(57)【要約】【課題】ランプ点灯時の光束の低下を招くことなく暗黒始動特性が改善された外部電極型の蛍光ランプを提供する。【解決手段】内面に蛍光体膜２３が形成されたガラス管の両端部外周に外部電極３１、３２を備え、ガラス管の内部において、少なくとも一方の外部電極３１、３２の内面と対向する位置に電子放射性物質２４が付着された支持部材３３を設け、電子放射性物質２４がガラス管中央側における外部電極３１の端の位置（図中の位置Ａ）からガラス管端部側に、間隔Ｌ１をあけて支持部材３３に付着されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に蛍光体層が形成されたガラス管の両端部外周に外部電極を備えた蛍光ランプであって、前記ガラス管の内部において、少なくとも一方の前記外部電極の内面と対向する位置に電子放射性物質が付着された支持部材を設け、前記電子放射性物質が前記ガラス管中央側の前記外部電極端の位置から前記ガラス管端部側に、間隔をあけて前記支持部材に付着されていることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
前記電子放射性物質は、前記間隔が２ｍｍ以上あけて前記支持部材の外周面に付着されていることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
【請求項３】
前記電子放射性物質は、前記支持部材の外周面において、前記位置から前記ガラス管端部側に、前記外部電極の管軸方向長さの３分の１以上の間隔をあけて付着されていることを特徴とする請求項１に記載の蛍光ランプ。
【請求項４】
前記電子放射性物質は、アルカリ金属化合物であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の蛍光ランプ。
【請求項５】
前記電子放射性物質は、セシウム化合物又はリチウム化合物のうちのいずれか一つであることを特徴とする請求項４に記載の蛍光ランプ。
【請求項６】
前記支持部材がガラス管の一端を封着するためのビードガラスで形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の蛍光ランプ。
【請求項７】
前記支持部材が筒状に形成されていることを特徴とする請求項６記載の蛍光ランプ。
【請求項８】
前記支持部材が水銀や希ガスが封入される側の前記ガラス管端部に設けられていることを特徴とする請求項７記載の蛍光ランプ。
【請求項９】
前記支持部材は、前記ガラス管中央側の端部に前記電子放射性物質が付着されていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の蛍光ランプ。
【請求項１０】
前記支持部材に付着した前記電子放射性物質と対向する位置の前記ガラス管内面に、前記支持部材より前記電子放射性物質の一部を飛翔付着させたものであることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の蛍光ランプ。
【請求項１１】
前記電子放射性物質は、前記ガラス管内面に形成された保護膜に付着されていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の蛍光ランプ。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の蛍光ランプを光源として備えることを特徴とするバックライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管状のガラスバルブ両端外周に筒状の外部電極を備える蛍光ランプ及び当該蛍光ランプを光源として備えるバックライトユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ画面の大型化が進み、大型画面用のバックライトユニットの需要が増大している。このバックライトユニットに用いるランプとして、ガラスバルブの外部に電極を有する蛍光ランプの開発が進められている。この外部電極型の蛍光ランプは、複数灯でも１つの高周波電子安定器により点灯できるという利点を有しており、多数本の蛍光ランプが用いられる大型画面用のバックライトユニットに適した光源であるといえる。
【０００３】
ところで、外部電極型の蛍光ランプは高い出力を得ることができるが、暗黒状態下においては、放電が遅れて始動開始に時間を要し、電圧が印加されても一定時間点灯しないといった暗黒始動特性上の問題点を有する。
【０００４】
