(57)【要約】【課題】  放電遅れを改善し、寿命低下を抑制した冷陰極蛍光ランプを提供する。【解決手段】  内部に一対の電極６ａ、６ｂが配設され、内面に蛍光体層３が形成されたガラスバルブ２と、一方の電極先端６ａ１付近のガラスバルブ２の上または蛍光体層３の上にのみ実質的に配設された金属酸化物層４とを有する。金属酸化物層４は例えば酸化セシウムであるが、初期電子を放出しやすい物質であれば、酸化セシウムに限定されない。例えば、硫酸セシウムなどのどのようなセシウム塩でもよいし、酸化アルミニウムなどの異種金属でもよい。また、金属酸化物層４の塗布形状は限定されない。【選択図】  図１
2010238541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に一対の電極が配設され、内面に蛍光体層が形成されたガラスバルブと、
一方の前記電極先端付近の前記ガラスバルブの上または蛍光体層の上にのみ実質的に配設された金属酸化物とを有することを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【請求項２】
前記電極先端からランプ端部方向の前記金属酸化物の形成長をＬ１、ランプ中央方向の前記金属酸化物の形成長をＬ２、としたとき、Ｌ１≦１ｍｍ、Ｌ２≦２ｍｍを満たし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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトや照明装置に用いられる冷陰極蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、バックライトの内部等、外部から光が届かない暗黒雰囲気中に冷陰極蛍光ランプを留め置きした場合、ランプに電力を供給してもすぐにはランプが点灯しない、いわゆる放電遅れと呼ばれる現象が発生することが知られている。この現象を回避するために、特開２００４−２５３２４５公報（以下、特許公報１）には、高圧側電極のガラス管内壁の蛍光体層に金属酸化物被膜層を設けた冷陰極蛍光ランプが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２５３２４５公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようなランプにおいて、ランプの寿命が大きく低下するという問題が生じている。発明者が原因追及を行った結果、上記従来の冷陰極蛍光ランプでは冷陰極蛍光ランプの内部に封入された水銀が金属酸化物に付着し、発光に寄与する水銀が減少するため、冷陰極蛍光ランプの寿命が低下することが判明した。
【０００５】
本発明の目的は、放電遅れを改善し、寿命低下を抑制し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】
【０００６】
本発明に係る冷陰極蛍光ランプは、内部に一対の電極が配設され、内面に蛍光体層が形成されたガラスバルブと、一方の前記電極先端付近の前記ガラスバルブの上または蛍光体層の上にのみ実質的に配設された金属酸化物とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、放電遅れを改善し、寿命低下を抑制した冷陰極蛍光ランプを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る冷陰極蛍光ランプを示す正面図。
【図２】図１の一点鎖線Ｘ−Ｘ’の断面図。
【図３】図１の冷陰極蛍光ランプの製造方法を示す図。
【図４】図１の冷陰極蛍光ランプの放電遅れ時間の評価結果について説明するための図。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す冷陰極蛍光ランプの製造方法を示す図。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る冷陰極蛍光ランプを示す図。
【図７】本発明のさらに他の実施の形態に係る冷陰極蛍光ランプを示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施の形態）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る冷陰極蛍光ランプを示す正面である。また、図１（ｂ）は図１（ａ）の破線部Ａの拡大図、図１（ｃ）は図１（ａ）の破線部Ｂの拡大図、図２は、図１（ｂ）の一点鎖線Ｘ−Ｘ’の断面図である。
【００１０】
