WO2001022473A1

WO2001022473A1 - Lampe fluorescente

Info

Publication number: WO2001022473A1
Application number: PCT/JP2000/006491
Authority: WO
Inventors: Hidetoshi Yano
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corporation
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2001-03-29
Also published as: CN1322373A; KR20010079891A; TW476092B; EP1146544A4; EP1146544A1

Description

明細書蛍光ランプ技術分野本発明は、蛍光ランプに関し、特に、パーソナルコンビユー夕一、力一ナビゲーシヨンなどの電子機器に使用される液晶表示装置に用いられるパックラィト用光源に適する蛍光ランプに関するものである。背景技術たとえばパーソナルコンビユー夕一あるいはカーナビゲ一シヨンなどの電子機器に使用される液晶表示装置には、液晶パネルを背面から均一な光を照射するためのバックライト用光源として蛍光ランプが使用される。このようなバックライト光源としての蛍光ランプは、液晶表示装置の表示面積の大型化、薄型化、高性能化の要求にともない、蛍光ランプ自体も、発光管径の小径化、管長の長大化とともに、 _ 4 0 °C乃至 8 5 °Cという、広い周囲温度下あるいは数％から 1 0 0 %に及ぶ光強度の制御下での安定した、かつ、十分な光強度、管軸方向に均一な発光分布等が求められている。

従来このようなバックライト用光源としての蛍光ランプは、放電ガスとして水銀ガスを用いるランプが広く使用されているが、低、周囲 iasにおける発光強度が不十分であるという欠点を有するともに、水銀が環境汚染を生ずるおそれがあるため、水銀ガスを使用しない蛍光ランプが要望されている。

一方、ネオンガス、クリプトンガスあるいはキセノンガスのような不活性ガスを放電ガスとして用いた小型放電灯あるいは蛍光灯が、特開昭 5 7— 6 3 7 5 6号公開公報に開示されている。この放電灯は、 2つの電極のうち、一方の電極をガラス管内に、他方の電極をガラス管外に設け、かつ、前記ガラス管内の電極をガラス管の長手方向に沿ってガラス管のほぼ全長にわたって設ける一方、前記ガラス管外の電極を前記ガラス管内に設けられた電極に対して前記ガラス管外周に設けたものである。そして、この放電灯は、管径が 2腿乃至 1 0誦、管長が 5 0乃至 2 0 0腿の小型放電灯で、直線状あるいは湾曲させた放電灯を単一または複数個組み合わせることにより、文字、数字あるいは記号等を発光表示させる形式のディスプレー手段として用いること、その他、省エネルギ一夕イブのパイロヅトランプあるいは標識灯等としても用いられることが開示されている。

しかし、このような構造の従来の放電灯あるいは蛍光ランプにおいては、内部電極の全長にわたって外部電極との間の放電距離を一様に形成することが難しく、この結果、部分放電を起してガラス管全長にわたって安定した陽光柱を形成できないという問題を発生する。すなわち、液晶表示装置におけるバックライト装置用光源においては、例えば、ガラス管の外径 1 . 6 mmから 10 mm程度、長さ 1 0 0〜 500mm程度という細長い蛍光ランプが用いられるが、このようなガラス管内の全長に渡って放電距離が一様になるように電極を設置することは製造技術的に極めて困難である。

また、液晶表示装置においては、その使用状態において蛍光ランプが振動の影響を受けることが多く、これによつて内部電極が局部的に変形するため、放電距離を常に一定に維持することが難しい。

さらに、液晶表示装置においては、ノ、"ックライト用光源として W管や U字管のようにガラス管を複雑な形状に加工して用いられることもあるが、このような構造においてはその全長に亘つて内部電極を外部電極との間の放電距離が一様になるように形成することは至難の業である。

次に、上記のような構造の従来の放電灯あるいは蛍光ランプにおいて、仮に全長に渡って放電グロ一領域が形成されたとしても、特に放電ガスとしてキセノンが含まれる放電媒体を使用すると、内部 « ^の周囲で電子放出が活発になるため、拡散陽光柱が形成されにくく、この結果紫外線の発生が抑制される。したがって、このような電極構造を紫外線励起による発光を目的とした蛍光体がガラス管内壁に塗布された蛍光放電灯に使用すると充分な明るさが得られない欠点がある。したがって、本発明は従来の蛍光ランプにおける上記の問題点を解決することを目的とするものである。すなわち、本発明は、キセノンガスを含む希ガスを放電媒体とと、十分な明るさで安定な発光を行う、液晶表示装置のバックラィト光源用の蛍光ランプを提供することを目的とするものである。

