【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置のバックライトユニット等に使用される冷陰極放電管及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷陰極放電管は、液晶表示装置のバックライトユニット等に多く使用されている。この冷陰極放電管は、例えば紫外線を透過するガラス管（紫外線放射ランプ）の外周面に、蛍光体粉末を結合材に分散させた蛍光体分散液を塗布し、これを焼成させることで蛍光体層を形成した構成となっている。
【０００３】
また、上記の冷陰極放電管のランプ構造としては、従来より二重管型のもの（例えば、特許文献１参照。）や、一重管型のもの（例えば、特許文献２、３参照。）がある。図６に従来の冷陰極放電管のランプ構造を示す。
【０００４】
図６の（ａ）は二重管型の構造を示している。この陰極管は、紫外線透過材料からなる内管１１とその外側の可視光透過性材料からなる外管１２とを有し、その間に蛍光体層１３を設けている。
【０００５】
上記の二重管構造の内管１１は例えば石英ガラスが用いられ、この内管１１に電極（金属）、水銀、放電用ガスを含んでいる。そして、この内管１１の表面に蛍光体を塗布している。また、外管１２には通常のホウケイ酸ガラスなどのガラス材料を用いており、この外管１２と内管１１の間の空間雰囲気（ガスを入れるか真空）で明るさの特性を制御している。
【０００６】
また、図６の（ｂ）は一重管型の構造を示している。この陰極管２１は、ガラス体２２の外周面に蛍光体層２３を設け、その外側に保護層２４を設けたもので、蛍光体層２３の一部に蛍光体を塗装していない非塗装部２５を設けている。
【０００７】
上記の一重管構造の管は紫外線を透過する石英ガラス等が用いられ、管内部に電極（金属）、水銀、放電用ガスを含んでいる。また、管表面に蛍光体が塗布されており、この蛍光体塗布は例えばディップ法により行われる。あるいは、蛍光体を含んだ固体フィルムの装着が行われ、蛍光体の厚さは１０〜１００μに形成される。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０―１１２２８６号公報
【特許文献２】
特開２００２―１８４３５７号公報
【特許文献３】
特開平１０―３３４８５３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の冷陰極管にあっては、次のような問題点があった。
【００１０】
二重管型の場合、外管をかぶせると径が大きくなって、実用的でなくなるとともに、外管と内管の間の空間雰囲気を真空にすると、輝度を高くすることができない。空間雰囲気にガスを入れると、真空のものより明るくできるが、ある封入圧を越えると明るさに差がなくなってしまう。例えば、大気圧でも３０Ｔｏｒｒでも輝度に差がなく、逆に外管があるだけ輝度が低下する。したがって、大気開放にした方が良い。
【００１１】
一重管の場合、外管を外すと蛍光体の保護が必要になるので、例えば硬く固めることで耐衝撃性を得ているが、鋭利なものに触れた場合の傷の発生は避けることができないとともに、蛍光体は保護されていないので、汚れやすい。また、蛍光体を含んだ固体フィルムは、フィルムが紫外線を吸収するので、輝度が低下してしまう。
【００１２】
また、蛍光体の塗布方法については、通常はディップ法が用いられるが、ディップ法では円周方向及び長軸方向に膜厚ムラが顕著に現れてしまう。これが、ひいては輝度ムラ及び色度ムラの発生に直結する。
【００１３】
石英管に蛍光体を塗布するに当たっては、通常用いられる蛍光体結着材（ホウケイ酸ガラスの内面に蛍光体を塗布するときに使う結着材）では、蛍光体は石英管と密着せず、少しの衝撃で蛍光体が剥離してしまう。石英管表面への梨地処理はある程度の効果があるが、蛍光体の剥離を防ぎきれず、根本的な対策ではない。
【００１４】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、小さな外径で、輝度が低下することなく、輝度及び色度の均一性に優れ、また蛍光体の剥離がなく、蛍光体の保護が可能な冷陰極放電管及びその製造方法を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る冷陰極放電管は、蛍光体の結着材に酸化物スラリーを所定の割合で用いた蛍光体スラリーをスプレーにより外周面に塗布した管を有するようにしたものである。
【００１６】
また、上記管は石英管を使用し、酸化物スラリーとして蛍光体に対する３〜１０％の重量比のＡｌ２Ｏ３を有するＡｌ２Ｏ３スラリーを用いたものである。
【００１７】
また、上記の蛍光体スラリーを、２０μ〜４０μの膜厚で塗布するようにし、さらに、蛍光体の保護膜として、上記石英管に透光性チューブを装着するようにしたものである。
【００１８】
本発明に係る冷陰極放電管の製造方法は、管を一定速度で回転させながら、該管の外周面に、蛍光体の結着材に酸化物スラリーを所定の割合で用いた蛍光体スラリーをスプレーにより塗布するようにしたものである。
【００１９】
また、上記管は石英管を使用し、酸化物スラリーとして蛍光体に対する３〜１０％の重量比のＡｌ２Ｏ３を有するＡｌ２Ｏ３スラリーを用いるようにしたものである。
【００２０】
また、上記の蛍光体スラリーを、２０μ〜４０μの膜厚で塗布するようにし、さらに、蛍光体の保護膜として、上記石英管に透光性チューブを装着するようにしたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面について説明する。
【００２２】
本実施例の冷陰極放電管は、蛍光体の結着材に酸化物スラリーを所定の割合で用いた蛍光体スラリーをスプレーにより外周面に塗布した管を有するようにしたものである。ここでは、管は石英管を使用し、酸化物スラリーとして蛍光体に対する３〜１０％の重量比のＡｌ２Ｏ３を有するＡｌ２Ｏ３スラリーを用いている。
