JPH10116585A

JPH10116585A - 冷陰極蛍光ランプ

Info

Publication number: JPH10116585A
Application number: JP27022196A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Takatsuchi; 秀和高土; Takashi Yoshida; 傑吉田
Original assignee: NEC Home Electronics Ltd; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Home Electronics Ltd; NEC Corp
Priority date: 1996-10-11
Filing date: 1996-10-11
Publication date: 1998-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的に簡単な構成にて暗黒状態での始動特性
を損なうことなく、組み立て性を改善することのできる
冷陰極蛍光ランプを提供すること。【解決手段】ガラスバルブ１の内面に発光層２Ａを、蛍
光体と蛍光体重量の０．５〜４．０％のα−アルミナと
蛍光体重量の０．１〜１．０％の金属硼酸塩とを含む混
合体にて形成し、ガラスバルブ１のそれぞれの端部に電
極３Ａを配置すると共に、ガラスバルブ１の内部空間に
希ガス及び水銀を封入した冷陰極蛍光ランプであって、
前記電極３Ａの外径ｄをガラスバルブ１の内径Ｄの４０
〜８０％の範囲に設定することにより、暗黒状態での始
動時間の短縮及び組み立て性の改善を可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は冷陰極蛍光ランプ
に関し、特にパソコン，ワ−プロなどのＯＡ機器におけ
る液晶表示装置に適用されるバックライトユニットの冷
陰極蛍光ランプにおいて、冷陰極蛍光ランプに照射され
る外来光が乏しい環境下での始動特性の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にこの種蛍光ランプは、例えば図３
に示すように、ガラスバルブ１の内面に蛍光体よりなる
発光層２を形成すると共に、ガラスバルブ１のそれぞれ
の端部に電極３，３を配置し、かつガラスバルブ１の内
部空間にはアルゴンなどの希ガス及び水銀が封入して構
成されている。尚、電極３，３にはリ−ド線４，４が接
続されており、ガラスバルブ１の端部から外部に導出さ
れている。

【０００３】このように構成された蛍光ランプは、ノ−
ト形パソコン，ワ−プロなどのＯＡ機器における液晶表
示装置のバックライトユニットに適用した場合、ガラス
バルブ１の外径が例えば６ｍｍ以下と細いこともあって
ランプ輝度が高く、望ましい表示を得ることができると
いう特徴を有する。

【０００４】ところで、これらの機器において、液晶表
示装置のバックライトユニット部分は密閉構造に構成さ
れている関係で、冷陰極蛍光ランプには外来光が照射さ
れることは殆んどなく、ほぼ暗黒状態におかれている。
従って、外来光の存在下では、周波数が５０〜６０ＫＨ
ｚ，電圧が１０００〜１２００Ｖ程度の高周波高電圧を
電極３，３に印加した場合には電圧印加後ほぼ２０〜３
０ｍＳ（ミリ秒）程度で点灯するものの、かかる暗黒状
態では電圧が印加されているにも拘らず１０〜２０Ｓ
（秒）もの間、全く点灯しないことがあり、その始動特
性が極めて不安定になる。このために、時には、ＯＡ機
器を正常に使用できなくなるという問題が発生する。

【０００５】この原因は、次のように考えられる。即
ち、一般に蛍光ランプは、始動に際し、初期電子が存在
しないと電離が円滑に行なわれないために、始動ができ
ないか若しくは困難になる。通常、放電のきっかけとな
る初期電子としては、熱電子，光電子，高電界により放
出される電子及び自然界の宇宙線などがある。しかし、
例えばノ−トパソコンなどのように外界から完全に遮断
された部所にバックライトユニットが配置される場合に
は、蛍光ランプに自然界の宇宙線が届かなくなり、初期
電子は期待できなくなる。このために、電極として冷陰
極を使用しているこの種蛍光ランプでは熱電子の放出も
期待できず、始動特性が著しく不安定になるものと考え
られる。

