(57)【要約】【課題】本発明は、ガラス管内壁に夫々Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色の色調の光を放出する３種類の蛍光体を配合した塗膜が形成された放電ランプにおいて、高輝度で有効発光範囲に亘って色調むらの少ない光を放出する放電ランプを実現することにある。【解決手段】略垂直に保持したガラス管の一端部を容器に入った液状の蛍光体スラリー中に浸漬してガラス管内の所定の位置まで吸い上げ、ガラス管内壁に付着した蛍光体スラリーを空気や窒素の乾燥ブローを送り込んで乾燥させて蛍光体の塗膜を形成する。このとき、乾燥工程において乾燥ブローの時間と流量を制御することによってガラス管２内壁３の蛍光体塗膜４にガラス管２の長手方向に対して膜厚勾配を持たせた。【選択図】図４
2007242361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス管の少なくとも両端に電極を配設し、前記ガラス管の内壁面に蛍光体層を設けた放電ランプの製造方法であって、
夫々赤色、緑色、青色の三原色の色調の光を放出する３種類の蛍光体を配合した液状の蛍光体スラリー中に、略垂直に保持した前記ガラス管の一方の端部を浸漬する工程と、
前記ガラス管の他方の端部から前記ガラス管内の空気を吸気して前記ガラス管内の所定の位置まで前記蛍光体スラリーを吸い上げる工程と、
前記蛍光体スラリーを吸い上げたガラス管を前記スラリー中から引き上げて、前記ガラス管の内壁に付着した蛍光体スラリーを前記ガラス管の吸気側から空気または窒素の乾燥ブローを送り込んで乾燥させて蛍光体層を形成する工程を備え、
前記乾燥工程において、前記乾燥ブローの時間と流量を制御することによって前記ガラス管内壁に形成する蛍光体層に該ガラス管の長手方向に対して膜厚勾配を持たせたことを特徴とする放電ランプの製造方法。
【請求項２】
前記ガラス管内壁に形成する蛍光層の膜厚は、前記ガラス管の前記蛍光体スラリー中に浸漬した端部側が薄く、前記吸気した端部側が厚いことを特徴とする請求項２に記載の放電ランプの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のガラス管を使用した放電ランプにおいて、前記ガラス管内壁に形成された蛍光体層の膜厚は２０〜３０μｍの範囲内であることを特徴とする放電ランプの製造方法。
【請求項４】
ガラス管の少なくとも両端に電極を配設し、前記ガラス管の内壁面に蛍光体層を設けた放電ランプであって、
前記蛍光体層は前記ガラス管の長手方向に対して膜厚勾配を有していることを特徴とする放電ランプ。
【請求項５】
前記ガラス管内壁に形成された蛍光体層の膜厚は２０〜３０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項４に記載の放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプおよびその製造方法に関するものであり、詳しくは、液晶パネルやカラーフィルム等のバックライト用光源として使用される色度むらの少ない放電ランプおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱陰極管や冷陰極管等の放電ランプは、両端に電極が設けられたガラス管の内壁に一様に蛍光体が塗布されており、ガラス管内に適量の水銀（Ｈｇ）とアルゴン（Ａｒ）あるいはネオン（Ｎｅ）等の不活性ガスが数十Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。
【０００３】
上記放電ランプの発光原理は、外部から両端間に電界を印加すると気体中に存する初期電子が加速され、ガラス管内に封入された水銀の気体原子および不活性ガスに衝突して励起し電離させて電子を発生させるといった連鎖反応を起こしてグロー放電が開始される。また、電子が衝突した水銀原子は励起されて紫外線（λｐ＝２５３．７ｎｍ）を放出し、この紫外線がガラス管の内壁に一様に塗布された蛍光体を励起して可視光に変換され、外部に放出される。というものである。
【０００４】
ところで、白色放電ランプを作製するにあたって、蛍光体を放電ランプのガラス管の内壁に塗膜するには、一般的に図１０に示すような方法が採用されている。
【０００５】
それは、（ａ）のように、溶媒の酢酸ブチルにニトロセルロースを溶解し、その溶液に紫外線で励起されて夫々Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の三原色の色調の光を放出する３種類の蛍光体を配合した溶液（蛍光体スラリー３０）を容器３１に入れ、チャック３２で略垂直に保持したガラス管３３の一方の端部を蛍光体スラリー３０中に浸漬させる。
【０００６】
次に、（ｂ）のように、ガラス管３３の他方の端部からガラス管３３内の空気を吸気し、ガラス管３３内の所定の位置まで蛍光体スラリー３０を吸い上げる。
【０００７】
