JP4071813B2 - 蛍光ランプ、バックライトユニットおよび蛍光ランプの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、主として、冷陰極蛍光ランプ、当該冷陰極蛍光ランプを主光源とする液晶テレビ用のバックライトユニット、および、当該冷陰極蛍光ランプの製造方法に関する。
主に冷陰極蛍光ランプで生じる問題の一つとして、ランプ点灯中に陽光柱が蛇行するスネーキングと呼ばれる現象がある。ガラスバルブ内部の電極間に、ＣＯ２（二酸化炭素）やＣＯ（一酸化炭素）などの不純ガスが存在すると、当該不純ガスを避けようと放電が蛇行するためスネーキングが起こる。
スネーキングは、蛍光ランプがちらつく原因の一つであり、症状が悪化すると点灯不良が生じる。そのため、ガラスバルブを封着する際には、ガラスバルブ内部に不純ガスが残らないように十分な排気が行われ、希ガスはその後で封入される。
スネーキングは、蛍光ランプがちらつく原因の一つであり、症状が悪化すると点灯不良が生じる。そのため、ガラスバルブを封着する際には、ガラスバルブ内部に不純ガスが残らないように十分な排気が行われ、希ガスはその後で封入される。
従来から、希ガス封入後のガラスバルブ内部の不純ガスを除去するために、ガラスバルブ内部にゲッターを設けることが行われている。ゲッターとは、不純ガスをトラップする化学物質のことをいう。例えば、特許文献１には、電極近傍にゲッターを設けることが開示されており、特許文献２には、電極の表面にゲッターを固着させることが開示されている。
特開２００３−１９７１４７号公報
特開平６−２９０７４１号公報
近年、液晶テレビのバックライトユニットなどには、従来から使用されている直管形の冷陰極蛍光ランプ以外に、例えば、前記直管形の冷陰極蛍光ランプをＵ字形に曲げ加工して作製した屈曲形の冷陰極蛍光ランプが使用され始めている。
ところが、屈曲形の冷陰極蛍光ランプの場合、直管形の冷陰極蛍光ランプと同じように排気を行い或いはゲッターを設けても、スネーキングによる点灯不良が起こる。したがって、屈曲形の冷陰極蛍光ランプ特有のスネーキング発生原因を究明し、屈曲形であってもスネーキングによる点灯不良の起こらない冷陰極蛍光ランプを得ることが急務である。
ところが、屈曲形の冷陰極蛍光ランプの場合、直管形の冷陰極蛍光ランプと同じように排気を行い或いはゲッターを設けても、スネーキングによる点灯不良が起こる。したがって、屈曲形の冷陰極蛍光ランプ特有のスネーキング発生原因を究明し、屈曲形であってもスネーキングによる点灯不良の起こらない冷陰極蛍光ランプを得ることが急務である。
本発明は、上記の課題に鑑み、屈曲形でありながらスネーキングによる点灯不良が起こり難い蛍光ランプおよび当該蛍光ランプの製造方法を提供することを主たる目的とする。また、本発明の他の目的は、当該蛍光ランプを用いてスネーキングによるチラツキなどが起こらないバックライトユニットを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る蛍光ランプは、内面に蛍光層が形成され、内部に水銀および希ガスが封入され、両端部に一対の電極を有する屈曲形ガラスバルブを備え、前記ガラスバルブ内部のガス圧が4.0〜13.4（kPa）の範囲内であるとともに、前記ガラスバルブの管内径（mm）、および、前記ガラスバルブ内部の封入ガス中に含まれるＣＯ２とＣＯの合計量（mol%）が、直交座標上で前記管内径（mm）を横軸上に取り、前記合計量（mol%）を縦軸上に取るとき、点Ａ（1.5mm，0.008mol%）、点Ｂ（4.0mm，0.0005mol%）、点Ｃ（4.0mm，0mol%）および点Ｄ（1.5mm，0mol%）の各点を順次結ぶ各線分ＡＢ、ＢＣ、ＣＤおよびＤＡによって囲まれる領域内（境界線上を含む）に含まれる条件を満たすことを特徴とする。
なお、前記封入ガス中に含まれるＣＯ２とＣＯの合計量（mol%）とは、エージング工程を終えた後の最終製品たる蛍光ランプにおける、封入ガス中に含まれるＣＯ2およびＣＯの合計量（mol%）と、生水銀に溶け込んだ状態のＣＯ２およびＣＯの合計量（mol%）との総和を意味する。
本発明に係る他の蛍光ランプは、内面に蛍光層が形成され、内部に水銀および希ガスが封入され、両端部に一対の電極を有する屈曲形ガラスバルブを備え、前記ガラスバルブ内部のガス圧が4.0〜13.4（kPa）の範囲内であるとともに、前記ガラスバルブの管内径（mm）、および、前記ガラスバルブ内部の封入ガス中に含まれるＣＯ２とＣＯの合計量（mol%）が、直交座標上で前記管内径（mm）を横軸上に取り、前記合計量（mol%）を縦軸上に取るとき、点Ｅ（2.0mm，0.005mol%）、点Ｆ（3.0mm，0.0015mol%）、点Ｇ（3.0mm，0mol%）および点Ｈ（2.0mm，0mol%）の各点を順次結ぶ各線分ＥＦ、ＦＧ、ＧＨおよびＨＥによって囲まれる領域内（境界線上を含む）に含まれる条件を満たすことを特徴とする。
