JPH09147802A - 冷陰極蛍光ランプおよび照明装置 - Google Patents
冷陰極蛍光ランプおよび照明装置Info
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Abstract
荷の高いランプにおいて、バルブや蛍光体層に変色や黒
化の発生が少なく、光束維持特性が向上できるとともに
長寿命化できるOA機器などに好適な冷陰極形の蛍光ラ
ンプおよびこの蛍光ランプを用いた照明装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 内径が2.0mm以下のガラス管バルブ
1と、このバルブ1の内面に形成されたγ−アルミナか
らなる保護層5と、この保護層5上に重層形成された蛍
光体層6と、上記バルブ1の端部に封着された冷陰極3
と、上記バルブ1の内部に封入された放電媒体とを備え
た冷陰極蛍光ランプLおよびこの蛍光ランプLを用いた
照明装置Dである。
Description
などのOA機器や計器などの表示機器のバックライト装
置として用いられる冷陰極蛍光ランプおよびこれら機器
に組込まれる照明装置に関する。
の蛍光ランプにおいては、バルブからナトリウムなどの
アルカリ成分が滲出して水銀と反応することによってア
マルガムが形成されたり、また、バルブ内壁面に透明導
電層を形成したラピッドスタート形の蛍光ランプでは、
透明導電層と水銀との間に微放電が生じるなどのことか
ら、バルブ内面や蛍光体層に茶色などの変色や黒化を生
じることがある。そして、この変色や黒化などはランプ
の有効光出力の減衰を招き、ランプの光束維持率を早期
に低下させたりランプを短寿命化する原因となってい
る。
面に形成されている蛍光体層表面上を水銀が移動する
と、蛍光体層の一部が剥がれてピンホールを発生し外観
品質を低下することがある。
と蛍光体層との間や透明導電層と蛍光体層との間にアル
ミナやシリカなどの難溶融性酸化物の微粉末を塗布し、
変色や黒化を防ぐとともに蛍光体層の被着強度を高める
ことが行われている。
どの保護層を形成することは、通常の照明用として用い
られるバルブの管内径が25mm程度のランプまでであ
り、また、特に細径のランプへの適用は全く考慮されて
いなかった。
の場合、保護層の層厚さが従来と同じ1,5μm以下の
層厚さでは茶色などに変色する問題があり、保護層の形
成は行っていなかった。
電子手帳などのコンパクト化や多機能化がすすむに伴
い、これらに組込まれる蛍光ランプも一層の高輝度化と
長期に亘る光束維持率の向上および長寿命化の要求が強
くなってきている。特にOA機器などは民生用のためラ
ンプの交換が行われないのが原則で、1万時間以上の寿
命が必要とされている。 そこで、これらOA機器など
に使用されるバルブ径が細径で高い管壁負荷となる蛍光
ランプにおいても、光束維持率の向上および長寿命化を
はかるためバルブ内壁面と蛍光体層との間にアルミナ層
などの保護層を設けることが考えられるが、上述したよ
うな理由からなされていなかった。
径が0.01μm程度(沈降法による測定値、以下同
様。)と微粉末であるため,バルブのガラス面およびこ
の保護層上に形成される蛍光体層の蛍光体粉末(アルミ
ナの微粉末より大径)との間にあって、相互を繋ぎ蛍光
体層の剥離を防止する作用を有している。
蛍光ランプは高効率が要求されるため管壁負荷も高く、
蛍光体層の早期劣化が激しく光束維持特性が悪いため何
等かの対策を要していた、本発明は、ガラス管バルブの
管径が細く、かつ、管璧負荷の高いランプにおいて、バ
ルブや蛍光体層に変色や黒化の発生が少なく、光束維持
特性が向上できるとともに長寿命化できるOA機器など
に好適な冷陰極形の蛍光ランプおよびこの蛍光ランプを
用いた照明装置を提供することを目的とする。
の冷陰極蛍光ランプは、内径が2.0mm以下のガラス
管バルブと、このガラス管バルブの内面に形成されたγ
−アルミナからなる保護層と、この保護層上に重層形成
された蛍光体層と、上記ガラス管バルブの端部に封着さ
れた冷陰極と、上記ガラス管バルブの内部に封入された
放電媒体とを具備していることを特徴としている。
プにおいて、γ−アルミナからなる保護層を設けること
によって、蛍光体層の早期劣化を防止できるとともにそ
の被着力を高めることができる。
プは、内径が2.0mm以下のガラス管バルブと、この
ガラス管バルブの内面に形成されたγ−アルミナからな
る保護層と、この保護層上に重層形成された蛍光体、カ
ルシウムバリウムボレートおよびγ−アルミナとの混合
物で形成された蛍光体層と、上記ガラス管バルブの端部
に封着された冷陰極と、上記ガラス管バルブの内部に封
入された放電媒体とを具備していることを特徴としてい
る。
ラス材料および保護層形成材料を添加することにより、
保護層と蛍光体層との両層の境界部が融合してその被着
力を高めることができる。
プは、蛍光体層に、蛍光体重量に対して0.1〜1.0
重量%のカルシウムバリウムボレートが混入されている
ことを特徴としている。
る。また、上記カルシウムバリウムボレートの混入量が
0.1重量%未満であると、被着力が弱く水銀が蛍光体
層上を転がったときに蛍光体層を剥がしピンホールを発
生することがあり、また、混入量が1.0重量%を越え
ると、輝度の低下を起こす。この混入量は0.1〜1.
