JP2008084594A - Discharge lamp and light-emitting device equipped with the discharge lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放電ランプと、その放電ランプを備えた発光装置に関する。 The present invention relates to a discharge lamp and a light emitting device including the discharge lamp.
放電ランプは、一般に、放電媒体として、例えば水銀と希ガスとを含む可電離性のガスがバルブ内に封入され、蛍光体層が前記バルブの内側に塗布されている。また、一対の電極が前記バルブの両端部に配置されている。そして、電極間に高電圧を印加すると、バルブ内の電子が陽極に引かれて高速で移動する間に希ガスと衝突して陽イオンができ、γ作用によって電子が放出される。この電子によって水銀が励起されて紫外線を放出し、続いて蛍光体が励起されるので、前記蛍光体層からは可視光が放たれることとなる。 In a discharge lamp, generally, as a discharge medium, for example, an ionizable gas containing mercury and a rare gas is sealed in a bulb, and a phosphor layer is applied to the inside of the bulb. A pair of electrodes is disposed at both ends of the bulb. When a high voltage is applied between the electrodes, electrons in the bulb are attracted by the anode and collide with a rare gas while moving at a high speed to form cations, and electrons are released by the γ action. Mercury is excited by the electrons to emit ultraviolet rays, and the phosphor is subsequently excited, so that visible light is emitted from the phosphor layer.
このような放電ランプには、直管状蛍光ランプ、環状蛍光ランプ、液晶ディスプレイ等のバックライト光源等として用いられる冷陰極蛍光ランプ(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)、外部電極型蛍光ランプ(EEFL:External Electrodes Fluorescent Lamp)、熱陰極蛍光ランプ(HCFL:Hot Cathode Fluorescent Lamp)等の種類がある。CCFLは、バルブ内に配置された板状、棒状又は筒状の内部電極を有し、EEFLは、バルブの外周面上に形成された銀等からなる外部電極を有する。また、CCFL及びHCFLは、複数用いる場合にそれぞれインバータに接続して電圧をかけなければならないのに対して、EEFLは、ランプホルダー等を用いて複数のランプを並列接続できるという違いもある。 As such a discharge lamp, a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) used as a backlight light source for a straight tube fluorescent lamp, an annular fluorescent lamp, a liquid crystal display or the like, an external electrode type fluorescent lamp (EEFL) is used. There are types such as Electrodes Fluorescent Lamp (HCFL) and Hot Cathode Fluorescent Lamp (HCFL). The CCFL has a plate-like, rod-like or cylindrical internal electrode disposed in the bulb, and the EEFL has an external electrode made of silver or the like formed on the outer peripheral surface of the bulb. In addition, when a plurality of CCFLs and HCFLs are used, they must be connected to an inverter to apply a voltage, whereas EEFL also has a difference that a plurality of lamps can be connected in parallel using a lamp holder or the like.
ところで、放電ランプに関する一般的な課題の1つとして、暗黒始動遅れが挙げられる。これは、放電管を点灯するにあたって、外光が期待できない状態(暗黒条件下)においては、放電のきっかけとなる初期電子が極端に少なくなるため、放電開始までに相当の時間を要する現象、すなわち、電源スイッチを入れてから始動までに遅れが生じる現象のことである。 By the way, as one of the general problems related to the discharge lamp, there is a dark start delay. This is because a phenomenon in which a considerable amount of time is required until the start of discharge because the initial electrons that trigger the discharge are extremely reduced in a state where no external light can be expected when the discharge tube is lit (under dark conditions). This is a phenomenon in which there is a delay between starting the power switch and starting.
CCFLのように内部電極を有する場合には、その電極表面にエミッタとなる電子放射性物質を含む補助剤を塗布した放電ランプが知られている。電極に電圧を印加したときにエミッタから電子が放出するので、暗黒始動性を改善できる。 In the case of having an internal electrode such as CCFL, a discharge lamp is known in which an auxiliary agent containing an electron-emitting substance serving as an emitter is applied to the electrode surface. Since electrons are emitted from the emitter when a voltage is applied to the electrodes, the dark startability can be improved.
一方、EEFLのように外部電極を有する場合には、前記エミッタをその電極表面に用いることができない。そこで、アルミニウム、銀、亜鉛、酸化錫、酸化インジウム、バリウム、ニッケルから選ばれる少なくとも1つの導電性物質を、外部電極の設置部分に対応するバルブ内面部分と、いずれの電極も設置されていない部分に対応するバルブ内面部分とにまたがって線状に配置した放電ランプが知られている(例えば、特許文献1参照。)。導電性物質を帯電させることによって電極近傍で電界集中が起こるので、初期電子が集まりやすくなり、暗黒始動性を改善できる。また、セシウム系物質をバルブ内に塗布して、印加電圧を与えて遊離させた放電ランプも知られている(例えば、特許文献2参照。)。 On the other hand, when an external electrode is provided like EEFL, the emitter cannot be used on the electrode surface. Therefore, at least one conductive material selected from aluminum, silver, zinc, tin oxide, indium oxide, barium, and nickel, a valve inner surface portion corresponding to the installation portion of the external electrode, and a portion where no electrode is installed There is known a discharge lamp arranged linearly across the bulb inner surface portion corresponding to (for example, see Patent Document 1). Electric field concentration occurs in the vicinity of the electrode by charging the conductive substance, so that initial electrons are easily collected and dark startability can be improved. There is also known a discharge lamp in which a cesium-based substance is applied in a bulb and is released by applying an applied voltage (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、導電性物質は電子放射物質ではないので、特許文献1に記載された放電ランプは、長時間暗所に放置されると、暗黒始動遅れを十分に解決できないという課題がある。また、セシウム系物質は溶媒に少量しか溶けないので、バルブ内にセシウム系物質を塗布した放電ランプは、使用回数が増えると、暗所始動遅れを十分に解決できないという課題がある。このような事情から、外部電極を有する放電ランプは、暗黒始動性の向上が要請されている。
However, since the conductive material is not an electron emitting material, the discharge lamp described in
本発明は、バルブの外周面に電極が配置された放電ランプについて、暗黒始動性の高い放電ランプ及びその放電ランプを用いた発光装置を提供する。 The present invention provides a discharge lamp having a high dark startability and a light emitting device using the discharge lamp with respect to a discharge lamp in which electrodes are arranged on the outer peripheral surface of the bulb.
