JP2005072021A - バリア型冷陰極放電灯 - Google Patents

Abstract

【課題】高い発光効率を実現可能なバリア型冷陰極放電灯を提供すること。
【解決手段】本発明のバリア型冷陰極放電灯１は、光透過部及び開口を有し且つ希ガスを収容した中空体２と、第１導体４ａ及び前記第１導体と前記中空体内の空間との間に介在したダイヤモンド絶縁部５ａを備え且つ前記開口を塞いだ第１電極３ａと、少なくとも前記ダイヤモンド絶縁部５ａを介して前記第１導体４ａと対向した第２導体４ｂを備えた第２電極３ｂと、前記中空体２の内面に設けられた蛍光体膜６とを具備し、前記ダイヤモンド絶縁部５ａは前記第１導体４ａの一主面を被覆したダイヤモンド膜であり、前記第１導体４ａの前記ダイヤモンド絶縁部５ａで被覆された前記主面は凹んでいることを特徴とする。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、冷陰極放電灯に係り、特にはバリア型冷陰極放電灯に関する。

冷陰極放電灯は、蛍光灯とは異なり陰極として冷陰極を使用しており、それによってエミッタ材料の消耗やヒータコイルの断線等に基づく寿命の問題を回避している。そのため、冷陰極放電灯は、液晶ディスプレイのバックライトのように長寿命が要求される各種照明用光源で広く使用されており、その市場は放電灯市場全体の２０％を占めるに至っている。

このように、冷陰極放電灯は極めて重要であり且つ市場からの要求も高い製品であるが、環境負荷の観点で２つの技術的課題を抱えている。すなわち、冷陰極放電灯には、脱水銀と発光効率の向上とが求められている。

第１の課題である脱水銀は、例えば、水銀に代わり、水銀に匹敵する他の励起紫外線発生源を使用することによって達成可能である。しかしながら、水銀は、高効率であり且つ適当な波長の励起紫外線発生源であるのに加え、水銀蒸気による逆拡散現象により、冷陰極材料がスパッタリングによって消耗されるのを抑制する役割も果たしている。そのため、このような方法では、根本的な解決が難しい状況にある。

しかしながら、水銀を使用し続けることは、冷陰極放電灯の市場をＬＥＤや有機ＥＬなどの他方式の照明源に明け渡すことにも繋がりかねない。そこで最近注目されているのがバリア型冷陰極放電灯である。

図１４は、従来のバリア型冷陰極放電灯を概略的に示す断面図である。なお、図中、蛍光体膜は省略されている。従来のバリア型冷陰極放電灯１０１は、図１４に示すように、希ガスが封入され且つ内面に蛍光体膜が形成されたガラス管１０２の外部に導体１０４ａ，１０４ｂを配置した構造を有している。この放電灯１０１は、導体１０４ａ，１０４ｂ間に高周波電圧を印加することにより絶縁体であるガラス壁間で断続放電を生じさせ、それによって生じる紫外線で蛍光体を励起して発光を生じさせるものである。なお、この放電灯１０１において、上記のガラス壁はバリア層と呼ばれ、導体１０４ａとバリア層との積層構造及び導体１０４ｂとバリア層との積層構造は一対の絶縁型電極を構成している。

このように、このタイプの放電灯１０１では、導体１０４ａ，１０４ｂを放電空間に晒していない。そのため、導体１０４ａ，１０４ｂが消耗されるのを抑制するためにガラス管１０２内に水銀蒸気を存在させる必要がない。したがって、この放電灯１０１では、ガラス管１０２の内部に封入するガスとしてキセノンなどの希ガスのみを使用すればよい。

しかしながら、この放電灯１０１は、上記の第２の課題である発光効率の向上に関して不利である。すなわち、この放電灯１０１によると、ガラス管１０２内で放電を生じさせるには、電極として剥き出しの導体をガラス管の内部に配置した一般的な冷陰極放電灯に比べて、約３倍の電圧を印加する必要がある。そのため、図１４に示す放電灯１０１には、一般的な冷陰極放電灯に比べて、発光効率が半分以下から数割程度になるという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高い発光効率を実現可能なバリア型冷陰極放電灯を提供することを目的とする。

