JPH04137430A - 冷陰極蛍光ランプおよび液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は冷陰極蛍光ランプおよび液晶表示装置に関する
。

（従来の技術） 一般に、例えば液晶表示装置などの光源として使用され
る冷陰極蛍光ランプは、細径のガラス管体の内面に紫外
線吸収膜および蛍光膜を積層形成し、端部の内部に電極
を設けている。

この冷陰極蛍光ランプは、液晶表示装置の小型化に伴い
、ガラス管体がより細径化されるとともに、細径化によ
ってガラス管体の発光面積が減少するのでランプ入力を
増大させて高輝度化を図る傾向がある。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の冷陰極蛍光ランプは、点灯中の電極に生じる
熱を十分に放熱できないために、電極と対向する管壁近
傍部の表面温度が上昇するので軸方向に温度勾配を生じ
、その温度差によって輝度むらが生じやすいことが問題
になっている。従って、この冷陰極蛍光ランプを液晶表
示装置の光源として用い、この冷陰極蛍光ランプに約１
５℃以上の温度差が生じてこの温度差による輝度むらが
生じた場合、冷陰極蛍光ランプによって照射された液晶
には視覚で判別できる色むらが生じることが問題になっ
ている。

例えば周囲温度２５℃において液晶表示装置を構成する
封入ガス圧１００．ｔｏ＋ｒの冷陰極蛍光ランプにラン
プ電流１０ｍＡを流した場合、ガラス管体の表面温度は
、このガラス管体の中央部では５４℃、電極近傍部では
８５℃になり、この冷陰極蛍光ランプの電極近傍部と中
央部との表面温度差は３１℃に達し、液晶に色むらを生
じさせる原因になっている。

しかし、この冷陰極蛍光ランプの電極近傍部の放熱を行
うために、液晶表示装置内部に放熱空間を設けると、液
晶表示装置の小型化に制約を与えることが問題になって
いる。

本発明の目的は、上記問題点を解決するために、ガラス
管体の端部に設けられた電極の放熱を十分に行ってガラ
ス管体の温度を略−様にでき、輝度むらの少い構造の冷
陰極蛍光ランプを提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の請求項１記載の冷陰極蛍光ランプは、ガラス管
体の内部の端部に電極部を設け、前記電極部の少なくと
も一部が前記ガラス管体の管壁に内接されているもので
ある。

本発明の請求項２記載の液晶表示装置は、上記請求項１
記載の冷陰極蛍光ランプを光源として形成されたもので
ある。

（作用） 本発明の請求項１記載の冷陰極蛍光ランプは、ガラス管
体の内部の端部に設けられた電極部は、少くとも一部が
このガラス管体の管壁に内接されているので、この冷陰
極蛍光ランプの点灯中に電極部に生じた熱は、電極部よ
り直接前記ガラス管体に伝導されて、電極部近傍のガラ
ス管体の表面温度が過度に上昇するのを防いでいる。従
って、ガラス管体の表面温度については、ガラス管体の
中央部と電極部近傍部との温度差は緩和されて略−様に
なるので、この冷陰極蛍光ランプは、ガラス管体の軸方
向に生じる温度勾配が減少されてガラス管体の軸方向に
生じる輝度むらが減り、このガラス管体の輝度が−様に
なる。

本発明の請求項２記載の液晶表示装置は、上記請求項１
記載の冷陰極蛍光ランプを光源として形成され、この冷
陰極蛍光ランプは−様な輝度を有して液晶を照射するの
で、視覚で判別できる液晶の色むらを防止することがで
きる。

（実施例） 本発明の一実施例である冷陰極蛍光ランプおよび液晶表
示装置を図面に基づき説明する。

第１図において、１は例えば外径４．１＋ｍａ、肉厚０
．８５ｍｍの直管形のガラス管体で、このガラス管体１
の管壁２の内面には紫外線遮断膜および蛍光膜が積層形
成されている。また、ガラス管体１の端部３の内部には
、例えば第２図および第３図に示すように、サエス社製
シュメゾイスペレット（商品名）等の電極部４が、この
電極部４の側縁部５を管壁２に内接され、電極部４に接
続する導入線６を端部３より導出させて設けられている
。

