JP2848975B2 - 蛍光ランプ - Google Patents
蛍光ランプInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は蛍光ランプに関し、特に
液晶パネルのバックライトに用いられる蛍光ランプに関
するものである。
液晶パネルのバックライトに用いられる蛍光ランプに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】ビデオ一体型カメラなどの小型液晶パネ
ルを使用するディスプレイ装置などに使用されるバック
ライト用の蛍光ランプは、例えば照明学会誌（第73巻第
５号４０頁乃至４６頁）に詳しく解説されているよう
に、液晶パネルの表示の見易さを得るために、輝度、輝
度均斉度、発光色などの光学的特性と、液晶パネルの薄
型軽量、低消費電力などの特長に見合った機械的寸法と
電気的特性が要求される。その他に、液晶パネルが熱に
弱いので発光面が高温にならず、点灯寿命が長いことが
要求される。つまり、通常の一般照明用蛍光ランプと異
なり、寸法が小さくて消費電力も小さく、同時に明るく
て演色性が良く、使用寿命が長いことが特に強く要求さ
れる。このため、バックライト用の蛍光ランプは、低消
費電力に適合するように、電流と電圧および始動用希ガ
スや水銀の封入量が定められ、更には最適な電極設計が
なされる。そして、高周波安定器で点灯して要求される
明るさと演色性が得られるようにしている。
ルを使用するディスプレイ装置などに使用されるバック
ライト用の蛍光ランプは、例えば照明学会誌（第73巻第
５号４０頁乃至４６頁）に詳しく解説されているよう
に、液晶パネルの表示の見易さを得るために、輝度、輝
度均斉度、発光色などの光学的特性と、液晶パネルの薄
型軽量、低消費電力などの特長に見合った機械的寸法と
電気的特性が要求される。その他に、液晶パネルが熱に
弱いので発光面が高温にならず、点灯寿命が長いことが
要求される。つまり、通常の一般照明用蛍光ランプと異
なり、寸法が小さくて消費電力も小さく、同時に明るく
て演色性が良く、使用寿命が長いことが特に強く要求さ
れる。このため、バックライト用の蛍光ランプは、低消
費電力に適合するように、電流と電圧および始動用希ガ
スや水銀の封入量が定められ、更には最適な電極設計が
なされる。そして、高周波安定器で点灯して要求される
明るさと演色性が得られるようにしている。
【０００３】ところで、蛍光ランプを小型化するために
は、電極も小型化する必要がある。そこで、小型で温度
上昇が早く、消費電力を少なくするために、素線径の細
いフ０ラメントコイルを有する熱陰極型の電極が使用さ
れることが多いが、消費電力が１Ｗ以下、例えば０．５
Ｗの蛍光ランプの場合、フィラメントコイルの素線径は
きわめて細くなるが、このように細くするとフィラメン
トコイルの支持が困難で振動や衝撃に対して弱くなる。
このため実開昭６４−１９２５１号公報に示されるよう
に、一端が内導線に固定された金属パイプ内にエミッタ
ーを付着させたフィラメントコイルを配置し、この金属
パイプで素線径の細いフィラメントコイルを保持するよ
うにしたものを提案した。この金属パイプは、略有底筒
状であるので、つまり、ホローカソード状であるので、
単にフィラメントコイルを保持するだけでなく、例えば
特開昭６４−３３８４４号公報でも説明されているよう
に、いわゆるホローカソード的な効果を有し、発光に寄
与しない陰極降下電圧が低下する。従って、消費電力が
低減して発光効率が向上する利点もある。
は、電極も小型化する必要がある。そこで、小型で温度
上昇が早く、消費電力を少なくするために、素線径の細
いフ０ラメントコイルを有する熱陰極型の電極が使用さ
れることが多いが、消費電力が１Ｗ以下、例えば０．５
Ｗの蛍光ランプの場合、フィラメントコイルの素線径は
きわめて細くなるが、このように細くするとフィラメン
トコイルの支持が困難で振動や衝撃に対して弱くなる。
このため実開昭６４−１９２５１号公報に示されるよう
に、一端が内導線に固定された金属パイプ内にエミッタ
