JP2008513934A - Ｌｃｄゲッター - Google Patents

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Abstract

本発明は真空ポンプで1次真空処理された密閉された容器内の残留気体を化学反応で吸収して高真空を作る事が出来るLCDゲッターに関するもので、特に上記ゲッターの構成成分に水銀を含ませてTFT-LCDの冷陰極蛍光ランプに専用に使えるようにしたものである。
また本発明のゲッターはTFT-LCDの面発光方式である四角蛍光ランプと水銀が微量含まれた高真空ランプそして水銀が微量内在した不活性ガス雰囲気ランプ種類にも使えるようにしたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は真空ポンプで1次真空処理された密閉された容器内の残留気体を化学反応で吸収して高真空を作る事が出来るLCDゲッター(Getter)に関するもので、特にゲッターの構成成分に水銀を含ませてTFT-LCD冷陰極蛍光ランプ(liquid crystal display cold cathode fluorescent lamp)に専用に使われることができるようにしたものである。
そればかりでなく本発明によるLCDゲッターはTFT-LCDの面発光方式である四角蛍光ランプ(FFL:Flat Fluorescent Lamp)と水銀が内在される高真空ランプ及び水銀が内在される不活性ガス雰囲気ランプの種類にも使われるようにしたものである。
本発明は真空ポンプで1次真空処理された密閉された容器内の残留気体を化学反応で吸収して高真空を作る事が出来るLCDゲッター(Getter)に関するもので、特にゲッターの構成成分に水銀を含ませてTFT-LCD冷陰極蛍光ランプ(liquid crystal display cold cathode fluorescent lamp)に専用に使われることができるようにしたものである。
そればかりでなく本発明によるLCDゲッターはTFT-LCDの面発光方式である四角蛍光ランプ(FFL:Flat Fluorescent Lamp)と水銀が内在される高真空ランプ及び水銀が内在される不活性ガス雰囲気ランプの種類にも使われるようにしたものである。
本発明は真空ポンプで1次真空処理された密閉された容器内の残留気体を化学反応で吸収して高真空を作る事が出来るLCDゲッター(Getter)に関するもので、特にゲッターの構成成分に水銀を含ませてTFT-LCD冷陰極蛍光ランプ(liquid crystal display cold cathode fluorescent lamp)に専用に使われることができるようにしたものである。
そればかりでなく本発明によるLCDゲッターはTFT-LCDの面発光方式である四角蛍光ランプ(FFL:Flat Fluorescent Lamp)と水銀が内在される高真空ランプ及び水銀が内在される不活性ガス雰囲気ランプの種類にも使われるようにしたものである。
通常的にゲッターは真空ポンプで排気後、ランプ内に残存する残留気体の成分とランプ製造過程でゲッターが使われる条件によっていろいろな金属性分が合金、金属間化合物(inter-metallic-compound)、混合物の状態で製造されることができるもので除去しようとする気体等を化学的によく吸収することができるようにする特性を持たせる様にしたものであった。
従ってゲッターはその構成成分の種類と構成状態(合金、金属間化合物、混合物)によっていろいろ多くのゲッターが製造されることができ、構成成分と構成割合及び構成成分の品質によってその効果も大きく異なる事が出来る。
それで、優秀なゲッターを得るためのゲッターの構成成分及びその構成割合を異なるようにしてその研究が続いて成されているし、今もその開発は続いている。
一方、ゲッターを使っている製品中のひとつとしてTFT-LCD冷陰極蛍光ランプ(CCFL)があった。
このランプはPC、ノートブックPC、LCDTV、携帯電話、画像電話機、自動車ナビゲーターに適用が可能であった。
しかし、従来のゲッターはランプ一つを製造するたびに上記ランプに合うゲッターを一個で使えるように製造されたゲッターがなかった。
