JPH0589832A - けい光ランプ - Google Patents

けい光ランプ

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JPH0589832A
JPH0589832A JP24985791A JP24985791A JPH0589832A JP H0589832 A JPH0589832 A JP H0589832A JP 24985791 A JP24985791 A JP 24985791A JP 24985791 A JP24985791 A JP 24985791A JP H0589832 A JPH0589832 A JP H0589832A
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JP
Japan
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mercury
bulb
amount
fluorescent lamp
lamp
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JP24985791A
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English (en)
Inventor
Hisashi Honda
久司 本田
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Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】バルブに最適量の水銀を封入し、所定の寿命を
確保することができ、水銀のシミを軽減して輝度や均斉
度の低下を防止するけい光ランプを提供する。 【構成】一対の電極4を封装したバルブ1の内面にけい
光体被膜2を形成し、このバルブ内に水銀および希ガス
を封入したけい光ランプにおいて、管壁負荷をL(W/
cm2 )とした場合に上記水銀の封入量M(μg)を、1
4.0×e5.6L≦M≦1000としたことを特徴とす
る。 【作用】ランプの管壁負荷に応じた最適な水銀封入量を
設定することができ、水銀の過多および過少が防止され
るので、所定の寿命を確保でき、水銀のシミの発生を軽
減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水銀の封入量を適正に
規制したけい光ランプに関する。
【0002】
【従来の技術】最近、VTRのカラービューファインダ
として小形の液晶表示装置が開発されており、このもの
は23mm×18mm程度の大きさの液晶表示パネルをその
背面からバックライトで照明するようになっている。バ
ックライトとして直管形けい光ランプやU字形あるいは
W字形のけい光ランプを用いると大き過ぎて使用するこ
とができない。このため、きわめて小さな偏平形の冷陰
極けい光ランプが使用されている。
【0003】偏平形の冷陰極けい光ランプであれば、上
記液晶表示パネルと同等の面積をもつ偏平な発光面を作
ることができ、拡散板や反射板を用いなくても液晶表示
パネルを略均等に照射することができる。またランプを
薄形にすることができるので、表示装置全体の厚みを薄
形にすることもできる利点がある。
【0004】ところで、一般にけい光ランプは、封入す
る水銀が多過ぎると水銀が管壁に付着してシミを発生
し、輝度および明るさの均斉度を低下させる不具合があ
る。特に、上記偏平形の冷陰極けい光ランプの場合は偏
平な一側面が有効発光面となるが、電極間距離が30mm
以下であり、しかも電極と偏平なバルブ平面とが接近し
ているので上記偏平な有効発光面の内面に水銀のシミが
生じ易く、このような状態になるとこれが液晶パネルを
通して目に触れることになり、極めて都合が悪い。
【0005】また、封入する水銀量が少な過ぎると、点
灯時間の経過に伴い水銀が消失し、低温点灯時や長時間
点灯時に水銀が枯渇し、始動用希ガスとして封入されて
いるアルゴンのみが主として放電するようになって発光
色が変化したり、点灯不能に至る欠点がある。
【0006】寿命中にバルブ内の水銀が消失する原因は
種々あり、例えば水銀がけい光体被膜に付着したり、発
光管バルブの温度上昇に伴って水銀とガラスが化学反応
を生じたり、アマルガムを生成したり、酸化水銀HgO
が発生するなどが挙げられる。したがって、バルブ内に
封入される水銀量は、上限および下限とも厳格に規制さ
れる必要がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
けい光ランプにおいては、バルブ内に封入する水銀量を
厳格に規制した提案が少ない。
【0008】例えば、特開昭61−91847号公報に
は、バルブ内に封入する水銀量を2〜3mgにするのが適
当であるとしており、また特開平2−186553号公
報には12〜15mgが最適であると報告されている。し
かし、これらの値は、かなりのばらつきが見られる。
【0009】また、従来の場合、主としてバルブの表面
積をもとにして必要とする水銀量を計算している例が多
いが、この要因のみで適切な封入量が設定されるとは認
め難い。
【0010】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするのは、最適な水銀封入量を設
