JP2005268098A - 冷陰極型蛍光ランプ及びバックライトユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 バックライトユニットの限られた収納空間に収納でき、しかもランプ電流を増加させても発光効率が低下しにくい冷陰極型蛍光ランプを提供する。
【解決手段】 ガラスバルブ１０と、このガラスバルブ１０内の両端部に配設された一対の電極４ａ，４ｂとを有する冷陰極型蛍光ランプ１００であって、上記ガラスバルブ１０の陽光柱発光部１０ａの内、光取り出し部１０ｄの横断面の形状が扁平である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、冷陰極型蛍光ランプ及びＬＣＤ（液晶ディスプレイ）装置に用いられるバックライトユニットに関する。

バックライトユニットは、ＬＣＤパネルの背面に取り付けられて、ＬＣＤ装置の光源として使用されるものである。
バックライトユニットの方式は、大別して、エッジライト方式と直下方式（例えば、特許文献１参照）の２種類がある。
この中でも、直下方式のバックライトユニットは、底板とこれを囲む側板とからなる外囲器を有し、当該外囲器の開口部は拡散板、拡散シート等で覆われており、外囲器内には上記底板に近接して複数本の蛍光ランプが配置されている。直下方式のバックライトユニットはその表面（以下、「発光面」という。）での高輝度化が比較的容易であるため、例えば３２インチといった大型な液晶テレビ等のＬＣＤ装置に採用されている。

このようなバックライトユニットにおいては、ＬＣＤ装置の高画質化を図るために、発光面での輝度が高輝度であり、かつ均一であることが要請され、また省スペース性を実現するために薄型であること要請されている。
このため、上記底板と側板の内側の面は、光反射率の高い材料で被覆されており、蛍光ランプから背面に放射される光を前方（発光面方向）へ反射させて、ランプから放射される光束の有効利用効率（ランプから放射される光束の内、発光面から放射される割合）を高めており、また、上記拡散板、拡散シートは、蛍光ランプからの直接光及び反射光を前方に拡散照射させて、発光面全体での輝度の均一性を図っている。

さらに、上記蛍光ランプとしては、特に冷陰極型蛍光ランプが用いられている。冷陰極型蛍光ランプはフィラメントコイルを有さないため、当該ランプの細径化が容易であり、バックライトユニットの薄型化の要請に応えられるからである。
このようなバックライトユニットは、ＬＣＤ装置の高画質化を図るため、さらなる高輝度化が要請されている。
特開２０００−３１０７７８号公報

バックライトユニットの高輝度化を実現する方法としては、各冷陰極型蛍光ランプ（以下、単に「ランプ」という。）のランプ電流を単純に大きくして動作させるという方法が考えられる。しかしながら、ランプの光束はある程度は高くなるものの、ランプ電流の増加により最冷点温度が過度に上昇して最適な範囲を逸脱することで、ランプの発光効率（以下、「ランプ効率」という。）が低下するという問題がある。

ランプ電流の増加と共により管径の太いランプを用いることで放熱性を良くすれば、上記した最冷点温度の過度上昇を抑制できるものの、特に管内径を大きくすると陽光柱プラズマ空間の中心から管内壁までの距離が遠くなるため発光効率が低下し、期待した程のランプ電流の増分に見合うだけの光束の増加が得られないという問題がある。これに加えて、バックライトユニットのようにランプの収納空間が限られているものにおいては、従来より管径の太いランプを用いると、ランプと発光面との距離が近くなり、発光面のランプとの距離が近い部分のみ輝度が高くなるという輝度むら（波状の輝度むら）が生じるという欠点がある。これに対しては、収納空間の厚み方向を大きく取り、ランプを発光面から後退させて配置すれば解決することができるが、上述のようにバックライトユニットは特に薄型であることが要請されているので、そのような方法を採るのは実際的ではない。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、バックライトユニットの限られた収納空間に収納でき、しかもランプ電流を増加させても発光効率が低下しにくい冷陰極型蛍光ランプ、およびこれを用いたバックライトユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る冷陰極型蛍光ランプは、ガラスバルブと、前記ガラスバルブ内の両端部に配設された一対の電極とを有する冷陰極型蛍光ランプであって、前記ガラスバルブの陽光柱発光部の内、光取り出し部の横断面の形状が扁平であることを特徴とする。
また、前記電極は円筒状をしており、前記ガラスバルブは、少なくとも当該両端から当該箇所に配設された電極の先端までの部分における横断面の形状が略円形であることを特徴とする。

