蛍光ランプ及びその製造方法
【課題】本発明は、ガラス基材、金属酸化物保護膜、及び蛍光層を含む蛍光ランプ及びその製造方法に関する。
【解決手段】本発明は、ゾル−ゲル反応によって製造された金属酸化物前駆体が分散したゾルを利用して、前記蛍光層及びガラス基材の間、ガラス基材上に形成された蛍光層の上部、または蛍光層と同一層に保護膜を形成する蛍光ランプの製造方法、及びこれによって製造された蛍光ランプに関する。
【解決手段】本発明は、ゾル−ゲル反応によって製造された金属酸化物前駆体が分散したゾルを利用して、前記蛍光層及びガラス基材の間、ガラス基材上に形成された蛍光層の上部、または蛍光層と同一層に保護膜を形成する蛍光ランプの製造方法、及びこれによって製造された蛍光ランプに関する。
【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係り、より詳細には、微細管形態をはじめとする多様な形態のガラス基材に容易に導入することができて、均一な保護膜を製造することができ、蛍光ランプの駆動時に発生する黒化現象を防止または抑制するだけでなく、二次電子の放出率を増加させて、蛍光ランプの寿命及び輝度を向上させることができる、蛍光ランプ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光ランプは、電極がランプ用ガラス基材の内部に配置された冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ、ＣＣＦＬ）、及び電極がランプ用ガラス基材の外部に配置された外部電極蛍光ランプ（Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ、ＥＥＦＬ）がある。
【０００３】
前記蛍光ランプは、ガラス基材の内壁面に、蛍光物質がコーティングされた蛍光層が形成され、ガラス基材の内部に、発光駆動のための一定量のガス及び水銀からなる放電ガスを含む。その中でも、特に、外部電極蛍光ランプは、電極がガラス基材の内部に配置されずにガラス基材の外壁に形成されることによって、微細管形態のランプに製造される。
【０００４】
一般に、蛍光ランプの駆動は、電極に高電圧を印加して、ガラス基材の内部に存在する電子が電極（陽極）側に移動して中性気体原子と衝突し、中性原子をイオン化する。前記中性原子のイオン化によって生成されたイオンが電極（陰極）側に到達して、陰極から二次電子が放出されて放電が行われる。このような放電によってランプ用ガラス基材の内部で電子及び水銀原子の衝突によって約２５３．７ｎｍの紫外線が放出され、この紫外線によって蛍光物質が励起されて可視光線を発する。
【０００５】
しかし、長期間使用すると、蛍光ランプに封入された水銀及びガラス基材中のアルカリ成分が反応してアマルガムを形成したり、蛍光体に残留していた不純物が漏出したりして、ガラス基材に封入された純粋な放電ガスを不純ガスにして黒化現象が発生する問題がある。
【０００６】
そこで、前記黒化現象を抑制するための多様な方法が試みられている。
【０００７】
特許文献１は、外部電極蛍光ランプに関するものであって、ランプの寿命を向上させて二次電子の放出率を増加させる目的で、ガラス基材の内部にＭｇＯまたはＣａＯのような金属酸化物の強誘電体層を塗布することが言及されている。しかし、特許文献１では、金属酸化物の使用による効果を予測しているだけで、その効果を立証しておらず、強誘電体層の形成方法も提示していない。
【０００８】
特許文献２には、ガラス基材及び蛍光層の間に金属酸化物からなる保護膜が形成されていて、ガラス基材の黒化が抑制されて光速維持率が高く維持される蛍光ランプが開示されている。具体的には、γ−Ａｌ２Ｏ３を水に分散させて形成されるサスペンション形態のコロイドを製造し、前記コロイドをガラス基板にコーティングした後に６００℃で焼成して、保護膜を製造することが言及されている。
【０００９】
しかし、特許文献２では、微細管形態の蛍光ランプ用ガラス基材でないガラス基板にコーティングして保護膜を形成しているので、実際に管径が小さいガラス基材を含む外部電極蛍光ランプに適用するのが困難であった。また、保護膜の材質であるγ−Ａｌ２Ｏ３の粒子間の凝集が発生して、コロイドの安定性が低下し、結局、均一な保護膜を形成するのが難しいという問題がある。
【００１０】
ここで、均一な保護膜を形成するために蒸着またはスパッタリングのような乾式コーティング方法が導入されるが、このような方法では、微細管形態の蛍光ランプ用ガラス基材の内部のコーティングそのものが不可能である。
【特許文献１】韓国特許出願公開第２００１−００７４０１７号明細書
【特許文献２】韓国特許出願公開第１９９９−００８３５３５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、ゾル−ゲル反応によって製造された金属酸化物前駆体が分散したゾルを利用して、湿式コーティング及び焼成によって、金属酸化物保護膜を形成する段階を含む、蛍光ランプの製造方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、前記金属酸化物の保護膜を含むことによって、蛍光ランプの駆動時に発生する黒化現象を防止または抑制するだけでなく、二次電子の放出率を増加させて、蛍光ランプの寿命及び輝度を向上させることができる、蛍光ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明は、ａ）一側以上の領域が開放されたガラス基材に、ゾル−ゲル反応によって製造された金属酸化物前駆体が分散したゾルまたは蛍光体スラリーをコーティングする第１コーティング工程、ｂ）前記第１コーティング工程でコーティングされない、金属酸化物前駆体が分散したゾルまたは蛍光体スラリーをコーティングする第２コーティング工程、ｃ）前記ａ段階及びｂ段階でコーティングされたコーティング膜を焼成して、保護膜及び蛍光層を同時に形成する工程、ｄ）ガラス基材の内部の気体を排気する真空排気工程、ｅ）ガス注入後に密封する工程を含む、蛍光ランプの製造方法を提供する。
【００１４】
前記金属酸化物前駆体は、焼成によって、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、及びＢａＯからなる群より選択される１種以上の金属酸化物に転換される。
【００１５】
また、本発明は、前記製造方法によって製造された蛍光ランプを提供する。この時、前記蛍光ランプは、冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ、ＣＣＦＬ）、外部電極蛍光ランプ（Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ、ＥＥＦＬ）、または平板蛍光ランプ（Ｆｌａｔ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ、ＦＦＬ）が好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、金属酸化膜からなる保護膜が形成された外部電極蛍光ランプを製造することができる。このような外部電極蛍光ランプは、内壁面に形成された保護膜によって、長期間使用時に発生した黒化現象が抑制または防止されて、二次電子の放出率が増加して、寿命及び輝度が向上する。前記蛍光ランプは、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）のような平板ディスプレイのバックライト、照明用ランプ、またはサイン用光源などに適用され、これらの寿命及び信頼度を向上させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明をより詳細に説明する。
【００１８】
本発明では、ゾル−ゲル反応によって製造された金属酸化物前駆体が分散したゾルを利用して、蛍光ランプのガラス基材上に付着力が優れていて均一な保護膜を容易に導入することができる。
