(57)【要約】  本発明は、走査又は点滅バックライトシステムにおける使用のための低圧ガス放電ランプ（１０）に関し、低圧ガス放電ランプ（１０）は、（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｘ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）２ＳｉＯ４（ＸＳＯとしても既知である）、（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）Ｓｉ２Ｎ２Ｏ２（ＸＳＯＮとしても既知である）、及び、（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）２Ｓｉ５Ｎ８（ＸＳＮとしても既知である）を含む群から選択され、ここで、０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０＜ｚ≦０．２０、及び、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である発光材料を含む。本発明に従った発光材料は、比較的短い減衰時間（０．５ミリ秒未満）を有し、本発明に従った低圧ガス放電ランプ（１０）の比較的短い残光時間がもたらされる。例えば、走査又は点滅バックライトシステムにおいて発光材料ＢＡＭ、ＬＡＰ、及び、ＹＯＸを含む既知の低圧ガス放電ランプを使用するとき、これらの発光材料の残光時間は、特に走査又は点滅時間が５０ヘルツ又は６０ヘルツから、例えば、９０ヘルツ又は１００ヘルツに増大されるときに、可視的な動作アーチファクトを創成する。既知の発光材料ＬＡＰ及び／又はＹＯＸを本発明に従った発光材料と置換することで、動作アーチファクトの減少がもたらされる。
2009541930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査動作モード又は点滅動作モードで動作されるよう配置されるバックライトシステムのための低圧ガス放電ランプであって、
ガス充填剤を含む放電空間を気密に取り囲む光透過性の放電管を含み、
該放電管は、紫外光を実質的に含む光を放射する前記放電空間内に放電を維持するための放電手段を含み、
前記放電管の壁は、
紫外光を当該低圧ガス放電ランプによって放射される可視光に変換するために、
（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｘ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）２ＳｉＯ４、
（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）Ｓｉ２Ｎ２Ｏ２、及び、
（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）２Ｓｉ５Ｎ８
を含む群から選択され、
ここで、０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０＜ｚ≦０．２０、及び、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である、
発光材料を含む発光層を備える、
低圧ガス放電ランプ。
【請求項２】
前記発光層は、
原色緑を放射するために、
（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｘ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）２ＳｉＯ４、及び、
（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）Ｓｉ２Ｎ２Ｏ２
を含む群から選択され、
ここで、０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０＜ｚ≦０．２０、及び、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である、
第一発光材料を含み、
原色赤を放射するために、
（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）２Ｓｉ５Ｎ８
を含む群から選択され、
ここで、０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０＜ｚ≦０．２０、及び、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である、
第一発光材料を含む、
請求項１に記載の低圧ガス放電ランプ。
【請求項３】
前記放電空間の前記ガス充填剤は、水銀を含む、請求項１又は２に記載の低圧ガス放電ランプ。
【請求項４】
前記発光層は、前記放電管の内壁に配置され、無機塗膜が、前記発光材料を覆うために配置される、請求項１又は２に記載の低圧ガス放電ランプ。
【請求項５】
前記無機塗膜は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、又は、ＭｇＯを含む、請求項４に記載の低圧ガス放電ランプ。
【請求項６】
当該低圧ガス放電ランプは、熱陰極蛍光ランプである、請求項１又は２に記載の低圧ガス放電ランプ。
【請求項７】
ディスプレイ装置を照明するためのバックライトシステムであって、
走査動作モード又は点滅動作モードで動作されるよう配置され、請求項１又は２に記載の低圧ガス放電ランプを含む、
バックライトシステム。
【請求項８】
前記ディスプレイ装置と実質的に平行な平面内に互いに平行に配置される複数の低圧ガス放電ランプを含み、該複数の低圧ガス放電ランプは、動作中、走査動作モードで使用される、請求項７に記載のバックライトシステム。
【請求項９】
前記低圧ガス放電ランプは、動作中、点滅動作モードで動作される、請求項７に記載のバックライトシステム。
【請求項１０】
請求項７、８、又は、９に記載のバックライトシステムを含むディスプレイシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査動作モード又は点滅動作モードにおいて動作されるよう構成されるバックライトシステムのための低圧ガス放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
低圧ガス放電ランプは、一般的には、発光材料を含む発光層を有する放電管を含む。発光層は、一般的には、放電管の内壁に塗布される。発光材料は、放電空間から放射されるＵＶ光を増大された波長の光、典型的には、可視光に変換し、次に、可視光は、低圧ガス放電ランプによって放射される。そのような放電ランプは、蛍光ランプとも呼ばれる。一般照明目的の低圧ガス放電ランプは、普通、発光材料の混合物を含み、発光材料の混合物は、蛍光ランプによって放射される光の色を決定する。一般的に使用される発光材料の例は、例えば、青色発光ユーロピウム活性バリウムマグネシウムアルミネート、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋（ＢＡＭとも呼ばれる）、緑色発光セリウム−テルビウム共活性ランタンホスフェート、ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ（ＬＡＰとも呼ばれる）、及び、赤色発光ユーロピウム活性酸化イットリウム、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ（ＹＯＸとも呼ばれる）である。
【０００３】
低圧ガス放電ランプの放電管は、普通、放電空間を気密に取り囲む光透過外被によって構成される。放電管は、一般的には、管状であり、細長い実施態様及びコンパクトな実施態様の両者を含む。通常、放電空間内に放電を生成し且つ維持するための手段は、放電空間付近に配置される電極である。代替的に、低圧ガス放電ランプは、所謂無電極低圧ガス放電ランプ、例えば、放電を生成し且つ／或いは維持するために必要とされるエネルギが誘導交流電磁場を用いて放電管を通じて移転される誘導ランプである。
【０００４】
