JPH0917582A - 放電装置の駆動方法 - Google Patents
放電装置の駆動方法Info
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- JPH0917582A JPH0917582A JP7161744A JP16174495A JPH0917582A JP H0917582 A JPH0917582 A JP H0917582A JP 7161744 A JP7161744 A JP 7161744A JP 16174495 A JP16174495 A JP 16174495A JP H0917582 A JPH0917582 A JP H0917582A
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Control Of Gas Discharge Display Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 可視光、あるいは紫外光等を放射する屋内・
外照明用、表示用、あるいは液晶ディスプレイバックラ
イト用光源の輝度および発光効率を向上させ、さらに放
電維持電圧を低下させる。 【構成】 放電装置を放電させるために、第１の周波数
を有する第１の電圧を電極に印加する。さらに上記第１
の周波数より高い第２の周波数を有する第２の電圧を上
記第１の電圧に重畳する。第２の周波数を有する電圧波
形は、第１の周波数と同期した減衰波形でも良い。この
電圧重畳により、既に形成された放電内に存在する電子
やイオン、あるいはプラズマが電界の変化に伴って振動
する。第２の周波数を適当に選択すれば、さらに電子や
イオンやプラズマの共振現象等も発生する。このためこ
れらの粒子の温度が上昇する。これにより、電子温度が
可視光あるいは紫外線を放射するために好ましい値に近
づき、この結果発光効率が向上する。
外照明用、表示用、あるいは液晶ディスプレイバックラ
イト用光源の輝度および発光効率を向上させ、さらに放
電維持電圧を低下させる。 【構成】 放電装置を放電させるために、第１の周波数
を有する第１の電圧を電極に印加する。さらに上記第１
の周波数より高い第２の周波数を有する第２の電圧を上
記第１の電圧に重畳する。第２の周波数を有する電圧波
形は、第１の周波数と同期した減衰波形でも良い。この
電圧重畳により、既に形成された放電内に存在する電子
やイオン、あるいはプラズマが電界の変化に伴って振動
する。第２の周波数を適当に選択すれば、さらに電子や
イオンやプラズマの共振現象等も発生する。このためこ
れらの粒子の温度が上昇する。これにより、電子温度が
可視光あるいは紫外線を放射するために好ましい値に近
づき、この結果発光効率が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は可視光、紫外光等を放射
する放電装置に関し、より詳細には屋内・外照明用、表
示用、あるいは液晶ディスプレイバックライト用光源等
に用いられる放電装置の駆動方法に関するものである。
する放電装置に関し、より詳細には屋内・外照明用、表
示用、あるいは液晶ディスプレイバックライト用光源等
に用いられる放電装置の駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】放電を用いた光源、例えば照明用や表示
用の蛍光ランプや平板型の放電装置等を駆動するには種
々の方法がある。従来の液晶バックライトを点灯するイ
ンバータの駆動方法は、例えば特開昭６３−１１０９６
２に示されているように数１０ｋＨｚの正弦波を用いて
蛍光ランプを点灯させる構成になっている。放電管は管
径が３〜６mm程度の冷陰極や熱陰極蛍光ランプが用いら
れ、放電管の内部には、例えば水銀とアルゴンが封入さ
れており、放電で発生する紫外線が蛍光体を励起、発光
させ、液晶パネルを照明して文字や画像を表示する。
用の蛍光ランプや平板型の放電装置等を駆動するには種
々の方法がある。従来の液晶バックライトを点灯するイ
ンバータの駆動方法は、例えば特開昭６３−１１０９６
２に示されているように数１０ｋＨｚの正弦波を用いて
蛍光ランプを点灯させる構成になっている。放電管は管
径が３〜６mm程度の冷陰極や熱陰極蛍光ランプが用いら
れ、放電管の内部には、例えば水銀とアルゴンが封入さ
れており、放電で発生する紫外線が蛍光体を励起、発光
させ、液晶パネルを照明して文字や画像を表示する。
【０００３】また、一般の照明用ランプは商用周波数で
ある５０あるいは６０Ｈｚを用いて点灯するのが一般的
であるが、数１０ｋＨｚで点灯するランプもある。
ある５０あるいは６０Ｈｚを用いて点灯するのが一般的
であるが、数１０ｋＨｚで点灯するランプもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記駆
動方法を用いた放電装置は、特に放電管の管径が小さく
なると発光効率が低下して消費電力が増える問題があっ
た。例えば液晶表示装置用のバックライトとして使用さ
れている直径２〜３mmの蛍光ランプにおける発光効率
は、直径２５ｍｍ程度の屋内照明用蛍光灯に比べて半分
程度しかなく、液晶表示装置の消費電力を低減できない
最大の原因となっていた。特に、例えばノートパソコン
等のバッテリー駆動型の液晶表示装置においてはバック
ライトの低電力化は非常に大きな課題であった。