さらに、このガラス管体１の内部を排気して、新庄ガス
圧のアルゴン（Ａ「）および水銀（Ｆｌｇ）を封入して
、冷陰極蛍光ランプ７が構成されている。

前記電極部４は、ニッケル（旧）を基板として水銀（Ｆ
ｌｇ）合金などのゲッターを表面に被覆してクサビ形に
形成され、ガラス管体１の軸方向の中央部方向に対向す
る電極面８には、この中央部方向に向けて突出する突部
９を有している。さらに、電極面８の先端縁近傍は、両
端が斜めに切断され、電極面８の側縁部５はガラス管体
１に内接できる形状に加工されている。

第４図において、ｌｌは筐体で、この筐体１１の内部に
は、上面が鏡面に形成された反射体１２が取付けられて
いる。さらに、反射体１２の鏡面側の上部には、光源と
しての冷陰極蛍光ランプ７が軸方向を略水平に配置され
、この冷陰極蛍光ランプ７の上部には順に冷陰極蛍光ラ
ンプ７からの照射光およびその反射光を拡散する光拡散
板１３および液晶からなる液晶板１４が配置されて液晶
表示装置１５が構成されている。

次に本実施例の作用について説明する。

上記冷陰極蛍光ランプ７を点灯させた場合、電極部４は
ガラス管体１の軸方向の中央部方向に向けて突部９が突
出しているので、両端部３．３において互いに対向する
電極部４の突部９の間で放電が起こり、この放電によっ
て電極部４に熱が生じてこの電極部４の温度は上昇する
。この状態において、電極部４の側縁部５はガラス管体
１の管壁に内接しているので、電極部６の熱は直接ガラ
ス管体１に伝導してガラス管体１の表面温度が略−様に
なる。また、このガラス管体１より電極部４に発生した
熱は外部に放出されて、ガラス管体１の温度を低減でき
る。さらに、電極部４に対向するガラス管体１の管壁２
近傍の表面温度の上昇を低く抑えることができる。従っ
て、ガラス管体１の端部３近傍と軸方向の中央部との温
度差を小さくできるので、ガラス管体１の軸方向にむら
を生じることなく冷陰極蛍光ランプ７の輝度を−様にで
きる。

また、電極部４に設けた突部９は、放電中心を電極部４
の中心と一致させるとともに、電極部４のガラス管体１
の軸方向に対する投影面積を減少させているので、電極
部４に発生する熱を減らすことができる。

さらに、ガラス管体１の肉厚が、外径に比べて比較的厚
く形成されているため、ガラス管体１の軸方向の中央部
付近では放電による熱の放出が十分に行われずにガラス
管体１の表面温度が上昇し、ガラス管体１の電極部４の
近傍部の表面温度とこの中央部付近の表面温度との温度
差を小さくすることができる。

次に、上記冷陰極蛍光ランプ７の表面温度と、電極部が
ガラス管体（外径４．１ｍｍ、肉厚０．４５ｍｍに内接
しない構造の冷陰極蛍光ランプ（従来例）の表面温度と
を表１に基づき比較する。

表１ このように、ガラス管体１の電極部４近傍の温度は８５
℃から７０℃に下がり、ガラス管体１の有する温度差は
３１℃から１４℃に下がるので、このガラス管体１の温
度差を小さくすることができる。

すなわち、この表１から判別されるように、前記冷陰極
蛍光ランプ７は、電極部４の放熱が効率良く十分に行わ
れてガラス管体１の電極部４近傍の表面温度の上昇を低
く抑えることができるので、ガラス管体１に生じる温度
差を小さくすることができガラス管体１の温度は略−様
になる。従って、冷陰極蛍光ランプ７は、むらのない−
様な輝度を有することができる。

このように上記構成によれば、電極部４で発生する熱は
、直接ガラス管体１に伝導されてこのガラス管体１より
外部に放出されてガラス管体１の電極部４近傍の過度の
温度上昇を防ぎ、また、ガラス管体１の軸方向の中央部
の表面温度は上昇するので、ガラス管体１の軸方向に生
じる温度勾配を小さくして、ガラス管体１の有する表面
温度の温度差を緩和でき、冷陰極蛍光ランプ７は略−様
な輝度を有することができる。

