JPH0458450A - 蛍光ランプ装置 - 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〕 本発明は蛍光ランプ装置に関し、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装置に関するも
のである。

〔従来技術〕

ビデオ一体型カメラなどの液晶パネルを使用するデイス
プレィ装置にはバックライトとして蛍光ランプと電源回
路からなる蛍光ランプ装置が使用される。このバックラ
イト用の蛍光ランプは、例えば照明学会誌（第７３巻第
５号４０〜４６頁）に詳しく解説さおでいるように、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１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
２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、インバータを有する電源回路に接続して
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（リード線）に固定された金Ｈ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。

〔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、かつ消費電力の増大にともなって放電時に電子線な
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
電源で点灯するので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、金属パイプは電流密度をあまり大きくできないの
で、消費電力を上げてパワーアップすると金属パイプの
外径が大きくなり、バルブの内径が大きくなる問題点が
ある。

更には、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。なお、このゲッター板は、帯状のニッケル板の
一方の面にタンタンルやジルコンのゲッター金属粉末を
焼き付け、他方の面には水銀化合物を付着させたもので
あって、組立後に通電して加熱処理するとガラスバルブ
内に水銀を放出し、かつ不純ガスなどをゲッター金属粉
末が吸収するものであり、水銀放出とゲッター作用を兼
務するものである。

そこで本発明は、蛍光ランプ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に適し、しかも電極
の製造が簡単な蛍光ランプ装置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、軟質ガラス製
のバルブの両端にリード線がガラスビーズを介して封着
され、リード線には、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して成形された最大径が４ｍ１１
１以下の焼結電極体がかしめにより固定され、バルブの
表面に放電起動用の導電体が設けられた蛍光ランプと、
インバータを有し、蛍光ランプのリード線に接続される
電源回路とで襦成し、導電体を電源回路のアース側に接
続する。

あるいは、軟質ガラス製のバルブの両端にり−ド線がガ
ラスビーズを介して封着され、リード線には、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して成形
された最大径が４ｍｍ以下の焼結電極体がかしめにより
固定され、バルブの表面に放電起動用の導電体が設けら
れ、金属表面に固着された水銀化合物もしくは固形状の
水銀化合物が焼結電極体の後方であって、かつガラスビ
ーズから離間してリード線に取り付けられたれた蛍光ラ
ンプと、インバータを有し、蛍光ランプのリード線に接
続される電源回路とで構成し、導電体を電源回路のアー
ス側に接続する。

〔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電極体とするので、フィ
ラメントコイルよりも丈夫であって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、かつこの焼
結電極体は金属パイプよりも電流密度を大きくとれるの
で、焼結電極体は小さくなり、大きな輝度を得るために
電流値を大きくしても点灯寿命の長いものが得られる。

また、リート線にかしめにより焼結電極体を固定するの
で製造が簡単になる。そして、水銀放出用の水銀化合物
を固形状にして焼結電極体の後方に配置するので、アー
ク長（実質的な発光長）以外の部分の長さが少々長くな
るものの、バルブの太さには影響を与えない。

〔請求項１記載の発明の実施例〕 第１図は、消費電力が０．５Ｗないし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。例えば鉛ガラスの軟質ガラスからなる内径が５
ｍｍ以下の細径のバルブ１内には、後に説明する一対の
焼結電極体２が対向配置されており、その端部はガラス
ビーズ５でシールされている。そして、ガラスビーズ５
が溶着封止されたリード線４の先端に焼結電極体２が固
定されている。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。

そして、バルブ１表面の軸線方向には、アルミニウムテ
ープ、銅テープ、もしくは導電性ペイント、更には金属
１ワイヤーなどからなる放電起動用の導電体１１が設け
られている。

ここで、焼結電極体２は、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
混合して焼成したものであり、後端側に孔２１が形成さ
れている。そして、この孔２１にシール用のガラスビー
ズ５が溶着されたリード線４を挿入し、かしめにより固
定する。

従って、製造が簡単であるとともに、電極まわりが簡素
になり、ランプの細管化に都合がよい。焼結電極体２を
かしめるので、基体金属粉末とエミッターの混合比は、
焼結電極体２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の混合比が選ばれる。もっとも、かしめる焼結電極
体２の後端側のエミッター含有量を少なくし、アーク放
電を支持する先端側のエミッター含有量を多くした２層
構造とするのも良い。

