JP2005085592A - 平面型放電管の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 大型の平面型放電管を製作する場合においても、放電距離を一定にすることができ、短時間で製作可能で自動化しやすく、生産性の良い製造方法を提供する。
【解決手段】 両ガラス基板５４、５４間の発光領域に複数のスペーサ３２を配置して平面型放電管５１を形成させ、その後、これを真空容器３４内に配置して容器内を減圧させることによって、スペーサ３２を放電空間５７の一端縁２に移動させた後、真空容器３４内を大気圧に戻してスペーサ３２を一端縁２に狭持・固定させるようにした。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば液晶表示器のバックライト等に使用される平面放電管の製造方法に関する。

従来、この種の平面型放電管としては、次のような構成のものが知られている。図１０の（ａ）は従来の平面型放電管の斜視図、（ｂ）はその平面型放電管のＡ−Ａ断面図である。平面放電管６１は一方に透明電極６２が敷設され他方の面には蛍光体膜６３（図１０（ｂ）参照）が形成された２枚のガラス基板６４、６４を備えている。両ガラス基板６４、６４は、蛍光体塗布側の面が互いに対向するように、且つ所定の放電距離だけ離間するように配置されている。透明電極６２には帯状の導電体６５が取り付けられている。

両ガラス基板６４、６４は、それぞれの蛍光体塗布側の面の周縁部に塗布された接着剤６６により互いに接合されている。また、この接着剤６６により両ガラス基板６４、６４はそれぞれの蛍光体塗布側の面の周縁部間が封止されることにより、両ガラス基板６４、６４には、密閉された放電空間６７が形成されている。この放電空間６７内には、キセノン等の不活性の放電ガスが封入されている。
上述の従来の平面型放電管の構造およびその製造方法は、特開２００２−２３７２５６号公報の段落［０００２］〜［０００８］に開示されている。

従来においては、上記平面型放電管６１を大気中に配置した状態で、そのガス排気／注入用パイプ（図示せず）を通じて、空気を十分排気した後、放電ガスを充填していた。この方法では、平面型放電管６１内を排気した段階で、大気圧により放電管を構成するガラス基板に大きな荷重がかかるため、ガラス基板の肉厚を大きくしてその荷重に耐えられるようにする必要があった。このため、従来では、特に面積の大きな平面型放電管では割れが生じることが多く、ガラス基板の厚さが２ｍｍの場合、９０×１２０ｍｍ^２程度の大きさが限度であった。

そこで、特開２００１−５７１５３号公報では、平面放電管を真空容器内に配置し、放電管容器内のガスを排出する際に、その放電管容器内の圧力にほぼ追従させて真空容器内のガスを排気し圧力を減少させると共に、放電管容器内に放電ガスを充填する際に、その放電管容器内の圧力にほぼ追従させて、真空容器内にガスを供給して圧力を増加させる方法が開示されている。
特開２００２−２３７２５６号公報の段落［０００２］〜［０００８］ 特開２００１−５７１５３号公報の段落［０００７］〜［００２０］

ところが、上記の方法では、真空排気や放電ガス注入、さらには、真空容器内での焼成など、その製造方法には時間がかかり生産性が悪いものとなっていた。特に、真空容器内の圧力と、放電管容器内の圧力を同期させるのは難しく、自動化しにくいという欠点を有していた。

そこで本発明では、これらの欠点を解消するために、大型の平面型放電管を製作する場合においても、短時間で製作可能で、自動化しやすく生産性の良い平面型放電管の製造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載発明の平面型放電管の製造方法は、
所定の放電距離だけ離間するように一対の平行平板を対向配置し、両平行平板間に所定の放電ガスを封入した放電空間を形成する平面型放電管の製造方法であって、
両平行平板間には、両平行平板間の距離を一定に保持する間隔保持部材を、両平行平板間の発光領域の複数箇所に介在させる、
ことを特徴とする。