従って、上記冷陰極蛍光ランプ７を光源とする液晶表示
装置１５は、ガラス管体１の表面温度の温度差が小さく
抑えられて−様な輝度を有しているので、この冷陰極蛍
光ランプ７からの発光を光拡散板１３にて拡散させて液
晶板１４に照射した場合、液晶板１４の液晶に視覚で判
別できる程の色むらは生じない。

この冷陰極蛍光ランプ７に封入される水銀（）Ｉｇ）ガ
スは、第５図に示すように、温度４５℃において紫外線
の発光強度が最大になるので、上記冷陰極蛍光ランプ７
は、点灯中はガラス管体１の表面温度が５６℃以上にな
っているため、このガラス管体１に封入された水銀（Ｈ
ｇ）ガスは、十分に加熱されて約４５℃になり効率よく
紫外線を発光しており、冷陰極蛍光ランプ７の高輝度化
を実現することができる。

また、第６図にガラス管体１の外径および肉厚と、ガラ
ス管体１の電極部４の近傍部と中央部との温度差との関
係を示し、第７図にガラス管体１の外径および肉厚と、
単位電力あたりの冷陰極蛍光ランプ７の輝度との関係を
示す。第６図がらは、ガラス管体１の外径に対し肉厚を
厚くすると、ガラス管体１の軸方向の中央部の温度が上
昇していくので、ガラス管体１の有する温度差が減少し
ていくことがわかる。しかし、外径に対する肉厚の比が
比が２２％以上になると、ガラス管体１の軸方向の中央
部の表面温度は６５℃以上となり、内部に封入された水
銀（Ｈｇ）ガスの温度も４５℃をはるかに上回るので紫
外線の発光量が減り、第７図に示すように冷陰極蛍光ラ
ンプ７の輝度は低下していくことになる。

従って、ガラス管体１の外径に対する肉厚の比が１５％
以上２２％以下であれば、ガラス管体１の表面温度の温
度差を１５℃以下に抑えてむらのない−様な輝度を有し
高輝度の冷陰極蛍光ランプ７が得られる。従って、この
冷陰極蛍光ランプ７を液晶表示装置１５の光源として用
いた場合、様な輝度で液晶を照射するので、視覚で判別
できる液晶の色むらの発生を防止することができる。

なお、上記実施例においては、電極部４としてガラス管
体１．の軸方向の中央部方向に対向する電極面８に突部
９が形成されたものを用いたが、これに限らず、第８図
および第９図に示すように、突部９がない例えばサエス
社製シュメゾイスペレット（商品名）等のクサビ形の電
極部４を用いても良い。

次に、第２実施例の冷陰極蛍光ランプ１６を第１０図お
よび第１１図に基づき説明する。

第１０図において、ガラス管体１の管壁２の内面には紫
外線吸収膜および蛍光膜が積層形成されている。

また、ガラス管体１の端部３の内部には、表面に電子放
射物質が被覆されたタングステンからなる二重のコイル
フィラメントの熱陰極部１７が内部導入線を介してステ
ム１８に固定されて設けられ、さらに、この熱陰極部１
７よりもガラス管体１の中央部に近い位置に、例えばニ
ッケル（Ｎｉ）からなる冷陰極部１９が、ガラス管体１
の管壁に内接しながらも、内部導入線を介してステム１
８に固定されて設けられ、このステムＩ８にて端部３は
封止されている。

前記熱陰極部１７は、第１１図に示すように、それぞれ
加熱電源２０によって電流が流れてこの熱陰極部１７を
加熱し、熱電子を放出するようになっている。また、ガ
ラス管体１の両端部３にて互いに対向する冷陰極部１９
．１９の間には高電圧が印加されて冷陰極部１９より放
電するようになっている。

次に本実施例の作用について説明する。

例えば照度路０の場所である全暗所にて前記冷陰極蛍光
ランプ１６を点灯させる場合、まず、加熱電源２０より
熱陰極部１７に給電して加熱を行い、熱電子を放出させ
て熱陰極部１７近傍にそれぞれ熱電子のプラズマを生成
させる。次に、冷陰極部１９に電子を放出させるのに要
する電圧を印加する。

