JP2004172134A - 光源装置およびそれを用いた液晶ディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】 発光効率が高い光源装置およびそれを用いた液晶ディスプレイを提供する。
【解決手段】 第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加することによって、発光管の内部に封入された放電媒体に放電が生じる光源装置であって、更に第３の電極を備え、前記第１の電極の電位Ｅ１と、前記第２の電極の電位Ｅ２と、前記第３の電極の電位Ｅ３とは、｜Ｅ２｜≦｜Ｅ３｜＜｜Ｅ１｜および０≦Ｅ１・Ｅ３の関係を満たす。
【選択図】 図１

Description

本発明は、放電媒体が封入された発光管とその放電媒体を励起するための電極とを備える光源装置、およびそれを用いた液晶ディスプレイに関する。

近年、液晶ディスプレイなどに用いられるバックライト（光源装置）において、水銀を用いたバックライトの研究に加え、水銀を用いないバックライト（以下、水銀レスバックライトという場合がある）の研究がさかんに行われている。水銀レスバックライトは、水銀を使用しないことから、水銀温度の上昇に伴う発光効率の低下を招くことがないので光束の立ち上がりが早い。また、水銀レスバックライトは環境上好ましい。

水銀を用いない光源装置としては、希ガスが封入されたバルブと、そのバルブの内部に配置された内部電極と、バルブの外部に配置された外部電極とを有する放電灯装置が開示されている（特許文献１参照）。この外部電極は線状の電極であり、バルブの中心軸に平行になるように、バルブの外面に形成されている。この希ガス放電灯装置は、内部電極と外部電極とに電圧を印加することによって発光する。

また、希ガスが封入された発光管と、発光管の内部に形成された内部電極と、発光管の外周面に螺旋状に形成された外部電極とを備える希ガス放電ランプが開示されている（特許文献２参照）。

また、希ガスを主な放電媒体とする放電ランプとして、気密容器と、気密容器の内部に配置された内部電極と、コイル状またはメッシュ状といった形状の外部電極とを備える放電ランプが開示されている（特許文献３参照）。この公報には、収縮チューブを用いて外部電極を固定する方法が開示されている。

また、特許文献４に開示された放電ランプは、希ガスが封入された発光管と、内部電極および外部電極とを備える。内部電極は、発光管の中心軸に沿って、発光管のほぼ全域に形成されている。外部電極は、線状の電極であり、発光管の中心軸と平行になるように、発光管の外面に形成されている。
特開平５−２９０８５号公報 特開平１０−１１２２９０号公報 特開２００１−３２５９１９号公報 米国特許第５６０４４１０号明細書

しかし、発光管のほぼ全域に線状の外部電極を形成すると、放電が外部電極の近傍に集中して放電が収縮してしまい、放電媒体を効率よく励起できない場合があり、その結果、発光効率が低下する場合がある。一方、発光管の外面に螺旋状の外部電極を設ける場合でも、外部電極が発光管の外面に線状に接触するため、放電が収縮しやすい。

このような状況に鑑み、本発明は新規な光源装置、およびそれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本願の発明の光源装置は、第１の電極と第２の電極との間のみに電圧を印加することによって、発光管の内部に封入された放電媒体に放電が生じる光源装置であって、前記第１の電極は、前記発光管の内部の一端のみに配置されており、前記第２の電極は、前記第１の電極からの距離が異なり且つ不連続な複数の接触部において前記発光管の外面に接触しており、複数の当該接触部が前記発光管の管軸方向に沿って配置されており、かつ、前記発光管の周囲に第３の電極を備え、前記第３の電極は、不連続であり、かつ、前記発光管の管軸と平行になるように線状に形成されており、前記第１の電極の電位Ｅ１と、前記第２の電極の電位Ｅ２と、前記第３の電極の電位Ｅ３とは、｜Ｅ２｜≦｜Ｅ３｜＜｜Ｅ１｜および０≦Ｅ１・Ｅ３の関係を満たす。

また、本願の発明の光源装置は、第１の電極と第２の電極との間のみに電圧を印加することによって、発光管の内部に封入された放電媒体に放電が生じる光源装置であって、前記第１の電極は、前記発光管の内部の両端に同電位で配置されており、前記第２の電極は、前記第１の電極からの距離が異なり且つ不連続な複数の接触部において前記発光管の外面に接触しており、複数の当該接触部が前記発光管の管軸方向に沿って配置されており、かつ、前記発光管の周囲に第３の電極を備え、前記第３の電極は、不連続であり、かつ、前記発光管の管軸と平行になるように線状に形成されており、前記第１の電極の電位Ｅ１と、前記第２の電極の電位Ｅ２と、前記第３の電極の電位Ｅ３とは、｜Ｅ２｜≦｜Ｅ３｜＜｜Ｅ１｜および０≦Ｅ１・Ｅ３の関係を満たす。

