JP2001313002A

JP2001313002A - 放電ランプ、放電ランプ点灯装置および照明装置

Info

Publication number: JP2001313002A
Application number: JP2000131771A
Authority: JP
Inventors: Eiju Yano; 英寿矢野; Hidehiko Noguchi; 英彦野口
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2001-11-09

Abstract

(57)【要約】【課題】駆動電圧が低く、収縮陽光柱の発生を抑制して
輝度の低下および明るさのちらつきが少なくて、寿命中
の内部電極の消耗度が少なく長寿命であり、内部電極近
傍の管壁温度が低くて照明装置を損傷しにくい希ガスを
主たる放電媒体とする放電ランプ、これを用いた放電ラ
ンプ点灯装置および照明装置を提供する。【解決手段】放電ランプは、細長い透光性気密容器１１
ａ、透光性気密容器１１ａ内に封装された複数の内部電
極１１ｂＡ、１１ｂＢおよび希ガスを主体とする放電媒
体を備えて構成されている放電容器１１と、その外周面
にほぼ接触して配設され、対応する複数の内部電極１１
ｂＡ、１１ｂＢとの間で放電容器１１の内部に放電を生
じさせ得る複数の外部電極１２Ａ、１２Ｂとを具備して
いる。放電容器は、異形形状にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、希ガスを主な放電
媒体とする放電ランプ、これを用いた放電ランプ点灯装
置および照明装置に関する。

【従来の技術】キセノンガスなどの希ガスを封入した希
ガス蛍光ランプは、環境負荷の大きな水銀を使用しない
ため、廃棄の際に環境に与える影響が少なく、また、明
るさや放電電圧が周囲温度にほとんど影響されない利点
がある。

【０００２】希ガス放電を利用した蛍光ランプとして
は、図１５および図１６に示すような構造のキセノン蛍
光ランプが開発されている。

【０００３】図１５は、従来の第１の放電ランプを示す
正面図である。

【０００４】図１６は、同じく正面断面図である。

【０００５】各図において、1は内壁に蛍光体層２が設
けられた直管形のガラス管である。ガラス管１の内部に
は、少なくともキセノンを含んだ放電媒体が封入されて
いる。ガラス管1の一端には、電圧供給用の導入線３を
介して金属製の内部電極４が封装されている。ガラス管
1の外壁には外部電極５として、たとえば金属線が管軸
方向に沿って所定の間隔で螺旋状に巻かれている。外部
電極５のガラス管1上への固定手段としては、たとえば
外部電極５を含むガラス管１の周囲に透光性チューブ６
によって被覆する手段が採られる。外部電極５への通電
手段としては、外部電極５と電圧供給線を直接接続した
り、図中に示すように、ガラス管1の一端に放電媒体に
接触しないように封着されたリード線７を介して接続し
たりする。上記のキセノン蛍光ランプは、内部電極４と
外部電極５との間に点灯回路８の駆動電圧を印加すると
放電が開始して、キセノンから放射される紫外線が蛍光
体によって可視光に変換され、光源として利用できる。

【問題が解決しようとする課題】ところが、上記の蛍光
ランプを点灯させると、以下のような問題点のあること
が分かった。

【０００６】収縮陽光柱の発生による輝度低下およ
び明るさのちらつき図１７に示すように、ガラス管内の放電空間のほぼ全域
で陽光柱が管径方向に広がる拡散陽光柱９が発生する
と、蛍光体の輝度を高めることできる。

【０００７】図１７は、従来の第１の放電ランプにおけ
る拡散陽光柱を概念的に示す正面断面図である。

【０００８】ところが、さらに蛍光体の輝度を高めよう
として管電流を大きくすると、図１８に示すように、内
部電極４側の一部領域で陽光柱が細い線状状態（以下、
「収縮陽光柱」という。）となり、収縮陽光柱９´が管
径方向を不規則に移動するため発光に明るさのちらつき
を生じる。

【０００９】図１８は、従来の第１の放電ランプにおけ
る収縮陽光柱を概念的に示す正面断面図である。

【００１０】収縮陽光柱９´の領域における蛍光体の輝
度は、拡散陽光柱９のそれに比べて数分の1であるた
め、図１９に示すように、管軸方向の輝度むらを生じ
る。

【００１１】図１９は、従来の第１の放電ランプにおけ
る収縮陽光柱が発生したときのランプ軸方向に沿う輝度
分布を示すグラフである。

【００１２】図において、横軸はランプ軸方向の位置
（ｃｍ）を、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）を、それぞれ示
す。図中、範囲ａは収縮陽光柱の領域、範囲ｂは拡散陽
光柱の領域、範囲ｃは放電ランプの全長、をそれぞれ示
している。

【００１３】そのため、管電流の増加には限界が有り、
ランプの高輝度化を図れないという問題がある。

【００１４】収縮陽光柱９´は、管電流が集中する内部
電極４の近傍で発生するため、内部電極４近傍の陽光柱
の電流密度を低減する必要がある。

【００１５】短寿命また、内部電極４には全電流が集中して流れ込むため
に、寿命中に内部電極４がスパッタリングによって消耗
する問題がある．この場合も、内部電極４に流れ込む電
流量を低減する必要がある。

【００１６】高温化また、内部電極４には全電流が集中して流れ込むため
に、図４の曲線Ｂに示すように、内部電極４近傍の管壁
温度が異常に高温になる。蛍光ランプを液晶用バックラ
イト用光源として使用する場合、蛍光ランプの近くに配
置された導光板の熱損傷を招くために、管電流値には上
限がある。

