JP2008130335A - 蛍光ランプ用エミッタ及びそれを用いた蛍光ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】放電ランプの点灯中におけるエミッタの損失・消耗が少ない蛍光ランプ用エミッタを提供する。
【解決手段】本発明の蛍光ランプ用エミッタは、酸化マグネシウムを含み、前記酸化マグネシウムの一次粒子は、単結晶体から形成され、前記酸化マグネシウムの単結晶体の平均粒径は、１μｍ以下であることを特徴とする。また、前記酸化マグネシウムの単結晶体は、金属マグネシウムの蒸気と酸素との気相酸化反応で生成された立方体の単結晶構造を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、蛍光ランプ用エミッタ及びそれを用いた蛍光ランプ、特に冷陰極蛍光ランプに関するものである。

冷陰極蛍光ランプの電極には、始動性及びランプ効率を向上させるために、バリウム、カルシウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属の酸化物からなるエミッタ（電子放射性物質）を被着させる場合がある（例えば、特許文献１参照）。このようなエミッタの被着形成プロセスの一例を挙げると、これらのエミッタ成分は、原料段階ではアルカリ土類金属の炭酸塩として準備され、そのアルカリ土類金属の炭酸塩を有機溶媒中に分散させた懸濁液の状態で電極に塗布される。懸濁液中には、エミッタ成分であるアルカリ土類金属の炭酸塩が電極に付着しやすいように、有機バインダが混合されている。その後、エミッタ成分を加熱し、アルカリ土類金属の炭酸塩から酸化物に加熱分解させ、アルカリ土類金属の酸化物からなるエミッタを形成している。上記加熱の際には、有機バインダも一緒に酸化・分解されて除去される。
特開２０００−３３１６４３号公報

冷陰極蛍光ランプは、エミッタを用いない場合には輝度低下が寿命を決めるが、上記のように蛍光ランプの始動性や効率を重視する場合には、エミッタを使用するため、エミッタの飛散も寿命を決める要因となる。そのため、エミッタを使用した冷陰極蛍光ランプの長寿命化を図るには、エミッタの飛散をいかに抑制するかが重要である。しかし、蛍光ランプの長寿命化の要求レベルは年々上昇し、従来のアルカリ土類金属の酸化物からなるエミッタではこの長寿命化の要求には十分に対処することができなくなってきた。

本発明は、上記課題を解決したもので、蛍光ランプの使用中における飛散の少ない蛍光ランプ用エミッタ及びそれを用いた高効率且つ長寿命の蛍光ランプを提供するものである。

本発明の蛍光ランプ用エミッタは、酸化マグネシウムを含む蛍光ランプ用エミッタであって、前記酸化マグネシウムの一次粒子は、単結晶体から形成され、前記酸化マグネシウムの単結晶体の平均粒径は、１μｍ以下であることを特徴とする。

また、本発明の蛍光ランプは、上記本発明の蛍光ランプ用エミッタを用いたことを特徴とする。

本発明の蛍光ランプ用エミッタは、蛍光ランプの点灯中における飛散が少ない。また、本発明の蛍光ランプは、本発明の蛍光ランプ用エミッタを用いることにより、高効率で且つ長寿命化を図ることができる。

本発明の蛍光ランプ用エミッタは、酸化マグネシウムからなり、その酸化マグネシウムの一次粒子は単結晶体から形成され、且つその酸化マグネシウムの単結晶体の平均粒径は１μｍ以下であることを特徴とする。

上記酸化マグネシウムの一次粒子は単結晶体で形成されているので、空気中での化学的安定性が高く、ＭｇＯ粒子として直接電極に塗布できる。このため、従来のようにアルカリ土類金属の炭酸塩を加熱分解する必要がなく、低温処理が可能となり、電極の製造を合理的に行える。

また、上記酸化マグネシウムの単結晶体の平均粒径は１μｍ以下であるので、ＭｇＯ粒子の表面積が大きくなり、電子放出等のエミッタの作用を増大できる。また、電極に対する物理吸着力が大きくなり、エミッタの脱落等が防止できる。特に、本発明の蛍光ランプ用エミッタを冷陰極蛍光ランプに用いると、ランプ電圧を低減でき、冷陰極動作に起因するイオン衝撃によるエミッタの飛散（スパッタリング）を減少させることができる。また、本発明の蛍光ランプ用エミッタは、イオン衝撃そのものに対する耐久性も大きく、蛍光ランプの長寿命化を図ることができる。本発明において単結晶体の平均粒径は、レーザ回折・散乱法で測定するものとする。

