放電ランプ
【課題】 電極ヘッドにエミッタ含浸の焼結金属を用いても、スパッタによるガラスバルブの黒化を抑制して、発光効率が高くしかも長寿命である冷陰極蛍光ランプ等の放電ランプを提供すること。
【解決手段】 放電ランプ１１の記電極ヘッド３を、円筒カップ部位形状部位４の内径をＲとし、円筒カップ部位４の開口部側に形成されたエミッタを含浸させていない領域の軸方向の長さをＬとすると、Ｌ＞Ｒの関係にする。
【解決手段】 放電ランプ１１の記電極ヘッド３を、円筒カップ部位形状部位４の内径をＲとし、円筒カップ部位４の開口部側に形成されたエミッタを含浸させていない領域の軸方向の長さをＬとすると、Ｌ＞Ｒの関係にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ等のバックライト光源に用いる、多孔質焼結金属からなる電極ヘッドを用いた冷陰極蛍光ランプ等の放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶のバックライトや、複写機やファクシミリやスキャナ等のＯＡ機器における原稿読み取り部の光源に、放電ランプである小型の蛍光ランプ（電極ヘッド蛍光ランプ）が使用されていることが多い。これらのＯＡ機器では、応用の拡大化や普及に伴って、高性能、高効率化、多機能化、小形化あるいは長寿命化などが要求されている。このような要求に対応して、バックライト用光源としての蛍光ランプについても必然的に、高効率化や長寿命化や小型化などの性能の向上が要望されている。
【０００３】
図１６（ａ）および（ｂ）は、バックライト用光源として、従来使用されている冷陰極蛍光ランプの概略構成を示すもので、図１６（ａ）は全体の側断面図、図１６（ｂ）は電極ヘッド封装領域の拡大側断面図である。図１６（ａ）および（ｂ）において、ガラスバルブ３１は、内壁面に紫外線による刺激で発光する蛍光体層３２が設けられ、かつネオンやアルゴンなどの稀ガスおよび水銀を放電媒体として封入されている。ガラスバルブ３１の両端部には対向して封止導入された一対のリード線３３、３３が設けられている。ガラスバルブ１の内部のリード線３３、３３の対向する先端部には、それぞれ、リード線３３、３３に電気的に接続された電極ヘッド（冷陰極ヘッド）３４、３４が配設されている。
【０００４】
ガラスバルブ３１は、内径φ１．２〜４．８ｍｍ程度、長さ４０〜８００ｍｍ程度である。また、そのガラスバルブ３１の内部には、例えば、０．５〜２．０ｍｇ／ｃｍ３程度の水銀および６０〜１５０Ｔｏｒｒ程度の稀ガスが放電媒体として封入されている。
【０００５】
また、電極ヘッド３４は、たとえば内径φ０．６〜１．７ｍｍ程度、肉厚０．１〜０．２ｍｍ程度、長さ２〜３ｍｍ程度の円筒体（例えば、ニッケル製円筒体）３４ａと、この円筒体３４ａの内部に、外面にエミッタ物質（電子放射性物質）を塗布・焼き付けした中心部材３４ｂとで構成されている。
【０００６】
そして、これら電極ヘッド３４とリード線３３との接合は、構成部材である円筒体３４ａの縮径部に、封止導入された一対のリード線３３の先端部を挿入・嵌合し、レーザ光の照射による溶接（例えば特許文献１を参照）や、ろう材にＭｏ（モリブテン）−Ｒｕ（ルテニウム）を用いたろう付け（例えば特許文献２を参照）等の手段により、電気的に接続され、かつ、機械的に接合固定されている。
【０００７】
つまり、リード線３３、３３を介して電極ヘッド３４、３４に所要の電圧を印加して、電極ヘッド３４、３４を放電電極として機能させている。なお、中心部材３４ｂは、熱電子の放出を高め長期寿命を得るためのもので、一般的に、バリウム化合物、イットリウム化合物、ランタン化合物などの電子放出性の物質（エミッタ物質）を主体とした素材で形成されている。これらの構成で、エミッタ層３４ｂを担持す一対の電極ヘッド３４、３４に、リード線３３、３３を介して通電すると紫外線が放射され、この紫外線を蛍光体層３２によって可視光に変換して、冷陰極蛍光ランプとして機能する。
【０００８】
また、電極ヘッドのエミッタ物質が点灯中（放電中）に飛散し、使用時間の経過と共に枯渇するのを防ぐ為に、空孔を設けた多孔質焼結金属で形成された電極ヘッドに、エミッタ物質を含浸させた構造も開示されている。
【０００９】
例えば、図１７に構造を示すように、ガラスバルブ４０の内部の焼結体（焼結金属）からなる電極ヘッド４３は円筒形に形成されており、中央部に形成された中空部４５が形成されている。この中空部４５の先端は放電空間２に向かって開口されている。また、中空部４５の後端には電極軸４１の先端が挿入されて固定されている。なお、電極軸４１の先端は電極ヘッド４３の中空部４５に対し中空部４５の軸方向の全長の半分以下の範囲に差し込まれている。（例えば特許文献３を参照）
なお、焼結電極としては、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニオブ（Ｎｂ）等の高融点金属を単体あるいは混合して用いている。この種の高融点金属の焼結電極は、全体に亘り多数の気孔（空気孔）が形成されているので、多数の空孔部にエミッタ物質を含浸させるようにすれば、電極で保持できるエミッタ物質の量が多くなり、電極の表面でエミッタ物質が消失しても内部の空孔部に保持されたエミッタが表面に電子を供給して補充するので、長期に亘り良好なエミッタ物質の作用を維持することができる。
【００１０】
しかも、高融点金属からなる焼結金属は、円柱形などのような団塊形状をなしているので電極の体積が大きくなり、熱容量も大きくなるので、電極温度の上昇を抑制し、電極物質の飛散を防止することができる。それにより、蛍光灯のバルブの早期黒化を防止することができる。（例えば特許文献３を参照）
【特許文献１】特開２００３−２７２５２０号公報 （段落番号００２５〜００２６）
【特許文献２】特開２０００−２１５８８４４号公報 （段落番号００２８）
【特許文献３】特開平６−５２８２８号公報 （段落番号００１６、段落番号０００４〜０００５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のような焼結金属の電極ヘッドに、エミッタ物質を含浸させたエミッタ含浸の焼結電極（電極ヘッド）は、原理的には、蛍光ランプの電圧を下げることができるので、消費電力が少なく、発光効率が高いという利点を有している。しかしながら、実際に製造した蛍光ランプを連続的に点灯させておくと、数百時間で電極付近のガラスバルブに黒化が発生し、発光効率が低下するという問題が生じている。
【００１２】