【００１７】駆動電圧の高圧化上記のキセノン蛍光ランプは、液晶用のバックライト光
源として利用されるが、液晶画面の大形化に伴い、ラン
プの長尺化が要求されている．しかし、ランプ長を長く
すると、図５の曲線Ｄに示すように、ガラス管１の放電
空間の全域に放電が広がるのに必要な管電圧が高くなる
ために、点灯装置の大形化を招く。

【００１８】照明装置の発光量を高める手段として、上
記の1個の内部電極４と1個の外部電極５とを用いて放電
させる方式のランプの形状を直線形状以外の異形形状、
たとえば図２０に示すように、Ｌ字形にした異形形状の
蛍光ランプが開発されている。

【００１９】図２０は、従来の第２の放電ランプを示す
一部断面正面図である。

【００２０】図において、図２と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【００２１】これらの異形形状の蛍光ランプは、照明装
置の光源であるランプの使用本数減らすことを目的とし
ている関係で、直管形蛍光ランプよりランプ長が長くな
り、その結果、始動電圧が上昇するため、点灯装置が大
形化する問題点を生じる。また、放電空間の体積が増加
することで、生成される荷電粒子の総合数が増えるの
で、これらが1個の内部電極に流れ込むため管電流が増
加する。その結果、収縮陽光柱の発生が原因でなる発光
の明るさのちらつきや輝度むら、内部電極近傍の管壁温
度の上昇、寿命中の内部電極の消耗を引き起こす。

【００２２】本発明は、上記の問題に対処してなされた
もので、以下の項目を改善した放電ランプ、これを用い
た放電ランプ点灯装置および照明装置を提供することを
目的とする。

【００２３】１．駆動電圧が低くてよい。

【００２４】２．収縮陽光柱の発生を抑制して輝度の低
下および明るさのちらつきが少ない。

【００２５】３．寿命中の内部電極の消耗度が少なく長
寿命である。

【００２６】４．内部電極近傍の管壁温度が低いので、
照明装置を損傷しにくい。

【００２７】また、本発明は、異形形状などによりラン
プ長が長い場合であっても、低い電圧で放電容器のほぼ
全域で発光する放電ランプ、これを用いた放電ランプ点
灯装置および照明装置を提供することを他の目的とす
る。

【００２８】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の放電ラ
ンプは、細長い透光性気密容器、透光性気密容器内に封
装された複数の内部電極、および透光性気密容器内に封
入された希ガスを主体とする放電媒体を備えて構成され
ている放電容器と；透光性気密容器の外周面にほぼ接触
し、かつ互いに絶縁関係に配設されて、対応する内部電
極との間で放電容器の内部に放電を生起させ得る複数の
外部電極と；を具備していることを特徴としている。

【００２９】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。以下、各構成要素ごとに分説する。

【００３０】＜放電容器について＞放電容器は、少なく
とも透光性気密容器、放電媒体および複数の内部電極を
備えて構成されている。

【００３１】（透光性気密容器について）透光性気密容
器は、ガラスバルブの両端を封止して形成するのが最も
製造が容易で、コストが低いので好適であるが、要すれ
ば透光性セラミックスなどによって形成したものでもよ
い。なお、ガラスとしては、軟質ガラス、半硬質ガラ
ス、硬質ガラス、石英ガラスなどを適宜選択して用いる
ことができる。透光性気密容器が透光性であるとは、透
光性気密容器の全体が透光性であることを要件とするも
のではなく、少なくとも放電に伴って発生する光を導出
しようとする部分が透光性であればよい。また、透光性
気密容器が細長いとは、放電容器の外径の２倍以上の長
さを備えていることをいう。

【００３２】さらに、透光性気密容器は、直管状および
非直管形状すなわち異形形状のいずれでもよい。

【００３３】さらにまた、本発明において、透光性気密
容器は、横断面偏平、であってもよいが、この場合には
中心から外部電極に対向する外面部分までの距離を２倍
して外径とする。

【００３４】（放電媒体について）放電媒体は、希ガス
を主体とし、希ガスはキセノン、ネオン、アルゴン、ク
リプトンなどであることを許容する。また、希ガスの他
に希ガスのハロゲン化物やハロゲン単体が添加されてい
てもよい。ハロゲンとしては、ヨウ素、臭素、塩素を用
いることができる。数ｍＨｇから数気圧の範囲で蒸気と
して存在する元素であれば、放電が可能である。

【００３５】希ガスがキセノンのように放電によって紫
外線を発生する場合には、透光性気密容器の内面側など
に紫外線により励起されて可視光を発生する蛍光体層を
備えることができる。

【００３６】（複数の内部電極について）内部電極は、
その複数が透光性気密容器内に互いに離間して封装され
ている。たとえば、内部電極を一対封装する構成の場合
には、透光性気密容器の両端内部に配設することができ
る。また、３個以上の内部電極を封装する場合には、た
とえば上記に加えて透光性気密容器の中間位置にも配設
することができる。

【００３７】また、内部電極には、通常の内部電極形の
放電ランプに用いるのと同様な冷陰極形または熱陰極形
の短寸の電極を用いることができる。

【００３８】上記のいずれの構成の内部電極であって
も、それを放電容器の端部に封装するには、フレアシー
ル、ビードシール、ピンチシールなど既知の各種シール
手段を適宜選択して用いることができる。

【００３９】＜複数の外部電極について＞複数の外部電
極は、放電容器の外周面にほぼ接触して配設されていれ
ば、どのような構成であってもよい。たとえば、導電物
質のコイル、円筒状金属メッシュ構造体、金属箔または
透明性導電膜などにより外部電極を構成することができ
る。

【００４０】また、外部電極の数は、少なくとも複数の
内部電極に対応したかずとして配設される。ただし、外
部電極と内部電極とは、正対していることは許容される
が、必須要件ではない。両者は、放電容器の管軸方向に
適当な距離離間していてもよい。

