JPH0574412A

JPH0574412A - 放電ランプ用電極

Info

Publication number: JPH0574412A
Application number: JP3081353A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Ishikawa; 博久石川
Original assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Current assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Priority date: 1991-03-22
Filing date: 1991-03-22
Publication date: 1993-03-26
Anticipated expiration: 2013-09-21
Also published as: JP2801790B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ランプとしての十分な特性が得られ、しかも
エミッター物質を含む焼結体が崩れにくくて黒い破片が
バルブ内に散乱することのない放電ランプ用電極を提供
する。【構成】エミッター物質を主成分とするエミッター層
と、高融点金属を主成分とする金属層を交互にそれぞれ
２層以上積層し、中央に積層方向の孔が明けられた焼結
体２０を、金属もしくは金属粉末焼結からなるパイプ１
０内に焼結体２０の孔２１が視認できるように納める。
これによって、エミッター層を強固な金属層で保持す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は放電ランプ用電極に関
し、特に液晶パネルのバックライトに用いられる小型の
蛍光ランプの電極に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】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イ装置などに使用されるバック
ライト用の蛍光ランプは、例えば照明学会誌（第７３巻
第５号４０〜４６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、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に強く要求され
る。このため、バックライト用の蛍光ランプは、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。

【０００３】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、消費電力が１Ｗ以下、例えば０.５
Ｗ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号公報でも説明されているよ
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。

【０００４】しかしながら、かかる構造の電極では、消
費電力を数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、消費電力が１Ｗ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。

【０００５】そこで図３に示す電極が検討されている。
つまり、金属もしくは焼結金属からなる有底状のパイプ
10 内に、孔 26 が設けられた焼結体 25 を納めたもの
であり、焼結体 25 は、例えばタングステン金属粉末
と、エミッタとしてバリウム・ストロンチウム・カルシ
ウムの酸化物の粉末とを、重量比で５０：５０の割合で
混合し、これをプレスして焼結したものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題点】かかる電極は、エミ
ッター物質の量が多く、細いフィラメントコイルも使用
しないので、消費電力を少々大きくしてパワーアップし
ても点灯寿命を長くすることができる。しかしながら、
この電極を備えた蛍光ランプを点灯していると、エミッ
ター物質の消耗に伴って焼結体 25 が徐々に崩れ、その
小さな破片がバルブ内に散乱して黒く見える不具合があ
る。これは、焼結体におけるエミッター物質の混合割合
が高くて焼結体の強度が弱いためである。従って、エミ
ッター物質の混合割合を３０％程度まで減少させると十
分な強度が得られるが、ランプとしての十分な特性が得
られなくなる。そこで本発明は、ランプとしての十分な
特性が得られ、しかも焼結体が崩れにくくて黒い破片が
バルブ内に散乱することのない放電ランプ用電極を提供
することを目的とするものである。

【０００７】

【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、本発明は、エミッター物質を主成分とするエミ
ッター層と、高融点金属を主成分とする金属層を交互に
それぞれ２層以上積層し、中央に積層方向の孔が明けら
れた焼結体を、金属もしくは金属粉末焼結からなるパイ
プ内に焼結体の孔が視認できるように納める。

【０００８】

【作用】かかる電極において、高融点金属を主成分とす
る金属層は強固に焼結されるが、エミッター物質を主成
分とするエミッター層がこの金属層で挾まれるので、点
灯中にエミッター層が崩れることがほとんどない。そし
て、エミッター層におけるエミッター物質量が多いの
で、焼結体中のトータルのエミッター物質量は減少せ
ず、ランプとしての十分な特性が得られ、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なる。
また、焼結体中央に積層方向の孔が明けられているの
で、各層のエミッター物質がこの孔の内面に拡散して放
電に寄与し、かつホローカソード効果のために陰極降下
電圧の低下が期待できる。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明に係る電極を備えた蛍光ラン
プの一端側を示す説明図であって、他端側も同じ構造を
している。この蛍光ランプは、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が、軟
質ガラスからなる内径が５mmのバルブ 30 内には、一対
の電極１が対向配置されている。バルブ端部 31 は、リ
ード棒 14 に設けられたガラスビーズ 15 で封止されて
いる。そして、バルブ 30 内には所定量の希ガスと水銀
が封入され、内面に蛍光体層 32 が付着されている。

