動作され得る。走査モードは、ディスプレイが暗い周期を有することを暗示する。肉眼のために輝度の同一の全体的印象を得るために、残余時間中の輝度は、増大されなければならない。これはランプ上により大きな熱歪を置き、冷却装置により大きな負担を引き起こすので、本発明の利点はこの用途においてより顕著である。
【００３８】
本発明に従ったＬＣＤスクリーンは、家庭用ＴＶセット、ＰＣと共に使用するためのスクリーンにおいて、制御室のスイッチボード、車両、船舶、又は、飛行機内のスクリーンにおいて、及び、多くの他の用途において使用され得る。
【００３９】
金属部材がランプの外被を通じて延びる実施態様は、ランプが外被を通じて延びる金属部分を備え、且つ、本発明に従ったモジュール内に取り付けられるときに、冷却手段と接触するよう構成されることを要求する。
【００４０】
以下の図面を参照して本発明を今や解明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
図１は、図面中に如何なる詳細も描写されていない可視的ディスプレイ装置のためのバックライト装置の一部を形成するＨＣＦＬ管状ランプ１の端部を示している。管状ランプ１はガラス外被２を含み、その一端に、ランプの製造中に溶融によって排気管３が形成される。ランプキャップ４が設けられ、ランプの円筒形部分の一部を取り囲み、そのランプキャップは、金属、プラスチック、又は、それらの組み合わせから成り得る。ランプキャップは、キャップの端部で電極を各接触地点に接続するための接続手段（図示せず）を含む。これらの接続及び接点は本発明の一部を形成せず、これ以上記載されない。
【００４２】
第一金属熱伝導性素子５が、排気管３の実質的部分を取り囲むよう、ランプキャップ内に配置されている。排気管の形状は普通余り再現性がないので、この第一熱伝導性素子５を、実質的な表面領域に亘って排気管３と接触するよう配置することは可能でない。従って、第一熱伝導性素子は、スリーブ形状部５Ａを含み、その内径は排気管の最大半径方向寸法よりも大きい。スリーブ形状部５Ａと排気管との間の空間は、熱伝導性ペースト６で充填されている。第一熱伝導性素子５は、フランジ５Ｂをさらに含む。このフランジ５Ｂは、ランプキャップ内に適合するよう、円形形状を有するのが好ましいが、他の形状も排除されない。好ましくは、第１熱伝導性素子５の２つの部分５Ａ，５Ｂは、一体形の金属から成る。
【００４３】
第２の熱伝導性素子が、ヒートシンクのような、熱を伝導するためのさらなる手段によって接続された金属フィンガー７によって形成されている。さらに熱を移転する他の方法が、図５乃至７を参照して記載される。フィンガー７は、フランジ５Ｂに接触する側で平坦であるので、熱の十分な移転を達成し得る。上記の実施態様において、フィンガー７は、ランプキャップ４に設けられた孔を通じてランプキャップ内に延びている。他の構成も可能である。
【００４４】
図２は、例えば、第１熱伝導性部分５自体がランプキャップ４内からそこに形成された孔を通じて延在しているので、フィンガー７がランプキャップ４内に延びる必要がない状況を示している。これは孔が他の位置に形成されることを必要とするが、これとは別に、この構造の熱効果は、図１に描写される実施態様のそれと同程度である。
【００４５】
図３は、如何なる部分もランプキャップ４に形成された如何なる孔を通じて延在せず、むしろ熱がランプキャップの内側でランプキャップに密接に接触する部分５及びランプキャップ４の外面と密接に接触する部分７を介してランプキャップ４を横断して流れる状況を示している。部分５，７の双方とも、ここでは、ランプキャップ４の同一の部分と接触している、換言すれば、部分５，７の双方とも、それらの間に位置するランプキャップ４に隣接している。この実施態様において、第一部分は第一金属熱伝導性部分５、具体的には、そのフランジ５Ｂによって形成されている。他の部分は、熱伝導性フィンガー７の遠位端によって形成されている。
【００４６】
図４は、ランプキャップ４それ自体が第一金属熱伝導性素子として作用する実施態様を示している。これは別個の部分を不要にする。
【００４７】
ランプキャップ４は、ランプ１のステム３とランプ外被２の円筒形部分の一部との双方に熱的に接続されている。即ち、上記に言及されるような外被２のリムで並びに排気管３で、接点の１つのみを提供することが可能であることが、ここで留意されるべきである。排気管３での接点の代わりに或いは追加として、ガラス外被２のリムとの接触を接触を達成することが、図１乃至３を参照して記載される前記実施態様において等しく可能である。