本発明に係る他の蛍光ランプは、内面に蛍光層が形成され、内部に水銀および希ガスが封入され、両端部に一対の電極を有する屈曲形ガラスバルブを備え、前記ガラスバルブ内部のガス圧が4.0〜13.4（kPa）の範囲内であるとともに、前記ガラスバルブの管内径（mm）、および、前記ガラスバルブ内部の封入ガス中に含まれるＣＯ２とＣＯの合計量（mol%）が、直交座標上で前記管内径（mm）を横軸上に取り、前記合計量（mol%）を縦軸上に取るとき、点Ｅ（2.0mm，0.005mol%）、点Ｆ（3.0mm，0.0015mol%）、点Ｇ（3.0mm，0mol%）および点Ｈ（2.0mm，0mol%）の各点を順次結ぶ各線分ＥＦ、ＦＧ、ＧＨおよびＨＥによって囲まれる領域内（境界線上を含む）に含まれる条件を満たすことを特徴とする。
さらに、本発明に係る蛍光ランプの他の特定の局面では、前記ガラスバルブの内面には低融点ガラスを含有する保護膜が形成されていることを特徴とする。
さらにまた、本発明に係る蛍光ランプのさらに他の特定の局面では、前記ガラスバルブの内部にはＣＯ２とＣＯをトラップするためのゲッターが設けられていることを特徴とする。
さらにまた、本発明に係る蛍光ランプのさらに他の特定の局面では、前記ガラスバルブの内部にはＣＯ２とＣＯをトラップするためのゲッターが設けられていることを特徴とする。
本発明に係るバックライトユニットは、光源として、上記蛍光ランプが搭載されていることを特徴とする。
本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、直管形のガラスバルブの内面に蛍光層を形成し、両端部に一対の電極を取り付け、内部に水銀および希ガスを封入した後、前記直管形のガラスバルブを屈曲形に曲げ加工する屈曲形蛍光ランプの製造方法において、前記曲げ加工後に、前記電極に定常点灯電流を越える電流を通電して前記ガラスバルブ内部のＣＯ２とＣＯを除去するエージング処理を行うことを特徴とする。
本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、直管形のガラスバルブの内面に蛍光層を形成し、両端部に一対の電極を取り付け、内部に水銀および希ガスを封入した後、前記直管形のガラスバルブを屈曲形に曲げ加工する屈曲形蛍光ランプの製造方法において、前記曲げ加工後に、前記電極に定常点灯電流を越える電流を通電して前記ガラスバルブ内部のＣＯ２とＣＯを除去するエージング処理を行うことを特徴とする。
本発明に係る蛍光ランプは、ガラスバルブの管内径（mm）、および、ガラスバルブ内部の封入ガス中に含まれるＣＯ２とＣＯの合計量（mol%）が、直交座標上で前記管内径（mm）を横軸上に取り、前記合計量（mol%）を縦軸上に取るとき、点Ａ（1.5mm，0.008mol%）、点Ｂ（4.0mm，0.0005mol%）、点Ｃ（4.0mm，0mol%）および点Ｄ（1.5mm，0mol%）の各点を順次結ぶ各線分ＡＢ、ＢＣ、ＣＤおよびＤＡによって囲まれる領域内（境界線上を含む）に含まれる条件を満たす。このような条件であれば、ＣＯ２とＣＯの合計量が放電の進行を妨げ難い量に抑えられるため、蛍光ランプにスネーキングによるチラツキなどの点灯不良が起こり難い。
本発明に係る他の蛍光ランプは、ガラスバルブの管内径（mm）、および、ガラスバルブ内部の封入ガス中に含まれるＣＯ２とＣＯの合計量（mol%）が、直交座標上で前記管内径（mm）を横軸上に取り、前記合計量（mol%）を縦軸上に取るとき、点Ｅ（2.0mm，0.005mol%）、点Ｆ（3.0mm，0.0015mol%）、点Ｇ（3.0mm，0mol%）および点Ｈ（2.0mm，0mol%）の各点を順次結ぶ各線分ＥＦ、ＦＧ、ＧＨおよびＨＥによって囲まれる領域内（境界線上を含む）に含まれる条件を満たす。このような条件の蛍光ランプは、工業生産性に優れているとともに、スネーキングによる点灯不良も起こり難い。
そして、一般に、低融点ガラスを含有する保護膜が形成されている場合は、ガラスバルブ内部にＣＯ２とＣＯが発生し易いが、上記条件を満たす本発明の蛍光ランプは、スネーキングによる点灯不良が起こり難い。
さらに、本発明の蛍光ランプにおいて、ガラスバルブの内部にＣＯ２とＣＯをトラップするためのゲッターを設けた場合は、エージング処理後に発生した不純ガスもトラップすることができ、よりスネーキングによる点灯不良が起こり難い。
