KR20100100607A - 외부 전극형 희가스 형광 램프 및 백라이트용 희가스 형광 램프 유닛 - Google Patents

외부 전극형 희가스 형광 램프 및 백라이트용 희가스 형광 램프 유닛 Download PDF

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고스케 야마다
준야 아사야마
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우시오덴키 가부시키가이샤
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Abstract

비발광 영역을 작게 할 수 있어 램프축 방향의 거의 전역에 걸쳐 발광이 얻어지는 외부 전극형 희가스 형광 램프(이하, 「형광 램프」라고 한다.), 및, 램프축 방향에 있어서의 조광이 가능하고, 액정 등의 표시 장치를 균일한 광으로 편차없이 조명할 수 있고, 소형화가 도모되는 백라이트용 희가스 형광 램프 유닛을 제공한다.
형광 램프는, 내면에 형광체가 도포된 유리 벌브의 외면에, 한 쌍의 외부 전극이 설치됨과 더불어 내부에 소정량의 희가스가 봉입되어 이루어지고, 유리 벌브의 내면에, 그 적어도 일부가 형광체에 의해 덮여 있음과 더불어 시동 개소가 노출된 상태로 시동 전극이 설치되어 있다. 램프 유닛은, 상기 형광 램프의 복수개가 램프 중심축이 서로 평행하게 신장하도록 이차원적으로 병렬 배치되어 이루어지고, 유리 벌브의 관축 방향에 있어서 서로 같은 위치의 형광 램프의 복수개가 공통의 구동 회로와 접속되어 있다.

Description

외부 전극형 희가스 형광 램프 및 백라이트용 희가스 형광 램프 유닛{RARE GAS FLUORESCENT LAMP OF EXTERNAL ELECTRODE TYPE AND RARE GAS FLUORESCENT LAMP UNIT FOR BACKLIGHT}
본 발명은, 예를 들면, 액정 표시 장치 등의 백라이트 장치의 광원으로서 이용되는 외부 전극형 희가스 형광 램프 및 백라이트용 희가스 형광 램프 유닛에 관한 것이다.
예를 들면, 액정 디스플레이 패널의 백라이트용 광원으로서는, 고휘도이며, 효율적인 발광이 얻어지므로, 예를 들면, 냉음극 형광 램프(CCFL)가 널리 이용되고 있다.
냉음극 형광 램프의 어떤 종류의 것은, 내면에 형광 피막이 설치된 직관형상의 벌브를 구비하고, 이 벌브 내에 있어서의 관축 방향 양단부 위치에 한 쌍의 전극이 대향 배치됨과 더불어 미량의 수은이 봉입되어 이루어지고, 방전에 의해 여기된 수은으로부터 발생하는 자외선에 의해 형광체를 발광시키는 구성으로 되어 있고, 예를 들면 복수개의 것이 램프 중심축이 서로 평행하게 신장하도록 이차원적으로 병렬 배치됨으로써 백라이트용 램프 유닛이 구성된다.
그리고, 액정 디스플레이 패널 등의 화면 휘도는, 일반적으로, 주위의 밝기, 유저의 취향, 화상 정보 등에 따라 적당한 크기로 조절 가능하지만, 근래에 있어서는, 이와 같은 화면 휘도의 조절은, 백라이트용 광원측의 조광에 의해 행해지고 있다(로컬 디밍(Local Dimming, 이하, 「LD」라고 표기한다).
액정 디스플레이 패널 등의 화면 휘도의 조절을 LD에 의해 행하는 경우에는, 백라이트용 램프 유닛으로서, 램프의 축 방향에 있어서의 조광을 행할 수 있는 구성의 것인 것이 요구되고 있다.
그러나, 예를 들면, 복수의 냉음극 형광 램프가 병렬 배치되어 이루어지는 램프 유닛에 있어서는, 냉음극 형광 램프가, 방전 공간 내의 축 방향 전체에 걸쳐 방전시키는 것이 필요하고, 램프 축 방향에 있어서 방전 영역의 분할은 불가능한 것이기 때문에, 램프 축 방향에 대한 조광은 불가능하다는 문제가 있다.
이러한 문제에 대해서, 벌브의 외면에 있어서의 전극간의 도중의 위치에 외부 전극을 설치함으로써 방전을 분할하는 것이 고려되지만, 이러한 구성의 것에 있어서는, 시동 전압의 상승이나 발광관에 구멍이 뚫리는 등의 결함이 발생해 버린다.
한편, 환경 보호의 배려의 관점에서, 냉음극 형광 램프에 대신하는, 수은을 포함하지 않는 새로운 백라이트용 광원으로서, 예를 들면, 유리 벌브의 외면에 띠형상의 복수개의 전극을 설치하고, 이들 전극에, 고주파의 고전압을 인가하여 점등하는 외부 전극형 희가스 형광 램프가 제안되어 있다(예를 들면 특허 문헌 1 참조).
이 외부 전극형 희가스 형광 램프에 있어서는, 유리 벌브 단부의 내부에 도전성 물질을 도포하는 등, 램프의 시동을 보조하기 위한 역시동 부위가 형성되어 있다.
그리고, 이러한 외부 전극형 희가스 형광 램프에 의한 백라이트용 램프 유닛으로서, 예를 들면, 양단부가 지지된 복수개(예를 들면 4개)의 램프가 서로 이간하여 늘어선 위치에 있어서 평행하게 연장되도록 설치된 구성의 것이 제안되어 있다(예를 들면 특허 문헌 2 참조).
그러나, 이러한 희가스 형광 램프에 의한 백라이트용 램프 유닛에 있어서도, 램프 축 방향에 대한 조광을 행할 수 없다는 문제가 있다.