そこで暗黒始動特性を改善するために、通常２次電子放出係数の高い電子放射性物質、例えばセシウム化合物を電極近傍のガラスバルブ内に配置している。これにより、セシウム化合物から放出される２次電子によって放電が起こりやすくなるので、暗黒始動特性を改善することができる（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−９１００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本発明者らの検討により、セシウム化合物を用いるとランプ点灯時の光束が低下するという問題が明らかになった。すなわち、ランプの点灯にともなう放電により、電極近傍のガラスバルブ内にあるセシウム化合物からはセシウム化合物又はセシウムが遊離する。遊離したセシウム化合物又はセシウムは飛散して、可視光がガラスバルブ外部に出ていく出光領域の蛍光体膜に付着する。セシウム化合物又はセシウム付着部の蛍光体膜は、黄変するため透光性も低下し、延いてはランプ点灯時の光束が低下するのである。また、出光領域のうち電極に近い位置にセシウム化合物又はセシウムを付着した場合にも、セシウム化合物又はセシウムは透光性が低いのでランプの光束が低下する。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、ランプ点灯時の光束の低下を招くことなく暗黒始動特性が改善された蛍光ランプを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る蛍光ランプは、内面に蛍光体層が形成されたガラス管の両端部外周に外部電極を備えた蛍光ランプであって、前記ガラス管の内部において、少なくとも一方の前記外部電極と対向する位置に電子放射性物質が付着された支持部材を設け、前記電子放射性物質が前記ガラス管中央側の前記外部電極端の位置から前記ガラス管端部側に、間隔をあけて前記支持部材に付着されていることを特徴としている。
【０００８】
なお、本明細書において「付着」とは、種類の異なる二物質が接触して互いにくっつき合うという一般的な意味の他に、種類の異なるものに含浸されている概念をも含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る蛍光ランプによれば、２次電子放出係数の高い電子放射性物質が外部電極近傍に配設されているので、暗黒始動特性を改善することができる。また、放電により電子放射性物質からその物質化合物又原子が遊離しガラスバルブ内に飛散しても、出光領域から間隔をおいた位置に電子放射性物質が存在するので、前記遊離した化合物又は原子は出光領域の蛍光体膜に付着しにくい。よって、ランプ点灯中において前記遊離した化合物又は原子によって光束が低下するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る外部電極型の蛍光ランプ（以下、「ランプ」という。）及びバックライトユニットについて説明する。また、図１及び図２は、バックライトユニット及びランプの構成の把握を容易にするための模式図であって、その寸法及び比率は実際のものとは相違する。
【００１１】
＜バックライトユニットの構成＞
はじめに、バックライトユニットの構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るアスペクト比１６：９の液晶テレビ用バックライトユニット１の構成を示す概略斜視図である。同図において内部の構造を示すために拡散板１３、拡散シート１４、レンズシート１５の一部を切り欠いて示している。
【００１２】
バックライトユニット１は、図１に示すように、所定方向（図中のＹ方向）に間隔をおいて１６列に配された内径が１ｍｍ〜７ｍｍの直管状のランプ２０と、開口部を有しこれらのランプ２０を収納する筐体１０と、この筐体１０の開口部を覆う前面パネル１６とを備える。
【００１３】
筐体１０は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂製であって、その内面に銀などの金属が蒸着されて反射面が形成されている。
【００１４】
また、筐体１０の開口部は、拡散板１３、拡散シート１４およびレンズシート１５を積層してなる透光性の前面パネル１６で覆われており、内部にちりや埃などの異物が入り込まないように密閉されている。
【００１５】
前面パネル１６における拡散板１３、拡散シート１４は、ランプ２０から放射された光を散乱・拡散させるものであり、レンズシート１５は、当該シート１５の法線方向へ光をそろえるものであって、これらによりランプ２０から発せられた光が前面パネル１６の表面（発光面）の全体に亘り均一に前方を照射するように構成されている。
