(57)【要約】【課題】  冷陰極蛍光ランプのさらなる長寿命化を実現する。【解決手段】  内壁面に蛍光体１０が塗布され、内部空間５内に希ガス及び水銀が封入されたガラス管２の両端に電極７が装着された冷陰極蛍光ランプ１であって、２つの電極７の対向する先端９よりも内側の蛍光体塗布領域１１にのみ蛍光体１０が塗布されている。【選択図】  図１
2005251585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内壁面に蛍光体が塗布され、内部空間に希ガス及び水銀が封入されたガラス管の両端に電極が装着された冷陰極蛍光ランプであって、前記２つの電極の対向する先端よりも内側にのみ前記蛍光体が塗布されている冷陰極蛍光ランプ。
【請求項２】
前記各電極の先端から前記蛍光体までの最短距離ｄ（mm）が1.0≦ｄ≦10.0である請求項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、冷陰極蛍光ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷陰極蛍光ランプは、内面に蛍光体が塗布されると共に、希ガス及び水銀が封入されたガラス管の両端に電極が設けられた蛍光ランプである。このような構造を有する冷陰極蛍光ランプでは、電極に電圧が印加されると、電極から電子が放出され、放出された電子が高電界により加速されて水銀原子と衝突し、水銀原子が励起される。すると、励起されて不安定な状態となった水銀原子が安定状態に戻る際に余剰エネルギーを紫外線(主に253.7nm)の形で放出し、放出された紫外線を吸収した蛍光体が励起されて可視光が発せられる。この種の冷陰極蛍光ランプは、液晶ディスプレイのバックライト用光源として今日広く利用されている。
【０００３】
ここで、光源には長寿命化の要求があるのが普通であり、冷陰極蛍光ランプも例外ではない。冷陰極蛍光ランプの寿命を左右する要因は様々であるが、主要な要因は、ガラス管に封入されている水銀の消耗である。従って、水銀の消耗をなるべく少なくすることが長寿命化にとって重要である。しかし、点灯時のイオン衝撃などによって電極から電極材料（金属材料）が飛散し、電極近傍の蛍光体の表面に被着すると、被着した電極材料と水銀とが反応してアマルガム（水銀と他の金属との合金）などが形成される結果、水銀が消耗する。
【０００４】
そこで、特許文献１には、発光管（上記ガラス管に相当）の内面と筒状電極の外面との間の距離を十分に小さくすることによって、放電が筒状電極の内側を主体に進行するようにしたことを特徴とする冷陰極蛍光ランプが開示されている。特許文献１によれば、放電が筒状電極の内側を主体することによって、電極外面のスパッタリングが抑制される結果、電極材料の飛散が抑制されて水銀の消耗速度が抑えられる。
【特許文献１】特開２００２−２８９１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている技術は、筒状電極の外面からの電極材料の飛散を抑制することを本質とするものであって、電極が筒状やカップ状である場合に限って適用可能な技術である。例えば、電極が中実の棒状などである場合には、放電は電極の外面においてのみ発生するので、特許文献１記載の技術を適用することはできない。また、特許文献１記載の技術では、発光管内面と電極外面との間の距離を所定以下に規制する必要があるため、発光管内径又は電極外径の一方が変更されれば、他方も変更しなければならない。
【０００６】
本発明の目的は、電極材料の飛散を抑制するのではなく、飛散した電極材料が蛍光体に被着することを抑制するといった全く新規なアプローチによってガラス管内の水銀の消耗を抑え、冷陰極蛍光ランプの長寿命化を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明の冷陰極蛍光ランプは、内面に蛍光体が塗布され、内部に希ガス及び水銀が封入されたガラス管の両端に電極が装着された冷陰極蛍光ランプであって、２つの電極の対向する先端よりも内側にのみ蛍光体が塗布されていることを特徴とする。すなわち、ガラス管の内壁面のうち、対向する２つの電極の間の領域にのみ蛍光体が存在し、それら電極を取り囲む領域には蛍光対が存在していない。従って、イオン衝撃などによって電極がスパッタリングされて電極材料が飛散したとしても、飛散した電極材料が蛍光体の表面に被着することはないか、被着したとしてもその量は極めて少ない。以上の観点からは、各電極の先端から蛍光体までの最短距離ｄ（mm）を1.0≦ｄ≦10.0とすることが望ましく、1.0≦ｄ≦8.0とすることがより望ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の冷陰極蛍光ランプでは、２つの電極の対向する先端よりも内側にのみ蛍光体が塗布されているので、電極の形状に関わらず電極から飛散した電極材料の蛍光体への被着が抑制され、水銀の消耗が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の冷陰極蛍光ランプの実施形態の一例を説明する。図１は、本例の冷陰極蛍光ランプの構造概略を示す模式的断面図である。図１に示すように、本例の冷陰極蛍光ランプ１では、細長棒状のガラス管２の両端が導入線３によって気密に封止されている。ガラス管２の外径は、1.5[mm]〜6.0[mm]に範囲内、好ましくは1.5[mm]〜3.0[mm]の範囲内に設定されている。また、ガラス管２は、硼・珪酸ガラス、鉛ガラス、ソーダガラス、低鉛ガラスなどによって形成されている。
