(57)【要約】【課題】冷陰極放電管において、小さな外径で、輝度が低下することなく、輝度及び色度の均一性に優れ、また蛍光体の剥離がなく、蛍光体の保護を可能にする。【解決手段】石英管２を一定速度で回転させながら、該石英管２の外周面に、蛍光体の結着材に酸化物スラリーを所定の割合で用いた蛍光体スラリー４をスプレー装置３により塗布する。このとき、酸化物スラリーとしては、蛍光体に対する３〜１０％の重量比のＡｌ２Ｏ３を有するＡｌ２Ｏ３スラリーを用いるようにする。また、上記の蛍光体スラリー４を、２０μ〜４０μの膜厚で塗布するようにし、さらに、蛍光体の保護膜として、上記石英管２に透光性チューブを装着するようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体の結着材に酸化物スラリーを所定の割合で用いた蛍光体スラリーをスプレーにより外周面に塗布した管を有していることを特徴とする冷陰極放電管。
【請求項２】
管は石英管を使用し、酸化物スラリーとして蛍光体に対する３〜１０％の重量比のＡｌ２Ｏ３を有するＡｌ２Ｏ３スラリーを用いたことを特徴とする請求項１に記載の冷陰極放電管。
【請求項３】
蛍光体スラリーを、２０μ〜４０μの膜厚で塗布したことを特徴とする請求項１または２に記載の冷陰極放電管。
【請求項４】
蛍光体の保護膜として、石英管に透光性チューブを装着したことを特徴とする請求項２または３に記載の冷陰極放電管。
【請求項５】
管を一定速度で回転させながら、該管の外周面に、蛍光体の結着材に酸化物スラリーを所定の割合で用いた蛍光体スラリーをスプレーにより塗布するようにしたことを特徴とする冷陰極放電管の製造方法。
【請求項６】
管は石英管を使用し、酸化物スラリーとして蛍光体に対する３〜１０％の重量比のＡｌ２Ｏ３を有するＡｌ２Ｏ３スラリーを用いるようにしたことを特徴とする請求項５に記載の冷陰極放電管の製造方法。
【請求項７】
蛍光体スラリーを、２０μ〜４０μの膜厚で塗布するようにしたことを特徴とする請求項５または６に記載の冷陰極放電管の製造方法。
【請求項８】
蛍光体の保護膜として、石英管に透光性チューブを装着するようにしたことを特徴とする請求項６または７に記載の冷陰極放電管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置のバックライトユニット等に使用される冷陰極放電管及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷陰極放電管は、液晶表示装置のバックライトユニット等に多く使用されている。この冷陰極放電管は、例えば紫外線を透過するガラス管（紫外線放射ランプ）の外周面に、蛍光体粉末を結合材に分散させた蛍光体分散液を塗布し、これを焼成させることで蛍光体層を形成した構成となっている。
【０００３】
また、上記の冷陰極放電管のランプ構造としては、従来より二重管型のもの（例えば、特許文献１参照。）や、一重管型のもの（例えば、特許文献２、３参照。）がある。図６に従来の冷陰極放電管のランプ構造を示す。
【０００４】
図６の（ａ）は二重管型の構造を示している。この陰極管は、紫外線透過材料からなる内管１１とその外側の可視光透過性材料からなる外管１２とを有し、その間に蛍光体層１３を設けている。
【０００５】
上記の二重管構造の内管１１は例えば石英ガラスが用いられ、この内管１１に電極（金属）、水銀、放電用ガスを含んでいる。そして、この内管１１の表面に蛍光体を塗布している。また、外管１２には通常のホウケイ酸ガラスなどのガラス材料を用いており、この外管１２と内管１１の間の空間雰囲気（ガスを入れるか真空）で明るさの特性を制御している。
【０００６】
また、図６の（ｂ）は一重管型の構造を示している。この陰極管２１は、ガラス体２２の外周面に蛍光体層２３を設け、その外側に保護層２４を設けたもので、蛍光体層２３の一部に蛍光体を塗装していない非塗装部２５を設けている。
【０００７】
上記の一重管構造の管は紫外線を透過する石英ガラス等が用いられ、管内部に電極（金属）、水銀、放電用ガスを含んでいる。また、管表面に蛍光体が塗布されており、この蛍光体塗布は例えばディップ法により行われる。あるいは、蛍光体を含んだ固体フィルムの装着が行われ、蛍光体の厚さは１０〜１００μに形成される。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０―１１２２８６号公報
【特許文献２】
特開２００２―１８４３５７号公報
