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技術 キセノン放電型の二層式平面蛍光ランプ

出願人 相澤正宣
発明者 相澤正宣
出願日 2005年4月26日 (15年7ヶ月経過) 出願番号 2005-154555
公開日 2005年9月8日 (15年3ヶ月経過) 公開番号 2005-243657
状態 特許登録済
技術分野 各種放電ランプと付属装置 放電灯用うつわ・被膜
主要キーワード 排気完了 突起側 コストダウン効果 ランプ封体 排気管用 点線状 蛍光体塗膜 真空断熱層
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2005年9月8日)のものです。
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図面 (7)

課題

液晶バックライト用のキセノン放電型平面蛍光ランプは、透明導電膜点灯時の電流によって発熱して液晶に悪影響を及ぼすので、その熱をランプの前面で遮断する。

解決手段

前面ガラス基板1と中間ガラス基板2と後面ガラス基板3に、スペーサ手段として複数列点線状V形溝11、21及び31をそれぞれ形成すると共に、中間ガラス基板2に蛍光体塗膜22、透明導電膜23及び補助導電膜24を形成し、後面ガラス基板3に蛍光体塗膜32と不透明導電膜33を形成した上で、三枚のガラス基板を三段に重ね合わせ、排気管4、5及びガラス枠板6を挟んで、外周部分をフリットガラス7を介して溶着して二層式のランプ封体を形成するものとし、前側の層を真空断熱層42とし、後側の層をキセノンガス等を封入した希ガス層52とした構造の二層式平面蛍光ランプを実現することで、透明導電膜23の発熱を真空断熱層42で遮断することを可能とする。

概要

背景

特許文献1に開示された、従来の液晶バックライト用のキセノン放電型平面蛍光ランプ概要は、図6に示すように、内面に透明導電膜81と透明誘電体膜82と蛍光体塗膜83が形成された前面ガラス基板8と、内面に不透明導電膜91と透明誘電体膜92と蛍光体塗膜93が形成された後面ガラス基板9とが、スペーサ用のガラスビーズ101を挟んで外周部分がフリットガラス10を介して溶着されてランプ封体が形成されていて、内部にキセノンガス等の希ガス封入された構造となっている。そして、外部端子部84と外部端子部94との間に所定の交流電圧を加えると、キセノン放電が起こり発光する。しかしながら、発光面である前面ガラス基板8に形成された透明導電膜81が、本質的に電気抵抗が大きいため、点灯時の電流によって発熱して液晶に悪影響を及ぼすこととなり、問題点となっていた。
次に、非特許文献1に開示されたキセノン放電型の丸管蛍光ランプについて説明する。その概要は、ガラス管の内面に開口部付の蛍光体塗膜が形成され、ガラス管の外面に蛍光体塗膜の開口部を挟んで対向するように一対の不透明導電膜が形成されており、内部にキセノンガス等の希ガスが封入された構造となっている。そして、一対の不透明導電膜の間に所定の交流電圧を加えることで、キセノン放電が起こり発光する。即ちこれは、ランプ封体を構成するガラス管(ガラス基板)を透明誘電体膜として活用したキセノン放電型の蛍光ランプの先行例と言えるものである。
特開平6−176736号公報1991年6月29日発行の日経産新聞(1面)

概要

液晶バックライト用のキセノン放電型の平面蛍光ランプは、透明導電膜が点灯時の電流によって発熱して液晶に悪影響を及ぼすので、その熱をランプの前面で遮断する。前面ガラス基板1と中間ガラス基板2と後面ガラス基板3に、スペーサ手段として複数列点線状V形溝11、21及び31をそれぞれ形成すると共に、中間ガラス基板2に蛍光体塗膜22、透明導電膜23及び補助導電膜24を形成し、後面ガラス基板3に蛍光体塗膜32と不透明導電膜33を形成した上で、三枚のガラス基板を三段に重ね合わせ、排気管4、5及びガラス枠板6を挟んで、外周部分をフリットガラス7を介して溶着して二層式のランプ封体を形成するものとし、前側の層を真空断熱層42とし、後側の層をキセノンガス等を封入した希ガス層52とした構造の二層式平面蛍光ランプを実現することで、透明導電膜23の発熱を真空断熱層42で遮断することを可能とする。

