JPH08329888A

JPH08329888A - 希ガス放電灯、希ガス放電灯装置およびこれを用いた光源装置ならびに液晶表示装置

Info

Publication number: JPH08329888A
Application number: JP8072416A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Nishimura; 潔西村
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1995-03-28
Filing date: 1996-03-27
Publication date: 1996-12-13

Abstract

(57)【要約】【課題】発光効率に優れるとともに光束が増加する希ガ
ス放電灯、希ガス放電灯装置および光源装置ならびに液
晶表示装置を提供する。【解決手段】バルブ２内にキセノンを主体とした希ガス
を封入してなる希ガス放電灯において、バルブ２の内径
ｄを１０mm以下にし、電流密度を０．４ｍＡ／mm² 以上
にし、かつバルブ内径ｄとキセノンの封入圧Ｐとの関係
を１≦Ｐ・ｄ≦７にしたことを特徴とする。キセノンの
自己吸収が少なくなり、電子の加速度が早くなって発光
効率が向上するとともに、全光束が増加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、キセノンを主体と
する希ガスの放電を利用した希ガス放電灯、希ガス放電
灯装置およびこれを用いた光源装置ならびに液晶表示装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、液晶表示装置のバックライト
や、各種メータの表示指針、またはスキャナーの読取り
用光源として、小形に形成された冷陰極キセノン希ガス
放電灯が使用されている。キセノン希ガス放電灯は、バ
ルブ内にキセノンＸｅまたはキセノンを主体とする希ガ
スが封入されており、水銀を用いないこと、およびキセ
ノンガスが温度変化の影響を受け難いことから温度特性
が安定しており、周囲温度の低い雰囲気で使用しても光
束の立上がり特性に優れているなどの利点がある。

【０００３】例えば、液晶表示装置のバックライト用光
源に使用されている冷陰極キセノン希ガス放電灯は、バ
ルブ内径が２．０〜１０mmで電極間距離が９０〜１５０
mmの細長いバルブ内に、キセノンＸｅまたはキセノンを
主体とする希ガスが封入されており、バルブの内面に
は、キセノンの発する１４７nm、１７２nmの紫外線によ
り励起されて例えば緑色光を発するＺｎ₂ ＳｉＯ4 ；Ｍ
ｎなどのような蛍光体層が形成されている。バルブの両
端部にはニッケルＮｉからなる冷陰極が封装されてお
り、これら冷陰極間に直流の高電圧を印加すると、バル
ブ内で放電が発生し、この放電により上記キセノンＸｅ
が１４７nmおよび１７２nmの紫外線を発し、この紫外線
により蛍光体層が励起されて緑色系の光を発するように
なっている。

【０００４】この種の冷陰極キセノン希ガス放電灯につ
いては、電気学会光応用視覚研究会資料（ＬＡＶ−８２
−５２、Ｐ４７〜Ｐ５６（１９８２）の中で、バルブの
内径が２〜６mm、電流密度０．３ｍＡ／mm² 以下の場
合、キセノンガスの封入圧Ｐ（Torr）とバルブ内径ｄ
（mm）との関係を、Ｐ・ｄ＝１０（Torr・mm）とすれば
発光効率の面で優れていると報告されている。すなわ
ち、キセノン希ガス放電灯は、封入したキセノンガスに
より陽光柱が収縮する性質があり、封入ガス圧を高くし
たり電流密度を増すと陽光柱の収縮が顕著になる。陽光
柱が収縮すると、陽光柱とバルブの内面に形成した蛍光
体層までの距離が大きくなってキセノンの自己吸収が起
こり、よって効率が低下する。

【０００５】キセノンの自己吸収による効率の低下を防
止するため、従来、電流密度を０．３ｍＡ／mm² 以下に
規制して陽光柱の収縮を抑制したり、バルブ径を細くし
てランプ電圧を高くし、電子の加速を大きくすることに
よって陽光柱の収縮を抑えたり、さらに封入ガス圧を低
くして陽光柱の収縮を抑制する等の手段が採用されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような冷陰極キセノン希ガス放電灯は、発光効率の面で
優れているものの、全光束が低く、相対的に暗いという
問題がある。すなわち、最近の液晶表示装置用バックラ
イトや表示指針またはスキャナーの読取り用光源は光束
の立上がり特性、発光効率の向上および全光束の向上に
よる輝度の増加が望まれている。これに対し、冷陰極キ
セノン希ガス放電灯はもともと始動性に優れているの
で、従来は発光効率の改善に視点が向けられている。し
かし、光出力に対して未だ充分な改善が計られていない
という問題がある。

