JPH0458452A - 放電ランプ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は放電ランプに関し、特に液晶パネルのバックラ
イトに用いられる小型の蛍光ランプに関するものである
。

〔従来技術〕

ビデオ一体型カメラなどの小型液晶パネルを使用するデ
イスプレィ装置などに使用されるバックライト用の蛍光
ランプは１例えば照明学会誌（第７３巻第５号４０〜４
６頁）に詳しく解説されているように、液晶パネルの表
示の見易さを得るために、輝度、輝度均斉度１発光色な
どの光学的特性と、液晶パネルの薄型、軽量、低消費電
力などの特長に見合った機械的寸法と電気的特性が要求
される。

その他に、液晶パネルが熱に弱いので発光面が高温にな
らず、点灯寿命が長いことが要求される。

つまり、通常の一般照明用蛍光ランプと異なり、寸法が
小さくて消費電力も小さく、同時に明るくて演色性が良
く、使用寿命が長いことが特１２０強く要求される。こ
のため、バックライト用の蛍光うンプは、低消費電力に
適合するように、電流と電圧および始動用希ガスや水銀
の封入量が定められ、更には最適な電極設計がなされる
。そして、高周波電源で点灯して要求される明るさと演
色性が得られるようにしている。

ところで、蛍光ランプを小型化するためには、電極も小
型化する必要がある。そこで、小型で温度上昇が早く、
消費電力を少なくするために、素線径の細いフィラメン
トコイルを有する熱陰極型の電極が使用されることが多
いが、：／ｆ４費電力がＩＷ以下１例えば０．５Ｗの蛍
光ランプの場合、フィラメントコイルの素線径はきわめ
て細くなるが、このように細くするとフィラメントコイ
ルの支持が困難で振動や衝撃に対して弱くなる。このた
め本発明者は、実開昭６４−１９２５１号公報に示され
るように、一端が内導線に固定された金属パイプ内にエ
ミッターを付着させたフィラメントコイルを配置し、こ
の金属パイプで素線径の細いフィラメントコイルを保持
するようにしたものを提案した。

この金属パイプは、略有底筒状であるので、つまり、ホ
ローカソード状であるので、単にフィラメントコイルを
保持するだけでなく、例えば特開昭６４−３３８４４号
公報でも説明さ九ているように、いわゆるホローカソー
ド効果を有し、発光に寄与しない陰極降下電圧が低下す
る。従って、消費電力が低減して発光効率が向上する利
点もある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、かかる構造の電極では、消費電力に数Ｗ
に上げてパワーアップし、輝度を大きくした蛍光ランプ
の場合に、　′／Ｉ！ｌ費電力がＩＷ以下のものと同様
に小型にすると、細いフィラメントコイルに付着できる
エミッターの量が少ないので、エミッターが早期に消耗
してなくなり、かつ放電時に電子線などが多くなり、細
いフィラメントコイルに衝突するのでどうしても点灯寿
命が短くなってしまう。特に、高周波電源で点灯すると
小さな電極に負担がかかり、やはり点灯寿命が短くなる
問題点がある。

次に、導電体である金属パイプにも放電するので、エネ
ルギーが分散してしまい、良好な陰極輝点が形成されに
くくて発光効率が低下し、アークが揺らぐため、発光に
チラッキが生じる問題点がある。

また、かかる電極を製造する際に、金属パイプの一端を
プレスで圧潰してフィラメントコイルの端部を保持し、
それからリード線とゲッター板を金属パイプにスポット
溶接するので、製造工程が多くて手間を要する問題点が
ある。

