JP2858803B2 - Low pressure discharge lamp - Google Patents
Low pressure discharge lampInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】 本発明は、低圧放電灯に係り、特にバックライト用蛍
光ランプのような細径の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
会編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、照明学会編のラ
イテ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〕 上記従来の熱陰極形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個の電極の両端に接続さ
れた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。さらに、放電電流が10mA以上
においては、寿命も短いという欠点があった。 本発明の目的は、管端部の構造が単純で、高効率で、
長寿命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、少なくとも金属板の凹みに水銀合金を装
着してなるペレット二個を凹みが対向するように設置し
てなる事を特徴とするいわゆる冷媒極を設けることによ
って達成される。さらに、上記ペレット間の距離dが0.
2mmから1.0mmの間にすることによりより高効率、長寿命
が得られ、前記ペレットの外表面の少なくとも一部に放
射率が0.5以上である物質を塗布することによりさらに
長寿命かが達成され、上記送的はよりいっそう達成され
る。 〔作用〕 少なくとも金属板の凹みに水銀合金を装着してなるペ
レット二個を凹みが対向するように設置した構造を特徴
とする電極を一対もうけると、グローが前記ペレットの
凹み間に作られた隙間にはいり、いわゆるホロー陰極効
果によって陰極降下電圧が低下し、陰極損失が低下する
ので、高効率の低圧放電灯が得られる。上記ペレット間
の距離dが0.2mm未満においてはすきまの部分の電圧降
下が大きくなって効率が低下し、1.0mmを越えると、水
銀と合金を形成する金属がスパッターリングによって飛
散するが、この金属がペレット間のすきまをとうりぬけ
てランプの管壁に付着し再び水銀と合金を形成するた
め、水銀が蒸発しなくなり寿命となる。すなわち、上記
ペレット間の距離dを0.2mmから1.0mmの間にすることに
よりより高効率、長寿命が得られる。更に、前記ペレッ
トを形成する金属板の外表面の少なくとも一部の放射率
を0.5以上にすると前記金属板からの熱の放射が大きく
なって、前記金属板の温度が低下し、陰極降下が存在す
るペレット間の希ガスの密度が大きくなり、従って陰極
から飛散した電極物質が陰極に押し戻されるため、陰極
の損耗が少なくなって長寿命電極が得られる。また、前
記水銀合金にジルコニウムを含むゲッターを混合する
と、ジルコニウムの仕事関数が比較的小さく、かつジル
コニウムが不純ガスを吸収するので高効率、長寿命が得
られる。 上記の効果は、放電用ガスの主成分を希ガスとし、希
ガスの原子量をMとするときTorrで表した希ガスの圧力
が280/M以上で2000/M以下にすることにより、よりいっ
そう達成される。 〔実施例〕 第1図に、本発明の第1の実施例を示す。その内面に
蛍光膜3が設けられた直管状の放電容器4の両端に、陰
極1,2が封入されており、陰極1,2はそれぞれ1本のリー
ド線5,6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という利点
は、放電管の内径が8mm以下の場合に、その効果が大に
なる。 第1図の実施例に使用した電極の縦断面図および水銀
合金を含んだペレットの正面図を、それぞれ第2図およ
び第3図に示す。幅3mmの鉄−ニッケル合金からなる金
属板11に設けられた凹み12内に水銀合金Ti3Hg13が保持
されている。電極は、水銀合金を保持している二つのペ
レットの接合部14を折り曲げ、水銀合金を保持する凹み
が対向するようにして形成される。ペレット間の距離d
は、金属板11,11′の面間の距離dで定義し、この実施
例では0.5mmに保持されている。また、金属板11,11′の
外側に放射率が0.8であるグラファイト15,15′が塗布さ
れている。 放電管1の内面の少なくとも一部に、蛍光体3が塗布
されている。蛍光体塗布膜3が存在する場合には、電極
1,2を挿入する際に電極1,2が蛍光体膜3に接触し蛍光体
が脱落したり、管端の黒化がより目だつので、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4を内径5.7mm、長さ270mmの
ソーダガラス管とし、内面に蛍光体3として希土類蛍光
体Y2O3:Eu,MgAl11O19:Ce,Tb、3Sr3(PO4)2・CaCl2の
混合物を塗布した。放電用ガスは、10Torrのアルゴンと
水銀蒸気である。水銀は、ペレットを高周波加熱によっ
て900℃にすることによって発生させた。 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、陰極降下電圧は、dが0.1mmの場合よ
り20%低下し、高効率蛍光ランプが得られた。また、水
銀と合金を形成する金属がスパッターリングによって飛
散するが、ペレット間のすきまが小さいので、外部にで
てくる量が少なく、管壁への付着量が少なく、更に、前
記ペレットを形成する金属板の外表面の放射率を0.8に
したので金属板からの熱の放射が大きくなって、前記金
属板の温度が低下し、陰極降下が存在するペレット間の
