JP2002042737A

JP2002042737A - 放電ランプおよび照明装置

Info

Publication number: JP2002042737A
Application number: JP2000233193A
Authority: JP
Inventors: Eiju Yano; 英寿矢野
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2002-02-08

Abstract

(57)【要約】【課題】高い輝度を得るために管電力を増加することで
内部電極側の領域に乱れた拡散陽光柱ないし収縮陽光柱
が発生する場合に、収縮陽光柱に対向する部分の輝度を
高めるようにした放電ランプおよびこれを用いた照明装
置を提供する。【解決手段】細長い透光性気密容器１ａ、透光性気密容
器１ａ内に内部電極１ｅ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１と、その
長手方向に沿いかつ外周面にほぼ接触して配設され、内
部電極１ｅに近い領域に乱れた拡散陽光柱ないし収縮陽
光柱ＰＣｄが発生し、内部電極１ｅから離間した領域ｐ
Ｖに拡散陽光柱ＰＣｄが発生するように内部電極１ｅと
の間で放電容器１の内部に放電を生じさせ得るととも
に、乱れた拡散陽光柱ないし収縮陽光柱ＰＣｓに投入す
る管電力を増加する管電力増加手段２ｂを備えた外部電
極２とを具備している。

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およびこれを用いた照明装置に関
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６および図７に示すような構造の放電ランプが開
発されている。

【０００３】図６は、従来の放電ランプを示す正面図で
ある。

【０００４】図７は、同じく正面断面図および点灯回路
を示す回路図である。

【０００５】各図において、１０1は直管形のガラス
管、１０２は蛍光体層、１０３は管電力供給用の導入
線、１０４は内部電極、１０５は外部電極、１０６は透
光性チューブ、１０７はリード線、１０８は点灯回路で
ある。

【０００６】ガラス管１０１は、封止され内部には、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。
蛍光体層１０２は、ガラス管１０１の内面に配設されて
いる。管電力供給用の導入線１０３は、ガラス管1の一
端から内部に気密に導入され、その内端に金属製の内部
電極１０４が支持されてガラス管１０１内に封装されて
いる。外部電極１０５は、内部電極１０４側の一端から
他端に向かって順次巻線ピッチが小さく変化して管軸方
向にガラス管1０１の外壁に導電性金属線がコイル状に
巻かれて配設されている。外部電極１０５のガラス管1
０１上への固定手段としては、たとえば外部電極１０５
を含むガラス管１０１の周囲に透光性チューブ１０６に
よって被覆する手段が採られる。外部電極１０５への通
電手段としては、ガラス管１０1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１０７を介して接続
する。

【０００７】そうして、放電ランプの内部電極１０４と
外部電極１０５との間に点灯回路１０８からパルス電圧
を印加すると、ガラス管１０１内に放電が生起して陽光
柱ＰＣｄが発生する。この場合の陽光柱ＰＣｄは、図８
に示すように、ガラス管１０１内の全体にわたって均一
に拡散した状態（以下、この状態の陽光柱を「拡散陽光
柱」という。）となる。そして、外部電極のピッチ分布
を上述のように傾斜させたことにより、放電空間単位体
積当りの投入管電力が管軸方向にほぼ均一になるため
に、この状態における輝度分布は概ね均一になる。

【０００８】図８は、従来の放電ランプに拡散陽光柱が
発生しているときの放電ランプの長手方向の輝度分布お
よび外部電極の巻線ピッチの分布を示すグラフおよび放
電ランプの略図的縦断面図である。

【０００９】図において、（ａ）は縦断面図、（ｂ）、
（ｃ）は外部電極の巻線ピッチの分布を示すグラフ、
（ｄ）は輝度分布を示すグラフである。

【００１０】（ａ）の縦断面図において、ｐは巻線ピッ
チを示す。

【００１１】（ｂ）および（ｃ）において、横軸はラン
プの管軸方向の位置ｘ（ｍｍ）を、縦軸は外部電極の巻
線ピッチｎ（ｘ）（ｍｍ）を、それぞれ示す。（ｂ）
は、巻線ピッチが内部電極１０４側の一方の端部から遠
ざかるにしたがって段階的に小さくなっている態様を示
している。（ｃ）は、同じく連続的に小さくなっている
態様を示している。

【００１２】（ｄ）において、横軸はランプの管軸方向
の位置ｘ（ｍｍ）を、縦軸は相対輝度（％）を、それぞ
れ示す。これから理解できるように、拡散陽光柱ＰＣｄ
のときの輝度分布は概ね均一になっている。

