JPH0640483B2

JPH0640483B2 - 蛍光表示素子

Info

Publication number: JPH0640483B2
Application number: JP690189A
Authority: JP
Inventors: 成伍和田; 康男養父; 博司今村; 宏司平松; 典幸田口
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1989-01-14
Filing date: 1989-01-14
Publication date: 1994-05-25
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: JPH02189855A

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】

本発明は、主として大型カラーディスプレイ装置等の画
素を形成する蛍光表示素子に関するものである。

【従来の技術】

カラーディスプレイ装置の画素を形成する蛍光表示素子
として、第５図のように、１つの画素を形成する複数の
発光室１Ｒ,１Ｇ₁,１Ｂ,１Ｇ₂を連通させて１つの放電
空間を形成し、この放電空間内に共通陰極２２を設けた
構造が提案されている。この蛍光表示素子では、光源管体１０を備え、光源管体
１０の内部空間は隔壁１３により仕切られており、たと
えば４つの発光室１Ｒ,１Ｇ₁,１Ｂ,１Ｇ₂が形成され
る。各発光室１Ｒ,１Ｇ₁,１Ｂ,１Ｇ₂の内周面には異な
る発光色(ここでは、１Ｒは赤、１Ｇ₁と１Ｇ₂は緑、１
Ｂは後としている)の蛍光体が被着されている。また、
各発光室１Ｒ,１Ｇ₁,１Ｂ,１Ｇ₂において光源管体１０
の中心付近の一所にはそれぞれ連通孔２Ｒ,２Ｇ₁,２Ｂ,
２Ｇ₂が形成され、他所にはそれぞれ陽極３Ｒ,３Ｇ₁,３
Ｂ,３Ｇ₂が配置されている。光源管体１０の一面(第５
図(b)中上面)はガラス等の透光性材料で形成され、光源
管体１０の他の部分は可視光に対する反射率が比較的大
きいセラミック等の非透光性材料で形成される。光源管
体１０の第５図(b)中下面には、上記連通孔２Ｒ,２Ｇ₁,
２Ｂ,２Ｇ₂に跨がるようにバルブ２０が封着され、バル
ブ２０にはステム２１により保持された共通陰極２２が
設けられる。以上のようにして、光源管体１０とバルブ２０との内部
空間が連通孔２Ｒ,２Ｇ₁,２Ｂ,２Ｇ₂を介して連通して
気密な１つの放電空間を形成するのであって、この放電
空間の内部にアルゴン等の不活性ガスと水銀とからなる
放電ガスが封入されている。所望の陽極３Ｒ,３Ｇ₁,３Ｂ,３Ｇ₂と共通陰極２２との
間で放電させると、放電に関与している陽極３Ｒ,３Ｇ
_1,３Ｂ,３Ｇ₂に対応する発光室１Ｒ,１Ｇ₁,１Ｂ,１Ｇ₂
が発光するのであり、所望の色で発光させることができ
るのである。上述のように形成された蛍光表示素子は、カラーディス
プレイ装置の画素を形成するから、任意時刻に任意の調
光段階で点灯できるように、共通陰極２２を常に電子放
出が可能な状態にしておく必要がある。すなわち、共通
陰極２２は常時予熱される。

【発明が解決しようとする課題】

ところで、カラーディスプレイ装置の画素として用いら
れることから、蛍光表示素子の発光面積は比較的小さい
ものである。したがって、点灯時の消費電力も比較的小
さいものである。一方、共通陰極２２に通電する予熱電
力は、蛍光表示素子の大小にかかわらずほぼ一定であ
る。たとえば、全発光室１Ｒ,１Ｇ₁,１Ｂ,１Ｇ₂で均等に発
光させ白色点灯を行うものとし、発光輝度と消費電力と
の関係を調べると、第６図のようになる。第６図によれ
ば、５０００cd/m²の輝度を得るには２Ｗが必要であ
り、２５００cd/m²では１．５Ｗ、発光していないとき
(０cd/m²)でも１Ｗの電力消費がある。すなわち、共通
陰極２２の予熱電力として１Ｗが消費されているから、
共通陰極２２の予熱による消費電力が、全消費電力の５
０％以上に達し、消費電力に体する発光効率が悪いとい
う問題が生じている。本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、予
熱電力で消費される単位面積当たりの消費電力を低減す
ることにより発光効率を高めた蛍光表示素子を提供しよ
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、光源管体の発
光面をそれぞれ発光室を同数個ずつ含む複数の区画に分
割し、各区画を各区画の発光色の構成が同じになるよう
にしてそれぞれ複数色の発光室で構成しているのであ
る。

【作用】

上記構成によれば、従来構成において１つの共通陰極が
設けられていた構成単位を１区画とし、複数区画に対し
て１つの共通陰極を設けることになるから、単位面積当
たりの共通陰極での予熱電力が従来よりも低減され、結
果的に発光効率が高まるのである。

