(57)【要約】誘電バリア放電ランプ装置（１００）は、放電媒体が封入されたガラス管（１０）と、ガラス管の内部の両端のそれぞれに配置された一対の内部電極（１３、１３’）と、ガラス管の外部に配置された外部電極（１５）と、一対の内部電極と外部電極とに接続された点灯回路（１８）と、一対の内部電極のいずれか一方のみと点灯回路との間に接続されたダイオード（１９）とを備える。
2007094179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電媒体が封入されたガラス管と、
前記ガラス管の内部の両端のそれぞれに配置された一対の内部電極と、
前記ガラス管の外部に配置された外部電極と、
前記一対の内部電極と前記外部電極とに接続された点灯回路と、
前記一対の内部電極のいずれか一方のみと前記点灯回路との間に接続されたダイオードとを備える、誘電バリア放電ランプ装置。
【請求項２】
前記放電媒体が希ガスであって無水銀である、請求項１に記載の誘電バリア放電ランプ装置。
【請求項３】
放電媒体が封入されたガラス管と、
前記ガラス管の内部の両端のそれぞれに配置された一対の内部電極と、
前記ガラス管の外部に配置された外部電極と、
前記一対の内部電極と前記外部電極とに接続された点灯回路と、
前記一対の内部電極のいずれか一方のみと前記点灯回路との間に接続されたダイオードとを備える、液晶用バックライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、誘電体バリア放電ランプ装置に関し、特に液晶表示装置用のバックライトとして使用される誘電体バリア放電ランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年の映像ディスプレイの大画面化、薄型化にともない、液晶表示装置の高性能化が要求されている。そしてその構成用件であるバックライト用光源としてこれまで冷陰極蛍光ランプが使用されているが、環境保護の面から、光源部の無水銀化が期待される。これに対して、水銀を使用しないで高効率が得られる誘電体バリア放電ランプが開発されている。【０００３】  誘電体バリア放電ランプにおいて、明るさや輝度が高く、管軸方向の輝度ムラを改善する技術が提案されている（特許文献１）。【０００４】  図７（ａ）に、特許文献１に開示された誘電体バリア型放電ランプであるキセノン蛍光放電灯の駆動装置の構成を示す。キセノン蛍光灯は、希ガスが封入された蛍光放電管本体１０と、蛍光放電管本体１０の内部に配置された内部電極１３，１３’と、発光管放電管本体１０の外部に配置された外部電極１５と、内部電極１３、１３’と外部電極１５とに接続された電源１８と、内部電極１３、１３’のそれぞれと電源（点灯回路）１８との間に接続されたダイオード１９、２９とを備える。ダイオード２９、１９は、内部電極１３、１３’に流れ込む電流の極性が分離されるような方向で配置されている。このダイオード２９、１９により、内部電極１３には負極性の電流のみが、内部電極１３’には正極性の電流のみが、電源１８の矩形波の極が反転する度に流れ込む。これにより、蛍光放電管本体１０の全体の輝度ムラを少なくしつつ、蛍光放電管本体１０の全体を発光させることができるので輝度を高くすることができる。
【特許文献１】特開平１１−２１４１８４号公報（段落番号００１８、図２（ｃ）等を参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかしながら、特許文献１におけるダイオード２９、１９が内部電極１３、１３’と電源１８との間に接続された構成では、外部電極１５の配置位置、蛍光放電管本体１０の構造、内部電極１３、１３’と外部電極１５との間に印加する電圧の値によっては始動性が悪くなることがわかった。【０００６】  また、特許文献１の構成では、全体として輝度ムラを改善しつつも、瞬間的には片側の内部電極と外部電極との間でのみ放電が行われるため、中央部分には依然として暗部が生じるという問題があった。【０００７】  本発明は上記課題を解決することを目的とし、始動性を確保し、かつ、輝度ムラを低減できる誘電体バリア放電ランプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上記課題を解決するために、本発明に係る誘電バリア放電ランプ装置は、放電媒体が封入されたガラス管と、ガラス管の内部の両端のそれぞれに配置された一対の内部電極と、ガラス管の外部に配置された外部電極と、一対の内部電極と外部電極とに接続された点灯回路と、一対の内部電極のどちらか一方と点灯回路との間のみに接続されたダイオードとを備える。【０００９】  放電媒体は希ガスであって無水銀であってもよい。【００１０】  本発明に係る液晶用バックライトは、放電媒体が封入されたガラス管と、ガラス管の内部の両端のそれぞれに配置された一対の内部電極と、ガラス管の外部に配置された外部電極と、一対の内部電極と外部電極とに接続された点灯回路と、一対の内部電極のいずれか一方のみと前記点灯回路との間に接続されたダイオードとを備える。
【発明の効果】
【００１１】  本発明によれば、誘電体バリア放電ランプ装置においてランプ内部の両端に設けられた内部電極のうち一方の内部電極に対してのみダイオードを接続し、点灯回路からダイオードを介して電圧を印加するように構成した。これにより、均一な輝度分布を実現しつつ、ランプ点灯時の始動性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）本発明の実施形態における誘電体バリア放電ランプ装置の構成図、（ｂ）本発明の誘電体バリア放電ランプ装置において、外部電極の電位を基準として内部電極に対して高い電圧が印加された時のランプ電流を説明した図、（ｃ）本発明の誘電体バリア放電ランプ装置において、外部電極の電位を基準として内部電極に対して低い電圧が印加された時のランプ電流を説明した図
【図２】（ａ）比較例である従来の誘電体バリア放電ランプ装置の構成図、（ｂ）従来の誘電体バリア放電ランプ装置において、外部電極の電位を基準として内部電極に対して高い電圧が印加された時のランプ電流を説明した図、（ｃ）従来の誘電体バリア放電ランプ装置において、外部電極の電位を基準として内部電極に対して低い電圧が印加された時のランプ電流を説明した図
【図３】従来の誘電体バリア放電ランプ装置のランプ電圧波形図
【図４】本発明の実施形態における誘電体バリア放電ランプ装置のランプ電圧波形図
【図５】本発明及び従来の誘電体バリア放電ランプ装置の輝度分布図
【図６】比較例である従来の誘電体バリア放電ランプ装置の構成図
【図７】（ａ）従来の誘電体バリア放電ランプ装置の構成図、（ｂ）従来の誘電体バリア放電ランプ装置において、外部電極の電位を基準として内部電極に対して高い電圧が印加された時のランプ電流を説明した図、（ｃ）従来の誘電体バリア放電ランプ装置において、外部電極の電位を基準として内部電極に対して低い電圧が印加された時のランプ電流を説明した図
【符号の説明】
【００１３】  １００    本発明の誘電体バリア放電ランプ装置
２００，３００，８００    従来の誘電体バリア放電ランプ装置
１０    ガラス管
１３，１３’    内部電極
１５    外部電極
１８    点灯回路
１９，２９    ダイオード
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。【００１５】１．誘電体バリア放電ランプ装置の構成