【００４１】さらに、外部電極は、放電容器の外周面に
ほぼ接触して配設される。そのため、外部電極を適当な
手段で放電容器に固定する。たとえば、接着剤を用いた
り、透明性の合成樹脂をポッティングしたり、機械的に
巻締めしたりするなどにより固定することができる。

【００４２】＜その他の構成について＞１．透光性絶縁チューブについて外部電極を機械的に固定し、要すればさらに加えて放電
ランプの絶縁性を向上させるために、外部電極の外側に
透光性絶縁チューブを配設することができる。透光性絶
縁チューブは、好ましくは透明性である。また、透光性
絶縁チューブは、配設の作業性のためには、熱収縮性で
あるのがよい。

【００４３】２．蛍光体層について前述のように、希ガスが放電により紫外線を放射し、利
用するのが可視光である場合には、透光性気密容器の内
面側に蛍光体層を配設することができる。放電ランプが
バックライト用の場合には、３波長発光形の蛍光体やハ
ロリン酸塩蛍光体など白色発光の蛍光体が好適である。
また、読み取り用の場合には、緑色発光の蛍光体が好適
である。要するに、蛍光体は放電ランプの用途に応じて
発光色などを選択すればよい。

【００４４】さらに、蛍光体層は、放電容器の長手方向
の発光領域の全周面に形成してもよいし、管軸方向に蛍
光体層が形成されない導光スリットを形成してアパーチ
ャ構造にすることもできる。

【００４５】３．保護膜などについて必要に応じて透光性気密容器の内面にアルミナ微粒子な
どからなる保護膜や易電子放射物質膜を形成することが
できる。保護膜を形成する場合には、蛍光体層と透光性
気密容器の内面との間に保護膜を形成してもよいし、蛍
光体層の放電空間側の内面に保護膜を形成してもよい。
また、易電子放射物質膜を形成することができ、この場
合には放電ランプの暗黒特性の発生を回避するか、軽減
するのに効果的である。

【００４６】＜本発明の作用について＞本発明は、上記
の構成を具備していて、透光性気密容器を共通にして複
数の内部電極と複数の外部電極とが配設されているの
で、この放電ランプを点灯するには、一の内部電極とこ
れに対応する一の外部電極との間に点灯回路を接続すれ
ばよい。そして、他の内部電極および外部電極の間に
も、同様にそれぞれの点灯回路を接続する。このため、
一つの透光性気密容器が複数の放電ランプが連設されて
いるかのように発光する。その結果、以下に示す作用効
果を奏する。

【００４７】１．所与の長さの透光性気密容器に対し
て、一つ当りの外部電極が短くすることができるから、
対応する内部電極および外部電極間に印加する駆動電圧
が低くなる。換言すれば、低い駆動電圧で管長の大きな
放電ランプを駆動できる。

【００４８】２．一つ当りの内部電極に流入するランプ
電流を低減できる。このため、収縮陽光柱の発生を抑制
できる。したがって、収縮陽光柱の発生に伴う輝度低下
および明るさのちらつきを防ぐことができる。

【００４９】３．一つ当りの内部電極に流入するランプ
電流を低減できるのに伴って、内部電極のスパッタリン
グによる点灯中の内部電極の消耗を低減できる。このた
め、放電ランプの長寿命化を図ることができる。

【００５０】４．一つ当りの内部電極に流入するランプ
電流を低減できるのに伴って、内部電極近傍の温度が低
下する。このため、放電ランプを光源として用いる照明
装置の損傷、たとえば液晶バックライト装置の導光板の
熱損傷を防止できる。

【００５１】請求項２の発明の放電ランプは、請求項１
記載の放電ランプにおいて、放電容器は、異形形状をな
していることを特徴としている。

【００５２】本発明において、「異形形状」とは、放電
容器の長手方向方向の形状が直管形状ではないことを意
味する。異形形状としては、たとえばＬ字形、Ｕ字形、
コ字形、Ｗ字形、環形、半円環形など種々の形状を採用
することができる。また、上記した２次元形状だけでな
く、３次元的な任意曲線にすることができる。さらに、
異形形状に形成するには、直管形状のガラス管を加熱し
た後、外力を加えて湾曲させたり、成形用金型を用いて
湾曲させたりすることができる。

【００５３】そうして、本発明においては、放電容器が
異形形状なので、１本の放電ランプでたとえば液晶用バ
ックライト装置の導光板に対してその２辺以上から同時
に入光するように構成することが可能になる。すなわ
ち、希ガス放電を行う放電ランプは、水銀蒸気放電を行
う放電ランプに比較すると、どうしても光量が少ないの
で、放電容器を長くして光量を増加する必要がある。そ
こで、導光板の複数の端面に複数の直管形状に放電ラン
プを配設して不足する光量を補うことも考えられるが、
このように構成すると、コストアップになるとともに、
放電ランプのバックライト装置への組み込みが、たとえ
ば配線や放電ランプの支持の面で、困難になる。

【００５４】これに対して、本発明においては、放電容
器を長くし、しかも異形形状にすることで、駆動電圧の
上昇なしに、一つの放電ランプで複数の端面から同時に
入光するように構成することができる。このため、コス
トダウンを図れるとともに、バックライト装置への組み
込みが容易になる。

【００５５】一方、駆動電圧の上昇なしに放電容器を長
くすることで発光量を増加できるから、１本の直管形状
の放電ランプを用いる場合より高輝度が得られることに
もなる。

【００５６】そうして、本発明においては、１本の放電
ランプで導光板の複数の辺の端面から同時に入光するな
ど多用な利用形態を可能にしてコストダウンを図れる。

【００５７】請求項３の発明の放電ランプは、請求項２
記載の放電ランプにおいて、放電容器は、長手方向の中
間に湾曲部を有しており；複数の外部電極は、その少な
くとも一対の間に放電容器の湾曲部が位置するように離
間して配設されている；ことを特徴としている。

