(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に放電媒体が封入されたバルブと、
前記バルブの内部の端部に配置された内部電極と、
前記バルブの外部に配置された外部電極と、
前記バルブと前記外部電極との間の前記バルブの延びる方向の一部に介在するように前記内部電極の近傍に配置された誘電体部材と、
前記誘電体部材が介在する部分以外の前記バルブと前記外部電極とが、予め定められた距離の空隙を隔てて対向するように、前記外部電極を保持する保持部材と
を備え、
前記誘電体部材は、誘電体材料からなる誘電体部と、導電体材料からなる導電体部とを備える光源装置。
【請求項２】
前記導電体部は前記誘電体部の内部に配置されている、請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記誘電体部は、前記バルブ側に位置する第１の誘電体層と、前記外部電極側に位置する第２の誘電体層とを備え、
前記導電体部は前記第１の誘電体層と前記第２の誘電体層の間に配置された導電体層を備える、請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記導電体層は導電体材料からなるシート状部材である、請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記導電体層は導電体材料からなるメッシュ状部材である、請求項３に記載の光源装置。
【請求項６】
前記導電体部は前記誘電体部に埋め込まれた長尺部材である、請求項２に記載の光源装置。
【請求項７】
内部に放電媒体が封入されたバルブと、
前記バルブの内部の端部に配置された内部電極と、
前記バルブの外部に配置された外部電極と、
前記バルブと前記外部電極との間の前記バルブの延びる方向の一部に介在するように前記内部電極の近傍に配置された誘電体部材と、
前記誘電体部材が介在する部分以外の前記バルブと前記外部電極とが、予め定められた距離の空隙を隔てて対向するように、前記外部電極を保持する保持部材と、
前記バルブの内部であって前記内部電極及び前記誘電体部材と対応する位置に配置された導電体部材とを備える光源装置。
【請求項８】
前記導電体部材は、前記バルブの端部側に位置する基端と、前記基端よりも前記バルブの中央部側に位置する先端とを備え、
前記外部電極に投影した像の前記基端及び前記先端が前記誘電体部材上に位置するように、前記導電体部材の前記バルブが延びる方向の寸法及び前記バルブが延びる方向の位置が設定されている、請求項８に記載の光源装置。
【請求項９】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光源装置と、
光入射面と光出射面とを備え、前記光源装置から発せられる光を前記光入射面から前記光出射面に導いて出射させる導光板と
を備える照明装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光源装置と、
光入射面と光出射面とを備え、前記光源装置から発せられる光を前記光入射面から前記光出射面に導いて出射させる導光板と、
前記導光板の前記光出射面に対向して配置され液晶パネルと
を備える液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブと、バルブ内に封入された放電媒体と、放電媒体を励起するための電極とを備えた光源装置に関する。また、本発明は当該光源装置を備えるバックライト装置のような照明装置、及び当該バックライト装置を備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置のバックライト装置等に使用されるランプないしは光源装置として、水銀を用いるタイプの研究に加え、水銀を用いないタイプの光源装置（水銀レスタイプ）の研究が盛んに行われている。水銀レスタイプの光源装置は、温度の時間変化に伴う発光強度の変動が少ない点と、環境上の観点から好ましい。
【０００３】
例えば、図４３に示す特許文献１に開示された水銀レスタイプの光源装置は、希ガス１が封入された管状のバルブ２と、バルブ２の内部に配置された内部電極３と、バルブ２の外部に配置された外部電極４を備える。また、バルブ２の内周面には蛍光体層５が形成されている。外部電極４はバルブ２が延びる方向ないしはバルブ２の軸線Ｌの方向に対して平行に延びる帯状であり、例えば金属ペーストをバルブ２の外周面に塗布することによりバルブ２の外周面に密着形成されている。内部電極３は点灯回路６に電気的に接続され、外部電極２は接地されている。点灯回路６により内部電極３と外部電極４の間に電圧を印加すると、誘電体バリア放電により、希ガスがプラズマ化して発光する。
【０００４】
金属ペーストの塗布で外部電極４を形成しても、外部電極４をバルブ２の外周面に完全に密着させることはできない。すなわち、製造誤差や動作中の振動、環境の寒暖状態等の種々の原因により、図４４に示すように、外部電極４とバルブ２の外周面との間にボイドないしは微少な隙間７が必ず生じる。この隙間７が存在すると、バルブ２に対して正常に電力を投入できず発光強度が不安定になる。また、隙間７の部分で雰囲気気体の絶縁破壊が生じやすく、絶縁破壊によりイオン化した気体分子は周囲の部材を破壊する。例えば、雰囲気気体が空気である場合、絶縁破壊によりオゾンが発生し、このオゾンが周囲の部材を破壊する。
【０００５】
スパッタ法、接着剤のような蒸着以外の他の化学的方法や、機械的な押圧、収縮チューブのような物理的方法を使用しても、外部電極をバルブの外周面に完全に密着させることは不可能である。従って、この外部電極とバルブの外周面との間に隙間が必ず存在し、発光の不安定化と、雰囲気気体の絶縁破壊を引き起こす。
【０００６】
