(57)【要約】      （修正有）【課題】放電時のランプ電圧の変動に起因する蛍光ランプのちらつき、あるいは点滅などによる光束の変動が少なく、且つランプ管内の電極付近の黄変が抑制されると共に暗黒雰囲気中での始動遅れが改善された、製造コストが安価な電子放出用電極及びそれを用いた冷陰極蛍光ランプを提供する。【解決手段】電子放出用電極の電極部１１を底壁１３と該底壁１３から立ち上がる側壁１４とを有するカップ形状とし、該電極部１１の側壁１４内面の開口端部１７から底壁１３側２ｍｍ以内の限定された領域に、低仕事関数のセシウム化合物を主成分とするエミッタ層１６を設けた。そして、この電子放出用電極を冷陰極蛍光ランプの電極として採用した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底壁と該底壁から立ち上がる側壁とを有するカップ形状の電極部と、
前記電極部の前記底壁外面に接合されたリード部と、を備え、
前記電極部の前記側壁内面の開口端部から前記底壁側２ｍｍ以内に電子放射物質となるエミッタ層が被着されていることを特徴とする電子放出用電極。
【請求項２】
前記エミッタ層はセシウム化合物からなることを特徴とする請求項１に記載の電子放出用電極。
【請求項３】
気密封止されたガラス管の内部両端近傍に、底壁と該底壁から立ち上がる側壁とを有するカップ形状の電極部が互いの開口を対向させて配置され、該電極部の前記底壁外面に接合されたリード部が前記ガラス管の内部から端部を気密に貫通して外部に延設されてなる冷陰極蛍光ランプであって、前記電極部の前記側壁内面の開口端部から前記底壁側２ｍｍ以内に電子放射物質となるエミッタ層が被着されていることを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【請求項４】
前記エミッタ層はセシウム化合物からなることを特徴とする請求項３に記載の冷陰極蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放出用電極及び冷陰極蛍光ランプに関するものであり、詳しくは、電子放射物質が被着された電子放出用電極及び当該電子放出用電極を用いた冷陰極蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷陰極蛍光ランプは、ランプ両端に配置された電極間に電界を印加することにより、電界効果・光電子効果等によって電極から電子が放出され、この電子がランプ管内の封入ガスや水銀原子と衝突しながら電極間を移動する。この電子衝突で封入ガス（例えば、アルゴンガス）の原子を電離し、電離で発生した電子が次のアルゴン原子を電離するといった連鎖反応を繰り返して放電へとつながる。
【０００３】
このとき、電子が衝突した水銀原子は励起されて紫外線（λｐ＝２５３．７ｎｍ）を放出し、この紫外線がランプ管内の内壁に一様に塗布された蛍光体を励起して可視光に変換され、外部に放出される。
【０００４】
このような冷陰極蛍光ランプを外部からの光が届かない暗黒雰囲気中に置いた場合、ランプ管内に放電を誘発する光電子が存在しないために始動（点灯）時に初期電子の維持が困難となり、始動遅れが発生し易くなる。この始動遅れは数秒〜数十秒に達することもある。
【０００５】
そこで、暗黒雰囲気中の始動時における始動遅れ現象を改善するために、電子放射性の優れたセシウム化合物を電極に塗布して電極表面にセシウム化合物層を被着させることが行われる。
【０００６】
具体的な方法として、セシウム化合物の溶液中に筒状電極を浸漬し、図６（半断面図）のように、電極５０全面（電極の内壁及び外壁）にセシウム化合物層５１を被着するものである。
【０００７】
また、セシウム化合物の溶液を筒状電極の中空部に注入した後、乾燥させて図７（半断面図）のように筒状電極５０の内壁（全面）にセシウム化合物層５１を被着することもある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１１−１４４６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述のように筒状電極５０の全面にセシウム化合物層５１を被着した場合、蛍光ランプが放電する際に電極５０の外壁部で放電の起点が移動して放電時のランプ電圧が変動し、蛍光ランプのちらつき、あるいは点滅などによる光束の変動の要因となる。また、電極５０に多量のセシウム化合物が塗布されるとランプ管内の電極付近が黄変（汚染）し易くなると共に、材料費が高くなり製造コストが上昇するという問題がある。
