JP2003197153A - 冷陰極蛍光ランプおよび照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光投射用の開口部であるアパーチャー部を設
けた管状バルブにおける長手方向の有効発光長を長くし
て、光維持率を向上させた冷陰極蛍光ランプおよびその
照明装置を提供する。 【解決手段】 アルゴン、クリプトン、キセノン、ネオ
ンの少なくともひとつ以上の希ガスと水銀とを封入して
両端を閉塞するとともに、内面に蛍光体被膜（３）を設
けた管状バルブ（２）を形成し、この管状バルブ（２）
の両端部の外面に外部電極（４）を配置したことを特徴
とする冷陰極蛍光ランプおよび照明装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶バックライト
用光源やファクシミリのスキャナー用光源、複写機のイ
レーサー用光源、その他表示、装飾、ディスプレイ用の
光源などに用いられる冷陰極蛍光ランプおよびこのラン
プを具備する照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の蛍光ランプは、両端を封
止した管状バルブの内面に蛍光体被膜を形成し、且つ内
部にキセノンガスやネオンガスを主成分とする希ガスお
よび水銀を封入するとともに、管状バルブの両端内部に
気密に封入された導入線に接続する電極を封装し、さら
に管状バルブの軸方向に沿って蛍光体被膜を除去したア
パーチャー部（光透射用の開口部）を形成した構成が多
く存在する。

【０００３】しかしながら、この内部電極方式は、内封
された電極と封入物である水銀とが反応化合して電極近
傍の蛍光体面が黒くなる現象、いわゆるスパッタリング
により、蛍光ランプとしての輝度が減衰したり、封入さ
れた水銀が減少することによる電極寿命が短くなること
があった。

【０００４】また近年では、特開２０００−３２３１０
１公報に記載されているように、管状バルブ（４２）の
内面に蛍光体被膜を設けるとともに、バルブの管軸に沿
ってアパーチャー部（４５）を形成し、管状バルブ（４
２）の外面には、バルブの管軸に沿った長手方向に一対
の帯状外部電極（４４）を互いに所定の間隔を有して上
下に離間して設けるようにした、電極を管状バルブの内
部に設けない構成（図７参照）が提案されている。

【０００５】この帯状の外部電極（４４）の端部には、
導電性に優れた金属部材よりなる端子（９）を貼り付
け、これを図示しないリード線により、点灯回路装置に
接続して照明装置を構成するものであり、このアパーチ
ャー部を有する蛍光ランプは、前記帯状の外部電極間に
高周波電力を供給して管状バルブ内に高周波放電を発生
させ、管状バルブ内に封入されているキセノンガスなど
の希ガスを電離、励起して蛍光体を発光させ、発光した
蛍光体被膜の可視光と、前記帯状の外部電極で反射した
光とが、管状バルブの光投射開口であるアパーチャー部
から外部に放射されるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年液
晶バックライト用の導光板は、著しくその板厚が薄肉化
する傾向にあり、これにともなって冷陰極蛍光ランプに
ついても細径化が進んできている。そして導光板の板厚
が著しく薄い場合には、ランプから入射する直接光をよ
り多くすることによって対応する必要があった。

【０００７】また、管径が６ｍｍ以下の細管で、且つ電
流値の高い蛍光ランプにおいては、電極部の発熱がきわ
めて大きくなることから、導光板を始めとして周囲の部
材に対する影響が懸念されるようになっており、この場
合、蛍光ランプの有効発光長を可能な限り長くとり、液
晶表示装置の額縁部分を小さく抑える構成が望まれてい
る。

【０００８】本発明は上記課題に着目してなされたもの
で、光投射面や光投射用の開口部を設けた管状バルブに
おける長手方向の有効発光長を長くして、光維持率を向
上させた冷陰極蛍光ランプおよびその照明装置を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、アルゴン、クリプトン、キ
セノン、ネオンの少なくともひとつ以上の希ガスと水銀
とを封入して両端を閉塞するとともに、内面に蛍光体被
膜を設けた管状バルブを形成し、管状バルブの両端部の
外面に外部電極を配置したことを特徴とする冷陰極蛍光
ランプであり、この構成によれば、従来の内部電極方式
に比べて、スパッタリングによる水銀の消耗がないた
め、電極寿命を減衰させることがないとともに、最低限
度の水銀使用量で蛍光ランプを形成することができるも
のであり、環境保護にも貢献できるだけでなく、照明装
置ユニットに組み込んだ際は、導光板の板面輝度が向上
するものである。