また、この種の光源装置では、発光強度の安定化と、雰囲気気体の絶縁破壊防止に加え、人間の眼に知覚されるような発光強度の時間的な変動、すなわち「ちらつき」を防止することも重要である。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２９０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、安定した発光強度を有し、雰囲気気体の絶縁破壊を防止できると共に、ちらつきを低減することができる信頼性の高い光源装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様は、内部に放電媒体が封入されたバルブと、前記バルブの内部の端部に配置された内部電極と、前記バルブの外部に配置された外部電極と、前記バルブと前記外部電極との間の前記バルブの延びる方向の一部に介在するように前記内部電極の近傍に配置された誘電体部材と、前記誘電体部材が介在する部分以外の前記バルブと前記外部電極とが、予め定められた距離の空隙を隔てて対向するように、前記外部電極を保持する保持部材とを備え、前記誘電体部材は、誘電体材料からなる誘電体部と、導電体材料からなる導電体部とを備える光源装置を提供する。
【００１０】
誘電体部材の前記バルブの軸線と直交する断面の形状は、例えば板状、Ｕ字型等である。
【００１１】
内部電極及び外部電極に電圧を印加すると、誘電体バリア放電が生じ、放電媒体が励起される。励起された放電媒体が基底状態に移行する際に生じる紫外線により、バルブから光が放射される。
【００１２】
バルブの外部に配置された外部電極は、保持部材によりバルブに対して予め定められた距離の空隙を隔てて対向している。換言すれば、バルブと外部電極の間に意図的ないしは積極的に空隙を設けている。この空隙の存在により、光源装置の発光が安定すると共に、バルブ周囲の雰囲気気体の絶縁破壊を防止することができ、信頼性の高い光源装置を実現することができる。
【００１３】
単に外部電極をバルブに対して間隔を隔てて対向させただけでは、バルブ内の内部電極の近傍で収縮放電が起こり、この収縮放電の位置及び形状が時間変動する。この収縮放電の時間変動は人間の眼に知覚されるような発光強度の時間的な変動、すなわち「ちらつき」の原因となる。本発明では、バルブの外部であって内部電極と対応する位置に、バルブと外部電極の間に介在するように誘電体部材を配置している。誘電体部材を設けたことにより、内部電極と対応する位置において部分的に静電容量が高くなり、それによって収縮放電がバルブの容器壁に引き寄せられる。その結果、収縮放電が固定され、ないしは収縮放電の時間変動が大幅に低減されるので、ちらつきが解消される。
【００１４】
バルブからの光の取出効率を高めるには、誘電体部材の透光性が高いことが好ましい。一般に、誘電体材料は透光性が高い程、比誘電率が低い。従って、誘電体部材が誘電体材料のみからなる場合に光の取出効率向上のために透光性の高い誘電体材料を使用すると、誘電体部材を設けることで静電容量を部分的に高める効果が低下し、収縮放電を安定して固定することができなくなる。これに対し、誘電体部材が誘電体部と導電体部により構成されている場合、導電体部が存在する分だけ誘電体部材の静電容量が増加する。従って、光の取出効率を低下させることなく、誘電体部材の静電容量を高めることができる。換言すれば、高い光の取出効率と収縮放電の固定のよるちらつき防止を両立することができる。
【００１５】
導電体部材は、例えばアルミニウム等の導電性を有する金属である。
【００１６】
この場合も、前記導電体部材は前記バルブが延びる方向から見たバルブの外周の一部に設けられていることが好ましい。
【００１７】
具体的には、前記導電体部は前記誘電体部の内部に配置されている。
【００１８】
さらに具体的には、前記誘電体部は、前記バルブ側に位置する第１の誘電体層と、前記外部電極側に位置する第２の誘電体層とを備え、前記導電体部は前記第１の誘電体層と前記第２の誘電体層の間に配置された導電体層を備える。
【００１９】
代案としては、前記導電体層は導電体材料からなるシート状部材である。また、前記導電体層は導電体材料からなるメッシュ状部材であってもよい。さらに、前記導電体部は前記誘電体部に埋め込まれた長尺部材であってもよい。
【００２０】
光源装置は、前記バルブの内部であって前記内部電極及び前記誘電体部材と対応する位置に配置された導電体部材をさらに備えてもよい。この導電体部材を設けることで、収縮放電がより安定して固定される。これは収集放電が導電体部材を経由することによると推察される。
【００２１】
収縮放電を安定して固定するためには、導電体部材が誘電体部材に重ねて配置されていることが好ましい。具体的には、前記導電体部材は、前記バルブの端部側に位置する基端と、前記基端よりも前記バルブの中央部側に位置する先端とを備え、前記外部電極に投影した像の前記基端及び前記先端が前記誘電体部材上に位置するように、前記導電体部材の前記バルブが延びる方向の寸法及び前記バルブが延びる方向の位置が設定されている。
【００２２】
また、前記導電体部材は前記バルブが延びる方向から見てバルブの一部に設けられている。
【００２３】
本発明の第２の態様は、前述の光源装置と、光入射面と光出射面とを備え、前記光源装置から発せられる光を前記光入射面から前記光出射面に導いて出射させる導光板とを備える照明装置を提供する。
【００２４】
本発明の第３の態様は、前述の照明装置と、前記導光板の前記光出射面に対向して配置され液晶パネルとを備える液晶表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の光源装置では、バルブの外部に配置された外部電極は、保持部材によりバルブに対して予め定められた距離の空隙を隔てて対向する。また、光源装置は、バルブの外部であって前記内部電極と対応する位置に誘電体部材を備える。従って、安定した発光強度を有し、雰囲気気体の絶縁破壊を防止できると共に、ちらつきを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（参考例）
図１から図８は、本発明の参考例に係るランプないしは光源装置２１を示す。光源装置２１は、その内部が放電空間２２として機能する気密容器であるバルブ２３、バルブ２３の内部に封入された放電媒体（図示せず）、内部電極２４、及び外部電極２５を備える。また、光源装置２１は、後に詳述するように、外部電極２５がバルブ２３に対して予め定められた距離ｔａの空隙２６を隔てて対向するように、外部電極２５を保持する２個の保持部材２７を備えている。さらに、光源装置２１はバルブ２３の外部であって内部電極２４と対応する位置に、バルブ２３と外部電極２５の間に介在するように配置された誘電体部材３０を備える。さらにまた、光源装置２１は、放電媒体に高周波電圧を印加するための点灯ないしは点灯回路３１を備える。
