(57)【要約】【課題】陽極を容易に外部に引出すことができ、量産性に優れた陽極引出し構造を備えた電界放射型照明ランプを提供すること。【解決手段】ガラス管４の管内面に陽極６と蛍光体８とをこの順に設け、ガラス管４の両端側から当該管内に引き入れてある陰極引出リード１０，１２の各一端側に陰極ワイヤ１８の両端を固定して陰極ワイヤ１８を管内に架設し、管壁に陽極引出リング２０を固定して陰極引出リード１２の管内引き入れ部分１２ａに対向させ、陽極引出リング２０上に陽極６を延設し、陰極引出リード１２の管内引き入れ部分１２ａをそれにガラスパイプ２４を被せ付けて陽極引出リング２０と電気絶縁した構造。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス管の管内面に陽極と蛍光体とをこの順に膜状に設け、管の両端側から当該管内に陰極引出リードの一端側を引き入れ、この引き入れた両陰極引出リードの一端側に陰極ワイヤの両端を固定して陰極ワイヤを管内に架設してなる電界放射型照明ランプであって、
管壁に陽極引出リングを固定して陰極引出リードの管内引き入れ部分に対向させると共に、この陽極引出リング上に上記陽極を延設し、陰極引出リードの管内引き入れ部分に絶縁パイプを被せ付けて陰極引出リードと陽極引出リングとを電気絶縁した、ことを特徴とする電界放射型照明ランプ。
【請求項２】
陽極引出リングは、内径側が絶縁パイプの外周面に当接して当該絶縁パイプを管中心に位置決めする、ことを特徴とする請求項１に記載の電界放射型照明ランプ。
【請求項３】
陽極引出リングは、外径側が管内面に沿わされ内径側が絶縁パイプの外周面に当接して当該絶縁パイプを管中心に位置決めするリング本体と、このリング本体の外径側に径方向外向きに設けられて管壁に埋設固定された環状部とを備える、ことを特徴とする請求項１に記載の電界放射型照明ランプ。
【請求項４】
陽極引出リングのリング本体内径側に管軸方向両端から中央に向けて漸次に内径方向に縮径させて絶縁パイプ挿入誘い用でかつ絶縁パイプの管中心位置決め用のテーパ面を形成した、ことを特徴とする請求項２に記載の電界放射型照明ランプ。
【請求項５】
陽極引出リングは、内径側が管外面に沿設されたリング本体と、このリング本体の内径側に径方向内向きに設けられて管壁に埋設されるとともに内径側が絶縁パイプの外周面に当接して当該絶縁パイプを管中心に位置決めする環状部とを備える、ことを特徴とする請求項１に記載の電界放射型照明ランプ。
【請求項６】
請求項１に記載の電界放射型照明ランプの製造方法であって、
互いの開口端面を陽極引出リングを間にして対向させた２つのガラス管を同軸上を相対移動可能に配置する第１工程と、
両ガラス管を上記相対移動させて上記互いの開口端面を突合わせ接合して陽極引出リングが管壁内に埋設された１つのガラス管に成形する第２工程と、
上記成形したガラス管の内面に陽極と蛍光体とをこの順に膜状に積層形成する第３工程と、
一端側に陰極ワイヤが固定されている陰極引出リードをその他端側からガラス管の他端側開口を介してガラス管内に引き入れ同陰極引出リードの他端側を一端側開口を介してガラス管外に引き出すことにより陰極ワイヤをガラス管内に挿入すると共に、陰極引出リードに被せ付けてある絶縁パイプを陽極引出リングと対向させる第４工程と、
を含むことを特徴とする電界放射型照明ランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界放射型照明ランプおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、自発光することができない。そのために、液晶表示装置はバックライト等の照明ランプにより照明することが必要である。バックライトの照明方式には、照明ランプを液晶パネルの背部(直下)に配置して液晶表示素子を照明する直下方式と、照明ランプを液晶パネルの側方（エッジ）に設置して、液晶パネル側に反射板や導光板等を用いて照明するエッジ方式とがある。液晶パネルの照明に上記方式のいずれを採用するかは液晶パネルを組み込む対象機器による（特許文献１参照）。この照明ランプには蛍光ランプやＬＥＤ（発光ダイオード）等の各種のものが提案されている。
