(57)【要約】【課題】  冷陰極蛍光ランプ放電中の電極部での放電の起点の移動の発生を防止して管電圧変動を抑えるとともに、厳しい条件下での始動遅れを改善する。【解決手段】  底壁１３と該底壁１３から立ち上がる側壁１４とを有し、側壁１４の底壁１３とは反対側の端部が開口端部１７となっているカップ形状の電極部１１を備え、該電極部１１の側壁１４の内面１８の開口端部１７から底壁１３側には所定長さ、かつ、所定深さの切り欠き部１９が設けられており、電極部１１の側壁１４の内面１８の開口端部１７から底壁１３側２ｍｍ以内に電子放射物質となるエミッタ層１６が被着されている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底壁と該底壁から立ち上がる側壁とを有し、側壁の底壁とは反対側の端部が開口端部となっているカップ形状の電極部を備え、
前記電極部の前記側壁内面の前記開口端部から前記底壁側には所定長さ、かつ、所定深さの切り欠き部が設けられており、
前記電極部の前記側壁内面の前記開口端部から前記底壁側２ｍｍ以内に電子放射物質となるエミッタ層が被着されていることを特徴とする電子放出用電極。
【請求項２】
請求項１記載の電子放出用電極において、前記エミッタ層はセシウム化合物からなることを特徴とする電子放出用電極。
【請求項３】
気密封止されたガラス管の内部両端近傍に、底壁と該底壁から立ち上がる側壁とを有し、側壁の底壁とは反対側の端部が開口端部となっているカップ形状の電極部が互いの開口を対向させて配置されている冷陰極蛍光ランプであって、前記電極部の前記側壁内面の前記開口端部から前記底壁側には所定長さ、かつ、所定深さの切り欠き部が設けられており、前記電極部の前記側壁内面の前記開口端部から前記底壁側２ｍｍ以内に電子放射物質となるエミッタ層が被着されていることを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【請求項４】
請求項３記載の冷陰極蛍光ランプにおいて、前記エミッタ層はセシウム化合物からな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、電子放出用電極及び冷陰極蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷陰極蛍光ランプは、ランプ両端に配置された電極間に電界を印加することにより、電界効果・光電子効果等によって電極から電子が放出され、この電子がランプ管内の封入ガスや水銀原子と衝突しながら電極間を移動する。この電子衝突で封入ガス（例えば、アルゴンガス）の原子を電離し、電離で発生した電子が次のアルゴン原子を電離するといった連鎖反応を繰り返して放電へとつながる。
【０００３】
このとき、電子が衝突した水銀原子は励起されて紫外線（λｐ＝２５３．７ｎｍ）を放出し、この紫外線がランプ管内の内壁に一様に塗布された蛍光体を励起して可視光に変換され、外部に放出される。
【０００４】
このような冷陰極蛍光ランプを外部からの光が届かない暗黒雰囲気中に置いた場合、ランプ管内に放電を誘発する光電子が存在しないために始動（点灯）時に初期電子の維持が困難となり、始動遅れが発生し易くなる。この始動遅れは数秒〜数十秒に達することもある。
【０００５】
そこで、暗黒雰囲気中の始動時における始動遅れ現象を改善するために、電子放射性の優れたセシウム化合物を電極に塗布して電極表面にセシウム化合物層を被着させることが行われる。
【０００６】
具体的に、例えば特許文献１には、セシウム化合物の溶液を筒状電極の中空部に注入した後、乾燥させて図１０（半断面図）のように筒状電極５０の内壁（全面）にセシウム化合物層５１を被着することが示されている。
【０００７】
ところで、上述のように筒状電極５０の内壁全面にセシウム化合物層５１を被着した場合、蛍光ランプが放電する際に電極５０の外壁部で放電の起点が移動して放電時のランプ電圧が変動し、蛍光ランプのちらつき、あるいは点滅などによる光束の変動の要因となる。また、電極５０に多量のセシウム化合物が塗布されるとランプ管内の電極付近が黄変（汚染）し易くなると共に、材料費が高くなり製造コストが上昇するという問題がある。
【０００８】
