JPH0760668B2 - 薄型光源 - Google Patents

薄型光源

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JPH0760668B2
JPH0760668B2 JP61153310A JP15331086A JPH0760668B2 JP H0760668 B2 JPH0760668 B2 JP H0760668B2 JP 61153310 A JP61153310 A JP 61153310A JP 15331086 A JP15331086 A JP 15331086A JP H0760668 B2 JPH0760668 B2 JP H0760668B2
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明男 大越
英昭 中川
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば車載用透過型液晶ディスプレイのバッ
クライト、その他各種液晶用光源,複写機用光源,各種
ディスプレイ光源等に使用して好適な高輝度の薄型光源
に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、平面に沿って複数の線状カソードを配列し、
この線状カソードに対向して順次メッシュ状電極と単色
螢光体層よりなるアノード発光部を配し、メッシュ状電
極への印加電圧を可変可能にし、メッシュ状電極をパル
ス駆動させるようになし、線状カソードからの電子をア
ノード発光部に均一に射突させて励起発光せしめること
により、高輝度で、且つ輝度調節範囲が広く、アノード
発光部の表面温度上昇を抑えて長寿命化が図れる薄型光
源を得るようにしたものである。
〔従来の技術〕
従来、液晶ディスプレイの光源としては、冷陰極型の螢
光放電灯が使用される。例えば第8図に示すように冷陰
極放電灯(直径10〜15mm)(1)を複数本横に配置し、
その後面に反射鏡又は反射面を配してなるべく前方へ光
線を取出すようになす。また放電灯(1)の前面には主
として乳白色の拡散板(2)を設置して、放電灯(1)
の光量分布をなるべく均一にする。このような構造の光
源(3)の前面に10mm〜20mmの間隔を離して液晶セル
(4)を取付けてディスプレイユニット(5)とする。
(6)は駆動回路等を構成する回路基板である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述の光源(3)は基本的には白色螢光灯で低圧駆動
(100V)のため励起光量が少なく、更に拡散板(2)に
より半分以下に減少する。具体的には拡散板(2)から
出力する輝度は600ft−L〜1000ft−Lである。又、明
るさが零から最高輝度まで調節することは難かしく、低
照度範囲20〜30%迄は放電電圧が不安定である。また上
述の方式は厚さが70〜80mmで車載用とくにダッシュボー
ド内に備えつけるには厚すぎる。従って、この種液晶デ
ィスプレイ用光源としては、より薄型の光源が要望され
ている。
本発明は、上述の点に鑑み、従来より格段に高輝度で全
体として厚みが薄く、且つ明るさの調節範囲が広い薄型
光源を提供するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、厚みの薄い箱型のガラス管体(11)内におい
て、その背面ガラス(11b)側に平面に沿って複数の線
状カソード(12)を配設し、この線状カソード(12)に
対向するように前面ガラス(11a)側に単色螢光体層よ
りなるアノード発光部(13)を配し、この線状カソード
(12)とアノード発光部(13)間にメッシュ状電極(1
4)を配し、さらに、メッシュ状電極(14)への印加電
圧を可変制御できる制御手段及びメッシュ状電極(14)
をパルス駆動させるスイッチング手段(31)を設けて薄
型光源(15)を構成する。アノード発光部(13)には例
えば6〜7kVの高圧EHVを印加し、メッシュ状電極(14)
には例えば20〜50Vの電圧EBを印加するようになすも、
このメッシュ状電圧(14)の電圧EBは輝度零から最高輝
度が得られる範囲で可変制御ができる。
〔作用〕
上述の薄型光源(15)においては、複数の線状カソード
(12)から放出された電子ビームがメッシュ状電極(1
4)により非集束の状態で加速され、且つ面全体に均一
化されてアノード発光部(13)の単色螢光体層(16)に
射突し、アノード発光部(13)が面発光する。アノード
発光部(13)は数kVの高圧が印加されているので、光変
換効率は低圧水銀灯に較べて極めて高く、20W〜25Wでも
面発光輝度は4000ft−L〜5000ft−Lとなる。すなわ
ち、従来型の光源の2〜3倍の輝度が得られる。白色一
様性も±10%以内で非常によい。またメッシュ状電極
(14)に印加する電圧を可変することにより、明るさを
零から最高輝度まで連続的に変化させることができる。
メッシュ状電極(14)をパルス駆動させることによっ
て、点灯時間を調節することができ、アノード発光部
(13)の表面温度の上昇を抑えることができ、長寿命化
