JP2004152605A

JP2004152605A - 放電ランプ及び液晶バックライト装置

Info

Publication number: JP2004152605A
Application number: JP2002316225A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Tsuchiya; 竜二土屋; Eiju Yano; 英寿矢野
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【課題】簡単な構成で暗所においても放電遅れが少なく、起動特性に優れた放電ランプを実現する。
【解決手段】円筒状のバルブ２の内面に蛍光体層８を形成し、バルブ内に希ガスを封入し、バルブの一端内部に内部電極３を設け、バルブの外部に外部電極５を設け、内部電極３と外部電極５との間に交流の高電圧を印加して希ガスを放電させ、蛍光体層８を発光させる放電ランプにあって、内部電極とバルブ内壁との距離が最短となる場所における当該バルブの外部位置に外部電極の一部が存在する構造にした。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電ランプ及び液晶バックライト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に各種放電ランプは、始動時に放電のきっかけとなる初期電子が存在しないと電離が円滑に行われず、したがって始動が不能もしくは困難になる特性がある。放電のきっかけとなる初期電子となるのは、熱電子、光電子、高電界により放出される電子、自然界の宇宙線などであり、外部から光が届かない暗黒雰囲気中に放電ランプを留め置きした場合、初期電子が存在しなくなるために始動特性が悪くなる。また、このような理由から、放電ランプの放電開始時間は確率的なバラツキを持つ。その平均放電開始遅れ時間τは、次式で表される。
【０００３】
【数１】
τ＝１／（Ｐ・Ｑ）
ただし、Ｐは１個の電子が放電に至る確率、Ｑは初期電子数（個／秒）である。
【０００４】
この数１式から分かるように、Ｐ及びＱが大きいほど平均放電開始時間は短くなる。初期電子は、（１）宇宙線、大地からの放射線により生成される電子、（２）光電子、（３）電界放出による電子、（４）ｅｘｏ電子などが挙げられる。
【０００５】
しかしながら、たとえば液晶バックライト装置等に組み込まれた状態では、放電ランプは暗所に存在することとなり、初期電子源である光電子の供給が期待できない。初期電子源を増やす方法として、放射性物質を管内に微量封入する方法や、ｅｘｏ電子を放出するＡｌ_２Ｏ_３などを管内に封入する方法などがよく知られている。
【０００６】
また、上記のＰについては、次式により与えられている。
【０００７】
【数２】