【００１６】
ランプ２０は、誘電体バリア放電を利用したものであって、本実施の形態では、１６本のランプ２０が、電気的に並列接続されている。なお、図１においては、ランプ２０は、その軸心が筐体１０の長辺に沿う方向（図中のＸ方向）を向くように配列されているが、その軸心が筐体１０の短辺に沿う方向（Ｙ方向）を向くように配列してもよい。
【００１７】
＜ランプの構成＞
つぎに、ランプ２０の構成について説明する。図２は、本実施の形態に係るランプ２０の構成を示す図であって、図２（ａ）はランプ２０の平面図であり、図２（ｂ）は、ランプ２０の端部を、管軸を含む平面で切断したときの拡大断面図である。
【００１８】
図２（ａ）に示すように、ランプ２０は、直管円筒状のガラス管の両端が封止されてなるガラスバルブ２１と、このガラスバルブ２１の両端外周に設けられた円筒状の外部電極３１、３２とを備える。
【００１９】
ガラスバルブ２１は、例えばホウ珪酸ガラスからなり、管軸に垂直な平面で切断したときの断面は略円状をしている。図２（ｂ）に示すように、ガラスバルブ２１内面には、赤（Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ3+）、緑（ＬａＰＯ4：Ｃｅ3+，Ｔｂ3+）及び青（ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+）の蛍光体を混合した希土類蛍光体が塗布されて、厚さ１０μｍ〜２０μｍの蛍光体膜２３が形成されている。ガラスバルブ２１の内部には圧力が約８ｋＰａのアルゴン及びネオン等の希ガスと、約２ｍｇの水銀が充填されている。
【００２０】
本実施の形態では、蛍光体膜２３は、外部電極３１、３２間の可視光線が出光する出光領域に形成されており、外部電極３１、３２によって覆われているガラスバルブ２１内面には形成されていない。これは、ランプ点灯中に、蛍光体膜２３と封入した水銀とが反応することによって、水銀が消耗してランプ寿命が短くなることを抑制するためである。
【００２１】
また、ランプ２０の暗黒始動特性を向上させるために、ガラスバルブ２１の内部において、少なくとも一方の外部電極３１と対向する位置に２次電子放出係数の高い電子放射性物質２４、例えばアルカリ金属化合物であるセシウム化合物が支持部材３３に２０μｇ〜６０μｇ程度付着されている。支持部材３３は、例えば、一端にセシウム化合物が付着したホウ珪酸ガラスからなる円筒状のビードガラス（図２（ｂ）中の破線も含む）であり、そのビードガラスの他端を、例えばバーナーで加熱してガラスバルブ２１の端部で封着して支持されている。電子放射性物質２４は、ビードガラスへの付着量の安定化や付着強度を高めるために、円筒状のビードガラスを用い、ビードガラスの一端にディップ法によりセシウム化合物を付着している。また、電子放射性物質２４は、出光領域の蛍光体膜２３に付着するのを防止するために、ガラス管中央側における外部電極３１の端の位置からガラス管端部側に、間隔Ｌ１をあけて支持部材３３の例えば外周面に設けている。
【００２２】
なお、セシウム化合物は、ガラスとの接着性が低いので、サンドブラストや化学処理等により支持部材３３であるビードガラスの一端部の表面を粗にし、その表面に付着させている。セシウム化合物としては、融点が８００℃以上のもの、例えば、アルミン酸セシウム、ニオブ酸セシウム等を用いることが好適である。これは、ガラスバルブ２１の第１封止製造工程（最初にガラスバルブ２１の一端部を封止する封止製造工程）において、セシウム化合物はガラスバルブ２１を封止するときにバーナー等によって加熱されるが、融点が８００℃未満であると、セシウム化合物が溶融して蛍光体膜２３に付着することがあり、セシウム化合物が蛍光体膜２３に付着すると、当該付着箇所の蛍光体膜２３の透光性が低下して、ランプ点灯時の光束が低下するからである。そして、セシウム化合物が付着された円筒状のビードガラスは、水銀や希ガスが封入され、かつガラスバルブ２１を封止するときのバーナー火力の弱い第２封止製造工程（最後にガラスバルブ２１の他端部を封止する封止製造工程）に用いるのが好適である。また、電子放射性物質２４としては、アルカリ金属化合物であるセシウム化合物の他に、リチウム化合物等を用いてもよい。これらの化合物は２次電子放出係数が高いので、これらの化合物をガラスバルブ２１内の外部電極３１、３２の近傍に配設すると、これらの化合物から放出される２次電子により放電が起こりやすくなるので、暗黒始動特性を改善することができる。そして、リチウム化合物としては炭酸リチウムを用いることが好適である。
