(57)【要約】【課題】  平面型ランプを構成する前面平板と背面平板との間の放電空間にスペーサー部材を配置しなくても放電容器の耐圧性を向上させることができ、発光効率が高く、発光面が十分な輝度で均一に光る平面型ランプを提供することにある。【解決手段】  本発明の平面型ランプは、前面平板１と背面平板３を有する放電容器Ｓと、前面平板１の外面に形成された電極４と、背面平板３の外面に形成された電極５と、よりなる平面型ランプであって、放電容器Ｓ内に封入される封入ガスの圧力をＰ（Ｐａ）、前面平板１と背面平板３の離間距離をｄ（ｍｍ）とした時、０．７×１０５＜Ｐ＜１．３×１０５、かつ、０．１＜ｄ＜２．０であって、電極４は、前面平板１の外面に一定の幅を有する電極部４ａが間隔を開けて平行若しくは交差するように形成されており、電極部４ａの幅をＡ（ｍｍ）、前面平板１の外面に対する電極部４ａの占める電極占有率をＢ（％）とした時、０．１≦Ａ≦０．５、かつ１．５≦Ｂ≦２５であることを特徴とする。【選択図】    図１
2006261029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を放射するためのガラス製の前面平板と、前面平板と対向して配置された誘電体よりなる背面平板を有する放電容器と、
前記前面平板の外面に形成された一方の電極と、前記背面平板の外面に形成された他方の電極と、よりなる平面型ランプであって、
前記放電容器内に封入される封入ガスの圧力をＰ（Ｐａ）、
前記前面平板と背面平板の離間距離をｄ（ｍｍ）、
とした時、
０．７×１０５＜Ｐ＜１．３×１０５、かつ、０．１＜ｄ＜２．０であって、
前記一方の電極は、前記前面平板の外面に一定の幅を有する電極部が間隔を開けて平行若しくは交差するように形成されており、
前記電極部の幅をＡ（ｍｍ）、
前記前面平板の外面に対する電極部の占める電極占有率をＢ（％）
とした時、
０．１≦Ａ≦０．５、かつ、１．５≦Ｂ≦２５
であることを特徴とする平面型ランプ。
【請求項２】
光を放射するためのガラス製の前面平板と、前面平板と対向して配置された金属製の背面平板を有する放電容器と、
前記前面平板の外面に形成された一方の電極と、前記背面平板が他方の電極となっている平面型ランプであって、
前記放電容器内に封入される封入ガスの圧力をＰ（Ｐａ）、
前記前面平板と背面平板の離間距離をｄ（ｍｍ）、
とした時、
０．７×１０５＜Ｐ＜１．３×１０５、かつ、０．１＜ｄ＜２．０であって、
前記一方の電極は、前記前面平板の外面に一定の幅を有する電極部が間隔を開けて平行若しくは交差するように形成されており、
前記電極部の幅をＡ（ｍｍ）、
前記前面平板の外面に対する電極部の占める電極占有率をＢ（％）
とした時、
０．１≦Ａ≦０．５、かつ、１．５≦Ｂ≦２５
であることを特徴とする平面型ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置のバックライト装置に利用される平面型ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から液晶表示装置のバックライト装置は、複数の冷陰極蛍光ランプを、間隔を空けて並べ、液晶パネルの背面から、平面的にほぼ均一な光を当てる直下型方式が採用されている。
一方、液晶パネルにより均一に光を当てるために、冷陰極蛍光ランプに替えて、発光面が連続した面状となっている平面型ランプを採用する方式もある。
【０００３】
近年、液晶パネルの大型化が進み５インチ以上、最近では２０インチを超える大面積の液晶パネルを平面型ランプで照明する要求があり、平面型ランプが大型化する傾向にある。
【０００４】
平面型ランプは、平面型ランプを構成する誘電体からなる前面平板と背面平板のどちらか一方の内面、もしくは両方の内面に蛍光体が塗布されており、前面平板と背面平板の外面に電極が形成され、放電空間では電子の衝突によって励起されたキセノンガスのエキシマ分子から主として１７２ｎｍの紫外光が放射され、この紫外光が蛍光体を励起して可視光を発光するものであり、通常、前面平板と背面平板の間の距離が最大１０ｍｍ程度で、放電空間内が１０ｋＰａ〜５０ｋＰａ程度に減圧された状態になっている。この封入圧は、通常、使用する点灯回路では、ランプへの印加電圧は、最大３ｋＶｐ−ｐ程度で、放電開始電圧から、封入圧力を決めているものである。