또, 상기와 같은 역시동용 도전 물질(1)을 구비한 희가스 형광 램프에 있어서는, 시동 전압이 상승하는 것을 방지하기 위해서, 역시동용 도전 물질이 설치된 범위에 있어서는, 형광체가 설치되어 있지 않은 구성으로 되어 있으므로, 역시동용 도전 물질의 주변에 있어서는, 발광하지 않는 결과, 휘도가 낮은 부분을 발생하기 쉽고, 개개의 램프에 있어서 소정의 광출력이 얻어지는 발광 영역 이외의 비발광 영역이 커진다. 따라서, 백라이트 유닛을 구성한 경우에, 예를 들면 액정 등의 표시 장치를 균일한 광으로 편차없이 조명하는 것이 곤란하다는 문제가 있고, 또, 발광 강도의 편차를 줄이기 위해서는, 램프로부터 당해 램프로부터 광조사 방향 전방측에 위치되는 확산판까지의 이간 거리를 크게 하는 것이 필요하게 되고, 유닛 전체가 대형화된다는 문제가 있다.
[선행 기술 문헌]
[특허 문헌]
[특허 문헌 1:일본국 특허공개평10-188910호 공보]
[특허 문헌 2:일본국 특허공개2007-109492호 공보]
이상과 같이, 냉음극 형광 램프나 외부 전극형 희가스 형광 램프에 의한 백라이트 유닛에 있어서는, 램프 축 방향에 대한 조광을 행할 수 없기 때문에, 예를 들면, 액정 화면의 상하 방향을 분할하여 조광(LD 제어)을 행하고 있는 것이 실정이었다.
또한, 외부 전극형 희가스 형광 램프에 의한 램프 유닛에 있어서는, 개개의 램프에 있어서, 역시동용 도전 물질의 주변 부분에 휘도가 낮은 부분이 생기고, 예를 들면 액정 등의 표시 장치를 균일한 광으로 편차없이 조명하는 것이 곤란하다는 문제가 있다.
본 발명은, 이상과 같은 사정에 기초하여 이루어진 것으로써, 비발광 영역의 크기를 작게 할 수 있어 램프 축 방향의 거의 전역에 걸쳐 발광을 얻을 수 있는 외부 전극형 희가스 형광 램프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명의 다른 목적은, 램프 축 방향에 있어서의 조광을 행할 수 있고, 예를 들면 액정 등의 표시 장치를 균일한 광으로 편차없이 조명할 수 있고, 소형의 것으로서 구성할 수 있는 백라이트용 희가스 형광 램프 유닛을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 외부 전극형 희가스 형광 램프는, 내면에 형광체가 도포된 직관형상의 유리 벌브와, 당해 유리 벌브의 외면에 있어서 서로 대향하여 설치된 한 쌍의 외부 전극과, 당해 유리 벌브의 내면에 설치된 시동 전극을 구비하고, 유리 벌브의 내부에 소정량의 희가스가 봉입되어 이루어지는 외부 전극형 희가스 형광 램프에 있어서,
상기 시동 전극은, 그 적어도 일부가 상기 형광체에 의해 덮여 있음과 더불어 유리 벌브의 관벽을 사이에 두고 외부 전극과 교차하는 시동 개소가 노출되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 외부 번극형 희가스 형광 램프는, 내면에 형광체가 도포된 직관형상의 유리 벌브와, 이 유리 벌브의 외면에 있어서 서로 대향하여 설치된 한 쌍의 외부 전극을 구비하고, 유리 벌브의 내부에 소정량의 희가스가 봉입되어 이루어지는 외부 전극형 희가스 형광 램프에 있어서,
상기 한 쌍의 외부 전극의 적어도 한쪽의 외부 전극이 상기 유리 벌브의 관축 방향에 대해서 분할된 복수의 분할 전극군에 의해 구성되어 있음과 더불어, 유리 벌브의 내면에 있어서의 각 분할 전극에 대응하는 위치에 시동 전극이 설치되어 있고,
상기 시동 전극의 각각은, 그 적어도 일부가 상기 형광체에 의해 덮여 있음과 더불어, 유리 벌브의 관벽을 사이에 두고 외부 전극과 교차하는 시동 개소가 노출되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 백라이트용 희가스 형광 램프 유닛은, 상기의 외부 전극형 희가스 형광 램프의 복수개가 이차원적으로 병렬 배치되어 이루어지고,
유리 벌브의 관축 방향에 있어서 서로 같은 위치의 외부 전극형 희가스 형광 램프의 복수개가 공통의 구동 회로와 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 백라이트용 희가스 형광 램프 유닛은, 상기의 외부 전극형 희가스 형광 램프의 복수개가 이차원적으로 병렬 배치되어 이루어지고,
각각의 외부 전극형 희가스 형광 램프에 있어서의, 유리 벌브의 관축 방향에 있어서 서로 같은 위치의 분할 전극이 공통의 구동 회로와 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 1에 관련되는 외부 전극형 희가스 형광 램프에 의하면, 시동 전극에 있어서의 시동 개소를 제외하는 부분이 형광체층에 의해 피복되어 있음으로써, 램프 시동성을 저하시키지 않고, 비발광 영역의 크기를 가급적 작게 할 수 있고, 따라서, 램프 축 방향의 거의 전역에 걸쳐 발광을 얻을 수 있다.
청구항 2에 관련되는 외부 전극형 희가스 형광 램프에 의하면, 기본적으로는, 한 쌍의 외부 전극 중의 한쪽이 분할 전극군에 의해 구성되어 있음으로써, 램프 축 방향에 있어서의 조도 분포를 임의로 설정할 수 있고, 또한, 시동 전극에 있어서의 시동 개소를 제외하는 부분이 형광체층에 의해 피복되어 있음으로써, 램프 시동성을 저하시키지 않고, 비발광 영역의 크기를 가급적 작게 할 수 있고, 따라서, 램프 축 방향의 거의 전역에 걸쳐 발광을 얻을 수 있다.
