JPH0917376A

JPH0917376A - 蛍光ランプ用電極及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0917376A
Application number: JP15966895A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Sato; 啓介佐藤
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1995-06-26
Filing date: 1995-06-26
Publication date: 1997-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】始動時のグロー放電の時間を短くして長寿命
化を図る。【構成】底部１ａの周端に側壁１ｂを備えて筒状に形
成された金属カップ１と、高融点金属製であって金属カ
ップ１に収納され底部１ａと反対側に開口する筒状体４
とを有してなる蛍光ランプ用電極であって、金属カップ
１の側壁１ｂと筒状体４の間に、電子放射性物質２を充
填した。【効果】始動時のグロー放電期間中に、筒状体４では
ホロー陰極放電が生じて筒状体４が温められる。また、
筒状構造は正イオンをため易く輻射損失が少ないことか
らも筒状体４の温度が上昇し易い。このため、グロー放
電期間中に陰極が受けるイオン衝撃のほとんどを筒状体
４の内部に閉じ込められ、電子放射性物質２が短かい時
間で加熱されて熱電子放出温度に達し、グロー放電から
アーク放電に移行する時間が短くなって長寿命化が図れ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蛍光ランプ用電極、及
びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は、特開昭５７−９６４５３号公報
に開示された従来の蛍光ランプ用電極を示すものであ
り、この蛍光ランプ用電極は、冷陰極であって、有底筒
状の金属カップ１内に、電子放射性物質２を充填すると
共に、その電子放射性物質２中に、導電繊維３を分散さ
せて構成されたものである。

【０００３】このような蛍光ランプ用電極は、金属カッ
プ１内に電子放射性物質２を充填したものであるから、
蛍光ランプの熱陰極のようにフィラメント巻線に電子放
射性物質を充填したものに比べて、多量の電子放射性物
質２を担持できる。また、ランプ寿命と電子放射性物質
の量の間には、密接な相関関係があることは周知のこと
であるから、上述のような電極構造は、蛍光ランプの寿
命の伸長という点で、大きなメリットを有するものとい
える。

【０００４】しかしながら、一般に冷陰極は、熱陰極の
ように点灯初期に陰極に予熱電流を流して陰極に塗布さ
れた電子放射性物質を予熱して熱電子を放出させるため
のフィラメントを備えていないため、始動時に約５００
乃至５５０Ｖという高い始動電圧を必要とする。

【０００５】したがって、冷陰極の陰極加熱は、始動電
圧印加後のグロー放電状態において、陰極の前面側に形
成される陰極降下電圧で加速されたイオンが、陰極に衝
撃を与えることでなされる。この結果、電子放射性物質
が熱電子放出の動作温度に達し、グロー放電はアーク放
電に移行して、電極間に電流が流れ始めて蛍光ランプが
点灯する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように構成された従来の冷陰極の蛍光ランプ用電極にお
いては、グロー放電からアーク放電に移行する時間が約
１乃至２秒と長い。このグロー放電時間が長いというこ
とは、高い陰極降下電圧で加速された高速のイオンによ
る陰極材料のスパッタ量が増加することを意味し、この
ことにより陰極表面が汚染されて電子放射能力が低下し
たり、電子放射性物質２が飛散したり、陰極近傍の管壁
の黒化を招き、蛍光ランプの寿命を短くしてしまうとい
う問題点があった。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みてなされもの
であり、その目的とするところは、冷陰極の蛍光ランプ
用電極において、始動時のグロー放電の時間を短くして
長寿命化を図った蛍光ランプ用電極を提供することにあ
り、また、別の目的とするところは、その蛍光ランプ用
電極の製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、請求項１記載の発明にあっては、底部１ａ
の周端に側壁１ｂを備えて筒状に形成された金属カップ
１と、高融点金属製であって前記金属カップ１に収納さ
れ前記底部１ａと反対側に開口する筒状体４とを有して
なる蛍光ランプ用電極であって、前記金属カップ１の側
壁１ｂと前記筒状体４の間に、電子放射性物質２を充填
したことを特徴とするものである。

