(57)【要約】【課題】  接合部材の破損を防止することができる平面型蛍光ランプを提供する。【解決手段】  本発明の平面型蛍光ランプは、対向する前面ガラス基板１ａ、背面ガラス基板１ｂの内部を気密にするように第１の接合部材２１が形成された放電容器１と、放電容器１の内部に封入された放電媒体と、放電容器１に形成された外部電極５ａ、５ｂとを具備する。そして、外部電極５ａ、５ｂは、第１の接合部材２１に電界が生じないように放電容器１の外表面に形成されている。具体的には、外部電極５ａ、５ｂは、第１の接合部材２１が形成された放電容器１部分に対応する前面ガラス基板１ａの面には形成されていない電極構成になっている。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向するガラス基板の内部を気密にするように第１の接合部材が形成された放電容器と、前記放電容器の内部に封入された放電媒体と、前記放電容器に形成された少なくとも一の外部電極とを具備し、
前記外部電極は、前記第１の接合部材に電界が生じないように前記放電容器の外表面に形成されていることを特徴とする平面型蛍光ランプ。
【請求項２】
対向するガラス基板の内部を気密にするように第１の接合部材が形成された放電容器と、前記放電容器の内部に封入された放電媒体と、前記放電容器に形成された少なくとも一の外部電極とを具備し、
前記外部電極は、前記第１の接合部材が形成された前記放電容器部分に対応する前記ガラス基板面には形成されていないことを特徴とする平面型蛍光ランプ。
【請求項３】
前記第１の接合部材から前記外部電極までの距離をＬとしたとき、Ｌ≧０．５ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載の平面型蛍光ランプ。
【請求項４】
前記放電容器は、その外表面に第２の接合部材によって接合された排気チップを具備し、前記第２の接合部材は前記外部電極に非接触で、かつ前記排気チップは前記外部電極よりも外側の前記ガラス基板面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一に記載の平面型蛍光ランプ。
【請求項５】
前記第１または／かつ前記第２の接合部材は、内部に気泡を含んでいることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一に記載の平面型蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイのバックライトや一般照明などに用いられる平面型蛍光ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
平面型蛍光ランプとしては、特開２００５−３４０１９９号公報（以下、特許文献１）がある。この種の平面蛍光ランプは平面状の放電容器により構成されている。この放電容器は、２枚のガラス基板の端縁にフリットガラス等からなる接合部材を形成し、張り合わせることで形成されたもので、内部には希ガスや水銀等からなる放電媒体が封入されている。また、放電容器の外部には一対の外部電極が形成されており、この外部電極に電圧を印加することで放電容器の内部にプラズマが発生し、面発光する。
【０００３】
このような平面型蛍光ランプの排気およびガス導入する方法としては、放電容器に排気管を形成し、その排気管を介してランプの内部を排気、ガス導入する方法が一般的に採用されている。その一例として、特開２００５−２６０４１号公報（以下、特許文献２）がある。特許文献２のように、排気管はフリットガラス等の接合部材によって放電容器に接合されることが多い。
【０００４】
なお、この排気管は、放電容器内部の排気およびガス導入後、バーナー等でチップオフされ、特開２００６−９３０７２号公報（以下、特許文献３）のように排気チップとして容器の表面に残存することになる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３４０１９９号公報（図１、図２）
【特許文献２】特開２００１−２８３７４１号公報（図１）