【問題が解決しようとする課題】ところが、上記の放電
ランプをより高い輝度を得るために、さらに管電力を増
加して点灯させると、以下の問題点のあることが分かっ
た。すなわち、図８に示す拡散陽光柱ＰＣｄの状態から
管電力を増加していくと、ある閾値を境にして内部電極
１０４から数ｃｍほどの領域で拡散陽光柱ＰＣｄが細い
線状ＰＣｓに変化する（以下、この状態の陽光柱を「収
縮陽光柱」という。）。収縮陽光柱ＰＣｓに対向する部
分の蛍光体の輝度は、拡散陽光柱ＰＣｄに対向する部分
の輝度の５０〜８０％と低くなる。このため、管軸方向
の輝度分布が著しく不均一になる。

【００１３】図９は、従来の放電ランプの一部領域に収
縮陽光柱が発生しているときの放電ランプの長手方向の
輝度分布および外部電極の巻線ピッチの分布を示すグラ
フおよび放電ランプの略図的縦断面図である。

【００１４】図において、（ａ）は縦断面図、（ｂ）、
（ｃ）は外部電極の巻線ピッチの分布を示すグラフ、
（ｄ）は輝度分布を示すグラフである。なお、（ｂ）、
（ｃ）は図８と同じである。

【００１５】（ｄ）は、図８の（ｄ）と横軸、縦軸が同
じであるが、収縮陽光柱ＰＣｓに対向する領域の輝度が
低下し、また、このために管軸方向の輝度分布にむらが
生じていることが分かる。

【００１６】本発明は、高い輝度を得るために管電力を
増加することで内部電極側の領域に収縮陽光柱が発生す
る場合に、収縮陽光柱に対向する部分の輝度を高めるよ
うにした放電ランプおよびこれを用いた照明装置を提供
することを目的とする。

【００１７】

【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；透光性気密容器の長手方向に沿い、
かつ外周面にほぼ接触して延在し、内部電極との間の放
電により内部電極から離間した領域に拡散陽光柱が発生
し、かつ放電容器内の内部電極に近い領域に乱れた拡散
陽光柱ないし収縮陽光柱が発生し得るとともに、乱れた
拡散陽光柱ないし収縮陽光柱に流入する管電力を増加す
る管電力増加手段を備えた外部電極と；を具備している
ことを特徴としている。

【００１８】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。

【００１９】＜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、放電媒体および内部電極を備えて
構成されている。

【００２０】（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。

【００２１】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。「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。放電
容器が異形形状であると、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。
これに対して、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。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。

【００２２】さらにまた、本発明において、透光性気密
容器は、横断面が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。

【００２３】（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。

【００２４】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。

【００２５】（内部電極について）内部電極は、その単
一または複数が透光性気密容器内に封装されている。内
部電極が単一の場合、透光性気密容器の一端内部に封装
することができる。しかし、要すれば、透光性気密容器
の中間部に封装してもよい。内部電極が一対の場合に
は、透光性気密容器の両端内部に封装することができ
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。

【００２６】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。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。

【００２７】さらに、電極による電力損失（陰極降下電
圧に基づく電力損失）を低減することを目的として、内
部電極の表面にエミッタ物質（電子放射性物質）を塗布
することもできる。

【００２８】＜外部電極について＞外部電極は、第１
に、透光性気密容器の長手方向方向に沿い、かつ外周面
にほぼ接触して延在し、内部電極との間の放電により放
電容器内の内部電極から離間した領域に拡散陽光柱が発
生し、かつ内部電極に近い領域に乱れた拡散陽光柱ない
し収縮陽光柱が発生し得るように配設されていれば、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。

