JP2008021584A - Planal fluorescent lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶ディスプレイのバックライトや一般照明などに用いられる平面型蛍光ランプに関するものである。 The present invention relates to a flat fluorescent lamp used for a backlight of a liquid crystal display or general illumination.
平面型蛍光ランプとしては、特開2005−340199号公報(以下、特許文献1)がある。この種の平面蛍光ランプは平面状の放電容器により構成されている。この放電容器は、2枚のガラス基板の端縁にフリットガラス等からなる接合部材を形成し、張り合わせることで形成されたもので、内部には希ガスや水銀等からなる放電媒体が封入されている。また、放電容器の外部には一対の外部電極が形成されており、この外部電極に電圧を印加することで放電容器の内部にプラズマが発生し、面発光する。 As a flat type fluorescent lamp, there is JP-A-2005-340199 (hereinafter referred to as Patent Document 1). This type of flat fluorescent lamp is composed of a flat discharge vessel. This discharge vessel is formed by forming a bonding member made of frit glass or the like on the edges of two glass substrates and bonding them together, and a discharge medium made of rare gas or mercury is enclosed inside. ing. In addition, a pair of external electrodes are formed outside the discharge vessel. When voltage is applied to the external electrodes, plasma is generated inside the discharge vessel and surface emission occurs.
このような平面型蛍光ランプの排気およびガス導入する方法としては、放電容器に排気管を形成し、その排気管を介してランプの内部を排気、ガス導入する方法が一般的に採用されている。その一例として、特開2005−26041号公報(以下、特許文献2)がある。特許文献2のように、排気管はフリットガラス等の接合部材によって放電容器に接合されることが多い。
As a method for exhausting and introducing gas in such a flat fluorescent lamp, a method is generally employed in which an exhaust pipe is formed in a discharge vessel, and the inside of the lamp is exhausted and introduced through the exhaust pipe. . One example is JP-A-2005-26041 (hereinafter referred to as Patent Document 2). As in
なお、この排気管は、放電容器内部の排気およびガス導入後、バーナー等でチップオフされ、特開2006−93072号公報(以下、特許文献3)のように排気チップとして容器の表面に残存することになる。 This exhaust pipe is chipped off by a burner or the like after exhausting inside the discharge vessel and introducing gas, and remains on the surface of the vessel as an exhaust tip as disclosed in JP-A-2006-93072 (hereinafter, Patent Document 3). It will be.
しかしながら、上述のような平面型蛍光ランプにおいて、点灯中にガラス基板に形成した接合部材にピンホールが生じたり、亀裂が生じ割れてしまったり、接合部材が溶融したりする課題が生じている。この結果、放電容器内部の気密性を保てなくなり、不点灯に至ることがある。 However, in the flat fluorescent lamp as described above, there is a problem that a pinhole is generated in the bonding member formed on the glass substrate during lighting, a crack is generated and the bonding member is melted. As a result, airtightness inside the discharge vessel cannot be maintained, and lighting may not be performed.
また、特許文献2や特許文献3のように、平面型蛍光ランプに接合部材によって排気管が接合されている場合にも、同様の課題が生じることがある。
Similar problems may occur when the exhaust pipe is joined to the flat fluorescent lamp by a joining member as in
本発明は上記のような従来の課題に鑑みたもので、その目的は、接合部材の破損を防止することができる平面型蛍光ランプを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a flat fluorescent lamp capable of preventing the joining member from being damaged.
上記目的を達成するために、本発明の平面型蛍光ランプは、対向するガラス基板の内部を気密にするように第1の接合部材が形成された放電容器と、前記放電容器の内部に封入された放電媒体と、前記放電容器に形成された少なくとも一の外部電極とを具備し、前記外部電極は、前記第1の接合部材に電界が生じないように前記放電容器の外表面に形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a flat fluorescent lamp of the present invention is enclosed in a discharge vessel in which a first joining member is formed so as to make the inside of an opposing glass substrate airtight, and the inside of the discharge vessel. A discharge medium and at least one external electrode formed on the discharge vessel, wherein the external electrode is formed on an outer surface of the discharge vessel so that an electric field is not generated in the first bonding member. It is characterized by being.
本発明によれば、接合部材の破損を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the joining member from being damaged.
