JP2000173542A

JP2000173542A - 二重管型放電ランプ

Info

Publication number: JP2000173542A
Application number: JP10346164A
Authority: JP
Inventors: Masanori Aizawa; 正宣相澤; Takashi Shimizu; 隆清水
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 1998-12-04
Filing date: 1998-12-04
Publication date: 2000-06-23
Anticipated expiration: 2018-12-04
Also published as: JP3527937B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の放電ランプは、周囲温度が低い場合に
は輝度が低下するため、ランプ電流を多くして輝度の改
善を図っていたため、携帯用電子機器のＬＣＤのバック
ライトとして使用された場合には、その電池寿命が短く
なる問題があった。この点に着目して開発された先行技
術の二重管型放電ランプにおいては、この問題点は解決
されたが、周囲温度が高い場合には、電極の発熱効果に
よってランプ内部の水銀蒸気圧が高くなり過ぎてランプ
輝度が低下する問題があった。【解決手段】本発明は、外管と内管との間に断熱空間
を形成して二重管を構成し、前記内管の両端部に形成し
た封止部を貫通して内方に延びた導入線の先端部に設け
た電極を有し、前記電極への電圧印加にて点灯する放電
ランプであって、前記電極と前記断熱空間との相対位置
関係を、前記電極の放熱効果が前記断熱空間にて実質上
悪影響を受けない相対位置にしたことにより、課題を解
決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外管と内管との間
に断熱空間を形成した二重管型放電ランプに関する。詳
しくは前記断熱空間が真空空間であって、内管の内部に
ガスと水銀を封入し内面に蛍光体塗膜を有する二重管型
冷陰極蛍光放電ランプに関する。より詳しくはＬＣＤの
バックライトとして配置する二重管型冷陰極蛍光放電ラ
ンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の放電ランプの一種である通
常の冷陰極蛍光放電ランプの構成を示す縦断面図であ
る。この冷陰極蛍光放電ランプ２０は、通常ＬＣＤのバ
ックライト、即ち、液晶ディスプレイの照明として用い
られている。図６において、２１は直径１．８ｍｍ、長
さ１６０ｍｍの円筒状のガラス管で、その内壁面の略全
域に亘って蛍光体塗膜２２が設けられ、左右両端封止部
２４、２４にて密封され、その内部密封空間２３には約
１／１０気圧のネオン、アルゴン等のガスと共に少量の
水銀が封入されている。この水銀は周囲温度における蒸
気圧で空間２３に存在している。そして、左右両端封止
部２４、２４を貫通したジュメント線等の導入線２５、
２５の空間２３側の先端部には電極２６、２６がそれぞ
れ設けられている。

【０００３】このような構成において、ガラス管２１の
外部から導入線２５、２５を通して電極２６、２６に数
百ボルトの交流電圧をかけると放電電流が流れ、その電
子が空間２３の水銀蒸気に当たって紫外線を発生させ、
その紫外線が蛍光体塗膜２２に照射され、蛍光体塗膜２
２が発光して冷陰極蛍光放電ランプ２０が点灯したこと
になる。

【０００４】このような冷陰極蛍光放電ランプ２０は最
近、ＬＣＤ付き携帯用電子機器のＬＣＤのバックライト
として多く使用されるようになった。このような冷陰極
蛍光放電ランプ２０の使用温度範囲は、屋内外使用のた
めに摂氏ゼロ度から６０度の範囲に定められているが、
この冷陰極蛍光放電ランプ２０は冬期のように低温領
域、例えば摂氏ゼロ度のような低温時には、空間２３の
水銀蒸気圧が低くなり過ぎることにより、蛍光塗膜２２
に照射される紫外線量が著しく減少してランプ輝度が図
８のイに示すように極端に低下する特性を有している。
このためにランプ電流を多く流して輝度の改善を図って
おり、そのために前記電子機器に組み込まれた電池の寿
命が短くなってしまう問題が生じる。

