JPH06267500A

JPH06267500A - 小型低圧放電ランプおよびバックライト装置

Info

Publication number: JPH06267500A
Application number: JP5048431A
Authority: JP
Inventors: Miho Saito; 美保斉藤; Tetsuo Otani; 哲夫大谷; Hisashi Honda; 久司本田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1993-03-10
Filing date: 1993-03-10
Publication date: 1994-09-22

Abstract

(57)【要約】【目的】始動特性および放電特性が安定し長寿命の小
型低圧放電ランプおよびこのランプを装着したバックラ
イト装置を提供することを目的とする。【構成】バルブ内に少なくとも一対の放電電極２、２
を配設した小型低圧放電ランプＬにおいて、上記放電電
極２、２の少なくとも一方の電極２はリード線３の先端
に巻回したメッシュ２ａ〜２ｄを接続するとともにこの
メッシュ２ａ〜２ｄまたはこのメッシュ２ａ〜２ｄとリ
ード線３とで協同して電子放射性物質４を保持させた。【効果】放電電極の熱容量を小さくして始動特性およ
び放電特性が向上でき、また、電子放射性物質を多く保
持できるとともにその消耗を低く押さえることができる
ので高効率、長寿命の低圧放電ランプおよびこのランプ
を装着したバックライト装置が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はパソコン、ワープロなど
のＯＡ機器やテレビなどの表示機器において使用される
小型低圧放電ランプおよびこのランプを装着したバック
ライト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置（以下ＬＣＤと略称
する。）を用いた小型のパソコンやテレビなどは薄型化
や高輝度のカラー化がすすめられている。このＬＣＤを
照明するためのバックライト装置に使用されるたとえば
蛍光ランプは入力が小さく、通常の一般照明用の蛍光ラ
ンプに比べ、細径で小型化され低消費電力で、同時に高
輝度、高演色性で長寿命なものが要求されている。こと
に、これら装置は民生用のためランプ交換が行われない
のが原則で、１万時間以上の寿命が要求されている。

【０００３】このため、バックライト装置用の小型蛍光
ランプは、低消費電力に適合するよう電流と電圧、封入
する希ガスの種類や水銀の量などとともに寿命の観点か
らも最適な電極の設計がなされている。

【０００４】このようにランプを小型化するには、電極
部も小型化する必要があり、小型で温度上昇が早くて輝
度が高く、かつ、消費電力を少なくするために、線径の
細いタングステン素線を二重に巻回したフィラメントコ
イルを用いた熱陰極型のものがある。

【０００５】しかし、この熱陰極型のものはフィラメン
トコイルが細径のためその支持が困難であるとともに振
動や衝撃に対して弱く、フィラメントコイルをスリーブ
内で支持させるなどの対応がなされてきているが構造が
複雑になるとともに、細径のフィラメントコイルでは電
子放射性物質の保持量も多くできないことから寿命上の
問題もある。

【０００６】そこで、本発明者等は板状や円筒状の冷陰
極を電極としたランプを検討した。まず、ニッケル板な
どの平板状の電極を備えたランプは電子放射性物質の保
持量を多くすることができず、長寿命のランプが得られ
なかった。

【０００７】また、鉄−ニッケル合金やステンレスから
なる筒状体内に電子放射性物質を塗布したり電子放射性
物質を塗布したメッシュを配設した電極（特開昭６４−
３３８４４号公報や特開平４−７１１５６号公報に記
載）や鉄−ニッケル合金の板体間に電子放射性物質を塗
布したメッシュを配設した電極（特開平４−４８５４５
号公報に記載）を用いたランプは、上記の平板状の電極
を用いたランプに対し、陰極降下電圧が低いため、同じ
光束で比べると消費電力が小さくなる作用があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、筒状体内に電
子放射性物質を塗布した電極のランプは、上記板状の電
極を用いたランプより寿命を長くできたが、未だ満足の
いくものではなかった。また、電子放射性物質を付着さ
せたメッシュを設けた電極は、電子放射性物質の保持量
を多くすることができるとともにその製造も容易であっ
た。しかしながら、電極として金属製の筒状体とメッシ
ュとが接触していることは熱容量的には大きくなること
で、グロー放電からアーク放電への転移時間が長くな
り、始動時の電子放射性物質の飛散消耗が多くなること
や、局部的に温度が上昇しにくいので、アークスポット
の形成が不安定になり、アークスポットを形成するのに
必要な温度が低くなることから電気特性や放電特性が不
安定となるなどの問題がある。本発明は上記問題に鑑
みなされたもので、熱容量的には小さくても電子放射性
物質の保持量を多くすることができる、始動性および放
電安定性の向上と長寿命の小型低圧放電ランプおよびこ
のランプを装着したバックライト装置を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の小型低圧放電ランプは、バルブ内に少なくとも一対の
放電電極を配設した小型低圧放電ランプにおいて、上記
放電電極の少なくとも一方の電極はリード線の先端に巻
回したメッシュを接続するとともにこのメッシュに電子
放射性物質を保持させていることを特徴としている。

