WO2008059639A1 - Electrode part, light source, illuminating device, and liquid crystal display - Google Patents

Electrode part, light source, illuminating device, and liquid crystal display Download PDF

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cathode fluorescent
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Yasuhiro Furusawa
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Sharp Corp
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    • 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

Definitions

  • Electrode unit light source, illumination device and liquid crystal display device
  • the present invention relates to an electrode unit that suppresses disconnection of an electrode, a light source including the electrode unit, an illumination device including the light source, and a liquid crystal display device using the illumination device as a backlight.
  • a knock light is used as a light source for displaying an image on a liquid crystal display panel (hereinafter referred to as an LCD panel) such as a liquid crystal TV, a liquid crystal display, and a liquid crystal monitor, and supplies light to the entire surface of the LCD panel.
  • a liquid crystal display panel hereinafter referred to as an LCD panel
  • the light emitting elements used in such backlights are fluorescent lamps such as hot cathode fluorescent lamps (HCFL elements) and cold cathode fluorescent lamps (CCFL elements), LED elements, and the like.
  • a hot cathode fluorescent lamp is superior to other light emitting elements in terms of luminous efficiency, and is widely used because high luminance light can be obtained at a relatively low voltage.
  • a filament electrode is provided inside both ends of a cylindrical glass tube whose inner wall surface is coated with a phosphor, and the filament electrode has an electron emission material such as BaO'CaO.SrO. Emissive material is retained.
  • FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional hot cathode fluorescent lamp 101.
  • the hot cathode fluorescent lamp 101 is composed of a glass tube 102, a filament electrode 103, a metal guide 104, and a force.
  • the openings at both ends of the glass tube 102 are inserted while being held by the coiled filament electrode 103 force S and the metal guide 104 coated with an electron radioactive substance!
  • As the filament electrode 103 an electric wire made of tungsten is preferably used.
  • the metal guide 104 a dumet wire is preferably used.
  • the hot cathode fluorescent lamp 101 emits light. If the current is passed through the filament electrode 103 before the hot cathode fluorescent lamp 101 starts lighting, Thermal electrons are emitted from the active substance into the glass tube 102. When a high voltage is applied between the filament electrodes 103 provided inside both ends of the glass tube 102, thermoelectrons are attracted by the anode and discharge starts, and ultraviolet rays are emitted when colliding with mercury enclosed inside. Is done. The ultraviolet rays excite the phosphor coated on the inner wall surface of the glass tube 102 and emit visible light unique to the phosphor.
  • the electron radioactive material is depleted due to exhaustion or scattering of the filament electrode 103, or the filament electrode 103 is disconnected. The life is shortened compared to.
  • the conventional filament electrode 103 cannot apply a large amount of electron-emitting material.
  • the electron radioactive substance is a source of thermionic electrons, and is evaporated by a phenomenon such as sputtering during the arc discharge. When the electron radioactive substance is exhausted, the hot cathode fluorescent lamp 101 cannot emit light. Therefore, in the configuration of the filament electrode 103, since only a small amount of the electron-emitting material can be applied, the life is shortened.
  • Patent Document 1 describes a technique that increases the surface area of an electrode and makes it possible to apply a large amount of an electron-emitting material.
  • the electrode described in Patent Document 1 is a holo electrode in which a tungsten wire is wound so as to have a holo structure.
  • an ultra-fine wire of about 0.2 mm is spirally wound, and the wire is further spirally wound, or a double-coil or double-coil wire is further spiraled.
  • FIG. 8 is a diagram showing a main configuration of a conventional drive circuit 106.
  • the drive circuit 106 includes a control unit 107, a switching circuit 108, and a direct IJLC oscillation device 109.
  • the drive circuit 106 controls the voltage applied to the direct IJLC oscillation device 109 by switching the ON / OFF of the switching circuit 108 composed of two FETs by the control unit 107, so that the hot cathode fluorescent lamp 101 is controlled.
  • the drive circuit 106 supplies a current to the filament electrode 103 in order to heat the electron-emitting material.
  • a voltage is applied to the filament electrodes 103 at both ends of the hot cathode fluorescent lamp 101, and a glow current is generated.
  • a glow current is generated in the hot cathode fluorescent lamp 101, there is a high possibility that the filament electrode 103 is disconnected due to electrical stress, sputtering, or the like, and the life is shortened. Therefore, it is preferable to suppress the glow current generated in the hot cathode fluorescent lamp 101.
  • FIG. 9 is a diagram showing a main configuration of the illumination device 110. As shown in FIG.
  • the illumination device 110 includes a hot cathode fluorescent lamp 101, a control unit 111, a preheating transformer 112, and a discharge transformer 113.
  • the control unit 111 is connected to the filament electrode 103 of the hot cathode fluorescent lamp 101 via two preheating transformers 112 and one discharge transformer 113.
  • each of the two preheating transformers 112 two wires on the secondary side of the preheating transformer 112 are connected to both ends of the filament electrode 103 at one end of the hot cathode fluorescent lamp 101. . Also, the two electric wires on the secondary side of the discharge transformer 113 are connected to the filament electrodes 103 at both ends of the hot cathode fluorescent lamp 101, respectively.
  • the control unit 111 controls the primary side of the preheating transformer 112, supplies current to the secondary side, and supplies current to the filament electrode 103.
  • the control unit 111 controls the primary side of the discharge transformer 113 to apply a high voltage to the secondary side, and the filaments at both ends of the hot cathode fluorescent lamp 101 A voltage is applied to the electrode 103.
  • the filament electrode 103 can be driven by a sequence in which arc discharge occurs after heating the electron-emitting material, and the glow current generated in the hot cathode fluorescent lamp 101 can be suppressed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Publication “Japanese Patent Laid-Open No. 6-52827 (Publication Date: February 25, 1994)”
  • the hollow electrode, the double coil type electrode, and the triple coil type electrode described in Patent Document 1 described above have a large surface area of the electrode, so that a large amount of electron-emitting material is applied to the electrode. Is possible. As a result, the lifetime of the hot cathode fluorescent lamp can be extended due to the decay of the electron radioactive material.
  • the configuration of the electrode suitable for heating the electron-emitting substance has a heat resistance capable of withstanding a high temperature of about 2000 degrees or more, and has a large electric resistance for increasing the amount of heat generation. . In order to obtain a configuration having a large electric resistance, it is preferable to make the electrode as thin as possible.
  • an electrode configuration suitable for performing arc discharge is resistant to electrical stress sputtering, that is, a configuration having a large volume or surface area.
  • the electrode is configured to be suitable for the role of heating the electron-emitting material, the electrode is not suitable for the role of performing arc discharge, and the configuration is suitable for the role of performing arc discharge. Then, it becomes the structure which is not suitable for the role which heats an electron radioactive substance.
  • Conventional electrodes such as the filament electrode 103 in the hot-cathode fluorescent lamp 101 and the hollow electrode described in Patent Document 1 have an electrode configuration suitable for heating the electron-emitting material, and arc discharge. It is not suitable for the role to perform. As a result, when arc discharge is performed using a conventional electrode, the life of the hot cathode fluorescent lamp is shortened because the electrode is more likely to break due to electrical stress or sputtering.
  • an electrode portion including a cup-shaped electrode for protecting the filament electrode around the filament electrode is known.
  • the force S that can suppress the disconnection of the filament electrode due to sputtering cannot be suppressed, and the disconnection due to electrical stress cannot be suppressed.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an electrode section, a light source, an illumination device, and a liquid crystal display device that suppress the disconnection of the electrodes.
  • the electrode unit of the present invention is an electrode unit provided in a light source that emits light by heating an electron-emitting substance to emit thermoelectrons and performing arc discharge. It is characterized by having a first electrode for heating the radioactive material and a second electrode for arc discharge separately.
  • An electrode for heating the electron-emitting substance needs to be configured to be in a high temperature state in a short time with a large electric resistance.
  • the electrode for performing arc discharge needs to have a structure resistant to electrical stress and sputtering, that is, a structure having a large volume or surface area.
  • the electrode portion is divided into a first electrode for heating the electron-emitting material and a second electrode for performing arc discharge, thereby making the first electrode an electric resistance.
  • the second electrode can have a large volume or surface area. That is, the second electrode does not need to have an increased electrical resistance in order to heat the electron-emitting material, and the degree of freedom in designing the second electrode is increased.
  • the first electrode can be rapidly brought to a high temperature state when the electron-emitting material is heated, and the second electrode can be disconnected due to electrical stress or sputtering even when arc discharge is performed. It is possible to suppress the power to do. Therefore, disconnection of the electrode can be suppressed, and an electrode part with a long life can be obtained.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an electrode unit according to the present invention, (a) is a perspective view showing the electrode unit, and (b) is a diagram showing a heater wire connected to the electrode unit. Is a view from the side where
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration in which the insulating layer of the electrode part is replaced with a highly insulating layer, (a) is a cross-sectional view showing the electrode part, and (b) is a heater wire. It is the figure seen from the side where is provided.