定して所定の寿命を確保することができるとともに、バ
ルブに水銀のシミを発生させず、輝度や均斉度の低下を
防止することができるけい光ランプを提供しようとする
ものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、一対の電極を
封装したバルブの内面にけい光体被膜を形成し、このバ
ルブ内に水銀および希ガスを封入したけい光ランプにお
いて、管壁負荷をL(W/cm2 )とした場合に上記水銀
の封入量M(μg)を、 14.0×e5.6L≦M≦1000 (eは自然対数の底として用いる無理数)としたことを
特徴とする。
【0012】
【作用】本発明は、ランプの管壁負荷に応じた最適な水
銀封入量を設定したので、水銀の過多および過少が防止
され、所定の寿命を確保できるとともに、バルブに水銀
のシミを発生させず、輝度や均斉度の低下を防止するこ
とができる。
【0013】
【実施例】以下本発明について、図に示す一実施例にも
とづき説明する。
【0014】本実施例は偏平形冷陰極けい光ランプを示
し、図において1は、断面が長円の筒形をなした偏平バ
ルブであり、この偏平バルブ1の内面にはけい光体被膜
2が形成されている。
【0015】偏平形バルブ1の両端開口部は閉塞部材と
しての平板形ステム3、3で気密に閉塞されている。ス
テム3、3はガラス板からなり、平板形をなしているの
でいわゆるボタンステムに属する。このような平板形ス
テム3、3には、それぞれ冷陰極4、4が取付けられて
いる。冷陰極4、4は、例えば鉄からなる帯板の表面を
ニッケルメッキしたものである。これら冷陰極4、4の
放電側前面にはジルコン−アルミニウムからなるゲッタ
ー5が取着されており、このゲッター5は水銀を含有し
ている。
【0016】このようなプレート形の冷陰極4は、その
一端が給電端子としてのウエルズ7に接合されており、
このウエルズ7はステム3を気密に貫通されて外部に導
出されている。なお、ステム3には上記ウエルズ7と離
れた箇所にダミ−ウエルズ8が機密に貫通されており、
このダミ−ウエルズ8はバルブ1およびステム3が加熱
された場合にウエルズ7との間で熱的なバランスをとる
ために設けられているものである。なお、プレート形の
冷陰極4を2本のウエルズ7および8で支持してもよ
い。
【0017】また、ステム3の内面には、このステム3
を偏平形バルブ1の両端開口部に当てがった場合に位置
決めするためのボス部9、9が突設されており、これら
ボス部9、9を貫通して上記ウエルズ7および8が配置
されている。
【0018】上記のような冷陰極4、4を備えたステム
3、3は、ガラス接着剤、つまりフリットガラス10、
10により上記バルブ1の開口端部に接合されている。
フリットガラス10、10は、バルブ1の開口面に一致
するように長円形リングをなしており、厚みは0.5mm
程度の薄肉に形成されている。このようなフリットガラ
ス10、10はバルブ1の開口面とステム3、3の内面
との間に挾み込まれ、この状態で外部から加熱される。
この加熱によりフリットガラス10、10は溶融し、バ
ルブ1の開口端面とステム3、3の内面との間に跨がっ
て濡れるので、ステム3,3をバルブ1の開口部に接合
するものである。
【0019】なお、冷陰極4、4に取付けられた水銀含
有ゲッタ5は、バルブの封止後、外部から高周波誘電加
熱することによりバルブ内に蒸発されて放出されるよう
になっている。
【0020】このような構成の偏平形けい光ランプは、
23mm×18mm程度の大きさの液晶表示パネルをその背
面から照射するバックライトとして用いられ、このため
電極間距離は30mm以下であり、ランプ電力は0.2〜
1.5ワット程度である。したがって、管壁負荷Lは
0.03〜0.15W/cm2 の範囲で使用される。この
ようなけい光ランプでは、バルブ1内に封入される水銀
量M(μg)は、 14.0×e5.6L≦M≦1000 …(1) とされている。なお、eは自然対数の底として用いる無
理数である。この数値限定は実験にもとづくものであ
り、以下これについて説明する。まづ、水銀消費量につ
いて検討した結果から説明する。図3は点灯時間と水銀
消費量との関係を、管壁負荷Lの変化にもとづき調べた
ものである。点灯時間が短いと水銀消費量は少なく、ま
た管壁負荷Lが小さい場合も水銀消費量が少ない。
【0021】これは、先に説明した通り、ランプ寿命中
にバルブ内の水銀が消失する原因は種々あるが、バルブ
の温度が上昇するに伴って水銀とガラスとが化学反応を
生じる場合が最も大きく影響すると考えられ、バルブの
温度は管壁負荷Lが高くなると上昇する傾向があるため
である。
【0022】上記液晶表示装置のバックライトとして用
いられるランプでは、ランプ寿命が10000時間を要
求されており、この寿命時間を満足しても水銀が枯渇し
ないような水銀封入量が要求される。
【0023】そして、管壁負荷Lが0.03〜0.15
W/cm2 の範囲で10000時間の点灯でも水銀が枯渇
しないことを満足するには、図3の10000時間の点
をプロットして計算すると、水銀量M(μg)は、 14.0×e5.6L≦M を満足する必要があることが判る。次に、水銀のシミに
ついて検討した結果を説明する。
【0024】まづ、本発明者等は、偏平形けい光ランプ
の発光に有効な面に図4に示すような小さな升目による
シミ表示領域20を設定した。升目は0.05mm×0.
