JPH07142032A

JPH07142032A - 放電ランプ電極

Info

Publication number: JPH07142032A
Application number: JP29164993A
Authority: JP
Inventors: Munemitsu Hamada; 宗光浜田
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1993-11-22
Filing date: 1993-11-22
Publication date: 1995-06-02

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】セラミック陰極蛍光放電ランプの管径を小さ
くする。【構成】電子放出性半導体磁器２９を収納する有底円
筒状半導体磁器からなる放電電極２８を有する放電ラン
プのゲッター３１を管端部と放電電極の間のリード線２
５に取り付ける。取付方法としては、ゲッターをリード
線に付着せるさせる方法、ゲッターを放電電極支持体に
付着させる方法がある。このように構成することによっ
てゲッターによる管径の増大が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、携帯用のパーソナル・
コンピュータあるいはワード・プロセッサ等に用いられ
る液晶表示装置用バックライト放電ランプの電極に係る
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の急速なパーソナル・コンピュータ
の普及の中で、携帯に適した小型のパーソナル・コンピ
ュータあるいはワード・プロセッサが急速に普及しつつ
あり、特に外形が一般のビジネス文書と同じＡ４型の大
きさであるノート型と呼ばれるパーソナル・コンピュー
タは携帯が小型軽量である上に価格が低廉であるという
ことから人気がある。

【０００３】このノート型パーソナル・コンピュータに
は表示装置として多くの場合液晶表示装置が用いられて
いるが、この液晶表示装置は発光表示装置でないため表
示内容を見るためには光源が必要である。この光源とし
て最も単純なものは外部光源を利用するが、外部光源が
不十分な場所で使用するためあるいはカラー表示を行う
ためには十分な量の外部光が必要なため内部光源が必要
である。この内部光源は液晶表示装置の背面から光を照
射するためバックライト光源と呼ばれ、液晶表示面の全
体を表示するために面光源であることが要求されてい
る。そのため、現在は電界発光（Electro Luminescent=
EL）素子あるいは導光板と組み合わされた蛍光放電ラン
プがバックライト光源として使用されている。

【０００４】蛍光放電ランプを用いたバックライト光源
の構成を図１に示す。この図において１はガラスあるい
はアクリル樹脂等の透光性材料からなる導光板であり、
その表面には板の側面から入射された光を平面方向に放
射するための凹凸が形成されている。そして、導光板１
の両側面には導光板１に光を入射させるための光源とし
て蛍光放電ランプ２，２が取り付けられている。

【０００５】一般的な放電ランプは、ガラス等の透明材
料で形成された管内に放電用ガスが封入され、ガラス管
内に対向して配置された放電電極に交流あるいは直流電
圧が印加されることにより放電用ガスを介して放電が発
生し、光が外部に放射される。蛍光放電ランプの場合は
放電用ガスに低圧（１Ｐａ程度）の水銀（Ｈｇ）ガスを
用い、水銀ガスが放射する波長２５３.７nmの紫外線を
ガラス管内壁に塗布されたハロ燐酸カルシウム（３Ｃａ
₃（ＰＯ₄）₂・ＣａＦＣｌ／Ｓｂ，Ｍｎ）等の蛍光物質
に照射して可視光に変換している。また、放電用ガス中
にはこの他に水銀ガスの電離を促進して放電をし易くす
るため（ペニング効果）に数１００Ｐａ程度の圧力のア
ルゴン（Ａｒ）ガスが封入されている。

