專利名稱：稀有氣體熒光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種在發(fā)光管的內(nèi)部封入有稀有氣體的稀有氣體熒光體。尤其涉及 到作為在液晶面板制造工程中所使用的照射裝置的光源的稀有氣體熒光燈。
背景技術(shù)：
以往在多區(qū)域垂直配向型(Multi-domain Vertical Alignment mode)液晶面板 中，在基板上設(shè)有提墻(線狀突起)作為液晶分子的配向限制(預(yù)傾，Pretilt)用構(gòu)造物。 但是，提墻會遮蔽光而減少背光的光，因此會有減低顯示畫面的明亮度的問題。近年來，作為使液晶分子配向限制(預(yù)傾)的方法，提出了一種在構(gòu)成液晶面板的 2片玻璃基板間填充含有聚合性成分(單體、或低聚物等，以下記述為單體)的液晶，在施加 電壓的同時照射紫外線，由此將單體聚合而限制液晶分子的傾斜方向(預(yù)傾角)的液晶面 板的制造方法(專利文獻1)。此外，以往，作為用于上述紫外線照射用途的燈，已知有例如低壓水銀燈(專利文 獻2)。圖4是表示現(xiàn)有的低壓水銀燈的剖面圖。低壓水銀燈9的發(fā)光管90由合成石英玻璃或熔融石英玻璃、硼硅酸玻璃等構(gòu)成， 在內(nèi)部具有由燈絲座構(gòu)成的電極93、94。在發(fā)光管90內(nèi)部封入有例如氬等稀有氣體與水 銀，兩端通過箔密封予以密封。如上所述的低壓水銀燈9通過放電而使發(fā)光管90內(nèi)的水銀原子受到電離及激發(fā)， 而獲得185nm、254nm、313nm、365nm等的波長區(qū)域的紫外線。專利文獻1日本特開2008-123008號專利文獻2日本特開2008-222973號

發(fā)明內(nèi)容
在上述液晶面板的制造方法中，通過照射紫外線而使單體聚合，但是由于同時也 對液晶照射紫外線，因此會有液晶劣化的問題。液晶為有機物，會有因紫外線而使分子鍵分解的可能性。紫外線的波長越短，光子 能量越大，分解分子鍵的能力越高。此外，液晶材料具有隨著波長越短越容易吸收的光吸收 特性。因此，比300nm左右短的波長的紫外線容易分解液晶，因此并不適于照射液晶材料。此外，在該方法中，一般而言2片玻璃基板利用以紫外線硬化的封接劑予以接合。 用于該硬化的紫外線是在365nm附近具有峰值波長的紫外線，因此單體設(shè)計成以比365nm 附近的紫外線短的波長來感光，以不會因該紫外線而聚合。因此，需要300 350nm的波長 區(qū)域的紫外線。但是，在現(xiàn)有的低壓水銀燈中，出射的光所含的波長313nm的峰值的相對強度非 常大。即使如上所示為300nm以上的長波長，若相對強度過大時，會有將液晶材料分解的 危險，因此采取將包含該峰值波長的區(qū)域的紫外線通過濾光片等各種手段來加以抑制的對 策。因此，在封入水銀作為發(fā)光物質(zhì)的燈中，會有無法有效利用包含該發(fā)光峰值的300 320nm光的課題。亦即，作為用來使與液晶一起被填充的單體聚合的紫外線，優(yōu)選在300nm 350nm 的波長區(qū)域中不會有相對強度過大的發(fā)光峰值，是具有波長具有較為寬廣(broad)峰值的 光。基于以上，本發(fā)明的目的在提供一種稀有氣體熒光燈，適用作將在300nm 350nm 左右的波長區(qū)域具有寬廣峰值的紫外線出射的將與液晶一起被填充的單體聚合的光源。為解決上述課題，本發(fā)明是一種稀有氣體熒光燈，具有設(shè)在發(fā)光管的外部的一對 電極及設(shè)在發(fā)光管的內(nèi)部的熒光體層，在發(fā)光管的內(nèi)部封入有稀有氣體，其特征在于，上 述發(fā)光管由以硼硅酸玻璃及/或鋁硅酸玻璃為主成分、且過渡性金屬氧化物的含量為1 5wt%，堿金屬氧化物的含量為1 5wt%的玻璃構(gòu)成。