JP2598435Y2 - 蛍光放電灯 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、冷陰極形式の蛍光放電
灯に係り、特に容器の細径化に伴う放電電極構造の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】蛍光放電灯の製造に当たりバルブの排気
工程で水銀を充填すると、少なからず水銀蒸気が真空系
や外部に放出されることになるため、水銀の供給量は必
要量の数倍から十数倍とされる。このように多量の液体
水銀を使用することは公害対策上問題となり、さらには
バルブに供給される過剰な水銀は蛍光体を汚染して光出
力をも低下させてしまう。そこで、リボン状の金属板の
一面にチタンと水銀を含む金属間化合物にて成る水銀放
出合金を、そして他面にジルコニウムとアルミニウムと
より成る金属間化合物を主体とする合金ゲッタを設けた
構体を、所要の寸法に裁断し、裁断したものを適宜枚数
だけ内部リードに溶接して利用することができる。この
構体は、バルブの排気封止後に高周波で９００℃程度に
加熱されると、水銀の金属間化合物がこの熱で分解して
水銀をバルブ内に放出し、この際同時に放出される水蒸
気や酸素などの不純ガスは、その熱で活性化される合金
ゲッタが吸収する。これにより、水銀が外部に逸散する
ことなく封入水銀量を規制することができると共にバル
ブ内を高真空に保つことができる。尚、そのような構体
について記載された文献の例としては実公平２−３５１
６７号公報がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、バルブ
径の細い蛍光放電灯にそのような構体を適用するとき、
バルブ径に合わせて構体の裁断寸法を小さくすると、裁
断された１個当たりの水銀放出合金及び合金ゲッターの
量が微量になるため、裁断された多数の構体を内部リー
ドに接続しなければ必要な水銀量を確保できず、バルブ
径によっては内蔵可能な裁断構体の数が制限され、数ｍ
ｍ程度といったバルブ径の細い蛍光放電灯にはそのよう
な構体を適用できないことが本考案者によって明らかに
された。バルブ径が細くて長いものについては更に必要
水銀量が増えるためなおさらである。これに対処するた
めにバルブの軸方向に長くなるように裁断した構体を利
用することもできるが、構体が放電電極を兼ねる性質
上、有効発光長が短くなって実用にはならない。更に、
裁断された構体に設けられた水銀放出合金及び合金ゲッ
ターは、放電開始のために仕事関数の低い電子放射物質
としての金属原子を含み、少なからずバルブの内面に向
けて露出されるので、放電時のイオン衝撃等によって水
銀放出合金及び合金ゲッターの金属原子がスパッタさ
れ、スパッタされた金属原子がその回りの蛍光面に付着
して薄膜を形成し所謂黒化現象を引き起こして斯る黒化
現象の進行が有効発光長を漸次短くすると同時に、水銀
化合物を形成して放電灯内の水銀量を減少させ、これに
よって蛍光放電灯の寿命を短くしてしまう。

【０００４】本考案の目的は、水銀放出合金及び合金ゲ
ッターを含む構体を放電電極とする蛍光放電において、
バルブ径が細くなっても有効発光長を短くすることなく
水銀放出合金及び合金ゲッターの必要量を容易に確保で
き、しかも放電の集中性もしくは指向性を増すことがで
きると共に放電電極近傍のバルブの黒化を緩和できるよ
うにすることにある。本考案の前記並びにその他の目的
と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らか
になるであろう。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本考案に係る蛍光放電灯
は、チタンと水銀の金属間化合物を主体とする水銀放出
合金と、ジルコニウム又はチタンの内の一種とアルミニ
ウム又はニッケルの内の一種とより成る金属間化合物を
主体とする合金ゲッタとが、容器の中央部に開口端を向
けた電極材料にて成る筒状体の筒内に混合されて圧入充
填され、当該充填された前記水銀放出合金及び合金ゲッ
ターの端面が前記筒状体の開口端からその奥部に凹んで
成る構体を備えた放電電極を採用し、その構体の筒状体
に電気的に接続されたリードを容器の外部に導出して構
成される。前記水銀放出合金及び合金ゲッターの前記端
面の凹みを、前記放電電極を前記容器に封止する前に予
め削り取って形成しておけば、その端面の酸化膜が一緒
に除去され、水銀が更に放出し易くなる。斯る電極構造
は、外径が２ｍｍ乃至４ｍｍで、全長が５０ｍｍ乃至３
００ｍｍの寸法を有する容器の蛍光放電灯に最適であ
る。

