WO2007037230A1 - 外部電極型ランプ、バックライトユニット、および液晶表示装置 - Google Patents

外部電極型ランプ、バックライトユニット、および液晶表示装置 Download PDF

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WO2007037230A1
WO2007037230A1 PCT/JP2006/319064 JP2006319064W WO2007037230A1 WO 2007037230 A1 WO2007037230 A1 WO 2007037230A1 JP 2006319064 W JP2006319064 W JP 2006319064W WO 2007037230 A1 WO2007037230 A1 WO 2007037230A1
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external electrode
capacitance
type lamp
discharge vessel
electrode type
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PCT/JP2006/319064
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Nobuhiro Shimizu
Teruaki Shigeta
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
    • H01J65/042—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field
    • H01J65/046—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field the field being produced by using capacitive means around the vessel
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    • H05B41/2806—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without electrodes in the vessel, e.g. surface discharge lamps, electrodeless discharge lamps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Definitions

  • External electrode type lamp, backlight unit, and liquid crystal display device are External electrode type lamp, backlight unit, and liquid crystal display device
  • the present invention relates to an external electrode type lamp, a knock light unit, and a liquid crystal display device, and more particularly to a technique for improving the dark start property of the external electrode type lamp.
  • the external electrode type fluorescent lamp like the cold cathode fluorescent lamp, is suitable for small diameter as compared with the thermal negative fluorescent lamp. For this reason, it is suitably used as a light source of a backlight unit for which thinning (miniaturization) is required.
  • This backlight unit is roughly classified into an edge light method in which a light guide plate is placed on the back of the LCD panel and a fluorescent lamp is placed on the end face of the light guide, and a plurality of fluorescent lamps on the back of the LCD panel.
  • the edge light method is excellent in thinning and luminance uniformity on the light emitting surface, but it is disadvantageous in increasing luminance, while the direct method is excellent in increasing luminance but thin Can be said to be somewhat disadvantageous in terms of
  • the direct-light-emitting type is often adopted in an LCD device used for a liquid crystal television where emphasis is placed on higher luminance.
  • Patent Document 1 Japanese Utility Model Application Publication No. 61-126559
  • the discharge space does not have an electrode serving as an electron generation source! /
  • the problem with the external electrode type fluorescent lamp is that the dark startability is not good. That is, in the dark, the number of electrons required for starting is insufficient, which may cause starting failure.
  • external electrode fluorescent lamps are used in an environment where external light is scarce. Therefore, this problem is particularly noticeable in the external electrode type fluorescent lamp used for the knock light unit.
  • the problem of the above-mentioned dark startability is not limited to the external electrode type fluorescent lamp, but is a problem common to the external electrode type ultraviolet lamp etc. used for sterilization, for example, using ultraviolet rays as it is.
  • the present invention provides an external electrode type lamp capable of suppressing a voltage applied to an external electrode to start discharge more than before, and a battery provided with the external electrode type lamp. It is an object of the present invention to provide a backlight unit and a liquid crystal display device having the backlight unit.
  • an external electrode type lamp comprises a discharge vessel in which a discharge medium is enclosed, and first and second external electrodes disposed outside the discharge vessel.
  • An external electrode type lamp including the first external electrode, and a first dielectric portion including the discharge vessel portion existing between the first external electrode and the discharge medium.
  • the capacitance of the first capacitor is formed of the second external electrode, and the second dielectric portion including the discharge vessel portion existing between the second external electrode and the discharge medium. And the capacitance of the second capacitor.
  • a backlight unit includes a lighting circuit for applying an alternating voltage between the above-mentioned external electrode type lamp and the first and second external electrodes.
  • a lighting circuit that applies a voltage to the first and second external electrodes such that the first external electrode has a higher potential than the second external electrode in at least a half cycle of the alternating voltage. And a unit.
  • the backlight unit includes an envelope for housing a plurality of the external electrode type lamps, and a liquid crystal display
  • the display device is characterized by comprising a panel and a back light unit disposed on the back of the liquid crystal display panel.
  • the capacitance of the first capacitor including the first external electrode is larger than the capacitance of the second capacitor including the second external electrode. Since, for example, the high voltage output of the lighting circuit is connected to the first external electrode, and the other is grounded and connected to the second external electrode, the capacitance of both capacitors is substantially equal to that of the conventional external electrode type As compared with the lamp, the ground potential of the inner wall of the discharge vessel facing the first external electrode is increased. As a result, if the magnitude of the voltage applied between the two external electrodes is the same, the discharge becomes easier to start than in the prior art, and the dark startability is improved. In other words, the voltage applied between the first and second external electrodes to start the discharge can be suppressed more than in the past.
  • FIG. 1 is a half cross-sectional view of an external electrode fluorescent lamp according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an equivalent circuit of an external electrode type lamp.
  • FIG. 3 A diagram showing a potential curve (before the start of discharge) in the tube axis direction of the external electrode type lamp
  • FIG. 4 is a diagram showing the results of tests on the starting voltage and the luminance uniformity of the external electrode fluorescent lamp.
  • FIG. 5 is a half sectional view of the external electrode fluorescent lamp according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a half cross-sectional view of an external electrode fluorescent lamp according to a third embodiment.
  • FIG. 7 is a half sectional view of an external electrode fluorescent lamp according to a fourth embodiment.
  • FIG. 8 is a half sectional view of the external electrode fluorescent lamp according to the fifth embodiment.
  • FIG. 9 is a half sectional view of an external electrode fluorescent lamp according to a sixth embodiment.
  • FIG. 10 is a half sectional view of the external electrode fluorescent lamp according to the seventh embodiment.
  • FIG. 11 is a half sectional view of the external electrode fluorescent lamp according to the eighth embodiment.
  • FIG. 13 is a block diagram of the backlight unit.
  • ⁇ 14 It is a figure showing an example of a mounting and demounting structure of an external electrode type fluorescent lamp in the above-mentioned backlight unit.
  • FIG. 15 is a view showing a modification of the arrangement of the external electrode fluorescent lamps in the above-mentioned backlight unit.
  • FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of a liquid crystal television using the backlight unit according to the above embodiment.
  • Fig. 17 is a diagram showing an external electrode fluorescent lamp according to a tenth embodiment.
  • FIG. 18 A detail view of a part A in FIG.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of a portion of an external electrode fluorescent lamp according to an eleventh embodiment.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of a portion of an external electrode fluorescent lamp according to a twelfth embodiment.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of a portion of an external electrode fluorescent lamp according to a thirteenth embodiment.
  • FIG. 23 is a view showing an example of an external electrode.
  • FIG. 1 is a half sectional view showing a schematic configuration and the like of an external electrode type fluorescent lamp 2 (hereinafter simply referred to as “fluorescent lamp 2”) according to Embodiment 1.
  • fluorescent lamp 2 an external electrode type fluorescent lamp 2 (hereinafter simply referred to as “fluorescent lamp 2”) according to Embodiment 1.
  • the fluorescent lamp 2 has a glass container 4 shown as an example of a discharge container.
  • the glass container 4 is formed by hermetically sealing both ends of an elongated cylindrical glass tube.
  • a material of the glass container 4 for example, borosilicate glass, quartz glass, soda glass, lead glass or the like is used.
  • the outer diameter of the glass container 4 when used as a light source for knock light of a liquid crystal display is about l to 20 mm, half of the difference between the outer diameter and the inner diameter of the glass container 4, that is, the glass container 4
  • the wall thickness is set to about 0.1 to 2 mm.
  • the relative dielectric constant of the glass container 4 (the glass material) when the above-described glass material is selected is in the range of 3 to 10.
  • a first outer electrode 6 and a second outer electrode 8 are formed on the outer periphery of both ends of the glass container 4.
  • the first external electrode 6 has a width W1 (a length W1 in the direction of the tube axis XI of the glass container 4) and is formed to surround the entire circumference of the glass container 4.
  • the first external electrode 6 has a two-layer structure. Of the two layers, one closer to the glass container 4 is a silver (Ag) paste film, and the other is a lead (Pb) -free solder film.
  • the second external electrode 8 is also formed to have a width W2 (a length W2 in the direction of the tube axis XI of the glass container 4) so as to surround the entire circumference of the glass container 4, and It has a two-layer structure in which a silver (Ag) paste film and a lead (Pb) -free solder film are laminated.
  • W1 a silver (Ag) paste film
  • Pb lead
  • the magnitude relationship between W1 and W2 is such that W1> W2. The reason for this is described later.
  • the first and second external electrodes 6 and 8 are not limited to those described above, and may be formed, for example, by bonding a metal tape made of copper, aluminum, etc. to the outer periphery of the glass container 4. OK.
  • Glass container 4 includes portions on the inner circumferential surface facing first and second outer electrodes 6 and 8
  • a protective film 10 is formed on substantially the entire surface.
  • the protective film 10 comprises an aggregate of metal oxide particles. Examples of metal oxides include yttrium oxide (YO) and alumina (Al 2 O 3).
  • a phosphor film 12 is formed on the inside of the protective film 10.
  • the formation range of the phosphor film 12 in the longitudinal direction (tube axis XI direction) of the glass container 4 is between the first outer electrode 6 and the second outer electrode 8.
  • a part of the phosphor film 12 may be applied to the inner peripheral surface portion of the glass container 4 facing the first external electrode 6 and the second external electrode 8.
  • the phosphor film 12 contains three rare earth phosphors of red (R), green (G) and blue (B), and emits white light as a whole.
  • red fluorescent substance YOX YEu: Eu 3+
  • LAP LaPO: Ce 3+ , Tb 3+
  • BAM BaMg Al O 2: Eu 2+
  • the glass container 4 as a discharge medium, a predetermined amount of mercury and a mixed rare gas of a predetermined pressure are enclosed.
  • a mixed noble gas for example, a neon'argon mixed gas can be used.
  • the discharge is performed in the hermetically sealed space (discharge space) in the glass container 4.
  • a phenomenon occurs to emit ultraviolet light, which is converted to visible light by the phosphor film 12 and emitted out of the glass container 4. That is, when high frequency / high voltage AC voltage is applied to the first and second external electrodes 6 and 8, dielectric polarization occurs in the glass portion directly below the first and second external electrodes in the glass container 4 which is a dielectric. Occurs and the inner wall of that part acts as an electrode.
  • a high voltage is introduced into the glass container 4 and a dielectric barrier discharge is generated in the glass container 4.
  • the dielectric barrier discharge is a discharge in which the discharge space is surrounded by the dielectric (glass container 4) and the electrode is not directly exposed to plasma.
  • an external electrode type fluorescent lamp has a problem that the dark startability is not good, as described above.
  • Exists See FIG. 2 for the process that led the inventor to think of means (invention) that can improve the dark startability without increasing the voltage applied to the external electrode more than necessary. I will explain.
  • FIG. 2 (a) is a diagram showing an equivalent circuit of a conventional external electrode type lamp.
  • a conventional external electrode type lamp a protective film, a phosphor film and the like are formed on the inner wall of a glass container, and a lamp will be described as an example.
  • the state before the start of discharge can be represented by an equivalent circuit as shown in FIG. 2 (a). That is, it is considered as a circuit configuration in which a capacitor Ce formed of both external electrodes and a glass container portion corresponding to both external electrodes and a capacitor Cd formed of a discharge medium are connected in series.
  • the symbols “Ce” and “Cd” used in FIG. 2 are also used as a quantity symbol representing capacitance.
  • Vt be the voltage applied to the entire external electrode type lamp
  • Ve be the voltage applied to the capacitor Ce
  • Vd be the voltage applied to the capacitor Cd (discharge medium)
  • Vd Vt X ⁇ Ce / (Ce + Cd) ⁇ ---(3)
  • Ce represents the thickness of the glass container as De, the relative permittivity of the glass container as ⁇ e, and the effective area of the external electrode (the area of the portion where the external electrode faces the discharge medium) as Se. ,
  • the inventor of the present invention is a capaper composed of one external electrode (first external electrode) and a glass container portion existing between the first external electrode and the discharge medium.
  • the first capacitor is a capacitor
  • the second capacitor is a capacitor composed of the other external electrode (second external electrode) and the glass container portion existing between the second external electrode and the discharge medium.
  • FIG. 3 is a potential curve in which the horizontal axis represents the tube axis direction of the glass container, and the vertical axis represents the potential at each portion of the first external electrode glass container, discharge medium glass container, and the second external electrode in the tube axial direction. is there.
  • the potential curve of the conventional external electrode type lamp is shown by a broken line
  • the potential curve of the external electrode type lamp according to the present invention is shown by a solid line.
  • the glass container When the external electrode type lamp is installed in the housing of the backlight unit and used, the glass container has a capacitance between it and the proximity conductor such as a metal frame existing in the unit or the ground (GND) line. Will have. Therefore, focusing on one external electrode of the pair of external electrodes (here, referred to as the first external electrode), the higher the ground potential at the inner wall of the glass container facing the first external electrode is advantageous for starting. .
  • An external electrode type lamp by making electrostatic capacitance C1 larger than electrostatic capacitance C2 when the magnitude of the voltage applied between the first external electrode and the second external electrode is the same.
  • the ground potential Vb of the inner wall of the glass container facing the first external electrode is higher than the ground potential Va of the inner wall of the glass container facing the first outer electrode of the conventional external electrode type lamp. Therefore, according to the present invention, it is possible to improve the dark startability without increasing the voltage applied to the external electrode. In other words, it becomes possible to obtain dark startability equivalent to that of the prior art at a lower discharge initiation voltage (voltage applied to both external electrodes).
  • ⁇ 1 The relative permittivity of the dielectric (here, only the glass container) existing between the first external electrode and the discharge medium
  • ⁇ 2 relative dielectric constant of the dielectric (here, only the glass container) existing between the second external electrode and the discharge medium
  • the protective film 10 is present as a dielectric between the first external electrode 6 and the second external electrode 8 and the discharge medium.
  • the protective film 10 is a component of the first and second capacitors.
  • a dielectric portion existing between the first outer electrode and the discharge medium, and including at least a glass container 4 portion is defined as a first dielectric portion, and is held between the second outer electrode and the discharge medium.
  • the dielectric portion including at least the glass container 4 portion is defined as a second dielectric portion. Under this definition, let dl be the average thickness of the first dielectric portion and d2 be the average thickness of the second dielectric portion.
  • Electrode length The variation of
  • the design value of the inside diameter a of the glass container in the sample lamp is 2.90 mm, and the design value of the outside diameter is 4,000 mm.
  • the ratio of electrostatic capacitances in both external electrode portions is expressed by the ratio of In (bZa), as can be understood from the equation (7).
  • the inside diameter a and the outside diameter b of the glass container portion at both ends were measured, and the measured value power was also calculated In (bZa). Then, the smaller one of the two calculated values obtained was divided by the larger one to obtain the capacitance ratio (percentage).
