JPH07296775A

JPH07296775A - 平面型蛍光ランプ

Info

Publication number: JPH07296775A
Application number: JP11191394A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Ishikawa; 博久石川; Kenji Kazunaga; 健二数永
Original assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Current assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1995-11-10

Abstract

(57)【要約】【目的】ちらつきが発生せず、なおかつ、平面で放射
される光の輝度が均一な平面型蛍光ランプを提供するこ
とを目的とする。【構成】上板部材１及び下板部材２ならびに枠スペー
サ部材３より密閉された偏平放電空間Ｐが形成され、該
偏平放電空間Ｐ内に一対の細長い陽極４Ａと陰極５が対
向配置され、該上板部材１ならびに下板部材２の内面に
蛍光体７が塗布されてなる平面型蛍光ランプにおいて、
陰極５と対向する陽極４Ａの表面に突起部Ｓが形成され
ていることを特徴とする。さらには、この突起部Ｓの表
面を含む陽極４Ａの表面が酸化されていることを特徴と
する。或いは、この突起部Ｓの放電に寄与する放電部以
外の陽極４Ａの表面が絶縁処理されていることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶ディスプレイのバ
ックライトとして好適に使用される平面型蛍光ランプに
関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー液晶ディスプレイのバックライト
は主に蛍光ランプが使用されている。その中でも、小型
の液晶テレビやビデオカメラのカラー液晶ビューファイ
ンダのバックライトは、小型、薄型化の要求から平面型
蛍光ランプが使用されている。

【０００３】図６を用いて、従来の平面型蛍光ランプを
説明する。この平面型蛍光ランプは、軟質ガラスからな
る上板部材１とフォルステライトなどのセラミックスか
らなる下板部材２と同じくフォルステライトなどのセラ
ミックスからなる枠スペーサ部材３とにより偏平放電空
間Ｐが形成され、上板部材１と下板部材２の内面に蛍光
体が塗布されている。なお、下板部材２と枠スペーサ部
材３は予め一体に形成されており、偏平な箱型をしてい
る。そして、この偏平放電空間Ｐ内に対向して一対の陽
極４と陰極５が配置されて、リード４１，５１と接続さ
れている。なお、この従来例において、図７に示すよう
に、陽極４とリード４１は一体に形成されている。図７
は陽極のみ示しているが、陰極も同様な構造である。こ
のリード４１，５１は、上板部材１と枠スペーサ部材３
とを低融点ガラス８でシールする時、一緒に気密に固定
する。６は偏平放電空間Ｐの排気及び偏平放電空間Ｐへ
の希ガスを封入するとき使用した排気管の排気管残部で
ある。この密閉された偏平放電空間Ｐ内には、希ガスと
水銀、或いは、希ガスのみが封入されており、一対の陽
極４と陰極５の間で高周波による放電を電極面全体でさ
せることにより、水銀蒸気が励起されて発生する紫外線
や希ガスが励起されて発生する紫外線が下板部材２の内
面及び上板部材１の内面に塗布された蛍光体で可視光に
変換されて平面光として外部に放出される。

【０００４】一対の陽極４と陰極５において、例えば電
極表面の酸化物や不純物などの飛散、電極内部より発生
する不純ガスの放出、電極表面の荒れによる放電位置の
移動などの原因により、輝度の低下や始動特性の劣化や
ちらつきの発生などの不具合が生じる。このような不具
合を防ぐ目的で、電極の組立前処理として、脱脂洗浄処
理、表面研磨処理、水素などによる還元処理、真空中で
の高温ガスだし処理などの処理が十分になされており、
電極表面は滑らかで、酸化や汚れなどがなく、電極内部
の不純ガスも極力少なくなるように十分な配慮がなされ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、細長い
電極面全体から放電するように陽極と陰極に前述した処
理が施されているにもかかわらず、電極表面状態により
放電する位置が電極面上を移動する現象が発生する。特
にこの現象は、電子を放出する陰極表面においてはほと
んど見られず、電子を受け取る側である陽極表面におい
て顕著に現れる。この結果、放出された光にちらつきが
発生し、輝度均斉度が悪く、この平面型蛍光ランプを液
晶ディスプレのバックライトとして使用した場合、画面
がちらつき、輝度が均一でないという問題があった。

