JPH11238489A

JPH11238489A - ランプおよび照明装置

Info

Publication number: JPH11238489A
Application number: JP3895198A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Nagai; 宏樹長井
Original assignee: Harison Denki Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1998-02-20
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 1999-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】硬質ガラスからなるバルブの端部に封止され
る封着部リード線に起因する封着部の破損やリークの発
生を防止した冷陰極蛍光ランプなどのランプおよびこの
ランプを装着した照明装置を提供することを目的とす
る。【解決手段】表面に１．０〜３．０μｍの膜厚の酸化
膜４およびこの酸化膜４上にビードガラス被覆層５を形
成したコバール、タングステンまたはモリブデンから選
ばれた金属からなるリード線３と、このリード線３のビ
ードガラス被覆層５部を端部において封止した封着部２
を有する硬質ガラスバルブ１と、上記リード線３または
リード線３に接続した内部リード線に設けられた発光源
６と、上記バルブ１内に封入された希ガスとを備えてい
るランプＬおよびこのランプＬを装着した照明装置８で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は硬質ガラスからなる
バルブを用いた冷陰極蛍光ランプなどの放電ランプや白
熱電球などのランプならびにこのランプを装着した照明
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえばパソコンやワープロなどのＯＡ
機器や小型テレビなどにおいて用いられる液晶表示装置
（以下ＬＣＤと略称する。）には、このＬＣＤを照明す
るためにバックライトが組込まれている。

【０００３】このバックライトの光源としてはたとえば
冷陰極形蛍光ランプが使用されているが、これら機器に
用いられる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ランプである。

【０００４】そして、近年、これら機器においても高輝
度化やより薄型化などが要望されている。この機器の高
性能化に伴いランプも高出力化がはかられ、従来、軟質
ガラスで構成されていたバルブでは、高出力化や機械的
強度に対処できないためバルブを硬質ガラス化すること
が行われている。

【０００５】この硬質ガラスたとえばホウケイ酸ガラス
をバルブに用いた冷陰極形蛍光ランプでは、耐熱性や機
械的強度が高まり高出力化や細径化ができる利点があ
る。

【０００６】そして、ホウケイ酸ガラスからなるバルブ
の端部に封止される封着用のリード線は、線膨張係数を
考慮したコバールやモリブデンなどの金属線が用いられ
気密を確保するようにしている。しかし、外見的にはガ
ラスとよく接着しているように見えるが、ランプに口金
を取付ける際やランプから導出したリード線を直接に機
器の端子部に係止する際などに、リード線を引張るなど
リード線に応力が加わるとリード線が埋め込まれている
封着部のガラスに破損をきたすなどのことがあった。ま
た、封着の条件や状態によっては、リード線に沿ってリ
ークを生じることがあった。そして、これらはランプと
して致命的な欠陥を生じ、ランプの短寿命を招いてい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題に鑑
みなされたもので、硬質ガラスからなるバルブの端部に
封止される封着用リード線に起因する封着部の破損やリ
ークの発生を防止した冷陰極蛍光ランプなどのランプお
よびこのランプを装着した照明装置を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のランプは、表面に１．０〜３．０μｍの膜厚の酸化膜
およびこの酸化膜上にビードガラス被覆層を形成したコ
バール、タングステンまたはモリブデンから選ばれた金
属からなるリード線と、このリード線のビードガラス被
覆層部を端部において封止した封着部を有する硬質ガラ
スバルブと、上記リード線またはリード線に接続した内
部リード線に設けられた発光源と、上記バルブ内に封入
された希ガスとを具備していることを特徴とする。

【０００９】リード線に適宜厚さの酸化膜が形成され、
ビードガラス被覆層のガラスとの濡れがよく気密に接合
されている。また、バルブのガラスが線膨脹係数の異な
るリード線と直接に接触せずに、予めリード線の表面に
形成してあるビードガラス被覆層と同質のガラスと接触
し、ガラス相互が融合して一体化されるので封着部に生
じる歪みは軽度で、しかも高い気密性をもって封止され
ている。

【００１０】また、リード線の表面に形成した酸化膜の
厚さは１．０〜３．０μｍの範囲がよく、この範囲を外
れるとリード線とガラスとの接合力が弱くなって、リー
ド線を引張ったとき封着部からリード線が抜けるなど引
張り強度が低下する。また、リード線の表面に沿ってリ
ーク路を生じ、ランプに短寿命を招くことがある。