  • C1 is greater than C2 in the range of 100> C2ZC1 ⁇ 95.1%.
  • the value of C2ZC1 of the external electrode type lamp in the embodiment is preferably set to 95.0% or less. By setting in this range, the discharge start voltage can be lowered compared to the conventional external electrode type lamp. That is, in the present embodiment, C1 Making C larger than C2 means making a difference between C1 and C2 greater than the difference between C1 and C2 that occurs in an external electrode type lamp that is usually produced to equalize CI and C2 Do.
  • C2ZC1 As the value of C2ZC1 is set smaller, in other words, as C1 is made larger than C2, it is possible to lower the firing voltage or to improve the dark startability.
  • C2 / C1 decreases, that is, as the difference between C1 and C2 increases, the luminance gradually changes in the tube axis direction of the external electrode fluorescent lamp. Phenomenon occurs. That is, in the case of this example, the luminance decreases as it goes to the second capacitor side of the small capacitance C2 with the large capacitance C1 on the first capacitor side.
  • the inventor of the present application conducted a test to investigate the degree to which the luminance gradient occurs, in view of the drop effect of the starting voltage when C2ZC1 is changed.
  • test lamp used for the test according to Embodiment 1 shown in FIG. 1 except for having a protective film 10 (FIG. 1). It has basically the same configuration as the fluorescent lamp 2.
  • the reference numerals attached to Fig. 1 will be used to explain the test lamps.
  • test lamp Specific specifications of the test lamp are as follows.
  • the glass container 4 is a borosilicate glass crucible.
  • the glass container 4 has a total length of 880 mm, an outer diameter of 3. O mm, and an inner diameter of 2. O mm.
  • phosphors constituting the phosphor film 12 three types of red YOX, green LAP and blue BAM were used to emit white light as a whole.
  • the mixed rare gas is sealed at a pressure of 8 kPa with a neon of 95% and an argon of 5%.
  • the first external electrode 6 and the second external electrode 8 were formed by winding a copper tape (manufactured by 3M, CU-35C) around the entire circumference of the glass container 4.
  • a copper tape manufactured by 3M, CU-35C
  • test lamps A which have different combinations of sizes of the width W1 of the first external electrode 6 and the width W2 of the second external electrode 8 for producing test lamps having different values of C2ZC1 B, C, D were produced.
  • the external electrode is usually a silver (Ag) paste film and lead as described above to ensure reliability.
  • a free solder film is used, but in this study where initial characteristics are studied with C2 / C1 as a parameter, copper tape which is a problem even when using copper tape is used to simplify the experiment. It is important that the first outer electrode 6 and the second outer electrode 8 be the same outer electrode material.
  • the first external electrode 6 is higher than the second external electrode 8 in the half cycle of the high frequency alternating voltage applied between the first and second external electrodes 6 and 8. Since the potential is obtained, the fall-off effect of the starting voltage can be obtained for the same reason as described with reference to FIG.
  • test lamps A, B, C, and D were covered with a dark screen, and the illuminance in the screen was made 0.1 or less.
  • an oscilloscope (WavePro 7200, manufactured by LeCroy) was used, and a high-voltage probe (manufactured by Tektronix, P6015A) was connected to the oscilloscope and measured.
  • the luminance at five positions of 147 mm, 293 mm, 440 mm, 587 mm and 733 mm in the tube axis direction from the side end of the glass container 4 on the first external electrode 6 side, respectively. was measured using a luminance meter (manufactured by Topconteano House BM8). Then, (minimum value) Z (maximum value) was calculated from the luminance at five points measured for each test lamp, and this calculated value was used as an index (luminance uniformity) indicating the degree of luminance inclination.
  • Luminance Conversely, the smaller the value of uniformity (%), the larger the degree of luminance gradient, and the smaller the value of luminance uniformity, the smaller the degree of luminance gradient! Indicates that /
  • the test results are shown in FIG. 4 (a).
  • the measurement results are the average of 10 measurements for each test lamp.
  • Fig. 4 (a) when the measured value of the starting voltage of test lamp A (equivalent to the conventional lamp) is 100, the relative value of the starting voltage is each test lamp B, C, D (equivalent to the example lamp). The ratio of the measured value of the starting voltage is expressed as a percentage.
  • FIG. 4 (a) a graph showing changes in the relative value of the starting voltage relative to C2ZC1 is shown in FIG. 4 (b), and a graph showing changes in the brightness uniformity is shown in FIG. 4 (c). Show.
  • C2ZC1 is preferably 95% or less and 43% or more.
  • the reason for setting the ratio to 95% or less is that, as described above, by setting the ratio of C1 to C2 in this range, it is possible to lower the discharge start voltage at least as compared with the conventional external electrode type lamp.
  • the reason for making it 43% or more is as follows. That is, when the fluorescent lamp according to the embodiment is used as a light source of a backlight unit of a liquid crystal display device, a luminance uniformity of 50% or more is generally required.
  • C2ZC1 43%, the luminance uniformity becomes 50%, and therefore, if C2ZC1 is 43% or more, it is a force that can ensure the luminance uniformity of 50% or more.
  • C2ZC1 is preferably 77% or less. If it is 95% or less, the discharge start voltage can be lowered than before, but in consideration of actual use of a liquid crystal display etc., it is preferable to set at least the starting voltage relative value to 85% or less. .
  • the effective area of the first external electrode 6 is made larger than the effective area of the second external electrode 8 by making the width W1 of the first external electrode 6 larger than the width W2 of the second external electrode 8. do it, We decided to make CI larger than C2 (see Figure 1).
  • the widths of both external electrodes 22 and 24 are the same.
  • the diameter (circumferential length) of the glass container portion 26A in which the first external electrode 22 is provided is made larger (longer) than the diameter (circumferential length) of the glass container portion 26B in which the second external electrode 24 is provided.
  • the effective area of the first external electrode 22 is made larger than the effective area of the second external electrode 24.
  • the total length of the fluorescent lamp can be shortened as compared with the first embodiment.
  • the light emission length can be made longer (the light emission area can be expanded) than in the first embodiment.
  • C1 is made larger than C2 by making the effective area of the first external electrode larger than the effective area of the second external electrode.
  • the average thickness dl of the first dielectric portion in the first capacitor including the first external electrode is the second external electrode.
  • C1 is made relatively larger than C2 by making it relatively smaller than the average thickness d2 of the second dielectric portion in the second capacitor including the above.
  • the thickness of the glass container portion 34A provided with the first external electrode 30 is set to the second external It was decided to make dl smaller than d 2 by making it thinner than the thickness of the glass container portion 34 B in which the electrode 32 is provided. Specifically, the inside diameter is substantially uniform over the entire length of the glass container 34, while the outside diameter of the glass container portion 34A provided with the first external electrode 30 is reduced.
  • substantially the same components as those of the fluorescent lamp 2 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the inventor of the present application manufactured an example lamp of the fluorescent lamp 28 according to the third embodiment, and measured the starting voltage.
  • the example lamp includes the test lamp A described above and the first external electrode 30. Are the same except that the outer diameter of the glass container portion 34A provided is different. In the example lamp, the outer diameter of the glass container portion 34A provided with the first external electrode 30 is 2.4 mm.
  • the starting voltage of the example lamp according to Embodiment 3 was 2140 [V]. In other words, it was verified that it was lower than the starting voltage 2850 [V] (see Fig. 4 (a)) of the test lamp A that corresponds to the conventional lamp.
  • the phosphor film 38 is extended to the second external electrode 32 side. Therefore, we decided to make d2 larger than dl.
  • the relative dielectric constant of the phosphor film 38 is 3, and the relative dielectric constant of the glass container 4 is 5. That is, since the relative dielectric constant of the phosphor film 38 is equal to or less than the relative dielectric constant of the glass container, C2 can be made smaller than C1 by increasing d2.
  • the thickness of the protective film 42 in the portion facing the second external electrode 32 is By making the thickness of the protective film 42 of the portion facing the first external electrode 30 thicker, d2 is made larger than dl, and C2 is made to be J / J more than C1.
  • the cost of the protective film material is lower than that of the fourth embodiment because the protective film material is usually cheaper than the phosphor material.
  • the fluorescent lamp 40 substantially the same components as those of the fluorescent lamp according to any one of the embodiments described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be described. I omit it.
  • An external electrode type fluorescent lamp 44 (hereinafter referred to as “fluorescent lamp 44”) according to the sixth embodiment is, as shown in FIG. 9, a dielectric film 46 between the phosphor film 12 and the inner wall of the glass container 4. It has a configuration with
  • the dielectric material for forming the dielectric film 46 for example, fine particles of titanium oxide (specific dielectric constant 100) can be used.
  • the dielectric film 46 has the property of transmitting visible light and absorbing ultraviolet light. As a result, it is possible to prevent ultraviolet light from being emitted to the outside of the glass container 4 as much as possible, thereby preventing deterioration of members existing around the fluorescent lamp 44 in an apparatus in which the fluorescent lamp 44 is installed. It is possible to
  • d2 is made larger than d1 by extending the dielectric film 46 toward the second external electrode 32 side. Since the dielectric constant of the dielectric film 46 is equal to or less than the dielectric constant of the glass container as described above, C2 can be made smaller than C1 by increasing d2.
  • fine particles of aluminum oxide may be used as the dielectric material for forming the dielectric film 46, for example.
  • the dielectric film 46 has the property of transmitting visible light and reflecting ultraviolet light. As a result, since the ultraviolet light is efficiently converted into visible light by the phosphor film 12 without being absorbed by the glass container 4, the brightness of visible light can be improved.
  • the external electrode type fluorescent lamp 48 (hereinafter referred to as "fluorescent lamp 48") according to the seventh embodiment is, as shown in FIG. 10, a dielectric between the phosphor film 12 and the discharge medium (not shown). It is set as the structure which provided the membrane 50.
  • the dielectric film 50 As a dielectric material for forming the dielectric film 50, for example, quartz glass (dielectric constant 3) is used. It can be used. By using such a material, the dielectric film 50 has a property of transmitting visible light and ultraviolet light and protecting the plasma film 12 and the phosphor film 12. As a result, it is possible to prevent the phosphor film 12 from being exposed to the discharge plasma and deteriorating as much as possible.
  • quartz glass dielectric constant 3
  • d2 is made larger than d1 by extending the dielectric film 50 toward the second external electrode 32 side. Since the dielectric constant of the dielectric film 50 is equal to or less than the dielectric constant of the glass container as described above, C2 can be made smaller than C1 by increasing d2.
  • the fluorescent lamp 48 substantially the same components as those of the fluorescent lamp according to any of the embodiments described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • fluorescent lamp 52 In the external electrode type fluorescent lamp 52 according to Embodiment 8 (hereinafter referred to as “fluorescent lamp 52”), as shown in FIG. 11, the dielectric between the second external electrode 32 and the outer periphery of the glass container 4 is obtained.
  • a body film 54 was provided to make d2 larger than dl.
  • a glass paste composed of dielectric paste manufactured by Asahi Glass (dielectric constant 8 to 12) can be used.
  • the fluorescent lamp 52 substantially the same components as those of the fluorescent lamp according to any one of the embodiments described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a schematic configuration of the direct-type backlight unit 56. As shown in FIG. Note FIG. 12 is a broken view of a light collector 64 described later.
  • the knock light unit 56 is disposed on the back of an LCD (liquid crystal display) panel (not shown in FIG. 12) and constitutes an LCD device.
  • LCD liquid crystal display
  • the knock light unit 56 has an envelope 62 composed of a rectangular reflector 58, a side plate 60 surrounding the reflector 58, and a light collector 64 provided parallel to the reflector 58.
  • a reflective film (not shown) in which silver or the like is deposited on one of the main surfaces of the plate made of PET (polyethylene terephthalate) resin (the surface that becomes the inside when assembled as the envelope 62). ) Is formed.
  • the reflecting plate 58 and the side plate 60 may be made of, for example, a metal material such as aluminum- or cold-rolled material (for example, SPCC).
  • the reflective film may be formed by adding calcium carbonate, titanium dioxide, etc. to polyethylene terephthalate resin. This further increases the reflectance.
  • the light collector 64 is formed by laminating a light diffusion plate 66, a light diffusion sheet 68, and a lens sheet 70 in this order from the side of the reflection plate 58.
  • the light diffusion plate 66 is, for example, a plate made of polymethyl methacrylate (PMMA) resin, and is disposed so as to close the opening of the housing.
  • the diffusion sheet 68 is made of, for example, polyester resin.
  • the lens sheet 70 is, for example, a laminate of an acrylic resin and a polyester resin.
  • a plurality of (16 in this example) fluorescent lamps 2 are stored in parallel with the long side of the reflecting plate 58 at equal intervals in the short side direction.
  • the fluorescent lamps 2 are electrically connected in parallel by wiring members (not shown).
  • the plurality of fluorescent lamps 2 are arranged such that the first external electrode 6 and the second external electrode 8 are in the opposite direction between the adjacent fluorescent lamps 2. It does not matter. By doing this, it is possible to improve the luminance uniformity of the knock light unit 56 as a whole.
  • FIG. 13 is a block diagram showing the backlight unit 56 including an inverter 72 which is a lighting circuit unit for lighting the sixteen fluorescent lamps 2.
  • the inverter 72 converts the 50 Z 60 Hz AC power from the commercial power supply 74 into a high frequency power (for example, 60 kHz as described above) to feed the fluorescent lamp 2. Needless to say, the high voltage side of the inverter 72 is connected to the first external electrode 6, and the ground side is in contact with the second external electrode 8. It is continued.
  • FIG. 14 is a view showing the details of the mounting structure of the fluorescent lamp.
  • a connector 84 formed by bending a springy metal plate is provided upright.
  • the fluorescent lamp 2 is attached to the envelope 62 by fitting the first and second external electrodes 6, 8 at its ends into the corresponding connectors 84.
  • the fluorescent lamp 2 can be detachably attached to the envelope 62 (with respect to the connector 84).
  • the light emitted from the light collector generally decreases gradually as the central portion has the highest luminance and becomes closer to both ends in the longitudinal direction of the fluorescent lamp. . That is, the brightness on the light collecting plate surface is uneven.
  • a luminance gradient is generated from the first external electrode 6 to the second external electrode 8 so that the luminance gradually decreases (conversely, the second external The brightness gradually increases from the electrode 8 to the first external electrode 6). Therefore, by using this property, it is possible to alleviate the uneven brightness on the collector plate surface.
  • the fluorescent lamp 2 (Embodiment 1) in the envelope 86, it is possible to alleviate the uneven brightness on the light collector plate surface. It can. That is, the fluorescent lamps 2 are arranged in two rows in the left and right (X-axis direction). And about each fluorescent lamp 2 of the right row shown with numerals 88, the 1st exterior electrode 6 is the right side (right end part side of reflector 92), and the 2nd exterior electrode 8 is left side (central part side of reflector 92) In the left row of fluorescent lamps 2 shown by reference numeral 90, the first external electrode 6 is on the left side (the left end of the reflector 92) and the second external electrode 8 is on the right side. It is arranged so as to be (the central portion side of the reflecting plate 92).
