JP2002093589A - 放電ランプ装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】リフレクタを備えていながら外部電極のコイル
のピッチに応じた管軸方向に所望の輝度分布が得られる
放電ランプ装置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内に封装された内部電極１ｂ、透光性気密容器１
ａの外周面にピッチが変化して巻装され対応する内部電
極１ｂとの間で透光性気密容器１ａの内部に放電を生じ
させるコイルからなる外部電極１ｆおよび希ガスを主体
とする放電媒体を備えた放電ランプ１と、放電ランプ１
を点灯する点灯回路２と、放電ランプ１の管軸方向に沿
いかつ接近して配設された非導電性のリフレクタ３とを
具備している。リフレクタ３を非導電性にすることによ
り、透光性気密容器１ａの管軸方向に沿ってほぼ均一な
輝度分布や所望に制御された輝度分布を作り出せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、希ガスを主体とす
る放電媒体を封入した放電ランプを備えている放電ラン
プ装置およびこれを用いた照明装置に関する。

【従来の技術】希ガスを主体とする放電媒体を封入した
放電ランプは、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放電ランプとして
は、図１２および図１３に示すような構造の放電ランプ
が開発されている。

【０００３】図１３は、従来の放電ランプを示す正面図
である。

【０００４】図１４は、同じく放電ランプの縦断面図お
よび点灯回路を示す回路図である。

【０００５】各図において、１０１は放電ランプ、１０
２は点灯回路である。

【０００６】放電ランプ１０１は、ガラス製の細長い透
光性気密容器１０１ａ、透光性気密容器１０１ａの一端
に封着された導入線１０１ｂ、導入線１０１ｂの先端に
支持されて透光性気密容器１０１ａの一端内部に封装さ
れた短寸の内部電極１０１ｃ、透光性気密容器１０１ａ
の内面に形成された蛍光体層１０１ｄ、透光性気密容器
１０１ａの他端に植立されたリード線１０１ｅ、透光性
気密容器１０１ａの内部に封入されたキセノンガスの放
電媒体、外部電極１０１ｆおよび透光性絶縁被覆１０１
ｇからなる。外部電極１０１ｆは、金属線を透光性気密
容器１０１ａの外面に所定ピッチでコイル状に巻回して
配設され、一端がリード線１０１ｅに接続されている。
透光性絶縁被覆１０１ｇは、外部電極１０１ｆをその外
側から固定している。

【０００７】点灯回路１０２は、高周波インバータを主
体として構成され、高繰り返し周波数のパルス電圧を出
力する。そして、パルス電圧を内部電極１０１ｃおよび
外部電極１０２の間に印加すると、透光性気密容器１０
１ａの壁面を誘電体として放電容器１０１の内部にキセ
ノンの誘電体バリヤ放電が生起し、紫外線が放射され
る。この紫外線は、蛍光体層１０１ｄを励起するので、
蛍光体層１０１ｄは可視光を発生する。

【０００８】しかし、従来の放電ランプは、内部電極１
０１ｃに近い方の一端部の輝度が高く、反対に他端部が
低くなり、中間が概ね順次傾斜した輝度分布になってし
まい、放電ランプの長手方向に沿って均一な輝度分布を
得ることができない。

【０００９】そこで、図１に示すように、外部電極のコ
イルのピッチを内部電極１０１ｃ側で大きくし、他端側
に向かって連続的または段階的にピッチを小さくするこ
とにより、透光性気密容器の長手方向に沿ってほぼ均一
な輝度分布を得ることができるようになった。

【００１０】図１５は、従来の液晶バックライト装置の
各種の変形例を示す概念的要部断面図である。

【００１１】図において、１１１はバックライト装置本
体、１１２は放電ランプ、１１３はリフレクタである。
また、図の（ａ）、（ｂ）は、いずれも放電ランプ１１
２を1灯用いている例である。これに対して、図の
（ｃ）、（ｄ）は、いずれも放電ランプ１１２を２灯用
いている例である。そして、（ａ）、（ｃ）は、いずれ
もリフレクタ１１３が横断面コ字状である。これに対し
て、（ｂ）、（ｄ）は、いずれも放電ランプ１１２を個
々に包囲する横断面放物面形状部を備えている。

【００１２】さらに詳述すると、バックライト装置本体
１１１は、導光体１１１ａを備えるとともに、図示しな
いが、導光体１１１ａの主として裏面に反射シートを配
設し、また導光体の表面に拡散シートおよび集光シート
などを配設している。

【００１３】放電ランプ１１２は、図２に示すようにコ
イルのピッチが変化した外部電極構造を備えている。

【００１４】リフレクタ１１３は、放電ランプから導光
体１１１ａの端面以外の方向へ出射した発光を反射して
導光体１１１ａへ効率よく入射させるために反射率を高
め、また放電ランプ１１２からの高周波ノイズの輻射を
遮断し、かつ放電ランプからの発熱を放熱させるため
に、内面を鏡面加工した金属性材料が使用されている。
たとえば、リフレクタ１１３は、全体がアルミニウムな
どの金属板を成形して形成したり、透明性合成樹脂シー
トの表面に銀やアルミニウムなどの高反射率を有する金
属を蒸着した材料を成形したりして形成している。

