JPH0822808A - 低圧水銀蒸気放電灯およびこれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】金属ヒータの厚みによる剥がれを防止した低圧
水銀蒸気放電灯およびこれを用いた液晶表示装置を提供
する。 【構成】バルブ２の外面に金属ヒータ１０を添設した低
圧水銀蒸気放電灯１において、上記金属ヒータ１０の幅
をバルブ中心からの開き角度が５°以上、３５°以下と
なるようにし、このヒータの厚さを１０μｍ以上、６０
μｍ以下としたことを特徴とする。 【作用】金属ヒータの幅をバルブ中心からの開き角度が
５°以上、３５°以下となるようにしたから、バルブか
ら放出される光の遮断作用が抑制でき、かつ金属ヒータ
の厚みｔを１０μｍ〜６０μｍの範囲に規制したから、
ヒータがスプリングバックなどによりバルブの表面から
浮き上がる等の不具合がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低温始動の補償のた
め、バルブの外面にステンレス帯板などの金属ヒータを
添設した低圧水銀蒸気放電灯およびこれを用いた液晶表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、液晶パネルを用いた表示装置が、
車両に搭載されるメ−タやナビゲータなどに適用されて
いる。この種の液晶表示装置は、バックライトとして熱
陰極蛍光ランプまたは冷陰極蛍光ランプなどのような低
圧水銀蒸気放電灯を使用している。

【０００３】上記のように車両等に搭載される液晶表示
装置は、プラス７０℃位から氷点下３０℃位までの幅広
い温度域で使用されることになり、このため、光源とし
て用いられる低圧水銀蒸気放電灯は、氷点下のような苛
酷な温度環境で点灯される。しかし、一般に低圧水銀蒸
気放電灯はバルブ内に封入した水銀の蒸気圧により光束
が変化し、温度が低いほどバルブ内の水銀蒸気圧が低く
なるから、低温状態で始動すると、点灯初期の発光量が
少なくなり、所定の明るさに達するまでに時間がかかっ
たり、所定の明るさに達しないことがある。

【０００４】したがって、このような厳寒状況下におい
てはランプの立上がり特性および輝度を改善する必要が
あり、このため、特公平４−３２４９９号に示されるよ
うに、バルブの外面にヒ−タを設ける手段が知られてい
る。バルブの外面にヒ−タを設けてこれを発熱させる
と、このヒ−タがバルブを加熱してバルブ内に封入した
水銀を蒸発させ、水銀蒸気圧を迅速に上昇させるので、
光束の立上がりが早くなり、安定点灯に達するまでの時
間を短縮することができ、かつ所定に明るさを得ること
ができる。

【０００５】このようなヒータとしては、上記公報に記
載されているようにステンレス鋼鈑等の金属ヒータを用
いたり、バルブの外面に銀ペーストを塗布したり、金属
箔を耐熱性樹脂からなるフィルムを積層したラミネート
ヒータを用いるなどの手段が採用されている。しかし、
これらの手段の中では、ステンレス鋼鈑等の金属ヒータ
を使用するのが、耐久性、取扱いの容易性、製造の容易
性などの点で有利である。すなわち、ステンレス鋼鈑な
どからなる金属ヒータは、バルブの形状に沿った帯形状
に打ち抜き加工することができ、例えばバルブがＵ字形
やＷ字形をなしている場合、Ｕ字形やＷ字形に打ち抜く
ことが容易であり、このような帯形に打ち抜いたヒータ
を接着剤や粘着テープを用いてバルブに接着することが
でき、よってランプへの組み付けが容易であり、しかも
材質がステンレス鋼等の金属であるから耐久性、耐熱性
に優れるなどの利点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな金属ヒータをバルブに添設してなる放電灯の場合、
金属ヒータがバルブから放射される光を遮光するため、
この金属ヒータを設けた側面側の光量が低下する傾向に
ある。金属ヒータの遮光作用を少なくするには、同一材
料、同一抵抗値および同一長さであれば、ヒータの幅を
狭くするのが有効である。しかし、単にヒータの幅を狭
くすると、断面積が小さくなるので電流密度が増し、発
熱量が増す。よって、ヒータの幅を狭くした場合はこの
ヒータの厚みを増して全体の断面積を大幅に変えないよ
うにする必要がなる。

