JPH10334853A - 陰極管およびこの陰極管を使用した表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示装置の薄型化、小型化により、前記表示
装置の光源として使用される陰極管の径をさらに細くし
かつ輝度を向上させるには限界があった。 【解決手段】 紫外線を透過する細管状のガラス体２の
外周面に蛍光体層３を塗布形成するとともに前記蛍光体
層３の一部に蛍光体の無い部分を設け、さらに前記蛍光
体層３の外周面に紫外線を透過しない保護層５を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置のバ
ックライトの光源として使用される陰極管に係り、特に
陰極管の小径化および高輝度化に優れた陰極管およびこ
の陰極管を使用した表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置などの表示装置には、液晶
の表示セルの背面にバックライトが設けられたタイプが
あり、このバックライトの光源として通常は陰極管が使
用されている。図２は、従来から採用されている陰極管
１１の断面図を示したものであり、この陰極管１１は細
管状のガラス体１２の内周全面に、蛍光体層１３が塗布
形成されている。前記蛍光体層１３は、紫外線に反応す
ると発光する成分で形成されている。前記陰極管１１の
両端部に設けられた電極間に交流電圧が与えられると、
管１１内で放電が起こり、これが管１１内の水銀などと
反応して紫外線が発生する。この紫外線が蛍光体層１３
と反応し、蛍光体層が発光し、この光が陰極管１１の外
部へと放出される。

【０００３】このとき、蛍光体層１３では、紫外線が直
接当たる部分となる最内部で発光の輝度が高く、紫外
線が届きにくい最外部では発光の輝度が低くなる。し
たがって、図２に示すように、ガラス体１２の内面の全
域に蛍光体層１３が形成されているものでは、主に発光
の輝度の低い最外部の光がガラス体１２を通過して外
部へ放出されるため、陰極管１１の発光輝度を高くする
のに限界がある。そこで、陰極管１１の輝度をさらに上
げるため、後述する方法が採られている。つまり、陰極
管内部の蛍光体層１３の一部分を長さ方向に一端から他
端まで帯状に削り取ることにより、蛍光体層１３の最内
部で発光した光を外部に放出することができるように
したものである。

【０００４】図３で示した陰極管２１は、上述した陰極
管の断面図を示している。この陰極管２１は、細管状の
ガラス体１２の内周壁全面に蛍光体層１３が塗布形成さ
れており、この塗布形成後に、蛍光体層１３の一部分
（陰極管中心部から一定範囲内）を長さ方向に沿って一
端から他端まで帯状に削り取り、非塗布部２５を設けた
ものである。このように非塗布部２５を設けたことによ
り、蛍光体層１３の最内部で発光した光が、蛍光体層
１３内を通過することなく、前記非塗布部２５の部分か
ら直接にガラス体１２を通過して外部へ放射されること
になり、陰極管２１の輝度を上げることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年の液晶表
示装置は、小型化、薄型化が要求されており、使用され
る陰極管の径も細くなる傾向にある。これに反して、ガ
ラス体１２の内壁面に蛍光体層１３を形成した後にその
内壁面の前記蛍光体層１３を削り取る方法を採用してい
る陰極管２１では、その径を小さくすることに限界があ
った。また、上記ガラス体１２には、陰極管２１内部で
発生した紫外線を外部に放出しない材質のものを使用し
なければならない。この紫外線が陰極管２１の外部へ放
出されると、表示装置本体に配設された導光板に衝突す
る。前記導光板はアクリル樹脂で形成されており、この
アクリル樹脂は紫外線に弱く紫外線に当たると樹脂が黄
ばむなど劣化の原因となる。

【０００６】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
であり、管の小径化および高輝度化に優れた陰極管およ
び小型化、薄型化に適した陰極管を使用した表示装置を
提供することを目的としている。

