WO2006022352A1 - 液晶表示装置用バックライト - Google Patents

液晶表示装置用バックライト Download PDF

Info

Publication number
WO2006022352A1
WO2006022352A1 PCT/JP2005/015475 JP2005015475W WO2006022352A1 WO 2006022352 A1 WO2006022352 A1 WO 2006022352A1 JP 2005015475 W JP2005015475 W JP 2005015475W WO 2006022352 A1 WO2006022352 A1 WO 2006022352A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
backlight
carbon
liquid crystal
crystal display
portions
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/015475
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Masanori Haba
Original Assignee
Dialight Japan Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dialight Japan Co., Ltd. filed Critical Dialight Japan Co., Ltd.
Priority to JP2006532598A priority Critical patent/JP5214146B2/ja
Priority to EP05774681A priority patent/EP1796135A4/en
Priority to KR1020077006684A priority patent/KR101456708B1/ko
Publication of WO2006022352A1 publication Critical patent/WO2006022352A1/ja

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J63/00—Cathode-ray or electron-stream lamps
    • H01J63/06—Lamps with luminescent screen excited by the ray or stream
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/01—Devices 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 
    • G02F1/13—Devices 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
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/01—Devices 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 
    • G02F1/13—Devices 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
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133604—Direct backlight with lamps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/01—Devices 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 
    • G02F1/13—Devices 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
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133625—Electron stream lamps
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/36—Micro- or nanomaterials