低圧ガス放電ランプは、しばしば、バックライトユニットにおいて使用される。そのようなバックライトユニットは、例えば、ＬＣＤパネルとも呼ばれる液晶ディスプレイ装置のような非放射ディスプレイ装置内の光源として使用され、ＬＣＤパネルは、例えば、画像を投影し、或いは、テレビプログラム、フィルム、ビデオプログラム、又は、ＤＶＤ等を表示するためのテレビ受信器及び（コンピュータ）モニタにおいて使用される。バックライトユニットでは、典型的には、例えば、赤色、緑色、及び、青色の原色が放射される。原色は、特定波長付近の所定スペクトル帯域幅の光を含む。赤色、緑色、及び、青色を使用することによって、白色を含むフルカラー画像がディスプレイ装置によって生成され得る。また、原色の他の組み合わせもディスプレイ装置において使用され得る。それらはフルカラー、例えば、赤色、緑色、青色、シアン色、及び、黄色の画像の生成を可能にする。よって、バックライトユニットにおいて使用される原色の数は異なり得る。
【０００５】
しばしば、バックライトユニットは、ディスプレイ装置と平行な平面内に互いに隣接して配置される複数の低圧ガス放電ランプを含む。複数の低圧ガス放電ランプは、連続的な動作モードで動作され得るし、或いは、走査動作モードで動作され得るし、或いは、点滅動作モードで動作され得る。連続動作モードの間、複数の低圧ガス放電ランプは、画像がディスプレイ装置上に表示される間、所謂フレーム時間の間に、連続的に光を放射する。走査動作モード又は点滅動作モードの間、低圧ガス放電ランプは、各低圧ガス放電ランプがフレーム時間の一部の間にだけ光を放射するよう、スイッチが順次的にオン／オフされる。ＬＣＤパネルを照明するバックライト内で走査動作モード又は点滅動作モードを使用するとき、ＬＣＤパネルの画像品質は、特に表示画像中の移動物体のために改良される。
【０００６】
走査動作モード又は点滅動作モードにおいて使用される低圧ガス放電ランプを含むバックライトユニットを有する既知のＬＣＤパネルでは、動作アーチファクトが依然として存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＬＣＤパネル内の動作アーチファクトを減少する低圧ガス放電ランプを提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の特徴によれば、その目的は、
ガス充填剤を含む放電空間を気密に取り囲む光透過性の放電管を含み、
放電管は、紫外光を実質的に含む光を放射する放電空間内に放電を維持するための放電手段を含み、
放電管の壁は、
紫外光を当該低圧ガス放電ランプによって放射される可視光に変換するために、
（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｘ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）２ＳｉＯ４、
（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）Ｓｉ２Ｎ２Ｏ２、及び、
（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）２Ｓｉ５Ｎ８
を含む群から選択され、
ここで、０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０＜ｚ≦０．２０、及び、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である、
発光材料を含む発光層を備える低圧ガス放電ランプで達成される。
【０００９】
本発明に従った手段の効果は、（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｘ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）２ＳｉＯ４（さらにＸＳＯとも呼ばれる）、（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）Ｓｉ２Ｎ２Ｏ２（さらにＸＳＯＮとも呼ばれる）、及び、（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）２Ｓｉ５Ｎ８（さらにＸＳＮとも呼ばれる）を含む群から選択され、ここで、０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０＜ｚ≦０．２０、及び、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である発光材料を含む低圧ガス放電ランプが、０．５ミリ秒未満の減衰時間を有することである。発光材料の比較的短い減衰時間の故に、本発明に従った低圧ガス放電ランプは、比較的短い残光時間を有する。例えば、紫外光を可視光に変換するために発光材料が低圧ガス放電ランプにおいて使用されるとき、発光材料は残光時間を有し、それは低圧ガス放電ランプのスイッチがオフである間に発光材料が依然として光を放射する時間の期間である。残光時間中に放射される光の強度は、時間と共に減衰する。普通、減衰は指数関数的であり、減衰時間は、光強度が、第一光強度から、第一光強度よりも１／ｅ倍低い第二光強度に減少するのに必要とされる時間の期間として定められる。発光材料の残光時間の故に、画像は所望よりも長く可視的である。画像が依然として見える時間は、表示画像の「保持時間」として定められ、それは低圧ガス放電ランプによって放射される残余の光が画像の全発光に対して１０％未満寄与する時間の期間である。規則的な指数関数的な減衰を有する発光材料に関して、「保持時間」は減衰時間の約２．３倍である。上記されたように、走査又は点滅の間、バックライトシステムの低圧ガス放電ランプは、画像がディスプレイ装置上に表示される時間であるフレーム時間の一部の間にスイッチがオンされるだけである。保持時間がフレーム時間の大きさのオーダにあるとき、動作アーチファクトは可視的になる。既知の低圧ガス放電ランプは、実質的に白色光を生成する材料、例えば、ＢＡＭ、ＬＡＰ、及び、ＹＯＸの混合を含む。具体的には、発光材料ＬＡＰ及びＹＯＸは、比較的長い減衰時間（ＬＡＰに関しては約４〜５ミリ秒、ＹＯＸに関しては約１〜２ミリ秒）を有する。例えば９０ヘルツの走査又は点滅周波数を有するバックライトシステムの低圧ガス放電ランプにおいてＬＡＰ及びＹＯＸを使用するならば（約１１ミリ秒のフレーム時間がもたらされる）、原色緑のための保持時間は、フレーム時間よりも長くなり得るし、赤色のための保持時間は、フレーム時間の大きさのオーダにある。これは緑色及び赤色動作アーチファクトを引き起こす。本発明に従った低圧ガス放電ランプを使用するならば、発光材料の減衰時間は０．５ミリ秒未満であり、よって、動作アーチファクトは減少される。
【００１０】
発光材料ＸＳＯ及びＸＳＯＮは、原色緑の光を放射し、既知の低圧ガス放電ランプにおける原色緑のための減衰時間を向上するために、例えば、既知の低圧ガス放電ランプにおける緑色発光ＬＡＰを置換し得る。発光材料ＸＳＮは、原色赤を放射し、原色赤のための減衰時間を向上するために、例えば、既知の低圧ガス放電ランプにおける緑色発光ＹＯＸを置換し得る。
【００１１】
本発明に従った低圧ガス放電ランプのさらなる利益は、バックライトシステム内の低圧ガス放電ランプの走査周波数又は点滅周波数が増大され得ることである。現在、バックライトシステムの走査又は点滅周波数を、一般的に利用可能な５０ヘルツ又は６０ヘルツから９０ヘルツ又は１００ヘルツに増大する傾向がある。５０ヘルツ又は６０ヘルツの一般的な周波数で、視聴者は画像のフラッシング（点滅）を経験し得る。走査周波数又は点滅周波数を増大することによって、視聴者によって経験される画像のこのフラッシングは減少される。しかしながら、既知の低圧ガス放電ランプを含むバックライトシステムの走査周波数又は点滅周波数を増大することは、フレーム時間の減少に起因する動作アーチファクトを引き起こし、使用される発光材料は比較的長い減衰時間を有する。本発明に従った低圧ガス放電ランプを含むバックライトシステムを使用することは、動作アーチファクトを導入せずに、バックライトシステムの走査周波数又は点滅周波数の増大を可能にする。
【００１２】
