JPH05190152A

JPH05190152A - 表示用蛍光ランプ

Info

Publication number: JPH05190152A
Application number: JP4002990A
Authority: JP
Inventors: Sadayuki Matsumoto; 貞行松本; Takeo Nishikatsu; 健夫西勝; Takehiko Sakurai; 毅彦櫻井; Junichiro Hoshizaki; 潤一郎星崎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-01-10
Filing date: 1992-01-10
Publication date: 1993-07-30
Anticipated expiration: 2016-04-09
Also published as: JP3153825B2

Abstract

(57)【要約】【目的】高輝度、低発熱で高密度配列が可能な表示用
蛍光ランプを得ることを目的とする。【構成】内部に希ガスを封入した円筒形のガラスバル
ブ２の上端面に透光性の光出力部８を設け、側面あるい
は側面と下端面の内壁に蛍光体層７を形成し、下端面よ
りガラスバルブ２内に内部電極３を挿入し、光出力部８
以外のガラスバルブ２の外面に外部電極４を設けた構
成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、大型画像表示装置、
電光掲示板など、特にカラー画像表示装置に使用する発
光素子として好適な表示用蛍光ランプに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、大型画像表示装置などの表示装置
に用いられる表示用蛍光ランプとしては、例えば、実開
昭６１−１２７５６２号公報に開示された放電ランプの
ような構造のものが知られている。これらは放電管体の
中に一対のフィラメント熱陰極と陽極を接近させて設
け、内部に水銀と希ガスを封入し、予熱された熱陰極と
陽極の間に加えた電圧によって放電し、水銀原子を励起
して紫外線を発生させ、放電管内面に塗布した蛍光体に
よって可視光線に変換して、所望の発光色を得ている。

【０００３】これらの放電ランプは放電による負グロー
の発光を利用しているため発光効率が悪く、さらに放電
発光に要する電力のほかに、フィラメント熱陰極を予熱
するための電力を必要とするため、発熱量が大きく、画
像表示装置に使用したとき発光素子全体としての効率が
良くないという問題点がある。また、フィラメント熱陰
極をあまり小さくすることができないため発光素子自体
を小さくすることができず、高精細な画像表示装置を構
成できないという問題点もある。

【０００４】発光素子自体を小さくするためには、フィ
ラメント熱陰極を冷陰極にすることも考えられるが、冷
陰極はランプ電流を大きくとることができないため、高
輝度な発光素子を得ることができず、さらに負グローを
発生させるための適当な電極間距離を必要とし、発光素
子自体を小さくするにも限界がある。

【０００５】また、上記のような表示用蛍光ランプは発
光効率が悪いため、多数使用して表示装置を構成した場
合、発熱の問題が深刻であり、大規模な冷却装置を設け
なければならない。

【０００６】放電管内部に一対の電極を設けたことに因
る上記のような問題点を解消する手段として、放電管内
部に設けた内部電極と、放電管の外部に設けた外部電極
との間で放電発光させる構成の放電ランプがある。

【０００７】図８は、例えば特公平３−３０２５９号公
報に開示された従来の放電ランプを示す縱断面図であ
り、図８において、１は従来の放電ランプ、２は内部キ
セノンガス等の希ガスを数Ｔｏｒｒないし数１００Ｔｏ
ｒｒ封入したガラスバルブ、３はガラスバルブ２のほぼ
全長に設けた内部電極、４は透明導電性薄膜で形成され
内部電極３に対向してガラスバルブ２の外周に設けた外
部電極、５は外部電極４を電源に接続するためのリード
線である。

【０００８】内部電極３と外部電極４の間に２００〜２
０００Ｖ程度の交流電圧を印加すると誘電体であるガラ
ス製のガラスバルブ２を介して放電し、ガラスバルブ２
のほぼ全領域が均一の輝度で発光する。特に封入する希
ガスにネオンを用いた場合には、ガラスバルブ２は橙色
に発光し、クリプトン、キセノンを用いた場合には青色
に発光する。一方、ガラスパルブ２の内壁に蛍光体を塗
布することによって所望の発光色を得ることができる。