また、請求項２に記載発明の平面型放電管の製造方法は、請求項１に記載の平面型放電管の製造方法に加えて、
前記間隔保持部材は、平板状に形成したスペーサである、
ことを特徴とする。

また、請求項３に記載発明の平面型放電管の製造方法は、請求項２に記載の平面型放電管の製造方法に加えて、
前記スペーサは、透明なガラス部材である、
ことを特徴とする。

また、請求項４に記載発明の平面型放電管の製造方法は、
請求項１〜３のいずれかに記載の方法によって製造された平面放電管を、開閉自在とされた真空容器内に配置し、
前記真空容器内の圧力を減少させて、両平行平板間の距離を大きくすると共に、
前記間隔保持部材を両平行平板間の一端縁へ移動させ、
その後、前記真空容器内の圧力を大気圧まで増加させて前記一端縁に固定させる、
ことを特徴とする。

請求項１に記載発明の平面型放電管の製造方法によれば、前記平行平板間に間隔保持部材が介在されることにより、両平行平板間の距離が一定になる。また、平面放電管内を排気した段階で、大気圧により放電管を構成するガラスに大きな荷重がかかるが、発光領域内に複数のスペーサが配置されているので、両平行平板間のたわみも少なくなり、その荷重に耐えることができ、平行平板が割れることはない。

また、請求項２に記載発明の平面型放電管の製造方法によれば、請求項１に記載発明の平面型放電管の製造方法の効果に加えて、前記間隔保持部材は、平板状に形成したスペーサであり、両平行平板間の発効領域の複数箇所に前記スペーサがそれぞれ配置される。このため、両平行平板とスペーサとの接触は面接触になるため、平行平板との間の摩擦が大きくなり、容易に動くことはない。

また、請求項３に記載発明の平面型放電管の製造方法によれば、請求項２に記載発明の平面型放電管の製造方法の効果に加えて、前記スペーサを透明なガラスとしたので、発光領域に前記スペーサが介在する場合においても、光を透過させることができる。

また、請求項４に記載発明の平面型放電管の製造方法によれば、前記請求項１〜３のいずれかによって製造された平面型放電管を、開閉自在とされた真空容器内に配置して、前記真空容器内の圧力を減少させることで、両平行平板間に挟まれ移動不可能であった前記スペーサが、両平行平板間の距離が大きくなったことにより移動可能となるので、前記スペーサを前記平行平板間の一端縁に移動させることができる。その後、前記真空容器内の圧力を大気圧まで増加させて、前記スペーサを移動させて前記一端縁に固定させることによって、前記スペーサが発光を阻害することを防止できる。

以上の発明の平面型放電管の製造方法によって、大型の平面型放電管を製作する場合においても、放電距離を一定にすることができ、短時間で製作可能で自動化しやすく、生産性の良い製造方法を提供することができる。

本発明における実施例について図１〜９を用いて説明する。なお、各図の同様な構成要素に付した符号は同一としてある。

図１の（ａ）は本実施例における平面型放電管の斜視図、（ｂ）はその平面型放電管のＡ−Ａ断面図である。平面型放電管５１は一方の面に透明電極５２が敷設され他方の面に蛍光体膜５３（図1（ｂ）参照）が形成された２枚のガラス基板５４、 ５４を備えている。両ガラス基板５４、５４は蛍光体塗布側の面が互いに対向するように且つ所定の放電距離ｄだけ離間するように配置されている。透明電極５２には帯状の導電体５５が取り付けられている。

両ガラス基板５４、５４はそれぞれの蛍光体塗布側の面の周縁部に塗布された接着剤５６、５６により互いに接合されている。また、この接着剤５６により両ガラス基板５４、５４それぞれの蛍光体塗布側の面の周縁部間が封止されることにより、両ガラス基板５４、５４間には密閉された放電空間５７が形成されている。この放電空間５７内にはキセノン等の不活性ガスが封入されている。

