JP3019760U - 蛍光ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 管径の細い蛍光ランプの放電電極近傍におけ
る容器の温度上昇を抑制する。 【構成】 外径が４．１ｍｍ以下、全長が５００ｍｍ以
下、内面に蛍光体を有し、希ガスと共に水銀蒸気が封入
された容器（１）に、一対の放電電極（３）を内蔵し、
容器の端部から導入され放電電極を支える導入線（２）
の断面積を、容器の内径断面積の２５％以上にし、放電
電極で発熱して容器に伝導された熱を、断面積が大きく
された外部導入線を介して放熱させる。これにより、放
電電極近傍の容器の温度は１００℃を極端に越えず、熱
によって液晶の表示性能が低下したり樹脂製部品が変形
若しくは溶融したりする事態を阻止できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、蛍光ランプ、特にその放熱性能を改善する技術に関し、ディスプレ イ装置のバックライトに利用される蛍光ランプなどに適用して有効な技術に関す るものである。

【０００２】

【従来の技術】

液晶ディスプレイ装置のバックライト等に利用される小型の蛍光ランプは、内 面に蛍光体を有し、希ガスと共に水銀蒸気が封入されたガラス製の容器に、一対 の放電電極を内蔵する。放電電極は、前記容器の端部を封止するガラス製のステ ムを貫通して導入された導入線に結合される。導入線は、容器を構成するガラス と熱膨張係数が相違され、それ故に容器に対する導入線の貫通部分での熱応力歪 み状態を小さくすると言う観点から、従来は比較的線径の細い導入線が用いられ ていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

液晶ディスプレイ装置のバックライト等に利用される小型の蛍光ランプは益々 その外径が細くなってきている。しかしながら、ランプの寿命を延ばし、また必 要な水銀量を確保するために、水銀放出構体はできる限り大きくしなければなら ない。その上、高輝度化のために大型のランプと同等の電流を流さなければなら ない。これによって、ガラスバルブの内面と放電電極の外縁とのギャップが１ｍ ｍ以下になることが予想される。そうすると、放電電極で発熱した熱がガラスバ ルブに伝導され、放電電極近傍のガラスバルブの表面温度が約１５０℃なること がある。この熱は、液晶ディスプレイ装置の導光板を伝わって液晶の温度を上昇 させ、それによって液晶はその特性が変化され、駆動信号の状態に拘わらず表示 状態が白化する現象を生じる。また、樹脂製のリフレクタやケーシングなどがラ ンプに近接配置されている場合にはその熱で当該リフレクタなどが変形若しくは 溶融する虞もある。

【０００４】 本考案の目的は、管径の細い蛍光ランプの放電電極近傍における容器の温度上 昇を抑制することができる技術を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る蛍光放電灯は、放電電極で発熱して容器に伝導された熱を外部導 入線を介して放熱させるものであり、そのために、外部導入線の断面積を大きく して、外部への伝導熱量を大きくしようとするものである。すなわち、外径が４ ．１ｍｍ以下、全長が５００ｍｍ以下であって、内面に蛍光体を有し、希ガスと 共に水銀蒸気が封入された容器に、一対の放電電極を内蔵し、前記容器の端部か ら導入され前記放電電極を支える導入線の断面積を、前記容器の内径断面積（容 器の横断面の内径に対応される面積）の２５％以上にする。ここで、上記外径が ４．１ｍｍ以下、全長が５００ｍｍ以下、導入線の断面積が容器の内径断面積の ２５％以上という限定は、放電電極近傍の容器の温度が１００℃を極端に越えな いため（若しくは上限温度を１００℃程度に抑えるため）の数値を実験に基づい て特定したものである。限界の温度として１００℃近傍に着目したのは、前記液 晶の白化現象が当該温度を境に顕在化されることを考慮したためである。実験例 は図３に示される。容器の内径断面積の２５％以上の範囲で導入線の断面積を実 際にどれくらいの割合にするかは容器の材質と導入線の材質に起因する双方の熱 膨張係数の相違を考慮し、容器に対する導入線の貫通部分での熱応力歪み状態が 極端に大きくならない範囲で決定すればよい。