청구항 3에 관련되는 백라이트용 희가스 형광 램프 유닛에 의하면, 유리 벌브의 관축 방향에 있어서 동일 위치에 늘어서는 복수개의 외부 전극형 희가스 형광 램프를 하나의 유닛 단위로서 점등 제어하여 외부 전극형 희가스 형광 램프의 램프 축 방향에 있어서의 조광을 행할 수 있도록 구성되어 있으므로, 예를 들면 액정 등의 표시 장치를 균일한 광으로 편차없이 조명할 수 있고, 또한, 개개의 외부 전극형 희가스 형광 램프는 비발광 영역이 가급적 작아지도록 구성된 것이므로, 당해 램프군의 광조사 방향 전방측에 위치되는 확산판을 램프군에 대해서 근접시켜 배치할 수 있고, 따라서, 램프 유닛의 소형화를 도모할 수 있다.
청구항 4에 관련되는 백라이트용 희가스 형광 램프 유닛에 의하면, 복수개의 외부 전극형 희가스 형광 램프에 있어서의, 유리 벌브의 관축 방향에 있어서 동일 위치에 늘어서는 분할 전극에 관련되는 발광 영역을 하나의 유닛 단위로서 점등 제어하여 외부 전극형 희가스 형광 램프의 램프 축 방향에 있어서의 조광을 행할 수 있도록 구성되어 있으므로, 예를 들면 액정 등의 표시 장치를 균일한 광으로 편차없이 조명할 수 있고, 또한, 개개의 외부 전극형 희가스 형광 램프는 비발광 영역이 가급적 작아지도록 구성된 것이므로, 당해 램프군의 광조사 방향 전방측에 위치되는 확산판을 램프군에 대해서 근접시켜 배치할 수 있고, 따라서, 램프 유닛의 소형화를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 외부 전극형 희가스 형광 램프의 일례에 있어서의 구성의 개략을 나타내는 설명도로서, (a)램프 중심축에 따른 단면을 나타내는 단면도, (b)(a)에 있어서의 A-A선에 있어서의 단면도, (c)(a)에 있어서의 B-B선에 있어서의 단면도이다.
도 2는 실험예에 있어서 제작한 외부 전극형 희가스 형광 램프의, 시동 전극이 설치된 측의 단부 영역에 있어서의 휘도 분포의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 외부 전극형 희가스 형광 램프의 다른 예에 있어서의 구성의 개략을 나타내는 설명도로서, (a)램프 중심축에 따른 단면을 나타내는 단면도, (b)(a)에 있어서의 D-D선에 있어서의 단면도, (c)(a)에 있어서의 E-E선에 있어서의 단면도이다.
도 4는 도 1에 나타내는 외부 전극형 희가스 형광 램프를 이용한, 본 발명의 백라이트용 희가스 형광 램프 유닛의 일례에 있어서의 구성의 개략을 나타내는 설명도이다.
도 5는 도 4에 나타내는 희가계 형광 램프 유닛에 있어서의 램프 점등 장치의 일구성예에 있어서의 일부를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 6은 도 3에 나타내는 외부 전극형 희가스 형광 램프를 이용한, 본 발명의 백라이트용 희가스 형광 램프 유닛의 다른 예에 있어서의 구성의 개략을 나타내는 설명도이다.
도 7은 도 6에 나타내는 희가스 형광 램프 유닛에 있어서의 램프 점등 장치의 일구성예에 있어서의 일부를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 상세하게 설명한다.
〔외부 전극형 희가스 형광 램프〕
본 발명의 외부 전극형 희가스 형광 램프는, 내면에 형광체가 도포된 직관형상의 유리 벌브와, 유리 벌브의 외면에 있어서 서로 대향하여 설치된 한 쌍의 외부 전극과, 유리 벌브의 내면에 배설된 시동 전극을 구비하고, 유리 벌브의 내부에 소정량의 희가스가 봉입되어 이루어지는 것이다.
〈제1 실시형태〉
도 1은, 본 발명의 외부 전극형 희가스 형광 램프의 일례에 있어서의 구성의 개략을 나타내는 설명도로서, (a)램프 중심축을 따른 단면을 나타내는 단면도, (b)(a)에 있어서의 A-A선에 있어서의 단면도, (c)(a)에 있어서의 B-B선에 있어서의 단면도이다.
이 외부 전극형 희가스 형광 램프(이하, 간단히, 「희가스 형광 램프」라고 한다. )(10)는, 양단부가 시일링된 직관형상의 유리 벌브(11)와, 이 유리 벌브(11)의 외면에 있어서, 서로 대향 상태로, 유리 벌브의 관축(램프 중심축)(C)에 따라 신장하도록 형성된 한 쌍의 외부 전극(15A, 15B)과, 유리 벌브(11) 내에 있어서의 한쪽의 단부 영역에 형성된 시동 전극(18)을 구비하고, 유리 벌브(11) 내에 희가스가 봉입되어 구성되어 있다.
유리 벌브(11)는, 예를 들면 석영 유리, 납유리, 소다 석회 유리, 붕규산 유리, 알루미노규산 유리, 바륨 유리 등으로 이루어지고, 그 내면의 거의 전역에 걸쳐 형광체층(12)이 형성되어 있다.
형광체층(12)은, 가시광선을 발광하는 형광체를 유리 벌브(11)의 내면에 도포하고, 소성함으로써 형성되어 있다.
형광체의 구체예로서는, 예를 들면, 적색 형광체로서는 (Y, Gd)BO3:Eu 내지는 Y2O3:Eu, 녹색 형광체로서는 LaPO4:Ce, Tb, 청색 형광체로서는 BaMgAl10O17:Eu를 예시할 수 있지만, 형광체는 이것들에 한정되는 것은 아니다.
