(57)【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両端部に電極を配置し、ガラスバルブの内部空間に希ガスと水銀を封入してなる冷陰極蛍光ランプにおいて、前記ガラスバルブの内面に酸化セリウムを主体とし、０．１〜５．０重量％の範囲に設定された酸化チタンを含む透光性の紫外線吸収層を形成し、前記紫外線吸収層の内面に発光層を積層して形成したことを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【請求項２】
内面に発光層を有するガラスバルブの両端部に電極を配置し、ガラスバルブの内部空間に希ガスと水銀を封入してなる冷陰極蛍光ランプにおいて、前記ガラスバルブの内面に酸化セリウムを主体とし、０．１〜５．０重量％の範囲に設定された酸化亜鉛を含む透光性の紫外線吸収層を形成し、この紫外線吸収層の内面に発光層を積層して形成したことを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【請求項３】
内面に発光層を有するガラスバルブの両端部に電極を配置し、ガラスバルブの内部空間に希ガスと水銀を封入してなる冷陰極蛍光ランプにおいて、前記ガラスバルブの内面に酸化セリウムを主体とし、０．１〜５．０重量％の範囲に設定された酸化チタン及び／又は酸化亜鉛を含む透光性の紫外線吸収層を形成し、この紫外線吸収層の内面に発光層を積層して形成したことを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【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、特に液晶表示装置のバックライトユニット用光源などに使用される冷陰極蛍光ランプの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にこの種の冷陰極蛍光ランプは、例えば図５に示すように構成されている。この冷陰極蛍光ランプ１は、例えば直管状のガラスバルブ２の内面に青色領域，緑色領域，赤色領域に発光を呈する複数の蛍光体を混合してなる混合蛍光体によって発光層３を形成すると共に、ガラスバルブ２の両端部に電極４，４を配置し、かつガラスバルブ２の内部空間にアルゴンなどの希ガスと水銀を封入して構成されている。尚、電極４，４にはリード線５，５が接続されており、ガラスバルブ２の端部から外部に導出されている。
【０００３】
この冷陰極蛍光ランプ１は、例えばガラスバルブ２の外径が６ｍｍ以下に細径化されているために、ランプ輝度が高くなっており、特に表示画面がカラー化されたノート形パソコン，ワープロなどの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好適するものである。
【０００４】
このバックライトユニット１０は、例えば図６に示すように、ポリカーボネイト樹脂などよりなる導光板６の光導出面側に拡散板７，液晶表示パネル８を積層するように配置すると共に、導光板６の端面側に冷陰極蛍光ランプ１を平行に配置し、かつ冷陰極蛍光ランプ１の背面側に導光板６への集光性を有する反射板９を配置して構成されている。
【０００５】
このバックライトユニット１０において、冷陰極蛍光ランプ１の電極４，４に高周波電圧を印加すると、冷陰極蛍光ランプ１は点灯し、発光層３から放出された光は直接的或いは反射板９で反射されて導光板６に、端面から導入される。導光板６に入射された光は拡散板７に導入され、それの拡散機能により全体的な輝度分布が均斉化される。このように輝度分布の均斉化された光によって液晶表示パネル８が照明される。
【０００６】
このバックライトユニット１０によれば、液晶表示パネル８は輝度分布の均斉化された光によって照明されるために、液晶表示装置の表示品位を高めることができるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この冷陰極蛍光ランプ１は、点灯状態において、水銀の励起によって各種波長の紫外線を発生し、その一部がガラスバルブ２を透過して外部に放射されることがある。特に、紫外線のうち、波長が２７５ｎｍ程度以下の紫外線は、その大部分がガラスバルブ２に吸収されてしまうために、ガラスバルブ外に放射されることはないものの、波長が２７５〜３８０ｎｍの紫外線は、その一部がガラスバルブ２を透過して外部に放射される。