【０００６】前記構体とリードとの電気的な接続には、
構体の基端を嵌着固定するキャップをリードと共に一体
にプレス加工で形成したものを利用することもできる
が、各種外径のリードや構体に汎用的に適用可能にする
には、一端部においてリードの外周部を挾着し他端部に
おいて筒状体の外周部を挾着する接続具を採用するとよ
い。

【０００７】

【作用】上記した手段によれば、筒状体に水銀放出合金
と合金ゲッタとを圧入充填した構体は、表面に水銀放出
合金及び合金ゲッタを有する板状の構体に比べて半分以
下の長さで（幅を同一とする）同程度の含有水銀量を得
ることができる。このことは、水銀放出合金及び合金ゲ
ッタを採用して数ｍｍ程度といったバルブ径の極めて細
い蛍光放電灯を構成する場合にも有効発光長を長くで
き、蛍光放電管全長に対する発光量を増すことができ
る。

【０００８】また、構体の突端は筒状体に対して水銀放
出合金及び合金ゲッタが凹んでいるので、当該構体が構
成する放電電極はホローカソードを実現し、放電の集中
性もしくは指向性を増して、輝度の向上若しくは放電の
安定性を増す。その凹みは、製造過程において水銀放出
構体から水銀が放出されることによって更に形成され
る。

【０００９】更に、水銀放出合金及び合金ゲッタはその
組成上イオン衝撃等によるスパッタを受け易いが、その
周囲は電極材料にて成る筒状体で覆われるため、放電時
のイオン衝撃等によってスパッタされた水銀放出合金及
び合金ゲッターの金属原子が容易に放電電極近傍の蛍光
面に付着するのを阻止し、放電電極近傍のバルブの黒化
を緩和する。

【００１０】板状の構体に比べて筒状の構体は水銀放出
合金及び合金ゲッタが空気に触れる表面積が少ないた
め、構体を部品として保存しておくとき或は製造工程に
おいて水銀放出合金及び合金ゲッタの自然酸化が少な
い。したがって、その様な構体を採用することは、酸化
水銀のような不純物がそのままバルブに封入される事態
を抑制し、そのような不純物のスパッタに起因する黒化
の進行も抑制する。

【００１１】筒状の構体を採用すると、その筒内の水銀
放出合金及び合金ゲッタの酸化が殆ど阻まれて水銀を放
出し易い状態に置かれ、構体先端の表面だけに酸化膜が
形成されているに過ぎない。したがって、特別に加熱温
度と時間を制御した水銀放出工程を経なくても、バルブ
の封止工程の熱で水銀を容易に放出でき、また、点灯駆
動による加熱で漸次微量の水銀を放出しつづけることが
できるので、点灯中にバルブ内の残留ガス又は電極物質
若しくは蛍光体などとの間で化合物を形成して徐々に水
銀が消耗されても、その分を構体の水銀放出合金から補
給でき、この点においても蛍光放電灯の寿命を延ばす。

【００１２】

【実施例】図１には本考案の一実施例に係る冷陰極形式
の蛍光放電灯が示される。同図（Ａ）には蛍光放電灯の
左側の放電電極近傍が代表的に示されているがその反対
側も対称的に構成される。本実施例の蛍光放電灯は消費
電力が数ワットであり、液晶ディスプレーのバックライ
トなどに利用される小型のものである。図１において１
は容器の一例である直管型ガラス製のバルブであり、例
えば、外径が２ｍｍ乃至４ｍｍで、全長が５０ｍｍ乃至
３００ｍｍの寸法を有する。このバルブ１は、その内面
に図示しない蛍光体被膜が形成されていると共に、ネオ
ンとアルゴンを混合したような不活性ガスが例えば５０
Ｔｏｒｒで充填され、端部にはリード２に導電接続され
た放電電極としての構体３を内蔵して、気密に封止され
ている。本実施例の蛍光放電灯の消費電力は、例えばバ
ルブの外径が３ｍｍで全長が２００ｍｍの場合には１．
５〜２．０ワット程度であり、何れにしても数ワット程
度の低消費電力タイプである。

