JPH02257560A - 蛍光ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は液晶テレビ等の液晶デイスプレィパネルを背面
から照明するバックライトに好適な蛍光ランプに係り、
特に、一対の冷陰極を改良した蛍光ランプに関する。、 （従来の技術） 従来、この種の蛍光ランプとしては、特開昭６２−２０
８５３７号公報に示されている平面形蛍光ランプがあり
、この平面形蛍光ランプ１は第１２図〜第１５図に示す
ように構成され、１枚の透明板ガラスからなる前面プレ
ート２ど、同じく同形同大の１枚の板ガラスからなる背
面プレート３とを同心状に対向配置している。

また、これら両ブレーｈ２．３の外周縁部相互間には、
ガラス製のスペーナ枠４を介在させて例えばガラスフリ
ット等により気密に固着し、偏平矩形箱状の密閉容器５
を構成している。

密閉容器５はその内部に、例えばホローカソード形冷陰
極等の一対の冷陰極６ａ、５ｂを相互に離間して対向配
置しており、これら一対の冷陰極５ａ、５ｂは軸横断面
口字形の箱形に形成され、これら口字形開口を相互に対
向させている。

これら一対の６陰１４６ａ、６ｂ間でグロー放電させる
放電空間７は密閉容器５により偏平状に形成され、この
密閉容器５内の空気は円管状の排気管８により排気され
る一方、この排気管８を通して密閉容器５内にキセノン
、クリプトン、アルゴン、ネオン、ヘリウム等からなる
少なくとも１種の希ガス、または場合によってはこの希
ガスと所定量の水銀が封入されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の平面形螢光ランプ１で
は調光すると、発光効率が悪くなるという課題がある。

すなわち、一対の冷陰極６ａ、６ｂの対向間隔が再冷陰
極６ａ、６ｂの間口端（内端）全周に自ってほぼ等間隔
であるので、これら一対の冷陰極６ａ、６ｂ間に所定の
放電開始電圧が印加されると、これら一対の冷陰極６ａ
、６ｂの一部分からグロー放電が発生し、その後、電圧
の上昇とともに、グローが冷陰極５ａ、５ｂの全面を覆
う。このとき放電状態は正規グロー域と異常グロー域の
移行領域にある。

上記平面形蛍光ランプ１を調光しようとすると、常にこ
の移行領域より電圧、電流密度の高い異常グロー域で行
なわなければならない。なぜなら、平面形蛍光ランプ１
は全面にわたって発光して初めてバッタライ１−等とし
ての機能を果すからである。一般に異常グロー域では正
規グロー域に比べて電流密度が高くなり、陰極降下電圧
が上界するので電極物質のスパッタリングが顕箸になる
。

したがって、従来の平面形蛍光ランプ１では調光を行な
うと、効率が悪くなる。

そこで本発明は前記事情を考慮してなされたもので、そ
の目的は高効率で調光することができる蛍光ランプを提
供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は前記課題を解決するためになされたものであり
、次のように構成される。

すなわち本発明は、グロー放電を行なう一対の冷陰極を
有する蛍光ランプにおいて、前記一対の冷陰極は、その
対向方向で放電する複数対の冷陰極体を、その放電軸に
ほぼ平行に、かつ放電間隔をそれぞれ異にして配置する
と共に、放電軸に直交する方向に所要の間隔をおいて複
数段にｖＪ層し、しかも、その積層方向に電気的に接続
してなることを特徴とする。

（作用） 一対の冷陰極間に印加される電圧を順次界圧し、ランプ
電流を増大することにより、当初、−対の冷陰極体同士
のグロー放電を、次第にＷＩ数対の冷陰極体同士のグロ
ー放電に拡大発展させて行き、陽光柱を増大させること
ができる。

したがって、ランプ電流を制御することにより蛍光ラン
プの輝度を順次高めることができる。

一方、これとは逆に、一対の冷陰極間に印加される電圧
を順次降圧し、ランプ電流を減少することにより、これ
ら一対の冷陰極間に発生する陽光柱を、複数対の冷陰極
体毎に減少させて蛍光ランプの輝度を低下させることが
できる。

したがって、本発明によれば、調光を正規グロー領域で
効率良く行なうことができる。

また、一対の冷陰極の冷陰極体が放電軸に対し直交方向
に複数段に８ｉ層されているので、８％層方向で隣合う
冷陰極体同士のホローカンード効果により、放電開始電
圧が低下し、ランプ効率を大幅に向上することができる
。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図〜第１１図に基づいて説
明する。