以下に、本発明の第1の実施の形態の平面型蛍光ランプについて図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態の平面型蛍光ランプを前面側の全体図、図2は、図1を背面側から見た全体図である。図3は、図1におけるX−X’の断面を矢印方向から見た図、図4は、図1におけるY−Y’の断面を矢印方向から見た図である。 Hereinafter, a flat fluorescent lamp according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall view of a flat fluorescent lamp according to a first embodiment of the present invention on the front side, and FIG. 2 is an overall view of FIG. 1 viewed from the back side. 3 is a view of a cross section taken along the line X-X ′ in FIG. 1 as viewed from the direction of the arrow, and FIG. 4 is a view of the cross section taken along the line Y-Y ′ in FIG.
平面型蛍光ランプの主要部を構成する放電容器1は、透光性のガラス、例えばソーダガラスからなる前面ガラス基板1aと背面ガラス基板1bとで構成されている。これらのガラス基板の接合は、前面ガラス基板1aと背面ガラス基板1bの端縁に例えばフリットガラスからなる第1の接合部材21を形成し、張り合わせることによって行われている。
The
前面ガラス基板1aは板状であって、本実施の形態において発光面となる基板である。その前面ガラス基板1aの端部には、排気・ガス導入を行うための穴部1a1が形成されている。また、この穴部1a1には、その穴を囲繞するように排気チップ3が形成されており、発光面側に突出している。この排気チップ3はもともとは筒状であるが、放電容器1内部の排気・ガス導入後に一部をバーナー等でシュリンクさせ、チップオフすることによって形成したものである。この排気チップ3は、例えばフリットガラスからなる第2の接合部材22を排気チップ3と前面ガラス基板1aとの接触部分に形成することにより、放電容器1に接合されている。
第1、第2の接合部材に用いられているフリットガラスとしては、融点がガラス基板に用いられている材料より比較的低く、膨張係数が前面ガラス基板1aおよび背面ガラス基板1bの膨張係数に近い材料が望まれる。例えば、本実施の形態でガラス基板として使用しているソーダガラスに対しては、Bi2O3等のBiO系のフリットガラスを使用できる。なお、第2の接合部材22として用いられるフリットガラスは、第1の接合部材21として用いられるフリットガラスと同じものであっても異なるものであっても良い。
The frit glass used for the first and second joining members has a relatively low melting point than the material used for the glass substrate, and the expansion coefficient is close to that of the
背面ガラス基板1bは波状部1b1と封着部1b2とで構成されている。このような特殊形状の基板は、例えば、もともとは平板であるガラス板を加熱成型することによって得ることができる。波状部1b1は、波型の形状をしており、放電容器1の前面側に山部分、背面側に谷部分が複数交互に連続した形状になっている。したがって、背面ガラス基板1bに前面ガラス基板1aを配置した状態では、波状部1b1は放電容器1内部の放電空間を複数の放電セル1cに分割するとともに、前面ガラス基板1aを支持する機能を有する。つまり、波状部1b1としては、同種の機能を有する、方形状、半楕円状、台形状などの形状であっても良い。封着部1b2は、背面ガラス基板1bの外縁を形成している部分である。この部分に第1の接合部材21を形成し、前面ガラス基板1aを張り合わせ、加熱封着することにより、放電容器1の内部を気密に保つことができる。
The back glass substrate 1b is composed of a corrugated portion 1b1 and a sealing portion 1b2. Such a specially shaped substrate can be obtained, for example, by thermoforming a glass plate that is originally a flat plate. The corrugated portion 1b1 has a corrugated shape, and has a shape in which a plurality of crest portions are alternately arranged on the front side of the
放電容器1の内部には、水銀と希ガスとを含む放電媒体が封入されている。希ガスとしては、キセノン、クリプトン、アルゴン、ネオン、ヘリウムから選択された少なくとも一種のガス、または2種以上の混合ガスとして封入することができる。なお、希ガスを2種以上混合して封入する場合、希ガス特有の特性を考慮して封入するのが望ましい。例えば、ネオンとアルゴンからなる混合ガスの場合、ネオン:アルゴン=50:50〜99:1とすれば、発光効率及びランプの低電圧始動性の特性を向上させることができ、ネオン:アルゴン=1:99〜50:50とすれば、発光の立ち上がり特性を向上させることができる。なお、ガス圧に関しては、発光効率、低電圧始動性、寿命の特性を考慮して、1〜700torr、好適には20〜100torrであるのが良い。