この冷陰極部１９への電圧印加と略同時に加熱電源２０
から熱陰極部１７への給電を停止して、冷陰極部１９、
１９間での放電を継続させる。この時、熱陰極部１７は
、それぞれ冷陰極部１９．１９間に形成された放電路の
外方に位置しているので、この熱陰極部■７は、冷陰極
部１９の放電を妨げることはない。

また、本実施例の冷陰極蛍光ランプ１６と、熱陰極部１
７を設けない冷陰極蛍光ランプ（従来例）との始動時間
を表２において比較する。

表２ 表２から判別されるように上記構成によれば、全暗所で
の点灯時には、冷陰極蛍光ランプ１６は、熱陰極部１７
より熱電子を放出させてプラズマを生成させ冷陰極部１
９の放電を開始させるので、ガラス管体１の内部に自然
に存在するプラズマを利用して冷陰極部１９の放電を開
始させる従来例の冷陰極蛍光ランプに比較して始動時間
を短縮することができる。

さらに、点灯時に冷陰極蛍光ランプ１６は熱陰極部１７
にてプラズマを生成させているので、全暗所における始
動時間と照度が０でないわゆる明所における始動時間と
を同じにすることができる。

また、冷陰極部１９はガラス管体１に内接して設けられ
ているので、冷陰極蛍光ランプ１６の点灯中に冷陰極部
１９に生じた熱はこの冷陰極部Ｉ９より直接ガラス管体
１に伝導し、このガラス管体１より外部に放出されてガ
ラス管体１の温度を低減できる。従ってガラス管体１の
軸方向に生じる温度勾配を小さくすることができるので
、この冷陰極蛍光ランプ１６は、むらのない−様な輝度
を得ることができる。

さらに、上記冷陰極蛍光ランプ１６を上記液晶表示装置
１５の光源として用いた場合、輝度むらのない冷陰極蛍
光ランプ１６にて液晶を照射するので、視覚で判別でき
る液晶の色むらが生じることはない。

〔発明の効果〕

本発明の請求項１記載の冷陰極蛍光ランプによれば、電
極部に生じた熱は電極部より直接ガラス管体に伝わり、
このガラス管体より外部に放出されることにより、この
電極部と対向するガラス管体の管壁の表面温度の上昇を
小さく抑えることができるので、ガラス管体の軸方向の
温度を略−様にすることができる。さらに、このガラス
管体の軸方向に生じる温度勾配を小さくしてるので、こ
の冷陰極蛍光ランプはむらのない−様な輝度を得ること
ができる。

本発明の請求項２記載の液晶表示装置によれば、請求項
１記載の冷陰極蛍光ランプを使用したことにより、軸方
向にむらのない−様な輝度で液晶を照射しているので、
視覚で判別できる液晶の色むらを生じにくくすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す冷陰極蛍光ランプの正
面図、第２図は同上電極部の正面図、第３図は同上側面
図、第４図は同上液晶表示装置の構成図、第５図は水銀
ガスの温度と紫外線の発光強度との関係を説明するグラ
フ、第６図はガラス管体の外径に対する肉厚の比と温度
差との関係を説明するグラフ、第７図はガラス管体の外
径に対する肉厚の比と単位電力あたりの輝度との関係を
説明するグラフ、第８図は同上能の実施例の電極部の正
面図、第９図は同上側面図、第１０図は同上能の実施例
を示す冷陰極蛍光ランプの正面図、第１１図は同上回路
構成図である。 ト ガラス管体、 端部、 電極 部、 ・冷陰極蛍光ランプ、 １５・ 液晶表示装 置。 平成２年９月２ 日 発 明 者 長 田 君 雄

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス管体の内部の端部に電極部を設け、 前記電極部の少なくとも一部が前記ガラス管体の管壁に
   内接されていることを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
2. （２）請求項１記載の冷陰極蛍光ランプを光源として形
   成されたことを特徴とする液晶表示装置。