【０００８】
具体的には、この冷陰極蛍光ランプ１の分光エネルギー分布図は、図７に示す。同図から明らかなように、ガラスバルブ２から外部に放射される紫外線は、主として３１３ｎｍの紫外線ＵＶａと３６５ｎｍの紫外線ＵＶｂである。
【０００９】
しかしながら、例えば図６に示すバックライトユニットのように、冷陰極蛍光ランプ１の近傍に導光板６のように樹脂成形品などが設置されている場合には、導光板６などがガラスバルブ２から透過した紫外線に曝され、ついには紫外線劣化によって変色したり、或いは反射板９を取付ける樹脂成形品の機械的な強度が劣化したりすることがある。このために、液晶表示装置の表示品位が損なわれるのみならず、バックライトユニット１０における反射板９の取り付け性をも損なわれるという問題を有している。
【００１０】
その上、この冷陰極蛍光ランプ１は点灯時に、それのガラスバルブ２の細径化によって管壁温度が上昇し、上述の紫外線と熱との相乗作用により、導光板６の変色，樹脂成形品などの劣化が促進され、バックライトユニット１０としての品位，信頼性が早期に損なわれる。
【００１１】
それ故に、本発明の目的は、簡単な構成によってガラスバルブからの紫外線放射を十分に低減できる冷陰極蛍光ランプを提供することにある。
【００１２】
【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両端部に電極を配置し、ガラスバルブの内部空間に希ガスと水銀を封入してなる冷陰極蛍光ランプにおいて、ガラスバルブの内面に酸化セリウムを主体とし、０．１〜５．０重量％の範囲に設定された酸化チタンを含む透光性の紫外線吸収層を形成し、紫外線吸収層の内面に発光層を積層して形成したことを特徴とする。
【００１３】
又、本発明の第２の発明は、内面に発光層を有するガラスバルブの両端部に電極を配置し、ガラスバルブの内部空間に希ガスと水銀を封入してなる冷陰極蛍光ランプにおいて、ガラスバルブの内面に酸化セリウムを主体とし、０．１〜５．０重量％の範囲に設定された酸化亜鉛を含む透光性の紫外線吸収層を形成し、この紫外線吸収層の内面に発光層を積層して形成したことを特徴とする。
【００１４】
又、本発明の第３の発明は、内面に発光層を有するガラスバルブの両端部に電極を配置し、ガラスバルブの内部空間に希ガスと水銀を封入してなる冷陰極蛍光ランプにおいて、ガラスバルブの内面に酸化セリウムを主体とし、０．１〜５．０重量％の範囲に設定された酸化チタン及び／又は酸化亜鉛を含む透光性の紫外線吸収層を形成し、この紫外線吸収層の内面に発光層を積層して形成したことを特徴とする。
【００１６】
【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実施例について図１を参照して説明する。尚、図５に示す従来例と同一部分には同一参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。この実施例の特徴部分は、ガラスバルブ２の内面に紫外線吸収層１２を形成し、この紫外線吸収層１２の内面側（放電路側）に発光層３を積層して形成したことである。
【００１７】
この紫外線吸収層１２は、酸化セリウム［ＣｅＯ2］，酸化チタン［ＴｉＯ2］，酸化亜鉛［ＺｎＯ］の適宜な組合せにより、次の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）のように形成されている。
【００１８】
（Ａ）：紫外線吸収層を酸化セリウム単体で形成する。
【００１９】
（Ｂ）：紫外線吸収層を酸化セリウム，酸化チタンによって形成する。
【００２０】
（Ｃ）：紫外線吸収層を酸化セリウム，酸化亜鉛によって形成する。
【００２１】
