201034047 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於在發光管內部封入有稀有氣體的稀有氣 體螢光燈。尤其係關於作爲在液晶面板製造工程中所使用 之照射裝置之光源的稀有氣體螢光燈。 【先前技術】 ❿ 以住在多域垂直配向型（Multi-domain Vertical
Alignment mode )液晶面板中，係在基板上設有堤牆（線 狀突起）作爲液晶分子的配向限制（預傾，Pretilt )用構 造物。但是’堤牆會遮蔽光而減少背光的光，因此會有減 低顯示畫面之明亮度的問題。 近年來，以使液晶分子作配向限制（預傾）的方法而 言’已被提出一種在構成液晶面板的2枚玻璃基板間塡充 含有聚合性成分（單體、或寡聚物等，以下記述爲單體） ® 的液晶，一面施加電壓一面照射紫外線，藉此將單體聚合 而限制液晶分子之傾斜方向（預傾角）的液晶面板的製造 方法（專利文獻1 )。 此外，以自以往以來被用在上述紫外線照射用途的燈 而言，已知有例如低壓水銀燈（專利文獻2 )。第4圖係 顯示習知之低壓水銀燈的剖面圖。 低壓水銀燈9的發光管90係由合成石英玻璃或熔融 石英玻璃、硼矽酸玻璃等所成，在內部具備有由燈絲座所 構成的電極93、94。在發光管90內部被封入有例如氬等 -5- 201034047 稀有氣體與水銀，兩端藉由箔密封予以密封。 如上所示之低壓水銀燈9係藉由放電而使發光管9 0 內的水銀原子受到電離及激發，而得185 nm、25 4nm、 3 13nm、3 65nm等波長範圍的紫外線。 〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕 〔專利文獻1〕日本特開2008-123008號 〔專利文獻2〕日本特開2001-222973號 【發明內容】 (發明所欲解決之課題） 在上述液晶面板之製造方法中，係藉由照射紫外線而 使單體聚合，但是由於同時亦對液晶照射紫外線，因此會 有液晶劣化的問題。 液晶爲有機物’會有因紫外線而使分子鍵結分解的可 能性。紫外線係波長愈短’光子能量愈大，分解分子鍵結 ◎ 的能力愈高。此外，液晶材料係具有隨著波長愈短愈容易 吸收的光吸收特性。因此，比300nm左右爲更短波長的紫 外線係易於分解液晶，因此並不適於照射在液晶材料。 此外’在該方法中，一般而言2枚玻璃基板係利用以 紫外線硬化的封接劑予以接著。用在該硬化的紫外線係在 365 nm附近具有峰値波長的紫外線，因此單體係以不會因 該紫外線而聚合的方式，且以比365nm附近的紫外線爲更 短波長來感光的方式作設計。因此，需要3 00〜3 5〇nm之 -6 - 201034047 波長區域的紫外線。 但是，在習知之低壓水銀燈中，出射的光所含之波長 3 1 3nm的峰値係相對強度非常大。即使爲如上所示爲 3 0〇nm以上的長波長，若相對強度過大時，會有將液晶材 料分解之虞，因此採取包含該峰値波長之區域的紫外線係 藉由濾光片等各種手段來加以抑制的對策。因此，在封入 水銀作爲發光物質的燈中，會有無法有效利用包含該發光 φ 峰値之300〜320nm光的課題。 亦即，以用以使連同液晶一起被塡充的單體聚合的紫 外線而言，係在300nm〜350nm之波長區域中，不會有相 對強度過大的發光峰値，以持有具較爲寬廣（broad )峰 値之波長的光爲佳。 基於以上，本發明之目的在提供適於將在3 OOnm〜 350nm程度的波長區域具有寬廣峰値的紫外線出射之將連 同液晶一起被塡充之單體聚合的光源的稀有氣體螢光燈。 ❹ (解決課題之手段） 爲解決上述課題，本發明係一種稀有氣體螢光燈，係 具備有設在發光管外部的一對電極、及設在發光管內部的 螢光體層，在發光管內部封入有稀有氣體的稀有氣體螢光 燈，其特徵爲：前述發光管係由以硼矽酸玻璃及/或鋁矽 酸玻璃爲主成分，且過渡金屬氧化物的含量爲1〜5wt %， 鹼氧化物的含量爲1〜5wt%的玻璃所構成。 係如申請專利範圍第1項之稀有氣體螢光燈，其中， 201034047 在前述發光管的內面，係遍及圓周方向的大致半周設有堆 積有與該發光管爲相同玻璃材料之粉末的反射層。 (發明之效果） 藉由本發明，構成發光管的玻璃由以硼矽酸玻璃及/ 或鋁矽酸玻璃爲主成分，且過渡金屬氧化物的含量爲1〜 5wt%，鹼氧化物的含量爲1〜5wt%，藉此可取出適於用以 將單體聚合的光，可提供一種難以產生因紫外線而造成液 晶劣化的稀有氣體螢光燈。 此外，藉由本發明，在發光管的內面設有堆積有與發 光管爲相同材料之粉末的反射層，藉此提升在被照射面來 自燈的紫外線照射強度。 【實施方式】 以下一面參照圖示，一面加以說明。第1圖（a)係 本發明之第一實施形態之稀有氣體螢光燈的剖面圖，（b ❺ )係A - A ’線剖面圖。 在第1圖中，稀有氣體螢光燈1係具備有由後述之預 定玻璃所構成且在內部具有放電空間S的發光管10，在 發光管10的外表面上，夾著發光管1〇，沿著發光管1〇管 軸方向配設有一對帶狀外部電極13、14。在發光管10內 面係形成有遍及全域塗佈有主要發出紫外光之螢光體的螢 光體層12。 其中，關於發光管10的形狀，並非侷限於剖面爲圓 -8 - 201034047 形者，亦可爲矩形等。 該等外部電極若爲導電性者，並未特別有所限制，例 如可適用金、銀'鎳、碳、金鈀、銀鈀、鉑、鋁等，在發 光管10的外表面黏貼帶狀（tape )金屬，藉由將導電性糊 膏進行網版印刷而予以燒成即可實現。外部電極之供電部 以外係藉由將玻璃糊膏予以燒成後的保護膜所被覆。 被封入在發光管10內部的稀有氣體係例如氙、氪、 ❹ 氨、氛或該等之混合氣體等，封入有10·~·300Τογγ左右。 在本發明之稀有氣體螢光燈中可適用的螢光體係例如 銪賦活硼酸緦（Sr-B-O: Eu (以下僅稱爲SBE)、中心波 長36811111)螢光體、鈽賦活鋁酸鎂鑭（1^-\^-八卜0:(^( 以下僅稱之爲LAM )、中心波長3 3 8nm (但爲broad )) 螢光體、釓、鐯賦活磷酸鑭（La-P-O: Gd、Pr (以下僅稱 爲LAP : Pr、Gd )螢光體、鈽賦活磷酸鑭（以下僅稱爲 LAP : Ce))螢光體等。該等螢光體係吸收均爲未達波長 © 250nm之區域的紫外線，轉換成分別所具有的中心波長範 圍的紫外線且進行放射。 若在外部電極間施加高頻電壓時，透過屬於介電材料 的發光管10而在放電空間S內發生準分子放電，藉由因 該準分子放電所發生的真空紫外光而激發螢光體，而使紫 外光等出射至發光管10的外部。 以下針對本發明中之發光管10的構成及製造工程加 以說明。 首先，將作爲構成發光管10之硬質玻璃原材料的 -9 - 201034047
Si02、B2〇3、A1203、Na20、Κ20、Ti02 等氧化物粉末加 以混合。在由該等原材料所製造的硬質玻璃中，以例如透 過紫外線的方面來看爲較爲良好者而言，有硼矽酸玻璃（
Si-B-O系玻璃、軟化點：約 800t：)、鋁矽酸玻璃（Si-A1-0系玻璃、軟化點：約900°C)等，如上所示之硬質玻 璃係可單獨使用，亦可以適當比例混合使用。 在混合後的氧化物粉末混合過渡金屬。若爲過渡金屬 ，基本上並未限定材料，可適於使用例如Ti、V、Cr、Fe φ 等。該等過渡金屬係爲了降低硬質玻璃之3 0 Onm以下之波 長之透過率而予以以混合。形成爲玻璃時的過渡金屬氧化 物的含量係以相對於與其他氧化物的重量和而言爲1〜5wt (重量）％爲佳。例如，藉由含有3wt%的Ti02，可將比 300nm爲更短波長的紫外線透過率降低至50%以下。 此外，在氧化物粉末混合鹼氧化物。形成爲玻璃時的 鹼氧化物的含量係以1〜5wt%爲佳。鹼氧化物係爲了降低 玻璃軟化點而予以添加，具有在製造工程中易於加工發光 @ 管所使用的玻璃的效果。具體而言，可適於使用例如 Na20、K20 等。 混合後的氧化物粉末係被置入爐（坩堝）內予以加熱 、熔融。溫度係依組成而適當設定，例如爲1000〜1700°C 〇 將暫時熔融的玻璃進行拉管，可形成預定的壁厚、內 徑的玻璃管。 藉由如上述所得的玻璃管，在硬質玻璃含有1〜5wt% -10- 201034047 的過渡金屬，藉此可抑制有將液晶分解之虞之3 00nm以下 的紫外線的透過。 在本發明之稀有氣體螢光燈中，由螢光體所發出的光 係具有有效於單體聚合的300〜3 5 0nm的寬廣特性’包含 340nm之峰値的光。 在第2圖中顯示本發明之稀有氣體螢光燈與習知之低 壓水銀燈之分光測定結果的發光頻譜。在第2圖之測定結 φ 果中，稀有氣體螢光燈以實線表示，低壓水銀燈以虛線表 示。