JPH10275591A - 冷陰極蛍光ランプおよび照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エミッタの飛散を抑えるとともに、安定した放
電を行う冷陰極蛍光ランプおよびそのランプを用いた照
明装置を提供する。 【解決手段】内面に蛍光体層が形成された管状の透光性
気密容器１と；この容器１内に封入された放電媒体と；
容器１の両端外方から導入された一対のリード線４と；
このリード線４に取付けられ一方に開口が形成された導
電性筒体３およびこの筒体３の中心軸に対してそれぞれ
傾斜するとともに筒体３の開口３ａ方向側で近接するよ
うにリード線４または筒体３に接続して対をなして筒体
３内に収容され筒体３の開口３ａ方向側の一面にエミッ
タ物質が形成された導電性板体５を有する一対の電極２
と；を具備している。電極のホットスポットが板体の頂
部側に特定されて、放電がふらつくことがなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エミッタ物質を有
する電極を備えた冷陰極蛍光ランプおよびそのランプを
用いた照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の冷陰極蛍光ランプとして
は、例えば、特開平７−５７６９２号公報に記載されて
いる。

【０００３】この冷陰極蛍光ランプの電極は、金属製の
筒体とこの筒体内に収容されるエミッタ物質（電子放射
物質）が混入された焼結体とで構成されている。

【０００４】この焼結体はタングステン（Ｗ）を主成分
とし、エミッタ物質としてＣｓ₂ＣｒＯ₄が含有されたも
のである。

【０００５】また、特開昭６２−２２９６５２号公報ま
たは特開平７−５７６９１号公報には、ＬａＢ₆などの
エミッタ物質を導電体に塗布して形成された電極を有す
る冷陰極蛍光ランプが開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】冷陰極蛍光ランプが点
灯すると、エミッタ物質が放電によりスパッタされる
が、このスパッタによってエミッタ物質がバルブ内壁側
に飛散する。飛散したエミッタ物質がバルブ内壁に付着
すると、バルブが黒化する。

【０００７】そこで、このエミッタの飛散を防止するた
めに、エミッタ物質を有する電極の外周を筒状導電体で
覆った構成の電極も開発されている。この構成により、
飛散するエミッタが外周側の筒状導電体に付着し、電子
放射物質として再利用することができる。

【０００８】しかし、外周側の筒状導電体に付着したエ
ミッタ物質は表面状態が不均一であるため、電子放射物
質として再利用される場合に電子の放射が不安定とな
る。そこで、筒状導電体とその内側の電極とが近接して
いると、ホットスポット発生箇所が一定ではなく両者に
交互に発生するため、放電が不安定となり、発光がちら
つくという問題があった。

【０００９】本発明は、上記問題点を解決するものであ
って、エミッタの飛散を抑えるとともに、安定した放電
を行う冷陰極蛍光ランプおよびそのランプを用いた照明
装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の冷陰極蛍光ラ
ンプは、内面に蛍光体層が形成された管状の透光性気密
容器と；この容器内に封入された放電媒体と；容器の両
端外方から導入された一対のリード線と；このリード線
に取付けられ一方に開口が形成された導電性筒体および
この筒体の中心軸に対してそれぞれ傾斜するとともに筒
体の開口方向側で近接するようにリード線または筒体に
接続して対をなして筒体内に収容され筒体の開口方向側
の一面にエミッタ物質が形成された導電性板体を有する
一対の電極と；を具備していることを特徴とする。

【００１１】電極を構成する筒体および板体はいずれも
導電性を有する例えば金属などで形成されたものであ
り、両者またはリード線との接続は溶接などの周知手段
によって行われる。

【００１２】筒体は、円筒形状が好ましいが、これに限
らない。

【００１３】板体も、筒体内で傾斜可能な形状であれ
ば、多少屈曲したものでも適用可能である。なお、板体
は対をなして配設されているが、１枚の板体をＶ字形に
曲折形成したものを用いてもよい。

【００１４】エミッタ物質は、バリウム・カルシウム・
ストロンチウムの酸化物、ＬａＢＯ₆あるいはＢａ₂Ｃａ
ＷＯ₆などが塗布、溶射など周知手段で形成可能であ
る。

【００１５】容器はガラスまたはセラミックスなどの透
光性材料で構成される。その断面形状は円筒形に限ら
ず、楕円形または長円形などでもよい。また、外形も直
管形、Ｕ字形、Ｗ字形、環形いずれの形状であってもよ
い。

【００１６】放電媒体は、水銀およびアルゴンまたはネ
オンなどの希ガスからなり、周知の手段によってバルブ
内に封入されている。

【００１７】蛍光ランプはバルブ内に封入された水銀原
子が放電により電離、励起し、水銀から紫外線が放射さ
れ、この紫外線が蛍光体層によって可視光に変換されて
バルブの外部に放射される。

