JP2009087547A - 冷陰極放電ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】内面に蛍光体が塗布され、所定のガスが封入されたガラス管を、カップ部と導入線とを一体成形してなる放電電極で密封してなる冷陰極放電ランプにおいて、前記放電電極が消耗した場合においても前記ガラス管の密封性を維持し、長寿命化を図ることが可能な冷陰極放電ランプを提供する。
【解決手段】内面に蛍光体（１２）が塗布され、所定のガスが封入されたガラス管（１１）と、前記ガラス管の端部において、前記ガラス管を封止するようにして設けられた、カップ部と導入線とを一体成形してなる放電電極（１３）とを具え、前記放電電極の前記カップ部の内底面が、前記ガラス管と前記放電電極との接触領域より内方に位置するようにして冷陰極放電ランプを構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶ディスプレイ装置等のバックライト光源、あるいは小型表示機器用光源などとして好適に使用することができる冷陰極放電ランプに関する。

液晶ディスプレイ装置のバックライト用光源など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放電電極を設け、水銀及びネオン／アルゴンなどの希ガスを封入して、前記放電電極からの放電によって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。

前記放電電極の形状は、圧延材のロール加工により成形された筒状物や深絞り加工によってカップ形状に成形されたものが用いられる。また、前記放電電極は、Ｎｉ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉなどの仕事関数が低く、かつ高融点の金属材料、あるいはそれらを主成分として構成される合金材が用いられている。

このような冷陰極放電ランプは、液晶ディスプレイ装置などの多様化に伴い、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。

一方で、上記放電電極は、例えば特許文献１〜３に記載されているように、肉厚のカップ部と、このカップ部から延在するようにして設けられた導入線とが一体成形されてなり、ガラス管の両端部において前記ガラス管を封装するようにして設けられている。しかしながら、上述した冷陰極放電ランプの使用過程における前記放電電極からの放電によって前記放電電極は消耗し、特に薄い導入線の部分において孔が開いてしまい、これによって前記ガラス管の密封性が破壊されて、前記冷陰極放電ランプが不点灯となってしまうなどの問題が生じていた。

したがって、従来のような放電電極でガラス管を密封するような構成の冷陰極放電ランプにおいては、使用過程における電極消耗によって寿命が決定され、上述のように特に放電電極の導入線の部分において早期に孔が開いてしまうので、長寿命化を図ることができないという問題があった。
特開２００２−４２７２４号 特開２００４−２４７０９８号 特開２００４−２５３１４１号

本発明は、内面に蛍光体が塗布され、所定のガスが封入されたガラス管を、カップ部と導入線とを一体成形してなる放電電極で密封してなる冷陰極放電ランプにおいて、前記放電電極が消耗した場合においても前記ガラス管の密封性を維持し、長寿命化を図ることが可能な冷陰極放電ランプを提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく、本発明の一態様は、
内面に蛍光体が塗布され、所定のガスが封入されたガラス管と、前記ガラス管の端部において、前記ガラス管を封止するようにして設けられた、カップ部と導入線とを一体成形してなる放電電極とを具え、
前記放電電極の前記カップ部の内底面が、前記ガラス管と前記放電電極との接触領域より内方に位置することを特徴とする、冷陰極放電ランプに関する。

上記態様によれば、冷陰極放電ランプの放電電極が消耗し、この放電電極を構成する特に薄い導入線部分において孔が開いたとしても、前記放電電極を構成する前記カップ部の内底面が前記ガラス管の端部、具体的には前記ガラス管と前記放電電極との接触領域より内方に位置するので、前記カップ部において前記ガラス管の密封性を保持することができる。したがって、前記放電電極が消耗した場合においても、前記ガラス管の密封性を保持することができ、不点灯を防止して長寿命化を図ることができる。

なお、上記態様において、前記放電電極の前記カップ部の内底面が前記ガラス管の前記端部より内方に位置するように構成することができる。これによって、前記放電電極の密封性をさらに向上させることができ、不点灯を防止してさらなる長寿命化を図ることができる。

