JP2008047297A - 平面型蛍光ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】 小型の排気チップを具備する平面型蛍光ランプを提供する。
【解決手段】
本発明の平面型蛍光ランプは、内部に形成された放電セル１３に連通して排気孔１１１が形成された放電容器１と、放電容器１の内面に形成された蛍光体層４１、４２と、放電容器１に形成された外部電極５１、５２と、放電セル１３に突出するように排気孔１１１に挿入された排気チップ３と、排気孔１１１と排気チップ３との間に形成されたフリットガラス２２とを具備している。この構成により、従来よりも発光面側への突出長Ｌ１が短くすることができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、液晶ディスプレイ等に使用する平面型蛍光ランプに関するものである。

平面型蛍光ランプの従来技術としては、例えば、特開２００６−９３０７２号公報（以下、特許文献１）がある。この平面型蛍光ランプは、容器内部に複数の放電空間を有している。放電空間には、希ガスや水銀等の放電媒体が封入されており、容器表面に形成された一対の外部電極に電圧を印加することによって、面発光が得られる。なお、この放電空間の排気および放電媒体の封入には、排気管が用いられている。この発明では、容器に形成された排気孔の穴径よりも内径が大きい排気管が使用されており、容器表面でフリットガラス等の接合部材によって接合されている。なお、排気後は、排気管はチッピングされ、排気チップとして容器表面に残存している。

このような排気管に関する技術は、特開２００１−２８３７４１号公報（以下、特許文献２）のようなプラズマディスプレイパネルにおいても用いられている。この発明では、容器に形成された排気孔よりも外径が小さい排気管が使用されており、排気孔の内部に接合部材が形成されて、排気管が容器に接合されている。なお、排気管の容器側先端は排気孔内に位置している。

特開２００６−９３０７２号公報 特開２００１−２８３７４１号公報

このように平面型蛍光ランプでは、一般に排気およびガス導入のために排気管が形成されるが、排気チップは非発光部になる他、ユニットに組み込む際には邪魔なものになる。つまり、チッピングされた排気管は不要なものとなるため、排気管を短くチッピングしたり、外径を小さくしたりすることで小型化することが望まれている。

しかしながら、特許文献１の排気管構造では、容器表面で排気管を接合しているため、チッピング時にバーナーを容器側に近づけると排気管の軟化よりも先に接合部材が軟化しやすい。そのため、排気管の接合が解除されて、放電媒体がリークすることがある。つまり、この発明では排気チップを短くすることは困難である。

また、特許文献２の排気管構造を平面型蛍光ランプに転用したとしても、排気管の先端が排気孔内に位置しているため、接合部材によって排気管の穴が塞がれる不具合が発生しやすい。また、外径が小さい排気管を用いると、さらに排気管が塞がりやすくなるため、この発明では外径が小さい排気管を用いることは困難である。

本発明は、上記のような従来の課題に鑑みたもので、本発明の目的は、小型の排気チップを具備する平面型蛍光ランプを提供することにある。

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、内部に形成された放電空間に連通して排気孔が形成された放電容器と、前記放電容器の内面に形成された蛍光体層と、前記放電容器に形成された電極と、前記放電空間に突出するように前記排気孔に挿入された排気チップと、前記排気孔と前記排気チップとの間に形成された接合部材とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、小型の排気チップを具備する平面型蛍光ランプを提供することができる。

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を背面側の全体図である。図３は、図１のＸ−Ｘ’の断面図、図４は、図１のＹ−Ｙ’の断面図である。

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１１と背面ガラス基板１２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１１と背面ガラス基板１２の端縁に接合材として、例えばフリットガラス２１を形成し、張り合わせることによって行われており、容器内部には複数の放電セル１３が形成される。

前面ガラス基板１１は板状であって、本実施の形態において発光面となるガラス基板である。その前面ガラス基板１１の端部には、排気孔１１１が形成されている。排気孔１１１には、排気チップ３が挿入されている。すなわち、排気孔１１１の穴径排気チップ３は、フリットガラス２２により、前面ガラス基板１１に接合されている。ここで、接合部材としては、例えば、ＢｉＯ系の材料等、放電容器１に使用される材料よりも比較的低い温度で溶融する材料を使用することができる。

