(57)【要約】【課題】電子放出の効率、照度に対する信頼性の低下を招くことなく有効発光長を長くする。【解決手段】有底筒状の電極５ａ，５ｂをガラスバルブ１の両端部に一体的に封着する。また、電極５ａ，５ｂのそれぞれの開口端をガラスバルブ１の空間内側に向け、電極５ａ，５ｂとガラスバルブ１との封着領域に電極底部が位置するように電極５ａ，５ｂのそれぞれの胴部にガラスバルブ端部を封着する。この構成により、電極端部がガラスバルブの外に露出しないようにして、電極５ａ，５ｂの冷却を防ぐ。電極５ａ，５ｂの材質として、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａといった耐スパッタリング用の金属を使用する。電極５ａ，５ｂの底部の厚さは０．０７ｍｍ以上とする。電極５ａ，５ｂの側壁の厚さは０．０５〜０．３ｍｍの範囲とする。【選択図】      図１
2004253141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスバルブと、このガラスバルブの内壁に形成された蛍光体層と、このガラスバルブ内に希ガス及び水銀を封入し、かつガラスバルブの両端部に封着された電極とを具備し、前記電極は有底筒状をなし、かつ上記有底筒状の電極は、開口端を前記ガラスバルブ空間内側に突出して露出するように前記有底筒状電極の筒状胴部に前記ガラスバルブ端部を封着するとともに、この封着領域に有底筒状電極の電極底部が位置するように封装してなることを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【請求項２】
前記有底筒状電極低部のガラスバルブ外側に露出した端部に銅または銅酸化物が溶接されてなることを特徴とする請求項１記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項３】
前記有底筒状電極底部のガラスバルブ外側に露出した端部に板状の導電性金属が溶接されており、輪状の引き出し端子が溶接されてなることを特徴とする請求項１記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項４】
前記有底筒状電極低部のガラスバルブ外側に露出した端部に弾性を有する導電性金属を介在して板状の導電性金属が溶接されてなることを特徴とする請求項１記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項５】
両端が開口したガラスバルブの内壁に蛍光体層を形成する工程と、上記ガラスバルブの一方端側からガラスバルブ内に有底筒状の電極を挿入し、当該電極をガラスバルブの一方端に仮固定する工程と、この電極を仮固定した側のガラスバルブ開口端側を封止する工程と、ガラスバルブ内の他方端部から有底筒状の電極を挿入し、当該電極をガラスバルブの他方端部に仮固定する工程と、前記仮固定した電極と前記ガラスバルブの開口端との間に前記ガラスバルブ内の空間に水銀スリーブを仮固定する工程と、上記開口端の開口部を吸引口にしてガラスバルブ内を真空にし、希ガスを充填した後その開口部を封着する工程と、水銀スリーブを高周波加熱して水銀をガラスバルブ内の電極間に導入する工程と、前記それぞれの電極周壁のガラスバルブを前記それぞれの電極側壁に封着する工程とを具備してなることを特徴とする冷陰極蛍光ランプの製造方法。
【請求項６】
両端が開口したガラスバルブの内壁に蛍光体層を形成する工程と、上記ガラスバルブの一方端側からガラスバルブ内に有底筒状の電極を挿入し、当該電極をガラスバルブの一方端に仮固定する工程と、この仮固定した電極と前記ガラスバルブの開口端との間に前記ガラスバルブ内の空間に水銀スリーブを仮固定する工程と、この電極を仮固定した側のガラスバルブ開口端側を封止する工程と、ガラスバルブ内の他方端部から有底筒状の電極を挿入し、当該電極をガラスバルブの他方端部に仮固定する工程と、上記開口端の開口部を吸引口にしてガラスバルブ内を真空にし、希ガスを充填した後その開口部を封着する工程と、水銀スリーブを高周波加熱して水銀をガラスバルブ内の電極間に導入する工程と、前記それぞれの電極周壁のガラスバルブを前記それぞれの電極側壁に封着する工程とを具備してなることを特徴とする冷陰極蛍光ランプの製造方法。
【請求項７】
両端が開口したガラスバルブの内壁に蛍光体層を形成する工程と、上記ガラスバルブの一方端側からガラスバルブ内に有底筒状の電極を挿入し、当該電極をガラスバルブの一方端に仮固定する工程と、この電極を仮固定した更にガラスバルブ開口端部側の空間部にゲッターを仮固定してガラスバルブ開口端を封止する工程と、ガラスバルブ内の他方端部から有底筒状の電極を挿入し、当該電極をガラスバルブの他方端部に仮固定する工程と、前記仮固定した電極と前記ガラスバルブの開口端との間に前記ガラスバルブ内の空間に水銀スリーブを仮固定する工程と、上記開口端の開口部を吸引口にしてガラスバルブ内を真空にし、希ガスを充填した後その開口部を封着する工程と、水銀スリーブを高周波加熱して水銀をガラスバルブ内の電極間に導入する工程と、前記それぞれの電極周壁のガラスバルブを前記それぞれの電極側壁に封着する工程とを具備してなることを特徴とする冷陰極蛍光ランプの製造方法。