【００２９】また、外部電極は、第１の構成に加えて第
２に、内部電極に近い領域に発生する「乱れた陽光柱な
いし収縮陽光柱」に投入する管電力を増加する管電力増
加手段を備えている。「乱れた拡散陽光柱ないし収縮陽
光柱に投入する管電力を増加する」とは、放電ランプへ
の投入管電力を低減して、乱れた拡散陽光柱ないし収縮
陽光柱が発生し得る領域に拡散陽光柱を発生させた場合
に、当該領域に投入される放電空間体積当りの管電力が
隣接領域のそれに比較して突出していることであり、こ
のような状態は拡散陽光柱を発生させた場合の輝度分布
を調べることによって容易に判定できる。また、乱れた
拡散陽光柱ないし収縮陽光柱が発生しているにもかかわ
らず乱れた拡散陽光柱ないし収縮陽光柱に対向する部分
の輝度分布が隣接する拡散陽光柱に対向する部分の輝度
とほぼ同等であれば、管電力増加手段が備えられている
と認定することもできる。なお、「乱れた陽光柱」と
は、収縮陽光柱まで至らないが、拡散陽光柱が乱れ出し
た状態で、収縮陽光柱と拡散陽光柱との中間領域に形成
されたり、収縮陽光柱に移行する前の段階で発生して、
さらに管電力を増加していくと、収縮陽光柱に発展した
りすることが多い。このような乱れた陽光柱が発生した
場合にも、当該陽光柱に対向する部分には輝度の低下が
生じるので、このような放電状態のときにも本発明の効
果が得られる。

【００３０】次に、管電力増加手段は、外部電極の構造
に応じて適宜構成することができる。たとえば、外部電
極が導電物質のコイルからなる構成であれば、コイルの
巻線ピッチを隣接する拡散陽光柱に対向する部分のそれ
より小さくする。外部電極がメッシュ構造体からなる構
成であれば、上記と同様の部分におけるメッシュの目を
隣接部分のそれより細かくする。外部電極が金属箔また
は透明性導電膜からなる構成であれば、上記と同様の部
分の幅を相対的に大きくする。

【００３１】さらに、外部電極の数は、内部電極に対応
して適宜設定することが可能である。たとえば、単一の
内部電極が透光性気密容器の一端内部に封装されている
場合には、単一の外部電極を内部電極にほぼ対向する部
分から透光性気密容器の他端側に向けて配設することが
できる。一対の内部電極が透光性気密容器の両端内部に
封装されている場合には、単一または一対の外部電極を
配設することができる。すなわち、外部電極が単一な
ら、その両端が一対の内部電極にほぼ対向するように配
設する。外部電極が一対なら、その一方を一方の内部電
極に、また他方を他方の内部電極に、それぞれ単一の内
部電極および外部電極の場合のように組み合わせて配設
する。内部電極が透光性気密容器の長手方向の中間にも
封装されている場合も、上記のいずれかと同様な考え方
で外部電極を配設することができる。なお、外部電極と
内部電極とは、外部電極の一部が内部電極に正対してい
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。

【００３２】さらにまた、外部電極は、透光性気密容器
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。

【００３３】＜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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】＜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るので、内部電極と外部電極とを点
灯回路に接続し、内外電極間に所要の電圧を印加して、
放電容器内に放電を生起させ、投入管電力を増加するこ
とにより、内部電極近傍の領域に乱れた拡散陽光柱ない
し収縮陽光柱が、その他の領域に拡散陽光柱が発生する
が、乱れた拡散陽光柱ないし収縮陽光柱の部分に投入さ
れる管電力が管電力増加手段により増加するので、輝度
がこれに見合って増加するため、隣接する拡散陽光柱に
対向する部分の輝度とほぼ同等になる。したがって、拡
散陽光柱に対向する部分の輝度分布がほぼ均一になるよ
うに外部電極を構成することにより、放電ランプの長手
方向に沿った輝度分布を概ね均一にするか、少なくとも
均一方向へ改善することができる。

【００３８】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、外部電極は、導電物質のコ
イルによって形成され、乱れた拡散陽光柱ないし収縮陽
光柱に対向する部分のコイルの巻線ピッチが隣接する拡
散陽光柱に対向する部分より密になっていることにより
管電力増加手段が形成されていることを特徴としてい
る。

【００３９】本発明は、外部電極がコイルからなる場合
の好適な構成を規定している。

【００４０】すなわち、内外電極形の希ガス放電は、外
部電極の導電部の周縁に生じるので、放電容器の長手方
向における単位長さ当りの導電部したがって放電発生部
分が長くなるので、放電空間の単位体積あたりの管電力
が増加するものと考えられる。

【００４１】なお、巻線ピッチは、隣接する一対のコイ
ル巻線の中心間の距離をいう。

【００４２】また、収縮陽光柱は、内部電極の前面から
始まるので、外部電極の内部電極に正対する部分につい
ても、要すれば適度の管電力増加手段と同効の手段を配
設することができる。

【００４３】さらに、拡散陽光柱の領域に対向する部分
の長手方向に沿った輝度分布は、要すれば適宜の手段、
たとえばコイルの巻線ピッチを変化させることにより、
均整度を向上させることができる。しかし、要すれば、
管軸方向にある制御された不均一な輝度分布を得てもよ
く、このような場合にも適宜の手段、たとえば外部電極
のコイルの巻線ピッチを適宜変化させることができる。