通常、焼結金属は空孔を作るために、タングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）のような高融点材料と共に、ニッケル（Ｎｉ）や鉄（Ｆｅ）や銅（Ｃｕ）のような低融点材料を使用して製造されている。低融点材料は、総じてスパッタしやすい性質がある。蛍光ランプでは、点灯中（放電中）に主にイオンの衝突によってスパッタが発生する。その際、スパッタされた材料は、電極近傍のガラスバルブに付着してガラスバルブに黒化が発生すると考えられる。ガラスバルブに黒化が発生すると、蛍光体の発光を妨げられて蛍光ランプの発光効率が低下する問題が生じる。そのため、スパッタされた材料がガラスバルブに付着しにくい手段の開発が望まれている。
【００１３】
本発明はこれらの事情にもとづいてなされたもので、電極ヘッドにエミッタ含浸の焼結金属を用いても、スパッタによるガラスバルブの黒化を抑制して、発光効率が高くしかも長寿命である冷陰極蛍光ランプ等の放電ランプを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、内壁面に蛍光体層が設けられ、かつ希ガスおよび水銀が封入されたガラスバルブと、このガラスバルブの両端部にそれぞれ封装されたリード線に固定されて該ガラスバルブの内部に配置された円筒カップ形状で、かつ該円筒カップ形状部位の底部側の所定領域の空孔部にエミッタ物質を含浸させた多孔質の金属焼結体からなる一対の電極ヘッドを具えた放電ランプであって、
前記電極ヘッドは、円筒カップ形状部位の内径をＲとし、該円筒カップ形状部位の開口部側に形成されたエミッタを含浸させていない領域の軸方向の長さをＬとすると、Ｌ＞Ｒの関係にあることを特徴とする放電ランプ。
【００１５】
また本発明によれば、前記電極ヘッドは、前記円筒カップ形状部位の開口部には中心部に通過孔が形成された円板状の雲母あるいは絶縁性のセラミックによる円板が装着されていることを特徴とする放電ランプである。
【００１６】
また本発明によれば、内壁面に蛍光体層が設けられ、かつ希ガスおよび水銀が封入されたガラスバルブと、このガラスバルブの両端部にそれぞれ封装されたリード線に固定されて該ガラスバルブの内部に配置された円筒カップ形状で、かつ空孔部にエミッタ物質を含浸させた多孔質の金属焼結体からなる一対の電極ヘッドを具えた放電ランプであって、
前記電極ヘッドは、前記円筒カップ形状部位の開口部の側面と入口部および外周面の少なくとも一方が、不導体のコーティングまたはセラミック材の溶射がなされていることを特徴とする放電ランプである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電極ヘッドにエミッタ含浸の焼結金属を用いても、スパッタによるガラスバルブの黒化を抑制して、発光効率が高くしかも長寿命である冷陰極蛍光ランプ等の放電ランプを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。なお、図２以下の図面で図１と同一機能箇所には同一符号を付している。また、その個々の説明は重複を避けるために省略する。
【００１９】
発明者は、蛍光ランプ（放電ランプ）のガラスバルブの電極近傍に黒化が発生するという問題の対策のために、エミッタ物質含浸の焼結金属を用いた電極ヘッドを具備した蛍光ランプについて、点灯中の放電状態の様子を詳細に観察した。その結果。ガラスバルブの黒化は電極ヘッドのスパッタリングによるものであることをつき止めた。つまり、電極ヘッドの円筒カップの内径部位の深部に放電の起点がる場合は、電極ヘッドの近傍のガラスバルブの黒化は少ない。それに対して、円筒カップ部位の内径部位の浅部に放電の起点がある場合は、電極ヘッドの近傍の黒化が激しくなることを確認した。
【００２０】
以下に、蛍光ランプの放電の際の電子密度分布について説明する。図１は、蛍光ランプにおける理想的な放電の際の電子密度分布における電子密度分布高領域のイメージの説明図で、電子密度分布高領域５ａを電極ヘッドの断面との関係で示すと、理想的な放電の際は、放電は一端側にリード線１が固定され他端側が開口２している円筒カップ形状の電極ヘッド３の円筒カップ形状部位４の内径部位４ａの深部（開口２と反対側）で発生（起点Ｐ１）し、電子密度分布高領域５ａは開口２から緩やかに外部に向かって広がっている。
【００２１】
一方、図２は、ガラスバルブ（不図示）が短時間で黒化する場合の説明図で、内径部位４ａの浅部（開口２の近傍）に放電の起点がある場合の電子密度分布高領域５ｂのイメージを電極ヘッド３の断面との関係で示している。この場合、放電は、電極ヘッド３の内径部位４ａの浅部で発生（起点Ｐ２）し、電子密度分布高領域５ｂは電極ヘッド３の外部で急激に広がっている。
【００２２】
また、図３は、短時間で電極ヘッド３近傍のガラスバルブ（不図示）が黒化する場合の説明図で、電極ヘッド３の外周に放電の起点がある場合のイメージを、電子密度分布高領域５ｃと電極ヘッド３の断面との関係で示している。この場合は、放電の起点Ｐ３が電極ヘッド３の外部に発生するので、電子密度分布高領域５ｃは近傍のガラスバルブへ向かって一気に広がっている。
【００２３】
これらのことから、放電の起点Ｐｎが電極ヘッド３の円筒カップ形状部位４の内径部位４ａのできるだけ深部（底部側）になるようにすることが、ガラスバルブの黒化を抑制するのに効果的であることがわかる。
【００２４】
また、電極ヘッド３の内径部位４ａの浅部に放電の起点Ｐ２が生じている場合でも、図４に模式図を示したように、電極ヘッド３の近傍のガラスバルブへのスパッタが激しくなるのを防ぐためには、電極ヘッド３の円筒カップ形状部位４の内径部位４ａの内径よりも小さい孔６が空いたセラミック材の蓋７で、内径部位４ａの開口２に蓋をすることが電子密度分布高領域５ｎのなだらかな形成に効果的であることも確認した。
【００２５】
ただ、内径部位４ａの開口２に蓋をする場合、焼結金属の電極ヘッド３とセラミック材の蓋７との接合は、材質的に直接に溶接することができないので、通常は、図５（ａ）に、外観正面図、（ｂ）にＢ1−Ｂ2断面の正面図、（ｃ）に外観側面図を示すように、電極ヘッド３構造の模式図を示したように、セラミック蓋７を保持するために補助部品として金具８を用いて固定している。ただし、発明者は、補助部品を用いることが無くても、セラミック材の蓋７を固定する手段についての後述する解決策も見出した。
【００２６】
以下に、これらの知見に基づいている本発明の蛍光ランプについて説明する。
【００２７】
図６は本発明の一例を示す蛍光ランプの一部切欠側面図である。
【００２８】
放電ランプである蛍光ランプの一例は、直管形でランプ電流が３０ｍＡ以下の蛍光ランプ１１で、軟質ガラスや硬質ガラスからなる管状のガラスバルブ１２は、例えば、外径φ４ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのガラス管で、ガラスバルブ１２の両端に形成されたそれぞれの封止部にはリード線１３が気密に封装されている。ガラスバルブ１２の内部のリード線１３の先端には、円筒カップ形状部位４の電極ヘッド３が固着されている。