図１（ａ）に、本発明の実施の形態における誘電体バリア放電ランプ装置の構成を示す。誘電体バリア放電ランプ装置１００は、放電媒体が封入されたガラス管１０を含む誘電体バリア放電ランプと、点灯回路１８とを有する。【００１６】  誘電体バリア放電ランプは、ガラス管１０内部の両端において一対の内部電極１３、１３’が配置されている。ガラス管１０の外部には、更に外部電極１５が配置されている。ガラス管１０の内面には蛍光体層１６が塗布されている。内部電極１３、１３’と外部電極１５とは、点灯回路１８に接続されている。特に、本実施形態では、一対の内部電極１３、１３’のうち、一方の内部電極１３’と点灯回路１８との間のみにダイオード１９が接続されている。以下、各構成要素について詳細に説明する。【００１７】  ガラス管１０は、大量生産が容易で強度も強い細い管形状のもの使用することが一般的である。また、ガラス管１０の材料はホウケイ酸ガラス、石英ガラス、ソーダガラス、鉛ガラス等のガラスであってもよい。ガラス管１０の外径は、通常１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍ程度であるが、これに限定するものではない。例えば、一般照明用蛍光灯で利用されている３０ｍｍ程度であっても構わない。ガラス管１０は、直線状の形状に限らず、Ｌ字状、Ｕ字状または矩形状等であってもよい。また、ガラス管１０の長さは好ましくは５０ｍｍ〜１０００ｍｍである。【００１８】  ガラス管１０は封止されており、内部には放電媒体（図示せず）が封入されている。放電媒体は希ガスを主体とした１種類以上のガスである。誘電体バリア放電では水銀を含まないことが好ましい。封入されているガスの圧力、すなわちガラス管１０の内部の圧力は０．１ｋＰａ〜７６．０ｋＰａ程度である。【００１９】  内部電極１３、１３’は、例えばタングステンやニッケルなどの金属で形成できる。内部電極１３、１３’の表面の一部又は全体は、酸化セシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチ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。【００２０】  外部電極１５は、ガラス管１０から空隙を空けて配置されている。適切な距離の空隙を空けることにより、外部電極１５とガラス管１０の表面との間で発生する絶縁破壊を防止することができる（国際公開第２００５／０２２５８６号パンフレットの段落番号００５３、００９２等を参照）。なお、外部電極１５とガラス管１０との間の絶縁破壊の防止を考慮しない場合は、外部電極１５はガラス管１０に接触させてもよい。外部電極１５は、銅、アルミニウム、ステンレス等の金属や、酸化スズ、酸化インジウム等を主成分とする透明導電性構造物等で形成できる。外部電極１２は鏡面反射処理の施されているものを使用することにより、外部電極１２と発光管１０との間に高反射シートを設定しなくても、ガラス管１０から外部電極１２への光を効率良く反射させて高い光取り出し効率を実現できる。【００２１】  蛍光体層１６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１６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、緑及び青等の光が得られる。蛍光体層１６は、所謂、一般照明用蛍光灯、プラズマディスプレイ等に用いられる材料で形成できる。【００２２】  点灯回路１８は、内部電極１３、１３’と外部電極１５との間に矩形波の電圧を印加する。誘電体バリア放電の場合は一般的に矩形波で電圧を印加するとランプ効率（ガラス管１０からの出力光束をガラス管１０への投入電力で除した値）が高くなるので好ましい。点灯回路１８によって矩形波電圧が印加されることにより、ガラス管１０の管壁を介して誘電体バリア放電が発生し、発光する。点灯回路１８により印加される矩形波電圧のピーク−ピーク値Ｖｐ−ｐは好ましくは１ｋＶ〜１０ｋＶである。【００２３】  ダイオード１９は、点灯回路１８から内部電極１３’へと電流が流れるような方向に接続されている。【００２４】２．点灯動作
点灯回路１８は所定の周波数で変化する矩形波電圧を内部電極１３、１３’と外部電極１５間に印加する。外部電極１５の電位を基準として内部電極１３、１３’に正極性の電圧が印加される場合、すなわち、ダイオード１９に順方向のバイアスが印加される場合、図１（ｂ）に示すように、内部電極１３、１３’から外部電極１５へ向かう方向に放電し、ランプ電流が流れる。一方、外部電極１５の電位を基準として内部電極１３、１３’に負極性の電圧が印加される場合、すなわち、ダイオード１９に逆方向のバイアスが印加される場合、図１（ｃ）に示すように、外部電極１５から内部電極１３方向へのみランプ電流が流れ、内部電極１３’へはランプ電流が流れない。【００２５】  以上のように、本実施形態の誘電体バリア放電ランプ装置１００では、点灯回路１８により、ダイオード１９に対して順方向バイアスとなるような駆動電圧が印加されたときは、内部電極１３、１３’の双方に電流が流れるのに対して、ダイオード１９に対して逆方向バイアスとなるような駆動電圧が印加されたときは、内部電極１３のみに電流が流れるように構成されている。これにより、後述するように、均一な輝度分布を実現するとともに始動性を高めている。【００２６】３．始動性試験の結果
以下に、図１（ａ）に示す誘電体バリア放電ランプ装置１００の始動性試験の結果を説明する。【００２７】  始動性試験において誘電体バリア放電ランプ装置１００の諸条件は次のように設定した。ガラス管１０は、長さ７００ｍｍ、外径３ｍｍ、内径２ｍｍを使用した。ガラス管１０に封入される放電媒体は１６ｋＰａのキセノンガスを使用した。ガラス管１０は、２４本用意し、１６ｍｍ間隔で並べて配置した。外部電極１５は、幅１６ｍｍ、長さ７００ｍｍのアルミニウム製のｆ＝４．６ｍｍの放物面形状のものを使用した。なお、外部電極１５は２４本のガラス管１０のそれぞれに配置され、ガラス管１０は外部電極１５の放物面の焦点位置にガラス管１０の中心軸が位置するように配置されている。外部電極１５とガラス管１０との距離は３ｍｍとした。点灯回路１８によって印加される電圧は、周波数２０．４ｋＨｚの矩形波を使用し、矩形波の０Ｖからピーク電圧までの電圧Ｖ０−ｐは定格値１．７ｋＶのものを用いた。なお、電圧Ｖ０−ｐは点灯回路１８の許す範囲で可変できる。ダイオード１９は、サンケン電気株式会社製の高圧清流ダイオード（型名：Ｕｘ−Ｆ５Ｂ）を使用した。【００２８】  本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００の比較例として、従来技術である図７（ａ）に示す特許文献１の誘電体バリア放電ランプ装置２００の始動性についても試験した。誘電体バリア放電ランプ装置２００は、双方の内部電極１３と点灯回路１８との間にダイオード１９、２９が配置されている点が誘電体バリア放電ランプ装置１００と異なる。他の構成は誘電体バリア放電ランプ装置１００と同じであり、同符号を記して説明を省略する。なお、ダイオード２９は、内部電極１３から点灯回路１８へ電流が流れる方向が順方向になるように接続されている。【００２９】  図７（ａ）に示す誘電体バリア放電ランプ装置２００においてランプ電流は以下のように流れる。すなわち、外部電極１５の電位を基準として内部電極１３、１３’に正極性の電圧が印加される場合、すなわち、ダイオード１９に順方向のバイアスが印加され、ダイオード２９に逆方向のバイアスが印加される場合、図７（ｂ）に示すように、内部電極１３’のみから外部電極１５へランプ電流が流れ、内部電極１３へはランプ電流が流れない。一方、外部電極１５の電位を基準として内部電極１３、１３’に負極性の電圧が印加される場合、すなわち、ダイオード１９に逆方向のバイアスが印加され、ダイオード２９に順方向のバイアスが印加される場合、図７（ｃ）に示すように、外部電極１５から内部電極１３方向へのみランプ電流が流れ、内部電極１３’へはランプ電流が流れない。【００３０】  本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００と比較例の誘電体バリア放電ランプ装置２００との始動特性を、内部電極１３、１３’と外部電極１５との間に印加する電圧Ｖ０−ｐを変化させて評価した。その結果を表１に示す。
【表１】