好適な実施形態として、前記発光管には曲がり部分が存在し、前記曲がり部分には、前記第３の電極が存在する。

好適な実施形態として、前記第３の電極の両端は、隣接する２つの前記第２の電極に接続されている。

好適な実施形態として、前記接触部の間隔は、前記発光管の肉厚よりも大きい。

また、本願の発明に液晶ディスプレイは、光源装置と、前記光源装置から発せられる光が透過する液晶パネルとを備える液晶ディスプレイであって、前記光源装置は、上記の何れか一つに記載の光源装置である。

本発明の光源装置では、第１の電極からの距離が異なる複数の部分において第２の電極と放電管とが接触している。この光源装置によれば、放電が第２の電極近傍に集中することを防止するが可能である。また、本発明の光源装置は、第２の電極を発光管に固定する際に収縮チューブなどを用いる必要がないため、製造が容易であり、発光管を自由な形状とすることができる。本発明の光源装置は、液晶表示装置のバックライトなど、さまざまな装置の光源として用いることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、同様の部分には同一の参照番号を付して重複する説明を省略する場合がある。

（実施形態１）
実施形態１では、本発明の光源装置（放電灯装置）の一例について説明する。実施形態１の光源装置１０の構成を図１（Ａ）に示す。図１（Ａ）の線Ｉ−Ｉにおける断面図を図１（Ｂ）に示す。光源装置１０は、発光管（放電管）２０と、発光管２０の内部に配置された第１の電極２１と、発光管２０の外部に配置された第２の電極２２とを備える。第１の電極２１にはリード２４が接続されている。

発光管２０は、透光性の材料で形成され、たとえばホウケイ酸ガラスで形成される。また、発光管２０は、石英ガラス、ソーダガラスまたは鉛ガラスで形成してもよい。なお、発光管２０は、その外部表面に配置された誘電体層（たとえば樹脂層）を含んでもよい。そのような発光管２０の一例を図１（Ｃ）に示す。発光管２０は、管２０ａと、管２０ａの外面に形成された誘電体層２０ｂとを含む。管２０ａは、たとえばホウケイ酸ガラスからなる。誘電体層２０には、たとえばポリエステル系樹脂からなる多層膜や、酸化チタンや酸化ケイ素からなる薄膜を用いることができる。発光管２０に用いられるガラス管の外径は、通常、１．２ｍｍ〜１５ｍｍ程度である。また、ガラス管の外面と内面との距離、すなわちガラス管の厚さは、通常、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ程度である。ガラス管の表面に誘電体層を形成する場合、その厚さは、通常、０．５μｍ〜１００μｍ程度である。なお、発光管２０は、直線状の形状に限らず、他の形状であってもよい。たとえば、Ｌ字状、Ｕ字状または矩形状であってもよい。

発光管２０は封止されており、その内部には、放電媒体（図示せず）が封入されている（以下の実施形態においても同様である）。光源装置１０で用いられる放電媒体としては、希ガスを用いることができる。希ガスとしては、クリプトンガス、アルゴンガス、ヘリウムガスおよびキセノンガスから選ばれる少なくとも１つのガスを用いることができる。この放電媒体は、希ガスに加えてさらに水銀を含んでもよい。ただし、放電媒体が水銀を含まない場合、周囲温度の変化に伴う水銀蒸気圧の変化によって発光効率が変化することを防止できる。また、キセノンガスから放出される紫外線の波長は、水銀から放出される紫外線の波長と近接している。このため、希ガスとしてキセノンガスを用いることによって、水銀を用いた蛍光ランプと同じ蛍光体を利用できるという利点がある。なお、上述した放電媒体は、以下の実施形態の放電媒体として適用できる。

図１（Ｂ）に示すように、発光管２０の内面には、蛍光体層２３が形成されている。蛍光体層２３は、放電媒体から発せられた光の波長を変換するために形成される。蛍光体層２３の材料を変化させることによって、さまざまな波長の光が得られる。たとえば、白色光や、赤、緑および青（ＲＧＢ）の光が得られる。蛍光体層２３は、放電灯に一般的に用いられる材料で形成できる。