さらに、陽光柱放電により消費される電力を前記陽光柱発光部の外周表面積で除して得られる値が４５ｍＷ／ｃｍ²以上９０ｍＷ／ｃｍ²以下の範囲に設定されていることを特徴とする。
さらに、また、前記扁平な形状をした横断面の短内径は、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする。

また、前記扁平な形状をした横断面の短内径は、１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする。
また、本発明に係るバックライトユニットは、反射板とこれを囲む側板とを有する外囲器内に、前記冷陰極型蛍光ランプが複数本所定の間隔を置いて並列配置されており、前記各冷陰極型蛍光ランプは、前記扁平な形状をした断面の長軸が前記反射板の主面と略平行となるように配置されていることを特徴とする。

本発明に係る冷陰極型蛍光ランプは、ガラスバルブと、前記ガラスバルブ内の両端部に配設された一対の電極とを有する冷陰極型蛍光ランプであって、前記ガラスバルブの陽光柱発光部の内、光取り出し部の横断面の形状が扁平であるので、前記扁平な形状をした横断面の短外径と同程度の管外径を有する従来の直管状ランプより外周表面積を増大させて最冷点温度の過度な上昇を抑えることができ、しかも、前記扁平な形状をした短内径は、長内径と同程度の管内径を有する従来の直管状ランプより短いので、陽光柱プラズマ空間の中心から管内壁までの距離は実効的に短く保つことが可能になる。このため、ランプ電流を従来より大きくしても、発光効率を低下しにくくすることができる。また、例えば、上記冷陰極蛍光型ランプをバックライトユニットに用いる際には、バックライトユニットの限られた収納空間の厚み方向を大きくすることなく収納することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
（冷陰極型蛍光ランプの構成）
図１（ａ）は、本実施の形態に係る冷陰極型蛍光ランプ（以下、「ランプ」と称する）１００の構成を示す断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＢ−Ｂ線での断面、（ｃ）はＣ−Ｃ線での断面、（ｄ）はＤ−Ｄ線での断面を示す図である。なお、図１（ｂ）、図１（ｄ）においては、図面が煩雑になるのを避けるため、ガラスバルブ１０と蛍光体６の断面のみを示している。

同図（ａ）に示すように、ランプ１００はホウケイ酸ガラスからなるガラスバルブ１０と、当該ガラスバルブ１０内の両端部に配設された一対の電極４ａ，４ｂとを有している。
ガラスバルブ１０の両端は、ビードガラス２ａ，２ｂで封止されている。当該ビードガラス２ａ，２ｂを通って、タングステン製のリード線８ａ，８ｂがガラスバルブの両端から導入され、リード線８ａ，８ｂは、有底筒状をしたニオブなどからなる電極４ａ，４ｂを保持している。

電極４ａ，４ｂはホロー型電極であり、長手方向の電極長は５．０ｍｍ、肉厚は０．１ｍｍである。また、電極４ａ，４ｂの外周とガラスバルブ１０内周との間隙の間隔は０．２ｍｍ以下と狭く設定されている。このように間隔を狭く設定することで、上記間隙に放電が漏れることを防止でき、もってスパッタによる水銀の消耗を抑制している（詳細は、特開２００２−２８９１３８号公報等を参照。）。

