(57)【要約】【課題】  長寿命化が可能な、自己加熱で熱陰極動作を行う方式の放電ランプを提供する。【解決手段】  ガラスバルブ１の端部に電極マウント３が封着された放電ランプであって、電極マウント３はリード部材３１とフィラメント３３で構成され、フィラメント３３は第１のレグ部３１ａと、第１のレグ部３２１ａに近接配置された第２のレグ部３２１ｂとを備えており、第１、第２のレグ部３１ａ、３２１ｂはリード部材３１に接続されていることを特徴とする。例えば、リード部材３１をリード３１１と接続部材３１２とで構成し、第１、第２のレグ部３１ａ、３２１ｂを、接続部材３１２を介してリード３１１と接続する構造とすることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブの端部に電極マウントが封着された放電ランプであって、
前記電極マウントはリード部材とフィラメントで構成され、
前記フィラメントは第１のレグ部と、前記第１のレグ部に近接配置された第２のレグ部とを備えており、前記第１、第２のレグ部は前記リード部材に接続されていることを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記リード部材は、リードと接続部材とで構成されており、前記第１、第２のレグ部は、前記接続部材を介して前記リードに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項３】
前記接続部材は円筒状のパイプであり、前記第１、第２のレグ部は、前記円筒パイプにかしめにより接続されていることを特徴とする請求項２に記載の放電ランプ。
【請求項４】
前記フィラメントは、螺旋形状の部分を有しており、この螺旋形状の部分は管軸に対して略平行に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の放電ランプ。
【請求項５】
前記フィラメントには、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＬａＢ６、ＣｅＢ６、ＤｙＢ６、ＣｅＯ２、Ｐｒ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、ＢａＡｌ２Ｏ４から選択された一以上のエミッタが塗布されていることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の放電ランプ。
【請求項６】
前記フィラメントの周囲には、その長手方向に沿って、かつ前記フィラメントと接触しないように筒状部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載の放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトなどに用いる放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶テレビやパーソナルコンピューターのモニターのバックライトとしては、冷陰極蛍光ランプが主流である。この冷陰極蛍光ランプは、ガラスバルブの両端に、カップ状に成形してなる電極を配置した構成となっている。また、最近では、特許文献１のようなガラスバルブの両端にエミッタを塗布したフィラメントを配置してなる熱陰極蛍光ランプを用いたバックライトなども提案されている。
【０００３】
しかし、冷陰極蛍光ランプは、電極にモリブデンなどの高融点金属が使用されており、このような高融点金属をカップ状に加工するのは、製造が難しく、コストが高くなるという問題がある。また、熱陰極蛍光ランプは、フィラメント上に塗布されたエミッタの飛散を抑制すべく、フィラメントを予熱する構成が採用されるため、予熱のための回路が必要となり、回路が大型化するとともに、コストが高くなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２３５７４９号公報
【特許文献２】特開平１０−６９８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明者は、バックライトに用いる光源として、上記とは異なる方式の放電ランプの開発を行っている。その放電ランプは、自己加熱で熱陰極動作を行う方式のランプであり、例えば特許文献２に示したような、リード先端にコイル状のフィラメントを有するような構造をしている。
【０００６】
しかしながら、このような放電ランプでは、リードと接続されていないフィラメントの他端側は、放電空間に浮いた状態とされていたので、フィラメントの安定性が悪く、フィラメントがバルブ内壁に接触したりする不具合により短寿命となりやすい。また、別の案としてフィラメントを覆うように配置した金属スリーブにリードの他端を接続したりすることも可能だが、この場合にはフィラメントの熱が金属スリーブに逃げてしまうため、フィラメントの温度低下によるスパッタ等により、短寿命となりやすい。
【０００７】