【００２９】
また、ガラスバルブ１２の内壁面にはたとえば青色、緑色、赤色に発光領域を有する蛍光体を混合した３波長形の蛍光体被膜１０がコーティングにより形成され、ガラスバルブ１２の内部には、大気を排気した後に、水銀Ｈｇや希ガスである、例えば、Ｘｅ（キセノン）約９０容積％−Ｈｅ（ヘリウム）約１０容積％の混合希ガスが約１００Ｔｏｒｒで封入されている。
【００３０】
このような構成の蛍光ランプ１１を、通常の高周波点灯回路（不図示）に接続し通電すると、電極ヘッド３の先端表面に存在している電子放射性物質が電子放射をして両電極ヘッド３、５間で放電する。そして、Ｘｅなどの希ガスが発光し紫外線を発し、この紫外線をガラスバルブ１２の内壁面の蛍光体被膜７が受け励起して所定の可視光をガラスバルブ１２の外に放射する。
【００３１】
次に、電極ヘッド３について説明する。電極ヘッド３は、空孔率３０％以上の空孔（不図示）を有する疎な金属焼結体の多孔質焼結金属が用いられており、空孔には、熱電子放射源として電子放射性物質（エミッタ物質）が含浸されている。また、電極ヘッド３は、全体が円筒カップ形状の円筒カップ形状部位４に形成されており、この形状によってホローカソードの機能が得られるようになっている。
【００３２】
多孔質焼結金属の電極ヘッド３は、エミッタ物質（電子放射性物質、不図示）を空孔に多量に含有しているので、点灯時間の経過によるエミッタ物質の消耗は、電極ヘッド３の表面に存在しているものに限らず、電極ヘッド３の表面側から内部へと徐々に移行して電極ヘッド３の内部から供給され、放電を長期に亘り持続できて長寿命化が可能になる。
【００３３】
しかも、図７（ａ）に、外観正面図、（ｂ）にＡ1-Ａ２断面の正面図、（ｃ）に外観側面図を示すように、電極ヘッド３におけるエミッタ物質含浸領域１４は、電極ヘッド３の円筒カップ形状部位４の底部側の所定領域で、その内径をＲとし、円筒カップ形状部位４の開口部側に形成されたエミッタ物質を含浸させていない領域１５の軸方向の長さをＬとした時、Ｌ＞Ｒの関係になるように形成している。
【００３４】
図８は、この関係での放電の様子を示した模式図である。放電の起点Ｐ４は、エミッタ物質含浸領域１４の端部に生じるので、電極ヘッド３の先端（浅部）が放電の起点となることはなく、放電の起点Ｐ４は、電極ヘッド３の内径部位４ａの先端（浅部）よりも内部に形成され電子密度分布高領域５ｄは、緩やかに外部に広がっている。したがって、電子密度分布高領域５ｄに対応したスパッタによる電極ヘッド３の近傍のガラスバルブ１２の黒化を確実に抑制することができる。
【００３５】
なお、電極ヘッド３に用いられている多孔質焼結金属としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）やタングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）を用いており、これは単体でも混合でもよい。また電極ヘッド３の導電性を損なわなければ不導体を混合してもよい。
【００３６】
なお、多孔質焼結金属の組成材料は、外にも、高融点金属群としてＮｂ（ニオブ）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｔａ（タンタル）、Ｒｅ（レニウム）、Ｏｓ（オスミウム）などが、また、還元作用を有する金属群としてＭｇ（マグネシウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｓｉ（ケイ素）、Ｚｒ（ジルコニウム）等を用いることができる。
【００３７】
電子放射性物質（エミッタ物質）としては、外にも、アルカリ土類金属群のＣａ（カルシウム）、Ｓｒ（ストロンチウム）、Ｂａ（バリウム）、Ｒａ（ラジウム）等の単体あるいは化合体を用いることができる。
【００３８】
また、ガラスバルブ１２の内壁面にはたとえば青色、緑色、赤色に発光領域を有する蛍光体を混合した３波長形の蛍光体被膜が形成され、ガラスバルブ１２の内部には、水銀Ｈｇや希ガスである例えば、Ｘｅ（キセノン）約９０容積％−Ｈｅ（ヘリウム）約１０容積％の混合希ガスが約１００Ｔｏｒｒで封入してある。
【００３９】
また、ガラスバルブ１２の材質は鉛ガラスやソーダライムガラスなどの軟質ガラスあるいはアルミノシリケートガラスなどの硬質ガラスであってもよく、その形状は直管形状のものに限らず、Ｕ字形状やＷ字形状などの屈曲したガラスバルブ１２あるいは直管状のものを複数本接続して放電路を直列的に形成したガラスバルブ１２などであってもよい。さらに、ランプに封入する希ガスはＸｅ（キセノン）−Ｈｅ（ヘリウム）に限らずＸｅ（キセノン）にＡｒ（アルゴン）、Ｎｅ（ネオン）やＫｒ（クリプトン）などを混合したガスであってもよく、これもランプ特性に合わせ、混合比や封入圧を適宜決めればよい。
【００４０】
次に、本発明の各実施例について説明する。
【００４１】
なお、以下の各実施例では、蛍光ランプ１１の全体構造や材質は上述と同様であるのでその説明は、重複を避けるために省略し、電極ヘッド３についてのみ説明する。
【００４２】
（実施例１）
図９（ａ）に、外観正面図、（ｂ）にＡ３-Ａ４断面の正面図、（ｃ）に外観側面図をそれぞれ示したように、全体にエミッタ物質を含有した多孔質焼結金属による電極ヘッド３の内径部位４ａの開口２の先端に、中央に通過孔１６が孔設された雲母か絶縁性のセラミックスの円板１７が装着され、その外周は押え部材１８で電極ヘッド３の内径部位４ａに固定されている。
【００４３】
図１０は、この場合の放電状態の模式図で、放電の起点Ｐ５は、電極ヘッド３の内径部位４ａの浅部の近傍に形成されるが、電子密度分布高領域５ｅは雲母か絶縁性のセラミックスの円板１７の通過孔１６を介して電極ヘッド３の外部に広がるので、電極ヘッド３の近傍では電子密度分布高領域５に対応してスパッタの、ガラスバルプの１２壁面方向への飛散が抑制され、ガラスバルブ１２の黒化を抑制することができる。
【００４４】
（実施例２）
図１１（ａ）に、外観正面図、（ｂ）にＡ５-Ａ６断面の正面図、（ｃ）に外観側面図をそれぞれ示したように、（実施例２）では、（実施例１）に、さらに、電極ヘッド３におけるエミッタ物質含浸領域１４を、電極ヘッド３の円筒カップ部位形状の内径をＲとし、エミッタ物質を含浸させていない領域１５の軸方向の長さをＬとした時、Ｌ＞Ｒの関係を加味している。
【００４５】
したがって、放電の起点Ｐは、電極ヘッド３の内径部位４ａの浅部のよりもさらに深部に形成され、かつ、電子密度分布高領域５は雲母か絶縁性のセラミックスの円板１７の通過孔１６を介して電極ヘッド３の外部に広がるので、電極ヘッド３の近傍ではスパッタの、ガラスバルブ１２の壁面方向への飛散が抑止鋭され、ガラスバルブ１２の黒化をより抑制することができる。
【００４６】
（実施例３）
