JP3462306B2

JP3462306B2 - 冷陰極放電ランプおよびランプの点灯装置ならびに照明装置

Info

Publication number: JP3462306B2
Application number: JP16527995A
Authority: JP
Inventors: 英寿矢野
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 2003-11-05
Anticipated expiration: 2018-11-05
Also published as: JPH0917329A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶テレビや液晶表示装
置あるいはファクシミリや複写機などのＯＡ機器におい
て使用される冷陰極放電ランプおよびこのランプの点灯
装置ならびにこれらランプと点灯装置を装着したバック
ライト装置や原稿読取装置などの照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビや液晶表示装置などの表示機器や
ファクシミリなどのＯＡ機器は薄型化や小形軽量化の要
望が強く、これに伴いこれら機器に装着される放電ラン
プや点灯装置なども小形化がすすめられている。たとえ
ば液晶表示装置のバックライトなどに装着されるランプ
はガラス管バルブの外径が５ｍｍ以下で、全長が２００
〜２５０ｍｍの細長いものが使用されている。そして、
最近では機器の、さらに一層の小形軽量化が望まれてい
る。

【０００３】そして、上記各種の機器に装着される低圧
放電ランプは、機器への機械的な支持と電気的な接続が
必要なため、管状のバルブの両端部に金属製や合成樹脂
製の筒状体からなる口金やキャップが設けられている。
そして、上記バルブ内部の放電電極と接続しバルブ端部
の封着部から導出された外部導入線は、ろう付や溶接な
どの手段で直接に金属製の口金に接続している。

【０００４】また、口金を用いずにバルブの端部に樹脂
製の筒状キャップを取着したものは、封着部から導出さ
れた外部導入線にリード線を接続し、この封着部および
接続部をキャップで覆った状態の、通常、リード線タイ
プと呼ばれる形態をなしていて、容易に装置に取付けで
きる作用効果を有している。

【０００５】また、上記低圧放電ランプにおいて電極は
熱陰極形あるいは冷陰極形のものがあるが、フィラメン
トコイルを使用する熱陰極形のものは、電極のスペース
が大きくなってランプのバルブ細径化が困難となり小形
化にも限度があり、板状や筒状の電極を使用する冷陰極
形のものが注目されつつある。

【０００６】そこで、低圧放電ランプには図５に示すよ
うな冷陰極形の電極が設けられるとともにバルブの外端
部に口金を付けたものが多く採用されている。たとえば
この図５において、１はガラス管バルブ、２はこのバル
ブ１の端部を気密に閉塞した封着部で、この封着部２に
は先端部にニッケルなどの金属板から形成した冷陰極か
らなる電極３を支持したリード線４が気密に封着されて
いる。また、上記バルブ１内面には蛍光体膜１１が形成
され、内部には放電媒体としてキセノンやネオンなどの
希ガスが所定圧封入されている。また、封着部２にはこ
の封着部２を覆うように黄銅製などの金属板からなる導
電性有底筒状の口金５が接着剤６を介して接合されてお
り、上記電極３はこの口金５の筒状部内に位置した状態
にある。

【０００７】このような構成の放電ランプを高周波電力
発生装置としてのインバータに接続して点灯させると、
外部から電気エネルギーを受けることにより発生した初
期プラズマのイオンによって電極３から二次電子が放出
され、バルブ１内の電極３、３間で放電が開始される。
そして、電子エネルギーによって励起された希ガスの共
鳴遷移により可視光を発して冷陰極放電ランプの機能を
果たす。しかし、冷陰極を用いた低圧放電ランプはラン
プ電流が５〜２５ｍＡ程度の低電流であり、従来から始
動電圧を高くしないと点灯しないという問題があった。