言い換えれば既存のゲッターは四角模様で凹部が掘られた長い針金形態の凹部内側にゲッター粉末を充填した製品と薄い金属シート表面にゲッター粉末を薄く付着して製造したゲッターを使ったのでランプを製造するたびに一定の大きさでゲッターを切断して使っていた。
従ってゲッターを切断する時、水銀が含まれたゲッター粉末が離脱されることができて、これにより作業環境を非常に有害にする様になっただけでなく、離脱程度によって投入されるゲッターの量が一定にならなくて水銀の量と真空度の偏差によって品質が一定でないように製造されることがあった。
また既存製品は形態が四角模様で凹部が掘られた長い針金形態で凹部内側にゲッター粉末が圧入された製品であったり薄い四角金属シート表面にゲッター粉末を薄く付着した形態であるので、工程によっては使用時ランプ内にゲッターを投入する過程で上記ゲッターが引っ掛かって滑らかに投入されない場合が発生する問題が現れたりした。
本発明のゲッターは金属と水銀を化合物形態で製造し、ゲッター粉末を一個の円筒形やカップ模様の円形容器に圧入することによって、ランプ内にゲッターを容易に投入することができるようにしたものである。
そればかりでなくゲッターの役割を遂行することはもちろん、ランプ内側に正確な量の水銀の注入も可能なようにしたものである。
一方、本発明のゲッターは真空度を高めると同時に別途の工程変化なしに、既存工程と同じく高周波を作動させて望む量の水銀を正確に、自動的にランプ内に投入することができるようにゲッターの構成成分と容器の材質及び形状を合わせて開発したものである。
特にゲッターの組成と容器の材質、形状をよく調和させて高周波によってゲッターが熱を均等に受けることになり、上記ゲッターが使われる温度範囲(450〜900°C)でだけ水銀が放出されるものである。
共に放出される水銀の量を一定にして不良率を著しく減少させると同時に水銀の放出温度範囲とゲッターが気体を支配的に吸収する活性温度(activation temperature)範囲を合わせて高周波ひとつで水銀放出と真空度を高める機能ができるようにしたものである。
本発明のゲッターは鉄(Fe)とチタニウム(Ti)粉末を(10〜60):(90〜40)の重量比で混合して溶融あるいは800°C以上で反応させて製造した鉄-チタニウム(Fe- Ti)合金や金属間化合物を作って、上記鉄-チタニウム合金や金属間化合物中一つを選択してチタニウム粉末と重量比を(0〜96):(100〜4)で混合して鉄-チタニウムにチタニウムを混合した混合粉末を作る。
上記の混合粉末をまた水銀と(30〜90):(70〜10)の重量比で混合して350〜1900°Cの温度(350°C以上)で反応させて鉄とチタニウム、水銀が混合された(Fe-Ti+Ti)-Hg形態のアマルガム(amalgam)化合物で構成するようにしたゲッターを生成するのである。
上記(Fe-Ti+Ti)-Hg形態のアマルガム化合物で構成された本発明によるゲッターは図1で見るように直径が0.7〜7ｍｍ、高さが0.5〜20ｍｍのパイプ形状円筒形容器と図2のように底が詰まったカップ形状円筒形の容器で成るものである。
上記の直径、長さと同一な規格と模様、または図3と図4で見るように同じ規格であるが容器の一側に幅0.01〜3.0ｍｍを容器の長さほど容器の一部を除去させて一側の一部が開放された形状の容器に加圧充填して製造することもでき、図5でのように直径0.7〜7ｍｍ、高さが0.5〜20ｍｍの円筒形形状で粉末自体だけのペレットタイプ(pellet type)に加圧成形して製造する事も出来る。
上記の容器材質としてはニッケル、ステンレススチール、ステンレススチールにニッケル鍍金、鉄、鉄にニッケル鍍金、銅、銅にニッケル鍍金、モリブデン、チタニウムの中で一つの材質を選択して使う事が出来る。