図１２に正面断面図を示したように（実施例３）では、全体にエミッタ物質を含有した多孔質焼結金属による電極ヘッド３の外面と内径部位４ａの開口２にセラミック等の不導体の溶射材料を溶射して、不導体被膜１９を形成する。形成された不導体被膜１９の箇所には放電の起点Ｐ６が生じないので、放電の電子密度分布高領域５ｄのイメージは電極ヘッド３から離間した位置で広がるようになる。
【００４７】
実際に製造した蛍光ランプ１１を点灯させた結果、表１のように、従来では蛍光ランプ１１の５０本中１７本の不具合があったが、（実施例３）では、放電の起点Ｐが、電極ヘッド３の外周や先端に生じないために、不具合は存在せず、０本になったことを確認した。
【表１】
（実施例４）
図１３に正面断面図を示したように（実施例３）では、全体にエミッタ物質を含有した多孔質焼結金属による電極ヘッド３の端面部と内径部位４ａの開口２にセラミック等の不導体の溶射材料を溶射して、不導体被膜１９を形成する。この場合も、形成された不導体被膜１９の箇所には放電の起点Ｐ７が生じないので、放電の電子密度分布のイメージは電極ヘッド３から離間した位置で広がるようになる。
【００４８】
実際に製造した蛍光ランプ１１を点灯させた結果、表１のように、従来では５０本中で１７本の不具合があったが、（実施例４）では、放電の起点Ｐが、電極ヘッド３の外周や先端に生じないために、不具合は僅かに２本になったことを確認した。
【００４９】
（実施例５）
図１４（ａ）に、外観正面図、（ｂ）にＡ７-Ａ８断面の正面図、（ｃ）に外観側面図をそれぞれ示したように、（実施例５）では、エミッタ物質を含有した多孔質焼結金属による電極ヘッド３の内径部位４ａの開口２に、電極ヘッド３を焼結する際に、内径部位４ａの内径が小さくなることを利用してセラミック材の蓋７ａを嵌合させて固定している。セラミック材の蓋７ａは中央部に通気孔１６ａが孔設されている。
【００５０】
図１５（ａ）〜（ｃ）は、（実施例５）の製造工程図を示す模式図である。電極ヘッド３は、金属粉をバインダと共に円筒カップ形状部位４の内径が所望の大きさよりもやや大きくなるように固めて成形する。一方、蓋７ａになるセラミックの挿入部の外径はφ２．０ｍｍなので、焼結前の焼結体の円筒カップ形状部位４の内径φ２．１ｍｍとした。なお、セラミックの蓋７ａは中央に通過孔６ａが形成されている。
【００５１】
まず、図１５（ａ）に示すように、焼結する前にリード線１とセラミックの蓋７ａを挿入する。次に、図１５（ｂ）に示すように、加熱炉２０により加熱・焼結する。その際、に電極ヘッド３の焼結体が膨張するため、円筒カップ形状部位４の内径部位４ａの内径が収縮してリード線１とセラミックの蓋７ａを締め付けて固定する。図１５（ｃ）に示すように、加熱炉から出しても円筒カップ形状部位４に対しての蓋７ａの固定状態が維持される。
【００５２】
この方法によれば、金属焼結体である電極ヘッド３に対してセラミックの蓋７ａを容易に確実に固定することができ、しかも部品点数を減らすことができた。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】蛍光ランプにける理想的な放電の際の電子密度分布における電子密度分布高領域のイメージの説明図。
【図２】ガラスバルブが短時間で黒化する場合の説明図。
【図３】ガラスバルブが短時間で黒化する場合の説明図。
【図４】ガラスバルブが短時間で黒化する場合の対策の模式図。
【図５】（ａ）は、ガラスバルブが短時間で黒化する場合の対策の外観正面図、（ｂ）は、その断面正面図、（ｃ）は、その外観側面図。
【図６】本発明の一例を示す蛍光ランプの一部切欠側面図。
【図７】（ａ）本発明の放電ランプの電極ヘッドの外観正面図、（ｂ）は、その断面正面図、（ｃ）は、その外観側面図を示す
【図８】本発明の放電ランプの電極ヘッドによる放電の様子を示した模式図。
【図９】本発明の放電ランプの電極ヘッドの実施例の説明図で、（ａ）は、外観正面図、（ｂ）は、断面正面図、（ｃ）は、外観側面図。
【図１０】本発明の放電ランプの電極ヘッドの実施例の放電状態の模式図。
【図１１】本発明の放電ランプの電極ヘッドの実施例の説明図で、（ａ）は、外観正面図、（ｂ）は、断面正面図、（ｃ）は、外観側面図。
【図１２】本発明の放電ランプの電極ヘッドの実施例の正面断面図による説明図。
【図１３】本発明の放電ランプの電極ヘッドの実施例の正面断面図による説明図。
【図１４】本発明の放電ランプの電極ヘッドの実施例の説明図で、（ａ）は、外観正面図、（ｂ）は、断面正面図、（ｃ）は、外観側面図。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の放電ランプの電極ヘッドの実施例の製造工程図。
【図１６】（ａ）および（ｂ）は、バックライト用光源として、従来使用されている冷陰極蛍光ランプの概略構成図。
【図１７】従来の蛍光ランプの電極ヘッドの構成図。
【符号の説明】
【００５４】
１…リード線、２…開口、３…電極ヘッド、４…円筒カップ形状部位４ａ…内径部位、５…電子密度工分布領域、７…蓋、８…押え金具、１１…蛍光ランプ、１２…ガラスバルブ、１４…エミッタ物質含浸領域、１７…円板、１８…不導体被膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ等のバックライト光源に用いる、多孔質焼結金属からなる電極ヘッドを用いた冷陰極蛍光ランプ等の放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶のバックライトや、複写機やファクシミリやスキャナ等のＯＡ機器における原稿読み取り部の光源に、放電ランプである小型の蛍光ランプ（電極ヘッド蛍光ランプ）が使用されていることが多い。これらのＯＡ機器では、応用の拡大化や普及に伴って、高性能、高効率化、多機能化、小形化あるいは長寿命化などが要求されている。このような要求に対応して、バックライト用光源としての蛍光ランプについても必然的に、高効率化や長寿命化や小型化などの性能の向上が要望されている。
【０００３】
図１６（ａ）および（ｂ）は、バックライト用光源として、従来使用されている冷陰極蛍光ランプの概略構成を示すもので、図１６（ａ）は全体の側断面図、図１６（ｂ）は電極ヘッド封装領域の拡大側断面図である。図１６（ａ）および（ｂ）において、ガラスバルブ３１は、内壁面に紫外線による刺激で発光する蛍光体層３２が設けられ、かつネオンやアルゴンなどの稀ガスおよび水銀を放電媒体として封入されている。ガラスバルブ３１の両端部には対向して封止導入された一対のリード線３３、３３が設けられている。ガラスバルブ１の内部のリード線３３、３３の対向する先端部には、それぞれ、リード線３３、３３に電気的に接続された電極ヘッド（冷陰極ヘッド）３４、３４が配設されている。
【０００４】
