(57)【要約】【課題】寿命特性を向上させた冷陰極放電ランプ及びこの冷陰極放電ランプを備えたバックライトユニットを提供する。【解決手段】冷陰極蛍光ランプ１は、バルブ２を備えている。バルブ２内には、Ｎｉから構成されたスリーブ電極４が配設されており、またバルブ２の端部からは、スリーブ電極４に給電する導入線がバルブ２内側に向けて突き出ている。スリーブ電極４の底部４ｂと導入線５との間には、スリーブ電極４を構成しているＮｉと仕事関数が同程度のＫｏｖ（コバール）から構成された介装部材８が介装されている。【選択図】　　　図１
2004063146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の気密容器と；
前記気密容器内に配設され、孔部と底部とを備えた放電電極と；
前記放電電極に給電する導入線と；
前記放電電極の底部と前記導入線との間に位置し、前記放電電極の底部に接合され、前記放電電極を構成している材料と仕事関数が同程度の金属或いは前記材料より仕事関数が大きい金属から構成された介装部材と；
を具備することを特徴とする冷陰極放電ランプ。
【請求項２】
透光性の気密容器と；
前記気密容器内に配設され、孔部と底部とを備えた放電電極と；
前記放電電極の底部を溶融させずに前記放電電極の底部に接合した、前記放電電極に給電する導入線と；
を具備することを特徴とする冷陰極放電ランプ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の冷陰極放電ランプと；
前記冷陰極放電ランプから発せられた光を導入するための導入面と前記光を導出するための導出面とを備えた導光体と；
前記冷陰極放電ランプを点灯させる点灯回路と；
を具備することを特徴とするバックライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷陰極放電ランプ、及びこの冷陰極放電ランプを備えたバックライトユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶ディスプレイのような液晶表示装置の薄型化が進んでいる。それに伴い、バックライトユニットに使用される光源としては、細管化に適した冷陰極蛍光ランプが主流になりつつある。
【０００３】
ところが、冷陰極蛍光ランプは、細管化に適している反面、陰極降下電圧が大きく、ランプ効率が低いという問題がある。このような問題を解決するために、現在、円筒状のスリーブ電極が使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような冷陰極蛍光ランプでは、スリーブ電極は例えばＮｉから構成されており、導入線は例えばＭｏから構成されている。ここで、スリーブ電極と導入線との接合は、両方を溶融させることにより行われている。即ち、スリーブ電極と導入線との接合部には、Ｎｉ−Ｍｏ合金層が存在している。しかしながら、このような冷陰極蛍光ランプは、早期に寿命を迎えるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものである。即ち、寿命特性を向上させた冷陰極放電ランプ及びこの冷陰極放電ランプを備えたバックライトユニットを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決しようとする手段】
本発明の冷陰極放電ランプは、透光性の気密容器と；気密容器内に配設され、孔部と底部とを備えた放電電極と；放電電極に給電する導入線と；放電電極の底部と導入線との間に位置し、放電電極の底部に接合され、放電電極を構成している材料と同程度の金属或いは前記材料より仕事関数が大きい金属から構成された介装部材と；を具備することを特徴としている。本発明の冷陰極放電ランプは、介装部材を備えているので、寿命特性を向上させることができる。
【０００７】
本発明の他の冷陰極放電ランプは、透光性の気密容器と；気密容器内に配設され、孔部と底部とを備えた放電電極と；放電電極の底部を溶融させずに放電電極の底部に接合した、放電電極に給電する導入線と；を具備することを特徴としている。本発明の冷陰極放電ランプは、このような導入線を備えているので、寿命特性を向上させることができる。
【０００８】
本発明の他の冷陰極放電ランプは、封止部を備えた透光性の気密容器と；気密容器内に配設された放電電極と；封止部を貫通し、かつ一部が封止部に封着された、放電電極に給電する導入線と；封止部に接触し、かつ導入線に固着した固着部材と；を具備することを特徴としている。本発明の冷陰極放電ランプは、固着部材を備えているので、寿命特性を向上させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係る冷陰極蛍光ランプの模式的な縦断面図である。
