JP3122373U - Discharge tube - Google Patents
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Abstract
【課題】低い印加電圧でも安定して放電を発生させることのできる放電管を提供する。
【解決手段】略円筒形状をなす誘電体管11の内部には密閉空間12が形成されており、該密閉空間12内には所定の放電ガス13が封入されている。この放電ガス13に交流電圧を加えて放電を発生させる一対の電極15,17のうち、一方の第1電極15は前記誘電体管11の外壁に配置され、他方の第2電極17は前記密閉空間12の中に配置されている。
【選択図】 図1
Disclosed is a discharge tube capable of generating a discharge stably even at a low applied voltage.
A sealed space 12 is formed inside a dielectric tube 11 having a substantially cylindrical shape, and a predetermined discharge gas 13 is sealed in the sealed space 12. Of the pair of electrodes 15, 17 that generate an electric discharge by applying an alternating voltage to the discharge gas 13, one first electrode 15 is disposed on the outer wall of the dielectric tube 11, and the other second electrode 17 is sealed. It is arranged in the space 12.
[Selection] Figure 1
Description
本考案は、例えば液晶表示装置のバックライト等に使用して好適な放電管に関するものである。 The present invention relates to a discharge tube suitable for use in, for example, a backlight of a liquid crystal display device.
従来より、この種の放電管として、蛍光灯あるいは誘電体バリア放電管を使用したものが知られている。誘電体バリア放電管は、水銀レスによる環境への配慮及び電極が放電空間外に配置されることによる長寿命化の点で蛍光灯よりも優れており、液晶表示装置のバックライトにおいて、蛍光灯の代替品として注目されている。 Conventionally, as this type of discharge tube, a tube using a fluorescent lamp or a dielectric barrier discharge tube is known. Dielectric barrier discharge tubes are superior to fluorescent lamps in terms of environmental considerations due to mercury-free operation and longer life due to the electrode being placed outside the discharge space. It is attracting attention as an alternative.
従来、このような誘電体バリア放電管として、平面型放電管と円筒型放電管の2種類の構成が知られている。平面型放電管としては、例えば特許文献1にて開示されるような構成がある。また、円筒型放電管としては、例えば図6及び図7に示すような構成がある。 Conventionally, as such a dielectric barrier discharge tube, two types of configurations, a flat discharge tube and a cylindrical discharge tube, are known. As a flat type discharge tube, there exists a structure as disclosed by patent document 1, for example. Moreover, as a cylindrical discharge tube, there exists a structure as shown, for example in FIG.6 and FIG.7.
図6(a)〜(c)は、第一の従来例を示す円筒型放電管である。この円筒型放電管50は、直径の異なる円筒形状の2つのガラス管(誘電体管)51,52が同軸状に配置されてなり、直径の大きいガラス管(以下、外側管という)51の内壁と直径の小さいガラス管(以下、内側管という)52の外壁とで密閉空間53が形成されている。
FIGS. 6A to 6C are cylindrical discharge tubes showing a first conventional example. The
外側管51の長手方向の一端部には、放電管50の製作の段階で管内部のガスを空気からキセノン又はキセノンを含む混合ガス等の放電ガス54に置換し、その後封止するための封止管55が取り付けられている。これにより、密閉空間53内には放電ガス54が封入されている。
At one end of the
外側管51の内壁には蛍光体56が塗布され、外側管51の外壁と内側管52の内壁とにはそれぞれ外部電極57と内部電極58とが配置されている。外部電極57は、光を管の外に取り出すことができる透明電極(酸化インジウムスズ(ITO:Indium Tin Oxide)など)にて形成され、内部電極58は、光を反射する金属電極(アルミニウムや銀など)にて形成されている。
A
すなわち、外部電極57と内部電極58とは、所定の放電距離の密閉空間53を隔ててその両側に外側管51と内側管52の2つの誘電体層を介在するように配置されている。尚、便宜上、このような図6の形式の円筒型放電管50を以後同軸バリア放電管50と呼ぶこととする。
That is, the
上記のように構成された同軸バリア放電管50では、両電極57,58間に、図示しない電源装置から所定の電圧を印加して交流電界を与えると、密閉空間53に封入された放電ガス54が電離してプラズマを形成(放電)し、その放電によって発生した紫外線により蛍光体56が励起発光する。
In the coaxial
図7(a)〜(c)は、第二の従来例を示す円筒型放電管である。この円筒型放電管60は、円筒形状をなす単一のガラス管(誘電体管)61にて構成され、このガラス管61の外壁には、同ガラス管61の軸に対して対称となるように一対の帯状の第1及び第2電極62,63が配置されている。第1及び第2電極62,63は、光を反射する金属電極(アルミニウムや銀など)にて形成されている。すなわち、一対の第1及び第2電極62,63は、所定の放電距離の密閉空間64を隔ててその両側にガラス管61の周壁をなす誘電体層(2層)を介在するように配置されている。
FIGS. 7A to 7C are cylindrical discharge tubes showing a second conventional example. The
ガラス管61の内部の密閉空間64には、上述した図6の放電管50と同様に放電ガス65が封止管66により封入されている。また、ガラス管61の内壁には、管の周方向における電極62,63間の切れ目の位置にアパーチャ部67(図7(c)において破線で示す)として形成される光の取り出し窓を除いて蛍光体68が塗布されている。尚、便宜上、このような図7の形式の円筒型放電管60を以後両バリア放電管60と呼ぶこととする。
A
上記のように構成された両バリア放電管60では、両電極62,63間に、図示しない電源装置から所定の電圧を印加して交流電界を与えると、密閉空間64に封入された放電ガス65が電離してプラズマを形成(放電)し、その放電によって発生した紫外線により蛍光体68が励起発光する。
In the both
