JPH08273620A

JPH08273620A - 蛍光ランプおよびこの点灯装置ならびにこれを用いた光源装置および液晶表示装置

Info

Publication number: JPH08273620A
Application number: JP7075615A
Authority: JP
Inventors: Miho Saito; 美保斉藤; Kiyoshi Nishimura; 潔西村; Kunio Yuasa; 邦夫湯浅
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】水銀とキセノンを封入した蛍光ランプにおい
て、さらに始動時の光束立上がり特性および発光効率を
向上させた蛍光ランプおよびこの点灯装置ならびに光源
装置および液晶表示装置を提供する。【構成】発光管バルブ２内に水銀とキセノンを主体とす
る希ガスを封入した蛍光ランプ１において、バルブ２の
内面に、水銀から放出された紫外線を受けて発光する蛍
光体３ａと、２００nm以下の紫外線を受けて発光する蛍
光体３ｂとを有する蛍光体層３を設けたことを特徴とす
る。【作用】低温始動時には主としてキセノンから放出され
る２００nm以下の紫外線によりキセノン励起形の蛍光体
が可視光を発し、よって始動時の光束を増加させること
ができる。また、安定点灯状態に達すると水銀蒸気圧が
上昇するから水銀励起形の蛍光体も可視光を発し、発光
効率が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水銀およびキセノンガ
スを封入してなる蛍光ランプおよびこのランプを点灯す
る点灯装置ならびにこれを用いた光源装置および液晶表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、液晶表示装置のバックライト
や、各種メータの表示指針として小形の冷陰極蛍光ラン
プが使用されている。従来の冷陰極蛍光ランプは、発光
物質として水銀が封入されているとともに、希ガスとし
てアルゴンまたはネオンが封入されており、蒸発された
水銀原子が電離および励起されることにより水銀輝線の
１８５nmおよび２５４nmの紫外線を発し、この紫外線を
蛍光体により可視光に変換して外に放出するようになっ
ている。したがって、従来のランプは、発光効率が水銀
の蒸気圧に依存するようになっており、ランプ電力が小
さくてバルブ温度が低い場合は水銀蒸気圧が低く、よっ
て発光量が少なく、すなわち始動時の光束立ち上がり特
性が良くないという問題を抱えている。

【０００３】このような低温時における始動対策とし
て、希ガスとしてアルゴンやネオンに代わり、キセノン
またはキセノンを主体とした混合ガスを使用することが
提案されている。キセノンガスは、キセノン自身だけで
も放電を開始し、かつ温度変化の影響を受け難いので温
度特性が安定しており、よって周囲温度が低い場合でも
確実な始動が可能であり、かつ上記アルゴンやネオンの
場合に比べると光束の立上がり特性に優れているという
利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
水銀＋キセノン封入タイプの蛍光ランプは、従来、蛍光
体として水銀から発せられる１８５nmおよび２５４nmの
紫外線により励起されて可視光を発する蛍光体、例えば
ハロりん酸カルシウム蛍光体や３波長発光形蛍光体が使
用されていた。というのも、この種の水銀＋キセノン封
入タイプの蛍光ランプは、始動後にバルブ温度が高くな
ってくると、封入した水銀の蒸発が促されて水銀蒸気圧
が高くなり、水銀による紫外線放出が多くなる。ランプ
が安定点灯状態になると、キセノンから発せられる紫外
線よりも水銀から発せられる紫外線の量が多くなる。よ
って、ランプが安定点灯状態では水銀から発せられる紫
外線を有効に利用する観点から、従来の場合は水銀から
発せられる１８５nmおよび２５４nmの紫外線により励起
されて可視光を発する蛍光体を用いていた。

【０００５】しかしながら、この種の水銀＋キセノン封
入タイプの蛍光ランプは、前述した通り、低温始動時に
水銀の蒸気圧が充分でないときは主としてキセノンの発
光に依存することになる。ところがキセノンガスから発
せられる紫外線は主として波長１４７nmおよび１７２nm
の紫外線であり、この波長域の紫外線は上記水銀から発
せられる１８５nmおよび２５４nmの紫外線により励起さ
れる蛍光体を効果的に励起しない。