【特許文献３】
特開平１０―３３４８５３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の冷陰極管にあっては、次のような問題点があった。
【００１０】
二重管型の場合、外管をかぶせると径が大きくなって、実用的でなくなるとともに、外管と内管の間の空間雰囲気を真空にすると、輝度を高くすることができない。空間雰囲気にガスを入れると、真空のものより明るくできるが、ある封入圧を越えると明るさに差がなくなってしまう。例えば、大気圧でも３０Ｔｏｒｒでも輝度に差がなく、逆に外管があるだけ輝度が低下する。したがって、大気開放にした方が良い。
【００１１】
一重管の場合、外管を外すと蛍光体の保護が必要になるので、例えば硬く固めることで耐衝撃性を得ているが、鋭利なものに触れた場合の傷の発生は避けることができないとともに、蛍光体は保護されていないので、汚れやすい。また、蛍光体を含んだ固体フィルムは、フィルムが紫外線を吸収するので、輝度が低下してしまう。
【００１２】
また、蛍光体の塗布方法については、通常はディップ法が用いられるが、ディップ法では円周方向及び長軸方向に膜厚ムラが顕著に現れてしまう。これが、ひいては輝度ムラ及び色度ムラの発生に直結する。
【００１３】
石英管に蛍光体を塗布するに当たっては、通常用いられる蛍光体結着材（ホウケイ酸ガラスの内面に蛍光体を塗布するときに使う結着材）では、蛍光体は石英管と密着せず、少しの衝撃で蛍光体が剥離してしまう。石英管表面への梨地処理はある程度の効果があるが、蛍光体の剥離を防ぎきれず、根本的な対策ではない。
【００１４】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、小さな外径で、輝度が低下することなく、輝度及び色度の均一性に優れ、また蛍光体の剥離がなく、蛍光体の保護が可能な冷陰極放電管及びその製造方法を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る冷陰極放電管は、蛍光体の結着材に酸化物スラリーを所定の割合で用いた蛍光体スラリーをスプレーにより外周面に塗布した管を有するようにしたものである。
【００１６】
また、上記管は石英管を使用し、酸化物スラリーとして蛍光体に対する３〜１０％の重量比のＡｌ２Ｏ３を有するＡｌ２Ｏ３スラリーを用いたものである。
【００１７】
また、上記の蛍光体スラリーを、２０μ〜４０μの膜厚で塗布するようにし、さらに、蛍光体の保護膜として、上記石英管に透光性チューブを装着するようにしたものである。
【００１８】
本発明に係る冷陰極放電管の製造方法は、管を一定速度で回転させながら、該管の外周面に、蛍光体の結着材に酸化物スラリーを所定の割合で用いた蛍光体スラリーをスプレーにより塗布するようにしたものである。
【００１９】
また、上記管は石英管を使用し、酸化物スラリーとして蛍光体に対する３〜１０％の重量比のＡｌ２Ｏ３を有するＡｌ２Ｏ３スラリーを用いるようにしたものである。
【００２０】
また、上記の蛍光体スラリーを、２０μ〜４０μの膜厚で塗布するようにし、さらに、蛍光体の保護膜として、上記石英管に透光性チューブを装着するようにしたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面について説明する。
【００２２】
本実施例の冷陰極放電管は、蛍光体の結着材に酸化物スラリーを所定の割合で用いた蛍光体スラリーをスプレーにより外周面に塗布した管を有するようにしたものである。ここでは、管は石英管を使用し、酸化物スラリーとして蛍光体に対する３〜１０％の重量比のＡｌ２Ｏ３を有するＡｌ２Ｏ３スラリーを用いている。
【００２３】
また、上記の蛍光体スラリーを、２０μ〜４０μの膜厚で塗布するようにし、さらに、蛍光体の保護膜として、上記石英管に透光性チューブを装着するようにしている。
【００２４】
図１は本発明の実施例を示す図であり、上記の冷陰極放電管を製造する際のシステム構成を示している。
【００２５】
本実施例では蛍光体の塗布にスプレー法を用いており、回転装置１により石英管２を円周方向に一定速度で回転させ、該石英管２の外周面にスプレー装置３で蛍光体スラリー４を噴射させて吹き付けながら、スプレー装置３を石英管２の長軸方向に一定速度で移動させる。
【００２６】
