JPH04337239A

JPH04337239A - 蛍光ランプ

Info

Publication number: JPH04337239A
Application number: JP13698691A
Authority: JP
Inventors: Koji Tagawa; 幸治田川; Yasuo Onishi; 大西　安夫; Takeo Kamegaya; 亀ヶ谷　武夫
Original assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Current assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Priority date: 1991-05-14
Filing date: 1991-05-14
Publication date: 1992-11-25
Anticipated expiration: 2014-01-27
Also published as: JP2852140B2

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好適に用いられる蛍光
ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオ一体型カメラ等の小型液晶パネル
を備えたディスプレイ装置等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
第４０頁〜第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やすさを得るために、輝度、輝度
均斉度、発光色等の光学的特性と、液晶パネルの薄型軽
量、低消費電力等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。また、その他の条件として、液晶パ
ネルが熱に弱いことから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。すなわち、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、さらには
最適な電極設計がなされる。また、高周波安定器により
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】しかるに、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。このような事情から
、小型で温度上昇が速く、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、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となり、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、この金属パイプにより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が提案されている。

【０００４】実開昭６４−１９２５１号公報に示された
金属パイプは、ほぼ有底筒状、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号公報にも説明さ
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し、従って、
消費電力が低減して発光効率が向上する利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる構造の
電極を、消費電力を数Ｗ〜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れ、使用寿命途中での光量減衰
が早い問題がある。特に、高周波安定器により点灯する
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、特に
薄型の液晶パネルのバックライト用として有用で、また
管径の細い蛍光ランプを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明の蛍光ランプは、金属パイプの一端にリード
棒が挿入され、当該金属パイプの一端が圧潰されて両者
が接続され、前記金属パイプの拡開部の内面にはアルカ
リ土類金属もしくは希土類金属の化合物、またはこれら
の化合物とその他の金属粉末との混合物が塗布され、こ
れらの金属が前記金属パイプ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。

【０００７】

【作用】アルカリ土類金属もしくは希土類金属の化合物
、またはこれらの化合物とその他の金属粉末との混合物
が金属パイプの拡開する内面に塗布されて、これらの金
属が金属パイプと合金化に近い状態で焼付いているので
、耐イオン衝撃性が著しく高くなる。従って、電極物質
の飛散が少ない。また、電極が金属パイプにより構成さ
れるので、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、電極を太くせずに長めに設計する
ことにより、ホローカソード的な効果を得ることができ
、従って、管径は細いが、長形で消費電力の大きいラン
プの設計が可能となる。また、電極の熱容量が小さいの
で、温度上昇が速く、立ち上がりの速い照明が可能とな
る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。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。この蛍光ランプ１は、例えばニッケル製
の金属パイプ２の一端３にリード棒４が挿入され、当該
金属パイプ２の一端３が圧潰されて両者が接続され、前
記金属パイプ２の拡開部の内面５にはアルカリ土類金属
もしくは希土類金属の化合物、またはこれらの化合物と
その他の金属粉末との混合物が塗布され、これらの金属
が前記金属パイプ２と合金化に近い状態で焼付いてなる
電極６を有する。７はその合金化層を示す。

【０００９】鉛ガラスからなるバルブ８の内径は約３．
３ｍｍであって、その両端部に電極６が配置される。電
極間距離は例えば１４０ｍｍである。バルブ端部９は、
リード棒４に設けられたガラスビーズ１０で封止されて
いる。バルブ８内には所定量の希ガスと水銀が封入され
、内面には蛍光体層１１が付着している。１２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１０に近い位置のリード棒４に取付けてある。

【００１０】アルカリ土類金属としては、カルシウム、
バリウム、ストロンチウム等が挙げられ、その化合物と
しては、酸化物、炭酸塩、バリウム−ストロンチウム−
カルシウムのカーボネイト等が挙げられる。特に、アル
カリ土類金属の酸化物は、エミッタ（電子放射を良くす
る物質）として有効に作用するものである。希土類元素
としては、ランタン、セリウム等が挙げられ、その化合
物としては、酸化物、炭酸塩、硝酸塩等が挙げられる。

【００１１】その他の金属としては、金属パイプ２と同
様の材料が好ましく用いられる。具体的には、ニッケル
等が挙げられる。また、ニッケルにマグネシウム、アル
ミニウム、タングステン、シリコン等の還元剤として作
用する金属を混合したものであってもよい。還元剤とし
て作用する金属が混合されることにより、金属パイプ２
との合金化が促進される。具体的一例においては、ニッ
ケルにアルミニウムを添加したものに、アルカリ土類金
属の酸化物と酸化アルミニウムとの混合物もしくは複合
酸化物を混合したものが挙げられる。