【０００６】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたもので、その目的は、ちらつきが発生
せず、なおかつ、平面で放射される光の輝度が均一な平
面型蛍光ランプを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決する手段】

〔手段１〕この発明の平面型蛍光ランプは、上板部材お
よび下板部材ならびに枠スペーサ部材により密閉された
偏平放電空間が形成され、該偏平放電空間内に一対の細
長い陽極と陰極が対向配置され、該上板部材ならびに下
板部材の内面に蛍光体が塗布されてなる平面型蛍光ラン
プにおいて、前記陰極と対向する前記陽極の表面に突起
部が形成されていることを特徴とする。〔手段２〕この発明の平面型蛍光ランプは、上板部材お
よび下板部材ならびに枠スペーサ部材により密閉された
偏平放電空間が形成され、該偏平放電空間内に一対の細
長い陽極と陰極が対向配置され、該上板部材ならびに下
板部材の内面に蛍光体が塗布されてなる平面型蛍光ラン
プにおいて、前記陰極と対向する前記陽極の表面に突起
部が形成され、該突起部の表面を含む前記陽極の表面が
酸化されていることを特徴とする。〔手段３〕この発明の平面型蛍光ランプは、上板部材お
よび下板部材ならびに枠スペーサ部材により密閉された
偏平放電空間が形成され、該偏平放電空間内に一対の細
長い陽極と陰極が対向配置され、該上板部材ならびに下
板部材の内面に蛍光体が塗布されてなる平面型蛍光ラン
プにおいて、前記陰極と対向する前記陽極の表面に突起
部が形成され、該突起部の放電に寄与する放電部分以外
の前記陽極の表面が絶縁処理されていることを特徴とす
る。

【０００８】

【作用】陰極と対向する陽極の表面に突起部を設けるこ
とにより、突起部先端の電界強度が強くなり、この突起
部先端のみが放電に寄与する放電部分となり、安定して
放電するようになる。この結果、陽極表面状態で影響さ
れて起こる陽極表面上での放電位置の移動が起こらなく
なり、ひいては、ちらつきが生じない平面型蛍光ランプ
ができる。また、突起部の表面を含む陽極表面を事前に
酸化処理して酸化膜を形成することにより、初期の放電
で突起部表面の酸化膜が飛散して、突起部が放電部分と
なる。或いは、突起部以外の陽極表面を無機物などによ
り絶縁処理することにより、突起部が放電部分となる。
これらの処理を陽極表面に施すことにより、放電部分で
ある突起部の電界強度が増して放電が安定する。この結
果、陽極表面状態で影響されて起こる陽極表面上での放
電位置の移動が起こらなくなり、ひいては、ちらつきが
生じない平面型蛍光ランプができる。さらに、陽極の表
面の突起部の形成位置を変えることにより、平面で放出
される光の輝度分布を変化させることができる。

【０００９】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明す
る。図１は、本発明の平面蛍光ランプを上板部材側から
見た斜視図である。なお、偏平放電空間、陽極、陰極が
見えるように上板部材の内面に塗布する蛍光体を省略し
ている。図２は、図１のＸ−Ｘ断面図を示す。図中、７
は蛍光体を示す。４Ａは陽極、４１Ａは陽極４Ａに接続
されたリード、Ｓは陰極５に対向する陽極４Ａの表面に
形成された突起部をそれぞれ示す。その他、図６と同一
符号は同一部分を示す。この平面型蛍光ランプは、外形
寸法が２３ｍｍ×２０ｍｍ×４．７ｍｍであり、消費電
力が０．６Ｗである。なお、図１に示すように、本実施
例において、陽極４Ａとリード４１Ａは一体に形成され
てが、一体に形成されていなくてもよい。詳細は後述す
る。

