JP2000228111A - 発光管及びそれを用いた平面光源装置 - Google Patents

発光管及びそれを用いた平面光源装置

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JP2000228111A
JP2000228111A JP2816899A JP2816899A JP2000228111A JP 2000228111 A JP2000228111 A JP 2000228111A JP 2816899 A JP2816899 A JP 2816899A JP 2816899 A JP2816899 A JP 2816899A JP 2000228111 A JP2000228111 A JP 2000228111A
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phosphor
light
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arc tube
ultraviolet
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JP2816899A
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Akihiro Kato
陽弘 加藤
Yasuhiro Tomita
康裕 富田
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Okaya Electric Industry Co Ltd
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Okaya Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛍光体の発光効率を向上させることで長寿命
且つ高品質で多品種(多色)少量生産に好適な発光管及
びそれを用いた発光管及びそれを用いた平面光源装置の
提供を目的とする。 【解決手段】 蛍光体層4を外周面に塗着した紫外線放
射ランプ3を液晶セル5の側面に配置する。紫外線放射
ランプ3が放射する紫外線は、周囲の蛍光体層4を励起
して光を生じさせ、液晶セル5裏面から表示面に向かっ
て照射することで好適な表示を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線放射ランプ
を用いた発光管、及び表示面の裏面に配設したこの発光
管からの光を表示面に透過させることで表示を行う平面
光源装置に関し、特に明るく長寿命で高品質な発光管及
びこの発光管を用い多色発光も可能とする平面光源装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の発光管としては、ネオン管や蛍光
灯が一般的に用いられており、また平面光源装置(平面
発光体のみならず、点光源からの光を平面に拡散させる
ものも含む)としては、例えば透過型の液晶表示装置の
光源として用いられているものとして主にEL板(エレ
クトロルミネセンスパネル)、LED、冷陰極線管(C
CFL)が存在する。例えば液晶表示装置にあっては、
この平面光源装置を液晶セルの背面に配置する狭義の意
味でのバックライト方式と、液晶セルの側面に配置する
サイドライト方式が存在し、小型なバックライト方式の
液晶表示装置では上記LEDが多く用いられ、小型、中
型の液晶表示装置には上記EL板が、そして中型、大型
の液晶表示装置には冷陰極線管が主に用いられている。
また、サイドライト方式の液晶表示装置にあっては、現
在では主に上記LED及び冷陰極線管(CCFL)が用
いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の発光管であるネ
オン管は、管内に封入するガスの種類によって発光色が
設定されるのであるが、放電ガスの種類はさほど多くな
いので発光色が限定されており、また各種の発光色の発
光管を少量生産することは生産設備的に困難であった。
また蛍光灯にあっては、管内に紫外線を発生させるため
に封入している水銀が、管の内壁に塗着された蛍光体層
に影響を及ぼして黒化する等の問題があった。さらに平
面発光装置として上述した従来のサイドライト方式の液
晶表示装置に用いられるLEDにあっては、輝度が低
く、特に正面の明るさにムラを生じ、さらに発光色とし
てはLEDが発光し得る色に限定されるなど多々問題が
