JPH01272098A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電極部に電子放射能の良好な酸化物を有する
任意形状の冷陰極数・電管及び冷陰極螢光放電管を高周
波電流供給用のコンデンサとコートを使用するか、また
は前記放電管の管電流を自動制御するための点灯電子回
路を使用することによって透過式液晶表示機器のバック
ライト乃至平板状光源として著効を有する発光装置に係
るものである。

（従来の技術） 前記種類の発光装置に使用されている冷陰極放電管乃至
冷陰極螢光放電管（以下単に冷陰極管と称する）は、第
１図に示すように、透明ガラス管１の両端内部にニッケ
ルまたはタングステン等から成る電極２と３を設け、前
記画電極から引出線４と５を導出し、前記ガラス管内部
にアルゴンガスまたはキセノンガス等の封入ガス６を充
填してあり、この場合、冷陰極螢光放電管の時は前記ガ
ラス管の内壁面に螢光膜を形成し、管内に数■。

ｇの水銀を封入してある。一方の電極２は引出線４を介
してバラスト用抵抗またはコンデンサＴ及び例えば直流
または電流電圧等の電源８を有する配線９に接続され、
他方の電極３は引出線５を介して前記配線に接続されて
おシ、冷陰極放電管を形成しているガラス管１の外壁長
手方向には導電性塗料を塗布してトリガー用コート１０
が付着してあり、電源８に直流または交流電圧をバラス
ト用抵抗乃至コンデンサ７を介して印加するものである
。

（発明が解決しようとする問題点） このような構成を有する冷陰極管の発光は、熱陰極放電
管例えば螢光膜に比し、消費電力が少なく、寿命が長く
て堅牢で、繰り返し点滅点灯ができる特徴を有するのに
対して照度が暗い欠点があυ、これを明るくするために
、冷陰極管の電極に電子放射能の良好な例えばバリウム
、セシウム等を用いて第１図の点灯回路構成で点灯する
と、（１）　　スイッチを入れて点灯した後、冷陰極管
の管電流が徐々に増加して明るくなり、上限に達するま
で数１０分から１時間を要するので、その間待機してい
なくてはならない。

（２）冷陰極管の管電流が上限に達する頃から光がちら
ちら揺れて不均一な発光現象即ちフリッカ−現象が発生
する。

（３）冷陰極管の管電流が上限に達しても管電流が増減
して管全体が明るくなったシ、暗くなったりする不安定
現象が発生する。

以上に述べたような理由によって、電子放射能の良好な
冷陰極管は、現在まで全く実用に供することができなか
った。

本発明の目的は、従来の冷陰極管の明るさ（照度）よシ
も５〜９倍の照度が得られ、且つ管電流が上限に達する
時間を数秒に短縮すると共に発光はフリッカ−現象を皆
無にして均一な発光とし、更には管電流の不安定を無く
して安定した発光が得られる発光装置を提供することに
ある。

（問題を解決するための手段） このため、本発明は、管体内部の両側に電子放射能酸化
物を有する電極が対向配置してあるガラス管内にアルゴ
ンガスまたはキセノンガス等を封入すると共に管壁長手
方向に高周波電流供給用コートを付着形成し、一方の電
極は引出線及びバラスト用コンデンサを介して、また他
方の電極は引出線を介して高周波電源に配線にてそれぞ
れ接続すると共に前記高周波電流供給用コートと前記配
線とが高周波電流供給用コンデンサを介して接続されて
いるように構成したものである。

また、本発明は、高周波電源を高周波発振回路及び発振
トランスから形成し、直流電源と前記高周波電源との間
に定電流回路及び検出回路から成る自動制御回路を設け
たものである。

また、本発明は、直流電源と自動制御回路との間にチョ
ッパー回路を設けたものである。

また、本発明は、額椽状のガラススペーサにて区画され
ている透明または透光性の上部ガラス板と下部ガラス板
との内部空間の対向する位置に電子放射能酸化物を有す
る電極をそれぞれ設けると共に前記内部空間にアルゴン
ガスまたはキセノンガス等を封入し且つ前記下部ガラス
板の下面に高周波電流供給用導電板乃至導電膜を設け、
自動制御回路と高周波電源により発振した高周波出力型
°流を一方の電極にはバラスト用コンデンサを介シて、
また前記導電板乃至導電膜には高周波電流供給用コンデ
ンサを介して流すように構成し、他方の電極を直流電源
に接続したものである。

