(57)【要約】【課題】細管状の管体の両端側にそれぞれ電極部を備えた構成の放電管を用いる場合であっても、細長い放電管の輝度を安定させて高品質の画像を表示可能とする放電管、該放電管を用いた光源装置および表示装置を提供する。【解決手段】細管状の管体２に水銀を封入し、管体の両端側にそれぞれ高圧側電極３と低圧側電極４を備え、前記高圧側電極の電極長さＨ２と前記低圧側の電極長さＨ１とを異なる長さとした構成の放電管１とし、該放電管１を用いた光源装置１０および表示装置２０とした。【選択図】図１
2010140649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細管状の管体に水銀を封入し、前記管体の両端側の一方に高圧側電極を備え他方に低圧側電極を備える放電管であって、
前記高圧側電極の電極長さと前記低圧側の電極長さとを異なる長さとしたことを特徴とする放電管。
【請求項２】
前記低圧側電極の電極長さを印加される所定の高圧電流に応じた所定の長さとし、前記高圧側電極の電極長さを前記低圧側電極の電極長さより長くしたことを特徴とする請求項１に記載の放電管。
【請求項３】
前記高圧側電極の電極長さを、所定の高圧電流を印加した際に発熱する前記低圧側電極の温度と略同じ温度となる程度の電極長さとしたことを特徴とする請求項１または２に記載の放電管。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の放電管を備えたことを特徴とする光源装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の放電管と表示パネルを備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項４に記載の光源装置と表示パネルを備えたことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電管、該放電管を用いた光源装置および表示装置に関し、特に、細長い放電管を照明光源として用いる際に、細長い放電管の輝度を安定させて高品質の画像を表示可能とする放電管と、該放電管を用いた光源装置および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型の液晶表示パネルを備える液晶表示装置では、バックライトと称される、液晶表示パネルを背面から照明する光源装置を備えている。また、この光源装置に組み込まれる光源として、例えば、熱陰極間や冷陰極間などの放電管が広く一般に用いられている。
【０００３】
一般的な放電管は、ガラスなどにより形成される細管状の管体と、この管体の両端近傍に設けられる一対の電極（高圧側と低圧側）とを備える。管体の内部には水銀および希ガス類が封入されており、管体の内壁面には蛍光体の薄膜が形成されている。そして前記一対の電極間の放電により放出される電子が水銀に衝突して紫外線が発生し、発生した紫外線が蛍光体を励起して可視光を得るように構成される。
【０００４】
管体内部の水銀は、放電管の長手軸方向の温度分布に大きく依存して分布すること、および、管体内部に封入された水銀が温度の低い部分に移動することが知られている。このため管体の温度分布が不均一な状態で使用を継続すると、水銀は温度の低い部分に集中して水銀の分布に偏りが生じることがある。水銀の分布に偏りが生じると、点灯時にちらつきが生じたり、輝度の勾配が生じたりしてしまう。また、水銀の分布に偏りが生じた状態で使用を継続すると、放電管の寿命が短くなる虞が生じる。
【０００５】
また、高圧側（ＨＯＴ側、ＧＮＤ側と称する際のＨＯＴ側に相当）の電極部では発熱のために輝度効率が悪化して輝度が低下することがあり、上記した、温度分布の不均一によって生じる水銀分布の偏りに起因する輝度勾配と合わせて、さらに輝度勾配が拡大することがある。
【０００６】
そのために、一対二本の放電管の電極の配列構成を互い違いに組み合わせた一組構成として、一組の放電管における輝度差と色調差を平均化した線状ランプを複数組配置した光源を備えた液晶表示装置が既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、電極部周囲の放熱性を向上させて照明効率を上げることも行われていて、ガラス管とユニットとを熱伝導性の良好な導体で接続して、電極部近傍と発光部分との温度差を少なくして、水銀の偏りを少なくする照明装置が既に提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−２９５７３１号公報