そこで本発明は、電極が小型で発光効率が良く。

発光にチラッキが生じなくて消費電力を少々大きくして
パワーアップしても点灯寿命が長くて液晶パネルのバッ
クライト用小型蛍光ランプに適し、しかも電極の製造が
簡単な放電ランプを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる目的を達成するために１本発明は、ガラスバルブ
内に一対の電極が対向配置され、所定量の希ガスと水銀
が封入された放電ランプにおいて、その電極を基体金属
粉末にアルカリ土類金属系のエミッターを混合成形した
導通焼結体と、中空部を有し、導通焼結体の前方に接合
された筒状のセラミック焼結体とで構成し、リード線を
導通焼結体の孔に挿入してかしめにより固定し、セラミ
ック焼結体の中空部の内面にエミッターをより高濃度に
含有した金属粉末ないしエミッターのみを付着させるか
、もしくは中空部にエミッターをより高濃度に含有した
金属粉末もしくはエミッターのみの筒状の第２焼結体を
充填した構造とする。

〔作　用〕

すなわち、セラミック焼結体の中空部の内面にエミッタ
ーをより高濃度に含有した金属粉末ないしエミッターの
みを付着させるが、もしくは中空部にエミッターをより
高濃度に含有した金属粉末もしくはエミッターのみの筒
状の第２焼結体を充填したので、小さな嵩体積の中に多
量のエミッターを含有させることができ、かつフィラメ
ントコイルより丈夫であるので、小さな電極でよく、電
流値を大きくしても点灯寿命の長いものが得られる。ま
た、導通焼結体の前方に非導通体であるセラミック焼結
体が接合されているので、アーク放電はセラミック焼結
体内部のエミッターを多く含有した第２焼結体のみに放
電する。従って１発光効率が優れてアークが安定し、発
光がちらつかない。また、リード線をかしめにより固定
するので、スポット溶接工程などが不要であり、工程数
が少なく、簡単に製造することができる。

〔実施例〕

第１図は、消費電力が３．５Ｗ程度であり、液晶パネル
のバックライトに用いられる輝度の大きな小型蛍光ラン
プ１０の一端側を示すが他端側も同一の構造である。軟
質ガラスからなる内径が５ｍｍ以下の細径のガラスバル
ブ１内には一対の電極２が対向配置されており、その端
部はガラスピーズ５でシールされている。そして、ガラ
スバルブ１内に所定量の希ガスと水銀が封入され、内面
に蛍光体Ｎ９が付着されているが、蛍光体層９が軸線方
向に付着しない帯状のアパーチャーが形成されており、
光はこのアパーチャーから強く放射する。

ここで、電極２は、例えばニッケルからなる基体金属粉
末にアルカリ土類金属系、例えばバリウム・ストロンチ
ウム・カルシウムの酸化物からなるエミッターを混合し
て焼成した導通焼結体３と、この導通焼結体３の前方に
接合された非導通性の筒状のセラミック焼結体７で構成
されている。セラミック焼結体７には、大きな中空部７
１が形成さハ、導通焼結体３には小さな孔３１が形成さ
れている。そして、シール用のガラスピーズ５が溶着さ
れたリード線４をこの孔３１に挿通し、かしめによって
固定している。

次に、セラミック焼結体７の中空部７１内に内孔６１を
有する筒状の第２焼結体６が充填されており、その端部
が導通焼結体３と接触している。

従って、第２焼結体６の内孔６１がホローカソード的な
役目を果たす。ここで、導通焼結体３の組成は、かしぬ
る必要があるので、基体金属粉末としてタングステン粉
末を選び、重量比でタングステン粉末１００に対して前
記のエミッター１０の割合で混合しである。一方、第２
焼結体６は、タングステン、ニッケル、ジルコニウムの
混合物１００に対して前記のエミッター５００〜１００
０の割合で混合したものであり、更には基体金属粉末を
使用せずにエミッターのみからなるものであってもよい
。いずれにしても、小さな嵩体積の中に多量のエミッタ
ーが含有されている。これの作り方は、金型による３回
の成形作業で導通焼結体３とセラミック焼結体７および
第２焼結体６を一体に成形し、焼結する。

