JP2002289139A - 冷陰極放電ランプ - Google Patents
冷陰極放電ランプInfo
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- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/70—Lamps with low-pressure unconstricted discharge having a cold pressure < 400 Torr
- H01J61/76—Lamps with low-pressure unconstricted discharge having a cold pressure < 400 Torr having a filling of permanent gas or gases only
- H01J61/78—Lamps with low-pressure unconstricted discharge having a cold pressure < 400 Torr having a filling of permanent gas or gases only with cold cathode; with cathode heated only by discharge, e.g. high-tension lamp for advertising
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- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
- Discharge Lamp (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 導入線のスパッタリングを抑制して水銀の消
耗を低減でき、水銀封入量を増加させることなく長寿命
化が実現できる低圧放電ランプを提供する。 【解決手段】 発光管１の内部で筒状電極５と接続され
る導入線４ａを、筒状電極５を形成する材料と同一の材
料にて形成する。
耗を低減でき、水銀封入量を増加させることなく長寿命
化が実現できる低圧放電ランプを提供する。 【解決手段】 発光管１の内部で筒状電極５と接続され
る導入線４ａを、筒状電極５を形成する材料と同一の材
料にて形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
装置等のバックライトに使用する冷陰極放電ランプに関
する。
装置等のバックライトに使用する冷陰極放電ランプに関
する。
【０００２】
【従来の技術】液晶ディスプレイ装置のバックライト用
光源として使用される冷陰極放電ランプは、ガラス管の
内面に蛍光体が塗布された発光管に電極として円筒や板
状の金属を設け、水銀などを封入して、放電により発光
管の内部で発生した紫外線により蛍光体を励起し可視光
を得るよう構成されている。
光源として使用される冷陰極放電ランプは、ガラス管の
内面に蛍光体が塗布された発光管に電極として円筒や板
状の金属を設け、水銀などを封入して、放電により発光
管の内部で発生した紫外線により蛍光体を励起し可視光
を得るよう構成されている。
【０００３】このような冷陰極放電ランプは、液晶ディ
スプレイ装置の多様化に伴い、小型化、細径化、高輝度
化、長寿命化といった各種の検討が行われている。例え
ば、特開平４−１３７４２９号公報には、ランプ内での
スパッタリングによる水銀の消耗を抑制するために、筒
状電極の内面を導体で形成し、外面を絶縁体で形成して
負グロー放電が筒状電極の外周面に回り込まないように
構成した冷陰極放電ランプが提案されている。
スプレイ装置の多様化に伴い、小型化、細径化、高輝度
化、長寿命化といった各種の検討が行われている。例え
ば、特開平４−１３７４２９号公報には、ランプ内での
スパッタリングによる水銀の消耗を抑制するために、筒
状電極の内面を導体で形成し、外面を絶縁体で形成して
負グロー放電が筒状電極の外周面に回り込まないように
構成した冷陰極放電ランプが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
構成された冷陰極放電ランプでは、管内壁のスパッタリ
ング物質による黒化や水銀の消耗は抑制できるものの、
高輝度が要求される大電流域での使用では、絶縁体で形
成された筒状電極の外側表面を越えて負グロー放電が内
部導入線に移行してしまう。このような状態では、筒状
電極と外部電源との接続を行うとともに発光管の気密封
着を行う目的で発光管内に引き出された導入線は筒状電
極に比べてスパッタリングに弱いため、前記導入線のス
パッタリング量の増加により発生するスパッタ物質が増
加してランプ内の水銀が消耗され、冷陰極放電ランプの
長寿命化を妨げることになる。
構成された冷陰極放電ランプでは、管内壁のスパッタリ
ング物質による黒化や水銀の消耗は抑制できるものの、
高輝度が要求される大電流域での使用では、絶縁体で形
成された筒状電極の外側表面を越えて負グロー放電が内
部導入線に移行してしまう。このような状態では、筒状
電極と外部電源との接続を行うとともに発光管の気密封
着を行う目的で発光管内に引き出された導入線は筒状電
極に比べてスパッタリングに弱いため、前記導入線のス
パッタリング量の増加により発生するスパッタ物質が増
加してランプ内の水銀が消耗され、冷陰極放電ランプの
長寿命化を妨げることになる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の冷陰極放電ラン
プは、均一な放電により電極部が覆われるよう構成した
ことを特徴とする。
プは、均一な放電により電極部が覆われるよう構成した
ことを特徴とする。
【０００６】この本発明によると、導入線のスパッタリ
ングを抑制して冷陰極放電ランプの長寿命化が図れる。
ングを抑制して冷陰極放電ランプの長寿命化が図れる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の冷陰極放
電ランプは、内面に蛍光体が塗布された発光管の端部に
外部電源と接続された導入線を設け、前記導入線の一端
を筒状電極と接続して放電によって前記発光管の内部で
発生した紫外線で前記蛍光体を励起して可視光を得る冷