【０００９】
一方、筒状電極５０の内壁全面にセシウム化合物層５１を設けた場合、筒状電極５０の全面にセシウム化合物層５１を設けた場合ほどではないにしても材料費は高くなり、製造コストの上昇は避けられないものとなる。
【００１０】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、放電時のランプ電圧の変動に起因する蛍光ランプのちらつき、あるいは点滅などによる光束の変動が少なく、且つランプ管内の電極付近の黄変が抑制されると共に暗黒雰囲気中での始動遅れが改善された、製造コストが安価な電子放出用電極及びそれを用いた冷陰極蛍光ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、底壁と該底壁から立ち上がる側壁とを有するカップ形状の電極部と、
前記電極部の前記底壁外面に接合されたリード部と、を備え、
前記電極部の前記側壁内面の開口端部から前記底壁側２ｍｍ以内に電子放射物質となるエミッタ層が被着されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記エミッタ層はセシウム化合物からなることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、  気密封止されたガラス管の内部両端近傍に、底壁と該底壁から立ち上がる側壁とを有するカップ形状の電極部が互いの開口を対向させて配置され、該電極部の前記底壁外面に接合されたリード部が前記ガラス管の内部から端部を気密に貫通して外部に延設されてなる冷陰極蛍光ランプであって、前記電極部の前記側壁内面の開口端部から前記底壁側２ｍｍ以内に電子放射物質となるエミッタ層が被着されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項３において、前記エミッタ層はセシウム化合物からなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、電子放出用電極を構成するカップ形状の電極部の側壁内面の開口端部から底壁側２ｍｍ以内に電子放射物質となるエミッタ層が被着させ、この電子放出用電極を冷陰極蛍光ランプの電極として採用した。
【００１６】
その結果、安定したランプ電圧によって放電電流の変動が少なく、ちらつき、あるいは点滅などによる光束の変動を抑制した冷陰極蛍光ランプが実現できた。また暗黒始動性に優れた冷陰極蛍光ランプを再現性良く実現することが可能となった。更に、エミッタの被着量を従来の電子放出用電極に比べて大幅に低減することができたため、冷陰極蛍光ランプのランプ管内の電極付近の黄変が抑制されて良好な光学特性を長時間に亘って維持することが可能となると共に、材料費の低減によって製造コストの低コスト化を実現することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の好適な実施例を図１〜図５を参照しながら、詳細に説明する。尚、以下に述べる実施例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施例に限られるものではない。
【００１８】
図１は本発明に係る冷陰極蛍光ランプ１であり、図２は該冷陰極蛍光ランプ１に用いる電子放出用電極１０である。
【００１９】
図１より、冷陰極蛍光ランプ１は、ガラス管２の内面に蛍光体層３が設けられ、両端部４が同じくガラス部材によって気密封止されている。気密封止されたガラス管２内には水銀や不活性ガス（図示せず）などが封入されていると共に両端部４近傍には電子放出用電極１０の電極部１１が配置され、該電極部１１に接合されたリード部１２がガラス管２内から端部４のガラス部材を気密に貫通して外部に延設された構成となっている。