上記酸化マグネシウムの単結晶体は、金属マグネシウムの蒸気と酸素との気相酸化反応で生成されている。これにより、上記酸化マグネシウムは、高純度で、超微粒子で、さらに一次粒子が単結晶体である特徴を有することができる。

上記気相酸化反応で生成された酸化マグネシウムの単結晶体は、例えば、立方体の単結晶構造を有している。但し、上記酸化マグネシウムの単結晶構造は完全な立法体に限らず、いくつかの立方体が一体となった多重結晶構造であってもよい。

上記酸化マグネシウムのＢＥＴ比表面積は、６ｍ²／ｇ以上４０ｍ²／ｇ以下であることが好ましい。６ｍ²／ｇ未満ではエミッタの作用を増大させる効果が得られず、４０ｍ²／ｇを超えると、製造プロセスにおいて酸化マグネシウムの凝集が顕著になり、結果として比表面積が減少してしまう。

また、本発明の蛍光ランプは、上記本発明の蛍光ランプ用エミッタを用いたことを特徴とする。これにより、ランプ電圧が低く、スパッタリングが少ない、高効率且つ長寿命の蛍光ランプを提供できる。

次に、本発明の蛍光ランプの実施形態を図面に基づき説明する。下記の実施形態では、冷陰極蛍光ランプの例を示したが、本発明の蛍光ランプ用エミッタは、熱陰極蛍光ランプ、外部電極型蛍光ランプ等についても適用可能である。

図１は、本発明の蛍光ランプの一例を示す一部拡大断面図である。なお、図１は、蛍光ランプの一端を示したものであり、他端は、図１に示す一端と同様であるため、図示を省略する。

図１を参照して、蛍光ランプ１０は、ガラスバルブ１１と、ガラスバルブ１１の内部に配置された一対の電極１２とを備える。

ガラスバルブ１１は、ホウ珪酸ガラス等からなり、その内面には、蛍光体１３が塗布されている。ガラスバルブ１１の両端は、ガラスビード１４によって封止されている。ガラスビード１４によって封止されたガラスバルブ１１の内部には、水銀及び希ガス（図示せず）が封入されている。

蛍光体１３は、例えば、青色蛍光体がユーロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム〔ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺〕（略号：ＢＡＭ−Ｂ）、緑色蛍光体がセリウム・テルビウム共付活リン酸ランタン〔ＬａＰＯ₄：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺〕（略号：ＬＡＰ）及び赤色蛍光体がユーロピウム付活酸化イットリウム〔Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺〕（略号：ＹＯＸ）を含む３波長型の蛍光体を用いると需要の高いＲＧＢ表色系のランプ、特に白色ランプとなるので好ましい。但し、蛍光体１３は、上記蛍光体に限定されない。

なお、蛍光ランプ１０を液晶表示装置のバックライトに用いる場合の蛍光体について説明する。

（１）紫外線吸収について
例えば、近年、液晶カラーテレビの大型化に伴って、バックライトユニットの開口を塞ぐ拡散板に寸法安定性の良いポリカーボネートが使用されるようになっている。このポリカーボネートは、水銀が発する３１３（ｎｍ）の波長の紫外線により劣化しやすい。このような場合には、波長３１３（ｎｍ）の紫外線を吸収する蛍光体を利用すると良い。なお、３１３（ｎｍ）の紫外線を吸収する蛍光体としては、以下のものがある。

（ａ）青色
ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム〔Ｂａ_1-x-yＳｒ_xＥｕ_yＭｇ_1-zＭｎ_zＡｌ₁₀Ｏ₁₇〕又は〔Ｂａ_1-x-yＳｒ_xＥｕ_yＭｇ_2-zＭｎ_zＡｌ₁₆Ｏ₂₇〕
ここで、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ０≦ｘ≦０．４、 ０．０７≦ｙ≦０．２５、 ０≦ｚ＜０．１なる条件を満たす数であることが好ましい。

