JP2705020B2 - 平面型希ガス蛍光ランプの点灯方法 - Google Patents

平面型希ガス蛍光ランプの点灯方法

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JP2705020B2
JP2705020B2 JP3011563A JP1156391A JP2705020B2 JP 2705020 B2 JP2705020 B2 JP 2705020B2 JP 3011563 A JP3011563 A JP 3011563A JP 1156391 A JP1156391 A JP 1156391A JP 2705020 B2 JP2705020 B2 JP 2705020B2
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【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希ガス蛍光ラン
プの点灯方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ビデオカメラのビューファインダー用の
バックライトとして、直管型の小型蛍光ランプを反射板
と組み合わせたバックライト装置が使用されているが、
ビデオカメラの小型化に伴って、ビューファインダー内
の液晶板も1インチ以下のものが主流になりつつあり、
有効発光長の関係で直管型の蛍光ランプでは対応しきれ
なくなりつつある。このような観点から、超小型の液晶
ディスプレイ用のバックライトとして、平面型蛍光ラン
プが注目されている。
【0003】ところで、水銀を封入した蛍光ランプは水
銀の温度依存性が大きいところから、環境温度が低温の
ときには蛍光ランプ自体がなかなか昇温せず、水銀の蒸
気圧が低いために、輝度が著しく低下してしまうという
問題点があり、この問題点は平面型蛍光ランプについて
も同様である。
【0004】この環境温度依存性の問題を解決するため
に、従来の直管型の蛍光ランプにおいて、紫外線源とし
て、水銀ではなくキセノンなどの希ガスを封入した希ガ
ス蛍光ランプが開発されているが、水銀に比べて発光効
率が低く、通常の温度における輝度が水銀蒸気を封入し
た蛍光ランプに比べて1/3程度に減少してしまうとい
う問題点があるため、イメージリーダ用のアパーチャー
型蛍光ランプにおいて一部実用化されているのみであ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、キセノンなどの希ガスを封入した希ガス蛍光ランプ
を、環境温度に依存せず、しかも液晶ディスプレイのバ
ックライトとして十分な輝度を有するように点灯させる
点灯方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】<手段1> 偏平な容器
の内部に蛍光体が塗布されて、かつ一対の電極が対向配
置され、前記容器内に20〜40トールのキセノン単体
ガスが封入された平面型希ガス蛍光ランプを点灯する点
灯方法において、ランプ電流値の半値全幅が2μsec 以
下のパルス点灯で点灯し、ピーク電流値をIl ( mA )、
一方の電極の内表面積をA( mm2 ) 、希ガスの全封入圧
をP(Torr)とするとき、 5×10-5<Il /(A・P2 )<3×10-3(mA・mm-2・Torr-2) の関係を満足させる平面型希ガス蛍光ランプの点灯方法
とする。
【0007】<手段2> 偏平な容器の内部に蛍光体が
塗布されて、かつ一対の電極が対向配置され、前記容器
内にキセノンと、他の希ガスとよりなる混合ガスが30
〜250トールの範囲で封入された平面型希ガス蛍光ラ
ンプを点灯する点灯方法において、ランプ電流値の半値
全幅が2μsec 以下のパルス点灯で点灯し、ピーク電流
値をIl ( mA )、一方の電極の内表面積をA( mm2 ) 、
希ガスの全封入圧をP(Torr)とするとき、 5×10-5<Il /(A・P2 )<3×10-3(mA・mm-2・Torr-2) の関係を満足させる平面型希ガス蛍光ランプの点灯方法
とする。
【0008】<手段3> 請求項2の平面型希ガス蛍光