【請求項８】
両端が開口したガラスバルブの内壁に蛍光体層を形成する工程と、上記ガラスバルブの一方端側からガラスバルブ内に有底筒状の電極を挿入し、当該電極をガラスバルブの一方端に仮固定する工程と、この電極を仮固定した更にガラスバルブ開口端部側の空間部にゲッターを仮固定してガラスバルブ開口端を封止する工程と、ガラスバルブ内の他方端部から有底筒状の電極を挿入し、当該電極をガラスバルブの他方端部に仮固定する工程と、前記仮固定した電極と前記ガラスバルブの開口端との間に前記ガラスバルブ内の空間に水銀スリーブを仮固定する工程と、上記開口端の開口部を吸引口にしてガラスバルブ内を真空にし、希ガスを充填した後その開口部を封着する工程と、水銀スリーブを高周波加熱して水銀をガラスバルブ内の電極間に導入する工程と、前記それぞれの電極周壁は、他方の電極周壁のガラスバルブを電極側壁に封着したのち、前記一方の電極周壁のガラスバルブを電極側壁に封着する工程とを具備してなることを特徴とする冷陰極蛍光ランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置用の照明装置等に光源として使用される冷陰極蛍光ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２６に示すように、従来の冷陰極蛍光ランプは、直管形のガラスバルブ５１の内壁に紫外線による刺激で発光する蛍光体層５２が形成され、ガラスバルブ５１の内部にネオンやアルゴルといった希ガス５３や水銀５４が放電媒体として封入される。ガラスバルブ５１の両端の内部にそれぞれ有底筒状の電極５５ａ、５５ｂが配置される。電極５５ａ、５５ｂの底面部にはそれぞれリード線５７ａ、５７ｂがガラスバルブ５１の外部に延出するように接続される。リード線５７ａ、５７ｂは各電極の底面部からガラスバルブ５１の最先端に至るまでの部分でそれぞれ封着線５８ａ、５８ｂにより覆われる。封着線５８ａ、５８ｂは、それぞれビードガラス５９ａ、５９ｂを介してガラスバルブ５１の端部に封着される。また、電極５５ａ，５５ｂを形成する金属にはニッケル（Ｎｉ）が用いられる。
【０００３】
電極が配置された部分では蛍光体層が発光しないため、図２６に示した冷陰極蛍光ランプでは管軸方向の有効発光長が封着線５８、ビードガラス５９、電極５５の長さの分だけ短くなるという問題があった。
【０００４】
その問題を解決するために封着線５８、ビードガラス５９を除去し、電極５５を直接バルブに封着したものとして以下に示す特許文献１のようなものが知られている。特許文献１の冷陰極蛍光管は、有底筒状の電極の開口端側をガラスバルブに直接封着し、電極端部をガラスバルブから突出させた構造である。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−０４２７２４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の構造では、駆動回路からランプに供給される電力を一定として考えるとき、電極端部がガラスバルブの外部へ突出しているため、冷却されてしまい、電極からの電子放出が抑制される。このため、ランプ電圧が高くなり、ランプ電流が抑制されて明るい照度が得られなくなるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電子放出の効率、照度に対する信頼性の低下を招くことなく有効発光長を長くし得る冷陰極蛍光ランプを提供することにある。
【０００８】
また、本発明の別の目的は、上記冷陰極蛍光ランプを製造する製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明に係る冷陰極蛍光ランプは、ガラスバルブと、このガラスバルブの内壁に形成された蛍光体層と、このガラスバルブ内に希ガス及び水銀を封入し、かつガラスバルブの両端部に封着された電極とを具備し、前記電極は有底筒状をなし、かつ上記有底筒状の電極は、開口端を前記ガラスバルブ空間内側に突出して露出するように前記有底筒状電極の筒状胴部に前記ガラスバルブ端部を封着するとともに、この封着領域に有底筒状電極の電極底部が位置するように封装してなることを特徴とする。
【００１０】
本発明にあっては、有底筒状の電極をガラスバルブの両端部に一体的に封着するようにしたことで、ホロー効果を維持した状態で有効発光長を長くするようにしている。また、電極の開口端をガラスバルブ空間内側に向けた状態で、電極とガラスバルブとの封着領域に電極底部が位置するように電極の胴部にガラスバルブ端部を封着するようにしたことで、電極端部がガラスバルブの外に露出しないようにして、冷却されることを防ぐようにしている。
【００１１】
前記有底筒状電極低部のガラスバルブ外側に露出した端部に銅または銅酸化物が溶接されてなることを特徴とする。
【００１２】
前記有底筒状電極底部のガラスバルブ外側に露出した端部に板状の導電性金属が溶接されており、輪状の引き出し端子が溶接されてなることを特徴とする。
