专利名称：平面型放电灯点灯系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及平面型放电灯点灯系统。
背景技术：
以往，作为液晶显示的背照光光源和照明装置，已知有特开平11-204080号公报(专利文献1)所揭示的平面型放电灯。该以往的平面型放电灯，例如由钠钙玻璃等构成的透光性的前面板和由钠钙玻璃或陶瓷等构成的背面基板和侧板用例如低熔点玻璃气密地封装成一体，构成扁平状的放电容器。而在前面板的内表面设有互相平行的一对放电电极，该放电电极的表面由通过厚膜印刷法等而形成的介质层所覆盖。并且在背面基板的内表面涂布有荧光体，在密闭容器的放电空间封入有汞汞或惰性气体的放电气体。
在这种以往的平面型放电灯中，通过对放电电极间施加高频电压，而在放电空间发生放电，利用由放介质即汞因放电所发生的紫外线使荧光体激励发光，这种光通过前面板向外部发发射。
封入汞作为这种放电介质汞的平面型放电灯的亮度受到封入的汞的蒸气压即灯的管壁温度的极大影响。灯的发光效率为最高的灯管壁温度是40℃～60℃，无论比其高还是低，灯的发光效率都下降。
另一方面，作为一般的特性，平面型放电灯其构成放电容器的玻璃材料的热容量较大，故管壁温度达到一定动作温度需较长时间。其结果存在的问题是，点灯初期的辉度上升时间迟缓，要较长的时间才能达到规定亮度。
作为解决该问题的方法，该专利文献1揭示了如下一种技术即通过在放电容器的外表面设置加热装置，在起动时对密闭容器进行加热，促进玻璃的管壁温度上升，从而改善辉度上升特性。但是，对于该以往技术，在加热装置是使用加热器构成时，存在的问题是，需要加热器和加热器控制电路，必须附加较多的放电点灯以外的零部件，从而不可避免装置成本将大幅度上升。
另外，虽然灯的形状不同，但对于使用了封入有含汞的放电介质的冷阴极放电灯的液晶显示器，作为改进液晶显示器的辉度上升特性的措施，汞放电介质在特开平9-288262号公报(专利文献2)揭示了如下一种技术。逆变逆变器电路将从恒定电压电路供给的直流电压变换为规定频率的交流电后，将电压提供给灯。热敏电阻设置在冷阴极荧光灯的放电弧柱中央部的玻璃管外壁上，输出与灯温度相对应的热敏电阻输出电压。温度控制部将对应于热敏电阻输出电压的控制DC电压向辉度控制部输出。辉度控制部将控制DC电压及此时的与用户设定值对应的占空比的调整信号向逆变器电路输出。逆变器电路根据该调整信号而接通/切断直流电压的输入，调整供给到灯的交流电压的负载比。由此，一边根据灯的管壁温度来控制电压的负载比，一边将灯进行点灯。然后，在这种以往例子中进行下述那样的控制，即在点灯初期的灯的温度较低时，通过提高负载比，从而增加供给灯的功率，功率来促进灯的发热，并随着灯的温度上升，而减小负载比。
然而，在结构为利用介质层或玻璃容器将电极和放电介质隔开的阻挡阻挡放电方式的平面型放电灯的场合，若应用上述的点灯系统，则产生如下问题。即，若在阻挡放电方式的平面型放电灯的场合过分增加电极部的温度，则将电极和放电介质隔开的介质层或玻璃容器有时会熔融，故必须将电极部的温度保持在规定值以下。但是，如专利文献2所揭示的点灯系统那样，在检测温度的部分为灯的放电弧柱部分时，不能进行电极部的温度检测，故在最恶劣的场合，电极部的温度上升，将放电介质隔开的介质层或玻璃容器有可能熔融。尤其是在灯为大型化的灯的情况下，灯的中央部的管壁温度的上升速度相对于电极部的管壁温度上升速度非常慢，故危险程度增加。
专利文献1特开平11-204080号公报专利文献2特开平9-288262号公报发明内容本发明是鉴于上述的以往技术问题而进行的，目的在于提供一种平面型放电灯点灯系统，在阻挡利用介质层或玻璃容器将电极和放电介质隔开的结构的阻挡放电方式的平面型放电灯中，能够缩短点灯初期的辉度上升时间，同时防止因电极部的过分温度上升所引起的将电极和放电介质隔开的介质层或玻璃容器产生熔融的现象。