目的

本発明が解決しようとする課題は、キセノン放電型の平面蛍光ランプにおいて、先ず、特注品の高価なガラスビーズを必要としない新しいスペーサ手段を確立し、大面積でも外気圧に耐えられる構造を実現することである。次に、発光面であるガラス基板に形成した透明導電膜が、本質的に電気抵抗が大きいため点灯時の電流によって発熱して液晶に悪影響を及ぼすので、この熱を遮断するためにランプの前面に断熱層を形成することである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

前面ガラス基板中間ガラス基板後面ガラス基板の三枚のガラス基板を、スペーサ手段により隙間を設けて三段に重ね合わせ、外周部分を溶着して二層式のランプ封体を形成するものとし、前面ガラス基板と中間ガラス基板とで構成する前側の層を真空断熱層とし、中間ガラス基板と後面ガラス基板とで構成する後側の層をキセノン放電型平面蛍光ランプの構造としたことを基本構造とするキセノン放電型の二層式平面蛍光ランプであって、外周の溶着部分を除いた範囲に、所定の間隔で、裏面側に突起する複数列点線状V形溝(11)を形成した前面ガラス基板(1)と、表面側全体に透明導電膜(23)を形成すると共に、表面側の外周部分に補助導電膜(24)を重ねて形成した上で、外周の溶着部分を除いた範囲に、所定の間隔で、裏面側に突起する複数列の点線状V形溝(21)を形成すると共に、一辺の端部に、裏面側に突起する排気管用溝(41)と、表面側に突起する排気管用溝(51)を形成し、裏面側の外周の溶着部分を除いた範囲に蛍光体塗膜(22)を形成した中間ガラス基板(2)と、裏面側全体に不透明導電膜(33)を形成した上で、外周の溶着部分を除いた範囲に、所定の間隔で、表面側に突起する複数列の点線状V形溝(31)を形成し、表面側の外周の溶着部分を除いた範囲に蛍光体塗膜(32)を形成した後面ガラス基板(3)とを、前面ガラス基板(1)に形成した点線状V形溝(11)の突起側が、中間ガラス基板(2)の表面側の平面部に接触するように、且つ、中間ガラス基板(2)と後面ガラス基板(3)に形成したそれぞれの点線状V形溝(21)、(31)が互いに直行して突起側が接触するように、そして、中間ガラス基板(2)の端部がランプ封体から飛び出して外部端子部(25)を形成するように、又、後面ガラス基板(3)の端部がランプ封体から飛び出して外部端子部(34)を形成するように、位置合わせをした上で、排気管(4)、排気管(5)及びガラス枠板(6)を挟んで、三段に重ね合わせ、外周部分をフリットガラス(7)を介して溶着して二層式のランプ封体を形成するものとし、前側の層を真空断熱層(42)とし、後側の層をキセノンガス等の希ガス封入した希ガス層(52)とした構造とすることを特徴とするキセノン放電型の二層式平面蛍光ランプ。

技術分野

0001

本発明は、自発光しない液晶表示器の裏面を照射することで、液晶表示器の表示面に輝度を発生させるための液晶バックライトに関するものであり、詳細には、主として大型液晶テレビを対象とした液晶バックライト用の大面積薄型キセノン放電型平面蛍光ランプに係るものである。

