JP3484226B2 - 平面型放電発光素子 - Google Patents

平面型放電発光素子

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JP3484226B2
JP3484226B2 JP12900094A JP12900094A JP3484226B2 JP 3484226 B2 JP3484226 B2 JP 3484226B2 JP 12900094 A JP12900094 A JP 12900094A JP 12900094 A JP12900094 A JP 12900094A JP 3484226 B2 JP3484226 B2 JP 3484226B2
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伍六 小林
耕 佐野
茂樹 原田
隆 橋本
健夫 西勝
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は平面型放電発光素子に関
する。さらに詳しくは、液晶ディスプレイなどのバック
ライトに用いられる平面型放電発光素子に関する。
【0002】
【従来の技術】図19および図20は、それぞれ特公昭
63−29935号公報に示された従来の平面型放電発
光素子を示す分解斜視図および断面図である。従来の平
面型放電発光素子101は、ガラスまたはセラミックな
どの電気的絶縁物からなる細長い背面基板102の表面
に、外部導出用電極103aとこの外部導出用電極10
3aから複数本櫛歯状に突出したリボン状の金属電極1
03bとを有する二本の櫛形状電極103が、金属電極
103bを微小間隔を隔てて交互に対向配列するように
形成されている。櫛形状電極103は誘電体膜104に
よって被覆されており、さらに誘電体膜104の表面を
仕事関数が小さくイオン衝撃に強い物質からなる保護層
105で被覆している。ガラスなどの透光性材料からな
る細長い前面基板106の内面には蛍光体膜107が形
成され、薄板ガラス、ガラス棒またはガラスビーズから
なるスペーサ108を介して前記背面基板102と所定
の間隔をおいて対向配置され、その周辺部は低融点ガラ
スなどからなる周辺封着部材109によって封止され、
内部に放電空間110を形成し、気密容器111をなし
ている。内部には、He、Xeなどの希ガスの単体もし
くは混合ガスを主体とした紫外線放射ガスが封入されて
いる。
【0003】平面型放電発光素子は、二本の櫛形状電極
103のあいだに交流電圧を印加して、誘電体膜10
4、保護層105を介して放電させることにより希ガス
を励起し、放出される紫外線によって蛍光体膜107を
励起、発光させる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記のような従来の平
面型放電発光素子では、4:3、16:9といった画面
比率で対角4インチ以上の大きさのものを作製するばあ
い、放電ガスを注入する前工程の排気工程中にその圧力
差によって破壊してしまうことから、放電空間110内
にスペーサ108を配置しなければならず、そのスペー
サ108による非発光部によって輝度むらになってしま
うという問題点があった。
【0005】また、放電空間110内にスペーサ108
が存在すると、金属電極103bとの配置の関係から放
電空間110内に放電しづらくなる個所が部分的に発生
し、その放電むらが輝度むらになってしまうという問題
点があった。
【0006】
【0007】本発明は、かかる問題点を解決するために
なされたものであり、輝度むらを低減し、均一発光をう
ることができる平面型放電発光素子を提供することを目
的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の平面型放電発光
素子は、対向配置された背面基板および透明な前面基板
と、該前面基板および背面基板の周縁部を封着して放電
空間を形成する封着部材と、前記背面基板の内面上に形
成され、一対のライン状の金属電極をその金属電極の延
長方向と直交方向に複数対配列した金属電極群と、該金
属電極群を被覆した誘電体膜と、前記誘電体膜と前記前
面基板とのあいだに設けられ、前記直交方向に配列され
た複数のスペーサであって前記金属電極と直交する方
向における隣合うスペーサの中心間の距離をP、前記ス
ペーサの直径をW、前記前面基板の厚さをHとしたとき
に、H/P≧0.9−0.7log 10 (P/W)なる条
件を満たし、これらのスペーサの側壁および前記誘電体
膜上に形成された蛍光体膜とを有し、前記一対の金属電
極間に交流電圧を印加するようにしたことを特徴として
いる。
【0009】また、対向配置された背面基板および透明