【００５８】本発明において、放電容器は、その長手方
向の中間に湾曲部を備えた異形形状である。なお、「湾
曲部」とは、放電容器が緩やかな曲線を描いて曲成して
いる状態および鋭く曲成している、いわゆる屈曲した状
態のいずれをも含む概念として用いられている。異形形
状としては、たとえば、Ｌ字形、コ字形、Ｕ字形、Ｖ字
形、Ｗ字形などのように、ランプ断面部の中心位置を管
軸方向に沿って辿った軌跡がアルファベットやカタカナ
の文字を擬似的に示す形状をなすことを許容する。この
場合、ランプ湾曲部の角度や形状などが多少変化してい
ても、文字形状を擬似的に認識できれば構わないものと
する。

【００５９】ところで、上記のような異形形状の放電ラ
ンプは、一般に直管部からの発光を利用し、湾曲部から
の発光はあまり照明装置の明るさに影響しない。

【００６０】そうして、本発明においては、複数の外部
電極の少なくとも一対の間に放電容器の湾曲部が位置し
ていることで、湾曲部を避けて外部電極を配設できるの
で、外部電極の配設が容易である。しかも、発光分布は
問題ない。

【００６１】また、放電容器の湾曲部においては放電が
生起しないから、無駄な電力消費がなくなり、照明装置
の効率が高くなる。

【００６２】さらに、一対の外部電極の間に放電容器の
湾曲部が位置しているから、外部電極間に所要の絶縁距
離を設けることができる。

【００６３】請求項４の発明の放電ランプは、請求項１
記載の放電ランプにおいて、外部電極は、導電物質のコ
イルによって形成されていることを特徴としている。

【００６４】導電物質のコイルは、金属線を用いて形成
してもよいし、放電容器の外周面に導電性物質を塗布、
蒸着または印刷などによって形成してもよい。金属線を
用いてコイルを形成する場合、放電容器に金属線を直接
巻き付けたり、あるいは、ばね性金属線を用いて予め整
形したコイルを放電容器に挿入したりすることによって
配設することができる。

【００６５】また、導電物質のコイルは、そのピッチを
一定にしたり、変化したりして放電容器に配設すること
ができる。ピッチを小さくすると、その部分の輝度が増
加し、ピッチが大きくなるとその部分の輝度は減少す
る。一方、外部電極上の位置が内部電極から離れるにし
たがってその位置の輝度が低減していく。そこで、内部
電極から離れるにしたがってコイルのピッチを相対的に
密にし、反対に内部電極に接近するにしたがってコイル
のピッチを疎にすることにより、放電容器の長手方向方
向に沿った配光をフラットな方向に制御することができ
る。しかし、要すれば、管軸方向に不均一な輝度分布を
得たい場合にも、外部電極のコイルのピッチを適宜変化
させることができる。

【００６６】さらに、金属線のコイルの両端を接着剤に
より部分的に放電容器に接着することにより、コイルを
放電容器に対して固定することができる。接着剤が不透
光性ないし低透光性である場合には、コイルの両端部で
あって、放電ランプの配光特性に影響が少ない位置にい
おいて、部分的に、すなわちスポット状に接着剤を施与
してコイルを固定するのがよい。これに対して、コイル
を、その中間位置で固定する場合には、透光性好ましく
は透明性の接着剤を用いるのがよい。もちろん、コイル
の端部に施与する場合にも透光性の接着剤を用いること
ができるのはいうまでもない。しかし、これに代える
か、または加えて、コイルの巻き始め部分を２〜３ター
ン密巻きにすることにより、コイルを放電容器に固定す
ることもできる。

【００６７】さらに、導電物質のコイルは、その抵抗率
が２×１０^−４Ω／ｃｍ以下であることが外部電極の電
力損失低減の上から好ましい。たとえば、Ｎｉ、Ｃｕな
どを用いることで抵抗率を小さくすることができる。導
電物質の断面形状は、リボン状、円形、楕円形、半円
形、矩形、三角形または台形などの多角形、あるいはそ
れらに擬した形状でもよいし、さらには印刷法などで形
成した薄膜であってもよい。

【００６８】次に、外部電極の受電手段について説明す
る。

【００６９】外部電極の受電のために、コイルの一端を
直接外部に導出することができる。これに代えて、透光
性気密容器の一端に埋設しているが、放電空間には露出
しないような状態で外部リード線を封着して、この外部
リード線にコイルの一端をはんだ付け、加締めまたは溶
接により接続することができる。

【００７０】そうして、本発明においては、外部電極に
導電物質のコイルを用いていることにより、以下の作用
効果を奏する。

【００７１】１．外部電極の放電容器の放射方向にお
ける面積を小さくすることができる。これにより、外部
電極により遮断される光損失を少なくすることができ、
そのため放電ランプのランプ効率が向上する。

【００７２】２．コイルのピッチを変えることにより、
その部分の輝度を制御できる。このため、放電ランプの
発光分布を制御することができる。

【００７３】請求項５の発明の放電ランプ点灯装置は、
請求項１ないし４のいずれか一記載の放電ランプと；各
内部電極およびこれに対応する各外部電極の間にそれぞ
れ接続された複数の点灯回路と；を具備していることを
特徴としている。

【００７４】上述した本発明の放電ランプを点灯するた
めに好適な放電ランプ点灯装置の構成を規定している。

【００７５】すなわち、点灯回路は、矩形波、正弦波な
どの波形の高周波交流電圧や、高繰り返し周波数のパル
ス電圧を出力する電源を用いるのがよい。なお、パルス
電圧は、矩形波や正弦波の高周波交流電圧を半波整流し
て得ることができる。