動方法を用いた放電装置は、特に放電管の管径が小さく
なると発光効率が低下して消費電力が増える問題があっ
た。例えば液晶表示装置用のバックライトとして使用さ
れている直径２〜３mmの蛍光ランプにおける発光効率
は、直径２５ｍｍ程度の屋内照明用蛍光灯に比べて半分
程度しかなく、液晶表示装置の消費電力を低減できない
最大の原因となっていた。特に、例えばノートパソコン
等のバッテリー駆動型の液晶表示装置においてはバック
ライトの低電力化は非常に大きな課題であった。
【０００５】本発明の目的は、このような放電装置の発
光効率を向上し、同時に消費電力を低減させる駆動方法
を提供することにある。
光効率を向上し、同時に消費電力を低減させる駆動方法
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による放電装置の駆動方法は従来と異なった
駆動波形の電圧を用いる。即ち、放電装置を放電させる
ために、第１の周波数を有する第１の電圧を電極に印加
する。さらに上記第１の周波数より高い第２の周波数を
有する第２の電圧を上記第１の電圧に重畳する。第２の
周波数を有する電圧波形は、第１の周波数と同期した減
衰波形でも良い。
め、本発明による放電装置の駆動方法は従来と異なった
駆動波形の電圧を用いる。即ち、放電装置を放電させる
ために、第１の周波数を有する第１の電圧を電極に印加
する。さらに上記第１の周波数より高い第２の周波数を
有する第２の電圧を上記第１の電圧に重畳する。第２の
周波数を有する電圧波形は、第１の周波数と同期した減
衰波形でも良い。
【０００７】
【作用】本発明によれば、第１の周波数を有する第１の
電圧を放電装置に印加し、この電圧により放電を形成す
る。次に上記第２の周波数を有する第２の電圧を重畳す
ると、この電圧重畳により、既に形成された放電内に存
在する電子やイオン、あるいはプラズマが電界の変化に
伴って振動する。第２の周波数を適当に選択すれば、さ
らに電子やイオンやプラズマの共振現象等も発生する。
このためこれらの粒子の温度が上昇する。これにより、
電子温度が可視光あるいは紫外線を放射するために好ま
しい値に近づき、この結果発光効率が向上する。
電圧を放電装置に印加し、この電圧により放電を形成す
る。次に上記第２の周波数を有する第２の電圧を重畳す
ると、この電圧重畳により、既に形成された放電内に存
在する電子やイオン、あるいはプラズマが電界の変化に
伴って振動する。第２の周波数を適当に選択すれば、さ
らに電子やイオンやプラズマの共振現象等も発生する。
このためこれらの粒子の温度が上昇する。これにより、
電子温度が可視光あるいは紫外線を放射するために好ま
しい値に近づき、この結果発光効率が向上する。
【０００８】従来の放電管、例えば蛍光ランプ等では、
放電維持に必要な空間電荷の大部分を負グロー内で発生
させる。この負グローを形成するためには比較的大きな
電力が必要である。しかし本駆動方法によれば、放電空
間内、特に陽光柱部における電子密度やイオン密度が増
大するため、負グローは小さくてよい。したがって放電
管に注入する電力は少なくてすみ、その結果発光効率が
向上する。さらに、放電維持電圧も低下し、併せて大幅
な低消費電力化が可能になる。
放電維持に必要な空間電荷の大部分を負グロー内で発生
させる。この負グローを形成するためには比較的大きな
電力が必要である。しかし本駆動方法によれば、放電空
間内、特に陽光柱部における電子密度やイオン密度が増
大するため、負グローは小さくてよい。したがって放電
管に注入する電力は少なくてすみ、その結果発光効率が
向上する。さらに、放電維持電圧も低下し、併せて大幅
な低消費電力化が可能になる。
【０００９】
【実施例】つぎに本発明の実施例を図面と共に説明す
る。図１は本発明による外部電極型放電管の駆動方法の
一実施例を示す概略図である。図中、２０は放電管、２
１および２２は放電管の外面に設けた電極、２３および
２４は第１の周波数を有する駆動電圧発生回路、２５お
よび２６は上記駆動電圧発生回路２３および２４のそれ
ぞれに接続した第２の周波数を有する第２の駆動電圧発
生回路である。Ｖ１、Ｖ２は電極２１、２２に印加され
る電圧で、第１の周波数を有する第１の電圧に加えて、
さらに上記第１の周波数より高い第２の周波数を有する
第２の電圧を上記第１の電圧に重畳して電界放電型のい
わゆる無電極放電を行わせる。
る。図１は本発明による外部電極型放電管の駆動方法の
一実施例を示す概略図である。図中、２０は放電管、２
１および２２は放電管の外面に設けた電極、２３および
２４は第１の周波数を有する駆動電圧発生回路、２５お
よび２６は上記駆動電圧発生回路２３および２４のそれ
ぞれに接続した第２の周波数を有する第２の駆動電圧発
生回路である。Ｖ１、Ｖ２は電極２１、２２に印加され
る電圧で、第１の周波数を有する第１の電圧に加えて、
さらに上記第１の周波数より高い第２の周波数を有する
第２の電圧を上記第１の電圧に重畳して電界放電型のい
わゆる無電極放電を行わせる。
【００１０】図２、図３はその駆動波形の一実施例を示
した電圧波形の図で、第１の周波数を有する駆動電圧発
生回路から、図２の、例えば１１で示した矩形波電圧Ｖ
１および１１から半周期位相のずれた１２の矩形波電圧
Ｖ２を発生させ、さらに、これらの波形に第２の周波数
を有する駆動電圧発生回路から第２の周波数を有する電