【０００７】ところが、金属ヒータの厚みを増すと、金
属ヒータの変形が難くなる。つまり、この種のヒータ
は、バルブの外面に押し付けてバルブの周方向の曲率に
沿うように幅方向に湾曲させて、これによりバルブに密
着させることが望ましい。しかし、ヒータの厚みが大き
いと、ヒータがバルブの曲率に沿うように曲り難くな
る。

【０００８】しかも、この種の金属ヒータは、もともと
バルブの周方向の曲率に沿うように幅方向に湾曲変形さ
せておいても、発熱・停止のヒートサイクルを繰り返す
うちに熱膨脹、収縮をすることから、その変形癖がもと
に戻り易く、特に厚みが大きい場合は変形が復帰し、よ
って部分的にバルブ表面から浮き上がり、つまりバルブ
表面から離れる箇所が発生する。この結果、バルブの加
熱性能が低下し、輝度の立上がりが悪くなったり、バル
ブ温度が局部的に過度に高くなるなどの不具合が発生す
る。

【０００９】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、金属ヒータの厚み
による剥がれを防止した低圧水銀蒸気放電灯およびこれ
を用いた液晶表示装置を提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、バル
ブの外面に金属ヒータを添設した低圧水銀蒸気放電灯に
おいて、上記金属ヒータの幅をバルブ中心からの開き角
度が５°以上、３５°以下となるようにし、このヒータ
の厚さを１０μｍ以上、６０μｍ以下としたことを特徴
とする。

【００１１】請求項２の発明は、上記金属ヒータがバル
ブの軸方向にそって伸びるステンレスの帯板からなり、
接着剤を介してバルブの外面に接合されていることを特
徴とする。

【００１２】請求項３の発明は、上記バルブはＵ字また
はＷ字に屈曲されており、これら屈曲部で上記金属ヒー
タがテープまたはチューブで止着されていることを特徴
とする。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３のいずれか１に記載の低圧水銀蒸気放電灯と、この放
電灯をバックライトとして使用した液晶表示パネルと、
を具備したことを特徴とする液晶表示装置である。

【００１４】

【作用】請求項１の発明によれば、金属ヒータの幅をバ
ルブ中心からの開き角度が５°以上、３５°以下となる
ようにしたから、バルブから放出される光の遮断作用が
抑制できる。すなわち、金属ヒータの幅が開き角度θで
３５°を越えると、ヒータを添設した側面側の光量が低
下し、開き角度θが５°未満であると、細すぎるため、
取り扱い作業中に折れたり、切れたりして歩留まりが低
下する。

【００１５】また、金属ヒータの厚みｔを、１０μｍ〜
６０μｍの範囲に規制したから、ヒータがバルブの表面
から浮き上がる等の不具合がなくなる。すなわち、金属
ヒータの厚みｔが６０μｍを越えると、幅方向に沿って
湾曲させるのが難しく、スプリングバックにより復帰し
たり、発熱・停止のヒートサイクルを繰り返すうちに、
湾曲の癖がもとに戻り、幅方向の端部がバルブの表面か
ら浮き上がるようになり、また、金属ヒータの厚みｔを
１０μｍ未満にすると、薄くなり過ぎて金属箔のように
なり、取扱い中に容易に破断し易くなる。

【００１６】請求項２の発明によれば、ステンレスの帯
板からなり金属ヒータを接着剤によってバルブの外面に
接合したから、金属ヒータをバルブに直接または接着剤
を介して密着させやすくなり、伝熱面積が増すから加熱
効率が向上する。

【００１７】請求項３の発明によれば、金属ヒータはバ
ルブがＵ字またはＷ字に屈曲されている箇所では接着剤
に加えてテープまたはチューブでも止着されているか
ら、バルブの屈曲部では３次元の形に変形されるために
剥がれ易い金属ヒータであっても、強固に接合され、剥
がれが防止される。