【０００７】この種のキセノン希ガス放電灯の光出力を
増す手段としては、点灯中のランプ電流を増やすことが
考えられる。しかし、単にランプ電流を増やすと、陽光
柱が収束するのでキセノンの自己吸収が起きるととも
に、キセノン束の有効発光表面積が小さくなるので、大
きな光束の増加は望めないという不具合がある。

【０００８】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、発光効率を落とさ
ずに全光束が増加し、明るさが向上する希ガス放電灯、
希ガス放電灯灯装置およびこれを用いた光源装置ならび
に液晶表示装置を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、放電
路の内径ｄが１０mm以下の透光性気密容器と；上記透光
性気密容器に封入され、放電により紫外線を放射する媒
体として少なくともキセノンを含み、このキセノンの封
入圧をＰ（Torr）とした場合、１．０≦Ｐ・ｄ≦７．０
（Torr・mm）の関係を有する希ガスと；上記透光性気密
容器に設けられた電極と；を具備し、上記透光性気密容
器内に定格電流密度が０．４０ｍＡ／mm² 以上で放電が
生起するように構成されていることを特徴とする希ガス
放電灯である。

【００１０】また、キセノンを含む希ガスとは、１００
％のキセノンであってもよく、キセノンにアルゴン、ネ
オンまたはクリプトンなどの他の希ガスが混合されてい
てもよい。要するにキセノンが１．０≦Ｐ・ｄ≦７．０
（Torr・mm）の関係を満足する範囲内に分圧して封入さ
れていればよい。

【００１１】また、定格電流密度とは透光性気密容器の
内断面積に対する電流値を意味する。放電路の内径ｄが
全長に亘り一様でない場合は平均した内径を指す。

【００１２】さらに、放電路が複数ある場合は、電流密
度、内径ともに各放電路毎に１．０≦Ｐ・ｄ≦７．０
（Torr・mm）の関係を満足すればよい。さらに、電極
は、冷陰極形、熱陰極形を問わず、また内部電極または
外部電極であってもよい。また、交流点灯式または直流
点灯式のいずれであってもよく、高周波点灯やパルス点
灯であってもよい。

【００１３】請求項１の発明によれば、放電路の内径ｄ
を１０mm以下に規制したから、管径が細くなってキセノ
ンの自己吸収が少なくなり、また管径が細くなるからラ
ンプ電圧が高くなり、電子が大きく加速されるようにな
るため発光効率が向上する。すなわち、透光性気密容器
内径ｄが１０mmを超えると、陽光柱から透光性気密容器
の壁までの距離が大きくなってキセノンの自己吸収が起
きるとともに、電子の加速度が低くなるため発光効率が
低下する。

【００１４】また、電流密度を０．４ｍＡ／mm² 以上に
し、しかもキセノンの封入圧を１≦Ｐ・ｄ≦７にしたか
ら、発光効率が向上するとともに全光束が増加し、明る
さが増す。一般に、電流密度を高くするとキセノンの陽
光柱が収縮して発光効率が低下することになるが、上記
のように１≦Ｐ・ｄ≦７の範囲に規制すればキセノンの
封入圧が相対的に低くなり、陽光柱の収縮が抑制される
ため発光効率が向上し、全光束が増加するようになる。

【００１５】請求項２の発明は、放電路の断面積Ｓが８
０mm² 以下の透光性気密容器と、上記透光性気密容器に
封入され、放電により紫外線を放射する媒体として少な
くともキセノンを含み、このキセノンの封入圧をＰ（To
rr）とした場合、０．８≦Ｐ・Ｓ≦５５．０（Torr・mm
² ）の関係を有する希ガスと、上記透光性気密容器に設
けられた電極と、を具備し、上記透光性気密容器内に定
格電流密度が０．４０ｍＡ／mm² 以上出放電が生起する
ように構成されていることを特徴とする希ガス放電灯で
ある。

