(57)【要約】【課題】  放電空間を形成する容器の劣化を解消することにより、長寿命化を達成する。【解決手段】  外部電極型蛍光ランプ１０は、石英からなるガラス管１１の内面に蛍光体１２が塗布され、ガラス管１１の内部に水銀１３が封入され、ガラス管１１の外部の両端にそれぞれ電極１４，１５が設けられたものである。石英は、水銀１３と反応する成分や分極する成分を含まない。そのため、ガラス管１１に石英を使用することにより、ガラス管１１の劣化を解消できるので、外部電極型蛍光ランプ１０の長寿命化を図ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電空間を形成する容器の内面に蛍光体が塗布され、前記容器の内部に水銀が封入され、前記容器の外部に電極が設けられた外部電極型蛍光ランプにおいて、
前記容器が石英からなることを特徴とする外部電極型蛍光ランプ。
【請求項２】
前記容器は管状容器であり、この管状容器の両端に前記電極が一つずつ設けられた、
請求項１記載の外部電極型蛍光ランプ。
【請求項３】
前記容器の内部に前記水銀とともに希ガスが封入された、
請求項１又は２記載の外部電極型蛍光ランプ。
【請求項４】
可視光を透過させ紫外線を吸収又は反射する紫外線遮断膜が、前記容器において前記蛍光体よりも外側に設けられた、
請求項１乃至３のいずれかに記載の外部電極型蛍光ランプ。
【請求項５】
前記紫外線遮断膜が酸化チタンからなる、
請求項４記載の外部電極型蛍光ランプ。
【請求項６】
液晶ディスプレイパネルのバックライトとして用いられる、
請求項１乃至５のいずれかに記載の外部電極型蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイパネルのバックライト等に用いられる外部電極型蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の液晶ディスプレイの発展にともない、より大きく、より明るく、またそれが長時間持続するバックライトが望まれている。そのようなバックライトとして内部電極型の冷陰極蛍光ランプが主に用いられている。この冷陰極蛍光ランプでは、１組の金属電極をガラス管内に設け、これらの金属電極間に電圧を印加して電力を投入することにより、放電を起こして発光を得ていた。この場合、ある程度以上の電力を投入すると金属電極部分の発熱により、金属電極とガラス管との封止部に劣化を生じ、これにより信頼性が確保できなくなる等の問題があった。また、放電時の気体分子によるスパッタに起因して金属電極が消耗する。そのため、使用時間とともに、発光強度が低下したり、不規則な点灯になったりするので、長時間点灯の要求に応えられなかった。
【０００３】
このような冷陰極蛍光ランプの問題を解決する技術として、近年、外部電極型蛍光ランプが注目されている（例えば下記特許文献１）。図２は従来の外部電極型蛍光ランプを示し、図２［１］は正面図、図２［２］は図２［１］におけるII−II線拡大縦断面図である。以下、この図面に基づき説明する。
【０００４】
従来の外部電極型蛍光ランプ５０は、ほう珪酸ガラスからなるガラス管５１の内面に蛍光体５２が塗布され、ガラス管５１の内部に水銀５３が封入され、ガラス管５１の外部の両端にそれぞれ電極５４，５５が設けられたものである。
【０００５】
これらの電極５３，５４に連続的な高周波電圧やパルス的高周波電圧を印加することにより、外部電極型蛍光ランプ５０を点灯させる。つまり、一対の電極５３，５４に印加される高周波電圧によって、電極５３，５４に挟まれたガラス管５１の内部の放電空間に放電を発生させ、この放電で発生した水銀５３からの紫外線によってガラス管５１の内面に塗布された蛍光体５２を発光させる。
【０００６】
外部電極型蛍光ランプ５０によれば、ガラス管５１と電極５４，５５との封止部が無いので、封止部の劣化の問題が生じない。また、電極５４，５５が放電空間に露出しないので、スパッタによる電極５４，５５の消耗も生じない。
【特許文献１】特開２００３−１０７４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
冷陰極蛍光ランプでは、金属封止の加工性が良いので、ガラス管にほう珪酸ガラスを使用している。従来の外部電極型蛍光ランプ５０でも、冷陰極蛍光ランプの材料をそのまま踏襲して、ガラス管５１にほう珪酸ガラスを使用している。
【０００８】
しかしながら、外部電極型蛍光ランプ５０では、このガラス管５１を介して電力を投入するため、次のような問題が発生して短寿命になることを、本発明者が見い出した。
