JPH0660854A - 表示用発光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】表示用発光素子の小形化及び消費電力の低減を
図り、しかも不所望の色表示を低減すること。 【構成】隔壁2は、外管1内部を放射状に3分割するように
外管1の内壁面に当接固定され、冷陰極3a,3b,3cと熱陰極
4を結ぶ放電路を妨げない構造となっている。そして、透
光面1aとステム面1bを除いた外管1の周囲面及び隔壁2aに
は、この隔壁2aによって分割された各々の放電空間5a,5
b,5cが異なった色を呈するように赤、緑、青の有色光を発
する蛍光膜が被着されている。 【効果】余剰な電力を消費することがない。熱陰極ク゛ロー
の透光面への影響が少ない。不所望な色を発光させない
ので、所望の色が容易に得られる。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野）本発明は、文字や画像を表示する
案内表示，電光表示装置，ディスプレイ等に表示素子と
して用いられる表示用発光素子に関する。

（従来の技術）近年、競技場等において、文字や画像等
を大型のボード上に表示するディスプレイ装置が普及し
始めている。この種の装置にあっては、ボード上に数千
ないし数万個の表示用発光素子を密に並置し、これら表
示用発光素子を画像信号に応じて選択的に適宜点灯させ
ることにより、ボード上に所定の画像等を表示するよう
になっている。ところで、上記表示素子としては、現在
ＣＲＴと称されるブラウン管や透光性塗料を塗布したカ
ラー電球が知られているが、いずれの場合も多彩な色調
を表わす場合には赤，緑，青の各単色を発する３〜４種
の表示用発光素子を１組とし、その表示用発光素子を複
数組表示盤上に並設するため、一絵素当りの発光面積が
大となり、その結果表示画像が荒くなっていた。この問
題を解消するため第１０図及び第１１図に示す如く、有
底筒状の管体２１と、管体２１の開口部に封着され中央
部に位置する共通フィラメント電極２２及び周囲に位置
する３個の対向フィラメント電極２３と、これら対向フ
ィラメント電極２３を互いに区分し共通フィラメント電
極２２との間に管体２１の頂部を折返し点とする３個の
Ｕ字状の放電路を形成するように管体２１内に配設され
た隔壁２４と、管体２１頂部内面に各放電路に対向して
形成された赤，緑，青の発光色を呈する蛍光体膜２５を
具備する表示用発光素子が発明されている（特開昭５９
−５１４５２号公報）。しかしながら、この場合、第１
２図に示す如く共通フィラメント電極の他、３個の対向
フィラメント電極を夫々予熱する必要があり、余剰な電
力を浪費していた。さらに、特開昭５９−５１４５２号
公報のものは、例えば赤を表示したいがために、赤の発
光色を呈する蛍光体膜２５に対向する放電空間に放電を
形成させても、隔壁２４が透明であるために、紫外光が
隔壁２４を通して緑，青の発光色を呈する蛍光体膜２５
を励起してしまい、青、緑みがかった赤表示となる問題
がある。

（発明が解決しようとする課題）本発明は上述した従来
の表示用発光素子の欠点を改良したもので、表示用発光
素子の小形化及び消費電力の低減を図ることができ、し
かも不所望の色表示が低減できる表示用発光素子を提供
することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段）本発明の表示用発光素子
は、透光面を有する外管と、その外管内部に形成される
電気絶縁性で非透光性の隔壁と、放電空間にあって外管
の透光面側に各々配設される複数の冷陽極と、前記透光
面に対して外管の他端面側に配設される熱陰極と、放電
路に対向するところに被着され、各放電空間で発された
紫外光により異種の有色光を呈する蛍光体膜と、熱陰極
及び複数の冷陽極と夫々電気的接続が成され、外管を気
密状に挿通する導体とを有している。

（作用）上記構成によって、熱陰極及び複数の冷陽極間
で放電が任意に形成され、放電が形成された放電空間に
は紫外光が発生する。この紫外光によって特定の有色光
を呈する蛍光膜は励起し特定の有色光を発生する。そし
て、特定の有色光は透光面から外管外部に出力される。
すなわち、所望の色、例えば赤に表示しようとした場
合、熱陰極と赤の蛍光体膜に対向する放電空間に設けら
れた冷陽極との間で放電を形成させる。この放電によっ
て紫外光が発せられ、紫外光により赤の蛍光体膜は、赤
の光を発して、赤の光は透光面から外管外部に放出され