また、本発明の一例において、前記放電電極における前記カップ部の、前記ガラス管の外方へ露出した部分を半田層によって被覆することができる。これによって、前記放電電極への外部電源からの電力導入を可能とした状態で、前記ガラス管の密封性を前記半田層によっても補うことができるようになる。また、前記半田層によって前記放電電極がより安定して固定されるようになるので、前記放電電極による前記ガラス管の封止性をより向上させることができるようになる。

さらに、本発明の一例において、前記放電電極は、Ｍｏ，Ｗ，及びＫｏｖ（Ｆｅ，Ｎｉ及びＣｏ合金）の少なくとも一種を主成分として含むことができる。前記放電電極が、前記のような材料を主成分として含むことにより、前記放電電極と前記ガラス管との密着性が向上し、前記ガラス管の前記放電電極による封止性をより向上させることができる。

また、本発明の一例において、前記放電電極の前記カップ部の、前記ガラス管を封装する部分の厚さを０．２５ｍｍ以上とすることができる。上述したように、冷陰極放電ランプの使用に伴って前記放電電極も消耗するようになるが、この際、上記導入線部分のみならず、カップ部も消耗するようになる。したがって、比較的初期の段階では、前記導入線部分の消耗のみが問題となるが、長期の使用においては前記カップ部の消耗も問題となる。したがって、前記冷陰極放電ランプの長寿命化を考慮した場合、前記カップ部の、前記ガラス管を封装する部分の厚さを０．２５ｍｍ以上とすることが好ましい。この場合、例えば５００００時間以上の寿命を達成することができる。なお、前記厚さの上限は例えば３０ｍｍとすることができる。

本発明によれば、内面に蛍光体が塗布され、所定のガスが封入されたガラス管を、カップ部と導入線とを一体成形してなる放電電極で密封してなる冷陰極放電ランプにおいて、前記放電電極が消耗した場合においても前記ガラス管の密封性を維持し、長寿命化を図ることが可能な冷陰極放電ランプを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の冷陰極放電ランプの一例を示す概略構成図である。図１は、前記冷陰極放電ランプを長さ方向に沿って切った場合の断面図である。

図１に示すように、本例の冷陰極放電ランプ１０は、内面に蛍光体１２が塗布されたガラス管１１と、ガラス管１１の両端部において、ガラス管１１を封止するようにして設けられた放電電極１３とを具えている。ガラス管１１内には、水銀及びネオン／アルゴンなどの希ガスが封入されている。

放電電極１３は、カップ部１３Ａと、このカップ部１３Ａから延在してなる導入線１３Ｂとからなる。カップ部１３Ａは、ガラス管１１と密着し、主としてガラス管１１を封止するようにして機能している。導入線１３Ｂは、カップ部１３Ａを介して外部から導入した電力によって、ガラス管１１内に放電を生ぜしめるようにして機能するものである。

図１から明らかなように、本例における冷陰極放電ランプ１０においては、放電電極１３のカップ部１３Ａにおける内底面１３Ｃが、ガラス管１１の内側、具体的にはガラス管１１と放電電極１３との接触領域より内側に位置している。したがって、放電電極１３より放電を開始し、ガラス管１１の内部で発生した紫外線により蛍光体１２を励起し可視光を生成した場合において、その使用過程において放電電極１３が消耗し、特に導入線１３Ｂが欠損して孔が開いてしまったような場合においても、カップ部１３Ａによってガラス管１１の密封性を維持しているので、不点灯を防止することができる。したがって、冷陰極放電ランプ１０の長寿命化を図ることができる。

ガラス管１１は、ホウケイ酸ガラスやコバールガラスなどの硬質ガラスから構成することができる。

また、放電電極１３は、圧延材のロール加工により成形された筒状物や深絞り加工によってカップ状に成形して得ることができ、Ｎｉ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉなどの仕事関数が低く、かつ高融点の金属材料、あるいはそれらを主成分として構成される合金材から構成することができる。特に、ガラス管１１との密着性を考慮すると、Ｍｏ，Ｗ，及びＫｏｖ（Ｆｅ，Ｎｉ及びＣｏ合金）の少なくとも一種を主成分として含むことが好ましい。この場合、放電電極１３のガラス管１１との密着性が向上し、ガラス管１１の放電電極１３による封止性をより向上させることができる。