このように、焼結電極体２は、丈夫でエミッター含有量
が多いので、前記の消費電力の範囲であ九ば、直径りは
４＋ｍもあれば十分である。そして、寸法形状は成形に
よるものであるので、寸法精度がよく、蛍光体層９との
間隙ｄを非常に小さくできる。従って、焼結電極体２の
直径りが４ｍ＋ｅの場合でも、バルブ１の内径は４．４
〜５．０ｍｍ程度の細いものを選定できる。

かかる蛍光ランプ１０が第３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Ｔｒ１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。ここで、
放電起動用の導電体１１はアース側に接続しである。こ
れは、もしプラス側に接続すると、導電体１１にも高圧
がかかり、危険であるとともに、ハウジングなどへのリ
ークが発生するためである。かかる回路において、コン
デンサＣ１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ハ１通常は２０〜
１００ＫＨｚの高周波で点灯される。放電電流は３．５
〜２０ｍＡ、電圧は１０００〜２５００Ｖ　（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４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ｂは小さく設計されて
いる。そして、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
型の先導板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。

〔請求項２記載の発明の実施例〕 周知のように、バルブ１内に水銀を封入する方法として
、水銀単体あるいは水銀アマルガムを直接導入する方法
と水銀もしくはその化合物の担持体を加熱することによ
って放出させる方法があるが、小型蛍光ランプの場合は
後者の方法が採用されることが多い。そこで本発明では
、第２図に示すように、ガラスビーズ５と焼結電極体２
の間に固形状の水銀化合物３を固定する。この水銀化合
物３は、タンタンルやジルコニウムのゲッター金属粉末
と水銀との化合物を固化してベレットにしたもの、もし
くはこの化合物を金属板に担持させたものであり、前述
と同様に、水銀の放出とゲッター作用を兼務するもので
ある。あるいは、帯状の金属板の一方の面にゲッター金
属粉末を焼き付け、他方の面に水銀化合物を付着させた
ものであってもよい。これらはリード線４を適当に折曲
するか溶接することにより容易に固定できる。

水銀化合物３をガラスビーズ５と焼結電極体２の間に固
定することによって、ガラスビーズ５と焼結電極体２の
間の距離りがや）大きくなるものの、バルブ１の太さに
影響を与えず、加熱による水銀放出型であるにもかかわ
らず、細管の蛍光ランプとすることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明の蛍光ランプ装置は、蛍光
ランプの電極として、水銀放電灯や閃光放電灯で使用さ
れている焼結電極体を利用したので、封着部や電極まわ
りが簡素化され、かつ、高電流密度に対する耐久性が高
く、寸法精度もよいので、消費電力を少々高くしてパワ
ーアップしても小さな電極でよく、細管の蛍光ランプと
することができて小型の蛍光ランプ装置になる。従って
、小型液晶パネルのバックライトに用いられる蛍光ラン
プ装置として好適である。また、エミッターの量と水銀
の量を増加させる場合にも、ランプの全長が少々長くな
るだけでランプの太さには影響を与えないで済む。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１記載の本発明の説明図、第２図は請求
項２記載の本発明の要部説明図、第３図は電源回路の説
明図、第４図はバックライトユニットの説明図である。 １・・・ガラス　２・・・焼結電極体　２１・・・孔　
３・・・水銀化合物　４・・・リード線　５・・・ガラ
スビーズ　９・・蛍光体層　１０・・・蛍光ランプ　１
１・・・導電体　１２・・・インバータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）軟質ガラス製のバルブの両端にリード線がガラスビ
   ーズを介して封着され、 該リード線には、基体金属粉末にアルカリ土類金属系の
   エミッターを混合して成形された最大径が４ｍｍ以下の
   焼結電極体がかしめにより固定され、 バルブの表面に放電起動用の導電体が設けられた蛍光ラ
   ンプと、 インバータを有し、該リード線に接続される電源回路と
   よりなり、 該導電体が電源回路のアース側に接続されたことを特徴
   とする蛍光ランプ装置。 ２）軟質ガラス製のバルブの両端にリード線がガラスビ
   ーズを介して封着され、 該リード線には、基体金属粉末にアルカリ土類金属系の
   エミッターを混合して成形された最大径が４ｍｍ以下の
   焼結電極体がかしめにより固定され、 バルブの表面に放電起動用の導電体が設けられ、 金属表面に固着された水銀化合物もしくは固形状の水銀
   化合物が該焼結電極体の後方であって、かつガラスビー
   ズから離間して該リード線に取り付けられた蛍光ランプ
   と、 インバータを有し、該リード線に接続される電源回路と
   よりなり、 該導電体が電源回路のアース側に接続されたことを特徴
   とする蛍光ランプ装置。