【０００６】この結果、従来の水銀＋キセノン封入タイ
プの蛍光ランプは、従来の水銀＋アルゴン封入タイプの
蛍光ランプに比べて低温始動性に優れているが、安定点
灯に達するまでの光束が不十分であるという問題があっ
た。

【０００７】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは水銀＋キセノン封入
タイプの蛍光ランプでありながら、安定点灯に至までの
光束を一層増加させることができ、始動の立上がり特性
が一層向上する蛍光ランプおよびこの点灯装置ならびに
これを用いた光源装置および液晶表示装置を提供しよう
とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、バル
ブと；上記バルブ内に放電を発生させる手段と；上記バ
ルブ内に封入され、上記放電により紫外線を発する水銀
およびキセノンを主体とする希ガスと；上記バルブの内
面に設けられ、上記水銀から放出された紫外線を受けて
発光する蛍光体および２００nm以下の紫外線を受けて発
光する蛍光体とを有する蛍光体層と；を具備したことを
特徴とする蛍光ランプである。

【０００９】ここで、バルブ内に放電を発生させる手段
とは、バルブ内に封装された一対の冷陰極であってもよ
く、一方の内部冷陰極と外部電極であってもよく、また
は外部電極のみであってもよい。さらに、熱陰極であっ
てもよい。

【００１０】また、希ガスは、少なくともキセノンを含
むものとし、キセノンにネオン等の他の希ガスが混合さ
れていてもよく、要するに希ガスとしてキセノンガスが
３０〜１００％の範囲で封入されていればよい。さら
に、ランプは直管形、環形、Ｕ字、Ｗ字その他の屈曲形
状であってもよく、また特定方向に光を放出するアパー
チャ形であってもよい。

【００１１】請求項２の発明は、蛍光体層は、水銀から
放出された紫外線を受けて発光する蛍光体を有する第１
の蛍光体層と、２００nm以下の紫外線を受けて発光する
蛍光体を有する第２の蛍光体層が積層して形成されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の蛍光ランプであ
る。

【００１２】請求項３の発明は、２００nm以下の紫外線
を受けて発光する蛍光体は、キセノンから放出される主
として１４７nmおよび１７２nmの紫外線を受けて発光
し、２５０nm付近、主として２５４nmの紫外線を透過す
る蛍光体であることを特徴とする請求項１または請求項
２に記載の蛍光ランプである。

【００１３】請求項４の発明は、希ガスの封入圧は２０
０Torr以下であることを特徴とする請求項１ないし請求
項３のいずれか一に記載の蛍光ランプである。請求項５
の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか一に記載
の蛍光ランプと；上記蛍光ランプを点灯させる点灯回路
と；を備えたことを特徴とする蛍光ランプ点灯装置であ
る。

【００１４】請求項６の発明は、請求項５に記載の蛍光
ランプ点灯装置と；この蛍光ランプ点灯装置が組み込ま
れた光源装置本体と；を備えたことを特徴とする光源装
置である。

【００１５】請求項７の発明は、請求項６に記載の光源
装置と；この光源装置から出る光を背面に受ける液晶表
示パネルと；を具備したことを特徴とする液晶表示装置
である。

【００１６】

【作用および効果】請求項１の発明によれば、蛍光体と
して、水銀から放出された紫外線を受けて発光する蛍光
体と、２００nm以下の紫外線を受けて発光する蛍光体と
を有しているから、低温始動時には主としてキセノンか
ら放出される２００nm以下の紫外線により、キセノン励
起形の蛍光体が可視光を発し、よって始動時の光束が増
加する。また、安定点灯状態に達すると水銀の蒸発が活
発になって水銀蒸気圧が上昇するから水銀の放出する紫
外線量が増加する。この場合は、水銀励起形の蛍光体が
可視光を発するとともにキセノン励起形の蛍光体も可視
光を発し、紫外線（２５４nm）の侵入を妨げずに透過さ
せるから安定点灯時の光出力が向上する。したがって、
始動時の光束が増加し、従来の水銀＋アルゴン封入タイ
プの蛍光ランプはもちろん、従来の水銀＋キセノン封入
タイプの蛍光ランプに比べて光束の立上がり特性が向上
し、かつ安定点灯時の発光効率も向上する。