る。赤色の蛍光体膜が設けられた放電空間は、他の色の
蛍光体膜が設けられた放電空間と隔壁によって区画され
近接しているが、隔壁が非透光性であるために、赤色の
蛍光体膜が設けられた放電空間で発生する紫外光は、他
の色の蛍光体膜が設けられた放電空間に至ることがな
い。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細
に説明する。第１図及び第２図において、一端面に透光
面１ａを、他端面にステム面１ｂを有する外管１は、透
光性材料の石英ガラスで製作された略円柱状のものであ
り、その内部には希ガス等が封入されている。また、こ
の外管１内部に配され、絶縁材料である例えばガラスな
どによって形成される隔壁２ａは、外管１内部を放射状
に３等分割するように外管１の内壁面に当接しながら固
定され、冷陽極３ａ，３ｂ，３ｃと熱陰極４を結ぶ放電
路を妨げることのないような構造となっている。そし
て、透光面１ａとステム面１ｂを除いた外管１の周囲面
及び、隔壁２ａには前記隔壁２ａによって分割された各
々の放電空間５ａ，５ｂ，５ｃが異なった色を呈するよ
うに赤色，緑色，青色の有色光を発する蛍光体膜が各々
被着されている。また、放電空間５ａ，５ｂ，５ｃの透
光面１ａ近傍に配設される３個の中空扇状冷陽極３ａ，
３ｂ，３ｃは、導体を兼ねた支持体６ａ，６ｂ，６ｃに
よって各々支持され、外管１の外部へ電気的に導出され
ている。冷陽極３ａ，３ｂ，３ｃは透光面１ａ近傍に配
設されているから、透光面から熱陰極が隔って配設さ
れ、熱陰極グローの透光面への影響がなく、またファラ
デー暗部の影響もない。この支持体６ａ，６ｂ，６ｃ
は、放電路中の部分が図示せぬ電気絶縁膜で覆われた銅
によって形成されたものであり、ステム面１ｂを機密状
に挿通している。また、透光面１ａに対面した外管１の
端面であるステム面１ｂの略中央に配設される共通の熱
陰極４は、同じく支持体６ｄによって支持され、外部へ
電気的に導出されている。以上の様に構成された表示用
発光素子と外部電源回路１０との電気的接続を第３図を
用いて説明する。唯一の熱陰極４は導体６ｄを介し予熱
電源１１と接続され常時予熱状態となっている。また３
個の冷陽極３ａ，３ｂ，３ｃは、各々の導体を兼ねた支
持体６ａ，６ｂ，６ｃを介し点灯制御回路１２ａ，１２
ｂ，１２ｃと接続され、各々の発光色の光度を調整する
べく点灯制御回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃより発せられ
た電気信号が付加される。また、点灯制御回路１２ａ，
１２ｂ，１２ｃより発せられた電気信号が付加される。
また、点灯制御回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、その電
源１３により電力が供給されている。このように電気的
接続が成された表示用発光素子において、熱陰極４と各
冷陽極３ａ，３ｂ，３ｃとの間に直流電圧を印加する
と、隔壁２ａによって離間された各放電空間５ａ，５
ｂ，５ｃで放電が行なわれ、外管１に設けられた透光面
１ａは、前述の外管周囲面及び隔壁２ａに被着された蛍
光体膜に対応した赤，緑，青を原色とする光を発する。
前記したように冷陽極３ａ，３ｂ，３ｃは透光面１ａの
近傍に配設され、熱陰極４は透光面１ａから隔った位置
に配設されているから、熱陰極の近傍に発生する熱陰極
グローが透光面に影響を及ぼして発光色を変化させるこ
とがなく、したがって透光面の発光が阻害されず、また
ファラデー暗部なども透光面には一切影響することがな
い。さらに、これら３色の発光光度は、点灯制御回路１
２ａ，１２ｂ，１２ｃから出力される電気信号を変化さ
せることによりそれに応じて変化するため、この電気信
号を調整することにより、一絵素となる表示用発光素子
の発光色を変更させることが可能である。本実施例によ
れば、外管１の内部に唯一の熱陰極４と、３個の冷陽極
３ａ，３ｂ，３ｃとを設けているので、導体を兼ねた支
持体の数を５本と従来例に比して低減化することがで
き、予熱を要する電極が唯一の熱陰極４のみであること
から、余剰な電力を消費することがない。また外管１内
部を区画し、３つの放電空間５ａ，５ｂ，５ｃを形成す
る隔壁２ａも単純な形状とすることができる。したがっ
て、表示用発光素子の構造が簡素化及び小型化され、ま
たそれに伴って製造工程の大幅な削減が可能となる。ま
た、予熱されることにより赤色を帯びる熱陰極４が、透
