JP2007173161A - Field emission lamp - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a field emission lamp enabling ultrathin illumination by a combination of a light guide plate and a field emission lamp even if a liquid crystal display unit is illuminated, and capable of improving productivity and reducing a cost by simplifying a structure. <P>SOLUTION: This field emission lamp is characterized in that an anode is formed of a flat glass substrate 2; a transparent or opaque conductive film 5a is formed on one-side surface thereof and used as the anode; an anode part 5 is formed by depositing a phosphor 5b on its upper surface; the anode part of the flat glass is airtightly covered with a nearly-semicylindrical glass cover 3 to form a vacuum chamber, and in the vacuum chamber, a cathode part 6 with a carbon coating formed on the surface thereof is arranged in parallel with the anode part. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、カーボンナノチューブなど、熱を加えることなく、電圧の印加のみで電子を放出する素子をカソードとし、このカソードから発生する電子で蛍光体などを励起させ、発光させる構成としたフィールドエミッションランプに係るものである。   The present invention relates to a field emission lamp having a structure in which an element that emits electrons only by applying voltage without applying heat, such as carbon nanotube, is used as a cathode, and phosphors are excited by electrons generated from the cathode to emit light. It is related to.

従来のこの種のフィールドエミッションランプ９０の構成の例を示すものが図４及び図５であり、適宜な面積を有する陽極側ガラス板９１には、例えば半円形とした溝部９１ａの複数が形成されている。そして、前記溝９１ａの内面には、金属など導電性部材により陽極導体９２が成膜され、更に、前記陽極導体９２を覆っては、蛍光体９３が塗布などで膜状に形成されている。   FIGS. 4 and 5 show examples of the configuration of a conventional field emission lamp 90 of this type, and a plurality of semicircular groove portions 91a, for example, are formed on the anode side glass plate 91 having an appropriate area. ing. An anode conductor 92 is formed on the inner surface of the groove 91a by a conductive member such as metal, and further, the phosphor 93 is formed in a film shape by coating or the like so as to cover the anode conductor 92.

また、前記陽極側ガラス板９１の溝部９１ａの軸方向に対応しては、陰極側ガラス基板９４で覆われているが、前記陰極側ガラス基板９４の、前記陽極側ガラス板９１の溝部９１ａの軸方向に対応しては、炭素皮膜による陰極導体９５が形成されている。   Further, the anode side glass plate 91 is covered with the cathode side glass substrate 94 corresponding to the axial direction of the groove portion 91 a of the anode side glass plate 91, but the cathode side glass substrate 94 has a groove portion 91 a of the anode side glass plate 91. Corresponding to the axial direction, a cathode conductor 95 made of a carbon film is formed.

このように、フィールドエミッションランプ９０を形成することで、１対の陰極導体９５と溝９１ａでは広い発光面積が得られにくい構成であった、フィールドエミッションランプ９０に対して平面上の発光面が与えられるものとなり、液晶表示器（図示せず）のバックライトなどとしても使用を可能とするフィールドエミッションランプ９０が得られるものとするというものである。
２００５− ４４６１６号公報 Thus, by forming the field emission lamp 90, a flat light emitting surface is provided to the field emission lamp 90, which has a configuration in which it is difficult to obtain a large light emitting area with the pair of cathode conductors 95 and the grooves 91a. Thus, a field emission lamp 90 that can be used as a backlight of a liquid crystal display (not shown) or the like is obtained.
2005-44616 gazette

しかしながら、近年においては、機器の薄型化、小型化が好まれると共に、コストダウンも生産時の大きな目標となっている。よって、上記に説明したように、一方の陽極側ガラス板９１には複数の溝部９１ａの形成が必要であり、他方の陰極側ガラス基板９４には、前記したな複数の溝部９１ａの軸の中心と合致する陰極導体９５の形成が必要である構成では、部品、および、組立工程が共に煩雑化し、コストアップの要因となる問題点を生じる。   However, in recent years, thinning and downsizing of devices are preferred, and cost reduction has become a major goal during production. Therefore, as described above, one anode side glass plate 91 needs to be formed with a plurality of grooves 91a, and the other cathode side glass substrate 94 has the center of the axis of the plurality of grooves 91a described above. In the configuration in which it is necessary to form the cathode conductor 95 that matches the above, both the parts and the assembly process become complicated, causing a problem that causes an increase in cost.