陰極放電ランプであって、発光管の内部における前記導
入線の少なくとも一部を前記筒状電極を形成する材料と
同一の材料にて形成したことを特徴とする。
電ランプは、内面に蛍光体が塗布された発光管の端部に
外部電源と接続された導入線を設け、前記導入線の一端
を筒状電極と接続して放電によって前記発光管の内部で
発生した紫外線で前記蛍光体を励起して可視光を得る冷
陰極放電ランプであって、発光管の内部における前記導
入線の少なくとも一部を前記筒状電極を形成する材料と
同一の材料にて形成したことを特徴とする。
【０００８】本発明の請求項２記載の冷陰極放電ランプ
は、請求項１において、発光管の内部における導入線の
外面を筒状電極を形成する材料と同一の材料で覆ったこ
とを特徴とする。
は、請求項１において、発光管の内部における導入線の
外面を筒状電極を形成する材料と同一の材料で覆ったこ
とを特徴とする。
【０００９】本発明の請求項３記載の冷陰極放電ランプ
は、内面に蛍光体が塗布された発光管の端部に外部電源
と接続された導入線を設け、前記導入線の一端を筒状電
極と接続して放電によって前記発光管の内部で発生した
紫外線で前記蛍光体を励起して可視光を得る冷陰極放電
ランプであって、発光管の内部における前記導入線の少
なくとも一部の表面を、前記筒状電極の内面を形成する
材料の仕事関数値よりも仕事関数値の高い材料にて形成
したことを特徴とする。
は、内面に蛍光体が塗布された発光管の端部に外部電源
と接続された導入線を設け、前記導入線の一端を筒状電
極と接続して放電によって前記発光管の内部で発生した
紫外線で前記蛍光体を励起して可視光を得る冷陰極放電
ランプであって、発光管の内部における前記導入線の少
なくとも一部の表面を、前記筒状電極の内面を形成する
材料の仕事関数値よりも仕事関数値の高い材料にて形成
したことを特徴とする。
【００１０】本発明の請求項４記載の冷陰極放電ランプ
は、内面に蛍光体が塗布された発光管の端部に外部電源
と接続された導入線を設け、前記導入線の一端を筒状電
極と接続して放電によって前記発光管の内部で発生した
紫外線で前記蛍光体を励起して可視光を得る冷陰極放電
ランプであって、発光管の内部における前記導入線の少
なくとも一部の表面を絶縁皮膜で覆ったことを特徴とす
る。
は、内面に蛍光体が塗布された発光管の端部に外部電源
と接続された導入線を設け、前記導入線の一端を筒状電
極と接続して放電によって前記発光管の内部で発生した
紫外線で前記蛍光体を励起して可視光を得る冷陰極放電
ランプであって、発光管の内部における前記導入線の少
なくとも一部の表面を絶縁皮膜で覆ったことを特徴とす
る。
【００１１】以下、本発明の各実施の形態を図１〜図５
を用いて説明する。 （実施の形態１）図１と図２は、本発明の（実施の形態
１）を示す。
を用いて説明する。 （実施の形態１）図１と図２は、本発明の（実施の形態
１）を示す。
【００１２】図１に示すように、ガラス管２の内面に蛍
光体３が被着された発光管１の端部には、一端が外部電
源に接続され他端が導電性の筒状電極５と接続された導
入線４が設けられ、発光管１の内部には適切な量の水銀
と希ガスとが封入され密封されている。導入線４は、発
光管１の内部で筒状電極５の非放電側の端部と接続され
るとともに発光管１の気密封着を行う内部導入線４ａ
と、発光管１の外部で内部導入線４ａを介して外部電源
と接続される外部導入線４ｂとから構成される。この導
入線４を介して筒状電極５に外部電源より電流が供給さ
れると、発光管１の内部で放電が生じ、この放電により
発生した紫外線により蛍光体３が励起され可視光が得ら
れる。
光体３が被着された発光管１の端部には、一端が外部電
源に接続され他端が導電性の筒状電極５と接続された導
入線４が設けられ、発光管１の内部には適切な量の水銀
と希ガスとが封入され密封されている。導入線４は、発
光管１の内部で筒状電極５の非放電側の端部と接続され
るとともに発光管１の気密封着を行う内部導入線４ａ
と、発光管１の外部で内部導入線４ａを介して外部電源
と接続される外部導入線４ｂとから構成される。この導
入線４を介して筒状電極５に外部電源より電流が供給さ
れると、発光管１の内部で放電が生じ、この放電により
発生した紫外線により蛍光体３が励起され可視光が得ら
れる。
【００１３】上記のように構成された冷陰極放電ランプ
において、この実施の形態では、内部導入線４ａへのス
パッタリング量を低減するために、内部導入線４ａの外
面を筒状電極５と同一の材料で形成している。
において、この実施の形態では、内部導入線４ａへのス
パッタリング量を低減するために、内部導入線４ａの外
面を筒状電極５と同一の材料で形成している。
【００１４】以下に具体例を挙げて説明する。 実施例１ 図１に示すように構成された冷陰極放電ランプにおい
て、ガラス管２はコバールガラス等の硬質ガラス材にて
形成され、その内面には、蛍光体３として三波長域発光
蛍光体が２０μｍ程度の膜厚で被着されている。発光管
１には水銀及び希ガス（図示せず）が封入されている。
て、ガラス管２はコバールガラス等の硬質ガラス材にて
形成され、その内面には、蛍光体３として三波長域発光
蛍光体が２０μｍ程度の膜厚で被着されている。発光管
１には水銀及び希ガス（図示せず）が封入されている。
【００１５】内部導入線４ａは、ガラス管２の端部を気
密封着する働きを有するため、ガラス管２を形成する硬
質ガラス材と膨張係数が近似した材料で、かつ導電性を
有するものが選択される。このような金属材料として
は、ＦｅとＮｉとＣｏとの合金等よりなる金属材料が使
用できる。
密封着する働きを有するため、ガラス管２を形成する硬
質ガラス材と膨張係数が近似した材料で、かつ導電性を
有するものが選択される。このような金属材料として
は、ＦｅとＮｉとＣｏとの合金等よりなる金属材料が使
用できる。
【００１６】また、筒状電極５は、上記の内部導入線４
ａを形成するＦｅとＮｉとＣｏとの合金等などの金属材
料と同一の材料にて形成される。この内部導入線４ａの
一端は筒状電極５とレーザ溶接などの溶接により接続さ
れ、内部導入線４ａの他端は外部導入線４ｂに溶接によ
り接続される。
ａを形成するＦｅとＮｉとＣｏとの合金等などの金属材
料と同一の材料にて形成される。この内部導入線４ａの
一端は筒状電極５とレーザ溶接などの溶接により接続さ