【０００５】そこで冬期のように低温領域でもランプ輝
度が殆ど低下せず、また携帯用として電池寿命を伸ばす
ためにランプ電流を３ｍＡ以下に制限することが要求さ
れている。この要求に対して点灯時におけるエネルギー
損失を低減するために開発された二重管型冷陰極蛍光放
電ランプ１００が先行技術としてあり、その代表的な構
成を図７に縦断面図にて示す。図６の構成と基本的に異
なるところは、ガラス管が二重管構成になっていて、内
管１０１は直径１．８ｍｍ、外管１０２は直径２．６ｍ
ｍであって全体の長さは１６０ｍｍであり、内管１０１
と外管１０２との間には内管１０１の管軸に沿った真空
空間１０３が設けられている。この真空空間１０３の形
成方法の一つとしては、内管１０１よりも大径の外管１
０２の左右両端部をガスバーナ等で加熱溶融して内管１
０１に溶着して形成される。なお、図７において、図６
と同符号を付した蛍光体塗膜２２、内部密封空間２３、
左右両端封止部２４、２４、導入線２５、２５及び電極
２６、２６を含む内管１０１の構成は図６のガラス管２
１の場合と同様であり、かつ、ランプとしての点灯構成
も図６の場合と基本的に同様であるので説明は省略す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図６に示す従来の冷陰
極蛍光放電ランプ２０は、低温時には空間２３の水銀蒸
気圧が低くなり過ぎることにより、蛍光体塗膜２２に照
射される紫外線量が著しく減少してランプ輝度が極端に
低下する特性を有している。このためにランプ電流を多
く流して輝度の改善を図っており、そのために電池寿命
が短くなってしまう問題が生じる。

【０００７】また、図７に示す先行技術である二重管型
冷陰極蛍光放電ランプ１００は、真空空間１０３による
断熱効果により、周囲温度の影響を受けにくく低温時に
もランプ輝度が殆ど低下しない特性を有しているが、一
方において、電極２６、２６が真空空間１０３に相対し
て位置しているため周囲温度が高い状況では電極２６、
２６の発熱効果で内部密封空間２３の水銀蒸気圧が高く
なり過ぎて水銀蒸気圧の高過ぎによる２次効果で紫外線
量が減少する。実際のところ、図８のロで示すように、
３ｍＡ点灯では周囲温度摂氏４０度以下では真空空間１
０３による断熱効果が低下してランプ輝度が低下する問
題を生じている。

【０００８】このように図６及び図７のいずれの冷陰極
蛍光放電ランプにおいてもそれぞれの問題点を有してお
り、これらの問題点を解決した放電ランプの提供が課題
であり、特に携帯用電子機器のＬＣＤのバックライトと
して、周囲温度による著しい輝度低下がなく、また周囲
温度が低い場合に、輝度アップのために多くの電流を消
費して電池寿命が短くなるという従来の問題もない、冷
陰極蛍光放電ランプの提供が課題である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための具体的な手段として、第１の発明は、外
管と内管との間に断熱空間を形成して二重管を構成し、
前記内管の両端部に形成した封止部を貫通して内方に延
びた導入線の先端部に設けた電極を有し、前記電極への
電圧印加にて点灯する放電ランプであって、前記電極と
前記断熱空間との相対位置関係を、前記電極の放熱効果
が前記断熱空間にて実質上悪影響を受けない相対位置に
したことを特徴とする二重管型放電ランプを提供するも
のである。

【００１０】第２の発明は、外管と内管との間に真空の
断熱空間を形成して二重管を構成し、前記内管の内部に
ガスと水銀が封入され、前記内管の内面に蛍光体塗膜を
有し、前記内管の両端部に形成した封止部を貫通して内
方に延びた導入線の先端部に設けた電極を有し、前記電
極への電圧印加にて冷陰極蛍光放電するランプであっ
て、前記断熱空間に対する前記電極の相対位置が前記断
熱空間の外側に位置することを特徴とする二重管型放電
ランプを提供するものである。

【００１１】第３の発明は、前記外管の両端部には前記
断熱空間を閉じるように前記内管に接合した縮径部を形
成し、前記電極を前記縮径部に対応配置したことを特徴
とする二重管型放電ランプを提供するものである。

【００１２】第４の発明は、前記外管の両端部には前記
断熱空間を閉じるように前記内管に向けた縮径部を形成
し、前記電極を前記縮径部の外側に配置したことを特徴
とする二重管型放電ランプを提供するものである。

