(57)【要約】【課題】  暗黒始動特性に優れた外面電極放電ランプを提供する。【解決手段】  本発明の外面電極放電ランプは、内部に放電空間１１が形成された放電容器１と、放電空間１１に封入された放電媒体と、放電容器１の内面に形成された蛍光体層２と、放電容器１の外面に形成された外面電極３ａ、３ｂとを具備し、蛍光体層２の内面には少なくともその一部が放電空間１に露出、かつその放電容器１の端部側と外面電極３ａの境界３’との距離Ｄ１が３０ｍｍ以下になるように初期電子放出層４が形成されていることを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に放電空間が形成された放電容器と、前記放電空間に封入された放電媒体と、前記放電容器の内面に形成された蛍光体層と、前記放電容器の外面に形成された外面電極とを具備し、
前記蛍光体層の内面には少なくともその一部が前記放電空間に露出、かつその前記放電容器の端部側と前記外面電極の境界との距離Ｄ１が３０ｍｍ以下になるように初期電子放出層が形成されていることを特徴とする外面電極放電ランプ。
【請求項２】
前記初期電子放出層は、前記外面電極を跨って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の外面電極放電ランプ。
【請求項３】
前記初期電子放出層の前記放電容器の中央側と前記外面電極の境界との距離Ｄ２が３０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の外面電極放電ランプ。
【請求項４】
前記初期電子放出層は、アルミニウムＡｌ、セシウムＣｓ、ストロンチウムＳｒ、カリウムＫの酸化物又は化合物から選択された一又は複数よりなることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の外面電極放電ランプ。
【請求項５】
前記初期電子放出層を構成する粒子は、前記蛍光体層を構成する粒子よりも大きいことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の外面電極放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶テレビやノートパソコン等のバックライトの光源として用いられる外面電極放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶ディスプレイのバックライトに用いられる光源としては、冷陰極蛍光ランプに代わり、外面電極放電ランプが主流になりつつある。外面電極放電ランプは、特開２００７−５３１１７号公報（特許文献１）に記載されているような、内部に気密な放電空間を有する線状の放電容器の外側両端に外面電極が形成されたランプである。
【０００３】
この外面電極放電ランプにおいて、暗黒始動特性、すなわち外部からの光が入射しないバックライトの筐体内部などの暗黒空間に放置したランプの始動特性が良好でないという問題が知られている。この問題を解決するために、特開２００４−２５３２４５号公報（特許文献２）や特開２００６−１９１００号公報（特許文献３）には、外部電極が配置された部分に相当する蛍光体内面やガラス管内面にセシウム化合物などの層を形成した発明が提案されている。また、特開２００６−３４４５８５号公報（特許文献４）には、ガラス管内面のほぼ全域に例えばセシウム化合物を含む保護層を形成し、その保護層上の外部電極間に蛍光体層を形成する発明が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−５３１１７号公報
【特許文献２】特開２００４−２５３２４５号公報
【特許文献３】特開２００６−１９１００号公報
【特許文献４】特開２００６−３４４５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、発明者の試験の結果、特許文献２〜４の発明では暗黒始動特性はほとんど改善されないことがわかった。すなわち、外部電極が形成されたガラス管内にセシウム化合物等の膜を放電空間に露出するように形成していても、放電遅れ現象が発生した。
【０００６】