【００１０】
図１に示されるように、冷陰極蛍光ランプ１は、直管状に形成されたバルブ２を備えている。本実施の形態では、バルブ２を直管状に形成しているが、その他の形状であってもよい。
【００１１】
バルブ２は、硬質ガラスから形成されている。なお、硬質ガラスに限らず、その他のガラスも使用することができる。このようなガラスとしては、例えば、半硬質ガラス、軟質ガラス等が挙げられる。また、ガラスに限らず、ガラス以外の透光材料も使用することができる。このようなガラス以外の透光材料としては、例えばアルミナ等のセラミックスが挙げられる。
【００１２】
バルブ２の端部２ａは、後述するビードガラス６及び導入線５に融着することにより封止されている。バルブ２内にはＨｇ及びＡｒが封入されている。Ｈｇは、例えば、アマルガム、或いは純Ｈｇの形で封入することが可能である。また、Ａｒに限らず、その他の希ガスも使用することができる。このような希ガスとしては、例えば、Ｎｅ、Ｋｒ、或いはＸｅが挙げられる。
【００１３】
バルブ２の内面には、例えば４４０〜４６０ｎｍ、５４０〜５６０ｎｍ、及び６００〜６２０ｎｍの波長領域に発光ピークを有する希土類元素で付活された蛍光体層３が形成されている。具体的には、蛍光体層３は、２価のユーロピウム付活アルカリ土類ハロリン酸塩蛍光体、セリウム，テルビウム共付活リン酸ランタン蛍光体（ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ）、および３価のユーロピム付活酸化イットリウム蛍光体（Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ）から構成されている。なお、これらの蛍光体に限らず、その他の蛍光体も使用することができる。
【００１４】
バルブ２内には、放電を生じさせる一対のスリーブ電極４が配設されている。スリーブ電極４は、孔部４ａと底部４ｂとを備えている。具体的には、スリーブ電極４は、有底の円筒状に形成されている。スリーブ電極４をこのような形状にすることにより、ホロー効果により陰極降下電圧を低下させることができる。スリーブ電極４は、Ｎｉから構成されている。なお、Ｎｉに限らず、その他の金属も使用することができる。このような金属としては、例えば、Ｍｏ等が挙げられる。
【００１５】
バルブ２の端部２ａからは、スリーブ電極４に給電する一対の導入線５がバルブ２内側に向けて突き出ている。導入線５の一部は、バルブ２の端部２ａとビーズガラス６とから構成された封止部７に封着されている。導入線５は、Ｍｏから構成されている。なお、Ｍｏに限らず、その他の金属も使用することができる。このような金属としては、例えば、Ｗ等が挙げられる。
【００１６】
スリーブ電極４の底部４ｂと導入線５の端部との間には、介装部材８が介装されている。介装部材８は、仕事関数がスリーブ電極４を構成しているＮｉと同程度のＫｏｖ（コバール）から構成されている。なお、Ｋｏｖに限らず、仕事関数がスリーブ電極４を構成している材料と同程度のＫｏｖ以外の金属から介装部材８を構成してもよい。また、スリーブ電極４を構成している材料より仕事関数の大きい、例えばＡｕ等のような金属から介装部材８を構成してもよい。スリーブ電極４がＭｏから構成されている場合には、介装部材８をＮｉから構成してもよい。また、介装部材８の厚さは、約０．１５ｍｍ以上になるように形成されている。
【００１７】
介装部材８は、スリーブ電極４と導入線５とが直接接触しないようにスリーブ電極４と導入線５とに接合されている。具体的には、介装部材８の端部とスリーブ電極４の底部４ｂとは、介装部材８のみを溶融することにより接合されている。一方、介装部材８と導入線５とは、介装部材８と導入線５とを溶融させることにより接合されている。ここで、介装部材８と導入線５との間には、Ｋｏｖ−Ｍｏ合金層９が形成されている。
【００１８】
このような冷陰極蛍光ランプ１は、例えば、液晶表示装置に組み込まれて使用される。以下、液晶表示装置について説明する。図２は本実施の形態に係る液晶表示装置の模式的な縦断面図である。
【００１９】
図２に示されるように、本実施の形態に係る液晶表示装置１０は、主に、光透過式の液晶パネル２０と、液晶パネル２０の裏面側から液晶パネル２０に光を照射するバックライトユニット３０とから構成されている。
【００２０】
バックライトユニット３０は、サイドライト方式のバックライトユニットである。バックライトユニット３０は、上面に開口が形成されたケース３１を備えている。ケース３１内には、主に、冷陰極蛍光ランプ１と、冷陰極蛍光ランプ１からの光を液晶パネル２０に導く導光板３２とが配設されている。
