JPH0584023B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、大形カラーデイスプレイ装置の表示
素子等に用いられ、１つの素子で複数色を選択的
に発光させることができる蛍光ランプに関するも
のである。

［従来の技術］ 大形カラーデイスプレイ装置の表示素子とし
て、第１１図に示す構造の蛍光ランプが提案され
ている。この蛍光ランプは、ランプハウジング１
内に、互いに分離された複数の発光室２Ｒ，２
Ｇ，２Ｂと、発光室２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに連通孔３
Ｒ，３Ｇ，３Ｂを通して連通する電極室４とが形
成されており、各発光室２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ内にそ
れぞれ主電極５Ｒ，５Ｇ，５Ｂが設けられるとも
に、電極室４内に共通電極６が設けられている。
各発光室２Ｒ，２Ｇ，２Ｂと電極室４との間に、
ランプハウジング１内を第１１図ｂ中で上下に仕
切る隔壁７が設けられ、また各発光室２Ｒ，２
Ｇ，２Ｂは分離板８を介して互いに分離されてい
る。各発光室２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、細長形状に形
成されており、第１１図ｂ中で上面側となる電極
室４とは反対側の一面に透光窓９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ
が形成されている。各発光室２Ｒ，２Ｇ，２Ｂの
内周面には、それぞれ異なる発光色を有した蛍光
体層１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが形成されており、
各主電極５Ｒ，５Ｇ，５Ｂと共通電極６との間で
放電したときに、発光室２Ｒ，２Ｇ，２BBと電
極室４とからなる密閉空間内に封止された放電ガ
スにより放射される紫外線を蛍光体層１０Ｒ，１
０Ｇ，１０Ｂにより可視光線に変換し透孔窓９
Ｒ，９Ｇ，９Ｂを通して外部に放射するようにな
つている。したがつて、共通電極６との間で放電
を行なう相手の主電極５Ｒ，５Ｇ，５Ｂを選択す
ることにより、発光色が変化するのであり、この
ように構成された蛍光ランプを画素とするデイス
プレイ装置を形成すれば、大形のカラー画面を形
成することができるのである。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、この種の蛍光ランプのランプハウジ
ング１は、主電極５Ｒ，５Ｇ，５Ｂや共通電極６
を装着したり蛍光体層１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを
塗布したりする作業を容易にするために、ランプ
ハウジング１は、電極室４を構成するベース１１
と、発光室２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを構成する発光器１
２と、透光窓９Ｒ，９Ｇ，９Ｂを形成する透光板
１３とをそれぞれガラスフリツトを用いて封着し
て形成されており、透光板１３以外はセラミツク
スの成型品を用いているから、重量が大きいとい
う問題がある。すなわち、この種の蛍光ランプを
多数用いてデイスプレイ装置を形成すると、デイ
スプレイ装置を支持する支柱や蛍光ランプを支持
するランプユニツトケース等の機械的強度を大き
くしなければならず、その結果、装置全体が大型
化するという問題が生じる。また、セラミツクス
の成型品では、実用強度の点からかなりの厚みが
必要であるから封着面積が大きい上に、封着部分
の平面度があまりよくないから、封着状態に不良
が生じやすいという問題がある。ここで、透光板
１３は透光性を有しているから発光器１２と透光
板１３との封着状態の確認は比較的容易である
が、ベース１１と発光器１２とは、材料が非透光
性であるから、封着状態の確認が困難であり、不
良の発生に対処するのが困難である。