【００７６】また、複数の点灯回路は、たとえば共通の
高周波インバータの出力トランスに複数の２次巻線を配
設することにより、容易に得ることができる。

【００７７】請求項６の発明の照明装置は、照明装置本
体と；照明装置本体に配設された請求項５記載の放電ラ
ンプ点灯装置と；を具備していることを特徴としてい
る。

【００７８】本発明において、「照明装置」とは、放電
ランプの発光を利用する全ての装置を含む広い概念であ
り、たとえばバックライトユニットおよびこれを備えた
液晶表示装置、ならびに液晶表示装置を組み込んだ機器
を含む。液晶表示装置を組み込んだ機器は、たとえば、
パーソナルコンピュータ、ナビゲーション機器、携帯情
報端末機、液晶テレビジョン受像装置などの液晶表示装
置を組み込んだ機器、ならびに自動車などの移動体用計
器パネル照明装置、装飾用照明器具などである。

【００７９】また、「照明装置本体」とは、照明装置か
ら放電ランプを除いた残余の部分をいう。

【００８０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００８１】図１は、本発明の放電ランプの第１の実施
形態を示す正面図である。

【００８２】図２は、本発明の放電ランプおよび放電ラ
ンプ点灯装置の第１の実施形態を示す正面縦断面図であ
る。

【００８３】各図において、１１は放電容器、１２Ａ、
１２Ｂは第１および第２の外部電極、１３は透光性絶縁
チューブ、１４Ａ、１４Ｂは第１および第２の点灯回路
である。

【００８４】＜放電容器１について＞放電容器１１は、
透光性気密容器１１ａ、第１および第２の内部電極１１
ｂＡ、１１ｂＢ、内部導入線１１ｃ、外部導入線１１
ｄ、および蛍光体層１１ｅからなる。

【００８５】透光性気密容器１１ａは、たとえば外径
１．６ないし１０ｍｍ、肉厚０．１〜０．７ｍｍ、長さ
５０〜７００ｍｍのガラスの硬質ガラス製の細長いガラ
スバルブからなり、その内部には細長い放電空間１１ａ
１が形成されている。

【００８６】第１および第２の内部電極１１ｂＡ、１１
ｂＢは、たとえば先端が開口した内径２．０ｍｍ、長さ
４ｍｍ程度のＮｉ系合金製の円筒体形状を有する冷陰極
からなり、コバールからなる内部導入線１１ｃの先端に
溶接により支持されて透光性気密容器１１ａ内の一端に
封装されている。

【００８７】外部導入線１１ｄは、コバール線からな
り、内部導入線１１ｃを一体に延長して形成されている
とともに、透光性気密容器１１ａの両端部に封着され、
基端が透光性気密容器１１ａから外部へ延在している。

【００８８】蛍光体層１１ｅは、３波長発光形の蛍光体
からなり、透光性気密容器１１ａ内の放電空間１１ａ１
の両端を除く中間部の殆どの領域に形成されている。

【００８９】気密容器１１ａの放電空間１１ａ１内に
は、キセノンを主体とする希ガスが封入されている。

【００９０】＜第１および第２の外部電極１２Ａ、１２
Ｂについて＞本実施形態において、第１および第２の外
部電極１２Ａ、１２Ｂは、それぞれ金属線を用い形成し
たコイルからなる。コイルは、直径０．０５〜０．４ｍ
ｍのＮｉ、Ｃｕなどの金属線をピッチ０．１〜１０ｍｍ
程度で巻回して形成されており、その内面が放電容器１
１の外周面に接触している。

【００９１】また、外部電極１２Ａ、１２Ｂは、透光性
気密容器１１ａの一端から５ｍｍ程度の距離および中央
部を残して配設されている。そして、第１の外部電極１
２Ａは、第１の内部電極１１ｂＡに対応している。同様
に第２の外部電極１２Ｂは、第２の内部電極１１ｂＢに
対応している。

【００９２】＜絶縁チューブ１３について＞絶縁チュー
ブ１３は、厚さ０．１〜２．５ｍｍ程度のフッ素樹脂か
らなる透明な熱収縮性樹脂シートをチューブ状に整形し
てなり、第１および第２の外部電極１２Ａ、１２Ｂの外
側から放電容器１１を被覆し、加熱収縮させて第１およ
び第２の外部電極１２Ａ、１２Ｂを放電容器１１の外周
面に接触させ、固定して放電ランプが構成されている。

【００９３】＜第１および第２の点灯回路１４Ａ、１４
Ｂについて＞第１の点灯回路１４Ａは、第１の外部電極
１２Ａと第１の内部電極１１ｂＡとの間に接続してい
る。同様に第２の点灯回路１４Ｂは、第２の外部電極１
２Ｂと第２の内部電極１１ｂＢとの間に接続している。
そして、第１および第２の点灯回路１４Ａ、１４Ｂは、
高周波インバータを主体として構成されていて、いずれ
も矩形波の高繰り返し周波数の駆動電圧を出力する。

【００９４】＜放電ランプの動作について＞放電ランプ
の第１の内部電極１１ｂＡと第１の外部電極１２Ａとの
間に所要の駆動電圧が第１の点灯回路１４Ａから印加さ
れると、両電極１１ｂＡ、１２Ａ間に位置する放電空間
１１ａ１内の図において左半分の領域に誘電体バリヤ放
電が発生して封入されている放電媒体のキセノンが紫外
線を放射する。同様に第２の内部電極１１ｂＢと第２の
外部電極１２Ｂとの間に所要の駆動電圧が第２の点灯回
路１４Ｂから印加されると、両電極１１ｂＢ、１２Ｂ間
に位置する放電空間１１ａ１内の図において右半分の領
域に誘電体バリヤ放電が発生して封入されている放電媒
体のキセノンが紫外線を放射する。このため、放電空間
１１ａ１内の全領域内に放電が生起して、紫外線は蛍光
体層１ｅを照射するので、蛍光体が励起されて可視光を
放出する。放出された可視光は、外部電極１２Ａ、１２
Ｂのコイルの各ターンの間に形成された隙間から外部へ
全周から導出されるので、照明装置として可視光を利用
することができる。