【００１３】前記構体３は、バルブ１の中央部に開口端
を向けた電極材料（例えばステンレス又はニッケルな
ど）にて成る筒状体４の筒内に、チタンと水銀の金属間
化合物を主体とする水銀放出合金５と、ジルコニウム又
はチタンの内の一種とアルミニウム又はニッケルの内の
一種とより成る金属間化合物を主体とする合金ゲッタ６
とが混合されて充填され、当該充填された前記水銀放出
合金５及び合金ゲッター６の端面が前記筒状体４の開口
端から筒の奥部に凹んでいる（この凹みを以下単に凹部
７とも記す）。前記合金ゲッター６は、その組成から明
らかなように、放電開始時のγ作用などによる２次電子
放出を増大させるための電子放射作用と、バルブ内部の
不純ガスなどを吸収するゲッタ作用を有する。前記水銀
放出合金５及び合金ゲッター６は粉体であり、それらは
混合されて筒状体４に圧入充填されている。本実施例に
おいて筒状体４とリード２との電気的な接続は、特に制
限されないが、一端部においてリード２の外周部を挾着
し、他端部において筒状体４の外周部を挾着する接続具
８を以って行われる。この接続具８は電極材料など（ニ
ッケルメッキ鉄板など）で構成され、各挾着部分には割
り端部９が形成されており、挾着可能なリード２及び筒
状体４の外径寸法には汎用性がある。

【００１４】本実施例の蛍光放電灯を得るに当り、ガラ
ス製のバルブ１を気密に封止するときの８００゜Ｃ程度
の熱で水銀放出合金５が分解して所要量の水銀がバルブ
１内に放出される。例えば構体の３の外径が１ｍｍの場
合には０．７ｍｇ程度の水銀が放出される。これは、筒
状の構体３を採用すると、その筒内の水銀放出合金５及
び合金ゲッタ６の酸化が殆ど阻まれて水銀を放出し易い
状態に置かれ、構体３先端の表面だけに酸化膜が形成さ
れているに過ぎず、これを製造工程で削り取って凹部７
を形成することにより酸化膜を除去することができる。
したがって、特別に加熱温度と時間を制御した水銀放出
工程を経なくても、バルブの封止工程の熱で水銀が放出
されるからである。これによる水銀放出ではそのための
積極的な温度及び加熱時間制御を行っていないので、例
えば構体の３の外径が１ｍｍの場合には０．７ｍｇ程度
の水銀が放出される。バルブのサイズが３ｍｍ×２００
ｍｍ程度であればこれで充分な水銀量である。必要水銀
量はバルブの容積に比例するので、上記水銀量では不十
分な場合には封着後に構体３をバルブ１の外側から図示
しない高周波コイルなどで加熱し、その加熱温度と時間
に応じてさらに水銀放出合金５から水銀を放出させる。
これにより、その水銀放出合金５には水銀含有量が低下
した分解生成物が残留する。このとき、図１の（Ｂ）に
示されるように、筒状体４の筒内全部に水銀放出合金５
及び合金ゲッター６を圧入充填した構体４を利用して
も、製造過程で水銀を放出させることによって凹部７を
形成する構体３には予め凹部７を形成しておかなくても
後の工程で凹部７を形成することができる。水銀放出合
金５から水銀が放出されるとき水蒸気や酸素などの不純
ガスも放出されるが、この不純ガスはその熱で活性化さ
れる合金ゲッタ６が吸収してバルブ１内を高真空に保
つ。水銀放出処理を経て完成された蛍光放電灯における
合金ゲッタ６は不純ガスを吸着した反応生成物を含む。