  • C2ZC1 is preferably 95% or less and 70% or more.
  • the reason for making it 70% or more is as follows. No matter how much it arranges as above, C2 If ZC1 falls below 70%, then the brightness at both ends of the fluorescent lamp in the longitudinal direction (horizontal direction) becomes higher than that at the central part of the light collector. That is, the tendency of the luminance distribution in the knock light unit is reversed from that of the conventional one, which is a force that causes the user to feel a sense of harmony.
  • the backlight unit 56 is used for a liquid crystal television shown as an example of a liquid crystal display device.
  • FIG. 16 is a view showing the liquid crystal television 76 in a state where a part of the front surface is cut away.
  • the liquid crystal television 76 shown in FIG. 16 includes a liquid crystal display panel 78, a backlight unit 56, and the like.
  • the liquid crystal display panel 78 also becomes equal in color filter substrate, liquid crystal, TFT substrate, and is driven by a drive module (not shown) based on an image signal from the outside to form a color image.
  • the envelope 62 of the knock light unit 56 is provided on the back of the liquid crystal display panel 78, and the back surface also illuminates the liquid crystal display panel 78.
  • the inverter 72 is disposed, for example, inside the housing 80 of the liquid crystal television 76 and outside the envelope 62.
  • FIG. 17 (a) is a view showing the whole of an external electrode type fluorescent lamp 100 (hereinafter referred to as “fluorescent lamp 100”) according to the tenth embodiment, and FIG. 17 (b) is an end portion thereof.
  • fluorescent lamp 100 an external electrode type fluorescent lamp 100
  • FIG. 17 (b) is an end portion thereof.
  • Fluorescent lamp 100 has basically the same configuration as that of fluorescent lamp 2 (FIG. 1) of the first embodiment except for the shape near the end of the external electrode. That is, the fluorescent lamp 100 has a configuration in which the first external electrode 102 and the second external electrode 104 are formed on the outer periphery of both ends of the glass container 4.
  • the first external electrode 102 is silver (Ag) sheet. It has a two-layer structure consisting of a first electrode layer 106 consisting of a first-shot film and a second electrode layer 108 consisting of a lead (Pb) -free solder film (not shown in FIG. 1). That is, the first external electrode 102 is in the form of a film having a two-layer structure attached to the outer surface of the glass container 4.
  • the thickness (film thickness) in the vicinity of both ends in the tube axis XI direction of the first outer electrode 102 gradually decreases toward the ends 102A and 102B. doing.
  • the end of the first outer electrode 102 is not square.
  • the discharge is effectively suppressed by setting the thickness in the vicinity of the end of the first external electrode 102 to be gradually reduced toward the end. It is supposed to prevent the generation of ozone.
  • the second external electrode 104 also has a shape in which the thickness in the vicinity of both ends in the direction of the tube axis XI is gradually reduced toward the ends 102A and 102B.
  • FIG. 18 is a detailed view of a portion A in FIG. In the vertical cross section shown in the detailed drawing, an angle R formed by a straight line Q connecting the end 102B of the external electrode 102 and the start point 102C of thickness reduction of the external electrode 102 and the outer peripheral surface of the glass container 4 is 5 to 45 It is preferably in the range of degrees. This is because it is difficult to generate ozone, and the external electrodes 102 and 104 are difficult to peel off from the glass bulb 102.
  • FIG. 19 shows a longitudinal cross-sectional view of a first external electrode 112 side end portion of an external electrode fluorescent lamp 110 (hereinafter referred to as “fluorescent lamp 110”) according to an eleventh embodiment. Similar to the first external electrode 102 (FIG. 12 (b)) of the tenth embodiment, the first external electrode 112 has a two-layer structure including the first electrode layer 114 and the second electrode layer 116. .
  • the outer peripheral surface portion of the glass container 118 in which the first and second external electrodes are formed is roughened (the second external electrode portion is not shown).
  • the fluorescent lamp 110 has the same configuration as that of the fluorescent lamp 100 of the tenth embodiment (FIG. 17) except that the surface is roughened.
  • the surface is roughened in order to enhance the adhesion of the outer electrode (in particular, the first electrode layer 114) to the surface of the glass container 118. Note that this surface roughening is performed by sand blast before the formation of the first electrode layer 114. In addition, the surface roughness after roughening is about 1 to 3 / ⁇ .
  • the outer peripheral surface of the glass container 118 is scraped by sand blasting, the surface roughness is very small in the variation of the outer diameter which is extremely small as described above. Therefore, it is considered that the change in capacitance of the external electrode portion due to the roughening treatment is almost negligible. Therefore, in the average thickness of the dielectric (the thickness of the glass container 118), the reduction in thickness due to the surface roughening treatment is not taken into consideration.
  • FIG. 20 shows a longitudinal sectional view of an end portion of the first external electrode 122 side portion of the external electrode fluorescent lamp 120 (hereinafter referred to as “fluorescent lamp 120”) according to the twelfth embodiment.
  • the first external electrode 122 has a two-layer structure including the first electrode layer 124 and the second electrode layer 126 as in the fluorescent lamp 100 of the tenth embodiment (FIG. 17).
  • the external electrode wraps up to the end of the glass container 4 (as it covers the end) and has a cap-like (bottomed cylindrical) shape as a whole. Different from fluorescent lamp 100 (Fig. 17).
  • the other configuration is the same as that of the fluorescent lamp 100, and thus the description thereof is omitted.
  • the second external electrode of the fluorescent lamp 120 is also entirely cap-like (with a cylindrical shape with a bottom), like the first external electrode 122.
  • the effective area of the first external electrode 122 at the time of calculating the capacitance (formula (5)) in the portion of the first external electrode 122 shaped as described above is the range indicated by W3 in the direction of the tube axis XI
  • the area of W3 is a range in which the thickness of the glass container 4 (half the size of the difference between the outer diameter and the inner diameter) is substantially constant in the region where the first external electrode 122 is formed in the direction of the tube axis XI. This is because discharge occurs exclusively on the inner wall (inner peripheral surface) portion of the glass container 122 corresponding to this range.
  • the length in the direction of the tube axis X of W3 corresponds to the electrode length L when calculating the capacitance C of the capacitor formed of the external electrode portion in Equation (7).
  • the effective area of the second external electrode (not shown) is set smaller than the effective area of the first external electrode 122. (Embodiment 13)
  • FIG. 21 shows a longitudinal sectional view of an end portion of the first external electrode 132 side of the external electrode fluorescent lamp 130 (hereinafter referred to as “fluorescent lamp 130”) according to the thirteenth embodiment.
  • the outer peripheral surface portion of the glass container 138 having the first electrode layer 134 and the first external electrode 132 which also has a force with the second electrode layer 136 is the fluorescent lamp 110 of the eleventh embodiment. Roughened as in Figure 19). The same as the fluorescent lamp 120 (FIG. 20) according to Embodiment 12 except that the surface is roughened.
  • FIG. 22 (a) An overall view of an external electrode fluorescent lamp 140 (hereinafter referred to as “fluorescent lamp 140”) according to Embodiment 14 is shown in FIG. 22 (a).
  • FIGS. 22 (b), (c), and (d) are cross-sectional views taken along the lines ⁇ , F'F, and G'G in FIG. 22 (a), respectively.
  • FIGS. 22 (b), (c) and (d) are local cross-sectional views, showing only the cut surface and omitting the illustration of the part appearing in the background.
  • the fluorescent lamp 140 has a glass container 142.
  • the glass container 142 is formed by hermetically sealing both ends of a cylindrical glass tube.
  • the cross sections of the both end portions of the glass container 142 are circular as shown in FIGS. 22 (b) and 22 (d) (hereinafter, this portion is referred to as "cylindrical portion” in the glass container 142), and both cylinders.
  • the cross section of the central portion sandwiched between the portions is elliptical as shown in FIG. 22 (c) (hereinafter this portion is referred to as the “flat portion” of the glass container 142. That is, the glass container 142
  • the “flat portion” is, for example, a round shape such as a racetrack shape (track shape), etc., in addition to the elliptical shape.
  • the shape may be substantially flat.
  • a phosphor film 144 is formed on the inner peripheral surface of the flat portion of the glass container 142.
  • the phosphor film 144 can be made of the same phosphor as that of the first embodiment.
  • a first external electrode 146 is formed on the outer periphery of one cylindrical portion of the glass container 142, and a second outer electrode 148 is formed on the outer periphery of the other cylindrical portion.
  • the first external electrode 146 has a two-layer structure including a first electrode layer 150 and a second electrode layer 152, and the second external electrode 148 also includes a first electrode layer 154 and a second electrode layer 156. It has a two-layer structure.
  • First electrode layer 150 , 154 and the second electrode layers 152, 156 can be formed of the same material as that of the first embodiment.
  • the glass container portion provided with the external electrode is formed in a cylindrical shape, but it may have an elliptical shape or a substantially flat shape. That is, the cross section of the glass container may be elliptical or substantially flat over the entire length thereof.
  • the present invention has been described based on the embodiment.
  • the present invention is, of course, not limited to the above-described embodiment, and may be, for example, the following embodiment.
  • the present invention is described using the example applied to the external electrode type fluorescent lamp, but the present invention is not limited to the fluorescent lamp, and can be applied to the external electrode type ultraviolet lamp. It is. That is, the phosphor film may be removed from the configuration of the external electrode type fluorescent lamp according to the above-described embodiment (the phosphor film is not formed), and the external electrode type ultraviolet lamp may be configured. An ultraviolet lamp irradiates ultraviolet rays to an object to be irradiated, and is used for sterilization of the object to be irradiated.
  • the glass container has a straight tubular shape, but the shape of the glass container is not limited to this, and can be L-shaped, U-shaped, or other known shapes.
  • the external electrode is formed of two layers of a silver (Ag) paste film and a lead (Pb) free solder film, or is formed of a metal tape. It is not limited to For example, as shown in FIG. 23, the metal plate may be rounded in a cylindrical shape so as to fit the outer shape of the glass container 4 and fitted to the end portion of the glass container 4 as an external electrode 82. Such an external electrode is more resistant to peeling due to insertion or the like than the external electrode of the above embodiment.
  • the external electrode may be formed of only one layer.
  • a solder material for forming the external electrode one containing tin, an alloy of tin and indium, or an alloy of tin and bismuth as a main component can be used.
  • antimony or zinc is preferable to contain as an additive.
  • the effective area of both external electrodes is A difference was made or an average thickness (dl, d2) of the first dielectric portion and the second dielectric portion was made different.
  • the present invention is not limited to this, and the relative dielectric constants of the first dielectric portion and the second dielectric portion may have a difference. That is, C1 may be made larger than C2 by making the relative dielectric constant of the first dielectric portion larger than the relative dielectric constant of the second dielectric portion.
  • a first dielectric film made of a dielectric paste (dielectric constant 8 to 12) is provided between the first external electrode and the outer periphery of the glass container, and the second external electrode and the glass container are provided.
  • a second dielectric film having a force of quartz glass (dielectric constant of 3) may be provided between the outer periphery and the outer periphery.
  • the first and second dielectric films are not limited to the above-described positions, and may be formed on the inner peripheral side of the glass container.
  • the shape near the end of the external electrode is The direction may be such that its thickness gradually decreases.
  • the external electrodes are formed in the same manner as the external electrode type fluorescent lamps according to Embodiments 11 and 13 (FIG. 19, FIG. 21).
  • the outer peripheral surface of the glass container may be roughened.
  • the external electrodes are the same as the external electrode type fluorescent lamps according to Embodiments 12, 13 and 14 (FIG. 20, FIG. 21, FIG. 22). It may be formed into a cap-like shape (cylindrical shape with a bottom) as a whole which is rolled up to the end of the glass container (it covers the end as well).
  • the glass as described above is represented by sodium oxide (Na 2 O)
  • alkali metal acid in the material of the glass container is used.
  • Gift The content of is preferably 3 (mol%) or more and 20 (mol%) or less.
  • the alkali metal oxide is sodium oxalate
  • its content is preferably 5 (mol%) or more and 20 (mol%) or less. If it is less than 5 [mol%], the probability that the dark start time exceeds 1 [seconds] will be high (in other words, if it is 5 [mol%] or more, the probability that the dark start time will be within 1 [seconds] If the content exceeds 20 [mol%], the glass container may become black (brownish) or whitened by prolonged use, leading to a decrease in luminance, or the strength of the glass container may be reduced. It is the power that causes problems.
  • lead-free glass is preferably used.
  • lead-free glass may contain lead as an impurity during the manufacturing process. Therefore, lead-free glass is also defined as lead-free glass at impurity levels below 0.1 l [Wt%].
  • ultraviolet light of 254 nm or 313 nm can be absorbed.
  • a purple violet of 254 [nm] can be obtained by doping a composition ratio of 0.05 [mol.
  • cerium oxide (CeO 2)
  • the glass can absorb more than 254 nm of ultraviolet light.
  • the cerium oxide is doped more than the composition ratio of 0.5 [mol%]
  • the glass will be colored, so the composition ratio of cerium oxide is in the range of 0.05 [mol%] to 0.5 [mol%] or less. It is preferable to dope.
  • the coloring of the glass by cerium oxide can be suppressed by doping tin oxide (SnO) instead of cerium oxide, so the cerium oxide content up to a ratio of 5.0 [mol%] or less It can be dropped.
  • tin oxide SnO
  • the composition ratio of cerium oxide is doped at 0.5 [mol%] or more, ultraviolet light of 313 [nm] can be absorbed.
  • the composition ratio of acid cerium is more than 5.0 [mol%]
  • the glass is devitrified.
  • zinc oxide ZnO
  • doping by a composition ratio of 2.0 [mol%] or more is preferable. It can absorb ultraviolet light of 4 nm.
  • zinc oxide is doped more than the composition ratio of 2.0 [mol%]
  • the glass may devitrify, so the range of 2.0 [mol%] to 20 [mol%] or less of zinc oxide is preferable. It is preferable to dope with
  • the glass will be colored, so the acid iron oxide content ratio of O.01 [mol%] or more 2.0 [mol%] It is preferable to dope in the following range.
  • the infrared transmittance coefficient indicating the water content in the glass is in the range of 0.3 or more and 1.2 or less, in particular in the range of 0.4 or more and 0.8 or less. If the infrared transmission coefficient is 1.2 or less, high voltage imprinting power of external electrode type fluorescent lamps (EEFL), long cold cathode fluorescent lamps, etc.] It becomes easy to obtain a low dielectric loss tangent applicable to lamps, and 0.8 or less If this is the case, the dielectric loss tangent will be small enough to be applicable to high voltage seal calo lamps.