本発明は上記問題点を解決することを目的とす
るものであり、軽量かつ量産性に優れた蛍光ラン
プを提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明では、上記目的を達成するために、互い
に分離された複数個の発光室、および各発光室の
一所にそれぞれ形成された連通孔を通して各発光
室に連通する電極室を備えたランプハウジング
と、各発光室の他所にそれぞれ配設された複数個
の主電極と、電極室内に配設された共通電極とを
備え、発光室と電極室とにより形成された密閉空
間内に放電ガスが封入されるとともに、各発光室
の内周面にそれぞれ異なる発光色の蛍光体層が形
成され、光束を取り出す透光窓が発光室の適所に
形成された蛍光ランプにおいて、ランプハウジン
グは、発光室を有するとともに連通孔が形成され
た塑造成型体よりなる発光器と、発光器の周壁と
の間に電極室を形成するように連通孔を覆う形で
発光器に封着された筒状のベースとを設け、ベー
スを共通電極を支持するステムと一体に透明なガ
ラスにより形成しているのである。

［作用］ 上記構成によれば、ベースを透明なガラスで形
成しているから、軽量化できるとともに、ベース
と発光器との封着部分の確認が容易に行なえるの
であり、量産性が向上するのである。

実施例 １ 第１図に示すように、ランプハウジング１は、
上面開口したベース１１と、ベース１１の開口を
塞ぐようにベース１１上に装着される上面開口し
た発光器１２と、発光器１２の開口を塞ぐように
発光器１２の上面に配設される透光板１３とで形
成される。発光器１２はセラミツクや金属等の可
視光線に対する反射率が比較的高い非透光性材料
で形成され、ベース１１および透光板１３は透明
なガラスで形成されている。ベース１１と発光器
１２、発光器１２と透光板１３はそれぞれガラス
フリツトを用いて互いに封着されている。ベース
１１は、下面が閉塞された筒状体であり、内底面
にはステム１４が一体に立設されている。このベ
ース１１の開口内が電極室４を形成するのであつ
て、電極室４内においてステム１４に支持された
導入線１５の一端に共通電極６を構成するフイラ
メント１６が装着されている。導入線１５の他端
部はランプハウジング１の外部に引き出されてお
り、ベース１１の外側面には排気管１７が突出し
ている。発光器１２はベース１１の上面開口を閉
塞する形で配設され、発光器１２の底面が隔壁７
となつて電極室４と発光室２Ｒ，２G₁，２G₂，
２Ｂとを上下に分離させる。発光器１２は上面開
口していて水平断面が正方形状に形成されてお
り、水平断面において発光器１２内部を正方形状
の４つの発光室２Ｒ，２G₁，２G₂，２Ｂに仕切
る十文字状の分離板８が発光器１２の内周面に一
体に形成されている。各発光室２Ｒ，２G₁，２
G₂，２Ｂの内周面にはそれぞれ異なる発光色の
蛍光体層１０Ｒ，１０G₁，１０G₂，１０Ｂが形
成されており、たとえば、各発光室２Ｒ，２G₁，
２G₂，２Ｂにそれぞれ赤色系（Y₂O₃：Eu）、緑
色系（CeMgAl₁₁O₁₉：Tb）、緑色系、青色系
（BaMg₂Al₁₆O₂₇：Eu）の発光色を有する蛍光体
層１０Ｒ，１０G₁，１０G₂，１０BBが形成され
る。ここに、緑色系の発光室２G₁，２G₂が区画
形成されており、対角位置を占めている。この発
光室２Ｒ，２G₁，２G₂，２Ｂは、発光器１２の
上面を覆う透光板１３により密閉されるのであ
り、透光板１３のうち各発光室２Ｒ，２G₁，２
G₂，２Ｂに対応する部分が透光窓９Ｒ，９G₁，
９G₂，９Ｂとなるのである。各発光室２Ｒ，２
G₁，２G₂，２Ｂは、隔壁７の一所にそれぞれ形
成された連通孔３Ｒ，３G₁，３G₂，３Ｂを介し
て電極室４と連通しており、発光室２Ｒ，２G₁，
２G₂，２Ｂと電極室４とにより密閉空間が形成
される。すなわち、ベース１１は各連通孔３Ｒ，
３G₁，３G₂，３Ｂを覆うように配設されるので
ある。また、連通孔３Ｒ，３G₁，３G₁，３Ｂは、
発光器１２の中央部分、すなわち、分離板８の交
差部付近に形成されている。この密閉空間内に
は、アルゴン等の不活性ガスと水銀蒸気との混合
気体である放電ガスが封入される。各発光室２
Ｒ，２G₁，２G₂，２Ｂにおいて連通孔３Ｒ，３
G₁，３G₂，３Ｂからもつとも遠い位置、すなわ
ち、発光器１２の各隔部には、それぞれ主電極５
Ｒ，５G₁，５G₂，５Ｂが挿入されており、これ
らの主電極５Ｒ，５G₁，，５G₂，５Ｂのうちの少
なくともいずれか１つと共通電極６との間で放電
させると、その共通電極６に対応する発光室２
Ｒ，２G₁，２G₂，２Ｂ内の放電ガスが励起され
て紫外線を放射し、この紫外線が蛍光体層１０
Ｒ，１０G₁，１０G₂，１０Ｂに照射されて透光
板１３を通して可視光線が外部に放射されるので
ある。すなわち、どの主電極５Ｒ，５G₁，５G₂，
５Ｂと共通電極６との間で放電させるかに対応し
て発光色が選択されるのである。

