JP3107285B2 - 冷陰極低圧放電灯 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷陰極低圧放電灯に
係り、さらに詳しくは小形，軽量で、バックライト用と
して適する冷陰極低圧放電灯に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、ワードプロセッサー，
パーソナルコンピューター，液晶テレビなどの表示部と
して広く実用化されており、用途もさらに広がる傾向に
ある。そして、この種の液晶表示装置は、多種多様な用
途に対応できる構造，機能を要求される傾向にあり、バ
ックライト用光源においても、小形，軽量で、耐用性や
信頼性の高いことが望まれている。

【０００３】ところで、液晶バックライト用光源として
は、一般的に、冷陰極放電灯が使用されており、このよ
うな用途に対して、図５および図６に要部構成を、それ
ぞれ断面的に示すような冷陰極放電灯が提供されてい
る。すなわち、内壁面に、紫外線による刺激で発光する
蛍光体層１が設けられ、かつ希ガスを封有するガラス管
（ガラスバルブ）２と、このガラス管２の両端部にそれ
ぞれ封装された一対の冷陰極３，３′と、この一対の冷
陰極３，３′に一端が接続し、他端側がガラス管２から
封止導出された直径 0.1〜 0.5mm程度の導入線４，４′
とで構成されている。なお、要すれば、前記ガラス管２
の内壁面と蛍光体層１との間に紫外線反射層を介挿する
こともある。

【０００４】また、液晶バックライト用光源としての使
用においては、液晶バックライト用光源ユニット（図示
省略）の入力端子線５，５′に、半田付け６などによっ
て電気的に接続するとともに固定している。

【０００５】この種の冷陰極放電灯は、導入線４，４′
を介して各冷陰極３，３′に通電することによって発生
した初期プラズマ中のイオンにより、各冷陰極３，３′
から二次電子が放出され、ガラス管２内で放電が開始す
る。そして、この放電開始に伴う放電エネルギーで励起
された水銀原子の共鳴遷移によって紫外線が放射され、
この紫外線がガラス管２内壁面の蛍光体層１によって可
視光に変換され，可視光を発光する放電灯として機能し
ている。また、紫外線反射層を介挿した場合には、蛍光
体層１による可視光変換に当たり、蛍光体層１を透過し
た紫外線が紫外線反射層で反射され、再び蛍光体層１に
戻されて可視光に変換されるので、紫外線の利用効率が
高まり、結果的に発光効率を高めることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、液晶バ
ックライト用の冷陰極放電灯に関しては、市場の動向と
して、バックライトユニットの高信頼性もしくは長寿命
化（耐用性）とともに、コンパクト化が重要視されてい
る。すなわち、冷陰極放電灯自体の小形化だけでなく、
冷陰極放電灯の装着機構のコンパクト化などにより、冷
陰極放電灯の装着スペース（装着空間）を低減し、バッ
クライトユニットの薄型・小形化など図ることが試みら
れている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】 請求項１の発明は、内
壁面に蛍光体層が設けられ、かつ希ガスを封入するガラ
ス管と、このガラス管内から気密に封止して導出された
導入線と、この導入線の導出端側に設けられた板状のス
ペーサと、前記導入線のガラス管内側導入線に形成され
た冷陰極とを具備し、前記導入線の導出端側は、導出端
が前記板状のスペーサに板厚方向に貫通して延出し、そ
の延出部分を前記スペーサ平面領域側に折り曲げて半田
で固定されてなることを特徴とする冷陰極低圧放電灯で
ある。

【０００８】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、バックライトユニットの薄型，軽量化など可能であ
るだけでなく、信頼性の高い冷陰極低圧放電灯の提供を
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、内壁
面に蛍光体層が設けられ、かつ希ガスを封有する硬質の
ガラス管と、前記ガラス管の両端部にそれぞれ封装され
た一対の冷陰極と、前記冷陰極に一端が電気的に接続
し、他端側がガラス管の両端部を気密に封止導出された
導入線と、前記両端の気密封止部にそれぞれ近接して同
軸的に配置され、かつガラス管外に導出された導入線端
部を嵌挿・固定したスペーサとを有することを特徴とす
る冷陰極低圧放電灯である。

【００１０】本発明は、ガラス管（発光管もしくは発光
バルブ）の気密封止部から導出させた導入線端部を、前
記気密封止部に近接して配置したスペーサに固定接続
し、気密封止部に加わる熱的，機械的な外力を吸収・緩
和させる一方、前記スペーサに固定接続した導入線端部
を液晶バックライト用ユニットの入出力端子に係合的に
接触させて、軸方向のスペース縮減を図ったことを骨子
とする。すなわち、導出された導入線の先端部を延出さ
せたままにせず、近接させたスペーサに固定接続し、気
密封止部の熱的および機械的補強作用をもたせ、信頼性
の向上を図るとともに、一方では、液晶バックライト用
ユニットに対する接続・装着のコンパクト化を図ったも
のである。ここで、ガラス管の材質は硬質ガラス製が選
ばれる。すなわち、導入線端部をスペーサに固定接続す
るときの半田付け熱などによるクラック発生，封止部破
損を回避するためである。