ここで、ｑはイオンにより放出された平均２次電子数、γは２次電子放出確率、ｄは電極間距離、ｐはガス圧、Ｅは電界強度、Ａ，Ｂは定数である。
【０００８】
すなわち、Ｐを大きくする方法の１つとして、電極間距離ｄを短くする方法が考えられる。
【０００９】
【特許文献１】
実開昭６１−１２６５５９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の従来の技術的課題に鑑みたもので、円筒状のバルブの一端の内部に内部電極を設けるとともに、このバルブの外表面に外部電極を設け、内部電極と外部電極とで放電させる低圧放電ランプにあって、簡単な構成で暗所においても放電遅れが少なく、起動特性に優れた放電ランプ技術を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明はまた、放電が安定化していてチラツキの無い放電ランプ技術を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、円筒状のバルブの内面に蛍光体層を形成し、前記バルブ内に希ガスを封入し、前記バルブの一端内部に内部電極を設け、前記バルブの外部に外部電極を設け、前記内部電極と外部電極との間に交流の高電圧を印加して前記希ガスを放電させ、前記蛍光体層を発光させる放電ランプであって、前記内部電極とバルブ内壁との距離が最短となる場所における当該バルブの外部位置に前記外部電極の一部が存在するようにしたものである。
【００１３】
請求項１の発明の放電ランプでは、バルブの内壁と内部電極とが最短距離となる位置において、バルブの外部に外部電極の一部が存在するようにしたことにより、バルブの内外の内部電極と外部電極とが最短になる位置関係になり、平均放電遅れ時間が短くなり、暗黒始動性が向上する。
【００１４】
請求項２の発明は、円筒状のバルブの内面に蛍光体層を形成し、前記バルブ内に希ガスを封入し、前記バルブの一端内部に内部電極を設け、前記バルブの外部に外部電極を設け、前記内部電極と外部電極との間に交流の高電圧を印加して前記希ガスを放電させ、前記蛍光体層を発光させる放電ランプであって、前記内部電極の形状を、バルブの長手軸方向に垂直な断面において非真円であるようにし、かつ、前記内部電極とバルブ内壁との距離が最短となる場所における当該バルブの外部位置に前記外部電極の一部が存在するようにしたものである。
【００１５】
請求項２の発明の放電ランプでは、バルブの断面方向に対し非真円である内部電極とバルブ外部の外部電極とが最短となる位置関係になり、平均放電遅れ時間が短くなり、暗黒始動性が向上する。
【００１６】
請求項３の発明は、円筒状のバルブの内面に蛍光体層を形成し、前記バルブ内に希ガスを封入し、前記バルブの一端内部に内部電極を設け、前記バルブの外部に外部電極を設け、前記内部電極と外部電極との間に交流の高電圧を印加して前記希ガスを放電させ、前記蛍光体層を発光させる放電ランプであって、前記内部電極と外部電極との最小距離を結んだ線上での当該内部電極からバルブの内壁までの距離を、放電始動が可能な範囲で、かつ０．２ｍｍ以下にしたものである。
【００１７】
請求項３の発明の放電ランプでは、バルブ内部の一端に位置する内部電極とバルブ外部の外部電極との最小距離を結んだ線上での内部電極からバルブ内壁までの距離を０．２ｍｍ以下にすることにより、平均放電遅れが短くなり、暗黒指導性が向上する。
【００１８】
請求項４の発明の液晶バックライト装置は、請求項１〜請求項３のいずれかの放電ランプを備えたものであり、暗黒始動性の良い液晶バックライト装置を提供できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は、本発明の１つの実施の形態の液晶バックライト装置を示している。この絵強バックライト装置は、放電ランプ１とこれに高周波高電圧を印加する電源１０から構成されている。
【００２０】
放電ランプ１は内部に細長い放電空間７を形成したバルブ２を備えている。このバルブ２はガラスチューブから成り、例えば外径φ２．４ｍｍ、内径φ２．０ｍｍ、全長１６０ｍｍに形成されている。
【００２１】
放電ランプ１のバルブ２の一端には、リード線４が気密に貫通させてある。このリード線４から放電空間７内に延びた端部には、内部電極３を固定してある。バルブ２の内面には蛍光体被膜８が形成してあり、かつ、このバルブ２の放電空間７にはキセノン及びネオンの混合ガスが１０００〜３００００Ｐａの封入圧に封入してある。バルブ２の外表面には外部電極５が設けてある。この外部電極５の外側には、熱収縮チューブ６が外部電極５を被覆し、固定するように設けてある。
【００２２】
この構造の放電ランプ１では、内部電極３および外部電極５間に例えば高周波パルスインバータの様な電源１０により高周波の高電圧を印加することによってバルブ２を誘電体層として放電を行わせ、蛍光体被膜８で蛍光を発光させ、その光を外部に放射させ、液晶を背面から照明する光源として働く。
【００２３】
図２に示すように、放電ランプ１の内部電極３は、バルブ２の長手軸方向に垂直な断面における断面形状が非真円である。そして、この内部電極３とバルブ２の内壁が最短距離となる位置Ａにおいて、当該内部電極２の対向するバルブ２の外表面に外部電極５の一部が存在するようにしてある。この部分における内部電極３と外部電極５との最小距離を結んだ線上でのバルブ内壁までの間隔Ｄ１は、放電始動が可能な範囲で、かつ０．２ｍｍ以下に設定するのが好ましい。
【００２４】
なお、図３の断面図に示したように、放電ランプ１における内部電極３が真円の断面形状をなすものを使用することもできるが、この場合、この内部電極３の中心位置Ｃ１をバルブ２の中心軸Ｃ２からずらすことにより、内部電極３の一部がバルブ２の内壁に近づくようにし、かつ、その内部電極３とバルブ２の内壁とが最短距離をとる場所において、バルブ２の外側に外部電極５の一部が位置する構造にすることもできる。そしてこの場合にも、最短距離部分における内部電極３と外部電極５との最小距離を結んだ線上でのバルブ内壁までの間隔Ｄ２は、０．２ｍｍ以下に設定するのが好ましい。
【００２５】
また、外部電極５は、図１に示したような螺旋状に巻いた金属線で構成しなくてもよく、例えば、バルブ２の外表面にその長手軸方向に直線上に形成された金属テープ、蒸着膜、導電性樹脂等で構成してもよい。
【００２６】
上記図２の構成の放電ランプ１を用いた液晶バックライト装置で点灯を行ったところ、放電ランプ１の放電開始時間の分布が図４に示すものであった。このときの内部電極３と外部電極５の最小距離を結んだ線上でのバルブ内壁までの間隔Ｄ１は０．２ｍｍになるように設計した。従来ランプの放電開始時間の分布を図５に示す。従来ランプは、内部電極３と外部電極５の最小距離を結んだ線上でのバルブ内壁までの間隔Ｄ２にはばらつきが存在する。上記の図３に示した構成の放電ランプ１を用いた場合でも、同様の結果を示した。
【００２７】
この試験結果より、内部電極３とバルブ２の内壁との距離が最短となるバルブ２の対向する位置に外部電極５を形成した構成の放電ランプ１の場合、平均放電開始時間が短くなり、暗所始動性が向上することが確認できた。また、図２、図３いずれの構成の放電ランプ１の場合も、内部電極３と外部電極５とのバルブ２内面側放電が常に両者が一番近い位置に形成され、陽光柱の揺らぎによるチラツキが解消された。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明の放電ランプによれば、バルブの内壁と内部電極とが最短距離となる位置において、バルブの外部に外部電極の一部が存在するようにしたことにより、バルブの内外の内部電極と外部電極とが最短になる位置関係になり、これを放電点灯させる場合、平均放電遅れ時間が短くなり、暗黒始動性が向上する。
【００２９】
請求項２の発明の放電ランプによれば、バルブの断面方向に対し非真円である内部電極とバルブ外部の外部電極とが最短となる位置関係になり、これを放電点灯させる場合、平均放電遅れ時間が短くなり、暗黒始動性が向上する。
【００３０】
請求項３の発明の放電ランプによれば、バルブ内部の一端に位置する内部電極とバルブ外部の外部電極との最小距離を結んだ線上での内部電極からバルブ内壁までの距離が０．２ｍｍ以下にすることにより、これを点灯させる場合、平均放電遅れが短くなり、暗黒指導性が向上する。
【００３１】
請求項４の発明の液晶バックライト装置によれば、請求項１〜請求項３のいずれかの放電ランプを備えたものであり、暗黒始動性の良い液晶バックライト装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の液晶バックライト装置のブロック図。
【図２】上記第１の実施の形態に使用する放電ランプの断面図。
【図３】本発明の第２の実施の形態の放電ランプの断面図。
【図４】上記第２の実施の形態の放電ランプの点灯開始時間の分布を示すグラフ。
【図５】従来の放電ランプの点灯開始時間の分布を示すグラフ。
【符号の説明】
１放電ランプ
２バルブ
３内部電極
４リード線
５外部電極
６熱収縮チューブ
７放電空間
８蛍光体被膜
１０高周波電源