本発明の第１の側面によると、光透過部を有し且つ希ガスを収容した中空体と、少なくとも部分的に前記中空体内に配置された第１導体及び前記第１導体の前記中空体内に位置する部分を被覆した第１絶縁膜を備えた第１電極と、少なくとも前記第１絶縁膜を介して前記第１導体と対向した第２導体を備えた第２電極と、前記中空体の内面に設けられた蛍光体膜とを具備したことを特徴とするバリア型冷陰極放電灯が提供される。

本発明の第２の側面によると、光透過部及び開口を有し且つ希ガスを収容した中空体と、第１導体及び前記第１導体と前記中空体内の空間との間に介在したダイヤモンド絶縁部を備え且つ前記開口を塞いだ第１電極と、少なくとも前記ダイヤモンド絶縁部を介して前記第１導体と対向した第２導体を備えた第２電極と、前記中空体の内面に設けられた蛍光体膜とを具備したことを特徴とするバリア型冷陰極放電灯が提供される。

本発明の第３の側面によると、光透過部を有し且つ希ガスを収容した中空体と、前記中空体の外面に設けられた第１導体及び前記中空体の内面に設けられ且つ前記中空体の壁部を介して前記第１導体と対向したダイヤモンド膜を備えた第１電極と、少なくとも前記中空体の壁部及び前記ダイヤモンド膜を介して前記第１導体と対向した第２導体を備えた第２電極と、前記中空体の内面に設けられた蛍光体膜とを具備したことを特徴とするバリア型冷陰極放電灯が提供される。

本発明の第４の側面によると、光透過部を有し且つ希ガスを収容した中空体と、前記中空体の外面に設けられた第１導体を備えた第１電極と、前記中空体の内面に設けられ且つダイヤモンド微粒子を含有した蛍光体膜と、少なくとも前記中空体の壁部及び前記蛍光体膜を介して前記第１導体と対向した第２導体を備えた第２電極とを具備したことを特徴とするバリア型冷陰極放電灯が提供される。

なお、ここでいう「バリア型冷陰極放電灯」は、電極の少なくとも１つについて、それを構成する導体と放電空間との間に絶縁体を介在させることにより、その導体を放電空間内に露出させていない冷陰極放電灯を意味する。この放電灯では、導体と放電空間との間に絶縁体が介在しているため、持続的な放電（電荷移動）は生じず、それゆえ、電極間に高周波電圧を印加して発光を生じさせる。したがって、バリア型冷陰極放電灯では、電圧サイクルに対応して、放電による発光と電流が途切れることによる消光とが繰り返される。このような「断続放電」に基づく発光と消光とは、高速度カメラなどで観察可能であり、バリア型冷陰極放電灯の特徴の１つである。

本発明の第１乃至第４の側面において、第２導体は中空体の外面上に配置してもよい。この場合、中空体壁部の第２導体が設けられた面の裏面にダイヤモンド膜などの絶縁膜を設けてもよい。

第１乃至第４の側面において、第２導体は少なくとも部分的に中空体内に配置してもよい。この場合、第２導体は中空体内で露出していてもよく、或いは、第２電極は第２導体の中空体内に位置する部分を被覆したダイヤモンド膜などの絶縁膜をさらに備えていてもよい。

本発明の第１の側面において、第１絶縁膜はダイヤモンド膜であってもよい。また、第１の側面において、第１及び第２導体がそれぞれ少なくとも部分的に中空体内に配置されている場合、第１導体を被覆している第１絶縁膜は第２導体の中空体内に位置する部分をさらに被覆し、第１電極と第２電極とを一体化していてもよい。或いは、第２導体は第１絶縁膜及び中空体内の空間を介して第１導体と対向していてもよい。

本発明の第２の側面において、中空体に設けられた開口は第２導体によって塞がれていてもよく、或いは、ダイヤモンド絶縁部によって塞がれていてもよく、それら双方によって塞がれていてもよい。また、第２の側面において、ダイヤモンド絶縁部は、ダイヤモンド膜及びバルクのダイヤモンドのいずれであってもよい。