このような蛍光体としては、例えば、ユーロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム〔ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺〕、〔ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺〕（略号：ＢＡＭ−Ｂ）や、ユーロピウム付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム〔（Ｂａ，Ｓｒ）Ｍｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺〕、〔（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺〕（略号：ＳＢＡＭ−Ｂ）等がある。

（ｂ）緑色
・マンガン不活マグネシウムガレート〔ＭｇＧａ₂Ｏ₄：Ｍｎ²⁺〕（略号：ＭＧＭ）
・マンガン付活アルミン酸セリウム・マグネシウム・亜鉛〔Ｃｅ（Ｍｇ，Ｚｎ）Ａｌ₁₁Ｏ₁₉：Ｍｎ²⁺〕（略号：ＣＭＺ）
・テルビウム付活アルミン酸セリウム・マグネシウム〔ＣｅＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：Ｔｂ³⁺〕（略号：ＣＡＴ）
・ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム〔Ｂａ_1-x-yＳｒ_xＥｕ_yＭｇ_1-zＭｎ_zＡｌ₁₀Ｏ₁₇〕又は〔Ｂａ_1-x-yＳｒ_xＥｕ_yＭｇ_2-zＭｎ_zＡｌ₁₆Ｏ₂₇〕
ここで、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≦ｘ≦０．５であることが好ましい。

このような蛍光体としては、例えば、ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・マグネシウム〔ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺〕、〔ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺〕（略号：ＢＡＭ−Ｇ）や、ユーロピウム・マンガン共付活アルミン酸バリウム・ストロンチウム・マグネシウム〔（Ｂａ，Ｓｒ）Ｍｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺〕、〔（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺〕（略号：ＳＢＡＭ−Ｇ）等がある。

（ｃ）赤色
・ユーロピウム付活リン・バナジン酸イットリウム〔Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ₄：Ｅｕ³⁺〕（略号：ＹＰＶ）
・ユーロピウム付活バナジン酸イットリウム〔ＹＶＯ₄：Ｅｕ³⁺〕（略号：ＹＶＯ）
・ユーロピウム付活イットリウムオキシサルファイド〔Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ³⁺〕（略号：ＹＯＳ）
・マンガン付活フッ化ゲルマン酸マグネシウム〔３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ₂・ＧｅＯ₂：Ｍｎ⁴⁺〕（略号：ＭＦＧ）
・ジスプロシウム付活バナジン酸イットリウム〔ＹＶＯ₄：Ｄｙ³⁺〕（赤と緑の２成分発光蛍光体であり、略号：ＹＤＳ）
なお、一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ても良い。例えば、青色にＢＡＭ−Ｂ（３１３ｎｍを吸収する。）のみ、緑色にＬＡＰ（３１３ｎｍを吸収しない。）とＢＡＭ−Ｇ（３１３ｎｍを吸収する。）、赤色にＹＯＸ（３１３ｎｍを吸収しない。）とＹＶＯ（３１３ｎｍを吸収する。）の蛍光体を用いても良い。このような場合は、前述のように波長３１３（ｎｍ）を吸収する蛍光体が、総重量組成比率で５０％より大きくなるように調整することで、紫外線がガラス管外に漏れ出ることをほとんど防止できる。したがって、３１３ｎｍの紫外線を吸収する蛍光体を含む場合には、上記のバックライトユニットの開口を塞ぐポリカーボネート（ＰＣ）からなる拡散板等の紫外線による劣化が抑制され、バックライトユニットとしての特性を長時間維持することができる。

ここで、「３１３（ｎｍ）の紫外線を吸収する」とは、２５４（ｎｍ）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、励起波長と発光ピーク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、３１３（ｎｍ）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、３１３（ｎｍ）の紫外線を吸収する蛍光体とは、３１３（ｎｍ）の紫外線を吸収して可視光に変換できる蛍光体である。

（２）高色再現について
液晶カラーテレビで代表される液晶表示装置では、近年における高画質化の一環としてなされる高色再現化に伴い、当該液晶表示装置のバックライトユニットの光源として用いられる冷陰極蛍光ランプや外部電極蛍光ランプにおいて、再現可能な色度範囲の拡大化の要請がある。