【特許文献２】特開２００７−２４２３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
細長い直管状の放電管を複数並列に配置して、横長の大型の表示装置に装着するバックライト型の光源装置として適用することができる。しかし、この場合には、表示面全体の輝度を安定させるために、それぞれの放電管の長さ方向の輝度勾配を抑制することが肝要となる。
【０００９】
細長い直管状の放電管を水平方向に併設して横長の光源装置を形成する構成であれば、管体内部の水銀分布が重力の影響を受けず好ましい。しかし、細管状の管体からなる複数の放電管を水平方向に併設して、重力の影響により生じる水銀分布の偏りを抑制する構成であっても、両電極部に温度差が生じると、温度分布の不均一によって水銀分布の偏りが生じ輝度勾配が発生する問題が生じる。
【００１０】
また、温度分布の不均一によって生じる水銀分布の偏りを抑制するために、放熱性を考慮した放熱部材を用いて両電極部の温度差を緩和する方法では、それぞれの電極部毎の発熱を考慮した特有の放熱部材を装着する必要が生じて、簡単な構成ではない。そのために、より簡単な構成で高圧側と低圧側との両電極部の温度勾配を小さくすることが可能な放電管および該放電管を用いた光源装置や表示装置が求められている。
【００１１】
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、細管状の管体の両端側にそれぞれ電極部を備えた構成の放電管を用いる場合であっても、細長い放電管の輝度を安定させて高品質の画像を表示可能とする放電管、該放電管を用いた光源装置および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】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、細管状の管体に水銀を封入し、前記管体の両端側の一方に高圧側電極を備え他方に低圧側電極を備える放電管であって、前記高圧側電極の電極長さと前記低圧側の電極長さとを異なる長さとしたことを特徴としている。
【００１３】
この構成によると、高圧側電極と低圧側電極の電極長さをそれぞれ所望の電極温度や所望の輝度を発揮する程度の長さとして、細長い放電管の輝度を安定させることができる。
【００１４】
また本発明は上記構成の放電管において、前記低圧側電極の電極長さを印加される所定の高圧電流に応じた所定の長さとし、前記高圧側電極の電極長さを前記低圧側電極の電極長さより長くしたことを特徴としている。この構成によると、高圧側電極の電極長さが、印加される所定の高圧電流に応じた所定長さより長いので、電極寿命を延ばすことができる。さらに、電極長さを長くすることで、より発熱する高圧側電極の温度を下げることができ、低圧側電極の温度との温度勾配を抑制することができる。
【００１５】
また本発明は上記構成の放電管において、前記高圧側電極の電極長さを、所定の高圧電流を印加した際に発熱する前記低圧側電極の温度と略同じ温度となる程度の電極長さとしたことを特徴としている。この構成によると、高圧側電極の温度と低圧側電極の温度とを略同じとすることで、両電極部間の温度勾配を略０として、細長い放電管の輝度を安定させて高品質の画像を表示可能とする放電管を得ることができる。
【００１６】
また本発明は、上記構成の放電管を備えた光源装置としたことを特徴としている。
【００１７】
この構成によると、細長い放電管を備えているので、薄型で横長の光源装置を得ることができる。また、細管状の管体の両端側にそれぞれ電極部を備えた構成の放電管を複数配置した光源装置であっても、細長い放電管の両端側の電極温度を揃えることができるので、放電管内部の水銀分布の偏りを抑制し細長い放電管の輝度の安定した光源装置を得ることができる。
【００１８】
また本発明は、上記構成の放電管と表示パネルを備えた表示装置としたことを特徴としている。