Definitions

  • the present invention relates to a backlight for a liquid crystal display device that illuminates the liquid crystal display device from the back side.
  • Liquid crystal display devices are thin, light, and have low power consumption, and thus have recently been used as display devices for a wide range of electronic devices such as televisions, mobile terminals, notebook computers, electronic notebooks, and camera-integrated VTRs. ing.
  • a liquid crystal display device displays an image or the like by controlling the amount of incident light as well as an external force that emits light.
  • a backlight for the liquid crystal display device that illuminates the liquid crystal display device is installed on the back surface thereof (see Patent Document 1).
  • cold cathode tubes have been adopted for backlights for liquid crystal display devices.
  • the required luminance is 10, OOOcdZm 2.
  • an arc tube (cold cathode tube) is placed on the side of a conventional liquid crystal display device, and a reflector, light guide plate, diffusion sheet, prism sheet, etc. are used.
  • the so-called edge light type backlight that illuminates the liquid crystal display device cannot obtain the required luminance. Therefore, in the backlight for the liquid crystal display device, the liquid crystal display device A so-called direct-type arrangement configuration has been unavoidable in which an arc tube is arranged directly under the back surface portion.
  • FIG. 7 and FIG. 8 show edge light type and direct type backlights, respectively.
  • 9 is a reflector
  • 10 is a cold cathode tube (light emitting tube)
  • 11 is a reflector
  • 12 is a light guide plate
  • 13 is a diffuser sheet
  • 14 is a prism sheet.
  • 15 is a cold cathode tube
  • 16 is a reflector
  • 17 is a diffusion plate
  • 18 is a diffusion sheet
  • 19 is a prism sheet.
  • a plurality of straight tubular light emitting tubes are arranged side by side, or the light emitting tubes are arranged in a meandering manner.
  • Both the edge light type knock light and the direct type knock light are manufactured due to the large number of parts that make up the knock light, such as the necessity to install a diffusion sheet or a diffusion plate that diffuses light emission. The cost also increased!
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 06-242439
  • the problem to be solved by the present invention is a component such as a diffusion sheet, which requires an edge light type or a direct type, while requiring a backlight with high power consumption while having low power consumption. Therefore, a flat panel type backlight for a liquid crystal display device that can illuminate the liquid crystal display device evenly in a flat manner can be provided at low cost.
  • a backlight according to the present invention is a flat panel backlight that illuminates the back surface of a liquid crystal display device, and includes a panel case including a flat panel section partitioned into a plurality of light emitting areas, and an inner surface of the flat panel section.
  • a plurality of anodes with phosphors formed corresponding to the respective light emitting areas, and a plurality of linear cathode parts arranged opposite to each of the anode parts with phosphors in the panel case.
  • Each of the plurality of phosphor-attached anode portions is a field-electron comprising a conductive wire arranged in a linear manner in a direction substantially parallel to each of the plurality of phosphor-attached anode portions, and a carbon-based film formed on the outer peripheral surface of the conductive wire.
  • the field electron emission portion of each of the plurality of linear cathode portions is provided so as to emit electrons radially toward each of the plurality of light emitting areas.
  • a field electron emission fluorescent tube is focused on as the arc tube.
  • field-emission fluorescent tubes are vacuum or nearly vacuum with no rare gas or mercury vapor in the tube, are environmentally friendly, and are thin so that the tube wall is not heated. It has advantages such as high density, high luminous efficiency and high luminance, and long life and high reliability.
  • the present inventor has focused on the excellent features of field electron emission type fluorescent tubes, developed a field electron emission type fluorescent tube capable of emitting light with higher power consumption than before, and As a result, it has been developed and applied to a flat panel backlight.
  • the backlight for a liquid crystal display device of the present invention it is not necessary to arrange a large number of light emitting tubes side by side as in the conventional backlight, or to install a diffusion sheet or the like in order to eliminate uneven brightness.
  • the liquid crystal display device can be illuminated.
  • linear is not limited to a linear shape, and includes a curved shape such as a spiral shape or a wave shape, a shape in which a linear shape and a curved shape are mixed, and other shapes, and is also solid.
  • the cross-sectional shape is not particularly limited, and is not limited to a circle, and may be an ellipse, a rectangle, or other shapes.
  • the carbon-based film is a carbon nanowall
  • the conductive wire has a substantially circular cross section
  • the carbon nanowall is highly oriented with a substantially uniform film thickness on the entire outer circumferential surface. A film is formed.
  • the carbon-based film is a carbon nanowall having a form in which a plurality of nano-order carbon thin-wall forces are aggregated and coupled, and the wall-like portion emits electrons to the wall-like portion.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the main body strength of a liquid crystal television, with the liquid crystal display device and the backlight separated.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the main body strength of a liquid crystal television, with the liquid crystal display device and the backlight separated.
  • FIG. 2 is a partially broken perspective view of the backlight shown in FIG.
  • FIG. 3 is a side sectional view of the backlight of FIG.
  • FIG. 4 is a plan sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing the characteristics of a backlight.
  • FIG. 6 is a diagram showing another modification of the backlight.
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a conventional edge light type backlight.
  • FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a conventional direct type backlight.
  • FIG. 9 is a perspective view of an illumination lamp according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view of a backlight according to the embodiment of the present invention using the illumination lamp of FIG.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a film forming apparatus for forming a carbon nanowall on the outer peripheral surface of a conductive wire and a film forming method using the film forming apparatus.
  • FIG. 12A is an enlarged view showing a cross section of a conductive wire.
  • FIG. 12B is a partially enlarged perspective view of a conductive wire.
  • reference numeral 20 denotes an entire liquid crystal television.
  • Reference numeral 21 denotes a liquid crystal television main body
  • 22 denotes a liquid crystal display device incorporated in the liquid crystal television main body
  • 23 denotes a backlight according to an embodiment that illuminates the back surface of the liquid crystal display device 22.
  • the knock light 23 includes a flat panel case 24, an anode portion 25 with a phosphor, and a linear cathode portion 26.
  • the panel case 24 is surrounded by a pair of opposed flat panel portions 27 and 28 and four side panel portions 29, 30, 31, and 32, and the inside is in a vacuum or almost a vacuum state. . Techniques for evacuating or sealing the inside of the panel case 24 are well known, and a detailed description thereof will be omitted.
  • One flat panel portion 27 is a panel portion facing the back side of the liquid crystal display device 22.
  • the flat panel unit 27 is divided into a plurality of light emitting areas Al, A2, and A3 that illuminate the back surface of the liquid crystal display device 22 in the embodiment.
  • the flat panel portion 27 is made of glass, preferably soda lime glass.
  • the other flat panel portion 28 is on the back side with respect to the flat panel portion 27.
  • the flat panel 28 and the J-plane non-holes 30, 31, and 32 are made of a single piece of glass similar to the flat-type non-nore.
  • the material of the panel case 24 is not limited to glass.
  • the material of the panel case 24 may be any material that can transmit the emitted light to illuminate the back surface of the liquid crystal display device 22.
  • the material of the panel case 24 is preferably a material excellent in light transmittance.
  • an anode portion 25 with a phosphor On the inner surface of the flat panel portion 27, an anode portion 25 with a phosphor is formed.
  • the anode portion with phosphor 25 has at least a two-layer structure of a phosphor layer 25a and an anode layer 25b.
  • the phosphor layer 25 a is applied to the inner surface of the flat panel portion 27.
  • the anode layer 25b is deposited on the phosphor layer 25a by vacuum deposition or sputtering.
  • the anode terminal 25c is a terminal for drawing out the anode layer 25b of the anode portion 25 with the phosphor.
  • the fluorescent material of the phosphor layer 25a is not particularly limited.
  • the fluorescent material of the phosphor layer 25a is preferably a material that can emit white light.
  • the material of the anode layer 25b is preferably an aluminum thin film.
  • the material of the anode layer 25b is not limited to aluminum.
  • the material of the anode layer 25b may be ITO (indium monostannate) which is a transparent electrode. ITO can be formed by sputtering, for example.
  • the anode portion 25 with the phosphor is formed in a flat and wide state on the inner surface of the flat panel portion 27.
  • the anode portion with phosphor 25 is divided into a plurality of light emitting areas A1 to A3 on the inner surface of the flat panel portion 27.
  • the light emitting areas A1 to A3 are rectangular in plan view.
  • the phosphor-attached anode section 25 has a plurality of phosphors for the light emitting areas Al, A2, A3.
  • the anode parts 25A1, 25A2 and 25A3 can be divided into a plurality of anodes 25A1, 25A2 and 25A3 with a plurality of phosphors.
  • linear cathode portions 26A1, 26A2, and 26A3 are provided corresponding to the anode portions 25A1, 25A2, and 25A3 with phosphors, respectively.
  • Each of the linear cathode portions 26A1, 26A2, and 26A3 includes a conductive wire 33 preferably made of nickel.
  • a carbon nanowall is formed as a carbon-based film 35 on the surface of the conductive wire 33.
  • electric field concentration can be assisted. This unevenness is microscopic and is not shown in the drawing.
  • the carbon nanotube requires a catalytic metal and needs to be formed under a high vacuum.
  • carbon nanowalls do not require a catalytic metal and can be deposited under a relatively low vacuum. Therefore, carbon nanowalls can be formed at low cost.
  • the carbon nanotube has a high aspect ratio and is thin. Therefore, fluctuations occur at the tip of the carbon nanotube, making it difficult to emit electrons stably.
  • the surface area is large in the presence of a small amount of oxygen, the heat generated during electron emission is high.
  • drawbacks such as oxidative combustion and flickering.
  • the carbon nanowall is a form in which many nano-order carbon thin-walled wall-like portions are aggregated and coupled in the plane direction on the surface of the conductive wire 33, and is an end portion by applying a voltage. High electric field concentration occurs on the upper surface of the wall-like part and emits electrons, so it has excellent mechanical strength and stable electron emission characteristics even in a low vacuum environment.
  • carbon nanowalls do not require a catalyst metal and are under a low vacuum, and therefore can be easily formed on the surface of the conductive wire 33.
  • the wall-like part is continuous Therefore, a stable film formation form can be obtained even on the surface of the fine conductive wire 33.
