JP2652813B2 - Discharge lamp - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は放電灯に関し、特に液晶表示装置のバックラ
イトとして用いて好適なものである。The present invention relates to a discharge lamp, and is particularly suitable for use as a backlight of a liquid crystal display device.
本発明は、放電灯において、内面に蛍光体が塗布され
た管体の端部に、高融点金属線をスパイラル状に、かつ
ラップ状に巻回してなる電極を有して構成することによ
り、安定した輝度を得られるようにすると共に、その高
輝度化をも図れるようにしたものである。The present invention provides, in a discharge lamp, an electrode formed by winding a high-melting metal wire in a spiral shape and in a wrapped shape at an end of a tube body coated with a phosphor on an inner surface thereof. In addition to obtaining a stable luminance, the luminance can be increased.
一般に、液晶表示装置のバックライトとしては、安定
した輝度を得るために、内面に蛍光体を塗布した管体の
両端部に電極を配してなる所謂両口型蛍光放電灯が用い
られている。Generally, as a backlight of a liquid crystal display device, in order to obtain stable luminance, a so-called double-sided fluorescent discharge lamp in which electrodes are arranged at both ends of a tube body coated with a phosphor is used. .
従来の両口型蛍光放電灯は、第４図に示すように、内
面に蛍光体（11）が塗布された管体（12）の両端部にＶ
字状電極（13）を配置して構成されており、この電極
（13）は、例えば鉄（Fe）を主体とした金属板（14）に
水銀及びジルコニウムを塗布したものを用いている。As shown in FIG. 4, a conventional double-ended fluorescent lamp has a tube (12) having a phosphor (11) coated on its inner surface, and a V-shaped tube at both ends.
The electrode (13) is composed of a metal plate (14) mainly composed of iron (Fe) coated with mercury and zirconium, for example.
しかしながら、従来の放電灯は、所謂冷陰極方式であ
り、第６図で示す放電灯の放電特性曲線ａにおいて、負
特性を示す陰の部（区間Ｉで示す）で放電しか利用でき
ないため、液晶表示装置のバックライトとして必要な輝
度を得ることができないという不都合があった。However, the conventional discharge lamp is of a so-called cold cathode type, and in the discharge characteristic curve a of the discharge lamp shown in FIG. There is an inconvenience that it is not possible to obtain the required brightness as a backlight of the display device.
そこで、上記不都合を解消するために、従来では、第
５図に示すように、放電灯の電極（21）を、焼結金属で
形成された筒状の第１電極（21a）と、フィラメントに
よる第２電極（21b）とで構成することにより、第６図
で示す放電灯の放電特性曲線ａにおいて、負特性を示す
陰の部（区間Ｉで示す）と熱特性を示す陽の部（区間II
で示す）での放電、即ち２モードの放電を利用するよう
にした所謂冷熱電極方式の放電灯が提案されている。な
お、第６図は、縦軸を放電電流ｉ、横軸を印加電圧Ｖと
した放電灯の放電特性を示す特性図である。Therefore, in order to solve the above-mentioned inconvenience, conventionally, as shown in FIG. 5, an electrode (21) of a discharge lamp is formed by a cylindrical first electrode (21a) formed of a sintered metal and a filament. With the second electrode (21b), in the discharge characteristic curve a of the discharge lamp shown in FIG. 6, a negative part (indicated by section I) showing a negative characteristic and a positive part (indicated by section I) showing thermal characteristics II
), That is, a so-called cold-electrode type discharge lamp that uses a two-mode discharge. FIG. 6 is a characteristic diagram showing the discharge characteristics of the discharge lamp in which the vertical axis represents the discharge current i and the horizontal axis represents the applied voltage V.