さらに、本発明の蛍光ランプにおいて、ガラスバルブの内部にＣＯ２とＣＯをトラップするためのゲッターを設けた場合は、エージング処理後に発生した不純ガスもトラップすることができ、よりスネーキングによる点灯不良が起こり難い。
本発明のバックライトユニットは、上記蛍光ランプを搭載しているため、チラツキなどによる点灯不良が起こり難い。そのため、例えば、液晶テレビに使用した場合、当該液晶テレビの観賞者の眼が疲れ難く、視認性も良好である。
本発明の蛍光ランプの製造方法は、ガラスバルブに蛍光層を形成し、電極を取り付け、水銀および希ガスを封入した後、曲げ加工して作製される屈曲形蛍光ランプの製造方法において、前記曲げ加工後にエージング処理が行われるため、曲げ加工の際にＣＯ２とＣＯが発生しても、それらを除去することができる。したがって、ガラスバルブ内部のＣＯ２とＣＯとの合計量をスネーキングが起こらない量にまで減らすことができ、スネーキングの起こり難い蛍光ランプを製造することができる。
本発明の蛍光ランプの製造方法は、ガラスバルブに蛍光層を形成し、電極を取り付け、水銀および希ガスを封入した後、曲げ加工して作製される屈曲形蛍光ランプの製造方法において、前記曲げ加工後にエージング処理が行われるため、曲げ加工の際にＣＯ２とＣＯが発生しても、それらを除去することができる。したがって、ガラスバルブ内部のＣＯ２とＣＯとの合計量をスネーキングが起こらない量にまで減らすことができ、スネーキングの起こり難い蛍光ランプを製造することができる。
以下、本発明の実施の形態にかかる蛍光ランプおよびバックライトユニットについて、図面を参照しながら説明する。
（バックライトユニットの説明）
図１は、本発明の一実施形態にかかるバックライトユニットを示す一部破断斜視図である。当該バックライトユニットの構造は、基本的に従来技術によるバックライトユニットの構造に準じるものである。
（バックライトユニットの説明）
図１は、本発明の一実施形態にかかるバックライトユニットを示す一部破断斜視図である。当該バックライトユニットの構造は、基本的に従来技術によるバックライトユニットの構造に準じるものである。
図１に示すように、バックライトユニット１は、間隔をあけて配列された複数のコ字形の冷陰極蛍光ランプ１０と、これらの蛍光ランプ１０を収納する筐体２０と、当該筐体２０の開口部２１を覆う前面パネル２２とを備えている。
筐体２０は、樹脂製であって、例えば、ポリエチレンテレフタレイト（ＰＥＴ）樹脂で形成されている。筐体２０は、底板２３と、当該底板２３を囲むように配された４枚の側板２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄとからなる。底板２３は、蛍光ランプ１０から底板２３側に発せられた光を開口部２１側に反射させる反射板としての役割を果たしている。
筐体２０は、樹脂製であって、例えば、ポリエチレンテレフタレイト（ＰＥＴ）樹脂で形成されている。筐体２０は、底板２３と、当該底板２３を囲むように配された４枚の側板２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄとからなる。底板２３は、蛍光ランプ１０から底板２３側に発せられた光を開口部２１側に反射させる反射板としての役割を果たしている。
前面パネル２２は、蛍光ランプ１０からの光を拡散させて平行光（前面パネル２２の法線方向）を取り出すための部材で、例えば、拡散板２５、拡散シート２６およびレンズシート２７から構成されている。拡散板２５、拡散シート２６およびレンズシート２７は、それぞれ樹脂製であって、例えば、ポリカーボネト（ＰＣ）樹脂やアクリル樹脂で形成されている。
（蛍光ランプの説明）
図２は、蛍光ランプを示す一部破断平面図である。図２に示すように、蛍光ランプ１０は、硬質ガラスからなるガラスバルブ１１と、当該ガラスバルブ１１の両端部１２ａ、１２ｂに取り付けられた一対の電極１３とを備えている。
ガラスバルブ１１は、略直角に曲げ加工された屈曲部１４ａ、１４ｂを２箇所に有するコ字形であって、管外径（Ｄ１）が3mm、管内径（Ｄ２）が2mmである。前記ガラスバルブ１１の内面には、蛍光層（例えば３波長型）１５が形成されている。また、ガラスバルブ１１の内部には、水銀および希ガスが封入されている。
図２は、蛍光ランプを示す一部破断平面図である。図２に示すように、蛍光ランプ１０は、硬質ガラスからなるガラスバルブ１１と、当該ガラスバルブ１１の両端部１２ａ、１２ｂに取り付けられた一対の電極１３とを備えている。
ガラスバルブ１１は、略直角に曲げ加工された屈曲部１４ａ、１４ｂを２箇所に有するコ字形であって、管外径（Ｄ１）が3mm、管内径（Ｄ２）が2mmである。前記ガラスバルブ１１の内面には、蛍光層（例えば３波長型）１５が形成されている。また、ガラスバルブ１１の内部には、水銀および希ガスが封入されている。