【００１９】
この構成によると、細長い放電管をバックライトとして用いることで、薄型で横長の表示装置を得ることができる。また、細管状の管体の両端側にそれぞれ電極部を備えた構成の放電管を複数配置した表示装置であっても、細長い放電管の両端側の電極温度を揃えることができるので、放電管内部の水銀分布の偏りを抑制し細長い放電管の輝度を安定させて高品質の画像を表示可能とする表示装置を得ることができる。
【００２０】
また本発明は、上記構成の光源装置と表示パネルを備えた表示装置としたことを特徴としている。この構成によると、薄型で長寸の光源装置に表示パネルを組み合わせて、薄型で大型であっても高品質の画像を表示可能とする表示装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る放電管によれば、高圧側電極の電極長さと低圧側電極の電極長さを異なる長さとして、細長い放電管の両端側の電極温度を揃えたり、放電管内部の輝度勾配を揃えたりすることができるので、細管状の管体の両端側にそれぞれ電極部を備えた構成の放電管を用いる場合であっても、細長い放電管の輝度を安定させて高品質の画像を表示可能とする放電管を得ることができる。
【００２２】
また、本発明に係る光源装置によれば、細長い放電管であっても放電管内部の温度勾配を略０として水銀分布の偏りを抑制した放電管を用いることで、輝度の安定した光源装置を得ることができる。さらに本発明に係る表示装置によれば、細長い放電管であっても輝度の安定した放電管を備えた光源装置を用いることで、薄型で横長の大型サイズでも高品質の画像を表示可能とする表示装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係る放電管の一例を示す概略説明図である。図２は放電管両端部の電極部の管壁温度を示す概略説明図である。図３は本発明に係る放電管を用いた装置の概略説明図であって、（ａ）は光源装置を示し、（ｂ）は表示装置を示す。また、同一構成部材については同一の符号を用い、詳細な説明は適宜省略する。
【００２４】
まず、図１を用いて本実施形態の放電管について説明する。
【００２５】
図１に示す放電管１は、例えばガラスなどの透明な材料により形成される細管状の管体２と、この管体２の両端側に設けられる高圧側電極３と低圧側電極４を備えた構成とされる冷陰極型の放電管である。また、それぞれの電極には、所定の高圧電流を印加するためのリード５が接続されている。
【００２６】
放電空間となる管体２の内部には水銀および希ガス類が封入されており、管体２の内壁面には蛍光体の薄膜が形成されている。そして、インバータ回路６を介して印加される高周波の高圧電流によって、高圧側・低圧側の両電極間に放電が発生し、該放電により放出される電子が管体内部の水銀に衝突して紫外線が発生し、発生した紫外線が蛍光体を励起して可視光を得るように構成される。
【００２７】
一般に、それぞれの電極の電極長さは、印加される所定の高圧電流に応じた所定の長さとされる。しかし、本実施形態では、インバータ回路６に接続されて高周波の高圧電流が印加される高圧側電極３（ＨＯＴ側）の電極長さと、ＧＮＤ側（グラウンド側）の低圧側電極４の電極長さとを異なる長さとしたものである。
【００２８】
これは、電極長さに応じて電極の磨耗による放電管の寿命が変化し、電極長さに応じて電極部の温度が変化して、管体の温度勾配により輝度が変化するためであって、印加する高周波高圧電流の仕様に応じた適当な電極長さに設定するためである。管体２の両端側に一対の電極を備える構成の放電管１においては、管体２の温度分布が不均一な状態で使用を継続すると、水銀は温度の低い部分に集中して水銀の分布に偏りが生じ、点灯時にちらつきが生じたり、輝度勾配が生じたりする。また、水銀の分布に偏りが生じた状態で使用を継続すると、放電管１の寿命が短くなる虞が生じる。
【００２９】
本実施形態のように、高圧側電極３の電極長さと低圧側電極４の電極長さとを異なる長さとする構成であれば、大型サイズの液晶表示装置などに用いる放電管に求められる安定した輝度を発揮するために、高圧側電極３と低圧側電極４とのそれぞれの電極長さを、放電管１の輝度が安定する適当な長さとすることができるので、放電管１の輝度を安定させて高品質の画像が表示可能となる。