希ガスの密度が大きくなり、従って陰極から飛散した電
極物質が陰極に押し戻されるため、陰極の損耗が少なく
なり、以上の二つの効果から長寿命蛍光ランプが得られ
た。 第二の実施例は、第4図に示した如く、第一の実施例
の電極において二つのペレット間の距離dを実質的に0m
mにし、且つ、二つのペレットをずらして対向させて放
電は開口部20をとうして行ない、更に、水銀合金13,1
3′にジルコニウム、アルミニウムからなるゲッターを
混合したものである。更に、金属板11,11′の外面にコ
ージェライト(2MgO・2Al2O3・5SiO2)の粉末21,21′を
水ガラスをバインダーにして塗布したものである。通常
の鉄−ニッケル合金の波長数μm〜数十μmにおける放
射率が0.3以下であるのに対して、コージェライト21,2
1′の放射率は0.8程度はあるので、熱の放射が大きく、
金属板の温度が低下し、電極が長寿命になった。また、
コージェライト、水ガラスは電気絶縁物であるので、放
電始動時にグローは確実に二つの凹みの間に入り、安定
な放電が得られた。 水銀合金にジルコニウムを含むゲッターを混合したの
で、ジルコニウムの仕事関数が比較的小さく、かつジル
コニウムが不純ガスを吸収するので高効率、長寿命が得
られた。更に、この実施例では、ペレット間の距離を調
整する必要がないので、ランプの製造が簡単になるとい
う利点が生じる。 〔発明の効果〕 本発明によれば、寿命が長く、かつ高効率である低圧
放電灯が得られる。また、単純な管端構造の低圧放電灯
が得られ、製造方法が簡単になるという利点が生じる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low-pressure discharge lamp, and more particularly to a small-diameter low-pressure discharge lamp such as a fluorescent lamp for a backlight. [Prior Art] Hot cathode discharge lamps and cold cathode discharge lamps are described on pages 759 to 760 of the Illuminating Engineering Handbook (May 1978, Ohmsha) edited by the Illuminating Engineering Institute of Japan. A hot cathode fluorescent lamp is described on page 160 of the same document. The structure of the hot cathode is described on page 121 of the Writing Handbook (November 1987, Ohmsha) edited by the Illuminating Engineering Institute of Japan. [Problems to be Solved by the Invention] In the above-mentioned conventional hot-cathode low-pressure discharge lamp, in order to heat the electrodes by energization, two lead wires connected to both ends of one electrode are required, There is a drawback that the structure of the discharge tube becomes complicated. In particular, when the size of the discharge vessel is small, the above disadvantage is fatal. Further, the cold cathode type low-pressure discharge lamp has one lead wire per electrode, but has a disadvantage that the cathode drop voltage is high and the efficiency is low. Further, when the discharge current is 10 mA or more, the life is short. An object of the present invention is to provide a simple structure at the end of the tube, with high efficiency,
An object of the present invention is to provide a low-pressure discharge lamp having a long life. [Means for Solving the Problems] The above-mentioned object is to provide a so-called refrigerant electrode characterized in that at least two pellets obtained by mounting a mercury alloy in a recess of a metal plate are installed so that the recesses face each other. Achieved by: Furthermore, the distance d between the pellets is 0.
