JP2002190279A

JP2002190279A - 蛍光ランプ

Info

Publication number: JP2002190279A
Application number: JP2000385208A
Authority: JP
Inventors: Yuji Takahashi; 雄次高橋
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2002-07-05

Abstract

(57)【要約】【課題】より効果的に、放電電極部の発熱を抑制・防
止でき、また、バックライトユニットの薄型、軽量、長
寿命化が図られた細管形の蛍光ランプの提供。【解決手段】内壁面に蛍光体層２が設けられ、かつ放
電媒体が封入されたガラス管１と、前記ガラス管１内の
両端部に対向して封止導入され、外部給電用リード線７
に接続する導入線６と、前記ガラス管１内に封止導入さ
れた導入線６の対向先端部にそれぞれ電気的に接続され
た放電電極５とを有する蛍光ランプであって、前記外部
給電用リード線７に対する導入線６の接続部６ｂの幅も
しくは径をガラス管１の外径範囲内とし、かつ通電面積
を選択的に広大化させたことを特徴とする蛍光ランプで
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光ランプに係
り、さらに詳しくは高性能化、小形化、長寿命化などを
図った細管形の蛍光ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば液晶ディスプレイ、ワードプロ
セッサー、パーソナルコンピューターをはじめとした液
晶表示機器は、応用の拡大化ないし普及に伴って、高性
能化、多機能化、小形化、長寿命化などが要求されてい
る。このようなような要求に対応して、バックライト用
光源としての蛍光ランプ（低圧放電灯）においても、細
管形で、高性能化や長寿命化などのレベルアップが必然
的に要望されている。

【０００３】図６および図７は、バックライト用光源と
して、従来使用されている細管形蛍光ランプの概略構成
を示すもので、図６は全体の断面図、図７は放電電極封
装領域の拡大断面図である。図６および図７において、
１は内壁面に紫外線による刺激で発光する蛍光体層２が
設けられ、かつネオンやアルゴンなどの稀ガス、あるい
は希ガス−水銀系などの放電媒体を封入したガラス管
（ガラスバルブ）、３，３は前記ガラス管１の両端部に
対向して封止導入され、外部給電用リード線４の導電線
４ａに接続される一対の導入線、５，５は前記ガラス管
１内に封止導入された導入線３，３の対向先端部にそれ
ぞれ電気的に接続された放電電極である。

【０００４】ここで、ガラス管１は、内径１．２〜４．
８ｍｍ程度、長さ４０〜８００ｍｍ程度である。また、
そのガラス管１内には、たとえば０．５〜２．０ｍｇ／
ｃｍ ^３程度の水銀と７９９８〜１９９９５Ｐａ（６０〜
１５０Ｔｏｒｒ）程度の稀ガス、あるいは１０６６４〜
１９９９５Ｐａ（８０〜１５０Ｔｏｒｒ）程度の稀ガス
が放電媒体として封入されている。

【０００５】さらに、前記構成において、放電電極５，
５は、たとえば内径０．６〜１．７ｍｍ程度、肉厚０．
１〜０．２ｍｍ程度、長さ２〜３ｍｍ程度の円筒体（た
とえばニッケル製円筒体）と、この円筒体の側壁内外面
に塗布・焼き付けしたエミッター層とで構成されてい
る。そして、これら放電電極５，５は、構成部材である
円筒体の縮径部に、封止導入された一対の導入線３，３
の先端部を挿入・嵌合し、スポット溶接などにより電気
的に接続され、かつ機械的に接合固定されている。

【０００６】つまり、導入線３，３を介して放電電極
５，５に所要の電圧を印加する構成と成っている。な
お、エミッター層は、一般的に、バリウム化合物、イッ
トリウム化合物、ランタン化合物などの電子放出性の物
質を主体とした素材で形成されている。そして、エミッ
ター層を担持する一対の放電電極５，５に、導入線３，
３を介して通電すると紫外線が放射され、この紫外線を
蛍光体層２によって可視光に変換して、蛍光ランプとし
て機能する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、蛍光ランプ
の発光効率の向上など、性能を規制する要因の一つに、
放電電極５の構造が挙げられる。たとえば、ガラス管１
の細管化は、封入する放電電極５，５の小形化ないし細
径化を必然的に伴う。この放電電極５，５の小形化ない
し細径化は、導入線３，３ないし放電電極５，５の電流
密度を増大化するので、点灯時における放電電極５，５
部におけるの発熱量が多くなる。

