JP4660089B2

JP4660089B2 - 平面蛍光ランプ

Info

Publication number: JP4660089B2
Application number: JP2003428313A
Authority: JP
Inventors: 正宣相澤
Original assignee: エルジーディスプレイカンパニーリミテッド
Priority date: 2003-11-21
Filing date: 2003-11-21
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2023-11-21
Also published as: JP2004158458A

Description

本発明は、液晶表示器の裏面に装着して、液晶表示器の裏面を照射することで、自発光しない液晶表示器の表示面に輝度を発生させるための液晶表示器用バックライトに関するものであり、詳細には、大型液晶テレビ等を対象とした大型バックライト用の平面蛍光ランプに係るものである。

現在の液晶表示器用バックライトは、復数本の冷陰極蛍光ランプとアクリル製導光板とを組み合わせたものが主流となっているが、導光板による光の損失や、液晶表示器の大面積化に伴う冷陰極蛍光ランプの使用本数増加等が問題となっている。１個のランプで液晶表示器用バックライトの役割を果たす平面蛍光ランプは、従来、実用化が困難であった。実施例として、非特許文献１に記載の液晶バックライト用平面蛍光ランプは、１インチ型は生産可能だが、５インチ型では外気圧に耐えられないことが課題となっていた。
日経ハイテク情報・９０．７．２・新製品トピックス・２１頁

本発明が解決しようとする課題は、大面積でも外気圧に耐えられる構造で、表面輝度が均一で、低温でも明るく発光可能な平面蛍光ランプを実現することである。

課題を解決するための手段として、本発明による平面蛍光ランプは、外周の溶着部分と電極等部材取り付け部分を除いた範囲に、断面が略Ｕ字形のＵ形溝を平行に複数列形成し、内面側の溶着部分を除いた範囲に蛍光体塗膜を形成した四角形の前面ガラス基板と後面ガラス基板を、内面側で前後のＵ形溝が蛍光体塗膜を挟んで接触するように位置合わせした上で、外周部分をガラス枠を介して溶着してランプ封体を形成し、Ｕ形溝が横長となる向きで、ランプ封体を立てて設置したとき、設置上側となるガラス枠に、排気管を、ランプ封体形成前に予め封着し、設置横側となる対向するガラス枠に、複数組の円筒電極を溶接した点灯用導入線を、前後のＵ形溝が蛍光体塗膜を挟んで接触したことでランプ封体内に形成されたトンネル状の空洞を挟んで対向するように、ランプ封体形成前に予め封着し、設置下側となるガラス枠に、一組又は複数組のヒータ線を接続したヒータ用導入線を、ランプ封体形成前に予め封着した構造とするものである。

では、個々の手段について説明する。大面積でも外気圧に耐えられる平面蛍光ランプを実現するための手段として、外周の溶着部分と電極等部材取り付け部分を除いた範囲に、断面が略Ｕ字形のＵ形溝を平行に複数列形成し、内面側の溶着部分を除いた範囲に蛍光体塗膜を形成した四角形の前面ガラス基板と後面ガラス基板を、内面側で前後のＵ形溝が蛍光体塗膜を挟んで接触するように位置合わせした上で、外周部分をガラス枠を介して溶着してランプ封体を形成した構造とすることで、優れた耐圧性能を実現し、課題を解決するものである。

表面輝度が均一な平面蛍光ランプを実現するための手段として、平面蛍光ランプの設置横側となる対向するガラス枠に、複数組の円筒電極を溶接した点灯用導入線を、前後のＵ形溝が蛍光体塗膜を挟んで接触したことでランプ封体内に形成されたトンネル状の空洞を挟んで、対向するように封着した構造とし、点灯用導入線に電圧を加え放電させ、トンネル状の空洞内の蛍光体塗膜を発光させることで、前後のＵ形溝を蛍光体塗膜を挟んで接触させたことで生じた蛍光体塗膜の非発光部によるＵ形溝底部の輝度低下を、Ｕ形溝壁面の発光によって補い、平面蛍光ランプとしての表面輝度を均一なものとし、課題を解決するものである。

低温でも明るく発光可能な平面蛍光ランプを実現するための手段として、平面蛍光ランプの設置下側となるガラス枠に、一組又は複数組のヒータ線を接続したヒータ用導入線を封着し、通電して、消灯時にランプ設置下側に滞留した封入水銀を加熱し、氷点下においても十分に蒸発させ、蛍光体塗膜を明るく発光させることで、課題を解決するものである。

