JPH01170916A - 液晶ディスプレイ用の白熱/螢光ハイブリッド光源 - Google Patents

液晶ディスプレイ用の白熱/螢光ハイブリッド光源

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JPH01170916A
JPH01170916A JP62315475A JP31547587A JPH01170916A JP H01170916 A JPH01170916 A JP H01170916A JP 62315475 A JP62315475 A JP 62315475A JP 31547587 A JP31547587 A JP 31547587A JP H01170916 A JPH01170916 A JP H01170916A
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JP
Japan
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fluorescent
incandescent
light source
liquid crystal
crystal display
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JP62315475A
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English (en)
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Elias Savas Haim
エリアス・サバス・ハイム
Francis L Leard
フランシス・ローレンス・リアード
Richard Anderson
リチャード・アラン・アンダーソン
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/35Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being liquid crystals
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133602Direct backlight
    • G02F1/133604Direct backlight with lamps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2113/00Combination of light sources

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  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、透過型液晶ディスプレイ用の光源に関し、更
に詳しくは、螢光/白熱ハイブリッド光源に関する。
[発明の背景] 平板形液晶ディスプレイは典型的には液晶パネルを有し
、このパネルの後側に設けられた光源により液晶ディス
プレイを照明する。多くの場合、液晶ディスプレイは周
囲が非常に明るい場合でも見えるものでなければならず
、例えば飛行機のコックビットに使用される液晶ディス
プレイは周囲の明るさレベルが10000フート・ラン
ベルトのように明るい場合にも見えるものでなければな
らない。これらの周囲条件の下で、ディスプレイに対す
る照明レベルは2000フート・ランベルト以上でなけ
ればならない。従って、ディスプレイ用の光源はこのレ
ベルの照明を行うことができなければならず、また非常
に低い温度、すなわち−50乃至−55℃のように低い
温度においても同じように照明できなければならない。
このように極めて低い温度で動作しなければならないた
めに、本用途において最も有望なものであるスペクトル
光源に関して問題が生じる。すなわち、螢光灯は高光度
の光出力(40乃至50℃において20007−ト・ラ
ンベルト以上)を発生することができるが、低い温度に
おける性能が非常に悪い。実際、−50℃附近では、螢
光光源は本質的に動作しない。他方、白熱光源は本質的
に温度に余り左右されない。すなわち、その光出力は一
60℃乃至+70〜75℃の温度範囲にわたってほぼ一
定である。白熱光源は低い温度において有効であるが、
しかしながらその出力は極めて低く (約600乃至7
00フートランベルト)、その効率(フート・ランベル
ト/ワット)は螢光灯に比較して極めて低い。
[発明の詳細な説明] 本発明者は、複数の白熱灯および螢光灯を互いに隣接し
て平行に配列したハイブリッド光源によって、低い温度
でも高光出力および高効率の動作を達成できることを発
見した。低い温度において、白熱灯はディスプレイ用の
光を発生するとともに、隣接する螢光灯に対して放射熱
源として作用する。
この白熱灯の加熱効果により、螢光灯の近傍の温度が」
二昇し、このため光源および液晶パネルの周囲温度が、
螢光灯が動作しないような温度または螢光灯の出力が非
常に小さくなるような温度以下である場合においても、
螢光灯は動作して有効な光出力を発生することができる
ようになる。
従って、本発明の主な目的は、非常に低い温度でも高い
効率および高い光出力で動作することができる液晶ディ
スプレイ用光源を提供することにある。
本発明の他の目的は、白熱および螢光要素の両者を用い
て両者の最良の動作特性を利用したハイブリッド光源を
含む液晶ディスプレイ装置、を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、低い温度でも動作する白熱/
螢光ハイブリッド光源を提供することにある。
本発明の他の目的および利点は以下の説明から明らかに
なるであろう。
[発明の概要] 本発明の目的および利点を実現するため、液晶ディスプ