この蛍光ランプを点灯させるには、第２図に示
すような回路が用いられる。この点灯回路は、直
流点灯回路であつて、共通電極６と各主電極５
Ｒ，５G₁，５G₂，５Ｂとの間で放電を生じさせ
るための直流電源DC₁設けられる。この直電源
DC₁の正極は、各主電極５Ｒ，５G₁，５G₂，５
Ｂとの間に、限流要素としての抵抗R_R，R_G1，
R_G2，R_Bと、トランジスタT_TR，T_rG1，T_rG2，T_rB
と、逆流阻止用のダイオードD_R，D_G1，D_G2D_Bと
の直列回路を有しており、トランジスタT_rR，
T_rG1T_rG2，T_rBを選択的に導通させることにより、
各発光室２Ｒ，２G₁，２G₂，２Ｂ内で選択的に
放電させて、所望の色を発光させるのである。直
流電源DC₂とは別に直流電源DC₂が設けられてお
り、この直流電源DC₂の負極は直流電源DC₁の負
極と共通に接続され、正極は高抵抗R_1R，R_1G1，
R_1G2，R_1Bを介して各主電極５Ｒ，５G₁，５G₂，
５Ｂに接続されている。この直流電源DC₂は、各
発光室２Ｒ，２G₁，２G₂，２Ｂ内においては、
発光はしないが、すぐに発光できる程度の補助放
電を行なうために設けられている。すなわち、常
時、微放電を行なうことにより、トランジスタ
T_rR，T_rG1，T_rG2，T_rBを選択的に導通させると、
応答性よく発光させることができるのである。さ
らに、共通電極６のフイラメント１６には第３の
直流電源DC₃が接続されており、この直流電源に
より、フイラメント１６の予熱がなされるように
なつている。こうして、主電極２Ｒ，２G₁，２
G₂，２Ｂは陽極となり、共通電極６は陰極とな
る。

以上のようにして構成された蛍光ランプを画素
として多数の画素を所定の形式で配列すれば、大
形デイスプレイ装置を構成したり、サイン照明を
構成したりすることができる。

実施例 ２ 本実施例は、第３図に示すように、発光器１２
の水平断面を円形としたものであり、他の構成に
関しては実施例１と同様である。

実施例 ３ 本実施例は、第４図に示すように、発光器１２
の水平断面を円形とするとともに、発光器１２内
を３等分する分離板８を形成したものであつて、
上記２実施例では一色については同色の発光部を
２箇所設けていたが、この形状では各色の発光部
が均等に形成されている。その他の構成は実施例
１と同様である。