【００１６】請求項２の発明および以下の発明におい
て、放電路の断面積Ｓが全体に亘り一様でない場合は平
均した断面積をいう。さらに、放電路が複数ある場合
は、電流密度、断面積ともに各放電路毎に０．８≦Ｐ・
Ｓ≦５５．０（Torr・mm² ）の関係を満足すればよい。

【００１７】請求項２の発明によれば、放電路の断面積
Ｓを８０mm² 以下に規制したから、請求項１の発明と同
様に、キセノンの自己吸収が少なくなり、電子の加速度
が早くなって発光効率が向上する。放電路の断面積Ｓが
８０mm² を超えると、陽光柱から透光性気密容器の壁ま
での距離が大きくなってキセノンの自己吸収が起きると
ともに、電子の加速度が低くなるため発光効率が低下す
る。

【００１８】請求項３の発明は、キセノンの封入分圧Ｐ
が１Torr以上、７Torr以下であることを特徴とする請求
項１または請求項２に記載の希ガス放電灯である。請求
項３の発明によれば、キセノンの封入分圧Ｐが１Torr以
上、７Torr以下であるから陽光柱の収縮が抑制され、発
光効率が向上するとともに全光束が増加する。

【００１９】請求項４の発明は、放電路の内径ｄが１mm
以上、５mm以下であることを特徴とする請求項１ないし
請求項３のいずれか一に記載の希ガス放電灯である。請
求項４の発明によれば、放電路の内径ｄが１mm以上、５
mm以下であるから、キセノンの自己吸収が少なくなり発
光効率が向上し、電子の加速度が早くなるので光束が増
加する。

【００２０】請求項５の発明は、透光性気密容器の内面
にキセノンの発する紫外線を受けて可視光を発する蛍光
体層が設けられていることを特徴とする請求項１ないし
請求項４のいずれか一に記載の希ガス放電灯である。

【００２１】請求項５の発明によれば、透光性気密容器
の内面に蛍光体層が設けられているから、キセノンの発
する紫外線により蛍光体が励起されて可視光を発する。
請求項６の発明は、放電路の内径ｄが１０mm以下の透光
性気密容器と、上記透光性気密容器に封入され、放電に
より紫外線を放射する媒体として少なくともキセノンを
含み、このキセノンの封入圧をＰ（Torr）とした場合、
１．０≦Ｐ・ｄ≦７．０（Torr・mm）の関係を有する希
ガスと、上記透光性気密容器に設けられた電極と、を具
備した希ガス放電灯と；上記希ガス放電灯を電流密度が
０．４０ｍＡ／mm² 以上の範囲で点灯させる点灯手段
と；を有することを特徴とする希ガス放電灯装置であ
る。

【００２２】請求項６の発明によれば、請求項１の発明
と同様の理由により、発光効率が向上しかつ全光束が増
加した希ガス放電灯装置を提供できる。請求項７の発明
は、放電路の断面積Ｓが８０mm² 以下の透光性気密容器
と、上記透光性気密容器に封入され、放電により紫外線
を放射する媒体として少なくともキセノンを含み、この
キセノンの封入圧をＰ（Torr）とした場合、０．８≦Ｐ
・Ｓ≦５５．０（Torr・mm² ）の関係を有する希ガス
と、上記透光性気密容器に設けられた電極と、を具備し
た希ガス放電灯と；上記希ガス放電灯を電流密度が０．
４０ｍＡ／mm² 以上の範囲で点灯させる点灯手段と；を
有することを特徴とする希ガス放電灯装置である。

【００２３】請求項７の発明によれば、請求項２の発明
と同様の理由により、発光効率が向上しかつ全光束が増
加した希ガス放電灯装置を提供できる。請求項８の発明
は、請求項６または請求項７に記載の希ガス放電灯装置
と；上記希ガス放電灯装置を組み込んだ光源装置本体
と；を備えたことを特徴とする光源装置である。