【００１０】電極１は、金属もしくは金属粉末焼結から
なる有底筒状のパイプ10 内に焼結体 20 が納められた
ものであり、パイプ 10 の後端部 11 はリード棒 14 に
カシメ固定されている。焼結体 20 の中央には孔 21 が
設けられ、焼結体 20 の先端22 は、パイプ 10 の先端
12 より１mm程後退した位置にある。つまり、同一構造
をした他方の電極の周辺部から孔 21 を見たときに視認
できるできるようにしてあり、あまり先端 12 より後退
させると、孔 21 を視認できなくなって、次に説明する
奥側のエミッター層が放電に寄与しにくくなり、かつホ
ローカソード効果が減少する。

【００１１】ここで、焼結体 20 は、図２に示すよう
に、エミッター層Ｅと金属層Ｍが交互にそれぞれ例えば
１０層程度積層されたものである。エミッター層Ｅと金
属層Ｍは、いずれもエミッター物質と高融点金属の混合
物からなり、エミッター層Ｅはエミッター物質を主成分
とし、例えばエミッター物質が重量比で７０％以上であ
り、金属層Ｍは逆に高融点金属が７０％以上である。も
っとも、金属層Ｍは、高融点金属が１００％、つまり高
融点金属単独であってもよいが、エミッター層Ｍは、エ
ミッター物質単独では焼結することがほとんど不可能で
ある。エミッター物質としては、アルカリ土類金属の酸
化物、例えばＢaＯもしくはＢaＯと他のアルカリ土類
金属の酸化物との混合物、もしくは複合酸化物が使用で
き、高融点金属としては、電極材料として一般的に使用
されているタングステン、モリブデン、ニッケルなどが
使用できる。

【００１２】かかる電極の製造方法を簡単に説明する
と、先端 12 を上向きにしたパイプ 10 に、孔 21 成形
用のマンドレルを差し込み、エミッター層Ｅ用の粉末と
金属層Ｍ用の粉末を交互に所定量充填し、各層ごとに数
十Kg/cm²程度の圧力でプレスする。そして、マンドレル
を抜き、例えば１５００℃程度で３０分間焼成すればよ
い。これによって、エミッター物質が少ない、もしくは
エミッター物質を含まない金属層Ｍは強固に焼結され
る。このとき、金属層Ｍの厚さは２０〜４０μm、エミ
ッター層Ｅの厚さは１００〜１５０μm 程度にするのが
好ましい。そして、最上層、つまり先端 22 を構成する
層はいずれでも良いが、ランプ特性上からは最上層をエ
ミッター層Ｅにするのが好ましい。また、最下層、つま
り最初に充填する粉末はいずれでもよい。あるいはプレ
スによることなく、各粉末の溶液を順次コーティングし
て焼成しても製造できるが、このときは各層の厚さは前
記の値よりも薄くなる。

【００１３】しかして、かかる電極を備えた蛍光ランプ
に通電すると、両電極間でアーク放電が起り、点灯する
が、各層のエミッター物質が孔 21 の内面に拡散し、か
つトータルのエミッター物質量が多いので、きわめて良
好なランプ特性を得ることかできる。そして、長時間点
灯していると、エミッター物質が消耗してエミッター層
Ｅが脆くなる。しかし、エミッター層Ｅが強固な金属層
Ｍで挾まれているので、点灯中にエミッター層Ｅが崩れ
ることがほとんどない。最上層をエミッター層Ｅとした
場合、この層が壊れて破片がバルブ内に散乱するが、エ
ミッター層Ｅが薄いので、その量は僅かであり、しかも
エミッター物質の濃度が高いので、破片は白色をしてお
り、ほとんど目立たない。なお、本発明の電極は、液晶
パネルのバックライト用蛍光ランプ以外にも、小型化が
要求されるイメージリーダーなどの光源用放電ランプの
電極としても使用できる。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の放電ラン
プ用電極は、パイプ内に納められる焼結体を、エミッタ
ー物質濃度の高いエミッター層と高融点金属濃度の高い
金属層の多層体で構成し、その中央に積層方向の孔を設
けたので、トータルのエミッター物質量を減らすことな
くエミッター層を強固に保持できる。従って、ランプと
しての十分な特性が得られ、しかも焼結体が崩れにくく
て黒い破片がバルブ内に散乱することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電極を備えた蛍光ランプの説明図であ
る。

【図２】焼結体の説明図である。

【図３】従来例の説明図である。

【符号の説明】

１電極１０パイプ１４リード棒２０焼結体２１孔３０バルブ３２蛍光体層Ｅエミッター層Ｍ金属層

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【手続補正書】

【提出日】平成４年９月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エミッター物質を主成分とするエミッタ
ー層と、高融点金属を主成分とする金属層が交互にそれ
ぞれ２層以上積層され、中央に積層方向の孔が明けられ
た焼結体が、金属もしくは金属粉末焼結からなるパイプ
内に該孔が視認できるように納められたことを特徴とす
る放電ランプ用電極。