【００１３】第５の発明は、ＬＣＤのバックライトとし
て配置したことを特徴とする二重管型放電ランプを提供
するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は本発明に係る放電ランプの代表的な
二重管型冷陰極蛍光放電ランプ１０であり、Ａは円筒状
のガラス管で、それぞれ円筒状である内管１と外管２と
を有し、内管１は直径１．８ｍｍ、外管２は直径２．６
ｍｍであってガラス管Ａの長さは１６０ｍｍである。内
管１と外管２との間隔は内管１の管軸に沿って実質上均
一であり、外管２の左右両端部には端から少し内側の部
分においてその外径を内管１に向けて縮小したいわゆる
縮径部となした外管封止部９、９でもって、この間隔は
真空空間を形成して断熱空間８を構成している。断熱空
間８の形成方法の一つとしては、内管１よりも大径の外
管２の左右両端部の縮径部９、９をガスバーナ等で加熱
溶融することにより外管２を全周にて内管１に溶着して
形成される。内管１はその左右両端封止部４、４にて密
封されて内管１の内部に密封された内部空間３を形成し
ており、内部空間３に面した内壁面には左右両端封止部
４、４近傍の部分７、７を除いて略全域に亘って蛍光体
塗膜１１が設けられ、その内部空間３には約１／１０気
圧のネオン、アルゴン等のガスと共に少量の水銀が封入
されている。この水銀は周囲温度における蒸気圧で空間
３に存在している。内管１の左右両端封止部４、４を貫
通したジュメント線等の導入線５、５の空間３側の先端
部には電極６、６がそれぞれ設けられている。電極６、
６はこの外管封止部９、９の内側に対応している。

【００１５】本発明の二重管型冷陰極蛍光放電ランプ１
０の製造方法の一実施形態について図３乃至５に基づい
て説明する。内管１はその左右両端封止部４、４にて密
封されて内管１の内部に密封された内部空間３を形成し
ており、内部空間３に面した内壁面には左右両端封止部
４、４近傍の部分７、７を除いて略全域に亘って蛍光体
塗膜１１が設けられ、その内部空間３には約１／１０気
圧のネオン、アルゴン等のガスと共に少量の水銀が封入
されている。この水銀は周囲温度における蒸気圧で空間
３に存在している。内管１の左右両端封止部４、４を貫
通したジュメント線等の導入線５、５の空間３側の先端
部には電極６、６がそれぞれ設けられている。このよう
にして形成されたものは通常の冷陰極蛍光ランプＢとし
て使用されるものである。一方、図３に示すように外管
２に相当する円筒状のガラス管２Ａを準備し、このガラ
ス管２Ａの一部に絞り部１２を形成し、この絞り部１２
が形成された側の端部にはこの端部を密閉する封止部１
３を形成している。

【００１６】ランプＢの外面の一部にはギャップコント
ロール材１５が混和されたバリウム、ジルコニウムなど
のゲッター材１４が塗付されている。ギャップコントロ
ール材１５はランプＢとガラス管２Ａとの間隔即ち、断
熱空間８をほぼ均等に保つためのもので、特性変化、寸
法変化が少なく熱伝導率も低い材料で形成され、例えば
ガラス球などである。ゲッター材１４は断熱空間８内の
ガスを吸着してこの空間８の真空度の低下を防止するも
のである。

【００１７】そして、ガラス管２Ａの内部には、封止部
１２に当接するように冷陰極蛍光ランプＢが挿入され、
封止部１３が設けられた側と反対側のガラス管２Ａの端
部を排気ヘッド１７に接続して排気が行われる。このと
きガラス管２Ａは封止部１３により外気から密封されて
いるのでその内部は真空状態となる。

【００１８】続いて、図４に示すようにガラス管２Ａの
絞り部１２の近傍を外部からバーナ１６で加熱軟化させ
ると、ガラス管２Ａは内部が真空であるので外気圧によ
り押し潰されて比較的短時間の加熱にて通常型の冷陰極
蛍光ランプＢの外面に溶着されて、外管封止部９、９と
なる。また、ガラス管２Ａの内部が真空状態であること
により、加熱が行われる状態下でも、ゲッター材１４に
酸化は生じない。

【００１９】次に、排気ヘッド１７による排気が継続し
ている状態において、図５に示すように、ガスバーナ１
６にて冷陰極蛍光ランプＢの他方の端部近傍に対応して
ガラス管２Ａの加熱が行われ、冷陰極蛍光ランプＢの外
面にガラス管２Ａが溶着して外管封止部９、９を構成す
る。このような工程の後に、ガラス管２Ａの不要部分を
除去することによって、図１の二重管型冷陰極蛍光放電
ランプ１０が得られる。この状態において、電極６、６
と断熱空間８との相対位置関係は、電極６、６の放熱効
果が断熱空間８にて実質上悪影響を受けない相対位置に
あり、この実施形態では電極６、６が断熱空間８の外側
に位置し、位置的には外管封止部９、９に対応してい
る。