【００１７】請求項２の発明によれば、蛍光体層を、水
銀から放出された紫外線を受けて発光する蛍光体を有す
る第１の蛍光体層と、２００nm以下の紫外線を受けて発
光する蛍光体を有する第２の蛍光体層とで積層構造にす
ることができる。

【００１８】請求項３の発明によれば、２００nm以下の
紫外線を受けて発光する蛍光体がキセノンから放出され
る主として１４７nmおよび１７２nmの紫外線を受けて発
光し、２５４nmの紫外線は透過する蛍光体であるから、
紫外線を効率よく受けて発光し、低温始動時の光束が増
加される。

【００１９】請求項４の発明によれば、希ガスの全封入
圧を２００Torr以下に規制したから、希ガスの自己吸収
が抑止され効率の低下が少なくなる。また、細いバルブ
であっても、強度不足により破損が防止される。

【００２０】請求項５および請求項６の発明によれば、
始動性および光束の立上がり特性に優れた蛍光ランプ点
灯装置および光源装置を提供することができる。請求項
７の発明によれば、始動性および光束の立上がり特性に
優れた液晶表示装置を提供することができる。

【００２１】

【実施例】以下本発明について、図１ないし図６に示す
第１の実施例にもとづき説明する。図１は水銀＋キセノ
ン封入タイプの冷陰極蛍光ランプおよびその点灯装置の
構成を示すもので、１は水銀＋キセノン封入タイプの冷
陰極蛍光ランプ、１０はパルスインバータなどからなる
パルス電圧印加装置、１１は電流制限手段である。

【００２２】蛍光ランプ１は、細長い針状の発光管バル
ブ２を有し、このバルブ２は、例えば内径２．００mm、
したがって断面積が３．１４mm² で、長さ１３０mmの鉛
ガラスにより直管形に形成されている。このバルブ２の
内面には蛍光体層３が形成されている。蛍光体層３は、
本実施例では２層の積層構造となっており、図１の
（Ｂ）図に示すように、バルブ２の内面側に、水銀の発
する波長１８５nmおよび２５４nmの紫外線により励起さ
れて可視光を発する第１の蛍光体層（水銀励起形）３ａ
と、この放電空間側に積層され、２００nm以下の紫外
線、すなわちキセノンの発する波長１４７nmおよび１７
２nmの紫外線により可視光を発光する第２の蛍光体層
（Ｘｅ励起形）３ｂとで構成されている。

【００２３】水銀が発する紫外線によって可視光を発す
る第１の蛍光体層３ａは、例えばハロりん酸カルシウム
蛍光体３Ｃａ₃ （ＰＯ₄ ）₂ ・Ｃａ（Ｆ，Ｃｌ）₂ ：Ｓ
ｂ，Ｍｎまたは３波長発光形蛍光体により形成されてい
る。なお、３波長発光形蛍光体は、例えば、赤系蛍光体
としてＹ₂ Ｏ₃ ：Ｅｕ、緑系蛍光体としてＬａＰＯ₄：
Ｃｅ，Ｔｂ、青系蛍光体としてＢａＭｇＡｌ₁₄Ｏ₂₃：Ｅ
ｕが用いられている。

【００２４】また、２００nm以下の紫外線により可視光
を発光する第２の蛍光体層３ｂは、例えばＹ₃ （Ａｌ，
Ｇａ）₅ Ｏ₁₈；ＣｅまたはＹ₂ ＳｉＯ₅ ：Ｃｅもしくは
ＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₈：ＭｎあるいはＹ₃ Ａｌ₅ Ｏ₁₅：Ｃｅ等
が用いられている。これらＹ₃ （Ａｌ，Ｇａ）₅ Ｏ₁₈；
Ｃｅ蛍光体、Ｙ₂ ＳｉＯ₅ ：Ｃｅ蛍光体およびＢａＡｌ
₁₂Ｏ₁₈：Ｍｎ蛍光体のそれぞれ励起波長に対する放射強
度は図２に示されており、これら蛍光体はいずれも２０
０nm以下の紫外線を受けて可視光を発する蛍光体であ
り、しかもキセノンの発する波長１４７nmおよび１７２
nmの紫外線により可視光を発光する蛍光体である。