【実施例１】第１図に示すように、基本的には、「従来の技術」の項
で説明した光源管体１０を４個結合して１個の光源管体
１０とし、この光源管体１０に１個のバルブ２０を設け
た形状となっている。光源管体１０は、第１図に示すように、上面開口する有
低角筒状に形成された発光器１１と、発光器１１の上面
を密閉する透光板１２とにより形成されている。発光器
１１は、セラミックのような可視光に対する反射率が比
較的高い非透光性材料で形成され、透光板１２は、ガラ
ス等の透光性材料で形成されている。光源管体１０の内
部空間は隔壁１３ａ,１３ｂによりほぼ同形状を有する
４つの区画Ａ〜Ｄに仕切られている。各区画Ａ〜Ｄは、
それぞれ「従来の技術」の項で説明した光源管体１０と
ほぼ同じ大きさに形成される。各区画Ａ〜Ｄの内部空間
は、隔壁１３ｃによってさらに分割され、４つの発光室
１Ｒ,１Ｇ₁,１Ｂ,１Ｇ₂が形成されている。結局、１つ
の光源管体１０に対して１６個の発光室１Ｒ,１Ｇ₁,１
Ｂ,１Ｇ₂が形成される。各発光室１Ｒ,１Ｇ₁,１Ｂ,１Ｇ
₂の内周面には、それぞれ蛍光体が被着される。すなわ
ち、発光室１Ｒには、赤色系蛍光体(たとえば、Y₂O₃:E
u)、発光室１Ｇ₁,１Ｇ₂には、緑色系蛍光体(たとえば、
CeMgAl₁₁O₁₉:Tb)、発光室１Ｂには、青色系蛍光体(たと
えば、BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu)が塗布される。ここに、各区画
Ａ〜Ｄでは、右上角から左回りに発光室１Ｒ,１Ｇ₁,１
Ｂ,１Ｇ₂がこの順に配列されている。各発光室１Ｒ,１
Ｇ₁,１Ｂ,１Ｇ₂には、それぞれ各区画Ａ〜Ｄの中心付近
の一所において連通孔２Ｒ,２Ｇ₁,２Ｂ,２Ｇ₂が形成さ
れ、他所において陽極３Ｒ,３Ｇ₁,３Ｂ,３Ｇ₂が配設さ
れている。また、各発光室１Ｒ,１Ｇ₁,１Ｂ,１Ｇ₂内に
は仕切壁４が形成され、連通孔２Ｒ,２Ｇ₁,２Ｂ,２Ｇ₂
から陽極３Ｒ,３Ｇ₁,３Ｂ,３Ｇ₂に至る経路（道程）が
なるべく長くなるように経路を屈曲させている。第１図(b)(c)における光源管体１０の下面には、バルブ
２０の上端部が封着されている。バルブ２０はガラスよ
りなり、内部にはステム２１により支持された共通陰極
２２が設けられている。バルブ２０の上部は４つの分岐
管２４に分岐されており、各分岐管２４の上端は開口し
ていて各区画Ａ〜Ｄの中央部に形成された連通孔２Ｒ,
２Ｇ₁,２Ｂ,２Ｇ₂を覆うようにして光源管体１０に封着
される。バルブ２０の下面には排気管２３が引き出され
ている。以上のようにして、光源管体１０とバルブ２０とに囲ま
れた気密な放電空間が形成されるのであり、この放電空
間内にはアルゴン等の不活性ガスと水銀とを混合した放
電ガスが封入される。ここに、光源管体１０の発光器１
１と透光板１２、光源管体１０とバルブ２０などはガラ
スフリットを用いて封着されている。いま、区画Ａの発光室１Ｒ内に設けた陽極３Ｒと共通陰
極２２との間で放電させたと仮定すれば、共通陰極２２
から放出された電子は、共通陰極２２→分岐管２４→区
画Ａの連通孔２Ｒ→区画Ａの発光室１Ｒ→陽極３Ｒとい
う経路を通るから、発光室１Ｒから赤色の光が放射され
るのである。以上の構成によれば、１つの区画Ａ〜Ｄを従来の蛍光表
示素子と同じ面積であるとすれば、単位面積当たりの共
通陰極２２の本数が１／４になり、結果的に単位面積当
たりの共通陰極２２への予熱電力も理論値では１／４に
低減するものである。すなわち、第２図に実線で示すよ
うに、破線で示してある従来構成に比較して単位面積当
たりの消費電力が大幅に低減されるのであり、従来構成
の１画素分（１区間）について白色点灯を行った場合
に、５０００cd/m²を得るのに必要な消費電力は１．３
Ｗ（従来構成に比較してランプ効率が５４％向上）、２
５００cd/m²では０．８Ｗ（ランプ効率８８％向上）、
０cd/m²では０．３Ｗ（ランプ効率２３０％向上）とな
り、ランプ効率が大幅に向上することがわかる。また、
上記実施例では、光源管体１０に４区画Ａ〜Ｄを設けて
いるが、分岐管２４の本数を増やせば、さらに多数の区
画を設けることもでき、単位面積当たりの予熱電流をさ
らに低減することが可能である。