本発明の放電ランプは、バルブと、前記バルブの端部にそれぞれ配置された1対の電極と、前記バルブの内面に配置された蛍光体層及び保護膜と、前記バルブ内に封入された放電媒体とを含む放電ランプであって、前記1対の電極から選ばれる少なくとも1つは、前記バルブの外周面に接した外部電極であり、前記保護膜は、前記バルブの前記外部電極が接した部分に対応する内周面部分に少なくとも配置されており、かつ、電気陰性度が1.2以下である希土類金属を含むことを特徴とする。 The discharge lamp of the present invention includes a bulb, a pair of electrodes disposed at the end of the bulb, a phosphor layer and a protective film disposed on the inner surface of the bulb, and a discharge sealed in the bulb. A discharge lamp including a medium, wherein at least one selected from the pair of electrodes is an external electrode in contact with an outer peripheral surface of the bulb, and the protective film is in contact with the external electrode of the bulb It includes a rare earth metal that is disposed at least on an inner peripheral surface portion corresponding to the portion and has an electronegativity of 1.2 or less.
また、本発明の発光装置は、複数の放電ランプと、前記複数の放電ランプが放つ光を透過させることが可能な窓部を含み、前記複数の放電ランプが収納されたケースとを備えた発光装置であって、前記放電ランプは、上述した本発明の放電ランプであることを特徴とする。 In addition, a light emitting device of the present invention includes a plurality of discharge lamps, and a light emitting device that includes a window portion that is capable of transmitting light emitted from the plurality of discharge lamps and stores the plurality of discharge lamps. It is an apparatus, Comprising: The said discharge lamp is the discharge lamp of this invention mentioned above, It is characterized by the above-mentioned.
本発明の放電ランプによれば、暗黒始動性を向上させることができる。 According to the discharge lamp of the present invention, the dark startability can be improved.
また、本発明の発光装置によれば、暗黒始動性の良好な本発明の放電ランプを発光源とすることができる。 Further, according to the light emitting device of the present invention, the discharge lamp of the present invention having good dark startability can be used as the light emission source.
本発明の放電ランプは、バルブと、上記バルブの端部に配置された1対の電極と、上記バルブの内面に配置された蛍光体層及び保護膜と、上記バルブ内に封入された放電媒体とを含み、上記1対の電極から選ばれる少なくとも1つは、上記バルブの外周面に接した外部電極である。また、上記保護膜は、上記バルブの上記外部電極が接した部分に対応する内周面部分に少なくとも配置されており、かつ、電気陰性度が1.2以下である希土類金属を含む。なお、本明細書において、電気陰性度とは、ポーリングの電気陰性度のことである。 The discharge lamp of the present invention includes a bulb, a pair of electrodes arranged at the end of the bulb, a phosphor layer and a protective film arranged on the inner surface of the bulb, and a discharge medium sealed in the bulb. And at least one selected from the pair of electrodes is an external electrode in contact with the outer peripheral surface of the bulb. The protective film includes a rare earth metal that is disposed at least on an inner peripheral surface portion corresponding to a portion of the bulb that is in contact with the external electrode and has an electronegativity of 1.2 or less. In the present specification, the electronegativity is Pauling's electronegativity.
本発明の放電ランプによれば、電極に電圧を印加したとき、保護膜から放電空間に放電のきっかけとなる初期電子が提供されるので、たとえ暗黒条件下であっても良好な始動性を確保できる。よって、本発明の放電ランプは、暗黒始動性を向上させることができる。上記電気陰性度が1.2以下の希土類金属は、仕事関数が低い、つまり1個の電子をフェルミ準位から真空準位へ取り出すのに必要なエネルギーが小さいので、遊離しやすいからである。 According to the discharge lamp of the present invention, when a voltage is applied to the electrodes, the initial electrons that trigger the discharge are provided from the protective film to the discharge space, thus ensuring good startability even under dark conditions. it can. Therefore, the discharge lamp of the present invention can improve the dark startability. This is because the rare earth metal having an electronegativity of 1.2 or less has a low work function, that is, it requires a small amount of energy to extract one electron from the Fermi level to the vacuum level, and thus is easily liberated.
また、本発明の放電ランプによれば、保護膜が、バルブの外部電極が接した部分の反対部分であって、バルブの内周面部分に、少なくとも配置されているので、バルブを保護できる。この内周面部分には従来保護膜が配置されていなかったので、例えば電極間を移動する電子によってバルブに穴が開く可能性があったが、保護膜がバルブを保護してバルブの劣化を低減できるからである。 Further, according to the discharge lamp of the present invention, the protective film is disposed at least on the inner peripheral surface portion of the bulb, which is opposite to the portion where the external electrode of the bulb is in contact, so that the bulb can be protected. Since a protective film has not been disposed on the inner peripheral surface portion in the past, for example, there was a possibility that a hole is opened in the valve by electrons moving between the electrodes. This is because it can be reduced.