【００２７】
バルブ２３は、細長い直管状である。また、図３及び図４に図示するように、バルブ２３の延びる方向、ないしはバルブ２３の軸線Ｌの方向と直交する断面でのバルブ２３の断面形状は円形状である。しかし、バルブ２３の断面形状は、楕円形、三角形、四角形等の他の形状であってもよい。また、バルブは、細長い形状でなくてもよい。さらに、バルブ２３は、Ｌ字状、Ｕ字状または矩形状のような直管状以外の他の形状であってもよい。
【００２８】
本参考例では、バルブ２３は、透光性を有する材料であるホウケイ酸ガラスからなる。また、気密性容器１０は、石英ガラス、ソーダガラス、鉛ガラス等のガラス、アクリル等の有機物のような他の透光性を有する材料で形成してもよい。
【００２９】
バルブ２３として使用されるガラス管の外径は、通常、１．０ｍｍ〜１０ｍｍ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外径３０ｍｍ程度のガラス管であってもよい。バルブ２３の外面と内面の距離、すなわちバルブ２３の容器壁の厚みは、通常、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度である。
【００３０】
バルブ２３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。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。放電媒体として水銀を含んでいてもよいが、水銀を含まないガスの方が後述する収縮放電を顕著に生じるため、放電媒体は、水銀を含まない、すなわち、希ガスのみの方が本発明の効果が顕著に現れる。ガスとしては、例えばキセノンがある。また、クリプトン、アルゴン、及びヘリウムのような他の希ガスであってもよい。さらに、放電媒体は、これらの希ガスを複数種類含んでいてもよい。バルブ２３に封入されている放電媒体の圧力、すなわちバルブ２３の内部の圧力は０．１ｋＰａ〜７６ｋＰａ程度である。本参考例では、キセノン６０％とアルゴン４０％との混合ガスを封入し、水銀を含まず、２０ｋＰａの封入圧で使用した。
【００３１】
バルブ２３の内面には、蛍光体層２８が形成されている。蛍光体層２８により、放電媒体から発せられた光の波長が変換される。蛍光体層２８の材料を変化させることによって、白色光、赤色光、緑色光、及び赤色光のようなさまざまな波長の光が得られる。蛍光体層２８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。
【００３２】
内部電極２４は、バルブ２３の内部の一方の端部２３ｂに配設されている。内部電極２４は、例えばタングステンやニッケル等の金属からなる。内部電極２４の表面は、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一部又は全体が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、イオン衝撃による内部電極の劣化を防止できる。また、内部電極２４の表面は、誘電体層（例えばガラス層）で覆われていてもよい。内部電極２４を先端側に備える導電部材２９の基端側は、バルブ２３の外部に配設されている。導電部材２９はリード線３２によって点灯回路３１に電気的に接続されている。
【００３３】
図６Ａを併せて参照すると、本参考例の内部電極２４は短い円柱状であり、バルブ２３の端部２３ｂ側に位置する基端２４ａに前述の導電部材２９が固定されている。一方、内部電極２４の先端２４ｂは基端２４ａよりもバルブ２３の中央部側に位置している。内部電極２４は、図６Ｂから図６Ｄに示すような他の形状であってもよい。図６Ｂに示す内部電極２４は、一端が閉鎖された円筒状である。図６Ｃに示す内部電極２４は、先端が流線形で全体として弾丸状の形状を有する。図６Ｄに示す内部電極２４は、短い円柱状で先端に傾斜面を備えた尖った形状である。その他の形状としては、球型電極も好ましい。
【００３４】
外部電極２５は、銅、アルミニウム、ステンレス等の金属のような導電性を有する材料からなり、接地されている。また、後に詳述するように、外部電極２５は、酸化スズ、酸化インジウムを主成分とする透明導電体であってもよい。本参考例では、外部電極２５は、バルブ２３の軸線Ｌ方向に延びる細長い形状を有する。また、図４に最も明瞭に表れているように、外部電極２５の軸線Ｌと直交する断面の断面形状は、Ｕ字状ないしは四角形の１辺を除去した形状である。詳細には、外部電極２５は、一対の平坦な第１の壁部３５，３６と、これらの第１の壁部３５，３６を連結する第２の壁部３７を備える。直管状のバルブ２３は、外部電極２５のこれらの壁部３５〜３７で囲まれる空間内に配設されている。詳細には、図４に最も明瞭に表れているように、第１の壁部３５，３６がバルブ２３を挟んで互いに対向し、第２の壁部３７はバルブ２３を挟んで開口部３８と対向している。外部電極２５として鏡面反射処理の施されているものを使用すれば、外部電極２５の内面に高反射シートを設定しなくても、光源装置２１から高い出射光量が望める。
【００３５】
次に、外部電極２５のバルブ２３に対する保持構造について説明する。前述のように２個の保持部材２７によりバルブ２３に対して外部電極２５が固定されている。保持部材はシリコーンゴムのような、絶縁性と弾性を有する材料からなる。図７を参照すると、保持部材２７は比較的扁平な直方体状であり、中央には円形の支持孔２７ａが貫通するように形成されている。この支持孔２７ａにバルブ２３が挿入され、支持孔２７ａの孔壁がバルブ２３の外周面を弾性的に締め付けることにより、保持部材２７がバルブ２３に固定される。また、保持部材２７の４つの側周面のうち、外部電極２５の開口部と対応する１つの側周面を除く３つの側周面に直方体状の係合突起２７ｂが設けられている。外部電極２５の長手方向の両端部には、壁部３５〜３７にそれぞれ矩形状の係合孔が形成されており、これらの係合孔３８に係止突起２７ｂが嵌り込むことにより、保持部材２７に外部電極２５が固定されている。図１に最も明瞭に示されているように、保持部材２７は放電空間２２と外部電極２５とが対向する領域から外れた位置に配置されている。