更に、（ｃ）のように、ガラス管３３の上記（ｂ）の吸気側端部からガラス管３３内に空気や窒素の乾燥ブローを送り込み、ガラス管３３の内壁に付着した蛍光体スラリーを乾燥させて蛍光体の塗膜３４を形成するようにしたものである。
【０００８】
ところで、このような従来の蛍光体塗膜形成方法は、略垂直に保持されたガラス管の内壁に付着した蛍光体スラリーの乾燥は、ガラス管の乾燥ブローの注入口側から対向する端部側に向かって乾燥ブローの流れに沿って徐々に行なわれる。
【０００９】
従って、ガラス管内壁の乾燥ブローの注入口側に位置する蛍光体スラリーは乾燥ブローで乾燥されて塗膜を形成した状態にあるとしても、ガラス管内壁の乾燥ブローの注入口側から離れた位置（ガラス管の乾燥ブローの注入口側よりも下方）に位置する蛍光体スラリーが液状状態にある場合がある。
【００１０】
このとき、ガラス管内壁に付着した液状の蛍光体スラリーを構成するＲ、Ｇ、Ｂの３種類の蛍光体は夫々比重が異なっており、ガラス管の長手方向の位置によってＲ、Ｇ、Ｂの蛍光体の配合比率が変わることになる。
【００１１】
すると、このような状態における液状の蛍光体スラリーを乾燥させて蛍光体の塗膜を形成したガラス管を使用して放電ランプを作成すると、ガラス管の長手方向に対するＲ、Ｇ、Ｂ夫々の蛍光体の配合比率の不均一性によって、放電ランプの有効発光範囲（中心部輝度の７０％以上の輝度を有する範囲）に亘って均一な色調の光を得ることは困難となる。特に、放電ランプの両端における管端色差が大きくなるという問題を有している。
【００１２】
このような問題を回避するために、下記のような提案がなされている。それは、比重の大きい蛍光体ほど粒径を小さくして夫々の蛍光体粒子の重量を均一化し、配合液中における沈殿速度を近似させてガラス管内壁に塗膜する蛍光体の配合比率の均一化を狙ったものである（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開昭５６−１４３６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、Ｇ（緑色）蛍光体は他のＲ（赤色）蛍光体およびＢ（青色）蛍光体と比較して比重が大きいために、上記方法でガラス管内壁に塗膜する蛍光体の配合比率の均一化を図るためには、他の蛍光体に比較して粒径を小さくする必要がある。
【００１４】
その場合、放電ランプの管端色差が改善されたとしても、蛍光体の粒子が小さくなるにつれて波長変換効率が低下するために必ずしも放電ランプに要求される輝度を満足するものとはならなかった。
【００１５】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、ガラス管内壁に夫々Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色の色調の光を放出する３種類の蛍光体を配合した塗膜が形成された放電ランプにおいて、高輝度で有効発光範囲に亘って色調むらの少ない光を放出する放電ランプを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、ガラス管の少なくとも両端に電極を配設し、前記ガラス管の内壁面に蛍光体層を設けた放電ランプの製造方法であって、
夫々赤色、緑色、青色の三原色の色調の光を放出する３種類の蛍光体を配合した液状の蛍光体スラリー中に、略垂直に保持した前記ガラス管の一方の端部を浸漬する工程と、
前記ガラス管の他方の端部から前記ガラス管内の空気を吸気して前記ガラス管内の所定の位置まで前記蛍光体スラリーを吸い上げる工程と、
前記蛍光体スラリーを吸い上げたガラス管を前記スラリー中から引き上げて、前記ガラス管の内壁に付着した蛍光体スラリーを前記ガラス管の吸気側から空気または窒素の乾燥ブローを送り込んで乾燥させて蛍光体層を形成する工程を備え、
前記乾燥工程において、前記乾燥ブローの時間と流量を制御することによって前記ガラス管内壁に形成する蛍光体層に該ガラス管の長手方向に対して膜厚勾配を持たせたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記ガラス管内壁に形成する蛍光層の膜厚は、前記ガラス管の前記蛍光体スラリー中に浸漬した端部側が薄く、前記吸気した端部側が厚いことを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のガラス管を使用した放電ランプにおいて、前記ガラス管内壁に形成された蛍光体層の膜厚は２０〜３０μｍの範囲内であることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、ガラス管の少なくとも両端に電極を配設し、前記ガラス管の内壁面に蛍光体層を設けた放電ランプであって、
前記蛍光体層は前記ガラス管の長手方向に対して膜厚勾配を有していることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の請求項５に記載された発明は、請求項４において、前記ガラス管内壁に形成された蛍光体層の膜厚は２０〜３０μｍの範囲内であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、夫々赤色、緑色、青色の三原色の色調の光を放出する３種類の蛍光体を配合した液状の蛍光体スラリー中に、略垂直に保持した前記ガラス管の一方の端部を浸漬する工程と、
