(57)【要約】【課題】ハウジングとその内部に配置された平面形ランプとを備えた照明システムを熱特性に関して改善する。【解決手段】本発明は、特に液晶画面のバックライト用の照明システム（１）に関する。この照明システム（１）は、光出射のために設けられた前面およびこれとは反対側の裏面を有する平面形ランプ（４）と、平らな後壁（５）および４つの側壁（６）を有する平らなハウジング（２）とを備え、平面形ランプ（４）がハウジング（２）内で後壁（５）に配置され、一方ではハウジング（２）の側壁（６）を少なくとも部分的に含み他方では少なくとも平面形ランプ（４）の縁まで延びている枠（３）が設けられている。【選択図】図１ｂ
2005332819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光出射のために設けられた前面およびこれとは反対側の裏面を有する平面形ランプ（４）と、平らな後壁（５）および４つの側壁（６）を有する平らなハウジング（２）とを備え、
平面形ランプ（４）がハウジング（２）内で後壁（５）に配置され、
一方ではハウジング（２）の側壁（６）を少なくとも部分的に含み他方では少なくとも平面形ランプ（４）の縁まで延びている枠（３）が設けられている
ことを特徴とする照明システム。
【請求項２】
枠（３）は平面形ランプ（４）の縁を覆っていることを特徴とする請求項１記載の照明システム。
【請求項３】
枠（３）と平面形ランプ（４）との間に環状の弾性枠体（１２）が延びていることを特徴とする請求項２記載の照明システム。
【請求項４】
環状の弾性枠体（１２）は平面形ランプ（４）を噛合い結合により固定保持することを特徴とする請求項３記載の照明システム。
【請求項５】
枠（３）は、平面形ランプ（４）に接する環状の面（１１）を有し、この面（１１）が可視光に対する反射面として形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の照明システム。
【請求項６】
枠（３）の反射面（１１）は平面形ランプ（４）の前面へ向けて傾斜していることを特徴とする請求項５記載の照明システム。
【請求項７】
平面形ランプ（４）の裏面とハウジング（２）の後壁（５）との間に薄い弾性のシート（７）が配置されていることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の照明システム。
【請求項８】
薄い弾性シート（７）は両面接着テープとして形成され、両面接着テープにより平面形ランプ（４）がハウジング（２）の後壁（５）に接着されていることを特徴とする請求項７記載の照明システム。
【請求項９】
両面接着テープ（７）は、平面形ランプ（４）の裏面を等しい大きさの仮想面（８）に区分するように、平面形ランプ（４）の裏面における一方または両方の側縁に対して平行に均等分布で配置されていることを特徴とする請求項８記載の照明システム。
【請求項１０】
平面形ランプ（４）は誘電体バリア放電により点灯するように設計されていることを特徴とする請求項１乃至９の１つに記載の照明システム。
【請求項１１】
平面形ランプ（４）の裏面には線状の外部電極（１７，１８）が設けられていることを特徴とする請求項１０記載の照明システム。
【請求項１２】
平面形ランプ（４）の裏面は線状の外部電極を含めて電気絶縁性保護膜によって覆われていることを特徴とする請求項１１記載の照明システム。
【請求項１３】
外部電極（１７，１８）は箔状の積層板（１６）に組み込まれていることを特徴とする請求項１１記載の照明システム。
【請求項１４】
ハウジングの後壁の外面は黒くされていることを特徴とする請求項１乃至１３の１つに記載の照明システム。
【請求項１５】
枠（３）上に拡散板（２５）が配置されていることを特徴とする請求項１乃至１４の１つに記載の照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジングとその内部に配置された平面形ランプとを備えた照明システムに関する。この種の照明システムは、多様な照明課題のための、特に液晶画面（ＬＣＤ）のバックライト（バックライトユニットとも呼ばれる。）用の所謂ライトボックスとして、並びに全般照明における照明器具として使用される。バックライト課題に関しては、特に、最近ますます注目されている大形ＬＣＤテレビジョン装置を挙げることができる。
【背景技術】
【０００２】
「平面形ランプ」とは、ここでは白色または有色の光や、特殊用途ではＵＶ光を放出する平面形状を有するランプ、特に蛍光ランプを意味する。
【０００３】
本発明は、水銀および／または希ガス封入物を有する通常の平面形ランプのほかに、特に、典型的には平面形放電容器の一方の壁または両側で対向する両方の壁に配置されている帯状もしくは線状の電極を有する誘電体バリア放電ランプ型式の平面形ランプにも関する。更に、一方の極性の電極、あるいは全ての電極すなわち両極性の電極が誘電体膜により放電から隔離されている（片側または両側誘電体バリア放電）。この種の電極は以下において「誘電体電極」と略称される。
