JPH097548A - 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，軽量などが可
能で、かつ管璧温度の上昇が抑制，低減されることに伴
って、長寿命化された細管形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７が設けられ、かつ希ガス
を封有するガラス管６、および前記ガラス管６の両端部
にそれぞれ封装された一対の導入線９，９′の先端部に
それぞれ装着された冷陰極８，８′を具備する冷陰極低
圧放電灯において、 前記封装された導入線９，９′の
ガラス管内壁面から離隔した位置に、封装領域面に対す
る黒化防止用の絶縁性遮蔽体、たとえばビードガラス10
を装着していることを特徴とする冷陰極低圧放電灯であ
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、特に長寿命化など改善した冷陰極低圧放電灯
に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば液晶バックライト用光源とし
て、冷陰極蛍光ランプ（冷陰極低圧放電灯）が一般的に
使用されており、このような用途に対して、図３に要部
構成を一部切り欠き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、内壁面に紫外線などに
よる刺激で発光する蛍光体層１が設けられ、かつ水銀お
よび希ガス（放電媒体）を封有するガラス管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導入線
３，３′の先端部に装着された冷陰極４，４′とで構成
されている。なお、図３に図示した構成の場合、冷陰極
４，４′は、たとえばNi製の円筒状カップ、この円筒状
カップ内に充填・配置された水銀合金粉末（もしくは水
銀合金とゲッターの混合粉末）、たとえば水銀ジルコン
系合金で形成されており、前記ガラス管２の端部に封止
・導入された導入線３，３′先端部に、前記円筒状カッ
プの底面側を接続・保持させた構成と成っている。

【０００３】また、この種の冷陰極蛍光ランプは、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、蛍光体を塗布したガラス管２を炉
（たとえば 550℃）の中に数分入れ、塗布した蛍光体の
焼き付け（蛍光体層１の形成）・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（これをフォーミングという）、封止
工程を行う前に、予め製作しておいた封止側マウント
（電極４，４′側）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４，４′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
に放出する。最後に、エージングを数時間行い、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
しての冷陰極蛍光ランプに関しては、市場の動向とし
て、バックライトユニットの薄型，軽量，高輝度，長寿
命化などが重要視され、このような動向に伴い、組み込
む光源（ランプ）についても、より一層の細管化，長寿
命化，高輝度化が望まれる（たとえば特開平 5-28961号
公報，特開平4-342951号公報など）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】冷陰極蛍光ランプは、
導入線３，３′を介して一対の冷陰極４，４′間に所定
の電位を印加すると、発生した初期プラズマのイオンに
よって、冷陰極４，４′から二次電子が放出され、ガラ
ス管２内で放電が開始する。そして、この放電に伴う電
子エネルギーによって励起された水銀原子の共鳴遷移で
紫外線を放射し、この紫外線がガラス管２内壁面の蛍光
体層１に吸収され、かつその蛍光体層１を励起して可視
光を発生する。

【０００６】しかし、上記構成の冷陰極蛍光ランプは、
点灯，動作において、次のような不都合がしばしば認め
られる。すなわち、放電が開始すると、図４に模式的に
示すごとく、冷陰極４，４′近傍のガラス管２内壁面に
黒化５が生じ、結果的にガラス管２の管壁温度が上昇す
るので、クラックが発生し易くなり、長寿命な光源とし
て機能し難いという問題がある。前記黒化５の現象は、
スパッタリング現象と称されるもので、陽光柱の正イオ
ンが衝突によって冷陰極４，４′を構成している金属を
叩き出し、この叩き出された金属がガラス管２内壁面に
付着ことである。そして、黒化５を招来する物質は、導
電性物質であるために、導入線３，３′を封装（封着）
したガラス管２内壁面に付着した場合、冷陰極４，４′
と導電位となって、点灯寿命中、黒化５部が冷陰極４，
４′先端部から陽光柱側に伸びて行くと、黒化５部から
放電が行われることになり、ガラス管２の管壁温度が上
昇し、クラック発生の原因となって、冷陰極蛍光ランプ
の短寿命化や信頼性の低下を招来することになる。

