JP2008300043A

JP2008300043A - 放電管用電極およびこれを用いた冷陰極蛍光管

Info

Publication number: JP2008300043A
Application number: JP2007141412A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Miyamoto; 和弘宮本; Hiroyuki Sano; 寛幸佐野; Koji Kikuchihara; 功次菊地原
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2007-05-29
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2008-12-11

Abstract

【課題】陰極降下電圧が低く発光効率に優れた放電管用電極、およびこれを用いた冷陰極蛍光管を簡易に提供する。
【解決手段】放電管用電極１は、ガラス管２と電極部３とを備える。電極部３の放電管用電極４は、二次電子放出係数が１．５以上の金属又は該金属を含む合金から成る。二次電子放出係数が１．５以上の金属としては、例えば、イリジウム（Ｉｒ）が用いられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、放電管用電極およびこれを用いた冷陰極蛍光管に関する。

テレビ受像機やパソコンなどの表示装置に用いられている液晶表示装置（ＬＣＤ）には、冷陰極蛍光管を光源とするバックライトが組み込まれている。

かかる冷陰極蛍光管は、ガラス管部と、該ガラス管部の両端部に設けられた電極部とを備えてなる（例えば、特許文献１参照）。ガラス管部は、内面に蛍光塗料が塗布され、内部に放電ガスであるアルゴン（Ａｒ）、ネオン（Ｎｅ）および蛍光体励起用の水銀（Ｈｇ）が導入された状態で封止されている。電極部は、カップ電極、封着棒及びリード線から構成される。カップ電極の材質としては、従来はニッケル（Ｎｉ）が用いられ、近年はニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）等が一般的に使用されている。

冷陰極蛍光管はグロー放電によって発光するが、グロー放電は、陰極・陽極間を移動する電子による気体分子の電離（α作用）と、Ａｒ，Ｎｅ，Ｈｇの正イオンの負極への衝突の際に起こる二次電子放出（γ作用）とによって生じるものである。

このグロー放電では、陰極側の放電部位である陰極降下部で、Ａｒ，Ｎｅ，Ｈｇの正イオン密度が高くなり、陰極降下部で電圧が降下する現象（陰極降下電圧）が生ずる。かかる陰極降下電圧は発光に寄与しないため、結果として作動電圧の高電圧化および輝度効率の低下につながる。ここで、陰極降下電圧は、上記二次電子放出に関係するものであり、選択する冷陰極材料の二次電子放出係数に依存する。
特開２００５−２８５５８７号公報

近年の冷陰極蛍光管の長尺化および大電流駆動による高輝度化に対する市場の要望に対して、陰極降下電圧が低く簡易に組成することができる冷陰極用電極が望まれている。

本発明は、陰極降下電圧が低く発光効率に優れた放電管用電極と、これを用いた冷陰極蛍光管を提供することを目的とする。

本発明の放電管用電極は、二次電子放出係数が１．５以上の金属又は該金属を含む合金から成ることを特徴とする。

本発明者らは、二次電子放出係数が１．５以上の金属又はその合金を放電管用電極として用いることで、電極の電子放出性を向上させると共に、陰極降下電圧が低く発光効率を高めることが簡易に実現できることを知見した。

また、二次電子放出係数が１．５以上の金属としては、例えば、二次電子放出係数が１．５のイリジウム（Ｉｒ）がある。これにより、陰極降下電圧が低く発光効率を高めることを簡易に実現することができる。また、イリジウム（Ｉｒ）又はその合金は、比較的容易に組成することができ、電極の加工も容易にできる。

また、本発明は、上記構成の放電管用電極を冷陰極として用いることで、陰極降下電圧が低く発光効率に優れた冷陰極蛍光管を提供することができる。

図１に示すように、本実施形態の冷陰極蛍光管１は、ガラス管２と電極部３とを備える。冷陰極蛍光管１は、例えば直径が約４．０ｍｍで、長さが約３００ｍｍの直管形となっている。

ガラス管２の内面には、蛍光体２ａが塗布され、ガラス管２の両端に電極部３が取り付けられている。また、ガラス管２の内部は、放電ガスであるアルゴン（Ａｒ）、ネオン（Ｎｅ）および蛍光体励起用の水銀（Ｈｇ）が導入された状態で封止されている。

ガラス管２の両端に設けられた電極部３は、カップ型の放電管用電極４と封入棒５とリード線６とを備え、封入棒５がガラス被覆層７により封止されている。

本発明では、二次電子放出係数が１．５以上の金属又はその合金を放電管用電極４として用いることで、電極の電子放出性を向上させることができ、陰極降下電圧が低く発光効率を高めることができるが、そのために、カップ型の放電管用電極４として、イリジウム（Ｉｒ）または、イリジウム（Ｉｒ）とロジウム（Ｒｈ）又は白金（Ｐｔ）との合金を用いることが有効であることを知見した。

これらの金属と、従来の電極材料として用いられている物質の二次電子放出係数を表１に示す。ここで、イリジウム（Ｉｒ）の二次電子放出係数は１．５、ロジウム（Ｒｈ）の二次電子放出係数は１．１５、白金（Ｐｔ）の二次電子放出係数は１．４４である。また、ロジウム（Ｒｈ）の重量比を１０パーセントとするイリジウム（Ｉｒ）とロジウム（Ｒｈ）との合金（ＩｒＲｈ）の二次電子放出係数は約１．５であり、白金（Ｐｔ）の重量比を５パーセントとするイリジウム（Ｉｒ）と白金（Ｐｔ）との合金（ＩｒＰｔ）の二次電子放出係数も約１．５である。いずれの合金もロジウム（Ｒｈ）又は白金（Ｐｔ）の組成が小さいため、母体であるイリジウム（Ｉｒ）の二次電子放出係数とほぼ等しく、約１．５となっている。