【０００４】
更に、誘電体膜は、特別にこのために電極に設けられていなければならないというわけではなく、例えば、電極が放電容器壁の外面または壁の内側に配置されている場合、放電容器壁によっても形成することができることを明確にしておく。
【０００５】
誘電体バリア放電ランプ型式の平面形ランプは、パルス点灯法（特許文献１参照）で点灯されるならば、特に効率的な平面型光源であることが分かっており、従ってライトボックスもしくはバックライトユニットへの使用に特に好適である。
【０００６】
放電容器壁の内面に配置された線状電極を有し且つＬＣＤモニタのバックライトとして共通なハウジング内に組み込まれている平面形ランプは公知である（特許文献２参照、特にその図７参照）。ハウジング内での平面形ランプの固定に関してはもちろん細部が明らかでない。特許文献２の図７からは、平面形ランプがハウジングの後壁から或る間隔をおいて側壁間にいわば「取付けられている」ことだけが明らかである。ＬＣＤのバックライトにおける一般的な問題点は、平面形ランプが点灯時に望ましくない廃熱を発生するが、ＬＣＤは高温に比較的敏感であり、このことが相応に有効な熱管理を必要とすることにある。このために特許文献２はハウジングの後壁の外面に冷却体を取付けることを提案している。平面形ランプからハウジングの後壁への熱移送に関してはもちろん詳細は明らかでない。
【特許文献１】米国特許第５６０４４１０号明細書
【特許文献２】米国特許第６０３４４７０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、ハウジングとその内部に配置された平面形ランプとを備え熱特性に関して改善された照明システムを提供することにある。他の観点は、ハウジング内に平面形ランプを確実にかつ破壊されないように固定することを保証する、できるだけ簡単な、従って価格的に手頃な構成を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、光出射のために設けられた前面およびこれとは反対側の裏面を有する平面形ランプと、平らな後壁および４つの側壁を有する平らなハウジンとを備え、平面形ランプがハウジング内で後壁に配置され、一方ではハウジングの側壁を少なくとも部分的に含み他方では少なくとも平面形ランプの縁まで延びている枠が設けられている、特に液晶画面のバックライト用の照明システムよって解決される。
【０００９】
特に好ましい構成は従属請求項において明らかである。
【００１０】
平面形ランプの点灯時に発生した熱をできるだけ良好に排出するために、ハウジングの熱伝導性の、例えば金属製の後壁の内面に直接に平面形ランプを固定するか、または平面形ランプの裏面とハウジングの後壁との間に薄い弾性の、特に複数の部材からなるシートを配置すると好ましいことが判明した。このためには両面接着テープを使用すると好ましい。というのは、それにより平面形ランプがハウジング内に、両振動方向に、すなわち後壁へ向かう方向にも後壁から離れる方向にも固定されるからである。この関係においてランプのできるだけ平面的な支持も好ましいことである。薄い弾性のシートは、もちろん、必ずしも一部材から成っていなくてもよく、例えば複数のテープまたはその他の何らかの成形された複数の部材により実現することもできる。重要なことは、例えば搬送時における平面形ランプのたわみもしくは前後の揺れ、それにともなって最悪の場合には平面形ランプを破壊する応力を回避できることである。なぜならば、場合によっては平面形ランプに作用する加速力が大きな面に配分されて強く減衰させられるからである。接着テープが平面形ランプの裏面とハウジングの後壁との間の空間を複数の等しい大きさの平らな仮想の小部屋に区分するように、複数の両面接着テープが平面形ランプの裏面の一方または両方の側縁に対して平行に均等分布で配置されていると好ましい。この構成の狙いは、特に平面形ランプが点灯時に垂直位置を有する場合に、平面形ランプの裏面に沿ったできるだけ均質な温度分布を保証するために、平面形ランプの裏面とハウジングの後壁との間の空間内の対流を抑制することにある。これは、適切な小さな小部屋によって、すなわち結局は十分な個数の均等配分された両面接着テープによって達成することができる。
【００１１】
熱排出を更に改善するために、ハウジングの後壁の外面を黒くし、それによって放出係数を高めると好ましい。
【００１２】