【問題が解決しようとする課題】ところが、図２に示す
外部電極構造を備えた放電ランプを組み込んでいるにも
かかわらず、図１５に示す液晶バックライト装置の放電
ランプ１１２を点灯したところ、バックライト装置の輝
度分布が均一にならないことが分かった。すなわち、液
晶バックライト装置の輝度分布は、図５の曲線Ｂに示す
ように、内部電極側が高くて、反対側で低い不均一なも
のになってしまう。

【００１５】そこで、本発明者が調査したところ、放電
ランプ１１２の透光性気密容器内の陽光柱や外部電極１
０２とリフレクタ１１３との間の浮遊静電容量を介して
リフレクタ１１３に漏れ電流が生じるために、放電ラン
プ１１２に対してリフレクタ１１３が擬似的な外部電極
として作用してしまい、外部電極１０２のコイルのピッ
チを変化させたことの効果が薄められることが原因であ
ることが分かった。

【００１６】本発明は、リフレクタを備えていながら外
部電極のコイルのピッチに応じた管軸方向の所望の輝度
分布が得られる放電ランプ装置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
ンプ装置は、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、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、および透光性気密容器の
外周面にほぼ接触しかつピッチが変化して巻装され対応
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
るコイルからなる外部電極を備えた放電ランプと；出力
端が放電ランプの内部電極および外部電極の間に接続す
る点灯回路と；放電ランプの管軸方向に沿いかつ外部電
極に接近して配設された非導電性のリフレクタと；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】＜放電ランプについて＞放電ランプは、少
なくとも透光性気密容器、内部電極、放電媒体および外
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するか、Ｔ形ガラスバ
ルブの一端に形成される開口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。透光性気密容器の「透光性」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
ようとする部分が当該光に対して透光性であればよい。
また、透光性気密容器が細長いとは、透光性気密容器の
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
曲管状のいずれでもよい。曲管状としては、たとえばＵ
字状、ダブルＷ字状、Ｕ字状、Ｌ字状、コ字状、環状、
半円環状など種々の異形形状を採用することができる。
なお、「異形形状」とは、透光性気密容器の管軸方向の
形状が直管形状ではないことを意味する。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。

【００２２】そうして、透光性気密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、透光性気
密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の放電ランプを配設
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。

【００２３】さらにまた、本発明において、透光性気密
容器は、横断面が楕円、偏平（長円形）、四角形、三角
形などであってもよい。

【００２４】（内部電極について）内部電極は、短寸に
構成されていて、少なくともその一つが透光性気密容器
の少なくとも一方の端部内に封装されていればよい。し
かし、所望により複数の内部電極を透光性気密容器の内
部に互いに離間して封装することができる。たとえば、
２個の内部電極を透光性気密容器の両端内に封装しても
よいし、加えて透光性気密容器の中間部に一つまたは複
数の内部電極を封装してもよい。なお、「短寸」とは、
透光性気密容器の内部に露出している電極部分の管軸方
向の長さが、透光性気密容器内に形成される放電空間の
管軸方向の長さの半分以下であることを意味する。

【００２５】また、内部電極は、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
電極を用いることができる。内部電極を透光性気密容器
の端部または中間部に封装するには、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。

【００２６】（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
にたとえばＫｒＦ、ＡｒＣｌなどの希ガスハロゲン化物
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。数百
ないし１ＭＰａ程度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。なお、放電ランプの作動に
より可視光を発生させたいが、キセノンのように希ガス
の低圧ガス放電による放射が主として紫外線である場合
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により、
波長変換を行なわせることができる。蛍光体層の詳細に
ついては後述する。

【００２７】（外部電極について）外部電極は、導電物
質製のコイルからなり、透光性気密容器の外面にほぼ接
触し、かつピッチが変化して巻装されている。なお、外
部電極が透光性気密容器の外面に「ほぼ接触して配設さ
れている」とは、外部電極の全体が透光性気密容器の表
面の外面に接触していることが望ましいが、これは必須
要件ではなく、概ねにおいて外部電極が透光性気密容器
の外面に接触していればよいことを意味する。

【００２８】また、外部電極は、その一部が放電容器の
長手方向すなわち管軸方向において内部電極から離間し
た位置にまで延在している大きさを備えている。そし
て、透光性気密容器の外周方向においては、全周に配設
されている。

【００２９】さらに、外部電極は、一つまたは複数の内
部電極に対して対をなすように一つまたは複数が配設さ
れる。すなわち、外部電極および内部電極を１対１、１
対２またはそれ以上、あるいは２またはそれ以上対１の
数で対応させることができる。そうして、対をなす外部
電極と内部電極との間に点灯回路を接続する。なお、複
数の外部電極および複数の内部電極を配設する場合、そ
れらを単一の点灯回路に対して共通に、すなわち並列に
接続してもよいし、互いに絶縁されて導電的に独立し、
または導電的に接続した複数の点灯回路に接続してもよ
い。

【００３０】さらにまた、外部電極は、そのピッチの変
化を所望に設定することができる。外部電極のコイルの
ピッチは、得られる輝度に影響するので、管軸方向に所
望の輝度分布を実現するために、コイルのピッチを適宜
に変化させることができる。たとえば、内部電極に相対
的に近い領域においては、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は相対的に輝度が小さ
くなる傾向があるので、管軸方向になるべく均一な輝度
分布を得るために、内部電極からの距離に応じて、コイ
ルのピッチを連続的または段階的に変化させることがで
きる。