【０００９】また、請求項２記載の発明にあっては、請
求項１記載の蛍光ランプ用電極において、前記筒状体４
を、微細孔を備えた高融点金属で形成すると共に、該筒
状体４に電子放射性物質２を含浸させたことを特徴とす
るものである。

【００１０】また、請求項３記載の発明にあっては、請
求項１、または請求項２記載の蛍光ランプ用電極におい
て、前記筒状体４の外側に、該筒状体４に生ずる熱を前
記金属カップ１に充填された電子放射性物質２に伝導さ
せる熱伝導フィン４ａを設けたことを特徴とするもので
ある。

【００１１】さらには、請求項４記載の発明にあって
は、請求項１、乃至請求項３のうちの１つの請求項記載
の蛍光ランプ用電極において、筒状体４を、前記開口と
反対側に底板部４ｂを設けて有底としたことを特徴とす
るものである。

【００１２】また、請求項５記載の発明にあっては、請
求項４記載の蛍光ランプ用電極の製造方法であって、前
記金属カップ１に電子放射性物質２を充填した後に、前
記金属カップ１に、前記筒状体４を前記底板部４ｂ側か
ら圧入することを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】このように構成したため本発明は、請求項１記
載の発明にあっては、始動時のグロー放電期間中に、筒
状体４の内側の中空部では、筒状体４の一方側から発せ
られた電子が反対側の面に当たってそこを熱し、再び元
の面の近傍に反射されて戻るというホロー陰極放電が生
ずる。また、筒状構造は正イオンをため易く、輻射損失
が少ないことからも筒状体４の温度が上昇し易い。この
ことにより、グロー放電期間中に陰極が受けるイオン衝
撃のほとんどを筒状体４の内部に閉じ込めると共に、金
属カップ１内であって筒状体４の外側に充填された電子
放射性物質２が短かい時間で加熱されて熱電子放出温度
に達し、グロー放電からアーク放電に移行する時間が短
くなる。

【００１４】また、請求項２記載の発明にあっては、請
求項１記載の蛍光ランプ用電極の作用に加えて、始動時
のグロー放電期間中に、筒状体４に充填された電子放射
性物質２からも熱電子が放出されて蛍光ランプ用電極の
電子放出能力が向上し、金属カップ１内であって筒状体
４の外側に充填された電子放射性物質２がさらに短かい
時間で加熱されて熱電子放出温度に達し、グロー放電か
らアーク放電に移行する時間がさらに短くなる。

【００１５】また、請求項３記載の発明にあっては、請
求項１、または請求項２記載の蛍光ランプ用電極の作用
に加えて、熱伝導フィン４ａが、金属カップ１に充填さ
れた電子放射性物質２に筒状体４で生じた熱を効率良く
伝導させて、電子放射性物質２がさらに短かい時間で加
熱されて熱電子放出温度に達し、グロー放電からアーク
放電に移行する時間がさらに短くなる。

【００１６】さらには、請求項４記載の発明にあって
は、請求項１、乃至請求項３のうちの１つの請求項記載
の蛍光ランプ用電極の作用に加えて、筒状体４の内側に
電子放射性物質２が入りにくく、製造がし易い。

【００１７】また、請求項５記載の発明にあっては、請
求項４記載の蛍光ランプ用電極の製造方法であって、前
記金属カップ１に電子放射性物質２を充填した後に、前
記金属カップ１に、前記筒状体４を前記底板部４ｂ側か
ら圧入すれば、蛍光ランプ用電極が製造できて、製造の
作業性が良い。

【００１８】

【実施例】図１及び図２は、本発明の蛍光ランプ用電極
の第１の実施例を示すものであり、この蛍光ランプ用電
極は、金属カップ１と、電子放射性物質２、筒状体４、
及び導入線５とを有して構成されている。

【００１９】金属カップ１は、導電性を備えた金属製で
ある例えば鉄製であって、略円板状の底部１ａの周端に
円筒状の側壁１ｂが立設されて一方に開口するように形
成されてなり、その側壁１ｂの外面には、例えば銅線、
またはニッケルめっき鉄線で構成された一対の導入線５
が溶接されている。