（実施例） 第２図は、本発明に係る発光装置に使用される冷陰極管
Ａの点灯回路を示すもので、ガラス管１の内部には電子
放射能酸化物１３と１４（例えばバリウム、セシウム等
）を有する電極１１と１２が両端部に配置され、管内に
はアルゴンガスまたはキセノンガス等の封入ガス１７が
充填されておシ、前記ガラス管の外壁長手方向に高周波
電流供給用コート１８を塗布し、電極１１は引出線１５
よりバラスト用コンデンサ１９に、高周波電流供給用コ
ート１８は高周波電流供給用コンデンサ２０に、また、
電極１２は引出線１６に、高周波電源２１は配線２２に
よってそれぞれ図示のように接続されており、前記両コ
ンデンサは１９≦２０の関係にある。

更に、高周波電源２１は、第３図のブロック図に示すよ
うに、発振トランス２６は、ベース捲線Ｌ１、コレクタ
捲線Ｌ２及び高電圧の出力捲線Ｌ３から成シ、出力捲線
Ｌ３の高圧端子側はバラスト用コンデンサ１９と高周波
電流供給用コンデンサ２０に接続し、出力捲線Ｌ３の低
圧端子側は管電流を電圧に変換して定電流回路２４に供
給する検出回路２７に接続してある。

なお、２３は直流電源、２８は定電流回路２４と検出回
路２７から成る自動制御回路を示すものである。

次に、第４図は第３図に示す定電流回路２４を自体周知
のチョッパー回路２９によって高周波電源２１に供給す
る電圧の時間巾を変化する本発明装置の回路図である。

また、第５図は、第３図に示−すブロック図の具体的な
回路図であって、定電流回路２４はトランジスタＴ、□
とＴｒ２及び抵抗Ｒ１から構成され、高周波電源２１は
高周波発振回路２５と発振トランス２６とから構成され
るものであって、高周波発振回路２５はプッシュプルの
正弦波発振をトランジスタＴ　とＴ　　コンデンサＣ１
抵抗Ｒ２とＲ３ｒ３　　　　　　ｒ４％　　　　　　　
　　　　　　　　１及びチョーク捲線りから成り、検出
回路２Ｔは可変抵抗ｖＲ１コンデンサＣ２、ダイオード
Ｄ及び抵抗Ｒ４から成シ、管電流Ｉｔは高電圧の出力捲
線Ｌ３の低圧側の抵抗Ｒ４で管電流Ｉｔに比例した交流
電圧が得られ、ダイオードＤとコンデンサＣ２で直流電
圧が得られるものであシ、この場合、可変抵抗ＶＲを任
意の設定値にして、その直流電圧をトランジスタＴｒ１
とＴｒ２から成る定電圧回路２４に導くものである。

次に、第６図は、叙上の実施例における本発明装置に使
用されるべき冷陰極管の代シに冷陰極平面板及び冷陰極
螢光平面板（以下単に冷陰極板と称する）による回路図
を示すもので、透明または透光性の上部ガラス板３０と
下部ガラス板３１の間には額椽状のガラススペーサ３２
が介設してあり、これらの上下部ガラス板の接触面は、
例えばガラス半田で接着し、螢光発光の上部ガラス板３
０の下面に、また下部ガラス板３１の上面に螢光膜を形
成すると共に数ｍｍｍｇの水銀を封入する。次いで、上
部ガラス板３０と下部ガラス板３１との間にはアルゴン
ガスまたはキセノンガス等の封入ガス３９を充填し、そ
の内部空間の対向する位置に電子放射能の良好なバリウ
ムまたはセシウム等の酸化物３６と３７を有する電極３
４と３５を設け、−側面には排気管３８を取付け、前記
下部ガラス板の下面にはアルミニウム等の高周波電流供
給用導電板乃至導電膜３３が付着形成してある。

