JPH02158052A - カソードルミネセンス式平面ライト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶表示器のバックライトあるいは一般照明用
ライト等に利用されるカソードルミネセンス式平面ライ
トに関する。

〔従来の技術〕

従来、液晶表示器のバックライト及び一般照明用ライト
には、蛍光放電管が実用されている、しかし、これは消
費電力が大きい、安定器が重い、ちらつきがある、線光
源である、輝度訓節ができない等の欠点があった。特に
カラー液晶表示器のバックライトとしては高コントラス
トを得るため高輝度が要求されるが、これに対応できな
い問題もある。

そのため、これらの解決する手段として、本出願人は先
に第１Ｏ図及び第１１図に示すようなカソードルミネセ
ンス式平面ライト（１）を提案した（実開昭６２−１２
４７５７号）。

この平面ライト（１）は平板状の真空気密容器（２）の
一方の内壁に透明電極（３）と蛍光体層（４）を積層形
成し、この蛍光体層（４）の面に平行に線状熱カソード
（５）を配置し、カソード（５）で生成した熱電子で蛍
光体層（４）を発光させる。この平面ライト（１）は熱
電子で蛍光体を面発光させるので、エネルギー変換効率
が高く低消費電力で高輝度発光が可能であり、カソード
（５）に直流を通電して発熱させているので、安定器が
不要でちらつきも発生しない。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記平面ライト（１）は、真空気密容器（２）を用いる
ので、大型化が困難となる。特に、容器の奥行きが短い
ので、線状熱カソード電極から放射される熱電子が蛍光
体層（４）に均一に当たらず、線状熱カソード電極に沿
った部分が特に明るくなるという発光むらが生じ易い問
題があった。これを改善するため線状熱カソード電極（
５）を真空気密容器（２）の内部で蛇行させ密に配線し
ているが、このため線状熱カソード電極（５）が長くな
って配線コストが高くなり、効率良く熱電子を発生させ
ることが困難になる。

そこで本発明は平面ライトにおいて、簡単な構造の線状
熱カソード電極を用いて蛍光体層を均一に発光させる構
造を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕 本発明は、真空気密容器と、気密容器内面に積層した蛍
光体層及び透光性のアノード電極と、蛍光体層の面と平
行に配設された線状熱カソード電極と、蛍光体層に向っ
て線状熱カソード電極の後方に配置された背面電極とを
具備し、前記カソード電極で生成した熱電子を前記背面
電極によってアノード電極側に拡散して前記蛍光体層を
発光させるようにしたカソードルミネセンス式平面ライ
トを開示する。

ここで真空気密容器はその前方及び後方内壁間に支持壁
を配置し、それにより発光面積の拡大を図ることを開示
する。同時に支持壁等の光反射の利用を図り光の集中方
式を提案する。

〔作用〕

上記構成において、線状熱カソード電極が生成する熱電
子は、背面電極の作用によって蛍光体層側に拡散しなが
ら押し出され、熱電子の利用効率を高めながら蛍光体層
を均一に発光させる。

〔実施例］ 本発明の平面ライトを実施例について説明する。

第１図は本発明の平面ライト（６）の拡散型の基本構成
を示すもので、ガラス基板（７）に蛍光体層（８）と透
光性を有するアノード電極（９）を積層形成し、この面
と平行に線状熱カソード電極（１０）を張設し、さらに
背面電極として、線状熱カソード電極（１０）の後方に
第１拡散電極（１１）とこの第１拡散電極（１１）の両
側に一対の第２拡散電極（１２）　　（１２）を配置し
ている。そしてアノード電極（９）にはアノード電Ｂ　
（１３）より所定の高圧（例えば２ＫＶ）を印加し、第
１、第２拡散電極（１１）　　（１２）　　（１２）に
は、例えば−８０〜＋７０Ｖを印加し線状熱カソード電
極（１０）にはヒータ電源（１４）より直流を通電して
いる。このヒータ電流は輝度調整ボリウム（１５）によ
って調節され、熱電子の発生量を変化させる。