本発明によると、高い発光効率を実現可能なバリア型冷陰極放電灯が提供される。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながらより詳細に説明する。なお、各図において、同様または類似する機能を有する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るバリア型冷陰極放電灯を概略的に示す断面図である。図１に示すバリア型冷陰極放電灯１は、中空体２と、中空体２内に部分的に挿入された一対の電極３ａ，３ｂと、中空体２の内面上に設けられた蛍光体膜６とを有している。電極３ａは、導体４ａとそれを被覆した絶縁膜５ａとを有しており、同様に、電極３ｂは、導体４ｂとそれを被覆した絶縁膜５ｂとを有している。また、中空体２には希ガスが封入されている。

図１に示す放電灯１によると、高い発光効率を実現可能である。これについては、図２を参照しながら説明する。

図２は、バリア型冷陰極放電灯の発光原理を概略的に示す図である。なお、図２において、参照番号１１ａ，１１ｂはそれぞれバリア層の容量を示し、参照番号１２は放電空間の容量を示している。図２に示すように、バリア型冷陰極放電灯では、バリア層容量１１ａと放電空間容量１２とバリア層容量１１ｂとが直列接続されているとみなすことができる。

図１４に示すバリア型冷陰極放電灯１０１では、バリア層容量１１ａ，１１ｂはそれぞれガラス管１０２の壁部の容量に相当し、放電空間容量１２はガラス管１０２内のそれらガラス壁に挟まれた空間の容量に相当している。ガラス管１０２には十分な強度が要求されるため、その壁部の厚さを薄くするには限界がある。そのため、図１４に示す放電灯１０１では、バリア層容量１１ａ，１１ｂが小さく、放電を生じさせるのに高い電圧を印加する必要があった。

これに対し、図１に示すバリア型冷陰極放電灯１では、バリア層容量１１ａ，１１ｂは絶縁膜５ａ，５ｂの容量にそれぞれ相当し、放電空間容量１２はガラス管１０２内の絶縁膜５ａ，５ｂに挟まれた空間の容量に相当している。この放電灯１において、絶縁膜５ａ，５ｂは、導体４ａ，４ｂをイオン衝撃から保護することができる程度の厚さを有していればよく、そのような厚さは中空体２の壁部の厚さに比べれば遥かに薄い。そのため、図１に示す放電灯１によると、バリア層容量１１ａ，１１ｂを大幅に増大させることができ、より低い電圧で放電を生じさせることができる。すなわち、より高い発光効率を実現することができる。

また、図１に示す放電灯１では、絶縁膜５ａ，５ｂがバリア層に相当しているので、バリア層間の距離を中空体２のサイズに依存することなく所望の値に設定可能である。そのため、図１に示す放電灯１では、図１４に示す放電灯１０１に比べて、バリア層間の距離を狭めることが容易であり、したがって、さらに低い電圧で放電を生じさせることが可能となる。

図１に示す放電灯１において、絶縁膜５ａ，５ｂはそれぞれダイヤモンド膜であることが好ましい。絶縁膜５ａ，５ｂとしてダイヤモンド膜をそれぞれ用いた場合、絶縁膜５ａ，５ｂがそれぞれガラスなどの他の絶縁膜である場合に比べて、放電によって生じた希ガスイオンが絶縁膜５ａ，５ｂに衝突することにより絶縁膜５ａ，５ｂから放出される二次電子が著しく増大する。すなわち、二次電子放出効率を著しく高めることができる。この場合、放電電流は電圧印加開始直後から急激に増加することとなり、その結果、発光効率が大幅に向上する。

さらに、ダイヤモンド膜は、他の絶縁膜に比べ、イオン衝撃に対する耐性が遥かに高い。そのため、ダイヤモンド膜を使用した場合、絶縁膜５ａ，５ｂの厚さをより薄くすること，すなわち、絶縁膜５ａ，５ｂの容量を高めること，ができる。したがって、さらに低い電圧で放電を生じさせることが可能となる。

以下、上述した放電灯１の各構成要素について説明する。
中空体２は、透明なガラス管のように光透過部を有しており、その内部に気密な空間を形成している。中空体２の内部には、キセノンなどの希ガスが封入されており、通常、中空体２内のガス圧は４０００Ｐａ〜４００００Ｐａ程度に設定されている。中空体２は、典型的には管状体或いは平板状中空体であるが、他の形状を有していてもよい。また、中空体２は、光透過部を有していれば、全体が透明である必要はない。さらに、中空体２は複数の部品で構成することもできる。また、後述するように、中空体２の一部を電極３ａや電極３ｂの一部として用いることができる。