発明の開示

本発明の蛍光ランプは、両端が気密に封止され、内部に放電媒体が封入されたガラス管と、このガラス管の内壁面に形成された蛍光体層と、このガラス管内の一端部に配置され、一方の電位が付与される内部 ®Sと、前記ガラス管の両端間に管軸に沿って所定のピッチで螺旋状に卷回された導線からなり、他方の電位が付与された外部 S¾とから構成されることを特徴とするものである。また、本発明の蛍光ランプにおいては、前記放電媒体は、キセノンガスもしくはキセノンガスと他の希ガスとの混合ガスからなることを特徴とするものである。

さらに、本発明の蛍光ランプにおいては、前記外部電極は、前記ガラス管とともにそれらの外周面が透光性の樹脂フィルム層で被覆され、これによつて前記外部電極が前記ガラス管の外周面に一体的に固定されていることを特徴とするものである。

また、本発明の蛍光ランプは、内壁面に蛍光体被膜が形成され、内部に放電媒体が封入されるように、両端に封止部が形成されたガラス管と、このガラス管の一方の封止部を気密に貫通する第 1の給電用リ一ド線と、この給電用リ一ド線の前記ガラス管内に延長された先端部に接続された内部電極と、前記ガラス管の他方の封止部内に一端側が埋設され、他端が前記ガラス管外に導出された第 2の給電用リード線と、前記ガラス管の外周面に管軸方向に沿って螺旋状に卷装され、端部が前記第 2の給電用リ一ド線に電気的に接続されるとともに機械的に固定された導電線からなる外部電極とを具備していることを特徴とするものである。

さらに、本発明の蛍光ランプにおいては、前記ガラス管の他方の封止部内に一端側が埋設された第 2の給電用リード線は、その端部が前記ガラス管内部に露出していないことを特徴とするものである。さらに、本発明の蛍光ランプにおいては、前記外部電極を構成する導電線の端部は、前記第 2の給電用リ一ド線の周囲に卷回装着されていることを特徴とするものである。

さらに、本発明の蛍光ランプにおいては、前記外部電極を構成する導電線の端部は、前記第 2の給電用リード線の周囲に、前記ガラス管の外周面における前記外部電極を構成する導電線の卷回方向と同じ方向に卷回装着されていることを特徴とするものである。

さらに、本発明の蛍光ランプにおいては、前記外部電極を含むガラス管の外周面が透光性樹脂フィルム層で被覆され、これによって前記外部電極が前記ガラス管の外周面に一体的に固定されていることを特徴とするものである。さらに、本発明の蛍光ランプにおいては、前記ガラス管の他方の封止部内に一端側が埋設された前記第 2の給電用リ一ド線は、その端部に係止部が形成されていることを特徴とするものである。

さらに、本発明の蛍光ランプにおいては、前 ΐ3¾電媒体は、キセノンガスもしくはキセノンガスと他の希ガスとの混合ガスからなることを特徴とするものである。

また、本発明の蛍光ランプは、両端に封止部が形成されたガラス管と、このガラス管の内壁面に形成された蛍光体被膜と、前記ガラス管内に封入された希ガスを含む放電媒体と、前記ガラス管の一方の封止部を貫通し気密封着された第 1の給電用リ一ド線と、この第 1の給電用リ一ド線の先端部に設けられた内部電極と、前記ガラス管の他方の封止部内に一端が埋設され、他端がガラス管外に導出された第 2の給電用リ一ド線と、前記ガラス管の外周面に形成された位置決め部と、この位置決め部に案内され、前記ガラス管の外周面に管軸方向のほぼ全長に亘つて螺旋状に卷回されるとともに、一端が前記第 2の給電用リ一ド線に接続固定された導電線からなる外部 S¾と、を具備することを特徴とするものである。

さらに、本発明の蛍光ランプにおいては、前記外部電極を含むガラス管の外周面が透光性樹脂フィルム層で被覆され、これによつて前記外部電極が前記ガラス管の外周面に一体的に固定されていることを特徴とするものである。さらに、本発明の蛍光ランプにおいては、前記放電媒体は、キセノンガスもしくはキセノンガスと他の希ガスとの混合ガスからなることを特徴とするものである。図面の簡単な説明第 1図は本発明の第 1の実施形態を示す蛍光ランプの側面図である。

第 2図は第 1図に示す蛍光ランプの縦断面図および点灯回路を付設した構成を示す説明図である。

第 3図は第 2図における蛍光ランプの一端部を拡大して示す縦断面図である。

第 4図は本発明の他の実施の形態の蛍光ランプを示す縦断面図である。第 5図は第 4図の蛍光ランプの縦断面図および点灯回路を付設した構成を示す説明図である。

第 6図は第 5図における蛍光ランプの一端部を拡大して示す縦断面図である。

第 7図は第 4図の蛍光ランプに外部電極を卷回するための卷線工程を説明するための概略図で、（a ) は上面図、（b )は断面図である。

第 8図は、第 5図に示される点灯用電源 1 8による本発明の蛍光ランプの駆動条件を示す図である。

第 9図は、同じく第 5図に示される点灯用電源 1 8による本発明の蛍光ランプの駆動条件を示す図である。

第 1 0図は第 4図に示す管電力（ワット）と駆動用のパルス周波数をそれぞれ横軸と縦軸に取り、与えられたランプ管電力において安定に発光するためのパルス周波数領域を求めてプロットしたグラフである。

