JPH0471155A - けい光ランプおよびこれを用いた照明装置ならびに液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、暗黒中での始動特性を改善した冷陰極放電灯
、特に冷陰極キセノン放電灯に関する。

（従来の技術） 一般に各種放電ランプは、始動時に放電のきっかけとな
る初期電子が存在しないと電離が円滑に行われず、した
がって始動が不能もしくは困難になる。

放電のきっかけとなる初期電子としては、熱電子、光電
子、高電界により放出される電子、自然界の宇宙線など
があるが、外部からの光が届かない暗黒雰囲気中に放電
灯を留置いた場合は、光電子が存在しないため宇宙線の
みとなり、始動が困難になる。また完全に遮蔽されたハ
ウジングやケーシング内でランプを使用する場合は自然
界の宇宙線も届かなくなる場合が多く、初期電子は期待
できない。さらに、熱電子で始動する場合は、般に電極
に熱電子放射性物質を設け、これを加熱して熱電子の供
給を行うので、電極構造が複雑になる。

特に、バルブの内部に冷陰極を設けたランプは、始動時
に冷陰極が熱電子を放出する構造となっていないから、
暗黒での始動特性が良くない。

しかもバルブ内にキセノンを主体とした放電ガスを封入
して水銀を封入しない場合、すなわち冷陰極キセノン放
電灯の場合は、キセノンの電離特性がよくないので放電
し難く、始動電圧が高くなり、始動に時間がかかる傾向
がある。

すなわち、冷陰極キセノン放電灯は暗黒中での始動特性
が良くない欠点がある。

従来においてこのような冷陰極キセノン放電灯の始動特
性を改善するため、電極に６３Ｎ　ｉや１４７Ｐｍなど
のような放射性同位元素（ＲＩ）を設けるか、ＣａＯを
塗布し、外部光を照射することにより初期電子を放出す
る手段が採用されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、放射性同位元素を設けるものは、これの
取扱いに専門的な注意が必要であり、しかも電極に密封
線源の形態で封止込む必要があるため構造が複雑になり
、電極の製造に手間を要し、高価になる。

一方、ＣａＯの場合は、外部光がないと電子を放出しな
いから、完全な暗黒中では良好に機能せず、信頼性に劣
る不具合がある。

本発明においては、取扱いが容易で、放電のきっかけと
なる初期電子を常時放出して始動特性が改善される冷陰
極キセノン放電灯を提供しようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、バルブの内面にけい光体被膜を形成するとと
もに、このバルブの少なくとも一端内部に冷陰極を設け
、かつバルブの内部にキセノンを主体とした放電ガスを
封入した冷陰極キセノン放電灯において、バルブの内面
に、暗黒中で仕事関数以下の刺激エネルギーで電子を放
出する電子放射物質（Ｅｘｏ電子放射物質と称す）を設
けたことを特徴とする。

（作用） 本発明によると、バルブの内面に設けたＥｘｏ電子放射
物質が、暗黒中でも電子を放出するから、放電のきっか
けをつくり、始動性を向上させることができる。

（実施例） 以下本発明について、第１図および第２図に示す第１の
実施例にもとづき説明する。

第１図は液晶表示装置のバックライトなどに使用される
冷陰極キセノン放電灯の断面を示し、１０はガラスバル
ブである。本実施例のバルブ１０は直管形をなしており
、外径が６．　５ＩＩｍ、内径が５．Ｃｌａ＋ｇの略真
円形をなしており、バルブ１０の全長は例えば２７０　
ｍｌ電極間間距離は２５０■に設定されている。

上記バルブ１０は一端および他端を有し、これら両端部
間に放電空間１１を有している。

バルブ１０の両端はボタンステム１２．１２で閉封され
ており、これらステム１２．１２にはそれぞれ電極２０
．２０が設けられている。電極２０．２０は冷陰極であ
り、ニッケル板を円筒形に加工した電極本体２１と、こ
の電極本体２１１；接続されたリード線２２を含んでい
る。