【００２４】請求項８の発明によれば、発光効率に優
れ、発光量の多い光源装置を提供できる。請求項９の発
明は、請求項６または請求項７に記載の希ガス放電灯装
置と；上記希ガス放電灯装置を組み込んだ液晶表示装置
本体と；を具備したことを特徴とする液晶表示装置であ
る。請求項９の発明によれば、発光効率に優れ、かつ輝
度の高い液晶表示装置を提供できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下本発明について、図１ないし
図６に示す第１の実施の形態にもとづき説明する。図１
は冷陰極キセノン希ガス放電灯の断面図および希ガス放
電灯装置の構成を示す図、図２は電流密度と相対発光効
率との関係を示す特性図、図３はランプ電流と輝度との
関係を示す特性図、図４はバルブ内径（断面積）と相対
発光効率との関係を示す特性図、図５は冷陰極キセノン
希ガス放電灯を光源とした液晶表示装置の分解した斜視
図、図６は液晶表示装置の断面図である。

【００２６】図において、１は冷陰極キセノン希ガス放
電灯、１０は直流光電圧を印加する直流電源、１１は電
流制限手段である。冷陰極キセノン希ガス放電灯１は、
細長い針状の透光性気密容器、すなわちバルブ２を有
し、このバルブ２は鉛ガラスからなり、内径ｄが０．５
〜１０mm（断面積が０．２〜８０mm² ）、例えば内径ｄ
が２．００mm、したがって断面積が３．１４mm² であ
り、長さが１５０mmの直管形に形成されている。このバ
ルブ２の内面には、キセノンの発する波長１４７nmおよ
び１７２nmの紫外線を受けて可視光を発する蛍光体、例
えば緑色光を発するＺｎ₂ ＳｉＯ4 ；Ｍｎなどのような
蛍光体層３が形成されている。

【００２７】バルブ２の両端には、電極間距離（放電
長）が５mm以上、例えば１３０mmに設定された冷陰極
４，４が封装されている。冷陰極４，４は、それぞれリ
ード線を兼ねる電極軸５に棒形の電極本体６を接合して
構成されており、電極本体６は線径０．５mm、長さ１０
mmのニッケルワイヤにより形成されている。上記電極軸
５は、ガラスと熱膨脹率が近似する金属からなる封着線
７に接続されており、これら封着線７はバルブ２の端部
の封止部８に封着されている。封着線８、８はそれぞれ
外部リード線９、９に接続されている。

【００２８】このようなバルブ２には、所定量のキセノ
ンＸｅまたはキセノンを主体とした希ガスが封入されて
いる。希ガスの全封入圧は２００Torr以下となってお
り、そのうちキセノンの封入分圧は０．１〜２０Torrと
なっている。本実施例の場合、１００％のキセノンＸｅ
が０．１〜２０Torr封入されている。

【００２９】上記冷陰極蛍光ランプ１は、図１に示す直
流高圧電源１０および電流制限手段１１に接続されてい
る。このような冷陰極キセノン放電灯１の場合、上記直
流高圧電源１０および電流制限手段１１によりランプの
安定点灯中に１．２６ｍＡ以上のランプ電流を流すよう
になっており、これによりランプの電流密度が０．４ｍ
Ａ／mm² 以上となるように設定されている。

【００３０】このような構成による冷陰極キセノン放電
灯１について作用を説明する。図２は、封入ガス圧Ｐと
バルブ内径ｄとの要件について、電流密度と相対発光効
率との関係を調べた測定結果の特性図である。一般的に
電流密度が増すと発光効率が低下する傾向が見られる
が、Ｐ・ｄ＝１０の従来の場合は、電流密度が０．３ｍ
Ａ／mm² 以下で発光効率が他のＰ・ｄの場合に比べて高
くなるのが理解できる。しかし、電流密度が０．４ｍＡ
／mm² を超える範囲では、Ｐ・ｄ＝１０の従来の場合に
比べて、Ｐ・ｄが１０未満の方が発光効率がむしろ高く
なる。つまり、電流密度が０．４ｍＡ／mm² を超える範
囲では、Ｐ・ｄ≦７の方が発光効率は高くなる。

【００３１】これは、電流密度を高くすると、一般にキ
セノンの陽光柱が収縮して発光効率が低下することにな
るが、上記特性からＰ・ｄ≦７の範囲はキセノンの封入
圧を低くしたものであり、封入圧を低くすることにより
陽光柱の収縮が抑制されたものと考えられる。

【００３２】なお、封入ガス圧は、電極のスパッタによ
る管壁黒化などを防止するために少なくとも１Torr以上
が必要である。このような結果から、電流密度が０．４
ｍＡ／mm² 以上の範囲では、１≦Ｐ・ｄ≦７の範囲に規
制すれば、従来のＰ・ｄ＝１０の場合における０．４ｍ
Ａ／mm² 以上のときの発光効率よりも優れることにな
る。