【０００９】上記構成の放電ランプは、ガラスバルブ２
が長くても内部電極３と外部電極４との距離が短いた
め、低い電圧がガラスバルブ２のほぼ全領域を均一の輝
度で発光させることができるので、直線状、曲線状など
任意の形状の放電ランプを得ることができ、単一、ある
いは複数個の放電ランプを組み合わせて文字、数字ある
いは記号などを発光させるディスプレイ手段として使用
できる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の放電ランプ
は、ガラスバルブ２の内部に棒状の１本の内部電極３し
か入っていない構造であるため、ガラスバルブ内部に複
数個の電極が入った構造の放電ランプより小型化するこ
とができる。しかし、ガラスバルブ２の内側に蛍光体層
を形成し、大型画像表示装置や電光掲示板など、カラー
の表示装置の発光素子として使用するには不適当であっ
た。

【００１１】即ち、ガラスバルブの表面のほぼ全領域か
ら光を取り出す構造なので、放電ランプを横に寝かせて
並べると、画素の面積を小さくすることができず、また
表示面以外の方向の光は利用されず無駄になる。

【００１２】また、この放電ランプを立てて並べると、
画素の面積が管の横断面積とほぼ同じになり高密度に配
設できるが、ほとんどの光は表示面と無関係のガラスバ
ルブ側面から出るため、小面積で高輝度を取り出すこと
ができず高輝度、高精細の画像表示装置を構成すること
ができない。

【００１３】この発明は、上記のような従来技術の問題
点を解消するためになされたもので、光出力部面積が小
さく、高輝度、低発熱で高密度配設が可能な表示用蛍光
ランプを得ることを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このため、この発明に係
る表示用蛍光ランプは、希ガスを封入した誘電体である
筒状の容器と、該容器の一方の端面部分に形成した透光
性を有する光出力部と、前記容器の他方の端面部分から
該容器内に挿入した内部電極と、前記容器の光出力部分
以外の内面に形成した蛍光体層と、前記容器の光出力部
分以外の外面に設けた外部電極とを備えたことを特徴と
する構成によって、前記の目的を達成しようとするもの
である。

【００１５】また、希ガスを封入した誘電体である筒状
の容器と、該容器の一方の端面部分に形成した透光性を
有する光出力部と、前記容器の他方の端面部分から該容
器内に挿入した内部電極と、前記容器の光出力部分以外
の内面に形成した異なる発光色を有する複数の蛍光体層
と、前記容器の光出力部分以外の外面に設けた前記複数
の蛍光体層に対向する複数の外部電極とを備え、前記複
数の外部電極を選択して前記内部電極との間に電圧を印
加するようにしたことを特徴とする構成によって、前記
の目的を達成しようとするものである。

【００１６】更に上記の各構成において、外部電極の容
器側表面は光を反射する略鏡状の面とし、また、蛍光体
層と容器内壁面との間に容器内からの光を反射する光反
射膜を備えた構成によって、前記の目的を達成しようと
するものである。

【００１７】

【作用】この発明に係る表示用蛍光ランプは、上記構成
により誘電体である筒状の容器を介して外部電極と内部
電極の間で放電する。このような放電で容器の内壁近傍
に希ガスのエキシマ（ｅｘｃｉｍｅｒ）が形成される。
このエキシマから放射される紫外線は、原子の共鳴紫外
線と異なり自己吸収を起こさないためにその殆どが蛍光
体層に達して可視光線に変換される。この可視光線は容
器内面に形成された蛍光体層で反射を繰り返し、透光性
を有する光出力部より集中して放射出力される。

【００１８】また、異なる発光色を有する複数の蛍光体
層と、同複数の蛍光体層に対向する複数の外部電極とを
備えた構成とし、複数の外部電極を選択して内部電極と
の間に電圧を印加すると、電圧を印加した部分のみで放
電し、上記と同様に高い効率で特定の発色・発光をし光
出力部から放射・出力される。