【００１１】なお、本発明でいう硬質ガラスバルブと
は、ホウケイ酸ガラスやアルミノシリケートガラスなど
を指し、これらのガラス材質では同様の作用効果を奏す
る。また、リード線の材質はコバール、タングステンま
たはモリブデンからなる金属において、同様の作用効果
を奏する。

【００１２】本発明の請求項２に記載のランプは、ビー
ドガラス被覆層のガラスの線膨脹係数が、バルブのガラ
スの線膨脹係数と同じか近似していることを特徴とす
る。

【００１３】バルブのガラスとビードガラス被覆層のガ
ラスとは同材質のものが好ましいが、異材質の場合でも
線膨脹係数が同一ないしは±２０％以内異なるものであ
れば、適用が可能で上記請求項１に記載と同様な作用を
奏する。

【００１４】本発明の請求項３に記載のランプは、リー
ド線のビードガラス被覆層部が、バルブ内に突出してい
ることを特徴とする。

【００１５】上記請求項１および２に記載と同様な作用
を奏するほか、リード線のビードガラス被覆層部をバル
ブ内に突出させることによって、バルブのガラスとの封
着時にガラスの消耗を低減しつつ封着部長さが長くでき
リード線の引張り強度が向上する。

【００１６】本発明の請求項４に記載のランプは、発光
源が、コイル状フィラメントまたは放電電極であること
を特徴とする。

【００１７】コイル状フィラメントを発光体として用い
る各種電球およびコイル状フィラメントや放電電極を発
光源として用いる冷陰極放電ランプ、熱陰極放電ラン
プ、希ガス放電ランプなどの放電ランプに適用して、上
記請求項１ないし３に記載と同様な作用を奏する。

【００１８】本発明の請求項５に記載の照明装置は、上
記請求項１ないし請求項４のいづれかの項に記載のラン
プを光源として装着したことを特徴とする。

【００１９】上記請求項１ないし請求項４に記載の作用
を奏するランプを光源としているので、長寿命の照明装
置が得られる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１はＬＣＤのバックライトなど
の光源として使用される冷陰極蛍光ランプの一部を切欠
した要部断面正面図、図２は図１のランプの封着部近傍
の拡大断面正面図である。

【００２１】この冷陰極蛍光ランプＬは、たとえば直管
形の消費電力がランプ電流５ｍＡのとき約２．５Ｗのラ
ンプで、外径が約２．６ｍｍ、内径が約１．６ｍｍ、長
さが約２００ｍｍの線膨脹係数が約５０〜５５×１０^-7
程度のホウケイ酸ガラスやアルミノシリケートガラスな
ど、ここではホウケイ酸ガラスからなる管形バルブ１の
両端には封着部２，２が形成され、この封着部２，２に
はそれぞれリード線３，３が封止られている。

【００２２】このリード線３は封着線３Ｓ部と外部リー
ド線３０部とからなり、封着線３Ｓ部は外径が約０．６
ｍｍの線膨脹係数が約４０〜５５×１０^-7程度のコバー
ルＫＯＶ（Ｆｅ２９重量％、Ｎｉ１７重量％、残部Ｃ
ｏ）、モリブデンＭｏまたはタングステンＷのうちから
選ばれたここではコバールからなり、図２に拡大して示
すように封着される約２．０ｍｍの部分の表面は約２．
０μｍの厚さで酸化膜４が形成され、さらにこの酸化膜
４の上にはホウケイ酸ガラスからなるビードガラス被覆
層５が形成してある。

【００２３】また、バルブ１内に位置するそれぞれの封
着線３Ｓ，３Ｓの先端にはニッケル（Ｎｉ）からなる外
径が約１．０ｍｍ、長さが約３．０ｍｍの円筒形の冷陰
極形の放電電極６，６が固定されている。また、外部リ
ード線３０はジュメット線からなる。

【００２４】また、上記バルブ１の内壁面には所定の蛍
光体を塗布した蛍光体層７が形成されている。また、こ
のバルブ１内には放電媒体としてアルゴン（Ａｒ）など
の希ガスと水銀が封入されている。

【００２５】上記リード線３の封着線３Ｓ部の製造は、
たとえば所定長さに切断したコバール線の封着予定部分
を酸素バーナーなどで加熱してその表面に酸化膜４を形
成する。つぎに、予め用意した外径が約１．３ｍｍ、肉
厚が約０．２ｍｍ、長さが約１．０ｍｍのホウケイ酸ガ
ラスからなるガラス管を上記酸化膜４形成部分の周囲に
被せる。そして、バーナーなどでこのガラス管およびコ
バール線を加熱して、ガラス管を溶かして酸化膜４の外
周囲表面のほぼ全面に厚さ約０．２〜０．３ｍｍの薄い
ビードガラス被覆層５を形成する。このとき熱容量の小
さいガラス管はよく溶けてコバール線表面の酸化膜４と
融合してよく濡れ、また、ガラス被覆層５はコバール線
と近似した熱膨張率を有するので、コバール線の酸化膜
４形成部分表面を気密に覆う層５となって形成される。

