JP2007265900A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】照明装置において放熱効果を促進し発光効率を向上させることを課題とする。
【解決手段】給電用リード線４に接続される給電用端子５を冷陰極蛍光ランプ２の電極３に対応する位置のガラス管の外壁に接触するように配置したことで、冷陰極蛍光ランプ２内部の電極３で発生した熱が給電用端子５に伝搬するので、ガラス管の管壁温度を低下させることができる。更に、給電用端子５を装置の筐体にも接触するように配置することで、給電用端子に伝搬した熱が装置の筐体を介して外部へ放熱されるので、装置内部の雰囲気温度を低下させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、照明装置に関し、特に液晶ＴＶ等の大型モニターのバックライトとして使用される直下式の照明装置に関する。
一般に、液晶ＴＶ等の大型モニターのバックライトには、高輝度化が容易であることから、ガラス管の内壁に蛍光体被膜が形成されガラス管内部に１種類以上の希ガス及び水銀が封入された冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬとも呼ばれる）を発光源に利用した直下式の照明装置が使用される。
図５の組立斜視図に示すように、従来の直下式の照明装置１は、バックフレーム１００の底面に反射板１０１が敷設され、バックフレーム１００の内部に発光面として複数の冷陰極蛍光ランプ２０２が並列に配置される。その上面には、輝度ムラを低減するための拡散板１０２、レンズシート１０３ａ、レンズシート１０３ｂ及び拡散シート１０４が順番に積層されてフロントフレーム１０５に収納される。バックフレーム１００の背面側にはインバータ１０が設置されている。
図６は、図５に示した照明装置１のＣ−Ｃ’部の断面を示している。同図に示すように、ランプ保持フック２０８により固定された冷陰極蛍光ランプ２０２では、ガラス管内部の両端に電極２０３が配置され、電極２０３に接続された給電用リード線２０４がガラス管の外側に延出されている。給電用リード線２０４は、インバータ１０からの給電を導通させるためのハーネス電線２０５に半田付けにより接続される。ここでは高電圧が印加される半田付け部２０６を保護するためゴムホルダー２０７で覆うようにしている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。このような構成の従来の照明装置においては、発光によって冷陰極蛍光ランプ２０２内部の電極２０３で発生した熱は、ハーネス電線２０５により放熱されるようになっている。
特開平８−１７１１４４号公報 特開平８−１７２５０８号公報
しかしながら、ハーネス電線は被覆されており、また芯線径が細いため、従来の照明装置では放熱が不十分となり装置内部の雰囲気温度が上昇し、ランプの発光効率が低下するという問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、照明装置における放熱効果を促進し発光効率を向上させることを課題とする。
本発明に係る照明装置は、ガラス管の内壁に蛍光体被膜が形成されそのガラス管内部に１種類以上の希ガス及び水銀が封入されそのガラス管内部の両端に電極が配置されると共に、電極に接続された給電用リード線がそのガラス管の外部に延出された冷陰極蛍光ランプと、給電用リード線に接続されると共に、電極に対応する位置のガラス管の外壁に接触するように配置された給電用端子と、を備えることを特徴とする。
本発明にあっては、給電用リード線に接続される給電用端子を冷陰極蛍光ランプの電極に対応する位置のガラス管の外壁に接触するように配置したことで、冷陰極蛍光ランプ内部の電極で発生した熱が給電用端子に伝搬するので、ガラス管の管壁温度を低下させることができる。
上記照明装置における給電用端子は、装置の筐体にも接触するように配置されることを特徴とする。
本発明にあっては、給電用端子を装置の筐体にも接触するように配置することで、給電用端子に伝搬した熱は装置の筐体を介して外部へ放熱されるので、装置内部の雰囲気温度を低下させることができる。
上記照明装置における給電用端子は、ガラス管の外壁に接触する部分が電極の冷陰極蛍光ランプ中央側の先端部に対応する位置よりも中央側に越えないように配置されることを特徴とする。