このような要請に対して、例えば、以下の蛍光体を用いることで、色度範囲の拡大を図ることができる。具体的には、ＣＩＥ１９３１色度図において、高色再現用の当該蛍光体の色度座標値が、通常の３つの蛍光体の色度座標値を結んでできる三角形を含んで色再現範囲を広げる座標に位置する。

（ａ）青色
・ユーロピウム付活ストロンチウム・クロロアパタイト〔Ｓｒ₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅｕ²⁺〕（略号：ＳＣＡ）、色度座標：ｘ＝０．１５１、ｙ＝０．０６５
上記以外に、ユーロピウム付活ストロンチウム・カルシウム・バリウム・クロロアパタイト〔（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅｕ²⁺〕（略号：ＳＢＣＡ）も使用でき、上記波長３１３（ｎｍ）の紫外線も吸収できるＳＢＡＭ−Ｂも高色再現用に使用できる。

（ｂ）緑色
・ＢＡＭ−Ｇ、色度座標：ｘ＝０．１３９、ｙ＝０．５７４
・ＣＭＺ、色度座標：ｘ＝０．１６４、ｙ＝０．７２２
・ＣＡＴ、色度座標：ｘ＝０．２６７、ｙ＝０．６６３
なお、これらは上述したように、波長３１３（ｎｍ）の紫外線も吸収でき、また、ここで説明した３つの蛍光体粒子以外にも、ＭＧＭも高色再現用に使用することもできる。

（ｃ）赤色
・ＹＯＳ、色度座標：ｘ＝０．６５１、ｙ＝０．３４４
・ＹＰＶ、色度座標：ｘ＝０．６５８、ｙ＝０．３３３
・ＭＦＧ、色度座標：ｘ＝０．７１１、ｙ＝０．２８７
なお、これらは上述したように、波長３１３（ｎｍ）の紫外線も吸収でき、また、ここで説明した３つの蛍光体粒子以外にも、ＹＶＯ、ＹＤＳも高色再現用に使用することもできる。

また、上記で示した色度座標値は各々の蛍光体の粉体のみで測定した代表値であり、測定方法（測定原理）等に起因して、各蛍光体の粉体が示す色度座標値は、上掲した値と若干異なる場合があり得る。

さらに、赤、緑、青の各色を発光させるために用いる蛍光体は各波長につき１種類に限らず、複数種類を組み合わせて用いることとしても良い。

ここで、上記の高色再現用の蛍光体粒子を用いた場合について説明する。ここでの評価は、ＣＩＥ１９３１色度図内においてＮＴＳＣ規格の３原色の色度座標値を結ぶＮＴＳＣ三角形（ＮＴＳＣトライアングル）の面積を基準とした、高色再現用の蛍光体を用いた場合の３つの色度座標値を結んできる三角形の面積の比（以下、ＮＴＳＣ比という。）で行う。

例えば、青色としてＢＡＭ−Ｂ、緑色としてＢＡＭ−Ｇ、赤色としてＹＶＯを用いると（例１）ＮＴＳＣ比が９２（％）となり、また、青色としてＳＣＡ、緑色としてＢＡＭ−Ｇ、赤色としてＹＶＯを用いると（例２）ＮＴＳＣ比が１００（％）となり、また、青色としてＳＣＡ、緑色としてＢＡＭ−Ｇ、赤色としてＹＯＸを用いると（例３）、ＮＴＳＣ比が９５（％）となり、例１及び２に比べて輝度を１０（％）向上させることができる。

なお、ここでの評価に用いた色度座標値は、ランプ等が組み込まれた液晶表示装置とした状態で測定したものである。

次に、電極１２について説明する。電極１２は、金属スリーブ１２ａと、金属スリーブ１２ａの少なくとも一部に設けられたエミッタ１２ｂとを備える。金属スリーブ１２ａの外径Ｓ１と内径Ｓ２との差、即ち金属スリーブ１２ａの厚さは、通常０.１〜０.２ｍｍに設定され、また、金属スリーブ１２ａのカップ長Ｌ１は、その基部長Ｌ２の約３倍の長さに設定されるが、これらに限定はされない。

