JP2000503801A - 背景照明用平形蛍光ランプ及びこの平形蛍光ランプを備えた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 平形蛍光ランプ（１）は、底板（７）と、蓋板（８）と、これらに半田（１０）により互いに気密に結合されている枠（９）とを備えた放電容器（２）を有している。導体路状の構造体が放電容器（２）の内部において電極（３〜６）として、貫通範囲において貫通部として、また外部領域において外部電流リード（１３、１４）として機能している。これにより大幅に異なるサイズの平形ランプが製造技術的に容易にかつ良好に自動化可能に製造される。さらに、殆ど任意の電極形状、特に、平形ランプの縁部に向かって輝度の低下の少ない均一の輝度に関して最適化された電極形状が実現される。少なくとも陽極（５、６）はそれぞれ誘電体層（１５）で覆われている。平形ランプ（１）は、好ましくはパルス電圧源で点灯され、例えばモニター或いはカーナビゲイションにおける情報画面における背景照明として点灯される。

Description

【発明の詳細な説明】 背景照明用平形蛍光ランプ及びこの平形蛍光ランプを備えた液晶表示装置 技術分野 この発明は請求項１の前文による背景照明用平形蛍光ランプに関する。さらに 、この発明はこの平形蛍光ランプを備えた請求項１８の前文による照明システム に関する。さらに、またこの発明はこの照明システムを備えた請求項１９の前文 による液晶表示装置に関する。 「平形蛍光ランプ」なる名称は、ここでは、平面的に配置され、白色光を放射 する蛍光ランプを考えるものとする。この平形蛍光ランプは、先ず第一に、ＬＣ Ｄとしても知られている液晶表示装置の背景照明用として考えられている。 さらに、蛍光ランプとは、その１つの極性の電極或いは全ての電極、即ち両極 性の電極が誘電体層によって放電（片側もしくは両側を誘電体で遮られる放電） から隔離されているストリップ状電極を備えた平形ランプである。このような電 極を、以下において、略して「誘電体電極」と称する。 「ストリップ状電極」、また略して「電極ストリップ」とも呼ばれる概念は、 ここでは及び以下において、細長く、その長さに比して非常に薄く、かつ幅狭く 形成され、電極として機能することのできるものと解釈されるものとする。その 場合、このように形成されたものの稜は必ずしも互いに平行である必要はない。 特にストリップの長辺に沿った下部構造も含まれるものとする。 誘電体層は、電極が放電容器の外部に、例えば外壁に配置されることによって 、放電容器の壁自体によっても形成することができる。外部電極を備えたこの構 成の利点は、気密貫通部が放電容器の壁を通して導出される必要がないことにあ る。勿論、特に放電の開始及び定常電圧に影響する１つの重要なパラメータであ る、誘電体層の厚さは主として放電容器に対する要求、特にその機械的強度によ って決められている。 他方、誘電体層は、放電容器の内部に配置された電極の少なくとも陽極部分の 少なくとも部分的な被覆或いは被膜の形体でも実現することができる。これによ り、誘電体層の厚さが放電特性に対して最適化されるという利点が得られる。勿 論、内部電極は気密なリード貫通部を必要とする。これによって付加的な製造工 程が必要であり、これは通常その製造を高価にする。 液晶表示装置は、特にポータブルのコンピュータ（ラップトップ形、ノートブ ック形、ハンドトップ形等）において、最近、しかしまた固定のコンピュータ・ モニターにおいても点灯されている。その他の適用範囲は、その幾つかを挙げる ならば、産業設備或いは航空管制装置の制御室における情報表示、現金出納シス テム及び自動現金支払いシステムの表示並びにテレビジョン受像器である。液晶 表示装置は、また自動車工業においてもいわゆるナビゲーションシステム用とし てますます点灯されている。液晶表示装置は全体の液晶表示をできるだけ明るく かつ均一に照光する背景照明を必要とする。 従来の技術 ＰＣＴ出願ＷＯ９４／２３４４２には、誘電体で遮られる放電により、非コヒ ーレントに放射する放射源、特に放電ランプの点灯方法が開示されている。この 点灯方法は個々の有効パルスがむだ時間によって互いに分離されている一連の有 効パルスを利用している。これにより異なる極性の隣接する電極の間に、平面に おいて、即ち電極が配置されている面に対して垂直に、多数のデルタ状の個別放 電が発生する。この個別放電は互いに並んで電極に沿って配列され、それぞれ（ その時の）陽極の方向に広がる。両側を誘電体で遮られる放電の電圧パルスの極 性が交替する場合には２つのデルタ状のパターンの重畳が視覚的に現れる。この 放電パターンは特にｋＨｚ範囲の繰り返し周波数で作られるから、人間の眼の時 間的分解能に相当する「平均的」放電パターンとして、例えば砂時計の形で知覚 される。個々の放電パターンの数はとりわけ入力電力によって影響を受ける。こ のパルス点灯方法の他の利点は光の発生効率が高いことである。この点灯方法は 、既にＰＣＴ出願ＷＯ９４／０４６２５において説明されているように、冒頭に 挙げた種類の平形ランプに対しても適している。 即ち、ＰＣＴ出願ＷＯ９４／０４６２５からは、ＰＣＴ出願ＷＯ９４／２３４ ４２の点灯方法に応じて点灯される平型発光器が公知である。非常に効果的な点 灯方法によりこの平型発光器は比較的僅かな損失熱しか発生しない。その実施例 においてはそれぞれストリップ状電極が放電容器の外壁に配置されているが、こ の場合最初に挙げた欠点を伴う。この解決法の他の欠点は、面輝度が縁部に向か って明らかに減少することである。この原因はとりわけこの縁部には放電容器外 部の隣接領域からの放射の貢献が欠けていることにある。その他に、個別放電は 特に陽極と、それぞれ直接隣接する２つの陰極の１つだけとの間に形成される。 明らかに同時には陽極ストリップの両側に互いに無関係に個別の放電が形成され ない。