【００１０】図３は、本発明の平面型蛍光ランプの陽極
のみを取り出した斜視図である。陽極４Ａとリード４１
Ａは一体に形成されており、材質は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ
系合金からなる。そして、陽極４Ａは幅１．５ｍｍ、長
さ１１ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの板状である。また、リー
ド４１Ａは幅１．０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの帯状であ
り、陽極４Ａと一体に形成されている。なお、陽極とリ
ードが一体形成されていな場合は、リードは前述したＦ
ｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金からなり、陽極はＴａ、Ｍｏ、Ｎ
ｉ、ＳＵＳ、Ｆｅ等の高融点金属を用い、スポット溶接
等により陽極とリードを接合する。Ｓは、陰極５に対向
する陽極４Ａの表面に成型による円錐状の突起部であ
る。この実施例において、突起部Ｓは陽極４Ａの表面に
５ヵ所設けらている。なお、突起の数及び形成位置につ
いては輝度分布の変化に応じて１個以上を適性な位置に
配置すれば良い。

【００１１】図４は陽極に形成された突起部の変形例の
説明図である。図４（イ）（ロ）に示すように、陰極５
に対向する陽極４Ａの端面に凹凸をつけて突起部Ｓ１と
している。また、図４（ハ）に示すように、突起部Ｓ２
は、陰極５に対向する陽極４Ａの表面に溶接あるいはろ
うずけされている。更に、図４（ニ）に示すように、突
起部Ｓ３は、陰極５に対向する陽極４Ａの表面に埋め込
みなどで取り付けられている。突起部の形状は、棒状、
球状、円柱状、パイプ状、三角錐状、多角錐状など形状
にはとらわれず、突起しているものであれば良い。そし
て、この突起部に内部空間が有る無しかかわらず、ま
た、突起部の先端部が開放しているどうかは関係ない。
ただ突起部の先端部の形状は平らより尖っている方がよ
り効果的である。

【００１２】図５は図３のＹ−Ｙ断面図を示す。なお、
図中、陽極４Ａはその表面を酸化処理または絶縁処理さ
れた状態を示す。陽極４Ａは、その表面を酸化して酸化
膜４０ａが形成されている。酸化方法は、電極４Ａを大
気中、或いは酸素中、或いは酸素を含んだガス中、或い
は加湿水素中等で加熱処理することにより達成される。
なお、陽極表面の酸化させる部分は、陽極全表面を酸化
する方法が最も簡単であるが、陰極に対向する陽極表面
のみ、或いは陰極に対向する陽極表面およびその表面に
続く陽極側面のみ酸化させても良い。酸化膜４０ａは、
例えば、陽極がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金の場合、加湿水
素中の高温処理において、陽極４Ａ表面にクロムが折出
し緻密で強固な酸化クロムの酸化膜が簡単にできる。こ
の場合、ちらつき抑制効果からみた陽極表面の酸化クロ
ムの酸化物量としては、０．０３ｍｇ／ｃｍ²以下では
効果が小さく、０．０３ｍｇ／ｃｍ²以上０．５ｍｇ／
ｃｍ²以下の範囲では非常に効果が大きい。なお、０．
５ｍｇ／ｃｍ²以上においても、ちらつきに対して非常
に効果的であるが、酸化物の飛散量が多くなることと放
電による絶縁破壊が困難になる問題が生じる。以上のよ
うにして酸化させた陽極を用いて平面型蛍光ランプを組
立完成する。なお、陽極は酸化させる前に十分な前処理
がなされており、酸化処理後も十分な真空高温ガスだし
処理などが行われている。