本発明の目的は、長寿命化が可能な、自己加熱で熱陰極動作を行う方式の放電ランプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の放電ランプは、バルブの端部に電極マウントが封着された放電ランプであって、前記電極マウントはリード部材とフィラメントで構成され、前記フィラメントは第１のレグ部と、前記第１のレグ部に近接配置された第２のレグ部とを備えており、前記第１、第２のレグ部は前記リード部材に接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、長寿命な自己加熱で熱陰極動作を行う放電ランプを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。
【図２】放電ランプの拡大図。
【図３】電極マウントの斜視図。
【図４】本発明の第２の実施の形態について説明するための図。
【図５】本発明の第３の実施の形態について説明するための図。
【図６】接続部材の他の実施例１について説明するための図。
【図７】図６の変形例について説明するための図。
【図８】接続部材の他の実施例２について説明するための図。
【図９】フィラメント形状の他の実施例について説明するための図。
【図１０】ダブルヘリカルフィラメントを用いる場合のフィラメント形状の他の実施例について説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態を図を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の放電ランプの全体図、図２は、放電ランプの拡大図である。
【００１２】
本実施の形態の放電ランプは、図１に示すように、硬質ガラスや軟質ガラスなどからなるガラスバルブ１を備えている。ガラスバルブ１は、発光部１１と封止部１２とで構成されている。発光部１１は、外径が１．８ｍｍ〜１０ｍｍ、内径が１．４ｍｍ〜９ｍｍであるガラス筒であり、ガラスバルブ１の中央部分に位置している。封止部１２は、ガラスバルブ１内に気密な内部空間を形成するためのガラス溜まりであり、発光部１１の両端部分に位置している。
【００１３】
このガラスバルブ１の内部空間には、放電媒体が封入されている。放電媒体は、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン、クリプトンなどの希ガスを単体または混合した数ｔｏｒｒ〜数百ｔｏｒｒのガスと水銀とで構成することができる。また、水銀を使用せず、上記希ガスの単体または混合ガスで構成することもできる。本実施の形態では、５〜５０ｔｏｒｒのアルゴンと水銀とで構成している。また、発光部１１の内面には、例えば、一般照明や冷陰極蛍光ランプなどに用いられているＲＧＢの３波長蛍光体からなる蛍光体層２が形成されている。なお、水銀のガラス表面への移動、紫外線吸収のために、酸化アルミニウム、酸化シリカ、酸化イットリウムなどの金属酸化物をガラスバルブ１と蛍光体層２の間に形成してもよい。
【００１４】
封止部１２には、図３に示すような、電極マウント３が封着されている。この電極マウント３は、リード部材３１、フィラメント３２、エミッタ３３およびビーズ３３で構成されている。
【００１５】
リード部材３１は、リード３１１と接続部材３１２とで構成されている。
リード３１１は、線径＝０．２ｍｍ〜１．０ｍｍの金属線であり、一端はガラスバルブ１内に、他端はガラスバルブ１外に導出されている。このリード３１１は、ガラスバルブ１やビーズ３４に封着されるため、それらと熱膨張係数が近い材料を用いるのが望ましく、ガラスバルブ１が硼珪酸ガラスの場合はコバール、タングステン、モリブデン、ソーダガラスや鉛ガラスの場合はジュメットや鉄−ニッケル合金を用いるとよい。
接続部材３１２は、例えば、ニッケルからなる円筒状のパイプであり、一部がガラスバルブ１内に導出されたリード３１１とかしめにより接続されている。
【００１６】
フィラメント３２は、第１、第２のレグ部３２１ａ、３２１ｂと主フィラメント部３２２とで構成されている。第１、第２のレグ部３２１ａ、３２１ｂは、例えばタングステン線からなる１０〜５０μｍ、望ましくは１５〜４０μｍの金属線を螺旋状に形成したシングルコイルであり、略平行の関係を保つように延伸されている。主フィラメント部３２２は、第１、第２のレグ部３２１ａ、３２１ｂから、シングルコイルをそれぞれ螺旋巻きした、いわゆるダブルヘリカルの形状となっている。具体的には、第１、第２のレグ部３２１ａ、３２１ｂ端からはヘリカル部３２２ａ、３２２ｂが形成されており、互いに半ピッチだけずれたタイミングでそれぞれ１ターン、２ターン・・・と巻回され、最終端で互いが繋がっている。なお、「主フィラメント部」とは、フィラメントのうち主として熱陰極動作を行う部分であり、一般的にはレグ部を除いた部分がこれに該当する。
【００１７】