【００１９】更に、外部電極の容器側表面は光を反射す
る略鏡状の面とした構成では、蛍光体層を通過して外部
に漏れようとする光は、略鏡状の外部電極の容器側表面
から容器内に反射され、光出力部より放射・出力され
る。

【００２０】また、蛍光体層と容器内壁面との間に容器
内からの光を反射する光反射膜を備えた構成では、蛍光
体層を通過した光は、容器内壁側の光反射膜によって容
器内に反射され、光出力部より放射・出力される。

【００２１】

【実施例】以下、この発明に係る表示用蛍光ランプを実
施例により説明する。

【００２２】（第１実施例）図１は第１実施例の一部断
面斜視図、図２は第１実施例の縦断面図であり、前記従
来例に相当する部分は同一符号で示してある。

【００２３】１はこの発明に係る表示用蛍光ランプ、２
は表示用蛍光ランプ１を構成する容器であり、直径３m
m、長さ１０mmの直円筒状のガラスバルブである。ガラ
スバルブ２の下端面からは内部電極３がガラスバルブ２
の内部に挿入され、ガラスバルブ２の外周面には外部電
極４が設けられており、内部電極３および外部電極４は
リード線５ａおよび５ｂによって電源６に接続されてい
る。

【００２４】ガラスバルブ２の上端面を除く内壁のほぼ
全面に蛍光体層７が形成されており、ガラスバルブ２の
上端面は透光性を有し光出力部８となっている。ガラス
バルブ２の内部には希ガスであるキセノンが２００Ｔｏ
ｒｒ封入されている。

【００２５】上記構成の表示用蛍光ランプ（以下ランプ
という）１の動作を説明する。電源６から内部電極３と
外部電極４の間に電圧を印加すると、ランプ内の希ガス
・キセノンに誘電体であるガラスを介して電圧が印加さ
れ放電が起こる。その際発生した紫外線は蛍光体層７を
励起し、蛍光体によって決定される特定の可視光線に変
換される。

【００２６】蛍光体それ自体は白色であるため、蛍光体
から発生した可視光は、ガラスバルブ２の内壁に形成さ
れた蛍光体層７でほぼ全反射し、ガラスバルブ２の内部
に戻る。この可視光は唯一透光性を有する光出力部８か
らガラスバルブ２の外部に出力・放射されるため、高輝
度な発光素子を得ることができる。

【００２７】以下、発光の原理について詳しく説明す
る。誘電体であるガラスを介して放電が行われるため、
誘電体により電流が制限されグロー放電からアーク放電
へといった形態の発展はしない。また特定の場所に放電
が集中せず、外部電極に面したガラスバルブの内面全体
から放電が発生する。電流は印加した電圧の極性が反転
した直後にのみ流れ、それ以外ではガラスバルブ内面に
電荷が蓄積されることにより電流が停止する。このため
ランプにはパルス状の電流が流れる。

【００２８】なお、ガラスバルブ内面に蛍光体層を形成
していないランプで、内部の放電状態を詳細に観察する
と、外部電極に面したランプ内面全体がほぼ一様な青紫
色の光に覆われており、内部電極と外部電極を結ぶ細い
糸状の放電が多数発生しているのが見られる。このよう
な放電では、外部電極を設けた部分のガラスバルブの内
壁近傍の電極降下電圧が大きく、電流が集中しないため
外部電極近傍の電流密度は大きくならない。

【００２９】ガラスバルブ内部に希ガスを封入した場
合、まず希ガス原子が電極降下部の強い電界で加速され
た電子との衝突により共鳴準位へ励起される。この共鳴
準位の励起原子は、希ガスの圧力が高いために他の規定
準位の希ガス原子と衝突を起こして２原子分子のエキシ
マ（ｅｘｃｉｍｅｒ）を形成する。このエキシマは紫外
線を放射して２個の基底準位の希ガス原子に戻る。エキ
シマの放射した紫外線は原子の共鳴紫外線のように自己
吸収を起こさないために、そのほとんどがガラスバルブ
の内壁に達して蛍光体によって可視光線に変換される。
即ち、エキシマによる発光の場合、効率がよく、より明
るい光が得られる。