電極３ａは、導体４ａとそれを被覆した絶縁膜５ａとを有している。同様に、電極３ｂは、導体４ｂとそれを被覆した絶縁膜５ｂとを有している。図１では、一組の電極３ａ，３ｂが描かれているが、複数組の電極３ａ，３ｂを使用することもできる。

導体４ａ，４ｂの形状に特に制限はなく、導体４ａ，４ｂは、例えば、棒状、板状、環状、渦巻状、或いは櫛形状などであってもよい。また、導体４ａ，４ｂは、図３に示すような断面形状を有していてもよい。

図３は、図１に示すバリア型冷陰極放電灯で使用可能な電極の一例を概略的に示す断面図である。なお、図３では、電極３ａの長手方向に垂直な断面を描いている。導体４ａの断面が図３に示すように凹凸形状を有している場合、通常、絶縁膜５ａもそれに対応した形状になる。このような構造の電極３ａでは、断面形状が円形の電極３ａなどと比較して、絶縁膜５ａの静電容量が高い。そのため、低電圧で放電を生じさせる上で有利である。

導体４ａ，４ｂの材料としては、通常、金属材料が使用される。なお、絶縁膜５ａ，５ｂとしてダイヤモンド膜を形成する場合は、導体４ａ，４ｂの材料として、モリブデン、タングステン、ニッケル、鉄、或いは銅などを用いることが好ましい。そのような材料を使用した場合、ダイヤモンド膜をＣＶＤ法によって容易に形成することができる。

絶縁膜５ａ，５ｂとしては、従来からバリア層として使用されていたガラスよりもイオン衝撃に対する耐性がより大きい及び／またはより高い二次電子放出効率を実現可能なものを使用することが好ましい。そのような絶縁膜５ａ，５ｂとしては、ダイヤモンド膜に加え、ＡｌＮ膜、ＭｇＯ膜、ＬｉＮＯ₃膜、ＳｉＣ膜、或いはそれらの積層体などを挙げることができる。絶縁膜５ａ，５ｂとしてダイヤモンド膜を使用する場合、それらダイヤモンド膜は単結晶及び多結晶のいずれであってもよい。なお、絶縁膜５ａ，５ｂとしてダイヤモンド膜を使用する場合、その絶縁性は、グラファイト相が混在することなどによって低下する。したがって、より高い絶縁性を実現するために、グラファイト相の混在を防止することが望ましい。

絶縁膜５ａ，５ｂの厚さは、５μｍ以上であることが好ましく、１０μｍ以上であることがより好ましい。通常、絶縁膜５ａ，５ｂの厚さが上記下限値以上とした場合、絶縁膜５ａ，５ｂとしてピンホールなどのない連続膜を形成することができるのに加え、イオン衝撃に対する十分な耐性を得ることができる。また、絶縁膜５ａ，５ｂの厚さがより薄いほど、それらの容量は増大する。通常、絶縁膜５ａ，５ｂの厚さが１００μｍ以下であれば、発光効率が向上する効果が顕著となる。

蛍光体膜６は、冷陰極放電灯で一般に使用されている紫外線励起蛍光体のような蛍光体を含有している。蛍光体膜６は、典型的には、図１に示すように中空体２の内面上に形成されるが、中空体２の内部であれば他の位置に設けられていてもよい。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態に係るバリア型冷陰極放電灯を概略的に示す断面図である。図４に示すバリア型冷陰極放電灯１は、絶縁膜５ａ，５ｂが連続膜５として形成され、それにより、電極３ａ，３ｂが一体化されていること以外は図１に示す放電灯１とほぼ同様の構造を有している。図４に示すように電極３ａ，３ｂを一体化した場合、中空体２内で電極３ａ，３ｂ間距離が変動することがない。そのため、性能の安定化が可能となる。