冷陰極蛍光ランプ１は、主要部として、ガラスバルブ２を有する。
【００１１】
ガラスバルブ２は、透光性を有し、その構造は略円筒形状である。ガラスバルブ２は、例えばホウ珪酸ガラスなどで構成される。
【００１２】
ガラスバルブ２の内部には、水銀や希ガス（図示しない）が封入される。水銀はガラスバルブ２内に電力が供給されたときに発光する。希ガスは、水銀の電離電圧を下げる、いわゆるペニング効果を利用するために封入する。希ガスは、例えばネオンやアルゴンである。水銀や希ガスの封入圧力は大気圧よりも低く、例えば９．３３ｋＰａである。
【００１３】
ガラスバルブ２の内部には、蛍光体層３、金属酸化物層４、マウント５ａ、５ｂが配設される。
【００１４】
蛍光体層３は、ガラスバルブ２の内面のほぼ全域にわたって形成されており、ガラスバルブ２内に封入された水銀がグロー放電により発する紫外線を所望のスペクトルに変換する。この蛍光体層３には、例えば、３波長蛍光体が用いられる。
【００１５】
金属酸化物層４は、蛍光体層３上に積層するように形成されている。金属酸化物層４は、エキソ電子を放出する物質であればよく、例えば、酸化セシウムが用いられる。
【００１６】
マウント５ａ、５ｂは、ガラスバルブ２の両端に封着されている。このマウント５ａ、５ｂは、電極６ａ、６ｂ、封着線７ａ、７ｂ、リード線８ａ、８ｂ、ガラスビーズ９ａ、９ｂとからなる。
【００１７】
電極６ａ、６ｂは、有底開口状のカップであり、開口している互いの先端部６ａ１、６ｂ１が対向するように配置されている。電極６ａ、６ｂは、耐スパッタ性に優れた金属がよく、例えば、ニッケルやモリブデンなどが用いられる。
【００１８】
封着線７ａ、７ｂは、ガラスバルブ２の内部に配設された電極６ａ、６ｂと接続され、電極６ａ、６ｂを所望の位置に保持する。封着線７ａ、７ｂは、ガラスバルブ２と熱膨張係数の近い金属であればよく、例えばタングステンやモリブデン、コバールが用いられる。
【００１９】
リード線８ａ、８ｂは、封着線７ａ、７ｂと接続されている。リード線８ａ、８ｂは、例えばジュメット線などで構成される。
【００２０】
ガラスビーズ９ａ、９ｂは、ガラスバルブ２の端部に封着され、ガラスバルブ２内を気密に保つ。ガラスビーズ９ａ、９ｂは、ガラスバルブ２と同材料がよく、例えば、ホウ珪酸ガラスが用いられる。
【００２１】
ここで、金属酸化物層４について、更に詳しく説明する。
【００２２】
金属酸化物層４は、ガラスバルブ２の内面において、一方の電極６ａの先端部６ａ１の蛍光体層３の上にのみ実質的に配設されている。これは、金属酸化物層４が、先端部６ａ１付近、具体的には先端部６ａ１からランプ端部方向の形成長さＬ１が１ｍｍ以下、ランプ中央方向の形成長さＬ２が２ｍｍ以下のみに形成され、それ以外、例えば封着線７ａやガラスビーズ９ａなどの部分付近には形成されていないのが最適であるが、水銀吸着が問題にならない程度の量であれば先端部６ａ１付近以外の部分に金属酸化物層４が形成されているのを許容するという意味である。水銀吸着が問題にならない程度の金属酸化物層４の量とは、例えば、先端部６ａ１付近に形成された金属酸化物層４の面積に対して、先端部６ａ１付近以外に形成された金属酸化物層４の総面積が５％以下、さらに望ましくは１％以下程度の量である。
【００２３】
ここで、冷陰極蛍光ランプ１の製造方法について、図３を用いて更に詳しく説明する。
【００２４】
本実施の形態に係る冷陰極蛍光ランプ１の製造方法は、蛍光体層形成工程、金属酸化物塗布工程、除去工程、封止工程からなる。
【００２５】
蛍光体層形成工程は、図３（ａ）に示す、ガラスバルブ２を略垂直に立て、図３（ｂ）に示すように、ガラスバルブ２の一端を蛍光体溶液３´が入った容器に漬ける。このとき、ガラスバルブ２の蛍光体溶液３´に漬けていない他端には、吸引ポンプＰを接続する。ガラスバルブ２の一端が蛍光体溶液３´に漬かった状態で、吸引ポンプＰを動作させ、蛍光体溶液３´を吸い上げて、ガラスバルブ２内面に蛍光体層３を形成する。このとき、ガラスバルブ２内面に均等に蛍光体層３が形成されるよう、ガラスバルブ２を回転させながら蛍光体溶液３´を吸い上げるのがよい。蛍光体溶液３´がガラスバルブ２内面の所望の位置まで吸い上げられたとき、吸引ポンプＰの動作を停止させ、その後、蛍光体溶液３´の入った容器を取り除く。そして、吸引ポンプＰからガラスバルブ２を外し、乾燥させることで、図３（ｃ）に示すようにガラスバルブ２内面に蛍光体層３が形成される。
【００２６】