ーを付着させたフィラメントコイルを配置し、この金属
パイプで素線径の細いフィラメントコイルを保持するよ
うにしたものを提案した。この金属パイプは、略有底筒
状であるので、つまり、ホローカソード状であるので、
単にフィラメントコイルを保持するだけでなく、例えば
特開昭６４−３３８４４号公報でも説明されているよう
に、いわゆるホローカソード的な効果を有し、発光に寄
与しない陰極降下電圧が低下する。従って、消費電力が
低減して発光効率が向上する利点もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする技術課題】しかしながら、か
かる構造の電極では、消費電力を数Ｗ乃至１０Ｗ以上に
パワーアップし、輝度を大きくした蛍光ランプに適用し
ようとすると、イオン衝撃による電極物質の飛散が大き
く、早期にランプの内壁に黒化現象が現われ、使用寿命
途中での光量減衰が早い。特に、高周波安定器で点灯す
ると小さな電極に負担がかかり、やはり使用寿命が短か
くなる欠点がある。そこで本発明は、電極が小型で輝度
が高く、消費電力を大きくしても黒化現象が少なくて薄
型の液晶パネルのバックライト用蛍光ランプ、特に管径
の細い蛍光ランプを提供することを目的とする。
かる構造の電極では、消費電力を数Ｗ乃至１０Ｗ以上に
パワーアップし、輝度を大きくした蛍光ランプに適用し
ようとすると、イオン衝撃による電極物質の飛散が大き
く、早期にランプの内壁に黒化現象が現われ、使用寿命
途中での光量減衰が早い。特に、高周波安定器で点灯す
ると小さな電極に負担がかかり、やはり使用寿命が短か
くなる欠点がある。そこで本発明は、電極が小型で輝度
が高く、消費電力を大きくしても黒化現象が少なくて薄
型の液晶パネルのバックライト用蛍光ランプ、特に管径
の細い蛍光ランプを提供することを目的とする。
【０００５】
【技術課題を解決するための手段】かかる課題を解決す
るために、本発明においては、電極として、基体金属粉
末と、アルカリ土類金属酸化物もしくは希土類金属酸化
物からなるエミッタ粉末との混合物を、凹所が形成され
る状態で焼結して、該凹所が有底筒状の金属パイプの開
口側に向くように配置し、該凹所の内面に、エミッタと
同一組成の物質を塗布し、それを加熱還元することによ
り前記混合物の基体金属と塗布し還元されたアルカリ土
類金属もしくは希土類金属とが合金化に近い状態で該凹
所をほぼ残すように焼き付けられた電極を使用する。
るために、本発明においては、電極として、基体金属粉
末と、アルカリ土類金属酸化物もしくは希土類金属酸化
物からなるエミッタ粉末との混合物を、凹所が形成され
る状態で焼結して、該凹所が有底筒状の金属パイプの開
口側に向くように配置し、該凹所の内面に、エミッタと
同一組成の物質を塗布し、それを加熱還元することによ
り前記混合物の基体金属と塗布し還元されたアルカリ土
類金属もしくは希土類金属とが合金化に近い状態で該凹
所をほぼ残すように焼き付けられた電極を使用する。
【０００６】
【作用】凹所に塗布したアルカリ土類金属もしくは希土
類金属などの酸化物が、高温真空中で加熱処理される
と、基体金属による還元反応が進行して、白色状の酸化
物が黒色状に変化し、基体金属との合金化に近い状態に
なって該凹所表面をおおうので、耐イオン衝撃性が著し
く高くなる。したがって電極物質の飛散も少ない。
類金属などの酸化物が、高温真空中で加熱処理される
と、基体金属による還元反応が進行して、白色状の酸化
物が黒色状に変化し、基体金属との合金化に近い状態に
なって該凹所表面をおおうので、耐イオン衝撃性が著し
く高くなる。したがって電極物質の飛散も少ない。
【０００７】電極は外観的には金属パイプであるので、
細長い電極を作るのに適し、ランプの消費電力が大きく
なっても、電極を太くせず、その代り長めに設計して、
ホローカソード的な効果を有し、管径は細いが、長形で
消費電力の大きいランプの設計に適する。
細長い電極を作るのに適し、ランプの消費電力が大きく
なっても、電極を太くせず、その代り長めに設計して、
ホローカソード的な効果を有し、管径は細いが、長形で
