JPH1074484A

JPH1074484A - 冷陰極蛍光ランプ

Info

Publication number: JPH1074484A
Application number: JP23215596A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Takatsuchi; 秀和高土; Seiichiro Fujioka; 誠一郎藤岡
Original assignee: NEC Home Electronics Ltd; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Home Electronics Ltd; NEC Corp
Priority date: 1996-09-02
Filing date: 1996-09-02
Publication date: 1998-03-17

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的に簡単な構成にて暗黒状態での始動特性
を損なうことなく、発光層の振動などによる剥離を実用
上支障のない程度に抑えることのできる冷陰極蛍光ラン
プを提供すること。【解決手段】内面に発光層を有するガラスバルブ１のそ
れぞれの端部に電極３，３を配置すると共に、ガラスバ
ルブ１の内部空間に希ガス及び水銀を封入した冷陰極蛍
光ランプにおいて、前記発光層２Ａを蛍光体とα−アル
ミナと金属硼酸塩とを含む混合体にて構成し、かつα−
アルミナ及び金属硼酸塩の混合体に占める割合を、蛍光
体重量の０．５〜４．０％及び０．１〜１．０％の範囲
に設定することにより、発光層の剥離を防止した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は冷陰極蛍光ランプ
に関し、特にパソコン，ワ−プロなどのＯＡ機器におけ
る液晶表示装置に適用されるバックライトユニットの冷
陰極蛍光ランプにおいて、冷陰極蛍光ランプに照射され
る外来光が乏しい環境下での始動特性の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にこの種蛍光ランプは、例えば図４
に示すように、ガラスバルブ１の内面に蛍光体よりなる
発光層２を形成すると共に、ガラスバルブ１のそれぞれ
の端部に電極３，３を配置し、かつガラスバルブ１の内
部空間にはアルゴンなどの希ガス及び水銀が封入して構
成されている。尚、電極３，３にはリ−ド線４，４が接
続されており、ガラスバルブ１の端部から外部に導出さ
れている。

【０００３】このように構成された蛍光ランプは、ノ−
ト形パソコン，ワ−プロなどのＯＡ機器における液晶表
示装置のバックライトユニットに適用した場合、ガラス
バルブ１の外径が例えば６ｍｍ以下と細いこともあって
ランプ輝度が高く、望ましい表示を得ることができると
いう特徴を有する。

【０００４】ところで、これらの機器において、液晶表
示装置のバックライトユニット部分は密閉構造に構成さ
れている関係で、冷陰極蛍光ランプには外来光が照射さ
れることは殆んどなく、ほぼ暗黒状態におかれている。
従って、外来光の存在下では、周波数が５０〜６０ＫＨ
ｚ，電圧が１０００〜１２００Ｖ程度の高周波高電圧を
電極３，３に印加した場合にはほぼ２０〜３０ｍＳ程度
で点灯するものの、かかる暗黒状態では１０〜２０Ｓも
の間、全く点灯しないことがあり、その始動特性が極め
て不安定になる。このために、時には、ＯＡ機器を正常
に使用できなくなるという問題が発生する。

【０００５】この原因は、次のように考えられる。即
ち、一般に蛍光ランプは、始動に際し、初期電子が存在
しないと電離が円滑に行なわれないために、始動ができ
ないか若しくは困難になる。通常、放電のきっかけとな
る初期電子としては、熱電子，光電子，高電界により放
出される電子及び自然界の宇宙線などがある。しかし、
例えばノ−トパソコンなどのように外界から完全に遮断
された部所にバックライトユニットが配置される場合に
は、蛍光ランプに自然界の宇宙線が届かなくなり、初期
電子は期待できなくなる。このために、電極として冷陰
極を使用しているこの種蛍光ランプでは熱電子の放出も
期待できず、始動特性が著しく不安定になるものと考え
られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、従来において
は、このような問題を解決するために、例えば図５に示
す冷陰極蛍光ランプが提案されている（特開平６−１６
３００２号公報参照）。この蛍光ランプは、ガラスバル
ブ１の内面に平均粒径が０．０５〜１μｍのα−アルミ
ナからなる被覆層５を形成すると共に、その上に、発光
層２を形成して構成されている。尚、被覆層５を省略
し、α−アルミナを発光層２に混入して構成することも
できる。

