JP2002298779A - 冷陰極蛍光ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子放射物質のランプ電圧低減効果が長期間
持続する冷陰極蛍光ランプを提供する。 【解決手段】 バルブ１の両端部に、放電空間側に開口
し内面にエミッタ８を被着した１対のホロー型電極６を
配置した冷陰極蛍光ランプにおいて、少なくとも一方の
ホロー型電極６の内側に、放電空間側に開口し表面に電
子放射物質を被着したホロー型電極７を配設する。これ
により、外側のホロー型電極６のみを有した従来構成の
ランプに比べて、内側のホロー型電極７への被着分だけ
増量できるのみならず、イオン衝撃等でエミッタ８が剥
離、飛散しても対向面に再付着させることができ、エミ
ッタ８の消耗を抑制できる。よって、エミッタ８を厚膜
化することなく、ホロー型電極７長を長くすることな
く、ランプ電圧低減効果を長時間持続させることが可能
になり、高効率・低消費電力、かつ長寿命の冷陰極蛍光
ランプを実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
用バックライト等に使用される冷陰極蛍光ランプに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】冷陰極蛍光ランプは液晶ディスプレイ機
器のバックライト等に用いられている。しかし、冷陰極
蛍光ランプは陰極降下電圧が高く電極損失が大きいた
め、特にバッテリー駆動の携帯型液晶ディスプレイ機器
において、高効率化・低消費電力化の要望が強い。

【０００３】電極損失の低減を図った冷陰極蛍光ランプ
に、特開昭６４−３３８４４号公報に開示されているよ
うな、電子放射物質（以下、エミッタと称する）を筒状
のホロー型電極の内面に被着したものが知られている。

【０００４】エミッタは通常、バリウム、ストロンチウ
ム、カルシウム等の混合炭酸塩サスペンジョンを塗布
し、加熱分解して混合酸化物として被着させているが、
ホロー型電極の内面にあるため、点灯中のイオン衝撃に
よっても飛散、消耗し難い。

【０００５】このようなエミッタを有したホロー型電極
を用いた場合、エミッタを有していないホロー型電極を
用いる場合に比べて、陰極降下電圧を４０〜８０Ｖ程度
低減することができ、その分だけランプ電圧を低減し、
高効率化・低消費電力化を達成できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような冷陰極蛍光ランプにおいても、ホロー型電極の
内面のエミッタが徐々に消耗するため、数千時間の点灯
後には陰極降下電圧の低減効果が消失し、ランプ電圧が
上昇してしまう。

【０００７】その対策としてエミッタの被着量の増量が
考えられるが、単に増量したのでは厚膜化を来すことに
なり、活性化後に、またはランプの封止、排気中に、あ
るいはランプの搬送時に、振動等によってエミッタの剥
離、脱落が発生し、意図に反してランプ電圧低減効果を
損なう結果となった。

【０００８】電極長を長くすることによってもエミッタ
を増量できるが、その分だけ非発光部が長くなってしま
うため、液晶ディスプレイの狭額縁化の観点から好まし
くない。

【０００９】本発明は上記問題を解決するもので、電子
放射物質のランプ電圧低減効果が長期間持続する冷陰極
蛍光ランプを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、ガラス管の両端部に、放電空間側に開口し
内面に電子放射物質を被着した１対のホロー型電極を配
置した冷陰極蛍光ランプにおいて、少なくとも一方のホ
ロー型電極の内側に、放電空間側に開口し表面に電子放
射物質を被着したホロー型電極を配設したことを特徴と
する。

【００１１】これにより、外側のホロー型電極のみを有
した従来構成のランプに比べて、内側のホロー型電極へ
の被着分だけ増量できるのみならず、イオン衝撃等で電
子放射物質が剥離、飛散しても対向面に再付着させるこ
とができ、電子放射物質の消耗を抑制できる。よって、
電子放射物質を厚膜化することなく、電極長を長くする
ことなく、ランプ電圧低減効果を長時間持続させること
が可能になり、高効率化・低消費電力化を実現できる。

【００１２】また本発明は、上記した冷陰極蛍光ランプ
において、外側のホロー型電極と内側のホロー電極との
間に１mm以上の間隙を設けたものである。これにより、
間隙内に十分に放電を入り込ませて、電子放射物質の効
果を発揮させることが可能になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形
態における冷陰極蛍光ランプの一端部を示す。この冷陰
極蛍光ランプでは、図示しない他端部も同一構造であ
る。