외부 전극(15A, 15B)은, 예를 들면 은페이스트와 같은 도전성 페이스트를, 유리 벌브(11)의 외면에 있어서의 램프 중심축(C)를 사이에 두고 서로 대향하는 위치에 스크린 인쇄하고 소부하여 구성되어 있고, 한쪽의 외부 전극(15A)이 고압측 전극, 다른쪽의 외부 전극(15B)이 저압측 전극으로 되어 있다. 또, 외부 전극(15A, 15B)은, 예를 들면 알루미늄 테이프를 절단한 띠형상의 것을 유리 벌브(11)의 외면에 붙여 구성된 것이어도 된다.
외부 전극(15A, 15B)은, 도시되어 있지 않지만, 그 일단부가 리드를 개재하여 도전성이 양호한 금속으로 이루어지는 급전 단자에 전기적으로 접속되어 있고, 또, 급전부 이외의 부분은, 예를 들면 유리 페이스트를 소성하여 이루어지는 보호막에 의해 피복되어 있다.
유리 벌브(11) 내에 봉입되는 희가스로서는, 예를 들면 크세논 가스 또는 크세논과 다른 희가스의 혼합 가스를 예시할 수 있고, 그 봉입량은, 예를 들면 13㎪(100Torr)이다.
상술한 바와 같이, 유리 벌브(11)의 내면에 있어서의 한쪽의 단부 영역, 구체적으로는, 예를 들면 램프 점등 중에 있어서의 광취출 효율과의 관계에 있어서 가장 영향이 적은 개소의 1개소에, 예를 들면 카본 페이스트 등의 도전성 물질로 이루어지는 원호형상 또는 링형상의 시동 전극(18)이 설치되어 있고, 한 쌍의 외부 전극(15A, 15B)에 용량 결합되어 있다.
시동 전극(18)은, 예를 들면, 유리 벌브(11)의 내면에 페이스트형상의 도전성 물질을 도포하고, 소성함으로써 형성된 것이며, 이 실시예에 있어서는, 램프 중심축(C)에 수직인 단면(도 1(b) 참조)에 있어서, 한 쌍의 외부 전극(15A, 15B)간에 위치되는 한쪽의 벌브 내면 영역의 전역에 걸쳐 둘레 방향으로 신장하고, 양단부가 한 쌍의 외부 전극(15A, 15B)의 각각과 교차하도록 외부 전극이 설치된 벌브 외면 영역에 대응하는 벌브 내면 영역의 끝 가장자리를 넘어 둘레 방향으로 신장하도록, 설치되어 있다.
그리고, 상기 희가스 형광 램프(10)에 있어서의 시동 전극(18)은, 그 적어도 일부가 형광체층(12)에 의해 덮여 있음과 더불어, 유리 벌브(11)의 관벽을 사이에 두고 외부 전극(15A, 15B)와 교차하는 시동 개소(18A)가 노출되어 있다.
따라서, 고주파 전압이 한 쌍의 외부 전극(15A, 15B)간에 인가됨으로써, 유리 벌브(11)의 내부 공간에 있어서의 시동 전극(18)이 설치된 개소에 있어서 이른바 예비 방전이 발생한 후, 연쇄적으로, 희가스 형광 램프(10)의 축 방향에 있어서의 전역으로 확대되고, 이로 인해 생긴 방전에 의해 방사되는 자외선에 의해 형광체가 여기되어 가시광선이 유리 벌브(11)의 외부에 방사되지만, 시동 전극(18)에 있어서의 시동 개소(18A)를 제외하는 부분이 형광체층(12)에 의해 피복된 상태로 되어 당해 시동 전극(18)이 위치된 단부 영역에까지 형광체층(12)이 설치되어 있음으로써, 상기 구성의 희가스 형광 램프(10)에 의하면, 종래의 희가스 형광 램프이면 비발광 영역으로 되는 시동 전극(18)이 설치된 단부 영역에 있어서도, 충분한 발광을 얻을 수 있으므로, 램프 시동성을 저하시키지 않고, 비발광 영역의 크기를 가급적 작게 할 수 있어 축 방향의 거의 전역에 걸쳐 발광을 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 효과를 확인하기 위해서 행한 실험예에 대해서 설명한다.
도 1에 나타내는 구성에 따라, 본 발명에 관련되는 희가스 형광 램프를 제작했다. 이 희가스 형광 램프의 구체적인 구성은 다음과 같다.
〔희가스 형광 램프(10)의 구성〕
유리 벌브(11):재질;붕규산 유리, 외경 10㎜, 전체 길이 190㎜, 외부 전극(15A, 15B):재질;은페이스트, 전체 길이;190㎜, 폭;0.5㎜,
시동 전극(18):형성 위치;유리 벌브의 단벽으로부터 축 방향 안쪽측 5㎜의 위치, 폭;약 1㎜, 길이(둘레 방향) 20㎜, 노출 부분의 길이(시동 개소);약 5㎜이다.
형광체층(12):두께;15㎛,
발광용 가스:크세논 가스, 봉입량;13㎪
또, 시동 전극의 전체가 노출된 구성으로 한 것 외는 상기의 것과 동일한 구성을 가지는 비교용 희가스 형광 램프를 제작했다.
