(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示セルと、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形成されて、前記蛍光体層の一部が除去された非塗布部が設けられ、
前記非塗布部が前記導光板に対向し、前記蛍光体層が塗布された部分が前記反射板に距離を空けて対向しており、
前記蛍光体層からの光が、前記非塗布部を通過して直接的に前記導光板に入射し、前記蛍光体層が塗布された部分での前記蛍光体層からの光が、前記反射板で反射されて、間接的に前記導光板に入射することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記保護層が紫外線の透過を抑制できる材料からなるガラス管であり、前記陰極管は、前記ガラス体を前記ガラス管に挿入して形成される請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記保護層は水ガラスである請求項１記載の表示装置。
【請求項４】
前記非塗布部を前記陰極管中心部から３０〜９０度とした請求項１ないし３のいずれかに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に小径化および高輝度化に優れた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▲１▼で発光の輝度が高く、紫外線が届きにくい最外部▲２▼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▲２▼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▲１▼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▲１▼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、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】
本発明は、液晶表示セルと、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形成されて、前記蛍光体層の一部が除去された非塗布部が設けられ、
前記非塗布部が前記導光板に対向し、前記蛍光体層が塗布された部分が前記反射板に距離を空けて対向しており、
前記蛍光体層からの光が、前記非塗布部を通過して直接的に前記導光板に入射し、前記蛍光体層が塗布された部分での前記蛍光体層からの光が、前記反射板で反射されて、間接的に前記導光板に入射する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からなるガラス管であり、前記陰極管は、前記ガラス体を前記ガラス管に挿入して形成される。または前記保護層は水ガラスである。
【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。
【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▲１▼に当たってこの最内部▲１▼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▲１▼で発光した光から最外部▲２▼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▲１▼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３１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は、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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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