【０００６】従来のバックライト光源用に用いられる蛍
光放電ランプ２の断面図を図２（ａ）に、管端部の円ｂ
部の拡大断面図を図２（ｂ）に示す。この図において２
１は内壁に蛍光物質が塗布された円筒型の細長い密封ガ
ラス管容器であり、ガラス管容器２１の左右側端部には
それぞれリード線２２，２２が設けられている。リード
線２２の先端には酸化バリウム（ＢａＯ）等の電子放射
物質を塗布されたタングステン製フィラメント２３，２
３が取り付けられ、このフィラメント２３，２３と管端
部との間に水銀ゲッター２４，２４が配設されている。
Ｔｉ₃Ｈｇで表される水銀ゲッターはチタンの結晶格子
の内部に水銀の原子が取り込まれており、加熱されるこ
とによりＴｉ₃Ｈｇ→Ｔｉ₃＋Ｈｇとなって水銀が放出さ
れる。

【０００７】この蛍光放電ランプはフィラメント２３を
有する熱陰極型であるため、消費電力が大きいばかりで
なく残留ガスのイオン衝撃によりフィラメントに塗布さ
れた電子放射物質及びフィラメントを構成するタングス
テンがスパッタして失われるため管の寿命が短い。ま
た、フィラメントがある程度の大きさを必要とするため
ガラス管の内径を小さくすることができず、通常ガラス
管外径は８mm程度である。

【０００８】蛍光放電ランプを使用したバックライト光
源が多く用いられているノート型パーソナル・コンピュ
ータに対する小型化及び省電力化の要求は強く、したが
ってバックライト光源に対する省電力化及び薄型化への
要求も強い。この要求に応えるため、図３に管端部の拡
大断面図を示す構造のフィラメントを有しない冷陰極型
蛍光放電ランプが提案されている。この冷陰極放電ラン
プは図２に示された熱陰極放電ランプのフィラメント及
び水銀ゲッターに代えて、ガラス管容器２１内に水銀ゲ
ッターを兼ねる陰極２６がリード線２５に取り付けられ
ている。

【０００９】薄膜状のチタンはゲッター作用を有する金
属であるが、水銀ゲッターは粉末であるため水銀を放出
した後の金属チタンはゲッター作用を有しない。したが
って、残留ガスを吸着し陰極へのイオン衝撃を防止する
ために、ゲッターを使用することが望ましい。

【００１０】一般的には水銀ゲッターとゲッターとを兼
用した素材が使用され、具体的にはニッケルメッキが施
された鉄の薄板の両面にＴｉ₃Ｈｇの粉末及びＺｒ₃Ａｌ
₂，Ｚｒ₅Ａｌ₃，Ｚｒ₅Ａｌ₄等のＺｒ−Ａｌ合金粉末が
塗布されたものが使用される。蛍光放電ランプを製造す
る際には、放電開始用ガスであるアルゴンガスを封入し
て、管端部を閉じて管全体を密封し、その後高周波誘導
加熱装置によりゲッター材であるＺｒを加熱して不要残
留ガスを吸着した後、水銀ゲッターであるＴｉ₃Ｈｇか
ら水銀蒸気を放出させる。

【００１１】この冷陰極型蛍光放電ランプは図２に示し
た熱陰極型蛍光放電ランプと異なり熱陰極を有しないた
め、消費電力が小さくまた管の寿命は長い。また、フィ
ラメントを用いないためガラス管容器の内径を小さくす
ることができ、ガラス管容器２１の外径を４mm程度にす
ることができる。しかし、陰極の加熱源がないため放電
開始電圧が高く、また電子放出特性が良好であるとはい
えないニッケル被覆鉄を陰極に用いているため、大きな
電子流によって輝度を高くすることができず用途に限界
がある。

【００１２】本発明者らは、特開平２−１８６５２７号
公報，特開平２−１８６５５０号公報，特開平２−２１
５０３９号公報，特開平４−４３５４６号公報におい
て、これら熱陰極型蛍光放電ランプの有する問題点と冷
陰極型蛍光放電ランプの有する問題点とをともに解決す
ることができる蛍光放電ランプとしてセラミック材料を
陰極とする蛍光放電ランプを提案した。