상기 본 발명에 관련되는 희가스 형광 램프 및 비교용 희가스 형광 램프의 각각을, 주파수 50㎑, 피크 전압 1700V의 고주파 전압을 외부 전극간에 인가함으로써 점등하고, 시동 전극이 설치된 측의 단부 영역에 있어서의 휘도를 측정했다. 결과를 도 2에 나타낸다. 도 2에 있어서, 세로축은, 램프 축 방향에 있어서의 중앙부의 휘도를 100%로 했을 때의 상대 휘도, 가로축은, 시동 전극이 설치된 측의 단벽으로부터의 램프 축 방향의 이간 거리이며, (가)가 본 발명에 관련되는 희가스 형광 램프, (나)가 비교용 희가스 형광 램프의 결과를 각각 나타내고 있다.
이 결과로부터 분명하듯이, 본 발명에 관련되는 희가스 형광 램프에 의하면, 램프 축 방향에 있어서의 단부 영역의 휘도는 중앙부에 비교하여 저하하지만, 비교용 희가스 형광 램프보다 높은 휘도가 얻어지는 것이 확인되었다. 따라서, 예를 들면 백라이트 유닛을 구성한 경우에는, 램프 축 방향에 있어서의 휘도 편차의 발생을 저감할 수 있는 것으로 생각된다.
〈제2 실시 형태〉
도 3은, 본 발명의 외부 전극형 희가스 형광 램프의 다른 예에 있어서의 구성의 개략을 나타내는 설명도로서, (a)램프의 중심축에 따른 단면을 나타내는 단면도, (b)(a)에 있어서의 D-D선에 있어서의 단면도, (c)(a)에 있어서의 E-E선에 있어서의 단면도이다.
이 희가스 형광 램프(20)는, 상기 제1 실시 형태의 희가스 형광 램프(도 1)에 있어서, 한 쌍의 외부 전극(15A, 15B) 중의 적어도 한쪽이 희가스 형광 램프(20)의 축 방향에 대해서 분할된 복수의 분할 전극군에 의해 구성되어 있음과 더불어, 유리 벌브(11)의 내면에 있어서의 각각의 분할 전극에 대응하는 위치에 시동 전극(18)이 설치된 구성으로 되어 있는 것 외는, 상기 제1 실시 형태에 관련되는 희가스 형광 램프(10)와 동일한 구성을 가진다. 도 3에 있어서는, 도 1에 나타내는 희가스 형광 램프와 동일한 구성 부재에는, 편의상, 동일한 부호가 부여되어 이루어진다.
이 희가스 형광 램프(20)에 있어서는, 예를 들면 저압측 전극이 되는 다른쪽의 외부 전극(15B)이, 예를 들면, 4개의 분할 전극(16A∼16D)이 램프 축 방향으로 등간격마다 이간한 위치로 형성된 분할 전극군에 의해 구성되어 있다.
서로 인접하는 분할 전극의 이간 거리(L)는, 분할 전극간에 있어서의 연면방전의 발생을 방지하면서, 비발광 영역의 크기를 작게 억제하기 위해서, 예를 들면 5∼15㎜로 되어 있는 것이 바람직하다.
또, 분할 전극의 수는 4개로 한정되는 것은 아니며, 목적에 따라 적절히 설정할 수 있지만, 실장 상의 배선은 최대한 작게 하고 싶다고 하는 이유로부터, 4∼12개 정도인 것이 바람직하다.
한쪽의 외부 전극(15A), 및, 다른쪽의 외부 전극(15B)을 구성하는 각각의 분할 전극(16A∼16D)은, 도시되어 있지 않지만, 그 일단부가 리드를 통해 도전성이 양호한 금속으로 이루어지는 급전 단자에 전기적으로 접속되어 있고, 따라서, 한쪽의 외부 전극(15A)과 각각의 분할 전극(16A∼16D)의 사이에 인가되는 전압을 적절하게 조정함으로써 램프 축 방향에 있어서의 조도 분포를 임의로 설정할 수 있도록 구성되어 있다.
또, 급전부 이외의 부분은, 예를 들면 유리 페이스트를 소성하여 이루어지는 보호막에 의해 피복되어 있다.
각각의 시동 전극(18)은, 예를 들면, 각각의 분할 전극(16A∼16D)이 설치된 벌브 외면 영역에 대응하는 벌브 내면 영역에 있어서의 일단측의 위치에 형성되어 있고, 구체적으로는 예를 들면, 각각의 분할 전극(16A∼16D)의 한 끝 가장자리 위치로부터 램프 축 방향 안쪽측 5∼10mm의 범위 내의 위치에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
각각의 시동 전극(18)은, 예를 들면, 램프 중심축(C)에 수직인 단면(도 3(b) 참조)에 있어서, 한 쌍의 외부 전극(15A, 15B)간에 위치되는 한쪽의 벌브 내면 영역의 전역에 걸쳐 둘레 방향으로 신장하고, 양단부가 한 쌍의 외부 전극(15A, 15B)의 각각과 교차하도록 외부 전극이 설치된 벌브 외면 영역에 대응하는 벌브 내면 영역의 끝 가장자리를 넘어 둘레 방향으로 신장하도록 설치되어 있고, 그 적어도 일부가 형광체층(12)에 의해 덮여 있음과 더불어, 유리 벌브(11)의 관벽을 사이에 두고 한쪽의 외부 전극(15A) 및 다른쪽의 외부 전극(15B)을 구성하는 각 분할 전극(16A∼16D)과 교차하는 시동 개소(18A)가 노출되어 있다.
그리고, 상기 구성의 희가스 형광 램프(20)에 의하면, 기본적으로는, 한 쌍의 외부 전극(15A, 15B) 중의 한쪽이 분할 전극(16A∼16D)군에 의해 구성되어 있음으로써, 램프 축 방향에 있어서의 조도 분포를 임의로 설정할 수 있고, 또한, 시동 전극(18)에 있어서의 시동 개소(18A)를 제외하는 부분이 형광체층(12)에 의해 피복되어 있음으로써, 종래의 희가스 형광 램프라면 비발광 영역으로 되는 시동 전극(18)이 설치된 영역에 있어서도, 충분한 발광이 얻어지므로, 램프 시동성을 저하시키지 않고, 비발광 영역의 크기를 가급적 작게 할 수 있고, 따라서, 축 방향의 거의 전역에 걸쳐 발광을 얻을 수 있다.
