JPH08190891A - 冷陰極低圧放電灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バックライトユニットの薄型，軽量，高輝
度，長寿命化，高効率化などが可能な、細管形の冷陰極
低圧放電灯の提供を目的とする。 【構成】 内壁面に蛍光体層１が設けられ、かつ希ガス
を封有するガラス管２、および前記ガラス管２の両端部
にそれぞれ封装された一対の冷陰極３′，４′を具備し
て成る冷陰極低圧放電灯において、前記冷陰極３′，
４′は、互いに対向する面が開口し、かつ側壁面を凹凸
面化７させた有底円筒状カップ3a′，4a′と、この有底
円筒状カップ3a′，4a′内に装着・充填された水銀合金
およびゲッタ剤を含む混合体3b′，4b′とを具備した構
成を成していることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は細管型の冷陰極低圧放電
灯に係り、特に長寿命化や高発光率の維持などを改善し
た冷陰極（放電電極）を具備して成る冷陰極低圧放電灯
に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば液晶ディスプレイやワープロな
どのバックライト用光源として、冷陰極低圧放電灯（冷
陰極蛍光ランプ）が一般的に使用されており、このよう
な用途に対して、図２ (a)に全体構成を断面的に、図２
(b)および (c)に一部を拡大して断面的に示すような冷
陰極蛍光ランプが提供されている。すなわち、内壁面に
紫外線による刺激で発光する蛍光体層１が設けられ、か
つ希ガスを封入するガラス管２と、このガラス管２の両
端部にそれぞれ封装された一対の冷陰極（放電電極）
３，４とで構成されている。ここで、図２ (a)， (b)，
(c)に図示する構成においては、冷陰極３，４はたとえ
ばNi製スリーブ3a，4a、このNi製スリーブ3a，4a内に充
填された水銀合金粉末およびゲッタ剤の混合物3b，4b、
前記水銀合金粉末−ゲッタ剤系の混合物3b，4bを収納・
充填したNi製スリーブ3a，4aを固定する凹型支持体3c，
4cで構成されており、ガラス管２の端部に封止・導出さ
れた導入線５に、凹型支持体3c，4cを接続・保持させて
放電電極として機能する構成と成っている。

【０００３】なお、この種の冷陰極低圧放電灯は、一般
的に、次のような手順で製造されている。先ず、ガラス
管２の洗浄から始まり、洗浄されたガラス管２内壁に蛍
光体を塗布し、次いで、蛍光体１を塗布したガラス管２
を炉（ 550℃）の中に数分入れ、塗布した螢光体１の焼
き付け・ガス抜きをする。その後、排気側ビーズマウン
トが固定されるように、ガラス管２に窪みを付け、封止
工程に行く前に、予め製作しておいた封止側マウント
（電極になる材料）を、そのジュメット線部でガラス管
２に封着する。引き続いて、排気工程でガラス管２内を
10^-2〜10^-5Torr程度まで排気し、十分に排気した後に希
ガスを封入してから、排気マウントビーズ部とガラス管
２とを封着する。その後、冷電極３，４に取り付けられ
た水銀ディスペンサーを高周波で加熱し、水銀を管内に
放出してから、最後に、エージングを数時間行ってラン
プとして完成する。

【０００４】ところで、前記液晶バックライト用光源と
しては、市場の動向として、バックライトユニットの薄
型，軽量，長寿命化、さらには発光効率の向上が重要視
されている。そして、このような動向に伴い、組み込む
光源（冷陰極低圧放電灯）についても、より一層の細管
化，長寿命化，高輝度化，高効率化が望まれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】冷陰極低圧放電灯の発
光効率の向上など性能を規制する要因の一つに、放電電
極（冷陰極）３，４の構造が挙げられる。たとえば、発
光管（ガラス管）の細管化は、封入する放電電極３，４
の小形化を必然として伴う。そして、この放電電極３，
４の小形化は、電極表面積の低減となるので、異常グロ
ー放電を招来し、陰極降下電圧の増大、さらには発光管
（ガラス管）内の水銀の急激な消耗となって、発光効率
の大幅な低減をもたらす。

【０００６】また、冷陰極低圧放電灯の有効発光長を長
くするため、放電電極３，４の長さを短くすると（放電
電極３，４間の距離を大きくする）、前記と同様に、異
常グロー放電より陰極降下電圧の増大や発光管内の水銀
の急激な消耗となって、発光効率の大幅な低減を招来す
る問題がある。この対策としては、冷陰極低圧放電灯の
全長を長く設定し、有効発光長を長くしているが、液晶
バックライト用光源などの用途では、前記コンパクト化
などの要望に対応し得ない。つまり、市場動向として
は、細管化もしくはコンパクト化などに対応して、放電
電極３，４の構造を小形化しても、異常グロー放電など
起こさずに、高輝度，高効率を保持する冷陰極低圧放電
灯の開発・提供が待たれているのが現状である。