【００１４】ホウケイ酸ガラス製のバルブ１には、内面
に蛍光体層２が形成され、端部に電極３が内設されてお
り、電極３に接続された導入線４の周りのバルブ１の開
口端はガラスビーズ５で封止されている。

【００１５】電極３は、有低筒状の第１のホロー型電極
６と第２のホロー型電極７とを同心状に配置し、かつ各
開口端を放電空間側に向けて配置した構成である。導入
線４は、外側のホロー型電極６の底部に形成された貫通
孔６ａに嵌入され、内側のホロー型電極６ホロー型電極
７の底部外面に当接していて、前記貫通孔６ａに臨んだ
ホロー型電極６の内周部とホロー型電極７の底部外面と
に対してレーザー溶接され一体化されている。

【００１６】ホロー型電極６の内周面とホロー型電極７
の内外周面とホロー型電極６の内部に位置する導入線４
の外周面とには、電子放射性物質からなるエミッタ８が
被着されている。ホロー型電極６の内周面とホロー型電
極７の外周面との間の間隙は１mm以上とされていて、こ
の間隙に十分に放電が入り込み、エミッタ効果が発揮さ
れるようになっている。ホロー型電極７の開口端は、ホ
ロー型電極６の開口端に対してランプ軸方向において同
位置（内側でもよい）に配置されている。

【００１７】上記した冷陰極蛍光ランプの製造方法の概
略を説明する。電極３を構成しているホロー型電極６の
内周面とホロー型電極７の内外周面とホロー型電極６内
の導入線４の外周面とにエミッタ液を塗布し、空気中で
自然乾燥させ、ホロー型電極６の外面に付着したエミッ
タ液を布等で拭き取る。

【００１８】この電極３を、図示を省略したカーボン製
のボード上に立てて石英管内に挿入し、その石英管を、
一端開口からアルゴンガスを毎分６リットルの割合で流
入しつつ、予め１１００℃（活性化温度）に調節された
電気炉に入れ、１５分間放置する。このようにすること
により、電極３の内面に付着した混合炭酸塩サスペンジ
ョンが加熱分解して混合酸化物となり、活性化されたエ
ミッタ８が被着した状態となる。

【００１９】その後に、この電極３とバルブ１とガラス
ビーズ５とを用いて、常法により排気、封止を行い、冷
陰極蛍光ランプを構成する。この冷陰極蛍光ランプの寸
法および材料は以下の通りである。

【００２０】バルブ１は外径８mm、内径７mmであり、電
極３の先端間距離は３００mmである。バルブ１の内部に
は、Ａｒ５％−Ｎｅ９５％の混合ガスが１２kPa の圧力
で封入されるとともに、水銀５００μg が封入されてい
る。蛍光体層２は、（Ｙ，Ｅｕ）₂Ｏ₃、（Ｌａ，Ｃｅ，
Ｔｂ）ＰＯ₄、（Ｂａ，Ｅｕ）ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇の３波長
型のものである。ホロー型電極６，７はともにニッケル
からなり、ホロー型電極６は外径５mm、内径４．７mm、
長さ５mmであり、ホロー型電極７は外径２mm、内径１．
７mm、長さ４mmである。エミッタ液には、炭酸バリウム
（ＢａＣ０₃）と炭酸ストロンチウム（ＳｒＣ０₃）をモ
ル比１：１で混合した混合粉末１０kgを、硝化綿と炭酸
ジエチルと蓚酸ジエチル（1265ｇ，67.5Ｌ，12.5Ｌ）の
混合液２０リットルに懸濁させた比重１．２の混合炭酸
塩サスペンジョンを用いた。この冷陰極蛍光ランプを本
発明ランプと称す。

【００２１】比較のために従来型の冷陰極蛍光ランプを
構成した。図２に示した冷陰極蛍光ランプは、エミッタ
８を内面に被着したホロー型電極９（図１のホロー型電
極６と同一寸法、同一材料）のみを電極３としたこと以
外は、図１の本発明ランプと同等である。この冷陰極蛍
光ランプを従来ランプＡと称す。この従来ランプＡのエ
ミッタ被着量は本発明ランプの約半分であった。

