JPS61118956A - 小型低圧水銀放電管 - 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〕 本発明は小型低圧水銀放電管、特に消費電力が４Ｗ以下
と小さく、かつ封体の外径が１０ｍｍ以下のきわめて小
型の一光ランプあるいは水銀ランプに関するものである
。

〔従来の技術〕

最近、腕時計型テレビ、ポケットテレビなどの新商品が
開発され、これらのテレビの画面の形成は液晶素子を用
いて行なわれ、この液晶素子を照明するためのバックラ
イトとしては、小型で消費電力が小さいことがらエレク
トロルミネセンスが用いちれている（１９８３年１月３
１日発行の「日経エレクトロニクス」第ｓ　７　Ｋ参照
）。

しかしながら、このエレクトロルミネセンスは現在のと
ころ明るさが充分とはいえず、このため画面が暗いとい
う問題点を有している。

このようなことから、本発明者は、バックライトとして
螢光ランプを用いることを検討してきた５このようなバ
ックライトとして用いられる螢光ランプにおいては、小
型でしかも消費電力が小さいことが必要であり、実用的
には封体の外径が１０ｍｍ以下で消費電力が４Ｗ以下で
あることが要求される。

かかる小型螢光ランプとしては、例えば第２図に示すよ
うな予熱型螢光ランプが知られている（１９８４年９月
１０日発行の「日経エレクトロニクス」第２１１頁参照
）。第２図において、１は内壁面に螢光膜が形成された
封体であり、この封体ｌの両端封止部にはフィラメント
型熱陰極２およびリング状陽極３が互に対向して配設さ
れ、また封体１の両端にはそれぞれ筒状ベース４および
５が装着されている。熱陰極２側のベース４の外周には
２本の接点リング６ａおよび６ｂが相互に絶縁された状
態で巻回され、これら接点リング６ａおよび６ｂはそれ
ぞれ、リード７ａおよび７ｂを介して熱陰極２の両端と
電気的に接続されている。

また該接点リング６＆および６ｂ上には、点燈回路と接
続される電極端子８ａおよび予熱回路と接読される電極
端子８ｂが形成されている。一方、陽極３側のベース５
の外周には、１本の接点リング６　ｃ’が巻回され、こ
の接点リング６ビはリード７ｃ′を介して陽極３と電気
的に接続され、また接点リング６ぐ上には点燈回路と接
続される電極端子８Ｃ“が形成されている。

しかしながら、上述の小型螢光ランプにおいては、熱陰
極２を予熱するために、点燈回路と接続される電極端子
８ａのほかに予熱回路と接続される電極端子８ｂ２必要
とし、小型でありながら複数の端子を設けなければなら
ないのでベース４における構造が複雑になるという問題
を有する。すなわち、各構成部品のサイズが小さい小型
螢光ランプにあっては、ベース４において電気的に絶縁
された２系統の電極端子８ａおよび８ｂを形成すること
は、製造工程が複雑となるなどの不都合を有し、そのた
め構造の簡素化を図ることが実用上きわめて重要となる
。さらにこの予熱型の小型螢光ランプにおいては、点燈
回路のほかに予熱回路を必要とすることから、該螢光ラ
ンプを点燈するための点燈装置が複雑かつ大型となる欠
点を有する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は以上のような背景のもとｒ−なされたものであ
って、その目的は、既述の予熱型小型螢光ランプの有す
る、構造が複雑であって製造が容易でない等の欠点を解
消し、簡易な構造を有してい　゛て製造上有利であり、
そして熱陰極の予熱をしなくとも十分に優れた点燈性を
発揮することのできる小型低圧水銀放電管を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴とするところは、封体の外径が１０ｍｍ以
下で消費電力が４Ｗ以下の小型低圧水銀放電管であって
、前記封体内部に封入された封入ガスの圧力を２５〜５
０Ｔｏｒｒとし、かつ前記封体内に少くとも一方が熱陰
極である一対の電極全対向して設け、これら電極の各々
と電気的に接続された電流供給用の電極端子が前記封体
の両端に各１個形成されている点にある。

すなわち、本発明においては、点燈回路の電源が例えば
市販の乾電池によって得られる４“〜６ｖの直流電源で
あって、消費電力が４Ｗ以下の小電力条件下で点燈され
る小型低圧水銀放電管において、封体の外径′ｋｌｏｍ
ｍ以下とし、アルゴン、ネオンおよびクリプトンより選
択される少くとも１種の希ガスよりなる封入ガスの圧力
を２５〜５０’Ｉ’ｏｒｒ　　の範囲に設定し、熱陰極
を予熱することなく良好な状態の点燈を可能とした点に
特色全盲する。以下、本発明を図面を参照しながら詳細
に説明する。