【００１１】本発明においては、要すれば発光ガラス管
の内壁面に、可視光透過性で、かつ紫外線を反射する紫
外線反射層を介して蛍光体層を設けた構造とすることも
できる。すなわち、前記蛍光体層内壁面に可視光反射膜
を配設する構造において、蛍光体層の下地層として、可
視光を透過しながら紫外線を反射する紫外線反射層を介
挿すると、紫外線による蛍光体層における可視光の発光
効率も向上する。ここで、放電媒体の励起によって放射
される波長λの紫外線の反射率を高めるためには、多層
型の紫外線反射層が望ましい。すなわち、屈折率の高い
物質層および屈折率の低い物質層の各層ごとの厚さをλ
／4nに設定して積層型化することが望ましい（ nは各物
質の屈折率である）。

【００１２】このように、紫外線反射層を併設した場合
は、冷陰極低圧放電灯の発光の高効率化などが助長され
る。つまり、蛍光体層中の蛍光体を励起し、所要の可視
光に変換される紫外線が反射層で反射されて、再び蛍光
体の励起に寄与するのでより効率的な可視光変換が図ら
れ、発光効率の大幅な向上となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に図１、図２ (a)， (b)、図
３、図４ (a)， (b)を参照して実施例を説明する。

【００１４】図１は第１実施例の冷陰極低圧放電灯の要
部構成を拡大して断面的に、また、図２ (a)はワッシャ
ー状スペーサを正面的に、図２ (b)はワッシャー状スペ
ーサ断面的にそれぞれ示したものである。図１におい
て、８は紫外線による刺激で発光する蛍光体層９が内壁
面に設けられ、かつ放電媒体、たとえば希ガスや水銀を
封有する外径 3.0mm，内径 2.0mmの硬質ガラス製ガラス
管、10，10′は前記ガラス管８の両端部にそれぞれ封入
された一対の冷陰極、11，11′は前記冷陰極10，10′に
一端が接続し、他端側がガラス管８から気密封止部12，
12′を導出された導入線である。ここで、導入線11，1
1′は、直径 0.6mm程度のコバール線を素材とし、前記
ガラス管８の気密封止部12，12′から導出した導入線1
1，11′の先端部は、図２ (a)， (b)に示すような、た
とえば金属製のワッシャー状スペーサ13，13′を嵌挿
し、折り曲げられてワッシャー状スペーサ13，13′面
に、圧潰もしくはカシメによって接続され、さらに半田
付けされている。なお、図２ (a)， (b)において、 13
a， 13a′は、導入線11，11′の先端部が嵌挿する嵌挿
孔である。

【００１５】上記冷陰極放電灯は、ワッシャー状スペー
サ13，13′面に固定接続した導入線11，11′先端部をバ
ックライトユニットの入出力端子に係合的に装着し、各
冷陰極10，10′に通電すると、この通電で発生した初期
プラズマ中のイオンによって、各冷陰極10，10′から二
次電子を放出し、ガラス管８内で放電を開始する。そし
て、この放電開始に伴う放電エネルギーは、放電媒体
（封入ガス）であるたとえば水銀原子の共鳴励起によっ
て紫外線を放射する。この放射された紫外線をガラス管
８内壁面の蛍光体層９が吸収，励起して、可視光に変換
して発光に寄与する。そして、放電灯（ガラス管８）の
管璧側に放射された可視光は、管璧を透過して放電灯外
に放射される。

【００１６】一方、放電灯（ガラス管８）の取扱過程
で、導入線11，11′の軸方向への延出長さも短縮化して
いるだけでなく、スペーサ13，13′に先端部が固定され
ているため、外部応力や熱的などが加わっても、前記ス
ペーサ13，13′によって緩和・吸収されるので、気密封
止部12，12′の損傷など回避され、信頼性の高い冷陰極
蛍光ランプとして機能することが確認された。