圧、例えば減衰正弦波電圧１５、１６を１１、１２に重
畳する。図３に示した１３、１４の電圧波形が放電電圧
波形であり、この電圧を放電管に印加することで、高効
率化が図れる。
した電圧波形の図で、第１の周波数を有する駆動電圧発
生回路から、図２の、例えば１１で示した矩形波電圧Ｖ
１および１１から半周期位相のずれた１２の矩形波電圧
Ｖ２を発生させ、さらに、これらの波形に第２の周波数
を有する駆動電圧発生回路から第２の周波数を有する電
圧、例えば減衰正弦波電圧１５、１６を１１、１２に重
畳する。図３に示した１３、１４の電圧波形が放電電圧
波形であり、この電圧を放電管に印加することで、高効
率化が図れる。
【００１１】本発明による駆動波形を用いて放電管を駆
動し、その放電発光特性を測定した結果を述べる。測定
に用いた装置の構成を図４に示す。放電管２０は、例え
ば内径３．１mmのソーダガラス製で、１対の電極２１、
２２はいずれも長さ１０mm、幅５mmであり、放電管の外
表面上に設けてある。両電極の間隔は３mmで、放電管内
壁には、三波長白色蛍光体が塗布されているものと、塗
布されていないものの両者を測定した。放電管内部に
は、例えば水銀と、ネオン５４Ｔｏｒｒ、アルゴンが６
Ｔｏｒｒ封入されている。
動し、その放電発光特性を測定した結果を述べる。測定
に用いた装置の構成を図４に示す。放電管２０は、例え
ば内径３．１mmのソーダガラス製で、１対の電極２１、
２２はいずれも長さ１０mm、幅５mmであり、放電管の外
表面上に設けてある。両電極の間隔は３mmで、放電管内
壁には、三波長白色蛍光体が塗布されているものと、塗
布されていないものの両者を測定した。放電管内部に
は、例えば水銀と、ネオン５４Ｔｏｒｒ、アルゴンが６
Ｔｏｒｒ封入されている。
【００１２】駆動電圧波形の基本形状は図３に示した波
形と同じであるが、第２の駆形波電圧発生回路としてコ
イル２５’、２６’を利用し、この第２の周波数を有す
る駆動電圧は、コイル２５’および２６’と、回路系浮
遊容量との間のリンギングで発生する電圧を用いた。本
実施例ではこの駆動条件をコイル付き駆動と称する。
形と同じであるが、第２の駆形波電圧発生回路としてコ
イル２５’、２６’を利用し、この第２の周波数を有す
る駆動電圧は、コイル２５’および２６’と、回路系浮
遊容量との間のリンギングで発生する電圧を用いた。本
実施例ではこの駆動条件をコイル付き駆動と称する。
【００１３】本実施例では、第２の駆動電圧発生回路と
して、簡単な構成で済むコイルを用いたが、インダクタ
ンス成分であれば何を用いても良い。
して、簡単な構成で済むコイルを用いたが、インダクタ
ンス成分であれば何を用いても良い。
【００１４】図５に、従来の駆動方法、例えば図２に示
した駆動電圧波形により発生する放電状態の模式図を示
す。これは蛍光体が塗布されていない放電管を観測した
ものである。電極２１および２２の近傍には負グロー３
１および３２が形成される。また該負グローの上部、お
よび電極間には陽光柱３３が形成される。
した駆動電圧波形により発生する放電状態の模式図を示
す。これは蛍光体が塗布されていない放電管を観測した
ものである。電極２１および２２の近傍には負グロー３
１および３２が形成される。また該負グローの上部、お
よび電極間には陽光柱３３が形成される。
【００１５】図６は従来の駆動方式で印加電圧を一定に
したままパルス幅（図２に示した駆動電圧パルスの幅）
を次第に狭くした場合の放電状態の変化の模式図であ
る。図６（ａ）はパルス幅が約１．７μsで、（ｂ）
（ｃ）とパルス幅を次第に狭めていき、（ｄ）では約１
００nsの放電状態を示している。
したままパルス幅（図２に示した駆動電圧パルスの幅）
を次第に狭くした場合の放電状態の変化の模式図であ
る。図６（ａ）はパルス幅が約１．７μsで、（ｂ）
（ｃ）とパルス幅を次第に狭めていき、（ｄ）では約１
００nsの放電状態を示している。
【００１６】パルス幅を狭めていくと負グロー３１およ
び３２、陽光柱３３ともに発光強度が弱くなるが、特に
負グロー領域はパルス幅が狭くなるにつれ減少する。こ
れはパルス幅が狭くなると電流量が減少することと、放
電により形成される壁電荷による壁電圧が大きくなるた
め電極間にかかる実効電圧が下がり、放電が弱くなるた
めである。しかし、パルス幅が１００ns以下と非常に狭
くなると負グロー領域は減少するが、逆に陽光柱領域が
増大する現象が見られた。
び３２、陽光柱３３ともに発光強度が弱くなるが、特に
負グロー領域はパルス幅が狭くなるにつれ減少する。こ
れはパルス幅が狭くなると電流量が減少することと、放
電により形成される壁電荷による壁電圧が大きくなるた
め電極間にかかる実効電圧が下がり、放電が弱くなるた
めである。しかし、パルス幅が１００ns以下と非常に狭
くなると負グロー領域は減少するが、逆に陽光柱領域が
増大する現象が見られた。
【００１７】図７に、同じ設定電圧値でコイル付き駆動
をした場合の放電状態の変化を示す。図６と同様に
（ａ）はパルス幅が約１．７μsで、（ｂ）（ｃ）とパ
ルス幅を次第に狭めていき、（ｄ）では約１００nsの放
電状態を示した。
をした場合の放電状態の変化を示す。図６と同様に
（ａ）はパルス幅が約１．７μsで、（ｂ）（ｃ）とパ
ルス幅を次第に狭めていき、（ｄ）では約１００nsの放
電状態を示した。
【００１８】図６に示した従来の駆動に比べ、本発明に
よる駆動方法では陽光柱３３の占める領域が増大し負グ
