JPH04255661A - 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】

【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。

【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。

【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、該凹所の内面にアルカリ土類金属もしくは希
土類金属をほぼ前記混合物の基体金属と合金化に近い状
態に焼付けた電極を使用する。

【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。

【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。

【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
を塗布して焼付けてある。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
化合物を担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
ーを加熱処理する。（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。（へ）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。

【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
タを焼付けるのである。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２０
ＫＨｚの高周波で点灯される。そして放電電流は、１２
ｍＡ、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３００００ｎｔ
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。

【００１４】

【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、基体金属粉末とエミッタ
粉末との混合物を、凹所が形成される状態で焼結し、該
凹所の内面にアルカリ土類金属をほぼ前記混合物の基体
金属と合金化に近い状態に焼付けた電極を具えているの
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Ｏ
Ａ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、希土類金属を使用しても、ほぼ
同様の技術効果が得られる。

【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】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。

【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 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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基体金属粉末と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、該凹所の内面に
   、アルカリ土類金属もしくは希土類金属がほぼ前記混合
   物の基体金属と合金化に近い状態で焼付いてなる電極を
   具備することを特徴とする蛍光ランプ。