【００１０】請求項２記載の発明は、光投射用の開口部
に対応する部位の外部電極の一部を除去したことを特徴
とし、また、請求項３記載の発明は、管状バルブの両端
部における外部電極が光投射面を覆わないことを特徴と
したものであり、光透射面や光透過性の大きいアパーチ
ャー部が電極で覆われないことから、有効発光長を長く
することができる。

【００１１】請求項４記載の発明は、管状バルブ内面に
形成した蛍光体被膜と管状バルブの両端部の外面に配置
した外部電極との少なくとも一部を重合させるととも
に、光投射面あるいは光投射用の開口部に対応する部位
の外部電極の一部分を除去したことを特徴とするもので
あり、蛍光体被膜と外部電極とが重合していても、光投
射面やアパーチャー部は充分な開口面積を得ることがで
きる。

【００１２】請求項５記載の発明は、管状バルブの両端
部における外部電極を、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｌ
を主成分とした無電解メッキで形成したことを特徴とす
るものであり、ノイズが減少するため画面品質を向上さ
せることができる。

【００１３】請求項６記載の発明は、照明装置の導光板
に対向している管状バルブのアパーチャー部の面あるい
は光投射面を平面状としたことを特徴とするものであ
り、従来の蛍光ランプと比較して、微小な蛍光ランプの
取り付け方向のずれによる、導光板の板面輝度の光量減
衰が発生しにくくなり、光維持率の向上によって液晶デ
ィスプレイパネルの狭額縁化が向上する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の１実
施形態について説明する。図１およびその断面である図
２に示すように、冷陰極蛍光ランプ（１）は、管状バル
ブ（２）の両端を封止し、且つその両端から少許の長さ
寸法を除いて内面上に蛍光体被膜（３）を形成するとと
もに、内部に放電を受けることによって紫外線を放射す
る放電媒体として、キセノン（Ｘｅ）、アルゴン（Ａ
ｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、ネオン（Ｎｅ）などの希ガ
スの内のひとつ、あるいはこれらの混合ガスと、水銀
（Ｈｇ）を封入しており、管状バルブ（２）の両端部の
外面には一対の外部電極（４）を設けている。

【００１５】前記蛍光体被膜（３）は、管状バルブ
（２）のバルブ軸に沿って膜厚１５〜２５μに形成され
ており、図示しない照明装置の導光板に対向する部分に
は、蛍光体被膜（３）を除去した光透射用の開口部であ
るアパーチャー部（５）が設けられている。

【００１６】そしてこれら管状バルブ（２）のアパーチ
ャー部（５）は、蛍光体被膜（３）部に比し３倍程度の
輝度を有するものであるが、管状バルブ（２）の内部に
は希ガスとともに水銀が封入されていることから、アパ
ーチャー部（５）のみであると水銀の作用により管状バ
ルブ（２）のガラス面が黄色く変色することになり、こ
の黄変を防止して光維持率を改善するため、バルブ
（２）の蛍光体塗布面の全内周面には、他の蛍光体層よ
りも膜厚の薄い２〜５μの蛍光体被膜（６）をさらに施
して、アパーチャー部（５）のガラスの黄変を防止して
いる。

【００１７】管状バルブ（２）の両端部における外面に
は一対の外部電極（４）が設けられている。この電極
（４）は、導電性を有する銅箔やアルミニウムテープあ
るいは銀ペーストなどの導電性塗料からなっており、管
状バルブ（２）の各端部に環状に巻き付けあるいは塗布
されるとともに、図示しないリード線によって点灯装置
にそれぞれ接続されているものである。

【００１８】外部電極（４）は、前記構成に限らず、管
状バルブ（２）の両端部の外面に、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、
Ｓｎ、Ａｌを主成分とした無電解メッキを施して形成し
てもよい。