第 1 1図は、上記実施形態における蛍光ランプの管電力に対する発光強度を、従来の水銀型およびキセノン型の蛍光灯と比較して示すグラフである。

第 1 2図は第 4図に示す本発明の蛍光ランプについて、明るさの調整を PW M調光方法を用いて行った場合の、調光信号のデューティレシオに対する相対的全光束（％) を示すグラフである。

第 1 3図は本発明の蛍光ランプを組み込んだ液晶表示装置用のバックライトュニットの構成を示す斜視図である。

第 1 4図は本発明の他の実施形態である蛍光ランプを示す縦断面図である。第 1 5図は上記構成の蛍光ランプに搬送時あるいは取扱操作において、通常加えられると同程度の外力を意識的に加えた後、所要の高周波電圧を印加し、ガラス管軸方向における輝度をそれぞれ測定して発光分布を求めた結果を示すグラフである。

第 1 6図本発明のさらに他の実施形態を示す、蛍光ランプの端部の構成を示す縦断面図である。

第 1 7図は第 2の給電用リード線 1 1 4 bの変形例を示す図である。発明の詳細な説明以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。

第 1図は本発明の蛍光ランプの構成を示す側面図、第 2図は点灯回路を含む蛍光ランプの構成を示す縦断面図、第 3図は第 2図における蛍光ランプの端部を拡大して示す縦断面図である。

これらの図において、本発明の蛍光ランプは、発光管として機能するガラス管 1 1を備え、このガラス管 1 1の両端は封止部 1 2 a、 1 2 bにより気密に封止されている。このガラス管 1 1の内壁面には蛍光体被膜 1 3が形成されている。

ここでガラス管 1 1は、たとえば外径 1 . 6〜： L 0 mm程度、長さ 5 0〜5 0 0 mm程度で、その気密に封止された内部空間には放電媒体として、たとえばキセノンガスのような希ガス、またはキセノンガスを主体とした混合希ガスが封入されている。

ガラス管 1 1の一方の封止部 1 2 aにはこの内部を貫通し気密に封着された第 1の給電用リード線 1 4 aが設けられ、気密空間内部に延長された先端には円筒状の内部電極 1 5が設けられている。この内部電極 1 5は、たとえば N i板で形成され、内径が約 2. 0mm、長さが約 4. 0mmの一端が有底の円筒体である。また、管電圧を低減するために、内部電極の内外壁面に電子放出性物質を設けることもできる。ここで、電子放出性物質は、冷陰極蛍光ランプに使用されているェミッタで、たとえば酸化バリゥムなどアル力リ土類金属の酸化物、ホウ素化ランタンなど希土類元素のホウ化物を主体としたものである。なお、この内部電極 15は、たとえば Niもしくは Ni合金など Ni系金属などを素材として、円柱状、平板状あるいは V字状に形成してもよい。そして円筒状あるいは円柱状の場合は、放電空間に対向する端面が縮径された裁頭円錐状体や円錐状体の構成が望ましい。また、内部電極の寸法は、一般的に、用いるガラス管の内径などに応じて外径 0. 6〜2. 0mm程度、長さ 2〜5mm 程度である。

次に、第 1の給電用リード線 14 aは、たとえば約径 0. 4mmのコバールやタングステンからなる線状体ないしは^ K体であり、一端部が円筒状体の底壁面に溶接あるいはかしめにより接続され、他端側はガラス管 11の封止部 1 2 aから導出されている。

また、ガラス管 11の外周面には、管軸（図示せず）方向のほぼ全長に亘って約 0. 1mmの Ni線からなる導電線を螺旋状に卷装してなる外部電極 16 が設けられている。なお、この外部 S¾16は、径 0. 05〜0. 5mm程度の Ni線あるいは Cu線などで構成することができる。ここで、外部電極 16 の材質は、外部電極における電力損失を低減するために、抵抗率 2 10—⁴Ω cm以下のものが好ましく、また、その断面形状は真円形、楕円形、長円形や半円形などの円形状または三角形、四角形、矩形や台形などの多角形状あるいはこれらに相似形であってもよい。

この外部電極 16は、管軸に沿ってほぼ均一な配光分布を得るため、ガラス管 11の管軸に沿って所定のピッチで卷回されている。すなわち、外部電極の卷線ピッチは、ガラス管の外径（または内径）にもよるが 0. l〜10mm 程度で、所定の配光分布を得るため、ガラス管の位置に応じて変化させ、調整している。たとえば、内部電極から離れるにしたがい卷線ピッチを連続的もしくは段階的に狭くしていくと、管軸方向にほぼ均一な配光特性が得られる。ここで、卷線ビツチの連続的な変化とは、ガラス管内の内部電極 1 5が配置される側の端部からの管軸方向に沿った距離に応じて卷線ビツチを連続的に変化させることをいう。