尚、カップ型の放電管用電極４は、直径が１．５ｍｍで、長さが約１５ｍｍとなっている。

モリブデン（Ｍｏ）からなる封入棒５は、コバールガラスからなるガラス被覆層７によって封着され、外部接続するリード線６としては、ジメット線が用いられている。また、放電管用電極４とモリブデン（Ｍｏ）の封入棒５は、レーザ溶接により接合されている。このモリブデン（Ｍｏ）の封入棒５とリード線６であるジメット線は、抵抗溶接により接合されている。

次に、上記冷陰極蛍光管１の電気的特性について図２および図３を参照して説明する。

図２は、イリジウム（Ｉｒ）とロジウム（Ｒｈ）の合金（ＩｒＲｈ）、およびイリジウム（Ｉｒ）と白金（Ｐｔ）の合金（ＩｒＰｔ）の管電流―管電圧の関係を示すグラフである。尚、比較のため、従来から放電管用電極として用いられているニッケル（Ｎｉ）およびモリブデン（Ｍｏ）の管電流‐管電圧の関係も併せて示す。

図２に示すように、これらの物質を用いた放電管用電極４を冷陰極蛍光管１に用いた場合に、管電流の値を４．０ｍＡから８．０ｍＡの範囲で変化させると、管電圧は電流値の上昇に伴って一様に下降する。このとき、二次電子放出係数の大きなイリジウム（Ｉｒ）とロジウム（Ｒｈ）の合金（ＩｒＲｈ）、およびイリジウム（Ｉｒ）と白金（Ｐｔ）の合金（ＩｒＰｔ）放電管用電極４に用いることで、ニッケル（Ｎｉ）およびモリブデン（Ｍｏ）に対して管電圧を抑えることができる。

このように、二次電子放出係数の大きなイリジウム（Ｉｒ）とロジウム（Ｒｈ）の合金（ＩｒＲｈ）、およびイリジウム（Ｉｒ）と白金（Ｐｔ）の合金（ＩｒＰｔ）を放電管用電極４として採用することで、発光に寄与しない陰極降下電圧を抑制することができる。具体的には、表２にこれらの物質の陰極降下電圧の値を示すように、従来から放電管用電極として用いられているニッケル（Ｎｉ）およびモリブデン（Ｍｏ）に対して、１０Ｖ〜２０Ｖ程度、陰極降下電圧を低減させることができる。

図３は、イリジウム（Ｉｒ）とロジウム（Ｒｈ）の合金（ＩｒＲｈ）、およびイリジウム（Ｉｒ）と白金（Ｐｔ）の合金（ＩｒＰｔ）の管電流―発光効率の関係を示すグラフである。尚、ここでも比較のため、ニッケル（Ｎｉ）およびモリブデン（Ｍｏ）の管電流‐発光効率との関係も併せて示す。

図３に示すように、これらの物質を用いた放電管用電極４を冷陰極蛍光管１に用いた場合に、管電流の値を４．０ｍＡから８．０ｍＡの範囲で変化させると、発光効率は電流値の上昇に伴っていずれも緩やかに下降する。このとき、二次電子放出係数の大きなイリジウム（Ｉｒ）とロジウム（Ｒｈ）の合金（ＩｒＲｈ）、およびイリジウム（Ｉｒ）と白金（Ｐｔ）の合金（ＩｒＰｔ）を放電管用電極４に用いることで、ニッケル（Ｎｉ）およびモリブデン（Ｍｏ）に対して高い発光効率を得ることができる。

このように、二次電子放出係数の大きなイリジウム（Ｉｒ）とロジウム（Ｒｈ）の合金（ＩｒＲｈ）、およびイリジウム（Ｉｒ）と白金（Ｐｔ）の合金（ＩｒＰｔ）を放電管用電極４として採用することで、通常バックライト等の駆動状態で流れる６．０ｍＡでも、輝度効率を高めることができると共に、電流値を大きくした場合（陰極電流密度が高い場合）でも、高い発光効率を得ることができる。

以上のように、イリジウム（Ｉｒ）とロジウム（Ｒｈ）の合金（ＩｒＲｈ）、およびイリジウム（Ｉｒ）と白金（Ｐｔ）の合金（ＩｒＰｔ）を冷陰極蛍光管１の放電管用電極４として用いることで、陰極降下電圧が低く発光効率に優れた冷陰極蛍光管を簡易に提供することができる。

尚、本実施形態では、特に、放電管用電極４として、イリジウム（Ｉｒ）とロジウム（Ｒｈ）の合金（ＩｒＲｈ）、およびイリジウム（Ｉｒ）と白金（Ｐｔ）の合金（ＩｒＰｔ）を用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、イリジウム（Ｉｒ）単体を放電管用電極４として用いるようにしてもよい。

本実施形態の冷陰極蛍光管の構成を示す図。本実施形態の冷陰極蛍光管の管電流―管電圧の関係を示すグラフ。本実施形態の冷陰極蛍光管の管電流―発光効率との関係を示すグラフ。１…冷陰極蛍光管、２…ガラス管、２ａ…蛍光体、３…電極部、４…放電管用電極、５…封入棒、６…リード線、７…ガラス被覆層。

Claims

二次電子放出係数が１．５以上の金属又は該金属を含む合金から成ることを特徴とする放電管用電極。
請求項１記載の放電管用電極において、
前記金属がイリジウム（Ｉｒ）であることを特徴とする放電管用電極。
請求項１又は２記載の放電管用電極を冷陰極として用いたことを特徴とする冷陰極蛍光管。