JP2002535804A - フラット光源 - Google Patents

フラット光源

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JP2002535804A
JP2002535804A JP2000594137A JP2000594137A JP2002535804A JP 2002535804 A JP2002535804 A JP 2002535804A JP 2000594137 A JP2000594137 A JP 2000594137A JP 2000594137 A JP2000594137 A JP 2000594137A JP 2002535804 A JP2002535804 A JP 2002535804A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、フロントプレートと背面部とからなり、その際フロントプレートはスペーサ部材によって背面部に対して間隔を持って保持されており、しかもフロントプレートと背面部と間の中間室にはガス状充填剤が導入されており、該充填剤は周囲大気圧よりも低い圧力下にあり、かつ少なくともフロントプレートはガラス材料からなるフラット光源に関する。このような小さい自重を有するフラット光源を製造することができるために、本発明によれば、フロントプレート及び／又は背面部が少なくとも部分的に熱又は化学強化したガラス板として形成されているか又はフロントプレート及び／又は背面部が少なくとも部分的に可延性ポリマー材料からなる被覆を備えたガラス板として形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、フロントプレート及び背面部を有し、その際フロントプレートはス
ペーサによって背面部に対して間隔を持って保持されており、しかもフロントプ
レートと背面部の間の中間室にはガス状充填剤が導入されており、該充填剤は周
囲大気圧よりも低い圧力下にあり、かつフロントプレートはガラス材料からなる
フラット光源に関する。
【０００２】 透明ＬＣＤは、均一な輝度、小さい厚さ、取付及び取扱の際の低い破損率及び
高い長期強度を有する高照度のバックグラウンド照明装置を必要とする。高いか
つ均一な輝度及び低い熱作用に対する要求は、低圧の希ガス充填物を有する放電
ランプで満足される。これらのランプは、フラット光源として構成されていても
よい。
【０００３】 このようなフラット光源の重要な機械部品は、フロントプレート及びバックプ
レート、及びフロントプレート及びバックプレートを間隔を置いて保持するため
のスペーサである。ガラスからなるフロントプレート及びバックプレートが好ま
しい。ガラスからなるバックプレートに反射層もしくはフィルムを施すことは公
知である。
【０００４】 従来の技術において、放電電流がフロントプレートとバックプレートの間の「
折り畳まれた」通路を経て流れるフラット光源は公知であり、これは数１００Ｖ
の作動電圧を必要とする「社報（Flat Candle Backlights Products for 4 “Di
agonal LCD”)」。電流が直接バックプレートからフロントプレートに流れるフ
ラット光源も公知である。このようなフラット光源は、ＬＣＤ使用のためには約
１０Ｖにすぎない作動電圧で作動される。
【０００５】 低圧充填剤を有するフラット光源の重大な欠点は、大きい厚さ及び高い重量で
ある。厚さは最低放電距離から並びにフロントプレート及びバックプレートのた
めのガラスプ板の厚さから生じる。プレート厚さは、製作要求から結果として生
じる。
【０００６】 厚さ約２．５ｍｍのフロントプレート及びバックプレートを有し、これらプレ
ートが実質的に均等な４０〜５０ｍｍの距離で間隔が保たれるフラット光源は従
来の技術に属する。図１は、斜視図で、フロントプレートと、バックプレートと
、平行な、貫いた、ストリップ状スペーサとが認識されるように公知のフラット
光源の断面を示す。例えば重量節約のため又はフラット光源の縮小のために、よ
り薄いガラス板をフロントプレート又はバックプレートのために使用すると、以
下の問題が生じることが判明した： −プレート内の高すぎる機械的応力、 −スペーサ間のプレートの強すぎるたわみ、 −スペーサの折れ、傾倒又は摩耗。
【０００７】 周囲の外圧によるプレート内の機械的応力は、重要な問題であると見なされる
。プレート外面の引張応力は、近似知的にσ×α（ｗ／ｔ）２で評価される。こ
の場合、ｔはプレート厚さ及びｗはスペーサ部材の間隔を表す。プレート厚さを
減少させる際にはスペーサ部材の間隔も減少させねばならないことが分かる。プ