本実施形態において、導体４ａ，４ｂはそれぞれ平板状であることが好ましい。これについては、図５を参照しながら説明する。

図５は、図４に示すバリア型冷陰極放電灯で使用可能な電極の一例を概略的に示す断面図である。なお、図５では、電極３ａ，３ｂの長手方向に垂直な断面を描いている。導体４ａ，４ｂを図５に示すように平板状とし且つそれらの側端部同士を向き合わせた場合、絶縁膜５の面積が増大し、それらの静電容量が増加する。そのため、低電圧で放電を生じさせる上で有利である。

なお、図４及び図５では、導体４ａ，４ｂの側面同士を対向させ、それらを絶縁膜５によって被覆することにより電極３ａ，３ｂを一体化しているが、他の形態で電極３ａ，３ｂを一体化することも可能である。例えば、導体４ａ，４ｂの先端同士を所定の距離を隔てて突き合わせ、それらを絶縁膜５によって被覆することにより電極３ａ，３ｂを一体化してもよい。

電極３ａ，３ｂを一体化する方法に特に制限はなく、様々な方法を利用することができる。例えば、適当な絶縁基板の一方の主面上に導体４ａ，４ｂを配置し、その上に絶縁膜５を成膜してもよい。また、絶縁基板の一方の主面上に導体４ａを配置し、その上に絶縁膜５ａを成膜した後、絶縁基板の絶縁膜５ａを配置した面に導体４ｂを配置し、その上に絶縁膜５ｂを成膜してもよい。さらに、絶縁基板の絶縁基板の一方の主面上に導体４ａを配置し、その上に絶縁膜５ａを成膜した後、絶縁基板の他方の主面に導体４ｂを配置し、その上に絶縁膜５ｂを成膜してもよい。なお、図１に示す放電灯１においても、電極３ａ，３ｂをホルダなどを用いて一体化することが好ましい。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図６は、本発明の第３の実施形態に係るバリア型冷陰極放電灯を概略的に示す断面図である。図６に示すバリア型冷陰極放電灯１は、一体化された電極３ａ，３ｂが中空体２を貫通するように設けられていること以外は図４に示す放電灯１と同様の構造を有している。このような構造によると、一体化された電極３ａ，３ｂが中空体２内でふらつくのを抑制することができる。

次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図７は、本発明の第４の実施形態に係るバリア型冷陰極放電灯を概略的に示す断面図である。図７に示すバリア型冷陰極放電灯１は、電極３ｂが電極３ａとは反対側から中空体２に挿入されていること以外は図１に示す放電灯１と同様の構造を有している。このような構造によると、中空体２の外部で露出した導体４ａ，４ｂ間で不所望な放電などが生じるのを防止することができる。

次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
図８は、本発明の第５の実施形態に係るバリア型冷陰極放電灯を概略的に示す断面図である。図８に示すバリア型冷陰極放電灯１は、電極３ａと電極３ｂとが先端同士を突き合わせるように配置されていること以外は図１に示す放電灯１と同様の構造を有している。このような構造は、中空体２の径を縮小する上で有利であるのに加え、調光性が要求される場合などに有用である。なお、このような構造においては、電極３ａ，３ｂは先端同士をホルダなどを用いて固定することが好ましい。

次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
図９は、本発明の第６の実施形態に係るバリア型冷陰極放電灯を概略的に示す断面図である。図９に示すバリア型冷陰極放電灯１は、電極３ｂに絶縁膜５ｂが設けられていないこと以外は図８に示す放電灯１とほぼ同様の構造を有している。このような構造によると、電極３ｂの消耗を生じるが、より低電圧で放電を生じさせることが可能となる。

次に、本発明の第７の実施形態について説明する。
図１０は、本発明の第７の実施形態に係るバリア型冷陰極放電灯を概略的に示す断面図である。図１０に示すバリア型冷陰極放電灯１では、中空体２の両端に開口が設けられており、それら開口は導体４ａ，４ｂでそれぞれ塞がれている。また、導体４ａ，４ｂの中空体２の内部に対向した面はダイヤモンド膜５ａ，５ｂでそれぞれ被覆されている。

このような構造では、導体４ａ，４ｂ間の距離は中空体２の形状或いはサイズに依存するため、第１〜第６の実施形態で説明した構造ほど、電極３ａ，３ｂ間の距離を狭めることは困難である。しかしながら、図１０に示す構造では、ダイヤモンド膜５ａ，５ｂがバリア層に相当しているため、ガラス壁がバリア層に相当している図１４に示す構造に比べれば、遥かに高い発光効率が得られる。