【０００７】この提案によれば、α−アルミナの被覆層
５は、常温で暗黒中においても、高電界を付与しなくて
も放電空間に常時電子を放出している。このために、こ
のα−アルミナの被覆層５が放電のきっかけとなり、暗
黒状態でも確実に冷陰極蛍光ランプを始動させることが
できるものである。

【０００８】しかしながら、この蛍光ランプは、その発
光層２が取り扱い時，輸送時などの振動，衝撃などによ
ってガラスバルブ１の内面から剥離し易く、外観特性の
みならず、軸方向の照度分布が不均一になるという課題
を有している。即ち、この種蛍光ランプでは、それを水
平状態にして１ｍの高さからコンクリ−ト面に自由落下
させて発光層２の剥離状況を測定する落下試験が行なわ
れており、発光層の剥離は直径が１ｍｍのものが１個ま
では良品として判定されている。が、この提案にかかる
蛍光ランプでは、極端な場合にはガラスバルブ１の全内
面の２０〜５０％の範囲に亘って発光層２が剥離してし
まい、外観特性は勿論のこと、照度をも著しく損なわれ
るという問題がある。

【０００９】それ故に、本発明の目的は、比較的に簡単
な構成にて暗黒状態での始動特性を損なうことなく、発
光層の振動などによる剥離を実用上支障のない程度に抑
えることのできる冷陰極蛍光ランプを提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】従って、本発明は、上述
の目的を達成するために、内面に発光層を有するガラス
バルブのそれぞれの端部に電極を配置すると共に、ガラ
スバルブの内部空間に希ガス及び水銀を封入した冷陰極
蛍光ランプにおいて、前記発光層を蛍光体とα−アルミ
ナと金属硼酸塩とを含む混合体にて構成し、かつα−ア
ルミナ及び金属硼酸塩の混合体に占める割合を、蛍光体
重量の０．５〜４．０％及び０．１〜１．０％の範囲に
設定したことを特徴とし、又、本発明の第２の発明は、
前記発光層をガラスバルブの内面のほぼ全長に亘って形
成したことを特徴とし、第３の発明は、前記ガラスバル
ブの外径を１．５〜６．０ｍｍに設定したことを特徴と
する。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる冷陰極蛍光
ランプの１実施例について図１を参照して説明する。同
図において、１はバルブ外径が１．５〜６．０ｍｍ程
度、好ましくは１．５〜３．０ｍｍの硼・珪酸ガラスよ
りなるガラスバルブであって、それの内面には発光層２
Ａが形成されている。尚、ガラスバルブ１は、鉛ガラ
ス，ソ−ダガラス，低鉛ガラスなども使用できる。この
発光層２Ａは少なくとも蛍光体とα−アルミナと金属硼
酸塩とを含む混合体にて構成されており、しかも、α−
アルミナ及び金属硼酸塩の混合体に占める割合は蛍光体
重量の０．５〜４．０％及び０．１〜１．０％の範囲に
設定されている。尚、α−アルミナの平均粒径は例えば
０．０５〜１μｍの範囲に設定することが望ましい。

【００１２】特に、この発光層２Ａはガラスバルブ１の
内面のほぼ全長に亘って形成されており、その端部部分
には後述する電極が近接するように形成されている。
尚、発光層２Ａにおける蛍光体としては、例えばハロリ
ン酸塩蛍光体，希土類蛍光体などの蛍光体を目的に応じ
て１種類を単独で又は複数種類を混合して使用される。
そして、ガラスバルブ１のそれぞれの端部には電極３，
３が配置されている。この電極３，３にはリ−ド線４，
４が電気的に接続されており、ガラスバルブ１の端部か
ら外部に導出されている。尚、ガラスバルブ１の内部空
間にはアルゴン，ネオン，キセノンなどの希ガス及び水
銀が所要量封入されている。