ガラスバルブ１０内には、図示しない約２．０ｍｇの水銀と、常温における圧力８．０kPaのネオン・アルゴン混合ガス（Ｎｅ９５％−Ａｒ５％）が封入されている。
また、ガラスバルブ１０の内面には、赤（Ｙ₂Ｏ₃:Ｅｕ）、緑（ＬａＰＯ₄:Ｃｅ₃,Ｔｂ₃）及び青（ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇:Ｅｕ₂,Ｍｎ）の各色を発光する蛍光体を混合した希土類蛍光体６が塗布されている。

以下、ガラスバルブ１０の当該両端から当該箇所に配設された電極４ａ，４ｂの先端までのそれぞれの部分を電極部１０ｂ，１０ｃと称する。また、この電極部１０ｂ，１０ｃを除く、ランプ１００を点灯させた際に実質的に陽光柱が発生する領域に対応する部分を陽光柱発光部１０ａと称する。
さらに、ガラスバルブ１０の陽光柱発光部１０ａの内、ランプ１００が用いられる照明装置においてその目的のための発光に寄与する部分を、光取り出し部１０ｄと称する。例えば、ランプ１００が液晶バックライトユニットに使用される場合には、当該ユニットが発光させる液晶パネルの有効表示面での発光に寄与する部分が、ガラスバルブ１０の光取り出し部１０ｄとなる。本実施の形態においては、陽光柱発光部１０ａと光取り出し部１０ｄとなる範囲は略一致している。

図１（ｂ）〜図１（ｄ）に示すように、ガラスバルブ１０は、陽光柱発光部１０ａ（光取り出し部１０ｄ）の横断面の形状は略楕円形であり、電極部１０ｂ，１０ｃにおける横断面の形状は略円形をしている。
ここで、ランプ１００の各寸法について述べる。ランプ１００の全長Lは７０５ｍｍ、陽光柱発光部１０ａ（光取り出し部１０ｄ）の管軸９方向の長さDaは約６８０ｍｍ、電極部１０ｂ，１０ｃの管軸９方向の長さDb，Dcはそれぞれ約１２ｍｍ、陽光柱発光部１０ａの外周表面積は約１０５ｃｍ²である。また、上記略楕円形の短外径ａｏは４．０ｍｍ、短内径ａｉは３．０ｍｍ、長外径ｂｏは５．８ｍｍ、長内径ｂｉは４．８ｍｍである。また、上記略円形の管外径ｒoは５．０ｍｍ、管内径ｒｉは４．０ｍｍである。

本実施の形態に係るランプ１００がこのような形状をしているのは以下の理由による。
前述のように、従来のランプにおいては、ランプ電流を大きくするとランプ効率が低下してしまうという問題がある。例えば、全長７０５ｍｍ、管外径４．０ｍｍ／管内径３．０ｍｍのランプにおいては、ランプ電流を定格電流の５．５ｍＡから８．５ｍＡに増加させると、ランプ効率は約６０（lm/W）から５０（lm/W）へと約８３％に低下する。

このようにランプ効率が低下するのは、ランプ電流の増大ゆえにガラスバルブの最冷点温度が過度に上昇したためである。一般に、管内径が１．２〜４．０ｍｍのランプにおいては、最冷点温度が６０〜６５℃の範囲ならば、最適なランプ効率が得られることが知られており（「バックライト用蛍光ランプの最新動向」、高木将、2002.7電球工業会報No.４４９、第４０頁参照）、最冷点温度が最適な範囲を逸脱して過度に上昇したためランプ効率が低下したのである。