原理的にはハウジングの後壁への平面形ランプの単独固定が既述のように可能であり、一般に十分であるが、任意的に枠による平面形ランプの補足的な固定を用いることも好ましい。このために、枠は平面形ランプの縁をほぼ覆うように形成されている。それによって、ハウジング内へのほこり、湿気などの侵入も避けることができる。更に、枠と平面形ランプの縁との間に例えばスポンジゴムからなる弾性枠体を設けると好ましく、この弾性枠体は平面形ランプを例えば噛合い結合により固定保持し、同時にできるだけ応力を相殺し、それにより平面形ランプの破壊の危険を減らす。
【００１３】
更に、枠は、平面形ランプの前面の縁に接する環状の面を有し、この面が特に可視光に対する反射面として形成され、平面形ランプの前面へ向けて傾斜しているように形成されていると好ましい。
【００１４】
使用される平面形ランプがその裏面に線状の外部電極を備えている場合、外部電極と後壁との間の電気的短絡を確実に避けるためには、平面形ランプの裏面は線状の外部電極を含めて電気絶縁性保護膜によって覆われていなければならない。この代替として外部電極がそのような保護膜を含む箔状積層板に組み込まれていてもよい。更なる詳細は実施例を参照されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下において本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明する。
図１ａはハウジングおよびその内部に配置された平面形ランプを有する本発明による照明システムの平面図を示し、
図１ｂは図１ａの照明システムの線ＡＡに沿った横断面図を示し、
図１ｃは図１ｂの照明システムの横断面図における細部Ｘの拡大図を示し、
図２は図１ａ〜１ｃに示された照明システムの平面形ランプを示し、
図３は図２の平面形ランプの裏面に接着された電極−保護箔積層板を示す。
【００１６】
以下において、本発明による照明システム１の平面図、線ＡＡに沿った横断面図および細部Ｘの拡大図を概略的に示す図１ａ〜１ｃを参照する。照明システム１は液晶画面（ＬＣＤ）のバックライトとして設けられている。照明システム１は、主として、一方が開いたハウジング２と枠３と誘電体バリア放電ランプ型式の平面形ランプ４とから構成されている。ハウジング２および枠３はアルミニウムから成っている。ハウジング２は平らな後壁５と、この後壁５を囲む垂直な４つの側壁６とからなる。平面形ランプ４はハウジング２の内部でその後壁５に薄い弾性の両面接着式のシートテープ７により固定されている。厚みが約１〜２ｍｍの両面接着式のシートテープ７（例えば３Ｍ社の「ダブル・コーティッド・フォーム・テープ（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｃｏａｔｅｄ  Ｆｏａｍ  Ｔａｐｅｓ）」）は、一方では平面形ランプ４の裏面の縁に沿って延びている。他方では４つのシートテープ７が平面形ランプ４の裏面に格子状に等配分配置されている。このようにして、ランプ裏面の全部で９つの仮想部分がシートテープ７によって囲われ（図１ａ参照）、シートテープ７は後壁５と共に平らな小部屋８を形成する。原形が矩形である枠３は、４つの外壁９とこの４つの外壁９にそれぞれ直角に接続された４つの内壁１０とからなる。内壁１０の外面１１は反射面として形成されている。図１ｃの拡大断面図では枠３は「Ｖ」に似ている角のある形状を有する。枠３は、枠３の外壁９がハウジング２の側壁６を摩擦結合により包囲するように、ハウジング２の上に押し込まれている。それによって枠３の内壁１０はハウジング２の内部へ傾斜して延びている。枠３の内壁１０の下面には一巡する環状のスポンジゴム製枠体１２が取付けられている。この枠体１２は平面形ランプ４の縁の周囲を噛合い結合によりしっかりつかむように形成されている。上述のようにして平面形ランプ４は枠３とハウジング２の後壁５との間に確実にかつ破壊されないように位置決めされている。
【００１７】
図１ｃの概略断面図に非常に大まかに細部なしに示されている平面形ランプ４の更なる説明のために、以下において図２に示された側面図を参照する。
【００１８】
２１．３インチの対角線と４：３の縦横比を有する平面形ランプ４の放電容器は前面板１３、底板１４およびその間に配置された放電容器枠１５によって形成され、放電容器枠１５は両板１３，１４を互いに気密に接続する。平面形ランプからハウジングの後壁へのできるだけ良好な熱伝導を達成するために、底板１４はできるだけ薄いと好ましい。
【００１９】
代替として、底板１４および前面板１３が両方とも完全に平らでなく、底板１４および前面板１３の少なくとも縁部範囲が、例えば前面板１３を波状に成形すること（図示されていない。）によって、枠１５を両板１３，１４の少なくとも一方にいわば一体化させるように、形成されている場合、枠１５は省略することができる。この変形例はそのうえ、底板を放電容器の安定性に関する問題なしに特別に薄くすることができ、このことが既述のように容器の後壁への良好な熱伝導にとって好ましいという利点を有する。これに対する更なる詳細については、関係する開示内容を含む米国特許第５９９４８４９号明細書および国際特許出願公開第０３／０１７３１２号明細書を参照されたい。