  • EEFL external electrode type fluorescent lamps
  • the infrared ray transmission coefficient (X) can be expressed by the following equation.
  • the fluorescent substance which comprises a fluorescent substance film is not limited to what was mentioned above.
  • red phosphor YVO: Eu 3+
  • green phosphor BaMg Al O 2: Eu 2+ , Mn 2+
  • blue phosphor Ba
  • a phosphor that absorbs 313 [nm] ultraviolet light such as Mg Al 2 O 3: Eu 2+ ) is included.
  • the 313 [nm] ultraviolet light leaks to the outside of the lamp.
  • the fluorescent lamp is mounted on the backlight unit (Fig. 12)
  • the resin used in the light collector 64 (66, 68, 70) it is possible to prevent the resin used in the light collector 64 (66, 68, 70) from being degraded by ultraviolet light. it can.
  • PC polycarbonate
  • the diffusion plate 66 FIG. 12
  • the phosphor layer contains a phosphor that absorbs 313 [nm] ultraviolet light
  • the backlight unit using a diffusion plate of PC resin is also a knock light unit. The characteristics can be maintained for a long time.
  • ultraviolet light of 313 nm means an excitation wavelength spectrum in the vicinity of 254 nm.
  • the excitation wavelength is 313 [nm] when the intensity of the excitation wavelength spectrum is 100 [%]. It is defined that the intensity of spectrum is 80 [%] or more. That is, a phosphor that absorbs 313 [nm] ultraviolet light is a phosphor that can absorb 313 [nm] ultraviolet light and convert it into visible light.
  • An example of a phosphor that absorbs ultraviolet light of wavelength 313 [nm] is as follows.
  • BaMg Al 2 O 3 Eu 2+ , Mn 2+ , MgGa 2 O: Mn 2+ , CeMgAl 2 O 3 : Tb 3+
  • YVO Eu 3+
  • YVO Dy 3+ (green and red light emission)
  • phosphors of different compounds may be mixed and used for one kind of luminescent color.
  • the ultraviolet light is surely leaked to the outside of the glass container by adjusting so that the ratio of the total weight of the phosphor power absorbing the wavelength of 313 [nm] is larger than 50%. Can be prevented.
  • the external electrode type lamp according to the present invention can be suitably used, for example, as a light source such as a knock light unit, which is used in an environment where external light is scarce.

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Description

明 細 書
外部電極型ランプ、バックライトユニット、および液晶表示装置
技術分野
[0001] 本発明は、外部電極型ランプ、ノ ックライトユニット、および液晶表示装置に関し、 特に、外部電極型ランプにおける暗黒始動性の改善技術に関する。
背景技術
[0002] 外部電極型ランプの一つに外部電極型蛍光ランプ（EEFL： External Electrodes Fl uorescent Lamp)がある。外部電極型蛍光ランプは、冷陰極蛍光ランプと同様、熱陰 極蛍光ランプと比較して細径ィ匕に適している。このため、薄型化 (小型化）が要求され るバックライトユニットの光源として好適に用いられて 、る。
このバックライトユニットの方式としては、大別して、 LCDパネルの背面に導光板を 置き、その導光板の端面に蛍光ランプを配置するエッジライト方式と、 LCDパネルの 背面に複数本の蛍光ランプを当該背面に並行に配列する直下方式の 2種類がある。 両者を比較した場合、一般的に、エッジライト方式は薄型化と発光面の輝度均一性 に優れるが高輝度化の点で不利であり、一方、直下方式は高輝度化の点では優れる が薄型化の点では多少不利であるということができる。
[0003] このため、高輝度化により重点が置かれる液晶テレビに用いられる LCD装置では、 直下方式を採用することが多い。
直下方式のバックライトユニットの光源として冷陰極蛍光ランプを採用すると、冷陰 極蛍光ランプ 1本に付き 1台の高周波点灯回路 (インバータ）が必要となり、コストアツ プにつながる。そこで、最近、管状をしたガラス容器の両端部外周に外部電極を設け 、ガラス管壁をキャパシタンスとして利用し、誘電体バリア放電によって発光する外部 電極型蛍光ランプの開発が盛んに行われている（特許文献 1)。当該外部電極型蛍 光ランプは、それ自身がキャパシタンスを持つこととなるため、インバータ 1台で多数 本を点灯することができ、これによつて大幅なコストダウンが可能になるからである。 特許文献 1：実開昭 61— 126559号公報
発明の開示 発明が解決しょうとする課題
[0004] ところが、電子発生源となる電極を放電空間に有しな!/、外部電極型蛍光ランプには 、暗黒始動性が良くないといった問題が存在する。すなわち、暗黒下においては、始 動に必要な電子の数が不足し、始動不良を引き起こす恐れが生じる。一般的なバッ クライトユニットでは、その構造上の理由から、外部電極型蛍光ランプは外来光の乏 しい環境下で使用される。このため、ノ ックライトユニットに用いられる外部電極型蛍 光ランプでは、特にこの問題が顕著になる。
[0005] 始動不良を起こさな 、ためには、外部電極に印加する電圧を増大すればよ!、。し 力しながら、そうすると、今度は、外部電極とガラス容器との間の電位差が空気の絶 縁破壊電圧よりも大きくなつてしまう恐れが生じる。その結果、外部電極とガラス容器 との間で放電が起こり、強い酸ィ匕カを持ったオゾンが発生してしまうこととなる。
なお、上記した暗黒始動性の課題は、外部電極型蛍光ランプに限らず、専ら紫外 線をそのまま利用し、例えば殺菌用に用いられる外部電極型紫外線ランプ等にも共 通する課題である。
[0006] 本発明は、上記した課題に鑑み、放電開始のために外部電極に印加する電圧を従 来よりも抑制することが可能な外部電極型ランプ、当該外部電極型ランプを備えたバ ックライトユニット、および当該バックライトユニットを有する液晶表示装置を提供する ことを目的とする。
課題を解決するための手段
[0007] 上記の目的を達成するため、本発明に係る外部電極型ランプは、内部に放電媒体 が封入されている放電容器と、前記放電容器外部に配された第 1および第 2の外部 電極とを有する外部電極型ランプであって、前記第 1の外部電極と、当該第 1の外部 電極と前記放電媒体の間に存する前記放電容器部分を含む第 1の誘電体部とで構 成される第 1のキャパシタの静電容量が、前記第 2の外部電極と、当該第 2の外部電 極と前記放電媒体の間に存する前記放電容器部分を含む第 2の誘電体部とで構成 される第 2のキャパシタの静電容量よりも大きいことを特徴とする。
[0008] 上記の目的を達成するため、本発明に係るバックライトユニットは、上記した外部電 極型ランプと、前記第 1および第 2の外部電極間に交番電圧を印加する点灯回路ュ ニットであって、当該交番電圧の少なくとも半周期において、前記第 1の外部電極の 方が前記第 2の外部電極よりも高電位となる電圧を第 1および第 2の外部電極に印加 する点灯回路ユニットとを備えたことを特徴とする。
[0009] 上記の目的を達成するため、本発明に係る液晶表示装置は、前記バックライトュ- ットが、複数本の前記外部電極型ランプを収納する外囲器を有していて、液晶ディス プレイパネルと、前記外囲器が前記液晶ディスプレイパネルの背面に配されて ヽる当 該バックライトユニットとを備えたことを特徴とする。
発明の効果
[0010] 本発明に係る外部電極型ランプによれば、第 1の外部電極を含む第 1のキャパシタ の静電容量が、第 2の外部電極を含む第 2のキャパシタの静電容量よりも大き 、ので 、例えば、点灯回路の高圧出力を第 1の外部電極に接続し、他方を接地して第 2の 外部電極に接続することにより、両キャパシタの静電容量がほぼ等しい従来の外部 電極型ランプと比べて、第 1の外部電極に対向する放電容器内壁の対地電位が上 昇することとなる。その結果、両外部電極間に印加する電圧の大きさが同じであれば 、従来よりも放電が開始し易くなり、暗黒始動性が改善されることとなる。換言すれば 、放電開始のために第 1および第 2の外部電極間に印加する電圧を従来よりも抑制 することが可能となる。
図面の簡単な説明
[0011] [図 1]実施の形態 1に係る外部電極型蛍光ランプの半断面図である。
[図 2]外部電極型ランプの等価回路を示す図である。
[図 3]外部電極型ランプの管軸方向における電位曲線 (放電開始前)を示す図である
[図 4]外部電極型蛍光ランプの始動電圧と輝度均斉度に関する試験の結果を示す図 である。
[図 5]実施の形態 2に係る外部電極型蛍光ランプの半断面図である。
[図 6]実施の形態 3に係る外部電極型蛍光ランプの半断面図である。
[図 7]実施の形態 4に係る外部電極型蛍光ランプの半断面図である。
[図 8]実施の形態 5に係る外部電極型蛍光ランプの半断面図である。 [図 9]実施の形態 6に係る外部電極型蛍光ランプの半断面図である。
[図 10]実施の形態 7に係る外部電極型蛍光ランプの半断面図である。
[図 11]実施の形態 8に係る外部電極型蛍光ランプの半断面図である。
圆 12]実施の形態に係るバックライトユニットの概略構成を示す斜視図である。
[図 13]上記バックライトユニットのブロック図である。
圆 14]上記バックライトユニットにおける、外部電極型蛍光ランプの着脱構造の一例 を示す図である。
[図 15]上記バックライトユニット内における、外部電極型蛍光ランプの配列の変形例 を示す図である。
[図 16]上記実施の形態に係るバックライトユニットを使用した液晶テレビの概略構成 を示す図である。
圆 17]実施の形態 10に係る外部電極型蛍光ランプを示す図である。
[図 18]図 17における A部の詳細図である。
[図 19]実施の形態 11に係る外部電極型蛍光ランプの一部の断面図である。
[図 20]実施の形態 12に係る外部電極型蛍光ランプの一部の断面図である。
[図 21]実施の形態 13に係る外部電極型蛍光ランプの一部の断面図である。
圆 22]実施の形態 14に係る外部電極型蛍光ランプを示す図である。
[図 23]外部電極の一例を示す図である。
符号の説明
2, 20, 28, 36, 40, 44, 48, 52, 56, 100, 110, 120, 130, 140 外部 電極型蛍光ランプ
4, 26, 34, 118, 138, 142 ガラス容器
6, 22, 30, 102, 112, 122, 146 第 1外部電極
8, 24, 32, 104, 148 第 2外部電極
38 蛍光体膜
42 保護膜
46, 50, 54 誘電体膜
56 ノ ックライトユニット 76 液晶テレビ
78 液晶表示パネノレ
発明を実施するための最良の形態
[0013] 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。
(実施の形態 1)
図 1は、実施の形態 1に係る外部電極型蛍光ランプ 2 (以下、単に「蛍光ランプ 2」と 言う。）の概略構成等を示す半断面図である。なお、図 1を含む全ての図において、 各構成部材間の縮尺は統一して 、な 、。
[0014] 蛍光ランプ 2は、放電容器の一例として示すガラス容器 4を有する。ガラス容器 4は 、細長い円筒形をしたガラス管の両端が気密封止されてなるものである。ガラス容器 4の材料には、例えば、ホウケィ酸ガラス、石英ガラス、ソーダガラス、鉛ガラス等が用 いられる。また、液晶表示装置のノ ックライト用光源として用いる場合におけるガラス 容器 4の外径は l〜20mm程度、ガラス容器 4の外径と内径との差の半分の値、すな わち、ガラス容器 4の肉厚は 0. l〜2mm程度に設定される。なお、上掲したガラス材 料を選択した場合におけるガラス容器 4 (当該ガラス材料)の比誘電率は 3〜10の範 囲となる。
[0015] ガラス容器 4の両端部分外周には、第 1外部電極 6と第 2外部電極 8が形成されて いる。第 1外部電極 6は、幅 W1 (ガラス容器 4の管軸 XI方向における長さ W1)で、ガ ラス容器 4の全周を取り囲むように形成されている。なお、図示はしないが、第 1外部 電極 6は 2層構造をしている。当該 2層の内、ガラス容器 4に近い方は、銀 (Ag)ぺー スト膜であり、遠い方は、鉛 (Pb)フリー半田膜である。同様に、第 2外部電極 8も、幅 W2 (ガラス容器 4の管軸 XI方向における長さ W2)で、ガラス容器 4の全周を取り囲 むように形成されていて、ガラス容器 4側力も順に、銀 (Ag)ペースト膜、鉛 (Pb)フリ 一半田膜が積層されてなる 2層構造を有している。ここで、従来とは異なり、 W1と W2 の大小関係を、 W1 >W2としている力 このようにした理由については後述する。な お、第 1および第 2外部電極 6, 8は、上記したものに限らず、例えば、銅、アルミ-ゥ ム等カゝらなる金属テープをガラス容器 4外周に接着して形成しても構わな 、。