【００１８】請求項１の冷陰極蛍光ランプの作用を説明
する。冷陰極蛍光ランプの放電により、バルブ内に封入
された水銀原子が放電により電離、励起し、水銀から紫
外線が放射され、この紫外線が蛍光体層によって可視光
に変換されてバルブの外部に放射される。電極には、放
電によってイオン流が到達して局所的に加熱されてホッ
トスポットを形成し、電子が放出される。

【００１９】対をなす板体は、エミッタ物質が放電空間
に向くように筒体の開口方向側にそれぞれ傾斜している
ので、放電空間側に放射される電子の量を多くすること
ができ、陰極降下電圧が低減される。

【００２０】電極のホットスポットは放電空間側からみ
てエミッタ物質が存在する範囲に形成されるが、板体お
よび筒体が最も離れており、かつ放電空間側に近い個所
に集中する。対をなす板体は、開口方向側で近接するよ
うに筒体の中心軸に対して傾斜しているので、板体の頂
部側が積極的にこの条件を満たすためホットスポットが
特定される。したがって、放電がふらつくことがなくな
る。

【００２１】請求項２は、請求項１記載の冷陰極蛍光ラ
ンプにおいて、エミッタ物質が塗布されていない板体の
他面にゲッター剤が設けられていることを特徴とする。

【００２２】請求項３の冷陰極蛍光ランプは、内面に蛍
光体層が形成された管状の透光性気密容器と；この容器
内に封入された放電媒体と；容器の外方から導入された
リード線、このリード線に取付けられ一方に開口が形成
された導電性筒体およびこの筒体の開口側が頂部となる
円錐形状に形成されリード線または筒体に接続して筒体
内に収容されエミッタ物質を有する導電性軸部を有する
一対の電極と；を具備していることを特徴とする。

【００２３】電極は、ニッケル（Ｎｉ）によって形成さ
れているが、タングステン（Ｗ）などの導電性を有する
高融点金属からなる焼結体であっもよい。軸部には、バ
リウム・カルシウム・ストロンチウムの酸化物、ＬａＢ
Ｏ₆あるいはＢａ₂ＣａＷＯ₆などのエミッタ物質が塗布
または混入されている。

【００２４】電極のホットスポットは放電空間側からみ
てエミッタ物質が存在する範囲に形成されるが、軸部お
よび筒体が最も離れており、かつ放電空間側に近い個所
に集中する。軸部は、開口方向側の頂部側が積極的にこ
の条件を満たすためホットスポットが特定される。した
がって、放電がふらつくことがなくなる。

【００２５】請求項４の照明装置は、請求項１ないし３
いずれか一記載の冷陰極蛍光ランプと；このランプが装
着される装置本体と；を具備していることを特徴とす
る。

【００２６】照明装置は、液晶表示装置等に収納される
表示用のバックライト装置に適用可能であるが、これ以
外の表示装置や照明器具に使用することもできる。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面を参照
して説明する。

【００２８】図１は、第１実施形態の冷陰極蛍光ランプ
を示す断面図である。第１実施形態の蛍光ランプＡは、
液晶表示装置のバックライト装置に使用される冷陰極形
蛍光ランプである。

【００２９】１は透光性気密容器で、外径が約３ｍｍ、
内径が約２ｍｍ、全長が約２００ｍｍの直管状をなして
おり、ガラスで形成されている。

【００３０】２は電極で、スリーブ状に形成されたニッ
ケル（Ｎｉ）メッキした鉄（Ｆｅ）製の筒体３およびこ
の筒体３内に収容された板体で構成されている。

【００３１】電極２にはリード線４が接続されており、
このリード線４が、容器１の両端に封着され外部へ導出
されている。なお、リード線４は封着部とインナーおよ
びアウターウェルズとが別部材によって構成されていて
もよい。

【００３２】４は、蛍光体層であり、青色、緑色、赤色
に発光領域を有し、色温度６０００Ｋで発光する蛍光体
を混合した３波長形蛍光体が形成されている。なお、蛍
光体層４の容器内面側（容器１内壁面）にアルミナ（Ａ
ｌ₂Ｏ₃）からなる保護膜を形成してもよい。また、この
蛍光体層を形成せずに、紫外線ランプとして構成しても
よい。

【００３３】容器１内にはアルゴン（Ａｒ）とネオン
（Ｎｅ）との混合希ガスが約８０ｔｏｒｒと水銀（Ｈ
ｇ）が封入されている。混合希ガスの封入圧比は、アル
ゴン（Ａｒ）が３％、ネオン（Ｎｅ）が９７％である。

