JPH0458448A - 放電ランプ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は放電ランプに関し、特に液晶パネルのバックラ
イトに用いられる小型の蛍光ランプに関するものである
。

〔従来技術〕

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
イスプレィ装置などに使用されるバックライト用の蛍光
ランプは１例えば照明学会誌（第７３巻第５号４０〜４
６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、軽澱、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
入景が定められ、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。

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ＩＷ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
ド効果を有し、発光に寄与しなぃ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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、かかる構造の電極では、消費電力に数Ｗ
に上げてパワーアップし、輝度を大きくした蛍光ランプ
の場合に、消費電力がＩＷ以下のものと同様に小型にす
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、細いフィラメ
ントコイルに衝突するのでどうしても点灯寿命が短くな
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、やはり点灯寿命が短くなる問題点があ
る。

また、かかる電極を製造する際に、金属パイプの一端を
プレスで圧潰してフィラメントコイルの端部を保持し、
それからリード線とゲッター板を金属パイプにスポット
溶接するので、製造工程が多くて手間を要する問題点が
ある。

そこで本発明は、電極が小型で発光効率が良く。

消費電力を少々大きくしてパワーアップしても点灯寿命
が長くて液晶パネルのバックライト用小型蛍光ランプに
適し、しかも電極の製造が簡単な放電ランプを提供する
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる目的を達成するために、本発明は、ガラスバルブ
内に一対の電極が対向配置され、所定量の希ガスと水銀
が封入された放電ランプにおいて。

その電極を基体金属粉末にアルカリ土類金属系のエミッ
ターを混合成形した焼結体で構成し、その先端側にホロ
ーカソード状の凹所を形成し、その後端側にリード線を
かしめにより固定する構造とする。

あるいは、電極を基体金属粉末にアルカリ土類金属系の
エミッターを混合成形した焼結体で構成し、その先端側
にホローカソード状の凹所を形成し、その後端側にリー
ド線をかしめによりｂ５定するとともに、エミッターの
含有量が後端側よりも先端側の方を高くする構造とする
。

あるいは、電極を基体金属粉末にアルカリ土類金属系の
エミッターを混合成形した焼結体で構成し、その先端側
にホローカソード状の凹所を形成し、その後端側にリー
ド線をかしめにより固定するとともに、凹所の内面にエ
ミッターをより高濃度に含有した金属粉末ないしエミッ
ターのみを付着するか、もしくは凹所にエミッターをよ
り高濃度に含有した金属粉末もしくはエミッターのみの
筒状の第２焼結体を充填した構造とする。

〔作　用〕

すなわち、電極を基体金属粉末にアルカリ土類金属系の
エミッターを混合成形した焼結体で構成するので、小さ
な嵩体積の中に多量のエミッターを含有させることがで
き、かつフィラメントコイルよりも丈夫であるので、電
極が小さくてよく、電流値を大きくしてパワーアップし
ても点灯寿命の長いものが得られる。また、先端側にホ
ローカソード状の凹所が形成されているので、ホローカ
ソード効果のために陰極降下電圧の低下が期待できる。

そして、後端側にリード線をかしめにより固定するが、
基体金属粉末に対するエミッターの含有量をあまり多く
するとかしぬが不可能になる。

しかし、エミッターの含有量をかしめ可能な範囲内で多
く含有させることにより、点灯寿命とかしめ操作を両立
させることができる。従って、スポット溶接工程などが
不要であり、工程数が少なく、簡単に製造することがで
きる。

更には、請求項２記載の発明のように、エミッターの含
有量をかしめを行う後端側の方を低くし、アークが放電
する先端側の方を高くすると、容易にかしめることがで
きるとともに、有効なエミッター量を多くでき、また、
請求項３記載の発明のように、凹所の内面にエミッター
をより高濃度に含有した金属粉末ないしエミッターのみ
を付着するか、もしくは凹所［こエミッターをより高濃
度に含有した金属粉末もしくはエミッターのみの筒状の
第２焼結体を充填すると、同様に容易にかしめることが
できるとともに、有効なエミッター量を多ぐできる。

〔請求項１記載の発明の実施例〕 第１図は、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小型蛍光ラン
プ１０の一端側を示すが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以下の細径のガラスバル
ブ１内には一対の電極２が対向配置されており、その端
部はガラスピーズ５でシールされている。そして、ガラ
スバルブ１内に所定量の希ガスと水銀が封入され、内面
に蛍光体１層９が付着されているが、蛍光体層９が軸線
方向に付着しない帯状のアパーチャーが形成されており
、光はこのアパーチャーから強く放射する。

ここで、電極２は９例えばニッケルからなる基体金属粉
末にアルカリ土類金属系、例えばバリウム・ストロンチ
ウム・カルシウムの酸化物からなるエミッターを混合し
て焼成した焼結体３で構成さ九ている。焼結体３の先端
側には、放電に寄与するホローカソード状の大きな凹所
３１が形成されており、後端側にはリード線４が挿通さ
れる小さな孔３２が穿設されている。そして、シール用
のガラスピーズ５が溶着されたリード線４をこの孔３２
に挿通し、部位Ｋにおけるかしめによって固定している
。このように焼結体３をかしめるので、基体金属粉末と
エミッターの混合比は、焼結体３をかしめ可能な範囲内
でエミッターを多く含有させるのがよく、例えば重量比
で基体金属粉末１００に対してエミッター１０が選ばれ
る。