【００４８】
ランプキャップ４は、この目的のために、排気管３を取り囲むスリーブ形状部５Ａを含む。スリーブ形状部５Ａと排気管３との間の空間は、熱伝導性ペースト６で充填される。ランプキャップ４はガラス外被２のリムから熱も移動するよう構成されているが、ランプキャップは、一般的に、ガラス外被のリムと良好に熱接触しているため、ガラス外被２とランプキャップ４との間に熱伝導性ペースト６を使用する必要がない。しかしながら、もし必要が生じるならば、それを依然として塗布し得る。
【００４９】
この実施態様では、熱をさらに移動するためにフィンガーはなく、むしろヒートシンク８がランプキャップ４の平坦部に接して設けられている。ヒートシンク８はその熱をヒートシンクに接触するガス流に移動する。そのようなガス流は、本出願と同日に出願されるべき欧州特許出願の主題である構造によって生成され得る。（代理人整理番号ＰＨＮＬ０４０７１７）。
【００５０】
上記に記載される全ての４つの実施態様が、本発明の範囲内で相互に交換され得る機能を含むことが明らかであろう。
【００５１】
図１、２、及び、３に示される実施態様は、ランプキャップ４から熱を伝導して取り除くフィンガー７を全て必要とする。ディスプレイ用のバックライトは、普通、相互に平行な配列の長手ランプを必要とする。これは、熱伝導性部分をランプの配列の１つの側に配置し、ランプキャップと熱伝導性部分との間の熱接触のために熱伝導性フィンガーを使用する可能性をもたらす。そのような構成は、図５、６、及び、７に描写されている。
【００５２】
図５は、そのような配列のディスプレイの平面に対して垂直な立面図を示しており、熱伝導性部分は、金属ロッド１０によって形成されている。ランプによって生成される熱を伝導し、或いは、他に表現されるならば、それぞれのランプ中のコールドスポットで所要温度を維持し得るよう、この金属ロッドは大きな断面を有する。
【００５３】
ディスプレイが垂直に或いは少なくとも実質的に垂直に配置される最も一般的な構造では、金属ロッド１０も垂直に延在する。垂直ロッドは、各フィンガー７によって、それぞれのランプキャップ４に接続されているので、それぞれのランプキャップ４と金属ロッド１０との間に熱接続がある。
【００５４】
この実施態様の立面図をディスプレイと平行な方向に示す図６に示されるように、金属ロッド１０は、ランプの軸方向に対して偏心している。絶対に必要ではないが、この構成は、フィンガーがランプキャップから半径方向に延び、その結果、ランプへの電力の供給のためにランプキャップ内に配置される接点との干渉が余りないという利点を有する。しかしながら、傾斜又は湾曲フィンガーのような、代替的な構成を使用することも可能である。もちろん、金属ロッドによって収集される熱は、さらに、例えば、ヒートシンク又は他の冷却機能に移動されるべきであり、それは同様に本発明の一部を成す。
【００５５】
金属ロッド１０の偏心位置は、構成の平面図を示す図７中に明らかに見られる。
【００５６】
ランプから伝導して除去されるべき熱は、他の要因のなかでもとりわけ、ランプの位置に依存する。上方ランプは、一般的に、下方ランプよりも熱い。他の熱生成素子の存在のような他の効果も考慮されなければならない。ランプの異なる冷却要件を考慮するために、それらの位置に依存して、フィンガー７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄの断面は異なり得る。これは図６中に明らかに示されており、ランプキャップ４を金属ロッド１０に接続するフィンガー７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄは、異なる高さを有する。フィンガー７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄの幅が同じであることが図５から明らかであるので、それらの断面はランプ２の位置の高さと共に増大し、よって、異なる冷却要件を満足する。この機能は、それぞれのランプ２内のコールドスポットの温度を等しく維持するのに役立つ。
【００５７】
