(57)【要約】【課題】本発明の目的は、樹脂組成物からなる反射板、導光板、拡散板、偏光板などの紫外線による経時的劣化を低減できる蛍光ランプを提供することであり、さらには、発光特性の低下を低減できる液晶表示装置を提供することである。【解決手段】分光反射率が次の範囲にある蛍光体を含む蛍光体層が形成された蛍光ランプは、管外に放出される紫外線の割合が少ないため、紫外線による導光板などの経時的劣化を低減でき、この蛍光ランプを用いることによって、発光特性の低下を低減できる液晶表示装置を提供することができる。３１３ｎｍにおける分光反射率が３０％未満３６５ｎｍにおける分光反射率が５％以上８０％未満（但し、各波長における分光反射率は標準白色の硫酸バリウムの各波長における分光反射率の値を１００％として測定される値）【選択図】図１
2009009704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性気密容器と、透光性気密容器内に形成された蛍光体層と、透光性気密容器内に封入された放電媒体と、電極とを具備する蛍光ランプにおいて、前記蛍光体層は分光反射率が次の範囲にある蛍光体を含むことを特徴とする蛍光ランプ。
３１３ｎｍにおける分光反射率が３０％未満
３６５ｎｍにおける分光反射率が５％以上８０％未満
（但し、各波長における分光反射率は標準白色の硫酸バリウムの各波長における分光反射率の値を１００％として測定される値）
【請求項２】
前記蛍光体層の膜厚が５μｍ〜３０μｍの範囲である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】
前記蛍光ランプの３１３ｎｍ及び３６５ｎｍにおける発光強度が５０％以下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】
請求項１乃至３に記載の蛍光ランプを具備することを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光ランプ及びそれを用いた液晶表示装置に関し、特に液晶パネルのバックライトに使用される蛍光ランプとそれを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は液晶シャッターとバックライトとの組合わせによりパネル上に画像を表示する非発光形表示装置であって、バックライトには主として細管化しやすい冷陰極蛍光ランプが用いられている。このようなバックライトに用いられる蛍光ランプには、図１に示すように、アルゴンなどの希ガスと少量の水銀が混入されており、電極間で放電すると水銀原子が励起され波長２５４ｎｍ、３１３ｎｍ、３６５ｎｍなどの紫外線が放出される。そして、この紫外線によって管壁に塗布された蛍光体が励起され蛍光ランプから可視光が放出されるが、紫外線は全て可視光に変換されずにその一部が管外へ放出される。
【０００３】
一方、図２に示すように、バックライトユニットは蛍光ランプの他に反射板、導光板、拡散板、偏光板などから構成されており、これらは次のような樹脂組成物からなる。例えば、反射板はポリエチレンテレフタレート樹脂等など、導光板はポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、オレフィン系樹脂など、拡散板はポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂など、偏光板は基板にポリエチレンテレフタレート樹脂、プリズム素材にポリメチルメタクリレート樹脂などが使用されている。このような樹脂組成物は蛍光ランプの管外に放出された紫外線を吸収して時間が経つにつれて黄色に変色してしまい、結果として液晶表示装置の発光特性が低下するという問題があった。例えば、反射板に用いられる樹脂組成物が紫外線によって変色すると可視光の反射効率が低下するためパネル輝度が低下してしまう。また、偏光板も同様に変色すると偏向効率が低下するためパネル前面に取り出される発光量が低下してしまうという問題があった。
【０００４】