【００３６】
図４に最も明瞭に図示されているように、バルブ２３の外周面と外部電極２５との間には、空隙２６が形成されている。換言すれば、バルブ２３は軸線Ｌ方向の全体にわたって、外部電極２５に対して非接触である。
【００３７】
誘電体部材３０は、シリコーンやガラスのような誘電体材料のみからなる。図８に最も明瞭に現れているように、本参考例の導電部材３０は平坦な直方体状である。誘電体部材３０については後に詳述する。
【００３８】
次に、保持部材２７により外部電極２５との間に空隙２６が配置されるようにバルブ２３を保持している理由を説明する。前述のように物理的方法及び化学的方法のいずれによって外部電極をバルブに密着させようとしても、不可避的に隙間が生じ、この隙間は発光強度の不安定化と雰囲気気体の絶縁破壊の原因となる。これに対して、本発明では、外部電極はバルブに対して可能な限り接触させる必要があるという従来の当業者の技術常識から発想を全く転換し、外部電極２５とバルブ２３の外周面との間に意図的ないしは積極的に空隙２６を設け、外部電極２５とバルブ２３を積極的に離して配置している。そのため、仮に外部電極２５とバルブ２３の位置に僅かなずれが生じても、このずれの外部電極２５とバルブ２３との間の空隙２６の距離に対する影響は極めて小さい。換言すれば、外部電極２５とバルブ２３の位置に僅かなずれが生じても、外部電極２５はバルブ２３と離れた状態が確実に維持される。その結果、バルブ２３に投入される電力が安定し、発光強度が非常に安定する。また、以下の説明するように、空隙２６の距離を適切に設定しておくことで、空隙２６に過度な電圧が印加されず、空隙２６に充填された雰囲気気体（本参考例では空気）の絶縁破壊を防止することができる。
【００３９】
図１０Ａ，１０Ｂを参照すると、外部電極２５と放電空間２２との間には、空隙２６と、バルブ２３の容器壁２３ａ（蛍光体層５を含む。）が存在する。また、空隙２６と容器壁２３ａとは、直列に接続されたコンデンサ４１，４２と等価であるとみなすことができる。
【００４０】
コンデンサ４１，４２に蓄積される電荷Ｑについて、以下の式（１）の関係がある。
【００４１】
【数２】
0003893404.tif 000002
【００４２】
ここでＣ１，Ｃ２はコンデンサ４１，４２の容量、Ｃ０はコンデンサ４１，４２の合成容量、Ｖｇは容器壁２３ａに印加される電圧、Ｖａは空隙２６に印加される電圧、Ｖは放電空間２２と外部電極２５間に印加される電圧である。
【００４３】
また、容器壁２３ａの厚みｔｇ、空隙２６の距離ｔａ、容器壁２３ａに印加される電圧Ｖｇ、空隙２６に印加される電圧Ｖａ、放電空間２２と外部電極２５間に印加される電圧Ｖ、容器壁２３ａの電界Ｅｇ、及び空隙２６の電界Ｅａについて以下の式（２）〜（４）の関係がある。
【００４４】
【数３】
0003893404.tif 000003
【００４５】
式（２）〜（４）より、以下の式（５）を得る。
【００４６】
【数４】
0003893404.tif 000004
【００４７】
また、コンデンサの定義から、各コンデンサ４１，４２の容量Ｃ１，Ｃ２について以下の式（６）の関係がある。
【００４８】
【数５】
0003893404.tif 000005
【００４９】
式（５）に式（６）を適用すると、空隙２６の電界Ｅａについて以下の式（７）が得られる。
【００５０】
【数６】
0003893404.tif 000006
【００５１】
特に、本参考例では空隙２６には、比誘電率が１である空気が充填されているので、以下の式（７）’が成立する。
【００５２】
【数７】
0003893404.tif 000007
【００５３】
空隙２６の絶縁破壊電界をＥ０とすると、空隙２６に絶縁破壊が起こらないためには、以下の式（８）が成立する必要がある。
【００５４】
【数８】
0003893404.tif 000008
【００５５】
式（８）に式（７）を代入すると、以下の式（９）が得られる。
【００５６】
【数９】
0003893404.tif 000009
【００５７】
また、空隙２６が空気（ε１＝１）である場合には、以下の式（９）’が成立する。
【００５８】
【数１０】
0003893404.tif 000010
【００５９】
従って、空隙２６における絶縁破壊を生じさせないためには、空隙２６の距離ｔａを以下の式（１０）で定義される最短距離ＸＬよりも大きく設定しなければならない。
【００６０】
【数１１】
0003893404.tif 000011
【００６１】
特に、空隙２６に空気が充填されている場合の最短距離ＸＬは、以下の式（１０）’で定義される。
【００６２】
【数１２】
0003893404.tif 000012
【００６３】
空隙２６の距離ｔａを最短距離ＸＬよりも大きく設定しておけば、空隙２６に充填された雰囲気気体の絶縁破壊を防止し、絶縁破壊によりイオン化した気体分子が周囲の部材を破壊するのを防止することができる。本参考例では、雰囲気気体は空気であるので、絶縁破壊による発生したオゾンが周囲の部材を破壊するのを防止することができる。
【００６４】
空隙２６の距離ｔａの最長距離は、合理的な入力電力で光源装置が点灯可能であるという条件に基づいて得られる。換言すれば、距離が過度に大きいと、光源装置を点灯するための入力電力も過度に大きく設定する必要が生じ、現実的でない。
【００６５】
本参考例のように空隙２６に充填された雰囲気空気が空気（比誘電率は１）である場合、空隙２６の距離ｔａは０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下に設定することが好ましい。距離ｔａの下限（０．１ｍｍ）についは前述の式（１０），（１０）’により与えられる。距離ｔａの上限については、通常、内部電極２４と外部電極２５の間の最大電圧は５ｋＶ程度であり、この電圧でバルブ２３内に放電を生じさせるためには、空隙２６の距離ｔａは最大で２．０ｍｍ程度に設定する必要がある。
【００６６】
