(57)【要約】【課題】発光効率に優れ、かつ長寿命の熱陰極蛍光ランプを提供する。【解決手段】熱陰極蛍光ランプは、両端にステム４が設けられた発光管（不図示）と、発光管の両端部に配置されたフィラメント２と、電子放射性物質であるエミッタ３と、を有する熱陰極蛍光ランプにおいて、絶縁性材料で形成され、各フィラメント２と各ステム４との間にそれぞれ配置された保持部材１をさらに有しており、エミッタ３は保持部材１およびフィラメント２によって保持されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に封止部が設けられた発光管と、該発光管の両端部に配置された電極と、電子放射性物質であるエミッタと、を有する熱陰極蛍光ランプにおいて、
絶縁性材料で形成され、各々の前記電極と、各々の前記電極に近接する前記封止部との間にそれぞれ配置された保持部材をさらに有しており、
前記エミッタは、前記保持部材および前記電極によって保持されていることを特徴とする熱陰極蛍光ランプ。
【請求項２】
前記絶縁性材料はセラミックスである、請求項１に記載の熱陰極蛍光ランプ。
【請求項３】
各々の前記保持部材はカップ状に形成され、開口部が互いに対向するように配置されており、
前記電極は各々の前記保持部材の内部に配置され、各々の前記保持部材の内部には前記エミッタが充填されている、請求項１または２に記載の熱陰極蛍光ランプ。
【請求項４】
前記電極は各々の前記保持部材に係合して配置されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の熱陰極蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱陰極蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は本発明に関連する熱陰極蛍光ランプの長手方向断面図である。この熱陰極蛍光ランプは、ガラスで形成された発光管１７と、発光管１７の両端に設けられた封止部であるステム１４と、各ステム１４にそれぞれ気密に挿通されたリード線１５と、発光管１７の内部に収容されたリード線１５の端部に取り付けられたフィラメント１２と、発光管１７の両端に取り付けられた口金１９と、を有している。フィラメント１２には電子放射性物質であるエミッタが塗布されている。発光管１７の内壁には蛍光体層１８が形成されており、発光管１７の内部には少量の希ガスおよび水銀が封入されている。
【０００３】
この熱陰極蛍光ランプは、発光管１７の両端から外側へ延びた各リード線１５の間に電圧が印加されると、フィラメント１２に塗布されたエミッタが熱電子を放出し、その熱電子が陰極から陽極へと移動する際に発光管１７内の水銀原子に衝突することにより水銀原子が紫外線を発し、その紫外線が発光管１７の内壁に形成された蛍光体層１８によって可視光に変換されることにより発光するように構成されている。
【０００４】
フィラメント１２は発光時に大きな熱を発するため、この熱によりステム１４が損傷を受けないように、フィラメント１２はステム１４から離した位置に配置されている。また、フィラメント１２の発熱によりこの熱陰極蛍光ランプの端部の口金１９等が過熱されて損傷を受けないように、ステム１４は発光管１７の内部へ大きく隆起するように形成されている。
【０００５】
フィラメント１２には、酸化バリウム（ＢａＯ），酸化カルシウム（ＣａＯ），酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）を主成分とする三元酸化物がエミッタとして塗布されている。この熱陰極蛍光ランプの製造工程におけるエミッタの塗布工程では、まずフィラメント１２に炭酸バリウム（ＢａＣＯ3），炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3），炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ3）を主成分とする三元炭酸塩粉末を有機溶剤によりペースト状にしたものがフィラメント１２に塗布される。その後、排気が行われフィラメント１２に通電されて加熱されることにより、有機溶剤が除去されるとともに、炭酸塩が酸化物に分解される排気電極活性（分解）工程を経て、塗布工程が完了する。
【０００６】
本願発明に関連する技術は、例えば、特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開平１１−３４５５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