また、複数の溝部９１ａと、陰極導体９５とが組合わされて一体のフィールドエミッションランプ９０とされた構成では、夫々の溝部９１ａと、陰極導体９５との組合わせに、精度の差、効率の差などバラツキを生じやすく、光ムラなどを生じやすくなるので、例えば、バックライトであるフィールドエミッションランプ９０と液晶表示器との間に拡散板などを使用しなければ成らず、最終的に大型化、厚型化する問題点も生じるものとなる。   In the configuration in which the plurality of groove portions 91a and the cathode conductor 95 are combined to form an integrated field emission lamp 90, the combination of each groove portion 91a and the cathode conductor 95 has a difference in accuracy and efficiency. For example, a diffusion plate or the like must be used between the field emission lamp 90 that is a backlight and the liquid crystal display, and the size is finally increased. The problem of thickening also arises.

本発明は、上記した従来の課題を解決するための具体的手段として、アノード部を、平面のガラス基板で形成し一方の表面に透明、若しくは、不透明な導電性膜を形成してアノードとし、更にその上面に蛍光体を蒸着してアノード部を形成すると共に、前記平面ガラスの前記アノード部を略半円筒型のガラスカバーで気密に覆い真空室を設けると共に、前記真空室内には、表面に炭素皮膜が形成されたカソード部が、前記アノード部と平行として設けられていることを特徴とするフィールドエミッションランプを提供することで課題を解決するものである。   In the present invention, as a specific means for solving the above-described conventional problems, the anode portion is formed of a flat glass substrate, and a transparent or opaque conductive film is formed on one surface to form an anode. Further, the anode is formed by vapor-depositing phosphor on the upper surface, the anode portion of the flat glass is hermetically covered with a substantially semi-cylindrical glass cover, and a vacuum chamber is provided. The problem is solved by providing a field emission lamp characterized in that a cathode portion on which a carbon film is formed is provided in parallel with the anode portion.

本発明により、細く長い形状のフィールドエミッションランプの製造が可能となったので、液晶表示器を照明するときにも、導光板とフィールドエミッションランプとの組合せで、極薄型の照明が可能となり、構成が簡素化して生産性が向上しコストダウンが可能となるという優れた効果を奏する。   According to the present invention, a thin and long field emission lamp can be manufactured. Therefore, even when illuminating a liquid crystal display, a combination of a light guide plate and a field emission lamp enables ultra-thin illumination. However, there is an excellent effect that the productivity is improved and the cost can be reduced.

つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１および図２に符号１で示すものは、本発明に係るフィールドエミッションランプであり、このフィールドエミッションランプ１は平面状で、且つ、短冊状に細長いガラス基板２と、両方の端部に蓋をした円筒を中心軸で二分割したような略半円灯の形状をしたガラスカバー３とで封体４が形成されている。   Below, this invention is demonstrated in detail based on embodiment shown in a figure. 1 and 2 show a field emission lamp according to the present invention. The field emission lamp 1 is a flat and strip-like glass substrate 2 and lids at both ends. A sealed body 4 is formed by a glass cover 3 having a substantially semicircular lamp shape that is obtained by dividing a cylindrical cylinder into two parts by a central axis.

そして、前記ガラス基板２には、前記封体４として組み立てたときに内面と成る側にアノード部５が設けられている。前記アノード部５としては、まず、導電性を有する導電性膜５ａが、蒸着など適宜な手段で成膜されている形成されている。尚、後にも説明するが、前記導電性膜５ａは、このフィールドエミッションランプ１の使用形態により、ＩＴＯなどによる透明膜であっても良く、或いは、アルミニウムなどによる不透明膜であっても良い。   The glass substrate 2 is provided with an anode portion 5 on the side that becomes the inner surface when the sealing body 4 is assembled. As the anode portion 5, first, a conductive film 5a having conductivity is formed by an appropriate means such as vapor deposition. As will be described later, the conductive film 5a may be a transparent film made of ITO or the like, or may be an opaque film made of aluminum or the like depending on the usage form of the field emission lamp 1.