  • carbon nanowalls have high electrical conductivity !, close to graphite !, have a crystal structure, and are composed of several tens of layers of graphene sheets. High electric field concentration occurs and emits electrons. Carbon nanowalls have excellent thermal stability and mechanical strength, and have stable electron emission characteristics even in a low vacuum environment.
  • the wall portion of the carbon nanowall is composed of both side wall surfaces and an upper wall surface (end), and electric field concentration occurs on the upper wall surface, and the upper wall force electron emission is performed.
  • Carbon nano-wall is relatively low temperature in and 10 1 to 10 2 Pa approximately also emit electrons at a low vacuum environment is performed, the environmental impact is extremely small.
  • Carbon nanowalls can be formed by a direct current plasma CVD (chemical vapor deposition) method.
  • a conductive wire having a circular cross section is arranged substantially at the center of the decompressed internal space of the cylindrical body, and is disposed opposite to the inner wall surface of the cylindrical body in a direction substantially parallel to the longitudinal direction.
  • Hydrogen gas and carbon-based gas are introduced into the space, and a cylindrical body is used as a force sword and a conductive wire is used as an anode, and a DC power source is applied between them to generate a plasma column in the cylindrical body.
  • a method of forming a carbon nanowall on the surface There is a method of forming a carbon nanowall on the surface.
  • the cylindrical body includes a conductor formed in a coil shape, a cylindrical body having both ends opened, and a peripheral wall of the cylindrical body having a mesh shape or a fence shape.
  • the power is £ 1000 and the girl's dress is less than 800 and the inner power is 800V and the inner force is 10000Pa and the girl's dress is «10003 ⁇ 4 and 2000Pa. .
  • the carbon nanowall is formed in a state where the conductive wire has a circular cross-section and is arranged at substantially the center of the cylindrical body.
  • the carbon nanowalls are also formed on the outer peripheral surface of the conductive wire with a highly uniform film orientation on the entire outer peripheral surface of the conductive wire. Become.
  • the unevenness applied to the surface of the conductive wire 33 is formed by, for example, stretching the conductive wire 33 from a visible size unevenness formed by threading or the like. It is possible to include unevenness up to a certain size and unevenness due to surface roughness alone. Unevenness
  • the conductive wire 33 includes, for example, spiral irregularities in the circumferential direction.
  • the unevenness includes an unevenness along the length direction of the conductive wire 33.
  • the outer peripheral surface of the conductive wire 33 is polished in the length direction with a polishing machine to roughen the surface to form microscopic streaks. It can be constituted by a large number of irregularities.
  • the unevenness is not particularly limited to its size, shape, number, etc.
  • the conductive wire 33 only needs to have conductivity.
  • the conductive wire 33 is not limited to nickel.
  • the carbon-based film 35 can be formed by techniques such as screen printing, coating, CVD (chemical vapor deposition), and electrodeposition.
  • Each of the linear negative electrode portions 26A1, 26A2, and 26A3 is opposed to each of the anode portions with phosphors 25A1, 25A2, and 25A3 with a predetermined gap therebetween. Electrons emitted from the carbon-based films 35 of the cathodes 26A1, 26A2, and 26A3 are emitted at the radiation angle ⁇ , and the anodes with phosphors 25A1, 25A2, and 25A3 have respective emission areas Al, A2, It only needs to cover A3.
  • each of the conductive wires 33 of the linear cathode portions 26A1, 26A2, and 26A3 includes conductive wires that are independent of each other.
  • each of the linear cathode portions 26A1, 26A2, and 26A3 may be arranged such that the conductive wires 33 are linearly arranged side by side.
  • Each of the conductive wires 33 of the linear cathode portions 26A1, 26A2, and 26A3 may be configured by meandering or bending one conductive wire inside the panel case 24.
  • the emitted electrons are attracted to the corresponding anode portions 25A1, 25A2, and 25A3 with phosphors, and collide with the phosphors, whereby the light emitting areas Al, A2 of the anode portions with phosphors 25A1, 25A2, and 25A3, respectively.
  • the phosphor present in A3 is excited and emits white light, which is visible light.
  • the horizontal axis represents the gap (opposite gap) between the two flat panel sections 27 and 28, and the vertical axis represents the spread diameter of electrons emitted at the radiation angle ⁇ from the carbon-based film 35 which is the field electron emission section.
  • the relationship with (mm) is shown.
  • Fig. 5 shows the relationship when the DC voltage (kV) forces ⁇ kV, 10kV, and 15kV applied between the anode parts with phosphors 25A1, 25A2, 25A3 and the linear cathode parts 26A1, 26A2, 26A3. .
  • Fig. 5 shows that the higher the DC voltage, the larger the electron spreading diameter, even with the same gap.
  • the planar size of the panel case 24 is 90 mm both vertically and horizontally, and the case thickness is 10 mm.
  • the length of each linear cathode part 26A1, 26A2, 26A3 shall be 60mm.
  • 1 OkV (frequency 3 kHz) is applied between the anode portions with phosphors 25A1, 25A2, 25A3 and the linear cathode portions 26A1, 26A2, 26A3 by a pulse power supply.
  • the light emission luminance of the backlight of the embodiment was 70, OOOcdZm 2 , and the uniformity of the light emission luminance was 90% or more (measuring points 12 points).
  • the backlight according to the embodiment was ineffective in luminance deterioration after long-term light emission (720 hours).
  • the temperature rise on the surface of the panel case was ineffective.
  • the cross section of the linear cathode portion 26 is circular or elliptical, electrons can be emitted radially from the entire outer peripheral surface thereof. Further, if the knocklight 23 is thin and large in area and the number of linear cathode portions is reduced, the light emitting area covered by one linear cathode portion is increased. Therefore, in order to obtain a backlight with high luminance emission, it is necessary to emit electrons from the linear cathode portion with high efficiency and high stability.
  • a linear film is formed by using carbon nanowalls that are not carbon nanotubes as the electron emission material that is deposited on the surface of the conductive wire that forms the linear cathode portion.
  • Electrons can be emitted from the negative electrode with high efficiency and high stability, and a backlight with high luminance can be obtained.
  • the linear cathode portions 26A1, 26A2, and 26A3 are arranged at positions opposite to the cathode portions with phosphors 25A1, 25A2, and 25A3, respectively. Electron reflecting surfaces 36A1, 36A2, and 36A3 that are concavely curved with respect to 26A2 and 26A3 are arranged, and the linear cathode portions 26A1, 26A2, and 26A3 are arranged at the focal points of the force electron reflecting surfaces 36A1, 36A2, and 36A3, respectively. Also good.
  • each linear cathode part 26A1, 26A2, and 26A3 each emits electrons in the respective directions of the electron reflecting surface 36A1, 36A2, and 36A3.
  • Anode part with phosphor 25A1, 25A2 , 25A3 is reflected toward the parallel side, so that a higher luminance can be obtained.
  • each linear cathode portion 26A1, 26A2, 26A3 reflects electrons as much as half of the conductive wire 33 to the electron reflecting surfaces 36A1, 36A2, 36A3.
  • Each phosphor-attached anode section 25A1, 25A2, 25A3 can be directed toward the side, and the panel case can be further reduced in thickness.
  • FIG. 9 shows a tubular illumination lamp 40.
  • This illumination lamp 40 has an anode part 2 with a phosphor composed of a phosphor layer 25a and an anode layer 25b on the inner surface of a vacuum sealed tube 41 having a substantially circular cross section, and a substantially center of the vacuum sealed tube 41 in the longitudinal direction.
  • a linear cathode portion 26 arranged to extend.
  • the linear cathode portion 26 includes a conductive wire 33 extending linearly and a field electron emission portion 35 having a carbon nanowall force formed on the outer peripheral surface of the conductive wire 33 in the same manner as described above. Speak.
  • FIG. 10 shows a backlight 23 for a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention in which a plurality of the illumination lamps 40 are arranged side by side at a predetermined interval.
  • the backlight 23 shown in FIG. 10 is disposed on the back surface of the liquid crystal display device 22 and illuminates the back surface of the liquid crystal display device 22.
  • this film forming apparatus 50 includes a conductive or insulating vacuum chamber 52.
  • the vacuum chamber 52 has a gas inlet 54 and a gas exhaust.
  • An exit 56 is provided.
  • the gas for generating plasma is hydrogen gas, and the source gas is carbon-based gas.
  • the internal pressure of the vacuum chamber 52 is in the range of lOPa to lOOOOPa.
  • a coiled cylindrical body 58 having a conductive peripheral wall is disposed.
  • a conductive wire 33 that is a substrate is disposed in the internal space of the cylindrical body 58.
  • the cylindrical body 58 extends long.
  • the wire 33 is disposed in the internal space of the cylindrical body 58 and has a structure extending in an elongated shape.
  • the inner peripheral surface of the cylindrical body 58 and the outer peripheral surface of the wire 33 are opposed to each other with a required space in the extending direction.
  • the cylindrical body 58 is connected to the negative electrode of the voltage-variable DC power source 60 and applied with a negative DC potential
  • the wire 33 is connected to the positive electrode of the DC power source 60 and applied with a DC positive potential.
  • the internal pressure of the vacuum chamber 52 is reduced within the above pressure range, and hydrogen gas and carbon-based gas are supplied from a gas supply cylinder (not shown) through the gas inlet 54.
  • a gas supply cylinder not shown
  • hydrogen gas and carbon-based gas are supplied from a gas supply cylinder (not shown) through the gas inlet 54.
  • a negative potential of the DC power supply 60 is applied to the cylindrical body 58, a plasma column 62 is generated in the internal space of the cylindrical body 58, and the carbon nanowall 35 is formed on the surface of the wire 33.
  • the voltage of the DC power supply 60 is 300 to 1000V.
  • the carbon nanowall 35 is formed on the entire outer peripheral surface of the conductive wire 33.
  • the carbon nanowall 35 has a configuration in which wall-shaped portions 37 made of a large number of nanoorder carbon flakes are assembled and coupled.
  • the conductive wire 33 is disposed at the center of the cylindrical body 58, the wall-shaped portion 37 is erected in the radial direction from the center of the conductive wire 33 over the entire circumference of the outer peripheral surface of the conductive wire 33. In this state, the outer peripheral surface force of the conductive wire 33 is also oriented to a substantially uniform film thickness.
  • the carbon nanoall 35 has a shape in which an electric field concentrates on the upper end of the wall-shaped portion 37.
  • the wall-shaped portion 37 of the carbon nanowall 35 has been used as a wall-shaped portion that emits electrons.
  • the wall-shaped portion 37 is not an electron emission source. It can be used as a wall-like portion for dispersively arranging needle-like carbon films (carbon needles) in a region surrounded by the wall-like portion. This is because of the high aspect ratio of carbon nanotubes, etc.
  • the needle-shaped carbon-dollar is high at the tip, making it easy to cause electric field concentration! However, if many carbon dollars are arranged, the electric field will not concentrate. Therefore, it is preferable to disperse and arrange the carbon needles.
  • the wall shape of the carbon nanowall is used. The part can be used not as an electron emission source but as a wall-like part for carbon-one-dollar dispersion.
  • the present invention can be used for a backlight for a liquid crystal display device that is disposed on the back side of a liquid crystal display device and illuminates the back surface.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