【０００９】
(1).ほう珪酸ガラスに含まれる微量のアルカリ成分と放電空間内の水銀５３とが反応することにより、ガラス管５１そのものが侵食される。(2).ほう珪酸ガラスのホウ素成分が分極するため、ガラス管５１が劣化する。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、放電空間を形成する容器の劣化を解消することにより、長寿命化を達成できる、外部電極型蛍光ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る外部電極型蛍光ランプは、放電空間を形成する容器の内面に蛍光体が塗布され、その容器の内部に水銀が封入され、その容器の外部に電極が設けられたものである。そして、放電空間を形成する容器が石英からなることを特徴とする（請求項１）。石英は、水銀と反応する成分や分極する成分を含まない。そのため、放電空間を形成する容器に石英を使用することにより、その容器の劣化を解消できる。また、石英は、ほう珪酸ガラスに比べて、耐熱性や透光性にも優れる。
【００１２】
前記容器は管状容器であり、この管状容器の両端に前記電極が一つずつ設けられた、としてもよい（請求項２）。放電空間を形成する容器は、放電を形成できればどのような形状でもよく、管状の他に球状などでもよい。管状容器は、直線状に限らず、円環状などでもよい。
【００１３】
前記容器の内部に前記水銀とともに希ガスが封入された、としてもよい（請求項３）。希ガスを封入すると、放電が容易に発生する。
【００１４】
可視光を透過させ紫外線を吸収又は反射する紫外線遮断膜が、前記容器において前記蛍光体よりも外側に設けられた、としてもよい（請求項４）。このような紫外線遮断膜は、例えば酸化チタンである（請求項５）。紫外線遮断膜は、蛍光体よりも外側であればどこに設けてもよいが、例えば蛍光体と容器との間や容器の外面に設けられる。石英は、ほう珪酸ガラスに比べて、可視光だけでなく紫外線に対しても透過率が良い。したがって、石英と紫外線遮断膜との組み合わせは有効である。しかも、紫外線遮断膜で反射した紫外線は容器内に戻るので、紫外線を効率よく蛍光体に照射でき、これにより発光効率が向上する。
【００１５】
本発明に係る外部電極型蛍光ランプは、液晶ディスプレイパネルのバックライトとして用いられる、としてもよい（請求項６）。
【００１６】
また、本発明に係る外部電極型蛍光ランプは、次のように言い換えることができる。
【００１７】
本発明は、液晶ディスプレイのバックライト等に使用する低圧水銀蛍光ランプのうち、放電空間を形成する容器の外部に電極を形成する外部電極型低圧蛍光ランプにおいて、その放電空間を形成する材料に石英ガラスを使用したことを特徴とする。本発明では、放電空間を形成するガラス材料に石英ガラスを使用することにより、水銀との反応、電極部の発熱などの問題を解決する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る外部電極型蛍光ランプによれば、放電空間を形成する容器が石英からなることにより、容器内の成分が水銀と反応したり、容器内の成分が分極したりすることがないので、容器の劣化を抑えることができ、これにより長寿命化を達成できる。また、ほう珪酸ガラスに比べて石英は耐熱性や透光性にも優れるので、耐熱性や発光効率も向上できる。
【００１９】
また、石英は、ほう珪酸ガラスに比べて、可視光だけでなく紫外線に対しても透過率が良い。そこで、蛍光体よりも外側に紫外線遮断膜を設けることにより、石英を透過しようとする紫外線を効果的に遮断できる。しかも、紫外線遮断膜で反射した紫外線は容器内に戻るので、紫外線を効率よく蛍光体に照射でき、これにより発光効率を向上できる。
【００２０】
換言すると、本発明によれば次のような効果を奏する。
【００２１】
従来は、放電空間を形成する容器にほう珪酸ガラスを使用していたので、容器内に封入した水銀が容器と反応することにより、容器が侵食されていた。これに対し、本発明では、容器に石英をしようしたことにより、このような浸食が発生しない。これにより、長時間に渡って信頼性の高い低圧水銀ランプが得られた。
【００２２】