【００２０】
平面形ランプ４の放電容器の内部には、約１０ｋＰａもしくは約２０ｋＰａの部分封入圧を有するキセノンおよびネオンが存在する。薄い底板１４の外面上には積層板１６が接着されている。積層板１６の接着されていない突出部１６’はフレキシブルな給電リードとして役立つ（詳しくは図３参照）。積層板１６の最も外側の層は約５０μｍの厚みのＰＥＴ（ポリエステル）からなる担持箔を形成し、この担持箔は同時にその上にある約１５μｍの厚みの銅製の線状電極（詳しくは図３参照）のための保護箔として役立つ。その上には約８０μｍの厚みのアクリル接着層が続き、この接着層により積層板１６が底板１４の外面に接着されている。
【００２１】
図３は平面形ランプ４の底板１４の外面に接着された積層板１６の銅層側から見た平面図である。銅層側は、詳細には、第１の極性のために設けられている２９本の平行に並べられかつ相互に間隔をもって配置された線状電極１７と、第２の極性のために設けられている同様に２９本の線状電極１８とからなり、連続して第１の極性の線状電極１７と第２の極性の線状電極１８とが交互に配置されている。対向する側において、それぞれ一方の極性の各線状電極１７，１８の一端が一方の電極母線１９，２０に統合されている。このようにして、線状電極１７，１８は電極母線１９，２０と共に櫛状構造を形成し、両極性の櫛状構造がいわば噛み合っている。ほぼ直線の個々の線状電極１７，１８は互いに逆方向の波状の下位構造を有し、それによって、それぞれ２つの最も近い隣接の線状電極１７，１８の間に多数の狭い個所２１が形成されている。これらの各個所２１において、既に引用した特許文献１による冒頭に述べたパルス点灯では、放電容器内において個別放電が形成される（図示されていない。）。この電極レイアウトは、特に国際公開第０３／０１７３１２号パンフレットによる波状の前面板を有する既述の平面形ランプの変形例にも適している。
【００２２】
接着された積層板１６の担持箔は平面形ランプ４の裏面の外側にあり、つまり同時に電気絶縁保護箔として役立つので、金属製の後壁５を通した外部電極１７，１８の電気的短絡の危険が存在することなく、あるいはパルス点灯中に電極の比較的高い電圧が電極と後壁５との間にフラッシオーバを生じることなく、平面形ランプ４は原理的には直接にハウジング２の後壁５に配置することができる。それによって平面形ランプ４とハウジング２の後壁５との間を接近させることができることにより、点灯時に、平面形ランプの内部に点灯時に発生した損失熱に関しても、外部電極１７，１８に発生した損失熱に関しても、外部への熱排出が促進される。これに加えて補助的に後壁５の外面を黒くすると、それによって放出係数を高めることができる。
【００２３】
更に、平面形ランプ４からその前面に発生した輝度をさらに均質化するために、枠３の上にさらに拡散板２５が配置されている。輝度の均質化率および高さは、拡散板２５と平面形ランプ４の前面との間の間隔によって影響される。このために、例えば枠３はハウジング２の側壁６に多かれ少なかれ深くはめ込まれる。その場合には更に少なくとも枠２の傾斜した内壁１０がそれ相応に合わせられなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１ａ】本発明による照明システムの実施例を概略的に示す平面図
【図１ｂ】本発明による照明システムの実施例を概略的に示す横断面図
【図１ｃ】本発明による照明システムの実施例を概略的に示す部分拡大図
【図２】図１に示された照明システムからの平面形ランプの側面図
【図３】図２からの平面形ランプの背面に接着された積層板を銅層側から見た平面図
【符号の説明】
【００２５】
１        照明システム
２        ハウジング
３        枠
４        平面形ランプ
５        後壁
６        側壁
７        弾性のシート（両面接着テープ）
８        小部屋
９        外壁
１０        内壁
１１        反射面
１２        スポンジゴム製枠体
１３        前面板
１４        底板
１５        放電容器枠
１６        積層板
１６’      突出部
１７        線状電極
１８        線状電極
１９        母線電極
２０        母線電極
２１        狭い個所
２５        拡散板
【図１ａ】
2005332819.tif 000003
【図１ｂ】
2005332819.tif 000004
【図１ｃ】
2005332819.tif 000005
【図２】
2005332819.tif 000006
【図３】
2005332819.tif 000007