また、前記導電性膜５ａの面上には、更に加えて、蒸着、或いは、スクリーン印刷など適宜な手段で蛍光体５ｂが塗布されている。尚、このときには、前記導電性膜５ａは、後にガラス基板２とガラスカバー３を接合して封体４としたときの気密の保持を完全にするために、前記ガラス基板２とガラスカバー３との接合部と位置的に干渉しないようにしておくことが好ましい。   In addition, the phosphor 5b is further applied on the surface of the conductive film 5a by an appropriate means such as vapor deposition or screen printing. At this time, the conductive film 5a is formed by the glass substrate 2 and the glass cover 3 in order to completely maintain airtightness when the glass substrate 2 and the glass cover 3 are joined later to form a sealed body 4. It is preferable not to interfere with the position of the joint.

ここで、前記導電性膜５ａについて、更に詳細に説明すると、この導電性膜５ａは上記にも説明したように、ＩＴＯなど透明な部材で形成しても良く、或いは、アルミニウムなど不透明な部材で形成しても良い。そして、透明な部材で形成した場合には、導電性膜５ａの上に設けられている蛍光体５ｂからの光を透過させる。よって、透明な部材で導電性膜５ａを形成したときには、前記ガラス基板２側からも光を照射することができるものとなる。   Here, the conductive film 5a will be described in more detail. As described above, the conductive film 5a may be formed of a transparent member such as ITO or an opaque member such as aluminum. It may be formed. And when it forms with a transparent member, the light from the fluorescent substance 5b provided on the electroconductive film 5a is permeate | transmitted. Therefore, when the conductive film 5a is formed with a transparent member, light can be irradiated also from the glass substrate 2 side.

よって、本発明によれば、前記導電性膜５ａに透明な部材を採用すれば、前記ガラス基板２側からも、ガラスカバー３の側からも発光面とすることが可能であり、前記導電性膜５ａに不透明な部材を採用すれば、前記ガラスカバー３の側のみを発光面とするフィールドエミッションランプ１が得られるものとなり、いずれの方向への光が必要とされるかなど用途に応じる選択が可能となる。   Therefore, according to the present invention, if a transparent member is employed for the conductive film 5a, the light emitting surface can be formed from both the glass substrate 2 side and the glass cover 3 side. If an opaque member is used for the film 5a, a field emission lamp 1 having a light emitting surface only on the side of the glass cover 3 can be obtained. Selection according to the application such as in which direction light is required Is possible.

次いで、ガラスカバー３の側の構成について説明を行えば、このガラスカバー３には、前記アノード部５と所定の間隔を保つようにカソード部６が設けられ、前記カソード部６は、更に、ピアノ線１６ａ、ジュメット１６ｂなどによる芯線６ａ、前記カソード部として電子を放出するためのカーボン被覆６ｂ、封体４内の真空度を維持するためのゲッター６ｃなどで構成されている。   Next, the structure on the glass cover 3 side will be described. The glass cover 3 is provided with a cathode portion 6 so as to keep a predetermined distance from the anode portion 5, and the cathode portion 6 further includes a piano. The wire 16a, the core wire 6a made of dumet 16b, and the like, the carbon coating 6b for emitting electrons as the cathode portion, the getter 6c for maintaining the degree of vacuum in the sealing body 4, and the like.

上記の構成を、更に詳細に説明すれば、まず、ガラスカバー３を芯線１６ａが通過する位置にはガラス部材と溶着性が良く、且つ、熱膨張係数も近いジュメット１６ｂが用いられて、高温、低温などの温度変化を生じるときにも、ガラスカバー３とジュメット１６ｂとの間に剥離、クラックを生じるなどして封体４内の真空度の低下を生じないようにしている。   The above configuration will be described in more detail. First, at a position where the core wire 16a passes through the glass cover 3, a jumet 16b having a good weldability with a glass member and having a close thermal expansion coefficient is used. Even when a temperature change such as a low temperature occurs, the degree of vacuum in the sealed body 4 is not reduced by peeling or cracking between the glass cover 3 and the dumet 16b.

