JP2001283770A - 平面発光型蛍光ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、放電始動性及び入力電力に対して発
光輝度の良い、従来実現できなかった薄さの平面発光型
蛍光管を提供することを目的とする。 【解決手段】平面型発光蛍光ランプのおいて、所定の間
隔で対向する前面基板と背面基板、該２つの基板に挟ま
れた空間の外周部に介在する枠体、前記背面基板上に形
成された一対の電極を備え、該一対の電極は櫛歯形状の
電極線が相互に向かい合うように配され、前記各電極線
は左右交互に突起形状を有し、対向する電極線の突起と
ずれて向かい合うよう構成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置のバ
ックライト等に用いられる平面発光型蛍光ランプに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置はそれ自体発光しない為、
蛍光ランプなどの背面光源が用いられている。近年液晶
表示装置を用いた携帯機器では軽量薄型化が要求されて
いて、背面光源として平面発光型蛍光ランプなどが利用
されている。従来の代表的な平面発光型蛍光ランプの構
成は図５の通りで、直方体の容器（１）からなり、容器
（１）内部には希ガス又は希ガスに水銀を混合した放電
ガスが封入され、放電ガスから放射される紫外線を受け
て可視光を発生する蛍光体（７）が、容器（１）内壁面
に付着塗布されている。更に容器（１）内両端に一対の
電極（４）が敷設されている。

【０００３】リード線（８）を通して、対向する電極
（４）間にパルス状の電圧が印加されると、放電ガスを
介して電極（４）間で放電が生じ、励起状態の放電ガス
が低いエネルギー準位に戻る時放射される紫外線により
蛍光体（７）が発光し、通常、容器（１）の片面側から
光が発生する。なお、平面発光型蛍光ランプの裏面に
は、放電の始動性を容易にするための近接導体（１１）
が設けられている。

【０００４】このような平面発光型蛍光ランプの場合、
管の厚みを薄くし基板間の距離（Ｔ）を小さくすると、
放電に必要な印加電圧が高くなり、点灯時の入力電圧も
大きくなる。更にランプ全域で均一な放電ができなくな
り発光ムラができる。通常、１．５〜２インチサイズの
平面発光型蛍光ランプでは、２つの基板間の距離（Ｔ）
は１．５ｍｍ以上なければ上記の問題点が発生する。結
果、容器基板の厚みも含めて蛍光ランプの厚みは３ｍｍ
以上となる。この状況は、更にサイズが大型の蛍光ラン
プになるほど、基板間の距離（Ｔ）を大きくする必要が
あり厚味が増す。

【０００５】また、平面発光型蛍光ランプの厚みを薄く
する場合は他例として図６のように放電空間を挟んで、
表面を絶縁体（１２）で被覆した電極（４）と更に絶縁
体（１２）の表面に蛍光体（７）を形成した一対の前面
基板（２）と背面基板（３）を対向させ、該基板（２）
（３）の外周を枠体（６）で封止した平面発光型蛍光ラ
ンプが提案されている。

【０００６】しかしながらこの構成の平面発光型蛍光ラ
ンプでは、陰極部の負グロー発光と蛍光体の発光色が混
色して、前面基板（２）から光として出るため有効な色
が得られない。更に放電空間を１ミリ以下にすると、放
電形態で陽光柱域が形成されないか又は小さい為、有効
な紫外線が得られず蛍光体の発光効率が極端に悪くな
り、輝度の低い平面発光型蛍光ランプとなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
平面発光型蛍光ランプでは、厚みを薄くすると共に、輝
度均一性が悪く、点灯電圧が上昇し電力も大きくなり、
更には全面点灯しないなどの問題点あり、薄さに限界が
生じている。本発明は蛍光ランプの厚みが薄くなり放電
空間が小さい場合でも、低電力、高輝度、かつ輝度の均
一性が良い平面発光型蛍光ランプを提供しようとするも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、所定の間隔で対向する前面基板と背面基
板、該２つの基板に挟まれた空間の外周部に介在する枠
体、前記背面基板上に形成された一対の電極を備え、該
一対の電極は櫛歯形状の電極線が相互に向かい合うよう
に配置され、前記電極線は各々対向する側に突起を有
し、該突起は対向する電極線の突起と互い違いに形成さ
れたことを特徴とするものである。

【０００９】さらに、前記２つの基板間の距離と対向す
る電極線間の距離が、０．０４５≦（基板間の距離）／
（対向する電極線間の距離）≦０．２となる関係で構成
されていることを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例に付いて
図1〜図３をもとに説明を行なう。

【００１１】図１は本実施例の平面発光型蛍光ランプの
一例を示す全体分解斜視図である。図２は本実施例の平
面発光型光源ランプの平面図、図３は本実施例の平面発
光型光源ランプの断面図である。

【００１２】透光性ガラスからなる前面基板（２）に対
向してステアタイト、フォルステライト、アルミナ、或
いはガラス板等からなる背面基板（３）を設け、この背
面基板（３）表面に２つの電極（４ａ）（４ｂ）が配設
されている。さらに電極（４ａ）（４ｂ）表面を被覆し
て、背面基板（３）全体に絶縁性材料で形成された反射
層（５）で覆われている。