電極１３は、有底筒状の電極本体１６と、当該電極本体１６の底部に設けられた電極棒１７とからなり、当該電極棒１７部分においてガラスバルブ１１の両端部１２ａ、１２ｂにそれぞれ封着されている。
以上、本発明に係る蛍光ランプを実施の形態に基づいて具体的に説明してきたが、本発明の内容は、上記の実施の形態に限定されない。
以上、本発明に係る蛍光ランプを実施の形態に基づいて具体的に説明してきたが、本発明の内容は、上記の実施の形態に限定されない。
例えば、ガラスバルブは、上記コ字形のものに限定されず屈曲形（本発明において屈曲形とは非直線形であることを意味する）であれば良い。具体的には、図３に示すような曲げ部分３０を１箇所に有するガラスバルブ３１を備えたＵ字形の蛍光ランプ３２や、図４に示すような曲げ部分３３がつぶれて扁平した或いは細くなったガラスバルブ３４を備えたＵ字形の蛍光ランプ３５などが挙げられる。なお、ガラスバルブの一部がつぶれている場合は、つぶれる前の内径を管内径（Ｄ２）と定義する。
（蛍光ランプの製造工程）
本実施の形態にかかる蛍光ランプ１０の製造方法について説明する。図５は、蛍光ランプの製造工程を示す工程図である。蛍光ランプ１０は、図５に示すように、蛍光層形成工程４０、電極取付工程４１、水銀・希ガス封入工程４２、曲げ工程４３およびエージング工程４４を順次行い製造する。
本実施の形態にかかる蛍光ランプ１０の製造方法について説明する。図５は、蛍光ランプの製造工程を示す工程図である。蛍光ランプ１０は、図５に示すように、蛍光層形成工程４０、電極取付工程４１、水銀・希ガス封入工程４２、曲げ工程４３およびエージング工程４４を順次行い製造する。
蛍光層形成工程４０では、直管形のガラスバルブ１１の内面に蛍光層１５を形成する。具体的には、直管形のガラスバルブ（不図示）内に蛍光体懸濁液を流し、当該直管形のガラスバルブの内面に当該蛍光体懸濁液を塗布した後、電気あるいはガスなどの加熱炉で当該蛍光体懸濁液を乾燥させて蛍光層１５を形成する。
電極取付工程４１では、直管形のガラスバルブの両端部１２ａ、１２ｂに一対の電極１３を取り付ける。具体的には、一方の電極１３を直管形のガラスバルブの一端部１２ａに封着し、他方の電極１３を当該直管形のガラスバルブの他端部１２ｂに配置する。
電極取付工程４１では、直管形のガラスバルブの両端部１２ａ、１２ｂに一対の電極１３を取り付ける。具体的には、一方の電極１３を直管形のガラスバルブの一端部１２ａに封着し、他方の電極１３を当該直管形のガラスバルブの他端部１２ｂに配置する。
水銀・希ガス封入工程４２では、前記直管形のガラスバルブ内に水銀および希ガスを封入する。具体的には、直管形のガラスバルブを所定温度（例えば、４００℃程度）まで加熱し、この状態で、電極１３が配置された他端部１２ｂから前記ガラスバルブ内のＣＯ２、ＣＯおよび水分等を排気（排出）し、これと同時或いはその後に、前記ガラスバルブ内に水銀および希ガスを投入して、その後前記他端部１２ｂを封着する。
曲げ工程４３では、直管形のガラスバルブを曲げ加工して、屈曲形のガラスバルブ１１を作製する。具体的には、直管形のガラスバルブの中央付近２箇所（曲げ加工後屈曲部１４ａ、１４ｂとなる部分）を７００℃程度にまで加熱して硬質ガラスを軟化させた後、屈曲装置（不図示）で当該軟化部分を折り曲げてコ字形に形成する。なお、ガラスバルブをＵ字形に形成する場合も同様に曲げ部分３０全体を７００℃程度に加熱して折り曲げ加工する。以上のようにして、外観が最終製品と略同じ状態にある蛍光ランプ（非完成状態にある蛍光ランプ）を完成させる。
エージング工程４４では、エージング処理によって屈曲形のガラスバルブ１１内のＣＯ２やＣＯを除去し、ランプ特性を安定化させて最終製品たる蛍光ランプ１０を得る。
エージング処理としては、具体的には、電極１３に電流（例えば定常点灯電流値を越える電流）を流して蛍光ランプを点灯状態とし、その後電流を止めて消灯状態とする点滅動作を、二回以上繰り返す。このように蛍光ランプ１０を点滅させることによって、点灯時の温度上昇と放電によるイオン衝撃で、蛍光層１５、電極１３および生水銀等に含まれるＣＯ２やＣＯをガラスバルブ１１内に放出させることができる。さらに、消灯時に前記放出させたＣＯ２およびＣＯを活性状態にある水銀と化学反応させて、或いは蛍光層１５に物理吸着させて、ガラスバルブ１１内から消滅させることができる。
エージング処理としては、具体的には、電極１３に電流（例えば定常点灯電流値を越える電流）を流して蛍光ランプを点灯状態とし、その後電流を止めて消灯状態とする点滅動作を、二回以上繰り返す。このように蛍光ランプ１０を点滅させることによって、点灯時の温度上昇と放電によるイオン衝撃で、蛍光層１５、電極１３および生水銀等に含まれるＣＯ２やＣＯをガラスバルブ１１内に放出させることができる。さらに、消灯時に前記放出させたＣＯ２およびＣＯを活性状態にある水銀と化学反応させて、或いは蛍光層１５に物理吸着させて、ガラスバルブ１１内から消滅させることができる。