【特許文献１】特開平９−７３８７７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような放電空間が減圧された状態では、大型化する平面型ランプの場合、平面型ランプを構成している前面平板と背面平板が、大気圧との差によって内部に大きく湾曲し、破壊する恐れがあるために、放電空間内に、前面平板と背面平板の両方の内面に接続するスペーサー部材を配置し、前面平板と背面平板の湾曲を防止して、耐圧性を高める構造をとっていた。
【０００６】
この結果、ランプ構造が複雑になるという問題があり、さらには、スペーサー部材が存在している部分では放電が起こらず、発光面の均一性が損なわれるという問題があった。
【０００７】
また、前面平板の外面の電極は、前面平板は光を透過する必要があり、前面平板の外面を全て覆うのではなく、一定の幅を有する電極部が間隔を開けて平行若しくは交差するように形成されている。
この電極部の配置状態により、発光効率が変動し、最適な発光効率が得られない場合があった。
さらには、前面平板と背面平板の離間距離や、電極部の配置状態により、発光面の輝度が変動し、最適な輝度が得られない場合があった。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、平面型ランプを構成する前面平板と背面平板との間の放電空間にスペーサー部材を配置することなく耐圧性を向上させ、しかも、発光面が均一に光る平面型ランプを提供することにある。
さらには、発光効率を高い状態にするとともに、高輝度な平面型ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の平面型ランプは、光を放射するためのガラス製の前面平板と、前面平板と対向して配置された誘電体よりなる背面平板を有する放電容器と、前記前面平板の外面に形成された一方の電極と、前記背面平板の外面に形成された他方の電極と、よりなる平面型ランプであって、前記放電容器内に封入される封入ガスの圧力をＰ（Ｐａ）、
前記前面平板と背面平板の離間距離をｄ（ｍｍ）とした時、０．７×１０５＜Ｐ＜１．３×１０５、かつ、０．１＜ｄ＜２．０であって、前記一方の電極は、前記前面平板の外面に一定の幅を有する電極部が間隔を開けて平行若しくは交差するように形成されており、前記電極部の幅をＡ（ｍｍ）、前記前面平板の外面に対する電極部の占める電極占有率をＢ（％）とした時、０．１≦Ａ≦０．５、かつ１．５≦Ｂ≦２５であることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の平面型ランプは、光を放射するためのガラス製の前面平板と、前面平板と対向して配置された金属製の背面平板を有する放電容器と、前記前面平板の外面に形成された一方の電極と、前記背面平板が他方の電極となっている平面型ランプであって、前記放電容器内に封入される封入ガスの圧力をＰ（Ｐａ）、前記前面平板と背面平板の離間距離をｄ（ｍｍ）とした時、０．７×１０５＜Ｐ＜１．３×１０５、かつ、０．１＜ｄ＜２．０であって、前記一方の電極は、前記前面平板の外面に一定の幅を有する電極部が間隔を開けて平行若しくは交差するように形成されており、前記電極部の幅をＡ（ｍｍ）、前記前面平板の外面に対する電極部の占める電極占有率をＢ（％）とした時、０．１≦Ａ≦０．５、かつ、１．５≦Ｂ≦２５であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の平面型ランプによれば、平面型ランプを構成する前面平板と背面平板との間の放電空間にスペーサー部材を配置しなくても放電容器の耐圧性を向上させることができ、しかも、発光効率が高く、発光面が十分な輝度で均一に光るものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明の平面型ランプの断面図を示す。
平面型ランプＡは、光を放射するためのソーダガラス製の前面平板１と、ソーダガラス製の枠部材２を挟むように、前面平板１と対向して配置された誘電体よりなるソーダガラス製の背面平板３を有し、前面平板１と背面平板３はエポキシ製の樹脂で枠部材２に接着されて放電容器Ｓを構成している。