【０００８】そして、前記ランプ点灯中における放電電
極５，５部の発熱量が大きくなると、放電電極５，５の
熱劣化、導入線３，３封着部の損傷、放電電極５，５が
担持しているエミッターのスパッタリング、エミッター
機能の低減などを招来する恐れがある。つまり、放電電
極５，５部の過大的な発熱は、放電電極５，５自体の熱
劣化、さらにはガラス管内壁面に対する水銀のスパッタ
リングなども引き起こすので、発光効率や寿命の低下を
もたらす。

【０００９】こうした意味で、放電電極５，５部の発熱
量は、できるだけ小さく抑えることが望まれ、通常、蛍
光ランプに空冷などを施すこともあるが、液晶表示パネ
ルなどに対する装着機構上の制約から、導入線３，３を
太めに設定し、電流密度を小さくしたり、あるいは導入
線３，３の導出部に放熱機能を持たせる場合もある。と
ころで、導入線３，３は、一般的に、円柱体であり、ま
た、導入線３，３と接続する外部給電用リード線４の導
電線４ａも略円柱体である。したがって、導入線３，３
と外部給電用リード線４の導電線４ａとの接続に当たっ
ては、円柱体同士を重ね合わせて接続することになり、
接続部領域の縦断面が広大化する。

【００１０】しかし、前記外部給電用リード線４との接
続部縦断面の広大化は、ガラス管１の外径よりも太くな
る場合を招来するので、バックライトユニットの薄形・
小形化の弊害となる。また、ガラス管１の細径化に対応
し、導入線３，３および外部給電用リード線４、特に、
導入線３，３の外径（太さ）を細径化すると、前記のよ
うに電流密度の上昇による発熱量が増大化する。つま
り、ガラス管１の細径化に伴う放電電極５，５部におけ
る発熱、外部給電用リード線４と導入線３との接続によ
るコンパクト化障害など相反する問題を抱えており、効
果的な解決策の開発が期待されている。

【００１１】本発明は、上記事情に対処してなされたも
ので、より効果的に、放電電極の発熱量を低減・抑制で
き、また、バックライトユニットの薄型、軽量、長寿命
化を図れる細管形の蛍光ランプの提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、内壁
面に蛍光体層が設けられ、かつ放電媒体が封入されたガ
ラス管と、前記ガラス管内の両端部に対向して封止導入
され、外部給電用リード線に接続する導入線と、前記ガ
ラス管内に封止導入された導入線の対向先端部にそれぞ
れ電気的に接続された放電電極とを有する蛍光ランプで
あって、前記外部給電用リード線に対する導入線の接続
部の幅もしくは径をガラス管の外径範囲内とし、かつ通
電面積を選択的に広大化させたことを特徴とする蛍光ラ
ンプである。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１記載の蛍光ラ
ンプにおいて、導入線の接続部が外部給電用リード線の
先端部を挿入接続可能な筒状に形成されていることを特
徴とする。

【００１４】請求項３の発明は、請求項１記載の蛍光ラ
ンプにおいて、導入線の接続部が板状ないし断面半円状
に形成されていることを特徴とする。

【００１５】請求項４の発明は、請求項３記載の蛍光ラ
ンプにおいて、導入線の接続部に外部給電用リード線先
端部の挿入接続可能な貫通孔を形成されていることを特
徴とする。

【００１６】請求項５の発明は、請求項３もしくは請求
項４記載の蛍光ランプにおいて、導入線の接続部に外部
給電用リード線の先端部を挟着接続可能な係止部が形成
されていることを特徴とする。

【００１７】すなわち、請求項１ないし請求項５の発明
は、ガラス管内に放電媒体として希ガス、あるいは希ガ
スと水銀を封入するとともに、ガラス管内両端部に一対
の放電電極を封装して成る蛍光ランプにおいて、放電電
極に外部から給電する導入線のガラス管外導出部（外部
給電用リード線との接続部）をガラス管外径範囲内で円
筒状化などさせ、接続部構造をコンパクトに抑えなが
ら、通電面積の広大化によって電流密度を低下させ、放
電電極部の発熱量を抑制・低減させたことを骨子とす
る。

