JP3128274B2

JP3128274B2 - 平面型螢光ランプ及びこれを用いた液晶プロジェクタ

Info

Publication number: JP3128274B2
Application number: JP03177873A
Authority: JP
Inventors: 俊一岸本; 克美寺田; 康夫船造; 経一金谷; 貴司池田; 政弘坂田; 五郎濱岸; 裕之八木
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1990-07-31
Filing date: 1991-07-18
Publication date: 2001-01-29
Anticipated expiration: 2016-01-29
Also published as: JPH0513049A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶ＴＶや液晶プロジェ
クタ等に使用される液晶パネルのバックライトとして好
適な平面型螢光ランプ及びこれを用いた液晶プロジェク
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開昭５６−１９８６１号公報
（Ｈ０１Ｊ６３／０６）に示される様な透過形平面型
螢光ランプが提案されている。図12にこの平面型螢光ラ
ンプの要部断面図を示す。

【０００３】図中、１は前面ガラス、２は背面ガラス、
３は枠ガラスであり、これらにより平面型のガラス容器
が形成されている。

【０００４】また、このガラス容器内には複数の支柱
４，４…により支持された線状カソード５，５…、グリ
ッド電極であるメッシュ状電極６、前記前面ガラス内面
に酸化スズ、または酸化インジウムで形成された透明な
陽極７、この陽極の端部の高圧供給部８及びこの陽極上
に形成された螢光膜９が配されている。そして、線状カ
ソード５，５…からの電子が螢光膜８を励起することに
より高輝度で発光する。但し、この場合は螢光膜９から
の光が背面ガラス側にも出射するという欠点がある。

【０００５】また、液晶パネルのバックライトとして、
特開昭６３−１０４５８号公報（Ｈ０１Ｊ６３／０
６）に示される様な平面型螢光ランプが提案されてい
る。図13にこの平面型螢光ランプの要部断面図を示す。

【０００６】図中、１は前面ガラス、２は背面ガラス、
３は枠ガラスであり、これらにより平面型のガラス容器
が形成されている。

【０００７】また、このガラス容器内には複数の支柱
４，４…により支持された線状カソード５，５…、グリ
ッド電極であるメッシュ状電極６、前記前面ガラス内面
に形成された螢光膜９、及びこの螢光膜９上にアルミニ
ウムの蒸着により形成されたメタルバックの陽極７が配
され、陽極７の端部にはカーボンペースト等を介して高
圧供給部８が配されている。そして、線状カソード５，
５…からの電子の持つエネルギーは陽極７を通過して螢
光膜９を励起することにより高輝度で発光する。この場
合は螢光膜９から背面パネル側へ出射する光はメタルバ
ックより反射されて前面パネル側に出射される。しかし
ながら電子の持つエネルギーが全てメタルバックを通過
するわけではなく、効率が低下するという欠点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は好適な平面型
螢光ランプを提供することを目的とし、特に液晶ＴＶや
液晶プロジェクタ等に使用される液晶パネルのバックラ
イトとして好適な平面型螢光ランプ及びこれを用いた液
晶プロジェクタを提供するものであり、従って、後述す
る課題を解決するものである。

【０００９】請求項１及び２は、支柱４と陽極７の高圧
供給部８との間で放電が生じ陽極全体に高圧が供給され
ず発光できなくなるという課題を解決する。

【００１０】請求項３は、陽極の電圧が高いため、調光
が困難であるという課題を解決する。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前面ガラス、
背面ガラス及び枠ガラスよりなるガラス容器と、前記前
面ガラス内面側に形成された陽極と、この陽極近傍に形
成された螢光膜と、前記陽極に対して平行に配され、支
持部材により支持された複数の線状カソードと、この線
状カソードと前記陽極との間に配されたメッシュ状電極
とを備える平面型螢光ランプにおいて、前記枠ガラス上
下部分に分割し、この間に所定幅のスペーサガラスを狭
持せしめ、前記支持部材と陽極との間にスペーサガラス
を介在させたことを特徴とする平面型螢光ランプであ
る。