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a lighting device including the electrode unit.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a main part of a drive circuit of the illumination device.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the heater current, lamp voltage, and lamp current, and the preheating period, starting period, and steady period in lighting of the hot cathode fluorescent lamp. 6] A diagram showing a schematic configuration of a liquid crystal display device using the illumination device.
  • FIG. 7 A diagram showing a main part configuration of a conventional hot cathode fluorescent lamp.
  • FIG. 8 A diagram showing a configuration of a main part of a drive circuit of a lighting device provided with a conventional hot cathode fluorescent lamp.
  • FIG. 9 A diagram showing a main part configuration of a drive circuit configured to independently drive filament electrodes in a conventional hot cathode fluorescent lamp.
  • Insulating layer Insulating material
  • the electrode section of the present invention is provided with an electrode for heating the electron-emitting substance and an electrode for performing arc discharge separately.
  • the electrode for performing the arc discharge has a high degree of design freedom and can be configured to prevent disconnection.
  • the electrode portion of the present invention can suppress the occurrence of a spring break.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an electrode unit 1 of the present embodiment, (a) is a perspective view of the electrode unit 1, and (b) is a side where the heater wire 6 is provided on the electrode unit 1. It is the figure seen from.
  • the electrode section 1 of the present embodiment includes a plate-like electrode 2 (first
  • the electrode part 1 is preferably used for an electrode part of a hot cathode fluorescent lamp.
  • the plate electrode 2 is an electrode for performing arc discharge when the electrode unit 1 is applied to a hot cathode fluorescent lamp, for example.
  • the plate-like electrode 2 is a circular plate having a predetermined thickness, and is made of Ni.
  • the plate-like electrode 2 is coated with an electron-emitting substance 7 on one surface, and the electrode wire 4 for applying a lamp voltage from an external power source is connected to the plate-like electrode 2 on the other surface.
  • an insulating layer 3 is formed on the other part excluding the electrode line 4.
  • the plate-like electrode 2 is connected to the filament 5 through the insulating layer 3, and the plate-like electrode 2 and the filament 5 are electrically insulated.
  • the surface of the plate-like electrode 2 on which the electron-emitting material 7 is applied may be a smooth surface or an uneven surface.
  • the electron radioactive substance 7 may be mechanically applied or impregnated on the surface of the plate-like electrode 2 or applied by vapor deposition or etching.
  • an alkaline earth metal oxide such as Ba, Ca, Sr, an alkaline earth metal tungstate, or the like is preferably used.
  • the filament 5 is used to heat the electron-emitting material 7 applied to the plate-like electrode 2. It generates heat when current is supplied from an external power source via the heater wire 6. As shown in FIG. 1B, the filament 5 has a configuration in which a tungsten wire is wound in a coil shape, and is connected to the insulating layer 3. Note that the filament 5 is a force using a filament in FIG. 1 (b). The present invention is not limited to this, and the filament 5 has a large electric resistance and excellent heat resistance.
  • the heat radiated from the filament 5 is conducted to the plate electrode 2 through the insulating layer 3.
  • the electron-emitting material 7 applied to the plate-like electrode 2 is also heated, and thermoelectrons are emitted from the electron-emitting material 7. Since the plate-like electrode 2 and the filament 5 are electrically insulated by the insulating layer 3, the lamp voltage is applied to the plate-like electrode 2 by the heater current supplied to the filament 5 via the heater wire 6. MARK That is, no current is supplied to the plate-like electrode 2 except that a lamp voltage is applied from the external power source via the electrode wire 4.
  • the shape of the plate-like electrode 2 is a force that is circular in FIGS. 1A and 1B.
  • the present invention is not limited to this, and may be a polygon. That is, the plate-like electrode 2 only needs to have a configuration that can apply a large amount of the electron-emitting material 7 and can efficiently conduct the heat radiated from the filament 5 to the electron-emitting material 7.
  • the plate-like electrode 2 of the present embodiment is composed of Ni.
  • the plate-like electrode 2 is composed of a material having a high thermal conductivity such as alumina or molybdenum! /.
  • the plate-like electrode 2 is made of a material having a very high thermal conductivity, the plate-like electrode 2 does not have a force even if it is not plate-like.
  • the material constituting the insulating layer 3 it is sufficient if it has insulating properties and thermal conductivity, for example, resin or ceramic is suitably used.
  • FIG. 2 is a view showing a configuration in which the insulating layer 3 of the electrode part 1 of the present embodiment is replaced with a highly insulating layer 8, and (a) is a cross-sectional view showing the electrode part 1, (b) Fig. 4 is a view of the electrode unit 1 as viewed from the side where the heater 6 wire is provided.
  • the highly insulating layer 8 As a material constituting the highly insulating layer 8, for example, aluminum oxide, magnesium oxide, or aluminum nitride is preferably used. By providing the highly insulating layer 8 between the plate electrode 2 and the filament 5, the heat radiated from the filament 5 is efficiently applied to the plate electrode 2 as shown by the arrow in FIG. Conducted.
  • the force in which the plate-like electrode 2 and the filament 5 are connected via the insulating layer 3 is not limited to this. That is, the plate electrode 2 and the filament 5 may be arranged separately without being connected, or may be directly connected without the insulating layer 3 interposed therebetween. In the case where the plate-like electrode 2 and the filament 5 are connected! /, Or! /, A member having a large surface area for applying the electron-emitting material 7 to the filament 5 may be connected. That is, the electrode part of the present invention only needs to have at least the plate-like electrode 2 for performing arc discharge and the filament 5 for heating the electron-emitting material 7.
  • the electrode unit 1 of the present embodiment is an electrode unit provided in a light source that emits light by heating the electron-emitting material 7 to emit thermoelectrons and performing arc discharge.
  • the filament 5 for heating the electron-emitting material 7 and the plate electrode 2 for performing arc discharge are separately provided.
  • the electrode for heating the electron emissive substance 7 needs to have a configuration in which the electrical resistance is large and the temperature is raised in a short time.
  • the electrode for performing the arc discharge needs to have a structure resistant to electrical stress, sputtering, etc., that is, a structure having a large volume or surface area.
  • the filament 5 is electrically separated by dividing it into a filament 5 for heating the electron-emitting substance 7 and a plate-like electrode 2 for performing arc discharge.
  • the plate-like electrode 2 can be configured to have a large volume or surface area. That is, the degree of freedom in designing the plate electrode 2 is very high.
  • the filament 5 can be rapidly brought to a high temperature state when the electron-emitting material 7 is heated, and the plate-like electrode 2 is disconnected due to electrical stress or sputtering even if arc discharge is performed. It is possible to suppress this. Therefore, the disconnection of the electrode can be suppressed, and the electrode part 1 having a long life can be obtained. [0043] [Lighting device]
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the illumination device 11 including the thermal cathode fluorescent lamp 12 including the electrode unit 1 of the present embodiment.
  • the illumination device 11 includes a hot cathode fluorescent lamp 12 (light source) and a drive circuit 13 (drive means).
  • the illumination device 11 is preferably used as a backlight for displaying an image on a liquid crystal display panel such as a liquid crystal TV, a liquid crystal display, or a liquid crystal monitor.
  • the hot cathode fluorescent lamp 12 is composed of a cylindrical glass tube and the electrode unit 1 of the present embodiment.
  • the glass tube has an RGB inner wall surface coated with an RGB three-wavelength phosphor, and electrode portions 1 are provided on the inner sides of both ends. Further, the openings at both ends of the glass tube are closed by a base (not shown).
  • the drive circuit 13 is for controlling the drive of the electrode unit 1, and as shown in FIG. 3, a heater circuit 14 (first electrode drive means) for controlling the current supplied to the filament 5 And a main discharge circuit 15 (second electrode driving means) for controlling the voltage applied to the plate-like electrode 2 via the electrode wire 4.
  • first electrode drive means for controlling the current supplied to the filament 5
  • main discharge circuit 15 for controlling the voltage applied to the plate-like electrode 2 via the electrode wire 4.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a main configuration of the drive circuit 13.
  • the heater circuit 14 includes a heater control unit 16 and a power source.
  • the heater circuit 14 is connected to the filament 5 of the electrode unit 1 provided at both ends of the hot cathode fluorescent lamp 12.
  • the heater control unit 16 adjusts the amount of heat radiated from the filament 5 by adjusting the amount of current supplied to the filament 5.
  • the main discharge circuit 15 includes a control unit 17, a switching circuit 18, and a direct l] LC oscillation device 19.
  • the control unit 17 switches the ON / OFF of the switching circuit 18 composed of two FETs, and controls the voltage applied to the direct IJLC oscillation device 19 to thereby control the plate-like electrode 2 of the electrode unit 1.
  • the voltage applied to is controlled, and the drive of the hot cathode fluorescent lamp 12 is controlled.
  • the main discharge circuit 15 is not limited to the above configuration, and the voltage applied to the plate electrode 2 It is possible to control the driving of the hot cathode fluorescent lamp 12 by adjusting the power supply to the control unit 17 as long as the control of the driving of the hot cathode fluorescent lamp 12 can be controlled. Absent.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the heater current, the lamp voltage, and the lamp current, and the preheating period, starting period, and steady period in lighting of the hot cathode fluorescent lamp.
