JP4431611B2 - 平面蛍光ランプと，平面蛍光ランプを密封し，排気する方法およびこの方法により製造されるランプ - Google Patents

Description

本発明は，平面蛍光ランプを密封し，排気する方法と装置および，その方法により製造された平面蛍光ランプに関する。さらに，特に平面蛍光ランプと，平面蛍光ランプを密封し，排気する方法および装置に関係する。さらに，特にプロセスが，比較的低温で行われ，従来技術に比較して蛍光ランプの劣化が低減されることによる輝度の改善がなされ，真空度が改善され，全処理が簡素化され，更に比較的に薄い厚さを有する蛍光ランプが製造できる，平面蛍光ランプを密封し，排気する方法と装置および，その方法により製造された平面蛍光ランプに関する。

平面蛍光ランプは，平面ディスプレイ・パネルの背面照明用に使用される。図１および図２に示されるように，典型的な平面蛍光ランプは，下側面に備えられる蛍光体層２を有する平面正面ガラス基板１と，蛍光体層４，誘電体層５および電極部６が上側面に順に形成されている背面ガラス基板３と，正面および背面ガラス基板１，３の縁部にガラス半田で固定され，蛍光体ランプを密封する支持部７と，前記正面および背面ガラス基板１，３を支持する（図示しない）複数のスペーサーを有する。

これまで，平面蛍光ランプの製造において，一般的に，真空マウント技術が使用され，正面および背面ガラス基板１，３および支持部７が一体に取り付けられていた。そして，正面および背面ガラス基板１，３と，支持部７により規定される平面蛍光ランプの内部スペースが，真空を使用して排気され，密封されていた。

そのような真空マウント技術の一例は，プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）の製造に使用される技術である。図３に示されるように，この例では，排気チューブ８が背面ガラス基板３の孔３ａに取り付けられ，ランプを排気するための真空装置に接続される。その後，排気チューブ８を通してガスがランプに注入され，ついで，排気チューブ８がカットされ，密封される。

ランプの厚みは，その特性の観点から薄くされるべきである。しかし，前記の方法においては，排気チューブ８がカットされ，密封された後に，残される部分があるので，前記方法を適用することが困難である。さらに，前記方法を使用する場合には，排気チューブ８が，固体あるいは液体の状態でそれを溶かすことにより密封されるべきであるので，そのようなプロセスで生成されたガスに起因して真空度に関して問題になる可能性がある。

そのような真空マウント技術の別の例は，日本のＨ会社の技術を含んでいる。その技術は，孔７aおよび排気部９を正面および背面ガラス基板１，３を支持する支持部７の横に形成する方法を使用する。ランプは排気部９を使用して，排気される。図４に示されるように，ガスは排気部９を通じて次に注入され，続いて密封される。この方法は，さらに製造工程が複雑になり，ガス損失が増加するという欠点を有している。

一方，オスラム社（Osram GmbH）は，孔と密封を使用しないで，正面ガラス基板１と背面ガラス基板３の支持部７の間で排気とガス注入が行なわれ，次いで，密封を行なう方法を用いている。孔がないので，この方法は密封を清潔に行なうことができるという長所を有している。

しかしながら，この方法は，複雑なプロセスとなり，ガス損失を増加する，そして，正面ガラス基板と背面ガラス基板の正確な位置合わせが要求されるので，高価な装置が必要となる。

さらに，正面ガラス基板と背面ガラス基板の密封に使用する物質の温度を４００℃以上にする必要があるので，蛍光体物質を劣化させるという問題を有している。

したがって，本発明は，前記従来技術における問題を解決するために着想されたものである。本発明の目的は，平面蛍光ランプを密封し，排気する方法および装置と，前記方法により製造される平面蛍光ランプを提供することにあり，従来技術に比べ蛍光体物質の劣化を減少し，これにより輝度を改善し，真空度を高め，処理行程を単純化し，更に，平面蛍光ランプを比較的小さな厚みで製造可能とするものである。