【００１３】この実施例によれば、発光層２Ａは少なく
とも蛍光体とα−アルミナと金属硼酸塩とを含む混合体
にて構成されており、しかも、α−アルミナ及び金属硼
酸塩の混合体に占める割合は蛍光体重量の０．５〜４．
０％及び０．１〜１．０％の範囲に設定されているため
に、振動，衝撃などが付与されても、発光層２Ａがガラ
スバルブ１の内面からの剥離を効果的に抑制できる。従
って、外観特性は勿論のこと、軸方向の照度分布をも改
善できる。

【００１４】しかしながら、α−アルミナの占める割合
が０．５％未満になると、暗黒状態での始動特性が損な
われ、始動時間のバラツキが大きくなる。逆に、その割
合が４．０％を超えると、発光層２Ａの膜強度が低下
し、一寸した振動，衝撃によって剥離して外観特性のみ
ならず、照度特性も損なわれる。又、金属硼酸塩の占め
る割合が０．１％未満になると、発光層２Ａの膜強度が
低下し、一寸した振動，衝撃によって剥離して外観特性
が損なわれる。逆に、その割合が１．０％を超えると、
初期光束が低下するのみならず、水銀と反応して黒褐色
に変色して外観特性が損なわれるし、蛍光体の焼成も難
しくなる。従って、それぞれの混合体に占める割合は上
記範囲内に設定しなければならない。

【００１５】特に、発光層２Ａは電極３，３に近接する
ガラスバルブ１の内面部分にまで形成されているため
に、暗黒状態において、電極間に高周波高電圧を印加し
た際に、α−アルミナから放出されている電子をきっか
けとして２０〜３０ｍＳ程度以下で確実に始動させるこ
とができる。この点、発光層２Ａはガラスバルブ１の内
面のほぼ全長に亘って形成されていることが望ましい。

【００１６】又、ガラスバルブ１の外径は１．５〜６．
０ｍｍの範囲に収めることが、ＯＡ機器の軽薄短小化の
技術的流れに沿い望ましいものであり、特に、外径が
１．５〜３．０ｍｍの範囲では上述の効果が一層顕著に
現れる傾向にある。

【００１７】尚、本発明は、何ら上記実施例に制約され
ることなく、例えば発光層は用途によってはアパ−チャ
部（発光層の未形成部分）を形成することもできる。
又、ガラスバルブの内部空間への水銀の供給は例えば水
銀−チタニウム合金を電極ないしその近傍に付設し、排
気操作の終了後に高周波加熱によって行なうこともでき
る。

【００１８】

【実施例】次に、実験例について説明する。図１におい
て、外径が３ｍｍ，長さが２３０ｍｍの硼・珪酸ガラス
よりなるガラスバルブの内面に、４５３ｎｍに発光ピ−
クを有するユ−ロピウム付活クロロリン酸ストロンチウ
ム・カルシウム・バリウム・マグネシウム蛍光体（（Ｓ
ｒＣａＢａＭｇ）₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ）と５４４
ｎｍに発光ピ−クを有するセリウム・テルビウム付活リ
ン酸ランタン蛍光体（ＬａＰＯ₄：Ｃｅ，Ｔｂ）と４５
３ｎｍに発光ピ−クを有するユ−ロピウム付活酸化イッ
トリウム蛍光体（Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ）とを重量比でそれぞ
れ４５％，２５％，３０％の割合で混合した１０００ｇ
の混合蛍光体にα−アルミナ，金属硼酸塩を混合してな
る混合体を塗布し、乾燥・焼成して発光層を形成する。
然る後、ガラスバルブの内部空間にネオン（９５％）−
アルゴンの混合希ガスと水銀５ｍｇを封入する。

【００１９】この冷陰極蛍光ランプにおいて、α−アル
ミナの混合蛍光体に対する混入割合を重量比で１．０％
に固定し、金属硼酸塩の混入割合を０．０５〜１．２０
％の範囲で変化させて暗黒状態での始動状況，発光層の
膜強度，明るさについて測定したところ、図２に示す結
果が得られた。又、金属硼酸塩の混合蛍光体に対する混
入割合を０．５％に固定し、α−アルミナの混入割合を
０．３〜５．０％の範囲で変化させて暗黒状態での始動
状況，発光層の膜強度，明るさについて測定したとこ
ろ、図３に示す結果が得られた。尚、暗黒状態での始動
状況は、冷陰極蛍光ランプの周囲の照度を０．３Ｌｘに
設定した上で、電極間に５０ＫＨｚ，１０００Ｖの高周
波高電圧を印加し、５００ｍＳ以下で点灯したか否かで
判定し、印は５００ｍＳ以下で点灯したことを、×印は
点灯しなかったことを示している。又、発光層の膜強度
は、冷陰極蛍光ランプを水平状態にして１ｍの高さから
コンクリ−ト面に自由落下させ、発光層の剥離直径が１
ｍｍのものが１個までは良品として判定し、印は良
品、×印は不良品であることを示している。さらに、明
るさは、α−アルミナ及び金属硼酸塩を混入しないもの
の初期光束に対して９０％以上あるか否かで判定し、
印は９０％以上の初期光束が得られたことを、×印は９
０％未満であることを示している。