【００２２】図３に示した冷陰極蛍光ランプは、エミッ
タを被着しないホロー型電極１０（図１のホロー型電極
６と同一寸法、同一材料）のみを電極３としたこと以外
は、図１の本発明ランプと同等である。この冷陰極蛍光
ランプを従来ランプＢと称す。

【００２３】上記した本発明ランプと従来ランプＡと従
来ランプＢをそれぞれ、高周波点灯回路（図示せず）を
用いて周波数６０kHz 、ランプ電流５mAで点灯し、累積
点灯時間とランプ電圧との関係を調べた。結果を図４に
示す。実線は本発明ランプ、破線は従来ランプＡ、一点
鎖線は従来ランプＢを示す。

【００２４】図４から明らかなように、初期のランプ電
圧を比較すると、本発明ランプおよび従来ランプＡは従
来ランプＢより約６０Ｖ低い。点灯中のランプ電圧の変
化を比較すると、従来ランプＡでは３０００時間程度か
ら急上昇し、５０００時間程度で従来ランプＢと同等と
なって、エミッタのランプ電圧低減効果の消失が認めら
れるのに対し、本発明ランプでは従来ランプＡよりも緩
やかに上昇し、１００００時間以上経過してもエミッタ
のランプ電圧低減効果が持続している。

【００２５】本発明ランプのこの良好な結果は、従来ラ
ンプＡに比べてエミッタの被着量が２倍近い量であるこ
とと、ホロー電極７の外面（あるいはホロー電極６の内
面）に被着したエミッタ８の一部がイオン衝撃による飛
散を受けても、ホロー電極６の内面（あるいはホロー電
極７の外面）に再付着するため、エミッタ８の消耗を抑
制できることとに依ると思われる。

【００２６】なお、上記した本発明の冷陰極蛍光ランプ
は一例であり、これに限定されるものではない。たとえ
ばエミッタ８は、アルカリ土類金属（マグネシウム、カ
ルシウム、ストロンチウム、バリウム）、アルカリ金属
（リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム）、ラン
タン、イットリウム、ランタンバリウム（ＬａＢ₆）、
炭素、これらの酸化物、などの電子放射性物質の内の少
なくとも一種を主成分とすればよい。

【００２７】ホロー電極６，７はともに、ニッケル、ニ
ッケル鉄合金、ニオビウム、モリブデン、タンタル及び
ステンレス等から選択して構成できる。また、内側のホ
ロー電極７は一方の電極３のみに配置してもよく、さら
にホロー電極７の一部にのみエミッタ８を被着させるよ
うにしてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、バルブの
両端部に配置する電極を、電子放射物質を内面に被着さ
せたホロー型電極とし、その内側にも同様のホロー型電
極を配設するようにしたので、内側にホロー型電極を配
設しない従来構成に比べて、非発光部を長くすることな
く、より多量の電子放射物質を保持することが可能にな
り、高効率・低消費電力でかつその効果を長時間持続で
きる冷陰極蛍光ランプを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における冷陰極蛍光ランプ
であって、エミッタを被着させた第１および第２のホロ
ー型電極を有した冷陰極蛍光ランプの端部構成図

【図２】従来の冷陰極蛍光ランプであって、エミッタを
内面に被着させたホロー型電極を有した冷陰極蛍光ラン
プの端部構成図

【図３】従来の冷陰極蛍光ランプであって、ホロー型電
極を有した冷陰極蛍光ランプの端部構成図

【図４】図１、図２、図３の冷陰極蛍光ランプにおける
累積点灯時間とランプ電圧との関係を示すグラフ

【符号の説明】

１ バルブ ２ 蛍光体層 ３ 電極 ６ ホロー型電極 ７ ホロー型電極 ８ エミッタ（電子放射物質）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 博文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス管の両端部に、放電空間側に開口
   し内面に電子放射物質を被着した１対のホロー型電極を
   配置した冷陰極蛍光ランプにおいて、少なくとも一方の
   ホロー型電極の内側に、放電空間側に開口し表面に電子
   放射物質を被着したホロー型電極を配設したことを特徴
   とする冷陰極蛍光ランプ。
2. 【請求項２】 外側のホロー型電極と内側のホロー電極
   との間に１mm以上の間隙を設けたことを特徴とする請求
   項１記載の冷陰極蛍光ランプ。