【００２５】バルブ２の長手方向両端には、一対の冷陰
極４，４が封装されている。冷陰極４，４は、それぞれ
リード線を兼ねる電極軸５に棒形の電極本体６を接合し
て構成されており、電極本体６はニッケルワイヤにて形
成されている。上記電極軸５は、ガラスと熱膨脹率が近
似する金属からなる封着線７に接続されており、これら
封着線７はバルブ２の端部の封止部８に封着されてい
る。封着線８、８はそれぞれ外部リード線９、９に接続
されている。

【００２６】このような発光管バルブ２には、所定量の
水銀と、所定圧のキセノンＸｅまたはキセノンを主体と
した希ガスが封入されている。希ガスの全封入圧は２０
０Torr以下となっており、そのうちキセノンの封入分圧
は２０Torr以上となっている。本実施例の場合、キセノ
ンＸｅにネオンＮｅを混合した混合ガスが用いられてお
り、例えばキセノンＸｅ６０％、ネオンＮｅ４０％で、
全封入圧は５０Torrとされている。

【００２７】このような構成の冷陰極蛍光ランプ１は、
図１に示すパルスインバータなどのようなパルス電圧印
加装置１０および電流制限手段１１に接続されている。
パルス電圧印加装置１０は、冷陰極４，４間に、休止期
間をもつパルス、すなわち所定のデューティ比をもつパ
ルス電圧を印加するようになっている。この場合、パル
ス周波数は３０〜８０ｋＨｚで、デューティ比τは２％
以上、５０％以下となっている。

【００２８】また、この種の冷陰極蛍光ランプ１は、安
定点灯中の電流密度が０．７５ｍＡ／mm² 以下の範囲に
規制されており、バルブ２の断面積は２０mm² 以下とさ
れている。電流密度を０．７５ｍＡ／mm² 以下に規制す
る理由は、電流密度を０．７５ｍＡ／mm² を越えて増加
しても発光効率の上昇が飽和状態に達して電流密度を高
くする意味がないためであり、またバルブ２の断面積を
２０mm² 以下にする理由は、断面積が２０mm² を越える
とキセノンガスの自己吸収が多くなり、発光効率が低下
するためである。なお、上記実施例の場合は、安定点灯
中のランプ電流は１．２ｍＡであり、電流密度は０．３
８ｍＡ／mm² となっている。このような構成の冷陰極蛍
光ランプ１の作用について説明する。ランプが点灯状態
の場合、キセノンが電離および励起して１４７nmおよび
１７２nmの紫外線を放出し、かつ水銀蒸気も電離および
励起して１８５nmおよび２５４nmの紫外線を放出する。

【００２９】ところで、周囲温度が低い場合は水銀の蒸
発が充分でないから主としてキセノンが電離および励起
して１４７nmおよび１７２nmの紫外線を放出する。この
紫外線は第２の蛍光体層３ｂを形成している２００nm以
下の紫外線を受けて発光する蛍光体を励起し、この蛍光
体から可視光を発生させる。この可視光は、第１の蛍光
体層３ａおよびバルブ２を透過して外部に放出される。
したがって、第２の蛍光体層３ｂがない場合に比べて光
束が増加し、光束の立上がりが早くなる。

【００３０】図３は、本実施例の場合と従来の場合を比
較した低温始動時における光束の立上がり特性を示す特
性図である。図３において、特性ａはバルブ内に水銀と
アルゴンおよびネオンからなる混合希ガスを封入した従
来のランプの場合（蛍光体層は３波長発光蛍光体）、特
性ｂはバルブ内に水銀とキセノンからなる希ガスを封入
した従来のランプの場合（但し、蛍光体層は３波長発光
蛍光体のみ）、特性ｃはバルブ内に水銀とキセノンから
なる希ガスを封入した本実施例ランプの場合（但し、蛍
光体層は第１の蛍光体層３ａと第２の蛍光体層３ｂの積
層構造）である。低温始動時の光束立上がりは、特性ｃ
で示される本発明の場合が最も優れていることが判る。