第１図は本発明を平面形蛍光ランプに適用した場合の一
実施例の全体構成を示す分解斜視図であり、図において
、平面形蛍光ランプ１１は液晶テレビ等の液晶デイスプ
レィパネルの背面を照明するバックライトとして好適な
照明装置として開発されたものであり、１枚の透明板ガ
ラスから成る曲面プレート１２と、同じく同形同大の１
枚の板ガラスから成る背面プレート１３とを同心状に対
向配置している。

これら両プレート１２．１３の外周縁部間には、イの外
周縁部と同形同大の矩形枠に組み立てられたガラス製の
スペーサ枠１４を介在させ、このスペーサ枠１４の図中
上下両面と、前、背面プレー１−１２．１３の外周縁部
との接合面を、例えば低融点のフリットガラス１５によ
りそれぞれ気密に接合し、第２図〜第４図に示すように
薄形箱状の密閉容器１６に構成している。

そして、密閉容器１６はその内部に一対の６陰１４２０
．２１を、前面プレーｉ〜１２と背面プレー１−１３と
の対向方向に直交する方向に対向配置して収容しており
、密閉容３１６内を、これら一対の冷陰極２０．２１間
でグロー放電を発生させる放電空間２２に構成している
。

そして、一対の冷陰極２０．２１は第１図に示ずように
例えばニッケル製で帯板状の左右一対の下部冷陰極板２
０ａ、２１ａを、前面プレート１２と背面プレート１３
との対向方向に直交する方向（第１図では水平方向）に
所要の間隔をおいて対向配置し、しかも水平方向にほぼ
平行に配置している。

これとほぼ同様に、例えばニッケル製で帯板状の左右一
対の上部冷陰極板２０ｂ、２１ｂを、各下部冷陰極板２
０ａ、２１ａの上方に所要の間隔をおいて積層し、しか
も図中水平方向にほぼ平行に配置している。

また、一対の上部冷陰極板２０ｂ、２１ｂ同士の対向間
隔（放電間隔）ｄｌは、一対の下部冷陰極板２０ａ、２
１ａ上士の対向間隔ｄ２よりｂ長くなるように一対の上
部冷陰極板２０ｂ、２１ｂが一対の下部冷陰極板２０ａ
、２１ａよりも若干外側へ後退し、放電間隔を異にして
いる。

各下部冷陰極板２０ａ、２１ａは各上部冷陰極板２０ｂ
、２１ｂに、その長手方向中間部にて導電体より成る帯
板状の接続片２０ｃ、２１ｃにより電気的に接続され、
しかも、各下部冷Ｉ！２極板２０ａ、２１ａの長手方向
一端には導電体より成るリード片２３．２４が固着され
ている。

これらリード片２３．２４は平面形蛍光ランプ１１の組
立時には、第３図に示すようにスペーサ枠１４の図中下
面を背面プレート１３に気密に接合するフリツＩ・ガラ
ス１５を気密に貫通して外部に延出し、図示しない電気
回路に接続され、所要のランプ電圧を印加するようにな
っている。

なお、第１図〜第３図中、符号２５はスペーサ枠１４を
軸直角方向に気密に口過して密閉容器１６の内外を連通
ずる排気管であり、この排気管２５に例えば図示しない
ドーザ−等を接続して、密閉容器１６内の空気を排気す
ると共に、キセノン、クリプトン、アルゴン、ネオン、
ヘリウム等から成る少なくとも１種の希ガス、または場
合によってはこの希ガスと所定量の水銀を封入するよう
になっている。

次に本実施例の作用を説明覆る。

まず、一対のリード片２３．２４間に所要の電圧を印加
すると、第６図（Ａ＞に示すように一対の下部冷陰極板
２０ａ、２１ａにおいて、まず、一対のリード片２３．
２４側の前端部名上面上に所要幅の負グローが左右にそ
れぞれ発生すると共に、これら左右の負グローを架橋す
る所要幅のグロー放電が発生し、所要幅の陽光柱Ｙが発
生する。

さらに、一対のリード片２３．２４に印加される印加電
圧を昇圧し、ランプ電流を増大させて行くと、第６図（
Ｂ）に示すように、左右一対の下部冷陰極板２０ａ、２
１ａ上の各負グローがその両者２０ａ、２１ａの長手方
向に進展して行き、そのほぼ全面を覆うと、両冷陰極板
２０ａ、２１ａのほぼ全長にわたってグロー放電が発生
し、所要幅の陽光柱Ｙが形成される。