【００３３】図３は、バルブ内径ｄを２mmに一定にして
キセノンの封入圧力を変えた場合におけるランプ電流と
輝度の関係を調べた測定結果の特性図である。同図か
ら、ランプ電流が増加すると輝度が高くなり、つまり全
光束が増加することが判る。そして、従来はＰ・ｄ＝１
０であり、つまりキセノンの封入圧は５Torrであり、５
Torr以上は輝度が低いのに対し、キセノンの封入圧を４
Torr以下にすれば輝度（光束）が高くなることが判る。

【００３４】これは、キセノンの封入圧を低くすると陽
光柱の収縮が抑制され、陽光柱が太くなるのでキセノン
の自己吸収が少なくなるとともに、陽光柱の表面積が増
えて発光面積が増すことから、全光束が増加するためと
考えられる。

【００３５】図３から、キセノンの封入圧Ｐは４Torr以
下、すなわちＰ・ｄ≦８の範囲であれば、全光束が増大
し、明るさが増すことが判る。さらに、図４は電流密度
に対するバルブ内径ｄ（断面積Ｓ）と相対発光効率との
関係を調べた測定結果の特性図である。バルブ内径ｄが
１０mmを超える場合、または断面積Ｓが８０mm² を超え
ると、発光効率はピーク値の８０％以下に低下する。こ
れは、バルブ内径ｄまたは断面積Ｓが大きくなると、陽
光柱からバルブ壁までの距離が大きくなってキセノンの
自己吸収が起こるとともに、電子の加速度が遅くなるこ
とから発光効率が低下するためと考えられる。バルブ内
径ｄが３mm前後で発光効率はピーク値を示し、したがっ
て、バルブ内径ｄは、１≦ｄ≦５mmの範囲が望ましい。
なお、バルブ内径ｄが１mm未満のランプは、製造が困難
であり、強度も低くなるので実用が難しい。

【００３６】以上、図２ないし図４の結果から、バルブ
内径ｄを１０mm以下とし、ランプ電流密度を０．４ｍＡ
／mm² 以上とし、バルブ内径ｄとキセノンの封入圧Ｐと
の関係を１≦Ｐ・ｄ≦７の範囲に規制すれば、従来の冷
陰極キセノン希ガス放電灯に比べて、発光効率の低下を
招くことなく、全光束を高めることができる。よって明
るさが従来を上回る冷陰極キセノン希ガス放電灯を提供
することができることになる。

【００３７】上記の数値は、バルブの大きさを内径ｄと
して考えたが、放電空間の断面形状が円形の場合はそれ
でよいが、放電空間の断面形状が円形でない場合は放電
路の断面積Ｓで考えればよい。上記ランプを放電路の断
面積Ｓで言い換えると、放電路の断面積Ｓは８０mm² 以
下であり、ランプ電流密度は０．４ｍＡ／mm² 以上と
し、放電路の断面積Ｓとキセノンの封入圧Ｐとの関係
を、０．８≦Ｐ・Ｓ≦５５．０の範囲に規制すれば、従
来の冷陰極キセノン希ガス放電灯に比べて発光効率の低
下を招くことなく、明るさを向上させることができる。

【００３８】上記した冷陰極キセノン希ガス放電灯１
は、例えば図５および図６に示す液晶表示装置のバック
ライトとして使用できる。図５および図６に示す液晶表
示装置は、液晶表示板２０の背面に、本発明の光源装置
に相当するバックライトが設けられている。バックライ
トは、上記液晶表示板２０の背面に重ねて配置される光
拡散導光板２１を備え、この光拡散導光板２１は、乳白
色のアクリル樹脂などからなり、下面および一側面を除
く３方向の側面がケ−シング２２により囲まれている。
このケ−シング２２は内面が反射面２３をなしている。
上記ケ−シング３２の一側に形成された開放面には、光
源としての前記冷陰極キセノン希ガス放電灯１が配置さ
れている。

