JP2007095683A

JP2007095683A - 面光源装置

Info

Publication number: JP2007095683A
Application number: JP2006258321A
Authority: JP
Inventors: Hae Soo Ha; スーハ，ヘ; Seog Hyun Cho; ヒュンチョー，ソグ; Kyeong Taek Jung; テクジュン，キョン; Hyun Seok Kim; ソクキム，ヒュン
Original assignee: Samsung Corning Co Ltd
Current assignee: Corning Precision Materials Co Ltd
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2006-09-25
Publication date: 2007-04-12
Also published as: US20070069615A1

Abstract

【課題】高輝度で長寿命の面光源装置を提供する。
【解決手段】放電空間１５２を形成するように付設された上部基板１５０及び下部基板１１０と、下部基板１１０の上面に積層された反射層１２０及び下部蛍光層１３０と、上部基板１５０の下面に積層された上部蛍光層１８０を含む面光源装置１００において、反射層１２０が４０〜１２０μｍの厚さを有し、下部蛍光層１３０が１０〜６０μｍの厚さを有し、上部蛍光層１８０が１０〜２５μｍの厚さを有する。そして、上部基板１５０と上部蛍光層１８０との間に積層された第１イオン遮断層１６０をさらに含み、これによって上部基板１５０からのＮａ^＋イオンの溶出を遮断する。
【選択図】図３

Description

本発明は、蛍光ランプ（ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｌａｍｐ）に関するものである。特に液晶表示装置（ＬＣＤ）に具備され、ストライプ（ｓｔｒｉｐｅ）形態の複数のチャンネル（ｃｈａｎｎｅｌ）からなる放電空間を有する面光源装置に関するものである。

一般的に、液晶は電気的特性及び光学的特性を兼ね備えている。液晶は、電気的特性によって電界の方向に対応して配列が変更され、光学的特性によって配列に対応して光の透過率が変更される。

液晶表示装置は、液晶の電気的特性及び光学的特性を利用して映像を表示する。液晶表示装置は、陰極線管（ＣＲＴ）等と比べて体積が非常に小さくて軽いという長所を有し、そのためにポータブルコンピューター、通信機器、液晶式テレビジョン及び宇宙航空産業等に広く使用されている。

また、面光源装置では、上部基板と下部基板の間に放電空間を形成し、該放電空間に放電ガスを封入して、該放電空間に電圧を印加する。電圧印加によって励起された放電ガスから放出される紫外線は、上部基板及び下部基板の内側表面に積層された蛍光層を励起させ、これによって可視光線が生成される。

多チャンネルの放電空間を形成する方法としては、上部基板と下部基板の間にスペーサ等を介在させ、低温密封用ガラスを使用して上部基板と下部基板の縁を接着する方法と、所定形状の放電空間を有するように金型を利用して上部基板または下部基板を成形した後、上部基板または下部基板を接着する方法がある。

また、上述したように形成された放電空間には、アルゴン（Ａｒ）、ネオン（Ｎｅ）等の放電ガスと水銀ガスを封入し、その後に、前記放電空間を密封する。

しかし、上述のような従来の面光源装置は、有機水銀含量の減少及び蛍光層の劣化等によって寿命が急激に短くなってしまうという問題がある。

有機水銀含量の減少に関して詳説すると、上部基板及び下部基板の材質として一般にソーダライム（ｓｏｄａｌｉｍｅ）ガラスを使用しているが、このようなソーダライムガラスは４〜１５％程度のＮａ^＋イオンを含んでいるので、Ｎａ^＋イオンと水銀の反応によってアマルガムが形成される。このような場合に、放電空間内の有機水銀含量が減少するので、前記蛍光ランプの寿命低下をもたらすという問題がある。

また、従来の面光源装置では輝度が十分でなく、従って輝度を向上させることができる方策が求められている。

本発明は、上述した従来の問題点を解決するために導出されたものであり、本発明の目的は、従来よりも輝度を向上させて、寿命を長くすることができる面光源装置を提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明にかかる面光源装置は、放電空間を形成するように付設された上部基板及び下部基板と、該下部基板の上面に積層された反射層及び下部蛍光層と、前記上部基板の下面に積層された上部蛍光層を含み、前記反射層が４０〜１２０μｍの厚さを有し、前記下部蛍光層が１０〜６０μｍの厚さを有し、前記上部蛍光層が１０〜２５μｍの厚さを有しており、前記上部基板と前記上部蛍光層の間に積層されて前記上部基板からのＮａ^＋イオンの溶出を遮断する第１イオン遮断層をさらに含む面光源装置を提供する。