【０００６】 前記容器はガラス製のバルブの両端開口部がガラス製のステムにて封止され、 前記導入線は前記ステムを貫通して同ステムに封着されて成る。外部から導入線 に捻り方向の力が加えられたとき、導入線が細ければ当該導入線それ自体が塑性 変形することで、当該外力が大きくても導入線とガラスとの接触部分が遊離する 事はない。導入線が太い場合には、導入線の弾性範囲内で導入線とガラスとの間 にはその円周方向に大きな力が作用して導入線とガラスとの接触部分が遊離し、 容器内部が大気圧にリークする虞がある。これを未然に防止するには、前記容器 の端部を貫通する部分の前記導入線の断面形状を矩形状とし、ガラスと導入線と の間に作用する剪断力を矩形の各変に沿って分散させ、導入線の捻りに対する耐 力を増すことができる。

【０００７】 水銀放出合金と合金ゲッタを有する板状の水銀放出構体を導入線の先端部に固 定して放電電極が構成されるとき、導入線と容器内面との間に必要な隙間を確保 するには、前記導入線の先端部を扁平とし、当該扁平部分に水銀放出構体を固定 すればよい。

【０００８】

【作用】

上記した手段によれば、導入線が太くされることにより、導入線と容器との接 触面積が大きくなって、放電電極で発熱して容器に伝導された熱が導入線を介し て効率的に放熱される。これにより、管径の細い蛍光ランプの放電電極近傍にお ける容器の温度上昇が抑制され、熱によって液晶の表示性能が低下したり樹脂製 部品が変形若しくは溶融したりする事態を阻止することができる。

【０００９】

【実施例】

図１の（Ａ）は実施例に係る蛍光ランプの部分断面図であり、蛍光ランプの一 方の放電電極近傍が代表的に示されているが、その反対側も対称的に構成される 。本実施例の蛍光ランプは消費電力が数ワット程度であり、液晶ディスプレイの バックライトなどに利用される小型のものである。図１において１はガラス製の 直管型バルブ１Ａの両端開口部をガラス製のステム１Ｂにて封止して成る容器で ある。容器１の外径は４．１ｍｍ以下、全長が５００ｍｍ以下である。容器１の 内面には蛍光体が塗布され、容器１の内部には、希ガスと共に水銀蒸気が封入さ れている。希ガスとして例えばネオンとアルゴンを混合したような不活性ガスが ５０Ｔｏｒｒ充填されている。前記ステム１Ｂのほぼ中央部には導入線２が貫通 され、貫通された導入線２は同ステム１Ｂに封着されている。導入線２の先端部 には放電電極３が形成される。本実施例に従えば、放電電極３は、一対の水銀放 出構体３Ａ，３Ａを導入線２の先端部に溶接固定して成る。水銀放出構体３Ａは 、例えばニッケル板の一面にチタンと水銀の金属間化合物を主体とする水銀放出 合金が塗布され、他面にはジルコニウム又はチタンの内の一種とアルミニウム又 はニッケルの内の一種とより成る金属間化合物が塗布されて成る。水銀放出合金 は、ガラス製のバルブ１Ａをステム１Ｂにて気密に封止するときの８００゜Ｃ程 度の熱で分解して所要量の水銀をバルブ１Ａ内に放出させる。尚、前記導入線２ の先端部や水銀放出構体３Ａの適宜の位置に電子放射物質を設けておくことがで きる。電子放射物質は、正イオン衝撃によって２次電子を放出するものであり、 例えば、ＬａＢ₆、ＬａＳｒＣａＯ₃等を採用することができる。

【００１０】 本実施例において前記導入線２は断面円形の例えばニッケルと鉄の合金線又は ジュメット線であり、その横断面積は、前記容器の内径断面積（容器の横断面の 内径に対応される面積）の２５％以上とされる。例えば容器の外径が３ｍｍ、肉 厚が０．５ｍｍの場合、導入線は外径１ｍｍ以上とされる。ここで、上記外径が ４．１ｍｍ以下、全長が５００ｍｍ以下、導入線の断面積が容器の内径断面積の ２５％以上という限定は、放電電極近傍の容器の温度が１００℃を極端に越えな いため（若しくは上限温度を１００℃程度に抑えるため）の数値を実験に基づい て特定したものである。一つの実験例は図３に示される。容器１の内径断面積の ２５％以上の範囲で導入線２の断面積を実際にどれくらいの割合にするかは、容 器１の材質と導入線２の材質に起因する双方の熱膨張係数の相違を考慮し、容器 １に対する導入線２の貫通部分での熱応力歪み状態が極端に大きくならない範囲 で決定すればよい。