【００１７】更に、前記メッシュ状電極は前記スペーサ
ガラスに貼着されてなる平面型螢光ランプである。

【００１８】更に、前記メッシュ状電極を２枚具備し、
一方のメッシュ状電極を前記スペーサガラスの背面ガラ
ス側に貼着し、他方のメッシュ状電極をスペーサガラス
の前面ガラス側に貼着されてなることを特徴とする平面
型螢光ランプである。

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【作用】請求項１及び２の発明により支持部材と陽極と
の間で発生しようとする放電はスペーサガラスにより防
止される。更に、請求項３の発明により、容易に調光を
行うことができる。

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【実施例】以下、図面に従い本発明の一実施例を説明す
る。

【００３５】図１は本実施例における平面型螢光ランプ
の一部切欠平面図、図２は陽極に例えばＩＴＯ等の透明
導電膜を用いた場合の同要部断面図である。尚、図３と
同一部分には同一符号を付し説明を省略する。

【００３６】本実施例の特徴は、枠ガラスを上下部分3
a，3bに分割し、この間に所定幅の板状のスペーサガラ
ス10を挟持せしめ、更に両面にメッシュ状電極6a，6bを
貼着した点にある。このスペーサガラス10は支柱４と高
圧供給部８との間で且つ有効発光部以外の部分に介在
し、この両者間の放電を防止する。

【００３７】更に、メッシュ状電極を２枚にし、且つ陽
極７側のメッシュ状電極6bに線状カソード５，５…側の
メッシュ状電極6aより高い電圧を印加することで、線状
カソード５，５…から陽極７に至る電位分布を緩やかに
することができるため、メッシュ状電極6a，6bを通過す
る電子の量を容易に制御でき、調光が簡単である。

【００３８】また、メッシュ状電極が１枚の場合は、ス
ペーサガラス10のどちらか片面に貼着すればよい。

【００３９】尚、各電極の電圧は線状カソード５が６Ｖ
（１００KHz）、メッシュ状電極6a，6bが夫々、１Ｖ、
２００Ｖ、陽極７が１０ＫＶ、背面電極11が１６Ｖであ
る。

【００４０】また、本実施例の他の特徴は、背面ガラス
２の内面に背面電極11を設けた点である。この背面電極
11は線状カソード５，５…からの電子の放出を均一とす
るためのものである。即ち、背面電極11が無い場合は電
子は線状カソード５の上部のみから真直に上方のメッシ
ュ状電極6a，6bに向って飛び出すため線状カソード５，
５間で暗部が発生するおそれがあるが、本実施例の場
合、図３の如く背面電極11の存在により電子は線状カソ
ード５の下部からも放出されるためメッシュ状電極6a，
6bに対して均一に飛び出すため、螢光膜９に対しても均
一に当たり、輝度の均一化が達成される。

【００４１】この場合は特に、線状カソード５の電圧よ
りも背面電極11の電圧を高くすることで、線状カソード
５から背面パネル２側に、より多くの電子が発生する。
また、背面電極11よりもメッシュ状電極6aに印加する電
圧を高くした方が電子を前面パネル側に引寄せることが
でき、図３に示すような電子ビームを広げる効果が得ら
れやすい。この場合、各電極の電圧は例えば線状カソー
ド５を６Ｖ（１００KHz）、メッシュ状電極6a，6bを夫
々、１５Ｖ、２００Ｖ、陽極７を１０ＫＶ、背面電極11
を１０Ｖにするとよい。