  • the mechanism by which the hot cathode fluorescent lamp 12 emits light will be described below.
  • the heater control unit 16 of the heater circuit 14 is provided at both ends of the hot cathode fluorescent lamp 12.
  • a heater current is supplied from the power source to the filament 5 of the electrode portion 1 of the electrode.
  • the filament 5 radiates heat, which is conducted to the plate electrode 2 through the insulating layer 3, and the plate electrode 2 is heated.
  • the heat radiated from the filament 5 is conducted to the electron-emitting material 7 applied to the plate-like electrode 2, and the thermoelectrons are emitted from the electron-emitting material 7 into the glass tube of the hot cathode fluorescent lamp 12 ( Preheating period).
  • the control unit 17 of the main discharge circuit 15 turns on the switching circuit 18 and both the hot cathode fluorescent lamps 12 are connected via the direct IJLC oscillation device 19.
  • a lamp voltage is applied to the plate-like electrode 2 through the electrode wire 4 provided at the end (starting period).
  • the hot electrons are attracted to the anode and discharge starts, a lamp current flows through the hot cathode fluorescent lamp 12, and ultraviolet rays are emitted when the hot electrons collide with mercury enclosed in the glass tube.
  • Ultraviolet light excites the phosphor coated on the inner wall surface of the glass tube and emits visible light unique to the phosphor (stationary period).
  • the heater current is supplied to the filament 5 at a constant current amount from the time when the preheating period starts until the steady period when the hot cathode fluorescent lamp 12 is turned on. The amount of current decreases. Further, the lamp voltage is applied to the plate electrode 2 via the electrode wire 4 from the start period in which arc discharge is performed to turn on the hot cathode fluorescent lamp 12 until the stationary period ends. The lamp current is generated in the hot cathode fluorescent lamp 12 from the steady period when the hot cathode fluorescent lamp 12 is lit until the end of the steady period. To be born. Note that the heater current is reduced in the supply amount in FIG. 5 after entering the steady period! /, But the supply may be stopped! /.
  • the illumination device 11 includes the heater circuit 14 that controls the current supplied to the filament 5 and the main discharge circuit 15 that controls the voltage applied to the plate electrode 2. After heating the electron-emitting material 7 with the filament 5, a sequence drive is possible in which an arc discharge is generated by the plate electrode 2. Therefore, the heater current value and the heater current supply time can be set freely, and the heater current can be easily varied even in the steady period.
  • the heater circuit 14 is connected to the filament 5 of the electrode portion 1, the main discharge circuit 15 is connected to the electrode wire 4 of the electrode portion 1, and the filament 5 and the plate-like electrode 2 An insulating layer 3 is provided between them to provide electrical insulation. Therefore, when current is supplied to the filament 5 by the heater circuit 14 in order to heat the electron-emitting substance 7, no current is supplied to the plate-like electrode 2, so that the plate-like electrodes at both ends of the hot cathode fluorescent lamp 12 are used. No glow current is generated in the hot cathode fluorescent lamp 12 where no lamp voltage is applied to 2. Therefore, since the time during which electrical stress, sputtering, etc. affect the electrode portion 1 of the present embodiment is shortened, the life of the hot cathode fluorescent lamp 12 can be extended.
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a liquid crystal display device 51 using the illumination device 11 of the present embodiment.
  • the liquid crystal display device 51 is composed of a surface light source device 52 composed of a plurality of illumination devices 11, an optical sheet 53, and a liquid crystal display panel 54.
  • the surface light source device 52 is described as including four illumination devices 11, but the number of illumination devices 11 is not limited thereto. With the above configuration, it is possible to obtain the liquid crystal display device 51 having a long-life backlight that is difficult to break.
  • a plurality of illumination devices 11 are provided in parallel to the surface light source device 52, and an optical sheet 53 and a liquid crystal display panel 54 are stacked in this order on the upper surface of the surface light source device 52. . That is, the surface light source device 52 is a backlight in the liquid crystal display device 51.
  • each plate-like electrode 2 and each filament 5 are connected to one drive circuit 13. That is, each plate-like electrode 2 of the plurality of lighting devices 11 is connected to one main discharge circuit 15 via each electrode wire 4, and each filament 5 is connected to one heater circuit 14 via each heater wire 6. Yes. Therefore, the drive circuit 13 controls the drive of the hot cathode fluorescent lamp 12 in all the illumination devices 11 provided in the surface light source device 52.
  • FIG. 6 shows a direct type backlight device, but the illumination device 11 of the present embodiment can also be applied to an edge type backlight device using a light guide plate and an optical sheet. .
  • the hot cathode fluorescent lamp 12 of the illumination device 11 in the liquid crystal display device 51 is held by a lamp holder.
  • a lamp holder for example, a resin housing having a socket into which the electrode wire 4 and the heater wire 6 of the hot cathode fluorescent lamp 12 are inserted, a printed circuit board on which a socket is mounted, and the like are preferably used.
  • the hot cathode fluorescent lamp 12 and the drive circuit 13 are connected via a lamp holder.
  • the electrode unit of the present invention is an electrode unit provided in a light source that emits light by heating an electron-emitting substance to emit thermoelectrons and performing arc discharge. It is characterized by having a first electrode for heating the radioactive material and a second electrode for arc discharge separately.
  • An electrode for heating the electron-emitting substance needs to be configured to be in a high temperature state in a short time with a large electric resistance.
  • the electrode for performing arc discharge needs to have a structure resistant to electrical stress and sputtering, that is, a structure having a large volume or surface area.
  • the electrode portion is a second member for heating the electron-emitting material.
  • the first electrode By dividing the first electrode into a second electrode for arc discharge, the first electrode
  • the second electrode can have a large volume or surface area. That is, the second electrode does not need to have an increased electrical resistance in order to heat the electron-emitting material, and the degree of freedom in designing the second electrode is increased.
  • the first electrode can be rapidly brought to a high temperature state when the electron-emitting material is heated, and the second electrode can be disconnected due to electrical stress or sputtering even when arc discharge is performed. It is possible to suppress the power to do. Therefore, disconnection of the electrode can be suppressed, and an electrode part with a long life can be obtained.
  • an electron radioactive substance is applied to the second electrode, heat radiated from the first electrode is conducted to the second electrode, and the electron radioactive substance is heated. It may be configured.
  • the electron-emitting material applied to the second electrode is heated by conduction of heat released from the first electrode to the second electrode.
  • providing the first electrode for heating the electron-emitting substance and the second electrode for performing arc discharge separately increases the degree of freedom in designing the second electrode. Therefore, it is possible to increase the surface area of the second electrode.
  • a large amount of electron-emitting material can be applied. As a result, it is possible to lengthen the period until the electron radioactive substance is depleted, and it is possible to obtain an electrode part having a long lifetime.
  • the first electrode and the second electrode may be electrically insulated.
  • the electrode unit of the present invention When the electrode unit of the present invention is applied to, for example, a light source, conduction is made between the first electrode and the second electrode when a current is supplied to the first electrode to heat the electron-emitting substance. If there is, a voltage is applied to the second electrode of the light source and a glow current is generated.
  • an insulating member is provided between the first electrode and the second electrode, and the insulating member is made of aluminum oxide, magnesium oxide, or aluminum nitride. Motole.
  • the insulating member formed between the first electrode and the second electrode needs to have a configuration capable of conducting heat released from the first electrode to the second electrode. Therefore, with the above configuration of the present invention, the insulating member is made of aluminum oxide, magnesium oxide, or aluminum nitride, so that the heat radiated from the first electrode can be efficiently conducted to the second electrode, The electron-emitting material applied to the two electrodes can be heated quickly. Even when a current is supplied to the first electrode, it is possible to suppress the current from flowing to the second electrode with a higher probability.
  • a light source of the present invention is characterized by having the above-described electrode portion.
  • the illumination device of the present invention includes the above-described light source, and a driving unit that controls driving of the light source by controlling driving of the first electrode and the second electrode of the electrode unit. It is specially made.
  • the driving unit supplies a current to the first electrode of the electrode part provided in the light source, and heats the electron-emitting material by radiating heat from the first electrode. Further, the driving means drives the light source by applying a voltage to the second electrode of the electrode part provided in the light source to cause arc discharge. As a result, it is possible to obtain a long-life lighting device that is difficult to break.
  • the driving unit includes a first electrode driving unit that controls a current supplied to the first electrode, and a second electrode that controls a voltage applied to the second electrode. It consists of electrode drive means.
  • an electric current is supplied to the first electrode to heat the electron-emitting material, and then a voltage is applied to the second electrode to perform arc discharge. That is, it is necessary to drive the first electrode and the second electrode separately.
  • the first electrode driving means for controlling the current supplied to the first electrode And the second electrode driving means for controlling the voltage applied to the second electrode, and after the electron radioactive material is heated by the first electrode, an arc discharge is caused by the second electrode! /
  • sequence driving becomes possible.
  • the second electrode driving means applies to the second electrode.
  • the voltage is applied to cause arc discharge, and the first electrode driving means stops or reduces the supply of current to the first electrode.