【００３１】また、管電流を増加していき、ある閾値を
超えると、内部電極側の部分から陽光柱が拡散状態から
収縮状態に変化し、収縮陽光柱に対向する部分の輝度が
想定的に低下する。このように管電流を増加した場合に
生じる収縮陽光柱に対向する部分の輝度を増加して、な
るべく均一な輝度分布を得るためには、収縮陽光柱に対
向する部分の外部電極のコイルのピッチを小さくすると
効果的である。

【００３２】しかし要すれば、管軸方向に所定に制御さ
れた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。

【００３３】さらにまた、外部電極のコイルを形成する
材料は、金属製の線材を用いるのが一般的であるが、要
すれば透光性気密容器の外面に金属、金属酸化物または
窒化物などの導電物質を真空蒸着、化学的蒸着（ＣＶ
Ｄ）などにより被着した膜であってもよい。また、線材
は、断面円形のものが入手容易な材料であることから一
般的であるが、要すれば四角形、三角形などの異形断面
の金属線材を用いることができる。

【００３４】（放電ランプのその他の構成について） １．透光性絶縁被覆について 外部電極を機械的に固定し、要すればさらに加えて被覆
チューブを配設することができる。透光性絶縁被覆は、
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、熱収縮性のチューブが好
適である。

【００３５】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、モノクロームなら緑色発
光、またフルカラーなら白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光
色、色温度および演色性などを選択すればよい。

【００３６】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。

【００３７】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、電子放射性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。

【００３８】＜点灯回路について＞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。
電源としては、高周波インバータを用いるのが好適であ
る。なお、パルス電圧は、たとえば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。また、
単一の透光性気密容器に複数の内部電極または外部電極
を備える放電ランプを複数の点灯回路を用いて点灯する
場合には、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、所要の点
灯回路を容易に得ることができる。

【００３９】＜リフレクタについて＞リフレクタは、非
導電性の物質からなり、放電ランプの発光をなるべく効
率よく所要の方向へ反射するように放電ランプの管軸方
向に沿い、かつ外部電極に接近して配設されている。な
お、リフレクタが放電ランプに「接近している」とは、
外部電極とリフレクタとの間の最短距離が放電ランプの
透光性気密容器の外径以下の距離であることをいう。こ
のため、リフレクタは、少なくとも反射面が光反射性に
構成されている。たとえば、リフレクタは、ＰＣ（ポリ
カーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレー
ト）などの白色性合成樹脂シートや、非金属性の高反射
シートなどの反射性シートを用いて形成することができ
る。

【００４０】また、反射性シートに加えて反射性シート
の外側に配設された絶縁性基体を備えることも許容され
る。絶縁性基体は、ポリカーボネートなどの合成樹脂を
成形して形成することができる。そうして、絶縁性基体
を備えることにより、反射性シートを機械的に保護する
ことができる。

【００４１】さらに、絶縁性基体の全体を白色系の合成
樹脂の成形により形成したり、絶縁性基体の内面に酸化
チタン微粒子などの白色顔料を含有した反射性塗膜を形
成したりして、非導電性のリフレクタを構成することも
できる。

【００４２】さらにまた、反射性シートおよびまたは絶
縁性基体の内面を放物面、楕円面、球面などの形状にし
て所望の反射特性が得られるように適宜の形状にするこ
とができる。

【００４３】さらにまた、リフレクタの反射面は、鏡面
および拡散性のいずれであってもよい。

【００４４】＜本発明の作用について＞本発明において
は、内部電極と外部電極との間に点灯回路を接続して、
内外電極間に所要の電圧を印加することにより、透光性
気密容器の壁面を誘電体とする透光性気密容器内に封入
した放電媒体の希ガスによる誘電体バリア放電が生起し
て、発光する。その発光が紫外線であれば、予め透光性
気密容器の内面側に蛍光体層を配設しておくことによ
り、可視光に波長変換することができる。そして、放電
ランプからの発光は、リフレクタで反射されて所要の方
向へ投射される。

【００４５】放電ランプの発光による透光性気密容器の
管軸方向に沿った輝度は、外部電極のコイルのピッチが
長手方向に沿って変化していることにより、リフレクタ
に影響されることなく、所望の分布たとえばほぼ均一な
分布を呈する。なぜなら、リフレクタが非導電性なの
で、リフレクタに漏れ電流が生じないから、リフレクタ
が配設されているにもかかわらず、放電ランプの外部電
極のコイルのピッチの変化に対応した輝度分布が放電ラ
ンプの長手方向に沿って得られるのである。このため、
本発明の放電ランプ装置をバックライト装置などの照明
装置に組み込めば、照明装置としても所望の輝度分布な
どの照明性能を発揮する。

【００４６】請求項２の発明の放電ランプ装置は、請求
項１記載の放電ランプ装置において、リフレクタは、非
金属性反射材を含む高反射シート、ならびに高反射シー
トの外側に配設された絶縁性基体を備えていることを特
徴としている。