れ、内部導入線４ａの他端は外部導入線４ｂに溶接によ
り接続される。
【００１７】このように、内部導入線４ａと筒状電極５
とが同一の材料にて形成された冷陰極放電ランプを用い
ると、負グロー放電の内部導入線４ａへの集中的な放電
移行を抑制でき、均一な負グロー放電によって電極部が
覆われるため、内部導入線４ａの外面が余分なスパッタ
リングにさらされることによる水銀の消耗を減少でき、
冷陰極放電ランプの長寿命化が図れる。
とが同一の材料にて形成された冷陰極放電ランプを用い
ると、負グロー放電の内部導入線４ａへの集中的な放電
移行を抑制でき、均一な負グロー放電によって電極部が
覆われるため、内部導入線４ａの外面が余分なスパッタ
リングにさらされることによる水銀の消耗を減少でき、
冷陰極放電ランプの長寿命化が図れる。
【００１８】また、図２に示すように、スパッタリング
にさらされる内部導入線４ａの外面を筒状電極５と同一
の材料からなる膜６で覆った構成としても良い。例え
ば、図１と同様に構成された冷陰極放電ランプにおい
て、ガラス管２がホウケイ酸ガラスからなり、内部導入
線４ａがタングステンにて形成され、筒状電極５がニッ
ケルにて形成されている場合に、内部導入線４ａの発光
管１の内部で露出する部分に、筒状電極５を形成する材
料と同じニッケルメッキ処理を施して膜６を形成する。
にさらされる内部導入線４ａの外面を筒状電極５と同一
の材料からなる膜６で覆った構成としても良い。例え
ば、図１と同様に構成された冷陰極放電ランプにおい
て、ガラス管２がホウケイ酸ガラスからなり、内部導入
線４ａがタングステンにて形成され、筒状電極５がニッ
ケルにて形成されている場合に、内部導入線４ａの発光
管１の内部で露出する部分に、筒状電極５を形成する材
料と同じニッケルメッキ処理を施して膜６を形成する。
【００１９】このような構成によっても、上記と同様に
負グロー放電の内部導入線４ａへの集中的な放電移行を
抑制でき、水銀の消耗を低減できる。なお、上記説明で
は、内部導入線４ａがタングステンにて形成され、筒状
電極５がこのタングステンよりも仕事関数値の高いニッ
ケルにて形成された例を挙げて説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、例えば、内部導入線４ａ
がタングステンにて形成され、筒状電極５がアルミニウ
ム、モリブデンなどの種々の金属材料にて形成される場
合にも同様の構成とすることができる。
負グロー放電の内部導入線４ａへの集中的な放電移行を
抑制でき、水銀の消耗を低減できる。なお、上記説明で
は、内部導入線４ａがタングステンにて形成され、筒状
電極５がこのタングステンよりも仕事関数値の高いニッ
ケルにて形成された例を挙げて説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、例えば、内部導入線４ａ
がタングステンにて形成され、筒状電極５がアルミニウ
ム、モリブデンなどの種々の金属材料にて形成される場
合にも同様の構成とすることができる。
【００２０】従って、従来はガラス管２を形成するガラ
ス材料と内部導入線４ａとの組み合わせが制限されてい
たため使用できる内部導入線４ａの種類が少なかったの
に対し、使用できる内部導入線４ａの選択の幅が広がる
こととなる。また、上記のように内部導入線４ａと筒状
電極５とを同じ材質にて形成する場合に比べて、内部導
入線４ａの材料にかからわず筒状電極５の材料を選択で
きる。
ス材料と内部導入線４ａとの組み合わせが制限されてい
たため使用できる内部導入線４ａの種類が少なかったの
に対し、使用できる内部導入線４ａの選択の幅が広がる
こととなる。また、上記のように内部導入線４ａと筒状
電極５とを同じ材質にて形成する場合に比べて、内部導
入線４ａの材料にかからわず筒状電極５の材料を選択で
きる。
【００２１】（実施の形態２）図３は、本発明の（実施
の形態２）を示す。この（実施の形態２）では、内部導
入線４ａの少なくとも一部の表面を筒状電極５の内面を
形成する材料の仕事関数値よりも高い仕事関数値の材料
にて形成した点で上記（実施の形態１）とは異なる。
の形態２）を示す。この（実施の形態２）では、内部導
入線４ａの少なくとも一部の表面を筒状電極５の内面を
形成する材料の仕事関数値よりも高い仕事関数値の材料
にて形成した点で上記（実施の形態１）とは異なる。
【００２２】以下、具体例を挙げて説明する。図３に示
すように、図１と同様に構成された冷陰極放電ランプに
おいて、ここではガラス管２はがホウケイ酸ガラス等の
硬質ガラス材にて形成され、内部導入線４ａがこのガラ
ス管２を形成する硬質ガラス材の膨張係数と近似した材
料であるタングステン等にて形成されている。
すように、図１と同様に構成された冷陰極放電ランプに
おいて、ここではガラス管２はがホウケイ酸ガラス等の
硬質ガラス材にて形成され、内部導入線４ａがこのガラ
ス管２を形成する硬質ガラス材の膨張係数と近似した材
料であるタングステン等にて形成されている。
【００２３】筒状電極５が形成される材料は特に限定さ
れるものではなく、例えば、内部導入線４ａと同一材料
からなるタングステンや、内部導入線４ａを形成する材
料の仕事関数値よりも高い仕事関数値のニッケル等や、
仕事関数値の低いニオビウム等にて形成されている。
れるものではなく、例えば、内部導入線４ａと同一材料
からなるタングステンや、内部導入線４ａを形成する材
料の仕事関数値よりも高い仕事関数値のニッケル等や、
仕事関数値の低いニオビウム等にて形成されている。
【００２４】そして、内部導入線４ａの発光管１の内部
で露出する部分と筒状電極５の外表面は、膜７ａ，７ｂ
にて覆われている。膜７ａ，７ｂは、内部導入線４ａを
形成する材料の仕事関数値や筒状電極５を形成する材料
の仕事関数値よりも高い仕事関数値を持つ材料、例えば
内部導入線４ａがタングステンで、筒状電極５がニオビ
ウムの場合には、銀などが使用され、蒸着により形成さ
れる。
で露出する部分と筒状電極５の外表面は、膜７ａ，７ｂ
にて覆われている。膜７ａ，７ｂは、内部導入線４ａを
形成する材料の仕事関数値や筒状電極５を形成する材料
の仕事関数値よりも高い仕事関数値を持つ材料、例えば
内部導入線４ａがタングステンで、筒状電極５がニオビ
ウムの場合には、銀などが使用され、蒸着により形成さ
れる。