【００１３】図４に示すのはこのセラミック陰極蛍光放
電ランプの管端部の拡大断面図であり、ガラス管容器２
１内に収納された放電電極はリード線２５端部に形成さ
れた分岐部２７に弾性挟持され一方が開放口となってい
る有底円筒状の高融点又は耐スパッタリング性の良好な
半導体磁器、例えばＢａ（Ｚｒ，Ｔａ）Ｏ₃系の半導体
磁器からなる円筒電極２８と、この円筒電極２８内に収
納された塊状または粒状もしくは多孔質状の電子放出性
半導体磁器２９とにより構成されている。また、円筒電
極２８の表面上にはＴａ系のスパッタリング防止層が形
成されている。円筒電極２８の大きさとしては内径０.
９mm、外径１.９mm、長さ２.３mmのもの及び内径１.６m
m、外径２.６mm、長さ２.３mmのものがある。

【００１４】このセラミック陰極蛍光放電ランプにおい
て、放電開始用アルゴンガスにより放電が開始されると
電離したガスが放電電極付近でプラズマを生成し、この
プラズマにより電子放出性半導体磁器２８が加熱される
ため、電子放出性半導体磁器２９が熱陰極として動作す
る。

【００１５】このセラミック陰極蛍光放電ランプは電子
放射物質等がスパッタして失われることによる短寿命の
問題はない。また、プラズマによる加熱を利用した熱陰
極型であるため冷熱陰極型と異なり放電開始電圧が下げ
ることができ、輝度を高くすることができる。しかし、
残留ガスを吸着するゲッターを用いていないため望まし
くない放電が発生することがあり、ノート型パーソナル
・コンピュータのバックライト光源として不適切な場合
がある。

【００１６】

【発明の概要】本願発明は、ノート型パーソナル・コン
ピュータのバックライト光源に使用するのに適したガラ
ス管径の小さい蛍光放電ランプのさらに新規な構造を提
供することを目的とする。

【００１７】そのために本願においてはセラミック陰極
蛍光放電ランプにおいてゲッター材をリード線あるいは
セラミック陰極を保持する部材表面に設けた。

【００１８】本願発明の放電ランプは製造時に排気され
たガラス管容器内に一般のランプ製造法と同様に流滴の
形で水銀が封入される。また、リード線あるいはセラミ
ック陰極を保持する部材表面に設けられたゲッター材が
高周波加熱等の手段により蒸発して管壁に付着し、不純
ガスを吸着する。そして、リード線の端部に設けられた
半導体磁器有底円筒内に収納された電子放出性半導体磁
器から電子が放出されて放電が行われ、放電ランプが発
光する

【００１９】

【実施例】以下、図を用いて本願各発明の実施例を説明
する。なお、本発明のセラミック陰極放電ランプの基本
的な構成は図４に示した従来のセラミック陰極放電ラン
プの構成と共通であるから、以下に説明する実施例にお
いては本発明に係るセラミック陰極放電ランプの概要に
ついての説明は省略する。

【００２０】図５に示したのは、本願第１発明に係る放
電ランプ電極の第１の実施例であり（ａ）に管端部の拡
大断面図を（ｂ）にｂ−ｂ線で切断した断面図を示す。
この図において、２１は内壁に蛍光物質が塗布された円
筒型の細長い密封ガラス管容器であり、ガラス管容器２
１の左右側端部にリード線２５が設けられている。この
リード線２５の導入部の反対側端には浅い円筒形状の金
属キャップ３０が取り付けられている。

【００２１】２８は高融点かつ耐スパッタリング性の良
好な半導体磁器、例えばＢａ（Ｚｒ，Ｔａ）Ｏ₃系の半
導体磁器からなる円筒電極である。円筒電極２８は一方
が開放口となっている有底円筒状をなしており、この円
筒電極２８内には塊状または粒状もしくは多孔質状の電
子放出性半導体磁器２９が収納されている。また、円筒
電極２８はその表面上にＴａ系スパッタリング防止層が
形成されている。この円筒電極２８の底部側が金属キャ
ップ３０により保持されている。Ｚｒ−Ａｌゲッター材
料３１はリード線２５にコーティングされており、放電
ランプのガラス管封止後、高周波加熱により加熱され管
壁に付着し不要残留ガスを吸着する。その後液滴状態の
水銀が注入され、管端が封止されて放電ランプが完成す
る。