レート外面上の引張応力を約１０ＭＰａ（ガラスの期待される耐久性）未満に保
つためには、ｔ＝２．５ｍｍのプレート厚さ場合少なくともｗ＝４０〜５０ｍｍ
のスペーサの間隔が必要であることから出発する。従って、１．１ｍｍのプレー
ト厚さの場合には、２０ｍｍ未満のスペーサの間隔が必要となる。それにより多
くのスペーサによる高い製作費用及び光収率の低下が生じる。この低下は、従来
薄いフロントプレートもしくはバックプレート又はスペーサの大きな間隔を有す
るフラット光源の製造を阻害してきた。
【０００８】 本発明の課題は、冒頭に記載した形式のフラット光源において重量減少を達成
することである。
【０００９】 この本発明の課題は、フロントプレート及び／又は背面部が少なくとも部分的
に熱又は化学強化したガラス板として形成されていることにより解決される。
【００１０】 熱又は化学強化したガラス板を用いると、公知のフラット光源よりも著しく大
きなスペーサ間隔を達成することができる。第１表は、プレート厚さｔとの関係
でどのくらいのスペーサ間隔ｗを達成することができるか、及び、ガラス板内に
どのくらいの表面圧縮強化、少なくとも（σｖ１ｍｉｎ）を達成しなければなら
ないかを示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】 薄いガラス板における１００ＭＰａより高い強化は、高膨張性ガラス（熱膨張
係数α２０．３００＞７×１０- ６ｌ／℃）を用いてのみ又は高いＴＧ（ＴＧ＞
５５０℃；ＴＧは、ガラスの粘度が１０１３．６ｄＰａｓである温度である）を
有するガラスにおいて達成することができる。高いＴＧを有するガラスの使用は
、フラット光源本体を製造工程で高い温度に曝すことができるという別の利点を
有する。従って、高いＴＧを有するガラスは好ましい。それにもかかわらず、薄
いガラス板の熱強化は極めて費用がかかる。
【００１３】 低い膨張率を有するガラスもしくは１．５ｍｍ未満の厚さを有するプレートの
ためには、熱強化はなお僅かにプラスの効果を示すにすぎない。従って、薄いガ
ラス板のためには、自体公知の方法を用いた化学強化が好ましい。
【００１４】 この場合、化学強化と可延性ポリマー層での被覆との組合せは、さらなる強度
上昇を生じる。被覆は、強化後に行わねばならない。
【００１５】 化学強化したガラス板を用いると、フラット光源の十分な強度と同時に、公知
のフラット光源におけるよりも著しく大きなスペーサ間隔を達成することができ
る。第２表は、プレート厚さｔとの関係でどのくらいのスペーサ間隔ｗを達成す
ることができるか、及び、ガラス板内にどのくらいの表面圧縮強化、少なくとも
（σｖ１ｍｉｎ）を達成しなければならないかを示す。
【００１６】
【表２】
【００１７】 直線状のスペーサの代わりに波形のスペーサを使用することによりスペーサの
耐用性を高めると、フラット光源の強度を著しく高めることができることが判明
した。
【００１８】 本発明の課題はまた、フロントプレート及び／又は背面部を、少なくとも部分
的に可延性ポリマー材料からなる被覆が施されたガラス板として形成されている
ことにより解決される。
【００１９】 この発明を説明するためには、矩形の底面及び均等な厚さを有するフラット光
源から出発するが、しかしこの発明の教示は別のフラット光源フォルマートに使
用することもできる。従って、別のフォルマートも本発明に組み込まれる。
【００２０】 本発明を記載するために、フラット光源エッジに対して平行に貫いて延びる平
行のストリップ状スペーサ部材から出発する。しかし、この発明の教示は、任意
の形態、特にセグメント化されたスペーサ（図３）及び点状スペーサ（図４）又
は波形のスペーサ（図５）にも適用可能である。従って、これらも本発明に組み
込まれる。
【００２１】 ２．５ｍｍ未満の厚さを有するガラスからなるフロント及びバックプレートで
も、ガラス板をプラスチック層で積層すれば、フラット光源のために十分な強度
が達成されることが判明した。
【００２２】 実験により、フロント及びバックプレートとして使用したガラス板の外面に薄
い、可延性ポリマーフィルムを積層することによりフラット光源の十分な面強度
が達成されることが判明した。このためには、シリコーン、ポリウレタン、又は
オルモセレン（Ormoceren）の群から選択されるポリマーが適当である。シリコ
ーン被覆は、その高い熱安定性（２００℃まで）及び多数の有機溶剤及び水溶液
に対して高い安定性を有するために好ましい。
【００２３】 ポリマーフィルムは既に約６μｍからの層厚で有効になる。原理的には、層の
強度上昇作用は厚さが増大するに伴い増大する。しかしながら、５０μｍの厚さ
