説明

平面発光パネル

【課題】 平面発光パネルとして、各部の高い寸法精度と均質性によって均一で高輝度の発光表示が得られ、高歩留りで安価に製造でき、大型化が容易なものを提供する。
【解決手段】 少なくとも一方が透明ガラスからなる一対の基板1,2間に放電空間10が構成され、放電空間10内での放電によって透明ガラス板面より発光する平面発光パネルにおいて、両基板1,2の間に、ガラス成形物からなる中間支持枠3が両面を両基板1,2の内面側に対して接当する状態に介装され、中間支持枠3が放電空間10を複数の放電セル10a…に分画する枠形状を備える。

【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、平面型蛍光ランプ、平面型紫外線ランプ等に利用される平面発光パネルに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、家庭用TVを始めとする映像ディスプレイ装置全般の大画面化と薄型化が同時進行しており、液晶方式のディスプレイでも大型化が進められ、これに対応して液晶セルの背面側に配置するバックライト用の平面発光パネルについても発光面積の大きいものが求められている。しかして、この平面発光パネルは、対向する一対のガラス基板間に放電ガスを封入した高真空の放電空間が構成され、両基板の外面側又は放電空間内に配置した両電極間の放電により、基板内面に塗着された蛍光体が励起して所要の発光を生じるものである。
【0003】
このような平面発光パネルを大型化する場合、真空容器としての耐圧強度を確保するために、両ガラス基板の板厚を厚くするか、パネルの周縁部だけでなく内側領域でも両基板間を支える構造とする必要がある。ところが、ガラス基板の板厚を厚くする手段では、ディスプレイの薄型化に逆行する上、平面発光パネルのサイズ増大に伴う重量増加が非常に大きくなるため、取扱い性の観点から許容される板厚に自ずと限界があり、近年希求される大型化のレベルには対応できなくなっている。一方、パネルの内側領域で両基板間を支える手段として、従来より一方のガラス基板の内面側に凸部を一体形成し、この凸部の頂部を他方のガラス基板の内面側に当接させる構造が従来より採用されている。
【0004】
例えば図8(A)(B)に示す平面発光パネルF0では、一対のガラス基板21,22の内、一方のガラス基板22の内面側に、放電空間20を確保するための周縁スペーサー部22aと共に、その内側に複数本の平行な凸条22b…が一体形成されており、組立状態においてこれら凸条22b…の各頂面が他方のガラス基板21の内面側に当接することにより、真空容器としての耐圧強度を確保するようになっている。なお、図中、23は両ガラス基板21,22の外面側に塗着された透明性電極膜(ITO)、24は両ガラス基板21,22の内面側に塗着された蛍光体層、25は両ガラス基板21,22を周縁部で封着するシールガラス、26はガラス製の排気管である。しかして、排気管26は、図8(A)の如くガラス基板22の周縁スペーサー部22aの一角部に形成した内外方向の溝部22cに嵌入した状態でシールガラス27を介して固着され、放電空間20内の真空吸引と放電ガス置換後に図8(B)の如く溶断封着される。
【0005】
しかしながら、上述のような内面側に凸部を一体形成したガラス基板は、通常では板ガラスの加熱成形によって製作されるが、この加熱成形の際に凸部の高さや基板側の厚み等が不均等になり易い上、凹凸のある内面側に蛍光体を均一に塗布することが困難であり、また放電空間に臨む内面部が成形型の梨地状表面の転写で荒れるため、光の透過性が落ちることになる。従って、このようなガラス基板を用いる平面発光パネルでは、発光表示の均一性に劣ると共に輝度も低くなると共に、これらの特性不良による製品の歩留り低下で生産性が悪化し、製造コスト増大に繋がるという問題があり、結果的に大型化が難しいものとなる。とりわけ、両電極が両ガラス基板の外面に塗着される透明性電極膜である場合、両基板をガラスコンデンサとした形での放電になるから、基板寸法の狂いで放電状態に大きな差ができ、発光表示の均一性が損なわれる。
【0006】