このようにして構成された冷陰極板Ｂは前記冷陰極管Ａ
と全く同様の欠点があるので、第３図に示してある自動
制御回路２８と高周波電源２１により発振した高周波出
力電流を電極・３４にはバラスト用コンデンサ１９を介
して、また導電板乃至導電膜３３には高周波電流供給用
コンデンサ２０を介して流すように接続し、電極３５は
直流電源２３のｅ側に接続する。

（作　用） 第２図に示すように、電子放射能酸化物１３と１４とを
有する電極１１と１２はそれぞれバラスト用コンデンサ
１９と引出線１６を介して高周波電源に接続すると共に
ガラス管１に付着形成してある高周波電流供給用コート
１８に高周波電流供給用コンデンサ２０を接続したこと
によってスイッチインと同時に管電流Ｉｔを数秒で上限
値まで強制的に増加することができるが、管電流Ｉｔを
一層安定化するには、第３図に示すように冷陰極管Ａの
管電流を自動制御する必要があり、このために、高周波
電流供給用コンデンサ２０と高周波電流供給用コート１
８と定電流回路２４及び検出回路から成る自動制御回路
２８との組合せによって均一にして安定した瞬時点灯の
明るい光源が得られるものである。

更に、第３図及び第５図について作用を詳細に述べると
、電流は直流電源２３から定電流回路２４を経て高周波
電源２１に供給されるものであるが、前記高周波電源の
高周波発振回路２５は１個のトランジスタで電力の大き
いパルスを発振スるブロッキング発振回路と正弦波発振
回路があり、これらの回路は、既に出願人の特開昭６１
−２０３５９５号公報（特願昭６０−４２８５９　）　
「発光管の照度を均一安定する自動制御回路」と特開昭
６１−２０３５９６号公報（特願昭６０−４２８６０　
）ｒ発光管の照度を均一安定化する方法」に開示されて
おシ、本発明装置においては前記両発振回路の何れでも
使用し得ることは勿論であるが、本実施例では後者の正
弦波発振回路を使用した場合について説明する。

正弦波発振回路２１はペース捲線Ｌ１、コレクタ捲線Ｌ
２及び高電圧の出力捲線Ｌ３を有する発振トランス２６
とチョーク捲１ｌＪＬ及び抵抗Ｒ２とＲ３、コンデンサ
Ｃ□とトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４で構成されるもので
あり、発振トランス２６の出力捲線Ｌ３の高圧側から冷
陰極管Ａにバラスト用コンデンサ１９及び高周波電流供
給用コンデンサ２０を介して高周波電流を供給すると、
出力捲線の低圧側には検出回路２Ｔの抵抗Ｒ４によって
管電流Ｉｔに比例する交流電圧が得られる。このａ点の
交流電圧をダイオードＤとコンデンサＣ２にて整流して
直流電圧に変換踵可変抵抗Ｖ几を介して任意の電圧をト
ランジスタＴｒ□とＴｒ２、抵抗Ｒ１で構成する定電流
回路２４のトランジスタＴｒ２のベースに供給する。管
電流Ｉｔの増減はａ点の電圧変化となって現われ、更に
、トランジスタＴｒ２のベース電圧の増減となるので、
例えば可変抵抗ｖＲを任意の電圧値に設定すれば、管電
流Ｉｔが増大すると、ａ点の電圧が増加し、トランジス
タＴｒ２のベース電圧が増加し、コレクタ電流が増加す
るためにトランジスタＴｒ工のベース電圧が低下するか
らトランジスタＴｒ１のエミッタ電流が減少する。

即ち、管電流Ｉｔが増加（発光が明るく変化）すると、
高周波電源２１に供給される電流が減少するために管電
流Ｉｔが減少し且つ発光が明るく変化した分だけ減少し
て一定の明るさを保持することができる。管電流Ｉｔが
減少すれば、前記と逆に作用して管電流Ｘｔが増加され
ることになり、このようにして管電流Ｉｔが変化（発光
が変化）しても常に一定の管電流Ｉｔとなることから明
るさを一定に保つことができるものである。