【００２０】
冷陰極蛍光ランプをこのような構成とすることは従来一般的に行われているものであり、本発明においては、前記電極部１１及びリード部１２を備えた電子放出用電極１０を図２に示す構成とするものである。
【００２１】
電極部１１はニッケルなどの金属部材によって形成し、形状を底壁１３と該底壁１３から立ち上がる側壁１４とを有するカップ形状としている。カップ形状の電極部１１の底壁１３の外面１５にはレーザ溶接、抵抗溶接などの手段で接合されたリード部１２が取り付けられている。
【００２２】
電子放出用電極１０をこのような構成とすることも従来一般的に行われているものであるが、本発明は電極部１１に被着する電子放射物質となるエミッタ層を従来とは異なる限られた領域に設けるものである。
【００２３】
具体的には、図２（半断面図）に示すように、低仕事関数のセシウム化合物を主成分とするエミッタ層１６を、従来のようにカップ形状の電極部１１の全面、あるいは、内面又は外面のいずれか一方の面の全面に被着するのではなく、カップ形状の電極部１１の側壁１４の内面１８の、開口端部１７から底壁１３側２ｍｍ以内の限定された領域に設けるものである。
【００２４】
なお、図２中（以下の図６中及び図７中でも同様）に付号２０で示す部分は、電子放出用電極１０を構成するリード部１２が気密に貫通するガラスビード２０であり、ガラス管２の両端部に融着して該ガラス管２を気密封止すると共に、ガラス管２内の両端近傍に電子放出用電極１０を構成する電極部１１を配置・固定する役割を担うものである。
【００２５】
そこで発明者は、上述の本発明の電子放出用電極と、本発明の電子放出用電極とは異なる領域にエミッタを被着した電子放出用電極を作製し、それら電極を組み込んだ冷陰極蛍光ランプを作製して性能を比較した。
【００２６】
作製した電子放出用電極の電極部の形状寸法は、カップ形状の内径を１．７ｍｍφとし、長さ５ｍｍとした。電極部に対するエミッタの被着領域は、カップ形状の電極部の内底面にのみ被着したもの（比較例１）、電極部の全面に被着したもの（比較例２）、カップ形状の側壁内面の開口端部から底壁側２ｍｍ以内に被着したもの（本発明による実施例１）である。
【００２７】
上記各電子放出用電極を取り付けた冷陰極蛍光ランプは、ガラス管の外形を３ｍｍφ、内径を２ｍｍφとし、長さを７２９ｍｍとした、そして、気密に封止されたガラス管内にＡｒとＮｅの混合ガス（Ａｒ／Ｎｅ＝５／９５）を７３１５Ｐａ（５５Ｔｏｒｒ）の圧力で封入し、同時にＨｇも封入した。なお、比較例１、比較例２及び実施例１の各電子放出用電極を取り付けた冷陰極蛍光ランプについても夫々比較例１、比較例２及び実施例１と呼称する。
【００２８】
図３は、比較例２（サンプル５個）の冷陰極蛍光ランプの電極間電圧（ランプ電圧）の時間的推移を示したグラフであり、  図４は、実施例１（サンプル５個）の冷陰極蛍光ランプの電極間電圧（ランプ電圧）の時間的推移を示したグラフである。
【００２９】
図３と図４より、比較例２の冷陰極蛍光ランプに対して実施例１の冷陰極蛍光ランプがランプ電圧の変動幅が小さく、ランプ電圧が安定していることがわかる。そのため、放電電流の変動が少なく、蛍光ランプのちらつき、あるいは点滅などによる光束の変動を抑制したものとなっていることがわかる。
【００３０】
図５は、比較例１、比較例２及び実施例１の暗黒雰囲気中での始動時間の測定結果を示している。測定手順は、比較例１、比較例２及び実施例１を共に放電電流６ｍＡで１分間以上エージングした後に常温の暗黒雰囲気中に２４時間、７２時間放置し、その後電極間にランプ両端にかかる電圧を２６８０Ｖ印加して放電が始動するまでの時間を測定した。暗黒雰囲気中に２４時間放置するサンプル数は、比較例１、比較例２及び実施例１については夫々５０個、７２時間放置するサンプル数は３９個であった。
【００３１】
図５より、暗黒雰囲気中に２４時間放置した後の始動については、最短始動時間（Ｍｉｎ）は比較例１、比較例２及び実施例１は共に０．０３ｓであるが、最長始動時間（Ｍａｘ）は比較例１が０．１４ｓ、比較例２が０．１６ｓに対して実施例１は０．０５ｓと大幅に短縮されている。また、全サンプルの平均始動時間（Ａｖｅ）も比較例１が０．０３８ｓ、比較例２が０．０３９ｓに対して実施例１は０．０３４ｓと短縮されている。