蛍光体１２は必要に応じて任意のものを用いることができる。例えば、三波長域発光蛍光体などを用いることができる。

図２は、本発明の冷陰極放電ランプの他の例を示す概略構成図である。図２は、前記冷陰極放電ランプを長さ方向に沿って切った場合の断面図である。

図２に示すように、本例の冷陰極放電ランプ２０は、内面に蛍光体２２が塗布されたガラス管２１と、ガラス管２１の両端部において、ガラス管２１を封止するようにして設けられた放電電極２３とを具えている。ガラス管２１内には、水銀及びネオン／アルゴンなどの希ガスが封入されている。

放電電極２３は、カップ部２３Ａと、このカップ部２３Ａから延在してなる導入線２３Ｂとからなる。上記例の場合と同様に、カップ部２３Ａは、ガラス管２１と密着し、主としてガラス管２１を封止するようにして機能している。導入線２３Ｂは、カップ部２３Ａを介して外部から導入した電力によって、ガラス管２１内に放電を生ぜしめるようにして機能するものである。

図２から明らかなように、本例における冷陰極放電ランプ２０においては、放電電極２３のカップ部２３Ａにおける内底面２３Ｃが、ガラス管２１の端部における肉厚部分に位置している。したがって、放電電極２３より放電を開始し、ガラス管２１の内部で発生した紫外線により蛍光体２２を励起し可視光を生成した場合において、その使用過程において放電電極２３が消耗し、特に導入線２３Ｂが欠損して孔が開いてしまったような場合においても、カップ部２３Ａによってガラス管２１の密封性を維持しているので、不点灯を防止することができる。したがって、冷陰極放電ランプ２０の長寿命化を図ることができる。

また、本例では、放電電極２３のカップ部２３Ａの、ガラス管２１を封装している部分の厚さｔを０．２５ｍｍ以上としている。上述のように、冷陰極放電ランプ２０の使用過程において放電電極２３が消耗し、特に導入線２３Ｂでの消耗が顕著になるが、長時間の使用においては、カップ部２３Ａにおいても消耗が激しくなる。したがって、カップ部２３Ａの、特にガラス管２１を封装している部分の厚さが小さいと、長時間の使用によるカップ部２３Ａの消耗によって、ガラス管１１の密封性が破壊されてしまう場合がある。

したがって、上述のように、放電電極２３のカップ部２３Ａの、特にガラス管２１を封装している部分の厚さｔを０．２５ｍｍ以上とすることにより、かかる部分の消耗が進行した場合においても、ガラス管２１の密封性を長期に亘って確保することができる。例えば、５００００時間以上の寿命を達成することができる。

なお、厚さｔの上限は、冷陰極放電ランプ２０の全体的な大きさに対する制約から必然的に決定される。例えば３０ｍｍとすることができる。

また、ガラス管２１を封装している部分の厚さｔを０．２５ｍｍ以上としなくても、上記のように、放電電極２３のカップ部２３Ａにおける内底面２３Ｃが、ガラス管２１の端部における肉厚部分に位置している限りにおいて、本発明の作用効果を奏することができる。

また、本例において、放電電極２３のカップ部２３Ａにおける内底面２３Ｃが、ガラス管２１の端部における肉厚部分に位置するようにしているが、ガラス管２１の内側に位置するようにすることもできる。この場合、ガラス管２１を封装している部分の厚さｔを０．２５ｍｍ以上としたこととの相乗効果によって、ガラス管２１の放電電極２３による密封性をより長期に亘って確保することができ、さらなる長寿命化を達成することができる。

なお、本例においても、ガラス管２１は、ホウケイ酸ガラスやコバールガラスなどの硬質ガラスから構成することができる。

また、放電電極２３は、圧延材のロール加工により成形された筒状物や深絞り加工によってカップ状に成形して得ることができ、Ｎｉ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉなどの仕事関数が低く、かつ高融点の金属材料、あるいはそれらを主成分として構成される合金材から構成することができる。特に、ガラス管２１との密着性を考慮すると、Ｍｏ，Ｗ，及びＫｏｖ（Ｆｅ，Ｎｉ及びＣｏ合金）の少なくとも一種を主成分として含むことが好ましい。この場合、放電電極２３のガラス管２１との密着性が向上し、ガラス管２１の放電電極２３による封止性をより向上させることができる。

