JPH02273452A

JPH02273452A - 冷陰極放電灯およびその電極の製造方法

Info

Publication number: JPH02273452A
Application number: JP9362189A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Asakura; 正彦朝倉; Masayasu Ishizuka; 昌泰石塚; Masato Yamamoto; 正人山本
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1989-04-13
Filing date: 1989-04-13
Publication date: 1990-11-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、電極に保持させる電子物質を改善した冷陰極
放電灯および電極の製造方法に関する。

（従来の技術）一般に放電灯においては、始動特性を向」ニさせるため
電極に電子放射物質（エミッタ）を保持させている。一
般照明として使用されている熱陰極形けい光ランプにお
いては、電子放射物質にバリウムＢａ、ストロンチウム
Ｓｒ、カルシウムＣａなどが用いられている。

しかしながら、バリウムＢａ、ストロンチウムＳｒ、カ
ルシウムＣａなとの電子放射物質は、熱電子を放出する
ものであるから、ＯＡ機器の光源や、表示装置のバック
ライ］・なとに使用されている冷陰極けい光ランプの電
子放射物質として使用することはできない。

上記冷陰極けい光ランプであっても、これを暗黒中で始
動させようとすると放電のきっかけとなる初期電子か必
要であり、このため従来においては初期電子を放出する
電子放射物質として酸化トリウム（Ｔｈｅ２）で代表さ
れるトリウム系放射性同位体（ＲＩ−ラジオアイソトー
プ）を電極に保持させていた。

しかしながら、放射性同位体は取扱いに危険が伴うため
厳重な注意が必要であり、管理および取扱い区域を規制
しなければならない等の条件があるので使用し難い欠点
がある。

また、万か一ランプが破損した場合、放射性同位体が飛
散し、放射能汚染することが心配される。

したがって、放射性同位体を電子放射物質として使用す
るのは回避したい。

一方、メタルハライドランプなどの高圧金属蒸気放電灯
においては、酸化トリウム（Ｔｈ０２）、酸化ジスプロ
シウム（Ｄｙ２０３）、酸化スカンジウム（Ｓｃ２０３
）なとか電子放射物質として用いられている。

この種の高圧放電灯に用いられている電極は、タングス
テンＷと上記電子放射物質とを混合して焼結した焼結電
極、タングステンに電子放射物質を含浸させた含浸電極
なとの形態で電極基体に電子放射物質を保持させたり、
電極コイルに電子放射物質を包有させたり、電極基体の
表面に電子放射物質をスパッタリングや化学反応の手段
で薄膜状に被覆して取付（プるなどの構造が採用されて
いる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、冷陰極放電灯においては、初期電子を放
出する電子放射物質がないと放電のきっかけか無いので
、始動性か良くなく、特に暗黒中で始動させようとする
場合はきわめて高い始動電圧を必要とし、しかも長い始
動時間を要することになる。

一方、従来の高圧金属蒸気放電灯の電極構造の場合、焼
結ｒｌＫ極や含浸電極はタングステンなとのような高融
点金属を用いる場合のみに適用できるものであり、ニッ
ケルＮ１や、ジルコニウムＺｒ−アルミニウムへρ合金
などのような低融点金属を用いている冷陰極放電灯の電
極には適用し難い。

また、焼結電極や含浸電極は製造が複雑であり、設備に
多大な費用を要し、しかも焼結の際、電子放射物質か熱
劣化する心配もある。

さらに、電極基体の表面に電子放射物質をスパッタリン
グや化学反応の手段で薄膜状に被覆して取（１けるもの
も製法が複雑である。

本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、暗黒中
の始動が容易となる冷陰極放電灯および電子放射物質の
保持構造が簡単な電極構造、ならびにその電子放射物質
の保持強度を強固にすることができる冷陰極放電灯用電
極の製造方法を提供しようとするものである。

［発明の構成コ（課題を解決するだめの手段）本発明の１番１」に係わる冷陰極放電灯は、バルブの内
部に１つ以」−の電極を設けるとともに、外部にも電極
を備え、これら内部電極と外部電極との間で放電させる
ようにした冷陰極放電灯において、」二配向部電極は、
電子放射物質としてランクニド系希土類を備えているこ
とを特徴とする。

