JP2002251982A - 平板型光源 - Google Patents
平板型光源Info
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Abstract
み合わせて扁平状の放電空間を有する密閉容器を構成
し、前面板の内面に少なくとも一対の放電電極を設け、
前記放電電極の表面を覆って誘電体層を設け、密閉容器
の内面に蛍光体を設け、密閉容器の内部にキセノンある
いはキセノンと他の希ガスを混合したガスを封入した平
板型光源において、放電電極の幅を0.2mm以上1.
8mm以下にし、矩形波で点灯する。 【効果】 本発明の平板型光源によれば、封入ガスにキ
セノンやキセノンと他の希ガスの混合ガスを用いても、
矩形波で点灯可能で、高輝度、高発光効率で、安定な放
電で均一性の良い平板型光源が得られる。
Description
電装置等の平板型光源、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
ステム等における平板型光源、平板型光源を用いた照明
装置および液晶表示装置に関するものである。
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、平板型放電
ランプも使用されている。
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
2と、ソーダガラスやセラミック等からなる背面板3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、扁平状の放電空間8を有する密閉容器1が構成さ
れている。発光面となる前面板2の内面には互いに平行
な一対の放電電極4、5が設けられており、該放電電極
4、5の表面は誘電体層6で覆われている。また、前面
板2と絶縁基板3の内面には蛍光体7が塗布されてお
り、密閉容器1内の放電空間8にはキセノンーアルゴン
やキセノンーアルゴンーネオン等の希ガスの混合ガスや
水銀と希ガス等の放電ガスが封入されている。
5間に高周波電圧(例えば、休止期間のある電圧パル
ス)を印加することにより放電空間8内に放電が発生
し、放電で発生した紫外線により蛍光体7が励起されて
発光し、光が前面板2を通して外部に放射される。
ノンからの紫外線で蛍光体を励起発光させるが、輝度、
効率が低い問題があった。効率改善のため、例えば、周
波数20kHzでパルス幅約1μsの電圧パルスを印加
して放電させると効率は改善されが、輝度はあまり高く
ならない。高輝度化のため電圧を高くすると放電が収縮
したり不均一になると共に安全性が問題になる。また、
高耐圧の回路部品が必要になりコストが高くなるなど、
高効率を維持したまま輝度を高くできない問題があっ
た。矩形波で駆動すると輝度を高くできるが、上記した
従来の平板型光源では放電が収縮して平面状発光になら
なかったり、均一性が悪くなり液晶表示装置のバックラ
イトとして使えない問題があった。
めになされたもので、簡単な構成で高輝度、高効率で均
斉度の良い平板型光源を提供することにある。
に、本発明においては、透光性を有する前面板と絶縁基
板とを組み合わせて扁平状の放電空間を有する密閉容器
を構成し、前記前面板の内面に少なくとも一対の放電電
極を設け、前記放電電極の表面を覆って誘電体層を設
け、前記密閉容器の内部に放電ガスを封入した平板型光
源において、前記放電電極の幅を0.2mm以上1.8
mm以下にする。また、前記放電ガスとしてキセノンあ
るいはキセノンと他の希ガスを混合したガスを用いる。
また、前記放電ガスとして水銀と希ガスを封入する。ま
た、前記密閉容器の内面に蛍光体を設ける。さらに、前
記放電電極に矩形波を印加して放電させる。
長さ方向ほぼ全長に渡って設けたり、前記放電電極を複
数個に分割する。
る。
源を用いて照明するよう構成する。
光源をバックライトとして用いる。
に説明する。図1は本発明による平板型光源の一実施例
を示す断面図である。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2と背面板3と側板9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。背面板3は、
例えば、側板9と一体にした箱型の形状をした容器を用
いても良い。前面板2の内面には幅Wmmの互いに平行な
一対の放電電極4、5が設けられ、該放電電極4、5の
表面は厚膜印刷法等によって設けられた誘電体層6によ
って覆われている。前面板2と背面板3、側板9の内面
には蛍光体7が塗布されており、密閉容器1内の放電空
間8には放電ガスとしてキセノンーアルゴンーネオンの
