JPH11283498A - 冷陰極蛍光ランプおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の水銀を保持させる板状電極を採用した
冷陰極蛍光ランプでは、ランプ外径を２mm程度とすると
板状電極の面積も減じて水銀量も不足して寿命が短くな
るなどの問題を生じ市場の要望に答えられない問題点を
生じていた。 【解決手段】 本発明により、タンタル若しくはタンタ
ル合金でコイル状電極２を形成し、このコイル状電極２
を予めに真空加熱処理を行い吸着ガスの放出を行わせた
状態でガラス管４内への封止工程を行う冷陰極蛍光ラン
プ１の製造方法としたことで、予めの真空加熱処理によ
り封止後のガラス管４内に電極２を兼ねるゲッターが不
純ガスを持ち込むことを防止し、寿命の延長を可能とし
た状態で現在市場で要望されている外径２mm程度の冷陰
極蛍光ランプ１の生産を可能として課題を解決するもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯用、車載用の
テレビジョン受像機、或いは、携帯用のコンピュータな
ど液晶表示素子を表示部とする機器に、前記液晶表示素
子を照明する光源として採用されている冷陰極蛍光ラン
プに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の冷陰極蛍光ランプ９０の
構成の例を示すものが図５であり、内面に蛍光体９１ａ
が塗布されたガラス管９１の両端は、板状電極９２を有
する導入線９３が貫通するビード９４により封止が行わ
れ、前記ガラス管９１内には不活性ガス９５、水銀９６
が封入されている。

【０００３】前記板状電極９２には一方の面に水銀合
金、他方の面にはゲッターが塗布されており、ガラス管
９１の封止が行われた後に板状電極９２の部分を高周波
で加熱することで、水銀合金から水銀９６を放出させる
と共に、ゲッターを活性化させるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の冷陰極蛍光ランプ９０においては、第一には、
封止が行われた後に板状電極９２の加熱を行うものであ
るので、この板状電極９２の熱が導入線９３に伝わりビ
ード９４にクラックなどを生じさせて封止不良（リー
ク）を発生させ、生産工程における歩留りが低下する問
題点を生じるものとなっていた。

【０００５】また第二には、携帯用機器の小型化の目的
などで、前記冷陰極蛍光ランプ９０の外径に一層の細型
化（例えば２mm）が要求されるものと成っているが、上
記の構成においては、板状電極９２における水銀の保持
量などから現状（例えば３mm）以上の細型化は困難であ
り、市場の要望に答えられないという問題点を生じてい
る。

【０００６】上記細型化の解決策として、図６に示すよ
うにタングステンまたはニッケルの棒状電極８２とした
冷陰極蛍光ランプ８０も提案されている。この場合、ガ
ラス管９１内への不活性ガス９５および水銀９６の供給
は、封止の直前に外部から行うことが可能であるが、ゲ
ッターを設けることができず、よって、後にガラス管な
どから発生する不純ガス８７によりランプ寿命が短縮化
する問題点を生じると共に、前記不純ガス８７により放
電が蛇行し性能が低下する問題点も生じ、代替品として
は性能的に不充分であった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記した従来の
課題を解決するための具体的な手段として、タンタル若
しくはタンタル合金でコイル状電極を形成し、このコイ
ル状電極を予めに真空加熱処理を行い吸着ガスの放出を
行わせた状態でバルブ内への封止工程を行うことを特徴
とする冷陰極蛍光ランプの製造方法および上記製造方法
により製造されることを特徴とする冷陰極蛍光ランプを
提供することで課題を解決するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明に係る冷陰極蛍光
ランプ１の製造方法を工程順に従って詳細に説明する。
図１に示すものはコイル状電極２であり、本発明ではコ
イル状電極２はタンタル（Ｔａ）若しくはタンタル合金
の線材を用いてコイル状に形成してある。このときに、
前記冷陰極蛍光ランプ１として外径が２mm程度のものの
製造を図るのであれば、前記コイル状電極２の外径Ｄは
略０．８５mm、長さＬは略２．５mmが適当である。

【０００９】本発明が前記コイル状電極２としてタンタ
ル（Ｔａ）若しくはタンタル合金を選定したのは、タン
タルがゲッターとしての機能を有するからであり、他に
ゲッターとしての機能を有する金属としてはチタン、ニ
オブ、および、この種のゲッターとして従来から採用さ
れているジルコニアなどが知られている。

