(57)【要約】プラズマディスプレイパネル又は高負荷蛍光ランプであってもよいディスプレイデバイス（１０）（図１）は、ＵＶ線の少なくと数個の波長を発生することができる媒体が封入された中空の透明なガラスボディー（１２）を有する。ガラスボディーの内側表面に配置された複数の蛍光体が配置されており、該複数の蛍光体はＵＶ線に曝されると可視光線を放出する。複数の蛍光体の少なくとも１つは、使用可能であってよいＵＶ線の数個の波長の少なくとも１つに長期間曝されると劣化を受ける。複数の蛍光体の少なくとも１つはガラスボディーの内側表面（１４）に隣接して設置されて（図２）第１の層（１６）を形成し、かつ複数の蛍光体の残りは第１の層上に配置されて第２の層（１８）を形成し、該第２の層はＵＶ線に曝されても長期間の劣化を受けない。若干の実施例（図３）においては、アルミナの層（２０）がまずガラスの内側表面（１４）に施されかつアルミナの上に第１の蛍光体（２２）が施されていてもよい。
2004507040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＶ線の少なくとも１つの波長を発生することができる媒体が封入された中空の透明なガラスボディーと、
前記ガラスボディーの内側表面に配置された複数の蛍光体とを有し、前記蛍光体は前記ＵＶ線に曝されると可視光線を放出し、前記複数の蛍光体の少なくとも１つはＵＶ線の前記波長に長期間曝されると劣化を受け、
劣化を受ける、前記複数の蛍光体の少なくとも１つは前記ガラスボディーの内側表面に隣接して設置されて第１の層を形成し、かつ
前記複数の蛍光体の残りは前記第１の層上に配置されて第２の層を形成し、かつ前記第２の層は前記ＵＶ線に曝されても長期間の劣化を受けないことを特徴とするディスプレイデバイス。
【請求項２】
前記ディスプレイデバイスが蛍光ランプである、請求項１記載のディスプレイデバイス。
【請求項３】
前記蛍光ランプが無電極ランプである、請求項２記載のディスプレイデバイス。
【請求項４】
前記複数の蛍光体が、可視スペクトルの赤色、緑色及び青色部分で発光する個々の蛍光体からなる、請求項１記載のディスプレイデバイス。
【請求項５】
前記青色発光する蛍光体が、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋又はＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋の群から選択される、請求項４記載のディスプレイデバイス。
【請求項６】
前記ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋又はＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋が劣化を受ける蛍光体である、請求項５記載のディスプレイデバイス。
【請求項７】
前記蛍光体の残りが、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ３＋，（Ｃｅ，Ｔｂ）ＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋からなる、請求項６記載のディスプレイデバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は、蛍光ランプ、プラズマディスプレイのようなディスプレイデバイス、より詳細には紫外域又は真空紫外域に属する波長の電磁放射線によって励起されるようなデバイスに関する。なお一層詳細には、本発明は、高負荷無電極蛍光ランプに関する。高負荷とは、１０００Ｗ／ｍ２を越える管壁負荷を有するか又は２アンペア以上の放電電流を有するランプを意味する。
【０００２】
背景技術
米国特許第５，８３４，９０５号明細書に示されているような無電極ランプは、水銀蒸気及びバッファガスが封入されかつガラスボディーの内側表面に蛍光体被膜を有する中空ガラス容器を使用する。蛍光体は、可視スペクトルの異なった部分における放射スペクトルを有しかつ白色光を放出するためにブレンドされた通常３種類の材料の実質的に均質な混合物である。このランプの有利な態様においては、ブレンドは、３種類の蛍光体、即ちＹ２Ｏ３：Ｅｕ３＋からなる赤色発光体、（Ｃｅ，Ｔｂ）ＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋からなる緑色発光体及びＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋又はＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋の群から選択される青色発光体を包含する。これらのランプは、極端に長い寿命ののため、即ちほぼ１００，０００時間の寿命のために設計されている。これらのランプの長い寿命は、放出されるスペクトルにおけるカラーシフト（ｃｏｌｏｒ ｓｈｉｆｔ）を含む問題を提起した。このカラーシフトは寿命中のランプ蛍光体の幾つかの劣化により惹起されることが判明しており、該劣化は、恐らくランプの作動中に発生される紫外線の数個の波長の少なくとも１つに長時間曝されることにより惹起される。