【００１３】完成した平面型蛍光ランプの陽極４Ａの表
面は突起部Ｓの表面を含めて酸化膜４０ａで覆われてい
るが、点灯し放電することにより突起部表面は電子で叩
かれ放電する部分の酸化膜は飛散する。このとき酸化膜
の酸化物が飛散する量は微量であり輝度の低下に関して
は全く問題がない。なお、陽極表面の酸化物が微量でも
飛散すると問題となる特殊な場合は、あるいは酸化処理
で酸化量の多い場合は、予め酸化物の除去を研削など機
械的、あるいは電解研磨など化学的方法などによりおこ
なっても良い。

【００１４】図５に示すように、陽極４Ａは、その表面
において突起部Ｓの先端部分あるいは突起部Ｓの斜面の
途中部分以外を絶縁処理して絶縁膜４０ｂを形成する。
陽極表面の絶縁部分は、陽極全表面を絶縁する、或いは
陰極に対向する陽極表面のみ、或いは陰極に対向する陽
極表面およびその表面に続く陽極側面のみ絶縁処理して
も良い。絶縁膜４０ｂを形成する方法は、Ａｌ₂Ｏ₃、
ＳｉＯ₂等の無機物、或いは無機物化合物等をプラズマ
溶射等により溶着するか、ニトロセルロース溶剤等によ
り塗布、焼成するか、或いは金属を陽極表面に蒸着した
後、蒸着膜を酸化させることなどにより達成できる。な
お、突起部の表面を含めて陽極全面を絶縁処理した場合
は、放電させる突起部の表面の絶縁膜を研削などの機械
的、或いは電界研磨等の化学的、或いは外部放電等の電
気的処理により除去するば良い。また、絶縁処理前に放
電させる部分を覆い絶縁処理した場合は放電させる放電
部分に絶縁膜が形成されていないので除去作業は必要な
い。

【００１５】図８は、陽極に酸化膜が形成された本発明
の平面型蛍光ランプと従来の平面型蛍光ランプのちらつ
き発生率を示す実験データ説明図である。なお、本発明
の平面型蛍光ランプに用いた陽極は突起部が５ヶ所と９
ヶ所の２タイプのものを用いた。下記の５種類の陽極だ
けが異なる平面型蛍光ランプを用いて実験を行った。陽極に突起部（５ヵ所）が形成されているが、酸化膜
が形成されていない平面型蛍光ランプ。突起部（５ヵ所）の表面を含む陽極全表面にクロムの
酸化膜を形成した平面型蛍光ランプ。陽極に突起部（９ヵ所）が形成されているが、酸化膜
が形成されていない平面型蛍光ランプ。突起部（９ヵ所）の表面を含む陽極全表面にクロムの
酸化膜を形成した平面型蛍光ランプ。陽極に突起部が形成されておらず、なおかつ、その表
面に酸化膜が形成されていない平面型蛍光ランプ。なお、ちらつきの発生は周囲温度が高いほど起こりやす
いため、使用最高温度である７０℃に設定した恒温槽内
で連続点灯にて行った。また、放電に寄与する突起部表
面の酸化膜を除去する目的を含めて、予め平面型蛍光ラ
ンプは全数、常温にて１０分間の点灯を行っている。実
験方法は、初期点灯６時間目にちらつきの発生を確認し
た後に消灯し、ちらつきの発生した平面型蛍光ランプを
除いた後に再度２４時間の点灯を行い、ちらつきの発生
を確認した後に消灯し、ちらつきの発生した平面型蛍光
ランプを除いた後に再々度４８時間の点灯を行ってちら
つき発生率を求めた。なお、初期点灯６時間は、通常の
工程において行われるランプ特性の安定のためのエージ
ングを兼ねている。

【００１６】この実験データ説明図より明らかなよう
に、陰極と対向する陽極の表面に突起部を設け、突起部
表面を含む陽極表面に酸化膜を形成することによって、
６時間点灯時で従来の平面型蛍光ランプのちらつき発生
率が１２．５％であるのに対して、本発明の平面型蛍光
ランプのちらつき発生率が０％を達成することができ
た。また、陰極と対向する陽極の表面に突起部を設けた
だけで、酸化膜が形成されていない状態でも、６時間点
灯時で従来の平面型蛍光ランプのちらつき発生率が１
２．５％であるのに対して、本発明の平面型蛍光ランプ
のちらつき発生率が０．５％，１．５％と極めて低く、
更に、再々点灯４８時間においては、ちらつき発生率が
０％になり、十分な効果がでることが確認できた。