【００３９】冷陰極キセノン希ガス放電灯１、ケ−シン
グ２２の一側に形成された開放面に対向して連結された
円筒形反射体２５に収容されている。円筒形反射体２５
の内面は反射面２６をなしており、上記希ガス放電灯１
はランプ軸が上記反射体２５の中心線と一致するように
してこの反射体２５に収容されている。円筒形反射体２
５は、前記ケ−シング２２の一側に形成された開放面に
対向する側壁が開口されており、上記希ガス放電灯１か
ら放出された光は全て光拡散導光板２１の一側面に導入
されるようになっている。

【００４０】そして、上記希ガス放電灯１は、図１に示
された高圧直流電源１０から高圧直流電圧が印加されて
点灯されるようになっており、この放電灯１から放出さ
れる光は反射体２５の内面反射面２６で反射され、光拡
散導光板２１の一側面に導入される。この光拡散導光板
２１に導入された光は、この光拡散導光板２１内で拡散
され、かつケ−シング２２の内面に形成した反射面２３
で反射され、光拡散導光板２１の上面に向かわされる。
このため、光拡散導光板２１の上面では全体に亘り略均
等な明るさとなり、この面に重ねて配置された液晶表示
板２０を均等に照射するようになる。

【００４１】このような液晶表示装置においては、光源
として用いた冷陰極キセノン希ガス放電灯１は本来的に
始動時の立上がり特性が良好であり、しかも安定点灯中
の発光効率が良く、加えて光束量が多いから、液晶表示
装置の輝度が向上し、使用中の表示性能が向上する。

【００４２】なお、上記実施例の冷陰極キセノン希ガス
放電灯１は、バルブ２の両端内部に冷陰極４，４を封装
したが、放電を維持する手段はこれに限らず、例えばバ
ルブ２の一端に冷陰極４を封装するとともにバルブの外
に外部電極を設け、これら内部の冷陰極４と外部の電極
間でバルブ内に放電を発生させるようにしてもよい。

【００４３】また、バルブの外部に、互いに対向してそ
れぞれ帯状をなす一対の外部電極を設け、これら外部電
極に電圧を印加してバルブ内に放電を発生させるように
してもよい。

【００４４】また、本発明は液晶表示装置のバックライ
トに使用する蛍光ランプに限らず、例えば各種メータに
使用される自己発光形の指針としての細径の蛍光ランプ
であっても実施可能である。さらにまた、特定方向の発
光強度を強くしたアパーチャ形蛍光ランプであっても実
施可能である。

【００４５】また、本発明の希ガス放電灯は、図７の
（Ａ）および（Ｂ）に示す第２の実施の形態のような構
造であってもよい。図７（Ａ）図は冷陰極キセノン希ガ
ス放電灯の分解した斜視図、（Ｂ）図は（Ａ）図のＢ−
Ｂ線の断面図である。

【００４６】図７に示す第２の実施の形態の希ガス放電
灯は、バルブに相当する透光性気密容器が、ベースガラ
ス６０の上下両面に、下カバーガラス６１および上カバ
ーガラス６２を接合して構成されており、ベースガラス
６０には例えばＵ字形の屈曲した溝６３が形成されてい
る。したがってこれらベースガラス６０と下カバーガラ
ス６１および上カバーガラス６２とで囲まれた空間にＵ
字形の屈曲した放電路６４が形成されている。この放電
路６４の両端部に、例えばニッケル棒などからなる冷陰
極６５、６５が封装されており、これら冷陰極６５、６
５は高圧直流電源１０および電流制限手段１１に接続さ
れている。放電路６４の内面には図示しない蛍光体被膜
が形成されており、この放電路６４には、キセノン、ま
たはキセノンを主体とした希ガスが前記した条件の範囲
で封入されている。

【００４７】このような構造の希ガス放電灯であって
も、放電路６４の断面積Ｓを８０mm²以下とし、ランプ
電流密度を０．４ｍＡ／mm² 以上とし、放電路の断面積
Ｓとキセノンの封入圧Ｐとの関係を、０．８≦Ｐ・Ｓ≦
５５．０の範囲に規制すれば、発光効率を高く保って、
明るさを向上させることができる。