[0016] ガラス容器 4内周面における、第 1および第 2外部電極 6, 8と対向する部分を含む 略全面には、保護膜 10が形成されている。保護膜 10は金属酸化物粒子の集合体か らなる。金属酸ィ匕物としては、例えば、酸化イットリウム (Y O )やアルミナ (Al O )を
2 3 2 3 用!、ることができる。
保護膜 10の内側に積層して蛍光体膜 12が形成されている。ガラス容器 4の長手方 向（管軸 XI方向）における蛍光体膜 12の形成範囲は、第 1外部電極 6と第 2外部電 極 8との間である。なお、図 1に示すように、蛍光体膜 12の一部が、第 1外部電極 6、 第 2外部電極 8と対向するガラス容器 4内周面部分に力かっていても構わない。蛍光 体膜 12は、赤 (R) ,緑 (G) ,青 (B)の 3種希土類蛍光体を含み、全体として白色発光 する。各色蛍光体としては、例えば、赤色蛍光体に YOX(Y Ο： Eu3+)、緑色蛍光
2 3
体に LAP (LaPO : Ce3+， Tb3+)、青色蛍光体に BAM (BaMg Al O ： Eu2+)を
4 2 16 27 用!、ることができる。
[0017] また、ガラス容器 4内には、放電媒体として、所定量の水銀と所定圧の混合希ガスと が封入されている。混合希ガスには、例えば、ネオン'アルゴン混合ガスを用いること ができる。
上記の構成力もなる蛍光ランプ 2において、高周波点灯回路 14によって第 1および 第 2外部電極 6, 8に高周波電圧が印加されると、ガラス容器 4内の気密封止空間 (放 電空間）に放電現象が生じて紫外線が放出され、当該紫外線が蛍光体膜 12によつ て可視光に変換されてガラス容器 4外へ放出される。すなわち、第 1および第 2外部 電極 6, 8に高周波 ·高電圧の交流電圧を印加すると、誘電体であるガラス容器 4に おいて、第 1および第 2外部電極の直下のガラス部分に誘電分極が生じ、その部分 の内壁が電極として作用する。これにより、ガラス容器 4内に高電圧が導入されて、ガ ラス容器 4内に誘電体バリア放電が生じるのである。このように、誘電体バリア放電と は、放電空間が誘電体 (ガラス容器 4)に囲まれていて、プラズマに電極が直接さらさ れない放電である。
[0018] しカゝしながら、このように電子発生源となる電極を放電空間に有しな!/ヽ外部電極型 蛍光ランプには、上述したように、暗黒始動性が良くないといった問題が存在する。 本願発明者が、外部電極に印加する電圧を必要以上に増大させることなぐ暗黒始 動性が改善できる手段 (発明）に想到するに至った過程について、図 2を参照しなが ら説明する。
図 2 (a)は、従来の外部電極型ランプの等価回路を示す図である。なお、ここでは、 従来の外部電極型ランプとして、ガラス容器内壁に保護膜や蛍光体膜等が形成され て 、な 、ものを例にとって説明する。
[0019] 一般的に、外部電極型ランプにおいて、放電開始前の状態は、図 2 (a)に示すよう な等価回路で表すことができる。すなわち、両外部電極と当該両外部電極に対応す るガラス容器部分とで形成されるキャパシタ Ceと、放電媒体で形成されるキャパシタ Cdとが直列接続された回路構成とみなされる。なお、図 2で用いた符号「Ce」、「Cd」 を、以下の説明において、静電容量を表す量記号としても用いる。
[0020] ここで、説明の便宜上、図 2 (b)に示すように、両外部電極部分のキャパシタ Ceを 一つにまとめ、外部電極型ランプ全体の静電容量を Ctとすると、
Ct = (Ce X Cd) / (Ce + Cd)
と表される。
また、外部電極型ランプ全体に印加される電圧を Vt、キャパシタ Ceに印加される電 圧を Ve、キャパシタ Cd (放電媒体）に印加される電圧を Vdとすると、
Vt=Ve +Vd - - - (2)
Vd=Vt X {Ce/ (Ce + Cd) } - - - (3)
の関係が成立する。
[0021] 電圧 Vtを増大させることなく暗黒始動性を良くするために、 Vdを増大させるには、 式（3)から、 Cdを小さくする力 Ceを大きくすればょ 、ことが分かる。
し力しながら、 Cdは両電極間距離に反比例するので、 Cdを小さくするということは 両電極間距離を大きくすることに他ならず、そうした場合には、放電開始電圧の増大 を招来してしまう。
[0022] 一方、 Ceは、ガラス容器の厚みを De、ガラス容器の比誘電率を ε e、外部電極の 実効面積 (外部電極が放電媒体に面して 、る部分の面積)を Seとすると、
Ce = ( ε e X Se) /2De · ' · (4)
で表される。したがって、 ε e、 Seを大きくし Deを小さくすれば、 Ceを大きくすること ができるのである力 むやみに Ceを大きくすると、ランプ点灯中における放電電流が 増大して、過度の温度上昇や発光効率の低下を招いてしまう。
[0023] そこで、本願発明者が鋭意研究を進めた結果、一方の外部電極 (第 1外部電極)と 、当該第 1外部電極と放電媒体との間に存するガラス容器部分とで構成されるキャパ シタを第 1キャパシタとし、他方の外部電極 (第 2外部電極）と、当該第 2外部電極と放 電媒体との間に存するガラス容器部分とで構成されるキャパシタを第 2キャパシタとし 、第 1キャパシタの静電容量を Cl、第 2キャパシタの静電容量を C2とした場合に、従 来 C1と C2が略等しかったのを（C1 ^C2)、 C2よりも C1の方を大きくし（C1 >C2)、 第 1外部電極を点灯回路の高圧側に、第 2外部電極を点灯回路の接地 (GND)側に 接続することにより、ランプ全体に印加する電圧を増大させることなく暗黒始動性を改 善することが可能となることを見出した。
[0024] このことを、図 3を参照しながら説明する。
図 3は、ガラス容器の管軸方向を横軸に、管軸方向における第 1外部電極 ガラス 容器 放電媒体 ガラス容器 第 2外部電極の各部位における電位を縦軸にとつ て描いた電位曲線である。図 3において、従来の外部電極型ランプの電位曲線を破 線で、本発明に係る外部電極型ランプの電位曲線を実線で表して 、る。
[0025] 外部電極型ランプをバックライトユニットの筐体内に設置して用いる場合、ガラス容 器は、当該ユニット内に存する金属フレーム等の近接導体やグランド (GND)ラインと の間で静電容量を有することとなる。したがって、一対の外部電極の内の一方の外部 電極に着目すると (ここでは、第 1外部電極とする）、第 1外部電極に対向するガラス 容器内壁位置における対地電位が高いほど始動に有利となる。
[0026] 第 1外部電極と第 2外部電極との間に印加する電圧の大きさが同じ場合、静電容量 C1を静電容量 C2よりも大きくすることにより、本発明に係る外部電極型ランプの第 1 外部電極に対向するガラス容器内壁部の対地電位 Vbは、従来の外部電極型ランプ の第 1外部電極に対向するガラス容器内壁部の対地電位 Vaよりも高くなる。したがつ て、本発明によれば、外部電極に印加する電圧を増大させることなぐ暗黒始動性を 改善することができる。換言すれば、従来と同等の暗黒始動性が、より低い放電開始 電圧（両外部電極に印加する電圧)で得ることが可能となる。
[0027] ここで、静電容量 C1は、 Cl=( ε lXSl)/dl ·'·(5)
ε 1:第 1外部電極と放電媒体との間に存する誘電体 (ここでは、ガラス 容器のみ）の比誘電率
S1:第 1外部電極の有効面積 (放電媒体に面する部分の面積） dl：上記誘電体の平均厚み
と、静電容量 C2は、
C2=( ε 2XS2)/d2 ·'·(6)
ε 2:第 2外部電極と放電媒体との間に存する誘電体 (ここでは、ガラス 容器のみ）の比誘電率
S2：第 2外部電極の有効面積 (放電媒体に面する部分の面積） d2：上記誘電体の平均厚み
と表される。
[0028] 一般的に ε 1= ε 2となるので、 CI >C2を実現するためには、式（5)、（6)から、 S 1>S2とする力、 dl<d2とすればよい。あるいは、これらを組み合わせてもよい（すな わち、 S1>S2力つ dl<d2としてもよ!/、）。
図 1に示した実施の形態に係る蛍光ランプ 2では、 S1>S2とすることにより C1>C 2を実現し、もって、暗黒始動性を改善することとしたのである。また、蛍光ランプ 2で は、 S1>S2とするのに、外部電極の管軸方向における長さの変更だけでできるので 、外部電極以外は、一般的な構成のものを用いることができるといった利点がある。
[0029] なお、蛍光ランプ 2 (図 1参照）においては、第 1外部電極 6および第 2外部電極 8と 放電媒体との間には、誘電体としてガラス容器 4のみならず保護膜 10も存在する。す なわち、ガラス容器 4のみならず保護膜 10も第 1および第 2キャパシタの構成要素と なる。こで、第 1外部電極と放電媒体との間に存し、少なくともガラス容器 4部分を含 む誘電体部分を第 1誘電体部と定義し、第 2外部電極と放電媒体との間に存し、少な くともガラス容器 4部分を含む誘電体部分を第 2誘電体部と定義することとする。この 定義の下において、上記 dlを第 1誘電体部の平均厚み、上記 d2を第 2誘電体部の 平均厚みとする。
[0030] ここで、本願発明者は、従来の外部電極型ランプにおける、製造上の理由から生じ る CIと C2との間の値のばらつきについて調査した。当該ばらつきの主な原因として
、ガラス容器の厚みのばらつき、および外部電極の管軸方向長さ（この調査において
、「電極長」と称する。）のばらつきが考えられる。
先ず、全長 880mmの外部電極型ランプにおいて両外部電極の存する位置におけ るガラス容器の厚みのばらつきについて、試料ランプを 10本用意して調査した。なお
、当該試料ランプにおけるガラス容器の内径 aの設計値は 2. 90mmであり、外径 の 設計値は 4. 00mmである。
[0031] 一の外部電極部分で構成されるキャパシタの静電容量 Cは、
C = 2 ε L/{ln (b/a) } · ' · (7)
ο
で表されるので、
両外部電極部分における静電容量の比は、電極長 Lが等しければ、式（7)から分 かるように、 In (bZa)の比で表される。
[0032] そこで、各試料ランプについて、両端部のガラス容器部分の内径 aと外径 bを測定し 、その測定値力も In (bZa)を算出した。そして、得られた 2つの算出値の小さい方の 値を大きい方の値で除して、静電容量比（百分率)を求めた。求めた 10個の静電容 量比の平均値 AVGは 98. 9%であり、 3 σ = 2. 75%であった。したがって、ガラス容 器の厚みに起因して、静電容量比は 100%〜96. l % ( =AVG— 3 a )の間でばら つくこととなる。
[0033] また、外部電極をスクリーン印刷によって形成する場合、電極長 Lの公差は ±0. 1 mm程度となる。したがって、電極長 Lの設計値を 20mmとすると、電極長のばらつき に起因する静電容量比のばらつきは、最大で 99. 0 ( = 20. 1/19. 9) %となる。 したがって、ガラス容器の厚みと電極長の両方を考慮した場合の静電容量比は、 1 00%〜95. 1 ( = 96. 1 X 99. 0) %の間でばらつくこととなる。
[0034] すなわち、従来の外部電極型ランプにおいても、 100 >C2ZC1≥95. 1%の範囲 で、 C1の方が C2よりも大きいものが存在することとなる。
そこで、実施の形態における外部電極型ランプの C2ZC1の値は、 95. 0%以下に することが好ましい。この範囲に設定することで、従来の外部電極型ランプよりも、放 電開始電圧を下げることができるからである。すなわち、本実施の形態において、 C1 を C2よりも大きくするとは、 CIと C2を等しくすべく通常に製造した結果得られる外部 電極型ランプにおいて生じる C1と C2の差よりも大きな差を、 C1と C2との間につける ことを意味する。
[0035] C2ZC1の値を小さく設定すればするほど、換言すれば、 C1を C2よりも大きくすれ ばするほど、放電開始電圧を下げる、ないしは、暗黒始動性を良くすることが可能と なる。しかしながら、 C2/C1の値が小さくなるにしたがって、すなわち、 C1と C2の差 が大きくなるに伴って、外部電極型蛍光ランプの管軸方向に輝度が徐々に変化する いわゆる輝度傾斜の度合が大きくなるといった現象が生じる。すなわち、本例の場合 は、大きい静電容量 C1の第 1キャパシタ側力 小さい静電容量 C2の第 2キャパシタ 側に行くほど輝度が低下する。
[0036] そこで、本願発明者は、 C2ZC1を変化させた場合の、始動電圧の降下効果にカロ えて、輝度傾斜の生じる度合を調査すべく試験を行った。
試験に供した外部電極型蛍光ランプ (以下、「試験ランプ」と言う。）は、保護膜 10 ( 図 1)を有して ヽな 、以外は、図 1に示した実施の形態 1に係る蛍光ランプ 2と基本的 に同じ構成をしている。なお、便宜上、図 1に付した符号を試験ランプの説明に用い ることとする。
[0037] 試験ランプの具体的な仕様は以下の通りである。
ガラス容器 4は、ホウケィ酸ガラスカゝらなる。ガラス容器 4の全長は 880mm、外径は 3. Omm、内径は 2. Ommである。
蛍光体膜 12を構成する蛍光体として、赤 YOX、緑 LAP、青 BAMの三種類を用い 、全体として白色発光させることとした。
[0038] ガラス容器 4の内部には、水銀と混合希ガスとが封入されている。混合希ガスは、ネ オンを 95%、アルゴンを 5%とし、 8kPaの圧力で封入されている。
第 1外部電極 6および第 2外部電極 8共に、銅テープ（3M社製、 CU— 35C)をガラ ス容器 4の全周に渡って卷回して形成した。ここで、 C2ZC1の値の異なる試験ラン プを作製すベぐ第 1外部電極 6の幅 W1と第 2外部電極 8の幅 W2の大きさの異なる 組み合わせ力もなる、 4本の下記試験ランプ A, B, C, Dを作製した。
[0039] なお、外部電極は、通常、信頼性確保のため、前述のように銀 (Ag)ペースト膜と鉛 (Pb)フリー半田膜から構成されるが、 C2/C1をパラメータとして初期特性を検討す る本検討では、銅テープを使用しても問題なぐ銅テープは実験を簡便にするために 用いた。重要なのは、第 1外部電極 6と第 2外部電極 8とを同じ外部電極材料とするこ とである。
[0040] 試験ランプ A(C2ZC1 = 100%)： Wl = 30mm、 W2 = 30mm
試験ランプ B (C2ZC1 = 71%)： Wl = 35mm、 W2 = 25mm
試験ランプ C (C2ZC1 = 50%)： Wl =40mm、 W2 = 20mm
試験ランプ D (C2ZC1 = 10%)： Wl = 50mm、 W2 = 10mm