【０００８】本発明者の考察によると、これは口金５の
開口部先端の端縁５１部分が電極３より突出し電極３の
全部を覆う形態であると、口金５が陽光柱側に位置して
プラズマ中の正イオンが口金５先端方向に生じる電界の
影響を受けることによると考えられる。しかも、口金５
先端の開口部端縁５１と電極２の先端部の間隔が大きく
なるにつれて始動電圧が高くなるので、始動用のトラン
スを大きくする必要がありインバーターが大きくなる欠
点があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したようにテレビ
や液晶表示装置などの表示機器やファクシミリなどのＯ
Ａ機器などの市場動向は薄型化や小形軽量化の要望が強
く、放電ランプとともに点灯装置に使用されるインバー
ターの改良が進められ、その手段として始動用トランス
の小形化が最善策とされている。この始動用トランスの
小形化は、放電ランプＬの始動電圧を下げることによっ
て達せられるものである。しかし、金属など導電性の口
金５を備え冷陰極を用いた低圧放電ランプにおいては、
上述したように口金５方向の電界の影響によると考えら
れる始動電圧上昇の傾向があった。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
低圧放電ランプの端部に金属など導電性の口金が備えら
れたランプにおいて、比較的低い始動電圧によって始動
が可能な放電ランプおよびこのランプの点灯装置ならび
に照明装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の冷陰極放電ランプは、ガラス管バルブと、このバルブ
内に封装された冷陰極電極および希ガスと、上記電極に
電気的に接続しているとともに上記バルブの外端部に絶
縁性材料を介し固定されその先端の開口部端縁が上記バ
ルブ内の電極より突出しない位置にある導電性部材から
なる口金とを具備していることを特徴としている。

【００１２】本発明の請求項２に記載のランプの点灯装
置は、点灯回路と、この点灯回路の出力側に接続された
請求項１に記載の冷陰極放電ランプとを具備しているこ
とを特徴としている。

【００１３】本発明の請求項３に記載の照明装置は、請
求項１に記載の冷陰極放電ランプと、この放電ランプの
口金部が装着されるソケット部と、上記請求項２に記載
の点灯装置とを具備していることを特徴としている。

【００１４】

【作用】本発明の請求項１の発明によれば、冷陰極電極
が口金先端の開口部先端より突出しているので、口金方
向へ生じる電界が減少して電極方向に生じる電界より小
さくなり、電極近傍におけるプラズマイオンは容易に電
極に衝突して二次電子放出を行い、始動電圧を低下させ
ることができる。

【００１５】また、電極が導電性部材からなる口金によ
って全体が覆われていないので、導電性部材方向へ生じ
る電界が減少して電極方向に生じる電界より小さくなる
ので、電極近傍における初期プラズマのイオンは容易に
電極に衝突して二次電子を放出し放電を開始するので、
始動電圧を口金を有していないランプの電圧レベルにま
で引き下げることができる。

【００１６】また、請求項２の発明によれば、始動電圧
を低くするこができるので、点灯回路のインバータ装置
の始動用トランスなどの容量を小さくでき点灯装置を小
形軽量化できる。

【００１７】また、請求項３の発明によれば、請求項２
の点灯装置を組込んだ照明装置も小形軽量化できる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は冷陰極形の低圧放電ランプおよび点灯装置
の説明図、図２は図１のランプの端部を拡大して示す断
面正面図である。

【００１９】この冷陰極形放電ランプＬは、たとえば消
費電力が約２Ｗ、外径が約４．８ｍｍ、長さが約２２０
ｍｍのソーダライムガラスあるいは鉛ガラスなどの軟質
ガラスからなる直管形の管状バルブ１の両端に封止部２
が形成してある。そして、両端の封止部２、２には、そ
れぞれ先端にニッケル（Ｎｉ）あるいはその合金などで
形成した円筒形状や板状の冷陰極形の電極３、３を接続
した外径が約０．４ｍｍの銅メッキした鉄線や鉄合金線
などからなるリード線４、４が気密に封着されている。

【００２０】このバルブ１内には放電媒体としてキセノ
ン（Ｘｅ）やネオン（Ｎｅ）などの希ガスが数十〜２０
０トール、たとえば１００トール封入されている。ま
た、バルブ１の内面には所定の発光領域を有する蛍光体
膜１１が形成されている。

