JP2003151496A

JP2003151496A - 冷陰極放電ランプ及び照明装置

Info

Publication number: JP2003151496A
Application number: JP2002159848A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Kutsuna; 慶一久津那; Yasuo Tomita; 保男富田
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2003-05-23

Abstract

(57)【要約】【課題】点灯時の電極部温度を低下させ、電極部温度
に起因するランプの発光効率の低下や点灯装置の熱的損
傷を低減できる冷陰極放電ランプ、及びこの冷陰極放電
ランプを装着した照明装置の提供。【解決手段】両端に封止部が形成されたガラスバルブ
1と、前記ガラスバルブ1内に封装されたタングステン、
タンタル、ニオブもしくはモリブデンの少なくとも１種
を主成分とする一対の放電電極4，４と、前記放電電極
４，４と一体もしくは一体的に設けられ封止部内に気密
封止されるとともにガラスバルブ１外にそれぞれ導出し
たタングステン、タンタル、ニオブもしくはモリブデン
の少なくとも１種を主成分とする導入線３，３と、前記
ガラスバルブ１内に封入された放電媒体とを具備してい
る冷陰極放電ランプＬ、及びこの冷陰極放電ランプＬを
装着した照明装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶テレビ、パーソ
ナルコンピュータ、ファクシミリや複写機などのＯＡ機
器において使用される蛍光ランプなどの冷陰極放電ラン
プ、及びこの冷陰極放電ランプが組み込まれたバックラ
イト装置や原稿読み取り装置などの照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば液晶テレビ、パーソナルコンピ
ュータなどのＯＡ機器、あるいは計器用表示パネルなど
において用いられる液晶表示装置（以下ＬＣＤと略称す
る）には、このＬＣＤを照明するためにバックライトが
組み込まれている。ここで、バックライトの光源として
は、たとえば冷陰極蛍光ランプが使用されているが、こ
れら機器に用いられる冷陰極蛍光ランプは、一般照明用
の蛍光ランプに較べて入力が小さく、ガラスバルブも外
径５ｍｍ以下で、全長４０〜８００ｍｍ程度、より一般
的には２００〜３００ｍｍの細管に設定され、かつ低消
費電力で同時に高輝度、高演色性で長寿命のものが要求
されている、殊に、上記ＯＡ機器は、民生用のためにラ
ンプ交換が行われないのが原則で、１００００時間以上
の寿命が必要とされている。

【０００３】ところで、近年、上記ＬＣＤ装置などの表
示機器においても、さらに小形化や高性能化が図られ、
この種機器の小形・高性能化に伴い光源ランプも小形・
高出力化されたものが要望されている。この光源ランプ
も小形・高出力化に対しては、従来の軟質ガラス製のバ
ルブを発光管とする放電ランプでは、高出力化や機械的
強度の点で対処できないため、ガラスバルブを硬質ガラ
スで構成する手段が採られている。つまり、ホウケイ酸
ガラスなどの硬質ガラスバルブを使用した冷陰極傾向ラ
ンプでは、耐熱性や機械的強度が高まって、高出力化や
細径化ができるという利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、冷陰極蛍光ラ
ンプの場合、点灯時、放電起点となる放電電極が最も温
度上昇し、ガラスバルブ表面の温度も放電電極に対応し
ている端部の方が中央部より高くなる傾向にあり、ま
た、その傾向は、ランプ電流が大きくなるほど顕著であ
る。しかも、このガラスバルブ端部の温度上昇は、場る
る部の細径・小形化されるほど、放電電極との離間距離
が近づくため高くなる。なお、放電電極は、一般的に、
内径１．２〜４．０ｍｍ程度、肉厚０．１〜０．３ｍｍ
程度、長さ１．５〜４．０ｍｍ程度のニッケル製などの
円筒体で、縮径した一端側に導入線の先端部を挿入・嵌
合し、抵抗溶接（スポット溶接）で固定化する方式が採
られている。

【０００５】ここで、放電電極付近の温度が高くなる
と、放電電極を構成しているニッケルやアルミニウムな
どの金属材料が、点灯中にスパッタを生じて水銀などを
吸着してガラスバルブ内面に付着する。このガラスバル
ブ内面への付着物は、蛍光体膜を黒化して見せ、光束な
どの発光特性の維持率低下が大きいとともに、水銀の消
費量を増してランプ寿命の低下を招来する。

【０００６】また、冷陰極蛍光ランプのガラスバルブ温
度が高くなり過ぎると、ランプ自体の発光効率が低下す
るばかりでなく、バックライトなどに使用した場合、バ
ックライトを装着した機器内部の雰囲気温度の上昇を招
来し、機器内部の各種部品や機器に、熱的損傷を与える
要因となる。

