JP2002324515A

JP2002324515A - 蛍光ランプ

Info

Publication number: JP2002324515A
Application number: JP2001165849A
Authority: JP
Inventors: Shoji Hirayama; 省治平山
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2001-04-23
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2002-11-08

Abstract

(57)【要約】［課題］保護膜４の材料、粒径及び膜厚を最適化する
ことで、ランプ寿命中における光束低下を抑制し、蛍光
ランプから放射される紫外線量を抑制し、保護膜４によ
る初期光束低下を改善する。［解決手段］ガラス管１の内面に酸化セリウムの微粒
子よりなる保護膜４を形成し、この保護膜４の上面に蛍
光体膜５を形成している。酸化セリウムの粒径は、０．
００５〜０．０１μｍの範囲に設定し、膜厚は０．１〜
１．５μｍの範囲に設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大型モニターや大
型ＴＶ等に使用する液晶表示装置のバックライト用光源
として用いる冷陰極蛍光ランプに関し、特に初期光束の
低下を改善した冷陰極蛍光ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】蛍光ランプは長期点灯使用により、ガラ
ス管内に封入されている水銀とガラス管のアルカリ成分
とが反応してアマルガムを形成し、金属水銀がガラス管
内壁面へ浸透し、紫外線によるソラリゼーションが発生
して管端黒化し、光束が低下するという欠点があった。
この欠点を解消し、一層の長寿命化及び光束維持率の向
上を図るために、従来よりガラスバルブと蛍光体層との
間に金属酸化物からなる保護膜を設け、水銀や紫外線の
浸透に起因する管端黒化を防止するようにした蛍光ラン
プが提案されている（例えば、特開平１１−３０７０５
５号公報、特開平１１−２６５６８５号公報、特開平１
１−１９１３８９号公報、特開平４−３２４２４１号公
報、特開平４−３３２４５３号公報参照）。これらの蛍
光ランプは、保護膜材料として酸化アルミニウム、酸化
イットリウム、酸化ランタン、酸化シリコンを用いてい
るものが一般的で、特開平１１−３０７０５５号公報の
みに酸化セリウムを保護膜材料の一つとして掲げている
が、いずれの公開公報記載の発明にも蛍光ランプから放
射する紫外線強度の度合等を理由に保護膜材料を選択し
ていない。又、酸化アルミニウムを保護膜の材料とした
場合において、特開平１１−１９１３８９号公報開示の
発明では、酸化アルミニウムの微粒子の粒径を０．１μ
ｍ以下、好ましくは０．０１〜０．１μｍの範囲で、膜
厚は０．３〜１．０μｍの範囲が好ましいとされてお
り、特開平１１−３１２４９１号公報開示の発明では平
均粒径を０．１〜３．０μｍで膜厚は濃度にもよるが
０．３〜１．０μｍの範囲が好ましいとされている。特
開平１１−３０７０５５号公報開示の発明では、特許請
求の範囲中の請求項３、請求項５及び発明の詳細な説明
の欄の

【００１８】の段のみには酸化セリウムを保護膜材料の
一つとすることができる旨の記載があるが、発明の実施
の形態における具体例には酸化アルミニウム、酸化シリ
コンのみに言及し、これらを保護膜材料とした場合は平
均粒径が１．３μｍのものを第１保護膜とし３．０μｍ
のものを第２保護膜とすることや、平均粒径が０．４μ
ｍのものを第１保護膜とし０．２μｍのものを第２保護
膜とすること等が記載され、これらの記載より特に粒径
や膜厚には限定していないことが判かる。又、酸化セリ
ウムは紫外線吸収特性が高いため、効率よく紫外線を遮
断するが、光束維持率を高めるためには保護膜の膜厚を
２．０μｍ程度にする必要性があり、酸化セリウムを保
護膜として用いる場合は光束維持率及び紫外線遮断効果
が高いにも拘らず、初期光束が低い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記諸事情に
鑑み創案されたもので、保護膜の材料、粒径及び膜厚を
最適化することで、ランプ寿命中における光束低下を抑
制し、蛍光ランプから放射される紫外線量を抑制し、保
護膜による初期光束低下を改善する蛍光ランプを提供す
ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のうち請求項１記載の発明は、ガラス管内面に
酸化セリウムの微粒子よりなる保護膜を形成し、この保
護膜上に蛍光体膜を形成し、前記ガラス管の内側両端に
１対の内部電極を封装し、前記ガラス管内に水銀及び希
ガスが封入されてなる蛍光ランプにおいて、前記酸化セ
リウムの粒径を０．００５〜０．０１μｍの範囲に設定
したことを特徴とする。請求項２記載の発明は、上記保
護膜は、膜厚が０．１〜１．５μｍの範囲に設定されて
なることを特徴とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】