あるいは、図示しないが、第２焼結体６に代えて、中空
部７１の内面に第２焼結体６用の前記の混合物をバンイ
ダーによって付着させても良い。

このときも、中空部７１を混合物で完全には充填せず、
中空部分を形成してホローカソード効果が得られるよう
にする。

かかる蛍光ランプ１０が第２図に示す電源回路によって
点灯される。電源回路には、自励型インバータ　１２が
含まれており、交流電源１３が電解コンデンサＣ３とダ
イオード１５で整流されて自励型インバータ　１２にイ
ンプットされる。そしてトランジスタＴｒ１とＴｒ２が
ＯＮ、ＯＦＦするとトランスＴの二次側に高圧の高周波
電力が発生し。

蛍光ランプ１０に印加される。なお、符号１１は点灯起
動を容易ならしめるためのトリガー用電極であり、アー
ス側に接続しである。従って、コンデンサＣ工の容量と
トランスＴのリアクタンスを適当に選定することによっ
て周波数が決定され、通常は２０〜１００ＫＨｚの高周
波で点灯される。

そして、放電電流は３．５〜２０＋＋＋Ａ、電圧は１０
００〜２５００Ｖ（電圧波形の上のピークと下のピーク
の差）程度である。このとき、セラミック焼結体７が非
導通性であるので、アークはセラミック焼結体７内の第
２焼結体６にのみ放電する。

従って、発光効率が高く、かつアークが安定して発光に
チラッキが生じない。

次に、第３図はこの蛍光ランプ１０をバックライトとし
て使用した例を示す。プリント基板１００には光拡散板
１０１および電気回路部品１０３が取り付けられている
が、バックライトユニットの高さｈは小さく設計されて
いる。そして１本発明の蛍光ランプ１０がミラー１０４
で取り囲まれており、ミラー１０４の反射光はプリズム
型の光導板１０５で反射し、光拡散板１０１を透過して
図示略の液晶パネルの背面に入射する。ここで、蛍光ラ
ンプ１０が小型であるので、ミラー１０４の大きさを電
気回路部品１０３などの大きさで定まるバックライトユ
ニットの高さｈ内に収めることができる。

なお、本発明の放電ランプは、液晶パネルのバックライ
ト以外にも、小型化が要求されるイメージリーダー用な
どの光源として使用できることは明らかである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の放電ランプは。

先ず、ホローカソード効果が得られて発光効率が優れて
いるが、電極を基体金属粉末にアルカリ土類金属系のエ
ミッターを混合成形した導通焼結体とセラミック焼結体
で構成し、セラミック焼結体内にエミッター含有量の多
い第２焼結体などを充填するのでするので、小さな電極
の中に多量のエミッターを含有させることができ、輝度
を大きくするために消費電力が少々大きくなって電子線
などが増加しても点灯寿命が長くなり、更には、セラミ
ック焼結体には放電せずに、その内部の第２焼結体のみ
に放電するので、アークが安定して発光にチラッキが生
じない。従って、小型で点灯寿命が長く、アークが安定
したことが特に強く要求される小型液晶パネルのバック
ライト用蛍光ランプに好適である。また、導通焼結体を
かしめてリード線を固定するので、製造工程が少なく、
簡単に製造できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図、第２図は電源回路の説
明図、第３図はバックライトユニットの説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ガラスバルブ内に一対の電極が対向配置され、所定量の
   希ガスと水銀が封入された放電ランプにおいて、 該電極は、基体金属粉末にアルカリ土類金属系のエミッ
   ターを混合成形した導通焼結体と、中空部を有し、導通
   焼結体の前方に接合された筒状のセラミック焼結体から
   なり、 リード線が導通焼結体の孔に挿入されてかしめにより固
   定され、 セラミック焼結体の中空部の内面にエミッターをより高
   濃度に含有した金属粉末ないしエミッターのみが付着さ
   れるか、もしくは該中空部にエミッターをより高濃度に
   含有した金属粉末もしくはエミッターのみの筒状の第２
   焼結体が充填されたことを特徴とする放電ランプ。