JP2006202515A

JP2006202515A - 冷陰極蛍光ランプ

Info

Publication number: JP2006202515A
Application number: JP2005010166A
Authority: JP
Inventors: Fumiya Shigematsu; 文也重松
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2005-01-18
Filing date: 2005-01-18
Publication date: 2006-08-03

Abstract

【課題】中央部とランプ管端との色差値を小さくして、ランプ軸方向の色みを均一にした冷陰極蛍光ランプを提供する。
【解決手段】この発明の冷陰極蛍光ランプは、バルブ３内部に水銀および希ガス５が１種類以上封入され、バルブの両端に一対の放電電極１を具備し、バルブ内面に赤色蛍光体（Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ）、緑色蛍光体（ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂ）、青色蛍光体（ＢａＭｇ_２Ａｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ）の三波長蛍光体が含まれた蛍光体被膜２が形成されている蛍光ランプにおいて、前記赤色蛍光体として、一次粒子の平均粒子径Ｄｆ値とその凝集体から形成される二次粒子の平均粒子径Ｄｍ値の大きさの比率がＤｆ：Ｄｍ＝１．０〜１．２である蛍光体を用いたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷陰極蛍光ランプに関する。

図７（ａ）は従来の冷陰極蛍光ランプのランプ軸に垂直な断面図であり、図７（ｂ）はランプ軸に平行な断面図である。バルブ３内部の放電空間５に水銀および希ガスを１種類以上封入し、その両端には封着線４を介し一対の放電電極１を接続してある。また、バルブ３内壁には蛍光体被膜２を約２０〜３０μｍの厚さで形成している。

上記構造の冷陰極蛍光ランプは、液晶ディスプレイのバックライト用光源として用いられている場合、その蛍光体被膜２の材料として、主として三波長蛍光体（赤：Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ、緑：ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂ、青：ＢａＭｇ_２Ａｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ）が用いられている。しかし三波長蛍光体の粒子径は様々であり、ランプ特性を駆使して赤・緑・青色蛍光体それぞれの粒子径を変えて組み合わせるのが一般的である。

これらの各色蛍光体は粒子径が大きいほど高効率となる。各色蛍光体は比重の違いから流動性がそれぞれ異なるため、均等に混錬したとしても、塗布工程時に各色蛍光体の流れ落ち方に差が生じランプの軸方向各点で赤、緑、青色蛍光体の配合比率が異なる問題が発生する。その結果ランプの軸方向で色度値が異なり、色みが不均一となる。

従来はこの問題に対処するために、比重の大きな蛍光体は粒子径を小さく、比重の小さな蛍光体は粒子径を大きくして流動性を制御することで色みの均一化を図っていた。しかしながら明るさに最も寄与する緑色蛍光体は比重が最も大きいため、粒子径の小さなものを用いるとランプの発光効率が低下するという別の問題が生じていた。

図８に従来ランプの管端色差特性を示す。グラフは中央部と各測定ポイントの色度値の差を示している。一般的に色度ｘ値、ｙ値が同方向に同値程度の変化量であればランプは見た目に色みが均一となる。しかしながら従来型ランプでは色度ｘ値はほぼΔ０で推移しているのに対し、色度ｙ値は排気側では大きくマイナス方向を向いている。その結果ランプの排気側は赤っぽく発色し、ランプの軸方向の色みは不均一となる。この現象は色度Δｘ値がΔｙ値に対し高くなるほど顕著に現れる。そのため、色みを均一に見せるためにはΔｘ−Δｙ≦０．００５が望ましい。

また色度ｘ値、ｙ値が同方向に同値程度の変化量が同程度であっても中央部との色度差がΔ０．０１０以上となるとランプ軸方向の色みが不均一となる。
特開２００３−１２９０４６号公報特開２００４−２０７０７３号公報

本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、中央部とランプ管端との色差値を小さくして、ランプ軸方向の色みを均一にした冷陰極蛍光ランプを提供することを目的とする。

請求項１の発明の冷陰極蛍光ランプは、バルブ内部に水銀および希ガスが１種類以上封入され、前記バルブの両端に一対の放電電極を具備し、前記バルブ内面に赤色蛍光体（Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ）、緑色蛍光体（ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂ）、青色蛍光体（ＢａＭｇ_２Ａｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ）の三波長蛍光体が含まれた蛍光体被膜が形成されている蛍光ランプにおいて、前記赤色蛍光体として、一次粒子の平均粒子径Ｄｆ値とその凝集体から形成される二次粒子の平均粒子径Ｄｍ値の大きさの比率がＤｆ：Ｄｍ＝１．０〜１．２である蛍光体を用いたことを特徴とするものである。