【０００７】さらに、複写機の露光用光源としての使用
においては、明・暗所の切り替えでの立ち上がり特性も
重要であるため、過電流エージングなどによって、放電
電極部の強制スパッタを行って、放電電極部近傍のガラ
スバルブ内壁面を黒化させ、始動性の改善を行ってい
る。しかし、前記ガラスバルブ内壁面の黒化は、初期の
光量が低下して、所要の光量を確保できないという問題
がある。

【０００８】本発明は、上記問題に鑑みなされたもの
で、点灯時の電極部温度を低下させて、電極部温度に起
因するランプの発光効率の低下や点灯装置の熱的損傷を
低減できる冷陰極放電ランプ、及びこの冷陰極放電ラン
プを光源として装着した照明装置の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の冷陰極
放電ランプは、両端に封止部が形成されたガラスバルブ
と、前記ガラスバルブ内に封装されたタングステン、タ
ンタル、ニオブもしくはモリブデンの少なくとも１種を
主成分とする一対の放電電極と、前記放電電極と一体も
しくは一体的に設けられ封止部内に気密封止されるとと
もにガラスバルブ外にそれぞれ導出したタングステン、
タンタル、ニオブもしくはモリブデンの少なくとも１種
を主成分とする導入線と、前記ガラスバルブ内に封入さ
れた放電媒体とを具備していることを特徴とする。

【００１０】この冷陰極放電ランプは、点灯が持続して
放電電極の温度が上昇しても、放電電極及びこの放電電
極部分に連接する導入線部分を熱伝導度の高いタングス
テン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）及びモ
リブデン（Ｍｏ）の群から選ばれる少なくとも１種を主
成分とした材料で形成してあるので、放電電極の熱が導
入線を介して容易に伝導・放熱される。したがって、放
電電極に対応するガラスバルブの外表面温度を低下させ
ることができるとともに、放電電極や放電電極に形成さ
れた物質のスパッタを抑制できる。

【００１１】なお、この請求項１に記載された発明、及
び以下の各請求項に記載された発明において、特に、指
定しない限り用語の定義及び技術的意味は次ぎによる。

【００１２】冷陰極放電ランプとは、水銀及び希ガスを
封入しているもの、水銀を封入しない希ガス発光による
ランプなど、他の細管形（放電路が小断面積）の放電ラ
ンプを含む。また、ランプの用途もバックライトに限ら
ず、一般照明用はもとより、表示用や紫外線放射用など
のランプにも使用できる。そして、ガラスバルブは、内
径が５ｍｍ程度以下の細径化したものが好ましい。

【００１３】本発明で導入線とは、ガラスバルブ両端部
の封止部に気密封着された封着線を表し、ガラスバルブ
外部に延在して外部リード線と成してもよい。また、放
電電極と一体もしくは一体的に設けた導入線とは、放電
電極と導入線とがタングステン、タンタル、ニオブ及び
モリブデンの群から選ばれる少なくとも１種を主成分と
る材料から成り、放電電極及び導入線を一部材として形
成してあってもよいし、あるいは放電電極及び導入線を
別個の部材として形成した後に、溶接やカシ目止め、あ
るいは抵抗溶接やレーザービーム溶接などの手段で接合
したものでもよい。

【００１４】さらに、放電電極及び導入線を形成する材
料は、タングステン、タンタル、ニオブもしくはモリブ
デン単体、あるいはタングステン、タンタル、ニオブも
しくはモリブデンに、レニウム（Ｒｅ）などを添加した
合金であってもよい。要するに、熱伝導度が高くてガラ
スバルブと気密封着性を確保できる耐熱性の材質であれ
ば組成など限定されない。なお、放電電極及び導入線
は、同じ材質であってもよいし、異なった材質であって
もよい。つまり、冷陰極放電ランプの出力やガラスバル
ブの熱膨張率などに対応して好ましい材質を選べばよ
い。また、導入線の封止を確実、かつ容易に行うため
に、導入線の被封止をガラス巻き処理（ビーズガラス付
け）したものを使用することが好ましい。

【００１５】本発明で使用されるガラスバルブ（ガラス
管）は、上記導入線を気密に封止でき、また、それらの
熱膨張率が近似する材質が選択される。すなわち、導入
線を気密に封止・保持できるように、導入線の材質に対
応した熱膨張率を有する石英ガラス、アルミシリケート
ガラスやホウケイ酸ガラスなどの硬質ガラスが選ばれ
る。そして、このガラスバルブの形状は、直管形に限ら
ずＵ字形、Ｗ字形、環状形などに屈曲したもの、あるい
は直管形を複数本直列的に接続した形状などが挙げら
れ、また、ガラスバルブ内面もしくは外面に反射体や保
護層を設けた構成であってもよい。