【００２１】そして、上記バルブ１の封着部２を含む外
端部には黄銅やアルミニウムなどの導電性部材からなる
金属板で有底円筒状に形成した口金５が被せられ、シリ
コーン樹脂などからなる誘電体の絶縁性材料層９および
シリコン樹脂などを主成分とする電気絶縁性の接着剤６
を介して接合されている。

【００２２】このとき、上記バルブ１内にある電極３と
バルブ１外の口金５との関係は、口金５の開口部端縁５
１から電極３側がバルブ１の中央部方向に約３ｍｍ突出
（Ａｍｍ）していて、すなわち、口金５は電極３全体を
覆っていない状態にある。

【００２３】また、電極３と接続してバルブ１に延在し
たリード線４は口金５の頂部に半田付７や溶接により導
電的に接続してある。

【００２４】そして、この実施例の放電ランプＬは口金
５内の絶縁性材料９が、電極グローの移動などで生じる
電極付近の不安定な発光を遮蔽して、安定した陽光柱の
発光のみを供給できる効果がある。なお、図１において
８はバルブ１の外面に形成された近接導体である。ま
た、ＣはランプＬの点灯装置でＥは電源、Ｓはスイッ
チ、ＨＦは高周波電力発生装置としてのインバータ、Ｂ
１〜Ｂ３は配線をそれぞれ示し、Ｂ１およびＢ２は電極
３、３と、Ｂ３の配線は一方（右方）の電極３（Ｂ２）
と分岐して近接導体８に接続されている。

【００２５】このような構成の放電ランプＬは図１に示
す点灯装置Ｃでもって点灯される。すなわち、スイッチ
Ｓの投入によって電源Ｅに通じるとインバーターＨＦか
ら配線Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３を通じてソケット（図示しな
い。）に装着されたランプＬ両端の口金５、５および近
接導体８に数十ｋＨｚの高周波電圧が印加され、まず、
近接している配線Ｂ１側の電極３（左方）と配線Ｂ３の
近接導体８間にグロー放電が生起し、この放電が配線Ｂ
１側の電極３（左方）と配線Ｂ２側の電極３（右方）間
へと移行して、初期プラズマのイオンによって電極３か
ら二次電子が放出され、電極３、３（右左）間で放電が
開始される。そして、バルブ１内の希ガスを励起して紫
外線が発生し、この紫外線がバルブ１の内面に形成した
蛍光体膜１１で変換され可視光となってバルブ１の外表
面から放射される。

【００２６】そして、このように電極３を口金５の開口
部端縁５１から突出することによって、口金方向に生じ
る電界が減少して電極方向に生じる電界より小さくなる
ので、電極近傍における初期プラズマのイオンは容易に
電極に衝突して二次電子放出を行い始動電圧を低下させ
ることができ、放電ランプＬの点灯が容易に行えるとと
もに始動用トランスを小形軽量化して点灯装置の小形化
とコストダウンを図ることができる。

【００２７】また、口金５の開口部端縁５１から電極３
が突出していることは陽光柱の起点でもある電極３から
の発光を有効に活用でき、有効発光長を長くできる。

【００２８】なお、本発明者の実験によると放電ランプ
（このランプはバルブ１端部と口金５との間に絶縁性材
料層９が形成されていない。）を用い電極３に対して口
金５の開口部端縁５１を移動（±Ａｍｍ）させて、その
始動電圧（ここでは実効電圧値で示す）（Ｖｒｍｓ）を
調べたところ図３に示すような結果を得た。なお、図３
において横軸は電極３先端から口金５の開口部端縁５１
までの距離Ａｍｍを示し、−Ａｍｍは電極３先端が口金
５の開口部端縁５１から突出している場合、＋Ａｍｍは
電極３先端が口金５の開口部端縁５１内に没している場
合（電極３が口金５で覆われる）を表す。また、縦軸は
始動電圧（実効電圧値）（Ｖｒｍｓ）を示す。

【００２９】図３から明らかなように、電極３先端が口
金５の開口部端縁５１から０．５ｍｍ以上突出していれ
ば、始動電圧（実効電圧値）（Ｖｒｍｓ）は１０００Ｖ
以下の口金５なし時の電界の影響のない状態となり、始
動電圧の低下が図れたことが分かった。

