JPH11204084A - 放電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の平板型放電装置は熱容量が大きく、一
定の動作温度に達するためにかなりの時間を要した。こ
のため、点灯初期は輝度の立ち上がりが遅く、所定の明
るさになるまでかなりの時間を要することと、その間放
電が不安定で輝度ムラやチラツキ等が発生する問題があ
った。 【解決手段】 透光性の前面板と絶縁基板とを組み合わ
せて扁平状の密閉容器を構成し、上記前面板の内面には
互いに平行な一対の放電電極が設けられ、上記放電電極
の表面は誘電体層で覆われており、上記絶縁基板の内面
には蛍光体が塗布され、上記密閉容器の内部に放電ガス
を封入した放電装置において、上記密閉容器の外面に加
熱手段を設ける。さらに、上記加熱手段を用いて上記密
閉容器の温度調節をしたり、通電後一定時間経過後や一
定温度に達したら電源を切る機構を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は平面状に発光する平
板型放電装置等の放電装置、例えば液晶パネル等のバッ
クライトが必要な表示素子を使用する、例えばテレビ、
ゲーム機やカーナビゲーションシステム等の情報映像機
器やワープロ等のＯＡ機器、若しくは光源を内蔵した表
示システム等における放電装置、放電装置を用いた照明
装置および液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルは薄型軽量でありかつ低消費
電力であるため、パソコンやテレビ等各種の情報映像デ
ィスプレイとして広く利用されているが、液晶自体は発
光素子でなく、表示のためには液晶パネルの背面から光
を供給するバックライトが必要である。通常用いられて
いるバックライトは、細径の蛍光ランプとアクリル樹脂
の導光体を組み合わせたものが主であるが、平板型放電
装置（放電ランプ）も使用されている。

【０００３】図５は、例えば特開平９ー１１５４８３号
公報に記載されている従来の平板型放電装置の断面図で
ある。図に示すように、ソーダガラス等からなる透光性
の前面板１０と、ソーダガラスやセラミック等からなる
絶縁基板２０と側板３０とが、例えば低融点ガラス（図
示せず）で一体に気密封着され、扁平状の密閉容器１が
構成されている。

【０００４】発光面となる前面板１０の内面には互いに
平行な一対の放電電極４０、４１が設けられており、該
放電電極４０、４１の表面は誘電体層５０で覆われてい
る。また、絶縁基板２０の内面には蛍光体６０が塗布さ
れており、密閉容器１内の放電空間７０には水銀と始動
用ガスとしてアルゴンやネオンーアルゴン等の混合ガ
ス、又はキセノン、クリプトン、アルゴン、ヘリウム、
ネオン等の希ガスの放電ガスが封入されている。

【０００５】本構成による平板型放電装置は、放電電極
４０、４１間に高周波電圧を印加することにより放電空
間７０内に放電が発生し、放電で発生した紫外線により
蛍光体６０が励起されて発光し、光が前面板１０を通し
て外部に放射される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】放電装置の明るさは封
入されている水銀の蒸気圧、すなわち放電装置の温度に
よって大きく左右される。従来の平板型放電装置は熱容
量が大きく、一定の動作温度に達するためにかなりの時
間を要した。このため、点灯初期は輝度の立ち上がりが
遅く、所定の明るさになるまでかなりの時間を要するこ
とと、その間放電が不安定で輝度ムラやチラツキ等が発
生する問題があった。また、この現象は低温になるとさ
らに顕著になると共に、始動電圧が上昇する問題もあ
り、場合によっては不点灯になることもあった。本発明
の目的は、上述した課題を解決するためになされたもの
で、短時間で安定動作状態に達する放電装置を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、透光性の前面板と絶縁基板とを
組み合わせて扁平状の密閉容器を構成し、上記前面板の
内面には互いに平行な一対の放電電極が設けられ、上記
放電電極の表面は誘電体層で覆われており、上記絶縁基
板の内面には蛍光体が塗布され、上記密閉容器の内部に
放電ガスを封入した放電装置において、上記密閉容器の
外面に加熱手段を設け、始動時に密閉容器を加熱する。

【０００８】この場合、上記加熱手段を絶縁基板の外表
面に設ける。また、上記加熱手段として抵抗加熱ヒータ
を用いる。また、上記絶縁基板のほぼ全面に平板状のヒ
ータを用いる。また、上記加熱手段として厚膜又は薄膜
製のヒータを上記絶縁基板に直接形成する。さらに、前
面板にも加熱手段を設ける。また、上記加熱手段に通電
して加熱を開始した後、上記密閉容器が一定の温度にな
るよう温度を調節する機構を設ける。また、上記加熱手
段に通電して加熱を開始した後、一定時間経過後や一定
温度に達したら通電を止める機構を設ける。また、照明
装置において、上記の放電装置を用いて照明するよう構
成する。また、液晶表示装置において上記の放電装置を
バックライトとして用いる。