なお、このようなガラス基板の内面側の凹凸はサンドブラスト法、フォトエッチング法、厚膜印刷法等でも形成できるが、いずれも加工の寸法精度がより低くなることに加え、加工に多大な手間と時間を費やして更に製造コストが高く付くから、これらの方法は現実的には到底採用できない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上述の情況に鑑み、平面発光パネルとして、各部の高い寸法精度と均質性によって均一で高輝度の発光表示が得られ、しかも高歩留りで安価に製造できる上、大型化が容易なものを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、本発明の請求項1は、図面の参照符号を付して示せば、少なくとも一方が透明ガラスからなる一対の基板1,2間に放電空間10が構成され、該放電空間10内での放電によって透明ガラス板面より発光する平面発光パネルにおいて、前記両基板1,2の間に、ガラス成形物からなる中間支持枠3が両面を当該両基板1,2の内面側に対して接当する状態に介装され、この中間支持枠3が前記放電空間10を複数の放電セル10a…に分画する枠形状を備えることを特徴としている。
【0009】
請求項2の発明は、上記請求項1の平面発光パネルにおいて、前記中間支持枠3が前記両基板1,2の周辺部間に介在する周縁スペーサー部31を備え、この周縁スペーサー部31と前記両基板1,2との間がシールガラス4で封止されてなるものとしている。
【0010】
請求項3の発明は、上記請求項2の平面発光パネルにおいて、前記中間支持枠3の周縁スペーサー部31における両面の外縁側に凹段部31a,31aが形成されてなるものとしている。
【0011】
請求項4の発明は、上記請求項1〜3のいずれかの平面発光パネルにおいて、前記中間支持枠3が複数の支持枠部材3a,3b(又は3c〜3f)に分割構成されてなるものとしている。
【0012】
請求項5の発明は、上記請求項4の平面発光パネルにおいて、分割構成された前記中間支持枠3の各支持枠部材3a〜3fが前記両基板1,2の周辺部間に介在するスペーサー部31を備えてなるものとしている。
【0013】
請求項6の発明は、上記請求項1〜5のいずれかの平面発光パネルにおいて、前記両基板1,2の外面に放電空間10での放電を生起させる透明性電極膜5が形成されてなる構成としている。
【0014】
請求項7の発明は、上記請求項6の平面発光パネルにおいて、前記中間支持枠3が、前記両基板1,2の周辺部間に介在する周縁スペーサー部31を備えると共に、周端面31bが両基板1,2の周端面1a,2aに対して内外一方側にずれた位置にある構成としている。
【発明の効果】
【0015】
請求項1の発明に係る平面発光パネルでは、一対の基板間がパネルの内側領域でも中間支持枠に支承されるため、両基板が薄くても大きな耐圧強度を確保でき、もって大型で薄く軽量なものを容易に製作できる上、両基板には寸法的に安定した通常の板ガラスを使用できると共に、中間支持枠は体積が小さく精度の高い成形が可能であり、加えて両基板の平滑な内面に蛍光体を容易に均一に塗布できることから、均一で高輝度の発光表示を行える高品質のものが安定的に得られ、生産性が向上する。
【0016】
請求項2の発明によれば、前記の中間支持枠が両基板の周辺部間に介在する周縁スペーサー部を備えるから、放電空間を確保するために一方の基板の周縁にスペーサー部を設けたり別途にスペーサー部材を用いたりする必要がなく、それだけ平面発光パネルの製作を容易に低コストで行える。
【0017】
請求項3の発明によれば、両基板の周辺部と中間支持枠の周縁スペーサー部とをシールガラスで封着する際、該周縁スペーサー部における外縁側の凹段部にシールガラスを満たすと共に、該周縁スペーサー部における内縁側を両基板の内面側に直接に接当させることにより、両基板の対向間隔を高精度に設定でき、もって得られる平面発光パネルが性能的に安定したものとなる。
【0018】
請求項4の発明によれば、中間支持枠が複数の支持枠部材に分割構成されることから、該中間支持枠の大きさに成形性の面からの制約がなく、もって平面発光パネルとして極めて大型のものも提供可能となる。
【0019】