【００２３】
外部電極３１、３２は、アルミニウムの金属箔からなり、シリコン樹脂に金属粉体を混合した導電性粘着剤によって、ガラスバルブ２１の外周を覆うように貼着されている。導電性粘着剤としては、シリコン樹脂の代わりにフッ素樹脂、ポリイミド樹脂又はエポキシ樹脂等を用いてもよい。また、金属箔を導電性粘着剤でガラスバルブ２１に貼着する代わりに、銀ペーストをガラスバルブ２１の電極形成部分の全周に塗布することによって外部電極３１、３２を形成してもよい。さらに、外部電極３１、３２の形状は、円筒状をしていてもよいし、また、ガラスバルブ２１の端部を覆ったキャップ状をしていてもよい。
【００２４】
つぎに、図２（ｂ）を参照しながら、セシウム含浸膜２４の形成位置について説明する。本実施の形態のランプ２０においては、セシウム含浸膜２４がガラス管中央側の外部電極３１の端における位置（図中の位置Ａ）から支持部材３３が設けられているガラス管端部側に、距離Ｌ１の間隔をあけて形成されている。距離Ｌ１の間隔をあけるのは、放電の影響によりセシウム含浸膜２４に含まれているセシウム化合物からセシウム化合物又はセシウムが遊離し、当該遊離したセシウム化合物又はセシウムがガラスバルブ内に飛散して出光領域の蛍光体膜２３に付着するのを防止するためである。遊離したセシウム化合物又はセシウムが付着した箇所の蛍光体膜２３の透光性が低下するので、距離Ｌ１の間隔をあけることによって、ランプ点灯中に光束が低下するのを防止する。
【００２５】
なお、外部電極３１の端部の形状が、例えば特開２００３−３６８１５号公報で開示されているように凹凸状をしている場合には、上述した位置Ａは、外部電極端部の凹部の端面における位置に定めることが好適である。
【００２６】
距離Ｌ１の具体的な大きさは、２ｍｍ以上、好ましくは５ｍｍ以上である。この距離を確保すると、放電の影響によって、セシウム化合物からセシウム化合物又はセシウムが遊離してガラスバルブ２１内に飛散しても、出光領域から十分に間隔をおいた位置にセシウム化合物が存在するので、遊離したセシウム化合物又はセシウムは出光領域の蛍光体膜２３への付着量が低減される。これにより、ランプ寿命中において、遊離したセシウム化合物又はセシウムによって光束が低下するのを防止することができる。
【００２７】
また、外部電極３１には高電圧が印加されるが、このとき外部電極３１のガラス管中央側の方が放電し易く、ガラス管端部側の方が放電しにくいため、イオンスパッタリングは開口部に向けて漸次上昇する。特に、外部電極において、ガラス管中央部側の３分の１における領域では電界が強くなり、一方、ガラス管端部側の３分の２における領域には比較的電界が弱くなる。したがって、外部電極において、ガラス管端部側の３分の２における領域では比較的放電が弱くなる。その放電の弱い領域にセシウム含浸膜２４を支持部材３３に形成することによって、放電によりセシウム化合物から遊離するセシウム化合物又はセシウムの量を低減することができ、延いては、ランプ点灯中において遊離したセシウム化合物又はセシウムによって光束が低下するのを防止することができる。
【００２８】
具体的な外部電極３１の管軸方向の長さＬ２は、１０ｍｍから３０ｍｍ程度あり、例えばＬ２が２１ｍｍの場合には、位置Ａから長さＬ２の３分の１、すなわち７ｍｍ以上をあけてセシウム含浸膜２４を支持部材３３に形成すると、放電が弱い領域にセシウム化合物が配設されているので、遊離するセシウム化合物又はセシウムの量を低減することができ、また、出光領域から十分に間隔をおいた支持部材３３の位置にセシウム化合物が配設されるので、遊離したセシウム化合物又はセシウムは出光領域の蛍光体膜２３に付着しない。これにより、ランプ点灯中において遊離したセシウム化合物又はセシウムによって光束が低下するのを防止することができる。
【００２９】
以上に説明したように、本実施の形態に係るランプ２０は、外部電極３１の近傍にセシウム化合物が支持部材３３に配設されているので、暗黒始動特性が改善されている。また、従来、暗黒始動特性を改善するためにガラスバルブ２１内にセシウム化合物を配設した場合には、遊離したセシウム化合物又はセシウムの蛍光体膜２３への付着により出光領域の透光性が低下して、ランプ点灯時の光束が低下するという問題があったが、本実施の形態に係るランプ２０では、遊離したセシウム化合物又はセシウムが飛散しても、出光領域の蛍光体膜２３に付着しない十分な間隔Ｌ１をあけてセシウム化合物が配設されており、また、電極近傍のうち、放電の弱い領域にセシウム化合物が配設されて遊離するセシウム化合物又はセシウムの量を低減しているので、出光領域の蛍光体膜２３に遊離したセシウム化合物又はセシウムが付着するのを防止することができる。したがって、本実施の形態に係るランプ２０は、ランプ点灯時の光束の低下を招くことなく暗黒始動特性が改善されているといえる。