このような問題に対し、特開２００２−３１３１２２には、ランプユニットのガラス管の内壁や外壁などに紫外線を遮断できるＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３等の遮断膜をコーティングして導光板の黄変現象を防止できることが開示されている。また、特開２００２−２７９８１６には、紫外線が直接導光体に入射するのを防止するために紫外線を吸収又は反射する機能を持つ染料や顔料がコーティングされたフィルタ板を用い、導光体の黄変などによる経時的劣化を防止できることが開示されている。しかしながら、これらの方法はいずれも十分ではなく改良が求められていた。
【特許文献１】特開２００２−３１３１２２
【特許文献２】特開２００２−２７９８１６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものである。本発明の目的は、樹脂組成物からなる反射板、導光板、拡散板、偏光板などの紫外線による経時的劣化を低減できる蛍光ランプを提供することであり、さらには、発光特性の低下を低減できる液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、特定の分光反射率を有する蛍光体を用いた蛍光ランプは、管外に放出される紫外線の割合が少ないため、紫外線による導光板などの経時的劣化を低減できることを新たに見いだし本発明を完成させるに至った。
【０００７】
（１）本発明の蛍光ランプは、透光性気密容器と、透光性気密容器内に形成された蛍光体層と、透光性気密容器内に封入された放電媒体と、電極とを具備する蛍光ランプにおいて、前記蛍光体層は分光反射率が次の範囲にある蛍光体を含むことを特徴とする。
３１３ｎｍにおける分光反射率が３０％未満
３６５ｎｍにおける分光反射率が５％以上８０％未満
（但し、各波長における分光反射率は標準白色の硫酸バリウムの各波長における分光反射率の値を１００％として測定される値）
【０００８】
（２）本発明の蛍光ランプは、（1）に記載の蛍光ランプであって、前記蛍光体層の膜厚が５μｍ〜３０μｍの範囲であることを特徴とする。
【０００９】
（３）本発明の蛍光ランプは、（1）又は（２）に記載の蛍光ランプであって、前記蛍光ランプの３１３ｎｍ及び３６５ｎｍにおける発光強度が５０％以下であることを特徴とする。
【００１０】
（４）本発明の液晶表示装置は、（1）乃至（３）に記載の蛍光ランプを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の蛍光ランプは、樹脂組成物からなる反射板、導光板、拡散板、偏光板などの紫外線による経時的劣化を低減でき、本発明の蛍光ランプを用いることによって、発光特性の低下を低減できる液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための蛍光ランプ及びそれを用いた液晶表示装置を例示するものであって、本発明は蛍光ランプ及びそれを用いた液晶表示装置を以下のものに特定しない。
【００１３】
（蛍光ランプ）
次に、本発明の一実施の形態に係る蛍光ランプについて詳細に説明する。蛍光体として、分光反射率が下記の範囲にある蛍光体を用いる。蛍光体は単一蛍光体でも或いは複数の蛍光体を混合した混合蛍光体でもよい。
３１３ｎｍにおける分光反射率が３０％未満
３６５ｎｍにおける分光反射率が５％以上８０％未満
（但し、各波長における分光反射率は標準白色の硫酸バリウムの各波長における分光反射率の値を１００％として測定される値）
【００１４】
３１３ｎｍにおける分光反射率が３０％以上では、蛍光体に吸収されずに蛍光ランプの管外に放出される３１３ｎｍ紫外線の割合が多くなるため、導光板などが黄変してしまう。３１３ｎｍにおける分光反射率は２７％未満がより好ましい。
【００１５】
３６５ｎｍにおける分光反射率が５％未満では、４００ｎｍ付近の青色成分の吸収が
大きくなるため、蛍光ランプのランプ光束が低下してしまう。逆に、３６５ｎｍにおける分光反射率が８０％以上では、蛍光体に吸収されずに蛍光ランプの管外に放出される３６５ｎｍ紫外線の割合が多くなるため、導光板などが黄変してしまう。３６５ｎｍにおける分光反射率は１０％以上７５％未満がより好ましい。