バルブ１０の上記放電空間１１には、キセノンを主体と
したガス、例えばキセノンとアルゴン、またはキセノン
とネオンなどが封入されている。

バルブ１０の放電空間１１に面した内面にはけい光体被
膜１５が形成されている。けい光体被膜１５は、例えば
各々ブルー　ブリーノ、レッドに発光領域を有するけい
光体を混合した３波長発光けい光体が使用されている。

バルブ１０の内面と上記けい光体被膜１５の間には、Ｅ
ｘｏ電子を放射する物質からなる層１８が形成されてい
る。このＥｘｏ電子放射物質層１８は、透光性金属酸化
物からなり、例えばアルミナＡＮ　２０３、マグネシア
ＭｇＯなどからなる。

本実施例ではＥｘｏ電子放射物質層１８としてアルミナ
粉末の層が採用されている。

上記アルミナからなるＥｘｏ電子放射物質層１８は、例
えば酢酸ブチルに、微粒子アルミナと硝化綿とを混入し
て懸濁液を作り、この懸濁液をバルブ１０の内面に塗布
し、これを焼成してセラミック化させることにより形成
することができる。

なお、他の方法としては、有機化合アルミ液、例えばア
ルコキシドアルミ液に発光管バルブ１０を浸漬し、これ
を引上げて乾燥後、焼成して内面にアルミナ膜として形
成することもできる。

このような、冷陰極キセノン放電灯は、図示しない高周
波トランジスタインバータ回路を通じて周波数５０ＫＨ
ｚで高周波点灯されるようになっている。

上記のような構成の冷陰極キセノン放電灯は、暗黒中で
も容易に始動し、始動時間が大幅に短縮される。

すなわち、バルブ１０の内面に形成したＥｘ。

電子放射物質層１８、例えばアルミナ被膜は、常温で暗
黒中であっても高電界を付与することなく電子を放出し
ている。

このため、このＥｘｏ電子が放電のきっかけとなり、こ
の冷陰極キセノン放電灯を暗黒中で、周囲が宇宙線から
遮断された空間で点灯させても速やかに点灯する。

なお、ランプの構造としては、アルミナからなるＥｘｏ
電子放射物質層１８の放電空間１１側の内面を覆うけい
光体被膜１５にアルミナからなる電子放射物質の粉末を
混合させてもよい。

また、アルミナからなるＥｘｏ電子放射物質層１８を形
成せずに、バルブの内面を覆うけい光体被膜１５にアル
ミナからなるＥｘｏ電子放射物質の粉末を混合させても
よい。

これらを実験した結果について、第２図にもとづき説明
する。

第２図は暗黒中での始動時における点灯開始に要する時
間と、その発生率（相対値）との関係を調べた特性図で
ある。

図中、実線Ａが第１図に示すように、バルブ１０の内面
と上記けい光体被膜１５の間にアルミナからなるＥｘｏ
電子放射物質層１８を形成したランプの場合であり、−
点鎖線Ｂが格別にアルミナからなるＥｘｏ電子放射物質
層１８を形成せず、しかしながらけい光体被膜１５にア
ルミナからなるＥｘｏ電子放射物質の粉末を混合させた
ランプの場合である。破線Ｃは、アルミナからなるＥｘ
ｏ電子放射物質をどこにも設けず、バルブの内面にけい
光体被膜１５だけを形成した従来のタイプのランプであ
る。

上記特性図から明らかなように、第１図に示す構成のラ
ンプＡは、きわめて短時間に始動する。

また、けい光体被膜１５にアルミナからなるＥｘｏ電子
放射物質の粉末を混合させたランプの場合Ｂも従来のラ
ンプＣに比べて、始動時間が短縮される。

したがって、本発明の効果が確認される。

このような本発明のランプであれば、放射性同位元素を
用いなくてもよいから取扱いが容易となり、電極の構造
も従来の冷陰極を変更する必要がなく、構造が簡単で製
造に手間を要さず安価になる。