A discharge medium containing mercury and a rare gas is sealed inside the
放電容器1の内面、すなわち、前面ガラス基板1aと背面ガラス基板1bの放電空間側の面には、蛍光体層4a、4bが形成されている。蛍光体層4a、4bは、放電によって水銀から放射される紫外線を可視光に変換するものであればよく、例えば、一般照明や冷陰極蛍光ランプに使用されている単色の蛍光体やRGBの複数種の蛍光体を使用することができる。なお、異なる発光色の蛍光体を縞状に又はドット状に塗布して形成することもできる。
Phosphor layers 4a and 4b are formed on the inner surface of the
ここで、本実施の形態では前面ガラス基板1a側は出光面、背面ガラス基板1b側は反射面となるので、前面側は光の透過効率を高め、背面側は光の反射効率を高める構成とするのが望ましい。例えば、蛍光体層4aは平均粒径を約2.5μm以上、厚さを5〜15μm、蛍光体層4bは、平均粒径を約2.5μm以下、厚さを30〜200μmとするのがよい。また、背面側の反射効率をさらに高めるために、背面ガラス基板1bと蛍光体層4bとの間に酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化イットリウムなどからなる微粒子の金属酸化物層を形成するのが良い。また、前面ガラス基板1aおよび背面ガラス基板1b表面への水銀の移動を防止するために、蛍光体層4a、4bの間に酸化アルミニウム、酸化イットリウムの保護層を形成しても良い。
Here, in the present embodiment, the
なお、本実施の形態では前面ガラス基板1aと背面ガラス基板1bの両面に蛍光体層を形成しているが、必ずしもこの構成に限られず、例えば背面ガラス基板1b側の蛍光体層を省略しても良い。また、放電容器1のいくつかの部分において、蛍光体層を一部除去しても良い。例えば、前面ガラス基板1aと波状部1b1の接点部分の蛍光体層を除去したり、外部電極5a、5bが形成されている容器内面の蛍光体層を除去したり、排気チップ3が形成されている容器内面付近の蛍光体層を除去しても良い。
In this embodiment, the phosphor layers are formed on both surfaces of the
前面ガラス基板1aの外表面の両端部には、波状部1b1を横断する方向に、高圧電圧と低圧電圧が印加される帯状の一対の外部電極5a、5bが形成されている。この外部電極5a、5bは、スズ、インジウム、ビスマス、鉛、亜鉛、アンチモン、銀を少なくとも一種類以上含む半田を、超音波振動を加えながらディスペンサーや浸漬により形成したものである。なお、外部電極5a、5bの形成に関して限定はなく、導電性の接着剤によってアルミニウムなどの導電性テープを貼り付けたり、銀などの金属粉と溶剤とバインダーを混合させてなる導電性ペーストをスクリーン印刷によって形成したりして、電極を形成しても良い。
A pair of strip-like external electrodes 5a and 5b to which a high voltage and a low voltage are applied are formed at both ends of the outer surface of the
ここで、外部電極5a、5bの放電容器1のガラス表面上の形成場所について詳述する。図5は、外部電極の形成場所を説明するための平面型蛍光ランプの上体図である。なお、図中の点線は、第1の接合部材の形成範囲を示したものである。
Here, the formation place on the glass surface of the
図からわかるように、外部電極5a、5bは、第1の接合部材21が形成された放電容器1の部分に対応する前面ガラス基板1aの面には形成されていない。換言すると、外部電極5a、5bは、第1の接合部材21に囲まれた範囲内にのみ存在している。具体的には、第1の接合部材22と外部電極5a、5bとが重ならず離間、つまり第1の接合部材21から外部電極5a、5bまでの距離LがL≧0mmの状態である。つまり、点灯時に外部電極5a、5bに電圧を印加し、ランプを誘電体バリア放電させた場合、第1の接合部材21には電界が生じにくい構成になっている。
As can be seen, the external electrodes 5a and 5b are not formed on the surface of the
また、排気チップ3は外部電極5a、5b間よりも外側の前面ガラス基板1aの面に形成されている。ここで、「排気チップが外部電極よりも外側のガラス基板面に形成されている」とは、排気チップ3が外部電極間や外部電極内に存在していない。また、第2の接合部材22と外部電極5a、5bとは、少なくとも非接触、つまり第2の接合部材22から外部電極5a、5bまでの距離L’がL’>0mmの状態としている。つまり、外部電極5a、5bに電圧を印加したとき、排気チップ3や第2の接合部材22に電圧が積極的に印加されない構成となっている。
The
図6は、本発明の平面型蛍光ランプの寸法、材料等の一仕様を示す図である。なお、以降の試験は特に言及しない限りこの仕様に基づいて行なっている。 FIG. 6 is a view showing one specification such as dimensions and materials of the flat fluorescent lamp of the present invention. The following tests are based on this specification unless otherwise specified.