  • the first electrode and the second electrode are driven in turn using the first electrode driving means and the second electrode driving means, whereby the electron-emitting material is heated by the first electrode. After that, it becomes possible to perform sequence driving in which arc discharge is caused by the second electrode.
  • a liquid crystal display device of the present invention is characterized by including the above-described illumination device as a backlight.
  • the present invention is suitably used as an electrode portion of a light source used as a backlight for displaying an image on a liquid crystal display panel such as a liquid crystal TV, a liquid crystal display, or a liquid crystal monitor.
  • a liquid crystal display panel such as a liquid crystal TV, a liquid crystal display, or a liquid crystal monitor.

Landscapes

  • Discharge Lamp (AREA)

Description

明 现 曞
電極郚、光源、照明装眮および液晶衚瀺装眮
技術分野
[0001] 本発明は、電極の断線を抑制する電極郚、該電極郚を備えた光源、該光源を備え た照明装眮、および該照明装眮をバックラむトずする液晶衚瀺装眮に関するものであ 背景技術
[0002] ノ ックラむトは、液晶 TV、液晶ディスプレむ、液晶モニタ等の液晶衚瀺パネル (以䞋 、 LCDパネルず称する。に映像を衚瀺するための光源ずしお甚いられおおり、 LCD パネル党面に光を䟛絊する圹割を持っおいる。このようなバックラむトに甚いられる発 光玠子は、熱陰極蛍光ランプHot Cathode Fluorescent Lamp HCFL玠子や冷陰 極蛍光ランプCold Cathode Fluorescent Lamp CCFL玠子等の蛍光ランプや、 L ED玠子等がある。
[0003] 熱陰極蛍光ランプは、発光効率の点においお他の発光玠子ず比范しお優れおおり 、比范的䜎い電圧で高茝床な光が埗られるために広く利甚されおいる。埓来の熱陰 極蛍光ランプは、内壁面に蛍光䜓が塗垃された円筒状のガラス管の䞡端内郚にフィ ラメント電極が蚭けられおおり、該フィラメント電極には BaO ' CaO . SrO等の電子攟 射性物質が保持されおいる。
[0004] 埓来の熱陰極蛍光ランプの具䜓的な構成に぀いお、図 7を参照しお説明する。図 7 は、埓来の熱陰極蛍光ランプ 101の抂略構成を瀺す図である。熱陰極蛍光ランプ 10 1は、図 7に瀺すように、ガラス管 102ず、フィラメント電極 103ず、金属ガむド 104ず力、ら 構成されおいる。ガラス管 102の䞡端の開口郚には、電子攟射性物質が塗垃された コむル状のフィラメント電極 103力 S、金属ガむド 104に保持されながら揷入されお!/、る 。なお、フィラメント電極 103ずしおは、タングステンからなる電線が奜適に甚いられる 。たた、金属ガむド 104ずしおは、ゞュメット線が奜適に甚いられる。
[0005] 熱陰極蛍光ランプ 101が発光する仕組みに぀いお以䞋に説明する。熱陰極蛍光ラ ンプ 101の点灯開始前にフィラメント電極 103に電流を流しお予熱するず、電子攟射 性物質から熱電子がガラス管 102内に攟出される。そしお、ガラス管 102の䞡端内郚 に蚭けられたフィラメント電極 103間に高電圧を印加するず、熱電子が陜極に匕かれ お攟電が開始し、内郚に封入された氎銀に衝突した際に玫倖線が攟射される。玫倖 線はガラス管 102の内壁面に塗垃された蛍光䜓を励起し、蛍光䜓固有の可芖光線 を発光する。
[0006] しかしながら、埓来の熱陰極蛍光ランプ 101では、フィラメント電極 103の電子攟射 性物質の消耗や飛散等による電子攟射性物質の枯枎、たたはフィラメント電極 103 の断線が生じるために、他の発光玠子ず比范しお寿呜が短くな぀おしたう。
[0007] 埓来のフィラメント電極 103は、電子攟射性物質を倚量に塗垃するこずができない。
電子攟射性物質は、熱電子の䟛絊源であり、アヌク攟電䞭にスパッタリング等の珟象 により蒞発しおしたい、枯枎するず熱陰極蛍光ランプ 101は発光できなくなる。したが ぀お、フィラメント電極 103の構成では、少量の電子攟射性物質しか塗垃するこずが できないために、寿呜が短くな぀おしたう。
[0008] そこで、熱陰極蛍光ランプを長寿呜化するために、電極の衚面積を倧きくし、電子 攟射性物質を倚量に塗垃するこずを可胜にする技術が特蚱文献 1に蚘茉されおいる 。特蚱文献 1に蚘茉された電極は、タングステンワむダをホロ䞀構造になるように巻い たホロ䞀電極である。たた、衚面積を倧きくした電極ずしおは、䟋えば、玄 0. 2mmの 極现の電線を螺旋状に巻き、該電線をさらに螺旋状に巻いたダブルコむル方匏、た たはダブルコむル方匏の電線をさらに螺旋状に巻いたトリプルコむル方匏がある。
[0009] 次に、熱陰極蛍光ランプ 101を備えた照明装眮 105においお、熱陰極蛍光ランプ 1 01を駆動させる埓来の駆動回路 106に぀いお図 8を参照しお説明する。図 8は、埓 来の駆動回路 106の芁郚構成を瀺す図である。駆動回路 106は、図 8に瀺すように 、制埡郚 107ず、スむッチング回路 108ず、盎歹 IJLC発振装眮 109ずから構成されおい
[0010] 駆動回路 106は、 2぀の FETから構成されたスむッチング回路 108の ON、 OFFを 制埡郚 107が切り替えるこずにより、盎歹 IJLC発振装眮 109ぞ印加される電圧を制埡 し、熱陰極蛍光ランプ 101の駆動を制埡するものである。駆動回路 106は、電子攟射 性物質を加熱するために、フィラメント電極 103に察しお電流を䟛絊させる。この際、 熱陰極蛍光ランプ 101の䞡端のフィラメント電極 103に察しお電圧が印加され、グロ 䞀電流が生じる。熱陰極蛍光ランプ 101にグロ䞀電流が生じるず、電気的ストレスや スパッタリング等によりフィラメント電極 103が断線する可胜性が高くなり、寿呜が短く なっおしたう。そのため、熱陰極蛍光ランプ 101に生じるグロ䞀電流は抑制するこずが 奜たしい。
[0011] そこで、埓来では、図 9に瀺す照明装眮 110のように、フィラメント電極 103を独立 駆動するこずにより、熱陰極蛍光ランプ 101にグロ䞀電流が発生するこずを抑制しお いる。照明装眮 110の構成に぀いお図 9を参照しお説明する。図 9は、照明装眮 110 の芁郚構成を瀺す図である。
[0012] 図 9に瀺すように、照明装眮 110は、熱陰極蛍光ランプ 101ず、制埡郚 111ず、予熱 甚トランス 112ず、攟電甚トランス 113ずを備えおいる。制埡郚 111は、 2぀の予熱甚ト ランス 112および 1぀の攟電甚トランス 113を介しお熱陰極蛍光ランプ 101のフィラメ ント電極 103ず接続されおいる。
[0013] 具䜓的には、 2぀の予熱甚トランス 112はそれぞれ、予熱甚トランス 112の 2次偎の 2本の電線が、熱陰極蛍光ランプ 101の䞀端におけるフィラメント電極 103の䞡端に 接続されおいる。たた、攟電甚トランス 113の 2次偎の 2本の電線は、熱陰極蛍光ラン プ 101の䞡端のフィラメント電極 103にそれぞれ接続されお!/、る。