混合ガスが封入されている。発光面の大きさは、例えば
2.5インチ液晶用のバックライトに用いる場合52mm
Χ40mmで、この時、電極間距離は約54mm、放電空間
8の高さは1.8mmである。また、5インチ液晶用のバ
ックライトに用いる場合105mmΧ75mmで、この時、
電極間距離は約80mm、放電空間8の高さは2.4mmで
ある。
放電電極4、5に矩形波を印加して放電させる。
で、例えば放電電極4には0Vを中心にVsと−Vsの
電圧を有する矩形波か略矩形波の電圧11を印加し、放
電電極5には同じ周波数で、11と逆の極性を有する矩
形波か略矩形波の電圧12を印加して放電を行わせる。
このように、放電空間8内に放電を発生させ、放電で発
生した紫外線により蛍光体7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。上記した駆動電
圧波形を用いると、放電電極4、5間にはVsの2倍の
電圧が印加されるので、1回路あたりの出力電圧が低く
て済み回路構成が簡単になる。上記した実施例のように
矩形波電圧を両電極に印加しても良いし、片方の電極に
印加して放電させても良い。図3は別の駆動波形を示し
た図で、例えば前記電極4に-Vhの電圧パルスを有す
る電圧11を印加し、他の一方の電極5には11と同じ
電圧パルスで、半周期位相のずれた電圧パルス-Vhを
有する電圧12を印加して放電を行わせる。パルス幅W
1と休止期間W2を同じ時間幅にすれば電圧11と電圧
12を合わせた電圧波形は矩形波になり矩形波の駆動と
なる。周波数は10kHzから100kHz位まで使用
できる。上記した平板型光源は容量性負荷のため、電圧
の印加と共に電荷が移動して電極上の誘電体層6に蓄積
して壁電荷となる。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、電流も停止す
る。このように、本構成による平板型光源は壁電荷によ
り放電が支配されるため、従来の平板型光源では矩形波
で駆動すると前記壁電荷が多すぎて放電の収縮を起こし
ていた。図4は平板型光源に矩形波を印加して放電させ
た場合の前記放電電極4、5の幅Wと安定動作周波数領
域の関係を示した特性図である。図に示したように、前
記放電電極4、5の幅Wを狭くするに従い高い周波数の
矩形波で放電を収縮せずに点灯できる。これは、前記壁
電荷を制御するためには電極幅Wと駆動周波数を安定動
作領域に選べばよく、図4の安定動作領域内では高効率
でかつ高輝度な平板型光源が得られる。矩形波点灯で
は、放電電極の幅Wが4mm以上になると周波数によらず
放電が収縮して平面発光にならない。また、4mmから2
mm程度までは矩形波で点灯できるが点灯可能な周波数が
低く、可聴周波数領域にあり、この周波数領域では点灯
時、音が聞こえる。例えば携帯用機器のバッライトに平
板型光源を用いるとこの周波数領域では異音が聞こえる
ため使用できない。電極幅Wが1.8mm以下になると点
灯周波数は17kHz程度になり可聴周波数範囲を超える
ため異音がなくなり使用できる。電極幅Wが0.2mmよ
り狭くなると、前記誘電体層に蓄積される壁電荷が少な
くなりすぎて高輝度を得るためには高電圧の印加が必要
になる。また、電極を、例えば厚膜印刷法等で形成する
場合、線幅が0.2mmより細くなると断線の発生や線幅
のムラが起きる恐れがある。これらのことから、前記放
電電極の幅Wは0.2mm以上が実用的な幅となる。以上
結果から、前記放電電極の幅Wは0.2mmから1.8mm
の間にすれば矩形波で駆動可能な平板型光源が得られ
る。
混合ガスの例を述べたが、水銀を封入しても同様な結果
が得られる。
8の辺の全長とほぼ同じ長さとしたが、これに限らず多
少短くても良いし、放電空間の辺より長く封着部分にま
で形成されていても良い。また、発光面が大きくなると
放電電極が長くなるが、放電電極があまり長くなると放
電電流が多くなり駆動回路の電流容量が大きくなる。駆
動回路の電流容量が大きくなると放熱やコスト高になる
などの問題がでてくるので、この場合は放電電極を適当
な数に分割して形成すると電極1ヶあたりの電流は少な
くなるので回路を小さくできる。放電電極4,5は、こ
のほかITO膜やネサ膜等の透明導電膜を用いても良
い。また、誘電体層6の表面をMgO等の保護層(図示
せず)で覆ってやることで動作電圧の低下、スパッタの
減少が可能になり、さらに長寿命の平板型光源が得られ
る。
光源は、矩形波で点灯可能で高輝度、高発光効率で安定
性の良い平面発光が維持される特徴を有する。また、本
発明による平板型光源を、例えば液晶表示装置のバック
ライト用光源に用いれば、高輝度で長寿命のバックライ
トが得られる。