【００１５】上記実施例によれば以下の効果を得る。 （１）筒状体４に水銀放出合金５と合金ゲッタ６とを圧
入充填した構体３を採用することにより、それら水銀放
出合金及び合金ゲッタの必要量を確保するときに必要な
構体の軸方向長さは、表面に水銀放出合金及び合金ゲッ
タを有する板状の構体を採用する場合に比べて半減する
ことができる。したがって、水銀放出合金５及び合金ゲ
ッタ６を採用して数ｍｍ程度といった極めてバルブ径の
細い蛍光放電灯を構成する場合にも、有効発光長を長く
でき、蛍光放電管全長に対する発光量を増すことができ
る。放電管長が長くバルブ容積が大きな場合には、構体
３の長さを長くすることにより、或は構体３の径を大き
くすることにより、水銀量を簡単に増加でき、各種サイ
ズの蛍光放電管への対応を極めて容易に行うことができ
る。 （２）構体３の突端には凹部７が形成されているので、
当該構体３が構成する放電電極はホローカソードを実現
し、放電の集中性もしくは指向性を増して、輝度の向上
若しくは放電の安定性を実現できる。特にその凹部７
は、製造過程において水銀放出構体５から水銀を放出さ
せることによって形成することができる。 （３）水銀放出合金５及び合金ゲッタ６はその組成上電
極材料にて成る筒状体４に比べてイオン衝撃等によるス
パッタを受け易いが、その周囲は当該筒状体４で覆われ
ているため、放電時のイオン衝撃等によってスパッタさ
れた水銀放出合金及び合金ゲッターの金属原子が容易に
放電電極近傍の蛍光面に付着するのを阻止し、放電電極
近傍のバルブの黒化を緩和することができる。 （４）板状の構体に比べて筒状の構体３は水銀放出合金
５及び合金ゲッタ６が空気に触れる表面積が少ないた
め、構体３を部品として保存しておくとき或は製造工程
において水銀放出合金５及び合金ゲッタ６の自然酸化が
少ない。したがって、その様な構体３を採用すれば、酸
化水銀のような不純物がそのままバルブに封入される事
態を抑制でき、そのような不純物のスパッタに起因する
黒化の進行も抑制できる。 （５）筒状の構体３を採用すると、上記同様その筒内の
水銀放出合金５及び合金ゲッタ６は酸化が殆ど阻まれて
いて水銀を放出し易い状態に置かれており、構体３先端
部の表面だけに酸化膜が形成されているに過ぎない。し
たがって、特別に加熱温度と時間を制御した水銀放出工
程を経なくても、バルブ１の封止工程の熱で水銀を容易
に放出でき、また、点灯駆動による加熱で漸次微量の水
銀を放出しつづけることができるので、点灯中にバルブ
内の残留ガス又は電極物質若しくは蛍光体などとの間で
化合物を形成して徐々に水銀が消耗されても、その分を
構体３の水銀放出合金５から補給でき、この点において
も蛍光放電灯の寿命を延ばすことができる。

【００１６】図２には本考案の別の実施例が示される。
同図の（Ａ）乃至（Ｃ）に夫々示される実施例は構体３
とリード２との導電接続の態様が図１の実施例と相違さ
れる。図２の（Ａ）に示される実施例は、構体３の基端
を嵌着固定するキャップ１０をリード２と共に一体にプ
レス加工で形成したものを利用している。そのようなキ
ャップ１０とリード２の一体的なプレス整形はキャップ
１０に必要な外径寸法の丸棒を用いればよい。斯る電極
構造を採用すると、図２に比べて放電電極の部品点数を
減らすことができる。但し、リード２や構体３の外径を
変えるにはそれに応じて新たにプレス型を作成する必要
がある。図２の（Ｂ）に示される実施例は、両端が開口
したバルブ１をメタルキャップ２で気密封止する構造を
有し、構体３はそのメタルキャップ２の凹部に嵌着固定
される。本実施例においてそのメタルキャップ２がリー
ドを構成する。図２の（Ｃ）に示される実施例は、リー
ド２の先端に設けたディスク１１に構体３の筒状体４を
溶接固定した構造を有する。但し、スポット溶接の場合
には水銀放出合金５及び合金ゲッタ６に対する溶接時の
熱の影響を考慮しなければならない。図２に示される各
実施例においても図１と同様の効果を得る。

【００１７】以上本考案者によってなされた考案を実施
例に基づいて具体的に説明したが、本考案はそれに限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、
ガラス製バルブのような容器は直管型に限定されず適宜
の形状を採用することができる。