【０００３】
ＬＥＤ方式では赤、緑、青の３色のＬＥＤを利用するものとか、３波長を含む白色ＬＥＤを利用するものがある。しかしながら、ＬＥＤ方式のバックライトは、消費電力が大きいことに加えて、基本的に点発光であるために、この点発光を面状の均一な発光に変換することは難しい。
【０００４】
本出願人は、従来の液晶表示装置用バックライトに用いる照明ランプについて独自に鋭意研究した結果、液晶表示装置用バックライト等の照明ランプに極めて有用な低消費電力で面状に均一に発光可能な電界放射型照明ランプを開発することができるに至った。
【０００５】
本出願人が製作した電界放射型照明ランプの公知ではない構造を、図１２および図１３を参照して説明する。図１２は同照明ランプの側面図、図１３は図１２の要部を拡大して示す断面図である。これらの図において、従来の照明ランプ１００は、内面に蛍光体１０１付きの陽極１０２を設けたガラス管１０４を備える。このガラス管１０４の両端にステム１０６，１０８が溶接固定される。陽極１０２は蛍光体１０１よりさらにガラス管１０４の一端側に延びて形成されている。
【０００６】
ガラス管１０４一端側のステム１０６に陽極引出線１１０が固定される。陽極引出線１１０の一端側に板ばね１１２が固定される。陽極引出線１１０の他端側はガラス管１０４外に引き出される。ステム１０６に陰極線端部支持筒１１４が設けられている。この支持筒１１４に陰極線１１６の一端側が挿入されて陰極線１１６の一端側１１６ａが支持される。なお、ガスゲッタの図示は図解の都合で略している。これら板ばね１１２と陽極引出線１１０は陽極引出端子を構成している。
【０００７】
ガラス管１０４他端側のステム１０８に一対の陰極引出線１１８が固定される。一対の陰極引出線１１８の両一端側１１８ａに陰極線１１６の他端側１１６ｂが挟持されて固定される。これにより陰極線１１６はガラス管１０４内に空中架設される。一対の陰極引出線１１８の両他端側１１８ｂはガラス管１０４外に引き出される。
【０００８】
ところで、液晶表示装置用バックライトが例えばカーナビゲーション装置や携帯電話機用になると、その照明ランプ１００においては、ガラス管１０４の管径が数ｍｍあるいは１ｍｍ以下に小さい細管のものが要求されてくる。
【０００９】
このような照明ランプ１００の管径がより細径であることが要求される用途においては、板ばね１１２を細い管径のガラス管１０４内で陽極１０２に電気的に良好に導通接触させるように組み付け難くなり、また、板ばね１１２の製作精度が僅かでも狂うと、板ばね１１２により陽極１０２が削られたり、板ばね１１２が陽極１０２に接触させにくくなったりする。そのため、上記した陽極引出し構造では、上記用途における照明ランプ１００の製造を困難化し、かつ、照明ランプとしての寿命特性にも影響する。
【００１０】
以上から上記電界放射型照明ランプにおいては、安定した発光動作を長期に渡り行う電界放射型照明ランプとしては解決されるべき課題が残されており、本出願人は陽極引出し構造についてさらに鋭意研究開発を重ねた。
【特許文献１】特開２０００−１００９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明により解決すべき課題は、管径が１〜数ｍｍ前後、場合によっては１ｍｍ以下に細径化しても、管内の陽極を容易に外部に引出すことができ、量産性に優れた陽極引出し構造を備えた電界放射型照明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】
【００１２】