次に、本発明の第８の実施形態について説明する。
図１１は、本発明の第８の実施形態に係るバリア型冷陰極放電灯を概略的に示す断面図である。図１１に示すバリア型冷陰極放電灯１では、中空体２の両端に開口が設けられており、それら開口はバルクのダイヤモンド５ａ，５ｂでそれぞれ塞がれている。また、バルクのダイヤモンド５ａ，５ｂの中空体２の内部に対向した面の裏面には導体４ａ，４ｂが設けられている。このような構造でも、図１０を参照して説明したのと同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の第９の実施形態について説明する。
図１２は、本発明の第９の実施形態に係るバリア型冷陰極放電灯を概略的に示す断面図である。図１２に示すバリア型冷陰極放電灯１では、中空体２の両端外面に導体４ａ，４ｂがそれぞれ設けられており、中空体２の両端内面にはダイヤモンド膜５ａ，５ｂがそれぞれ設けられている。すなわち、この放電灯１において、電極３ａは、導体４ａとダイヤモンド膜５ａと中空体２のそれらの間に位置する部分とで構成され、電極３ｂは、導体４ｂとダイヤモンド膜５ｂと中空体２のそれらの間に位置する部分とで構成されている。

このような構造では、ダイヤモンド膜５ａと中空体２の壁部との積層構造及びダイヤモンド膜５ｂと中空体２の壁部との積層構造がそれぞれバリア層に相当しているため、第１〜第８の実施形態で説明した構造に比べ、バリア層の静電容量を高めることは困難である。しかしながら、上述のようにダイヤモンド膜５ａ，５ｂを使用した場合、二次電子放出効率を著しく高めることができる。したがって、図１２に示す構造でも、図１４に示す構造に比べれば、遥かに高い発光効率が得られる。

なお、図１０〜図１２においては、中空体２の両端部に電極３ａ，３ｂを設けているが、電極３ａ，３ｂは他の位置に設けてもよい。例えば、中空体２が管状である場合は、中空体２の側面に電極３ａ，３ｂを設けてもよい。また、中空体２が平板状である場合は、電極３ａ，３ｂを中空体２の両主面の位置に設けてもよい。

次に、本発明の第１０の実施形態について説明する。
図１３は、本発明の第１０の実施形態に係るバリア型冷陰極放電灯を概略的に示す断面図である。図１３に示すバリア型冷陰極放電灯１では、中空体２の外側両側面に導体４ａ，４ｂがそれぞれ設けられている。すなわち、この放電灯１において、電極３ａは、導体４ａと中空体２の壁部とで構成され、電極３ｂは、導体４ｂと中空体２の壁部とで構成されている。また、この放電灯１において、蛍光体膜６中にはダイヤモンド微粒子５ｃが混在している。

このような構造では、中空体２の壁部がバリア層に相当しているため、第１〜第８の実施形態で説明した構造に比べ、バリア層の静電容量を高めることは困難である。しかしながら、この放電灯１では、電極３ａ，３ｂ間に蛍光膜６が設けられているため、放電によって生じたイオンは蛍光体膜６に向かって加速し、大きな運動エネルギーを伴って蛍光体膜６中のダイヤモンド微粒子５ｃに衝突する。そのため、図１３に示す構造でも、高い二次電子放出効率を実現することができ、したがって、図１４に示す構造に比べれば遥かに高い発光効率が得られる。

本実施形態において、ダイヤモンド微粒子５ｃが混在した蛍光体膜６は、蛍光体と、ダイヤモンド微粒子５ｃと、必要に応じてバインダ材料などとを含有したスラリーを調製し、これを中空体２の内面に塗布することにより形成することができる。ダイヤモンド微粒子５ｃの表面は、予め水素終端処理しておくことが好ましい。また、蛍光体に対するダイヤモンド微粒子５ｃの重量比は５〜５０％程度であることが好ましい。この場合、ダイヤモンド微粒子５ｃを蛍光体膜６中に混在させない場合に比べて、動作電圧を１０％程度低減することができる。