両隣接陰極の何れによって放電がそれぞれ形成されるどうかについては、 寧ろ予測することができない。全体としての平型発光器に関しては、これにより 、不規則な放電パターン、従って時間的にまた空間的に一様でない面輝度が生ず る結果となる。 しかし、このような発光器の多数の適用例に対しては一様な面輝度が望ましい 。例えばＬＣＤの背景照明に対しては、その変調の深さが１５％を越えないよう な視覚的な一様性が要求される。 ドイツ特許出願公開第１９５４８００３号公報には、特に片側を誘電体で遮ら れる放電を効果的に形成するために必要とされるような単極性のパルス電圧列を 発生させる回路構成が開示されている。誘電体で遮られる放電構成のような主に 容量的に作用する負荷においても、回路損失の少ない平滑なパルス形状が得られ る。 ヨーロッパ特許第０３６３８３２号明細書においては、特に、放電容器の底板 の内壁に配置されているストリップ状電極を備えたＵＶ高出力発光器が開示され ている。内部電極と電圧源とを接続するためのリード貫通部についてはこれには 何らの開示も含まれていない。このＵＶ高出力発光器は正弦波状の交流電圧で点 灯される。公知のように、交流電圧点灯の際に得られるＵＶ量は約１５％以下に 制限されている。ＬＣＤシステムの効果的な背景照明のためには、しかし、もっ と高い効率が必要である。その他に、底板に組み入れられた冷却通路を備えた実 施例も開示されているが、これは多くの適用例に対して、特に事務所用において 並びにモバイル点灯においては実際的でない。 ヨーロッパ特許第０６０７４５３号明細書により、平型照明装置を備えた液晶 表示が公知である。この平面照明装置は、主要部として、板状の光導体と、少な くとも１つの湾曲した棒状の蛍光ランプとからなる。この蛍光ランプはその湾曲 に応じて光導体板の２つ或いはそれ以上の互いに突き合っている稜に配置されて いる。これによって既に蛍光ランプの光は少なくとも２つの稜において光導体板 に入射され、液晶表示側の導体板表面によって散乱される。この手段により、そ れに応じた多くの蛍光ランプを必要とすることなく、良好な照光が達成される。 この解決法の欠点は光導体板をなくすことができないことである。さらに、ラン プ光の一部を側方向に光導体板に反射する外部発光器がランプに沿って付加的に 設けられている。それにもかかわらず、直線光源（棒状の蛍光ランプ）から面光 源（光導体板）に再分配する際に回避することのできない入力損失並びに散乱損 失が発生し、これにより得られる面輝度が減らされる。さらに、平型照明装置の 寿命が蛍光ランプによって制約されている。数個の蛍光ランプを点灯する場合に は益々全体装置の故障率が増大する。 水銀低圧放電に基づく蛍光ランプにおける欠点は水銀自体の特性から生ずる。 その一つは、水銀は先ず初めにその点灯蒸気圧に達せねばならない。即ち、この ような蛍光ランプは際立った助走挙動を示す。従って、このような蛍光ランプを 装備したＰＣモニターを動作休止期間中に遮断することは殆ど薦められるものと は思えない。さらに、水銀は健康に有害であり、従って特殊ごみとして処理され ねばならない。 発明の説明 この発明の課題は、平型発光器が電極の大きさ、従って数に殆ど無関係に、比 較的少数の製造工程で、従ってコスト的に有利に製造可能であるように電極構造 及びリード貫通部を備えた、ストリップ状内部電極を有する請求項１の前文によ る平形蛍光ランプを提供することにある。他の１つの観点は、高いかつ均一の面 輝度を持った平形蛍光ランプをコスト的に有利な実現することを可能とする電極 構造の製造技術的に簡単な形状構成にある。 この課題は、請求項１の特徴的事項により解決される。特に好ましい実施態様 はそれに係属する請求項に見出される。 この発明の異なる課題は、請求項１８の前文による照明システムを提供するこ とにある。この課題は請求項１８の特徴的事項により解決される。 最後に、この発明のさらに異なる課題は、請求項１９の前文による液晶表示装 置を提供することにある。この課題は請求項１９の特徴的事項により解決される 。 この発明の第一の部分の基本的思想は、貫通部及び外部電流リードを含む内部 電極をそれぞれ唯一の陰極側もしくは陽極側の、連続している導体路状の構造の ３つの機能的に異なる断片として形成することにある。 この思想により３つの上記の機能的に異なる部分、即ち、内部電極、貫通部及 び外部電流リードをほぼ同時に１つの共通の製造工程において、好ましくは印刷 技術により作ることができる。従来の技術に対して操作及び製造工程の数がこれ により著しく削減される。その上、半田付け等による個々の部分の間の接続が省 略される。 両構造は、その他に、殆ど任意の形状構成の利点を提供する。これにより製造 技術的に簡単でかつコスト的に有利な方法で、縁部にまで均一な面輝度となるよ うに最適化された電極形状を実現することができる。このためには、例えばその ような構造の印刷スクリーンがそれに応じて形成されねばならないだけである。 この発明の他の１つの利点は、この構造思想により殆ど任意の大きさの平形蛍光 ランプを、全ての製造工程が実際上この平形蛍光ランプの大きさに無関係に常に 同状に実現することができるので、コスト的に有利に製造することが可能である ということである。従って、異なる大きさの液晶表示部の背景照明に適合した平 形蛍光ランプを経済的に実現することができる。その他の利点は高い輝度と高い 光効率であり、代表的な比光度は１つのランプに対して光散乱素子を含めて約８ ｃｄ／Ｗである。以下にこの平形蛍光ランプの、パルス動作と関連した一連の利 点を説明する。パルスで点灯され、誘電体で遮られる放電は正の電流電圧特性を 持っているので、任意に多数の個別放電を互いに並列して発生させることができ る。その結果、原則的には殆ど任意の大きさの平形蛍光ランプを実現することが できる。さらに、この平形蛍光ランプはただ１つの電子安定器で点灯することが できる。ランプの封入ガスには水銀が含まれていないので、有毒な水銀蒸気によ る危険も排除され、環境処理の問題もなくなる。