【実施例】以下、図を参照にして本発明の実施例につい
て説明する。図１は蛍光ランプの要部の構成を示す一部
切欠正面図である。図１において、直管状の透明なガラ
ス管１は、両端が気密に閉塞され、内部には水銀及び希
ガスが放電媒体として所定封入圧で封入されている。ガ
ラス管１の内側両端には、冷陰極からなる１対の内部電
極２が対向する位置に封装されており、内部電極２と電
気的に接続されている導入線３は、ガラス管１の端部壁
を気密に貫通して外部に導出され、外部電源（図示せ
ず）より給電可能に構成されている。内部電極２は、ニ
ッケル製スリーブの外端に導入線３の内端を挿入し、か
しめ及び溶接により導入線３を接続して導入線３により
支持され、さらに導入線３はガラス管１の端部壁により
支持されている。尚、このように有底円筒状に形成され
た電極２は、内側又は／及び外側表面に電子放出性物質
を主成分とするエミッター層を形成してもよい。

【０００６】ガラス管１の内面には保護膜４を形成し、
この保護膜４の上面には蛍光体膜５を形成している。保
護膜４は球状若しくは略球状で平均粒径が０．００５〜
０．０１μｍの酸化セリウムの微粒子により膜厚０．５
μｍの厚みで形成されている。保護膜４の膜厚は０．１
〜１．５μｍの範囲であればよい。ガラス管１の内面の
内、両端領域を除いて一方の電極２から対向する他方の
電極２に亘たる保護膜４の上面にはＲ、Ｇ、Ｂの発光領
域に発光ピークを有する３波長発光型蛍光体より成る蛍
光体膜５が形成されている。

【０００７】次に、本実施例の蛍光ランプの製造方法に
ついて説明する。球状若しくは略球状で平均粒径が０．
００５〜０．１μｍの酸化セリウムの微粒子を用い、エ
タノール溶液を分散媒とし、酸化セリウムの濃度が５重
量％のサスペンション（懸濁液）を調整した。このサス
ペンションをガラス管の内表面に、乾燥後の膜厚が０．
１〜１．５μｍになるように塗布し、温風乾燥する。以
降、通常の製造方法にて蛍光ランプを完成させる。

【０００８】本発明の蛍光ランプが、保護膜４を平均粒
径が０．００５〜０．０１μｍの酸化セリウムの微粒子
を膜厚０．５μｍの厚みに設定した理由は、以下の試験
例１〜３により実験的に導かれたものである。

【０００９】

【試験例１】まず、図１に示される蛍光ランプと同一構
造で、平均粒径が０．００５〜０．０１μｍの球状若し
くは略球状の酸化セリウムの微粒子より成る保護膜４の
膜厚の厚みのみを０μｍ（保護膜の形成無し）から２μ
ｍの範囲で異ならしめ、蛍光ランプから放射される紫外
線強度（紫外線放射量）を紫外線強度計を用いて測定し
た。保護膜の形成が無い蛍光ランプの紫外線強度を１０
０％とし、保護膜の膜厚と紫外線強度相対値との関係を
図２中に実線で示した。比較のために、保護膜に平均粒
径０．３μｍの酸化イットリウムの微粒子を用いたもの
の測定結果を一点鎖線で、平均粒径が０．１μｍの酸化
セリウムの微粒子を用いたものの測定結果を点線で示し
た。いずれの例も同一膜厚の９ポイントで測定し、保護
膜以外の他の条件は同一である。図２より紫外線強度
は、平均粒径が０．００５〜０．０１μｍの球状若しく
は略球状の酸化セリウムの微粒子を保護膜とする蛍光ラ
ンプが最も低く、酸化イットリウムの微粒子を保護膜と
する蛍光ランプが最も高く、酸化セリウムは酸化イット
リウムと比較して紫外線吸収力が極めて高いことが判明
した。つまり、平均粒径が０．００５〜０．０１μｍの
酸化セリウムの微粒子を保護膜として用いた蛍光ランプ
は、平均粒径が０．１μｍの酸化セリウムの微粒子を保
護膜として用いた蛍光ランプと比較して、紫外線強度は
膜厚が０μｍから０．１μｍまでは同一低下率である
が、膜厚が０．１μｍを越えると著しく低下し、膜厚が
０．３μｍから２．０μｍにかけては緩やかに低下する
ことが判る。