【００２６】ついで、上記コバール線からなる封着線３
Ｓの先端部に円筒状をなす冷陰極電極６を差込み溶接な
どの手段で固着させる。

【００２７】この様にして製作された電極６を設けたリ
ード線３は封止工程において、バルブ１の端部内に電極
６側が挿入され、バルブ１の開口端部付近の封着予定部
をバーナー（図示しない。）で加熱する。そして、軟化
溶融して内方に収縮していったバルブ１のガラスが、こ
の加熱によって同時に軟化溶融している封着線３Ｓ側の
ガラス被覆層５のガラスと融合して一体化され、加熱を
停止すればガラスはそのまま固化して、バルブ１の封着
部２にリード線３の封着線３Ｓ部が気密に封止られる。

【００２８】この封着は、バルブ１とビードガラス被覆
層５とは同じ材質のホウケイ酸ガラスからなり、また、
上記酸化膜４ともよく融合してリード線３の封着部２は
強固なものとなる。

【００２９】なお、この封止をバルブ１の両端を同時
に、気密チャンバー内などでバルブ１内の排気、アルゴ
ンなどの希ガスや水銀などの放電維持媒体の封入を同時
に行うことによって、所定の冷陰極蛍光ランプＬが完成
される。

【００３０】上記構成および工程を経て完成した蛍光ラ
ンプＬは、リード線３の封着線３Ｓ部に適宜厚さの酸化
膜４が形成され、ビードガラス被覆層５のガラスとの濡
れがよく気密に接合されている。また、バルブ１のガラ
スが線膨脹係数の異なる封着線３Ｓ部と直接に接触せず
に、予め封着線３Ｓの表面に形成してあるビードガラス
被覆層４と同質のガラスと接触し、ガラス相互が融合し
て一体化されるので封着部２に生じる歪みは軽度で、し
かも高い気密性をもって封止されている。

【００３１】したがって、ランプＬに口金を取付ける際
やランプＬから導出した外部リード線３０を直接に機器
の端子部に係止する際などに、外部リード線３０を引張
るなどリード線３に応力が加わっても、封着線３Ｓが埋
め込まれている封着部２のガラスが容易に破損すること
がない。また、この封着線３Ｓの埋設部に封着線３Ｓに
沿ったリークの発生を防止できる。

【００３２】また、上記において、リード線３の封着線
３Ｓ部に形成したビードガラス被覆層５部を図２に示す
ように、封着部２よりバルブ１内側に突出させると、バ
ルブ１のガラスとの封着時にバルブ１のガラスの消耗を
低減しつつ封着長さを長くできることによりリード線３
の引張り強度が向上することが分かった。

【００３３】また、本発明者の実験によれば、上記構成
の冷陰極蛍光ランプＬにおいて、リード線３に形成する
酸化膜４の膜厚を種々変化させた場合のリード線３の引
張り強度試験の結果は、図３および図４に示す通りであ
った。

【００３４】試験は封着部２から延出した外部リード線
３０をランプ軸方向に引っ張り荷重を加えたもので、図
３（剥離開始荷重）は封着部２に割れ目が入り始めた時
点の荷重値（ｋｇｆ）である。また、図４（限界荷重）
は封着部２の割れ目が繋がった（完全に割れた）時点の
荷重値（ｋｇｆ）である。

【００３５】この図３および図４から勘案するに、酸化
膜４の膜厚は１．０〜３．０μｍの範囲内であれば、実
用上問題ないことが分かった。

【００３６】そして、上記冷陰極蛍光ランプＬは図５に
示すように、バックライト８の光源として組込みまれ使
用される。この図５において９１はランプＬを装着した
反射鏡、９２は反射鏡Ｒの開口部に載置された光拡散板
で、パソコンやテレビなどの液晶表示装置のバックライ
ト８として、あるいは所定のディスプレイ装置が形成さ
れた表示板のバックライトとして使用される。