低圧ガス放電ランプの実施態様において、発光層は、原色緑を放射するために、（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｘ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）２ＳｉＯ４、及び、（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）Ｓｉ２Ｎ２Ｏ２を含む群から選択され、ここで、０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０＜ｚ≦０．２０、及び、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である第一発光材料を含み、原色赤を放射するために、（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）２Ｓｉ５Ｎ８を含む群から選択され、ここで、０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０＜ｚ≦０．２０、及び、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である第一発光材料を含む。この実施態様の利益は、原色緑及び赤の両方が、０．５ミリ秒未満の減衰時間を有する発光材料を使用して放射されることである。低圧ガス放電ランプが、さらに、青色発光材料、例えば、ＢＡＭ（典型的には、約１．５ミリ秒の減衰時間を有する）を含むとき、放射される色のそれぞれの保持時間は、０．５ミリ秒より下であり、それによって、バックライトシステム内の発光材料の残光時間に由来する動作アーチファクトを実質的に排除する。
【００１３】
低圧ガス放電ランプの実施態様において、放電空間のガス充填剤は、水銀を含む。この実施態様の利益は、紫外光の発光が比較的効率的であり、比較的高い効率の低圧ガス放電ランプがもたらされることである。
【００１４】
低圧ガス放電ランプの好適実施態様において、発光層は、放電管の内壁に配置され、無機塗膜が、発光材料を覆うために配置される。この実施態様の利益は、発光材料が、放電環境から遮蔽されることである。放電環境への露出は、典型的には、発光材料の漸進的な劣化、よって、低圧ガス放電ランプの効率の減少を招く。無機塗膜は、放電環境から発光材料を遮蔽し、よって、発光材料の劣化を減少し、効率を実質的に維持する。無機塗膜は、例えば、発光層の上に、或いは、代替的に、発光層内の発光材料の個々の粒子の上に、塗膜として塗布され得る。低圧ガス放電ランプの実施態様において、無機塗膜は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、又は、ＭｇＯを含む。
【００１５】
低圧ガス放電ランプの実施態様において、低圧ガス放電ランプは、熱陰極蛍光ランプ（さらにＨＣＦＬとも呼ばれる）である。この実施態様の利益は、ＨＣＦＬが、比較的迅速にオンオフ切り替えられ得ることであり、それはＨＣＦＬを走査又は点滅バックライトシステムにおける使用に極めて適したものとする。
【００１６】
本発明は、本発明に従った低圧ガス放電ランプを含むバックライトシステムにも関し、バックライトシステムは、走査動作モード又は点滅動作モードにおいて動作されために配置される。本発明は、バックライトシステムを含むディスプレイシステムに関する。バックライトシステムの好適実施態様において、バックライトシステムは、点滅動作モード又は走査動作モードにおいて使用される。
【００１７】
本発明のこれらの及び他の特徴は、以下に記載される実施態様を参照して明瞭に解明されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図面は純粋に概略的であり、原寸通りに描写されていない。具体的には、明瞭性のために、一部の寸法は強く誇張されている。図面中の類似の構成部品は、可能な限り同一の参照番号で示されている。
【００１９】
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明に従った低圧ガス放電ランプ１０，１２の断面図を示している。本発明に従った低圧ガス放電ランプ１０，１２は、放電空間１６を気密に取り囲む光透過放電管１４を含む。放電空間１６は、ガス充填剤を含み、例えば、金属化合物及びバッファガスを含む。低圧ガス放電ランプ１０，１２は、さらに、結合素子を含む。結合素子は、放電空間１６内でガス放電を得るために、例えば、容量結合、誘導結合、マイクロ波結合を介して、或いは、電極１８を介して、エネルギを放電空間１６内に結合する。放電管１４は、発光材料を含む発光層２０を有する壁１５を含む。発光材料は、例えば、放電から放射される紫外光を吸収し、例えば、吸収紫外光を可視光に変換する。
【００２０】
図１Ａ及び１Ｂに示される実施態様において、放電管１４は、一組の電極１８を含む。図１Ａ及び１Ｂには、一組の電極１８の１つの電極のみが示されている。電極１８は、低圧ガス放電ランプ１０，１２の放電管１４を通じる電気接続である。２つの電極１８の間に電位差を印可することによって、２つの電極１８の間に放電が起動される。この放電は、一般的には、２つの電極１８の間に配置され、図１Ａ及び１Ｂには、放電空間１６として表示されている。代替的な結合素子は、容量結合器（図示せず）、誘導結合器（図示せず）、又は、マイクロ波結合器（図示せず）である。低圧ガス放電ランプ１０，１２内で放電を生成し且つ／或いは維持するために代替的な結合素子を使用するときの利益は、低圧ガス放電ランプ１０，１２の寿命を概して制限する電極１８が省略され得ることである。
【００２１】
一般的には、低圧ガス放電ランプ１０，１２内の光生成は、電荷担体（具体的には、電子であるが、イオンでもあってもよい）が、低圧ガス放電ランプ１０，１２の電極１８の間に適用される電場によって加速されるという原理に基づく。これらの加速電子及びイオンの低圧ガス放電ランプ１０，１２のガス充填剤内のガス原子又は分子との衝突は、これらのガス原子又は分子を解離させ、励起させ、或いは、電離させる。ガス充填剤の原子又は分子が接地状態に戻るとき、励起エネルギの実質的な部分は、放射線に変換される。ガス充填剤が水源を含むとき、励起水銀原子によって放射される光は、主として、約２５４ナノメートルの波長にある紫外光である。この紫外光は、次に、発光層２０内の発光材料によって吸収され、吸収層は、吸収紫外光を、例えば、所定の色の可視光に変換する。一般的には、（水銀原子によって放射される）紫外光子の発光材料に予得る吸収と、例えば、発光材料による可視範囲内の光子の後続の放射との間に、時間差がある。この時間差は、異なる発光材料によって異なり、発光材料の残光時間を決定する。
【００２２】
低圧ガス放電ランプ１０，１２において、一般的には、発光層２０は、実質的に白色光を放射し得るよう使用される発光材料の混合物を含む。既知の低圧ガス放電ランプでは、しばしば、発光材料ＢＡＭ（原色青を放射する）、（原色緑を放射する）ＬＡＰ、及び、（原色赤を放射する）ＹＯＸの混合が、実質的に白色光を得るために使用される。これらの発光材料は、表１に列挙されるように、それぞれ異なる減衰時間を有する。
【００２３】
９０ヘルツ又は１００ヘルツの周波数で走査し或いは点滅する走査動作モード（さらに走査バックライトシステム６０とも呼ぶ）又は点滅動作モード（さらに点滅バックライトシステム７０とも呼ぶ）において動作されるよう構成されるバックライトシステム内で既知の低圧ガス放電ランプを使用するとき（図３を参照）、発光材料ＬＡＰ及びＹＯＸの残光は大きすぎる。結果的に、動作アーチファクトは、走査動作モード又は点滅動作モードにおいて既知の低圧ガス放電ランプを使用するディスプレイシステムにおいて見られる。以下に示されるように、走査又は点滅の間、バックライトシステム６０，７０の低圧ガス放電ランプ１０，１２は、フレーム時間の一部の間にスイッチがオンされるだけであり、それは画像がディスプレイ装置４０上に表示される時間である。低圧ガス放電ランプのスイッチがオフされた後に画像が依然として見える時間である保持時間が、フレーム時間の大きさのオーダにあるとき、動作アーチファクトは見えるようになる。ＢＡＭ、ＬＡＰ、及び、ＹＯＸを含む既知の低圧ガス放電ランプにおいて、緑色及び赤色の動作アーチファクトは見えるようになる。
【００２４】
本発明に従った低圧ガス放電ランプ１０，１２は、ＸＳＯ、ＸＳＯＮ、又は、ＸＳＮを含む群から選択される発光材料を含む。発光材料ＸＳＯ及びＸＳＯＮは、原色緑及を放射し、例えば、ＢＡＭ、ＬＡＰ、及び、ＹＯＸの既知の混合物内の発光材料ＬＡＰを置換し得る。発光材料ＸＳＯ及びＸＳＯＮの減衰時間は０．５ミリ秒より下であるので、これらの発光材料が、９０ヘルツ又は１００ヘルツの周波数で走査し或いは点滅する走査又は点滅バックライトシステム６０，７０の低圧ガス放電ランプ１０，１２内で使用されるとき、動作アーチファクトは減少される。本発明に従った低圧ガス放電ランプ１０，１２は、例えば、ＢＡＭ、ＸＳＯ、及び、ＹＯＸの混合物、又は、ＢＡＭ、ＸＳＯＮ、及び、ＹＯＸの混合物を含み、それらは、走査又は点滅バックライトシステム６０，７０に適用されると、動作アーチファクトの減少をもたらす。何故ならば、赤色動作アーチファクトだけが見える状態であるからである。発光材料ＸＳＯＮは、原色赤を放射し、例えば、ＢＡＭ、ＬＡＰ、及び、ＹＯＸの既知の混合物中の発光材料ＹＯＸを置換し得る。発光材料ＸＳＮの減衰時間は０．５ミリ秒より下であるので、この発光材料が９０ヘルツ又は１００ヘルツで走査又は点滅バックライトシステム６０，７０の低圧ガス放電ランプ１０，１２において使用されるとき、動作アーチファクトは減少される。何故ならば、緑色動作アーチファクトだけが見える状態であるからである。