本発明の２番目に関する冷陰極放電灯は、バルブの内部
に１つ以上の電極を設けるとともに、外部にも電極を備
え、これら内部電極と外部電極との間で放電させるよう
にした冷陰極放電灯において、上記内部電極は、筒形に
形成された電極基体の中空部に電子放射物質を充填して
構成したことを特徴とする。

本発明の３番口に係わる製造方法は、軟質金属により中
空筒形に形成された電極基体に電子放射物質を充填し、
この電極基体を冷間伸線加」ニすることにより縮径して
上記電子放射物質を固持し、この縮径された電極基体を
所定長さに切断することを特徴とする。

（作　用）本発明の１番目の冷陰極放電灯は、電子放射物質として
ランタニド系希土類を使用したから、うンタニド系希土
類は仕事関数が小さく、地殻の微弱な放射線や宇宙線の
飛来により電子を放出するから放電のきっかけが存在し
ており、したがって低い始動電圧で容易に始動すること
ができ、始動特性が向上する。しかも、ランタニド系希
土類は放ｎ、ｊ性同位体でないから、取扱いやバルブ破
損時でも安全である。

また、本発明の２番］」に関する電極の構造によれば、
筒形に形成された電極基体の中空部に電子放射物質を充
填し７て構成しであるから、構成か簡単で製造か容品で
ある。

さらに、本発明の３番目に係わる製造方法によると、電
極基体を冷間伸線加工することにより内部に収容した電
子放射物質を押し固めて固持するので、電子放射物質の
支持強度が高いとともに、熱を加えないから電子放射物
質の熱劣化か生じなく、かつ電子放射物質を電極基体に
支持させるのが容易である。

（実施例）以下本発明について、図面に示ず一実施例にもとづき説
明する。

図において１は、自動車用スピードメータ等の指針に使
用される冷陰極放電灯を示し、この放電灯１は細長い中
空棒状のガラスバルブ２を備えている。ガラスバルブ２
は、例えば外径２．５＋＋＋ｍ、全長６０ｍｍ程度とし
てあり、略針状に形成されている。

バルブ２の一端部には、内部電極として冷陰極３か封装
されており、この冷陰極３はバルブ２の封止端を気密に
貫通されたリード線４に接続されている。

」二足冷陰極３は、電極基体１５と、この電極基体１５
の中空部に充填された電子放射物質１６とで構成されて
おりて、電極基体１５はニッケルＮ１やジルコニウムＺ
ｒ−アルミニウムＡρ合金などのような低融点金属を中
空筒形にして形成されている。

なお、本実施例ではニッケル管か使用されている。

この電極基体１５の中空部に充填された電子放射物質１
Ｇは、この中空部の前面開口部から電子を放電空間に向
けて放出するようになっており、この？Ｉｉ子放射物質
１Ｇとしてはランタニド系希土類か使用されている。ラ
ンタニド系希土類は公知の通り、ランタンＬａ、セリウ
ムＣｅ、プラセオジムＰｒ。

ネオジムＮｄ、プロメチウムＰｍ、サマリウムＳｍ、ユ
ーロピウムＥｕ、ガドリニウムＧｄ、テルビウムＴｂ、
ジスプロシウムＤＹ、ホルミウムＨｏ　、エルビウムＥ
ｒ、ツリウムＴ　ｍ　、イッテリビウムＹｂ１ルテチウ
ムＬｕである。

本実施例の場合、ランタンＬａをホウ素Ｂと化合させた
ホウ化ランタンＬａＢ６か使用されており、このホウ化
ランタンＬ　ａ、　Ｂ　６からなる電子数ＩＪＪ物質１
６は粉末の形態で電極基体１５の中空部に充填されてい
る。

このような冷陰極３は、電極基体１５の中空部にホウ化
ランタンＬａＢ６からなる電子放射物質１６の粉末を充
填する際、１個１個の電極基体１５に突き固めにより圧
入することも不可能ではないが、第４図ないし第６図に
示す製造方法を採用すると良い。

すなイ〕ち第４図において、２０は電極基体となるニッ
ケル管であり、例えば外径５ＩＩｌｌｎ２肉厚１＋ｎ＋
ｎ、長さ５００ｍｍ程度のものである。このニッケル管
２０にはホウ化ランタンＬ　ａ、　Ｂ　６からなる電子
放射物質１６の粉末を充填する。

このニッケル管２０は、例えば第５図に示す絞りダイス
２１、または伸延ロール機、スェージング機なとで冷間
伸線処理を施し、例えば０．６ｍｗ程度の外径となるよ
うに絞り加工する。