また、ガラスとの接合の必要がなく、引っ張り強度の要求される部分にはピアノ線が接合されて、前記芯線６ａが形成されている。加えて、前記ガラスカバー３、或いは、蛍光体５ｂなどが含有していたガスが放出され、使用中に真空度の低下も予想されるので、前記カソード部６にはゲッター６ｃも取付けられて、ガスの吸収を行わせ、寿命の延長が図られている。   Further, it is not necessary to join the glass, and a piano wire is joined to a portion where the tensile strength is required to form the core wire 6a. In addition, the gas contained in the glass cover 3 or the phosphor 5b is released, and a decrease in the degree of vacuum is expected during use. Therefore, a getter 6c is attached to the cathode portion 6, Gas absorption is performed to extend the service life.

そして、強度に富むピアノ線の表面部分には適宜の範囲に渡り、例えば、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンマルチウオールなどをペースト状にして塗り、しかる後に焼成したカーボン被膜６ｂが設けられ、電子を放出するカソード部６とされている。尚、前記カソード部６としては、カーボンロッド、或いは、カーボンロッドをプラズマエッチングしたものを用いても良い。   The surface portion of the piano wire rich in strength is applied over an appropriate range. For example, carbon nanotubes, carbon nanohorns, carbon multi-walls, etc. are applied in a paste form, and then baked carbon coating 6b is provided to provide electrons. The cathode part 6 to be discharged is used. The cathode portion 6 may be a carbon rod or a carbon rod obtained by plasma etching.

以上の説明のようにして、ガラス基板２とガラスカバー３とに、アノード部５、カソード部６など所定の部品が取付けられた後には、前記ガラス基板２とガラスカバー３とは溶着などが行われて、封体４の状態にされ、更に、ステム６ｄから排気が行われ、端子付け（図示せず）などが行われて、フィールドエミッションランプ１として完成する。   As described above, after predetermined components such as the anode portion 5 and the cathode portion 6 are attached to the glass substrate 2 and the glass cover 3, the glass substrate 2 and the glass cover 3 are welded. Thus, the state of the sealed body 4 is obtained, and further, exhaust is performed from the stem 6d, terminal attachment (not shown) and the like are performed, and the field emission lamp 1 is completed.

尚、前記ガラス基板２とガラスカバー３との一体化は、フリットガラスを用いた固着、或いは、前記ガラス基板２とガラスカバー３との接合部を鏡面加工しておき、夫々の部材を接触させ、圧力を加えることで圧着することでも可能である。   The glass substrate 2 and the glass cover 3 can be integrated with each other by fixing them using frit glass, or by mirror-finishing the joint portion between the glass substrate 2 and the glass cover 3. It is also possible to perform pressure bonding by applying pressure.

以上のように、本発明によりアノード部５を、平面ガラスに導電性膜を形成したものとしたことで、構成を簡素化し、コストダウン、小型化が可能となる。特に平面化したことで、蛍光体５ｂの塗布にはスクリーン印刷などの手法も採用可能となり、簡単に大量生産が可能となる。また、ガラスカバー３にも、実施形態で説明した以外の自由な形状を与えることが可能となり、例えば、四角柱状、三角柱状なども容易に生産可能となり、使用するときの装飾性などを向上させることができる。   As described above, according to the present invention, the anode portion 5 is formed by forming a conductive film on a flat glass, so that the configuration can be simplified, and the cost can be reduced and the size can be reduced. In particular, the flattening makes it possible to adopt a method such as screen printing for applying the phosphor 5b, and mass production can be easily performed. Moreover, it becomes possible to give the glass cover 3 a free shape other than that described in the embodiment. For example, a quadrangular prism shape, a triangular prism shape, etc. can be easily produced, and the decorativeness when used is improved. be able to.

尚、このフィールドエミッションランプ１を点灯させるときには、ピアノ線など芯線６ａ側に設けられた負端子６ｅに負電圧を印加し、導電性膜５ａ側に設けられた正端子５ｃに正電圧を印加すれば、芯線６に塗布されたカ−ボンナノチューブなどから電子が放出され、正電圧が印加されている導電性膜５ａに達するものとなり、その際に蛍光体５ｂを励起するものとなるので発光が行われる。   When the field emission lamp 1 is turned on, a negative voltage is applied to the negative terminal 6e provided on the core wire 6a side, such as a piano wire, and a positive voltage is applied to the positive terminal 5c provided on the conductive film 5a side. For example, electrons are emitted from carbon nanotubes or the like applied to the core wire 6 and reach the conductive film 5a to which a positive voltage is applied. At this time, the phosphor 5b is excited and light is emitted. Done.