【００４４】次に、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。

【００４５】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。

【００４６】さらにまた、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、Ｃ
ｕ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。

【００４７】次に、外部電極の受電手段について説明す
る。

【００４８】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。

【００４９】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とともに、乱れた拡散陽
光柱ないし収縮陽光柱に対向する部分のコイルの巻線ピ
ッチを隣接する拡散陽光柱に対向する部分より密にする
ことにより、外部電極の放電容器の放射方向における面
積を小さくしてランプ効率を向上するとともに、管電力
増加手段の構造を簡単にして乱れた拡散陽光柱ないし収
縮陽光柱に対向する部分の輝度を高めて輝度分布を概ね
均一にすることができる。

【００５０】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、外部電極は、拡散陽光柱の
領域に対向する部分のコイルの巻線ピッチが内部電極か
ら遠ざかるにしたがって密になっていることを特徴とし
ている。

【００５１】本発明は、拡散陽光柱の領域に対向する部
分の長手方向に沿った輝度分布の均整度を向上するため
の好適な手段を規定している。

【００５２】すなわち、外部電極の巻線ピッチは、得ら
れる輝度に影響し、巻線ピッチが等しい場合、内部電極
に相対的に近い領域において相対的に輝度が大きくな
り、反対に相対的に遠い領域において相対的に輝度が小
さくなる。また、巻線ピッチを小さくすると、その部分
の輝度が増加する。反対に、巻線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輝度分布を均一
な方向に制御することができる。

【００５３】そこで、本発明においては、管軸方向に概
ね均一な輝度分布を実現するためには、内部電極に相対
的に近い領域において巻線ピッチを相対的に疎にし、反
対に相対的に遠い領域において巻線ピッチを相対的に密
にしている。また、外部電極の巻線ピッチは、連続的に
変化してもよいし、段階的に変化してもよい。

【００５４】請求項４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；導
電物質のコイルによって形成され、透光性気密容器の内
部電極から離間する方向の長手方向に沿い、かつ外周面
にほぼ接触して延在し、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とともに、コイルの巻線ピッチ
が密から疎に転換する変曲点が少なくとも１つ存在する
外部電極と；を具備していることを特徴としている。

【００５５】本発明は、外部電極にその巻線ピッチが密
から疎に転換する変曲点を備えていることにより、収縮
陽光柱が発生する領域に巻線ピッチが密な部分を対向さ
せ、拡散陽光柱が発生する領域に巻線ピッチが疎な部分
を対向させれば、乱れた拡散陽光柱ないし収縮陽光柱の
領域に対する投入管電力が増加して当該領域に対向する
部分の輝度が向上して拡散陽光柱に対向する部分の輝度
と同等程度に改善することができる。ただし、収縮陽光
柱と拡散陽光柱との間の中間領域に両者が混在して乱れ
た陽光柱が形成される場合がある。この場合、乱れた陽
光柱に対向する部分における輝度の低下の程度に応じて
変曲点の位置を調整することができるものとする。

【００５６】また、放電ランプがそれぞれ単一の内部電
極および外部電極を具備する場合には、コイルの巻線ピ
ッチが密から疎に転換する変曲点は、一つあればよい。
また、一対の内部電極が透光性気密容器の両端内部に封
装され、それらの間に単一の外部電極または二つの外部
電極が配設される場合には、上記変曲点は二つ必要にな
る。さらに、透光性気密容器の両端内部および中間部内
部に合計三つの内部電極が封装され、一方端部の内部電
極および中間部の内部電極とこれらに対向して配設され
た一方の外部電極との間に第１の点灯電圧を印加し、他
方端部の内部電極および中間部の内部電極とこれらに対
向して配設された他方の外部電極との間に第２の点灯電
圧を印加して、２灯の内外放電電極形放電ランプのよう
に作動させる場合、上記変曲点は四つ必要になる。

【００５７】請求項５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１ないし４のい
ずれか一記載の放電ランプと；放電ランプを点灯する
点灯回路と；を具備していることを特徴としている。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】また、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。なお、複数の点灯回路が必要な場合、
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、これを容易に得るこ
とができる。