【００１８】

【考案の効果】本願において開示される考案によれば以
下の効果を得る。 （１）筒状体に水銀放出合金と合金ゲッタとを圧入充填
した構体を採用することにより、水銀放出合金及び合金
ゲッタを採用して数ｍｍ程度といったバルブ径の極めて
細い蛍光放電灯を構成する場合にも有効発光長を長くで
き、蛍光放電管全長に対する発光量を増すことができ
る。換言すれば、水銀放出合金及び合金ゲッターを含む
構体を放電電極とする蛍光放電において、バルブ径が細
くなっても有効発光長を短くすることなく水銀放出合金
及び合金ゲッターの必要量を容易に確保できる。 （２）構体によって構成される放電電極はホローカソー
ドを実現するので、放電の集中性もしくは指向性を増し
て、輝度の向上若しくは放電の安定性を増す。さらに、
ホローカソードを実現する凹みは、機械的に削り取る
か、製造過程において水銀放出構体から水銀を放出させ
ることによって形成することができる。 （３）水銀放出合金及び合金ゲッタの周囲が電極材料に
て成る筒状体で覆われることにより、放電電極近傍のバ
ルブの黒化を緩和できる。 （４）構体は部品として保存されているときその水銀放
出合金及び合金ゲッタが空気と接触する面積が小さく、
また、空気と接触していた部分を機械的に削り取ったり
除去できるので、酸化水銀のような不純物がそのままバ
ルブに封入される事態を抑制でき、そのような不純物の
スパッタに起因する黒化の進行も抑制することができ
る。 （５）同様に筒状の構体を採用すると、その筒内の水銀
放出合金及び合金ゲッタの酸化が殆ど阻まれて水銀を放
出し易い状態に置かれ、構体先端の表面だけに酸化膜が
形成されているに過ぎず、また、その酸化膜を容易に取
り除くこともできるので、特別に加熱温度と時間を制御
した水銀放出工程を経なくても、バルブの封止工程の熱
で水銀を容易に放出でき、また、点灯駆動による加熱で
漸次微量の水銀を放出しつづけることができるので、点
灯中徐々に水銀が消耗されても、その分を構体の水銀放
出合金から補給でき、この点においても蛍光放電灯の寿
命を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る蛍光放電灯の一実施例を示す説明
図である。

【図２】本考案に係る蛍光放電灯の他の実施例を示す説
明図である。

【符号の説明】

１ バルブ ２ リード ３ 構体 ４ 筒状体 ５ 水銀放出合金 ６ 合金ゲッター ７ 凹部 ８ 接続具 ９ 割り端部

Claims (4)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面に蛍光体被膜を備えた容器に放電電
   極を内蔵し、 当該放電電極は、チタンと水銀の金属間化合物を主体と
   する水銀放出合金と、ジルコニウム又はチタンの内の一
   種とアルミニウム又はニッケルの内の一種とより成る金
   属間化合物を主体とする合金ゲッタとが、前記容器の中
   央部に開口端を向けた電極材料にて成る筒状体の筒内に
   混合されて圧入充填され、当該充填された前記水銀放出
   合金及び合金ゲッターの端面が前記筒状体の開口端から
   筒状体の奥部に凹んで成る構体を備え、 その筒状体に電気的に接続されたリードが容器の外部に
   露出され、 前記構体とリードとの電気的な接続は、一端部において
   リードの外周部を挾着し他端部において筒状体の外周部
   を挾着する接続具によって行われて成るものであること
   を特徴とする蛍光放電灯。
2. 【請求項２】 内面に蛍光体被膜を備えた容器に放電電
   極を内蔵し、 当該放電電極は、チタンと水銀の金属間化合物を主体と
   する水銀放出合金と、ジルコニウム又はチタンの内の一
   種とアルミニウム又はニッケルの内の一種とより成る金
   属間化合物を主体とする合金ゲッタとが、前記容器の中
   央部に開口端を向けた電極材料にて成る筒状体の筒内に
   混合されて圧入充填され、当該充填された前記水銀放出
   合金及び合金ゲッターの先端部分が、前記放電電極を前
   記容器に封止する前に削り取られて前記筒状体の開口端
   からその内周面を環状に露出させるように筒状体の奥部
   に凹んで成る構体を備え、 その筒状体に電気的に接続されたリードが容器の外部に
   露出されて成るものであることを特徴とする蛍光放電
   灯。
3. 【請求項３】 前記構体とリードとの電気的な接続は、
   一端部においてリードの外周部を挾着し他端部において
   筒状体の外周部を挾着する接続具によって行われて成る
   ものであることを特徴とする請求項２記載の蛍光放電
   灯。
4. 【請求項４】 前記容器は、外径が２ｍｍ乃至４ｍｍ
   で、全長が５０ｍｍ乃至３００ｍｍの寸法を有するもの
   であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか1項記
   載の蛍光放電灯。