【０００６】ところで、従来においては、このような問
題を解決するために、例えば図４に示す冷陰極蛍光ラン
プが提案されている（特開平６−１６３００２号公報参
照）。この蛍光ランプは、ガラスバルブ１の内面に平均
粒径が０．０５〜１μｍのα−アルミナからなる被覆層
５を形成すると共に、その上に、発光層２を形成して構
成されている。尚、被覆層５を省略し、α−アルミナを
発光層２に混入して構成することもできる。

【０００７】この提案によれば、α−アルミナの被覆層
５は、常温で暗黒中においても、高電界を付与しなくて
も放電空間に常時電子を放出しているために、この放出
電子が放電のきっかけとなり、暗黒状態でも確実に冷陰
極蛍光ランプを始動させることができるものの、この蛍
光ランプは、その発光層２が取り扱い時，輸送時などの
振動，衝撃などによってガラスバルブ１の内面から剥離
し易く、外観特性のみならず、軸方向の輝度分布が不均
一になるという課題を有している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従って、本出願人は、
先に、かかる問題を解決するために、図５に示す冷陰極
蛍光ランプを提案した（特願平８−２３２１５５号参
照）。この蛍光ランプは、ガラスバルブ１の内面に形成
された発光層２Ａを、蛍光体と蛍光体重量の０．５〜
４．０％のα−アルミナと蛍光体重量の０．１〜１．０
％の金属硼酸塩とを含む混合体にて構成したものであ
る。

【０００９】この提案によれば、ガラスバルブ１に振
動，衝撃などが付与されても、金属硼酸塩の融着作用に
より発光層２Ａのガラスバルブ１の内面からの剥離を効
果的に抑制でき、外観特性，軸方向の輝度分布を改善で
きる上、暗黒状態でもα−アルミナから放出されている
電子をきっかけとして始動時間の短縮化が可能になるな
どの優れた効果が得られるものである。

【００１０】しかしながら、この冷陰極蛍光ランプは、
例えば内面に発光層２Ａを有するガラスバルブ１の端部
に電極３，３を挿入・配置し、一方の電極をガラスバル
ブ１に封止した後に、排気処理及び他方の電極の封止処
理を行うことによって製造されるのであるが、ガラスバ
ルブ１が細いために、それの端部に電極３，３を、発光
層２Ａを損傷させることなく、挿入・配置することが極
めて面倒であり、かつ細心の注意を要し、作業性が損な
われる傾向にある。

【００１１】かといって、電極３，３の外径をガラスバ
ルブ１の内径に比べて十分に細くすれば、ガラスバルブ
１への挿入性は改善できるものの、その外径によっては
始動時間が不安定になるという新たな問題が生ずる。

【００１２】それ故に、本発明の目的は、比較的に簡単
な構成にて暗黒状態での始動特性を損なうことなく、組
み立て性を改善することのできる冷陰極蛍光ランプを提
供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】従って、本発明は、上述
の目的を達成するために、ガラスバルブの内面に発光層
を、蛍光体と蛍光体重量の０．５〜４．０％のα−アル
ミナと蛍光体重量の０．１〜１．０％の金属硼酸塩とを
含む混合体にて形成し、ガラスバルブのそれぞれの端部
に電極を配置すると共に、ガラスバルブの内部空間に希
ガス及び水銀を封入した冷陰極蛍光ランプであって、前
記電極の外径をガラスバルブの内径の４０〜８０％の範
囲に設定したものであり、本発明の第２の発明は、前記
発光層を、電極の外周面との対向部分を含むガラスバル
ブの内面のほぼ全面に亘って形成したことを特徴とす
る。

【００１４】又、本発明の第３の発明は、内面にα−ア
ルミナ層，発光層を有するガラスバルブのそれぞれの端
部に電極を配置すると共に、ガラスバルブの内部空間に
希ガス及び水銀を封入した冷陰極蛍光ランプであって、
前記電極の外径をガラスバルブの内径の４０〜８０％の
範囲に設定したことを特徴とし、第４の発明は、前記α
−アルミナ層に金属硼酸塩などの融着剤を含むことを特
徴とする。