なお、図１には、金属スリーブ１２ａの内面にエミッタ１２ｂが形成されている一例を示しているが、金属スリーブ１２ａの一部にエミッタ１２ｂが形成されているものであれば、エミッタ１２ｂの形成位置について制限はない。但し、エミッタ１２ｂを金属スリーブ１２ａの少なくとも内面に設けることによって、冷陰極動作に起因するイオン衝撃によるエミッタ１２ｂのスパッタリングを防止でき、エミッタ効果を長期間持続させることができる。

また、上記スパッタリングと封入ガス圧とは相関関係があり、封入ガス圧が低圧の場合には、金属スリーブ１２ａの比較的底部でスパッタリングが発生しやすくなり、封入ガス圧が高圧の場合には、金属スリーブ１２ａの口開部付近でスパッタリングが発生しやすくなる。そこで、封入ガス圧が１Ｔｏｒｒ以下の低圧では、図２に示すように、エミッタ１２ｂを、金属スリーブ１２ａの低面部と、金属スリーブ１２ａの底面部から上方に１／３の高さまでの内側面部とに形成することが好ましい。また、封入ガス圧が１０Ｔｏｒｒ以上の高圧では、図３に示すように、エミッタ１２ｂを、金属スリーブ１２ａの開口部から下方に１／３の深さまでの内側面部に形成することが好ましい。さらに、封入ガス圧が１Ｔｏｒｒを超え、１０Ｔｏｒｒ未満の中圧では、少なくともエミッタ１２ｂを、金属スリーブ１２ａの低面部及び開口部から上下それぞれ１／３までの内側面部に形成することが好ましい。エミッタ１２ｂは、スパッタリングそのものに対する耐久性が大きいため、封入ガス圧に応じてエミッタ１２ｂの形成位置を変更することにより、イオン衝撃による金属スリーブ１２ａ自体の飛散（スパッタリング）も防止できる。

なお、図１では、カップ状電極を用いた例を示したが、棒状電極を用いることもできる。その場合には、上記スパッタリングと封入ガス圧との関係は、封入ガス圧が高圧（１０Ｔｏｒｒ以上）の場合には、棒状電極の先端部及びその先端部から下方に１／３までの側面部にスパッタリングが発生しやすくなり、封入ガス圧が中低圧（１０Ｔｏｒｒ未満）の場合には、棒状電極の先端部及びその先端部から下方に２／３までの側面部にスパッタリングが発生しやすくなる。従って、上記カップ状電極の場合と同様に、棒状電極の場合でも封入ガス圧に応じて、スパッタリングが発生しやすい棒状電極の位置にスパッタリングそのものに対する耐久性が大きいエミッタを配置することが好ましい。

金属スリーブ１２ａは、エミッタの焼成温度（例えば、５５０℃）以上の耐熱性がある金属からなる。金属スリーブ１２ａの材料としては、例えば、ニッケル、ステンレス鋼、コバルト、鉄等を用いることができる。金属スリーブ１２ａの一端は、タングステン等からなる内部リード線１５に挿入されて溶接されており、内部リード線１５はガラスビード１４を通って外部リード線１６に接続されている。

なお、図１では、電極１２として、金属スリーブ１２ａの基部を内部リード線１５に挿入して溶接により接合した例を示したが、図４に示すように、電極１２として、金属スリーブ１２ａと内部リード線１５とが一体化されたものを使用することもできる。

また、金属スリーブ１２ａの表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）は、１〜１０μｍが好ましい。この範囲内であれば、エミッタ１２ｂの脱落の抑制効果が大きくなるからである。

エミッタ１２ｂは、一次粒子が単結晶体からなり、且つその単結晶体の平均粒径が１μｍ以下である単結晶酸化マグネシウム微粒子から形成されている。この単結晶酸化マグネシウム微粒子は、金属マグネシウムの蒸気と酸素との気相酸化反応で生成でき、例えば、図９の電子顕微鏡写真に示すような立方体の単結晶構造を有している。