【００１３】
前記有底筒状電極低部のガラスバルブ外側に露出した端部に弾性を有する導電性金属を介在して板状の導電性金属が溶接されてなることを特徴とする。
【００１４】
ここで、電極には、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａといった耐スパッタリング用の金属を用いることが望ましい。また、電極の底部の厚さは０．０７ｍｍ以上の範囲とすることが望ましい。また、電極の側壁の厚さは、０．０５〜０．３ｍｍの範囲とすることが望ましい。
【００１５】
第２の本発明に係る冷陰極蛍光ランプの製造方法は、両端が開口したガラスバルブの内壁に蛍光体層を形成する工程と、上記ガラスバルブの一方端側からガラスバルブ内に有底筒状の電極を挿入し、当該電極をガラスバルブの一方端に仮固定する工程と、この電極を仮固定した側のガラスバルブ開口端側を封止する工程と、ガラスバルブ内の他方端部から有底筒状の電極を挿入し、当該電極をガラスバルブの他方端部に仮固定する工程と、前記仮固定した電極と前記ガラスバルブの開口端との間に前記ガラスバルブ内の空間に水銀スリーブを仮固定する工程と、上記開口端の開口部を吸引口にしてガラスバルブ内を真空にし、希ガスを充填した後その開口部を封着する工程と、水銀スリーブを高周波加熱して水銀をガラスバルブ内の電極間に導入する工程と、前記それぞれの電極周壁のガラスバルブを前記それぞれの電極側壁に封着する工程とを具備してなることを特徴とする。
【００１６】
ここで、ガラスバルブと電極の熱膨張比率については、ガラスバルブ１に対して電極を０．９〜１．２の範囲とすることが望ましい。
【００１７】
第３の本発明に係る冷陰極蛍光ランプの製造方法は、両端が開口したガラスバルブの内壁に蛍光体層を形成する工程と、上記ガラスバルブの一方端側からガラスバルブ内に有底筒状の電極を挿入し、当該電極をガラスバルブの一方端に仮固定する工程と、この仮固定した電極と前記ガラスバルブの開口端との間に前記ガラスバルブ内の空間に水銀スリーブを仮固定する工程と、この電極を仮固定した側のガラスバルブ開口端側を封止する工程と、ガラスバルブ内の他方端部から有底筒状の電極を挿入し、当該電極をガラスバルブの他方端部に仮固定する工程と、上記開口端の開口部を吸引口にしてガラスバルブ内を真空にし、希ガスを充填した後その開口部を封着する工程と、水銀スリーブを高周波加熱して水銀をガラスバルブ内の電極間に導入する工程と、前記それぞれの電極周壁のガラスバルブを前記それぞれの電極側壁に封着する工程とを具備してなることを特徴とする。
【００１８】
第４の本発明に係る冷陰極蛍光ランプの製造方法は、両端が開口したガラスバルブの内壁に蛍光体層を形成する工程と、上記ガラスバルブの一方端側からガラスバルブ内に有底筒状の電極を挿入し、当該電極をガラスバルブの一方端に仮固定する工程と、この電極を仮固定した更にガラスバルブ開口端部側の空間部にゲッターを仮固定してガラスバルブ開口端を封止する工程と、ガラスバルブ内の他方端部から有底筒状の電極を挿入し、当該電極をガラスバルブの他方端部に仮固定する工程と、前記仮固定した電極と前記ガラスバルブの開口端との間に前記ガラスバルブ内の空間に水銀スリーブを仮固定する工程と、上記開口端の開口部を吸引口にしてガラスバルブ内を真空にし、希ガスを充填した後その開口部を封着する工程と、水銀スリーブを高周波加熱して水銀をガラスバルブ内の電極間に導入する工程と、前記それぞれの電極周壁のガラスバルブを前記それぞれの電極側壁に封着する工程とを具備してなることを特徴とする。
【００１９】
第５の本発明に係る冷陰極蛍光ランプの製造方法は、両端が開口したガラスバルブの内壁に蛍光体層を形成する工程と、上記ガラスバルブの一方端側からガラスバルブ内に有底筒状の電極を挿入し、当該電極をガラスバルブの一方端に仮固定する工程と、この電極を仮固定した更にガラスバルブ開口端部側の空間部にゲッターを仮固定してガラスバルブ開口端を封止する工程と、ガラスバルブ内の他方端部から有底筒状の電極を挿入し、当該電極をガラスバルブの他方端部に仮固定する工程と、前記仮固定した電極と前記ガラスバルブの開口端との間に前記ガラスバルブ内の空間に水銀スリーブを仮固定する工程と、上記開口端の開口部を吸引口にしてガラスバルブ内を真空にし、希ガスを充填した後その開口部を封着する工程と、水銀スリーブを高周波加熱して水銀をガラスバルブ内の電極間に導入する工程と、前記それぞれの電極周壁は、他方の電極周壁のガラスバルブを電極側壁に封着したのち、前記一方の電極周壁のガラスバルブを電極側壁に封着する工程とを具備してなることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２１】
［第１の実施の形態］