から、この増大はもはや重要でない。６〜５０μｍの層厚が好ましい。それとい
うのも、その際には複合体の弾性は僅かに影響を受けるにすぎずかつポリマーフ
ィルムの収縮はガラス板に僅かな応力を生じるにすぎないからである。しかしな
がら、製作技術的理由から、約２００μｍまでの、より厚い層を塗被するのが重
要なこともある。
【００２４】 大抵は無極性のポリマーの極性ガラス表面に対する付着を改良するために、ガ
ラス表面のＯＨ基とその無極性側鎖との反応性結合により無極性有機ポリマーに
対する良好な付着特性を有する無極性ガラス表面を形成する付加的付着助剤を使
用することもできる。適当な付着助剤は、例えばジメトキシジメチルシラン又は
ヘキサメチルジシラザンである。
【００２５】 ポリマー被覆の強度向上作用は、元来強度維持である。該層は、ガラス板の搬
送、取付又は取扱の際に強度を低下する微細欠陥がガラス板の表面に発生するの
を阻止する。従って、この作用は特に、被覆を早期に、好ましくはガラス板の引
き抜き直後に及びより好ましくはガラス板の切断（例えば、ガラス板のフラット
光源寸法への既製化のために）前に行う場合に発揮される。
【００２６】 前記の被覆したガラス板を用いると、強度を低下させることなく、公知のフラ
ット光源におけるよりも著しく大きなスペーサ間隔を達成することができる。第
３表は、例として、ガラス板厚さｔとの関係でどのくらいのスペーサ間隔ｗを達
成することができるかを示す。
【００２７】
【表３】
【００２８】 有利な変形は、フラット光源の作動温度よりも高い温度でポリマー層を被着す
る場合に生じうる。それにより、ガラス板上のポリマー層が永久的な圧縮応力下
にあり、ひいては耐引掻性になることが達成される。
【００２９】 ポリマーフィルムでの被覆は、被覆されたガラス板を後での熱処理の際に高い
温度にはもはや曝すことができないという欠点を有する。一般に、温度は明らか
に２００℃未満に維持されねばならない。この制限は、例えばガラス板をフラッ
ト光源の取付に際に溶接しなければならない又は取付られたフラット光源におい
てゲッタリングを行わねばならない場合に受け入れられない。
【００３０】 この場合には、本発明による利点を、ガラス板をその製造直後に洗い流し可能
な保護フィルムで密封することにより利用することができる。この一時的保護フ
ィルムは、相応する熱処理前に洗い流す。その後、場合により再び一時的密封又
は同時に本発明による永久的被覆を行う。
【００３１】 実験により、厚さ１．５ｍｍからのガラス板を用いて冷気の強度の吹付け又は
油もしくは油膜を有する水中に浸漬することにより、フラット光源の強度を著し
く高める熱強化を達成することができることが判明した。該熱強化は、ガラス板
の切断（例えばガラス板をフラット光源寸法に既製化するため）後に行うべきで
ある。
【００３２】 熱強化と可延性ポリマー層での被覆との組み合わせは、さらなる強度向上を生
じる。被覆は強化後に行わねばならない。
【００３３】 本発明を以下に２つの実施例により詳細に説明する： 実施例１ それ自体完成されかつ既に機能するフラット光源のバックプレートに、最後の
加熱工程後に、全体的湿潤層が生じるように２成分シリコーンポリマーを薄くス
プレーする。次いで、該層を重合させる。シリコーンポリマーの使用量は、４０
〜４５μｍのポリマー層の厚さが生じるように調節する。
【００３４】 実施例２ フォルマート３２０×３６０ｍｍを有するフラット光源が、１．１ｍｍの厚さ
の化学強化フロントプレートを得るようにする。フロントプレートのために、ガ
ラスＤ２６３を使用する（購入：グリューネンプラン（Gruenenplan）のＤＥＳ
ＡＧ ＡＧ）。この厚さ１．１ｍｍのガラス板を、“Ｎａ→Ｋ交換”により強化
するために、４５０℃の熱いＫＮＯ３浴内に１６時間浸漬する。それにより８０
μｍの深さの表面層内に２３０ＭＰａより高い強化（tempering）が生じる。フ
ラット光源を製造する際の後続の工程により強化の一部が再び“洗い流される”
ことが観察されたが、しかし残留する値として、２００ＭＰａ以上の強化が観察
される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 フロントプレートと、バックプレートと、平行な、貫いた、ストリップ状スペ
ーサとからなる公知のフラット光源の、部分的に破断した斜視図である。
【図２】 図１のスペーサを有するフラット光源の部分的に破断した平面図である。
【図３】 セグメント化されたスペーサを有するフラット光源の部分的に破断した平面図
である。
【図４】 点状スペーサを有するフラット光源の部分的に破断した平面図である。
【図５】 波形のスペーサを有するフラット光源の部分的に破断した平面図である。