上記保護膜は、上記バルブの放電空間側に少なくとも一部分が露出し、上記放電媒体に接していると、初期電子となる電子が保護膜から放電空間に放出されやすくなるので好ましい。例えば、保護膜が、バルブの外部電極が接した部分に対応するバルブの内周面部分に接して配置されていてもよいし、蛍光体層が該内周面部分上に配置されており、その上に保護膜が配置されていてもよし、保護膜が該内周面部分に接して配置されており、その上に蛍光体層が斑状に配置されていてもよい。また、蛍光体層としての機能を備える蛍光体等を含む保護膜が該内周面部分に配置されていてもよい。なお、バルブの該内周面部分以外の電気的に中性な内周面部分に配置された保護膜は、電子を放電空間に放出しないし、蛍光体層の放電空間に露出した面積を小さくすることになれば放電ランプの発光面積も小さくすることになる。保護膜は、電界となる該内周面部分に配置されており、かつ、放電空間に露出した面積が大きいほど、電子を放電空間に放出しやすいので好ましい。 It is preferable that at least a part of the protective film is exposed to the discharge space side of the bulb and is in contact with the discharge medium, since electrons serving as initial electrons are easily released from the protective film into the discharge space. For example, the protective film may be disposed in contact with the inner peripheral surface portion of the bulb corresponding to the portion in contact with the external electrode of the bulb, or the phosphor layer is disposed on the inner peripheral surface portion, A protective film may be disposed thereon, the protective film may be disposed in contact with the inner peripheral surface portion, and the phosphor layer may be disposed in a spot shape. Further, a protective film including a phosphor having a function as a phosphor layer may be disposed on the inner peripheral surface portion. Note that the protective film disposed on the electrically neutral inner peripheral surface portion other than the inner peripheral surface portion of the bulb does not emit electrons to the discharge space and reduces the area exposed to the discharge space of the phosphor layer. If it does so, the light emission area of a discharge lamp will also be made small. The protective film is preferably disposed on the inner peripheral surface portion that becomes an electric field, and the larger the area exposed to the discharge space, the easier it is to emit electrons to the discharge space.
また、上記保護膜は、上記バルブの外部電極が接した部分に対応する内周面部分の少なくとも一部分に配置されていれば、暗黒始動性を向上させることができるが、この内周面部分の全体を覆うように配置されていることがより好ましい。より高い暗黒始動性を得られるだけでなく、バルブ表面を十分に保護することができるからである。このとき、保護膜は、上記内周面部分だけでなくてそれ以外のバルブ内周面に配置されていてもよいが、蛍光体層と重なる部分がないように上記内周面部分にだけ配置されていることがより好ましい。また、バルブを保護する観点から、保護膜及び蛍光体層を、バルブの内周面の露出がないように配置することがより好ましい。 Further, if the protective film is disposed on at least a part of the inner peripheral surface portion corresponding to the portion where the external electrode of the bulb is in contact, the dark startability can be improved. More preferably, it is arranged so as to cover the whole. This is because not only higher dark startability can be obtained, but also the valve surface can be sufficiently protected. At this time, the protective film may be disposed not only on the inner peripheral surface portion but also on the other valve inner peripheral surface, but only on the inner peripheral surface portion so as not to overlap the phosphor layer. More preferably. Further, from the viewpoint of protecting the bulb, it is more preferable to dispose the protective film and the phosphor layer so that the inner peripheral surface of the bulb is not exposed.
上記保護膜は、電気陰性度が1.2以下の希土類金属を含めば特に限定されず、例えば、上記希土類金属の化合物と、結着剤等の添加剤とを含有すればよい。この希土類金属は、セリウム(電気陰性度1.12、仕事関数2.9)、サマリウム(電気陰性度1.17、仕事関数3.0)、ユーロピウム(電気陰性度1.2、仕事関数3.1)及びテルビウム(電気陰性度1.1、仕事関数2.8)からなる群から選ばれる少なくとも1つを含むことが好ましく、セリウム又はユーロピウムであることがより好ましい。仕事関数がより低く、暗黒始動性をより向上させることができるからである。上記希土類金属は、希土類化合物、例えば希土類酸化物等として保護膜に含まれていればよい。電気陰性度が1.2以下の物質としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属もあるが、これらの物質は、塩基性が強い。そのため、これらの物質を主成分とした保護膜は、上記バルブの内周面に配置すると次第にバルブを溶解させる可能性が高く、放電ランプに適していない。 The protective film is not particularly limited as long as it includes a rare earth metal having an electronegativity of 1.2 or less. For example, the protective film may contain the rare earth metal compound and an additive such as a binder. The rare earth metals are cerium (electronegativity 1.12, work function 2.9), samarium (electronegativity 1.17, work function 3.0), europium (electronegativity 1.2, work function 3. It is preferable to include at least one selected from the group consisting of 1) and terbium (electronegativity 1.1, work function 2.8), and more preferably cerium or europium. This is because the work function is lower and the dark startability can be further improved. The rare earth metal may be contained in the protective film as a rare earth compound such as a rare earth oxide. Substances having an electronegativity of 1.2 or less include alkali metals and alkaline earth metals, but these substances are highly basic. Therefore, a protective film containing these substances as a main component is not suitable for a discharge lamp because it has a high possibility of gradually dissolving the bulb when it is disposed on the inner peripheral surface of the bulb.
また、上記保護膜は、セシウム(電気陰性度0.79、仕事関数2.1)をさらに含むことが好ましく、硫酸セシウムを含むことがより好ましい。アルカリ金属であるセシウムは、上記希土類金属に比べて仕事関数がより低いので、暗黒始動性をより向上させることができる。特に、硫酸セシウムは、融点が比較的高くて製造時に蒸発し難い。なお、結着剤、接着剤等の材料を適宜選択することによって、上記希土類金属及びセシウム化合物は、共に分散しやすくなり、製造が容易になる。 The protective film preferably further contains cesium (electronegativity 0.79, work function 2.1), and more preferably contains cesium sulfate. Since cesium, which is an alkali metal, has a lower work function than the rare earth metal, dark startability can be further improved. In particular, cesium sulfate has a relatively high melting point and is difficult to evaporate during production. In addition, by appropriately selecting materials such as a binder and an adhesive, both the rare earth metal and the cesium compound can be easily dispersed and can be easily manufactured.