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【００３１】  表１の結果から、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００はＶ０−ｐが１．７５ｋＶで始動（点灯）するのに対し、従来の誘電体バリア放電ランプ装置２００はＶ０−ｐを２．００ｋＶにしても始動しない（不点灯）ことがわかる。【００３２】  したがって、内部電極１３、１３’と点灯回路１８との間のそれぞれにダイオード１９、２９を接続する従来の誘電体バリア放電ランプ装置２００と比較して、一対の内部電極１３、１３’の一方の内部電極１３’と点灯回路１８との間のみにダイオード１９を接続することにより、始動性が改善されることがわかる。なお、本実施形態においてＶ０−ｐを２．００ｋＶ以上に上昇させて試験を実施しなかった理由は、点灯回路１８の許容範囲を超えるからである。すなわち、図７に示した内部電極１３，１３’の両方にダイオードが挿入された従来の誘電体バリア放電ランプ２００は、液晶バックライトで通常使用される電圧の許容範囲では点灯しない。【００３３】３．１  始動特性の考察
以下に、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００の始動性が向上し、比較例である従来の誘電体バリア放電ランプ装置２００が始動しなかったメカニズムを説明する。【００３４】  ここで、誘電体バリア放電ランプ装置２００を検討する前に、図２（ａ）に示す、内部電極１３，１３’と点灯回路１８との間にダイオードが全く接続されていない従来の誘電体バリア放電ランプ装置３００について検討する。誘電体バリア放電ランプ装置３００は、ダイオード１９が挿入されていない点が図１（ａ）に示す構成と異なる。【００３５】  図２（ａ）に示す誘電体バリア放電ランプ装置３００においてランプ電流は以下のように流れる。すなわち、外部電極１５の電位を基準として内部電極１３、１３’に正極性の電圧が印加される場合、図２（ｂ）に示すように、内部電極１３、１３’から外部電極１５へランプ電流が流れる。一方、外部電極１５の電位を基準として内部電極１３、１３’に負極性の電圧が印加される場合、図２（ｃ）に示すように、外部電極１５から内部電極１３方向へランプ電流が流れる。【００３６】  図３に、図２（ａ）に示す誘電体バリア放電ランプ装置３００のランプ電圧波形の測定結果を示す。図３より、測定されたランプ電圧波形は理想的な矩形波ではなく、矩形波の極性が切り替わった直後に電圧のオーバーシュートが発生することがわかる。オーバーシュートは、点灯回路１８にある昇圧トランスの漏れインダクタンスと昇圧トランスの寄生容量との共振によって発生する現象である。このオーバーシュートが発生することで、誘電体バリア放電ランプに瞬間的に放電開始電圧を超える高い電圧が印加され、放電が引き起こされる。【００３７】  図４に、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００のランプ電圧波形を示す。図４では、ダイオード１９に対して逆方向バイアスが印加されたときと、順方向バイアスが印加されたときの波形をそれぞれ示している。図４から、ダイオード１９に逆方向バイアスが印加された場合はランプ電圧のオーバーシュート（図４のＡ部）が発生するが、逆方向バイアスから順方向バイアスへ切り替わったときのＢ部ではランプ電圧のオーバーシュートが消えていることがわかる。【００３８】  一般にダイオードはＰ型半導体とＮ型半導体の境界に空乏層を有し、空乏層はコンデンサと同等な働きを持つことが知られている。ダイオード１９の空乏層により形成されるコンデンサにより、ダイオード１９に印加されるランプ電圧がダイオード１９に対して逆方向バイアスから順方向バイアスに切り替わった場合、図４のＢ部に示すようにオーバーシュートが無くなると推測される。【００３９】  上記の事象を踏まえて、図７（ａ）に示す誘電体バリア放電ランプ装置２００について、表１に示すように始動しなかった理由について推測する。従来の誘電体バリア放電ランプ装置２００は両端の内部電極１３’、１３にダイオード１９、２９が接続されている。このため、ダイオードの空乏層によるコンデンサ成分により、従来の誘電体バリア放電ランプ装置２００の場合、内部電極１３、１３’に対して正極性、負極性の電圧が印加される双方の場合において、ランプ電圧波形のオーバーシュートが無くなる。これに対して本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００は片側の内部電極１３’にのみダイオード１９が接続されているため、内部電極１３、１３’に対し正極性の電圧が印加される場合にのみ、ランプ電圧波形のオーバーシュートが無くなる。このように、従来の誘電体バリア放電ランプ装置２００の場合、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００と比べて、ランプ電圧波形のピーク電圧がより大きく抑制されることから、表１に示すように始動性が悪くなると推測される。【００４０】  なお、始動性は、ランプ容量ＣＬ（ガラス管１０と外部電極１５間の空隙とで決定される容量）が小さい場合は悪くなる。これは、次のように説明できる。内部電極１３と外部電極１５との間に形成されるコンデンサ（ＣＬ）が、「絶縁破壊が生じる放電空間から形成されるコンデンサＣ１」と、「ガラス管１０と空隙とで形成されるコンデンサＣ２」との直列接続からなると考える。空隙を大きくするとコンデンサＣ２の容量が小さくなる。コンデンサＣ２の容量が小さくなると、コンデンサＣ１へ印加される電圧が低下する。この電圧の低下により放電空間に印加される電圧が低くなるので、放電空間が絶縁破壊しづらくなる。したがって、ランプ容量が小さい場合は、始動のために、内部電極１３と外部電極１５との間により多くの電圧を印加する必要があることがわかる。よって、ランプ容量ＣＬが小さい誘電体バリア放電ランプ装置では、ダイオードによる仮想的なコンデンサＣｄによる印加電圧の低下による影響を特に受けやすくなると予測できる。ランプ容量ＣＬが小さくなる構成は、本実施形態のようなガラス管１０と外部電極１５との間に空隙を設けた構成の他に、ガラス管１０の肉厚を厚くした場合や外部電極１５の面積を小さくした場合がある。【００４１】  以上のように、本発明は、ガラス管１０の両端の内部に配置された一対の内部電極１３、１３’の−方と点灯回路１８との間のみにダイオード１９を接続することにより、内部電極１３、１３’と外部電極１５との間に印加される点灯回路１８からの電圧が、ダイオード１９の順方向から逆方向に切り替わった場合、すなわち、内部電極１３と外部電極１５との間に電圧が印加される場合、ダイオード１９による電圧降下が無く点灯回路１８からの電圧をそのまま内部電極１３と外部電極１５との間に印加できるので、放電媒体を確実に放電させることができ、良好な始動性が確保できる。【００４２】４．輝度分布
