JPH06275237A - 冷陰極放電灯およびこれを用いた照明装置 - Google Patents
冷陰極放電灯およびこれを用いた照明装置Info
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- JPH06275237A JPH06275237A JP5059793A JP5979393A JPH06275237A JP H06275237 A JPH06275237 A JP H06275237A JP 5059793 A JP5059793 A JP 5059793A JP 5979393 A JP5979393 A JP 5979393A JP H06275237 A JPH06275237 A JP H06275237A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】バルブの内径が１．０mm以下の冷陰極けい光ラ
ンプにおいて、発光効率の有利な状態で点灯し、無駄な
エネルギー損失を防止し、電極のスパタリング等により
早期黒化を防止した冷陰極放電灯およびこれを用いたバ
ックライト装置を提供する。 【構成】内径を１．０mm以下としたバルブ１１内に一対
の冷陰極１３を封装し、このバルブの内部に水銀および
アルゴン、またアルゴンを主体とする混合ガスを封入し
た冷陰極放電灯において、この放電灯はランプ電流密度
を１．５Ａ／cm2 以下で点灯するようにしたことを特徴
とする。 【作用】光出力はランプ電流密度が１．５Ａ／cm2 以上
で飽和する傾向があり、ランプ電流密度を１．５Ａ／cm
2 以下で点灯すれば、発光効率の有利な入力領域で点灯
することができ、無駄なエネルギー損失を防止すること
ができる。
ンプにおいて、発光効率の有利な状態で点灯し、無駄な
エネルギー損失を防止し、電極のスパタリング等により
早期黒化を防止した冷陰極放電灯およびこれを用いたバ
ックライト装置を提供する。 【構成】内径を１．０mm以下としたバルブ１１内に一対
の冷陰極１３を封装し、このバルブの内部に水銀および
アルゴン、またアルゴンを主体とする混合ガスを封入し
た冷陰極放電灯において、この放電灯はランプ電流密度
を１．５Ａ／cm2 以下で点灯するようにしたことを特徴
とする。 【作用】光出力はランプ電流密度が１．５Ａ／cm2 以上
で飽和する傾向があり、ランプ電流密度を１．５Ａ／cm
2 以下で点灯すれば、発光効率の有利な入力領域で点灯
することができ、無駄なエネルギー損失を防止すること
ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、極細の冷陰極放電灯お
よびこれを用いた液晶表示装置などのバックライトに好
適する照明装置に関する。
よびこれを用いた液晶表示装置などのバックライトに好
適する照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置のバックライトとして、従
来より発光効率に優れたけい光ランプが使用されてい
る。けい光ランプは、一般に投入電力の割りに高効率で
高輝度であり、かつ演色性にも優れており、所定の面積
を明るく照らす光源として有利である。しかしながら、
最近の液晶表示装置は、益々小形、薄形化が要請される
傾向にあり、これに伴い収容スペースの関係で、バック
ライトとしてのランプも小形化が余儀無くされている。
ランプを小形化する場合、バルブの径を細くする必要が
あるが、従来のフィラメントタイプの電極、つまり熱陰
極のけい光ランプでは管径を小さくした場合に電極を収
容できない等の問題があり、小形のランプの場合は冷陰
極けい光ランプが用いられるようになってきた。
来より発光効率に優れたけい光ランプが使用されてい
る。けい光ランプは、一般に投入電力の割りに高効率で
高輝度であり、かつ演色性にも優れており、所定の面積
を明るく照らす光源として有利である。しかしながら、
最近の液晶表示装置は、益々小形、薄形化が要請される
傾向にあり、これに伴い収容スペースの関係で、バック
ライトとしてのランプも小形化が余儀無くされている。
ランプを小形化する場合、バルブの径を細くする必要が
