冷阴极放电灯及其制造方法 【技术领域】
本发明涉及使用于各种液晶显示装置等的背景光的冷阴极放电灯，尤其涉及周围照度低的场合下也能获得良好启动特性的冷阴极放电灯。
背景技术
液晶设备上使用的冷阴极放电灯，由于在构造上，外界的光难以到达冷阴极放电灯的表面、使经常处于冷阴极放电灯旁边的周围照度低于10Lux的黑暗环境中。在这样的黑暗环境下启动冷阴极放电灯，由于放电开始时冷阴极放电灯中的初期电子数不足，使得在平时明亮环境下用500ms足能启动的装置往往要用几～几十秒才能启动。一般，对液晶设备中使用的冷阴极荧光灯，希望在0.1Lux以下的黑暗环境下也能启动，下面，就来讨论黑暗环境下启动冷阴极放电灯的话题。
为改善黑暗启动特性，在日本专利特许公开公报1992-121944号中，曾提出这样一种冷阴极放电灯：在冷阴极旁边的壳内面，涂布一些在黑暗中能以低于功函数的激励能量使电子射出的、由氧化铝、氧化镁、氧化亚铅、氧化铅等的任一种金属氧化物构成地电子放射物质。
此外，在特许公开公报2001-15065号中表示出将铯化合物覆盖电极以改善启动特性的冷阴极放电灯。
但是，按照所述构成的冷阴极放电灯，在改善黑暗启动特性方面仍感启动太慢。此外，涂布电子放射物质的冷阴极放电灯，比之在内面不涂布电子放射物质的冷阴极放电灯，其黑暗状态下的启动特性平均是快了，但有的还相当慢。
本发明鉴于所述问题，其目的在于提供一种冷阴极放电灯，即使在周围照度为0.1Lux的黑暗环境中，也能更加快地进行起动。
【发明内容】
本发明的冷阴极放电灯，将电极设置于在内面形成荧光体层的玻璃管的两端部并将封入物质密封，在电极上设置由辅助启动用金属构成的第1被膜，在靠近第1被膜的玻璃管的内面设置由辅助启动用金属构成的第2被膜。
此外，本发明的冷阴极放电灯，在电极上不设置由辅助启动用金属构成的被膜、仅在玻璃管的内面设置由辅助启动用金属构成的被膜。
本发明第1方面的冷阴极放电灯，
将电极设置于在内面形成荧光体层的玻璃管的两端部并将封入物质密封，
在至少一方的电极，设置由辅助启动用金属构成的第1被膜，
在靠近前述一方的电极的前述玻璃管的内面，接近前述第1被膜设置由辅助启动用金属构成的第2被膜。
本发明第2方面的冷阴极放电灯，
在与形成于玻璃管内面的前述荧光体层不重合的位置，形成第2被膜。
本发明第3方面的冷阴极放电灯，是在第1或2方面所述的冷阴极放电灯中，
前述电极的形状是筒状，并在外周设置前述第1被膜。
本发明第4方面的冷阴极放电灯，是在第1至3方面任一项所述的冷阴极放电灯中，
第2被膜是碱金属或碱土金属或它们的混合物。
本发明第5方面的冷阴极放电灯，是在第1至3方面任一项所述的冷阴极放电灯中，
以碱金属化合物或碱土金属化合物或它们的混合物形成第1被膜，
以碱金属或碱土金属或它们的混合物形成第2被膜。
本发明第6方面的冷阴极放电灯，是在第5方面所述的冷阴极放电灯中，
以铯化合物形成第1被膜，以铯形成第2被膜。
本发明第7方面的冷阴极放电灯的制造方法，
在制造将电极设置于在内面形成荧光体层的玻璃管的两端部并将封入物质密封的冷阴极放电灯时，
在前述玻璃管的至少一方的端部配置具有辅助启动用金属的第1被膜的电极，同时将封入物质密封，
在前述电极上通入超过常规点灯电流的电流进行老化，通过这种老化、对前述第1被膜进行喷镀，在与形成于玻璃管内面的前述荧光体层不重合的位置形成第2被膜，
在第1被膜未从前述电极的表面消失的状态下结束前述老化，在电极的表面形成第1被膜、在前述玻璃管的内面形成第2被膜。
本发明第8方面的冷阴极放电灯，
具有将电极设置于在内面形成荧光体层的玻璃管的两端部并将封入物质密封的发光管，
