显示装置用的放电灯和使用该放电灯的背光装置.pdf

本发明提供一种显示装置用放电灯(2)，其包括：具有至少两个以上的直线部(211)和形成在所述直线部(211)之间的弯曲部(212)的玻璃管(21)；形成在所述玻璃管(21)内壁面的、并含有荧光体(221)的发光层(22)；设置在所述玻璃管(21)的放电电极(24)，所述弯曲部(212)其截面为大致椭圆形，长轴半径为R’，短轴半径为R时，R/R’≤0.8。

1.  一种显示装置用放电灯，其特征在于，包括：
具有至少两个以上的直线部和形成在所述直线部之间的弯曲部的玻璃管；
形成在所述玻璃管内壁面的、并含有荧光体的发光层；
设置在所述玻璃管的放电电极，
所述弯曲部其截面为大致椭圆形，长轴外径为R’，短轴外径为R时，R/R’≤0.8。

2.  如权利要求1所述的显示装置用放电灯，其特征在于，所述弯曲部中形成有通过所述荧光体凝集而成的凝集荧光体，所述直线部的所述荧光体的中心粒径为T，所述弯曲部的所述凝集荧光体的中心粒径为T’时，T’/T≥2.0。

3.  如权利要求2所示的显示装置用放电灯，其特征在于，所述发光层含有硼酸盐系的粘接剂。

4.  一种背光装置，其特征在于，包括：
形成有开口部的框体；
权利要求1所述的放电灯，该放电灯设置为使所述弯曲部包含在所述开口部内；
设置在所述开口部的光学面材。