【符号の説明】
ｔ プレート厚さ、 ｗ スペーサ間隔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｕ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ， ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，Ｌ Ｋ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ， ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，Ｔ Ｍ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ローラント ビュルクレ ドイツ連邦共和国 ニーダー−オルム ア ム エーゼルボルン 15 (72)発明者 ラインハルト カスナー ドイツ連邦共和国 アールフェルト カー ラントシュトラーセ １アー Ｆターム(参考） 5C043 AA12 AA14 CC08 CC16 CD08 DD01 DD27 EB12 EB15 EC02

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フロントプレート及び背面部を有し、その際フロントプレー
    トはスペーサによって背面部に対して間隔を持って保持されており、しかもフロ
    ントプレートと背面部の間の中間室にはガス状充填剤が導入されており、該充填
    剤は周囲大気圧よりも低い圧力下にあり、かつ少なくともフロントプレートはガ
    ラス材料からなるフラット光源において、フロントプレート及び／又は背面部が
    少なくとも部分的に熱又は化学強化したガラス板として形成されていることを特
    徴とするフラット光源。
  2. 【請求項２】 熱強化したフロントプレートのガラス材料及び／又は背面部
    の粘度が１３．６ｄＰａｓである温度（ＴＧ温度）が５５０℃よりも高いことを
    特徴とする請求項１記載のフラット光源。
  3. 【請求項３】 熱強化したフロントプレート及び／又は背面部の壁厚の寸法
    が１．５ｍｍ〜２．１ｍｍでありかつ／又は熱強化が６０ＭＰａ以上であること
    を特徴とする請求項１又は２記載のフラット光源。
  4. 【請求項４】 化学強化したフロントプレート及び／又は背面部の壁厚の寸
    法が０．５ｍｍ以上でありかつ／又は１６０ＭＰａより高い化学強化で強化され
    ていることを特徴とする請求項１記載のフラット光源。
  5. 【請求項５】 フロントプレート及び背面部を有し、その際フロントプレー
    トはスペーサによって背面部に対して間隔を持って保持されており、しかもフロ
    ントプレートと背面部の間の中間室にはガス状充填剤が導入されており、該充填
    剤は周囲大気圧よりも低い圧力下にあり、かつ少なくともフロントプレートはガ
    ラス材料からなるフラット光源において、フロントプレート及び／又は背面部が
    、少なくとも部分的に可延性ポリマー材料からなる被覆を備えたガラス板として
    形成されていることを特徴とするフラット光源。
  6. 【請求項６】 被覆が被膜として形成されており、かつ、シリコーン、ポリ
    ウレタン材料、又はオルモセレンの群から選択されるポリマー材料からなること
    を特徴とする請求項５記載のフラット光源。
  7. 【請求項７】 被覆が６μｍ以上の層厚を有することを特徴とする請求項５
    又は６記載のフラット光源。
  8. 【請求項８】 被覆の層厚が６μｍ〜５０μｍの範囲にあることを特徴とす
    る請求項７記載のフラット光源。
  9. 【請求項９】 ガラス板の表面に被覆を結合させるために、接着助剤、好ま
    しくはジメトキシドメチルシラン又はヘキサメチルジシラザンが使用されている
    ことを特徴とする請求項５から８までのいずれか１項記載のフラット光源。
  10. 【請求項１０】 ガラス板が少なくとも部分的に熱又は化学強化されている
    ことを特徴とする請求項５から９までのいずれか１項記載のフラット光源。
  11. 【請求項１１】 フロントプレートと、同様にガラス板として形成された背
    面部との間に波形のスペーサ部材が配置されており、その際波線がフロントプレ
    ートの面の広がり対して平行に延びていることを特徴とする請求項１から１０ま
    でのいずれか１項記載のフラット光源。
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