(57)【要約】【課題】蛍光体層を剥離することなく曲管形に形成できる蛍光ランプを提供する。【解決手段】ガラス管１２の内壁面に蛍光体層１３が形成され、ガラス管の内部に放電媒体１４が封入され、ガラス管の両端部に電極１５が配置された蛍光ランプ１１において、蛍光体層１３の表面に高温で融解する材料の被膜１８を形成したもの。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス管の内壁面に蛍光体層が形成され、前記ガラス管の内部に放電媒体が封入され、前記ガラス管の両端部に電極が配置された蛍光ランプにおいて、
前記蛍光体層の表面に高温で融解する材料の被膜を形成したことを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
前記高温で融解する材料の被膜は、前記ガラス管の曲げ加工予定部位において前記蛍光体層の表面に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の蛍光ランプ。
【請求項３】
前記高温で融解する材料の被膜は、低融点ガラス結着剤の被膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の蛍光ランプ。
【請求項４】
ガラス管の内壁面に蛍光体層を形成し、
前記蛍光体層の表面に高温で融解する材料の被膜を形成し、
前記高温で融解する材料の被膜を形成した後に、前記ガラス管を高温加熱して曲げ加工することを特徴とする蛍光ランプの製造方法。
【請求項５】
前記高温で融解する材料の被膜は、前記ガラス管の曲げ加工予定部位において前記蛍光体層の表面に形成することを特徴とする請求項４に記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項６】
前記高温で融解する材料の被膜は、低融点ガラス結着剤の被膜であることを特徴とする請求項４又は５に記載の蛍光ランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光ランプ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液晶ディスプレイのバックライト光源として採用される冷陰極蛍光ランプは、一般に、図８に示す構造である。すなわち、ガラス管１の内壁面に３波長蛍光体の蛍光体層２を形成し、ガラス管１の内部の放電空間３に希ガスと水銀との混合ガスを放電媒体として封入し、ガラス管１の両端部の内部に電極４を封着し、各電極４に一端の接続されている封着線５をガラス管１の端部から外部に導出した構造である。
【０００３】
そして蛍光体層２は、通常、３波長蛍光体の蛍光体スラリーを１０〜４０μｍの厚さに塗布し、乾燥させることで形成したものである。この３波長蛍光体の素材には、例えば、赤色蛍光体としてＹ２Ｏ３：Ｅｕ、緑色蛍光体としてＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ、そして青色蛍光体としてＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕそれぞれの蛍光体が用いられている。また蛍光体スラリーは、ポリエチレンオキサイトなどの増結剤を水に溶解した無機バインダーやニトロセルロースなどの増粘剤を酢酸ブチルに溶解させた有機バインダーに蛍光体を分散させたものを用いている。そして、蛍光体層をガラス管の内壁面に形成する際に蛍光体被膜がガラス管の内壁面より剥離しないように、加熱工程などの高温条件下で融解する融解型結着剤を蛍光体スラリーに添加していた。
【０００４】
しかしながら、従来使用されてきた水を溶媒とした蛍光体スラリーであって、ランプ作製時に十分な結着力を得るために結着剤として融解型結着剤である低融点ガラス（ホウ酸ランタンマグネシウム：融点約６５０℃）結着剤を使用した蛍光体スラリーの場合、この低融点ガラス結着剤が蛍光体スラリーに対して可溶性であるため、図９のグラフに示すように、蛍光体スラリーを作成してから時間がたつとランプの全光束が低下してきて暗くなるというスラリー液寿命の問題点がある。
【０００５】