本发明的平面型放电灯点灯系统，其特征在于，具有平面型放电灯；温度检测装置；控制电路；以及电压供给电路，而所述平面型放电灯是，使透光型的前面基板和背面基板相对配置，在将两板间的内部气密封接后的平平面状放电容器的内部封入放电介质，在该平面状放电容器的外部或内部设有不与上述放电介质接触的至少一对电极，所述温度检测装置直接或间接地对所述平面型放电灯的电极温度进行检测，所述控制电路根据所述温度检测装置的检测温度，生成指定施加给所述平面型放电灯的功率值的控制信号，所述电压供给电路供给与所述控制信号对应的功率值，所述电压供给电路在所述平面型放电灯开始点灯时，进行控制，使得随着所述电极温度上升而供给所述平面型放电灯的灯功率连续或阶段性减少。
另外，在本发明的平面型放电灯点灯系统中，其特征在于，所述平面型放电灯，是利用介质层或玻璃容器将所述电极和放电介质隔开的结构的阻挡放电型放电灯，所述电压供给电路在所述平面型放电灯开始点灯时，对供给所述平面型放电灯的灯功率进行连续或阶段性减少控制，以使所述电极温度不超过将所述介质层或玻璃容器熔融的规定值。
此外，在本发明的平面型放电灯点灯系统中，其特征在于，所述电压供给电路，通过将施加在所述平面型放电灯上的电压的振幅值降低，而使在所述点灯开始时，随着所述电极温度的上升供给所述平面性放电灯的灯功率连续或阶段性减少。
此外，在本发明的平面型放电灯点灯系统中，其特征在于，所述电压供给电路，通过将施加在所述平面型放电灯上的电压的频率降低，而使在所述点灯开始时，随着所述电极温度的上升供给所述平面性放电灯的灯功率连续或阶段性减少。
此外，在本发明的平面型放电灯点灯系统中，其特征在于，所述电压供给电路，采用对施加在所述平面型放电灯上的电压设置了接通期间和切断期间的PWM点灯，通过减小接通期间的比例，而使在所述点灯开始时，随着所述电极温度的上升供给所述平面性放电灯的灯功率连续或阶段性减少。
此外，在本发明的平面型放电灯点灯系统中，其特征在于，所述电压供给电路将大致正弦波的电压供给所述平面型放电灯。
采用本发明，可提供如下一种平面性放电灯点灯系统平面型放电灯利用电压供给电路进行点灯开始时，通过进行控制，使得随着电极温度上升而供给平面型放电灯的灯功率连续或阶段性减少，从而能够缩短点灯初期的辉度的上升时间，同时防止将电极和放电介质隔开的介质层或玻璃容器因电极部过分的温度上升而产生熔融的现象。
图1是利用本发明第1实施形态的平面型放电灯点灯系统进行点灯的平面型放电灯的立体图。
图2是从图1的平面型放电灯上侧看到的局部剖切立体图。
图3是从图1的平面型放电灯下侧看到的局部剖切立体图。
图4是图1的平面型放电灯的一组变形例的各剖视图。
图5是本发明第1实施形态的平面型放电灯点灯系统的方框图。
图6是表示图1所示的平面型放电灯的电极部温度和所施加的灯功率的曲线图。
图7是利用本发明第1实施形态的平面型放电灯点灯系统进行的功率控制特性曲线图。
图8是利用本发明第1实施形态的平面型放电灯点灯系统对电压振幅进行控制的控制例子的灯电压波形图。
图9是利用本发明第1实施形态的平面型放电灯点灯系统对电压频率进行控制的控制例子的灯电压波形图。
图10是利用本发明第1实施形态的平面型放电灯点灯系统对电压施加期间进行控制的控制例子的灯电压波形图。
图11是应用本发明第2实施形态的平面型放电灯点灯系统的背照光的主视图及剖视图。
图12是应用本发明第3实施形态的平面型放电灯点灯系统的背照光的主视图及剖视图。
具体实施例方式
下面，根据附图详细说明本发明的实施形态。
(第1实施形态)图1～图3表示本发明第1实施形态的平面型放电灯点灯系统所使用的平面型放电灯的结构。在该实施形态中所使用的平面型放电灯是阻挡放电方式的平面型放电灯L，包含平面型放电容器，该平面型放电容器是将由透光性玻璃板构成的前面基板1和背面基板2相对配置、并将周边部用熔合玻璃7封接而成，而背面基板2是把侧壁部3及隔板5形成为一体而成的。在该平面型放电容器的内部，作为放电介质是采用汞蒸气、氙、氪、氩、氖、氦气中的单独一种或将2种以上混合的气体，并以数kPa至数百kPa的封入压力进行封入。作为封入气体的一个例子，是汞蒸气、氩和氖气的混合气体，关于氖和氩气的比例，在使发光效率及灯的低电压起动优先的场合为50∶50～99∶1，加大氖的混合比而构成，在使发光的上升速度优先的场合为1∶99～50∶50，加大氩的混合比而构成。对于气体压力，是在1Torr～700Torr的范围内，从低电压起动性、发光效率、寿命的观点出发，最好设定在20～100Torr的范围内。