明 細 書
液晶表示装置用バックライト
技術分野
[0001] 本発明は、液晶表示装置を背面側から照明する液晶表示装置用バックライトに関 する。
背景技術
[0002] 液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力であることから、近年、テレビ、携帯端末 、ノ ソコン、電子手帳、カメラ一体型 VTR、等の広範囲の電子機器の表示装置として 使用されている。
[0003] 液晶表示装置は、ブラウン管やプラズマディスプレイとは異なり、それ自体が発光す るのではなぐ外部力も入射した光の量を制御して画像等を表示するのである。この ような液晶表示装置においては、その背面に、該液晶表示装置を照明する液晶表示 装置用バックライトが設置されて ヽる (特許文献 1参照)。
[0004] 上記電子機器にお!、ては低電力消費が重要視されてきて!/、る。液晶表示装置用 ノ ックライトは、上記電子機器の全電力消費量の約半分を占めていると言われている 。このことから、液晶表示装置用バックライトの低電力消費を図ることは重要である。 その一方で、例えば、液晶テレビ等の大型表示画面化が進むと、ますます、液晶表 示装置用バックライトにおける低電力消費の要請が高くなる。このような液晶表示装 置用バックライトの技術背景に鑑み、本発明者は、液晶表示装置用バックライトの低 電力消費化を図る一方で、同時に液晶表示装置を高輝度で照明することができる液 晶表示装置用バックライトの研究を鋭意進めて 、た。
[0005] ところで、液晶表示装置用バックライトには、冷陰極管が採用されてきている。代表 的な液晶表示装置用バックライトでは、その要求輝度が 10, OOOcdZm2である。画 面サイズに関わらず、この要求輝度を得るには、従来のような液晶表示装置の側面 に発光管 (冷陰極管)を配置し、反射板、導光板、拡散シート、プリズムシート等を用 いて液晶表示装置を照明する、いわゆるエッジライト型のバックライトでは要求輝度を 得られなくなつている。そのため、液晶表示装置用バックライトでは、液晶表示装置の 背面部分直下に発光管を配置する、いわゆる直下型の配置形態を取らざるを得なく なってきている。
[0006] 図 7および図 8は、それぞれ、エッジライト型と直下型のバックライトを示す。図 7にお いて、 9はリフレクタ、 10は冷陰極管 (発光管）、 11は反射板、 12は導光板、 13は拡 散シート、 14はプリズムシートを示す。図 8において、 15は冷陰極管、 16は反射板、
17は拡散板、 18は拡散シート、 19はプリズムシートを示す。
[0007] 直下型の配置形態では、直管状の発光管を複数並べて配置したり、あるいは、発 光管を蛇行状にして配置したりしている。
[0008] し力しながら、直下型のバックライトにおいても、発光管それ自体の発光輝度が低い ために、要求輝度を得るには、依然として発光電力を多く消費するものである。
[0009] また、液晶テレビの大型化に沿う要求輝度を得るには、発光管の配置密度や配置 個数を増やす必要があるなど、消費電力は急激に増大している。
[0010] エッジライト型のノ ックライトも直下型のノ ックライトも、いずれも、発光を拡散させる 拡散シートや拡散板を設置する必要も生じるなど、ノ ックライトを構成する部品点数 が多 、ため、製造コストも増大して 、ると!/、う不都合があった。
特許文献 1：特開平 06— 242439号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0011] 本発明により解決すべき課題は、バックライトを低電力消費でありながら高発光輝度 を得られる一方で、エッジライト型や直下型で要して 、たコストがかかる拡散シート等 の部品の点数を少なくして、液晶表示装置を平面的に照明むらなく照明することが可 能なフラットパネル型の液晶表示装置用バックライトを安価に提供することである。 課題を解決するための手段
[0012] 本発明によるバックライトは、液晶表示装置の背面を照明するフラットパネル形のバ ックライトにおいて、複数の発光エリアに区画された平面パネル部を備えるパネルケ ースと、前記平面パネル部の内面に各発光エリアそれぞれに対応して形成された複 数の蛍光体付き陽極部と、前記パネルケース内で前記複数の蛍光体付き陽極部そ れぞれに対向配置された複数の線状陰極部とを備え、前記複数の線状陰極部それ ぞれは、前記複数の蛍光体付き陽極部それぞれとほぼ平行な方向に線状に延びて 配置された導電性ワイヤと、前記導電性ワイヤの外周面に形成されたカーボン系膜 からなる電界電子放出部とを備え、前記複数の線状陰極部それぞれの電界電子放 出部は、前記複数の発光エリアそれぞれに向けて電子を放射状に放出可能に設け られている。
[0013] 本発明においては、発光管として、電界電子放出型蛍光管に着目したものである。
電界電子放出型蛍光管は、冷陰極管とは異なって、管内に希ガスや水銀蒸気が無く 真空ないしほぼ真空の状態であり、対環境性に優しいこと、管壁が加熱されないから 薄型で設置密度を高くすることができること、高い発光効率と高い発光輝度とを有す ること、長寿命で高信頼性が得られること、等の利点を備えている。
[0014] 本発明者は、電界電子放出型蛍光管の優れた特徴に着目し、従来よりも低消費電 力でもって高輝度発光が可能な電界電子放出型蛍光管を開発し、その開発の成果 として、更にフラットパネル形のバックライトに展開応用したものである。
[0015] 本発明の液晶表示装置用バックライトにおいては、従来のバックライトのように、発 光管を多数並べて配置したり、あるいは、輝度むらをなくため、拡散シート等を設置 する必要もなぐ液晶表示装置を照明することができる。
[0016] なお、上記「線状」とは、直線状に限定されず、螺旋状や波状等の曲線状、直線状 と曲線状とが混合した形状、その他の形状を含み、また、中実、中空を問うものでは なぐまた、その断面形状は、特に限定されず、円形に限らず、楕円形、矩形やその 他の形状であってもよ ヽ。
[0017] 好ましくは、前記カーボン系膜がカーボンナノウォールであり、前記導電性ワイヤは その断面が略円形であり、その外周面全周にほぼ均一な膜厚で前記カーボンナノウ オールが高配向に成膜されて 、る。
[0018] 好ましくは、前記カーボン系膜が、多数のナノオーダの炭素薄片力 なる壁状部が 集合連成された形態を有するカーボンナノウォールであり、上記壁状部を、電子放出 させる壁状部として用いる。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1]図 1は、液晶テレビの本体力も液晶表示装置とバックライトとを分離して示す斜 視図である。
[図 2]図 2は、図 1に示されるバックライトの一部破断斜視図である。
[図 3]図 3は、図 2のバックライトの側面断面図である。
[図 4]図 4は、図 3の A— A線に沿う平面断面図である。
[図 5]図 5は、バックライトの特性を示す図である。
[図 6]図 6は、バックライトの他の変形例を示す図である。
[図 7]図 7は、従来のエッジライト型バックライトの概略構成図である。
[図 8]図 8は、従来の直下型バックライトの概略構成図である。
[図 9]図 9は、本発明の他の実施形態に係る照明ランプの斜視図である。
[図 10]図 10は、図 9の照明ランプを用いた本発明の実施の形態に係るバックライトの 斜視図である。
[図 11]導電性ワイヤの外周面にカーボンナノウォールを成膜する成膜装置とその成 膜装置を用いた成膜方法の説明に供する図である。
[図 12A]導電性ワイヤの断面を拡大して示す図である。
[図 12B]導電性ワイヤの部分拡大斜視図である。
符号の説明
[0020] 22 液晶表示装置
23 ノ ックライ卜
24 ノ ネノレケース
25 蛍光体付き陽極部
33 導電性ワイヤ
35 カーボン系膜 (カーボンナノウォール）
発明を実施するための最良の形態
[0021] 以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態に係る液晶表示装置用のバッ クライトを詳細に説明する。
[0022] 図 1ないし図 5を参照して、 20は液晶テレビ全体を示す。 21は液晶テレビ本体、 22 は液晶テレビ本体 21に組み込まれる液晶表示装置、 23は液晶表示装置 22の背面 を照明する実施の形態のバックライトを示す。 [0023] ノ ックライト 23は、フラットなパネルケース 24と、蛍光体付き陽極部 25と、線状陰極 部 26とを備えている。
[0024] パネルケース 24は、一対の対向する平面パネル部 27, 28と、 4つの側面パネル部 29, 30, 31、 32とで囲まれてなり、内部が真空ないしはほぼ真空状態とされている。 パネルケース 24の内部を真空排気したり、真空に封じたりする技術は周知であり、そ の詳細な説明は省略する。一方の平面パネル部 27は、液晶表示装置 22の背面側と 向き合うパネル部である。この平面パネル部 27は、液晶表示装置 22の背面を照明 するベぐ複数の、実施の形態では 3つの、発光エリア Al, A2, A3に区画される。 平面パネル部 27は、ガラス、好ましくはソーダライムガラスにより構成されている。他 方の平面パネル部 28は、平面パネル部 27に対して背面側となる。この平面パネル 咅 28と佃 J面ノ ネノレ咅 30, 31, 32は、平面ノ ネノレ咅 と同様のガラスにより一 体に構成されている。パネルケース 24の素材はガラスに限定されない。パネルケ一 ス 24の素材は、液晶表示装置 22の背面を照明するため、発光した光を透過できる 素材であればよい。パネルケース 24の素材は、光透過率に優れた素材が好ましい。