【００２０】なお、上記の工程において、必要に応じて
遮熱チャック１８が使用され、溶着される部分以外の部
分が前記の加熱よって変形するのを防止することができ
る。また、封止部１３の形成は、ガラス管２Ａを排気ヘ
ッド１７に接続した後に行っても良く、要するに、ガラ
ス管２Ａと冷陰極蛍光ランプＢとの溶着が行われる以前
に封止部１３が形成されればよい。更にまた、断熱空間
８の真空度は、断熱効果が期待できるためには、好まし
くは１×１０―３ｔｏｒｒ以上に保たれる。より好ま
しくは１×１０―４ｔｏｒｒの高い真空度があれば良
い。

【００２１】このようにして製造された二重管型冷陰極
蛍光放電ランプ１０において、ガラス管Ａの外部から導
入線５、５を通して電極６、６に数百ボルトの交流電圧
をかけると放電電流が流れ、その電子が空間３の水銀蒸
気に当たって紫外線を発生させ、その紫外線が蛍光体塗
膜１１に照射され、蛍光体塗膜１１が発光して冷陰極蛍
光放電ランプ１０が点灯したことになる。この場合電極
６、６と断熱空間８との相対位置関係を、電極６、６の
放熱効果が断熱空間８にて実質上悪影響を受けない相対
位置にした構成になっている。この実施形態では電極
６、６が断熱空間８の外側に位置し、位置的には外管封
止部９、９に対応している。このため、図８のハで示す
ように、周囲温度が低い場合、例えば摂氏４０度よりも
低くなっても断熱空間８による断熱効果にて所期のラン
プ輝度が得られ、一方、周囲温度が高い場合、例えば摂
氏４０度よりも高くなっても実質的に断熱空間８による
放熱効果の障害がなく、電極６、６の所期の放熱効果が
得られ、所期のランプ輝度が得られる。

【００２２】また、放電ランプの代表的な二重管型冷陰
極蛍光放電ランプ１０の他の実施形態を図２に示す。こ
の構成において図１の構成と異なるところは、ランプ１
０の左右端部の構成であり、図１と同じ機能部分は図１
と同じ符号を付しており、その他の部分は図１と同様で
あるため省略している。図２において、外管２の左右両
端部に設けた外管封止部９、９は外管２の端から少し内
側に寄った位置に形成していて、電極６、６はこの外管
封止部９、９の内方に対応している。即ち、この場合に
も図１の実施形態の場合と同様に、電極６、６と断熱空
間８との相対位置関係を、電極６、６の放熱効果が断熱
空間８にて実質上悪影響を受けない相対位置にした構成
になっている。このために、周囲温度が低い場合、例え
ば摂氏４０度よりも低くなっても断熱空間８による断熱
効果にて所期のランプ輝度が得られ、一方、周囲温度が
高い場合、例えば摂氏４０度よりも高くなっても実質的
に断熱空間８による放熱効果の障害がなく、電極６、６
の所期の放熱効果が得られ、所期のランプ輝度が得られ
る。

【００２３】更に、放電ランプの代表的な二重管型冷陰
極蛍光放電ランプ１０の他の実施形態として、図１また
は図２において、電極６、６を更に外管封止部９、９よ
りも外側に寄った位置に配置することでも良い。

【００２４】また、図１または図２に示す二重管型冷陰
極蛍光放電ランプ１０を携帯用電子機器に設けたＬＣＤ
のバックライト、即ち液晶ディスプレイの照明用として
ＬＣＤに組み合わされて配置することにて、周囲温度が
異なる地域においても携帯用電子機器のＬＣＤを安定的
に使用できるため、世界各地においての使用に適するも
のである。

【００２５】本発明は、上記の実施形態に限定されるも
のではなく、本発明の技術的範囲内において変更または
創出される種種の実施形態を包含するものである。

【００２６】

【発明の効果】第１の発明によれば、外管と内管との間
に断熱空間を形成して二重管を構成し、前記内管の両端
部に形成した封止部を貫通して内方に延びた導入線の先
端部に設けた電極を有し、前記電極への電圧印加にて点
灯する放電ランプであって、前記電極と前記断熱空間と
の相対位置関係を、前記電極の放熱効果が前記断熱空間
にて実質上悪影響を受けない相対位置にしたことによ
り、周囲温度が低い場合には、断熱空間による断熱効果
にて所期のランプ輝度が得られ、一方、周囲温度が高い
場合には、実質的に断熱空間による放熱効果の悪影響を
受けないため、電極の所期の放熱効果が得られ、所期の
ランプ輝度が得られる。