エミッタ１２ｂは、上記単結晶酸化マグネシウム微粒子とバインダと溶媒とを混合したエミッタ塗布液を、金属スリーブ１２ａに塗布した後に熱処理することによって形成できる。上記バインダとしては、例えば、ニトロセルロース、エチルセルロース、ポリエチレンオキシド等が使用できる。また、上記溶媒としては、例えば、酢酸ブチル、化学式Ｃ_nＨ_2n+1ＯＨ（ｎ＝１〜４）で表されるアルコール等が使用できる。

なお、ガラスバルブ１１の材質はホウ珪酸ガラスに限らず、鉛ガラス、鉛フリーガラス、ソーダガラス等を用いてもよい。この場合に、暗黒始動性が改善できる。即ち、上記したようなガラスは、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バルブ１１の内面に溶出する。ナトリウムは電気陰性度が低いため、ガラスバルブ１１の内側端部に溶出したナトリウムが、暗黒始動性の向上に寄与するものと思われる。また、自然環境保護を考慮した場合、鉛フリーガラスを用いるのが好ましい。但し、鉛フリーガラスは、製造過程で不純物として鉛を含んでしまう場合がある。そこで、０．１重量％以下といった不純物レベルで鉛を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。

また、図１では、直管状の蛍光ランプ１０について説明したが、本発明の蛍光ランプは直管状に限らず、「Ｕ」字状又は「コ」の字状等の屈曲管であってもよい。また、蛍光ランプ１０は、その断面が円形である円筒型ランプに限らす。例えば、図５に示すような断面が楕円形を有する偏平型ランプであってもよい。なお、図６は、図５のＩ−Ｉ線の断面図である。

次に、本発明の蛍光ランプを用いた表示装置について説明する。図７は、本発明の蛍光ランプを用いた表示装置１０１、例えば液晶テレビの概要を示している。

図７に示す表示装置１０１は、例えば、３２インチの液晶テレビであり、液晶画面ユニット１０３と蛍光ランプユニット１０２とを備える。液晶画面ユニット１０３は、例えば、カラーフィルタ基板、液晶、ＴＦＴ基板、駆動モジュール等（図示せず）を備え、外部からの画像信号に基づいてカラー画像を形成する。液晶画面ユニット１０３の下端部には、高周波電子安定器１０４が配されており、この高周波電子安定器１０４によって、蛍光ランプユニット１０２に備えられた複数本の冷陰極蛍光ランプ２０（図１の蛍光ランプ１０に相当）の全ての点灯が行われる。なお、図７において、１０５は操作ボタン、１０６はリモコンである。

図８は、直下方式の蛍光ランプユニット１０２の構成を示す概略斜視図である。図８では、内部構造が分かるように前面パネル２６の一部が切り欠かれた状態で示されている。蛍光ランプユニット１０２は、複数の冷陰極蛍光ランプ２０と、一方の主面が開口した箱型形状の筐体２１と、この筐体２１を覆う前面パネル２６とを備えている。冷陰極蛍光ランプ２０は、直管形状を有し、その軸芯が水平に延伸する状態で、筐体２１の短手方向に複数本並設されている。なお、これらの冷陰極蛍光ランプ２０は、駆動回路（不図示）に接続されており、この駆動回路によって点灯される。

筐体２１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂製であって、その内面に銀などの金属が蒸着されて反射面が形成されている。筐体２１の開口部は、透光性の前面パネル２６で覆われており、内部に埃などの異物が入らないように密閉されている。なお、筐体２１は樹脂以外の材料、例えばアルミニウム等の金属材料で構成されていても構わない。前面パネル２６は、拡散板２３、拡散シート２４及びレンズシート２５が積層されてなる。

拡散板２３及び拡散シート２４は、冷陰極蛍光ランプ２０から発せられた光を散乱・拡散させるものであり、レンズシート２５は、当該シート２５の法線方向へ光を揃えるものである。これらによって、冷陰極蛍光ランプ２０から発せられた光が、前面パネル２６の全体に均一に前方方向に照射される。

拡散板２３の材料は、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂製である。ＰＣ樹脂は、耐湿性、機械強度、耐熱性及び光透過性に優れており、ＰＣ樹脂製の板は吸湿によって反りを生じることがほとんど無いため、画面サイズが大型（例えば、１７インチ以上）な液晶テレビ用の拡散板などの利用にも有益である。