By setting the distance between 2 mm and 1.0 mm, higher efficiency and longer life can be obtained, and even longer life can be achieved by applying a substance having an emissivity of 0.5 or more to at least a part of the outer surface of the pellet. , The above-mentioned transmission is further achieved. [Operation] At least two pellets formed by mounting a mercury alloy in a recess of a metal plate and a pair of electrodes characterized by a structure in which the recesses are opposed to each other are provided, and a glow is formed between the recesses of the pellet. Since the cathode drop voltage is reduced due to the so-called hollow cathode effect and the cathode loss is reduced, a highly efficient low-pressure discharge lamp can be obtained. If the distance d between the pellets is less than 0.2 mm, the voltage drop in the gap becomes large and the efficiency decreases.If the distance d exceeds 1.0 mm, the metal that forms an alloy with mercury is scattered by sputtering. Penetrates through the gap between the pellets and adheres to the tube wall of the lamp to form an alloy with mercury again, so that the mercury does not evaporate and the life is extended. That is, by setting the distance d between the pellets between 0.2 mm and 1.0 mm, higher efficiency and longer life can be obtained. Further, when the emissivity of at least a part of the outer surface of the metal plate forming the pellet is set to 0.5 or more, heat radiation from the metal plate increases, the temperature of the metal plate decreases, and a cathode drop exists. Since the density of the rare gas between the pellets increases, and the electrode material scattered from the cathode is pushed back to the cathode, the wear of the cathode is reduced and a long-life electrode is obtained. Also, when a getter containing zirconium is mixed with the mercury alloy, the work function of zirconium is relatively small, and zirconium absorbs impurity gas, so that high efficiency and long life can be obtained. The above effect is further enhanced by setting the main component of the discharge gas to a rare gas and setting the rare gas pressure expressed in Torr to 280 / M or more and 2000 / M or less when the atomic weight of the rare gas is M. Achieved. Embodiment FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. Cathodes 1 and 2 are sealed at both ends of a straight discharge vessel 4 having a fluorescent film 3 provided on the inner surface thereof, and the cathodes 1 and 2 are connected to one lead wire 5 and 6, respectively. Since there is only one lead wire, the structure of the tube end of the discharge tube is simplified, and there is an advantage that the manufacture is simple. The advantage that the structure of the tube end is simple is great when the inner diameter of the discharge tube is 8 mm or less. FIGS. 2 and 3 show a vertical sectional view of the electrode used in the embodiment of FIG. 1 and a front view of a pellet containing a mercury alloy, respectively. A mercury alloy Ti 3 Hg 13 is held in a recess 12 provided in a metal plate 11 made of an iron-nickel alloy having a width of 3 mm. The electrode is formed such that the joint portion 14 of the two pellets holding the mercury alloy is bent so that the depressions holding the mercury alloy face each other. Distance d between pellets
Is defined by the distance d between the surfaces of the metal plates 11 and 11 ', and is maintained at 0.5 mm in this embodiment. Further, graphite 15, 15 'having an emissivity of 0.8 is applied to the outside of the metal plates 11, 11'. The phosphor 3 is applied to at least a part of the inner surface of the discharge tube 1. If the phosphor coating film 3 is present, the electrode
When the electrodes 1 and 2 are inserted, the electrodes 1 and 2 come into contact with the phosphor film 3 and the phosphor drops off, or the tube ends are more likely to be blackened. Therefore, one lead wire is provided for each electrode. Is particularly advantageous. In FIG. 1, a discharge tube 4 is a soda glass tube having an inner diameter of 5.7 mm and a length of 270 mm, and a rare earth phosphor Y 2 O 3 : Eu, MgAl 11 O 19 : Ce, Tb, 3Sr 3 as a phosphor 3 on the inner surface. PO 4 ) A mixture of 2 · CaCl 2 was applied. The discharge gas is 10 Torr of argon and mercury vapor. Mercury was generated by heating the pellets to 900 ° C. by high frequency heating. When the above-described low-pressure discharge lamp of the present invention was turned on with a discharge current of 30 kHz and 20 mA, the cathode drop voltage was reduced by 20% from the case where d was 0.1 mm, and a high-efficiency fluorescent lamp was obtained. In addition, the metal that forms an alloy with mercury is scattered by sputtering, but since the clearance between the pellets is small, the amount of the metal coming out is small, the amount of adhesion to the tube wall is small, and the pellets are formed. Since the emissivity of the outer surface of the metal plate is set to 0.8, the heat radiation from the metal plate increases, the temperature of the metal plate decreases, and the density of the rare gas between the pellets in which the cathode drop exists increases, Therefore, since the electrode material scattered from the cathode is pushed back to the cathode, wear of the cathode is reduced, and a long-life fluorescent lamp is obtained from the above two effects. In the second embodiment, as shown in FIG. 4, the distance d between the two pellets in the electrode of the first embodiment is substantially 0 m.
m, and the two pellets are displaced to face each other and discharge is performed through the opening 20. Further, the mercury alloys 13,1
3 'is mixed with a getter made of zirconium and aluminum. Moreover, in which the 'powder 21, 21 of the outer surface to cordierite (2MgO · 2Al 2 O 3 · 5SiO 2)' metal plates 11 and 11 was applied to the water glass binder. While the emissivity of a normal iron-nickel alloy at a wavelength of several μm to several tens of μm is 0.3 or less, cordierite 21,2
Since the emissivity of 1 'is about 0.8, heat radiation is large,
The temperature of the metal plate dropped, and the electrode had a longer life. Also,
Since cordierite and water glass are electrical insulators, the glow surely entered between the two depressions at the time of starting discharge, and a stable discharge was obtained. Since the getter containing zirconium was mixed with the mercury alloy, the work function of zirconium was relatively small, and high efficiency and long life were obtained because zirconium absorbed the impurity gas. Furthermore, this embodiment has the advantage that the manufacture of the lamp is simplified, since it is not necessary to adjust the distance between the pellets. According to the present invention, a low-pressure discharge lamp having a long life and high efficiency can be obtained. Further, a low-pressure discharge lamp having a simple tube end structure can be obtained, and there is an advantage that the manufacturing method is simplified.