【００９５】図３は、本発明の放電ランプの第１の実施
形態における管軸方向に沿う輝度分布を示すグラフであ
る。

【００９６】図において、横軸はランプ軸方向の位置
（ｃｍ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）、をそれぞれ示
す。図中、範囲ｃはランプ全長、点線ｄはランプ中央、
をそれぞれ示す。

【００９７】図および図１９の対比から理解できるよう
に、本実施形態においては、得られる輝度分布が均一で
ある。

【００９８】図４は、本発明の放電ランプの第１の実施
形態における管軸方向に沿う管壁温度分布を比較例のそ
れとともに示すグラフである。

【００９９】図において、横軸は一方の内部電極側ラン
プ端からの距離（ｃｍ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）、
をそれぞれ示す。なお、比較例は、図１５に示す構造の
放電ランプである。図中、曲線Ａは本実施形態を、曲線
Ｂは比較例を、それぞれ示す。また、直線ｅは放電ラン
プの一端、直線ｆは放電ランプの中央、をそれぞれ示
す。

【０１００】図から理解できるように、本実施形態にお
いては、管壁温度が管軸方向に沿ってほぼ均一である。
これに対して、比較例においては、内部電極に対向する
部位近傍の管壁温度が極めて高くなっている。

【０１０１】図５は、本発明の放電ランプの第１の実施
形態におけるランプ全域に放電が広がるときの電源の出
力電圧を比較例のそれとともに示すグラフである。

【０１０２】図において、横軸はランプ長（ｍｍ）、縦
軸はランプ全域に放電が広がるときの電源の出力電圧
（Ｖp-p）、をそれぞれ示す。なお、比較例は、図１５
に示す構造の放電ランプである。また、「電源」とは、
点灯回路を意味する。図中、曲線Ｃは本実施形態を、曲
線Ｄは比較例を、それぞれ示す。

【０１０３】図から理解できるように、本実施形態にお
いては、低い出力電圧で、長いランプ長の放電ランプが
得られる。これに対して、比較例においては、長いラン
プ長にすることができないとともに、高い出力電圧を要
する。

【０１０４】以下、本発明の放電ランプにおける外部電
極の他の実施形態を図６ないし図８に基づいて説明す
る。図中、図１と同一部分については同一符号を付して
説明は省略する。

【０１０５】図６は、本発明の放電ランプの第２の実施
形態を示す一部断面正面図および横端面図である。

【０１０６】本実施形態は、外部電極１２が金属箔から
なり、放電容器１１の外面に貼着されている。金属箔
は、たとえばアルミニウム箔で、透明樹脂薄板の基板に
接着された材料を利用することができる。

【０１０７】図７は、本発明の放電ランプの第３の実施
形態を示す一部断面正面図および横端面図である。

【０１０８】本実施形態は、外部電極１２Ａが透明性導
電膜からなり、放電容器１１の外面に蒸着、化学蒸着
（ＣＶＤ）などにより形成されている。

【０１０９】図８は、本発明の放電ランプの第４の実施
形態を示す一部断面正面図および横端面図である。

【０１１０】本実施形態は、外部電極１２が金属メッシ
ュ構造体からなり、放電容器１１の外周面に装着されて
いる。金属メッシュ構造体としては、円筒体形状に形成
され、内部に放電容器１１を挿入し、固定する。金属メ
ッシュ構造体がメリヤス編み構造であれば、両端を引っ
張れば縮径して放電容器１１に密着させることができ
る。

【０１１１】次に、図９ないし図１２に基づいて放電容
器が異形形状である本発明の放電ランプの実施形態につ
いて放電ランプ点灯装置とともに説明する。図中、図１
と同一部分については同一符号を付して説明は省略す
る。

【０１１２】図９は、本発明の放電ランプの第の５の実
施形態を点灯回路とともに示す正面図である。

【０１１３】本実施形態は、放電容器１１がＬ字形をな
している。

【０１１４】すなわち、放電容器１１は、中間に湾曲部
１１ａ２と、その両側に直角に配置された長短一対の直
管部１１ａ３、１１ａ４とを備えている。第１および第
２の内部電極１１ｂＡ、１１ｂＢは、放電容器１１の両
端に封装され、これに対応する第１および第２の外部電
極１２Ａ、１２Ｂが直管部１１ａ３、１１ａ４に配設さ
れている。また、第１および第２の外部電極１２Ａ、１
２Ｂは、コイルのピッチが内部電極１１ｂＡ、１１ｂＢ
側で相対的に疎に、また反対側が密に変化している。こ
れにより各直管部１１ａ３、１１ａ４における輝度分布
がなるべく均一になるように配慮されている。

【０１１５】第１および第２の点灯回路１４Ａ、１４Ｂ
の出力電圧は、蛍光体の輝度を高めることができる拡散
陽光柱が発生するように電圧波形や位相を調整されてい
る。また、各出力電圧値は、ランプ全域の明るさをほぼ
均等とするために第１および第２の外部電極１２Ａ、１
２Ｂの長さ（分担する発光範囲の長さ）に応じた割合で
設定されており、また、第１および第２の内部電極１１
ａＡ、１１ａＢ間が放電すると、蛍光体の輝度が低い収
縮陽光柱が管全体に発生して輝度の低下や明るさのちら
つきを招くので、内部電極間が放電しない電圧差を維持
するように調整されている。