第１の電極２１は、発光管２０の一端の内部に形成されている。第１の電極２１は、たとえばタングステンやニッケルなどの金属で形成できる。第１の電極２１の表面は、酸化セシウム、酸化マグネシウムまたは酸化バリウムといった金属酸化物層で覆われていてもよい。このような金属酸化物層を用いることによって、点灯開始電圧を低減でき、イオン衝撃による電極の劣化を防止できる。また、第１の電極２１の表面は、誘電体層（たとえばガラス層）で覆われていてもよい。図１（Ｄ）に、金属電極２１ａと、それを覆うように形成された誘電体層２１ｂとを備える第１の電極２１の断面図を示す。このような誘電体層を用いることによって、放電時の電流を抑制できる。その結果、放電時に継続的に電流が流れることを抑制でき、放電を安定化することができる。また、第１の電極２１は、実施形態２で説明するように、発光管２０の外部に形成されていてもよい。

第２の電極２２は、発光管２０の外部に形成されている。第２の電極２２は、導電性の材料で形成できる。たとえば、第２の電極２２は、銅やアルミニウムやリン青銅といった金属で形成してもよいし、金属粉末（たとえば銀粉末）と樹脂とを含む金属ペーストで形成してもよい。以下で説明する第２および第３の電極も同様の材料で形成できる。第２の電極２２は、第１の電極２１からの距離が異なり且つ不連続な複数の部分（接触部）で発光管２０の外面と接触している。

図１（Ａ）の線II−IIにおける断面図を図２（Ａ）に示す。第２の電極２２は、複数の接触部２２Ｐにおいて発光管２０と接触している。複数の接触部２２Ｐは、第１の電極２１からの距離が異なり且つ互いに離れている。複数の接触部２２Ｐは、発光管２０の管軸方向ＡＸに沿って並んでいる。なお、図２（Ｂ）に示すように、複数の接触部２２Ｐは、発光管２０の管軸方向ＡＸに沿って並んでいる複数のグループを構成してもよい。それぞれのグループに含まれる接触部２２Ｐは、発光管２０の管軸方向ＡＸに沿って並んでいる。なお、接触部２２Ｐは、管軸方向ＡＸに沿って並んでいなくてもよい。また、接触部２２Ｐの形状は、正方形に限られない。たとえば、接触部２２Ｐの形状は、長方形や線状であってもよい。また、図２（Ｂ）に示すように、第１の電極２１からの距離が異なる接触部を含む限り、第１の電極２１からの距離が等しい接触部を含んでもよい。１つの接触部２２Ｐの管軸方向の長さは、発光管２０の管軸方向の長さの、たとえば０．１％〜５％の範囲であり、たとえば０．５％〜３％の範囲である。管軸方向に隣接する２つの接触部２２Ｐの間隔は、発光管２０の厚さよりも大きく、且つ、発光管２０の最大内径の１０倍以下とすることが好ましい。上記間隔を発光管２０の厚さよりも大きくすることによって、放電が第２の電極２２に沿って線状に収縮することを防止できる。また、上記間隔を発光管２０の最大内径の１０倍以下とすることによって、放電が不均一となることを防止できる。また、第２の電極２２によって光が遮蔽されることを抑制するため、発光管２０の周方向における接触部２２ｐの長さは、発光管２０の円周の半分以下とすることが好ましい。

光源装置１０の一例について説明する。発光管２０は、たとえば外径が２．６ｍｍ、内径が２．０ｍｍ、長さが２５０ｍｍである。発光管の内部には、蛍光体層として、一般の蛍光ランプに用いられる３波長発光形の希土類蛍光体が塗布されている。接触部２２Ｐの管軸方向の長さは、３ｍｍであり、管軸方向におけるその間隔は１ｍｍである。発光管の内部には、圧力が約２１ｋＰａとなるようにキセノンガスとアルゴンガスとの混合ガスが封入される。

光源装置１０では、第１の電極２１と第２の電極２２との間に電圧を印加することによって放電が生じ、放電媒体が励起される。励起された放電媒体は、基底状態に移行する際に紫外線を発する。この紫外線は、蛍光体層２３で可視光に変換され、発光管２０から放射される。

以下に、第１の電極２１と第２の電極２２との間に印加する電圧の一例について説明する。第１の電極２１と第２の電極２２との間に印加する電圧は、正弦波でも矩形波でもよく、極性が変化してもしなくてもよい。発光管２０の内部に水銀が含まれない場合、すなわち放電媒体が希ガスのみである場合には、第２の電極２２をグランドに接続し、第１の電極２１に対して電圧の極性が変化しない矩形波電圧を印加することが好ましい。そのような印加電圧の一例を図３（Ａ）に示す。図３（Ａ）に示す例では、第１の電極２１に対する印加電圧は、０ボルトと正の電圧Ｖ１との間で変調されている。電圧Ｖ１を印加する時間Ｔ１と矩形波の周期Ｔ２との比（Ｔ１／Ｔ２）の値は、０．１５〜０．５程度であることが好ましい。また、矩形波の周波数は、たとえば１０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚの範囲である。図３（Ａ）に示す電圧を印加した場合に２つの電極間を流れる電流を図３（Ｂ）に示す。第１の電極２１と第２の電極２２との間には、印加電圧の微分波形に対応する電流が流れる。