消費電力の大きいランプの設計に適する。
【０００８】
【実施例】図１は液晶パネルのバックライトに用いられ
る輝度の大きな蛍光ランプ１の一端側を示す説明図であ
って、他端側も同一構造である。鉛ガラスからなるバル
ブ２の内径は約３．３ｍｍであって、その両端部に電極
３が配置される。電極間距離は例えば１４０ｍｍであ
る。バルブ端部４は、リード棒５に設けられたガラスビ
ーズ６で封止されている。バルブ２内には所定量の希ガ
スと水銀とが封入され、内面には蛍光体層７が付着され
ている。ここで電極３の混合物８は、基体金属としてニ
ッケルにチタンもしくはアルミニウムを添加したものと
し、エミッタ（電子放射を良くする物質）としてはアル
カリ土類金属の酸化物と酸化アルミニウムの混合物もし
くは複合酸化物である。混合物は、中空孔９が設けられ
ていてその先端１０は、金属パイプ１１の先端１２より
やや後退した位置にある。金属パイプはニッケル製であ
って、その後端部１３はリード棒５にカシメ固定されて
いる。中空孔９の先端側１４は、すりばち状になってい
て、その部分を中心として前記エミッタと同一組成の物
質を塗布し加熱処理を行うことでアルカリ土類金属等の
酸化物が還元されアルカリ土類金属等と基体金属とが合
金化に近い状態で焼付けてある。焼付けた状態は薄膜も
しくは薄層状であって、図からは省略してある。１５
は、水銀化合物を坦持した円板状の金属部材であって、
ガラスビーズ６に近い位置のリード棒５に取付けてあ
る。
る輝度の大きな蛍光ランプ１の一端側を示す説明図であ
って、他端側も同一構造である。鉛ガラスからなるバル
ブ２の内径は約３．３ｍｍであって、その両端部に電極
３が配置される。電極間距離は例えば１４０ｍｍであ
る。バルブ端部４は、リード棒５に設けられたガラスビ
ーズ６で封止されている。バルブ２内には所定量の希ガ
スと水銀とが封入され、内面には蛍光体層７が付着され
ている。ここで電極３の混合物８は、基体金属としてニ
ッケルにチタンもしくはアルミニウムを添加したものと
し、エミッタ（電子放射を良くする物質）としてはアル
カリ土類金属の酸化物と酸化アルミニウムの混合物もし
くは複合酸化物である。混合物は、中空孔９が設けられ
ていてその先端１０は、金属パイプ１１の先端１２より
やや後退した位置にある。金属パイプはニッケル製であ
って、その後端部１３はリード棒５にカシメ固定されて
いる。中空孔９の先端側１４は、すりばち状になってい
て、その部分を中心として前記エミッタと同一組成の物
質を塗布し加熱処理を行うことでアルカリ土類金属等の
酸化物が還元されアルカリ土類金属等と基体金属とが合
金化に近い状態で焼付けてある。焼付けた状態は薄膜も
しくは薄層状であって、図からは省略してある。１５
は、水銀化合物を坦持した円板状の金属部材であって、
ガラスビーズ６に近い位置のリード棒５に取付けてあ
る。
【０００９】ランプの製造手順の概略は次のとうりであ
る。すなわち、（イ）まず基体金属粉末とエミッタ粉末
とから焼結体を作っておき、焼結体の凹所表面にエミッ
タと同一組成の物質を塗布する。（ロ）次にこの状態
で、水銀化合物やガラスビーズを有するリード棒、金属
パイプなどとカシメ固定で組立てる。（ハ）ベルジャー
の中で、蛍光体の塗布されたバルブの両端に、電極組立
体を配置し、一方の組立体のみ先にガラスビーズの位置
で封着する。（ニ）ベルジャーの中を高真空に排気し、
塗布されたエミッタと同一組成の物質を加熱処理する。
（ホ）ベルジャーに希ガスを、ランプに必要なガス圧力
まで封入し、それから他方の組立体もガラスビーズの位
置で封着する。（ヘ）最後に水銀化合物を加熱分解し
て、バルブ内に水銀を遊離させる。
る。すなわち、（イ）まず基体金属粉末とエミッタ粉末
とから焼結体を作っておき、焼結体の凹所表面にエミッ
タと同一組成の物質を塗布する。（ロ）次にこの状態
で、水銀化合物やガラスビーズを有するリード棒、金属
パイプなどとカシメ固定で組立てる。（ハ）ベルジャー
の中で、蛍光体の塗布されたバルブの両端に、電極組立
体を配置し、一方の組立体のみ先にガラスビーズの位置
