(57)【要約】      （修正有）【課題】  面内で均一に発光するエネルギー効率の高い平板ランプを提供することである。【解決手段】  多数に分割した放電空間に対して、順番にパルス電圧を印加したものである。これによると、時間的に平均化すると面内で均一な発光が得られる。しかも発光スペクトルが長波長側にシフトするため、エネルギー効率が高まる。分割する空間の数を３つ以上に増やすことで、１つの空間に印加されるパルス電圧のデューティーが５０％よりも低下してしまい、従来の水銀ランプで中心的なスペクトルである波長２５４ｎｍでの発光効率が低下してしまう。その結果波長２５４ｎｍよりも、波長３６５ｎｍを中心とした長波長側にシフトしていく。可視光に変換する際に、エネルギー的に無駄になる割合が低下することから、エルギー効率が向上する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の放電管を用いた蛍光ランプにおいて、
前記放電管の内部空間が少なくとも３つの放電空間に仕切られ、
それぞれの仕切られた放電空間には、時間的に異なるタイミングでパルス電圧が印加されることを特徴とする平板ランプ。
【請求項２】
前記パルス電圧は、最初に印加される放電空間、当該放電空間に隣接する放電空間に対して異なるタイミングで順々に印加されることを特徴とする請求項１記載の平板ランプ。
【請求項３】
前記パルス放電のパルス形状は矩形波であることを特徴とする請求項１又は２記載の平板ランプ。
【請求項４】
青色発光として水銀の４３６ｎｍの発光ラインをそのまま利用することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の平板ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光ランプあるいは水銀ランプに関し、特に平板状の放電管を有するランプ（以下、平板ランプと略す。）の構造及び放電方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶テレビのバックライトなどに利用されているチューブ状の蛍光ランプでは、バックライトの大型化に伴い、必要な蛍光ランプの本数が増大することから、部品点数削減のために、従来のチューブ状の蛍光ランプから、１枚の平板ランプにする試みが広く行われている。なお、平板ランプに関しては、例えば、以下に示す特許文献１に示されている。
【０００３】
平板ランプを安定に動作させるためには、放電が１箇所に集中しないように、ランプ内を複数の空間に仕切り、それぞれの空間に対して独立して放電させる必要がある。またこの仕切りを挿入することで、大面積の平板ランプが圧力差でつぶれることを抑制する働きもある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１７５１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
平板ランプの内部を複数の空間に区切り、それぞれ独立に放電させようとしても、場所によって放電の強弱が現れることがあり、平面内で広く均一な放電を起こすことが困難であった。また、複数の空間を２組に分けて、それぞれの電極に対して交互に電圧を印加することも提案されていた。これによると、印加される電圧パルスが交互となるデューティー５０％のパルス放電を起こすことで、効率よく紫外光が発光するとされている。しかしながら、分割する空間を２組に分けても、それぞれの組の空間において、発光に強弱が現れる場合があり、やはり面内全体で均一に放電させることが困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、面内全体に渡って均一に放電でき、しかもエネルギー効率が高い平板ランプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、平板状の放電管を用いた蛍光ランプにおいて、前記放電管の内部空間が少なくとも３つの放電空間に仕切られ、それぞれの仕切られた放電空間には、時間的に異なるタイミングでパルス電圧が印加されることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記パルス電圧が、最初に印加される放電空間、当該放電空間に隣接する放電空間に対して異なるタイミングで順々に印加されることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記パルス放電のパルス形状が矩形波であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、青色発光として水銀の４３６ｎｍの発光ラインをそのまま利用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、分割した多数の空間が時間的に異なるタイミングで電圧が印加され、時間的に異なるタイミングで放電することから、それぞれの放電のタイミングでは、１つの分割された空間だけが発光する。したがって、時間的に積分して観測すると、全ての空間から同じ平均パワーで発光することになる。
【００１２】
ただし、各放電の繰り返し数を数ｋＨｚから数十ｋＨｚに設定することが容易であるため、利用される液晶テレビ等に要求されるフレーム数の約３０Ｈｚよりも遥かに高くなり、これによって１つのフレームでの発光量に関しては、面内全体でほぼ均一になる。
【００１３】
ところが、本発明によると、分割する空間の数を３つ以上に増やすことで、１つの空間に印加されるパルス電圧のデューティー（すなわち、パルス放電の１周期に対して、電圧が印加されている時間の割合）が５０％よりも低下してしまい、従来の水銀ランプで中心的なスペクトルである波長２５４ｎｍでの発光効率が低下してしまう。しかし、むしろその結果、波長２５４ｎｍよりも、波長３６５ｎｍを中心とした長波長側にシフトしていく。これによると、可視光に変換する際に、エネルギー的に無駄になる割合が低下することから、むしろエネルギー効率が向上する効果がある。
【００１４】