【００１５】さらには、本発明の第５の発明は、内面に
α−アルミナを含む発光層を有するガラスバルブのそれ
ぞれの端部に電極を配置すると共に、ガラスバルブの内
部空間に希ガス及び水銀を封入した冷陰極蛍光ランプで
あって、前記電極の外径をガラスバルブの内径の４０〜
８０％の範囲に設定したことを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる冷陰極蛍光
ランプの１実施例について図１を参照して説明する。同
図において、１は例えばバルブ外径が１．５〜６．０ｍ
ｍ程度、好ましくは１．５〜３．０ｍｍの硼・珪酸ガラ
スよりなるガラスバルブであるが、硼・珪酸ガラスに代
えて鉛ガラス，ソ−ダガラス，低鉛ガラスなども使用で
きる。このガラスバルブ１の内面には発光層２Ａが形成
されている。この発光層２Ａは少なくとも蛍光体とα−
アルミナと金属硼酸塩とを含む混合体にて構成されてお
り、しかも、α−アルミナ及び金属硼酸塩の混合体に占
める割合は蛍光体重量の０．５〜４．０％及び０．１〜
１．０％の範囲に設定されている。そして、この発光層
２Ａは、後述する電極の外周面が対向する部分を含むガ
ラスバルブ１の内面のほぼ全面に亘って形成されてい
る。尚、発光層２Ａにおける蛍光体としては、例えばハ
ロリン酸塩蛍光体，希土類蛍光体などの蛍光体を目的に
応じて１種類を単独で又は複数種類を混合して使用され
る。又、α−アルミナの平均粒径は、例えば０．０５〜
１μｍの範囲に設定することが望ましい。

【００１７】上述のガラスバルブ１のそれぞれの端部に
は例えば棒状，筒状などの電極３Ａ，３Ａがガラスバル
ブに対してほぼ同心的に配置されており、それの外径ｄ
はガラスバルブ１の内径Ｄの４０〜８０％に設定されて
いる。換言すれば、ガラスバルブ１の端部に電極３Ａ，
３Ａを、ガラスバルブ１の内面と電極３Ａ，３Ａの外周
面との最短距離がガラスバルブ１の内径の４０〜８０％
の範囲内に存在するように配置することである。従っ
て、電極３Ａ，３Ａの外形は棒状，筒状以外の短冊状な
どでもよく、例えば短冊状の場合、上述の「電極の外径
をガラスバルブの４０〜８０％の範囲に設定する」は短
冊状の電極とガラスバルブ内面との最短距離がガラスバ
ルブの４０〜８０％の範囲に存在することを意味するも
のである。この電極３Ａ，３Ａにはリ−ド線４，４が電
気的に接続されており、ガラスバルブ１の端部から外部
に導出されている。尚、ガラスバルブ１の内部空間には
アルゴン，ネオン，キセノンなどの希ガス及び水銀が所
要量封入されている。

【００１８】この実施例によれば、電極３Ａの外径ｄは
ガラスバルブ１の内径Ｄの４０〜８０％の範囲に設定さ
れているために、暗黒状態でも安定に始動できる上、始
動時間を実用上支障のない程度に短縮できる。

【００１９】しかしながら、電極３Ａの外径ｄがガラス
バルブ１の内径Ｄの４０％未満になると、始動時間が長
くなる上に不安定になるし、逆に８０％を超えると、電
極３Ａをガラスバルブ１に挿入する際に発光層２Ａを損
傷させる頻度が高くなるのみならず、作業が煩雑にな
る。従って、電極３Ａの外径は上記範囲内に設定しなけ
ればならない。