あるが、従来のフィラメントタイプの電極、つまり熱陰
極のけい光ランプでは管径を小さくした場合に電極を収
容できない等の問題があり、小形のランプの場合は冷陰
極けい光ランプが用いられるようになってきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、ランプを小形化
した場合は、発光面積が小さくなるので全光束が減少す
る。これを補って器具効率を高めるためには、管壁の輝
度を高くする必要がある。管壁輝度を高めるには、入力
を増して光出力を増加させる必要がある。しかしなが
ら、バルブの内径が１．０mm以下のような極めて小さな
細管にした場合は、入力に対する光出力が飽和状態に達
し、ある程度の入力に達するとそれ以上入力を増しても
光出力は上昇せず、つまり全光束は上昇しないことが判
った。このような場合、入力をむやみに増加するとラン
プ電力の損失が大きくなり、むしろ発光効率（光出力／
電気入力）が低下するとともに、陰極降下電圧が上昇
し、点灯中のイオン衝撃による電極のスパタリングが増
加し、早期黒化を招く等の不具合がある。
した場合は、発光面積が小さくなるので全光束が減少す
る。これを補って器具効率を高めるためには、管壁の輝
度を高くする必要がある。管壁輝度を高めるには、入力
を増して光出力を増加させる必要がある。しかしなが
ら、バルブの内径が１．０mm以下のような極めて小さな
細管にした場合は、入力に対する光出力が飽和状態に達
し、ある程度の入力に達するとそれ以上入力を増しても
光出力は上昇せず、つまり全光束は上昇しないことが判
った。このような場合、入力をむやみに増加するとラン
プ電力の損失が大きくなり、むしろ発光効率（光出力／
電気入力）が低下するとともに、陰極降下電圧が上昇
し、点灯中のイオン衝撃による電極のスパタリングが増
加し、早期黒化を招く等の不具合がある。
【０００４】したがって、本発明の目的は、バルブの内
径が１．０mm以下の細い冷陰極けい光ランプにおいて、
発光効率の有利な状況のもとで使用するようにし、無駄
なエネルギー損失を防止し、電極のスパタリング等によ
り早期黒化を防止することができる冷陰極放電灯および
これを用いた照明装置を提供しようとするものである。
径が１．０mm以下の細い冷陰極けい光ランプにおいて、
発光効率の有利な状況のもとで使用するようにし、無駄
なエネルギー損失を防止し、電極のスパタリング等によ
り早期黒化を防止することができる冷陰極放電灯および
これを用いた照明装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、内径を１．０
mm以下としたバルブ内に一対の冷陰極を封装し、このバ
ルブの内に水銀および希ガスとしてアルゴン、またアル
ゴンを主体とする混合ガスを封入した冷陰極放電灯にお
いて、この放電灯はランプ電流密度を１．５Ａ／cm2 以
下として点灯するようにしたことを特徴とする。
mm以下としたバルブ内に一対の冷陰極を封装し、このバ
ルブの内に水銀および希ガスとしてアルゴン、またアル
ゴンを主体とする混合ガスを封入した冷陰極放電灯にお
いて、この放電灯はランプ電流密度を１．５Ａ／cm2 以
下として点灯するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
【作用】最近、バルブの内径を１．０mm以下にしたバッ
クライト用冷陰極けい光ランプの開発が要求されてお
り、これに応ずるべく本発明者らは内径０．９４mm、外
径２．０６mm、長さ２００mmの細い冷陰極けい光ランプ
を試作し、ランプ電流Ｉと光束との関係を積分球を使っ
て測定した。その結果、光束はランプ電流密度が１．５
Ａ／cm2 以上では飽和傾向を示し、一定値に収束するこ
とが判った。すなわち、内径が１．０mm以下とした冷陰
極放電灯は、ランプ電流密度を１．５Ａ／cm2 以下で点
灯すれば、発光効率に有利な入力領域で点灯することが
でき、無駄なエネルギー損失を防止することができ、ま
た電極のスパタリング等により早期黒化を防止すること
ができる。
クライト用冷陰極けい光ランプの開発が要求されてお
り、これに応ずるべく本発明者らは内径０．９４mm、外