放電容器1:ソーダガラス製、730mm×405mm×4.4mm、各放電空間の幅W:6.0mm、高さH:2.4mm、
放電媒体 水銀:100mg、ネオン:アルゴン=9:1、60torr、
蛍光体層4a 粒径:5.0μm、層の厚さ:150μm、
蛍光体層4b 粒径:2.4μm、層の厚さ:10μm、
外部電極5a、5b 長さ:395mm、幅:20mm
第1の接合部材21から外部電極5a、5bまでの距離L:0.5mm
第2の接合部材22から外部電極5a、5bまでの距離L’:0.5mm
図7は、第1の接合部材から外部電極までの距離Lを変化させたときの第1の接合部材における破損の発生の有無を説明する図である。この試験結果は、電極間に2000Vrmsを10000時間印加したときのものであり、試験本数は各20枚である。
Discharge vessel 1: made of soda glass, 730 mm × 405 mm × 4.4 mm, width W of each discharge space: 6.0 mm, height H: 2.4 mm,
Discharge medium Mercury: 100 mg, neon: argon = 9: 1, 60 torr,
Phosphor layer 4a Particle size: 5.0 μm, layer thickness: 150 μm,
Phosphor layer 4b particle size: 2.4 μm, layer thickness: 10 μm,
External electrodes 5a, 5b Length: 395mm, Width: 20mm
Distance L from
Distance L ′ from second joining
FIG. 7 is a diagram illustrating the presence or absence of breakage in the first bonding member when the distance L from the first bonding member to the external electrode is changed. This test result is when 2000 Vrms is applied between the electrodes for 10,000 hours, and the number of tests is 20 for each.
結果から、第1の接合部材21から外部電極5a、5bまでの距離Lが正の方向に長くなるほど、第1の接合部材21での破損が発生しにくくなっていることがわかる。具体的には、Lが負の場合(第1の接合部材21上に外部電極5a、5bが重なった状態)では、破損発生率が高いが、L=0mm(第1の接合部材21と外部電極5a、5bとが接触した状態)では破損の発生率が低くなり、さらにL≧0.5mmになると破損が発生しなくなっている。
From the results, it can be seen that as the distance L from the
このように外部電極5a、5bと第1の接合部材21との距離Lによって第1の接合部材21が破損した原因は、フリットガラス(第1の接合部材21)に電界が生じたためである。というのは、フリットガラスに電界が生じると、イオン化された放電媒体がフリットガラスに衝突し、発熱する。その発熱によってフリットガラスの温度がある程度高くなると、フリットガラスは前述したようにガラス基板を構成するソーダガラスと比較して融点が低いためにピンホールが生じ、破損したと考えられる。
The reason why the
なお、フリットガラス内部に気泡が生じている場合には、さらに破損が発生しやすくなる。気泡は、図8に示したようなフリットガラス中に生じている泡であり、前面ガラス基板1aと背面ガラス基板1bとの接合工程の前後に発生するものである。
In addition, when air bubbles are generated inside the frit glass, breakage is more likely to occur. The bubbles are bubbles generated in the frit glass as shown in FIG. 8, and are generated before and after the joining process of the
前面ガラス基板1aと背面ガラス基板1bとの接合に用いられるフリットガラスには通常、増粘剤が添加されている。この増粘材は、塗布時にペースト状にするために添加されているものであるが、前面ガラス基板1aと背面ガラス基板1bの接合時には加熱分解される。この加熱分解時に、フリットガラス内部に気泡が発生する。この気泡の内部には、窒素、酸素、二酸化炭素などのガスが封入されている。そのため、フリットガラスに電界が生じ、気泡を含むフリットガラス部分に電圧が印加されると、気泡内部に閉じ込められたガスが放電し、この放電の衝撃によりフリットガラスが溶融したり、フリットガラスに亀裂が生じたりして破損してしまう。
A thickener is usually added to the frit glass used for joining the
以上より、第1の接合部材21に電界が生じることを防止するために、第1の接合部材21が形成された部分には外部電極5a、5bを形成しない構成を採用するのが良いことがわかった。また、実験的結果から、L≧0.5mmであるのがさらに望ましい。ただし、Lが長すぎると発光面は小さくなってしまうため、L≦5.0mmであるのが望まれる。
As described above, in order to prevent an electric field from being generated in the
なお、図7の結果は、印加電圧の値によって多少変化する。すなわち、第1の接合部材21から外部電極5a、5bまでの距離Lが同じでも、印加電圧が小さい場合には第1の接合部材21に強電界が形成されにくく、投入電力や印加電圧が大きい場合には第1の接合部材21に強電界が形成されやすくなる。そこで、印加電圧が大になる大型の平面型蛍光ランプの場合には、第1の接合部材21から外部電極5a、5bまでの距離Lを通常よりも長めに確保する等の構成を採用するのが望ましい。
Note that the result of FIG. 7 varies somewhat depending on the value of the applied voltage. That is, even when the distance L from the
また、放電容器1に排気チップ3が形成されている場合、排気チップ3を接合している第2の接合部材22においても同様のメカニズムでフリットガラスの破損が生じることがあるので、第2の接合部材21は外部電極5a、5bに非接触(L’>0mm)で、かつ排気チップ3は外部電極5a、5bよりも外側の前面ガラス基板1aの面に形成されていることが望ましい。なお、L’のさらに好適な範囲は、L’≧0.5mmである。
In addition, when the