前記上部基板及び下部基板が、それぞれ４〜１５％のＮａ^＋イオンを含むガラス材質であり、その中で少なくとも一方がソーダライムガラス材質とされた面光源装置を提供する。

また、前記第１イオン遮断層の材質がＳｉＯ_２であって、その厚さが３〜２００ｎｍ（ナノメートル）とされた面光源装置を提供する。

そしてまた、励起波長より短い波長の紫外線を遮断する短波長紫外線遮断層が、前記上部蛍光層及び下部蛍光層の両方、あるいはそのどちらか一方の上にさらに積層されるとともに、前記短波長紫外線遮断層の材質がＹ_２Ｏ_３であって、その厚さが０．１〜５μｍ（マイクロメートル）とされた面光源装置を提供する。

本発明はまた、前記第１イオン遮断層と前記上部蛍光層の間に積層されて前記第１イオン遮断層と共に上部基板からのＮａ^＋イオンの溶出を遮断する第２イオン遮断層をさらに含み、該第２イオン遮断層の材質がＹ_２Ｏ_３であって、その厚さが０．１〜５μｍとされた面光源装置を提供する。

本発明にかかる面光源装置によれば、蛍光層及び反射層を最適な厚さで形成することにより、輝度及び寿命に関して大幅に向上させることができ、少なくとも一つの遮断層を具備することで、従来の装置よりも寿命を長くすることができる。

以下では、添付図面を参照して本発明の実施例を詳説する。尚、本発明の説明において、関連した公知の機能や構成に対する具体的な説明については本発明の要旨を明確化するために省略する。

図１は、本発明の好ましい第１実施例による面光源装置を示す斜視図である。そして、図２は、この面光源装置を図１のＡ−Ａ´線に沿って切断して示す断面図であり、図３は当該面光源装置について、図２に一点鎖線の円枠内に示す一部分（Ｂ）を拡大した図面である。

面光源装置１００は、下部基板（ｌｏｗｅｒｓｕｂｓｔｒａｔｅ）１１０と、該下部基板１１０との間に密閉された放電空間１５２を形成する上部基板（ｕｐｐｅｒｓｕｂｓｔｒａｔｅ）１５０と、これらの下部基板１１０及び上部基板１５０の接合及び前記放電空間１５２の密閉のために、下部基板１１０及び上部基板１５０の間に介在された封止部材（ｓｅａｌｉｎｇｍｅｍｂｅｒ）２１０と、本例では平板形蛍光ランプとされた面光源装置１００の両端部に電圧を印加することにより前記放電空間１５２内に放電を発生させるための一対の電極１９０、２００と、を含む。また、放電による紫外線生成のために前記放電空間１５２内には放電ガス及び水銀ガスが封入されている。

前記した下部基板１１０及び上部基板１５０は、その外形がそれぞれ四角板の形態を有し、前記放電空間１５２は互いに平行に並んで配置され、かつ互いに繋がった複数のチャンネル（ｃｈａｎｎｅｌ）からなっている。この放電空間１５２を形成するために平板基板を部分的に真空吸引して複数のチャンネルを有する前記上部基板１５０を形成することができる。放電空間１５２内のチャンネル間を連通させるために、隣接した二つのチャンネル間の隔壁ごとに貫通孔（ｔｈｒｏｕｇｈ−ｈｏｌｅ）１５４を形成することができる。尚、下部基板１１０及び上部基板１５０は、透明なガラス材質から形成されている。また、本実施例とは異なり、チャンネル間の連通のために放電空間が蛇行構造（ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有するように構成することもできる。

前記した放電空間１５２内において、前記下部基板１１０の上面には反射層（ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｌａｙｅｒ）１２０と、下部蛍光層（ｌｏｗｅｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｌａｙｅｒ）１３０とが順に積層される。

前記反射層１２０は、面光源装置１００の上面だけから可視光線を放出するために、前記下部基板１１０の上面に積層された層である。そして、この反射層１２０については、反射率の高い混合物をスラリー（ｓｌｕｒｒｙ）状態に作成して前記下部基板１１０の上面に塗布することにより形成することができる。

前記反射層１２０の厚さとしては、４０〜１２０μｍの範囲内であることが好ましい。即ち、この反射層１２０の厚さが４０μｍより薄い場合には、当該反射層１２０及び下部基板１１０を透過する可視光線が発生するので不必要な光損失が発生してしまう。また、反射層１２０の厚さが、１２０μｍよりも厚い場合には当該反射層１２０の形成時に行なわれる熱処理以後に反射層１２０内に不純な有機物が残存し、放電特性の低下及び短寿命化が齎される虞が生じる。