【特許文献３】特開２００６−９３０７２号公報（図１、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のような平面型蛍光ランプにおいて、点灯中にガラス基板に形成した接合部材にピンホールが生じたり、亀裂が生じ割れてしまったり、接合部材が溶融したりする課題が生じている。この結果、放電容器内部の気密性を保てなくなり、不点灯に至ることがある。
【０００７】
また、特許文献２や特許文献３のように、平面型蛍光ランプに接合部材によって排気管が接合されている場合にも、同様の課題が生じることがある。
【０００８】
本発明は上記のような従来の課題に鑑みたもので、その目的は、接合部材の破損を防止することができる平面型蛍光ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の平面型蛍光ランプは、対向するガラス基板の内部を気密にするように第１の接合部材が形成された放電容器と、前記放電容器の内部に封入された放電媒体と、前記放電容器に形成された少なくとも一の外部電極とを具備し、前記外部電極は、前記第１の接合部材に電界が生じないように前記放電容器の外表面に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、接合部材の破損を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の第１の実施の形態の平面型蛍光ランプについて図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の平面型蛍光ランプを前面側の全体図、図２は、図１を背面側から見た全体図である。図３は、図１におけるＸ−Ｘ’の断面を矢印方向から見た図、図４は、図１におけるＹ−Ｙ’の断面を矢印方向から見た図である。
【００１２】
平面型蛍光ランプの主要部を構成する放電容器１は、透光性のガラス、例えばソーダガラスからなる前面ガラス基板１ａと背面ガラス基板１ｂとで構成されている。これらのガラス基板の接合は、前面ガラス基板１ａと背面ガラス基板１ｂの端縁に例えばフリットガラスからなる第１の接合部材２１を形成し、張り合わせることによって行われている。
【００１３】
前面ガラス基板１ａは板状であって、本実施の形態において発光面となる基板である。その前面ガラス基板１ａの端部には、排気・ガス導入を行うための穴部１ａ１が形成されている。また、この穴部１ａ１には、その穴を囲繞するように排気チップ３が形成されており、発光面側に突出している。この排気チップ３はもともとは筒状であるが、放電容器１内部の排気・ガス導入後に一部をバーナー等でシュリンクさせ、チップオフすることによって形成したものである。この排気チップ３は、例えばフリットガラスからなる第２の接合部材２２を排気チップ３と前面ガラス基板１ａとの接触部分に形成することにより、放電容器１に接合されている。
【００１４】
第１、第２の接合部材に用いられているフリットガラスとしては、融点がガラス基板に用いられている材料より比較的低く、膨張係数が前面ガラス基板１ａおよび背面ガラス基板１ｂの膨張係数に近い材料が望まれる。例えば、本実施の形態でガラス基板として使用しているソーダガラスに対しては、Ｂｉ２Ｏ３等のＢｉＯ系のフリットガラスを使用できる。なお、第２の接合部材２２として用いられるフリットガラスは、第１の接合部材２１として用いられるフリットガラスと同じものであっても異なるものであっても良い。
【００１５】
背面ガラス基板１ｂは波状部１ｂ１と封着部１ｂ２とで構成されている。このような特殊形状の基板は、例えば、もともとは平板であるガラス板を加熱成型することによって得ることができる。波状部１ｂ１は、波型の形状をしており、放電容器１の前面側に山部分、背面側に谷部分が複数交互に連続した形状になっている。したがって、背面ガラス基板１ｂに前面ガラス基板１ａを配置した状態では、波状部１ｂ１は放電容器１内部の放電空間を複数の放電セル１ｃに分割するとともに、前面ガラス基板１ａを支持する機能を有する。つまり、波状部１ｂ１としては、同種の機能を有する、方形状、半楕円状、台形状などの形状であっても良い。封着部１ｂ２は、背面ガラス基板１ｂの外縁を形成している部分である。この部分に第１の接合部材２１を形成し、前面ガラス基板１ａを張り合わせ、加熱封着することにより、放電容器１の内部を気密に保つことができる。