本発明による電界放射型照明ランプは、ガラス管の管内面に陽極と蛍光体とをこの順に膜状に設け、管の両端側から当該管内に陰極引出リードの一端側を引き入れ、この引き入れた両陰極引出リードの一端側に陰極ワイヤの両端を固定して陰極ワイヤを管内に架設してなる電界放射型照明ランプであって、管壁に陽極引出リングを固定して陰極引出リードの管内引き入れ部分に対向させると共に、この陽極引出リング上に上記陽極を延設し、陰極引出リードの管内引き入れ部分に絶縁パイプを被せ付けて陰極引出リードと陽極引出リングとを電気絶縁したことを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、管内面の陽極が陽極引出リング上に延設されており、かつ、陽極引出リングは陰極引出リードに対して絶縁パイプにより電気的に絶縁した構造であるから、管径が数ｍｍ程度の細いガラス管になっても、陽極引出し構造としては陰極引出リードと陽極引出リングとが電気的に短絡するおそれが全くない構造となり、細管構造のランプの量産性に優れた構造であると共に、陽極を陽極引出リング上に蒸着等により形成することができるので陽極を陽極引出リングに電気的かつ機械的に確実に接続して陽極を管外部に確実に引き出すことができる。
【００１４】
特に本発明においては陽極引出リングのリング中心と管中心とを一致させ、この陽極引出リングの内径側で絶縁パイプに当接させることにより絶縁パイプのパイプ中心を管中心に一致させることができるようになり、この絶縁パイプに貫通支持される陰極引出リードで両端が支持される陰極ワイヤを管中心に沿い架設することができる。
【００１５】
以上により本発明では、管径が数ｍｍ程度の細いガラス管であっても、陰極ワイヤをその管径がきわめて小さいガラス管の管内面に接触させることなく容易に管内に架設することができるので、従来では製作が困難とされていた管径が数ｍｍ程度前後の細長い電界放射型照明ランプであっても、安価に量産することができるようになる。
【００１６】
本発明の好適な一態様は、陽極引出リングの内径側を絶縁パイプの外周面に当接させて当該絶縁パイプを管中心に位置決めすることである。
【００１７】
本発明の好適な一態様は、陽極引出リングを、外径側が管内面に沿わされ内径側が絶縁パイプの外周面に当接して当該絶縁パイプを管中心に位置決めするリング本体と、このリング本体の外径側に径方向外向きに設けられて管壁に埋設固定された環状部とを備えた構成とすることである。
【００１８】
本発明の好適な一態様は、陽極引出リングのリング本体内径側に管軸方向両端から中央に向けて漸次に内径方向に縮径させて絶縁パイプ挿入誘い用でかつ絶縁パイプの管中心位置決め用のテーパ面を形成することである。
【００１９】
本発明の好適な一態様は、陽極引出リングをその内径側が管外面に沿設されたリング本体と、このリング本体の内径側に径方向内向きに設けられて管壁に埋設されるとともに内径側が絶縁パイプの外周面に当接して当該絶縁パイプを管中心に位置決めする環状部とを備えた構成とすることである。
【００２０】
本発明による電界放射型照明ランプの製造方法は、上記に記載の電界放射型照明ランプの製造方法であって、互いの開口端面を陽極引出リングを間にして対向させた２つのガラス管を同軸上を相対移動可能に配置する第１工程と、両ガラス管を上記相対移動させて上記互いの開口端面を突合わせ接合して陽極引出リングが管壁内に埋設された１つのガラス管に成形する第２工程と、上記成形したガラス管の内面に陽極と蛍光体とをこの順に積層形成する第３工程と、一端側に陰極ワイヤが固定されている陰極引出リードをその他端側からガラス管の他端側開口を介してガラス管内に引き入れ同陰極引出リードの他端側を一端側開口を介してガラス管外に引き出すことにより陰極ワイヤをガラス管内に挿入すると共に、陰極引出リードに被せ付けてあるガラスパイプを陽極引出リングと対向させる第４工程と、を含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明のより好適な一態様は、陽極引出リングはガラス管とほぼ同一の線膨張率の材料で構成されていることである。この態様では温度上昇下降時での機械的な強度を安定させることができる。この態様の一例として、例えば陽極引出端子がコバール、ガラス管がコバールガラスの組合わせがある。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の電界放射型照明ランプは、管径が数ｍｍ程度に細くなっても、製造容易でかつ性能的に安定した量産性に優れた電界放射型照明ランプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係る電界放射型照明ランプを説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