なお、この試験ランプは、上記したように、そのガラス容器 4が長いので、図 1におい て一点鎖線で示すように 2個の点灯回路 16, 18を用い、同図に示すように両外部電 極 6, 8に接続することとした。 2個の点灯回路 16, 18の電圧は、同振幅、同周波数（ 60kHz)である。また、電圧波形は正弦波であり、両点灯回路 16, 18間の位相差を 180° としているので、第 1外部電極 6と第 2外部電極 8の間の電位差は、同様な点 灯回路を 1個用いた場合 (実線で示すような場合)の 2倍となり、対地間電位を上げず にガラス容器 4に印加する電圧を上げることができる。このような回路構成とした場合 でも、第 1および第 2外部電極 6, 8間に印加される高周波交番電圧の半周期におい て、第 1外部電極 6の方が第 2外部電極 8よりも高電位となるので、図 3を用いて説明 したのと同様の理由により、始動電圧の降下効果は得られる。
[0041] 始動電圧の測定の際には、上記 4本の各試験ランプ A、 B, C, Dを暗幕で覆い、当 該喑幕内の照度を 0. 1ルクス以下とした。
始動電圧の測定には、オシロスコープ（レクロイ製、 WavePro7200)を用い、当該 オシロスコープに 1000 : 1の高電圧プローブ（テクトロニクス製、 P6015A)を接続し て測定した。
[0042] また、輝度傾斜の度合を調べるため、ガラス容器 4の第 1外部電極 6側の側端から それぞれ、管軸方向に 147mm、 293mm, 440mm, 587mm, 733mmの 5点の位 置における輝度を、輝度計（トプコンテタノハウス製 BM8)を用いて測定した。そして 、各試験ランプについて測定した 5点における輝度から、（最小値) Z (最大値)を算 出し、この算出値を輝度傾斜の度合を示す指標 (輝度均斉度)とすることとした。輝度 均斉度 (％)の値が小さいほど輝度傾斜の度合が大きぐ逆に、輝度均斉度の値が大 ヽほど輝度傾斜の度合が小さ！/ヽことを示す。
[0043] 試験結果を図 4 (a)に示す。なお、測定結果は、各試験ランプにつき 10回測定した ものの平均の値である。
図 4 (a)において、始動電圧相対値は、試験ランプ A (従来ランプに相当）の始動電 圧の測定値を 100とした場合における各試験ランプ B, C, D (実施例ランプに相当） の始動電圧の測定値の割合を百分率で表したものである。
[0044] 図 4 (a)に基づき、 C2ZC1に対する始動電圧相対値の変化の様子を表すグラフを 図 4 (b)に、同じく輝度均斉度の変化の様子を表すグラフを図 4 (c)に示す。
図 4 (b)から、 C2ZC1の値が小さくなるにしたがって、始動電圧が低下し、暗黒始 動性が良くなることが分かる。一方、図 4 ( から、 C2ZC1の値が小さくなるにしたが つて、輝度均斉度が低くなる (すなわち、輝度傾斜の度合が大きくなる)ことが分かる
[0045] 上記の結果を踏まえると、 C2ZC1は、 95%以下で 43%以上が好ましい。
95%以下とするのは、既述した通り、この範囲に C1と C2の比を設定することにより 、少なくとも、従来の外部電極型ランプよりも放電開始電圧を下げることができるから である。
43%以上とするのは、以下の理由による。すなわち、液晶表示装置のバックライト ユニットの光源として、実施の形態に係る蛍光ランプを使用する場合、一般的に 50% 以上の輝度均斉度が要求される。ここで、 C2ZC1 =43%のときに輝度均斉度は 50 %となり、したがって、 C2ZC1が 43%以上であれば、 50%以上の輝度均斉度を確 保できる力 である。
[0046] さらに、 C2ZC1は、 77%以下が好ましい。 95%以下であれば従来よりも放電開始 電圧を下げることはできるものの、液晶表示装置等の実使用を考慮した場合には、 少なくとも始動電圧相対値を 85%以下とするのが好ましいからである。
(実施の形態 2)
実施の形態 1では、第 1外部電極 6の幅 W1を第 2外部電極 8の幅 W2よりも大きくす ることにより第 1外部電極 6の有効面積を第 2外部電極 8の有効面積よりも大きくして、 CIを C2よりも大きくすることとした (図 1参照)。
[0047] これに対し、実施の形態 2に係る外部電極型蛍光ランプ 20 (以下、「蛍光ランプ 20」 と言う。）では、図 5に示すように、両外部電極 22, 24の幅は同じとし、第 2外部電極 2 4が設けられるガラス容器部分 26Bの径 (周長)よりも第 1外部電極 22が設けられるガ ラス容器部分 26Aの径 (周長)を太く（長く）することによって、第 1外部電極 22の有効 面積を第 2外部電極 24の有効面積よりも大きくすることとした。
[0048] これにより、蛍光ランプにおける管軸方向の発光長が等しければ、実施の形態 1より も、蛍光ランプ全長を短縮することができる。換言すると、蛍光ランプの全長が等しけ れば、実施の形態 1よりも発光長を長くする (発光面積を広げる）ことができる。
なお、図 5に示す蛍光ランプ 20において、実施の形態 1の蛍光ランプ 2と実質的に 同じ構成要素については、同じ符号を付して、その説明については省略する。
(実施の形態 3)
上記実施の形態 1、 2においては、いずれも、第 1外部電極の有効面積を第 2外部 電極の有効面積よりも大きくすることにより、 C1を C2よりも大きくした。
[0049] これに対し、これ以降の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプおいては、第 1外 部電極を含む第 1キャパシタにおける第 1誘電体部の平均厚み dlを、第 2外部電極 を含む第 2キャパシタにおける第 2誘電体部の平均厚み d2よりも相対的に小さくする ことにより、 C1を C2よりも相対的に大きくすることとした。
図 6に示す実施の形態 3に係る外部電極型蛍光ランプ 28 (以下、「蛍光ランプ 28」 と言う。）においては、第 1外部電極 30が設けられるガラス容器部分 34Aの肉厚を第 2外部電極 32が設けられるガラス容器部分 34Bの肉厚よりも薄くすることで、 dlを d2 よりも小さくすることとした。具体的には、ガラス容器 34の全長に渡り内径は略均一と する一方、第 1外部電極 30が設けられるガラス容器部分 34Aの外径を小さくすること とした。なお、蛍光ランプ 28において、実施の形態 1の蛍光ランプ 2と実質的に同じ 構成要素については、同じ符号を付して、その説明については省略する。
[0050] これにより、製造プロセスを大きく変える必要がなぐコストダウンができる。
本願発明者は、実施の形態 3に係る蛍光ランプ 28の実施例ランプを作製して、始 動電圧を測定した。当該実施例ランプは、上記した試験ランプ Aと、第 1外部電極 30 が設けられるガラス容器部分 34Aの外径が異なる以外は、同じ構成である。当該実 施例ランプにおいて、第 1外部電極 30が設けられるガラス容器部分 34Aの外径を 2. 4mmとした。
[0051] 始動開始電圧の測定環境および測定器具等も、上述した試験と同様とした。測定 の結果、実施の形態 3に係る実施例ランプの始動電圧は、 2140[V]であった。すな わち、従来ランプに相当する試験ランプ Aの始動電圧 2850[V] (図 4 (a)参照)よりも 下がることが検証された。
(実施の形態 4)
実施の形態 4に係る外部電極型蛍光ランプ 36 (以下、「蛍光ランプ 36」と言う。）で は、図 7に示すように、蛍光体膜 38を第 2外部電極 32側へ延設することにより、 d2を dlよりも大きくすることとした。蛍光体膜 38の比誘電率は、 3であり、ガラス容器 4の比 誘電率は、 5である。すなわち、蛍光体膜 38の比誘電率は、ガラス容器の比誘電率と 同等かこれ以下なので、 d2を大きくすることによって、 C2を C1よりも小さくすることが できるのである。
[0052] これにより、ランプ外観が対称形となり、従来のノ ックライトユニットの筐体の使用が 可會 になる。
なお、蛍光ランプ 26において、これまで説明したいずれかの実施の形態の蛍光ラ ンプと実質的に同じ構成要素については、同じ符号を付して、その説明については 省略する。
(実施の形態 5)
実施の形態 5に係る外部電極型蛍光ランプ 40 (以下、「蛍光ランプ 40」と言う。）で は、図 8に示すように、第 2外部電極 32に面する部分の保護膜 42の厚みを第 1外部 電極 30に面する部分の保護膜 42の厚みよりも厚くすることにより、 d2を dlよりも大き くして、 C2を C1よりも/ J、さくすることとした。
[0053] これにより、保護膜材料は、通常、蛍光体材料よりも安価なため、実施の形態 4より コストダウンできる。
なお、蛍光ランプ 40において、これまで説明したいずれかの実施の形態の蛍光ラ ンプと実質的に同じ構成要素については、同じ符号を付して、その説明については 省略する。
(実施の形態 6)
実施の形態 6に係る外部電極型蛍光ランプ 44 (以下、「蛍光ランプ 44」と言う。）は、 図 9に示すように、蛍光体膜 12とガラス容器 4の内壁の間に誘電体膜 46を設けた構 成としている。
[0054] 誘電体膜 46を形成する誘電体材料としては、例えば、酸化チタンの微粒子 (比誘 電率 100)を用いることができる。このような材料を用いることにより、当該誘電体膜 46 は、可視光は透過し、紫外光を吸収する性質を有することとなる。その結果、紫外光 がガラス容器 4の外部へ放射されるのを可能な限り防止することができ、もって、蛍光 ランプ 44が設置される機器において当該蛍光ランプ 44の周辺に存する部材の劣化 を防止することが可能となる。
[0055] 蛍光ランプ 44では、誘電体膜 46を第 2外部電極 32側へ延設することにより、 d2を d 1よりも大きくすることとした。誘電体膜 46の比誘電率は、上記したように、ガラス容器 の比誘電率と同等かこれ以下なので、 d2を大きくすることによって、 C2を C1よりも小 さくすることができるのである。
また、誘電体膜 46を形成する誘電体材料としては、例えば、酸ィ匕アルミニウムの微 粒子 (比誘電率 8. 5)を用いることとしても構わない。このような材料を用いることによ り、当該誘電体膜 46は、可視光は透過し、紫外光は反射する性質を有することとなる 。その結果、紫外光がガラス容器 4に吸収されることなぐ効率よく蛍光体膜 12で可 視光に変換されるので、可視光の輝度を向上することが可能となる。
[0056] なお、蛍光ランプ 44にお 、て、これまで説明した 、ずれかの実施の形態の蛍光ラ ンプと実質的に同じ構成要素については、同じ符号を付して、その説明については 省略する。
(実施の形態 7)
実施の形態 7に係る外部電極型蛍光ランプ 48 (以下、「蛍光ランプ 48」と言う。）は、 図 10に示すように、蛍光体膜 12と放電媒体 (不図示)との間に誘電体膜 50を設けた 構成としている。
[0057] 誘電体膜 50を形成する誘電体材料としては、例えば、石英ガラス (比誘電率 3)を 用いることができる。このような材料を用いることにより、当該誘電体膜 50は、可視光 と紫外光を透過し、プラズマカゝら蛍光体膜 12を保護する性質を有することとなる。そ の結果、蛍光体膜 12が放電プラズマにさらされて劣化するのを可能な限り防止する ことができる。
[0058] 蛍光ランプ 48では、誘電体膜 50を第 2外部電極 32側へ延設することにより、 d2を d 1よりも大きくすることとした。誘電体膜 50の比誘電率は、上記したように、ガラス容器 の比誘電率と同等かこれ以下なので、 d2を大きくすることによって、 C2を C1よりも小 さくすることができるのである。
なお、蛍光ランプ 48において、これまで説明したいずれかの実施の形態の蛍光ラ ンプと実質的に同じ構成要素については、同じ符号を付して、その説明については 省略する。
(実施の形態 8)
実施の形態 8に係る外部電極型蛍光ランプ 52 (以下、「蛍光ランプ 52」と言う。）で は、図 11に示すように、第 2外部電極 32とガラス容器 4の外周との間に誘電体膜 54 を設けて、 d2を dlよりも大きくすることとした。誘電体膜 54を形成する材料には、誘 電体ペースト (旭硝子製）（比誘電率 8〜 12)から成るガラスペーストを用いることがで きる。
[0059] これにより、誘電体ペーストの厚み、材料を変えることは容易なので、 C2ZC1の値 を自由に変化させることが可能となる。
なお、蛍光ランプ 52において、これまで説明したいずれかの実施の形態の蛍光ラ ンプと実質的に同じ構成要素については、同じ符号を付して、その説明については 省略する。
(実施の形態 9)
次に、上記実施の形態に係る蛍光ランプを、ノ ックライトユニットの光源として用い た例を示す。実施の形態 1〜8および後述する実施の形態 10〜14のいずれの蛍光 ランプを用いても構わないのである力 ここでは、実施の形態 1に係る蛍光ランプ 2 ( 図 1)を用いて説明する。
[0060] 図 12は、直下方式のバックライトユニット 56の概略構成を示す斜視図である。なお 、図 12は、後述する集光板 64を破断した図である。ノ ックライトユニット 56は、 LCD ( 液晶表示)パネル（図 12では不図示）の背面に配されて用 、られ、 LCD装置を構成 するものである。
ノ ックライトユニット 56は、長方形をした反射板 58と当該反射板 58を囲む側板 60と 反射板 58と平行に設けられた集光板 64とからなる外囲器 62を有する。反射板 58と 側板 60は共に PET (ポリエチレンテレフタレート)榭脂からなる板材の一方の主表面 (外囲器 62として組み立てられた際に内側となる面）に銀などを蒸着した反射膜 (不 図示）が形成されているものである。なお、反射板 58と側板 60は、例えば、アルミ-ゥ ムゃ冷間圧延材 (例えば、 SPCC)等の金属材料で構成してもよい。反射膜について は、ポリエチレンテレフタレート樹脂に炭酸カルシウム、二酸ィ匕チタン等を添加するこ とにより形成してもよい。こうすることにより、さらに反射率が高まる。
[0061] 集光板 64は、反射板 58側から順に、光拡散板 66、光拡散シート 68、およびレンズ シート 70が積層されてなるものである。光拡散板 66は、例えばポリメタクリル酸メチル (PMMA)榭脂製の板状体であって、筐体の開口部を塞ぐように配置されている。拡 散シート 68は、例えばポリエステル榭脂製である。レンズシート 70は、例えばアクリル 系榭脂とポリエステル榭脂の貼り合せである。
[0062] 外囲器 62内には、複数本 (本例では 16本)の蛍光ランプ 2が、反射板 58の長辺と 平行に短辺方向に等間隔で収納されている。また、これらの蛍光ランプ 2は、不図示 の配線部材によって、電気的に並列に接続されている。なお、上述した輝度傾斜を 考慮した場合、隣接する蛍光ランプ 2同士間で、第 1外部電極 6と第 2外部電極 8が 反対向きとなるように、複数本の蛍光ランプ 2を配置するようにしても構わない。このよ うにすることによって、ノ ックライトユニット 56全体での輝度均斉度を良くすることがで きる。
[0063] 図 13は、バックライトユニット 56を、 16本の蛍光ランプ 2を点灯させるための点灯回 路ユニットであるインバータ 72を含めて示すブロック図である。