【００３７】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ない。たとえば、ガラスバルブやリード線を被覆するガ
ラスの材質およびこのガラス材質に合わすリード線は実
施の形態に限らず、ランプの定格や特性などに合わせ適
宜組み合わせが選択できることはいうまでもない。しか
し、部材の組み合わせは全部材の材質が同じ線膨張係数
を有する場合が最もよいが、リード線やリード線を被覆
するガラスの線膨張係数が、ガラスバルブの線膨張係数
とリード線の線膨張係数との間の値にある場合が好まし
く、クラックやリークなどの不具合の発生がない。

【００３８】また、上記実施の形態では、リード線を封
着線部と外部リード線部との２部品で形成したが、酸化
膜とビードガラス被覆層の形成は封着線部のみでよく、
この封着線の端部に別材の内、外部リード線を接続した
３部品やあるいは全体が封着線部からなるリード線であ
ってももちろん差支えない。

【００３９】また、ランプとしては、冷陰極形の蛍光ラ
ンプに限らずコイル状フィラメントを用いる熱陰極形の
蛍光ランプでも、放電維持媒体としては水銀以外の発光
物質を封入していてもあるいはキセノンガスなどを封入
した希ガス発光によるランプなど各種の放電ランプに適
用できる。また、発光源としてコイル状フィラメントを
用いる各種電球にも適用できる。また、ガラスバルブの
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。

【００４０】さらにまた、本発明のランプは図５に示す
ような、液晶表示装置などのバックライトの光源ばかり
ではなく、通常の照明用の器具などに装着して、照明装
置としてひろく使用できることはいうまでもない。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、バ
ルブのガラスが線膨脹係数の異なる封着線と直接に接触
せずに、予め封着線の表面に形成してあるガラス被覆層
のガラスと接触した、ガラス相互が融合して一体化され
た封着部を有している。

【００４２】したがって、封着部はガラス相互の接合で
あり残存する歪量が少ないとともに封着線の表面および
内、外部リード線の基部表面には空隙が発生せず、バル
ブ内に封入してある水銀が封着線を侵すなどのことを防
ぎ、封着部にクラックやリークの発生の虞がなくなる。

【００４３】また、このようなにバルブの内面と比較的
大径の封着線とは封止作業時その間隙が少なく、溶融し
たバルブのガラスが短時間で封着線表面のガラス被覆層
と接触して融合するのでガラスのなじみがよくなるとと
もに、従来と同様な手段で従来より短時間で封止作業を
することができる。また、熱容量が小さいリード線はガ
ラス被覆層でその容量が増し、リード線側の酸化を低減
できるなど、封着部にリークやクラックの発生がなく、
長寿命の放電ランプＬを提供できる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す冷陰極蛍光ランプの
一部を切欠した断面正面図である。

【図２】図１のランプの封着部近傍の拡大断面正面図で
ある。

【図３】リード線の引張り強度（剥離開始荷重）を示す
グラフで、横軸にリード線に形成した酸化膜の膜厚（μ
ｍ）を、縦軸に引張り荷重（Ｋｇｆ）を対比してある。

【図４】リード線の引張り強度（限界荷重）を示すグラ
フで、横軸にリード線に形成した酸化膜の膜厚（μｍ）
を、縦軸に引張り荷重（Ｋｇｆ）を対比してある。

【図５】本発明の実施の形態を示す照明装置（バックラ
イト）の分解斜視図である。

【符号の説明】

Ｌ：ランプ（冷陰極蛍光ランプ）１：硬質ガラスバルブ２：封着部３：リード線４：酸化膜５：ビードガラス被覆層６：発光源（放電電極）８：照明装置（バックライト）９１：反射鏡９２：光拡散板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に１．０〜３．０μｍの膜厚の酸化
膜およびこの酸化膜上にビードガラス被覆層を形成した
コバール、タングステンまたはモリブデンから選ばれた
金属からなるリード線と、このリード線のビードガラス
被覆層部を端部において封止した封着部を有する硬質ガ
ラスバルブと、上記リード線またはリード線に接続した
内部リード線に設けられた発光源と、上記バルブ内に封
入された希ガスとを具備していることを特徴とするラン
プ。
【請求項２】ビードガラス被覆層のガラスの線膨脹係
数が、バルブのガラスの線膨脹係数と同じか近似してい
ることを特徴とする請求項１に記載のランプ。
【請求項３】リード線のビードガラス被覆層部が、バ
ルブ内に露出していることを特徴とする請求項１または
２に記載のランプ。
【請求項４】発光源が、コイル状フィラメントまたは
放電電極であることを特徴とする請求項１に記載のラン
プ。
【請求項５】上記請求項１ないし請求項４のいづれか
の項に記載のランプを光源として装着したことを特徴と
する照明装置。