【００１８】請求項４の発明によれば、金属ヒータによ
る加熱特性に優れた低圧水銀蒸気放電灯をバックライト
として使用したから、低温始動性に優れた液晶表示装置
を提供することができる。

【００１９】

【実施例】以下本発明について、図１ないし図５に示す
第１の実施例にもとづき説明する。本実施例は、液晶表
示装置に適用した例を示し、図１および図２は光源とし
て使用される冷陰極蛍光ランプの構造を示し、図３ない
し図５はこのランプを光源として用いた液晶表示装置の
構成を示す。

【００２０】図１に示す冷陰極蛍光ランプ１は、平面形
状がＷ字形に屈曲されたバルブ２を有している。すなわ
ち、このバルブ２は互いに略平行な直線部を備えてお
り、これら直線部が３か所のＵ字形屈曲部４ａ，４ａお
よび４ｂにより連続されており、これにより全体として
Ｗ字形のバルブを構成している。

【００２１】バルブ２の両端部は封止されており、これ
ら封止部には図３ないし図５に示す冷陰極形電極３，３
が装着されている。上記冷陰極３，３は電極軸に電極ヘ
ッド部を接合して構成されており、電極ヘッド部は平板
形、屋根型または円筒形をなしている。

【００２２】バルブ２の内面には、図２に示す蛍光体被
膜５が形成されており、かつバルブ２の内部には所定量
の水銀と、アルゴン、キセノンなどのような希ガスが封
入されている。

【００２３】このような冷陰極屈曲形蛍光ランプ１に
は、始動時の温度補償のための金属ヒータ１０が付設さ
れている。本実施例の金属ヒータ１０は、図１および図
２に示すように、バルブ２の図示上面（後述する液晶表
示装置に取り付けられる場合には下面になる）に１本形
成されているが、上下面にそれぞれ１本ずつ付設しても
よい。この金属ヒータ１０は、例えばステンレス鋼鈑か
らなり、ステンレス鋼鈑をバルブ２の管軸方向に沿うよ
うに、Ｗ字形の帯に打出して成形したものであり、この
ようなＷ字形ステンレス鋼鈑製のヒータ１０はシリコー
ン系接着剤などのような接着剤１１によりバルブ２の外
面に接着されている。

【００２４】この場合、上記ステンレス鋼鈑からなる金
属ヒータ１０は、バルブ２の軸方向に沿って長い帯形状
をなしているが、バルブ２の周方向に対しバルブ２の外
面に密着するようにその幅方向の形状が湾曲されてい
る。

【００２５】そして、このステンレス鋼鈑からなる金属
ヒータ１０は、全長がバルブ２の全長にほぼ等しく形成
されており、その幅はバルブの中心Ｏからの開き角度θ
が５°〜３５°の範囲となるように設定されているとと
もに、厚さｔは１０μｍ〜６０μｍの範囲に規制されて
いる。

【００２６】具体的例を示すと、外径１１．５mm、全長
５００mmのバルブの場合、ステンレス鋼鈑からなる金属
ヒータ１０の開き角度θは３０°なるように設定されて
おり、したがって幅は約３．０mmであり、厚さｔは５０
μｍに設定されている。

【００２７】また、上記金属ヒータ１０はバルブ２がＵ
字形に屈曲する部分４ａ，４ａ、４ｂでは３次元的に変
形されることから剥がれ易い傾向にあり、この剥がれを
防止するため、各屈曲部分４ａ，４ａ、４ｂでは金属ヒ
ータ１０の少なくとも１か所を、図２の一点鎖線でも示
すように、粘着テープまたは熱収縮性チューブを輪切り
にしてなるテープ１２…、または図示しない熱収縮性チ
ューブを巻くことにより、バルブ２に止着してある。

【００２８】このような金属ヒータ１０の端部はバルブ
２の側方に導出されており、この導出端部には給電用の
リード線１３がリベット（鳩目）１４…または半田によ
り接続されている。なお、給電用リード線１３は電源に
接続される。