前述のように、保持部材２７により外部電極２５との間に空隙２６が配置されるようにバルブ２３を保持することで、バルブ２３の発光強度が安定し、かつ雰囲気気体の絶縁破壊を防止できる。しかし、図１１に示すように、誘電体部材３０を設けることなく、単に外部電極２５をバルブ２３に対して空隙２６を隔てて対向させた光源装置では、特に投入電力を上昇させた場合に、バルブ２３内の内部電極２４の近傍で収縮放電が起こり、この収縮放電の位置及び形状が時間変動する。この収縮放電の時間変動は人間の眼に知覚されるような発光強度の時間的な変動、すなわち「ちらつき」となる。本参考例では導電体部材３０を設けることで、収縮放電の時間変動に起因するちらつきを低減している。以下、この点について説明する。
【００６７】
まず、収縮放電について説明する。図１１及び図１２を参照すると、定性的には符号４５で示すようにバルブの軸線Ｌと直交する断面において、放電路が細くなる放電を収縮放電という。一方、符号４６で示すようにバルブの軸線Ｌと直交する断面において、放電路が放電空間２２の全体に広がっている放電を拡散放電という。図１１において矢印Ｄで示すように収縮放電４５の姿勢や形状が時間変動することにより、ちらつきが生じる。本明細書では、収縮放電４５と拡散放電４６を定量的に区別する。図１２を参照すると、バルブ２３の軸線Ｌ方向の輝度分布は、内部電極２４側の端部２３ｂから他方の端部２３ｃに向けて低輝度から高輝度に上昇する領域Ａ１と、高輝度から低輝度に輝度が低下する領域Ａ２がある。低輝度から高輝度に輝度が上昇する領域Ａ１での放電を収縮放電４５とし、高輝度から低輝度に輝度が低下する領域Ａ２での放電を拡散放電４６とする。なお、収縮放電４５の距離が短い場合、すなわち領域Ａ１が短い場合には、符号Ｃで示す輝度の極大値近傍の領域が内部電極２４の近傍に位置する。
【００６８】
次に、外部電極２５をバルブ２３に対して空隙２６をあけて配置すると、外部電極２５をバルブ２３に接触するように配置した場合と比較して収縮放電４６の時間変動が大きく、それによってちらつきが生じやすい理由を説明する。図１３Ａは外部電極２５がバルブ２３の外周面に接触している光源装置を示す。また、図１３Ｂは外部電極２５とバルブ２３の間に空隙２６がある光源装置を示す。放電空間２２内の内部電極２４付近を流れる電流は、軸線Ｌに沿ってバルブ２３の中央部に向けて流れる電流Ｉｃと、軸線Ｌと直交する方向にバルブ２３の容器壁２３ａに向けて流れる電流Ｉｗに分解することができる。図１３Ａに示す外部電極２５がバルブ２３に接触する場合、前述の式（６）より以下の式（１１）関係がある。Ｃ１はバルブ２３の容器壁２３ａの静電容量、εｇは容器壁２３ａの比誘電率、ｔｇは容器壁２３ａの厚みである。
【００６９】
【数１３】
0003893404.tif 000013
【００７０】
同様に、図１３Ｂに示す外部電極２５とバルブ２３の間に隙間２６がある場合、電流Ｉｗについて以下の式（１２）の関係がある。Ｃ０はバルブ２３ａと空隙２６の合成容量（図１０Ｂ参照）、εａは空隙２６の比誘電率、ｔａは空隙２６の厚みである。
【００７１】
【数１４】
0003893404.tif 000014
【００７２】
εｇ＝５、εａ＝１、ｔｇ＝０．３、ｔａ＝０．５とすると、式（１１）より図１３Ａの場合の電流Ｉｗの比例定数は１６．７であるのに対し、式（１２）より図１３Ｂの場合の電流Ｉｗの比例定数は１．８である。これは外部電極２５とバルブ２３の間に空隙２６があると、外部電極２５がバルブ２３と接触している場合と比較して、バルブ２３の中央部に向けて流れる電流Ｉｃに対して、バルブ２３の容器壁２３ａに向けて流れる電流Ｉｗが相対的に小さくなることを意味する。従って、外部電極２５とバルブ２３の間に空隙２６があると、収縮電流４５は放電空間２２のバルブ２３の軸線Ｌと直交する断面の中央部付近を流れる。そのため、放電ガスによる対流や抵抗等により収縮放電４５の姿勢や位置や時間変動が顕著となり、それによってちらつきが生じる。
【００７３】
次に、外部電極２５とバルブ２３の間に空隙２６があっても誘電体部材３０を配置することで、収縮放電４５の時間変動を抑制してちらつきを低減できる理由を説明する。図１３Ｃは、参考例の光源装置２１、すなわち外部電極２５とバルブ２３の間に空隙２６があり、かつ誘電体部材３０を備える光源装置を概略的に示す。
【００７４】
容器壁２３ａの静電容量をＣ１、誘電体部材３０の静電容量をＣ３とすると、その合成容量Ｃ４は以下の式（１３）で表される。
【００７５】
【数１５】
0003893404.tif 000015
【００７６】
また、誘電体部材３０の比誘電率をεｄ、厚みをｔｄとすると、静電容量Ｃ３について以下の式（１５）の関係がある。
【００７７】
【数１６】
0003893404.tif 000016
【００７８】
式（１４），（１５）より以下の式（１６）の関係がある。
【００７９】
【数１７】
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【００８０】
前述のようにεｇ＝５、εａ＝１、ｔｇ＝０．３、ｔａ＝０．５とし、かつεｄ＝５、ｔｄ＝０．５とすると、式（１６）より図１３Ｃ（参考例）の場合の電流Ｉｗの比例定数は６．３である。これは図１３Ｂの誘電体部材３０がない場合と比較して、誘電体部材３０を設けたことによりバルブ２３の容器壁２３ａに向けて流れる電流Ｉｗが相対的に大きくなったことを意味する。従って、収縮放電４５はバルブ２３の容器壁２３ａに引き寄せられる。その結果、収縮放電４５が固定され、ないしは収縮放電４５の時間変動が大幅に低減されるので、ちらつきが解消される。
【００８１】
次に、誘電体部材３０を詳細に説明する。まず、前述のように誘電体部材３０を設けることにより部分的に静電容量を高まり、それによって収縮放電４５がバルブ２３の容器壁２３ａに引き付けられる。従って、誘電体部材３０は収縮放電４５が起きる部分に設ける必要がある。また、前述のように収縮放電４５は内部電極２４の近傍で生じるので、誘電体部材３０はバルブ２３の中央部ではなく、内部電極２４の近傍ないしは内部電極２４と対応する位置に設ける必要がある。
【００８２】