【００１６】
分光反射率が上記範囲にある蛍光体として、（Ｓｒ，Ｍｇ）２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ、Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ、Ｚｎ２ＧｅＯ４：Ｍｎ、ＹＶＯ４：Ｅｕ、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ４：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，Ｔｂ、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，Ｔｂ、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，Ｔｂ、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎが好ましく用いられる。
【００１７】
これらの蛍光体の平均粒径は１〜１５μｍの範囲が好ましく、１．５〜１０μｍの範囲がより好ましく、２〜８μｍの範囲がさらに好ましい。平均粒径が１μｍより小さいと分光反射率が高くなり、逆に１５μｍより大きいと分光反射率が低くなるため、分光反射率を上記範囲にするには蛍光体の平均粒径を１〜１５μｍの範囲に調整する必要がある。ここで、平均粒径は空気透過法によるフィッシャー・サブ・シーブ・サイザー（Ｆ.Ｓ.Ｓ.Ｓ）を用いて測定した値である。
【００１８】
蛍光体原料中にＦｅなどの不純物元素が含まれていると蛍光体の分光反射率が低下するため、上記蛍光体に使用する蛍光体原料の純度は３Ｎ以上が好ましく、４Ｎ以上がより好ましい。
【００１９】
上記蛍光体のうち、蛍光体原料を還元雰囲気で焼成するＳｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕなどの蛍光体は、還元の強さによって分光反射率が変わるため、分光反射率を上記範囲にするには焼成雰囲気を調整する必要がある。還元雰囲気で焼成する場合、水素濃度が１〜４％の水素／窒素の雰囲気が好ましい。
【００２０】
上記蛍光体は、蛍光体原料を焼成した後、焼成品を粉砕処理して得られるが、粉砕処理する際に使用するメディアによっては蛍光体が汚染され分光反射率が低下するため、アルミナ等の白色セラッミックを用いたボールミル粉砕が好ましい。
【００２１】
次に、上記蛍光体を用いて冷陰極蛍光ランプを作製する。先ず、蛍光体とピロリン酸カルシウム、カルシウムバリウムボレート等の結着剤をニトロセルロース／酢酸ブチル溶液に添加し、これらを混合し懸濁させて蛍光体塗布懸濁液を調製する。得られた蛍光体塗布懸濁液をガラス管の内面に流し込み、その後これに温風を通じることで乾燥させ、ベーキング、排気、フィラメントの装着、口金の取り付けを行い、冷陰極蛍光ランプを得る。
【００２２】
図３に、本発明の冷陰極蛍光ランプの一例を示す。ガラス等から成る透光性気密容器21の内壁には一種以上の蛍光体と結着剤から成る蛍光体層22が形成される。透光性気密容器21の内部にはアルゴン等の希ガス及び水銀蒸気から成る放電媒体23が封入され、透光性気密容器21の両端は一対の電極24a、24bによって封止される。両電極間に電圧をかけて放電媒体23に放電を起こさせ、その際励起された水銀から紫外線が放出され、該紫外線により蛍光体層22の蛍光体が励起されて発光する。
【００２３】
本発明の蛍光ランプにおいて、蛍光体層の膜厚は５μｍ〜３０μｍの範囲が好ましい。膜厚が５μｍより薄いと蛍光体層で吸収されずに蛍光ランプの管外に放出される紫外線の割合が多くなるため、導光板などが黄変してしまう。逆に膜厚が３０μｍより厚いと蛍光ランプのランプ光束が低下してしまう。蛍光ランプの蛍光体層の膜厚は８μｍ〜２５μｍの範囲がより好ましい。
【００２４】
本発明の蛍光ランプにおいて、３１３ｎｍ及び３６５ｎｍにおける発光強度は５０％以下が好ましい。３１３ｎｍ及び３６５ｎｍにおける発光強度が５０％より大きいと蛍光ランプの管外に放出される紫外線の割合が多いため、導光板などが黄変してしまう。蛍光ランプの３１３ｎｍ及び３６５ｎｍにおける発光強度は４０％以下がより好ましく、３０％以下がさらに好ましい。