また、卷線ピッチの段階的な変化とは、次のような場合が挙げられる。すなわち、ガラス管外壁面の導電線を卷回した部分をガラス管軸方向に 2以上の区間に分け、

( a) 1つの区間内での卷線ピッチをそれぞれ均一とし、内部電極から遠ざかるにしたがって、区間ごとに順次卷線ピッチを変える場合、

( b )隣接する区間の端部における卷線ピッチを上限と下限として、これを超えない範囲で連続的に各区間内の卷線ビツチを変えるとともに、内部電極からの距離に応じて区間ごとの単位長さ当たりの平均卷線ピッチを任意に変化させる場合、

( c )各区間内の卷線ピッチは一定もしくは緩やかに変化させ、各区間の境界部分で卷線ピッチを急激に変化させる場合、

( d ) 上記（a), (b )， ( c ) の 2以上を組み合わせた場合、などが挙げられる。

このように、内部^ S 1 5から離れるに従い卷線ビツチを狭くしていくと、管軸に沿ってほぼ均一、あるいは所望の配光特性が得られる。

このように構成された外部電極 1 6の外周面は、たとえば透光性の熱収縮チユーブのような樹脂フィルム層 1 7で被覆され、かつ、電極のピッチが管軸方向に変動しないように固定されている。この樹脂フィルム層 1 7としては、たとえば熱 TO性のポリエチレンテレフ夕レート樹脂、ポリイミド樹脂やフッ素樹脂製などのチューブやフィルムなど、適度の耐熱性を有するものが望ましい。次に、ガラス管 1 1の他方の封止部 1 2 bには、この封止部 1 2 b内に一端側が埋設され、他端が前記ガラス管 1 1の外部に導出された第 2の給電用リ一ド線 1 4 bが設けられている。このとき、リード線 1 4 bは放電媒体に接触しないものとする。この第 2の給電用リード線 1 4 bは、たとえば外径 0 . 1〜 2 . 0 mm程度の N i線、コバール線もしくはジュメット線などの線材あるいは N iや M oなどのリボン状の箔ゃ簿板からなる。この第 2の給電用リード線 1 4 13の封止部1 2 b内への埋め込みは、第 2の給電用リード線 1 4 bの表面をガラス絶縁層などで被覆したビードステムとし、このステムをガラス管 1 1 の端部内に位置させてバーナーで加熱し封止する方法、あるいは、封止前のガラス管 1 1の端部内に第 2の給電用リード線 1 4 bの一端側を挿入しておき、ガラス管端部をバーナーで加熱して埋設する等の方法により行うことができまた、この第 2の給電用リード線 1 4 bを構成する金属線は、全体的に同材質製としてもよいが、ガラス内に埋没'封止される部分と、封止部外に導出し電圧供給線 1 8 bが接続される部分との材質を変えた構成としてもよい。たとえばガラスに封止される部分は、ガラスとの封着強度を高めるためにコパール線ゃジュメット線とし、電圧供給線 1 8 bに続する部分は、溶接性を高めるために N i線を使用するなどのことが行える。

この第 2の給電用リード線 1 1 4 bには、ガラス管 1 1の外部に導出された部分において、外部電極 1 6の端部が電気溶接、半田付け、あるいはかしめ 1 9により接続 ·固定されている。

次に、内部 5および外部 6には、それぞれ第 1および第 2の給電用リード線 1 4 a、 1 1 4 bおよび電圧供給線 1 8 a、 1 8 bを介して、たとえばインパー夕一を含む点灯用電源 1 8から所定の高周波パルス電圧、たとえば 2 0〜1 0 0 k H z、 l〜4 k Vのパルス電圧が印加される。この結果、両電極 1 5、 1 6間において放電が開始し、ガラス管 1 1内で紫外線をお谢する。こうして放射された紫外線が、ガラス管 1 1内壁面の蛍光体被膜 1 3を励起し、可視光線に変換されてガラス管 1 1外へと放射され、蛍光ランプとして機能 -9る。

このように構成された本発明の蛍光ランプは、ガラス管 1 1の一方の端部近傍における管内部に配置された内部電極 1 5とガラス管 1 1の外周面に設けられた外部電極 1 6からなる簡単な ¾ 構造により、キセノンガスの放電に基づく高い発光強度で安定した蛍光を発光することができる。

また、本発明の蛍光ランプにおける内部電極 1 5は、ガラス管 1 1内の端部に、ガラス管 1 1の全長に比較してはるかに短く、従来の 2つの内部電極を有するキセノン型の蛍光ランプに用いられている内部電極とほぼ同じ構造の内部電極を用いることができるため、従来の製造技術を用いて容易に製造することができる。