以上説明した第１〜第１０の実施形態では、第６の実施形態を除き、電極３ａの構造と電極３ｂの構造とを同一としたが、それらは互いに異なっていてもよい。すなわち、第１〜第１０の実施形態で説明した構造を互いに組み合わせることができる。

以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
本実施例では、以下に説明する方法により、ダイヤモンドとガラスとの間で二次電子放出効率の比較を行った。

まず、４ｍｍ×４ｍｍのモリブデン基板の表面に対し、ダイヤモンド微粉末を含む懸濁液を用いた超音波洗浄などによって種付け処理を施した。次いで、モリブデン基板の種付け処理した表面に、ＣＶＤ法によりダイヤモンド膜を形成した。なお、ここでは、ダイヤモンド膜として、原料ガスとしてＣＨ₄とＨ₂とを含むガスを用い、成膜温度を８００〜９００℃とし、マイクロ波プラズマによって励起することにより、厚さ２０μｍの緻密な多結晶ダイヤモンド膜を成膜した。以上の方法で、それぞれモリブデン基板とダイヤモンド膜とを有する一対の積層構造を形成した。

次に、これら積層構造を８０００Ｐａのキセノン雰囲気中にダイヤモンド膜同士が対向するように配置し、モリブデン基板間に５０ｋＨｚの高周波電圧を印加した。なお、基板間距離は３ｍｍとした。その結果、電源電圧を約６００Ｖにまで高めた時点で放電が生じた。

次いで、上記と同様の試験を、モリブデン基板とガラス膜とを有する積層構造についても実施した。なお、ガラス膜の膜厚はダイヤモンド膜の膜厚と同一とした。その結果、放電を生じさせるのに、電源電圧を約８００Ｖにまで高めなければならなかった。

（実施例２）
本実施例では、図１に示すバリア型冷陰極放電灯１を以下に説明する方法により作製した。
まず、モリブデンからなる直径１ｍｍの導体４ａ，４ｂの表面に、ダイヤモンド膜５ａ，５ｂをそれぞれ成膜し、電極３ａ，３ｂを形成した。なお、ダイヤモンド膜５ａ，５ｂは実施例１で説明したのと同条件で成膜し、それらの厚さは５０μｍとした。次に、一端が開口し、他端が封止された内径４ｍｍのガラス管２の内面に、塗布法により蛍光体膜６を形成した。次いで、電極３ａ，３ｂにガラスビード処理を施し、それら電極３ａ，３ｂを内面に蛍光体膜６を形成したガラス管２内に挿入した。さらに、８０００Ｐａのキセノン雰囲気中で、ガラスビードとガラス管２の開口部とを融着させることによりガラス管２を封止した。以上のようにして、図１に示す放電灯１を作製した。なお、本実施例では、電極３ａ，３ｂは、その先端から１５０ｍｍまでをガラス管２内に位置させた。また、電極３ａ，３ｂ間の距離は１ｍｍとした。

次に、上述した方法で作製した放電灯１について、電極３ａ，３ｂ間に５０ｋＨｚの高周波電圧を印加した場合の発光特性を調べた。その結果、電源電圧を４２０Ｖにまで高めた時点で発光が観測された。

（比較例）
本比較例では、図１４に示すバリア型冷陰極放電灯１０１を以下に説明する方法により作製した。
まず、一端が開口し、他端が封止された内径４ｍｍのガラス管１０２の内面に、塗布法により蛍光体膜１０６を形成した。なお、ここで使用したガラス管１０２の壁部の厚さは０．５ｍｍであった。次に、８０００Ｐａのキセノン雰囲気中で、ガラス管２の開口部を融着させることにより封止した。さらに、ガラス管２の外面にそれぞれ長さ１５０ｍｍ×幅２ｍｍの導体１０４ａ，１０４ｂを取り付けた。以上のようにして、図１４に示す放電灯１０１を作製した。

次に、上述した方法で作製した放電灯１０１について、実施例１で説明したのと同条件で発光特性を調べた。その結果、電源電圧を１５００Ｖにまで高めた時点で発光が観測された。