続いて、輝度分布の測定結果について説明する。【００４３】  図１及び図２の誘電体バリア放電ランプ装置１００，３００の輝度分布を測定した結果を図５に示す。なお、図５には、比較例として、さらに図６の誘電体バリア放電ランプ装置８００の輝度分布も示している。図６に示す誘電体バリア放電ランプ装置８００は、片側のみ内部電極１３を備え、また、内部電極１３と点灯回路１８との間にダイオードを接続しない点で、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００と異なる。【００４４】  図５において、実線Ｘは、片側の内部電極に対してのみダイオードを接続した本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００の輝度分布を示す。破線Ｙは、両側に内部電極を有するが、内部電極にダイオードを接続しない図２（ａ）の誘電体バリア放電ランプ装置３００の輝度分布を示す。破線Ｚは片側のみ内部電極を有し、内部電極にダイオードを接続しない図６の誘電体バリア放電ランプ装置８００の輝度分布を示す。【００４５】  図５を参照すると、従来の誘電体バリア放電ランプ装置３００（破線Ｙ参照）は長手方向に対して左右のバラスがとれた輝度分布であることがわかる。ただし、４００ｍｍ付近に輝度の凹み（暗部）が確認できる。これは、両内部電極１３，１３’からそれぞれ外部電極１５へ、あるいは、外部電極１５から両内部電極１３、１３’へと放電を繰り返すため、内部電極１３、１３’からの当距離付近の放電が少なくなっているためである。【００４６】  これに対して、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００の輝度分布（実線Ｘ）は、中央部に輝度の凹み（暗部）を有さず、従来の誘電体バリア放電ランプ装置３００（破線Ｙ）に比して均一な輝度分布を有する。また、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００によれば、従来の片側のみ内部電極を有する誘電体バリア放電ランプ装置８００（破線Ｚ）に比して輝度分布が大幅に改善されている。この誘電体バリア放電ランプ装置８００よりも輝度分布が改善されている理由を以下に説明する。【００４７】  片側のみ内部電極を有する誘電体バリア放電ランプ装置８００では、内部電極１３から離れたガラス管１０の領域からの放電が少なくないため、内部電極１３から離れるにつれて輝度が低下する。一方、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００では、ダイオード１９に逆方向のバイアスが印加される場合には図１（ｃ）に示すように外部電極１５からダイオードが接続されていない内部電極１３への放電しか生じない。しかし、ダイオード１９に順方向のバイアスが印加された場合は、図１（ｂ）に示すように内部電極１３，１３’の両方から外部電極１５へ放電する。したがって、図１（ｂ）の内部電極１３’から外部電極１５への放電が増えた分、片側内部電極である誘電体バリア放電ランプ装置８００よりも輝度分布が改善されることになる。【００４８】  また、システム効率に関して、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００のシステム効率を１とすると、片側電極の誘電体バリア放電ランプ装置８００については０．８９であった。システム効率においても、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００の方が、片側電極の誘電体バリア放電ランプ装置８００よりも高いことがわかった。【００４９】  なお���輝度分布の左右対称性については、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００は、従来の誘電体バリア放電ランプ装置３００のものよりも劣る。しかし、拡散板の特性を適宜設定したり、内部電極１３、１３’へ印加する電圧をそれぞれ適宜調整したりすることで、輝度分布の左右対称性を容易に改善することが可能である。【００５０】  以上のことから、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００では、内部電極１３’と外部電極１５との間に印加される点灯回路１８からのランプ電圧がダイオード１９の順方向の場合は、両端の内部電極１３、１３’から外部電極１５に向けてランプ電流が流れるので、誘電体バリア放電ランプ装置８００のような内部電極１３と点灯回路１８との間にダイオードを有しない片側だけの内部電極１３を有する誘電体バリア放電ランプ装置８００と比較して、ガラス管１０軸方向の輝度ムラを低減できる。【００５１】５．まとめ
以上のように、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置は、ランプ内部の両端に設けられた内部電極のうち一方の内部電極に対してのみダイオードを接続し、点灯回路からダイオードを介して電圧を印加するように構成した。これにより、均一な輝度分布を実現しつつ、ランプ点灯時の始動性を向上できる。なお、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００は、液晶用バックライト、室内照明、看板用バックライト等である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】  本発明は、ランプ点灯時の始動性を向上できるとともに均一な輝度分布を実現できるため、液晶用バックライトや室内照明や看板用バックライト等に適用できる。【００５３】  本発明は、特定の実施形態について説明されてきたが、当業者にとっては他の多くの変形例、修正、他の利用が明らかである。それゆえ、本発明は、ここでの特定の開示に限定されず、添付の請求の範囲によってのみ限定され得る。なお、本出願は日本国特許出願、特願２００６−０３４８１４号（２００６年２月１３日提出）に関連し、それらの内容は参照することにより本文中に組み入れられる。
【図１】
2007094179.tif 000004
【図２】
2007094179.tif 000005
【図３】
2007094179.tif 000006
【図４】
2007094179.tif 000007
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年7月2日(2007.7.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電媒体が封入されたガラス管と、
前記ガラス管の内部の両端のそれぞれに配置された一対の内部電極と、
前記ガラス管の外部に配置された外部電極と、
前記一対の内部電極と前記外部電極とに接続された点灯回路と、
前記一対の内部電極のいずれか一方のみと前記点灯回路との間に接続されたダイオードとを備える、誘電バリア放電ランプ装置。
【請求項２】
前記放電媒体が希ガスであって無水銀である、請求項１に記載の誘電バリア放電ランプ装置。
【請求項３】
放電媒体が封入されたガラス管と、
前記ガラス管の内部の両端のそれぞれに配置された一対の内部電極と、
前記ガラス管の外部に配置された外部電極と、
前記一対の内部電極と前記外部電極とに接続された点灯回路と、
前記一対の内部電極のいずれか一方のみと前記点灯回路との間に接続されたダイオードとを備える、液晶用バックライト。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体バリア放電ランプ装置に関し、特に液晶表示装置用のバックライトとして使用される誘電体バリア放電ランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の映像ディスプレイの大画面化、薄型化にともない、液晶表示装置の高性能化が要求されている。そしてその構成用件であるバックライト用光源としてこれまで冷陰極蛍光ランプが使用されているが、環境保護の面から、光源部の無水銀化が期待される。これに対して、水銀を使用しないで高効率が得られる誘電体バリア放電ランプが開発されている。
【０００３】
誘電体バリア放電ランプにおいて、明るさや輝度が高く、管軸方向の輝度ムラを改善する技術が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