水銀を含まないガス封入のその 他の利点はランプが助走状態なしで直ちに始動することである。その上、特別な 細工を施した個別部分のない層状の電極構造によりこのランプは極めて堅牢であ り、長い寿命を持っている。 この発明によれば、放電容器は底板と蓋板とから構成され、これらが枠を介し て半田、例えばガラス半田により閉鎖された放電容器として互いに結合されてい る。この放電容器の内壁には気密にストリップ状電極が、直接底板及び／又は蓋 板に、印刷板上の導体路と同様に例えば蒸着により、後に焼付けを伴ったスクリ ーン印刷により或いは同様な技術により形成される。 電極ストリップはそれぞれ一端で半田を通して気密に外部に引き出されている 。この貫通部と枠との間並びに枠と底板もしくは蓋板との間の気密は半田により 行われる。 異なる熱膨張による応力を小さくするために、そして気密性を永続点灯におい ても保証するために、半田及び枠並びに底板及び蓋板の材料は相互に適合するよ うに合わせられている。さらに、特に金属電極ストリップの厚さは、一方では熱 応力が少なくなるように、また他方では点灯中に必要な電流強度が実現できるよ うに、薄く選ばれている。 その場合、導体路の充分に高い電流負担能力に、このような平形蛍光ランプに 対して求められている高い光度が最終的に高い電流強度を条件とする限りにおい て、特別な意義がある。液晶表示の背景照明のための平形蛍光ランプにおいては 、即ち、このような表示の、代表的には６％の僅かな伝送率により特に高い光強 度が不可欠である。この問題は、放電をパルス状に発生させる場合、繰り返され る有効電力入力の比較的短い期間の間に特に高い電流が導体路に流れるので、な お先鋭化される。ただこのようにして、充分に高い平均有効電力を入力すること も、そしてこれにより時間的平均で所望の高い光強度を得ることが可能である。 上述の高い電流負担を保証するために、比較的厚い導体路が点灯される。導体 路の厚さが余りに薄いと、導体路の局所的過熱により亀裂形成の危険を孕んでい る。導体路電流の抵抗成分による導体の加熱は、その導体の断面積が小さければ 小さい程、それだけ大きくなる。導体路の幅は、しかし、特にこの幅が増大する につれ導体路による平形蛍光ランプの発光面の遮光も同様に増大するが故に限界 がある。それ故、導体路における高い電流密度による熱発生に基づく亀裂形成の 問題を解決するためには、寧ろ幅の狭い、しかしその代わりできるだけ厚い導体 路が求められる。銀導体ストリップの代表的厚さは５μｍ〜５０μｍまでの範囲 、好ましくは５．５μｍ〜３０μｍまでの範囲、特に好ましくは６μｍ〜１５μ ｍまでの範囲にある。 勿論、平形ランプにおいて点灯されるような、比較的伸ばされた平らな基板材 料の上に配置されるこのような厚さの導体路は、例えば放電容器をその製造プロ セスの間に真空引きする際の曲げ負荷によって起こり得る材料応力による亀裂形 成が予期される。亀裂形成の危険が増大する理由は、層の伸び限界εとその厚さ ｄの関係ε∝１／ｄ^1/2である。従って、伸び限界は、層厚が大きければ大きい 程それだけ小さい。さらに、層厚が増えると共に層内部の不連続性の蓋然性は劇 的に増大する。この不連続性は層内部の局部的に高い引っ張り応力に繋がる。こ れにより層の基板材料からの剥離の危険が生ずる。 驚くべきことに、それにもかかわらず、このような厚さの導体路を備えた平形 ランプは気密に製造されること及びさらにその寿命が完全に数千時間にもなるこ とが示されている。 もしかして、これにはまた、底板と蓋板との間に僅かな間隔で配置され、受入 れられないほど強い遮光を作ることなく、平形ランプに充分な曲げ安定性を与え ている支持部材、例えばガラス球の形の部材が貢献しているかもしれない。 現在の認識段階によれば、とりわけ、２つのパラメータＰ₁＝ｄ_St／ｄ_E1及び Ｐ₂＝ｄ_St／ｄ_P1が平形ランプの寿命に対して重要でると見られている。但し、 ここで、ｄ_Stは支持位置相互の間隔もしくは支持位置と境界となる側壁までの間 隔、ｄ_E1は電極導体の厚さそしてｄ_P1は底板もしくは蓋板の厚さの中の小さい方 の厚さである。Ｐ₁に対する代表的な値は５０ｍｍμｍ〜６８０ｍｍμｍの範囲 、好ましくは１００ｍｍμｍ〜５００ｍｍμｍの範囲、特に好ましくは２００ｍ ｍμｍ〜４００ｍｍμｍの範囲にある。Ｐ₂に対する代表的な値は８〜２０の範 囲、 好ましくは９〜１８の範囲、特に好ましくは１０〜１５の範囲にある。 例えば１０μｍの厚さの印刷された銀層と、それぞれ２．５ｍｍ厚さの底板及 び蓋板の間に約３４ｍｍの相互の間隔でガラス半田により装着されたガラス球で 良好な経験がなされた。これらの値からＰ₁＝３４０ｍｍμｍ及びＰ₂＝１３．６ が結果した。 既に述べたように、亀裂形成の危険の背景から、必要な高い電流負担能力の故 に同様に必要な導体路の大きな断面積を、主として厚さを厚くする代わりに、導 体路の適当な幅により実現することは、原則的に有利である。特に、電極が底板 並びに蓋板に、即ち、その結果平形ランプの一次投光面の内面にも配置されてい るときには、導体路自身による遮光の問題も次のように少なくとも緩和すること ができる。 この目的のために陽極及び／又は陰極はそれぞれ２つの互いに結合された、導 電性の部分から構成される。第一の部分は比較的狭い幅のストリップとして形成 され、しかしその代わりに、高い電流負担可能な物質、特に例えば金或いは銀の ような金属からなる。第二の部分は第一の分に比較して広幅のストリップとして に形成される。このために、このストリップは可視光に対してほぼ透過性の材料 、例えばインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）から選ばれる。これにより可能な、 ストリップの比較的広い幅により、場合によっては比較的低い導電性にもかかわ らず第二の部分には総和として同様に充分な電流負担能力が与えられる。