在前面基板1的外表面，沿着放电容器的端部，配置施加高电压的外部电极6a和施加低电压的外部电极6b，使其不与放电介质接触。在本例子的场合，外部电极6a、6b和放电介质的隔开是靠前面基板1本身进行，但也可用介质层隔开。另外，在本例子中，采用了将两方的电极6a、6b与放电介质隔开的结构，但也可是将一个电极作为内部电极、仅将另一个电极与放电介质隔开的结构。另外，在本例子中，仅在前面基板1上设置外部电极6a、6b，但也可采用如下结构即仅在背面基板2上形成外部电极6a、6b；或在前面基板1和背面基板2的两面形成外部电极6a、6b；或在前面基板1、背面基板2及将前面基板1和背面基板2接合的侧面形成外部电极6a、6b。
作为电极6a、6b的形成方法，可有如下方法即通过导电性粘接剂将铝等的导电性带子形成在放电容器上的方法；或在利用丝网印刷、分散涂布或浸渍方式将混合有银等金属粉和溶剂及粘合剂的导电性糊料涂布在放电容器表面上后进行干燥、烧结而形成的方法；或利用例如施加超声波振动并同时利用分散涂布或浸渍方式把对含有锡、铟、铋、铅、锌、锑或银中至少一种以上的钎焊料进行加热熔融后的材料涂布在放电容器的表面上的方法。此外，为了提高电极层和放电容器的粘接性，可采取例如用喷砂处理方式对形成电极6a、6b的位置的放电容器的表面进行粗化的方法。
外部电极6a、6b的形状除了形成图示的带状外，可形成面向由隔板分开的各放电空间8形成凸部等的多种不同形状。另外，在图1～图3中虽表示了一对电极，但也可作成多对电极结构。
一体形成在背面基板2上的细长状的隔板5以规定的间隔配置，将前面基板1和背面基板2的间隔保持一定，并防止放电容器的内外气压差所引起的灯的爆缩造成的破损。另外，隔板5相对于电极6a、6b沿垂直方向配置，将电极6a、6b之间分割成多个放电区域。该隔板5的形状除了图示的截面为梯形状外，可作成图4(a)所示的波纹形状、图4(b)所示的半椭圆形等任意形状。另外，如图4(c)所示，也可将前面基板1和背面基板2作成平板状，作成另外设有隔板5的结构。虽然在本例子中将背面基板2进行热加工形成一体，但也可如图4(d)、(e)所示，作成对前面基板1进行热加工并与平板的背面基板2贴合的结构，或如图4(f)所示，作成将前面基板1和背面基板2一起进行热加工而贴合的结构。
由隔板5分割的放电空间8的大小根据所要求的灯的起动电压、灯电压及光通量来设定，例如，放电空间的宽度W设定为0.5～30mm的范围，放电空间的高度H设定为0.5～6mm的范围。在图4的各例子中，表示了将各放电空间8的截面积全部做成相同的情况，但根据场合，也可做成使放电空间的截面积不同的结构。
在前面基板1、背面基板2、隔板5的内侧分别形成有荧光层4。该荧光层4可将通过放电而从放电介质发发射出的紫外线变换成可见光。
荧光层4使用一般照明、冷阴极放电灯、PDP所使用的荧光体，单独或混合涂布有不同发光颜色的数种荧光体。另外，也可将不同的发光颜色的荧光体分别涂布成条纹或点状，而构成荧光层4。
对于射出光一侧的前面基板1的荧光层4，为了不损失地使来自背面基板2一侧的荧光体的光透过，例如将平均粒径(1次粒子直径)约为2.5μm以上的荧光体粒子较薄地形成，厚度为5～15μm。另一方面，对于不射出光的背面基板2的荧光层4，为了将光较多地引向前面基板1一侧，例如将平均粒径约为2.5μm以下的荧光体粒子较厚地形成，厚度为30～200μm，以提高反射辉度。
另外，虽未图示，但在形成有电极6a、6b的基板上，在形成电极的位置的基板内侧有荧光层时，荧光层因放电而被溅蚀，并加快气体的消耗速度，故一般也采用在设置电极6a、6b的位置的基板内侧不设置荧光层的结构。