一方、本発明のゲッター構成成分として上記で生成されたゲッターの他に上記のゲッターとジルコニウム(Zr)粉末が重量比で(30〜96):(70〜4)で混合されたゲッターと;上記ゲッターとチタニウム粉末が重量比で(30〜96):(70〜4)で混合されたゲッターと;上記のゲッターとジルコニウムが重量比で60%以上含まれた合金や金属間化合物であるジルコニウム-鉄(Zr-Fe)粉末が重量比で(30〜96):(70〜4)で混合されたゲッターと;上記ゲッターとチタニウムが重量比で60%以上含まれた合金や金属間化合物であるチタニウム-鉄(Ti-Fe)粉末が重量比で(30〜96):(70〜4)で混合されたゲッターと;上記のゲッターとジルコニウム:マンガン(Mn)が(40〜80):(60〜20)の重量比で成る合金や金属間化合物であるジルコニウム-マンガン(Zr-Mn)粉末が重量比で(30〜96):(70〜4)で混合されたゲッターと;上記ゲッターとジルコニウム:チタニウム:鉄が(40〜80):(10〜30):(10〜30)の重量比で成る合金や金属間化合物であるジルコニウム-チタニウム-鉄(Zr-Ti-Fe)粉末が重量比で(30〜96):(70〜4)で混合されたゲッターを製造することができる。
以下図6を通じて本発明のゲッターがTFT-LCD冷陰極蛍光ランプを基準にランプの製造工程で使われる一実施例を示したものである。
先に真空ポンプで約400°Cに加熱した状態でランプ内の空気を吸い出して1次真空を形成する(S100)。
ランプの上段部(120)を封じて密閉させる(S200)。
ランプ内側に挿入されたゲッター(100)を450〜900°Cに高周波で加熱してゲッターを活性させれば化学反応によってランプ内側に残っている残留空気を吸収して高真空を形成させる。
一方、ゲッターを加熱させれば、ゲッター内側にアマルガム状態になっていた水銀が気化されながらゲッターから水銀が放出されることになるし放出された水銀は温度が低い方に移動することになるので自動的にランプ内側方向に移動することになる(S300)。
水銀がランプ内(140)に移動することになれば、電極が挿入設置された凹部(130)を密封と同時に切断させることによってランプは完成されることになる(S400)。
上記に於いて容器タイプのゲッターは容器の材質としてニッケル、ステンレススチール、ステンレススチールにニッケル鍍金、鉄、鉄にニッケル鍍金、鉄とニッケルの被覆、銅、銅にニッケル鍍金、モリブデン、チタニウムの中で一つの材質を選択して使えるし、容器の通常的な大きさ及び形態は直径が0.7〜7ｍｍ、高さが0.5〜20ｍｍ程度のカップ模様の円筒形容器で、この容器はランプ両側に付着される電極としてもそのまま使われることができるのである。
上述したように本発明による望ましい実施例を説明したが、本発明は上記した実施例に限定されなく、上記した特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなしに当該発明が属する分野で通常の知識を持った者であれば誰でも様々な変更実施が可能な範囲まで本発明の技術的な精神があると言う事が出来る。
本発明によるゲッターは水銀の発光用途で使われるすべてのランプに使用が可能なものであり、特にTFT-LCD冷陰極蛍光ランプでは特に専用に使われることができるのである。
上記のTFT-LCD冷陰極蛍光ランプはPC、ノートブックPC、LCDTV、携帯電話、画像電話機、自動車ナビゲータに広く使われているもので、上記ランプの中には真空度を高めるためにゲッターが適用されるし、またランプの発光用途として水銀が注入されることになる。
上記の本発明によるゲッターはアマルガム状態のゲッターから正確な量の水銀をいつも一定に気体状態でランプ内側に注入することができるように製造されたので、水銀を別途に注入させていた従来の方法に比べて効果を高められるばかりでなくゲッター粉末を一個の円筒形やカップ模様円形容器に圧入することによって、ランプガラス管内にゲッターを投入が容易にする事が出来る。
また、世界的に環境有害問題で水銀の量を最小に使用して製造したランプを絶対的に選好するために、水銀を気化させて気体状態で注入する本発明のゲッターが水銀を必要とするランプ製造に於いて非常に理想的だといえる。
特に本発明のゲッターはゲッターの組成と容器の材質、形状を調和させてゲッターが適用される既存の工程を変化させずに一度の高周波加熱で上記ゲッターが使われる温度範囲(450〜900°C)でだけ正確な量の水銀を放出するようにして水銀の放出温度範囲とゲッターが活性化になって気体を支配的に吸収する温度範囲を一致させて高周波ひとつで水銀放出と真空度を高める機能を同時にすることができるようにしたものである。