エミッタ３３は、第１、第２のレグ部３２１ａ、３２１ｂの一部と主フィラメント部３２２に形成されている。このエミッタ３３には、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＬａＢ６、ＣｅＢ６、ＤｙＢ６、ＣｅＯ２、Ｐｒ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、ＢａＡｌ２Ｏ４から選択された一以上、またはそれらの混合体を使用することができる。本実施の形態では、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）Ｏと溶媒とを混合したエミッタ溶液を塗布、乾燥させることでフィラメント３２の所定箇所に形成している。
【００１８】
ビーズ３４は、ガラスバルブ１と同様の材料からなる球状のガラス玉であり、ガラスバルブ１の両端に封着されている。
【００１９】
電極マウント３について図２、図３を参照しながらさらに詳しく説明する。
【００２０】
フィラメント３２は、上述したようなダブルヘリカル形状であるので、第１、第２のレグ部３２１ａ、３２１ｂは互いに近接配置されており、その第１、第２のレグ部３２１ａ、３２１ｂは単一のリード部材３１に接続されている。このため、管軸に対して略平行な螺旋形状の主フィラメント部３２２を有するために振動などに比較的弱いフィラメント３２を使用しても、フィラメント３２が安定し、ガラスバルブ１の内壁面に接触することを抑制できる。なお、「近接配置」とは、主フィラメント部３２２が曲げ返された結果、フィラメント３２の一端側に両方のレグ部分が位置しているような状態のことをいう。
また、第１、第２のレグ部３２１ａ、３２１ｂは、接続部材３１２を介してリード３１１に接続されており、つまりリード３１１とは直接接触していないので、フィラメント３２の熱がリード３１１に伝わってランプ外部に逃れるのを抑制することができる。また、第１、第２のレグ部３２１ａ、３２１ｂは、もともとは中空の円筒状であった接続部材３１２内に挿入後、開口側を潰す、つまり、かしめることにより接続部材３１２に接続されているので、その接続を容易に行うことができる。
【００２１】
図２に示したような本発明の放電ランプ（実施例）と、特許文献２のように、フィラメントの一端を放電空間内に浮かせて配置した放電ランプ（従来例）とについて、周波数１０〜２００ｋＨｚの正弦波電圧を印加して点灯する点灯試験と振動試験を行った。その結果、点灯試験では、両ランプとも自己発熱による熱陰極動作の放電が発生したが、従来例では放電空間内に浮いているフィラメントのレグ部分に放電が集中する現象が確認された。また、振動試験では、実施例のランプはフィラメントの一部がガラス内壁に接触することはなかったが、従来例のランプはガラス内壁に接触する場合があった。
【００２２】
したがって、本実施の形態では、互いに近接配置されている第１、第２のレグ部３２１ａ、３２１ｂをリード部材３１に接続したことにより、フィラメント３２の形状を安定維持でき、振動等が発生してもガラスバルブ１等との接触を抑制することができるため、長寿命な自己加熱で熱陰極動作を行う放電ランプを実現できる。
【００２３】
また、第１、第２のレグ部３２１ａ、３２１ｂは、接続部材３１２を介してリード３１１に接続されており、リード３１１と第１、第２のレグ部３２１ａ、３２１ｂは直接接触していないため、フィラメント３２の熱がリード３１１に直接伝わることが抑制されて、フィラメント３２の熱電子放出に必要な温度上昇が促進されるため、電極損失（陰極降下電圧）を抑制することができる。また、リード３１１と第１、第２のレグ部３２１ａ、３２１ｂは、かしめにより接続部材３１２に接続されているので、その接続を容易に行うことができる。
【００２４】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。これ以降の実施の形態の各部については、第１の実施の形態の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００２５】
第２の実施の形態では、第１、第２のレグ部３２１ａ、３２１ｂをリード３１１に、抵抗溶接等により直接接続している。この構成では、接続部材３１２を用いず、リード部材３１をリード３１１のみで構成しているため、部材数を減らすことができる。
【００２６】
なお、この実施の形態では、リード３１１と第１、第２のレグ部３２１ａ、３２１ｂの接続を容易にするため、例えばリード３１１の先端側をプレス加工により潰すことで平坦面を形成し、その平坦面上に第１、第２のレグ部３２１ａ、３２１ｂを接続するようにしてもよい。
【００２７】
（第３の実施の形態）
図５は、本発明の第３の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。
【００２８】
