(57)【要約】      （修正有）【課題】余分な放熱部材を用いずに蛍光体の発熱を放熱できるようにする。【解決手段】蛍光体１４の蛍光面に電子を照射して蛍光体を励起発光させる冷陰極蛍光ランプにおいて、上記蛍光面のほぼ全面にわたり凹凸１８を設けて当該蛍光面の表面積を増大し、これによって放熱部材を余分に必要とせず二次電子ｅ２放出量を増大して放熱の改善を図った構成。【選択図】図１
2006190545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体の蛍光面に電子を照射して蛍光体を励起発光する冷陰極蛍光ランプにおいて、上記蛍光面は、電子が照射される表面のほぼ全面に二次電子放出量増大用に凹凸が形成されている、ことを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体に電子照射して励起発光する冷陰極蛍光ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の冷陰極蛍光ランプにおいては、表面伝導型、電界放出型、ＭＩＭ型等各種提案されている。例えば、電界放出型では、図示はしないが、真空外囲器に蛍光体と陽極部とを設け、陽極部と陰極部との間に高電界を印加して陰極部から電子（一次電子）を高速で蛍光体に加速衝突させて該蛍光体を励起発光させるようにしている。このような蛍光体の発光においては、電子が持つ加速エネルギーから発光エネルギーを除いたエネルギーが蛍光体に付与される結果、蛍光体は発熱し、発光効率の低下、蛍光体の劣化を来す上、この発熱は陽極部の面積が大きくなる程、増加する。そのため、かかる冷陰極蛍光ランプを薄型、軽量化、かつ、大画面化する傾向の液晶表示装置のバックライトとして組み込む場合、その放熱はますます重要となりつつある。従来から蛍光体の発熱に対する放熱を図った技術は多数提案されてきているものの（特許文献１、２，３等参照。）、それら既存の放熱技術は、放熱部材を余分に付設して蛍光体の放熱を図るものであり、コストが高くつき、バックライトとして、薄型、軽量化等に加えて、低価格化も要望される場合には、到底、採用し難い。
【特許文献１】特開２０００−１７３５５０号公報
【特許文献２】特開２０００−２０８０７７号公報
【特許文献３】特開２００３−２３７１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、蛍光体の放熱に余分な放熱部材を付設せずして、蛍光体を効率的に放熱可能として、薄型、軽量化、低価格化の冷陰極蛍光ランプの製作を実現可能にすることを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明による冷陰極蛍光ランプは、蛍光体の蛍光面に電子を照射して蛍光体を励起発光する際に二次電子が蛍光面から放出される冷陰極蛍光ランプにおいて、上記蛍光面は、電子が照射される表面のほぼ全面に二次電子放出量増大用に凹凸が形成されていることを特徴とするものである。蛍光面の凹凸は凹部と凸部との組合わせからなり、凹部の深さ、凸部の高さ、凹凸ピッチを蛍光面全体にわたり同等とすると二次電子の放出量を蛍光面全体にわたり均等に行うことが可能となり、該二次電子の放出に伴う放熱を均等にして発光効率を一様にして発光むらを解消することができて好ましい。蛍光体は、多数の不定形の蛍光体粒子から構成されている。蛍光体粒子は不定形であるがその粒径はほぼ４〜９μｍ程度であり、蛍光体粒子の積層個数を蛍光面の各部において上記凹部と凸部に対応して設定することが好ましい。積層した蛍光体粒子の積層面に該蛍光体粒子よりも粒径が小さい別の微粒子を積層し、この微粒子の積層量を設定して凹凸を形成することができる。凹凸ピッチや凹部の内壁面、凸部の外壁面形状は二次電子がそれら壁面に反射して蛍光体内部に戻らないか、あるいは戻りにくいように設定することが好ましい。本発明の蛍光面の凹凸は以上のように定義される凹凸であり、蛍光面に凹凸を付ける技術として特開１８００−９０８４７号公報に開示されている技術とは異なって、反射電子、二次電子を再度、蛍光体に戻すものではなく、二次電子を放出して蛍光体に戻らないようにして放熱を図っている。