このとき、一対のＥ部冷陰極板２０ｂ、２１ｂにはラン
プ電流が殆ど流入せず、両者２０ｂ、２１ｂには負グロ
ーも発生していない。

したがって、一対の下部冷陰極板２０ｂ、２１ｂ間の陽
光柱Ｙにより１警閉容器１６内の水銀原子が励起されて
、紫外線が発生し、この紫外線が前面プレーＩ・１２の
蛍光膜１７を励起し、可視光に変換して、前面プレート
１２の外面をほぼ全面的に発光させる。

また、密閉容器１６内で発生した紫外線は背面プレート
１３の光拡ｒｌｌ膜１８により拡散されると共に、光反
射膜１９により反射されて、前面プレー　１−１２の蛍
光膜１７へ案内され、ここでさらに可視光に変換されて
、前面プレート１２の外面を発光させる。

ところで、一般に電極に通電されるランプ電流はその電
極の表面積により決定されるものであり、そのランプ電
流がその電１ルの最大電流密度内である場合には、第７
図で示すようにその電極間のグロー放電は正規グロー域
に収まる・ しかし、そのランプ電流が電極の最大電流密度を超過す
ると、第７図に示づように正規グロー域の終点Ｐを超え
て、電極で発生する電圧降下が増大するという異常グロ
ー域に入り、ランプ効率を低下せしめるという問題が発
生する。

しかしイｆがら、本実施例は一対の下部冷陰極板２０ａ
、２１ａに、左右一対の上部冷ＩＩ２極板２０ｂ、２１
ｂを電気的に接続しているので、一対の下部冷陰極板２
０ａ、２１．ａで超過した超過電流は各接続片２０ｃ、
２１ｃを介して一対の上部冷陰極板２０ｂ、２１ｂに流
入する。

したがって、一対の下部冷陰極板２０ａ、２１ａに、そ
の過剰電流が流れた場合でも、両者２０ａ、２１ａのグ
ロー放電が異常グロー域に移行せず、正規グロー域で放
電を保持することができる。

その結果、ランプ効率の向上が図られる。

さらに、一対のリード片２３．２４間の印加電圧を胃圧
し、ランプ電流を増大さＵて行くと、−対の上部冷陰極
板２０ｂ、２１ｂにおいても、第６図（Ａ＞、（Ｂ）で
示す一対の下部冷陰神板２Ｑａ、、２１８間のグロー放
電の場合とほぼ同様に進展し陽光柱Ｙが成長して行く。

しかも、一対の上部冷陰極板２０ａ、２１ａに負グロー
がそれぞれ発生するときには、既に、その下方にある一
対の下部冷陰極板２０ｂ、２１ｂがグロー放電している
ので、これら下部冷陰極板２０ａ、２１ａの負グローと
、上部冷ｌ１２極板２０ｂ、２１ｂの負グローとが上下
方向で合体し、ホローカソード効果（光電効！ＩＷ）が
発生するので、上部冷陰極板２０ｂ、２１ｂ同士のグロ
ー放電が高効率で発生する。

こうして上部と下部の２対の冷陰極板２０ａ。

２１ａ、２０ｂ、２１ｂ間でそれぞれグロー放電が発生
し、上下２木の陽光柱Ｙ、Ｙが発生する。

このために、２本の陽光柱Ｙ、Ｙにより水銀原子を励起
して発生する紫外線が増大し、前面プレート１２の蛍光
膜１７で変換される可視光量が増大し、前面プレート１
２の外面の発光面が高輝麿で発光する。

一方、これとは逆に前記ランプ電流を減少させて行くと
、まず、一対の上部冷陰極板２０ｂ、２１ｂ間のグロー
放電が縮小し、やがてグロー放電を停止させる。

これにより、一対の上部冷陰極板２０ｂ、２１ｂ同士の
グロー放電により発生していた紫外線の発生量が減少す
るので、その分、平面形蛍光ランプ１１の輝麿が低下す
る。

さらに、ランプ電流を減少させて行き、一対の下部冷陰
極板２０ａ、２１ａ間のグロー１１ｉ電および陽光柱を
も縮小させて行くと、やがて平面形蛍光ランプ１１仝体
の輝疫が著しく低下し、消灯される。

したがって、この実施例によれば一対の冷陰極２０．２
１に流すランプ電流を制御することにより簡単に調光す
ることができる。

しかも、この調光を常に正規グロー域で行なうことがで
きるので、効率的な調光を行なうことができる。

また、一対の下部冷陰極板２０８．２１ａ間を全面的に
グロー放電させた後に、これらの上方にある一対の上部
冷陰極板２０ｂ、２Ｉｂ間でｂ！ｉ電を開始さ「るとき
に、ホローカソード効果（光電効果）が発生し、一対の
上部冷陰極板２０ｂ、２１ｂ間のグロー放電の発生およ
び進展が促進されるので、ランプ効率を大幅に向上させ
ることができる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
例えば一対の冷陰極２０．２１を第９図〜第１１図に示
すように構成してもよい。

