(57)【要約】【課題】ガラスバルブやステムへのフィラメントからの飛散物質の付着を防ぎ、封止部とフィラメント間の距離を短くすることができ、最冷点となり、管内不純ガスの吸着をおこなうゲッターの役割を果たす遮蔽部材を備えた熱陰極型蛍光ランプを提供する。【解決手段】リング部４１と、下面プレート４２と、ゲッター４３と、保持支柱４４とから構成される遮蔽部材４０が設けられている。リング部４１は、フィラメント３１からの飛散物質が発光管１１の内面に付着することを抑制する。下面プレート４２により、ステム１２のガラス部に放射される熱が抑制され、ステム１２の頂面までの距離を最小限にすることができ、陽光柱を長くすることができる。また、飛散物質のステム１２への飛散が防止され、ランプ寿命末期のステム部異常加熱の恐れを防ぐことができる。下面プレート４２に配置されたゲッターにより、発光管１１内の不純ガスを吸着することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に蛍光体被膜が成膜されて両端にステムが形成された発光管と、前記発光管の端部を固定して口金ピンを介して外部の電源と接続する口金とを有する蛍光ランプであって、
前記発光管の両端に設けられて、一端が前記口金ピンに接続され他端が前記ステムを経由して発光管の内部に延びる一対の金属製のリード線と、
それぞれの前記リード線の他端に両端が接続されているフィラメントと、
前記フィラメントを取り囲むリング部、および該リング部の前記ステム側に前記フィラメントから前記ステムを遮蔽するように設けられた下面プレートを具備した遮蔽部材と、を備えたことを特徴とする、熱陰極型蛍光ランプ。
【請求項２】
請求項１に記載の熱陰極型蛍光ランプにおいて、
前記遮蔽部材は、前記ステムに独立して保持されている、熱陰極型蛍光ランプ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の熱陰極型蛍光ランプにおいて、
前記下面プレートの前記ステム側の面に、不純ガスの吸着をおこなうゲッターが設けられている、熱陰極型蛍光ランプ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の熱陰極型蛍光ランプにおいて、
前記遮蔽部材が高放熱性の材料から構成されている、熱陰極型蛍光ランプ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱陰極型蛍光ランプに関し、特にフィラメントを囲む遮蔽部材を有する熱陰極型蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
図２は従来の熱陰極型蛍光ランプの模式的部分断面図である。
【０００３】
熱陰極型蛍光ランプ１は、両端にフィラメント３１を固定するためのガラス部材からなるステム１２が形成され内面に蛍光体被膜１３が成膜された発光管１１と、発光管１１の端部を固定して一対の口金ピン２２で外部の電源と接続する口金２１とを有している。発光管１１の両端の内部には、一端が口金ピン２２に接続され他端がステム１２を経由して発光管１１の内部に延びる一対の金属製のリード線３２と、それぞれのリード線３２の他端に両端が接続されるフィラメント３１とが設けられていて、電極部３０を形成している。
【０００４】
フィラメント３１の表面にはＢａＯ・ＣａＯ・ＳｒＯ等の電子放射性物質(エミッター) が塗布されており、発光管１１の内部には数ｍｇの水銀と数ｔｏｒｒのアルゴンを主とした希ガスが封入されている。
【０００５】
熱陰極型蛍光ランプ１は始動前にフィラメント３１に通電されることにより、加熱された表面の電子放出物質（エミッター）から熱電子が放出される。その後、管両端のフィラメント３１間に高電圧が印加されると、電界が生じ、熱電子が陽極に引かれて放電が開始される。加速された電子は発光管１１内に封入された希ガスや、水銀の蒸気に衝突し、そのときに紫外線を放出し、紫外線が発光管１１の蛍光体被膜１３の蛍光体を励起して可視光を発生する。この場合、次のような問題がある。
（１）エミッターやフィラメント３１等から放出される飛散物質は、フィラメント３１近傍の発光管１１に塗布された蛍光体被膜１３に付着しその部分を黒くさせて発光効率を低下させる原因となり、発光管１１全体の輝度むらを引き起こす。特に画像表示装置等におけるバックライト用途では、決められた長さの範囲で均一な輝度を要求されることから、フィラメント３１近傍における飛散物質の黒い層の付着はバックライト用としては問題がある。