図１の軸方向断面図に示すように、本実施の形態における冷陰極蛍光ランプは、直管形のガラスバルブ１の内壁に紫外線による刺激で発光する蛍光体層２が形成され、ガラスバルブ１の内部にネオンやアルゴルを用いた希ガス３及び水銀４が放電媒体として気密に封入される。ガラスバルブ１の両端には有底筒状の電極５ａ，５ｂの筒状胴部がそれぞれ開口端をガラスバルブ１内部に突出して露出するように封着されるとともに、この封着領域に電極５ａ，５ｂの底部が位置するように封装される。すなわち、電極５ａ，５ｂの端部が、ガラスバルブ１との封着領域に完全に収納された構成である。電極５ａ，５ｂの底面部には銅（Ｃｕ）あるいは銅化合物といったＣｕを含む金属６ａ，６ｂがそれぞれ溶接される。この金属６ａ，６ｂにハーネスからのリード線７ａ，７ｂがそれぞれ半田付けされる。蛍光体層２には、赤、青、緑を混合した３波長蛍光体が用いられる。
【００２２】
次に、冷陰極蛍光ランプの寸法の一例について説明する。ガラスバルブ１の軸方向の全長は２００ｍｍ、外形は１．８ｍｍ、内径は１．４ｍｍである。電極５ａと電極５ｂの距離は１８８ｍｍである。外径は１．２〜５．０ｍｍの範囲にあることが望ましい。
【００２３】
図２の断面図に示すように、電極５の軸方向の長さＬは２〜４ｍｍ、外径Ｐは１〜４ｍｍ、電極５のガラスバルブ１との封着領域の軸方向の長さＮは１〜２ｍｍである。本実施の形態では、電極５をガラスバルブ１の両端部に一体的に封着した構成である。この場合、電極５の底部にスパッタリングが集中し、電極５の底部に穴があくおそれがある。そこで、電極５の材質には、耐スパッタリングに適した金属を用いる。この金属としては、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｔａ）のうちの少なくとも１つを用いる。
【００２４】
また、スパッタリングによる穴空きを防止する観点からは、電極５の底部の厚さＭは、軸方向に肉厚であることが望ましい。しかしながら、電極底部を厚くしすぎると必要な電極表面積を仮定した場合、底部を厚くする程有効発光長が削減されるため、電極底部の厚さＭについては最適な範囲を検討する必要がある。
【００２５】
図３の電極底部の厚さに対する寿命特性のグラフに示すように、スパッタリングの影響によって電極底部に穴が空くまでの保証時間を４０００（Ｈｒ）とすると、電極底部の厚さが０．０５ｍｍよりも薄い場合には、この保証時間に達する前に穴が空くことが確認された。よって、電極底部の肉厚は、これよりも余裕を持たせた０．０７ｍｍ以上とすることが最適である。また、電極底部の厚さの上限については、寿命時間が安定した０．２５ｍｍとするのが最適である。  電極５の側壁も、スパッタリングによる穴空きを防止する観点からは肉厚であることが望ましい。しかしながら、電極側壁を厚くしすぎるとホロー効果が失われて電極の内表面が小さくなり管電圧の上昇を招き電力ロスが大きくなるため、電極側壁の厚さについても最適な範囲を検討する必要がある。
【００２６】
図４の電極側壁の厚さに対する管電圧特性のグラフに示すように、電極側壁の厚さが０．３ｍｍを超えると管電圧が上昇し始めることが確認された。電極側壁の厚さの下限については、薄くしすぎるとスパッタリングにより寿命が短くなるので、０．０５ｍｍとするのが最適である。すなわち、電極側壁の厚さは０．０５〜０．３ｍｍの範囲とすることが最適である。
【００２７】
図５に示すように、ハーネス８のリード線７は、電極５の底面部に溶接された金属６の外面に半田付けされる。このように、本実施の形態では、Ｃｕを含む金属６にリード線７を接続し、またその接続面積も広いので、半田付けが容易となっている。
【００２８】
続いて、本実施の形態の冷陰極蛍光ランプ（以下、実施例１という）と図２６に示した冷陰極蛍光ランプ（以下、比較例１という）の特性を比較する。実施例１と比較例１は、共にガラスバルブは直管形でほぼ真円形であり、その外径は２．０ｍｍ、内径は１．６ｍｍ、軸方向の全長は２００ｍｍ、２つの電極間の距離は１９４ｍｍである。電極は外径１．１ｍｍ、内径０．９ｍｍの有底筒状であり、底厚は０．１ｍｍである。
【００２９】
実施例１では、電極５をガラスバルブ１の両端部に一体的に封着するようにしたことで、封着線５８やビードガラス５９が不要となり、その分だけ比較例１と比べて有効発光長が約４ｍｍ程度長くなる。
【００３０】
また、図６の全光束特性に示すように、実施例１の方が比較例１よりも全光束量が約２％程向上する。
【００３１】
図７に示すように、冷陰極蛍光ランプを照明装置に組み込んだときの輝度維持率については、実施例１の方が比較例１よりも約５％程向上する。
【００３２】
図８の電極近傍の温度分布に示すように、ガラスバルブの端部からの距離が約３ｍｍ未満の部分では実施例１と比較例１で温度分布に大きな差はないが、この距離が３ｍｍ以上の部分では実施例１の方が比較例１よりも温度の上昇を抑えている。
【００３３】
次に、図９（ａ）に示す実施例１の冷陰極蛍光ランプを装着したときの背面照明装置と、図９（ｂ）に示す比較例１の冷陰極蛍光ランプを装着したときの背面照明装置とで照明としての使用可能部分を比較する。実施例１と比較例１は、共に導光板の中央部での明るさは同程度であるが、実施例１の方が有効発光長が長いので、比較例１よりも導光板の端部が明るくなり、使用可能部分が拡大することとなる。このように、実施例１を用いることによって、表示装置の画面領域の拡大に寄与することができる。
【００３４】
