JP3002275B2 - 蛍光ランプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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徴と、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。

【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０．５
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。
このため本発明者は、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、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
フィランメントコイルに衝突するので使用寿命が短くな
ってしまう。特に、高周波電源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くなる問題点があ
る。そこで本発明は、電極が小型で発光効率が良く、消
費電力を大きくしても使用寿命が長く、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、蛍光ランプの電極を、金
属パイプの中に、基体金属粉末とエミッター粉末との混
合物を充填して中央に中空孔が形成されるようにプレス
し、その状態で全体を焼結させてなり、金属パイプの後
端部はリード棒にカシメ固定され、先端は該混合物の先
端より前方へ突き出てなる構成とする。

【０００６】

【作用】基体金属粉末とエミッター粉末との混合物を金
属パイプに充填してプレスした状態で焼結しているの
で、混合物が金属パイプ内面にしっかり固定され、振動
や衝撃で脱落することがない。また、基体金属粉末とエ
ミッター粉末との混合比を大巾に変えることも出来る
し、プレスの圧力を変えることによって、混合物の密度
もしくは嵩体積を変えたり、エミッター量を変えたり出
来、ランプの消費電力や電流値を考慮して種々の電極設
計が出来る。

【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、
エミッターの含有量の高い混合物を多量充填くることが
出来るので、管径は細いが、長形で消費電力の大きいラ
ンプ設計に適する。

【０００８】また、リード線へは、金属パイプの後端部
をカシメ固定するので製作は容易であり、金属パイプの
先端は、混合物の先端より突出しているので、混合物の
中央の中空孔とあいまってホローカソード的な作用が発
生する。

【０００９】

【実施例】図１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
の構造である。軟質ガラスからなる内径が５mmのガラス
バルブ２内には一対の電極３が対向配置されており、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。そして、ガラスバルブ２内には所定
量の希ガスと水銀とが封入され、内面に蛍光体層７が附
着されている。ここで電極３の混合物８はタングステン
金属粉末と、バリウム・ストロンチウム・カルシウムの
酸化物の粉末とを、重量比で５０対５０の割合で混合し
たものであって、中空孔９が設けられている。混合物の
先端１０は、金属パイプ１１の先端１２より１mm程後退
した位置にある。金属パイプの後端部１３は、リード棒
５にカシメ固定されている。尚、金属パイプは、パイプ
状の焼結体つまり焼結金属パイプでも良い。

【００１０】図２は電極２の作り方の概略説明図であ
る。１４は、金属パイプ１１に脱着自在に挿入した金属
芯棒であって、太さは例えばリード棒５と同じである。
１５は、金属粉末とエミッター粉末の混合物であって、
充填しただけの状態では量も密度も所定の値にならない
から、図示の状態からプレスをして、混合物を固めると
ともに混合物の先端を金属パイプの先端より後退させ、
その後、芯棒１４を抜き取る。すると、金属パイプの後
端部には、既にリード棒固定用の孔が形成されており、
混合物の方にも既に中央に中空孔が形成されており、こ
の状態で焼結するので、混合物は、それ自体焼結される
とともに金属パイプ内面にも焼き付き、金属パイプ内に
よく保持される。このようにして作られた電極と、ガラ
スビーズ６を有するリード棒５とを前記の如くカシメ固
定する。

【００１１】寸法の一例を示すならば、金属パイプの肉
厚は０.1mm、混合物を取り囲む部分の長さは３mm、直径
２mm、カシメ固定のための後端部の長さは１mmである。
混合物の中央の中空孔の直径は０．５mm、長さは２mmで
ある。

【００１２】混合物について他の実施例を述べると、次
のようなものがある。すなわち、上記実施例において、
混合物の充填とプレスとを２回に分け、金属粉末とエミ
ッターとの混合比を、第１回目と第２回目とをかえるこ
とによって、電極先端側のエミッターの量を後端側のエ
ミッターの量より多く、もしくは少なくする構成も容易
に出来る。また、必要に応じて第２回目は、金属粉末の
みを少量充填してプレスし、混合物の先端側に薄い金属
粉末層の焼結体を設けることも出来る。

【００１３】水銀の封入方法は、バルブの管径が大きい
ものは、いわゆるバルブの接続した排気管から導入して
も良いが、小さいものについては、既知の如く、水銀化
合物を担持した金属部材を電極周囲に取り付けておき、
ランプ作成時の最後の工程で水銀化合物を加熱分解して
バルブ内に水銀を放出せしめる。分解後残された金属
は、一般に不純ガスを吸着するゲッターに適した材料が
利用される。この金属部材は、この種蛍光ランプでは細
いものが求められているので、ガラスビーズ６と金属パ
イプの後端部１３との間のリード棒を長めに設計してそ
の位置に取り付けるのが良い。或はランプが太くても、
電極を細く設計して、金属パイプの側壁に取り付けても
良い。

【００１４】かかる蛍光ランプ１が図３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
１６が含まれており、交流電源１７が電解コンデンサ１
８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、通常は２０乃至１００ＫＨｚの高周波で
点灯される。そして放電電流は、３．５ｍＡ、電圧は１
０００乃至２５００Ｖ（電圧波形の上のピークと下のピ
ークの差）程度である。

【００１５】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
光導板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。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。

【００１６】

【発明の効果】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、まず、ホローカソード的
な効果が得られて発光効率が優れているが、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を大きくしても使用寿命の長いも
のが得られる。また、電極を構成する焼結混合物が、振
動や衝撃に対して脱落する事故もなく、リード棒への固
定もカシメによるものであるから、製作容易で事故の少
ないものが得られる。しかも特に、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明蛍光ランプの実施例の要部の説明であ
る。

【図２】本発明蛍光ランプに使用する電極の作り方の実
施例の説明図である。

【図３】本発明蛍光ランプを点灯するための電源回路の
実施例の説明図である。

【図４】本発明蛍光ランプの使用例のための説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 蛍光ランプ ２ ガラスバルブ ３ 電極 ５ リード棒 ６ ガラスビーズ ８ 混合物 ９ 中空孔 １１ 金属パイプ １４ 金属芯棒

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属パイプ或は焼結金属パイプの中に、
   基体金属粉末とエミッター粉末との混合物を充填して中
   央に中空孔が形成されるようにプレスし、その状態で全
   体を焼結させてなり、該金属パイプの先端が該混合物の
   先端より前方へ突き出てなる電極を備えてなることを特
   徴とする蛍光ランプ。