で封着する。（ニ）ベルジャーの中を高真空に排気し、
塗布されたエミッタと同一組成の物質を加熱処理する。
（ホ）ベルジャーに希ガスを、ランプに必要なガス圧力
まで封入し、それから他方の組立体もガラスビーズの位
置で封着する。（ヘ）最後に水銀化合物を加熱分解し
て、バルブ内に水銀を遊離させる。
【００１０】水銀化合物は、水銀を放出した残滓がバル
ブ内の不純ガス吸着剤、いわゆるゲッターとして機能す
る他の金属との合金からなるものである。水銀の封入方
法やゲッターの封入方法、ゲッターの封入構造について
は、既に多数の技術が開示されているが、それらの技術
が上記製造方法に利用できる。
ブ内の不純ガス吸着剤、いわゆるゲッターとして機能す
る他の金属との合金からなるものである。水銀の封入方
法やゲッターの封入方法、ゲッターの封入構造について
は、既に多数の技術が開示されているが、それらの技術
が上記製造方法に利用できる。
【００１１】図２は、他の実施例を説明するための電極
組立体の説明図である。この実施例における電極３は次
のとうりの構造である。つまり、混合物８は有底状であ
ってリード棒５の先端部５１に支持されている。中空孔
９の先端側１４は椀状をしている。この椀状部にエミッ
タと同一組成の物質を塗布し、加熱処理を行うことで酸
化物の還元がされ合金化に近い形で焼付けるのである。
金属部材１５は、短冊状をしていて、やはりビードガラ
ス６の近傍の位置のリード棒に固定する。リード棒５の
先端部５１で混合物８を支持する構造の場合、ニッケル
パイプ１１を省くことも出来る場合がある。ホローカソ
ード的効果は、混合物の凹所のみでも期待できるからで
ある。
組立体の説明図である。この実施例における電極３は次
のとうりの構造である。つまり、混合物８は有底状であ
ってリード棒５の先端部５１に支持されている。中空孔
９の先端側１４は椀状をしている。この椀状部にエミッ
タと同一組成の物質を塗布し、加熱処理を行うことで酸
化物の還元がされ合金化に近い形で焼付けるのである。
金属部材１５は、短冊状をしていて、やはりビードガラ
ス６の近傍の位置のリード棒に固定する。リード棒５の
先端部５１で混合物８を支持する構造の場合、ニッケル
パイプ１１を省くことも出来る場合がある。ホローカソ
ード的効果は、混合物の凹所のみでも期待できるからで
ある。
【００１２】図１で説明した蛍光ランプは、例えば図３
に示すような電気回路によって点灯される。この電気回
路には、自励型インバータ１６が含まれており、交流電
源１７が電解コンデンサ１８とダイオード１９で整流さ
れてインバータ１６に入力される。そしてトランジスタ
２０と２１がＯＮ、ＯＦＦするとトランスＴの二次側に
高圧の高周波電力が発生し、蛍光ランプ１に印加され
る。尚、２２は点灯起動を容易ならしめるためのトリガ
ー用電極であり、アース側に接続してある。従って、コ
ンデンサＣの容量とトランスＴのリアクタンスを適当に
選定することによって周波数が決定され、ランプは約２
０ＫＨｚの高周波で点灯される。そして放電電流は、１
２ｍＡ、電圧は約５６０Ｖ（電圧波形の上のピークと下
のピークの差）に選定すると、初期特性で３００００ｎ
ｔの高輝度が得られる。１００００時間の使用寿命テス
トを行ってみると、光量の減衰は、初期値を１００とす
ると、６０であって、つまり、光量維持率５０％以上で
使用寿命１００００時間の蛍光ランプであることがわか
った。
に示すような電気回路によって点灯される。この電気回
路には、自励型インバータ１６が含まれており、交流電
源１７が電解コンデンサ１８とダイオード１９で整流さ
れてインバータ１６に入力される。そしてトランジスタ
２０と２１がＯＮ、ＯＦＦするとトランスＴの二次側に
高圧の高周波電力が発生し、蛍光ランプ１に印加され
る。尚、２２は点灯起動を容易ならしめるためのトリガ
ー用電極であり、アース側に接続してある。従って、コ
ンデンサＣの容量とトランスＴのリアクタンスを適当に
選定することによって周波数が決定され、ランプは約２
０ＫＨｚの高周波で点灯される。そして放電電流は、１