レイ・パネル用の光源が、支持パネル上に平行に配列さ
れ且つ互いに隣接して交互に配置された複数の細長の螢
光および白熱灯で構成される。周囲温度が低いときに作
動され場合には、各白熱灯から発生する放射エネルギー
が白熱灯の両側の螢光灯に対する熱源として作用する。
この結果、各螢光灯の近傍の温度が周囲温度よりもかな
り上昇し、螢光灯は通常動作できないような周囲温度ま
たは光出力が非常に小さくなるような周囲温度において
も動作することができる。
本発明の特有の新規な特徴は特許請求の範囲に記載され
ている。しかしながら、本発明自身はその他の目的およ
び利点とともに添付図面を参照した以下の説明からより
良く理解することができよう。
[発明の詳細な説明] ゛  液晶ディスプレイは、周知のように、典型的には
2枚の透明なガラス基板を有し、これらのガラス基板は
封止材によって隔てられて空洞を形成し、この空洞内に
液晶溶液が保持されている。透明なガラス基板の内面に
は文字、記号または図形のような表示要素が設けられる
。このため、金属の背板が一方の基板の内面上に被着さ
れ、また(例えば、行および列の形状のような所望の形
状で配列された)個々の透明な導電性電極が他方の基板
の内面に被着されている。透明な電極は、酸化インジュ
ウム錫(I To)などのような透明な材料で形成され
る。
第1図はハウジング2内に取付けられている液晶ディス
プレイ索子1を示す。ハウジング2は開口部3を有し、
この開口部3にはディスプレイを見ることができるよう
にベゼル4が支持されている。ハウジングの下端部には
駆動電子回路パネル6が配置され、このパネル6はマト
リックス液晶ディスプレイ・パネルの個々の画素に選択
的に電圧を供給する行および列の駆動電子回路を支持す
る。液晶ディスプレイ・パネルのすぐ後ろ側には拡散索
子7が配置され、この拡散素子7はそのすぐ後ろ側に配
置されているハイブリッド光源9からの光を受ける。光
源9の後側にはプリント回路板10が配置され、このプ
リント回路板10はブラケットに取付られている。プリ
ント回路板10は電源装置および他の電圧供給回路を支
持する。
螢光/白熱ハイブリッド光源9はプリント回路板10の
上に水平に取付けられた複数の螢光灯12を有する。白
熱灯13が螢光灯の間に配置され、このため光源9は螢
光灯および白熱灯を交互に配列したものからなる。螢光
灯および白熱灯は互いに熱交換し得るように配置される
。すなわち、白熱灯から発生する放射エネルギーにより
螢光灯の近傍の温度レベルを上昇させて、螢光灯の温度
をハウジング内の周囲温度よりもかなり高くし、これに
よって螢光灯を通常の周囲温度で動作する場合よりも更
に効率よく動作することができるようになっている。
極めて低い温度、すなわち−50℃以下の温度において
は、白熱灯は液晶ディスプレイに対する主な光源になる
。同時に、白熱灯はその放射エネルギーにより螢光灯を
加熱して、螢光灯の出力を増大させる。−50℃の周囲
温度のときに作動されたハイブリッド光源は、比較的短
い時間すなわち10分以下の時間内に、螢光灯の表面温
度を周囲よりも約4℃上昇させ、これにより周囲温度が
極めて低い場合であっても螢光灯の光出力をかなり上昇
させることができる。
第2図は、温度の関数として螢光灯および白熱灯のフォ
トビック(photopic)出力を示すグラフである
。第2図において、フート・ランベルトで示すフォトビ
ック出力は縦軸に沿って対数表示され、温度(”C)は
横軸に沿って直線的に示されている。
曲線20は螢光灯の温度に対するフォトビック出力を示
し、曲線21は白熱灯の温度に対するフォトビック出力
を示す。第2図の曲線20で示すデータは38ボルトで
0.70アンペア、すなわち21.8ワツトの入力電力
で動作させた螢光灯のフォトビック出力を示している。
曲線21は12.1ボルトで1.55アンペア、すなわ
ち18゜8ワツトの入力電力で動作させた白熱灯の光出
力を示している。曲線20から、螢光灯の出力は一20
℃以下において極めて低く、−20℃で約407−ト・
ランベルトであり、−50℃においては約107−トφ
ランベルトである(すなわち0゜5フート・ランベルト
/ワット以下である)。このような周囲条件は飛行機が
極めて寒い所に一晩装置かれている場合のように飛行機
の用途において生じることであるが、このような周囲条
件においては、蛍光灯よりなる光源の出力は非常に小さ
くなる。
蛍光灯の出力は、周囲温度が約20乃至60”Cになる
まで3000乃至4000フート・ランベルトに達しな
い。40乃至60℃の最適動作状態において、蛍光灯の
出力は約40007−ト・ランベルト、すなわち約20
0フート・ランベルト/ワットである。
曲線21で示される白熱灯の光出力は温度に対してほぼ
に一定である。しかしながら、白熱灯の効率は蛍光灯の
最適な効率に比較して低い。すなわち、入力が19ワツ
トの場合の白熱灯の光出力は約6007−ト・ランベル
ト、すなわち約32フート・ランベルト/ワットであり
、その効率は蛍光灯の最適な効率よりも1指手さい。
第3図は、本発明の白熱/螢光ハイブリッド光源のフォ
トビック出力を時間の関数として示す図であり、周囲温
度が一55℃の状態で通電を開始した後の蛍光灯に対す
る白熱灯からの放射エネルギーの効果を示す。以下に詳
細に説明するように、実際のランプ温度は10分以内に
一55℃から約+20℃まで上昇し、このため蛍光灯の
出力はほぼOから約16007−ト・ランベルトまで上
昇する。第3図において、フート・ランベルトで表わし
たフォトピック出力は縦軸に沿って示され、分で表わし
た時間は横軸に沿って示されている。
曲線23はハイブリッド光源(螢光灯+白熱灯)全体の
光出力を示している。白熱灯および蛍光灯に対する入力
電力は第2図に示した光源の場合と同様である。すなわ
ち、蛍光灯に対しては21゜8ワツトの入力電力であり
、白熱灯に対しては18.8ワツトの人力電力である。