上記バルブは、一般的に放電ランプに用いられる透光性を有する密封容器であれば、その材料や形状によって特に限定されないが、ナトリウムを含むガラスからなることが好ましい。ナトリウムを含むガラスを用いれば、活性化工程によってガラスからナトリウムイオンが叩き出され、暗黒始動性をより向上させることができる。例えば、アルカリ金属酸化物、特に酸化ナトリウムを含むソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラス、鉛フリーガラス等からなるバルブであればよく、光学的特性を考慮すると硬質ホウケイ酸ガラスが特に好ましい。また、バルブの形状は、例えば、直管状、コの字状、U字状、L字状、W字状等であればよい。なお、本明細書において鉛フリーガラスとは、鉛を含有しないガラスだけでなく、鉛を0.1重量%以下といった不純物のレベルで含有するガラスも鉛フリーガラスと定義することとする。ガラスの製造過程で、不純物として鉛を含んでしまう場合があるからである。 Although the said bulb | bulb will not be specifically limited if it is the sealed container which has the translucency generally used for a discharge lamp, It is preferable to consist of glass containing sodium. If glass containing sodium is used, sodium ions are knocked out of the glass by the activation step, and the dark startability can be further improved. For example, a valve made of soda glass, borosilicate glass, lead glass, lead-free glass, or the like containing an alkali metal oxide, particularly sodium oxide, may be used, and hard borosilicate glass is particularly preferable in consideration of optical characteristics. Further, the shape of the valve may be, for example, a straight tube shape, a U shape, a U shape, an L shape, a W shape, or the like. In this specification, lead-free glass is defined not only as glass containing no lead but also as glass containing lead at an impurity level of 0.1% by weight or less as lead-free glass. This is because lead may be contained as an impurity in the glass manufacturing process.
上記1対の電極は、放電ランプに一般的に用いられる電極であって、少なくとも片方の電極が上記外部電極であれば特に限定されないが、両方の電極が上記外部電極であれば、発光装置に設置しやすい放電ランプとなり、生産性が向上するので好ましい。また、上記外部電極は、バルブの端部の外周面上に形成された電極であれば特に限定されないが、例えば、バルブ外周面上に配置された銀ペーストを半田ペーストで覆い焼成した電極を用いればよい。 The pair of electrodes is an electrode generally used in a discharge lamp, and is not particularly limited as long as at least one of the electrodes is the external electrode. However, if both electrodes are the external electrodes, the light emitting device It is preferable because the discharge lamp is easy to install and the productivity is improved. The external electrode is not particularly limited as long as it is an electrode formed on the outer peripheral surface of the end portion of the bulb. For example, an electrode obtained by covering a silver paste disposed on the outer peripheral surface of the bulb with a solder paste and using it is used. That's fine.
本発明の発光装置は、複数の放電ランプと、上記複数の放電ランプが放つ光を透過させることが可能な窓部を含み、上記複数の放電ランプが収納されたケースとを備える。上記放電ランプは、上述した本発明の放電ランプである。 The light-emitting device of the present invention includes a plurality of discharge lamps, and a case that includes a window portion that can transmit light emitted from the plurality of discharge lamps, and in which the plurality of discharge lamps are housed. The discharge lamp is the discharge lamp of the present invention described above.
本発明の発光装置によれば、電極に電圧を印加したとき保護膜から放電空間に初期電子が提供される、暗黒始動性の良好な放電ランプを発光源とすることができる。 According to the light-emitting device of the present invention, a discharge lamp with good dark startability, in which initial electrons are provided from the protective film to the discharge space when a voltage is applied to the electrodes, can be used as the light-emitting source.
上記放電ランプは、保護膜近傍に透光部を含むバルブを含み、上記ケースには、発光ダイオードが上記透光部に対向するように配置されていることが好ましい。上記発光ダイオードから放たれる光が、上記透光部を透過して上記保護膜に入射するので、上記放電ランプの暗黒始動性をより向上させることができる。 It is preferable that the discharge lamp includes a bulb including a light transmitting part in the vicinity of the protective film, and the case is arranged such that a light emitting diode faces the light transmitting part. Since the light emitted from the light emitting diode passes through the light transmitting portion and enters the protective film, the dark startability of the discharge lamp can be further improved.
上記透光部の位置は、上記保護膜の近傍であれば特に限定されないが、例えば、外部電極に近接するバルブ周面部や底面部であればよい。バルブの底面部が透光部であれば、製造しやすいし、発光ダイオードの放つ光が保護膜により届きやすいのでより好ましい。 The position of the light transmitting portion is not particularly limited as long as it is in the vicinity of the protective film, but may be, for example, a valve peripheral surface portion or a bottom surface portion close to the external electrode. If the bottom part of the bulb is a light-transmitting part, it is more preferable because it is easy to manufacture and the light emitted from the light-emitting diode easily reaches the protective film.
上記発光ダイオードは、複数の放電ランプに対してそれぞれ配置されていても構わないが、1つの放電ランプに対して配置されていれば、十分に暗黒始動性をより向上させる効果が得られるものである。1つの放電ランプの保護膜に発光ダイオードの光が照射され、放電ランプが点灯すれば、隣合う放電ランプも次々と瞬時に点灯するからである。また、この発光ダイオードは、放電ランプを点灯させるまでの時間点灯させればよく、放電ランプの点灯後は消灯させてよい。 The light emitting diodes may be arranged for a plurality of discharge lamps respectively, but if arranged for one discharge lamp, the effect of sufficiently improving the dark startability can be obtained. is there. This is because when the protective film of one discharge lamp is irradiated with light of a light emitting diode and the discharge lamp is turned on, adjacent discharge lamps are also turned on instantaneously one after another. The light emitting diode may be lit for a period of time until the discharge lamp is turned on, and may be turned off after the discharge lamp is turned on.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は、本発明における放電ランプの一例である直管状のEEFLを示す断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a sectional view showing a straight tubular EEFL which is an example of a discharge lamp according to the present invention.