請求項5の発明によれば、分割構成された中間支持枠の各支持枠部材は、それぞれスペーサー部においてシールガラスで両基板に対して固着されるから、組立製作された平面発光パネルは部品のがたつきのない堅固なものとなる。
【0020】
請求項6の発明によれば、両電極として両基板の外面に透明性電極膜を設けた平面発光パネルにおいて、均一で高輝度の発光表示が得られ、且つ高歩留りで安価に製造できる上、大型化が容易なものが提供される。
【0021】
請求項7の発明によれば、両基板の外面に透明性電極膜を設けた平面発光パネルにおいて、中間支持枠の周端面が両基板の周端面に対して内外一方側にずれた位置にあるため、両基板の電極膜が各々基板端縁に達していても、両電極膜の端縁間の沿面距離を大きく確保して異常放電を防止できる。しかして、透明性電極膜の形成に際して基板周辺部をマスキングする必要がないから、その膜形成作業を低コストで能率よく行え、もって平面発光パネルの生産性が向上すると共に製造コストも低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
以下、本発明に係る平面発光パネルの実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。図1及び図5は第一実施形態、図2は第二実施形態、図3は第三実施形態、図4は第四実施形態、図6(A)は第五実施形態、図6(B)は第六実施形態、をそれぞれ示している。
【0023】
図1(A)(B)で示す第一実施形態の平面発光パネルF1は、対向配置した一対の正方形の基板1,2と、両基板1,2間に配置するガラス成形物からなる中間支持枠3と、パネルの一角部に嵌着するガラス製の給排気用アダプタ6とで構成されている。その両基板1,2は、同一寸法の平坦な透明板ガラスからなり、相互に対向する内面側に蛍光体層7が、外面側に透明性電極膜5が、それぞれ周辺部を除いてベタ一面に形成されている。また、中間支持枠3は、正方形の周縁スペーサー部31の内側に、複数本の支持桟部32…が等間隔で平行に配置した簀の子状をなしている。
【0024】
両基板1,2と中間支持枠3とは、図1(B)で示すように、基板1,2の内面側の蛍光体層7がない周辺部と、中間支持枠3の周縁スペーサー部31との間で、シールガラス4によって封着一体化されている。これにより、両基板1,2間の放電空間10は、中間支持枠3によって複数の帯状の放電セル10a…に分画されている。なお、シールガラス4は、封着対象のガラス素材よりも低融点のガラスフリットをビヒクルに混合したペースト材を塗着したものであり、ペースト形態で接着作用を発揮し、焼成によって溶剤蒸発・溶融ガラス化する。
【0025】
給排気用アダプタ6は、平面視略二等辺三角形の斜辺側及び上方に開放した本体枠部61と、この本体枠部61に上から被さる平面視略二等辺三角形の蓋枠部62と、本体枠部61の側壁に設けた上方へ開くU字状切欠部61aに後端を挿嵌する給排気管63との3部材からなり、両基板1,2及び中間支持枠3を組み付けたパネルの一角部を本体枠部61と蓋枠部62とで上下から抱持した状態で、給排気管73が側方へ突出するように配置し、各接面部をシールガラス4にて封着している。
【0026】
ここで、基板1,2の厚さは0.7〜1.1mm程度、中間支持枠3の厚さは0.1〜3mm程度、透明性電極膜5の厚さは150〜1500Å程度、蛍光体層7の厚さは5〜50μm程度である。
【0027】
しかして、この平面発光パネルF1の製作においては、既述のようにシールガラス4のペーストを介して両基板1,2及び中間支持枠3と給排気用アダプタ6を組み付けた状態で、その全体を加熱炉内に配置すると共に、アダプタ6の給排気管63の先端部を給排気管路に接続し、シールガラス4のガラスフリットの融点以上で他のガラス素材の融点未満の温度で加熱焼成しつつ給排気管63からの真空吸引を行う。これにより、シールガラス4のペースト材が溶剤蒸発・溶融ガラス化してガラス層を形成すると同時に、放電空間10内の空気が外部へ排出されるが、この排気が完了して全体が冷却した後、給排気管63を通して放電ガスを放電空間10内に導入した上で、給排気管63の根元側をガスバーナー等で炙って図1(B)の如く溶断封着すればよい。なお、本実施形態では放電空間10の分画された放電セル10a…の相互間には格別な通気部を設けていないが、中間支持枠3の表面には成形型(通常はカーボン型)から転写された細かい凹凸がある一方、蛍光体層7の表面にも微小凹凸が存在するため、中間支持枠3の各支持桟部32と両側の蛍光体層7との接面部に通気間隙ができ、これら通気間隙を通して放電空間10全体の給排気を支障なく行えることが判明している。