【０００９】

【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施例を図面と共
に説明する。図１は本発明による平板型の放電装置の一
実施例を示す断面斜視図である。図に示すように、例え
ばソーダガラス等からなる透光性の前面板１０とソーダ
ガラスやセラミック等からなる絶縁基板２０と側板３０
とが例えば低融点ガラス（図示せず）で一体に気密封着
され、扁平状の密閉容器１を構成している。前面板１０
の内面には互いに平行な一対の放電電極４０、４１が設
けられ、該放電電極４０、４１の表面は厚膜印刷法等に
よって設けられた誘電体層５０によって覆われ、絶縁基
板２０の内面には蛍光体６０が塗布されており、密閉容
器１内の放電空間７０には水銀や希ガスの放電ガスが封
入されている。また、絶縁基板２０の外表面には、平板
状のヒータ８０が前記絶縁基板２０のほぼ全面に設けら
れている。

【００１０】本実施例による平板型放電装置の駆動方法
は、図２に示したように、例えば電極４０には４５で示
したーＶｈの電圧を持つ矩形波電圧Ｖ１を、電極４１に
は４５から半周期位相のずれた４６の矩形波電圧Ｖ２を
印加する。このような駆動方法を用いることで放電空間
７０内に放電が発生し、放電で発生した紫外線により蛍
光体６０が励起されて発光し、光が前面板１０を通して
外部に放射される。平板状ヒータ８０は例えばセラミッ
ク、シリコンラバー、耐熱フィルム等の絶縁物中にニク
ロム線等の発熱体８１を埋め込んだもので、９１、９２
は電力導入用のリード線である。また、ヒータ８０は発
熱体を平板状に焼結させたものやテープ状の発熱体を用
いても良い。

【００１１】図３は本発明による加熱ヒータ８０を設け
た場合の効果を示した図で、点灯時間と輝度の関係を示
している。図中ａは２６℃で点灯させた場合、ｂは密閉
容器１をヒータで５０℃まで加熱した後点灯させた場合
の輝度変化を示す。放電装置は図１に示した構造と同じ
で、絶縁基板２０は厚さ３mmのソーダガラスを用いた。
発光面の大きさは１１0mm×８８mmで、放電空間７０に
は水銀とアルゴンが８ｋＰａ封入してある。ヒータ８０
はニクロム線を用い、点灯時には通電していない。

【００１２】図３から明らかなように、ヒータで予め加
熱した場合はヒータなしに比較して輝度の立ち上がり時
間を大幅に短縮できる。例えば、従来の放電装置が安定
動作状態の輝度の８０％になるまでに３分要したのに比
べ、ヒータで予め加熱することにより２０秒に短縮でき
る。また、安定動作状態の輝度の９０％になるまでには
従来が約５分要したのに比べ、本発明によると１分に短
縮でき、輝度の立ち上がり特性を大幅に改善できた。さ
らに、点灯初期から安定性、均一性も良くなる利点もあ
る。

【００１３】図４は本発明による放電装置の他の実施例
を示す平面図である。本実施例による放電装置は、絶縁
基板２０の表面に厚膜印刷や、薄膜プロセスで、例えば
ニッケル合金の抵抗体からなる加熱用ヒータ８２を設け
たもので、その効果は前記したと同様である。ヒータ８
２は予め絶縁基板２０に形成して一体部品として組み立
ててもよいし、密閉容器１を組み立てた後に形成しても
良い。

【００１４】本発明の別の実施例として、図１の放電装
置において平板状のヒータ８０の外面を例えばアルミニ
ュウムのような熱伝導度の良い材料で構成すると良い。
本構成を用いることで、加熱手段に均熱板の効果を加え
たことになり絶縁基板２０全体が均一な温度に加熱さ
れ、更に安定性、輝度均斉度が向上する利点がある。ま
た、本発明の別の実施例として前面板に加熱手段を設け
ても良い。本構成の場合、前面板１０は発光面であるの
で加熱用ヒータはＩＴＯ膜やネサ膜等の透光性の材料を
用いるか、発光輝度の減少が少ないよう細い線状のヒー
タを用いることが望ましい。さらに、加熱手段は前面板
１０と絶縁基板２０の両面に設けても良い。

