JPH027350A - Low pressure electric-discharge lamp - Google Patents

Low pressure electric-discharge lamp

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JPH027350A
JPH027350A JP15676388A JP15676388A JPH027350A JP H027350 A JPH027350 A JP H027350A JP 15676388 A JP15676388 A JP 15676388A JP 15676388 A JP15676388 A JP 15676388A JP H027350 A JPH027350 A JP H027350A
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JP
Japan
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low
discharge
discharge lamp
pressure
tube
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Application number
JP15676388A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiromitsu Matsuno
博光 松野
Seiichi Murayama
村山 精一
Masayoshi Kodama
小玉 正義
Yuichi Minamimura
南村 雄一
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to obtain its high efficiency with a simple construction in its tube ends, by using respective hot cathodes and also providing each hot cathode with a piece of lead wire. CONSTITUTION:A straight tube-shaped electric-discharge tube 1 has each of hot cathodes 10, 10' sealed into each tube end thereof and each of the hot cathodes 10, 10' are connected to each piece of lead wire 11, 11'. Thus each of the hot cathodes 10,10' having each piece of the lead wire 11, 11' connected thereto, the electric-discharge tube 1 is simplified at each tube end thereof. Moreover, its electrode dissipation can be reduced because of the hot cathodes and thereby its high efficiency can be obtained.

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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a low-pressure discharge lamp, such as a fluorescent lamp, having a hot cathode.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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。
Regarding hot cathode discharge lamps and cold cathode discharge lamps, please refer to the Illumination Institute of Japan's Inter-Illumination Handbook (May 1978).

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。
Ohmsha), pages 759 to 760. Also, regarding hot cathode type fluorescent lamps.

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。
It is described on page 160 of the same document. Further, the structure of the hot cathode is described on page 121 of the Illumination Society of Japan Riding Handbook (November 1988, Ohmsha).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

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。
Discharge current is 0. IA or less, and the discharge gas pressure during operation is 100 Torr or less.

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。
The above-mentioned conventional hot cathode lowest pressure discharge lamp has the disadvantage that two lead wires are required for each electrode in order to heat the electrode by energizing it, which complicates the structure of the tube end of the discharge tube. there were. In particular, the above drawbacks were fatal when the dimensions of the discharge vessel were small. In addition, cold cathode low pressure discharge lamps have one lead wire for each electrode.
The drawback was that the cathode drop voltage was high and therefore the efficiency was low.

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。
In addition, when the discharge current is 0.5 A or more, such as in a high-pressure mercury lamp, the pressure of the discharge gas during operation is 1,000 Torr.
In a so-called high-intensity discharge lamp, which also serves as a hot cathode, one lead wire is used for one hot cathode. Since the pressure of the discharge gas is high and the discharge current is large, an arc spot is stably formed, making it possible to use one lead wire for one hot cathode. Discharge current is 0.1A or less,
In a low-pressure discharge lamp in which the pressure of the discharge gas is 100 Torr or less, an arc spot cannot be stably formed, so a method of providing one lead wire for one hot cathode has not been realized.

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。
An object of the present invention is to provide a low-pressure discharge lamp with a simple tube end structure and high efficiency.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

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。
The above object is achieved by using hot cathodes and providing one lead wire for one hot cathode. The above hot cathode is a thermionic emitting material (hereinafter referred to as an emitter)
It has a structure in which multiple coils made of heat-resistant thin metal wires coated with aluminum are held in an electrode core frame. The diameter of the above metal wire is
In order to stably form an arc spot over a lifetime, the optimum thickness is 50 μm or less.

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。
Note that the hot cathode referred to here is an electrode with a cathode drop voltage of 60 V or less, and specifically, the two electrodes are connected at a voltage of 15 -
The discharge voltage when discharging is performed by installing the
It is an electrode whose effective value) is 60V or less.

〔作用〕[Effect]

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。
In the low-pressure discharge lamp of the present invention, one lead wire is connected to one hot cathode, so the tube end of the discharge tube is simple. Furthermore, since it is a hot cathode, electrode loss is small and high efficiency can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

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。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, in which hot cathodes 10 and 10' are sealed at both ends of a straight tube-shaped discharge vessel 1, and each hot cathode 10 and 10' has one lead. Line 11.
11'.