이상과 같은 외부 전극형 희가스 형광 램프는, 상술한 바와 같이, 예를 들면 액정 표시 장치 등의 백라이트 장치의 광원으로서 유용한 것이 된다.
이하, 본 발명의 백라이트용 희가스 형광 램프 유닛에 대해서 설명한다.
〔백라이트용 희가스 형광 램프 유닛〕
〈제1 실시 형태〉
도 4는, 도 1에 나타내는 외부 전극형 희가스 형광 램프를 이용한, 본 발명의 백라이트용 희가스 형광 램프 유닛의 일례에 있어서의 구성의 개략을 나타내는 설명도, 도 5는, 도 4에 나타내는 희가스 형광 램프 유닛에 있어서의 램프점등 장치의 일구성예에 있어서의 일부를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
이 백라이트용 희가스 형광 램프 유닛(이하, 간단히, 「램프 유닛」이라고 한다.)은, 상기 제1 실시 형태에 관련되는 외부 전극형 희가스 형광 램프(10)의 복수개가, 램프 중심축 방향(도 4에 있어서 좌우 방향)에 대해서 예를 들면 4개가 서로 램프 중심축의 위치가 일치한 상태로 늘어서고, 램프 중심축으로 수직인 방향(도 4에 있어서의 상하 방향)에 대해서 9개가 서로 램프 중심축이 평행하게 신장하는 상태로 나란해지도록, 이차원적으로 병렬 배치(병설)되어 이루어지고, LD에 의한 조광에 의해 광량의 균일화가 도모되어야 하는 광조사 영역(LA)을, 예를 들면, 램프 중심축 방향에 대해서 4개, 램프 중심축에 수직인 방향에 대해서 3개의 합계 12의 영역(이하, 「LD 제어 단위 영역」이라고 한다.)(Z1∼Z12)으로 분할했을 때, 하나의 LD 제어 단위 영역에 대해서, 램프 중심축 방향에 있어서 서로 같은 위치에 배치된(램프 중심축에 수직인 방향으로 늘어서 배치된) 서로 인접하는 복수개 예를 들면 3개의 희가스 형광 램프(10)로부터 광이 방사되는 구성으로 되어 있다.
각각의 희가스 형광 램프(10)를 점등시키는 램프 점등 장치는, 복수의 LD 제어 단위 영역(Z1∼Z12)의 각각에 대해서, 하나의 LD 제어 단위 영역에 대해서 광조사를 행하는 3개의 희가스 형광 램프(10)를 하나의 유닛 단위로서 점등 제어하기 위한 공통의 구동 회로(LD 제어 회로)(30)를 구비하고 있고, 각각의 구동 회로(30)는, 각각의 희가스 형광 램프(10)의 외부 전극(15A, 15B)간에 고주파 전압(직사각형파 전압)을 인가함으로써 희가스 형광 램프(16)를 점등 시키는 것이다.
각각의 구동 회로(30)는, 출력측이 하나의 LD 제어 단위 영역에 대해서 광조사를 행하는 예를 들면 3개의 희가스 형광 램프(10)의 다른쪽의 외부 전극(15B)의 각각에 병렬로 접속됨과 더불어 입력측이 인버터 회로(32)에 접속된 트랜스(31)를 구비하고 있고, 직류 전원(도시 생략)으로부터 공급되는 수십 V 내지 수백 V의 직류 전압을 인버터 회로(32)에 의해 교류 전압으로 변환하고, 예를 들면 FET 등의 스위칭 소자를 스위칭 제어함으로써 고주파 전압(예를 들면 직사각형파)을 트랜스(31)에 입력하고, 트랜스(31)에 의해 승압하여 각각의 희가스 형광 램프(10)에 인가하는 구성으로 되어 있다. 여기에, 각각의 희가스 형광 램프(10)에 있어서의 한쪽의 외부 전극(15A)은 GND에 접속되어 있다.
또, 램프 점등 장치는, 화면의 밝기에 관련되는 화상 정보(S)를 취득하는 화상 정보 취득부(36)와, 취득된 화상 정보(S)에 대해서 적절한 신호 처리를 행하고 화상 신호를 출력하는 화상 신호 처리부(37)와, 당해 화상 신호에 기초하여, 각각의 LD 제어 영역(Z1∼Z12)에 대한 밝기를 결정하여 인버터 회로(32)에 대한 조광 제어 신호를 출력하는 제어 신호 발생부(38)를 구비한 제어 회로(35)를 가진다.
이 램프 유닛에 있어서는, 램프 중심축 방향에 있어서의 동일 위치의 3개의 희가스 형광 램프(10)에 의한 각각의 LD 제어 영역(Z1∼Z12)의 조광, 구체적으로는, 제어 회로(35)에 의해, 예를 들면 각각의 LD 제어 영역(Z1∼Z12)과 대응하는 화면 영역의 밝기에 따라 출력되는 조광 제어 신호가 인버터 회로(32)에 출력되어, 다이나믹 레인지에서의 조광 또는 점멸(듀티 조광)이, 각각의 LD 제어 단위 영역(Z1∼Z12)마다 행해지고, 이로 인해, LD가 실행된다.
상기 램프 유닛의 구체적인 구성예를 나타내면, 예를 들어 화면 사이즈가 32형 상당의 LCD 표시 장치의 백라이트용인 경우, 개개의 희가스 형광 램프(10)의 전체 길이는, 예를 들면 190㎜이며, 희가스 형광 램프(10)의 램프 중심축 방향에 있어서의 설치 피치가, 예를 들면 10㎜, 램프 중심축에 수직인 방향에 있어서의 설치 피치가 예를 들면 45㎜이다.