背面ガラス基板１２は波状部１２１と枠部１２２とで構成されている。波状部１２１は、山部と谷部とが複数交互に形成された波型の形状をしている。このような特殊形状の基板は、平板のガラス板を熱加工することにより得ることができる。なお、波状の他に矩形状、半円状、多角形状等の形状であってもよい。枠部１２２は、背面ガラス基板１２の外縁を形成している部分であり、この部分にフリットガラス２１が塗布される。

放電容器１の内部には、水銀および希ガスからなる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。

放電容器１の内面、すなわち、前面ガラス基板１１と背面ガラス基板１２の放電空間側の面には、蛍光体層４１、４２が形成されている。蛍光体層４１、４２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、冷陰極蛍光ランプやプラズマディスプレイパネルに使用されているＲＧＢの複数種の蛍光体を使用できる。また、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。

本実施の形態では、前面ガラス基板１１側は光の出光面、背面ガラス基板１２側は光の反射面となるので、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。そこで、蛍光体層４１は平均粒径を約２．５μｍ以上、厚さを５〜１５μｍ、蛍光体層４２は、平均粒径を約２．５μｍ以下、厚さを３０〜１００μｍとするのがよい。また、背面ガラス基板１２と蛍光体層４２の間に微粒子の金属酸化物層を形成した場合、光の反射作用が期待できるためなお望ましい。

なお、排気チップ３の付近には、蛍光体層４１、４２は形成されていない。これは、排気工程において、吸い上げた蛍光体が排気管内に付着し、この状態でチッピングしたことによって発生しやすい排気不良の防止を目的としたものである。なお、排気チップ３の排気穴に対面する背面ガラス基板１２部分に形成された蛍光体層４２を少なくとも除去した程度でも、チッピング不良を十分に抑制でき、除去領域が大きくなるほど高い効果が得られる。

前面ガラス基板１１の外表面の両端部には、波状部１２１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外部電極５１、５２が形成されている。この外部電極５１、５２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５１、５２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。また、外部電極５１、５２は、発光面側に形成しないで、裏面側、側面側、または表裏面に形成するなどしても良い。さらに、誘電体バリア放電可能な電極構成に限らず、内部電極を設ける構成であっても良い。

排気チップ３の接合状態について、図５を用いて詳しく説明する。図５は、排気チップ付近の拡大図である。

排気チップ３は、その先端が放電セル１３に突出するように排気孔１１１に挿入されている。また、排気チップ３は、発光面側でチッピングされている。排気チップ３の放電容器１への接合は、フリットガラス２２を排気チップ３の外周面と排気孔１１１の内周面に形成することにより行われている。この際、排気管３１が放電セル１３に突出していることにより、フリットガラス２２はその突出した放電セル１３内の排気チップ３の外周面にも付着している。そのため、フリットガラス２２の接触面積が増し、排気チップ３の接合強度が高い。なお、排気チップ３の突出長は長いほど、強度が高まり、また排気チップ３の穴が塞がりにくくなる。ここで、排気孔１１１の穴径ｒは２．３ｍｍ〜３．２ｍｍ、排気チップ３の外径Ｒは２．５ｍｍ〜３．０ｍｍ、発光面側への突出長Ｌ１は５．０ｍｍ〜８．０ｍｍ放電セル１３への突出長Ｌ２は１．０ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲であるのが望まれる。

次に、排気管の接合工程〜チッピングの工程について、図５を参照して詳しく説明する。

まず、（ａ）のように、排気管３１を放電容器１の排気孔１１１の所定位置に配置した後、排気管３１にペースト状のリングフリット２２１を通す。次に、（ｂ）のように、平面型蛍光ランプを高温炉６に入れ、ランプを加熱する。なお、この工程は、前面ガラス基板１１と背面ガラス基板１２を接合するフリットガラス２１の溶融工程と同時に行ってもよい。リングフリット２２１が溶融する温度まで加熱されると、フリットは液化し、（ｃ）のように、排気管３１と排気孔１１１との隙間に侵入して、隙間が満たされる。ちなみに、フリットガラス２２をどの範囲まで排気管３１の外周面に付着させるかは、高温炉６の温度と時間により調整することができる。そして、ランプの温度を下げることでフリットガラス２２が固まり、接合が完了する。

ここで、排気管の接合工程については、あらかじめ外周面にフリットガラス２２が形成された排気管３１を排気孔１１１の所定位置に挿入した後、高温炉６でフリットガラス２２を溶融し、接合するなどの方法も採用できる。