【0028】
上記構成の平面発光パネルF1は、両側外面の透明性電極膜5,5を両極として両極間に所要の電圧を印加した際、放電空間10の各放電セル10a内での放電によって蛍光体層7,7の蛍光体が励起して蛍光発光し、パネル両面で放電セル10a…に対応した面発光を生じるものであるが、両基板1,2間がパネルの内側領域でも中間支持枠3によって支承され、両基板1,2が薄くても真空容器としての大きな耐圧強度を確保できるから、大型で薄く軽量なものを容易に製作できる。また、このような平面発光パネルF1の構造では、両側外面に両極の透明性電極膜5,5が存在するから、両基板1,2がガラスコンデンサとして作用し、これらコンデンサを介して放電させることになるが、両基板1,2が一般的に寸法精度の高い板ガラスである上に、中間支持枠3は体積が小さく精度の高い成形が可能であり、加えて蛍光体層7,7が両基板1,2の平滑な内面に対してスクリーン印刷等で容易に均一な厚みに塗布形成できるため、安定した放電状態が得られ、これによって均一で高輝度の発光表示を行える。
【0029】
更に、この平面発光パネルF1においては、中間支持枠3が周縁スペーサー部31を備えるから、放電空間10を確保するために基板1,2の一方の周縁にスペーサー部を設けたり、別途にスペーサー部材を用いたりする必要がなく、それだけ部材コストが少なくて済むと共に組立製作も容易になり、且つ製品品質が安定して特性不良を生じにくいことから、高歩留りで高い生産性が得られ、製造コストも低減されるという利点がある。
【0030】
上述のように第一実施形態の平面発光パネルF1は両基板1,2間に介在する中間支持枠3によって耐圧強度を確保できるので大型化に適するが、該中間支持枠3を複数の支持枠部材に分割構成すれば、該中間支持枠の大きさに成形性の面からの制約がなくなるから、平面発光パネルとして更なる大型のものも無理なく製造可能となる。
【0031】
例えば、図2に示す第二実施形態の平面発光パネルF2では、一対の基板1,2は前記第一実施形態の場合と同様に透明板ガラスの内面側に蛍光体層7、外面側に透明性電極膜5をそれぞれ周辺部を除いてベタ一面に形成したものであるが、中間支持枠3は長手方向中間部で二分した形の2つの支持枠部材3a,3bにて構成され、両支持枠部材3a,3bを合わせて両基板1,2に対応したサイズの簀の子状形態とするようになっている。また、第三実施形態の平面発光パネルF3に用いる中間支持枠3は、図3(A)(B)に示すように、田の字形に略四分した形の4つの支持枠部材3c〜3fにて構成され、これら支持枠部材3c〜3fを突き合わせることにより、方形の周縁スペーサー部31の内側に縦横の支持格子部33…が配置した格子網状の形態とするようになっている。
【0032】
なお、分割構成する中間支持枠3は、例示した第二及び第三実施形態以外の様々な分割仕様及び枠形態に設定できるが、これら両実施形態のように各支持枠部材に合体時の周縁スペーサー部31となる部分を含む分割形態とすることが好適である。これは、分割構成された中間支持枠3を両基板1,2間に介在させて平面発光パネルを組み立てる際、該中間支持枠3の周縁スペーサー部31がシールガラス4で両基板1,2に固着され、得られる平面発光パネルが部品のがたつきのない堅固なものになることによる。
【0033】
第四実施形態の平面発光パネルF4では、中間支持枠3として、図4(A)の如く周縁スペーサー部31の両面の外縁側に凹段部31a,31aを有するものが使用されており、図4(B)に示すように、両基板1,2の周辺部と中間支持枠3の周縁スペーサー部31とが凹段部31a,31aに充満したシールガラス4によって封着されると共に、この周縁スペーサー部31が凹段部31a,31aよりも内縁側において両基板1,2の内面側に直接に接当している。なお、中間支持枠3の各支持桟部32の両面は、両側の蛍光体層7,7の厚み分を各々受け入れるために、周縁スペーサー部31の両面よりも若干低く設定されている。