前記ガラス管の他方の端部から前記ガラス管内の空気を吸気して前記ガラス管内の所定の位置まで前記蛍光体スラリーを吸い上げる工程と、
前記蛍光体スラリーを吸い上げたガラス管を前記スラリー中から引き上げて、前記ガラス管の内壁に付着した蛍光体スラリーを前記ガラス管の吸気側から空気または窒素の乾燥ブローを送り込んで乾燥させて蛍光体層を形成する工程を備え、
前記乾燥工程において、前記乾燥ブローの時間と流量を制御することによって前記ガラス管内壁に形成する蛍光体層に該ガラス管の長手方向に対して膜厚勾配を持たせた。
【００２２】
その結果、上記ガラス管を使用した放電ランプは、該放電ランプの長手方向に対して色調むらの少ないものとなった。特に、放電ランプの両端における管端色差を低減することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図１０を参照しながら、詳細に説明する。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
【００２４】
本発明は、放電ランプの有効発光範囲に亘って均一な色度（色調）の光を得ること、特に放電ランプの両端における管端色差を低減することを目的とし、その目的を達成するために夫々Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色の色調の光を放出する３種類の蛍光体を配合してガラス管の内壁に形成した蛍光体塗膜の膜厚によって、放電ランプから放出される光の色度（色調）が変わることに注目した。
【００２５】
その結果、従来のような蛍光体の比重の大きい蛍光体ほど粒径を小さくして夫々の蛍光体粒子の重量を均一化し、配合液中における沈殿速度を近似させてガラス管内壁に塗膜する蛍光体の配合比率の均一化を図るような方法ではなく、ガラス管の内壁に形成する蛍光体の塗膜の膜厚を制御することによって放電ランプに要求される輝度を保持しつつ、管端色差を低減させる方法を実現した。
【００２６】
そこで、本発明の実施形態を説明する前提として、発明者が検証した特性について図に基づいて説明する。図１は夫々Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色の光を放出する３種類の蛍光体を配合してガラス管の内壁に塗膜を形成した放電ランプにおいて、蛍光体の塗膜の膜厚と輝度との関係、図２は同様の蛍光ランプにおいて蛍光体の塗膜の膜厚と色度との関係を示している。なお、図1および図２のグラフは、横軸で表される全膜厚に亘ってＲ、Ｇ、Ｂの３種類の蛍光体の配合比率が同一である場合を示したものである。
【００２７】
図１より、蛍光体の膜厚が２０μｍ〜３０μｍの範囲内において輝度のピークが存在し、特に膜厚が２０μｍ以下になると輝度が著しく低下することがわかる。つまり、蛍光体の膜厚を２０μｍ〜３０μｍの範囲内に制御できれば大きな輝度差を生じないことになる。
【００２８】
また、図２より、蛍光体の膜厚によって色度が変わることがわかる。つまり、蛍光体の膜厚を制御することによって所望する色度を確保することができることになる。
【００２９】
従って、ガラス管の内壁に塗膜する蛍光体の膜厚を２０μｍ〜３０μｍの範囲内に設定すると共に蛍光体の膜厚を制御することによって、放電ランプの有効発光範囲に亘って輝度むらおよび色度むらが少なく、特に両端における管端色差を低減した放電ランプが実現できるものと推測できる。
【００３０】
以上の検証結果を踏まえ、上記図１０で示した一般的な方法によって、比較例の放電ランプと本発明の実施形態に係わる実施例の放電ランプの夫々を構成するガラス管の内壁にＲ、Ｇ、Ｂの３種類の蛍光体を配合したＲＧＢ蛍光体の塗膜を形成するようにした。但し、図１０（ｃ）のガラス管内壁に付着した液状の蛍光体スラリーを乾燥する工程において、夫々図３に示すようなシーケンスによって乾燥ブローの時間と流量を制御した。この場合、比較例および実施例共に使用する蛍光体は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３種類の蛍光体の比重を考慮しないで配合したものであり、比較例の乾燥シーケンスは一般的に行なわれている作業標準に基づくものである。
【００３１】
そして、上記工程を経て内壁にＲＧＢ蛍光体塗膜が形成されたガラス管を使用して、図４に示す比較例および実施例の放電ランプ１が作製される。そのうち、実施例の放電ランプ１のガラス管２内壁３に形成された蛍光体塗膜４の状態を示すものが図５〜図７である。
【００３２】
そのうち、図５および図７は蛍光体が塗膜された両端部、図６はその中間部の状態を示しており、更にそのうち、図５は蛍光体を塗膜するときにクランプで保持された側（上側）であり、図７は蛍光体スラリーに浸漬された側（下側）を示している。
【００３３】