径２．０６mm、長さ２００mmの細い冷陰極けい光ランプ
を試作し、ランプ電流Ｉと光束との関係を積分球を使っ
て測定した。その結果、光束はランプ電流密度が１．５
Ａ／cm2 以上では飽和傾向を示し、一定値に収束するこ
とが判った。すなわち、内径が１．０mm以下とした冷陰
極放電灯は、ランプ電流密度を１．５Ａ／cm2 以下で点
灯すれば、発光効率に有利な入力領域で点灯することが
でき、無駄なエネルギー損失を防止することができ、ま
た電極のスパタリング等により早期黒化を防止すること
ができる。
【０００７】
【実施例】以下本発明について、図面に示す一実施例に
もとづき説明する。図１は冷陰極けい光ランプを示し、
また図２および図３は上記冷陰極けい光ランプをバック
ライトとして用いた液晶表示装置を示す。
もとづき説明する。図１は冷陰極けい光ランプを示し、
また図２および図３は上記冷陰極けい光ランプをバック
ライトとして用いた液晶表示装置を示す。
【０００８】まず、図２および図３に示す液晶表示装置
から説明すると、図において１は液晶表示板である。こ
の液晶表示板１の背面には光拡散導光板２が重ねて配置
されている。光拡散導光板２は、乳白色のアクリル樹脂
などからなり、下面および一側面を除く３方向の側面が
ケーシング３により囲まれている。このケーシング３は
内面が反射面４をなしている。上記ケーシング３の一側
に形成された開放面には、光源としての冷陰極けい光ラ
ンプ１０が配置されている。
から説明すると、図において１は液晶表示板である。こ
の液晶表示板１の背面には光拡散導光板２が重ねて配置
されている。光拡散導光板２は、乳白色のアクリル樹脂
などからなり、下面および一側面を除く３方向の側面が
ケーシング３により囲まれている。このケーシング３は
内面が反射面４をなしている。上記ケーシング３の一側
に形成された開放面には、光源としての冷陰極けい光ラ
ンプ１０が配置されている。
【０００９】冷陰極けい光ランプ１０は、後で詳しく説
明するが、ケーシング３の一側に形成された開放面に連
結された円筒形反射体７に収容されている。円筒形反射
体７の内面は反射面８をなしており、上記ランプ１０は
ランプ軸が反射体７の中心線と一致するようにして反射
体７に収容されている。円筒形反射体７は、前記ケーシ
ング３の一側に形成された開放面に対向する側壁が開口
されており、上記けい光ランプ１０から放出された光
は、全て光拡散導光板２の一側面に導入されるよになっ
ている。
明するが、ケーシング３の一側に形成された開放面に連
結された円筒形反射体７に収容されている。円筒形反射
体７の内面は反射面８をなしており、上記ランプ１０は
ランプ軸が反射体７の中心線と一致するようにして反射
体７に収容されている。円筒形反射体７は、前記ケーシ
ング３の一側に形成された開放面に対向する側壁が開口
されており、上記けい光ランプ１０から放出された光
は、全て光拡散導光板２の一側面に導入されるよになっ
ている。
【００１０】そして、冷陰極けい光ランプ１０は高周波
点灯回路（図示しない）に接続して点灯されるようにな
っており、このランプ１０から放出される光は反射体７
の内面反射面８で反射され、光拡散導光板２の一側面に
導入される。この光拡散導光板２に導入された光は、こ
の光拡散導光板２内で拡散し、かつケーシング３の内面
に形成した反射面４で反射され、光拡散導光板２の上面
に向かわされる。このため、光拡散導光板２の上面では
全体に亘り略均等な明るさとなり、この面に重ねて配置
された液晶表示板１をこの背面から均等に照射するよう
になる。
点灯回路（図示しない）に接続して点灯されるようにな
っており、このランプ１０から放出される光は反射体７
の内面反射面８で反射され、光拡散導光板２の一側面に
導入される。この光拡散導光板２に導入された光は、こ
の光拡散導光板２内で拡散し、かつケーシング３の内面
に形成した反射面４で反射され、光拡散導光板２の上面
に向かわされる。このため、光拡散導光板２の上面では
全体に亘り略均等な明るさとなり、この面に重ねて配置
された液晶表示板１をこの背面から均等に照射するよう
になる。
【００１１】上記冷陰極けい光ランプ１０について図１
にもとづき説明する。１１は冷陰極けい光ランプ１０の