図３（Ａ）に示すような電圧を印加するための点灯回路１３の一例の構成を図４に示す。第１の電極２１と第２の電極２２との間には、点灯回路１３が接続されている。第２の電極２２は、通常、グランドに接続される。点灯回路１３は、交流電源１３ａと、整流回路１３ｂと、平滑回路１３ｃと、昇圧回路１３ｄと、スイッチング回路１３ｅとを備える。これらの回路には、一般的な回路を用いることができる。交流電源１３ａで生成された交流電圧は、整流回路１３ｂによって直流の正電圧へ変換される。そして、整流された電圧は、平滑回路１３ｃで平滑化され、昇圧回路１３ｄで昇圧される。昇圧された電圧は、スイッチング回路１３ｅによって、所定の時間Ｔ１だけ印加される。このようにして、矩形波電圧が印加される。

光源装置１０では、第２の電極２２が不連続に発光管２０と接触しているため、放電が第２の電極２２側に収縮することを防止できる。そのため、光源装置１０では、封入ガス圧を高くしたり、入力する電力を高くした場合でも、均一な放電が得られやすい。その結果、光源装置１０では、放電効率を高めることができ、同じ電力を入力した従来の光源装置と比較して、５〜２０％の輝度向上を達成できる場合がある。また、光源装置１０では、第２の電極２２が発光管２０に接触するように第２の電極２２を容易に固定できるため、低コストで容易に製造できる。

なお、本発明の光源装置は、発光管２０の中心軸に平行に配置された線状の第３の電極をさらに備えてもよい（以下の実施形態の光源装置についても同様である）。そのような光源装置の一例を図５（Ａ）に示す。また、図５（Ａ）の線Ｖ−Ｖにおける断面図を図５（Ｂ）に示す。図５（Ａ）の光源装置１０ａは、発光管２０と、第１の電極２１と、第２の電極５２と、第３の電極５３とを備える。第１の電極２１と第２の電極５２には、点灯回路１３が接続されている。

光源装置１０ａの第２の電極５２は、複数の円筒状の電極５２ａを含む。電極５２ａは発光管２０の周囲に配置されている。電極５２ａは、たとえば金属や金属ペースト（たとえば銀ペースト）で形成できる。

第３の電極５３は、線状であり、発光管２０の中心軸に平行になるように、発光管２０の外面上に形成されている。第３の電極５３は、不連続に形成される。第３の電極５３は、たとえば金属や金属ペーストで形成できる。図５（Ａ）および（Ｂ）に示した一例では、第３の電極５３は、隣接する２つの電極５２ａと接続されている。しかし、第２の電極５２と第３電極５３とは接続されていなくてもよい。第３の電極５３の電位は、第２の電極５２と同じ電位か、第１の電極２１の電位と第２の電極５２の電位との間の電位であればよい。すなわち、第１の電極の電位Ｅ１と、第２の電極の電位Ｅ２と、第３の電極Ｅ３とは、｜Ｅ２｜≦｜Ｅ３｜＜｜Ｅ１｜および０≦Ｅ１・Ｅ３の関係を満たす。

第３の電極５３の幅は細い方が好ましい。第３の電極５３の幅を、発光管２０の厚さよりも小さくすることによって、放電に対する悪影響を抑えることができる。第３の電極５３によって、放電を安定化させることが容易になる。なお、第３の電極５３は、発光管２０の内面に形成されてもよい。その場合、蛍光体層２３は、第３の電極５３を覆うように形成される。この場合、第３の電極５３は、酸化スズを主成分とする透明導電材料や、酸化インジウムを主成分とする透明導電材料をで形成することが好ましい。

（実施形態２）
実施形態２では、本発明の光源装置の他の一例について説明する。実施形態２の光源装置６０の構成を図６に模式的に示す。また、図６の線VIIA−VIIAにおける断面図を図７（Ａ）に示し、図６の線VIIB−VIIBにおける断面図を図７（Ｂ）に示す。なお、図６では、拡散板の図示を省略している。また、図７（Ａ）および７（Ｂ）では、蛍光体層の図示を省略している。また、図６、７（Ａ）および７（Ｂ）では、右端の発光管の図示を省略している。