【００２１】
導光板３２は、アクリル樹脂から形成されている。なお、アクリル樹脂に限らず、その他の透光性材料を使用することができる。透光性材料としては、例えば、ポリカーボネート、又はポリスチレンのような透光性の合成樹脂、或いはガラス等が挙げられる。
導光板３２は、冷陰極蛍光ランプ１から発せられる光を導入するための導入面３２ａと、導入面３２ａから導入された光を導出する導出面３２ｂとを備えている。
【００２２】
導光板３２の導出面３２ｂ上には、光を拡散させる拡散シート３３が配設されている。拡散シート３３を配設することにより、導出面３２ｂから導出された光が拡散シート３３で拡散され、輝度分布の均一性が向上する。
【００２３】
導光板３２の裏面側には、導光板３２の裏面から出射する光を反射する反射シート３４が配設されている。反射シート３４を配設することにより、導光板３２の裏面から出射する光が反射されて、導出面３２ｂに導かれる。
【００２４】
冷陰極蛍光ランプ１は、導光板３２の導入面３２ａ近傍に配設されている。冷陰極蛍光ランプ１には、冷陰極蛍光ランプ１を点灯させる点灯回路３５が電気的に接続されている。
【００２５】
冷陰極蛍光ランプ１の背面側には、Ａｌから形成された反射板３６が配設されている。反射板３６を配設することより、冷陰極蛍光ランプ１から発せられた光が効率良く導光板３２に導かれる。なお、Ａｌに限らず、その他の金属も使用することができる。また、金属のみから形成されたものに限らず、合成樹脂に金属を蒸着したものも使用することができる。このような合成樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、或いはポリスチレンが挙げられる。また、蒸着させる金属としては、例えば、Ａｌ、或いはＡｇが挙げられる。
【００２６】
本実施の形態では、スリーブ電極４と導入線５との間にスリーブ電極４を構成しているＮｉと仕事関数が同程度のＫｏｖから構成された介装部材８を介装させているので、寿命特性を向上させることができる。即ち、早期に寿命を迎える原因の一つは、スリーブ電極が脱落してしまうことにある。そして、スリーブ電極が脱落する原因の一つは、スリーブ電極と導入線との接合部に在るＮｉ−Ｍｏ合金層にスパッタリングが集中することにあると考えられる。具体的には、冷陰極蛍光ランプを点灯させると、スリーブ電極はイオンよりスパッタリングされて、スリーブ電極の底部からはＮｉ−Ｍｏ合金層が露出する。一方、Ｎｉ−Ｍｏ合金は仕事関数がスリーブ電極を構成しているＮｉよりも小さいため、Ｎｉ−Ｍｏ合金層はスリーブ電極よりもスパッタリングされ易い。それ故、スリーブ電極の底部からＮｉ−Ｍｏ合金層が露出すると、スリーブ電極よりもＮｉ−Ｍｏ合金層にスパッタリングが集中してしまう。その結果、Ｎｉ−Ｍｏ合金層が集中的に削られて、スリーブ電極４が脱落してしまうものと考えられる。これに対し、本実施の形態では、スリーブ電極４と導入線５との間にＮｉと仕事関数が同程度のＫｏｖから構成された介装部材８を介装させているので、スパッタリングにより底部４ｂが削られ、介装部材８が露出した場合であっても、介装部材８にスパッタリングが集中し難い。その結果、介装部材８が集中的に削られることが抑制される。それ故、スリーブ電極４の脱落が抑制され、寿命特性が向上する。
【００２７】
（実施例１）
以下、実施例１について説明する。本実施例では、冷陰極蛍光ランプの寿命を調べた。
【００２８】
測定条件について説明する。本実施例では、第１の実施の形態で説明した冷陰極蛍光ランプを使用した。バルブの外径は約２．０ｍｍであり、バルブの長さは約１５０ｍｍであった。また、ランプ電流は約６ｍＡであり、周囲温度は約２５℃であった。このような条件で冷陰極蛍光ランプを点灯させて、点灯時間を測定した。なお、本実施例と比較するために、比較例として従来の冷陰極蛍光ランプについても点灯時間を測定した。
【００２９】
測定結果について説明する。図３は、本実施例及び比較例に係る冷陰極蛍光ランプを点灯させたときの点灯時間と光量維持率との関係を示したグラフである。なお、光量維持率は、点灯直後の光量を１００％とした。図３のグラフから分かるように、比較例に係る冷陰極蛍光ランプは、１００００時間点灯させたときにスリーブ電極４が脱落し、寿命を迎えた。これに対し、本実施例に係る冷陰極蛍光ランプは、１１０００時間を超えてもスリーブ電極は脱落しなかった。この結果から、本実施例に係る冷陰極蛍光ランプの方が、比較例に係る冷陰極蛍光ランプよりも寿命が長いことが確認された。
【００３０】
（実施例２）
以下、実施例２について説明する。本実施例では、介装部材の厚さとスリーブ電極の温度との関係に調べた。
【００３１】