な前面基板と、該前面基板および背面基板の周縁部を封
着して放電空間を形成する封着部材と、前記背面基板の
内面上に櫛歯状に形成された第1の金属電極と、該第1
の金属電極上に形成された第1の誘電体膜と、前記前面
基板の内面上に前記第1の金属電極に平行な櫛歯状に
成された透明な第2の金属電極と、該第2の金属電極上
に形成された可視光を透過する第2の誘電体膜と、前記
第1の誘電体膜と前記第2の誘電体膜とのあいだの前記
放電空間内に前記第1、第2の電極と直交する格子状に
立設された複数個のスペーサであって前記金属電極と
直交する方向における隣合うスペーサの中心間の距離を
P、前記スペーサの直径をW、前記前面基板の厚さをH
としたときに、H/P≧0.9−0.7log 10 (P/
W)なる条件を満たし、該スペーサの側面および前記第
1および第2の誘電体膜上に形成された蛍光体膜とを有
し、前記第1および第2の金属電極間に交流電圧を印加
するようにしたことを特徴としている。
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】さらに対向配置された背面基板および透明
な前面基板と、該前面基板および背面基板の周縁部を封
着して放電空間を形成する封着部材と、前記背面基板の
内面上に形成され、ライン状の金属電極をその金属電極
の延長方向と直交方向に複数配列した金属電極群と、該
金属電極群を被覆した誘電体膜と、隣合う金属電極間上
における前記誘電体膜と前記前面基板とのあいだに設け
られ、前記直交方向において間欠的に、かつ、前記延長
方向において交互に配列された複数のスペーサと、これ
らのスペーサの側壁および前記誘電体膜上に形成された
蛍光体膜とを有し、前記各金属電極を、前記スペーサを
囲むように蛇行させ、前記金属電極群の隣合う金属電極
間に交流電圧を印加するようにしたことを特徴としてい
る。
【0014】
【作用】
【0015】前記金属電極の直交方向における隣合うス
ペーサの中心間の距離をP、前記スペーサの直径をW、
前記前面基板の厚さをHとしたときに、H/P≧0.9
−0.7log10(P/W)なる条件を満たすようにす
ることにより、スペーサ間の発光による光で、輝度むら
がほとんど無い均一な面発光がえられる。
【0016】た、金属電極を蛇行させることにより、
放電距離をスペーサ配置間隔に依らず設定できるため、
点灯電圧が設定でき、安定した発光がえられる。
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の平面型放
電発光素子を説明する。 [実施例1] 図1および図2は本発明の一実施例を示す正面図および
断面図であり、図1〜2において、2はガラスまたはセ
ラミックなどの電気的絶縁物からなる背面基板、3は背
面基板2の表面に厚膜印刷または蒸着によってライン状
に形成された複数本の金属電極、4は金属電極3を覆う
ように厚膜印刷または蒸着によって形成された誘電体
膜、6はガラスなどの透光性材料からなる前面基板、7
は前面基板6の内面、誘電体膜4の上面および後述する
スペーサの側面に形成された蛍光体膜、8は誘電体膜4
の上面に等間隔に複数個配置されたスペーサで、厚膜印
刷によって形成されている。背面基板2と前面基板6は
対向配置され、その周辺部は低融点ガラスなどからなる
周辺封着部材9によって封止され、内部に放電空間10
を形成し、気密容器11をなしている。金属電極3は図
示されていないが、周辺封着部材9外部への引き出し部
を有している。内部には、He、Xeなどの希ガスの単
体または混合ガスを主体とした紫外線放射ガスが封入さ
れている。前面基板6の外面には拡散板12が配置され
ている。また図3および図4は、それぞれスペーサ8と
拡散板12の配置関係およびスペーサ8の配置状態を示
す断面図および正面図であり、Hは前面基板6の厚さ
前面基板6内面から拡散板内面12までの距離、P
隣合うスペーサの中心間の距離(スペーサ配置間
、Wはスペーサ8の直径(大きさを示し、円柱形
状をしたスペーサ8の底面の直径を示している。
【0021】ライン状に形成された金属電極3の隣接す
る電極間に放電電圧に達する値の交流電圧を印加する
と、金属電極3のあいだで誘電体膜4および蛍光体膜7
を介して放電が生じる。その放電により、気密容器11
内部に封入された希ガスが励起され、紫外線を放出し、
放出される紫外線によって蛍光体膜7を励起、発光させ
る。スペーサ8によって非発光部が生じ、暗部となって
しまうが、スペーサ8間で生じる発光を拡散板によって
拡散することにより均一な面発光がえられる。
【0022】つぎに前面基板6の厚さHと隣合うスペー
サの中心間の距離Pとスペーサの直径Wの関係について
説明する。図5は、明道らの「CRTディスプレイの解