ロー３１および３２の占める領域が減少するのが特徴で
ある。コイル付き駆動では、電圧パルスに発生するリン
ギングのため従来の駆動に比べて放電管に印加される電
圧が大きくなる。そこで従来の駆動方法においてこの増
大分を加えた電圧を用いてみたところ、陽光柱３３の発
光も強くなるが、電極上に見られるネオンの赤色の発光
（負グロー）も強くなってしまい、明らかにコイル付き
駆動での放電状態とは異なることが分った。
よる駆動方法では陽光柱３３の占める領域が増大し負グ
ロー３１および３２の占める領域が減少するのが特徴で
ある。コイル付き駆動では、電圧パルスに発生するリン
ギングのため従来の駆動に比べて放電管に印加される電
圧が大きくなる。そこで従来の駆動方法においてこの増
大分を加えた電圧を用いてみたところ、陽光柱３３の発
光も強くなるが、電極上に見られるネオンの赤色の発光
（負グロー）も強くなってしまい、明らかにコイル付き
駆動での放電状態とは異なることが分った。
【００１９】コイル付き駆動においてもパルス幅を次第
に短くしていくと負グロー領域は従来の駆動方法と同様
に減少する。しかし陽光柱は発光強度はわずかに減少す
るものの長さはほぼ一定である。コイル付き駆動の場合
でもパルス幅が２００ns以下となると従来の駆動方法と
同様に陽光柱領域の増大が見られる。パルス幅が充分狭
いと、最終的にはほとんど負グローの見られない放電に
なる。
に短くしていくと負グロー領域は従来の駆動方法と同様
に減少する。しかし陽光柱は発光強度はわずかに減少す
るものの長さはほぼ一定である。コイル付き駆動の場合
でもパルス幅が２００ns以下となると従来の駆動方法と
同様に陽光柱領域の増大が見られる。パルス幅が充分狭
いと、最終的にはほとんど負グローの見られない放電に
なる。
【００２０】図８にコイルの巻数を変えて測定したパル
ス幅に対する最低放電維持電圧の変化を示す。コイルの
巻数を変えることにより最低放電維持電圧が変化する。
コイルの巻数を変えるとインダクタンスが変わり、リン
ギングの周波数や電圧、減衰定数等が変わるためであ
る。従来の駆動方法を用いると、パルス幅が狭くなるに
つれ最低放電維持電圧は上昇する。これはパルス幅が短
くなるにつれ、そのパルス印加期間に形成される壁電圧
が減少し、実効電圧が減少するためと考えられる。パル
ス幅が１００ns以下になると最低放電維持電圧が減少す
るが、これはちょうど陽光柱領域の増大が見られるパル
ス幅と一致する。図８に見られるように巻数が30回のコ
イル駆動において最低放電維持電圧は従来の駆動方法に
よるものの半分以下と、本発明による駆動方法を用いる
ことで放電電圧を低下できる。
ス幅に対する最低放電維持電圧の変化を示す。コイルの
巻数を変えることにより最低放電維持電圧が変化する。
コイルの巻数を変えるとインダクタンスが変わり、リン
ギングの周波数や電圧、減衰定数等が変わるためであ
る。従来の駆動方法を用いると、パルス幅が狭くなるに
つれ最低放電維持電圧は上昇する。これはパルス幅が短
くなるにつれ、そのパルス印加期間に形成される壁電圧
が減少し、実効電圧が減少するためと考えられる。パル
ス幅が１００ns以下になると最低放電維持電圧が減少す
るが、これはちょうど陽光柱領域の増大が見られるパル
ス幅と一致する。図８に見られるように巻数が30回のコ
イル駆動において最低放電維持電圧は従来の駆動方法に
よるものの半分以下と、本発明による駆動方法を用いる
ことで放電電圧を低下できる。
【００２１】本発明によるコイル付き駆動の場合、従来
の駆動に比べ負グロー領域を減少できる。このことから
最低放電維持電圧の低下の原因としては、陰極降下電圧
の減少によるものと考えられる。また、巻数が20回以上
のコイルを使用した際にパルス幅の狭い領域で振動が見
られる場合があるが、これは設定パルス幅とリンギング
の周期との兼ね合いによるものである。
の駆動に比べ負グロー領域を減少できる。このことから
最低放電維持電圧の低下の原因としては、陰極降下電圧
の減少によるものと考えられる。また、巻数が20回以上
のコイルを使用した際にパルス幅の狭い領域で振動が見
られる場合があるが、これは設定パルス幅とリンギング
の周期との兼ね合いによるものである。
【００２２】図９に、パルス幅１．７μｓにおける本発
明によるコイル付き駆動方法と従来駆動法の印加電圧に
対する輝度変化を示す。この輝度は蛍光体の塗布されて
いる放電管の電極間中心部直径１mmの円内を測定したも
ので、陽光柱領域の増大が図られたコイル付き駆動は通
常駆動に比べ輝度が大幅に上昇する。
明によるコイル付き駆動方法と従来駆動法の印加電圧に
対する輝度変化を示す。この輝度は蛍光体の塗布されて
いる放電管の電極間中心部直径１mmの円内を測定したも
ので、陽光柱領域の増大が図られたコイル付き駆動は通
常駆動に比べ輝度が大幅に上昇する。
【００２３】図１０に光電子増倍管で観測した可視発光
波形を示す。測定場所は放電管の中心軸上で、電極２
１、２２間の中央部分である。発光波形は、本発明によ
る30回巻コイルつき駆動を実線で、従来駆動を破線で示
してある。コイル付き駆動では従来の駆動と比べ、発光
強度が大幅に増加している。特にパルス印加終了後の二
次発光が非常に強い。この二次発光波形とパルス終了時
のリンギングの減衰波形はほぼ一致している。
波形を示す。測定場所は放電管の中心軸上で、電極２
１、２２間の中央部分である。発光波形は、本発明によ