【００１９】そして、一対の電極（４）は、管状バルブ
の両端外面に外部電極として設けられているため、水銀
と希ガスとを封入物としている蛍光ランプ（１）であり
ながら、従来の管状バルブに内封された電極方式のよう
に、封入物である水銀と電極とが反応化合して電極近傍
の蛍光体被膜面が黒くなる現象、いわゆるスパッタリン
グにより、蛍光ランプとしての輝度が減衰したり、封入
された水銀が減少することによる電極寿命が短くなるこ
とがなくなる。

【００２０】また、外部電極方式であっても、前記従来
技術として記載した、バルブ軸に沿ってアパーチャー部
を形成し、管状バルブの外面にバルブ軸に沿って一対の
帯状外部電極を所定の間隔を有して設けた構成が有する
ところの、帯状電極の遮光性による光投射面積の減少も
なく、帯状電極とアパーチャー部との位置関係による光
投射方向の制約もなくなる利点がある。

【００２１】そしてまた、アパーチャー部がない構造の
ものであっても、光投射面に対向する電極の一部を除去
するため、有効長が長くなる利点がある。

【００２２】図３は本発明の他の実施例を示すものであ
り、管状バルブ（１２）の両端外面に設けた外部電極
（１４）を、前記実施形態と同様のアパーチャー部（１
５）に対応する部分を覆わないように除去して配置した
ものである。

【００２３】具体的には、管状バルブ（１２）内面に形
成した蛍光体層の被膜（１３）は、管状バルブ（１２）
のほぼ両端近傍まで延設されているが、この蛍光体被膜
（１３）の端面と管状バルブ（１２）の両端部の外面に
配置した一対の外部電極（１４）とは重合状態にあり、
外部電極（１４）が管状バルブ（１２）の全外周に亙っ
て配置されていると電極（１４）部でアパーチャー部
（１５）の端面が閉塞されることになり、光投射を妨げ
るため、これを防ぐために、図４にその断面を示すよう
に、管状バルブ（１２）の管軸方向に沿って形成したア
パーチャー部（１５）に対応する部位の外部電極（１
４）を切除している。アパーチャー部（１５）を切除し
た外部電極（１４）は図３に示す実施形態では、管軸方
向に完全に切除し離間させているが、図５に示すよう
に、アパーチャー部（２５）の端面を避けて外部電極
（２４）を切除し、その一部を残すようにして環状態を
保持するようにしてもよい。

【００２４】この構成によれば、管状バルブの両端に設
けた外部電極は、前記アパーチャー部に対応する部分を
覆わないように除去して配置されており、この電極構成
により、光透射性の大きいアパーチャー部が電極で覆わ
れず、光が遮られないので、有効発光長を長くすること
ができる。

【００２５】また、図６は、管状バルブ（３２）におけ
るアパーチャー部（３５）の導光板（７）の側面に対向
する面に平面部（３２ａ）に形成したものである。この
構成により、従来のアパーチャータイプの蛍光ランプと
比較して、微小な蛍光ランプの取り付け方向のずれによ
る、導光板（７）の板面輝度の光量減衰が発生しにくく
なり、光維持率の向上によってディスプレイパネルの狭
額縁化効果も向上した。

【００２６】図７は、前述した各実施例におけるランプ
電流と相対導光板面輝度との関係グラフであり、周囲温
度；２５℃、蛍光ランプ外形；２．２ｍｍ、内径；１．
８ｍｍ、アパーチャー幅；０．４ｍｍの条件下における
従来品のランプ電流５ｍＡ時を１００％とした場合の比
較データである。この結果によれば、電極を環状バルブ
内に封着したアパーチャータイプの従来例に対し、本発
明のそれぞれの実施形態による相対板面輝度の向上効果
が明確に表れている。

【００２７】このような構成を有する冷陰極蛍光ランプ
によれば、図３に示すように、点灯回路装置（８）から
外部電極（１４）に高周波電源が印加されれば、管状バ
ルブ（１２）内に放電が生じ、放電により励起された水
銀、希ガスなどの封入物が紫外線を発生し、この紫外線
が管状バルブ（１２）内面に塗布された蛍光体を励起す
ることで蛍光体被膜（１３）がその全域に亙って照射さ
れて可視光が得られ、この可視光が直接に光投射用の開
口である管状バルブ（１２）のアパーチャー部（１５）
とともに、蛍光体被膜（１３）を通過して外部に放射さ
れることで、液晶ディスプレイ、複写機、ファクシミリ
などの光源として使用される。

