(57)【要約】【課題】高い発光効率を有する光源装置の、発光管外面の第２の電極の固着方法の改良を目的とする。【解決手段】少なくとも１つの発光管２０と、発光管２０の内部に封入された放電媒体と、放電媒体を励起するための第１および第２の電極２１および２２とを備える。第１の電極２１は発光管２０の内部または外部に配置されており、第２の電極２２が、第１の電極２１からの距離が異なり且つ不連続な複数の接触部において、熱硬化型の絶縁物２５で発光管２０の外面に固着されているので、機械的振動に強い第２の電極２２を実現できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管と、
前記発光管の内部に封入された放電媒体と、
前記放電媒体を励起するための第１および第２の電極とを備え、
前記第１の電極が前記発光管の内部または外部に配置されており、
前記第２の電極が、前記第１の電極からの距離が異なり且つ不連続な複数の接触部で絶縁物によって前記発光管の外面に固着されている光源装置。
【請求項２】
複数の前記接触部が、前記発光管の管軸の方向に沿って配置されている請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記絶縁物は放熱性を有する、請求項１または２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記発光管の内周面に、発生した光を所定の波長の可視光に変換する蛍光体層が被覆されていることを特徴とする請求項１から３までの何れか一つに記載の光源装置。
【請求項５】
前記絶縁物は、可視光を反射する、請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記絶縁物は、シリコーンゴムである、請求項１から５までの何れか一つに記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、希ガスが封入された発光管に設けられた第１の電極と発光管の外部に設けられた第２の電極とに電極間に電圧を印加することによって発光管外部へ光出力を発生させる光源装置における第２の電極の固着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶ディスプレイ等に用いられるバックライト（光源装置）において、水銀を用いたバックライトの研究に加え、水銀を用いないバックライト（以下、水銀レスバックライトという場合がある）の研究が盛んに行われている。水銀レスバックライトは、水銀を使用しないことから、水銀温度の上昇に伴う発光効率の低下を招くことがないので光束の立ち上がりが早い。また、水銀レスバックライトは環境上好ましい。
【０００３】
水銀を用いない光源装置としては、希ガスが封入されたバルブと、そのバルブの内部に配置された内部電極と、バルブの外部に配置された外部電極とを有する放電灯装置が開示されている（特許文献１を参照）。この外部電極は線状の電極であり、バルブの中心軸に平行になるように、バルブの外面に形成されている。この希ガス放電灯装置は、内部電極と外部電極とに電圧を印加することによって発光する。
【０００４】
また、希ガスが封入された発光管と、発光管の内部に形成された内部電極と、発光管の外周面に螺旋状に形成された外部電極とを備える希ガス放電ランプが開示されている（特許文献２）。
【０００５】
また、希ガスを主な放電媒体とする放電ランプとして、気密容器と、気密容器の内部に配置された内部電極と、コイル状またはメッシュ状といった形状の外部電極とを備える放電ランプが開示されている（特許文献３）。この公報には、収縮チューブを用いて外部電極を固定する方法が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−２９０８５号公報
【特許文献２】
特開平１０−１１２２９０号公報
【特許文献３】
特開２００１−３２５９１９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、発光管のほぼ全域に線状の外部電極を形成すると、放電が外部電極の近傍に集中して放電が収縮してしまい、放電媒体を効率よく励起できない場合があり、その結果、発光効率が低下する場合がある。一方、発光管の外面に螺旋状の外部電極を設ける場合でも、外部電極が発光管の外面に線状に接触するため、放電が収縮しやすい。
【０００８】
このような状況に鑑み、本発明者等が特願２００２−２６２０４７号にて開示した光源装置およびそれを用いた液晶ディスプレイがある。この発明の光源装置では、第１の電極からの距離が異なる複数の部分において第２の電極と放電管とが接触しているため、放電が第２の電極近傍に集中することなく、高い発光効率を実現することが可能となった。
【０００９】