〔実施例〕

第１図は、本発明を螢光ランプに適用した例を示す説明
用断面図である。

この例における螢光ランプＬは、外径りの封体ｌ内に、
圧力が２５〜５０Ｔｏｒｒの範囲となる例えばアルゴン
よりなる希ガスならびに例えば１〜４ダ程度の水銀を封
入するとともに、封体１の両端封止部に熱陰極２および
陽極３を互に対向させて配置し、また封体１の両端に装
着されたベース４および５の各々に前記熱陰極２および
陽極３とそれぞれ電気的に接続される各１個の電極端子
８ａおよび８Ｃを形成して構成されている。

以上において、前記封体ｌは、その外径りが１０ｍｍ以
下、肉厚が通常０．３〜０．７　ｍｍ、全長ｔが通常２
００ｍｍ以下とされる。また封体ｌの内壁面には螢光膜
が形成されている。

前記熱陰極２はタングステン、モリブデンナトの高融点
金属のフィラメントより構成され、その一端が封体ｌの
封止部より封体１内に延びるリード（通常、ジュメット
線、コバール線あるいは二ツケル線よりなる。）７ｍに
固定されている。熱陰極２は、シングル、ダブルあるい
はトリプルのコイル状もしくは直線状のフィラメントよ
りなり、該フィラメントには０．１〜１．０　Ｗ程度の
電子エミッタが塗布などの方法によって固着されている
。

電子エミッタの材質は特に制限されるものではなく、通
常用いられるアルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸
化物もしくは炭酸塩その他を使用することができる。ま
た、熱陰極２は軽量であることが望ましく、例えば電子
エミッタが固着される部分の重量が０．３〜５．０ダ程
度であることが好ましい。このように、熱陰極２１に：
軽量化することによって該熱陰極２の熱容量を小さくす
ることができ、その結果熱陰極２の昇温速度？大きくし
てたり放電を円滑に誘起させることが可能となる。

前記陽極３は、鉄あるいはニッケル等よりなるリング状
電極であり、上述の熱陰極２の場合と同様に、封体ｌの
封止部より封体１内に延びるリード７Ｃに固定されてい
る。

熱陰極２と陽極３との間の距離、すなわちアーク長け、
例えば１８０ｍｍ以下とされる。

点燈回路に接続されるための前記電極端子８ａおよび８
Ｃは、封体１の両端に装着された筒状ベース４および５
の外周に巻回して設けた接点リング６８および６Ｃ上に
溶接等によってそれぞれ形成されている。そして、接点
リング６１および６Ｃはそれぞれリード７ａおよび７Ｃ
を介して熱陰極２および陽極３と電気的に接続されてい
る。

以下に、この実施例にかかる螢光ランプの設計例全示す
。

全　　　　　長ニア７ｍｍ アーク長：５１ｍｍ 封体外径ニア、７５ｍｍ 封入ガス：アルゴン 封入ガスの圧カニ　　３０　　Ｔｏｒｒ封入水銀の重量
：２１９ 熱　　陰　　極：　タングステン（ＭＧ＝２．６７）電
子エミッター：トリプル・カーボネイトとジルコニアど
の混合物 ランプ電圧（電極端子間の電圧）：　　４５Ｖランプ電
流：１５ｍＡ 消費電カニ０．５４Ｗ 第３図は、以上の構成の螢光ランプを点燈するための点
燈装置の一例を示す説明用回路図である。

第３図において、Ｅは電圧が例えば６■程度の直流電源
である。この直流電源Ｅの両端には電解コンデンサＣよ
が接続されている。

５０は電解コンデンサＣ１の次段に接続された高周波点
燈回路であり、この高周波点燈回路５０は、抵抗几　、
コンデンサＣ２、Ｃ３、トランジスタＴｒ及び高周波ト
ランスＴにより構成されている。高周波トランスＴの一
方のフィードバック巻線ｔｆ　　の両端はそれぞれ抵抗
ＲよとコンデンサＣ２との接続点及びトランジスタＴｒ
のベースニ接続され、−次巻線ｔ１　の両端はそれぞれ
コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１との接続点及びトランジスタ
Ｔｒのコレクタに接続されている。この高周波トランス
Ｔの二次巻線ｔ２の両端はそれぞれ螢光ランプＬの電極
端子８ａおよび８Ｃに接続されている。なお、高周波点
燈回路５００周波数即ち高周波トランスＴの二次巻線ｔ
２からの出力の周波数は２０〜５０ＫＨｚである。

このような構成の点燈装置においては、電源スイッチ５
Ｗを閉じると、高周波点燈回路５０が作動し、これより
周波数２０〜５０ＫＨｚのパルス状の高周波電流が螢光
ランプＬの熱陰極２および陽極３に供給され、その結果
、熱陰極２から放出される電子によって熱陰極２と陽極
３との間でアーク放電が生じて点燈状態となる。

以上述べた実施例の螢光ランプは直流点燈方式のもので
あるが、この例におけるリング状陽極３のかわりに熱陰
極２と同様なフィラメント電極を用いることにより交流
点燈方式の螢光ランプとすることができる。