【０００７】また本発明は、紫外線を外部に漏らさない
ようにしてアクリル樹脂等の部品が劣化することを防止
できるようにすることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の陰極管は、細管
状のガラス体と、前記ガラス体の外周面に形成された蛍
光体層と、前記蛍光体層の外周面に形成された保護層と
を順に積層してなり、かつ前記蛍光体層の一部に非塗布
部を設けたことを特徴とするものである。

【０００９】前記において、前記保護層が紫外線の透過
を抑制できる材料で形成されていることが好ましく、ま
た、前記ガラス体が紫外線透過性のガラス材料で形成さ
れていることが好ましい。

【００１０】また、前記非塗布部は、陰極管中心部から
例えば３０〜９０度の範囲である。

【００１１】また、本発明の表示装置は、液晶表示セル
の背面側に設けられた導光板と、この導光板に対向する
陰極管と、前記陰極管から発せられた光を前記導光板の
方向へ反射する反射板と、が設けられた表示装置におい
て、前記陰極管が前記のいずれかに記載されたものであ
り、この陰極管の前記非塗布部が前記導光板に向けられ
ていることを特徴とするものである。

【００１２】本発明は、ガラス体の外側に蛍光体層を形
成する構造とすることにより、容易に蛍光体層を取り除
くことができる。よって、直径が３ｍｍφ以下の小径の
ものであっても、蛍光体層の一部を除去した構成にする
ことが容易である。また蛍光体層の外側に保護層が設け
られているため、湿度などで蛍光体層が劣化することが
なく、また接触などで蛍光体層が剥がれるようなことも
ない。

【００１３】この陰極管は、蛍光体層の最内部で紫外線
との反応で発光した光が、非塗布部を通過して直接に外
部に放射されるため、この非塗布部が形成されている側
での発光輝度が高くなる。したがって、小径の陰極管に
過大な駆動電圧を与える必要がない。

【００１４】特に蛍光体層の内側に位置するガラス体を
紫外線を透過しやすいものとすると、ガラス体の内部の
放電で発生した紫外線が蛍光体層に減衰することなく当
たり、発光輝度を高くできる。また蛍光体層の外側の保
護層として、紫外線の透過を抑止できる材料を用いる
と、蛍光体層の非塗布部から外部に紫外線が洩れるのを
防止でき、例えば表示装置の導光板を劣化させるのを防
止できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
して説明する。図１は、本発明の陰極管１の断面図を示
したものである。この陰極管１は、細管状のガラス体２
の外周壁面に蛍光体層３を塗布形成した後、前記蛍光体
層３の一部を削り取り、さらに前記蛍光体層３の外周壁
面に保護層４を形成したものである。上記ガラス体２
は、本発明にかかる陰極管１の最内層に配設される。細
管状のガラス体２の両端部には電極が配置され、またガ
ラス体２の内部は真空またはそれに近い低圧で且つ水銀
などが含まれている。前記電極間に交流電圧が与えられ
ると、電極間で放電し、この放電が水銀などと反応して
紫外線が発生する。

【００１６】紫外線はこのガラス体２を通ってその外側
に塗布形成されている蛍光体層３に到達し、蛍光体層３
が励起されて発光する。ガラス体２の材質として、石英
ガラス、鉛ガラス、ソーダガラスおよびほうケイ酸ガラ
ス等が挙げられる。ただし、ガラス体２内で発生した紫
外線はこのガラス体２を透過して蛍光体層３に与えられ
て、蛍光体層３が発光するものであるため、蛍光体層３
での発光輝度を高くするには、前記ガラス体２として、
紫外線を透過しやすいものであることが必要である。そ
のため、前記ガラス体２は前記材料のうち紫外線を透過
しやすい（紫外線透過性の）石英ガラスを用いることが
好ましい。次に、蛍光体層３は、ガラス体２の外周面に
形成されたものであり、前記蛍光体層３の一部を長さ方
向に沿って一端から他端まで帯状に削り取り、非塗布部
５を形成したものである。この非塗布部５は、陰極管１
の中心部から３０〜９０度の範囲内で形成することが好
ましい。なお、上記蛍光体層３に使用される材質として
は、通常の蛍光灯等に使用される蛍光塗料でよい。