本発明にあっては、給電用端子がガラス管の外壁に接触する部分を、電極の冷陰極蛍光ランプ中央側の先端部に対応する位置よりも中央側に越えないように配置することで、本来、冷陰極蛍光ランプ内部の電極間で発生するべき放電が、冷陰極蛍光ランプ外部の給電用端子で誤って発生することなく確実に電極の先端から発生するので、点灯故障や放電遅れの原因となる誤放電を防止することができる。
上記照明装置は、給電用端子とガラス管の外壁との間に熱伝導性部材が配置されることを特徴とする。
本発明にあっては、給電用端子の外壁接触部とガラス管の外壁との間に熱伝導性部材を配置することで、給電用端子による放熱効果を維持しつつ外部からの衝撃及び振動による冷陰極蛍光ランプへの負荷を軽減することができる。
上記照明装置は、電極の冷陰極蛍光ランプ中央側の先端から中央側に離れた位置におけるガラス管の外壁に接触して設けられ、冷陰極蛍光ランプを保持するランプ保持手段を更に備えることを特徴とする。
本発明にあっては、電極の冷陰極蛍光ランプ中央側の先端から中央側に離れた位置に対応してガラス管の管壁に接触してランプ保持手段を設けることで、冷陰極蛍光ランプ内部で発生した熱がランプ保持手段にも伝搬するので、この部分の管壁温度が低下し、ガラス管内部の中央側に水銀を留めておくことができる。これにより、給電用端子による放熱効果により水銀濃度が電極近辺に偏るのを防止し水銀を効率的に消耗させることが可能になる。
本発明によれば照明装置における放熱効果が促進され発光効率を向上させることができる。
以下、本発明の一実施の形態について、液晶ＴＶの大型モニターのバックライトとして使用される直下式の照明装置を例にして、図面を用いて説明する。
図１は、一実施の形態に係る照明装置の全体構造を概略的に示した組立斜視図である。同図に示すように、照明装置１は、バックフレーム１００の底面に反射板１０１が敷設され、バックフレーム１００の内部に発光面として複数の冷陰極蛍光ランプ２が並列に配置される。その上面には、輝度ムラを低減するための拡散板１０２、レンズシート１０３ａ、レンズシート１０３ｂ及び拡散シート１０４が順番に積層されてフロントフレーム１０５に収納される。バックフレーム１００の背面側には冷陰極蛍光ランプ２に動作電圧を供給するインバータ１０が設置されている。
図２は、図１の照明装置１で示したＡ−Ａ’部の断面を示している。同図に示すように、照明装置１は、底面に反射板１０１が敷設されたバックフレーム１００の内部において、冷陰極蛍光ランプ２と、インバータ１０の出力端子に接続された給電用端子５と、冷陰極蛍光ランプ２を保持するランプ保持フック６とを備える。
冷陰極蛍光ランプ２は、ガラス管の内壁に蛍光体被膜１１が形成され、ガラス管内部に１種類以上の希ガス及び水銀が封入され、ガラス管内部の両端に電極３が配置されると共に、電極３に接続された給電用リード線４がガラス管の外部に延出されている。ここでは７３８ｍｍ程度の長さのガラス管内部にネオンＮｅ、アルゴンＡｒの希ガス及び水銀Ｈｇを封入し、両端に柱状の電極３を配置する。
給電用端子５は、給電用リード線４に接続されると共に、電極３に対応する位置のガラス管の外壁に接触するように配置される。ここではガラス管の外壁に接触する部分が電極３の冷陰極蛍光ランプ中央側の先端部に対応する位置よりも中央側に越えないように配置される。更に、給電用端子５は、反射板１０１を介して装置の筐体であるバックフレーム１００にも接触するように配置される。このような給電用端子５の材料には熱伝導性の高い鉄、銅、ニッケルメッキなどを使用する。
給電用端子５とガラス管の外壁との間には熱伝導性部材７が配置される。ここでは熱伝導性部材７には、熱伝導性シリコンを主な材料としたシート状の熱伝導性シートを使用する。
給電用端子５の構造について更に具体的に説明する。図３は、冷陰極蛍光ランプ２の先端部を示した斜視図である。同図に示すように、給電用端子５は、給電用リード線４に接続されるリード線接続部５ａと、ガラス管の外壁に接触する外壁接触部５ｂと、装置の筐体に接触するように配置される筐体接触部５ｃとで構成される。
リード線接続部５ａは、長方形の薄い銅板の長手方向の一端部において端辺の一部を切り欠いたスリット部分とする。ここではリード線接続部５ａは圧接により給電用リード線４に接続される。