【００２５】
【表１】
2009541930.tif 000003
表１：周知の発光材料の減衰時間。ここでは、０≦ｘ＜１、０＜ｚ≦０．２０、及び、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である。
【００２６】
低圧ガス放電ランプ１０，１２の好適実施態様において、発光材料ＬＡＰ及びＹＯＸの双方は、発光材料ＸＳＯ又はＸＳＯＮ及びＸＳＮとそれぞれ置換される。これは、例えば、以下の発光材料の混合をもたらす。即ち、ＢＡＭ、ＸＳＯ、ＸＳＮ、又は、ＢＡＭ、ＸＳＯＮ、ＸＳＮ。走査又は点滅バックライトシステム６０，７０における、列挙された発光材料の混合物の１つを含む本発明に従った低圧ガス放電ランプ１０，１２の使用は、９０ヘルツ又は１００ヘルツの周波数での走査又は点滅周波数で動作アーチファクトを実質的に引き起こさない。
【００２７】
発光材料ＸＳＯの実施態様において、ラベルｘ、ｙ、及び、ｚは、例えば、ｘ＝０．４９、ｙ＝０、及び、ｚ＝０．０２であるように選択され、（Ｓｒ０．４９Ｂａ０．４９Ｅｕ０．０２）２ＳｉＯ４をもたらし、さらにＢＯＳＥとも表示される。発光材料ＸＳＯＮの実施態様において、ラベルｘ、ｙ、及び、ｚは、例えば、ｘ＝０、ｙ＝０、及び、ｚ＝０．０２であるように選択され、（Ｓｒ０．９８Ｅｕ０．０２）２Ｓｉ２Ｎ２Ｏ２をもたらし、さらにＳＳＯＮとして表示される。発光材料ＸＳＮの実施態様において、ラベルｘ、ｙ、及び、ｚは、例えば、ｘ＝０．９８、ｙ＝０、及び、ｚ＝０．０２であるように選択され、（Ｂａ０．９８Ｅｕ０．０２）２Ｓｉ５Ｎ８をもたらし、さらにＳＳＮとも表示される。
【００２８】
図１Ａ及び１Ｂに示される低圧ガス放電ランプ１０，１２の実施態様において、発光層２０は、放電管１４の壁１５の内側に塗布される。代替的に、発光層２０は、放電管１４の壁１５の外側（図示せず）にも塗布され得る。後者の実施態様において、放電管１４は、石英ガラスのような、紫外光を透過する材料で形成されなければならない。
【００２９】
図１Ｂは、例えばＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、又は、ＭｇＯを含む無機塗膜２２によって実質的に覆われる発光層２０を有する低圧ガス放電ランプ１２の実施態様を示している。この無機塗膜２２は、放電空間１６の放電環境から発光材料を実質的に遮蔽し、それは放電環境に起因する発光層２０内の発光材料の漸進的な劣化を減少する。劣化は発光材料の効率の減少を引き起こす。代替的に、無機塗膜２２は、図１Ｂに示されるように発光層２０を覆うよりも、むしろ発光材料の各粒子（図示せず）に塗膜として塗布される。
【００３０】
図２Ａは、バリウムを含むＸＳＯの特殊な変形として発光材料ＢＯＳＥ（（Ｓｒ０．４９Ｂａ０．４９Ｅｕ０．０２）２ＳｉＯ４）を含む低圧ガス放電ランプ１０，１２の励起スペクトル３１及び発光スペクトル３２を示している。図２Ａの励起スペクトル３１から明らかに見られるように、発光材料ＢＯＳＥは、水銀の主発光線が配置されるＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、及び、ＵＶ−Ｃ範囲内の紫外光を吸収する。ＢＯＳＥの発光スペクトル３２は、約５２０ナノメートル付近でピークを示し、よって、ＢＯＳＥは実質的に緑色光を放射する（緑色光は、約５００ナノメートル〜５７０ナノメートルの間に定められる）。
【００３１】
図２Ｂは、ストロンチウムを含むＸＳＯＮの特殊な変形として発光材料ＳＳＯＮ（（Ｓｒ０．９８Ｅｕ０．０２）２Ｓｉ２Ｎ２Ｏ２）を含む低圧ガス放電ランプ１０，１２の励起スペクトル３３及び発光スペクトル３４を示している。図２Ｂの励起スペクトルは、やはり、発光材料ＳＳＯＮが、水銀の主発光線が配置されるＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、及び、ＵＶ−Ｃ範囲内の紫外光を吸収することを示している。ＳＳＯＮの発光スペクトル３４は、約５４０ナノメートル付近でピークを示し、よって、ＳＳＯＮは実質的に緑色光を放射する（緑色光は、約５００ナノメートル〜５７０ナノメートルの間に定められる）。
【００３２】
図２Ｃは、ストロンチウムを含むＸＳＮの特殊な変形、発光材料ＳＳＮ（（Ｓｒ０．９８Ｅｕ０．０２）２Ｓｉ５Ｎ８）を含む低圧ガス放電ランプ１０，１２の励起スペクトル３５及び発光スペクトル３６を示している。図２Ｃの励起スペクトルも、発光材料ＳＳＮが、ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、及び、ＵＶ−Ｃ範囲内の紫外光を吸収することを示している。ＳＳＮの発光スペクトル３６は、約６２０ナノメートル付近でピークを示し、よって、ＳＳＮは実質的に赤色光を放射する（赤色光は、約６１０ナノメートル〜７５０ナノメートルの間に定められる）。
【００３３】
図３Ａは、本発明に従った走査バックライトシステム６０を有する本発明に従ったディスプレイシステム４０を示している。ディスプレイシステム４０は、ディスプレイ装置５０、例えば、周知の液晶ディスプレイ装置を含む。液晶ディスプレイ装置は、一般的には、偏光器５２と、光弁５４と、分析器５６とを含む。各光弁５４は、典型的には、例えば、液晶材料に亘って電場を適用することによって、入射光の偏光方向を変更し得る液晶材料を含む。偏光器５２、光弁５４、及び、分析器５６は、光弁５４が、例えば、「明るい」に切り替えられると、走査バックライトシステム６０から放射される光が透過されるよう構成される。光弁５４が、例えば、「暗い」に切り替えられると、走査バックライトシステム６０から放射される光は遮断される。そのようにして、ディスプレイ装置５０上に画像が生成され得る。
【００３４】
図３Ａに示されるような走査バックライトシステム６０は、ディスプレイ装置５０と実質的に平行な平面内で互いに平行に配置される低圧ガス放電ランプ１０の配列を含む。図３Ａに示される走査バックライトシステム６０は、ディスプレイ装置５０から離れて面する低圧ガス放電ランプ１０から放射される光を、ディスプレイ装置５０に向かって反射して戻す複数の反射壁６２を含む。走査バックライトシステム６０は、さらに、ディスプレイ装置５０に面し且つ走査バックライトシステム６０からの光をディスプレイ装置５０に向かって放射する出光窓６０を含む。走査バックライトシステム６０は、さらに、フレーム時間の間に低圧ガス放電ランプ１０の「オン」及び「オフ」を順次的に切り替えるためのコントローラ６６を含む。
【００３５】
図３Ｂは、本発明に従ったバックライトシステム７０を有する本発明に従ったディスプレイシステム４２を示している。ディスプレイシステム４２は、ディスプレイ装置５０を含み、それは、例えば、図３Ａに示されるディスプレイ装置５０と同一である。図３Ｂに示される点滅バックライトシステム７０は、入光窓７２を介して光を光ガイド７４内に放射する低圧ガス放電ランプ１０を含む。低圧ガス放電ランプ１０によって放射される光は、光ガイド７４内に分配され、ディスプレイ装置５０に面する出光窓７６を介してディスプレイ装置５０に向かって放射される。点滅バックライトシステム７０は、さらに、フレーム時間の一部の間に低圧ガス放電ランプ１０の「オン」及び「オフ」の切替えを制御するためのコントローラ７８を含む。
【００３６】
上述の実施態様は、本発明を制限するよりも、むしろ例証すること、並びに、付属の請求項の範囲から逸脱せずに、当業者が多くの代替的な実施態様を設計し得ることが付記されるべきである。
【００３７】
請求項中、括弧内に配置される如何なる参照記号も、請求項を制限するように解釈されてはならない。「含む」という動詞及びその活用形の使用は、請求項中で述べられる素子又はステップ以外の素子又はステップの存在を排除しない。素子に先行する不定冠詞は、そのような素子が複数存在することを排除しない。本発明は、幾つかの別個の素子を含むハードウェアを用いて実施され得る。幾つかの手段を列挙する装置請求項において、これらの手段のうちの幾つかは、１つ且つ同一のハードウェアによって具現化され得る。特定の手段が相互に異なる従属項内に引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを示さない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１Ａ】本発明に従った低圧ガス放電ランプを示す断面図である。