本発明の第１の実施形態に係るバリア型冷陰極放電灯を概略的に示す断面図。 バリア型冷陰極放電灯の発光原理を概略的に示す図。 図１に示すバリア型冷陰極放電灯で使用可能な電極の一例を概略的に示す断面図。 本発明の第２の実施形態に係るバリア型冷陰極放電灯を概略的に示す断面図。 図４に示すバリア型冷陰極放電灯で使用可能な電極の一例を概略的に示す断面図。 本発明の第３の実施形態に係るバリア型冷陰極放電灯を概略的に示す断面図。 本発明の第４の実施形態に係るバリア型冷陰極放電灯を概略的に示す断面図。 本発明の第５の実施形態に係るバリア型冷陰極放電灯を概略的に示す断面図。 本発明の第６の実施形態に係るバリア型冷陰極放電灯を概略的に示す断面図。 本発明の第７の実施形態に係るバリア型冷陰極放電灯を概略的に示す断面図。 本発明の第８の実施形態に係るバリア型冷陰極放電灯を概略的に示す断面図。 本発明の第９の実施形態に係るバリア型冷陰極放電灯を概略的に示す断面図。 本発明の第１０の実施形態に係るバリア型冷陰極放電灯を概略的に示す断面図 従来のバリア型冷陰極放電灯を概略的に示す断面図。

符号の説明

１…バリア型冷陰極放電灯、２…中空体、３ａ，３ｂ…電極、４ａ，４ｂ…導体、５，５ａ，５ｂ…絶縁膜、５ｃ…ダイヤモンド微粒子、６…蛍光体膜、１１ａ，１１ｂ…バリア層容量、１２…放電空間容量、１０１…バリア型冷陰極放電灯、１０２…ガラス管、１０４ａ，１０４ｂ…導体。

Claims (4)

1. 光透過部及び開口を有し且つ希ガスを収容した中空体と、
   第１導体及び前記第１導体と前記中空体内の空間との間に介在したダイヤモンド絶縁部を備え且つ前記開口を塞いだ第１電極と、
   少なくとも前記ダイヤモンド絶縁部を介して前記第１導体と対向した第２導体を備えた第２電極と、
   前記中空体の内面に設けられた蛍光体膜とを具備し、
   前記ダイヤモンド絶縁部は前記第１導体の一主面を被覆したダイヤモンド膜であり、
   前記第１導体の前記ダイヤモンド絶縁部で被覆された前記主面は凹んでいることを特徴とするバリア型冷陰極放電灯。
2. 光透過部及び開口を有し且つ希ガスを収容した中空体と、
   第１導体及び前記第１導体と前記中空体内の空間との間に介在したダイヤモンド絶縁部を備え且つ前記開口を塞いだ第１電極と、
   少なくとも前記ダイヤモンド絶縁部を介して前記第１導体と対向した第２導体を備えた第２電極と、
   前記中空体の内面に設けられた蛍光体膜とを具備し、
   前記開口は、前記中空体内の空間と比較して、前記中空体の前記開口が設けられた壁部の外面に平行な方向の寸法がより小さく、
   前記第１導体は、前記外面のうち前記開口の周囲の部分と前記開口とを被覆し、
   前記ダイヤモンド絶縁部は、前記開口内に位置していることを特徴とするバリア型冷陰極放電灯。
3. 光透過部を有し且つ希ガスを収容した中空体と、
   前記中空体の外面に設けられた第１導体を備えた第１電極と、
   前記中空体の内面に設けられ且つダイヤモンド微粒子を含有した蛍光体膜と、
   少なくとも前記中空体の壁部及び前記蛍光体膜を介して前記第１導体と対向した第２導体を備えた第２電極とを具備し、
   前記蛍光体膜中の蛍光体に対する前記ダイヤモンド微粒子の重量比は５乃至５０％の範囲内にあることを特徴とするバリア型冷陰極放電灯。
4. 光透過部を有し且つ希ガスを収容した中空体と、
   前記中空体の外面に設けられた第１導体を備えた第１電極と、
   前記中空体の内面に設けられ且つダイヤモンド微粒子を含有した蛍光体膜と、
   前記中空体の前記外面に設けられ且つ前記第１導体から離間した第２導体を備えた第２電極とを具備し、
   前記蛍光体膜中の蛍光体に対する前記ダイヤモンド微粒子の重量比は５乃至５０％の範囲内にあることを特徴とするバリア型冷陰極放電灯。

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