【００４７】本発明は、高い反射効率を得る場合に好適
な放電ランプ装置の構成を規定している。

【００４８】すなわち、リフレクタは、高反射シートお
よび絶縁性基体を備えている。高反射シートは、非金属
性反射材の膜を含んで構成されている。そして、９０％
以上、好ましくは９５％以上の反射率を有し、総厚が１
ｍｍ程度以下、好適には０．１〜０．３ｍｍに形成され
ている。また要すれば、高反射シートは、これを所望の
形状たとえば放物面形状などに成形することができる。
なお、高反射シートは、たとえばポリエステルなどの合
成樹脂フィルムと、その表面に被着した非金属性反射材
とで構成することができる。

【００４９】絶縁性基体は、適宜の絶縁性材料たとえば
ポリカーボネートなどの合成樹脂の成形品からなり、高
反射シートの外側に配設されて、高反射シートを包囲す
るように構成される。また、絶縁性基体は、その内面を
所望の形状にすることができる。たとえば、横断面を放
物面、楕円面、球面などの凹面形状にすることができ
る。そして、その内面に沿って高反射シートを湾曲させ
ることによって、高反射シートの横断面を所望の凹面形
状にすることができる。しかし要すれば、高反射シート
を絶縁性基体の内面に接着してもよい。また、絶縁性基
体の内面を横断面コ字状にすることもできる。この場
合、高反射シートを絶縁性基体の内表面に沿って貼着ま
たは接触させることができるし、高反射シートを横断面
凹面形状にしてもよい。

【００５０】そうして、本発明においては、リフレクタ
が高反射シートおよび絶縁性基体で構成されていること
により、反射効率が高くなるとともに、所要の機械的強
度を備えたリフレクタが得られる。

【００５１】請求項３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または２記載
の放電ランプ装置と；を具備していることを特徴として
いる。

【００５２】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装置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。

【００５３】また、「照明装置本体」とは、照明装置か
ら放電ランプ装置を除いた残余の部分をいう。

【００５４】請求項４の発明の照明装置は、請求項３記
載の照明装置において、照明装置本体は、少なくともバ
ックライト光出射面およびバックライト光入射面を備え
ており；放電ランプ装置は、放電ランプがバックライト
光入射面に対向して配設され、リフレクタが放電ランプ
の発光をバックライト光入射面に指向させるように配設
されている；ことを特徴としている。

【００５５】本発明は、バックライト装置として好適な
照明装置の構成を規定している。

【００５６】すなわち、本発明の照明装置は、バックラ
イト装置としてエッジ式バックライト装置および直下式
バックライト装置のいずれにも適応する。照明装置本体
は、少なくともバックライト光出射面およびバックライ
ト光入射面を備えている。

【００５７】バックライト光出射面は、バックライト装
置としての光出力を生じる面であり、特定の部材が存在
するか否かは要件になっていない。したがって、直下式
バックライト装置においては、単なる空間であってもよ
い。しかし、要すれば、輝度分布の均整度を向上するた
めに、いずれも後述するライトカーテンおよびまたは拡
散板などの光学特性改善用部材や電波ノイズ放射抑制用
の透光質導電性被膜部材などの前面にバックライト光出
射面が形成されるような構成を許容する。

【００５８】また、バックライト光出射面は、バックラ
イト装置がエッジ式バックライト装置においては、これ
を透明導光板の前面側に形成することができる。なお、
透明導光板の「前面側」とは、透明導光板の前面にバッ
クライト光出射面を直接形成する態様および透明導光板
の前面に拡散板、後述するレンズシートなどの光学特性
改善用部材を配置してそれらを介して間接的に透明導光
板の前面にバックライト光出射面を形成する態様のいず
れをも含む意味である。

【００５９】次に、バックライト光入射面は、バックラ
イト装置としての光出力をバックライト光出射面から生
じるために、放電ランプの発光を入射する面であり、特
定の部材が存在するか否かは要件になっていない。した
がって、直下式バックライト装置においては、バックラ
イト光出射面に正対している単なる空間であってもよ
い。

【００６０】また、バックライト光入射面は、バックラ
イト装置がエッジ式バックライト装置においては、これ
を透明導光板の側面に形成することができる。なお、透
明導光板の側面は、透明導光板が四角形であれば、前面
の周囲に４面あり、そのいずれか１面ないし４面にバッ
クライト光入射面を形成することができる。残余の側面
は、バックライト光入射面から入射した光の反射面とし
て作用させることができる。また、そのために残余の側
面に反射手段を密接させてもよい。なお、導光体は、た
とえば透明アクリル樹脂の板によって形成することがで
きる。

【００６１】次に、リフレクタは、放電ランプを包囲す
るとともに、その両側縁部で導光体の側面を包持してい
る。なお、「両側縁部で導光体の側面を包持している」
とは、リフレクタの一方の側縁部が放電ランプが配設さ
れている導光体の側面の近傍の表面および裏面のいずれ
か一方の面にほぼ当接し、他方の側縁部が他方の面にほ
ぼ当接していることを意味する。

【００６２】そうして、本発明においては、放電ランプ
がバックライト光入射面に対向して配設され、リフレク
タが放電ランプの発光をバックライト光入射面に指向す
るように配設されているので、バックライト光出射面に
おける輝度分布の均整度が向上する。

