地球環境を考慮に入れた照明光源における放電原理解明の基礎的、応用的研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550320
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 御子柴 茂生 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (60231726)
• Keywords: 無水銀ランプ / 希ガスランプ / 平板型ランプ / 平面放電

Research Abstract

近年、地球環境を守る観点に基づき、電気・電子機器から人体に有害な水銀を無くす動きが活発になってきている。現在屋内照明用光源として広く使われている蛍光灯も水銀を用いているが、その膨大な使用量のため問題を先送りにしていた。しかし蛍光灯から水銀を無くすことは大変重要な課題であり、かつ技術的には幾つかのブレークスルーが必要である。そこで本研究では、希ガスを用いた構造が簡単な平面型放電ランプを考案試作し、放電原理の基礎的解明した。
まず従来から常識とされていた、平面放電は不安定であり、収縮現象を起こしてしまうことを覆し、駆動電圧パルスの周期とパルス幅および電圧の最適化を図ることにより、放電空間全体に一様に広がる発光を得ることができた。また、注入する希ガスとして主としてキセノンを用いるが、この他にヘリウム、ネオン、アルゴンなどのバッファガスを加え、高輝度発光を得るために、ガス組成、組成比、圧力の最適化を行った。
キセノンの共鳴線を蛍光体励起源として使用するため、電流密度の増加とともに輝度が飽和し、発光効率が低下する。従って高発光効率を得るためには駆動電圧パルス幅を狭くし、電流量を減らすと放電の安定度が増し駆動電圧の周波数を高くしても収縮せずに駆動でき高輝度を得られた。輝度一定のもとで比較すると、パルス周期が長いほど発光効率が高く、高ガス圧ほど発光効率が高く、高輝度が得られた。

Research Products

• [Publications] S.Mikoshiba: "Bringing Backlights to the Fore"Information Display 2/03. 20-40 (2003)
• [Publications] T.Shiga, L.C.Pitchford, J-P.Boeuf, S.Mikoshiba: "Study of efficacy in a mercury-free flat discharge fluorescent lamp using a zero-dimensional positive column model"J.Phys.D : Appl.Phys.36. 512-521 (2003)
• [Publications] T.Shiga, S.Mikoshiba: "Reduction of LCTV Backlight Power and Enhancement of Gray Scale Capability by Using an Adaptive Dimming Technique"SID '03, DIGEST. 1364-1367 (2003)
• [Publications] T.Shiga, S.Mikoshiba, L.C.Pitchford, J-P.Boeuf: "Investigation of efficacy in Mercury-Free Flat Discharge Fluorescent Lamp using a Zero-Dimensional Positive Column Model"XXXVI, Int.Conf.on Phenomena in Ionized Gases. 75-76 (2003)