0重量%の範囲であればよいが、ばらつきなどを考慮す
ると0.3〜0.7重量%の範囲が好ましい。
プは、蛍光体層に、蛍光体重量に対して0.1〜1.0
重量%のγ−アルミナが混入されていることを特徴とし
ている。
る。また、上記γ−アルミナの混入量が0.1重量%未
満であると、蛍光体層が剥がれことがあり、また、混入
量が1.0重量%を越えると、明るさが低下することが
ある。この混入量は0.1〜1.0重量%の範囲であれ
ばよいが、ばらつきなどを考慮すると0.3〜0.7重
量%の範囲が好ましい。
プは、γ−アルミナからなる保護層の層厚さが、2〜1
2μmであることを特徴としている。
あると、茶色状などに変色して可視光透過量および外観
品質が低下する。また、層厚さが12μmを越えると、
変色の発生は見られないが可視光の吸収が大きく可視光
透過量が低下する。この層厚は2〜12μmの範囲であ
ればよいが、ばらつきなどを考慮すると5〜10μmの
範囲が好ましい。
プは、ガラス管バルブの管壁負荷が、9.5×10 -4
W/mm以上であることを特徴としている。
プにおいて、管壁負荷が9.5×10 -4 W/mm未満
の場合は、保護層や蛍光体層の劣化程度も低く、保護層
を設けることは不要である。
体と、この基体に設けられた反射体と、上記基体に設け
られたランプの取着装置と、この取着装置に装着された
上記請求項1ないし請求項6に記載の冷陰極蛍光ランプ
とを備えたことを特徴としている。
質のランプを点灯して、照明装置の発光特性を向上させ
ることができる。
び図2を参照して説明する。図1は直管形の冷陰極蛍光
ランプLを示す一部切欠縦断面図、図2は図1における
矢視A−A線に沿って切断した部分を示す横断面図であ
る。
m、内径が約1.8mm、全長が約220mmのガラス
管バルブ1両端の封止部2、2にニッケルメッキした鉄
板製の冷陰極(電極)3を取付けたリード線4、4がそ
れぞれ封着してある。
径が0.01〜0.03μm(沈降法による測定値、以
下同様。)のγ−アルミナ微粉末を塗布して形成した約
6.0μmの厚さの保護層、6はこの保護層5の表面上
に塗布して重層形成された青色、緑色、赤色に発光領域
を有する蛍光体を混合した3波長形蛍光体層である。ま
た、このバルブ1内には放電媒体としてアルゴンとネオ
ンとの混合希ガスが約60トールと金属水銀が約10m
g封入されている。
ルにγ−アルミナの微粉末と硝化綿とを混合して懸濁液
を作り、この懸濁液をバルブ1の内壁面に塗布し、これ
を焼成して形成したり、有機化合γ−アルミ液、たとえ
ばアルコキシドアルミ液にバルブ1を浸漬してこれを引
上げて乾燥後、焼成してアルミナの保護層5を形成する
こともできる。
源からリード線4、4を通じ冷陰極(電極)3、3に周
波数30KHZ、1000V(実効値)の高周波電力を
供給することにより、冷陰極3、3から二次電子が放出
され、バルブ1内で放電を開始する。この放電のエネル
ギーで励起された水銀原子の共鳴遷移により紫外線が放
射され、この紫外線は蛍光体層6にて可視光に変換され
てバルブ1の外部に放射される。
ナは化学的に安定した結晶構造を有するばかりか、ガラ
スとのなじみにも優れバルブ1から剥離しにくい。ま
た、上記でγ−アルミナの平均粒径を0.01〜0.0
3μmとしたのは、平均粒径が0.01μmを下回ると
その比表面積が大きくなり不純ガスの放出源となるとと
もに、電極スパッタによる放電空間からの消失およびガ
ラスを着色するなどの現象を生じるからである。また、
平均粒径が0.03μmを越えると可視光を遮り光透過
率が悪くなり、蛍光体を十分発光させることができずに
特性を低下するなどのことからである。
ムなどのアルカリ物質が含有されていても、バルブ1の
内壁表面には保護層5が形成してあるので、ランプ点灯
中においては水銀イオンがアルカリ物質を衝撃すること
がなく、たとえあったとしても僅かであって、バルブ1
が茶色に変色したり黒化することはない。通常、蛍光体
層6は水銀イオンのバルブ1面への衝撃や浸透による接