光源装置６０は、支持板６１、拡散板６２、発光管２０、発光管２０の内部に配置された第１の電極２１、および発光管２０の外部に配置された第２の電極７２を備える。第２の電極７２はグランドに接続（接地）されている。第１の電極２１と第２の電極７２との間には、点灯回路１３によって電圧が印加されている。点灯回路１３には、インバータ回路などを含む一般的な回路を用いることができる。

支持板６１には、発光管２０が配置される断面Ｖ字状の溝６１ａが形成されている。発光管２０は、支持部材６３で支持板６１に固定されている。支持板６１は、樹脂や金属（たとえばアルミニウム）などで形成できる。支持板６１の表面は、光の反射効率および拡散効率を向上させるための処理がなされていることが好ましい。たとえば、表面に酸化チタンの粉末を塗布したり、反射シートを貼り付けたりしてもよい。また、第２の電極７２との絶縁性を確保できる限り、支持板６１の表面に金属膜を形成してもよい。また、表面をサンドブラスト処理してもよい。なお、支持板６１の裏面側から光を出射させる場合には、透明な樹脂やガラスで支持板６１を形成する。なお、支持板６１の形状は、限定がなく、用途に応じて決定される。支持板６１の形状の他の例を図８（Ａ）および（Ｂ）に示す。図８（Ｂ）の例では、支持部材６３が導電性の材料からなり、第２の電極の一部として機能する。

拡散板６２は、発光管２０を挟んで支持板６１に対向するように配置されている。拡散板６２は、発光管２０から発せられた光を均一に拡散させるために配置される。拡散板６２は、ガラスや透光性の樹脂で形成される。

支持板６１上には、複数の発光管２０が平行に配置されている。発光管２０の数は限定がなく、１つであってもよい。それぞれの発光管２０の一端の内部には、第１の電極２１が配置されている。発光管２０は、支持部材６３から容易に取り外しが可能である。

第２の電極７２は、支持板６１上に形成された複数の線状電極７２ａを備える。複数の線状電極７２ａは、連結され、点灯回路１３に接続されている。図６に示すように、第２の電極７２は、グランドに接続されていることが好ましい。第２の電極７２をグランドに接続することによって、発光管２０を安全に交換できる。複数の線状電極７２ａは、ストライプ状に配置されている。各線状電極７２ａは、発光管２０の中心軸と直交するように形成されている。線状電極７２ａは、たとえば、金属ペースト（たとえば銀ペースト）や金属膜で形成できる。また、線状電極７２ａは、導電性の樹脂で形成してもよい。この場合、樹脂からなる支持板６１と樹脂からなる線状電極７２ａとを一体に成形できる。

線状電極７２ａの間隔を一定にすると、第１の電極２１から離れるほど輝度が低下する場合がある。そのため、図６に示すように、第１の電極２１から離れるほど、隣接する線状電極７２ａ間の間隔を狭くしてもよい。この場合、第１の電極２１から離れるほど、線状電極７２ａの幅を太くしてもよい。このような構成によって、均一な発光が得られやすくなる。

図７（Ａ）に示すように、線状電極７２ａは、溝６１ａの部分で発光管２０と接触する。すなわち、第２の電極７２は、第１の電極２１からの距離が異なる複数の接触部で発光管２０の外面と接触する。この接触部は、図２（Ｂ）の接触部２２Ｐと同様に、発光管２０の中心軸に平行に配置された２つのグループを形成する。これらの接触部は、互いに離れており、連続していない。

光源装置６０では、第１の電極２１と第２の電極７２との間に電圧を印加することによって放電が生じ、放電媒体が励起される。励起された放電媒体は、基底状態に移行する際に紫外線を発する。この紫外線は、蛍光体層２３で可視光に変換され、発光管２０から放射される。放射された可視光は、拡散板６２によってより均一な光となる。このようにして、光源装置６０は、面光源として機能する。

以上、実施形態２の光源装置について説明したが、本発明の光源装置は図示した形態に限定されない。支持部材６３の他の形態を図９（Ａ）および９（Ｂ）に示す。図９（Ａ）の例では、支持部材６３ａが金属からなり、第２の電極７２に接続されている。そのため、支持部材６３ａが第２の電極７２の一部として機能する。図９（Ｂ）の例では、支持板６１に着脱可能な支持部材６３ｂを用いている。支持部材６３および６３ｂは、樹脂などの絶縁性の材料で形成されることが好ましい。なお、支持部材６３の代わりに、接着剤や粘着テープで発光管を固定してもよい。