図1に示すように、本実施形態のEEFL1は、保護膜4、蛍光体層5及び金属酸化物膜6が、ガラス管2内面に配置された発光管と、1対の外部電極3と、ガラス管2内に封入された放電媒体7とを備えている。外部電極3は、ガラス管2の端部2bの外周面を全周囲むように、両方のガラス管2の端部2bに接して配置されている。また、保護膜4は、ガラス管2の外部電極3が接した外周面部分に対応する、端部2bの内周面部分に接して配置され、電気陰性度が1.2以下である希土類金属を含んでいる。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態のEEFL1は、上述のような構成にすることによって、例えばEEFL1を長時間暗黒条件下で保管しても、外部電極3に電圧を印加すれば保護膜4から初期電子となる電子が容易に放出される暗黒始動性の良好な放電ランプとなる。
By configuring the
保護膜4は、電気陰性度が1.2以下である希土類金属を含めば特に限定されず、上記希土類金属とセシウムとを含むことが好ましい。また、結着剤等の添加剤をさらに含んでもよい。上記希土類金属は、電気陰性度が1.2以下であれば特に限定されないが、好ましくはセリウム、サマリウム、ユーロピウム及びテルビウムからなる群から選ばれる少なくとも1つであり、より好ましくは上記群から選ばれる金属の酸化物である。上記セシウムは、より好ましくは酸化セシウムである。これらの酸化物は、仕事関数が低く、分解温度が高すぎず、分散剤等になじみやすくてガラス管2に対して塗布性があるからである。保護膜4は、例えば、酸化ユーロピウムを5〜10重量%と、硫酸セシウムを0.3〜0.5重量%と含むものである。
The protective film 4 is not particularly limited as long as it includes a rare earth metal having an electronegativity of 1.2 or less, and preferably includes the rare earth metal and cesium. Moreover, you may further contain additives, such as a binder. The rare earth metal is not particularly limited as long as the electronegativity is 1.2 or less, but is preferably at least one selected from the group consisting of cerium, samarium, europium and terbium, and more preferably selected from the above group. It is a metal oxide. The cesium is more preferably cesium oxide. This is because these oxides have a low work function, a decomposition temperature that is not too high, are easily compatible with a dispersant and the like, and can be applied to the
保護膜4の厚さは、イオン衝撃によるガラス管2の内周面の侵食を抑制するために、0.5μm以上とすればよい。また、保護膜4の表面粗さRy(JIS B 0601)は、0.12μm以下、好ましくは0.05μm以下とすればよい。表面粗さを小さくすることによって、保護膜4の表面を緻密にして、保護膜4に含まれる粒子と粒子の間やガラス管2の内周面へのイオン衝撃、放電集中を抑制できるからである。
The thickness of the protective film 4 may be 0.5 μm or more in order to suppress erosion of the inner peripheral surface of the
蛍光体層5は、蛍光体を含めば特に限定されず、結着剤等の添加剤をさらに含んでもよい。特に、赤・青・緑の各波長領域に対応した光を放つ3種類以上の蛍光体を混合して用いれば、需要の高いRGB表色系のランプ、特に白色ランプとなるので好ましい。例えば赤色蛍光体としてY2O3:Eu3+(YOX)、青色蛍光体としてLaPO4:Ce3+,Tb3+(LAP)、緑色蛍光体としてBaMg2Al16O27:Eu2+を含めばよい。また、蛍光体層5に含まれる蛍光体の組成は、波長313nmの紫外線を吸収する蛍光体(いわゆる、高色再現蛍光体)を含むことが好ましく、波長313nmの紫外線を吸収する蛍光体を2種類以上含んでいることがより好ましい。高色再現蛍光体を用いれば、より広範囲の波長を再現できるからである。上記蛍光体の組成の一例としては、青色蛍光体としてBaMg2Al16O27:Eu2+(BAM)、緑色蛍光体としてBaMg2Al16O27:Eu2+,Mn2+(BAM:Mn2+)、赤色蛍光体としてYVO4:Eu3+(YVO4)を含めばよい。
The
ここで、「波長313nmの紫外線を吸収する」とは、254nm付近の励起波長スペクトル(励起波長スペクトルとは、蛍光体を波長変化させながら励起発光させ、励起波長と発光強度をプロットしたものである。)の強度を100%としたときに、313nmの励起波長スペクトルの強度が80%以上のものと定義する。すなわち、波長313nmの紫外線を吸収する蛍光体とは、波長313nmの紫外線を吸収して可視光に変換できる蛍光体である。波長313nmの紫外線を吸収する蛍光体が、蛍光体の総重量の50重量%以上含む場合には、波長313nmの紫外線がガラス管2の外部に漏れ出るのをほとんど防止することができる。
Here, “absorbing ultraviolet light having a wavelength of 313 nm” means an excitation wavelength spectrum near 254 nm (excitation wavelength spectrum is a plot of excitation wavelength and emission intensity by causing the phosphor to emit light while changing the wavelength. )) Is defined as having an intensity of the excitation wavelength spectrum of 313 nm of 80% or more. That is, a phosphor that absorbs ultraviolet light having a wavelength of 313 nm is a phosphor that can absorb ultraviolet light having a wavelength of 313 nm and convert it into visible light. When the phosphor that absorbs ultraviolet rays having a wavelength of 313 nm contains 50% by weight or more of the total weight of the phosphors, the ultraviolet rays having a wavelength of 313 nm can be almost prevented from leaking outside the
上記波長313nmの紫外線を吸収する蛍光体としては、例えば、BaMg2Al16O27:Eu2+、Sr10(PO4)6Cl2:Eu2+、(Sr,Ca,Ba)10(PO4)6Cl2:Eu2+、Ba1-x-ySrXEuyMg1-zMnzAl10O17(但し、x,y,zはそれぞれ0≦x≦0.4,0.07≦y≦0.25,0.1≦z≦0.6なる条件を満たす数であり、zは0.4≦z≦0.5であることが特に好ましい。)等の青色蛍光体、BaMg2Al16O27:Eu2+,Mn2+、MgGa2O4:Mn2+、CeMgAl11O19:Tb3+等の緑色蛍光体、YVO4:Eu3+、YVO4:Dy3+(緑と赤の発光)等の赤色蛍光体を用いることができる。 Examples of the phosphor that absorbs ultraviolet light having a wavelength of 313 nm include BaMg 2 Al 16 O 27 : Eu 2+ , Sr 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu 2+ , (Sr, Ca, Ba) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu 2+ , Ba 1-xy Sr X Eu y Mg 1-z Mn z Al 10 O 17 (where x, y and z are 0 ≦ x ≦ 0.4 and 0.07 ≦, respectively) a blue phosphor such as BaMg 2 , where y ≦ 0.25, 0.1 ≦ z ≦ 0.6, and z is particularly preferably 0.4 ≦ z ≦ 0.5. Green phosphor such as Al 16 O 27 : Eu 2+ , Mn 2+ , MgGa 2 O 4 : Mn 2+ , CeMgAl 11 O 19 : Tb 3+ , YVO 4 : Eu 3+ , YVO 4 : Dy 3+ ( Red phosphors such as green and red light emission) can be used.