【００３０】
また、電極部が発熱のために高温になると、輝度効率が悪化して輝度が低下することが知られている。そのために、電極部が高温となって輝度が低下することと、温度勾配が原因で生じる水銀分布勾配による輝度勾配とを共に抑制するためには、放電管１の両電極部の温度勾配を抑制することが好ましい。また、インバータ回路６を介して高圧電流が印加される高圧側電極３の温度は、低圧側電力４の温度より高くなるので、高圧側電極３の電極長さを変更して、高圧側電極３の温度が低圧側電力４の温度と同じ程度になるようにすることが好ましい。
【００３１】
そのために、本実施形態では、例えば、低圧側電極４の電極長さを、印加される所定の高圧電流に応じた所定の長さＨ１とし、高圧側電極３の電極長さＨ２を、前記所定長さＨ１よりｈだけ長い長さとした。つまり、高圧側電極３の電極長さＨ２＝Ｈ１＋ｈとしている。
【００３２】
上記の構成であれば、高圧側電極３の電極長さを長くすることで、より発熱する傾向にある高圧側電極３の温度を下げることができ、低圧側電極４の温度との温度勾配を小さくすることができる。これは、所定の熱量を放出する電極部面積を大きくすることで、単位面積当たりの放熱量が少なくなるからである。
【００３３】
例えば、３２インチ型の横長の液晶表示装置に用いる放電管１として、外径３．４ｍｍで長さが約７００ｍｍの管体２に、径が２ｍｍ程度で電極長さＨ１＝５ｍｍの電極を備えた放電管を用いる場合に、低圧側電極４の電極長さを５ｍｍとし、高圧側電極３の電極長さを７〜１０ｍｍと長くすることで、高圧側電極の温度を低圧側電極の温度に近づけることができる。
【００３４】
また、高周波の高圧電流を印加する際に、高圧側電極部から漏洩する漏れ電流が低圧側電極部から漏洩する漏れ電流よりも大きいがために、高圧側電極３により大きな高圧電流を印加する場合でも、高圧側電極３の電極長さを長くすることが、高圧側電極部の漏れ電流による電極磨耗に対して有効となる。このように、高圧側電極３の電極長さＨ２を、印加される所定の高圧電流に応じた長さＨ１より長くすることで、電極の寿命を延ばして放電管１の長寿命化を図ることができる。
【００３５】
上記構成の放電管１について検討した、高圧側電極３の管壁部Ａと、低圧側電極４の管壁部Ｂで測定した管壁温度について図２を用いて説明する。
【００３６】
図２（ａ）に示すように、高圧側電極３の電極長さを低圧側電極４の電極長さＨ１と同じ長さ（例えば５ｍｍ）とした場合には、高圧側電極３の管壁部Ａの管壁温度はＴ１となり、低圧側電極４の管壁部Ｂの管壁温度Ｔ２との間に温度差Ｔ１＞Ｔ２（Ｔ２はＴ１より２０〜３０℃低い）が生じ、これらの両電極間に温度勾配Ｃ１が生じる。
【００３７】
ここで、高圧側電極３の電極長さを低圧側電極４の電極長さより長い１０ｍｍとすると、図２（ｂ）に示すように、高圧側電極３の管壁部Ａの管壁温度は、低圧側電極４の管壁部Ｂの管壁温度Ｔ２と略同じＴ１´（Ｔ１´≒Ｔ２）となって、勾配が殆ど０の温度勾配Ｃ２となる。
【００３８】
放電管１の両端の電極部間の温度勾配が殆ど０となると、管体内部の水銀分布の偏りを抑制して均一に分布させることができる。そのために、水銀分布の偏りによって生じる輝度勾配を抑制して、放電管１の輝度を安定させることができる。
【００３９】
上記したように、本実施形態の放電管１は、高温側となる一方の電極側の電極長さを長くして、低温側の電極と略同じ温度とする構成としたものである。そのために、本実施形態の放電管１は、細管状の管体からなる細長い放電管であっても、輝度を安定させて高品質の画像を表示可能とする放電管となって、横長で薄型の光源装置に適用でき、薄型で大型の液晶表示装置に装着する光源装置として好適となる。
【００４０】
次に、図３を用いて本実施形態の放電管１を備える光源装置および表示装置について説明する。
【００４１】
図３（ａ）に示すように、光源装置１０は、例えば、枠体となるシャーシ１１に細管状の管体からなる複数の放電管１を水平方向に併設し、後述する光学シート１３を備えた構成とされる。また、放電管１の高圧側電極３が配置されるシャーシ１１の裏面側にインバータ回路を備えるインバータ装置１２が配設されている。
【００４２】