る30回巻コイルつき駆動を実線で、従来駆動を破線で示
してある。コイル付き駆動では従来の駆動と比べ、発光
強度が大幅に増加している。特にパルス印加終了後の二
次発光が非常に強い。この二次発光波形とパルス終了時
のリンギングの減衰波形はほぼ一致している。
【００２４】図１１にカレントトランスフォーマーによ
り測定した放電電流を時間積分した波形を示す。第１の
周波数を有する矩形波電圧の周期は８μs、パルス幅
１．７μs、印加電圧３００Ｖで、本発明によるコイル
つき駆動を実線で、従来駆動を破線で示しある。この電
流波形には放電管の浮遊容量を充・放電する際に流れる
変位電流も含まれていが、図から、コイル駆動において
電流はわずかに増加するものの、それほど差はないこと
がわかる。本発明によるコイルつき駆動は従来駆動と放
電電流にあまり差がなく、しかも輝度が高い、すなわち
発光効率が良いわけである。
り測定した放電電流を時間積分した波形を示す。第１の
周波数を有する矩形波電圧の周期は８μs、パルス幅
１．７μs、印加電圧３００Ｖで、本発明によるコイル
つき駆動を実線で、従来駆動を破線で示しある。この電
流波形には放電管の浮遊容量を充・放電する際に流れる
変位電流も含まれていが、図から、コイル駆動において
電流はわずかに増加するものの、それほど差はないこと
がわかる。本発明によるコイルつき駆動は従来駆動と放
電電流にあまり差がなく、しかも輝度が高い、すなわち
発光効率が良いわけである。
【００２５】図１２に電源電圧を３００Ｖに保った場合
の第１の周波数を有する矩形波電圧のパルス幅と輝度の
関係を示す。従来駆動の場合、パルス幅が短くなるにつ
れ輝度は減少するが、本発明によるコイル付き駆動では
ほぼ一定の輝度を保っている。これは前に述べたように
本発明による駆動方法では、パルス幅を狭くしても負グ
ロー領域の減少にかかわらず陽光柱領域が増加するため
輝度の低下が起きないことによるためである。
の第１の周波数を有する矩形波電圧のパルス幅と輝度の
関係を示す。従来駆動の場合、パルス幅が短くなるにつ
れ輝度は減少するが、本発明によるコイル付き駆動では
ほぼ一定の輝度を保っている。これは前に述べたように
本発明による駆動方法では、パルス幅を狭くしても負グ
ロー領域の減少にかかわらず陽光柱領域が増加するため
輝度の低下が起きないことによるためである。
【００２６】次に電流の時間積分値を一定にして輝度と
発光効率の比較を行った結果を述べる。図１３に輝度と
第１の周波数を有する矩形波電圧のパルス幅、図１４に
発光効率と第１の周波数を有する矩形波電圧のパルス幅
の関係をそれぞれ示す。従来駆動で最大効率が得られた
電圧２２０Ｖにおける電流値と等しくなるように、それ
ぞれのパルス幅で印加電圧を設定し測定を行った。
発光効率の比較を行った結果を述べる。図１３に輝度と
第１の周波数を有する矩形波電圧のパルス幅、図１４に
発光効率と第１の周波数を有する矩形波電圧のパルス幅
の関係をそれぞれ示す。従来駆動で最大効率が得られた
電圧２２０Ｖにおける電流値と等しくなるように、それ
ぞれのパルス幅で印加電圧を設定し測定を行った。
【００２７】本発明による駆動方法は、電流の時間積分
値が同じでも図１３に示したように輝度は２倍以上とな
る。図１１に示したように同じ印加電圧においては電流
の時間積分値はコイル付き駆動のほうが大きいため、各
パルス幅に対する印加電圧は本発明によるコイル付き駆
動が低くなる。このように輝度が２倍以上で印加電圧が
低いため、コイル付き駆動における発光効率は図１４に
示したように、従来駆動方法に比べて３倍近くまで上昇
する。
値が同じでも図１３に示したように輝度は２倍以上とな
る。図１１に示したように同じ印加電圧においては電流
の時間積分値はコイル付き駆動のほうが大きいため、各
パルス幅に対する印加電圧は本発明によるコイル付き駆
動が低くなる。このように輝度が２倍以上で印加電圧が
低いため、コイル付き駆動における発光効率は図１４に
示したように、従来駆動方法に比べて３倍近くまで上昇
する。
【００２８】本発明による駆動方法を、例えばノートパ
ソコン等の液晶表示装置に用いればバックライトの低電
力化が可能になり、高輝度で低消費電力の表示装置が実
現できる。
ソコン等の液晶表示装置に用いればバックライトの低電
力化が可能になり、高輝度で低消費電力の表示装置が実
現できる。
【００２９】本発明による他の実施例の駆動電圧波形
を、図１５、図１６、あるいは図１７に示す。図中、１
７は第１の周波数を有する第１の電圧波形、１８は第２
の周波数を有する第２の電圧波形、１９は上記第１と第
２の電圧を重畳した波形であり、これらの実施例の波形
を用いても同じ効果を得られる。また第１および第２の
電圧の波形は、正弦波、駆形波、階段波、あるいはその
他の波形を有していてもよい。これらの波形は、例えば
図１８の回路でも作成することができる。図中、２３は
第１の周波数を有する第１の電圧発生回路、２７は第２
の周波数を有する第２の電圧発生回路、２８は第１およ
び第２の電圧を重畳する回路、２０は放電装置である。
を、図１５、図１６、あるいは図１７に示す。図中、１
７は第１の周波数を有する第１の電圧波形、１８は第２
の周波数を有する第２の電圧波形、１９は上記第１と第
２の電圧を重畳した波形であり、これらの実施例の波形
を用いても同じ効果を得られる。また第１および第２の
電圧の波形は、正弦波、駆形波、階段波、あるいはその