【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，軽量などが可能で、
かつ管璧温度の上昇が抑制，低減されることに伴って、
長寿命化された細管形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】請求項１の発明は、内壁
面に蛍光体層が設けられ、かつ希ガスを封有するガラス
管、および前記ガラス管の両端部にそれぞれ封装された
一対の導入線の先端部にそれぞれ装着された冷陰極を具
備する冷陰極低圧放電灯において、前記封装された導入
線のガラス管内壁面から離隔した位置に、封装領域面に
対する黒化防止用の絶縁性遮蔽体を装着していることを
特徴とする冷陰極低圧放電灯である。

【０００９】請求項２の発明は、内壁面に蛍光体層が設
けられ、かつ希ガスを封有するガラス管、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導入線の先
端部にそれぞれ装着された冷陰極を具備する冷陰極低圧
放電灯において、前記封装された導入線のガラス管内壁
面から離隔した位置に、封装領域面に対する黒化防止用
のビードガラスから成る遮蔽体を装着していることを特
徴とする冷陰極低圧放電灯である。

【００１０】すなわち、本発明に係る冷陰極低圧放電灯
は、両端部に封入された一対の導入線に、その先端部へ
それぞれ装着された冷陰極と前記導入線の封着領域内壁
面とを遮蔽する遮蔽体を設置（配置）したことを骨子と
する。そして、前記遮蔽体は、ガラス類，セラミックス
類、もしくはこれらの混合系など耐熱・絶縁性の材料を
素材としたものが挙げられる。

【００１１】

【作用】請求項１の発明では、冷陰極と封装（封着）部
内壁面との間に、封装部内壁面から離した形で遮蔽体が
設置されているので、いわゆるスパッタリング現象によ
って叩き出される冷陰極を構成する金属が、封装部領域
内壁面に付着することが回避もしくは防止される。つま
り、点灯に伴って発光管内壁面に黒化が発生しても、冷
陰極とは絶縁・離隔した形態をとるので、黒化部より放
電を起こすことなど全面的に防止される。したがって、
不所望な管壁温度の上昇も抑制・回避されることにな
り、発光管におけるクラック発生の恐れなども解消さ
れ、冷陰極低圧放電灯の長寿命化、細管形冷陰極低圧放
電灯の実用化が図られる。

【００１２】請求項２の発明では、冷陰極と封装（封
着）部内壁面との間に、封装部内壁面から離した形でビ
ードガラスから成る遮蔽体が設置されているので、製造
工程に煩雑さなどを付加せずに、前記請求項１の発明の
作用を呈する細管形の冷陰極低圧放電灯などとして機能
する。

【００１３】

【実施例】次に図１〜図２を参照して本発明の実施例を
説明する。

【００１４】図１は、本実施例の冷陰極低圧放電灯の要
部構成例を断面的に示したものである。図１において、
６は内壁面に紫外線による刺激で発光する蛍光体層７が
設けられ、かつ希ガスを封有する外径 3.0mm，内径 2.0
mmのガラス管、８，８′は前記ガラス管６の両端部にそ
れぞれ封入された一対の導入線９，９′の先端部にそれ
ぞれ装着された冷陰極である。ここで、前記冷陰極８，
８′は、たとえばNi製の外径 1mm，長さ 3mmの円筒状カ
ップ（もしくはスリーブ）、および前記円筒状カップ内
に充填・配置された約 2mg程度の水銀合金で構成されて
いる。また、前記構成の冷陰極８，８′は、前記ガラス
管６の両端部にそれぞれ封止・導入された導入線９，
９′の先端部に、円筒状カップの底部を接続・保持させ
て放電電極として機能する構成を成しており、さらに、
前記導入線９，９′には、ガラス管６の封止・導入（封
止もしくは封装）部内壁面に対して、冷陰極８，８′を
遮蔽するため、冷陰極８，８′の径よりもやや大きい径
の遮蔽体（たとえばビードガラス）10が、ガラス管６の
封装領域内壁面から離隔してそれぞれ配置（設置）され
た構成を採っている。