在靠近至少一方的电极的前述发光管的内面，设置由辅助启动用金属构成的被膜。
本发明第9方面的冷阴极放电灯，是在第8方面所述的冷阴极放电灯中，
形成前述被膜的辅助启动用金属，是喷镀收得量比形成前述电极的基体金属的100～600eV范围的稀有气体条件下的喷镀收得量更大的金属。
本发明第10方面的冷阴极放电灯，是在第8或9方面所述的冷阴极放电灯中，
将至少设置着由辅助启动用金属构成的前述被膜的一侧的电极，连接在点灯电流的高压侧。
本发明第11方面的冷阴极放电灯，是在第8至10方面任一项所述的冷阴极放电灯中，
前述电极是筒状电极。
本发明第12方面的冷阴极放电灯，是在第8至11方面任一项所述的冷阴极放电灯中，
在至少一方的电极的旁边且不形成荧光体层的发光管的内面，设置由辅助启动用金属构成的被膜。
本发明第13方面的冷阴极放电灯的制造方法，
在制造将电极设置于在内面形成荧光体层的玻璃管的两端部并将封入物质密封的冷阴极放电灯时，
在前述玻璃管的至少一方的端部设置具有辅助启动用金属的电极，在具有前述辅助启动用金属的一侧的电极上通以超过常规点灯电流的高电流，进行老化，
通过这种老化、喷镀前述辅助启动用金属，在前述发光管的内面形成由辅助启动用金属构成的被膜。
本发明第14方面的冷阴极放电灯，是在第7或13方面所述的冷阴极放电灯的制造方法中，
老化电流是常规点灯电流的2到3倍左右。
【附图说明】
图1表示本发明的(实施形态1)的冷阴极放电灯的主要部分的剖视图及其X-X’剖视图。
图2表示与同实施形态比较启动特性用的比较品的冷阴极放电灯的剖视图。
图3表示同实施形态的实施品与比较品的点灯成功率分布图。
图4表示本发明的(实施形态2)的冷阴极放电灯的主要部分的剖视图及X-X’剖视图
图5表示同实施形态的辅助启动用金属的被膜在发光管的内面形成前的冷阴极放电灯的主要部分的剖视图。
图6表示本发明的(实施形态3)的冷阴极放电灯的主要部分的剖视图。
图7表示同实施形态的冷阴极放电灯的另例的主要部分的剖视图。
图8表示本发明的(实施形态4)的冷阴极放电灯的主要部分的剖视图。
图9表示(实施形态2)～(实施形态4)的各实施品与比较品的启动延迟时间的测定结果图。
具体的实施形态
以下，用图1～图9对本发明的各实施形态进行说明。这里，由于以两端部构造相同的冷阴极放电灯为例，所以只画出一侧。
(实施形态1)
图1(a)(b)表示本发明的实施形态1，这里，图1(b)是(a)中沿X-X’线的剖视图。
如图1所示，在玻璃管2的内面形成荧光体层3，在它的两端部设置其放电侧的端部开口的筒状电极5a，将适当的封入物质密封、构成发光管1。在至少一方的电极5a的非放电侧的端部连接着金属制的内部导入线4，在内部导入线4连接外部导入线7。
在电极5a上设有由辅助启动用金属构成的第1被膜8，在玻璃管2的内面，由辅助启动用金属构成的第2被膜9被设置在与形成于玻璃管2内面的前述荧光体层3不重合的位置。
第1被膜以碱金属化合物或碱土金属化合物或它们的混合物形成，第2被膜以碱金属或碱土金属或它们的混合物形成。
以下，举具体例说明。
玻璃管2，由硼酸玻璃构成的硬质材料形成，全长300mm，外径2.4mm，内径2.0mm。在玻璃管2的内面，覆着膜厚约20μm的三波长域发光荧光体.以形成前述荧光体层3。
内部导入线4，采用与玻璃管2的形成材料的膨胀系数接近的材料的钨形成，外部导入线7则使用外径0.6mm的镍线。
在玻璃管2的两端部，设置着由钼构成、外径1.7mm、内径1.3mm、全长3mm～5mm的前述电极5a。第1被膜8，以10～100μg(最好，40±20μg)的涂布量在电极长度方向涂上0.5～3mm(最好，1.5±0.5mm)的长度形成。