背景技術

0002

特許文献1に開示された、従来の液晶バックライト用のキセノン放電型の平面蛍光ランプの概要は、図6に示すように、内面に透明導電膜81と透明誘電体膜82と蛍光体塗膜83が形成された前面ガラス基板8と、内面に不透明導電膜91と透明誘電体膜92と蛍光体塗膜93が形成された後面ガラス基板9とが、スペーサ用のガラスビーズ101を挟んで外周部分がフリットガラス10を介して溶着されてランプ封体が形成されていて、内部にキセノンガス等の希ガス封入された構造となっている。そして、外部端子部84と外部端子部94との間に所定の交流電圧を加えると、キセノン放電が起こり発光する。しかしながら、発光面である前面ガラス基板8に形成された透明導電膜81が、本質的に電気抵抗が大きいため、点灯時の電流によって発熱して液晶に悪影響を及ぼすこととなり、問題点となっていた。
次に、非特許文献1に開示されたキセノン放電型の丸管蛍光ランプについて説明する。その概要は、ガラス管の内面に開口部付の蛍光体塗膜が形成され、ガラス管の外面に蛍光体塗膜の開口部を挟んで対向するように一対の不透明導電膜が形成されており、内部にキセノンガス等の希ガスが封入された構造となっている。そして、一対の不透明導電膜の間に所定の交流電圧を加えることで、キセノン放電が起こり発光する。即ちこれは、ランプ封体を構成するガラス管(ガラス基板)を透明誘電体膜として活用したキセノン放電型の蛍光ランプの先行例と言えるものである。
特開平6−176736号公報1991年6月29日発行の日経産新聞(1面)

発明が解決しようとする課題

0003

本発明が解決しようとする課題は、キセノン放電型の平面蛍光ランプにおいて、先ず、特注品の高価なガラスビーズを必要としない新しいスペーサ手段を確立し、大面積でも外気圧に耐えられる構造を実現することである。次に、発光面であるガラス基板に形成した透明導電膜が、本質的に電気抵抗が大きいため点灯時の電流によって発熱して液晶に悪影響を及ぼすので、この熱を遮断するためにランプの前面に断熱層を形成することである。

課題を解決するための手段

0004

前記した課題を解決するための手段として、キセノン放電型の平面蛍光ランプを、二層式平面蛍光ランプとすることで課題を解決するものである。では、詳細について説明する。スペーサ手段として、外気圧に耐えられる所定の間隔で、裏面側に突起する複数列点線状V形溝を形成した前面ガラス基板と、表面側全体に透明導電膜を形成すると共に、表面側の外周部分に補助導電膜を重ねて形成した上で、スペーサ手段として、外気圧に耐えられる所定の間隔で、裏面側に突起する複数列の点線状V形溝を形成すると共に、裏面側に蛍光体塗膜を形成した中間ガラス基板と、裏面側全体に不透明導電膜を形成した上で、スペーサ手段として、外気圧に耐えられる所定の間隔で、表面側に突起する複数列の点線状V形溝を形成し、表面側に蛍光体塗膜を形成した後面ガラス基板とを、前面ガラス基板に形成した点線状V形溝の突起側が、中間ガラス基板の表面側の平面部に接触するように、且つ、中間ガラス基板と後面ガラス基板に形成したそれぞれの点線状V形溝が、互いに直交して突起側が接触するように、位置合わせをした上で三段に重ね合わせ、外周部分をフリットガラスを介して溶着して二層式のランプ封体を形成するものとし、前側の層を真空断熱層とし、後側の層をキセノンガス等の希ガスを封入したキセノン放電型の平面蛍光ランプの構造とすることで、課題を解決するものである。ここで、点線状V形溝とは、断面がV形をした長い溝を、点線状の短い溝に切り分けた様なものであり、突起側の接触が、二層式のランプ封体の前側の層においては短い長さの線接触となり、後側の層においては点接触となるように図ったものである。即ち、前面ガラス基板と中間ガラス基板と後面ガラス基板に、スペーサ手段として、外気圧に耐えられる所定の間隔で、それぞれ形成した点線状V形溝の突起側がガラス基板間で接触することで、ガラス基板間の隙間を保持することが可能となり、ガラスビーズを必要としない新しいスペーサ方式の確立と、大面積でも外気圧に耐えられる構造を実現するという課題を解決するものである。そして、二層式のランプ封体を形成して、前側の層を真空断熱層とし、後側の層をキセノンガス等の希ガスを封入したキセノン放電型の平面蛍光ランプの構造とすることで、ランプの前面に断熱層を形成するという課題を解決するものである。