両部分 は互いに電気的に接触される。このようにして、誘電体で遮られる放電の１つの 重要なパラメータである充分に大きな電極面が実現される。 １つの変形例においては両部分は誘電体によって互いに電気的に分離される。 両部分の結合は容量的に行われる。第二の部分は放電容器の内部に対して、第一 の部分より近くに配置されている。さらに、第一の部分のみが貫通部並びに電流 リードとして外部に導かれている。第二の部分はこの場合ただ放電容器内部の電 極面を拡大するためのものとなる。 少なくとも蓋板の内壁は、点灯中ガス放電のＵＶ／ＶＵＶ放射を白色光に変換 する発光材料混合物で被覆されている。ＵＶ／ＶＵＶ放射のできるだけ大きい成 分を変換できるように、放電容器の内壁は完全に、即ち蓋板、枠及び底板が蛍光 混合物で被覆されている。 外部電流リードは底板及び／又は蓋板及び／又は枠の外縁に配置されている。 このために、場合によっては底板もしくは蓋板は、放電容器の内部から貫通部を 外部に引き出す、平形ランプの少なくとも側面で、枠を越えて延長されている。 放電容器の外部では電極ストリップは貫通部領域の背後で電極ストリップの数 に相当する数の外部電流リードに終わっている。各電極ストリップは、それ故、 それ自体で見るならば、それぞれ以下の機能的に異なる部分領域、即ち、内部電 極領域、貫通領域及び電流リード領域を含む導体路状の構造体として形成されて いる。 同一極性の電流リードとパルス電圧源との接続は例えば適当なケーブルプラグ コネクタにより行われる。 さらに、同一極性の電極ストリップは各１つの共通の母線状電流リードに移行 させることができる。点灯の際にはこれらの両外部電流リードは直接電圧源の各 １つの極に接続される。この場合特別のケーブルプラグコネクタを省略すること ができる。 第一の実施例においてはストリップ状の電極は互いに並列されて底板に配置さ れる（事例Ｉ）。これにより点灯中ほぼ平面状の放電パターンが生ずる。この利 点は、投光蓋板面における電極による遮光が回避されることにある。陰極ストリ ップの間にはそれぞれ２つの互いに平行な陽極ストリップ、即ち陽極対が、従来 の個別陽極ストリップに代わって、配置されている。これにより、引用した従来 の技術においてそれぞれ２つの隣接する陰極ストリップの１つから個別放電がそ の間にある個々の陽極ストリップに向かって発生するという、最初に挙げた問題 が取り除かれる。 １つの変形例においては各陽極対の両陽極ストリップがそれぞれの両方の短辺 に向かって広げられている。この広がりに沿って個別放電の電流密度、従ってま た光強度の増大が得られる。この利点は、平形ランプの縁部にまで比較的一様な 輝度分布が得られることである。 陽極ストリップはその長手軸に関してそれぞれの相手側陽極ストリップの方向 に非対称に広がっている。この手段により隣接陰極とのその都度の間隔が陽極ス トリップの拡幅にもかかわらず一貫して一定である。従って点灯において電極ス トリップに沿って全ての個別放電に対する始動条件も等しい。それ故、個別放電 が電極の全長にわたって並列して形成される（充分な電気入力を前提として）こ とが確保される。 陽極ストリップは同様にそれぞれの隣接陰極の方向に、しかもその拡幅の有効 な作用を原則的に失うことがないように広げられていてもよい。勿論、この場合 、この拡幅は比較的弱くにしか形成されない。これにより、放電が専ら陽極スト リップの最大幅の位置に、即ちこの場合最小間隙位置に形成されることが阻止さ れる。この拡幅は明らかにこの間隙よりも小さく、典型的にはほぼ間隙の１０分 の１である。さらに、２つの拡幅変形例を組み合わせることもできる。即ち、そ の場合、拡幅はそれぞれの相手側陽極ストリップに対する方向にもまた隣接陰極 に対する方向にも形成されている。 両側を誘電体で遮られる放電のための電極構造は、この場合電極の極性が交替 するから、特に対称的に形成するのがよい。従って各電極は交互に陽極もしくは 陰極として機能する。この構造の基本的関係は図１に概略的に示されている。全 体の導体路状の電極１００は第一の部分１０１と第二の部分１０２とからなる両 部分１０１、１０２は、それぞれ既に記載した二重陽極１０３ａ及び１０３ｂ並 びに１０４ａ及び１０４ｂを備え、第一の部分１０１の二重陽極１０３ａ、ｂ及 び３第二の部分１０２の二重陽極１０４ａ、ｂが交互に並列に配置されている。 電極構造の両部分１０１、１０２は誘電体層（図示せず）で被覆されている。互 いに交互に対向する端部において二重陽極ストリップ１０３ａ、ｂ及び１０４ａ 、ｂは母線状の電流リード１０５、１０６にそれぞれ注いでいる。点灯のさいに は両外部電流リード１０５、１０６は電圧源（図示せず）の１つの極に接続され る。 単極性の電圧パルスを用いた、片側或いは両側を誘電体で遮られる放電の変形 例において、陰極ストリップはその狙い通りに空間的に好ましい個別放電の発生 点を備えている。原則的なこの関係を明らかにするために６．９インチの対角線 を持つ平形ランプの電極構造を図２に概略的に示す。陽極側の構造１０７は既に 何回も言及した二重陽極ストリップ１０８ａ及び１０８ｂを備えている。この陽 極側の構造１０７の両側の閉鎖は各１つの単一陽極ストリップ１０９及び１１０ を形成している。陰極側の構造１１２の陰極ストリップ１１１においては優先的 な放電発生点は、それぞれ隣接する陽極ストリップ側に向いた鼻部状の突起１１ ３により実現されている。この突起は電界を局部的に増強し、従って、デルタ状 の個別放電（図示せず）が専らこの位置１１３に発生するように作用する。これ により、点灯中に個別放電が平らな放電容器の内部において一様に配分されるこ とがほぼ強制される。突起がなければ、個別放電は垂直点灯の間対流によってま すます平形ランプの上部の範囲に移動することになる。これらの突起はストリッ プ状の陰極のそれぞれの両側の短辺に向かって空間的にますます高密度に配置さ れているのがよい（図３ａ参照）。