なお、1種類の発光色に対して、異なる化合物の蛍光体を混合して用いるとしてもよい。例えば、青色蛍光体としてBAMのみ、緑色蛍光体としてLAP(波長313nmを吸収しない。)とBAM:Mn2+、赤色蛍光体としてにYOX(波長313nmを吸収しない。)とYVO4:Eu3+を用いても構わない。このような場合においては、波長313nmを吸収する蛍光体が、総重量組成比率で50重量%以上になるように調整することで、ほぼ確実に紫外線がガラス管2外部に漏れ出ることを防止できる。
Note that phosphors of different compounds may be mixed and used for one kind of emission color. For example, only BAM as a blue phosphor, LAP (does not absorb 313 nm wavelength) and BAM: Mn 2+ as a green phosphor, and YOX (does not absorb 313 nm wavelength) and YVO 4 : Eu 3+ as a red phosphor. May be used. In such a case, it is possible to prevent the ultraviolet rays from leaking out of the
上記蛍光体は、平均粒径が1〜10μmであることが好ましく、その表面が被膜でコーティングされていることがより好ましい。被膜がコーティングされていれば、蛍光体層5を形成する際に蛍光体を均一に分散させやすく、蛍光体層5の厚みにむらができ難いからである。上記被膜としては、例えばY2O3、La2O3、MgO、SiO等の酸化物、好ましくはY2O3、La2O3を使用できる。蛍光体に水銀等が付着しにくくなり、ランプの光束を向上させることができるからである。
The phosphor preferably has an average particle diameter of 1 to 10 μm, and more preferably has a surface coated with a film. This is because if the coating is coated, the phosphor is easily dispersed uniformly when forming the
蛍光体層5の厚さは、特に限定されないが、ランプの光束を維持するために、厚さ20〜30μmとすればよい。また、蛍光体層5が略同等の厚さであれば、EEFL1の発光を均一にできるので好ましい。
The thickness of the
金属酸化物膜6は、金属酸化物を含めば特に限定されないが、例えばY2O3、La2O3、MgO及びSiO等の金属酸化物を含めばよい。金属酸化物膜6は、ガラス管2から析出する金属が蛍光体層5に吸着してガラス管2を劣化させるのを防ぐものであり、ガラス管2を保護して、ランプの寿命を向上させることができる。
The
金属酸化物膜6の厚さは、0.5〜1.5μmとすればよい。金属酸化物膜6の厚さが1.5μmより大きいと透光性を維持できず、0.5μmより小さいと金属酸化物膜6のガラス管2を保護する効果が得られないからである。
The thickness of the
ガラス管2は、鉛ガラス、鉛フリーガラス、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス等のガラス、好ましくは硬質ホウケイ酸ガラスからなる。これらのガラスからなれば、EEFL1の暗黒始動性をより向上させることができる。詳しく説明すると、上述したガラス材料は、酸化ナトリウム(Na2O)に代表されるアルカリ金属酸化物を多く含み、例えば、酸化ナトリウムの場合はナトリウム(Na)成分が時間の経過とともにガラス管2の内周面に溶出する。ナトリウムは電気陰性度が低いため、ガラス管2の底面部2aの内周面に溶出したナトリウムが、暗黒始動性の向上に寄与するからである。外部電極3が端部2bの外周面を覆うように形成されたEEFL1は、上記ガラス材料におけるアルカリ金属酸化物の含有率は、3mol%以上20mol%以下が好ましい。例えば、アルカリ金属酸化物が酸化ナトリウムの場合、酸化ナトリウムの含有率は、5mol%以上20mol%以下が好ましい。5mol%未満であると暗黒始動時間が1秒を超える確率が高くなり(換言すると、5mol%以上であれば暗黒始動時間が1秒以内になる確率が高くなる)、20mol%を超えると、長時間の使用によりガラス管2が黒化(茶褐色化)及び白色化して、輝度の低下を招いたり、ガラス管2の強度が低下することがあるからである。また、自然環境保護を考慮した場合、ガラス管2は、鉛フリーガラスからなることが好ましい。
The
ガラス管2は、特に限定されないが、内径が1.2〜7.0mm、好ましくは1.4〜5.0mmであり、厚みが0.2〜0.6mmであり、管長が200〜2400mm、好ましくは200〜1500mmである。このようなガラス管2であれば、蛍光体層5をむらなく形成できるからである。
The
外部電極3は、銀、半田、アルミニウム、銅等の金属、好ましくは銀及び半田からなる。バルブの上に塗布された銀を半田で覆った電極であれば、銀は導電性が高く、半田は銀が大気に触れて硫化するのを抑制できるので好ましい。また、外部電極3は、ガラス管2の末端から1.0〜5.0mm、好ましくは2.5〜3.5mmの部分に接して配置されている。このとき、外部電極3は、ガラス管2の末端にあたる底面部2aには配置されおらず、底面部2aは剥き出している。
The external electrode 3 is made of a metal such as silver, solder, aluminum, or copper, preferably silver and solder. An electrode in which silver coated on the bulb is covered with solder is preferable because silver has high conductivity, and solder can suppress sulfur from being exposed to the atmosphere and being sulfided. The external electrode 3 is disposed in contact with a portion of 1.0 to 5.0 mm, preferably 2.5 to 3.5 mm from the end of the
放電媒体7は、EEFL1に一般的に用いられるものであれば、特に限定されないが、発光物質である水銀や、アルゴン、ネオン等の希ガスを用いればよい。
The
本実施形態のEEFL1は、ガラス管2と蛍光体層5との間に金属酸化物膜6が配置された構成であるが、ガラス管2と保護膜4との間に蛍光体層5及び金属酸化物膜6がさらに配置された構成であってもよいし、保護膜4上に蛍光体層5が斑状にさらに配置された構成であってもよい。また、金属酸化物膜6は、蛍光体層5よりも面積が広くてもよい。
The
本実施形態のEEFL1の製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、以下のように製造すればよい。 Although the manufacturing method of EEFL1 of this embodiment is not specifically limited, For example, what is necessary is just to manufacture as follows.