[0025] 平面パネル部 27の内面には、蛍光体付き陽極部 25が形成されている。蛍光体付 き陽極部 25は、蛍光体層 25aと、陽極層 25bとの少なくとも 2層構造となっている。蛍 光体層 25aは、平面パネル部 27の内面に塗布されている。陽極層 25bは、蛍光体層 25a上に真空蒸着法あるいはスパッタリング法により蒸着されている。陽極端子 25c は、蛍光体付き陽極部 25の陽極層 25bを外部に引き出す端子である。蛍光体層 25 aの蛍光材料は、特に限定されない。蛍光体層 25aの蛍光材料は、白色で発光する ことができる材料が好ましい。陽極層 25bの素材はアルミニウム薄膜が好ましい。陽 極層 25bの素材は、アルミニウムに限定されない。陽極層 25bの素材は、透明電極 である ITO (インジウム一スズ酸ィ匕物）でもよい。 ITOは、例えばスパッタリングで形成 することができる。蛍光体付き陽極部 25は、平面パネル部 27の内面に平面状に広 力 た状態に形成されている。蛍光体付き陽極部 25は、平面パネル部 27の内面に おいて、複数の発光エリア A1— A3に領域分けされる。発光エリア A1— A3は平面 視矩形形状である。
[0026] 蛍光体付き陽極部 25は、上記発光エリア Al, A2, A3に対しては、複数の蛍光体 付き陽極部 25A1, 25A2, 25A3に分けることができ、これら複数の蛍光体付き陽極 25A1, 25A2, 25A3力ら構成されて!ヽる。
[0027] 平面パネル部 28の内面には、蛍光体付き陽極部 25A1, 25A2, 25A3それぞれ に個別に対応して線状陰極部 26A1, 26A2, 26A3が設けられている。各線状陰極 部 26A1, 26A2, 26A3それぞれは、好ましくはニッケルからなる導電性ワイヤ 33を 備える。
[0028] 導電性ワイヤ 33の表面には、カーボン系膜 35として、カーボンナノウォールが形成 されている。この場合、導電性ワイヤ 33の表面に凹凸がある場合、電界集中を補助 することができる。この凹凸は微視的であり、図面には表していない。
[0029] また、カーボン系膜 35がカーボンナノウォールである場合とカーボンナノチューブ である場合とを比較すると、カーボンナノチューブでは触媒金属が必要であり、かつ、 高真空下で成膜する必要があるのに対して、カーボンナノウォールは触媒金属が不 要であり比較的低真空下で成膜することができる。したがって、カーボンナノウォール では成膜コストが安価に済む。
[0030] また、カーボンナノチューブは、アスペクト比が高く細 、ためにその先端にゆらぎが 生じて電子放出が安定ィ匕しにくぐまた微量酸素存在下では表面積が大きいので電 子放出の際の熱で容易に酸化燃焼して発光にちらつきが生じるなどの欠点がある。 これに対して、カーボンナノウォールは、導電性ワイヤ 33の表面に多数のナノオーダ の炭素薄片力 なる壁状部が平面方向に集合連成された形態であり、電圧印加によ り端部である壁状部の上面で高い電界集中が起こって電子を放出するものであるか ら、機械的強度に優れており、低真空環境下でも安定した電子放出特性を有する。
[0031] 特に、平坦な基板上とは異なって、断面が円形である導電性ワイヤ 33の表面には、 触媒金属を付けて高真空下でカーボンナノチューブを円周方向に均一に成長させる ことは難しく、そのため、カーボンナノチューブをスプレー法ゃデイツビング法で塗布 するなどしており、カーボンナノチューブそのものを直接、導電性ワイヤ 33の表面に 成膜することは困難であった。
[0032] これに対してカーボンナノウォールでは、触媒金属が不要であり、低真空下である ので導電性ワイヤ 33の表面に容易に成膜させることができる。特に、壁状部が連続 した成膜形態であるので、細 、導電性ワイヤ 33表面でも安定した成膜形態をとること ができる。
[0033] 以上から、カーボンナノウォールは、電気伝導度の高!、グラフアイトに近!、結晶構造 を持ち、数十層のグラフ ンシートからなり、電圧印加により端部である壁状部の上面 で高い電界集中が起こって電子を放出するものである。カーボンナノウォールは熱的 安定性、機械的強度に優れており、低真空環境下でも安定した電子放出特性を有 する。カーボンナノウォールの壁状部は両側壁面と上壁面 (端部）からなり、この上壁 面に電界集中が起こって該上壁面力 電子放出が行われる。カーボンナノウォール は、比較的低温でかつ 10— 1ないし 10— 2Pa程度の低真空環境下でも電子放出が行わ れるなど、環境負荷が極めて小さい。
[0034] カーボンナノウォールは直流プラズマ CVD (chemical vapor deposition)法により成 膜することができる。この成膜方法としては、例えば筒状体の減圧された内部空間の ほぼ中央に断面が円形である導電性ワイヤを、筒状体の内壁面に長手方向にほぼ 平行に対向配置し、この内部空間に水素ガスと炭素系ガスとを導入するとともに筒状 体を力ソードとし導電性ワイヤをアノードとしてこれらの間に直流電源を印加して筒状 体内にプラズマ柱を発生させて導電性ワイヤの表面にカーボンナノウォールを成膜 する方法がある。筒状体には、導線をコイル形状に構成したもの、両端が開口した円 筒体、この円筒体の周壁を網目状、柵状にしたものがある。この成膜処理においては 、 の ] £ί¾300な!ヽし 1000V、女子まし < ί¾500な!ヽし 800V、内咅¾f¾の] £ 力 «10¾ ヽし 10000Pa、女子まし < «1000¾ ヽし 2000Paである。
[0035] 上記成膜では、導電性ワイヤが断面円形であり、かつ、筒状体のほぼ中央に配置さ れた状態で、カーボンナノウォールが成膜されるので、カーボンナノウォールは導電 性ワイヤの外周面にほほ均一な膜厚で成膜されるとともに、そのカーボンナノウォー ルも導電性ワイヤの外周面全周にほぼ均等な高配向に成膜され、電子放出特性に 優れた成膜となる。
[0036] なお、導電性ワイヤ 33の表面に付ける凹凸は、例えば、ネジ切り加工等により形成 した可視的なサイズの凹凸カゝら導電性ワイヤ 33を引き伸ばし加工等して形成される 微視的なサイズまでの凹凸、表面粗さだけによる凹凸を含むことができる。凹凸は、 導電性ワイヤ 33の円周方向に例えば螺旋状の凹凸を含む。凹凸は導電性ワイヤ 33 の長さ方向に沿う凹凸を含む。導電性ワイヤ 33の長さ方向に凹凸を形成する手法と して、例えば、研磨機で導電性ワイヤ 33の外周面を長さ方向に研磨して表面を粗し て微視的な筋状の多数の凹凸により構成することができる。これら凹凸は、導電性ヮ ィャ 33の円周方向や長さ方向に対して整列することが電子放出の安定ィ匕に好ましい 。凹凸はそのサイズや形状や個数等に特に限定されない。導電性ワイヤ 33は導電 性を有するものであればよい。導電性ワイヤ 33は、ニッケルに限定されない。
[0037] カーボン系膜 35は、例えば、スクリーン印刷、コーティング、 CVD (化学的蒸着法） 、電着法等の技術により形成することができる。
[0038] 線状陰極部 26A1, 26A2, 26A3それぞれと、蛍光体付き陽極部 25A1, 25A2, 25A3 (蛍光体付き陽極部 25)それぞれとの間に直流電圧あるいは高周波パルス電 圧が印加されると、線状陰極部 26A1, 26A2, 26A3それぞれの電界電子放出部で あるカーボン系膜 35からそれぞれ対応する蛍光体付き陽極部 25A1, 25A2, 25A 3に向けて放射角度 Θでそれぞれ放射状に広がるように電子が放出される。線状陰 極部 26A1, 26A2, 26A3それぞれは、蛍光体付き陽極部 25A1, 25A2, 25A3そ れぞれに対して所定のギャップを隔てて対向配置されている力 このギャップの大き さは、線状陰極部 26A1, 26A2, 26A3それぞれのカーボン系膜 35から放出した電 子が、上記放射角度 Θで放出されて、蛍光体付き陽極部 25A1, 25A2, 25A3それ ぞれの発光エリア Al, A2, A3をカバーできる程度あればよい。線状陰極部 26A1, 26A2, 26A3それぞれの導電性ワイヤ 33は、実施の形態では、互いに独立した導 電性ワイヤを備える。他の実施の形態として、線状陰極部 26A1, 26A2, 26A3それ ぞれ導電性ワイヤ 33が直線的に互いに並べて配置されてもよい。線状陰極部 26A1 , 26A2, 26A3それぞれの導電性ワイヤ 33は、 1本の導電性ワイヤをパネルケース 24内部で蛇行させたりあるいは折曲げたりして構成されたものでもよい。
[0039] 蛍光体付き陽極部 25A1, 25A2, 25A3それぞれと線状陰極部 26A1, 26A2, 2 6A3それぞれとの間に直流電圧が印加されると、線状陰極部 26A1, 26A2, 26A3 それぞれの電界電子放出部であるカーボン系膜 35の尖鋭な形状部分に電界が強く 集中し、量子トンネル効果により電子がエネルギ障壁を突き抜けて真空中へと放出さ れる。放出された電子は、対応する蛍光体付き陽極部 25A1, 25A2, 25A3に引き 付けられて蛍光体に衝突し、これによつて蛍光体付き陽極部 25A1, 25A2, 25A3 それぞれの発光エリア Al, A2, A3に存在する蛍光体が励起されて可視光である白 色に発光する。
[0040] 図 5は、横軸に両平面パネル部 27, 28のギャップ (対向隙間）、縦軸に電界電子放 出部であるカーボン系膜 35から放射角度 Θで放射される電子の広がり径 (mm)との 関係を示す。図 5は、蛍光体付き陽極部 25A1, 25A2, 25A3と線状陰極部 26A1, 26A2, 26A3との間に印加される直流電圧（kV)力 ^kVと 10kVと 15kVのときの関 係を示す。図 5は、上記直流電圧が高くなる程、同じギャップであっても、電子の広が り径が大きくなることを示して 、る。
[0041] 本発明者の実験を以下に述べる。
[0042] パネルケース 24の平面サイズを縦横共に 90mm、ケース厚さを 10mmとする。各線 状陰極部 26A1, 26A2, 26A3の長さを 60mmとする。蛍光体付き陽極部 25A1, 2 5A2, 25A3と線状陰極部 26A1, 26A2, 26 A3それぞれの間にパルス電源により 1 OkV (周波数 3kHz)が印加される。この印加により、実施の形態のバックライトの発光 輝度は 70, OOOcdZm2であり、かつ、その発光輝度の均一性は 90%以上（測定点 1 2点)であった。また、実施の形態のバックライトでは、長期発光（720時間）後の輝度 劣化が無力つた。また、実施の形態のバックライトでは、パネルケース表面の温度の 上昇が無力つた。