【００１６】本発明の請求項２に記載された冷陰極放電
ランプは、放電電極が板状、棒状、筒状もしくはこれら
の複合形状を成していることを特徴とする。

【００１７】すなわち、上記各種形状の放電電極であっ
ても、請求項１に記載したと同様の作用を奏する。そし
て、放電電極が筒状で、かつ一端側を縮径化（段付き
化）し、この縮径化部に導入線のヘッダー処理部を嵌合
し、レーザービームによってスポット接合した場合は、
より容易に、また強固・確実な接続が得られるため、結
果的に、封止部からのガラスバルブ内への突出を小さく
抑えられる。つまり、対向する放電電極間距離を大きく
設定できるので、発光有効長を改善できる。

【００１８】本発明の請求項３に記載する冷陰極放電ラ
ンプは、ガラスバルブの内壁面に蛍光体膜が形成されて
いることを特徴とする。

【００１９】すなわち、ガラスバルブ内壁面に蛍光体膜
を形成した構成を採った場合でも、請求項１に記載した
と同様の作用を奏する。

【００２０】本発明の請求項４に記載する冷陰極放電ラ
ンプは、放電電極がセシウム及びマグネシウムの少なく
とも１種を含有している焼結体製であることを特徴とす
る。

【００２１】すなわち、放電電極が易電子放射性を付与
されるため、暗所などにおいても良好な始動性を奏する
一方、ランプのチラツキ発生が抑制・防止され、さらに
助長された請求項１に記載したと同様の作用を奏する。

【００２２】本発明の請求項５に記載する冷陰極放電ラ
ンプは、ガラスバルブの外径が１〜５ｍｍ、長さが４０
〜８００ｍｍで、かつ円筒状の放電電極に対してヘッダ
ー加工した導入線がレーザービーム溶接で接続固定して
いることを特徴とする。

【００２３】すなわち、より短小軽薄化された構造を採
ってりながら、所要の発光有効長を確保し、かつ請求項
１に記載したと同様の作用を奏する。

【００２４】本発明の請求項６に記載した照明装置は、
筐体と、前記筐体に付設された請求項１ないし請求項５
のいずれか一記載の冷陰極放電ランプと、前記例陰極放
電ランプの点灯回路装置とを具備していることを特徴と
する。

【００２５】上記請求項１ないし請求項５に記載した作
用を奏する冷陰極放電ランプを光源としたことにより、
放電電極部の温度上昇が抑制・低減化されるため、照明
装置におけるランプ点灯時に、機器内の温度上昇を抑制
できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
ないし図１０を参照して説明する。

【００２７】図１は第１の実施例に係る冷陰極放電ラン
プ、たとえば冷陰極蛍光ランプの概略構成を示す一部切
欠断面図、図２は図１の封止部近傍の概略構造を拡大し
て示す断面図である。この冷陰極蛍光ランプＬは、たと
えば消費電力がランプ電流５ｍＡのとき、約２．５Ｗの
直管形ランプで、ガラスバルブ１は、外径が約２．６ｍ
ｍ、内径が約１．６ｍｍ、長さが約２００ｍｍの熱膨張
率が約４×１０^−６程度の石英ガラス製である。そし
て、このガラスバルブ１の両端には、封止部２，２が形
成され、この封止部２，２内には、それぞれ導入線３，
３が気密に封着されている。

【００２８】上記導入線３，３は、ガラスバルブ１内に
位置するそれぞれの先端に、たとえば円筒状の冷陰極形
の放電電極４，４が設けられている。ここで、導入線
３，３及び放電電極４，４は、熱膨張率が約４．５×１
０^−６程度のタングステン材質製である。そして、導入
線３，３部分は、外径が約０．６ｍｍ、長さが約４ｍ
ｍ、放電電極４，４部分は、外径が約１．３ｍｍ、長さ
が約３．０ｍｍの円筒形を成し、両者は一体に形成され
ており、ガラスバルブ１内壁面と放電電極４，４との間
隔が０．１４ｍｍ程度に接近した状態に設定されてい
る。

【００２９】また、５はガラスバルブ１外に導出した導
入線３の端部に接続されたニッケル（Ｎｉ）線などの外
部リード線で、この外部リード度線５は、図示を省略し
てある口金あるいは配線基板などの端子部に接続され
る。さらに、上記ガラスバルブ１の内壁面には、蛍光体
膜６が形成されており、また、ガラスバルブ１内には、
放電媒体としてアルゴン（Ａｒ）、キセノン（Ｘｅ）や
ネオン（Ｎｅ）などの希ガスが数１０〜２００トール、
及び水銀が封入されて冷陰極蛍光ランプＬを構成してい
る。

【００３０】なお、図示を省略してあるが両放電電極
４，４には、ホウ化ランタン（ＬａＢ_６）などの易電子
放射性物質を付着させてある。また、上記封止部２，２
に導入線３，３を封止するに当たり、予め導入線３，３
の外表面にガラスバルブ１と同質の石英ガラス系で、厚
さ０．２〜０．３ｍｍのビーズガラス被覆層を形成して
おくと、ガラスバルブ１に対して確実、かつ容易に気密
封止することができる。そして、このように構成された
冷陰極蛍光ランプＬは、図示を省略してある点灯装置に
接続して点灯される。