以下、本発明の蛍光ランプの一例である冷陰極蛍光ランプについて、実施例を用いて詳細に説明する。

（実施例１）
実施例１では、前述の実施形態で説明した蛍光ランプ１０の一例について説明する。図１を参照して、蛍光ランプ１０は、ニッケルからなる外径（Ｓ１）１．７ｍｍ、内径（Ｓ２）１．５ｍｍ、カップ長（Ｌ１）５．５ｍｍ、基部長（Ｌ２）１．５ｍｍの金属スリーブ１２ａの一端にタングステンからなる外径０．６ｍｍの内部リード線１５が挿入され、金属スリーブ１２ａの一端が圧潰溶接されて両者が接続されている。

ガラスバルブ１１は外径２．４ｍｍ、内径２．０ｍｍのホウ珪酸ガラスからなり、ガラスバルブ１１の両端部に電極１２が配置されている。電極１２は、一次粒子が単結晶体からなり、且つその単結晶体の平均粒径が１μｍ以下である単結晶酸化マグネシウム微粒子からなるエミッタ１２ｂを備える。

また、ガラスバルブ１１の両端部は、ホウ珪酸ガラスからなるガラスビード１４で封止されており、内部リード線１５は、ガラスビード１４を通ってステンレス鋼製の外部リード線１６に接続されている。一対の電極１２の先端間の距離は３３０ｍｍとした。また、ガラスバルブ１１の内面には蛍光体１３を塗布し、その内部には水銀とともにアルゴンとネオンとの混合ガスを８ｋＰａの圧力になるように封入した。

蛍光体１３としては、青色蛍光体がユーロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム〔ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺〕（略号：ＢＡＭ−Ｂ）、緑色蛍光体がセリウム・テルビウム共付活リン酸ランタン〔ＬａＰＯ₄：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺〕（略号：ＬＡＰ）及び赤色蛍光体がユーロピウム付活酸化イットリウム〔Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺〕（略号：ＹＯＸ）を、ＢＡＭ−Ｂ：ＬＡＰ：ＹＯＸ＝４：３：３の重量比で混合した３波長型の蛍光体を用いた。

実施例１の蛍光ランプは、以下に示す方法で作製した。

最初に、金属スリーブ１２ａの内面に、エミッタ１２ｂを以下の方法で形成した。先ず、一次粒子が単結晶体からなり、且つその単結晶体の平均粒径が１μｍ以下である単結晶酸化マグネシウム微粒子を準備した。その後、上記単結晶酸化マグネシウム微粒子１０ｋｇを、ニトロセルロース（バインダ）と酢酸ブチル（溶媒）との混合溶液（ニトロセルロース１．５重量％の酢酸ブチル溶液）２０リットルに分散させることによって、エミッタ塗布液を調製した。次に、金属スリーブ１２ａの内面にこのエミッタ塗布液をスプレー法により塗布し、これを空気中で自然乾燥させた。

その後、エミッタ塗布液を塗布した金属スリーブ１２ａを、アルゴン雰囲気の還元炉で約５５０℃に加熱することによって、単結晶酸化マグネシウム微粒子を金属スリーブ１２へ固着するとともに、バインダ及び溶媒の除去を行い、エミッタ１２ｂを備える電極１２を形成した。

続いて、電極１２を、蛍光体１３が塗布されたガラスバルブ１１の両端に配置し、一方の電極１２のみを先にアルゴン雰囲気中でガラスビード１４を介して加熱封着した。続いて、ガラスバルブ１１の内部に水銀及びアルゴンとネオンの混合ガスを８ｋＰａになるように導入し、最後に他方の電極１２とガラスバルブ１１とをガラスビード１４を介して加熱封着して、実施例１の蛍光ランプを作製した。

（比較例１）
エミッタ１２ｂを全く形成しなかった金属スリーブ１２ａからなる電極１２を用いた以外は、実施例１と同様にして比較例１の蛍光ランプを作製した。

（比較例２）
実施例１で用いた単結晶酸化マグネシウム微粒子に代えて、平均粒径１８μｍの酸化マグネシウム粒子を用いた以外は、実施例１と同様にして比較例２の蛍光ランプを作製した。