したがって、本実施の形態によれば、有底筒状の電極５ａ，５ｂをガラスバルブ１の両端部に一体的に封着するようにしたことで、電極の表面積が広いので十分な管電流を流すことができ、ホロー効果を維持した状態で有効発光長を長くすることができる。また、電極５ａ，５ｂのそれぞれの開口端をガラスバルブ１の空間内側に向け、電極５ａ，５ｂとガラスバルブ１との封着領域に電極底部が位置するように電極５ａ，５ｂのそれぞれの胴部にガラスバルブ端部を封着するようにしたことで、電極端部を封着領域に完全に収納しガラスバルブ１の外部へ突出しないようにして電極５ａ，５ｂの冷却を防ぎ、電子放出の効率、照度に対する信頼性の低下を招くことなく有効発光長を長くすることができる。その結果、本冷陰極蛍光ランプを液晶表示装置用の照明装置等に用いた場合には、表示部分の大型化を図ることができる。
【００３５】
本実施の形態によれば、電極５の材質として、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａといった耐スパッタリング用の金属を使用したことで、スパッタリングの影響によって電極５の底部に穴が空くことを防ぐことができる。
【００３６】
本実施の形態によれば、電極５の底部の厚さを０．０７ｍｍ以上の範囲とし、電極５の側壁の厚さを０．０５〜０．３ｍｍの範囲としたことで、スパッタリングによる短寿命化、管電圧上昇による電力ロスの増大を防止することができる。
【００３７】
本実施の形態によれば、電極５の底面部にＣｕを含む金属６を溶接するようにしたことで、この金属６にリード線７を接続するときの半田付けを容易にすることができる。
【００３８】
また、Ｍｏを用いて電極５を形成した場合には、Ｍｏの熱膨張係数がガラスバルブ１の熱膨張係数に近い値であるので、電極５とガラスバルブ１の密着強度が高くなるという利点もある。
【００３９】
なお、図２に示した電極５に代えて、図１０に示すような電極１５を用いるようにしてもよい。同図の電極１５は、有底形状である点、耐スパッタリング用の金属が用いられる点、各部の寸法については電極５と同様であるが、その内壁が凹凸形状となっている。これによって、電極の表面積が拡大するので、冷陰極蛍光ランプの輝度を明るくすることができる。
【００４０】
電極１５を用いた冷陰極蛍光ランプ（以下、実施例２という）と比較例１の特性を比べると、図１１の輝度特性に示すように、実施例２の方が比較例１よりも輝度が約２％程向上する。また、図１２に示すように、冷陰極蛍光ランプを照明装置に組み込んだときの輝度維持率については、実施例２の方が比較例１よりも約５％程向上する。
【００４１】
［第２の実施の形態］
本実施の形態では、冷陰極蛍光ランプの電極部分の別の構成について説明する。電極部分以外の構成については、図１と同様であるので、ここでは重複した説明は省略する。
【００４２】
図１３に示すように、本実施の形態の第１の電極部分は、電極５の底面部に、板状の導電性金属９が溶接されており、その導電性金属９の壁面に輪状の導電性金属１０が引出し端子として溶接された構成である。これらの導電性金属の材質としては、例えばＤＵＸ、Ｆｅが用いられる。
【００４３】
ハーネス８からのリード線７はＵ字型に加工され、導電性金属１０の輪の中に通された状態で、半田付けによって導電性金属１０に固定される。
【００４４】
この電極部分の寸法の一例について図１４を用いて説明する。電極５の軸方向の長さＬは２〜４ｍｍ、外径Ｐは１〜４ｍｍ、板状の導電性金属９の厚さＲは０．１ｍｍ、輪状の導電性金属１０の外径Ｓは０．５〜３．５ｍｍ、厚さ０．１ｍｍである。また、ガラスバルブ内の電極間の距離は１９４ｍｍである。
【００４５】
図１５に示すように、本実施の形態の第２の電極部分は、電極５の底面部にばね状となっており弾性を有する導電性金属１１が溶接され、その先端部に板状の導線性金属１２が溶接された構成である。
【００４６】
対向配置された導光板１４とリフレクター１６が支持柱１７によって固定され、これらにより照明装置の外枠が構成される。ハーネス８の先端は板状の金属１８に溶接され、その金属１８はゴムホルダー１９によって固定される。ゴムホルダー１９の挿入口を照明装置の内側に向けた状態で、金属１８とゴムホルダー１９により構成された受口が支持柱１７に組み込まれる。
【００４７】
冷陰極蛍光ランプを照明装置に組み込む場合には、冷陰極蛍光ランプの両端部において、電極５の導電性金属１２がゴムホルダー１９の挿入口に挿入され、導電性金属１１のばね弾力によって冷陰極蛍光ランプが支持柱１７に固定される。
【００４８】
この電極部分の寸法の一例について図１６を用いて説明する。電極５の軸方向の長さＬ、外径Ｐは図１３と同様である。導電性金属１２は、直径１．５ｍｍの円板状であり、その厚さＴは０．１ｍｍである。
【００４９】
図１７に示すように、本実施の形態の第３の電極部分は、電極５の底面部に板状の導電性金属９が溶接されており、その導電性金属９の壁面に導電性金属９よりも径方向の面積が大きい導電性金属２１が溶接された構成である。
【００５０】