ところが、この放電灯の場合、第１電極（21a）を焼
結金属（体）で筒状に形成することから、比較的サイズ
が大きくなり、重量も増え、それに伴ない、冷陰極方式
における放電開始に高電圧をかける必要があり、それに
より、放電灯自体の寿命が短かくなるという不都合があ
る、また、第２電極（フィラメント）（21b）の熱陰極
方式による放電時、第１電極（21a）の気泡からガスが
出て、ちらつきの原因であるスネーキング現象を引起こ
すという不都合がある。However, in the case of this discharge lamp, since the first electrode (21a) is formed in a cylindrical shape with a sintered metal (body), the size is relatively large and the weight is increased. It is necessary to apply a high voltage to start the lamp, which has the disadvantage that the life of the discharge lamp itself is shortened. In addition, when the second electrode (filament) (21b) is discharged by the hot cathode method, the first electrode ( There is a disadvantage that gas is emitted from the bubbles in 21a) and causes a snake phenomenon that causes flicker.
また、第４図及び第５図で示す放電灯で共通していえ
ることは、電極（13）、（21）に直接、水銀やゲッター
材であるジルコニウムを塗布しているため、放電灯を作
製する際、電極（13）、（21）に対する高周波加熱を高
温で行なうことができない。なぜなら、高温で高周波加
熱を行なった場合、水銀がガスとなって排気されてしま
い、後に、放電灯として加熱封止した際、水銀ガスの少
ないものとなり、高輝度を得ることができないものとな
るからである。4 and 5 that the discharge lamp shown in FIGS. 4 and 5 can be said to be common because the electrodes (13) and (21) are directly coated with mercury and zirconium as a getter material. In this case, high-frequency heating of the electrodes (13) and (21) cannot be performed at a high temperature. Because, when high-frequency heating is performed at a high temperature, mercury becomes a gas and is exhausted, and when heat sealing is performed later as a discharge lamp, the amount of mercury gas is reduced, and high luminance cannot be obtained. Because.
従って、電極（13）、（21）に対するガス抜き処理で
ある高周波加熱を十分に行なうことができず、後の水銀
のガス化処理や実際に放電灯として使用した場合におい
て、電極（13）、（21）からガスが発生し、ちらつき等
を引起こすという不都合がある。Therefore, high-frequency heating, which is a degassing process for the electrodes (13) and (21), cannot be performed sufficiently. When the mercury is subsequently gasified or actually used as a discharge lamp, the electrodes (13) and (21) cannot be used. There is a disadvantage that gas is generated from (21), causing flicker and the like.
本発明は、このような点に鑑み成されたもので、その
目的とするところは、安定した輝度が得られると共に、
その高輝度化をも図ることができる放電灯を提供するこ
とにある。The present invention has been made in view of such a point, and the object thereof is to obtain a stable luminance,
An object of the present invention is to provide a discharge lamp capable of achieving high luminance.
本発明の放電灯（Ａ）は、内面に蛍光体が塗布された
管体（１）の両端部に、相対向して夫々高融点金属線
（４）を密なるスパイラル状に、かつラッパ状を巻回し
てなる１対の電極（２）を配置し、放電開始時、電極
（２）を冷陰極とした放電が行われ、時間経過に従っ
て、電極（２）が加熱されて熱陰極としての放電が行わ
れるように構成する。In the discharge lamp (A) of the present invention, a high melting point metal wire (4) is opposed to both ends of a tube (1) having a phosphor coated on its inner surface in a dense spiral shape and a trumpet shape. And a pair of electrodes (2) formed by winding are arranged. At the start of discharge, discharge is performed using the electrode (2) as a cold cathode, and as time passes, the electrode (2) is heated to serve as a hot cathode. It is configured to perform discharge.