バルブであり、このバルブ１１は内径０．９４mm、外径
２．０６mm、長さ２００mmの鉛ガラスにより直管形に形
成されている。このバルブ１１の内面には、色温度が７
８００Ｋの３波長発光けい光体からなるけい光体被膜１
２が形成されており、かつこのバルブ１１の長手方向両
端部には冷陰極１３、１３が封装されている。冷陰極１
３、１３は、それぞれリード線を兼ねる電極軸１４に棒
形の電極本体１５、１５を接合して構成してあり、これ
ら電極本体１５、１５は線径０．５mm、長さ１０mmのニ
ッケルワイヤにて形成されている。上記電極軸１４、１
４は、ガラスと熱膨脹率が近似する金属からな封着線１
６、１６に接続されており、これら封着線１６、１６は
バルブ１１の端部の封止部１７、１７に封着されておい
る。封着線１６、１６はそれぞれ外部リード線１８、１
８に接続されている。
にもとづき説明する。１１は冷陰極けい光ランプ１０の
バルブであり、このバルブ１１は内径０．９４mm、外径
２．０６mm、長さ２００mmの鉛ガラスにより直管形に形
成されている。このバルブ１１の内面には、色温度が７
８００Ｋの３波長発光けい光体からなるけい光体被膜１
２が形成されており、かつこのバルブ１１の長手方向両
端部には冷陰極１３、１３が封装されている。冷陰極１
３、１３は、それぞれリード線を兼ねる電極軸１４に棒
形の電極本体１５、１５を接合して構成してあり、これ
ら電極本体１５、１５は線径０．５mm、長さ１０mmのニ
ッケルワイヤにて形成されている。上記電極軸１４、１
４は、ガラスと熱膨脹率が近似する金属からな封着線１
６、１６に接続されており、これら封着線１６、１６は
バルブ１１の端部の封止部１７、１７に封着されておい
る。封着線１６、１６はそれぞれ外部リード線１８、１
８に接続されている。
【００１２】このようなバルブ１１内には、所定量の水
銀Ｈｇと、所定圧Ｐの希ガスを封入してある。希ガス
は、アルゴンＡｒとネオンＮｅを主体とする混合ガスで
あり、アルゴンＡｒ５０％、ネオンＮｅ５０％で封入圧
Ｐを６０Torr以上にしてある。
銀Ｈｇと、所定圧Ｐの希ガスを封入してある。希ガス
は、アルゴンＡｒとネオンＮｅを主体とする混合ガスで
あり、アルゴンＡｒ５０％、ネオンＮｅ５０％で封入圧
Ｐを６０Torr以上にしてある。
【００１３】このような構成の冷陰極けい光ランプ１０
を点灯し、その光束を積分球で調べると、図４に示すよ
うな特性が測定された。すなわち、封入圧を６０Torrと
した上記ランプの場合、特性ａで示す通り、ランプ電流
Ｉを１０ mＡ以下の領域で変動させた場合は、ランプ電
流の増加に伴って光束が直線的に増加する。しかし、ラ
ンプ電流が１０ mＡを越えると、ランプ電流を増やして
も光束は飽和状態となり、それ以上顕著に上昇しなくな
る。
を点灯し、その光束を積分球で調べると、図４に示すよ
うな特性が測定された。すなわち、封入圧を６０Torrと
した上記ランプの場合、特性ａで示す通り、ランプ電流
Ｉを１０ mＡ以下の領域で変動させた場合は、ランプ電
流の増加に伴って光束が直線的に増加する。しかし、ラ
ンプ電流が１０ mＡを越えると、ランプ電流を増やして
も光束は飽和状態となり、それ以上顕著に上昇しなくな
る。
【００１４】同じランプ構造で、アルゴンＡｒ５０％、
ネオンＮｅ５０％の混合ガスを３０Torr封入した場合
（特性ｂ）、および９０Torr封入した場合（特性ｃ）に
ついても同様な測定を行った。図４のｂおよびｃに示す
通り、これらガス圧を変えたランプであっても、ランプ
電流が１０ mＡ以下の領域ではランプ電流の変化に応じ
て光束が変化するが、ランプ電流が１０ mＡを越えると
ランプ電流を増やしても光束は飽和状態となる傾向があ
ることが判る。しかも、ランプ電流が１０ mＡを越える
領域でランプ電流が増加すると光束の差が縮まることも
判る。
ネオンＮｅ５０％の混合ガスを３０Torr封入した場合
（特性ｂ）、および９０Torr封入した場合（特性ｃ）に
ついても同様な測定を行った。図４のｂおよびｃに示す
通り、これらガス圧を変えたランプであっても、ランプ
電流が１０ mＡ以下の領域ではランプ電流の変化に応じ
て光束が変化するが、ランプ電流が１０ mＡを越えると
