JP2000208103A - 平板型光源及びそれを使用した液晶表示装置 - Google Patents

平板型光源及びそれを使用した液晶表示装置

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JP2000208103A
JP2000208103A JP24254199A JP24254199A JP2000208103A JP 2000208103 A JP2000208103 A JP 2000208103A JP 24254199 A JP24254199 A JP 24254199A JP 24254199 A JP24254199 A JP 24254199A JP 2000208103 A JP2000208103 A JP 2000208103A
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Masashi Tsuchiya
正志 土屋
Shinichi Shinada
眞一 品田
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の平板型光源は電極上の誘電体層に蓄積で
きる壁電荷が少ないため放電電流が小さく輝度が低いと
いう問題があった。また、電力を大きくするには印加パ
ルス電圧を高くすると高耐圧の回路部品を使用する必要
がありコストが上昇し、さらに安全性が低いという問題
もあった。 【解決手段】透光性を有する前面板を備えた密閉容器を
形成し、この密閉容器の内面には互いに平行な一対の放
電電極を設け、放電電極の表面を誘電体層で覆い、密閉
容器の内面に蛍光体を塗布し、密閉容器の内部に放電ガ
スを封入した放電装置において、誘電体層の比誘電率を
8から40にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は平面状に発光する平
板型放電装置等の放電装置、例えば液晶パネル等のバッ
クライトが必要な表示素子を使用する、例えばテレビ、
ゲーム機やカーナビゲーションシステム等の情報映像機
器やワープロ等のOA機器、若しくは光源を内蔵した表
示システム等における放電装置、放電装置を用いた照明
装置および液晶表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶パネルは薄型軽量でありかつ低消費
電力であるため、パソコンやテレビ等各種の情報映像デ
ィスプレイとして広く利用されているが、液晶自体は発
光素子でなく、表示のためには液晶パネルの背面から光
を供給するバックライトが必要である。通常用いられて
いるバックライトは、細径の蛍光ランプとアクリル樹脂
の導光体を組み合わせたものが主であるが、平板型の放
電ランプも使用されている。
【0003】図8は、例えば特開平9−115483号
公報に記載されている従来の平板型光源の断面図であ
る。図に示すように、ソーダガラス等からなる透光性の
前面板10と、ソーダガラスやセラミック等からなる絶
縁基板20と側板30とがたとえば低融点ガラス(図示
せず)で一体に気密封着され、扁平状の密閉容器1が構
成されている。発光面となる前面板10の内面には互い
に平行な一対の放電電極40、41が設けられ、該放電
電極40、41の表面は誘電体層50で覆われている。
また、絶縁基板20の内面には蛍光体60が塗布されて
おり、密閉容器1内の放電空間70には水銀と始動用ガ
スとしてアルゴンやネオン−アルゴン等の混合ガス、又
はキセノン、クリプトン、アルゴン、ヘリウム、ネオン
等の希ガスの放電ガスが封入されている。
【0004】本構成による平板型光源は、放電電極4
0、41間に高周波電圧(例えば、20kHz)を印加
することにより放電空間70内に放電が発生し、放電で
発生した紫外線により蛍光体60が励起されて発光し、
光が前面板10を通して外部に放射される。
【0005】上記の平板型光源は、容量性負荷のため
に、印加パルス電圧の立上りとともに、電荷が移動して
電極上の誘電体層に蓄積し、外部電界と壁電荷による電
界が等しくなった時点で、壁電荷の移動が停止し、電流
が停止する。このように平板型光源では、放電は壁電荷
により制御される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の平板型光源で
は、誘電体層に用いられている誘電体の比誘電率が最適
化されておらず、電極上の誘電体層に蓄積できる壁電荷
が少ないため、放電電流が小さくなり、電力が小さく輝
度が低いという問題があった。
【0007】また、電力を大きくするには印加パルス電
圧を高くする方法もあるが、高耐圧の回路部品を使用す
る必要がありコストが上昇し、さらに安全性が低いとい
う問題もあった。
【0008】本発明の目的は上述した課題を解決するた
めになされたもので、高輝度で低コストの平板型光源を
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明においては、以下
の構成により上記目的を達成する。 すなわち、本発明
の請求項1に記載の第1の発明は、透光性を有する前面
板を備えた密閉容器と、上記密閉容器の内面に設けられ
た少なくとも一対の放電電極と、該少なくとも一対の放
電電極の表面を覆う誘電体層と、上記密閉容器の内部に
封入された少なくとも一種類の放電用ガスとからなり、
上記誘電体層の比誘電率が8から40の範囲内にある平
板型光源である。
【0010】また、請求項2に記載の第2の発明は、透
光性を有する前面板と該前面板に対向し、該前面板とと
もに扁平状の密閉容器を形成する基板と、上記前面板の
内面に設けられた少なくとも一対の放電電極と、該すく