【００４８】また、本発明の希ガス放電灯は、図８に示
す第３の実施の形態であってもよい。図８はキセノン希
ガス放電灯の分解した斜視図であり、この第３の実施の
形態の放電灯は、バルブに相当する透光性気密容器を構
成するベースガラス７０の上下両面に、下カバーガラス
７１および上カバーガラス７２を接合し、ベースガラス
７０には、一端で合流されるとともに他端で二股に別れ
た放電路７３，７３が形成されている。上記放電路の合
流端部には熱陰極７４が設けられているとともに、二股
に別れた放電路７３，７３の端部にはそれぞれ冷陰極７
５，７５が設けられている。なお、放電路７３，７３の
内面には、蛍光体層５６が形成されているとともに、こ
の放電路７３，７３には、キセノンまたはキセノンを主
体とした希ガスが前記した条件の範囲で封入されてい
る。

【００４９】上記熱陰極７４は電極加熱手段７７に接続
されているとともに、高圧直流電源７８に接続されてお
り、また冷陰極７５，７５はそれぞれ電流制限素子７
９，７９を介して上記高圧直流電源７８に接続されてい
る。

【００５０】このような構造の希ガス放電灯は、始動時
に熱陰極７４から熱電子が放出されて始動放電のきっか
けとなるから始動が確実になり、光束の立上がりも良く
なる。そして、安定点灯中は熱陰極７４と一対の冷陰極
７５，７５との間で放電がなされ、したがって二股の放
電路７３，７３でそれぞれ放電がなされるから、広い面
で発光させることができる。

【００５１】そして、このような構造の希ガス放電灯で
あっても、放電路７３，７３の断面積Ｓを８０mm² 以下
とし、ランプ電流密度を０．４ｍＡ／mm² 以上とし、放
電路の断面積Ｓとキセノンの封入圧Ｐとの関係を、０．
８≦Ｐ・Ｓ≦５５．０の範囲に規制すれば、発光効率を
高く保って、明るさを向上させることができる。

【００５２】なお、上記のように複数の放電路７３，７
３を有する場合、放電路の断面積および電流密度は、そ
れぞれの放電路７３，７３毎に０．８≦Ｐ・Ｓ≦５５．
０の条件を満たすようにすればよい。すなわち、一方の
放電路７３の断面積がＳ₁ の場合この電流密度をＰ₁ と
すれば０．８≦Ｐ₁ ・Ｓ₁ ≦５５．０とし、他方の放電
路７３の断面積がＳ₂ の場合この電流密度をＰ₂ とすれ
ば０．８≦Ｐ₂ ・Ｓ₂≦５５．０にすればよい。

【００５３】以上の説明からも理解できる通り、放電路
の断面形状は、円形、四角、その他種々の形状であって
よい。そして、放電空間の断面積Ｓが全体に亘り一様で
ない場合は、平均した断面積で規制すればよい。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、放電路の内径ｄを１０mm以下に規制し、電流密度
Ｐを０．４ｍＡ／mm² 以上にし、かつ１≦Ｐ・ｄ≦７に
したから、キセノンの自己吸収が少なくなり、電子の加
速度が早くなって発光効率が向上するとともに、全光束
が増加し、よってランプの明るさが向上する。

【００５５】請求項２の発明によれば、放電路の断面積
Ｓを８０mm² 以下に規制し、電流密度を０．４ｍＡ／mm
² 以上にし、かつ０．８≦Ｐ・Ｓ≦５５．０にしたか
ら、請求項１の発明と同様に、発光効率が向上するとと
もに全光束が増加し、ランプの明るさが向上する。

【００５６】請求項３の発明によれば、キセノンの封入
分圧Ｐが１Torr以上、７Torr以下であるから、陽光柱の
収縮が抑制され、発光効率が向上し、全光束が増加す
る。請求項４の発明によれば、透光性気密容器の内径ｄ
が１mm以上、５mm以下であるから、キセノンの自己吸収
が少なくなり、発光効率が向上し、全光束が増加する。

【００５７】請求項５の発明によれば、透光性気密容器
の内面に蛍光体層が設けられているから、キセノンの発
する紫外線により励起されて可視光を発する。請求項６
および請求項７の発明によれば、発光効率および全光束
が向上した希ガス放電灯装置を提供できる。

【００５８】請求項８の発明によれば、発光効率に優
れ、しかも光量の多い光源装置を提供できる。請求項９
の発明によれば、発光効率に優れ、かつ輝度の高い液晶
表示装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る冷陰極キセノ
ン希ガス放電灯の断面図および希ガス放電灯装置の構成
を示す図。

