JPH11312489A - 放電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】平板型放電装置の気密容器内に設けた長い仕切
板によって発生する暗い細線状部分がを発生しないよう
にする。 【解決手段】透光性前面板（１）と絶縁基板（２）とを
組み合わせて扁平状の気密容器を構成し、前面板（１）
の内面に互いに平行な一対の放電電極（４）が設けら
れ、放電電極（４）の表面は誘電体層（５）で覆われて
おり、上記気密容器の内部には蛍光体（６）が塗布さ
れ、放電ガスを封入した放電装置において、前面板
（１）と絶縁基板（２）の間に、間隔をおいて略円錐形
や略角錐形の複数の支柱（１１）を２次元的に配置す
る。支柱（１１）の間隔Ｌ（ｍｍ）は、板厚をｔ（ｍ
ｍ）としたとき、Ｌ≦２２ｔとし、複数の支柱は、電極
に対して直交する一直線上に配置しない。 【効果】支柱の影の影響が少なくなり、輝度均斉度が改
善でき、使用するガラス板厚によって、支柱本数を適正
化でき、薄型軽量の放電装置が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は平面状に発光する放
電装置に関し、より詳細には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
テム等における放電装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルは薄型軽量で低消費電力のた
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、平板型の放電ランプも
使用されている。

【０００３】図７は、例えば特開平９ー２７２９８号に
記載されている従来の平板型放電装置の斜視図である。
図に示す様に、ソーダガラス等からなる透光性の前面板
１と、ソーダガラスやセラミック等からなる絶縁基板２
と側板３と、三角形の断面の細長い板面に並行に伸びた
仕切板１０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、扁平状の気密容器０が構成されてい
る。発光面となる全面板１の内面には互いに平行な一対
の放電電極４が設けられており、放電電極４の表面は誘
電体層５で覆われている。また、絶縁基板２の内面と断
面が三角形の仕切板（リブ）１０には蛍光体６が塗布さ
れており、気密容器１内の放電空間７には水銀と始動用
ガスとしてアルゴンやネオンーアルゴン等の混合ガス、
またはキセノン、クリプトン、ヘリウム、ネオン等の希
ガスの放電ガスが封入されている。

【０００４】本構成による平板型放電装置では、放電電
極４間に高周波電圧を印加することにより放電空間７内
に放電が発生し、放電で発生した紫外線により、蛍光体
６が励起されて発光する。蛍光体で発光した光は前面板
１を通して外部に放射される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】平板型放電装置を液晶
表示装置のバックライトに用いるためには発光の輝度均
斉度の良いことが重要な条件の一つとなっている。ま
た、大形化、薄型軽量化も重要条件である。前述の従来
の平板型放電装置は、発光面となる前面板１に設けられ
た一対の放電電極４間で放電を発生させ、放電空間７全
体が均一な発光となるように動作させている。しかし、
上記従来の平板型放電装置では、発光させたとき、気密
容器内に設けた長い三角形の仕切板によって、表示面に
線状の暗い部分が発生し、均斉度が悪くなり、場合によ
っては表示が見えなくなる問題があった。

【０００６】本発明の目的は上述した線状の暗い部分の
発生を無くし、簡単な構成で薄型軽量で輝度均斉度の高
い放電装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明においては、発光面となる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気密容器を構成
し、上記前面板の内面に平行な少なくとも一対の放電電
極が設けられ、上記放電電極の表面は誘電体層で覆われ
ており、上記気密容器の内部には蛍光体が塗布され、放
電ガスを封入した放電装置において、上記前面板と絶縁
基板の間に、複数個の支柱を２次元的に分布して配置し
て構成した。

【０００８】この場合複数個の支柱は、等間隔である必
要はなく、最大支柱間距離の支柱の間隔Ｌ（ｍｍ）は、
上記前面板ガラスと絶縁基板ガラスの薄い方のガラス板
厚をｔ（ｍｍ）としたとき、Ｌ≦２２ｔの関係を満たす
様に設定する。

【０００９】また、上記複数個の支柱は上記電極に対し
て直交する一直線上に配置しない構造とする。

【００１０】上記支柱はその形状は限定されないが、上
記前面板に接する面積が上記絶縁基板に接する面積より
小さい多角錐形又は円錐形が望ましい。また、上記支柱
の材質は、紫外線を透過しない材料及び紫外線を透過す
る材料のいずれでもよいが、紫外線を透過しない材料で
構成された場合、支柱の側面に蛍光体を塗布し、紫外線
を透過する材料で構成された場合、支柱の側面及び頂点
部に蛍光体を塗布することが望ましい。