上述の本発明の構成によれば、放電灯（Ａ）の電極と
して、高融点金属線（４）をスパイラル状に、かつラッ
パ状に巻回してなる電極（２）を配するようにしたの
で、放電開始時、上記電極（２）を冷陰極とした放電が
行なわれ、時間の経過に従って、電極（２）が加熱さ
れ、今度は、熱陰極としての放電が行われる。このよう
に、単一の電極（２）で、２つの放電特性を兼ね備える
ことができ、高輝度を得ることができる。According to the configuration of the present invention described above, as the electrode of the discharge lamp (A), the electrode (2) formed by winding the high melting point metal wire (4) in a spiral shape and in a trumpet shape is arranged. At the start of discharge, a discharge is performed using the electrode (2) as a cold cathode, and as time passes, the electrode (2) is heated, and then a discharge as a hot cathode is performed. As described above, a single electrode (2) can have two discharge characteristics, and high luminance can be obtained.
また、上記電極（２）に対し、十分に高温による高周
波加熱処理（ガス抜き処理）を施して、電極（２）から
ガスを抜くことができるため、放電灯（Ａ）として使用
した際、ちらつき等は無くなり、安定した輝度を得るこ
とができる。In addition, since the electrode (2) can be subjected to high-frequency heating (degassing) at a sufficiently high temperature to release gas from the electrode (2), the electrode (2) flickers when used as a discharge lamp (A). And so on, and a stable luminance can be obtained.
以下、第１図〜第３図を参照しながら本発明の実施例
を説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
第１図は、本実施例に係る両口型蛍光放電灯（Ａ）を
示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a double-ended fluorescent discharge lamp (A) according to the present embodiment.
この放電灯（Ａ）は、図示する如く、中空で長筒状に
形成されたガラス管体（１）の両端部に、相対向して互
いに同様の構成を有する電極（２）が配されてなり、上
記ガラス管体（１）の内面には、管体（１）内で発生す
る光線（水銀波長を有する）を長い波長の光線に変換す
る蛍光体（３）が塗布されてなる。In this discharge lamp (A), electrodes (2) having the same configuration are arranged opposite to each other at both ends of a glass tube (1) formed in a hollow and long cylindrical shape as shown in the figure. The phosphor (3) that converts light (having a mercury wavelength) generated in the tube (1) into light of a longer wavelength is applied to the inner surface of the glass tube (1).
しかして、本例においては、第２図にも示すように、
高融点金属線、例えば径が0.15〜0.2mmのタングステン
線（４）を密なるスパイラル状に、かつラッパ状に巻回
して上記電極（２）を構成し、そのラッパ状開口部（2
a）をガラス管体（１）の内方に臨むように配置させ
る。Thus, in this example, as shown in FIG.
The electrode (2) is formed by winding a high melting point metal wire, for example, a tungsten wire (4) having a diameter of 0.15 to 0.2 mm in a dense spiral shape and a trumpet shape, to constitute the electrode (2).
a) is arranged so as to face the inside of the glass tube (1).
そして、更に、電極（２）をその根元で支持する径が
約1.2mmのニッケル（Ni）導体（５）と電極（２）の根
元外側面にかけて、鉄（Fe）を主体とした金属板（６）
を２枚、夫々対称の位置に例えば溶接等で固着する。こ
の金属板（６）の突出量、即ちニッケル導体（５）が電
極（２）を支持する支持部（７）の内方端部（図示の例
では、ニッケル導体（５）の先端）からの突出量ｌは、
電極（２）の突出量Ｌに対し、約1/5L程度となってお
り、この金属板（６）が主電極とはならず、かつ電極
（２）を保持できる程度の突出量となっている。そし
て、金属板（６）の表面には、水銀とゲッター材である
ジルコニウムが塗布されている。尚、ニッケル導体
（５）の後端には、径が約0.6mmのジメット線（８）が
例えば溶接にて固着されている。Further, a nickel (Ni) conductor (5) having a diameter of about 1.2 mm, which supports the electrode (2) at its base, and a metal plate (mainly iron (Fe)) 6)
Are fixed at symmetrical positions, for example, by welding or the like. The amount of protrusion of the metal plate (6), that is, the distance from the inner end (the tip of the nickel conductor (5) in the illustrated example) of the support (7) where the nickel conductor (5) supports the electrode (2). The protrusion l
The metal plate (6) is not a main electrode, and has a protrusion amount enough to hold the electrode (2) with respect to the protrusion amount L of the electrode (2). I have. Then, on the surface of the metal plate (6), mercury and zirconium as a getter material are applied. A dimet wire (8) having a diameter of about 0.6 mm is fixed to the rear end of the nickel conductor (5) by, for example, welding.