【００４２】陽極７をアルミニウム薄膜よりなるメタル
バックで形成した場合の実施例を図４に示すが、前述の
透明導電膜を用いた場合と基本的には同一である。

【００４３】また、平面型螢光ランプの輝度を向上させ
るためには、陽極７に印加する電圧を高くしてやればよ
いが、平面という構造状、最高でも１０ＫＶ程度しか上
げることができず、更にランプの薄型化を行う場合は、
その最大値が低くなる。従って、陽極７をメタルバック
とする場合では、このメタルバックのアルミニウム膜厚
を現状では８００Å程度であるところを、陽極として機
能できる限界の５００〜６００Å程度にまで薄くする。
メタルバックの膜厚を薄くすれば図４（テレビジョン学
会編，「テレビジョン画像工学ハンドブック」，ｐ．１
６１，オーム社，１９８０）に示される如く、電子の持
つエネルギー透過率が上がり、輝度が向上する。しかし
この場合はメタルバック７の持つ反射機能が低下してし
まい、光の一部がメタルバック層７から漏れて輝度が低
下してしまう。そこで従来カーボン等で作成していた背
面電極11をアルミニウム薄膜等で作成し、反射機能を付
加してやればよい。メタルバック層７から漏れ出た光は
背面電極11にて反射され、再び上部に出てくる。また、
カーボン等で作成した背面電極上にアルミニウム膜を添
着形成して反射機能を設けてもよい。

【００４４】このように、背面電極11が反射機能を有す
る場合は、図２に示す如く、透明導電膜よりなる陽極７
を前面ガラス１と螢光膜９の間に作成するとよい。この
場合は、背面ガラス２側に進行する光は背面電極11にて
反射されて上部に出射され、且つメタルバック層７によ
るエネルギーの損失もなくなり、非常に効率がよい。更
に、メッシュ状電極6a，6bの前面ガラス側にもアルミニ
ウム等を蒸着して反射機能を設けてもよい。

【００４５】また、本発明の他の実施例は、図６に示す
如く前面ガラス１の近傍に液冷部13を設けて螢光膜９の
熱による劣化を防止したことである。電子ビームの持つ
エネルギーは全て光に変わるわけではなく一部は熱損失
となって前面ガラス１の温度を上昇させる。従って、本
実施例では前面ガラス１と対抗して配置されたガラスパ
ネル14がシリコーン接着剤等で各々接着されて液冷の容
器が構成されている。この容器内には例えばエチレング
リコールの水溶液が冷媒として充填されている。更に、
液冷部13の周囲にはアルミニウム等の熱伝導性のよい金
属で作られた放熱フィン15が設けられており、放熱効率
を向上させている。

【００４６】ところで、線状カソード５からの電子は偏
向されずに螢光膜９に照射されるために出射光にもメッ
シュ状の模様が現れる。更に、螢光膜９の塗りムラや螢
光膜に付着している細かい不純物も目立ってしまう。そ
のため、図７に示す如く前面ガラス１の表面を粗すこと
により、メッシュ模様や塗りムラや不純物等の発光ムラ
を目立たなくすることができる。この時、基本的にガラ
スの表面を粗しても透過率は変わらないため、輝度の変
化はない。また、表面を粗したガラスパネル14を前面ガ
ラス１上に設けても同様の効果がある。但し、これらの
場合は光が散乱されるために後述する液晶プロジェクタ
用光源としては適当ではない。

【００４７】次に、本実施例の平面型螢光ランプを液晶
プロジェクタに使用した例を図８に示す。同図におい
て、平面型螢光ランプ101R，101G，101Bの各螢光膜は夫
々、赤、緑、青の単色の螢光体が塗布されており、夫々
Ｒ、Ｇ、Ｂ用各液晶パネル102R，102G，102Bの背面に配
置されている。更に各液晶パネルはダイクロイックプリ
ズム103の３辺に近接して配されると共に他の１辺には
投写レンズ104が配される。

【００４８】そして、前記各平面型螢光ランプ101R，10
1G，101Bからの単色光は夫々液晶パネル102R，102G，10
2Bで映像信号により変調された後、ダイクロイックプリ
ズム103にて合成され投写レンズ104を介してスクリーン
105上に投写される。