[0043] 線状陰極部 26の断面が円形ないしは楕円形であるために、その外周面全体から 電子を 360度放射状に放出することができる。また、ノ ックライト 23が薄型かつ大面 積化し、かつ、線状陰極部の設置数が減ると、 1つの線状陰極部でカバーする発光 エリアが増大する。そのため、高輝度発光のバックライトを得るには、線状陰極部から 高効率かつ高安定で電子放出を行う必要がある。本実施の形態では、線状陰極部 を構成する導電性ワイヤの表面に成膜する電子放出材料にカーボンナノチューブで はなぐカーボンナノウォールを用いたことにより、上記実験で実証したように、線状陰 極部から高効率かつ高安定で電子放出を行 、、高輝度発光のバックライトを得ること ができるようになった。 [0044] なお、図 6で示すように、線状陰極部 26A1, 26A2, 26 A3に対して蛍光体付き陽 極部 25A1, 25A2, 25A3それぞれとは反対側の位置に線状陰極部 26A1, 26A2 , 26A3に対して凹状に湾曲した電子反射面 36A1, 36A2, 36A3を配置し、線状 陰極部 26A1, 26A2, 26A3それぞれ力電子反射面 36A1, 36A2, 36A3それぞ れの焦点に配置してもよい。電子反射面 36A1, 36A2, 36A3を配置すると、各線 状陰極部 26A1, 26A2, 26A3それぞれ力も電子反射面 36A1, 36A2, 36A3そ れぞれの方向に放出する電子を蛍光体付き陽極部 25A1, 25A2, 25A3側にそれ ぞれ平行に向けて反射するようになるから、一層高い発光輝度を得ることができる。ま た、線状陰極部 26A1, 26A2, 26A3それぞれの導電性ワイヤ 33の外周面のうち蛍 光体付き陽極部 25A1, 25A2, 25A3側に対向する半分の外周面を絶縁被覆し、 残り半分の外周面にカーボン系膜を形成すると、各線状陰極部 26A1, 26A2, 26A 3からは、それらの導電性ワイヤ 33の半分側力もの電子を各電子反射面 36A1, 36 A2, 36A3に反射させて各蛍光体付き陽極部 25A1, 25A2, 25A3側に向かわせ ることができ、パネルケースのより一層の薄型化を図ることができる。
[0045] なお、図 9に管状の照明ランプ 40を示す。この照明ランプ 40は、断面略円形の真 空封止管 41の内面に蛍光体層 25aと陽極層 25bとからなる蛍光体付き陽極部 2と、 この真空封止管 41の略中央を長手方向に延びて配置された線状陰極部 26とを備え る。この線状陰極部 26は、上記と同様に、線状に延びる導電性ワイヤ 33と、前記導 電性ワイヤ 33の外周面に形成されたカーボンナノウォール力もなる電界電子放出部 35とを備えて ヽる。
[0046] 図 10に、上記照明ランプ 40を、所定間隔をあけて、複数、並べて配置した本発明 の実施の形態に係る液晶表示装置用バックライト 23を示す。図 10に示すバックライト 23は、液晶表示装置 22の背面に配置されて、該液晶表示装置 22の背面を照明す る。
[0047] 図 11および図 12A,図 12Bを参照して導電性ワイヤ 33の外周面にカーボンナノウ オール 35を成膜する方法を説明する。カーボンナノウォール 35は、直流プラズマ CV D法により成膜することができる。図 11を参照して、この成膜装置 50は、導電性また は絶縁性の真空チャンバ 52を備える。真空チャンバ 52にはガス導入口 54とガス排 出口 56とが設けられている。プラズマ発生用ガスは水素ガス、原料ガスは炭素系ガ スである。真空チャンバ 52の内圧は lOPaから lOOOOPaの範囲である。真空チャン バ 52の内部には周壁がコイル状に構成された、導電性を有するコイル状の筒状体 5 8が配設されている。筒状体 58の内部空間には基板である導電性のワイヤ 33が配 置されている。筒状体 58は長尺に延びている。ワイヤ 33は筒状体 58の内部空間に 配置されて細長に延びた構造になっている。筒状体 58の内周面とワイヤ 33の外周 面とはその延設方向に所要の空間を隔てて相対向している。筒状体 58は電圧可変 型の直流電源 60の負極に接続されて直流負電位が印加され、ワイヤ 33は直流電源 60の正極に接続されて直流正電位が印加されて 、る。
[0048] 以上の構成を備えた成膜装置 50において、真空チャンバ 52の内圧を上記圧力範 囲で減圧しかつガス導入口 54から図示略のガス供給ボンベから水素ガスと炭素系ガ スとを導入し、直流電源 60の負電位を筒状体 58に印加すると、筒状体 58の内部空 間にプラズマ柱 62が発生し、ワイヤ 33の表面にカーボンナノウォール 35が成膜され る。直流電源 60の電圧は 300ないし 1000Vである。
[0049] 以上のようにして導電性ワイヤ 33の外周面全周にカーボンナノウォール 35が成膜 される。このカーボンナノウォール 35は図 12A、図 12Bに示すように、多数のナノォ ーダの炭素薄片からなる壁状部 37が集合連成された形態を有している。また、導電 性ワイヤ 33は筒状体 58の中央に配置されるので、壁状部 37は、導電性ワイヤ 33の 外周面の全周にわたり当該導電性ワイヤ 33の中心から半径方向に立設した状態で かつ導電性ワイヤ 33の外周面力も略均一な膜厚に配向されている。このカーボンナ ノウオール 35は、壁状部 37の上端に電界が集中する形状を有する。
[0050] 以上にぉ 、ては、カーボンナノウォール 35の壁状部 37を、電子放出させる壁状部 として用いたが、図示はしないが、その壁状部 37を、電子放出源ではなぐその壁状 部に囲まれた領域内にニードル状のカーボン膜 (カーボンニードル)を分散配置する ための壁状部として用いることができる。これは、カーボンナノチューブ等のアスペクト 比の高 、ニードル状のカーボン-一ドルはその先端に高 、電界集中を起こし易！、が 、多数のカーボン-一ドルが配置されると、電界集中しなくなる。そのため、カーボン ニードルを分散配置することが好ま 、が、本発明ではカーボンナノウォールの壁状 部を電子放出源ではなくカーボン-一ドルの分散配置のための壁状部として用いる ことができる。
産業上の利用可能性
本発明は、液晶表示装置の背面側に配置されて該背面を照明する液晶表示装置 用バックライトに利用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 液晶表示装置の背面を照明するフラットパネル形のノ ックライトにおいて、
複数の発光エリアに区画された平面パネル部を備えるパネルケースと、
前記平面パネル部の内面に各発光エリアそれぞれに対応して形成された複数の蛍 光体付き陽極部と、
前記パネルケース内で前記複数の蛍光体付き陽極部それぞれに対向配置された 複数の線状陰極部とを備え、
前記複数の線状陰極部それぞれは、前記複数の蛍光体付き陽極部それぞれとほぼ 平行な方向に線状に延びて配置された導電性ワイヤと、前記導電性ワイヤの外周面 に形成されたカーボン系膜を含む電界電子放出部とを備え、
前記複数の線状陰極部それぞれの電界電子放出部は、前記複数の発光エリアそ れぞれに向けて電子を放射状に放出可能に設けられている、液晶表示装置用バック ライト。
[2] 前記カーボン系膜がカーボンナノウォールであり、前記導電性ワイヤはその断面が 略円形であり、その外周面全周にほぼ均一な膜厚で前記カーボンナノウォールが高 配向に成膜されて 、る請求項 1に記載の液晶表示パネル用バックライト。
[3] 前記カーボン系膜が、多数のナノオーダの炭素薄片力 なる壁状部が集合連成さ れた形態を有するカーボンナノウォールであり、上記壁状部を、電子放出させる壁状 部として用いる、請求項 1または 2に記載の照明装置。
[4] 前記カーボン系膜が、多数のナノオーダの炭素薄片力 なる壁状部が集合連成さ れた形態を有するカーボンナノウォールであり、上記壁状部を、ニードル状のカーボ ン膜を分散配置するための壁状部として用いる、ことを特徴とする請求項 1または 2に 記載の照明装置。
[5] 前記導電性ワイヤはその表面に電界集中補助用の凹凸部を有する請求項 1ないし
4のいずれかに記載の液晶表示パネル用バックライト。
[6] 前記複数の蛍光体付き陽極部が一体形成されたものである、請求項 1な 、し 5の 、 ずれかに記載の液晶表示装置用バックライト。
[7] 前記複数の線状陰極部それぞれに対して前記複数の蛍光体付き陽極部それぞれ とは反対側の位置に凹状に湾曲した電子反射面が配置され、前記複数の線状陰極 部それぞれが、前記複数の電子反射面それぞれの焦点位置に配置されている、請 求項 1な!、し 6の 、ずれかに記載の液晶表示装置用バックライト。
[8] 前記線状陰極部の導電性ワイヤの外周面のうち蛍光体付き陽極部側に対向する 半分の外周面が絶縁被覆され、残り半分の外周面が前記電子反射面に向いている 請求項 7に記載の液晶表示装置用バックライト。
[9] 前記複数の線状陰極部は、 1本の導電性ワイヤを前記パネルケース内
部で蛇行状に折曲げて互いに一体に構成されて 、るものである、請求項 1な!、し 8の いずれかに記載の液晶表示装置用バックライト。
[10] 前記複数の線状陰極部は、互いに独立した複数の導電性ワイヤを前記複数の蛍 光体付き陽極部それぞれに対向して配置されているものである、請求項 1ないし 8の いずれかに記載の液晶表示装置用バックライト。
PCT/JP2005/015475 2004-08-26 2005-08-25 液晶表示装置用バックライト WO2006022352A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006532598A JP5214146B2 (ja) 2004-08-26 2005-08-25 液晶表示装置用バックライト
EP05774681A EP1796135A4 (en) 2004-08-26 2005-08-25 BACKLIGHT DEVICE FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY
KR1020077006684A KR101456708B1 (ko) 2004-08-26 2005-08-25 액정 표시 장치용 백라이트