次に、上記本例に係る放電灯（Ａ）の製法を説明する
と、まず、ガラス管体（１）内を排気処理して、準真空
状態にさせたのち、電極（２）に対し、高周波加熱処理
（ガス抜き処理）を施こす。この場合、局部的に電極
（２）のみに高周波加熱を行ない、水銀が塗布された金
属板（６）に対しては、高周波加熱を行なわないため、
この高周波加熱処理では、金属板（６）上の水銀がガス
化されるということがない。従って、1400℃程度の高温
での高周波加熱を行なうことができ、電極（２）から、
ほとんどの不要ガスを抜き取ることができる。Next, a method of manufacturing the discharge lamp (A) according to the present embodiment will be described. First, the inside of the glass tube (1) is evacuated to a quasi-vacuum state, and then a high-frequency wave is applied to the electrode (2). Heat treatment (degassing treatment) is applied. In this case, high-frequency heating is locally performed only on the electrode (2), and high-frequency heating is not performed on the metal plate (6) coated with mercury.
In this high-frequency heat treatment, mercury on the metal plate (6) is not gasified. Accordingly, high-frequency heating at a high temperature of about 1400 ° C. can be performed, and from the electrode (2),
Most unnecessary gas can be extracted.
次に、ガラス管体（１）内を排気処理して、ガラス管
体（１）内の不要ガスを排気し、高真空にさせる。その
後、ガラス管体（１）内にアルゴン（Ar）ガスを封入し
たのち、封止処理（チップオフ）を行なう。Next, the inside of the glass tube (1) is evacuated, and unnecessary gas in the glass tube (1) is evacuated, and a high vacuum is created. Then, after sealing argon (Ar) gas in the glass tube (1), a sealing process (chip-off) is performed.
その後、高温加熱処理して、金属板（６）上の水銀を
ガス化させ、ガラス管体（１）内に水銀ガスを充満させ
て本例に係る放電灯（Ａ）を得る。Thereafter, a high-temperature heat treatment is performed to gasify mercury on the metal plate (6), and the glass tube (1) is filled with mercury gas to obtain the discharge lamp (A) according to the present example.
上述の如く、本例によれば、放電灯（Ａ）の電極とし
て、タングステン線（４）を密なるスパイラル状に、か
つラッパ状に巻回してなる電極（２）を配するようにし
たので、放電開始時、上記電極（２）を冷陰極とした放
電（第６図の区間Ｉで示す負特性の陰の部での放電）が
行なわれ、時間の経過に従って、電極（２）が加熱さ
れ、タングステン線（４）の白熱に伴なう熱電子の放出
による熱陰極としての放電（第６図）の区間IIで示す熱
特性の陽の部での放電）が行われる。即ち、印加電圧を
上げていくと、第６図の印加電圧V1の時点で電極（２）
を冷陰極とした放電が開始し、さらに印加電圧を上げて
いくに従って電流が上昇し（つまり電子が増加し）、電
子により電極（２）が加熱されて印加電圧V2の時点で熱
陰極に変化して熱陰極としての放電が開始する。ここ
で、放電はラッパ状の電極（２）の先端部から始まる
が、電極（２）が密にスパイラル状に巻回されているの
で、放電によって生じた電極（２）内の電子は電極
（２）内から逃げずに集められて電極（２）の内面を叩
き、しかも、スパイラル状のタングステン線（４）間が
近接状態にあるために、電極（２）の先端部から順次に
後方部に向かって早く加熱されて熱陰極に変化してい
く。従って、熱陰極としての放電は、ラッパ状の電極
（２）の先端部から始まり内側後方部に広がっていく。
このように、単一の電極（２）で、２つの放電特性を兼
ね備えることができ、放電灯（Ａ）の明るさに高輝度を
得ることができる。As described above, according to this embodiment, the electrode (2) formed by winding the tungsten wire (4) in a dense spiral shape and in a trumpet shape is arranged as the electrode of the discharge lamp (A). At the start of discharge, a discharge (discharge in the shaded area of negative characteristics shown in section I in FIG. 6) using the electrode (2) as a cold cathode is performed, and the electrode (2) is heated as time passes. Then, a discharge as a hot cathode due to the emission of thermoelectrons accompanying the incandescence of the tungsten wire (4) (discharge in the positive part of the thermal characteristics shown in section II of FIG. 6) is performed. That is, when gradually increasing the applied voltage, the electrode at the time of the applied voltage V 1 of the 6 (2)