【００１９】
ゾル−ゲル反応によって製造された金属酸化物前駆体ゾルは、焼成によって金属酸化物に転換可能な前駆体が均一な分散液を構成し、多様な形態のガラス基材に対する付着力が優れていて、焼成によって透明で均一な膜を形成することができる。特に、従来の管形態のガラス基材の場合、コーティングがほとんど不可能であったが、本発明による金属酸化物前駆体ゾルを利用することによって、毛細管現象によって湿式コーティングが可能になった。
【００２０】
前記金属酸化物前駆体ゾルの製造は、この分野で公知のゾル−ゲル反応に従い、代表的には、反応器にゾル−ゲル前駆体及び溶媒を注入して加水分解反応（ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ）及び縮合反応（ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ）を行って、金属酸化物前駆体が分散したゾルを製造する。
【００２１】
前記ゾル−ゲル前駆体は、ゾル−ゲル反応によって金属酸化物前駆体を形成する化合物であって、アルカリ土類金属系の金属であるＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、及びＢａからなる群より選択される１種以上の金属を含むアルコキシド（ａｌｃｏｘｉｄｅ：−ＯＣＨ３）、ナイトライド（−（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ）などを使用することができる。前記溶媒は、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ノーマルプロパノール、ノーマルブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ、酢酸エチル、メチルアセテート、キシレン、及びトルエンからなる群より選択される１種以上の溶媒を使用し、好ましくは、水及びＣ１乃至Ｃ５の低級アルコールの混合溶媒を使用することができる。
【００２２】
この時、加水分解反応を促進して、焼成工程で熱処理温度を低くするために、酸または塩基を添加することができる。前記酸の例としては、酢酸、リン酸、硫酸、塩酸、硝酸、クロロスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、トリクロロアセト酸、ポリホスホン酸、アイオディン酸、ヨード酸無水物、パークロロリク酸などのような酸触媒系列がある。前記塩基の例としては、苛性ソーダ、水酸化カリウム、ｎ−ブチルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、イミダゾール、アンモニウムパークロレートなどのような塩基触媒系列がある。好ましくは、加水分解反応の初期に液と液の間の層分離を防止して、液体の濃度を調節するために、アルコール系の溶媒に酢酸を使用することができる。
【００２３】
前記金属酸化物前駆体が分散したゾルは、湿式コーティングが可能なように、濃度が０．０１乃至７０％、好ましくは０．０５乃至５０％である。
【００２４】
必要に応じて、前記金属酸化物前駆体が分散したゾルは、水銀低減防止剤及び暗黒特性向上剤をさらに含むことができる。
【００２５】
前記水銀低減防止剤は、高電圧によって加速されたイオン及び電子によってガラス基材の劣化が発生し、このような劣化によって水銀ガスの消耗量が大きく増加するのを防止するためである。前記水銀低減防止剤の例としては、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、及びＡｌ２Ｏ３からなる群より選択される１種以上の金属酸化物がある。このような水銀低減防止剤は、本発明のアルカリ土金属系の金属酸化物前駆体の固形分の含有量１００重量部に対して１．０乃至９０重量部で使用することができる。
【００２６】
前記暗黒特性向上剤は、暗黒状態で速やかにランプの始動を行って暗黒特性を改良することができるものであって、Ｃｓ化合物が使用される。具体的には、このようなＣｓ化合物として、Ｃｓ単独、またはＣｓＯ２、Ｃｓ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ２、Ｃｓ２ＳＯ４、及びＣｓ（ＯＨ）２からなる群より選択されるＣｓ酸化物があって、これらの中から１種以上を使用することができ、本発明のアルカリ土金属系の金属酸化物前駆体の固形分の含有量１００重量部に対して１．０乃至９０重量部で使用することができる。
【００２７】
特に、本発明では、前記金属酸化物前駆体が分散したゾルは、蛍光ランプに湿式コーティングした後に焼成を行うことによって、金属酸化物からなる保護膜を形成することができる。
【００２８】
前記湿式コーティングは、この分野で行われる通常の方法が可能である。代表的なコーティング方法として、ディップコーティング、ロールコーティング、ブレードコーティング、スリットコーティング、及びスプレーコーティングなどがある。本発明の具体的な一例として、管形態のガラス基材に対する金属酸化物前駆体が分散したゾルの湿式コーティングは、前記ゾルが含まれている浸漬槽内にガラス基材を一定の長さだけ浸漬させることによって、毛細管現象によってガラス基材の内壁面にゾルをコーティングすることができる。また、平板形態のガラス基材に対する湿式コーティングは、ディップコーティング及びスプレーコーティングなどが全て可能である。
【００２９】
前記焼成工程は、ガラス基材の変形温度以下及び焼成によって有機物を全て酸化させることができる温度以上で行い、好ましくは、３５０乃至６００℃で行う。
【００３０】
その結果製造された保護膜は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、またはＢａＯなどの金属酸化物が緻密に存在する構造からなる。また、前記保護膜内の金属酸化物は、粒子の大きさが０．００１乃至１００μｍ、好ましくは、０．０１乃至５０μｍである。前記保護膜の厚さは、蛍光層と類似して、０．１乃至１０μｍが適当である。前記保護膜の厚さが薄い場合には寿命に問題が発生するが、本発明では、ゾル状態の金属酸化物から前記範囲内の保護膜が形成される。
【００３１】
前記金属酸化物前駆体が分散したゾルから製造された保護膜は、蛍光ランプに導入されて、蛍光ランプの駆動時に放電空間にそのまま露出されて、高電圧によって加速されたイオン及び電子によるガラス基材または蛍光層の劣化を防止し、水銀ガスの消耗量の増加を抑制して、蛍光ランプの寿命及び輝度を大きく向上させる。
【００３２】
本発明による蛍光ランプへの保護膜の導入は、以下の方法で行われる。本発明による蛍光ランプは、ａ）一側以上の領域が開放されたガラス基材にゾル−ゲル反応によって製造された金属酸化物前駆体が分散したゾルまたは蛍光体スラリーをコーティングする第１コーティング工程、ｂ）前記第１コーティング工程でコーティングされない、金属酸化物前駆体が分散したゾルまたは蛍光体スラリーをコーティングする第２コーティング工程、ｃ）前記ａ段階及びｂ段階でコーティングされたコーティング膜を焼成して、保護膜及び蛍光層を同時に形成する工程、ｄ）ガラス基材の内部の気体を排気する真空排気工程、ｅ）ガス注入後に密封する工程を経ることによって製造される。
【００３３】
具体的には、前記ａ段階及びｂ段階で、ガラス基材に金属酸化物前駆体が分散したゾルを先にコーティングした場合には、次に蛍光体スラリーをコーティングすることができ、また、ガラス基材に蛍光体スラリーを先にコーティングした場合には、次に金属酸化物前駆体ゾルをコーティングすることができる。
【００３４】
この時、蛍光ランプは、冷陰極蛍光ランプ、外部電極蛍光ランプ、または平板蛍光ランプであり、前記ａ乃至ｅ段階を経て製造される。
【００３５】
前記冷陰極蛍光ランプは、内部に放電空間が形成されている管形態のガラス基材を含み、前記ガラス基材の内壁面に蛍光層が形成され、前記ガラス基材の内部の両末端に一対の内部電極が形成されている構造からなる。
