[发明专利]荧光灯及图像显示装置

说明书

技术领域

本申请是涉及利用了荧光灯或荧光发光的显示装置的发明。

背景技术

直管型荧光灯作为一般照明得到广泛地普及，其发光效率非常高，高达100-120lm/W。但是，根据最近以欧洲为首的环境规定、例如RoHS规定，谋求不使用Hg的新型照明的活动正在积极地进行着。具有代表性的候选有LED、OLED照明，但是荧光灯中不使用水银的Xe灯也被重新认识。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2005-353419号公报

专利文献2:日本特开2002-150944号公报

专利文献3:日本特开2006-004954号公报

专利文献4:日本特开2001-006565号公报

专利文献5:日本特开2009-009822号公报

非专利文献

非专利文献1:T.Ichikawa,et.al.,IDW’08,MEMS5-2,p1363(2008)

发明内容

不使用水银的Xe灯的问题在于放电电压很高所以功耗大。在专利文献2至4中，公开了为了降低放电电压，在管内设置电子源并向空间放出电子，由此降低放电开始电压的技术。在专利文献2中使用热电子放出元件，另外在专利文献3、4中使用被称为BSD(Ballistic electron Surface-emitting Diode，弹道电子面发射二极管)的MIS(金属／绝缘体／半导体)层叠型的电子放出元件被使用。另一方面研究了消除放电本身的例子在专利文献1以及非专利文献1中被公开。通常在气体放电中，使Xe原子成为激发状态，通过利用荧光体将所放出的紫外线变换为可见光线来进行照明。但是，根据详细的分析大约4成的电力在这个过程以外被消耗，变成热量而失去了。

本来要使Xe原子成为激发状态，只要10eV左右的能量就足够了。但是，在气体激发中使用放电的情况下，投入到Xe原子的电离能量、电子及Xe离子的运动能量的电力被消耗，过剩的能量最终变成热损耗。因此，如果能够不进行放电而直接通过电子激发Xe原子，则可以预见效率大幅的提高。专利文献1中公开了作为电子源的MIM(金属／绝缘膜／金属)电子源的技术，在非专利文献1中公开了有关前述的BSD电子源的技术。后者记载了无放电方式的发光现象，虽存在关于动作条件的记述，但是关于亮度、效率则未被提及。另外，关于专利文献1，仅记述了结构的概要，而没有涉及材料、装置结构、制造过程、动作条件、性能（亮度、效率）的具体的记载。即、在上述2个专利文献中，没有公开直接激发方式的无放电荧光体发现实用的性能、即亮度、效率的装置和方法。

本发明人进行了使用MIM电子源作为电子源的直接气体激发方式的无放电气体灯的实验，发现了后述的电流亮度效率与电场成比例这一新的实验事实。在本发明中，示出了该原理，并且公开了根据本原理发挥与以往的直管型荧光灯等同的或者其以上的性能所必需的具体的构成要件。

上述课题通过以下的方式来解决。

即，通过荧光灯和使用了该荧光灯的图像显示装置来解决，该荧光灯具有相对的前面基板及背面基板；容器，由包围上述前面基板和上述背面基板的壁所构成；电子源，配置于上述背面基板的上述前面基板侧，并放出热电子；荧光体，配置于上述前面基板的上述背面基板侧，吸收紫外线进行可见发光；稀有气体或分子性气体，装入上述容器内；以及电极，设置于上述前面基板和上述背面基板，通过对上述电极之间施加正极电压，回收向上述稀有气体或上述分子性气体中放出的热电子，将上述可见发光的亮度L除以正极电流密度得到的电流亮度效率与将上述正极电压除以上述前面基板和上述背面基板之间的基板间隔得到的正极电场的值成比例。

此外，也可通过本发明的其他的发明来解决。即，也可通过荧光灯或者使用了该荧光灯的图像显示装置来解决，该荧光灯具有相对的前面基板及背面基板；容器，由包围上述前面基板和上述背面基板的壁所构成；电子源，配置于上述背面基板的上述前面基板侧，并放出热电子；荧光体，配置于上述前面基板的上述背面基板侧，吸收紫外线并进行可见发光；稀有气体或分子性气体，装入上述容器内；以及电极，设置于上述前面基板和上述背面基板，通过向上述电极之间施加正极电压，回收向上述稀有气体或上述分子性气体中放出的热电子，上述气体的压力为10kPa以上，且上述正极电压为240V以下，且上述基板间隔为0.4mm以下。

利用电流亮度效率与正极电压成比例这一情况，能够实现具有超过直管型荧光灯的亮度、效率性能的无放电荧光灯。

附图说明