図７（ａ）に、特許文献１に開示された誘電体バリア型放電ランプであるキセノン蛍光放電灯の駆動装置の構成を示す。キセノン蛍光灯は、希ガスが封入された蛍光放電管本体１０と、蛍光放電管本体１０の内部に配置された内部電極１３，１３’と、発光管放電管本体１０の外部に配置された外部電極１５と、内部電極１３、１３’と外部電極１５とに接続された電源１８と、内部電極１３、１３’のそれぞれと電源（点灯回路）１８との間に接続されたダイオード１９、２９とを備える。ダイオード２９、１９は、内部電極１３、１３’に流れ込む電流の極性が分離されるような方向で配置されている。このダイオード２９、１９により、内部電極１３には負極性の電流のみが、内部電極１３’には正極性の電流のみが、電源１８の矩形波の極が反転する度に流れ込む。これにより、蛍光放電管本体１０の全体の輝度ムラを少なくしつつ、蛍光放電管本体１０の全体を発光させることができるので輝度を高くすることができる。
【特許文献１】特開平１１−２１４１８４号公報（段落番号００１８、図２（ｃ）等を参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１におけるダイオード２９、１９が内部電極１３、１３’と電源１８との間に接続された構成では、外部電極１５の配置位置、蛍光放電管本体１０の構造、内部電極１３、１３’と外部電極１５との間に印加する電圧の値によっては始動性が悪くなることがわかった。
【０００６】
また、特許文献１の構成では、全体として輝度ムラを改善しつつも、瞬間的には片側の内部電極と外部電極との間でのみ放電が行われるため、中央部分には依然として暗部が生じるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記課題を解決することを目的とし、始動性を確保し、かつ、輝度ムラを低減できる誘電体バリア放電ランプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る誘電バリア放電ランプ装置は、放電媒体が封入されたガラス管と、ガラス管の内部の両端のそれぞれに配置された一対の内部電極と、ガラス管の外部に配置された外部電極と、一対の内部電極と外部電極とに接続された点灯回路と、一対の内部電極のどちらか一方と点灯回路との間のみに接続されたダイオードとを備える。
【０００９】
放電媒体は希ガスであって無水銀であってもよい。
【００１０】
本発明に係る液晶用バックライトは、放電媒体が封入されたガラス管と、ガラス管の内部の両端のそれぞれに配置された一対の内部電極と、ガラス管の外部に配置された外部電極と、一対の内部電極と外部電極とに接続された点灯回路と、一対の内部電極のいずれか一方のみと前記点灯回路との間に接続されたダイオードとを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、誘電体バリア放電ランプ装置においてランプ内部の両端に設けられた内部電極のうち一方の内部電極に対してのみダイオードを接続し、点灯回路からダイオードを介して電圧を印加するように構成した。これにより、均一な輝度分布を実現しつつ、ランプ点灯時の始動性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
１．誘電体バリア放電ランプ装置の構成
図１（ａ）に、本発明の実施の形態における誘電体バリア放電ランプ装置の構成を示す。誘電体バリア放電ランプ装置１００は、放電媒体が封入されたガラス管１０を含む誘電体バリア放電ランプと、点灯回路１８とを有する。
【００１４】
誘電体バリア放電ランプは、ガラス管１０内部の両端において一対の内部電極１３、１３’が配置されている。ガラス管１０の外部には、更に外部電極１５が配置されている。ガラス管１０の内面には蛍光体層１６が塗布されている。内部電極１３、１３’と外部電極１５とは、点灯回路１８に接続されている。特に、本実施形態では、一対の内部電極１３、１３’のうち、一方の内部電極１３’と点灯回路１８との間のみにダイオード１９が接続されている。以下、各構成要素について詳細に説明する。
【００１５】
ガラス管１０は、大量生産が容易で強度も強い細い管形状のもの使用することが一般的である。また、ガラス管１０の材料はホウケイ酸ガラス、石英ガラス、ソーダガラス、鉛ガラス等のガラスであってもよい。ガラス管１０の外径は、通常１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍ程度であるが、これに限定するものではない。例えば、一般照明用蛍光灯で利用されている３０ｍｍ程度であっても構わない。ガラス管１０は、直線状の形状に限らず、Ｌ字状、Ｕ字状または矩形状等であってもよい。また、ガラス管１０の長さは好ましくは５０ｍｍ〜１０００ｍｍである。
【００１６】
ガラス管１０は封止されており、内部には放電媒体（図示せず）が封入されている。放電媒体は希ガスを主体とした１種類以上のガスである。誘電体バリア放電では水銀を含まないことが好ましい。封入されているガスの圧力、すなわちガラス管１０の内部の圧力は０．１ｋＰａ〜７６．０ｋＰａ程度である。
【００１７】
内部電極１３、１３’は、例えばタングステンやニッケルなどの金属で形成できる。内部電極１３、１３’の表面の一部又は全体は、酸化セシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチ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。
【００１８】
外部電極１５は、ガラス管１０から空隙を空けて配置されている。適切な距離の空隙を空けることにより、外部電極１５とガラス管１０の表面との間で発生する絶縁破壊を防止することができる（国際公開第２００５／０２２５８６号パンフレットの段落番号００５３、００９２等を参照）。なお、外部電極１５とガラス管１０との間の絶縁破壊の防止を考慮しない場合は、外部電極１５はガラス管１０に接触させてもよい。外部電極１５は、銅、アルミニウム、ステンレス等の金属や、酸化スズ、酸化インジウム等を主成分とする透明導電性構造物等で形成できる。外部電極１２は鏡面反射処理の施されているものを使用することにより、外部電極１２と発光管１０との間に高反射シートを設定しなくても、ガラス管１０から外部電極１２への光を効率良く反射させて高い光取り出し効率を実現できる。
【００１９】
蛍光体層１６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１６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、緑及び青等の光が得られる。蛍光体層１６は、所謂、一般照明用蛍光灯、プラズマディスプレイ等に用いられる材料で形成できる。
【００２０】
点灯回路１８は、内部電極１３、１３’と外部電極１５との間に矩形波の電圧を印加する。誘電体バリア放電の場合は一般的に矩形波で電圧を印加するとランプ効率（ガラス管１０からの出力光束をガラス管１０への投入電力で除した値）が高くなるので好ましい。点灯回路１８によって矩形波電圧が印加されることにより、ガラス管１０の管壁を介して誘電体バリア放電が発生し、発光する。点灯回路１８により印加される矩形波電圧のピーク−ピーク値Ｖp-pは好ましくは１ｋV〜１０ｋVである。
【００２１】
ダイオード１９は、点灯回路１８から内部電極１３’へと電流が流れるような方向に接続されている。
【００２２】
２．点灯動作
点灯回路１８は所定の周波数で変化する矩形波電圧を内部電極１３、１３'と外部電極１５間に印加する。外部電極１５の電位を基準として内部電極１３、１３'に正極性の電圧が印加される場合、すなわち、ダイオード１９に順方向のバイアスが印加される場合、図１（ｂ）に示すように、内部電極１３、１３'から外部電極１５へ向かう方向に放電し、ランプ電流が流れる。一方、外部電極１５の電位を基準として内部電極１３、１３'に負極性の電圧が印加される場合、すなわち、ダイオード１９に逆方向のバイアスが印加される場合、図１（ｃ）に示すように、外部電極１５から内部電極１３方向へのみランプ電流が流れ、内部電極１３'へはランプ電流が流れない。
【００２３】