【００３１】すなわち、電源に通じるスイッチの投入に
よって、インバーターから配線を通じてソケット（図示
省略）に装着された冷陰極蛍光ランプＬ両端の口金の端
子部（図示省略）を通じて外部リード線５，５、導入線
３，３を介して両放電電極４，４に高周波電圧が印加さ
れる。この高周波電圧の印加によって、両放電電極４，
４間にグロー放電が生起し、初期プラズマのイオンによ
って両放電電極４，４から二次電子が放出され、両放電
電極４，４間の放電路で放電が開始する。こうして、ガ
ラスバルブ１内の希ガスを励起して紫外線が発生し、こ
の紫外線がガラスバルブ１内壁面の蛍光体膜６で変換さ
れ、可視光となってガラスバルブ１外表面から放射され
る。

【００３２】上記点灯動作において、放電の起点は、円
筒状を成す放電電極４，４の内壁面側に生じ、放電が持
続されるとともに、この放電は、放電電極４，４内壁面
からのみの電極グローなので、電極グローの移動に伴う
陽光柱のチラツキを防止できる。また、放電起点は、円
筒状のホロー電極効果を奏する内側で円筒に囲まれてい
るので、スパッタリングが防止され、長期間に亘っての
損耗も少なく抑制される。

【００３３】上記冷陰極蛍光ランプＬは、放電（点灯）
が持続して放電電極４，４の温度が上昇しても、放電電
極４，４、及びこの放電電極４，４に連接する導入線
３，３部分が、熱伝導性の高いタングステンを素材とし
て形成されているため、放電電極４，４部の熱を導入線
３，３を介して容易に伝導してガラスバルブ１外で放熱
する。

【００３４】たとえば上記冷陰極蛍光ランプＬの構成に
おいて、ガラスバルブ１の外径が１．８ｍｍで、ランプ
電流５ｍＡで点灯した場合、つまり、小形・高性能化の
ためにガラスバルブ１を細径化した場合、従来のニッケ
ル製放電電極を使用した構成に較べて、放電電極４，４
に対応するのガラスバルブ１の外表面温度を６０〜７０
℃程度低下させることができた。そして、放電電極４，
４部の温度上昇抑制に伴って、放電電極４，４やこれに
付着する物質のスパッタが抑制・低減されため、放電電
極４，４部に対応するガラスバルブ１内面の黒化が低減
し、光束維持特性の向上が図られるとともに、長寿命化
できる。

【００３５】図３は、上記構成の冷陰極蛍光ランプＬの
場合において、放電電極４，４及び導入線３，３の材質
を変えた他は、構成及び寸法などを同一に設定した各種
の冷陰極蛍光ランプを点灯したときのガラスバルブ１外
表面（放電電極４，４に対向する領域）の温度を、ま
た、図４は放電電極４，４の表面積を材質別に分けて製
作した冷陰極蛍光ランプＬの点灯後の水銀消耗をそれぞ
れ示す曲線図である。

【００３６】図３において、横軸はランプ電流を、縦軸
にガラスバルブ１の表面温度（℃）を対比させたもの
で、図中線Ａは、実施例に係る放電電極４及び導入線３
がタングステン製の場合を、線Ｂは、比較例に係る放電
電極４がニッケル製で、導入線３がタングステン製の場
合を、線Ｃは、同じく比較例に係る放電電極４がニッケ
ル製で、導入線３がＫｏｖ（コバールの組成；Ｆｅ約５
３質量％，Ｎｉ約２８質量％，Ｃｏ約１８質量％）製の
場合をそれぞれ示す。

【００３７】図３から明らかのように、放電電極及び導
入線を比較的熱伝導度の低いニッケルやコバールで形成
した冷陰極蛍光ランプ（線Ｃ）は、放電電極部で発生し
た熱がガラスバルブ外に導熱され難いため、結果として
放電電極に対応するガラスバルブ外表面領域の温度が高
くなる。また、導入線をＫｏｖの代わりにタングステン
で形成した冷陰極蛍光ランプ（線Ｂ）は、放電電極の発
熱が導入線を介してガラスバルブ外に放熱されるので、
結果的に、放電電極に対応するガラスバルブ外表面領域
の温度を下げることができる。さらに、実施例に係る冷
陰極蛍光ランプ（線Ａ）は、放電電極の発熱が導入線を
介してガラスバルブ外へ、より容易に放熱されるので、
結果的に、放電電極に対応するガラスバルブ外表面領域
の温度を効果的に下げることができる。