ランプのうちキセノンガスの分圧Pxe が5〜50トール
の範囲にある平面型希ガス蛍光ランプを点灯する点灯方
法において、ランプ電流値の半値全幅が2μsec 以下の
パルス点灯で点灯し、ピーク電流値をIl ( mA )、一方
の電極の内表面積をA( mm2 ) 、希ガスの全封入圧をP
(Torr)とするとき、 5×10-5<Il /(A・P2 )<3×10-3(mA・mm-2・Torr-2) の関係を満足させる平面型希ガス蛍光ランプの点灯方法
とする。
【0009】
【作用】手段1に記載したごとく、平面型蛍光ランプに
20〜40トールのキセノン単体ガスを封入し、ランプ
電流値の半値全幅を2μsec 以下にして、Il /(A・
2 )の範囲を上記範囲内にして前記ランプを点灯する
と、安定な放電が得られ、この放電を介して得られるキ
セノンからの紫外光が前記ランプの内面に塗布された蛍
光体を効率的に発光させ、水銀からの紫外光を利用した
従来の平面型蛍光ランプに比べて低温時の輝度の減少が
少ない。また、手段2に記載したごとく、平面型蛍光ラ
ンプに希ガスとしてキセノンと、他の希ガスとよりなる
混合ガスを30〜250トールの範囲で封入し、ランプ
の電流値の半値全幅を2μsec 以下にして、Il /(A
・P2 )の範囲を上記範囲内にして前記ランプを点灯す
ると、安定な放電が得られ、この放電を介して得られる
キセノンからの紫外光が前記ランプの内面に塗布された
蛍光体を効率的に発光させ、水銀からの紫外光を利用し
た従来の平面型蛍光ランプと同等の輝度が得られる。そ
してまた、手段3に記載したごとく、平面型蛍光ランプ
に封入する混合ガスのうち、キセノンの分圧を5〜50
トールの範囲とし、ランプ電流値の半値全幅を2μsec
以下にして、Il /(A・P2 )の範囲を上記範囲内に
して前記ランプを点灯すると、安定な放電が得られ、こ
の放電を介して得られるキセノンからの紫外光が増える
ことで、前記ランプの内面に塗布された蛍光体がより効
率的に発光し、前記ランプの輝度アップがはかられる。
【0010】
【実施例】図1は本発明が適用される平面型希ガス蛍光
ランプの正面透視図であり、図2は同じく側断面図であ
る。図1及び図2において、1は電極、2は前面ガラ
ス、3は背面ガラス、4は枠スペーサガラス、5は蛍光
体、6は外部反射膜、7は電極リード、8はチップ管で
ある。
【0011】前面ガラス2と背面ガラス3と枠スペーサ
ガラス4により密閉空間9が形成され、この密閉空間9
内に一対の電極1が対向して配置されている。この電極
1は、例えばステンレス合金よりなる金属板を“V”字
状に曲げて形成したものであり、該電極1の両側には枠
スペーサガラス4を貫通する電極リード7に接続されて
いる。
【0012】前面ガラス2と背面ガラス3の内表面には
蛍光体5が塗布されるが、前面ガラス2の蛍光体5は、
光を効率良く取り出す観点から10μm程度がよく、背
面ガラス3の蛍光体5は、光出力を大きくする観点から
30μm程度がよい。
【0013】点灯回路としては種々のものを用いること
が可能であるが、一例としては図3に示すように、フラ
イバック方式のパルス点灯回路を用いることができる。
即ち、同期信号に合わせてタイミング及びドライブ回路
11から発生するパルスをFET12のゲートに加え
る。FET12が昇圧トランス13の1次側の電流をスイ
ッチングすることにより、2次側に高圧を発生させ、ラ
ンプ10を点灯させる。コンデンサ14は、FET12
がスイッチングする時の電源ラインの電圧降下を防止す
るためのものである。以降の実験例においては図3の回
路を使用して点灯した。
【0014】〔実験例1〕 封入希ガスとして、キセノン単体ガスを用いた平面型希
ガス蛍光ランプをパルス点灯で点灯し、封入圧が輝度に
及ぼす影響を調査した。結果を図4に示すが、20トー
ル以下ではパルス点灯をしても部分放電を起こしてしま
い、平面型蛍光ランプとしての特性が得られなくなるの
で好ましくない。また40トール以上では、輝度の低下
が著しくて、安定器入力が0.4Wで2000nt以下に
なってしまうので実用的でなくなる。従って、封入する
キセノンの圧力は20〜40トールの範囲で使用するこ