そのため、スラリー液寿命を優先させるためにアルミナなどを用いた分子間力で結着させる分子間力型結着剤を使用した蛍光体スラリーが使用されるようになってきている。しかしながら、この分子間力型結着剤を使用した蛍光体スラリーの場合、曲管形のランプを作製する場合に問題点がある。つまり、分子間力型結着剤は直管形のガラス管の内壁面に塗布し、乾燥させて蛍光体層を形成した場合には十分な結着力が得られる。ところが、曲管形の蛍光ランプを得るために、図１０（ａ）に示したように直管形のガラス管１の内壁面に蛍光体スラリーを塗布し、乾燥させて蛍光体層２を形成した後に、同図（ｂ）に示すようにそのガラス管１の所定の部位を加熱して曲げる加工を加えると、蛍光体層２がガラス管１の内壁面から剥がれてしまう問題点があった。尚、図１０において、大きな球は蛍光体粒子１０１、小さな球は分子間力型結着剤粒子１０２を示している。
【特許文献１】特開２００５−１００７４５号公報
【特許文献２】特開２００４−３１９４６８号公報
【特許文献３】特開２００４−２５６９号公報
【特許文献４】特開昭５７−１８７３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような従来の技術的な問題点に鑑みてなされたもので、蛍光体層を剥離することなく曲管形に形成できる蛍光ランプ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、ガラス管の内壁面に蛍光体層が形成され、前記ガラス管の内部に放電媒体が封入され、前記ガラス管の両端部に電極が配置された蛍光ランプにおいて、前記蛍光体層の表面に高温で融解する材料の被膜を形成したものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の蛍光ランプにおいて、前記高温で融解する材料の被膜は、前記ガラス管の曲げ加工予定部位において前記蛍光体層の表面に形成したことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２の蛍光ランプにおいて、前記高温で融解する材料の被膜は、低融点ガラス結着剤の被膜であることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４の発明の蛍光ランプの製造方法は、ガラス管の内壁面に蛍光体層を形成し、前記蛍光体層の表面に高温で融解する材料の被膜を形成し、前記高温で融解する材料の被膜を形成した後に、前記ガラス管を高温加熱して曲げ加工することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項４の蛍光ランプに製造方法において、前記高温で融解する材料の被膜は、前記ガラス管の曲げ加工予定部位において前記蛍光体層の表面に形成することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項４又は５の蛍光ランプの製造方法において、前記高温で融解する材料の被膜は、低融点ガラス結着剤の被膜であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ガラス管の曲げ予定部位を加熱して曲げ加工する際には高温で融解する材料の被膜が蛍光体層の表面に形成できるので、蛍光体層を剥離することなくガラス管を曲げ加工して曲管形の蛍光ランプが作製できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は、本発明の１つの実施の形態の曲管形の蛍光ランプ１１を採用したバックライトユニットを示している。蛍光ランプ１１の内部構造は、図２に示すように、曲管形のガラス管１２の内壁面に蛍光体層１３を形成し、ガラス管１２の内部の放電空間１４に１又は複数種の希ガスと水銀との混合ガスの放電媒体を封入し、ガラス管１２の両端部に電極１５を設置した構造であり、ガラス管１２の中間部１６がＵ字形に曲げ加工されている。そして図１に示したように、バックライトユニットとして、この曲管形の蛍光ランプ１１が必要な明るさで照明できる本数だけフレーム１７に並設されている。
【００１５】