熱陰極蛍光ランプは、環境の観点から、省エネルギー化を図ることにより二酸化炭素等の温室効果ガスの排出量を削減させることができるように構成されていることが望ましい。熱陰極蛍光ランプは、発光時の陽光柱の長さが長くなるように構成することにより、同等の電力で発光面を拡大できるため発光効率が向上し、省エネルギー化を図ることができる。発光時の陽光柱の長さを長くするためには、発光管の両端部のフィラメントをより離して配置させる必要がある。
【０００８】
また、熱陰極蛍光ランプを長寿命化することは、廃棄物の量を削減することにつながり省資源化に寄与するため、環境の観点から望ましい。熱陰極蛍光ランプは、発光時に電子放射性物質であるエミッタが消耗して枯渇することにより寿命を迎えることが多い。そのため熱陰極蛍光ランプを長寿命化するには、エミッタの量を増加させる必要がある。
【０００９】
図４に示す熱陰極蛍光ランプでは、上述のように、ステム１４が発光管１７の内部へ大きく隆起するように形成され、さらにフィラメント１２がステム１４から離した位置に配置されている。発光時の陽光柱の長さを長くするために、発光管１７の両端部のフィラメント１２を離して配置させると、フィラメント１２がステム１４や口金１９等に近接するので、フィラメント１２の発熱によってステム１４や口金１９等が過熱されることにより損傷を受ける場合がある。そのため、この熱陰極蛍光ランプは、発光管の長さを変更することなく、発光時の陽光柱の長さを長くすることにより発光効率を向上させることは困難である。
【００１０】
また、この熱陰極蛍光ランプは、フィラメント１２にエミッタが塗布されているが、保持されることができるエミッタの量はフィラメント１２の長さにより決まり、塗布されたエミッタの量が多すぎると、エミッタはフィラメント１２に保持されることができずにフィラメント１２から脱落してしまう。フィラメント１２は渦巻状などに形状が変更されることにより長く形成されることもできるが、フィラメント１２の形状が大きくなると、フィラメント１２の形状自体が不安定になるのみならず、フィラメント１２はリード線１５のみにより支持されているためリード線１５が変形することがある。これにより、フィラメント１２が蛍光体層１８に近接または当接することによって、フィラメント１２の発熱により蛍光体層１８が損傷を受けるなどの不具合が生じることがある。そのため、この熱陰極蛍光ランプではフィラメントはこのような不具合が生じない長さにとどめなければならない。このように、この熱陰極蛍光ランプでは、エミッタの量を大幅に増加させることにより長寿命化することは困難である。
【００１１】
また、この熱陰極蛍光ランプのエミッタの塗布工程では、炭酸塩粉末がペースト化され、炭酸塩ペーストがフィラメント１２に塗布され、次に排気電極活性（分解）工程にてフィラメント１２に通電されることにより炭酸塩が酸化物に分解される。この工程は、個々のフィラメント１２について別々に行う必要があるため生産性が良くない。
【００１２】
また、熱陰極蛍光ランプは、フィラメントにエミッタがなくなり寿命を迎えた際に、エミッタのなくなったフィラメントや発光管内のリード線から依然として放電が継続されることがある。熱陰極蛍光ランプの陰極降下電圧は、通常時は数１０Ｖであるところ、このような場合にはおよそ１００Ｖまで上昇する。そのため、このような場合には、コイル状の抵抗体であるフィラメントが大きなジュール熱を発し、これにより熱陰極蛍光ランプの端部が過熱されて損傷を受けることがある。そのため、熱陰極蛍光ランプは、フィラメントの発熱により損傷を受けにくいように構成されていることが望ましい。
【００１３】
また、熱陰極蛍光ランプは、発光中に、フィラメントを形成しているタングステン（Ｗ）等の物質や、エミッタ材料や、リード線を形成している金属材料が飛散し、それらが徐々にステムの表面に堆積する。ステムに挿通された２本のリード線は絶縁されているが、ステムの表面に導電性を有する飛散物質が堆積することにより、ステムの表面に堆積した飛散物質を介して２本のリード線が電気的に接続されることがある。このような状態で、熱陰極蛍光ランプが通電されると、ステムの表面の飛散物質に大きな電流が流れることによりジュール熱が発生し、ステムが過熱されて損傷を受けることがある。そのため、熱陰極蛍光ランプは、発光時にステムの表面に飛散物質が堆積することが防止できるように構成されていることが望ましい。