以上のように、本実施形態の誘電体バリア放電ランプ装置１００では、点灯回路１８により、ダイオード１９に対して順方向バイアスとなるような駆動電圧が印加されたときは、内部電極１３、１３'の双方に電流が流れるのに対して、ダイオード１９に対して逆方向バイアスとなるような駆動電圧が印加されたときは、内部電極１３のみに電流が流れるように構成されている。これにより、後述するように、均一な輝度分布を実現するとともに始動性を高めている。
【００２４】
３．始動性試験の結果
以下に、図１（ａ）に示す誘電体バリア放電ランプ装置１００の始動性試験の結果を説明する。
【００２５】
始動性試験において誘電体バリア放電ランプ装置１００の諸条件は次のように設定した。ガラス管１０は、長さ７００ｍｍ、外径３ｍｍ、内径２ｍｍを使用した。ガラス管１０に封入される放電媒体は１６ｋＰａのキセノンガスを使用した。ガラス管１０は、２４本用意し、１６ｍｍ間隔で並べて配置した。外部電極１５は、幅１６ｍｍ、長さ７００ｍｍのアルミニウム製のｆ＝４．６ｍｍの放物面形状のものを使用した。なお、外部電極１５は２４本のガラス管１０のそれぞれに配置され、ガラス管１０は外部電極１５の放物面の焦点位置にガラス管１０の中心軸が位置するように配置されている。外部電極１５とガラス管１０との距離は３ｍｍとした。点灯回路１８によって印加される電圧は、周波数２０．４ｋＨｚの矩形波を使用し、矩形波の０Ｖからピーク電圧までの電圧Ｖ0-pは定格値１．７ｋＶのものを用いた。なお、電圧Ｖ0-pは点灯回路１８の許す範囲で可変できる。ダイオード１９は、サンケン電気株式会社製の高圧清流ダイオード（型名：Ｕｘ−Ｆ５Ｂ）を使用した。
【００２６】
本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００の比較例として、従来技術である図７（ａ）に示す特許文献１の誘電体バリア放電ランプ装置２００の始動性についても試験した。誘電体バリア放電ランプ装置２００は、双方の内部電極１３と点灯回路１８との間にダイオード１９、２９が配置されている点が誘電体バリア放電ランプ装置１００と異なる。他の構成は誘電体バリア放電ランプ装置１００と同じであり、同符号を記して説明を省略する。なお、ダイオード２９は、内部電極１３から点灯回路１８へ電流が流れる方向が順方向になるように接続されている。
【００２７】
図７（ａ）に示す誘電体バリア放電ランプ装置２００においてランプ電流は以下のように流れる。すなわち、外部電極１５の電位を基準として内部電極１３、１３’に正極性の電圧が印加される場合、すなわち、ダイオード１９に順方向のバイアスが印加され、ダイオード２９に逆方向のバイアスが印加される場合、図７（ｂ）に示すように、内部電極１３’のみから外部電極１５へランプ電流が流れ、内部電極１３へはランプ電流が流れない。一方、外部電極１５の電位を基準として内部電極１３、１３’に負極性の電圧が印加される場合、すなわち、ダイオード１９に逆方向のバイアスが印加され、ダイオード２９に順方向のバイアスが印加される場合、図７（ｃ）に示すように、外部電極１５から内部電極１３方向へのみランプ電流が流れ、内部電極１３’へはランプ電流が流れない。
【００２８】
本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００と比較例の誘電体バリア放電ランプ装置２００との始動特性を、内部電極１３、１３’と外部電極１５との間に印加する電圧Ｖ0-pを変化させて評価した。その結果を表１に示す。
【表１】
2007094179.tif 000011
【００２９】
表１の結果から、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００はＶ0-pが１．７５ｋＶで始動（点灯）するのに対し、従来の誘電体バリア放電ランプ装置２００はＶ0-pを２．００ｋＶにしても始動しない（不点灯）ことがわかる。
【００３０】
したがって、内部電極１３、１３’と点灯回路１８との間のそれぞれにダイオード１９、２９を接続する従来の誘電体バリア放電ランプ装置２００と比較して、一対の内部電極１３、１３’の一方の内部電極１３’と点灯回路１８との間のみにダイオード１９を接続することにより、始動性が改善されることがわかる。なお、本実施形態においてＶ0-pを２．００ｋＶ以上に上昇させて試験を実施しなかった理由は、点灯回路１８の許容範囲を超えるからである。すなわち、図７に示した内部電極１３，１３’の両方にダイオードが挿入された従来の誘電体バリア放電ランプ２００は、液晶バックライトで通常使用される電圧の許容範囲では点灯しない。
【００３１】
３．１  始動特性の考察
以下に、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００の始動性が向上し、比較例である従来の誘電体バリア放電ランプ装置２００が始動しなかったメカニズムを説明する。
【００３２】
ここで、誘電体バリア放電ランプ装置２００を検討する前に、図２（ａ）に示す、内部電極１３，１３’と点灯回路１８との間にダイオードが全く接続されていない従来の誘電体バリア放電ランプ装置３００について検討する。誘電体バリア放電ランプ装置３００は、ダイオード１９が挿入されていない点が図１（ａ）に示す構成と異なる。
【００３３】
図２（ａ）に示す誘電体バリア放電ランプ装置３００においてランプ電流は以下のように流れる。すなわち、外部電極１５の電位を基準として内部電極１３、１３’に正極性の電圧が印加される場合、図２（ｂ）に示すように、内部電極１３、１３’から外部電極１５へランプ電流が流れる。一方、外部電極１５の電位を基準として内部電極１３、１３’に負極性の電圧が印加される場合、図２（ｃ）に示すように、外部電極１５から内部電極１３方向へランプ電流が流れる。
【００３４】
図３に、図２（ａ）に示す誘電体バリア放電ランプ装置３００のランプ電圧波形の測定結果を示す。図３より、測定されたランプ電圧波形は理想的な矩形波ではなく、矩形波の極性が切り替わった直後に電圧のオーバーシュートが発生することがわかる。オーバーシュートは、点灯回路１８にある昇圧トランスの漏れインダクタンスと昇圧トランスの寄生容量との共振によって発生する現象である。このオーバーシュートが発生することで、誘電体バリア放電ランプに瞬間的に放電開始電圧を超える高い電圧が印加され、放電が引き起こされる。
【００３５】
図４に、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００のランプ電圧波形を示す。図４では、ダイオード１９に対して逆方向バイアスが印加されたときと、順方向バイアスが印加されたときの波形をそれぞれ示している。図４から、ダイオード１９に逆方向バイアスが印加された場合はランプ電圧のオーバーシュート（図４のＡ部）が発生するが、逆方向バイアスから順方向バイアスへ切り替わったときのＢ部ではランプ電圧のオーバーシュートが消えていることがわかる。
【００３６】
一般にダイオードはＰ型半導体とＮ型半導体の境界に空乏層を有し、空乏層はコンデンサと同等な働きを持つことが知られている。ダイオード１９の空乏層により形成されるコンデンサにより、ダイオード１９に印加されるランプ電圧がダイオード１９に対して逆方向バイアスから順方向バイアスに切り替わった場合、図４のＢ部に示すようにオーバーシュートが無くなると推測される。
【００３７】
上記の事象を踏まえて、図７（ａ）に示す誘電体バリア放電ランプ装置２００について、表１に示すように始動しなかった理由について推測する。従来の誘電体バリア放電ランプ装置２００は両端の内部電極１３’、１３にダイオード１９、２９が接続されている。このため、ダイオードの空乏層によるコンデンサ成分により、従来の誘電体バリア放電ランプ装置２００の場合、内部電極１３、１３’に対して正極性、負極性の電圧が印加される双方の場合において、ランプ電圧波形のオーバーシュートが無くなる。これに対して本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００は片側の内部電極１３’にのみダイオード１９が接続されているため、内部電極１３、１３’に対し正極性の電圧が印加される場合にのみ、ランプ電圧波形のオーバーシュートが無くなる。このように、従来の誘電体バリア放電ランプ装置２００の場合、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００と比べて、ランプ電圧波形のピーク電圧がより大きく抑制されることから、表１に示すように始動性が悪くなると推測される。