【００６３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。

【００６４】図１は、本発明の放電ランプ装置の第１の
実施形態を示す概念的断面図および回路図である。

【００６５】図２は、同じく放電ランプを示す正面図で
ある。

【００６６】各図において、１は放電ランプ、２は点灯
回路、３はリフレクタである。

【００６７】＜放電ランプ１について＞放電ランプ１
は、透光性気密容器１ａ、内部電極１ｂ、内部導入線１
ｃ、外部導入線１ｄ、蛍光体層１ｅ、外部電極１ｆ、放
電媒体、透明絶縁被覆１ｇおよびリード線１ｈからな
る。

【００６８】透光性気密容器１ａ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１ａ１が形
成されている。

【００６９】内部電極１ｂ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１ｃの先端に溶接により支持されて透光性気密容
器１ａ内の一端に封装されている。

【００７０】外部導入線１ｄは、コバール線からなり、
内部導入線１ｃ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１ａの一端部に封着され、基端が透
光性気密容器１ａから外部へ延在している。

【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内の放電空間１ａ１の両端
を除く中間部の殆どの領域に形成されている。

【００７２】外部電極１ｆは、金属線を用い形成したコ
イルからなり、透光性気密容器１ａの両端から１〜５ｍ
ｍ程度の距離を残して中間部に配設されている。コイル
は、直径０．０５〜０．４ｍｍのＮｉ、Ｃｕなどの金属
線を間隔０．１〜１０ｍｍ程度の間で順次変化して、す
なわちコイルのピッチが順次変化して透光性気密容器１
ａの外周に巻回して形成されており、コイルの内面が透
光性気密容器１ａの外周面に接触している。

【００７３】透光性気密容器１ａの放電空間１ａ１内に
は、キセノンを主体とする放電媒体が封入されている。

【００７４】透明絶縁被覆１ｇは、厚さ０．１〜２．５
ｍｍ程度のフッ素樹脂からなる透明な熱収縮性樹脂シー
トをチューブ状に成形してなり、外部電極１ｆの外側か
ら透光性気密容器１ａを被覆し、加熱収縮させて外部電
極１ｆを透光性気密容器１ａの外周面に接触させ、固定
して内外電極形の放電ランプが構成されている。

【００７５】リード線１ｈは、透光性気密容器１ａの他
端に基端が放電空間１ａ１内に露出しないように植立さ
れ、外部電極１ｆの端部が接続している。

【００７６】＜点灯回路２について＞点灯回路２は、そ
の出力端の一極が外部導入線１ｄを介して内部電極１ｂ
に接続し、他極がリード線１ｈを介して外部電極１ｆに
接続している。また、点灯回路２は、高周波インバータ
を主体として構成されていて、いずれも高繰り返し周波
数の矩形波のパルス電圧を出力する。

【００７７】＜リフレクタ３について＞リフレクタ３
は、非導電性で、しかも放電ランプから発生する光をな
るべく有効に利用するために反射作用を示す材料からな
り、放電ランプ１の管軸方向に沿って放電ランプ１に接
近して対設されている。

【００７８】＜放電ランプの動作について＞放電ランプ
１の内部電極１ｂと、外部電極１ｆとの間に所要のパル
ス電圧が点灯回路２から印加されると、両電極１ｂ、１
ｆ間に位置する放電空間１ａ１内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。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１ｆのコイルの各ターンの間に形成された
隙間から外部へ透光性気密容器１の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。

【００７９】図３は、本発明の放電ランプ装置の第１の
実施形態における放電ランプ単独のときの管軸方向に沿
う輝度分布を示すグラフである。図において、横軸は内
部電極側ランプ端からの距離（ｍｍ）、縦軸はランプの
相対輝度（％）、をそれぞれ示す。

【００８０】図から理解できるように、放電ランプ１の
外部電極１ｆがコイルのピッチが内部電極１ｂから離間
するにしたがって小さく変化しているために、両端のわ
ずかな距離の領域を除いた残りの中間部にほぼ平坦な輝
度分布が得られる。

【００８１】次に、リフレクタ３を図１に示すように放
電ランプ１に対設した状態での輝度分布を測定した結
果、図３と同様であった。すなわち、リフレクタ３は、
外部電極１ｆの作用に全く悪影響を与えていない。

【００８２】図４は、本発明の放電ランプ装置の第２の
実施形態における放電ランプおよび点灯回路を示す縦断
面図および回路図である。

【００８３】図５は、同じく放電ランプを示す正面図で
ある。

【００８４】各図において、図１および図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。本実施形
態は、放電ランプ１および点灯回路２Ａ、２Ｂが異な
る。

【００８５】すなわち、放電ランプ１は、透光性気密容
器１ａの両端内部に一対の内部電極１ｂＡ、１ＢＢを封
装し、これに対応して外部電極１ｆのコイルのピッチを
透光性気密容器１ａの中央部が最も小さく、両端に向か
って徐々に大きくしている。

【００８６】一方、一対の点灯回路２Ａ、２Ｂを備えて
いて、その一方２Ａを一方の内部電極１ｂＡおよび外部
電極１ｆの内部電極１ｂＡに対向する一方の端部に接続
している。また、他方の点灯回路２Ｂを他方の内部電極
１ｂＢおよび外部電極１ｆの一方の端部に接続してい
る。

