JPS61165945A

JPS61165945A - 平板状光源

Info

Publication number: JPS61165945A
Application number: JP60006561A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Kajiwara; 利郎梶原; Goroku Kobayashi; 小林　伍六; Keiji Fukuyama; 福山　敬二; Keiji Watabe; 渡部　勁二
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-01-17
Filing date: 1985-01-17
Publication date: 1986-07-26
Also published as: JPH0467296B2

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は２例えば透過形液晶表示装置の後方光源、大
画面表示パネルの画素、情報機器用読み取り光源および
一般照明用光源など薄形平板を要求される分野で用いら
れる平板状光源に関するものである。

〔従来の技術〕

例えば液晶表示装買は電界および熱エネルギーの作用に
より相転移し、偏光性を示す液晶の光スィッチとしての
機能を応用したものであり、現在。

液晶表示面より受光して後方で反射させ表示パターンを
昭識させる反射形のものと液晶後方より光を入射および
透過させて表示パターンを昭識させる透過形のものとの
２方式が実用化されている。

しかるに、液晶は光のスウィッチ動作はするものの自身
で発光するものではないので明るい表示パターンを実現
させるためには光源が不可欠なものである。特に透過形
のものにあってはＯＡ用端末としての用途があり、現在
第２図に示すような透過型カラー液晶表示装置が提案さ
れている。

＠２図において、（１）は液晶表示部で、第１の液晶封
入真空容器（２）と、この第１の液晶封入真空容器（２
）の内面に形成された第１の透明電極（３）と、このｇ
Ｘｌの透明電極（３）を覆うように設けられた第１の液
晶配向膜（４）と、第１の液晶封入真空容器（２）と対
向して配設された第２の液晶封入真空容器（５）と。

第２の液晶封入真空容器（５）の内面にマトリクス状に
形成された複数の第２の透明電極（６ａ）　、　（６ｂ
）　。

（６ｃ）　、　−と、第２の透明電極（６ａ）　、　（
６ｂ）　、　（６ｃ）　。

・・・の上面に夫々形成された着色層（７ａ）　、　（
７ｂ）　。

（７ｃ）　、−・−と、第２の透明電極（６ａ）　、　
（６ｂ）　、　（６ｃ）　。

・・・および着色層（７ａ）　、　（７ｂ）　、　（７
ｃ〕を覆うよう知設けられた第２の液晶配向膜（８）と
、第１および第２の液晶封入真空容器＋２１　、　（５
１間に封入された液晶（９）と、第１の液晶封入真空容
器（２）の外面側に配設された第１の偏光板α１と、第
２の液晶封入真空容器（５）の外面側に配設されたｌ＠
２偏光板αυとで構成されている。αりは液晶表示部（
１）の後方即ち第２の偏光板ａＤ側に配設された後方の
光源となる直管形の蛍光ランプで、液晶表示部（１）の
表示面積に応じて平行に複数本配列されている。（Ｉ３
は蛍光ランプα２と液晶表示部ｆｌ）との間に配設され
、複数の蛍光ランプ（Ｉ３からの光束を一様にする光拡
散板である。

上記構成の透過型カラー液晶表示装置において。

蛍光ランプα邊を点灯するとともに、所望の表示パター
ンに応じて第１の透明電極（３）と第２の透明電極（６
ａ）　、　（６ｂ）　、　（６ｃ）　、・・・との間に
電位を与える。

ここで１例えば第１の透明電極（３）と第２の透明電極
（６ａ）との間には電位が生ぜず、第１の透明電極（３
）と第２の透明電極（６ｂ）との間に電位が生じたとす
ると、透明電極（３１、（６ａ）間の液晶分子（９ａ）
は光を透過させたい分子結晶構造のままであり、透明電
極（３１、（６ｂ）間の液晶分子（９ｂ）は光を透過さ
せる分子結晶構造となる。その結果、第２の透明電極（
６ａ）に対向した部分からは光は放射されず、第２の透
明電極（６ｂ）に対向した部分からは着色層（７ｂ）の
色に応じた光が放射されることになり、所望の表示パタ
ーンが得られる。

しかるに、上記装置では蛍光ランプ（Ｉ３が表示面積に
応じて複数本配列しであるので、光拡散板ａ：１上で輝
度むらが生じ易い。この輝度むらを防止する方法として
は蛍光ランプ（Ｉりと光拡散板ａ３との距離を大きくす
る方法あるいは蛍光ランプ（Ｉ３の本数を増やして配置
密度を高める方法が考えられる。

しかし、前者の方法では、装置自体が大きくなって特に
厚み方向の厚さが大きくなり、装置として液晶表示部ｆ
ｌ）を用いるメリットの１つが失われる。

又、後者の方法では、蛍光ランプｆＩ３からなる光源と
しての消費電力が増大し、液晶表示部ｆｌ）を用いるこ
との１つの利点である低消費電力という利点を生かすこ
とができないばかりでなく、光源部の温度上昇により蛍
光ランプ＜１３の動車が悪くなり。