【０００３】
プラズマディスプレイもまた、類似した蛍光体を使用し、これらの蛍光体の幾つかは真空紫外線（１４０〜２００ｎｍ）の数個の波長の少なくとも１つに長期間曝されることに基づき該ディスプレイの寿命にわたり劣化することがある。例えば、ＰＤＰディスプレイデバイスは、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ３＋又は（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ３＋赤色蛍光体、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ２＋緑色蛍光体及びＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋青色蛍光体を使用することができる。
【０００４】
発明の開示
従って、本発明の目的は、先行技術の欠点を排除しかつ性能を改良しかつ時間に伴うこのようなランプのカラーシフトを最小にすることである。
【０００５】
これらの目的は、本発明の１つの態様において、ＵＶ線の少なくとも１つの波長を発生することができる媒体が封入された中空の透明なガラスボディーからなるディスプレイデバイスにより達成される。この場合、複数の蛍光体はガラスボディーの内側表面に配置されており、これらの蛍光体はＵＶ線に曝されると可視光線を放出する。複数の蛍光体の少なくとも１つは、ＵＶ線の波長に長期間曝されると劣化を受ける。劣化を受ける、複数の蛍光体の少なくとも１つは、ガラスボディーの内側表面に隣接して設置されて第１の層を形成し、かつ複数の蛍光体の残りは第１の層上に配置されて第２の層を形成する。第２の層は、前記ＵＶ線に曝されても長期間の劣化を受けない。
【０００６】
前記目的は、付加的に本発明の別の態様において、ＵＶ線の少なくとも数個の波長を発生することができる媒体が封入された中空の透明なガラスボディーからなる高負荷されるディスプレイデバイスを提供することにより達成される。複数の蛍光体はガラスボディーの内側表面に配置されており、該複数の蛍光体はＵＶ線に曝されると可視光線を放出する。複数の蛍光体の少なくとも１つは、ＵＶ線の数個の波長の少なくとも１つに長期間曝されると劣化を受ける。劣化を受ける、複数の蛍光体の少なくとも１つは、ガラスボディーの内側表面に隣接して設置されて第１の層を形成し、かつ複数の蛍光体の残りは第１の層上に配置されて第２の層を形成し、第２の層はＵＶ線に曝されても長期間の劣化を受けない。
【０００７】
少なくとも安定な蛍光体の上面に比較的より安定な蛍光体を配置することは、ランプの寿命中に少なくとも安定な蛍光体の適切な保護を行い、ランプがその長い寿命中に殆どその設計されたカラー出力を提供することができるようにする。
【０００８】
発明の最良の実施例
本発明を、その別の及びさらなる目的、利点及び可能性と一緒に一層良好に理解するために、以下に添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
大きな特殊性を有する図面によれば、図１には、高負荷無電極蛍光ランプ１０がその外部電源を省いて示されている。ランプ１０は、中空ガラスボディー１２を有し、該ガラスボディーには紫外線の少なくとも数個の波長を発生することができる媒体が封入されている。該媒体は、水銀蒸気及びバッファガス、一般にクリプトンのような希ガスからなっていてもよい。しかし、アルゴン又はその他の同等のガスを使用することができる。
【００１０】
付加的に、先行技術のランプのボディー１２の内側表面１４は、ブレンドされた赤、緑及び青色発光が釣り合いのとれた白色光出力を提供する３種類の蛍光体の実質的に均質なブレンドで被覆されていた。蛍光体からの発光は、ランプ作動中に水銀蒸気によって提供される、特に１８５ｎｍ及び２５４ｎｍの紫外線に曝されることにより励起される。本発明の有利な実施例においては、赤色放出蛍光体はＹ２Ｏ３：Ｅｕ３＋（以下には、ＹＯＥと記載）であり、緑色放出蛍光体は（Ｃｅ，Ｔｂ）ＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋（以下には、ＣＡＴと記載）であり、かつ青色放出蛍光体は、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋又はＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋（以下には、ＢＡＭと記載）の群から選択される。