【００１７】さらに、上記蛍光体層３の外周壁面には、
この蛍光体層３を保護する保護層４が形成されている。
保護層４はガラス管などを使用し、その内部に蛍光体層
３が塗布されたガラス体２を挿入してもよく、また蛍光
体層３の外周面に水ガラスなどを塗布して保護層４を形
成してもよい。前記保護層４の材質としては、鉛ガラ
ス、ソーダガラス、ほうケイ酸ガラスおよび石英ガラス
などが使用できるが、ガラス体２内で発生した紫外線が
非塗布部５を経てさらに保護層４を透過して外部に多く
放射されないようにするためには、前記保護層４とし
て、鉛ガラス、ソーダガラス、ほうケイ酸ガラスなど、
すなわち石英ガラス以外の紫外線の透過を抑制できる材
料を用いることが好ましい。

【００１８】上記陰極管１の両側に設けられた電極間に
交流電圧が与えられると、ガラス体２の内部の放電と水
銀などで紫外線が発せられ、この紫外線で蛍光体層３が
励起されて可視光が発生する。この光は、２通りの経路
αとβで外部に発せられる。一方の経路αでは、紫外線
がガラス体２を透過し蛍光体層３の最内部に当たって
この最内部が発光し、その光がガラス体２を透過し、
蛍光体層３の非塗布部５を通過して、保護層４を透過す
る。他方の経路βでは、蛍光体層３の最内部で発光し
た光から最外部で発光した光までが、非塗布部５以外
の部分で蛍光体層３を透過し、さらに保護層４を透過し
て外部に発せられる。

【００１９】前記のように、蛍光体層３の最内部で
は、ガラス体２内で発生した紫外線が直接蛍光体層を励
起するために発光輝度が高く、この光が外部に直接に放
射される経路αの光は、蛍光体層３を透過する経路βの
光よりも、輝度が高くなる。よってα側はβ側よりも明
るい光を得ることができる。また、ガラス体２の外側に
蛍光体層３を形成したことにより、従来のようにガラス
管の内部に蛍光体層３を形成する方法よりも管の径をさ
らに細くすることができ、非塗布部５も形成しやすい。
また、非塗布部５を設けることにより、陰極管１の内部
に反射した光も外部に放出することができるので、従来
よりもさらに高輝度な光を得ることができる。

【００２０】さらに、上述したように、本発明の陰極管
１を液晶の表示装置のバックライトとして使用すること
により、装置本体の小型化、薄型化による陰極管１の小
径化によって発生する輝度の低下を補うことができるも
のである。また、輝度を向上させるために、陰極管１に
大きな電流を流し電子の放出量を多くすることにより蛍
光体層３の劣化が生じるということがなく、また水銀消
費の増大および発熱量の増加による管寿命の低下を防止
したり、光源を細くすることによる光束の低下および陰
極管のインピーダンスの増大による効率の低下を防止す
ることができるものである。

【００２１】次に、図４は、本発明の陰極管を配設した
表示装置の一例の断面図である。図４中の符号３０は、
表示装置本体である。この表示装置本体３０は、液晶表
示セル３１、光拡散シート３２、アクリルなどの透明樹
脂で形成された導光板３３、陰極管１，１および反射板
３４を順に前面から背面へ配置するとともに、本発明の
陰極管１，１を導光板３３と反射板との間に配設して構
成したものである。この場合、陰極管１，１は、非塗布
部５側が導光板３３に向けられる。前記液晶表示セル３
１は、２枚の透明ガラス基板間のギャップに液晶材料を
注入したものである。なお、上記液晶表示セル３１、光
拡散シート３２、導光板３３および反射板３４の材質等
については通常の液晶表示装置に使用されるものでよ
い。また、図４中陰極管１の数は２本であるが、これら
に限ることなく、１本あるいは２本を超えて配設しても
よい。