【００２０】図２において、金属硼酸塩の混入割合が
０．０５％では発光層の膜強度が弱く実用に供し得ない
ことを、１．２０％では初期光束が低下して好ましくな
いことをそれぞれ示している。従って、金属硼酸塩の混
入割合が０．１０％未満では発光層とガラスバルブとの
間に存在する量が少なくなるために、発光層とガラスバ
ルブとの十分な結着性が得られないものと考えられる。
又、金属硼酸塩の混入割合が１．００％を超えると、発
光層とガラスバルブとの間及び粒子間に存在する量が増
加するために、十分な結着性が得られる反面、紫外線の
吸収が顕著となり初期光束が低下するようになるものと
考えられる。

【００２１】図３において、α−アルミナの混入割合が
０．３％では暗黒状態での始動が遅く、５．０％では膜
強度が弱く実用面で支障があることを示している。従っ
て、α−アルミナの混入割合が０．５％未満では電子の
放出が不十分となるために、暗黒状態での始動が遅く、
不安定になるものと考えられる。又、α−アルミナの混
入割合が５．０％を超えると、発光層とガラスバルブと
の間及び粒子間に存在する量が不所望に増加するため
に、金属硼酸塩が存在していても結着性が損なわれるも
のと考えられる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、発光層
は少なくとも蛍光体とα−アルミナと金属硼酸塩とを含
む混合体にて構成されており、かつα−アルミナ及び金
属硼酸塩の混合体に占める割合が蛍光体重量の０．５〜
４．０％及び０．１〜１．０％の範囲に設定されている
ために、振動，衝撃などが付与されても、発光層がガラ
スバルブの内面からの剥離を効果的に抑制できる。従っ
て、外観特性を改善できる上、初期光束を実用上支障の
ない程度に止めることができるし、軸方向の照度分布を
も改善できる。

【００２３】特に、発光層は電極に近接するガラスバル
ブの内面部分にまで形成されているために、暗黒状態に
おいて、電極間に高周波高電圧を印加した際に、α−ア
ルミナから放出されている電子をきっかけとして実用上
支障のない程度の迅速性をもって確実に始動させること
ができるし、バラツキの少ない安定した始動特性が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す側断面図。

【図２】金属硼酸塩の混入割合に対する各種特性の判定
結果を示す図。

【図３】α−アルミナの混入割合に対する各種特性の判
定結果を示す図。

【図４】従来の冷陰極蛍光ランプの側断面図。

【図５】従来の異なった冷陰極蛍光ランプの側断面図。

【符号の説明】

１ガラスバルブ２Ａ発光層３電極４リ−ド線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内面に発光層を有するガラスバルブのそ
れぞれの端部に電極を配置すると共に、ガラスバルブの
内部空間に希ガス及び水銀を封入した冷陰極蛍光ランプ
において、前記発光層を蛍光体とα−アルミナと金属硼
酸塩とを含む混合体にて構成し、かつα−アルミナ及び
金属硼酸塩の混合体に占める割合を、蛍光体重量の０．
５〜４．０％及び０．１〜１．０％の範囲に設定したこ
とを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【請求項２】前記発光層をガラスバルブの内面のほぼ
全長に亘って形成したことを特徴とする請求項１記載の
冷陰極蛍光ランプ。
【請求項３】前記ガラスバルブの外径を１．５〜６．
０ｍｍに設定したことを特徴とする請求項１記載の冷陰
極蛍光ランプ。