JP2010232124A - 蛍光体被膜の形成方法及び冷陰極放電管 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラスバルブ内に形成される蛍光体被膜の塗布ムラを低減する。
【解決手段】冷陰極放電管に用いられるガラスバルブの内面に蛍光体液を塗布し、ガラスバルブの管軸を中心として回転させる蛍光体被膜の形成方法であって、ガラスバルブ１を円周方向に回転させた状態で蛍光体液３の塗布を行う。ガラスバルブ１に遠心力が働いた状態で塗布することにより、ガラスバルブの反りによって発生する蛍光体膜の偏りを抑制して塗布ムラを低減し、冷陰極放電管の蛍光体被膜２を均一な膜厚に形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷陰極蛍光灯の製造方法に関し、特に、ガラスバルブの内面に蛍光体液を塗布して蛍光体被膜を形成する方法に関する。

従来より、冷陰極放電管の長尺化に対応し、ガラスバルブ内に蛍光体被膜を均一に形成するため、ほぼ鉛直に保持されたガラスバルブの下端から蛍光体液を吸引した後に、ガラスバルブを円周方向に回転させた状態で蛍光体液を排出し、さらに、ガラスバルブを回転させた状態で上端から乾燥エアーを吹き込み、蛍光体液を乾燥させて蛍光体被膜を形成する製造方法が提案されている。（例えば、特許文献１）
特開２００２−３４３２４４号公報

しかしながら、ガラスバルブには僅かながら反りを有する場合があり、特にガラスバルブが長尺化した際には反りによって、蛍光体被膜にムラが生じてしまう。特許文献１では、排出を開始する際にガラスバルブの回転を始めるため、蛍光体液は、塗布直後からガラスバルブが回転するまでの僅かな静止時間にも、重力の影響によって流動（自重流下）し、ガラスバルブの反りによって流下が遅い部分（図３(ａ)破線矢印部分）と流下の速い部分（図３(ａ)実線矢印部分）とで膜厚の偏りが発生し、月形のムラ（図３（ｂ）参照）が発生してしまう。

これは、図３(ａ)破線矢印部分の蛍光体液はガラスバルブの内壁に支えられて、重力の影響が低減されるのに対し、図３(ａ)実線矢印部分の蛍光体液はガラスバルブの内壁から垂れ下がるように流下することで、蛍光体液が流れやすい方向が生まれるためと考えられる。

更に、細径のガラスバルブ（例えば、外径φ１．８〜４．０ｍｍ、内径φ１．３〜３．０ｍｍ）は、太径のガラスバルブよりも、塗布された蛍光体液の表面張力が影響して、蛍光体液の流れに偏りが生じやすい。

そこで、本発明は、特に長尺の冷陰極放電管に蛍光体被膜を形成する際に、蛍光体被膜の膜厚をより均一に形成できる蛍光体被膜の形成方法を提供することを目的とする。

本発明に係る蛍光体被膜の形成方法は、ガラスバルブの内面に蛍光体液を塗布して、ガラスバルブをガラスバルブの管軸を中心として回転させる蛍光体被膜の形成方法において、ガラスバルブを回転させた状態で塗布工程を行うことを特徴とする。本発明に係る蛍光体被膜の形成方法によれば、蛍光体液を塗布する以前からガラスバルブを回転させているので、ガラスバルブ内壁を回転する蛍光体液は、重力の影響を低減されて管径方向に移動するため、均一な厚さで塗布可能となる。

従来のように、ガラスバルブ内に蛍光体液の塗布が完了してから、ガラスバルブが回転するまでに時間差があると、流下後に遠心力が働き始めるため、ガラスバルブの反り部分での蛍光体被膜の偏りは、解消されないまま流下が起きてしまう。従って、遠心力が働いた状態で塗布することにより、ガラスバルブの反り部分での蛍光体被膜の偏りを抑制したまま、続く流下工程に移行可能となる。

また、本発明に係る蛍光体被膜の形成方法は、塗布工程の後に、ガラスバルブを回転させた状態でガラスバルブ内の蛍光体液を自重流下によって排出させ、続いて、蛍光体液を乾燥させる乾燥工程を行い、各工程の移行もガラスバルブを回転させた状態で行うことを特徴とする。工程の移行時にもガラスバルブが回転していることで、ガラスバルブ内壁を回転しながら蛍光体液が流下し、ガラスバルブの反りによって蛍光体液の流れに偏りが発生するのを抑制できる。