光面１ａから遠隔したステム面１ｂに配設されるので、
表示用発光素子の発光色の赤色化を抑制することができ
る。上記実施例では、絶縁性の隔壁２ａと、各々の冷陽
極３ａ，３ｂ，３ｃを互いに独立させ、外管１内部に配
しているが、非透光性の隔壁２ａと、その隔壁２ａによ
って区画された各々の放電空間５ａ，５ｂ，５ｃの透光
面１ａ近傍に配設される各々の冷陽極３ａ，３ｂ，３ｃ
とを一体的に構成させ、その冷陽極３ａ，３ｂ，３ｃと
各々電気的接続された導体の役割を果たす支持体６ａ，
６ｂ，６ｃが各々の冷陽極３ａ，３ｂ，３ｃ及び隔壁２
ａを支え得るように、ステム面１ｂを気密状に挿通し外
部へ突出する構造としてもよい。この様に構成すれば、
各々の放電空間５ａ，５ｂ，５ｃを区画する隔壁２ａ
と、その放電空間５ａ，５ｂ，５ｃに対応する冷陽極３
ａ，３ｂ，３ｃとが一体的に構成されているため、恒久
的に隔壁２ａと冷陽極３ａ，３ｂ，３ｃの相対的配置は
変化しない。そのため、製造時の隔壁２ａと冷陽極３
ａ，３ｂ，３ｃとの位置合せ作業が不要となる。また、
隔壁２ａと外管１との当接状態の変化が、発光時及び輸
送時に生じたとしても、ステム面１ｂに気密状に挿通さ
れた３本の支持体６ａ，６ｂ，６ｃが隔壁２ａを保持す
るので、隔壁２ａの配置位置は変化することがない。こ
のように、隔壁２ａと各々の冷陽極３ａ，３ｂ，３ｃと
熱陰極４の全体的配置は常に一定であるので、各々の放
電空間５ａ，５ｂ，５ｃの放電路長は変化することはな
く、そのため各々の放電空間５ａ，５ｂ，５ｃの発光状
態は常に一定に維持される。また、他の実施例として第
４図に示すように、管軸に沿った方向に所定の間隔をも
って設置した隔壁２ｂによって放電空間５ａ，５ｂ，５
ｃを形成してもよい。ここで隔壁２ｂは、ステム面１ｂ
近傍で切欠させ、冷陽極３ａ，３ｂ，３ｃと熱陰極４と
を各々結ぶ放電路を妨げることのないようにさせてい
る。この実施例によれば、支持体の数量を低減できると
共に、３つの放電空間５ａ，５ｂ，５ｃを形成する隔壁
２ｂがいたって簡略された形状となる。以上の実施例に
おいて、外管１の外観は略円柱状としているが、これに
限られることなく、例えば第５図及び第６図に示す様
に、外管の形状を略多角柱状にし、その外管１′に当接
しながら固定される隔壁２ｃ若しくは２ｄ等をその内部
に配置することも可能である。また、他の実施例とし
て、第７図に示す様に、外管１内部に管状の隔壁２ｅを
設け、その管状の隔壁２ｅの透光面１ａ近傍に冷陽極３
ａ，３ｂ，３ｃを配し、ステム面１ｂ近傍で、放電路を
妨げることのないように切欠させる構造にすることもで
きる。以上の実施例においては、外管の内部を隔壁を用
いて区画し、各々等しい容積をもつ３つの放電空間５
ａ，５ｂ，５ｃを形成しているが、各々の放電空間の容
積を変化させることも可能である。例えば、第８図の如
く緑色を呈するように、蛍光体膜が被着された放電空間
５Ｇの容積を他の２つの放電空間５Ｒ，５Ｂに比して、
大となる様な隔壁２ｆを外管１内部に配設するものであ
る。ここで、周知の通り人間の視感度分布は緑色を頂点
に、赤色，青色では弱まる傾向にあり、よって明るさ、
解像度には緑色の情報が大きく寄与する。この特性を利
用したもので、本実施例では、緑色を呈する放電空間５
Ｇを拡大して、視感的な明るさを増大した。また、本実
施例では、赤色，青色を呈する放電空間５Ｒ，５Ｂを略
等しく構成しているが、両者を比較すると、解像度への
寄与は青色より赤色の方が少ないため、赤色を呈する放
電空間５Ｒの容積を、より縮小する様に隔壁２ｆを形成
してもよい。以上のように、本実施例によれば、外管１
の管径を太くすることなく、また電力消費の増加を誘発
することなく、視感的な明るさを増大することができ
る。同様に、例えば第９図に図示するように、外管１′
の内部を略四等分割に区画する隔壁２ｇを用いて、４つ
の放電空間を形成し、その内の２つの放電空間に対応す
る外管１′の内壁面と隔壁２ｇの部分に緑色を手する図
示せぬ蛍光体膜を被着し、他の２つの放電空間に対応す
る外管１′の内壁面と隔壁２ｇに、異種の有色光を呈す
る蛍光体膜，つまり赤色及び青色を呈する蛍光体膜を被
着することもできる。また、先の実施例では、緑色の放
電空間の容積を拡大しているが、種々の目的に応じて、
例えば、赤色を呈する放電空間の容積を拡大することも
可能である。以上の実施例においては、外管１，１′を
石英ガラスによって形成しているが、これは透明ガラス
等の材料であっても良く、また、透光面１ａに前述のよ