上記に記載された構成は、ランプの温度、具体的には、それらのコールドスポットの簡単な制御をもたらす。ランプの効率はコールドスポットの温度に極めて依存し、ランプの周囲の全体温度は、特に暖機中のスイッチオン後、予測し得ないので、ランプ、具体的には、それらのコールドスポットのさらなる温度制御を実施するのが有利であり得る。第一の可能性は、冷却システムの能力の熱依存制御を遂行するために、熱電素子としても既知の所謂ペルティエ素子の提供することである。このペルティエ素子を冷却経路内の適切な場所に設け得る。しかしながら、ここに記載される本発明と従うよう、ペルティエ素子は、第一熱伝導性素子がランプ自体とペルティエ素子との間に存在する位置に配置されなければならない。図５乃至７に描写される実施態様では、ペルティエ素子を金属ロッド１０の遠位端に配置し得る。
【００５８】
図８は他の実施態様を示しており、冷却能力を制御するために、空気間隙が使用されている。構成は冷却経路内の幾つかの場所に再び位置付けられ得るが、図面に描写されるように、魅力的な場所はランプキャップに隣接している。金属フランジ１１がランプキャップ４と直接接触して配置されている。金属シリンダ１２が、金属フランジ１１から短い距離で配置されている。空気間隙１３が、金属フランジと金属シリンダとの間に存在している。
【００５９】
熱経路は、フランジ１１、空気間隙１３、及び、金属シリンダ１２を通じて延びている。空気間隙１３の幅が可変であるよう、金属シリンダ１２は軸方向に移動可能である。
【００６０】
図面に描写されていないバイメタル部分が、金属シリンダ１２内に組み込まれている。バイメタル部分は、金属シリンダ１２の位置、よって、空気間隙の幅が、温度依存的であるよう、配置されている。構成は、空気間隙がより高い温度でより狭いよう選択されるので、熱経路の冷却能力は増大するのに対し、より低い温度で空気間隙はより広く、その結果、より少ない冷却能力をもたらす。熱経路の能力は、ここでは、長手方向における部分の長さの変化によって制御される。前記部分の媒体は、この実施態様では、空気であるが、他の媒体も等しく良好に用い得る。
【００６１】
図９は、熱抵抗の制御が熱経路の断面を調節することによって行われる構造を示している。この実施態様は、金属キャップ４に隣接して配置された環状本体１４を含むので、金属キャップ４と環状本体との間の熱抵抗は最小限化される。環状本体１４の中心孔内で移動可能であるよう、金属シリンダ１５が設けられている。シリンダ本体の適合は正確であるので、シリンダ本体の全周面地域に亘って良好な熱接触が得られる。地域は、円筒形本体の位置に依存し、或いは、より正確には、円筒形本体が環状本体内にどれだけ遠く挿入されるかに依存する。環状本体に対する円筒形本体の位置が変更される点で、冷却経路の熱抵抗を修正し得る。
【００６２】
この特性を利用するために、バイメタルユニット１６が筐体１７内に設けられ、ランプキャップは筐体内に取り付けられる。バイメタルユニット１６は、円筒形本体１５と筐体との間の接続を形成している。先行する構成におけるように、筐体は熱導体として機能する。バイメタルユニット１６は、温度に依存して、円筒形本体の位置を決定する。従って、熱伝導率は温度に依存し、よって、所要の制御をもたらす。
【００６３】
上記に記載される実施態様において、制御ユニット又はバイメタルユニットは、ランプキャップと筐体との間に配置されている。よって、それは図４に描写される実施態様の適用を形成する。温度制御冷却回路は本明細書中に記載される他の実施態様においても適用可能であることが明らかである。温度制御の他の原理も等しく適用され得る。
【００６４】
先行する実施態様は、冷却手段が排気管又はランプのガラス外被の円筒形部分のリムと接触するときに、ランプの端部と接触する冷却手段を開示している。一部の状況において、例えば、空間要求の観点から、接触を異なる場所に、例えば、ランプの円筒形部分の中間部分に、即ち、光を放出する部分に配置することが賢明であり得る。小さな接点面地域のみの使用は、ランプによって放射される光の遮蔽の不利点を低減する。他の特徴は、後部に設けられる反射器に向かうランプによって放射された光のみが限定的な範囲のみで遮蔽されるような、ランプの後部での、ディスプレイ装置と反対での、接触面の場所である。
【００６５】