上記構成において、線状熱カソード電極（１ｏ）で発生
した熱電子は、正の高電圧が印加された透明なアノード
電極（９）に加速されて蛍光体層（８）に衝突する。こ
のとき背面電極である第１、第２拡散電極（１１）　　
（１２）　　（１２）によって熱電子を前方に押し出し
て電子の利用効率を高めながら、電子を拡散させ輝度む
らをなくす。なお熱電子の拡散作用は第１、第２拡散電
極（１１）　　（１２）　　（１２）を負側に大きな電
圧を加えた方が大きい、また、輝度調整ボリウム（１５
）により、線状熱カソード電極（１０）の加熱温度を調
節して、発光輝度を容易に調節できる。

上述した第１図に示す平面ライト（６）の構造は、基本
的原理を示したもので、実際にはこれらを真空気密容器
内に配置する必要がある。

この組立て例を、次に説明する。

第２図に示すのは断面矩形の真空気密容器（１６）内に
第１図に示す平面ライト（６）を組立てた実施例を示す
、第２図において真空気密容器（１６）は、例えばガラ
ス容器である。前記蛍光体層（８）とアノード電極（９
）は、真空気密容器（１６）の前方内壁に積層形成され
る。

前記線状熱カソード電極（１０）は、両端を真空気密容
器（１６）の図示しない側壁に封止固定される。背面電
極は前記第１及び第２拡散電極（１１）　　（１２）　
　（１２）を連結一体形成した電極金属（１７）によっ
て構成され、蛍光体層（１０）と対向する真空気密容器
（１６）の後方内壁に固定される。

第２図に示した平面ライト（６）で大きな発光面積を得
ようとして、真空気密容器（１６）を薄型大面積化する
と、容器内外の圧力差に耐えられない、そこで大きな発
光面積を得るための構造を、第１及び第２の大面積化構
造として以下に説明する。

第３図に示すのは第１の大面積化構造で、第１図に示し
た平面ライト（６）の−発光単位を複数個横方向に並べ
て大きな発光面積を得ようとしたものである。これは支
持壁（１８）・・・を設けたガラス製の真空気密容器（
１９）を用い、各区画室に、前記蛍光体層（８）とアノ
ード電極（９）の積層体、線状熱カソード電極（１０）
と、背面電極である第１及び第２の拡散電極（１１）（
１２）　　（１２）を一体化した電極金属（１７）を配
置している。この構造では真空気密容器（１９）を薄型
大面積のものとしても、支持壁（１８）・・・が前後壁
を連結支持するので、内部を高真空にしても機械的強度
は保たれる。

第３図で説明した大面積化のための構造においては、真
空気密容器（１９）の支持壁（１８）・・・に対応する
部分には蛍光体層（９）が形成されていない。そのため
支持壁（１８）・・・に沿って暗い部分が数条にわたっ
て形成される問題がある。

この問題が解決できる構造を、第４図〜第６図に示し説
明する。

この構造は真空気密容器を補強するため先細になったく
さび型断面の支持壁（１８ａ）・・・を用いる。この支
持壁（１８ａ）・・・は例えばガラス製の透明絶縁材で
形成され、基部の両側面には帯状の第２拡散電極（１２
ａ）　（１２ａ）を被着形成しである。平面ライトの組
立ては、第６図に示すようにこの支持壁（１８ａ）の基
部を背面ガラス板（２０）”に固着し、その先端先細部
を前面ガラス板（２１）に当接させて行われる。この構
造において第１拡散電極（ｌｌａ）は背面ガラス板（２
０）の表面に形成した金属膜によって構成され、線状熱
カソード電極（１０）を挟んで、前面ガラス板（２１）
に形成した蛍光体層（８）とアノード電極（９）の積層
体と対向する。

このようなくさび型断面を持つ支持壁（１８ａ）・・・
を用いれば、蛍光体層（８）から放射して支持壁（１８
ａ）内に入射した光が、内部で全反射等して、先細の先
端部から前面ガラスｕｉ（２１）を通って前方に放射さ
れる。このため発光むらはなくなる。

この支持壁（１８ａ）・・・による前方への光の放射効
果をさらに高めるため、第７図に示すように支持壁（１
８ａ）の基部内に先端に反射光を集束するように湾曲し
た凹面ｆｆ１（２２）を埋め込む構造としてもよい。