【００１７】図３は第２実施例の冷陰極低圧放電灯の要
部構成を拡大して断面的に、また、図４ (a)はワッシャ
ー状スペーサを正面的に、図４ (b)はワッシャー状スペ
ーサ断面的にそれぞれ示したものである。図３におい
て、８は紫外線による刺激で発光する蛍光体層９が内壁
面に設けられ、かつ放電媒体、たとえば希ガスや水銀を
封有する外径 3.0mm，内径 2.0mmの硬質ガラス製ガラス
管、10，10′は前記ガラス管８の両端部にそれぞれ封入
された一対の冷陰極、11，11′は前記冷陰極10，10′に
一端が接続し、他端側がガラス管８から気密封止部12，
12′を導出された導入線である。ここで、導入線11，1
1′は、直径 0.6mm程度のコバール線を素材とし、前記
ガラス管８の気密封止部12，12′から導出した導入線1
1，11′の先端部は、図４ (a)， (b)に示すような、気
密封止部12，12′面に沿うように曲面加工された金属製
のワッシャー状スペーサ13，13′を嵌挿し、折り曲げら
れてワッシャー状スペーサ13，13′面に、圧潰もしくは
カシメによって接続され、さらに半田付けされている。
なお、図２ (a)， (b)において、 13a， 13a′は、導入
線11，11′の先端部が嵌挿する嵌挿孔である。

【００１８】上記冷陰極放電灯は、ワッシャー状スペー
サ13，13′面に固定接続した導入線11，11′先端部をバ
ックライトユニットの入出力端子に係合的に装着し、各
冷陰極10，10′に通電すると、この通電で発生した初期
プラズマ中のイオンによって、各冷陰極10，10′から二
次電子を放出し、ガラス管８内で放電を開始する。そし
て、この放電開始に伴う放電エネルギーは、放電媒体
（封入ガス）であるたとえば水銀原子の共鳴励起によっ
て紫外線を放射する。この放射された紫外線をガラス管
８内壁面の蛍光体層９が吸収，励起して、可視光に変換
して発光に寄与する。そして、蛍光ランプ（ガラス管
８）の管璧側に放射された可視光は、管璧を透過して放
電灯外に放射される。

【００１９】一方、放電灯（ガラス管８）の取扱過程
で、導入線11，11′の軸方向への延出長さも短縮化して
いるだけでなく、スペーサ13，13′に先端部が固定され
ているため、外部応力や熱的などが加わっても、前記ス
ペーサ13，13′によって緩和・吸収されるので、気密封
止部12，12′の損傷など回避され、信頼性の高い冷陰極
蛍光ランプとして機能することが確認された。

【００２０】本発明は上記実施例に限定されるものでな
く、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を採
ることができる。たとえば、ガラス管の材質や径，冷陰
極の構成，導入線の直線部の径，蛍光体層中の蛍光体な
ど、特に限定されるものではない。

【００２１】

【発明の効果】本発明に係る冷陰極低圧放電灯によれ
ば、導入線の封着部強度が向上した形態を採ることにな
る一方、ガラス管軸方向に気密封止部からの導入線の導
出長さも短縮化されている。したがって、試験検査過
程，バックライトユニットへの着脱操作などにおいて、
外界から応力あるいは熱などが加わった場合でも、損傷
される恐れが大幅に低減しているため、その分、信頼性
の向上もしくは長寿命化が図られることになる。

【００２２】そして、この高信頼性化は、前記冷陰極低
圧放電灯の装着機構の簡略・小形化などと相俟って、た
とえば小形で高品位な液晶表示装置の実現にも寄与す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の要部構成例を拡大して示す断面
図。

【図２】第１実施例の冷陰極低圧放電灯が具備するスペ
ーサの要部構成を示すもので、(a)は正面図、 (b)は断
面図。

【図３】第２実施例の要部構成例を拡大して示す断面
図。

【図４】第２実施例の冷陰極低圧放電灯が具備するスペ
ーサの要部構成を示すもので、(a)は正面図、 (b)は断
面図。

【図５】従来の冷陰極低圧放電灯の要部構成を示す断面
図。

【図６】冷陰極低圧放電灯の要部構成を拡大して示す断
面図。

【符号の説明】

１，９……蛍光体層 ２，８……ガラス管 ３，３′，10，10′……冷陰極 ４，４′，11，11′……導入線 ５，５′……入出力端子 ６……半田付け ７，７′，12，12′……導入線の気密封止部 13，13′……スペーサ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内壁面に蛍光体層が設けられ、かつ希ガ
   スを封入するガラス管と、このガラス管内から気密に封止して 導出された導入線
   と、 この導入線の導出端側に設けられた板状のスペーサと、前記導入線のガラス管内側導入線に形成された 冷陰極と
   を具備し、前記導入線の導出端側は、導出端が前記板状のスペーサ
   に板厚方向に貫通して延出し、その延出部分を前記スペ
   ーサ平面領域側に折り曲げて半田で固定されてなる こと
   を特徴とする冷陰極低圧放電灯。