次に、冷陰極管Ａと自動制御回路２８、高周波電源２１
の実施例と実測値は下記の通シである。

冷陰極管人の電極１１と１２は、例えばニッケルの表面
にバリウムを熱拡散して電子放射能の良好な電極とし、
直径５．８ｍｍＸ長さ７００ｍｍのガラス管１の両端部
に前記画電極を設け、前記ガラス管の内壁面に白色の螢
光膜を形成し、水銀５ｍｍ・ｇとアルゴンガス１００Ｔ
ｏｒｒを封入した。電源はＤＣ１２’ｌ’％発振周波数
は４０ＫＨｚの正弦波発振でバラスト用コンデンサ１９
は３３ＰＦが最適値であった。高周波電流供給用コンデ
ンサ２゜の容量を変えて実測した結果を第１表に示す。

なお、管電流Ｘｔはｒ、ｍ、ｓ値、照度は冷陰極管面よ
、！ｌ）　１０ｃｍの距離で測定した値であり、第１図
に示す冷陰極と回路で点灯するとパラスト用抵抗または
コンデンサ７を３３ＰＦ、電源電圧ＤＣ。

１２Ｖで５００ｍＡ、管電流８ｍＡ、照度８０Ｌｘであ
った。テスト番号１はスイッチインで７ｍＡの１２０Ｌ
ｘでスタートとし、上限値１４ｍＡの４００Ｌｘに達す
るまで４５分を要した。上記の表より最適のコンデンサ
の値はバラスト用コンデンサ１９が３３ＰＦ、高周波電
流供給用コンデンサ２０が６８ＰＦのテスト番号であっ
た。

また、本実施例は封入ガスがアルゴンと水銀であるが、
キセノンガスの場合はパラスト用コンデンサ１９が３３
ＰＦ、高周波電流供給用コンデンサ２０が２２ＰＦで最
適値であった。

次に、第４図は第３図及び第５図に示す管電流の自動制
御回路２８を組込んだ本発明装置にチョッパー回路２９
を組込むことによって調光を１００チから０％にするも
のでちゃ、即ち消灯するまで大巾な調光を可能としたも
のであり、チョッパー回路２９によって得られた「高」
と「低」の電圧時間巾を変化せしめれば、高周波電源２
１が「高」、「低」の時間巾で発振し、「低コの時間で
発振が休止するので、「高」の時間巾を変化することに
よって１００チからｏｌまでの調光が可能である０ なお、第５図に示す可変抵抗ｖＲによる調光は１００％
から６５係であった。

更に、第６図は電極に電子放射能酸化物を有する冷陰極
Ｂを使用した本発明装置を示すもので、対向する細長の
電極３４と３５によって面状の発光を得ることは難しく
、発光が収束して線状か或いは半面が明るく、半面が暗
くなったシする。電極が電子放射能酸化物のある場合も
々い場合も全く同様の現象が現われる。従って、この現
象をなくして均一で安定した面発光を得るためには、下
部ガラス板３１の底面の全面に、例えば光の反射と高周
波電流供給用導電板３３を兼用するアルミニウムのコー
ティング板か、または冷陰極板Ｂを面発光する場合は透
光性の導電膜３３（例えばネサコーティング）を設けれ
ばよい。

しかして、第３図及び第５図に示す実施例と同様に定電
流回路２４と高周波電源２１と検出回路２７とを組合せ
ることによって電極３４にはバラスト用コンデンサ１９
にで、また高周波電流供給用導電板３３には高周波電流
供給用コンデンサ２０を介してそれぞれ接続し、電極３
５は直流電源２３のｅ側に接続すれば、均一にして安定
化した面発光が得られる。

（発明の効果） 以上述べたところから、本発明によれば、以下に記載さ
れるような効果を奏する。

（１）冷陰極管の高周波電流供給用コートに高周波電流
供給用コンデンサを接続すると共に一方の電極にバラス
ト用コンデンサを接続したことによって瞬時点灯と超高
輝度の均一発光が得られる（従来装置の５〜９倍明るい
〕。

（２）定電流回路及び検出回路から成る自動制御回路を
並用することによって瞬時点灯と均一にして安定な発光
が得られることから非常に安定した電気的特性と光学的
特性を有する。

（３）チョッパー回路を組込むことによって調光を１０
０チから０％即ち消灯するまで大巾な調光が可能となる
。

（４）検出回路の可変抵抗によって自動制御回路に制御
電圧を供給し、更に抵抗値を最小から最大まで変化する
ことによって照度を１００％から６０チまでの調光が可
能となシ、この調光機能はノイズが少ないという特徴が
ある。