触や付着を完全に防ぐことができないので、保護層5の
形成は極めて有効なものである。
上記γ−アルミナからなる保護層5の層厚さを種々変え
てランプLを製造し輝度を測定したところ、保護層5を
形成しないランプLを100%としたとき図3に示すよ
うな結果を得た。図3は蛍光ランプLを4時間点灯した
後のバルブ1の着色状態を示し、横軸にγ−アルミナか
らなる保護層5の層厚さ(μm)を、縦軸に輝度(比較
%)を対比させてある。 この図3から明らかなように
γ−アルミナからなる保護層5の層厚さが、2〜10μ
mの範囲内ならば殆ど着色が見当たらずによかった。す
なわち、上記γ−アルミナの層厚さが2μm未満である
とやや茶色し、1μm未満であると茶色状などに変色し
て可視光透過量および外観品質が低下する。また、層厚
さが12μmを越えると、変色の発生は見られないが可
視光の吸収が大きく可視光透過量が低下する。この層厚
は2〜12μmの範囲であればよいが、ばらつきなどを
考慮すると5〜10μmの範囲が好ましい。
光体に、この蛍光体重量に対してそれぞれ0.1〜1.
0重量%のカルシウムバリウムボレートおよびγ−アル
ミナを混入しておいてもよい。このカルシウムバリウム
ボレートの混入により、螢光体層6の剥離によるピンホ
ールの発生防止ができる。また、γ−アルミナの混入に
より、下地層のγ−アルミナからなる保護層5との融合
がよくなって、さらに蛍光体層6の被着強度を高めるこ
とができる。
の混入量が0.1重量%未満であると、蛍光体層6の被
着力が弱く水銀が蛍光体層6上を転がったときに蛍光体
層6を剥がしピンホールを発生することがあり、また、
混入量が1.0重量%を越えると、輝度の低下を起こ
す。この混入量は0.1〜1.0重量%の範囲であれば
よいが、ばらつきなどを考慮すると0.3〜0.7重量
%の範囲が好ましい。
重量%未満であると蛍光体層6に剥がれを生じることが
あり、また、混入量が1.0重量%を越えると明るさが
低下し、したがって、0.1〜1.0重量%の範囲が好
ましい。
プLは、照明装置に組込まれ使用される。図4は照明装
置Dの一例を示し、この図4においてD1は基体、D2
はこの基体D1に設けられた反射鏡で蛍光ランプLが図
示されていないソケット装置などのランプ取着装置に装
着されている。また、基体D1の背面には点灯装置D4
が、反射鏡D2の開口部には光拡散板D3が取付けられ
ている。そして、この照明装置Dは、パソコンやテレビ
などの液晶表示装置のバックライトとして、あるいはデ
ィスプレイの表示板のバックライトや通常の照明用の器
具として使用される。
への添加材料としてγ−アルミナを用いたが、同じアル
ミナ材料であるα−アルミナを適用することも考えられ
るが、α−アルミナを用いた場合は粒径が大きくなるな
どの理由で蛍光体層の剥がれや変色の発生があり、ま
た、発光特性の向上も見られなっかった。
い。たとえば蛍光ランプのバルブ内に形成する蛍光体層
は3波長形に限らず、他の種類の蛍光体を形成する場合
であってもよい。
形、W字形、環形などに屈曲してあってもよい。
のに限らず、板体を折曲したく字状、円筒状や円柱状あ
るいはコイル状などであってもよく、冷陰極(電極)に
電子放射性物質が設けてあっても差支えない。
のに限らず、必ずしも基体、反射鏡および光拡散板の三
者が揃つていなくてもよく、また、点灯装置が一体化さ
れていなくてもよい。さらに、照明装置は液晶表示装
置、液晶テレビや装飾装置などのバックライト用のほ
か、ファクシミリなどの読取り装置、複写機の露光用な
どのOA機器用あるいは通常の照明用の器具や灯具など
としてひろく使用できることはいうまでもない。
によれば、バルブ管径が細径で高い管壁負荷となるラン
プにおいて、蛍光体層の保護層を設けたことによって、
蛍光体層の剥離および水銀との反応による変色などラン
プの早期の劣化を防止し、光束維持特性や外観品質の向
上した蛍光ランプを提供することができる。