【００２５】
（液晶表示装置）
次に、本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。図４は、本発明のカラー液晶表示装置の一例を示す断面図である。バックライトユニット31には光源33として白色冷陰極蛍光ランプが設置され、その光は導光板等によって液晶パネル側へ放出される。放出された光の方向を整えるため配向シート34がバックライトユニット31の前面に取り付けられ、バックライトユニット21から液晶パネル32に対して垂直な光が導入される。液晶パネル32は、透明電極と液晶駆動用のTFTからなる35と、それらに対向した透明電極36と、カラーフィルター37と、透明電極に挟まれた液晶層38と、TFT制御回路40とからなり、TFT、液晶層及びカラーフィルターは各表示画素に対応して存在する。TFTによって各表示画素の液晶層38にかかる電圧が決定され、液晶層が相変化して光の透過率が変化する。透過した光はカラーフィルター37によって特定の波長範囲のみ選択的に透過する。こうして各表示画素が特定の色を特定の強度で表示し、それらの集合がカラー液晶表示装置の画像として認識される。
【００２６】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は具体的実施例のみに限定されるものではないことは言うまでもない。
【実施例】
【００２７】
［実施例１］
＜蛍光体＞
原料としてＳｒＣＯ３（純度３Ｎ）１．９６ｍｏｌ、Ｅｕ２Ｏ３（純度４Ｎ）０．０２ｍｏｌ、及び（ＮＨ４）２ＨＰＯ４（純度３Ｎ）２．０ｍｏｌをボールミルで混合し、この原料混合物をアルミナルツボに充填して還元雰囲気中（２％Ｈ２／Ｎ２）で１２００℃で６時間焼成する。冷却後、焼成品を白色アルミナボールを用いて粉砕処理を行い、湿式篩を通した後、脱水乾燥し、さらに乾式篩を通して一般式が（Ｓｒ０．９８Ｅｕ０．０２）２Ｐ２Ｏ７で表される青色発光蛍光体を得る。この蛍光体の組成、平均粒径、３１３ｎｍ及び３６５ｎｍにおける分光反射率の値を表１に示す。
【００２８】
＜蛍光ランプ＞
このようにして得られる蛍光体と結着剤をニトロセルロース／酢酸ブチル溶液に添加し、これらを混合して蛍光体塗布スラリーを調製する。これを管径２ｍｍ、長さ４００ｍｍのガラス管に流し込み、その内面に塗布し、温風を通じて乾燥し、５５０℃で３分間塗布バルブをベーキングして、蛍光膜を形成する。その後、通常の方法に従い、排気した後、アルゴンガスと水銀を混入し、電極のマウント、口金の取り付けを行い、青色に発光する冷陰極蛍光ランプを得る。この蛍光ランプの発光スペクトルを図５に、３１３ｎｍ及び３６５ｎｍにおける発光強度と膜厚を表２に示す。
【００２９】
［実施例２〜１７］
実施例１と同様に、純度が３Ｎ又は４Ｎの原料を用いて焼成し、白色アルミナボールを用いて粉砕処理して実施例２〜１７の蛍光体を得る。この蛍光体の組成、平均粒径、３１３ｎｍ及び３６５ｎｍにおける分光反射率の値を表１に示す。また、この蛍光体を用いて実施例１と同様にして冷陰極蛍光ランプを作製し、３１３ｎｍ及び３６５ｎｍにおける発光強度と膜厚を表２に示す。さらに、実施例５、１４の蛍光ランプの発光スペクトルを図６、７にそれぞれ示す。
【００３０】
［比較例１］
蛍光体を使用しない以外は実施例１と同様にして冷陰極ランプを作製する。この冷陰極ランプの３１３ｎｍ及び３６５ｎｍにおける発光強度を１００％とする。
【００３１】
［比較例２〜８］
従来の方法に従い蛍光体を作製し、この蛍光体を用いて実施例１と同様にして冷陰極蛍光ランプを作製する。蛍光体の組成、平均粒径、３１３ｎｍ及び３６５ｎｍにおける分光反射率の値を表１に、冷陰極蛍光ランプの３１３ｎｍ及び３６５ｎｍにおける発光強度と膜厚を表２に示す。
【００３２】
（分光反射率の測定）