すると図５〜図７からわかるように、実施例の放電ランプのガラス管２内壁３に形成された蛍光体塗膜４はガラス管２の長手方向に対して膜厚勾配を有しており、蛍光体塗膜形成時に上側となっていた方の蛍光体端部は膜厚が３０μｍであり、蛍光体塗膜形成時に下側となっていた方の蛍光体端部は膜厚が２０μｍである。
【００３４】
つまり、ガラス管２内壁３に蛍光体塗膜４を形成するときに、図３に示すような乾燥シーケンスによって、放電ランプにしたときに輝度低下を生じない３０μｍ〜２０μｍの範囲内でガラス管の上側の蛍光体塗膜が厚く、下側の蛍光体塗膜が薄くなるように膜厚を制御したためである。
【００３５】
なお、比較例の放電ランプのガラス管内壁に形成された蛍光体塗膜の膜厚は、ガラス管の長手方向に対して概ね一様である。
【００３６】
図８は放電ランプの比較例と実施例の夫々について、蛍光体塗膜の膜厚と輝度の関係を表したグラフ、図９は同じく放電ランプの比較例と実施例の夫々について、放電ランプから放出される光の該放電ランプの長手方向に対するｘ，ｙ夫々の色度を表している。なお、ガラス管の長手方向の位置を表す横軸において、０ｍｍ側は蛍光体塗膜形成時に上側となっていた方であり、８００ｍｍ側は蛍光体塗膜形成時に下側となっていた方である。
【００３７】
まず。図８より、蛍光体塗膜の膜厚について、比較例はガラス管の長手方向に対して大きな膜厚の変化はない。それに対して実施例は長手方向に対して約３０μｍ〜約２０μｍの範囲で略直線的に変化している。ところが、蛍光体塗膜の膜厚の形成状態が比較例と実施例とでは大きく異なっているにも係わらず、輝度については比較例と実施例とではほとんど差異はない。
【００３８】
つまり図８からは、実施例のように、ガラス管内壁に対する蛍光体塗膜形成時に、図３に示す乾燥ブローシーケンスに基づいてガラス管内壁に形成する蛍光体塗膜に膜厚勾配を設けても、比較例と同等の輝度を確保することが可能であることがわかる。
【００３９】
次に、図９より、比較例は色度ｘ，ｙ共にガラス管の長手方向に対して右肩上がりの特性を示しているのに対し、実施例は色度ｘ，ｙ共に円弧状の特性を示して両端の色度が互いに近づく方向に向かっている。
【００４０】
つまり図９からは、実施例のように、ガラス管内壁に対する蛍光体塗膜形成時に、図３に示す乾燥ブローシーケンスに基づいてガラス管内壁に形成する蛍光体塗膜に膜厚勾配を設ることによって、比較例よりも長手方向に対する色度むらが少なく、特に両端における管端色差が低減していることがわかる。
【００４１】
以上の結果より、ガラス管内壁に対する蛍光体塗膜形成時に、ガラス管の内壁に付着した液状の蛍光体スラリーを乾燥ブローの時間と流量を制御することによって、乾燥後の蛍光体塗膜がガラス管の長手方向に対して膜厚勾配を持つようにした。
【００４２】
そしてこの蛍光体塗膜形成ガラス管を使用した放電ランプは従来の放電ランプに対して、輝度を維持しながら色調むらが改善されたものとなった。
【００４３】
これは、蛍光体塗膜形成時に、ガラス管内壁に付着した液状の蛍光体スラリーを構成するＲ、Ｇ、Ｂ夫々の蛍光体の比重の違いによる沈降速度の差に起因するＲ、Ｇ、Ｂ蛍光体の配合比率の不均一から生じる色調むらを、輝度低下を生じない範囲で蛍光体塗膜の膜厚を調整することによって光学的に補正したためである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】放電ランプのガラス管内壁に形成される蛍光体塗膜の膜厚と輝度の関係を示すグラフである。
【図２】同じく、放電ランプのガラス管内壁に形成される蛍光体塗膜の膜厚と色度の関係を示すグラフである。
【図３】本発明の放電ランプの製造方法において、放電ランプのガラス管内壁に蛍光体塗膜を形成するときの作業シーケンスである
【図４】放電ランプの比較例および実施例の部分断面図である。
【図５】図４が実施例のときの図４のＡ部詳細図である。
【図６】図４が実施例のときの図４のＢ部詳細図である。
【図７】図４が実施例のときの図４のＣ部詳細図である。
【図８】比較例と実施例のガラス管の長手方向に対する蛍光体塗膜および輝度の関係を示すグラフである。
【図９】比較例と実施例のガラス管の長手方向に対する色度の関係を示すグラフである。
【図１０】ガラス管内壁に蛍光体塗膜を形成する一般的な工程図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    放電ランプ
２    ガラス管
３    内壁
４    蛍光体塗膜
【図１】
2007242361.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007242361.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007242361.tif 000009
【図８】
2007242361.tif 000010
【図９】
2007242361.tif 000011
【図１０】
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