【００３８】
なお、始動性は、ランプ容量ＣＬ（ガラス管１０と外部電極１５間の空隙とで決定される容量）が小さい場合は悪くなる。これは、次のように説明できる。内部電極１３と外部電極１５との間に形成されるコンデンサ（ＣＬ）が、「絶縁破壊が生じる放電空間から形成されるコンデンサＣ１」と、「ガラス管１０と空隙とで形成されるコンデンサＣ２」との直列接続からなると考える。空隙を大きくするとコンデンサＣ２の容量が小さくなる。コンデンサＣ２の容量が小さくなると、コンデンサＣ１へ印加される電圧が低下する。この電圧の低下により放電空間に印加される電圧が低くなるので、放電空間が絶縁破壊しづらくなる。したがって、ランプ容量が小さい場合は、始動のために、内部電極１３と外部電極１５との間により多くの電圧を印加する必要があることがわかる。よって、ランプ容量ＣＬが小さい誘電体バリア放電ランプ装置では、ダイオードによる仮想的なコンデンサＣｄによる印加電圧の低下による影響を特に受けやすくなると予測できる。ランプ容量ＣＬが小さくなる構成は、本実施形態のようなガラス管１０と外部電極１５との間に空隙を設けた構成の他に、ガラス管１０の肉厚を厚くした場合や外部電極１５の面積を小さくした場合がある。
【００３９】
以上のように、本発明は、ガラス管１０の両端の内部に配置された一対の内部電極１３、１３’の一方と点灯回路１８との間のみにダイオード１９を接続することにより、内部電極１３、１３’と外部電極１５との間に印加される点灯回路１８からの電圧が、ダイオード１９の順方向から逆方向に切り替わった場合、すなわち、内部電極１３と外部電極１５との間に電圧が印加される場合、ダイオード１９による電圧降下が無く点灯回路１８からの電圧をそのまま内部電極１３と外部電極１５との間に印加できるので、放電媒体を確実に放電させることができ、良好な始動性が確保できる。
【００４０】
４．輝度分布
続いて、輝度分布の測定結果について説明する。
【００４１】
図１及び図２の誘電体バリア放電ランプ装置１００，３００の輝度分布を測定した結果を図５に示す。なお、図５には、比較例として、さらに図６の誘電体バリア放電ランプ装置８００の輝度分布も示している。図６に示す誘電体バリア放電ランプ装置８００は、片側のみ内部電極１３を備え、また、内部電極１３と点灯回路１８との間にダイオードを接続しない点で、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００と異なる。
【００４２】
図５において、実線Ｘは、片側の内部電極に対してのみダイオードを接続した本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００の輝度分布を示す。破線Ｙは、両側に内部電極を有するが、内部電極にダイオードを接続しない図２（ａ）の誘電体バリア放電ランプ装置３００の輝度分布を示す。破線Ｚは片側のみ内部電極を有し、内部電極にダイオードを接続しない図６の誘電体バリア放電ランプ装置８００の輝度分布を示す。
【００４３】
図５を参照すると、従来の誘電体バリア放電ランプ装置３００（破線Ｙ参照）は長手方向に対して左右のバラスがとれた輝度分布であることがわかる。ただし、４００ｍｍ付近に輝度の凹み（暗部）が確認できる。これは、両内部電極１３，１３’からそれぞれ外部電極１５へ、あるいは、外部電極１５から両内部電極１３、１３’へと放電を繰り返すため、内部電極１３、１３’からの当距離付近の放電が少なくなっているためである。
【００４４】
これに対して、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００の輝度分布（実線Ｘ）は、中央部に輝度の凹み（暗部）を有さず、従来の誘電体バリア放電ランプ装置３００（破線Ｙ）に比して均一な輝度分布を有する。また、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００によれば、従来の片側のみ内部電極を有する誘電体バリア放電ランプ装置８００（破線Ｚ）に比して輝度分布が大幅に改善されている。この誘電体バリア放電ランプ装置８００よりも輝度分布が改善されている理由を以下に説明する。
【００４５】
片側のみ内部電極を有する誘電体バリア放電ランプ装置８００では、内部電極１３から離れたガラス管１０の領域からの放電が少なくないため、内部電極１３から離れるにつれて輝度が低下する。一方、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００では、ダイオード１９に逆方向のバイアスが印加される場合には図１（ｃ）に示すように外部電極１５からダイオードが接続されていない内部電極１３への放電しか生じない。しかし、ダイオード１９に順方向のバイアスが印加された場合は、図１（ｂ）に示すように内部電極１３，１３’の両方から外部電極１５へ放電する。したがって、図１（ｂ）の内部電極１３’から外部電極１５への放電が増えた分、片側内部電極である誘電体バリア放電ランプ装置８００よりも輝度分布が改善されることになる。
【００４６】
また、システム効率に関して、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００のシステム効率を１とすると、片側電極の誘電体バリア放電ランプ装置８００については０．８９であった。システム効率においても、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００の方が、片側電極の誘電体バリア放電ランプ装置８００よりも高いことがわかった。
【００４７】
なお、輝度分布の左右対称性については、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００は、従来の誘電体バリア放電ランプ装置３００のものよりも劣る。しかし、拡散板の特性を適宜設定したり、内部電極１３、１３'へ印加する電圧をそれぞれ適宜調整したりすることで、輝度分布の左右対称性を容易に改善することが可能である。
【００４８】
以上のことから、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００では、内部電極１３’と外部電極１５との間に印加される点灯回路１８からのランプ電圧がダイオード１９の順方向の場合は、両端の内部電極１３、１３’から外部電極１５に向けてランプ電流が流れるので、誘電体バリア放電ランプ装置８００のような内部電極１３と点灯回路１８との間にダイオードを有しない片側だけの内部電極１３を有する誘電体バリア放電ランプ装置８００と比較して、ガラス管１０軸方向の輝度ムラを低減できる。
【００４９】
５．まとめ
以上のように、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置は、ランプ内部の両端に設けられた内部電極のうち一方の内部電極に対してのみダイオードを接続し、点灯回路からダイオードを介して電圧を印加するように構成した。これにより、均一な輝度分布を実現しつつ、ランプ点灯時の始動性を向上できる。なお、本発明の誘電体バリア放電ランプ装置１００は、液晶用バックライト、室内照明、看板用バックライト等である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、ランプ点灯時の始動性を向上できるとともに均一な輝度分布を実現できるため、液晶用バックライトや室内照明や看板用バックライト等に適用できる。
【００５１】