【００３０】そして、上記構成の低圧放電ランプＬおよ
び点灯装置Ｃは、照明装置に組込まれ使用される。図４
はランプが装着された照明装置Ｄを分解して示す斜視図
で、この図４においてＤ１は基体、Ｄ２はこの基体Ｄ１
に設けられた反射鏡で放電ランプＬが装着されている。
また、基体Ｄ１の背面には点灯装置Ｃが、反射鏡Ｄ２の
開口部には光拡散板Ｄ３が取付けられている。そして、
この照明装置Ｄは、パソコンやテレビなどの液晶表示装
置のバックライトとして、あるいはディスプレイの表示
板のバックライトや通常の照明用の器具として使用さ
れ、点灯装置Ｃが小形化されるところから、これら装置
も小形軽量化が可能となる。

【００３１】なお、本発明は上記実施例に限定されな
い。たとえば、低圧放電ランプは希ガス封入の蛍光ラン
プに限らず、他の種類の放電ランプ装置や紫外線放射ラ
ンプなど他の種の低圧放電ランプにも適用ができ、ま
た、放電媒体として水銀などの発光物質を封入した放電
ランプなどでもよい。

【００３２】また、口金は実施例形状のものに限らず、
バルブ外端部への接合と機器のソケットへの係合を備え
たものであれば他の形状でもよく、バルブへはメカニカ
ル的な接合であっても差支えない。

【００３３】また、点灯装置は実施例記載のものに限ら
ず、他の回路方式の点灯であっても、もちろん適用して
小形軽量化が図れるものである。

【００３４】さらに、本発明の照明装置は実施例記載の
ものに限らず、必ずしも基体、反射鏡および光拡散板の
三者が揃つていなくてもよく、また、点灯装置が一体化
されていなくてもよい。さらにまた、照明装置は液晶表
示装置、液晶テレビや装飾装置などのバックライト用の
ほか、ファクシミリなどの読取り装置、複写機の露光用
などのＯＡ機器用あるいは通常の照明用の器具や灯具な
どに装着して、照明装置としてひろく使用できることは
いうまでもない。

【００３５】

【発明の効果】本発明の請求項１の発明によれば、ラン
プの始動電圧を低下させることができるとともに、口金
全長をも短くして有効発光長を長くできる。

【００３６】また、請求項２の発明によれば、点灯回路
のインバータ装置のトランスなどの容量を小さくして点
灯装置の小形軽量化ができる。

【００３７】また、請求項３の発明によれば、バックラ
イトなどの照明装置を小形軽量化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷陰極形低圧放電ランプおよび点灯装
置の説明図である。

【図２】図１のランプの端部を拡大して示す断面正面図
である。

【図３】図は電極先端から口金の開口部端縁までの距離
Ａｍｍと、始動電圧（Ｖｒｍｓ）との関係を対比して示
すグラフである。

【図４】図１の冷陰極形放電ランプが装着された照明装
置を分解して示す斜視図である。

【図５】従来の冷陰極形の低圧放電ランプの端部を拡大
して示す断面正面図である。

【符号の説明】

Ｌ：低圧放電ランプ１：ガラスバルブ２：封着部３：冷陰極（電極）４：リード線５：口金５１：開口部端縁６：接着剤９：絶縁性材料Ｃ：点灯装置Ｄ：照明装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 5/50 H01J 61/54

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス管バルブと、このバルブ内に封装
された冷陰極電極および希ガスと、上記電極に電気的に
接続しているとともに上記バルブの外端部に絶縁性材料
を介し固定されその先端の開口部端縁が上記バルブ内の
電極より突出しない位置にある導電性部材からなる口金
とを具備していることを特徴とする冷陰極放電ランプ。
【請求項２】点灯回路と、この点灯回路の出力側に接
続された請求項１に記載の冷陰極放電ランプとを具備し
ていることを特徴とするランプの点灯装置。
【請求項３】請求項１に記載の冷陰極放電ランプと、
この放電ランプの口金部が装着されるソケット部と、上
記請求項２に記載の点灯装置とを具備していることを特
徴とする照明装置。