【図１Ｂ】本発明に従った低圧ガス放電ランプを示す断面図である。
【図２Ａ】ＸＳＯの特殊な変形である励起及び発光スペクトルＢＯＳＥを示すグラフである。
【図２Ｂ】ＸＳＯＮの特殊な変形である励起及び発光スペクトルＳＳＯＮを示すグラフである。
【図２Ｃ】ＸＳＮの特殊な変形である励起及び発光スペクトルＳＳＮを示すグラフである。
【図３Ａ】本発明に従ったバックライトシステムを有するディスプレイシステムを示す概略図であり、バックライトシステムは、走査動作モードで動作するよう構成されている。
【図３Ｂ】本発明に従ったバックライトシステムを有するディスプレイシステムを示す概略図であり、バックライトシステムは、点滅動作モードで動作するよう構成されている。
【図１Ａ】
2009541930.tif 000004
【図１Ｂ】
2009541930.tif 000005
【図２Ａ】
2009541930.tif 000006
【図２Ｂ】
2009541930.tif 000007
【図２Ｃ】
2009541930.tif 000008
【図３Ａ】
2009541930.tif 000009
【図３Ｂ】
2009541930.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成20年12月24日(2008.12.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査動作モード又は点滅動作モードで動作されるよう配置されるバックライトシステムのための低圧ガス放電ランプであって、
ガス充填剤を含む放電空間を気密に取り囲む光透過性の放電管を含み、
該放電管は、紫外光を実質的に含む光を放射する前記放電空間内に放電を維持するための放電手段を含み、
前記放電管の壁は、
紫外光を当該低圧ガス放電ランプによって放射される可視光に変換するために、並びに、以下の選択的な発光材料の減衰時間を０．５ミリ秒より下に減少するために、
（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）Ｓｉ２Ｎ２Ｏ２、及び、
（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）２Ｓｉ５Ｎ８
を含む群から選択され、
ここで、０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０＜ｚ≦０．２０、及び、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である、
発光材料を含む発光層を備える、
低圧ガス放電ランプ。
【請求項２】
前記発光層は、
原色緑を放射するために、
（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｘ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）２ＳｉＯ４、及び、
（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）Ｓｉ２Ｎ２Ｏ２
を含む群から選択され、
ここで、０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０＜ｚ≦０．２０、及び、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である、
第一発光材料を含み、
原色赤を放射するために、
（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）２Ｓｉ５Ｎ８
を含む群から選択され、
ここで、０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０＜ｚ≦０．２０、及び、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である、
第一発光材料を含む、
請求項１に記載の低圧ガス放電ランプ。
【請求項３】
前記放電空間の前記ガス充填剤は、水銀を含む、請求項１又は２に記載の低圧ガス放電ランプ。
【請求項４】
前記発光層は、前記放電管の内壁に配置され、無機塗膜が、前記発光材料を覆うために配置される、請求項１又は２に記載の低圧ガス放電ランプ。
【請求項５】
前記無機塗膜は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、又は、ＭｇＯを含む、請求項４に記載の低圧ガス放電ランプ。
【請求項６】
当該低圧ガス放電ランプは、熱陰極蛍光ランプである、請求項１又は２に記載の低圧ガス放電ランプ。
【請求項７】
ディスプレイ装置を照明するためのバックライトシステムであって、
走査動作モード又は点滅動作モードで動作されるよう配置され、請求項１又は２に記載の低圧ガス放電ランプを含む、
バックライトシステム。
【請求項８】
前記ディスプレイ装置と実質的に平行な平面内に互いに平行に配置される複数の低圧ガス放電ランプを含み、該複数の低圧ガス放電ランプは、動作中、走査動作モードで使用される、請求項７に記載のバックライトシステム。
【請求項９】
前記低圧ガス放電ランプは、動作中、点滅動作モードで動作される、請求項７に記載のバックライトシステム。
【請求項１０】
請求項７、８、又は、９に記載のバックライトシステムを含むディスプレイシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査動作モード又は点滅動作モードにおいて動作されるよう構成されるバックライトシステムのための低圧ガス放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
低圧ガス放電ランプは、一般的には、発光材料を含む発光層を有する放電管を含む。発光層は、一般的には、放電管の内壁に塗布される。発光材料は、放電空間から放射されるＵＶ光を増大された波長の光、典型的には、可視光に変換し、次に、可視光は、低圧ガス放電ランプによって放射される。そのような放電ランプは、蛍光ランプとも呼ばれる。一般照明目的の低圧ガス放電ランプは、普通、発光材料の混合物を含み、発光材料の混合物は、蛍光ランプによって放射される光の色を決定する。一般的に使用される発光材料の例は、例えば、青色発光ユーロピウム活性バリウムマグネシウムアルミネート、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋（ＢＡＭとも呼ばれる）、緑色発光セリウム−テルビウム共活性ランタンホスフェート、ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ（ＬＡＰとも呼ばれる）、及び、赤色発光ユーロピウム活性酸化イットリウム、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ（ＹＯＸとも呼ばれる）である。
【０００３】
低圧ガス放電ランプの放電管は、普通、放電空間を気密に取り囲む光透過外被によって構成される。放電管は、一般的には、管状であり、細長い実施態様及びコンパクトな実施態様の両者を含む。通常、放電空間内に放電を生成し且つ維持するための手段は、放電空間付近に配置される電極である。代替的に、低圧ガス放電ランプは、所謂無電極低圧ガス放電ランプ、例えば、放電を生成し且つ／或いは維持するために必要とされるエネルギが誘導交流電磁場を用いて放電管を通じて移転される誘導ランプである。
【０００４】
低圧ガス放電ランプは、しばしば、バックライトユニットにおいて使用される。そのようなバックライトユニットは、例えば、ＬＣＤパネルとも呼ばれる液晶ディスプレイ装置のような非放射ディスプレイ装置内の光源として使用され、ＬＣＤパネルは、例えば、画像を投影し、或いは、テレビプログラム、フィルム、ビデオプログラム、又は、ＤＶＤ等を表示するためのテレビ受信器及び（コンピュータ）モニタにおいて使用される。バックライトユニットでは、典型的には、例えば、赤色、緑色、及び、青色の原色が放射される。原色は、特定波長付近の所定スペクトル帯域幅の光を含む。赤色、緑色、及び、青色を使用することによって、白色を含むフルカラー画像がディスプレイ装置によって生成され得る。また、原色の他の組み合わせもディスプレイ装置において使用され得る。それらはフルカラー、例えば、赤色、緑色、青色、シアン色、及び、黄色の画像の生成を可能にする。よって、バックライトユニットにおいて使用される原色の数は異なり得る。