第2被膜9如下面那样形成于规定位置。
第1被膜8被涂布于电极5a，水银与氩与氖的混合稀有气体以8kPa封入，然后，在第2被膜9上不设置的发光管1上，通入常规点灯电流的2～3倍的老化电流进行老化，例如，当常规点灯电流为8mA时，可通入18～25mA。在老化时，涂布于电极5a的第1被膜8喷溅，覆着在玻璃管2的内面形成。
这里，老化的时间，以第1被膜8不从电极5a的表面消失的状态终了，第1被膜8残留在电极5a的表面、在前述玻璃管2的内面形成适当膜厚的第2被膜9的时间，约10分钟。
在老化中，放电发生在筒状电极5a的放电侧的开口到第1被膜8涂布的外周之间，并发生喷溅，但是，在常规点灯电流下，电极5a的放电不能到达涂布第1被膜的外周，因此，老化结束后的第1被膜与第2被膜是稳定的，在使用中不会消失。
这样，预先在电极5a的表面设置第1被膜8，通过老化使辅助启动用金属喷镀覆着于玻璃管2的内面，可形成在电极5a旁边的、膜厚均匀的第2被膜9。
按照这样的构成，在黑暗环境下，在第2被膜9与电极5a之间，或第2被膜9与第1被膜8之间将发生轻微放电，在冷阴极放电灯内可供给启动需要的初期电子，可实现初期辉度的降低不大、且黑暗启动特性良好的冷阴极放电灯。
以这样构成的冷阴极放电灯作为实施品A，测定与比较品A的黑暗启动延迟时间。样品数为100个。
实施品A，其第1被膜8采用碱金属化合物之一的铯化合物形成、其第2被膜9采用碱金属之一的铯形成。以图2那样、不形成第2被膜9的冷阴极放电灯作为比较品A。
试验条件，把实施品A与比较品A放在周围照度为0.1Lux的黑暗环境中48小时后，在周围照度为0.1Lux、周围温度为0℃、无风的条件下、使用输出电压为1200Vrms的高频点灯电路(未图示)，对黑暗启动延迟时间进行观测。得到的测定结果表示于图3。
从图3看出，实施品A中，90％的样品在0.9ms实现点灯，比较品A中，点灯需要的时间为1～250ms间不等，其中有6％超过500ms。在实施品A的场合，可得到在第1被膜8与第2被膜9之间或第2被膜9与第1被膜8之间发生轻微放电、在低压放电灯内供给启动需要的初期电子、黑暗启动特性极好的冷阴极放电灯。
此外，当两端部的电极5a采用别种构造时，在它的表面形成第1被膜8的一侧的电极，最好与点灯电路的高压侧连接。
作为第1被膜8的材料，可采用碱金属(周期表的I族)的Li，K，Rb等的化合物，以替代铯化合物。也可采用碱土金属化合物(周期表的II族)的Be，Mg，Ca，Sr，Ba等的化合物。
此外，在前述实施形态1，电极5a的形状呈筒状，但即使是放电侧没有开口的棒状，也能获得黑暗启动特性比以往品好得多的冷阴极放电灯。但这时候，为了能保持第1，第2被膜8，9的状态长期稳定，与电极5a为筒状的实施品A比较，对常规点灯电流需要作降低限制。
此外，如果与特许公开公报2001-15065号中的实施品进行比较分析，可以看到，在特许公开公报2001-15065号中，到达设于电极的铯化合物的外部光，通过涂布于玻璃管内面的发光层(相当于前述实施形态的荧光体层3)时已被大大衰减，而在本发明的前述实施形态中，将第2被膜9形成于与玻璃管2的内面的前述荧光体层3不重合的位置，射入第2被膜9、外部光并不衰减、还发生轻微放电，相比之下，显然，前述公报中的冷阴极放电灯不能获得良好的黑暗启动特性，这是本发明与以往技术的不同点。
(实施形态2)
图4与图5，表示本发明的实施形态2，这里，图4(b)是(a)中沿X-X’线的剖视图。