【００２９】この給電用リード線１３を電源に接続する
と、ステンレス鋼鈑の帯からなるヒータ１０に電流が流
れ、このヒータ１０が発熱する。したがって、この熱で
バルブ２を加熱し、低温始動時における温度補償をな
す。

【００３０】このような構成の冷陰極蛍光ランプ１は、
図３ないし図５に示すように、液晶表示装置のバックラ
イトとして用いることができる。すなわち、上記冷陰極
蛍光ランプ１は、ケーシング２０に収容される。ケーシ
ング２０は上面が開口された浅皿形をなしており、例え
ばアルミニウムなどの金属またはポリカ−ボネイトなど
のような合成樹脂により形成されている。このケ−シン
グ２０の上面開口部は照射部２１とされており、また内
面は全体に亘り反射面２２とされており、この反射面２
２で反射した光が上記照射部２１に向かうようになって
いる。なお、ケ−シング２０の一端側壁にはランプ導出
用切欠部２３，２３が形成されている。

【００３１】上記冷陰極蛍光ランプ１は、上記ヒータ１
０を付設した面が下向きとなるようにして上記ケ−シン
グ２０に収容されている。そして、蛍光ランプ１は、ケ
−シング２０に固定したランプホルダ２４，２５，２５
に支持されている。これらランプホルダ２４，２５，２
５は、例えば耐熱性ゴムなどの弾性材料にて形成されて
おり、接着剤等の適宜の手段でケ−シング２０に固定さ
れている。一方のランプホルダ２４は、ケ−シング２０
内部の他端に配置されており、Ｗ字形に曲げられたバル
ブ２の２か所のＵ字形屈曲部４ａ，４ａが嵌まり込む凹
部２４ａ，２４ａを有している。また、他のランプホル
ダ２５，２５は、上記ケ−シング２０の一端に形成した
ランプ導出用切欠部２３、２３に嵌着されており、上記
ランプ１の両端部が貫通される挿通孔２５ａ、２５ａを
有している。上記蛍光ランプ１は、バルブ２の２か所の
Ｕ字形屈曲部４ａ，４ａと両端部がそれぞれ上記ランプ
ホルダ２４，２５，２５に支持されることによってケ−
シング２０に取り付けられている。

【００３２】このようなケ−シング２０の上面開口部に
は光拡散透過板２６が取付けられている。この光拡散透
過板２６はアクリル樹脂などのような乳白色をなして光
の拡散透過作用をなすものであり、この光拡散透過板２
６の外面（内面でもよい）にはバルブ２の各直線部に対
向する部分に肉厚部２７…が形成されている。これら肉
厚部２７…はバルブ２から離れるに応じて漸次肉厚が薄
くなっている。

【００３３】さらに、上記光拡散透過板２６の上方に
は、液晶表示パネル２８が配置されている。この液晶表
示パネル２８は、上記光拡散透過板２６に対向して液晶
表示面２９を有している。

【００３４】このような構成による実施例の液晶表示装
置について作用を説明する。冷陰極蛍光ランプ１に通電
すると、このランプ１はＷ字形バルブ２に沿った形状で
発光する。蛍光ランプ１から放射された光の一部はケ−
シング２０の内面に形成した反射面２２で反射され、照
射部２１に設けた光拡散透過板２６に向かわされ、また
残りの光は直接光拡散透過板２６に向かう。したがっ
て、ランプ１から出る光は全部、光拡散透過板２６を通
じて外部に照射される。この場合、Ｗ字形のバルブ２の
略並行する直線部に対向して光拡散透過板２６の外面に
は肉厚部２７…を形成してあるので、バルブ２の真上に
肉厚部２７…が存在し、この肉厚部２７…で光透過量を
減じるとともに、肉厚部２７…から離れるに応じて肉厚
が薄くなるので光透過量が増す。ゆえに、光拡散透過板
２６は全面に亘る輝度むらが解消され、輝度分布が均等
化される。

【００３５】このような拡散透過光は液晶表示パネル２
８の背面から液晶表示面２９を照射するようになり、液
晶表示面２９は全面に亘り一様な明るさで照射されるか
ら、均等な明るさになる。