あった。またCCFLにあっては、管の内側に塗布する
蛍光体の種類により発光色を変えることができるもの
の、製造上いろいろと問題点があることから発光色は主
に白色であり、さらに管内の水銀の汚染により輝度低下
を生じやすいという問題があった。また上記EL板にあ
っては、EL用として利用できる蛍光体は限定され、且
つ空気中の湿度などにより劣化し易く、点灯時間が20
00〜3000時間と短寿命であり、長時間の使用に耐
えられないという問題があった。
【0004】そこで、上述した各種問題を解決すべく、
特開平5−28970号、特開平5−88171号、特
開平5−289074号、特開平6−29001号、特
開平6−46359号に記載された平面光源装置が案出
されている。これらは紫外線放射ランプを使用し、これ
が発光する紫外線により蛍光体を励起して発光させる構
成が開示されている。図4に示す平面光源装置21は、
紫外線放射ランプ22を液晶セル23の側面に配置する
サイドライト方式で、液晶セル23下面に配置した蛍光
体層24に紫外線放射ランプ22からの紫外線を当てて
発光させ液晶セル23を透過するものである。また図5
に示す同じサイドライト方式で、2つの紫外線放射ラン
プ22を液晶セル23の両側面に配置した平面光源装置
25や、そして紫外線放射ランプと蛍光体層との間に表
示面の均一な明るさを確保するために紫外線を通じる導
光板を配設した平面光源装置も存在する。尚、図中26
は、表示面の反対側へ漏れる光を効率良く表示面側に反
射する反射板である。
【0005】しかしながら、図4及び図5に示す平面光
源装置にあっては、小型な液晶表示装置であればさほど
問題はないものの、中型、大型の液晶表示装置にあって
は表示面全体に渡って均一な明るさにすることが困難で
あった。また、表示面の均一な明るさを確保すべく導光
板を配設した平面光源装置にあっては、紫外線が導光板
等に吸収されやすいことから、導光板を通して充分な量
の紫外線を蛍光体層まで至らせるためにかなり強力な紫
外線放射ランプが必要となり、中型、大型の液晶表示装
置にあっては実用化が困難であった。
【0006】そこで本発明は、蛍光体の発光効率を向上
させることで長寿命且つ高品質で多品種(多色)少量生
産に好適な発光管及びそれを用いた平面光源装置の提供
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の発光管は、紫外線放射ランプの外周面に蛍
光体層を配設し、上記紫外線放射ランプが放射する紫外
線が上記蛍光体層を励起して発光させることを特徴とす
るものである。
【0008】また、紫外線放射ランプの外周面に配設し
た蛍光体層は合成樹脂材に蛍光体を混入して形成したフ
ィルム体若しくは透明フィルム上に蛍光体を積層して形
成したフィルム体からなる蛍光フィルムとしたことを特
徴とするものである。
【0009】また本発明の平面光源装置は、紫外線放射
ランプの外周面に蛍光体層を配設してなる発光管を表示
面の裏面側に配し、上記紫外線放射ランプが放射する紫
外線が上記蛍光体を励起して生じさせる光を上記表示面
の裏面から表面に向かって照射させることを特徴とす
る。
【0010】また、発光管は複数の紫外線放射ランプに
それぞれ異なる種類の蛍光体層を配設した複数本とし、
多色発光させることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の発光管1と、こ
の発光管1を用いたサイドライト型の平面光源装置2を
示している。発光管1は、紫外線放射ランプ3の外周面
に、蛍光体粉末を直線塗布したり、蛍光体粉末を接着性
のバインダーに混入して塗着することで蛍光体層4を配
設している。そして平面光源装置2は、この発光管1を
液晶セル5の側面に配置したもので、6は光を表示面に
導く導光板、7は表示面の反対側へ漏れる光を効率良く
表示面側に反射する反射板である。蛍光体層4の厚さ
は、紫外線に励起されて生じた光がこの蛍光体層4自体
に吸収されてしまうことのない適宜な厚さとする。
【0012】図2は、上述した第1の実施例の蛍光体層
4の形成について改良した発光管1の他の実施例を示
し、蛍光体を直接紫外線放射ランプ3の外周面に塗着す
るのではなく、透明な合成樹脂材に蛍光体を練り込んで
フィルム状、シート状に成形したフィルム体や、透明フ
ィルム上に蛍光体膜を被着する等により形成したフィル
ム体等からなる蛍光体フィルム8を、紫外線放射ランプ
3の外周面に配設する構成を示している。これによれ
ば、紫外線放射ランプ3の外周に蛍光体を配設するのに
蛍光体フィルム8を巻回するだけでよく作業も容易であ