測定条件について説明する。本実施例では、第１の実施の形態で説明した冷陰極蛍光ランプを使用した。バルブの外径は約２．０ｍｍであり、バルブの長さは約１５０ｍｍであった。また、ランプ電流は約６ｍＡであり、周囲温度は約２５℃であった。このような条件で介装部材の厚さを変えながらスリーブ電極の温度を測定した。なお、本実施例と比較するために、比較例として従来の冷陰極蛍光ランプについてもスリーブ電極の温度を測定した。ここで、比較例に係る介装部材の厚さは、０ｍｍである。
【００３２】
測定結果について説明する。図４は、本実施例及び比較例に係る冷陰極蛍光ランプを点灯させたときの介装部材の厚さとスリーブ電極の温度との関係を示したグラフである。図４のグラフから分かるように、比較例に係る冷陰極蛍光ランプは、スリーブ電極の温度が約９１．５℃であった。これに対し、本実施例に係る冷陰極蛍光ランプは、介装部材の厚さが１．０ｍｍ以内である場合には、スリーブ電極の温度は約９２．０℃であった。
【００３３】
この結果から、本実施例に係る冷陰極蛍光ランプの介装部材の厚さが１．０ｍｍ以内である場合には、比較例に係る冷陰極蛍光ランプと比べて、スリーブ電極の温度がほぼ変わらないことが確認された。なお、スリーブ電極の温度が上昇すると、スリーブ電極がスパッタリングされ易くなるという傾向がある。
【００３４】
（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、以下本実施の形態以降の実施の形態のうち先行する実施の形態と重複する内容については説明を省略する。本実施の形態では、導入線のみを溶融させてスリーブ電極と導入線とを接合した例について説明する。図５は、本実施の形態に係る冷陰極蛍光ランプの模式的な縦断面図である。
【００３５】
図５に示されるように、スリーブ電極４には、導入線５が直接接合されている。具体的には、スリーブ電極４と導入線５とは、スリーブ電極４を溶融させずに導入線５のみを溶融させることにより接合されている。従って、スリーブ電極４と導入線５との間には、Ｎｉ−Ｍｏ合金層は形成されていない。
【００３６】
本実施の形態では、スリーブ電極４の底部４ｂを溶融させずに底部４ｂに導入線５を接合しているので、スリーブ電極４の脱落が抑制される。即ち、スリーブ電極が脱落する原因は、スリーブ電極の底部と導入線との接合時に底部の厚さが薄くなることにもあると考えられる。具体的には、スリーブ電極の底部と導入線との接合は、両方を溶融させることにより行われているので、接合後の底部の厚さはスリーブ電極形成時よりも薄くなっている。このため、底部がスパッタリングされたときには、短時間でＮｉ−Ｍｏ合金層が露出してしまう。そして、Ｎｉ−Ｍｏ合金層が露出すると、上記したようにＮｉ−Ｍｏ合金層にスパッタリングが集中し、スリーブ電極が脱落してしまうものと考えられる。これに対し、本実施の形態では、スリーブ電極４を溶融させずにスリーブ電極４と導入線５とを接合しているので、底部４ｂと導入線５との接合時に底部４ｂの厚さが薄くなることを抑制することができる。その結果、導入線５が露出するまでの時間が長くなる。それ故、スリーブ電極４の脱落が抑制される。
【００３７】
（第３の実施の形態）
以下、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態では、導入線に板状部材を固着した例ついて説明する。図６は、本実施の形態に係る冷陰極蛍光ランプの模式的な縦断面図である。
【００３８】
図６に示されるように、導入線５には、環状に形成された板状部材４１が固着している。本実施の形態では、バルブ２の内側及びバルブ２の外側に板状部材４１がそれぞれ配設されている。なお、板状部材４１のいずれか一方を取り除いてもよい。板状部材４１は封止部７に密着している。なお、板状部材４１が封止部７に接触していれば、密着していなくともよい。
【００３９】
板状部材４１は、導入線５と同じ金属から形成されている。板状部材４１を導入線５と同じ金属から形成することにより、板状部材４１及び導入線５が熱により膨張しても、板状部材４１が破損され難い。本実施の形態では、導入線５がＭｏから形成されているので、板状部材４１もＭｏから形成されている。なお、板状部材４１を導入線５と異なる金属で形成してもよい。導入線５と異なる金属としては、例えば導入線５がＭｏから形成されている場合にはＫｏｖ等が挙げられる。
【００４０】