【００２２】図６に示したのは、図５に示した本願第１
発明に係るセラミック陰極放電ランプの変形実施例であ
る第２の実施例であり、（ａ）に管端部の拡大断面図を
（ｂ）にｂ−ｂ線で切断した断面図を示す。この図にお
いて、２１は内壁に蛍光物質が塗布された円筒型の細長
い密封ガラス管容器であり、ガラス管容器の左右側端部
にリード線２５が設けられている。このリード線２５の
導入部の反対側端には浅い円筒形状の金属キャップ３３
が取り付けられている。

【００２３】円筒電極２８は一方が開放口となっている
有底円筒状をなしており、この円筒電極２８内には塊状
または粒状もしくは多孔質状の電子放出性半導体磁器２
９が収納されている。また、円筒電極２８はその表面上
にＴａ系スパッタリング防止層が形成されている。この
円筒電極２８の底部外側には径小部３２が形成されてお
り、この径小部３２が金属キャップ３０内に挿入される
ことにより保持されている。Ｚｒ−Ａｌゲッター材料３
１がリード線２５にコーティングされており、放電ラン
プのガラス管封止後、高周波加熱により加熱され管壁に
付着し不要残留ガスを吸着する。

【００２４】図７に示したのは、本願第１発明に係るセ
ラミック陰極放電ランプの第３の実施例であり（ａ）に
管端部の拡大断面図を（ｂ）にｂ−ｂ線で切断した断面
図を示す。この図において、２１は内壁に蛍光物質が塗
布された円筒型の細長い密封ガラス管容器であり、ガラ
ス管容器２１の左右側端部にリード線２５が設けられて
いる。３３は高融点かつ耐スパッタリング性の良好な半
導体磁器、例えばＢａ（Ｚｒ，Ｔａ）Ｏ₃系の半導体磁
器からなる円筒電極である。円筒電極３３の両方が開放
口とされ、中間部に仕切が設けられた有底円筒状をなし
ており、この円筒電極３３の一方に塊状または粒状もし
くは多孔質状の電子放出性半導体磁器２９が収納されて
いる。また、円筒電極３３はその表面上にＴａ系スパッ
タリング防止層が形成されている。

【００２５】Ｚｒ−Ａｌゲッター材料３１がリード線２
５にコーティングされており、放電ランプのガラス管封
止後、高周波加熱により加熱され管壁に付着し不要残留
ガスを吸着する。

【００２６】図８に示したのは、本願第２発明に係る放
電ランプ電極の第１の実施例であり（ａ）に管端部の拡
大断面図を（ｂ）にｂ−ｂ線で切断した断面図を示す。
この図において、２１は内壁に蛍光物質が塗布された円
筒型の細長い密封ガラス管容器であり、ガラス管容器２
１の左右側端部にリード線２５が設けられている。この
リード線２５の導入部の反対側端には浅い円筒形状の金
属キャップ３０が取り付けられている。

【００２７】２８は高融点かつ耐スパッタリング性の良
好な半導体磁器、例えばＢａ（Ｚｒ，Ｔａ）Ｏ₃系の半
導体磁器からなる円筒電極である。円筒電極２８は一方
が開放口となっている有底円筒状をなしており、この円
筒電極２８内には塊状または粒状もしくは多孔質状の電
子放出性半導体磁器２９が収納されている。また、円筒
電極２８はその表面上にＴａ系スパッタリング防止層が
形成されている。この円筒電極２８の底部側が金属キャ
ップ３０により保持されている。