とができ、25〜30トールの範囲であれば、0.4W
の入力で3000nt以上の輝度が得られ、より好まし
い。
【0015】〔実験例2〕 封入希ガスとして、キセノンとネオンを用いた平面型希
ガス蛍光ランプをパルス点灯し、キセノンとネオンの混
合比と、これらの混合希ガスの全封入圧が輝度に及ぼす
影響を調査した。結果を図5に示すが、キセノンの混合
比率により得られる輝度のピークが変動する。すなわ
ち、キセノンの分圧が高い場合は、全封入圧は低い方が
よく、キセノン分圧が低い場合は、全封入圧は高い方が
よい。そして、安定器入力が0.4Wの時、キセノン混
合比が13.8%で全封入圧が120トールのときに輝
度がピークに達し、そのときの値は4700ntである。
そして、このキセノンとネオンの混合希ガスの場合、全
封入圧が30トール以下では部分放電を起こしてしまう
ので平面型蛍光ランプとしての特性が得られず、また2
50トール以上になると輝度の低下が著しく、実用的で
なくなる。従って、全封入圧は30〜250トールの範
囲で使用することができる。
【0016】〔実験例3〕 封入希ガスとしてキセノンとヘリウムを用いた平面型希
ガス蛍光ランプをパルス点灯し、これらのガスの混合比
と全封入圧が輝度に及ぼす影響を調査した。結果を図6
に示すが、これらの希ガスの混合比率によって、得られ
る輝度のピークも変化し、キセノン分圧が高いときには
全封入圧は低い方がよく、キセノン分圧が低いときには
全封入圧は高い方がよいこと、並びに全封入圧が30ト
ール以下であると放電が部分放電に移行し、250トー
ル以上では実用になる輝度が得られなくことは、実験例
2と同様である。従って、キセノンとヘリウムの混合希
ガスにおいても、全封入圧は30〜250トールで使用
することができる。また得られた最高輝度は、安定器入
力0.4Wでキセノン混合比が34.2%、全封入圧が
70トールにおいて3600ntであった。
【0017】〔実験例4〕 次に封入希ガスとしてキセノンとネオンとアルゴンの3
種類の混合希ガスを用いた平面型希ガス蛍光ランプをパ
ルス点灯し、これらの希ガス混合比と全封入圧が輝度に
及ぼす影響を調査した。用いたガスはネオンに対してア
ルゴンを0.475%含むネオン−アルゴン混合ガスと
キセノンガスである。結果を図7に示すが、キセノン分
圧と全封入圧との関係、使用できる全封入圧が30〜2
50トールである点は、実験例2、3と同様である。そ
して得られた最高輝度は、安定器入力0.4Wでキセノ
ン混合比が14.2%、全封入圧が120トールのとき
で、4900ntであった。
【0018】〔実験例5〕 図8は、キセノンとヘリウムとネオンの混合ガスを使用
したときの全封入圧と輝度との関係を示すが、用いたガ
スはキセノン19.4%、ヘリウム70.5%、ネオン
10.1%のガス組成である。この図に示すように、ピ
ークで3600ntの輝度が得られ、十分に実用に供する
ことができるものである。尚、使用できる全封入圧が3
0〜250トールである点とその理由は、実験例2〜4
と同様である。
【0019】〔実験例6〕 キセノンとネオンを混合したガスを封入した平面型希ガ
ス蛍光ランプが、従来の水銀を封入した平面型蛍光ラン
プに比較してどの程度の輝度が得られるかを調査した。
結果を図9に示すが、用いたランプはキセノン13.5
%、ネオン86.5%のガスを120トール封入したも
のである。この結果から明らかなように、安定器入力
0.4Wの時の輝度が4800ntで、従来の水銀封入蛍
光ランプに比較してほぼ同等の輝度が得られた。またこ
の図には、キセノン14.3%、ネオン85.3%、ア
ルゴン0.4%の3成分混合希ガスを120トール封入
した結果も示すが、キセノン−ネオンの2成分混合希ガ
スより輝度が低下するものの、安定器入力が0.4Wの
時の輝度が3500ntと十分実用可能な値である。
【0020】〔実験例7〕 平面型希ガス蛍光ランプの点灯方法として、図3中のF
ETのゲートに入力するパルスの幅を調整するか、トラ
ンス一次側に印加される+5Vを変えるか、その両方に
より、ランプ電流値の半値全幅を2μsec 以下にして、