そこで、ランプ電流を増加させると共に、管内径及び管外径がより大きなランプを用いるようにすれば（例えば、上記管外径４．０ｍｍ／管内径３．０ｍｍのランプではなく、管外径５．０ｍｍ／管内径４．０ｍｍのランプを用いる。）ガラスバルブの外周表面積の増大により放熱面積が大になるので最冷点温度の過度な上昇の抑制は可能である。
しかし、特に管内径を大きくすると、陽光柱プラズマ空間の中心から管内壁までの距離が遠くなるため、ランプ効率が低下するという問題が顕在化する。詳しく説明すると、陽光柱プラズマ空間においては、水銀原子が励起状態からより低いエネルギー状態に戻る時に放出される紫外線は、別の水銀に吸収され、その水銀のエネルギー状態をより高いエネルギー状態へと遷移させる。このように、紫外線は直接ガラスバルブ内の蛍光体に到達するのではなく、水銀原子を介して伝播するものである。すなわち、管内径が大きくなると、陽光柱プラズマ空間で発生した紫外線の管壁への到達確率が下がるため、ランプ効率が低下してしまうのである。

また、管外径を大きくしたランプをバックライトユニットに用いる場合には、当該ユニットの薄型化の妨げにもなり得る。
これに対して、本実施の形態においては、陽光柱発光部１０ａ（光取り出し部１０ｄ）の形状が略楕円形状をしているので、外周表面積を増大させて最冷点温度の過度な上昇を抑えながら、陽光柱プラズマ空間の中心から管内壁までの距離は実効的に短く保つことが可能になり、ランプ電流を高めたとしてもランプ効率の低下を抑えることができる。

より詳しく説明すると、後述するようにガラスバルブ１０は、管外径５．０ｍｍ／管内径４．０ｍｍの直管状ランプ（以下、このような管径を有するランプを「直管ランプＡ」という。）を扁平に成形加工したものであるから、陽光柱発光部における外周表面積は、上記直管ランプＡと略同一であり、管外径４．０ｍｍ／管内径３．０ｍｍの直管状ランプ（以下、このような管径を有するランプを「直管ランプＢ」という。）のものより大きい。しかも、陽光柱発光部１０ａにおける楕円形をした断面の短内径ａｉは３．０ｍｍ、長内径ｂｉは４．８ｍｍであるから、特に短内径ａｉが短い分、上記直管ランプＡ程には、陽光柱プラズマ空間の中心から管内壁までの距離は遠くならないのである。
（陽光柱負荷について）
通常、ランプ１００の点灯時においては、電極部１０ｂ，１０ｃは比較的高温となり、最冷点温度は陽光柱発光部１０ａの管軸方向の中央付近に位置している。

本願発明者の検討によれば、最冷点温度は陽光柱放電により消費される電力Ｗｐ（陽光柱入力電力Ｗｐ）を陽光柱発光部１０ａの外周表面積Ｓｐで除して得られる値（以下、この値を「陽光柱負荷」という。）に依存していることがわかった。これは、ランプ電力Ｗの内、陽光柱入力電力Ｗｐの内の熱損失は陽光柱発光部１０ａの外周表面から熱輻射と熱伝導により拡散されるからである。

また、上記陽光柱負荷を４５ｍＷ／ｃｍ²以上９０ｍＷ／ｃｍ²以下の範囲に設定すれば、最冷点温度が最適な範囲を逸脱しないことがわかった。前述のように最冷点温度は６０℃〜６５℃が最適であるところ、４５ｍＷ／ｃｍ²より小さいと最冷点温度が５０℃と最適な温度を大幅に下回り、９０ｍＷ／ｃｍ²より大きいと最冷点温度が７５℃と過度に上昇してしまうことが実験で確認されたからである。

なお、陽光柱入力Ｗｐは、ランプ電力Ｗから電極損失Ｗｅを差し引いたものであり、Ｗｐ＝Ｗ−Ｗｅとなる。電極損失Ｗｅは、公知の管長変化法により求められる。また、外周表面積Ｓｐは、Ｓｐ＝π（ａｏ＋ｂｏ）Ｌｐ／２から算出したものである。なお、上記ランプ１００においては、陽光柱入力Ｗｐが７．８Ｗ（ランプ電流８．５ｍＡ）、外周表面積が１０５ｃｍ²であるから陽光柱負荷は７４ｍＷ／ｃｍ²となっている。
（ガラスバルブの成形方法）
図２は、ランプ１００のガラスバルブ１０の成形方法を模式的に示すものである。