【００２０】特に、発光層２Ａは電極３Ａ，３Ａの外周
面に対向するガラスバルブ１の内面部分にまで形成され
ているために、暗黒状態において、電極間に高周波高電
圧を印加した際に、α−アルミナから放出されている電
子をきっかけとして短時間で確実に始動させることがで
きる。この点、発光層２Ａはガラスバルブ１の内面のほ
ぼ全長（全面）に亘って形成されていることが望まし
い。

【００２１】又、発光層２Ａは少なくとも蛍光体とα−
アルミナと金属硼酸塩とを含む混合体にて構成されてお
り、しかも、α−アルミナ及び金属硼酸塩の混合体に占
める割合は蛍光体重量の０．５〜４．０％及び０．１〜
１．０％の範囲に設定されているために、振動，衝撃な
どが付与されても、発光層２Ａがガラスバルブ１の内面
からの剥離を効果的に抑制できる。従って、外観特性は
勿論のこと、軸方向の輝度分布をも改善できる。

【００２２】しかしながら、α−アルミナの占める割合
が０．５％未満になると、暗黒状態での始動特性が損な
われ、始動時間のバラツキが大きくなる。逆に、その割
合が４．０％を超えると、発光層２Ａの膜強度が低下
し、一寸した振動，衝撃によって剥離して外観特性のみ
ならず、輝度特性も損なわれる。又、金属硼酸塩の占め
る割合が０．１％未満になると、発光層２Ａの膜強度が
低下し、一寸した振動，衝撃によって剥離して外観特性
が損なわれる。逆に、その割合が１．０％を超えると、
初期光束が低下するのみならず、水銀と反応して黒褐色
に変色して外観特性が損なわれるし、蛍光体の焼成も難
しくなる。従って、それぞれの混合体に占める割合は上
記範囲内に設定しなければならない。

【００２３】尚、本発明は、何ら上記実施例に制約され
ることなく、例えばガラスバルブの内面にα−アルミナ
層，発光層を積層したものや発光層にα−アルミナを混
入したものなどにも適用できるし、上述のα−アルミナ
層に金属硼酸塩などの融着剤を適宜に混入してガラスバ
ルブへの接着性を高めることもできる。これらの実施例
はいずれも始動時間の短縮化，安定化に十分の効果が得
られるが、前者の実施例では発光層のガラスバルブに対
する接着強度が低下する。又、発光層は用途によっては
アパ−チャ部（発光層の未形成部分）を形成することも
できる。

【００２４】

【実施例】次に、実験例について説明する。図１におい
て、内径が２ｍｍ，長さが２３０ｍｍの硼・珪酸ガラス
よりなるガラスバルブの内面に、４５３ｎｍに発光ピ−
クを有するユ−ロピウム付活クロロリン酸ストロンチウ
ム・カルシウム・バリウム・マグネシウム蛍光体（（Ｓ
ｒＣａＢａＭｇ）₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ）と５４４
ｎｍに発光ピ−クを有するセリウム・テルビウム付活リ
ン酸ランタン蛍光体（ＬａＰＯ₄：Ｃｅ，Ｔｂ）と４５
３ｎｍに発光ピ−クを有するユ−ロピウム付活酸化イッ
トリウム蛍光体（Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ）とを重量比でそれぞ
れ４５％，２５％，３０％の割合で混合した１０００ｇ
の混合蛍光体にα−アルミナ，金属硼酸塩を、混合蛍光
体に対する混入割合を重量比でそれぞれ１．０％，０．
５％を混合してなる混合体を塗布し、乾燥・焼成して発
光層を形成する。然る後、ガラスバルブの内部空間にネ
オン（９５％）−アルゴンの混合希ガスと水銀５ｍｇを
封入する。