【００１０】そこで、本発明を成すために発明者により
上記部材の比較検討を行ったところ、チタンは電極部材
として使用するときにはスパッタが激しく、いわゆる黒
化現象の発生が著しくランプ寿命を短縮させるものであ
った。また、ニオブは耐スパッタ性には優れるものの、
ゲッターとしての機能が乏しくランプ寿命を短縮させる
ものであった。

【００１１】そして、ジルコニアはゲッターとしての機
能には優れるが、コイル状電極２として使用したときの
耐スパッタ性がタンタルより劣り、総合した結果として
はランプ寿命に対してはタンタルが有利であると判断さ
れたので、本発明では電極部材としてタンタルを選定す
るものである。

【００１２】よって、本発明ではゲッターとしての作用
を効率良く奏するものとするために、少ない体積のタン
タル若しくはタンタル合金で大きい表面積が得られるよ
うに、線材をコイル状に形成したコイル状電極２とする
ものである。従って、線材の断面形状などは上記の目的
の沿い、且つ、巻線機などによる加工が可能なものであ
れば自由である。

【００１３】本発明では、続く工程として、上記のコイ
ル状電極２に対してゲッターとしての活性化を行うもの
であり、図２に示すようにコイル状電極２は石英管１０
中のモリブデンボート１１に収納され、ヒーター１２に
よる加熱とポンプ１３による排気が行われる。よって、
コイル状電極２が吸収していた不純ガスは放出され活性
化が行われるので、活性化が終了した時点で第一バルブ
１４が閉止され、第二バルブ１５が開放されて石英管１
０中にボンベ１７から例えば窒素など不活性ガスが充填
される。

【００１４】不活性ガスが充填されたのちには、第三バ
ルブ１６が閉止され石英管１０中は不活性ガスで充満さ
れた状態が継続するのでコイル状電極２の活性化は維持
されるものとなり、この状態で冷陰極蛍光ランプ１に組
付ける時点まで保管されるものとなる。尚、図示は省略
するが、このコイル状電極２の活性化を行う時点でコイ
ル状電極２を導入線３付のものとしておくなどは自在で
ある。

【００１５】図３は本発明に係る製造方法の封止工程で
あり、必要部分の内面に蛍光体４ａが塗布されたガラス
管４の一方の端部は、導入線３を貫通させるビード５ａ
で最初に封止が行われ、そして、前記導入線３のガラス
管４内側となる端部には前記コイル状電極２が溶接など
適宜な手段で取付けられている。また、前記ガラス管４
の他方の端部には、上記と同様にガラス管４内側となる
端部には、コイル状電極２が取付けられた導入線３を貫
通させるビード５ｂが取付けられる。

【００１６】前記ビード５ｂはガラス管４とは隙間を有
するように、一部で溶着が行われたいわゆる仮止めの状
態とされている。また、本発明では前記ビード５ｂの更
に外側にビード５ｃを取付けるものであり、このビード
５ｃにはビード５ｂ側に水銀合金を保持する水銀ホルダ
６が取付けられた導入線３が貫通している。そして、前
記ビード５ｃは、ガラス管４内の排気、不活性ガス７の
封入が行われた時点で封止が行われる（図はこの封止が
行われた後の状態を示す）。

【００１７】従って、外側のビード５ｃの封止が行われ
た時点でガラス管４内は密封状態となり、この状態で高
周波などにより水銀ホルダ６の加熱が行われ、水銀蒸気
８が発生させられる。このときに、内側のビード５ｂは
仮止め状態でガラス管とに隙間を有しているので、発生
された蒸気状の水銀８は隙間を通過してガラス管４の内
部に一様に行き渡るものとなる。

【００１８】しかる後に、内側のビード５ｂの溶着を行
えば、前記ビード５ａとビード５ｂとの間は、ガラス管
４内に必要量の不活性ガス７と水銀蒸気８とが密封され
たものとなるので、前記ビード５ｂから外側を切断、除
去すれば、図４に示す本発明の冷陰極蛍光ランプ１が得
られるものとなるのである。

【００１９】次いで、上記の製造方法により得られた本
発明の冷陰極蛍光ランプ１の作用および効果について説
明する。尚、比較は板状電極が採用された冷陰極蛍光ラ
ンプ（従来例の図５参照）を対象として行った。先ず、
寿命試験を温度サイクルによる寿命加速試験で確認した
ところ、従来例の冷陰極蛍光ランプが１１４サイクルで
あったのに対し、本発明の冷陰極蛍光ランプ１は５３６
サイクルと略４．７倍の寿命の延長が認められた。