【００３０】また、希ガスとしてキセノンを用いた場
合、内部に電極を設けたグロー放電型のランプでは１４
７ｎｍのキセノンの共鳴紫外線が多いのに対し、この表
示用蛍光ランプでは１７２ｎｍのエキシマの放射する紫
外線が主体である。また紫外線の波長が長いと蛍光体の
発光効率が良く、劣化も抑えられるので高効率、高輝
度、長寿命の表示用蛍光ランプが得られるという点でも
有利である。

【００３１】図３は、キセノンの封入圧力を変化させた
ときの、真空紫外分光分布の変化を示したものである。
なお、図３は真空紫外分光器の波長感度補正をしていな
いものである。真空紫外線はガラスを透過しないため、
ガラスバルブの代わりに真空紫外線に対して透明な単結
晶アルミナ（サファイア）の容器を使用した。もちろん
内壁に蛍光体層は形成していない。

【００３２】図３より封入圧力が高くなるにしたがっ
て、原子の共鳴紫外線である１４７ｎｍが小さくなり、
逆にエキシマの放射する紫外線の１７２ｎｍが支配的に
なってくることがわかる。

【００３３】図４は内壁に蛍光体層７を形成したガラス
バルブ２内のキセノンの封入圧力とランプ効率を示した
ものである。ランプ効率は輝度を電力で割った値から求
められる。

【００３４】図４から封入圧力が低くなると、急激に効
率が低下することがわかる。これはこのランプの発光が
エキシマの発生する紫外線によるものであり、エキシマ
の発生は希ガス原子間の衝突によるものであるため、封
入圧力が低いと衝突の確率が下がり、エキシマが形成さ
れる確率が低くなるためと考えられ、図３に示す結果と
も一致していることがよくわかる。

【００３５】エキシマの放射紫外線が顕著になってくる
のは３０Ｔｏｒｒ以上であり、それより低い圧力では放
電がグロー放電のように広がり、希ガスの原子スペクト
ルである近赤外線の放射が強くなる。エキシマの効率的
な発生とその発光の利用という点から、封入圧力は３０
Ｔｏｒｒ以上が望ましい。

【００３６】上記のように、この実施例ランプ１は希ガ
スのエキシマによる紫外線を利用しているため、自己吸
収が起こる原子の励起発光を利用した通常の蛍光ランプ
に比べ、同じ光量を得るのに要する電力が極めて小さ
く、さらに、発生した光を小面積の光出力部８から集中
して取り出すのに適した構造なので小電力で高輝度が得
られる。

【００３７】例えば、屋外で用いる大型画像表示装置で
は、表示面の平均輝度が約５０００ｃｄ／ｍ² 必要であ
り、この場合、一般的な表示面の開口率が４０〜５０％
程度であるので、緑色で１００００ｃｄ／ｍ² 程度必要
である。一般にこのような屋外用の大型画像表示装置で
は画素ピッチが１０mm以上のものが多いが、この発明の
表示用蛍光ランプでは、例えば、外径８mm、長さ１２mm
のガラスバルブ２を用い、キセノンの封入圧力を２００
Ｔｏｒｒとすると、点灯条件によっても異なるが、０．
１Ｗ程度で十分である。

【００３８】上記実施例ランプの高効率に比較して、ガ
ラスバルブ内に一対のフィラメント熱陰極と陽極を設け
た従来の蛍光ランプでは、１Ｗ程度必要である。さら
に、現在もっとも主流である一つの共通熱陰極と複数の
陽極を設けた構造の蛍光ランプでも、０．３Ｗ程度必要
である。これら従来の蛍光ランプの効率が悪いのは、陰
極陽極間距離が大きくとれないので、最も発光効率の良
い陽光柱がほとんど形成されないためである。