根據(jù)技術(shù)方案1所述的稀有氣體熒光燈，其特征在于，在上述發(fā)光管的內(nèi)面，遍及 圓周方向的大致半周設(shè)有與該發(fā)光管相同的玻璃材料的粉末堆積而成的反射層。根據(jù)本發(fā)明，構(gòu)成發(fā)光管的玻璃由以硼硅酸玻璃及/或鋁硅酸玻璃為主成分，且 過渡性金屬氧化物的含量為1 5wt%，堿金屬氧化物的含量為1 5wt%，由此獲取適于 用來將單體聚合的光，可提供難以產(chǎn)生因紫外線而造成液晶劣化的稀有氣體熒光燈。此外，根據(jù)本發(fā)明，在發(fā)光管的內(nèi)面設(shè)有與發(fā)光管相同材料的粉末堆積而成的反 射層，由此提高在被照射面上來自燈的紫外線照射強度。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式的稀有氣體熒光燈的圖，(a)是將稀有氣體熒 光燈沿著長邊方向切斷的剖面圖，(b)是A-A，線剖面圖。圖2是表示本發(fā)明的稀有氣體熒光燈的發(fā)光頻譜圖。圖3是表示本發(fā)明的第2實施方式的稀有氣體熒光燈的圖，(a)是將稀有氣體熒 光燈沿著長邊方向切斷的剖面圖，(b)是A-A，線剖面圖。圖4是表示現(xiàn)有的低壓水銀燈的剖面圖。
具體實施例方式以下參照圖示加以說明。圖1(a)是本發(fā)明的第一實施方式的稀有氣體熒光燈的 剖面圖，(b)是A-A’線剖面圖。在圖1中，稀有氣體熒光燈1具有由后述的預(yù)定的玻璃構(gòu)成且在內(nèi)部具有放電空 間S的發(fā)光管10，在發(fā)光管10的外表面上，隔著發(fā)光管10，沿著發(fā)光管10的管軸方向配設(shè) 有一對帶狀的外部電極13、14。在發(fā)光管10的內(nèi)面形成有遍及整個區(qū)域涂布有主要發(fā)出紫 外光的熒光體的熒光體層12。另外，關(guān)于發(fā)光管10的形狀，并非局限于剖面為圓形的發(fā)光管，也可為矩形或其 他形狀。上述外部電極只要為導(dǎo)電性的電極，并不特別限制，例如可適當?shù)厥褂媒?、銀、鎳、 碳、金鈀、銀鈀、鉬、鋁等，在發(fā)光管10的外表面粘貼帶狀(tape)金屬，通過將導(dǎo)電性糊膏進 行絲網(wǎng)印刷而進行燒成即可實現(xiàn)。外部電極的供電部以外由將玻璃糊膏進行燒成后的保護
膜覆蓋。
被封入在發(fā)光管10的內(nèi)部的稀有氣體是例如氙、氪、氬、氖或它們的混合氣體等， 封入10 300Torr左右。在本發(fā)明的稀有氣體熒光燈中可適用的熒光體例如可以是銪活化的硼 酸鍶(Sr-B-0:Eu(以下僅稱為SBE)、中心波長368nm)熒光體、鈰活化的鋁酸鎂鑭 (La-Mg-Al-0:Ce (以下僅稱為LAM)、中心波長338nm(但為broad))熒光體、釓、鐠活化的磷 酸鑭(La-P-0:Gd、Pr(以下僅稱為LAP:Pr、Gd)熒光體、鈰活化的磷酸鑭(LA-P_0:Ce(以下 僅稱為LAP:Ce))熒光體等。上述熒光體均吸收波長小于250nm的區(qū)域的紫外線，轉(zhuǎn)換成分 別具有的中心波長區(qū)域的紫外線且進行放射。如果在外部電極間施加高頻電壓時，通過作為介電材料的發(fā)光管10而在放電空 間S內(nèi)發(fā)生準分子放電，通過由該準分子放電發(fā)生的真空紫外光而激發(fā)熒光體，而使紫外 光等出射至發(fā)光管10的外部。以下針對本發(fā)明中的發(fā)光管10的結(jié)構(gòu)及制造工程加以說明。