さらに、本発明の蛍光ランプにおける外部電極 1 6は、その外周面を熱収縮性の樹脂フィルム層 1 7で被覆固定されているため、そのピッチは常に所定の値に保つことができ、これによつて管軸に沿って均一な発光を行わせるとともに、高い発光出力を確保できる。すなわち、上記のように構成した本発明の蛍光ランプにおいては、ガラス管 1 1の外周面に外部電極 1 6が所定のピツチで螺旋状に卷回されているが、この卷き線のピッチは管軸方向における発光分布および光出力に影響を及ぼす。このため、外部電極 1 6が卷回されたガラス管 1 1の外周面は、透光性の樹脂フィルム層 1 7により被覆され、外部電極 1 6 が絶縁保護されるとともに螺旋状の卷き線はバルブ 1 1の外周面に密着固定される。

さらに、この外部電極 1 6の端部は第 2の給電用リード線 1 1 4 bに半田 1 9により接続されており、第 2の給電用リード線 1 1 4 bはまた、ガラス管 1 1の他方の封止部 1 2 b内にその一端側が埋設されているため、外部電極 1 6 に外力が印加されることに起因する、ピッチの変動、あるいは、断線事故を防止することができる。すなわち、外部電極 1 6は線径が 0 . 5 mm以下と細い導電線で形成されているため、弓 Iつ張り強度にも限界があり、ガラス管 1 1の外周面への卷回装着時あるいは点灯用電源 1 8への配線時、液晶表示装置への組み込み時その他の場合に断線を生じ易い。また、外部電極 1 6に印カ卩される外力が大きい場合には、樹脂フィルム層 1 7を破損し、外部 6に位置ズレを起しピッチに変動を生ずる恐れもあった。しかし、本発明においては、前述のように、第 2の給電用リード線 1 1 4 bを設け、これに外部電極 1 6の導出端を接続固定することにより、上記の問題を解決し、常に安定した高い光出力を発光する蛍光ランプを得ることができた。

第 4図乃至第 6図は本発明の第 2の実施形態を示す図で、第 4図は蛍光ランプの側面図、第 5図は点灯回路を含む蛍光ランプの縦断面図、第 6図は第 5図における蛍光ランプの端部を拡大して示す縦断面図である。これらの図においては、第 1図乃至第 3図に示した蛍光ランプの構成部分と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略し、以下では異なる構成部分を中心に説明する。

この実施例においては、ガラス管 1 1の外径が 3 . 0 mm、管長が 1 7 6 m mで、その内壁には、 R、 G、 Bの三色混合蛍光体層 1 3が形成され、放電媒体はキセノンとネオンの混合ガスが用いられている。

外部電極 1 6は、第 6図に拡大して示すように、ガラス管 1 1の外周面に螺旋状に巻回された導線の端部 1 6 bは第 2の給電用リード線 1 1 4 bの周囲に卷回され、電気溶接あるいは半田付けにより接続される。導線の端部 1 6 b は、第 2の給電用リード線 1 1 4 bの周囲に、ガラス管 1 1の外周面における卷回方向と同じ方向に卷回される。

このような外部 6の装着構造は、外部麵 1 6を構成する細い導線を巻線機を用いてガラス管 1 1の外周面に所定のビッチで卷回する製造工程において有効である。すなわち、第 7図はこのような卷線工程を示す概略図で、図（a ) は上面図、（b ) は断面図である。同図に示されるように、ガラス管 1 1をその管軸を回転軸として矢印 A方向に定速回転する一方、管軸方向（矢印 B ) に卷線ビツチに応じた速度で移動する。そして、ガラス管 1 1に対して直行する方向に配置された金属線ノズル 7 1から一定のテンションが加えられた金属線 7 2を供給する。このような卷線装置を用いて卷線を行う場合、卷線は、ガラス管 1 1の端部に埋設された第 2の給電用リード線 1 1 4 bから開始する。卷線開始時においては、ガラス管 1 1の矢印 B方向への移動速度を低くし、第 2の給電用リード線 1 1 4 bの根元部分に巻線ピッチをほぼゼロで密に巻きつける。次いでガラス管 1 1の矢印 B方向への移動速度を上昇させ、ガラス管 1 1の外周面上に所定のピッチで卷回する。この場合、ガラス管 1 1の矢印 B方向への移動速度を他端部 1 2 aに向かって徐々に上昇することにより、卷線ピッチを大きくすることができる。したがって、外部 ®S 1 6の螺旋状の卷線は、ガラス管 1 1の内部電極 1 5が配置されている端部 1 2 aから反対の端部 1 2 bに向かって徐々にビツチが狭くなるように巻回することがでぎる。また、外部電極 16の卷線を第 2の給電用リード線 114b部から開始するとともに、この部分に密に卷回することにより卷線端部が固定されるため、卷線工程中に卷線のたるみや位置ずれを生ずることがないため、正確なピッチで卷線を行うことができる。