Claims

円筒状のバルブの内面に蛍光体層を形成し、前記バルブ内に希ガスを封入し、前記バルブの一端内部に内部電極を設け、前記バルブの外部に外部電極を設け、前記内部電極と外部電極との間に交流の高電圧を印加して前記希ガスを放電させ、前記蛍光体層を発光させる放電ランプであって、
前記内部電極とバルブ内壁との距離が最短となる場所における当該バルブの外部位置に前記外部電極の一部が存在するようにしたことを特徴とする放電ランプ。
円筒状のバルブの内面に蛍光体層を形成し、前記バルブ内に希ガスを封入し、前記バルブの一端内部に内部電極を設け、前記バルブの外部に外部電極を設け、前記内部電極と外部電極との間に交流の高電圧を印加して前記希ガスを放電させ、前記蛍光体層を発光させる放電ランプであって、
前記内部電極の形状を、バルブの長手軸方向に垂直な断面において非真円であるようにし、かつ、前記内部電極とバルブ内壁との距離が最短となる場所における当該バルブの外部位置に前記外部電極の一部が存在するようにしたことを特徴とする放電ランプ。
円筒状のバルブの内面に蛍光体層を形成し、前記バルブ内に希ガスを封入し、前記バルブの一端内部に内部電極を設け、前記バルブの外部に外部電極を設け、前記内部電極と外部電極との間に交流の高電圧を印加して前記希ガスを放電させ、前記蛍光体層を発光させる放電ランプであって、
前記内部電極と外部電極との最小距離を結んだ線上での当該内部電極からバルブの内壁までの距離を、放電始動が可能な範囲で、かつ０．２ｍｍ以下にしたことを特徴とする放電ランプ。
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の放電ランプを備えた液晶バックライト装置。