放電空間５７の一端縁２には、複数のスペーサ３２が両ガラス基板５４、５４に挟持され固定されている。このスペーサ３２は平面板状に形成されている。

平面型放電管５１の両透明電極５２、５２間に両導電体５５、 ５５を介して所定の電圧を印加すると、両透明電極５２、５２間の放電により紫外線が発生し、この紫外線により前記蛍光体膜５３が励起発光する。

次に、前記従来の平面型放電管の製造方法について説明する。図２に示すように、まず一方の面に透明電極５２が敷設されたガラス基板５４の他方の面の中央部（発光領域）及び外周縁の一部（排気口部分）にそれぞれマスキング（図示略）をする。この状態でガラス基板５４における他方の面の外周部、即ちマスキングされていない部分に接着剤５６を塗布し、炉に入れて５２０℃で所定時間だけ加熱する。尚、このガラス基板５４は２枚（対称形となる１組）を製作する。

前記加熱終了後、ガラス基板５４を炉から取り出してマスキングを剥がし、ガラス基板５４の発光領域に蛍光体を塗布して蛍光体膜５３を形成する。次に、一方のガラス基板５４の発光領域上に複数のスペーサ３２を適切な間隔毎に配置し、その後、もう一方のガラス基板５４をそれぞれの蛍光体塗布側の面が対向するように重ね合わせた状態で炉に入れ、５５０℃で所定時間だけ加熱する。加熱終了後、重ね合わせた両ガラス基板５４、５４を炉から取り出して冷却すると、図３に示すように、両ガラス基板５４、５４はガラス状に硬化した接着剤５６にて互いに接合される。また、複数のスペーサ３２は、両ガラス基板５４、５４に挟持され移動不可能になっている。この接合された両ガラス基板５４、５４間の外周には排気口５８が形成されている。

次に、図３（ａ）及び図４に示すように、前記排気口５８内に挿通不能な程度の外径のガラス管の一端部をバーナで加熱して、前記排気口５８内に挿通可能な程度の外径の細管部５９ａを有するチップ管（排気管）５９を形成する。そして、この細管部５９ａを前記排気口５８を介して放電空間５７に挿入し、細管部５９ａと排気口５８内面との間、及び細管部５９ａの外周部に接着剤５６ａを塗布する。この後、炉に入れて５５０℃で所定時間だけ加熱してから冷却すると、溶融した接着剤５６ａはガラス状に硬化し、チップ管５９はガラス基板５４に対して気密状に固定される。

チップ管５９の他端部にはゴム製の吸排気管６０の一端部を接続する。そして、吸排気管６０の他端に連結された真空ポンプ（図示略）を駆動させて、放電空間５７内の空気を外部に吸い出し、真空状態とする。この状態で加熱脱ガス処理を行った後、吸排気管６０の他端部を不活性ガス供給部（図示略）に接続し、チップ管５９を介してキセノン等の放電ガスとしての不活性ガスを放電空間５７内に供給する。この後、チップ管５９の細管部５９ａ部分をバーナで焼き切る。すると、細管部５９ａの切断開口部は周囲の接着剤５６ａ及び自身を構成するガラス材が溶融することにより密閉され、放電空間５７内には不活性ガスが封入される。

その後、上記工程によって製造された平面型放電管５１を、図５に示すように、放電空間の一端縁２が下になるようにして開閉自在な真空容器３４内へ配置し密閉する。図６（ａ）は図５のＢ部詳細図である。その後、真空ポンプ３５によって容器内を減圧すると、平面型放電管５１の両ガラス平板５４、５４が互いに外側に向かって広がるため、放電間の距離ｄ′がｄより大きくなる（図６（ｂ））。そのため両ガラス平板５４、５４によって挟持されていた複数のスペーサ３２は、自重によって下方に落下し、放電空間５７の一端縁２に集まる（図６（ｃ））。