【００１７】図９は、陽極に絶縁膜が形成された本発明
の平面型蛍光ランプと従来の平面型蛍光ランプのちらつ
き発生率を示す実験データ説明図である。なお、本発明
の平面型蛍光ランプに用いた陽極は突起部が５ヶ所と９
ヶ所の２タイプのものを用いた。下記の５種類の陽極だ
けが異なる平面型蛍光ランプを用いて実験を行った。陽極に突起部（５ヵ所）が形成されているが、絶縁膜
が形成されていない平面型蛍光ランプ。突起部（５ヵ所）の先端部以外の陽極全表面にＡｌ₂
Ｏ₃の絶縁膜を形成した平面型蛍光ランプ。陽極に突起部（９ヵ所）が形成されているが、絶縁膜
が形成されていない平面型蛍光ランプ。突起部（９ヵ所）の先端部以外の陽極全表面にＡｌ₂
Ｏ₃の絶縁膜を形成した平面型蛍光ランプ。陽極に突起部が形成されておらず、なおかつ、その表
面に絶縁膜が形成されていない平面型蛍光ランプ。なお、ちらつきの発生は周囲温度が高いほど起こりやす
いため、使用最高温度である７０℃に設定した恒温槽内
で連続点灯にて行った。実験方法は、初期点灯６時間目
にちらつきの発生を確認した後に消灯し、ちらつきの発
生した平面型蛍光ランプを除いた後に再度２４時間の点
灯を行い、ちらつきの発生を確認した後に消灯し、ちら
つきの発生した平面型蛍光ランプを除いた後に再々度４
８時間の点灯を行ってちらつき発生率を求めた。なお、
初期点灯６時間は、通常の工程において行われるランプ
特性の安定のためのエージングを兼ねている。

【００１８】この実験データ説明図より明らかなよう
に、陰極と対向する陽極の表面に突起部を設け、突起部
の先端部を除く陽極表面に絶縁膜を形成することによっ
て、６時間点灯時で従来の平面型蛍光ランプのちらつき
発生率が１２．５％であるのに対して、本発明の平面型
蛍光ランプのちらつき発生率が０％を達成することがで
きた。また、陰極と対向する陽極の表面に突起部を設け
ただけで、絶縁膜が形成されていな状態でも、６時間点
灯時で従来の平面型蛍光ランプのちらつき発生率が１
２．５％であるのに対して、本発明の平面型蛍光ランプ
のちらつき発生率が０．５％，１．５％と極めて低く、
更に、再々点灯４８時間においては、ちらつき発生率が
０％になり、十分な効果がでることが確認できた。

【００１９】図１０は、陰極と対向する陽極表面に突起
部を設けただけの本発明の平面型蛍光ランプにおいてそ
の突起部の配置位置及び数による発光面における輝度均
斉度と、従来の平面型ランプの発光面における輝度均斉
度との関係を示す実験データ説明図である。図１１は、
発光面における輝度測定領域（領域Ａ〜領域Ｉ）の概略
説明図である。発光面を９等分して、その中央領域Ｅの
輝度を１００％とした場合、それぞれの領域（領域Ｅを
除く領域Ａ〜領域Ｉ）の輝度の割合を図１０に示した。
そして、陰極と対向する陽極表面に形成された突起部が
１ヶ所の場合は陽極中央部に配置し、突起部が２ヶ所の
場合は陽極の両端に配置し、突起部が３〜９ヶ所の場合
は両端の突起部を配置してから各々の突起部の間隔が均
等になるように他の突起部を配置した。