本発明は、特定の実施形態について説明されてきたが、当業者にとっては他の多くの変形例、修正、他の利用が明らかである。それゆえ、本発明は、ここでの特定の開示に限定されず、添付の請求の範囲によってのみ限定され得る。なお、本出願は日本国特許出願、特願２００６−０３４８１４号（２００６年２月１３日提出）に関連し、それらの内容は参照することにより本文中に組み入れられる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】（ａ）本発明の実施形態における誘電体バリア放電ランプ装置の構成図、（ｂ）本発明の誘電体バリア放電ランプ装置において、外部電極の電位を基準として内部電極に対して高い電圧が印加された時のランプ電流を説明した図、（ｃ）本発明の誘電体バリア放電ランプ装置において、外部電極の電位を基準として内部電極に対して低い電圧が印加された時のランプ電流を説明した図
【図２】（ａ）比較例である従来の誘電体バリア放電ランプ装置の構成図、（ｂ）従来の誘電体バリア放電ランプ装置において、外部電極の電位を基準として内部電極に対して高い電圧が印加された時のランプ電流を説明した図、（ｃ）従来の誘電体バリア放電ランプ装置において、外部電極の電位を基準として内部電極に対して低い電圧が印加された時のランプ電流を説明した図
【図３】従来の誘電体バリア放電ランプ装置のランプ電圧波形図
【図４】本発明の実施形態における誘電体バリア放電ランプ装置のランプ電圧波形図
【図５】本発明及び従来の誘電体バリア放電ランプ装置の輝度分布図
【図６】比較例である従来の誘電体バリア放電ランプ装置の構成図
【図７】（ａ）従来の誘電体バリア放電ランプ装置の構成図、（ｂ）従来の誘電体バリア放電ランプ装置において、外部電極の電位を基準として内部電極に対して高い電圧が印加された時のランプ電流を説明した図、（ｃ）従来の誘電体バリア放電ランプ装置において、外部電極の電位を基準として内部電極に対して低い電圧が印加された時のランプ電流を説明した図
【符号の説明】
【００５３】
１００    本発明の誘電体バリア放電ランプ装置
２００，３００，８００    従来の誘電体バリア放電ランプ装置
１０    ガラス管
１３，１３’    内部電極
１５    外部電極
１８    点灯回路
１９，２９    ダイオード
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007094179.tif 000012
【図２】
2007094179.tif 000013
【図３】
2007094179.tif 000014
【図４】
2007094179.tif 000015
【図５】
2007094179.tif 000016
【図６】
2007094179.tif 000017
【図７】
2007094179.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成19年11月27日(2007.11.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電媒体が封入されたガラス管と、
前記ガラス管の内部の両端のそれぞれに配置された一対の内部電極と、
前記ガラス管の外部に配置された外部電極と、
前記一対の内部電極と前記外部電極とに接続され、前記一対の内部電極と前記外部電極との間に矩形波電圧を印加する点灯回路と、
前記一対の内部電極のいずれか一方のみと前記点灯回路との間に接続されたダイオードとを備える、誘電バリア放電ランプ装置。
【請求項２】
前記矩形波電圧は所定の周波数で変化する、請求項１に記載の誘電バリア放電ランプ。
【請求項３】
前記放電媒体が希ガスであって無水銀である、請求項１に記載の誘電バリア放電ランプ装置。
【請求項４】
放電媒体が封入されたガラス管と、
前記ガラス管の内部の両端のそれぞれに配置された一対の内部電極と、
前記ガラス管の外部に配置された外部電極と、
前記一対の内部電極と前記外部電極とに接続され、前記一対の内部電極と前記外部電極との間に矩形波電圧を印加する点灯回路と、
前記一対の内部電極のいずれか一方のみと前記点灯回路との間に接続されたダイオードとを備える、液晶用バックライト。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る誘電バリア放電ランプ装置は、放電媒体が封入されたガラス管と、ガラス管の内部の両端のそれぞれに配置された一対の内部電極と、ガラス管の外部に配置された外部電極と、一対の内部電極と外部電極とに接続され、一対の内部電極と外部電極との間に矩形波電圧を印加する点灯回路と、一対の内部電極のどちらか一方と点灯回路との間のみに接続されたダイオードとを備える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係る液晶用バックライトは、放電媒体が封入されたガラス管と、ガラス管の内部の両端のそれぞれに配置された一対の内部電極と、ガラス管の外部に配置された外部電極と、一対の内部電極と外部電極とに接続され、一対の内部電極と外部電極との間に矩形波電圧を印加する点灯回路と、一対の内部電極のいずれか一方のみと前記点灯回路との間に接続されたダイオードとを備える。
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月18日(2008.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電媒体が封入されたガラス管と、
前記ガラス管の内部の両端のそれぞれに配置された一対の内部電極と、
前記ガラス管の外部に配置された外部電極と、
前記一対の内部電極と前記外部電極とに接続され、前記一対の内部電極と前記外部電極との間に、極性が時間的に反転する交流の矩形波電圧を印加する点灯回路と、
前記一対の内部電極のいずれか一方のみと前記点灯回路との間に接続されたダイオードとを備える、誘電バリア放電ランプ装置。
【請求項２】
前記矩形波電圧は所定の周波数で変化する、請求項１に記載の誘電バリア放電ランプ装置。
【請求項３】
前記放電媒体が希ガスであって無水銀である、請求項１に記載の誘電バリア放電ランプ装置。
【請求項４】
放電媒体が封入されたガラス管と、
前記ガラス管の内部の両端のそれぞれに配置された一対の内部電極と、
前記ガラス管の外部に配置された外部電極と、
前記一対の内部電極と前記外部電極とに接続され、前記一対の内部電極と前記外部電極との間に、極性が時間的に反転する交流の矩形波電圧を印加する点灯回路と、
前記一対の内部電極のいずれか一方のみと前記点灯回路との間に接続されたダイオードとを備える、液晶用バックライト。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る誘電バリア放電ランプ装置は、放電媒体が封入されたガラス管と、ガラス管の内部の両端のそれぞれに配置された一対の内部電極と、ガラス管の外部に配置された外部電極と、一対の内部電極と外部電極とに接続され、一対の内部電極と外部電極との間に、極性が時間的に反転する交流の矩形波電圧を印加する点灯回路と、一対の内部電極のどちらか一方と点灯回路との間のみに接続されたダイオードとを備える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係る液晶用バックライトは、放電媒体が封入されたガラス管と、ガラス管の内部の両端のそれぞれに配置された一対の内部電極と、ガラス管の外部に配置された外部電極と、一対の内部電極と外部電極とに接続され、一対の内部電極と外部電極との間に、極性が時間的に反転する交流の矩形波電圧を印加する点灯回路と、一対の内部電極のいずれか一方のみと前記点灯回路との間に接続されたダイオードとを備える。
【国際調査報告】
2007094179.tif 000019
2007094179.tif 000020
2007094179.tif 000021
2007094179.tif 000022