【００２３】
また、上記の蛍光体スラリーを、２０μ〜４０μの膜厚で塗布するようにし、さらに、蛍光体の保護膜として、上記石英管に透光性チューブを装着するようにしている。
【００２４】
図１は本発明の実施例を示す図であり、上記の冷陰極放電管を製造する際のシステム構成を示している。
【００２５】
本実施例では蛍光体の塗布にスプレー法を用いており、回転装置１により石英管２を円周方向に一定速度で回転させ、該石英管２の外周面にスプレー装置３で蛍光体スラリー４を噴射させて吹き付けながら、スプレー装置３を石英管２の長軸方向に一定速度で移動させる。
【００２６】
このとき、蛍光体スラリー４の結着材にＡｌ２Ｏ３スラリー（日亜化学製：ＮＰ−９７６−０２）を用いると、石英管２と蛍光体の密着性が高くなり、蛍光体の剥離を防ぐことができる。しかし、Ａｌ２Ｏ３を多く入れると輝度が低下するので、蛍光体に対するＡｌ２Ｏ３の重量比の割合は３〜１０％が良い。この石英管２と蛍光体の密着性は、Ａｌ２Ｏ３と石英管２が反応して密着性が向上したのではなく、蛍光体の粒子同士を密着させる力（ファンデルワールス力）が増大したためと推定されるので、Ａｌ２Ｏ３に代えて他の酸化物（Ｙ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＭｇＯなど）でも同様の効果は得られる。
【００２７】
また、スプレー塗布に適した蛍光体スラリー４としては、粘性が高いとスプレー装置３のノズルが詰まり、粘性が低いと石英管２に噴射したときにスラリーが垂れて膜厚ムラが生じるので、ある適正な材料構成比で作製する必要があり、これによりスラリーの塗布と同時に蛍光体が乾燥し始め、膜厚ムラが発生しない。
【００２８】
溶媒はビークル（ニトロセルロースを酢酸ブチルに溶解させた液体）、また有機溶剤、水を用いる。ビークル濃度は、０．１〜３％、望ましくは０．３〜１％が良い。また、溶媒の重量を１とした場合、蛍光体の重量比は０．２〜２、上記のＡｌ２Ｏ３スラリーの重量比は０．５〜２が望ましい。
【００２９】
また蛍光体の膜厚は、紫外線を透過しなくなる約２０μ以上が望ましく、かつある膜厚以上になると輝度が低下するので、４０μ未満が望ましい。
【００３０】
図２にＭＣＰＤデータとして、石英管（φ３／φ２）に上記のようにして蛍光体を塗布し、該石英管に電極、ガス（Ａｒ／Ｎｅ＝５／９５−８ｋＰａ）、Ｈｇを入れ、ランプ電流６ｍＡで点灯したときの波長（ｎｍ）と相対放射強度の関係を示す。同図の（ａ）は膜厚９μｍの場合、（ｂ）は膜厚２２μｍの場合を示す。
【００３１】
また、上述のランプ仕様における膜厚（μｍ）と輝度比の関係を図３に示す。
【００３２】
次に、蛍光体の保護膜として、テフロン（フッソ樹脂の登録商標：デュポン社）の熱収縮透過性チューブを石英管２に装着したときの特性について説明する。ランプ仕様は上述の通りとし、ここでは５本の平均データについて述べる。
【００３３】
チューブ装着前は、輝度が１７８００ｃｄ／ｍ２、色度がｘ：０．２３８，ｙ：０．２５１で、チューブ装着後は、輝度が１７２５０ｃｄ／ｍ２、色度がｘ：０．２８２，ｙ：０．２５０であった。
【００３４】
すなわち、チューブ装着前後の比較結果は、輝度低下は３％、色度変化は１／１０００で、均一性に問題はない。また、テフロン（登録商標）チューブはＵＶ光（紫外線）による劣化がほとんどない。
【００３５】
図４の（ａ）、（ｂ）は本実施例における石英管の長軸方向の膜厚（μｍ）の状態を示す図である。図示のように、石英管の長軸方向に均一な膜厚で蛍光体を塗布することができる。
【００３６】
また、図５の（ａ）は本実施例における膜厚（μｍ）と輝度（ｃｄ／ｍ２）の関係、同図の（ｂ）同膜厚と色度の関係をそれぞれ示す図である。図示のように、輝度及び色度において優れた均一性が得られる。
【００３７】
このように、本実施例では、小さな外径で、輝度が低下することなく、輝度及び色度の均一性に優れ、また蛍光体の剥離がなく、蛍光体の保護が可能になる。
【００３８】
すなわち、スプレー法により蛍光体を塗布しており、非常に緻密な膜形成ができるとともに、良好な輝度及び色度の均一性が得られる。また、従来よりも狭い膜厚範囲の設定ができ、蛍光体の剥離もなくなる。さらに、外径を大きくすることなく蛍光体の保護ができ、二重管構造の内管と外管の間にガスを入れたのと同じ効果が得られる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、小さな外径で、輝度が低下することなく、輝度及び色度の均一性に優れ、また蛍光体の剥離がなく、蛍光体の保護が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す説明図
【図２】実施例における波長と相対放射強度の関係を示す図
【図３】実施例における膜厚と輝度比の関係を示す図
【図４】実施例における膜厚の状態を示す図
【図５】実施例における膜厚と輝度及び色度の状態を示す図
【図６】従来例を示す図
【符号の説明】
１ 回転装置
２ 石英管
３ スプレー装置