【００１０】本発明の請求項２に記載の小型低圧放電ラ
ンプは、バルブ内に少なくとも一対の放電電極を配設し
た小型低圧放電ランプにおいて、上記放電電極の少なく
とも一方の電極はリード線の先端に巻回したメッシュを
接続するとともにこのメッシュとリード線とで協同して
電子放射性物質を保持させていることを特徴としてい
る。

【００１１】本発明の請求項３に記載の小型低圧放電ラ
ンプは、放電電極のメッシュが螺旋状に巻回されている
ことを特徴としている。

【００１２】本発明の請求項４に記載の小型低圧放電ラ
ンプは、放電電極のメッシュが同心円状に配置されてい
ることを特徴としている。

【００１３】本発明の請求項５に記載の小型低圧放電ラ
ンプは、放電電極の巻回したメッシュのほぼ全体に電子
放射性物質を保持させていることを特徴としている。

【００１４】本発明の請求項６に記載の小型低圧放電ラ
ンプは、放電電極の巻回したメッシュの内方側の部分に
電子放射性物質を保持させていることを特徴としてい
る。

【００１５】本発明の請求項７に記載の小型低圧放電ラ
ンプは、放電電極の巻回したメッシュの内方側の部分と
このメッシュに並行するリード線の部分との間に電子放
射性物質を塗布した導電部材を収容して保持させている
ことを特徴としている。

【００１６】本発明の請求項８に記載の小型低圧放電ラ
ンプは、放電電極の巻回したメッシュの中心部にこのメ
ッシュとリード線により支持させたコイルを配置し、こ
のコイルに電子放射性物質を保持させていることを特徴
としている。

【００１７】本発明の請求項９に記載の小型低圧放電ラ
ンプは、バルブ外径が１０ｍｍ以下、消費電力が５Ｗ以
下であることを特徴としている。

【００１８】本発明の請求項１０に記載のバックライト
装置は、請求項１ないし請求項９に記載の小型低圧放電
ランプを光源としたことを特徴としている。

【００１９】

【作用】メッシュは熱容量が小さいためグロー放電から
アーク放電への転移時間が短く、また、アークスポット
の形成が容易で十分な熱が与えられるのでアークスポッ
トの移動がなく安定した放電特性が得られる。また、巻
回されたメッシュの内側に保持した電子放射性物質が飛
散しても、大部分は外側を取巻くメッシュ部分に被着し
ガラスバルブ壁部分に被着するのを減少させることがで
きる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１はＬＣＤのバックライト装置などに使用され
る冷陰極放電ランプたとえば直管形の消費電力が５Ｗ以
下の２．３Ｗの蛍光ランプＬを示す。このランプＬは外
径が１０ｍｍ以下の約４．１ｍｍ、内径が約３．１ｍ
ｍ、全長が約２２０ｍｍのガラス管バルブ１の両端にそ
れぞれ放電電極２、２を支持したリード線３、３を封着
して構成されている。

【００２１】このバルブ１の内壁面には青色、緑色、赤
色に発光領域を有する蛍光体を混合した３波長形蛍光体
層４が形成されている。また、このバルブ１内にはＡｒ
（アルゴン）やＡｒとＮｅ（ネオン）との混合希ガスが
約５０〜１２０トールと水銀が封入されている。