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004247208 2004-08-26
JP2004-247208 2004-08-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006022352A1 true WO2006022352A1 (ja) 2006-03-02

Family

ID=35448114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2005/015475 WO2006022352A1 (ja) 2004-08-26 2005-08-25 液晶表示装置用バックライト

Country Status (7)

Country Link
US (2) US7511415B2 (ja)
EP (2) EP1630593A1 (ja)
JP (1) JP5214146B2 (ja)
KR (2) KR101320826B1 (ja)
CN (1) CN1741226B (ja)
TW (1) TWI383218B (ja)
WO (1) WO2006022352A1 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008084661A (ja) * 2006-09-27 2008-04-10 Dialight Japan Co Ltd 電子エミッタの製造方法
JP2008153113A (ja) * 2006-12-19 2008-07-03 Dialight Japan Co Ltd 冷陰極蛍光ランプの駆動方式
JP2008192339A (ja) * 2007-02-01 2008-08-21 Dialight Japan Co Ltd 冷陰極蛍光ランプの発光駆動方式
JP2008192534A (ja) * 2007-02-07 2008-08-21 Dialight Japan Co Ltd 電子エミッタ用基材、電子エミッタ用基材の製造方法および電子エミッタの製造方法
JP2009146816A (ja) * 2007-12-17 2009-07-02 Hitachi Metals Ltd 冷陰極電子源およびフィールドエミッションランプ
JP2011165678A (ja) * 2007-12-31 2011-08-25 Ind Technol Res Inst 両面が発光する面光源装置
WO2011138837A1 (ja) * 2010-05-06 2011-11-10 高知Ｆｅｌ株式会社 電界放出型光源

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7511415B2 (en) * 2004-08-26 2009-03-31 Dialight Japan Co., Ltd. Backlight for liquid crystal display device
US20070248767A1 (en) * 2006-04-19 2007-10-25 Asm Japan K.K. Method of self-cleaning of carbon-based film
KR20070121428A (ko) * 2006-06-22 2007-12-27 엘지.필립스 엘시디 주식회사 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시장치
US8259258B2 (en) * 2006-06-28 2012-09-04 Thomson Licensing Liquid crystal display having a field emission backlight
JP4662067B2 (ja) * 2006-07-25 2011-03-30 トヨタ自動車株式会社 構造制御されたカーボンナノウォール、及びカーボンナノウォールの構造制御方法
WO2008033502A2 (en) * 2006-09-15 2008-03-20 Thomson Licensing Display utilizing simultaneous color intelligent backlighting and luminescence controlling shutters
JP5216780B2 (ja) * 2006-12-18 2013-06-19 トムソン ライセンシング ブラックマトリックスを備える電界放出部を有するディスプレイ装置
KR101340052B1 (ko) * 2007-08-24 2013-12-11 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 패널 및 이의 제조 방법
KR20100043972A (ko) * 2008-10-21 2010-04-29 삼성전자주식회사 광신호 집광기와 광 수신기
KR101300799B1 (ko) * 2010-06-18 2013-08-29 그래핀스퀘어 주식회사 그래핀 층을 포함하는 광학 필름, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치
CN103424867B (zh) * 2012-05-24 2017-02-22 南京灿华光电设备有限公司 一种纳米匀光透光显示部件
US9520742B2 (en) 2014-07-03 2016-12-13 Hubbell Incorporated Monitoring system and method
US20210269182A1 (en) 2018-06-29 2021-09-02 Sealed Air Corporation (Us) End seal carriage velocity differential