【００３６】
また、外部電極蛍光ランプは、内部に放電空間が形成されている管形態のガラス基材を含み、前記ガラス基材の内壁面に蛍光層が形成され、前記ガラス基材の外部の両末端に一対の外部電極が形成されている構造からなる。
【００３７】
前記平板蛍光ランプは、互いに平行に維持されて互いに対向する板形態の一対のガラス基材、前記ガラス基材の内部に封入された放電ガス、前記ガラス基材の外部の両末端に位置する一対の外部電極を含み、前記一対のガラス基材のうちのいずれか一つのガラス基材上に蛍光層が形成される。
【００３８】
この時、蛍光ランプは、多様な形態及び位置に保護膜を導入することができ、以下では、理解しやすく説明するために、外部電極蛍光ランプを利用して保護膜の適用について詳細に説明する。
【００３９】
図１は本発明の第１実施例による外部電極蛍光ランプを示した側断面図であり、図２は製造方法を示したブロック図である。
【００４０】
図１を参照すれば、外部電極蛍光ランプ１００ａは、内部に放電ガスが封入されたガラス基材１０ａ、前記ガラス基材１０ａの外部の両末端に位置した一対の外部電極１６ａ、前記ガラス基材１０ａの内壁面に形成された蛍光層１４ａを含む。
【００４１】
この時、保護膜１２ａは、ガラス基材１０ａ及び蛍光層１４ａの間に位置して、保護膜１２ａ及び蛍光層１４ａの全てがガラス基材１０ａの内壁の全面にかけて形成される。
【００４２】
前記保護膜１２ａは、上述のゾル−ゲル反応によって製造された金属酸化物前駆体が分散したゾルを使用して製造することができ、したがって、アルカリ土類金属系の金属酸化物として、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどがあり、これらの中の単一種あるいは複数種の金属酸化物が可能である。
【００４３】
ガラス基材１０ａは、透明管であって、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラスなどの軟質ガラス、または硼珪酸ガラスなどの硬質ガラス、半硬質ガラスを使用することができる。前記ガラス基材１０ａは、図１のように、チューブ型（ｔｕｂｅ−ｔｙｐｅ）で適用されるが、その使用目的によって、バルブ型、直管型、平板型、及びその他の任意の断面形状に製造される。
【００４４】
放電ガスは、ガラス基材１０ａの内部に封入され、水銀にアルゴンまたはネオンなどのガスを混合した混合ガスが使用される。
【００４５】
外部電極１６ａは、外部電極蛍光ランプ１００ａを発光させることができるように、外部電流によって電場を形成することができる金属を使用することが可能で、本発明では、特にその材質を限定せず、通常の電極材料を使用することが可能である。好ましくは、前記外部電極１６ａの材質としては、電気抵抗が少ない導電性材料を使用することが好ましい。
【００４６】
この時、外部電極１６ａは、ガラス基材１０ａの両末端を完全に囲む形態に製造される。前記外部電極１６ａは、金属材からなるキャップまたは金属テープを付着する方式や、前記ガラス基材１１の両末端を金属溶液にディッピングする方式など多様な方式が可能であるが、本発明では、特に限定しない。
【００４７】
蛍光層１２ａは、通常の蛍光ランプに使用される蛍光体物質からなり、本発明では、特に限定しない。前記蛍光層１２ａは、厚さが１．０乃至２０μｍ、好ましくは、５．０乃至１０μｍである。
【００４８】
前記構造の外部電極蛍光ランプ１００ａは、外部電極１６ａに連続的な交流電圧やパルス電圧を印加して、発光及び点灯される。つまり、一対の外部電極１６ａに印加される高周波電圧による電界によってガラス基材１０ａの内部の空間で放電が起こり、このような放電によって発生した紫外線によってガラス基材１０ａの内壁面に塗布された蛍光層１４ａの蛍光体が発光して、可視光線を発光する。
【００４９】
図１の実施例による外部電極蛍光ランプ１００ａは、保護膜１２ａによってガラス基材１０ａの材質中のアルカリ成分及び蛍光体に残留していた不純物が放電領域に移動するのを防止して、黒化現象を防止または抑制し、二次電子の放出率を増加させて、外部電極蛍光ランプ１００ａの寿命及び輝度を向上させる。
【００５０】
図２を参照すれば、第１実施例による外部電極蛍光ランプは、ガラス基材の内壁の全面にかけて金属酸化物前駆体が分散したゾルを湿式コーティングした後（第１コーティング工程）、その上部にガラス基材の全面にかけて蛍光体スラリーを湿式コーティングして（第２コーティング工程）、焼成工程を経て、保護膜及び蛍光層を同時に形成する。次に、ガラス基材の内部の気体を真空排気する真空排気工程、そして放電ガス注入後に密封する工程を経て製造される。
【００５１】
前記金属酸化物前駆体が分散したゾル及び蛍光体スラリーのコーティングは、ディップコーティング、ロールコーティング、ブレードコーティング、スリットコーティング、及びスプレーコーティングなどが可能である。
【００５２】
図３は本発明の第２実施例による外部電極蛍光ランプを示した横断面図であり、図４はその製造方法を示したブロック図である。
【００５３】
図３を参照すれば、第２実施例による外部電極蛍光ランプ１００ｂは、ガラス基材１０ｂの内壁の全面にかけて蛍光層１４ｂが形成され、前記蛍光層１４ｂ上に保護膜１２ｂが形成され、この時、前記保護膜１２ｂは、ガラス基材１０ｂの内壁の全面にかけて形成される。
【００５４】
その他の外部電極蛍光ランプの構成要素に対する詳細な説明は、前記第１実施例で言及した通りである。
【００５５】
図４を参照すれば、第２実施例の外部電極蛍光ランプは、ガラス基材の内壁の全面にかけて蛍光体スラリーをコーティングした後（第１コーティング工程）、その上部にガラス基材の全面にかけて金属酸化物ゾルをコーティングして（第２コーティング工程）、焼成工程を経て、蛍光層及び保護膜を形成する。次に、ガラス基材の内部の気体を真空排気する真空排気工程、そして放電ガス注入後に密封する工程を経て製造される。
【００５６】
図５は本発明の第３実施例による外部電極蛍光ランプを示した側断面図であり、図６はその製造方法を示したブロック図である。
【００５７】
図５を参照すれば、第３実施例による外部電極蛍光ランプ１００ｃは、外部電極１６ｃの長さに相当する領域（Ｌ、Ｌ´）に保護膜１２ｃが形成され、前記保護膜１２ｃを含むようにガラス基材の内壁の全面にかけて蛍光層１４ｃが形成される。
【００５８】
その他の外部電極蛍光ランプ１００ｃの構成要素に対する詳細な説明は、前記第１実施例で言及した通りである。
【００５９】
図６を参照すれば、第３実施例の外部電極蛍光ランプは、ガラス基材の両末端に外部電極の長さに相当する領域（Ｌ、Ｌ´）だけに金属酸化物ゾルをコーティングした後（第１コーティング工程）、これを含むようにその上部にガラス基材の全面にかけて蛍光体スラリーをコーティングして（第２コーティング工程）、焼成工程を経て、保護膜及び蛍光層を形成する。この時、金属酸化物ゾルのコーティングは、金属酸化物ゾルが満たされた浸漬槽にガラス基材の両末端を浸漬させて、毛細管現象によって所定の高さまでコーティングする。次に、ガラス基材の内部の気体を真空排気する真空排気工程、そして放電ガス注入後に密封する工程を経て製造される。
【００６０】
図７は本発明の第４実施例による外部電極蛍光ランプを示した側断面図である。
【００６１】
図７を参照すれば、第４実施例による外部電極蛍光ランプ１００ｄは、図３に示された外部電極蛍光ランプ１００ｃの構造とは異なって、先に蛍光層１４ｄがガラス基材１０ａの内壁の全面にかけて形成された後、前記蛍光層１４ｄ上に外部電極１６ａの長さに相当する領域（Ｌ、Ｌ´）に保護膜１２ｄが形成された構造から成る。
【００６２】
その他の外部電極蛍光ランプ１００ｄの構成要素に対する詳細な説明は、前記第１実施例で言及した通りである。
【００６３】