また、第１の電極２１は、発光管２０の両端に配置してもよい。そのような光源装置の一例を図１０に示す。図１０の光源装置１００は、発光管２０の両端に第１の電極２１が配置されている。第１の電極２１からの距離が離れるほど、線状電極７２ａの間隔が狭くなっている。なお、発光管２０の中央部で、発光管２０の内径が小さくなるか、または閉じられていてもよい。

また、第１の電極２１は、発光管２０の外部に形成されてもよい。第１の電極２１の他の形態である第１の電極１１１を図１１（Ａ）に示す。また、図１１（Ａ）の線XI−XIにおける断面図を図１１（Ｂ）に示す。第１の電極１１１は、円筒状であり、発光管２０の一端の外周部に配置されている。

第１の電極１１１と配線とは、さまざまな方法で接続できる。図１２（Ａ）〜（Ｄ）に、４つの接続方法を示す。図１２（Ａ）〜（Ｄ）において、第１の電極１１１と配線１２１とは、電極端子１２２（および導電性部材１２３）を介して接続されている。電極端子１２２の周囲には絶縁層１２４が形成されている。図１２（Ｄ）の接続方法では、バネを用いて発光管２０の着脱を容易にしている。

また、第１の電極２１は、第２の電極７２と同様に支持板上に形成してもよい。そのような光源装置の一例を図１３に示す。図１３の光源装置１３０では、線状の第１の電極１３１が、発光管２０と直交するように支持板６１上に形成されている。このような第１の電極１３１は、第２の電極７２と同様に、金属ペーストなどの導電性材料で形成できる。

実施形態２の光源装置は、発光管２０の中心軸に平行に配置された第３の電極をさらに備えてもよい。そのような光源装置の一例を図１４に示す。図１４の光源装置１４０は、光源装置６０と比較して、複数の第３の電極１４３を備える点のみが異なるため重複する説明は省略する。

第３の電極１４３は、隣接する線状電極７２ａを接続するように形成されている。複数の第３の電極１４３は、不連続、すなわち離散的に配置される。第３の電極１４３は、線状電極７２ａと同様の材料で形成できる。

実施形態２の光源装置によれば、実施形態１で説明した光源装置と同様の効果が得られる。実施形態２の光源装置は、面光源として用いることができ、たとえば液晶ディスプレイのバックライトとして用いることができる。その場合、拡散板６２の上方に液晶パネルが配置される。

（実施形態３）
実施形態３では、本発明の他の光源装置について説明する。実施形態３の光源装置は、フィールドシーケンシャル形の表示装置に適用できる。実施形態３の光源装置１５０の構成を図１５に模式的に示す。

光源装置１５０では、３種類の発光管１５１ａ、１５１ｂおよび１５１ｃからなる発光管群１５１が複数配置されている。発光管１５１ａ、１５１ｂおよび１５１ｃは、順番に繰り返し配置されている。発光管１５１ａ、１５１ｂおよび１５１ｃは、それぞれ、異なる波長の光を発する。すなわち、各発光管は、発光する光に応じた蛍光体層を備える。これらの蛍光体層は、公知の蛍光体で形成できる。具体的には、発光管１５１ａ、１５１ｂおよび１５１ｃは、それぞれ、赤色、緑色および青色の光を発するものであってもよい。また、発光管１５１ａ、１５１ｂおよび１５１ｃは、それぞれ、シアン、マゼンタおよび黄色の光を発光するものであってもよい。これらの発光管１５１ａ、１５１ｂおよび１５１ｃを同時に点灯させると白色光が得られる。

フィールドシーケンシャル形の表示装置では、光源装置１５０の上方に液晶パネルが配置される。液晶パネルの配置は、図１７に示す装置と同様である。この液晶パネルには、モノクロの液晶表示装置に用いられる液晶パネルと同様のものを適用できる。画像の表示を行う際には、発光管１５１ａ、１５１ｂおよび１５１ｃを順番に高速で点滅させる。その結果、たとえば赤色、緑色および青色の光が順番に発せられる。液晶パネルの各画素では、液晶が駆動されて開放時間（光が透過する時間）が制御される。たとえば、黄色の表示を行う画素では、赤色発光に対する開放時間と、緑色発光に対する開放時間とを等しくし、青色発光に対する開放時間をゼロとすればよい。このような場合、残像によって赤色発光と緑色発光とが合成され、人間には黄色と知覚される。このようなフィールドシーケンシャル形の表示装置では、液晶パネルのカラーフィルタが不要であるため、各画素を小さくすることができ、高精細な画像表示が可能となる。また、画素サイズを変えない場合には、カラーフィルターによる光のロスを防止できるため、光の利用率を高くできる。