すなわち、第９図〜第１１図は左右一対の冷陰極が左右
対称であるので、一対の一方を省略して図示しており、
第９図で示す冷陰極３０はリード片２３を接続している
導電体より成る帯板状の下部冷陰極板３０ａと、これと
ほぼ同形同大の下部冷陰極板３０ｂとをその端部にて接
続片３０ｃにより電気的に接続したものであり、上部冷
陰極板３０ｂの内端（第９図では前端）は下部冷陰極板
３０ａの内端より６若干外側へ後退し、放電間隔を異に
している。

また、第１０図で示ず冷陰極板４０は導電体より成る帯
板状の例えば３枚の冷陰極板４０ａ、４０ｂ、４０ｃを
上下方向に所要の間隔をおくと共に、上方に行くに従っ
て次第に外側へ後退するように３段に積層し、これらの
長子方向中間部を接続片４０ｄにより電気的に接続して
いる。

さらに、第１１図で示寸冷陰極５０は４電休より成る円
柱状の３本の冷陰極体５０ａ、５０ｂ。

５０ｃを上下方向に所要の間隔をおくと共に、上方へ行
くに従って、次第に外側へ後退するように、３段に積層
し、これら５０ａ、５０ｂ、５０ｃの軸方向中間部を接
続片５０ｄにより電気的に接続している。

さらに、本発明においては前記冷陰極板および冷陰極体
の本数に限定されないのは勿論である。

そして、第９図〜第１１図で示す実施例においても、第
１図等で示す実施例と同様の作用効果を奏することがで
きる。

さらにまた、前記実施例では本発明を平面形蛍光ランプ
１１に適用した場合について説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、一対の冷陰極を有する蛍光
ランプ全般に適用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、複数対の冷陰極体を、そ
の放電軸にほぼ平行に、かつ放電間隔をそれぞれ異にし
て配置すると共に、放電軸に直交する方向に所要の間隔
をおいて複数段に積層し、しかも、そのｖ１ｆｆ方向に
電気的に接続することにより、一対の冷陰極を構成した
ので、蛍光ランプの調光を正規グロー域で効率的に行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る蛍光ランプの一実施例の全体構成
を示す分解斜視図、第２図は第１図で示す実施例の組立
状態の平面図、第３図は第２図の正面図、第４図は第２
図のｒＶ−ｒＶｆｉｌ断面図、第５図（Ａ）は第１図で
示す一対の冷陰極の一方の平面図、第５図（Ｂ）は同図
（Ａ）の正面図および側面図、第６図（Ａ）は第１図で
示す一対の下部冷陰極板の放電開始状態を示す模式図、
第６図（Ｂ）は同図（Ａ）で示すグロー放電が全面的に
成長した状態を示す模式図、第７図は第１図で示１実施
例の電圧−電流特性を示すグラフ、第８図（Ａ）は第１
図等で示す一対の下部冷陰極板同士でグロー放電が発生
した状態を示ず模式図、同図（Ｂ）は第１図で示す一対
の冷陰極が上下２段でグロー放電を行なった状態を示す
模式図、第９図〜第１１図は第１図で示す一対の冷陰極
の変形例を、一対の他方を省略して示す斜視図、第１２
図は従来の平面形蛍光ランプの分解斜視図、第１３図は
第１２図で示す従来例の組立状態を示す平面図、第１４
図は第１３図の正面図、第１５図は第１３図のＷ−Ｗ線
断面図である。 １１・・・平面形蛍光ランプ、１６・・・密閉容器、２
．０．２１・・・一対の冷陰極、２０ａ、２１ａ−・−
一対の下部冷陰極板、２０ｂ、２１ｂ・・・一対の上部
冷陰極、２２・・・放電空間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. グロー放電を行なう一対の冷陰極を有する蛍光ランプに
   おいて、前記一対の冷陰極は、その対向方向で放電する
   複数対の冷陰極体を、その放電軸にほぼ平行に、かつ放
   電間隔をそれぞれ異にして配置すると共に、放電軸に直
   交する方向に所要の間隔をおいて複数段に積層し、しか
   も、その積層方向に電気的に接続してなることを特徴と
   する蛍光ランプ。