他の波形を有していてもよい。これらの波形は、例えば
図１８の回路でも作成することができる。図中、２３は
第１の周波数を有する第１の電圧発生回路、２７は第２
の周波数を有する第２の電圧発生回路、２８は第１およ
び第２の電圧を重畳する回路、２０は放電装置である。
【００３０】前記した実施例では、第１の電圧として周
期８μs、パルス幅１．７μsの例を述べたが、第１の電
圧の周波数は３０ｋＨｚ以上、矩形波パルスの幅１０μ
s以下の条件に設定すれば前述したと同様の効果が得ら
れる。また第２の周波数を有する電圧のピーク・ツーピ
ーク値は、第１の周波数を有する電圧のピーク・ツーピ
ーク値より小さいときに、発光効率向上の効果が大き
い。
期８μs、パルス幅１．７μsの例を述べたが、第１の電
圧の周波数は３０ｋＨｚ以上、矩形波パルスの幅１０μ
s以下の条件に設定すれば前述したと同様の効果が得ら
れる。また第２の周波数を有する電圧のピーク・ツーピ
ーク値は、第１の周波数を有する電圧のピーク・ツーピ
ーク値より小さいときに、発光効率向上の効果が大き
い。
【００３１】また、前記実施例では外部電極型放電管に
ついて説明したが、蛍光ランプのように電極は放電管内
部に設けられていてもよいし、平板型の放電装置に対し
ても適用できるのは勿論である。
ついて説明したが、蛍光ランプのように電極は放電管内
部に設けられていてもよいし、平板型の放電装置に対し
ても適用できるのは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明における駆
動方法によれば、電極に印加する電圧として、第１の周
波数を有する第１の電圧に加えて、さらに上記第１の周
波数より高い第２の周波数を有する第２の電圧を上記第
１の電圧に重畳するという簡単な駆動方法で、放電装置
の輝度および発光効率を高くすることができ、さらに、
放電維持電圧も低くすることが可能となる。この結果、
放電装置の消費電力を大幅に低減できるので、バッテリ
ー駆動等に適した低消費電力の液晶表示装置等が得られ
る効果がある。
動方法によれば、電極に印加する電圧として、第１の周
波数を有する第１の電圧に加えて、さらに上記第１の周
波数より高い第２の周波数を有する第２の電圧を上記第
１の電圧に重畳するという簡単な駆動方法で、放電装置
の輝度および発光効率を高くすることができ、さらに、
放電維持電圧も低くすることが可能となる。この結果、
放電装置の消費電力を大幅に低減できるので、バッテリ
ー駆動等に適した低消費電力の液晶表示装置等が得られ
る効果がある。
【００３３】
【図１】本発明による放電装置の駆動方法の一実施例を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図２】本発明の駆動方法による一実施例の電圧波形で
ある。
ある。
【図３】本発明の駆動方法による一実施例の電圧波形で
ある。
ある。
【図４】測定に使用した装置の概略図である。
【図５】放電管内放電状態の模式図である。
【図６】従来の駆動方法による放電管内放電状態の模式
図である。
図である。
【図７】本発明による駆動方法を用いた場合の放電管内
放電状態の模式図である。
放電状態の模式図である。
【図８】コイル巻数と最低放電維持電圧の関係である。
【図９】電源電圧と輝度の関係である。
【図１０】本発明による駆動方法を用いた場合の、放電
管内発光強度の時間変化である。
管内発光強度の時間変化である。
【図１１】電流の時間積分値の波形である。
【図１２】パルス幅と輝度の関係である。
【図１３】電流時間積分値を一定としたときの、パルス
幅と輝度の関係である。
幅と輝度の関係である。
【図１４】電流時間積分値を一定としたときの、パルス
幅と発光効率の関係である。
幅と発光効率の関係である。
【図１５】本発明による他の実施例を示す駆動電圧波形
である。
である。
【図１６】本発明による別の実施例を示す駆動電圧波形
である。
である。
【図１７】本発明による他の実施例を示す駆動電圧波形
である。
である。
【図１８】本発明による回路の系統図である。
１１、１２、１７……第１の周波数を有する駆動電圧波
形、 １３、１４、１９……本発明による放電管駆動波形、 １５、１６、１８……第２の周波数を有する駆動電圧波
形、 ２０……………………放電管、 ２１、２２……………電極、 ２３、２４……………第１の周波数を有する駆動電圧発
生回路、 ２５、２６……………第２の周波数を有する駆動電圧発
生回路、 ２５’、２６’………コイル、 ２７……………………第２の周波数を有する駆動電圧発
生回路、 ２８……………………第１および第２の電圧の重畳回
路、 ３１、３２……………負グロー、 ３３……………………陽光柱。
形、 １３、１４、１９……本発明による放電管駆動波形、 １５、１６、１８……第２の周波数を有する駆動電圧波
形、 ２０……………………放電管、 ２１、２２……………電極、 ２３、２４……………第１の周波数を有する駆動電圧発
生回路、 ２５、２６……………第２の周波数を有する駆動電圧発
生回路、 ２５’、２６’………コイル、 ２７……………………第２の周波数を有する駆動電圧発
生回路、 ２８……………………第１および第２の電圧の重畳回
路、 ３１、３２……………負グロー、 ３３……………………陽光柱。
Claims (11)
- 【請求項１】少なくとも１対の電極が設けられている放