【００２２】また、バルブ１の両端に配設された放電電
極２、２は図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ニッケル
（Ｎｉ）、ステンレス（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｎ）、タングス
テン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）などからなる金属素線
を網目状に編んだ（２００メッシュ程度）ものを幅約３
ｍｍ×長さ５〜１０ｍｍ程度に切取り最大径が約２．８
ｍｍの渦巻状に約２．５ターン巻回した金属メッシュ２
ａからなり、その中心部をリード線３と溶接などにより
接続固定している。また、このメッシュ２ａには電子放
射性物質（図２では図示していない。）を保持させてい
る。

【００２３】この電子放射性物質の保持は、電極２組立
て後にメッシュ２ａ部を電子放射性物質であるたとえば
Ｂａ₂ＣａＷＯ₆や（Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ）ＣＯ₃と酢酸
ブチルとからなる懸濁液中に浸漬し引上げることによっ
て網目間に塗布し、真空中で焼成して形成している。ま
た、このような電極２には必要に応じてリード線３など
にゲッターを取付けている。

【００２４】このような構成の蛍光ランプＬを、所定の
高周波点灯回路に接続しランプ電流１０ｍＡ、ランプ電
圧２３０Ｖ、周波数３０ＫＨZ で点灯すると、通電後約
０．７秒程度で始動した。本発明のランプは、従来の電
極を用いたランプに比べ電極２が細径の金属素線を網目
状に編んだメッシュ２ａのみであるため熱容量が小さ
く、このため温度上昇が早く始動所要時間を短くでき
た。また、十分な熱が得られるのでアークスポットの形
成が容易で、かつ、アークスポットの移動がなく安定し
た放電特性が得られた。さらに、メッシュ２ａの網目間
には電子放射性物質を多量に保持させることができ、網
目間に入り込んだ電子放射性物質は振動や衝撃で剥離す
ることもなく、また、渦巻状の内側に塗布された電子放
射性物質が蒸発し飛散しても外側に巻回されたメッシュ
２ａ部分に被着するので再び活用できるとともにバルブ
１内壁を汚すことがないので高効率化と長寿命化ができ
た。

【００２５】図３は本発明構成の放電電極を用いたラン
プと従来の放電電極（筒状体内に電子放射性物質を塗布
したメッシュを配設した電極）を用いたランプとの特性
を対比して示すグラフで、縦軸にランプ電圧（Ｖ）、横
軸にグロー放電からアーク放電への転移時間（始動所要
時間）（秒）を目盛りしてある。図からも明らかなよう
に本発明品はグロー放電からアーク放電への転移時間、
すなわち始動所要時間が０．６〜０．８秒程度で、従来
品に比べ１〜１．５秒程度と約半分の時間に短縮でき
た。

【００２６】また、図４は点灯経過時間後のランプ電圧
の変化を示すグラフで、縦軸にランプ電圧（Ｖ）、横軸
に点灯経過時間（分）を目盛りしてある。図からも明ら
かなように本発明品は点灯経過後にアークスポットの移
動が少なくランプ電圧の変化も従来のランプに比べ減少
し、安定した放電特性が得られた。

【００２７】また、図５（ａ）、（ｂ）は図２の放電電
極２と異なる形状の電極２を示し、図２と同一部分には
同一の符号を付してその説明は省略する。図５（ａ）の
ものは渦巻状に巻回したメッシュ２ａの外形が長円形を
なしている。また、図５（ｂ）のものは大小３個の円筒
状のメッシュ２ｂ、２ｃ、２ｄを同心円状に配置して、
リード線３に固定したＵ字形のサポート線３ａにそれぞ
れ溶接して支持固定させている。このような電極２も上
記図２に示す電極２と同様の作用をなす。

【００２８】また、上記図２に示す実施例では電子放射
性物質をメッシュ２ａの全体に亘り保持させたが、図６
（ａ）〜（ｆ）に示すものは放電電極２の一部に電子放
射性物質４を保持させたもので、特に（ｃ）〜（ｆ）に
示すものはメッシュ２ａとリード線３とが協同して電子
放射性物質４を保持している。