キセノンと他の希ガスの混合ガスを用いても、矩形波で
点灯可能で、高輝度、高発光効率で、安定な放電で均一
性の良い平板型光源が得られる。
Claims (11)
- 【請求項1】透光性を有する前面板と絶縁基板とを組み
合わせて扁平状の放電空間を有する密閉容器を構成し、
前記前面板の内面に少なくとも一対の放電電極を設け、
前記放電電極の表面を覆って誘電体層を設け、前記密閉
容器の内部に放電ガスを封入した平板型光源において、
前記放電電極の幅を0.2mm以上1.8m以下にした
ことを特徴とする平板型光源。 - 【請求項2】前記放電ガスとしてキセノンあるいはキセ
ノンと他の希ガスを混合したガスを用いたことを特徴と
する請求項1に記載の平板型光源。 - 【請求項3】前記放電ガスとして水銀と希ガスを封入し
たことを特徴とする請求項1に記載の平板型光源。 - 【請求項4】前記密閉容器の内面に蛍光体を設けたこと
を特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の
平板型光源。 - 【請求項5】前記放電電極に略矩形波を印加して放電さ
せることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか
に記載の平板型光源。 - 【請求項6】前記放電電極を前記放電空間の辺の長さ方
向ほぼ全長に渡って設けたことを特徴とする請求項1か
ら請求項5のいずれかに記載の平板型光源。 - 【請求項7】前記放電電極を複数個に分割したことを特
徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の平板
型光源。 - 【請求項8】前記放電電極をITO膜やネサ膜等の透明
導電膜を用いたことを特徴とする請求項1から請求項7
のいずれかに記載の平板型光源。 - 【請求項9】前記誘電体層の表面に保護膜を設けたこと
を特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載の
平板型光源。 - 【請求項10】請求項1から請求項9のいずれかに記載
の平板型光源を用いて照明するよう構成したことを特徴
とする照明装置。 - 【請求項11】請求項1から請求項9のいずれかに記載
の平板型光源をバックライトとして用いたことを特徴と
する液晶表示装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2001051370A JP3685073B2 (ja) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | 平板型光源 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2001051370A JP3685073B2 (ja) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | 平板型光源 |
Publications (2)
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JP2002251982A true JP2002251982A (ja) | 2002-09-06 |
JP3685073B2 JP3685073B2 (ja) | 2005-08-17 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2001051370A Expired - Fee Related JP3685073B2 (ja) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | 平板型光源 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100917644B1 (ko) * | 2008-01-31 | 2009-09-17 | 주식회사 삼화양행 | 양극성 펄스 에지 방전 구동형 면광원 구동회로 |
KR100927140B1 (ko) * | 2008-03-11 | 2009-11-18 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 무수은 면광원 구조체 및 그 구동방법, 면광원 장치 구동 방법 |
-
2001
- 2001-02-27 JP JP2001051370A patent/JP3685073B2/ja not_active Expired - Fee Related
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