本発明の一側面に従うと，平面蛍光ランプを密封し排気するための装置であって，蛍光ランプが配置され，上面側に付けられた外部ヒーターおよび下面側に形成された接続ポートを有する上部室と，前記上部室の前記接続ポートに接続され，真空ポンプとガス注入部を有する排気ダクトと，前記上部室の接続ポートの下に配置された引き上げ装置と，前記引き上げ装置の上面に備えられた内部ヒーターと，前記内部ヒーターの横に備えられた温度センサーを有する。

本発明の別の側面に従うと，一又はそれ以上の排気ポートが形成された背面ガラス基板を有する平面蛍光ランプの密封および排気のための方法であり，排気ポートあるいはその周辺をカバーするための基板上に，シリコーンベースの結合物質をスクリーンまたは注入印刷する第１のステップと，５０〜１５０℃で加熱して，前記上室部から不純物を除去する第２のステップと，前記基板が前記排気ポートの横に置かれた状態で，２５０〜３００℃で真空を使用して排気する第３のステップと，不活性ガスを蛍光ランプに充填する第４のステップと，前記基板を前記排気ポートに押しつけ，１５０〜２５０℃で加熱および，キュアする第５のステップを有する。

本発明の好ましい実施例を，添付した図面を参照して以下に詳細に説明する。

図５および図６は，本発明に従う，平面蛍光ランプを密封し，排気するための装置の実施例を示す概略図である。図７は，本発明に従う，平面蛍光ランプを密封し，排気するための前記装置を使用して製造される平面蛍光ランプの実施例を示す側面図である。

本発明に従う，平面蛍光ランプを密封し，排気するための装置は，上部室２０を有し，そこに排気ポート１２ａを有する蛍光ランプ１０が配置される。上部室２０は，上面に取り付けられた外部ヒーター２１と下面に形成された接続ポート２２を有する。さらに，前記上部室２０の接続ポート２２に接続され，真空ポンプ３１，３２とガス注入部３３が取り付けられた排気ダクト３０と，上部室２０の接続ポート２２の下側に配置され，排気ポート１２ａをカバーする上面に置かれた基板１４を有する引き上げ装置４０と，引き上げ装置４０の上面に取り付けられた内部ヒーター５０と，内部ヒーター５０の横に配置された温度センサー５１を有している。

図５に示されるように，更に前記上部室２０の下側に下部室６０を組み立て，排気ダクト３０を囲むことにより装置を密封し，装置全体を安定にすることが好ましい。

さらに，真空ポンプ３１，３２は，それぞれ低真空用のロータリー・ポンプ３１と，高真空用のターボポンプ３２であることが好ましい。しかし，必要であれば，他のどのようなポンプも使用することが可能である。

図８は，本発明に従う平面蛍光ランプを密封し，排気するための装置を使用する方法を示すフローチャートである。本発明の装置を使用する方法を，図５と伴に図８を参照して説明する。

当該方法は，背面ガラス基板１２に形成済みか，処理行程中に形成される一つ以上の排気ポート１２ａを備える平面蛍光ランプ１０が，密封および排気する装置内に配置され，次いで，密封および排気処理を実行する方法である。

先ず，上部室２０内の接続ポート２２に平面蛍光ランプ１０の排気ポート１２ａを配置した状態で，第１ステップS１０で，排気ポート１２ａあるいはその周囲を覆うために基板１４上にシリコーンベースの結合物質１５をスクリーン注入印刷する。

ついで，第２ステップS２０で，外部熱源を用いて５０乃至１５０℃で基板１４から不純物を除去し，続いて前記基板を，引き上げ装置４０の上面に配置された内部ヒーター５０上に配置する。あるいは，前記基板１４を，引き上げ装置４０の上面に配置された内部ヒーター５０上に配置し，続いて内部ヒーター５０を用いて５０乃至１５０℃で基板１４から不純物を除去する。

その後，第３ステップＳ３０で，外部ヒーター２１から熱を供給して２５０〜３００℃にして，真空を利用した排気手段により，ランプの内部から不純物を除去する。

そして，第４ステップＳ４０で，ガス注入部３３を通して蛍光ランプ１０に不活性ガスを充填する。

次に，第５ステップＳ５０で，引き上げ装置４０を使用して基板１４を引き上げ，排気ポート１２ａに向けて基板を押して，内部ヒーター５０を動作させて１５０〜２５０℃にして基板を加熱し，キュア(cure)する。