【００３８】図４において、横軸に放電電極の表面積
（ｍｍ^２）を、縦軸に水銀消耗量（ｍｇ）を対比させた
もので、図中線Ｄは、実施例に係る冷陰極蛍光ランプの
場合を、線Ｅは、比較例に係る冷陰極蛍光ランプの場合
をそれぞれ示す。図４から明らかのように、表面積が小
さいと放電電極の電流密度が大きく、放電電極のスパッ
タリングが激しくなるが、放電電極部の表面積を大きく
することで、水銀の消耗量を低減できる。また、放電電
極の材質を熱伝導度の高いタングステンとすることによ
り、温度低下が図られるので、さらに水銀の消耗量を低
減できた。なお、放電電極及び導入線の材質をモリブデ
ンに変えても、同様に、放電電極の温度及びこれに関係
するガラスバルブ外表面の温度低下を図ることができ
た。

【００３９】図５（ａ）〜（ｃ）は、実施例に係る冷陰
極蛍光ランプに具備させることができる放電電極の互い
に異なる他の構成例をそれぞれ示す斜視図であり、図１
及び図２と同一部分には、同一の符号を付して説明を省
略する。図５（ａ）に示す放電電極４は、長四角形をし
た単板形状を、図５（ｂ）に示す放電電極４は、長四角
形をした板状体一対のＶ字形に開いた形状を、また、図
５（ｃ）に示す放電電極４は、円柱（棒）形や角柱形な
どの柱状体から成るものであり、さらに、図示を省略し
たが、上記実施の形態の円筒形状に近い角筒形状や底部
に蓋体を設けないものなど、各種の形状の放電電極の使
用が可能である。

【００４０】図５（ａ）〜（ｃ）に例示する放電電極
４、及び封着線を成す導入線３の材質は、いずれも熱伝
導度の高いタングステンもしくはモリブデンを主成分と
するものから成り、放電電極４及び導入線３が一部材と
して構成された一体成形型のものであっても、また、放
電電極４及び導入線３が各別に成形され、溶接やカシ目
付などの手段で接合一体的に構成したものであってもよ
い。なお、図５（ａ）〜（ｃ）に例示する放電電極４で
も、上記実施の形態に示す放電電極の場合と同様な作用
効果を奏することが確認された。

【００４１】上記構成の冷陰極蛍光ランプＬは、図６
（ａ），（ｂ）に示すような照明装置に組み込み使用さ
れる。図６（ａ）は、導光方式の照明装置７の実施形態
を示す一部断面斜視図である。図６（ａ）において、７
_１は冷陰極蛍光ランプＬを装着した断面がＵ字状の樋形
反射鏡を兼ねる筐体、７_２はアクリル樹脂などから成る
導光板、７_３，７_４は導光板７_２の底面及び側面や導光
板７_２収容ケース（図示省略）内に形成した反射シー
ト、７_５は導光板７_２の上面側に設けられた光拡散板
で、これらは図示を省略した器具本体を形成する上記収
容ケースなどの内部に点灯回路装置とともに組み込まれ
ている。

【００４２】この導光方式の照明装置７は、冷陰極蛍光
ランプＬの直射光及び反射鏡７_１からの反射光が導光板
７_２に入射し、導光板７_２を透過して底面あるいは側面
に達した光線が反射シート７_３，７_４によって反射さ
れ、導光板７_２の上面に向かう。そして、導光板７_２の
上面から光拡散板７_５に入射した光は、光拡散板７_５の
上面から拡散してたとえば液晶パネルＰに向けて放射さ
れる。

【００４３】また、図６（ｂ）は、反射板方式の照明装
置８の分解斜視図で、反射鏡を兼ねる筐体８_１内に複数
本の冷陰極蛍光ランプＬが装着配置されるとともに、筐
体８_１の開口部に光拡散板８_２が載置され、これらは図
示を省略した器具本体などの内部に点灯回路装置ととも
に組み込まれている。そして、この照明装置８では、冷
陰極蛍光ランプＬからの直射光及び反射鏡８_１からの反
射光が光拡散板８_２に入射し、光拡散板８_２の上面から
拡散して放射される。

【００４４】なお、これらの照明装置７，８は、パーソ
ナルコンピューターや液晶テレビなどの液晶表示装置、
または所定のディスプレイ装置が形成された表示板のバ
ックライト用の光源部、あるいは一般照明用器具として
使用される。そして、これらの照明装置７，８は、冷陰
極蛍光ランプＬの発光効率を下げずに放電電極部の温度
が下げられるので、照明装置において点灯時に機器内の
温度上昇を抑制できる。すなわち、照明装置の光放射効
率の向上と装置内部品の熱劣化を防止した長寿命の照明
装置７，８を提供することができる。