The discharge was cold cathode begins, the current further increases as is increased the applied voltage (i.e. electrons is increased), the electron by the electrode (2) to the hot cathode at the time of the applied voltage V 2 is heated Then, the discharge as the hot cathode starts. Here, the discharge starts from the tip of the trumpet-shaped electrode (2). However, since the electrode (2) is densely wound in a spiral shape, the electrons generated in the electrode (2) by the discharge are discharged from the electrode (2). 2) It is collected without escaping from the inside and hits the inner surface of the electrode (2), and since the spiral tungsten wires (4) are close to each other, the rear portion is sequentially formed from the tip of the electrode (2). It is heated quickly toward and changes to a hot cathode. Therefore, the discharge as the hot cathode starts from the tip of the trumpet-shaped electrode (2) and spreads to the inner rear.
As described above, the single electrode (2) can have two discharge characteristics, and high brightness can be obtained in the brightness of the discharge lamp (A).
また、電極（２）に対する高周波加熱処理時、高温に
て行なうことができるため、電極（２）からほとんどの
不要ガスを抜き取ることができ、放電灯（Ａ）として使
用した際、不要ガスによるちらつき等は無くなり安定し
た輝度（明るさ）を得ることができる。従って本例に係
る放電灯（Ａ）は、例えば液晶表示装置のバックライト
として用いて好適なものとなる。In addition, since the high-frequency heating treatment for the electrode (2) can be performed at a high temperature, most of unnecessary gas can be extracted from the electrode (2), and when used as the discharge lamp (A), flicker due to the unnecessary gas. And so on, and stable luminance (brightness) can be obtained. Therefore, the discharge lamp (A) according to the present example is suitable for use as, for example, a backlight of a liquid crystal display device.
また、本例に係る放電灯（Ａ）では、電極（２）を支
持するニッケル導体（５）と電極（２）の根元部分にか
けて金属板（６）を設けるようにしたので、この金属板
（６）が一種の放熱板としての機能を果たし、放電灯
（Ａ）の使用時等において、電極（２）のラッパ状開口
部（2a）内方に滞留する熱を上記金属板（６）を介して
逃がすことができ、熱による電極（２）の破損を防止で
きると共に、電極（２）の長寿命化を図ることができ
る。Further, in the discharge lamp (A) according to the present embodiment, the metal plate (6) is provided over the nickel conductor (5) supporting the electrode (2) and the base of the electrode (2). 6) functions as a kind of heat radiating plate, and when the discharge lamp (A) is used, the heat staying inside the trumpet-shaped opening (2a) of the electrode (2) is transferred to the metal plate (6). The electrode (2) can be prevented from being damaged by heat, and the life of the electrode (2) can be extended.
また、上記金属板（６）は、電極（２）の補強板とし
ても機能するため、電極（２）の構造、即ちタングステ
ン線（４）をラッパ状に巻回して構成されることに起因
する電極（２）の振動、揺動を事前に防止することがで
き、該振動、揺動によるちらつき等を防止することがで
きる。Further, since the metal plate (6) also functions as a reinforcing plate for the electrode (2), the metal plate (6) is formed by winding the tungsten wire (4) in a trumpet shape, that is, the structure of the electrode (2). Vibration and swing of the electrode (2) can be prevented in advance, and flicker and the like due to the vibration and swing can be prevented.