なお、上記公報に記載の技術に付言するならば、二次電子を再度、蛍光体に戻すと、二次電子発生により形成される電子と正孔とが再結合して発光する確率は大きくはなく、殆どが熱となる。したがって、本発明において特筆すべきは、二次電子は外部に放出するとしても、そのことにより発光効率が低下することはない。さらには、蛍光体の上記凹凸により表面積が増大する結果、一次電子の照射領域が拡大増加しているので、発光強度が落ちず、放熱することができるという、顕著な効果を発揮することができることである。
【０００５】
上記凹凸の形状は半円状、半楕円状、正弦波状、波形状、鋸歯状等、何でもよい。本発明によれば、蛍光面のほぼ全面にわたり凹凸が設けられて当該蛍光面の表面積が増大されているので、二次電子が蛍光体から管内に放出することができる面積が大きく拡大され、蛍光体内に残留する二次電子の量が大幅に減り、二次電子による熱蓄積を抑制して放熱を図ることができるようになる。そして、この放熱構造としては蛍光面の表面全体にわたり単に放熱面積増大用としての凹凸を付けただけであるから、蛍光体の放熱に余分な放熱部材を付設する必要がなくなり、薄型、軽量化、低価格化の冷陰極蛍光ランプを製作することができるようになる。蛍光面に付ける凹凸の深さ、高さ、凹凸ピッチ等は、適宜に実験等により設定することができる。例えば、蛍光体粒子は粒径が例えば数μmであり、この蛍光体粒子の積層高さに変化を付けることでも蛍光面に凹凸を形成することができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、蛍光体の放熱に余分な放熱部材を付設せずして、蛍光体の発熱を効率的に放熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係る冷陰極蛍光ランプを説明する。実施の形態では冷陰極蛍光ランプとして電界放出型の冷陰極蛍光ランプに適用するが、冷陰極から蛍光体を一次電子を衝突させて励起発光させる他の形態の冷陰極蛍光ランプに適用することができる。図１は、本実施の形態の電界放出型の冷陰極蛍光ランプ（以下、本ランプと称する）の断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３は図１の要部を拡大して示す断面図である。これらの図において、本ランプは内部が所定の真空圧とされた真空容器１０を有する。この真空容器１０の形状はバックライトを始めとして光源の用途に応じて様々な形態をとることができる。実施の形態では説明の都合で比較的フラットな箱形としている。真空容器１０は前面パネル１０ａ、背面パネル１０ｂ、スペーサパネル１０ｃからなり、前面パネル１０ａはガラス基板、石英やサファイヤ等からなり光源光を外部に照射することができるようになっている。前面パネル１０ａの内面には平面形状のアノード１２がＩＴＯ（酸化インジウム・錫）やアルミニウム等の金属をスパッタリングやＥＢ蒸着等により薄膜状にして形成されている。アノード１２の材料は、蛍光発光を直接見るタイプ（直視タイプ）ではＩＴＯ、アルミニウムのいずれでもよいが、アノードを介して蛍光発光を見る透過タイプではＩＴＯを用いることが好ましい。直視タイプでは、特に材料の限定はないが、例えば、上記酸化インジウム・錫の他に酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛、カルコゲン化亜鉛、窒化ガリウム、窒化インジウム、ＣｄＴｅなどの無機材料を挙げることができる。ただし、電子速度が高速の場合はアルミニウムを電子が透過できるので、透過タイプでもＩＴＯ、アルミニウムのいずれでもよい。
【０００８】
蛍光体１４は、アノード１２にスラリー塗布法、スクリーン印刷、電気永動法、沈降法等により塗布することにより平面形状に形成されている。蛍光体１４の材料は公知の材料（蛍光材料）を用いることができる。蛍光体１４の厚さは、蛍光材料の粒径の１〜５倍程度に設定される。蛍光体１４は電子線励起により高効率で発光することができることが好ましい。蛍光材料は、導電性材料と反応しにくい材料が好ましい。例えば、希土類酸化物蛍光材料がある。蛍光体１４を構成する蛍光粒子の平均粒径は、蛍光面に凹凸が少なく発光むらが生じにくく、発光効率の向上に貢献することができる値が好ましい。