【００１３】前面基板（２）と背面基板（３）は一定の
間隔を設け、外周辺で低融点フリットガラス（６）によ
り封止接合されている。封止接合された容器（１）内は
希ガスが充填される。容器（１）内の内壁面には放電に
より放射される紫外線を受けて発光する蛍光体（７）が
塗布されている。

【００１４】本実施例では、放電に関係する電極（４
ａ）（４ｂ）は交互に設けられており、中心間隔は等距
離である。それぞれの電極（４ａ）（４ｂ）の形状は、
櫛歯形状の電極線が相互に向かい合い、さらに向かい合
う電極線部に突起（４ｃ）を設け、且つ対向する電極の
突起（４ｃ）とも交互に配置され、隣接する突起（４
ｃ）との間隔は対向する電極間距離（Ｌ）と等しいか大
きくなっている。

【００１５】突起（４ｃ）を含めて電極はスクリーン印
刷法で形成し、材料としては、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌなどの
導電ペーストからなる。スクリーン印刷後、窒素雰囲気
又は空気中にて５００〜６５０度で焼成され、１０〜３
０μｍの厚みである。その後、接続端子部（８）を除い
て酸化鉛を主成分とするガラスぺーストを１０〜５０μ
ｍの厚みでスクリーン印刷し、５５０℃で焼成し、反射
層（５）を形成する。

【００１６】更に蛍光体層（７）を前面基板（２）側、
背面基板（３）側に形成、基板周辺部にフリットガラス
（６）及び容器（１）内への希ガスの充填及び排気する
ための排気管（９）を取り付け、両基板（２）（３）の
位置合わせを行ない加熱封止する。

【００１７】電極部の実施例についてさらに詳述する
と、１．８インチサイズの平面発光型蛍光ランプでは、
前面基板（２）、背面基板（３）とも厚みは０．７ｍ
ｍ、放電空間は０．６ｍｍで、対向する電極線の間隔は
１０ｍｍである。なお、封入する放電ガスの種類やガス
圧で間隔は変わる。本実施例では各電極（４ａ）（４
ｂ）の突起（４ｃ）の間隔は５ｍｍで、片側では１０ｍ
ｍとなる。電極線幅は１００〜１５０μｍである。

【００１８】容器（１）内には、ネオン−アルゴン−キ
セノン又はアルゴン−キセノンあるいはヘリウム−キセ
ノンの混合ガスが３０〜３００Ｔｏｒｒ圧で封入されて
いる。なお、上記混合ガスに対して、水銀を追加封入す
る場合もある。

【００１９】次に動作について説明する。従来の図５の
蛍光ランプでは、基板間距離（Ｔ）が１．２ｍｍ以下で
あると、電極（４）に電圧を印加して放電を行なわせる
場合、放電空間部のインピーダンスが大きく、点灯電圧
が高くなる。更に空間内で発生した電子、イオンが基板
（２）（３）壁で消失する量が増え、部分的な局部放電
や放電偏りが発生する。また、放電を維持する電力も大
きくなり、極端な場合は点灯しないなどの問題点があ
る。また、放電始動性改善の為、背面基板（３）に設け
られた近接導体（１１）に電位が引っ張られ、一方の電
極側（主にプラス電位側）の均一放電が起こりにくくな
り、輝度ムラ、輝度低下を起こす。

【００２０】本発明では、上記症状が生じないように蛍
光管を薄くする場合、２つの基板間の距離に応じて対向
する電極間の距離を小さくするものである。この比率は
電極間で均一点灯すると同時に、放電時に陽光柱域が十
分に発生することとしている。

【００２１】なお、本願出願人は実験より、基板間の距
離と対向する電極線間の距離は以下の関係と決定した。

【００２２】０．０４５≦基板間の距離（Ｔ）／対向す
る電極線間の距離（Ｌ）≦０．２なお、電極線間の距離
（Ｌ）が小さくなると輝度効率が低下する為、１０ｍｍ
以上が良い。この関係の例について表１に示す。

【００２３】

【表1】

【００２４】さらに、背面基板（３）に設けられた電極
（４ａ）（４ｂ）は均一に点灯するために複数本平行に
最適条件で配置されているため、自ずと電極（４ａ）
（４ｂ）の表面積は小さくなり、放電電流も少なくな
る。電極（４ａ）（４ｂ）に突起部（４ｃ）を設けてい
るため、電界は集中する。ここで、接続端子（８）に点
灯回路から放電開始電圧を超える矩形状の交流電位が印
加されると、陰極側となる突起部分から容易に放電が開
始される。