（Ｄ）：紫外線吸収層を酸化セリウム，酸化チタン，酸化亜鉛によって形成する。
【００２２】
特に、上記（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）の実施態様において、紫外線吸収層１２に占める酸化チタン及び／又は酸化亜鉛の割合は、０．１〜５．０重量％の範囲に設定されている。しかしながら、その割合が０．１重量％未満になると、紫外線の吸収効果が低下するし、逆に、５．０重量％を超えると、酸化チタン，酸化亜鉛が変色し易くなり、光出力が損なわれるようになる。従って、上記範囲内に設定することが望ましい。
【００２３】
図１に示す本発明にかかる冷陰極蛍光ランプ１１は図５に示す従来例と同様に行われる。点灯状態において、発光層３からの光（可視光）は透光性の紫外線吸収層１２を透過してガラスバルブ２から外部に放射されるが、放電に起因して発生する主として３１３，３６５ｎｍ近辺の紫外線は、それのかなりの部分が紫外線吸収層１２を通過する間に吸収されてしまい、ガラスバルブ外への放射が抑制される。この紫外線吸収層１２の各種態様による性能を図２〜図４の実験データに基づき説明する。
【００２４】
図２は、紫外線吸収層１２を酸化セリウムで形成した冷陰極蛍光ランプ１１の分光エネルギー分布図である。この図２と図７を比較してみると、図７の従来例で問題となっていた波長が３１３ｎｍ近辺の紫外線ＵＶａと３６５ｎｍ近辺の紫外線ＵＶｂが、図２では大幅に減少していることが分かる。具体的には、図７に示された３１３ｎｍ近辺の紫外線ＵＶａが図２では約７０％がカットされ、図７の３６５ｎｍ近辺の紫外線ＵＶｂが図２では約４０％がカットされる。
【００２５】
このように優れた紫外線の吸収作用は、図１に示す冷陰極蛍光ランプ１１を図６に示すようなバックライトユニット１０の光源として使用した場合、導光板６の変色，周辺の樹脂成形品などの劣化を大幅に遅らせることに貢献するものである。このような効果は、紫外線吸収層１２を上述の（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）の実施態様を採用した冷陰極蛍光ランプにおいても同様に認められる。
【００２６】
図３は、紫外線吸収層を酸化チタンだけで形成した本発明の参考品となる冷陰極蛍光ランプの分光エネルギー分布図である。この冷陰極蛍光ランプによると、３１３ｎｍの紫外線がほぼ１００％カットされ、３６５ｎｍ近辺の紫外線もほぼ６０％程度カットされていることが分かる。尚、図３における一点鎖線は図２の分光エネルギー分布図を示している。
【００２７】
又、図４は、紫外線吸収層を酸化亜鉛だけで形成した本発明の参考品となる冷陰極蛍光ランプの分光エネルギー分布図である。この冷陰極蛍光ランプによる分光エネルギー分布は図３とほとんど同じであり、同様の紫外線吸収特性を有している。
【００２８】
特に、図２〜図４と図７に示す分光エネルギー分布図において、紫外線領域における３００〜３５０ｎｍ未満の領域と３５０〜３８０ｎｍの領域でのエネルギーを積算して数値化したところ、表１に示す結果が得られた。
【００２９】
【表１】
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表１から明らかなように、図７の従来例がいずれの領域においても、外部に放射される紫外線量が最も多く、その積算値は３００〜３５０ｎｍの領域が６．３５であり、３５０〜３８０ｎｍの領域が３．９５である。これに対して、図２は紫外線吸収層を酸化セリウムで形成した冷陰極蛍光ランプによる分光エネルギー分布図であり、その積算値は３００〜３５０ｎｍの領域が１．７８であり、３５０〜３８０ｎｍの領域が１．８２であり、従来例に比較していずれの領域においても紫外線が有効に吸収されている。
【００３０】
又、図３及び図４は、紫外線吸収層がそれぞれ酸化チタン及び酸化亜鉛単独にて形成した冷陰極蛍光ランプによる分光エネルギー分布図であって、３００〜３５０ｎｍの領域の積算値は酸化チタンが０．５０６、酸化亜鉛が１．０６であり、３５０〜３８０ｎｍの領域の積算値は酸化チタンが２．０３、酸化亜鉛が０．８１３であり、従来例に比較していずれの領域においても紫外線が有効に吸収されている。