なくとも一対の放電電極の表面を覆う誘電体層と、上記
密閉容器の内面に塗布された蛍光体と、上記密閉容器の
内部に封入された少なくとも一種類の放電用ガスとから
なり、上記誘電体層の比誘電率が8から40の範囲内に
ある平板型光源である。
【0011】また、請求項3に記載の第3の発明は、上
記放電用ガスが希ガスであることを特徴とする請求項1
あるいは2記載の平板型光源である。
【0012】また、請求項4に記載の第4の発明は、上
記密閉容器内に更に水銀が封入されていることを特徴と
する請求項1〜3のいずれか一項に記載の平板型光源で
ある。
【0013】また、請求項5に記載の第5の発明は、前
記前面板の主平面が略矩形で、前記少なくとも一対の放
電電極が前記略矩形の辺に平行に延在していることを特
徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の平板型光
源である。
【0014】また、請求項6に記載の第6の発明は、前
記放電電極が一対で、前記略矩形の辺近傍に延在してい
ることを特徴とする請求項5記載の平板型光源である。
【0015】また、請求項7に記載の第7の発明は、前
記蛍光体が、前記前面板の内面上であって前記少なくと
も一対の放電電極の間隙に塗布された蛍光体層を含むこ
とを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の平
板型光源である。
【0016】また、請求項8に記載の第8の発明は、請
求項1〜7のいずれか一項に記載の平板型光源を光源と
する照明装置である。
【0017】また、請求項9に記載の第9の発明は、請
求項1〜7の何れか一項に記載の平板型光源を、液晶表
示パネルの後方に配置してなる液晶表示装置である。
【0018】また、請求項10に記載の第10の発明
は、請求項1〜7の何れか一項に記載の平板型光源を、
表示パターンが形成された透光性を有する基板の後方に
配置してなる表示装置である。
【0019】
【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施例を図面と共
に説明する。図1、2は本発明による平板型光源の一実
施例を示し、図1はその断面図、図2はその平面図であ
る。図に示すように、例えばソーダガラス等からなる透
光性の前面板10とソーダガラスやセラミック等からな
る浅皿状の絶縁基板21とが例えば低融点ガラス(図示
せず)で一体に気密封着され、扁平状の密閉容器1を構
成している。前面板10の内面には互いに平行な一対の
放電電極40、41が設けられ、該放電電極40、41
の表面は厚膜印刷法等によって設けられた誘電体層5
1、52によってそれぞれ覆われている。誘電体層5
1、52には、例えば、鉛ガラスを主とするもので、比
誘電率10の日本電気硝子株式会社製ガラスペーストP
LS−3232や、比誘電率12の日本電気硝子株式会
社製ガラスペーストPLS−3162Sや、比誘電率1
9の岩城硝子株式会社製ガラスペースト7575や、比
誘電率34.5の日本電気硝子株式会社製ガラスペース
トLS−0118等が用いられる。誘電体層51,52
を放電電極上及びその近傍だけに印刷することで、前面
板10の光透過率が高くなり、光の取り出し効率が向上
する。前面板10と絶縁基板21の内面には蛍光体60
が塗布されており、密閉容器1内の放電空間70には水
銀と始動用ガスとしてアルゴンやネオン−アルゴン等の
混合ガス、又はキセノン、クリプトン、アルゴン、ヘリ
ウム、ネオン等の希ガスの放電ガスが1種類以上封入さ
れている。
【0020】図1、2における具体的な数値の一例を挙
げると、放電電極40,41の電極幅Wが2〜3mm、
放電電極40,41の間の間隙Dが70〜80mm、放
電空間70の高さHが2〜3mmである。
【0021】本実施例による平板型放電装置の駆動方法
は、図3に示したように、例えば電極40には45で示
した−Vhの電圧を持つ矩形波電圧V1を、電極41に
は45から半周期位相のずれた46の矩形波電圧V2を
印加する。このような駆動方法を用いることで放電空間
70内に放電が発生し、放電で発生した紫外線により蛍
光体60が励起されて発光し、光が前面板10を通して
外部に放射される。矩形波電圧の周期fは2kHzから
1MHzの範囲で適当に選択すればよい。また、図3に
おいて、デューティ比をW2/W1と定義すると、デュ
ーティ比は0.1%から50%の範囲で適当に選択すれ
ば良い。
【0022】図4は、図1、2に示した平板型光源90
の誘電体層の比誘電率と電力との関係を示した特性図
で、電圧700V、周期50μs、デューティ比50%
で測定している。電力は、比誘電率が高くなるにつれ、
増加する。平板型光源の放電電流は、電極上の誘電体層
に蓄積される壁電荷の量により決定する。同一のパルス
条件で駆動する場合、壁電荷は電極と誘電体層で形成さ
れる静電容量にほぼ比例しており、誘電体層の比誘電率
が大きいほど、電極と誘電体層で形成される静電容量は
大きくなる。従って、誘電体層の比誘電率が大きくなる
ほど、放電電流が大きくなり、電力が増す。誘電体層の
比誘電率が40以上の場合、放電電流が増すため、放電
が集中し均一に発光しなくなるので、比誘電率は40以
下が望ましい。
【0023】図5は、図1、2に示した平板型光源90
の比誘電率と相対輝度の関係を示した特性図であり、比
誘電率7での輝度及び効率を1としている。輝度は、誘
電体層の比誘電率が大きくなるにつれ向上する。特に比
誘電率が8以下では、輝度が急激に低下する。従って、
輝度を、向上させるには、比誘電率を8以上にする必要
がある。
【0024】本発明の平面型光源を、例えば照明装置に