【００２９】図６（ａ）に示すものは渦巻状に巻回した
メッシュ２ａの内方側の約１．５ターンの部分のみに電
子放射性物質４を塗布し保持させている。図６（ｂ）に
示すものは同心円状に２重に円筒状のメッシュ２ｂ、２
ｃを配設し、内方側に位置する円筒状のメッシュ２ｂの
みに電子放射性物質４を塗布し保持させている。図６
（ｃ）に示すものは渦巻状に巻回したメッシュ２ａの中
心部にＷ（タングステン）やＭｏ（モリブデン）などの
金属線を巻回したコイル５を配置したもので、このコイ
ル５は端部をメッシュ２ａの内方側の上方端部に形成し
た切起し片２ｅとリード線３とに接続して支持されてい
る。そして、コイル５部に電子放射性物質４を塗布し保
持させている。図６（ｄ）に示すものは同心円状に２重
に円筒状のメッシュ２ｂ、２ｃを配設し、内方側に位置
する円筒状のメッシュ２ｂとこのメッシュ２ｂに並行す
るリード線３との間の空間部６に電子放射性物質４を充
填し保持させている。図６（ｅ）に示すものは図６
（ｄ）と同様に同心円状に２重に円筒状のメッシュ２
ｂ、２ｃを配設し、内方側に位置する円筒状のメッシュ
２ｂとリード線３との間の空間部内６に、電子放射性物
質４を塗布した金属ウール７が空間部６から脱出しない
よう充填収容し保持させている。図６（ｆ）に示すもの
は渦巻状に巻回したメッシュ２ａの内方側とこのメッシ
ュ２ａに並行するリード線３との間に袋状の空間部６を
形成し、この空間部６内に電子放射性物質を塗布したＷ
やＮｉからなる金属線８が収容して保持させている。な
お、この金属線８はメッシュ２ａの網目から脱出しない
よう折り曲げるとか、網目より大径のものが用いられて
いる。

【００３０】この図６（ａ）〜（ｆ）に示すものは、い
ずれも巻回されたメッシュ２ａの内方側にのみ電子放射
性物質４を保持させていて、外方側には電子放射性物質
が存在しない。このような構成とすることにより、放電
時内方側に位置するメッシュから飛散した電子放射性物
質４は外方側に位置するメッシュに引掛かって被着しバ
ルブ１の内壁に付着するものは少なく寿命中における光
束の低下が少ない。そして、上記外方側に位置するメッ
シュに被着した電子放射性物質は再び作用してランプ寿
命の延長に大きく寄与する。

【００３１】この蛍光ランプを反射鏡および光拡散板か
らなるバックライト装置に光源として組込み、高周波点
灯回路を通じ点灯試験を行こなったが、ランプ試験時と
同様に良好な結果を得た。

【００３２】なお、本発明は上記実施例に限定されな
い。たとえば、ランプは蛍光ランプに限らず、希ガス発
光によるランプなど他の細管形の低圧放電ランプに適用
できる。また、バルブの形状は直管形に限らずＵ字形、
Ｗ字形、環形などに屈曲してあってもよい。

【００３３】また、放電電極は一対設けたものに限ら
ず、中間電極など３個以上の電極を有していてもよく、
その複数個の電極のうち少なくとも１個の電極が本発明
の構成であればよい。

【００３４】また、メッシュの材料としては実施例に記
載のものに限らず、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒなどでもよ
く、網目も１５０〜６００メッシュ程度であればよい。

【００３５】また、メッシュからなる電極の形状も上部
から下部まで同径の渦巻状や円筒状に限らず、中央部が
大径の太鼓形、中央部が小径の鼓形や円錐形などであっ
てもよい。

【００３６】また、メッシュに保持される電子放射性物
質は上記に記載のものに限らず、（Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ）
Ｏ、Ｂａ−Ｍ−Ｏ（Ｍ；Ｔａ、Ａｌ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ）、
Ｂａ−Ｃａ−Ｍ−Ｏ（Ｍ；Ｔａ、Ａｌ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ）
などやこれらを組合わせたものあるいはＡｌ₂Ｏ₃、Ｚ
ｒＯ₂、Ｓｒ₂Ｏ₃を少量添加したものなどであっても
よく、保持箇所も１箇所に限らず、メッシュ部ならびに
メッシュ部とリード線部との間の２箇所に設けるように
してもよい。