ハーネス８の先端は板状の金属１８に溶接され、その金属１８はゴムホルダー１９によって固定される。ゴムホルダー１９の挿入口には止具２３が設けられている。金属１８とゴムホルダー１９により構成された受口が、図１４と同様にして照明装置に組み込まれる。
【００５１】
冷陰極蛍光ランプを照明装置に組み込む場合には、冷陰極蛍光ランプの両端部において、電極５の導電性金属２１がゴムホルダー１９の挿入口に挿入され、止具２３によって固定される。これによって、冷陰極蛍光ランプが固定される。
【００５２】
この電極部分の寸法の一例について図１８を用いて説明する。電極５の軸方向の長さＬ、外径Ｐは図１３と同様である。導電性金属２１は、直径１．０ｍｍの円板状であり、その厚さＴは０．２〜３．０ｍｍである。また、導電性金属２１と導電性金属９を合わせた厚さは３．５〜５．５ｍｍである。
【００５３】
したがって、本実施の形態によれば、第１の電極部分のように、電極５の底面部に導電性金属９を介して輪状の導電性金属１０を溶接し、ハーネス８からのリード線７を導電性金属１０の輪の中に通した状態で導電性金属１０に半田付けするようにしたことで、簡易な工程でハーネス８と冷陰極蛍光ランプの電極５を接続することができる。
【００５４】
また、本実施の形態によれば、第２の電極部分のように、電極５の底面部にばね状の導電性金属１１を介して板状の導電性金属１２を溶接し、この導電性金属１２がハーネス８に接続された導電性金属１８に接触するように導電性金属１２をゴムホルダー１９の挿入口に挿入し、このときのばね弾力によって冷陰極蛍光ランプを支持柱１７に固定するようにしたことで、半田付けの工程を省略でき、ハーネス８と冷陰極蛍光ランプの電極５を接続する作業の時間を大幅に短縮することができる。
【００５５】
また、本実施の形態によれば、第３の電極部分のように、電極５の底面部に導電性金属９を介して導電性金属９よりも径方向の面積が大きい板状の導電性金属２１を溶接し、この導電性金属２１がハーネス８に接続された導電性金属１８に接触するように、導電性金属２１をゴムホルダー１９の挿入口の止具２３で固定するようにしたことで、半田付けの工程を省略でき、ハーネス８と冷陰極蛍光ランプの電極５を接続する作業の時間を大幅に短縮することができる。
【００５６】
さらに、ハーネスが接続される電極部分の構成については、その他にも様々な変形が考えられる。例えば、図１９に示すように、ハーネス８のリード線７を、電極５の底面部に溶接された線状の金属２４に半田付するようにしてもよい。また、図２０に示すように、ハーネス８のリード線を円柱状の金属２６ａを凸部として備えた円板状の金属２５に接続してハーネス８、金属２５、金属２６ａを一体化するとともに、電極５の底面部に凹部を備えた円柱状の金属２７をその開口部がガラスバルブ１の外側へ向くように設け、ハーネス８の凸部を金属２７の凹部へ嵌め込むようにしてもよい。また、図２１に示すように、電極５の底部に設けた凹部２８にハーネス８の凸部を嵌め込むようにしてもよい。
【００５７】
［第３の実施の形態］
本実施の形態では、有底筒状の電極をガラスバルブの両端に一体的に封着した冷陰極蛍光ランプの製造方法について説明する。
【００５８】
図２２の工程図に示すように、まず、両端に開口部を有する直管形のガラスバルブ１の内壁に蛍光体を塗布し、端部から３０〜１５０ｍｍの範囲で蛍光体を除去し、熱処理によって蛍光体をガラスバルブの内壁に焼き付けることにより、蛍光体層２を形成する（ａ）。有底筒状の電極５ａの底面部に接続された導入線の先端をプレス成形して凸部３１ａとし、電極５ａをその開口端をガラスバルブの内側に向けた状態でガラスバルブの一方の端から挿入する。ガラスバルブ１の端部を加熱して設けた窪みで凸部３１ａを固定することにより電極５ａをガラスバルブ１の端部に仮固定する（ｂ）。電極５ａを仮固定したガラスバルブ１のさらに外側の端部を加熱して設けた窪みでＺｒゲッター３２を仮固定し、その開口部を封着する（ｃ）。
【００５９】
ガラスバルブ１の他方の端部から電極５ａと同一構成の電極５ｂを電極５ａと同様に挿入し、冷陰極蛍光ランプの他方端部に設けられた窪みで電極５ｂの凸部３１ｂを固定することにより、電極５ｂをガラスバルブ１の端部に仮固定する（ｄ）。電極５ｂを仮固定したガラスバルブ１のさらに外側の端部を加熱して設けた窪みで水銀スリーブ３４を電極５ｂとガラスバルブ１の開口端との間のガラスバルブ１内に仮固定する（ｅ）。水銀スリーブ３４を仮固定した側の開口部を吸引口にして真空発生装置を用いてガラスバルブ１の内部を真空にし、希ガス３をガラスバルブ１の内部に充填した後、その開口部を封着する（ｆ）。
【００６０】
続いて、水銀スリーブ３４を高周波加熱して水銀をガラスバルブ１内の電極間に導入する（ｇ）。水銀導入後、電極５ｂをガラスバルブ１の端部に封着する。そのときに酸素等の不純ガスが発生するため、Ｚｒゲッター３２を高周波加熱することによりＺｒゲッター３２に不純ガスを吸着させる（ｈ）。そして、電極５ａ，５ｂのそれぞれの底面部がガラスバルブ１との封着領域のバルブ外端部に位置するように、電極５ａ，５ｂ周壁のガラスバルブ１をそれぞれの電極側壁に封着し、凸部３１ａ，３１ｂを除去する（ｈ，ｉ）。
【００６１】