首先，將作為構(gòu)成發(fā)光管10的硬質(zhì)玻璃的原材料的Si02、B203、A1203、Na20、K20、 Ti02等氧化物粉末加以混合。在由上述原材料制造的硬質(zhì)玻璃中，例如作為從透過紫外線 的方面來看較為良好的材料，有硼硅酸玻璃(Si-B-0類玻璃、軟化點約800°C )、鋁硅酸玻 璃(Si-Al-0類玻璃、軟化點約900°C )等，如上所示的硬質(zhì)玻璃可單獨使用，也可以以適 當比例混合使用。在混合后的氧化物粉末中混合過渡性金屬。只要為過渡性金屬，基本上并不限定 材料，可適當?shù)厥褂美鏣i、V、Cr、Fe等。上述過渡性金屬為了降低硬質(zhì)玻璃的300nm以 下的波長的透過率而進行混合。形成為玻璃時的過渡性金屬氧化物的含量優(yōu)選相對于與其 他氧化物的重量和而言為1 5wt(重量)％。例如，通過含有3襯％的1102，可將比300nm 短的波長的紫外線透過率降低至50%以下。此外，在氧化物粉末中混合堿金屬氧化物。形成為玻璃時的堿金屬氧化物的含量 優(yōu)選為1 5wt%。為了降低玻璃的軟化點而添加堿金屬氧化物，具有在制造工程中易于加 工發(fā)光管所使用的玻璃的效果。具體而言，可適當?shù)厥褂美鏝a20、K20等?；旌虾蟮难趸锓勰┍恢萌霠t(坩堝)內(nèi)予以加熱、熔融。溫度根據(jù)組成而適當 設(shè)定，例如為1000 1700°C。將暫時熔融的玻璃進行拉管，可形成預(yù)定的壁厚、內(nèi)徑的玻璃管。根據(jù)如上述所得的玻璃管，在硬質(zhì)玻璃中含有1 5襯％的過渡性金屬，由此可抑 制可能將液晶分解的300nm以下的紫外線的透過。在本發(fā)明的稀有氣體熒光燈中，由熒光體發(fā)出的光是具有對單體的聚合有效的 300 350nm的寬廣特性，包含340nm的峰值的光。在圖2中表示本發(fā)明的稀有氣體熒光燈與現(xiàn)有的低壓水銀燈的分光測定結(jié)果的 發(fā)光頻譜。在圖2的測定結(jié)果中，稀有氣體熒光燈以實線表示，低壓水銀燈以虛線表示。相 對強度是將各自的發(fā)光峰值設(shè)為100%的值。另外，稀有氣體熒光燈的熒光體使用上述的 LAM。在該圖中，B是低壓水銀燈的水銀所得的313nm的發(fā)光峰值，A是由稀有氣體熒光 燈的熒光體激發(fā)的340nm附近的寬廣的發(fā)光峰值。如上所述，紫外線的波長越短，分解分子鍵的能力越高，因此當在313nm存在如B
5這樣的強峰值時，會有液晶劣化的危險而不優(yōu)選。此外，用來將單體聚合的340nm附近的相 對強度非常低。另一方面，A是波長340nm附近為中心波長的寬廣峰值，適于促進單體的聚合。此 外，隨著越接近300nm以下的短波長，相對強度越降低，因此可防止液晶劣化。如以上所示，本發(fā)明的稀有氣體熒光燈將具有300 350nm的寬廣發(fā)光峰值的光 出射，因此可促進單體聚合，而且可防止液晶劣化。此外，在300 320nm的范圍并不存在 相對強度較大的峰值等，因此無須將其遮蔽，關(guān)于該區(qū)域的光也可以用于單體的聚合。圖3(a)是本發(fā)明的第2實施方式的稀有氣體熒光燈的剖面圖，(b)是A_A’線剖 面圖。稀有氣體熒光燈1與圖1所示的熒光燈具有相同的結(jié)構(gòu)，僅反射層15不同，故省略 說明。如圖3(b)所示，在發(fā)光管10的內(nèi)表面，在圓周方向遍及大致半周設(shè)有反射層15。 熒光體層12進而設(shè)在該反射層15的內(nèi)表面。反射層15是由與例如發(fā)光管10相同的玻璃 材料的粉末獲得的粒子堆積層，如下所示進行制作。