在背面基板2和荧光层4之间也形成微粒子的金属氧化物的反射层。另外，在前面基板1及背面基板2和荧光层4之间，也可以例如形成氧化钛、氧化铝、氧化铱等金属氧化物层，以防止汞在玻璃表面上移动，或吸收因放电产生的紫外线。另外，在本例子中，虽在两方的玻璃基板1、2的内表面设置荧光层4，但也可做成省略任一面的荧光层。另外，根据该灯的用途，可省略前面基板1和背面基板2两方的荧光层4，采用直接利用从放电介质发发射的可见光的形态。
图5表示使上述结构的平面型放电灯L点灯的平面型放电灯点灯系统。如后所述，在电极6a的附近例如设置热敏电阻等电极部温度检测器11，间接地对电极6a的温度进行检测。使该电极部温度检测器11预先保持对其输出和实际的电极部的温度进行检测所得到的关系式，通过将自己的测定值套用关系式，从而判断电极部的实际温度，并将其作为电极部温度，向控制电路12输出。
控制电路12根据电极部温度检测器11所输出的温度信息，并根据例如图6所示的电极温度和施加功率的关系，来决定输入灯的功率，并将指定功率值的信号向电压供给电路13输出。根据图6的关系，设定成电极部温度越高，越降低所输入的功率，而且，越是接近将电极和放电容器隔开的介质层或玻璃容器熔融的极限温度，越要增大功率值的衰减率，使得不达到极限温度。
电压供给电路13将例如直流电压那样的驱动用电压变换成例如正弦波交流那样的施加在灯L上的电压，同时根据从控制电路12输出的指定功率值的信号，调整供给灯L的功率。
图7表示控制的一个例子。是这样进行控制，即在点灯初期(步骤1)，当电极部温度较低时，提高供给灯L的电极6a、6b的功率值，促进灯L发热，并随着灯的温度上升，如步骤2、步骤3那样，使输入灯的灯功率值阶段性减少，使辉度保持一定。其结果，与施加一定功率的情况相比，可缩短辉度的上升时间。另外，通过连续进行功率的变更控制，可减少功率切换时发光的闪烁。
作为在点灯开始时减少灯功率的措施，可采取如下方法(i)如图8(a)～(c)所示，降低施加在灯L上的电压的振幅值的方法；(ii)如图9(a)～(c)所示，降低施加在灯L上的电压的频率的方法；或(iii)如图10(a)～(c)所示，对于施加在灯L上的电压设置接通期间和切断期间、并减小该接通期间的比例的方法。另外，也可将这些(i)～(iii)的方法组合使用2个或3个。并且，通过将施加电压采用正弦波，从而可减少发生因高次谐波所引起的噪声。
采用本实施形态的平面型放电灯点灯系统，可缩短点灯初期的辉度的上升时间，并可防止将电极和放电介质隔开的介质层或玻璃容器因电极部的过分温度上升而熔融。
(第2实施形态)
用图11来说明本发明的第2实施形态的平面型放电灯点灯系统。在本实施形态中，是将与图1～图3所示的第1实施形态结构相同的平面型放电灯L作为背照光光源B/L、并使其点灯的形态。
如图11(a)、(b)所示，背照光B/L的框体由前框21a和后框21b构成。灯L离后框21b的底面隔开0.1mm～5.0mm配置。灯L置于设在后框21b的底面周边部的台阶部上，在与形成框状的固定构件22之间，将灯L的周边部夹牢固定。另外，由于形成灯L的电极6a、6b的部分不发光，故为了提高B/L周边部的辉度，将框状的固定构件22的形状在电极部处作成斜面形状。
为了进一步提高灯L发光的均匀性，在灯L的前面侧上方，隔开约0.1～30mm配置有透射率为40％以上的漫射板23。此外，为了进一步提高发光的均匀性或辉度时，在漫射板23的上面也可配置漫射片、聚光片、偏振光反射片(未图示)。
检测电极部6a、6b温度的装置，例如使用由热敏电阻构成的温度检测器11。由于B/L通常在竖直的状态下点灯，故由于热对流，点灯上侧的温度相对于下侧的温度要高。电极的温度检测装置11由于是以随着电极部的过分温度上升而防止玻璃或介质破损为目的的，故温度检测器如图11(a)所示，大致垂直地配置在点灯的BL的上部即虚线A-A’部分。