図８を参照すれば、第４実施例の外部電極蛍光ランプは、ガラス基材の内壁の全面にかけて蛍光層をコーティングした後（第１コーティング工程）、ガラス基材の両末端に外部電極の長さに相当する領域だけ金属酸化物ゾルをコーティングして（第２コーティング工程）、焼成工程を経て、蛍光層及び保護膜を形成する。次に、ガラス基材の内部の気体を真空排気する真空排気工程、そして放電ガス注入後に密封する工程を経て製造される。
【００６４】
図９は本発明の第５実施例による外部電極蛍光ランプを示した側断面図である。
【００６５】
図９を参照すれば、第５実施例による外部電極蛍光ランプ１００ｅは、ガラス基材１０ｅの内壁面に外部電極１６ｅの長さに相当する領域（Ｌ、Ｌ´）に保護膜１２ｅが形成され、これを除く領域（Ｍ）に蛍光層１４ｅが形成される。
【００６６】
その他の外部電極蛍光ランプ１００ｅの構成要素に対する詳細な説明は、前記第１実施例で言及した通りである。
【００６７】
前記第２実施例乃至第５実施例で提示された構造の外部電極蛍光ランプ１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅも、保護膜１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅの導入によって黒化現象が防止または抑制されて、外部電極蛍光ランプ１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅの寿命及び輝度が向上する効果を得ることができる。
【００６８】
図１０を参照すれば、第５実施例の外部電極蛍光ランプは、ガラス基材の内壁の全面にかけて蛍光層をコーティングした後（第１コーティング工程）、ガラス基材の両末端に外部電極の長さに相当する領域をブラッシング（ｂｌｕｓｈｉｎｇ）して除去して、同一領域に金属酸化物ゾルをコーティングした後（第２コーティング工程）、焼成工程を経て、蛍光層及び保護膜を形成する。次に、ガラス基材の内部の気体を真空排気する真空排気工程、そして放電ガス注入後に密封する工程を経て製造される。
【００６９】
前記では、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、及び添付した図面の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも本発明の範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施例による外部電極蛍光ランプを示す側断面図である。
【図２】第１実施例による外部電極蛍光ランプの製造段階を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２実施例による外部電極蛍光ランプを示す横断面図である。
【図４】第２実施例による外部電極蛍光ランプの製造段階を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３実施例による外部電極蛍光ランプを示す側断面図である。
【図６】第３実施例による外部電極蛍光ランプの製造段階を示すブロック図である。
【図７】本発明の第４実施例による外部電極蛍光ランプを示す側断面図である。
【図８】第４実施例による外部電極蛍光ランプの製造段階を示すブロック図である。
【図９】本発明の第５実施例による外部電極蛍光ランプを示す側断面図である。
【図１０】第５実施例による外部電極蛍光ランプの製造段階を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０ ガラス基材
１２ 保護膜
１４ 蛍光層
１６ 外部電極
１００ 外部電極蛍光ランプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光ランプ及びその製造方法に係り、より詳細には、微細管形態をはじめとする多様な形態のガラス基材に容易に導入することができて、均一な保護膜を製造することができ、蛍光ランプの駆動時に発生する黒化現象を防止または抑制するだけでなく、二次電子の放出率を増加させて、蛍光ランプの寿命及び輝度を向上させることができる、蛍光ランプ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光ランプは、電極がランプ用ガラス基材の内部に配置された冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ、ＣＣＦＬ）、及び電極がランプ用ガラス基材の外部に配置された外部電極蛍光ランプ（Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ、ＥＥＦＬ）がある。
【０００３】
前記蛍光ランプは、ガラス基材の内壁面に、蛍光物質がコーティングされた蛍光層が形成され、ガラス基材の内部に、発光駆動のための一定量のガス及び水銀からなる放電ガスを含む。その中でも、特に、外部電極蛍光ランプは、電極がガラス基材の内部に配置されずにガラス基材の外壁に形成されることによって、微細管形態のランプに製造される。
【０００４】
一般に、蛍光ランプの駆動は、電極に高電圧を印加して、ガラス基材の内部に存在する電子が電極（陽極）側に移動して中性気体原子と衝突し、中性原子をイオン化する。前記中性原子のイオン化によって生成されたイオンが電極（陰極）側に到達して、陰極から二次電子が放出されて放電が行われる。このような放電によってランプ用ガラス基材の内部で電子及び水銀原子の衝突によって約２５３．７ｎｍの紫外線が放出され、この紫外線によって蛍光物質が励起されて可視光線を発する。
【０００５】
しかし、長期間使用すると、蛍光ランプに封入された水銀及びガラス基材中のアルカリ成分が反応してアマルガムを形成したり、蛍光体に残留していた不純物が漏出したりして、ガラス基材に封入された純粋な放電ガスを不純ガスにして黒化現象が発生する問題がある。
【０００６】
そこで、前記黒化現象を抑制するための多様な方法が試みられている。
【０００７】
特許文献１は、外部電極蛍光ランプに関するものであって、ランプの寿命を向上させて二次電子の放出率を増加させる目的で、ガラス基材の内部にＭｇＯまたはＣａＯのような金属酸化物の強誘電体層を塗布することが言及されている。しかし、特許文献１では、金属酸化物の使用による効果を予測しているだけで、その効果を立証しておらず、強誘電体層の形成方法も提示していない。
【０００８】
特許文献２には、ガラス基材及び蛍光層の間に金属酸化物からなる保護膜が形成されていて、ガラス基材の黒化が抑制されて光速維持率が高く維持される蛍光ランプが開示されている。具体的には、γ−Ａｌ２Ｏ３を水に分散させて形成されるサスペンション形態のコロイドを製造し、前記コロイドをガラス基板にコーティングした後に６００℃で焼成して、保護膜を製造することが言及されている。
【０００９】
しかし、特許文献２では、微細管形態の蛍光ランプ用ガラス基材でないガラス基板にコーティングして保護膜を形成しているので、実際に管径が小さいガラス基材を含む外部電極蛍光ランプに適用するのが困難であった。また、保護膜の材質であるγ−Ａｌ２Ｏ３の粒子間の凝集が発生して、コロイドの安定性が低下し、結局、均一な保護膜を形成するのが難しいという問題がある。
【００１０】
ここで、均一な保護膜を形成するために蒸着またはスパッタリングのような乾式コーティング方法が導入されるが、このような方法では、微細管形態の蛍光ランプ用ガラス基材の内部のコーティングそのものが不可能である。
【特許文献１】韓国特許出願公開第２００１−００７４０１７号明細書