【００４５】図７は、第２の実施例に係る冷陰極蛍光ラ
ンプの要部構成を拡大して示す断面図である。この冷陰
極蛍光ランプＬは、たとえばガラスバルブ１の外径が約
１．８ｍｍ、内径が約１．４ｍｍ、長さが約２００ｍｍ
の熱膨張率が約４×１０⁻ ^６程度の石英ガラス製で、放
電電極間距離が１８８ｍｍに設定された放電空間を有し
ている。そして、このガラスバルブ１の両端には、封止
部２が形成され、この封止部２内には、それぞれ導入線
３が気密に封着されている。

【００４６】上記導入線３は、ガラスバルブ１内に位置
するそれぞれの先端に、円筒状の冷陰極形の放電電極
４′が設けられている。ここで、導入線３は、外径が約
０．６ｍｍ、長さが約４ｍｍ熱膨張率が約４．５×１０
^−６程度のタングステン線である。また、放電電極４
は、外径が約１．３ｍｍ、長さが約３．０ｍｍのセシウ
ムやマグネシウムの粒子をほぼ一様に混合したモリブデ
ン製の円筒状に加工したホロー電極（熱膨張率が約４．
５×１０^−６程度）である。なお、ホロー電極４′の内
壁面には、放射性物質であるバリウム化合物層が形成さ
れ、かつ先端開口部内壁面にセシウムを積層的に塗布
（塗布量約０．５ｍｇ）してある。

【００４７】また、ガラスバルブ１外に導出した導入線
３の端部には、ニッケル（Ｎｉ）線などの外部リード線
が接続されており、この外部リード線５は、口金あるい
は配線基板などの端子部に接続される。さらに、上記ガ
ラスバルブ１の内壁面には、３波長蛍光体膜６が形成さ
れており、また、ガラスバルブ１内には、放電媒体とし
てアルゴン及びネオンの混合希ガスと水銀が封入されて
冷陰極蛍光ランプＬを構成している。そして、このよう
に構成された冷陰極蛍光ランプＬは、第１の実施例の場
合と同様に、所要の点灯装置に接続して点灯される。

【００４８】すなわち、電源に通じるスイッチの投入に
よって、インバーターから配線を通じて冷陰極蛍光ラン
プＬの放電電極４′に高周波電圧が印加すると、放電電
極４′間にグロー放電が生起し、初期プラズマのイオン
によって両放電電極４′から二次電子が放出され、放電
電極４′間の放電路で放電が開始する。こうして、ガラ
スバルブ１内の希ガスを励起して紫外線が発生し、この
紫外線がガラスバルブ１内壁面の蛍光体膜６で変換さ
れ、可視光となってガラスバルブ１外表面から放射され
る。

【００４９】上記点灯動作において、放電の起点は、円
筒状を成す放電電極４′の内壁面側に生じ、放電が持続
されるとともに、この放電は、外部光がない状態（暗
所）でも、良好な始動性を奏してイニシアル時の光量ア
ップとなる（エージング時間の短縮化）。しかも、放電
電極４′内壁面からのみの電極グローなので、電極グロ
ーの移動に伴う陽光柱のチラツキを防止できる。また、
放電起点は、円筒状のホロー電極効果を奏する内側で円
筒に囲まれているので、スパッタリングが防止され、長
期間に亘っての損耗も少なく抑制される。

【００５０】図８の曲線Ｆは、上記冷陰極蛍光ランプＬ
の点灯において、ランプ電流とランプ電圧との関係を示
す特性図であり、放電電極本体の材質をニッケルとした
他は、同一条件・仕様の冷陰極蛍光ランプ場合（比較例
で曲線Ｇ）と比較して、たとえばランプ電流７ｍＡで１
０Ｖ低く、発光効率の向上が確認された。

【００５１】図９は、上記冷陰極蛍光ランプＬの点灯に
おいて、周囲温度２５℃、ランプ電流６ｍＡの条件で、
点灯時間と輝度維持率の関係例を示す特性図である。図
９において、曲線Ｈは実施例に係る上記冷陰極蛍光ラン
プＬの場合を、また、曲線Ｉは上記比較例の冷陰極蛍光
ランプの場合をそれぞれ示す。図９の特性比較から分か
るように、実施例に係る冷陰極蛍光ランプＬの場合は、
点灯中における放電電極４′のスパッタが防止・低減す
るため、たとえば１００００時間点灯後の輝度維持率
が、比較例の冷陰極蛍光ランプの場合に較べて１０％も
改善されている。なお、この実施例に係る冷陰極蛍光ラ
ンプの構成において、ガラスバルブ１内壁面に透光性の
保護膜を設けておくと、ガラスバルブ１の劣化が抑制さ
れ、ガラスバルブ１と水銀との反応も最小限に抑えるこ
とができるため、輝度維持率の向上、ランプの長寿命化
など図り易くなる。