상기 램프 유닛에 있어서는, 각각의 희가스 형광 램프(10)로부터 방사되는 광은, 예를 들면, 확산판, 지향성 제어 시트 및 확산 시트 등을 통해 예를 들면 표시 장치 등에 조사되지만, 각각의 희가스 형광 램프(10)의 램프 중심축이 위치되는 평면과 확산판의 이간 거리는, 예를 들면 20∼30㎜로 된다.
그리고, 상기 구성의 램프 유닛에 의하면, 희가스 형광 램프(10)의 램프 중심축에 수직인 방향으로 늘어서는 서로 인접하는 3개의 희가스 형광 램프(10)를 하나의 유닛 단위로서 점등 제어하여 램프 축 방향에 있어서의 조광을 행할 수 있도록 구성되어 있으므로, 예들 들면 액정 등의 표시 장치를 균일한 광으로 편차없이 조명할 수 있고, 또한, 개개의 희가스 형광 램프(10)는 비발광 영역이 가급적 작아지도록 구성된 것이므로, 종래의 외부 전극형 희가스 형광 램프에 의한 램프 유닛이면, 예를 들면 35㎜ 정도의 크기가 필요했던, 각각의 희가스 형광 램프(10)의 램프 중심축이 위치되는 평면과 확산판의 이간 거리를 예를 들면 25㎜로까지 작게 하는 것, 즉, 확산판을 램프군에 대해서 근접시켜 배치하는 것이 가능하고, 따라서, 램프 유닛의 소형화를 도모할 할 수 있다.
〈제2 실시 형태〉
도 6은, 도 3에 나타내는 외부 전극형 희가스 형광 램프를 이용한, 본 발명의 백라이트용 희가스 형광 램프 유닛의 다른 예에 있어서의 구성의 개략을 나타내는 설명도, 도 7은, 도 6에 나타내는 희가스 형광 램프 유닛에 있어서의 램프 점등 장치의 일구성예에 있어서의 일부를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
이 백라이트용 희가스 형광 램프 유닛(램프 유닛)은, 상기 제2 실시 형태에 관련되는 외부 전극형 희가스 형광 램프(20)의 복수개 예를 들면 9개가 서로 램프 중심축이 평행하게 신장하는 상태로 늘어서도록, 이차원적으로 병렬 배치(병설)되어 있고, LD에 의한 조광에 의해 광량의 균일화가 도모되어야 하는 광조사 영역(LA)을, 예를 들면, 램프 중심축 방향에 대해서 4개, 램프 중심축에 수직인 방향에 대해서 3개의 합계 12의 LD 제어 단위 영역(Z1∼Z12)으로 분할했을 때, 하나의 LD 제어 단위 영역에 대해서, 서로 인접하는 복수개 예를 들면 3개의 희가스 형광 램프(20)에 있어서의, 램프 중심축 방향에 있어서 서로 같은 위치에 배치된 분할 전극에 관련되는 발광 영역으로부터의 광이 방사되는 구성으로 되어 있다.
각각의 희가스 형광 램프(20)를 점등시키는 램프 점등 장치는, 도 5에 나타내는 것과 기본적인 구성은 동일하고, 복수의 LD 제어 단위 영역(Z1∼Z12)의 각각에 대해서, 하나의 LD 제어 단위 영역에 대해서 광조사를 행하는 3개의 희가스 형광 램프(10)에 있어서의 각각의 분할 전극에 관련되는 발광 영역을 하나의 유닛 단위로서 점등 제어하기 위한 공통의 구동 회로(LD 제어 회로)(30)와, 화상 정보 취득부(36), 화상 신호 처리부(37) 및 제어 신호 발생부(38)를 가지는 제어 회로(35)를 구비하고 있다.
각각의 구동 회로(30)는, 각각의 희가스 형광 램프(20)의 한쪽의 외부 전극(15A)과 다른쪽의 외부 전극(15B)을 구성하는 분할 전극간에 고주파 전압(직사각형파 전압)을 인가함으로써 희가스 형광 램프(10)를 점등시키는 것이며, 출력측이 하나의 LD 제어 단위 영역에 대해서 광조사를 행하는 예를 들면 3개의 희가스 형광 램프(20)의 각각에 있어서의 분할 전극(16A(16B∼16D))에 병렬로 접속됨과 더불어 입력측이 인버터 회로(32)에 접속된 트랜스(31)를 구비하고 있고, 직류 전원(도시 생략)으로부터 공급되는 수십 V 내지 수백 V의 직류 전압을 인버터 회로(32)에 의해 교류 전압으로 변환하고, 예를 들면 FET 등의 스위칭 소자를 스위칭 제어함으로써 고주파 전압(예를 들면 직사각형파)을 트랜스(31)에 입력하고, 트랜스(31)에 의해 승압하여 각각의 희가스 형광 램프(20)에 인가하는 구성으로 되어 있다. 여기에, 각각의 희가스 형광 램프(20)에 있어서의 한쪽의 외부 전극(15A)은 GND에 접속되어 있다.
이 램프 유닛에 있어서도, 서로 인접하는 3개의 희가스 형광 램프(20)의 각각에 있어서의, 램프 중심축 방향에 있어서 동일 위치의 분할 전극(16A(16B∼16D))에 의하는 각각의 LD 제어 영역(Z1∼Z12)의 조광, 구체적으로는, 제어 회로(35)에 의해, 예를 들면 각각의 LD 제어 영역(Z1∼Z12)과 대응하는 화면 영역의 밝기에 따라 출력되는 조광 제어 신호가 인버터 회로(32)에 출력되어, 다이나믹 레인지에서의 조광, 또는, 점멸(듀티 조광)이, 각각의 LD 제어 단위 영역(Z1∼Z12)마다 행해지고, 이로 인해, LD가 실행된다.