本発明の目的は、暗黒始動特性に優れた外面電極放電ランプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の外面電極放電ランプは、内部に放電空間が形成された放電容器と、前記放電空間に封入された放電媒体と、前記放電容器の内面に形成された蛍光体層と、前記放電容器の外面に形成された外面電極とを具備し、前記蛍光体層の内面には少なくともその一部が前記放電空間に露出、かつその前記放電容器の端部側と前記外面電極の境界との距離Ｄ１が３０ｍｍ以下になるように初期電子放出層が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、暗黒始動特性に優れた外面電極放電ランプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１の実施の形態）
以下に、本発明の実施の形態の外面電極放電ランプについて図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の外面電極放電ランプについて説明するための全体図、図２は図１に示されたＸの範囲について説明するための図である。
【００１０】
外面電極放電ランプの容器は、例えばホウ珪酸ガラスからなる放電容器１で構成されている。放電容器１は両端部が密閉された細長い筒型形状であり、内部には放電空間１１が形成されている。放電空間１１には、水銀Ｈｇおよび希ガスからなる放電媒体が封入されている。ここで、希ガスとしてはネオンＮｅとアルゴンＡｒの混合ガスが適しており、アルゴンＡｒの比率を大きくしてランプの始動性を向上させる等の調整が可能である。
【００１１】
また、放電容器１の内面には、ランプの光放出領域を覆う範囲に蛍光体層２が形成されている。蛍光体層２としてはＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）で発光する単波長蛍光体のほか、ＲＧＢを混合した３波長蛍光体などを目的用途に合わせて使用することができる。なお。蛍光体層２にアルミナＡｌ２Ｏ３（特にα−アルミナ）を混合してもよい。
【００１２】
放電容器１の両端には、その外面に沿うように外面電極３ａ、３ｂが形成されている。外面電極３ａ、３ｂは、例えば、スズＳｎ、亜鉛Ｚｎ、アンチモンＳｂを主体とする金属材料を超音波半田ディッピングすることにより形成することができる他、金属キャップを端部に装着させたり、筒状の金属を端部に被せて半田で接続したりすることによって、形成することができる。
【００１３】
そして、蛍光体層２の内面には、少なくともその一部が放電空間１１に露出するように初期電子放出層４が形成されている。この「少なくともその一部が放電空間に露出」とは、必ずしも層全体が露出している必要はなく、一部が他の層により覆われていてもよいことを意味する。ただし、本発明の作用効果を得る上では、外部電極３ａの境界３’付近の初期電子放出層４の部分は放電空間１１に露出しているのが望ましい。また、初期電子放出層４は、その放電容器１の端部側と外面電極３ａの境界３’との距離Ｄ１（図３参照）が３０ｍｍ以下、望ましくは８ｍｍとなるように蛍光体層２の内面に形成されている。本実施の形態では距離Ｄ１＝０ｍｍ、すなわち、図２のように、初期電子放出層４と外面電極３ａの境界３’とが一致している。一方、初期電子放出層４の放電容器１の中央側は、外面電極３ａの境界３’との距離Ｄ２が３０ｍｍ以下であるのが望ましい。また、距離Ｄ１とＤ２によって決定される初期電子放出層４の軸方向形成長Ｌは、１．０ｍｍ以上であるのが望ましい。
【００１４】
さらに、初期電子放出層４について、図４を用いて詳しく説明する。図４は図２に示されたＹの範囲について説明するための図である。
【００１５】
図４からわかるように、蛍光体層２と初期電子放出層４とは、微視的には蛍光体層２を構成する粒子２１の上に、さらに粒子２１上に初期電子放出層４を構成する粒子４１が積層された状態になっている。この際、初期電子放出層４の粒子４１（例えば、平均粒径が４．５μｍ〜１０μｍ）が、蛍光体層２の粒子２１（例えば、平均粒径が４．０μｍ〜５．０μｍ）よりも大きくなるように形成するのが望まれ、さらには粒子２１の平均粒径に対して粒子４１の平均粒径が、１．１〜２．０倍であるのが好適である。
【００１６】