ガラスバルブ３１は、内径φ１．２〜４．８ｍｍ程度、長さ４０〜８００ｍｍ程度である。また、そのガラスバルブ３１の内部には、例えば、０．５〜２．０ｍｇ／ｃｍ３程度の水銀および６０〜１５０Ｔｏｒｒ程度の稀ガスが放電媒体として封入されている。
【０００５】
また、電極ヘッド３４は、たとえば内径φ０．６〜１．７ｍｍ程度、肉厚０．１〜０．２ｍｍ程度、長さ２〜３ｍｍ程度の円筒体（例えば、ニッケル製円筒体）３４ａと、この円筒体３４ａの内部に、外面にエミッタ物質（電子放射性物質）を塗布・焼き付けした中心部材３４ｂとで構成されている。
【０００６】
そして、これら電極ヘッド３４とリード線３３との接合は、構成部材である円筒体３４ａの縮径部に、封止導入された一対のリード線３３の先端部を挿入・嵌合し、レーザ光の照射による溶接（例えば特許文献１を参照）や、ろう材にＭｏ（モリブテン）−Ｒｕ（ルテニウム）を用いたろう付け（例えば特許文献２を参照）等の手段により、電気的に接続され、かつ、機械的に接合固定されている。
【０００７】
つまり、リード線３３、３３を介して電極ヘッド３４、３４に所要の電圧を印加して、電極ヘッド３４、３４を放電電極として機能させている。なお、中心部材３４ｂは、熱電子の放出を高め長期寿命を得るためのもので、一般的に、バリウム化合物、イットリウム化合物、ランタン化合物などの電子放出性の物質（エミッタ物質）を主体とした素材で形成されている。これらの構成で、エミッタ層３４ｂを担持す一対の電極ヘッド３４、３４に、リード線３３、３３を介して通電すると紫外線が放射され、この紫外線を蛍光体層３２によって可視光に変換して、冷陰極蛍光ランプとして機能する。
【０００８】
また、電極ヘッドのエミッタ物質が点灯中（放電中）に飛散し、使用時間の経過と共に枯渇するのを防ぐ為に、空孔を設けた多孔質焼結金属で形成された電極ヘッドに、エミッタ物質を含浸させた構造も開示されている。
【０００９】
例えば、図１７に構造を示すように、ガラスバルブ４０の内部の焼結体（焼結金属）からなる電極ヘッド４３は円筒形に形成されており、中央部に形成された中空部４５が形成されている。この中空部４５の先端は放電空間２に向かって開口されている。また、中空部４５の後端には電極軸４１の先端が挿入されて固定されている。なお、電極軸４１の先端は電極ヘッド４３の中空部４５に対し中空部４５の軸方向の全長の半分以下の範囲に差し込まれている。（例えば特許文献３を参照）
なお、焼結電極としては、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニオブ（Ｎｂ）等の高融点金属を単体あるいは混合して用いている。この種の高融点金属の焼結電極は、全体に亘り多数の気孔（空気孔）が形成されているので、多数の空孔部にエミッタ物質を含浸させるようにすれば、電極で保持できるエミッタ物質の量が多くなり、電極の表面でエミッタ物質が消失しても内部の空孔部に保持されたエミッタが表面に電子を供給して補充するので、長期に亘り良好なエミッタ物質の作用を維持することができる。
【００１０】
しかも、高融点金属からなる焼結金属は、円柱形などのような団塊形状をなしているので電極の体積が大きくなり、熱容量も大きくなるので、電極温度の上昇を抑制し、電極物質の飛散を防止することができる。それにより、蛍光灯のバルブの早期黒化を防止することができる。（例えば特許文献３を参照）
【特許文献１】特開２００３−２７２５２０号公報 （段落番号００２５〜００２６）
【特許文献２】特開２０００−２１５８８４４号公報 （段落番号００２８）
【特許文献３】特開平６−５２８２８号公報 （段落番号００１６、段落番号０００４〜０００５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のような焼結金属の電極ヘッドに、エミッタ物質を含浸させたエミッタ含浸の焼結電極（電極ヘッド）は、原理的には、蛍光ランプの電圧を下げることができるので、消費電力が少なく、発光効率が高いという利点を有している。しかしながら、実際に製造した蛍光ランプを連続的に点灯させておくと、数百時間で電極付近のガラスバルブに黒化が発生し、発光効率が低下するという問題が生じている。
【００１２】
通常、焼結金属は空孔を作るために、タングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）のような高融点材料と共に、ニッケル（Ｎｉ）や鉄（Ｆｅ）や銅（Ｃｕ）のような低融点材料を使用して製造されている。低融点材料は、総じてスパッタしやすい性質がある。蛍光ランプでは、点灯中（放電中）に主にイオンの衝突によってスパッタが発生する。その際、スパッタされた材料は、電極近傍のガラスバルブに付着してガラスバルブに黒化が発生すると考えられる。ガラスバルブに黒化が発生すると、蛍光体の発光を妨げられて蛍光ランプの発光効率が低下する問題が生じる。そのため、スパッタされた材料がガラスバルブに付着しにくい手段の開発が望まれている。
【００１３】
本発明はこれらの事情にもとづいてなされたもので、電極ヘッドにエミッタ含浸の焼結金属を用いても、スパッタによるガラスバルブの黒化を抑制して、発光効率が高くしかも長寿命である冷陰極蛍光ランプ等の放電ランプを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、内壁面に蛍光体層が設けられ、かつ希ガスおよび水銀が封入されたガラスバルブと、このガラスバルブの両端部にそれぞれ封装されたリード線に固定されて該ガラスバルブの内部に配置された円筒カップ形状で、かつ該円筒カップ形状部位の底部側の所定領域の空孔部にエミッタ物質を含浸させた多孔質の金属焼結体からなる一対の電極ヘッドを具えた放電ランプであって、
前記電極ヘッドは、円筒カップ形状部位の内径をＲとし、該円筒カップ形状部位の開口部側に形成されたエミッタを含浸させていない領域の軸方向の長さをＬとすると、Ｌ＞Ｒの関係にあることを特徴とする放電ランプ。
【００１５】
また本発明によれば、前記電極ヘッドは、前記円筒カップ形状部位の開口部には中心部に通過孔が形成された円板状の雲母あるいは絶縁性のセラミックによる円板が装着されていることを特徴とする放電ランプである。
【００１６】
また本発明によれば、内壁面に蛍光体層が設けられ、かつ希ガスおよび水銀が封入されたガラスバルブと、このガラスバルブの両端部にそれぞれ封装されたリード線に固定されて該ガラスバルブの内部に配置された円筒カップ形状で、かつ空孔部にエミッタ物質を含浸させた多孔質の金属焼結体からなる一対の電極ヘッドを具えた放電ランプであって、