（２）フィラメント３１を有する熱陰極型蛍光ランプ１では、フィラメント３１とステム１２との距離をある程度とらないとステム１２が加熱され、口金２１等を異常に加熱するおそれがあるので、フィラメント３１とステム１２との距離をある程度離す必要がある。
（３）熱陰極方式を採用する熱陰極型蛍光ランプ１は、フィラメント３１に充填されたエミッターが点灯開始時や点灯中に消耗されていき、枯渇したときに放電しにくくなって寿命を迎える。寿命を迎えたランプはそのまま放電を終了し、二度と点灯しないようになればよいのであるが、まれに、点灯を続け、ランプ器具、または、組み込まれた装置に悪影響を及ぼすことがある。その原因として、次の２点が挙げられる。
【０００６】
第１には、通常エミッターが残っているときに電子を放出するのに必要なエネルギー（陰極降下電圧）は１０Ｖ程度である。しかし、フィラメント３１に塗布されたエミッターが、放電を繰り返すことにより枯渇すると、フィラメント３１の主な材料であるタングステンだけとなり、陰極降下電圧は数十Ｖから１００Ｖへと上昇してしまう。つまり、フィラメント３１に通常の１０倍近くの電力が供給されることになる。このことにより、フィラメント３１が過熱され、近接するステム１２が異常に高温となり、その周りのリード線３２、口金２１等を溶融する可能性があることである。
【０００７】
第２には、熱陰極型蛍光ランプ１は点灯開始時やランプ電流が変化したときに、特にエミッターの飛散量が多く、飛散したエミッター物質はフィラメント３１近傍の発光管１１の内壁や、フィラメント３１を支えるガラス製のステム１２にも付着する。点灯を繰り返すことによってこれらの飛散物質は徐々に堆積していく。フィラメントが導通不良となった場合でもそのステム１２に堆積した飛散物質が導通状態となり、その部分が過熱されてリード線３２や口金２１等を異常加熱させる可能性があることである。
【０００８】
異常過熱時の共通した特徴として、エミッターが枯渇した側の電極部３０は通常の点灯時よりも高い温度に上昇し、陰極降下電圧の上昇により多くの電力が枯渇側で消費される。
（４）周囲温度条件により、特に遮蔽された空間内で使用されると、発光管１１内が高温になり過ぎ、水銀蒸気圧が高くなり、発光効率最適値からずれてしまうことがあった。そこで水銀を消灯時に冷却速度の速い最冷点でアマルガム化して所定の水銀蒸気圧にしたが、最冷点の位置によってはアマルガム温度が上昇するまでに時間を要して立ち上がりに問題があった。
（５）画像表示用バックライトで主流となっている冷陰極型蛍光ランプより熱陰極型蛍光ランプの方が発光効率で優れているが、現在の熱陰極型蛍光ランプの寿命は、６０００〜１００００時間であり、バックライトとして用いるには寿命が短い。寿命を延ばすことができればこのような要求にも対応でき、廃棄物の減少により環境対策にも寄与する。
【０００９】
以上の、問題点を解決することにより、寿命を長くすることにも貢献し、また、ランプ寿命末期に起きるランプ口金の異常加熱を抑制することができるので、閉鎖空間への熱陰極型蛍光ランプの採用、たとえば映像表示装置等への採用が可能となる。また、電極部３０の全長を短く抑えることができるので、陽光柱を長くできて発光効率が向上する。
【００１０】
ステム１２や発光管１１の内壁に飛散物質を堆積させない方法として、フィラメント３１の周囲に飛散物質を阻止する障壁を設けることが提案されている。特許文献１（特開２００４−１５８２０７）には、リード線の間に遮蔽物を設けてフィラメントからの飛散物がステム上に堆積することを阻止する方法が開示されている。特許文献２（特開２００５−２３５７４９）には、フィラメントのコイル部を縦方向に配置し、コイル部の周囲を覆うスリーブを設けてイオンスパッタリングを押さえる方法が開示されている。
【００１１】
特許文献３（特開２００５−３４６９７６）には、ステムをフィラメントとから遮蔽するためのステムに支持された金属プレートと、金属プレート上にランプ寿命末期時の異常点灯によるフィラメントの温度上昇により不純ガスを放出するゲッターを備えた蛍光ランプが開示されている。