【００２０】図１０に示すように、従来の平面型蛍光ラ
ンプでは陽極の放電位置が不均一であるため輝度の最低
値が７４．２％であるのに対し、本発明の平面型蛍光ラ
ンプは、陽極の放電位置である突起を均一に配置するこ
とにより、輝度の最低値が８３．９％となり、ほぼ均一
な輝度が得られることが確認できた。

【００２１】

【発明の効果】本発明の平面型蛍光ランプは、陰極と対
向する陽極の表面に突起部が形成されているので、陽極
上の放電位置の移動が起こらない安定な放電状態が維持
できる。さらに、その突起部を任意の位置に制御できる
ので、輝度均斉度を向上させることができる。また、突
起部の表面を含む陽極表面が酸化されていることによっ
て、或いは突起部の先端を除く陽極表面が絶縁処理され
ていることによって、さらに一層、陽極上の放電位置の
移動が起こらなくなり、放電が安定な状態で維持でき
る。この結果、ちらつきの発生率が著しく減少し、輝度
均斉度が良好な平面型蛍光ランプとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の平面型蛍光ランプを上板部材側からみ
た斜視図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。

【図３】本発明の平面型蛍光ランプにおける陽極のみを
取り出した斜視図である。

【図４】本発明の陽極に形成された突起部の変形例の説
明図である。

【図５】図３のＹ−Ｙ断面図である。

【図６】従来の平面型蛍光ランプを上板部材側からみた
斜視図である。

【図７】従来の平面型蛍光ランプにおける陽極のみを取
り出した斜視図である。

【図８】陽極が酸化処理された本発明の平面型蛍光ラン
プと従来の平面型蛍光ランプのちらつき発生率を示す実
験データ説明図である。

【図９】陽極が絶縁処理された本発明の平面型蛍光ラン
プと従来の平面型蛍光ランプのちらつき発生率を示す実
験データ説明図である。

【図１０】陰極と対向する陽極表面に突起部を設けただ
けの本発明の平面型蛍光ランプにおいてその突起部の配
置位置及び数による発光面における輝度均斉度と、従来
の平面型ランプの発光面における輝度均斉度との関係を
示す実験データ説明図である。

【図１１】発光面における輝度測定領域（領域Ａ〜領域
Ｉ）の概略説明図である。

【符号の説明】

１上板部材２下板部材３枠スペーサ部材４Ａ陽極４１Ａリード４０ａ酸化膜４０ｂ絶縁膜５陰極５１リード６排気管残部７蛍光体８低融点ガラスＰ偏平放電空間Ｓ突起部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上板部材および下板部材ならびに枠スペ
ーサ部材により密閉された偏平放電空間が形成され、該
偏平放電空間内に一対の細長い陽極と陰極が対向配置さ
れ、該上板部材ならびに下板部材の内面に蛍光体が塗布
されてなる平面型蛍光ランプにおいて、前記陰極と対向する前記陽極の表面に突起部が形成され
ていることを特徴とする平面型蛍光ランプ。
【請求項２】上板部材および下板部材ならびに枠スペ
ーサ部材により密閉された偏平放電空間が形成され、該
偏平放電空間内に一対の細長い陽極と陰極が対向配置さ
れ、該上板部材ならびに下板部材の内面に蛍光体が塗布
されてなる平面型蛍光ランプにおいて、前記陰極と対向する前記陽極の表面に突起部が形成さ
れ、該突起部の表面を含む前記陽極の表面が酸化されて
いることを特徴とする平面型蛍光ランプ。
【請求項３】上板部材および下板部材ならびに枠スペ
ーサ部材により密閉された偏平放電空間が形成され、該
偏平放電空間内に一対の細長い陽極と陰極が対向配置さ
れ、該上板部材ならびに下板部材の内面に蛍光体が塗布
されてなる平面型蛍光ランプにおいて、前記陰極と対向する前記陽極の表面に突起部が形成さ
れ、該突起部の放電に寄与する放電部分以外の前記陽極
の表面が絶縁処理されていることを特徴とする平面型蛍
光ランプ。