【００２８】Ｚｒ−Ａｌゲッター材料３５は金属キャッ
プ３０にコーティングされており、放電ランプのガラス
管封止後、高周波加熱により加熱され管壁に付着し不要
残留ガスを吸着する。その後液滴状態の水銀が注入さ
れ、管端が封止されて放電ランプが完成する。

【００２９】図９に示したのは、図８に示した本願第２
発明に係るセラミック陰極放電ランプの変形実施例であ
る第２の実施例であり、（ａ）に管端部の拡大断面図を
（ｂ）にｂ−ｂ線で切断した断面図を示す。この図にお
いて、２１は内壁に蛍光物質が塗布された円筒型の細長
い密封ガラス管容器であり、ガラス管容器の左右側端部
にリード線２５が設けられている。このリード線２５の
導入部の反対側端には浅い円筒形状の金属キャップ３０
が取り付けられている。

【００３０】円筒電極２８は一方が開放口となっている
有底円筒状をなしており、この円筒電極２８内には塊状
または粒状もしくは多孔質状の電子放出性半導体磁器２
９が収納されている。また、円筒電極２８はその表面上
にＴａ系スパッタリング防止層が形成されている。この
円筒電極２８の底部外側には径小部３２が形成されてお
り、この径小部３２が金属キャップ３０内に挿入される
ことにより保持されている。Ｚｒ−Ａｌゲッター材料３
５は金属キャップ３０にコーティングされており、放電
ランプのガラス管封止後、高周波加熱により加熱され管
壁に付着し不要残留ガスを吸着する。

【００３１】以上説明した実施例において、水銀は液滴
状態で注入されるが液滴状態の水銀をゲッター作用を行
うために加熱されたガラス管内に注入することは簡単な
ことではない。そこで、そのための手段を図１０及び図
１１を用いて説明する。図１０に示したのは、図５に示
された本願第１発明の第１実施例の放電ランプ電極にこ
の構成を適用した第１の例であり（ａ）に管端部の拡大
断面図を（ｂ）にｂ−ｂ線で切断した断面図を示す。こ
の図において、２１は内壁に蛍光物質が塗布された円筒
型の細長い密封ガラス管容器であり、ガラス管容器２１
の左右側端部にリード線２５が設けられている。このリ
ード線２５の導入部の反対側端には浅い円筒形状の金属
キャップ３０が取り付けられている。

【００３２】２８は高融点かつ耐スパッタリング性の良
好な半導体磁器、例えばＢａ（Ｚｒ，Ｔａ）Ｏ₃系の半
導体磁器からなる円筒電極である。円筒電極２８は一方
が開放口となっている有底円筒状をなしており、この円
筒電極２８内には塊状または粒状もしくは多孔質状の電
子放出性半導体磁器２９が収納されている。また、円筒
電極２８はその表面上にＴａ系スパッタリング防止層が
形成されている。この円筒電極２８の底部側が金属キャ
ップ３０により保持されている。Ｚｒ−Ａｌゲッター材
料３１はリード線２５にコーティングされており、放電
ランプのガラス管封止後、高周波加熱により加熱され管
壁に付着し不要残留ガスを吸着する。

【００３３】液状の水銀が封入された容器３６がリード
線２５に固着されており、管端が封止された後に高周波
加熱手段により加熱すると封入された水銀が膨張し、容
器３６が破壊され、水銀蒸気がガラス管容器２１内に放
出され放電ランプが完成する。

【００３４】図１１に示したのは、図１０に示された本
願第１発明の第１実施例の放電ランプ電極にこの構成を
適用した第２の例であり（ａ）に管端部の拡大断面図を
（ｂ）にｂ−ｂ線で切断した断面図を示す。この図にお
いて、２１は内壁に蛍光物質が塗布された円筒型の細長
い密封ガラス管容器であり、ガラス管容器２１の左右側
端部にリード線２５が設けられている。このリード線２
５の導入部の反対側端には浅い円筒形状の金属キャップ
３０が取り付けられている。

