JPH04357659A - 放電管 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主にバックライトとし
て使用される蛍光灯、低圧水銀灯などの放電管に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】カラーテレビ用液晶ディスプレイのバッ
クライト光源には主に蛍光灯が使用されている。蛍光灯
は、放電によって水銀原子を励起し、主として２５４ｎ
ｍの紫外線を発生し、これを蛍光体に当てて可視光に変
換するものである。放電中の電極動作によって冷陰極型
と熱陰極型とがある。

【０００３】冷陰極型蛍光灯は、高電界で加速した正イ
オンや準安定状態の励起原子および光子によって陰極表
面から２次電子を放出させて放電の開始、維持を行うも
のである。この冷陰極型は電極が小さいため、細管化が
容易で、小電流での使用に適し、しかも寿命は１０００
０〜２００００時間と長い。

【０００４】これに対し、熱陰極型蛍光灯はタングステ
ンのフィラメントコイル電極にＢａＯ，ＳｒＯ，ＣａＯ
からなるエミッタを塗布し、このエミッタを８００〜１
０００℃の高温に保持し、熱電子を放射させて放電の開
始、維持を行うものである。この熱陰極型は大電流で使
用でき、高輝度にできる。また、始動電圧が低く、発光
効率が高い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、バックライ
ト光源としては発光効率の高い熱陰極型蛍光灯がすぐれ
ているが、問題点は寿命が冷陰極型の１／１０〜１／５
と短いことである。この蛍光灯の寿命の原因は、放電に
よる陰極の劣化により、エミッタが陰極表面上で乏しく
なり、陰極を形成する金属によるスパッタ現象をおこし
、電子放射ができなくなり、管壁の黒化現象を生じるこ
とである。この結果、ついには消灯してしまう。

【０００６】このような現象は、従来、陰極として２次
、３次フィラメントコイルにエミッタを塗布し、これに
よって加熱および電子放出の２つの仕事をさせているた
めであり、また、電子放出面積は、加熱時の電気的定格
により決ってしまうため、面積的に不足となり、しかも
コイル間の隙間が存在するため、電子放出面積が不連続
面となり、放電が集中し、陰極にとっては過負荷状態と
なり易く、陰極劣化を招いていた。

【０００７】本発明は、熱陰極を用いた電極対向型ガス
放電管において、従来よりも充分寿命の長いものを得る
ことを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガス入り管内
の対向する電極間の放電により紫外線を発生し、この紫
外線によって管内の蛍光体を励起し、これを発光させる
ようにした放電管において、前記電極は、電子放出部と
加熱部とを分離して形成したものを用いてなるものであ
る。

【０００９】

【作用】放電管の放電電流を、電極の加熱部に通電する
ことによってジュール熱が発生して、これを熱源として
、加熱部とは別体の電子放出部を高温に保持し、熱電子
を放出させて放電を開始し、維持する。放電によって発
生した水銀のスペクトル中の紫外線によって管内壁の蛍
光体が励起されて可視光の蛍光を発生する。電極の電子
放出部は加熱部と分離して形成しているため、大きな面
積を得ることができ、陰極の劣化防止となり、寿命が長
くなる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。第１図において、（１）はガラス管である。この
ガラス管（１）は図示の例では円筒の直管形としたが、
使用目的によって、環形、Ｕ字形、Ｗ字形、平板形など
がある。

【００１１】このガラス管（１）内の両端部にはそれぞ
れ電極（２）（２）が設けられ、例えば電極対向型放電
管を構成している。これらの電極（２）（２）は交流点
灯の場合、正の位相では、一方が陽極で、他方が陰極と
なり、負の位相では一方が陰極で、他方が陽極となる。

【００１２】この電極（２）（２）は、加熱部（３）と
電子放出部（４）を分離した構成、すなわち傍熱型とす
る。この傍熱型電極には、本出願人が先に提案した特公
昭６２−５６６２８号公報記載のものがある。これを第
２図により詳しく説明する。

【００１３】円筒体（５）は、モリブデン、ニッケルま
たはその合金などの耐熱性と熱良導性を有し、例えば外
径１．６ｍｍ、内径１．４ｍｍ、長さ１０ｍｍである。 この円筒体（５）の外周には２重螺旋コイル（６）が電
子放射物質（エミッタ）（７）を充填して巻回されてい
る。前記２重螺旋コイル（６）は、例えば直径０．０５
ｍｍのタングステンフィラメント線材を、直径０．２ｍ
ｍ、ピッチ０．１２ｍｍで１次コイルとなし、さらにこ
の１次コイルで、直径１．３ｍｍ、ピッチ０．５ｍｍで
２次コイルとしたものである。前記エミッタ（７）は、
炭酸バリウム、炭酸ストロンチウム、炭酸カルシウムの
ような炭酸塩粉末を、硝化綿を酢酸ブチルのような有機
溶剤で溶かしたものをバインダーとしてペースト状にし
たものを用いる。このペースト状にしたものにて前記２
重螺旋コイル（６）を埋め込むように充填してエミッタ
（７）を形成する。