まず、（ａ）直管状のホウケイ酸ガラス（軟化点７６５℃）からなるガラスバルブ２１を準備して［図２（ａ）］、（ｂ）上記ガラスバルブ２１の横断面の形状を扁平にする予定部分を、ステンレス鋼からなる２枚の成形治具板２２ａ，２２ｂの間に挟むように設置する［図２（ｂ）］。（ｃ）そして、ガラスバルブ２１を図示しない加熱炉により軟化点より低い管壁温度（例えば、６２０〜７００℃）へと加熱して、成形治具板２２ａの自重により［図２（ｃ）］、（ｄ）断面を円形から略楕円形へと加工して所望の形状をしたガラスバルブ２１を得ることができる［図２（ｄ）］。

ガラスバルブの成形方法は、このような方法に限定されるものではない。
本実施の形態のガラスバルブ１０は、完成した直管ランプＡを（ｂ）〜（ｄ）の工程を経て成形されたものである。成形されることで直管ランプＡの管外径５．０ｍｍの寸法が略楕円形状の短外径４．０ｍｍ、長外径５．８ｍｍとなり、管内径４．０ｍｍの長さが略楕円形状の短内径３．０ｍｍ、長内径４．８ｍｍと変化している。なお、管外径５．０ｍｍの直管ランプＡを上記成形方法により扁平する場合には、最大でも、長外径ｂｏが６．６ｍｍ、短外径ａｏが３．０ｍｍとなるように設定（この場合の扁平率は、ａｏ／ｂｏ≒０．４５となる。）することが好ましい。過度に扁平にすると、管の肉厚が大幅に変わってしまうことがあり歩留まりの低下につながるからである。
（バックライトユニット）
図３は、本実施の形態に係る３２インチ（アスペクト比１６：９）の液晶テレビ用のバックライトユニット１０００の構成を示す概略斜視図である。なお、同図において内部の構造が分かりやすいように拡散板１４０、拡散シート１４２、レンズシート１４４の一部を切り欠いて示している。また、図４は、図３のバックライトユニット１０００のＸ軸方向の中央部分をＹ軸方向に切断したときの部分拡大図である。なお、同図においてランプ１００はその外径のみを示している。また、２点鎖線で示した円は、従来の管外径４．０ｍｍ／管内径３．０ｍｍの直管ランプＢの管外径を示し、説明の便宜上、図中の上から２番目の直管ランプＢの中心は、ランプ１００の中心と一致させている。

直下方式のバックライトユニット１０００は、長方形の底板１２２とこれを囲む側板１２４とを有する外囲器１２０内に、１４灯のランプ１００が略等しい間隔を置いて並行に配設されている。ランプ１００は、扁平な形状をした断面の長軸１９が反射板１２２の主面と略平行となるように配置されている。詳しくは後述する。
外囲器１２０は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂製であって、その内面（底板１２２及び側板１２４の内側）に銀などの金属が蒸着されて反射面が形成されている。外囲器１２０の内寸は、水平方向（Ｘ軸方向）が７２８ｍｍ、垂直方向（Ｙ軸方向）が４０８ｍｍであり、外形の奥行が１９ｍｍと薄型に設定されている。底板（反射板）１２２の主面（内面）は、前面パネル１４５内面から１４ｍｍ程度離れており、当該反射板１２２に近接した位置には、ランプ１００がランプ間隔（隣り合うランプの管軸間の距離）Ｐ₁を置いて配されている。

また、外囲器１２０の前面開口部は、拡散板１４０、拡散シート１４２およびレンズシート１４４を積層してなる透光性の前面パネル１４５で覆われており、内部にちりや埃などの異物が入り込んでランプ１００などが破損しないように密閉されている。
前面パネル１４５における拡散板１４０、拡散シート１４２は、ランプ１００から放射された光を散乱・拡散させるものであり、レンズシート１４４は、当該シート１４４と法線方向へ光を集めるものであって、これらによりランプ１００から発光された光が前面パネル１４５の表面（発光面）の全体に亘り均一に前方を照射するように構成されている。