【００２５】この冷陰極蛍光ランプにおいて、ガラスバ
ルブの内径Ｄを２ｍｍに固定し、電極の外径ｄを内径Ｄ
の３０〜８５％の範囲内で変化させて暗黒状態での始動
時間，発光層の膜損傷状態について測定したところ、図
２に示す結果が得られた。尚、暗黒状態での始動時間
は、冷陰極蛍光ランプの周囲の照度を０．３Ｌｘに設定
した上で、電極間に５０ＫＨｚ，１０００Ｖの高周波高
電圧を印加してから点灯するまでに要した時間を測定し
た。

【００２６】図２において、ガラスバルブの内径Ｄに対
する電極の外径ｄの割合が３０％では始動に３（秒）も
要しており、実用上好ましくなく、４０％以上であれ
ば、短時間でかつ安定した始動特性が得られることを示
している。又、その割合が８５％では電極をガラスバル
ブの端部に挿入する際に、発光層を損傷させ易くなるも
のの、８０％以下では発光層の損傷は発生していない。
従って、電極の外径ｄはガラスバルブの内径Ｄの４０〜
８０％の範囲に設定しなければならない。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、電極の
外径はガラスバルブの内径の４０〜８０％の範囲に設定
されているために、暗黒状態でも安定に始動できる上、
始動時間を実用上支障のない程度に短縮できる。

【００２８】又、発光層は電極の外周面に対向するガラ
スバルブの内面部分を含むほぼ全面に亘って形成されて
いるために、暗黒状態において、電極間に高周波高電圧
を印加した際に、α−アルミナから放出されている電子
をきっかけとして短時間で確実に始動させることができ
る。

【００２９】特に、発光層を、蛍光体とα−アルミナと
金属硼酸塩とを含む混合体にて構成し、かつα−アルミ
ナ及び金属硼酸塩の混合体に占める割合は蛍光体重量の
０．５〜４．０％及び０．１〜１．０％の範囲に設定す
れば、振動，衝撃などが付与されても、発光層のガラス
バルブ内面からの剥離を効果的に抑制できる。従って、
外観特性は勿論のこと、軸方向の輝度分布をも改善でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す側断面図。

【図２】ガラスバルブの内径Ｄと電極の外径ｄとの比率
（ｄ／Ｄ）に対する始動時間及び発光層の膜損傷状況の
測定結果を示す図。

【図３】従来の冷陰極蛍光ランプの側断面図。

【図４】従来の異なった冷陰極蛍光ランプの側断面図。

【図５】先行技術にかかる冷陰極蛍光ランプの側断面
図。

【符号の説明】１ガラスバルブ２Ａ発光層３Ａ電極４リ−ド線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラスバルブの内面に発光層を、蛍光体
と蛍光体重量の０．５〜４．０％のα−アルミナと蛍光
体重量の０．１〜１．０％の金属硼酸塩とを含む混合体
にて形成し、ガラスバルブのそれぞれの端部に電極を配
置すると共に、ガラスバルブの内部空間に希ガス及び水
銀を封入した冷陰極蛍光ランプであって、前記電極の外
径をガラスバルブの内径の４０〜８０％の範囲に設定し
たことを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【請求項２】前記発光層を、電極の外周面との対向部
分を含むガラスバルブの内面のほぼ全面に亘って形成し
た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】内面にα−アルミナ層，発光層を有する
ガラスバルブのそれぞれの端部に電極を配置すると共
に、ガラスバルブの内部空間に希ガス及び水銀を封入し
た冷陰極蛍光ランプであって、前記電極の外径をガラス
バルブの内径の４０〜８０％の範囲に設定したことを特
徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【請求項４】前記α−アルミナ層に金属硼酸塩などの
融着剤を含むことを特徴とする請求項３記載の冷陰極蛍
光ランプ。
【請求項５】内面にα−アルミナを含む発光層を有す
るガラスバルブのそれぞれの端部に電極を配置すると共
に、ガラスバルブの内部空間に希ガス及び水銀を封入し
た冷陰極蛍光ランプであって、前記電極の外径をガラス
バルブの内径の４０〜８０％の範囲に設定したことを特
徴とする冷陰極蛍光ランプ。