ところで、上記のような図6の同軸バリア放電管50や図7の両バリア放電管60では、放電ガスに交流電界を与える対の電極が2つの誘電体層を介して放電ガスを挟むように配置される。すなわち、図6(c)に示すように、同軸バリア放電管50において、放電を発生させる電界の経路は、「外部電極57−誘電体層(外側管51)−放電ガス54−誘電体層(内側管52)−内部電極58」となる。また、図7(c)に示すように、両バリア放電管60における電界の経路は、「第1電極62−誘電体層(ガラス管61)−放電ガス65−誘電体層(ガラス管61)−第2電極63」となる。
Incidentally, in the coaxial
これらの構成では、両電極間に介在する2つの誘電体層(ガラス管)が過剰に誘電体バリアとして働き、誘電損が多く発生する。ガラス管は、密閉空間内部の放電ガス(大気圧よりかなり低いガス圧)を外気から隔離する役割もしているため、ガラス管の厚みを小さくして誘電損の発生を少なくしようとしても、機械的強度の関係からある一定以下に小さくすることはできない。このため、両電極間の距離を短くすることには限界があった。 In these configurations, two dielectric layers (glass tubes) interposed between both electrodes excessively function as a dielectric barrier, and a large dielectric loss occurs. The glass tube also serves to isolate the discharge gas inside the sealed space (gas pressure much lower than atmospheric pressure) from the outside air, so even if you try to reduce the thickness of the glass tube to reduce dielectric loss, It cannot be made smaller than a certain level due to strength. For this reason, there was a limit in shortening the distance between both electrodes.
よって、放電ガスに放電を開始するのに必要な電界強度(V/m)を与えるには両電極間に高い電圧を印加しなければならず、印加電圧を供給する電源には、高電圧を発生することができ、且つ絶縁性に優れた高価なものが必要になるという問題があった。 Therefore, a high voltage must be applied between both electrodes in order to give the electric field strength (V / m) necessary for starting discharge to the discharge gas, and a high voltage must be applied to the power source that supplies the applied voltage. There is a problem that an expensive material that can be generated and has excellent insulating properties is required.
ちなみに、対をなす放電管の電極の双方を放電ガスが封入された密閉空間に入れた放電管(例えば冷陰極放電管など)では、放電によって発生する陽光柱(プラズマ)がうねりを発生して安定した光が得られないという問題がある。 By the way, in a discharge tube (for example, a cold cathode discharge tube) in which both electrodes of a pair of discharge tubes are placed in a sealed space filled with a discharge gas, the positive column (plasma) generated by the discharge generates undulation. There is a problem that stable light cannot be obtained.
本考案は上述した問題点を解消するためになされたものであって、その目的は低い印加電圧でも安定して放電を発生させることのできる放電管を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a discharge tube capable of generating a discharge stably even at a low applied voltage.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の考案は、筒状の誘電体管の内部に密閉空間を形成し、該密閉空間内に封入した放電ガスに一対の電極より交流電圧を加えて放電を発生させる放電管において、前記一対の電極のうち、一方の第1電極を前記誘電体管の外壁に配置し、他方の第2電極を前記密閉空間の中に配置したことを要旨とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a sealed space is formed inside a cylindrical dielectric tube, and an alternating voltage is applied to the discharge gas sealed in the sealed space from a pair of electrodes. In the discharge tube for generating discharge, one of the pair of electrodes is arranged such that one first electrode is arranged on an outer wall of the dielectric tube, and the other second electrode is arranged in the sealed space. .
請求項2に記載の考案は、請求項1記載の考案において、前記誘電体管の内壁には、放電時に前記放電ガスが発する紫外線を可視光に変換する蛍光体が塗布されていることを要旨とする。 The invention according to claim 2 is the gist of the invention according to claim 1, in which the inner wall of the dielectric tube is coated with a phosphor that converts ultraviolet light emitted by the discharge gas into visible light during discharge. And
請求項3に記載の考案は、請求項1又は2記載の考案において、前記第1電極と前記第2電極とを前記誘電体管の長手方向に沿って平行に配置したことを要旨とする。 The gist of the invention described in claim 3 is that, in the invention described in claim 1 or 2, the first electrode and the second electrode are arranged in parallel along the longitudinal direction of the dielectric tube.
請求項4に記載の考案は、請求項1乃至3の何れか一項記載の考案において、前記第1電極と前記第2電極との間の距離が略等距離となるように前記第2電極を前記密閉空間の中央に配置したことを要旨とする。 The device according to claim 4 is the device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second electrode is configured such that a distance between the first electrode and the second electrode is substantially equal. Is arranged at the center of the sealed space.