１〜４つの排気ポート１２ａが背面ガラス基板１２に形成され，それぞれの排気ポートの口径が，１〜５ｍｍであることが好ましい。排気ポート１２ａを覆う基板１４は，ガラス又はソーダライムガラス製であり，１０〜３０ｍｍの直径を有することが好ましい。

さらに，基板１４は，図９および図１０に示すように，円形および矩形等のいろいろの形状とすることができる。

以下に，本発明の動作と効果を図５〜図１０を参照して説明する。

本発明は，シリコーン樹脂を使用し，低温で正面および背面ガラス基板と，支持部１３を密封するための技術と，高温度で真空手段によりランプが排気ポート１２ａを通して排気され，ランプにガスが注入され，基板１４が同じ物質を用いて排気ポート１２ａに結合される装置と方法を提供するものである。

この目的を達成するために，本発明の平面蛍光ランプ１０は，次のように構成されている。蛍光体層１６が正面ガラス基板１１に配置され，白い反射プレート１７が，背面ガラス基板１２に付加され，針状の電極１９が反射プレート１７の一面に配置され，誘電体層１８が，電極間の絶縁を達成するために反射プレートに付加され，更に，背面蛍光体層１６が前記誘電体層１８に配置されるように形成される。

正面および背面ガラス基板１１，１２は，それらの間に配置された支持部１３で互いに結合されている。この時，排気ポート１２aが，支持部１３に備えられ，支持部１３および正面および背面ガラス基板１１，１２によって規定された放電スペースに排気ポートを通って不活性ガスが満たされる。次いで，加熱され，密封される。

そのような方法により，前記一面に電極１９を配置する一方，正面および背面ガラス基板１１，１２の両側に蛍光体層１６を配置することにより，長寿命と改善された輝度均一性を有し，また，針状の電極９を用いることにより発光電圧が低電圧化され，且つ電力消費を低減した平面蛍光ランプが得られる。

密封する方法については，放電器，あるいは，同様機能を果たす装置を用いて，液体又は固形のシリコーン物質（Ｓｉ−Ｏ−Ｃ）が放出され，これにより，一定間隔で，支持部１３の上下両端上に印刷される。前記物質は，およそ５０〜１５０℃に加熱されて，物質に残っている不純物が取り除かれる。

この際，プロセスの順序を変更することは可能である。例えば，シリコーン物質は，それらの結合を達成するために支持部１３にシリコーン物資を直接放出する代わりに，正面および背面ガラス基板１１，１２へ放出するようにもできる。

そのため，事前に用意された支持部１３と，正面および背面ガラス基板１１，１２は，それらの位置ついて，正確に位置決めされ，また，所定の結合強度のために，圧力が印加される。その後，シリコーン物質は，１５０〜２５０℃，好ましくは，２００〜２２０℃でキュアされる。この時，重要なキュア条件は不純物が完全に削除することができるキュア温度である。

そのような密封する方法によれば，密封は，従来技術におけるよりも低い温度，例えば２００℃で，あるいはそれ以上の温度で，行なうことができる。高温度でガラスを加熱して密封する従来方法と比較して，密封時間が短い，そして，密封装置は，低温のコントロールだけが必要であるので，簡単に製造できる。

さらに，密封が低温で行われるので，高温による蛍光体物質の劣化はほとんど無くなる。高温の密封プロセスとともに，蛍光体物質に対する加熱処理の期間中にも，ＰＤＰ用の青色蛍光体物質あるいは，３波長物質は劣化されることが最近見いだされている。

このために，加熱は，一般的な大気ではなくアルゴンやネオンの雰囲気で行なわれる。あるいは，コーティングによって熱によるダメージを防ぐ方法が使用される。しかしながら，輝度の減少という劣化は，これらの方法によっては，完全には削除されない。

この低温での密封方法によって製造される平面蛍光ランプは，２５０℃あるいは，青色蛍光体物質が劣化されないそれより低い温度で密封することができるので，密封による劣化はほとんど生じない。青色蛍光体物質に制限されないで，同じ方法で，緑色や赤色の蛍光体物質の劣化を防ぐことができることが理解できる。