【００１２】
また、フィラメントから放出される飛散物質の付着を抑制するために、ステムとの間にセラミック板を置いたりすることは既に実施されている。
【特許文献１】特開２００４−１５８２０７号公報
【特許文献２】特開２００５−２３５７４９号公報
【特許文献３】特開２００５−３４６９７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来の熱陰極型蛍光ランプには前項で説明したような問題があり、次のような問題解決のための電極部の構造を持った熱陰極型蛍光ランプが求められている。
（１）点灯開始時および点灯中に、エミッターやフィラメントを構成する物質が飛散して発光管の内面に付着することを抑制できる。
（２）点灯開始時および点灯中に、エミッターやフィラメントを構成する物質が飛散してステムの表面に付着することを抑制できる。
（３）封止部とフィラメントとの間の距離を短くすることができる（それによって陽光柱の長さを長くすることができる）。
（４）ランプ寿命末期に発生するステムの異常加熱を抑制することができる。
（５）ランプ内部に、消灯時に効率よく水銀をアマルガム化でき、点灯開始時に迅速に水銀をガス化できる最冷点構造が設けられる。
（６）管内不純ガスの吸着の役割を果たすゲッターが設けられる。
【００１４】
特許文献１に開示された構造では、（２）、（４）、（５）に対する効果は認められる。特許文献２に開示された構造では、（１）、（２）、（４）に対する効果は認められる。特許文献３に開示された構造では、（２）、（３）、（４）に対する効果は認められる。また、ゲッターが設けられているが（４）を対象としており（６）の役割は記載されていない。
【００１５】
フィラメントとステムとの間にセラミック板を置く構造では（２）、（３）、（４）に対する効果は認められる。
【００１６】
本発明の目的は、フィラメントからの飛散物質のガラスバルブやステムへの付着を防ぎ、封止部とフィラメント間の距離を短くすることができ、最冷点となり、管内不純ガスの吸着をおこなうゲッターの役割を果たす遮蔽部材を備えた熱陰極型蛍光ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の熱陰極型蛍光ランプは、
内面に蛍光体被膜が成膜されて両端にステムが形成された発光管と、発光管の端部を固定して口金ピンを介して外部の電源と接続する口金とを有する蛍光ランプであって、発光管の両端に設けられて、一端が口金ピンに接続され他端がステムを経由して発光管の内部に延びる一対の金属製のリード線と、それぞれのリード線の他端に両端が接続されているフィラメントと、フィラメントを取り囲むリング部、およびそのリング部のステム側にフィラメントからステムを遮蔽するように設けられた下面プレートを具備した遮蔽部材と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
遮蔽部材は、ステムに独立して保持されていてもよく、下面プレートのステム側の面に、不純ガスの吸着を行うゲッターが設けられていてもよく、遮蔽部材が高放熱性の材料から構成されていてもよい。
【００１９】
遮蔽部材を設けたことにより、点灯開始時および点灯中に、エミッターやフィラメントの物質が飛散し、ガラスバルブに付着することが抑制される。封止部とフィラメントとの間に下面プレートが設けられたのでその距離を短くすることができ、陽光柱の長さを長くすることができる。また、下面プレートが設けられたのでステムへのエミッターやフィラメントの物質の付着が抑制でき、ランプ寿命末期に発生するステムの異常加熱を抑制することができる。遮蔽部材を高放熱性の材料から構成することにより遮蔽部材を最冷点構造とできる。また、ゲッターを設けることにより管内不純ガスの吸着を行うことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の熱陰極型蛍光ランプには、次のような効果がある。即ち、
１．フィラメント周辺をリング部や下面プレートを有する遮蔽部材で覆ったので、点灯開始時および点灯中に、エミッターやコイル物質が飛散して、発光管の内面やステム上面に付着することを抑制することができるという効果がある。
２．遮蔽部材の下面プレートがフィラメントの口金側に近接して設けられているのでフィラメントを封止部に近づけることができ、陽光柱の長さを長く取ることができる。