【００３４】図２および図３は、電極２を拡大した側断
面図である。図２および図３は、その断面方向が直交し
ている。

【００３５】筒体３は、放電空間側に開口３ａが形成さ
れており、非開口側はかしめなどによってリード線に接
続されている。筒体３は、肉厚０．１１ｍｍ、外径１ｍ
ｍ、長さ３ｍｍのニッケル（Ｎｉ）製である。

【００３６】リード線４は筒体３の中心軸に沿って開口
３ａ付近まで内方に延在している。

【００３７】５は板体であり、幅０．７ｍｍ、長さ２．
５ｍｍの寸法を有している。板体５の一面には、エミッ
タ物質としてＬａＢＯ₆をプラズマ溶射し付着させてい
る。他面にはゲッター剤としてＺｒ−Ａｌ合金が塗布さ
れている。

【００３８】対をなす２枚の板体５をエミッタ物質が開
口３ａ側となるように筒体３の中心軸に対して傾けて放
電空間側が頂部となるような傘状にし、この頂部側をリ
ード線４に溶接してある。板体５の頂部は筒体３の開口
３ａから０．５ｍｍ内側に位置するよう配設されてい
る。すなわち、対をなす板体５は、筒体３の非開口側に
向かうにつれて離間する形状で構成されている。

【００３９】上記実施形態の冷陰極蛍光ランプＡを、点
灯条件を変えて輝度測定したところ、ランプ電流５ｍ
Ａ、ランプ電圧３３５Ｖのときに管面輝度３１０００ｃ
ｄ／ｍ²、ランプ電流７ｍＡ、ランプ電圧３３５Ｖのと
きに管面輝度３９０００ｃｄ／ｍ²、ランプ電流１０ｍ
Ａ、ランプ電圧３３６Ｖのときに管面輝度４４０００ｃ
ｄ／ｍ²の結果を得た。

【００４０】第１比較例として、電極構造は同一である
が、エミッタ物質を付着しないものについても同様の試
験を行ったところ、各々のランプ電流５ｍＡ、７ｍＡ、
１０ｍＡに対しランプ電圧はそれぞれ４０５Ｖ、４１６
Ｖ，４２９Ｖとなった。したがって、本実施形態の方が
ランプ電圧が低減していることが分かる。

【００４１】第２比較例として、表面積が第１実施形態
の板体と等しく、筒体の中心軸に対して平行で傾きがよ
うにリード線に接続された板体の一面にエミッタ物質を
付着させたものについても同様の試験を行った。この結
果、各々のランプ電流５ｍＡ、７ｍＡ、１０ｍＡに対し
ランプ電圧はそれぞれ３５５Ｖ、３５６Ｖ，３５８Ｖと
なった。したがって、本実施形態の方がランプ電圧が低
減していることが分かる。

【００４２】また、第２比較例の電極にホットスポット
が形成されたが、特にランプ電流が低い場合には、放電
がふらつく傾向があり、この動きが陽光柱に影響して蛍
光ランプがちらついているように見えるときがあった。

【００４３】しかし、本実施形態によれば、板体３の頂
部に放電が集中し、ホットスポットが特定されため、放
電がふらつくことがなくなる。

【００４４】なお、本実施形態と第１および第２比較例
との管面輝度は、同じランプ電流に対してはほぼ同じ輝
度が得られた。

【００４５】この比較結果より、本実施形態の冷陰極蛍
光ランプの電極は、エミッタ物質を付着しない従来の電
極に対しランプ電圧をおよそ７０Ｖ、エミッタ物質を付
着して板体の頂部が逆さまを向いた電極に対してはラン
プ電圧をおよそ３０Ｖ低減することが分かった。

【００４６】次に、第２の実施形態を説明する。図４
は、第２の実施形態の冷陰極蛍光ランプの電極部分を拡
大した側断面図である。６は軸部で、ニッケル（Ｎｉ）
メッキした鉄（Ｆｅ）の２枚の板を、最大外径０．７ｍ
ｍ、長さ２．５ｍｍの寸法を有するように円錐状に加工
成形されている。

【００４７】軸部６には、その側面にＬａＢＯ₆からな
るエミッタ物質を付着している。

【００４８】第２実施形態について、第１実施形態と同
様の試験を行ったところ、ほぼ同じ結果が得られた。

【００４９】なお、ランプの管径、管長、封入ガス圧お
よびガス組成、容器の形状は、上記実施形態に限らず、
種々の形態を適用可能である。

【００５０】また、対をなす板体の頂部が非開口部側と
なるように構成した電極を用意し、筒体開口側に向く板
体の一面にエミッタ物質を付着させたものについても同
様の試験を行ったところ、上記実施形態と同様の結果が
得られた。