本実施の形態の蛍光ランプ１１において、蛍光体層１３は、３波長蛍光体の蛍光体スラリーを１０〜４０μｍの厚さに塗布し、乾燥させることで形成したものである。この３波長蛍光体の素材には、例えば、赤色蛍光体としてＹ２Ｏ３：Ｅｕ、緑色蛍光体としてＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ、そして青色蛍光体としてＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕをそれぞれ用いる。また蛍光体スラリーとしては、ポリエチレンオキサイトなどの増結剤を水に溶解した無機バインダー、あるいはニトロセルロースなどの増粘剤を酢酸ブチルに溶解させた有機バインダーに上記の３波長蛍光体を分散させたものを用いる。あるいは、スラリー液寿命を優先させるためには、アルミナなどを用いた分子間力で結着させる分子間力型結着剤として水溶性アルミナ結着剤を混入した蛍光体スラリーを使用する。そして、蛍光体層１３の表面に曲げ加工時の剥離防止のために、高温で融解する材料として水を溶媒とした低融点ガラス結着剤スラリーを少なくとも曲げ加工予定部位に塗布し、乾燥させてその被膜を形成する。図３には、この被膜を形成した後の蛍光体層１３の状態を示してある。図３において、１２はガラス管、１３が蛍光体層、１８が被膜である。そして蛍光体層１３は、３波長蛍光体粒子１３Ａと分子間力型結着剤粒子１３Ｂで構成されている。尚、図３において、蛍光体層１３の中で、大きな球が蛍光体粒子１３Ａであり、小さな球が分子間力型結着剤粒子１３Ｂである。
【００１６】
こうして蛍光体層１３と被膜１８を形成した直管形の長尺のガラス管に対して、例えばＵ形、Ｌ形あるいはＣ形の曲管形のガラス管１２に曲げ加工するには、従来同様に曲げ予定部位を加熱して軟化させ、所定の角度まで曲げ加工する。この曲げ加工の際、本実施の形態の蛍光ランプでは、少なくとも曲げ加工予定部位において蛍光体層１３の表面に融解型結着剤の被膜１８が形成されているため、ガラス管に対する加熱によってこの融解型結着剤が融解し、図４に示すように、ガラス管１２の内壁面から蛍光体層１３が剥離するのを防ぎ、歩留まり良く曲管形の蛍光ランプ１１が製造できる。
【００１７】
上記の長尺、直管形のガラス管１２に対して、その内壁面に通常の方法で蛍光体層１３を形成した後に、融解型結着剤の被膜１８を形成する方法を、図５を用いて説明する。直管形のガラス管１２で、通常の方法で蛍光体スラリーを吸い上げ塗布し、乾燥させて３波長蛍光体層１３が形成されたものを、図５（ａ）に示すように垂直に保持し、その下部開口部を例えば水を溶媒とした低融点ガラス結着剤スラリー２１に浸し、ガラス管１２の上部開口部を減圧装置２２に接続する。次に、図５（ｂ）に示すように、減圧装置２２によって低融点ガラス結着剤スラリー２１をガラス管１２内に吸い上げ、ガラス管１２内を当該スラリー２１にて充填する。次に、図５（ｃ）に示すように、ガラス管１２内に充填された結着剤スラリー２１を容器内に戻し、ガラス管１２の下部開口部を容器の結着剤スラリー２１から取り出す。これによって、ガラス管１２の内壁面の蛍光体層１３の表面には低融点ガラス結着剤スラリーの未乾燥の被膜が形成される。続いて、図５（ｄ）に示すように、ガラス管１２の上部開口部に乾燥機２３を接続し、ガラス管１２内に常温あるいは加熱された乾燥気体を吹込み、未乾燥の結着剤スラリーの被膜を乾燥させ、融解型結着剤の被膜１８を蛍光体層１３の表面に形成する。
【００１８】
このようにして長尺、直管形のガラス管１２の内壁面に蛍光体層１３を形成し、その表面に融解型結着剤の被膜１８を形成した後、上述したようにガラス管１２の曲げ予定部位を加熱して軟化させ、所定の角度まで曲げ加工し、曲管形の蛍光ランプ１１を得る。
【００１９】
本実施の形態の蛍光ランプ及びその製造方法によれば、少なくとも曲げ加工予定部位において蛍光体層１３の表面に融解型結着剤の被膜１８を形成しておき、ガラス管の曲げ加工予定部位を加熱して曲げ加工するので、このガラス管に対する加熱、曲げ加工工程で融解型結着剤を融解させることができ、図４に示すように、ガラス管１２の内壁面から蛍光体層１３が剥離するのを防ぎ、歩留まり良く曲管形の蛍光ランプ１１が製造できる。
【実施例】
【００２０】
日本電気硝子株式会社製の、長さ５００ｍｍ、外径３．０ｍｍ、内径２．０ｍｍの直管形ガラス管を多数本用意し、それぞれに対して、３波長蛍光体の蛍光体スラリーを１０〜５０μｍの厚さに塗布し、乾燥させることで蛍光体層を形成した。この３波長蛍光体の素材には、例えば、赤色蛍光体としてＹ２Ｏ３：Ｅｕ、緑色蛍光体としてＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ、そして青色蛍光体としてＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕをそれぞれ用いた。また蛍光体スラリーとしては、上記３波長蛍光体を分散させた水溶性アルミナ結着剤を混入した蛍光体スラリーを使用した。