用いれば、長寿命で高効率な面照明装置が得られる。
【0025】また、図6に示すように、本発明の平板型
光源90を、夫々表示用電極83,84を備えた一対の
透明ガラス基板81,82の間にサンドイッチされた液
晶層85を備えた液晶パネルに積層すれば、長寿命で高
効率なバックライトとして使用できる。
【0026】さらにまた、図7に示すように、表示パタ
ーン87が形成された透光性基板86に本発明の平板型
光源90を積層すれば、例えば広告用看板などに使用で
きる表示装置が得られる。
【0027】また、上記した放電電極幅W,放電電極間
間隙D,放電空間高さHは、上記数値例に限定されるも
のではなく、使用用途に要求されるサイズに基づいて任
意に選定することが出来る。
【0028】さらに、放電電極の設置位置も、密閉容器
を構成する透光性前面板の内面に限定されるものではな
く、前記密閉容器の内面であればよい。
【0029】
【発明の効果】本発明にによる平板型光源は、電極上の
誘電体層の比誘電率を8以上にすることで、放電電流が
増し電力が増すので、輝度が向上し、また、電極上の誘
電体層の比誘電率を40以下にすることで、大電流によ
る放電の集中を防止でき、均一に発光する。
【0030】また、本発明の平板型光源を照明装置、液
晶表示装置等の表示装置に用いれば、高輝度で均一に発
光する装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による平板型光源の断面図である。
【図2】本発明による平板型光源の平面図である。
【図3】平板型光源の駆動電圧波形である。
【図4】誘電体層の比誘電率と電力の関係を示す特性図
である。
【図5】誘電体層の比誘電率と輝度の関係を示す特性図
である。
【図6】本発明による平板型光源を液晶表示装置に用い
た一実施例の断面図である。
【図7】本発明による平板型光源を表示パターンが形成
された基板と組合わせた表示装置の一実施例を示す斜視
図である。
【図8】従来の平板型光源を示す断面図である。
【符号の説明】
1……密閉容器 10……前面板 20、21……絶縁基板 30……側板 40、41……放電電極 45、46……駆
動電圧波形 50、51、52……誘電体 60、61……蛍
光体 70……放電空間 80……スペーサ 81、82……透明ガラス基板 83、84……表
示用電極 85……液晶層 86……透光性基
板 87……表示パターン 90……本発明平
板型光源。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透光性を有する前面板を備えた密閉容器
    と、前記密閉容器の内面に設けられた少なくとも一対の
    放電電極と、該少なくとも一対の放電電極の表面を覆う
    誘電体層と、上記密閉容器の内部に封入された少なくと
    も一種類の放電用ガスとからなり、上記誘電体層の比誘
    電率が8から40の範囲内にある平板型光源。
  2. 【請求項2】透光性を有する前面板と該前面板に対向
    し、該前面板とともに扁平状の密閉容器を形成する基板
    と、上記前面板の内面に設けられた少なくとも一対の放
    電電極と、該すくなくとも一対の放電電極の表面を覆う
    誘電体層と、上記密閉容器の内面に塗布された蛍光体
    と、上記密閉容器の内部に封入された少なくとも一種類
    の放電用ガスとからなり、上記誘電体層の比誘電率が8
    から40の範囲内にある平板型光源。
  3. 【請求項3】上記放電用ガスは希ガスであることを特徴
    とする請求項1あるいは2記載の平板型光源。
  4. 【請求項4】上記密閉容器内に更に水銀が封入されてい
    ることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載
    の平板型光源。
  5. 【請求項5】前記前面板の主平面が略矩形で、前記少な
    くとも一対の放電電極が前記略矩形の辺に平行に延在し
    ていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に
    記載の平板型光源。
  6. 【請求項6】前記放電電極が一対で、前記略矩形の辺近
    傍に延在していることを特徴とする請求項5記載の平板
    型光源。
  7. 【請求項7】前記蛍光体が、前記前面板の内面上であっ
    て前記少なくとも一対の放電電極の間隙に塗布された蛍
    光体層を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか
    一項に記載の平板型光源。
  8. 【請求項8】請求項1〜7のいずれか一項に記載の平板
    型光源を光源とする照明装置。
  9. 【請求項9】請求項1〜7の何れか一項に記載の平板型
    光源を、液晶表示パネルの後方に配置してなる液晶表示
    装置。
  10. 【請求項10】請求項1〜7の何れか一項に記載の平板
    型光源を、表示パターンが形成された透光性を有する基
    板の後方に配置してなる表示装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100769158B1 (ko) * 2000-12-04 2007-10-23 엘지.필립스 엘시디 주식회사 면 발광용 플랫램프 및 이를 구비한 액정표시장치
JP2020173971A (ja) * 2019-04-10 2020-10-22 オムロン株式会社 近接センサ

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