るとともに、均一な厚さの蛍光体層が容易に得られると
いう利点もある。
【0013】このような図1及び図2に示す構成からな
る平面光源装置1にあっては、紫外線放射ランプ3が発
する紫外線が近傍の蛍光体層に満遍なく当たることによ
り、蛍光体層4が効率良く発光し、この光が導光板6を
通過しまた表示面の反対側へ漏れる光は反射板7により
反射され、液晶セル5を透過して好適な表示を行うもの
である。尚、導光板6を通過する光は、可視光であり従
来技術で述べた紫外線の場合ほど減衰することがない。
【0014】この平面光源装置2による改善点として
は、従来のLED、EL及びCCFL方式のバックライ
トよりも均一な明るさが得られるとともに、LED、E
L及びCCFL方式より長寿命でかつ色の選択も自由に
設定可能となる。また、CCFLのごとく発光色が白に
限定されず、さらにCCFL内の水銀による蛍光体の輝
度低下が防止できるものである。
【0015】図3は、本発明の平面光源装置の他の実施
例を示し、上述した実施例の平面光源装置と同様のサイ
ドライト型であるが、この平面光源装置9は発光管を3
個並列した構造を有している。すなわち、一例を挙げれ
ば赤、緑、青(RGB)の3原色を発光させるべく、紫
外線放射ランプ10の外周面には赤色を発する蛍光体層
11を、紫外線放射ランプ12には緑色を発する蛍光体
層13を、紫外線放射ランプ14には赤色を発する蛍光
体層15をそれぞれ配設している。そして、これら複数
の発光管からの光を選択的に組み合わせて発光させ、導
光板6を通過しまた表示面の反対側へ漏れる光は反射板
7により反射され、液晶セル5を透過することで表示を
行うものである。
【0016】この3種の蛍光体として用いる材料として
は、赤色蛍光体として、例えばY:Eu、YVO
:Eu、YS:Eu、3.5MgO、0.5M
gF GeO:Mn、(Y、Gd)BO:Eu等が
挙げられ、これら1種若しくは2種以上の混合物として
使用される。また、緑色蛍光体としては、例えばZu
S:Cu、Al、(Zn、Cd)S:Cu、Al、Zu
S:Cu、Au、Al、ZnSiO:Mn、Zu
S:Ag、Cu、(Zn、Cd)S:Cu、ZuS:C
u、GdS:Tb、LaS:Tb、Y2S
iO5:Ce、Tb、ZnGeO:Mn、CeMg
Al1119:Tb、SrGa:Eu2+、Z
uS:Cu、CO、MgOnB:Ce、Tb、L
aOBr:Tb、Tm、LaS:Tb等が挙げら
れ、これら1種若しくは2種以上の混合物として使用さ
れる。さらに、青色蛍光体としては、ZnS:Ag、C
aWO、YSiO:Ce、ZnS:Ag、Ga、
Cl、CaCl:Eu2+、BaMgAl
1423:Eu2+等が挙げられ、これら1種若しく
は2種以上の混合物として使用される。
【0017】これらの蛍光体を適宜選択・混合して用い
ることで、種々の色の発色が可能となる。各紫外線放射
ランプを単独で点灯すれば従来にない赤、緑、青のバッ
クライトが得られるとともに、これらの紫外線放射ラン
プを選択的に組み合わせ点灯させつつ各色の明るさを制
御することでどのような色のバックライトでも作り出す
ことができるものである。勿論、赤、緑、青の以外の色
の組み合わせも可能であるとともに、紫外線放射ランプ
の数も3個のみならず2個以上であれば選択的に多色発
光のバックライトが得られるものである。
【0018】尚、上述した実施例の応用例として、液晶
セルの下面に蛍光体層を形成してなる従来の平面光源装
置に対して、本発明の発光管を配設することも可能であ
る。すなわち、紫外線放射ランプの外周面に蛍光体層を
配設した本発明の発光管であっても、紫外線放射ランプ
からの紫外線も多少は蛍光体層の外に漏れ出る可能性が
あり、この漏れ出た紫外線についても液晶セルの下面に
形成した蛍光体層に当てることによりさらに無駄のない
効率のよい発光が得られるものである。又、実施例の応
用例として、紫外線放射ランプの外周面の一部に蛍光体
を形成せずに露出させ、この部分からの紫外線を紫外線
吸収のない導光板に導き、LCDパネル裏面又は両面に
蛍光体膜を配置してより一層輝度向上を図ることもでき
る。更にLCD表面の明るさを均一化すべく、導光板に
対し白色又は各色の大きさの異なるドット形状の印刷を
施すことで、表示面の明るさを均一にさせる通常の方式
も採用することができる。
【0019】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によれば、紫
外線放射ランプの外周面に蛍光体層を配設し、上記紫外