【００１３】
前面平板１と背面平板３は、共に、厚さ０．５５ｍｍ、１１５ｍｍ×９０ｍｍの形状であって、放電容器Ｓを形成する前面平板１と背面平板３の離間距離ｄは１ｍｍである。
【００１４】
そして、前面平板１の外面にＩＴＯ膜よりなる透明の一方の電極４が形成され、背面平板３の外面には銀ペーストを外面全体に隙間なく焼き付けした他方の電極５が形成されており、便宜上点線で示すように背面平板３の内面には蛍光体６が塗布されている。
この一方の電極４は、図２に示すように、電極部４ａの幅Ａは０．２ｍｍであって、それぞれの電極部４ａが直角に交差して間に隙間を設けた格子状になっており、隣接する電極部４ａの離間距離Ａ１が６ｍｍであって、前面平板１の外面の面積に対する電極部４ａが占める面積である電極占有率Ｂは６．６％となっている。
【００１５】
放電容器Ｓには、不活性ガスとしてキセノンガスが、１．１×１０５Ｐａ封入されており、一方の電極４と他方の電極５に１６００Ｖｒｍｓの正弦波の高電圧を印加することにより、放電容器Ｓ内では、電子の衝突によって励起されたエキシマ分子から主として１７２ｎｍの紫外光が放射され、この紫外光が蛍光体６に照射され、発光面である前面平板１から可視光が放射されるものである。
【００１６】
なお、上記平面型ランプＡの前面平板と背面平板と枠部材を硬質ガラスに変えてもよく、その場合、前面平板と背面平板と枠部材の接着にはフリットガラスを使用するものである。
【００１７】
次に、上記平面型ランプＡを用いて、放電容器Ｓ内の封入ガス圧Ｐ（Ｐａ）と、前面平板１と背面平板３の離間距離ｄ（ｍｍ）を変えて、放電容器の破壊状態と、発光面の輝度及び放電開始電圧を調べる実験１、実験２を行った。
実験１として、放電容器の破壊状態を調べる実験を行った。
【００１８】
＜実験１＞
実験１における一定条件を表１に示す。
【００１９】
【表１】
2006261029.tif 000003
【００２０】
実験１より、放電容器Ｓ内に封入される封入ガスの圧力は、大気圧との差が、平均０．３７×１０５Ｐａ以上であると、放電容器内封入ガス圧と大気圧との差が大きくなりすぎて放電容器が破壊した。
この結果、実験結果のバラつきを考慮すると、封入ガスと大気圧との差が±０．３×１０５Ｐａであると放電容器が破壊しないものであり、放電容器Ｓ内に封入される封入ガスの圧力をＰ（Ｐａ）とした場合、０．７×１０５＜Ｐ＜１．３×１０５の範囲であれば、放電容器内にスペーサー部材を配置しなくても放電容器が破壊しないことが実験的に分かった。
【００２１】
実験２として、発光面の輝度及び放電開始電圧を調べる実験を行った。
【００２２】
＜実験２＞
実験２における一定条件を表２に示す。
【００２３】
【表２】
2006261029.tif 000004
【００２４】
実験２より、前面平板と背面平板の離間距離ｄが０．１ｍｍ以下の場合、発光面の輝度が１０００ｃｄ／ｍ２以下となり、輝度が低すぎて実用上ランプとしての機能を果たすことができないものである。なお、０．１ｍｍを超えた場合は、十分な輝度を得ることができた。
前面平板と背面平板の離間距離ｄが２．０ｍｍ以上になると放電開始電圧が正弦波で２０００Ｖｒｍｓを超えることになり、従来から平面型ランプに使用される通常のトランスでは点灯できず、異なった方式のトランスが必要となり、実用面の観点から前面平板と背面平板の離間距離ｄが２．０ｍｍ以下が好ましい。
この結果、前面平板と背面平板の離間距離をｄ（ｍｍ）とした場合、０．１＜ｄ＜２．０であれば始動開始電圧が適性範囲となり、しかも十分な輝度を得られるものであることがわかった。
【００２５】
次に、上記平面型ランプＡを用いて、前面平板上の電極の電極幅Ａ（ｍｍ）を変えて、発光面の輝度を調べる実験３を行った。
【００２６】
実験３における一定条件を表３に示し、実験結果を図３に示す。
【００２７】
【表３】
2006261029.tif 000005
【００２８】
実験３の結果、図３に示すように、前面平板上の電極部の幅が狭くなるほど輝度が上がる傾向にある。