【００５２】また、上記冷陰極蛍光ランプＬは、放電
（点灯）が持続して放電電極４′の温度が上昇しても、
放電電極４′に連接する導入線３部分が、熱伝導性の高
いタングステンを素材として形成されている。したがっ
て、放電電極４′部の熱を導入線３を介して容易に伝導
してガラスバルブ１外で放熱され、上記第１の実施例の
場合と同様に、放電電極４′の温度上昇に起因する不都
合が回避された光源として機能する。

【００５３】図１０は、第３の実施例に係る冷陰極蛍光
ランプＬの要部構成を拡大して示す一部斜視断面図であ
る。この冷陰極蛍光ランプＬは、たとえばガラスバルブ
１の外径１．８ｍｍ、内径１．４ｍｍ、長さが約２９０
ｍｍの熱膨張率が約４×１０^−６程度の石英ガラス製で
ある。そして、このガラスバルブ１の両端には、封止部
２が形成され、この封止部２内には、それぞれヘッダー
加工された導入線３が気密に封着されている。

【００５４】上記導入線３は、外径が約０．６ｍｍ、長
さが約４ｍｍ熱膨張率が約４．５×１０^−６程度のタン
グステン線であり、ガラスバルブ１内に位置するそれぞ
れの先端に、内径０．４〜２．０ｍｍ、肉厚０．１〜
０．３ｍｍ、長さ約１．５〜４．０ｍｍ程度の一端縮径
（板状に圧接）の円筒状に加工したホロー電極（熱膨張
率が約４．５×１０^−６程度のタングステン製）４″が
設けられている。ここで、放電電極４″間の間隔距離
は、２７８ｍｍであり、また、ビーズガラス付の導入線
３と放電電極４″とは、放電電極４″の一端縮径部に、
導入線３のヘッダー加工部を嵌合・位置決めし、ほぼ９
０度角の４ヶ所でレーザービームによってスポット溶接
ａで接合・固定化された構成を採っている。

【００５５】さらに、ガラスバルブ１外に導出した導入
線３の端部には、ニッケル（Ｎｉ）線などの外部リード
線が接続されており、この外部リード線は、口金あるい
は配線基板などの端子部に接続される。また、上記ガラ
スバルブ１の内壁面には、３波長蛍光体膜６が形成され
ており、このガラスバルブ１内には、放電媒体としてア
ルゴン及びネオンの混合希ガスと水銀が封入されて冷陰
極蛍光ランプＬを構成している。そして、このように構
成された冷陰極蛍光ランプＬは、第１の実施例の場合と
同様に、所要の点灯装置に接続して点灯される。

【００５６】すなわち、電源に通じるスイッチの投入に
よって、インバーターから配線を通じて冷陰極蛍光ラン
プＬの放電電極４″に高周波電圧が印加すると、放電電
極４″間にグロー放電が生起し、初期プラズマのイオン
によって両放電電極４″から二次電子が放出され、放電
電極４″間の放電路で放電が開始する。こうして、ガラ
スバルブ１内の希ガスを励起して紫外線が発生し、この
紫外線がガラスバルブ１内壁面の蛍光体膜６で変換さ
れ、可視光となってガラスバルブ１外表面から放射され
る。なお、この点灯動作は、上記第１の実施例及び第２
の実施例の場合と同様なのでその説明は省略する。

【００５７】本発明は、上記実施例に限定されるもので
なく、発明の主旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を
採ることができる。たとえば冷陰極蛍光ランプは、蛍光
体発光形のランプに限らず、希ガス発光形など他の種類
の蛍光ランプや紫外線放射ランプなどの低圧放電ランプ
であってもよい。また、放電媒体として水銀などの発光
物質を封入した放電ランプでもよく、水銀の封入は、液
状の水銀に限らず、たとえばＴｉ_３Ｈｇなどを板状体や
ペレット状などとした水銀放出合金を放電電極や導入線
に付設させた形態を採ることもできる。

【００５８】さらに、本発明に係る照明装置は、上記実
施例に限定されない。たとえば反射鏡や光拡散板を省略
した構成を採ることもできるし、点灯装置を一体的に装
着した構成でなくともよい。また、照明装置は、静止も
しくは車載される液晶表示装置、液晶テレビや装飾装置
などのバックライト用の他、ファクシミリーなどの読み
取り装置、複写機の露光用などＯＡ機器用、あるいは通
常の照明用の器具や灯具などに装着して、照明装置とし
て広く使用できることは云うまでもない。

【００５９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、放電電極部材
のスパッターを抑制し、また、放電電極と対応するガラ
スバルブ部分の黒化を低減して、光束維持率の向上が図
られるとともに、長寿命化が図られた冷陰極放電ランプ
を提供できる。さらに、この冷陰極放電ランプは、細径
化した硬質ガラス製のガラスバルブとすることにより、
小形・高性能化することもできる。