温度检测器11如图11(b)所示那样配置，使其与电极附近的背面基板上的位置接触。作为温度检测器11的配置部位，不限于图11(b)所示的位置，也可配置在图11(b)～(e)所示的位置。即，也可以在图11(c)中，与电极附近的背面基板分开配置，在图11(d)中，与电极附近的前面基板分开配置，在图11(e)中，与电极附近的前面基板分开配置并固定在固定构件22的框状构件上。上述情况都是对电极的温度进行间接检测的结构。
在本实施形态中，对于电极6a、6b的电压施加电路与第1实施形态相同，且电压施加的方式也与第1实施形态相同。由此，作为背照光点灯系统，可缩短该光源即平面型放电灯L的点灯初期的辉度上升时间，并可防止将电极和放电介质隔开的介质层或玻璃容器因电极部的过分温度上升而熔融。
(第3实施形态)图12是表示本发明另一实施形态的示图。图12(a)是B/L的俯视图，是与图11(a)对应的示图。在本实施形态中，除了图12(b)所示那样配置在电极附近的第1温度检测装置11a外，还如图12(c)所示，在大致垂直配置的B/L的下侧、即图12(a)的虚线B-B’所示的部分且水平方向的中央部设有第2温度检测装置11b。此第2温度检测装置11b间接地检测灯L的发光部的灯壁温度。因此，采用本实施形态，除了有利用第1温度检测装置11a所产生的防止电极破损的功能外，可能够利用第2温度检测装置11b对影响到封入汞的灯L亮度的发光部的灯壁温度进行观测和控制，可对灯的发光效率进行最佳控制。
权利要求
1.一种平面型放电灯点灯系统，其特征在于，具有平面型放电灯；温度检测装置；控制电路；以及电压供给电路，所述平面型放电灯是，使透光型的前面基板和背面基板相对配置，在将两板间的内部气密封接后的平面状放电容器的内部封入放电介质，在该平面状放电容器的外部或内部设有不与所述放电介质接触的至少一对电极，所述温度检测装置直接或间接地对所述平面型放电灯的电极温度进行检测，所述控制电路根据所述温度检测装置的检测温度，生成指定施加给所述平面型放电灯的功率值的控制信号，所述电压供给电路供给与所述控制信号对应的功率值，所述电压供给电路在所述平面型放电灯开始点灯时，进行控制，使得随着所述电极温度上升而供给所述平面型放电灯的灯功率连续或阶段性减少。
2.如权利要求1所述的平面型放电灯点灯系统，其特征在于，所述平面型放电灯，是利用介质层或玻璃容器将所述电极和放电介质隔开的结构的阻挡放电型放电灯，所述电压供给电路在所述平面型放电灯开始点灯时，对供给所述平面型放电灯的灯功率进行连续或阶段性减少控制，以使所述电极温度不超过将所述介质层或玻璃容器熔融的规定值。
3.如权利要求2所述的平面型放电灯点灯系统，其特征在于，所述电压供给电路，通过将施加在所述平面型放电灯上的电压的振幅值降低，而使在所述点灯开始时，随着所述电极温度的上升供给所述平面性放电灯的灯功率连续或阶段性减少。
4.如权利要求2所述的平面型放电灯点灯系统，其特征在于，所述电压供给电路，通过将施加在所述平面型放电灯上的电压的频率降低，而使在所述点灯开始时，随着所述电极温度的上升供给所述平面性放电灯的灯功率连续或阶段性减少。
5.如权利要求2所述的平面型放电灯点灯系统，其特征在于，所述电压供给电路，采用对施加在所述平面型放电灯上的电压设置了接通期间和切断期间的PWM点灯，通过减小接通期间的比例，而使在所述点灯开始时，随着所述电极温度的上升供给所述平面性放电灯的灯功率连续或阶段性减少。
6.如权利要求1～5中任一项所述的平面型放电灯点灯系统，其特征在于，所述电压供给电路将大致正弦波形的电压供给所述平面型放电灯。
全文摘要
一种平面型放电灯点灯系统，是在阻挡放电方式的平面型放电灯中，可缩短点灯初期的辉度的上升时间，并可防止将电极和放电介质隔开的介质层或玻璃容器因电极部的过分温度上升而熔融。该平面型放电灯点灯系统的结构是，对平面型放电灯L的电极(6a、6b)的温度进行检测，并进行控制，使得在点灯开始时，随着电极温度上升而供给灯的灯功率连续或阶段性减少。
文档编号H05B41/24GK1941266SQ20061014137
公开日2007年4月4日 申请日期2006年9月25日 优先权日2005年9月26日
发明者矢野英寿, 高木将实 申请人:哈利盛东芝照明株式会社