金属酸化物塗布工程は、図３（ｃ）に示す状態で、図３（ｄ）に示すように、ガラスバルブ２の一端を金属酸化物溶液４´の入った容器に漬ける。このとき、金属酸化物溶液４´に漬けるガラスバルブ２の一端は、蛍光体層形成工程で蛍光体溶液３´に漬けた側と同一であることが望ましい。その後、金属酸化物溶液４´が入った容器を取り除き、乾燥させることで、図３（ｅ）および図３（ｅ）の破線部を拡大した図３（ｆ）に示すように、ガラスバルブ２の一端に、蛍光体層３の表面に金属酸化物層４が塗布される。
【００２７】
除去工程は、図３（ｅ）および図３（ｆ）に示す状態で、ガラスバルブ２の金属酸化物層４が塗布された側の内面に、例えばナイフを当て、蛍光体層３および金属酸化物層４の一部を削り取ることでクリア層を形成し、図３（ｇ）に示すように、所望の範囲のみ金属酸化物層４が塗布されたガラスバルブ２を得る。
【００２８】
封止工程は、図３（ｇ）に示す状態で、ガラスバルブ２の一端から金属酸化物層４との位置関係が所定の関係となるようにマウント５ａを配置したのち、マウント５ａを封止する。その後、ガラスバルブ２内部に水銀や希ガス（図示しない）を封入し、他端側にも同様にマウント５ｂを封止する。これにより、図３（ｈ）に示すように、電極５ａ近傍のみ金属酸化物層４が塗布された冷陰極蛍光ランプ１を得ることができる。
【００２９】
ここで、本実施の形態に係る冷陰極蛍光ランプについて、点灯試験を実施した。点灯試験は、電気特性８Ａｒｍｓでそれぞれ５本を連続点灯し、希ガス放電開始時間を評価した。ここでいう希ガス放電開始時間とは、ガラスバルブ２内部に封入された水銀が枯渇することにより、ガラスバルブ２内部に封入された希ガスが発光し始める時間のことである。希ガスが発光した場合はピンク色に発光色が変化する。希ガス放電開始時間が長ければ長いほど、冷陰極蛍光ランプ１の寿命が長いといえる。
［実施例１］本実施の形態記載の冷陰極蛍光ランプを用いた。なお、内径：φ２．０ｍｍ、ランプ長４２０ｍｍ、Ｌ１：１ｍｍ、Ｌ２：２ｍｍで、金属酸化物層４の軸長は３ｍｍ、総面積は１８．８ｍ２である。
［比較例１］特許文献１記載の冷陰極蛍光ランプを用いた。すなわち、金属酸化物はガラスバルブの電極先端近傍のみならず、電極全体に塗布されている。なお、内径：φ２．０ｍｍ、ランプ長４２０ｍｍ、Ｌ１：３ｍｍ、Ｌ２：２ｍｍで、金属酸化物層４の軸長は５ｍｍ、総面積は３１．４ｍｍ２である。
【００３０】
希ガス放電開始時間を評価したところ、比較例１よりも実施例１の方が３．６％希ガス放電開始時間が長くなった。つまり、実施例１の方が、比較例１よりも寿命が長いことが判明した。
【００３１】
また、放電遅れ試験を行った。その結果を図４に示す。なお、放電遅れ試験は、一昼夜、暗黒下に留め置いた冷陰極蛍光ランプを、暗黒下で印加電圧１４６０Ｖｒｍｓで点灯し、放電開始時間、すなわち、放電遅れ時間を評価したものであり、試験本数は５本である。
【００３２】
図４から明らかであるとおり、実施例１のように金属酸化物の塗布範囲を限定しても、放電遅れ時間試験は０．５ｓｅｃ以下となり、実用上問題ない程度であることが判明した。また、比較例１についても、実施例１とほぼ同様の結果であった。なお、寿命試験中も同様の試験を行ったが、その結果も０．５ｓｅｃ以下であり、放電遅れは問題ないことが判明した。
【００３３】
これらの試験結果から、次のようなことが言える。第１に、金属酸化物層の形成範囲が大きいほど寿命が低下するということである。酸化セシウムなどの金属酸化物層には、水銀を寄せる性質があり、この性質により金属酸化物が広く形成されているほど水銀が多く引き寄せられる。水銀が金属酸化物に付着すると、その水銀は発光に寄与することができなくなるため、水銀の絶対量が減少したことになり、寿命を低下させてしまう。
【００３４】
第２に、金属酸化物層の形成範囲は、必ずしも放電遅れ特性に関係しないということである。これはすなわち、ある特定の領域に形成された金属酸化物層は放電遅れに効果的であるが、それ以外は放電遅れ特性にほとんど意味がないということである。その特定の領域とは、電極の先端部からランプ中央側の領域のことであり、この領域にさえ金属酸化物層が形成されていれば放電遅れを抑制することができる。
【００３５】
以上から、電極６ａの先端部６ａ１から、ランプ中央方向には突出するように、ランプ端部方向にはできるだけ範囲が小さくなるように、金属酸化物層４を形成することで、放電遅れを改善しつつ、寿命の低下を抑制した冷陰極蛍光ランプを実現できる。なお、電極６ａの先端部６ａ１からランプ端部方向への形成長Ｌ１は、最適には０ｍｍである。ただし、製造誤差等により、先端部６ａ１に金属酸化物層４が位置しない状態になると、放電遅れの抑制効果が低下してしまうので、ばらつきを考慮して、Ｌ１＞０ｍｍであるのがよい。ただし、前述のとおり先端部６ａ１よりもランプ端部方向の金属酸化物層４は実質意味がないので、Ｌ１は１ｍｍ以下、さらには０．５ｍｍ以下に設定するのがよい。一方、電極６ａの先端部６ａ１からランプ中央方向への形成長Ｌ２は、放電遅れを安定して抑制するため、０．５ｍｍ以上であるのが望ましい。ただし、金属酸化物層４を形成した範囲は非発光領域となってしまうので、Ｌ２は２ｍｍ以下、さらには１ｍｍ以下程度の長さとするのが望ましい。