同じ結果と評することができるように，青色蛍光体物質の縮小された劣化は，平面蛍光ランプにおける緑と赤と青の混合による白色の表示において，小さな光量の青の縮小及び，緑と赤の更なる追加を可能とする。したがって，増加した輝度の利益を得ることが可能である。

その後，このように製造された平面蛍光ランプ１０が，本発明の密封し排気する装置に入れられ，真空によって排気されて，注入されるガスで満たされ，最後に密封される。

真空排気後の密封は，密封が上記したと同じシリコン樹脂(Si-O-C)物質を使用して行なわれることに特徴づけられる。正面および背面ガラス基板１１，１２と支持部１３が前記シリコーン樹脂で互いに結合されるように製造された平面蛍光ランプ１０に事前にあるいは装置内で排気ポート１２ａが備えられた状態において，前記排気ポート１２ａは，前記シリコーン樹脂が付けられた基板１４でカバーされ，更に熱が加えられることにより，管（チューブ）の形態を有しない。

０.５〜２mm，好ましくは，１〜１．５mmの小さな厚みと，１０〜３０，好ましくは，１５mmの直径を有する基板１４は，引き上げ装置４０上に備えられた内部ヒーター５０に付与されたシリコーン樹脂１５を介して配置される。

この時，基板１４がシリコーン樹脂１５上に配置される場合，前もって不純物を十分に削除する行程が必要である。もし，不純物が十分に削除されない場合，不純物は，平板パネル又は同様のものの操作の際の熱に起因してシリコーン樹脂１５から排出され，輝度を低め，寿命を短くすることになる。

そのようなやり方で不純物が除去されたシリコーン樹脂１５が，内部ヒーター５０の上に配置される基板１４に付与される。ついで，排気プロセスが高温で行なわれる。

排気処理中，約１０^-６〜１０^-７Torrの真空に維持した後，内部ヒーター５０の温度を下げることによって，先の温度上昇により高粘性を有する基板１４上のシリコーン樹脂１５が低粘性を有するように制御される。

その後，ガスが所定の圧力でランプに注入され，基板１４は引き上げられて排気ポート１２aをカバーする。

このような方法により製造されるランプは，チューブを使用して製造される従来のランプと比較して，チューブのカットによる残余がないので，ランプは薄く製造できる。さらに，本発明のランプは，長いチューブを使用する場合，高伝導性により真空下の時間が長く，真空度が下がるという問題を解決できる。

加えて，ランプの縮小された全体の厚さという長所を持つ，直列型の排気方法は，本発明と比較してポートをカバーするガラスプレートを有しないので，薄いランプの製造が可能となる。しかし，その方法では，ガス損失が大きくなるという不利を有している。さらに，その方法は，ランプ全体を真空に保ち，処理を実行すべきであるので，装置のサイズが大きくなり，真空を調整するのに時間が掛かるという不利を有している。本発明は，その様な不利さを補い，ランプの薄化を実現できるという利点を有している。

したがって，この様に製造された平面蛍光ランプ１０において，小さな厚みが要求される照明装置あるいは，ＬＣＤのバックライトに適用可能な薄さを実現することが可能である。

上記に説明した本発明によれば，約２５０℃で，シリコーン樹脂（Ｓｉ−Ｏ−Ｃ）を加熱およびキュアすることにより，密封が達成される。このように，密封温度は，約２００℃あるいはそれより高い低温までの，従来の密封方法におけるよりも低い温度である。

さらに，高温でガラスを加熱して密封を行う従来の方法に比較して密封のための時間が短い。さらに，密封装置は低温での制御が必要なだけであるので，簡易に製造できる。

加えて，本発明の平面蛍光ランプでは，同じシリコーン樹脂物質が排気処理において使用され，チューブを用いて製造される従来のランプと比較して，チューブをカットした残余がないので，ランプを薄く製造することができる。さらに，本発明のランプは，真空下の時間が長く，また，長いチューブを使用する場合の高伝導性による真空度が減少するという問題を解決することができる。本発明は，そのような不利を補いながら，ランプの薄型化を実現することができる。