２ｍＡ、電圧は約５６０Ｖ（電圧波形の上のピークと下
のピークの差）に選定すると、初期特性で３００００ｎ
ｔの高輝度が得られる。１００００時間の使用寿命テス
トを行ってみると、光量の減衰は、初期値を１００とす
ると、６０であって、つまり、光量維持率５０％以上で
使用寿命１００００時間の蛍光ランプであることがわか
った。
【００１３】次に、図４はこの蛍光ランプ１をバックラ
イトとして使用した例を示す。プリント基板１００には
光拡散板１０１および電気回路部品１０２が取り付けら
れているが、バックライトユニットの高さｈは小さく設
計される傾向にある。そして、ランプ１はミラー１０３
で取り囲まれており、直射光と反射光とがプリズム型の
導光板１０４に入って反射され、開口１０５と光拡散板
１０１を透過して液晶パネルを背後から照明する。導光
板１０４内の反射の径路は、ランプからの光を長辺１０
６で底辺１０７の方へ反射し、改めて底辺１０７からの
反射光が開口１０５へ向うようにしている。ただし、こ
の蛍光ランプは、液晶パネルのバックライト以外にも、
小型化が要求されるイメージリーダー用などの光源とし
て使用できることは勿論である。
イトとして使用した例を示す。プリント基板１００には
光拡散板１０１および電気回路部品１０２が取り付けら
れているが、バックライトユニットの高さｈは小さく設
計される傾向にある。そして、ランプ１はミラー１０３
で取り囲まれており、直射光と反射光とがプリズム型の
導光板１０４に入って反射され、開口１０５と光拡散板
１０１を透過して液晶パネルを背後から照明する。導光
板１０４内の反射の径路は、ランプからの光を長辺１０
６で底辺１０７の方へ反射し、改めて底辺１０７からの
反射光が開口１０５へ向うようにしている。ただし、こ
の蛍光ランプは、液晶パネルのバックライト以外にも、
小型化が要求されるイメージリーダー用などの光源とし
て使用できることは勿論である。
【００１４】以上の実施例の説明からも理解できるよう
に、本発明の蛍光ランプは、基体金属粉末と、アルカリ
土類金属酸化物もしくは希土類金属酸化物からなるエミ
ッタ粉末との混合物を、凹所が形成される状態で焼結し
て、該凹所が有底筒状の金属パイプの開口側に向くよう
に配置し、該凹所の内面に、エミッタと同一組成の物質
を塗布し、それを加熱還元することにより前記混合物の
基体金属と塗布し還元されたアルカリ土類金属もしくは
希土類金属とが合金化に近い状態で該凹所をほぼ残すよ
うに焼き付けられた電極を備えているので、電極の耐イ
オン衝撃性が大きいために電極物質の飛散が抑制され、
結果として光量減衰の少ない長寿命ランプとなる。ま
た、このように電極が丈夫であるため、電流値を大きく
して、輝度を高くすることも出来、更に、ホローカソー
ド的効果による発光効率の向上もなされる。しかも、バ
ルブ径の細い蛍光ランプの設計に好適であるので、液晶
パネルのバックライト用のランプ、或はＯＡ機器用蛍光
ランプとして優れたものが提供できる。尚、エミッタと
しては、希土類金属酸化物を使用しても、ほぼ同様の技
術効果が得られる。
に、本発明の蛍光ランプは、基体金属粉末と、アルカリ
土類金属酸化物もしくは希土類金属酸化物からなるエミ
ッタ粉末との混合物を、凹所が形成される状態で焼結し
て、該凹所が有底筒状の金属パイプの開口側に向くよう
に配置し、該凹所の内面に、エミッタと同一組成の物質
を塗布し、それを加熱還元することにより前記混合物の
基体金属と塗布し還元されたアルカリ土類金属もしくは
希土類金属とが合金化に近い状態で該凹所をほぼ残すよ
うに焼き付けられた電極を備えているので、電極の耐イ
オン衝撃性が大きいために電極物質の飛散が抑制され、
結果として光量減衰の少ない長寿命ランプとなる。ま
た、このように電極が丈夫であるため、電流値を大きく
して、輝度を高くすることも出来、更に、ホローカソー
ド的効果による発光効率の向上もなされる。しかも、バ
ルブ径の細い蛍光ランプの設計に好適であるので、液晶
パネルのバックライト用のランプ、或はＯＡ機器用蛍光
ランプとして優れたものが提供できる。尚、エミッタと