この利点は、また平形ランプの縁部にまで比 較的均一な輝度分布が得られることで、即ち、最初に言及した、従来の技術にお ける輝度の縁部低下の欠点もこれにより効果的に解消される。陽極ストリップ１ ０９ａ、ｂ及び陰極ストリップ１１１はその交互に対向する端部においてそれぞ れ陽極側の母線状外部電流リード１１４及び陰極側の母線状外部電流リード１１ ５に注いでいる。点灯中は陽極側の電流リード１１４は単極性の電圧パルスを供 給する電圧源（図示せず）のプラス極（＋）に、陰極側の電流リード１１５はマ イナス極（−）に接続される。 さらに、１つの実施例においては、二重陽極ストリップの拡幅の特徴を陰極の 突起の配置の特徴とを組み合わせることもできる。 １つの異なる実施例においては陽極及び陰極ストリップが放電容器の異なる板 、即ち底板と蓋板に配置される（事例II）。この場合、放電は従って一方の板の 電極から放電空間を通って他方の板の電極に形成される。その場合、各陰極スト リップには２つの電極ストリップが、断面において、電極に関して見て、それぞ れ陰極ストリップ及びこれに対応する陽極ストリップの仮想接続線が「Ｖ」の形 をなすように対向している。このようにして、放電間隙が底板と蓋板との間隔よ り大きいことが達成される。既に明らかにされているように、この構成により、 陽極と陰極とがただ１つの板に交互に並べて配置されいる場合よりも、高いＵＶ 量が得られる。現在の認識によればこの積極的な効果は壁損失が減少することに よるものとされる。特に、二重陽極ストリップが光の放出に一次的に役立つ蓋板 に、陰極ストリップが底板に配置されるのがよい。この利点は、蓋板から放出さ れる 有効光の遮光が、陽極ストリップが陰極ストリップより幅狭く形成されているの で少なくなることである。 事例II型の平形ランプの場合先に説明した２つの部分からなる電極を遮光効果 を回避するために特に有効に点灯することができる。このために、少なくとも陽 極ストリップがそれぞれ１つの幅狭い大電流負担能力の或る部分と、１つの幅広 い透明性の部分とから構成されているのが有利である。 さらに、事例IIに対しても、陰極ストリップが事例Ｉの場合のように突起を持 つのも有利である。輝度の縁部低下をできるだけ小さくするためには、さらに、 この突起の配置密度を上げること及び／又は陽極ストリップを平形ランプの縁部 に向かって拡幅することが有利である。 さらに、底板には光反射膜、例えばＡｌ₂Ｏ₃及び／又はＴｉＯ₂を被着するの が有利である。これにより、発光材料膜からＵＶ／ＶＵＶ放射の変換により放出 される白色光の一部が底板を通して伝送され、有効方向に対して底板により失わ れることが阻止される。 放電容器の中には希ガス、好ましくはキセノンガス及び場合によっては１つ或 いは複数の緩衝ガス、例えばアルゴン或いはネオンが封入される。この内部圧は 代表的には約１０ｋＰａから約１００ｋＰａである。 特に比較的大型の平形ランプに対しては、事情に応じて、電気的絶縁性の材料 、例えばガラスからなる球体を間隔片もしくは底板と蓋板との間の支持部材とし て装着するのが適切である。これにより機械的強度が向上し、内部と外部との圧 力差に基づく破裂の危険が減少する。この球体は半田で固定するのがよい。さら に、この支持位置にも反射膜及び発光材料膜を設け、平形ランプの光強度を最大 とするのが有利である。 さらに、上述のこの発明による平形ランプとパルス電圧源とからなる照明シス テムに対する保護請求権が要請される。 この発明による照明システムは、その出力極が放電容器の電極の外部電流リー ドと接続され、点灯に際して１列の電圧パルスを供給するパルス電圧源によって 完成される。単極性のパルス電圧列を作る回路構成はドイツ特許出願第１９５４ ８００３．１号明細書に記載されている。この照明システムはまた、例えばＰＣ Ｔ出願ＷＯ９６／０５６５３において開示されるような、単極性及び２極性のパ ルス電圧でも点灯される。 さらに、上記の照明システムを液晶表示のための背景照明として点灯する液晶 表示装置についても保護請求権を要求する。 この発明による液晶表示装置は、この照明システムを液晶表示のための背景照 明として点灯する。このために、この装置は液晶表示を駆動するための電子駆動 装置を含む液晶表示部並びに照明システムが配置される容器を備えている。この 照明システムと液晶表示部とは、その場合、照明システムの平形ランプの蓋板が 液晶表示部の背面を照光するように、互いに向き合うように配置されている。平 形ランプと液晶表示部との間に光学的散乱素子を配置することもできる。この素 子は平形ランプの面輝度の不均一を均すのに役立つ。これは、特に大面積の表示 において、支持部材として機能するガラス球による遮光を補償するために効果的 である。さらに、平形ランプと液晶表示との間にもしくは場合によっては散乱素 子と液晶表示との間に、またＢＥＦとして公知の、いわゆる光増強箔を配置する こともできる。これらは、背景照明の光を１つの狭い空間角度に集中させ、従っ て見る角度範囲の明るさを高めるように作用する。平形ランプの封入ガスとして 水銀を含まないことにより助走状態のない瞬時始動を可能になる。これにより表 示装置を短時間点灯しない場合でも、例えば作業休止期間の間、平形ランプを遮 断し、従って電力を節約することが可能になる。さらに、提案された液晶表示装 置は外部の発光器や光案内装置なしでも済ませることができ、これにより部品点 数、従ってシステムコストを削減するという利点もある。 図面の説明 以下に、この発明を１つの実施例を参照して詳細に説明する。図面において、 図１は両側を遮られる放電のためのこの発明による電極構造の原理を、 図２は特に単極性の電圧パルスで点灯される、６．