【０１１６】そうして、本実施形態は、四角形の導光板
の隣接する２辺から入光させる場合に好適である。

【０１１７】図１０は、本発明の放電ランプの第の６の
実施形態を点灯回路とともに示す正面図である。

【０１１８】本実施形態は、放電容器１１がコ字形をな
している。

【０１１９】すなわち、放電容器１１は、中間に２つの
湾曲部１１ａ２、１１ａ２と、その両側および中間に直
角に配置された長短３つの直管部１１ａ３、１１ａ４、
１１ａ５とを備えている。第１および第２の内部電極１
１ｂＡ、１１ｂＢは、放電容器１１の両端に封装されて
いる。内部電極１１ｂＡに対応する第１の外部電極１２
Ａは、直管部１１ａ３および１１ａ５に跨って配設され
ている。また、第２の内部電極１１ｂＢに対応する第２
の外部電極１２Ｂは、直管部１１ａ４に配設されてい
る。

【０１２０】したがって、第１の外部電極１２Ａは、コ
イルのターン数が多く、内部電極１１ｂＡと反対側の特
に直線部１１ａ５においてコイルのピッチが密になって
いて、放電ランプ全体の直管部１１ａ３、１１ａ４、１
１ａ５の輝度分布がなるべく均一化するように配慮され
ている。なお、点灯回路１４Ａのドライブ電圧は、外部
電極１２Ａのターン数が多い分高く設定される。

【０１２１】そうして、本実施形態は、四角形の導光板
の３辺から入光させる場合に好適である。

【０１２２】図１１は、本発明の放電ランプの第の７の
実施形態を点灯回路とともに示す正面図である。

【０１２３】本実施形態は、放電容器１１がＵ字形をな
している。

【０１２４】すなわち、放電容器１１は、中間に大きな
曲率の１つの湾曲部１１ａ２と、その両側に平行に配置
された一対の同一長さの直管部１１ａ３、１１ａ４とを
備えている。第１および第２の内部電極１１ｂＡ、１１
ｂＢは、以上の各実施形態と同様に放電容器１１の両端
に封装されている。第１および第２の内部電極１１ｂ
Ａ、１１ｂＢに対応する第１および第２の外部電極１２
Ａ、１２Ｂは、ターン数およびピッチの変化がともに同
じである。

【０１２５】そうして、本実施形態は、四角形の拡散板
の底面から入光させるいわゆる直下式のバックライト装
置に好適である。

【０１２６】図１２は、本発明の放電ランプの第の８の
実施形態を点灯回路とともに示す正面図である。

【０１２７】本実施形態は、放電容器１１が複Ｕ字形を
なしている。

【０１２８】すなわち、放電容器１１は、中間に大きな
曲率の３つの湾曲部１１ａ２、１１ａ２、１１ａ２と、
それらに隣接する４つの直管部１１ａ６とを備えてい
る。第１および第２の内部電極１１ｂＡ、１１ｂＢに加
えて第３の内部電極１１ｂＣが透光性気密容器１１ａの
長手方向の中央に配設されている。これに対応して、第
１および第２の外部電極１２Ａ、１２Ｂに加えて、第３
の外部電極１２Ｃが配設されている。第３の外部電極１
２Ｃは、第３の内部電極１１ｂＣに跨って配設されてい
る。

【０１２９】これに対して、点灯回路においても、第１
および第２の点灯回路１４Ａ、１４Ｂに加えて第３の点
灯回路１４Ｃが配設されている。なお、第３の外部電極
１４Ｃは、その両端が第３の点灯回路１４Ｃに接続して
いるので、それぞれ内部電極１１ｂＣに対して２分割さ
れ、かつ並列接続された一対の外部電極として作用す
る。

【０１３０】そうして、本実施形態は、面積が大きい
か、高輝度が要求される四角形の拡散板の底面から入光
させるいわゆる直下式のバックライト装置に好適であ
る。

【０１３１】図１３は、本発明の照明装置の一実施形態
としての液晶用バックライト装置を示す一部断面平面図
である。

【０１３２】図１４は、同じく下側面図である。

【０１３３】図において、２１はバックライト本体、２
２は放電ランプである。

【０１３４】バックライト装置本体２１は、導光体２１
ａ、反射ケース２１ｂ、反射シート２１ｃ、拡散シー
ト、レンズシート、保護シートなど２１ｄなどを備え、
図示しないケースに収納される。導光体２１ａは、透明
アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などの高屈折率を
有する四角形の透明体から構成されている。反射ケース
２１ｂは、放電ランプ２２から導光体２１ａに直接入射
しない方向へ放射された光を反射して導光体２１ａに入
射させるとともに、放電ランプ２２の発光が導光体２１
ａ以外の箇所へ漏光しないように遮蔽する。反射シート
２１ｃは、導光板２１ａの底面に配設されて導光板２１
ａの底面側へ出ようとする光を上面側へ反射する。拡散
シート、レンズシート、保護シートなど２１ｄは、導光
体２１cの上面に用途に応じて適宜組み合わせられて配
設されて、バックライトの輝度向上や均一性を向上させ
る。

【０１３５】放電ランプ２２は、図９に示す構造を備え
ていて、導光板２１ａの隣接する２辺の端面から入光す
るように配設されている。したがって、図９と同一部分
については同一符号を付してある。