【００１０】
気密に封止されたガラス管２の内部空間５には、アルゴン、ネオン、キセノンなどの希ガス又はアルゴン、ネオン、キセノンなどを含む混合ガスと、水銀とが所定量封入され、内部圧力は大気圧の十分の一程度に減圧されている。
【００１１】
ガラス管２の両端を気密に封止している導入線３は、図２に示すように、中実の円柱形状を有する封止部材６と、その封止部材６の軸方向一端に電気的、又は機械的に接続された電極７と、他端に電気的、又は機械的に接続されたリード線８とから構成されている。電極７は、導電性の金属板（例えば、ニッケル板）を有底円筒状（カップ状）にプレス成形したものであり、底面が封止部材６の一方の端面に抵抗溶接されている。また、リード線８は、その一端が封止部材６の他方の端面（電極７が溶接されている端面とは反対側の端面）に抵抗溶接されている。かかる構造を有する導入線３は、図１に示すように、封止部材６がビードガラス１３を介してガラス管２の端部に固定され、電極７はガラス管２の内部空間５に臨み、リード線８はガラス管２から外側に引き出されている。尚、電極７の形状は図示したものに限定されず、中実の棒状や板状などであってもよい。
【００１２】
ガラス管２の内壁面４のうち、２つの電極７の対向する先端９よりも内側には蛍光体１０が塗布されている。換言すれば、それぞれの電極７の先端９よりも外側（ガラス管２の端部側）には蛍光体１０が塗布されていない。すなわち、ガラス管２の内壁面４には、蛍光体１０が塗布されている蛍光体塗布領域１１と、蛍光体１０が塗布されていない蛍光体非塗布領域１２とが存在しており、蛍光体塗布領域１１は、両外側の蛍光体非塗布領域１２の間にある。ここで、電極７と蛍光体１０との間の距離が近すぎると、放電時（点灯時）に電極７から飛び出した電極材料（金属材料）が蛍光体１０の表面に被着することを十分に防止できない。一方、電極７と蛍光体１０との間の距離が遠すぎると、有効発光長が減少してしまう。かかる観点からは、電極７の先端９から蛍光体１０（蛍光体塗布領域１１）の端部までの最短距離ｄ（mm）を1.0≦ｄ≦10に設定することが望ましく、1.0≦ｄ≦8.0に設定することがより望ましい。
【００１３】
ここで、ガラス管２や電極７の形状や寸法が変更になった場合には、上記距離ｄが所望の距離となるように、ガラス管２の軸線方向における蛍光体塗布領域１１の幅（ｗ）を拡大または縮小すればよい。例えば、電極７をより長尺のものに変更する場合、蛍光体塗布領域１１の幅（ｗ）をガラス管２の軸線方向内側に向けて縮小すれば、新たな電極７の先端９から蛍光体塗布領域１１の端部までの距離ｄを所望の距離にすることができる。また、電極７をより小径のものに変更する場合やガラス管２をより大径のものに変更する場合は、電極７の外面とガラス管２の内壁面４との間の距離が拡大し、上記距離ｄも拡大する。この場合、ガラス管２の軸線方向における蛍光体塗布領域１１の幅（ｗ）を拡大して、上記距離ｄを所望の距離にしたり、電極７をガラス管２の端部方向に後退させて上記距離ｄを所望の距離にしたりすることができる。要は、イオン衝撃などによって電極７から叩き出された電極材料が蛍光体１０の表面に被着することがない程度（電極材料が蛍光体１０に到達し得ない程度）に、電極７の先端９と蛍光体１０とが離れていればよい。
【００１４】
尚、蛍光体塗布領域１１の面積や形状に関わらず、ハロリン酸塩蛍光体や希土類蛍光体など既知又は新規の蛍光体の中から、目的や用途に応じて任意の蛍光体を選択することができる。さらに、２種以上の蛍光体が混合されてなる蛍光体を用いることもできる。
【００１５】
以上の構成によれば、点灯時のイオン衝撃などによって電極の内面及び外面から叩き出されて飛散した電極材料（金属材料）は、ガラス管の内壁面４のうち、蛍光体非塗布領域に被着することはあっても、蛍光体塗布領域に塗布されている蛍光体１０の表面に被着することは皆無に近い。ここで、科学的根拠については十分に解明されていないが、ガラス管の内壁面に被着した電極材料は、蛍光体に被着した電極材料に比べてアマルガムなどを形成し難いことが経験則上確認されている。
【００１６】
従って、飛散した電極材料が蛍光体非塗布領域に被着することはあっても、蛍光体塗布領域に塗布されている蛍光体１０の表面に被着することは皆無に近い本発明の冷陰極蛍光ランプによれば、アマルガム形成などに起因する水銀の消耗（浪費）がなく、従来の冷陰極蛍光ランプに比べて寿命が長くなる。事実、本例の冷陰極蛍光ランプと、ガラス管の内壁面全体に蛍光体が塗布されている点以外は、本例の冷陰極蛍光ランプと同一構成を有する他の冷陰極蛍光ランプとを同一条件下で連続点灯させ、その寿命を比較したところ、本例の冷陰極蛍光ランプが３倍〜１０倍の寿命を有することが本件発明者によって行なわれた試験によって確認されている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の冷陰極蛍光ランプの実施形態の一例を示す模式的断面図である。
【図２】図１の導入線を示す模式的拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００１８】
１    冷陰極蛍光ランプ
２    ガラス管
３    導入線
４    内壁面
５    内部空間
６    封止部材
７    電極
８    リード線
９    電極の先端
１０  蛍光体
１１  蛍光体塗布領域
１２  蛍光体非塗布領域
１３  ビードガラス
【図１】
2005251585.tif 000003
【図２】
2005251585.tif 000004