フリットガラス２２が十分に固まった後は、（ｄ）のように、排気管３１の発光面側の開口に排気・ガス導入装置７が装着される。そして、容器内部が排気され、放電媒体が導入される。排気・ガス導入工程が終了すると、（ｅ）のように排気管３１の所定位置がバーナー８によって加熱される。バーナー８の熱によって排気管３１の温度が融点に達すると、容器外部よりも容器内部の方が圧力が低いためにシュリンクし、（ｆ）のように排気管３１の穴が塞がれ、排気チップ３が形成される。

ここで、フリットガラス２２の融点は、通常、排気管３１の融点よりも低いため、（ｅ）の工程の排気管３１を加熱する位置は十分に注意しなければならない。加熱する位置が前面ガラス基板１１に近すぎると、バーナー８の熱でフリットガラス２２が再度液化し、排気管３１の接合が解除されるためである。本実施の形態では、排気管３１の広範囲に、かつ放電セル１３側の排気管３１先端まで形成されているため、フリットガラス２２全体が高温にはなりにくく、排気管３１の接合が解除されることはない。つまり、バーナー８の位置を従来よりも前面ガラス基板１１に近づけることができるため、排気チップ３の発光面側の突出長を短くでき、小型化が可能となる。

以下に平面型蛍光ランプの寸法、材料等の一仕様を示す。
前面ガラス基板１１：ソーダガラス製、７３０ｍｍ×４０５ｍｍ、厚さ＝１．０ｍｍ、排気孔１１１の穴径ｒ＝３．２ｍｍ、
背面ガラス基板１２：ソーダガラス製、７３０ｍｍ×４０５ｍｍ、厚さ＝１．０ｍｍ、波状部１２１の幅Ｗ＝６．０ｍｍ、高さＨ＝３．０ｍｍ、
フリットガラス２１、２２：Ｂｉ_２Ｏ_３
排気チップ３：外径Ｒ＝３．０ｍｍ、内径＝２．０ｍｍ、発光面側への突出長Ｌ１＝５．０ｍｍ、放電セル１３側への突出長Ｌ２＝１．０ｍｍ、
放電媒体 水銀：１００ｍｇ、ネオン：アルゴン＝９：１、６０ｔｏｒｒ、
蛍光体層４１ 粒径：５．０μｍ、層の厚さ：１５０μｍ、
蛍光体層４２ 粒径：２．４μｍ、層の厚さ：１０μｍ、
従来、排気チップ３の外径は４．０ｍｍ、発光面側への突出長Ｌ１は８．０ｍｍ程度の大きさであったが、以上のように本発明によって排気チップ３の小型化を達成することができた。

したがって、本実施の形態では、放電容器１の放電セル１３に突出するように排気チップ１３が排気孔１１１に挿入されて、排気孔１１１と排気チップ１３の間および突出した排気チップ３の外周面にフリットガラス２２が形成されて接合されているため、排気管のチッピングを従来よりも前面ガラス基板１１に近い箇所で行うことができる。また、フリットガラス２２によって排気チップ３の穴が塞がれることを防止できるので、外径が小さい排気管を使用できる。すなわち、小型の排気チップ３を具備した平面型蛍光ランプを提供することができる。

なお、図７のように、排気管外径Ｒ１よりも放電セル１３側の先端外径Ｒ２を小さくした先細りの排気管を用いても本発明と同様の効果を得ることができる。

（第２の実施の形態）
図８は、本発明の第２の実施の形態の平面型蛍光ランプの断面図である。この第２の実施の形態の各部について、第２の実施の形態及び以下の実施の形態の各部について、第１の実施の形態の平面型蛍光ランプの各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。

第２の実施の形態では、排気管外径Ｒ１＜排気孔１１１の穴径ｒ、かつ先端外径Ｒ２＞排気管外径Ｒ１である排気管を用いて、排気チップ３を形成している。

このような構成であれば、第１の実施の形態と同様の効果が得られるほか、放電セル１３側の先端によってフリットガラス２２が受け止められるため、排気チップ３の穴がフリットガラス２２によって塞がりにくい。そのため、排気管外径Ｒ１がさらに小さい排気管を使用することができる。また、さらにフリットガラス２２の接触面積を増やすことができるので、接合強度を高くすることができる。なお、放電セル１３側の先端外径Ｒ２は、排気孔１１１の穴径ｒより、大きくても小さくても良い。