【００１２】アルカリ土類金属もしくは希土類金属の化
合物、またはこれらの化合物とその他の金属粉末との混
合物を金属パイプ２の拡開部の内面５に塗布し、これを
真空中で高温で加熱処理すると、金属パイプ２の金属に
よる還元反応が進行して、白色状の化合物（酸化物）が
黒色状に変化し、金属パイプ２と合金化に近い状態で焼
付けられる。

【００１３】本実施例の蛍光ランプは、例えば次のよう
な製造プロセスによって製造される。（１）金属パイプの拡開部となる内面に、アルカリ土類
金属もしくは希土類金属の化合物、またはこれらの化合
物とその他の金属粉末との混合物を塗布する。（２）金属パイプの一端に、水銀化合物やガラスビーズ
を有するリード棒を挿入し、金属パイプの一端を圧潰し
て両者を接続し、電極組立体を作製する。（３）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、一方の電極組立体のみを
先にガラスビーズの位置で封着する。（４）ベルジャーの中を高真空に排気し、金属パイプの
拡開部の内面に塗布されていたアルカリ土類金属もしく
は希土類金属の化合物、またはこれらの化合物とその他
の金属粉末との混合物を加熱処理する。（５）ベルジャー内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。（６）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。

【００１４】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、すでに多数の技術が開示されているが、それらの技
術が上記製造プロセスに利用できる。

【００１５】図１で説明した蛍光ランプは、例えば図２
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２１が含まれており、交流電
源２２が電解コンデンサ２３とダイオード２４で整流さ
れてインバータ２１に入力される。そしてトランジスタ
２５と２６が交互にオン、オフするとトランスＴの２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。なお、２７は点灯起動を容易にするためのトリガ
ー用電極であり、アース側に接続してある。Ｌはコイル
、Ｒ１　，Ｒ２　は抵抗、Ｃ２　はコンデンサである。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、蛍
光ランプ１は約２０ｋＨｚの高周波で点灯される。そし
て、放電電流を１２ｍＡ、電圧を約５６０Ｖ（ピーク・
トウ・ピーク値）に選定すると、初期特性で３００００
ｎｔ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。

【００１６】次に、図３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３１には
、光拡散板３２および電気回路部品３３が取付けられて
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。蛍光ランプ１はミラー３４で取囲ま
れており、直射光と反射光とがプリズム型の導光板３５
に入って反射され、開口３６と光拡散板３２を透過して
液晶パネルを背後から照明する。導光板３５内の反射の
経路は、蛍光ランプ１からの光を長辺３７で底辺３８の
方へ反射し、あらためて底辺３８からの反射光が開口３
６へ向かうようにしている。ただし、この蛍光ランプ１
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等の光源として使用できること
は勿論である。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の蛍光ラン
プによれば、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でき
、さらに、ホローカソード的効果による発光効率も向上
する。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、あ
るいはＯＡ機器用蛍光ランプとして優れたものを提供す
ることができる。また、電極の熱容量が小さいので、温
度上昇が速く、立ち上がりの速い照明が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蛍光ランプの実施例の要部の説明図で
ある。

【図２】本発明の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３】本発明の蛍光ランプの使用例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１　　　　蛍光ランプ　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　２　　　　金属パイプ３　　　　金属パイプの一端　　　　　　　　　　　　
　　４　　　　リード棒５　　　　金属パイプの拡開部
の内面　　　　　　６　　　　電極７　　　　合金化層
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８　　
　　バルブ９　　　　バルブ端部　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　１０　　ガラスビーズ１１　　蛍光体層　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　１２　　金属部材２１　　自励型インバータ
　　　　　　　　　　　　　　２２　　交流電源２３　
　電解コンデンサ　　　　　　　　　　　　　　　　２
４　　ダイオード２５　　トランジスタ　　　　　　　　　　　　　　　
　　　２６　　トランジスタ２７　　トリガー用電極　　　　　　　　　　　　　　
　　Ｔ　　　　トランスＬ　　　　コイル　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｒ１　　　抵抗
Ｒ２　　　抵抗　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　Ｃ２　　　コンデンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　金属パイプの一端にリード棒が挿入さ
れ、当該金属パイプの一端が圧潰されて両者が接続され
、前記金属パイプの拡開部の内面にはアルカリ土類金属
もしくは希土類金属の化合物、またはこれらの化合物と
その他の金属粉末との混合物が塗布され、これらの金属
が前記金属パイプ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。