【００１５】上記した加熱手段を設けた放電装置は、例
えば、低温時の始動特性を改善するために、起動時ある
いは起動前に上記加熱ヒータ８０に通電して加熱を開始
した後、上記密閉容器１が一定の温度に達したら通電を
止めたり、通電後一定時間経過したら電源を切るような
機構、例えばタイマー等を具備させることで低温時の起
動時における輝度立ち上がり特性や放電の安定性を改善
し、かつ無駄な電力の消費を避けられる。また、加熱ヒ
ータ８０の電圧や電流を制御して上記密閉容器１が一定
の温度になるような温度調整機構を設けることも放電装
置の特性改善に効果がある。放電装置は密閉容器１の温
度調節を行うことで高輝度、高効率動作に最適な温度に
保持できる。本実施例による放電装置は密閉容器の温度
が４０〜６０℃が輝度、効率が最高になる温度条件で、
この温度に保持できるよう温度調整を行うことで常時高
輝度、高効率で動作する放電装置が得られる。

【００１６】以上、詳述したように本発明による放電装
置は、点灯後短時間で安定状態に達するので、点灯初期
から高輝度、高効率で、安定性、均斉度の良い表示が可
能になる。また、低温時でも始動性に優れたバックライ
トが得られる。

【００１７】

【発明の効果】本発明の放電装置によれば、放電装置の
外面に加熱用のヒータを設け、始動時に放電装置を加熱
してやることで、点灯後短時間で一定の動作温度に達す
る。このため、輝度の立ち上がりが早くなり点灯初期か
ら高輝度で、安定性、均斉度の良い表示が可能になる。
また、低温時でも始動電圧の上昇が少なく、始動特性の
優れたバックライトが得られる。さらに、加熱開始後、
一定時間あるいは一定温度に達したら電源を切ることで
消費電力の低減が図れる効果もある。加えて、放電装置
の温度調節を行うことで高輝度、高効率動作に最適な温
度に保持できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放電装置の断面を示す斜視図であ
る。

【図２】図１の放電装置の駆動電圧波形を示す特性図で
ある。

【図３】図１の輝度と動作時間の関係を示す特性図であ
る。

【図４】本発明による放電装置の別の実施例を示す平面
図である。

【図５】従来の放電装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１…密閉容器、１０…前面板、２０…絶縁基板、３０…
側板、４０、４１…放電電極、４５、４６…駆動電圧波
形、５０…誘電体層、６０…蛍光体、７０…放電空間、
８０、８１、８２、…加熱ヒータ、９０、９１…リード
線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土屋 正志 東京都青梅市藤橋888番地 株式会社日立 製作所熱器ライティング事業部内 (72)発明者 生田 靖 東京都青梅市藤橋888番地 青梅産業株式 会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透光性を有する前面板と絶縁基板とを組み
   合わせて扁平状の密閉容器を構成し、上記前面板の内面
   に少なくとも一対の放電電極を設け、上記放電電極の表
   面を覆って誘電体層を設け、上記密閉容器の内面に蛍光
   体を塗布し、上記密閉容器の内部に放電ガスを封入した
   放電装置において、上記密閉容器の外面に加熱手段を設
   けたことを特徴とする放電装置。
2. 【請求項２】上記絶縁基板の外面に抵抗加熱ヒータによ
   る加熱手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の放
   電装置。
3. 【請求項３】上記絶縁基板のほぼ全面に平板状のヒータ
   を付けたことを特徴とする請求項１又は２記載の放電装
   置。
4. 【請求項４】上記加熱手段として厚膜又は薄膜製のヒー
   タを上記絶縁基板に直接形成したことを特徴とする請求
   項１記載の放電装置。
5. 【請求項５】上記絶縁基板に設けた加熱手段に均熱板の
   効果を持たせたことを特徴とする請求項１から請求項４
   のいずれかの項記載の放電装置。
6. 【請求項６】上記前面板に加熱手段を設けたことを特徴
   とする請求項１から請求項５のいずれかの項記載の放電
   装置。
7. 【請求項７】上記加熱手段に通電して加熱を開始した
   後、上記密閉容器が一定の温度になるよう温度を調節す
   る機構を具備したことを特徴とする請求項１から請求項
   ６のいずれかの項記載の放電装置。
8. 【請求項８】上記加熱手段に通電して加熱を開始した
   後、一定時間経過後や一定温度に達した後に通電を止め
   る機構を具備したことを特徴とする請求項１から請求項
   ７のいずれかの項記載の放電装置。
9. 【請求項９】請求項１から請求項８のいずれかの項記載
   の放電装置を用いて照明するよう構成したことを特徴と
   する照明装置。
10. 【請求項１０】請求項１から請求項８のいずれかの項記
    載の放電装置をバックライトとして用いたことを特徴と
    する液晶表示装置。