これにより、最終製品たる蛍光ランプ１０の始動不良やスネーキング現象の発生が防止されることになる。なお、最終製品たる蛍光ランプ１０は、通常の点灯状態において３００℃以上に温度上昇することがないため、一旦水銀と化学反応させ或いは蛍光層１５に物理吸着させることによって消滅させたＣＯ２やＣＯが、再度ガス化（放出）されることがなく、始動不良やスネーキング現象の再発は防止される。
上記エージング処理において蛍光ランプ１０は、ガラスバルブ１１の一対の電極１３間に位置する部分、即ち、ガラスバルブ１１における両端部１２ａ，１２ｂを除いた中央部分の領域内の表面温度が８０℃以上となるように点灯させることが好ましい。これにより、点灯時におけるＣＯ２やＣＯの放出、消灯時におけるＣＯ２やＣＯの消滅がより加速され、エージング処理の時間を短縮することができる。
なお、前記表面温度は８０℃以上に限定されるものではなく、周囲温度よりも高温にすることによって、蛍光層１５や電極１３等からＣＯ２やＣＯを放出させることができるとともに、その後の消灯に伴う温度低下によって、放出されたＣＯ２やＣＯを水銀と反応させ或いは蛍光層１５に吸着させることができる。また、蛍光ランプ１０の温度上昇特性は、一対の電極１３の間隔、それら電極１３に対する給電条件（電流値や電圧値）、ガラスバルブ１１の外径等の関係によって異なるが、点灯時間を適宜調整すれば前記表面温度をコントロールすることが可能である。
上記エージング処理において、点滅動作の点灯状態は、４分以上連続していることが好ましい。これにより、蛍光ランプ１０の温度が確実に上昇し、ＣＯ２やＣＯの放出と消滅が効果的に繰り返される。一方、点滅動作の消灯状態は、点灯状態によって上昇した蛍光ランプ１０の温度が、ＣＯ２やＣＯと水銀とが反応する温度に下がるまで維持することが好ましい。
（実験）
１．スネーキングの発生原因
発明者らは、屈曲形蛍光ランプでスネーキングが起こる原因が、曲げ工程４３の際の加熱処理によるものであることを突き止めた。
図６は、加熱処理が不純ガス量およびスネーキングに及ぼす影響について説明するための表である。図６において、（ａ）は、加熱処理されていない蛍光ランプを示し、（ｂ）および（ｃ）は、加熱処理された蛍光ランプを示す。
１．スネーキングの発生原因
発明者らは、屈曲形蛍光ランプでスネーキングが起こる原因が、曲げ工程４３の際の加熱処理によるものであることを突き止めた。
図６は、加熱処理が不純ガス量およびスネーキングに及ぼす影響について説明するための表である。図６において、（ａ）は、加熱処理されていない蛍光ランプを示し、（ｂ）および（ｃ）は、加熱処理された蛍光ランプを示す。
実験では、管内径が3.0mmの蛍光ランプを用いた。また、加熱処理されていない蛍光ランプとしては、曲げ工程４３前の直管形蛍光ランプを用い、加熱処理された蛍光ランプとしては、曲げ工程４３前の直管形蛍光ランプを３００℃に加熱処理したものを用いた。
不純ガス量の測定は、ガラスバルブ内部の封入ガス中のＣＯ２とＣＯの量を、四重極質量分析計を用いた公知の質量分析法（特許文献：特開２００１−３４９８７０号公報）により測定した。また、スネーキングの有無は、蛍光ランプのチラツキなどを目視観察することにより判定した。
不純ガス量の測定は、ガラスバルブ内部の封入ガス中のＣＯ２とＣＯの量を、四重極質量分析計を用いた公知の質量分析法（特許文献：特開２００１−３４９８７０号公報）により測定した。また、スネーキングの有無は、蛍光ランプのチラツキなどを目視観察することにより判定した。
加熱処理されていない蛍光ランプ（ａ）は、ＣＯ２とＣＯの合計量すなわち不純ガス量が0.001mol%以下（ＣＯ２が0.0005mol%、ＣＯが0.0005mol%以下）であった。一方、加熱処理された蛍光ランプ（ｂ）および（ｃ）は、不純ガス量がそれぞれ約0.046mol%（ＣＯ２が0.04mol%、ＣＯが0.006mol%以下）および約0.045mol%（ＣＯ２が0.04mol%、ＣＯが0.0045mol%以下）であった。
なお、ＣＯの量は、測定によって得られるＮ２＋ＣＯのガス量に、からＣＯの
以上の結果から、加熱処理により不純ガス量が増加することが確認できた。なお、加熱処理により不純ガス量が増加する原因としては、蛍光層１５や電極１３などに吸着していた不純ガスが、加熱処理によって当該蛍光層１５や電極１３などから放出されるためであると推測される。
