説明

冷陰極蛍光ランプ

【課題】残光特性が短く、適切な白色光を発光することができる冷陰極蛍光ランプを提供する。
【解決手段】冷陰極蛍光ランプ10は、ガラス管1の内面に緑色蛍光体、赤色蛍光体および青色蛍光体の3種を混合した蛍光体からなる蛍光体膜2を備える。具体的には、緑色蛍光体は、YS:TbまたはGdS:Tbで表される蛍光体を用いる。赤色蛍光体は、YVO:Eu、Y(PV)O:EuまたはY:Euで表される蛍光体を用いる。青色蛍光体は、BaMgAl1017:Euまたは(Sr,Ca,Ba)(POCl:Euで表される蛍光体を用いる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、冷陰極蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【0002】
冷陰極蛍光ランプは、「放電」と「蛍光」の2つの現象を利用した照明装置である。一般の蛍光ランプよりも細く長寿命なため、主に液晶のバックライト用光源として使用されている。
【0003】
冷陰極蛍光ランプは、ガラス管内壁に塗布された蛍光体の種類などを変えることで様々な明るさや発光色を得られる。また、冷陰極蛍光ランプは、用途によって様々な形状や大きさが選択される。
【0004】
特許文献1は、赤色発光および/または緑色発光の蛍光体において、残光時間の異なる蛍光体を混合することでランプ電力を増加させることなく、高輝度化を図るカラー表示装置について記載されている。より詳しくは、緑色蛍光体と赤色蛍光体とで、残光時間の異なる蛍光体を混合する。例えば、赤色蛍光体はYVO:Eu、Y(PV)O:Eu、Y:Euなど、緑色蛍光体はLaPO:Ce,Tb、青色蛍光体はBaMgAl1017:Eu、(Sr,Ca,Ba)(POCl:Euを用いる。
【0005】
特許文献2は、樹脂の劣化が抑制され、長寿命化された発光ダイオードランプが記載されており、その技術は、蛍光体が分散された蛍光体分散部材を発光ダイオード素子と樹脂の間に設ける技術である。蛍光体は、適切な白色光を発するように、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体の3種を適量混合する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2002−313282号公報
【特許文献2】特開2006−32500号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1は、緑色蛍光体と赤色蛍光体とで、残光時間の異なる蛍光体を混合することが記載されているが、白色光源の輝度の向上を目的としたものである。また、結果として、残光特性(残光成分)が残ることが記載されている。特許文献2に挙げられた各色の蛍光体は一例であり、蛍光体の特定の組合せにより何らかの効果的な特徴を有することは記載されていない。
【0008】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、残光特性が短く、適切な白色光を発光することが可能な冷陰極蛍光ランプ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】
【0009】
本発明の観点にかかる冷陰極蛍光ランプは、
ガラス管の内面に緑色蛍光体、赤色蛍光体および青色蛍光体の3種を混合した蛍光体からなる蛍光体膜を備え、該蛍光体の特性は残光時間が短いことを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、残光特性が短く、適切な白色光を発光することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施の形態に係る冷陰極蛍光ランプの一例を示す構成断面図である。
【図2】実施例に係る冷陰極蛍光ランプの残光特性を示す図である。
【図3】比較例に係る冷陰極蛍光ランプの残光特性を示す図である。
【図4】実施例及び比較例の光学特性データの対比図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態に係る冷陰極蛍光ランプの一例を示す構成断面図である。
【0013】
蛍光ランプ10は、ガラス管1、蛍光体膜2、電極3およびリード線4を備える。
【0014】
ガラス管1の両端は封止されており、空間Kに、アルゴン(Ar)やネオン(Ne)などの不活性ガスおよび水銀を封入する。ガラス管1の内面に、蛍光体膜2は形成される。
【0015】
残光時間とは、出力光量が10分の1の値に減衰するまでの時間をいう。