【特許文献２】韓国特許出願公開第１９９９−００８３５３５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、ゾル−ゲル反応によって製造された金属酸化物前駆体が分散したゾルを利用して、湿式コーティング及び焼成によって、金属酸化物保護膜を形成する段階を含む、蛍光ランプの製造方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、前記金属酸化物の保護膜を含むことによって、蛍光ランプの駆動時に発生する黒化現象を防止または抑制するだけでなく、二次電子の放出率を増加させて、蛍光ランプの寿命及び輝度を向上させることができる、蛍光ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明は、ａ）一側以上の領域が開放されたガラス基材に、ゾル−ゲル反応によって製造された金属酸化物前駆体が分散したゾルまたは蛍光体スラリーをコーティングする第１コーティング工程、ｂ）前記第１コーティング工程でコーティングされない、金属酸化物前駆体が分散したゾルまたは蛍光体スラリーをコーティングする第２コーティング工程、ｃ）前記ａ段階及びｂ段階でコーティングされたコーティング膜を焼成して、保護膜及び蛍光層を同時に形成する工程、ｄ）ガラス基材の内部の気体を排気する真空排気工程、ｅ）ガス注入後に密封する工程を含む、蛍光ランプの製造方法を提供する。
【００１４】
前記金属酸化物前駆体は、焼成によって、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、及びＢａＯからなる群より選択される１種以上の金属酸化物に転換される。
【００１５】
また、本発明は、前記製造方法によって製造された蛍光ランプを提供する。この時、前記蛍光ランプは、冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ、ＣＣＦＬ）、外部電極蛍光ランプ（Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ、ＥＥＦＬ）、または平板蛍光ランプ（Ｆｌａｔ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ、ＦＦＬ）が好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、金属酸化膜からなる保護膜が形成された外部電極蛍光ランプを製造することができる。このような外部電極蛍光ランプは、内壁面に形成された保護膜によって、長期間使用時に発生した黒化現象が抑制または防止されて、二次電子の放出率が増加して、寿命及び輝度が向上する。前記蛍光ランプは、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）のような平板ディスプレイのバックライト、照明用ランプ、またはサイン用光源などに適用され、これらの寿命及び信頼度を向上させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明をより詳細に説明する。
【００１８】
本発明では、ゾル−ゲル反応によって製造された金属酸化物前駆体が分散したゾルを利用して、蛍光ランプのガラス基材上に付着力が優れていて均一な保護膜を容易に導入することができる。
【００１９】
ゾル−ゲル反応によって製造された金属酸化物前駆体ゾルは、焼成によって金属酸化物に転換可能な前駆体が均一な分散液を構成し、多様な形態のガラス基材に対する付着力が優れていて、焼成によって透明で均一な膜を形成することができる。特に、従来の管形態のガラス基材の場合、コーティングがほとんど不可能であったが、本発明による金属酸化物前駆体ゾルを利用することによって、毛細管現象によって湿式コーティングが可能になった。
【００２０】
前記金属酸化物前駆体ゾルの製造は、この分野で公知のゾル−ゲル反応に従い、代表的には、反応器にゾル−ゲル前駆体及び溶媒を注入して加水分解反応（ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ）及び縮合反応（ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ）を行って、金属酸化物前駆体が分散したゾルを製造する。
【００２１】
前記ゾル−ゲル前駆体は、ゾル−ゲル反応によって金属酸化物前駆体を形成する化合物であって、アルカリ土類金属系の金属であるＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、及びＢａからなる群より選択される１種以上の金属を含むアルコキシド（ａｌｃｏｘｉｄｅ：−ＯＣＨ３）、ナイトライド（−（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ）などを使用することができる。前記溶媒は、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ノーマルプロパノール、ノーマルブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ、酢酸エチル、メチルアセテート、キシレン、及びトルエンからなる群より選択される１種以上の溶媒を使用し、好ましくは、水及びＣ１乃至Ｃ５の低級アルコールの混合溶媒を使用することができる。
【００２２】
この時、加水分解反応を促進して、焼成工程で熱処理温度を低くするために、酸または塩基を添加することができる。前記酸の例としては、酢酸、リン酸、硫酸、塩酸、硝酸、クロロスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、トリクロロアセト酸、ポリホスホン酸、アイオディン酸、ヨード酸無水物、パークロロリク酸などのような酸触媒系列がある。前記塩基の例としては、苛性ソーダ、水酸化カリウム、ｎ−ブチルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、イミダゾール、アンモニウムパークロレートなどのような塩基触媒系列がある。好ましくは、加水分解反応の初期に液と液の間の層分離を防止して、液体の濃度を調節するために、アルコール系の溶媒に酢酸を使用することができる。
【００２３】
前記金属酸化物前駆体が分散したゾルは、湿式コーティングが可能なように、濃度が０．０１乃至７０％、好ましくは０．０５乃至５０％である。
【００２４】
必要に応じて、前記金属酸化物前駆体が分散したゾルは、水銀低減防止剤及び暗黒特性向上剤をさらに含むことができる。
【００２５】
前記水銀低減防止剤は、高電圧によって加速されたイオン及び電子によってガラス基材の劣化が発生し、このような劣化によって水銀ガスの消耗量が大きく増加するのを防止するためである。前記水銀低減防止剤の例としては、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、及びＡｌ２Ｏ３からなる群より選択される１種以上の金属酸化物がある。このような水銀低減防止剤は、本発明のアルカリ土金属系の金属酸化物前駆体の固形分の含有量１００重量部に対して１．０乃至９０重量部で使用することができる。
【００２６】
前記暗黒特性向上剤は、暗黒状態で速やかにランプの始動を行って暗黒特性を改良することができるものであって、Ｃｓ化合物が使用される。具体的には、このようなＣｓ化合物として、Ｃｓ単独、またはＣｓＯ２、Ｃｓ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ２、Ｃｓ２ＳＯ４、及びＣｓ（ＯＨ）２からなる群より選択されるＣｓ酸化物があって、これらの中から１種以上を使用することができ、本発明のアルカリ土金属系の金属酸化物前駆体の固形分の含有量１００重量部に対して１．０乃至９０重量部で使用することができる。
【００２７】
特に、本発明では、前記金属酸化物前駆体が分散したゾルは、蛍光ランプに湿式コーティングした後に焼成を行うことによって、金属酸化物からなる保護膜を形成することができる。
【００２８】
前記湿式コーティングは、この分野で行われる通常の方法が可能である。代表的なコーティング方法として、ディップコーティング、ロールコーティング、ブレードコーティング、スリットコーティング、及びスプレーコーティングなどがある。本発明の具体的な一例として、管形態のガラス基材に対する金属酸化物前駆体が分散したゾルの湿式コーティングは、前記ゾルが含まれている浸漬槽内にガラス基材を一定の長さだけ浸漬させることによって、毛細管現象によってガラス基材の内壁面にゾルをコーティングすることができる。また、平板形態のガラス基材に対する湿式コーティングは、ディップコーティング及びスプレーコーティングなどが全て可能である。