上記実施例は，特に本発明の技術思想を説明するための単なる例であり，本発明の保護の範囲は，上記図面あるいは，実施例に限定されない。

従来の平面蛍光ランプの例を示す断面図である。 従来の平面蛍光ランプの例を示す，分解された斜視図である。 従来の平面蛍光ランプを密封および排気する方法の一例を示す概略図である。 従来の平面蛍光ランプを密封および排気する方法の別の例を示す概略図である。 本発明に従う平面蛍光ランプを密封し排気するための装置の概略図である 本発明に従う平面蛍光ランプを密封し排気するための装置の概略図である 本発明に従う平面蛍光ランプを密封し排気するために装置を使用して作られた平面蛍光ランプの例を示す側面図である。 本発明に従う平面蛍光ランプを密封し排気する方法を示すフローチャートである。 本発明による平面蛍光ランプの基板の実施例を示す概略図である。 本発明による平面蛍光ランプの基板の実施例を示す概略図である。 本発明の方法によって作られた平面蛍光ランプを示す断面図です。

Claims (4)

1. 排気ポートあるいはその周辺をカバーするための基板上に、シリコーンベースの結合物
   質をスクリーンまたは注入印刷する第１のステップと、
   ５０〜１５０℃で加熱して前記シリコーンベースの結合物質に残る不純物を除去する第２のステップと、
   前記基板が前記排気ポートの横に置かれた状態で、２５０〜３００℃で排気して真空状態にする第３のステップと、
   不活性ガスを蛍光ランプに充填する第４のステップと、
   前記基板を前記排気ポートに向け押しつけ、前記シリコーンベースの結合物質を１５０〜２５０℃で加熱し、硬化する第５のステップを有する、
   ことを特徴とする１つ以上の排気ポートを有する背面ガラス基板を有する平面蛍光ランプを密封し、排気する方法。
2. 蛍光ランプの背面ガラス基板に１つ以上の排気ポートを形成する第１のステップと、
   前記排気ポートまたはそれらの周囲をカバーするために基板上にシリコーンをベースとする結合物質をスクリーンまたは注入印刷する第２のステップと、
   ５０〜１５０℃で加熱して前記シリコーンベースの結合物質に残る不純物を排除する第３のステップと、
   前記基板を前記排気ポートの横に置いた状態で、２５０〜３００℃で排気して真空状態にする第４のステップと、
   前記蛍光ランプに不活性ガスを充填する第５のステップと、
   前記排気ポートに対して前記基板を押し付け、前記シリコーンベースの結合物質を１５０〜２５０℃で加熱し、硬化する第６のステップを有する、
   ことを特徴とする平面蛍光ランプを密封し、排気する方法。
3. 排気ポートを備えた蛍光ランプが置かれる上部室であって、上面に取り付けられた外部
   ヒーターと、下面に形成された接続ポートを有する上部室と、前記上部室の前記接続ポートに接続される、真空ポンプとガス注入部を有する排気ダクトと、前記上部室の接続ポートの下に配置され、前記排気ポートをカバーするための上面の上に位置する基板を有する引き上げ装置と、前記引き上げ装置の上面に備えられた内部ヒーターと、前記内部ヒーターの横に備えられた温度センサーを有する平面蛍光ランプを密封し、排気するための装置を使用する、一つ以上の排気ポート備えた背面ガラスを有する平面蛍光ランプを密封し、排気する方法であって、
   前記排気ポートまたはそれらの周囲をカバーするために基板上にシリコーンをベースとする結合物質をスクリーンまたは注入印刷する第１のステップと、
   ５０〜１５０℃で加熱して前記シリコーンベースの結合物質に残る不純物を排除する第２のステップと、
   前記引き上げ装置上に前記基板を置き、真空ポンプを運転して２５０〜３００℃で排気して真空にする第３のステップと、
   前記蛍光ランプ内に不活性ガスを注入する第４のステップと、
   前記引き上げ装置を使用して前記蛍光ランプの排気ポートに対して前記基板を押し付け、内部ヒーターを運転して、前記シリコーンをベースとする結合物質を１５０〜２５０℃で加熱し、硬化する第５のステップを有する、
   ことを特徴とする平面蛍光ランプを密封し、排気する方法。
4. 請求項３に従う方法によって製造された平面蛍光ランプ。

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