本参考例では、誘電部材３０は図８に示すように、扁平な直方体状である。図１を併せて参照すると、内部電極２４を外部電極２５に投影した像の先端２４ｂが誘電体部材３０上に位置するように、バルブ２３の軸線Ｌ方向の誘電体部材３０の寸法α１及び軸線Ｌ方向の誘電体部材３０の位置が設定されている。詳細には、誘電体部材３０の基端３０ａは内部電極２４の先端２４ｂよりもバルブ２３の端部２３ｂ側に位置し、誘電体部材３０の先端３０ｂは内部電極２４の先端２４ｂよりもバルブ２３の中央部側に位置する。誘電体部材３０の寸法及び位置をこのように設定することにより、誘電体部材３０は収縮放電が発生している部分であって、バルブ２３の軸線Ｌの点とこの点に対して最短の距離にある外部電極２５上の点とを結ぶ線（図４の符号β参照）の上に少なくとも形成されるので、効果的に収縮放電を固定できる。バルブ２３の軸線Ｌ方向の誘電体部材３０の寸法α１は５ｍｍ以上４０ｍｍ以下程度に設定される。また、収縮放電を確実に固定するには、誘電体部材３０を構成する誘電材料の比誘電率は４．７以上であることが好ましい。
【００８３】
誘電体部材３０の比誘電率は、空気の比誘電率（１．０）よりも高い必要がある。誘電部材３０の比誘電率を空気よりも比誘電率を高くすることにより、バルブ２３の軸線Ｌの方向に静電容量の分布が生じる。詳細には、バルブ２３の誘電体部材３０に沿った部分（内部電極２４に対応する部分）の静電容量が他の部分（例えばバルブ２３の軸線Ｌ方向の中央部）の静電容量よりも高くなる。この静電容量の分布により、収縮放電４５がバルブ２３の容器壁２３ａに引き寄せられる。その結果、収縮放電が固定され、ないしは収縮放電の時間変動が大幅に低減されるので、ちらつきが解消される。
【００８４】
なお、このような静電容量の調整は、内部電極２４と外部電極２５の空隙２６の寸法を部分的に異ならせることでも可能である。しかし、最近のバックライト用光源装置は、薄型が求められているため、空隙２６を極端に変えられるほどの空間がない。これに対して本参考例では誘電体部材３０を使用しているので、空間上の制約を満たしつつ静電容量を部分的に変えることかできる。
【００８５】
図４に示すように、誘電体部材３０はバルブ２３の軸線Ｌから見てバルブ２３の外周の全体を取り囲むように設けられているのではなく、バルブ２３の外周の一部にのみ設けられている。詳細には、誘電体部材３０は外部電極２５の３つの壁部３５〜３７のうち壁部３６とバルブ２３の間にのみ設けられている。誘電体部材３０をこのように配置することによりバルブ２３の周囲で部分的に静電容量が高まるので、収縮放電をより確実に固定することができる。
【００８６】
また、誘電体部材３０はバルブ２３の容器壁２３ａの外周面と外部電極２５の壁部３６の両方に接触している。誘電体部材３０と容器壁２３ａとの隙間及び誘電体部材３０と外部電極２５との隙間をなくことにより、雰囲気気体の絶縁破壊とそれに起因するオゾンの発生を防止することができる。
【００８７】
本参考例の光源装置２１の動作を説明する。内部電極２４と外部電極２５との間に点灯回路３１により電圧を印加することにより放電が生じ、放電空間２２内の放電媒体が励起される。励起された放電媒体は、基底状態に移行する際に紫外線を発する。この紫外線は、蛍光体層２８で可視光に変換され、気密性容器１０から放射される。前述のようにバルブ２３と外部電極２５の間の空隙２６を距離ｔａを前述の式（１０）で定義される最短距離ＸＬよりも大きく設定しているので、発光強度が安定すると共に、雰囲気気体の絶縁破壊を防止できる。図９に模式的に示すように、放電空間２２内では収縮放電４５と拡散放電４６が発生する。誘電体部材３０を配置した部分でバルブ２３の静電容量が部分的に高まっているので、収縮放電４５は誘電体部材３０を配置した部分のバルブ２３の容器壁２３ａに引き寄せられる。その結果、収縮放電が固定され、ないしは収縮放電の時間変動が大幅に低減されるので、ちらつきが解消される。
【００８８】
収縮放電４６の長さはバルブ２３の長さγ、外径ＯＤ、バルブ２３と外部電極２５との空隙２６の距離ｔａ、内部電極２４と外部電極２５間の印加電圧が同等でも、内部電極２４の形状により異なる。バルブ２３は外径ＯＤ３．０ｍｍ、容器壁２３ａの厚みｔｇを０．１ｍｍ、長さγ１６０ｍｍ、バルブ２３と外部電極２５の隙間２６の距離ｔａを０．３ｍｍとする。また、内部電極２４はバルブ２３の両端に設けられている（図１８参照）。さらに、入力電圧２０Ｖを点灯回路３１に印加する。これらの条件下では、内部電極２４が図６Ｄに示す先端に傾斜面を備えた尖った形状であると収縮放電長は２５ｍｍ、内部電極２４が図６Ｃに示す弾丸状であると収縮放電長は１５ｍｍであった。いずれの電極形状でも誘電体部材３０により収縮放電は固定されるが、誘電体部材３０の長さα１を１０ｍｍとした場合、図６Ｃの内部電極２４では収縮放電４５は固定されるが、図６Ｄの内部電極２４では誘電体部材３０の先端３０ｂよりもバルブ２３の中央部側で再び収縮放電４５が変動する。従って、図６Ｃに示す弾丸状の形状の内部電極２４が好ましい。
【００８９】
（第１実験例）
本参考例の光源装置２１におけるちらつき防止の効果を確認するための実験を行った。内部電極２４は図６（Ｃ）の弾丸形状、バルブ２３の外径ＯＤを３．０ｍｍ、厚みｔｇを０．１ｍｍ、長さγを１６０ｍｍ、空隙２６の距離ｔａを０．３ｍｍとした。バルブ２３内には、キセノン６０％とアルゴン４０％との混合ガスを封入し、封入圧は２０ｋＰａとした。また、誘電体部材３０は、比誘電率εｄを４．７、幅α３（図８参照）を５ｍｍ、厚みα２を０．３ｍｍとした。内部電極２４を外部電極２５に投影した像の先端２４ｂが誘電体部材３０上に位置するように、誘電体部材３０を配置した。内部電極２４の全長は５ｍｍとした。バルブ２３の長さγは、０、６、１０、２０、３０、４０、５０ｍｍの７種類とした。これら７種類の長さγのバルブ２３について、バルブ２３の平均輝度の測定とちらつきの主観評価を行った。バルブ２３の平均輝度は軸線Ｌ方向の中央を含む１５箇所を軸線Ｌ方向に間隔を隔てて設定し、これら１５箇所での輝度の平均値を求めた。光源装置２１のちらつきは調光時により顕著になるため、調光時のちらつきを評価した。
【００９０】