外壁接触部５ｂは、長方形の長辺方向の他端部において長方形の短手方向と平行な方向に対して折り曲げて形成した台座の頂面とする。ここでは外壁接触部５ｂは表面に敷設された熱伝導性シートを介して電極３に対応する位置のガラス管の外壁に接触され、電極３の冷陰極蛍光ランプ中央側の先端部に対応する位置よりも中央側に越えないように配置される。
筐体接触部５ｃは、長方形の中央の面とする。ここでは筐体接触部５ｃはバックフレーム１００内部の反射板１０１に接触するように配置される。
このような構成により照明装置１において、インバータ１０からの動作電圧が給電用端子５を通じて冷陰極蛍光ランプ２内部の両端に配置された電極３に供給される。電極３間に高電圧が印加されると、管内に存在する電子が電極３へ高速に引かれて衝突し、二次電子が放出され、両電極３の先端から放電が生じる。この放電により、陽極に引かれる電子と管内の水銀分子とが衝突して、紫外線（波長２５３．７ｎｍ）が蛍光体被膜１１に放射される。この紫外線が蛍光体を励起し可視光線が発生し、冷陰極蛍光ランプ２が発光する。
発光によって冷陰極蛍光ランプ２内部の電極３で発生した熱が外壁接触部５ｂから給電用端子５に伝搬するので、ガラス管の管壁温度を低下させることができる。給電用端子５に伝搬した熱は筐体接触部５ｃから装置の筐体を介して外部へ放熱されるので、装置内部の雰囲気温度を低下させることができる。このようにして、照明装置における放熱効果が促進され発光効率を向上させることができる。
また、ガラス管の外壁に接触する外壁接触部５ｂを、電極３の冷陰極蛍光ランプ中央側の先端部に対応する位置よりも中央側に越えないように配置しているので、本来、冷陰極蛍光ランプ２内部の電極３間で発生するべき放電が、冷陰極蛍光ランプ２外部の給電用端子５で誤って発生することなく確実に電極３の先端から発生する。これにより、点灯故障や放電遅れの原因となる誤放電を防止することができる。
また、給電用端子５とガラス管の外壁との間に熱伝導性部材７を配置しているので、給電用端子５による放熱効果が維持されると共に、外部からの衝撃及び振動による冷陰極蛍光ランプへの負荷を軽減することができる。
一方、発光の際に冷陰極蛍光ランプ２内部の水銀粒子は、温度の低い地点に集まる性質があるため、給電用端子５による放熱効果により水銀濃度が電極近辺に偏る。そこで、本実施の形態では、図４の冷陰極蛍光ランプの平面図に示すように、ランプ保持フック６を、電極３の冷陰極蛍光ランプ中央側の先端から中央側に離れた位置におけるガラス管の外壁に接触するように設けている。ここではランプ保持フック６には、熱可塑性樹脂若しくはシリコンゴムなどの熱伝導性の高い材料を使用し、電極３の冷陰極蛍光ランプ中央側の先端から中央側に５０ｍｍ離れた位置におけるガラス管の外壁に接触するようにして設けている。
このような構成としたことで、冷陰極蛍光ランプ２内部で発生した熱がランプ保持フック６にも伝搬するので、この部分のガラス管の管壁温度が低下し、ガラス管内部の中央側に水銀を留めておくことができる。これにより、給電用端子５による放熱効果により水銀濃度が電極近辺に偏るのを防止し、水銀を効率的に消耗させることが可能になる。
したがって、本実施の形態によれば、給電用リード線４に接続される給電用端子５を冷陰極蛍光ランプ２の電極３に対応する位置のガラス管の外壁に接触するように配置したことで、冷陰極蛍光ランプ２内部の電極３で発生した熱が給電用端子５に伝搬するので、ガラス管の管壁温度を低下させることができる。更に、給電用端子５を装置の筐体にも接触するように配置することで、給電用端子５に伝搬した熱が装置の筐体を介して外部へ放熱されるので、装置内部の雰囲気温度を低下させることができる。これにより照明装置における放熱効果が促進され発光効率が向上する。
また、給電用端子がガラス管の外壁に接触する部分を、電極の冷陰極蛍光ランプ中央側の先端部に対応する位置よりも中央側に越えないように配置することで、本来、冷陰極蛍光ランプ内部の電極間で発生するべき放電が、冷陰極蛍光ランプ外部の給電用端子で誤って発生することなく確実に電極の先端から発生するので、点灯故障や放電遅れの原因となる誤放電を防止することができる。
更に、給電用端子とガラス管の外壁との間に熱伝導性部材を配置することで、給電用端子５による放熱効果を維持しつつ外部からの衝撃及び振動による冷陰極蛍光ランプへの負荷を軽減することができる。