ランプ電流を増やしても光束は飽和状態となる傾向があ
ることが判る。しかも、ランプ電流が１０ mＡを越える
領域でランプ電流が増加すると光束の差が縮まることも
判る。
【００１５】このことから、上記構造の冷陰極けい光ラ
ンプ１０は、ランプ電流を１０ mＡ以下の領域で点灯使
用すれば、入力に応じた光出力が得られるようになり、
効率良く使用することができることが判った。しかも、
この傾向は封入ガス圧Ｐには関係なく生じることも確認
できた。
ンプ１０は、ランプ電流を１０ mＡ以下の領域で点灯使
用すれば、入力に応じた光出力が得られるようになり、
効率良く使用することができることが判った。しかも、
この傾向は封入ガス圧Ｐには関係なく生じることも確認
できた。
【００１６】上記図４の特性は、ランプ電流Ｉを変えた
場合であるが、これをランプ電流を放電空間の横断面積
で割ったランプ電流密度Ｊに換算して示すと図５のよう
になる。図５において、特性ａはアルゴンＡｒ５０％、
ネオンＮｅ５０％の混合ガスを６０Torr封入した場合、
特性ｂは同３０Torr封入した場合、および特性ｃは同９
０Torr封入した場合である。このことから、ランプ電流
密度Ｊで換算すると、ランプ電流密度を１．５Ａ／cm2
以下で点灯すれば、入力に応じた光出力が得られるよう
になることが判る。
場合であるが、これをランプ電流を放電空間の横断面積
で割ったランプ電流密度Ｊに換算して示すと図５のよう
になる。図５において、特性ａはアルゴンＡｒ５０％、
ネオンＮｅ５０％の混合ガスを６０Torr封入した場合、
特性ｂは同３０Torr封入した場合、および特性ｃは同９
０Torr封入した場合である。このことから、ランプ電流
密度Ｊで換算すると、ランプ電流密度を１．５Ａ／cm2
以下で点灯すれば、入力に応じた光出力が得られるよう
になることが判る。
【００１７】ところで、本発明者らは、バルブ１１の大
きさが（径）が変わった場合に、上記飽和傾向が生じる
か否かを確かめた。すなわち、図６はバルブ１１の内径
を０．９４mm（ほぼ１．０mm）とした上記実施例のラン
プのほかに、バルブ１１の内径を２．０mm、３．０mmと
したランプを製造し、封入ガスの圧力を、アルゴンＡｒ
５０％、ネオンＮｅ５０％の混合ガスを６０Torr封入し
て同一条件とした。各ランプについて、ランプ電流を変
えて点灯したところ、本発明にかかる内径が０．９４mm
（ほぼ１．０mm）にしたランプの場合は、図６の特性ｄ
に示すように、ランプ電流が１０ mＡを越える領域でラ
ンプ電流を増やしても光束は飽和状態になる傾向がある
が、内径を２．０mmとしたランプ（特性ｅ）および内径
を３．０mmとしたランプ（特性ｆ）はいづれも飽和状態
を示さず、ランプ電流が１０ mＡを越える領域でも、ラ
ンプ電流を増やすと光束が上昇する傾向が確認された。
つまり、光束が飽和するのはバルブ径が１．０mm以下の
場合に特有な傾向であることが判った。
きさが（径）が変わった場合に、上記飽和傾向が生じる
か否かを確かめた。すなわち、図６はバルブ１１の内径
を０．９４mm（ほぼ１．０mm）とした上記実施例のラン
プのほかに、バルブ１１の内径を２．０mm、３．０mmと
したランプを製造し、封入ガスの圧力を、アルゴンＡｒ
５０％、ネオンＮｅ５０％の混合ガスを６０Torr封入し
て同一条件とした。各ランプについて、ランプ電流を変
えて点灯したところ、本発明にかかる内径が０．９４mm
（ほぼ１．０mm）にしたランプの場合は、図６の特性ｄ
に示すように、ランプ電流が１０ mＡを越える領域でラ
ンプ電流を増やしても光束は飽和状態になる傾向がある
が、内径を２．０mmとしたランプ（特性ｅ）および内径
を３．０mmとしたランプ（特性ｆ）はいづれも飽和状態
を示さず、ランプ電流が１０ mＡを越える領域でも、ラ
ンプ電流を増やすと光束が上昇する傾向が確認された。
つまり、光束が飽和するのはバルブ径が１．０mm以下の
場合に特有な傾向であることが判った。
【００１８】このようなことから、バルブ径が１．０mm
以下のランプは、ランプ電流密度Ｊを１．５Ａ／cm2 を
越えて点灯させたとしてもこの入力に見合う光出力は得
られなく、むしろランプ電力の損失が大きくなるだけで