また、液晶表示器２０のバックライトとして採用する場合にも、前記液晶表示器２０の側面の近傍にフィールドエミッションランプ１を設置しておき、図３に示すように、液晶表示器２０の背面に導光板２１と称されている、フィールドエミッションランプ１からの光を液晶表示器２０側に反射する、いわゆる導光板式が採用できるものとなり、例えば、携帯電話、携帯型のゲーム機などに使用可能とする薄型化を可能とし近来の要望に応えられるものとする。尚、図中に符号２２で示すものは液晶表示器２０の表面の輝度を、より均一化するために設けられる拡散板である。   In addition, when it is adopted as a backlight of the liquid crystal display 20, the field emission lamp 1 is installed in the vicinity of the side surface of the liquid crystal display 20, and as shown in FIG. A so-called light guide plate type called a light guide plate 21 that reflects light from the field emission lamp 1 to the liquid crystal display 20 side can be adopted, and can be used for, for example, a mobile phone or a portable game machine. It is possible to reduce the thickness and meet recent demands. In addition, what is shown with the code | symbol 22 in a figure is the diffusion plate provided in order to make the brightness | luminance of the surface of the liquid crystal display 20 more uniform.

本発明に係るフィールドエミッションランプの実施形態を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an embodiment of a field emission lamp according to the present invention. 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the AA line of FIG. 本発明に係るフィールドエミッションランプの携帯機器などへの組込例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of incorporating the field emission lamp which concerns on this invention in the portable apparatus. 従来例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a prior art example. 従来例のＢ部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the B section of the conventional example.

符号の説明Explanation of symbols

１…フィールドエミッションランプ
２…ガラス基板
３…ガラスカバー
４…封体
５…アノード部
５ａ…導電性膜
５ｂ…蛍光体
５ｃ…正端子
６…カソード部
１６ａ…ピアノ線
１６ｂ…ジュメット
６ａ…芯線
６ｂ…カーボン被覆
６ｃ…ゲッター
６ｄ…ステム
６ｅ…負端子
２０…液晶表示器
２１…拡散板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Field emission lamp 2 ... Glass substrate 3 ... Glass cover 4 ... Sealing body 5 ... Anode part 5a ... Conductive film 5b ... Phosphor 5c ... Positive terminal 6 ... Cathode part 16a ... Piano wire 16b ... Jumet 6a ... Core wire 6b ... Carbon coating 6c ... Getter 6d ... Stem 6e ... Negative terminal 20 ... Liquid crystal display 21 ... Diffusion plate

Claims (3)

アノード部を、平面のガラス基板で形成し一方の表面に透明、若しくは、不透明な導電性膜を形成してアノードとし、更にその上面に蛍光体を設けアノード部を形成すると共に、前記平面ガラスの前記アノード部を略半円筒型のガラスカバーで気密に覆い真空室を設けると共に、前記真空室内には、表面に炭素皮膜が形成されたカソード部が、前記アノード部と平行として設けられていることを特徴とするフィールドエミッションランプ。   The anode part is formed of a flat glass substrate, and a transparent or opaque conductive film is formed on one surface to form an anode. Further, a phosphor is provided on the upper surface to form the anode part. The anode part is hermetically covered with a substantially semi-cylindrical glass cover to provide a vacuum chamber, and a cathode part having a carbon film formed on the surface is provided in parallel to the anode part. Field emission lamp characterized by 前記アノードは透明な導電性膜で形成され、前記アノード部側が発光面とされていることを特徴とする請求項１記載のフィールドエミッションランプ。   2. The field emission lamp according to claim 1, wherein the anode is formed of a transparent conductive film, and the anode side is a light emitting surface. 前記アノードは不透明な導電性膜で形成され、前記ガラスカバー側が発光面とされていることを特徴とする請求項１記載のフィールドエミッションランプ。   2. The field emission lamp according to claim 1, wherein the anode is formed of an opaque conductive film, and the glass cover side is a light emitting surface.

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