【００３１】そして、バルブ壁温度が上昇して安定点灯
状態になると水銀蒸気圧が上昇し、水銀蒸気の電離およ
び励起が増える。すると、水銀蒸気から１８５nmおよび
２５４nmの紫外線が放出され、この紫外線は第２の蛍光
体層３ｂを通過する際に主として１８５nmの紫外線でこ
の第２の蛍光体層３ｂの蛍光体を励起して可視光を発す
る。また２５４nmの紫外線は第２の蛍光体層３ｂを透過
して第１の蛍光体層３ａに達し、この第１の蛍光体層３
ａを構成する３波長発光形蛍光体を励起する。よって、
第１の蛍光体層３ａも可視光を発するようになる。この
ため、安定点灯中は第１の蛍光体層３ａおよび第２の蛍
光体層３ｂの両者から可視光が発せられるようになり、
これら可視光はバルブ２を透過して外部に放出される。
したがって安定点灯時には、従来の水銀＋キセノン封入
タイプのランプで蛍光体層が１層のみの場合に比べて、
発光効率が向上し、全体として光出力が上昇する。

【００３２】また、低電力の場合、水銀の発する紫外線
の量とキセノンの発する紫外線の量は、図４に示すよう
に、周囲温度により変化する。しかし、必ずや両者は少
なくとも紫外線を発しているから第１の蛍光体層３ａお
よび第２の蛍光体層３ｂから可視光が放出されるように
なり、発光効率が向上し、かつ光出力が大きくなる。

【００３３】ところで、キセノンまたはキセノンを主体
とした希ガスの全封入圧は、２００Torr以下にする必要
がある。希ガスの全封入圧を２００Torr以上に設定する
と、希ガスの自己吸収が増して効率が低下し、しかも、
この種のランプは細いバルブであるから、強度不足によ
り破損が心配される。このため、希ガスの全封入圧は、
２００Torr以下がよい。

【００３４】また、希ガス全体の封入圧を２００Torr以
下にした場合、キセノンの分圧は第２の蛍光体層３ｂを
形成する蛍光体の種類により選択すればよい。つまり、
キセノンは１４７nmの紫外線と１７２nmの紫外線を放射
するが、１４７nmの紫外線放射は主として原子発光であ
り、これに対し１７２nmの紫外線放射は主として分子発
光である。キセノンの封入ガス圧が、例えば１０〜２０
Torr程度の低い場合は、原子発光となり、１４７nmの紫
外線放射が多くなり、２０Torrを越えて高い封入圧の場
合は分子発光となって１７２nmの紫外線放射が多くな
る。

【００３５】図２から理解できる通り、Ｙ₃ （Ａｌ，Ｇ
ａ）₅ Ｏ₁₈；Ｃｅ蛍光体は１４７nmの紫外線により励起
されて可視光を発する効率が高いから、Ｙ₃ （Ａｌ，Ｇ
ａ）₅ Ｏ₁₈；Ｃｅ蛍光体を用いる場合はキセノンの封入
ガス圧を１０〜２０Torr程度に低くして１４７nmの紫外
線放射を多くすればよい。また、Ｙ₂ ＳｉＯ₅ ：Ｃｅ蛍
光体およびＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₈：Ｍｎ蛍光体は１７２nmの紫
外線により励起されて可視光を発する効率が高いから、
これらＹ₂ ＳｉＯ₅ ：Ｃｅ蛍光体およびＢａＡｌ
₁₂Ｏ₁₈：Ｍｎ蛍光体を使用する場合はキセノンの封入ガ
ス圧を２０Torr以上に高くして１７２nmの紫外線放射を
多くすればよい。

【００３６】上記のように構成された水銀＋キセノン封
入タイプの冷陰極蛍光ランプ１は、例えば図５および図
６に示す液晶表示装置のバックライトとして使用でき
る。図５および図６に示す液晶表示装置は、液晶表示板
２０の背面にバックライト２１が設けられている。バッ
クライト２１は本発明の光源装置に相当し、このバック
ライト２１は透光性アクリル樹脂などからなる導光板２
２を有し、この導光板２２は、下面および一側面を除く
３方向の側面がケ−シング２３により囲まれている。こ
のケ−シング２３は光源装置本体に該当するもので、内
面が反射面２４をなしている。上記ケ−シング２３の一
側に形成された開放面には、光源としての前記水銀＋キ
セノン封入タイプの冷陰極蛍光ランプ１が配置されてい
る。