この問題を解決するために、特許文献２では、図１１に示すように、底壁３３と該底壁３３から立ち上がる側壁３４とを有するカップ形状の電極部３１を備えた電子放出用電極３０において、該電極部３１の側壁３４の内面３８の開口端部３７から底壁１３側２ｍｍ以内に電子放射物質となるエミッタ層（セシウム化合物）３６を被着するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−１４４６７６号公報
【特許文献２】特開２０１０−９７９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように、特許文献２では、電極部の側壁内面の開口端部から底壁側２ｍｍ以内に電子放射物質となるエミッタ層（セシウム化合物）を被着するようにしていることにより、電極部の内壁全面にセシウム化合物層を被着する特許文献１の場合に比べて、冷陰極蛍光ランプ放電中の電極部での放電の起点の移動の発生を防止し、これにより、管電圧変動を抑えることが可能となる。
【００１１】
しかしながら、特許文献２では、エミッタ層（セシウム化合物）の塗布範囲を電極部の側壁内面の開口端部から底壁側２ｍｍ以内に限定しており、セシウム化合物層を電極部の内壁全面に被着（付着）させる場合よりもエミッタ層（セシウム化合物）が全体的に少なくなるため、厳しい条件下では（具体的には、暗黒放置時間が長い、印加電圧が少ない、外部光入射が少ない等の厳しい条件下では）、冷陰極蛍光ランプの始動（点灯）に数秒〜数十秒の時間を要してしまうという問題がある。
【００１２】
本発明は、冷陰極蛍光ランプ放電中の電極部での放電の起点の移動の発生を防止して管電圧変動を抑えるとともに、厳しい条件下での始動遅れを改善することの可能な電子放出用電極及びそれを用いた冷陰極蛍光ランプを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、底壁と該底壁から立ち上がる側壁とを有し、側壁の底壁とは反対側の端部が開口端部となっているカップ形状の電極部を備え、
前記電極部の前記側壁内面の前記開口端部から前記底壁側には所定長さ、かつ、所定深さの切り欠き部が設けられており、
前記電極部の前記側壁内面の前記開口端部から前記底壁側２ｍｍ以内に電子放射物質となるエミッタ層が被着されていることを特徴とする電子放出用電極である。
【００１４】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の電子放出用電極において、前記エミッタ層はセシウム化合物からなることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項３記載の発明は、気密封止されたガラス管の内部両端近傍に、底壁と該底壁から立ち上がる側壁とを有し、側壁の底壁とは反対側の端部が開口端部となっているカップ形状の電極部が互いの開口を対向させて配置されている冷陰極蛍光ランプであって、前記電極部の前記側壁内面の前記開口端部から前記底壁側には所定長さ、かつ、所定深さの切り欠き部が設けられており、前記電極部の前記側壁内面の前記開口端部から前記底壁側２ｍｍ以内に電子放射物質となるエミッタ層が被着されていることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項４記載の発明は、請求項３記載の冷陰極蛍光ランプにおいて、前記エミッタ層はセシウム化合物からなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１乃至請求項４記載の発明によれば、底壁と該底壁から立ち上がる側壁とを有し、側壁の底壁とは反対側の端部が開口端部となっているカップ形状の電極部を備え、前記電極部の前記側壁内面の前記開口端部から前記底壁側には所定長さ、かつ、所定深さの切り欠き部が設けられ、前記電極部の前記側壁内面の前記開口端部から前記底壁側２ｍｍ以内に電子放射物質となるエミッタ層が被着されており、電極部の側壁内面の開口端部から底壁側に所定長さ、かつ、所定深さの切り欠き部を設けることで、開口端部から底壁側２ｍｍ以内における電極部の側壁内面の表面積を増やし、開口端部から底壁側２ｍｍ以内における電極部の側壁内面のエミッタ層（セシウム化合物）の付着量を多くすることができ、これにより、冷陰極蛍光ランプ放電中の電極部での放電の起点の移動の発生を防止して管電圧変動を抑えるとともに、厳しい条件下（具体的には、暗黒放置時間が長い、印加電圧が少ない、外部光入射が少ない等の厳しい条件下）での始動遅れを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る冷陰極蛍光ランプの一例を示す図である。