【００３２】
一方、暗黒雰囲気中に７２時間放置した後の始動については、最短始動時間（Ｍｉｎ）は比較例１、比較例２及び実施例１は共に０．０４ｓであるが、最長始動時間（Ｍａｘ）は比較例１が０．２３ｓ、比較例２が０．０９ｓに対して実施例１は０．０６ｓと大幅に短縮されている。また、全サンプルの平均始動時間（Ａｖｅ）も比較例１が０．０６３ｓ、比較例２が０．０４４ｓに対して実施例１は０．０４１ｓと短縮されている。
【００３３】
この結果より、驚いたことに部分塗布でありながら、電極全体にエミッタ層を被着した場合と同等の暗黒特性を示すことがわかった。従って、冷陰極蛍光ランプを大量に生産する場合、本発明に基づく電子放出用電極を取り付けた冷陰極蛍光ランプは、従来の構成からなる電子放出用電極を取り付けた冷陰極蛍光ランプに対して、暗黒雰囲気中における始動時間のばらつきが極めて小さく、且つ平均値も小さい。つまり、本発明の電子放出用電極を用いることにより、暗黒雰囲気中における始動性（暗黒始動性）に優れた冷陰極蛍光ランプを再現性良く実現することが可能となることがわかる。
【００３４】
なお、本発明のように、エミッタ層をカップ形状の電極部の側壁内面の開口端部から底壁側２ｍｍ以内の限定された領域に設けてなる電子放出用電極は、上記実施例１のようなガラス管の外形が３ｍｍφ、内径が２ｍｍφの冷陰極蛍光ランプのみに用いられるものではなく、様々な管径の冷陰極蛍光ランプにおいてもその優れた性能を発揮することができる。その中でも、ガラス管の外形が２．４ｍｍφ（内径が２．０ｍｍφ）〜外形が４ｍｍφ（内径が３．０ｍｍφ）の冷陰極蛍光ランプには特に多く用いられている。
【００３５】
以上説明したように、本発明の電子放出用電極を用いた冷陰極蛍光ランプはランプ電圧が安定しているために放電電流の変動が少なく、蛍光ランプのちらつき、あるいは点滅などによる光束の変動を抑制したものとなる。
【００３６】
また、冷陰極蛍光ランプを大量に生産する場合、暗黒雰囲気中における始動時間のばらつきが極めて小さく且つ平均値も小さいために、暗黒雰囲気中における始動性（暗黒始動性）に優れた冷陰極蛍光ランプを再現性良く実現することが可能となる。
【００３７】
更に、電子放出用電極に被着するエミッタの量が従来の電子放出用電極に比べて大幅に少なくなっている。そのため、冷陰極蛍光ランプのランプ管内の電極付近の黄変が抑制され、良好な光学特性を長時間に亘って維持することが可能となる。また、電極へのセシウム塗布を先端にすることで、暗黒特性は同等でありながら、管端の黄変防止、管電圧変動の抑制が可能となる。また、製造にあたってはエミッタの小量化に伴って材料費が低減でき、製造コストの低コスト化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る冷陰極蛍光ランプの説明図である。
【図２】本発明に係わる電子放出用電極の説明図である。
【図３】比較例２の冷陰極蛍光ランプに係るランプ電圧の時間的推移を示したグラフである。
【図４】実施例１の冷陰極蛍光ランプに係るランプ電圧の時間的推移を示したグラフである。
【図５】暗黒雰囲気中における冷陰極蛍光ランプの始動時間を示した表である。
【図６】従来の電子放出用電極に係る説明図である。
【図７】同じく、従来の電子放出用電極に係る説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  冷陰極蛍光ランプ
２  ガラス管
３  蛍光体層
４  端部
１０  電子放出用電極
１１  電極部
１２  リード部
１３  底壁
１４  側壁
１５  外面
１６  エミッタ層
１７  開口端部
１８  内面
２０  ガラスビード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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