請求項5に記載の考案は、請求項1乃至3の何れか一項記載の考案において、前記第2電極を前記第1電極に対して前記誘電体管の周壁を隔てた内壁側に近接させて配置したことを要旨とする。 The device according to claim 5 is the device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second electrode is brought closer to the inner wall side of the dielectric tube with respect to the first electrode. The gist of this is
請求項6に記載の考案は、請求項1乃至5の何れか一項記載の考案において、前記第1電極は、透明の導電体にてなる透明電極であり前記誘電体管の全周に亘って形成されることを要旨とする。 A device according to claim 6 is the device according to any one of claims 1 to 5, wherein the first electrode is a transparent electrode made of a transparent conductor and extends over the entire circumference of the dielectric tube. The gist is that it is formed.
請求項7に記載の考案は、請求項1乃至5の何れか一項記載の考案において、前記第1電極は、金属の導電体にてなる鏡面状の金属電極であり前記誘電体管の周方向の一部分に形成された光取出部を除いて前記誘電体管の全周に亘って形成されることを要旨とする。 A device according to a seventh aspect is the device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the first electrode is a mirror-like metal electrode made of a metal conductor, and the periphery of the dielectric tube. The gist is that the dielectric tube is formed over the entire circumference except for the light extraction portion formed in a part of the direction.
請求項8に記載の考案は、請求項1乃至7の何れか一項記載の考案において、前記第2電極は線状に形成されることを要旨とする。 The gist of claim 8 is the gist of the invention according to any one of claims 1 to 7, wherein the second electrode is formed in a linear shape.
請求項9に記載の考案は、請求項1乃至8の何れか一項記載の考案において、前記第1電極は、前記第2電極を前記密閉空間から前記誘電体管の外に取り出す部分を除いて配置されることを要旨とする。 The device according to claim 9 is the device according to any one of claims 1 to 8, wherein the first electrode excludes a portion where the second electrode is taken out of the dielectric tube from the sealed space. The main point is that they are arranged.
請求項10に記載の考案は、請求項1乃至8の何れか一項記載の考案において、前記第2電極の両端には該第2電極に電力を供給するための給電線が接続されており、前記第2電極は、前記給電線によって前記誘電体管に支持されていることを要旨とする。
The device according to
請求項11に記載の考案は、請求項1乃至8の何れか一項記載の考案において、前記誘電体管の長手方向に対する前記第1電極の長さは前記第2電極の長さに比べて短いことを要旨とする。
The device according to
(作用)
請求項1に記載の考案によれば、筒状の誘電体管の外壁に配置される第1電極と対をなす第2電極は、前記誘電体管の内部に形成された密閉空間の中に配置される。この構成では、一対の電極により放電ガスに放電を発生させるための電界の経路が第1電極−誘電体管−放電ガス−第2電極となるため、両電極間の距離を短くすることができる。これにより、両電極間に印加する電圧が低い電圧であっても、放電ガスに放電を開始するのに必要な電界強度を与えることが可能である。又、この構成では、放電ガスを封入した密閉空間に第2電極のみが配置されることにより、安定した放電状態を得ることができる。
(Function)
According to the first aspect of the present invention, the second electrode paired with the first electrode disposed on the outer wall of the cylindrical dielectric tube is in the sealed space formed inside the dielectric tube. Be placed. In this configuration, since the path of the electric field for generating discharge in the discharge gas by the pair of electrodes is the first electrode-dielectric tube-discharge gas-second electrode, the distance between both electrodes can be shortened. . Thereby, even if the voltage applied between both electrodes is a low voltage, it is possible to give the electric field strength necessary for starting discharge to the discharge gas. In this configuration, a stable discharge state can be obtained by arranging only the second electrode in the sealed space in which the discharge gas is sealed.
請求項2に記載の考案によれば、請求項1記載の考案の作用に加えて、前記誘電体管の内壁には蛍光体が塗布されていることにより、放電時に前記放電ガスから発せられる紫外線は前記蛍光体により可視光に変換されて照明光となる。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the function of the first aspect of the invention, the inner wall of the dielectric tube is coated with a phosphor so that ultraviolet rays emitted from the discharge gas at the time of discharge can be obtained. Is converted into visible light by the phosphor and becomes illumination light.
請求項3に記載の考案によれば、請求項1又は2記載の考案の作用に加えて、前記第1電極と前記第2電極とは前記誘電体管の長手方向に沿って平行に配置されることにより、放電管の全体に亘って放電を均一に発生させて一様な発光状態を得ることができる。 According to the invention described in claim 3, in addition to the operation of the invention described in claim 1 or 2, the first electrode and the second electrode are arranged in parallel along the longitudinal direction of the dielectric tube. Thus, a uniform light emission state can be obtained by generating a discharge uniformly over the entire discharge tube.
請求項4に記載の考案によれば、請求項1乃至3の何れか一項記載の考案の作用に加えて、前記第2電極は、前記第1電極と前記第2電極との間の距離が略等距離となるように前記密閉空間の中央に配置されるため、放電時における放電距離を均一にして良好な発光状態を得ることができる。 According to the device described in claim 4, in addition to the operation of the device described in any one of claims 1 to 3, the second electrode is a distance between the first electrode and the second electrode. Are arranged in the center of the sealed space so that the distances are substantially equal, the discharge distance during discharge can be made uniform and a good light emission state can be obtained.