液晶表示部（１）の周辺および光拡散板αｊを劣化させ
るという不具合を生じた。また９表示部の大きさに合せ
て細光ランプｔ１邊を用意する必要があるものであった
。

又、上記従来例では光源として通常の蛍光ランプを用い
たものを示したが、光源としてテレビ程度の寿命を維持
するために冷陰極を用いたグロー放電による蛍光ランプ
を透過型液晶表示装置の後方電源に用いたものも提案さ
れている。しかるに。

このようなグロー放電による蛍光ランプを用いたもので
は２表示面の拡大に合せて電極間距離を長くしてゆくに
従い始動電圧が上昇して始動が困難になり、また放電再
点弧電圧も上昇して液晶の急動回路にノイズを与えるよ
うになって表示装置の誤動作の原因となり、ＯＡ用表示
端末など大型の透過型液晶表示装置には向かないもので
あった。

従って、液晶表示装蓋の後方光源として、薄く一様な輝
度面を有しかつ低い始動電圧で放電する光源の出現が望
まれていた。そこで、第３図および第４図に示すような
面放電型後方光源が考えられる。図において、（１４は
内部に水銀任ηと希ガスが封入された平板状のガラスか
ら成る放電容器で。

第１の容器（ｌ憧とこの第１の容器α→とフランジ同士
で封着された第２の容器（ｌｅとで構成されており。

各容器（１９、（ＩＩは一対の対向した内平面（１５ａ
）　、（ＩＳａ）を有している。（１８，、）〜（１８
ｍｎ）は放電容器（１４）の一方の内平面（１６ａ）上
にｍ行ｎ列のマトリクス状に設けられた複数の電極で、
各電極（１８，１）〜（１８ｍｎ）は夫々保護層（１９
４，）〜（１９ｍｎ）に覆われている。（至）は放電容
器ａ◆の内面の電極（１８１，）〜（１８ｍｎ）を除く
部分に塗布された蛍光体である。保護層（１９４，）〜
（１９ｍｎ）は電極（１８１１）〜（１８ｍｎ）の二次
電子放射特性のすぐれた誘電体から形成される。

上記構成の平板状光源においては、各電極（１Ｂ、、）
〜（１８ｍｎ）に電圧を印加して放電させ、蛍光体（イ
）を励起することにより発光が行われ、低い始動電圧で
一様な輝度面を有する薄型の平板状光源が得られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記した平板状光源においては、放電に際し電
極周囲境界部に電界集中が起こ夛易く。

電極保護層および絶縁層がスパッタされ、安定した２次
電子放出ができなくなり放電が不安定になり、やがて点
灯しなくなるといった短寿命の問題があり、さらに紫外
線を光放射面でしか利用していないため、高輝度光源に
対する要求や輝度の一様化に対するさらに高度な要求を
充分に満足させられないという問題があった。

この発明は、上記した問題点を解決するために。

光放射面の輝度を高め、同時に輝度の一様性も改善でき
る構造にした長寿命薄形面放電の平板状光源を提供する
ことを目的とする。

〔問題を解決するための手段］この発明では、平板状放電容器の電極側内面に電極の位
置に対応した保護層寸法より１０％以上小さいスルーホ
ールを有したガラス質またはセラミックス質より成る厚
さ１岨以下の絶縁体シートを電極に密着させ、この絶縁
体シートのスルーホールを除く面上に厚さ２０μｍ以上
の蛍光体を被１し、さらに、この上層に厚さ１ｍＩＴ＋
以下の６０ａｍの３６０ａｍの紫外線を透過し得る誘電
体膜を被覆し。

他方の内平面に蛍光体を塗布したものである。

〔作用〕

絶縁体シートは、電極周囲境界部に生じやすい電界集中
を防止し、を極保護層および絶縁層のスパッタを防止す
る作用をなし、また、この絶縁体シートに被覆された蛍
光体は、光の拡散効果により、他方の平面から外部へ放
射する光放射面の輝度の一様性を向上させ、蛍光体面積
の増加により紫外線の可視光変換看が増すので発光面の
輝度を向上させ、さらに誘を休は絶縁体シート面上の蛍
光体を放電にもとすく直接的なイオン衝撃から隔離し、
劣化を防止できる。