図１０は、そのような構成の断面図である。熱伝導性素子２０が、ランプのガラス外被２と反射器２１との間に設けられている。反射器は、ヒートシンクとして或いは冷却手段の一部としても機能する点で、ここでは多機能を有する。反射器がヒートシンクとして機能するならば、空気流が反射器の背後に生成される。しかしながら、反射器が、ユニットが配置される装置の筐体の後壁に熱結合されることも可能である。反射器は平坦なスクリーンとして描写されているが、反射器としてプロファイル化されたシートを使用することも可能である。
【００６６】
図１１は、先行する実施態様に反して、冷却手段がランプの端部、具体的には、ランプキャップ４と接触する状況を描写している。これは、図４を参照して記載されたように、ランプキャップが冷却されるべきランプの部分に熱結合されることを暗示している。図４では、ランプキャップ自体がヒートシンクを備える。この実施態様では、ヒートシンクは、ランプキャップ４からヒートシンク２２への熱流を許容するよう、ランプキャップとの密接な接触を達成するために、クランプ２３によってランプキャップ４に接続された別個のユニット２２によって形成されている。図１１に描写される状況において、それぞれのランプキャップは、１つのヒートシンクのみに接続され、ヒートシンクの容易な適用、ランプの数に対する、故に、背面照明されるべきディスプレイのサイズに対するヒートシンクの数の容易な適合を可能にしている。
【００６７】
描写されている状況において、ヒートシンクの冷却面は、相互に平行に延在している。これは、全てのランプのためのより大きな共通のヒートシンクのような、他の熱移動装置への熱接続を可能にする。
【００６８】
最後の実施態様は、ガラス外皮を通じて延在する金属部分を使用する。
【００６９】
この実施態様は、図１２に描写されている。この図面は、図１のランプ端部と同一のランプ端部を示している。図１に描写されている部分に対応する部分は、これ以上記載されない。
【００７０】
図１の実施態様では、ランプ外被内で生成される熱は、外被４を通じて除去される。本実施態様では、熱は、ランプ外被のステムを通じて延在する金属ロッド２３を通じて伝導される。ロッド２３は、ランプ外被４内にコールドスポットを形成している。その外方端部に、ロッド２３は、フィンガー７と接触するフランジ２３を含むので、良好な熱接続が得られる。ロッドは、ガラス外被２を通じて延在している。異なる熱膨張係数は、高温の故に、問題を引き起こし得る。これらの問題は、電極のための貫通導体の分野からそれ自体既知の技法の使用を通じて緩和される。これは、平坦なロッド、又は、むしろ箔の使用を暗示する。この実施態様の機能を他の実施態様の機能と組み合わせ得る。
【００７１】
請求される本発明の請求項の範囲から逸脱することなしに、数多くの変形を適用し得ることが明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】冷却フィンガーがランプキャップ内に延びるＨＣＦＬランプの端部を示す断面図である。
【図２】冷却フィンガーがランプキャップの外側に配置されたＨＣＦＬランプの端部を示す断面図である。
【図３】冷却フィンガーがランプキャップの外側に配置され、且つ、ランプキャップが冷却システムの一部として機能するＨＣＦＬランプの端部を示す断面図である。
【図４】ヒートシンクがランプキャップに接続されたＨＣＦＬランプの端部を示す断面図である。
【図５】異なるサイズの冷却フィンガーが配置された本発明に従ったバックライト装置を概略的に示す立面図である。
【図６】図５に描写されるバックライト装置を概略的に示す側面図である。
【図７】図５及び６に描写されるバックライト装置を概略的に示す平面図である。
【図８】熱流を制御するための手段が配置されたランプ端部を概略的に示す断面図である。
【図９】熱流を制御するための他の手段が設けられた図８に類似する断面図である。
【図１０】熱伝導性パッドがランプとランプの後部に配置された金属熱伝導性部分との間に配置されたバックライト装置を示す断面図である。
【図１１】ヒートシンクがランプキャップに設けられた本発明の実施態様を概略的に示す斜視図である。
【図１２】図１に描写される実施態様の変形を示す断面図である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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