本発明は、後記する発明を実施するための最良の形態の実現によって、前記した課題を解決するための手段を実行することで、大面積でも外気圧に耐えられる構造で、表面輝度が均一で、低温でも明るく発光可能な、大型液晶テレビ等を対象とした大型バックライト用の平面蛍光ランプを実現する効果を奏するものである。

本発明を実施するための最良の形態は、外周の溶着部分と電極等部材取り付け部分を除いた範囲に、断面が略Ｕ字形のＵ形溝を平行に複数列形成し、内面側の溶着部分を除いた範囲に蛍光体塗膜を形成した四角形の前面ガラス基板と後面ガラス基板を、内面側で前後のＵ形溝が蛍光体塗膜を挟んで接触するように位置合わせした上で、外周部分をガラス枠を介して溶着してランプ封体を形成し、Ｕ形溝が横長となる向きで、ランプ封体を立てて設置したとき、設置上側となるガラス枠に、排気管を、ランプ封体形成前に予め封着し、設置横側となる対向するガラス枠に、複数組の円筒電極を溶接した点灯用導入線を、前後のＵ形溝が蛍光体塗膜を挟んで接触したことでランプ封体内に形成されたトンネル状の空洞を挟んで対向するように、ランプ封体形成前に予め封着し、設置下側となるガラス枠に、一組又は複数組のヒータ線を接続したヒータ用導入線を、ランプ封体形成前に予め封着した構造としたものであり、大面積でも外気圧に耐えられる構造で、表面輝度が均一で、低温でも明るく発光可能な平面蛍光ランプが実現できるものである。

本発明を実施するための最良の形態としての実施例１は、図１、図２及び図３に示すように、外周の溶着部分と電極等部材取り付け部分を除いた範囲に、断面が略Ｕ字形のＵ形溝を平行に複数列形成し、内面側の溶着部分を除いた範囲に蛍光体塗膜４を形成した四角形の前面ガラス基板１と後面ガラス基板２を、内面側で前後のＵ形溝が蛍光体塗膜４を挟んで接触するように位置合わせした上で、外周部分をガラス枠３を介して溶着してランプ封体を形成し、Ｕ形溝が横長となる向きで、ランプ封体を立てて設置したとき、設置上側となるガラス枠３に、排気管５を、ランプ封体形成前に予め封着し、設置横側となる対向するガラス枠３に、複数組の円筒電極７を溶接した点灯用導入線６を、前後のＵ形溝が蛍光体塗膜４を挟んで接触したことでランプ封体内に形成されたトンネル状の空洞を挟んで対向するように、ランプ封体形成前に予め封着し、設置下側となるガラス枠３に、一組又は複数組のヒータ線９を接続したヒータ用導入線８を、ランプ封体形成前に予め封着した構造としたものであり、大面積でも外気圧に耐えられる構造で、表面輝度が均一で、低温でも明るく発光可能な平面蛍光ランプが実現できるものである。

では、実施例１について更に詳細に説明する。大面積でも外気圧に耐えられる構造の平面蛍光ランプ実現のための最良の形態は、図１、図２及び図３に示すように、外周の溶着部分と電極等部材取り付け部分を除いた範囲に、断面が略Ｕ字形のＵ形溝を平行に複数列形成し、内面側の溶着部分を除いた範囲に蛍光体塗膜４を形成した四角形の前面ガラス基板１と後面ガラス基板２を、内面側で前後のＵ形溝が蛍光体塗膜４を挟んで接触するように位置合わせした上で、外周部分をガラス枠３を介して溶着してランプ封体を形成した構造としたものであり、優れた耐圧性能で、大面積でも外気圧に耐えられる構造の平面蛍光ランプが実現できるものである。

前記したように、前後のＵ形溝が蛍光体塗膜４を挟んで接触するように位置合わせしたとき、前後のＵ形溝の部分的な高低差で、部分的に隙間が存在しても、蛍光放電の妨げとはならない。又、計画的に、前後のＵ形溝に部分的な高低差をつけて、前後のＵ形溝が蛍光体塗膜４を挟んで部分的に接触するようにすることも可能である。ここで、Ｕ形溝を、前面ガラス基板１と後面ガラス基板２の両方に形成する理由は、ガラス基板を金型の中で加熱成形するに当たって、変形量を両基板に分担させて極力少なくし、悪質な残存歪の発生を防止するためである。尚、前後のＵ形溝に多少の高低差をつけることは、問題とはならない。