初めに、−55℃のテニー(Tenny )オーブンの
中に光源を置いて試験を開始する前に1時間の間通型せ
ずに光源の温度を均一化させた。光源を時刻0において
通電したとき、ハウジング内の静I定された周囲温度は
一53℃であり、光出力は約6907−ト・ランベルト
であった。光出力は最初本質的に白熱灯の出力であり、
これは(第2図に示すように)白熱灯の光出力が全温度
範囲にわたって約6807−トΦランベルトであるから
である。−旦通電すると、ハイブリッド光源の光出力は
時間とともに急速に増大した。1o分後には周囲温度は
一19℃まで上昇し、光出力は2300フート・ランベ
ルト以上になった。約680フート・ランベルトは白熱
灯からの一定な光出力であるので、残りの1600フー
ト・ランベルトが蛍光灯の出力である。
第2図の曲線20から、蛍光灯の出力は+20℃で約1
6007−ト・ランベルトまで上昇することに注意され
たい。白熱灯はその表面温度を周囲温度よりも約40℃
高く上昇させ、蛍光灯を周囲温度で動作させた場合より
もかなり高い効率および光出力で動作せることかできる
ことが明らかである。
螢光/白熱ハイブリッド光源は極めて低い温度、すなわ
ち高い効率で蛍光灯が通常動作することができないよう
な温度または蛍光灯の光出力が非常に低くなるような温
度においても、非常に効果的に動作することが明らかで
あろう。したがって、このような光源は極めて低い温度
でも高い光出力で動作することができ、またこのような
温度では通常効率よく効果的に動作することができない
螢光光源を高い効率で動作させることができることが明
らかである。
本発明を好適実施例について説明したが、本発明はこれ
らに限定されるものでなく、構成手段に種々の変更を行
うこともできる。特許請求の範囲は本発明の真の精神お
よび範囲内にはいるこのような全ての変更を含むもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は螢光/白熱ハイブリッド光源を含むディスプレ
イ・パネル構造の部分破断斜視図である。 第2図は温度に対する蛍光灯および白熱灯の光放出特性
を示すグラフである。 第3図は螢光/白熱ハイブリッド光源の光放出特性を示
すグラフである。 [主な符号の説明] 1・・・液晶ディスプレイ素子、2・・・ハウジング、
3・・・開口部、4・・・ベゼル、6・・・駆動電子回
路パネル、9・・・ハイブリッド光源、10・・・プリ
ント回路板、12・・・螢光灯、13・・・白熱灯。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、液晶ディスプレイ装置において、 a)液晶ディスプレイと、 b)前記ディスプレイ対して配置された光源であって、
    (1)支持手段、および(2)前記支持手段に取り付け
    られた少なくとも1つの螢光要素および少なくとも1つ
    の白熱光要素を有し、前記白熱光要素が前記螢光要素の
    温度を周囲温度より高い温度に上昇させる前記螢光要素
    用の熱源として作用ように配置されていて、前記螢光要
    素からの光出力を周囲温度における場合の出力より大き
    くする当該光源と、 を含む液晶ディスプレイ装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の液晶ディスプレイ装置
    において、前記光源が複数の螢光要素および白熱光要素
    を有している液晶ディスプレイ装置。 3、特許請求の範囲第2項記載の液晶ディスプレイ装置
    において、前記螢光要素および白熱光要素が平行に配列
    されている液晶ディスプレイ装置。 4、特許請求の範囲第3項記載の液晶ディスプレイ装置
    において、前記平行に配列された螢光要素および白熱光
    要素が交互に配列されている液晶ディスプレイ装置。 5、螢光/白熱ハイブリッド光源において、a)支持手
    段と、b)前記支持手段に取り付けられた少なくとも1
    つの螢光要素および少なくとも1つの白熱光要素とを有
    し、前記白熱光要素が前記螢光要素の温度を周囲温度よ
    り高い温度に上昇させる前記螢光要素用の熱源として作
    用するように配置されている螢光/白熱ハイブリッド光
    源。 6、特許請求の範囲第5項記載のハイブリッド光源にお
    いて、前記螢光および白熱光要素が熱交換関係に配置さ
    れて、前記螢光要素が前記白熱光要素からの放射熱にさ
    らされるようにしたハイブリッド光源。 7、特許請求の範囲第5項記載のハイブリッド光源にお
    いて、当該光源が複数の螢光要素および白熱光要素を有
    しているハイブリッド光源。 8、特許請求の範囲第7項記載のハイブリッド光源にお
    いて、前記複数の要素が平行に配列されているハイブリ
    ッド光源。 9、特許請求の範囲第8項記載のハイブリッド光源にお
    いて、前記平行に配列された螢光要素および白熱光要素
    が交互に配列されているハイブリッド光源。
JP62315475A 1986-12-15 1987-12-15 液晶ディスプレイ用の白熱/螢光ハイブリッド光源 Pending JPH01170916A (ja)

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FR (1) FR2608301B1 (ja)
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FR2608301A1 (fr) 1988-06-17
SE8704830D0 (sv) 1987-12-02
GB2199645B (en) 1991-05-22
GB2199645A (en) 1988-07-13
GB8728737D0 (en) 1988-01-27
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