如图4(a)(b)所示，在玻璃管2的内面形成荧光体层3，在它的两端部设置电极5b，将适当的封入物质密封、构成发光管1。在电极5b的非放电侧的端部连接着金属制的内部导入线4，在内部导入线4连接外部导入线7。
在发光管1的内面，靠近电极5b形成由辅助启动用金属构成的被膜9a。
这样构成的冷阴极放电灯中，在电极5b与由辅助启动用金属构成的被膜9a之间发生轻微放电，供给启动需要的初期电子，所以，可实现黑暗启动特性极好的冷阴极放电灯。
下面举例说明。
玻璃管2，由硼酸玻璃构成的硬质材料形成，全长300mm，外径2.4mm，内径1.8mm。在玻璃管2的内面，覆着膜厚约20μm的三波长域发光荧光体。以形成前述荧光体层3。
在玻璃管2的两端部，设置着由铌构成、全长5mm、外径1.0mm的棒状电极5b。电极5b的非放电侧的一端，与外径0.8mm的内部导入线4焊接连接。内部导入线4以与玻璃管2的形成材料的膨胀系数接近的材料的钨形成，利用内部导入线4与玻璃管2封止发光管1的两端部，在发光管1的内部，水银与氩与氖的混合稀有气体(未图示)以8kPa封入。一端与电极5b连接的内部导入线4的他端，与外径0.6mm的镍制的外部导入线7连接。
在电极5b旁的发光管1的内面，形成由辅助启动用金属构成的膜厚2μm的被膜9a。辅助启动用金属，是由喷镀收得量比形成电极5b的基体金属的100～600eV范围的稀有气体条件下的喷镀收得量更大的金属构成的，这里，采用前述喷镀收得量比电极5b的基体金属铌大的镍。
该被膜9a，按照以下顺序形成。
在形成电极5b的铌的表面，100～600eV范围的低能的稀有气体形成的喷镀收得量(分子/离子)比铌大的镍，采用电解电镀法、电气电镀法、喷镀蒸着法等工艺覆着。镍的膜厚，如后述那样，大约为5μm，此时形成于发光管1内面的被膜8a的膜厚约为2μm。
在铌的表面，覆盖着镍的电极5b的一端，通过激光焊接与内部导入线4连接，按照通常的制造方法组装冷阴极放电灯。
图5是图4中的冷阴极放电灯的前阶段刚组装后的状态。在该状态，在发光管1的内面不形成被膜9a，辅助启动用金属的镍被覆盖于电极5b的表面形成被膜8a。
然后，如果在该电极5b上通入比通常的点灯电流6mA高的高电流、例如15mA，进行约2小时的老化，在老化中，覆盖在铌表面的镍发生喷溅，将电极5b旁边的发光管1的内面覆盖，形成膜厚约2μm的被膜9a。
这样，预先在电极5b表面设置由辅助启动用金属构成的被膜8a，通过老化使辅助启动用金属发生喷溅，覆着于发光管1的内面，朝靠近电极5b的发光管1的内面短时间形成膜厚均匀的辅助启动用金属的被膜9a，可轻易地实现初期辉度降低不大、且黑暗启动特性良好的冷阴极放电灯的制造。
以这样制成的冷阴极放电灯作为实施品B，进行关于黑暗启动性的研讨。
试验条件，把实施品B放在周围照度为0.1Lux的黑暗环境中48小时后，在周围照度为0.1Lux、周围温度为0℃、无风的条件下、使用输出电压为1200Vrms的高频点灯电路(未图示)，对黑暗启动延迟时间进行观测。得到的测定结果表示于图9。
此外，为了比较，代替由镍构成的被膜9a，在发光管1的内面涂布在黑暗中以低于功函数的激励能量使电子射出的氧化金属性的电子放射物质的氧化铅，制成冷阴极放电灯。将该冷阴极放电灯作为比较品B，以与前述同样的试验条件对黑暗启动延迟时间进行观测。得到的比较品B的测定结果表示于图9。
从图9看出，实施品B与比较品B，其平均的黑暗启动延迟时间几乎无差异，最大黑暗启动延迟时间，比较品B是6030ms，实施品B是280ms，未发生如比较品B那样大的延迟。对这样的(实施形态2中的)实施品B，在发光管1的内面设置由靠近电极5b的辅助启动用金属构成的被膜9a，在电极5b与由辅助启动用金属构成的被膜9a之间发生轻微放电，供给低压放电灯内启动需要的初期电子，所以，可实现黑暗启动特性极好的冷阴极放电灯。