このとき、蛍光体スラリー４の結着材にＡｌ２Ｏ３スラリー（日亜化学製：ＮＰ−９７６−０２）を用いると、石英管２と蛍光体の密着性が高くなり、蛍光体の剥離を防ぐことができる。しかし、Ａｌ２Ｏ３を多く入れると輝度が低下するので、蛍光体に対するＡｌ２Ｏ３の重量比の割合は３〜１０％が良い。この石英管２と蛍光体の密着性は、Ａｌ２Ｏ３と石英管２が反応して密着性が向上したのではなく、蛍光体の粒子同士を密着させる力（ファンデルワールス力）が増大したためと推定されるので、Ａｌ２Ｏ３に代えて他の酸化物（Ｙ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＭｇＯなど）でも同様の効果は得られる。
【００２７】
また、スプレー塗布に適した蛍光体スラリー４としては、粘性が高いとスプレー装置３のノズルが詰まり、粘性が低いと石英管２に噴射したときにスラリーが垂れて膜厚ムラが生じるので、ある適正な材料構成比で作製する必要があり、これによりスラリーの塗布と同時に蛍光体が乾燥し始め、膜厚ムラが発生しない。
【００２８】
溶媒はビークル（ニトロセルロースを酢酸ブチルに溶解させた液体）、また有機溶剤、水を用いる。ビークル濃度は、０．１〜３％、望ましくは０．３〜１％が良い。また、溶媒の重量を１とした場合、蛍光体の重量比は０．２〜２、上記のＡｌ２Ｏ３スラリーの重量比は０．５〜２が望ましい。
【００２９】
また蛍光体の膜厚は、紫外線を透過しなくなる約２０μ以上が望ましく、かつある膜厚以上になると輝度が低下するので、４０μ未満が望ましい。
【００３０】
図２にＭＣＰＤデータとして、石英管（φ３／φ２）に上記のようにして蛍光体を塗布し、該石英管に電極、ガス（Ａｒ／Ｎｅ＝５／９５−８ｋＰａ）、Ｈｇを入れ、ランプ電流６ｍＡで点灯したときの波長（ｎｍ）と相対放射強度の関係を示す。同図の（ａ）は膜厚９μｍの場合、（ｂ）は膜厚２２μｍの場合を示す。
【００３１】
また、上述のランプ仕様における膜厚（μｍ）と輝度比の関係を図３に示す。
【００３２】
次に、蛍光体の保護膜として、テフロン（フッソ樹脂の登録商標：デュポン社）の熱収縮透過性チューブを石英管２に装着したときの特性について説明する。ランプ仕様は上述の通りとし、ここでは５本の平均データについて述べる。
【００３３】
チューブ装着前は、輝度が１７８００ｃｄ／ｍ２、色度がｘ：０．２３８，ｙ：０．２５１で、チューブ装着後は、輝度が１７２５０ｃｄ／ｍ２、色度がｘ：０．２８２，ｙ：０．２５０であった。
【００３４】
すなわち、チューブ装着前後の比較結果は、輝度低下は３％、色度変化は１／１０００で、均一性に問題はない。また、テフロン（登録商標）チューブはＵＶ光（紫外線）による劣化がほとんどない。
【００３５】
図４の（ａ）、（ｂ）は本実施例における石英管の長軸方向の膜厚（μｍ）の状態を示す図である。図示のように、石英管の長軸方向に均一な膜厚で蛍光体を塗布することができる。
【００３６】
また、図５の（ａ）は本実施例における膜厚（μｍ）と輝度（ｃｄ／ｍ２）の関係、同図の（ｂ）同膜厚と色度の関係をそれぞれ示す図である。図示のように、輝度及び色度において優れた均一性が得られる。
【００３７】
このように、本実施例では、小さな外径で、輝度が低下することなく、輝度及び色度の均一性に優れ、また蛍光体の剥離がなく、蛍光体の保護が可能になる。
【００３８】
すなわち、スプレー法により蛍光体を塗布しており、非常に緻密な膜形成ができるとともに、良好な輝度及び色度の均一性が得られる。また、従来よりも狭い膜厚範囲の設定ができ、蛍光体の剥離もなくなる。さらに、外径を大きくすることなく蛍光体の保護ができ、二重管構造の内管と外管の間にガスを入れたのと同じ効果が得られる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、小さな外径で、輝度が低下することなく、輝度及び色度の均一性に優れ、また蛍光体の剥離がなく、蛍光体の保護が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す説明図
【図２】実施例における波長と相対放射強度の関係を示す図
【図３】実施例における膜厚と輝度比の関係を示す図
【図４】実施例における膜厚の状態を示す図
【図５】実施例における膜厚と輝度及び色度の状態を示す図
【図６】従来例を示す図
【符号の説明】
１  回転装置
２  石英管
３  スプレー装置
４  蛍光体スラリー
【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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