図１４及び図１５を参照して調光について説明する。調光方式としてバースト調光方式を採用した。具体的には、調光時には所定の周波数（調光周波数ｆａ）で、電圧を印加して放電を起こさせる期間Ｔon（オンデューティ）と、電圧を印加しない放電休止期間Ｔoff（オフデューティ）を設ける。放電期間Ｔon中は光源装置２１が点灯し、放電休止期間Ｔoff中は光源装置２１が消灯する。従って、オンとオフのデューティ比（期間Ｔonと期間Ｔoffの比）が人間の眼に知覚されるバルブ２３の明るさに比例する。本実験では調光周波数ｆａを１００Hzに設定した。また、点灯回路３１が発生する駆動電圧の周波数（点灯周波数ｆｌ）を３０kHzに設定した。オンデューティの期間Ｔon内に発生する点灯波形の数は１５個であり、調光率は４．５％であった。また、駆動電圧のピーク・ツー・ピークの電圧値Ｖp-p（図１５参照）は２kVとした。オーバーシュート４７を考慮した駆動電圧の電圧値はピーク・ツー・ピークで３kVであった。
【００９１】
ちらつき主観評価は被験者として男女成人６名、繰り返し回数３回で評価を行った。また、ちらつきの評価は、「ちらつきを感じる」「ちらつきを感じない」の２段階評価とした。７種類のバルブ２３の長さγのそれぞれについて、合計データ数（１８個）に対する「ちらつきを感じる」という評価の数の割合（百分率）をちらつき主観評価の指標とした。
【００９２】
図１６の符号ＥＸ１はバルブ２３の平均輝度、ＥＸ３はちらつき主観評価を示す。この図１６から明らかなように、誘電体部材３０を収縮放電長（２０ｍｍ）と同じ２０ｍｍとすると、ちらつき主観評価は０％となり、ちらつきがほぼ完全に解消されていることが確認できる。また、誘電体部材３０を収縮放電長（２０ｍｍ）よりも長くすると、ちらつき主観評価には変化がないがバルブ２３の平均輝度が低下する。これは、誘電体部材３０を長くしすぎると収縮放電の部分を超えて拡散放電をしている領域に誘電体部材３０が存在するので、拡散放電の一部が誘電体部材３０に引き寄せられその部分の光束が低下するからである。以上のことより、誘電体部材３０の長さは収縮放電長以下にすることが好ましい。
【００９３】
（第２実験例）
誘電体部材３０の比誘電率εｄとちらつき抑制効果の関係を調べる実験を行った。バルブ２３及び空間２６の形状及び寸法は第１実験例と同様と同一である。誘電体部材３０の寸法は、幅α３が５ｍｍ、長さα１が２０ｍｍ、厚みα２が０．３ｍｍで一定とした。誘電体部材３０の比誘電率εｄは１．５、２．５、３．０、４．７、５．７、８．０の６種類とした。これら６種類の比誘電率εｄについて、ちらつきの主観評価を行った。ちらつき主観評価は、第１実験例と同様に被験者として男女成人６名、繰り返し回数３回で主観評価を行い、「ちらつきを感じる」「ちらつきを感じない」の２段階評価とした。６種類の比誘電率εｄのそれぞれについて、合計データ数（１８個）に対する「ちらつきを感じる」という評価の数の割合（百分率）をちらつき主観評価の指標とした。
【００９４】
図１７の符号ＥＸ３は第２実験例の実験結果を示す。図１７から明らかなように、誘電体１６の比誘電率εｄが４．７以上で、ちらつき主観評価は０％となり、収縮放電の変動によるちらつきを感じにくくなる。
【００９５】
比誘電率が高いと、静電容量が大きくなり、一定の電圧を点灯回路３１に入力すると入力電流量が増加し、消費電力が増加する。例えば、バルブ２３の形状が直管で長さγが１６０ｍｍの場合、誘電体部材３０を設けず、入力電圧を２０Ｖとすると入力電流は０．４８Ａとなり、消費電力は９．６Ｗである。これに対して、比誘電率εｄが４．７の誘電体部材３０を設け、入力電圧２０Ｖとすると、入力電流は０．４９Ａとなり、消費電力は９．８Ｗとなり、誘電体部材３０を挿入していない場合に対して、約２％消費電力が上昇し、光束はわずかに低下する。さらに、比誘電率εｄが８の誘電体部材３０を設け、入力電圧２０Ｖとすると、入力電流は０．５０Ａとなり、消費電力は１０Ｗとなり、誘電体部材３０がない場合に対して、約４％消費電力が上昇する。従って、必要以上に高い比誘電率の誘電体部材３０を使用すると光束が低下し消費電力が上昇し効率が低下することとなる。消費電力上昇約４％を上限とした場合、比誘電率εｄは８以下となる。
【００９６】
以上より、誘電体部材３０の比誘電率εｄは４．７以上８以下であることが好ましい。
【００９７】
図１８は参考例の変形例を示す。この変形例の光源装置２１ではバルブ２３の両端に内部電極２３が設けられている。図１９は参考例の他の変形例を示す。この変形例の光源装置２１では、誘電体部材３０は軸線Ｌの方向から見るとバルブ２３の外周の約半分の部分に接触している。
【００９８】
図２０は、外部電極２５の態様、誘電体部材３０の有無及び誘電体部材３０の態様と、調光率が変化した際のちらつきの程度の関係を示す。図２０において「○」は人間の眼にちらつきを感じない場合を示し、「×」はちらつきが感じられる場合を示す。本参考例のように軸線Ｌの方向から見て外部電極２５の片側にのみ誘電体部材３０を設けた光源装置２１Ａでは、調光率１００％から１％の範囲でちらさきが防止される。軸線Ｌの方向から見て誘電体部材３０がバルブ２３の外周の約半分に設けられている光源装置２１Ｂでは、調光率が１％程度、すなわち調光率を高くしてバルブ２３の輝度が低下するとちらつきが生じる。誘電体部材３０を設けない場合、調光率１００％、すなわち非調光時にはちらつきはないが、調光時（調光率５０％から１％）ではちらつきが生じる。なお、前述のように外部電極２５がバルブ２３に接触している光源装置２１Ｄでは、調光時にもちらさきは生じないが、発光強度が安定せず、雰囲気気体の絶縁破壊が生じる。この図２０からも明らかなように、本参考例の光源装置２１は、発光強度の安定化、雰囲気気体の絶縁破壊防止、及びちらつき低減のすべてにおいて優れている。
【００９９】
（第１実施形態）
図２１から図２４Ｂに示す本発明の第１実施形態の光源装置２１は、誘電体部材３０の構造が参考例と異なる。図２４Ａに最も明瞭に現れているように、誘電体部材３０は扁平な直方体状であり、バルブ２３側に配置された第１誘電体層５１と外部電極２５側に配置された第２誘電体層５２とからなる誘電体部５３と、第１誘電体層５１と第２誘電体層５２との間に配置された導電体層（導電体部）５４とを備える。第１誘電体層５１はバルブ２３の容器壁２３ａの外周に接触し、第２誘電体層５２は外部電極２５の壁部３６に接触している。本実施形態では、図２４Ｂに示すように、導電体層５４はシート状である。シート状の導電体層５４は誘電体部材３０の製造が容易になる点で好ましい。図２５に示すように、誘電体部材３０を設けたことにより、収縮放電４５の時間的変動が防止ないしは低減され、その結果ちらつきを解消することができる。