【００６１】

【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。

【００６２】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。

【００６３】図２は、本発明の放電ランプの第１の実施
形態を示す正面縦断面図および点灯回路を示す回路図で
ある。

【００６４】各図において、１は放電容器、２は外部電
極、３は透光性絶縁チューブ、４は点灯回路である。

【００６５】＜放電容器１について＞放電容器１は、細
長い透光性気密容器１ａ、導入線１ｂ、内部電極１ｃ、
金属線１ｄ、蛍光体層１ｅおよび透光性気密容器１ａ内
に封入された希ガスを主体とする放電媒体からなり、放
電空間１ｆを有している。

【００６６】透光性気密容器１ａは、細長い筒状部分１
ａ１および筒状部分１ａ１の両端を封止している第１お
よび第２の端部部分１ａ２、１ａ３を備え、硬質ガラス
製で細長い形状を有している。

【００６７】また、透光性気密容器１ａの第１および第
２の端部部分１ａ２、１ａ３は、ガラスのビードステム
を主体として構成されている。そして、筒状部分１ａ１
のガラス管の両端に一対のビードステムを封着すること
によって、第１および第２の端部部分１ａ２、１ａ３が
形成されている。

【００６８】導入線１ｂは、透光性気密容器１ａの一方
の端部部分１ａ２を気密に貫通していて、その気密貫通
部が封着金属のコバールからなる。そして、コバールの
外端部にニッケル線が溶接されている。

【００６９】内部電極１ｃは、冷陰極からなり、導入線
１ｂの先端に溶接により支持されて透光性気密容器１ａ
の一端内部に封装されている。

【００７０】金属線１ｄは、透光性気密容器１ａの他方
の端部部分１ａ３において放電空間１ｆに露出しないよ
うに封着されていて、埋設部分１ｄ１がコバールで、突
出部分１ｄ２がニッケル線によって形成されている。

【００７１】蛍光体層１ｅは、３波長発光形の蛍光体か
らなり、透光性気密容器１ａ内の内部空間１ｆの内面に
形成されている。

【００７２】放電媒体は、キセノンを主体とする希ガス
からなり、放電容器１の内部空間１ｆ内に封入されてい
る。

【００７３】＜外部電極２について＞外部電極２は、た
とえばニッケルのような導電金属線をコイル状に巻回し
て形成されており、その内面が放電容器１の外周面に接
触して配設されている。そして、一端部を延長して接続
部２ａが形成されている。接続部２ａは、金属線１ｄに
溶接により接続されている。

【００７４】また、外部電極２は、一端が内部電極１ｃ
の前面に位置し、他端が収縮陽光柱ＰＣｓの終端部に位
置するところの収縮陽光柱ＰＣｓに対向する領域ｐＨの
巻線ピッチが密になっていることによって構成された管
電力増加手段２ｂを具備している。また、一端が収縮陽
光柱ＰＣｓに対向する領域ｐＨの他端に接し、他端が透
光性気密容器１ａの内部電極１ｃと対立する端部寄りに
位置するところの拡散陽光柱ＰＣｄに対向する領域ｐＶ
の巻線ピッチが内部電極１ｃから離間するにしたがって
段階的に順次密に変化している。その結果、収縮陽光柱
ＰＣｓに対向する領域ｐＨと拡散陽光柱ＰＣｄに対向す
る領域ｐＶとの境界部に変曲点Ｉが形成されている。ま
た、収縮陽光柱ＰＣｓに対向する領域ｐＨの一端から内
部電極１ｃの基端までの内部電極１ｃに対向する領域ｐ
Ａにおける外部電極２の部分の巻線ピッチは収縮陽光柱
ＰＣｓに対向する領域ｐＨと同様に密になっている。

【００７５】＜透光性絶縁チューブ３について＞絶縁チ
ューブ３は、透明な熱収縮性のフッ素樹脂シートをチュ
ーブ状に整形してなり、外部電極２の外側から放電容器
１を被覆して放電ランプが構成されている。

【００７６】＜点灯回路４について＞点灯回路４は、内
部電極１ｂと金属線１ｄとの間に接続されている。そし
て、インバータにより構成されていて、高周波の矩形波
パルス電圧を出力する。

【００７７】＜放電ランプの動作について＞放電ランプ
の内部電極１ｂと外部電極２との間に高周波電圧を印加
すると、両電極１ｂ、２間に誘電体バリヤ放電が発生し
て、放電容器１ａの放電空間１ｆ内に封入されている放
電媒体のキセノンが紫外線を放射する。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２のコイルの
各ターン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。