しては、希土類金属酸化物を使用しても、ほぼ同様の技
術効果が得られる。
【図１】本発明蛍光ランプの実施例の要部の説明であ
る。
る。
【図２】他の実施例を説明するための電極組立体の説明
図である。
図である。
【図３】本発明蛍光ランプを点灯するための電気回路の
説明図である。
説明図である。
【図４】本発明蛍光ランプの使用例のための説明図であ
る。
る。
１ 蛍光ランプ ３ 電極 ８ 混合物 ９ 中空孔 １１ 金属パイプ １５ 金属部材 １００ プリント基板 １０１ 光拡散板 １０２ 電気回路部品 １０３ ミラー １０４ 導光板 １０５ 開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 小島 寛史 (56)参考文献 特開 昭57−53043（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 61/067
Claims (1)
- 【請求項１】 基体金属粉末と、アルカリ土類金属酸化
物もしくは希土類金属酸化物からなるエミッタ粉末との
混合物を、凹所が形成される状態で焼結して、該凹所が
有底筒状の金属パイプの開口側に向くように配置し、該
凹所の内面に、エミッタと同一組成の物質を塗布し、そ
れを加熱還元することにより前記混合物の基体金属と塗
布し還元されたアルカリ土類金属もしくは希土類金属と
が合金化に近い状態で該凹所をほぼ残すように焼き付け
られてなる電極を具備することを特徴とする蛍光ラン
プ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3037734A JP2848975B2 (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | 蛍光ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3037734A JP2848975B2 (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | 蛍光ランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04255661A JPH04255661A (ja) | 1992-09-10 |
| JP2848975B2 true JP2848975B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=12505718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3037734A Expired - Fee Related JP2848975B2 (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | 蛍光ランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2848975B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200606524A (en) * | 2004-05-10 | 2006-02-16 | Toshiba Kk | Cold-cathode tube-use sintered electrode, cold-cathode tube provided with this cold-cathode tube-use sintered electrode and liquid crystal display unit |
-
1991
- 1991-02-08 JP JP3037734A patent/JP2848975B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04255661A (ja) | 1992-09-10 |
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