5.  如权利要求4所述的背光装置，其特征在于，所述放电灯的所述弯曲部的亮度比所述直线部的亮度相对低。

显示装置用的放电灯和使用该放电灯的背光装置
技术领域
本发明涉及一种作为液晶显示装置等用的背光装置或小型显示器等的表示装置的光源而使用的放电灯。
背景技术
作为液晶显示装置的背光用光源等使用的放电灯构成为：在玻璃管内面涂布荧光体的发光管中设置作为电极的圆筒或板状的放电电极，其中封入水银和氖/氩等稀有气体，通过由所述放电电极放电而在发光管内部产生的紫外线来激励荧光体得到可视光(专利文献1)。
又，在作为上述的背光用光源等使用的情况下，通常使用多个放电灯，但是为了减小使用的放电灯数量，也尝试了：通过将单个玻璃管弯曲成为U字形、L字形、或者W字形，从而利用数量较少的玻璃管使单位面积的玻璃管数量实质上增加。(专利文献1和专利文献2)。
另一方面，上述那样使单个玻璃管弯曲而做成U字形等弯曲型放电灯时，最好将弯曲部设置在发光区域内。这是为了有效利用弯曲部的光，达到窄边缘化的目的。但是上述构成无法使所述放光区域内整体的亮度稳定，而产生亮度不均，最终不能呈现稳定的发光特性。
专利文献1特开平8-17397号
专利文献2实开平5-6520号
发明内容
发明所要解决的问题
本发明提供一种显示装置用的放电灯和使用该放电灯的背光装置，该放电灯即使将弯曲部设置在开口部内，也可以抑制显示装置的发光区域的亮度不均。
为了解决上述问题，本发明的一实施例，涉及一种显示装置用的放电灯，其包括：具有至少两个以上的直线部和形成在所述直线部之间的弯曲部的玻璃管，形成在所述玻璃管内壁面的、并含有荧光体的发光层，和设置在所述玻璃管的放电电极，所述弯曲部其截面为大致椭圆形，长轴外径为R’，短轴外径为R时，R/R’≤0.8。
发明的效果
根据上述实施例，即使将灯的弯曲部设置在开口部内，也可抑制显示装置的发光区域的亮度不均。
附图说明
图1是显示本发明背光装置的一实施例的示意图。
图2是显示本发明放电灯的一实施例的结构图。
图3是显示背光装置的俯视图。
图4是图1所示的放电灯的弯曲部的剖面的放大图。
图5是各部玻璃管壁附近的SEM(电子显微镜)所示的剖面图。
图6是相对显示放电灯各部分的亮度的图。
图7是使弯曲部的长轴外径和短轴外径的比R/R’以及相对直线部的荧光体中心粒径的弯曲部的凝聚荧光体中心粒径变化时，背光装置的发光区域的亮度不均的说明图。
具体实施方式
下面，参考附图说明本发明的实施例。图1是显示本发明背光装置的一实施例的概略结构图，图2是显示本发明放电灯的一实施例的概略结构图。
如图1所示，作为显示装置的实例的本例中的背光装置具有壳体1，多个放电灯2和光学面材3。
壳体1例如为白色塑料形成，由前部壳体11和后部壳体12构成。前部壳体11，是构成壳体1的盖的部分，其主面中形成作为背光装置中的发光区域的开口部111。背部壳体12，是构成壳体1的箱体的部分，形成为有底开口形状。其内壁面通过反射薄膜或汽化镀银处理等，具有高反射性。
放电灯2如图2所示为热阴极荧光灯，以钠玻璃等软质玻璃形成的玻璃管21作为主要部件。玻璃管21由直线部211，弯曲部212和紧压密封部213构成，整体呈现为U字形。这样的放电灯2，如图3所示，为使弯曲部212位于开口部111内，在壳体1内，呈千鸟状(千鳥状)，即相邻的弯曲部212的位置上下反向交替地并列设置。又，在本实施例中，灯2的数量为4个，但是灯的数目不限于此，可以根据需要为任意数目。
直线部211是玻璃管21中呈大致直线状延伸的部分。在本实施例中，各玻璃管21中，两个直线部211平行设置，其外径r为6.0mm～30mm。大致直线状是指直线部211外观呈现为直线状，而在局部也可具有弯曲或者凹凸。一般来说，直线部211为毛坯管。弯曲部212为直线部211之间连续形成的弯曲部分。在本实施例中，弯曲部212为180度弯曲。又，弯曲部212如图4所示，其截面为具有长轴和短轴的大致椭圆形状，其长轴外径为R’，短轴外径为R时，满足R/R’≤0.8的关系。通常，长轴外径R’与直线部211的外径r大致相等。
玻璃管21的内部，涂布有主要由RGB三种波长的荧光体构成的发光层22。本实施例中，在直线部211和弯曲部212，发光层22的状态发生变化。具体如图5所示。图5为各部分的玻璃管壁附近的通过SEM(电子显微镜)得到的剖面照片，图5(A)的拍摄地点为图2所示的直线部211的X处，图5(B)的拍摄地点为图2所示的弯曲部212的Y处。
根据图5可知，直线部211中，荧光体221呈稀疏分散状态，弯曲部212中，荧光体221凝集，并形成为多个凝集荧光体211’的状态。但是，并没有全部成为凝集荧光体221’，同样存在没有凝集起来的单个荧光体221。直线部211的荧光体221的中心粒径为T，弯曲部212的凝集荧光体211’的中心粒径为T’时，满足T’/T≥2.0的关系。此处，所谓“凝集荧光体”是指两个以上的荧光体凝集起来成为一整块状态的荧光体。
通过使发光层22含有硼酸盐系的粘接剂222，例如(Ca，Ba，Sr)O，B₂O₄等硼族系的粘接剂，较容易形成这样的凝集荧光体221’。这是利用了硼酸盐系的粘接剂222的溶融温度低的特点。例如，本实施例中的玻璃管21在800°C软化，而硼酸盐系的粘接剂222在比该温度低的温度例如700°C以下溶融。即，在使用硼酸盐系的粘接剂222时，为了形成弯曲部212而加热软化玻璃管21时，粘接剂222也溶融，从而各荧光体粒子互相粘接·凝集，在弯曲部212中形成凝集荧光体221’。
除了硼酸盐系的粘接剂之外还有Ca₂P₂O₇等磷酸盐(パイロ)系等的粘接剂，在使用这样的粘接剂的时候，无法在形成弯曲部时形成凝集荧光体。又，在直线部211中，硼酸盐系的粘接剂222如图5A所示存在于玻璃管21的管壁周边，在弯曲部212中，硼酸盐系的粘接剂大多存在于凝集荧光体221’的内部。
又，玻璃管21的内部封入水银和氖/汞等稀有气体。进一步来说，其两端封着从玻璃管21内向外导出的导线23，该导线23的顶端，保持如由坞形成的放电电极24。
此处，说明本实施例的放电灯2的制造方法。
