(57)【要約】【課題】狭く細長い円筒管内部に蛍光体に接触することなくワイヤ状陰極の空中架設を可能にし同時に円筒状陽極を外部に引き出せるようにすること。【解決手段】本電界放射型照明ランプ１０は、ワイヤ状陰極１８の一端側を円筒管１２の一端側の陰極引き出し線２０に固定しかつワイヤ状陰極１８の他端側を円筒管１２の他端側から延びてくる陽極引き出し線２４に絶縁部材２６を介して固定してワイヤ状陰極１８を円筒管１２内の両端間に円筒状蛍光体１６に接触しないように一定の張力を持つ状態で空中架設する一方で、この陽極引き出し線２４に円筒状陽極１４を円筒管１２内で接続した構成を備える。【選択図】図２
2007103109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部真空の円筒管と、この円筒管の内面上に設けられた円筒状陽極と、この円筒状陽極上に設けられた円筒状蛍光体と、円筒管内のほぼ中心に沿って該円筒管の長さ方向に空中架設され外周面に電子放出用の炭素膜を備えたワイヤ状陰極とを備える電界放射型照明ランプにおいて、
ワイヤ状陰極の一端側を円筒管の一端側の陰極引き出し部に固定しかつワイヤ状陰極の他端側を円筒管の他端側から延びてくる陽極引き出し線に絶縁部材を介して固定するとともに当該ワイヤ状陰極が円筒管内の両端間に上記円筒状蛍光体に接触しないようにワイヤ状陰極と陽極引き出し線とを一定の張力を持つ状態で円筒管の両端間に空中架設する一方で、この陽極引き出し線に円筒状陽極を当該円筒管内で導電性部材を介して接続した、ことを特徴とする電界放射型照明ランプ。
【請求項２】
上記絶縁部材は、一端側にワイヤ状陰極の他端側の挿入される挿入口を備えた接続固定片を有し、他端側に陽極引き出し線の一端側を固定しており、上記接続固定片はその挿入口にワイヤ状陰極の他端側が挿入された状態で変形されて当該ワイヤ状陰極の他端側を固定している、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】
上記導電性部材は、内径側が陽極引き出し線に固定され外径側が円筒状陽極にばね性を持つ圧縮状態で接触している、ことを特徴とする請求項１または２に記載の電界放射型照明ランプ。
【請求項４】
内部真空の円筒管と、この円筒管の内面上に設けられた円筒状陽極と、この円筒状陽極上に設けられた円筒状蛍光体と、円筒管内のほぼ中心に沿って該円筒管の長さ方向に空中架設され外周面に電子放出用の炭素膜を備えたワイヤ状陰極とを備える電界放射型照明ランプにおいて、
ワイヤ状陰極の両端を円筒管の両端側の陰極引き出し部に接続固定して当該ワイヤ状陰極を円筒管内の両端間に上記蛍光体に接触しないように一定の張力を持つ状態で空中架設する一方、円筒状陽極を円筒管に設けた開口（真空封止されている）を通じて外部に陽極引き出し線を介して引き出した、ことを特徴とする電界放射型照明ランプ。
【請求項５】
内部真空の円筒管と、この円筒管の内面上に設けられた円筒状陽極と、この円筒状陽極上に設けられた円筒状蛍光体と、円筒管内のほぼ中心に沿って該円筒管の長さ方向に空中架設され外周面に電子放出用の炭素膜を備えたワイヤ状陰極とを備える電界放射型照明ランプにおいて、
ワイヤ状陰極の両端を円筒管の両端側に接続固定して当該ワイヤ状陰極を円筒管内の両端間に上記蛍光体に接触しないように一定の張力を持つ状態で空中架設する一方、ワイヤ状陰極と円筒状陽極とを円筒管に設けた開口（真空封止されている）を通じて外部に引き出した、ことを特徴とする電界放射型照明ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性ワイヤの表面に電子放出用の炭素膜を成膜してなるワイヤ状陰極を備えた電界放射型照明ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子は、自己発光することができない。そのために、液晶表示素子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等の各種のものが提案されている。
【０００３】