請求項5に記載の考案によれば、請求項1乃至3の何れか一項記載の考案の作用に加えて、前記第2電極は、前記第1電極に対して前記誘電体管の周壁を隔てた内壁側に近接させて配置されるため、両電極間の距離をさらに短くして放電開始に必要な電圧と放電継続に必要な電圧をより一層低くすることができる。 According to the device described in claim 5, in addition to the operation of the device described in any one of claims 1 to 3, the second electrode has a peripheral wall of the dielectric tube with respect to the first electrode. Since it is arranged close to the inner wall side that is separated, the distance between the two electrodes can be further shortened to further reduce the voltage required for starting discharge and the voltage required for continuing discharge.
請求項6に記載の考案によれば、請求項1乃至5の何れか一項記載の考案の作用に加えて、前記第1電極は、透明の導電体にてなる透明電極であり前記誘電体管の全周に亘って形成される。これにより、誘電体管の全周に亘って光が取り出される放電管が作成される。 According to the device described in claim 6, in addition to the operation of the device described in any one of claims 1 to 5, the first electrode is a transparent electrode made of a transparent conductor, and the dielectric It is formed over the entire circumference of the tube. Thereby, a discharge tube from which light is extracted over the entire circumference of the dielectric tube is created.
請求項7に記載の考案によれば、請求項1乃至5の何れか一項記載の考案の作用に加えて、前記第1電極は、金属の導電体にてなる鏡面状の金属電極であり前記誘電体管の周方向の一部分に形成された光取出部を除いて前記誘電体管の全周に亘って形成される。これにより、誘電体管の周方向の一部分から光が取り出される放電管が作成される。 According to the invention described in claim 7, in addition to the operation of the invention described in any one of claims 1 to 5, the first electrode is a mirror-like metal electrode made of a metal conductor. It is formed over the entire circumference of the dielectric tube except for the light extraction portion formed in a part in the circumferential direction of the dielectric tube. As a result, a discharge tube from which light is extracted from a portion in the circumferential direction of the dielectric tube is created.
請求項8に記載の考案によれば、請求項1乃至7の何れか一項記載の考案の作用に加えて、前記第2電極は線状に形成される。この構成では、放電時におけるスパッタの発生を抑えることができる。 According to the invention described in claim 8, in addition to the operation of the invention described in any one of claims 1 to 7, the second electrode is formed in a linear shape. With this configuration, it is possible to suppress the occurrence of sputtering during discharge.
請求項9に記載の考案によれば、請求項1乃至8の何れか一項記載の考案の作用に加えて、前記第1電極は、前記第2電極を前記密閉空間から前記誘電体管の外に取り出す部分を除いて配置される。この構成では、第1電極と第2電極の取り出し口との間の沿面距離を確保して沿面放電の発生を防止することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, in addition to the operation of the first aspect of the present invention, the first electrode connects the second electrode from the sealed space to the dielectric tube. Arranged except for the part to be taken out. In this configuration, the creeping distance between the first electrode and the second electrode outlet can be secured to prevent the occurrence of creeping discharge.
請求項10に記載の考案によれば、請求項1乃至8の何れか一項記載の考案の作用に加えて、前記第2電極の両端には該第2電極に電力を供給するための給電線が接続されており、前記第2電極は、前記給電線によって前記誘電体管に支持されている。この構成では、電源からの供給電圧が給電線を介して第2電極に印加される。
According to the device of
請求項11に記載の考案によれば、請求項1乃至8の何れか一項記載の考案の作用に加えて、前記誘電体管の長手方向に対する前記第1電極の長さは前記第2電極の長さに比べて短い。この構成では、密閉空間における第1電極と第2電極との間以外での放電の発生を軽減することができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, in addition to the function of the first aspect of the present invention, the length of the first electrode with respect to the longitudinal direction of the dielectric tube is the second electrode. Short compared to the length of. With this configuration, it is possible to reduce the occurrence of discharge in a space other than between the first electrode and the second electrode.
以上記述したように、本考案によれば、低い印加電圧でも安定して放電を発生させることのできる放電管を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a discharge tube capable of generating a discharge stably even at a low applied voltage.
(第一の実施の形態)
以下、本考案を例えば液晶表示装置のバックライトに使用される円筒型放電管に具体化した第一の実施の形態を図1及び図2に従って説明する。
図1(a)〜(c)は、本実施の形態の円筒型放電管10の構成を示し、この円筒型放電管10は、誘電体として機能する略円筒形状の中空のガラス管(誘電体管)11にて構成されている。ガラス管11は、その長手方向の両端部が閉じられて内部に密閉空間12が形成されており、該密閉空間12には放電によって真空紫外線を放射する所定の放電ガス13が封入されている。尚、放電ガス13としては、例えばキセノン又はキセノンを含む混合ガスが使用される。
(First embodiment)
A first embodiment in which the present invention is embodied in, for example, a cylindrical discharge tube used in a backlight of a liquid crystal display device will be described with reference to FIGS.