上記状態を保持したまま、真空容器３４内を大気圧に戻すと、その荷重により両ガラス平板５４、５４はもとに戻るため、放電間の距離はｄとなる。したがって、放電空間１７の一端縁２に集められたスペーサ３２は、そこで両ガラス平板５４、５４に挟持され固定される（図６（ｄ））。最後に、真空容器からこの平面型放電管５１を取り出し、透明電極５２に対して導電体５５を固定すれば、平面型放電管５１の製造が完了となる。

以上、本実施例の平面型放電管５１の構造およびその製造方法を説明したが、その効果は次のようである。即ち、前記ガラス平板５４、５４間にスペーサ３２が介在されることにより、両平行平板間の放電距離ｄが一定になる。また、平面放電管５１内を排気した段階で、大気圧により放電管を構成するガラスに大きな荷重がかかるが、発光領域内に複数のスペーサ３２が配置されているので、両ガラス平板５４、５４間のたわみも少ないため、その荷重に耐えることができ、ガラス平板５４が割れることはない。

また、前記複数のスペーサ３２は、平板状に形成され、両ガラス平板５４、５４間の発効領域の複数箇所にそれぞれ配置されているので、両ガラス平板５４、５４とスペーサ３２との接触は面接触になるため、ガラス平板５４との間の摩擦が大きくなり、容易に動くことはない。

また、このように製造された平面型放電管５１を、開閉自在とされた真空容器３４内に配置して、前記真空容器３４内の圧力を減少させることで、両ガラス平板間５４、５４に挟持され移動不可能であった前記スペーサ３２が、両ガラス平板５４、５４間の距離が大きくなったことにより移動可能となるので、スペーサ３２を両ガラス平板５４、５４間の一端縁２に移動させることができる。その後、前記真空容器３４内の圧力を大気圧まで増加させて、前記スペーサを移動させて前記一端縁２に固定させることによって、前記スペーサ３２が発光を阻害することを防止できる。

以上の発明の平面型放電管５１の製造方法によって、大型の平面型放電管を製作する場合においても、放電距離ｄを一定にすることができ、短時間で製作可能で自動化しやすく、生産性の良い製造方法を提供することができる。従って例えば、ガラス基板の肉厚が２ｍｍで２４０×２９０ｍｍ^２程度の比較的大きな面積の平面型放電管でもつくることが可能となる。

なお、本発明は上記の実施例に限定するものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々な実施が可能である。例えば、スペーサ３２が放電空間内の一端縁２にある場合でもこれによって光が一部遮られるので、スペーサ３２は透明ガラスとするのが良い。また、放電空間５７内の一端縁２側の幅Ｈだけ、蛍光膜の塗布を止めることによって、非発光領域３８を形成することもできる（図７（ａ）及び（ｂ）参照）。そのようにすれば、スペーサ３２は光を遮ることはないので、透明なスペーサでなくても実施可能となる。

また、平面型放電管５１を真空容器３４内へ配置し、両ガラス平板５４、５４によって挟持されている複数のスペーサ３２を、自重によって下方に落下させ、放電空間５７の一端縁２に集める際、複数のスペーサ３２が前記一端縁２に一列に並ばないで、二重、三重に重なってしまうことがある（図６（ｅ）参照）。これを防ぐため、スペーサ３２が前記一端縁２に一列に並ぶようにするために、平面型放電管を揺り動かす装置を真空容器に付設してもよい。例えば、平面型放電管を掴むアーム３６を設置し、手動にて揺り動かしても良いし（図８（ａ）参照）、振動装置３７を設置して真空容器３４と共に揺り動かしても良い（図８（ｂ）参照）。

また、実施例ではスペーサ３２として、上下面が矩形上の平板を使用したが、円筒形のスペーサであっても良い（図示略）。また、球状のガラスビーズ３９であっても良い。その場合、ガラス平板５４上に配置する際、転がりやすいため、接着剤４０等で仮止めしても良い。ただし、スペーサ３２は後で移動させるため、仮止めの際、加熱すると接着不能となるような弱熱性の接着剤４０を用いる必要がある。このように、スペーサ３２を円筒状あるいは球状にした場合、転がりやすいので、図６（ｅ）のようなスペーサ３２の重なりを容易に防ぐことができ、前記一端縁２の最適な位置に移動させやすくなる。