【０１３６】

【発明の効果】請求項１ないし４の各発明によれば、細
長い透光性気密容器、透光性気密容器内に複数の内部電
極を封装し、希ガスを主体とする放電媒体を封入して構
成されている放電容器と、その外周面にほぼ接触して配
設され、対応する複数の内部電極との間で放電容器の内
部に放電を生じさせる複数の外部電極とを具備している
ことにより、以下の効果を有する放電ランプを提供する
ことができる。

【０１３７】１．駆動電圧が低くてよい。

【０１３８】２．収縮陽光柱の発生を抑制して輝度の低
下および明るさのちらつきが少なくなる。

【０１３９】３．寿命中の内部電極の消耗度が少なく長
寿命になる。

【０１４０】４．内部電極近傍の管壁温度が低いので、
照明装置を損傷しない。

【０１４１】請求項２の発明によれば、加えて放電容器
が異形形状をなしていることにより、駆動電圧の上昇な
しに、１本の放電ランプで導光板の複数の辺の端面から
同時に入光するなど多用な利用形態を可能にしてコスト
ダウンを図れるとともに、照明装置への組み込みが容易
になる放電ランプを提供することができる。

【０１４２】請求項３の発明によれば、放電容器が長手
方向の中間に湾曲部を有し、複数の外部電極の少なくと
も一対の間に放電容器の湾曲部が位置するように離間し
て配設されていることにより、湾曲部を避けて外部電極
を配設できるので、外部電極の配設が容易であるととも
に、放電容器の湾曲部においては放電が生起しないか
ら、無駄な電力消費がなくなり、照明装置の効率が高く
なる放電ランプを提供することができる。

【０１４３】請求項４の発明によれば、加えて外部電極
が導電物質のコイルによって形成されていることによ
り、外部電極の放電容器の放射方向における面積を小さ
くして外部電極により遮断される光損失を少なくしてラ
ンプ効率が向上するとともに、コイルのピッチを変える
ことで発光分布を制御する放電ランプを提供することが
できる。

【０１４４】請求項５の発明によれば、請求項１ないし
４の各内部電極およびこれに対応する各外部電極の間に
それぞれ接続された複数の点灯回路を具備した放電ラン
プ点灯装置を提供することができる。

【０１４５】請求項６発明によれば、請求項１ないし５
の効果を有する照明装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放電ランプの第１の実施形態を示す正
面図

【図２】本発明の放電ランプおよび放電ランプ点灯装置
の第１の実施形態を示す正面縦断面図

【図３】本発明の放電ランプの第１の実施形態における
管軸方向に沿う輝度分布を示すグラフ

【図４】本発明の放電ランプの第１の実施形態における
管軸方向に沿う管壁温度分布を比較例のそれとともに示
すグラフ

【図５】本発明の放電ランプの第１の実施形態における
ランプ全域に放電が広がるときの電源の出力電圧を比較
例のそれとともに示すグラフ

【図６】本発明の放電ランプの第２の実施形態を示す一
部断面正面図および横端面図

【図７】本発明の放電ランプの第３の実施形態を示す一
部断面正面図および横端面図

【図８】本発明の放電ランプの第４の実施形態を示す一
部断面正面図および横端面図

【図９】本発明の放電ランプの第の５の実施形態を点灯
回路とともに示す正面図

【図１０】本発明の放電ランプの第の６の実施形態を点
灯回路とともに示す正面図

【図１１】本発明の放電ランプの第の７の実施形態を点
灯回路とともに示す正面図

【図１２】本発明の放電ランプの第の８の実施形態を点
灯回路とともに示す正面図

【図１３】本発明の照明装置の一実施形態としての液晶
用バックライト装置を示す一部断面平面図

【図１４】同じく下側面図

【図１５】従来の第１の放電ランプを示す正面図

【図１６】同じく正面断面図

【図１７】従来の第１の放電ランプにおける拡散陽光柱
を概念的に示す正面断面図

【図１８】従来の第１の放電ランプにおける収縮陽光柱
を概念的に示す正面断面図

【図１９】従来の第１の放電ランプにおける収縮陽光柱
が発生したときの管軸方向に沿う輝度分布を示すグラフ

【図２０】従来の第２の放電ランプを示す一部断面正面
図

【符号の説明】

１１…放電容器１１ａ…透光性気密容器１１ａ１…放電空間１１ｂＡ…第１の内部電極１１ｂＢ…第２の内部電極１ｃ…内部導入線１ｄ…外部導入線１ｅ…蛍光体層１２Ａ…第１の外部電極１２Ｂ…第２の外部電極１３…透光性絶縁チューブ１４Ａ…第１の点灯回路１４Ｂ…第２の点灯回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】細長い透光性気密容器、透光性気密容器内
に封装された複数の内部電極、および透光性気密容器内
に封入された希ガスを主体とする放電媒体を備えて構成
されている放電容器と；透光性気密容器の外周面にほぼ
接触し、かつ互いに絶縁関係に配設されて、対応する内
部電極との間で放電容器の内部に放電を生起させ得る複
数の外部電極と；を具備していることを特徴とする放電
ランプ。
【請求項２】放電容器は、異形形状をなしていることを
特徴とする請求項１記載の放電ランプ。
【請求項３】放電容器は、長手方向の中間に湾曲部を有
しており；複数の外部電極は、その少なくとも一対の間
に放電容器の湾曲部が位置するように離間して配設され
ている；ことを特徴とする請求項２記載の放電ランプ。
【請求項４】外部電極は、導電物質のコイルによって形
成されていることを特徴とする請求項１記載の放電ラン
プ。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれか一記載の放電
ランプと；各内部電極およびこれに対応する各外部電極
の間にそれぞれ接続された複数の点灯回路と；を具備し
ていることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項６】照明装置本体と；照明装置本体に配設され
た請求項５記載の放電ランプ点灯装置と；を具備してい
ることを特徴とする照明装置。