第1図は本発明の一実施例の断面図、第2図および第4
図は本発明の実施例の電極の縦断面図、第3図は水銀合
金を保持しているペレットの正面図である。 1,2……電極、11,11′……金属板、13,13′……水銀合
金、15……グラファイト,21……コージライト,20……開
口。FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the present invention, and FIGS.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an electrode according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a front view of a pellet holding a mercury alloy. 1,2 ... Electrode, 11,11 '... Metal plate, 13,13' ... Mercury alloy, 15 ... Graphite, 21 ... Cordite, 20 ... Opening.
フロントページの続き (72)発明者 小川 壮一郎 東京都青梅市藤橋888番地 株式会社日 立製作所青梅工場内 (56)参考文献 特開 昭62−226555(JP,A) 特開 昭53−26484(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 61/24 H01J 61/067Continuation of the front page (72) Inventor Soichiro Ogawa 888 Fujibashi, Ome-shi, Tokyo Inside the Ome Plant of Hitachi Ltd. (56) References JP-A-62-226555 (JP, A) JP-A-53-26484 (JP) , A) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H01J 61/24 H01J 61/067
Claims (6)
してなるペレット二個を凹みが対向するように設置して
なる電極を有することを特徴とした低圧放電灯。1. A low-pressure discharge lamp comprising an electrode in which at least two pellets each having a mercury alloy mounted in a recess of a metal plate are installed so that the recesses face each other.
含んだゲッター物質を混合した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。2. The low-pressure discharge lamp according to claim 1, wherein a getter material containing at least zirconium is mixed with said mercury alloy.
の間にあることを特徴とする特許請求の範囲第1項ある
いは第2項記載の低圧放電灯。3. The distance d between the pellets is from 0.2 mm to 1.0 mm.
3. The low-pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the low-pressure discharge lamp is located between the discharge lamps.
させた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。4. The method according to claim 1, wherein said two pellets are opposed to each other by shifting said recesses.
The low-pressure discharge lamp according to any one of the paragraphs.
の原子量をMとするときTorrで表した希ガスの圧力が28
0/M以上で2000/M以下であることを特徴とする特許請求
の範囲第1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。5. When the main component of the discharge gas is a rare gas and the atomic weight of the rare gas is M, the pressure of the rare gas expressed in Torr is 28.
The low-pressure discharge lamp according to any one of claims 1 to 4, wherein the discharge pressure is not less than 0 / M and not more than 2000 / M.
射率が0.5以上である物質を塗布し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。6. A method according to claim 1, wherein a substance having an emissivity of 0.5 or more is applied to at least a part of the outer surface of said metal plate. 2. The low-pressure discharge lamp according to 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21291889A JP2858803B2 (en) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | Low pressure discharge lamp |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21291889A JP2858803B2 (en) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | Low pressure discharge lamp |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0377256A JPH0377256A (en) | 1991-04-02 |
JP2858803B2 true JP2858803B2 (en) | 1999-02-17 |
Family
ID=16630440
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21291889A Expired - Lifetime JP2858803B2 (en) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | Low pressure discharge lamp |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2858803B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6680571B1 (en) | 1997-05-22 | 2004-01-20 | Saes Getters S.P.A. | Device for introducing small amounts of mercury into fluorescent lamps |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2229290A1 (en) * | 1997-05-16 | 1998-11-16 | John T. Jankowski | Discharge lamp electrode |
DE102007033878A1 (en) * | 2007-07-20 | 2009-01-22 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Carrier element, on which a Hg-containing material is formed for attachment in a discharge lamp, and a method for its production and a discharge lamp with such a support element |
-
1989
- 1989-08-21 JP JP21291889A patent/JP2858803B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6680571B1 (en) | 1997-05-22 | 2004-01-20 | Saes Getters S.P.A. | Device for introducing small amounts of mercury into fluorescent lamps |
Also Published As
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JPH0377256A (en) | 1991-04-02 |
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