本発明によるパイプ形状の容器にゲッター粉末が加圧充填された斜視図。 本発明によるカップ形状の容器にゲッター粉末が加圧充填された斜視図。 本発明による側面が一定の幅に開けられたパイプ形状の容器にゲッター粉末が加圧充填された斜視図。 本発明による側面が一定の幅に開けられたカップ形状の容器にゲッター粉末が加圧充填された斜視図。 本発明によるゲッター粉末でのみペレットタイプで加圧成形された斜視図。 本発明によるゲッターが使われるランプの製作過程を示したブロック図。 本発明によるゲッターが使われたランプを示した図面。
符号の説明
10 :ゲッター
20 :混合物
30 :容器
100 :ランプ内側に挿入されたゲッター
110 :ランプ
120 :ランプ上段部
130 :電極が挿入された凹部
140 :ランプ
150 :電極

Claims (4)

  1. 真空ポンプで1次真空処理された密閉された容器内の残留気体を化学反応で吸収して高真空を作れることができるLCDゲッターにおいて、鉄(Fe)とチタニウム(Ti)粉末を(10〜60):(90〜40)の重量比で混合して溶融あるいは800°C以上で反応させて製造した鉄-チタニウム(Fe-Ti)合金や金属間化合物と;上記の鉄-チタニウム(Fe-Ti)合金や金属間化合物の中一つを選択してチタニウム(Ti)粉末と重量比で(0〜96):(100〜4)に混合して鉄-チタニウム(Fe-Ti)にチタニウム(Ti)を混合した混合粉末と;上記混合粉末を水銀と(30〜90):(70〜10)の重量比で混合して350〜1900°Cの温度(350°C以上)で反応させて鉄とチタニウム、水銀が混合された(Fe-Ti+Ti)-Hg形態のアマルガム化合物で成ることを特徴とするLCDゲッター。
  2. 上記のLCDゲッターとジルコニウム(Zr)粉末が重量比で(30〜96):(70〜4)で混合されたゲッターと;上記のLCDゲッターとチタニウム(Ti)粉末が重量比で(30〜96):(70〜4)で混合されたゲッターと;上記のLCDゲッターとジルコニウム(Zr)が重量比で60%以上含まれた合金や金属間化合物であるジルコニウム-鉄(Zr-Fe)粉末が重量比で(30〜96):(70〜4)で混合されたゲッターと;上記のLCDゲッターとチタニウム(Ti)粉末が重量比で60%以上含まれた合金や金属間化合物であるチタニウム-鉄(Ti-Fe)粉末が重量比で(30〜96):(70〜4)で混合されたゲッターと;上記のLCDゲッターとジルコニウム(Zr):マンガン(Mn)が(40〜80):(60〜20)の重量比で成る合金や金属間化合物であるジルコニウム-マンガン(Zr-Mn)粉末が重量比で(30〜96):(70〜4)で混合されたゲッターと;上記のLCDゲッターとジルコニウム(Zr):チタニウム(Ti):鉄(Fe)が(40〜80):(10〜30):(10〜30)の重量比で成る合金や金属間化合物であるジルコニウム-チタニウム-鉄(Zr-Ti-Fe)粉末が重量比で(30〜96):(70〜4)で混合されたゲッターを製造することができるのを特徴とする請求項１に記載のLCDゲッター。
  3. 上記のゲッターは直径が0.7〜7ｍｍ、高さが0.5〜20ｍｍのパイプ形状円筒形容器と;底が詰まったカップ形状円筒形の容器と;粉末自体だけのペレットタイプで加圧成形した円筒形容器の中で一つを選択して構成され、上記容器の一側に幅0.01〜3.0mmを容器の長さほどの一部を除去させて一側の一部が開放された形状の容器に加圧充填して製造することもできるのを特徴とする請求項１又は２に記載のLCDゲッター。
  4. 上記容器はニッケル、ステンレススチール、ステンレススチールにニッケル鍍金、鉄、鉄にニッケル鍍金、銅、銅にニッケル鍍金、モリブデン、チタニウム材質の中で一つの材質を選択して使用する事が出来るのを特徴とする 請求項３に記載のLCDゲッター。
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