像度評価法」(1989.テレビジョン学会全国大会講
演予稿集、1989年テレビジョン学会全国大会、17
−11、P.409〜410)に記載されていた0.6
mm間隔に配置した明暗縦縞の解像限界を示したグラフ
である。横軸は面平均輝度、縦軸は平均輝度に対する明
暗の輝度振幅の比であり、3%以下であれば輝度むらを
認識できないことが示されており、均一な面発光をうる
ためには、明部に対する暗部の輝度比が94%以上必要
であることが示されている。図6はシミュレーションに
よってえられた結果であり、スペーサの直径に対する
合うスペーサの中心間の距離の比P/Wを変化させたば
あいの隣合うスペーサの中心間の距離に対する前面基板
の厚さの比H/Pと明部(スペーサ間)に対する暗部
(スペーサ配置部)の輝度比の関係を示したグラフであ
る。本発明の一実施例は、このグラフをもとにして、P
/WとH/Pの関係が輝度比94%以上を満たす条件に
なるように設計されている。たとえば、前面基板の厚さ
Hを1.8mm、隣合うスペーサの中心間の距離Pを1
mm、スペーサの直径Wを0.4mmにしたばあい、明
部(スペーサ間)に対する暗部(スペーサ配置部)の輝
度比は100%になり、均一な面発光がえられる。図7
はP/WとH/Pの関係を明確にするために示されたグ
ラフであり、明部に対する暗部の輝度比が94%のとき
のP/WとH/Pの関係が片対数グラフによって示され
ている。P/W<10で、H/P=0.9−0.7lo
10(P/W)の関係が成り立ち、均一な面発光をうる
ためには、H/P≧0.9−0.7log10(P/W)
なる条件が満足される必要があることが示されている。
この条件を満足することにより、均一面発光の平面型放
電発光素子がえられる。
【0023】[実施例2] つぎに本発明の実施例2を説明する。図8および図9に
おいて、22はガラスまたはセラミックなどの電気的絶
縁物からなる背面基板、23は背面基板22の表面に厚
膜印刷または蒸着によって平面状に形成された金属電
極、24は金属電極23を覆うように厚膜印刷または蒸
着によって形成された誘電体膜、26はガラスなどの透
光性材料からなる前面基板、23aは前面基板26の表
面によって形成された平面状の透明電極、24aは透明
電極23aを覆うように厚膜印刷または蒸着によって形
成された可視光透過率の大きな誘電体膜、28は誘電体
膜24上面に等間隔に複数個配置され、厚膜印刷によっ
て形成されたスペーサ、27は誘電体膜24、24a上
面およびスペーサ28の側面に形成された蛍光体膜であ
る。実施例1と同様に周辺部が封止され、希ガスが封入
され、金属電極23と透明電極23aに交流電圧を印加
することにより発光させる。前面基板26の外面には拡
散板12aが配置されている。前面基板の厚さHとスペ
ーサの直径Wと隣合うスペーサの中心間の距離Pを、実
施例1で示したような条件にすることで、同様に均一な
面発光がえられる。なお、29は周辺封着部材、30は
放電空間、31は気密容器である。
【0024】[実施例3] つぎに本発明の実施例3を説明する。図10は実施例1
における金属電極3とスペーサ8の配置を示すもので、
Dは金属電極3の配置間隔、Phは金属電極3に直交す
る方向のスペーサ8の配置間隔を示す。D=Phにする
ことで、放電するポイントが四方に等間隔で配列し、拡
散板12の効果によって均一な面発光をうることができ
る。隣合うスペーサ8の中心間の距離PはP=Phにな
っている。
【0025】[実施例4] つぎに本発明の実施例4を説明する。図11は実施例1
における金属電極3とスペーサ8の他の配置を示すもの
で、金属電極3aの配置間隔Dと該金属電極3a間上に
おける金属電極3aに直交する方向において間欠的に、
かつ、前記金属電極3aの延長方向において交互に配列
されたスペーサ8aの配置間隔Phの関係はD=Ph、
隣合うスペーサ8aの中心間の距離PとPhの関係はP
h=Pcos(π/4)になっている。前述の実施例3
と同様な効果が期待できる。
【0026】[実施例5] つぎに本発明の実施例5を説明する。図12は実施例1
における金属電極3とスペーサ8のさらに他の配置を示
すもので、金属電極3bの配置間隔Dと金属電極3bに
直交する方向のスペーサ8bの配置間隔Phの関係はD
=2Ph、隣合うスペーサ8bの中心間の距離PとPh
の関係はPh=Pcos(π/4)になっている。前述
の実施例3と同様な効果が期待できる。
【0027】[実施例6] つぎに本発明の実施例6を説明する。図13は実施例1
における金属電極3とスペーサ8のさらなる他の配置を
示すもので、金属電極3cの配置間隔Dと金属電極3c
に直交する方向のスペーサ8cの配置間隔Phの関係は