【００３９】これに対し、この発明に係る表示用蛍光ラ
ンプはエキシマによる紫外線を利用しているので、効率
はランプの大きさに左右されない。さらに、上記従来の
２種類の蛍光ランプはフィラメント熱陰極を用いるため
予熱用の電力が必要である。入力電力中、光に変換され
る以外のものは熱損失となるので、これら従来の蛍光ラ
ンプでは熱処理が大きな問題となっている。

【００４０】上記のように、この発明に係る表示用蛍光
ランプは、高輝度、小型、低発熱であり、高密度に配列
できるので、高精細の屋外用、屋内用など各種画像表示
装置の発光素子として最適である。また、大規模な冷却
装置を用いなくてもよく、発光表示素子の構造も極めて
簡単で、製造も容易であるため、安価な画像表示装置が
得られるという点でも有利である。

【００４１】（第２実施例）図５は第２実施例の縦断面
図、図６は第２実施例の横断面図であり、第１実施例と
同一または相当部分は同一符号で示し重複説明を省略す
る。

【００４２】第２実施例のランプ１は、ガラスバルブ２
の内壁にそれぞれ異なる発光色の複数の蛍光体層を内壁
を分割するように設けたことを特徴としている。即ち、
蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂはそれぞれ赤色、緑色、青色
に発光する蛍光体であり、ガラスバルブ２の内壁面にほ
ぼ等面積になるように設けられている。また、ガラスバ
ルブ２の外壁面側には発光色の異なる蛍光体７Ｒ，７
Ｇ，７Ｂに対向して、外部電極４Ｒ，４Ｇ，４Ｂが設け
られている。それぞれの外部電極４Ｇ，４Ｒ，４Ｂは、
選択して内部電極３との間に電圧を印加できるようにス
イッチング素子９Ｒ，９Ｇ，９Ｂを介して、電源６に接
続されている。

【００４３】上記のような構成の第２実施例ランプ１に
おいて、外部電極４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを選択して電圧を印
加すると、選択された外部電極と内部電極３の間で放電
し、非選択の部分には放電は広がらず、選択された外部
電極表面上にのみエキシマが発生する。このエキシマに
よる紫外線は選択された蛍光体層を励起し蛍光体の色で
発光するが、放電が広がらないため、非選択の蛍光体層
はほとんど励起されない。選択された蛍光体によって変
換された可視光線は蛍光体を励起せずにガラスバルブ２
内で反射を繰り返し、光出力部８から放射出力される。

【００４４】各蛍光体層に対向した外部電極に印加する
電力をオン／オフ時間制御などの方法で調整することに
より、赤色、緑色、青色の発光量を調整することがで
き、光出力部８からは混色した光が照射され、１個の発
光素子でフルカラーを表示できる表示用蛍光ランプを得
ることができる。

【００４５】なお、本実施例では発光色の異なる蛍光体
層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの各面積をほぼ同じに形成したが、
蛍光体の発光効率などに合わせて、任意の割合で設けて
も良い。

【００４６】（第３実施例）上記第１，第２実施例にお
いて、外部電極の内側面をアルミニウム、銀などの金属
膜、金属テープなどの鏡状の面をもつもので構成すれ
ば、ランプ側面から外部に漏れる光を完全にランプ内部
に反射するので、光出力部４の輝度をさらに上げること
ができる。また、非鏡状の外部電極の内側面に非導電性
の鏡状膜を設けた構造でも同様の効果が得られる。

【００４７】（第４実施例）図７は、第４実施例の横断
面図であり、ガラスバルブ２と蛍光体層７の間に光反射
膜１０を形成したことを特徴とする実施例である。

【００４８】光反射膜１０が例えば可視光を反射する特
性のものであれば、ガラスバルブ２内壁の蛍光体層７を
通過して僅かに外部に漏れようとする可視光もガラスバ
ルブ２内に反射し、さらに効率を向上させることができ
る。