【００３７】さらに、上記のメッシュの材質、粗さや大
きさ、巻回した電極の大きさ、電子放射性物質の材料や
保持させる量は、取付けるランプの定格（電流や寿命な
ど）、バルブの管径や管長などに応じて適宜決めればよ
い。

【００３８】さらに、ランプに封入する希ガスはＡｒや
Ｎｅに限らず、Ｘｅ、Ｋｒなどを単独あるいは混合した
ガスであってもよく、これもランプ特性に合わせ、混合
比や封入圧を適宜決めればよい。

【００３９】さらにまた、本発明のランプは液晶表示装
置のバックライト用に限らず、他の表示装置の表示用や
照明用としても使用できることはいうまでもない。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、放
電電極の熱容量を小さくして始動特性および放電特性が
向上でき、また、電子放射性物質を多く保持できるとと
もにその消耗を低く押さえることができるので高効率、
長寿命の低圧放電ランプが得られる。また、このランプ
が使用されるＬＣＤや表示装置などにおいて長期に亘り
ランプ交換などの必要がないので、保守なども容易とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の小型低圧放電ランプの実施例を示す正
面図である。

【図２】図１のランプの放電電極を拡大して示し、
（ａ）図は斜視図、（ｂ）図は上面図である。

【図３】グロー放電からアーク放電への転移時間とラン
プ電圧の関係を示すグラフである。

【図４】点灯経過時間とランプ電圧の関係を示すグラフ
である。

【図５】本発明の他の実施例の放電電極をそれぞれ示
し、（ａ）図は上面図、（ｂ）図は上面図と要部の正面
図である。

【図６】本発明の他の実施例の放電電極をそれぞれ示
し、（ａ）図と（ｂ）図は上面図、（ｃ）図は正面断面
図、（ｄ）図と（ｅ）図は上面図、（ｆ）図は正面断面
図である。

【符号の説明】

Ｌ：ランプ１：ガラス管バルブ２：放電電極２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ：メッシュ３：内部リード線４：電子放射性物質

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バルブ内に少なくとも一対の放電電極を
配設した小型低圧放電ランプにおいて、上記放電電極の
少なくとも一方の電極はリード線の先端に巻回したメッ
シュを接続するとともにこのメッシュに電子放射性物質
を保持させていることを特徴とする小型低圧放電ラン
プ。
【請求項２】バルブ内に少なくとも一対の放電電極を
配設した小型低圧放電ランプにおいて、上記放電電極の
少なくとも一方の電極はリード線の先端に巻回したメッ
シュを接続するとともにこのメッシュとリード線とで協
同して電子放射性物質を保持させていることを特徴とす
る小型低圧放電ランプ。
【請求項３】上記放電電極はメッシュが螺旋状に巻回
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
記載の小型低圧放電ランプ。
【請求項４】上記放電電極はメッシュが同心円状に配
置されていることを特徴とする請求項１または請求項２
に記載の小型低圧放電ランプ。
【請求項５】上記放電電極は巻回したメッシュのほぼ
全体に電子放射性物質を保持させていることを特徴とす
る請求項１ないし請求項４に記載の小型低圧放電ラン
プ。
【請求項６】上記放電電極は巻回したメッシュの内方
側の部分に電子放射性物質を保持させていることを特徴
とする請求項１ないし請求項４に記載の小型低圧放電ラ
ンプ。
【請求項７】上記放電電極は巻回したメッシュの内方
側の部分とこのメッシュに並行するリード線の部分との
間に電子放射性物質を塗布した導電部材を収容して保持
させていることを特徴とする請求項２ないし請求項４に
記載の小型低圧放電ランプ。
【請求項８】上記放電電極は巻回したメッシュの中心
部にこのメッシュとリード線により支持させたコイルを
配置し、このコイルに電子放射性物質を保持させている
ことを特徴とする請求項２ないし請求項４に記載の小型
低圧放電ランプ。
【請求項９】上記ランプはバルブ外径が１０ｍｍ以
下、消費電力が５Ｗ以下であることを特徴とする請求項
１ないし請求項８に記載の小型低圧放電ランプ。
【請求項１０】上記請求項１ないし請求項９に記載の
小型低圧放電ランプを光源としたことを特徴とするバッ
クライト装置。