が図られる。この光源(15)は全体の厚さが25mm前後と
薄いので、例えば車載用液晶バックライトに使用可能で
ある。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明による薄型光源の実施例を
説明する。
第1図,第2図及び第3図は本発明の薄型光源を示す一
部破断とする正面図,一部破断とする側面図及び第1図
のA−A線上の断面図を示す。本例においては、同図に
示すように前面ガラス(11a),背面ガラス(11b)及び
側面ガラス(11c)からなる厚さ25〜30mmの箱型のガラ
ス管体(11)内に、単色例えば白色螢光体層からなるア
ノード発光部(13)と、このアノード発光部(13)に対
向するようにメッシュ状電極(14)及び複数の線状カソ
ード(12)が配される。アノード発光部(13)は前面ガ
ラス(11a)の内面に白色螢光体層(16)を被着して形
成されるものであり、この白色螢光体層(16)上に例え
ばアルミニウムよりなるメタルバック層(17)が被着形
成される。白色螢光体層(16)としては例えばカラー液
晶ディスプレイのバックライト用にはY3AlxGayO12:Tb
(x+y=5)(緑螢光体)と、ZnS:Ag(青螢光体)と
Y2O2S:Eu(赤螢光体)の3色混合による白色螢光体層が
好ましい。アノード発光部(13)に高圧(アノード電圧
EHV)を供給するためのアノードリード(21)はガラス
管体(11)の前面ガラス側の側面に設けた排気用チップ
オフ管(22)を通じて外部に導出される。なお、アノー
ドリード(21)の端部(21a)は前面ガラス(11a)内面
に被着形成した例えばカーボン又はAgペーストによる導
電層に接触し、この導電層を通じてこれに接続されてい
る白色螢光体層(16)にアノード電圧が供給される。
各線状カソード(12)は直径約15μのタングステンヒー
タの表面に電子放出物質となる炭酸塩を15μ厚に塗布し
て形成され、背面ガラス(11b)の平面に沿うように所
定ピッチをもって配列される。各線状カソード(12)は
例えば厚さ0.1mmの426合金よりなり、約5〜10mm垂直方
向に立てた相対向する1対の導電性支持部(18a)及び
(18b)間に溶接され、架張される。線状カソード(1
2)は電流を流したとき、ゆるんで振動を生じないよう
に導電性支持部(18a)及び(18b)のばね性を利用して
適当な張力をもって架張される。各導電性支持部(18
a)及び(18b)は夫々背面ガラス(11b)と側面ガラス
(11c)間の封止部にて固定され、導電性支持部(18a)
及び(18b)より夫々延長したリード部(19a)及び(19
b)が封止部を通じて外部に導出される。各リード部(1
9a)同士及びリード部(19b)同士は夫々例えば外部で
共通接続される。なお、ガラス管体(11)内で導電性支
持部(18a)同士及び導電性支持部(18b)同士を夫々共
通接続するようになしてもよい。
メッシュ状電極(14)は線状カソード(12)の上方に約
5mm〜7mm離して水平に張って設置される。このメッシュ
状電極(14)は例えば厚さ0.1mmの426合金をエッチング
加工して作られるもので、例えばラインの太さが0.1mm,
間隔が2mmのメッシュに形成される。このメッシュ状電
極(14)にはメッシュ状電極(14)の支持をも兼ねるリ
ード部(20)が所定ピッチで複数設けられ、このリード
部(20)が背面ガラス(11b)及び側面ガラス(11c)と
の封止部を通じて外部に導出される。
なお、線状カソード(12)を支える導電性支持部(18
a)(18b)及びリード部(19a)(19b)は、例えば第6
図に示すようなリードフレーム構造(23)となってい
る。また、メッシュ状電極(14)もリード部(20)と共
に第7図に示すような構造(25)に作られる。そして組
立てに際してはリードフレーム構造(23)の各導電性支
持部(18a)及び(18b)を折曲し、両支持部(18a)及
び(18b)間に線状カソード(12)を溶接架張した後、
同じようにリード部(20)を折曲したメッシュ状電極
(14)と共にガラス管体(11)の封止工程で同時に背面
ガラス(11b)と側面ガラス(11c)間の封止部において
固定し、次いで外部に導出された線状カソードのリード
部(19a)(19b)の連結部(24)及びメッシュ状電極の
リード部(20)の連結部(26)を同時に切断する。線状
カソードのリード部(19a)(19b)の封止部に対応する
部分には透孔(27)が設けられているので、第5図に示
すように例えばガラスフリット(28)によるシールのと
きに細いリード部(19a)及び(19b)は強固に固定され
る。
次に、かかる構成の薄型光源(15)の動作を説明する。
第4図は、この光源(15)の駆動回路を示すもので、ア
ノード発光部(13)には端子t1よりアノードリード(2
2)を通じて例えば6〜7kV程度のアノード電圧EHVが供
給され、またメッシュ状電極(14)には端子t2よりリー
ド部(20)を通じて例えば20〜50Vの電圧EBが印加され
る。ヒータ電圧Efは6〜12V程度である。R1,R2及びR3
各回路の安定抵抗、(31)はメッシュ状電極(14)と接