【００１６】
放電容器１の内部には、水銀と希ガスとを含む放電媒体が封入されている。希ガスとしては、キセノン、クリプトン、アルゴン、ネオン、ヘリウムから選択された少なくとも一種のガス、または２種以上の混合ガスとして封入することができる。なお、希ガスを２種以上混合して封入する場合、希ガス特有の特性を考慮して封入するのが望ましい。例えば、ネオンとアルゴンからなる混合ガスの場合、ネオン：アルゴン＝５０：５０〜９９：１とすれば、発光効率及びランプの低電圧始動性の特性を向上させることができ、ネオン：アルゴン＝１：９９〜５０：５０とすれば、発光の立ち上がり特性を向上させることができる。なお、ガス圧に関しては、発光効率、低電圧始動性、寿命の特性を考慮して、１〜７００ｔｏｒｒ、好適には２０〜１００ｔｏｒｒであるのが良い。
【００１７】
放電容器１の内面、すなわち、前面ガラス基板１ａと背面ガラス基板１ｂの放電空間側の面には、蛍光体層４ａ、４ｂが形成されている。蛍光体層４ａ、４ｂは、放電によって水銀から放射される紫外線を可視光に変換するものであればよく、例えば、一般照明や冷陰極蛍光ランプに使用されている単色の蛍光体やＲＧＢの複数種の蛍光体を使用することができる。なお、異なる発光色の蛍光体を縞状に又はドット状に塗布して形成することもできる。
【００１８】
ここで、本実施の形態では前面ガラス基板１ａ側は出光面、背面ガラス基板１ｂ側は反射面となるので、前面側は光の透過効率を高め、背面側は光の反射効率を高める構成とするのが望ましい。例えば、蛍光体層４ａは平均粒径を約２．５μｍ以上、厚さを５〜１５μｍ、蛍光体層４ｂは、平均粒径を約２．５μｍ以下、厚さを３０〜２００μｍとするのがよい。また、背面側の反射効率をさらに高めるために、背面ガラス基板１ｂと蛍光体層４ｂとの間に酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化イットリウムなどからなる微粒子の金属酸化物層を形成するのが良い。また、前面ガラス基板１ａおよび背面ガラス基板１ｂ表面への水銀の移動を防止するために、蛍光体層４ａ、４ｂの間に酸化アルミニウム、酸化イットリウムの保護層を形成しても良い。
【００１９】
なお、本実施の形態では前面ガラス基板１ａと背面ガラス基板１ｂの両面に蛍光体層を形成しているが、必ずしもこの構成に限られず、例えば背面ガラス基板１ｂ側の蛍光体層を省略しても良い。また、放電容器１のいくつかの部分において、蛍光体層を一部除去しても良い。例えば、前面ガラス基板１ａと波状部１ｂ１の接点部分の蛍光体層を除去したり、外部電極５ａ、５ｂが形成されている容器内面の蛍光体層を除去したり、排気チップ３が形成されている容器内面付近の蛍光体層を除去しても良い。
【００２０】
前面ガラス基板１ａの外表面の両端部には、波状部１ｂ１を横断する方向に、高圧電圧と低圧電圧が印加される帯状の一対の外部電極５ａ、５ｂが形成されている。この外部電極５ａ、５ｂは、スズ、インジウム、ビスマス、鉛、亜鉛、アンチモン、銀を少なくとも一種類以上含む半田を、超音波振動を加えながらディスペンサーや浸漬により形成したものである。なお、外部電極５ａ、５ｂの形成に関して限定はなく、導電性の接着剤によってアルミニウムなどの導電性テープを貼り付けたり、銀などの金属粉と溶剤とバインダーを混合させてなる導電性ペーストをスクリーン印刷によって形成したりして、電極を形成しても良い。
【００２１】
ここで、外部電極５ａ、５ｂの放電容器１のガラス表面上の形成場所について詳述する。図５は、外部電極の形成場所を説明するための平面型蛍光ランプの上体図である。なお、図中の点線は、第１の接合部材の形成範囲を示したものである。
【００２２】
図からわかるように、外部電極５ａ、５ｂは、第１の接合部材２１が形成された放電容器１の部分に対応する前面ガラス基板１ａの面には形成されていない。換言すると、外部電極５ａ、５ｂは、第１の接合部材２１に囲まれた範囲内にのみ存在している。具体的には、第１の接合部材２２と外部電極５ａ、５ｂとが重ならず離間、つまり第１の接合部材２１から外部電極５ａ、５ｂまでの距離ＬがＬ≧０ｍｍの状態である。つまり、点灯時に外部電極５ａ、５ｂに電圧を印加し、ランプを誘電体バリア放電させた場合、第１の接合部材２１には電界が生じにくい構成になっている。