８インチの対角線を持つ平 形ランプのための電極構造の原理的関係を、 図３ａは底板に配置された電極を備えたこの発明による平形ランプの部分的に 切り開いた概略平面図を、 図３ｂは図３ａの平形ランプの概略側面図を、 図４は二重陽極の貫通部の断面を、 図５はパルス電圧源を備えた平形ランプを、 図６ａは底板並びに蓋板に配置された電極を備えた平形ランプの概略側面図を 、 図６ｂは図６ａの平形ランプの貫通部の部分断面を、 図７は平形ランプを含むこの発明による液晶表示装置を、 図８ａは底板に配置された電極を備えたこの発明による異なる平形ランプの部 分的に切り開いた概略平面図を、 図８ｂは図８ａの平形ランプの概略側面図を、 図９は２つの部分からなる陽極を備えた平形ランプの部分断面を示す。 図３ａ、３ｂは、それぞれ、点灯中白色光を放出する平形蛍光ランプの平面図 及び側面図を概略的に示す。このランプはＬＣＤ（液晶ティスプレイ）用の背景 照明として考えられている。 平形ランプ１は、矩形の底面を持つ平らな放電容器２と、４個のストリップ状 の金属陰極３、４（−）並びに誘電体で被覆された陽極５、６（＋）からなり、 この陽極の中３つは細長い二重陽極５として、２つは単一のストリップ状陽極６ として形成されている。放電容器２は、それ自体、底板７、蓋板８及び枠９とか らなる。底板７と蓋板９とは、それぞれガラス半田１０により枠９と気密に、放 電容器２の内部１１が矩形状に形成されるように結合されている。この底板７は 蓋板９より大きく、放電容器２が周回する自由縁部を持つように形成されている 。蓋板８の内壁は、放電によって発生したＵＶ／ＶＵＶ放射を可視白色光に変換 する発光材料混合物で被覆されている（図では見えない）。この発光材料は青色 成分ＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺）、緑色成分ＬＡＰ（ＬａＰＯ₄：〔 Ｔｂ³⁺，Ｃｅ³⁺〕）及び赤色成分ＹＯＢ（〔Ｙ，Ｇｄ〕ＢＯ₃：Ｅｕ³⁺）を備え た３バンド発光材料である。なお、蓋板８を切り開いているのは、ただ図示のた めのものであり、これにより陰極３、４及び陽極５、６の部分を自由に見えるよ うになっている。 陰極３、４及び陽極５、６は交互に、かつ平行に底板７の内壁に配置されてい る。陽極５、６と陰極３、４は、それぞれその一端で延長され、底板７の上で放 電容器２の内部１１から、それぞれの陽極側貫通部及び陰極側貫通部が底板７の 互いの反対側に配置されるように、両側に外部に導出されている。底板７の縁部 では電極ストリップ３、４、５、６がそれぞれ陰極側の外部電流リード１３及び 陽極側の外部電流リード１４に移行している。外部電流リード１３、１４は、好 ましくはパルス電圧源（図示されてない）と電気的に接続するための接続部とし て作用している。電圧源の両極との接続は通常次のように行われる。先ず、個々 の陽極及び陰極電流リードがそれぞれ互いに、例えば接続線を含む各１つのプラ グコネクタ（図示されず）により、接続される。最後に、両共通の陽極及び陰極 接続線が電圧源のそれぞれの側の両極に接続される。 放電容器２の内部１１では陽極５、６が完全に、その厚さが約２５０μｍでな るガラス層１５で覆われている。 各陽極対５の両陽極ストリップ５ａ、５ｂは平形ランプ１の両側縁部１６、１ ７の方向に、電極ストリップ３〜６に対して垂直方向に向けられて、即ち専らそ れぞれの相手側の電極ストリップ５ｂ及び５ａの方向に非対称に拡幅されている 。各陽極対５の両電極ストリップの相互の最大距離は約４ｍｍ、最小距離は約３ ｍｍである。２つの単独陽極ストリップ６は、それぞれ、平形ランプ１の電極ス トリップ３〜６に平行な両側縁部１８、１９の直ぐ近くに配置されている。 陰極ストリップ３、４は、鼻部状の、それぞれ隣接する陽極５、６側に向いて 半円形の突起２０を備えている。これらは電界を局部的に増強するように、従っ てデルタ状の個別放電（図示せず）が専らこの位置において始動し、生成するよ うに作用する。電極ストリップ３〜６に平行な、平形ランプ１の縁部１８、１９ に直接隣接している両陰極４の突起２０は、これらの縁部１８、１９に対向する 側において、電極ストリップ４、５の短辺に向かって、平形ランプ１の真ん中に 向かう側よりも、高密度に配置されている。突起２０とそれぞれ直接隣接する陽 極ストリップとの間の距離は、約６ｍｍである。半円形の突起２０の半径は約２ ｍｍである。 貫通部及び外部電流リード１３、１４を含む個々の電極３〜６は、それぞれ、 機能的に異なる断片を繋げた、銀からなる導体路状の構造として形成されている 。 この構造は約１０μｍの厚さを持ち、スクリーン印刷及びそれに続く焼付けによ り底板７の上に形成されている。 平形ランプ１の内部１１には１０ｋＰａの封入圧でキセノンガスの封入物が封 入されている。 １５インチモニターの背景照明の１つの変形例（図示せず、その構成は量的に は図２に示したものに相当する）においては１４個の二重陽極ストリップと１５ 個の陰極が交互に平形蛍光ランプの底板に配置されている。この電極配置の両側 の閉鎖は各１つの単独陽極ストリップが形成している。陰極はその両長手側に沿 ってそれぞれ３２個の半円形の、互いにずれて配置された突起を備えている。ラ ンプの外形寸法は約３１５ｍｍ×２３９ｍｍ×１０ｍｍ（長さ・幅・高さ）であ る。底板並びに蓋板の壁厚はそれぞれ２．５ｍｍである。枠は直径約５ｍｍのガ ラス管から作られている。底板と蓋板との間には５ｍｍの直径を持つ４８個のプ レキシガラス球が支柱として等間隔で配置されている。陽極ストリップ及び陰極 ストリップはその交互に対向する端部において陽極側及び陰極側の母線状電流リ ードに接続されている。点灯の際には陽極側の電流リードは単極性の電圧パルス を供給する電圧源のプラス極（＋）に、陰極側の電流リードはこの電圧源のマイ ナス極（−）に接続される。 図４には図３ａにおけるＡＡ線に沿った断面の一部が概略的に示されている。 同一の特徴部分には同一の符号が付けられている。図示の部分は例示的に二重陽 極５の貫通部１２を含む。その他の電極においてその構造は原則的に同様でる。 両貫通部ストリップ１２ａ、１２ｂは直接底板７の上に取付けられ、さらに完全 にガラス層１５で覆われている。