【０００７】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、バックライトユニットの薄型，軽量，高輝度，長寿
命化，高効率化などが可能な、細管形の冷陰極低圧放電
灯の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る冷陰極型低
圧放電灯は、内壁面に蛍光体層が設けられ、かつ希ガス
を封入するガラス管、および前記ガラス管の両端部にそ
れぞれ封装された一対の冷陰極を具備して成る冷陰極低
圧放電灯において、前記冷陰極は、互いに対向する面が
開口し、かつ側壁面が凹凸面化させた有底円筒状カップ
と、この有底円筒状カップ内に装着・充填された水銀合
金およびゲッタ剤を含む混合体とを具備した構成を成し
ていることを特徴とする。

【０００９】さらに、具体的には内壁面に蛍光体層が設
けられ、かつ希ガスを封入するガラス管、および前記ガ
ラス管の両端部にそれぞれ封装された一対の冷陰極を具
備して成る冷陰極低圧放電灯において、前記冷陰極は、
互いに対向する面が開口し、かつ側壁面が半球面状に凹
化させた有底円筒状カップと、この有底円筒状カップ内
に装着・充填された水銀合金およびゲッタ剤を含む混合
体とを具備した構成を成していることを特徴とする。

【００１０】すなわち、本発明に係る冷陰極低圧放電灯
は、両端部に封装された一対の冷陰極を、互いに対向す
る面が開口した有底円筒状カップ、および有底円筒状カ
ップ内に充填された水銀合金−ゲッタ剤の混合系を具備
し、かつ有底円筒状カップの側壁面を凹凸面化して、冷
陰極の活性表面積を実質的に増大化したことを骨子とす
る。なお、ここで、有底円筒状カップは、底壁部を成す
凹型支持体に、水銀合金−ゲッタ剤の混合系を装着・充
填したスリーブの一端側を組み込み固定して、有底円筒
状に構成した形態であってもよい。

【００１１】さらに、前記有底円筒状カップ側壁面の凹
凸面化は、半球面状の凹化が代表に例示されるが、凹凸
面（波型）化，蛇腹状化，もしくはスパイラル状化など
も採り得る。

【００１２】

【作用】上記のごとく、冷陰極の構成において、水銀合
金−ゲッタ剤の混合系を装着・充填する有底円筒状カッ
プの側壁面を凹凸面化して、冷陰極の全表面積が拡大化
されたため、冷陰極の全表面に広がる負グロー（異常グ
ロー放電）が容易に防止される。すなわち、放電電極構
造を小形化しても、前記冷陰極の全表面積が、実質的に
拡大化されていることによって、異常グロー放電の発生
が抑制もしくは回避され、紫外線の励起に寄与する水銀
の急激な消耗も抑制される。したがって、発光効率の低
下・低減を招来する恐れも全面的に解消されて、細管
化，長寿命化，高輝度化，高効率化の図られた冷陰極低
圧放電灯として機能することになる。

【００１３】

【実施例】次に図１ (a)および (b)を参照して本発明の
実施例を説明する。

【００１４】図１ (a)は冷陰極低圧放電灯の主要部体構
成を拡大して横断面的に、図１ (b)は同じく主要部体構
成を拡大して縦断面的にそれぞれ示したものである。す
なわち、内壁面に紫外線による刺激で発光する蛍光体層
１が設けられ、かつ希ガスを封入する外径 3.0mm，内径
2.0mmのガラス管２と、このガラス管２の両端部にそれ
ぞれ封装された一対の冷陰極（放電電極）３′，４′と
で構成されている。ここで、図１ (a)， (b)に図示する
構成においては、冷陰極３′，４′は側壁面に半球面状
の凹凸化７が施されているたとえばNi製有底円筒状カッ
プ3a′，4a′、このNi製有底円筒状カップ3a′，4a′内
に充填された水銀合金粉末およびゲッタ剤の混合物3
b′，4b′で構成されており、ガラス管２の端部に封止
・導出された導入線５，６に、Ni製有底円筒状カップ3
a′，4a′を電気的に接続・保持させて放電電極として
機能する構成と成っている。なお、図において、８は入
力端子である。