以上の結果から、加熱処理により不純ガス量が増加することが確認できた。なお、加熱処理により不純ガス量が増加する原因としては、蛍光層１５や電極１３などに吸着していた不純ガスが、加熱処理によって当該蛍光層１５や電極１３などから放出されるためであると推測される。
また、不純ガス量が0.001mol%以下である蛍光ランプ（ａ）は、スネーキングが起こらなかったが、不純ガス量が約0.046mol%の蛍光ランプ（ｂ）と不純ガス量が約0.045mol%の蛍光ランプ（ｃ）は、スネーキングが起こった。
２．不純ガス量とスネーキングの関係
スネーキングが起こり難い不純ガス量を規定するために、不純ガス量の異なる蛍光ランプを種々用意し、それら蛍光ランプのスネーキングの有無を評価して、不純ガス量がスネーキングに与える影響について検討した。
２．不純ガス量とスネーキングの関係
スネーキングが起こり難い不純ガス量を規定するために、不純ガス量の異なる蛍光ランプを種々用意し、それら蛍光ランプのスネーキングの有無を評価して、不純ガス量がスネーキングに与える影響について検討した。
図７は、管内径が3.0mmの蛍光ランプにおける不純ガス量とスネーキングとの関係を示すグラフである。図７に示すように、不純ガス量が0.0015mol%以下である蛍光ランプ（ｄ）、（ｅ）、（ｈ）および（ｋ）は、スネーキングが起こらなかった。一方、不純ガス量が0.0015mol%よりも多い蛍光ランプ（ｆ）、（ｇ）、（ｉ）および（ｊ）は、スネーキングが起こった。これにより、管内径が3.0mmの蛍光ランプの場合、不純ガス量を0.0015mol%以下にするとスネーキングが起こらないことが確認できた。
図８は、管内径が2.0mmの蛍光ランプにおける不純ガス量とスネーキングとの関係を示すグラフである。図８に示すように、不純ガス量が0.005mol%以下（ＣＯ２が0.003mol%、ＣＯが0.002mol%以下）である蛍光ランプ（ｌ）ではスネーキングが起こらなかった。一方、不純ガス量が0.134mol%（ＣＯ２が0.12mol%、ＣＯが0.014mol%）の蛍光ランプ（ｍ）、および、不純ガス量が0.0566mol%（ＣＯ２が0.05mol%、ＣＯが0.0066mol%以下）の蛍光ランプ（ｎ）では、スネーキングが起こった。これにより、管内径が2.0mmの蛍光ランプの場合、不純ガス量を0.005mol%以下にするとスネーキングが起こらないことが確認できた。
さらに、管内径が上記サイズ以外の蛍光ランプについても同様の実験を行って、種々の管内径の蛍光ランプにおけるスネーキングの起こらない不純ガス量を確認した。例えば、管内径が1.5mmの蛍光ランプの場合は、不純ガス量を0.008mol%以下にするとスネーキングが起こらず、管内径が4.0mmの蛍光ランプの場合は、不純ガス量を0.0005mol%以下にするとスネーキングが起こらなかった。
なお、管内径が1.5mmよりも小さい蛍光ランプの場合は、不純ガスが存在すると管電圧が上昇してスネーキングが起こる前に不点になる。また、管内径が4.0mmよりも大きい蛍光ランプの場合は、上記質量分析法で正確に定量することのできない微量の不純ガスによってもスネーキングが起こる。したがって、管内径が1.5〜4.0mmの範囲の蛍光ランプについて実験を行った。
図９は、管内径および不純ガス量がスネーキングに及ぼす影響を示すグラフである。図９のグラフでは、ガラスバルブの管内径（mm）を横軸上に取り、不純ガス量（mol%）を縦軸上に取っている。図９における曲線Ｉは、スネーキングが起こる可能性が極めて低い条件を示しており、曲線Ｉ上に示す条件よりも不純ガス量を少なくすればスネーキングを極めて効果的に抑制することができる。
図９のグラフに基づいて、スネーキングが起こり難い条件を確定した。当該グラフを見ると、管内径が1.5mmの蛍光ランプの場合は、不純ガスが0.008mol%以下であるとスネーキングを極めて効率的に抑制し、管内径が4.0mmの蛍光ランプの場合は、不純ガスが0.0005mol%以下であるとスネーキングを極めて効率的に抑制した。したがって、スネーキングが起こり難い蛍光ランプを得るためには、図９のグラフにおける点Ａ（1.5mm，0.008mol%）、点Ｂ（4.0mm，0.0005mol%）、点Ｃ（4.0mm，0mol%）および点Ｄ（1.5mm，0mol%）の各点を順次結ぶ各線分ＡＢ、ＢＣ、ＣＤおよびＤＡによって囲まれる領域内（境界線上を含む）に含まれる条件を満たすことが必要である。