【００２８】なお、上記説明においては、主にアパーチ
ャー部を有する管状バルブの実施形態について説明した
が、本発明はこれに限るものではなく、アパーチャー部
を有しない構造の管状バルブにおいて、光投射面に対向
する部位の電極の一部を除去するようにした構成でもよ
く、これにより光投射面における有効長を長くできるも
のである。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の内部電極方式に比べて、スパッタリングによる水
銀の消耗がないため、電極寿命を減衰させることがない
とともに、最低限度の水銀使用量で蛍光ランプを形成す
ることができるものであり、環境保護にも貢献できるだ
けでなく、照明装置ユニットに組み込んだ際は、導光板
の板面輝度が向上するものである。

【００３０】請求項２および請求項３の発明によれば、
光透射面や光透過性の大きいアパーチャー部が電極で覆
われないことから、有効発光長を長くすることができ
る。

【００３１】請求項４の発明によれば、蛍光体被膜と外
部電極とが重合していても、光投射面やアパーチャー部
は充分な開口面積を得ることができる。

【００３２】請求項５の発明によれば、ノイズを減少さ
せることができて画面品質を向上でき、請求項６の発明
によれば、従来の蛍光ランプと比較して、微小な蛍光ラ
ンプの取り付け方向のずれによる、導光板の板面輝度の
光量減衰が発生しにくくなり、光維持率の向上によって
液晶ディスプレイパネルの狭額縁化が向上する効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態を示す蛍光ランプの一部切
欠正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線での断面図である。

【図３】本発明の他の実施形態を示す蛍光ランプの一部
切欠正面図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ線での断面図である。

【図５】本発明のさらに他の実施形態を示す蛍光ランプ
の一部切欠正面図である。

【図６】本発明の他の変形例を示す要部の断面図であ
る。

【図７】本発明による蛍光ランプと従来例との相対板面
輝度の比較グラフである。

【図８】従来例を示す蛍光ランプの斜視図である。

【符号の説明】

１…蛍光ランプ ２…管状バルブ ３…蛍光体被膜 ４…外部電極 ５…光投射用開口部（アパーチャー部） ６…第２の蛍光体被膜

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルゴン、クリプトン、キセノン、ネオ
   ンの少なくともひとつ以上の希ガスと水銀とを封入して
   両端を閉塞するとともに、内面に蛍光体被膜を設けた管
   状バルブを形成し、管状バルブの両端部の外面に外部電
   極を配置したことを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
2. 【請求項２】 光投射用の開口部に対応する部位の外部
   電極の一部を除去したことを特徴とする請求項１記載の
   冷陰極蛍光ランプ。
3. 【請求項３】 管状バルブの両端部における外部電極が
   光投射面を覆わないことを特徴とする請求項１記載の冷
   陰極蛍光ランプ。
4. 【請求項４】 管状バルブ内面に形成した蛍光体被膜と
   管状バルブの両端部の外面に配置した外部電極との少な
   くとも一部を重合させるとともに、光投射面あるいは光
   投射用の開口部に対応する部位の外部電極の一部分を除
   去したことを特徴とする請求項２または３記載の冷陰極
   蛍光ランプ。
5. 【請求項５】 管状バルブの両端部における外部電極
   は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｌを主成分とした無電
   解メッキで形成されたことを特徴とする請求項２または
   ３に記載の冷陰極蛍光ランプ。
6. 【請求項６】 照明装置の導光板に対向する管状バルブ
   の光投射用の開口部の面あるいは光投射面を平面状とし
   たことを特徴とする請求項２または３に記載の冷陰極蛍
   光ランプ。
7. 【請求項７】 器具本体と、この器具本体内に設けられ
   た請求項１乃至６のいずれかに記載の蛍光ランプと、こ
   の蛍光ランプに接続された点灯回路装置とを具備してな
   る照明装置。