【００１１】本発明によれば、支柱と前面板との接触面
が極めて小さな点分布状になり、視覚上、見えにくくな
り、支柱の体積が、従来のものに比べ大きく低減され、
装置を小型、軽量化できる。特に放電装置をバックライ
トとして用いた液晶表示装置において特に有効である
が、本発明の放電装置を平面状の照明装置として使用す
ることもできる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面と共に
説明する。図１は、本発明による平板型の放電装置の一
実施例を示す部分断面斜視図である。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１とソ
ーダガラスやセラミックス等からなる絶縁基板２、側板
３と支柱１１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、扁平状の気密容器１を構成してい
る。前面板１の内面には互いに平行な一対の放電電極４
が設けられて、放電電極４の表面は厚膜印刷法等によっ
て設けられた誘電体層５で覆われ、絶縁基板２の内面に
は蛍光体６が塗布されており、気密容器１内の放電空間
７には水銀や希ガスの放電ガスが封入されている。ま
た、気密容器１内に設けた支柱にも蛍光体を塗布してあ
る。

【００１３】上記実施例では蛍光体６は絶縁基板２と支
柱１１の表面に塗布してあるが、これに加えて前面板１
の内表面に塗布すれば、更に高輝度の放電装置が得られ
る。

【００１４】本実施例による平板型放電装置の駆動は、
図２に示したように、従来の放電装置と同様に、例え
ば、一方の電極４にＶ１−Ｖｈの電圧を持つ矩形波電圧
ａを、他方の電極４には矩形波電圧ａから半周期位相の
ずれたＶ２−Ｖｈの矩形波電圧ｂを印加する。このよう
な駆動方法を用いることで放電空間内に放電が発生し、
放電で発生した紫外線によって蛍光体６が励起されて発
光し、光が前面板１を通して外部に放射される。

【００１５】気密容器１は通常減圧状態で使用する。こ
のため、ガラス板厚が薄くなると大気圧で破損する恐れ
がある。このため、支柱１１は気密容器１を構成するガ
ラスの厚さにより、その間隔を適当な値を選んで用いる
必要がある。

【００１６】本発明者らの実験によると、ガラスをソー
ダガラスとし、板厚をｔ（ｍｍ）、支柱間隔をＬ（ｍ
ｍ）としたとき、Ｌ≦２２ｔとすれば減圧状態にしても
減圧による分布加重によって生じる曲げ応力によるガラ
スの破損はないことが判った。例えば、前面板１や絶縁
基板２を構成するガラスの厚さｔを１．１ｍｍとした場
合は支柱間隔Ｌを２４ｍｍ以下にすればよい。また、ガ
ラスの厚さｔを１．８ｍｍとした場合、支柱間隔は３９
ｍｍ以下に設定すればよい。

【００１７】図３は支柱の本数と破壊応力の関係を示す
図である。１２は表示面が５インチ形（１３×９ｃｍ）
で板厚を１．１ｍｍのガラスを用いた場合を示し、１３
は表示面が７インチ形（１０×１８ｃｍ）でガラスの板
厚を１．８ｍｍにした場合を示す。１４はガラスが大気
圧に対し破損しない限度の応力の値４．９ＭＰａを表
す。

【００１８】実験によれば、破壊応力の４．９ＭＰａ以
下を満足するためには５インチ形でガラスの板厚が１．
１ｍｍの場合、最少支柱本数は１２本でその間隔は２４
ｍｍ必要となる。同じく７インチ形でガラスの板厚が
１．８ｍｍの場合、必要最少支柱本数は６本でその間隔
は３９ｍｍとなる。この本数を設けた場合の支柱間隔は
前記したＬ≦２２ｔの関係を満たしている。なお、上記
実験は、間隔Ｌを均一とした場合であるが、不均一の場
合、最大の曲げ応力を生じるのは、間隔Ｌが最も大きな
所であるから、複数の分布した支柱の間隔が一定でない
場合、最大の間隔Ｌについて上記関係を満たせばよい。

【００１９】上記支柱の数はガラスが破損しない限界の
数であり、実際に気密容器を構成する場合、それぞれ安
全率を考慮すると２倍程度の本数が望ましい。

【００２０】図４は、本発明による放電装置の実施例に
おける支柱の配置を示す平面図である。図４（ａ）、
（ｂ）は、いずれも７インチ（１０×１８ｃｍ）でガラ
スの板厚が１．８ｍｍを用いた場合で、小さな丸で示す
点が支柱と前面版の接触面を表し、支柱間隔横Ｌ、縦Ｌ
２とした。上記条件で更に安全率を考慮して１５本の支
柱を配置した場合の実施例で、支柱間隔Ｌ＝２６ｍｍ、
Ｌ２＝２５ｍｍとした。また、平行な一対の放電電極４
間に設ける支柱を電極に対して直交した一直線に配置す
ると、例え、支柱が小さくても放電させた場合にプラズ
マの流れが影響を受け、連続して支柱の影が発生する。
この影響を少なくして均斉度を向上させるため、本実施
例では図４（ａ）、（ｂ）に示した様に放電方向に対し
て各支柱間ｄを２ｍｍの間隙を設けて配置した。

【００２１】図５は、本発明による放電装置の一実施例
の部分断面図である。本実施例に示したように、支柱１
１はテーパー状とし、支柱１１の断面が太い方を絶縁基
板２側に設置し、前面板１側には断面が細い方となる構
造により、前面板１との接触面を小さくした。