本実施の形態では、封止部７に接触し、かつ導入線５に固着した板状部材４１を備えているので、寿命特性を向上させることができる。即ち、早期に寿命を迎える原因の一つは、バルブ内からＨｇ等がリークしてしまうことにある。そして、Ｈｇ等がリークする原因は、冷陰極蛍光ランプの着脱時に封止部から導入線が剥離しまうことにあると考えられる。具体的には、冷陰極蛍光ランプの細管化に伴い導入線も細くなっている。このため、導入線の封着面積が低下している。それ故、冷陰極蛍光ランプの着脱時において導入線が引張られることにより、封止部から導入線が剥離し、Ｈｇ等がリークしてしまうものと考えられる。これに対し、本実施の形態では、封止部７に接触し、かつ導入線５に固着した板状部材４１を備えているので、実質的に導入線５の封着面積を増加させることができる。その結果、冷陰極蛍光ランプ１を着脱するときに封止部７から導入線５が剥離し難くなる。それ故、Ｈｇ等のリークが抑制され、寿命特性が向上する。
【００４１】
（実施例３）
以下、実施例３について説明する。本実施例では、引張り荷重と、封止部と導入線との剥離長さとの関係を調べた。
【００４２】
測定条件について説明する。本実施例では、実施例（Ｉ）として第３の実施の形態で説明した冷陰極蛍光ランプを使用し、実施例（ＩＩ）として第３の実施の形態で説明した冷陰極蛍光ランプからバルブ外側の板状部材を取り除いたものを使用した。バルブの外径は約１．８ｍｍであり、バルブの長さは約１５０ｍｍであった。また、導入線の直径は封着部で約０．６ｍｍであり、それ以外の部分で約０．４ｍｍであった。このような冷陰極蛍光ランプの導入線を荷重を変えながら引張り、封止部と導入線との剥離長さを測定した。なお、実施例（Ｉ）及び実施例（ＩＩ）と比較するために、比較例として従来の冷陰極蛍光ランプについても剥離長さを測定した。
【００４３】
測定結果について説明する。図７は、本実施例及び比較例に係る冷陰極蛍光ランプの導入線に引張り荷重を加えたときの引張り荷重と剥離長さとの関係を示したグラフである。なお、封止部と導入線とが完全に剥離した場合を５／５とした。図７のグラフから分かるように、比較例に係る冷陰極蛍光ランプは、導入線に約５．４ｋｇｆの引張り荷重を加えたときに封止部と導入線とが完全に剥離した。これに対し、実施例（Ｉ）に係る冷陰極蛍光ランプは、導入線に約５．８ｋｇｆの引張り荷重を加えた場合であっても剥離長さは約１／５であった。また、実施例（ＩＩ）に係る冷陰極蛍光ランプは、導入線に約５．６ｋｇｆの引張り荷重を加えた場合であっても剥離長さは約２．５／５であった。この結果から、実施例（Ｉ）及び実施例（ＩＩ）に係る冷陰極蛍光ランプの方が、比較例に係る冷陰極蛍光ランプよりも導入線が封止部から剥離し難いことが確認された。
【００４４】
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されるものではなく、構造や材質、各部材の配置等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記第１〜第３の実施の形態では、冷陰極蛍光ランプ１を使用しているが、その他の冷陰極放電ランプを使用することも可能である。
【００４５】
上記第３の実施の形態では、スリーブ電極４の底部４ｂと導入線５との間に介装部材８を介装させているが、介装部材８を介装させなくともよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳説したように、寿命特性を向上させた冷陰極放電ランプ及びバックライトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係る冷陰極蛍光ランプの模式的な縦断面図である。
【図２】図２は、第１の実施の形態に係る液晶表示装置の模式的な縦断面図である。
【図３】図３は、実施例１及び比較例に係る冷陰極蛍光ランプを点灯させたときの点灯時間と光量維持率との関係を示したグラフである。
【図４】図４は、実施例２及び比較例に係る冷陰極蛍光ランプを点灯させたときの介装部材の厚さとスリーブ電極の温度との関係を示したグラフである。
【図５】図５は、第２の実施の形態に係る冷陰極蛍光ランプの模式的な縦断面図である。
【図６】図６は、第３の実施の形態に係る冷陰極蛍光ランプの模式的な縦断面図である。
【図７】図７は、実施例４及び比較例に係る冷陰極蛍光ランプの導入線に引張り荷重を加えたときの引張り荷重と剥離長さとの関係を示したグラフである。
【符号の説明】
１…冷陰極蛍光ランプ
２…バルブ
４…スリーブ電極
４ｂ…底部
５…導入線
７…封止部
８…介装部材
３０…バックライトユニット
４１…板状部材
【図１】
2004063146.tif 000003
【図２】
2004063146.tif 000004
【図３】
2004063146.tif 000005
【図４】
2004063146.tif 000006
【図５】
2004063146.tif 000007
【図６】
2004063146.tif 000008
【図７】
2004063146.tif 000009