本実施の形態の製造工程では、電極５ｂをガラスバルブ１の端部に封着する際に、Ｚｒゲッター３２を高周波加熱することによって、酸素等の不純物が吸着されるので、無酸素の状態で電極５ｂをガラスバルブ１に封着することができる。
【００６２】
これに対し、効果を比較するための比較用の製造工程では、電極５ｂをガラスバルブ１に封着する際に、電極５ｂの酸化を抑えるために、Ｚｒゲッター３２を用いる代わりに窒素をガラスバルブ１の内部に充填する。この場合、微量の酸素がガラスバルブ１内に残留した状態で電極５ｂをガラスバルブ１に封着することとなり、電極５ｂの底面部が酸化してしまい、電極５ａ，５ｂの材質によっては封着領域に気泡が発生し、封着強度が低下する原因となる。
【００６３】
また、本製造工程では、無酸素状態で電極５ｂをガラスバルブ１に封着できるので、図２３（ａ）に示すように、電極５ｂを封着する側のガラスバルブ１の端部が膨らむことはない。
【００６４】
これに対し、比較用の製造工程では、微量の酸素が残留した状態で電極５ｂをガラスバルブ１に封着するので、図２３（ｂ）に示すように、電極５ｂを封着する側のガラスバルブ１の端部が膨らんでしまう。このため、冷陰極蛍光ランプを照明装置に組込可能にするために封着領域の径を規定する管理が必要となる。
【００６５】
したがって、本実施の形態によれば、上記各実施の形態で説明した冷陰極蛍光ランプを製造することができる。また、ガラスバルブ１の端部に配置したＺｒゲッター３２を高周波加熱することによって、電極５ｂをガラスバルブ１に封着するときに発生する酸素等の不純ガスをＺｒゲッター３２で吸着するようにしたことで、無酸素の状態で電極５ｂをガラスバルブ１に封着できるので、電極５ｂの酸化を防止でき、封着強度の低下を防止することができる。
【００６６】
また、本実施の形態によれば、無酸素の状態で電極５ｂをガラスバルブ１に封着できるので、電極５ｂを封着する側のガラスバルブ１の端部が膨らむことを防止することができる。
【００６７】
なお、本実施の形態においては、工程（ｅ）において水銀スリーブ３４を電極５ｂとガラスバルブ１の開口端との間のガラスバルブ１内に仮固定することとしたが、これに代えて、工程（ｂ）の後に電極５ａとそのガラスバルブ１の開口端との間のガラスバルブ１内に水銀スリーブ３４を仮固定することとしてもよい。
【００６８】
また、ガラスバルブ１をそれぞれの電極側壁に封着する工程（ｉ）では、一方の電極周壁のガラスバルブを電極側壁に封着したのちに、他方の電極周壁のガラスバルブをその電極側壁に封着するようにしてもよい。
【００６９】
［第４の実施の形態］
本実施の形態では、本冷陰極蛍光ランプ（以下、実施例３という）と、特許文献１の冷陰極蛍光管（以下、比較例２という）の特性を比較する。実施例３の構成は、基本的には実施例１と同様であるが、ガラスバルブの外径は２．６ｍｍとした。比較例２では、ガラスバルブや電極の基本的な構造は実施例３と同様であり、電極の封着位置だけが実施例３と異なっている。
【００７０】
すなわち、図２４（ａ）に示すように、実施例３は、電極底面部が電極５とガラスバルブ１の封着領域のバルブ外端部に位置し、電極端部が封着領域に完全に収納された構造であるのに対し、比較例２は、図２４（ｂ）に示すように、電極の開口端が封着領域のバルブ内端部に位置し、電極端部がガラスバルブの外部へ突出した構造である。
【００７１】
図２５の管電圧特性のグラフに示すように、インバータ電源から供給される電力が一定のもとで管電流が８ｍＡを超えたところから、比較例２の方が実施例３よりも管電圧が高くなっていく。これは、比較例２では、電極の端部がガラスバルブの外部に突出しているため、放熱によって電極が冷却され、電極からの電子の放出量が抑制されるためと考えられる。
【００７２】
確認のため管電流が１０ｍＡのときの温度を測定したところ、実施例３では、電極５とガラスバルブ１の封着領域およびガラスバルブ内に突出した電極５の胴部全領域がほぼ同じ温度で管壁部の最高温度が２１４℃であったのに対し、比較例２ではガラス封着領域は２０８℃で本願に対し６℃程度の低下であるが、電極の突出部分の最高温度は９２℃であった。
【００７３】
比較例２では、このように有底筒状の電極の底部側が冷却され実施例３に比べて電子放出が抑制され管電圧が高くなるため、消費電力一定の下では管電流も抑制され、照度が低下するという欠点がある。これに対して、実施例３では、比較例２に比べて管電圧が低く抑えられ、管電流を大きくとることができるので、照度を向上させることができる。
【００７４】
すなわち、有効発光長を長くするために、特許文献１のように、有底筒状電極の開口端を電極とガラスバルブの封着領域のバルブ内端部に配置することは、近年主流となりつつある高輝度モニタへの適用を考えると、適切な構造ではないということができる。
【００７５】
したがって、本冷陰極蛍光ランプでは、電極５のそれぞれの開口端をガラスバルブ１の空間内側に向け、電極５とガラスバルブ１の封着領域のバルブ外端部に電極底面部が位置するようにしたことで、電極端部を封着領域に完全に収納しガラスバルブの外部に突出しないようにして電極５の冷却を防ぎ、電子放出の効率、照度に対する信頼性の低下を招くことなく有効発光長を長くすることができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る冷陰極蛍光ランプによれば、電子放出の効率、照度に対する信頼性の低下を招くことなく有効発光長を長くすることができる。