【図２】図１の冷陰極蛍光ランプに用いられる電子放出用電極の一例を示す図である。
【図３】図２の電子放出用電極を詳細に示す図である。
【図４】図２の電子放出用電極を詳細に示す図である。
【図５】図２の電子放出用電極を詳細に示す図である。
【図６】図２の電子放出用電極を詳細に示す図である。
【図７】比較例１、比較例２及び実施例１の管電圧（管電流１０ｍＡ時の管電圧）の測定結果を示す図である。
【図８】比較例１、比較例２及び実施例１の暗黒始動時間の測定結果を示す図である。
【図９】実施例１の効果をまとめた図である。
【図１０】特許文献１の電子放出用電極を示す図である。
【図１１】特許文献２の電子放出用電極を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明に係る冷陰極蛍光ランプの一例を示す図、図２は図１の冷陰極蛍光ランプに用いられる電子放出用電極の一例を示す図（半断面図）である。
【００２１】
図１を参照すると、冷陰極蛍光ランプ１は、ガラス管２の内面に蛍光体層３が設けられ、ガラス管２の両端部４がガラス部材によって気密封止されている。気密封止されたガラス管２内には水銀や不活性ガス（図示せず）などが封入されているとともに、ガラス管２の両端部４近傍には電子放出用電極１０の電極部１１が配置され、該電極部１１に接合されたリード部１２がガラス管２内から端部４のガラス部材を気密に貫通して外部に延設された構成となっている。
【００２２】
冷陰極蛍光ランプをこのような構成とすることは従来一般的に行われているものであり、本発明においては、前記電極部１１及びリード部１２を備えた電子放出用電極１０を例えば図２に示す構成とするものである。
【００２３】
ここで、電極部１１は、ニッケルなどの金属部材によって形成され、底壁１３と該底壁１３から立ち上がる側壁１４とを有し、側壁１４の底壁１３とは反対側の端部が開口端部１７となっている（すなわち、電極部１１は、カップ形状のものとなっている）。また、カップ形状の電極部１１の底壁１３の外面１５にはレーザ溶接、抵抗溶接などの手段で接合されたリード部１２が取り付けられている。
【００２４】
なお、図２中（図１０中及び図１１中でも同様）に符号２０で示す部分は、電子放出用電極１０を構成するリード部１２が気密に貫通するガラスビード２０であり、ガラス管２の両端部に融着して該ガラス管２を気密封止すると共に、ガラス管２内の両端近傍に電子放出用電極１０を構成する電極部１１を配置・固定する役割を担うものである。
【００２５】
電子放出用電極１０をこのような構成とすることも従来一般的に行われているものであるが、本発明では、図３、図４に詳細に示すように（図３は電極部１１の斜視図、図４（ａ）は電極部１１の上面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である）、電極部１１の側壁１４の内径Ｄが例えば２．７ｍｍ（１．７ｍｍ〜３ｍｍの範囲）、電極部１１の側壁１４の長さＬ０が例えば７ｍｍ（具体的には４ｍｍ以上（好適には４〜２０ｍｍの範囲））である場合に、電極部１１の側壁１４の内面１８の、開口端部１７から底壁１３側に所定長さＬ、かつ、所定深さｆの切り欠き部１９を設け、電極部１１の側壁１４の内面１８の、開口端部１７から底壁１３側の所定の長さＨの範囲に電子放射物質となるエミッタ層１６を被着している。
【００２６】
ここで、エミッタ層１６には、低仕事関数のセシウム化合物を主成分とするものを用いることができる。また、エミッタ層１６の上記所定の長さＨは、好適には、電極部１１の側壁１４の内面１８の、開口端部１７から底壁１３側２ｍｍ以内（最も好適には、１ｍｍ〜２ｍｍの範囲）であるのが良い。
【００２７】