【０００９】
カソード１６は、アノード１２と間隔を隔てて一方向にワイヤ状に延びて配置される。カソード１６は、アノード電圧３〜１５ｋＶ程度の印加によりアノード１２との間で発生する電界によりアノード１２の平面領域全体をカバーするよう電子を放出する電界放射型のカソードである。カソード１６は、導線１６ａと、この導線１６ａの表面に形成された多数のナノチューブ状あるいはナノウォール状の微細突起を有する炭素薄膜１６ｂとにより形成されている。カソード１６は、１つまたは複数の導線をアノード１２やグリッド１８の平面領域全体をカバーするよう蛇行屈曲させた構成でもよいし、複数の導線を拠り合わせてアノード１２やグリッド１８の平面領域全体をカバーする構成でもよい。導線１６ａはニッケルやその合金等がある。炭素薄膜１６ｂは、ナノチューブ状やナノウォール状の微細突起を有する。ナノウォール状の炭素薄膜は、プラズマＣＶＤ法により、例えば、電子サイクロトロン共鳴法（ＥＣＲ−ＰＣＶＤ法）により形成することができる。
【００１０】
カソード１６は、導線１６ａの表面が電界集中をより発生しやすくする表面粗さに積極的に設定されており、この表面粗さの凹凸１６ｃは炭素薄膜１６ｂだけの微細突部にさらに全体の凹凸１６ｄを形成しており微細突部での電界集中を助長する電界集中補助部として作用する。この表面粗さは微視的であるが、可視的な凹凸でもよい。例えば、複数の導線を撚り合わせてなる凹凸や、導線表面をねじ切り加工する凹凸でもよい。
【００１１】
以上の構成を備えた本ランプにおいては、蛍光体１４の背面全体に凹凸１８が形成されている。この凹凸１８は例えば蛍光体粒子１４ａの個数をランダムに設定することにより形成することができる。凹凸１８は蛍光体１４の表面に凹凸形成治具を押し込んで形成することができる。凹凸１８を構成する凹部１８ａの深さ、凸部１８ｂの高さ、凹部１８ａ間のピッチや凸部１８ｂのピッチ等は放熱レベルに応じて適宜に設定することができる。
【００１２】
以上から実施の形態のランプでは、蛍光体１４に一次電子ｅ１が衝突して発生する二次電子ｅ２は、蛍光体１４の背面側から放出されるが、その放出量は蛍光体１４の表面積が凹凸１８により増大しているので、平坦な場合の表面積の場合と比較して、より多量に放出することができ、表面の発光に伴う発熱は、より効果的に放熱され、蛍光体１４の発熱に伴う発光効率の低下や劣化等を防止することができる。
【００１３】
したがって、実施の形態では、蛍光体１４の放熱を図るのに、放熱部材を用いずに、単に蛍光体１４に凹凸１８を付与するのみで、放熱の改善を図ることが可能となるから、本ランプを大型軽量高性能かつ低価格化志向の液晶表示装置のバックライトに適用することができる。
【００１４】
なお、本ランプでは、図４で示すように、前面パネル１０ａの内面に凹凸１０ａ１を形成して、蛍光体１４の背面に凹凸１８を形成することができる。
【００１５】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で、種々な変更ないしは変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る冷陰極蛍光ランプの断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線の断面図である。
【図３】図１の要部を拡大して示す断面図である。
【図４】他の実施の形態に係る冷陰極蛍光ランプの要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１２  アノード
１４  蛍光体
１６  カソード
１８  凹凸
【図１】
2006190545.tif 000003
【図２】
2006190545.tif 000004
【図３】
2006190545.tif 000005
【図４】
2006190545.tif 000006