なお、本発明の光源装置は、液晶パネルと発光管との間に配置された拡散板をさらに備えてもよい（以下の実施形態においても同様である）。また、光源装置１４０のように、第３の電極を含んでもよい。また、発光管群１５１を導光板の側面に配置してもよい。

（実施形態４）
実施形態４では、本発明の光源装置について他の一例を説明する。実施形態４の光源装置を図１６に示す。また、図１６の線XVII−XVIIにおける断面図を図１７に示す。なお、図１７には液晶パネル１７０も図示する。

図１６の光源装置１６０は、導光板１６１、発光管２０、第１の電極２１および第２の電極１６２を備える。

第２の電極１６２は、支持板１６３上に形成されている。支持板１６３は、発光管２０を固定するとともに、反射板として機能する。

発光管２０は、導光板１６１の側面に配置される。発光管２０から出射された光は、導光板１６１によって、導光板１６１の表面１６１ａからほぼ均一に出射される。導光板１６１は、たとえば透明な樹脂で形成できる。導光板１６１の裏面１６１ｂには、出射される光を均一にするために、凹凸が形成されている。また、裏面１６１ｂ上には、反射層１６４が形成されている。反射層１６４は、たとえば酸化チタンや金属で形成できる。また、導光板１６１の表面１６１ａには、使用状況に応じて、拡散シートやレンズシートを配置してもよい。光源装置１６０においても、第２の電極１６２は、第１の電極２１からの距離が異なり且つ不連続な複数の部分で発光管２０に接触している。

光源装置１６０を液晶表示装置に用いる場合には、図１７のように液晶パネル１７０が導光板１６１上に配置される（以下の光源装置においても同様である）。

なお、第２の電極は、導光板と発光管との間に形成されてもよい。そのような光源装置１８０の構成を図１８に模式的に示す。また、線XIX−XIXにおける断面図を図１９に示す。なお、図１９には、液晶パネル１７０も図示する。

光源装置１８０では、導光板１６１と発光管２０との間に第２の電極１８２が配置されている。第２の電極１８２は、金属ペーストや導電性樹脂で形成できる。Ｌ字形の発光管２０は、支持部材６３で支持されている。Ｌ字形の発光管２０の曲がり部分には、第３の電極を形成することが好ましい。発光管２０の外側には、発光管２０から発せられた光を導光板１６１側に反射する反射板１８３が配置されている。光源装置１８０を液晶表示装置のバックライトとして用いる場合には、図１９に示すように、導光板１６１上に液晶パネル１７０が配置される。

光源装置１８０の一例について説明する。導光板は、アクリル樹脂で形成でき、そのサイズは、１６０ｍｍ×９３ｍｍとすることができる。Ｌ字形の発光管は、長さ２５２ｍｍ、外径２．６ｍｍ、内径２．０ｍｍとすることができる。放電媒体には、キセノンガスとアルゴンガスとの混合ガス（圧力：約２１ｋＰａ）を用いることができる。発光管と第２の電極との１つの接触部の管軸方向の長さは、３ｍｍとすることができる。また、隣接する接触部の間隔は、１ｍｍとすることができる。

また、第２の電極は、発光管と反射板との間に配置されていてもよい。そのような光源装置２００の構成を図２０に模式的に示す。また、線XXI−XXIにおける断面図を図２１に示す。なお、図２１には、液晶パネル１７０も図示する。

光源装置２００では、発光管２０と反射板１８３との間に第２の電極２０２が配置されている。第２の電極２０２は、金属ペーストや導電性樹脂で形成できる。Ｌ字形の発光管２０は、支持部材６３で支持されている。Ｌ字形の発光管２０の曲がり部分には、第３の電極２０３が形成されている。発光管２０の外側に配置された反射板１８３は、発光管２０から発せられた光を導光板１６１側に反射する。光源装置２００を液晶表示装置のバックライトとして用いる場合には、図２１に示すように、導光板１６１上に液晶パネル１７０が配置される。

以上、本発明の実施の形態について例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず本発明の技術的思想に基づき他の実施形態に適用することができる。

本願発明の光源装置は、放電媒体が封入された発光管とその放電媒体を励起するための電極とを備える光源装置であって、バックライト光源として有用であり、特に液晶ディスプレイのバックライトに有用である。

