JPS62285358A - 片口金型螢光ランプ - 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】 ３、発明の詳細な説明 （技術分野） 本発明は、主として大型カラーディスプレイ装置等の表
示素子に用いられる片口金型螢光ランプに関する。

（背景技術） 現在、大型カラーディスプレイ装置の表示素子として、
第８図に示すような螢光ランプが開発され商品化されて
いる。この表示素子用螢光ランプは、Ｕ字型螢光ランプ
１をディスプレイの１素子として用いるものである。な
お、図中、２はフード、３は口金、４はフィルタレンズ
である。

かかる表示素子用螢光ランプは、Ｕ字型螢光ランプ１の
発光を有効に利用できるため、高い輝度が得られるとい
う利点はあるが、反面、１素子当りの直径が大きくなる
ので、その用途に制服を受けるという欠点がある。

すなわち、ガラスバルブをＵ字型に屈曲しているので、
１素子当りの直径は少なくともガラスバルブ径の２倍以
上となり、ガラスバルブ内に配設するフィラメントの大
きさを考慮すると、ガラスバルブ径は最小でも１０ｍｍ
程度となり、１素子当りの直径は２５〜ｂ は解像度を考慮すると、超大型ディスプレイ装置の表示
素子としてしか使用できず、屋内用の中型ディスプレイ
装置や屋外用の高解像度大型ディスプレイ装置等の用途
には不向きである。

（発明の目的） 本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、その目的と
するところは、種々のディスプレイサイズに通用できる
小型で高輝度の片口金型螢光ランプを提供するにある。

（発明の開示） 周知のように、螢光ランプは基本的には陽光柱の励起発
光を利用するものであり、ディスプレイ装置の表示素子
として用いる場合も、高い輝度はこの陽光柱発光により
得られる。しかしながら、実用的な輝度を得るためには
、比較的長い陽光柱、つまり長いランプ長を必要とする
ので、表示素子自体を小型化し難いという前述のような
問題があった。また、陽光柱を長くすると、ランプを始
動させるために高い電圧が必要となるので、高耐圧の回
路素子を必要とする等、点灯回路部分の負担が大きくな
るという問題もあった。

本発明に係る片口金型螢光ランプは、上記２つの問題点
を一挙に解決し得るものである。以下、本発明を実施例
に基づいて説明する。

実施例１ 第１図は本発明の第１の実施例を示すもので、図中、１
０は先端が略半球状のガラスバルブで、その内面には螢
光体１１が塗布されている。ガラスバルブ１０の他端に
は３本のリード線を有するガラスステム１２が封着され
ている。そして、３本のリード線のうち２本の間には、
傍熱型のバリウム含浸型陰極１３が装着されており、他
の１本のリード線の先端には、メツシュ状の陽極１４が
取りつけられている。ここで、陰極１３と陽極１４の対
向距離は非常に短く設計されており、本実施例では２ｍ
ｍとした。なお、ガラスバルブ１０の内部には、水銀と
アルゴン等の不活性ガスが封入されており、不活性ガス
の封入圧力は０．５　Ｔｏｒｒ以下である。また、表示
面はガラスバルブ１０の先端部分である。

第２図に上記ランプを点灯させるための基本回路を示す
。図中、ＤＣＩは陰極１３と陽極１４の間に主放電を行
わせるための直流電源、ＤＣ２は陰極１３を常時予熱す
るための直流電源、Ｒは限流要素としての抵抗、ＳＷは
ランプを点滅させるためのスイッチ（実際は、入力信号
により高速にオン・オフ動作するトランジスタスイッチ
）である。

而して、前記ランプは予熱電源ＤＣ２により陰極１３を
予熱しつつ、主電源ＤＣＩにより陰極１３と陽極１４間
に電圧を印加した状態でスイッチＳＷをオンすると、直
ちに放電を開始する。陰極１３と陽極１４の対向距離は
短く設計されているので、ランプの始動は３０Ｖ以下の
低電圧で可能である。