【００１５】前記構成の冷陰極低圧放電灯の冷陰極８，
８′間に、所要の電圧を印加して点灯すると、発生した
初期プラズマのイオンによって、冷陰極８，８′から二
次電子が放出され、ガラス管６内で放電が開始する。そ
して、この放電に伴う電子エネルギーによって励起され
た水銀原子の共鳴遷移で紫外線を放射し、この紫外線が
ガラス管６内壁面の蛍光体層７に吸収され、かつその蛍
光体層７を励起して可視光を発生する。

【００１６】そして、この冷陰極蛍光ランプにおいて
は、放電開始後に冷陰極８，８′近傍のガラス管６内壁
面に黒化11が生じても、図２に模式的に示すごとく、冷
陰極８，８′側壁のガラス管６内壁面および冷陰極８，
８′側の遮蔽体10面に黒化11が生じるに過ぎない。つま
り、ガラス管６の封装領域内壁面部は、遮蔽体10によっ
てスパッタリングが選択的に遮蔽され、封装領域内壁面
部での黒化11発生が防止（回避）される。したがって、
冷陰極８，８′近傍のガラス管６内壁面に生じる黒化11
部は、不連続状態となって、冷陰極８，８′と同電位を
採る恐れも全面的に解消される一方、導入線９，９′は
導電体として機能するだけでなく、熱伝導体としても作
用する。この結果、点灯寿命中、黒化11部が冷陰極８，
８′先端部から陽光柱側に伸びて行っても、黒化11部か
ら放電を行うことも回避され、ガラス管６の管壁温度上
昇も放熱性などで抑制されるため、クラック発生，冷陰
極蛍光ランプの短寿命化なども解消され、信頼性の高い
冷陰極蛍光ランプとして機能することが確認された。

【００１７】なお、上記構成においては、遮蔽体10をビ
ードガラスで形成したが、ビードガラスの代わりに、耐
熱絶縁性の素材、たとえばアルミナ系のペーストを塗布
・焼き付けた構成など採っても同様の作用効果が認めら
れた。

【００１８】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
を採ることができる。たとえば発光管を成すガラス管の
外径，長さ、冷陰極を構成する円筒状カップの材質な
ど、冷陰極低圧放電灯の用途や規格に対応して、前記例
示以外の寸法，材質など適宜変更した形態で実施でき
る。

【００１９】

【発明の効果】上記説明から分かるように、本発明によ
れば、導入線封着（封装）部内壁面における黒化の発生
が、回避もしくは大幅に低減され、その結果、管壁温度
の上昇が抑制もしくは低減化されるので、発光管（ガラ
ス管）のクラック発生も解消される。つまり、発光管
（ガラス管）を細径化し、たとえば液晶表示装置の小形
化に対応してコンパクト化を図った場合でも、実用に十
分適用し得る長寿命のバックライトとして機能する冷陰
極低圧放電灯が提供される。

【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
示す断面図。

【図２】本発明に係る冷陰極低圧放電灯を点灯時におけ
る黒化発生の状態を模式的に示す拡大断面図。

【図３】従来の冷陰極低圧放電灯の要部構成例を示す断
面図。

【図４】従来の冷陰極低圧放電灯を点灯時における黒化
発生の状態を模式的に示す拡大断面図。

【符号の説明】

１，７……蛍光体層 ２，６……ガラス管 ３，３′，９，９′……導入線 ４，４′，８，８′……冷陰極 ５，11……黒化 10……遮蔽体

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
   スを封有するガラス管、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導入線の先端部に装着された
   冷陰極を具備する冷陰極低圧放電灯において、 前記封装された導入線のガラス管内壁面から離隔した位
   置に、封装領域面に対する黒化防止用の遮蔽体を装着し
   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
   スを封有するガラス管、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導入線の先端部に装着された
   冷陰極を具備する冷陰極低圧放電灯において、 前記封装された導入線のガラス管内壁面から離隔した位
   置に、封装領域面に対する黒化防止用のビードガラスか
   ら成る遮蔽体を装着していることを特徴とする冷陰極低
   圧放電灯。