上述のように外囲器１２０内は密閉された構造であるため、最冷点の温度が過度に上昇しやすい環境にあり、本発明に係るランプ１００を用いることで、最冷点温度の過度上昇を特に効果的に抑えることができ、ランプ電流の増分に見合った光束の増加を得ることが可能となる。
本実施の形態においては、ランプ１００を、扁平な形状をした断面の長軸１９が反射板１２２の主面と略平行となるように配置している。これにより、次のような効果が得られる。

まず、ランプ１００の短外径ａｏ（４．０ｍｍ）は、直管ランプＢの管外径と同等であるから、直管ランプＢ用の外囲器１２０に収納しても上記波状の輝度むらの発生を抑えることができる。
また、ランプと反射板との間の距離が接近し過ぎることによっても、輝度むらが生じ得るが、ランプ１００と反射板１２２との距離は、直管ランプＢを用いた場合と同じであるからこの点でも外囲器１２０の厚みは薄型に保つことができると言える。

また、略楕円形の長外径ｂｏの長さは５．８ｍｍであり、管外径４．０ｍｍの直管ランプＢより長いため、従来のランプ間隔Ｐ₀よりランプ間隔を大きくしても、発光面のランプ１００とランプ１００の間に相当する位置において輝度が低下するという輝度むらも発生しにくい。つまり、発光面の水平方向及び垂直方向が同サイズの外囲器１２０内に配置する際にはランプ間隔Ｐ₁は従来のランプ間隔Ｐ₀より大きくすることが可能となるので、従来よりランプの灯数（本数）を減らすことができ、コスト面で有利である。

さらに、図４の上から３番目のランプ１００に実線矢印で示すように、ランプ１００においては、陽光柱発光部の中心からの距離が遠い長軸１９方向に比べて、この距離が近い短軸１８方向へより多くの光が射出される。このため、上述のように長軸１９と反射板１２２とが略平行となるように配置すれば、ランプからの光を前方（発光面方向）と後方（反射板１２２方向）に向けることができる。したがって、ランプ１００から放射される光束の有効利用効率を高めて、発光面での輝度をより向上させることができる。
（ランプ効率とバックライトの輝度等の測定試験）
次に、上記バックライトユニット１０００の外囲器１２０内に従来の直管状ランプと、本実施の形態に係るランプ１００を配置した場合の、ランプ効率とバックライトユニット１０００の発光面の中央部における輝度とを測定する試験を行った。次の表１に上記試験の測定結果を示す。なお、同表においてランプ１００の管内径／管外径は、それぞれ断面略楕円形の短内径、長内径、短外径、長外径の順に寸法を記載している。

（直管ランプＢ）
まず、上記外囲器１２０内に、１６灯の直管ランプＢをランプ間隔を２５．７ｍｍ（なお、１６灯のランプの内、最上段のランプと側板１２４との間隔、最下段のランプと側板１２４との間隔はそれぞれランプ間隔の略半分である。以下も同じ。）として配置し、各ランプに流すランプ電流値を５．５ｍＡと設定してバックライトユニット１０００を動作させた場合の、反射板垂直方向（Ｙ軸方向）中央付近に位置するランプのランプ効率を測定した。このときのランプ効率は約６０（lm／W）であった。また、前面パネル表面１４５中央部の輝度は約８０００（ｃｄ／ｍ²）であった。

（直管ランプＡ）
次に、上記外囲器内１２０内に、１５灯の直管ランプＡをランプ間隔を２７．２ｍｍとして配置し、各ランプのランプ電流値を８．５ｍＡとして同様の測定試験を行った。このときの、ランプ効率は約５５（lm／W）であった。また、輝度は約９５００（ｃｄ／ｍ²）となり、直管ランプＢを用いたものよりは輝度が向上したものの、変動率が約６％の波状の輝度むらが観測された。

