JPH0458451A - 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、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ｊ
こしている。

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。

〔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、細いフィシメン１−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、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、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して成形
された中空部を有する筒状の焼結体で構成し、リード線
を焼結体の中空部の後端側に挿入するとともに、固形状
の水銀化合物を焼結体の中空部の後端側から先端側にか
けて配置し、リード線と水銀化合物を担持した金属部材
をかしめにより焼結体に固定する構造とするものである
。

〔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、小
さな電極でよく、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、焼結体
にホローカソード状の中空部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、リード線と固形状の水銀化合物を担持し
た金属部材をかしめにより焼結体に固定するが、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
かしめが不可能になる。

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、点灯寿命の延長とかしめ操作
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、かしめ操作のみで
リード線と水銀化合物を同時に固定できるので製造が簡
単になる。

〔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６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Ｎ９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、例えばモリブデンとニッケルからな
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で構成されている。こ
の焼結体３は筒状であり、放電に寄与するホローカソー
ド状の中空部３１が形成されている。この中空部３１の
後端側にシール用のガラスピーズ５が溶着されたリード
線４を挿入し、また、固形で線状をした水銀化合物を担
持した金属部材６を中空部３１の後端側から先端側にか
けて配置する。この金属部材６は、ゲッター金属粉末と
水銀との化合物を固化して金属板に担持させたものであ
り、前述と同様に、ランプへの水銀の放出導入とゲッタ
ー作用を兼務するものであるが、水銀は中空部３１を通
って放出される。つまり、中空部３１は、ホローカソー
ド効果をもたらすとともに、水銀化合物を担持した金属
板６の配置場所であり、かつ水銀放出路の役目をする。

そして、輝度を大きくするために消費電力が大きくてア
ーク長が長くなると必要水銀量が多くなるが、このとき
は多くの水銀化合物を担持した金属板６を配置すればよ
く、必要水銀量に応じて自由に対応することができる。

次に、焼結体３の後端側をかしめてリード線４と金属板
６を一緒に固定する。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５！粉末１００に対してエ
ミッター２０の混合比が選ばれる。

かかる蛍光ランプ１０が第２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Ｃ１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Ｏ
Ｎ、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２０〜１００Ｋ）Ｉｚの高周波で点灯される。

そして、放電電流は３．５〜２０ｍＡ、電圧１ｊ：　１
０００〜２５００Ｖ（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３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、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。

なお１本発明の放電ランプは、液晶パネルのバッタライ
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ホ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と固
形状の水銀化合物を固定するので、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図は本発明実施例の説明図、第２図は電源回路の説
明図、第３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・・中空部　４・・・リード線　５・・・ガラスピ
ーズ　６・・・水銀化合物を担持した金属板　９・・・
蛍光体層１０・・・蛍光ランプ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   ターを混合して成形された中空部を有する筒状の焼結体
   からなり、リード線が該焼結体の中空部の後端側に挿入
   されるとともに、固形状の水銀化合物が該焼結体の中空
   部の後端側から先端側にかけて配置され、該リード線と
   水銀化合物を担持した金属部材がかしめにより焼結体に
   固定されたことを特徴とする放電ランプ。