【０００５】
しばしば、バックライトユニットは、ディスプレイ装置と平行な平面内に互いに隣接して配置される複数の低圧ガス放電ランプを含む。複数の低圧ガス放電ランプは、連続的な動作モードで動作され得るし、或いは、走査動作モードで動作され得るし、或いは、点滅動作モードで動作され得る。連続動作モードの間、複数の低圧ガス放電ランプは、画像がディスプレイ装置上に表示される間、所謂フレーム時間の間に、連続的に光を放射する。走査動作モード又は点滅動作モードの間、低圧ガス放電ランプは、各低圧ガス放電ランプがフレーム時間の一部の間にだけ光を放射するよう、スイッチが順次的にオン／オフされる。ＬＣＤパネルを照明するバックライト内で走査動作モード又は点滅動作モードを使用するとき、ＬＣＤパネルの画像品質は、特に表示画像中の移動物体のために改良される。
【０００６】
走査動作モード又は点滅動作モードにおいて使用される低圧ガス放電ランプを含むバックライトユニットを有する既知のＬＣＤパネルでは、動作アーチファクトが依然として存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＬＣＤパネル内の動作アーチファクトを減少する低圧ガス放電ランプを提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の特徴によれば、その目的は、
ガス充填剤を含む放電空間を気密に取り囲む光透過性の放電管を含み、
放電管は、紫外光を実質的に含む光を放射する放電空間内に放電を維持するための放電手段を含み、
放電管の壁は、
紫外光を当該低圧ガス放電ランプによって放射される可視光に変換するために、
（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）Ｓｉ２Ｎ２Ｏ２、及び、
（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）２Ｓｉ５Ｎ８
を含む群から選択され、
ここで、０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０＜ｚ≦０．２０、及び、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である、
発光材料を含む発光層を備える低圧ガス放電ランプで達成される。
【０００９】
本発明に従った手段の効果は、（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）Ｓｉ２Ｎ２Ｏ２（さらにＸＳＯＮとも呼ばれる）、及び、（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）２Ｓｉ５Ｎ８（さらにＸＳＮとも呼ばれる）を含む群から選択され、ここで、０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０＜ｚ≦０．２０、及び、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である発光材料を含む低圧ガス放電ランプが、０．５ミリ秒未満の減衰時間を有することである。発光材料の比較的短い減衰時間の故に、本発明に従った低圧ガス放電ランプは、比較的短い残光時間を有する。例えば、紫外光を可視光に変換するために発光材料が低圧ガス放電ランプにおいて使用されるとき、発光材料は残光時間を有し、それは低圧ガス放電ランプのスイッチがオフである間に発光材料が依然として光を放射する時間の期間である。残光時間中に放射される光の強度は、時間と共に減衰する。普通、減衰は指数関数的であり、減衰時間は、光強度が、第一光強度から、第一光強度よりも１／ｅ倍低い第二光強度に減少するのに必要とされる時間の期間として定められる。発光材料の残光時間の故に、画像は所望よりも長く可視的である。画像が依然として見える時間は、表示画像の「保持時間」として定められ、それは低圧ガス放電ランプによって放射される残余の光が画像の全発光に対して１０％未満寄与する時間の期間である。規則的な指数関数的な減衰を有する発光材料に関して、「保持時間」は減衰時間の約２．３倍である。上記されたように、走査又は点滅の間、バックライトシステムの低圧ガス放電ランプは、画像がディスプレイ装置上に表示される時間であるフレーム時間の一部の間にスイッチがオンされるだけである。保持時間がフレーム時間の大きさのオーダにあるとき、動作アーチファクトは可視的になる。既知の低圧ガス放電ランプは、実質的に白色光を生成する材料、例えば、ＢＡＭ、ＬＡＰ、及び、ＹＯＸの混合を含む。具体的には、発光材料ＬＡＰ及びＹＯＸは、比較的長い減衰時間（ＬＡＰに関しては約４〜５ミリ秒、ＹＯＸに関しては約１〜２ミリ秒）を有する。例えば９０ヘルツの走査又は点滅周波数を有するバックライトシステムの低圧ガス放電ランプにおいてＬＡＰ及びＹＯＸを使用するならば（約１１ミリ秒のフレーム時間がもたらされる）、原色緑のための保持時間は、フレーム時間よりも長くなり得るし、赤色のための保持時間は、フレーム時間の大きさのオーダにある。これは緑色及び赤色動作アーチファクトを引き起こす。本発明に従った低圧ガス放電ランプを使用するならば、発光材料の減衰時間は０．５ミリ秒未満であり、よって、動作アーチファクトは減少される。
【００１０】
発光材料ＸＳＯＮは、原色緑の光を放射し、既知の低圧ガス放電ランプにおける原色緑のための減衰時間を向上するために、例えば、既知の低圧ガス放電ランプにおける緑色発光ＬＡＰを置換し得る。発光材料ＸＳＮは、原色赤を放射し、原色赤のための減衰時間を向上するために、例えば、既知の低圧ガス放電ランプにおける緑色発光ＹＯＸを置換し得る。
【００１１】
本発明に従った低圧ガス放電ランプのさらなる利益は、バックライトシステム内の低圧ガス放電ランプの走査周波数又は点滅周波数が増大され得ることである。現在、バックライトシステムの走査又は点滅周波数を、一般的に利用可能な５０ヘルツ又は６０ヘルツから９０ヘルツ又は１００ヘルツに増大する傾向がある。５０ヘルツ又は６０ヘルツの一般的な周波数で、視聴者は画像のフラッシング（点滅）を経験し得る。走査周波数又は点滅周波数を増大することによって、視聴者によって経験される画像のこのフラッシングは減少される。しかしながら、既知の低圧ガス放電ランプを含むバックライトシステムの走査周波数又は点滅周波数を増大することは、フレーム時間の減少に起因する動作アーチファクトを引き起こし、使用される発光材料は比較的長い減衰時間を有する。本発明に従った低圧ガス放電ランプを含むバックライトシステムを使用することは、動作アーチファクトを導入せずに、バックライトシステムの走査周波数又は点滅周波数の増大を可能にする。
【００１２】
低圧ガス放電ランプの実施態様において、発光層は、原色緑を放射するために、（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｘ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）２ＳｉＯ４（さらにＸＳＯとも呼ばれる）、及び、（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）Ｓｉ２Ｎ２Ｏ２を含む群から選択され、ここで、０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０＜ｚ≦０．２０、及び、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である第一発光材料を含み、原色赤を放射するために、（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ，Ｂａｘ，Ｃａｙ，Ｅｕ（ＩＩ）ｚ）２Ｓｉ５Ｎ８を含む群から選択され、ここで、０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０＜ｚ≦０．２０、及び、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である第一発光材料を含む。この実施態様の利益は、原色緑及び赤の両方が、０．５ミリ秒未満の減衰時間を有する発光材料を使用して放射されることである。低圧ガス放電ランプが、さらに、青色発光材料、例えば、ＢＡＭ（典型的には、約１．５ミリ秒の減衰時間を有する）を含むとき、放射される色のそれぞれの保持時間は、０．５ミリ秒より下であり、それによって、バックライトシステム内の発光材料の残光時間に由来する動作アーチファクトを実質的に排除する。