【００７８】図３は、本発明の放電ランプの第１の実施
形態における収縮陽光柱および拡散陽光柱が発生してい
るときの略図的縦断面図ならびに放電ランプの長手方向
の輝度分布および外部電極の巻線ピッチの分布を示すグ
ラフである。

【００７９】図において、図２と同一部分には同一符号
を付している。また、図の（ａ）は放電ランプの縦断面
図、（ｂ）〜（ｆ）は外部電極の巻線ピッチの分布例を
示すグラフ、（ｇ）は輝度分布を示すグラフである。

【００８０】（ｂ）〜（ｆ）において、横軸はランプの
管軸方向の位置ｘ（ｍｍ）を、縦軸は外部電極の巻線ピ
ッチｎ（ｘ）（ｍｍ）を、それぞれ示す。

【００８１】（ｂ）に示す巻線ピッチの例は、図１およ
び図２に示す第１の実施形態の巻線ピッチである。すな
わち、収縮陽光柱ＰＣｓに対向する領域ｐＨは巻線ピッ
チが密の管電力増加手段２ｂを構成する。そして、拡散
陽光柱ＰＣｄに対向する領域ｐＶは、収縮陽光柱ＰＣｓ
に対向する領域ｐＨに隣接する部分で巻線ピッチが疎で
あるが、内部電極１ｃから遠ざかるにしたがって段階的
に密に４段階の変化をしている態様を示している。ま
た、内部電極１ｅに対向する領域ｐＡにおける巻線ピッ
チは収縮陽光柱ＰＣｓに対向する領域ｐＨと同じであ
る。

【００８２】（ｃ）に示す巻線ピッチの例は、収縮陽光
柱ＰＣｓに対向する領域ｐＨが全体として密で、管電力
増加手段２ｂを構成しているが、その内部電極１ｃ側の
端部部分の巻線ピッチが若干疎であり、拡散陽光柱ＰＣ
ｄに対向する領域ｐＶ側の両端部部分の巻線ピッチが段
階的に疎に変化して、一端が拡散陽光柱ＰＣｄに対向す
る領域ｐＶの収縮陽光柱ＰＣｓに対向する領域ｐＨとの
隣接部における疎の極大点に接続して変曲点Ｉを形成し
ている。また、他端が同巻線ピッチの内部電極に対向す
る領域ｐＡに接続している。拡散陽光柱ＰＣｄに対向す
る領域ｐＶにおける巻線ピッチは、（ｂ）と同様に段階
的変化しているが、（ｂ）とは異なり、５段階の変化を
している例である。

【００８３】（ｄ）に示す巻線ピッチの例は、収縮陽光
柱ＰＣｓに対向する領域ｐＨのうち内部電極１ｃに正対
する部分が疎になっているとともに、拡散陽光柱ＰＣｄ
に対向する領域ｐＶ側の端部が段階的に密から疎に変化
しながら管電力増加手段２ｂを構成し、拡散陽光柱ＰＣ
ｄに対向する領域ｐＶの収縮陽光柱ＰＣｓに対向する領
域ｐＨとの隣接部における疎の極大点に接続していると
ともに、内部電極１ｅに対向する領域ｐＡは巻線ピッチ
が収縮陽光柱ＰＣｓに対向する領域ｐＨの端部の疎の巻
線ピッチと同じ疎である点で（ｃ）と異なる。これは内
部電極１ｃの上の領域ｐＡとｐＨの領域でも内部電極１
ｃに近い領域では外部電極２の巻線ピッチにより輝度が
殆ど変化しないためで、このように巻き線ピッチを疎に
することもできる。

【００８４】（ｅ）に示す巻線ピッチの例は、収縮陽光
柱ＰＣｓに対向する領域ｐＨが全体として管電力増加手
段２ｂを構成しているが、そのうち内部電極１ｃに正対
する部分が最も密になっているとともに、拡散陽光柱Ｐ
Ｃｄに対向する領域ｐＶ側の端部が段階的に密から疎に
変化しながら拡散陽光柱ＰＣｄに対向する領域ｐＶの収
縮陽光柱ＰＣｓに対向する領域ｐＨとの隣接部における
疎の極大点に接続して変曲点Ｉを形成しているととも
に、内部電極に対向する領域ｐＡの巻線ピッチは収縮陽
光柱ＰＣｓに対向する領域ｐＨの隣接端部の巻線ピッチ
と同じ密になっている点で（ｃ）と異なる。