あり、電極１３、１３に無理な負担をかけることにな
る。このため、陰極降下電圧ＶK が上昇し、電極本体１
５、１５を構成している物質がスパッタし、管壁に付着
して早期黒化を招くことにもなる。
以下のランプは、ランプ電流密度Ｊを１．５Ａ／cm2 を
越えて点灯させたとしてもこの入力に見合う光出力は得
られなく、むしろランプ電力の損失が大きくなるだけで
あり、電極１３、１３に無理な負担をかけることにな
る。このため、陰極降下電圧ＶK が上昇し、電極本体１
５、１５を構成している物質がスパッタし、管壁に付着
して早期黒化を招くことにもなる。
【００１９】なお、上記実施例の場合、封入希ガスとし
て、アルゴンＡｒ５０％、ネオンＮｅ５０％の混合ガス
を用いた場合を説明したが、封入ガスはアルゴンのみ、
またはアルゴンにクリプトンＫｒやヘリウムＨｅを混合
したガスであってもよい。要するに、アルゴンが主体と
なる混合ガスであってもよい。
て、アルゴンＡｒ５０％、ネオンＮｅ５０％の混合ガス
を用いた場合を説明したが、封入ガスはアルゴンのみ、
またはアルゴンにクリプトンＫｒやヘリウムＨｅを混合
したガスであってもよい。要するに、アルゴンが主体と
なる混合ガスであってもよい。
【００２０】純アルゴンを用いた場合のランプ電流Ｉと
光束との関係を図７に示す。この特性から、封入ガスの
種類が変更されても、図４と同様に、ランプ電流を１０
mＡ以下の領域で点灯使用すれば入力に応じた光出力が
得られるようになり、効率良く使用することができるこ
とが確認され、しかも、この場合も封入ガス圧Ｐには関
係なく同様な傾向が生じることも確認できた。
光束との関係を図７に示す。この特性から、封入ガスの
種類が変更されても、図４と同様に、ランプ電流を１０
mＡ以下の領域で点灯使用すれば入力に応じた光出力が
得られるようになり、効率良く使用することができるこ
とが確認され、しかも、この場合も封入ガス圧Ｐには関
係なく同様な傾向が生じることも確認できた。
【００２１】また、細い管の冷陰極放電灯の場合、電流
値を増していったとき特に問題となるのは陰極降下電圧
の上昇に伴う電極のスパッタリングである。発明者らが
本発明において提案した内径１mm以下の細い冷陰極放電
灯では、形状の制約により電流面積を大きくできないた
め、内径が太いものに比べて陰極降下電圧が上昇する傾
向にある。一般的に換算電流密度（ランプ電流／電極面
積Ｊk と封入ガス圧Ｐの２乗の比）と陰極降下電圧ＶK
との間には、図８に示すような関係があり、換算電流密
度Ｊk ／Ｐ2 が２０以上になると陰極降下電圧ＶK は急
激に上昇し、電極のスパッタが増加する。これを発明者
らが提案した図１に示すランプに当てはめると、希ガス
の封入圧を３０Torr、６０Torrおよび９０Torrとした場
合、それぞれ換算電流密度Ｊk ／Ｐ2 は、４０μＡ／cm
2 、１０μＡ／cm2 および４μＡ／cm2 となり、これに
対応する陰極降下電圧ＶK は、１１３Ｖ、１１５Ｖおよ
び１０８Ｖとなる。換算電流密度は封入ガス圧の２乗に
反比例するため、封入圧力が３０Torrと６０Torrの場合
では陰極降下電圧に大きな差が生じ、３０Torrの場合に
は電極に多大な負担をかけることになり、スパッタリン
グにより電極の早期損耗やバルブ黒化を招き、封入圧は
６０Torr以上であることが要求される。このことを言い
換えると、点灯中のイオン衝撃による電極のスパタリン
グ（飛散）を防止するためには、バルブ内部の希ガスの
封入力を高めに保つことが必要であり、実用的には６０
Torr以上で使用するようにしている。
値を増していったとき特に問題となるのは陰極降下電圧
の上昇に伴う電極のスパッタリングである。発明者らが
本発明において提案した内径１mm以下の細い冷陰極放電
灯では、形状の制約により電流面積を大きくできないた
め、内径が太いものに比べて陰極降下電圧が上昇する傾
向にある。一般的に換算電流密度（ランプ電流／電極面
積Ｊk と封入ガス圧Ｐの２乗の比）と陰極降下電圧ＶK
との間には、図８に示すような関係があり、換算電流密
度Ｊk ／Ｐ2 が２０以上になると陰極降下電圧ＶK は急
激に上昇し、電極のスパッタが増加する。これを発明者