排気管５形成の最良の形態は、図１及び図２に示すように、平面蛍光ランプの設置上側となるガラス枠３に、ガラス管を封着して、排気管５としたものであり、平面蛍光ランプの排気と、ネオン、アルゴン等の不活性ガス（図示省略）と水銀（図示省略）の封入を可能とするものである。又、設置上側に封着した効果で、排気管５への水銀の侵入と滞留を防止できる。尚、図１及び図２に示す排気管５は、封止済みの形態を示したものである。

表面輝度が均一な平面蛍光ランプ実現のための最良の形態は、図１、図２及び図３に示すように、平面蛍光ランプの設置横側となる対向するガラス枠３に、三組の円筒電極７を溶接した点灯用導入線６を、前後のＵ形溝が蛍光体塗膜４を挟んで接触したことでランプ封体内に形成されたトンネル状の空洞を挟んで、対向するように封着した構造としたものであり、別に用意した三台の点灯装置（図示省略）によって、点灯用導入線６に電圧を加えることで、三組の円筒電極７の間で、三列の蛍光放電が発生する。即ち、トンネル状の空洞を貫通するように三列のグロー放電が走り、水銀蒸気が紫外線を発し、トンネル状の空洞内の蛍光体塗膜４が発光することとなる。尚、前後のＵ形溝を蛍光体塗膜４を挟んで接触させた部分に、蛍光体塗膜４の非発光部が生じることとなり、この蛍光体塗膜４の非発光部がＵ形溝底部の輝度を低下させることとなるが、Ｕ形溝壁面の発光によって輝度を補うことで、表面輝度が均一な平面蛍光ランプが実現できることとなる。ここで、平面蛍光ランプの面積を拡大するときは、円筒電極７を溶接した点灯用導入線６を三組から更に増加させればよい。又、平面蛍光ランプの後面に光反射板を装着し、前面に光拡散板を装着することで、更に表面輝度を均一なものにすることが期待できる。

ここで、低温でも明るく発光可能な平面蛍光ランプ実現のための最良の形態を説明する前に、蛍光ランプの低温点灯について説明する。周囲温度が氷点下の場合、一般的に蛍光ランプは明るい点灯が困難となる。理由は、ランプ内部の水銀が氷点下では十分に蒸発しないため、紫外線の発生が少なく、蛍光体塗膜が十分に発光しないからである。特に、平面蛍光ランプでは、点灯中に蒸発していた水銀が、ランプ消灯時には冷えて落下し、ランプ設置下側に滞留するため、設置上側には水銀がほとんど存在しなくなるので、再点灯が非常に困難となる。

低温でも明るく発光可能な平面蛍光ランプ実現のための最良の形態は、図１及び図２に示すように、平面蛍光ランプの設置下側となるガラス枠３に、ヒータ線９を接続したヒータ用導入線８を封着した構造としたものであり、ヒータ用導入線８を通してヒータ線９に通電することで、消灯時にランプ設置下側に滞留した水銀を加熱し、十分に蒸発させることが可能となり、低温でも明るく発光可能な平面蛍光ランプが実現できることとなる。尚、平面蛍光ランプの面積を拡大するときは、ヒータ線９を接続したヒータ用導入線８を一組から複数組に増加させればよい。ここで、ヒータ線９は、図１及び図２に示すような丸線か又は帯線とし、弛み防止のため板ばね１０を介して接続することが望ましい。ヒータ線の材質は、タングステン、モリブデン等が一般的であるが、特に、ジルコニウムが最適である。ジルコニウムは、摂氏略２００度から略６００度の範囲においてゲッタ作用を起こすので、ジルコニウムを使用することで、ヒータ作用と共に、ゲッタ作用によりランプ内の残留有害ガスである二酸化炭素、一酸化炭素、水蒸気等を除去することが可能となり、平面蛍光ランプの性能と品質の更なる向上が期待できる。