上記請求項1の記載のほか、混入物質が下地層と融合し
て、さらにの被着力の向上と発光特性(輝度)を高める
ことができる。
カルシウムバリウムボレートの混入量を規制することに
より、蛍光体層の剥離が防止でき外観品質の向上および
発光特性の向上がはかれた。
保護層を構成するγ−アルミナの混入量を規制すること
により、バルブのガラス面および蛍光体層との接着強度
を高め蛍光体層の剥離防止の効果を奏する。
保護層の層厚さを規制することにより、蛍光体層の変色
が防止でき外観品質の向上および発光特性の向上がはか
れた。 また、本発明の請求項6の記載によれば、規制
数値の管壁負荷のランプに適用することにより、上記請
求項1ないし請求項5の記載と同様の効果を奏する。
ば、液晶表示装置などの機器に上記ランプを装着したこ
とにより、機器を長期に亘り高い光出力で維持すること
ができる。
面正面図である。
の横断面図である。
と明るさ(輝度)との関係を示すグラフである。
である。
Claims (7)
- 【請求項1】 内径が2.0mm以下のガラス管バルブ
と;このバルブの内壁面に形成されたγ−アルミナから
なる保護層と;この保護層上に重層形成された蛍光体層
と;上記バルブの端部に封着された冷陰極と;上記バル
ブの内部に封入された放電媒体と;を具備していること
を特徴とする冷陰極蛍光ランプ。 - 【請求項2】 内径が2.0mm以下のガラス管バルブ
と;このバルブの内壁面に形成されたγ−アルミナから
なる保護層と;この保護層上に重層形成された蛍光体、
カルシウムバリウムボレートおよびγ−アルミナとの混
合物で形成された蛍光体層と;上記バルブの端部に封着
された冷陰極と;上記バルブの内部に封入された放電媒
体と;を具備していることを特徴とする冷陰極蛍光ラン
プ。 - 【請求項3】 蛍光体層は、蛍光体重量に対して0.1
〜1.0重量%のカルシウムバリウムボレートが混入さ
れていることを特徴とする請求項2に記載の冷陰極蛍光
ランプ。 - 【請求項4】 蛍光体層は、蛍光体重量に対して0.1
〜1.0重量%のγ−アルミナが混入されていることを
特徴とする請求項2に記載の冷陰極蛍光ランプ。 - 【請求項5】 γ−アルミナからなる保護層の層厚さ
が、2〜12μmであることを特徴とする請求項1ない
し請求項4のいずれか一に記載の冷陰極蛍光ランプ。 - 【請求項6】 ガラス管バルブの管壁負荷が、9.5×
10 -4 W/mm以上であることを特徴とする請求項1
ないし請求項5のいずれか一に記載の冷陰極蛍光ラン
プ。 - 【請求項7】 基体と;この基体に設けられた反射体
と;上記基体に設けられた蛍光ランプの取着装置と;こ
の取着装置に装着された上記請求項1ないし請求項6に
記載の冷陰極蛍光ランプと;とを備えたことを特徴とす
る照明装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30554495A JP3653552B2 (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 冷陰極蛍光ランプおよび照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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JP2008204658A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Toshiba Elevator Co Ltd | 照明ユニット |
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1995
- 1995-11-24 JP JP30554495A patent/JP3653552B2/ja not_active Expired - Fee Related
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