らが提案した図１に示すランプに当てはめると、希ガス
の封入圧を３０Torr、６０Torrおよび９０Torrとした場
合、それぞれ換算電流密度Ｊk ／Ｐ2 は、４０μＡ／cm
2 、１０μＡ／cm2 および４μＡ／cm2 となり、これに
対応する陰極降下電圧ＶK は、１１３Ｖ、１１５Ｖおよ
び１０８Ｖとなる。換算電流密度は封入ガス圧の２乗に
反比例するため、封入圧力が３０Torrと６０Torrの場合
では陰極降下電圧に大きな差が生じ、３０Torrの場合に
は電極に多大な負担をかけることになり、スパッタリン
グにより電極の早期損耗やバルブ黒化を招き、封入圧は
６０Torr以上であることが要求される。このことを言い
換えると、点灯中のイオン衝撃による電極のスパタリン
グ（飛散）を防止するためには、バルブ内部の希ガスの
封入力を高めに保つことが必要であり、実用的には６０
Torr以上で使用するようにしている。
【００２２】なお、ランプは直管形に限らず環形けい光
ランプやＵ字形、Ｗ字形あるいは鞍形けい光ランプ等で
あってもよい。さらにまた、本発明は液晶表示装置のバ
ックライトに使用する冷陰極けい光ランプに限らない。
そしてまた、けい光ランプの外に、希ガスの発光を利用
した希ガス放電灯であってもよい。また、図示しない
が、本発明のランプは、ランプ電流Ｉが１０ mＡ以下の
領域で使用する場合は、ランプ電流の増加に伴って光束
が直線的に増加するので、この直線的変化を利用してこ
の領域で調光することも可能である。
ランプやＵ字形、Ｗ字形あるいは鞍形けい光ランプ等で
あってもよい。さらにまた、本発明は液晶表示装置のバ
ックライトに使用する冷陰極けい光ランプに限らない。
そしてまた、けい光ランプの外に、希ガスの発光を利用
した希ガス放電灯であってもよい。また、図示しない
が、本発明のランプは、ランプ電流Ｉが１０ mＡ以下の
領域で使用する場合は、ランプ電流の増加に伴って光束
が直線的に増加するので、この直線的変化を利用してこ
の領域で調光することも可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、バ
ルブの内径が１．０mm以下の冷陰極けい光ランプにおい
て、ランプ電流密度を１．５Ａ／cm2 以下で点灯するよ
うにしたから、この点灯条件であれが発光効率が良好で
あり、無駄なエネルギー損失を防止することができ、か
つ電極のスパタリング等により電極の損耗や早期黒化を
防止することができる。
ルブの内径が１．０mm以下の冷陰極けい光ランプにおい
て、ランプ電流密度を１．５Ａ／cm2 以下で点灯するよ
うにしたから、この点灯条件であれが発光効率が良好で
あり、無駄なエネルギー損失を防止することができ、か
つ電極のスパタリング等により電極の損耗や早期黒化を
防止することができる。
【図１】本発明の一実施例に係る冷陰極けい光ランプの
断面図。
断面図。
【図２】上記冷陰極けい光ランプを光源とした液晶表示
装置の分解した斜視図。
装置の分解した斜視図。
【図３】同実施例における断面図。
【図４】封入ガス圧を変えた場合の相対光量とランプ電
流との関係を示す特性図。
流との関係を示す特性図。
【図５】上記に場合の相対光量とランプ電流密度との関
係を示す特性図。
係を示す特性図。
【図６】バルブ内径を変えた場合の相対光量とランプ電
流との関係を示す特性図。
流との関係を示す特性図。
【図７】封入希ガスとしてアルゴンを使用した場合にそ
のガス圧を変えた場合の相対光量とランプ電流との関係
を示す特性図。
のガス圧を変えた場合の相対光量とランプ電流との関係
を示す特性図。
【図８】陰極降下電圧と換算電流密度との関係を示す特
性図。
性図。
１…液晶表示板 ２…光拡散導光板
７…反射体 １０…冷陰極けい光ランプ １１…バルブ １２…けい光体被膜 １３…冷陰極。
７…反射体 １０…冷陰極けい光ランプ １１…バルブ １２…けい光体被膜 １３…冷陰極。
Claims (4)
- 【請求項１】 内径を１．０mm以下としたバルブ内に一
対の冷陰極を封装し、このバルブの内部に水銀および希
ガスとしてアルゴン、またアルゴンを主体とする混合ガ
スを封入した冷陰極放電灯において、 上記放電灯はランプ電流密度を１．５Ａ／cm2 以下にし