【００２９】
前記焼成工程は、ガラス基材の変形温度以下及び焼成によって有機物を全て酸化させることができる温度以上で行い、好ましくは、３５０乃至６００℃で行う。
【００３０】
その結果製造された保護膜は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、またはＢａＯなどの金属酸化物が緻密に存在する構造からなる。また、前記保護膜内の金属酸化物は、粒子の大きさが０．００１乃至１００μｍ、好ましくは、０．０１乃至５０μｍである。前記保護膜の厚さは、蛍光層と類似して、０．１乃至１０μｍが適当である。前記保護膜の厚さが薄い場合には寿命に問題が発生するが、本発明では、ゾル状態の金属酸化物から前記範囲内の保護膜が形成される。
【００３１】
前記金属酸化物前駆体が分散したゾルから製造された保護膜は、蛍光ランプに導入されて、蛍光ランプの駆動時に放電空間にそのまま露出されて、高電圧によって加速されたイオン及び電子によるガラス基材または蛍光層の劣化を防止し、水銀ガスの消耗量の増加を抑制して、蛍光ランプの寿命及び輝度を大きく向上させる。
【００３２】
本発明による蛍光ランプへの保護膜の導入は、以下の方法で行われる。本発明による蛍光ランプは、ａ）一側以上の領域が開放されたガラス基材にゾル−ゲル反応によって製造された金属酸化物前駆体が分散したゾルまたは蛍光体スラリーをコーティングする第１コーティング工程、ｂ）前記第１コーティング工程でコーティングされない、金属酸化物前駆体が分散したゾルまたは蛍光体スラリーをコーティングする第２コーティング工程、ｃ）前記ａ段階及びｂ段階でコーティングされたコーティング膜を焼成して、保護膜及び蛍光層を同時に形成する工程、ｄ）ガラス基材の内部の気体を排気する真空排気工程、ｅ）ガス注入後に密封する工程を経ることによって製造される。
【００３３】
具体的には、前記ａ段階及びｂ段階で、ガラス基材に金属酸化物前駆体が分散したゾルを先にコーティングした場合には、次に蛍光体スラリーをコーティングすることができ、また、ガラス基材に蛍光体スラリーを先にコーティングした場合には、次に金属酸化物前駆体ゾルをコーティングすることができる。
【００３４】
この時、蛍光ランプは、冷陰極蛍光ランプ、外部電極蛍光ランプ、または平板蛍光ランプであり、前記ａ乃至ｅ段階を経て製造される。
【００３５】
前記冷陰極蛍光ランプは、内部に放電空間が形成されている管形態のガラス基材を含み、前記ガラス基材の内壁面に蛍光層が形成され、前記ガラス基材の内部の両末端に一対の内部電極が形成されている構造からなる。
【００３６】
また、外部電極蛍光ランプは、内部に放電空間が形成されている管形態のガラス基材を含み、前記ガラス基材の内壁面に蛍光層が形成され、前記ガラス基材の外部の両末端に一対の外部電極が形成されている構造からなる。
【００３７】
前記平板蛍光ランプは、互いに平行に維持されて互いに対向する板形態の一対のガラス基材、前記ガラス基材の内部に封入された放電ガス、前記ガラス基材の外部の両末端に位置する一対の外部電極を含み、前記一対のガラス基材のうちのいずれか一つのガラス基材上に蛍光層が形成される。
【００３８】
この時、蛍光ランプは、多様な形態及び位置に保護膜を導入することができ、以下では、理解しやすく説明するために、外部電極蛍光ランプを利用して保護膜の適用について詳細に説明する。
【００３９】
図１は本発明の第１実施例による外部電極蛍光ランプを示した側断面図であり、図２は製造方法を示したブロック図である。
【００４０】
図１を参照すれば、外部電極蛍光ランプ１００ａは、内部に放電ガスが封入されたガラス基材１０ａ、前記ガラス基材１０ａの外部の両末端に位置した一対の外部電極１６ａ、前記ガラス基材１０ａの内壁面に形成された蛍光層１４ａを含む。
【００４１】
この時、保護膜１２ａは、ガラス基材１０ａ及び蛍光層１４ａの間に位置して、保護膜１２ａ及び蛍光層１４ａの全てがガラス基材１０ａの内壁の全面にかけて形成される。
【００４２】
前記保護膜１２ａは、上述のゾル−ゲル反応によって製造された金属酸化物前駆体が分散したゾルを使用して製造することができ、したがって、アルカリ土類金属系の金属酸化物として、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどがあり、これらの中の単一種あるいは複数種の金属酸化物が可能である。
【００４３】
ガラス基材１０ａは、透明管であって、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラスなどの軟質ガラス、または硼珪酸ガラスなどの硬質ガラス、半硬質ガラスを使用することができる。前記ガラス基材１０ａは、図１のように、チューブ型（ｔｕｂｅ−ｔｙｐｅ）で適用されるが、その使用目的によって、バルブ型、直管型、平板型、及びその他の任意の断面形状に製造される。
【００４４】
放電ガスは、ガラス基材１０ａの内部に封入され、水銀にアルゴンまたはネオンなどのガスを混合した混合ガスが使用される。
【００４５】
外部電極１６ａは、外部電極蛍光ランプ１００ａを発光させることができるように、外部電流によって電場を形成することができる金属を使用することが可能で、本発明では、特にその材質を限定せず、通常の電極材料を使用することが可能である。好ましくは、前記外部電極１６ａの材質としては、電気抵抗が少ない導電性材料を使用することが好ましい。
【００４６】
この時、外部電極１６ａは、ガラス基材１０ａの両末端を完全に囲む形態に製造される。前記外部電極１６ａは、金属材からなるキャップまたは金属テープを付着する方式や、前記ガラス基材１１の両末端を金属溶液にディッピングする方式など多様な方式が可能であるが、本発明では、特に限定しない。
【００４７】
蛍光層１２ａは、通常の蛍光ランプに使用される蛍光体物質からなり、本発明では、特に限定しない。前記蛍光層１２ａは、厚さが１．０乃至２０μｍ、好ましくは、５．０乃至１０μｍである。
【００４８】
前記構造の外部電極蛍光ランプ１００ａは、外部電極１６ａに連続的な交流電圧やパルス電圧を印加して、発光及び点灯される。つまり、一対の外部電極１６ａに印加される高周波電圧による電界によってガラス基材１０ａの内部の空間で放電が起こり、このような放電によって発生した紫外線によってガラス基材１０ａの内壁面に塗布された蛍光層１４ａの蛍光体が発光して、可視光線を発光する。
【００４９】
図１の実施例による外部電極蛍光ランプ１００ａは、保護膜１２ａによってガラス基材１０ａの材質中のアルカリ成分及び蛍光体に残留していた不純物が放電領域に移動するのを防止して、黒化現象を防止または抑制し、二次電子の放出率を増加させて、外部電極蛍光ランプ１００ａの寿命及び輝度を向上させる。
【００５０】
図２を参照すれば、第１実施例による外部電極蛍光ランプは、ガラス基材の内壁の全面にかけて金属酸化物前駆体が分散したゾルを湿式コーティングした後（第１コーティング工程）、その上部にガラス基材の全面にかけて蛍光体スラリーを湿式コーティングして（第２コーティング工程）、焼成工程を経て、保護膜及び蛍光層を同時に形成する。次に、ガラス基材の内部の気体を真空排気する真空排気工程、そして放電ガス注入後に密封する工程を経て製造される。
【００５１】
前記金属酸化物前駆体が分散したゾル及び蛍光体スラリーのコーティングは、ディップコーティング、ロールコーティング、ブレードコーティング、スリットコーティング、及びスプレーコーティングなどが可能である。
【００５２】
図３は本発明の第２実施例による外部電極蛍光ランプを示した横断面図であり、図４はその製造方法を示したブロック図である。
【００５３】
図３を参照すれば、第２実施例による外部電極蛍光ランプ１００ｂは、ガラス基材１０ｂの内壁の全面にかけて蛍光層１４ｂが形成され、前記蛍光層１４ｂ上に保護膜１２ｂが形成され、この時、前記保護膜１２ｂは、ガラス基材１０ｂの内壁の全面にかけて形成される。