【００８５】（ｆ）に示す巻線ピッチの例は、全体とし
て（ｅ）に類似しているが、巻線ピッチの変化が連続的
である点で異なる。

【００８６】（ｇ）に示す輝度分布は、（ｂ）の巻線ピ
ッチの例におけるものである。図中、横軸はランプの管
軸方向の位置ｘ（ｍｍ）を、縦軸は相対輝度（％）を、
それぞれ示す。これから理解できるように、収縮陽光柱
ＰＣｓに対向する領域ｐＨおよび拡散陽光柱ＰＣｄに対
向する領域ｐＶにわたる放電容器１の管軸方向の全体で
輝度分布は概ね均一になっている。

【００８７】図４は、本発明の放電ランプの第２の実施
形態における収縮陽光柱および拡散陽光柱が発生してい
るときの放電ランプの略図的縦断面図および外部電極の
巻線ピッチの分布を示すグラフである。

【００８８】図中、（ａ）は放電ランプの縦断面図、
（ｂ）は外部電極の巻線ピッチの分布を示すグラフであ
る。グラフの横軸および縦軸は、図３と同様である。

【００８９】すなわち、本実施形態は、一対の内部電極
１ｅが透光性気密容器１ａの両端内部に封装されてい
る。また、これに伴なって外部電極２には一対の収縮陽
光柱ＰＣｓに対向する領域ｐＨが形成されている。収縮
陽光柱ＰＣｓに対向する領域ｐＨにおける巻線ピッチは
最も密になっていて、管電力増加手段２ｂを構成してお
り、これに隣接する拡散陽光柱ＰＣｄに対向する領域ｐ
Ｖおよび内部電極１ｅに対向する領域ｐＡの部分は巻線
ピッチが最も疎になっているとともに、中央部にいくに
したがって段階的に巻線ピッチが疎に変化している。要
するに、本実施形態においては、一対の管電力増加手段
２Ｂが外部電極２の両端部に形成されている。

【００９０】図５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断面図である。

【００９１】図において、図１と同一部分については同
一符号を付してある。また、６はバックライト装置本
体、７は蛍光ランプ、８は液晶表示部である。

【００９２】＜バックライト装置本体６について＞バッ
クライト装置本体６は、導光体６ａ、樋状反射板６ｂ、
背面反射板６ｃ、拡散板６ｄ１および集光板６ｄ２備
え、図示しないケースに収納される。

【００９３】導光体６ａは、透明アクリル樹脂などの高
屈折率を有する透明体から構成されている。樋状反射板
６ｂは、蛍光ランプ７から導光体６ａ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６ａに入射させる
とともに、蛍光ランプ７の発光が導光体６ａ以外の箇所
へ漏光しないように遮蔽する。背面反射板６ｃは、導光
体６ａの背面から出る光を反射して導光体６ａの前面か
ら出射させる。また、その際に光がなるべく面全体から
均一に出射するように、背面反射板６ｃの反射率を部分
的に制御することができる。拡散板６ｄ１は、導光体６
ａの前面に配設されて、導光体６ａから前方へ出射する
光を拡散して輝度分布をなるべく均一化する。集光板６
ｄ２は、拡散板６ｄ１から出射した光を集光して、液晶
表示部８に対する入射効率を高める。

【００９４】＜蛍光ランプ７について＞蛍光ランプ７お
よび点灯回路は、図３に示す構造を備えている。

【００９５】＜液晶表示部８について＞液晶表示部８
は、バックライト装置本体６の前面に重ねて配設され、
その背面からバックライト本体６により照明され、透過
式の液晶表示が行われる。

【００９６】

【発明の効果】請求項１ないし３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、その長手方向に沿いかつ外周面にほ
ぼ接触して配設され、内部電極との間で放電容器の内部
に放電を生じて、内部電極から離間した領域に拡散陽光
柱が発生し、かつ内部電極に近い領域に乱れた拡散陽光
柱ないし収縮陽光柱が発生し得るとともに、収縮陽光柱
に投入する管電力を増加する管電力増加手段を備えた外
部電極とを具備していることにより、管電力を増加する
ことで内部電極側の領域に乱れた拡散陽光柱ないし収縮
陽光柱が発生する場合に、乱れた陽光柱ないし収縮陽光
柱に対向する部分の輝度を隣接する拡散陽光柱に対向す
る部分の輝度とほぼ同等に高めた放電ランプを提供する
ことができる。

【００９７】請求項２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、乱れた拡散陽光
柱ないし収縮陽光柱に対向する部分の巻線ピッチが隣接
する拡散陽光柱に対向する部分より密になっていること
で管電力増加手段が構成されていることにより、発光効
率が高く、管電力増加手段の構造が簡単な放電ランプを
提供することができる。