本発明は、上記光源装置における改良した発光管外面の第２の電極の固着構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の光源装置は、少なくとも１つの発光管と、前記発光管の内部に封入された放電媒体と、前記放電媒体を励起するための第１および第２の電極とを備え、前記第１の電極が前記発光管の内部または外部に配置されており、前記第２の電極が、前記第１の電極からの距離が異なり且つ不連続な複数の接触部で絶縁物によって前記発光管の外面に固着されている。この光源装置によれば、安定した光束が得られる。
【００１１】
上記光源装置では、複数の前記接触部が、前記発光管の管軸の方向に沿って配置されていてもよい。
【００１２】
上記光源装置では、前記絶縁物は放熱性を有してもよい。
【００１３】
上記光源装置では、前記発光管の内周面に、発生した光を所定の可視光に波長に変換する蛍光体層が被覆されていてもよい。
【００１４】
上記光源装置では、前記絶縁物は可視光を反射してもよい。
【００１５】
上記光源装置では、前記絶縁物はシリコーンゴムであってもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
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。なお、以下の説明では、同様の部分には同一の付して重複する説明を省略する場合がある。
【００１７】
（実施の形態１）
実施形態１では、本発明の光源装置の一例について説明する。実施形態１の光源装置１０の構成を図１（ａ）に示す。図１（ａ）の矢印（Ａ）の方向の側面から見た図を図１（ｂ）に示す。図１（ａ）の線Ｉ−Ｉにおける断面図を図１（ｃ）に示す。光源装置１０は、発光管２０と、発光管２０の内部に配置された第１の電極２１と、発光管２０の外面に配置された第２の電極２２とを備える。第１の電極２１にはリード線２４が接続されている。第２の電極２２は接地されている。なお、第１の電極２１は、外部にあっても良い。
【００１８】
発光管２０は、透光性の材料で形成され、たとえばホウケイ酸ガラスで形成される。また、発光管２０は、石英ガラス、ソーダガラスまたは鉛ガラスで形成してもよい。発光管２０に用いられるガラス管の外径は、通常、１．２ｍｍ〜１５ｍｍ程度である。また、ガラス管の外面と内面の距離、すなわちガラス管の厚さは、通常、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ程度である。なお、発光管２０は、直線状の形状に限らず、他の形状であってもよい。たとえば、Ｌ字状、Ｕ字状または矩形状であってもよい。図１の例では、直線状の発光管２０を２本有している。
【００１９】
発光管２０は封止されており、その内部には、放電媒体（図示せず）が封入されている（以下の実施形態においても同様である）。放電媒体は少なくともキセノンを含む。発光管２０に封入されているガスの圧力、すなわち発光管２０の内部の圧力は１３ｋＰａ〜３６ｋＰａ程度である。
【００２０】
図１（ｃ）に示すように、発光管２０の内面には、蛍光体層２３が形成されている。蛍光体層２３は、放電媒体から発せられた光の波長を変換するために形成される。蛍光体層２３の材料を変化させることによって、さまざまな波長の光が得られる。たとえば、白色光や、赤、緑および青（ＲＧＢ）の光などの可視光が得られる。蛍光体層２３は、放電灯に一般に用いられる材料で形成できる。
【００２１】
第１の電極２１は、発光管２０の一端の内部に形成されている。第１の電極２１は、たとえばタングステンやニッケルなどの金属で形成できる。第１の電極２１の表面は、酸化セシウム、酸化マグネシウムまたは酸化バリウムといった金属酸化物層で覆われていてもよい。このような金属酸化物層を用いることによって、点灯開始電圧を低減でき、イオン衝撃による電極の劣化を防止できる。また、第１の電極２１の表面は、誘電体層（たとえばガラス層）で覆われていてもよい。
【００２２】
第２の電極２２は、銅やアルミニウムやりん青銅といった金属で形成される。第２の電極２２は熱硬化型絶縁物２５により、第１の電極２１からの距離が異なり且つ不連続な複数の部分（接触部分）で、発光管２０の管軸方向に沿って発光管２０の外面と接触するように固着されている。
【００２３】
第２電極を発光管２０に固着させる方法としては、まず第２電極２２が発光管２０に接する面にゾル状の熱硬化型絶縁物２５をディスペンサー等で適量流し込む。次に発光管２０をその面に押し当て、１００〜４００℃の雰囲気で５〜６０分加熱する。加熱により、ゾル状であった熱硬化型絶縁物２５は硬化し、第２電極２２は発光管２０に固着される。
【００２４】
光源装置１０では、第１の電極２１と第２の電極２２との間に点灯回路１３により電圧を印加することにより放電が生じ、放電媒体（図示せず）が励起される。励起された放電媒体は、基底状態に移行する際に紫外線（図示せず）を発する。この紫外線は（図示せず）、蛍光体層２３で可視光（図示せず）に変換され、発光管２０から放射される。そして、可視光（図示せず）はアクリル樹脂等から形成された導光板２６と反射シート２７によって面上で均一な強度を持つ光となる。