ガラス層１５を含む貫通部１２を備えた底板７ は、またガラス半田１０により気密に放電容器２の枠９に結合されている。 平形ランプ１を点灯するために、図５において、陰極３、４及び陽極５、６は それぞれ電流リード１３及び１４を介してパルス電圧源２３の各極２１、２２に 接続されている。このパルス電圧源は、点灯中、休止期間によって分離されてい る単極性の電圧パルスを供給する。このために適したパルス電圧源はドイツ特許 出願第１９５４８００３．１号明細書に記載されている。その場合、それぞれの 陰極３、４と、これに対応した、直接隣接する陽極ストリップ５、６との間に発 生する多数の個別放電（図示せず）が形成される。 図６ａ及び６ｂは、それぞれ、図３ａによる平形蛍光ランプのその他の変形例 の、電極に対して垂直な側面図及び断面図を概略的に示す。ここでは陰極２４は 蓋板８の内壁に設けられている。各陰極２４には１つの陽極対２５ａ、２５ｂが 、図６ｂの断面で見て、それぞれ陰極２４とこれに対応する陽極２５ａ、２５ｂ の仮想接続線が逆さにした「Ｖ」の形をとるように、対向配置されている。陰極 ２４の間、これに対応する陽極対の個々の陽極２５ａ、２５ｂの間並びにそれぞ れ互いに隣接する対応の陽極対との間の凡その距離はそれぞれ２２ｍｍ、１８ｍ ｍ及び４ｍｍである。陰極２４はそれぞれその両長辺に沿って及び約１０ｍｍの 相互間隔で鼻部状の半円形突起２６ａ、２６ｂを備えている。点灯の際これらの 突起２６ａ、２６ｂにおいて個別の放電が始動し、これがその属する陽極ストリ ップ２５ａ及び２５ｂに向かって燃焼する。図示の部分は例示的にただ２つの陰 極２４と、それぞれそれに対向する陽極対２５ａ、２５ｂとを含んでいる。その 他の電極においてもその構造及び原則的な配置は同じである。陰極２４及び陽極 ２５ａ、２５ｂは、蛍光ランプの同一の短辺において外部に導出され、蓋板８も しくは底板７の対応する縁部において陰極側の外部電流リード２７及び陽極側の 外部電流リード１４に移行している。断面図（図６ｂ）によりわかるように、陽 極２５ａ、２５ｂもまた陰極２４も完全にそれぞれ、底板７及び蓋板８の内壁全 体にわたって延びている誘電体層２８及び２９で覆われている（両側を遮られる 放電）。底板７の誘電体層２８にはＡｌ₂Ｏ₃もしくはＴｉＯ₂からなる各１つの 光反射層３０が設けられている。その上に最後の層として及び同様に蓋板８の誘 電体層２９の上に、それぞれＢＡＭ、ＬＡＰ、ＹＯＢの混合物からなる発光材料 層３１及び３２が形成されている。 図７には、それ自体公知の液晶表示３５用の背景照明として、図１ａによる平 形蛍光ランプ１を備えた液晶表示装置３３の側面図が、部分的に断面で、模式的 に示されている。平形蛍光ランプ１と液晶表示３５との間には散乱板３６が光学 的散乱素子として配置されている。この散乱板３６と液晶表示３５との間には、 スリーエム社の２つの光増幅箔（ＢＥＦ）３７、３８が配置されている。平形蛍 光ランプ１、散乱板３６、両光増幅箔３７、３８及び液晶表示３５が１つの容器 の中に配置され、容器の枠３９により保持されている。容器の背壁４０には冷却 体４１が配置されている。さらに、容器背壁４０の外側に平形蛍光３４と接続さ れた、図５に相当する回路装置２３並びにそれ自体公知で、液晶表示３５と接続 された電子駆動装置４２が配置されている。電子駆動装置４２を備えた液晶表示 部３５のその他の詳細はヨーロッパ特許第０６０７４５３号明細書を参照する。 図８ａ及び８ｂに、それぞれ平面図及び側面図で示された平形ランプ１’は、 平形ランプ１（図３ａ及び３ｂ）とただ外部電流リード１２、１３の形状におい て異なるだけである。各電極部３、４の貫通部は底板７の縁部に先ず導かれ、そ れぞれ陰極側の母線状電流リード１３及び陽極側の母線状電流リード１４に接続 されている。この電流リード１３、１４の端部（＋、−）は電圧源（図示せず） と接続するための外部端子として作用する。 図９は平形ランプの異なる変形例の概略部分断面を示す。この平形ランプは、 図６ｂで示されたものと、各陽極対２５の陽極２５ａ及び２５ｂが２つの部分か ら構成されている点において異なる。これらの陽極はそれぞれ銀の狭幅ストリッ プ部２５’と、インジウム・錫・酸化物の広幅透明ストリップ部２５’’からな り、この銀のストリップ部２５’はインジウム・錫・酸化物のストリップ部２５ ’’に埋め込まれている。このようにして蓋板の上の陽極による遮光が回避され 、即ち有効な光に対するその効果的透明性を向上している。 この発明は、上述の実施例に限定されない。その他に、異なる実施例の特徴を また組み合わせることもできる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＣＮ，ＨＵ，Ｊ Ｐ，ＫＲ，ＵＳ (72)発明者 ヒチュケ、ロタール ドイツ連邦共和国 デー―81737 ミュン ヘン テオドール―アルト―シュトラーセ ６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも部分的に透明で、ガス封入物を封入し、非導電性材料からなる平 らな放電容器（２）と、この放電容器（２）の内壁に配置されたストリップ状の 電極（３〜６）とを備え、前記放電容器（２）はその内壁に少なくとも部分的に 発光材料或いは発光材料混合物の層を備え、電極は少なくとも陽極（５、６）が それぞれ誘電体層（１５）で覆われている背景照明用平形蛍光ランプ（１）にお いて、 ・放電容器（２）は底板（７）、蓋板（８）及び枠（９）とからなり、この底板 （７）、蓋板（８）及び枠（９）は半田（１０）により互いに気密に結合され、 ・ストリップ状電極（３〜６）は付加的に貫通部（１２）に、そしてこの貫通部 は電流リード（１３、１４）に移行し、この電極（３〜６）、貫通部（１２）及 び外部電流リード（１３、１４）が導体路状の構造体（３、４、１３；５、６、 １４）として形成され、 その際、この貫通部は半田（１０）により気密に覆われて外部に導出され、直接 これに接続される電流リード（１３、１４）が電源に接続されることを特徴とす る平形蛍光ランプ。 ２．構造体の厚さが５μｍと５０μｍとの間の範囲、好ましくは５．５μｍ〜３ ０μｍの範囲、特に好ましくは６μｍ〜１５μｍの範囲にあることを特徴とする 請求項１に記載の平形蛍光ランプ。 ３．底板と蓋板との間に間隔片が配置されていることを特徴とする請求項１又は ２に記載の平形蛍光ランプ。 ４．間隔片がガラス球によって実現されていることを特徴とする請求項３に記載 の平形蛍光ランプ。 ５．ｄ_Stを支持位置相互の間隔もしくは支持位置と境界となる側壁までの間隔と し、ｄ_E1を電極路の厚さとしたとき、パラメータＰ₁＝ｄ_St／ｄ_E1が、５０ｍｍ μｍ〜６８０ｍｍμｍの範囲、好ましくは１００ｍｍμｍ〜５００ｍｍμｍの範 囲、特に好ましくは２００ｍｍμｍ〜４００ｍｍμｍの範囲にあることを特徴と する請求項３又は４に記載の平形蛍光ランプ。 ６．ｄ_Stを支持位置相互の間隔もしくは支持位置と境界となる側壁までの間隔と し、ｄ_P1を底板もしくは蓋板の厚さの中の小さい方の厚さとしたとき、パラメー タＰ₂＝ｄ_St／ｄ_P1が８〜２０の範囲、好ましくは９〜１８の範囲、特に好まし くは１０〜１５の範囲にあることを特徴とする請求項３乃至５の１つに記載の平 形蛍光ランプ。 ７．ストリップ状の陰極（３、４）がその長辺に沿って鼻部状の突起（２０）を 備えていることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の平形蛍光ランプ。 ８．突起（２０）がストリップ状の陰極（４）のそれぞれの両短辺の方向に向か って空間的に増加して高密度に配置されていることを特徴とする請求項７に記載 の平形蛍光ランプ。 ９．ストリップ状電極（３〜６）が互いに並べられて放電容器（２）の底板（７ ）の内壁に配置され、隣接する陰極ストリップ（３、３もしくは３、４）の間に それぞれ２つの陽極ストリップ（５ａ、５ｂ）、即ち１つの陽極対（５）が配置 されていることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の平形蛍光ランプ。 １０．各陽極対（５）の両陽極ストリップ（５ａ、５ｂ）がそれぞれの両短辺の 方向に向かって拡幅されていることを特徴とする請求項９に記載の平形蛍光ラン プ。 １１．陽極ストリップ（５ａ、５ｂ）のそれぞれの長手軸線に関する拡幅が非対 称であり、専らそれぞれの相手側の陽極ストリップ（５ｂもしくは５ａ）の方向 に形成され、陽極ストリップ（５ａ、５ｂ）及び隣接の陰極ストリップ（３）も しくは（４）の間の距離が一貫して一定であることを特徴とする請求項９に記載 の平形蛍光ランプ。 １２．陰極（２４）及び陽極（２５）がそれぞれ放電容器を形成する異なる板に 、好ましくは、陽極（２５）が蓋板（８）に、陰極（２４）が底板（８）に配置 され、各陰極（２４）にそれぞれ２つの陽極（２５ａ、２５ｂ）が、電極に関す る断面で見て、それぞれ陰極（２４）とこれに対応する陽極（２５ａ、２５ｂ） の仮想の接続線が場合によっては逆さ「Ｖ」の形をとるように、対向して配置さ れていることを特徴とする請求項１乃至１１の１つ又は複数個に記載の平形蛍光 ランプ。 １３．陽極及び／又は陰極がそれぞれ２つの互いに結合された導電性部分（２５ ’、２５’’）からなり、第一の部分（２５’）が幅の狭い大電流支持片として 、第二の部分（２５’’）が第一の部分（２５’）に対して広幅の、可視光線に 対してほぼ透過性のストリップとして構成されていることを特徴とする請求項１ 乃至１２の１つ又は複数個に記載の平形蛍光ランプ。 １４．第一の部分と第二の部分との間に誘電体が配置され、従って両部分の間の 結合が容量性であることを特徴とする請求項１３に記載の平形蛍光ランプ。 １５．それぞれ第一の部分が貫通部並びに電流リードとして外部に導出され、第 二の部分が放電容器の内部の有効電極面を拡大するためにのみ利用されているこ とを特徴とする請求項１３又は１４に記載の平形蛍光ランプ。 １６．底板（７）の内壁、枠（９）及び間隔片に光反射膜が被着されていること を特徴とする請求項１乃至１５の１つ又は複数個に記載の平形蛍光ランプ。 １７．陰極（３、４）及び陽極（５、６）の貫通部（１２）が陰極側及び陽極側 の母線状導体路（１３、１４）に接続されるように、外部電流リードが形成され ていることを特徴とする請求項１乃至１６の１つ又は複数に記載の平形蛍光ラン プ。 １８．平形蛍光ランプ（１）と、この平形蛍光ランプ（１）に導電接続され、点 灯中、休止期間によって互いに分離された有効電力パルスを平形蛍光ランプ（１ ）に供給するのに適している電圧源（２３）とを備えた照明システムにおいて、 この平形蛍光ランプ（１）が請求項１乃至１７の１つ又は複数の特徴事項を備え ていることを特徴とする照明システム。 １９．液晶表示部（３５）と、この液晶表示部（３５）を駆動するための電子駆 動装置（４２）と、この液晶表示部（３５）のための背景照明としての照明シス テムと、電子駆動装置（４２）を有する液晶表示部（３５）及び照明システムが 配置されている枠体（３９）とを備えた液晶表示装置において、この照明システ ムが請求項１８に記載の照明システムであることを特徴とする液晶表示装置。 ２０．平形ランプ（１）と液晶表示部（３５）との間に少なくとも１つの光散乱 素子（３６）が配置されていることを特徴とする請求項１９に記載の液晶表示装 置。 ２１．平形ランプ（１）と液晶表示部（３５）との間に少なくとも１つの光増幅 箔（ＢＥＭ）（３７、３８）が配置されていることを特徴とする請求項１９又は ２０に記載の液晶表示装置。 ２２．平形ランプと液晶表示部との間に先ず第一の光散乱素子が、しかる後光増 幅箔が、最後に第二の光散乱素子が配置されていることを特徴とする請求項１９ 乃至２１の１つに記載の液晶表示装置。