ところで、前記ランプのディスプレイ表示素子としての
輝度は、バルブ１０内に封入する不活性ガスの封入圧力
に密接に関係している。第３図は不活性ガス（例えば、
アルゴン）の封入圧力と輝度の関係の一例を示すもので
、圧力が高い範囲（数Ｔｏｒｒ程度）の動作状態は通常
の螢光ランプと同様で、放電による励起発光は陰極１３
と陽極１４の間のみで行われるが、圧力が０．５　Ｔｏ
ｒｒ以下の範囲になると電子の平均自由行程が長くなる
ので、陰極１３を飛び出した電子は、そのすべてが陰極
１３と陽極１４の間で水銀を励起させるだけでなく、一
部の電子はメツシュ状の陽極１４を通過し、陽極１４の
背後の空間で水銀を励起発光させるようになる。

実際のランプでは、最初、僅かに陰極１３の近傍でしか
見られなかった発光部分が、封入ガス圧力の低下に伴い
バルブ１０の先端方向へ拡大して行く様子が観察される
。この状態は封入ガス圧力が０．５　Ｔｏｒｒ以下の範
囲でより顕著になる。なお、この状態を実現させるため
には、陰極１３と陽極１４の対向距離をできるだけ短く
してやることも重要である。また、低ガス圧化に伴う陰
極１３の損耗については、イオン衝撃に強く、放出ガス
の少ないバリウム含浸型陰極を採用することにより改善
できる。さらに、実験の結果、高い輝度を得るためには
、ガラスバルブ１０の内径をｄ、陽極１４からガラスバ
ルブ１０の先端までの距離をｌとしたとき、ｄ：５２≦
２ｄを満たすようにｌを定めることが望ましいことが確
認された。

ガラスバルブ１０の内径ｄが９．６ｍｍ、　１８．９ｍ
ｍ。

２４．４ｍｍの３種類で、それぞれ水銀とアルゴン０．
１Ｔｏｒｒを封入し、青色発光の螢光体を塗布した試作
ランプにおいて、３０００〜４０００ｃｄ／　ｒｄの輝
度が得られた。この数値は屋外昼間のディスプレイ表示
素子の輝度として充分なレベルである。

実施例２ 第４図は本発明の第２の実施例を示すもので、陰極１３
からガラスバルブ１０の先端までの距離をＬｌ、陰極１
３からガラスバルブ１０の下端までの距離をＬ２とした
とき、１１＜Ｌ２を満たすように陰極１３を配置したこ
とを特徴とする。他の構成については、前記実施例１と
同様な構成であるので、対応する部分に同一符号を付す
ことにより説明を省略する。

このように、陰極１３からガラスバルブ１０の下端まで
の距離Ｌ２をコントロールすることにより、ランプ点灯
時の最冷点温度で決まる水銀蒸気圧を最適にできると共
に、最冷点がガラスバルブ１０の下端部に形成されるの
で、表示面であるガラスバルブ１０の先端部に過剰な封
入水銀が析出するのを防止でき、水銀付着による輝度低
下の問題が生じない。

実施例３ 第５図は本発明の第３の実施例を示すもので、陽極１４
に水銀合金リングを用いたことを特徴とする。他の構成
については、前記実施例１と同様な構成であるので、対
応する部分に同一符号を付すことにより説明を省略する
。

ところで、水銀合金リングは周知のように、水銀を金属
との合金とし、ゲッタ材と共に金属リング内に納めたも
ので、ランプの排気工程終了後に高周波誘導加熱により
、水銀合金リングから水銀を分離させる。

このように、水銀合金リングを陽極１４の代用として陰
極１３の近傍に設置したことにより、ランプ点灯時は水
銀合金リングの温度が３００℃以上と一般ランプより高
くなり、ゲッタ材の管内不純ガスの吸収効率が良くなる
。この結果、不純ガスによる螢光体の劣化や酸化水銀に
よる管壁黒化等が抑制される効果が大きくなる。

実施例４ 第６図は本発明の第４の実施例を示すもので、前記陰極
１３を、電極物質を塗布した一般の直熱型タングステン
フィラメントで構成したことを特徴とし、低ガス圧化に
伴う電極物質の飛散を低減するため、陰極１３を網目の
細かいかご状のメツシュ陽極１４で覆っている（例えば
、実施例１の陽極では＃１６メツシユを用いたが、本実
施例では＃３００メツシュを使用した）。