【００８７】そうして、放電ランプ１を点灯すると、一
方の点灯回路２Ａによる放電と、他方の点灯回路２Ｂと
による放電とがそれぞれ発生して、２灯の放電ランプと
して作動し、その管軸方向にほぼ均一で図１の実施形態
より相対的に大きな輝度が得られる。

【００８８】図６は、本発明の放電ランプ装置の第３の
実施形態における放電ランプおよび点灯回路を示す一部
断面正面図および回路図である。

【００８９】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。本実施形態は、放電ラ
ンプが異なる。

【００９０】すなわち、放電ランプ１は、その透光性気
密容器１ａがＬ字状に屈曲している。

【００９１】したがって、四角形の導光体の隣接する２
端面から光入射するように構成したバックライト装置に
おいて、直管形の放電ランプを一対配設するのに代え
て、本実施形態の放電ランプ１灯で対応することが可能
になる。

【００９２】図７は、本発明の放電ランプ装置の第４の
実施形態における放電ランプおよび点灯回路を示す断面
図および回路図である。

【００９３】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。本実施形態は、放電ラ
ンプ１および点灯回路２Ａ、２Ｂが異なる。

【００９４】すなわち、放電ランプ１は、透光性気密容
器１ａがＬ字状に屈曲するとともに、その両端内部に一
対の内部電極１ｂＡ、１ｂＢを封装し、これに対応して
外部電極１ｆのコイルのピッチを透光性気密容器１ａの
放電空間１ａ１に沿った中央部が最も小さく、両端に向
かって徐々に大きくしている。

【００９５】一方、一対の点灯回路２Ａ、２Ｂを備えて
いて、その一方２Ａを一方の内部電極１ｂＡおよび外部
電極１ｆの内部電極１ｂＡに対向する一方の端部に接続
している。また、他方の点灯回路２Ｂを他方の内部電極
１ｂＢおよび外部電極１ｆの一方の端部に接続してい
る。

【００９６】そうして、放電ランプ１を点灯すると、図
４におけるのと同様に、一方の点灯回路２Ａによる放電
と、他方の点灯回路２Ｂとによる放電とがそれぞれ発生
して、２灯の放電ランプとして作動し、その管軸方向に
ほぼ均一で図６より相対的に大きな輝度が得られる。

【００９７】図８は、本発明の照明装置の第１の実施形
態としてのエッジ式液晶用バックライト装置における各
種変形例を示す概念的断面図である。

【００９８】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【００９９】まず、各変形例に共通する構成について説
明する。

【０１００】本実施形態のエッジ式液晶用バックライト
装置は、導光体１１、放電ランプ１、リフレクタ３、反
射シート１２、拡散シート１３および集光シート１４を
備えて構成されている。そして、集光シート１４の前面
がバックライト光出射面Ｘを、また放電ランプ１が対向
する側面１１ａがバックライト光入射面Ｙを、それぞれ
構成する。

【０１０１】導光体１１に対して、その側面１１ａに対
向して放電ランプ１が配設され、リフレクタ３が放電ラ
ンプ１を包囲している。そして、リフレクタ３の両側縁
部３ａ、３ｂが導光体１１の端面１１ａを包持してい
る。反射シート１２は、導光体１１の少なくとも裏面に
沿って配設されている。また、場合によっては、加えて
放電ランプ１が配設される端面１１ａと正対する端面１
１ｂに沿っても配設されている。拡散シート１３は、導
光体１１の表面に沿って配設されている。集光シート１
４は、拡散シート１３の前面に沿って配設されている。

【０１０２】そうして、液晶表示体（図示しない。）
は、集光シート１４の前面に配設される。

【０１０３】次に、各変形例について説明する。

【０１０４】図中、（ａ）の変形例は、導光体１１の一
端面１１ａに対して２灯の放電ランプ１、１を並列配置
している。また、反射シート１２は、導光体１１の裏面
に加えて導光体１１の上記一端面に正対する端面にも配
設されている。

【０１０５】（ｂ）の変形例は、導光体１１の対向する
一対の端面１１ａ、１１ｂに対してそれぞれ２灯の放電
ランプ１、１を並列配置している。

【０１０６】（ｃ）の変形例は、導光体１１の対向する
一対の端面１１ａ、１１ｂに対してそれぞれ一灯の放電
ランプ１を配置している。

【０１０７】図９は、本発明の照明装置の第１の実施形
態としてのエッジ式液晶バックライト装置における放電
ランプが１灯の場合のリフレクタの各種変形例を示す概
念的要部断面図である。

【０１０８】図において、図８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。いずれの変形例も絶縁
性基体３ｂの両側縁部３ｂ１，３ｂ２が導光体１１の端
面１１ａを包持している。

【０１０９】図中、（ａ）の変形例は、リフレクタ３が
横断面コ字状をなしていて、絶縁性基体３ｂのみで構成
されている。この絶縁性基体３ｂは、白色系の合成樹脂
を成形して形成されている。

【０１１０】（ｂ）の変形例は、リフレクタ３が絶縁性
基体３ａのみで構成されているが、その横断面が放物面
形状をなしているとともに、放電ランプ１が放物面の中
心が概ね放物面の焦点近傍に位置するように配置されて
いる。