【0016】
蛍光体膜2は、緑色蛍光体と、赤色蛍光体と、青色蛍光体を配合して混合したものを用いる。緑色、赤色、青色の各蛍光体を適量の比率で混合することで、白色光を発することができる。このとき緑色蛍光体は、残光時間が短いものを用いる。
【0017】
具体的には、緑色蛍光体は、YS:TbまたはGdS:Tbで表される蛍光体を用いる。赤色蛍光体は、YVO:Eu、Y(PV)O:EuまたはY:Euを用いる。青色蛍光体は、BaMgAl1017:Euまたは(Sr,Ca,Ba)(POCl:Euを用いる。
【0018】
蛍光ランプ10の発光は、まず、ガラス管1の両端に備えられた電極3の間に高電圧を印加することで電界を発生させる。電極3は一方が陽極、他方が陰極と接続される。電圧の供給は、電源(図示せず)からリード線4を介して行われる。放電の開始は、空間Kにもともと存在する気体の初期電子を加速させて、封入した不活性ガスに衝突・電離させることにより、過度的な放電が発生して起こる。そして、プラスへ帯電しイオン化した不活性ガス、すなわち電離した不活性ガスは電極3(陰極)に衝突し、二次電子が放出される。その二次電子は電極3(陽極)に向かって加速され、不活性ガスと衝突し、再び電離を促す。このように放電が促進され放電を維持することができる。この放電の際に、二次電子が水銀原子に衝突し、水銀原子が励起され、紫外線が発せられる。ガラス管1の内面に形成された蛍光体膜2中の蛍光体が紫外線により励起され、可視光となり発光する。ここでの発光は、緑色発光、赤色発光、青色発光の混合により得られる白色発光を指す。
【0019】
(実施例)
図2は、実施例に係る冷陰極蛍光ランプの残光特性を示す図である。図3は、比較例に係る冷陰極蛍光ランプの残光特性を示す図である。図3に示す比較例は、図2の実施例と比較するためのサンプルに係る冷陰極蛍光ランプのものである。実施例は、実施例Aと実施例Bを用意し、比較例は、比較例Hを用意した。また、それぞれのサンプルについて、サンプル数を2とした。
【0020】
実施例Aでは、緑色蛍光体はGdS:Tb、赤色蛍光体はYVO:Eu、青色蛍光体はBaMgAl1017:Euを用いた。そのときの混合比率は、緑色蛍光体:赤色蛍光体:青色蛍光体が27:37:36である。実施例Bでは、実施例Aの緑色蛍光体GdS:TbをYS:Tbに置き換えたものを用い、その他条件(混合比率、赤色蛍光体および青色蛍光体の種類)は同じである。比較例Hには、緑色蛍光体はLaPO:Ce,Tb、赤色蛍光体はY:Eu、青色蛍光体はBaMgAl1017:Euを用いた。そのときの混合比率は、緑色蛍光体:赤色蛍光体:青色蛍光体が22:30:48である。比較例Hは、関連する技術に用いる適切な白色光を発することが可能な蛍光体を参考にして各色の蛍光体の種類および混合比率を選択しており、そのときの色度をもとに、実施例Bの各色の蛍光体の混合比率を設定した。
【0021】
実施例A、B、比較例Hともに、試作に用いたサンプルは、管直径4.3mm、管厚み0.5mm、管長さ900mm、のガラス管を用いた。また、ガラス管内の圧力は600Pa、封入したガスはネオン:アルゴンの比率が80:20である混合ガスを用いた。残光時間の測定は、ランプ電流を14mArms(root mean square:二乗平均)として、冷陰極蛍光ランプを4分間点灯させてから各サンプルの残光時間を測定した。グラフの縦軸が電圧、すなわち出力光量を表し、横軸が時間を表す。
【0022】
図2(A−1)は実施例Aの1本目のサンプル、図2(A−2)は実施例Aの2本目のサンプル、図2(B−1)は実施例Bの1本目のサンプル、図2(B−2)は実施例Bの2本目のサンプル、図3(H−1)は比較例Hの1本目のサンプル、図3(H−2)は比較例Hの2本目のサンプル、をそれぞれ示す。サンプルの残光特性の測定結果は以下の通りである。
【0023】
残光時間について、実施例Aは、1.26msecと1.24msec、平均1.25msecであった。実施例Bは、1.28msecと1.26msec、平均1.27msecであった。また、比較例Hは、5.92msecと5.70msec 、平均5.81msecであった。
【0024】
実施例の残光時間は、実施例Aおよび実施例Bより、概1.3msec程度であり、比較例Hと比べると、5分の1程度の時間まで残光時間が短縮されることが分かった。その結果、実施例は比較例に比べて残光時間が短くなり、残光特性が改善されていることが言える。
【0025】
図4は、実施例及び比較例の光学特性データの対比図である。輝度および色度について測定を行った。実施例A、Bおよび比較例Hのサンプルは、図2および図3で用いたものと同じであり、ここではサンプル数を3とした。