（ランプ１００）
次に、上記外囲器１２０内に、１４灯の本実施の形態に係るランプ１００をランプ間隔を２９．０ｍｍとして配置し、各ランプのランプ電流値を８．５ｍＡとして同様の測定試験を行った。このときのランプ効率は約６５（lm／W）であった。これは直管ランプＢ（電流値５．５ｍＡ）に比較して約８％、直管ランプＡに比較すると約１８％も高いランプ効率となっている。また、前面パネル表面中央部の輝度は約１１４００（ｃｄ／ｍ²）という高い輝度が得られた。

また、波状の輝度むらも観測されなかった。さらに、ランプ間隔を直管ランプＢを用いた場合の２５．７ｍｍから２９．０ｍｍと広げて、ランプの灯数を１６灯から１４灯へと２灯削減したが、前面パネル表面のランプとランプの間に相当する位置において輝度が低下するという輝度むらも観察されない良好な結果となった。
（変形例１）
最冷点温度の過度の温度上昇の抑制と、陽光柱プラズマ空間の中心から管壁までの距離を実質的に短縮化するためには、上記実施の形態のように陽光柱発光部１０ａの全域にわたって、横断面の形状が略楕円形をしていることが好ましい。もっとも、陽光柱発光部の大部分の横断面は略楕円形として、残りの部分の横断面を略円形にするとしてもある程度は効果が得られる。

図５はそのような変形例を示す図である。
同図に示すように陽光柱発光部１０ａの内、光取り出し部１０ｄの横断面の形状が略楕円形状をしており、陽光柱発光部１０ａの光取り出し部１０ｄから外れた残余部分と電極部１０ｂ，１０ｃの横断面の形状が略円形をしている。
同図に示したランプ１０１のガラスバルブ１０は、全長Ｌは４０５ｍｍ、電極部１０ｂ，１０ｃの長さＤｂ，Ｄｃ（図１参照）はそれぞれ約１２ｍｍ、陽光柱発光部１０ａの長さＤａは約３８０ｍｍ、陽光柱発光部１０ａの内、横断面が略楕円形である光取り出し部１０ｄの長さＤｄは約３４０ｍｍ、陽光柱発光部の１０ａの両端の、光取り出し部から外れた横断面が略円形である部分の長さはそれぞれ約２０ｍｍである。

このようにランプ１０１が、陽光柱発光部１０ａより光取り出し部１０ｄの領域が狭くなっているのは、例えばバックライトユニットに使用される場合に、当該ユニットの発光面より液晶パネルのランプ長手方向の有効表示面が大幅に狭く、ランプの両端の光は、上記表示面での発光にそれ程必要とされないからである。
なお、陽光柱プラズマ空間の中心から管壁までの距離を実質的に短縮化してランプ効率の向上を図るためには、略楕円形の横断面を有する光取り出し部１０ｄの長さが、略円形の横断面を有する電極部１０ｂ，１０ｃと陽光柱発光部１０ａの光取り出し部１０ｄから外れた残余部分の長さより長ければよい（Ｄｅ＜Ｄｄ＞Ｄｆであればよい）ことが実験で確認されている。また、最冷点温度は陽光柱発光部１０ａの管軸９方向に中央である部分に形成されるので、少なくともこの部分の断面は扁平にすることが望ましい。
（変形例２）
上記実施の形態においては陽光柱発光部の横断面の形状が略楕円形をしていたが、上記形状は略楕円形に限定されず、扁平な形状であれば他の形状であってもよい。

図６はそのような変形例を示す図である。
同図に示すように、陽光柱発光部１０ａの横断面は、長径ｂｉ，ｂｏ方向に直線部分を有する略長方形の形状（競争路形状）をしている。
このように、横断面が略長方形状のものにおいても、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
（その他）
１．上記実施の形態においては、電極としてホロー型電極を用いているが、棒状電極を用いても構わない。また、電極部の横断面は略円形をしているが、電極部の横断面も扁平な形として、ガラスバルブ全長にわたって扁平な形状としても構わない。この場合、電極の形状も横断面に応じて扁平な形とすればよい。