【0034】
このような平面発光パネルF4によれば、両基板1,2の対向間隔がその内面側に直接に接当した中間支持枠3の周縁スペーサー部31の厚みで決まるから、該対向間隔を封着部分のシールガラス4の量に影響されずに高精度に設定でき、もって対向間隔の違いによる放電特性のばらつきを防止して、性能的に高い信頼性を備えるものを安定的に製作することが可能となる。
【0035】
既述した第一、第二、第四実施形態の平面発光パネルF1,F2 ,F4では、透明性電極膜5を両基板1,2の外面側に周辺部を除く形で設けている。これは、例えば図5において平面発光パネルF1で例示するように、両側の透明性電極膜5,5の端縁間の沿面距離をt+w1+w2と大きくとることにより、電極間の沿面放電を防止する意味合いがある。すなわち、この沿面放電は、本来は絶縁状態で電極間を隔てる表面部に導電性の汚染物質等が付着することにより、該表面部に沿って微小電流の経路ができ、漏れ電流やスパークが発生し、本来の発光表示機能が阻害されるものであるから、その防止には沿面距離を大きくとることが有効である。
【0036】
しかるに、両基板1,2の外面側に周辺部を除く形で透明性電極膜5を設けるには、チャンバー内でのスパッタリングや真空蒸着、CVD法等の薄膜形成技術によって該電極膜5を形成する際に、両基板1,2の周辺部をマスキングする必要があり、そのために専用のマスクホルダーの作製やマスキングテープの貼着等の煩雑な作業を要し、生産効率の低下とコストアップに繋がることになる。
【0037】
そこで、図6(A)に示す第五実施形態の平面発光パネルF5では、両基板1,2の外面側全面に透明性電極膜5を設けるようにして、その形成時のマスキングの手間を省略する代わりに、中間支持枠3として両基板1,2よりも外周サイズの大きいものを用い、その周端面31bを両基板1,2の周端面1a,2aよりも外側に位置させ、もって透明性電極膜5,5の端縁間の沿面距離をt+p1+p2と大きくして沿面放電の防止を図っている。また、図6(B)に示す第六実施形態の平面発光パネルF6では、同様に両基板1,2の外面側全面に透明性電極膜5を設ける代わりに、第五実施形態とは逆に、中間支持枠3として両基板1,2よりも外周サイズの小さいものを用い、その周端面31bを両基板1,2の周端面1a,2aよりも内側に位置させ、もって透明性電極膜5,5の端縁間の沿面距離をt+d1+d2と大きくして沿面放電の防止を図っている。
【0038】
一方、既述の第一〜第六実施形態の平面発光パネルF1〜F6では、中間支持枠3が簀の子状や格子網状であるため、放電空間10の各放電セル10aが帯形や四角形になり、これら帯形や四角形が配列した発光パターンを表出することになるが、当該中間支持枠3における放電セル形成用開口部として様々なパターンを採用できる。このような放電セル形成用開口部としては、例えば図7(A)〜(E)に示すように、中間支持枠3Aの斜交配列した六角穴30a…、中間支持枠3Bの斜交配列した丸穴30b…、中間支持枠3Cの交互に逆向きに配列した三角穴30c…、中間支持枠3Dの十字穴30d…、中間支持枠3Eの交互にずれて配列した半円弧状スリット30e…等、様々な形状及び配列状態に設定できる他、ロゴマークや図案等の特殊なパターンの発光表示を行うための孔形態とすることも可能である。しかして、中間支持枠3A〜3Eは、いずれも周辺部を周縁スペーサー部31とするものである。
【0039】
なお、本発明に係る平面発光パネルは、例示した実施形態のように両面発光を行うものに限らず、片側の基板を不透明にしたり、片側に遮光板や遮光層を形成して、片面発光のみを行う構成としてもよい。また、放電を生じさせる電極は、平面発光パネルとしての用途により、実施形態のように基板外面に設ける以外に、放電空間10内に臨んで設けることも可能であり、その材質も透明性電極膜に限らず、発光表示に支障がなければ金属電極や金属分を含む導電ペーストも採用できる。更に、本発明は、蛍光体層7を設けず、放電空間10内に稀ガス又は水銀蒸気を封入することにより、放電によって殺菌灯のように紫外線を放射する平面型紫外線ランプにも適用可能である。その他、本発明においては、両基板の外形、給排気用アダプタの構造等、細部構成については実施形態以外に種々設計変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本発明に係る第一実施形態の平面発光パネルを示し、(A)は分解斜視図、(B)は縦断正面図である。