[0014] ここで、照明装眮 110においお、熱陰極蛍光ランプ 101に発生するグロ䞀電流を抑 制するための駆動方法に぀いお説明する。たず、制埡郚 111は、予熱甚トランス 112 の 1次偎を制埡しお、 2次偎に電流を流し、フィラメント電極 103に電流を䟛絊する。 そしお、フィラメント電極 103が所望の枩床に達した埌、制埡郚 111は攟電甚トランス 113の 1次偎を制埡しお、 2次偎ぞ高電圧を印加し、熱陰極蛍光ランプ 101の䞡端の フィラメント電極 103に電圧を印加する。その結果、フィラメント電極 103は、電子攟射 性物質の加熱を行った埌に、アヌク攟電を起こすずいうシヌケンス駆動が可胜ずなり 、熱陰極蛍光ランプ 101に発生するグロ䞀電流を抑制するこずができる。
特蚱文献 1 :日本囜公開特蚱公報「特開平 6— 52827号 (公開日 1994幎 2月 25日 )」
発明の開瀺 [0015] 䞊述した特蚱文献 1に蚘茉されたホロ䞀電極、ダブルコむル方匏の電極およびトリ プルコむル方匏の電極は、電極の衚面積が倧きくなるために、電極に電子攟射性物 質を倚量に塗垃するこずが可胜ずなる。その結果、電子攟射性物質の枯枎による熱 陰極蛍光ランプの寿呜を延ばすこずができる。
[0016] しかしながら、埓来の電極の構成では、電子攟射性物質の枯枎による熱陰極蛍光 ランプの寿呜を延ばすこずはできる力 電極の断線による寿呜を延ばすこずはできな い。これは、埓来の電極が、電子攟射性物質を加熱させる圹割ず、アヌク攟電を行う 圹割ずの 2぀の圹割を有しおいるために生じる。
[0017] 電子攟射性物質を加熱するために適した電極の構成は、玄 2000床以䞊の高枩に 耐え埗る耐熱性を有し、か぀、発熱量を䞊げるために倧きな電気抵抗を有した構成 である。倧きな電気抵抗を有した構成ずするためには、電極をできるだけ现くするこず が奜たしい。これに察し、アヌク攟電を行うために適した電極の構成は、電気的ストレ スゃスパッタリング等に察しお耐性を有する、すなわち、容積たたは衚面積が倧きな 構成である。
[0018] このため、電極は、電子攟射性物質を加熱させる圹割に適した構成にするず、ァヌ ク攟電を行う圹割には適さない構成ずなっおしたい、アヌク攟電を行う圹割に適した 構成ずするず、電子攟射性物質を加熱させる圹割に適さない構成ずなっおしたう。熱 陰極蛍光ランプ 101におけるフィラメント電極 103や、特蚱文献 1に蚘茉されたホロ䞀 電極等のような埓来の電極は、電子攟射性物質を加熱するために適した電極の構成 ずなっおおり、アヌク攟電を行う圹割には適しおいない。その結果、埓来の電極を甚 いおアヌク攟電を行うず、電気的ストレスやスパッタリング等により電極が断線する可 胜性が高ぐ熱陰極蛍光ランプの寿呜が短くな぀おしたう。
[0019] そこで、スパッタリングによる電極の断線を抑制するために、フィラメント電極の呚囲 に該フィラメント電極を保護するためのカップ状の電極を備えた電極郚が知られおい る。し力もながら、䞊蚘電極郚では、スパッタリングによるフィラメント電極の断線を抑 制するこずはできる力 S、電気的ストレスによる断線を抑制するこずはできない。
[0020] 本発明は、䞊蚘の問題点に鑑みおなされたものであり、その目的は、電極の断線を 抑制する電極郚、光源、照明装眮および液晶衚瀺装眮を提䟛するこずにある。 [0021] 本発明の電極郚は、䞊蚘課題を解決するために、電子攟射性物質を加熱しお熱電 子を攟出させ、アヌク攟電を行うこずにより発光する光源に備えられる電極郚であ぀ お、電子攟射性物質を加熱するための第 1電極ず、アヌク攟電を行うための第 2電極 ずを別々に備えおレボるこずを特城ずしお!/ボる。
[0022] 電子攟射性物質を加熱するための電極は、電気抵抗が倧きぐ短時間で高枩状態 ずなる構成にする必芁がある。し力もながら、アヌク攟電を行うための電極は、電気的 ストレスやスパッタリング等に察しお耐性を有する構成、すなわち、容積たたは衚面積 の倧きな構成にする必芁がある。
[0023] そこで、本発明の䞊蚘構成により、電極郚を、電子攟射性物質を加熱するための第 1電極ず、アヌク攟電を行うための第 2電極ずに分けるこずにより、第 1電極を電気抵抗 が倧きな構成にするずずもに、第 2電極を容積たたは衚面積の倧きな構成ずするこずが できる。すなわち、第 2電極は電子攟射性物質を加熱するために電気抵抗を倧きくす る必芁がなくなり、第 2電極の蚭蚈自由床が高くなる。
[0024] その結果、第 1電極は電子攟射性物質を加熱する際に迅速に高枩状態ずするこず が可胜であり、第 2電極はアヌク攟電を行っおも電気的ストレスやスパッタリング等に より断泉するこずを抑制するこず力可胜ずなる。したがっお、電極の断線を抑制でき、 長寿呜化した電極郚を埗るこずができる。
図面の簡単な説明
[0025] [図 1]本発明に係る電極郚の䞀実斜䟋の抂略構成を瀺す図であり、a)は該電極郚 を瀺す斜芖図であり、 (b)は該電極郚をヒヌタ線が蚭けられおいる偎から芋た図であ
[図 2]䞊蚘電極郚の絶瞁性局を高絶瞁性局に眮き換えた構成を瀺す図であり、 (a) は該電極郚を瀺す断面図であり、 (b)は該電極郚をヒヌタ線が蚭けられおいる偎から 芋た図である。
[図 3]䞊蚘電極郚を備えた照明装眮の抂略構成を瀺す図である。
[図 4]䞊蚘照明装眮の駆動回路の芁郚構成を瀺す図である。
[図 5]ヒヌタ電流、ランプ電圧およびランプ電流ず、熱陰極蛍光ランプの点灯における 予熱期間、始動期間および定垞期間ずの関係を瀺す図である。 園 6]䞊蚘照明装眮を甚いた液晶衚瀺装眮の抂略構成を瀺す図である。
園 7]埓来の熱陰極蛍光ランプの芁郚構成を瀺す図である。
園 8]埓来の熱陰極蛍光ランプを備えた照明装眮の駆動回路の芁郚構成を瀺す図 である。
園 9]埓来の熱陰極蛍光ランプにおけるフィラメント電極を独立駆動する構成の駆動 回路の芁郚構成を瀺す図である。
笊号の説明
1 電極郚
2 プレヌト状電極第 2電極
3 絶瞁性局 (絶瞁性郚材
4 電極線
5 フィラメント第 1電極
6 ヒヌタ線
7 電子攟射性物質
8 高絶瞁性局 (絶瞁性郚材
11 照明装眮
12 熱陰極蛍光ランプ (光源
13 駆動回路 (駆動手段
14 ヒヌタ回路 (第 1電極駆動手段
15 䞻攟電回路 (第 2電極駆動手段)
16 ヒヌタ制埡郚
17 制埡郚
18 スむッチング回路
19 盎列 LC共振回路
51 液晶衚瀺装眮
52 面光源装眮
53 光孊シヌト
54 液晶衚瀺パネノレ 発明を実斜するための最良の圢態
[0027] 本発明の䞀実斜圢態に぀いお図 1〜図 6に基づいお説明するず以䞋の通りである。
[0028] 本発明の電極郚は、電子攟射性物質を加熱するための電極ず、アヌク攟電を行う ための電極ずを別々に蚭けおいる。これにより、アヌク攟電を行うための電極は、蚭蚈 自由床が高くなり、断線が生じにくい構成にするこずが可胜ずなる。その結果、本発明 の電極郚は、断泉が生じるこずを抑制するこず力 Sできる。
[0029] 〔電極郚〕
たず、本実斜圢態の電極郚 1に぀いお図 1〜図 6を参照しお説明する。図 1は、本 実斜圢態の電極郚 1の抂略構成を瀺す図であり、a)は電極郚 1の斜芖図であり、 (b )は電極郚 1をヒヌタ線 6が蚭けられおいる偎から芋た図である。
[0030] 本実斜圢態の電極郚 1は、図 1のa)および (b)に瀺すように、プレヌト状電極 2 (第
2電極ず、絶瞁性局 3 (絶瞁性郚材ず、電極線 4ず、フィラメント 5 (第 1電極ず、ヒヌタ 線 6ずから構成されおいる。電極郚 1は、熱陰極蛍光ランプの電極郚に奜適に甚いら れる。
[0031] プレヌト状電極 2は、䟋えば、電極郚 1を熱陰極蛍光ランプに適甚した堎合に、ァ ヌク攟電を行うための電極である。プレヌト状電極 2は、所定の厚みを有した円状の 板であり、 Niから構成されおいる。たた、プレヌト状電極 2は、䞀方の面には電子攟射 性物質 7が塗垃されおおり、他方の面にはプレヌト状電極 2に倖郚電源からランプ電 圧を印加するための電極線 4が接続されおいる。プレヌト状電極 2の電極線 4が接続 された面においお、電極線 4を陀いた他の郚分には絶瞁性局 3が圢成されおいる。た た、プレヌト状電極 2は絶瞁性局 3を介しおフィラメント 5ず接続されおおり、プレヌト状 電極 2ずフィラメント 5ずは電気的に絶瞁しおいる。