【００２０】この要因について考察してみると、従来例
のものは冷陰極蛍光ランプとして完成された密封後の状
態でゲッターの活性化が行われるので、既に吸収されて
いた不純ガスが一旦ガラス管内に放出されるものとな
る。このときに、ゲッターは再度上記不純ガスを吸収す
るが、不純ガスの一部は水銀と化合しガラス管内の有効
な水銀量が減少する。

【００２１】ここで、冷陰極蛍光ランプの寿命はガラス
管内の水銀量とほヾ比例関係にあると言われているの
で、上記の水銀量の減少は寿命の短縮をもたらすものと
なる。また、ゲッター自身が含んでいた不純ガスの放出
と吸収とを行うということは、例えば、ガラス管、蛍光
体などから新たに放出される不純ガスに対する吸収能力
にも不足を生じ、これによっても水銀量の減少を生じ寿
命の短命化を生じるものとなる。

【００２２】これに対して、本発明の製造方法によれ
ば、ゲッター（コイル状電極２）はガラス管４内に封止
される以前に活性化が行われ、既に不純ガスの放出が行
われているので、封止後に加熱活性化に伴うガラス管４
での不純ガスの放出はなく、よって、水銀８の減少を生
じない。また、ガラス管４内への封止時に不純ガスを吸
収していないので、ゲッター（コイル状電極２）として
の吸着能力も大きく、封止後に新たに発生した不純ガス
も多く吸収し、これによっても寿命の延命が可能とな
る。

【００２３】また、本発明においても水銀８をガラス管
４内に発生させるときに加熱が行われ、リーク発生の要
因となるクラック発生の可能性を有するものとなってい
る。所が、本発明では水銀ホルダ６はビード５ｃに取付
けられ、このビード５ｃは冷陰極蛍光ランプ１の完成時
には切除されてしまうので、例え、クラックを生じてい
ても完成後の冷陰極蛍光ランプ１に対しては何等の影響
も与えない。従って、本発明の製造方法によれば、板状
電極を採用することなく冷陰極蛍光ランプ１の製造が可
能となり、市場で要望されている外径２mm程度の冷陰極
蛍光ランプ１の生産も可能となる。

【００２４】

【発明の効果】以上に説明したように本発明により、タ
ンタル若しくはタンタル合金でコイル状電極を形成し、
このコイル状電極を予めに真空加熱処理を行い吸着ガス
の放出を行わせた状態でバルブ内への封止工程を行う冷
陰極蛍光ランプの製造方法としたことで、予めの真空加
熱処理により封止後のガラス管内に電極を兼ねるゲッタ
ーが不純ガスを持ち込むことを防止し、寿命の延長を可
能とした状態で現在市場で要望されている外径２mm程度
の冷陰極蛍光ランプの生産を可能とするものであり、こ
の種の冷陰極蛍光ランプの性能の向上に極めて優れた効
果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る冷陰極蛍光ランプの製造方法の
電極の構成を示す斜視図である。

【図２】 同じ製造方法における電極の真空加熱処理の
工程を示す説明図である。

【図３】 同じ製造方法における封止工程を示す説明図
である。

【図４】 本発明に係る製造方法により形成された冷陰
極蛍光ランプを示す断面図である。

【図５】 従来例を示す断面図である。

【図６】 別の従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１……冷陰極蛍光ランプ ２……電極 ３……導入線 ４……ガラス管 ５ａ、５ｂ、５ｃ……ビード ６……水銀ホルダ ７……不活性ガス ８……水銀 １０……石英管 １１……モリブデンボート １２……ヒーター １３……ポンプ １４……第一バルブ １５……第二バルブ １６……第三バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 康秀 福島県いわき市平北白土字上平30―１ (72)発明者 大平 崇公 福島県いわき市川前町上桶売字五斗巻38

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タンタル若しくはタンタル合金でコイル
   状電極を形成し、このコイル状電極を予めに真空加熱処
   理を行い吸着ガスの放出を行わせた状態でガラス管内へ
   の封止工程を行うことを特徴とする冷陰極蛍光ランプの
   製造方法。
2. 【請求項２】 前記請求項１記載の製造方法により製造
   されることを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。