前記電極ヘッドは、前記円筒カップ形状部位の開口部の側面と入口部および外周面の少なくとも一方が、不導体のコーティングまたはセラミック材の溶射がなされていることを特徴とする放電ランプである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電極ヘッドにエミッタ含浸の焼結金属を用いても、スパッタによるガラスバルブの黒化を抑制して、発光効率が高くしかも長寿命である冷陰極蛍光ランプ等の放電ランプを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。なお、図２以下の図面で図１と同一機能箇所には同一符号を付している。また、その個々の説明は重複を避けるために省略する。
【００１９】
発明者は、蛍光ランプ（放電ランプ）のガラスバルブの電極近傍に黒化が発生するという問題の対策のために、エミッタ物質含浸の焼結金属を用いた電極ヘッドを具備した蛍光ランプについて、点灯中の放電状態の様子を詳細に観察した。その結果。ガラスバルブの黒化は電極ヘッドのスパッタリングによるものであることをつき止めた。つまり、電極ヘッドの円筒カップの内径部位の深部に放電の起点がる場合は、電極ヘッドの近傍のガラスバルブの黒化は少ない。それに対して、円筒カップ部位の内径部位の浅部に放電の起点がある場合は、電極ヘッドの近傍の黒化が激しくなることを確認した。
【００２０】
以下に、蛍光ランプの放電の際の電子密度分布について説明する。図１は、蛍光ランプにおける理想的な放電の際の電子密度分布における電子密度分布高領域のイメージの説明図で、電子密度分布高領域５ａを電極ヘッドの断面との関係で示すと、理想的な放電の際は、放電は一端側にリード線１が固定され他端側が開口２している円筒カップ形状の電極ヘッド３の円筒カップ形状部位４の内径部位４ａの深部（開口２と反対側）で発生（起点Ｐ１）し、電子密度分布高領域５ａは開口２から緩やかに外部に向かって広がっている。
【００２１】
一方、図２は、ガラスバルブ（不図示）が短時間で黒化する場合の説明図で、内径部位４ａの浅部（開口２の近傍）に放電の起点がある場合の電子密度分布高領域５ｂのイメージを電極ヘッド３の断面との関係で示している。この場合、放電は、電極ヘッド３の内径部位４ａの浅部で発生（起点Ｐ２）し、電子密度分布高領域５ｂは電極ヘッド３の外部で急激に広がっている。
【００２２】
また、図３は、短時間で電極ヘッド３近傍のガラスバルブ（不図示）が黒化する場合の説明図で、電極ヘッド３の外周に放電の起点がある場合のイメージを、電子密度分布高領域５ｃと電極ヘッド３の断面との関係で示している。この場合は、放電の起点Ｐ３が電極ヘッド３の外部に発生するので、電子密度分布高領域５ｃは近傍のガラスバルブへ向かって一気に広がっている。
【００２３】
これらのことから、放電の起点Ｐｎが電極ヘッド３の円筒カップ形状部位４の内径部位４ａのできるだけ深部（底部側）になるようにすることが、ガラスバルブの黒化を抑制するのに効果的であることがわかる。
【００２４】
また、電極ヘッド３の内径部位４ａの浅部に放電の起点Ｐ２が生じている場合でも、図４に模式図を示したように、電極ヘッド３の近傍のガラスバルブへのスパッタが激しくなるのを防ぐためには、電極ヘッド３の円筒カップ形状部位４の内径部位４ａの内径よりも小さい孔６が空いたセラミック材の蓋７で、内径部位４ａの開口２に蓋をすることが電子密度分布高領域５ｎのなだらかな形成に効果的であることも確認した。
【００２５】
ただ、内径部位４ａの開口２に蓋をする場合、焼結金属の電極ヘッド３とセラミック材の蓋７との接合は、材質的に直接に溶接することができないので、通常は、図５（ａ）に、外観正面図、（ｂ）にＢ1−Ｂ2断面の正面図、（ｃ）に外観側面図を示すように、電極ヘッド３構造の模式図を示したように、セラミック蓋７を保持するために補助部品として金具８を用いて固定している。ただし、発明者は、補助部品を用いることが無くても、セラミック材の蓋７を固定する手段についての後述する解決策も見出した。
【００２６】
以下に、これらの知見に基づいている本発明の蛍光ランプについて説明する。
【００２７】
図６は本発明の一例を示す蛍光ランプの一部切欠側面図である。
【００２８】
放電ランプである蛍光ランプの一例は、直管形でランプ電流が３０ｍＡ以下の蛍光ランプ１１で、軟質ガラスや硬質ガラスからなる管状のガラスバルブ１２は、例えば、外径φ４ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのガラス管で、ガラスバルブ１２の両端に形成されたそれぞれの封止部にはリード線１３が気密に封装されている。ガラスバルブ１２の内部のリード線１３の先端には、円筒カップ形状部位４の電極ヘッド３が固着されている。
【００２９】
また、ガラスバルブ１２の内壁面にはたとえば青色、緑色、赤色に発光領域を有する蛍光体を混合した３波長形の蛍光体被膜１０がコーティングにより形成され、ガラスバルブ１２の内部には、大気を排気した後に、水銀Ｈｇや希ガスである、例えば、Ｘｅ（キセノン）約９０容積％−Ｈｅ（ヘリウム）約１０容積％の混合希ガスが約１００Ｔｏｒｒで封入されている。
【００３０】
このような構成の蛍光ランプ１１を、通常の高周波点灯回路（不図示）に接続し通電すると、電極ヘッド３の先端表面に存在している電子放射性物質が電子放射をして両電極ヘッド３、５間で放電する。そして、Ｘｅなどの希ガスが発光し紫外線を発し、この紫外線をガラスバルブ１２の内壁面の蛍光体被膜７が受け励起して所定の可視光をガラスバルブ１２の外に放射する。
【００３１】
次に、電極ヘッド３について説明する。電極ヘッド３は、空孔率３０％以上の空孔（不図示）を有する疎な金属焼結体の多孔質焼結金属が用いられており、空孔には、熱電子放射源として電子放射性物質（エミッタ物質）が含浸されている。また、電極ヘッド３は、全体が円筒カップ形状の円筒カップ形状部位４に形成されており、この形状によってホローカソードの機能が得られるようになっている。
【００３２】
多孔質焼結金属の電極ヘッド３は、エミッタ物質（電子放射性物質、不図示）を空孔に多量に含有しているので、点灯時間の経過によるエミッタ物質の消耗は、電極ヘッド３の表面に存在しているものに限らず、電極ヘッド３の表面側から内部へと徐々に移行して電極ヘッド３の内部から供給され、放電を長期に亘り持続できて長寿命化が可能になる。
【００３３】
しかも、図７（ａ）に、外観正面図、（ｂ）にＡ1-Ａ２断面の正面図、（ｃ）に外観側面図を示すように、電極ヘッド３におけるエミッタ物質含浸領域１４は、電極ヘッド３の円筒カップ形状部位４の底部側の所定領域で、その内径をＲとし、円筒カップ形状部位４の開口部側に形成されたエミッタ物質を含浸させていない領域１５の軸方向の長さをＬとした時、Ｌ＞Ｒの関係になるように形成している。
【００３４】
図８は、この関係での放電の様子を示した模式図である。放電の起点Ｐ４は、エミッタ物質含浸領域１４の端部に生じるので、電極ヘッド３の先端（浅部）が放電の起点となることはなく、放電の起点Ｐ４は、電極ヘッド３の内径部位４ａの先端（浅部）よりも内部に形成され電子密度分布高領域５ｄは、緩やかに外部に広がっている。したがって、電子密度分布高領域５ｄに対応したスパッタによる電極ヘッド３の近傍のガラスバルブ１２の黒化を確実に抑制することができる。