Ph=3D、隣合うスペーサ8cの中心間の距離PとP
hの関係はPh=Pになっている。前述の実施例1と同
様な効果が期待できる。
【0028】以上、実施例4〜6に基づいて具体的に説
明したように、金属電極の配置間隔Dと金属電極に直交
する方向のスペーサの配置間隔Phの関係がD=n×P
hまたはPh=m×D(ただし、n、mは自然数)なる
条件を満足するように設定することによって、放電のむ
らが無くなり、均一な面発光がえられる。
【0029】[実施例7]つぎに本発明の実施例7を説
明する。図14は実施例4において金属電極3aを蛇行
させたものであり、Gは放電距離を示している。均一な
面発光がえられる効果のほかに、放電距離Gを金属電極
3dに直交する方向のスペーサ8dの配置間隔Phに依
らずに設定できるために、点灯電圧が低下でき、安定し
た発光をうることができる。
【0030】[実施例8]つぎに本発明の実施例8を説
明する。本実施例では、背面基板2に形成された誘電体
膜4およびスペーサ8への蛍光体膜7の形成は、蛍光体
塗布液に誘電体膜4およびスペーサ8が形成された背面
基板2を浸漬し、引き上げ、乾燥後不必要部分を削除
し、焼成するという工程で行なった。この方法により凹
凸がある面への蛍光体膜形成が容易にできる。
【0031】[参考] つぎに本発明の参考を説明する。図15および図1
6に示すように、本参考例は、複数本の金属電極33を
周辺封着部材39外部まで引き出す方法を示している。
金属電極33は隣り合う電極が異なる方向に背面基板3
2側縁部まで引き出され、引き出された金属電極33は
外部導出用電極33aによって結合され、周辺封着部材
39外部まで延在されている。周辺封着部材39の下部
に外部導出用電極33aが配置されることにより、外部
導出用電極33aと金属電極33間で発生する放電が防
止でき、均一な面発光がえられる。なお、32は背面基
板、34は誘電体膜、36は前面基板、37は蛍光体
膜、40は放電空間、41は気密容器である。
【0032】[参考] つぎに本発明の参考を説明する。図17および図1
8に示すように、本参考例は、前記参考では外部導
出用電極33aの配置を周辺封着部材39の下部にして
いるが、外部導出用電極43aを周辺封着部材49の外
部に配置することにより、参考と同様の効果が期待
できる。
【0033】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
面基板外面に拡散板を配置し、放電空間にスペーサを等
間隔に配列して、スペーサの大きさW、スペーサの配置
間隔P、前面基板内面から拡散板内面までの距離HをH
/P≧0.9−0.7log 10 (P/W)なる条件が満
足されるように構成することにより、スペーサ間の発光
と拡散板による光の拡散効果で、輝度むらのほとんど無
均一な面発光がえられる。
【0034】
【0035】また、金属電極を蛇行させることにより、
放電距離Gをスペーサ配置間隔に依らず設定できるた
め、点灯電圧が設定でき、安定した発光がえられる。
【0036】
【0037】
【0038】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1を示す正面図である。
【図2】 本発明の実施例1を示す断面図である。
【図3】 本発明の実施例1におけるスペーサと拡散板
の配置関係を示す断面図である。
【図4】 図3におけるスペーサの配置状態を示す正面
図である。
【図5】 0.6mm間隔に配置した明暗縦縞の解像限
界を示すグラフである。
【図6】 本発明の実施例1におけるP/W、H/Pと
明部に対する暗部の輝度比の関係を示すグラフである。
【図7】 本発明の実施例1の明部に対する暗部の輝度
比が94%のときのP/WとH/Pの関係を示すグラフ
である。
【図8】 本発明の実施例2を示す正面図である。
【図9】 本発明の実施例2を示す断面図である。
【図10】 本発明の実施例3における金属電極とスペ
ーサの配置関係を示す正面図である。
【図11】 本発明の実施例4における金属電極とスペ
ーサの配置関係を示す正面図である。
【図12】 本発明の実施例5における金属電極とスペ
ーサの配置関係を示す正面図である。
【図13】 本発明の実施例6における金属電極とスペ
ーサの配置関係を示す正面図である。
【図14】 本発明の実施例7における金属電極とスペ
ーサの配置関係を示す正面図である。
【図15】 本発明の参考を示す正面図である。
【図16】 本発明の参考を示す断面図である。
【図17】 本発明の参考を示す正面図である。
【図18】 本発明の参考を示す断面図である。
【図19】 従来の平面型放電発光素子を示す分解斜視
図である。
【図20】 図19における平面型放電発光素子を示す