なお、このように放電パルスのデューティーが低下すると、発光スペクトルが２５４ｎｍよりも長波長側にシフトすることに関しては、例えば、文献「Measurement Science and Technology, Vol.11, pp.547-553, 2000.」に示されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態による平板ランプ１００の内部構造を示す図であり、平板ランプ１００を正面から見た図である。内部構造であるため、平板ランプ１００の基板やカバーガラスなどは省略して描かれている。図１を参照すると、平板ランプ１００は絶縁板１ａ、絶縁板１ｂ、絶縁板１ｃ、及び共通電極２とで囲まれた矩形状の薄い空間を形成しており、その中にランプの発光を担うガスや水銀が封入されている。共通電極２の反対側は、１０個の電極３ａ、３ｂ、・・・３ｊ（図では３ｂから３ｉまでの説明は省略してある。）が絶縁板１ｃに取り付けられており、隣接する電極は僅かに離れている。各電極３ａ、３ｂ、・・・３ｊには導線４ａ、４ｂ、・・・４ｊ（図では４ｂから４ｉまでの説明は省略してある。）が繋がれており、負のパルス電圧が印加されるようになっている。蛍光ランプ１００の内部には、９枚の仕切り板５ａ、５ｂ、・・・５ｉ（図では５ｂから５ｈまでの説明は省略してある。）によって、１０個の細長い空間に分割されている。ただし、これらの空間は完全に分離されている訳ではなく、ガスの行き来が可能である。これらの仕切り板５ａ、５ｂ、・・・５ｉは石英から成る絶縁物であり、（図示されていない）基板とカバーガラスとが押しつぶされないように支える役目も担っている。
【００１７】
これらの仕切り板５ａ、５ｂ、・・・５ｉによって形成された細長い複数の放電空間６ａ、６ｂ、・・・６ｊ（図では６ｂから６ｉまでの説明は省略してある。）には、ネオンガスとアルゴンガスが封入されており、僅かに水銀が内壁に付着している。本発明では、共通電極２と各電極３ａ、３ｂ、・・・３ｊとの間でパルス放電を起こすことで、各放電空間６ａ、６ｂ、・・・６ｊ内で放電させたものであり、これによって紫外光が発生して、（図示していない）蛍光体を励起して、光の３原色の青、緑、赤が発光する。
【００１８】
平板ランプ１００における各電極３ａ、３ｂ、・・・３ｊに印加するパルス電圧のタイミングを図２に示す。図２のグラフは、横軸に時間をとっており、縦軸に電圧をとってある。図示されているように、平板ランプ１００では、印加するパルス電圧は、デューティーが１０％の矩形波であり、各電極３ａ、３ｂ、・・・３ｊに対して、順番に印加されるようになっている。ただし電極３ｊに印加した次は、電極３ａに戻る。その結果、図１に示された各放電空間６ａ、６ｂ、・・・６ｊが、この順序で放電して発光することになる。
【００１９】
すなわち本発明では、ある瞬間には、１０個の放電空間６ａ、６ｂ、・・・６ｊの中の１つだけに電圧が印加され、これだけが安定して放電する。ただし、放電する放電空間６ａ、６ｂ、・・・６ｊが順次入れ替わることで、時間的に平均化して観測すると、全ての放電空間６ａ、６ｂ、・・・６ｊから同じ光量の紫外光が発生することになり、平板ランプ１００としては、面内で均一な発光が得られる。
【００２０】
なお、１つの放電空間に対して印加するパルス電圧の繰り返し数は、１０ｋＨｚ程度であり、例えば液晶テレビにおける通常のフレーム速度の３０Ｈｚに比べて、約３００倍も高いことから、１つのフレームの時間内で観測しても、平板ランプは面内でほぼ均一な発光が得られる。
【００２１】
ところが、本発明の平板ランプ１００では、１つの放電空間に対しては、デューティーが１０％の矩形波になっているため、従来の単純なＡＣ放電の水銀ランプと比べると、発光スペクトルが異なってしまう。従来の水銀ランプの発光スペクトルの例と本発明の平板ランプ１００の発光スペクトルを図３に示す。（ａ）に示された従来の水銀ランプでは、波長約２５４ｎｍにおいて最も強い発光が得られ、パワー的にもこの発光ラインが９０％程度にも達する。これに対して、本発明のように、低いデューティーのパルス放電を行うと、（ｂ）に示したように、２５４ｎｍよりも長波長側のラインでの発光強度が大幅に高まってしまい、特に波長３６５ｎｍと波長４３６ｎｍでの発光強度が増大してしまう。なお、これに関しては、前記非特許文献１において説明されている。
【００２２】
そこで本発明の平板ランプ１００では、（図示されていない）蛍光体の材料が異なっており、波長３００〜３６５ｎｍの紫外光によって、効率良く発色する赤色用蛍光体と緑色蛍光体が用いられている。一方、青色に関しては、（ｂ）に示されたスペクトルにおける波長４３６ｎｍの発光ラインをそのまま利用することができるようになった。
【００２３】
なお、図３（ｂ）に示したように本発明の平板ランプ１００では、発光スペクトルが従来よりも長波長側にシフトしてしまうが、その結果、エネルギー効率的には向上するようになった。すなわち、図４に示したように、従来の水銀ランプによる蛍光ランプでは、波長約２５４ｎｍから可視域である光の３原色を発生することから、最も波長が短い青色に対しても、無駄になるエネルギーが約４０％にもなってしまう。これに対して、本発明の平板ランプでは、２５４ｎｍよりも長い波長の紫外光が多量に発生するため、これを元に可視光を発生させることから、無駄になるエネルギーの割合を大幅に低減することも可能になった。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明に係る平板ランプは、おもに液晶テレビ用バックライトなどに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施の形態に係る平板ランプの内部構造を示す図である。
【図２】平板ランプにおける各電極に印加するパルス電圧の波形及びタイミングを示した図である。
【図３】（ａ）は従来の水銀ランプの発光スペクトルの例を示した図であり、（ｂ）は本発明の平板ランプのの発光スペクトルの例を示した図である。
【図４】従来の水銀ランプのエネルギー効率を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１ａ、１ｂ、１ｃ    絶縁板
２    共通電極
３ａ、・・・３ｊ    電極
４ａ、・・・４ｊ    導線
５ａ、・・・５ｉ    仕切り板
６ａ、・・・６ｊ    放電空間
１００    平板ランプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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