【００１１】 図３には図１の（Ａ）に示される蛍光ランプ（実施例タイプ）の特性が従来タ イプとの比較で示される。従来タイプとは導入線の太さを特に太くしていない蛍 光ランプである。実施例タイプ及び従来タイプ双方の蛍光ランプは共に容器の外 径が３ｍｍとされるが、導入線の外径は、実施例タイプでは１ｍｍ、従来タイプ では０．４ｍｍとされる。双方の特性を示すデータにおいて、ＥＺは放電開始電 圧、Ｖｉｎは入力電圧、Ｉｉｎは入力電流、ＩＬは管電流、Ｂは輝度、ｘ，ｙは 色度、Ｔｃは色温度、Ｖｏｕｔは無負荷開放電圧、ＦＬは点灯周波数、Ｗｉｎは 入力電力、ＷＬは管電力、ηｉｎ（＝｛ｃｄ／ｍ²｝／Ｗｉｎ）は１次側輝度効 率、ηＬ（＝｛ｃｄ／ｍ²｝／ＷＬ）は２次側輝度効率を意味する。同図に示さ れる管壁温度の測定結果から明らかなように、導入線を前述の如く太くした実施 例タイプは、従来タイプに比べて放電電極近傍の容器表面の温度が低下され、放 電電極３の近傍の容器１の温度は１００℃を極端に越えず、その上限温度は大凡 １００℃程度に抑えられている。これにより、放電電極近傍での発熱によって液 晶の表示性能が低下したり樹脂製部品が変形若しくは溶融したりする事態を防止 できる。

【００１２】 図１の（Ｂ）に示される実施例は、一対の水銀放出構体３Ａを相互に接近する 方向に折り曲げて、水銀放出構体３Ａが容器１の軸方向に占める割合を小さくし ながら水銀放出合金の量を増やすようにしたものである。その他の点は図１の（ Ａ）の実施例と同じであり、同一部材には同一符号を付してその詳細な説明を省 略する。

【００１３】 図１の（Ｃ）に示される実施例は、前記導入線２の先端部を扁平とし、当該扁 平部分２Ａに水銀放出構体３Ａ，３Ａを固定した点が図１の（Ａ）に示される実 施例と相違される。図１の（Ｄ）には（Ｃ）のＣ−Ｃ矢視断面図が示される。こ の実施例によれば特に、径の太い導入線２の先端部に水銀放出構体を固定して放 電電極を構成するとき、導入線２と容器１の内面との間に比較的大きな隙間を確 保することができ、更に容器を細径化しなければならないときの対応を容易化す ることができる。

【００１４】 図２の（Ｅ）に示される実施例は、図１の（Ｃ）に示される実施例に対して、 導入線２の外側端部を段付きフランジ状と成し、その外端面をステムの端面と面 一に形成した点が相違される。図２の（Ｆ）には（Ｅ）のＥ−Ｅ矢視断面図が示 される。この実施例は特に、蛍光ランプをヒューズホルダ様のソケットに装着し て利用することを考慮したものである。特に導入線２の端部をフランジ状にすれ ば、導入線２の段付き部分を構成するフランジ背面部分の平面部もステム１Ｂと の接触面を構成し、これによってステム１Ｂとの接触面積を増やすことができる 。したがって、導入線２による放熱性能を一層向上させることができると共に、 ステム１Ｂに対する導入線の貫通部分が完全に遊離する事態を起こり難くし、容 器１の内部が大気圧にリークする事態も低減することができる。更に、導入線２ の外端部がステム１Ｂから突出されないので、導入線２には捻り応力が作用され 難く、この点においても前記リークの防止に寄与する。

【００１５】 図２の（Ｇ）に示される実施例は図１の（Ａ）に示される実施例に対して、横 断面が矩形状の導入線５を利用した点が相違される。その他の構成は図１の（Ａ ）と同様である。図２の（Ｈ）には（Ｇ）のＧ−Ｇ矢視断面図が示される。外部 から導入線に捻り方向の力が加えられたとき、導入線が細ければ当該導入線それ 自体が塑性変形することで、当該外力が大きくても導入線とガラス製のステムと の接触部分が遊離する事はない。本願発明の如く導入線５が太い場合には、導入 線５の弾性範囲内で導入線５とガラス製のステム１Ｂとの間にはその円周方向に 大きな力が作用して導入線５とガラスとの接触部分が遊離して容器１の内部が大 気圧にリークする虞がある。本実施例のように、導入線５の断面形状を矩形状と することにより、ガラスと導入線５との間に作用する剪断力を矩形の各辺に沿っ て分散させることができ、これによって、導入線５の捻りに対する耐力を増すこ とができる。この効果は、ステム１Ｂを貫通する部分の前記導入線５の断面形状 が矩形状であれば足り、導入線５全体が矩形であることを要しない。