また、蛍光ランプは、管内径が2mmよりも小さくなると、曲げ加工が困難になるため製造歩留まりが悪くなる。また、管内径が3mmよりも大きくなると、ガラスバルブの作製に必要なガラスの量が増し当該ガラスバルブの価格が高くなる。そのため、工業生産性に優れた蛍光ランプを製造するためには、ガラスバルブの管内径を2〜3mmの範囲にする必要がある。したがって、工業生産性に優れ、かつ、スネーキングが起こり難い蛍光ランプを得るためには、図９のグラフにおける点Ｅ（2.0mm，0.005mol%）、点Ｆ（3.0mm，0.0015mol%）、点Ｇ（3.0mm，0mol%）、点Ｈ（2.0mm，0mol%）の各点を順次結ぶ各線分ＥＦ、ＦＧ、ＧＨおよびＨＥによって囲まれる領域内（境界線上を含む）に含まれる条件を満たすことが必要である。
なお、ガラスバルブ内部のガス圧が高くなるほど、スネーキングは起こりやすくなる。そのため、不純ガス量を規定するにあたっては、ガラスバルブ内部の封入ガスのガス圧を規定する必要がある。前記ガス圧は、4.0kPaよりも小さくなると、電極１３が定格寿命までもたず、13.4kPaよりも大きくなると、ガス圧が高すぎて蛍光ランプの輝度が出ない。したがって、上記の実験は、ガス圧が4.0〜13.4kPaの範囲内において実験を行った。さらに、製品として安定したランプ特性を発揮するためには、ガス圧が、5.3〜10.7kPaの範囲内であることが好ましいが、5.3〜10.7kPaの範囲内においても、上記で規定した不純ガス量でスネーキングを効果的に抑制することができることはいうまでもない。
以上、本発明に係る蛍光ランプおよびバックライトユニットを実施の形態に基づいて具体的に説明してきたが、本発明の内容は、上記の実施の形態に限定されない。
（変形例１）
図１０は、変形例１に係る冷陰極蛍光ランプの一端部を示す一部破断断面図および断面の一部を模式的に示す拡大図である。図１０に示すように、変形例１に係る蛍光ランプ５０は、ガラスバルブ５１と、当該ガラスバルブ５１の両端部５２に取り付けられた一対の電極５３とを備えている。
（変形例１）
図１０は、変形例１に係る冷陰極蛍光ランプの一端部を示す一部破断断面図および断面の一部を模式的に示す拡大図である。図１０に示すように、変形例１に係る蛍光ランプ５０は、ガラスバルブ５１と、当該ガラスバルブ５１の両端部５２に取り付けられた一対の電極５３とを備えている。
ガラスバルブ５１の内面には、保護膜５４および蛍光層（例えば３波長型）５５が順次積層されている。また、ガラスバルブ５１の内部には、水銀および希ガスが封入されている。
電極５３は、有底筒状の電極本体５６と、当該電極本体５６の底部に設けられた電極棒５７とからなり、当該電極棒５７部分でガラスバルブ５１の両端部５２にそれぞれ封着されている。また、電極本体５６の外表面の一部には、ゲッター５８が固着されている。ゲッター５８は、例えば、ジルコニウムとアルミニウムの合金からなる。
電極５３は、有底筒状の電極本体５６と、当該電極本体５６の底部に設けられた電極棒５７とからなり、当該電極棒５７部分でガラスバルブ５１の両端部５２にそれぞれ封着されている。また、電極本体５６の外表面の一部には、ゲッター５８が固着されている。ゲッター５８は、例えば、ジルコニウムとアルミニウムの合金からなる。
一般に、保護膜５４には、蛍光層５５に用いるものと同様の低融点ガラスからなる結着剤が使用されている。低融点ガラスとしては、ＣＢＢＰ（酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）および酸化リン（Ｐ２Ｏ５）を構成成分とする）、ＣＢＢ（ＣａＯ、ＢａＯおよびＢ２Ｏ３を構成成分とする）、ＣＢＰ（ＣａＯ、Ｂ２Ｏ３およびＰ２Ｏ５を構成成分とする）などが挙げられる。
前記低融点ガラスは、不純ガスを引き寄せる作用が強いため比較的多量の不純ガスを含んでおり、曲げ工程４３の際の加熱処理によって放出される不純ガス量が多い。したがって、低融点ガラスを含有する保護膜５４および蛍光層５５が二重に形成された蛍光ランプ５０においては、本発明の構成がより有効である。
（変形例２）
図１１は、変形例２に係る冷陰極蛍光ランプを示す一部破断断面図である。図１１に示すように、変形例２に係る蛍光ランプ６０は、ガラスバルブ６１と、当該ガラスバルブ６１の両端部６２ａ，６２ｂの外周に取り付けられた一対の外部電極６３ａ，６３ｂとを備えている。
（変形例２）
図１１は、変形例２に係る冷陰極蛍光ランプを示す一部破断断面図である。図１１に示すように、変形例２に係る蛍光ランプ６０は、ガラスバルブ６１と、当該ガラスバルブ６１の両端部６２ａ，６２ｂの外周に取り付けられた一対の外部電極６３ａ，６３ｂとを備えている。
外部電極６３は、ガラスバルブ６１の外周に金属箔を円筒状に巻きつけたものであって、導電性粘着剤（不図示）によって前記ガラスバルブ６１に貼着されている。金属箔は、例えばアルミニウムの金属箔からなり、導電性粘着剤は、例えば、シリコン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂またはエポキシ樹脂等に金属粉体を混合してなる。