このように本実施例では、陰極１３を直熱型としたこと
により、熱容量が小さいので常時予熱の電力を低減でき
ると共に、陰極コストを低減できるメリットもある。ま
た、細かいメツシュ陽極１４を用いたことにより、フィ
ラメント陰極１３から蒸発した電極物質がメツシュ陽極
１４で捕獲されるため、ガラスバルブ１０の内壁に電極
物質が付着して黒化を生じさせる確率が減少する。さら
に、フィラメント陰極１３を支持しているリード線部分
やメツシュ陽極１４にＺｒゲッタを塗布してやれば、黒
化軽減効果がより高まる。

実施例５ 第７図は本発明の第５の実施例を示すもので、前記陰極
１３をトリウムタングステン陰極としたことを特徴とす
る。他の構成については、前記実施例１と同様な構成で
あるので、対応する部分に同一符号を付すことにより説
明を省略する。

先の実施例では陰極として所謂酸化物陰極を用いたので
、陰極自身からのガス放出も比較的多く、ランプ特性に
悪影響を与えやすかったが、トリウムタングステン陰極
の採用により、この問題が改善できランプ特性が安定す
る。また、トリウムタングステン陰極は動作温度が約１
９００°にと高いため、陰極自身も白熱発光する。この
発光が通電の放電による励起発光に加わるため、よりラ
ンプの輝度を高めることができる。発光色の調整は、ラ
ンプに適宜フィルタ１５等を付加することにより可能で
ある。

（発明の効果） 本発明は上記のように、先端が略半球状で、かつ内面に
螢光体を塗布したガラスバルブの他端に陰極、陽極の順
に一対の電極を対向させて近接して配置すると共に、ガ
ラスパルプ内に水銀と不活性ガスを封入して成る片口金
型螢光ランプにおいて、前記不活性ガスの封入圧力を０
．５　Ｔｏｒｒ以下にしたことにより、下記のような効
果を奏する。

■　ガラスパルプ内に一対の電極を配置する構成である
ので、１素子当りの外形が約１０ｍｍ程度から数１０　
ｍｍまで任意の大きさのものを得ることができると共に
、不活性ガスの封入圧力を０．５　Ｔｏｒｒ以下とした
ことにより、陽極とパルプ先端間の空間でも水銀が励起
発光するので、輝度の高いランプを得ることができる。

従って、本発明に係るランプをディスプレイ装置の表示
素子として使用した場合は、屋内用の中型ディスプレイ
から屋外用の高解像度大型ディスプレイ、超大型ディス
プレイと幅広いディスプレイサイズの表示装置を得るこ
とができる。

■　陰極と陽極の間の距離、すなわち電極間距離を非常
に短くしたので、ランプの低電圧駆動が可能となり、点
灯装置に用いる回路素子のコストの低減が図れる。

■　陰極をガラスパルプの下端部に設けたので、電極物
質の飛散による輝度低下の影響が少ない。

■　ガラスバルブの先端部には電極等が存在しないため
、先端部、からは均一な発光が得られる。従って、本発
明に係るランプを表示素子として使用した場合、特に効
果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す断面図、第２図°
は本発明に係るランプを点灯させるための基本回路図、
第３図は不活性ガスの封入圧力と輝度の関係の一例を示
す特性図、第４図本発明の第２の実施例を示す断面図、
第５図本発明の第３の実施例を示す断面図、第６図本発
明の第４の実施例を示す断面図、第７図本発明の第５の
実施例を示す断面図、第８図は従来例の断面図である。 １０・・・ガラスバルブ、１１・・・螢光体、１３・・
・陰極、１４・・・陽極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）先端が略半球状で、かつ内面に螢光体を塗布した
   ガラスバルブの他端に陰極、陽極の順に一対の電極を対
   向させて近接して配置すると共に、ガラスバルブ内に水
   銀と不活性ガスを封入して成る片口金型螢光ランプにお
   いて、前記不活性ガスの封入圧力を０．５Ｔｏｒｒ以下
   にしたことを特徴とする片口金型螢光ランプ。