発明の効果

0005

本発明により、キセノン放電型の平面蛍光ランプを二層式平面蛍光ランプとすることで、次の効果を奏するものである。先ず、二層式平面蛍光ランプを構成する前面ガラス基板と中間ガラス基板と後面ガラス基板に、スペーサ手段として、外気圧に耐えられる所定の間隔で、それぞれ点線状V形溝を形成することで、従来の特注品の高価なガラスビーズが不要になるというコストダウン効果を奏すると共に、大面積でも外気圧に耐えられる構造を実現するという効果を奏するものである。次に、二層式平面蛍光ランプの二層式のランプ封体の前側の層を真空断熱層とし、後側の層をキセノン放電型の平面蛍光ランプの構造とすることで、キセノン放電型の平面蛍光ランプの必要構造を満たすと共に、発光面のガラス基板に形成した透明導電膜が、点灯時の電流によって発熱して液晶に悪影響を及ぼすのを、真空断熱層によって遮断できるという効果を奏するものである。

発明を実施するための最良の形態

0006

本発明を実施するための最良の形態は、図1図2図3図4及び図5に示すように、外周の溶着部分を除いた範囲に、スペーサ手段として、外気圧に耐えられる所定の間隔で裏面側に突起する複数列の点線状V形溝11を形成した前面ガラス基板1と、表面側全体に透明導電膜23を形成すると共に、表面側の外周部分に補助導電膜24を重ねて形成した上で、外周の溶着部分を除いた範囲に、スペーサ手段として、外気圧に耐えられる所定の間隔で裏面側に突起する複数列の点線状V形溝21を形成すると共に、一辺の端部に、裏面側に突起する排気管用溝41と表面側に突起する排気管用溝51を形成し、裏面側の外周の溶着部分を除いた範囲に蛍光体塗膜22を形成した中間ガラス基板2と、裏面側全体に不透明導電膜33を形成した上で、外周の溶着部分を除いた範囲に、スペーサ手段として、外気圧に耐えられる所定の間隔で表面側に突起する複数列の点線状V形溝31を形成し、表面側の外周の溶着部分を除いた範囲に蛍光体塗膜32を形成した後面ガラス基板3とを、前面ガラス基板1に形成した点線状V形溝11の突起側が中間ガラス基板2の表面側の平面部に接触するように、且つ、中間ガラス基板2と後面ガラス基板3に形成したそれぞれの点線状V形溝21、31が互いに直行して突起側が接触するように、そして、中間ガラス基板2の端部がランプ封体から飛び出して外部端子部25を形成するように、又、後面ガラス基板3の端部がランプ封体から飛び出して外部端子部34を形成するように、位置合わせをした上で、排気管4、排気管5及びガラス枠板6を挟んで三段に重ね合わせ、外周部分をフリットガラス7を介して溶着して二層式のランプ封体を形成するものとし、前側の層を真空断熱層42とし、後側の層をキセノンガス等の希ガスを封入した希ガス層52とした構造のキセノン放電型の二層式平面蛍光ランプとすることである。尚、液晶バックライトとしての発光面は、前面ガラス基板1側となる。
では、次に二層式平面蛍光ランプを構成する各部分の最良の形態について説明する。

0007

二層式平面蛍光ランプを構成する前面ガラス基板1と中間ガラス基板2と後面ガラス基板3に、スペーサ手段として、外気圧に耐えられる所定の間隔で、それぞれ複数列形成する点線状V形溝11、21及び31は、断面がV形をした長い溝を、点線状の短い溝に切り分けた様なものである。溝を点線状とした理由は、キセノン放電に有利なガラス基板の平面部の面積をできるだけ多く確保するためである。溝をV形とした理由は、前面ガラス基板1の点線状V形溝11の突起側が中間ガラス基板2の表面側の平面部に接触したとき、接触部が短い長さの線接触となることで、真空断熱層42における断熱効果損失が少なくて済むからである。又、中間ガラス基板2の点線状V形溝21と後面ガラス基板3の点線状V形溝31とが直交して突起側が互いに接触したとき、接触部がほぼ点接触となることで、蛍光体塗膜22と蛍光体塗膜32の接触による点状の非発光部の発生面積が小さくて済むからである。尚、溝の各角はガラスの強度を保つために小さな曲線状とすることが必要である。ここで、点線状V形溝の外気圧に耐えられる所定の間隔は、ガラス基板の厚さ、ランプ封体の内圧、外気圧(通常は一気圧)等の相関関係案して決定する。

