(57)【要約】【課題】電子放射物質の剥離と脱落がなく、非発光部を長くせずにランプ電圧低減効果の持続時間の長い、高効率でかつ長寿命の冷陰極蛍光ランプを提供する。【解決手段】ガラス管（１）端内にガラス管軸と軸心を略同方向にして電極（４）を配設した冷陰極蛍光ランプであって、電極（４）は少なくとも片面に電子放射物質（８）を被着した金属薄板（７）を渦巻き状に巻回し、かつ各層間に空隙（１０）を設けてロール状電極に形成する。ロール状電極（４）の最外層の外側面には電子放射物質層を被着していない。ロール状電極（４）の空隙の間隔ｄは好ましくは０．２ｍｍ以上であり、非放電側端面を導電性金属部材により閉塞し、ロール状電極の最外周側面の金属薄板終端を屈曲させて空隙に閉塞部（９）を形成する。前記ロール状電極の巻き数は例えば１．５回以上とする【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス管端内にガラス管軸と軸心を略同方向にして電極を配設した冷陰極蛍光ランプであって、
前記電極は、少なくとも片面に電子放射物質層を被着した金属薄板を渦巻き状に巻回し、層間には空隙を設けてロール状電極に形成し、
前記ロール状電極の最外層の外側面には電子放射物質層を被着していないことを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【請求項２】
前記ロール状電極間の空隙が０．２ｍｍ以上であり、かつ前記ガラス管と前記ロール状電極の最外層との空隙が０．２ｍｍ未満である請求項１に記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項３】
前記ロール状電極の非放電側端面を導電性金属部材により閉塞するとともに、前記ロール状電極の最外周側面における前記空隙が前記ガラス管内の空間につながらないように当該空隙を閉塞した請求項１又は２に記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項４】
前記ロール状電極の最外周側面における前記空隙が、前記ガラス管内の空間につながらないように、前記ロール状電極の最外周側面の金属薄板の終端を屈曲させて、当該空隙を閉塞した請求項３に記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項５】
前記ロール状電極を構成する金属薄板は、ニッケル，ニオブ，タンタル，モリブデン及びタングステンから選ばれる少なくとも１つの金属、またはこれらの金属を含む合金である請求項１〜４のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項６】
前記ロール状電極の巻き数が１．５回以上である請求項１に記載の冷陰極蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば液晶ディスプレイ用バックライト等に適用される冷陰極蛍光ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷陰極蛍光ランプは、パソコン等の液晶ディスプレイ機器のバックライト等に用いられている。しかし、冷陰極蛍光ランプは陰極降下電圧（ランプ電圧）が高く電極損失が大きいため、特にバッテリー駆動の携帯型液晶機器において高効率・低消費電力化の要望が強い。
【０００３】
冷陰極蛍光ランプの電極損失を低減して高効率・低消費電力化を図るには、例えば電子放射物質を筒状のホロー型電極の内面に被着させたものが特許文献１及び２に開示されている。
【０００４】
このホロー型電極は点灯中のイオン衝撃によっても内面に被着させたエミッタが飛散、消耗し難いという特長を有している。エミッタには、通常バリウム，ストロンチウム，カルシウム等の混合サスペンジョンを電極内面に塗布後、加熱分解して活性化し、混合酸化物としたものが用いられている。前記電子放射物質を被着したホロー型電極ランプは、電子放射物質を被着していないホロー型電極ランプに比べて陰極降下電圧を４０〜８０Ｖ程度低減でき、その分だけ高効率・低消費電力化を達成することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−３３７２３９号公報２頁
【０００６】
【特許文献２】
特開平１０−２３３１８８号公報２頁
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記の従来の冷陰極蛍光ランプでは、ホロー型電極においても点灯中のイオン衝撃による電子放射物質消耗から数千時間点灯後には陰極降下電圧の低減効果が消失し、ランプ電圧が上昇してしまうという問題があった。そこで、電極内面への電子放射物質の増量を試みたが、電子放射物質の厚膜化によって活性化後に、またはランプの封止、排気中に、あるいはランプの搬送時の振動により電子放射物質の剥離、脱落が発生して逆にランプ電圧低減効果を損なうという問題が発生した。また、電極長を長くすれば電子放射物質を増量できるが、非発光部が長くなってしまい液晶ディスプレイの狭額縁化の点から好適でない。