首先，直管状玻璃管21的内壁面形成发光层22。之后，玻璃管21的弯曲部212的形成预定部分通过燃烧器加热软化，对玻璃管21中吹入氮并进行180°弯曲以形成弯曲部212。此时，最好将弯曲部212的内周中心O移动成比外周中心O’更加靠近弯曲部212侧，将弯曲部212的外径R调整为直线部211的外径r的0.3～0.7倍。以防止由于弯曲部212的外周太长厚度太小而导致的强度降低。又，弯曲部212的外周侧的厚度最好在0.3mm以上。
然后，对两端进行紧压密封，在通过紧压密封部附近所形成的排气管(图未示)对灯内部进行脱排气体·封入气体之后，对排气管加盖，从而制成放电灯2。
这里，可通过对内周中心O和外周中心O’的关系、弯曲部212的加热条件、氮吹入的条件等进行变更而改变R的值，从而调整长轴外径R’和短轴外径R的关系R/R’。并且，可通过对粘接剂222的添加量和弯曲部212的加热条件等的条件进行变更而改变凝集荧光体211’的粒径，从而调整荧光体221的中心粒径T和凝集荧光体221’的中心粒径T’的关系T’/T。
开口部111上设置光学面材3。光学面材3可以使用透明材料(玻璃，树脂等)形成的板，扩散板等。又，也可在光学面材3上进一步设置有扩散片，等离子片，偏光片等各种光学片。
下面，显示本发明的放电灯的一实施例。又，直线部211和弯曲部212的荧光体的中心粒径是通过粒度分布计测定的。
(弯曲部)
长轴外径R’＝15.5mm、短轴外径R＝9.3mm，
∴R/R’＝0.6，
(荧光体)
红色荧光体＝Y₂O₃:Eu³⁺(YOX)、中心粒径＝5.3μm，绿色荧光体＝LaPO₄:Ce³⁺，Tb³⁺(LAP)、中心粒径＝8.4μm，蓝色荧光体＝BaMg₂Al₁₀O₁₇:Eu²⁺(BAM)、中心粒径＝6.0μm，荧光体比率＝YOX：LAP：BAM＝2：3：4，直线部211的荧光体211的中心粒径T＝6.64μm，弯曲部212的凝集荧光体211’的中心粒径T’＝20μm，
∴T’/T＝3.01。
对于本实施例的灯，其亮度分布测定结果如图6所示。又，亮度分布是在玻璃管表面的管轴方向通过分光放射亮度计测定得到的。
根据图6可知，实施例的灯，代表图1中的直线部211的①和③与代表弯曲部212的②之间产生相当大的亮度差。具体来说，对于直线部211的亮度来说，弯曲部212的相对亮度较低，为其80％。
如果使这样的灯以裸露的状态进行照明，例如作为电灯那样的用途的话希望弯曲部212的亮度也较高，此时就不希望是这样的亮度分布，但是在作为背光装置等用途时，反而希望具有这样的亮度分布。即，如果是实施例中亮度分布的灯，即使将灯设置为使弯曲部212位于开口部111内，在背光装置的发光区域中直线部211和弯曲部212的亮度差变小，从而也可实现抑制亮度不均的背光装置。
接着，对弯曲部212的长轴外径R’和短轴外径R的关系R/R’、和荧光体221的中心粒径T和凝集荧光体221’的中心粒径T’的关系T’/T进行变化时的背光装置的发光区域的亮度不均进行测定。结果如图7所示。图中的判定是根据对点亮的背光装置的发光区域的目测结果得到的，×表示能观察到弯曲部有明显的亮度不均的情况，△表示比×的情况改善但仍能观察到亮度不均的情况，○表示不能感觉到弯曲部的亮度不均的情况，◎表示几乎没有亮度不均的情况。
根据结果可知，R/R’越小不均的情况越有改善。这是因为，R/R’越小，弯曲部212的长轴外径侧射出的光越减少(相反地，短轴外径侧射出的光增加)。另一方面，可知T’/T越大，不均的情况越有改善。这是因为，由于凝集荧光体221’的总表面积相比凝集之前各荧光体221的总表面积减小，从而弯曲部212的可视光的生成量减小。
又，根据结果可知，为了减小背光装置的发光区域的亮度不均，将R/R’做成适当范围内，具体来说，最好为0.8以下，更进一步，最好为0.7以下。但是，如果R/R’过小，会造成在点亮时，弯曲部内部的阳极光柱收缩，启动电压升高等不良情况，因此希望R/R’≥0.4。
又，最好T’/T为2.0以上，进一步为2.5以上。最好满足R/R’≤0.7的关系。但是，如果使T’/T太大的话，会产生荧光体剥落等问题，因此，相对直线部荧光体的中心粒径最好是4.0倍以下。
如上所述，由于两者的构成都对于减少不均来说越有效果越容易发生制造上和特性上的不良情况，所以最好将R/R’和T’/T很好地结合，在不容易发生不均且不会发生那些不良情况的范围内进行实施。因此，本实施例通过将弯曲部212的截面设置为大致椭圆状，且当长轴外径为R’、短轴外径为R时，使得R/R’≤0.8，从而提供一种即使放电灯2配置为使弯曲部211位于背光装置的开口部111内、发光区域的亮度不均也不会明显、弯曲部212相对直线部211的相对亮度可降低的显示装置用的放电灯。
又，弯曲部212中形成有荧光体221凝集而成的凝集荧光体221’，直线部211的荧光体221的中心粒径为T，弯曲部212的凝集荧光体221’的中心粒径为T’时，通过使T’/T≥2.0，与上述同样地可使发光区域的亮度不均不明显，并且通过与上述构成的组合，可在难以发生不良情况的范围内得到该效果。
又，发光层22通过具有硼酸盐系的粘接剂222，弯曲部212的凝集荧光体221’可在弯曲部212进行加热软化工艺时形成。
又，本发明在放电灯2和光学面材3之间的距离为10mm以下的、发光区域中容易发生由放电灯2导致的明暗的薄型显示装置中特别具有效果。
以上是以上述实施例为基础对本发明进行的详细说明，但是本发明不限于上述实施例，只要不脱离本发明的范畴可以做出任一的变形或变更。
本例中，虽然使用热阴极荧光灯作为放电灯2，但是也可使用冷阴极荧光灯、外表面电极荧光灯等的灯。
又，虽然放电灯2为具有两个直线部211的U字型管，但是也可以是具有三个直线部211的コ字型管或者S字型管，或者是具有四个直线部211的W字型管或者方形管等。
又，弯曲部212的弯曲不限于180度，也可是45度、90度等。又，本例中，虽然U字型放电灯2以4根千鸟状并列设置的结构呈现，但设置数量和设置方向都可以根据需要任意设定。例如，放电灯2可单独使用，5个以上一起使用，或者全部同一方向设置使用。