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0513049A (ja) * 1990-07-31 1993-01-22 Sanyo Electric Co Ltd 平面型螢光ランプ及びこれを用いた液晶プロジエクタ
JPH11510951A (ja) * 1995-08-14 1999-09-21 イー・アイ・デユポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 蛍光灯
US20030129305A1 (en) * 2002-01-08 2003-07-10 Yihong Wu Two-dimensional nano-sized structures and apparatus and methods for their preparation
WO2003088308A1 (fr) * 2002-04-17 2003-10-23 Alexandr Nikolaevich Obraztsov Source lumineuse a luminescence cathodique
JP2005307352A (ja) * 2004-03-25 2005-11-04 Dialight Japan Co Ltd 炭素膜の製造装置およびその製造方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5248917A (en) * 1990-07-31 1993-09-28 Sanyo Electric Co., Ltd. Flat fluorescent lamp and liquid crystal projector incorporating same
EP0529090B1 (en) 1991-03-06 1996-11-27 Miyota Kabushiki Kaisha Cathode luminescence device
US5600200A (en) * 1992-03-16 1997-02-04 Microelectronics And Computer Technology Corporation Wire-mesh cathode
JPH06242439A (ja) 1993-02-12 1994-09-02 Casio Comput Co Ltd 液晶表示装置
US5760858A (en) * 1995-04-21 1998-06-02 Texas Instruments Incorporated Field emission device panel backlight for liquid crystal displays
US5697827A (en) * 1996-01-11 1997-12-16 Rabinowitz; Mario Emissive flat panel display with improved regenerative cathode
US5831397A (en) * 1996-12-02 1998-11-03 Telegen Corporation Deflecting apparatus for a flat-panel display illuminated by electrons
WO1999044215A1 (fr) * 1998-02-27 1999-09-02 Isle Bright Limited Emetteur a effet de champ et procede de fabrication
US6426590B1 (en) * 2000-01-13 2002-07-30 Industrial Technology Research Institute Planar color lamp with nanotube emitters and method for fabricating
KR100490527B1 (ko) * 2000-02-07 2005-05-17 삼성에스디아이 주식회사 카본나노튜브를 채용한 2차 전자 증폭 구조체 및 이를 이용한 플라즈마 표시 패널 및 백라이트
JP2001229807A (ja) * 2000-02-18 2001-08-24 Nec Corp 炭素膜とそれを用いた電界放出型冷陰極及びその製造方法
JP3581298B2 (ja) 2000-04-27 2004-10-27 シャープ株式会社 電界放出型電子源アレイ及びその製造方法
JP2002042735A (ja) 2000-07-28 2002-02-08 Mitsubishi Electric Corp 蛍光ランプ
TW483016B (en) * 2001-03-28 2002-04-11 Ind Tech Res Inst Manufacturing method of electron emitter stack and structure of field emission display
JP2003059431A (ja) * 2001-08-08 2003-02-28 Noritake Itron Corp 蛍光表示素子
JP3935414B2 (ja) * 2002-09-26 2007-06-20 株式会社東芝 放電灯
JP4203643B2 (ja) 2003-01-17 2009-01-07 パナソニック電工株式会社 プッシュスイッチ
JP2004241159A (ja) * 2003-02-03 2004-08-26 Futaba Corp 蛍光発光管
KR20050081536A (ko) * 2004-02-14 2005-08-19 삼성에스디아이 주식회사 전계방출형 백라이트 장치 및 그 제조방법
EP1605489A3 (en) * 2004-06-10 2008-06-11 Dialight Japan Co., Ltd. Field electron emission device and lighting device
US7511415B2 (en) * 2004-08-26 2009-03-31 Dialight Japan Co., Ltd. Backlight for liquid crystal display device
JP5410648B2 (ja) * 2004-08-26 2014-02-05 株式会社ピュアロンジャパン 表示パネルおよび該表示パネルに用いる発光ユニット

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0513049A (ja) * 1990-07-31 1993-01-22 Sanyo Electric Co Ltd 平面型螢光ランプ及びこれを用いた液晶プロジエクタ
JPH11510951A (ja) * 1995-08-14 1999-09-21 イー・アイ・デユポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 蛍光灯
US20030129305A1 (en) * 2002-01-08 2003-07-10 Yihong Wu Two-dimensional nano-sized structures and apparatus and methods for their preparation
WO2003088308A1 (fr) * 2002-04-17 2003-10-23 Alexandr Nikolaevich Obraztsov Source lumineuse a luminescence cathodique
JP2005307352A (ja) * 2004-03-25 2005-11-04 Dialight Japan Co Ltd 炭素膜の製造装置およびその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1796135A4 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008084661A (ja) * 2006-09-27 2008-04-10 Dialight Japan Co Ltd 電子エミッタの製造方法
JP2008153113A (ja) * 2006-12-19 2008-07-03 Dialight Japan Co Ltd 冷陰極蛍光ランプの駆動方式
JP2008192339A (ja) * 2007-02-01 2008-08-21 Dialight Japan Co Ltd 冷陰極蛍光ランプの発光駆動方式
JP2008192534A (ja) * 2007-02-07 2008-08-21 Dialight Japan Co Ltd 電子エミッタ用基材、電子エミッタ用基材の製造方法および電子エミッタの製造方法
JP2009146816A (ja) * 2007-12-17 2009-07-02 Hitachi Metals Ltd 冷陰極電子源およびフィールドエミッションランプ
JP2011165678A (ja) * 2007-12-31 2011-08-25 Ind Technol Res Inst 両面が発光する面光源装置
US8692450B2 (en) 2007-12-31 2014-04-08 Industrial Technology Research Institute Surface light source apparatus with dual-side emitting light
WO2011138837A1 (ja) * 2010-05-06 2011-11-10 高知Ｆｅｌ株式会社 電界放出型光源

Also Published As

Publication number Publication date
CN1741226B (zh) 2011-05-11
EP1630593A1 (en) 2006-03-01
KR20070051344A (ko) 2007-05-17
CN1741226A (zh) 2006-03-01
US20060044491A1 (en) 2006-03-02
US7511415B2 (en) 2009-03-31
US20060119762A1 (en) 2006-06-08
TW200630701A (en) 2006-09-01
TWI383218B (zh) 2013-01-21
JPWO2006022352A1 (ja) 2008-05-08
KR20060047377A (ko) 2006-05-18
EP1796135A4 (en) 2008-09-24
KR101456708B1 (ko) 2014-10-31
JP5214146B2 (ja) 2013-06-19
KR101320826B1 (ko) 2013-10-22
EP1796135A1 (en) 2007-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5214146B2 (ja) 液晶表示装置用バックライト
TWI404449B (zh) Lighting device
US7034447B2 (en) Discharge lamp with conductive micro-tips
KR20000037279A (ko) 엘씨디 백라이터용 관외 전극형 형광램프
JP4243693B2 (ja) 照明装置およびこれを用いたバックライト装置
US7432646B2 (en) Thermal electron emission backlight device
JP4864299B2 (ja) 電界電子放出素子およびその製造方法ならびに照明装置
US20080036361A1 (en) Flat field emission illumination module
CN100446172C (zh) 平板型外电极荧光灯及其制作方法
WO2005064393A1 (en) Channel structure of flat fluorescent lamp
US7629731B2 (en) Planar field emission illumination module comprising electron amplification plates
EP1693881A1 (en) Flat fluorescent lamp
JP4578350B2 (ja) 炭素膜、電子放出源およびフィールドエミッション型の照明ランプ
KR20030081866A (ko) 액정표시장치용 백라이트
JP4591950B2 (ja) バックライト用電界電子放出型蛍光管
KR20030081695A (ko) 액정표시장치용 백라이트
JP4976677B2 (ja) 成膜装置、成膜方法およびフィールドエミッションランプに用いるワイヤ状陰極
JP4628744B2 (ja) 液晶表示装置用バックライト装置
KR100450025B1 (ko) 탄소나노튜브를 이용한 3극구조를 가지는 평판형전계방출램프 및 그 제조방법
TWI345799B (en) A cold cathode fluorescent lamp
KR101040801B1 (ko) 전계방출장치
JP2009176509A (ja) 炭素膜
JPH0644945A (ja) 放電灯
TWM282310U (en) Improved structure of large-sized cold cathode fluorescent lamp

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KM KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NG NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006532598

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2005774681

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020077006684

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2005774681

Country of ref document: EP