さらに、卷線完了後においても、第 2の給電用リード線 114bに卷線端部が固定されるため、配線時ある、は液晶表示装置への組み込み時ある ^、は運搬時においても、卷線のたるみや位置ずれを生ずることがないため、正確なビヅチを維持することができる。

第 8図および第 9図は、第 5図に示される点灯用電源 18による本発明の蛍光ランプの駆動条件を示す図である。キセノン型の蛍光ランプにおいては陽光柱が細条状態（収縮陽光柱）となり易く、これが不規則に移動するため、発光動作が不安定となり、発光強度も低下する傾向がある。このような収縮陽光柱が形成されることを防止するために、通常、； ^了用電源 18として、パルス電源が用いられ、その周波数を調整する必要がある。

第 8図（a)は、このようなランプ駆動用のパルス波形と蛍光ランプの放電電流の関係を実験的に示すグラフである。すなわち、駆動用パルス波形として、ビーク電圧 lkV、パルス電力 3. 0W、周波数 40kHz、デューティレシオ (D)が 45%の波形を用いた場合、放電電流波形における放電休止期間は 7 zsecとなった。この結果、同図（b)に示すように、陽光柱 81内の収縮陽光柱部分 82はガラス管 11の中央部にまで達し、不安定な発光動作を示した。第 9図（a)は、周波数を 20kHzとし、他の条件を同一としたパルス波形と蛍光ランプの放電電流の関係を実験的に示すグラフである。この場合の放電電流波形における放電休止期間は 18 secとなり、同図（B)に示すように、収縮陽光柱は形成されず、陽光柱 91がガラス管 11の直径方向に拡大する状態（拡散陽光柱）が、ガラス管 11のほぼ全長に亘つて拡大し、安定かつ十分な強度の紫外線発光動作が得られることが確認された。

第 10図は、管電力（ランプ放電時にランプに供給される電力をいう。単位はワット）と駆動パルスの点灯周波数をそれぞれ横軸と縦軸に取り、与えられた管電力において安定に発光するための点灯パルス周波数を求めてプロットしたグラフである。このグラフから、ランプの動作状態は安定な発光領域 1 0 1、不安定な発光領域 1 0 2、強度不十分な発光領域 1 0 3に分けられる。また、同図（a) ( b ) ( c )は放電ガスの圧力をガス圧がそれぞれ 8 · 0 k P a、 1 3 . 3 k P a、 1 8 . 6 k P aの場合を示している。これらの実験的に求めたグラフから、ガス圧を高くすることにより、安定な発光領域 1 0 1を拡大できることがわかる。

第 1 1図は、上記実施形態における蛍光ランプの管電力に対する発光強度を、従来の水銀型およびキセノン型の蛍光灯と比較して示すグラフである。図中、曲線 1 2 1は本発明の蛍光ランプ、曲線 1 2 2は 2つの内部電極を備えた従来の水銀型蛍光ランプ、曲線 1 2 3は 2つの内部電極を備え、パルスにより駆動される従来のキセノン型蛍光ランプ、曲線 1 2 4は 2つの内部電極を備え、正弦波により駆動される従来のキセノン型蛍光ランプの相対的全光束（％) をそれぞれ示している。

このグラフからわかるように、本発明の蛍光ランプの全光束は、従来のキセノン型蛍光ランプの 2倍以上であり、従来の水銀型蛍光ランプに比較してもその 5 0 %に達する。

さらに、本発明の蛍光ランプは、明るさを 2 %から 1 0 0 %まで広範囲に調光する場合においても、ちらつきもなく安定な光出力特性を備えている。第 1 3図は明るさの調整を PWM調光方法を用いて行った場合の、調光信号のデュ一ティ ·レシオに対する相対的全光束（％) を示すグラフである。

第 1 3図は本発明の蛍光ランプを組み込んだ液晶表示装置用のパックライトュニッ卜の構成を示す斜視図である。このバックライトュニットは 7インチサイズの液晶表示パネル用のュニッ卜で、導光板 1 4 1の両側に上記本発明の蛍光ランプ 1 4 2が 2本ずつ配置されている。導光板 1 4 1の両側に配置された 2本の蛍光ランプ 1 4 2は、それぞれ、導光板 1 1の側面に沿って設けられたリフレク夕一 1 4 3内に収納されている。そして導光板 1 4 1の上面にはプリズムシートおよび拡散シ一ト 1 4 4が積層され、下面には反射シ一ト 1 4 5が積層されている。

このように構成された、ノ、'ックライトュニットはその厚さが 1 1 mmであり、ランプの管電力を 1 1ヮヅ卜としたとき、ノヅクライトュニヅ卜の輝度は 6， 0 0 0 c d/m²であり、カーナビゲーシヨン用の表示装置用のバックライ卜ュニットとしては十分な輝度が得られた。