なお、外部電極６３は、上記構成に限定されず、例えば、銀ペーストをガラスバルブ６１の電極形成部分の全周に塗布することによって形成することが考えられる。また、外部電極６３の形状は、円筒形に限定されず、断面略Ｃ形の筒形や、ガラスバルブ６１の端部を覆うキャップ形であってもよい。
なお、外部電極６３は、上記構成に限定されず、例えば、銀ペーストをガラスバルブ６１の電極形成部分の全周に塗布することによって形成することが考えられる。また、外部電極６３の形状は、円筒形に限定されず、断面略Ｃ形の筒形や、ガラスバルブ６１の端部を覆うキャップ形であってもよい。
ガラスバルブ６１の内面には、保護膜６４および蛍光層（例えば３波長型）６５が順次積層されている。また、ガラスバルブ６１の内部には、水銀および希ガスが封入されている。
本発明の蛍光ランプは、冷陰極蛍光ランプに限られず、例えば外部電極型蛍光ランプなど蛍光ランプ全般に利用できる。特に、スネーキングが起こり易い屈曲形の冷陰極蛍光ランプに好適である。また、本発明のバックライトユニットは、液晶テレビやその他の液晶ディスプレイ機器に利用できる。また、本発明の蛍光ランプの製造方法は、屈曲形蛍光ランプの製造に利用できる。
１ バックライトユニット
１０，３２，３５，５０，６０ 蛍光ランプ
１１，３１，３４，５１，６１ ガラスバルブ
１２ａ，１２ｂ，５２，６２ａ，６２ｂ ガラスバルブの端部
１３，５３，６３ 電極
５４，６４ 保護膜
１５，５５，６５ 蛍光層
１０，３２，３５，５０，６０ 蛍光ランプ
１１，３１，３４，５１，６１ ガラスバルブ
１２ａ，１２ｂ，５２，６２ａ，６２ｂ ガラスバルブの端部
１３，５３，６３ 電極
５４，６４ 保護膜
１５，５５，６５ 蛍光層
Claims (7)
- 内面に蛍光層が形成され、内部に水銀および希ガスが封入され、両端部に一対の電極を有する屈曲形ガラスバルブを備え、
前記ガラスバルブ内部のガス圧が4.0〜13.4（kPa）の範囲内であるとともに、
前記ガラスバルブの管内径（mm）、および、前記ガラスバルブ内部の封入ガス中に含まれる二酸化炭素と一酸化炭素の合計量（mol%）が、直交座標上で前記管内径（mm）を横軸上に取り、前記合計量（mol%）を縦軸上に取るとき、点Ａ（1.5mm，0.008mol%）、点Ｂ（4.0mm，0.0005mol%）、点Ｃ（4.0mm，0mol%）および点Ｄ（1.5mm，0mol%）の各点を順次結ぶ各線分ＡＢ、ＢＣ、ＣＤおよびＤＡによって囲まれる領域内（境界線上を含む）に含まれる条件を満たすことを特徴とする蛍光ランプ。 - 内面に蛍光層が形成され、内部に水銀および希ガスが封入され、両端部に一対の電極を有する屈曲形ガラスバルブを備え、
前記ガラスバルブ内部のガス圧が4.0〜13.4（kPa）の範囲内であるとともに、
前記ガラスバルブの管内径（mm）、および、前記ガラスバルブ内部の封入ガス中に含まれる二酸化炭素と一酸化炭素の合計量（mol%）が、直交座標上で前記管内径（mm）を横軸上に取り、前記合計量（mol%）を縦軸上に取るとき、点Ｅ（2.0mm，0.005mol%）、点Ｆ（3.0mm，0.0015mol%）、点Ｇ（3.0mm，0mol%）および点Ｈ（2.0mm，0mol%）の各点を順次結ぶ各線分ＥＦ、ＦＧ、ＧＨおよびＨＥによって囲まれる領域内（境界線上を含む）に含まれる条件を満たすことを特徴とする蛍光ランプ。 - 前記ガラスバルブの内面には低融点ガラスを含有する保護膜が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の蛍光ランプ。
- 前記ガラスバルブの内部には二酸化炭素および一酸化炭素をトラップするためのゲッターが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の蛍光ランプ。
- 前記ガラスバルブの内部には二酸化炭素および一酸化炭素をトラップするためのゲッターが設けられていることを特徴とする請求項３記載の蛍光ランプ。
- 光源として、請求項１乃至５のいずれかに記載の蛍光ランプが搭載されていることを特徴とするバックライトユニット。
- 直管形のガラスバルブの内面に蛍光層を形成し、両端部に一対の電極を取り付け、内部に水銀および希ガスを封入した後、前記直管形のガラスバルブを屈曲形に曲げ加工する屈曲形蛍光ランプの製造方法において、
前記曲げ加工後に、前記電極に定常点灯電流を越える電流を通電して前記ガラスバルブ内部の二酸化炭素および一酸化炭素を除去するエージング処理を行うことを特徴とする蛍光ランプの製造方法。
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