これは、前面平板や背面平板である誘電体を介した放電において、放電が行われている以外のガス温度が低いほど高輝度になるものであり、電極幅を狭くすることで、放電している領域が限定されるので、ガス温度をより低く保つことができ、輝度を上げることができるものである。
図３より、電極部の幅Ａが０．５ｍｍ以下であれば、発光面の輝度が１０００ｃｄ／ｍ２を超え、実用上ランプとして十分な輝度を得ることができ、電極部の幅Ａが０．１ｍｍ以下であると成形が困難となり、この結果、電極部の幅Ａ（ｍｍ）は、０．１≦Ａ≦０．５であれば、電極部の製造が可能であって発光面を十分な輝度とすることができることがわかる。
【００２９】
次に、上記平面型ランプＡを用いて、前面平板上の電極の電極占有率Ｂ（％）を変えて、発光効率を調べる実験４を行った。
【００３０】
実験４における一定条件を表４に示し、実験結果を図４に示す。
【００３１】
【表４】
2006261029.tif 000006
【００３２】
実験４の結果、図４に示すように、前面平板上の電極の電極占有率が小さくなるほど発光効率が上がる傾向にある。
これは、前面平板や背面平板である誘電体を介した放電において、放電が行われている以外のガス温度が低いほど発光効率が上がるものであり、電極占有率を小さくすることで、放電している領域が限定されるので、ガス温度をより低く保つことができ、発光効率を上げることができるものである。
図４より、電極占有率Ｂが２５％以下であれば、発光効率が０．２ルーメン／Ｗｉｎを超え、実用上ランプとして十分な発光効率を得ることができることが分る。
しかし、電極占有率Ｂが１．５％以下であると、電極の間隔が開きすぎて発光面の輝度均一性を悪化させるか、電極幅を細くすることになり、電極の成形が困難となり、実用的でなくなり、電極占有率Ｂ（％）は、１．５≦Ｂ≦２５であれば、十分な発光効率を得ることができることがわかる。
【００３３】
つまり、平面型ランプＡは、放電容器Ｓ内の封入ガス圧と大気圧との差が小さいため、放電容器内に放電容器の前面平板と背面平板を支えるスペーサー部材を使用しなくても放電容器が破損することがなく、しかも、スペーサー部材が存在しないので、発光面である前面平板から均一に可視光が放射されるものである。
また、前面平板と背面平板はともに、厚みが一定の板状体であるので、電極が形成されたどの位置においても、電極と対向する位置の誘電体となる前面平板と背面平板の厚みが一定になり、放電容器内の放電がどの位置においても均一な状態となり、発光面である前面平板から均一に可視光が放射されるものである。
【００３４】
さらに、平面型ランプＡは、前面平板と背面平板の離間距離、前面平板上の電極部の幅、前面平板上の電極の電極占有率が最適な範囲内であるので、発光面が十分高い輝度を有すると共に発光効率がよいものとなる。
【００３５】
図５は、本発明の平面型ランプの他の実施例の断面図を示す。
平面型ランプＢは、光を放射するためのソーダガラス製の前面平板１と、ソーダガラス製の枠部材２を挟むように、前面平板１と対向して配置された誘電体よりなるソーダガラス製の背面平板３を有し、前面平板１と背面平板３はフリットガラスで枠部材２に接着されて放電容器Ｓを構成している。
【００３６】
前面平板１と背面平板３は、共に、厚さ０．７ｍｍ、４３０ｍｍ×３３０ｍｍの形状であって、放電空間Ｓを形成する前面平板１と背面平板３の離間距離ｄ（ｍｍ）は、０．１＜ｄ＜２．０の範囲内である１ｍｍである。
【００３７】
そして、前面平板１の外面と背面平板３の外面には、銀ペーストを焼成したものであって、電極部の形状が一定の幅を有し間隔を開けて平行になっている縞状の電極が形成されている。
この電極４，５のうち、前面平板に形成された電極４は、図６に示すように、前面平板上の電極部４ａの幅Ａ（ｍｍ）は０．１≦Ａ≦０．５の範囲である０．２ｍｍであって、それぞれの電極部４ａは互いに交差せず、一定の離間距離をもって平行になっており、隣接する電極部４ａの離間距離Ａ１が６ｍｍであって、前面平板１の外面の面積に対する電極部４ａが占める面積である電極占有率Ｂ（％）は１．５≦Ｂ≦２５の範囲である３．３％となっている。
さらに、背面平板３の電極５の外部に耐熱性の白色樹脂よりなる光反射部材７が設けられている。
【００３８】