使用玻璃粉末，制作用以形成反射層1 5的漿體。所使用的玻璃粉末的平均粒徑 為0. 5 10 ii m，優(yōu)選為1 5 ii m。將該玻璃粉末與硝化纖維素(nitrocellulose)和乙酸丁酯的混合液(重量比 1 4的比例)混合。將該混合液連同氧化鋁球一起放入球磨機充分研磨，由此形成為分散 有玻璃粉末的漿體(以下也僅稱為“玻璃漿體”)。玻璃漿體涂布在作為發(fā)光管10的材料的玻璃管的內(nèi)面，在干燥后予以燒成。燒成條件為在大氣中約500 700°C，在最高溫度下的保持時間為0. 2 1小時左 右。在使用例如硼硅酸玻璃、鋁硅酸玻璃粉末時，優(yōu)選以600 700°C來進行。通過該燒成 過程而使玻璃粉末的表面軟化，而發(fā)生粒子之間的附著，并且也附著在發(fā)光管10，由此形成 為反射層15。反射層15并未升溫至粒子整體熔融的熔融溫度，通過僅在表面進行結(jié)合而予以 結(jié)著，因此維持粒子形狀。因此該反射層15是堆積有多個玻璃粒子的粒子堆積層。通過如 上所示的反射層15，所入射的紫外線的一部分在玻璃粒子的表面反射，而一部分進行折射， 透過粒子內(nèi)部而再次在其他表面反射或折射等，而有效地將紫外線進行漫反射。如圖3(b)所示，在發(fā)光管10的圓周方向遍及大致半周設(shè)有反射層15的情況下， 通過漫反射而向箭頭所示的方向出射光。由此提高被照射面上的來自燈的紫外線強度。在將由硬質(zhì)玻璃的粉末形成的玻璃層燒成后，將玻璃管冷卻至常溫，將調(diào)整完畢 的熒光體的漿體涂布在發(fā)光管內(nèi)。在玻璃管內(nèi)面涂布熒光體之后，通過在玻璃管內(nèi)流過干燥氮氣等而使熒光體漿體 所含有的乙酸丁酯蒸發(fā)。將涂布熒光體且使其干燥后的玻璃管80置入爐內(nèi)進行燒成。燒成條件例如在大 氣中為約500°C 700°C，在最高溫度下的保持時間為0. 2 1小時左右。通過以上，可在發(fā)光管材料用玻璃管80的內(nèi)面形成反射層15與熒光體層12。
權(quán)利要求
一種稀有氣體熒光燈，具有設(shè)在發(fā)光管的外部的一對電極及設(shè)在發(fā)光管的內(nèi)部的熒光體層，在發(fā)光管的內(nèi)部封入有稀有氣體，其特征在于，上述發(fā)光管由以硼硅酸玻璃及/或鋁硅酸玻璃為主成分、且過渡性金屬氧化物的含量為1～5wt％，堿金屬氧化物的含量為1～5wt％的玻璃構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀有氣體熒光燈，其特征在于，在上述發(fā)光管的內(nèi)面，遍及圓 周方向的大致半周設(shè)有與該發(fā)光管相同的玻璃材料的粉末堆積而成的反射層。
全文摘要
提供一種稀有氣體熒光燈，適用作將在300nm～350nm左右的波長區(qū)域具有寬廣峰值的紫外線出射的將與液晶一起填充的單體聚合的光源。該稀有氣體熒光體，具有設(shè)在發(fā)光管的外部的一對電極及設(shè)在發(fā)光管的內(nèi)部的熒光體層，在發(fā)光管的內(nèi)部封入有稀有氣體，其特征在于，上述發(fā)光管由以硼硅酸玻璃及/或鋁硅酸玻璃為主成分、且過渡性金屬氧化物的含量為1～5wt％，堿金屬氧化物的含量為1～5wt％的玻璃構(gòu)成。
文檔編號H01J61/30GK101826442SQ20101012390
公開日2010年9月8日 申請日期2010年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日
發(fā)明者田川幸治, 菱沼宣是 申請人:優(yōu)志旺電機株式會社