FIGS. 1A to 1C show a configuration of a
放電ガス13は、ガラス管11の長手方向の一端部に取り付けられた封止管14より注入される。具体的には、放電管10の製作段階でガラス管11の内部のガスが空気から放電ガス13に置換され、その後バーナー等により封止管14を焼き切ることにより封止されている。
The
ガラス管11の外壁(ガラス管11の外側の壁面)には、その全周に亘って管の長手方向に第1電極としての外部電極15が形成されている。また、ガラス管11の内壁(ガラス管11の内側の壁面)には、その全周に亘って管の長手方向に蛍光体16が塗布されている。外部電極15は、放電によって得られた光(蛍光体16からの光)を管の外に取り出すことのできる透明の導電体(例えば酸化インジウムスズ(ITO:Indium Tin Oxide)など)により形成されている。また、蛍光体16としては発光特性のよい3波長の蛍光体が使用され、その塗布厚は発光効率の向上のために例えば20μm程度に調整されている。
On the outer wall of the glass tube 11 (the outer wall surface of the glass tube 11), an
ガラス管11の密閉空間12の中には、管の長手方向に沿って外部電極15と平行になるように第2電極としての内部電極17が配置されている。内部電極17は、放電時にスパッタの発生を抑えることのできる材料、例えばニッケル合金などを使用して、本実施の形態では例えば線状に形成されている。
In the sealed
内部電極17の両端には、該内部電極17に電力を供給する給電線としてのジメット線18が接続されている。内部電極17とジメット線18とは放電によるプラズマ耐性を確保するために圧着部材19により圧着結合されており、ジメット線18は、ガラス管11の両端部より管の外に取り出される。
Connected to both ends of the
すなわち、内部電極17は、その両端に接続されたジメット線18によって管内の密閉が保たれたままガラス管11の密閉空間12の中に支持されている。具体的には、本実施の形態において内部電極17は、管の全周に亘って外部電極15との間の距離が略等距離となるように密閉空間12の中央に配置されている。
That is, the
尚、前記ジメット線18は、例えば銅とニッケルの合金にて形成され、図1(b)に示すように、内部電極17と接続される管内においては放電時における内部電極17の熱延びを吸収するために波状に設けられている。
The
ちなみに、内部電極17の長さは、ジメット線18への放電を軽減するため、外部電極15の管の長手方向における長さに比べて若干長く形成されている。また、内部電極17の取り出し口と外部電極15との間の沿面距離は、ジメット線18と外部電極15との間で沿面放電が発生しないように十分な距離が確保されている。
Incidentally, the length of the
図2は、本実施の形態の円筒型放電管10の電気結線図を示す。
外部電極15には、外部電極リード線21が導電接着材22を介して接続されている。また、内部電極17の一端に接続されるジメット線18には、内部電極リード線23が圧着部材24により圧着結合されている。従って、電源装置25より供給される交流電圧は、外部電極リード線21と内部電極リード線23とを介して外部電極15と内部電極17とに印加されるようになっている。尚、内部電極17の他端に接続されるジメット線18は、前記内部電極17の一端に接続されるジメット線18(電源接続側)とともに同内部電極17を密閉空間12の中に支持するための支持部材として機能する。
FIG. 2 shows an electrical connection diagram of the
An external
上記のように構成された円筒型放電管10では、外部電極15と内部電極17の間に電源装置25から放電開始に必要な交流電圧を印加すると、ガラス管11内部の密閉空間12に封入された放電ガス13が電離してプラズマを形成(放電)する。ここで、例えば放電ガス13としてキセノンを使用した場合、キセノンは放電によって147nmと172nmの紫外線を放出する。これらの紫外線はガラス管11の内壁に塗布された蛍光体16によって可視光に変換されて照明光となる。この際、外部電極15と内部電極17がガラス管11の長手方向に沿って配置されていることにより、管の全体に亘って放電が発生して一様な発光を得ることができる。
In the
また、このような円筒型放電管10では、外部電極15と内部電極17との間に形成される電界の経路は、図1(c)に示すように、「外部電極15−ガラス管11(誘電体層)−放電ガス13−内部電極17」となる。すなわち、本実施の形態では、一対の電極15,17に挟まれる誘電体層が1層のみであることから、両電極15,17間の距離を短くすることができる。これにより、低い供給電圧でも高い電界強度(V/m)を得ることが可能となり、放電開始に必要な電圧(起動電圧)を低くすることができるとともに、放電継続に必要な電圧(維持電圧)を低くすることができる。
Further, in such a
以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)円筒型放電管10の外部電極15をガラス管11の外壁に配置し、内部電極17を放電ガス13を封入した密閉空間12内に配置した。これにより、外部電極15と内部電極17との間の距離を短くすることができるため、放電開始に必要な起動電圧と放電継続に必要な維持電圧を低く抑えることができる。このことは、電源装置25のコストを安価に抑えることにも寄与する。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The
(2)外部電極15と内部電極17との間に介在する誘電体層が1層のみであることから、放電時の誘電損を小さくすることができる。これにより、外気(大気圧)と管内のガス圧との圧力差に十分耐え得る強度のガラス厚を確保しながらも、両電極15,17間の距離を短くすることができる。従って、低い印加電圧でも放電開始に必要な電界強度を与えることが可能である。
(2) Since there is only one dielectric layer interposed between the
(3)放電のための起動電圧と維持電圧とを低く抑えることができるため、低消費電力化を実現した放電管10を製造することができる。
(3) Since the starting voltage and sustaining voltage for discharging can be kept low, the