【００２５】上記のように構成された冷陰極放電ランプ
は、内部導入線４ａと筒状電極５の外周面が内部導入線
４ａと筒状電極５を構成する材料の仕事関数値よりも高
い仕事関数値を有する材料にて被着されているため、主
に仕事関数値の低い材料を備えた筒状電極５の内面で負
グロー放電が進行することとなる。
は、内部導入線４ａと筒状電極５の外周面が内部導入線
４ａと筒状電極５を構成する材料の仕事関数値よりも高
い仕事関数値を有する材料にて被着されているため、主
に仕事関数値の低い材料を備えた筒状電極５の内面で負
グロー放電が進行することとなる。
【００２６】このような構成によっても上記と同様に、
余分なスパッタリングによる水銀の消耗を抑制でき、冷
陰極放電ランプの長寿命化が図れる。なお、上記説明で
は、膜７ａ，７ｂとして銀蒸着によるものを例に挙げて
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
その他、内部導入線４ａと筒状電極５の構成材料よりも
仕事関数の高い材料であればよく、その他、ＣｒやＣｕ
なども使用できる。
余分なスパッタリングによる水銀の消耗を抑制でき、冷
陰極放電ランプの長寿命化が図れる。なお、上記説明で
は、膜７ａ，７ｂとして銀蒸着によるものを例に挙げて
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
その他、内部導入線４ａと筒状電極５の構成材料よりも
仕事関数の高い材料であればよく、その他、ＣｒやＣｕ
なども使用できる。
【００２７】また、上記説明では、膜７ａ，７ｂが同一
材料によるものを例に挙げて説明したが、膜７ｂの仕事
関数値が膜７ａの仕事関数値より低い材料より構成され
た物や、膜７ｂを形成しないものでも同様の効果が得ら
れる。
材料によるものを例に挙げて説明したが、膜７ｂの仕事
関数値が膜７ａの仕事関数値より低い材料より構成され
た物や、膜７ｂを形成しないものでも同様の効果が得ら
れる。
【００２８】（実施の形態３）図４は、本発明の（実施
の形態３）を示す。図３と同様に構成された冷陰極放電
ランプにおいて、この（実施の形態３）では、内部導入
線４ａの外面と筒状電極５の外面を仕事関数値の大きい
材料にて覆う代わりに、内部導入線４ａの少なくとも一
部の表面を絶縁被膜８ａ，８ｂで覆った点で上記（実施
の形態２）とは異なる。
の形態３）を示す。図３と同様に構成された冷陰極放電
ランプにおいて、この（実施の形態３）では、内部導入
線４ａの外面と筒状電極５の外面を仕事関数値の大きい
材料にて覆う代わりに、内部導入線４ａの少なくとも一
部の表面を絶縁被膜８ａ，８ｂで覆った点で上記（実施
の形態２）とは異なる。
【００２９】具体的には、ステンレスの４２６合金から
なる内部導入線４ａのガラス管２と当接する部分には酸
化膜９が形成されており、放電管１の内部における内部
導入線４ａの外周面は、酸化膜９とガラス管２とのアロ
イ層により気密性が維持できる材料、例えば、ステンレ
スの４２６合金の酸化膜を形成する材料等からなる絶縁
物質などにて絶縁膜８ａが形成されている。
なる内部導入線４ａのガラス管２と当接する部分には酸
化膜９が形成されており、放電管１の内部における内部
導入線４ａの外周面は、酸化膜９とガラス管２とのアロ
イ層により気密性が維持できる材料、例えば、ステンレ
スの４２６合金の酸化膜を形成する材料等からなる絶縁
物質などにて絶縁膜８ａが形成されている。
【００３０】また、例えば鉄などからなる筒状電極５の
外周面は、酸化膜などによる絶縁膜８ｂにて絶縁されて
いる。上記のように構成された冷陰極放電ランプは、内
部導入線４ａと筒状電極５の外周面が絶縁材料や酸化膜
などにより絶縁されているため、導電性を有する筒状電
極５の内面側でのみ負グロー放電が進行し、筒状電極５
の外面と内部導入線４ａでの余分のスパッタリングによ
る水銀消耗を低減できる。
外周面は、酸化膜などによる絶縁膜８ｂにて絶縁されて
いる。上記のように構成された冷陰極放電ランプは、内
部導入線４ａと筒状電極５の外周面が絶縁材料や酸化膜
などにより絶縁されているため、導電性を有する筒状電
極５の内面側でのみ負グロー放電が進行し、筒状電極５
の外面と内部導入線４ａでの余分のスパッタリングによ
る水銀消耗を低減できる。
【００３１】なお、上記説明において、内部導入線４ａ
および筒状電極５を覆う絶縁膜８ａ，８ｂは、絶縁効果
を得られるものであれば特に限定されるものではなく、
セラミック等の被着により絶縁されたものであっても同
様の効果が得られる。
および筒状電極５を覆う絶縁膜８ａ，８ｂは、絶縁効果
を得られるものであれば特に限定されるものではなく、
セラミック等の被着により絶縁されたものであっても同
様の効果が得られる。
【００３２】以下に、上記各実施の形態における具体例
を示す。まず、第１の実験として、図１に示す冷陰極放
電ランプを、以下の手順にて作成した。
を示す。まず、第１の実験として、図１に示す冷陰極放
電ランプを、以下の手順にて作成した。
【００３３】コバールガラスよりなる外径が２．４ｍ
ｍ、内径が２．０ｍｍ、長さが３００ｍのガラス管２の
内面に、色温度５０００Ｋの三波長域発光蛍光体３を膜
厚が約２０μｍとなるように被着して発光管１を形成
し、発光管１の端部にはＦｅとＮｉとＣｏとの合金から
なる外径１．２ｍｍ、内径１．０ｍｍ、長さ５ｍｍの有
底の筒状電極５を設けた。
ｍ、内径が２．０ｍｍ、長さが３００ｍのガラス管２の
内面に、色温度５０００Ｋの三波長域発光蛍光体３を膜
厚が約２０μｍとなるように被着して発光管１を形成
し、発光管１の端部にはＦｅとＮｉとＣｏとの合金から
なる外径１．２ｍｍ、内径１．０ｍｍ、長さ５ｍｍの有
底の筒状電極５を設けた。
【００３４】筒状電極５の非放電側の端部には、この筒
状電極５を形成するＦｅとＮｉとＣｏとの合金と同一の
材料からなり外径が０．８ｍｍの内部導入線４ａを抵抗
溶接により接続した。
状電極５を形成するＦｅとＮｉとＣｏとの合金と同一の
材料からなり外径が０．８ｍｍの内部導入線４ａを抵抗
溶接により接続した。
【００３５】そして、発光管１に、従来の約５００μｇ
の３倍に相当する約１５００μｇの水銀を封入し、緩衝
ガスとしてアルゴン−ネオンの混合ガスを８ｋＰａ封入
して冷陰極放電ランプを作成し、これを試作ランプＢと
した。
の３倍に相当する約１５００μｇの水銀を封入し、緩衝