実施の形態１に係る照明ランプを図１ないし図３を参照して説明する。図１は同照明ランプの側面図、図２は同照明ランプの要部(陽極引出リング、ガラスパイプ、陰極引出リードのガラス管内引き入れ部分、等)を拡大して示す断面図、図３は同照明ランプの要部それぞれの斜視図である。
【００２５】
実施の形態１の照明ランプ２は、一方向に細長くストレートに延び円筒形状で真空封止されたガラス管４を備える。ガラス管４は好ましくはコバールガラスからなる。ガラス管４の管内面にＩＴＯやアルミニウム等の金属をスパッタリングやＥＢ蒸着等により膜状に形成してなる陽極６が設けられている。この陽極６上に電子衝突により励起発光する蛍光体８がスラリー塗布法、スクリーン印刷、電気永動法、沈降法等により膜状に形成されている。ガラス管４は、その外径が数ｍｍ程度前後であるが、その外径や長さに特に限定されない。
【００２６】
ガラス管４の管内にはその両端側から陰極引出リード１０，１２の一端側が引き入れられている。両陰極引出リード１０，１２それぞれの一端側には円筒キャップ１４，１６が取り付け固定されている。この円筒キャップ１４，１６内に陰極ワイヤ１８の両端側が挿入固定されている。陰極ワイヤ１８はガラス管４の管中心をその長手方向に一定のテンションを持たせて架設されている。
【００２７】
陰極ワイヤ１８は導体ワイヤ１８ａの外周面に電子放出用の炭素膜１８ｂが詳細は略するがプラズマＣＶＤ法等の適宜の成膜手段により成膜されている。陰極ワイヤ１８は、陽極６との間の電界印加によりその炭素膜１８ｂから電子を蛍光体８に向けて放射状に放出する電子放出源（電子エミッタ）となっている。これにより蛍光体８は面状に発光することができる。炭素膜１８ｂは例えばカーボンナノウォール、カーボンナノチューブ、針状、その他の電界放射により電子放出することができる炭素膜である。
【００２８】
ガラス管４の一端側管壁に陽極引出リング２０が溶接接合により埋設されている。陽極引出リング２０は金属製である。陽極引出リング２０は好ましくは、ガラス管４との線膨張率がほぼ同一であるコバールである。陽極引出リング２０の内面はガラス管４内に露出している。陽極引出リング２０の外面には陽極引出リード２２が固定されている。陽極引出リード２２はガラス管４の管外に引き出されている。陽極６は陽極引出リング２０の内面上にまで延設されている。
【００２９】
両陰極引出リード１０，１２のうち陰極ワイヤ１８の一端側固定用の陰極引出リード１２の管内引き入れ部分１２ａにはガラスパイプ(絶縁パイプ)２４が被せ付けられている。このガラスパイプ２４により陰極引出リード２２の管内引き入れ部分２２ａと陽極引出リング２０とは電気絶縁がとられている。
【００３０】
以上の構成を備えた実施の形態１の電界放射型照明ランプ１０においては、ガラス管４が、管径数ｍｍ程度前後に細くても、ガラス管４内では陽極引出リング２０上に陽極６が成膜されているので、安定して陽極６と陽極引出リード２２との間の電気的導通が確保され、安定した性能を提供することができる。
【００３１】
(実施の形態２)
図４ないし図６は実施の形態２にかかり、図４は実施の形態２の照明ランプの側面図、図５は同照明ランプの要部を拡大して示す断面図、図６は同照明ランプの要部それぞれの斜視図である。
【００３２】
実施の形態２の陽極引出リング２０は、外径側が管内面に沿わされ内径側がガラスパイプ２４の外周面に当接して当該ガラスパイプ２４を管中心に位置決めするリング本体２０ａと、このリング本体２０ａの外径側に径方向外向きに設けられて管壁に埋設固定された環状部２０ｂとを備える。
【００３３】
この場合、図７で示すように陽極引出リング２０のリング本体２０ａ内径側に管軸方向両端から中央に向けて漸次に内径方向に縮径させてガラスパイプ２４挿入誘い用でかつガラスパイプ２４の管中心位置決め用のテーパ面２０ｃを形成することができる。