【００４９】また、光反射膜１０が紫外線を反射する特
性のものであれば、蛍光体層７で可視光に変換されず、
ガラスバルブ内壁まで達した紫外線を、再びガラスバル
ブ２内に反射する。この表示用蛍光ランプは特にエキシ
マの紫外線を利用しているため、再びガラスバルブ２内
に反射された紫外線が自己吸収されることなく蛍光体層
７に到達し輝度を上昇させるので、原子の励起発光によ
る紫外線を利用した蛍光ランプに比べて特に有効であ
る。

【００５０】また、可視光反射膜と紫外線反射膜の両方
を設けたものは、上記両方の特性を得ることができる。

【００５１】（第５実施例）前記各実施例ではガラスバ
ルブ２の下端面について特に述べなかったが、下端面を
白色などの材料で構成したり、蛍光体層を下端面にまで
設けることによって、ランプ内部で発生した光をほぼ完
全に光出力部８からのみ取り出すことができる。

【００５２】（第６実施例）前記各実施例では、ランプ
内にキセノンを封入した場合について述べたが、クリプ
トン、アルゴン、ネオン、ヘリウムなど他の希ガス、あ
るいは２種類以上の希ガスを混合したものを封入しても
よい。

【００５３】（第７実施例）また、前記各実施例では、
希ガスを封入するガラスバルブ２を円筒状のものにした
が、希ガスを封入できるものであればどのような形状で
もよく、例えば角柱などでも良く、端面は平面でも曲面
でもよい。材質もガラスに限ることなく誘電体であれば
よく、大きさも限定されるものではない。

【００５４】（第８実施例）また、前記各実施例では外
部電極をシート状の電極としたが、網状の電極あるいは
線状のものを複数平行に並べた電極でもよい。内部電極
も棒状のものにしたが、導電性のあるものであれば、そ
の形状はどのようなものでも良い。材料としては金属が
望ましい。さらに、内部電極に電子放射物質を塗布して
も良い。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、誘電体である筒状の容器を介して外部電極と内部電
極の間で放電し、容器の内壁近傍に希ガスのエキシマが
形成される。このエキシマから放射される紫外線は、原
子の共鳴紫外線と異なり自己吸収を起こさないために、
その殆どが蛍光体層に達して可視光線に高効率で変換さ
れる。この可視光線は容器内面に形成された蛍光体層で
反射を繰り返し、透光性を有する光出力部から放射・出
力されるので、高効率・高輝度であり、発熱量は少な
い。

【００５６】しかも、光出力部の面積は容器の横断面積
に略等しく構成可能であり、画像表示装置の発光表示素
子として好適な表示用蛍光ランプを得ることができ、高
密度に配列して高輝度、高精細な画像表示装置を構成す
ることができる。

【００５７】また、異なる発光色を有する複数の蛍光体
層と、同複数の蛍光体層に対向する複数の外部電極とを
備え、複数の外部電極を選択して内部電極との間に電圧
を印加する構成としたときは、電圧を印加した部分のみ
で放電し、上記と同様に高い効率で特定の発色・発光を
し光出力部から放射・出力されるので、１個の表示用蛍
光ランプで多色発光させることができ、フルカラー画像
表示装置の発光表示素子として好適な表示用蛍光ランプ
を得ることができ、高密度に配列して高輝度、高精細な
フルカラー画像表示装置を構成することができる。

【００５８】更に、外部電極の容器側表面を光を反射す
る略鏡状の面とした構成では、蛍光体層を通過して外部
に漏れようとする光は、略鏡状の外部電極の容器側表面
から容器内に反射され光出力部より、より高効率・高輝
度で放射・出力させることができる。また、蛍光体層
と容器内壁面との間に容器内からの光を反射する光反射
膜を備えた構成では、蛍光体層を通過した光は、容器内
壁側の光反射膜によって容器内に反射され光出力部よ
り、より高効率・高輝度で放射・出力させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示す一部断面斜視図で
ある。