(4)外部電極15と内部電極17とをそれぞれガラス管11の長手方向に沿って平行になるように配置した。これにより、管全体に亘って放電を均一に発生させて一様な発光を得ることのできる放電管ランプを製造することができる。
(4) The
(5)本実施の形態では、内部電極17をガラス管11内部の密閉空間12に配置したことにより、図6の同軸バリア放電管50(第一の従来例)の構造に比べて放電管の小型化を図ることができる。
(5) In the present embodiment, since the
(6)本実施の形態では、内部電極17と外部電極15の間の距離が略等距離となるように内部電極17を密閉空間12の中央に配置したことにより、放電時における放電距離を均一にして、より良好な発光状態を得ることができる。
(6) In the present embodiment, the
(7)本実施の形態では、内部電極17を例えばニッケル合金を使用して形成した線状電極としたことにより、放電時におけるスパッタの発生を抑えることができる。
(7) In the present embodiment, since the
(第二の実施の形態)
以下、本考案を例えば液晶表示装置のバックライトに使用される円筒型放電管に具体化した第二の実施の形態を上記第一の実施の形態との相違点を中心に図3に従って説明する。尚、第一の実施の形態と同様な構成部分については同一符号を付して説明する。
(Second embodiment)
Hereinafter, a second embodiment in which the present invention is embodied in, for example, a cylindrical discharge tube used in a backlight of a liquid crystal display device will be described with reference to FIG. 3 with a focus on differences from the first embodiment. . In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated about the component similar to 1st embodiment.
図3(a)〜(c)に示すように、この第二の実施の形態の円筒型放電管30は、前記内部電極17を、外部電極15に対してガラス壁を隔てた内周面(内壁側)の近傍(具体的には蛍光体16の近傍)に配置したことが第一の実施の形態と異なっている。その他の構成については図1の放電管10と同様であるため説明を省略する。尚、内部電極17の取り出し口と外部電極15との間の沿面距離は、第一の実施の形態と同様、ジメット線18と外部電極15との間で沿面放電が発生しないような十分な距離が確保されている。
As shown in FIGS. 3A to 3C, the
ちなみに、本実施の形態において、内部電極17と外部電極15との間の最短距離d1(図3(c)参照)は特段定められるものではない。すなわち、低い供給電圧であっても放電を開始するのに必要十分な電界強度(V/m)を得るには外部電極15と内部電極17の間の距離は短いほど好ましく、例えば内部電極17をガラス管11の内壁面(蛍光体16)に接触させるように配置しても構わない。尚、この場合は、内部電極17が接触する面では発光が妨げられるが、内部電極17を線状に形成することによってその影響をほぼ皆無とできる。
Incidentally, in the present embodiment, the shortest distance d1 (see FIG. 3C) between the
次に、このように構成された円筒型放電管30の放電原理を説明する。
第一の実施の形態と同様にして、一対の外部電極15と内部電極17との間に交流電圧を印加すると、まず、図3(c)に最短距離d1で示す電極間の最も近い付近で放電ガス13が電離してプラズマを形成(放電)する。すると、電離して導電体となったプラズマは直ぐに管全体に拡散し、これら導電体となったプラズマによって内部電極17の位置にかかわらず管全体での放電が促される。そして、第一の実施の形態と同様、放電により放出される紫外線が蛍光体16によって可視光に変換されて照明光となる。
Next, the discharge principle of the
When an AC voltage is applied between the pair of
以上記述したように、本実施の形態によれば、第一の実施の形態の(1)〜(5),(7)と同様の効果に加えて、さらに以下の効果を奏する。
(1)内部電極17を外部電極15に対してガラス壁を隔てた内壁側の近傍に配置したことにより、第一の実施の形態に比べて放電開始に必要な電圧(起動電圧)と放電継続に必要な電圧(維持電圧)をより一層低くすることができる。
As described above, according to the present embodiment, in addition to the same effects as (1) to (5) and (7) of the first embodiment, the following effects are further achieved.
(1) By arranging the
(第三の実施の形態)
以下、本考案を例えば液晶表示装置のバックライトに使用される円筒型放電管に具体化した第三の実施の形態を上記第一及び第二の実施の形態との相違点を中心に図4に従って説明する。尚、第一及び第二の実施の形態と同様な構成部分については同一符号を付して説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment in which the present invention is embodied in, for example, a cylindrical discharge tube used for a backlight of a liquid crystal display device will be described with reference to FIG. 4 focusing on differences from the first and second embodiments. It explains according to. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated about the component similar to 1st and 2nd embodiment.