４ 蛍光体スラリー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cold cathode discharge tube used for a backlight unit or the like of a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Cold cathode discharge tubes are often used in backlight units of liquid crystal display devices and the like. In this cold cathode discharge tube, for example, a phosphor dispersion liquid in which a phosphor powder is dispersed in a binder is applied to an outer peripheral surface of a glass tube (ultraviolet radiation lamp) that transmits ultraviolet light, and the phosphor dispersion is fired. It has a configuration in which layers are formed.
[0003]
Further, as the lamp structure of the cold cathode discharge tube, a double tube type (for example, refer to Patent Document 1) and a single tube type (for example, refer to Patent Documents 2 and 3) have conventionally been used. is there. FIG. 6 shows a lamp structure of a conventional cold cathode discharge tube.
[0004]
FIG. 6A shows a double tube type structure. The cathode tube has an inner tube 11 made of an ultraviolet transmitting material and an outer tube 12 made of a visible light transmitting material outside the inner tube 11, and a phosphor layer 13 is provided therebetween.
[0005]
For example, quartz glass is used for the inner tube 11 having the double tube structure, and the inner tube 11 contains an electrode (metal), mercury, and a discharge gas. The surface of the inner tube 11 is coated with a phosphor. In addition, a glass material such as ordinary borosilicate glass is used for the outer tube 12, and the brightness characteristics are controlled in a space atmosphere (gas or vacuum) between the outer tube 12 and the inner tube 11. I have.
[0006]
FIG. 6B shows a single tube type structure. The cathode tube 21 is provided with a phosphor layer 23 on the outer peripheral surface of a glass body 22 and a protective layer 24 on the outside thereof, and a non-painted portion in which a part of the phosphor layer 23 is not coated with a phosphor. 25 are provided.
[0007]
The tube having the single-tube structure is made of quartz glass or the like that transmits ultraviolet light, and contains an electrode (metal), mercury, and a discharge gas inside the tube. Further, a fluorescent material is applied to the tube surface, and the fluorescent material is applied by, for example, a dip method. Alternatively, a solid film containing the phosphor is mounted, and the thickness of the phosphor is formed to 10 to 100 μm.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-10-112286 [Patent Document 2]
JP 2002-184357 A [Patent Document 3]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-334853
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional cold cathode tubes as described above have the following problems.