本出願人は、独自にバックライトに用いる照明ランプを研究した結果、電界放射型の照明ランプを開発することができるに至った。この電界放射型照明ランプは、概略構成として、ガラス製円筒管(外套管)の内面上に陽極を設け、この陽極上に蛍光体を設ける一方、円筒管内に外周面に電子放出用として例えばＣＶＤ法により炭素膜を成膜した陰極をワイヤ状に空中架設し、陽極と陰極との間に電界を印加して陰極の炭素膜表面から電界放射により電子を放出させ、この放出した電子を蛍光体に衝突させて該蛍光体を励起発光させるようにした照明ランプである。この電界放射型照明ランプにおいては陰極をワイヤ状となしており、低電力で高輝度発光を可能としたものであり、各種液晶パネルのバックライト用としてその用途が拡大してきている。
【０００４】
そして、この電界放射型照明ランプにおいて課題となっているのは、配置スペースに制約がある電子機器でエッジ方式のバックライトとして液晶パネルに組み込むに際しては、対象機器のサイズに合わせて円筒管を管外径僅か数ｍｍ程度という細長い管形状とする必要が生じてきた。
【０００５】
しかしながら、この電界放射型照明ランプの管外径を小さくするとき、現状の技術では円筒管内の狭く細長い空間に周囲の蛍光体に接触することなくワイヤ状陰極を空中架設する一方で陽極を外部に引き出すことが極めて困難になっていた。
【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】
【０００６】
本発明により解決する課題は、電界放射型照明ランプの管径を小さくしても円筒管内の狭く細長い空間に周囲の面状の蛍光体に接触することなくワイヤ状陰極を安定して空中架設可能となしかつ面状の陽極を電圧印加のために引き出し電極を用いて外部に引き出すことを可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電界放射型照明ランプは、内部真空の円筒管と、この円筒管の内面上に設けられた円筒状陽極と、この円筒状陽極上に設けられた円筒状蛍光体と、円筒管内のほぼ中心に沿って該円筒管の長さ方向に空中架設され外周面に電子放出用の炭素膜を備えたワイヤ状陰極とを備える電界放射型照明ランプにおいて、ワイヤ状陰極の一端側を円筒管の一端側の陰極引き出し部に固定しかつワイヤ状陰極の他端側を円筒管の他端側から延びてくる陽極引き出し線に絶縁部材を介して固定するとともに当該ワイヤ状陰極が円筒管内の両端間に上記円筒状蛍光体に接触しないようにワイヤ状陰極と陽極引き出し線とを一定の張力を持つ状態で円筒管の両端間に空中架設する一方で、この陽極引き出し線に円筒状陽極を当該円筒管内で導電性部材を介して接続したことを特徴とするものである。
【０００８】
上記円筒状とは断面形状が真円形状だけに限定される意義ではなんらなく扁平した例えば楕円形状も含む。
【０００９】
本発明によれば、照明ランプの円筒管の狭く細長い内部空間にワイヤ状陰極を空中架設することに関しては、ワイヤ状陰極と陽極引き出し線とを一定の張力を持つ状態で空中架設したからワイヤ状陰極を円筒状蛍光体に接触させることなく空中架設することができ、また、円筒状陽極の引き出しに関しては、ワイヤ状陰極の他端側を利用し、そのワイヤ状陰極の他端側を円筒管の他端側から延ばしてきた陽極引き出し線に絶縁部材を介して固定するようにしたから、この陽極引き出し線に円筒状陽極を接続して円筒状陽極を外部に容易に引き出すことが可能となっている。
【００１０】
すなわち、本発明では、本来、ワイヤ状陰極が円筒管の両端間に掛け渡されて架設されるという固定した概念を脱却したことに特徴があり、ワイヤ状陰極と陽極引き出し線とを絶縁部材を介して接続して掛け渡したことにより、ワイヤ状陰極の空中架設を可能とし同時に円筒状陽極の引き出しを可能としたという独特な構成を備えたものとしたのである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、円筒管内の極めて狭く細長い空間内に蛍光体に接触することなく陰極を空中架設することができ、かつ、陽極を外部に引き出すことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。図１はその外観を示す斜視図、図２は図１の長さ方向の断面図、図３は図２の要部を拡大して示す断面図である。