【００４９】また、図９は液晶プロジェクタの他の実施
例を示し、ダイクロイックプリズムを使用せず、各液晶
パネル102R，102G，102Bの前方に夫々投写レンズ104，1
04，104を配し、スクリーン105上に合成する構成とした
ものである。上述の如く、単色の平面型螢光ランプを液
晶プロジェクタに使用することにより従来のメタルハラ
イドランプからの光を複数のダイクロイックミラーによ
り３原色に分光する必要がなくなるため、装置が非常に
小型化できる。

【００５０】また、光源の寿命もメタルハライドランプ
の数１００時間〜２０００時間に対して大巾に長くな
る。

【００５１】ところで、平面型螢光ランプからの出射さ
れる光は全て平行光で液晶パネルを照射し、投写レンズ
にに全て取り込めることが効率上望ましいが、実際は、
螢光膜から発せられる光は拡散されるため投写レンズに
取り込める光は限られてしまう。

【００５２】次に上記欠点を解消した平面型螢光ランプ
の実施例を説明する。図10は平面型螢光ランプの要部断
面図を示し、前面ガラス１と螢光膜９との間に多層干渉
膜12を全面に介したことを特徴としている。この多層干
渉膜12は高屈折率の薄膜と低屈折率の薄膜とを交互に複
数枚積層して作られており、例えばＴｉＯ₂ 及びＳｉＯ
₂ を交互に多層に蒸着したものである。光の入射角に対
する透過率特性は図11に示す如く、例えば波長λ＝５４
４nmの緑色光の場合、多層干渉膜の法線に対して入射角
が３２°で透過率が０.５になる様に設定されている。

【００５３】従って、螢光膜より発する光のうち前記法
線に対して小さな角度のものは透過されるが、大きな角
度をもつものは透過されずに内部へ反射され、再度螢光
膜９内で散乱され前記とは異なる角度で出射されそのう
ちの一部は前記法線に対して小さな角度となって透過
し、残りは反射される。この過程を繰り返すことにより
法線に対して小さな角度をもつ光成分が大幅に増大する
ことになり前記投写レンズに取り込まれる光量が１.６
〜１.７倍に増大する。

【００５４】また、図14（ａ）に前面ガラス１の外面に
多層干渉膜12を形成した平面型螢光ランプの要部断面図
を示す。多層干渉膜12は電子線の照射によって劣化する
場合があり、これを防止するために、前面ガラス１の外
面に多層干渉膜12を形成したものである。この場合、螢
光膜９から出射され、多層干渉膜12で内部に反射される
光は図14（ｂ）の如く、前面ガラス１を数度にわたって
通過するため、光は減衰する。従って、前述の図10に示
した実施例に比べて光の強度は若干低下することになる
が、多層干渉膜12の電子線による劣化を防ぐことがで
き、螢光ランプの長寿命化が図られる。

【００５５】更に、前述の図６に示した液冷部13を有す
る平面型螢光ランプにおいては、図15（ａ）に示す如
く、液冷部13を形成しているガラスパネル14の内面側に
形成してもよい。この場合、螢光膜９から出射され、多
層干渉膜12で内部に反射される光は図15（ｂ）の如く、
前面ガラス１及び液冷部13を数度にわたって通過するた
め、図14の実施例と同様、光は減衰し、前述の図10に示
した実施例に比べて光の強度は数％程度低下するが、多
層干渉膜12の電子線による劣化を防ぐことができ、螢光
ランプの長寿命化が図られる。また、螢光ランプが使用
不能になった場合でも、この多層干渉膜12が劣化してい
なければ、この多層干渉膜12を取外して再使用すること
も可能である。

【００５６】尚、緑以外の赤及び青の平面型螢光ランプ
に対しても所定の特性が得られる様な多層干渉膜を形成
することにより同様の効果が得られる。

【００５７】更に図６に示した様な液冷部13を設けた平
面型螢光ランプを液晶プロジェクタに用いると、各単色
光の平面型螢光ランプの液冷部13，13，13に当接される
液晶パネル102R，102G，102Bの冷却も同時に行うことが
できるため、より構造の簡素化が図られる。