ところで、実施例１から実施例３においては、
ベース１１として同一のものを用いることができ
るのであり、この意味において部品の共用化が図
れるのであり、合理的な構造といえるのである。
また、従来構成のランプハウジング１では、ベー
ス１１がもつとも大きな重量を占めていたが、こ
の部分を、従来より蛍光ランプに使用されている
程度の厚みを有した比較的薄肉のガラス材料によ
り形成しているから、大幅な軽量化がなされるの
であり、しかし、ベース１１とステム１４とが一
体に形成されているから、従来のようにベース１
１とステム１４とをガラスフリツト等を用いて封
着する必要がなく、この部分の形成作業が容易に
なるとともに、気密性に対する信頼性が向上する
のである。また、ベース１１が透明であるから、
ベース１１と発光器１２との封着部を視認できる
から、封着状態を容易に確認でき、その結果、ラ
ンプハウジング１内の気密信頼性が容易に確認で
きるものである。

実施例 ４ 上記実施例では、連通孔３Ｒ，３G₁，３G₂，
３Ｂを、第５図ｂに示すような丸孔状としていた
が、この場合、連通孔３Ｒ，３G₁，３G₂，３Ｂ
がベース１１と発光器１２との封着部分に近接し
て設けられているものであるから、放電に伴なつ
て封着部分が加熱されることになり、その結果、
封着部分の信頼性が低くなるという問題がある。
とくに、十数〜数十m²の範囲で各種画面サイズの
デイスプレイ装置を形成するために、発光部の大
きさが異なる蛍光ランプを形成して、そのおのお
のにベース１１を共用するときには、この問題が
大きくなる。つまり、小型の蛍光ランプほど、連
通孔３Ｒ，３G₁，３G₂，３Ｂと封着部分とが近
接して封着部分の信頼性が問題になる。このよう
な問題を解消すべく本実施例では、第５図ａに示
すように、分離板８の交差部分に沿つて扇形とな
つた連通孔３Ｒ，３G₁，３G₂，３Ｂを形成して
いるのであり、これによつて、ベース１１と発光
器１２との封着部分からの距離が十分に大きくと
れるようにしたものである。ここに、連通孔３
Ｒ，３G₁，３G₂，３Ｂの開口面積は実施例１と
同様の大きさに設定されているのはいうまでもな
い。

実施例 ５ 上述したように、主電極５Ｒ，５G₁，５G₂，
５Ｂは、発光器１２の底壁に形成された電極挿入
孔１８を通して挿入されるのであり、発光部１２
の外側から主電極５Ｒ，５G₁，５G₂，５Ｂをガ
ラスフリツトで封着するようになつている。ここ
に、ガラスフリツトを封入する部分で、電極挿入
孔１８には下方ほど径を大きくするテーパ部１８
ａが形成され、それ以外の部分、つまり電極挿入
孔１８の上部は径が一定なストレート部１８ｂを
形成している。しかるに、主電極５Ｒ，５G₁，
５G₂，５Ｂを装着するときには、なんらかの治
具で主電極５Ｒ，５G₁，５G₂，５Ｂを支持して
おかなければ、第６図ｂに示すように主電極５
Ｒ，５G₁，５G₂，５Ｂが傾いて取り付けられる
ことになる。仮に傾いて取り付けられた主電極５
Ｒ，５G₁，５G₂，５Ｂを封着後に無理に矯正し
ようとすると、ガラスフリツトにクラツクが生
じ、リークが発生する危険がある。

本実施例では、この問題を解決するために、電
極挿入孔１８を従来よりも長くしている。たとえ
ば、主電極５Ｒ，５G₁，５G₂，５Ｂが直径1.0mm
のとき、電極挿入孔１８を直径1.1mm、ストレー
ト部１８ｂの長さを３mmとしたところ、封着時に
治具を用いることなくほぼ真直ぐに自立させるこ
とができた。したがつて、主電極５Ｒ，５G₁，
５G₂，５Ｂの装着作業が容易になり、組立性を
向上させることができた。