うな透光性ガラスを用い、他の部所は、例えばセラミッ
ク等のように、紫外線劣化が少なく、耐熱性に優れた絶
縁物で形成し、これらを一体化して外管１，１′を構成
しても良い。隔壁２はセラミック等の様な電気絶縁性を
有する非透光性の材料で形成する。隔壁を構成する材料
が透明又は半透明であると略等分割に区画されたそれぞ
れの区画内で放射される光が透明な隔壁を透過して混光
され所望の光色を得難く、そのため隔壁に酸化アルニミ
ウムや酸化チタンなどの光反射膜を形成させることが所
望の純度の高い光色を得るためには不可欠であるが、隔
壁を非透光性材料で形成することによって、それぞれの
区画内で放射される赤，緑，青の光が互いに干渉するこ
となく、それぞれ独立して光放射をすることができ、所
望の有色光が容易に得られる。上記非透光性材料の隔壁
面上に上記した酸化アルミニウムなどの光反射膜を形成
させることにより透光面から放射される有色光をさらに
増大させることが可能である。また、これらの実施例で
は、蛍光体膜を、外管１，１′の周囲面及び隔壁２に被
着させているが、種々の条件，目的により、外管１，
１′及び隔壁２の一部若しくは全部に被着させることも
可能であり、また好ましい例として透光面１ａを除く全
て若しくは一部の外管１，１′内壁面に、例えば、酸化
アルミニウム，酸化チタン等の光反射膜を形成させ、そ
の光反射膜上に蛍光体膜を被着し、透光面１ａから発光
される有色光を増大することもできる。加えて、透光面
１ａの内面に光拡散膜を設けて発色を向上することや、
同じく着色コーティングを施し、発された光の色純度を
改善することもできる。また、これらすべての実施例に
おいては、赤色，緑色，青色の三波長領域を各々呈する
表示用発光素子について説明しているが、これに固執す
ることなく、例えば外管１，１′の内部を隔壁２によっ
て二分割し、各々の放電空間に異なる蛍光体膜を被着さ
せ、二波長領域を呈する表示用発光素子の構成とするこ
とも可能である。

［発明の効果］本発明によれば、放電路を形成するよう
に、外管の内部を複数の放電空間に区画する電気絶縁性
で非透光性の隔壁を備えているので、一絵素を構成する
透光面の小型化が図れると共に、発光に際して予熱を要
する電極が熱陰極のみであるため、余剰な電力を消費す
ることなく、各区画の放射光により所望の有色光を得る
ことが容易でその発光が可能となり、さらに冷陽極が透
光面に近く熱陰極は透光面から遠いので熱陰極グローの
透光面への影響が少なく、また熱陰極近傍のファラデー
暗部などの光出力への影響も少ない。さらに、隔壁を非
透光性材料で形成しているので、任意の色を呈する蛍光
体膜が設けられた区画内で発生する光は、隔壁を通して
他の色を呈する蛍光体膜が設けられた区画内に至ること
がなく、その結果、不所望な色を発光させないので、所
望の有色光が容易に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る表示用発光素子の一実施例の一部
切欠斜視図。第２図は第１図で示した表示用発光素子の
横断面図。第３図は本発明による表示用発光素子と、外
部電源回路との電気的接続図。第４図乃至第９図は、他
の実施例の一部切欠斜視図。第１０図は従来の表示用発
光素子を示す横断面図。第１１図は従来の表示用発光素
子を示す縦断面図。第１２図は従来の表示用発光素子
と、外部電源回路との電気的接続図である。 １，１′…外管， １ａ…透光面，１ｂ…ステム面，
２ａ〜ｇ…隔壁，３ａ，３ｂ，３ｃ，３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ
…冷陽極，４…熱陰極， ５ａ，５ｂ，５ｃ，５Ｒ，５
Ｇ，５Ｂ…放電空間，６ａ，６ｂ，６ｃ，６Ｒ，６Ｇ，
６Ｂ…支持体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透光性材料によって形成された透光面を有し、内部に希
   ガス及び水銀が封入された状態で密閉された外管と、前
   記外管の内部に形成される電気絶縁性で非透光性の隔壁
   と、前記隔壁によって区画された各放電空間の前記透光
   面側に各々配設される複数の冷陽極と、前記透光面に対
   して前記外管の他端面側に配設され前記冷陽極と放電が
   形成される複数の冷陽極に共通の熱陰極と、放電路に対
   向するところに被着され、各放電空間で発された紫外光
   により、異種の有色光を呈する蛍光体膜とを具備してな
   ることを特徴とする表示用発光素子。