【００１８】請求項１ないし請求項５の発明において、
ガラス管は、一般的に、内径１．２〜４．８ｍｍ程度、
長さ４０〜８００ｍｍ程度であり、ガラス管１内には、
放電媒体として、たとえばネオン、アルゴン、キセノン
などの稀ガス１０６６４〜１９９９５Ｐａ（８０〜１５
０Ｔｏｒｒ）程度、もしくは０．５〜２．５ｍｇ／ｃｍ
^３程度の水銀およびネオン、アルゴンなどの稀ガス７９
９８〜１９９９５Ｐａ（６０〜１５０Ｔｏｒｒ）程度の
放電媒体が封入されている。

【００１９】請求項１ないし請求項５の発明において、
放電電極は、たとえば内径０．６〜１．７ｍｍ程度、肉
厚０．１〜０．２ｍｍ程度、長さ２〜４ｍｍ程度で、か
つ内壁面が凹凸化されたタンタル系やモリブデン系の金
属製円筒体と、この円筒体の側内壁凹凸面に塗布・焼き
付けしたエミッター層とで構成されている。そして、こ
の放電電極は、金属製円筒体に電気的に接続する一方、
ガラス管の端部を封止・導出された導入線を介して外部
から所要の電力が印加される。なお、前記エミッター層
は、たとえばバリウム化合物、イットリウム化合物、ラ
ンタン化合物などの電子放出性の物質を主体として形成
される。

【００２０】請求項１ないし請求項５の発明において、
外部から給電する導入線は、たとえばタンタル系やモリ
ブデン系の金属を素材としたもので、ガラス管封着部
（放電電極に接続するガラス管封装部を含む）の径は、
たとえば１．４〜３．０ｍｍ程度である。一方、ガラス
管外導出部（外部給電用リード線との接続部）は、ガラ
ス管封着部に較べて、大幅に（ガラス管の外径を超えな
い範囲で幅・径を設定）通電面積を広大化した構成と成
っている。

【００２１】ここで、ガラス管外へ導出された導入線の
通電面積広大化は、外部給電用リード線の先端部を挿入
接続可能な筒状に形成した形態、ガラス管の外径を超え
ない範囲の幅・径の板状ないし断面半円状に形成した形
態などが挙げられる。なお、板状ないし断面半円状に形
成した構成においては、外部給電用リード線先端部の挿
入接続可能な貫通孔を形成した構成、あるいは外部給電
用リード線先端部の挟着接続可能な係止部を形成・付設
する構成を採ることもできる。

【００２２】請求項１ないし請求項５の発明では、外部
給電用リード線と接続する導入線の導出領域が、電流密
度を小さく抑えられるように通電面積を広く設定してあ
る。したがって、導入線を介しての外部給電に伴う放電
電極部の発熱も抑制・低減されるので、放電電極部の発
熱量による蛍光ランプの損傷発生、性能低下などが回避
さされる。また、導入線の通電面積を広く設定する手段
は、ガラス管外径を前提とし、その外径範囲内の径・幅
に選択・設定され、外部給電用リード線との接続部断面
径もガラス管外径内に納められるので、コンパクト化の
支障もなくなる。

【００２３】

【発明の実施形態】以下、図１ないし図５を参照して実
施例を説明する。なお、第２ないし第５の各実施例の場
合、蛍光ランプの基本的な構成は、第１の実施例の場合
と同様なので、一般的な構成についての説明を省略す
る。

【００２４】図１は、第１の実施例に係る蛍光ランプの
要部構成を示す拡大断面図である。図１において、１は
内壁面に紫外線による刺激で発光する蛍光体層２が設け
られ、かつ希ガスおよび水銀が封入されたガラス管、５
は前記ガラス管１の両端部に対向してそれぞれ封装され
た一対の放電電極である。ここで、ガラス管１は、たと
えば外径２．６ｍｍ、内径２．０ｍｍ、長さ２２０ｍｍ
で、たとえば２．５ｍｇ／ｃｍ^３程度の水銀、および１
０６６４Ｐａ（８０Ｔｏｒｒ）程度のネオン、アルゴン
などの稀ガスが封入されている。また、放電電極５は、
外径０．９ｍｍ、内径０．６ｍｍ、長さ２．８ｍｍで、
かつ少なくとも側内壁面が凹凸加工されたタンタル金属
製の円筒体と、前記円筒状体の内壁凹凸加工面に担持・
形成されたエミッター層とで構成されている。