まず、内周面に金属酸化物膜6を塗布した両端が開口した状態のガラス管2と、蛍光体溶液とを準備する。次に、この蛍光体溶液をガラス管2の内周面に塗布して、乾燥することによって、蛍光体層5を形成する。次に、端部2bの内周面に塗布された金属酸化物膜6及び蛍光体層5を取り除く。
First, the
蛍光体溶液は、例えば蛍光体と、増粘剤、結着剤、分散剤等の添加剤とを、プラネタリーミキサー等を用いて攪拌し、分散させて作製すればよい。このとき、蛍光体を1次粒子の状態で均一に分散させることが好ましい。蛍光体層5の厚さが均一になり、発光斑を防ぐことができるからである。この蛍光体溶液は、粘度等によって特に限定されないが、ガラス管2に対する蛍光体溶液の塗布量が20〜50g/m2となるように調製すればよい。増粘剤としては、粘性が高く、燃焼温度も低い、ニトロセルロース、エチルセルロース等を用いればよい。結着剤としては、酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、リン酸カルシウム、カルシウムを含む複酸化物、ホウ素を含む複酸化物等を用いればよい。分散剤としては、酢酸ブチル、酢酸プロピル及び酢酸エチルから選ばれる液体を用いればよく、蒸気圧が低く、作業上の安全性を確保し作業環境を改善できる酢酸ブチルを用いることが特に好ましい。
The phosphor solution may be prepared by, for example, stirring and dispersing a phosphor and additives such as a thickener, a binder, and a dispersant using a planetary mixer. At this time, it is preferable to uniformly disperse the phosphor in the form of primary particles. This is because the thickness of the
ガラス管2の内周面に上記蛍光体溶液を塗布する方法としては、例えば蛍光体溶液を、垂下姿勢にしたガラス管2の上端からノズルで蛍光体溶液を流し込む方法や、垂下姿勢にあるガラス管2の下端から、蛍光体溶液を真空吸引により吸い上げて、大気中に開放して余分な蛍光体溶液を排出させる方法等を用いればよい。内径が8mm以下の細いガラス管2の場合には、上記蛍光体溶液を吸い上げる方法が好ましい。上記蛍光体溶液を流し込む方法では、ノズルの外周面に蛍光体が固まってガラス管2内にノズルを挿着しにくくなり、生産性が低くなることがあるからである。ガラス管2の端部2bの金属酸化物膜6及び蛍光体溶液だけを取り除く方法としては、例えば端部2bからブラシ等を入れて取り除く方法、超音波洗浄する方法等を用いればよい。
Examples of a method of applying the phosphor solution to the inner peripheral surface of the
次に、保護膜溶液を調整し、この保護膜溶液を、ガラス管2の端部2bの内周面(蛍光体溶液を取り除いた部分)に塗布する。保護膜溶液は、例えば電気陰性度が1.2以下である希土類金属を含む化合物と、セシウムを含む化合物と、増粘剤、結着剤、分散剤等の添加剤とを、プラネタリーミキサー等を用いて攪拌し、分散させて作製すればよい。このとき、希土類化合物及びセシウム化合物は、限界溶融量まで分散させることが好ましい。例えば、分散剤であるイソプロピルアルコールに、酸化ユーロピウムを5〜10重量%、硫酸セシウムを0.3〜0.5重量%分散させればよい。暗黒始動性をより向上させることができるからである。増粘剤及び結着剤は、上述した蛍光体溶液と同様のものを用いればよい。分散剤は、イソプロピルアルコール等を用いればよい。
Next, a protective film solution is prepared, and this protective film solution is applied to the inner peripheral surface (the part from which the phosphor solution is removed) of the end 2b of the
次に、乾燥、焼成の工程を経て、蛍光体層5及び保護膜4を形成し、放電媒体7を導入して、ガラス管2を封口する。最後に、外部電極3を端部2bの外周面に形成し、本実施形態のEEFL1を得る。
Next, the
上記乾燥させる方法としては、ガラス管2内に乾燥エアを吹き込んだり、温度や気圧を調節したりすればよい。例えば、温度20〜30℃の乾燥エアを、供給量50〜200ml/分として、蛍光体溶液及び保護膜溶液が乾燥するまで供給すればよい。上記焼成させる方法としては、温度600〜700℃で5〜10分間焼成して、蛍光体溶液及び保護膜溶液に含まれる溶媒を気化させて、焼結すればよい。蛍光体層5及び保護膜4のむらを改善するために、乾燥させる温度や、上記乾燥エアの流量を調整することが好ましい。
As the method for drying, it is only necessary to blow dry air into the
(実施形態2)
図2は、本発明における発光装置の一例であるバックライトユニットを示す一部破断図である。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a partially cutaway view showing a backlight unit which is an example of a light emitting device according to the present invention.