此外，如图5所示，由辅助启动用金属构成的被膜8a形成的电极5a，最好连接于点灯电路的高压侧。即亦，在前述实施品B中，由于低压放电灯的两端部构造相同，被膜8a形成的电极5b被连接于点灯电路的高压侧，但是，例如两端部的构造是别的构造时，它的表面上设置辅助启动用金属的一侧的电极最好与点灯电路的高压侧连接。
为了确认这一点，将低压放电灯的两端部采用别的构造的冷阴极放电灯，作为实施品C，将不设置由该实施品C的辅助启动用金属构成的被膜8a的一侧的电极连接于点灯电路的高压侧，在与实施品B同样条件下测定黑暗启动延迟时间。样品数为100个。得到的测定结果表示于图9。
从图9看出，在将不设置辅助启动用金属的电极连接于点灯电路的高压侧的实施品C中，黑暗启动特性也比比较品B好，但是，与实施品B比较，实施品C的平均黑暗启动延迟时间有250ms大，最大的黑暗启动延迟时间有480ms。
这是由于，在高频点灯电路的输出电压加上时，由于距离近的电极与由辅助启动用金属构成的被膜间的电场较强，使电极与由辅助启动用金属构成的被膜间发生初期放电，在低压放电灯内启动需要的初期电子能得到供给的缘故。这样，把设置辅助启动用金属侧的电极连接到点灯电路的高压侧，可以改善黑暗启动性。
此外，在前述说明中，用由辅助启动用金属构成的被膜8a覆着电极5b表面的例子进行说明，但本发明不限于此，至少在电极5b表面设置辅助启动用金属也可以。
(实施形态3)
图6表示本发明的实施形态3。
实施形态3与前述实施形态的不同点在于，用筒状电极5a替代棒状电极5b，在靠近电极5a的开口部的发光管1的内面，形成由辅助启动用金属构成的被膜9b。
具体说，电极5a以钼构成，外径为1.5mm，内径为1.3mm，全长为3mm。在靠近电极5a的开口部的发光管1的内面，形成由辅助启动用金属镍构成的膜厚2μm的被膜9b。
该被膜9b是这样形成的：在电极5a的内面、预先通过喷镀蒸着形成厚度为5μm左右的镍膜、以高于常规点灯电流6mA的高电流、例如2～3倍的15mA的电流给电极5a通电约2小时进行老化、在老化中、在电极5a的内面、被蒸着的镍被喷溅覆着在靠近电极5a开口部的发光管1的内面。
将这样构成的冷阴极放电灯作为实施品D，内面形成镍膜的电极5a被连接于点灯电路的高压侧，以与前述(实施形态2)同样条件测定黑暗启动延迟时间。样品数为100个。得到的测定结果表示于图9。
如图9所示，实施品D的平均黑暗启动延迟时间为70ms，最大黑暗启动延迟时间为150ms，比实施形态2的实施品B的黑暗启动性更加好。
这样，采用筒状电极5a作为电极，使设置于其内面的辅助启动用金属通过喷溅覆着于发光管1的内面，电极5a与由辅助启动用金属构成的被膜9b间的距离比前述实施形态2的冷阴极放电灯更短，电极5a与被膜9b间的电场更强，更容易供给启动需要的初期电子，所以，黑暗启动特性能得到显著改善。
此外，在前述说明中，在电极5a的内面形成由辅助启动用金属构成的被膜，通过老化，使喷溅于发光管1的内面，形成被膜9b，但本发明不限于此，如图7所示，也可以在电极5a的外表面形成由辅助启动用金属构成的被膜8b，该被膜8b同样经过老化喷溅，在发光管1的内面形成被膜9c。此外，在图7，用比前述更大的20mA的电流进行30分钟左右的老化，不能确保仅电极内面放电需要的电子数，放电从电极5a的内侧开始，一部分倒入开口部旁的外表面，电极5a中倒入强的开口部旁边的喷溅较强，因此，被膜8b与被膜9c的厚度向着电极5a的开放端趋薄。但是，进一步增大电流老化，可以使放电扩展到筒状电极5b的外周面的全部，使被膜8b充分地喷镀，例如做成图4那样的被膜9a。