【００１４】前記円筒体（５）の内部には加熱部として
のヒータ（３）が収納される。このヒータ（３）は、例
えば直径０．１ｍｍのタングステン、モリブデン、タン
タルまたはこれらの合金線材を直径１．３ｍｍのコイル
に形成し、このコイル状ヒータ（３）の外周にはアルミ
ニウム、硅素を含む酸化物や窒化物からなり、１２００
℃以上の耐熱性を有する絶縁物（８）が塗布されており
、このヒータ（３）と円筒体（５）の内壁との間隙ｇは
０．１ｍｍ以下とし、また、ヒータ（３）のピッチｐは
０．１５ｍｍ以下とする。また、このヒータ（３）は動
作中の表面温度が５００〜１４００℃の範囲となるよう
に設定される。

【００１５】前記円筒体（５）の一端部にはサポート（
９）を設け、ヒータ（３）と導通状態に連結する。前記
ガラス管（１）の内部管壁には蛍光体（１０）を塗布し
、また、ガラス管（１）の内部にはアルゴンなどのガス
を封入するとともに、少量の液滴水銀を封入する。する
と、その飽和蒸気が放電空間に存在する。

【００１６】前記電極（２）（２）のヒータ（３）（３
）のそれぞれの一方端間には、グローランプなどのスタ
ータ（１１）と雑音防止コンデンサ（１２）の並列回路
が結合され、また、他方端間にはチョークコイル（１３
）を介して電源（１４）が結合される。

【００１７】以上のような構成において、電源（１４）
を投入し、スタータ（１１）をオンすると、ヒータ（３
）（３）が加熱され、円筒体（５）の外周の炭酸塩が熱
分解反応を起こし、酸化物電極からエミッタ（４）が形
成され、そのまま８００〜１０００℃の高温に保持され
、熱電子の放射可能な状態となる。

【００１８】この間に、スタータ（１１）がオフすると
、この瞬間に、加熱電流が断たれるため、チョークコイ
ル（１３）により高電圧のインダクションキックが発生
し、これが両電極（２）（２）間に印加されるため、ヒ
ータ（３）（３）の加熱効果と相俟って放電を開始し、
維持する。電源（１４）が交流の場合は、電極（２）（
２）は、交互に陽極と陰極になる。

【００１９】以上の実施例は、電子放射物質（４）を円
筒体（５）の外周側面に設けた、いわゆる側面放電型で
ある。これに限られるものではなく、第３図のように円
筒体（５）の端面に電子放射物質（４）を設けた、いわ
ゆる端面放電型とすることもできる。この場合、ヒータ
（３）の両端子は円筒体（５）の同一開口端から導出す
る。

【００２０】第４図は側面放電型であるが、円筒体（５
）の一方端が閉鎖していて、ヒータ（３）の両端子を他
方開口端から導出している例を示している。

【００２１】以上の実施例では、ヒータ（３）の外周に
絶縁物（８）を被覆している。これに対し、第５図に示
すものは、被覆の代りに円筒体（５）の内部全体を絶縁
物（８）で充填して隙間をなくした例を示している。

【００２２】前記実施例では、スタータ（１１）として
グローランプの場合を説明したが、これに限られるもの
ではなく、従来公知の方法、例えば、手動スイッチによ
るスタータ、Ｌ．Ｃ共振を利用したスタータ、バイメタ
ルとヒートコイルからなる熱スイッチスタータなどの他
、ラピッドスタータ、インスタントスタータなども利用
できる。

【００２３】第６図は、ガラス管（１）の内壁に１００
〜１４０°範囲を残して反射膜（１５）を塗布し、その
上に蛍光体（１０）を塗布した、しわゆる反射形蛍光灯
の場合を示し、本発明はこのようなものにも利用できる
。

【００２４】

【発明の効果】本発明は上述のように、電極を加熱部と
電子放出部を分離して構成し、放電管の放電電流を、前
記加熱部に通電してジュール熱を発生させ、これを熱陰
極の熱源として使うようにしたので、冷陰極型と匹敵す
る程度に寿命が長くなる。したがって、特にバックライ
ト用の小型蛍光灯のように長寿命の要求される技術分野
への利用に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放電管の一実施例を示す断面図で
ある。

【図２】電極の詳細な断面図である。

【図３】電極の異なる例の一部切欠いた正面図である。

【図４】電極の異なる例の一部切欠いた正面図である。

【図５】電極の異なる例の一部切欠いた正面図である。

【図６】反射型ガス放電管の端面図である。

【符号の説明】

（１）…ガラス管、（２）…電極、（３）…加熱部（ヒ
ータ）、（４）…電子放出部、（５）…円筒体、（６）
…２重螺旋コイル、（７）…エミッタ、（８）…絶縁物
、（９）…サポート、（１０）…蛍光体、（１１）…ス
タータ、（１２）…コンデンサ、（１３）…チョークコ
イル、（１４）…電源、（１５）…反射膜。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガス入り管内の電極間の放電により紫外線
   を発生し、この紫外線によって管内の蛍光体を励起し、
   これを発光させるようにした放電管において、前記電極
   は、電子放出部と加熱部とを分離して形成したものを用
   いてなることを特徴とする放電管。
2. 【請求項２】電極は円筒体の外側に電子放出部を形成し
   、この円筒体の内側に絶縁物を介して加熱部を挿入して
   なる請求項１記載の放電管。
3. 【請求項３】加熱部を形成するコイル状ヒータは、タン
   グステン、モリブデン、タンタルの単一金属または合金
   であって、動作中の表面温度が５００〜１４００℃の範
   囲にあるものからなる請求項１または２記載の放電管。