また、石英を使用したことによって、バックライト用光源としての使用に必要な電流域（例えば数ｍＡ〜１０数ｍＡ）より多い電流域で点灯しても、発熱や封止部の信頼性に何ら問題が発生しないので、従来のバックライト用光源に比べて高輝度が得られる。これにより、バックライトに使用するランプの本数を削減できるので、液晶ディスプレイの薄型化やトータルコストの削減が見込まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は本発明に係る外部電極型蛍光ランプの一実施形態を示し、図１［１］は正面図、図１［２］は図１［１］におけるＩ−Ｉ線拡大縦断面図、図１［３］は図１［２］の他の例である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、特許請求の範囲における「容器」及び「管状容器」は、「ガラス管」と具体化して言い換える。
【００２４】
本実施形態の外部電極型蛍光ランプ１０は、石英からなるガラス管１１の内面に蛍光体１２が塗布され、ガラス管１１の内部に水銀１３が封入され、ガラス管１１の外部の両端にそれぞれ電極１４，１５が設けられたものである。
【００２５】
更に詳しく説明する。ガラス管１１の内面には、必要な発光を得るために調整した蛍光体１２が塗布されている。また、ガラス管１１の内部には、所定の条件で４．５ｋＰａ〜４５ｋＰａの希ガス１６及び、液体の状態で１〜１０ｍｇ程度の水銀１３が封入されている。ガラス管１１の両端の外部には、それぞれ電極１４，１５が金属ペーストや金属箔によって形成されている。電極１４，１５の幅は、必要に応じて調整される。
【００２６】
一対の電極１３，１４に印加される高周波電圧によって、電極１３，１４に挟まれたガラス管１１の内部の放電空間に放電を発生させ、この放電で発生した水銀１３からの紫外線によってガラス管１１の内面に塗布された蛍光体１２を発光させる。
【００２７】
また、図１［３］に示すように、紫外線カットなどの必要があれば、ガラス管１１と蛍光体１２との間に、紫外線カット効果のある材料例えば酸化チタン膜１７などを形成してもよい。石英は、ほう珪酸ガラスに比べて、可視光だけでなく紫外線に対しても透過率が良い。したがって、ガラス管１１と酸化チタン膜１７との組み合わせは有効である。
【００２８】
次に、外部電極型蛍光ランプ１０の製造方法について説明する。
【００２９】
まず、所定の長さに石英ガラス管を切断してガラス管１１とし、ガラス管１１の内面を純水等で洗浄し、更に５００〜６００℃程度の温度で焼成して残存有機物などを分解することにより、ガラス管１１の内面を清浄にする。次に、ガラス管１１の内面に、必要に応じて有機溶剤等と調整した、蛍光体１２を塗布し、その後、乾燥及び焼成することにより塗布に使用した有機物を分解する。続いて、気密容器を形成するために、ガラス管１１の一方の端部のみを封止し、他方の端部から水銀１３及び希ガス１６を封入し、他方の端部を封止する。最後に、ガラス管１１の両端の外部に金属ペーストや金属箔で電極１４，１５を形成する。このとき、金属ペーストを使用した場合は、有機分の分解のために焼成等が必要である。
【００３０】
次に、外部電極型蛍光ランプ１０の作用及び効果について説明する。
【００３１】
石英は、水銀１３と反応する成分や分極する成分を含まない。そのため、ガラス管１１に石英を使用することにより、ガラス管１１の劣化を解消できるので、外部電極型蛍光ランプ１０の長寿命化を図ることができる。また、石英は、ほう珪酸ガラスに比べて、耐熱性に優れる（融点又は軟化点が高い）ため、外部電極型蛍光ランプ１０の耐熱性を向上できる。更に、石英は、ほう珪酸ガラスに比べて、透光性に優れるので、外部電極型蛍光ランプ１０の発光効率を向上できる。
【００３２】
なお、本発明は、言うまでもなく、上記実施形態に限定されない。例えば、本発明は液晶ディスプレイパネルのバックライト用として説明したが、本発明は長期に渡り信頼性の得られるランプであることを特色としているので、一般照明や非常灯などの光源としても利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る外部電極型蛍光ランプの第一実施形態を示し、図１［１］は正面図、図１［２］は図１［１］におけるＩ−Ｉ線拡大縦断面図、図１［３］は図１［２］の他の例である。
【図２】従来の外部電極型蛍光ランプを示し、図２［１］は正面図、図２［２］は図２［１］におけるII−II線拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  外部電極型蛍光ランプ
１１  ガラス管（容器、管状容器）
１２  蛍光体
１３  水銀
１４，１５  電極
１６  希ガス
１７  酸化チタン膜（紫外線遮断膜）
【図１】
2005166556.tif 000003
【図２】
2005166556.tif 000004