上記実施例及び比較例の蛍光体について、次のように分光反射率を測定する。すなわち、光源としてキセノンランプを用い、キセノンランプからの放射光をモノクロメーターで分光し、蛍光体試料に照射する。試料から反射した反射光を日立分光蛍光光度計（Ｆ−４５００）を用いて分光反射率を測定する。ここで、３１３ｎｍ及び３６５ｎｍにおける蛍光体試料の分光反射率の値は、基準試料として標準白色の硫酸バリウムを使用し、各波長における基準試料の分光反射率を１００％としたときの相対値である。
【００３３】
（膜厚の測定）
上記実施例及び比較例の冷陰極ランプについて、次のように膜厚を測定する。すなわち、ガラスバルブの端から２００ｍｍの位置で切断し、塗布された蛍光体層の膜厚を落射顕微鏡（ニコン製）を用い顕微鏡写真の画像を処理して求める。
【００３４】
（発光強度の測定）
上記実施例及び比較例の冷陰極ランプについて、次のように発光強度を測定する。すなわち、ＣＣＦＬ点灯用インバーターを用いて冷陰極ランプを点灯させ、分光器（相馬光学製Ｓ-１０型）により分光を行い、発光スペクトルを測定し、各冷陰極ランプの３１３ｎｍ及び３６５ｎｍにおける発光強度を求める。なお、発光強度の値は、比較例１の冷陰極ランプの３１３ｎｍ及び３６５ｎｍにおける発光強度を１００％としたときの相対値とする。
【００３５】
上記方法で測定した分光反射率、膜厚、及び発光強度の値を表１及び表２に示した。表１から、本発明の実施例の蛍光体は、３１３ｎｍにおける分光反射率が３０％未満であり、且つ３６５ｎｍにおける分光反射率が５％以上８０％未満であることがわかる。また、本発明の実施例の蛍光体は、平均粒径が１〜１５μｍの範囲であることがわかる。なお、表１において、実施例１５〜１７及び比較例６〜８の蛍光体は混合蛍光体であるため、蛍光体組成とともに各蛍光体の混合割合（重量％）を括弧内に記載した。
【００３６】
表２から、本発明の実施例の蛍光ランプは、蛍光体層の膜厚が５μｍ〜３０μｍの範囲であり、３１３ｎｍ及び３６５ｎｍにおける発光強度が５０％以下であることがわかる。
【００３７】
【表１】
2009009704.tif 000003
【００３８】
【表２】
2009009704.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上に述べたように、本発明によって、樹脂組成物からなる反射板、導光板、拡散板、偏光板などの紫外線による経時的劣化を低減できる蛍光ランプを提供することができ、さらに、発光特性の低下を低減できる液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】冷陰極蛍光ランプの断面図である。
【図２】サイドライト型バックライトユニットの鳥瞰図である。
【図３】本発明の冷陰極蛍光ランプの一例を示す図である。
【図４】本発明のカラー液晶表示装置の一例を示す断面図である。
【図５】実施例１の冷陰極蛍光ランプの発光スペクトルを示す図である。
【図６】実施例５の冷陰極蛍光ランプの発光スペクトルを示す図である。
【図７】実施例１４の冷陰極蛍光ランプの発光スペクトルを示す図である。
【図８】比較例２の冷陰極蛍光ランプの発光スペクトルを示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
1  ガラスバルブ
2  蛍光体層
3  希ガス原子
4  水銀原子
5  紫外線
6  可視光
11  拡散板
12  偏光板
13  導光板
14  冷陰極管
15  反射板
21  透光性気密容器
22  蛍光体層
23  放電媒体
24a、24b  電極
31  バックライトユニット
32  液晶パネル
33  光源
34  配向シート
35  透明電極/TFT
36  透明電極
37  カラーフィルター
38  液晶層
39  ガラス板
40  TFT制御回路
【図１】
2009009704.tif 000005
【図２】
2009009704.tif 000006
【図３】
2009009704.tif 000007
【図４】
2009009704.tif 000008
【図５】
2009009704.tif 000009
【図６】
2009009704.tif 000010
【図７】
2009009704.tif 000011
【図８】
2009009704.tif 000012