前記の下部蛍光層１３０は、前記放電空間１５２内の放電により生成された紫外線によって励起されることで可視光線を生成する。この下部蛍光層１３０の厚さについては、１０〜６０μｍの範囲内であることが好ましい。即ち、下部蛍光層１３０の厚さが、１０μｍより薄い場合には当該下部蛍光層１３０に吸収されない紫外線が残るようになり、また、下部蛍光層１３０の厚さが、６０μｍよりも厚い場合には当該下部蛍光層１３０の下部に紫外線が到達しないといった状況が起こり得る。

前記した上部基板１５０の下面（内面）には、イオン遮断層１６０と、上部蛍光層１８０が順に積層される。

前記イオン遮断層１６０は、Ｎａ^＋イオンを多量に含んだガラス材質からなる前記上部基板１５０から放電過程の間にＮａ^＋イオンが溶出されるのを遮断する役目を果たす。この第１イオン遮断層１６０の材質には、例えば、ＳｉＯ_２を用いることができ、その厚さは３〜２００ｎｍ（３０〜２０００オングストローム）の範囲内にすることが好ましい。前記イオン遮断層１６０については、スプレーで前記上部基板１５０に直接噴射し、またはスパッタリング工程でのコーティングにより形成することができる。

前記上部蛍光層１８０は、前記放電空間１５２内の放電により生成された紫外線によって励起されることで可視光線を生成する。この上部蛍光層１８０の厚さについては、１０〜２５μｍの範囲内であることが好ましく、このような範囲内で最適な発光効率が得られる。

前記封止部材２１０は、前記下部基板１１０及び上部基板１５０との接合のために平板形蛍光ランプとされた面光源装置１００の周縁部に配置され、当該面光源装置１００の縁に位置する前記下部基板１１０及び上部基板１５０において、互いに対向する平行な接合面の間に介在される。

前記放電空間１５２の長手方向における両端部には、電圧印加のための一対の電極１９０、２００が設けられており、前記放電空間１５２の内部には放電ガスと少量の水銀が封入されている。これらの電極１９０、２００に電圧が印加されると、前記放電空間１５２内に放電が発生し、このような放電による前記下部蛍光層１３０及び上部蛍光層１８０の励起過程を通じて可視光線が発生する。そして、発生した可視光線は、前記面光源装置１００の上面を通して外部に出射される。

図４は、図１に示した面光源装置を具備するバックライトユニットを示す図面である。このバックライトユニット３００は、上部ケース３１０及び下部ケース３２０と、光学シート３３０と、インバーター３４０と、面光源装置１００と、を含む。

前記下部ケース３２０は収納空間を提供し、面光源装置１００が安全に取り付けられる。また、前記上部ケース３１０は、前記下部ケース３２０と結合して、その中に前記面光源装置１００及び前記光学シート３３０が安全に収容される。

前記インバーター３４０は、前記面光源装置１００を駆動するための電圧を発生させる。放電電圧は、ワイヤーによって面光源装置１００の電極１９０、２００にそれぞれ印加される。

前記光学シート３３０は、面光源装置１００から液晶パネル（図示しない）に向かって出射される光を均一に拡散させる拡散板と、拡散した光に直進性を付与するためのプリズムと、を含むことができる。

図５は、本発明の好ましい第２実施例による面光源装置を示した断面図であり、図６はこの面光源装置のうち、図５に一点鎖線で示す円枠内の一部分（Ｃ）を拡大した図面である。第２実施例による面光源装置１００は、図１乃至図３に示した面光源装置と同様であるが、第２イオン遮断層１７０と、第１短波長紫外線遮断層１４０及び第２短波長紫外線遮断層１８５をさらに含むという点で相違する。したがって、重複する部分についての説明は省略するとともに、同一または同様の構成要素に対して同じ参照番号を使用することにする。

放電空間１５２内において、下部基板１１０の上面には反射層１２０、下部蛍光層１３０、第１短波長紫外線遮断層１４０がこの順に積層される。

前記第１短波長紫外線遮断層１４０は、前記放電空間１５２内で生成された紫外線の中で励起波長（＝２５３．７ｎｍ）に比して短い、短波長（主に、１８５ｎｍ）の紫外線を遮断する。即ち、この短波長紫外線によって前記下部蛍光層１３０が劣化しないように防止することができる。前記第１短波長紫外線遮断層１４０の材質には、例えば、Ｙ２Ｏ３が用いられ、該遮断層が０．１〜５μｍ範囲の厚さを有することが好ましい。つまり、この第１短波長紫外線遮断層１４０の厚さが前記の範囲に比して厚い場合には、前記放電空間１５２の内部に不純物が生成される可能性がある。

