JPH027350A - 低圧放電灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱陰極を有する蛍光灯のような低圧放電灯に
関する。

〔従来の技術〕

熱陰極放電灯および冷陰極放電灯については、照明学会
間の照明ハンドブック（昭和５３年５月。

オーム社）の第７５９頁から第７６０頁に記載されてい
る。また、熱陰極形の蛍光灯については。

同じ文献の第１６０頁に記載されている。また、熱陰極
の構造については、照明学会間のライディングハンドブ
ック（昭和６２年１１月、オーム社）の第１２１頁に記
載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

放電電流が０．ＩＡ以下で、動作中の放電用ガスの圧力
が１００　Ｔｏｒｒ以下である。

上記従来の熱陰極最低圧放電灯においては、電極を通電
によって加熱するために、１個の電極につき２本のリー
ド線が必要であり、放電管の管端の構造が複雑になると
いう欠点があった。特に、放電容器の寸法が小さい場合
には、上記の欠点は致命的であった。また、冷陰極形低
圧放電灯は、リード線は電極１個につき１本であるが、
陰極降下電圧が高く、したがって効率が低いという欠点
があった。

なお、高圧水銀灯などのように、放電電流が０．５Ａ以
上で、動作中における放電用ガスの圧力が千Ｔ　ｏｒｒ
にもなるいわゆる高輝度放電灯においては、１個の熱陰
極に対して１個のリード線方式である。放電用ガスの圧
力が高く、かつ放電電流が大きいので、アークスポット
が安定に形成されるため、１個の熱陰極に対して１個の
リード線方式が可能になる。放電電流が０．１Ａ以下、
放電用ガスの圧力が１００　Ｔｏｒｒ以下であるような
低圧放電灯においては、アークスポットが安定に形成で
きないため、１個の熱陰極に対して１個のリード線方式
は実現されていない。

本発明の目的は、管端部の構造が単純で、かつ高効率で
ある低圧放電灯を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、熱陰極を使用し、かつ１個の熱陰極に対し
て１本のリード線を設ける方式によって達成される。上
記熱陰極は、熱電子放射物質（以後エミッターと記す）
を塗布した耐熱性の金属細線からなる多重コイルを、電
極芯枠で保持した構造である。上記金属細線の直径は、
寿命にわたってアークスポットを安定に形成するために
、５０μｍ以下が最適である。

なお、ここで言う熱陰極とは、陰極降下電圧が６０Ｖ以
下である電極であり、具体的には、二つの電極を１５−
＠以下の間隔で設置し、放電を行ったときの放電電圧（
実効値）が６０Ｖ以下になる電極である。

〔作用〕

本発明の低圧放電灯においては、１個の熱陰極に対して
１本のリード線が接続されるので、放電管の管端部が単
純になる。また、熱陰極なので、電極損失が小さく、高
効率が得られる。

〔実施例〕

第１図に、本発明の第１の実施例を示す、直管状の放電
容器１の両端に、熱陰極１０．１０’が封入されており
、熱陰極１０．１０’はそれぞれ１本のリード線１１．
１１’に接続されている。

リード線が１本なので、放電管の管端の構造が単純にな
り、製造が簡単であるという利点が生じる。

管端の構造が単純であるどう利点は、放電管の内径が８
ＩｎＩ１１以下の場合に、その効果が大になる。すなわ
ち、従来の低圧放電灯のように２本のリード線を用いた
熱陰極では、放電管内において２本のリード線によって
電極が支持されているわけであるから、電極と管壁との
距離が極端に小さくなる場合が生じ、その結果、管壁の
黒化が発生しやすくなる。さらに、放電管の内径が６ｍ
ｍ以下になると、２本のリード線が電気的に接触しやす
くなり、放電灯の製造はいよいよ困難になり、かつ放電
灯への電気的接続もかなり困難になる。以上のように、
リード線１本の方式は、放′Ｗ１管の管径が小さい場合
に特に利点が多くなる。

第１図の実施例に使用した電極を、第２図に示す。電極
芯枠１２によってエミッターを塗布した二重コイル１３
が支持されている。二重コイルの全屈素線の直径が５μ
ｍ以下なので、二重コイル部の熱容量が小さく、アーク
スポットは、電極芯枠１２ではなく、二重コイル１３上
に発生する。

電極芯枠にアークスポットが生じないので、電極芯枠の
材質としては、高輝度放電灯に使用されているようなタ
ングステン、タンタル、モリブデンのような高融点金属
を使用する必要がなく、融点が１４００℃以上であれば
充分である。電極芯枠の材質として、鉄、ニッケルおよ
び鉄、ニッケルを含んだ合金が、加工性の面から最適で
ある。

エミッターとしては、通常の放電灯に使用するものでよ
いが、Ｂａ、ＣａＷＯ，、ＬａＢ、。

５ＢａＯ”ＡＱ２０．．５ＢａＯ’２ＡＱ２０３”３Ｃ
ａＯ。

Ｂａ５ｒＣａＷＯ，を使用すると、電極に塗布してから
の脱ガスが容易であるという利点が生じる。

第１図に示したように、電極１０．１０’　を放電管１
の管軸と同軸に設けると、電極１０゜１０’　と放電管
１の管壁との距離が大きくなり、管端の黒化が発生しに
くいという利点が生じる。

電極１０．１０’　と放電管１とを同軸に設けることが
、放電管１の内径が８ｍｍ以下のものにおいて特に有利
になることは、前述の放電管１の内径限定の理由からも
自明である。

リード線１１．１１’　は放電管１の管軸と同軸に設け
られている。従来は放電管の管端に口金を設けたり、放
電管の管壁の一部を固定する方法などによって放電管を
光学的に一定な場所に設置していたが１本実施例のよう
に、リード線１１゜１１′と放電管１の管軸とが同軸の
場合には、リード線１１および１１′だけによって光学
的な位置ぎめが出き、すなわち、リード線だけでランプ
を固定できるという利点が生じる。