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、電子放射物質の剥離と脱落がなく、非発光部を長くせずにランプ電圧低減効果の持続時間の長い、高効率でかつ長寿命の冷陰極蛍光ランプを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の冷陰極蛍光ランプは、ガラス管端内にガラス管軸と軸心を略同方向にして電極を配設した冷陰極蛍光ランプであって、前記電極は、少なくとも片面に電子放射物質層を被着した金属薄板を渦巻き状に巻回し、層間には空隙を設けてロール状電極に形成し、前記ロール状電極の最外層の外側面には電子放射物質層を被着していないことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の冷陰極蛍光ランプは、少なくとも片面に電子放射物質を被着した金属薄板を渦巻き状に巻回し、かつ各層間に空隙を設けてロール状電極を形成している。このため、電極を大形化や長寸法化することなく電子放射物質の被着面積を従来に比較し拡大することができ、その結果、電子放射物質を厚膜化することなく、電子放射物質の被着量を増やすことなく冷陰極蛍光ランプの長寿命化を実現できる。
【００１１】
本発明の冷陰極蛍光ランプにおいては、ロール状電極の空隙内に放電が入り込み易くするため、ロール状電極間の空隙が０．２ｍｍ以上であり、かつガラス管とロール状電極の最外層との空隙が０．２ｍｍ未満であることが好ましい。
【００１２】
また、前記ロール状電極の非放電側端面を導電性金属部材により閉塞するとともに、前記ロール状電極の最外周側面における前記空隙が前記ガラス管内の空間につながらないように当該空隙を閉塞したことが好ましい。より好ましくは、ロール状電極の最外周側面における空隙が、ガラス管内の空間につながらないように、ロール状電極の最外周側面の金属薄板の終端を屈曲させて、当該空隙を閉塞したことが好ましい。すなわち、ロール状電極の最外周側面と金属薄板終端との空隙に閉塞部を形成する。この構成により、電子放射物質が被着された各層間に放電が入り込み、長時間点灯に際しても電極の基板損傷、電子放射物質の消耗が早期化することがない。
【００１３】
前記ロール状電極を構成する金属薄板は、ニッケル，ニオブ，タンタル，モリブデン及びタングステンから選ばれる少なくとも１つの金属、またはこれらの金属を含む合金であることが好ましい。
【００１４】
前記ロール状電極の巻き数は、１．５回以上であることが好ましい。これにより、電子放射物質の被着面積を所望の面積に拡大できる。巻き数が１．５回未満では、電子放射物質の被着面積の拡大が少なく、好ましくない。
【００１５】
なお、巻き数は、金属薄板の終端閉塞部を通る直径（最大直径）の円周を基準（１．０）として算出する。
【００１６】
以下、本発明の具体的実施形態について、図面とともに説明する。図１は本発明の冷陰極蛍光ランプの一例を示す要部断面図である。ガラス管１の内面の一部には蛍光体層２が形成されている。ガラス管１の側端部から給電体３が挿入され、その先端にはロール状電極４が接続している。５はロール状電極４の非放電側端面を閉塞する導電性金属部材、６はガラス管１の封着部材である。ｄは空隙の長さを示し、９は金属薄板７の終端に設けた閉塞部である。
【００１７】
図２は図１のＩ−Ｉ線断面図であり、ロール電極４の断面を示す。金属薄板７の片面には、電子放射物質８が塗布されている。
【００１８】
図１及び図２において、通常の冷陰極蛍光ランプに用いるソーダガラスやホウケイ酸ガラス等よりなる管外径が約１０ｍｍ以下の細径のガラス管１の内面には、使用目的に応じた色温度や光色を有する蛍光体２の所定量が被着されている。ロール状電極４は、ニッケル，ニオブ，タンタル，モリブデン，タングステンの少なくとも１種よりなる金属薄板７を渦巻き状に複数層に巻回し、かつ非放電側端面を金属薄板７用の材料と同様の導電性金属部材を用いて閉塞し、かつロール状電極４の最外周側面の金属薄板７の終端を屈曲せしめて空隙１０に閉塞部９を形成している。
【００１９】
金属薄板７の少なくとも片面には、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物等の化合物よりなる電子放射物質８の膜を被着し、金属薄板７相互の空隙１０の間隔を少なくとも０．２ｍｍとしたことが好ましい。
【００２０】
金属薄板７の厚みは０．０５ｍｍ〜１ｍｍの範囲が好ましい。０．０５ｍｍ未満では耐スパッタ性が低くなる。また、１ｍｍを超えると、電極が大型化してしまう。
【００２１】
電子放射物質８の膜厚は１μｍ〜２０μｍの範囲が好ましい。１μｍ未満ではランプ電圧の低減効果の持続時間が短くなる。また、２０μｍを超えると、従来技術で説明した問題が生ずる。
【００２２】
ガラス管１内には所定量の水銀及びアルゴン，ネオン，クリプトン，キセノン等の少なくとも１種を封入しており、給電体３は例えば、ガラスビーズの如き封着部材６を介してガラス菅１の管端に封着されている。
【００２３】
前記のようにして構成した冷陰極蛍光ランプは、細形サイズにも関わらず電極の長寸化、大形化等を必要とすることなしに、電子放射物質の被着量を大きく増大させ、かつ安定放電を維持できる電極構成としているので、高効率・省電力を維持しながら長寿命化を実現できる。
【００２４】
【実施例】