[0032] プレヌト状電極 2の電子攟射性物質 7が塗垃されおいる面は、平滑面であっおもよ いし、凹凞面であっおもよい。電子攟射性物質 7は、プレヌト状電極 2の面䞊に、機械 的に塗垃若しくは含浞、たたは蒞着や゚ッチング等によっお塗垃しおもよい。なお、 電子攟射性物質 7ずしおは、 Ba, Ca, Sr等のアルカリ土類金属の酞化物や、アルカリ 土類金属のタングステン酞塩等が奜適に甚いられる。
[0033] フィラメント 5は、プレヌト状電極 2に塗垃された電子攟射性物質 7を加熱するため のものであり、ヒヌタ線 6を介しお倖郚電源から電流が䟛絊されるこずにより発熱する。 フィラメント 5は、図 1のb)に瀺すように、タングステンワむダをコむル状に巻いた構成 であり、絶瞁性局 3に接続されおいる。なお、フィラメント 5ずしおは、図 1のb)ではフィ ラメントを甚いおいる力 本発明はこれに限られず、電気抵抗が倧きぐか぀、耐熱性 に優れた構成であればょレ、。
[0034] フィラメント 5から攟射された熱は、絶瞁性局 3を介しおプレヌト状電極 2に䌝導され る。プレヌト状電極 2が加熱されるず、プレヌト状電極 2に塗垃された電子攟射性物質 7も加熱され、電子攟射性物質 7から熱電子が攟出される。なお、プレヌト状電極 2ず フィラメント 5ずは絶瞁性局 3によっお電気的に絶瞁しおいるために、ヒヌタ線 6を介し おフィラメント 5に䟛絊されたヒヌタ電流によっお、プレヌト状電極 2にランプ電圧が印 カロされるこずはない。すなわち、プレヌト状電極 2に察しおは、電極線 4を介しお倖郚 電源からランプ電圧が印加される以倖に、電流が䟛絊されるこずはなレ、。
[0035] なお、プレヌト状電極 2の圢状は、図 1のa)およびb)では円状ずなっおいる力 本 発明はこれに限られず、倚角圢であっおもよい。぀たり、プレヌト状電極 2は、電子攟 射性物質 7を倧量に塗垃するこずができ、か぀、フィラメント 5が攟射した熱を効率的 に電子攟射性物質 7に䌝導できる構成であればよい。たた、本実斜圢態のプレヌト 状電極 2は Niから構成されおいる力 本発明はこれに限られず、䟋えばアルミナゃモ リブデン等の熱䌝導率の倧きな材料から構成されお!/、ればよ!/、。プレヌト状電極 2が 非垞に熱䌝導率の倧きな材料から構成されおいる堎合は、プレヌト状電極 2の圢状 は板状でなくおも力、たわない。同様に、絶瞁性局 3を構成する材料ずしおは、絶瞁性 および熱䌝導性を有しおいればよぐ䟋えば、暹脂やセラミック等が奜適に甚いられ
[0036] たた、プレヌト状電極 2ずフィラメント 5ずの間に圢成されるのは絶瞁性局 3に限られ ず、図 2のa)および (b)に瀺すように、絶瞁性および熱䌝導性の高い材料から構成 された高絶瞁性局 8をプレヌト状電極 2の電子攟射性物質 7が塗垃されおいる面ずは 反察偎の面に圢成しおもよい。図 2は、本実斜圢態の電極郚 1の絶瞁性局 3を高絶 瞁性局 8に眮き換えた構成を瀺す図であり、a)は電極郚 1を瀺す断面図であり、 (b) は電極郚 1をヒヌタ 6線が蚭けられおいる偎から芋た図である。 [0037] 高絶瞁性局 8を構成する材料ずしおは、䟋えば、酞化アルミニりム、酞化マグネシゥ ムたたは窒化アルミニりムが奜適に甚いられる。プレヌト状電極 2ずフィラメント 5ずの 間に高絶瞁性局 8が蚭けられるこずにより、図 2のa)の矢印で瀺すように、フィラメント 5が攟射した熱が効率的にプレヌト状電極 2に䌝導される。
[0038] なお、本実斜圢態の電極郚 1は、プレヌト状電極 2ずフィラメント 5ずは絶瞁性局 3を 介しお接続されおいる力 本発明はこれに限られない。぀たり、プレヌト状電極 2ずフィ ラメント 5ずは接続されずに別々に配眮されおいおもよいし、絶瞁性局 3を介さずに盎 接接続されおレ、おもよレ、。プレヌト状電極 2ずフィラメント 5ずが接続されお!/、な!/、堎合 は、フィラメント 5に電子攟射性物質 7を塗垃するための衚面積の倧きな郚材を接続し おもよい。すなわち、本発明の電極郚は、少なくずもアヌク攟電を行うためのプレヌト 状電極 2ず、電子攟射性物質 7を加熱するためのフィラメント 5ずを有しおいればよい。
[0039] 以䞊のように、本実斜圢態の電極郚 1は、電子攟射性物質 7を加熱しお熱電子を攟 出させ、アヌク攟電を行うこずにより発光する光源に備えられた電極郚であっお、電子 攟射性物質 7を加熱するためのフィラメント 5ず、アヌク攟電を行うためのプレヌト状電 極 2ずを別々に備えおいる。
[0040] 䞊述したように、電子攟射性物質 7を加熱するための電極は、電気抵抗が倧きぐ 短時間で高枩状態ずなる構成にする必芁がある。し力、しながら、アヌク攟電を行うた めの電極は、電気的ストレスやスパッタリング等に察しお耐性を有する構成、すなわち 、容積たたは衚面積の倧きな構成にする必芁がある。
[0041] そこで、本実斜圢態の電極郚 1においおは、電子攟射性物質 7を加熱するためのフ むラメント 5ず、アヌク攟電を行うためのプレヌト状電極 2ずに分けるこずにより、フィラメ ント 5を電気抵抗の倧きい構成にするずずもに、プレヌト状電極 2を容積たたは衚面積 の倧きな構成ずするこずができる。すなわち、プレヌト状電極 2の蚭蚈自由床が非垞 に高くなる。
[0042] その結果、フィラメント 5は電子攟射性物質 7を加熱する際に迅速に高枩状態ずする こずが可胜であり、プレヌト状電極 2はアヌク攟電を行っおも電気的ストレスゃスパッタ リング等により断線するこずを抑制するこずが可胜ずなる。したがっお、電極の断線を抑 制でき、長寿呜化した電極郚 1を埗るこずができる。 [0043] 〔照明装眮〕
次に、本実斜圢態の電極郚 1を備えた熱陰極蛍光ランプを備える照明装眮に぀い お図 3および図 4を参照しお説明する。図 3は、本実斜圢態の電極郚 1を備えた熱陰 極蛍光ランプ 12を備える照明装眮 11の抂略構成を瀺す図である。
[0044] 照明装眮 11は、図 3に瀺すように、熱陰極蛍光ランプ 12 (光源ず、駆動回路 13 ( 駆動手段ずから構成されおいる。照明装眮 11は、液晶 TV、液晶ディスプレむ、液晶 モニタ等の液晶衚瀺パネルに映像を衚瀺するためのバックラむトずしお奜適に甚いら れる。
[0045] 熱陰極蛍光ランプ 12は、円筒状のガラス管ず、本実斜圢態の電極郚 1ずから構成さ れおいる。䞊蚘ガラス管は、その内壁面に RGBの 3波長蛍光䜓が党面に塗垃されお おり、その䞡端郚の内偎には電極郚 1が蚭けられおいる。たた、図瀺しない口金等に より䞊蚘ガラス管の䞡端の開口郚は塞がれおいる。
[0046] 駆動回路 13は、電極郚 1の駆動を制埡するためのものであり、図 3に瀺すように、フ むラメント 5に䟛絊される電流を制埡するヒヌタ回路 14 (第 1電極駆動手段ず、電極 線 4を介しおプレヌト状電極 2に印加される電圧を制埡する䞻攟電回路 15 (第 2電極 駆動手段ずから構成されおいる。ここで、ヒヌタ回路 14および䞻攟電回路 15の具䜓 的な構成に぀いお図 4を参照しお説明する。図 4は、駆動回路 13の芁郚構成を瀺す 図である。
[0047] ヒヌタ回路 14は、図 4に瀺すように、ヒヌタ制埡郚 16ず、電源ずから構成されおいる 。ヒヌタ回路 14は、熱陰極蛍光ランプ 12の䞡端に備えられた電極郚 1のフィラメント 5 に接続されおいる。ヒヌタ制埡郚 16は、フィラメント 5に䟛絊される電流量を調節する こずにより、フィラメント 5が攟射する熱量を調節しおいる。
[0048] 䞻攟電回路 15は、図 4に瀺すように、制埡郚 17ず、スむッチング回路 18ず、盎歹 l]LC 発振装眮 19ずから構成されおいる。制埡郚 17は、 2぀の FETから構成されたスィッチ ング回路 18の ON、 OFFを切り替えお、盎歹 IJLC発振装眮 19ぞ印加される電圧を制 埡するこずにより、電極郚 1のプレヌト状電極 2に印加される電圧を制埡し、熱陰極蛍 光ランプ 12の駆動を制埡する。