次に第２の大面積化構造を第８図に示す。これは円筒状
のガラス容器（２３）・・・を複数本並べ、この表裏を
ガラス板（２４）　　（２５）で挟んだもので、蛍光体
層（８）と透明なアノード電極（９）を、各ガラス容器
（２３）・・・の前面側半分に積層形成し、これと対向
する背面側内面に背面電極となる円弧状の電橋金属（２
６）を固定しである。この電極金属（２６）も上記第１
拡散電極（１１）と第２拡散電掻（１２）　　（１２）
を一体化したものである。この構造は真空気密容器であ
る各ガラス容器（２３）・・・の径が小さいので、内外
の圧力差に十分耐えることができる。そして表側ガラス
板（２４）から見て全面が蛍光体層（８）であるため、
発光むらは生じない。

上記第１図〜第８図に示した実施例は、背面電極によっ
て、線状熱カソード電極で発生した熱電子を蛍光体層に
向けて直接拡散させようとしたものである。しかし、拡
散は必ずしも均一には行われず背面電極に加える電圧に
よって大きく変化する。

そこで発光輝度をさらに均一化するため、背面電極の他
に集束偏向電極を使用した構造を第９図に示し説明する
。

第９図において、背面電極（２７）は背面ガラス板（２
８）に被着形成した金属導電膜によって形成されている
。そして、線状熱カソード電極（１０）を左右から挟む
ように集束偏向電極（２９）（２９）が背面電極（２７
）と絶縁を保って配置されている。この集束偏向型の平
面ライト（３０）は、例えば背面電極（２７）の電位を
Ｏｖとし、集束偏向型１（２９）　　（２９）に集束電
圧として一１００ｖを加え、これを偏向電圧の４００Ｖ
Ｐ−Ｆの振幅でノコギリ刃状に変化させることにより、
線状熱カソード電極（１０）で発生した熱電子を集束し
、かつ左右に偏向して放射させ、蛍光体層（９）の全体
を発光させる。

この集束偏向型の平面ライト（３０）においても、大面
積化のために、第３図〜第８図に示したような支持壁等
を持つ構造とすることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、背面電極の作用によって線状熱カソー
ド電極で発生した熱電子を、蛍光体層に均一に放射する
ことができ輝度の均一化を図る。特に印加層厚の調整で
発光輝度が容易に可変できるほか、発光効率の良い平面
ライトを提供できる。

更に、発光面積は支持壁によって任意に可能となり、強
度的に安定した大型発光面平面ライトが提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の平面ライトの拡散型の基本構成を示す
斜視図、第２図は第１図の具体的構成例を示す斜視図、
第３図は大面積化するための支持壁を設けた構造を示す
斜視図、第４図〜第７図は前面ガラス板の支持壁に対応
する部分が暗くならないようにするための構造を示し、
第４図は全体構成を示す斜視図、第５図は各構成部分に
分解して示す斜視図、第６図及び第７図は横方向の断面
図、第８図は大面積化のための他の実施例を示す図、第
９図は本発明の平面ライトの集束偏向型の基本構成を示
す斜視図である。 第１０図及び第１１図は夫々従来の平面ライトの構造を
示す断面図である。 （６）　　（３０）、−−−・カソードルミネセンス式
平面ライト、（８）・−・−蛍光体層、　　（９）−・
アノード電極、（１０）−・−・線状熱カソード電極、
（１１）　　（１２）　　（２７）・−背面電極、（１
６）　　（１９）　　（２３：ｌ−ｍ−・真空気密容器
。 第１図 熊、林乃ソーＦ゛會硅

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空気密容器と、この気密容器の前方内壁に積層
   形成した蛍光体層及びアノード電極と、蛍光体層に平行
   配置された線状熱カソード電極と、前記気密容器の後方
   内壁に配置された背面電極とを具備し、 前記カソード電極で生成する熱電子を前記背面電極によ
   ってアノード電極側に拡散して前記蛍光体層を発光させ
   るようにしたことを特徴とするカソードルミネセンス式
   平面ライト。