図4(a)〜(c)に示すように、この第三の実施の形態の円筒型放電管40は、ガラス管11に形成する外部電極15と蛍光体16を、図4(c)において破線で示す光取出部41(放電によって得られた光(蛍光体16からの光)を管の外に取り出す窓の部分)を除いた全周に亘って配置したものである。
As shown in FIGS. 4A to 4C, the
この実施の形態において、外部電極15は、光を効率よく反射するために反射率の高い金属導電体にて鏡面状に形成されている。また、内部電極17は、光取出部41と対向する側において、第二の実施の形態と同様、外部電極15に対してガラス壁を隔てた内壁側の近傍に配置されている。また、蛍光体16は、第一及び第二の実施の形態における放電管10,30よりも厚く塗布され、発光量を多くしたものとなっている。その他の構成については、図1及び図2の放電管10,30と同様であるため説明を省略する。尚、内部電極17の取り出し口と外部電極15との間の沿面距離は、第一及び第二の実施の形態と同様、ジメット線18と外部電極15との間で沿面放電が発生しないような十分な距離が確保されている。
In this embodiment, the
上記のように構成された円筒型放電管40では、放電によって蛍光体16から発せられる照明光は管の内面を反射しながら外部電極15の切れ目の位置の光取出部41まで導かれ、該光取出部41から管外に取り出される。
In the
以上記述したように、本実施の形態によれば、第一の実施の形態の(1)〜(4),(7)及び第二の実施の形態の(1)と同様の効果に加えて、さらに以下の効果を奏する。 As described above, according to the present embodiment, in addition to the same effects as (1) to (4), (7) of the first embodiment and (1) of the second embodiment. Furthermore, the following effects are produced.
(1)本実施の形態では、外部電極15は反射率の高い金属の導電体にて鏡面状に形成され、外部電極15と蛍光体16は光取出部41を除いた全周に亘って形成される。この構成によれば、上記第一及び第二の実施の形態の構成を適用して、ガラス管11の周方向の一部分からのみ光を取出す方式の放電管40を製造することができる。
(1) In the present embodiment, the
(各実施の形態における起動電圧と維持電圧の実測値)
図5(a)は、放電管(ランプ)における印加電圧(KV)と発光輝度(cd/m2 )の関係を示す特性図である。同図に示すように、放電を開始する電圧(起動電圧)は放電を継続する電圧(維持電圧)に比べて高い電圧が必要である。
(Measured values of starting voltage and sustaining voltage in each embodiment)
FIG. 5A is a characteristic diagram showing the relationship between the applied voltage (KV) and the light emission luminance (cd / m 2) in the discharge tube (lamp). As shown in the figure, the voltage for starting discharge (start-up voltage) needs to be higher than the voltage for continuing discharge (sustain voltage).
図5(b)は、上記各実施の形態の円筒型放電管10,30,40の起動電圧と維持電圧の実測値を示す説明図である。尚、便宜上、図5(b)では、第一の実施の形態の円筒型放電管10を片バリア放電管(センタ電極)として示し、第二及び第三の実施の形態の円筒型放電管30,40を片バリア放電管(エッジ電極)として示す。また、参考までに、図6の同軸バリア放電管50と図7の両バリア放電管60における起動電圧と維持電圧の実測値を示す。
FIG. 5B is an explanatory diagram showing measured values of the starting voltage and the sustaining voltage of the
図5(b)に示すように、第一の実施の形態における片バリア放電管(センタ電極)では、起動電圧は約1.0KV、維持電圧は約0.5KVとなる。従って、第一の従来例における同軸バリア放電管50に比べて、起動電圧を約0.5KV、維持電圧を約0.3KV低くすることができる。
As shown in FIG. 5B, in the one-barrier discharge tube (center electrode) in the first embodiment, the starting voltage is about 1.0 KV and the sustain voltage is about 0.5 KV. Therefore, compared with the coaxial
また、第二及び第三の実施の形態における片バリア放電管(エッジ電極)では、起動電圧は約0.6KV、維持電圧は約0.5KVとなる。従って、第一の従来例における同軸バリア放電管50に比べて、起動電圧を約0.9KV、維持電圧を約0.3KV低くすることができる。
In the single barrier discharge tube (edge electrode) in the second and third embodiments, the starting voltage is about 0.6 KV and the sustain voltage is about 0.5 KV. Therefore, compared with the coaxial
(別例)
尚、本考案は上記各実施の形態に限定されるものではなく、以下のように変更して実施してもよい。
・各実施の形態では、円筒型放電管10,30,40を液晶表示装置のバックライトに使用する例について説明したが、これらの各放電管10,30,40を例えば照明装置として使用してもよい。
(Another example)
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be modified as follows.