次に前記実施応用例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（１）前記間隔保持部材は、球状または円筒状に形成したスペーサであることを特徴とする請求項１に記載の平面型放電管の製造方法。
（２）前記（１）に記載の方法によって製造された平面放電管を、開閉自在とされた真空容器内に配置し、
前記真空容器内の圧力を減少させて、両平行平板間の距離を大きくすると共に、
前記間隔保持部材を両平行平板間の一端縁へ移動させ、
その後、前記真空容器内の圧力を大気圧まで増加させて前記一端縁に固定させる、
ことを特徴とする平面型放電管の製造方法。
（３）両平行平板間の一端縁には、蛍光膜を塗布しないことを特徴とする請求項４または前記（２）に記載の平面型放電管の製造方法。
（４）前記真空容器には、振動装置を付設し、内部に配置された平面型放電管を揺り動かすことを特徴とする請求項４または前記（２）に記載の平面型放電管の製造方法。
（５）前記真空容器には、内部に配置された平面型放電管を掴むことができるアームを設置し、該平面型放電管を揺り動かすことを特徴とする請求項４または前記（２）に記載の平面型放電管の製造方法。
これらの（１）〜（５）の平面型放電管の製造方法によれば、段落［００３２］〜［００３４］に記載の効果を奏する。

（ａ）は本実施例における平面型放電管の斜視図、（ｂ）はその平面型放電管のＡ−Ａ断面図である。 本実施例の平面型放電管の製造方法を示す斜視図である。 （ａ）は本実施例における平面型放電管の製造方法を示す斜視図、（ｂ）はその平面型放電管のＡ−Ａ断面図である。 本実施例の平面型放電管の製造方法を示す要部断面図である。 本実施例の平面型放電管の製造方法を示す概略図である。 （ａ）〜（ｅ）は本実施例の平面型放電管の製造方法を示す要部断面図である。 （ａ）は本実施例における平面型放電管の製造方法の応用例を示す斜視図、（ｂ）はこれにより製造された平面型放電管の断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は本実施例の平面型放電管の製造方法の応用例を示す概略図である。 （ａ）は本実施例における平面型放電管の製造方法の応用例を示す斜視図、（ｂ）はこれにより製造された平面型放電管の断面図である。 （ａ）は従来の平面型放電管の斜視図、（ｂ）はその平面型放電管のＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

５１…平面型放電管、５４…ガラス基板（平行平板）、５７…放電空間、３２…スペーサ、２…一端縁、３４…真空容器、３５…真空ポンプ、３６…アーム、３７…振動装置、３９…ガラスビーズ、４０…接着剤、ｄ…放電距離、Ｈ…非発光領域の幅。

Claims (4)

1. 所定の放電距離だけ離間するように一対の平行平板を対向配置し、両平行平板間に所定の放電ガスを封入した放電空間を形成する平面型放電管の製造方法であって、
   両平行平板間には、両平行平板間の距離を一定に保持する間隔保持部材を、両平行平板間の発光領域の複数箇所に介在させる、
   ことを特徴とする平面型放電管の製造方法。
2. 前記間隔保持部材は、平板状に形成したスペーサであることを特徴とする請求項１に記載の平面型放電管の製造方法。
3. 前記スペーサは、透明なガラス部材であることを特徴とする請求項２に記載の平面型放電管の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の方法によって製造された平面放電管を、開閉自在とされた真空容器内に配置し、
   前記真空容器内の圧力を減少させて、両平行平板間の距離を大きくすると共に、
   前記間隔保持部材を両平行平板間の一端縁へ移動させ、
   その後、前記真空容器内の圧力を大気圧まで増加させて前記一端縁に固定させる、
   ことを特徴とする平面型放電管の製造方法。
   

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