インバータ 72は、商用電源 74からの 50Z60Hzの交流電力を高周波電力（例えば 、前記したように 60kHz)に変換して、蛍光ランプ 2に給電する。なお、言うまでも無く 、インバータ 72の高圧側が第 1外部電極 6に接続され、接地側が第 2外部電極 8に接 続されている。
[0064] 図 14を参照しながら、蛍光ランプ 2のバックライトユニットにおける外囲器 62への取 付構造について説明する。図 14に示す外囲器 62は、図 12に示したバックライトュニ ット 56におけるもの同じものであり、図 14は、蛍光ランプの取付構造の詳細を表した 図である。
反射板 58上面に、ばね性を有する金属板が屈曲加工されてなるコネクタ 84が立設 されている。蛍光ランプ 2は、その両端の第 1および第 2外部電極 6, 8を対応するコ ネクタ 84に嵌込むことによって、外囲器 62に取付られる。このようなコネクタ 84を設け ることによって、蛍光ランプ 2は、外囲器 62 (コネクタ 84に対して)着脱自在となる。
[0065] 従来のバックライトユニットにおいて、集光板力 放出される光は、一般的に、蛍光 ランプの長手方向において、中央部がもっとも輝度が高く両端部に近くなるにしたが つて徐々に低下する。すなわち、集光板面上の輝度に不均一が生じている。
上記実施の形態に係る蛍光ランプ 2では、上述したように第 1外部電極 6から第 2外 部電極 8に向力つて輝度が徐々に低下する輝度傾斜が生じる（逆に言うと、第 2外部 電極 8から第 1外部電極 6に向力つて輝度が徐々に上昇する)。そこで、この性質を利 用して、集光板面上の輝度の不均一を緩和することができる。
[0066] 具体的には、図 15に示すように蛍光ランプ 2 (実施の形態 1)を外囲器 86内に配す ることによって、集光板面上の輝度の不均一を緩和することができる。すなわち、蛍 光ランプ 2を左右 (X軸方向） 2列に配する。そして、符号 88で示す右列の各蛍光ラン プ 2については、第 1外部電極 6が右側 (反射板 92の右端部側）に、第 2外部電極 8 が左側 (反射板 92の中央部側）になるように配し、一方、符号 90で示す左列の各蛍 光ランプ 2については、第 1外部電極 6が左側 (反射板 92の左端部側）に、第 2外部 電極 8が右側 (反射板 92の中央部側）になるように配するのである。
[0067] 図 15に示すように蛍光ランプ 2を配置した場合における、 C2ZC1は、 95%以下で 70%以上が好ましい。
95%以下とするのは、上述したように、従来の外部電極型ランプよりも放電開始電 圧を下げることができるカゝらである。
70%以上とするのは、以下の理由による。いくら上記のように配置したとしても、 C2 ZC1が 70%を下回ると、今度は、蛍光ランプの長手方向（水平方向）において、集 光板の中央部よりも両端部の輝度が高くなつてしまう。すなわち、ノ ックライトユニット における輝度分布の傾向が従来のものと逆転してしまい、これが原因で、ユーザが違 和感を覚える力 である。
[0068] 次に、バックライトユニット 56を、液晶表示装置の一例として示す液晶テレビに用い た例を示す。
図 16は、当該液晶テレビ 76を、その前面の一部を切り欠いた状態で示す図である 。図 16に示す液晶テレビ 76は、液晶表示パネル 78およびバックライトユニット 56等 を備える。
[0069] 液晶表示パネル 78は、カラーフィルター基板、液晶、 TFT基板等力もなり、外部か らの画像信号に基づき、駆動モジュール (不図示)で駆動されて、カラー画像を形成 する。
ノ ックライトユニット 56の外囲器 62は、液晶表示パネル 78の背面に設けられ、背面 力も液晶表示パネル 78を照射する。
[0070] インバータ 72は、例えば、液晶テレビ 76の筐体 80内であって、外囲器 62の外に配 されている。
次に、外部電極の端部付近の形状の工夫によって、外部電極とガラス容器との間 の放電をさらに効果的に抑制した外部電極型蛍光ランプを、実施の形態 10〜14に 基づいて説明する。
(実施の形態 10)
図 17 (a)は、実施の形態 10に係る外部電極型蛍光ランプ 100 (以下、「蛍光ランプ 100」と言う。）の全体を示す図であり、図 17 (b)は、一端部部分の拡大縦断面図で ある。
[0071] 蛍光ランプ 100は、外部電極の端部付近の形状以外は、実施の形態 1の蛍光ラン プ 2 (図 1)と、基本的に同様の構成を有している。すなわち、蛍光ランプ 100は、ガラ ス容器 4の両端部分外周に、それぞれ、第 1外部電極 102と第 2外部電極 104とが形 成された構成を有している。
また、第 1外部電極 102は、蛍光ランプ 2 (図 1)の第 1外部電極 6と同様、銀 (Ag)ぺ 一スト膜からなる第 1電極層 106と鉛 (Pb)フリー半田膜からなる第 2電極層 108とか らなる 2層構造を有している（図 1では不図示)。すなわち、第 1外部電極 102は、ガラ ス容器 4の外面に被着された 2層構造の膜状をして ヽる。
[0072] ここで、図 17 (b)に示すように、第 1外部電極 102の管軸 XI方向両端部付近の厚 み (膜厚）が当該端部 102A, 102Bに向力つて滑らかに漸減している。換言すると、 第 1外部電極 102の端部は角張っていない。外部電極の端部が角張っていると、当 該角部頂部およびその近傍とガラス容器 4表面との間で放電が起こり易ぐこれが原 因でオゾンが発生するおそれがある。そこで、本実施の形態では、第 1外部電極 102 の端部付近の厚みが当該端部に向かって滑らかに漸減するような形状とすることによ り、前記放電を効果的に抑制して、オゾンの発生を防止することとしている。
[0073] また、第 2外部電極 104も、第 1外部電極 102と同様、管軸 XI方向両端部付近の 厚みが当該端部 102A, 102Bに向力つて滑らかに漸減している形状を有している。 図 18は、図 17における A部詳細図である。当該詳細図に示す縦断面において、外 部電極 102の端部 102Bと外部電極 102の厚み減少の開始点 102Cとを結ぶ直線 Q と、ガラス容器 4の外周面とがなす角度 Rが 5〜45度の範囲にあることが好ましい。ォ ゾンが発生し難ぐまた、外部電極 102, 104がガラスバルブ 102から剥離し難いから である。
[0074] なお、図 17、図 18に示す蛍光ランプにおいて、実施の形態 1の蛍光ランプ 2と実質 的に同じ構成要素については、同じ符号を付して、その説明については省略する。 (実施の形態 11)
図 19に、実施の形態 11に係る外部電極型蛍光ランプ 110 (以下、「蛍光ランプ 11 0」と言う。）の第 1外部電極 112側端部部分の縦断面図を示す。第 1外部電極 112は 、実施の形態 10の第 1外部電極 102 (図 12 (b) )と同様、第 1電極層 114と第 2電極 層 116とからなる 2層構造を有して 、る。
[0075] 蛍光ランプ 110では、第 1および第 2外部電極が形成されているガラス容器 118の 外周面部分が粗面化されている (第 2外部電極部分については不図示)。粗面化さ れていること以外、蛍光ランプ 110は、実施の形態 10の蛍光ランプ 100 (図 17)と同 様の構成である。 粗面化するのは、外部電極 (特に、第 1電極層 114)のガラス容器 118表面に対す る固着性を高めるためである。なお、この粗面化は、第 1電極層 114の形成前に、サ ンドブラストによってなされる。また、粗面化後の表面粗さは 1〜3 /ζ πι程度である。サ ンドブラストによって、ガラス容器 118外周面が削られるとはいえ、その表面粗さは前 記のように極めて小さぐ外径の変ィ匕も極僅かである。したがって、当該粗面化処理 による当該外部電極部分の静電容量の変化はほとんど無視できるほどであると考え られる。よって、誘電体の平均厚み (ガラス容器 118の厚み）には、当該粗面化処理 による厚みの減少は、考慮しないこととする。
(実施の形態 12)
図 20に、実施の形態 12に係る外部電極型蛍光ランプ 120 (以下、「蛍光ランプ 12 0」と言う。 )の第 1外部電極 122側端部部分の縦断面図を示す。
[0076] 第 1外部電極 122は、実施の形態 10の蛍光ランプ 100 (図 17)と同様、第 1電極層 124と第 2電極層 126とからなる 2層構造を有している。ただし、蛍光ランプ 120では 、外部電極がガラス容器 4の端部まで回りこんで (端部をも覆うように）、全体的にキヤ ップ状 (有底筒状)をしている点が、蛍光ランプ 100 (図 17)と異なる。その他の構成 は、蛍光ランプ 100と同様なので、その説明については省略する。なお、図示は省略 するが、蛍光ランプ 120の第 2外部電極も第 1外部電極 122と同様、全体的にキヤッ プ状 (有底筒状)をしている。
[0077] 上記のような形状をした第 1外部電極 122部分における静電容量 (式（5) )を算出 する際の第 1外部電極 122の有効面積は、管軸 XI方向における W3で示す範囲の 面積となる。 W3は、管軸 XI方向において第 1外部電極 122が形成されている領域 の内、ガラス容器 4の厚み (外径と内径との差の半分の大きさ）が略一定である範囲 である。この範囲に対応するガラス容器 122の内壁（内周面)部分にぉ 、て専ら放電 が生じるからである。なお、 W3の管軸 X方向の長さは、式（7)において、外部電極部 分で構成されるキャパシタの静電容量 Cを算出する際の電極長 Lに該当する。
[0078] また、言うまでもなぐ実施の形態 12に係る蛍光ランプ 120において、第 1外部電極 122の有効面積よりも第 2外部電極 (不図示)の有効面積の方が小さく設定されてい る。 (実施の形態 13)
図 21に、実施の形態 13に係る外部電極型蛍光ランプ 130 (以下、「蛍光ランプ 13 0」と言う。 )の第 1外部電極 132側端部部分の縦断面図を示す。
[0079] 蛍光ランプ 130では、第 1電極層 134と第 2電極層 136と力もなる第 1外部電極 132 が形成されているガラス容器 138の外周面部分を、実施の形態 11の蛍光ランプ 110 (図 19)と同様に粗面化している。粗面化したこと以外は、実施の形態 12に係る蛍光 ランプ 120 (図 20)と同様である。
(実施の形態 14)
図 22 (a)に実施の形態 14に係る外部電極型蛍光ランプ 140 (以下、「蛍光ランプ 1 40」と言う。）の全体図を示す。図 22 (b)、（c)、（d)に示すのは、それぞれ図 22 (a) における Ε·Ε線、 F'F線、 G'G線に沿って切断した断面図である。なお、図 22 (b)、 (c)、（d)は、局部断面図であって、その切断面のみを表し背景に現れる部分の図示 については省略している。
[0080] 蛍光ランプ 140は、ガラス容器 142を有する。ガラス容器 142は、筒状をしたガラス 管の両端部が気密封止されてなるものである。ガラス容器 142には、実施の形態 1の ものと同様のガラス材料が用いられる。ガラス容器 142の両端部部分の横断面は、図 22 (b) , (d)に示すように円形状であり（以下、この部分をガラス容器 142における「 円筒部」と称する。）、両円筒部で挟まれた中央部部分の横断面は、図 22 (c)に示す ように、楕円形状である（以下、この部分をガラス容器 142における「扁平部」と称する 。すなわち、ガラス容器 142は、扁平部の両側に円筒部が連設された構成を有して いる。なお、「扁平部」は、楕円形状以外にも、例えば、競争路形状 (トラック状)等の 角丸形状のような略扁平形状であってもよい。
[0081] ガラス容器 142の扁平部内周面には、蛍光体膜 144が形成されている。蛍光体膜 144は、実施の形態 1と同様の蛍光体で構成することができる。
ガラス容器 142の一方の円筒部外周には、第 1外部電極 146が形成されており、他 方の円筒部外周には、第 2外部電極 148が形成されている。第 1外部電極 146は、 第 1電極層 150と第 2電極層 152とからなる 2層構造をしており、第 2外部電極 148も 、第 1電極層 154と第 2電極層 156とからなる 2層構造を有している。第 1電極層 150 , 154および第 2電極層 152, 156は、実施の形態 1と同様の材料で形成することが できる。
[0082] なお、上記実施の形態 14では、外部電極を設けるガラス容器部分を円筒形に形成 したが、楕円形状や略扁平形状としても構わない。すなわち、ガラス容器をその全長 に渡り、横断面を楕円形状や略扁平形状としても構わない。
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきた力 本発明は、上記した形態 に限らないことは勿論であり、例えば、以下のような形態とすることもできる。
(1)上記実施の形態では、本発明を外部電極型蛍光ランプに適用した例を用いて説 明したが、本発明は、蛍光ランプに限らず、外部電極型紫外線ランプに適用すること も可能である。すなわち、上記実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプの構成から 蛍光体膜を除去し (蛍光体膜を形成しないこととし)、外部電極型紫外線ランプとして 構成しても構わない。紫外線ランプは、紫外線を被照射物に照射し、当該被照射物 の殺菌等に用いられる。
(2)上記実施の形態では、ガラス容器は直管状としたが、ガラス容器の形状はこれに 限らず、 L字状、 U字状その他の公知の形状とすることができる。
(3)上記実施の形態では、外部電極を銀 (Ag)ペースト膜と鉛 (Pb)フリー半田膜との 二層で構成したり、金属テープで構成したりしたが、外部電極の構成はこれらに限ら れない。例えば、図 23に示すように、金属板を、ガラス容器 4の外形に適合するよう に円筒形に丸め、これをガラス容器 4の端部部分に嵌めて、外部電極 82としても構 わない。このような外部電極とすることにより、上記実施の形態の外部電極と比較して 嵌め込み等による剥離に強くなる。
[0083] また、外部電極は一層のみで構成することとしても構わない。この場合に外部電極 を形成する半田材料としては、スズ、スズとインジウムの合金、スズとビスマスの合金 のいずれかを主成分とするものを用いることができる。また、ガラス容器との固着性の 観点から、アンチモン、亜鉛、アルミニウムの内の少なくとも一つを添加剤として含有 させることが好ましい。さらに、ガラス容器表面との濡れ性の観点から、アンチモン又 は亜鉛を添加剤として含有させることが好まし 、。
(4)上記実施の形態では、 C1を C2よりも大きくするのに、両外部電極の有効面積に 差をもたせたり、第 1誘電体部と第 2誘電体部の平均厚み (dl、 d2)に差を持たせたり した。しかしながら、これに限らず、第 1誘電体部と第 2誘電体部の比誘電率に差をも たせることとしても構わない。すなわち、第 1誘電体部の比誘電率を第 2誘電体部の 比誘電率よりも大きくすることにより、 C1を C2よりも大きくすることとしても構わない。
[0084] 具体的には、例えば、第 1外部電極とガラス容器外周との間に誘電体ペースト (比 誘電率 8〜12)からなる第 1誘電体膜を設け、第 2外部電極とガラス容器外周との間 に石英ガラス (比誘電率 3)力 なる第 2誘電体膜を設けることとしても構わな 、。また 、第 1および第 2誘電体膜は、上記の位置に限らず、ガラス容器内周側に形成するこ ととしてもよ 、。