電装置において、該電極の少なくとも一方に第１の周波
数を有する第１の電圧を印加し、上記第１の周波数より
高い第２の周波数を有する第２の電圧を上記第１の電圧
に重畳することを特徴とする放電装置の駆動方法。 - 【請求項２】少なくとも１対の電極が放電空間の外部に
設けられている無電極型の放電装置において、該電極の
少なくとも一方に第１の周波数を有する第１の電圧を印
加し、上記第１の周波数より高い第２の周波数を有する
第２の電圧を上記第１の電圧に重畳することを特徴とす
る外部電極型放電装置の駆動方法。 - 【請求項３】キセノン、クリプトン、アルゴン、ヘリウ
ム、ネオン等の希ガスや水銀のいづれかを単体で封入す
るか、あるいはこれらのガスの内２種類以上を混合して
封入した、少なくとも１対の電極が設けられている放電
装置において、該電極の少なくとも一方に第１の周波数
を有する第１の電圧を印加し、上記第１の周波数より高
い第２の周波数を有する第２の電圧を上記第１の電圧に
重畳することを特徴とする放電装置の駆動方法。 - 【請求項４】請求項１乃至請求項３記載の駆動方法にお
いて、第２の周波数を有する電圧として、振幅が周期的
に減衰あるいは増加する電圧を用い、さらに該減衰ある
いは増加の周期が第１の周波数の周期と同期しているこ
とを特徴とする放電装置の駆動方法。 - 【請求項５】請求項１乃至請求項４記載の駆動方法にお
いて、第２の周波数を有する電圧の振幅を第１の周波数
を有する電圧の振幅より小さくすることを特徴とする放
電装置の駆動方法。 - 【請求項６】請求項１乃至請求項５記載の駆動方法にお
いて、インダクタンス成分によって第２の周波数を有す
る電圧を発生させることを特徴とする放電装置の駆動方
法。 - 【請求項７】請求項１乃至請求項６記載の駆動方法にお
いて、第２の周波数を、放電装置内に存在する電子やイ
オン、あるいはプラズマの共振周波数と同一、あるいは
近傍に選んだことを特徴とする放電装置の駆動方法。 - 【請求項８】請求項１乃至請求項７記載の駆動方法にお
いて、第１の周波数を３０ｋＨｚ以上に選んだことを特
徴とする放電装置の駆動方法。 - 【請求項９】請求項１乃至請求項８記載の駆動方法にお
いて、第１の電圧を矩形波パルスとし、該パルスの幅を
１０μｓ以下に選んだことを特徴とする放電装置の駆動
方法。 - 【請求項１０】請求項１乃至請求項９記載の駆動方法に
より点灯させた放電装置を用いて、被照明体を照明する
よう構成したことを特徴とするバックライト。 - 【請求項１１】請求項１乃至請求項１０記載の駆動方法
およびバックライトを用いたことを特徴とする液晶表示
装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16174495A JP3184427B2 (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 放電装置の駆動方法 |
| TW085107371A TW307063B (ja) | 1995-06-28 | 1996-06-18 | |
| US08/668,779 US5828180A (en) | 1995-06-28 | 1996-06-24 | Driving method of discharge apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16174495A JP3184427B2 (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 放電装置の駆動方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21023399A Division JP2000068088A (ja) | 1999-07-26 | 1999-07-26 | 放電装置の駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0917582A true JPH0917582A (ja) | 1997-01-17 |
| JP3184427B2 JP3184427B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=15741068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16174495A Expired - Fee Related JP3184427B2 (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 放電装置の駆動方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5828180A (ja) |
| JP (1) | JP3184427B2 (ja) |
| TW (1) | TW307063B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005067002A1 (ja) * | 2004-01-05 | 2005-07-21 | Matsushita Electric Works, Ltd. | 無電極蛍光ランプ及びその点灯装置 |