〔請求項２記載の発明の実施例〕 第２図において、焼結体３は、凹所３１が形成さた先端
側３ｂと孔３２が穿設された後端側３ａの２つの区域か
らできている。後端側３ａはかしめてリード線４を固定
するので、前記と同じ配合の混合物からなるが、先端側
３ｂはかしめないので、エミッターを大きく増量するこ
とが可能になり、例えば基体金属粉末としてモリブデン
粉末を選び、重量比でモリブデン粉末１００に対して前
記のエミッター３０の割合で混合しである。そして、金
型による２回の成形作業で先端側３ｂと後端側３ａを一
体に成形し、焼結する。

〔請求項３記載の発明の実施例〕 第３図において、焼結体３は、第１図に示すものと同一
形状であるが、凹所３１内に内孔６１を有する筒状の第
２焼結体６が充填されている。従って、第２焼結体６の
内孔６１がホローカソード的な役目を果たすにこで、焼
結体３の組成は。

かしめる必要があるので、基体金属粉末としてタングス
テン粉末を選び、重量比でタングステン粉末１００に対
して前記のエミッター１０の割合で混合しである。一方
、第２焼結体６は、タングステン、ニッケル、ジルコニ
ウムの混合物１００に対して前記のエミッター５００〜
１０００の割合で混合したものであり、更には基体金属
粉末を使用せずにエミッターのみからなるものであって
もよい。これの作り方も、前記と同じく、金型による２
回の成形作業で焼結体３と第２焼結体６を一体に成形し
、焼結する。

あるいは、図示しないが、第２焼結体６に代えて、凹所
３１の内面に第２焼結体６用の前記の混合物をバンイダ
ーによって付着させても良い。このときも、凹所３１を
混合物で完全には充填せず、中空部分を形成してホロー
カソード的効果が期待できるようにする。

かかる蛍光ランプ１０が第４図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　１２が
含まれており、交流電源１３が電解コンデンサＣ３とダ
イオード１５で整流されて自励型インバータ　１２にイ
ンプットされる。そしてトランジスタＴｒ、とＴｒ、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１０に印加される。なお、符
号１１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、アース側に接続しである。従って、コンデン
サＣ工の容量とトランス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２０〜１０
０ＫＨｚの高周波で点灯される。

そして、放電電流は３．５〜２０ｍＡ、電圧は１０ｏＯ
〜２５００Ｖ　（電圧波形の上のピークと下のピークの
差）程度である。

次に、第５図はこの蛍光ランプ１０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１０３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は小さく設計されて
いる。そして１本発明の蛍光ランプ１０がミラー１０４
で取り囲まれており、ミラー１０４の反射光はプリズム
型の光導板１０５で反射し、光拡散板１０１を透過して
図示略の液晶パネルの背面に入射する。ここで、蛍光ラ
ンプ１０が小型であるので、ミラー１０４の大きさを電
気回路部品１０３などの大きさで定まるバックライトユ
ニットの高さｈ内に収めることができる。

なお、本発明の放電ランプは、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明らかである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の放電ランプは。

先ず、ホローカソード効果が得られて発光効率が優れて
いるが、電極を基体金属粉末にアルカリ土類金属系のエ
ミッターを混合成形した焼結体で構成するので、小さな
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が少々大きくなって電
子線などが増加しても点灯寿命の長い小型放電ランプと
することができる。従って、小型で点灯寿命が長いこと
が特に強く要求される小型液晶パネルのバックライト用
蛍光ランプに好適である。また、焼結体をかしめてリー
ド線を固定するので、製造工程が少なく、簡単に製造で
きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１記載の発明の説明図、第２図は請求項
２記載の発明の詳細な説明図、第３図は請求項３記載の
発明の詳細な説明図、第４図は電源回路の説明図、第５
図はバックライトユニットの説明図である。 １・・・ガラスバルブ　２・・・電極　３・・・焼結体
　３１・・凹所　３２・・・孔　４・・・リード１ＩＡ
５・・・ガラスピーズ　６・・・第２焼結体　６１・・
・内孔　９・・・蛍光体層１０・・・蛍光ランプ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ガラスバルブ内に一対の電極が対向配置され、所定
   量の希ガスと水銀が封入された放電ランプにおいて、 該電極は、基体金属粉末にアルカリ土類金属系のエミッ
   ターを混合成形した焼結体からなり、その先端側にホロ
   ーカソード状の凹所が形成され、その後端側にリード線
   がかしめにより固定されたことを特徴とする放電ランプ
   。 ２）ガラスバルブ内に一対の電極が対向配置され、所定
   量の希ガスと水銀が封入された放電ランプにおいて、 該電極は、基体金属粉末にアルカリ土類金属系のエミッ
   ターを混合成形した焼結体からなり、その先端側にホロ
   ーカソード状の凹所が形成され、その後端側にリード線
   がかしめにより固定されるとともに、エミッターの含有
   量が後端側よりも先端側の方が高いことを特徴とする放
   電ランプ。 ３）ガラスバルブ内に一対の電極が対向配置され、所定
   量の希ガスと水銀が封入された放電ランプにおいて、 該電極は、基体金属粉末にアルカリ土類金属系のエミッ
   ターを混合成形した焼結体からなり、その先端側にホロ
   ーカソード状の凹所が形成され、その後端側にリード線
   がかしめにより固定されるとともに、該凹所の内面にエ
   ミッターをより高濃度に含有した金属粉末ないしエミッ
   ターのみが付着されるか、もしくは該凹所にエミッター
   をより高濃度に含有した金属粉末もしくはエミッターの
   みの筒状の第２焼結体が充填されたことを特徴とする放
   電ランプ。