ガスとしてアルゴン−ネオンの混合ガスを８ｋＰａ封入
して冷陰極放電ランプを作成し、これを試作ランプＢと
した。
【００３６】また、試作ランプＢと比較するために、試
作ランプＡを作成した。この試作ランプＡは、筒状電極
５として、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ合金よりも仕事関数値が高
いニッケルにて形成され、その外周面に膜厚３μｍの絶
縁層であるアルミナ層が被着されたホロー電極構成の筒
状電極５を用いた以外は試作ランプＢと同様にして作成
した。
作ランプＡを作成した。この試作ランプＡは、筒状電極
５として、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ合金よりも仕事関数値が高
いニッケルにて形成され、その外周面に膜厚３μｍの絶
縁層であるアルミナ層が被着されたホロー電極構成の筒
状電極５を用いた以外は試作ランプＢと同様にして作成
した。
【００３７】試作ランプＡと試作ランプＢとを用い、ス
パッタリングによる水銀消耗が多くなる周囲温度０℃の
低温下で、高周波の正弦波点灯回路を用いてランプ電流
８ｍＡで点灯実験を行ったところ、図５に示す測定結果
が得られた。なお、この図５は、各試作ランプを１０本
づつ用いた時の点灯時間１０００時間における水銀の消
耗量の平均値を示したものである。
パッタリングによる水銀消耗が多くなる周囲温度０℃の
低温下で、高周波の正弦波点灯回路を用いてランプ電流
８ｍＡで点灯実験を行ったところ、図５に示す測定結果
が得られた。なお、この図５は、各試作ランプを１０本
づつ用いた時の点灯時間１０００時間における水銀の消
耗量の平均値を示したものである。
【００３８】比較のために作成した試作ランプＡは、ス
パッタリングによるガラス管２の内壁の黒化が内部導入
線４ａの付近に濃く広がっていたことから明らかなよう
に、負グロー放電が仕事関数値の小さい内部導入線４ａ
の付近に集中したため、水銀消耗量が１０００〜１４０
０μｇと高くなった。
パッタリングによるガラス管２の内壁の黒化が内部導入
線４ａの付近に濃く広がっていたことから明らかなよう
に、負グロー放電が仕事関数値の小さい内部導入線４ａ
の付近に集中したため、水銀消耗量が１０００〜１４０
０μｇと高くなった。
【００３９】一方、内部導入線４ａと筒状電極５とが同
一の材料にて形成された試作ランプＢは、スパッタリン
グによるガラス管２の内壁の黒化が電極部全体に薄く広
がっていたことからも明らかなように、負グロー放電は
筒状電極５と内部導入線４ａを覆うように均一になって
おり、負グロー放電の内部導入線４ａへの集中的な放電
移行を抑制できた。その結果、水銀消耗量を試作ランプ
Ａの約３分の１程度にまで抑えることができ、水銀封入
量を増やすことなく冷陰極放電ランプの寿命の改善効果
が得られた。
一の材料にて形成された試作ランプＢは、スパッタリン
グによるガラス管２の内壁の黒化が電極部全体に薄く広
がっていたことからも明らかなように、負グロー放電は
筒状電極５と内部導入線４ａを覆うように均一になって
おり、負グロー放電の内部導入線４ａへの集中的な放電
移行を抑制できた。その結果、水銀消耗量を試作ランプ
Ａの約３分の１程度にまで抑えることができ、水銀封入
量を増やすことなく冷陰極放電ランプの寿命の改善効果
が得られた。
【００４０】この実験結果を踏まえて、第２の実験とし
て、図２に示すように構成された冷陰極放電ランプを作
成した。ここでは、ホウケイ酸ガラスよりなるガラス管
２を用い、筒状電極５をニッケルにて形成した。内部導
入線４ａはタングステンにて形成し、その外面にニッケ
ルメッキ処理を施して、膜厚５μｍ程度の膜６を形成し
た。そしてそれ以外は試作ランプＡと同様にして、試作
ランプＣを作成した。
て、図２に示すように構成された冷陰極放電ランプを作
成した。ここでは、ホウケイ酸ガラスよりなるガラス管
２を用い、筒状電極５をニッケルにて形成した。内部導
入線４ａはタングステンにて形成し、その外面にニッケ
ルメッキ処理を施して、膜厚５μｍ程度の膜６を形成し
た。そしてそれ以外は試作ランプＡと同様にして、試作
ランプＣを作成した。
【００４１】また、試作ランプＣの筒状電極５をアルミ
ニウムにて形成し、内部導入線４ａの外周面にアルミニ
ウムのメッキ処理を施して、膜厚５μｍ程度の膜６を形
成した試作ランプＤを作成した。
ニウムにて形成し、内部導入線４ａの外周面にアルミニ
ウムのメッキ処理を施して、膜厚５μｍ程度の膜６を形
成した試作ランプＤを作成した。
【００４２】試作ランプＣと試作ランプＤを用いて、第
１の実験と同様に点灯実験を行った。得られた測定結果
を図５に示す。試作ランプＣ，Ｄともに、スパッタリン
グによるバルブ内壁の黒化は電極部全体に薄く広がって
おり、負グロー放電は筒状電極５の内外面と内部導入線
４ａの全体に広がって負グロー放電の内部導入線への集
中的な放電移行が抑制されていることが確認された。ま
た、図５に示すように、試作ランプＣは水銀消耗量が３
００〜４００μｇ、試作ランプＤは水銀消耗量が３５０
〜４５０μｇと水銀消耗量を低減でき、試作ランプＢと
同様に水銀封入量を増やすことなく冷陰極放電ランプの
寿命の改善効果が得られた。この試作ランプＣと試作ラ
ンプＤは、材料の違いにより水銀消耗量に多少の差が生
じたが、基本的に同様の効果が得られた。さらに加え
て、電極部の構成上、試作ランプＢの場合よりも筒状電
極５を形成する材料の選択範囲が広がり、幅広い応用が
可能となった。
１の実験と同様に点灯実験を行った。得られた測定結果
を図５に示す。試作ランプＣ，Ｄともに、スパッタリン
グによるバルブ内壁の黒化は電極部全体に薄く広がって
おり、負グロー放電は筒状電極５の内外面と内部導入線
４ａの全体に広がって負グロー放電の内部導入線への集
中的な放電移行が抑制されていることが確認された。ま
た、図５に示すように、試作ランプＣは水銀消耗量が３
００〜４００μｇ、試作ランプＤは水銀消耗量が３５０
〜４５０μｇと水銀消耗量を低減でき、試作ランプＢと
同様に水銀封入量を増やすことなく冷陰極放電ランプの
寿命の改善効果が得られた。この試作ランプＣと試作ラ
ンプＤは、材料の違いにより水銀消耗量に多少の差が生
じたが、基本的に同様の効果が得られた。さらに加え