【００１５】つまり、導入線５，６を介して冷陰極
３′，４′に通電すると、この通電で発生する初期プラ
ズマ中のイオンによって、冷陰極３′，４′から二次電
子が放射され、ガラス管２内で放電が開始する構成と成
っている。そして、前記放電の電子エネルギーにより励
起された水銀原子の共鳴遷移によって紫外線が放射さ
れ、この紫外線をガラス管２内壁面に形成された蛍光体
層１が吸収して、可視光を放射して冷陰極低圧放電灯と
しての機能をなしている。換言すると、冷陰極（放電電
極）３′，４′の具体的な構成において、前記したよう
にNi製有底円筒状カップ3a′，4a′の側壁面が半球面状
の凹凸化７を成している外は、基本的な構成、および基
本的な作用とも、従来の場合と同様である。

【００１６】上記構成の冷陰極低圧放電灯に所要の電圧
を印加し、入出力端子８および導入線５，６を介して冷
陰極３′，４′に通電して、放電・点灯を行ったとこ
ろ、連続点灯（もしくは間欠的な点灯）で、異常グロー
放電などの発生が全く認められなかった。すなわち、前
記冷陰極３′，４′のNi製有底円筒状カップ3a′，4a′
が、その側壁面を凹凸面化されたことにより、外表面積
も増大化されたので、異常グロー放電に陥ることが回避
され、この異常グロー放電の回避によって、ガラス管２
内の水銀の急激な消耗が押さえられる。したがって、所
要の放電・点灯も、従来の冷陰極低圧放電灯の場合に比
べて、長時間に亘って確保され、細管化，長寿命化，高
輝度化，高効率化の図られた冷陰極低圧放電灯として機
能することが確認された。

【００１７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変
形を採り得る。たとえば、発光管を成すガラス管の長さ
や直径などの寸法、放電電極の寸法，形状，材質など適
宜変更・設定することも可能である。

【００１８】

【発明の効果】上記説明から分かるように、本発明に係
る冷陰極低圧放電灯によれば、放電電極の構成に工夫を
凝らしている。すなわち、放電電極の構成において、水
銀合金などを充填した有低円筒状カップの側壁面を凹凸
面化し、この凹凸面化によって外表面積を実質的に増大
させている。つまり、電界が比較的広く分散される形を
採りやすいため、異常グロー放電に陥る傾向が回避さ
れ、発光管内の水銀の急激な消費も抑制されることにな
り、長時間に亘って所要の紫外線励起作用を保持・発揮
し、高効率の発光を確保し得る。したがって、コンパク
ト化，長寿命化，高輝度化，高効率化が望まれる液晶バ
ックライト用などに適する冷陰極低圧放電灯の提供が可
能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る冷陰極低圧放電灯の要部構成例を
拡大して示すもので、 (a)は縦断面図、 (b)は横断面
図。

【図２】従来の冷陰極低圧放電灯の構成例を示すもの
で、 (a)は全体の構成を示す縦断面図、 (b)は要部構成
を拡大して示す縦断面図、 (c)は要部構成を拡大して示
す横断面図。

【符号の説明】

１……蛍光体層 ２……ガラス管 ３，３′，
４，４′……冷陰極（放電電極） 3a，3a′，4a，
4a′……有低円筒状カップ 3b，3b′，4b，4b′…
…水銀合金−ゲッタ系混合体 3c，4c……凹型支持
体 ５，６……導入線 ７……凹凸面化
８……入力端子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内壁面に蛍光体層が設けられ、かつ希ガ
   スを封入するガラス管、および前記ガラス管の両端部に
   それぞれ封装された一対の冷陰極を具備して成る冷陰極
   低圧放電灯において、 前記冷陰極は、互いに対向する面が開口し、かつ側壁面
   が凹凸面化させた有底円筒状カップと、この有底円筒状
   カップ内に装着・充填された水銀合金およびゲッタ剤を
   含む混合体とを具備した構成を成していることを特徴と
   する冷陰極低圧放電灯。
2. 【請求項２】 内壁面に蛍光体層が設けられ、かつ希ガ
   スを封入するガラス管、および前記ガラス管の両端部に
   それぞれ封装された一対の冷陰極を具備して成る冷陰極
   低圧放電灯において、 前記冷陰極は、互いに対向する面が開口し、かつ側壁面
   が半球面状に凹凸面化させた有底円筒状カップと、この
   有底円筒状カップ内に装着・充填された水銀合金および
   ゲッタ剤を含む混合体とを具備した構成を成しているこ
   とを特徴とする冷陰極低圧放電灯。