【００３６】そして、上記実施例の場合、冷陰極蛍光ラ
ンプ１の外面に金属ヒータを添設してあるから、これに
通電すれば発熱し、よってこの金属ヒータ１０がバルブ
２を加熱する。このため、厳寒状況下において、金属ヒ
ータ１０を発熱させると、バルブ２の温度が上昇し、内
部に封入した水銀の蒸発が促されて蒸気圧が上昇するか
ら、光束の立上がり特性を改善することができる。よっ
て、起動から安定点灯に達するまでの時間を短縮するこ
とができるものである。

【００３７】上記実施例の場合、ヒータ１０は、ステン
レス鋼鈑などの金属ヒータにより形成されているから、
バルブ２の形状に沿った帯形状に打ち抜き加工すること
ができ、バルブ２がＵ字形やＷ字形をなしている場合、
Ｕ字形やＷ字形に打ち抜くことが容易であり、このよう
な帯形に打ち抜いたヒータ１０を接着剤１１や粘着テー
プ１２を用いてバルブに接着することができ、よってラ
ンプへの組み付けが容易である。しかも材質がステンレ
ス鋼等の金属であるから耐久性、耐熱性に優れるなどの
利点がある。

【００３８】ところで、本実施例においては、金属ヒー
タ１０の幅をバルブの中心Ｏからの開き角度θが５°〜
３５°の範囲となるように設定してあるから光遮断作用
を抑制することができる。すなわち、金属ヒータ１０の
幅が、バルブの中心Ｏからの開き角度θで３５°を越え
ると、ヒータ１０を添設した面側の光量が低下し、ケ−
シング２０の内面に形成した反射面２２で反射される反
射光が減少する。

【００３９】また、金属ヒータ１０の幅が、バルブの中
心Ｏからの開き角度θが５°未満であると、細すぎるこ
とから、取り扱い作業中に折れたり、切れたりして歩留
まりが低下する。

【００４０】そして、金属ヒータ１０の厚みｔは、１０
μｍ〜６０μｍの範囲に規制したから、ヒータ１０がバ
ルブ２の表面から浮き上がる等の不具合がなくなる。す
なわち、金属ヒータ１０の厚みｔが６０μｍを越える
と、幅方向に沿って湾曲させるのが難しく、スプリング
バックにより復帰し易く、また発熱・停止のヒートサイ
クルを繰り返すうちに、湾曲の癖がもとに戻り、幅方向
のいずれか一方の端部がバルブ２の表面から浮き上がる
ことがあり、厚みｔを６０μｍ以下にすれば、そのよう
な反り返りなどの不具合がない。

【００４１】また、金属ヒータ１０の厚みｔが１０μｍ
未満である場合は、薄くなり過ぎて金属箔のようにな
り、取扱い中に容易に破断し易くなる。また、幅とも関
連するが、薄くなり過ぎると、電流密度が高くなって発
熱量が過剰になる不具合が生じる。

【００４２】そして、上記ステンレスの帯板からなり金
属ヒータ１０は、接着剤１１によってバルブ２に接合し
たから、金属ヒータ１０の全面をバルブ２に直接または
接着剤１１を介して密着させやすくなり、伝熱面積が増
し、加熱効率が向上する。すなわち、全体をテープや熱
収縮性チューブで押さえようとすると、部分的にヒータ
１０がバルブ２から浮き上がり、密着性がよくなく、熱
伝達効率が低下するが、接着剤１１を用いるとヒータ１
０の全面をバルブ２に接合させることができる。

【００４３】また、金属ヒータ１０は、バルブ２のＵ字
またはＷ字に屈曲されている箇所では接着剤１１に加え
てテープ１２…またはチューブで止着されているから、
強固に接合され、剥がれが防止される。つまり、バルブ
２の屈曲部では、金属ヒータ１０がバルブ２の軸方向お
よび周方向の合計３次元の形に変形されるようになり、
変形させ難いからスプリングバックしやすく、このため
に剥がれ易くなるが、接着剤１１とテープ１２の両者で
固定すれば、強固に接合され、剥がれが防止される。