相對強度係將各自的發光峰値設爲1 〇〇%的値。其中 ，在稀有氣體螢光燈的螢光體係使用前述之LAM。 在該圖中，B係因低壓水銀燈的水銀所得之3 1 3 nm的 發光峰値，A係藉由稀有氣體螢光燈的螢光體所被激發之 3 4 0nm附近的寬廣發光峰値。 如前所述，紫外線係波長愈短，分解分子鍵結的能力 愈高，因此當在313 nm存在有如B之類的強峰値時，會 Φ 有液晶劣化之虞而較不理想。此外，用以將單體聚合之 3 4 0nm附近的相對強度爲非常低。 另一方面，A係波長340nm附近爲中心波長的寬廣峰 値，適於促進單體的聚合。此外，隨著愈接近3 OOnm以下 的短波長，相對強度愈爲降低，因此可防止液晶劣化。 如以上所示，本發明之稀有氣體螢光燈係將具有3 〇〇 〜350nm之寬廣發光峰値的光予以出射，因此可促進單體 聚合，而且可防止液晶劣化。此外，在300〜3 20nm的範 圍並未存在有相對強度較大的峰値等，因此無須將其遮蔽 -11 - 201034047 ，關於該區域的光，亦可利用在單體的聚合。 第3圖（a)係本發明之第2實施形態之稀有氣體螢 光燈的剖面圖，（b )係A-A ’線剖面圖。關於稀有氣體螢 光燈1，係與第1圖所示者爲相同的構成’僅有反射層15 有所不同，故省略說明。 如第3圖（b)所示，在發光管10的內表面係在圓周 方向遍及大致半周設有反射層15。螢光體層12係另外設 在該反射層15的內表面。反射層15係藉由與例如發光管 ⑩ 10爲相同的玻璃材料的粉末所得之粒子堆積層’如下所示 予以製作。 使用玻璃粉末，製作用以形成反射層1 5的漿體。所 使用的玻璃粉末的平均粒徑爲〇.5〜ΙΟμπι’較佳爲1〜5μιη 〇 將該玻璃粉末與硝化纖維素（nitrocellulose)與乙酸 丁酯的混合液（重量比1 : 4的比例）加以混合。將該混 合液連同氧化鋁球一起施放在球磨機充分硏磨，藉此形成 爲玻璃粉末經分散的漿體（以下亦僅稱之爲「玻璃漿體」 )° 玻璃漿體係被塗佈在作爲發光管10之材料的玻璃管 內面，在乾燥後予以燒成。 燒成條件係在大氣中爲約500〜700°c，最高溫度下的 保持時間爲0.2〜1小時左右。在使用例如硼矽酸玻璃、 鋁矽酸玻璃粉末時，係以600〜700°C來進行爲佳。藉由該 燒成過程而使玻璃粉末的表面軟化，而發生粒子彼此附著 -12- 201034047 ，並且亦附著在發光管10，藉此形成爲反射層15。 反射層15並未升溫至粒子全體熔融的熔融溫度，藉 由僅有表面進行結合而予以結著，因此維持粒子形狀。因 此該反射層15係堆積有多數玻璃粒子的粒子堆積層。藉 由如上所示之反射層1 5，所入射的紫外線係其一部分在玻 璃粒子表面反射，而一部分進行折射，透過粒子內部而再 次在其他表面作反射或折射等，而有效率地將紫外線進行 ❿ 漫反射。 如第3圖（b)所示，當在發光管1〇的圓周方向遍及 大致半周設有反射層15時，藉由漫反射而朝箭號所圖示 的方向出射光。藉此提升在被照射面之來自燈的紫外線強 度。 在將藉由硬質玻璃粉末所得的玻璃層燒成後，將玻璃 管冷卻至常溫，將調整完畢的螢光體的漿體塗佈在發光管 內。 ® 在玻璃管內面塗佈螢光體之後，係藉由在玻璃管內流 通乾燥氮氣等而使螢光體漿體所含有的乙酸丁酯蒸發。 將塗佈螢光體且使其乾燥後的玻璃管80置入爐內進 行燒成。燒成條件係在例如大氣中爲約5 00 °C〜7 0 0 °C，以 最高溫度下的保持時間而言爲0.2〜1小時左右。 藉由以上’可在發光管材料用玻璃管80的內面形成 反射層15與螢光體層12。 【圖式簡單說明】 -13- 201034047 第1圖係顯示本發明之第1實施形態之稀有氣體螢光 燈的示意圖’ （a)係將稀有氣體螢光燈沿著長邊方向切 斷的剖面圖，（b )係A-A，線剖面圖。 第2圖係顯示本發明之稀有氣體螢光燈之發光頻譜圖 〇 第3圖係顯示本發明之第2實施形態之稀有氣體螢光 燈的示意圖’ （a)係將稀有氣體螢光燈沿著長邊方向切 斷的剖面圖，（b )係A-A ’線剖面圖。 第4圖係顯示習知之低壓水銀燈的剖面圖。 【主要元件符號說明】 1 :稀有氣體螢光燈 9 :低壓水銀燈 1 〇 ·‘發光管 1 1 :玻璃層 12 :螢光體層 1 3 :電極 1 4 :電極 1 5 :反射層 90 :發光管 9 3 :電極 94 :電極 S :放電空間 • 14-