【００７７】
また、本発明の製造方法によれば、上記冷陰極蛍光ランプを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における冷陰極蛍光ランプの構成を示す軸方向断面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１に示す冷陰極蛍光ランプの電極部分の拡大断面図であり、図２（ｂ）はその径方向断面図である。
【図３】電極底部の厚さに対する電極の寿命の特性を示すグラフであり、横軸は電極底部の厚さ（ｍｍ）、縦軸はスパッタリングにより電極底部に穴が空くまでの寿命時間（Ｈｒ）である。
【図４】電極側面の厚さに対する管電圧の特性を示すグラフであり、横軸は電極側壁の厚さ（ｍｍ）、縦軸は管電圧（Ｖｒｍｓ）である。
【図５】電極の底面部にハーネスのリード線が接続される状態を示す図である。
【図６】実施例１と比較例１について冷陰極蛍光ランプの全光束特性を示すグラフであり、横軸は管電流（ｍＡ）、縦軸は全光束（Ｌｍ）である。
【図７】実施例１と比較例１について照明装置に組み込んだときの輝度維持率特性を示すグラフであり、横軸は経過時間（Ｈｒ）、縦軸は輝度維持率（％）である。
【図８】実施例１と比較例１について電極近傍の温度分布を示すグラフであり、横軸はガラスバルブの端部からの距離（ｍｍ）、縦軸は温度（℃）である。
【図９】図９（ａ）は、実施例１の冷陰極蛍光ランプを装着したときの背面照明装置の使用可能部分を示す図であり、図９（ｂ）は比較例１の冷陰極蛍光ランプを装着したときの背面照明装置の使用可能部分を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）は、図１に示す冷陰極蛍光ランプに別の電極を用いたときの電極部分の拡大断面図であり、図１０（ｂ）はその径方向断面図である。
【図１１】実施例２と比較例１についての冷陰極蛍光ランプの管電流に対する輝度特性を示すグラフであり、横軸は管電流（ｍＡ）、縦軸は全光束（Ｌｍ）である。
【図１２】実施例２と比較例１について照明装置に組み込んだときの輝度維持率特性を示すグラフであり、横軸は経過時間（Ｈｒ）、縦軸は輝度維持率（％）である。
【図１３】第２の実施の形態における第１の電極部分の構成を示す軸方向断面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、図１３に示す電極部分の拡大断面図であり、図１４（ｂ）はその径方向断面図である。
【図１５】第２の実施の形態における第２の電極部分の構成を示す軸方向断面図である。
【図１６】図１６（ａ）は、図１５に示す電極部分の拡大断面図であり、図１６（ｂ）はその径方向断面図である。
【図１７】第２の実施の形態における第３の電極部分の構成を示す軸方向断面図である。
【図１８】図１８（ａ）は、図１７に示す電極部分の拡大断面図であり、図１８（ｂ）はその径方向断面図である。
【図１９】ハーネスが接続される電極部分の別の構成を示す軸方向断面図である。
【図２０】ハーネスが接続される電極部分のさらに別の構成を示す軸方向断面図である。
【図２１】ハーネスが接続される電極部分のさらに別の構成を示す軸方向断面図である。
【図２２】図１の冷陰極蛍光ランプが製造される様子を示す工程図である。
【図２３】図２３（ａ）は、本製造工程で製造された冷陰極蛍光ランプの端部の拡大断面図であり、図２３（ｂ）は、比較用の製造工程で製造された冷陰極蛍光ランプの端部の拡大断面図である。
【図２４】図２４（ａ）は、実施例３の電極の封着位置を示す図であり、図２４（ｂ）は、比較例２の電極の封着位置を示す図である。
【図２５】実施例３と比較例２についての冷陰極蛍光ランプの管電流に対する管電圧特性を示すグラフであり、横軸は管電流（ｍＡ）、縦軸は管電圧（Ｖｒｍｓ）である。
【図２６】図２６（ａ）は従来の冷陰極蛍光ランプの軸方向断面図であり、図２６（ｂ）はその径方向断面図である。
【符号の説明】
１，５１…ガラスバルブ
２，５２…蛍光体層
３，５３…希ガス
４，５４…水銀
５ａ，５ｂ…電極
６ａ，６ｂ…Ｃｕを含む金属
７ａ，７ｂ…リード線
８…ハーネス
９，１２、２１…板状の導電性金属
１０…輪状の導電性金属
１１…ばね状の導電性金属
１４…導光板
１５…電極
１６…リフレクター
１７…支持柱
１８…ハーネス固定用の金属
１９…ゴムホルダー
２３…止具
３１ａ，３１ｂ…凸部
３２…Ｚｒゲッター
３４…水銀スリーブ
５５ａ，５５ｂ…電極
５７ａ，５７ｂ…リード線
５８ａ，５８ｂ…封着線
５９ａ，５９ｂ…ビードガラス
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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