図2に示すように、本実施形態のバックライトユニット10は、透光板11aで蓋したケース11と、ケース11の中に収容された複数のEEFL1と、ケース11の内側面に配置された発光ダイオード14と、インバータ15とを備える。EEFL1は、実施形態1のEEFLをそのまま用いたものであり、保護膜と蛍光体層とを内周面に塗布し、内部に放電媒体を配置したガラス管2と、外部電極3とを備える。また、ガラス管2の底面部2aは、外部電極3が配置されていない透光性を有する透光部である。発光ダイオード14は、1つのEEFL1の底面部2aに対向して配置され、発光ダイオード14の放つ光は、底面部2aを透過して保護膜に照射されるように配置されている。ケース11は、その底面に配置された給電プレート13と、給電プレート13上に配置されたランプホルダー12とを備え、ランプホルダー12には外部電極3がはめ込まれている。また、給電プレート13及び発光ダイオード14は、リード線によってインバータ15にそれぞれ接続されている。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態のバックライトユニット10は、上述のような構成にすることによって、例えば長時間暗黒条件下で保管しても、発光ダイオード14を点灯させながら、外部電極3に電圧を印加すれば、保護膜から初期電子となる電子が容易に放出される暗黒始動性の良好なEEFL1を発光源とする発光装置となる。
The
ケース11は、特に限定されないが、反射板となる底面と、発光ダイオード14が配置された一面を含む側面と、透光板11aとを含めばよい。透光板11aは、EEFL1が放つ光を透過させることが可能な窓部として機能し、例えば光学シート類を含む拡散板等であればよい。なお、上記光学シート類に用いる樹脂等が、紫外線により劣化することを防止するためには、EEFL1の蛍光体層に含まれる蛍光体が、上述した波長313nmの紫外線を吸収する蛍光体を、蛍光体の総重量の50重量%以上含むことが好ましい。この場合、波長313nmの紫外線がガラス管2の外部に漏れ出るのをほとんど防止することができるので、バックライトユニット10の特性を長時間維持することができる。特に、上記光学シート類としてポリカーボネート(PC)樹脂を用いた場合には、アクリル樹脂を用いた場合よりも波長313nmの紫外線による劣化・変色等の影響を受けやすいので、上述した蛍光体層が波長313nmの紫外線を吸収する蛍光体を含むことによる効果は大きい。
Although
給電プレート13は、特に限定されないが、ポリカーボネートからなる細長い絶縁板の面上に、リン青銅、ステンレス等からなる給電部材が設けられていればよい。
The
ランプホルダー12は、給電プレート13と導通接続しており、EEFL1を保持して外部電極に給電できれば特に限定されないが、リン青銅、ステンレス等の導電性材料からなる細長い板材からなり、先端がEEFL1の外周に沿う形に形成され、外部電極をはめ込む際、この先端部分が外側に撓み、その復元力によって外部電極が保持されるものであればよい。また、ランプホルダー12の数は、EEFL1の数に対応している。
The
発光ダイオード14、インバータ15及びリード線は、一般的に発光装置に用いられるものであれば、特に限定されない。
The
本発明の放電ランプによれば、暗黒始動性を向上させることができる。特に、並列接続できることでバックライトユニットの光源として注目されているEEFLの暗黒始動性を向上させることができるので有用である。 According to the discharge lamp of the present invention, the dark startability can be improved. In particular, the ability to connect in parallel can improve the dark startability of EEFL, which is attracting attention as a light source of a backlight unit, and is thus useful.
また、本発明の発光装置によれば、暗黒始動性の良好な放電ランプ、例えば暗黒始動性の良好なEEFLを発光源とすることができる。 Further, according to the light emitting device of the present invention, a discharge lamp having good dark startability, for example, EEFL having good dark startability can be used as a light emission source.
1 EEFL
2 ガラス管
2a 底面部
2b 端部
3 外部電極
4 保護膜
5 蛍光体層
6 金属酸化物膜
7 放電媒体
10 発光装置
11 ケース
11a 透光板
12 ランプホルダー
13 給電プレート
14 発光ダイオード
15 インバータ
1 EEFL
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記1対の電極から選ばれる少なくとも1つは、前記バルブの外周面に接した外部電極であり、
前記保護膜は、前記バルブの前記外部電極が接した部分に対応する内周面部分に少なくとも配置されており、かつ、電気陰性度が1.2以下である希土類金属を含むことを特徴とする放電ランプ。 A discharge lamp comprising a bulb, a pair of electrodes respectively disposed at an end of the bulb, a phosphor layer and a protective film arranged on an inner surface of the bulb, and a discharge medium sealed in the bulb There,
At least one selected from the pair of electrodes is an external electrode in contact with the outer peripheral surface of the bulb;
The protective film includes a rare earth metal that is disposed at least on an inner peripheral surface portion corresponding to a portion of the bulb that is in contact with the external electrode and has an electronegativity of 1.2 or less. Discharge lamp.
前記複数の放電ランプが放つ光を透過させることが可能な窓部を含み、前記複数の放電ランプが収納されたケースとを備えた発光装置であって、
前記放電ランプは、請求項1〜5のいずれか1項に記載の放電ランプであることを特徴とする発光装置。 A plurality of discharge lamps;
A light emitting device including a window capable of transmitting light emitted by the plurality of discharge lamps, and a case storing the plurality of discharge lamps;
The said discharge lamp is a discharge lamp of any one of Claims 1-5, The light-emitting device characterized by the above-mentioned.
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JP2006260862A JP2008084594A (en) | 2006-09-26 | 2006-09-26 | Discharge lamp and light-emitting device equipped with the discharge lamp |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012064382A (en) * | 2010-09-15 | 2012-03-29 | Nec Lighting Ltd | External electrode-type lamp and irradiation device using the same |
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- 2006-09-26 JP JP2006260862A patent/JP2008084594A/en not_active Withdrawn
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