放電管１の内面の少なくとも一部に、蛍光体２が塗布さ
れている。蛍光体塗布膜２が存在する場合には、電極１
０．１０’　を挿入する際に電極１０．１０’が蛍光体
膜２に接触し蛍光体が脱落したり、管端の黒化がより目
たつので、一つの電極に１本のリード線を設けた方式が
、特に有利になる。

第１図において、放電管１を内径５．７ｍｍ、長さ２７
０ｍｍのソーダガラス管とし、内面に蛍光体２として希
土類蛍光体Ｙ、Ｏ，：　Ｅ　ｕ、ＭｇＡ　Ｑ　１１０１
ｇ　：　Ｃｅ　ｐ　Ｔ　ｂ　、　３　Ｓｒｓ　（ｐ　Ｏ
Ｊｇ”ＣａＣＯ２の混合物を塗布した。電極１０．１０
’は、電極芯枠１２とリード線１１とを同一の１本の線
とし、その材質はＮ：４２％、Ｃｒ：６％。

Ｆｅ　：　５２％である合金、直径は０．５Ｉｌｌｌと
し、その先端に直径２２μｍのタングステン線からなる
二重コイル１３を設けた。二重コイルの一部コイルの内
径はＱ、１３＋ｎｍ、ピッチ０．０６５ｍｍである。こ
の電極にエミッターとして、まず（Ｂａ。

Ｓ　ｒ、Ｃａ）Ｃｏ、を塗布し、これを真空中で１１０
０℃で加熱することによって（Ｂａ、Ｓｒ。

Ｃａ）Ｏを設け、これを空気中に５分間以上晒すことな
く放電管１の両端に封止込んだ。放電用ガスは、２０Ｔ
ｏｒｒのアルゴンと水銀蒸気である。

上記の本発明の低圧放電灯を３０ｋＨｚ、２０ｍＡの放
電電流で点灯したところ、電極１０゜１０′は陰極降下
電圧は１１ｖの熱陰極として安定に動作し、輝度は１２
０００ｎｔが得られ、冷陰極、光灯の約１．７倍の効率
が得られた。また、リード線１１．１１’だけによって
放電灯を固定するだけで、光学的に最適な位置を保つ事
ができた。このように、単純な支持枯造で光学的位置を
確保できるので、薄形化が強く要求される液晶用のバラ
クラに最適である。

本実施例においては、３０ｋＨｚの高周波で点灯した。

通常の熱陰極形の低圧放電灯においては４本の電線を必
要とするが、本発明の低圧放電灯においては２本のｆｒ
１線でよい、したがって、高周波雑音の放射が少ないと
いう利点が生じる。

第４図は、本発明の別の実施例の電極で、第３図に示す
ように電極芯枠１２に二重コイル１４を巻いたものをＡ
点で折りまげたものである。

第６図は、本発明の別の実施例の電極で、第５図に示す
ように電極芯枠１２に三重コイル１５を巻いたものをＡ
点で折り曲げたものである。

第４図および第６図の実施例においては、アークスポッ
トは、電極芯枠１２上には発生せず、熱容量の小さい二
重コイル１４あるいは三重コイル１５上に発生する。な
お、エミッターの塗布を第４図あるいは第６図のような
電極完成後に行うことにし、エミッターが電極芯枠には
塗布されないようにコイル１４または１５の約半周部分
にだけ塗布すれば、アークスポットはより確実に多重コ
イル上に形成される。

電極芯枠１２の材質を、Ｔｉ、Ｚｒを含んだ合金とする
と、電極芯枠１２はゲッター作用を有することになり、
エミッター等から発生した不純ガスを効果的に吸収する
ので、光束劣化が小さくなるという利点も生じる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、単）ｎな管端４１造の低圧放電灯が得
られ、製造方法が簡単になり、放電灯の取りつけも容易
になり、かつ高効率であるどう利点が生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２．４゜６図は
本発明の実施例の＠極の断面図、第３，５図は第４，６
図の電極の製作を説明するための断面図である。 １・・・放電管、１０．１０’・・・電極、１１．１１
’・・・リード線、１２．１２・・・電極芯枠。 ／、？：二ｔフ３ル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、放電容器内に少なくとも一対の熱陰極を有し、動作
   中における放電用ガスの圧力が１００Ｔｏｒｒ以下で、
   放電電流が０．１Ａ以下である低圧放電灯において、１
   個の熱陰極に対して１本のリード線を有することを特徴
   とする低圧放電灯。 ２、上記熱陰極の構造が金属細線からなる多重コイルに
   熱電子放射物質を塗布したものを熱極芯棒で保持した構
   造であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   低圧放電灯。 ３、上記金属細線の直径が５０μｍ以下であることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の低圧放電灯。 ４、上記放電容器が直管状であり、上記リード線が上記
   放電容器の管軸と同軸であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項から第３項までのいずれか１つの項に記載
   の低圧放電灯。 ５、上記熱陰極が上記放電容器の管軸と実質的に同軸で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第２項から第４項
   までのいずれか１つの項に記載の低圧放電灯。 ６、上記放電容器の内壁の少なくとも一部に蛍光体を設
   けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第５項
   までのいずれか１つの項に記載の低圧放電灯。 ７、上記放電容器の内径が８ｍｍ以下である事を特徴と
   する特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１
   つの項に記載の低圧放電灯。 ８、上記熱陰極の電極芯棒の材質が、鉄、ニッケルおよ
   び鉄、ニッケルを含んだ合金であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項から第７項までのいずれか１つの項
   に記載の低圧放電灯。