[0049] なお、䞻攟電回路 15は、䞊蚘構成に限られず、プレヌト状電極 2に印加される電圧 を制埡するこずにより、熱陰極蛍光ランプ 12の駆動を制埡可胜であればよぐ制埡郚 17ぞの電源䟛絊を調節するこずにより、熱陰極蛍光ランプ 12の駆動を制埡する構成 であっおもかたわない。
[0050] ここで、ヒヌタ回路 14および䞻攟電回路 15による本実斜圢態の電極郚 1の制埡に ぀いお図 5を参照しお説明する。図 5は、ヒヌタ電流、ランプ電圧およびランプ電流ず 、熱陰極蛍光ランプの点灯における予熱期間、始動期間および定垞期間ずの関係を 瀺す図である。たず、熱陰極蛍光ランプ 12が発光する仕組みに぀いお以䞋に説明 する。
[0051] 熱陰極蛍光ランプ 12の点灯開始前に、照明装眮 1 1の駆動回路 13においお、ヒヌ タ回路 14のヒヌタ制埡郚 16が、熱陰極蛍光ランプ 12の䞡端に蚭けられた本実斜圢 態の電極郚 1のフィラメント 5に察しお電源からヒヌタ電流を䟛絊する。フィラメント 5は 熱を攟射し、その熱は絶瞁性局 3を介しおプレヌト状電極 2に䌝導し、プレヌト状電 極 2は加熱される。そしお、フィラメント 5から攟射された熱は、プレヌト状電極 2に塗 垃された電子攟射性物質 7に䌝導し、電子攟射性物質 7から熱電子が熱陰極蛍光ラ ンプ 12のガラス管内に攟出される予熱期間。
[0052] 次に、照明装眮 11の駆動回路 13においお、䞻攟電回路 15の制埡郚 17が、スむツ チング回路 18をオンにしお、盎歹 IJLC発振装眮 19を介しお熱陰極蛍光ランプ 12の䞡 端に蚭けられた電極線 4を介しおプレヌト状電極 2にランプ電圧が印加される始動 期間。そしお、熱電子が陜極に匕かれお攟電が開始し、熱陰極蛍光ランプ 12にラン プ電流が流れ、熱電子がガラス管内郚に封入された氎銀に衝突した際に玫倖線が 攟射される。玫倖線は䞊蚘ガラス管の内壁面に塗垃された蛍光䜓を励起し、蛍光䜓 固有の可芖光線を発光する (定垞期間)。
[0053] 図 5を参照するず、ヒヌタ電流は、予熱期間が開始した時点から、熱陰極蛍光ランプ 12が点灯する定垞期間たで䞀定の電流量でフィラメント 5に䟛絊されおおり、定垞期 間になるず電流量が枛少する。たた、ランプ電圧は、熱陰極蛍光ランプ 12を点灯させ るためにアヌク攟電を行う始動期間から定垞期間が終了するたでの間、電極線 4を 介しおプレヌト状電極 2に印加される。そしお、ランプ電流は、熱陰極蛍光ランプ 12 が点灯する定垞期間から定垞期間が終了するたでの間、熱陰極蛍光ランプ 12に発 生する。なお、ヒヌタ電流は、定垞期間に入った埌、図 5においおは䟛絊量を枛少さ せお!/、るが、䟛絊を停止させる構成であっおもよ!/、。
[0054] このように、照明装眮 11では、フィラメント 5に䟛絊される電流を制埡するヒヌタ回路 14ず、プレヌト状電極 2に印加される電圧を制埡する䞻攟電回路 15ずを備えるこずに より、フィラメント 5により電子攟射性物質 7の加熱を行った埌に、プレヌト状電極 2に よりアヌク攟電を起こすずいうシヌケンス駆動が可胜ずなる。そのため、ヒヌタ電流倀 およびヒヌタ電流の䟛絊時間を自由に蚭定するこずができ、定垞期間においおもヒヌ タ電流を容易に可倉するこずができる。
[0055] たた、ヒヌタ回路 14は電極郚 1のフィラメント 5に接続されおおり、䞻攟電回路 15は 電極郚 1の電極線 4に接続されおおり、か぀、フィラメント 5ずプレヌト状電極 2ずの間 には絶瞁性局 3が蚭けられおおり、電気的に絶瞁しおいる。したがっお、電子攟射性 物質 7を加熱するために、ヒヌタ回路 14によりフィラメント 5に電流を䟛絊したずき、プ レヌト状電極 2に電流が䟛絊されないために、熱陰極蛍光ランプ 12の䞡端のプレヌ ト状電極 2にランプ電圧が印加されるこずがなぐ熱陰極蛍光ランプ 12にグロ䞀電流 が生じない。そのため、本実斜圢態の電極郚 1に電気的ストレスやスパッタリング等が 圱響する時間が短くなるために、熱陰極蛍光ランプ 12を長寿呜化するこずができる。
[0056] 〔液晶衚瀺装眮〕
次に、本実斜圢態の照明装眮 11を甚いた液晶衚瀺装眮に぀いお図 6を参照しお 説明する。図 6は、本実斜圢態の照明装眮 11を甚いた液晶衚瀺装眮 51の抂略構成 を瀺す図である。
[0057] 液晶衚瀺装眮 51は、図 6に瀺すように、耇数の照明装眮 11から構成された面光源 装眮 52ず、光孊シヌト 53ず、液晶衚瀺パネル 54ずから構成されおいる。なお、図 6に おいおは、簡略化のために、面光源装眮 52は照明装眮 11を 4本備えた構成が蚘茉 されおいるが、照明装眮 11の数はこれに限られない。䞊蚘構成により、断線しにくぐ 長寿呜なバックラむトを備えた液晶衚瀺装眮 51を埗るこずができる。
[0058] 液晶衚瀺装眮 51では、面光源装眮 52に照明装眮 11が平行に耇数本蚭けられお おり、面光源装眮 52の䞊面に光孊シヌト 53および液晶衚瀺パネル 54がこの順番に 積局されおいる。すなわち、面光源装眮 52は、液晶衚瀺装眮 51におけるバックラむト ずしお機胜しおいる。面光源装眮 52に蚭けられた耇数の照明装眮 11は、各プレヌト 状電極 2および各フィラメント 5が、 1぀の駆動回路 13に接続されおいる。すなわち、 耇数の照明装眮 11の各プレヌト状電極 2は各電極線 4を介しお 1぀の䞻攟電回路 1 5に、各フィラメント 5は各ヒヌタ線 6を介しお 1぀のヒヌタ回路 14に接続されおいる。し たがっお、駆動回路 13は面光源装眮 52に蚭けられた党おの照明装眮 11における 熱陰極蛍光ランプ 12の駆動を制埡しおいる。
[0059] なお、液晶衚瀺パネル 54ずしおは、䟋えば、 TFTを甚いたアクティブマトリクス型の カラヌ液晶パネルが奜適に甚いられる。たた、図 6には、盎䞋型タむプのバックラむト 装眮が蚘茉されおいるが、本実斜圢態の照明装眮 11は導光板および光孊シヌトを 甚いた゚ッゞ型バックラむト装眮に適甚するこずも可胜である。
[0060] たた、液晶衚瀺装眮 51における照明装眮 11の熱陰極蛍光ランプ 12は、図瀺しな いが、ランプ保持台に保持されおいる。ランプ保持台ずしおは、䟋えば、熱陰極蛍光 ランプ 12の電極線 4およびヒヌタ線 6を揷入する゜ケットを有する暹脂筐䜓や、゜ケッ トを搭茉するプリント基板等が奜適に甚いられる。なお、熱陰極蛍光ランプ 12ず駆動 回路 13ずは、ランプ保持台を介しお接続されおいる。
[0061] 本発明は䞊述した実斜圢態に限定されるものではなぐ請求項に瀺した範囲で皮 々の倉曎が可胜である。すなわち、請求項に瀺した範囲で適宜倉曎した技術的手段 を組み合わせお埗られる実斜圢態に぀いおも本発明の技術的範囲に含たれる。
[0062] 本発明の電極郚は、䞊蚘課題を解決するために、電子攟射性物質を加熱しお熱電 子を攟出させ、アヌク攟電を行うこずにより発光する光源に備えられる電極郚であ぀ お、電子攟射性物質を加熱するための第 1電極ず、アヌク攟電を行うための第 2電極 ずを別々に備えおレボるこずを特城ずしお!/ボる。
[0063] 電子攟射性物質を加熱するための電極は、電気抵抗が倧きぐ短時間で高枩状態 ずなる構成にする必芁がある。し力もながら、アヌク攟電を行うための電極は、電気的 ストレスやスパッタリング等に察しお耐性を有する構成、すなわち、容積たたは衚面積 の倧きな構成にする必芁がある。
[0064] そこで、本発明の䞊蚘構成により、電極郚を、電子攟射性物質を加熱するための第
1電極ず、アヌク攟電を行うための第 2電極ずに分けるこずにより、第 1電極を電気抵抗 が倧きな構成にするずずもに、第 2電極を容積たたは衚面積の倧きな構成ずするこずが できる。すなわち、第 2電極は電子攟射性物質を加熱するために電気抵抗を倧きくす る必芁がなくなり、第 2電極の蚭蚈自由床が高くなる。