なお、初期電子放出層４は、初期電子放出性に優れた材料、例えばアルミニウムＡｌ、セシウムＣｓ、ストロンチウムＳｒ、カリウムＫの酸化物又は化合物を用いることができる。すなわち、硫酸セシウムＣｓ２ＳＯ４、酢酸セシウムＣＨ３ＣＯＯＣｓ、フッ化ストロンチウムＳｒＦ２、リン酸カリウムＫ３ＰＯ４、酸化アルミニウムＡｌ２Ｏ３などを初期電子放出層４として使用することができる。なお、それらの中では、初期電子放出性等に優れるＣｓ化合物が特に好適である。
【００１７】
ここで、初期電子放出層４の形成方法について説明する。初期電子放出層４は、例えば蛍光体層２の塗布と同様に放電容器１の開口側からスラリー化した初期電子放出性を有する材料を吸い上げて塗布する、いわゆる吸い上げコーティング方式により形成することができる。その際、スラリー化した材料の粘度や吸い上げ量などにより、初期電子放出層４の厚みや軸方向形成長Ｌを調節することができる。ちなみに、初期電子放出層４は外面電極３ａ、３ｂの両方に形成する必要はない。つまり、外面電極３ａ、３ｂ両方を高圧側とする場合は、どちらかに初期電子放出層４を形成すれば十分であり、一方の外面電極を高圧、他方の外面電極を低圧またはアースとする場合は、高圧側に初期電子放出層４を形成すればよい。
【００１８】
下記に本実施の形態の外面電極放電ランプの一実施例を示す。なお、以下で説明する試験は特に言及しない限り寸法、材料等はこの仕様に基づいて行っている。
【００１９】
（実施例）
放電容器１；ホウ珪酸ガラス製、全長＝７３３ｍｍ、外径＝３．０ｍｍ、内径＝２．０ｍｍ、
放電媒体；水銀Ｈｇ、ネオンＮｅとアルゴンＡｒの混合ガス＝５０ｔｏｒｒ、
蛍光体層２；ＲＧＢの３波長蛍光体、膜厚＝１３μｍ、平均粒径＝４．０μｍ、
電極３ａ、３ｂ；電極長＝２５ｍｍ、
初期電子放出層４；硫酸セシウムＣｓ２ＳＯ４、軸方向形成長Ｌ＝１０ｍｍ、平均粒径＝４．５μｍ。
【００２０】
２４時間暗黒中に放置した上記実施例の外面電極放電ランプを、暗黒中で６５ｋＨｚ、２４２０Ｖｒｍｓの点灯条件で点灯したところ、放電開始時間は５０ｍｓeｃであった。初期電子放出層４を形成しない従来のランプでは放電開始時間が１００００ｍｓeｃ以上であったことと比較すると、本発明により暗黒始動特性を格段に改善できることがわかる。また、この点灯を繰り返してもほぼ同様の放電開始時間であり再現性があった。
【００２１】
本実施例においてこのような優れた暗黒始動特性が得られたのは、外部電極放電ランプにおいて放電が開始される外部電極３ａの境界３’のランプ中央側の放電空間１１に初期電子が多く供給されたためと推測される。すなわち、当該部分の蛍光体層２の内面に初期電子放出層４を形成したことによって、放電開始地点（図２に示すＺ地点付近）の初期電子濃度が高くなり、放電確率が高くなったことが放電開始時間の短縮に繋がったと考えられる。
【００２２】
ただし、放電開始地点付近に初期電子放出層４を形成しても、それを保護膜等により完全に被覆した場合は、初期電子の放出が妨げられ、暗黒始動特性が改善されないことが確認された。また、初期電子放出層４の放電容器１の端部側と外面電極３ａの境界３’との距離Ｄ１が３０ｍｍ以上であると放電開始地点Ｚ付近の初期電子濃度を高めることができず、図５に示すように放電開始時間が遅くなってしまう。したがって、初期電子放出層４はその一部が放電空間１に露出するように、かつ距離Ｄ１が３０ｍｍ以下となるように形成しなければならない。なお、距離Ｄ１については、放電開始時間が１０００ｍｓｅｃ以下になる８ｍｍ以下であるのが望ましく、さらには初期電子放出層４の放電容器１の端部側が外面電極３ａの境界３’と一致（距離Ｄ１＝０ｍｍ）するのが望ましい。
【００２３】
一方、初期電子放出層４の放電容器１の中央側と外面電極３ａの境界３’との距離Ｄ２についても、図５の結果と同様に距離Ｄ２が３０ｍｍ以上の部分は暗黒始動特性の改善にあまり寄与しない。それどころかＣｓ化合物等は、非発光物質であるため、光束の低下などを招く原因となってしまう。したがって、距離Ｄ２は、３０ｍｍ以下であるのが望ましい。ただし、上述した距離Ｄ１とＤ２によって決定される初期電子放出層４の軸方向形成長Ｌは、初期電子濃度が十分に高くなるように１．０ｍｍ以上になるように設定するのが望ましい。
【００２４】