実施例 ６ 本実施例は、ベース１１と発光器１２との封着
部において、発光部１２側に段部１９を形成した
ものである。すなわち、発光器１２側が平面状で
あると、ベース１１との接合面積がかなり小さく
なるものであり、とくにベース１１は薄肉である
から、封着部分に十分な強度が得られないことが
ある。そこで、第７図に示すように、発光器１２
に段部１９を形成して、ベース１１との接触面積
を大きくしたものであつて、ベース１１の直径を
15.5mmとするとき、段部１９の直径を16mmとし、
段部１９の深さを２mmとしたところ、封着部分の
面積が大きくなり、十分な強度で封着することが
できた。また、段部１９内にベース１１の一部を
挿入しているから、ベース１１と発光部１２との
位置決めが容易になり、組立性が向上する利点も
ある。

実施例 ７ 上記実施例では、ランプハウジング１におい
て、仕切板８に囲まれた区画内を１つの発光室と
し、各発光室ごとに連通孔を形成していたが、本
実施例では、上記実施例における各発光室内に仕
切壁２２を２枚ずつ設けることにより、上記実施
例における発光室を３つの小発光室２０Ｒ，２０
Ｇ，２０Ｂに分割し、小発光室２０Ｒ，２０Ｇ，
２０Ｂに１つの連通孔３を共有させている。各小
発光室２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂには、それぞれれ
連通孔３から離れた部位に、主電極２１Ｒ，２１
Ｇ，２１Ｂを備えており、各小発光室２０Ｒ，２
０Ｇ，２０Ｂの内周面には、それぞれ赤、緑、青
の蛍光体層が形成されている。したがつて、仕切
板８で囲まれた各区画内がそれぞれ３色に発光可
能となるから、３色で１画素と考えれば、第８図
の構成の場合では、１つのランプハウジング１に
対して４画素を得ることができるのである。

本実施例の場合、ランプハウジング１は実施例
１と同じ寸法でよいから、１画素当りの面積が小
さくなり、この蛍光ランプをマトリクス状に配列
し大形デイスプレイ装置を構成すれば、高い解像
度が得られるのである。本実施例では、実施例１
における発光室を小発光室に分割した例を示した
が、他の実施例の発光室を小発光室に分割するよ
うにしてもよいのはもちろんのことである。

実施例 ８ 本実施例では、第９図に示すように、透光板１
３の表面にフイルタ２３を装着した構成を有して
いる。フイルタ２３は、透光性を有するベースフ
イルムの表面にスクリーン印刷等により透光性の
インク層を形成し、ベースフイルムの裏面に接着
剤層を形成したものである。フイルタ２３は、た
とえば、100〓ｍ厚に形成され、その場合、ベー
スフイルムは50〓ｍ、接着剤層は30〓ｍ、インク
層は20〓ｍなどと設定される。耐候性、耐熱性を
考慮してベースフイルムは塩化ビニル等の材料で
形成され、接着剤剤はアクリル系のものが用いら
れる。インク層は、発光器１２の周壁を露出させ
ないようにする黒色の遮光パターン２４ａと、各
発光室２に対応する透光部２４ｂとを備える。各
透光部２４ｂはそれぞれ赤、緑、青の３色に色分
けされる。色の配置や比率は適宜設定されるが、
透光部２４ｂは４区画あるから、通常は２区画が
同色に着色される。また、フイタ２３に着色を施
すから、発光室２の内周面の蛍光体層は白色に発
光するものでもよい。インク層は、表面を艷消し
処理するのが望ましく、艷消し処理を行なうと外
光の映り込みが防止でき、コントラストが向上す
るものである。