【００２０】また、筒状体４は、例えばタンタル、また
はタングステン、またはモリブデン等の高融点金属製で
あって、略円板状の底板部４ｂの周端に円筒状の側板部
４ｃが立設されて一方に開口するように形成されてな
り、金属カップ１より小径であって略同じ高さを有する
カップ状とされている。

【００２１】そして、筒状体４は、金属カップ１の底部
１ａに筒状体４の底板部４ｂが略当接するように配設さ
れて金属カップ１に収納され、その金属カップ１内であ
って筒状体４の側板部４ｃの外側には、つまり、金属カ
ップ１の側壁１ｂと筒状体４の側板部４ｃの間には、例
えばタンタル酸バリウム等の電子放射性物質２が、筒状
体４の内部には浸入しないように、筒状体４の上端であ
る開口近傍まで充填されている。

【００２２】このように構成された蛍光ランプ用電極
は、図２に示すように内壁に蛍光体６ａが塗布されたガ
ラス製のバルブ６の両端近傍に配設され、バルブ６の内
部には水銀蒸気と希ガスであるアルゴンガスが充填され
て蛍光ランプとされている。そして、金属カップ１に充
填された電子放射性物質２は、通常の蛍光ランプと同様
に、バルブ６の排気工程で活性化処理をする。その活性
化処理の方法としては、例えば、バルブ６内にアルゴン
等の不活性ガスを流しながら、ホロー陰極放電を起こし
て筒状体４により加熱する方法や、電極部を誘電加熱し
て行う方法等がある。

【００２３】このホロー陰極放電とは、内部が中空の筒
状であって、そこに負グローが現れるようにしたホロー
陰極を用いた放電であって、一種のグロー放電と考えら
れるもので、このホロー陰極放電では、筒状体４の内側
の中空部で、筒状体４の側板部４ｃの一方側から発せら
れた電子が反対側の面に当たってそこを熱し、再び元の
面の近傍に反射されて戻るために、陰極の電子放出能力
が上がるというホロー陰極効果が生ずる。

【００２４】このように構成されているため、本実施例
における蛍光ランプ用電極においては、始動時のグロー
放電期間中に、筒状体４が小径であるために筒状体４の
内側の中空部では、筒状体４の側板部４ｃの一方側から
発せられた電子が反対側の面に当たってそこを熱し、再
び元の面の近傍に反射されて戻るというホロー陰極放電
が生じて、電子放出能力が向上する。また、円筒状構造
は正イオンをため易く、輻射損失が少ないことからも筒
状体４の温度が上昇し易い。このことにより、グロー放
電期間中に陰極が受けるイオン衝撃のほとんどを筒状体
４の内部に閉じ込めて、電子放射性物質２が直接、イオ
ン衝撃によるダメージを受けず、また、金属カップ１内
であって筒状体４の外側に充填された電子放射性物質２
が短かい時間で加熱されて熱電子放出温度に達し、グロ
ー放電から電子放射性物質２上に輝点を生ずるアーク放
電に移行する時間が約０．８秒と従来の１乃至２秒に比
べて短くなる。

【００２５】このため、グロー放電中のスパッタ量が減
少し、陰極表面の汚染による電子放出能力の低下や、電
子放射性物質２の飛散等を抑えることができ、冷陰極が
保持する電子放射性物質２が有効に消費されて、従来の
冷陰極に比べて約１．５倍、乃至２倍の寿命が得られ
る。また、筒状体４は一端が底板部４ｂにより遮蔽され
て有底の筒状とされており、製造時に筒状体４の内側に
電子放射性物質２が入りにくく製造がし易い。

【００２６】図３は、第１の実施例に示す蛍光ランプ用
電極の変形例を示すもので、第１の実施例において、筒
状体４が、金属カップ１に収納したときに金属カップ１
から突出するように、筒状体４の高さが高く形成された
もので、このように構成しても前記第１の実施例と同様
の効果を奏すると共に、製造時に筒状体４の内部に電子
放射性物質２がさらに入りにくくなり、さらに製造がし
易い。

【００２７】図４は、第１の実施例に示す蛍光ランプ用
電極の別の変形例を示すもので、第１の実施例におい
て、金属カップ１及び筒状体４を、それぞれ有底の角筒
状に形成したものである。このように構成しても前記第
１の実施例と略同様の効果を奏する。