【００２５】さらに、前記放電電極５は、前記ガラス管
１の端部に封止・導出された導入線６の先端部を円筒体
の縮径部に挿入ないし嵌合し、かつ外周部をスポット溶
接などにより接合して、機械的な固定とともに電気的な
接続が行われている。ここで、導入線６は、たとえばモ
リブデン製で、ガラス管１に封装・封着されている部分
６ａ側が外径１．０ｍｍ程度の棒状体、外部給電用リー
ド線７の導電線７ａ（点線表示）との接続部分６ｂが外
径２．０ｍｍ程度、内径０．５ｍｍ程度、長さ１．５ｍ
ｍ程度の円筒状に形成されている。

【００２６】上記蛍光ランプの構成では、導入線６の接
続部分（導出部）６ｂの外径が増大化し、給電時もしく
は点灯時における電流密度も低く抑えられるので、この
接続部分６ｂにおける発熱量も低減し、結果的に、導入
線６を含む放電電極５部の全発熱量が小さくなる。つま
り、導入線６を介して一対の放電電極５に通電し、この
通電で紫外線を放射させ、その紫外線を蛍光体層２によ
り可視光線に変換して、所要の光源として作用させる過
程において、従来の蛍光ランプで遭遇していた放電電極
５部の発熱に起因する性能低下などが回避された蛍光ラ
ンプとして機能する。

【００２７】上記構成の蛍光ランプについて、ランプ電
流５ｍＡの条件で、連続的な点灯試験を行ったところ、
６０００時間経過後でも点灯初期に匹敵する光束を保持
・発揮し、寿命および発光効率の点ですぐれていること
が確認された。つまり、この実施例に係る蛍光ランプ
は、所要の小形化ないしコンパクト性を保持する一方、
放電電極５部の劣化・損傷などを生じることなく、細管
形で、発光効率がよくて長寿命な蛍光ランプとして機能
するものであった。

【００２８】図２（ａ）は、第２の実施例に係る蛍光ラ
ンプの要部構成を拡大して示す断面図、図２（ｂ）は、
図２（ａ）の導入線接続部の構成を示す平面図である。
この構成例は、導入線６の接続部分６ｂの構造を幅１．
８ｍｍ、長さ１．５ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの平板状と
し、かつこの平板部６ｂに貫通孔６ｃを穿設して、外部
給電用リード線７の導電線７ａ（点線表示）を挿入接続
可能としている。

【００２９】図３（ａ）は、第３の実施例に係る蛍光ラ
ンプの要部構成を拡大して示す断面図、図３（ｂ）は、
図３（ａ）のＡ−Ａ線に沿って、導入線接続部の構成を
示す断面図である。この構成例では、導入線６の接続部
分６ｂの構造を幅１．８ｍｍ、長さ１．５ｍｍ、厚さ
１．０ｍｍの平板状とし、かつこの平板部６ｂ面に、外
部給電用リード線７の導電線７ａ（点線表示）を重ね合
わせて接続可能としている。

【００３０】図４（ａ）は、第４の実施例に係る蛍光ラ
ンプの要部構成を拡大して示す断面図、図４（ｂ）は、
図４（ａ）のＡ−Ａ線に沿って、導入線接続部の構成を
示す断面図である。この構成例では、導入線６の接続部
分６ｂの構造を径１．８ｍｍ、長さ１．５ｍｍの断面略
半円形状とし、かつこの平面に、外部給電用リード線７
の導電線７ａ（点線表示）を重ね合わせて接続可能とし
ている。