【００１４】
上述の問題点に鑑み、本発明は、発光効率に優れ、かつ長寿命の熱陰極蛍光ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の熱陰極蛍光ランプは、両端に封止部が設けられた発光管と、該発光管の両端部に配置された電極と、電子放射性物質であるエミッタと、を有する熱陰極蛍光ランプにおいて、絶縁性材料で形成され、各々の前記電極と、各々の前記電極に近接する前記封止部との間にそれぞれ配置された保持部材をさらに有しており、前記エミッタは、前記保持部材および前記電極によって保持されている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、発光効率に優れ、かつ長寿命の熱陰極蛍光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】
【００１７】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る熱陰極蛍光ランプの長手方向断面図、図２はその熱陰極蛍光ランプの電極部の拡大断面図およびその電極部のフィラメントを示した図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態に係る熱陰極蛍光ランプは、ガラスで形成された発光管７と、発光管７の両端部に配置された電極部１０と、発光管７の両端に取り付けられた口金９と、を有している。発光管７は、電極部１０に備えられたステム４が封止部として発光管７の両端に取り付けられて封止されている。発光管７の内壁には蛍光体層８が形成されており、発光管７の内部には少量の希ガスおよび水銀が封入されている。
【００１９】
また、図２に示すように、本実施形態に係る熱陰極蛍光ランプの電極部１０は、各ステム４にそれぞれ２本ずつ気密に挿通されたリード線５と、絶縁性および耐熱性を有するセラミックスでカップ状に形成され、発光管７の内側両端部に収容された保持部材１と、渦巻状に形成され各保持部材１の内部にそれぞれ収容されたフィラメント２と、各保持部材１の内部にそれぞれ充填されたエミッタ３と、発光管７の両端から外側に延びた端部が封止された排気管６と、を有している。
【００２０】
保持部材１は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）やジルコニア（ＺｒＯ2）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などのセラミックスで形成されている。保持部材１を形成する材料は絶縁性および耐熱性を有していればセラミックスでなくてもよい。図１に示すように、保持部材１は開口部が互いに対向するように発光管７の両端部に配置されている。保持部材１はステム４に支持された２本のリード線５に挿通されることにより保持されている。
【００２１】
フィラメント２は、純タングステンやレニウム（Ｒｅ）添加タングステンなどで、渦巻状に形成されており、リード線５の端部に取り付けられて保持部材１の内部に収容されている。
【００２２】
エミッタ３としては、アルミン酸バリウム（ＢａＡｌ2Ｏ4）を含むアルカリ土類アルミン酸塩などの電子放射性物質が用いられる。エミッタ３は、例えば、粉末の状態で、フィラメント２が収容された保持部材１内に充填され、水素炉で加熱焼成されるなどの方法により保持部材１内に固着される。この熱陰極蛍光ランプは、エミッタ３がカップ状の保持部材１の内部に充填されていることにより、エミッタがフィラメントに塗布されている熱陰極蛍光ランプに比べて、格段に多くのエミッタを保持することができる。このようにこの熱陰極蛍光ランプは長寿命化されている。
【００２３】
また、エミッタ３は、フィラメント２を保持部材１内に固定してフィラメント２の形状を維持する働きもしており、フィラメント２が渦巻状に長く形成されていても保持部材１内に安定して保持される。
【００２４】
また、この熱陰極蛍光ランプでは、エミッタ３を保持部材１に充填する工程を多量に一括して行うことができるため、エミッタをフィラメントに個別に塗布する工程を有する熱陰極蛍光ランプに比べて生産性の向上が図れる。
【００２５】
