JP2859383B2

JP2859383B2 - 放電ランプ

Info

Publication number: JP2859383B2
Application number: JP16574590A
Authority: JP
Inventors: 博久石川
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 1990-06-26
Filing date: 1990-06-26
Publication date: 1999-02-17
Anticipated expiration: 2014-02-17
Also published as: JPH0458449A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は放電ランプに関し、特に液晶パネルのバック
ライトに用いられる小型の蛍光ランプに関するものであ
る。

〔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
デイ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40〜46
頁）に詳しく解説されているように、液晶パネルの表示
の目易さを得るために、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、液晶パネルが熱い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、高周波電源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。

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、素線径の細いフィラ
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0.5Wの蛍光ランプ
の場合には、フィラメントコイルの素線径はきわめて細
くなり、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。このため本発明者は、実開昭64−19
251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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、かかる構造の電極は、消費電力を数Ｗ
に上げてパワーアップし、輝度を大くした蛍光ランプの
場合に電極を消費電力が1w以下の場合と同様に小型にす
ると、細いフィラメントコイルに付着できるエミッター
の量が少ないので、エミッターが早期に消耗してなくな
り、かつ放電時に電子線などが多くなり、細いフィラメ
ントコイルに衝突するのでどうしても点灯寿命が短くな
ってしまう。特に、高周波電源で点灯するので小さな電
極に負担がかかり、やはり点灯寿命が短くなる問題点が
ある。

また、かかる電極を製造する際に、金属パイプの一端
をプレスで圧潰してフィラメントコイルの端部を保持
し、それからリード線とゲッター板を金属パイプにスポ
ット溶接するので、製造工程が多くて手間を要する問題
点がある。なお、このゲッター板は、帯状のニッケル板
の一方の面にタンタンルやジルコニウムのゲッター金属
粉末を焼き付け、他方の面には水銀化合物を付着させた
ものであって、組立後に加熱処理するとガラスバルブ内
に水銀を放出し、かつ不純ガスなどをゲッター金属粉末
が吸収するものであり、水銀放出とゲッター作用を兼務
するものである。

そこで本発明は、電極が小型で発光効率が良く、少々
消費電力を増加させてパワーアップしても点灯寿命が長
くて液晶パネルのバックライト用小型蛍光ランプに適
し、しかも電極の製造が簡単な放電ランプを提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる目的を達成するために、本発明は、ガラスバル
ブ内に一対の電極が対向配置され、所定量の希ガスと水
銀が封入された放電ランプにおいて、電極を、エミッタ
ー物質を含有する基体金属粉末もしくはエミッター物質
のみからなる中空円筒状の焼結体を、金属パイプの内壁
にその外周面を沿わせて配置した後に、金属パイプをか
しめて固定し、リード線も金属パイプの後端部にかしめ
により固定する構造とする。

あるいは、電極を、エミッター物質を含有する基体金
属粉末もしくはエミッター物質のみからなる中空円筒状
の焼結体を、金属パイプの内壁にその外周面を沿わせて
配置した後に、金属パイプをかしめて固定し、リード線
も金属パイプの後端部にかしめにより固定し、金属パイ
プの後端部と焼結体の間の空所に固形状の水銀化合物を
配置する構造とする。

〔作用〕

すなわち、電極を金属パイプ内にエミッター物質を含
有する基体金属粉末もしくはエミッター物質のみからな
る中空円筒状の焼結体を配置して構成するので、小さな
嵩体積の中に多量のエミッターを含有させることがで
き、かつフィラメントコイルよりも丈夫であるので、電
極が小さくて良く、電流値を少々大きくしても点灯寿命
の長いものが得られる。また、焼結体に中空部が形成さ
れているので、ホローカソード効果のために陰極降下電
圧の低下が期待できる。そして、金属パイプの後端部に
リード線をかしめにより固定するとともに、焼結体も金
属パイプをかしめることにより固定するので、つまり、
かしめ工程のみによってリード線および焼結体を金属パ
イプに固定するので、スポット溶接工程などが不要であ
り工程数が少なく、簡単に製造することができる。

更には、請求項２記載の発明のように、金属パイプの
後端部と焼結体の間の空所に固形状の水銀化合物を配置
するので、従来のように水銀放出を兼務するゲッター板
をリード線と同時に金属パイプに溶接する必要がなく、
簡単に製造することができる。

〔請求項１記載の発明の実施例〕第１図は、消費電力が3.5W程度であり、液晶パネルの
バックライトに用いられる輝度の大きな小型蛍光ランプ
10の一端側を示すが他端側も同一の構造である。軟質ガ
ラスからなる内径が5mm以下の細径のガラスバルブ１内
には一対の電極２が対向配置されており、その端部はガ
ラスビーズ５でシールされている。そして、ガラスバル
ブ１内に所定量の希ガスと水銀が封入され、内面に蛍光
体層９が付着されているが、蛍光体層９が軸線方向に付
着しない帯状のアパーチャーが形成されており、光はこ
のアパーチャーから強く放射する。