＜ランプ電圧の測定＞
実施例１、比較例１及び比較例２の蛍光ランプを用いて、周囲温度２５℃、ランプ電流４ｍＡｒｍｓ（実効値）、点灯周波数６０ｋＨｚの条件で高周波点灯回路を用いて点灯させ、ランプ電圧（実効値：Ｖｒｍｓ）を測定した。また、同様にしてランプ電流を６ｍＡｒｍｓ、８ｍＡｒｍｓ、１０ｍＡｒｍｓにそれぞれ変更してランプ電圧を測定した。その結果を図１０に示す。

図１０から、実施例１のランプ電圧は、比較例１及び比較例２のランプ電圧に比べて、３２Ｖｒｍｓ〜４３Ｖｒｍｓ程度低減できた。

＜スパッタリング量の測定＞
実施例１、比較例１及び比較例２の蛍光ランプを用いて、周囲温度２５℃、ランプ電流６ｍＡｒｍｓ、点灯周波数６０ｋＨｚの条件で高周波点灯回路を用いて６０００時間点灯させ、スパッタリング量を測定した。ここで、スパッタリング量とは、冷陰極動作に起因するイオン衝撃によるエミッタ１２ｂ及び金属スリーブ１２ａの成分が飛散し、飛散した成分がガラスバルブ１１の内壁に堆積付着した総量をいう。飛散物の採取は、両端の電極１２の周辺のガラスバルブ１１を酸に浸漬して、飛散物を酸に溶解して行った。スパッタリング量は、飛散物を溶解した溶液をＩＣＰ質量分析法で分析して求めた。

表１から、実際例１は、比較例１及び比較例２に比べて、スパッタリング量が少なく、蛍光ランプの長寿命化を図ることができる。なお、実施例１及び比較例２のスパッタリング量には、エミッタ１２ｂの飛散によるＭｇＯ成分と、金属スリーブ１２ａの飛散によるＮｉ成分とが含まれ、比較例１のスパッタリング量には、金属スリーブ１２ａの飛散によるＮｉ成分のみが含まれると考えられる。

本発明の蛍光ランプ用エミッタを用いることにより、各種蛍光ランプの長寿命化を図ることができ、その産業上の価値は大である。

本発明の蛍光ランプの一例を示す一部拡大断面図である。 図１の電極１２のエミッタ１２ｂの他の形成状態を示す断面図である。 図１の電極１２のエミッタ１２ｂのさらに他の形成状態を示す断面図である。 図１の電極１２の他の例を示す断面図である。 本発明の蛍光ランプの他の例を示す断面図である。 図５のＩ−Ｉ線の断面図である。 本発明の蛍光ランプを用いた表示装置の一例を示す一部切断斜視図である。 直下方式の蛍光ランプユニットの一例を示す概略斜視図である。 本発明に用いる単結晶酸化マグネシウム微粒子の一例を示す電子顕微鏡写真である。 実施例１、比較例１及び比較例２の各蛍光ランプのランプ電流とランプ電圧との関係を示す図である。

符号の説明

１０ 蛍光ランプ
１１ ガラスバルブ
１２ 電極
１２ａ 金属スリーブ
１２ｂ エミッタ
１３ 蛍光体
１４ ガラスビード
１５ 内部リード線
１６ 外部リード線

Claims (5)

1. 酸化マグネシウムを含む蛍光ランプ用エミッタであって、
   前記酸化マグネシウムの一次粒子は、単結晶体から形成され、
   前記酸化マグネシウムの単結晶体の平均粒径は、１μｍ以下であることを特徴とする蛍光ランプ用エミッタ。
2. 前記酸化マグネシウムの単結晶体は、立方体の単結晶構造を有する請求項１に記載の蛍光ランプ用エミッタ。
3. 前記酸化マグネシウムの単結晶体は、金属マグネシウムの蒸気と酸素との気相酸化反応で生成されている請求項１に記載の蛍光ランプ用エミッタ。
4. 前記酸化マグネシウムのＢＥＴ比表面積は、６ｍ²／ｇ以上４０ｍ²／ｇ以下である請求項１に記載の蛍光ランプ用エミッタ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の蛍光ランプ用エミッタを用いたことを特徴とする蛍光ランプ。

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