て点灯することを特徴とする冷陰極放電灯。 - 【請求項２】 バルブの内面にはけい光体を塗布したこ
とを特徴とする請求項１に記載の冷陰極放電灯。 - 【請求項３】 上記希ガスの封入圧を６０Torr以上にし
たことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷
陰極放電灯。 - 【請求項４】 上記請求項１ないし請求項３のいづれか
に記載の冷陰極放電灯を光源として器具に組み込んだこ
とを特徴とする照明装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5059793A JPH06275237A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 冷陰極放電灯およびこれを用いた照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5059793A JPH06275237A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 冷陰極放電灯およびこれを用いた照明装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06275237A true JPH06275237A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=13123522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5059793A Pending JPH06275237A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 冷陰極放電灯およびこれを用いた照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06275237A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004017360A1 (ja) * | 2002-07-19 | 2004-02-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 低圧放電ランプ及びそれを用いたバックライト装置 |
| JP2008084771A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 冷陰極蛍光ランプおよびバックライトユニット |
-
1993
- 1993-03-19 JP JP5059793A patent/JPH06275237A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004017360A1 (ja) * | 2002-07-19 | 2004-02-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 低圧放電ランプ及びそれを用いたバックライト装置 |
| US7358675B2 (en) | 2002-07-19 | 2008-04-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Low-pressure discharge lamp and back light device using same |
| US7683550B2 (en) | 2002-07-19 | 2010-03-23 | Panasonic Corporation | Low-pressure discharge lamp and back light device using the same |
| JP2008084771A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 冷陰極蛍光ランプおよびバックライトユニット |
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