【０１１１】（ｃ）の変形例は、リフレクタ３が高反射
シート３ａおよび絶縁性基体３ｂにより構成されている
とともに、高反射シート３ａおよび絶縁性基体３ｂがい
ずれも横断面コ字状をなし、高反射シート３ａが絶縁性
基体３ｂの内面に接着された状態で配設されている。高
反射シート３ａとしては、ノンメタルの拡散反射シート
(住友スリーエム株式会社製の「スーパーリフレクタ
Ｎｏ．４５９６またはＮｏ．４５９６Ｈ」)を用いるこ
とができる。

【０１１２】（ｄ）の変形例は、リフレクタ３が高反射
シート３ａおよび絶縁性基体３ｂにより構成されている
とともに、高反射シート３ａおよび絶縁性基体３ｂがい
ずれも横断面放物面形状をなし、高反射シート３ａが絶
縁性基体３ｂの内面に接触した状態で配設されている。

【０１１３】（ｅ）の変形例は、リフレクタ３が高反射
シート３ａおよび絶縁性基体３ｂにより構成されている
とともに、絶縁性基体３ｂが横断面コ字状をなしている
が、高反射シート３ａが横断面放物面形状をなし、絶縁
性基体３ｂの内部に収納された状態で配設されている。

【０１１４】図１０は、図９の（ａ）に示す本発明の照
明装置の第１の実施形態としてのエッジ式液晶バックラ
イト装置における輝度分布を従来技術のそれとともに示
すグラフである。図において、横軸は内部電極側ＢＬ
（液晶バックライト装置）端からの距離（ｍｍ）を、縦
軸はＢＬ（液晶バックライト装置）中心線上の相対輝度
（％）を、それぞれ示す。曲線Ａは本実施形態、曲線Ｂ
は従来技術、をそれぞれ示す。なお、従来技術は、図１
５の（ａ）に示すバックライト装置である。

【０１１５】図１１は、本発明の照明装置の第１の実施
形態としてのエッジ式液晶バックライト装置における放
電ランプが２灯の場合のリフレクタの各種変形例を示す
概念的要部断面図である。

【０１１６】図において、図８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。いずれの変形例も絶縁
性基体３ｂの両側縁部３ｂ１が導光体１１の端面１１ａ
を包持している。

【０１１７】図中、（ａ）の変形例は、リフレクタ３が
横断面コ字状をなしていて、絶縁性基体３ｂのみで構成
されている。この絶縁性基体３ｂは、白色系の合成樹脂
を成形して形成されている。

【０１１８】（ｂ）の変形例は、リフレクタ３が絶縁性
基体３ｂのみで構成されているが、その横断面が各放電
ランプ１、１ごとに球面形状をなしているとともに、放
電ランプ１の中心が概ね球面の中心近傍に位置するよう
に配置されている。

【０１１９】（ｃ）の変形例は、リフレクタ３が高反射
シート３ａおよび絶縁性基体３ｂにより構成されている
とともに、高反射シート３ａおよび絶縁性基体３ｂがい
ずれも横断面コ字状をなし、高反射シート３ａが絶縁性
基体３ｂの内面に接触した状態で配設されている。

【０１２０】図１２は、本発明の照明装置の第２の実施
形態としての直下式液晶バックライト装置を示す断面図
である。

【０１２１】図において、直下式バックライト装置は、
バックフレーム２１、リフレクタ２２、放電ランプ２
３、フロントフレーム２４、ＩＴＯシート２５、ライト
カーテン２６および拡散板２７を具備している。

【０１２２】バックフレーム２１は、長方形の浅皿状を
なし、その底面の長手方向の両端部に幅全体にわたって
形成された一対のスリット２１ａ、２１ａを有してい
る。

【０１２３】リフレクタ２２は、高反射シートからな
り、凹窪溝部２２ａ、端壁部２２ｂおよび側壁部２２ｃ
を備えている。凹窪溝部２２ａは、後述する４本の放電
ランプ３を個別に包囲するように４つが隣接して並設さ
れ、それぞれが横断面倒立台形状をなしている。端壁部
２２ｂは、凹窪溝部２２ａの両端を塞いで配設されてい
る。側壁部２２ｃは、最外側の凹窪溝部２２ａの外側端
を上方へ延長して形成され、端壁部２２ｂと高さが揃っ
ている。そうして、リフレクタ２２は、全体として浅い
容器状をなしている。

【０１２４】放電ランプ２３は、図１および図２に示す
構造を備えている。そして、放電ランプ３は、リフレク
タ２２の凹窪溝部２２ａの底面中央に沿って延在してい
る。

【０１２５】フロントフレーム２４は、額縁状をなして
バックフレーム２１に外側から被さり、バックフレーム
２１と協働してケースとして作用する。そして、額縁状
部分の上部がバックライト光出射面Ｘ、下部の放電ラン
プ３に対向する部位がバックライト光入射面Ｙとなる。