【００２７】第２の発明は、外管と内管との間に真空空
間を形成して二重管を構成し、前記内管の内部にガスと
水銀が封入され、前記内管の内面に蛍光体塗膜を有し、
前記内管の両端部に形成した封止部を貫通して内方に延
びた導入線の先端部に設けた電極を有し、前記電極への
電圧印加にて冷陰極蛍光放電するランプであって、前記
電極を前記真空空間の外側に位置させたことにより、従
来冷陰極蛍光放電ランプでの問題であったところの、周
囲温度の影響による輝度の著しい低下または電池寿命の
短縮などの欠点が解決できる。

【００２８】第３の発明は、前記外管の両端部には前記
真空空間を閉じるように前記内管に接合した縮径部を形
成し、前記電極を前記縮径部に対応配置したことによ
り、内管の内部空間及び前記真空空間に対する適正位置
に電極を配置でき、電圧印加による良好なランプ点灯及
び前記真空空間による良好な断熱効果が得られ、また縮
径部を通して電極の放熱効果が得られることになる。

【００２９】第４の発明は、前記外管の両端部には前記
真空空間を閉じるように前記内管に向けた縮径部を形成
し、前記電極を前記縮径部の外側に配置したことによ
り、より一層に、電極の放熱効果が得られる。

【００３０】第５の発明は、ＬＣＤのバックライトとし
て前記ＬＣＤと組み合わせ配置したことにより、周囲温
度が異なる地域においても携帯用電子機器のＬＣＤを安
定的に使用できるため、電池寿命の短縮によるＬＣＤの
表示不良や予備電池の準備等の危惧がなくなり、世界各
地においての使用に適するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放電ランプの代表的な二重管型冷陰
極蛍光放電ランプの縦断面図である。

【図２】本発明の放電ランプの代表的な二重管型冷陰
極蛍光放電ランプの他の実施形態を示す縦断面図であ
る。

【図３】本発明の放電ランプの代表的な二重管型冷陰
極蛍光放電ランプの外管に相当するガラス管の縦断面図
である。

【図４】本発明の放電ランプの代表的な二重管型冷陰
極蛍光放電ランプの外管の一方の端部の溶着状態を示す
縦断面図である。

【図５】本発明の放電ランプの代表的な二重管型冷陰
極蛍光放電ランプの外管の他方の端部の溶着状態を示す
縦断面図である。

【図６】従来の冷陰極蛍光放電ランプの縦断面図であ
る。

【図７】先行技術に係る二重管型冷陰極蛍光放電ラン
プの縦断面図である。

【図８】点灯電流３ｍｍＡにおける周囲温度と輝度の
関係図である。

【符号の説明】

１……内管２……外管３……内管の空間４……内管の封止部５……導入線６……電極８……断熱空間９……外管の封止部（縮径部）１０…二重管型冷陰極蛍光放電ランプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外管と内管との間に断熱空間を形成して
二重管を構成し、前記内管の両端部に形成した封止部を
貫通して内方に延びた導入線の先端部に設けた電極を有
し、前記電極への電圧印加にて点灯する放電ランプであ
って、前記電極と前記断熱空間との相対位置関係を、前
記電極の放熱効果が前記断熱空間にて実質上悪影響を受
けない相対位置にしたことを特徴とする二重管型放電ラ
ンプ。
【請求項２】外管と内管との間に真空の断熱空間を形
成して二重管を構成し、前記内管の内部にガスと水銀が
封入され、前記内管の内面に蛍光体塗膜を有し、前記内
管の両端部に形成した封止部を貫通して内方に延びた導
入線の先端部に設けた電極を有し、前記電極への電圧印
加にて冷陰極蛍光放電するランプであって、前記断熱空
間に対する前記電極の相対位置が前記断熱空間の外側に
位置することを特徴とする二重管型放電ランプ。
【請求項３】前記外管の両端部には前記断熱空間を閉
じるように前記内管に接合した縮径部を形成し、前記電
極を前記縮径部に対応配置したことを特徴とする請求項
１乃至請求項２に記載の二重管型放電ランプ。
【請求項４】前記外管の両端部には前記断熱空間を閉
じるように前記内管に向けた縮径部を形成し、前記電極
を前記縮径部の外側に配置したことを特徴とする請求項
１乃至請求項２に記載の二重管型放電ランプ。
【請求項５】ＬＣＤのバックライトとして配置したこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の二重管型
放電ランプ。