05mmの大きさとしてある。各升目の中に、水銀の付着
が原因してシミが生じた場合はその升目はシミありとし
て数えることにする。図5は、水銀封入量と、1000
0時間点灯後においてシミが発生した升目の数との関係
を調べたものである。
【0025】この図から、水銀封入量Mが多くなるとシ
ミの発生が増加することが判り、特に1000μg(1
mg)を超えるとシミ発生が2個以上に急激に増えること
が判る。10000時間点灯後でも水銀のシミ発生を防
止するには、水銀封入量Mを、 M≦1000μg にすればよいことが判明した。
【0026】このような実験により前記(1)式が得ら
れたものであり、水銀封入量M(μg)を14.0×e
5.6L以上にすれば、10000時間内でも水銀の枯渇が
発生せず、したがってアルゴンのみの放電となったり、
ランプの不点灯を招くことが防止され、かつ水銀封入量
Mを1000μg(1mg)以下に規制すれば水銀のシミ
の発生が軽減され、輝度や均斉度の低下を防止すること
ができる。
【0027】また、このような厳密な量の水銀をバルブ
1内に封入するには、水銀含有ゲッタ5を付着させた電
極4を用いて、バルブ封止後に外部から高周波誘電加熱
することによりバルブ内に放出させるようにすれば、高
精度に封入することができる。また、アマルガムの形態
で封入しても、上記適正量に合致した水銀を高精度に封
入することができる。なお、本発明は上記実施例に制約
されるものではない。
【0028】すなわち、上記実施例の場合、断面が偏平
な冷陰極けい光ランプについて説明したが、本発明はバ
ルブが平板形をなしたけい光ランプ、通常よく知られて
いるバルブが円形をなしているけい光ランプであっても
実施可能である。
【0029】また、本発明は、冷陰極けい光ランプばか
りでなく、熱陰極形であってもよく、したがって一般照
明用の直管形けい光ランプや環形けい光ランプ、その他
コンパクト形けい光ランプにも、同様にして実施可能で
ある。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、ラ
ンプの管壁負荷に応じて最適な水銀封入量が規制される
ので、水銀の過多および過少が防止される。このため長
期に亘り水銀の枯渇を防止して所定の寿命を確保できる
とともに、バルブに水銀のシミを発生させず、輝度や均
斉度の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す偏平形冷陰極けい光ラ
ンプの分解した斜視図。
【図2】同実施例におけるランプの組立て状態の断面
図。
【図3】点灯時間と水銀消費量との関係を管壁負荷の変
化とともに示す特性図。
【図4】水銀のシミの発生具合を評価するための升目を
示す図。
【図5】水銀封入量とシミの発生数を示す特性図。
【符号の説明】
1…偏平バルブ、3…ステム、4…冷陰極、5…水銀含
有ゲッタ、10…フリットガラス。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の電極を封装したバルブの内面にけ
    い光体被膜を形成し、このバルブ内に水銀および希ガス
    を封入したけい光ランプにおいて、 管壁負荷をL(W/cm2 )とした場合に上記水銀の封入
    量M(μg)を、 14.0×e5.6L≦M≦1000 としたことを特徴とするけい光ランプ。
  2. 【請求項2】 上記けい光ランプの管壁負荷Lは、 L≦0.15(W/cm2 )であることを特徴とする請求
    項1に記載のけい光ランプ。
  3. 【請求項3】 上記水銀は、水銀含有ゲッタ付き電極に
    よりバルブ内に封入されていることを特徴とする請求項
    1または請求項2に記載のけい光ランプ。
JP24985791A 1991-09-27 1991-09-27 けい光ランプ Pending JPH0589832A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7298088B2 (en) * 2002-03-29 2007-11-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Arc tube and low-pressure mercury lamp

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60151948A (ja) * 1984-01-19 1985-08-10 Ushio Inc 小型螢光燈
JPH01231255A (ja) * 1988-03-10 1989-09-14 Sanyo Electric Co Ltd 平面型螢光灯

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