(实施形态4)
图8表示本发明的实施形态4。
本实施形态与前述(实施形态3)的不同点在于，被膜9d被形成于靠近电极5a且不形成荧光体层3的部分的发光管1的内面。
即亦，在本实施形态的冷阴极放电灯，与图6，图7中的冷阴极放电灯不同，荧光体层3不是延设到与电极5a的外面对向的位置，电极5a的开口端附近的发光管1的内面，玻璃管2露出，电极5a的开口端附近形成由辅助启动用金属构成的被膜9d。
这样，不是在荧光体层3上，而是在表面平滑的玻璃管2的内面直接使辅助启动用金属喷溅、形成被膜9d，所以，可得到比表面有几微米凹凸的荧光体层3上形成的被膜的精度更高的被膜9d。
以这样形成的冷阴极放电灯作为实施品E，将电极5a连接于点灯电路的高压侧，以与前述(实施形态2)同样条件测定黑暗启动延迟时间。样品数为100个。得到的测定结果表示于图9。
如图9所示，实施品E的平均黑暗启动延迟时间为30ms，最大黑暗启动延迟时间为120ms，比前述实施形态3的实施品D的黑暗启动特性更好。
在前述实施形态中，作为例子的电极5a，5b，都是以单一金属构成的，但本发明不限于此，以合金及烧结金属构成都可以用，将单一金属、合金、及烧结金属组合起来用也行。
此外，在前述实施形态中，冷阴极放电灯的两端部的构造相同，但本发明不限于此，至少一方的端部为前述构成也可以。
此外，本发明的冷阴极放电灯，不限于前述实施形态，它的尺寸、设计、材料、形状、规格等可适当调整。此外，电极，不仅可采用前述棒状电极及筒状电极，诸如有底无底的圆筒状也可以，另外，使筒状电极具有2层以上构造、以及筒状电极的内面涂布活性物质等等，只要实践中有效，都不加限制。
按照前述本发明的冷阴极放电灯，是将电极设置于在内面形成荧光体层的玻璃管的两端部并将封入物质密封的冷阴极放电灯，在至少一方的电极设置由辅助启动用金属构成的第1被膜，在靠近前述一方的电极的前述玻璃管的内面、接近前述第1被膜设置由辅助启动用金属构成的第2被膜，因此，在由辅助启动用金属构成的第1被膜与第2被膜之间发生轻微放电，能供给冷阴极放电灯内启动需要的初期电子，所以，黑暗启动特性极好。
此外，本发明的冷阴极放电灯的制造方法，在制造将电极设置于在内面形成荧光体层的玻璃管的两端部并将封入物质密封的冷阴极放电灯时，在前述玻璃管的至少一方的端部配置具有辅助启动用金属的第1被膜的电极，同时将封入物质密封，在前述电极上通入超过常规点灯电流的电流进行老化、通过这种老化、对前述第1被膜进行喷镀，在与形成于玻璃管内面的前述荧光体层不重合的位置形成第2被膜，在第1被膜未从前述电极的表面消失的状态下结束前述老化，在电极的表面形成第1被膜，在前述玻璃管的内面形成第2被膜，所以，可容易地实现本发明的冷阴极放电灯。
此外，本发明的冷阴极放电灯，是具有将电极设置于在内面形成荧光体层的玻璃管的两端部并将封入物质密封的发光管的冷阴极放电灯，在至少一方的电极旁边的前述发光管的内面设置由辅助启动用金属构成的被膜，在由辅助启动用金属构成的被膜与电极之间发生轻微放电，供给冷阴极放电灯内启动需要的初期电子，所以可实现黑暗启动特性极好的冷阴极放电灯。
此外，本发明的冷阴极放电灯的制造方法，在制造具有将电极设置于在内面形成荧光体层的玻璃管的两端部并将封入物质密封的发光管的冷阴极放电灯时，在前述玻璃管的至少一方的端部设置具有辅助启动用金属的电极，
在具有前述辅助启动用金属侧的电极上通入超过常规点灯电流的高电流进行老化，通过这种老化、使前述辅助启动用金属喷溅、在前述发光管的内面形成由辅助启动用金属构成的被膜，因此，容易实现本发明的冷阴极放电灯。