【００１３】
この照明ランプ１０は、ガラス製で内部真空の円筒管（外套管）１２を備える。この円筒管１２は、外径が数ｍｍの細管である。円筒管１２の外径は限定されないが、例えば１ｍｍないし５ｍｍ程度である。円筒管１２の長さは限定されないが、例えば２００ないし３００ｍｍ程度の長尺である。円筒管１２の内面にはＩＴＯやアルミニウム等の金属をスパッタリングやＥＢ蒸着等により薄膜状の陽極（円筒状陽極）１４が形成されている。この円筒状陽極１４上に電子衝突により励起発光する蛍光体（円筒状蛍光体）１６がスラリー塗布法、スクリーン印刷、電気永動法、沈降法等により設けられている。円筒状陽極１４と円筒状蛍光体１６は円筒管１２の一端側でその重なりが一致しており、他端側の一部１４ａは円筒状蛍光体１６の他端側よりも他端側に延びて円筒管１２内部に露出している。
【００１４】
円筒管１２内にはそのほぼ中心にその長さ方向に沿ってワイヤ状陰極１８が空中架設されている。このワイヤ状陰極１８は導電性ワイヤ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。ワイヤ状陰極１８は円筒状陽極１４との間の電界印加によりその炭素膜１８ｂから電子を円筒状蛍光体１６に向けて放出する電子放出源（電子エミッタ）となっている。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、その他の炭素膜である。
【００１５】
ワイヤ状陰極１８の一端側は円筒管１２の一端側の陰極引き出し線２０に固定されている。陰極引き出し線２０は線状に限定されず、板状のもの等も含むものであり、陰極引き出し部とも称することができる。陰極引き出し線２０は、円筒管１２の一端側においてその一端側が円筒管１２外部に引き出され、その他端側は円筒管１２内部に引き入れられている。陰極引き出し線２０はその他端側にワイヤ状陰極１８の一端側が挿入することが可能な挿入口２２ａを備えた接続固定片２２が固定されている。この接続固定片２２はその挿入口２２ａにワイヤ状陰極１８の一端側が挿入された状態でかしめ等により変形されてワイヤ状陰極１８の一端側を固定している。
【００１６】
陽極引き出し線２４は、円筒管１２の他端側においてその一端側が円筒管１２外部に引き出され、その他端側は円筒管１２内部に引き入れられている。
【００１７】
ワイヤ状陰極１８の他端側は円筒管１２の他端側からその内部に引き入れられて延びてくる陽極引き出し線２４に絶縁部材２６を介して固定されている。
【００１８】
絶縁部材２６の一端側には、ワイヤ状陰極１８の他端側が挿入することが可能な挿入口２８ａを備えた接続固定片２８が固定されている。この接続固定片２８はその挿入口２８ａにワイヤ状陰極１８の他端側が挿入された状態でかしめ等により変形されてワイヤ状陰極１８の他端側を固定している。
【００１９】
絶縁部材２６の他端側には、陽極引き出し線２４の一端側が固定されている。
【００２０】
ワイヤ状陰極１８と陽極引き出し線２４は共に円筒管１２内の両端間にワイヤ状陰極１８が円筒状蛍光体１６に接触しないように一定の張力を持つ状態で空中架設されている。円筒状陽極１４は、円錐状の導電性部材３０を介して陽極引き出し線２４に接続されている。
【００２１】
導電性部材３０は内径側が陽極引き出し線２４に固定され外径側が円筒状陽極１４の上記他端側の一部１４ａに弾性的に接触している。導電性部材３０は円筒管１２に組み込まれていない状態ではその外径は円筒状陽極１４の内径より大きく円筒管１２に組み込まれている状態では外径が弾性圧縮されている。これにより、陽極引き出し線２４と円筒状陽極１４との電気的な接続が確保されている。
【００２２】
以上の構成を備えた実施の形態の電界放射型照明ランプ１０は、内部が狭くて細長い空間になっている円筒管１２を備えたタイプである。このような円筒管１２の狭く細長い内部空間にワイヤ状陰極１８は、円筒状蛍光体１６に非接触状態で一定の張力を持つ状態で安定して空中架設されている。