第 1 4図は本発明の他の実施形態である蛍光ランプを示す縦断面図で、図中、第 1図乃至第 3図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。第 1 4図に示す蛍光ランプは、ガラス管 1 1の外周面にたとえば溝あるいは凹凸部からなる 1または複数の位置決め部 1 1 a、 …が形成されている。巻線位置決め部 1 l a、 …は、ガラス管 1 1の外周面上で、外部電極 1 6を構成する導線の卷回が開始され、また、終了する両端部、あるいは、それらの中間の位置に設けられる。これらの位置決め部 1 l a、 …は、前述したようにガラス管 1 1の管軸に沿って、連続的あるいは段階的に変化する外部 ¾¾ 1 6の卷回ビヅチに合わせ、連続的あるいは適当な間隔を置いて予め形成しておく。そしてこれらの位置決め部 1 l a、 …をガイドとして卷線を行うことにより、設計通りの正確なピッチ間隔の卷線が可能となり、卷線作業が容易となる。

なお、外部電極 1 6を含むガラス管 1 1の外周面には、第 1および第 2の実施形態と同様に、熱収縮性樹脂チューブのような透光性樹脂フィルム層 1 7が被覆され、外部電極 1 6をガラス管 1 1の外周面に固定している。また、外部電極 1 6の導線の端部 1 6 bは、ガラス管 1 1の他方の封止部 1 2 b内にその一端側が埋設された第 2の給電用リード線 1 1 4 bに巻き付けて接続 ·固定されている。したがって、外部電極 1 6に外的な力が作用しても、卷線の管軸方向の移動は抑制されるため、ガラス管軸方向の配光ムラが大幅に改善されるとともに、光出力の低下も防止される。

なお、卷線位置決め部 1 l a、 …は、凹んだ溝状に限らず、ガラスなどによる凸状であってもあるいは凹部と凸部の両者で外部電極 6を係合するようにしてもよい。また、それらの形成位置あるいは個数も、必要に応じて選定することができる。

第 1 5図は上記構成の蛍光ランプに搬送時あるいは取扱操作において、通常加えられると同程度の外力を意識的に加えた後、所要の高周波電圧を印加し、ガラス管軸方向における輝度をそれぞれ測定して発光分布を求めた結果を示すグラフである。図の曲線 Aで示すように、本発明の蛍光ランプはガラス管全長に亘つてほぼ一様な発光輝度を呈することが確認された。なお、同図の曲線 Bは、上記本発明に係わる蛍光ランプと比較するために、外部電極 1 6を第 2 の給電用リード線 1 1 4 bを介することなく直接引き出し、また、ガラス管 1 1の外周面に位置決め部 1 l a、 …を形成していない蛍光ランプを上記と同様な外力を加えたときの配光分布を示す。

なお、第 1 5図のグラフは、横軸がガラス管 1 1の内部電極 1 5側の端部 1 2 aからの距離（c m) を、縦軸に輝度 ( c d/m² ) をそれぞれ表してい第 1 6図は本発明のさらに他の実施形態である蛍光ランプ端部の構成を示す縦断面図である。同図において、上述した各実施形態におけるランプの構成部分と実質的に同一な部分には同一の符号を付してその説明は省略する。上述した各 ¾SS形態においては、ガラス管 1 1の他方の封止部 1 2 b内にその一端側が埋設された第 2の給電用リード線 1 1 4 bは、その熱膨脹率がガラス管 1 1の熱膨脹率に近似している場合は、相互に密着して封止部 1 2 b内に強固に固定される。しかし、両者の熱膨脹率に大きな差がある場合、あるいは、封止部 2 bの形成時における加熱パーナ一の不具合などがある場合、第 2の給電用リード線 1 1 4 bとガラス封止部 1 2 bとの密着性が不十分となり、点灯電源への配線時、搬送時あるいは蛍光ランプの組込み時などに封止部 2 bから第 2の給電用リード線 1 1 4 bが抜け出てしまう虞がある。

このため、この実施形態においては、第 1 6図に示すように、第 2の給電用リード線 1 1 4 bの封止部 2 b内に埋設される先端部分に、リ一ド線本体部 1 7 1の直径より大きな径を有する径大部 1 7 2が形成されている。

また、第 1 7図（a)乃至（d ) には、第 2の給電用リード線 1 1 4 bの変形例が示されている。すなわち、同図（a) に示される第 2の給電用リード線 1 1 4 bおいては、封止部 2 b内に埋設される端部をエッチング処理ゃメツキ処理（肉盛り）などにより粗面部 1 8 1が形成され、同図（b ) に示される第 2の給電用リード線 1 1 4 bおいては先端部分を切削や打傷などにより凹凸部 1 8 2が形成され、同図（c ) に示される第 2の給電用リード線 1 1 4 bには、先端部を折り曲げて折曲部 1 8 3が形成され、そして、同図（d ) に示される第 2の給電用リード線 1 1 4 bには、先端部を圧潰しリード部より幅広の偏平部 1 8 4が形成されている。