ここで、電極２は、モリブデン製の金属パイプ６と、
中空円筒状の焼結体３で構成され、焼結体３は、その外
周面が金属パイプ６の内壁に沿わせて配置されている。
金属パイプ６は、焼結体３を受容する大径の前方部6aと
リード線４が挿通される小径の後方部6bからなる。焼結
体３は、重量比で例えばタンタルとニッケルの混合物か
らなる基体金属粉末100に対して、アルカリ土類金属
系、例えばバリウム・ストロンチウム・カルシウムの酸
化物からなるエミッター物質を500〜1000の割合で混合
したもの、もしくは基体金属粉末を含まずにエミッター
物質のみを焼成したものであり、小さな嵩体積の中に大
量のエミッター物質を含有している。また、放電に寄与
するホローカソード状の中空部31が形成されている。そ
して、シール用のガラスビーズ５が溶着されたリード線
４を後方部6bに挿通し、後方部6bをかしめることによっ
て固定している。一方、前方部6aの先端6cをかしめて内
側に変形させ、焼結体３を抱持するように固定してい
る。

〔請求項２記載の発明の実施例〕第２図において、ニッケルもしくはステンレス製で前
後が同径の金属パイプ６の前方部6aの中腹6dをかしめる
ことによって焼結体３が前後動しないように固定してい
る。このとき、焼結体３もかしめられて変形するので、
エミッター物質の混合比をあまり大きくできず、例えば
重量比で基体金属粉末100に対して前記のエミッター30
の割合で混合してある。そして、焼結体３と金属パイプ
６の後方部6bの間に空所８が形成されるが、焼結体３を
前方部6aに入れる前に空所８に固形状の水銀化合物７を
配置しておく。従って、中腹6dをかしめて焼結体３を固
定すると水銀化合物７が空所８に閉じ込め、脱落するこ
とがない。この水銀化合物７は、ゲッター金属粉末と水
銀との化合物を固化してペレットにしたもの、もしくは
当該化合物を担持した金属部材であり、前述と同様に、
ランプへの水銀の放出導入とゲッター作用を兼務する
が、水銀は中空部31を通って放出される。

かかる蛍光ランプ10が第３図に示す電源回路によって
点灯される。電源回路には、自励型インバータ12が含ま
れており、交流電源13が電解コンデンサC₃とダイオード
15で整流されて自励型インバータ12にインプットされ
る。そしてトランジスタTr₁とTr₂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10に印加される。なお、符号11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C₁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、通常は20〜100KHzの高周波で点灯される。そし
て、放電電流は3.5〜20mA、電圧は1000〜2500V（電圧波
形の上のピークと下のピークの差）程度である。

次に、第４図はこの蛍光ランプ10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103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は小さく設計されている。そ
して、本発明の蛍光ランプ10がミラー104で取り囲まれ
ており、ミラー104の反射光はプリズム型の光導板105で
反射し、光拡散板101を透過して図示略の液晶パネルの
背面に入射する。ここで、蛍光ランプ10が小型であるの
で、ミラー104の大きさを電気回路部品103などの大きさ
で定まるバックライトユニットの高さｈ内に収めること
ができる。

なお、本発明の放電ランプは、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明らかである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の放電ランプは、先ず、
ホローカソード効果が得られて発光効率が優れている
が、電極を金属パイプとエミッターを含有する焼結体で
構成するので、小さな電極の中に多量のエミッターを含
有させることができ、輝度を大きくするために消費電力
が少々大きくなって電子線などが増加しても点灯寿命の
長い小型放電ランプとすることができる。従って、小型
で点灯寿命が長いことが特に強く要求される小型液晶パ
ネルのバックライト用蛍光ランプに好適である。また、
焼結体およびリード線をかしめにより金属パイプに固定
するので、製造工程が少なく、簡単に製造できる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１記載の発明の説明図、第２図は請求項
２記載の発明の要部の説明図、第３図は電源回路の説明
図、第４図はバックライトユニットの説明図である。１……ガラスバルブ、２……電極、３……焼結体、31…
…中空部、４……リード線、５……ガラスビーズ、６…
…金属パイプ、７……水銀化合物、８……空所、９……
蛍光体層、10……蛍光ランプ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラスバルブ内に一対の電極が対向配置さ
れ、所定量の希ガスと水銀が封入された放電ランプにお
いて、該電極は、エミッター物質を含有する基体金属粉末もし
くはエミッター物質のみからなる中空円筒状の焼結体
を、金属パイプの内壁にその外周面を沿わせて配置した
後に、該金属パイプをかしめて固定されてなり、リード線も該金属パイプの後端部にかしめにより固定さ
れたことを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】ガラスバルブ内に一対の電極が対向配置さ
れ、所定量の希ガスと水銀が封入された放電ランプにお
いて、該電極は、エミッター物質を含有する基体金属粉末もし
くはエミッター物質のみからなる中空円筒状の焼結体
を、金属パイプの内側にその外周面を沿わせて配置した
後に、該金属パイプをかしめて固定されてなり、リード線も該金属パイプの後端部にかしめにより固定さ
れ、該金属パイプの後端部と焼結体の間の空所に固形状の水
銀化合物が配置されたことを特徴とする放電ランプ。