また、本発明のように蛍光体層４の上に初期電子放出層４を積層する構成の場合、初期電子放出層４を構成する粒子４１を、蛍光体層２を構成する粒子２１よりも大きくなるように形成するのが望ましい。これは、初期電子放出層４の製造途上や点灯中の希ガスイオンや水銀イオンの衝撃などによって、粒子４１が放電容器１の内表面ないし粒子２１内に移動するのを抑制し、初期電子放出性の低下を抑制するためである。なお、粒子２１の平均粒径に対し、粒子４１の平均粒径が１．１倍以上であれば粒子４１の移動を特に抑制することができる。ただし、２．０倍を超えると粒子２１が粒子４１から剥がれやすくなるため望ましくない。
【００２５】
したがって、第１の実施の形態では、蛍光体層２の内面には少なくともその一部が放電空間１に露出するように初期電子放出層４としてセシウムＣｓ化合物が形成されており、初期電子放出層４の放電容器１の端部側と外面電極３ａの境界３’との距離Ｄ１を３０ｍｍ以下、好適には距離Ｄ１を０ｍｍとすることにより、放電開始地点Ｚ付近の初期電子濃度を高めることができるため、暗黒始動特性に優れた外面電極放電ランプを実現することができる。
【００２６】
その際、初期電子放出層４の放電容器１の中央側と外面電極３ａの境界３’との距離Ｄ２を３０ｍｍ以下とすることにより、暗黒始動特性を改善しつつ、光束の低下などを極力少なくすることができる。
【００２７】
また、初期電子放出層４を構成する粒子４１は、蛍光体層２を構成する粒子２１よりも大きいため、粒子４１が粒子２１内に移動することによる初期電子放出性の低下を抑制することができる。
【００２８】
（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態の外面電極放電ランプについて説明するための図である。これ以降の実施の形態の各部については、第１の実施の形態の外面電極放電ランプの各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００２９】
本実施の形態では、初期電子放出層４を外面電極３ａの境界３’から放電容器１の端部方向にも突出形成している。これは、製造誤差によって放電開始地点Ｚ付近に初期電子放出層４が形成されない不具合の発生を防止するためである。ただし、外部電極３ａと重なるように初期電子放出層４が形成された放電容器１部分では、電子衝突によってガラスが削られ、たこつぼ状の窪みが形成されやすくなるので、放電容器１の端部側と外面電極３ａの境界３’との距離Ｄ１は、−１．５ｍｍ以下（境界３’から放電容器１の中央側を正とする）であるのが望ましい。
【００３０】
したがって、第２の実施の形態では、第１の実施の形態の効果が得られるとともに、製造誤差によって放電開始地点Ｚ付近に初期電子放出層４が形成されない不具合の発生を防止することができる。
【００３１】
なお、本発明の実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。
【００３２】
本発明は、直管型の外面電極放電ランプに限らず、Ｕ字型、Ｌ字型、その他様々な形状のランプにも適用できる。
【００３３】
初期電子放出層４は、円筒状に形成される場合に限らず、放電開始地点の初期電子濃度が高い状態を維持できれば、部分的な形成状態であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施の形態の外面電極放電ランプについて説明するための図。
【図２】図１に示されたＸの範囲について説明するための図。
【図３】初期電子放出層が外部電極の境界から離れている場合について説明するための図。
【図４】図２に示されたＹの範囲について説明するための図。
【図５】電極境界と初期電子放出層の端部までの距離Ｄ１を変化させたときの放電開始時間について説明するための図。
【図６】本発明の第２の実施の形態の外面電極放電ランプについて説明するための図。
【符号の説明】
【００３５】
１  放電容器
１１  放電空間
２  蛍光体層
２１  粒子
３ａ、３ｂ  外面電極
３’  境界
４  初期電子放出層
４１  粒子
【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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