【００９８】請求項３の発明によれば、加えて拡散陽光
柱の領域に対向する部分のコイルの巻線ピッチを内部電
極から遠ざかるにしたがって密になっていることによ
り、放電容器の長手方向に沿って概ね均一な輝度分布が
得られる放電ランプを提供することができる。

【００９９】請求項４の発明によれば、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、その長手方向に沿いかつ外周面にほぼ接触して配
設され、内部電極との間で放電容器の内部に放電を生じ
させ得るとともに、コイルの巻線ピッチが密から疎に転
換する変曲点が少なくとも１つ存在する外部電極とを具
備していることにより、高い輝度を得るために管電力を
増加することで内部電極側の領域に乱れた拡散陽光柱な
いし収縮陽光柱が発生する場合に、乱れた拡散陽光柱な
いし収縮陽光柱に対向する部分の輝度を隣接する拡散陽
光柱に対向する部分の輝度とほぼ同等に高めた放電ラン
プを提供することができる。

【０１００】請求項５の発明によれば、請求項１ないし
４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の第１の実施形態を示す正
面縦断面図および点灯回路を示す回路図

【図３】本発明の放電ランプの第１の実施形態における
収縮陽光柱および拡散陽光柱が発生しているときの放電
ランプの略図的縦断面図ならびに放電ランプの長手方向
の輝度分布および外部電極の巻線ピッチの分布を示すグ
ラフ

【図４】本発明の放電ランプの第２の実施形態における
収縮陽光柱および拡散陽光柱が発生しているときの放電
ランプの略図的縦断面図および外部電極の巻線ピッチの
分布を示すグラフ

【図５】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断面図

【図６】従来の放電ランプを示す正面図

【図７】同じく正面断面図および点灯回路を示す回路図

【図８】従来の放電ランプに拡散陽光柱が発生している
ときの放電ランプの長手方向の輝度分布および外部電極
の巻線ピッチの分布を示すグラフおよび放電ランプの略
図的縦断面図

【図９】従来の放電ランプの一部領域に収縮陽光柱が発
生しているときの放電ランプの略図的縦断面図ならびに
放電ランプの長手方向の輝度分布および外部電極の巻線
ピッチの分布を示すグラフ

【符号の説明】

１…放電容器１ａ…透光性気密容器１ａ１…細長い筒状部分１ａ２…第１の端部部分１ａ３…第２の端部部分１ｂ…導入線１ｃ…内部電極１ｄ…金属線１ｄ１…埋設部分１ｄ２…突出部分１ｅ…蛍光体層１ｆ…放電空間２…外部電極２ａ…接続部２ｂ…管電力増加手段３…透光性絶縁チューブ４…点灯回路ｐＡ…内部電極１ｅに対向する領域ｐＨ…収縮陽光柱ＰＣｓに対向する領域ｐＶ…拡散陽光柱ＰＣｄに対向する領域

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；透光性気密容器の長手方向に沿
い、かつ外周面にほぼ接触して延在し、内部電極との間
の放電により放電容器内の内部電極から離間した領域に
拡散陽光柱が発生し、かつ内部電極に近い領域に乱れた
拡散陽光柱ないし収縮陽光柱が発生し得るとともに、当
該領域に流入する管電力を増加する管電力増加手段を備
えた外部電極と；を具備していることを特徴とする放電
ランプ。
【請求項２】外部電極は、導電物質のコイルによって形
成され、乱れた陽光柱ないし収縮陽光柱に対向する部分
のコイルの巻線ピッチが隣接する拡散陽光柱に対向する
部分より密になっていることにより管電力増加手段が形
成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３】外部電極は、拡散陽光柱の領域に対向する
部分のコイルの巻線ピッチが内部電極から遠ざかるにし
たがって密になっ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】細長い透光性気密容器、透光性気密容器内
に封装された内部電極、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；導電物質のコイルによって形成され、
透光性気密容器の内部電極から離間する方向の長手方向
に沿い、かつ外周面にほぼ接触して延在し、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とともに、
コイルの巻線ピッチが密から疎に転換する変曲点が少な
くとも１つ存在する外部電極と；を具備していることを
特徴とする放電ランプ。
【請求項５】照明装置本体と；照明装置本体に配設され
た請求項１ないし４のいずれか１記載の放電ランプと；
放電ランプを点灯する点灯回路と；を具備していること
を特徴とする照明装置。