【００５８】また、図８、図９の実施例において、３個
の平面型螢光ランプ101R，101G，101Bの代わりに、従来
使用しているメタルハライドランプ等の光源を３個使用
して液晶プロジェクタを構成してもよい。この時使用す
る光源（Ｒ用）の要部断面図を図16に示す。メタルハラ
イドランプ106は白色光源のため、図16に示すように、
Ｒ用フィルタ107Rを使用してＲ単色を取出している。ま
た、このメタルハライドランプ106はリフレクタ108を使
用して平行光にしているが、前方に出射される光は多少
拡散する。そこで、上述の多層干渉膜12をランプ106の
前方に配置することにより、前方方向の光を実質的に増
大させることができる。この時、多層干渉膜12はＲ用フ
ィルタよりもランプ106側に近いほうが好ましい。

【００５９】

【発明の効果】上述の如く請求項１、２及び３の発明に
依れば線状カソードを支持する支柱と陽極の高圧供給部
との間で放電が発生することがない。特に請求項３の発
明では、メッシュ状電極を通過する電子の量を制御する
ことが容易であり、調光に優れている。

【００６０】

【００６１】

【００６２】

【００６３】

【００６４】

【００６５】

【００６６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における平面型螢光ランプの
一部切欠平面図である。

【図２】同要部断面図である。

【図３】電子の放出状態を示す図である。

【図４】平面型螢光ランプの第２の実施例における要部
断面図である。

【図５】アルミニウム膜に対する電子エネルギーの透過
率の特性図である。

【図６】平面型螢光ランプの第３の実施例における要部
断面図である。

【図７】多層干渉膜の特性図である。

【図８】液晶プロジェクタの一実施例を示す図である。

【図９】液晶プロジェクタの第２の実施例を示す図であ
る。

【図10】平面型螢光ランプの第４の実施例における要部
断面図である。

【図11】多層干渉膜の特性図である。

【図12】従来の平面型螢光ランプ（透明陽極）の要部断
面図である。

【図13】従来の平面型螢光ランプ（メタルバック陽極）
の要部断面図である。

【図14】平面型螢光ランプの第５の実施例における要部
断面図である。

【図15】平面型螢光ランプの第６の実施例における要部
断面図である。

【図16】液晶プロジェクタ用光源の要部断面図である。

【符号の説明】

１前面ガラス２背面ガラス 3a，3b 枠ガラス４支柱５線状カソード 6a，6b メッシュ状電極７陽極８高圧供給部９螢光膜 10 スペーサガラス 11 背面電極 12 多層干渉膜 13 液冷部 14 ガラスパネル 15 放熱フィン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号特願平3−36047 (32)優先日平成３年３月１日(1991．3．1) (33)優先権主張国日本（ＪＰ） (72)発明者金谷経一大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者池田貴司大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者坂田政弘大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者濱岸五郎大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者八木裕之大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (56)参考文献特開昭63−10458（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 63/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】前面ガラス、背面ガラス及び枠ガラスよ
りなるガラス容器と、前記前面ガラス内面側に形成された陽極と、この陽極近傍に形成された螢光膜と、前記陽極に対して平行に配され、支持部材により支持さ
れた複数の線状カソードと、この線状カソードと前記陽極との間に配されたメッシュ
状電極とを備える平面型螢光ランプにおいて、前記枠ガラス上下部分に分割し、この間に所定幅のスペ
ーサガラスを狭持せしめ、前記支持部材と陽極との間に
スペーサガラスを介在させたことを特徴とする平面型螢
光ランプ。
【請求項２】前記メッシュ状電極は前記スペーサガラ
スに貼着されてなる請求項１記載の平面型螢光ランプ。
【請求項３】前記メッシュ状電極を２枚具備し、一方
のメッシュ状電極を前記スペーサガラスの背面ガラス側
に貼着し、他方のメッシュ状電極をスペーサガラスの前
面ガラス側に貼着されてなることを特徴とする請求項１
記載の平面型螢光ランプ。