ピーク電流値Il を一方の電極の内表面積A(一方の電
極の全表面積の1/2)と封入希ガス圧力Pの2乗で割
った値、Il /(A・P2 )を種々変化させて前記Il
/(A・P2 )値とランプの放電の安定化との関係を調
査した。その調査結果を次の表1に示す。
【0021】
【表1】 表1に示すように、Il /(A・P2 )が5×10-5
3×10-3の範囲にあれば、非常に良好な放電を行うこ
とができるが、この範囲を外れると放電は不安定にな
る。
【0022】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の平
面型希ガス蛍光ランプの点灯方法によって、低温での輝
度の立ち上がりが早く、輝度の減少も少なく、高い輝度
が得られるので、平面型希ガス蛍光ランプが液晶ディス
プレイ用のバックライトとして好適になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の適用される平面型希ガス蛍光ランプの
正面透視図である。
【図2】本発明の適用される平面型希ガス蛍光ランプの
断面図である。
【図3】本発明の点灯方法に使用する点灯回路図の一例
である。
【図4】キセノン封入圧と輝度との関係図である。
【図5】キセノン、ネオン混合ガスの封入圧と輝度との
関係図である。
【図6】キセノン、ヘリウムの混合ガスの封入圧と輝度
との関係図である。
【図7】キセノン、ネオン、アルゴンの混合ガスの封入
圧と輝度との関係図である。
【図8】キセノン、ヘリウム、ネオンの混合ガスの封入
圧と輝度との関係図である。
【図9】本発明の適用される平面型希ガス蛍光ランプと
従来の平面型水銀蛍光ランプの輝度の比較図である。
【符号の説明】
1 電極 2 正面ガラス 3 背面ガラス 4 枠スペーサガラス 5 蛍光体 6 外部反射膜 7 電極リード 8 チップ管

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 偏平な容器の内部に蛍光体が塗布され
    て、かつ一対の電極が対向配置され、前記容器内に20
    〜40トールのキセノン単体ガスが封入された平面型希
    ガス蛍光ランプを点灯する点灯方法において、 ランプ電流値の半値全幅が2μsec 以下のパルス点灯で
    点灯し、ピーク電流値をIl ( mA )、一方の電極の内表
    面積をA( mm2 ) 、希ガスの全封入圧をP(Torr)とする
    とき、 5×10-5<Il /(A・P2 )<3×10-3(mA・mm-2・Torr-2) の関係を満足させることを特徴とする平面型希ガス蛍光
    ランプの点灯方法。
  2. 【請求項2】 偏平な容器の内部に蛍光体が塗布され
    て、かつ一対の電極が対向配置され、前記容器内にキセ
    ノンと、他の希ガスとよりなる混合ガスが30〜250
    トールの範囲で封入された平面型希ガス蛍光ランプを点
    灯する点灯方法において、 ランプ電流値の半値全幅が2μsec 以下のパルス点灯で
    点灯し、ピーク電流値をIl ( mA )、一方の電極の内表
    面積をA( mm2 ) 、希ガスの全封入圧をP(Torr)とする
    とき、 5×10-5<Il /(A・P2 )<3×10-3(mA・mm-2・Torr-2) の関係を満足させることを特徴とする平面型希ガス蛍光
    ランプの点灯方法。
  3. 【請求項3】 請求項2の平面型希ガス蛍光ランプのう
    ちキセノンガスの分圧Pxe が5〜50トールの範囲にあ
    る平面型希ガス蛍光ランプを点灯する点灯方法におい
    て、 ランプ電流値の半値全幅が2μsec 以下のパルス点灯で
    点灯し、ピーク電流値をIl ( mA )、一方の電極の内表
    面積をA( mm2 ) 、希ガスの全封入圧をP(Torr)とする
    とき、 5×10-5<Il /(A・P2 )<3×10-3(mA・mm-2・Torr-2) の関係を満足させることを特徴とする平面型希ガス蛍光
    ランプの点灯方法。
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