【００５１】さらに、軸部６の代わりに、開口３ａ方向
に延在するコイル状に形成したものを用いてもよい。上
記実施形態と同様の効果が得られる。このコイル状に形
成された軸部は、スパッタによってその頂部が消耗して
も、全体の形状が変化することがなく、ホットスポット
が非開口側に移動して形成されるので、安定的な点灯を
長期間継続することができる。

【００５２】このコイルの巻回径は、任意であり、その
外接形状が円柱形状、円錐体形状のいずれであってもよ
い。

【００５３】図５は、上記実施形態の冷陰極蛍光ランプ
を搭載した液晶表示装置を示す概略断面図である。１１
は液晶表示装置で、この液晶表示装置１１は前面に照射
用の開口１２を有する薄箱状のケース体１３を有し、こ
のケース体１３内には照明装置となるバックライトユニ
ット１４が収納されている。このバックライトユニット
１４は、冷陰極蛍光ランプＡを有し、この冷陰極蛍光ラ
ンプＡの近傍には容器１を内包するように近接導体を兼
ねた銀蒸着されたフィルム状の反射面１５が一方向を開
口した状態で巻回され、この反射面１５の照射方向には
アクリル樹脂製の導光板１６が配設されている。

【００５４】導光板１６はケース体１３の開口１２に対
向して位置している。また、導光板６の背面側には平面
状の反射板１８が配設され、導光板１６とケース体３と
の間には、拡散板２０および集光板２１にて構成される
制光手段２２が配設されている。そそて、ケース体１３
の開口１２の前面側には、表示手段としての液晶ユニッ
ト２４が配設されている。

【００５５】本実施形態によれば、ランプ電圧の低減、
すなわち陰極降下電圧が低減されるので、電極近傍の容
器の温度が低減でき、冷陰極蛍光ランプ収納部の材質ま
たは構造を簡素化できる効果が期待できる。

【００５６】また、冷陰極蛍光ランプＡがバッテリー駆
動する携帯情報機器の液晶バックライト用蛍光ランプの
場合、ランプ電圧低減に伴う省電力化により好適な特性
を提供することができる。

【００５７】

【発明の効果】請求項１ないし４記載の冷陰極蛍光ラン
プによれば、ランプ電圧の低減のためにエミッタを用い
た電極であっても、エミッタの飛散を抑えるとともに、
安定した放電を行うことができるので、ランプのちらつ
きを低減することができる。

【００５８】請求項５によれば、請求項１ないし４の効
果を有する冷陰極蛍光ランプを搭載した照明装置を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の冷陰極蛍光ランプを示
す断面図。

【図２】同上冷陰極蛍光ランプの電極を拡大した側断面
図。

【図３】図２の断面方向を直交させた側断面図。

【図４】本発明の第２実施形態の冷陰極蛍光ランプの電
極を拡大した側断面図。

【図５】上記実施形態の冷陰極蛍光ランプを搭載した液
晶表示装置を示す概略断面図。

【符号の説明】

１…透光性気密容器、２…電極、３…筒体、４…リード
線、５…板体、６…軸部、１４…照明装置、Ａ…冷陰極
蛍光ランプ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内面に蛍光体層が形成された管状の透光性
   気密容器と；この容器内に封入された放電媒体と；容器
   の両端外方から導入された一対のリード線と；このリー
   ド線に取付けられ一方に開口が形成された導電性筒体お
   よびこの筒体の中心軸に対してそれぞれ傾斜するととも
   に筒体の開口方向側で近接するようにリード線または筒
   体に接続して対をなして筒体内に収容され筒体の開口方
   向側の一面にエミッタ物質が形成された導電性板体を有
   する一対の電極と；を具備していることを特徴とする冷
   陰極蛍光ランプ。
2. 【請求項２】エミッタ物質が塗布されていない板体の他
   面にゲッター剤が設けられていることを特徴とする請求
   項１記載の冷陰極蛍光ランプ。
3. 【請求項３】内面に蛍光体層が形成された管状の透光性
   気密容器と；この容器内に封入された放電媒体と；容器
   の外方から導入されたリード線、このリード線に取付け
   られ一方に開口が形成された導電性筒体およびこの筒体
   の開口側が頂部となる円錐形状に形成されリード線また
   は筒体に接続して筒体内に収容されエミッタ物質を有す
   る導電性軸部を有する一対の電極と；を具備しているこ
   とを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
4. 【請求項４】請求項１ないし３いずれか一記載の冷陰極
   蛍光ランプと；このランプが装着される装置本体と；を
   具備していることを特徴とする照明装置。