【００１３】
低圧ガス放電ランプの実施態様において、放電空間のガス充填剤は、水銀を含む。この実施態様の利益は、紫外光の発光が比較的効率的であり、比較的高い効率の低圧ガス放電ランプがもたらされることである。
【００１４】
低圧ガス放電ランプの好適実施態様において、発光層は、放電管の内壁に配置され、無機塗膜が、発光材料を覆うために配置される。この実施態様の利益は、発光材料が、放電環境から遮蔽されることである。放電環境への露出は、典型的には、発光材料の漸進的な劣化、よって、低圧ガス放電ランプの効率の減少を招く。無機塗膜は、放電環境から発光材料を遮蔽し、よって、発光材料の劣化を減少し、効率を実質的に維持する。無機塗膜は、例えば、発光層の上に、或いは、代替的に、発光層内の発光材料の個々の粒子の上に、塗膜として塗布され得る。低圧ガス放電ランプの実施態様において、無機塗膜は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、又は、ＭｇＯを含む。
【００１５】
低圧ガス放電ランプの実施態様において、低圧ガス放電ランプは、熱陰極蛍光ランプ（さらにＨＣＦＬとも呼ばれる）である。この実施態様の利益は、ＨＣＦＬが、比較的迅速にオンオフ切り替えられ得ることであり、それはＨＣＦＬを走査又は点滅バックライトシステムにおける使用に極めて適したものとする。
【００１６】
本発明は、本発明に従った低圧ガス放電ランプを含むバックライトシステムにも関し、バックライトシステムは、走査動作モード又は点滅動作モードにおいて動作されために配置される。本発明は、バックライトシステムを含むディスプレイシステムに関する。バックライトシステムの好適実施態様において、バックライトシステムは、点滅動作モード又は走査動作モードにおいて使用される。
【００１７】
本発明のこれらの及び他の特徴は、以下に記載される実施態様を参照して明瞭に解明されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図面は純粋に概略的であり、原寸通りに描写されていない。具体的には、明瞭性のために、一部の寸法は強く誇張されている。図面中の類似の構成部品は、可能な限り同一の参照番号で示されている。
【００１９】
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明に従った低圧ガス放電ランプ１０，１２の断面図を示している。本発明に従った低圧ガス放電ランプ１０，１２は、放電空間１６を気密に取り囲む光透過放電管１４を含む。放電空間１６は、ガス充填剤を含み、例えば、金属化合物及びバッファガスを含む。低圧ガス放電ランプ１０，１２は、さらに、結合素子を含む。結合素子は、放電空間１６内でガス放電を得るために、例えば、容量結合、誘導結合、マイクロ波結合を介して、或いは、電極１８を介して、エネルギを放電空間１６内に結合する。放電管１４は、発光材料を含む発光層２０を有する壁１５を含む。発光材料は、例えば、放電から放射される紫外光を吸収し、例えば、吸収紫外光を可視光に変換する。
【００２０】
図１Ａ及び１Ｂに示される実施態様において、放電管１４は、一組の電極１８を含む。図１Ａ及び１Ｂには、一組の電極１８の１つの電極のみが示されている。電極１８は、低圧ガス放電ランプ１０，１２の放電管１４を通じる電気接続である。２つの電極１８の間に電位差を印可することによって、２つの電極１８の間に放電が起動される。この放電は、一般的には、２つの電極１８の間に配置され、図１Ａ及び１Ｂには、放電空間１６として表示されている。代替的な結合素子は、容量結合器（図示せず）、誘導結合器（図示せず）、又は、マイクロ波結合器（図示せず）である。低圧ガス放電ランプ１０，１２内で放電を生成し且つ／或いは維持するために代替的な結合素子を使用するときの利益は、低圧ガス放電ランプ１０，１２の寿命を概して制限する電極１８が省略され得ることである。
【００２１】
一般的には、低圧ガス放電ランプ１０，１２内の光生成は、電荷担体（具体的には、電子であるが、イオンでもあってもよい）が、低圧ガス放電ランプ１０，１２の電極１８の間に適用される電場によって加速されるという原理に基づく。これらの加速電子及びイオンの低圧ガス放電ランプ１０，１２のガス充填剤内のガス原子又は分子との衝突は、これらのガス原子又は分子を解離させ、励起させ、或いは、電離させる。ガス充填剤の原子又は分子が接地状態に戻るとき、励起エネルギの実質的な部分は、放射線に変換される。ガス充填剤が水源を含むとき、励起水銀原子によって放射される光は、主として、約２５４ナノメートルの波長にある紫外光である。この紫外光は、次に、発光層２０内の発光材料によって吸収され、吸収層は、吸収紫外光を、例えば、所定の色の可視光に変換する。一般的には、（水銀原子によって放射される）紫外光子の発光材料に予得る吸収と、例えば、発光材料による可視範囲内の光子の後続の放射との間に、時間差がある。この時間差は、異なる発光材料によって異なり、発光材料の残光時間を決定する。
【００２２】
低圧ガス放電ランプ１０，１２において、一般的には、発光層２０は、実質的に白色光を放射し得るよう使用される発光材料の混合物を含む。既知の低圧ガス放電ランプでは、しばしば、発光材料ＢＡＭ（原色青を放射する）、（原色緑を放射する）ＬＡＰ、及び、（原色赤を放射する）ＹＯＸの混合が、実質的に白色光を得るために使用される。これらの発光材料は、表１に列挙されるように、それぞれ異なる減衰時間を有する。
【００２３】
９０ヘルツ又は１００ヘルツの周波数で走査し或いは点滅する走査動作モード（さらに走査バックライトシステム６０とも呼ぶ）又は点滅動作モード（さらに点滅バックライトシステム７０とも呼ぶ）において動作されるよう構成されるバックライトシステム内で既知の低圧ガス放電ランプを使用するとき（図３を参照）、発光材料ＬＡＰ及びＹＯＸの残光は大きすぎる。結果的に、動作アーチファクトは、走査動作モード又は点滅動作モードにおいて既知の低圧ガス放電ランプを使用するディスプレイシステムにおいて見られる。以下に示されるように、走査又は点滅の間、バックライトシステム６０，７０の低圧ガス放電ランプ１０，１２は、フレーム時間の一部の間にスイッチがオンされるだけであり、それは画像がディスプレイ装置４０上に表示される時間である。低圧ガス放電ランプのスイッチがオフされた後に画像が依然として見える時間である保持時間が、フレーム時間の大きさのオーダにあるとき、動作アーチファクトは見えるようになる。ＢＡＭ、ＬＡＰ、及び、ＹＯＸを含む既知の低圧ガス放電ランプにおいて、緑色及び赤色の動作アーチファクトは見えるようになる。
【００２４】
本発明に従った低圧ガス放電ランプ１０，１２は、ＸＳＯＮ、又は、ＸＳＮを含む群から選択される発光材料を含む。発光材料ＸＳＯＮは、原色緑及を放射し、例えば、ＢＡＭ、ＬＡＰ、及び、ＹＯＸの既知の混合物内の発光材料ＬＡＰを置換し得る。発光材料ＸＳＯＮの減衰時間は０．５ミリ秒より下であるので、これらの発光材料が、９０ヘルツ又は１００ヘルツの周波数で走査し或いは点滅する走査又は点滅バックライトシステム６０，７０の低圧ガス放電ランプ１０，１２内で使用されるとき、動作アーチファクトは減少される。本発明に従った低圧ガス放電ランプ１０，１２は、例えば、ＢＡＭ、ＸＳＯＮ、及び、ＹＯＸの混合物を含み、それらは、走査又は点滅バックライトシステム６０，７０に適用されると、動作アーチファクトの減少をもたらす。何故ならば、赤色動作アーチファクトだけが見える状態であるからである。発光材料ＸＳＯＮは、原色赤を放射し、例えば、ＢＡＭ、ＬＡＰ、及び、ＹＯＸの既知の混合物中の発光材料ＹＯＸを置換し得る。発光材料ＸＳＮの減衰時間は０．５ミリ秒より下であるので、この発光材料が９０ヘルツ又は１００ヘルツで走査又は点滅バックライトシステム６０，７０の低圧ガス放電ランプ１０，１２において使用されるとき、動作アーチファクトは減少される。何故ならば、緑色動作アーチファクトだけが見える状態であるからである。
【００２５】
【表１】
2009541930.tif 000011
表１：周知の発光材料の減衰時間。ここでは、０≦ｘ＜１、０＜ｚ≦０．２０、及び、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である。
【００２６】
低圧ガス放電ランプ１０，１２の好適実施態様において、発光材料ＬＡＰ及びＹＯＸの双方は、発光材料ＸＳＯ又はＸＳＯＮ及びＸＳＮとそれぞれ置換される。これは、例えば、以下の発光材料の混合をもたらす。即ち、ＢＡＭ、ＸＳＯ、ＸＳＮ、又は、ＢＡＭ、ＸＳＯＮ、ＸＳＮ。走査又は点滅バックライトシステム６０，７０における、列挙された発光材料の混合物の１つを含む本発明に従った低圧ガス放電ランプ１０，１２の使用は、９０ヘルツ又は１００ヘルツの周波数での走査又は点滅周波数で動作アーチファクトを実質的に引き起こさない。