（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ本発明の光源装置の一例を示す側面図および断面図であり、（Ｃ）は光源装置の他の一例を示す断面図であり、（Ｄ）は第１の電極の一例を示す断面図である。 （Ａ）は図１（Ａ）に示した光源装置の断面図であり、（Ｂ）は他の一例の断面図である。 （Ａ）は本発明の光源装置に印加する電圧の一例を示す図であり、（Ｂ）は電極間を流れる電流の一例を示す図である。 本発明の光源装置を駆動するための点灯回路の一例を模式的に示す図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ本発明の光源装置について他の一例を模式的に示す側面図および断面図である。 本発明の光源装置についてその他の一例を模式的に示す図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ図６に示した光源装置の断面図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ本発明の光源装置に用いられる拡散板の他の例を示す断面図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ本発明の光源装置に用いられる支持部材の他の例を示す断面図である。 本発明の光源装置についてその他の一例を模式的に示す図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、発光管の外部に形成された第１の電極の例を示す側面図および断面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ、発光管の外部に形成された第１の電極を回路に接続する方法を示す図である。 本発明の光源装置についてその他の一例を模式的に示す図である。 本発明の光源装置についてその他の一例を模式的に示す図である。 本発明の光源装置についてその他の一例を模式的に示す図である。 本発明の光源装置についてその他の一例を模式的に示す図である。 図１６に示した光源装置を用いた液晶表示装置の一例の断面図である。 本発明の光源装置についてその他の一例を模式的に示す図である。 図１８に示した光源装置を用いた液晶表示装置の一例の断面図である。 本発明の光源装置についてその他の一例を模式的に示す図である。 図２０に示した光源装置を用いた液晶表示装置の一例の断面図である。

符号の説明

10,10a,60,100,130,140,150,160,180,200 光源装置
13 点灯回路
20,151a,151b,151c 発光管
20a 管
20b 誘電体層
21,111 第１の電極
21a 金属電極
21b 誘電体層
22,52,72,162,182,202 第２の電極
22P 接触部
23 蛍光体層
53,143,203 第３の電極
61 支持板
61a 溝
62 拡散板
63 支持部材
72a 線状電極
151 発光管群
161 導光板
164 反射層
170 液晶パネル

Claims (6)

1. 第１の電極と第２の電極との間のみに電圧を印加することによって、発光管の内部に封入された放電媒体に放電が生じる光源装置であって、
   前記第１の電極は、前記発光管の内部の一端のみに配置されており、
   前記第２の電極は、前記第１の電極からの距離が異なり且つ不連続な複数の接触部において前記発光管の外面に接触しており、複数の当該接触部が前記発光管の管軸方向に沿って配置されており、
   かつ、前記発光管の周囲に第３の電極を備え、
   前記第３の電極は、不連続であり、かつ、前記発光管の管軸と平行になるように線状に形成されており、
   前記第１の電極の電位Ｅ１と、前記第２の電極の電位Ｅ２と、前記第３の電極の電位Ｅ３とは、｜Ｅ２｜≦｜Ｅ３｜＜｜Ｅ１｜および０≦Ｅ１・Ｅ３の関係を満たす光源装置。
2. 第１の電極と第２の電極との間のみに電圧を印加することによって、発光管の内部に封入された放電媒体に放電が生じる光源装置であって、
   前記第１の電極は、前記発光管の内部の両端に同電位で配置されており、
   前記第２の電極は、前記第１の電極からの距離が異なり且つ不連続な複数の接触部において前記発光管の外面に接触しており、複数の当該接触部が前記発光管の管軸方向に沿って配置されており、
   かつ、前記発光管の周囲に第３の電極を備え、
   前記第３の電極は、不連続であり、かつ、前記発光管の管軸と平行になるように線状に形成されており、
   前記第１の電極の電位Ｅ１と、前記第２の電極の電位Ｅ２と、前記第３の電極の電位Ｅ３とは、｜Ｅ２｜≦｜Ｅ３｜＜｜Ｅ１｜および０≦Ｅ１・Ｅ３の関係を満たす光源装置。
3. 前記発光管には曲がり部分が存在し、
   前記曲がり部分には、前記第３の電極が存在する、請求項１または２に記載の光源装置。
4. 前記第３の電極の両端は、隣接する２つの前記第２の電極に接続されている請求項３に記載の光源装置。
5. 前記接触部の間隔は、前記発光管の肉厚よりも大きい、請求項１から４までの何れか一つに記載の光源装置。
6. 光源装置と、前記光源装置から発せられる光が透過する液晶パネルとを備える液晶ディスプレイであって、
   前記光源装置は、請求項１から５までの何れか一つに記載の光源装置であることを特徴とする液晶ディスプレイ。