【００２２】図６は、本発明による放電装置に使用する
支柱の形状を示す斜視図で、本実施例では前面板１側に
接触する面の大きさは円錐柱と角錐柱共に約０．２ｍｍ
２を用いた。形状は上記した形状の他に三角形や多角形
等でもよい。

【００２３】支柱１１への蛍光体の塗布は、支柱１１を
構成する材料、例えば、ソーダガラスなど紫外線を透過
しない材料には支柱側面に塗布し、石英など紫外線を透
過する材料には支柱１１側面及び前面板１に接する面に
塗布することにより、さらに輝度均斉度の向上が図れ
る。

【００２４】以上本発明の実施形態を説明したが、本発
明は、上記実施形態限定されるものではなく、例えば、
放電電極は一対の場合を示したが、複数対にしてよい。
支柱の形状も、必ずしも錐体系にする必要はない、２次
元的に分布し、前面板の接触面積が、視覚上障害になら
なく、破損が生じないないように設定すればよい。放電
装置自体について説明したが、放電装置に従来知られて
いる電源装置を付加することによって放電装置そのもの
が平面状照明装置として利用できることは明らかであ
る。また、本発明の放電装置は、液晶など組合せること
によって表示装置を構成することも明らかである。

【００２５】

【発明の効果】本発明の放電装置によれば、上述のよう
に本発明の放電装置は支柱と前面板との接触面が小さい
ことより、支柱の影が目立たなくなり、輝度均斉度のよ
い表示が可能となる。また、支柱を増やすことで、更に
ガラス板を薄くすることができ、気密容器の薄型軽量化
が図れる。更に、使用するガラス板厚によって、支柱本
数を適正化でき薄型軽量の放電装置が得られる効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放電装置の一実施形態の部分断面
斜視図である。

【図２】放電装置の駆動電圧波形図である。

【図３】支柱本数と放電装置を構成するガラスの破壊応
力の計測結果を示す図である。

【図４】本発明による放電装置の実施例における支柱の
配置図である。

【図５】本発明による放電装置の実施例の部分断面図で
ある。

【図６】本発明による放電装置に使用される支柱形状を
示す斜視図である。

【図７】従来の平板型放電装置の構成を示す分解斜視図
である。

【符号の説明】

０……気密容器、 １……前面板、 ２……絶縁基
板 ３……側板、 ４……放電電極、 ５……誘電体
層、６……蛍光体、 ７……放電空間、 １０、…
…リブ １１…支柱。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木滑 寛治 東京都青梅市新町六丁目16番地の２ 株式 会社日立製作所熱器ライティング事業部内 (72)発明者 生田 靖 東京都青梅市新町六丁目16番地の２ 青梅 産業株式会社内 (72)発明者 熊沢 鉄雄 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前面板ガラスと絶縁基板ガラスと隔壁とを
   組み合わせて扁平状の気密容器を構成し、上記前面板の
   内面に少なくとも一対の放電電極を設け、上記放電電極
   の表面を覆って誘電体層を設け、上記気密容器の内面に
   蛍光体を塗布し、上記気密容器の内部に放電ガスを封入
   した放電装置において、上記前面板ガラスと絶縁基板ガ
   ラスの間に複数個の支柱を２次元的に分布して配置した
   ことを特徴とする放電装置。
2. 【請求項２】上記前面板ガラスと絶縁基板ガラスに加え
   られる引張り応力が４．９ＭＰａ以下になる様に上記複
   数個の支柱を２次元的に分布して配置したことを特徴と
   する放電装置。
3. 【請求項３】上記複数の支柱の最大支柱間距離をＬ（ｍ
   ｍ）、上記前面板ガラスと絶縁基板ガラスの薄い方の板
   厚をｔ（ｍｍ）としたとき、Ｌ≦２２ｔを満足するよう
   に支柱を設けることを特徴とする請求項２に記載の放電
   装置。
4. 【請求項４】上記複数個の支柱が上記放電電極に対し直
   交する一直線上に配置しない構造を特徴とする請求項１
   又は２に記載の放電装置。
5. 【請求項５】上記支柱の形状を、前面板ガラスに向かっ
   て細くなる略角錐形又は略円錐形にしたことを特徴とす
   る請求項１、２又３に記載の放電装置。
6. 【請求項６】上記支柱は紫外線を透過しない材料で構成
   され、上記支柱の側面に蛍光体を塗布したことを特徴と
   する請求項１から４のいずれか一つに記載の放電装置。
7. 【請求項７】上記支柱は紫外線を透過する材料で構成さ
   れ、上記支柱の側面及び頂点部に蛍光体を塗布したこと
   を特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の放
   電装置。
8. 【請求項８】請求項１から７のいずれか一つに記載の放
   電装置を用いて構成されたことを特徴とした照明装置。
9. 【請求項９】請求項１から７のいずれか一つに記載の放
   電装置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。