線放射ランプが放射する紫外線が上記蛍光体層を励起し
て発光させることで、蛍光灯における水銀等に影響され
ずに長寿命で従来にない明るく輝度ムラの少なく高品質
な発光管が得られるとともに、蛍光体の種類を変えるだ
けで例え少量でも容易に多色の発光管を提供することが
可能となるものである。
【0020】また、紫外線放射ランプの外周面に配設し
た蛍光体層は合成樹脂材に蛍光体を混入して形成したフ
ィルム体若しくは透明フィルム上に蛍光体を積層して形
成したフィルム体からなる蛍光フィルムとしたことで、
紫外線放射ランプの外周に蛍光体フィルムを巻回するだ
けで蛍光体を配設することができて作業も容易であると
ともに、均一な厚さの蛍光体層が容易に得られるという
利点もある。
【0021】また、紫外線放射ランプの外周面に蛍光体
層を配設してなる発光管を表示面の裏面側に配し、上記
紫外線放射ランプが放射する紫外線が上記蛍光体を励起
して生じさせる光を上記表示面の裏面から表面に向かっ
て照射させることで、従来の平面光源装置の問題を完全
に解決し、紫外線放射ランプの外周面の蛍光体に満遍な
く紫外線が当たって発光効率が向上し、かつこの光を表
示面の裏面から表面に向かって照射することで長寿命で
従来にない明るく輝度ムラの少なく高品質な平面光源装
置が得られるものである。
【0022】また、発光管は複数の紫外線放射ランプに
それぞれ異なる種類の蛍光体層を配設した複数本とし、
多色発光させることで、複数の発光色の異なる発光管を
選択的に組み合わせ点灯させつつ各色の明るさを制御す
ることにより、従来にない多種の発光色が得られるもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の発光管およびそれを用いた平面光源装
置を示す要部断面図である。
【図2】本発明の発光管の他の実施例を示す説明図であ
る。
【図3】本発明の平面光源装置の他の実施例を示す要部
断面図である。
【図4】従来の平面光源装置の要部断面図である。
【図5】従来の平面光源装置の要部断面図である。
【符号の説明】
1 発光管 2 平面光源装置 3 紫外線放射ランプ 4 蛍光体層 5 液晶セル 6 導光板 7 反射板 8 蛍光体フィルム 9 平面光源装置 10 紫外線放射ランプ 11 蛍光体層 12 紫外線放射ランプ 13 蛍光体層 14 紫外線放射ランプ 15 蛍光体層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 紫外線放射ランプの外周面に蛍光体層を
    配設し、上記紫外線放射ランプが放射する紫外線が上記
    蛍光体を励起して発光させることを特徴とする発光管。
  2. 【請求項2】 紫外線放射ランプの外周面に配設した蛍
    光体層は合成樹脂材に蛍光体を混入して形成したフィル
    ム体若しくは透明フィルム上に蛍光体を積層して形成し
    たフィルム体からなる蛍光フィルムとしたことを特徴と
    する請求項1記載の発光管。
  3. 【請求項3】 紫外線放射ランプの外周面に蛍光体層を
    配設してなる発光管を表示面の裏面側に配し、上記紫外
    線放射ランプが放射する紫外線が上記蛍光体を励起して
    生じさせる光を上記表示面の裏面から表面に向かって照
    射させることを特徴とする平面光源装置。
  4. 【請求項4】 発光管は複数の紫外線放射ランプにそれ
    ぞれ異なる種類の蛍光体層を配設した複数本とし、多色
    発光させることを特徴とする請求項3記載の平面光源装
    置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005088667A2 (en) * 2004-03-09 2005-09-22 Lynn Judd B Miniature tubular gas discharge lamp and method of manufacture
JP2007220671A (ja) * 2006-02-16 2007-08-30 Samsung Electronics Co Ltd バックライトユニット及びこれを備える液晶表示装置
JP2009016268A (ja) * 2007-07-06 2009-01-22 Nemoto & Co Ltd 平面光源
US10761257B2 (en) 2016-06-22 2020-09-01 Samsung Display Co., Ltd. Display device

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