３．熱遮蔽効果を有する遮蔽部材の下面プレートがフィラメントとステムの間に設けられているので、ステムへのエミッターやフィラメントの物質の付着が抑制でき、ランプ寿命末期に発生するステムの異常加熱を抑制することができる。
４．遮蔽部材のリングや下面プレートは熱伝導率の高い材料でできているので、消燈後の冷却が速く、最冷点構造となって水銀ガスを迅速にアマルガム化できる。
５．遮蔽部材の下面プレートにゲッターを設けているので、管内不純ガスの吸着が行なわれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の熱陰極型蛍光ランプの電極部近傍の模式図であり（ａ）は部分断面斜視図、（ｂ）は上面図である。
【００２２】
本発明の実施の形態の熱陰極型蛍光ランプ２自体の基本的な構造と機能は、背景技術の項で図２を参照して説明した熱陰極型蛍光ランプ１と共通であり、電極部３０に遮蔽部材４０が設けられた以外は図２と同じなので、共通の部分については同一の符号を付して説明を省略し、遮蔽部材４０の構成と機能を中心に説明する。
【００２３】
熱陰極型蛍光ランプ２においては、電極部３０のフィラメント３１を取り囲んで遮蔽部材４０が設けられている。遮蔽部材４０は、リング部４１と、下面プレート４２と、ゲッター４３と、保持支柱４４とから構成される。
【００２４】
環状のリング部４１は、電極部３０のフィラメント３１をなるべく近くで取り囲む形状となっており、フィラメント３１や、それを支えるリード線３２には接触しないように保持支柱４４でステム１２に固定されている。それによって、エミッターやフィラメント３１を構成する物質が、点灯中に発光管１１の直径方向へ飛散して、発光管１１の内面の蛍光体被膜１３に付着することを最小限に抑制することができる。
【００２５】
下面プレート４２はリング部４１の一方の長辺の下面から他方の長辺に向かって延びている。ゲッター４３は下面プレート４２の下側面に設けられている。
【００２６】
下面プレート４２は、フィラメント３１のステム１２側にフィラメント３１に近接して配置されているので、ステム１２のガラス部に放射されるフィラメント３１からの放熱が抑制され、ガラス面を放熱から保護するために必要なフィラメント３１からステム１２の頂面までの距離を最小限にすることができ、その分だけランプにおける陽光柱を長くすることができる。陽光柱が長くなったことにより、発光効率をより高めることができる。
【００２７】
また、エミッターやフィラメント３１を構成する物質の点灯中におけるステム１２の方向への飛散が防止され、ステム１２のガラス面への飛散物質の堆積が抑制されるので、飛散物質を経由した短絡によるランプ寿命末期におけるステム部の異常加熱を防ぐことができる。
【００２８】
さらに、下面プレート４２の下側に配置されたゲッターにより、発光管１１内の不純ガスの吸着を促進することができる。
【００２９】
リング部４１、下面プレート４２、および保持支柱４３は金属、もしくはセラミック、ガラスといった耐熱性のあるもので構成されている。さらに放熱性の高い材料とすることで、点灯状態から消灯した際にこの部分を最冷点とすることができ、水銀蒸気をアマルガム化する補助アマルガムの役割を担うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態の熱陰極型蛍光ランプの電極部近傍の模式図であり（ａ）は部分断面斜視図、（ｂ）は上面図である。
【図２】従来の熱陰極型蛍光ランプの模式的部分断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１、２    熱陰極型蛍光ランプ
１１    発光管
１２    ステム
１４    排気管
１３    蛍光体皮膜
２１    口金
２２    口金ピン
２３    封止部
３０    電極部
３１    フィラメント
３２    リード線
４０    遮蔽部材
４１    リング部
４２    下面プレート
４３    ゲッター
４４    保持支柱
【図１】
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【図２】
2008204856.tif 000004