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。
Since there is only one lead wire, the structure of the tube end of the discharge tube is simple, and there is an advantage that manufacturing is simple.

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。
The advantage of the simple structure of the tube end is that the inner diameter of the discharge tube is 8.
The effect becomes great when InI is 11 or less. In other words, in a hot cathode that uses two lead wires like a conventional low-pressure discharge lamp, the electrode is supported by the two lead wires inside the discharge tube, so the distance between the electrode and the tube wall is In some cases, the tube wall becomes extremely small, and as a result, blackening of the tube wall is likely to occur. Furthermore, the inner diameter of the discharge tube is 6 m.
If it is less than m, the two lead wires will easily come into electrical contact, making it even more difficult to manufacture a discharge lamp, and also making electrical connection to the discharge lamp considerably difficult. As mentioned above,
The single lead wire system has many advantages especially when the diameter of the W1 tube is small.

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。
The electrodes used in the embodiment of FIG. 1 are shown in FIG. Double coil 13 coated with emitter by electrode core frame 12
is supported. The diameter of the fully bent wire of the double coil is 5μ
m or less, the heat capacity of the double coil portion is small, and the arc spot is generated not on the electrode core frame 12 but on the double coil 13.

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。
Since arc spots do not occur on the electrode core frame, there is no need to use high-melting point metals such as tungsten, tantalum, and molybdenum, which are used in high-intensity discharge lamps, as the material for the electrode core frame. A temperature of 1400°C or higher is sufficient. As materials for the electrode core frame, iron, nickel, and alloys containing iron and nickel are optimal from the viewpoint of workability.

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、。
The emitter may be one used in ordinary discharge lamps, such as Ba, CaWO, LaB, etc.

5BaO”AQ20..5BaO’2AQ203”3C
aO。
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。
The advantage of using Ba5rCaWO is that it can be easily degassed after being applied to the electrode.

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。
As shown in FIG.
If the electrode 10° 10' is provided coaxially with the tube axis of the discharge tube 1, the distance between the electrode 10.degree.

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。
It is obvious that providing the electrode 10.10' and the discharge tube 1 coaxially is particularly advantageous when the inner diameter of the discharge tube 1 is 8 mm or less, also due to the above-mentioned reason for limiting the inner diameter of the discharge tube 1. .

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。
The lead wires 11,11' are provided coaxially with the tube axis of the discharge tube 1. Conventionally, the discharge tube was installed in an optically constant location by providing a cap at the end of the discharge tube or fixing a part of the tube wall of the discharge tube, but as in this embodiment, When the lead wires 11° and 11' are coaxial with the tube axis of the discharge tube 1, the advantage is that optical positioning can be achieved using only the lead wires 11 and 11', that is, the lamp can be fixed using only the lead wires. occurs.

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。
A phosphor 2 is coated on at least a portion of the inner surface of the discharge tube 1. When the phosphor coating film 2 is present, the electrode 1
When inserting the 0.10' electrode, the electrode 10.10' will come into contact with the phosphor film 2, causing the phosphor to fall off and the blackening of the tube end to become more noticeable, so do not connect one lead wire to each electrode. The provided scheme is particularly advantageous.

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%。
In Figure 1, the discharge tube 1 has an inner diameter of 5.7 mm and a length of 27 mm.
A 0 mm soda glass tube with rare earth phosphors Y, O,: E u, MgA Q 1101 as the phosphor 2 on the inner surface.
g: Ce p T b , 3 Srs (p O
A mixture of Jg”CaCO2 was applied. Electrode 10.10
In ', the electrode core frame 12 and the lead wire 11 are the same wire, and the material thereof is 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。
The alloy was made of Fe: 52% and had a diameter of 0.5 Illl, and a double coil 13 made of a tungsten wire with a diameter of 22 μm was provided at the tip thereof. The inner diameter of the partial coil of the double coil is Q, 13+nm, and the pitch is 0.065 mm. First, add (Ba) to this electrode as an emitter.