地間に接続されたスイッチング素子である。各線状カソ
ード(12)からの電子ビームはメッシュ状電極(14)に
より非集束の状態で加速されると共に、全面に均一化さ
れる。メッシュ状電極(14)を通過した均一化された電
子ビームはアノード発光部(13)に射突し、アルミニウ
ムのメタルバック層(17)を通過して白色螢光体層(1
6)を励起発光させる。このときの面発光輝度は4000ft
−L〜5000ft−Lの高輝度が得られる。白色一様性は±
10%以内である。また、ドライブ信号(パルス信号)
(30)をスイッチング素子(31)に供給してスイッチン
グ素子(31)をオン−オフし、メッシュ状電極(14)を
パルス駆動させて点灯時間を調整する。そして、メッシ
ュ状電極(14)に与える電圧EBを可変制御手段を介して
可変することにより、光源(15)の明るさを輝度零から
最高輝度まで連続的に変化させることができる。
この薄型光源(15)では全体の厚さが25mm〜30mmと極め
て薄く且つ面発光輝度が高輝度であるため、車載用液晶
ディスプレイのバックライトに用いて最適である。4000
ft−L〜5000ft−Lの高輝度で面全体から発光するの
で、特に透過率の悪いカラー液晶板に対して最終的光出
力が増加し、明るい画面が得られる。また、光源(15)
の明るさを零から最高輝度まで調整できるので、外光の
状態に応じて液晶セルの輝度調節ができる。また、アノ
ード発生部(13)に高圧をかけているにも拘らず、パル
ス駆動で点灯時間を調整しているため、アノード発光部
(13)の表面温度の上昇が抑えられる。これによって、
光源(15)の長寿命化が図られる。
下記表に、本発明の光源(15)と、従来の冷陰極型螢光
放電灯及び白熱電球の性能比較を示す。
尚、上例では白色螢光体層を用いて白色光源に適用した
が、その他の単色光源にも適用できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、面発光輝度が従来の放電型光源より4
〜5倍の4000ft−L〜5000ft−Lで、白色一様性も±10
%以内の薄型光源が得られる。そして、従来の光源ユニ
ットは厚さが70〜80mmであるが、本発明の光源は厚さが
25〜30mmと非常に薄いために、特に車載用透過型液晶デ
ィスプレイのバックライトに適用できる。複数の線状カ
ソードをばね性を有する支持部間に加張したことによ
り、通電時に線状カソードのゆるみによる振動を防止し
て常に安定した高輝度発光を行うことができる。また光
源の明るさの調整範囲に関して、従来の放電型光源では
低輝度域において放電電圧が不安定のため調整しにくか
ったが、本発明の光源は輝度零から最高輝度まで連続的
に調節させることができるので、外光の状態に応じて液
晶セルの輝度を調節できる。特に夜間の照明に有効であ
る。パルス駆動で点灯時間を調整できるので、アノード
発光部の表面温度の上昇が抑えられ、光源の長寿命化を
図ることができる。
本発明の光源は車載用の透過型液晶ディスプレイのバッ
クライトの他、各種液晶用光源,複写機用光源,各種デ
ィスプレイ光源等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による薄型光源の実施例を示す一部破断
とした正面図、第2図はその一部破断とした側面図、第
3図は第1図のA−A線上の断面図、第4図は本発明光
源の駆動回路図、第5図は本発明光源の要部の断面図、
第6図は本発明に使用する線状カソードの導電性支持部
及びリード部を一体としたリードフレーム構造の例を示
す平面図、第7図は本発明に使用するリード部一体のメ
ッシュ状電極の例を示す平面図、第8図は従来の放電型
光源を使用した液晶ディスプレイユニットの例を示す断
面図である。 (11)はガラス管体、(12)は線状カソード、(13)は
アノード発光部、(14)はメッシュ状電極、(15)は薄
型光源、(16)は螢光体層である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 修 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−107653(JP,A) 実開 昭57−105664(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平面に沿って配列された複数の線状カソー
    ドと、 該線状カソードに対向する単色螢光体層よりなるアノー
    ド発光部と、 上記線状カソード及びアノード発光部間に配されたメッ
    シュ状電極と、 上記メッシュ状電極への印加電圧を可変制御できる制御
    手段と、 上記メッシュ状電極をパルス駆動させるスイッチング手
    段とを有し、 上記線状カソードからの電子が上記アノード発光部に均
    一に射突して高輝度発光をするようにして成る薄型光
    源。
JP61153310A 1986-06-30 1986-06-30 薄型光源 Expired - Fee Related JPH0760668B2 (ja)

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