て、電極部の構成上、試作ランプＢの場合よりも筒状電
極５を形成する材料の選択範囲が広がり、幅広い応用が
可能となった。
【００４３】上記第２の実験にもとづいて、第３の実験
を行った。図３に示すように構成された冷陰極放電ラン
プにおいて、ホウケイ酸ガラスよりなるガラス管２を用
い、内部導入線４ａはタングステンにて形成した。筒状
電極５は、内部導入線４ａよりも仕事関数値の高いニッ
ケルにて形成した。そして、内部導入線４ａの外周面と
筒状電極５の外周面に、内部導入線４ａを形成するタン
グステンおよび筒状電極５を形成するニッケルの仕事関
数値よりも高い仕事関数値を有する銀をスパッタ蒸着し
て、膜厚２μｍの膜７ａ，７ｂを形成した。そしてそれ
以外は試作ランプＣと同様にして、試作ランプＥを作成
した。
を行った。図３に示すように構成された冷陰極放電ラン
プにおいて、ホウケイ酸ガラスよりなるガラス管２を用
い、内部導入線４ａはタングステンにて形成した。筒状
電極５は、内部導入線４ａよりも仕事関数値の高いニッ
ケルにて形成した。そして、内部導入線４ａの外周面と
筒状電極５の外周面に、内部導入線４ａを形成するタン
グステンおよび筒状電極５を形成するニッケルの仕事関
数値よりも高い仕事関数値を有する銀をスパッタ蒸着し
て、膜厚２μｍの膜７ａ，７ｂを形成した。そしてそれ
以外は試作ランプＣと同様にして、試作ランプＥを作成
した。
【００４４】また、筒状電極５の材料として内部導入線
４ａよりも仕事関数値の低いニオビウムを用いた以外
は、試作ランプＥと同様に構成された試作ランプＦを作
成した。
４ａよりも仕事関数値の低いニオビウムを用いた以外
は、試作ランプＥと同様に構成された試作ランプＦを作
成した。
【００４５】また、この試作ランプＥ，Ｆと比較するた
めに、試作ランプＧを作成した。この試作ランプＧは、
試作ランプＥにおいてスパッタ蒸着材料に仕事関数値の
低いアルミニウムを使用して膜７ａ，７ｂを形成したも
のである。
めに、試作ランプＧを作成した。この試作ランプＧは、
試作ランプＥにおいてスパッタ蒸着材料に仕事関数値の
低いアルミニウムを使用して膜７ａ，７ｂを形成したも
のである。
【００４６】試作ランプＥ〜Ｇを用いて、第１の実験と
同様に点灯実験を行った。得られた測定結果を図５に示
す。試作ランプＥ，Ｆともに、スパッタリングによるバ
ルブ内壁の黒化は電極の線端部に集中しており、負グロ
ー放電は筒状電極５の内面に集中して内部導入線４ａの
側には殆ど広がっておらず、負グロー放電の内部導入線
への集中的な放電移行が抑制されていることが確認され
た。そのため、試作ランプＥは水銀消耗量が２００〜３
００μｇ、試作ランプＦは水銀消耗量が１５０〜２５０
μｇと上記の試作ランプＢ，Ｃ，Ｄよりもさらに水銀消
耗量を低減できた。
同様に点灯実験を行った。得られた測定結果を図５に示
す。試作ランプＥ，Ｆともに、スパッタリングによるバ
ルブ内壁の黒化は電極の線端部に集中しており、負グロ
ー放電は筒状電極５の内面に集中して内部導入線４ａの
側には殆ど広がっておらず、負グロー放電の内部導入線
への集中的な放電移行が抑制されていることが確認され
た。そのため、試作ランプＥは水銀消耗量が２００〜３
００μｇ、試作ランプＦは水銀消耗量が１５０〜２５０
μｇと上記の試作ランプＢ，Ｃ，Ｄよりもさらに水銀消
耗量を低減できた。
【００４７】一方、試作ランプＧは、スパッタリングに
よるバルブ内壁の黒化が筒状電極と内部導入線部に濃く
広がっていたことからも明らかなように、負グロー放電
は筒状電極５の内面ではなく筒状電極５の外周面と内部
導入線４ａの全体に集中して、水銀消耗量が９００〜１
４００μｇと大きいものとなった。
よるバルブ内壁の黒化が筒状電極と内部導入線部に濃く
広がっていたことからも明らかなように、負グロー放電
は筒状電極５の内面ではなく筒状電極５の外周面と内部
導入線４ａの全体に集中して、水銀消耗量が９００〜１
４００μｇと大きいものとなった。
【００４８】このように、内部導入線４ａの外周面と筒
状電極５の外周面を内部導入線４ａと筒状電極５の構成
材料の仕事関数値よりも高い仕事関数値の材料で被着す
ることで、負グロー放電は、主に仕事関数値の低い材料
を備えた筒状電極５の内面で進行し、筒状電極５の外面
と内部導入線４ａでの余分のスパッタリングによる水銀
消耗が抑制され、水銀封入量を増量することなく冷陰極
放電ランプの寿命改善効果を増すことができる。
状電極５の外周面を内部導入線４ａと筒状電極５の構成
材料の仕事関数値よりも高い仕事関数値の材料で被着す
ることで、負グロー放電は、主に仕事関数値の低い材料
を備えた筒状電極５の内面で進行し、筒状電極５の外面
と内部導入線４ａでの余分のスパッタリングによる水銀
消耗が抑制され、水銀封入量を増量することなく冷陰極
放電ランプの寿命改善効果を増すことができる。
【００４９】上記第１〜第３の実験結果を踏まえて第４
の実験を行った。図４に示す冷陰極放電ランプにおい
て、ホウケイ酸ガラスよりなるガラス管２を用い、内部
導入線４ａをタングステンにて形成した。内部導入線４
ａとガラス管２との当接部には、ガラスと酸化膜のアロ
イ層を形成することで気密性を維持できる材料であるス
テンレスの４２６合金により酸化膜９を形成した。筒状
電極５は鉄にて形成した。そして、筒状電極５と内部導
入線４ａはレーザ溶接により接続し、その後、鉄にて形
成された筒状電極５の外周面にディッピングにより膜厚
１μｍのアルミナの絶縁層５ａを形成した。そしてそれ
以外は試作ランプＥと同様にして、試作ランプＨを作成
した。
の実験を行った。図４に示す冷陰極放電ランプにおい
て、ホウケイ酸ガラスよりなるガラス管２を用い、内部
導入線４ａをタングステンにて形成した。内部導入線４
ａとガラス管２との当接部には、ガラスと酸化膜のアロ
イ層を形成することで気密性を維持できる材料であるス
テンレスの４２６合金により酸化膜９を形成した。筒状
電極５は鉄にて形成した。そして、筒状電極５と内部導
入線４ａはレーザ溶接により接続し、その後、鉄にて形
成された筒状電極５の外周面にディッピングにより膜厚
１μｍのアルミナの絶縁層５ａを形成した。そしてそれ
以外は試作ランプＥと同様にして、試作ランプＨを作成
した。
【００５０】試作ランプＨを用いて、第１の実験と同様
に点灯実験を行った。得られた測定結果を図５に示す。
試作ランプＨは、内部導入線４ａと筒状電極５の外周面