したがって、本実施の形態では、外部電極5a、5bは、第1の接合部材21が形成された放電容器1部分に対応する前面ガラス基板1aの面には形成されていない、つまり第1の接合部材21から外部電極5a、5bまでの距離LがL≧0mmであることにより、第1の接合部材21に電界が生じることを防止できるため、ピンホール等の発生が原因による第1の接合部材21の破損を防止できる。なお、L≧0.5mmであれば、さらに高い効果を得ることができる。
Therefore, in the present embodiment, the external electrodes 5a and 5b are not formed on the surface of the
また、放電容器1に排気チップ3が形成されている場合、第2の接合部材21は外部電極5a、5bに非接触、つまり第2の接合部材22から外部電極5a、5bまでの距離L’がL’>0mmで、かつ排気チップ3は外部電極5a、5bよりも外側の前面ガラス基板1aの面に形成することにより、第2の接合部材22に電界が生じることを防止できるため、第2の接合部材22の破損を防止できる。
When the
さらに、第1または/かつ第2の接合部材21、22が内部に気泡を含んでいる場合には、本発明を採用することにより、気泡に封入されたガスが放電したことが原因による割れ等の破損を防止することができる。
Further, when the first and / or second joining
なお、本発明の実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。 The embodiment of the present invention is not limited to the above, and may be modified as follows, for example.
電極構成は、第1の実施の形態のように、外部電極5a、5bを前面側に形成する場合にのみに限られず、背面側に形成したり、前面側と背面側の両面に形成したりしても良い。また、一方が外部電極、他方が内部電極であるような構成であっても良い。すなわち、少なくとも一つ外部電極を有し、誘電体バリア放電されるランプ構成であれば電極構成は限定されない。 The electrode configuration is not limited to the case where the external electrodes 5a and 5b are formed on the front side as in the first embodiment, and the electrode configuration is formed on the back side or on both the front side and the back side. You may do it. Moreover, the structure which one is an external electrode and the other is an internal electrode may be sufficient. That is, the electrode configuration is not limited as long as the lamp configuration includes at least one external electrode and dielectric barrier discharge.
1 放電容器
1a前面ガラス基板
1a1 穴部
1b 背面ガラス基板
1b1 波状部
1b2 封着部
1c 放電セル
21、22 第1、第2の接合部材
3 排気チップ
4a、4b 蛍光体層
5a、5b 外部電極
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記外部電極は、前記第1の接合部材に電界が生じないように前記放電容器の外表面に形成されていることを特徴とする平面型蛍光ランプ。 A discharge vessel in which a first bonding member is formed so as to make the inside of the opposing glass substrate airtight, a discharge medium sealed in the inside of the discharge vessel, and at least one external electrode formed in the discharge vessel And
The flat fluorescent lamp, wherein the external electrode is formed on an outer surface of the discharge vessel so that an electric field is not generated in the first bonding member.
前記外部電極は、前記第1の接合部材が形成された前記放電容器部分に対応する前記ガラス基板面には形成されていないことを特徴とする平面型蛍光ランプ。 A discharge vessel in which a first bonding member is formed so as to make the inside of the opposing glass substrate airtight, a discharge medium sealed in the inside of the discharge vessel, and at least one external electrode formed in the discharge vessel And
The flat fluorescent lamp according to claim 1, wherein the external electrode is not formed on the glass substrate surface corresponding to the discharge vessel portion on which the first bonding member is formed.
5. The flat fluorescent lamp according to claim 1, wherein the first and / or the second joining member includes air bubbles therein. 6.
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WO2012046597A1 (en) * | 2010-10-08 | 2012-04-12 | 日本碍子株式会社 | Method for producing ceramic tube and ceramic tube |
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