〔発明の実施例〕

以下この発明の実施例を図面とともに説明する。

第１図において、　ａｎは平板状放電容器で２両面が開
口した側壁（ハ）と、光を放射し、この他方の開口面を
閉塞するガラスからなる平板りと、上記側啼（至）の一
方の開口面を閉塞するガラスあるいはセラミックスから
なる平板力とで形成される。（１８，１）〜（１８ｍｎ
）は平板力の上に１ｍｍ行列のマトリックス状に配置さ
れた複数の電極で、この各電極間距離は２０〜１００＋
ｎｍの範囲、この実施例でＨ３Ｏｍｍとされ、厚さ２〜
１０μｍのアルミニウムまたはその他の導電性金属厚膜
を蒸着あるいは厚膜印刷等されて形成され７時分割駆動
により２極間で放電を形成する。■はこの電極（１８１
，）〜（１８ｍｎ）上に０．１〜１００μｍの厚さで設
けられ２表面電荷を一様に蓄積し、放電印加パルスの応
答特性を高速化する高耐電圧材料の誘電体膜で９例えば
Ｔａ２０５，５ｉ０２あるいはＳｉ３Ｎ４である。＋Ｉ
Ｉはこの誘雷１体膜■の上にＭｇＯ，０ｅＯ２０ａＯあ
るいは（８ｒ、０ａ）Ｏなどの無機系酸化物からなり膜
厚１Ｇ〜８００ｎｍの保護層、＠はこの保護層＋ＩＩＯ
上に密着され、上記電極（１８，、）〜（１８ｍｎ）に
対応し、この保護層ｔｉ値の１０％以下のスルーホール
（２）を有する厚さ１　ｍｍ以下の絶縁体シートで、電
極周囲境界部を直接的なイオン衝撃から保護する。さら
にこの絶縁体シート（至）の上面にはスルーホールを除
く部分に厚さ２０μｍ以上の蛍光体を厚膜印刷法などに
より被覆した蛍光体層０υが設けられている。（至）は
この蛍光体０１１層の上層に設けられた６０ａｍ〜３６
０ｎｍの紫外線を透過する厚さ１　ｍｍ以下の誘電体で
例えばＭｇＦ２．　８１０２ＳｉＯ□シートからなる。

■は上記平板＠の内平面に塗布された。紫外線により励
起される蛍光体である。

側壁（至）と平板（２）、（至）とはガラスフリットに
より封着されており、このガラスフリットの熱膨張率は
、側壁（ハ）および平板ａ、　ｔ２３の熱膨張率との差
が２０％以下のものが用いられている。絶縁体シート（
至）も同じく、側壁伺および平板（至）、（２）との熱
膨張率が２０％以下のものが用いられる。

ＣＩ’ｌｌは上記平板状放電容器ｔ２１）内を真空引き
ＫＬ。

内部に水銀や希ガスを封入するための排気管である。

なお上記蛍光体■は効率よくカラー表示が実現できるよ
う第２図に示した着色層（７ａ）　、　（７ｂ）　。

（７Ｃ）・・・の分光透過率に合せた元の三原色に基づ
く紫外線励起形の三波長域発光形蛍光体であり、４４５
ｎｍ以上４７５　ｎｍ以下の第１範囲、５２５ｎｍ以上
５５５　ｎｍ以下の第２範囲、および５９５ｎｍ以上６
２５　ｎｍ以下の第３範囲に主として放射され、こ０３
つの範囲の放射エネルギーの総和が３８０　ｎｍ以上７
８０　ｎｍ以下の範囲の放射エネルギーに対して４５％
以上である分光分布を有するものであり。

例えば、３０重量％のＹ２Ｏ２：　Ｆｉｕ３＋の蛍光体
４９重量％のＬａｐｏ４：　ｏ　ｅ３＋、　Ｔｂ’＋の
蛍光体２１重量％の（８ｒ　、　Ｂａ）　、　（ＰＯ４
）６８ｒＯ１２：　Ｂｕ２＋の蛍光体とから成るものを
１００μｍ以下２例えば６０μｍ塗布されたものである
。

さらに平板状放電容器ＱＤ内には５ｍｇ以上の飽和蒸気
圧を維持できる範囲の水銀と１〜数Ｉ　Ｑ　Ｔｏｒｒの
範囲の混合希ガス、あるいは水銀を含まない１〜数ＨＩ
ＯＴｏｒｒ、例えば５０Ｔｏｒｒのヘリウムおよびキセ
ノンを主成分とする混合希ガスが封入され。

この実施例では１０ｍｇの水銀と、　２０Ｔｏｒｒのア
ルゴンおよびネオンを主成分とする混合希ガスが封入さ
れている。

以上のように構成された平板状光源において。

各電極（１８，１）〜（１８ｎ１ｎ）は２電極間で順次
時分割駆動が成されるより駆動回路（図示せず）に接続
され、隣合う２電極が順次選択されて、この２を極間で
時分割放電が行われることになる。そしてこの選択され
る２を極は順次移動して、放電をし。