【００１０】

【試験例２】紫外線吸収性の高い酸化セリウムの微粒子
を保護膜として用いた蛍光ランプについて、保護膜の膜
厚を異ならしめて全光束値を測定した。保護膜が形成さ
れていない蛍光ランプの全光束値を１００％とし、本実
施例の蛍光ランプの膜厚と全光束相対値との関係を測定
し、その結果を図３中に実線で示した。比較のために、
平均粒径０．１μｍの酸化セリウムの微粒子を保護膜と
して用い他の構成は図１に示される本実施例と同一の蛍
光ランプについても同様の試験を行い、その結果を図３
中に点線で示した。図３より、本実施例の蛍光ランプの
光束は、図３中に点線で示される平均粒径０．１μｍの
保護膜を有する蛍光ランプの光束と比較して、保護膜の
膜厚が０．２μｍを越えると高くなり、保護膜の膜厚が
１．５μｍを越えると低くなることが判る。

【００１１】

【試験例３】本実施例の蛍光ランプについて、保護膜の
膜厚別に光束維持率を測定し、その結果を図４中に実線
で示した。比較のために、平均粒径０．１μｍの酸化セ
リウムの微粒子を保護膜として用い他の構成は図１に示
される本実施例と同一の蛍光ランプについても同様の実
験を行い、その測定結果を図４中に点線で示した。図４
より、本実施例の蛍光ランプの光束維持率は、上記比較
例の蛍光ランプと比較して保護膜の膜厚が０．１μｍま
では略同一であるが、保護膜の膜厚が０．１〜１．５μ
ｍの範囲で高くなり、特に０．５μｍで最も高い値を示
し、膜厚が１．５μｍを越えると逆に低下することが判
る。

【００１２】上記試験例１〜３の結果より、保護膜の材
料としては紫外線吸収性の高い酸化セリウムの微粒子が
好ましく、試験例１より、蛍光ランプから放射される紫
外線強度を低い値にするために酸化セリウム微粒子の平
均粒径は０．００５〜０．０１μｍに設定されていなけ
ればならない。又、試験例２及び３の結果より、光束低
下を抑制するためには、平均粒径が０．００５〜０．０
１μｍの酸化セリウム微粒子より構成される保護膜の膜
厚を０．１〜１．５μｍの範囲に設定する必要性があ
る。

【００１３】

【発明の効果】本発明は、上記試験例１〜３の結果に示
す通り、保護膜が平均粒径０．００５〜０．０１μｍの
酸化セリウム微粒子により形成されているので、蛍光ラ
ンプから放射される紫外線強度を低度に抑えることが可
能で、又、膜厚を０．１〜１．５μｍの範囲に設定して
いるので、ランプ寿命中に於ける光束低下を抑制し、保
護膜形成による初期光束の低下を生じることのない高信
頼性の蛍光ランプを提供することができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】蛍光ランプの一部切欠正面図である。

【図２】蛍光ランプの保護膜の材料別膜厚と紫外線強度
相対値との関係を示すグラフ図である。

【図３】酸化セリウム微粒子よりなる保護膜を有する蛍
光ランプの保護膜の膜厚と全光束相対値との関係を示す
グラフ図である。

【図４】酸化セリウム微粒子よりなる保護膜を有する蛍
光ランプの保護膜の膜厚と光束維持率との関係を示すグ
ラフ図である。

【符号の説明】

１ガラス管２電極４保護膜５蛍光体膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス管内面に酸化セリウムの微粒子よ
りなる保護膜を形成し、この保護膜上に蛍光体膜を形成
し、前記ガラス管の内側両端に１対の内部電極を封装
し、前記ガラス管内に水銀及び希ガスが封入されてなる
蛍光ランプにおいて、前記酸化セリウムの粒径を０．０
０５〜０．０１μｍの範囲に設定したことを特徴とする
蛍光ランプ。
【請求項２】上記保護膜は、膜厚が０．１〜１．５μ
ｍの範囲に設定されてなることを特徴とする請求項１記
載の蛍光ランプ。