尚、本発明に係る製造方法は、ガラスバルブの反りを矯正した状態で鉛直に保持し、ガラスバルブの回転を行ってもよい。ガラスバルブの反りを矯正した状態で回転させることにより、ガラスバルブの反りに起因する蛍光体液の偏りを抑制することが可能となる。

以上のように本発明に係る蛍光体被膜の形成方法によれば、ガラスバルブを回転させた状態で、蛍光体液の塗布工程を行うことにより、ガラスバルブの反りによって各工程で発生し易い蛍光体液の偏りを抑制することができ、膜厚の均一性を向上させることができる。

また、本発明に係る蛍光体被膜の形成方法によって製造された冷陰極放電管は、蛍光体被膜のムラが低減されていることから、液晶表示装置のバックライト光源に用いられた際に、輝度ムラを低減できる。

以下、本発明に係る蛍光体被膜の形成方法の一実施形態について、図１及び図２を参照しつつ説明する。図１は、本実施の形態にかかる蛍光体液の塗布装置の概略である。本実施の形態では、蛍光体塗布装置１０（説明）を用いて蛍光体液３をガラスバルブ１内面に塗布し、排出した後に、乾燥エアーを吹き込んで乾燥し、蛍光体被膜２を形成する。

蛍光体塗布装置１０は、ガラスバルブ１の上端部１ａを保持する保持機構４と、ガラスバルブ１内部の空気を吸排気する吸排気装置５と、ガラスバルブ１内部に乾燥エアーを供給する乾燥装置６と、ガラスバルブ１の下端部１ｂから蛍光体液３を供給する蛍光体タンク７とを備えている。

保持機構４は、ガラスバルブ１の上端部１ａに接続されて、吸排気装置５の作動によって、ガラスバルブ１内部の空気を吸排気し、乾燥装置６からの乾燥エアーをガラスバルブ１内へ供給できるようになっており、接続部８によって給排気装置５、乾燥装置６と接続されている。

また、保持機構４は、ガラスバルブ１の歪みを矯正する矯正機構４ａを備え、矯正機構４ａは、それぞれガラスバルブ１の上端部１ａ、下端部１ｂをガラスバルブ１管軸方向に付勢して歪みを矯正して、ガラスバルブ１をほぼ鉛直に保持する。

尚、保持機構４はガラスバルブ１の管軸を中心として回転する、回転機構を兼ねており、図示しない駆動手段によって回転する。

給排気装置５及び乾燥装置６は、接続部８によって保持機構４と接続され、接続部８との間に切替弁９を備えている。切替弁９は、ガラスバルブ１内に蛍光体液３が吸引される際は給排気装置５側に切替え、ガラスバルブ１内に塗布された蛍光体液３を乾燥させて被膜を形成する際には、乾燥装置６側に切替えて乾燥エアーを供給し、ガラスバルブ１が回転したまま、各工程を移行可能にする。

つぎに、蛍光体被膜の形成工程について、図２を参照しつつ説明する。図２（ａ）に示すように、まず、ガラスバルブ１を保持機構４に装着して、矯正機構４ａで把持してガラスバルブ１の歪みを矯正しながらほぼ鉛直に保持する。これにより、ガラスバルブ１の内壁はほぼ垂直な状態となる。続いて、駆動手段によって保持機構４を回転させて、ガラスバルブ１の管軸を中心として回転させる。上記までが準備工程である。

続く塗布工程は、ガラスバルブ１の回転速度が所定の回転速度に達してから開始される。図２（ｂ）に示すように、塗布工程では、保持機構４に設けられたノズル４ｂから吸排出装置５によって、ガラスバルブ１内部の空気を上端部１ａから吸引し、ガラスバルブ１の下端部１ｂから蛍光体液３を吸い上げて行い、蛍光体液３がガラスバルブ１の所定位置まで上昇した時点で空気の吸引を終了させる。

蛍光体液３が吸引される際、ガラスバルブ１は所定の回転速度で回転しており、蛍光体液３は渦を巻く状態で、ガラスバルブ１内を上昇するので、蛍光体液３はムラになりにくい状態でガラスバルブ１内に塗布される。

続く流下工程もガラスバルブ１を所定の回転速度で回転させた状態で行なわれる。
図２（ｃ）に示すように、塗布工程で空気の吸引が終了された時点で、ガラスバルブ１内の減圧によって吸引されていた蛍光体液３は自重流下を始め、ガラスバルブ１の下端部１ｂから排出される。