また、電極（２）を構成するタングステン線（４）の
巻き密度を選択的に可変させる（例えば、巻きの密な部
分と疎の部分をもたせる）ことにより、その放電特性を
自由に制御することができ、しかも、放電開始速度がタ
ングステン線（４）の径に依存することから、該径を任
意に設定することにより、放電灯（Ａ）の放電開始速度
を自由に設定することができる。In addition, by selectively changing the winding density of the tungsten wire (4) constituting the electrode (2) (for example, having a densely wound portion and a sparsely wound portion), the discharge characteristics thereof can be freely controlled. Since the discharge start speed depends on the diameter of the tungsten wire (4), the discharge start speed of the discharge lamp (A) can be freely set by arbitrarily setting the diameter.
尚、上記実施例では、電極（２）の根元部分にニッケ
ル導体（５）の先端がくるように構成したが、その他、
第３図に示すように、ニッケル導体（５）を電極（２）
のラッパ状開口部（2a）側に突出させるようにしてもよ
い。In the above embodiment, the tip of the nickel conductor (5) is arranged at the base of the electrode (2).
As shown in FIG. 3, the nickel conductor (5) is connected to the electrode (2).
May be projected to the side of the trumpet-shaped opening (2a).
また、上記例では、タングステン線（４）を用いて電
極（２）を構成するようにしたが、その他モリブデン線
を用いてもよい。In the above example, the electrode (2) is configured using the tungsten wire (4), but other molybdenum wires may be used.
本発明に係る放電灯によれば、安定した輝度（明る
さ）が得られると共に、その高輝度化をも図ることがで
きる。ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the discharge lamp which concerns on this invention, while being able to obtain stable brightness | luminance (brightness), the high brightness | luminance can also be achieved.
第１図は本実施例に係る両口型蛍光放電灯の構成を示す
断面図、第２図は本実施例に係る電極の構成を示す断面
図、第３図は他の実施例に係る電極の構成を示す断面
図、第４図は従来例に係る両口型蛍光放電灯を示す断面
図、第５図は提案例に係る両口型蛍光放電灯を示す断面
図、第６図は放電灯の放電特性を示す特性図である。 （Ａ）は両口型蛍光放電灯、（１）はガラス管体、
（２）は電極、（３）は蛍光体、（４）はタングステン
線、（５）はニッケル導体、（６）は金属板である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a double-ended fluorescent discharge lamp according to this embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of an electrode according to this embodiment, and FIG. 3 is an electrode according to another embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a double-ended fluorescent discharge lamp according to a conventional example, FIG. 5 is a cross-sectional view showing a double-ended fluorescent discharge lamp according to a proposed example, and FIG. It is a characteristic view which shows the discharge characteristic of an electric lamp. (A) is a double-ended fluorescent lamp, (1) is a glass tube,
(2) is an electrode, (3) is a phosphor, (4) is a tungsten wire, (5) is a nickel conductor, and (6) is a metal plate.
Claims (1)
に、相対向して夫々高融点金属線を密なるスパイラル状
に、かつラッパ状に巻回してなる１対の電極が配置さ
れ、放電開始時、上記電極を冷陰極とした放電が行わ
れ、時間経過に従って上記電極が加熱されて熱陰極とし
ての放電が行われることを特徴とする放電灯。1. A pair of electrodes formed by winding a high melting point metal wire in a dense spiral shape and a trumpet shape opposed to each other at both ends of a tube body coated with a phosphor on its inner surface. A discharge lamp characterized in that at the start of discharge, a discharge is performed using the electrode as a cold cathode, and the electrode is heated as time passes to perform a discharge as a hot cathode.
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