【図２】第１実施例の縦断面図である。

【図３】キセノンの封入圧力による真空紫外分光分布の
変化を示す図である。

【図４】希ガスの封入圧力とランプ効率の関係を示す図
である。

【図５】この発明の第２実施例を示す縦断面図である。

【図６】第２実施例の横断面図である。

【図７】この発明の第４実例例を示す断面図である。

【図８】従来の蛍光ランプを示す縦断面図である。

【符号の説明】

１表示用蛍光ランプ２容器（ガラスバルブ）４外部電極７蛍光体層８光出力部なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年５月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】上記構成の放電ランプは、ガラスバルブ２
が長くても内部電極３と外部電極４との距離が短いた
め、低い電圧でガラスバルブ２のほぼ全領域を均一の輝
度で発光させることができるので、直線状、曲線状など
任意の形状の放電ランプを得ることができ、単一、ある
いは複数個の放電ランプを組み合わせて文字、数字ある
いは記号などを発光させるディスプレイ手段として使用
できる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】

【作用】この発明に係る表示用蛍光ランプは、上記構成
により誘電体である筒状の容器を介して外部電極と内部
電極の間で放電する。このような放電で容器の内壁近傍
に希ガスのエキシマ（ｅｘｃｉｍｅｒ）が形成される。
このエキシマから放射される紫外線は、原子の共鳴紫外
線と異なり自己吸収を起こさないためにその殆どが蛍光
体層に達して可視光線に変換される。この可視光線は容
器内面に形成された蛍光体層で反射を繰り返し、透光性
を有する光出力部より集中して照射される。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】また、異なる発光色を有する複数の蛍光体
層と、同複数の蛍光体層に対向する複数の外部電極とを
備えた構成とし、複数の外部電極を選択して内部電極と
の間に電圧を印加すると、電圧を印加した部分のみで放
電し、上記と同様に高い効率で特定の発色・発光をし光
出力部から集中して照射される。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】更に、外部電極の容器側表面は光を反射す
る略鏡状の面とした構成では、蛍光体層を通過して外部
に漏れようとする光は、略鏡状の外部電極の容器側表面
から容器内に反射され、光出力部から集中して照射され
る。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】また、蛍光体層と容器内壁面との間に容器
内からの光を反射する光反射膜を備えた構成では、蛍光
体層を通過した光は、容器内壁側の光反射膜によって容
器内に反射され、光出力部から集中して照射される。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】蛍光体それ自体は白色であるため、蛍光体
から発生した可視光は、ガラスバルブ２の内壁に形成さ
れた蛍光体層７でほぼ全反射し、ガラスバルブ２の内部
に戻る。この可視光は唯一透光性を有する光出力部８か
らガラスバルブ２の外部に集中して照射されるため、高
輝度な発光素子を得ることができる。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】ガラスバルブ内部に希ガスを封入した場
合、まず希ガス原子が電極降下部の強い電界で加速され
た電子との衝突により共鳴準位へ励起される。この共鳴
準位の励起原子は、希ガスの圧力が高いために他の基底
準位の希ガス原子と衝突を起こして２原子分子のエキシ
マ（ｅｘｃｉｍｅｒ）を形成する。このエキシマは紫外
線を放射して２個の基底準位の希ガス原子に戻る。エキ
シマの放射した紫外線は原子の共鳴紫外線のように自己
吸収を起こさないために、そのほとんどがガラスバルブ
の内壁に達して蛍光体によって可視光線に変換される。
即ち、エキシマによる発光の場合、効率がよく、より明
るい光が得られる。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３７】例えば、屋外で用いる大型画像表示装置で
は、表示面の平均輝度が約５０００ｃｄ／ｍ² 必要であ
り、この場合、一般的な表示面の開口率が４０〜５０％
程度であるので、ＲＧＧＢの画素配列の場合、緑色で１
００００ｃｄ／ｍ² 程度必要である。一般にこのような
屋外用の大型画像表示装置では画素ピッチが１０mm以上
のものが多いが、この発明の表示用蛍光ランプでは、例
えば、外径８mm、長さ１２mmのガラスバルブ２を用い、
キセノンの封入圧力を２００Ｔｏｒｒとすると、点灯条
件によっても異なるが、０．１Ｗ程度で十分である。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４３】上記のような構成の第２実施例ランプ１に
おいて、外部電極４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを選択して電圧を印
加すると、選択された外部電極と内部電極３の間で放電
し、非選択の部分には放電は広がらず、選択された外部
電極表面上にのみエキシマが発生する。このエキシマに
よる紫外線は選択された蛍光体層を励起し蛍光体の色で
発光するが、放電が広がらないため、非選択の蛍光体層
はほとんど励起されない。選択された蛍光体によって変
換された可視光線は蛍光体を励起せずにガラスバルブ２
内で反射を繰り返し、光出力部８から集中して照射され
る。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、誘電体である筒状の容器を介して外部電極と内部電
極の間で放電し、容器の内壁近傍に希ガスのエキシマが
形成される。このエキシマから放射される紫外線は、原
子の共鳴紫外線と異なり自己吸収を起こさないために、
その殆どが蛍光体層に達して可視光線に高効率で変換さ
れる。この可視光線は容器内面に形成された蛍光体層で
反射を繰り返し、透光性を有する光出力部から集中して
照射されるので、高効率・高輝度であり、発熱量は少な
い。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５７】また、異なる発光色を有する複数の蛍光体
層と、同複数の蛍光体層に対向する複数の外部電極とを
備え、複数の外部電極を選択して内部電極との間に電圧
を印加する構成としたときは、電圧を印加した部分のみ
で放電し、上記と同様に高い効率で特定の発色・発光を
し光出力部から集中して照射されるので、１個の表示用
蛍光ランプで多色発光させることができ、フルカラー画
像表示装置の発光表示素子として好適な表示用蛍光ラン
プを得ることができ、高密度に配列して高輝度、高精細
なフルカラー画像表示装置を構成することができる。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５８】更に、外部電極の容器側表面を光を反射す
る略鏡状の面とした構成では、蛍光体層を通過して外部
に漏れようとする光は、略鏡状の外部電極の容器側表面
から容器内に反射され光出力部より、より高効率・高輝
度で照射させることができる。また、蛍光体層と容器内
壁面との間に容器内からの光を反射する光反射膜を備え
た構成では、蛍光体層を通過した光は、容器内壁側の光
反射膜によって容器内に反射され光出力部より、より高
効率・高輝度で照射させることができる。