このような伸線加工により、内部に充填した電子放射物
質１６の粉末は凝集されて突き固められ、高密度になる
とともに、ニッケル管２０に強固に保持される。

このようにして伸線されたニッケル管２０は、第６図に
示すようにカッター２２により所定長さ、例えば２〜３
＋ｎｍ程度に切断される。

これにより第１図に示す冷陰極３が作り出される。

このような冷陰極３は、例えば０．３［１［１１程度の
リード線４に接合され、バルブ２の端部に封着される。

なお、リード線４としてはジュメット線が使用される。

バルブ２の内面にはけい光体被膜５が形成されており、
かつこのバルブ２内にはキセノン、またはクリプトンの
少なくとも１種からなる放電ガスが、５０　Ｌｏｒｒ以
上封入されている。

バルブ２の外表面には、軸方向に沿ってシ１シ状をなす
外部電極６か設けられている。この外部電極６はカーボ
ンフェノールまたは銀エポキシなどのベーストを」１記
帯状をなしてバルブ２の所定長さ部分に塗ル・シ、これ
を焼成して構成したものである。

上記バルブ２には内部電極３を封止した端部の外表面に
主受電端子１０が形成されている。この主受電端子１０
は、銀エポキシなとの導？［？性ペーストよりなり、上
記バルブ２の端部表面に被膜状に形成されている。そし
て、この主受電端子１０は上記リード線４に接続され、
内部の冷陰極３に接続されているものである。

また、バルブ２に外表面には、」−配下受電端子１コ１０に対して軸方向に離間した位置に副受電端子１１が
形成されている。副受電端子１１も、銀エポキシなどの
導電性ベーストよりなり、上記主受電端子１０から軸方
向に離間して所定の幅を有して周方向に形成されている
。そしてこの副受電端子１１は後述する遮光被膜７のス
リット部８を避けて形成されているものであり、この副
受電端子１１は外部電極（ｌに接続されている。

バルブ２の外表面には遮光被膜７が形成されている。

遮光被膜７はカーボン、エポキシ樹脂および接着剤の成
分を有しており、バルブ２の上記外部７（１極６を設け
た面にこの外部電極６を覆って形成されているとともに
、この外部電極６を設けた而と反対側の面には軸方向に
伸びて遮光被膜７を形成しない光透過用スリット部８か
形成されている。

すなわち、バルブ２の外表面には第３図に断面して示す
ように、一方の面に外部電極６が設けられており、この
外部電極６に対して１８０度対向した他側面に、遮光被
膜７か形成されていない光透コ−２過用スリット部８が形成されているものである。

したかって、バルブ２内の光は光透過用スリット部８の
みを通じて外部に放出され、このためこの冷陰極けい光
ランプ１はアパーチャ形をなしているイ）のである。

なお、上記遮光被膜７は主受電端子１０および副受電端
子１１を除いてバルブ２の全面に形成されており、この
ため、主受電端子１０および副受電端子１１はランプ１
の外表面に露出されているものである。

このように構成した冷陰極放電灯１は内部電極３側の端
部が、図示しないランプホルダに取付けられ、このラン
プホルダは自動車用スピードメタの指針軸に固定される
。そして上記主受電端子１０および副受電端子１１は高
周波電源に接続される。

このような構成によると、内部電極３と外部電極６の間
に高周波電力が供給されると、バルブ２内において」二
配向部電極３と外部電極６の間でグロー放電が発生され
る。

このグロー放７１スは（プい光体被膜５を励起させて］
３発光を促し、この発光はスリット部８から外部に放出さ
れる。このため、もともとバルブ２か細いことに加えて
スリット部８がさらに細い光の帯を呈するので、この放
電灯１は指針として表示目盛りを差し示すのに好適する
。しかもこれ自身か光るから、他に格別な光源は不要と
なる。

上記メータの指針軸が回転するとランプホルダも一体的
に回転されるので、該ランプホルダに取り付けられた放
電灯１も一緒に旋回されることになり車両速度に応じた
位置に旋回移動されるから、速度１」盛りを差し示すこ
とができる。