〔実験例〕　　　・ 封入ガスの圧力の影＃を調べるために、既述の設計列と
同様の構成を有する螢光ランプにおいて封入ガス（アル
ゴン）の圧力を種々変化させて形成した螢光ランプをサ
ンプルとして用い、第３図に示す点燈装置によって点燈
実験を行ない、封入ガスの圧力と、アーク放電が開始さ
れるときの最小の直流電源Ｅの電圧（以下、「アーク放
電開始電圧」という。）ならびに発光効率との関係を求
めた。その結果を第４図に示す。第４図において、曲線
ａは封入ガスの圧力と発光効率との関係を表わし、曲線
すは封入ガスの圧力とアーク放電開始電圧との関係を表
わす。

また、比較のために、予熱回路用端子を形成した点以外
は上述のサンプル用の螢光ランプと同様の構成を有する
予熱型螢光ランプを用い、第３図に示す装置に予熱回路
を付加した点燈装置によって同様の点燈実験を行ない、
封入ガスの圧力とアーク放電開始電圧との関係を求めた
。結果を同じく第４図において曲線Ｃによって表わす。

第４図における曲線ａ−Ｃより、以下の点が明らかであ
る。

■　封入ガスの圧力が１０〜５０Ｔｏｒｒの範囲におい
ては、発光効率が実用上好適な値（およそ１８　ｔｍ／
Ｗ以上）となる（曲線ａ参照〕。

■　封入ガスの圧力が６〜２０　Ｔｏｒｒの範囲におい
ては、予熱型螢光ランプおよび予熱を行なわない螢光ラ
ンプにおけるアーク放電開始電圧の差はかなり大きく、
予熱によって該開始電圧を効果的に低下させることが可
能であるが、封入ガスの圧力が２５’ｌ’ｏｒｒ以上の
範囲においては、予熱の有無によるアーク放電開始電圧
の差が小さく、予熱によるアーク放電開始電圧の低下作
用はほとんど認められない（曲線す、ｃ参照）。

以上のことから、封入ガスの圧力が２５〜５０Ｔｏｒｒ
の範囲にあり、封体の外径が１０ｍｍ以下、消費電力が
４Ｗ以下とされる本発明の低電力小型螢光ランプにおい
ては、熱陰極を予熱することなしに十分低い電源電圧に
よってアーク放電を行なうことが可能であり、またこの
ときのアーク放電開始電圧はおよそ４ｖ以下、発光効率
はおよそ１８　Ｚｍ／Ｗ以上であって実用性がきわめて
高いことが確認された。

本発明は、上述のようを螢光ランプのみならず、殺菌量
などとして有用な水銀ランプにも適用することができ、
この場合には封体内壁に蛍光膜全形成する必要がをい。

〔発明の効果〕

本発明の小型低圧水銀放電管は、封体の外径、封入ガス
の圧力および消費電力全既述の特定の範囲とすることに
より、小電力であっても十分高い発光効率で点燈が可能
であり、しかも熱陰極の予熱を必要とせず、したがって
予熱回路用の電極端子が不要であるので構造が簡単とな
り、そのため放電管の小型化に伴う製造上の困難さが緩
和さべ製造上きわめて有利である。さらに本発明の小型
低圧水銀放電管は熱陰極の予熱を必要としないので、予
熱回路が不要であり、その分点燈装置の構成が簡素とな
って製造上有利であるばかりでなく、装置の小型化全達
成することが可能となる。

本発明の小型低圧水銀放電管は、例えば腕時計型テレビ
、ポケットテレビなどの小型テレビのバックライト用螢
光ランプ、小型殺菌量などの水銀ランプ等として好適ｔ
ζ用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した螢光ランプの一実施例、を示
す説明用断面図、第２図は従来の螢光ランプの一例を示
す説明用断面図、第３図は本発明を適用した螢光ランプ
を用いた点燈装置の一例を示す説明用回路図および第４
図は実験の結果を示す曲線図である。 １・・・封　体　　　　　２・・・熱陰極３・・・陽　
極　　　　　４．５−・・ベース５ａｅ６ｂ＋６ｃ・・
・接点リング ７　ａ　＋　７　ｂ　ｅ　７　ｃ　・・・リード８　ａ
　、　８ｂ　、　３　Ｃ，、、電極端子Ｌ・・・螢光ラ
ンプ　　　　５０・・・高周波点燈回路Ｔ・・・高周波
トランス 代理人　弁理士　　大　井　正　彦（゛）＝、　−−、
、、；ｒ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）封体の外径が１０ｍｍ以下で消費電力が４Ｗ以下の
   小型低圧水銀放電管であつて、前記封体内部に封入され
   た封入ガスの圧力を２５〜５０Ｔｏｒｒとし、かつ前記
   封体内に少くとも一方が熱陰極である一対の電極を対向
   して設け、これら電極の各々と電気的に接続された電流
   供給用の電極端子が前記封体の両端に各１個形成されて
   なることを特徴とする小型低圧水銀放電管。