もっとも、特にホロー型電極の場合、ガラスバルブの電極部とホロー型電極の双方を扁平にして、ガラスバルブ内周と電極外周の間隙を高精度（例えば、０．２ｍｍ以下）に設定するのは、製造上コストがかさむ。これに対して、ガラスバルブの電極部とホロー型電極の横断面は共に略円形であるならば、両者の径を調節することで、上記間隙を設定できるので、製造上容易であり好ましい。

２．扁平な形状をした横断面の短内径は、３．０ｍｍ以下の範囲に規定されることが好ましい。３．０ｍｍを境にして、上記短内径が３．０ｍｍより大きくなると、陽光柱プラズマ空間の中心から管壁までの距離が大きくなり、ランプ効率が急激に低下することが実験で確認されているからである。さらに、上記短内径は２．５ｍｍ以下の範囲に規定するのがより好ましい。これは、短内径ａｉ２．５ｍｍ、短外径ａｏ３．５ｍｍ、長内径ｂｉ５．４ｍｍ、長外径ｂｏ６．４ｍｍと規定した図１と同様の構成を有するランプのランプ電流８．５ｍＡのときのランプ効率が、直管ランプＢの電流値５．５ｍＡのときのものに比べて、約１０％も高くなることがわかったからである。

なお、上記短内径を１．０ｍｍ未満に設定するのは、製造上難しいので、短内径の下限値は１．０ｍｍである。

本発明に係る冷陰極型蛍光ランプは、ランプ電流の増分に見合った光束の増加が得られるので、バックライトユニット等の用途に適用することができる。

実施の形態に係る冷陰極型蛍光ランプの構成を示す断面図である。 ガラスバルブの成形方法を示す模式図である。 実施の形態に係るバックライトユニットの構成を示す概略図である。 図３のバックライトユニットのＸ軸方向の中央部分をＹ軸方向に切断したときの部分拡大図である。 実施の形態に係る変形例を示す図である。 実施の形態に係る変形例を示す図である。

符号の説明

４ａ，４ｂ 電極
１０ ガラスバルブ
１０ａ 陽光柱発光部
１０ｂ，１０ｃ 電極部
１０ｄ 光取り出し部
１００，１０１ 冷陰極型蛍光ランプ
１２０ 外囲器
１２２ 反射板
１０００ バックライトユニット

Claims (6)

1. ガラスバルブと、前記ガラスバルブ内の両端部に配設された一対の電極とを有する冷陰極型蛍光ランプであって、
   前記ガラスバルブの陽光柱発光部の内、光取り出し部の横断面の形状が扁平であることを特徴とする冷陰極型蛍光ランプ。
2. 前記電極は円筒状をしており、
   前記ガラスバルブは、少なくとも当該両端から当該箇所に配設された電極の先端までの部分における横断面の形状が略円形であることを特徴とする請求項１に記載の冷陰極型蛍光ランプ。
3. 陽光柱放電により消費される電力を前記陽光柱発光部の外周表面積で除して得られる値が４５ｍＷ／ｃｍ²以上９０ｍＷ／ｃｍ²以下の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の冷陰極型蛍光ランプ。
4. 前記扁平な形状をした横断面の短内径は、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の冷陰極型蛍光ランプ。
5. 前記扁平な形状をした横断面の短内径は、１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項４に記載の冷陰極型蛍光ランプ。
6. 反射板とこれを囲む側板とを有する外囲器内に、請求項１から５のいずれか１項に記載の冷陰極型蛍光ランプが複数本所定の間隔を置いて並列配置されており、
   前記各冷陰極型蛍光ランプは、前記扁平な形状をした断面の長軸が前記反射板の主面と略平行となるように配置されていることを特徴とするバックライトユニット。

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