蛍光体２２は必要に応じて任意のものを用いることができる。例えば、三波長域発光蛍光体などを用いることができる。

図３は、本発明の冷陰極放電ランプのその他の例を示す概略構成図である。図３は、前記冷陰極放電ランプを長さ方向に沿って切った場合の断面図である。本例は、図１に示す例の変形例であるので、図１に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素に関しては、同一の参照数字を用いて表している。

図３に示すように、本例の冷陰極放電ランプ３０においては、図１に示す冷陰極放電ランプ３０と比較して、放電電極１３におけるカップ部１３Ａの、ガラス管１１の外方へ露出した部分を半田層１５によって被覆している。これによって、放電電極１３への外部電源からの電力導入を可能とし、冷陰極放電ランプ３０の放電に伴う発光を実現した状態で、ガラス管１１の密封性を半田層１５によっても補うことができるようになる。また、半田層１５によって放電電極１３がより安定して固定されるようになるので、放電電極１３によるガラス管１１の封止性をより向上させることができるようになる。

したがって、本例における冷陰極放電ランプ３０においては、上述した半田層１５の存在に加えて、放電電極１３のカップ部１３Ａにおける内底面１３Ｃが、ガラス管１１の内部に位置することによって、放電電極１３が消耗し、特に導入線１３Ｂが欠損して孔が開いてしまったような場合においても、カップ部１３Ａによってガラス管１１の密封性を維持しているので、不点灯を防止することができる。したがって、冷陰極放電ランプ３０の長寿命化を図ることができる。

なお、本例においても、放電電極１３のカップ部１３Ａの、ガラス管１１を封装している部分の厚さを０．２５ｍｍ以上とすることができる。これによって、長時間の使用によるカップ部１３Ａの消耗によっても、ガラス管１１の密封性が破壊されないので、冷陰極放電ランプ３０の不点灯を防止して、さらなる長寿命化を達成することができる。

また、本例においては、放電電極１３のカップ部１３Ａにおける内底面１３Ｃを、ガラス管１１の内部に位置するようにしているが、ガラス管１１の端部における肉厚部分に位置するようにすることもできる。

なお、その他の構成要素に関しては、図１に示す例と同様であるので、それら構成要素に関する説明は省略する。

本実施例では、図１に示すような冷陰極放電ランプ１０を作製した。この際、放電電極１３におけるカップ部１３Ａの、ガラス管１１端部の封装部分の肉厚は０．１ｍｍ〜０．２ｍｍとした。

図４は、上記構成の冷陰極放電ランプ１０のランプ点灯時間と放電電極１３のカップ部１３Ａ（内底面１３Ｃ）の消耗量との関係を示すグラフである。本実施例の冷陰極放電ランプ１０は、約３００００時間から約４００００時間の使用において、放電電極１３の導入線１３Ｂにおいて欠損が生じるものの、放電電極１３Ａのカップ部１３Ａが残存し、ガラス管１１の密封性を保持しているので、５００００時間経過後も点灯を維持していることが分かる。

また、図２に示すように、ガラス管１１端部の封装部分の肉厚を０．２５ｍｍ以上とすれば、５００００時間をはるかに超えた場合においても、十分安定して点灯できることが分かる。

以上、本発明を上記実施形態に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。

本発明の冷陰極放電ランプの一例を示す概略構成図である。 本発明の冷陰極放電ランプの他の例を示す概略構成図である。 本発明の冷陰極放電ランプのその他の例を示す概略構成図である。 図１に示す冷陰極放電ランプのランプ点灯時間と放電電極のカップ部（内底面）の消耗量との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０、２０、３０ 冷陰極放電ランプ
１１、２１ ガラス管
１２、２２ 蛍光体
１３、２３ 放電電極
１５ 半田層

Claims (2)

1. 内面に蛍光体が塗布され、所定のガスが封入されたガラス管と、前記ガラス管の端部において、前記ガラス管を封止するようにして設けられた、カップ部と導入線とを一体成形してなる放電電極とを具え、
   前記放電電極の前記カップ部の内底面が、前記ガラス管と前記放電電極との接触領域より内方に位置することを特徴とする、冷陰極放電ランプ。
2. 請求項１に記載の冷陰極放電ランプを含むことを特徴とする、液晶表示用バックライト。

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