請求項２の発明の冷陰極蛍光ランプは、バルブ内部に水銀および希ガスが１種類以上封入され、前記バルブの両端に一対の放電電極を具備し、前記バルブ内面に赤色蛍光体（Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ）、緑色蛍光体（ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂ）、青色蛍光体（ＢａＭｇ_２Ａｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ）の三波長蛍光体が含まれた蛍光体被膜が形成されている蛍光ランプにおいて、前記緑色蛍光体として、一次粒子の平均粒子径Ｄｆ値とその凝集体から形成される二次粒子の平均粒子径Ｄｍ値の大きさの比率がＤｆ：Ｄｍ＝１：１．４〜２．０である蛍光体を用いたことを特徴とするものである。

請求項３の発明の冷陰極蛍光ランプは、バルブ内部に水銀および希ガスが１種類以上封入され、前記バルブの両端に一対の放電電極を具備し、前記バルブ内面に赤色蛍光体（Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ）、緑色蛍光体（ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂ）、青色蛍光体（ＢａＭｇ_２Ａｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ）の三波長蛍光体が含まれた蛍光体被膜が形成されている蛍光ランプにおいて、前記青色蛍光体として、一次粒子の平均粒子径Ｄｆ値とその凝集体から形成される二次粒子の平均粒子径Ｄｍ値の大きさの比率がＤｆ：Ｄｍ＝１：１．０〜１．７である蛍光体を用いたことを特徴とするものである。

本発明によれば、ランプ軸方向の色みが均一な冷陰極蛍光ランプを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。

（第１の実施の形態）本発明の第１の実施の形態の冷陰極蛍光ランプの構造は図７の従来ランプと同様である。バルブ３内部に水銀および希ガス５が１種類以上封入され、その両端には封着線４を介し一対の放電電極１が接続してある。また、バルブ３内壁には蛍光体被膜２が約２０〜３０μｍの厚さで形成されている。

バルブ３内壁の蛍光体被膜２を形成する三波長蛍光体には、従来同様（赤：Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ、緑：ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂ、青：ＢａＭｇ_２Ａｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ）のものを用いている。そして、赤色蛍光体Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕには、フィッシャー・サブーシーブ・サイザー（以下、測定装置）で測定した一次粒子の平均粒子径Ｄｆ値とその凝集体から形成される二次粒子の平均粒子径Ｄｍ値の大きさの比率はＤｆ：Ｄｍ＝１．０〜１．２である蛍光体を用いる。同様に緑色蛍光体ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂには、測定装置で測定した一次粒子の平均粒子径Ｄｆ値とその凝集体から形成される二次粒子の平均粒子径Ｄｍ値の大きさの比率がＤｆ：Ｄｍ＝１：１．４〜２．０である蛍光体を用いる。さらに青色蛍光体ＢａＭｇ_２Ａｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕには、測定装置で測定した一次粒子の平均粒子径Ｄｆ値とその凝集体から形成される二次粒子の平均粒子径Ｄｍ値の大きさの比率がＤｆ：Ｄｍ＝１：１．０〜１．７である蛍光体を用いる。

あるいは、赤色蛍光体Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕを、測定装置で測定した一次粒子の平均粒子径Ｄｆ値とその凝集体から形成される二次粒子の平均粒子径Ｄｍ値の大きさの比率がＤｆ：Ｄｍ＝１．０〜１．２、緑色蛍光体ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂの比率がＤｆ：Ｄｍ＝１：１．４〜２．０、青色蛍光体ＢａＭｇ_２Ａｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕの比率がＤｆ：Ｄｍ＝１：１．０〜１．７の蛍光体のいずれか１種類又は２種類を組み合わせ、他は従来同様の蛍光体を用いて三波長蛍光体を構成することもできる。

尚、赤・緑・青色蛍光体の一次粒子の平均粒子径Ｄｆ値は２μｍ＜Ｄｆ値＜８μｍのものを用いるのが好ましい。

また、蛍光体被膜２の表面に希土類の金属化合物を０．１％〜５％コートすることができる。金属化合物としては、例えば、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｌａ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＣｅＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃、ＴｉＯを採用する。そして、被膜の含有量は、０．１％〜５％が適当である。これにより、蛍光体被膜２の発光を妨げず、かつ水銀の吸着、イオン衝撃から蛍光体母体を保護することにより、長寿命化が図れる。

さらに、蛍光体被膜２の表面を金属酸化物によりコートする代わりに、予め三波長蛍光体それぞれの蛍光体粒子の表面に金属酸化物がコートされた蛍光体粉末を用いて蛍光体被膜２を形成しても同様の効果がある。

図１は、緑色・青色蛍光体の一次、二次粒子径の粒径比率を緑色蛍光体はＤｆ：Ｄｍ＝１：１．２、青色蛍光体はＤｆ：Ｄｍ＝１：２．０に設定し、赤色蛍光体の測定装置で測定した平均粒子径（一次粒子径）Ｄｆ値とその凝集体から形成される二次粒子の平均粒子径Ｄｍ値の大きさの比率を変化させたときの管端色差特性を示す図である。Ｄｆ：Ｄｍ＝１．０〜１．２では色度ｘ値と色度ｙ値の偏差は小さくなっていることがわかる。