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。
Coat S r, Ca) Co, and heat it at 110% in vacuum.
By heating at 0°C (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。
Ca)O was provided and sealed at both ends of the discharge tube 1 without being exposed to air for more than 5 minutes. The discharge gas is 20T.
orr argon and mercury vapor.

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。
When the above-mentioned low-pressure discharge lamp of the present invention was lit with a discharge current of 30 kHz and 20 mA, the electrode 10°10' operated stably as a hot cathode with a cathode drop voltage of 11 V, and the brightness was 12 V.
000 nt, and the efficiency was approximately 1.7 times that of a cold cathode or light lamp. Further, by simply fixing the discharge lamp using only the lead wires 11 and 11', it was possible to maintain the optimal optical position. In this way, the optical position can be ensured with a simple support frame, making it ideal for liquid crystal baraculas that are strongly required to be thin.

本実施例においては、30kHzの高周波で点灯した。In this example, the lighting was performed at a high frequency of 30 kHz.

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。
A normal hot cathode type low pressure discharge lamp requires four electric wires, but the low pressure discharge lamp of the present invention requires two fr
Only one wire is required, so there is an advantage that there is less radiation of high frequency noise.

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。
FIG. 4 shows an electrode according to another embodiment of the present invention, in which a double coil 14 is wound around an electrode core frame 12 as shown in FIG.
It is folded at a point.

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。
FIG. 6 shows an electrode according to another embodiment of the present invention, in which a triple coil 15 is wound around an electrode core frame 12 as shown in FIG.
It is bent at a point.

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。
In the embodiments shown in FIGS. 4 and 6, arc spots are not generated on the electrode core frame 12, but on the double coil 14 or triple coil 15, which have a small heat capacity. In addition, if you decide to apply the emitter after completing the electrode as shown in Figure 4 or Figure 6, and apply the emitter only to about half the circumference of the coil 14 or 15 so as not to apply it to the electrode core frame, the arc spot will be reduced. is more reliably formed on multiple coils.

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。
If the material of the electrode core frame 12 is an alloy containing Ti and Zr, the electrode core frame 12 will have a getter effect,
Since the impurity gas generated from the emitter etc. is effectively absorbed, there is also the advantage that luminous flux deterioration is reduced.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

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。
According to the present invention, it is possible to obtain a low-pressure discharge lamp having only 41 tube ends, which has the advantages of a simple manufacturing method, easy installation of the discharge lamp, and high efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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
Fig. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention, Fig. 2.4゜6 is a cross-sectional view of the @ pole of an embodiment of the present invention, Figs.
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the production of the electrode shown in the figure. 1...Discharge tube, 10.10'...Electrode, 11.11
'... Lead wire, 12.12... Electrode core frame. /,? :2t full 3rd full

Claims (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。
[Claims] 1. At least one pair of hot cathodes is provided in the discharge vessel, and the pressure of the discharge gas during operation is 100 Torr or less,
In a low pressure discharge lamp with a discharge current of 0.1A or less, 1
A low-pressure discharge lamp characterized by having one lead wire for each hot cathode. 2. The low-pressure radiation source according to claim 1, wherein the hot cathode has a structure in which multiple coils made of thin metal wires are coated with a thermionic emitting material and held by a hot electrode core rod. electric light. 3. The low-pressure discharge lamp according to claim 2, wherein the diameter of the thin metal wire is 50 μm or less. 4. The discharge vessel has a straight tube shape, and the lead wire is coaxial with the tube axis of the discharge vessel, as described in any one of claims 1 to 3. low pressure discharge lamp. 5. The low-pressure discharge lamp according to any one of claims 2 to 4, wherein the hot cathode is substantially coaxial with the tube axis of the discharge vessel. 6. The low-pressure discharge lamp according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a phosphor is provided on at least a portion of the inner wall of the discharge vessel. 7. Any one of claims 1 to 6, characterized in that the discharge vessel has an inner diameter of 8 mm or less.
Low-pressure discharge lamps as described in paragraph 1. 8. According to any one of claims 1 to 7, wherein the material of the electrode core of the hot cathode is iron, nickel, and an alloy containing iron and nickel. Low pressure discharge lamp as described.
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