このようなランプにおいては、電子放射物質１６として
ランタニド系希土類を用いたから、始動電圧を低（する
ことができるとともに始動時間を短くすることができる
。

すなわぢ、ランタニド系希土類は仕事関数が小さく、例
えばランタンＬａの場合は３．３ｅＶ位である。このた
め、地殻の微弱な放射線や宇宙線の飛来により電子を容
易に放出し、放電のきっかけか存在するので低い始動電
圧で容易に始動することかでき、かつ始動時間も極めて
短くなる。このため始動特性か向」二する。

たとえば電子放射物質を保持しない電極を使用した」１
記構造の冷陰極ランプの場合、始動電圧は数Ｋ　Ｖのレ
ベルを要するか、本実施例の電子放射物質１６を使用し
た場合は数］００Ｖのレベルで始動か可能となる。

しかも、ランタニド系希土類は放射性同位体でないから
法規制もなく、取扱いが容易であり、バルブ破損時でも
安全である。

また、本実施例の冷陰極３は、筒形に形成された電極基
体１５の中空部に電子放射物質１６を充填して構成しで
あるから、電子放射物質の支持構造が簡単である。

そして第４図ないし第６図に示す電極の製造方法を採用
すると、電極基体を冷間伸線加工することにより内部に
収容した電子放射物質を押し固めて固持するので、電子
放射物質の支持強度が高くなるとともに、熱を加えない
から電子放射物質の熱劣化が生じなく、かつ電子放射物
質を電極基体に支持させるための作業が簡単になり、量
産にも向くなどの利点がある。

なお、本発明は」１記実施例の構成に制約されるもので
はない。

すなわち、上記実施例では本発明の冷陰極放電灯をメー
タの指釧として使用する場合について説明したが、本発
明はこれに限らず、液晶表示装置のバックライトなどに
使用される冷陰極放電灯であってもよい。

また、内部電極３をバルブ２の両端に設けたものであっ
てもよい。

さらに、バルブ１の内部にはキセノン、クリプトン、ネ
オン、アルゴン等の内の少なくとも１種、または水銀を
封入してもよい。

そしてまた、本発明の第２番目は、第３番目の発明方法
により製造したものに制約されるものではない。

［発明の効果］以」−説明したように本発明の１番目の冷陰極放電灯は
、電子放射物質として仕事関数の小さなラコ６ンタニＦ系希土類を使用したから電子の放出が容易であ
り、低い始動′ｐ１１圧でも短時間で容易に始動するこ
とかでき、始動特性か向上する。しかも、ランタニド系
希土類は放射性同位体でないから、取扱いやバルブ破損
時でも安全である。

また、本発明の２番目」による電極の構造によれば、筒
形に形成された電極基体の中空部に電子放射物質を充填
しであるから、電子放射物質の支持構造かすこぶる簡単
である。

さらに、本発明の３番目に係わる製造方法によると、電
極基体を冷間伸線加工することにより内部に収容した電
子放射物質を押し固めて固持するので、電子放射物質の
支持強度か高いとともに、熱を加えないから電子放射物
質の熱劣化が生じなく、かつ電子放射物質を電極基体に
支持させるのが容易である。

【図面の簡単な説明】図面は本発明の一実施例を示し、第１図は第２図中１−
１線の断面図、第２図はメータの指針として使用される
放電灯の斜視図、第３図は第２図コ−７中■−■線の断面図、第４図ないし第６図は電極の製造
方法を順を追って示す説明図である。１　冷陰極放電灯、２・・バルブ、３・内部電極、４・
　リード線、６　・列部電極、７・・・遮光被膜、８・
・・光透過用スリット部、１５・・電極基体、１６・・電子放射物質。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims

【特許請求の範囲】

（１）バルブの内部に１つ以上の電極を設けるとともに
、外部にも電極を備え、これら内部電極と外部電極との
間で放電させるようにした冷陰極放電灯において、上記内部電極は、電子放射物質としてランタニド系希土
類を備えていることを特徴とする冷陰極放電灯。
（２）バルブの内部に１つ以上の電極を設けるとともに
、外部にも電極を備え、これら内部電極と外部電極との
間で放電させるようにした冷陰極放電灯において、上記内部電極は、筒形に形成された電極基体の中空部に
電子放射物質を充填して構成したことを特徴とする冷陰
極放電灯。
（３）軟質金属により形成された中空筒形をなす電極基
体に電子放射物質を充填し、この電極基体を冷間伸線加
工することにより縮径して上記電子放射物質を固持し、
この縮径された電極基体を所定長さに切断することを特
徴とする冷陰極放電灯の電極製造方法。