【０１２６】ＩＴＯシート２５、ライトカーテン２６お
よび拡散板２７は、重ねてフロントフレーム２４の額縁
状部分の内面側に支持されている。ＩＴＯシート２５
は、透明性のＰＥＴフィルムにＩＴＯ膜を被着してな
る。ライトカーテン２６は、透明なポリカーボネート樹
脂フィルムの表面に拡散反射・透過性のパターンを放電
ランプ２３に正対する部位に被着している。拡散板２７
は、乳白合成樹脂フィルムからなっている。さらに、拡
散板２７の前面にたとえばバックライト光の指向性を高
めるためにレンズシートを配設したり、面発光の均一性
を高めるために拡散シートなどを配設することができ
る。

【０１２７】

【発明の効果】請求項１および２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封装された内
部電極、透光性気密容器の外周面にピッチが変化して巻
装され対応する内部電極との間で透光性気密容器の内部
に放電を生じさせるコイルからなる外部電極および希ガ
スを主体とする放電媒体を備えた放電ランプと、放電ラ
ンプを点灯する点灯回路と、放電ランプの長手方向に沿
いかつ外部電極に接近して配設された非導電性のリフレ
クタとを具備していることにより、リフレクタを備えて
いながら外部電極のコイルのピッチに応じた管軸方向の
輝度分布が得られる放電ランプ装置を提供することがで
きる。

【０１２８】請求項２の発明によれば、加えてリフレク
タが高反射シートおよび絶縁性基体を備えていることに
より、反射効率が高くなるとともに、所要の機械的強度
を備えたリフレクタを備えた放電ランプ装置を提供する
ことができる。

【０１２９】請求項３の発明によれば、請求項１および
２の効果を有する照明装置を提供することができる。

【０１３０】請求項４の発明によれば、加えて放電ラン
プがバックライト光入射面に対向して配設され、リフレ
クタが放電ランプの発光をバックライト光入射面に指向
するように配設されていることにより、バックライト光
出射面における輝度分布の均整度が向上した照明装置を
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装置の第１の実施形態を示
す概念的断面図および回路図

【図２】同じく放電ランプを示す正面図

【図３】本発明の放電ランプ装置の第１の実施形態にお
ける放電ランプ単独のときの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装置の第２の実施形態にお
ける放電ランプおよび点灯回路を示す縦断面図および回
路図

【図５】同じく放電ランプを示す正面図

【図６】本発明の放電ランプ装置の第３の実施形態にお
ける放電ランプおよび点灯回路を示す一部断面正面図お
よび回路図

【図７】本発明の放電ランプ装置の第４の実施形態にお
ける放電ランプおよび点灯回路を示す断面図および回路
図

【図８】本発明の照明装置の第１の実施形態としてのエ
ッジ式液晶用バックライト装置における各種変形例を示
す概念的断面図

【図９】本発明の照明装置の第１の実施形態としてのエ
ッジ式液晶バックライト装置における放電ランプが１灯
の場合のリフレクタの各種変形例を示す概念的要部断面
図

【図１０】図９の（ａ）に示す本発明の照明装置の第１
の実施形態としてのエッジ式液晶バックライト装置にお
ける輝度分布を従来技術のそれとともに示すグラフ

【図１１】本発明の照明装置の第１の実施形態としての
エッジ式液晶バックライト装置における放電ランプが２
灯の場合のリフレクタの各種変形例を示す概念的要部断
面図

【図１２】本発明の照明装置の第２の実施形態としての
直下式液晶バックライト装置を示す断面図

【図１３】従来の放電ランプを示す正面図

【図１４】同じく放電ランプの縦断面図および点灯回路
を示す回路図

【図１５】従来の液晶バックライト装置を示す概念的要
部断面図

【符号の説明】

１…放電ランプ １ａ…透光性気密容器 １ａ１…放電空間 １ｂ…内部電極 １ｃ…内部導入線 １ｄ…外部導入線 １ｅ…蛍光体層 １ｆ…外部電極 １ｇ…透光性絶縁被覆 ２…点灯回路 ３…リフレクタ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 41/24 Ｆ２１Ｓ 3/00 Ｚ // Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆ２１Ｖ 7/12 Ｚ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】細長い透光性気密容器、透光性気密容器内
   に封装された内部電極、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、および透光性気密容器の
   外周面にほぼ接触しかつピッチが変化して巻装され対応
   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
   るコイルからなる外部電極を備えた放電ランプと；出力
   端が放電ランプの内部電極および外部電極の間に接続す
   る点灯回路と；放電ランプの管軸方向に沿いかつ外部電
   極に接近して配設された非導電性のリフレクタと；を具
   備していることを特徴とする放電ランプ装置。
2. 【請求項２】リフレクタは、非金属性反射材を含む高反
   射シート、ならびに高反射シートの外側に配設された絶
   縁性基体を備えていることを特徴とする請求項１記載の
   放電ランプ装置。
3. 【請求項３】照明装置本体と；照明装置本体に配設され
   た請求項１または２記載の放電ランプ装置と；を具備し
   ていることを特徴とする照明装置。
4. 【請求項４】照明装置本体は、少なくともバックライト
   光出射面およびバックライト光入射面を備えており；放
   電ランプ装置は、放電ランプがバックライト光入射面に
   対向して配設され、リフレクタが放電ランプの発光をバ
   ックライト光入射面に指向させるように配設されてい
   る；ことを特徴とする請求項３記載の照明装置。