【００２５】
光源装置１０では、第２電極２２が熱硬化型絶縁物２５により発光管２０にしっかりと固着されているため、光源装置１０に機械的振動が生じても、第２電極２２が発光管２０に接触している面積を一定に保つことができる。第２電極２２が発光管２０に接触している面積を一定に保つことができるメリットを以下に説明する。
【００２６】
もし、機械的振動等により、第２電極２２が発光管２０に接触している面積が周期的に変動した場合、接触面積が小さい時には、放電電流が小さくなり、接触面積が大きい時には、放電電流が大きくなる。放電電流の増減は発光管２０から放射される可視光量を変化させるので、機械的振動によって、可視光量が周期的に変化してしまうことになる。さらに接触不良が多くなると、空気中に微少放電が発生してオゾンが発生する場合がある。本発明では、機械的振動が生じた場合でも、接触面積を一定に保つことができるので、可視光量を一定に保つことができ、さらにオゾンが発生する可能性を低くすることができる。
【００２７】
また、熱硬化型絶縁物２５に放熱フィラーを配合することにより、熱硬化型絶縁物２５は放熱性を有し、発光管２０から生じた熱を効率的に外部に逃がすことが可能となる。
【００２８】
また、熱硬化型絶縁物２５に酸化チタン等の可視光を十分に反射するフィラーを配合することにより、発光管２０から放射された可視光（図示せず）を効率よく導光板２６に導くことが可能となる。
【００２９】
また、熱硬化型絶縁物２５をシリコーンゴム（たとえば信越化学製ＫＥ１２２３）にすることにより、絶縁特性に優れた長寿命の光源装置１０を実現することが可能となる。
【００３０】
（実施の形態２）
実施形態２では、本発明の光源装置は第２電極が発光管にしっかりと固着されているため、第２電極の形状の自由度が高まったことを示す一例について説明する。
【００３１】
実施形態２の光源装置１１の構成を図２（ａ）に示す。図２（ａ）の線ＩＩ−ＩＩにおける断面図を図２（ｂ）に示す。図２（ａ）、（ｂ）の第２電極３２と電極基板３８を発光管３０側の矢印（ｂ）から見た概略図を図２（ｃ）に示す。図２（ａ）の光源装置１１は、発光管３０と、発光管３０の内部に配置された第１の電極３１と、発光管３０の外部に配置された第２の電極３２と電極基板３８とを備える。第１の電極３１にはリード線３４が接続されている。リード線３４は、第２の電極３２は接地されている。光源装置１１では、第１の電極３１はリード線３４を介して点灯回路１４に接続されている。
【００３２】
発光管３０の構造と動作は実施の形態１と全く同様である。
【００３３】
実施の形態１と異なる点は、第２の電極３２が電極基板３８上に形成されていることである。電極基板３８は厚さが０．２〜２ｍｍで、ガラス等の絶縁体材料から形成されている。第２電極３２は、金属粉末（たとえば銀粉末）と樹脂とを含む金属ペーストを電極基板３８上にスクリーン印刷することにより形成される。その他の方法として、電極基板３８への金属蒸着、ディップコート等を用いてもよい。
【００３４】
第２電極３２を形成した電極基板３８は実施の形態１と同様、熱硬化型絶縁物３５により、発光管３２に固着させる。
【００３５】
上記構造のメリットは、第２電極の機械加工を必要としないために、第２電極３２の形状設計の自由度が飛躍的に高まり、光源装置１１の品種毎に最適な形状の第２電極を設けることができる。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態について例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず本発明の技術的思想に基づき他の実施の形態に適応することができる。
【００３７】
【発明の効果】
本願発明の光源装置は、第２の電極が第１の電極からの距離が異なり且つ不連続な複数の接触部で絶縁物によって前記発光管の外面に固着されているので、機械的な振動に強い第２の電極を有する光源装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明に係る光源装置の一例を示す模式的平面図
（ｂ）矢印（Ａ）から見た本発明に係る光源装置の側面図
（ｃ）（ａ）の線Ｉ−Ｉにおける本発明に係る光源装置の断面図
【図２】（ａ）本発明に係る光源装置の一例を示す模式的平面図
（ｂ）（ａ）の線ＩＩ−ＩＩにおける本発明に係る光源装置の断面図
（ｃ）（ｂ）の第２電極３２と電極基板３８を発光管３０側の矢印（Ｂ）から見た本発明に係る光源装置の側面図
【符号の説明】
１０，１１  光源装置
１３，１４  点灯回路
２０，３０  発光管
２１，３１  第１電極
２２，３２  第２電極
２３，３３  蛍光体層
２４，３４  リード線
２５，３５  熱硬化絶縁体
２６，３６  導光板
２７，３７  反射シート
３８  電極基板
【図１】
2005005186.tif 000003
【図２】
2005005186.tif 000004