【００５４】
その他の外部電極蛍光ランプの構成要素に対する詳細な説明は、前記第１実施例で言及した通りである。
【００５５】
図４を参照すれば、第２実施例の外部電極蛍光ランプは、ガラス基材の内壁の全面にかけて蛍光体スラリーをコーティングした後（第１コーティング工程）、その上部にガラス基材の全面にかけて金属酸化物ゾルをコーティングして（第２コーティング工程）、焼成工程を経て、蛍光層及び保護膜を形成する。次に、ガラス基材の内部の気体を真空排気する真空排気工程、そして放電ガス注入後に密封する工程を経て製造される。
【００５６】
図５は本発明の第３実施例による外部電極蛍光ランプを示した側断面図であり、図６はその製造方法を示したブロック図である。
【００５７】
図５を参照すれば、第３実施例による外部電極蛍光ランプ１００ｃは、外部電極１６ｃの長さに相当する領域（Ｌ、Ｌ´）に保護膜１２ｃが形成され、前記保護膜１２ｃを含むようにガラス基材の内壁の全面にかけて蛍光層１４ｃが形成される。
【００５８】
その他の外部電極蛍光ランプ１００ｃの構成要素に対する詳細な説明は、前記第１実施例で言及した通りである。
【００５９】
図６を参照すれば、第３実施例の外部電極蛍光ランプは、ガラス基材の両末端に外部電極の長さに相当する領域（Ｌ、Ｌ´）だけに金属酸化物ゾルをコーティングした後（第１コーティング工程）、これを含むようにその上部にガラス基材の全面にかけて蛍光体スラリーをコーティングして（第２コーティング工程）、焼成工程を経て、保護膜及び蛍光層を形成する。この時、金属酸化物ゾルのコーティングは、金属酸化物ゾルが満たされた浸漬槽にガラス基材の両末端を浸漬させて、毛細管現象によって所定の高さまでコーティングする。次に、ガラス基材の内部の気体を真空排気する真空排気工程、そして放電ガス注入後に密封する工程を経て製造される。
【００６０】
図７は本発明の第４実施例による外部電極蛍光ランプを示した側断面図である。
【００６１】
図７を参照すれば、第４実施例による外部電極蛍光ランプ１００ｄは、図３に示された外部電極蛍光ランプ１００ｃの構造とは異なって、先に蛍光層１４ｄがガラス基材１０ａの内壁の全面にかけて形成された後、前記蛍光層１４ｄ上に外部電極１６ａの長さに相当する領域（Ｌ、Ｌ´）に保護膜１２ｄが形成された構造から成る。
【００６２】
その他の外部電極蛍光ランプ１００ｄの構成要素に対する詳細な説明は、前記第１実施例で言及した通りである。
【００６３】
図８を参照すれば、第４実施例の外部電極蛍光ランプは、ガラス基材の内壁の全面にかけて蛍光層をコーティングした後（第１コーティング工程）、ガラス基材の両末端に外部電極の長さに相当する領域だけ金属酸化物ゾルをコーティングして（第２コーティング工程）、焼成工程を経て、蛍光層及び保護膜を形成する。次に、ガラス基材の内部の気体を真空排気する真空排気工程、そして放電ガス注入後に密封する工程を経て製造される。
【００６４】
図９は本発明の第５実施例による外部電極蛍光ランプを示した側断面図である。
【００６５】
図９を参照すれば、第５実施例による外部電極蛍光ランプ１００ｅは、ガラス基材１０ｅの内壁面に外部電極１６ｅの長さに相当する領域（Ｌ、Ｌ´）に保護膜１２ｅが形成され、これを除く領域（Ｍ）に蛍光層１４ｅが形成される。
【００６６】
その他の外部電極蛍光ランプ１００ｅの構成要素に対する詳細な説明は、前記第１実施例で言及した通りである。
【００６７】
前記第２実施例乃至第５実施例で提示された構造の外部電極蛍光ランプ１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅも、保護膜１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅの導入によって黒化現象が防止または抑制されて、外部電極蛍光ランプ１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅの寿命及び輝度が向上する効果を得ることができる。
【００６８】
図１０を参照すれば、第５実施例の外部電極蛍光ランプは、ガラス基材の内壁の全面にかけて蛍光層をコーティングした後（第１コーティング工程）、ガラス基材の両末端に外部電極の長さに相当する領域をブラッシング（ｂｌｕｓｈｉｎｇ）して除去して、同一領域に金属酸化物ゾルをコーティングした後（第２コーティング工程）、焼成工程を経て、蛍光層及び保護膜を形成する。次に、ガラス基材の内部の気体を真空排気する真空排気工程、そして放電ガス注入後に密封する工程を経て製造される。
【００６９】
前記では、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、及び添付した図面の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも本発明の範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施例による外部電極蛍光ランプを示す側断面図である。
【図２】第１実施例による外部電極蛍光ランプの製造段階を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２実施例による外部電極蛍光ランプを示す横断面図である。
【図４】第２実施例による外部電極蛍光ランプの製造段階を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３実施例による外部電極蛍光ランプを示す側断面図である。
【図６】第３実施例による外部電極蛍光ランプの製造段階を示すブロック図である。
【図７】本発明の第４実施例による外部電極蛍光ランプを示す側断面図である。
【図８】第４実施例による外部電極蛍光ランプの製造段階を示すブロック図である。
【図９】本発明の第５実施例による外部電極蛍光ランプを示す側断面図である。
【図１０】第５実施例による外部電極蛍光ランプの製造段階を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０ ガラス基材
１２ 保護膜
１４ 蛍光層
１６ 外部電極
１００ 外部電極蛍光ランプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）一側以上の領域が開放されたガラス基材に、ゾル−ゲル反応によって製造された金属酸化物前駆体が分散したゾルまたは蛍光体スラリーをコーティングする第１コーティング工程、
ｂ）前記第１コーティング工程でコーティングされない、金属酸化物が分散したゾルまたは蛍光体スラリーをコーティングする第２コーティング工程、
ｃ）前記ａ段階及びｂ段階でコーティングされたコーティング膜を焼成して、保護膜及び蛍光層を同時に形成する工程、
ｄ）ガラス基材の内部の気体を排気する真空排気工程、
ｅ）ガス注入後に密封する工程を含む、蛍光ランプの製造方法。
【請求項２】
前記金属酸化物前駆体は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、及びＢａからなる群より選択される１種以上の金属を含むアルコキシドまたはナイトライドである、請求項１に記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項３】
前記金属酸化物前駆体が分散したゾルは、濃度が０．１乃至７０％である、請求項１に記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項４】
前記第１コーティング工程及び第２コーティング工程は、ディップコーティング、ロールコーティング、ブレードコーティング、スリットコーティング、及びスプレーコーティングからなる群より選択される方法で行う、請求項１に記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項５】