【００３７】冷陰極蛍光ランプ１は、ケ−シング２３の
一側に形成された開放面に対向して連結された円筒形反
射体２５に収容されている。円筒形反射体２５の内面は
反射面２６をなしており、上記ランプ１はランプ軸が上
記反射体２５の中心線と一致するようにしてこの反射体
２５に収容されている。円筒形反射体２５は、前記ケ−
シング２３の一側に形成された開放面に対向する側壁が
開口されており、上記冷陰極蛍光ランプ１から放出され
た光は全て、導光板２２の一側面に導入されるようにな
っている。

【００３８】上記冷陰極蛍光ランプ１は、図１に示され
たパルス電圧印加装置１０からパルス電圧が印加されて
点灯されるようになっており、このランプ１から放出さ
れる光は反射体２５の内面反射面２６で反射され、導光
板２２の一側面に導入される。この導光板２２に導入さ
れた光は、ケ−シング２３の内面に形成した反射面２４
で反射され、導光板２２の上面に向かわされる。導光板
２２の上面には光拡散板２７が設けられており、導光板
２２の上面に向かった光は光拡散板２７により拡散さ
れ、全面に亘り略均等な明るさとなる。よって、この光
拡散板２７に対向して配置された液晶表示板２０をこの
背面から均等に照射するようになる。

【００３９】このような液晶表示装置においては、水銀
＋キセノン封入タイプの冷陰極蛍光ランプ１の始動時の
光束立上がり特性が良好であり、しかも安定点灯中の発
光効率が良いから、液晶表示装置としての始動時の性能
および使用中の表示性能が向上する。

【００４０】なお、上記第１の実施例では、水銀の発す
る紫外線により可視光を発する蛍光体と、２００nm以下
の紫外線、すなわちキセノンの発する波長１４７nmおよ
び１７２nmの紫外線により可視光を発光する蛍光体と
を、それぞれ別の層に形成し、これら第１の蛍光体層３
ａと第２の蛍光体層３ｂを積層構造にしたが、本発明は
これに限らず、図７に示す第２の実施例のように、１層
のみの蛍光体層３で構成してもよい。但し、この蛍光体
層３は、水銀の発する紫外線により可視光を発する蛍光
体（第１の蛍光体）と、２００nm以下の紫外線、すなわ
ちキセノンの発する波長１４７nmおよび１７２nmの紫外
線により可視光を発光する蛍光体（第２の蛍光体）とを
混合して用いている。このようにしても、第１の実施例
と同様の作用効果を奏する。

【００４１】また、前記第１の実施例の場合、水銀＋キ
セノン封入タイプの冷陰極蛍光ランプ１は、バルブ２の
両端内部に冷陰極４，４を封装した例を説明したが、放
電を維持する手段はこれに限らず、例えばバルブ２の一
端に冷陰極４を封装するとともにバルブの外に外部電極
を設け、これら内部の冷陰極４と外部の電極間でバルブ
内に放電を発生させるようにしてもよい。

【００４２】そしてまた、図８に示す第３の実施例のよ
うな水銀＋キセノン封入タイプの蛍光ランプ３０であっ
てもよい。この蛍光ランプ３０は、バルブ３１の外部
に、互いに対向してそれぞれ帯状をなす一対の外部電極
３２，３２を設け、これら外部電極３２，３２をパルス
電圧印加装置１０および電流制限手段１１に接続するこ
とにより、バルブ３１内に放電を発生させるようにして
ある。また、バルブ３１の内面には蛍光体被膜３３が形
成されており、この蛍光体被膜３３は、水銀の発する波
長１８５nmおよび２５４nmの紫外線により励起されて可
視光を発する第１の蛍光体層（水銀励起形）３３ａと、
２００nm以下の紫外線、すなわちキセノンの発する波長
１４７nmおよび１７２nmの紫外線により可視光を発光す
る第２の蛍光体層（Ｘｅ励起形）３３ｂとを積層して構
成されている。またバルブ３１内には、前記した条件の
範囲で所定量の水銀と、所定圧のキセノンＸｅまたはキ
セノンを主体とした希ガスが封入されている。