【００３１】図５（ａ）は、第５の実施例に係る蛍光ラ
ンプの要部構成を拡大して示す断面図、図５（ｂ）は、
図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿って、導入線接続部の構成を
示す断面図である。この構成例では、導入線６の接続部
分６ｂの構造を径１．８ｍｍ、長さ１．５ｍｍの断面略
Ｃ字形もしくはＵ字形とし、かつ凹部領域面に外部給電
用リード線７の導電線７ａ（点線表示）を重ね合わせ、
開口部片を折り曲げて挟着的に係止し、接続・固定を可
能としている。

【００３２】上記第２ないし第５の実施例に係る各蛍光
ランプの構成では、いずれの場合も導入線６の接続部分
（導出部）６ｂの外径が増大化し、給電時もしくは点灯
時における電流密度も低く抑えられるので、この接続部
分６ｂにおける発熱量も低減し、結果的に、導入線６を
含む放電電極５部の全発熱量が小さくなる。つまり、導
入線６を介して一対の放電電極５に通電し、この通電で
紫外線を放射させ、その紫外線を蛍光体層２により可視
光線に変換して、所要の光源として作用させる過程にお
いて、従来の蛍光ランプで遭遇していた放電電極５部の
発熱に起因する性能低下などが回避された蛍光ランプと
して機能する。

【００３３】本発明は、上記実施例に限定されるもので
なく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、いろいろの変形
を採ることができる。たとえば発光管を成すガラス管の
径や長さの寸法、放電電極間隔、放電電極や導入線の材
質（たとえばモリブデン、タンタル系合金やモリブデン
系の合金）形状・寸法など適宜変更・設定できる。

【００３４】

【発明の効果】請求項１ないし５の発明によれば、導入
線を介した外部給電に伴う放電電極部の発熱も抑制・低
減されるので、放電電極部の発熱による蛍光ランプの損
傷発生、性能低下などが回避される。また、導入線と外
部給電用リード線との接続は、ガラス管外径の外径範囲
内の径・幅に選択・設定されるため、コンパクト化の支
障もなくなる。したがって、小形、高効率、長寿命など
を要求される液晶バックライトに適する蛍光ランプが提
供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係る蛍光ランプの要部構成を示
す拡大断面図。

【図２】第２の実施例に係る蛍光ランプの要部構成を示
すもので、（ａ）は拡大断面図、（ｂ）は導入線の接続
部構成を示す拡大平面図。

【図３】第３の実施例に係る蛍光ランプの要部構成を示
すもので、（ａ）は拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ａ線に沿った断面図。

【図４】第４の実施例に係る蛍光ランプの要部構成を示
すもので、（ａ）は拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ａ線に沿った断面図。

【図５】第５の実施例に係る蛍光ランプの要部構成を示
すもので、（ａ）は拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ａ線に沿った断面図。

【図６】従来の蛍光ランプの概略構成を示す断面図。

【図７】従来の蛍光ランプの導入線と外部給電用リード
線との接続部領域の拡大断面図。

【符号の説明】

１……ガラス管２……蛍光体層３、６……導入線４、７……外部給電用リード線５……放電電極６ａ……導入線のガラス管封装部６ｂ……導入線の導出部（リード線との接続部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内壁面に蛍光体層が設けられ、かつ放電
媒体が封入されたガラス管と、前記ガラス管内の両端部
に対向して封止導入され、外部給電用リード線に接続す
る導入線と、前記ガラス管内に封止導入された導入線の
対向先端部にそれぞれ電気的に接続された放電電極とを
有する蛍光ランプであって、前記外部給電用リード線に対する導入線接続部の幅もし
くは径をガラス管の外径範囲内とし、かつ通電面積を選
択的に広大化させたことを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】導入線の接続部が外部給電用リード線の
先端部を挿入接続可能な筒状に形成されていることを特
徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
【請求項３】導入線の接続部が板状ないし断面半円状
に形成されていることを特徴とする請求項１記載の蛍光
ランプ。
【請求項４】導入線の接続部に外部給電用リード線先
端部の挿入接続可能な貫通孔が形成されていることを特
徴とする請求項３記載の蛍光ランプ。
【請求項５】導入線の接続部に外部給電用リード線先
端部の挟着接続可能な係止部が形成されていることを特
徴とする請求項３もしくは請求項４記載の蛍光ランプ。