[0010]
In the case of the double tube type, if the outer tube is covered, the diameter becomes large, which is not practical, and if the space atmosphere between the outer tube and the inner tube is evacuated, the brightness cannot be increased. When a gas is introduced into the space atmosphere, it can be made brighter than that in a vacuum, but when a certain filling pressure is exceeded, the difference in brightness disappears. For example, there is no difference in luminance at atmospheric pressure or at 30 Torr. On the contrary, the luminance is reduced by the outer tube. Therefore, it is better to open to the atmosphere.
[0011]
In the case of a single tube, protection of the phosphor is required when the outer tube is removed, so for example, impact resistance is obtained by hardening it, but the occurrence of scratches when touching sharp objects cannot be avoided At the same time, since the phosphor is not protected, it is easily stained. Further, the brightness of a solid film containing a phosphor is reduced because the film absorbs ultraviolet rays.
[0012]
In addition, a dip method is usually used as a method of applying the phosphor, but in the dip method, unevenness in film thickness appears in the circumferential direction and the long axis direction. This directly leads to the occurrence of luminance unevenness and chromaticity unevenness.
[0013]
When applying the phosphor to the quartz tube, the phosphor does not adhere to the quartz tube with the usual phosphor binder (the binder used when applying the phosphor to the inner surface of borosilicate glass). The phosphor is peeled off by a slight impact. Although the matte treatment on the quartz tube surface has a certain effect, it is not a fundamental measure because it cannot prevent the separation of the phosphor.
[0014]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and has a small outer diameter, without a decrease in luminance, excellent in uniformity of luminance and chromaticity, and has no peeling of the phosphor. It is an object of the present invention to provide a cold-cathode discharge tube capable of protecting the same and a method for manufacturing the same.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
A cold-cathode discharge tube according to the present invention has a tube in which a phosphor slurry using an oxide slurry in a predetermined ratio as a binder of a phosphor is applied to an outer peripheral surface by spraying.
[0016]
Further, the tubes using a quartz tube, but using Al 2 O 3 slurry with Al 2 O 3 3-10% of the weight ratio phosphor as oxide slurry.
[0017]
Further, the phosphor slurry is applied in a film thickness of 20 μm to 40 μm, and a translucent tube is attached to the quartz tube as a protective film of the phosphor.
[0018]
In the method for manufacturing a cold cathode discharge tube according to the present invention, while rotating the tube at a constant speed, a phosphor slurry using a predetermined ratio of an oxide slurry as a binder for the phosphor is coated on the outer peripheral surface of the tube. It is applied by spraying.
[0019]
Further, the tubes using a quartz tube, in which to use a Al 2 O 3 slurry with Al 2 O 3 3-10% of the weight ratio phosphor as oxide slurry.
[0020]
Further, the phosphor slurry is applied in a film thickness of 20 μm to 40 μm, and a translucent tube is attached to the quartz tube as a protective film of the phosphor.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0022]
The cold cathode discharge tube of the present embodiment has a tube in which a phosphor slurry using an oxide slurry at a predetermined ratio as a binder for a phosphor is applied to the outer peripheral surface by spraying. Here, the tube using a quartz tube, and using Al 2 O 3 slurry with Al 2 O 3 3-10% of the weight ratio phosphor as oxide slurry.
[0023]
In addition, the phosphor slurry is applied in a thickness of 20 μm to 40 μm, and a translucent tube is attached to the quartz tube as a protective film of the phosphor.
[0024]
FIG. 1 is a view showing an embodiment of the present invention, and shows a system configuration when manufacturing the cold cathode discharge tube described above.
[0025]
In this embodiment, a spray method is used for applying the phosphor. The quartz tube 2 is rotated at a constant speed in the circumferential direction by the rotating device 1, and the phosphor slurry 4 is applied to the outer peripheral surface of the quartz tube 2 by the spray device 3. Is sprayed, and the spray device 3 is moved at a constant speed in the longitudinal direction of the quartz tube 2.
[0026]
At this time, if Al 2 O 3 slurry (NP-976-02 manufactured by Nichia Chemical Co., Ltd.) is used as the binder of the phosphor slurry 4, the adhesion between the quartz tube 2 and the phosphor increases, and the phosphor is separated. Can be prevented. However, if a large amount of Al 2 O 3 is added, the luminance is reduced. Therefore, the weight ratio of Al 2 O 3 to the phosphor is preferably 3 to 10%. Regarding the adhesion between the quartz tube 2 and the phosphor, the adhesion between the particles of the phosphor (van der Waals force) is increased, not the adhesion between Al 2 O 3 and the quartz tube 2 being improved. Therefore, the same effect can be obtained with other oxides (Y 2 O 3 , SiO 2 , MgO, etc.) instead of Al 2 O 3 .