最終電極間の放電が生じるとまた最初の電極間に戻り、
繰返し行われる。ところで、この２’！！極間の放電々
流はｔｏｏｍ人を越えると電極（１８，、）〜（１８ｍ
ｎ）の劣化が進み、光源としての寿命が１０，０００時
間を維持するのが困難となるためＮ）ＯｍＡ以下にする
必要がある。また、放電の走査周期（例えば、を極（１
８，、）　、　（１８，□）の放電から始まり電極（１
８ｍｎ、）、　（１８ｍｎ）の放電までが一走査である
。）は、　　３０１−１３未満であると光のフリッカを
感するようになす、ｏＡ用表示端末など長時間使用した
場合など眼の疲労の原因になるため３０Ｈｚ以上が必要
である。

上記マトリックス状に配設された２電極間の時分割放電
により発生した紫外線により、蛍光体（至）が励起され
て、放電容器ｒ２υの上平飯器の外方には一様な輝度を
有する光が照射される。さらに絶縁体シート（至）の上
面に設けられた蛍光体層６υにより。

放電容器内で発生した紫外線を可視光に変換し。

容器内部で発生した可視光を対向する光放射面へ散乱反
射させることによシ光放射面の輝度の一様化および高輝
度化を同時〈満足させる。しかもこの蛍光体は紫外線を
透過する誘電体層によって覆われているので、放電空間
に直接さらされることなく、放電にもとすく直接的なイ
オン衝撃により。

蛍光体層のスパッタが防止され、かつこの誘電体によっ
て放電開始電圧の低下も図れる。また絶縁体シート（至
）は電極周囲境界部に起りやすい電界集中を防止し、電
極保護層および絶縁層のスパッタをなくシ、放電の安定
化を図り、長寿命化が図れる。

〔発明の効果〕

以上のべたようにこの発明においては、一対の対向した
内平面を有する平板状放電容器の一方の内平面に保護層
が被覆され、マトリックス状に配設された複数の電極の
上に、上記保護層の１０％以下のスルーホールを各電極
に対応した位電に設けた絶縁体シートを上記保護層に密
着して設け。

この絶縁体シートの上面に蛍光体層を設け、さらにこの
蛍光体層の上面に誘′ｗＬ体層を設け、上記平板状放電
容器の他方の内平面に蛍光体を塗布しているので、上記
絶縁体シートにより電極周囲境界部の集中電界発生によ
る電極保護層および絶縁層のスパッタが防止でき長寿命
化が図れ、さらに蛍光体層により、放電容器内で発生し
た紫外線を可視光に変換し、この可視光を対向する光放
射面へ散乱反射させるので光放射面の輝度の一様化およ
び高輝度化をさらに図れる。またこの蛍光体は紫外線を
透過する誘電体層によって覆われ、放電空間にさらされ
ていないので放電にもとすく直接的なイオン衝撃からの
蛍光体の劣化を防止でき、しかも誘電体は放電開始電圧
の低下作用をも有し。

長期に亘り安定して輝度の一様性および高輝度を維持で
きる長寿命平板状光源を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す分解斜視図と中間を
省略した縦断面図、　ｗｃ２図は透過型カラー液晶表示
装置を示す縦断面図、第３図は従来の平板状光源の縦断
面図、第４図はその電極部の部分平面図である。図中符号（１８１１）〜（１８ｍｎ）・・・電極、（Ｉ
ト・保護層。（至）・・・蛍光体、１２ト・平板状放電容器、２３．
（至）・・・平板。（至）・・・側壁、−・・・排気管、＠・・・絶縁体シ
ート、＠・・・スルーホール、（至）・・・誘電体層、
　Ｇト・・蛍光体層、■・・・誘電体層。なお図中同一符号は同一または相当部を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一対の対向した内平面を有し、内部希希ガスまた
は希ガス水銀が封入された平板状放電容器と、この放電
容器の一方の内平面に設けられ、放電に必要な部分に保
護層が被覆され、マトリックス状に配置された複数の電
極と、この各電極に対応した位置で、かつ上記保護層の
１０％以下の寸法のスルーホールを有し、上記保護層の
上面に密着された絶縁体シートと、この絶縁体シートの
上面スルーホール以外の個所に２０μｍ以上の厚さで被
覆された蛍光体と、この蛍光体の上面に１ｍｍ以下の厚
さで被覆された誘電体と、他方の内平面に塗布された蛍
光体とを備えたことを特徴とする平板状光源。
（２）絶縁体シートは、厚さ１ｍｍ以下で、放電容器と
の熱膨張率の差が２０％を越えないガラス質またはセラ
ミックス質で構成されたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の平板状光源。
（３）電極は、各電極間の距離が１〜１００ｍｍの範囲
で、かつ放電々流が１〜１００ｍＡ許容できる導電体で
構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項また
は第２項記載の平板状光源。