【図２】電流密度と相対発光効率との関係を示す特性
図。

【図３】ランプ電流と輝度との関係を示す特性図。

【図４】バルブ内径（断面積）と相対発光効率との関係
を示す特性図。

【図５】図１の冷陰極キセノン希ガス放電灯を光源とし
た液晶表示装置の分解した斜視図。

【図６】同液晶表示装置の断面図。

【図７】本発明の第２の実施の形態を示し、（Ａ）図は
冷陰極キセノン希ガス放電灯の分解した斜視図、（Ｂ）
図は（Ａ）図のＢ−Ｂ線の断面図。

【図８】本発明の第３の実施の形態を示し、キセノン希
ガス放電灯の分解した斜視図。

【符号の説明】

１…冷陰極キセノン希ガス放電灯２…バルブ（透光性気密容器）３…蛍光体層４…冷陰極１０…高圧直流電源１１…電流制限手段２０…液晶表示板２１…光拡散導光板２５…反射体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電路の内径ｄが１０mm以下の透光性気
密容器と；上記透光性気密容器に封入され、放電により
紫外線を放射する媒体として少なくともキセノンを含
み、このキセノンの封入圧をＰ（Torr）とした場合、
１．０≦Ｐ・ｄ≦７．０（Torr・mm）の関係を有する希
ガスと；上記透光性気密容器に設けられた電極と；を具
備し、上記透光性気密容器内に定格電流密度が０．４０
ｍＡ／mm² 以上で放電が生起するように構成されている
ことを特徴とする希ガス放電灯。
【請求項２】放電路の断面積Ｓが８０mm² 以下の透光
性気密容器と；上記透光性気密容器に封入され、放電に
より紫外線を放射する媒体として少なくともキセノンを
含み、このキセノンの封入圧をＰ（Torr）とした場合、
０．８≦Ｐ・Ｓ≦５５．０（Torr・mm² ）の関係を有す
る希ガスと；上記透光性気密容器に設けられた電極と；
を具備し、上記透光性気密容器内に定格電流密度が０．
４０ｍＡ／mm² 以上出放電が生起するように構成されて
いることを特徴とする希ガス放電灯。
【請求項３】キセノンの封入分圧Ｐは１Torr以上、７
Torr以下であることを特徴とする請求項１または請求項
２に記載の希ガス放電灯。
【請求項４】放電路の内径ｄが１mm以上、５mm以下で
あることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれ
か一に記載の希ガス放電灯。
【請求項５】透光性気密容器の内面にキセノンの発す
る紫外線を受けて可視光を発する蛍光体層が設けられて
いることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれ
か一に記載の希ガス放電灯。
【請求項６】放電路の内径ｄが１０mm以下の透光性気
密容器と、上記透光性気密容器に封入され、放電により
紫外線を放射する媒体として少なくともキセノンを含
み、このキセノンの封入圧をＰ（Torr）とした場合、
１．０≦Ｐ・ｄ≦７．０（Torr・mm）の関係を有する希
ガスと、上記透光性気密容器に設けられた電極と、を具
備した希ガス放電灯と；上記希ガス放電灯を電流密度が
０．４０ｍＡ／mm² 以上の範囲で点灯させる点灯手段
と；を有することを特徴とする希ガス放電灯装置。
【請求項７】放電路の断面積Ｓが８０mm² 以下の透光
性気密容器と、上記透光性気密容器に封入され、放電に
より紫外線を放射する媒体として少なくともキセノンを
含み、このキセノンの封入圧をＰ（Torr）とした場合、
０．８≦Ｐ・Ｓ≦５５．０（Torr・mm² ）の関係を有す
る希ガスと、上記透光性気密容器に設けられた電極と、
を具備した希ガス放電灯と；上記希ガス放電灯を電流密
度が０．４０ｍＡ／mm² 以上の範囲で点灯させる点灯手
段と；を有することを特徴とする希ガス放電灯装置。
【請求項８】請求項６または請求項７に記載の希ガス
放電灯装置と；上記希ガス放電灯装置を組み込んだ光源
装置本体と；を備えたことを特徴とする光源装置。
【請求項９】請求項６または請求項７に記載の希ガス
放電灯装置と；上記希ガス放電灯装置を組み込んだ液晶
表示装置本体と；を具備したことを特徴とする液晶表示
装置。