が絶縁材料５ａ，４ｂで被着または酸化等により外周面
が絶縁されていたため、負グロー放電は筒状電極５の内
面にのみ集中して筒状電極５の外周面と内部導入線４ａ
には広がらず、スパッタリングによるバルブ内壁の黒化
は電極先端部にのみ集中していた。その結果、筒状電極
５の外面と内部導入線４ａでの余分のスパッタリングに
よる水銀消耗を１５０〜２００μｇと低減でき、冷陰極
放電ランプの寿命改善効果を増すことができた。
に点灯実験を行った。得られた測定結果を図５に示す。
試作ランプＨは、内部導入線４ａと筒状電極５の外周面
が絶縁材料５ａ，４ｂで被着または酸化等により外周面
が絶縁されていたため、負グロー放電は筒状電極５の内
面にのみ集中して筒状電極５の外周面と内部導入線４ａ
には広がらず、スパッタリングによるバルブ内壁の黒化
は電極先端部にのみ集中していた。その結果、筒状電極
５の外面と内部導入線４ａでの余分のスパッタリングに
よる水銀消耗を１５０〜２００μｇと低減でき、冷陰極
放電ランプの寿命改善効果を増すことができた。
【００５１】なお、上記各実施の形態および各実施例で
は、筒状電極５として円筒状の有底のガラス管２を用い
た例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、無底のものでも適用でき、また、筒状電極
５の外側に皮膜が形成されて多層構造となったものであ
っても適用できる。
は、筒状電極５として円筒状の有底のガラス管２を用い
た例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、無底のものでも適用でき、また、筒状電極
５の外側に皮膜が形成されて多層構造となったものであ
っても適用できる。
【００５２】また、冷陰極放電ランプの寸法、設計、材
料、形、定格等は上記のものに限定されるものではな
い。
料、形、定格等は上記のものに限定されるものではな
い。
【００５３】
【発明の効果】以上のように本発明の冷陰極放電ランプ
によると、内面に蛍光体が塗布された発光管の端部に外
部電源と接続された導入線を設け、前記導入線の一端を
筒状電極と接続して放電によって前記発光管の内部で発
生した紫外線で前記蛍光体を励起して可視光を得る冷陰
極放電ランプであって、発光管の内部における導入線を
筒状電極を形成する材料と同一の材料にて形成すること
で、負グロー放電の内部導入線への集中的な放電移行を
抑制でき、均一な負グロー放電により電極部が覆われる
ことで内部導入線の余分なスパッタリングによる水銀消
耗を低減でき、冷陰極放電ランプの長寿命化が図れる。
によると、内面に蛍光体が塗布された発光管の端部に外
部電源と接続された導入線を設け、前記導入線の一端を
筒状電極と接続して放電によって前記発光管の内部で発
生した紫外線で前記蛍光体を励起して可視光を得る冷陰
極放電ランプであって、発光管の内部における導入線を
筒状電極を形成する材料と同一の材料にて形成すること
で、負グロー放電の内部導入線への集中的な放電移行を
抑制でき、均一な負グロー放電により電極部が覆われる
ことで内部導入線の余分なスパッタリングによる水銀消
耗を低減でき、冷陰極放電ランプの長寿命化が図れる。
【００５４】また、発光管の内部における前記導入線の
少なくとも一部の表面を、前記筒状電極の内面を形成す
る材料の仕事関数値よりも仕事関数値の高い材料にて形
成することや、発光管の内部における前記導入線の少な
くとも一部の表面を絶縁被膜で覆う構成によっても、負
グロー放電は主に筒状電極の内面で進行するようになる
ため、筒状電極の外面と内部導入線での余分のスパッタ
リングによる水銀消耗を抑制でき、上記と同様の効果が
得られる。
少なくとも一部の表面を、前記筒状電極の内面を形成す
る材料の仕事関数値よりも仕事関数値の高い材料にて形
成することや、発光管の内部における前記導入線の少な
くとも一部の表面を絶縁被膜で覆う構成によっても、負
グロー放電は主に筒状電極の内面で進行するようになる
ため、筒状電極の外面と内部導入線での余分のスパッタ
リングによる水銀消耗を抑制でき、上記と同様の効果が
得られる。
【図１】本発明の（実施の形態１）における冷陰極放電
ランプの要部を示す断面図
ランプの要部を示す断面図
【図２】同実施の形態における図１とは別の例を示す冷
陰極放電ランプの断面図
陰極放電ランプの断面図
【図３】本発明の（実施の形態２）における冷陰極放電
ランプの断面図
ランプの断面図
【図４】本発明の（実施の形態３）における冷陰極放電
ランプの断面図
ランプの断面図
【図５】本発明の各実施の形態における点灯実験の測定
結果を示すグラフ
結果を示すグラフ
１ 発光管 ２ ガラス管 ３ 蛍光体 ４ａ 内部導入線 ５ 筒状電極 ６ 膜 ７ａ，７ｂ 膜 ８ａ，８ｂ 絶縁膜 ９ 酸化膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 年宏 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 木原 慎二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5C015 EE07 5C043 AA07 BB04 DD17 EB14
Claims (4)
- 【請求項１】 内面に蛍光体が塗布された発光管の端部
に外部電源と接続された導入線を設け、前記導入線の一
端を筒状電極と接続して放電によって前記発光管の内部
で発生した紫外線で前記蛍光体を励起して可視光を得る
冷陰極放電ランプであって、発光管の内部における前記
導入線の少なくとも一部を前記筒状電極を形成する材料
と同一の材料にて形成したことを特徴とする冷陰極放電
ランプ。 - 【請求項２】 発光管の内部における導入線の外面を筒
状電極を形成する材料と同一の材料で覆ったことを特徴
とする請求項１記載の冷陰極放電ランプ。 - 【請求項３】 内面に蛍光体が塗布された発光管の端部
に外部電源と接続された導入線を設け、前記導入線の一
端を筒状電極と接続して放電によって前記発光管の内部
で発生した紫外線で前記蛍光体を励起して可視光を得る
冷陰極放電ランプであって、発光管の内部における前記
導入線の少なくとも一部の表面を、前記筒状電極の内面
を形成する材料の仕事関数値よりも仕事関数値の高い材