【００３５】
なお、電極ヘッド３に用いられている多孔質焼結金属としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）やタングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）を用いており、これは単体でも混合でもよい。また電極ヘッド３の導電性を損なわなければ不導体を混合してもよい。
【００３６】
なお、多孔質焼結金属の組成材料は、外にも、高融点金属群としてＮｂ（ニオブ）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｔａ（タンタル）、Ｒｅ（レニウム）、Ｏｓ（オスミウム）などが、また、還元作用を有する金属群としてＭｇ（マグネシウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｓｉ（ケイ素）、Ｚｒ（ジルコニウム）等を用いることができる。
【００３７】
電子放射性物質（エミッタ物質）としては、外にも、アルカリ土類金属群のＣａ（カルシウム）、Ｓｒ（ストロンチウム）、Ｂａ（バリウム）、Ｒａ（ラジウム）等の単体あるいは化合体を用いることができる。
【００３８】
また、ガラスバルブ１２の内壁面にはたとえば青色、緑色、赤色に発光領域を有する蛍光体を混合した３波長形の蛍光体被膜が形成され、ガラスバルブ１２の内部には、水銀Ｈｇや希ガスである例えば、Ｘｅ（キセノン）約９０容積％−Ｈｅ（ヘリウム）約１０容積％の混合希ガスが約１００Ｔｏｒｒで封入してある。
【００３９】
また、ガラスバルブ１２の材質は鉛ガラスやソーダライムガラスなどの軟質ガラスあるいはアルミノシリケートガラスなどの硬質ガラスであってもよく、その形状は直管形状のものに限らず、Ｕ字形状やＷ字形状などの屈曲したガラスバルブ１２あるいは直管状のものを複数本接続して放電路を直列的に形成したガラスバルブ１２などであってもよい。さらに、ランプに封入する希ガスはＸｅ（キセノン）−Ｈｅ（ヘリウム）に限らずＸｅ（キセノン）にＡｒ（アルゴン）、Ｎｅ（ネオン）やＫｒ（クリプトン）などを混合したガスであってもよく、これもランプ特性に合わせ、混合比や封入圧を適宜決めればよい。
【００４０】
次に、本発明の各実施例について説明する。
【００４１】
なお、以下の各実施例では、蛍光ランプ１１の全体構造や材質は上述と同様であるのでその説明は、重複を避けるために省略し、電極ヘッド３についてのみ説明する。
【００４２】
（実施例１）
図９（ａ）に、外観正面図、（ｂ）にＡ３-Ａ４断面の正面図、（ｃ）に外観側面図をそれぞれ示したように、全体にエミッタ物質を含有した多孔質焼結金属による電極ヘッド３の内径部位４ａの開口２の先端に、中央に通過孔１６が孔設された雲母か絶縁性のセラミックスの円板１７が装着され、その外周は押え部材１８で電極ヘッド３の内径部位４ａに固定されている。
【００４３】
図１０は、この場合の放電状態の模式図で、放電の起点Ｐ５は、電極ヘッド３の内径部位４ａの浅部の近傍に形成されるが、電子密度分布高領域５ｅは雲母か絶縁性のセラミックスの円板１７の通過孔１６を介して電極ヘッド３の外部に広がるので、電極ヘッド３の近傍では電子密度分布高領域５に対応してスパッタの、ガラスバルプの１２壁面方向への飛散が抑制され、ガラスバルブ１２の黒化を抑制することができる。
【００４４】
（実施例２）
図１１（ａ）に、外観正面図、（ｂ）にＡ５-Ａ６断面の正面図、（ｃ）に外観側面図をそれぞれ示したように、（実施例２）では、（実施例１）に、さらに、電極ヘッド３におけるエミッタ物質含浸領域１４を、電極ヘッド３の円筒カップ部位形状の内径をＲとし、エミッタ物質を含浸させていない領域１５の軸方向の長さをＬとした時、Ｌ＞Ｒの関係を加味している。
【００４５】
したがって、放電の起点Ｐは、電極ヘッド３の内径部位４ａの浅部のよりもさらに深部に形成され、かつ、電子密度分布高領域５は雲母か絶縁性のセラミックスの円板１７の通過孔１６を介して電極ヘッド３の外部に広がるので、電極ヘッド３の近傍ではスパッタの、ガラスバルブ１２の壁面方向への飛散が抑止鋭され、ガラスバルブ１２の黒化をより抑制することができる。
【００４６】
（実施例３）
図１２に正面断面図を示したように（実施例３）では、全体にエミッタ物質を含有した多孔質焼結金属による電極ヘッド３の外面と内径部位４ａの開口２にセラミック等の不導体の溶射材料を溶射して、不導体被膜１９を形成する。形成された不導体被膜１９の箇所には放電の起点Ｐ６が生じないので、放電の電子密度分布高領域５ｄのイメージは電極ヘッド３から離間した位置で広がるようになる。
【００４７】
実際に製造した蛍光ランプ１１を点灯させた結果、表１のように、従来では蛍光ランプ１１の５０本中１７本の不具合があったが、（実施例３）では、放電の起点Ｐが、電極ヘッド３の外周や先端に生じないために、不具合は存在せず、０本になったことを確認した。
【表１】
（実施例４）
図１３に正面断面図を示したように（実施例３）では、全体にエミッタ物質を含有した多孔質焼結金属による電極ヘッド３の端面部と内径部位４ａの開口２にセラミック等の不導体の溶射材料を溶射して、不導体被膜１９を形成する。この場合も、形成された不導体被膜１９の箇所には放電の起点Ｐ７が生じないので、放電の電子密度分布のイメージは電極ヘッド３から離間した位置で広がるようになる。
【００４８】
実際に製造した蛍光ランプ１１を点灯させた結果、表１のように、従来では５０本中で１７本の不具合があったが、（実施例４）では、放電の起点Ｐが、電極ヘッド３の外周や先端に生じないために、不具合は僅かに２本になったことを確認した。
【００４９】
（実施例５）
図１４（ａ）に、外観正面図、（ｂ）にＡ７-Ａ８断面の正面図、（ｃ）に外観側面図をそれぞれ示したように、（実施例５）では、エミッタ物質を含有した多孔質焼結金属による電極ヘッド３の内径部位４ａの開口２に、電極ヘッド３を焼結する際に、内径部位４ａの内径が小さくなることを利用してセラミック材の蓋７ａを嵌合させて固定している。セラミック材の蓋７ａは中央部に通気孔１６ａが孔設されている。
【００５０】
図１５（ａ）〜（ｃ）は、（実施例５）の製造工程図を示す模式図である。電極ヘッド３は、金属粉をバインダと共に円筒カップ形状部位４の内径が所望の大きさよりもやや大きくなるように固めて成形する。一方、蓋７ａになるセラミックの挿入部の外径はφ２．０ｍｍなので、焼結前の焼結体の円筒カップ形状部位４の内径φ２．１ｍｍとした。なお、セラミックの蓋７ａは中央に通過孔６ａが形成されている。
【００５１】