【００２８】図５は、本発明の蛍光ランプ用電極の第２
の実施例を示すものであり、前記第１の実施例と異なる
点は筒状体４であり、他は前記第１の実施例と同様に構
成されている。

【００２９】筒状体４は、例えばタングステンを基体金
属とした微細孔を有する部材で形成され、有底の円筒状
であって、その微細孔にも金属カップ１内に充填される
ものと同種の電子放射性物質２が充填されて、いわゆる
含浸型電極とされている。

【００３０】このように構成されているため、本実施例
における蛍光ランプ用電極においては、前記第１の実施
例の効果に加えて、始動時のグロー放電期間中に、筒状
体４に充填された電子放射性物質２からも熱電子が放出
されて蛍光ランプ用電極の電子放出能力が向上し、金属
カップ１内であって筒状体４の外側に充填された電子放
射性物質２がさらに短かい時間で加熱されて熱電子放出
温度に達し、グロー放電からアーク放電に移行する時間
がさらに短くできて、さらに長寿命の蛍光ランプ用電極
が得られる。

【００３１】図６は、本発明の蛍光ランプ用電極の第３
の実施例を示すものであり、前記第１の実施例と異なる
点は、筒状体４の側板部４ｃの外側に筒状体４の熱を、
前記金属カップ１に充填された電子放射性物質２に伝導
させるための、筒状体４と同材質の複数の熱伝導フィン
４ａを設けた点であり、他は前記第１の実施例と同様に
構成されている。

【００３２】このように構成されているため、本実施例
における蛍光ランプ用電極においては、前記第１の実施
例の効果に加えて、熱伝導フィン４ａが、金属カップ１
に充填された電子放射性物質２に筒状体４に生じた熱を
効率良く伝導させて、電子放射性物質２がさらに短かい
時間で加熱されて熱電子放出温度に達し、グロー放電か
らアーク放電に移行する時間がさらに短くできて、さら
に長寿命の蛍光ランプ用電極が得られる。

【００３３】なお、本実施例においては、熱伝導フィン
４ａを、第１の実施例に示す筒状体４に設けたものとし
たが、本発明はこれに限らず、第２の実施例に示す筒状
体４に設けたものであっても良い。

【００３４】また、前記各実施例においては、筒状体４
を底板部４ｂを備えた有底のものとしたが、本発明はこ
れに限らず、両端に開口する筒状体を、金属カップ１の
底部１ａに接着したようなものであっても良い。

【００３５】図７は、本発明の蛍光ランプ用電極の製造
方法を示すもので、前記第１乃至第３の実施例に示すよ
うに有底の筒状体４を有する蛍光ランプ用電極の製造方
法を示すものである。

【００３６】つまり、まず同図(a) に示すように例えば
第１の実施例に示す金属カップ１（導入線は図示せず）
に、電子放射性物質２を所定量だけ充填する。その後
に、同図(b) に示すように筒状体４を開口の反対側であ
る第１の実施例における底板部４ｂ側から電子放射性物
質２に圧入させて同図(c) に示すような蛍光ランプ用電
極を得る。このような方法で製造されるため、電子放射
性物質２を充填した金属カップ１に、筒状体４を圧入す
るだけで蛍光ランプ用電極が製造できて、製造の作業性
が良い。

【００３７】なお、本実施例においては、図８に示すよ
うに筒状体４の先端である開口と反対側を細くした、例
えば円錐状とすれば、電子放射性物質２に圧入がし易く
なって、製造の作業性がさらに良くなる。

【００３８】

【発明の効果】このように本発明は、請求項１記載の発
明にあっては、始動時のグロー放電期間中に、筒状体の
内側の中空部では、筒状体の側面側の一方側から発せら
れた電子が反対側の面に当たってそこを熱し、再び元の
面の近傍に反射されて戻るというホロー陰極放電が生ず
る。また、筒状構造は正イオンをため易く、輻射損失が
少ないことからも筒状体の温度が上昇し易い。このこと
により、グロー放電期間中に陰極が受けるイオン衝撃の
ほとんどを筒状体の内部に閉じ込めると共に、金属カッ
プ内であって筒状体の外側に充填された電子放射性物質
が短かい時間で加熱されて熱電子放出温度に達し、グロ
ー放電からアーク放電に移行する時間が短くなり、長寿
命の冷陰極の蛍光ランプ用電極が得られる。