前記上部基板１５０の下面（内面）には、第１イオン遮断層１６０及び第２イオン遮断層１７０、上部蛍光層１８０、第２短波長紫外線遮断層１８５がこの順に積層される。

前記第１イオン遮断層１６０及び第２イオン遮断層１７０は、Ｎａ^＋イオンを多量に含んだガラス材質からなる前記上部基板１５０から放電過程の間にＮａ^＋イオンが溶出するのを遮断する。前記第１イオン遮断層１６０の材質には、例えば、ＳｉＯ_２が用いられ、該遮断層の厚さは、３〜２００ｎｍ（３０〜２０００オングストローム）の範囲内にすることが好ましい。また、前記第２イオン遮断層１７０の材質には、例えば、Ｙ_２Ｏ_３が用いられ、該遮断層が０．１〜５μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。

前記第２短波長紫外線遮断層１８５は、前記放電空間１５２内において生成された紫外線の中で励起波長より短い短波長を遮断することで、前記短波長紫外線によって前記上部蛍光層１８０が劣化しないように防止する。前記第２短波長紫外線遮断層１８５の材質には、例えば、Ｙ_２Ｏ_３が用いられ、該遮断層が０．１〜５μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。

上述したように、本発明による面光源装置にあっては、蛍光層及び反射層を最適な厚さで形成することにより、従来よりも輝度及び寿命について大幅な向上を図ることができるという利点が得られる。

また、本発明による面光源装置は、少なくとも一つの遮断層を具備することで、従来の装置に比べて、より寿命を長くすることができるという利点がある。

本発明の好ましい実施例による面光源装置を示した斜視図である。図１に示した面光源装置をＡ−Ａ´線に沿って切断して示す断面図である。図２に示した面光源装置の一部分（Ｂ）を拡大した要部の断面図である。図１に示した面光源装置を具備したバックライトユニットを示す分解斜視図である。本発明の好ましい第２実施例による面光源装置を示した断面図である。図５に示した面光源装置の一部分（Ｃ）を拡大した要部の断面図である。

符号の説明

１００面光源装置
１１０下部基板
１２０反射層
１３０下部蛍光層
１４０短波長紫外線遮断層
１５０上部基板
１５２放電空間
１６０第１イオン遮断層
１７０第２イオン遮断層
１８０上部蛍光層
１８５短波長紫外線遮断層

Claims

放電空間を形成するように付設された上部基板及び下部基板と、該下部基板の上面に積層された反射層及び下部蛍光層と、前記上部基板の下面に積層された上部蛍光層を含む面光源装置であって、
前記反射層が４０〜１２０μｍの厚さを有し、前記下部蛍光層が１０〜６０μｍの厚さを有し、前記上部蛍光層が１０〜２５μｍの厚さを有しており、
前記上部基板と前記上部蛍光層の間に積層されて前記上部基板からのＮａ^＋イオンの溶出を遮断する第１イオン遮断層をさらに含むことを特徴とする面光源装置。
前記上部基板及び下部基板が、それぞれ４〜１５％のＮａ^＋イオンを含むガラス材質であることを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
前記上部基板と下部基板のうち、少なくとも一方の材質がソーダライムガラスであることを特徴とする請求項２に記載の面光源装置。
前記第１イオン遮断層の材質がＳｉＯ_２であることを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
前記第１イオン遮断層の厚さが、３〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項４に記載の面光源装置。
前記上部蛍光層と下部蛍光層の両方、あるいはそのどちらか一方の上に積層され、励起波長より短い波長の紫外線を遮断する短波長紫外線遮断層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
前記短波長紫外線遮断層の材質がＹ_２Ｏ_３であることを特徴とする請求項６に記載の面光源装置。
前記短波長紫外線遮断層の厚さが、０．１〜５μｍであることを特徴とする請求項７に記載の面光源装置。
前記第１イオン遮断層と前記上部蛍光層の間に積層されて前記第１イオン遮断層と共に前記上部基板からのＮａ^＋イオンの溶出を遮断する第２イオン遮断層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
第２イオン遮断層の材質がＹ_２Ｏ_３であることを特徴とする請求項９に記載の面光源装置。
前記第２イオン遮断層の厚さが、０．１〜５μｍであることを特徴とする請求項１０に記載の面光源装置。