【００３５】２８は高融点かつ耐スパッタリング性の良
好な半導体磁器、例えばＢａ（Ｚｒ，Ｔａ）Ｏ₃系の半
導体磁器からなる円筒電極である。円筒電極２８は一方
が開放口となっている有底円筒状をなしており、この円
筒電極２８内には塊状または粒状もしくは多孔質状の電
子放出性半導体磁器２９が収納されている。また、円筒
電極２８はその表面上にＴａ系スパッタリング防止層が
形成されている。この円筒電極２８の底部側が金属キャ
ップ３０により保持されている。

【００３６】この図に示した管端部の反対側の管端部は
図５に示された管端部と同一の構成を有しており、Ｚｒ
−Ａｌゲッター材料３１がリード線２５にコーティング
され、放電ランプのガラス管封止後、高周波加熱により
加熱され管壁に付着し不要残留ガスを吸着する。

【００３７】液状の水銀が封入された容器３６がリード
線２５に固着されており、管端が封止された後に高周波
加熱手段により加熱すると封入された水銀が膨張し、容
器３６が破壊され、水銀蒸気がガラス管容器２１内に放
出され放電ランプが完成する。

【００３８】図１０に示した構成による場合は、高周波
加熱の温度を正確に制御する必要があるが、高周波加熱
装置は１個で済む。これに対して、図１１に示した構成
による場合は、高周波加熱装置は２個必要になるが温度
の制御を正確に行う必要はない。

【００３９】

【発明の効果】以上説明した実施例から明らかなよう
に、本願発明においてはゲッター材を電極円筒を保持す
る金属キャップあるいはリード線にコーティングしてい
るため、セラミック陰極蛍光放電ランプのガラス管容器
として細径のものを使用することができ、このセラミッ
ク陰極蛍光放電ランプを採用した液晶表示装置の薄型化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】蛍光放電ランプを適用した液晶表示装置用バッ
クライトの斜視図。

【図２】従来例のバックライト用蛍光放電ランプの全体
断面図及び管端部断面図。

【図３】他の従来例のバックライト用蛍光放電ランプの
管端部断面図。

【図４】さらに他の従来例のバックライト用蛍光放電ラ
ンプの管端部断面図。

【図５】本願第１発明第１実施例の放電ランプの管端部
断面図。

【図６】本願第１発明第２実施例の放電ランプの管端部
断面図。

【図７】本願第１発明第３実施例の放電ランプの管端部
断面図。

【図８】本願第２発明第１実施例の放電ランプの管端部
断面図。

【図９】本願第２発明第２実施例の放電ランプの管端部
断面図。

【図１０】本願発明を適用した第１参考例の放電ランプ
の管端部断面図。

【図１１】本願発明を適用した第２参考例の放電ランプ
の管端部断面図。

【符号の説明】

１導光板２放電ランプ２１ガラス管容器２２，２５リード線２３フィラメント２４水銀ゲッター２６冷陰極２７分岐部２８，３３円筒電極２９電子放出性半導体磁器３０金属キャップ３１，３５ゲッター３２径小部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有底円筒状半導体磁器、ガラス管の管端部から導出されるリード線、前記有底円筒状半導体磁器を保持し前記リード線に取り
付けられた浅い円筒形状の金属キャップ、前記有底円筒状半導体磁器内に収納された電子放出性半
導体磁器を具え、前記リード線にゲッター材が塗布された放電ランプ電
極。
【請求項２】有底円筒状半導体磁器、ガラス管の管端部から導出されるリード線、前記有底円筒状半導体磁器を保持し前記リード線に取り
付けられた浅い円筒形状の金属キャップ、前記有底円筒状半導体磁器内に収納された電子放出性半
導体磁器を具え、前記金属キャップにゲッター材が塗布された放電ランプ
電極。