(5)上記実施の形態 1〜8に係る外部電極型蛍光ランプにおいても、実施の形態 10 〜14に係る外部電極型蛍光ランプと同様に、外部電極の端部付近の形状を当該端 部に向力つてその厚みが漸減するようなものとしても構わない。
[0085] 上記実施の形態 1〜8に係る外部電極型蛍光ランプにおいても、実施の形態 11, 1 3に係る外部電極型蛍光ランプ（図 19,図 21)と同様に、外部電極が形成されている ガラス容器の外周面部分を粗面化することとしても構わない。
上記実施の形態 1〜8に係る外部電極型蛍光ランプにおいても、実施の形態 12, 1 3, 14に係る外部電極型蛍光ランプ（図 20,図 21,図 22)と同様に、外部電極をガラ ス容器の端部まで回りこませた (端部をも覆うようにした）、全体的にキャップ状 (有底 筒状）に形成しても構わない。
(6)ガラス容器の材料としては、前記したように、種々のものを用いることができるので あるが、ソーダガラス、鉛ガラス、鉛フリーガラスを用いた場合には、暗黒始動性が改 善できる。すなわち、上掲したようなガラスは、酸化ナトリウム (Na O)に代表されるァ
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ルカリ金属酸化物を多く含み、例えば、酸ィ匕ナトリウムの場合はナトリウム (Na)成分 が時間の経過とともにガラス容器の内面に溶出する。ナトリウムは電気陰性度が低い ため、（保護膜の形成されていない)ガラス容器の内側端部に溶出したナトリウムが、 暗黒始動性の向上に寄与するものと思われるからである。
[0086] 特に、外部電極をガラス容器の端部外周面をも覆うように形成した実施の形態 12, 13, 14 (020,図 21、図 22)では、ガラス容器の材料におけるアルカリ金属酸ィ匕物 の含有率は、 3[mol%]以上 20[mol%]以下が好まし 、。
例えば、アルカリ金属酸ィ匕物が酸ィ匕ナトリウムの場合、その含有率は、 5[mol%]以 上 20[mol%]以下が好ましい。 5[mol%]未満であると暗黒始動時間が 1 [秒]を超える 確率が高くなり（換言すると、 5[mol%]以上であれば暗黒始動時間が 1 [秒]以内にな る確率が高くなり）、 20[mol%]を超えると、長時間の使用によりガラス容器が黒 (茶褐 色)化または白色化して輝度の低下を招いたり、ガラス容器の強度が低下したりする などの問題が生じる力 である。
[0087] また、自然環境保護を考慮した場合、鉛フリーガラスを用いるのが好ま 、。ただ、 鉛フリーガラスといえども、製造過程で不純物として鉛を含んでしまう場合がある。そ こで、 0. l[Wt%]以下と ヽつた不純物レベルで鉛を含有するガラスも鉛フリーガラスと 定義することとする。
また、ガラスに遷移金属の酸ィ匕物をその種類によって所定量をドープすることにより 254[nm]や 313[nm]の紫外線を吸収することができる。具体的には、例えば酸化チ タン (TiO )の場合は、組成比率 0.05[mol%]以上ドープすることにより 254[nm]の紫
2
外線を吸収し、組成比率 2[mol%]以上ドープすることにより 313[nm]の紫外線を吸 収することができる。ただし、酸ィ匕チタンを組成比率 5.0[mol%]より多くドープした場 合には、ガラスが失透してしまうため、組成比率 O.05[mol%]以上 5.0[mol%]以下の 範囲でドープすることが好まし 、。
[0088] また、酸化セリウム（CeO )の場合は、組成比率 0.05[mol%]以上ドープすることに
2
より 254[nm]の紫外線を吸収することができる。ただし、酸化セリウムを組成比率 0.5[ mol%]より多くドープした場合には、ガラスが着色してしまうため、酸ィ匕セリウムを組成 比率 0.05[mol%]以上 0.5[mol%]以下の範囲でドープすることが好ましい。なお、酸 化セリウムに代えて酸化スズ (SnO)をドープすることにより、酸ィ匕セリウムによるガラス の着色を抑えることができるため、酸ィ匕セリウムを糸且成比率 5.0[mol%]以下までドー プすることができる。この場合、酸ィ匕セリウムを組成比率 0.5[mol%]以上ドープすれば 313[nm]の紫外線を吸収することができる。ただし、この場合においても酸ィ匕セリウ ムを組成比率が 5.0[mol%]より多くドープした場合には、ガラスが失透してしまう。
[0089] また、酸化亜鉛 (ZnO)の場合は、組成比率 2.0[mol%]以上ドープすることにより 25 4[nm]の紫外線を吸収することができる。ただし、酸化亜鉛を組成比率 2.0[mol%]よ り多くドープした場合、ガラスが失透してしまうおそれがあるため、酸ィ匕亜鉛を 2.0[mol %]以上 20[mol%]以下の範囲でドープすることが好ましい。
また、酸化鉄 (Fe O )の場合は、組成比率 O.01[mol%]以上ドープすることにより 2
2 3
54[nm]の紫外線を吸収することができる。ただし、酸ィ匕鉄を組成比率 2.0[mol%]より 多くドープした場合には、ガラスが着色してしまうため、酸ィ匕鉄を組成比率 O.01[mol %]以上 2.0[mol%]以下の範囲でドープすることが好ましい。
[0090] また、ガラス中の水分含有量を示す赤外線透過率係数は、 0.3以上 1.2以下の範 囲、特に 0.4以上 0.8以下の範囲となるように調整することが好ましい。赤外線透過係 数が 1.2以下であれば、外部電極型蛍光ランプ (EEFL)や長尺の冷陰極蛍光ランプ 等の高電圧印力!]ランプに適用可能な低い誘電正接を得やすくなり、 0.8以下であれ ば誘電正接が十分に小さくなつて、さらに高電圧印カロランプに適用可能となる。
[0091] なお、赤外線透過係数 (X)は、下式で表すことができる。
X= (log (a/b) ) /t
a: 3840[cm- 1]付近の極小点の透過率 [%]
b： 3564[cm— 1]付近の極小点の透過率 [%]
t:ガラスの厚み
(7)蛍光体膜を構成する蛍光体は前記したものに限定されない。例えば、赤色蛍光 体 (YVO :Eu3+)、緑色蛍光体（BaMg Al O ： Eu2+, Mn2+)、青色蛍光体（Ba
4 2 16 27
Mg Al O ： Eu2+)等のように 313[nm]の紫外線を吸収する蛍光体が含まれてい
2 16 27
てもよい。上記のように 313[nm]の紫外線を吸収する蛍光体を蛍光体の総重量の 5 0[Wt%]以上含む場合には、 313[nm]の紫外線がランプの外部に漏れ出るのをほと んど防止することができ、蛍光ランプをバックライトユニット（図 12)に搭載した場合、 集光板 64 (66, 68, 70)に用いる榭脂等が紫外線により劣化することを防止すること ができる。特に拡散板 66 (図 12)としてポリカーボネート (PC)榭脂を用いた場合には 、アクリル榭脂を用いた場合よりも 313[nm]の紫外線により劣化 ·変色する等の影響 を受けやすい。よって、 313[nm]の紫外線を吸収する蛍光体を蛍光体層に含む場 合には、 PC榭脂の拡散板を用いたバックライトユニットの場合でもノ ックライトユニット としての特性を長時間維持することができる。
[0092] ここで、「313[nm]の紫外線を吸収する」とは、 254[nm]付近の励起波長スペクトル
(励起波長スペクトルとは、蛍光体を波長変化させながら励起発光させ、励起波長と 発光強度をプロットしたものである。）の強度を 100[%]としたときに、 313[nm]の励起 発光スペクトルの強度が 80[%]以上のものと定義する。すなわち 313[nm]の紫外線 を吸収する蛍光体とは、 313[nm]の紫外線を吸収して可視光に変換できる蛍光体で ある。
[0093] なお、波長 313[nm]の紫外線を吸収する蛍光体の例は次の通りである。
(0青色蛍光体
BaMg Al O ： Eu2+、 Sr (PO ) C ： Eu2+、 (Sr, Ca, Ba) (PO ) C： E
2 16 27 10 4 6 12 10 4 6 2 u2+、 Ba Sr Eu Mg Mn Al O (但し、 x, y, ziまそれぞれ 0≤x≤0.4、 0.
1 -x-y x y 1 -z z 10 17
07≤y≤0.25, 0.1≤z≤0.6なる条件を満たす数であり、 zは 0.4≤z≤0.5であること が特に好ましい。 )
GO緑色蛍光体
BaMg Al O ： Eu2+, Mn2+、 MgGa O : Mn2+、 CeMgAl O ： Tb3+
2 16 27 2 4 11 19
(m)赤色蛍光体
YVO： Eu3+、 YVO： Dy3+ (緑と赤の発光）
4 4
なお、一種類の発光色に対して、異なる化合物の蛍光体を混合して用いるとしても よい。
例えば、青色に BAMのみ、緑色に LAP (313[nm]を吸収しない。）と BAM : Mn2+、 赤色に YOX(313[nm]を吸収しない。）と YVO： Eu3+の蛍光体を用いても構わない
4
。このような場合においては、前述のように波長 313[nm]を吸収する蛍光体力 総重 量組成比率で 50%より大きくなるように調整することで、確実に紫外線がガラス容器 外部に漏れ出ることを防止することができる。
産業上の利用可能性
[0094] 本発明に係る外部電極型ランプは、例えば、外来光の乏しい環境下で用いられる、 ノ ックライトユニット等の光源として好適に利用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 内部に放電媒体が封入されている放電容器と、
前記放電容器外部に配された第 1および第 2の外部電極と、
を有する外部電極型ランプであって、
前記第 1の外部電極と、当該第 1の外部電極と前記放電媒体の間に存する前記放 電容器部分を含む第 1の誘電体部とで構成される第 1のキャパシタの静電容量が、 前記第 2の外部電極と、当該第 2の外部電極と前記放電媒体の間に存する前記放 電容器部分を含む第 2の誘電体部とで構成される第 2のキャパシタの静電容量よりも 大き!/、ことを特徴とする外部電極型ランプ。
[2] 前記第 1の外部電極の前記放電媒体に面する部分の面積を前記第 2の外部電極 の前記放電媒体に面する部分の面積よりも広くすることにより、前記第 1のキャパシタ の静電容量を前記第 2のキャパシタの静電容量よりも大きくしたことを特徴とする請求 項 1記載の外部電極型ランプ。
[3] 前記放電容器は管状をしており、
前記第 1および前記第 2の外部電極は、前記放電媒体の管軸方向の異なる位置の 外周を取り囲むように配されて ヽて、
前記第 1の外部電極の管軸方向における長さを前記第 2の外部電極の管軸方向に おける長さよりも長くしたことを特徴とする請求項 2記載の外部電極型ランプ。
[4] 前記放電容器は管状をしており、
前記第 1および前記第 2の外部電極は、前記放電容器の管軸方向の異なる位置の 外周を取り囲むように配されて ヽて、
前記第 1の外部電極が配されている放電容器部分の周長の方が前記第 2の外部 電極が配されて!ヽる放電容器部分の周長よりも長!ヽことを特徴とする請求項 2記載の 外部電極型ランプ。
[5] 前記第 2の誘電体部の厚みを前記第 1の誘電体部の厚みよりも相対的に大きくする ことにより、前記第 1のキャパシタの静電容量を前記第 2のキャパシタの静電容量より も大きくしたことを特徴とする請求項 1記載の外部電極型ランプ。
[6] 前記第 1の外部電極が配されて!、る放電容器部分の厚みが前記第 2の外部電極 が配されている放電容器部分の厚みよりも相対的に小さいことを特徴とする請求項 5 記載の外部電極型ランプ。
[7] 放電容器内側の少なくとも第 1の外部電極と第 2の外部電極に対向する領域には、 保護膜が設けられていて、
前記第 2の外部電極に対向し前記第 2の誘電体部の一部を構成する保護膜部分 の厚みの方が、前記第 1の外部電極に対向し前記第 1の誘電体部の一部を構成す る保護膜部分の厚みよりも大きいことを特徴とする請求項 5記載の外部電極型ランプ
[8] 前記第 2の誘電体部は誘電体膜を含み、当該第 2の誘電体部は、少なくとも当該誘 電体膜の膜厚分、前記第 1の誘電体部よりも厚みが大きいことを特徴とする請求項 5 記載の外部電極型ランプ。
[9] 前記誘電体膜は、前記放電容器内側に設けられた蛍光体膜の一部力もなることを 特徴とする請求項 8記載の外部電極型ランプ。
[10] 前記誘電体膜が、前記放電容器内側に設けられていることを特徴とする請求項 8 記載の外部電極型ランプ。
[11] 前記誘電体膜が、前記第 2の外部電極と前記放電容器外面との間に設けられて ヽ ることを特徴とする請求項 8記載の外部電極型ランプ。
[12] 前記第 1の誘電体部の比誘電率を前記第 2の誘電体部の比誘電率よりも大きくす ることにより、前記第 1のキャパシタの静電容量を前記第 2のキャパシタの静電容量よ りも大きくしたことを特徴とする請求項 1記載の外部電極型ランプ。
[13] 前記第 1のキャパシタの静電容量を前記第 2のキャパシタの静電容量で除した百分 率の値が、 95%以下 43%以上であることを特徴とする請求項 1記載の外部電極型ラ ンプ。
[14] 前記第 1のキャパシタの静電容量を前記第 2のキャパシタの静電容量で除した百分 率の値が、 77%以下 43%以上であることを特徴とする請求項 1記載の外部電極型ラ ンプ。
[15] 前記第 1および第 2の外部電極は、前記放電容器の外面に被着された膜状をして おり、各々の外部電極は、その端部付近の厚みが当該端部に向力つて滑らかに漸 減していることを特徴とする請求項 1記載の外部電極型ランプ。
[16] 前記外部電極の端部と前記外部電極の厚み減少の開始点とを結ぶ直線と、放電 容器の外周面とのなす角度が 5度〜 45度の範囲内にあることを特徴とする請求項 15 記載の外部電極型ランプ。
[17] 前記第 1および第 2の外部電極は、前記放電容器の外面に被着された膜状をして おり、当該被着領域の少なくとも一部の放電容器外面に粗面化処理が施されている ことを特徴とする請求項 1記載の外部電極型ランプ。
[18] 前記放電容器が、アルカリ金属を含有率 3mol%〜20mol%の範囲で含むガラス材 料からなることを特徴とする請求項 1記載の外部電極型ランプ。
[19] 請求項 1に記載の外部電極型ランプと、
前記第 1および第 2の外部電極間に交番電圧を印加する点灯回路ユニットであつ て、当該交番電圧の少なくとも半周期において、前記第 1の外部電極の方が前記第
2の外部電極よりも高電位となる電圧を第 1および第 2の外部電極に印加する点灯回 路ユニットと、
を備えたことを特徴とするバックライトユニット。
[20] 前記バックライトユニットは、複数本の前記外部電極型ランプを収納する外囲器を 有し、
液晶ディスプレイパネルと、
前記外囲器が前記液晶ディスプレイパネルの背面に配されて 、る請求項 19記載 のノ ックライトユニットと、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
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