これらの第 2の給電用リード線 1 1 4 bには、先端部分に径大部 1 7 2、粗面部 1 8 1、凹凸部 1 8 2、折曲部 1 8 3あるいは偏平部 1 8 4などの係止部が形成されているため、ガラス管 1 1の封止部 1 2 b内に埋設される際、溶融したガラスが先端部の周囲に回り込み、ガラスが固化した後はガラスとの密着が不十分であっても、第 2の給電用リード線 1 1 4 bが軸方向への抜け出ることを防止できる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を採ることができる。たとえばガラス管の材質、外径、長さ、獄、外部電極の材質、繊、係止手段、内部電極の材質、赚、配置、透光性樹脂フィルム層の素材あるいはガスの種類などを蛍光ランプの用途乃至使用状態に対応して適宜変更できる。

Claims

請求の範囲

1 . 両端が気密に封止され、内部に放電媒体が封入されたガラス管と、このガラス管の内壁面に形成された蛍光体層と、このガラス管内の一端部に配置され、一方の電位が付与される内部電極と、前記ガラス管の両端間に管軸に沿つて所定のピッチで螺旋状に卷回された導線からなり、他方の電位が付与された外部電極とから構成されることを特徴とする蛍光ランプ。

2 . 前記放電媒体は、キセノンガスもしくはキセノンガスと他の希ガスとの混合ガスからなることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の蛍光ランプ。

3 . 前記外部電極は、前記ガラス管とともにそれらの外周面が透光性の樹脂フィルム層で被覆され、これによつて前記外部電極が前記ガラス管の外周面に一体的に固定されていることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の蛍光ランプ。

4 . 内壁面に蛍光体被膜が形成され、内部に放電媒体が封入されるように、両端に封止部が形成されたガラス管と、このガラス管の一方の封止部を気密に貫通する第 1の給電用リード線と、この給電用リード線の前記ガラス管内に延長された先端部に接続された内部電極と、前記ガラス管の他方の封止部内に一端側が埋設され、他端が前記ガラス管外に導出された第 2の給電用リ一ド線と、前記ガラス管の外周面に管軸方向に沿って螺旋状に卷装され、端部が前記第 2 の給電用リ一ド線に電気的に接続されるとともに機械的に固定された導電線からなる外部電極とを具備していることを特徴とする蛍光ランプ。

5 . 前記ガラス管の他方の封止部内に一端側が埋設された第 2の給電用リ一ド線は、その端部が前記ガラス管内部に露出していないことを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の蛍光ランプ。

6 . 前記外部電極を構成する導電線の端部は、前記第 2の給電用リード線の周囲に卷回装着されていることを特徴とする請求の範囲第 5項に記載の蛍光ランプ。

7 . 前記外部電極を構成する導電線の端部は、前記第 2の給電用リード線の周囲に、前記ガラス管の外周面における前記外部電極を構成する導電線の卷回方向と同じ方向に卷回装着されていることを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の蛍光ランプ。

8 .前記外部電極を含むガラス管の外周面が透光性樹脂フィルム層で被覆され、これによつて前記外部電極が前記ガラス管の外周面に一体的に固定されていることを特徴とする請求の範囲第 7項に記載の蛍光ランプ。

9 .前記ガラス管の他方の封止部内に一端側が埋設された前記第 2の給電用リード線は、その端部に係止部が形成されていることを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の蛍光ランプ。

1 0 . 前記放電媒体は、キセノンガスもしくはキセノンガスと他の希ガスとの混合ガスからなることを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の蛍光ランプ。

1 1 . 両端に封止部が形成されたガラス管と、このガラス管の内壁面に形成された蛍光体被膜と、前記ガラス管内に封入された希ガスを含む放電媒体と、前記ガラス管の一方の封止部を貫通し気密封着された第 1の給電用リ一ド線と、この第 1の給電用リード線の先端部に設けられた内部 s@と、前記ガラス管の他方の封止部内に一端が埋設され、他端がガラス管外に導出された第 2の給電用リード線と、前記ガラス管の外周面に形成された位置決め部と、この位置決め部に案内され、前記ガラス管の外周面に管軸方向のほぼ全長に亘つて螺旋状に巻回されるとともに、一端か記第 2の給電用リ一ド線に接続固定された導電線からなる外部電極と、を具備することを特徴とする蛍光ランプ。

1 2 .前記外部 ¾Sを含むガラス管の外周面が透光性樹脂フィルム層で被覆され、これによつて前記外部電極が前記ガラス管の外周面に一体的に固定されていることを特徴とする請求の範囲第 1 1項に記載の蛍光ランプ。

1 3 . 前言己放電媒体は、キセノンガスもしくはキセノンガスと他の希ガスとの混合ガスからなることを特徴とする請求の範囲第 1 2項に記載の蛍光ランプ。