図２は、赤色・青色蛍光体の一次、二次粒子径を赤色蛍光体はＤｆ：Ｄｍ＝１：１．４、青色蛍光体はＤｆ：Ｄｍ＝１：２．０に設定し、緑色蛍光体の測定装置で測定した一次粒子径の平均粒子径Ｄｆ値とその凝集体から形成される二次粒子の平均粒子径Ｄｍ値の大きさの比率を変化させたときの管端色差特性を示す図である。Ｄｆ：Ｄｍ＝１：１．４〜２．０で色度ｘ値と色度ｙ値の偏差は小さくなっていることがわかる。

図３は、赤色・緑色蛍光体の一次、二次粒子径を赤色蛍光体はＤｆ：Ｄｍ＝１：１．４、緑色蛍光体はＤｆ：Ｄｍ＝１：１．２に設定し、青色蛍光体の測定装置で測定した一次粒子径の平均粒子径Ｄｆ値とその凝集体から形成される二次粒子の平均粒子径Ｄｍ値の大きさの比率を変化させたときの管端色差特性を示す図である。Ｄｆ：Ｄｍ＝１：１．０〜１．７で色度ｘ値と色度ｙ値の偏差は小さくなっていることがわかる。

本発明の実施例と従来の比較例とを比較した。

実施例と比較例はともにバルブ内径：φ３．０ｍｍ、ランプ長：８００ｍｍであり、バルブ内面に図４の表に基づいた特性の三波長蛍光体を用いて蛍光体被膜を形成し、電流５ｍＡｒｍｓの管電流を流してランプ軸方向の色度ずれ特性と全光束特性を評価した。

本発明の実施例の冷陰極ランプと従来の比較例の冷陰極ランプの全光束特性を図５の表に示す。高効率である大粒子蛍光体を用いることでランプの全光束は３％向上していることがわかる。また、管端色差特性を図６に示す。赤、緑、青色蛍光体の流動性をほぼ同じに改善することによって、ランプの軸方向の色度差は低減しており、ランプ軸方向の色みの均一化が可能となった。

赤色蛍光体の一次粒子、二次粒子の比率を変化させたときの管端色差特性を示す図。緑色蛍光体の一次粒子、二次粒子の比率を変化させたときの管端色差特性を示す図。青色蛍光体の一次粒子、二次粒子の比率を変化させたときの管端色差特性を示す図。実施例、比較例の冷陰極蛍光ランプに用いた蛍光体粒子径。実施例、比較例の冷陰極蛍光ランプの全光束特性。実施例、比較例の冷陰極蛍光ランプの管端色差特性を示す図。従来の冷陰極蛍光ランプの断面図。従来の冷陰極蛍光ランプの管端色差特性。

符号の説明

１電極
２蛍光体被膜
３バルブ
４封着線
５放電空間

Claims

バルブ内部に水銀および希ガスが１種類以上封入され、前記バルブの両端に一対の放電電極を具備し、前記バルブ内面に赤色蛍光体（Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ）、緑色蛍光体（ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂ）、青色蛍光体（ＢａＭｇ_２Ａｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ）の三波長蛍光体が含まれた蛍光体被膜が形成されている蛍光ランプにおいて、
前記赤色蛍光体として、一次粒子の平均粒子径Ｄｆ値とその凝集体から形成される二次粒子の平均粒子径Ｄｍ値の大きさの比率がＤｆ：Ｄｍ＝１．０〜１．２である蛍光体を用いたことを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
バルブ内部に水銀および希ガスが１種類以上封入され、前記バルブの両端に一対の放電電極を具備し、前記バルブ内面に赤色蛍光体（Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ）、緑色蛍光体（ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂ）、青色蛍光体（ＢａＭｇ_２Ａｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ）の三波長蛍光体が含まれた蛍光体被膜が形成されている蛍光ランプにおいて、
前記緑色蛍光体として、一次粒子の平均粒子径Ｄｆ値とその凝集体から形成される二次粒子の平均粒子径Ｄｍ値の大きさの比率がＤｆ：Ｄｍ＝１：１．４〜２．０である蛍光体を用いたことを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
バルブ内部に水銀および希ガスが１種類以上封入され、前記バルブの両端に一対の放電電極を具備し、前記バルブ内面に赤色蛍光体（Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ）、緑色蛍光体（ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂ）、青色蛍光体（ＢａＭｇ_２Ａｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ）の三波長蛍光体が含まれた蛍光体被膜が形成されている蛍光ランプにおいて、
前記青色蛍光体として、一次粒子の平均粒子径Ｄｆ値とその凝集体から形成される二次粒子の平均粒子径Ｄｍ値の大きさの比率がＤｆ：Ｄｍ＝１：１．０〜１．７である蛍光体を用いたことを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。