【００４３】このような構造の外部電極形の水銀＋キセ
ノン封入タイプの蛍光ランプ３０であっても、低温始動
時の光束立ち上がり特性に優れ、かつ発光効率が向上す
る。また、本発明は液晶表示装置のバックライトに使用
する蛍光ランプに限らず、例えば各種メータに使用され
る自己発光形の指針としての細径の蛍光ランプであって
もよい。

【００４４】さらに、キセノンガスは、これにアルゴ
ン、ネオンまたはクリプトンなどの、他の希ガスが混合
されていてもよく、要するに希ガスとしてキセノンが３
０〜１００％の範囲で封入されていればよい。

【００４５】さらにまた、特定方向の発光強度を強くし
たアパーチャ形蛍光ランプであっても実施可能である。
また、本発明は冷陰極蛍光ランプに限らず、熱陰極蛍光
ランプであっても実施可能である。熱陰極蛍光ランプに
適用した例を、図９に示す。この例は複写機の露光用光
源などに使用される直管形蛍光ランプ１００に適用した
場合を示すもので、１０１は直管形ガラスバルブ、１０
２はバルブ１０１の内面に形成された蛍光体層である。
蛍光体被膜１０２は、水銀の発する波長１８５nmおよび
２５４nmの紫外線により励起されて可視光を発する第１
の蛍光体層（水銀励起形）１０２ａと、２００nm以下の
紫外線、すなわちキセノンの発する波長１４７nmおよび
１７２nmの紫外線により可視光を発光する第２の蛍光体
層（Ｘｅ励起形）１０２ｂとを積層して構成されてい
る。

【００４６】１０３はバルブ１０１の端部を閉封したス
テム、１０４はリード線、１０５は熱陰極である。ステ
ム１０３には放電空間に連通された細管１０６が設けら
れており、この細管１０６にはアマルガム１０７が収容
されている。アマルガム１０７としては、水銀Ｈｇを１
５重量％含むビスマスＢｉ−錫Ｓｂ系の合金が用いられ
ている。そして、バルブ１０１内には、キセノンまたは
キセノンを主体とした希ガスが２００Torr以下の範囲で
封入されている。

【００４７】このような構造の蛍光ランプ１００は、平
均電流密度３．９ｍＡ／mm² で点灯すると以下のような
作用効果を奏する。すなわち、複写機の露光用光源など
に使用される直管形蛍光ランプは、光出力が大きいこ
と、および光束の立上がりが早いことが要求されてい
る。光出力を大きくするには大電流を流す必要がある
が、このようにすると液体水銀の場合は水銀蒸気圧が上
昇し過ぎて効率が低下する。液体水銀に代わってアマル
ガム１０７を封入すると、このアマルガム１０７は過剰
水銀蒸気を吸着してバルブ１０１内の水銀蒸気圧を制御
する作用があるから、大電流を流して平均電流密度を高
くすると光出力を増加することができる。しかしなが
ら、アマルガム１０７は周囲温度が低い時にも飽和水銀
蒸気を吸着する作用があるため、低温始動時に水銀蒸気
圧が低く、このため液体水銀を使用した場合に比べても
光束の立ち上がり特性が劣るという問題がある。

【００４８】そこで、図８に示す蛍光ランプは、希ガス
としてキセノンまたはキセノンを主体とした希ガスを封
入し、かつ蛍光体層１０２として、水銀の発する波長１
８５nmおよび２５４nmの紫外線により励起されて可視光
を発する第１の蛍光体層（水銀励起形）１０２ａと、２
００nm以下の紫外線、すなわちキセノンの発する波長１
４７nmおよび１７２nmの紫外線により可視光を発光する
第２の蛍光体層（Ｘｅ励起形）１０２ｂとで積層構造の
蛍光体層を構成した。