第３の実施の形態では、フィラメント３２の長手方向に沿ってその周囲を覆うように、筒状部材３５を配置している。その際、筒状部材３５は、フィラメント３２と非接触で、かつフィラメント３２のランプ中央側端部よりもその先端部が突出している。筒状部材３５は、フィラメント３２に塗布したエミッタ３３等がガラスバルブ１の内壁や蛍光体層２に飛散することを防止するために設けたものである。しかし、筒状部材３５を設けるとその内壁面とフィラメント３２との距離が近くなり、それらの接触が発生しやすくなる。接触が発生すると、フィラメント３２の温度が著しく低下し、ランプが短寿命となるので望ましくないが、本発明の実施の形態のような構成であれば、そのような接触の発生を低減することが可能となる。
【００２９】
ここで、筒状部材３５はリード部材３１と接続しているため、フィラメント３２ほどではないが自己発熱する。そこで、筒状部材３５の内壁面にもエミッタ３３を塗布したり、ランプの完成後にランプを強めにエージングしてフィラメント３２上のエミッタ３３をわざと多く飛散させてもよい。この構造であれば、フィラメント３２と筒状部材３５の両方で放電が期待できる。また、フィラメント３２の温度が上がらない条件、例えばデューティを小さくした調光点灯の場合には、エミッタ３３が形成された筒状部材３５の内面で冷陰極動作による点灯が行われやすくなるため、様々な点灯条件に適応できる。なお、筒状部材３５の温度を上げるため、筒状部材３５の厚みは０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍであるのが望ましい。
【００３０】
なお、本発明の実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。
【００３１】
封止部１２は、ピンチシール、ステムシール、ボタンシールなどの封着方法で形成したものであってもよい。
【００３２】
リード３１１は単一部材のものに限らず、例えば、発光部１１内および封止部１２内に位置する部分をコバール、外部に導出される部分をジュメットで構成した部材など、複数部材を組み合わせたものを用いてもよい。
【００３３】
接続部材３１２は、上記実施の形態のものに限らず、図６に示すように、ニッケルなどからなる金属板を用い、その平坦面上にリード３１１および第１、第２のレグ部３２１ａ、３２１ｂを電気溶接、レーザー溶接や抵抗溶接により接続してもよい。なお、接続部材３１２を複数の部材で構成し、第１、第２のレグ部３２１ａ、３２１ｂを異なる部材上に接続する構造としてもよい。
また、図７（ａ）に示すように、第１、第２のレグ部３２１ａ、３２１ｂを接続部材３１２の表裏面にそれぞれ接続するようにしてもよい。この構成であると、図７（ｂ）のように、第１、第２のレグ部３２１ａ、３２１ｂと管軸に垂直な断面におけるガラスバルブ１の中心Ｏを略一直線上、つまり直線Ｙ−Ｙ’上に位置させることができるため、ガラスバルブ１に対するフィラメント３２の変心を抑制でき、フィラメント３２の全周においてガラスバルブ１の内壁との距離を略均一に保つことができる。また、フィラメント３２の変形なく接続部材３１２に接続できるため、フィラメント３２の安定性を向上させることができる。
【００３４】
また、図８に示すように、接続部材３１２として２つの部材３１２ａ、３１２ｂを用い、それらでリード３１１および第１、第２のレグ部３２１ａ、３２１ｂを挟み込むように接続してもよい。
【００３５】
フィラメント３３は、実施の形態のようなダブルヘリカル構造に限らず、例えば、図９（ａ）のように、シングルヘリカル構造で一端をヘリカルの中心を通るようにもう一方のレグ側に折り返したような形状であってもよいし、図９（ｂ）のように、Ｕ字状のフィラメントであってもよい。また、フィラメント３３は、シングルコイルに限らず、ダブルコイル、トリプルコイルなどであってもよい。また、フィラメントの強度を向上させるために、タングステン、レニウムタングステン、ステンレスなどからなる２０〜１００μｍ金属線を多重コイル内に挿入してもよい。
【００３６】
また、ダブルヘリカルフィラメントを用いる場合、その形状を変化させて接続してもよい。例えば、図１０のように、第１、第２のレグ部３２１ａ、３２１ｂの間隔を広げた状態でリード部材３１に接続してもよい。また、このランプではフィラメント３２に予熱電流は流さないので、ヘリカル部３２２ａ、３２２ｂの一部、例えばそれぞれの０．５ターン付近同士があえて接触するような構造としてもよい。このような形状とすることで、フィラメント３２の形状が安定するので、ガラスバルブ１等との接触を抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【００３７】
１  ガラスバルブ
２  蛍光体層
３  電極マウント
３１  リード部材
３１１  リード
３１２  接続部材
３２  フィラメント
３２１ａ、３２１ｂ  第１、第２のレグ部
３２２  主フィラメント部
３２２ａ、３２２ｂ  ヘリカル部
３３  エミッタ
３４  ビーズ
３５  筒状部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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