【実施例２】実施例１では、各区画Ａ〜Ｄにそれぞれ矩形状の発光室
１Ｒ,１Ｇ₁,１Ｂ,１Ｇ₂を形成し、各発光室１Ｒ,１Ｇ₁,
１Ｂ,１Ｇ₂にそれぞれ連通孔２Ｒ,２Ｇ₁,２Ｂ,２Ｇ₂を
形成したが、本実施例では、第３図に示すように、各区
画Ａ〜Ｄにそれぞれ１つの連通孔２を設けるように隔壁
１３ｄを形成して各区画Ａ〜Ｄにそれぞれ３個の発光室
１Ｒ,１Ｇ,１Ｂを形成している。すなわち、各区画Ａ〜
Ｄには光源管体１０の中央付近に連通孔２が形成され、
連通孔２を中心として放射状に隔壁１３ｄが２枚ずつ形
成されているのである。したがって、各区画Ａ〜Ｄで
は、すべての発光室１Ｒ,１Ｇ,１Ｂに対して連通孔２が
共有されている。各区画Ａ〜Ｄでは、右回りに発光室１
Ｒ,１Ｇ,１Ｂがこの順で配列されている。各発光室１
Ｒ,１Ｇ,１Ｂでは連通孔２から離れた位置に陽極３Ｒ,
３Ｇ,３Ｂが設けられる。一方、共通陰極２２は、バルブ２０内に設けられてお
り、バルブ２０の上面は開口していて、上記各区画Ａ〜
Ｄにそれぞれ１個ずつ設けられた合計４個の連通孔２を
覆うようにして光源管体１０に封着される。ここに、連
通孔２は光源管体１０の中央部に集中しているから、バ
ルブ２０には実施例１のような分岐管２４を設ける必要
がないのである。すなわち、直管形蛍光ランプの端部と
同等の構造とすることができ、部品の共用化が容易にな
るのである。上記構成によって従来構成の１画素分（１区画）の白色
点灯時の消費電力を測定したところ、第４図に実線で示
す結果を得ることができた。すなわち、５０００cd/m²
を得るのに要する消費電力は１．６Ｗ（従来構成の場合
は破線で示すように２Ｗ）でありランプ効率が２５％向
上した。また、２５００cd/m²に対しては０．９５Ｗで
ありランプ効率が５８％向上し、０cd/m²では０．３Ｗ
でランプ効率は２３０％向上した。以上のようにランプ
効率を大幅に向上させることができた。上記各実施例では、光源管体１を４区画Ａ〜Ｄに分割し
ているが、区画の数はこれに限定されるものではなく、
さらに多数個形成するようにしてもよい。

【発明の効果】

本発明は上述のように、光源管体の発光面をそれぞれ発
光室を同数個ずつ含む複数の区画に分割し、各区画を各
区画の発光色の構成が同じになるようにしてそれぞれ複
数色の発光室で構成しているものであり、従来構成にお
いて１つの共通陰極が設けられていた構成単位を１区画
とし、複数区画に対して１つの共通陰極を設けることに
なるから、単位面積当たりの共通陰極への予熱電力が従
来よりも低減され、結果的に発光効率が高まるという利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図(a)(b)(c)はそれぞれ本発明の実施例１の正面
図、同図(a)中Ｘ−Ｘ線断面図、同図(a)中Ｙ−Ｙ線断面
図、第２図は同上の動作説明図、第３図(a)(b)はそれぞ
れ本発明の実施例２を示す正面図、同図(a)中Ｘ−Ｘ線
断面図、第４図は同上の動作説明図、第５図(a)(b)はそ
れぞれ従来例を示す正面図、同図(a)中Ｘ−Ｘ線断面
図、第６図は同上の動作説明図である。１Ｒ,１Ｇ₁,１Ｂ,１Ｇ₂……発光室、３Ｒ,３Ｇ₁,３Ｂ,
３Ｇ₂……陽極、１０……光源管体、２０……バルブ、
２２……共通陰極、Ａ〜Ｄ……区画。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平松宏司大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者田口典幸大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内周面にそれぞれ蛍光体が被着された複数
個の発光室を発光面に設けた光源管体と、各発光室に連
通した放電空間を形成するように光源管体に気密的に結
合されたバルブと、各発光室内にそれぞれ配設された複
数の陽極と、バルブ内に配設された１つの共通陰極とを
具備し、上記放電空間内には放電ガスが封入され、所望
の陽極と共通陰極との間に放電を生じる電圧が印加され
ると放電を生じている陽極の配設されている発光室の蛍
光体が発光する蛍光表示素子において、光源管体の発光
面はそれぞれ発光室を同数個ずつ含む複数の区画に分割
され、各区画は各区画の発光色の構成が同じになるよう
にしてそれぞれ複数色の発光室で構成されて成ることを
特徴とする蛍光表示素子。