【００３０】
＜変形例＞
以上、本発明を種々の実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明の内容が、上記実施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を考えることができる。
【００３１】
（１）上記実施の形態においては、支持部材３３を筒状のビードガラスで構成したが、これに限らず、円柱状のビードガラス、円柱状のモリブデン棒、モリブデン棒の先端にコイルが巻回されたもの等でもよい。特に、モリブデン棒の先端にコイルが巻回されたものでは、そのコイル部分に電子放射性物質の保持がし易くなるという特徴を有している。
【００３２】
（２）本実施の形態では、蛍光体膜２３は、外部電極３１、３２間の可視光線が出光する出光領域に形成されており、外部電極３１、３２によって覆われているガラスバルブ２１内面には形成されていない構成について説明したが、これに限らず、外部電極３１、３２によって覆われているガラスバルブ２１内面に蛍光体膜２３を形成しても、本発明の効果を得ることができる。
【００３３】
（３）上記実施の形態では、蛍光体膜２３は、ガラスバルブ２１内面に直接付着した構成であるが、これに限らず、ガラスバルブ内面に水銀が消耗するのを抑制するための金属酸化物の保護膜を設け、その保護膜上に蛍光体膜２３を設けてもよい。その保護膜には、外部電極３１と接する部材の誘電率を高めるために、比誘電率の高いイットリアやチタニア等の薄膜で形成することが好適である。
【００３４】
（４）上記実施の形態では、外部電極３１側のガラスバルブ２１内の構成について説明したが、外部電極３２側のガラスバルブ２１内は、図２（ｂ）等に示したものと同様な構成としてもよいし、或いは、相違する構成、つまり、電子放射性物質を有しないガラスビーズとしてもよい。
【００３５】
（５）上記実施の形態では、ガラスバルブ２１の内部において、外部電極３１の内面と対向する位置にセシウム化合物よりなる電子放射性物質２４が付着された支持部材３３を設けた構成について説明したが、これに限らず、さらに暗黒始動特性を極めて良好にするために、支持部材３３に付着した電子放射性物質２４に加え、支持部材３３に付着した電子放射性物質２４と対向する位置のガラスバルブ２１の内面に、例えば、エージング工程中に支持部材３３よりセシウム化合物よりなる電子放射性物質２４の一部を飛翔付着させたものでもよい。
【００３６】
（６）上記の実施の形態では、ガラスバルブ２１が直管状のものについて説明したが、ガラスバルブ２１は、例えばＵ字状等、他の形状をしていてもよい。
【００３７】
（７）また、上記の実施の形態では、図１に示すようにバックライトユニットは直下型のものについて説明したが、エッジ型のバックライトユニットの光源としてランプ２０を用いてもよい。
【００３８】
（８）上記の実施の形態では、ランプ２０をバックライトユニットの光源に用いる場合について説明したが、ランプ２０を一般照明等、バックライトユニット以外の光源として用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、液晶ディスプレイのバックライト、その他一般照明等に広く適用することができる。また、本発明は、ランプ点灯時の光束を低下させることなく暗黒始動特性が改善されているので、その産業的利用価値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態に係るバックライトユニットの外観斜視図であって、内部の構造を示すための前面パネルの一部を切り欠いた図
【図２】本発明の実施の形態に係る蛍光ランプ２０の構成を示す図であって、（ａ）は、蛍光ランプ２０の平面図、（ｂ）は、蛍光ランプ２０の端部を、管軸を含む平面で切断したときの拡大断面図
【符号の説明】
【００４１】
１  バックライトユニット
１０  筐体
１６  前面パネル
２０  蛍光ランプ
２１  ガラスバルブ
２３  蛍光体膜
２４  電子放射性物質（セシウム含浸膜）
３１、３２  外部電極
【図１】
2006092762.tif 000003
【図２】
2006092762.tif 000004