【００１６】 図２の（Ｉ）に示される実施例はパイプ状の水銀放出構体を利用して放電電極 を構成した点が上記各実施例と相違される。即ち、水銀放出構体４は、例えばス テンレス又はニッケルなどの電極材料にて成る筒状体４Ａの筒内に、前記水銀放 出合金と合金ゲッタとの混合体４Ｂが筒状体４Ａに圧入充填されている。水銀放 出構体４は先端部がバルブ１Ａの中央部に向けられて筒状体４Ａの基端部が導入 線２の先端部に嵌着固定される。筒状体４Ａの先端開口部の内面には前記電子放 射物質４Ｃが塗布されている。本実施例においても容器１の内径断面積と導入線 ２の断面積との関係は図１の（Ａ）に示される実施例と同様の関係を有する。

【００１７】 本考案は上記実施例にそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない 範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、導入線の断面 積は最大で容器の内径断面積までの大きさの範囲で適宜変更することができる。 また、放電電極の構造は、２枚の水銀放出構体を採用するもの、筒状体を採用す るものに限定されず適宜変更可能である。

【００１８】

【考案の効果】

本考案に係る蛍光放電灯は、容器の外径が４．１ｍｍ以下、容器の全長が５０ ０ｍｍ以下、導入線の断面積が容器の内径断面積の２５％以上という構造を有す るから、導入線と容器との接触面積が大きくなって、放電電極で発熱して容器に 伝導された熱を導入線を介して効率的に放熱させることができ、放電電極近傍の 容器の温度が１００℃を極端に越えない。これにより、管径の細い蛍光ランプの 放電電極近傍における容器の温度上昇を抑制でき、熱によって液晶の表示性能が 低下したり樹脂製部品が変形若しくは溶融したりする事態を阻止することができ る。

【００１９】 前記容器の端部を貫通する部分の前記導入線の断面形状を矩形状とすることに より、外部から導入線に捻り方向の力が加えられたとき、ガラスと導入線との間 に作用する剪断力が矩形の各変に沿って分散され、導入線の捻りに対する耐力を 増すことができる。

【００２０】 水銀放出合金と合金ゲッタを有する水銀放出構体を導入線の先端部に固定して 放電電極を構成すとき、前記導入線の先端部を扁平とし、当該扁平部分に水銀放 出構体を固定することにより、導入線と容器内面との間に必要な隙間を確保する ことが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る蛍光ランプの実施例説明図であ
る。

【図２】本考案に係る蛍光ランプの別の実施例説明図で
ある。

【図３】本考案の一実施例に係る蛍光ランプの管壁温度
を従来の蛍光ランプと比較して示す説明図である。

【符号の説明】

１ 容器 １Ａ バルブ １Ｂ ステム ２ 導入線 ２Ａ 扁平部分 ３ 放電電極 ３Ａ 水銀放出構体 ４ 放電電極 ５ 導入線

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 外径が４．１ｍｍ以下、全長が５００ｍ
   ｍ以下であって、内面に蛍光体を有し、希ガスと共に水
   銀蒸気が封入された容器に、一対の放電電極を内蔵し、
   前記容器の端部から導入され前記放電電極を支える導入
   線の断面積が、前記容器の内径断面積の２５％以上であ
   ることを特徴とする蛍光ランプ。
2. 【請求項２】 前記導入線は、少なくとも前記容器の端
   部を貫通する部分の断面形状が、矩形状にされて成るも
   のであることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
3. 【請求項３】 前記導入線の先端部は扁平とされ、当該
   扁平部分には、表面に水銀放出合金と合金ゲッタを有す
   る水銀放出構体が固定されて成るものであることを特徴
   とする請求項１又は２記載の蛍光ランプ。
4. 【請求項４】 前記容器はガラス製のバルブの両端開口
   部がガラス製のステムにて封止されて成り、前記導入線
   は前記ステムのほぼ中央部に貫通されて同ステムに封着
   されて成るものであることを特徴とする請求項１乃至３
   の何れか１項記載の蛍光ランプ。