【００６０】請求項２の発明によれば、用途に好適する
放電電極の形状を選択し、請求項１の場合と同様の効果
を奏する冷陰極放電ランプを提供できる。

【００６１】請求項３の発明によれば、用途に好適する
高い発光輝度ないし光束、及び請求項１の場合と同様の
効果を奏する冷陰極放電ランプを提供できる。

【００６２】請求項４の発明によれば放電電極の始動性
が改善・向上されたことに伴って、暗所などにおいても
良好な始動性を奏する一方、ランプのチラツキ発生が抑
制・防止され、さらに助長された冷陰極放電ランプを提
供できる。

【００６３】請求項５の発明によれば、円筒状の放電電
極に対してヘッダー加工した導入線がレーザービーム溶
接で接続固定し、コンパクト化が図られるため、ガラス
バルブの放電電極間距離を大きく設定でき、発光有効長
の改善された冷陰極放電ランプを提供できる。

【００６４】請求項６の発明によれば、発光効率の低下
を招来することなく、放電電極部の温度が低く抑制され
る冷陰極放電ランプを光源として具備するため、照明装
置の点灯動作時において、機器内の温度上昇を抑制で
き、装置の光放射効率の向上と装置内部品の熱劣化の防
止が図られた長寿命の照明装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係る冷陰極蛍光ランプの一部切
欠断面図。

【図２】図１の封止部近傍の構造を拡大して示す断面
図。

【図３】第１の実施例に係る放電電極や導入線の材質と
冷陰極蛍光ランプのガラスバルブ表面温度との関係を従
来の冷陰極蛍光ランプの場合と比較して示す特性図。

【図４】第１の実施例に係る放電電極の表面積や材質と
冷陰極蛍光ランプの水銀消耗量の関係を従来の冷陰極蛍
光ランプの場合と比較して示す特性図。

【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１の実施例に係
る他の実施例に係る冷陰極蛍光ランプが具備する放電電
極の互いに異なる構成を示す斜視図。

【図６】（ａ）は、第１の実施例に係る導光方式の照明
装置の構成を示す一部断面斜視図、（ｂ）は、実施例に
係る反射板方式の照明装置の分解斜視図。

【図７】第２の実施例に係る冷陰極蛍光ランプの要部構
成を拡大して示す一部切欠断面図。

【図８】第２の実施例に係る冷陰極蛍光ランプの点灯時
におけるランプ電流とランプ電圧との関係を従来の冷陰
極蛍光ランプの場合と比較して示す特性図。

【図９】第２の実施例に係る冷陰極蛍光ランプの点灯時
間と輝度維持率の関係を従来の冷陰極蛍光ランプの場合
と比較して示す特性図。

【図１０】第３の実施例に係る冷陰極蛍光ランプの要部
構成を拡大して示す一部切欠断面図。

【符号の説明】

Ｌ：冷陰極放電ランプ（冷陰極蛍光ランプ）１：ガラスバルブ２：封止部３：導入線４，４′，４″：放電電極５：外部リード線６：蛍光体膜７，８：照明装置７_１，８_１：筐体（反射鏡）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5C015 EE07 FF01 5C039 AA03 5C043 AA06 AA07 AA09 BB03 BB04 CC09 CD01 DD17 DD19 EB14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両端に封止部が形成されたガラスバルブ
と、前記ガラスバルブ内に封装されたタングステン、タ
ンタル、ニオブ及びモリブデンの少なくとも１種を主成
分とする一対の放電電極と、前記放電電極と一体もしく
は一体的に設けられ封止部内に気密封止されるとともに
ガラスバルブ外にそれぞれ導出したタングステン、タン
タル、ニオブ及びモリブデンの少なくとも１種を主成分
とする導入線と、前記ガラスバルブ内に封入された放電
媒体とを具備していることを特徴とする冷陰極放電ラン
プ。
【請求項２】放電電極が板状、棒状、筒状もしくはこ
れらの複合形状を成している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】ガラスバルブの内壁面に蛍光体膜が形成
されていることを特徴とする請求項１もしくは請求項２
記載の冷陰極放電ランプ。
【請求項４】放電電極がセシウム及びマグネシウムの
少なくとも１種を含有していることを特徴とする請求項
１ないし請求項３いずれか一記載の冷陰極放電ランプ。
【請求項５】ガラスバルブの外径が１〜５ｍｍ、長さ
が４０〜８００ｍｍで、かつ円筒状の放電電極に対して
ヘッダー加工した導入線がレーザービーム溶接で接続固
定していることを特徴とする請求項１ないし請求項４い
ずれか一記載の冷陰極放電ランプ。
【請求項６】筐体と、前記筐体に付設された請求項１
ないし請求項５いずれか一記載の冷陰極放電ランプと、
前記例陰極放電ランプの点灯回路装置とを具備している
ことを特徴とする照明装置。