| WO2007129506A1 (ja) * | 2006-05-09 | 2007-11-15 | Panasonic Corporation | 誘電体バリア放電ランプの点灯装置及び点灯方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1176853B1 (en) * | 1999-10-18 | 2008-04-02 | Ushio Denki Kabushiki Kaisya | Dielectric barrier discharge lamp light source |
| JP2002100493A (ja) * | 2000-09-26 | 2002-04-05 | Toshiba Lighting & Technology Corp | 無電極放電灯装置 |
| EP1296357A2 (en) | 2001-09-19 | 2003-03-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light source device and liquid crystal display employing the same |
| US6891334B2 (en) * | 2001-09-19 | 2005-05-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light source device and liquid crystal display employing the same |
| US6806648B2 (en) * | 2001-11-22 | 2004-10-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light source device and liquid crystal display device |
| US6906461B2 (en) * | 2001-12-28 | 2005-06-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light source device with inner and outer electrodes and liquid crystal display device |
| JP3889987B2 (ja) * | 2002-04-19 | 2007-03-07 | パナソニック フォト・ライティング 株式会社 | 放電灯装置及びバックライト |
| US20120093684A1 (en) * | 2009-06-19 | 2012-04-19 | Martin John T | UV sterilization system |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2708651C2 (de) * | 1976-03-01 | 1984-03-08 | Ise Electronics Corp., Ise, Mie | Elektronenoptische Vorrichtung |
| JPS5821293A (ja) * | 1981-07-29 | 1983-02-08 | 株式会社日立製作所 | ガス放電発光装置およびその駆動方法 |
| US5233272A (en) * | 1991-08-30 | 1993-08-03 | Samsung Electron Devices, Co., Ltd. | DC plasma display panel and driving method thereof |
| US5343116A (en) * | 1992-12-14 | 1994-08-30 | Winsor Mark D | Planar fluorescent lamp having a serpentine chamber and sidewall electrodes |
-
1995
- 1995-06-28 JP JP16174495A patent/JP3184427B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-06-18 TW TW085107371A patent/TW307063B/zh not_active IP Right Cessation
- 1996-06-24 US US08/668,779 patent/US5828180A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005067002A1 (ja) * | 2004-01-05 | 2005-07-21 | Matsushita Electric Works, Ltd. | 無電極蛍光ランプ及びその点灯装置 |
| WO2007129506A1 (ja) * | 2006-05-09 | 2007-11-15 | Panasonic Corporation | 誘電体バリア放電ランプの点灯装置及び点灯方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW307063B (ja) | 1997-06-01 |
| JP3184427B2 (ja) | 2001-07-09 |
| US5828180A (en) | 1998-10-27 |
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