また、切り欠き部１９の長さＬは、好適には、電極部１１の側壁１４の内面１８の、開口端部１７から底壁１３側のエミッタ層１６の長さＨと同じものであるのが良い（図４（ｂ）の例では、切り欠き部１９の長さＬは、エミッタ層１６の長さＨと同じものとなっている）。すなわち、切り欠き部１９の長さＬも、好適には、電極部１１の側壁１４の内面１８の、開口端部１７から底壁１３側２ｍｍ以内（最も好適には、１ｍｍ〜２ｍｍの範囲）であるのが良い。但し、本発明は、これに限定されず、切り欠き部１９の長さＬは、エミッタ層１６の長さＨと異なるものでも良い。例えば、切り欠き部１９の長さＬは、エミッタ層１６の長さＨよりも長いものであっても良い（すなわち、切り欠き部１９の長さＬは、例えば、２ｍｍ以上のものでも良い）。
【００２８】
また、切り欠き部１９の深さｆは、任意のものにすることができるが、開口端部１７から底壁１３側２ｍｍ以内における電極部１１の側壁１４の内面１８の表面積を増やすという観点（開口端部１７から底壁１３側２ｍｍ以内における電極部１１の側壁１４の内面１８のエミッタ層（セシウム化合物）１６の付着量を多くするという観点）からは、できる限り深い方が良い。例えば、切り欠き部１９としては、図３、図４に示すような電極部１１の側壁１４の内面１８にのみ設けられる切り欠きのみならず、図５、図６に詳細に示すように（図５は電極部１１の斜視図、図６（ａ）は電極部１１の上面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である）、電極部１１の側壁１４の内面１８から電極部１１の側壁１４の外面３１に貫通するスリットのものにすることもできる。すなわち、本発明において、図５、図６に示すようなスリットも、切り欠き部１９の概念に含まれるものとする。そして、切り欠き部１９がスリットである場合にも、エミッタ層１６の長さＨ（電極部１１の側壁１４の内面１８の、開口端部１７から底壁１３側の長さＨ）は、好適には、電極部１１の側壁１４の内面１８の、開口端部１７から底壁１３側２ｍｍ以内（最も好適には、１ｍｍ〜２ｍｍの範囲）であるのが良い。また、切り欠き部１９の長さＬも、好適には、電極部１１の側壁１４の内面１８の、開口端部１７から底壁１３側２ｍｍ以内（最も好適には、１ｍｍ〜２ｍｍの範囲）であるのが良い。
【００２９】
また、図３、図４、図５、図６の例では、切り欠き部１９は複数個設けられているが、切り欠き部１９が１個だけの場合も、本発明の範囲に含まれる。すなわち、本発明において、切り欠き部１９は、少なくとも１個設けられていればよい。また、１つの切り欠き部１９の幅ｗも任意のものにすることができる。但し、切り欠き部１９の個数、幅ｗは、開口端部１７から底壁１３側２ｍｍ以内における電極部１１の側壁１４の内面１８の表面積を増やすという観点（開口端部１７から底壁１３側２ｍｍ以内における電極部１１の側壁１４の内面１８のエミッタ層（セシウム化合物）１６の付着量を多くするという観点）から、最適なものに設定されるのが良い。
【００３０】
このように、本発明では、電極部１１の側壁１４の内面１８の開口端部１７から底壁１３側には所定長さＬ、かつ、所定深さｆの切り欠き部１９が設けられ、電極部１１の側壁１４の内面１８の開口端部１７から底壁１３側２ｍｍ以内（最も好適には、１ｍｍ〜２ｍｍの範囲）に電子放射物質となるエミッタ層１６が被着されており、電極部１１の側壁１４の内面１８の開口端部１７から底壁１３側に所定長さＬ、かつ、所定深さｆの切り欠き部１９を設けることで、開口端部１７から底壁１３側２ｍｍ以内における電極部１１の側壁１４の内面１８の表面積を増やし、開口端部１７から底壁１３側２ｍｍ以内（最も好適には、１ｍｍ〜２ｍｍの範囲）における電極部１１の側壁１４の内面１８のエミッタ層（セシウム化合物）１６の付着量を多くすることができ、これにより、冷陰極蛍光ランプ放電中の電極部１１での放電の起点の移動の発生を防止して管電圧変動を抑えるとともに、厳しい条件下（具体的には、暗黒放置時間が長い、印加電圧が少ない、外部光入射が少ない等の厳しい条件下）での始動遅れを改善することができる。
【００３１】