【００２１】
図６の表に示したように、融解型結着剤スラリーとして、水を溶媒とした低融点ガラス結着剤スラリーをそれに混入される低融点ガラス結着剤の濃度が異なる５種類用意した。低融点ガラス結着剤は、硼酸ランタンマグネシウムである。
【００２２】
そして、上記の各直管形ガラス管の下部開口部を、各濃度の低融点ガラス結着剤スラリーに浸し、ガラス管の上部開口部を減圧装置に接続し、低融点ガラス結着剤スラリーをガラス管内に吸い上げて塗布し、その後、乾燥気体をガラス管に吹込んで乾燥させた。そして、上記の表に示すような６種類（そのうち１種類は融解型結着剤の被膜は形成していない）の直管形ガラス管を得た。
【００２３】
これらの各ガラス管に対して、通常の蛍光ランプを製造する工程によって、一端の内部に電極を設置してその端部を封止し、また管内を排気し、放電媒体を封入し、他端の内部に電極を設置し、その端部も封着して、５００ｍｍ長の蛍光ランプを作製した。
【００２４】
上記６種類の直管形の蛍光ランプそれぞれに対して、所定の部位を６００℃に加熱して軟化させ、９０度の曲げ角度で曲げ加工して曲管形の蛍光ランプを得た。
【００２５】
こうして作製した６種類の曲管形蛍光ランプそれぞれに対して曲げ加工部の蛍光体層の剥離の有無を検査したところ、上記の表に示したように、融解型結着剤の被膜を形成していないもの、またその結着剤濃度が２．５％のものについては蛍光体層の剥離が発生していた。
【００２６】
また、各種類の蛍光ランプの点灯試験を行い、光束を測定したところ、融解型結着剤の被膜を形成していない蛍光ランプの光束Ｌｍに対する相対光束も、図６の表のようになった。
【００２７】
これらの実験から、次のような結論が得られた。図７に低融点ガラス結着剤の波長吸収特性を示してある。本実施例で採用した低融点ガラス結着剤の場合、３００ｎｍ以下の波長に対して吸収率が上げる傾向がある。これに対して、蛍光体を励起させて発光させる水銀スペクトル線は２５４ｎｍであり、低融点ガラス結着剤の吸収域の波長である。このため、低融点ガラス結着剤の被膜１８の厚みを大きくすると水銀スペクトル線を多く吸収することになり、蛍光体の発光量を抑制することになり、ランプ特性に悪影響を与えてしまう。このことから、低融点ガラス結着剤の被膜１８を適切な厚みにするには、低融点ガラス結着剤スラリーとしてその中の結着剤濃度を２．５％〜５％に調整したものを用いて上記の方法で被膜を塗布し、乾燥させることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の１つの実施の形態の蛍光ランプを装着したバックライトユニットの平面図。
【図２】上記実施の形態の蛍光ランプの軸方向断面図及び軸に垂直な面での断面図。
【図３】上記実施の形態の蛍光ランプの製造過程における融解型結着剤の被膜形成状態のガラス管の断面図。
【図４】上記実施の形態の蛍光ランプの製造過程における融解型結着剤の被膜形成後に曲げ加工を施した後のガラス管の曲げ部分の断面図。
【図５】上実施の形態の蛍光ランプの製造方法における融解型結着剤の被膜形成工程を示す工程図。
【図６】本発明の実施例の融解型結着剤の濃度別ランプ特性を示す表。
【図７】融解型結着剤である低融点ガラス結着剤の波長別吸収率のグラフ。
【図８】従来例の蛍光ランプの軸方向断面図及び軸に垂直な面での断面図。
【図９】各種蛍光体スラリーを用いた蛍光ランプのスラリー液寿命特性のグラフ。
【図１０】従来の分子間力型結着剤を混入した蛍光体スラリーによる蛍光体層を形成した蛍光ランプの曲げ加工時の蛍光体層の剥離現象を示す説明図。
【符号の説明】
【００２９】
１１…蛍光ランプ、１２…ガラス管、１３…蛍光体層、１４…放電空間、１５…電極、１８…融解型結着剤の被膜。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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