JPH0574414A

JPH0574414A - 放電ランプ用電極

Info

Publication number: JPH0574414A
Application number: JP8135691A
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

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
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が交互に積層され
て２層以上からなる単位層が形成されるとともに、単位
層と単位層の間に空間が形成された焼結体２０を、金属
もしくは金属粉末焼結からなるカップ１０内に焼結体２
０の空間が視認できるように納め、強固に焼結された金
属層でエミッター層を保持する。

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。

【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６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が交互に
積層されて２層以上からなる単位層が形成されるととも
に、単位層と単位層の間に空間が形成された焼結体を、
金属もしくは金属粉末焼結からなるカップ内に焼結体の
空間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と積層されて単位層
を形成しているので、エミッター層がしっかりと保持さ
れ、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初期エミッター物質量
は減少せず、また、単位層と単位層の間に空間が形成さ
れているので、エミッター物質の表面拡散効果が優れて
おり、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。

【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
なるカップ 10 内に焼結体 20 が納められたものであ
り、カップ 10 の後端部 11 はリード棒 14 にカシメ固
定されている。そして、焼結体 20 の先端 21 は、カッ
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後に説明す
る空間Ｖ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、空間Ｖを視認で
きくなって、空間Ｖの奥側で拡散したエミッター物質が
放電に寄与しにくくなる。カップ 10 は、図２に示すよ
うに、例えばパイプを半割にした樋状体の下端に壁 13
を設けたものであるが、要するに、先端 12に開口が設
けられ、かつ焼結体 20 をしっかりと保持できるもので
あればいずれの形状であってもよい。

【００１１】ここで、焼結体 20 は、図３に示すよう
に、エミッター層Ｅと金属層Ｍが積層されてＥ・Ｍ型の
単位層Ｕが形成されており、単位層Ｕと単位層Ｕの間に
空間Ｖが形成されている。単位層Ｕは、Ｅ・Ｍ型に限ら
れるものではなく、図４に示すＭ・Ｅ・Ｍ型や図５に示
すＥ・Ｍ・Ｅ型、更には４層以上からなる各種のモード
の単位層Ｕが使用できる。また、異なるモードの単位層
Ｕの間に空間Ｖを設けても良い。エミッター層Ｅと金属
層Ｍは、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Ｅは、エミッター
物質単独では焼結して成形することは不可能である。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、カップ 10 の先端 12 開口に蓋を被せ、例えば単位
層ＵがＥ・Ｍ型の場合は、カップ 10 内にエミッター層
Ｅ用の粉末と金属層Ｍ用の粉末、そして空間Ｖ形成用の
ステアリン酸などの有機化合物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、蓋を取り、例えば１５００℃程度で３０分間焼成す
ればよい。これによって、ステアリン酸などの有機化合
物が消失し、単位層Ｕと単位層Ｕの間に空間Ｖが形成さ
れる。そして、焼結体 20 の各層が放電方向に露出する
ようにカップ 10 に納められるが、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２０〜４
０μm、エミッター層Ｅの厚さは１００〜１５０μm 、
空間Ｖを２０〜５０μm程度にするのが好ましい。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、単位層Ｕと単位層Ｕの間に空間が形成されているの
で、エミッター物質の表面拡散現象が優れ、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と積層
されて単位層Ｕが形成されているので、点灯中にエミッ
ター層Ｅが崩れることがほとんどない。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、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からなる単位層を形成する
とともに単位層と単位層の間に空間を形成した焼結体を
各層が放電方向に露出するようにカップ内に納めたの
で、エミッター物質の表面拡散現象が優れ、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】電極の斜視図である。

【図３】焼結体の説明図である。

【図４】焼結体の説明図である。

【図５】焼結体の説明図である。

【図６】従来例の説明図である。

【符号の説明】

１電極１０カップ１４リード棒２０焼結体３０バルブ３２蛍光体層Ｅエミッター層Ｍ金属層Ｕ単位層Ｖ空間

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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】

【図４】

【図６】

【図５】

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積層
されて２層以上からなる単位層が形成されるとともに、
単位層と単位層の間に空間が形成された焼結体が、金属
もしくは金属粉末焼結からなるカップ内に該空間が視認
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。