【図2】同第二実施形態の平面発光パネルの分解斜視図である。
【図3】同第三実施形態の平面発光パネルに用いる分割構成の中間支持枠を示し、(A)は支持枠部材に分離した状態の平面図、(B)は合接状態の平面図である。
【図4】同第四実施形態の平面発光パネルを示し、(A)は使用する中間支持枠の要部の縦断正面図、(B)は平面発光パネルの要部の縦断正面図である。
【図5】同第一実施形態の平面発光パネルの要部の縦断正面図である。
【図6】本発明に係る平面発光パネルとして基板の外面側全面に透明性電極膜を設けた例を示し、(A)は同第五実施形態の平面発光パネルの要部の縦断正面図、(B)は同第六実施形態の平面発光パネルの要部の縦断正面図である。
【図7】本発明に係る平面発光パネルに用いる中間支持枠を示し、(A)〜(E)は各々異なる構成例の中間支持枠の平面図である。
【図8】従来の平面発光パネルの構成例を示し、(A)は分解斜視図、(B)は縦断正面図である。
【符号の説明】
【0041】
1,2 基板
1a,2a 周端面
10 放電空間
10a 放電セル
3,3A〜3E 中間支持枠
31 周縁スペーサー部
31a 周端面
32 支持桟部
33 支持格子部
4 シールガラス
5 透明性電極膜
7 蛍光体層
F1〜F6 平面発光パネル

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも一方が透明ガラスからなる一対の基板間に放電空間が構成され、該放電空間内での放電によって透明ガラス板面より発光する平面発光パネルにおいて、
前記両基板の間に、ガラス成形物からなる中間支持枠が両面を当該両基板の内面側に対して接当する状態に介装され、この中間支持枠が前記放電空間を複数の放電セルに分画する枠形状を備えることを特徴とする平面発光パネル。
【請求項2】
前記中間支持枠が前記両基板の周辺部間に介在する周縁スペーサー部を備え、この周縁スペーサー部と前記両基板との間がシールガラスで封止されてなる請求項1記載の平面発光パネル。
【請求項3】
前記中間支持枠の周縁スペーサー部における両面の外縁側に凹段部が形成されてなる請求項2記載の平面発光パネル。
【請求項4】
前記中間支持枠が複数の支持枠部材に分割構成されてなる請求項1〜3のいずれかに記載の平面発光パネル。
【請求項5】
分割構成された前記中間支持枠の各支持枠部材が前記両基板の周辺部間に介在するスペーサー部を備えてなる請求項4記載の平面発光パネル。
【請求項6】
前記両基板の外面に放電空間での放電を生起させる透明性電極膜が形成されてなる請求項1〜5のいずれかに記載の平面発光パネル。
【請求項7】
前記中間支持枠が、前記両基板の周辺部間に介在する周縁スペーサー部を備えると共に、周端面が両基板の周端面に対して内外一方側にずれた位置にある請求項6記載の平面発光パネル。

【図1】
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【図2】
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【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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【公開番号】特開2006−278111(P2006−278111A)
【公開日】平成18年10月12日(2006.10.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−94658(P2005−94658)
【出願日】平成17年3月29日(2005.3.29)
【出願人】(000114927)ヤマト電子株式会社 (10)
【出願人】(000144544)レシップ株式会社 (179)
【Fターム(参考)】