【００３１】
しかしながら、図３及び図４の特性を有する冷陰極蛍光ランプは、同図において一点鎖線で示す図２の特性を有する本発明の冷陰極蛍光ランプ１１に比べると、可視光が部分的に減少していることが分かる。これは、酸化チタン及び酸化亜鉛が紫外線に曝されることによって変色し、この変色に起因して可視光が一部吸収されるためである。そこで、本発明においては、紫外線吸収層に酸化チタン及び酸化亜鉛の単体の使用は上記理由から避け、紫外線の照射によっても変色の進行が遅い酸化セリウムと組み合せて使用される。
【００３２】
図１の冷陰極蛍光ランプ１１において、紫外線吸収層１２を酸化セリウムと酸化チタンを組み合わせて形成する場合には、紫外線吸収層１２に占める酸化チタンの割合を０．１〜５．０重量％の範囲に設定することが望まれる。実験によれば、その割合が０．１重量％未満になると、酸化チタンによる３１３ｎｍ近辺の紫外線吸収効果が損なわれるし、逆に、その割合が５．０重量％を超えると、紫外線吸収効果は高められるものの、酸化チタンの紫外線による変色が促進されて可視光も吸収されるようになり、好ましくない。
【００３３】
又、図１の冷陰極蛍光ランプ１１において、紫外線吸収層１２を酸化セリウムと酸化亜鉛を組み合わせて形成する場合においても、紫外線吸収層１２に占める酸化亜鉛の割合を０．１〜５．０重量％の範囲に設定することが望まれる。この酸化亜鉛の場合も酸化チタンと同様に、酸化亜鉛の割合が０．１重量％未満になると、紫外線吸収効果が損なわれるし、逆に、その割合が５．０重量％を超えると、酸化亜鉛の紫外線による変色が促進されて可視光も吸収されるようになり、好ましくない。
【００３４】
尚、本発明は何ら上記実施例にのみ制約されることなく、例えば発光層は、例えば青色領域，緑色領域，赤色領域に発光を呈する複数の希土類蛍光体を混合して形成する他に、ハロリン酸塩蛍光体など他の蛍光体とを組み合わせたり、或いは１種又は２種の蛍光体によって形成することもできる。又、紫外線吸収層は酸化セリウム，酸化チタン，酸化亜鉛の組合せによって形成することもできる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ガラスバルブの内面には酸化セリウムを主体とした紫外線吸収層が形成されているために、ガラスバルブでも吸収できない紫外線を有効に吸収し、外部に放出される紫外線量を大幅に抑制できる。従って、例えば液晶表示装置のバックライトユニットに適用しても、導光板などの変色を抑制でき、液晶表示装置の表示品位を長期間に亘り良好な状態に保つことができるものである。
【００３６】
特に、紫外線吸収層を酸化セリウムと酸化チタン及び／又は酸化亜鉛とを組み合わせると共に、紫外線吸収層に占める酸化チタン及び／又は酸化亜鉛の割合を０．１〜５．０重量％の範囲に設定すれば、紫外線の吸収機能をさらに高めることができるのみならず、酸化チタン及び／又は酸化亜鉛の紫外線による変色も実用上支障のない程度に抑えることができ、冷陰極蛍光ランプの品質を高めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例を示す側断面図。
【図２】図１の冷陰極蛍光ランプの分光エネルギー分布図。
【図３】本発明蛍光ランプの説明の参考となる冷陰極蛍光ランプの分光エネルギー分布図。
【図４】本発明蛍光ランプの説明の参考となる別の冷陰極蛍光ランプの分光エネルギー分布図。
【図５】従来の冷陰極蛍光ランプの側断面図。
【図６】液晶表示装置のバックライトユニットの概要を示す断面図。
【図７】図５の冷陰極蛍光ランプの分光エネルギー分布図。
【符号の説明】
２  ガラスバルブ
３  発光層
４  電極
１１  冷陰極蛍光ランプ
１２  紫外線吸収層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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