【００３６】
したがって、上記構成によれば、放電遅れを改善し、寿命低下を抑制した冷陰極蛍光ランプを提供することが可能である。
（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態を示す図である。この第２の実施の形態の冷陰極蛍光ランプは、第１の実施の形態の冷陰極蛍光ランプにおいて、金属酸化物層４の塗布位置のみが異なり、他は同一であるため、同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３７】
本実施の形態では、図５（ａ）に示すように、第１の実施の形態の冷陰極蛍光ランプの製造方法の蛍光体層形成工程までは同一である。本実施の形態では、図５（ａ）に示す状態で、例えばディスペンサーを用いて、ガラスバルブ２内面の所望の位置に金属酸化物溶液４´を塗布し、乾燥させることで、図５（ｂ）に示すように所望の位置に金属酸化物層４が塗布されたガラスバルブ２を得る。以降は第１の実施の形態と同様にして、図５（ｃ）に示すように蛍光体層３の一部を削り取ることでクリア層を形成し、図５（ｄ）に示すようにマウントを封止する。
【００３８】
従って、本実施の形態でも、第１の実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００３９】
また、本実施の形態では、より効果的に金属酸化物層４を塗布することが可能である。なぜならば、本実施の形態では、所望の位置のみに金属酸化物層４を塗布しているためである。第１の実施の形態ではクリア層を形成する段階で金属酸化物層４も削りとっている。削りとった金属酸化物層４は回収して再び塗布することができないため、本実施の形態のように所望の位置のみに金属酸化物層４を塗布する方がより効果的である。
【００４０】
なお、本発明は上記構成に限定されるものではなく、例えば以下の通りにしてもよい。
【００４１】
ガラスバルブ２の形状は限定されない。例えば略円筒形状を屈曲させたＬ字状、コ字状、Ｗ字状など、どのような形状であってもよい。
【００４２】
また、金属酸化物層４は初期電子を放出しやすい物質であれば、酸化セシウムに限定されない。例えば、硫酸セシウムなどのどのようなセシウム塩でもよいし、酸化アルミニウムなどの異種金属でもよい。
【００４３】
また、電極６ａ、６ｂの形状は限定されない。例えば円柱状であってもよいし、コイル状であってもよい。
【００４４】
また、金属酸化物層４の塗布形状は限定されない。例えば、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、周方向の蛍光体層３および金属酸化物層４を除去する工程を行うことで、周方向の一部を蛍光体層３および金属酸化物層４、それ以外をクリア層としてもよい。これにより、どちらの電極６ａ、６ｂに金属酸化物層４が形成されたのかの判別をしやすくなるので、金属酸化物を形成した側を間違いなく高圧側に接続することが可能となる。なお、図６（ａ）および図６（ｂ）のように、先端部６ａ１から僅かな距離であれば、先端部６ａ１からランプ中央方向にクリア層が形成されていても問題ない。
【００４５】
また、図７に示すように、金属酸化物層４は蛍光体層３の上に限らず、ガラスバルブ２上に配設されてもよい。
【００４６】
また、蛍光体層形成工程、金属酸化物塗布工程の順序は限定されない。すなわち、金属酸化物塗布工程を経て蛍光体層形成工程に移行してもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１          冷陰極蛍光ランプ
２          ガラスバルブ
３          蛍光体層
４          金属酸化物層
５ａ、５ｂ  マウント
６ａ、６ｂ  電極
７ａ、７ｂ  封着線
８ａ、８ｂ  リード線
９ａ、９ｂ  ガラスビーズ
【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】
2010238541.tif 000007
【図６】
2010238541.tif 000008
【図７】
2010238541.tif 000009