流下工程の際にもガラスバルブ１が回転しているため、遠心力によって蛍光体液３はガラスバルブ１の円周方向に回転した状態で自重流下をするので、ガラスバルブ１の反りによって発生するガラスバルブ１内部での流下速度差が抑制され、塗布ムラの発生が低減される。

さらに、蛍光体液３の液面がガラスバルブ１の下端部１ｂまで降下し、排出が完了された時点で、切替弁９を吸排気装置５から乾燥装置６へと切り替え、乾燥装置６からの乾燥エアーをガラスバルブ１内に供給して、続く乾燥工程を開始する。これにより、ガラスバルブ１内の蛍光体液３が乾燥されて、蛍光体被膜２が形成される。

図２（ｄ）に示すように、乾燥工程においてもガラスバルブ１が回転しているので、乾燥中に塗布された蛍光体液３が垂れ下がっても、遠心力によって蛍光体液３はガラスバルブ１の円周方向に回転した状態で自重流下をするので、ガラスバルブ１の反りによって発生するガラスバルブ１内部での流下速度差が抑制され、塗布ムラの発生が低減される。蛍光体被膜２の乾燥が終了した後、保持機構４からガラスバルブ１が取り外され、冷陰極放電管の製造に用いられる。

本発明に係る蛍光体被膜の形成方法を、外径φ１．８ｍｍ、内径φ１．３ｍｍ、長さ４００ｍｍのガラスバルブ、及び外径φ４．０ｍｍ、内径φ３．０ｍｍ、長さ１５００ｍｍのガラスバルブを用いて検証したところ、従来の蛍光体被膜の形成方法においては、約１％程度（７５００本中８０本）に月ムラが発生していたのに対し、本発明に係る形成方法においては、約０.１％程度（９本/７５００本）に低減できることが確認できた。

尚、本実施例では、ガラスバルブ１の下端部１ｂから蛍光体液３を供給して塗布しているが、ガラスバルブ１の上端部１ａから蛍光体液３を自重流下させて塗布してもよく、その際、ガラスバルブ１の回転による遠心力によって、蛍光体液３がガラスバルブ１の内壁に密着しながら自重流下するので、蛍光体液３をガラスバルブ１内に満たさなくとも塗布でき、より効率的に冷陰極放電管を製造することができる。

また、乾燥工程においては、乾燥装置から乾燥エアーを供給するのみならず、ガラスバルブ１の周囲にヒーターを配置し、ガラスバルブ１の外面から加熱して、蛍光体被膜２を乾燥させてもよい。

本発明に係る蛍光体被膜の形成方法は、液晶表示装置のバックライト光源に使用される冷陰極放電管を製造するのに好適であり、薄型テレビ、携帯電話、パソコンなどの装置に有用である。

本発明の一実施形態に係る蛍光体液の塗布装置を示す概略図 同実施形態に係る各工程を示す概略図 従来技術で発生し易い、蛍光体液の塗布ムラ（月ムラ）を示す概略図

１ ガラスバルブ
２ 蛍光体被膜
３ 蛍光体液
４ 保持機構
４ａ 矯正機構
４ｂ ノズル
５ 給排気装置
６ 乾燥装置
７ 蛍光体液タンク
１０ 蛍光体塗布装置

Claims (6)

1. ガラスバルブの内面に蛍光体液を塗布して、前記ガラスバルブの管軸を中心として回転させる蛍光体被膜の形成方法において、前記ガラスバルブを回転させた状態で塗布工程を行うことを特徴とした蛍光体被膜の形成方法。
2. 前記塗布工程の後に、前記ガラスバルブを回転させた状態で、前記ガラスバルブ内の蛍光体液を自重流下させて排出する流下工程と、その後、前記蛍光体液を乾燥させる乾燥工程とを行うことを特徴とした請求項１に記載の蛍光体被膜の形成方法。
3. 前記塗布工程から前記乾燥工程までの工程移行時に、前記ガラスバルブを回転させた状態で移行することを特徴とした請求項１乃至２に記載の蛍光体被膜の形成方法。
4. 前記ガラスバルブを保持する際に、前記ガラスバルブの反りを矯正した状態で鉛直に保持することを特徴とした、請求項１乃至３記載の蛍光体被膜の形成方法。
5. 請求項１乃至４に記載の塗布方法によって蛍光体被膜が形成された冷陰極放電管。
6. 請求項５に記載の冷陰極放電管を用いたバックライトユニット。