【００１１】
前述のとおり、これらのランプの長い寿命中に、好ましくないカラーシフトが起こり得ることが判明した。例えば、色のｘ座標は、３５００Ｋの初期色温度を有する高負荷無電極ランプに関しては１００〜５０００時間で約０．０１５〜０．０２だけシフトすることがありかつ色のｙ座標は同じ時間で約０．０１〜０．０１５だけシフトることがある。このカラーシフトは、特に１８５ｎｍの放射線に長期間曝されることに基づき青色放出蛍光体が劣化することにより惹起されると信じられている。イオン衝撃も、別の原因であると疑われる。付加的に、Ｅｕ２＋の酸化が、ランプ作動中に起こることもある。
【００１２】
これらの高負荷ランプのカラーシフト問題は、蛍光体を複数の層で施し、その際最初に青色ＢＡＭ蛍光体を施し、かつその上にＣＡＴ及びＹＯＥのブレンドを施すことにより排除するか又は著しく軽減することができる。これは、ＹＯＥが極めて安定な材料でありかつ従って損傷を与える１８５ｎｍＵＶ線がＢＡＭに達するのを弱めるので、特に適用可能である。
【００１３】
これらのランプの若干の実施例においてはしばしば、ガラス内へのＨｇ拡散を最小にしかつまた蛍光体層によって吸収されなかったＵＶフォトンを吸収及び可視フォトンとしての再放出の再度の機会のため蛍光体層にバック反射するためにガラスの内側表面に最初にアルミナの薄膜を被覆する場合がある。これらの場合には、ＢＡＭをアルミナ被膜の上（上面）に施す。
【００１４】
第１実施例は図２に示されており、この場合にはボディー１２の内側表面１４にはＢＡＭ蛍光体の第１の層１６及びその上にＣＡＴ及びＹＯＥ蛍光体のブレンドの第２の層１８が施されている。
【００１５】
後者の実施例は図３に示されており、この場合には第１の層２０はアルミナであり、第２の層２２はＢＡＭでありかつ第３の層はＹＯＥとＣＡＴの混合物である。
【００１６】
別の実施例においては、第１の蛍光体被膜はＢＡＭ、ＣＡＴ及びＹＯＥを含有することができ、一方上層はまさにＹＯＥを含有する。
【００１７】
このような新規の構造を有するランプが既存のランプに匹敵する初期色点を有するためには、蛍光体層の比重を調整することが必要となる。例えば、４１００Ｋの色温度を有する慣用の高負荷無電極ランプにおいては、単一の蛍光体層は３．９０ｍｇ／ｃｍ２±１０％の質量を有し、該蛍光体は赤色ＹＯＥ５４．５％、緑色ＣＡＴ３４．５％及び青色ＢＡＭ１１％（全て質量％）に分けられる。
【００１８】
多重蛍光体層を使用して同じ４１００Ｋの色温度を有するランプを提供するためには、青色ＢＡＭ蛍光体の比重は、有利には０．４０〜０．９０ｍｇ／ｃｍ２であるべきであり、一方赤色ＹＯＥ及び緑色ＣＡＴ蛍光体を含む上層の比重は、２．５〜３．５ｍｇ／ｃｍ２に調整すべきである。従って、異なった色温度を有するランプを製造するためには、明らかに被覆層の全粉末使用量は、最適化されるべきである。さらに、いずれの被覆層における種々の蛍光体の割合を、最適化する必要も生じ得る。その他の必要な調整が、当業者の判断によって必要となることもある。
【００１９】
前記には蛍光ランプに関して説明したが、この技術は、類似した蛍光体が使用されるが、但しキセノン放電からの放射線に曝されるプラズマディスプレイパネルにも適用可能である。これらのディスプレイパネルも、主に、１４７ｎｍから２００ｎｍであって、１７４ｎｍにピークを有する広帯域Ｘｅ励起に長期間曝されることに基づき劣化する青色ＢＡＭ蛍光体の劣化に基づく同じカラーシフトを被ることが判明している。ＰＤＰディスプレイデバイスにおけるＢＡＭの劣化の機構は、表面ユウロピウムの酸化に基づくと見なされる。
【００２０】
現在本発明の有利な実施例であると考えられることを示しかつ説明して来たが、当業者にとっては、特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく種々の変化及び変更を行うことができることは自明のことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を使用する無電極蛍光ランプの概略平面図である。
【図２】図１の２−２線に沿った断面図である。
【図３】選択的実施例の横断面図である。
【符号の説明】
１０　高負荷無電極蛍光ランプ、　１２　中空ガラスボディー、　１４　ボディー１２の内側表面、　１６　ＢＡＭ蛍光体からなる第１の層、　１８　ＣＡＴ及びＹＯＥのブレンドからなる第２の層、　２０　アルミナからなる第１の層、　２２　ＢＡＭからなる第２の層、　２４　ＹＯＥ及びＣＡＴの混合物からなる第２の層
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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