【００２２】図４に示したように、表示装置のバックラ
イトの光源として使用される陰極管１，１は、矢印で示
したように、陰極管１，１の前方から発せられた高輝度
の光（経路αの光）はそのまま導光板３３へと導かれ、
陰極管１，１の後方へ発せられた光（経路βの光）は反
射板３４を介して反射され導光板３３へと導かれる。図
４に示したものでは、経路αの高輝度の光が導光板３３
および液晶表示セル３１に与えられて、高輝度のバック
ライトが構成されるが、さらに経路βの光も反射板３４
で反射されて導光板３３および液晶表示セル３１に与え
られるため、陰極管１、１から発せられる光を無駄にす
ることなく利用でき、それにより液晶表示装置の光源の
バックライトとして効率よく光を利用できる。

【００２３】図５は、本発明の表示装置の他の一例を示
したものであり、導光板３３を異型タイプのものに変更
したものである。この導光板３３の、一端に陰極管１が
対向し、その端部から先端部へいくにつれて漸次薄くな
っており、さらに液晶表示セル３１側が平坦となってい
る。導光板３３の一端に対向する陰極管１の背面には反
射板３４が設けられる。陰極管１から発せられた光は導
光板３３内部で乱反射し、光拡散シート３２および液晶
表示セル３１に与えられる。この表示装置でも、陰極管
１の非塗布部５が導光板３３の端面に向けられる。陰極
管１を小径にできるために、導光板３３も薄くでき、全
体として薄型の表示装置を得ることができる。また、図
４に示したものと同様に、高輝度の経路αの光を導光板
３３に入射させることができ、また経路βの光は反射板
３４で反射させて導光板３３に入射させることができ
る。よって光の利用効率が良く、高輝度のバックライト
を構成できる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、陰極管
の外面に蛍光体を形成するという従来とは逆の構成とし
たことにより、管の内側に塗布した蛍光体を削り取るこ
とによる不都合を解消することができ、これにより陰極
管の径をさらに細くすることができるとともに、前記蛍
光体の一部分を非塗布部としたことにより陰極管内部へ
戻った光も取り込むことができ、これによってさらに高
輝度の光を得ることができるものである。

【００２５】本発明の陰極管を液晶表示装置のバックラ
イト光源として使用することにより、液晶表示装置本体
の小型化、薄型化に貢献することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の陰極管を示す断面図、

【図２】従来の陰極管を示す断面図、

【図３】従来の他の陰極管を示す断面図、

【図４】本発明にかかる陰極管を配設した表示装置の断
面図、

【図５】本発明にかかる陰極管を配設した他の表示装置
の断面図、

【符号の説明】

１ 陰極管 ２ ガラス体 ３ 蛍光体層 ４ 保護層 ５ 非塗布部 ３０ 表示装置本体 ３１ 液晶表示セル ３２ 光拡散シート ３３ 導光板 ３４ 反射板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 細管状のガラス体と、前記ガラス体の外
   周面に形成された蛍光体層と、前記蛍光体層の外周面に
   形成された保護層とを順に積層してなり、かつ前記蛍光
   体層の一部に非塗布部を設けたことを特徴とする陰極
   管。
2. 【請求項２】 前記保護層が紫外線の透過を抑制できる
   材料で形成されている請求項１記載の陰極管。
3. 【請求項３】 前記ガラス体が紫外線透過性のガラス材
   料で形成されている請求項１または２記載の陰極管。
4. 【請求項４】 前記非塗布部を陰極管中心部から３０〜
   ９０度とした請求項１ないし３のいずれかに記載の陰極
   管。
5. 【請求項５】 液晶表示セルの背面側に設けられた導光
   板と、この導光板に対向する陰極管と、前記陰極管から
   発せられた光を前記導光板の方向へ反射する反射板と、
   が設けられた表示装置において、前記陰極管が請求項１
   ないし４のいずれかに記載されたものであり、この陰極
   管の前記非塗布部が前記導光板に向けられていることを
   特徴とする表示装置。