細長い放電管１を水平方向に設置しているので、管体内部に封入されている水銀の、重力の影響による偏りが生じ難いことになる。そのために、管体内部の温度勾配が生じ易い電極部の温度を揃えることで、管体内部の水銀分布の偏りを抑制可能な構成となる。
【００４３】
上記したように、本実施形態の光源装置１０は、水平方向に細長い放電管１を備えているので、薄型で横長な光源装置となる。また、細長い放電管両端側の電極部の温度を揃えることができ、放電管内部の水銀分布の偏りを抑制し細長い放電管の輝度を安定させることができるので、細管状の管体の両端側にそれぞれ電極部を備えた構成の放電管を複数配置した横長の大型の光源装置であっても、表示面全体に亘って輝度の安定した光源装置を得ることができる。
【００４４】
表示装置２０は、図３（ｂ）に示すように、放電管１を内蔵しインバータ装置１２と光学シート１３を有する光源装置１０に、表示パネル１４を備えた構成とされる。
【００４５】
光学シート１３は、放電管１の発光を調整するための板状もしくはシート状の、拡散板やレンズシートや偏光反射フィルムなどを積層した構成とされる。
【００４６】
表示パネル１４は液晶表示パネルであって、相対向して設置され液晶に電圧電流を印加する透明電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を挟持し、その表裏に偏光フィルムを配設した構成とされる。
【００４７】
上記構成の表示装置２０は、高圧側電極の電極長さを低圧側電極の電極長さより長くした放電管１を有する光源装置１０を備えているので、細管状の管体からなる放電管１であっても、細長い管体内部の水銀分布の偏りを効果的に抑制することができ、全面に亘って輝度の安定した照明光源を介して、表示パネル１４を照明可能な表示装置となる。
【００４８】
そのために、表示パネル１４の全面の輝度を安定させて高品質の画像を表示可能な横長の表示装置２０となって、大型サイズの横長の液晶表示装置として好適に用いることができる。
【００４９】
上記したように、本発明によれば、高圧側電極の電極長さと低圧側電極の電極長さを異なる長さとして、細長い放電管の両端側の電極温度を揃えたり、放電管内部の輝度勾配を揃えたりすることができるので、細管状の管体の両端側にそれぞれ電極部を備えた構成の放電管を用いる場合であっても、細長い放電管の輝度を安定させて高品質の画像を表示可能とする放電管を得ることができる。
【００５０】
また、高圧側電極の電極長さを長くすることで、より発熱する高圧側電極の温度を下げることができ、低圧側電極の温度との温度勾配を小さくして、放電管内部の水銀分布の偏りを抑制し、細長い放電管の輝度を安定させことができる。
【００５１】
さらに、水銀分布の偏りを抑制した放電管を用いることで、輝度の安定した光源装置を得ることができ、輝度の安定した光源装置を用いることで、薄型で横長の大型サイズでも高品質の画像を表示可能とする表示装置を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明に係る放電管は、両電極間の温度勾配を小さくして、放電管内部の水銀分布の偏りを抑制し、輝度を安定させことができるので、安定した輝度が求められる細長い放電管に利用することができる。また、本発明に係る放電管を用いた光源装置および表示装置は、安定した輝度を発揮する細長い放電管を用いるので、薄型で横型の大型サイズの光源装置および表示装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る放電管の一例を示す概略説明図である。
【図２】放電管両端部の電極部の管壁温度を示す概略説明図である。
【図３】本発明に係る放電管を用いた装置の概略説明図であって、（ａ）は光源装置を示し、（ｂ）は表示装置を示す。
【符号の説明】
【００５４】
１    放電管
２    管体
３    高圧側電極
４    低圧側電極
５    リード
６    インバータ回路
１０    光源装置
１２    インバータ装置
１４    表示パネル
２０    表示装置
Ｈ１    電極長さ（低圧側電極）
Ｈ２    電極長さ（高圧側電極）
【図１】
2010140649.tif 000003
【図２】
2010140649.tif 000004
【図３】
2010140649.tif 000005