以上のように、フイルタ２３を設けている場合
には、第１０図に実線示すように、蛍光体層のみ
で発色させる場合（一点鎖線）に比較して、調色
範囲が広がるものであり、NTSC値（破線）に近
い色度が得られるものである。なお、インク層は
紫外線硬化型としてもよい。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、互いに分離された複数
個の発光室、および各発光室の一所にそれぞれ形
成された連通孔を通して各発光室に連通する電極
室を備えたランプハウジングと、各発光室の他所
にそれぞれ配設された複数個の主電極と、電極室
内に配設された共通電極とを備え、発光室と電極
室とにより形成された密閉空間内に放電ガスが封
入されるとともに、各発光室の内周面にそれぞれ
異なる発光色の蛍光体層が形成され、光束を取り
出す透光窓が発光室の適所に形成された蛍光ラン
プにおいて、ランプハウジングは、発光室を有す
るとともに連通孔が形成された塑造成型体よりな
る発光器と、発光器の周壁との間に電極室を形成
するように連通孔を覆う形で発光器に封着された
筒状のベースとからなり、ベースは共通電極を支
持するステムと一体に透明なガラスにより形成さ
れて成るものであり、もつとも重量の大きいベー
スをガラスで形成しているので、従来に比較して
ベースの重量を50％以下に軽量化することができ
た。また、ベースが透明なガラスであつて、ベー
スと発光器との封着部分の視認が容易に行なえる
ので、封着部の信頼性を容易に確認することがで
き、量産性を向上させることができるという利点
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂはそれぞれ本発明の実施例１を示
す平面図、同図ａ中Ｘ−Ｘ線断面図、第２図は同
上に使用する点灯回路を示す回路図、第３図は本
発明の実施例２を示す平面図、第４図ａ，ｂはそ
れぞれ本発明の実施例３を示す平面図、同図ａ中
Ｘ−Ｘ線断面図、第５図ａ，ｂはそれぞれ本発明
の実施例４を示す要部平面図、本発明に係る蛍光
ランプの要部平面図、第６図ａ，ｂはそれぞれ本
発明の実施例５を示す要部断面図、本発明に係る
蛍光ランプの要部断面図、第７図は本発明の実施
例６を示す要部断面図、第８図ａ，ｂはそれぞれ
本発明の実施例７を示す平面図、同図ａ中Ｘ−Ｘ
断面図、第９図は本発明の実施例８を示す分解斜
視図、第１０図は同上の動作特性の一例を示す色
度図、第１１図ａ，ｂはそれぞれ従来例を示す平
面図、同図ａ中Ｘ−Ｘ線断面図である。 １はランプハウジング、２Ｒ，２G₁，２G₂，
２Ｂは発光室、３Ｒ，３G₁，３G₂，３Ｂは連通
孔、４は電極室、５Ｒ，５G₁，５G₂，５Ｂは主
電極、６は共通電極、９Ｒ，９G₁，９G₂，９Ｂ
は透光窓、１０Ｒ，１０G₁，１０G₂，１０Ｂは
蛍光体層、１１はベース、１２は発光器、１４は
ステムである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 互いに分離された複数個の発光室、および各
   発光室の一所にそれぞれ形成された連通孔を通し
   て各発光室に連通する電極室を備えたランプハウ
   ジングと、各発光室の他所にそれぞれ配設された
   複数個の主電極と、電極室内に配設された共通電
   極とを備え、発光室と電極室とにより形成された
   密閉空間内に放電ガスが封入されるとともに、各
   発光室の内周面にそれぞれ異なる発光色の蛍光体
   層が形成され、光束を取り出す透光窓が発光室の
   適所に形成された蛍光ランプにおいて、ランプハ
   ウジングは、発光室を有するとともに連通孔が形
   成された塑造成型体よりなる発光器と、発光器の
   周壁との間に電極室を形成するように連通孔を覆
   う形で発光器に封着された筒状のベースとからな
   り、ベースは共通電極を支持するステムと一体に
   透明なガラスにより形成されて成ることを特徴と
   する蛍光ランプ。