また、外部光がなくても始動が可能であるから、信頼性
が向上することになる。

なお、上記実施例の場合は、バルブ１０の両端部にそれ
ぞれ冷陰極を内部電極として封装した場合を説明したが
、本発明はこれに限らず、一方の電極を外部電極で構成
してもよい。

すなわち、第３図にはバルブ１０の一端に冷陰極２０を
設け、バルブ１０の外面にバルブ軸方向に沿って帯形状
をなして延びる外部電極３０を設けた冷陰極キセノン放
電灯を示す。

このような構成のランプはメータの指針などに使用され
るに好適し、内径が１０ｍｍ以下の細い形状とされる。

このような冷陰極キセノン放電ランプであっても、バル
ブ１０の内面とけい光体被膜１５の間にアルミナやマグ
ネシアなどからなるＥｘｏ電子放射物質層１８を形成す
れば、暗黒中でもきわめて短時間に始動する。

なお、ＥｘＯ電子放射物質層１８は、バルブの内面全面
に亘り形成することには制約されず、部分的に配置して
も同様に有効である。

また、アルミナやマグネシアなどからなるＥｘｏ電子放
射物質層１８はけい光体被膜１５の放電空間１１側の内
面に形成してもよい。第４図に示す他の実施例の場合、
　一端の内部に冷陰極２０を設け、バルブ１０の外面に
外部電極３０を設けた構成のランプにおいて、バルブ１
０の他端に、けい光体被膜１５の放電空間１１側の内面
に位置して、Ｅｘｏ電子放射物質層１８を部分的に設け
た場合を示し、このようにしても第３図の場合と同様の
効果がある。

さらに、Ｅｘｏ電子放射物質層１８は、アルミナ八ρ２
０３やマグネシアＭｇＯの外に、酸化亜鉛ＺｎＯや酸化
鉛ＰｂＯであっても同様の効果があることが確認されて
いる。

そして、バルブの断面形状は円形、楕円形または長円形
のいずれの場合であってもよい。

また、本発明は、バルブの内部に冷陰極を設けたランプ
に適用されるもので、既に述べたが、冷陰極ランプの場
合は始動時に冷陰極が熱電子を放出する構造となってい
ないため、暗黒での始動特性が悪い。しかもバルブ内に
キセノンを主体とした放電ガスを封入した場合、すなわ
ち冷陰極キセノン放電灯では、キセノンの電離特性がよ
くないので放電し難く、始動電圧が高くなり、始動に時
間がかかる傾向がある。

したがって本発明は、このような冷陰極キセノン放電灯
に適用してを効であることが判る。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、バルブの内面に設
けたＥｘｏ電子放射物質が、暗黒中でも電子を放出する
から、放電のきっかけをつくり、始動性を向上させるこ
とができる。このため、放射性同位元素を用いなくても
よいから取扱いが容易となり、電極の構造も従来の冷陰
極を変更する必要がなく、構造が簡単で製造に手間を要
さず安価になる。また、外部光がなくても始動が可能で
あるから、信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図は冷陰極キセノン放電灯の断面図、第２図は始動時
間の特性図、第３図は本発明の第２の実施例を示す冷陰
極キセノン放電灯の断面図、第４図は本発明の第３の実
施例を示す冷陰極キセノン放電灯の断面図である。 １０・・・バルブ、１１・・・放電空間、２０・・・冷
陰極、１５・・・けい光体被膜、１８・・・Ｅｘｏ電子
放射物質層。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）バルブの内面にけい光体被膜を形成するとともに
   、このバルブの少なくとも一端内部に冷陰極を設け、か
   つバルブの内部に少なくともキセノンを含む希ガスを封
   入した冷陰極放電灯において、 上記バルブの内面に、暗黒中に仕事関数以下の刺激エネ
   ルギーで電子を放出する電子放射物質を設けたこを特徴
   とする冷陰極放電灯。
2. （２）上記電子放射物質は酸化アルミニウムまたは酸化
   マグネシウムであることを特徴とする第１の請求項に記
   載した冷陰極放電灯。