したがって、本実施の形態では、第１の実施の形態と比較して、さらに排気チップ３の小型化を行うことができる。

（第３の実施の形態）
図９は、本発明の第３の実施の形態の平面型蛍光ランプの断面図である。なお、図９は図５、図７、図８とは異なり、図１におけるＹ−Ｙ’断面を示したものである。この第３の実施の形態の各部について、第３の実施の形態及び以下の実施の形態の各部について、第１の実施の形態の平面型蛍光ランプの各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。

第３の実施の形態では、放電セル１３に突出する突出部３ａをさらに有するＬ字状の排気管を用いて、排気チップ３を形成している。この排気チップ３は、突出部３ａの外径Ｒ２が放電セル１３の高さＨとほぼ同じ大きさであるので、突出部３ａの外面が前面ガラス基板１１と背面ガラス基板１２の内面に一部当接している。このような排気管は、前面ガラス基板１１と背面ガラス基板１２を張り合わせる前に、あらかじめ排気孔１１１に排気管を挿入しておくことにより構成することができる。なお、側突出部３ａの外径Ｒ２は、排気孔１１１の穴径ｒより、大きくても小さくても問題はない。

このような構成であれば、第１の実施の形態と同様の効果が得られるほか、蛍光体層４１、４２が放電セル１３内の突出部３ａの穴と対面していないため、排気・ガス導入工程において、蛍光体を吸い上げたり、吹き飛ばしたりしにくい。つまり、チッピング不良や、蛍光体剥がれ等を防止することができる。また、平面型蛍光ランプは、特に放電容器１内部の排気時、容器内部と容器外部の圧力差による影響で排気孔１１１周辺が潰れやすいが、前面ガラス基板１１と背面ガラス基板１２とが突出部３ａに支持されるため容器の潰れを防止できる。なお、この効果は、突出部３ｂが前面ガラス基板１１と背面ガラス基板１２の内面に実質当接している場合にも得ることができる。「実質当接している」とは、蛍光体層４１、４２を介在した状態で突出部３ａの外面が前面ガラス基板１１、背面ガラス基板１２の内面と接触している等、前面ガラス基板１１と背面ガラス基板１２が容器内部方向に引っ張られようとしたときにすぐに当接して支持できる関係であることを意味している。つまり、放電セル１３の高さＨよりも側突出部３ａの外径Ｒ２の方が若干小さいものであっても良い。

したがって、本実施の形態では、第１の実施の形態と同様の効果が得られるほか、蛍光体の吸い上げや吹き飛ばしを抑制でき、また排気時等の排気孔周辺の容器潰れを防止できる。

本発明の第１の実施の形態の平面蛍光ランプの前面側の全体図。 図１を背面側の全体図。 図１のＸ−Ｘ’の断面図。 図１のＹ−Ｙ’の断面図。 排気チップ接合部付近の拡大図。 排気管の接合工程〜チッピングの工程の一例の説明図。 排気チップの変形例。 本発明の第２の実施の形態の平面型蛍光ランプの断面図。 本発明の第３の実施の形態の平面型蛍光ランプの断面図。

符号の説明

１ 放電容器
１１前面ガラス基板
１１１ 排気孔
１２ 背面ガラス基板
１２１ 波状部
１２２ 枠部
１３ 放電セル
２１、２２ フリットガラス
２２１ リングフリット
３ 排気チップ
３１ 排気管
３ａ 突出部
４１、４２ 蛍光体層
５１、５２ 外部電極
６ 高温炉
７ 排気・ガス導入装置
８ バーナー

Claims (3)

1. 内部に形成された放電空間に連通して排気孔が形成された放電容器と、
   前記放電容器の内面に形成された蛍光体層と、
   前記放電容器に形成された電極と、
   前記放電空間に突出するように前記排気孔に挿入された排気チップと、
   前記排気孔と前記排気チップとの間に形成された接合部材とを具備することを特徴とする平面型蛍光ランプ。
2. 前記接合部材は、突出した前記排気チップの外面にも形成されていることを特徴とする請求項１に記載の平面型蛍光ランプ。
3. 前記排気チップは前記放電容器の内部に配置される突出部を有し、前記突出部は前記放電容器の内面に実質当接していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の平面型蛍光ランプ。
   
   
   

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