[0027]
Further, as the phosphor slurry 4 suitable for spray coating, if the viscosity is high, the nozzle of the spray device 3 is clogged, and if the viscosity is low, the slurry drips when sprayed onto the quartz tube 2 and uneven film thickness occurs. It is necessary to manufacture the phosphor with an appropriate material composition ratio, whereby the phosphor starts to dry at the same time as the slurry is applied, and no unevenness in film thickness occurs.
[0028]
As the solvent, a vehicle (a liquid in which nitrocellulose is dissolved in butyl acetate), an organic solvent, and water are used. The vehicle concentration is 0.1-3%, preferably 0.3-1%. When the weight of the solvent is 1, the weight ratio of the phosphor is desirably 0.2 to 2, and the weight ratio of the Al 2 O 3 slurry is desirably 0.5 to 2.
[0029]
Further, the thickness of the phosphor is desirably about 20 μ or more, which does not transmit ultraviolet rays, and when the thickness exceeds a certain thickness, the luminance is reduced.
[0030]
In FIG. 2, as the MCPD data, a phosphor is applied to a quartz tube (φ3 / φ2) as described above, and an electrode, a gas (Ar / Ne = 5 / 95-8 kPa) and Hg are put into the quartz tube, The relationship between the wavelength (nm) and the relative radiant intensity when the lamp is lit at a current of 6 mA is shown. FIG. 7A shows the case where the film thickness is 9 μm, and FIG. 7B shows the case where the film thickness is 22 μm.
[0031]
FIG. 3 shows the relationship between the film thickness (μm) and the luminance ratio in the above-described lamp specification.
[0032]
Next, the characteristics when a heat-shrinkable permeable tube made of Teflon (a registered trademark of Fluoro resin: DuPont) is attached to the quartz tube 2 as a protective film of the phosphor will be described. The lamp specifications are as described above. Here, the average data of five lamps will be described.
[0033]
Before the tube was attached, the luminance was 17800 cd / m 2 and the chromaticity was x: 0.238, y: 0.251. After the tube was attached, the luminance was 17250 cd / m 2 and the chromaticity was x: 0.282, y. : 0.250.
[0034]
That is, as a result of comparison before and after the tube is mounted, the decrease in luminance is 3% and the change in chromaticity is 1/1000, and there is no problem in uniformity. Further, the Teflon (registered trademark) tube is hardly deteriorated by UV light (ultraviolet light).
[0035]
FIGS. 4A and 4B are views showing the state of the film thickness (μm) in the major axis direction of the quartz tube in this embodiment. As shown in the figure, the phosphor can be applied with a uniform film thickness in the longitudinal direction of the quartz tube.
[0036]
FIG. 5A shows the relationship between the film thickness (μm) and the luminance (cd / m 2 ) and FIG. 5B shows the relationship between the film thickness (cd / m 2 ) and the chromaticity in this embodiment. As shown, excellent uniformity in luminance and chromaticity is obtained.
[0037]
As described above, in this embodiment, with a small outer diameter, the luminance is not reduced, the luminance and chromaticity are uniform, the phosphor is not peeled off, and the phosphor can be protected.
[0038]
That is, since the phosphor is applied by the spray method, a very dense film can be formed, and good uniformity of luminance and chromaticity can be obtained. Further, the film thickness range can be set narrower than in the conventional case, and the phosphor is not peeled off. Further, the phosphor can be protected without increasing the outer diameter, and the same effect as when gas is inserted between the inner tube and the outer tube of the double tube structure can be obtained.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to protect the phosphor with a small outer diameter, without decreasing the luminance, excellent in the uniformity of the luminance and chromaticity, and without peeling of the phosphor. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a wavelength and a relative radiation intensity in the embodiment. FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a film thickness and a luminance ratio in the embodiment. FIG. 5 is a diagram showing a state of film thickness in the embodiment. FIG. 5 is a diagram showing a state of film thickness, luminance and chromaticity in the embodiment. FIG. 6 is a diagram showing a conventional example.
1 rotating device 2 quartz tube 3 spray device 4 phosphor slurry