【００４４】そして、本実施例の液晶表示装置は、金属
ヒータ１０による加熱特性に優れた低圧水銀蒸気放電灯
１をバックライトとして使用したから、低温始動性に優
れた液晶表示装置を提供することができる。

【００４５】なお、本発明の低圧水銀蒸気放電灯は、実
施例に記載したＷ字形の冷陰極蛍光ランプに限らず、形
状は直管、環形、Ｕ字形、Ｈ字形、鞍形などの種々の形
状のランプに使用可能であり、また熱陰極蛍光ランプで
あっても適用可能である。

【００４６】また、液晶表示装置は、車両に搭載される
計器盤やナビゲータなどに制約されるものではない。そ
して、金属ヒータ１０をバルブ２に接合する場合、図２
に示すように金属ヒータ１０とバルブ２の間に接着剤１
２が介在することには限らず、図６に示す第２の実施例
に示すように、ヒータ１０の外から接着剤１２で覆うよ
うにしてもよく、また熱収縮性チューブをバルブ２に被
せてこの熱収縮性チューブを熱収縮させてヒータ１０を
バルブ２の外面に密着させるようにしてもよい。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
ると、金属ヒータの幅をバルブ中心からの開き角度が５
°以上、３５°以下となるようにしたから、バルブから
放出される光の遮断作用が抑制でき、かつ金属ヒータの
厚みｔを１０μｍ〜６０μｍの範囲に規制したから、ヒ
ータがスプリングバックなどによりバルブの表面から浮
き上がる等の不具合がなくなる。

【００４８】また、請求項２の発明によれば、ステンレ
スの帯板からなり金属ヒータを接着剤によってバルブの
外面に接合したから、金属ヒータをバルブに直接または
接着剤を介して密着させやすくなり、伝熱面積が増すか
ら加熱効率が向上する。

【００４９】請求項３の発明によれば、金属ヒータはバ
ルブがＵ字またはＷ字に屈曲されている箇所では接着剤
に加えてテープまたはチューブにより止着されているか
ら、強固に接合され、剥がれが防止される。

【００５０】請求項４の発明によれば、金属ヒータによ
る加熱特性に優れた低圧水銀蒸気放電灯をバックライト
として使用したから、低温始動性に優れた液晶表示装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示し、Ｗ字形冷陰極蛍
光ランプの平面図。

【図２】同実施例のバルブの断面図。

【図３】図１の蛍光ランプを光源として用いた液晶表示
装置の分解した斜視図。

【図４】同実施例の液晶表示装置の照明部分の平面図。

【図５】同実施例の液晶表示装置の断面図。

【図６】本発明の第２の実施例を示すバルブの断面図。

【符号の説明】

１…冷陰極屈曲形蛍光ランプ ２…バルブ ３…冷陰極 １０…金属ヒータ １１…接
着剤 １２…テープ １３…リード
線 ２０…ケーシング ２２…反射面 ２６…光拡散透過板 ２８…液晶表
示パネル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルブの外面に金属ヒータを添設した低
   圧水銀蒸気放電灯において、 上記金属ヒータの幅をバルブ中心からの開き角度が５°
   以上、３５°以下となるようにし、このヒータの厚さを
   １０μｍ以上、６０μｍ以下としたことを特徴とする低
   圧水銀蒸気放電灯。
2. 【請求項２】 上記金属ヒータは、バルブの軸方向にそ
   って伸びるステンレスの帯板からなり、接着剤を介して
   バルブの外面に接合されていることを特徴とする請求項
   １に記載の低圧水銀蒸気放電灯。
3. 【請求項３】 上記バルブはＵ字またはＷ字に屈曲され
   ており、これら屈曲部で上記金属ヒータがテープまたは
   チューブで止着されていることを特徴とする請求項２に
   記載の低圧水銀蒸気放電灯。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれか１に
   記載の低圧水銀蒸気放電灯と、 この放電灯をバックライトとして使用した液晶表示パネ
   ルと、を具備したことを特徴とする液晶表示装置。