一方、電極の冷陰極蛍光ランプ中央側の先端から中央側に離れた位置に対応してガラス管の管壁に接触してランプ保持手段を設けることで、冷陰極蛍光ランプ内部で発生した熱がランプ保持手段に伝搬するので、この部分の管壁温度が低下し、ガラス管内部の中央側に水銀を留めておくことができる。これにより、給電用端子による放熱効果により水銀濃度が電極近辺に偏るのを防止し水銀を効率的に消耗させることが可能になる。
尚、本実施の形態においては、ランプ保持フック６を、電極３の冷陰極蛍光ランプ中央側の先端から中央側に５０ｍｍ離れた位置におけるガラス管の外壁に接触するように設けるようにしたが、これに限られるものではなく、電極３の冷陰極蛍光ランプ中央側の先端から中央側に１５ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲の離れた位置に設けてもよい。このような構成においても、ランプ保持フック６のよる放熱効果により、ガラス管の管壁温度が低下するので、ガラス管内部の中央側に水銀を留めておくことができ、本実施の形態と同等な効果を奏することができる。
また、本実施の形態においては、給電用端子５とガラス管の外壁との間には熱伝導性部材として熱伝導性シリコンを主な材料としたシート状の熱伝導性シートを配置したが、これに限られるものでなく、熱伝導性のラバーを配置してもよい。この場合においても、給電用端子による放熱効果を維持しつつ外部からの衝撃及び振動による冷陰極蛍光ランプへの負荷を軽減することができる。
本実施の形態においては、圧接により給電用端子のリード線接続部と給電用リード線とを接続する構成としたがこれに限られるものではなく、半田付けにより給電用端子のリード線接続部と給電用リード線とを接続する構成としてもよい。
一実施の形態に係る照明装置の全体構造を概略的に示した組立斜視図である。 図１の照明装置で示したＡ−Ａ’部の断面を示した断面図である。 上記照明装置における冷陰極蛍光ランプの先端部を示した斜視図である。 図１の照明装置を矢印Ｂ方向から見たときの冷陰極蛍光ランプの平面図である。 従来の照明装置の全体構造を概略的に示した組立斜視図である。 図５に示した照明装置のＣ−Ｃ’部の断面を示した断面図である。
符号の説明
１…照明装置
２…冷陰極蛍光ランプ
３…電極
４…給電用リード線
５…給電用端子
５ａ…リード線接続部
５ｂ…外壁接触部
５ｃ…筐体接触部
６…ランプ保持フック
７…熱伝導性部材
１０…インバータ
１１…蛍光体被膜
１００…バックフレーム
１０１…反射板
１０２…拡散板
１０３ａ、１０３ｂ…レンズシート
１０４…拡散シート
１０５…フロントフレーム
２０２…冷陰極蛍光ランプ
２０３…電極
２０４…給電用リード線
２０５…ハーネス電線
２０６…半田付け部
２０７…ゴムホルダー
２０８…ランプ保持フック

Claims (5)

  1. ガラス管の内壁に蛍光体被膜が形成され当該ガラス管内部に１種類以上の希ガス及び水銀が封入され当該ガラス管内部の両端に電極が配置されると共に、前記電極に接続された給電用リード線が当該ガラス管の外部に延出された冷陰極蛍光ランプと、
    前記給電用リード線に接続されると共に、前記電極に対応する位置の前記ガラス管の外壁に接触するように配置された給電用端子と、
    を備えることを特徴とする照明装置。
  2. 前記給電用端子は、装置の筐体にも接触するように配置されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  3. 前記給電用端子は、
    前記ガラス管の外壁に接触する部分が前記電極の冷陰極蛍光ランプ中央側の先端部に対応する位置よりも前記中央側に越えないように配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
  4. 前記給電用端子と前記ガラス管の外壁との間に熱伝導性部材が配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の照明装置。
  5. 前記電極の冷陰極蛍光ランプ中央側の先端から中央側に離れた位置における前記ガラス管の外壁に接触して設けられ、前記冷陰極蛍光ランプを保持するランプ保持手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の照明装置。



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