【００４９】このようにすれば、低温始動時に水銀蒸気
圧が低くても、キセノンから１４７nmおよび１７２nmの
紫外線が発せられ、これら紫外線は第２の蛍光体層１０
２ｂを励起して可視光を発する。よって、低温始動時の
光束が大きくなり、光束立上がり特性が向上する。ま
た、安定点灯時にはキセノンと水銀とがそれぞれ同時に
紫外線を発し、これら紫外線は第１の蛍光体層１０２ａ
および第１の蛍光体層１０２ｂから同時に可視光を発す
る。このため、光出力が増大し、発光効率が向上するこ
とになる。よって、光出力が大きくなり、光束の立上が
りが早くなることから、複写機の露光用光源などに使用
して有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示し、（Ａ）図は水銀
＋キセノン封入タイプの冷陰極蛍光ランプの断面図、
（Ｂ）図は（Ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面図。

【図２】各蛍光体の励起波長とそれに対する放射強度の
関係を示す特性図。

【図３】本発明の蛍光ランプと従来の蛍光ランプの光束
立上がり特性を示す特性図。

【図４】水銀とキセノンの周囲温度に対する光出力特性
を示す特性図。

【図５】図１の冷陰極蛍光ランプをバックライトとして
用いた液晶表示装置の分解した斜視図。

【図６】同じく液晶表示装置の断面図。

【図７】本発明の第２の実施例に係る水銀＋キセノン封
入タイプの蛍光ランプの断面図。

【図８】本発明の第３の実施例を示し、（Ａ）図は水銀
＋キセノン封入タイプの冷陰極蛍光ランプの断面図、
（Ｂ）図は（Ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面図。

【図９】本発明の第４の実施例を示し、（Ａ）図は水銀
＋キセノン封入タイプの熱陰極蛍光ランプの断面図、
（Ｂ）図は（Ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面図。

【符号の説明】

１…水銀＋キセノン封入タイプの冷陰極蛍光ランプ２…バルブ３…蛍光体層３ａ…第１の蛍光体層３ｂ…第２の蛍光体層４…冷陰極１０…パルス電圧印加装置１１…電流制限手段２０…液晶表示板２１…バックライト２２…導光板２５…反射体３０，１００… 水銀＋キセノン封入タイプの蛍光
ランプ３１，１０１…バルブ３２…外部電極１０４…熱電極３３，１０２…蛍光体層３３ａ，１０２ａ…第１の蛍光体層３３ｂ，１０２ｂ…第２の蛍光体層１０７…アマルガム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バルブと；上記バルブ内に放電を発生さ
せる手段と；上記バルブ内に封入され、上記放電により
紫外線を発する水銀およびキセノンを主体とする希ガス
と；上記バルブの内面に設けられ、上記水銀から放出さ
れた紫外線を受けて発光する蛍光体および２００nm以下
の紫外線を受けて発光する蛍光体とを有する蛍光体層
と；を具備したことを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】上記蛍光体層は、水銀から放出された紫
外線を受けて発光する蛍光体を有する第１の蛍光体層
と、２００nm以下の紫外線を受けて発光する蛍光体を有
する第２の蛍光体層が積層して形成されていることを特
徴とする請求項１に記載の蛍光ランプ。
【請求項３】２００nm以下の紫外線を受けて発光する
蛍光体は、キセノンから放出される主として１４７nmお
よび１７２nmの紫外線を受けて発光し、２５４nmに紫外
線は透過する蛍光体であることを特徴とする請求項１ま
たは請求項２に記載の蛍光ランプ。
【請求項４】希ガスの封入圧は２００Torr以下である
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一
に記載の蛍光ランプ。
【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれか一に
記載の蛍光ランプと；上記蛍光ランプを点灯させる点灯
回路と；を備えたことを特徴とする蛍光ランプ点灯装
置。
【請求項６】請求項５に記載の蛍光ランプ点灯装置
と；この蛍光ランプ点灯装置が組み込まれた光源装置本
体と；を備えたことを特徴とする光源装置。
【請求項７】請求項６に記載の光源装置と；上記光源
装置から出る光を背面から受ける液晶表示パネルと；を
具備したことを特徴とする液晶表示装置。