本発明を実施するための最良の形態としての実施例２は、図４に示すように、前面ガラス基板１と後面ガラス基板２に形成するＵ形溝を、長手方向の一カ所又は数カ所で切断した形態とするものであり、ランプ封体内の水銀蒸気の対流通路を増やし、蛍光体塗膜４の発光を平面蛍光ランプ全体にわたって一層均一なものとする効果が期待できるものである。以上説明した以外は、実施例１と同様の実施形態であり、平面蛍光ランプとしての性能も略同様であるので、詳細説明は省略する。

最近、日本、韓国及び台湾における液晶表示器の開発競争は、益々活発なものになってきており、液晶表示器と、そのバックライトは、産業として益々発展して行くものと思われる。平面蛍光ランプが、開発に成功し、量産化できれば、バックライトとして大いに利用されるものと考えられる。

本発明による平面蛍光ランプの実施例１を示す平面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図１のＢ−Ｂ断面図である。本発明による平面蛍光ランプの実施例２を示す平面図である。

符号の説明

１前面ガラス基板
２後面ガラス基板
３ガラス枠
４蛍光体塗膜
５排気管
６点灯用導入線
７円筒電極
８ヒータ用導入線
９ヒータ線
１０板ばね

Claims

溶着される外周部分を除いた部分に断面が略Ｕ字形のＵ形溝が略平行に複数列形成されるとともに内面側には蛍光体塗膜（４）が形成された前面ガラス基板（１）と、溶着される外周部分を除いた部分に断面が略Ｕ字形のＵ形溝が略平行に複数列形成されるとともに内面側には蛍光体塗膜（４）が形成された後面ガラス基板（２）とを、前記前面ガラス基板（１）に形成された前記Ｕ形溝と前記後面ガラス基板（２）に形成された前記Ｕ形溝とが同一の方向に延び、内側に突出するＵ形溝の底部が互いに蛍光体塗膜（４）を介して接触するようにして、ガラス枠（３）を介して溶着することでランプ封体が形成され、
前記Ｕ形溝が延びる方向に対して平行な方向に延びる一方の側面部を構成する前記ガラス枠（３）の部位には排気管（５）が封着され、
前記Ｕ形溝が延びる方向に対して垂直な方向に延びる側面部をそれぞれ構成する対向する前記ガラス枠（３）の部位には１または複数組の対向する円筒電極（７）にそれぞれ接続された１または複数組の点灯用導入線（６）が封着され、
前記ランプ封体内部には、前記Ｕ形溝が延びる方向に対して平行な方向に延びる他方の側面部を構成する前記ガラス枠（３）の部位に沿って延びている、丸線または帯線からなる、１または複数のヒータ線（９）が装着され、
前記Ｕ形溝が延びる方向に対して平行な方向に延びる前記他方の側面部を構成する前記ガラス枠（３）の前記部位には、前記１または複数のヒータ線（９）が接続された１または複数組のヒータ用導入線（８）が封着されることを特徴とする平面蛍光ランプ。
前記Ｕ形溝が延びる方向に対して垂直な方向に延びる側面部をそれぞれ構成する対向する前記ガラス枠（３）の部位には前記前面ガラス基板（１）に形成された前記Ｕ形溝の底部と前記後面ガラス基板（２）に形成された前記Ｕ形溝の底部とが接触することで構成される複数のトンネル状の空洞部をそれぞれ挟むように対向する複数組の前記円筒電極（７）にそれぞれ接続される複数組の前記点灯用導入線（６）が封着されることを特徴とする請求項１に記載の平面蛍光ランプ。
前記前面ガラス基板（１）に形成される前記Ｕ形溝が部分的に高低差を有するように、前記前面ガラス基板（１）が形成されるか、
あるいは前記後面ガラス基板（２）に形成される前記Ｕ形溝が部分的に高低差を有するように、前記後面ガラス基板（２）が形成されることを特徴とする請求項１に記載の平面蛍光ランプ。
前記前面ガラス基板（１）に光拡散板が装着され、前記後面ガラス基板（２）に光反射板が装着されることを特徴とする請求項１に記載の平面蛍光ランプ。
前記ヒータ線（９）の材質を、ジルコニウムとしたことを特徴とする請求項１に記載の平面蛍光ランプ。
前記前面ガラス基板（１）または前記後面ガラス基板（２）に形成される複数列のＵ形溝のなかの少なくとも１列のＵ形溝が、長手方向において少なくとも１箇所で分断されることを特徴とする請求項１に記載の平面蛍光ランプ。