前記焼成は、３５０乃至６００℃で行う、請求項１に記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項６】
前記金属酸化物前駆体が分散したゾルは、ガラス基材の内壁の全面にかけて塗布する、またはガラス基材の内壁の電極の長さに相当する領域に選択的に塗布する、請求項１に記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項７】
前記金属酸化物前駆体が分散したゾルは、水銀低減防止剤及び暗黒特性向上剤からなる群より選択される１種以上の添加剤をさらに含む、請求項１に記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項８】
前記水銀低減防止剤は、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、及びＡｌ２Ｏ３からなる群より選択される１種以上の金属酸化物である、請求項７に記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項９】
前記暗黒特性向上剤は、Ｃｓ、ＣｓＯ２、Ｃｓ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ２、Ｃｓ２ＳＯ４、及びＣｓ（ＯＨ）２からなる群より選択される１種以上のＣｓ化合物である、請求項７に記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項１０】
前記添加剤の含有量は、前記金属酸化物前駆体が分散したゾルの固形分の含有量１００重量部に対して１．０乃至９０重量部である、請求項７に記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項１１】
請求項１の製造方法で製造されて、金属酸化物の保護膜が形成されている、蛍光ランプ。
【請求項１２】
前記保護膜は、蛍光層及びガラス基材の間、ガラス基材に形成された蛍光層の上部、または蛍光層と同一層に電極領域に形成されている、請求項１１に記載の蛍光ランプ。
【請求項１３】
前記保護膜は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、及びＢａＯからなる群より選択される１種以上の金属酸化物を含む、請求項１１に記載の蛍光ランプ。
【請求項１４】
前記保護膜は、結晶粒子の大きさが０．００１乃至１００μｍである金属酸化物を含む、請求項１１に記載の蛍光ランプ。
【請求項１５】
前記保護膜は、厚さが０．１乃至１０μｍである、請求項１１に記載の蛍光ランプ。
【請求項１６】
前記蛍光ランプは、冷陰極蛍光ランプ、外部電極蛍光ランプ、または平板蛍光ランプである、請求項１１に記載の蛍光ランプ。
【請求項１】
ａ）一側以上の領域が開放されたガラス基材に、ゾル−ゲル反応によって製造された金属酸化物前駆体が分散したゾルまたは蛍光体スラリーをコーティングする第１コーティング工程、
ｂ）前記第１コーティング工程でコーティングされない、金属酸化物が分散したゾルまたは蛍光体スラリーをコーティングする第２コーティング工程、
ｃ）前記ａ段階及びｂ段階でコーティングされたコーティング膜を焼成して、保護膜及び蛍光層を同時に形成する工程、
ｄ）ガラス基材の内部の気体を排気する真空排気工程、
ｅ）ガス注入後に密封する工程を含む、蛍光ランプの製造方法。
【請求項２】
前記金属酸化物前駆体は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、及びＢａからなる群より選択される１種以上の金属を含むアルコキシドまたはナイトライドである、請求項１に記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項３】
前記金属酸化物前駆体が分散したゾルは、濃度が０．１乃至７０％である、請求項１に記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項４】
前記第１コーティング工程及び第２コーティング工程は、ディップコーティング、ロールコーティング、ブレードコーティング、スリットコーティング、及びスプレーコーティングからなる群より選択される方法で行う、請求項１に記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項５】
前記焼成は、３５０乃至６００℃で行う、請求項１に記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項６】
前記金属酸化物前駆体が分散したゾルは、ガラス基材の内壁の全面にかけて塗布する、またはガラス基材の内壁の電極の長さに相当する領域に選択的に塗布する、請求項１に記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項７】
前記金属酸化物前駆体が分散したゾルは、水銀低減防止剤及び暗黒特性向上剤からなる群より選択される１種以上の添加剤をさらに含む、請求項１に記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項８】
前記水銀低減防止剤は、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、及びＡｌ２Ｏ３からなる群より選択される１種以上の金属酸化物である、請求項７に記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項９】
前記暗黒特性向上剤は、Ｃｓ、ＣｓＯ２、Ｃｓ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ２、Ｃｓ２ＳＯ４、及びＣｓ（ＯＨ）２からなる群より選択される１種以上のＣｓ化合物である、請求項７に記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項１０】
前記添加剤の含有量は、前記金属酸化物前駆体が分散したゾルの固形分の含有量１００重量部に対して１．０乃至９０重量部である、請求項７に記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項１１】
請求項１の製造方法で製造されて、金属酸化物の保護膜が形成されている、蛍光ランプ。
【請求項１２】
前記保護膜は、蛍光層及びガラス基材の間、ガラス基材に形成された蛍光層の上部、または蛍光層と同一層に電極領域に形成されている、請求項１１に記載の蛍光ランプ。
【請求項１３】
前記保護膜は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、及びＢａＯからなる群より選択される１種以上の金属酸化物を含む、請求項１１に記載の蛍光ランプ。
【請求項１４】
前記保護膜は、結晶粒子の大きさが０．００１乃至１００μｍである金属酸化物を含む、請求項１１に記載の蛍光ランプ。
【請求項１５】
前記保護膜は、厚さが０．１乃至１０μｍである、請求項１１に記載の蛍光ランプ。
【請求項１６】
前記蛍光ランプは、冷陰極蛍光ランプ、外部電極蛍光ランプ、または平板蛍光ランプである、請求項１１に記載の蛍光ランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−１８００１９（Ｐ２００７−１８００１９Ａ）
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２０７１３（Ｐ２００６−３２０７１３）
【出願日】平成１８年１１月２８日（２００６．１１．２８）
【出願人】（５０４０２４７０４）株式会社ディエムエス (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２８日（２００６．１１．２８）
【出願人】（５０４０２４７０４）株式会社ディエムエス (8)
【Ｆターム（参考）】
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