また、この熱陰極蛍光ランプでは、フィラメント２が発する熱がステム４側に伝わることを保持部材１が抑制しており、フィラメント２の発熱によってステム４や口金９等が過熱されることが防止されている。したがって、この熱陰極蛍光ランプでは、フィラメント２をステム４に近い位置に配置させ、また、ステム４の発光管７の内部への隆起を低くすることが可能である。これにより、この熱陰極蛍光ランプでは、両端部のフィラメント２間の距離を長くすることができ、その分、発光時の陽光柱の長さを長くすることができるため発光効率が向上する。
【００２６】
また、この熱陰極蛍光ランプは、ステム４に近い位置にフィラメント２が配置されているので、リード線５の、ステム４とフィラメント２とをつないでいる部分の長さが短い。そのため、リード線５は大きく変形することがなく、フィラメント２および保持部材１を安定して保持することができる。
【００２７】
また、この熱陰極蛍光ランプは、フィラメント２とステム４との間のステム４に近接した位置に保持部材１が配置されているので、発光中にフィラメント２やエミッタ３から飛散する物質がステム４の表面に堆積することが抑制されている。これにより、この熱陰極蛍光ランプでは、ステム４に挿通された２本のリード線５がステム４の表面を介して電気的に接続されることが防止されている。
【００２８】
また、この熱陰極蛍光ランプは、フィラメント２が発する熱がステム４側に伝わることを保持部材１が抑制しており、フィラメント２にエミッタがなくなり寿命を迎えた際に、エミッタがなくなったフィラメント２から依然として放電が継続された場合にも、フィラメント２の発熱によりステム４や口金９等が損傷を受けにくい。
【００２９】
なお、本実施形態に係る熱陰極蛍光ランプは、封止部としてフレア形状のステム４を備えているが、封止部としてガラスビーズ等の他の部材を備えていても同様の効果を得ることができる。
（第２の実施形態）
図３は本発明の第２の実施形態に係る熱陰極蛍光ランプの電極部の拡大断面図およびその電極部のフィラメントを示した図である。本実施形態に係る熱陰極蛍光ランプは、ディスク状に形成された保持部材１ａと、保持部材１ａに係合して配置されたフィラメント２ａと、フィラメント２ａを覆うように保持部材１ａに固着されたエミッタ３ａと、を有している。なお、本実施形態に係る熱陰極蛍光ランプは、以下に示す構成以外は第１の実施形態に係る熱陰極蛍光ランプと同様に構成されている。
【００３０】
保持部材１ａは、絶縁性および耐熱性を有するセラミックスでディスク状に形成されている。この熱陰極蛍光ランプでは、エミッタ３ａがフィラメント２ａのみでなく保持部材１ａにも保持されているため、エミッタがフィラメントに塗布されている熱陰極蛍光ランプに比べて多くのエミッタを保持することができる。
【００３１】
また、この熱陰極蛍光ランプでは、フィラメント２ａが保持部材１ａに係合していることによりフィラメント２ａの形状が維持されており、フィラメント２ａが渦巻状に長く形成されていても安定して保持される。
【００３２】
なお、本実施形態に係る熱陰極蛍光ランプでは、エミッタ３ａが保持部材１ａに固着されて保持されているが、エミッタはフィラメント２ａに塗布されることにより保持されていてもよい。この場合でも、本熱陰極蛍光ランプは、フィラメント２ａが渦巻状に長く形成されており、かつ保持部材１ａがエミッタを保持する補助的な働きをするため、より多くのエミッタを保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る熱陰極蛍光ランプの長手方向断面図である。
【図２】図１に示した熱陰極蛍光ランプの電極部の拡大断面図およびその電極部のフィラメントを示した図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る熱陰極蛍光ランプの電極部の拡大断面図およびその電極部のフィラメントを示した図である。
【図４】本発明に関連する熱陰極蛍光ランプの長手方向断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１，１ａ        保持部材
２，２ａ        フィラメント
３，３ａ        エミッタ
４      ステム
５      リード線
６      排気管
７      発光管
８      蛍光体層
９      口金
１０    電極部
【図１】
2009170298.tif 000003
【図４】
2009170298.tif 000004
【図２】
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【図３】
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