断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 茂樹 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電 機株式会社 材料デバイス研究所内 (72)発明者 橋本 隆 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電 機株式会社 材料デバイス研究所内 (72)発明者 西勝 健夫 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電 機株式会社 材料デバイス研究所内 (72)発明者 狩野 雅夫 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電 機株式会社 材料デバイス研究所内 (56)参考文献 特開 平2−265161(JP,A) 特開 平3−225743(JP,A) 実開 平2−67555(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 61/30 H01J 65/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対向配置された背面基板および透明な前
    面基板と、該前面基板および背面基板の周縁部を封着し
    て放電空間を形成する封着部材と、前記背面基板の内面
    上に形成され、一対のライン状の金属電極をその金属電
    極の延長方向と直交方向に複数対配列した金属電極群
    と、該金属電極群を被覆した誘電体膜と、前記誘電体膜
    と前記前面基板とのあいだに設けられ、前記直交方向に
    配列された複数のスペーサであって前記金属電極と直
    交する方向における隣合うスペーサの中心間の距離を
    P、前記スペーサの直径をW、前記前面基板の厚さをH
    としたときに、H/P≧0.9−0.7log 10 (P/
    W)なる条件を満たし、これらのスペーサの側壁および
    前記誘電体膜上に形成された蛍光体膜とを有し、前記一
    対の金属電極間に交流電圧を印加するようにしたことを
    特徴とする平面型放電発光素子。
  2. 【請求項2】 対向配置された背面基板および透明な前
    面基板と、該前面基板および背面基板の周縁部を封着し
    て放電空間を形成する封着部材と、前記背面基板の内面
    上に櫛歯状に形成された第1の金属電極と、該第1の金
    属電極上に形成された第1の誘電体膜と、前記前面基板
    の内面上に前記第1の金属電極に平行な櫛歯状に形成さ
    れた透明な第2の金属電極と、該第2の金属電極上に形
    成された可視光を透過する第2の誘電体膜と、前記第1
    の誘電体膜と前記第2の誘電体膜とのあいだの前記放電
    空間内に前記第1、第2の電極と直交する格子状に立設
    された複数個のスペーサであって前記金属電極と直交
    する方向における隣合うスペーサの中心間の距離をP、
    前記スペーサの直径をW、前記前面基板の厚さをHとし
    たときに、H/P≧0.9−0.7log 10 (P/W)
    なる条件を満たし、該スペーサの側面および前記第1お
    よび第2の誘電体膜上に形成された蛍光体膜とを有し、
    前記第1および第2の金属電極間に交流電圧を印加する
    ようにしたことを特徴とする平面型放電発光素子。
  3. 【請求項3】 対向配置された背面基板および透明な前
    面基板と、該前面基板および背面基板の周縁部を封着し
    て放電空間を形成する封着部材と、前記背面基板の内面
    上に形成され、ライン状の金属電極をその金属電極の延
    長方向と直交方向に複数配列した金属電極群と、該金属
    電極群を被覆した誘電体膜と、隣合う金属電極間上にお
    ける前記誘電体膜と前記前面基板とのあいだに設けら
    れ、前記直交方向において間欠的に、かつ、前記延長方
    向において交互に配列された複数のスペーサと、これら
    のスペーサの側壁および前記誘電体膜上に形成された蛍
    光体膜とを有し、前記各金属電極を、前記スペーサを囲
    むように蛇行させ、前記金属電極群の隣合う金属電極間
    に交流電圧を印加するようにしたことを特徴とする平面
    型放電発光素子。
JP12900094A 1994-06-10 1994-06-10 平面型放電発光素子 Expired - Fee Related JP3484226B2 (ja)

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