放電容器Ｓには、不活性ガスとしてキセノンガスが封入されており、その封入ガス圧Ｐ（Ｐａ）は、０．７×１０５＜Ｐ＜１．３×１０５の範囲である１．１×１０５Ｐａ封入されており、一方の電極４と他方の電極５に正弦波の高電圧１６００Ｖを印加することにより、放電容器Ｓ内では、電子の衝突によって励起されたエキシマ分子から主として主として172ｎｍの紫外光が放射され、この紫外光が蛍光体６に照射され、蛍光体６からの直射光と光反射部材７で反射した光が発光面である前面平板１から均一に放射されるものである。
【００３９】
図７は、本発明の平面型ランプの他の実施例の断面図を示す。
平面型ランプＣは、光を放射するためのソーダガラス製の前面平板１と、前面平板１と対向して配置された有底箱状のステンレス製の背面平板３を有し、前面平板１と背面平板３はフリットガラスで接着されて放電容器Ｓを構成している。
【００４０】
前面平板１は、厚さ０．５５ｍｍ、１１５ｍｍ×９０ｍｍの形状であって、背面平板３は厚さ０．２ｍｍのステンレス板であり、底板３ａと側面平板３ｂが一体的にプレス成型されており、放電容器Ｓを形成する前面平板１と背面平板３の離間距離ｄ（ｍｍ）は、０．１＜ｄ＜２．０の範囲内である１ｍｍである。
【００４１】
そして、前面平板１の外面にＩＴＯ膜よりなる透明の一方の電極４が形成され、この電極４は、図２と同じであって、電極部４ａの幅Ａ（ｍｍ）は０．１≦Ａ≦０．５の範囲である０．２ｍｍであって、網状になるように電極部４ａが交差しており、隣接する電極部４ａの離間距離Ａ１が６ｍｍであって、前面平板１の外面の面積に対する電極部４ａが占める面積である電極占有率Ｂ（％）は１．５≦Ｂ≦２５の範囲である６．６％となっている。
背面平板３が他方の電極を兼ねるものであり、背面平板３の底板３ａ全体が他方の電極となっている。そして、便宜上点線で示すように背面平板３の底板３ａの内面には蛍光体６が塗布されている。
【００４２】
放電容器Ｓには、不活性ガスとしてキセノンガスが封入されており、その封入ガス圧Ｐ（Ｐａ）は、０．７×１０５＜Ｐ＜１．３×１０５の範囲である１．１×１０５Ｐａ封入されており、一方の電極４と他方の電極である背面平板３に１６００Ｖｒｍｓの正弦波の高電圧を印加することにより、放電容器Ｓ内では、電子の衝突によって励起されたエキシマ分子から主として１７２ｎｍの紫外光が放射され、この紫外光が蛍光体６に照射され、発光面である前面平板１から均一に可視光が放射されるものである。
【００４３】
図５、図７に示す本願発明の平面型ランプＢ、平面型ランプＣも、放電容器内の封入ガス圧と大気圧との差が小さいため、放電容器内に放電容器の前面平板と背面平板を支えるスペーサー部材を使用しなくても放電容器が破損することがなく、しかも、スペーサー部材が存在しないので、発光面である前面平板から均一に可視光が放射されるものである。
また、前面平板と背面平板の離間距離、前面平板上の電極部の幅、前面平板上の電極の電極占有率が最適な範囲内であるので、発光面が十分高い輝度を有すると共に発光効率がよいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の平面型ランプの断面説明図である。
【図２】図１における平面型ランプの前面平板に形成された電極の一部拡大説明図である。
【図３】前面平板上の電極の電極幅と発光面の輝度を調べた実験結果データ説明図である。
【図４】前面平板上の電極の電極占有率と発光効率を調べた実験結果データ説明図である。
【図５】本発明の他の実施例の平面型ランプの断面説明図である。
【図６】図５における平面型ランプの前面平板に形成された電極の一部拡大説明図である。
【図７】本発明の他の実施例の平面型ランプの断面説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１      前面平板
２      枠部材
３      背面平板
４      電極
４ａ    前面平板上の電極の電極部
５      電極
６      蛍光体
７      光反射部材
【図１】
2006261029.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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