（５）冷陰極板は電極に電子放射能の良好な酸化物があ
る場合も無い場合も均一な面発光が困難であるのに対し
て安定した均一な面発光が得られる０ 次に、熱隙極管（螢光灯）と従来の冷陰極管（第１図）
と本発明装置における冷陰極管Ａと冷陰第２表に示すよ
うに、冷陰極管Ａと冷陰極板Ｂは最も明るく消費電力も
少なくて寿命が長く、極めて堅牢でデイスプレィに必要
な繰返し点滅点灯が可能な従来全く実用化されなかった
発光装置ということができる。

なお、本発明装置の用途は次の通りである。

（１）液晶表示機器のバックライト用（平板状光源とし
て）例えば液晶テレビ、壁掛テレビ、携帯用パソコン等 （２）複写機のイレーサー用ランプ（消去灯）（３）各
種表示用ランプ

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の発光装置を示す回路図、第２図は冷陰極
管を使用した本発明に係る発光装置の略図的回路図、第
３図は自動制御回路を組込んだ本発明装置の略図的回路
図、第４図はチョッパー回路を組込んだ本発明装置の略
図的回路図、第５図は第３図の具体的回路図、第６図は
冷陰極板を使用した本発明装置の略図的回路図である。 なお、図示された主要部と符号との対応関係は下記の通
シである。 １１．１２・・・・・・電極、　１３．１４・・・・・
・電子放射能酸化物、　１５．１６・・・・・・引出線
、　１７・・・・・・封入ガス、　１８・・・・・・高
周波電流供給用コート、１９・・・・・・バラスト用コ
ンデンサ、　　２０・・・・・・高周波電流供給用コン
デンサ、　２１・・・・・・高周波電源、　２２・・・
・・・配線、　２３・・・・・・直流電源、２４・・・
・・・定電流回路、　２５・・・・・・高周波発振回路
、２６・・・・・・発振回路、　　２７・・・・・・検
出回路、２８・・・・・・自動制御回路、　２９・・・
・・・チョッパー回路、　３０・・・・・・上部ガラス
板、　３１・・・・・・下部ガラス板、　３２・・・・
・・額縁状のガラススペーサ、３３・・・・・・高周波
電流供給用導電板乃至導電膜、３４．３５・・・・・・
電極、　３９・・・・・・封入ガス、Ａ・・・・・・冷
陰極管、　Ｂ・・・・・・冷陰極板。 う　　　■　　　　　　　　　■ 第４図 第５図 第６図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）管体内部の両側に電子放射能酸化物を有する電極
   が対向配置してあるガラス管内にアルゴンガスまたはキ
   セノンガス等を封入すると共に管壁長手方向に高周波電
   流供給用コートを付着形成し、一方の電極は引出線及び
   バラスト用コンデンサを介して、また他方の電極は引出
   線を介して高周波電源に配線にてそれぞれ接続すると共
   に前記高周波電流供給用コートと前記配線とが高周波電
   流供給用コンデンサを介して接続されているように構成
   したことを特徴とする発光装置。
2. （２）高周波電源を高周波発振回路及び発振トランスか
   ら形成し、直流電源と前記高周波電源との間に定電流回
   路及び検出回路から成る自動制御回路を設けた請求項（
   １）記載の発光装置。
3. （３）直流電源と自動制御回路との間にチョッパー回路
   を設けた請求項（１）または（２）記載の発光装置。
4. （４）額椽状のガラススペーサにて区画されている透明
   または透光性の上部ガラス板と下部ガラス板との内部空
   間の対向する位置に電子放射能酸化物を有する電極をそ
   れぞれ設けると共に前記内部空間にアルゴンガスまたは
   キセノンガス等を封入し且つ前記下部ガラス板の下面に
   高周波電流供給用導電板乃至導電膜を設け、自動制御回
   路と高周波電源により発振した高周波出力電流を一方の
   電極にはバラスト用コンデンサを介して、また前記導電
   板乃至導電膜には高周波電流供給用コンデンサを介して
   流すように構成し、他方の電極を直流電源に接続したこ
   とを特徴とする発光装置。