フロントページの続き (72)発明者星崎潤一郎神奈川県鎌倉市大船二丁目14番40号三菱電機株式会社生活システム研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】希ガスを封入した誘電体である筒状の容
器と、該容器の一方の端面部分に形成した透光性を有す
る光出力部と、前記容器の他方の端面部分から該容器内
に挿入した内部電極と、前記容器の光出力部分以外の内
面に形成した蛍光体層と、前記容器の光出力部分以外の
外面に設けた外部電極とを備えたことを特徴とする表示
用蛍光ランプ。
【請求項２】希ガスを封入した誘電体である筒状の容
器と、該容器の一方の端面部分に形成した透光性を有す
る光出力部と、前記容器の他方の端面部分から該容器内
に挿入した内部電極と、前記容器の光出力部分以外の内
面に形成した異なる発光色を有する複数の蛍光体層と、
前記容器の光出力部分以外の外面に設けた前記複数の蛍
光体層に対向する複数の外部電極とを備え、前記複数の
外部電極を選択して前記内部電極との間に電圧を印加す
るようにしたことを特徴とする表示用蛍光ランプ。
【請求項３】上記外部電極の容器側表面は光を反射す
る略鏡状の面であることを特徴とする請求項１または２
記載の表示用蛍光ランプ。
【請求項４】上記蛍光体層と容器内壁面との間に容器
内からの光を反射する光反射膜を備えたことを特徴とす
る請求項１または２記載の表示用蛍光ランプ。