【００２５】放電形態は陰極側に陰極グロー、陽極側に
陽光柱域から蛍光体を刺激する紫外線が大量に放射され
る。放電で生じた電子、イオンはそれぞれ陽極電位、陰
極電位の絶縁体である反射層（５）上に壁電荷として溜
まり、印加電圧を下げる作用を起こして放電を停止させ
る。通常、１μ秒以内に放電が停止する。反転された電
位が印加されると印加電位と壁電荷が重畳され、上記同
様、陰極側の突起部（４ｃ）から放電が開始される。突
起部（４ｃ）に対する電極側は直線であるため、放電は
広がりをもっており、さらに突起が交互の配置であるた
め、局部的な高輝度部は発生せず輝度均一性が良い。

【００２６】また、背面基板（３）の反射層（５）を硫
酸バリウム、炭酸バリウム、酸化アルミ粉、酸化チタ
ン、酸化マグネシウムなどの白色の絶縁体で形成するこ
とで、蛍光面の光が反射層（５）で反射され、前面基板
（２）側に出るため、蛍光管の輝度向上がはかれる。

【００２７】さらに、背面基板（３）に設けられた電極
（４）間の距離が大きくなった場合、図3に示すよう
に、放電始動性を改善するために設けられた近接半導体
（１１）を、背面基板（３）の一部又は全面に取り付け
ている。

【００２８】図４は他の実施例で、前面基板（２）側に
透明の電極（４）を形成し、電極（４）の表面に透明の
反射層（５）を被覆している。さらに、反射層（５）表
面に酸化マグネシウムなどの放電膜（１０）を１０００
〜２０００Åの厚みで蒸着させる。

【００２９】この放電膜（１０）は放電時のイオン入射
及び紫外線で２次電子を放出し、放電電圧を下げる効果
がある。蛍光体（７）は背面基板（３）側に形成され、
蛍光体（７）の発光は前面基板を通して取り出される。

【００３０】図1〜図4をもとに上述した構成にすると、
対向する電極に電圧を印加した場合、突起形状部に電界
が集中し、対向電極側は平行電界となる。このため突起
側にマイナス電位がかかった場合、電離作用が容易に起
こり、低電圧印加での放電始動性が良くなる。尚、他方
の電極側は電界集中が生じないため、広がりのある放電
形態となり、結果として輝度ムラが小さくなる。また、
突起形状を交互に対向するよう電極を設けているため、
放電面全体での始動性向上と輝度ムラを改善できる。さ
らに、放電空間に対して、放電時、陽光柱が生じる電極
間距離で電極を配置しているため有効な蛍光体励起紫外
線が得られ、蛍光体の発光効率が向上し明るい平面発光
型蛍光ランプとなると同時に、有効発光域の電極面積が
少ないため、放電電流は少なく低消費電力ですむ。

【００３１】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているた
め、平面発光型蛍光ランプの厚みを従来実現できなかっ
た厚みにすることができる。更に放電始動性が良く、入
力電力に対して発光輝度のよい高効率の平面発光型蛍光
ランプを得ることができる。

【００３２】更に放電電極が敷設された発光域で均一な
輝度が得られ、電極間距離を最適化しているため、放電
電流が小さく低電力で駆動することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で分解斜視図。

【図２】本発明の電極の拡大平面図。

【図３】本発明の平面発光型蛍光ランプの断面図。

【図４】本発明の他の実施例における断面図。

【図５】従来の平面発光型蛍光ランプの断面図。

【図６】従来の薄型平面発光型蛍光ランプの断面図。

【符号の説明】

１．容器 ２．前面基板 ３．背面基板 ４．電極 ５．反射層 ６．枠体 ７．蛍光体 ８．リード線 １０．放電膜 １１．近接導体 １２．絶縁体

フロントページの続き (72)発明者 西本 博也 大阪府大東市三洋町１番１号 三洋電子部 品株式会社内 (72)発明者 松村 充展 大阪府大東市三洋町１番１号 三洋電子部 品株式会社内 (72)発明者 佐藤 敦子 大阪府大東市三洋町１番１号 三洋電子部 品株式会社内 Ｆターム(参考） 2H091 FA42Z 5C015 EE07 5C043 AA02 AA20 BB04 CC09 CD08 DD31 DD39 EA14 5G435 AA03 AA18 BB03 BB12 EE26 GG25

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の間隔で対向する前面基板と背面基
   板、該２つの基板に挟まれた空間の外周部に介在する枠
   体、前記背面基板上に形成された一対の電極を備え、該
   一対の電極は櫛歯形状の電極線が相互に向かい合うよう
   に配置され、前記電極線は各々対向する側に突起を有
   し、該突起は対向する電極線の突起と互い違いに形成さ
   れたことを特徴とする平面発光型蛍光ランプ。
2. 【請求項２】前記２つの基板間の距離と対向する電極線
   間の距離が、０．０４５≦（基板間の距離）／（対向す
   る電極線間の距離）≦０．２となる前記請求項１記載の
   平面発光型蛍光ランプ。
3. 【請求項３】前記電極表面に絶縁性材料で構成された反
   射層を被覆した請求項１記載の平面発光型蛍光管ラン
   プ。
4. 【請求項４】前記電極表面に絶縁材料を被覆し、該絶縁
   材料上に放電膜を設けた請求項１記載の平面発光型蛍光
   ランプ。