【００２３】
また、排気チップ３は外部電極５ａ、５ｂ間よりも外側の前面ガラス基板１ａの面に形成されている。ここで、「排気チップが外部電極よりも外側のガラス基板面に形成されている」とは、排気チップ３が外部電極間や外部電極内に存在していない。また、第２の接合部材２２と外部電極５ａ、５ｂとは、少なくとも非接触、つまり第２の接合部材２２から外部電極５ａ、５ｂまでの距離Ｌ’がＬ’＞０ｍｍの状態としている。つまり、外部電極５ａ、５ｂに電圧を印加したとき、排気チップ３や第２の接合部材２２に電圧が積極的に印加されない構成となっている。
【００２４】
図６は、本発明の平面型蛍光ランプの寸法、材料等の一仕様を示す図である。なお、以降の試験は特に言及しない限りこの仕様に基づいて行なっている。
【００２５】
放電容器１：ソーダガラス製、７３０ｍｍ×４０５ｍｍ×４．４ｍｍ、各放電空間の幅Ｗ：６．０ｍｍ、高さＨ：２．４ｍｍ、
放電媒体  水銀：１００ｍｇ、ネオン：アルゴン＝９：１、６０ｔｏｒｒ、
蛍光体層４ａ  粒径：５．０μｍ、層の厚さ：１５０μｍ、
蛍光体層４ｂ  粒径：２．４μｍ、層の厚さ：１０μｍ、
外部電極５ａ、５ｂ  長さ：３９５ｍｍ、幅：２０ｍｍ
第１の接合部材２１から外部電極５ａ、５ｂまでの距離Ｌ：０．５ｍｍ
第２の接合部材２２から外部電極５ａ、５ｂまでの距離Ｌ’：０．５ｍｍ
図７は、第１の接合部材から外部電極までの距離Ｌを変化させたときの第１の接合部材における破損の発生の有無を説明する図である。この試験結果は、電極間に２０００Ｖｒｍｓを１００００時間印加したときのものであり、試験本数は各２０枚である。
【００２６】
結果から、第１の接合部材２１から外部電極５ａ、５ｂまでの距離Ｌが正の方向に長くなるほど、第１の接合部材２１での破損が発生しにくくなっていることがわかる。具体的には、Ｌが負の場合（第１の接合部材２１上に外部電極５ａ、５ｂが重なった状態）では、破損発生率が高いが、Ｌ＝０ｍｍ（第１の接合部材２１と外部電極５ａ、５ｂとが接触した状態）では破損の発生率が低くなり、さらにＬ≧０．５ｍｍになると破損が発生しなくなっている。
【００２７】
このように外部電極５ａ、５ｂと第１の接合部材２１との距離Ｌによって第１の接合部材２１が破損した原因は、フリットガラス（第１の接合部材２１）に電界が生じたためである。というのは、フリットガラスに電界が生じると、イオン化された放電媒体がフリットガラスに衝突し、発熱する。その発熱によってフリットガラスの温度がある程度高くなると、フリットガラスは前述したようにガラス基板を構成するソーダガラスと比較して融点が低いためにピンホールが生じ、破損したと考えられる。
【００２８】
なお、フリットガラス内部に気泡が生じている場合には、さらに破損が発生しやすくなる。気泡は、図８に示したようなフリットガラス中に生じている泡であり、前面ガラス基板１ａと背面ガラス基板１ｂとの接合工程の前後に発生するものである。
【００２９】
前面ガラス基板１ａと背面ガラス基板１ｂとの接合に用いられるフリットガラスには通常、増粘剤が添加されている。この増粘材は、塗布時にペースト状にするために添加されているものであるが、前面ガラス基板１ａと背面ガラス基板１ｂの接合時には加熱分解される。この加熱分解時に、フリットガラス内部に気泡が発生する。この気泡の内部には、窒素、酸素、二酸化炭素などのガスが封入されている。そのため、フリットガラスに電界が生じ、気泡を含むフリットガラス部分に電圧が印加されると、気泡内部に閉じ込められたガスが放電し、この放電の衝撃によりフリットガラスが溶融したり、フリットガラスに亀裂が生じたりして破損してしまう。
【００３０】
以上より、第１の接合部材２１に電界が生じることを防止するために、第１の接合部材２１が形成された部分には外部電極５ａ、５ｂを形成しない構成を採用するのが良いことがわかった。また、実験的結果から、Ｌ≧０．５ｍｍであるのがさらに望ましい。ただし、Ｌが長すぎると発光面は小さくなってしまうため、Ｌ≦５．０ｍｍであるのが望まれる。