料にて形成したことを特徴とする冷陰極放電ランプ。 - 【請求項４】 内面に蛍光体が塗布された発光管の端部
に外部電源と接続された導入線を設け、前記導入線の一
端を筒状電極と接続して放電によって前記発光管の内部
で発生した紫外線で前記蛍光体を励起して可視光を得る
冷陰極放電ランプであって、発光管の内部における前記
導入線の少なくとも一部の表面を絶縁被膜で覆ったこと
を特徴とする冷陰極放電ランプ。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP2001091525A JP2002289139A (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 冷陰極放電ランプ |
| KR1020020015232A KR100852651B1 (ko) | 2001-03-28 | 2002-03-21 | 냉음극 방전램프 |
| TW091105605A TW548673B (en) | 2001-03-28 | 2002-03-22 | Cold-cathode discharge lamp |
| US10/106,206 US6853139B2 (en) | 2001-03-28 | 2002-03-27 | Cold-cathode discharge lamp and lamp device having reduced sputtering on internal lead-in wire |
| CNA2008101787076A CN101587819A (zh) | 2001-03-28 | 2002-03-28 | 冷阴极放电灯 |
| CNB021085463A CN1198313C (zh) | 2001-03-28 | 2002-03-28 | 冷阴极放电灯 |
| CNB2005100525956A CN100499017C (zh) | 2001-03-28 | 2002-03-28 | 冷阴极放电灯 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001091525A JP2002289139A (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 冷陰極放電ランプ |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002289139A true JP2002289139A (ja) | 2002-10-04 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001091525A Pending JP2002289139A (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 冷陰極放電ランプ |
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|---|---|
| US (1) | US6853139B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002289139A (ja) |
| KR (1) | KR100852651B1 (ja) |
| CN (3) | CN1198313C (ja) |
| TW (1) | TW548673B (ja) |
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| WO2006098234A1 (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-21 | Neomax Materials Co., Ltd. | 放電電極の溶接方法、その方法によって溶接された放電電極及びその放電電極を備えた蛍光放電管 |
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| WO2007105821A1 (ja) * | 2006-03-16 | 2007-09-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | 冷陰極管用焼結電極およびそれを用いた冷陰極管並びに液晶表示装置 |
| US7501764B2 (en) | 2003-02-18 | 2009-03-10 | Foundation For Advancement Of International Science | Fluorescent lamp and method of manufacturing same |
| US7528535B2 (en) | 2004-03-31 | 2009-05-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cold cathode, cold cathode discharge lamp, and method for producing the same |
| JP2010040437A (ja) * | 2008-08-07 | 2010-02-18 | Nec Lighting Ltd | 冷陰極蛍光ランプ及びその製造方法 |
| JP2010040438A (ja) * | 2008-08-07 | 2010-02-18 | Nec Lighting Ltd | 冷陰極蛍光ランプ |
| JP2010097932A (ja) * | 2008-09-16 | 2010-04-30 | Stanley Electric Co Ltd | 冷陰極蛍光管用電極及びそれを用いた冷陰極蛍光管 |
| US8222818B2 (en) | 2007-09-04 | 2012-07-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Cold cathode tube lamp, lighting device for display device, display device, and television receiving device |
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