以下本発明の実施例を説明する。電子放射物質には、硝化綿、炭酸ジエチル及び蓚酸ジエチルの調合液２０リットルに、炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）と炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）の粉末を、モル比ＢａＣＯ３：ＳｒＣＯ３＝１：１となるように合計１０ｋｇを採取して混合し、比重約１．２の混合炭酸塩サスペンジョンとした。
【００２５】
このサスペンジョンをニッケル材料から成る厚み０．１ｍｍの金属薄板７の片側表面に乾燥厚み５μｍとなるように塗布し、空気中で自然乾燥させた。そして、電子放射物質が被着した面を内側にして、ｄ＝０．２ｍｍの空隙１０を設けながら３層の渦巻き状に巻回し、最外周側面と金属薄板７の終端との空隙１０に閉塞部９を設け、ロール状電極４を形成した。ロール状電極４と金属薄板７とはレーザー溶接により一体化した。空隙１０は、まず板状に所望の空隙と同じ厚みのスペーサーを張り合せ、板状の電極をスペーサーとともに巻回し、その後スペーサーを抜き取ることにより形成した。
【００２６】
得られたロール状電極４は、長径（図２の閉塞部９を通る直径）５ｍｍ、短径（図２の閉塞部９を通る直径と直交する直径）４．７ｍｍ、長さ５ｍｍであった。
【００２７】
ロール状電極４と図３に示す単純凹型の従来ランプのホロー型電極１１の電子放射物質８の被着量を比較すると、本実施例品は従来ランプの約２倍近い量が被着されていることがわかった。本実施例品はロール状に形成していることにより、表面積が約２倍になっていた。
【００２８】
ロール状電極４は、ロール状電極４の非放電側端面を閉塞するニッケル材料から成る部材５を介して給電体３とレーザー溶接で接続した。
【００２９】
ロール状電極４をカーボン製のボード上に立て、このボードを石英管内に挿入した。そして、この石英管の一端の開口部からアルゴンガスを毎分６リットルの割合で流入しながら、この石英管を電気炉内に挿入した。
【００３０】
電気炉内部温度（活性化温度）は１１００℃になっており、ロール状電極４の内面に被着した電子放射物質を１５分間活性化させた。
【００３１】
この活性化により、混合炭酸塩サスペンジョンは加熱分解して、混合酸化物となった。その後、通常の製造方法によって排気、封止を行い、冷陰極蛍光ランプを製造した。
【００３２】
図５に、本発明の実施例品と、図３に示すホロー型電極１１の内面に電子放射物質８を被着させた従来ランプ（以下、比較品Ａという）及び図４に示すホロー型電極１１の内面に電子放射物質を被着させていない従来ランプ（以下、比較品Ｂという）を高周波点灯回路（図示せず）を用いて周波数６０ｋＨｚ、ランプ電流５ｍＡで点灯したときの累積点灯時間に対するランプ電圧の上昇変化を示す。なお、図５中、実線は本発明の実施例品、破線は比較品Ａ、一点鎖線は比較品Ｂの測定結果をそれぞれ示す。
【００３３】
図５のグラフから明らかなように、本発明の実施例品及び比較品Ａは、比較品Ｂに比べて初期のランプ電圧は約６０Ｖ低減することがわかる。さらに、点灯中のランプ電圧上昇を比較すると、比較品Ａでは５０００時間程度でランプ電圧が上昇して低減効果が消失したのに対し、本発明の実施例品は、比較品Ａと比べて点灯中のランプ電圧の上昇変化が緩やかで、１００００時間以上その効果を持続することがわかり、良好な結果を得ることができた。
【００３４】
この結果は、電子放射物質の被着量が従来の２倍近い量であること、空隙１０の間隔を少なくとも０．２ｍｍに維持しているので、電子放射物質８が被着した各層に放電が入り込み、充分な放電特性を得ることができる、またイオン衝撃による飛散を受けてもロール状電極４の各層間で再付着して消耗を抑制することができることに起因している。
【００３５】
なお、比較のために空隙１０の間隔を０．１ｍｍにして前記実施例品と同仕様のランプを製作し、ランプ電流５ｍＡで点灯させたところ、電子放射物質８が被着した各層に放電が充分に入り込めず、ロール状電極４の最外周外面に放電が回り込んでしまうことを確認した。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明は、電子放射物質の剥離と、脱落がなく、電極の大形化や長寸法化せずに電子放射物質の被着量を増大でき、ランプ電圧低減効果が長い冷陰極蛍光ランプを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷陰極蛍光ランプの１例を示す要部側断面図
【図２】同、図１のＩ−Ｉ線断面図
【図３】ホロー型電極の内面に電子放射物質を被着させた従来ランプ（比較品Ａ）の断面図
【図４】ホロー型電極の内面に電子放射物質を被着していない従来ランプ（比較品Ｂ）の断面図
【図５】本発明の実施例品と、比較品Ａと、比較品Ｂの累積点灯時間に対するランプ電圧上昇変化を示すグラフ
【符号の説明】
１  ガラス管
２  蛍光体層
３  給電体
４  ロール状電極
５  導電性金属部材
６  封着部材
７  金属薄板
８  電子放射物質
９  閉塞部
１０  空隙
１１  ホロー型電極
【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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