本願の発明者は、実際、特許文献１のようにカップ形状の電極部の側壁内面の全面にセシウム化合物を被着した電子放出用電極（比較例１）、特許文献２のように切り欠き部が設けられていないカップ形状の電極部の側壁内面の開口端部から底壁側２ｍｍ以内にセシウム化合物を被着した電子放出用電極（比較例２）、本発明のようにカップ形状の電極部の側壁内面の開口端部から底壁側２ｍｍ以内に切り欠き部が設けられているカップ形状の側壁内面の開口端部から底壁側２ｍｍ以内にセシウム化合物を被着した電子放出用電極（実施例１）を冷陰極蛍光ランプにそれぞれ取り付けて、管電圧（管電流１０ｍＡ時の管電圧）を１０サンプル測定して、管電圧の最大値（ＭＡＸ），最小値（ＭＩＮ），平均値（ＡＶＥ）を求め、また、暗黒始動時間（暗黒放置時間１００時間後、周囲照度０．０１ルクス未満、管両端に１２００Ｖ印加した場合の始動時間（すなわち、暗黒点灯性））を１０サンプル測定して、暗黒始動時間の最大値（ＭＡＸ），最小値（ＭＩＮ），平均値（ＡＶＥ）を求めた。
【００３２】
なお、比較例１、比較例２、実施例１のいずれの場合も、カップ形状の電極部の側壁の内径を２，７ｍｍφとし、カップ形状の電極部の側壁の長さ（全体の長さ）を７ｍｍとした。また、上記各電子放出用電極を取り付けた冷陰極蛍光ランプは、ガラス管の外径を４．７ｍｍφ、内径を３．７ｍｍφとし、長さを１５０ｍｍとした、そして、気密に封止されたガラス管内にＡｒとＮｅの混合ガス（Ａｒ／Ｎｅ＝５／９５）を８０Ｔｏｒｒの圧力で封入し、同時にＨｇも封入した。なお、比較例１、比較例２及び実施例１の各電子放出用電極を取り付けた冷陰極蛍光ランプについても夫々比較例１、比較例２及び実施例１と呼称する。
【００３３】
図７は、比較例１、比較例２及び実施例１の管電圧（管電流１０ｍＡ時の管電圧）の測定結果を示す図である。図７から、比較例２、実施例１では、比較例１に比べて、管電圧変動を小さくすることができることがわかる。
【００３４】
また、図８は、比較例１、比較例２及び実施例１の暗黒始動時間の測定結果を示す図である。図８から、実施例１では、比較例２に比べて、暗黒始動時間が短くなり、暗黒点灯性が改善されていることがわかる。
【００３５】
図９は実施例１の上記効果をまとめた図であり、図９から、実施例１では、比較例１、比較例２に比べて、冷陰極蛍光ランプ放電中の電極部での放電の起点の移動の発生がなく管電圧変動を小さくできるとともに、厳しい条件下（具体的には、暗黒放置時間が長い、印加電圧が少ない、外部光入射が少ない等の厳しい条件下）での始動遅れ（暗黒点灯性）を改善することができるという効果が得られることがわかる。
【００３６】
このように、本発明に基づく電子放出用電極を取り付けた冷陰極蛍光ランプは、従来の構成からなる電子放出用電極を取り付けた冷陰極蛍光ランプに対して、管電圧変動を小さくできるとともに、厳しい条件下（具体的には、暗黒放置時間が長い、印加電圧が少ない、外部光入射が少ない等の厳しい条件下）での始動遅れ（暗黒点灯性）を改善することができることがわかる。
【００３７】
なお、本発明のように、エミッタ層をカップ形状の電極部の側壁内面の開口端部から底壁側２ｍｍ以内の限定された領域に設けてなる電子放出用電極は、上記実施例１のようなガラス管の外径が４．７ｍｍφ、内径が３．７ｍｍφの冷陰極蛍光ランプのみに用いられるものではなく、様々な管径の冷陰極蛍光ランプにおいてもその優れた性能を発揮することができる。例えば、ガラス管の外径が２．４ｍｍφ（内径が２．０ｍｍφ）〜外径が４ｍｍφ（内径が３．０ｍｍφ）の冷陰極蛍光ランプなどにも用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、液晶テレビ、液晶モニター、一般照明、液晶バックライトが組み込まれた製品、紫外線放電灯を利用した製品などに利用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１  冷陰極蛍光ランプ
２  ガラス管
３  蛍光体層
４  端部
１０  電子放出用電極
１１  電極部
１２  リード部
１３  底壁
１４  側壁
１５  外面
１６  エミッタ層
１７  開口端部
１８  内面
１９  切り欠き部
２０  ガラスビード
【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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