【００３４】
(実施の形態３)
図８ないし図１０は実施の形態３にかかり、図８は実施の形態３の照明ランプの側面図、図９は同照明ランプの要部を拡大して示す断面図、図１０は同照明ランプの要部それぞれの斜視図である。
【００３５】
実施の形態３の陽極引出リング２０は、内径側が管外面に沿設されたリング本体２０ａと、このリング本体２０ａの内径側に径方向内向きに設けられて管壁に埋設されるとともに内径側がガラスパイプ２４の外周面に当接して当該ガラスパイプ２４を管中心に位置決めする環状部２０ｂとを備える。
【００３６】
（実施の形態４）
図１１を参照して実施の形態２の電界放射型照明ランプの製造方法を説明する。
【００３７】
（第１工程）
ガラス管４ａを管保持クリップ３０に保持する。ガラス管４ｂをリニアガイド３２上の管保持クリップ３０に保持する。両ガラス管４ａ，４ｂの開口端面を陽極引出リング２０を間にして対向させ、両ガラス管４ａ，４ｂを同軸上をリニアガイド３２により相対移動可能に配置する。
【００３８】
(第２工程)
両ガラス管４ａ，４ｂをリニアガイド３２により相対移動させて両ガラス管４ａ，４ｂの開口端面を突合わせ接合して陽極引出リング２０の環状部２０ｂを管壁に埋設して両ガラス管４ａ，４ｂを１つのガラス管４に成形する。この工程から次の第３こてへの過程で必要に応じて陽極引出リード２０を酸洗浄してその表面の酸化膜を除去してもよい。
【００３９】
（第３工程）
ガラス管４の内面に陽極６と蛍光体８とをこの順に膜状に積層形成する。
【００４０】
（第４工程）
陰極引出リード１２をその他端側からガラス管４の他端側開口を介してガラス管４内に引き入れ同陰極引出リード１２の他端側を一端側開口を介してガラス管４外に引き出すことにより陰極ワイヤ１８をガラス管４内に挿入すると共に、陰極引出リード１２に被せ付けてあるガラスパイプ２４を陽極引出リング２０と対向させる。
【００４１】
以上の第１ないし第４工程により電界放射型照明ランプを製造することができる。
【００４２】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で、種々な変更ないしは変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は本発明の実施の形態１に係る電界放射型照明ランプの側面図である。
【図２】図２は実施の形態１の要部を拡大して示す断面図である。
【図３】図３は実施の形態１の要部を構成する各構成部品の斜視図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態２に係る電界放射型照明ランプの側面図である。
【図５】図５は実施の形態２の要部を拡大して示す断面図である。
【図６】図６は実施の形態２の要部を構成する各構成部品の斜視図である。
【図７】図７は陽極引出リングの変形例を示す図である。
【図８】図８は本発明の実施の形態３に係る電界放射型照明ランプの側面図である。
【図９】図９は実施の形態３の要部を拡大して示す断面図である。
【図１０】図１０は実施の形態３の要部を構成する各構成部品の斜視図である。
【図１１】図１１は実施の形態２の電界放射型照明ランプの製造方法の各工程図である。
【図１２】図１２は従来の電界放射型照明ランプの側面図である。
【図１３】図１３は図１２の要部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
２  電界放射型照明ランプ
４  ガラス管
６  陽極
８  蛍光体
１０  陰極引出リード
１２  陰極引出リード
１８  陰極ワイヤ
２０  陽極引出リング
２２  陽極引出リード
２４  ガラスパイプ(絶縁パイプ)
【図１】
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【図２】
2007250504.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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