まず、図１５（ａ）に示すように、焼結する前にリード線１とセラミックの蓋７ａを挿入する。次に、図１５（ｂ）に示すように、加熱炉２０により加熱・焼結する。その際、に電極ヘッド３の焼結体が膨張するため、円筒カップ形状部位４の内径部位４ａの内径が収縮してリード線１とセラミックの蓋７ａを締め付けて固定する。図１５（ｃ）に示すように、加熱炉から出しても円筒カップ形状部位４に対しての蓋７ａの固定状態が維持される。
【００５２】
この方法によれば、金属焼結体である電極ヘッド３に対してセラミックの蓋７ａを容易に確実に固定することができ、しかも部品点数を減らすことができた。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】蛍光ランプにける理想的な放電の際の電子密度分布における電子密度分布高領域のイメージの説明図。
【図２】ガラスバルブが短時間で黒化する場合の説明図。
【図３】ガラスバルブが短時間で黒化する場合の説明図。
【図４】ガラスバルブが短時間で黒化する場合の対策の模式図。
【図５】（ａ）は、ガラスバルブが短時間で黒化する場合の対策の外観正面図、（ｂ）は、その断面正面図、（ｃ）は、その外観側面図。
【図６】本発明の一例を示す蛍光ランプの一部切欠側面図。
【図７】（ａ）本発明の放電ランプの電極ヘッドの外観正面図、（ｂ）は、その断面正面図、（ｃ）は、その外観側面図を示す
【図８】本発明の放電ランプの電極ヘッドによる放電の様子を示した模式図。
【図９】本発明の放電ランプの電極ヘッドの実施例の説明図で、（ａ）は、外観正面図、（ｂ）は、断面正面図、（ｃ）は、外観側面図。
【図１０】本発明の放電ランプの電極ヘッドの実施例の放電状態の模式図。
【図１１】本発明の放電ランプの電極ヘッドの実施例の説明図で、（ａ）は、外観正面図、（ｂ）は、断面正面図、（ｃ）は、外観側面図。
【図１２】本発明の放電ランプの電極ヘッドの実施例の正面断面図による説明図。
【図１３】本発明の放電ランプの電極ヘッドの実施例の正面断面図による説明図。
【図１４】本発明の放電ランプの電極ヘッドの実施例の説明図で、（ａ）は、外観正面図、（ｂ）は、断面正面図、（ｃ）は、外観側面図。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の放電ランプの電極ヘッドの実施例の製造工程図。
【図１６】（ａ）および（ｂ）は、バックライト用光源として、従来使用されている冷陰極蛍光ランプの概略構成図。
【図１７】従来の蛍光ランプの電極ヘッドの構成図。
【符号の説明】
【００５４】
１…リード線、２…開口、３…電極ヘッド、４…円筒カップ形状部位４ａ…内径部位、５…電子密度工分布領域、７…蓋、８…押え金具、１１…蛍光ランプ、１２…ガラスバルブ、１４…エミッタ物質含浸領域、１７…円板、１８…不導体被膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内壁面に蛍光体層が設けられ、かつ希ガスおよび水銀が封入されたガラスバルブと、このガラスバルブの両端部にそれぞれ封装されたリード線に固定されて該ガラスバルブの内部に配置された円筒カップ形状で、かつ該円筒カップ形状部位の底部側の所定領域の空孔部にエミッタ物質を含浸させた多孔質の金属焼結体からなる一対の電極ヘッドを具えた放電ランプであって、
前記電極ヘッドは、円筒カップ形状部位の内径をＲとし、該円筒カップ形状部位の開口部側に形成されたエミッタを含浸させていない領域の軸方向の長さをＬとすると、Ｌ＞Ｒの関係にあることを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記電極ヘッドは、前記円筒カップ形状部位の開口部には中心部に通過孔が形成された円板状の雲母あるいは絶縁性のセラミックによる円板が装着されていることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項３】
内壁面に蛍光体層が設けられ、かつ希ガスおよび水銀が封入されたガラスバルブと、このガラスバルブの両端部にそれぞれ封装されたリード線に固定されて該ガラスバルブの内部に配置された円筒カップ形状で、かつ空孔部にエミッタ物質を含浸させた多孔質の金属焼結体からなる一対の電極ヘッドを具えた放電ランプであって、
前記電極ヘッドは、前記円筒カップ形状部位の開口部の側面と入口部および外周面の少なくとも一方が、不導体のコーティングまたはセラミック材の溶射がなされていることを特徴とする放電ランプ。
【請求項１】
内壁面に蛍光体層が設けられ、かつ希ガスおよび水銀が封入されたガラスバルブと、このガラスバルブの両端部にそれぞれ封装されたリード線に固定されて該ガラスバルブの内部に配置された円筒カップ形状で、かつ該円筒カップ形状部位の底部側の所定領域の空孔部にエミッタ物質を含浸させた多孔質の金属焼結体からなる一対の電極ヘッドを具えた放電ランプであって、
前記電極ヘッドは、円筒カップ形状部位の内径をＲとし、該円筒カップ形状部位の開口部側に形成されたエミッタを含浸させていない領域の軸方向の長さをＬとすると、Ｌ＞Ｒの関係にあることを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記電極ヘッドは、前記円筒カップ形状部位の開口部には中心部に通過孔が形成された円板状の雲母あるいは絶縁性のセラミックによる円板が装着されていることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項３】
内壁面に蛍光体層が設けられ、かつ希ガスおよび水銀が封入されたガラスバルブと、このガラスバルブの両端部にそれぞれ封装されたリード線に固定されて該ガラスバルブの内部に配置された円筒カップ形状で、かつ空孔部にエミッタ物質を含浸させた多孔質の金属焼結体からなる一対の電極ヘッドを具えた放電ランプであって、
前記電極ヘッドは、前記円筒カップ形状部位の開口部の側面と入口部および外周面の少なくとも一方が、不導体のコーティングまたはセラミック材の溶射がなされていることを特徴とする放電ランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００７−５９１９９（Ｐ２００７−５９１９９Ａ）
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４２８９８（Ｐ２００５−２４２８９８）
【出願日】平成１７年８月２４日（２００５．８．２４）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２４日（２００５．８．２４）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
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