【００２７】
発光材料ＸＳＯの実施態様において、ラベルｘ、ｙ、及び、ｚは、例えば、ｘ＝０．４９、ｙ＝０、及び、ｚ＝０．０２であるように選択され、（Ｓｒ０．４９Ｂａ０．４９Ｅｕ０．０２）２ＳｉＯ４をもたらし、さらにＢＯＳＥとも表示される。発光材料ＸＳＯＮの実施態様において、ラベルｘ、ｙ、及び、ｚは、例えば、ｘ＝０、ｙ＝０、及び、ｚ＝０．０２であるように選択され、（Ｓｒ０．９８Ｅｕ０．０２）２Ｓｉ２Ｎ２Ｏ２をもたらし、さらにＳＳＯＮとして表示される。発光材料ＸＳＮの実施態様において、ラベルｘ、ｙ、及び、ｚは、例えば、ｘ＝０．９８、ｙ＝０、及び、ｚ＝０．０２であるように選択され、（Ｂａ０．９８Ｅｕ０．０２）２Ｓｉ５Ｎ８をもたらし、さらにＳＳＮとも表示される。
【００２８】
図１Ａ及び１Ｂに示される低圧ガス放電ランプ１０，１２の実施態様において、発光層２０は、放電管１４の壁１５の内側に塗布される。代替的に、発光層２０は、放電管１４の壁１５の外側（図示せず）にも塗布され得る。後者の実施態様において、放電管１４は、石英ガラスのような、紫外光を透過する材料で形成されなければならない。
【００２９】
図１Ｂは、例えばＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、又は、ＭｇＯを含む無機塗膜２２によって実質的に覆われる発光層２０を有する低圧ガス放電ランプ１２の実施態様を示している。この無機塗膜２２は、放電空間１６の放電環境から発光材料を実質的に遮蔽し、それは放電環境に起因する発光層２０内の発光材料の漸進的な劣化を減少する。劣化は発光材料の効率の減少を引き起こす。代替的に、無機塗膜２２は、図１Ｂに示されるように発光層２０を覆うよりも、むしろ発光材料の各粒子（図示せず）に塗膜として塗布される。
【００３０】
図２Ａは、バリウムを含むＸＳＯの特殊な変形として発光材料ＢＯＳＥ（（Ｓｒ０．４９Ｂａ０．４９Ｅｕ０．０２）２ＳｉＯ４）を含む低圧ガス放電ランプ１０，１２の励起スペクトル３１及び発光スペクトル３２を示している。図２Ａの励起スペクトル３１から明らかに見られるように、発光材料ＢＯＳＥは、水銀の主発光線が配置されるＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、及び、ＵＶ−Ｃ範囲内の紫外光を吸収する。ＢＯＳＥの発光スペクトル３２は、約５２０ナノメートル付近でピークを示し、よって、ＢＯＳＥは実質的に緑色光を放射する（緑色光は、約５００ナノメートル〜５７０ナノメートルの間に定められる）。
【００３１】
図２Ｂは、ストロンチウムを含むＸＳＯＮの特殊な変形として発光材料ＳＳＯＮ（（Ｓｒ０．９８Ｅｕ０．０２）２Ｓｉ２Ｎ２Ｏ２）を含む低圧ガス放電ランプ１０，１２の励起スペクトル３３及び発光スペクトル３４を示している。図２Ｂの励起スペクトルは、やはり、発光材料ＳＳＯＮが、水銀の主発光線が配置されるＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、及び、ＵＶ−Ｃ範囲内の紫外光を吸収することを示している。ＳＳＯＮの発光スペクトル３４は、約５４０ナノメートル付近でピークを示し、よって、ＳＳＯＮは実質的に緑色光を放射する（緑色光は、約５００ナノメートル〜５７０ナノメートルの間に定められる）。
【００３２】
図２Ｃは、ストロンチウムを含むＸＳＮの特殊な変形、発光材料ＳＳＮ（（Ｓｒ０．９８Ｅｕ０．０２）２Ｓｉ５Ｎ８）を含む低圧ガス放電ランプ１０，１２の励起スペクトル３５及び発光スペクトル３６を示している。図２Ｃの励起スペクトルも、発光材料ＳＳＮが、ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、及び、ＵＶ−Ｃ範囲内の紫外光を吸収することを示している。ＳＳＮの発光スペクトル３６は、約６２０ナノメートル付近でピークを示し、よって、ＳＳＮは実質的に赤色光を放射する（赤色光は、約６１０ナノメートル〜７５０ナノメートルの間に定められる）。
【００３３】
図３Ａは、本発明に従った走査バックライトシステム６０を有する本発明に従ったディスプレイシステム４０を示している。ディスプレイシステム４０は、ディスプレイ装置５０、例えば、周知の液晶ディスプレイ装置を含む。液晶ディスプレイ装置は、一般的には、偏光器５２と、光弁５４と、分析器５６とを含む。各光弁５４は、典型的には、例えば、液晶材料に亘って電場を適用することによって、入射光の偏光方向を変更し得る液晶材料を含む。偏光器５２、光弁５４、及び、分析器５６は、光弁５４が、例えば、「明るい」に切り替えられると、走査バックライトシステム６０から放射される光が透過されるよう構成される。光弁５４が、例えば、「暗い」に切り替えられると、走査バックライトシステム６０から放射される光は遮断される。そのようにして、ディスプレイ装置５０上に画像が生成され得る。
【００３４】
図３Ａに示されるような走査バックライトシステム６０は、ディスプレイ装置５０と実質的に平行な平面内で互いに平行に配置される低圧ガス放電ランプ１０の配列を含む。図３Ａに示される走査バックライトシステム６０は、ディスプレイ装置５０から離れて面する低圧ガス放電ランプ１０から放射される光を、ディスプレイ装置５０に向かって反射して戻す複数の反射壁６２を含む。走査バックライトシステム６０は、さらに、ディスプレイ装置５０に面し且つ走査バックライトシステム６０からの光をディスプレイ装置５０に向かって放射する出光窓６０を含む。走査バックライトシステム６０は、さらに、フレーム時間の間に低圧ガス放電ランプ１０の「オン」及び「オフ」を順次的に切り替えるためのコントローラ６６を含む。
【００３５】
図３Ｂは、本発明に従ったバックライトシステム７０を有する本発明に従ったディスプレイシステム４２を示している。ディスプレイシステム４２は、ディスプレイ装置５０を含み、それは、例えば、図３Ａに示されるディスプレイ装置５０と同一である。図３Ｂに示される点滅バックライトシステム７０は、入光窓７２を介して光を光ガイド７４内に放射する低圧ガス放電ランプ１０を含む。低圧ガス放電ランプ１０によって放射される光は、光ガイド７４内に分配され、ディスプレイ装置５０に面する出光窓７６を介してディスプレイ装置５０に向かって放射される。点滅バックライトシステム７０は、さらに、フレーム時間の一部の間に低圧ガス放電ランプ１０の「オン」及び「オフ」の切替えを制御するためのコントローラ７８を含む。
【００３６】
上述の実施態様は、本発明を制限するよりも、むしろ例証すること、並びに、付属の請求項の範囲から逸脱せずに、当業者が多くの代替的な実施態様を設計し得ることが付記されるべきである。
【００３７】
請求項中、括弧内に配置される如何なる参照記号も、請求項を制限するように解釈されてはならない。「含む」という動詞及びその活用形の使用は、請求項中で述べられる素子又はステップ以外の素子又はステップの存在を排除しない。素子に先行する不定冠詞は、そのような素子が複数存在することを排除しない。本発明は、幾つかの別個の素子を含むハードウェアを用いて実施され得る。幾つかの手段を列挙する装置請求項において、これらの手段のうちの幾つかは、１つ且つ同一のハードウェアによって具現化され得る。特定の手段が相互に異なる従属項内に引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを示さない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１Ａ】本発明に従った低圧ガス放電ランプを示す断面図である。
【図１Ｂ】本発明に従った低圧ガス放電ランプを示す断面図である。
【図２Ａ】ＸＳＯの特殊な変形である励起及び発光スペクトルＢＯＳＥを示すグラフである。
【図２Ｂ】ＸＳＯＮの特殊な変形である励起及び発光スペクトルＳＳＯＮを示すグラフである。
【図２Ｃ】ＸＳＮの特殊な変形である励起及び発光スペクトルＳＳＮを示すグラフである。
【図３Ａ】本発明に従ったバックライトシステムを有するディスプレイシステムを示す概略図であり、バックライトシステムは、走査動作モードで動作するよう構成されている。
【図３Ｂ】本発明に従ったバックライトシステムを有するディスプレイシステムを示す概略図であり、バックライトシステムは、点滅動作モードで動作するよう構成されている。
【国際調査報告】
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