상기 램프 유닛의 구체적인 구성예를 나타내면, 예를 들면 화면 사이즈가 32형 상당의 LCD 표시 장치의 백라이트용인 경우, 개개의 희가스 형광 램프(20)의 전체 길이는, 예를 들면 780㎜, 외경이 예를 들면 10㎜, 각각의 분할 전극(16A∼16D)의 전체 길이가 예를 들면 180㎜, 인접하는 분할 전극간의 이간 거리가 10㎜이며, 희가스 형광 램프(20)의 설치 피치가, 예를 들면 45㎜이다.
상기 램프 유닛에 있어서의, 각각의 희가스 형광 램프(20)의 램프 중심축이 위치되는 평면과 확산판의 이간 거리는, 예를 들면 20∼30㎜이다.
그리고, 상기 구성의 램프 유닛에 의하면, 서로 인접하는 3개의 희가스 형광 램프(10)의 각각에 있어서의, 램프 중심축 방향에 있어서 서로 같은 위치의 분할 전극을 하나의 유닛 단위로서 점등 제어하여 램프 축 방향에 있어서의 조광을 행할 수 있도록 구성되어 있으므로, 예를 들면 액정 등의 표시 장치를 균일한 광으로 편차없이 조명할 수 있고, 또한, 개개의 희가스 형광 램프(20)는 비발광 영역이 가급적 작아지도록 구성된 것이므로, 종래의 외부 전극형 희가스 형광 램프에 의한 램프 유닛이면, 예를 들면 35㎜ 정도의 크기가 필요했던, 각각의 희가스 형광 램프(10)의 램프 중심축이 위치되는 평면과 확산판의 이간 거리를 예를 들면 25㎜로까지 작게 하는 것, 즉, 확산판을 램프군에 대해서 근접시켜 배치하는 것이 가능하고, 따라서, 램프 유닛의 소형화를 도모할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기의 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 여러 가지의 변경을 더할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 제1 실시 형태에 관련되는 외부 전극형 희가스 형광 램프는, 시동 전극이 단부 영역의 1개소에 설치된 구성으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 희가스 형광 램프 유닛을 구성하는 희가스 형광 램프의 수 및 설치 패턴은 상기 구성의 것으로 한정되는 것은 아니며, 또, 설정되는 LD 제어 단위 영역의 수, 및 램프 점등 장치의 구성에 대해서도 특별히 한정되는 것은 아니다.
10 : 외부 전극형 희가스 형광 램프 11 : 유리 벌브
12 : 형광체층 15A : 한쪽의 외부 전극
15B : 다른 쪽의 외부 전극 16A∼16D : 분할 전극
18 : 시동 전극 18A : 시동 개소
20 : 희가스 형광 램프 30 : 구동 회로(LD 제어 회로)
31 : 트랜스 32 : 인버터 회로
35 : 제어 회로 36 : 화상 정보 취득부
37 : 화상 신호 처리부 38 : 제어 신호 발생부
C : 유리 벌브의 관축(램프 중심축) LA : 광조사 영역
Z1∼Z12 : LD 제어 단위 영역 S : 화상 정보

Claims (4)

  1. 내면에 형광체가 도포된 직관(直管)형상의 유리 벌브와, 당해 유리 벌브의 외면에서 서로 대향하여 설치된 한 쌍의 외부 전극과, 당해 유리 벌브의 내면에 설치된 시동 전극을 구비하고, 유리 벌브의 내부에 소정량의 희가스가 봉입되어 이루어지는 외부 전극형 희가스 형광 램프에 있어서,
    상기 시동 전극은, 그 적어도 일부가 상기 형광체에 의해 덮여 있음과 더불어 유리 벌브의 관벽을 사이에 두고 외부 전극과 교차하는 시동 개소가 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 외부 전극형 희가스 형광 램프.
  2. 내면에 형광체가 도포된 직관형상의 유리 벌브와, 이 유리 벌브의 외면에서 서로 대향하여 설치된 한 쌍의 외부 전극을 구비하고, 유리 벌브의 내부에 소정량의 희가스가 봉입되어 이루어지는 외부 전극형 희가스 형광 램프에 있어서,
    상기 한 쌍의 외부 전극의 적어도 한쪽의 외부 전극이 상기 유리 벌브의 관축 방향에 대해서 분할된 복수의 분할 전극군에 의해 구성되어 있음과 더불어, 유리 벌브의 내면에서의 각 분할 전극에 대응하는 위치에 시동 전극이 설치되어 있고,
    상기 시동 전극의 각각은, 그 적어도 일부가 상기 형광체에 의해 덮여 있음과 더불어, 유리 벌브의 관벽을 사이에 두고 외부 전극과 교차하는 시동 개소가 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 외부 전극형 희가스 형광 램프.
  3. 청구항 1에 기재된 외부 전극형 희가스 형광 램프의 복수개가 이차원적으로 병렬 배치되어 이루어지고,
    유리 벌브의 관축 방향에서 서로 같은 위치의 외부 전극형 희가스 형광 램프의 복수개가 공통의 구동 회로와 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트용 희가스 형광 램프 유닛.
  4. 청구항 2에 기재된 외부 전극형 희가스 형광 램프의 복수개가 이차원적으로 병렬 배치되어 이루어지고,
    각각의 외부 전극형 희가스 형광 램프에 있어서의, 유리 벌브의 관축 방향에서 서로 같은 위치의 분할 전극이 공통의 구동 회로와 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트용 희가스 형광 램프 유닛.
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