0008

希ガス層52に封入する希ガスは、キセノンガスとネオンガス混合ガスとすることで、発光のちらつき等の異常放電の発生を防止し、キセノン放電を安定化させることができるものである。尚、中間ガラス基板2と後面ガラス基板3は、キセノン放電を希ガス層52全体に均一に広げるために必要な透明誘電体膜の役割を果たすものである。

0009

中間ガラス基板2の表面側全体に形成する透明導電膜23の材質は、液晶表示器等で実績のある酸化インジウム錫(ITO)とするものとし、点線状V形溝21の形成前か形成後にスパッタ等の方法により形成するものとする。又、透明導電膜23の電気抵抗の引き下げ放熱補助するために、中間ガラス基板2の表面側の外周部分に、透明導電膜23に重ねて形成する補助導電膜24の材質は、電気抵抗が小さく熱伝導率の大きい金、銀、銅等から選択するものとし、図1図3図4及び図5に示すように透明導電膜23の形成後か、又は、形成前に適切な方法で形成するものとする。

0010

後面ガラス基板3の裏面側全体に形成する不透明導電膜33の材質は、電気抵抗が小さく光反射率の大きいアルミニウム、銀、ニッケル等から選択するものとし、点線状V形溝31の形成前か形成後に適切な方法で形成するものとする。

0011

中間ガラス基板2と後面ガラス基板3に、それぞれ形成する蛍光体塗膜22、32の材質は、キセノンガスが発する紫外線波長に合った蛍光体選定するものとし、スプレー等の方法により形成するものとする。

0012

ランプ封体の排気と希ガスの封入に必要な排気管4と排気管5の装着は、図2図4及び図5に示すように、中間ガラス基板2に形成した排気管用溝41と排気管用溝51にそれぞれ挿入し、排気管4をランプ封体の真空断熱層42のみに貫通させ、排気管5をランプ封体の希ガス層52のみに貫通させ、又、排気管4と排気管5の装着部以外はガラス枠板6を挟んだ状態で、フリットガラス7を介して溶着するものとする。尚、真空断熱層42の排気完了後、及び希ガス層52の排気と希ガス封入完了後、図1に示すように、排気管4と排気管5は加熱して封止するものとする。

0013

ここで、本発明によるキセノン放電型の二層式平面蛍光ランプの点灯について説明する。図1に示す外部端子部25と外部端子部34との間に点灯装置(図示省略)により所定の交流電圧を加えることで、希ガス層52内でキセノン放電が起こり紫外線が発生し、紫外線に刺激されて、蛍光体塗膜22と蛍光体塗膜32が発光し点灯状態となる。

0014

最近、日本、韓国及び台湾における大型液晶テレビの開発と商品化は、益々活発なものとなってきており、液晶バックライトは、産業として益々発展して行くものと思われる。本発明によるキセノン放電型の二層式平面蛍光ランプが製品化されれば、大面積で薄型の液晶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。
又、他分野の用途として、複写機用光源への利用も考えられる。

図面の簡単な説明

0015

本発明による二層式平面蛍光ランプの説明用破断部付の平面図である。本発明による二層式平面蛍光ランプの側面図である。本発明による二層式平面蛍光ランプの図1のA−A断面図である。本発明による二層式平面蛍光ランプの図1のB−B断面図である。本発明による二層式平面蛍光ランプの図1のC−C断面図である。従来の平面蛍光ランプの概要を示す断面図である。

符号の説明

0016

1前面ガラス基板
11点線状V形溝
2中間ガラス基板
21 点線状V形溝
22蛍光体塗膜
23 透明導電膜
24補助導電膜
25外部端子部
3後面ガラス基板
31 点線状V形溝
32 蛍光体塗膜
33 不透明導電膜
34 外部端子部
4排気管
41排気管用溝
42真空断熱層
5 排気管
51 排気管用溝
52希ガス層
6ガラス枠板
7フリットガラス
8 前面ガラス基板
81 透明導電膜
82 透明誘電体膜
83 蛍光体塗膜
84 外部端子部
9 後面ガラス基板
91 不透明導電膜
92 透明誘電体膜
93 蛍光体塗膜
94 外部端子部
10 フリットガラス
101ガラスビーズ
102 希ガス層

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