In each embodiment, the example in which the
・各実施の形態において、ガラス管11は略円筒形状にてなるものとしたが、必ずしもこの形状に限定されるものではなく、多角筒状にてなるものであってもよい。
In each embodiment, the
・各実施の形態では、放電により放出される紫外線から可視光を得るためにガラス管11の内壁には蛍光体16を塗布したが、紫外線の利用を用途とする場合においては蛍光体を塗布しないものとする。この場合、ガラス管11を紫外光を透過する石英ガラスにて形成するのが好ましい。
In each embodiment, the
・各実施の形態において、内部電極17は線状としたが、この形状に限られるものではない。例えば、内部電極17は面状(管の長手方向に沿って延びる長方形状)としてもよい。
-In each embodiment, although the
・また、内部電極17のその他の構成例としては、内部電極17を線状に形成し、その線状電極上に等間隔に複数の面状(例えば円板状)の電極を該線状電極の垂直方向あるいは軸方向にそれぞれ平行になるように設けた構成としてもよい。また、内部電極17を面状に形成し、その面状電極の長手方向に沿った辺を鋸状に形成した構成としてもよい。また、内部電極17を線状に形成し、その線状電極を螺旋状としてもよい。また、内部電極17を複数の線状電極から構成し、それら複数の線状電極をそれぞれ捩り併せた構成としてもよい。これらの構成では、管内において放電をより均一に発生させることができる。
As another configuration example of the
・各実施の形態において、ガラス管11内部の密閉空間12の中に設ける内部電極17の数は1個に限らず、2以上の複数としてもよい。但し、この場合は、密閉空間12内に複数設けた各内部電極の電位を等電位に設定する必要がある。
In each embodiment, the number of
・各実施の形態において、内部電極17はニッケル合金を使用して形成されるものに限らず、放電時のスパッタの発生を抑えることができる材質であれば、その他の材質であってもよい。
In each embodiment, the
・各実施の形態において、ジメット線18の材質は、銅とニッケルの合金にてなるものに限定されず、放電時のスパッタの発生を抑えることができる材質であれば、その他の材質であってもよい。
In each embodiment, the material of the
・各実施の形態において、放電ガス13としてはキセノン又はキセノンを含む混合ガスに限らず、他のガスや組成からなるガスであってもよい。
・第一及び第二の実施の形態において、外部電極15を形成する透明の導電体としては酸化インジウムスズ(ITO)を使用したが、これに限定されるものではない。
In each embodiment, the
In the first and second embodiments, indium tin oxide (ITO) is used as the transparent conductor that forms the
・第三の実施の形態において、内部電極17の位置は必ずしもガラス壁を隔てた内壁側の近傍に配置されるものに限らず、第一の実施の形態のように密閉空間12の中央に配置されるものであってもよい。
In the third embodiment, the position of the
以下に、上記各実施の形態から把握できる技術的思想について記載する。
(イ) 請求項1乃至8の何れか一項記載の放電管において、
前記第1電極は、前記第2電極を前記密閉空間から前記誘電体管の外に取り出す部分を除いて配置されることを特徴とする放電管。この構成では、第1電極と第2電極の取り出し口との間の沿面距離を確保して沿面放電の発生を防止することができる。
Below, the technical idea which can be grasped | ascertained from said each embodiment is described.
(A) In the discharge tube according to any one of claims 1 to 8,
The discharge tube according to claim 1, wherein the first electrode is disposed excluding a portion where the second electrode is taken out from the sealed space to the outside of the dielectric tube. In this configuration, the creeping distance between the first electrode and the second electrode outlet can be secured to prevent the occurrence of creeping discharge.
(ロ) 請求項1乃至8の何れか一項記載の放電管において、
前記第2電極の両端には該第2電極に電力を供給するための給電線が接続されており、前記第2電極は、前記給電線によって前記誘電体管に支持されていることを特徴とする放電管。この構成では、電源からの供給電圧が給電線を介して第2電極に印加される。
(B) In the discharge tube according to any one of claims 1 to 8,
A power supply line for supplying power to the second electrode is connected to both ends of the second electrode, and the second electrode is supported by the dielectric tube by the power supply line. Discharge tube. In this configuration, the supply voltage from the power source is applied to the second electrode via the feeder line.
(ハ) 請求項1乃至8の何れか一項記載の放電管において、
前記誘電体管の長手方向に対する前記第1電極の長さは前記第2電極の長さに比べて短いことを特徴とする放電管。この構成では、密閉空間における第1電極と第2電極との間以外での放電の発生を軽減することができる。
(C) In the discharge tube according to any one of claims 1 to 8,
The discharge tube according to claim 1, wherein a length of the first electrode with respect to a longitudinal direction of the dielectric tube is shorter than a length of the second electrode. With this configuration, it is possible to reduce the occurrence of discharge in a space other than between the first electrode and the second electrode.
10,30,40…放電管、11…誘電体管としてのガラス管、12…密閉空間、13…放電ガス、15…第1電極としての外部電極、16…蛍光体、17…第2電極としての内部電極、41…光取出部。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記一対の電極のうち、一方の第1電極を前記誘電体管の外壁に配置し、他方の第2電極を前記密閉空間の中に配置したことを特徴とする放電管。 In a discharge tube that forms a sealed space inside a cylindrical dielectric tube and generates an electric discharge by applying an alternating voltage from a pair of electrodes to a discharge gas sealed in the sealed space,
One discharge electrode of the pair of electrodes is disposed on an outer wall of the dielectric tube, and the other second electrode is disposed in the sealed space.
The discharge tube according to claim 1, wherein a length of the first electrode with respect to a longitudinal direction of the dielectric tube is shorter than a length of the second electrode.
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