【００３１】
なお、図７の結果は、印加電圧の値によって多少変化する。すなわち、第１の接合部材２１から外部電極５ａ、５ｂまでの距離Ｌが同じでも、印加電圧が小さい場合には第１の接合部材２１に強電界が形成されにくく、投入電力や印加電圧が大きい場合には第１の接合部材２１に強電界が形成されやすくなる。そこで、印加電圧が大になる大型の平面型蛍光ランプの場合には、第１の接合部材２１から外部電極５ａ、５ｂまでの距離Ｌを通常よりも長めに確保する等の構成を採用するのが望ましい。
【００３２】
また、放電容器１に排気チップ３が形成されている場合、排気チップ３を接合している第２の接合部材２２においても同様のメカニズムでフリットガラスの破損が生じることがあるので、第２の接合部材２１は外部電極５ａ、５ｂに非接触（Ｌ’＞０ｍｍ）で、かつ排気チップ３は外部電極５ａ、５ｂよりも外側の前面ガラス基板１ａの面に形成されていることが望ましい。なお、Ｌ’のさらに好適な範囲は、Ｌ’≧０．５ｍｍである。
【００３３】
したがって、本実施の形態では、外部電極５ａ、５ｂは、第１の接合部材２１が形成された放電容器１部分に対応する前面ガラス基板１ａの面には形成されていない、つまり第１の接合部材２１から外部電極５ａ、５ｂまでの距離ＬがＬ≧０ｍｍであることにより、第１の接合部材２１に電界が生じることを防止できるため、ピンホール等の発生が原因による第１の接合部材２１の破損を防止できる。なお、Ｌ≧０．５ｍｍであれば、さらに高い効果を得ることができる。
【００３４】
また、放電容器１に排気チップ３が形成されている場合、第２の接合部材２１は外部電極５ａ、５ｂに非接触、つまり第２の接合部材２２から外部電極５ａ、５ｂまでの距離Ｌ’がＬ’＞０ｍｍで、かつ排気チップ３は外部電極５ａ、５ｂよりも外側の前面ガラス基板１ａの面に形成することにより、第２の接合部材２２に電界が生じることを防止できるため、第２の接合部材２２の破損を防止できる。
【００３５】
さらに、第１または／かつ第２の接合部材２１、２２が内部に気泡を含んでいる場合には、本発明を採用することにより、気泡に封入されたガスが放電したことが原因による割れ等の破損を防止することができる。
【００３６】
なお、本発明の実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。
【００３７】
電極構成は、第１の実施の形態のように、外部電極５ａ、５ｂを前面側に形成する場合にのみに限られず、背面側に形成したり、前面側と背面側の両面に形成したりしても良い。また、一方が外部電極、他方が内部電極であるような構成であっても良い。すなわち、少なくとも一つ外部電極を有し、誘電体バリア放電されるランプ構成であれば電極構成は限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施の形態の平面型蛍光ランプを前面側の全体図。
【図２】図１を背面側から見た全体図。
【図３】図１におけるＸ−Ｘ’の断面を矢印方向から見た図。
【図４】図１におけるＹ−Ｙ’の断面を矢印方向から見た図。
【図５】外部電極の形成場所を説明するための平面型蛍光ランプの上体図。
【図６】本発明の平面型蛍光ランプの寸法、材料等の一仕様を示す図。
【図７】第１の接合部材から外部電極までの距離Ｌを変化させたときの第１の接合部材における破損の発生の有無を説明する図。
【図８】フリットガラス内に発生した気泡を示す図。
【符号の説明】
【００３９】
１  放電容器
１ａ前面ガラス基板
１ａ１  穴部
１ｂ  背面ガラス基板
１ｂ１  波状部
１ｂ２  封着部
１ｃ  放電セル
２１、２２  第１、第２の接合部材
３  排気チップ
４ａ、４ｂ  蛍光体層
５ａ、５ｂ  外部電極
【図１】
2008021584.tif 000003
【図２】
2008021584.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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