【００３９】また、請求項２記載の発明にあっては、請
求項１記載の発明の効果に加えて、始動時のグロー放電
期間中に、筒状体に充填された電子放射性物質からも熱
電子が放出されて蛍光ランプ用電極の電子放出能力が向
上し、金属カップ内であって筒状体の外側に充填された
電子放射性物質が、さらに短かい時間で加熱されて熱電
子放出温度に達し、グロー放電からアーク放電に移行す
る時間がさらに短くなって、さらに長寿命の冷陰極の蛍
光ランプ用電極が得られる。

【００４０】また、請求項３記載の発明にあっては、請
求項１、または請求項２記載の発明の効果に加えて、熱
伝導フィンが、金属カップに充填された電子放射性物質
に筒状体の熱を効率良く伝導させて、電子放射性物質が
さらに短かい時間で加熱されて熱電子放出温度に達し、
グロー放電からアーク放電に移行する時間がさらに短く
なって、さらに長寿命の冷陰極の蛍光ランプ用電極が得
られる。

【００４１】さらには、請求項４記載の発明にあって
は、請求項１、乃至請求項３のうちの１つの請求項記載
の発明の効果に加えて、筒状体の内側に電子放射性物質
が入りにくく、製造がし易い。

【００４２】また、請求項５記載の発明にあっては、前
記金属カップに電子放射性物質を充填した後に、前記金
属カップに、前記筒状体を前記底板部側から圧入すれ
ば、蛍光ランプ用電極が製造できて、製造の作業性が良
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蛍光ランプ用電極の第１の実施例を示
すものであり、(a) は縦断面の正面図、(b) は平面図で
ある。

【図２】同上の蛍光ランプ用電極をバルブ両端に保持さ
せた状態の正面図である。

【図３】同上の蛍光ランプ用電極の変形例を示す要部の
斜視図である。

【図４】同上の蛍光ランプ用電極の別の変形例を示す平
面図である。

【図５】本発明の蛍光ランプ用電極の第２の実施例を示
す縦断面の正面図である。

【図６】本発明の蛍光ランプ用電極の第３の実施例を示
す一部断面の正面図である。

【図７】本発明の蛍光ランプ用電極の製造方法を示すも
ので、(a) は金属キャップに電子放射性物質を充填する
工程の斜視図、(b) は筒状体を圧入する工程の斜視図、
(c) は圧入が完了した状態の斜視図である。

【図８】同上の蛍光ランプ用電極の変形例を示す縦断面
の正面図である。

【図９】従来の蛍光ランプ用電極を示す一部断面の斜視
図である。

【符号の説明】

１金属カップ１ａ底部２電子放射性物質４筒状体４ａ熱伝導フィン４ｂ底板部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】底部の周端に側壁を備えて筒状に形成さ
れた金属カップと、高融点金属製であって前記金属カッ
プに収納され前記底部と反対側に開口する筒状体とを有
してなる蛍光ランプ用電極であって、前記金属カップの
側壁と前記筒状体の間に、電子放射性物質を充填したこ
とを特徴とする蛍光ランプ用電極。
【請求項２】前記筒状体を、微細孔を備えた高融点金
属で形成すると共に、該筒状体に電子放射性物質を含浸
させたことを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ用電
極。
【請求項３】前記筒状体の外側に、該筒状体に生ずる
熱を前記金属カップに充填された電子放射性物質に伝導
させる熱伝導フィンを設けたことを特徴とする請求項
１、または請求項２記載の蛍光ランプ用電極。
【請求項４】前記筒状体を、前記開口と反対側に底板
部を設けて有底としたことを特徴とする請求項１、乃至
請求項３のうち１つの請求項記載の蛍光ランプ用電極。
【請求項５】請求項４記載の蛍光ランプ用電極の製造
方法であって、前記金属カップに電子放射性物質を充填
した後に、前記金属カップに、前記筒状体を前記底板部
側から圧入することを特徴とする蛍光ランプ用電極の製
造方法。