【００２３】
その一方で、円筒状陽極１４の引き出しに関しては、ワイヤ状陰極１８の他端側を円筒管１２の他端側に固定するのではなく、円筒管１２の他端側から延ばしてきた陽極引き出し線２４に絶縁部材２６を介して固定するようにしたから、ワイヤ状陰極１８を空中架設を行いながら、この陽極引き出し線２４に円筒状陽極１４を接続することが可能となる。
【００２４】
すなわち、実施の形態では、本来は、ワイヤ状陰極１８が円筒管１２の両端間に掛け渡されて架設されていたのをワイヤ状陰極１８と陽極引き出し線２４とを絶縁部材２６を介して接続して掛け渡すようにしたことにより、円筒管１２の狭くて細長い内部空間にワイヤ状陰極１８の空中架設と同時に円筒状陽極１４の引き出しが可能となったのである。
【００２５】
（他の実施の形態）
図４に他の実施の形態に係る電界放射型照明ランプ１０を示す。この実施の形態では、ワイヤ状陰極１８の両端を円筒管１２の両端側の陰極引き出しｐ線（陰極引き出し部）２０に接続固定してワイヤ状陰極１８を円筒管１２内の両端間に円筒状蛍光体１６に接触しないように一定の張力を持つ状態で空中架設する一方、円筒状陽極１４を円筒管に設けた開口３２を通じて外部に陽極引き出し線２４を介して引き出したものである。ただし、この開口３２は適宜の公知の手段で真空封止されている。
【００２６】
この実施の形態では、ワイヤ状陰極１８は従来と同様に円筒管１２の両端間に空中架設する一方で、円筒状陽極１４に関しては、直接、円筒管１２の開口３２を通じて外部に引き出しており、上記実施の形態とは異なり、ワイヤ状陰極１８と陽極引き出し線２４との接続が不要となり、より容易に円筒状陽極１４を外部に引き出すことができるようになる。
【００２７】
図５に他の実施の形態に係る電界放射型照明ランプ１０を示す。この実施の形態では、ワイヤ状陰極１８の両端を円筒管１２の両端側に接続固定して当該ワイヤ状陰極１８を円筒管１２内の両端間に円筒状蛍光体１６に接触しないように一定の張力を持つ状態で空中架設する一方、ワイヤ状陰極１８と円筒状陽極１４とを円筒管１２に設けた開口３４，３６を通じて外部に引き出したものである。ただし、この開口３４，３６は適宜の公知の手段で真空封止されている。
【００２８】
この実施の形態では、ワイヤ状陰極１８は従来と同様に円筒管１２の両端間に空中架設する一方で、上記実施の形態とは異なり、ワイヤ状陰極１８と円筒状陽極１４とを共に円筒管１２の開口３４，３６を通じて外部に引き出し、円筒管１２の外周面の電極３８，４０に接続している。そして、円筒管１２の両端にソケット４２，４４を挿入し、ソケット４２，４４内面の電極４６，４８にワイヤ状陰極１８と円筒状陽極１４とを接続することができるようになるなど、取り扱いの幅が拡大する。
【００２９】
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】
【００３０】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係る電界放射型照明ランプの外観を示す図である。
【図２】図２は図１の電界放射型照明ランプの断面図である。
【図３】図３は図２の要部を拡大して示す断面図である。
【図４】図４は他の実施の形態に係る電界放射型照明ランプの断面図である。
【図５】図５はさらに他の実施の形態に係る電界放射型照明ランプの部分切欠き断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  照明ランプ
１２  円筒管
１４  円筒状陽極
１６  円筒状蛍光体
１８  ワイヤ状陰極
１８ａ  導電性ワイヤ
１８ｂ  炭素膜
２０  陰極引き出し線
２２  接続固定片
２４  陽極引き出し線
２６  絶縁部材
２８  接続固定片
３０  導電性部材
３２  開口
【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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