【0026】
再現性について、実施例A、Bは、輝度および色度ともに、3本測定した値はほぼ等しく比較例Hの再現性と同等レベルであった。実施例のサンプル特性について、再現性は高いことが言える。
【0027】
色度について、実施例Bは、比較例Hと同等となるように各色の蛍光体の混合比率を調整しているので、値の差異はない。実施例Aは、比較例Hと色度の値が異なるが、これは実施例Bと混合比率をそのままに、緑色蛍光体の種類をYS:TbからGdS:Tbへ置き換えたためであり、各色蛍光体の混合比率を最適化することにより、色度を近づけることが可能である。色度は、各色蛍光体の混合比率により調整でき、適切な白色光を発する色度を得ることは可能であり、値の差異によるサンプル特性への影響はないものと言える。
【0028】
輝度について、実施例A、Bは、ともに、比較例Hよりも値が小さい。特に実施例Aについて輝度が小さくなっているが、これは色度の影響があり、色度を調整したものと仮定したときの輝度の推定値を見ると、実施例Bの値に近い。実施例A、Bを用いて比較例Hと同等の輝度を得る場合は、ランプに入力する電力量を高くする必要があるが、使用用途によって必要な輝度は様々であり、実際の設計や仕様を鑑みると、値の差異によるサンプル特性への影響は少ないことが言える。
【0029】
以上説明したように、本実施の形態の冷陰極蛍光ランプによれば、残光特性が短く、適切な白色光を発光することができる。
【0030】
本実施の形態において、各色蛍光体の選択およびその混合比率は、最終製品として用いられるときの使用用途の設計基準(輝度、色度、色再現性など)に合わせて、任意に選択することが可能である。特に、本実施の形態の蛍光体を用いることで光源の残光時間を短くできることは、立体視対応テレビ(3D対応TV)のバックライト用光源としての利用に期待が高まる。
【0031】
本発明に係る冷陰極蛍光ランプは、上述した例に限らず、液晶テレビ、液晶モニタ等のバックライト、スキャナ用光源、看板、照明などの用途にあわせて、様々な明るさや発光色(色温度や色度)を選択可能であり、また、様々な形状や大きさを任意に設定可能であり、特に好ましい白色発光を必要とする形態に適用可能である。
【0032】
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【0033】
(付記1)ガラス管の内面に緑色蛍光体、赤色蛍光体および青色蛍光体の3種を混合した蛍光体からなる蛍光体膜を備え、該蛍光体の特性は残光時間が短いことを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【0034】
(付記2)前記緑色蛍光体は、YS:TbまたはGdS:Tbで表される残光時間の短い蛍光体を用いることを特徴とする付記1に記載の冷陰極蛍光ランプ。
【0035】
(付記3)前記赤色蛍光体は、YVO:Eu、Y(PV)O:EuまたはY:Euを用い、前記青色蛍光体は、BaMgAl1017:Euまたは(Sr,Ca,Ba)(POCl:Euを用い、前記緑色蛍光体、該赤色蛍光体および該青色蛍光体を用途に応じて組み合わせることを特徴とする付記1または2に記載の冷陰極蛍光ランプ。
【符号の説明】
【0036】
1 ガラス管
2 蛍光体膜
3 電極
4 リード線
10 蛍光ランプ
K 空間

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガラス管の内面に緑色蛍光体、赤色蛍光体および青色蛍光体の3種を混合した蛍光体からなる蛍光体膜を備え、該蛍光体の特性は残光時間が短いことを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【請求項2】
前記緑色蛍光体は、YS:TbまたはGdS:Tbで表される残光時間の短い蛍光体を用いることを特徴とする請求項1に記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項3】
前記赤色蛍光体は、YVO:Eu、Y(PV)O:EuまたはY:Euを用い、前記青色蛍光体は、BaMgAl1017:Euまたは(Sr,Ca,Ba)(POCl:Euを用い、前記緑色蛍光体、該赤色蛍光体および該青色蛍光体を用途に応じて組み合わせることを特徴とする請求項1または2に記載の冷陰極蛍光ランプ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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