[0065] その結果、第 1電極は電子攟射性物質を加熱する際に迅速に高枩状態ずするこず が可胜であり、第 2電極はアヌク攟電を行っおも電気的ストレスやスパッタリング等に より断泉するこずを抑制するこず力可胜ずなる。したがっお、電極の断線を抑制でき、 長寿呜化した電極郚を埗るこずができる。
[0066] たた、本発明の電極郚では、䞊蚘第 2電極に電子攟射性物質が塗垃されおおり、 䞊蚘第 1電極が攟射した熱が䞊蚘第 2電極に䌝導し、䞊蚘電子攟射性物質が加熱さ れる構成であっおもよい。
[0067] 䞊蚘構成により、第 2電極に塗垃された電子攟射性物質は、第 1電極が攟出した熱 が第 2電極に䌝導するこずにより加熱される。䞊述したように、電子攟射性物質を加熱 するための第 1電極ず、アヌク攟電を行うための第 2電極ずを別々に蚭けるこずにより、 第 2電極の蚭蚈自由床が高くなる。そのため、第 2電極の衚面積を倧きくするこずも可 胜であり、第 2電極の衚面積を倧きくするず電子攟射性物質を倚量に塗垃するこずが できる。その結果、電子攟射性物質が枯枎するたでの期間を長くするこずができ、長 寿呜化した電極郚を埗るこずができる。
[0068] たた、本発明の電極郚では、䞊蚘第 1電極ず䞊蚘第 2電極ずの間は、電気的に絶瞁 されおいおもよい。
[0069] 本発明の電極郚を、䟋えば光源に適甚した堎合は、電子攟射性物質を加熱するた めに第 1電極に電流を䟛絊したずきに、第 1電極ず第 2電極ずの間においお導通があ るず、光源の第 2電極に電圧が印加され、グロ䞀電流が生じる。
[0070] 光源にグロ䞀電流が生じるず、本発明の電極郚の第 2電極は電気的ストレスゃスパ ッタリング等により断線する可胜性が高くなり、寿呜が短くな぀おしたう。そこで、本発 明の䞊蚘構成により、第 1電極ず第 2電極ずの間を電気的に絶瞁するこずにより、第 1 電極に電流を䟛絊した堎合であっおも、第 2電極に電流が流れるこずを抑制するこず ができる。その結果、グロ䞀電流が生じず、本発明の電極郚を長寿呜化するこずがで きる。 [0071] たた、本発明の電極郚では、䞊蚘第 1電極ず䞊蚘第 2電極ずの間には絶瞁性郚材 が蚭けられおおり、該絶瞁性郚材は酞化アルミニりム、酞化マグネシりムたたは窒化 アルミニりムからなっおもょレ、。
[0072] 電子攟射性物質が第 2電極に塗垃されおいる堎合、第 1電極から攟射された熱を 第 2電極に䌝導させる必芁がある。そのため、第 1電極ず第 2電極ずの間に圢成され た絶瞁性郚材は、第 1電極から攟出された熱を第 2電極に䌝導可胜な構成である必 芁がある。そこで、本発明の䞊蚘構成により、絶瞁性郚材が酞化アルミニりム、酞化 マグネシりムたたは窒化アルミニりムから構成されるこずにより、第 1電極が攟射した 熱を効率的に第 2電極ぞ䌝導させるこずができ、第 2電極に塗垃された電子攟射性 物質を迅速に加熱するこずができる。たた、第 1電極に電流を䟛絊した堎合であっお も、第 2電極に電流が流れるこずをより高い確率で抑制するこずができる。
[0073] 本発明の光源は、䞊述した電極郚を有するこずを特城ずしおいる。
[0074] 䞊蚘構成により、断線しにくぐ長寿呜な光源を埗るこずができる。
[0075] 本発明の照明装眮は、䞊述した光源ず、䞊蚘電極郚の䞊蚘第 1電極および䞊蚘第 2電極の駆動を制埡するこずにより、䞊蚘光源の駆動を制埡する駆動手段ずを備える こずを特 ί毁ずしおいる。
[0076] 䞊蚘構成により、駆動手段が、光源に備えられた電極郚の第 1電極に察しお電流を 䟛絊し、該第 1電極から熱を攟射させお電子攟射性物質を加熱する。さらに、駆動手 段は、光源に備えられた電極郚の第 2電極に察しお電圧を印加し、アヌク攟電を行 わせるこずにより、光源を駆動させる。その結果、断線しにくぐ長寿呜な照明装眮を 埗るこず力 Sでさる。
[0077] たた、本発明の照明装眮では、䞊蚘駆動手段は、䞊蚘第 1電極に䟛絊される電流 を制埡する第 1電極駆動手段ず、䞊蚘第 2電極に印加される電圧を制埡する第 2電 極駆動手段ずからな぀おもょレ、。
[0078] 光源を発光させるためには、第 1電極に電流を䟛絊するこずにより、電子攟射性物 質を加熱した埌に、第 2電極に電圧を印加するこずにより、アヌク攟電を行う。すなわ ち、第 1電極ず第 2電極ずを別々に駆動する必芁がある。
[0079] そこで、䞊蚘構成により、第 1電極に䟛絊される電流を制埡する第 1電極駆動手段 ず、第 2電極に印加される電圧を制埡する第 2電極駆動手段ずを備えるこずにより、第 1電極により電子攟射性物質の加熱を行った埌に、第 2電極によりアヌク攟電を起こ すず!/、うシヌケンス駆動が可胜ずなる。
[0080] たた、第 1電極ず第 2電極ずの間に導通がない堎合は、電子攟射性物質を加熱する ために、第 1電極駆動手段により第 1電極に電流を䟛絊したずき、第 2電極に電流が 䟛絊されないために、グロ䞀電流が生じるこずがない。そのため、本発明の電極郚に 電気的ストレスやスパッタリング等が圱響する時間が短くなるために、光源を長寿呜 ィ匕するこず力 Sでさる。
[0081] たた、本発明の照明装眮では、䞊蚘第 1電極駆動手段が䞊蚘第 1電極に察しお任 意の時間電流を䟛絊させた埌、䞊蚘第 2電極駆動手段が䞊蚘第 2電極に察しお電圧 を印加させアヌク攟電を行い、該第 1電極駆動手段が該第 1電極に察する電流の䟛 絊を停止たたは枛少させおもょレ、。
[0082] 䞊蚘構成により、第 1電極駆動手段ず第 2電極駆動手段ずを甚いお、第 1電極ず第 2 電極ずを順番に駆動させるこずにより、第 1電極により電子攟射性物質の加熱を行぀ た埌に、第 2電極によりアヌク攟電を起こすずいうシヌケンス駆動が可胜ずなる。
[0083] 本発明の液晶衚瀺装眮は、䞊述した照明装眮をバックラむトずしお備えるこずを特城 ずしおいる。
[0084] 䞊蚘構成により、断線しにくぐ長寿呜なバックラむトを備えた液晶衚瀺装眮を埗るこ ず力 Sできる。
産業䞊の利甚可胜性
[0085] 本発明は、液晶 TV、液晶ディスプレむ、液晶モニタ等の液晶衚瀺パネルに映像を 衚瀺するためのバックラむトずしお甚いられる光源の電極郚ずしお奜適に甚いられる。

Claims

請求の範囲
[1] 電子攟射性物質を加熱しお熱電子を攟出させ、アヌク攟電を行うこずにより発光す る光源に備えられる電極郚においお、
電子攟射性物質を加熱するための第 1電極ず、アヌク攟電を行うための第 2電極ず を別々に備えおいるこずを特城ずする電極郚。
[2] 前蚘第 2電極に電子攟射性物質が塗垃されおおり、
前蚘第 1電極が攟射した熱が前蚘第 2電極に䌝導し、前蚘電子攟射性物質が加熱 されるこずを特城ずする請求項 1に蚘茉の電極郚。
[3] 前蚘第 1電極ず前蚘第 2電極ずの間は、電気的に絶瞁されおいるこずを特城ずする 請求項 1たたは 2に蚘茉の電極郚。
[4] 前蚘第 1電極ず前蚘第 2電極ずの間には絶瞁性郚材が蚭けられおおり、該絶瞁性 郚材は酞化アルミニりム、酞化マグネシりムたたは窒化アルミニりムからなるこずを特 城ずする請求項 2に蚘茉の電極郚。
[5] 請求項 1〜4のいずれ力、 1項に蚘茉の電極郚を備えるこずを特城ずする光源。
[6] 請求項 5に蚘茉の光源ず、
前蚘電極郚の前蚘第 1電極および前蚘第 2電極の駆動を制埡するこずにより、前蚘 光源の駆動を制埡する駆動手段ずを備えるこずを特城ずする照明装眮。
[7] 前蚘駆動手段は、前蚘第 1電極に䟛絊される電流を制埡する第 1電極駆動手段ず
、前蚘第 2電極に印加される電圧を制埡する第 2電極駆動手段ずからなるこずを特城 ずする請求項 6に蚘茉の照明装眮。
[8] 前蚘第 1電極駆動手段が前蚘第 1電極に察しお任意の時間電流を䟛絊させた埌、 前蚘第 2電極駆動手段が前蚘第 2電極に察しお電圧を印加させアヌク攟電を行い、 該第 1電極駆動手段が該第 1電極に察する電流の䟛絊を停止たたは枛少させるこず を特城ずする請求項 7に蚘茉の照明装眮。
[9] 請求項 6〜8のいずれ力、 1項に蚘茉の照明装眮をバックラむトずしお備えるこずを特 城ずする液晶衚瀺装眮。
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