【０１００】
第１及び第２誘電体層５１，５２の間に導電体層５４を設けている理由を説明する。誘電体部材３０は、バルブ３０と外部電極２５との間に配置されるため、誘電体部材３０に使用される誘電体材料は透光性が高い材料であることが好ましい。しかし、一般に透明性が高くなるほど、誘電体材料の比誘電率は低くなる。例えば、透光性の高いシリコーンであるＧＥ東芝シリコーン社製ＴＳＥ３０３３の比誘電率は２．７であり、透光性の低いシリコーン（茶色）であるＧＥ東芝シリコーン社製ＸＥ２０の比誘電率は５．２である。誘電体部材３０が誘電体材料のみからなる場合、透光性を優先して比誘電率の低い誘電体材料を使用すると、収縮放電４５を誘電体部材３０で固定することができなくなる。そこで、本実施形態では、誘電体部材３０の透光性を低下させることなく誘電体部材３０の静電容量を高めるために、導電体層５４を設けている。
【０１０１】
誘電体部材３０の静電容量Ｃ’は、次のように計算できる。図２３を参照すると、導電体層５４を挟んでいる２つの誘電体層５１，５２の厚みの和をｔd、比誘電率εとする。導電体層５４の厚みｔｍとする。誘電体部材３０の全体の厚みをｔdmとする。この場合、ｔdm＝ｔd＋ｔmの関係が成り立つため誘電体部材３０の静電容量Ｃ’について以下式（１７）の関係がある。
【０１０２】
【数１８】
0003893404.tif 000018
【０１０３】
誘電体部材３０の静電容量Ｃ’は（ｔdm−ｔm）に反比例し、誘電体層３０が挟まれた分だけ増加する。換言すれば、導電体層５４を誘電体層５１，５２間に介在させることによって、誘電体部材３０の厚さを変えずに静電容量を増加することができる。従って、透光性の高い低誘電率の誘電体材料を誘電体層５１，５２に使用しても、誘電体層５１，５２の静電容量の低下を導電体層５４で補うこができ、収縮放電４５の時間的変動によるちらつきを防止することができる。
【０１０４】
第１及び第２誘電体層５１，５２は、シリコン等の透明樹脂で形成することが光取り出し効率の損失を防止する観点からは好ましい。また、導電体層５４は、アルミニウム、ステンレスのような導電性の金属で形成できる。
【０１０５】
導電体層５４の厚みを大きくし過ぎると第１及び第２誘電体層５１，５２の厚みが薄くなるので、絶縁破壊を起こす可能性がある。液晶表示装置用の光源装置の場合は、誘電体層５４の厚みは０．２ｍｍ以下が好ましい。
【０１０６】
オゾンの発生抑制の観点から、本実施形態のように導電体層５４は第１及び第２誘電体層５１，５２で挟まれる構成が好ましい。導電体層５４がバルブ２３や外部電極２５に対して露出していると、誘電体層５４に大きな電位差が生じてオゾンが発生しやすくなる。
【０１０７】
第１実施形態のその他の構成及び作用は参考例と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０８】
（第３実験例）
本実施形態の光源装置２１において、第１及び第２誘電体層５１，５２に比誘電率の低い誘電体材料を使用してもちらつきを抑制できることを確認する実験を行った。
【０１０９】
バルブ２３の外径ＯＤを３．０ｍｍ、厚みｔｇを０．５ｍｍ、長さγを１６０ｍｍ、空隙２６の距離ｔａを０．３ｍｍとした。空隙２６の距離ｔａを０．３ｍｍとした。また、バルブ２３内には、キセノン６０％とアルゴン４０％との混合ガスを封入し、封入圧は２０ｋＰａとした。外部電極２５は全長が１６０ｍｍ、壁部３５，３６，３７の高さをそれぞれ、５．０ｍｍ、５．０ｍｍ、３．６ｍｍとした。
【０１１０】
誘電体部材３０は、誘電体部材３０の第１及び第２誘電体層５１，５２及び導電体層５４は幅α３を５ｍｍ、長さα１を２０ｍｍ、厚みα２を０．１ｍｍとした。導電体層５４はアルミニウム製とした。誘電体部材３０と内部電極２４との位置関係は、内部電極２４を誘電体部材１６が密着している外部電極２５へ投影させた場合に、内部電極２４の投影の放電空間側の２ｍｍの部分が誘電体部材３０と重なるように設定した。
【０１１１】
調光条件としては、調光周波数ｆａを２４０Hz設定した。また、点灯回路３１が発生する駆動電圧の周波数（点灯周波数ｆｌ）を３０kHzに設定した。オンデューティの期間Ｔon（図１４参照）内に発生する点灯波形の数は２個であり、調光率は１．４％であった。また、駆動電圧のピーク・ツー・ピークの電圧値Ｖp-p（図１５参照）は２kVとした。
【０１１２】
上記条件で、本実施形態の誘電体部材３０の第１及び第２誘電体層５１，５２における比誘電率εｄを１．５，２．５，３．０，４．７，５．７，８．０の６種類でちらつきの評価を行った。また、比較例として、導電体層５４を設けない誘電体部材を作成し、同様の評価を行った。この比較例の誘電体部材は、幅５ｍｍ、長さ２２ｍｍ、厚み０．３ｍｍのシート形状のものを用いた。なお、比較例は、誘電体部材のみが本実施形態のものと異なる。また、比誘電率の変更は、シリコーンゴム材料の種類を変化させて実現した。
【０１１３】
ちらつき主観評価は被験者として男女成人６名、繰り返し回数３回で主観評価を行った。また、ちらつきの評価は、「ちらつきを感じる」「ちらつきを感じない」の２段階評価とした。６種類の比誘電率εｄのそれぞれについて、合計データ数（１８個）に対する「ちらつきを感じる」という評価の数の割合（百分率）をちらつき主観評価の指標とした。
【０１１４】
図２６の符号ＥＸ４は本実施形態にちらつき主観評価を示し、ＥＸ５は比較例のちらつき主観評価を示す。この図２６から明らかなように、導電体層５４がある場合、第１及び第２誘電体層５１，５２の比誘電率１．５以上で、ちらつき主観評価は０％以下となり、収縮放電４５の時間変動によるちらつきを感じにくくなる。一方、導電体層５４がない場合は、第１及び第２誘電体層５１，５２の比誘電率４．７以下でちらつき主観評価が大きくなり、被験者がちらつきを感じるようになる。以上より、本実施形態の誘電体部材３０では、導電体層層１８を設けることにより比誘電率の低い透光性の高い材料を第１及び第２誘電体層５１，５２に使用しても、第１及び第２誘電体層５１，５２の厚み（誘電体部材３０の厚み）を大きくすることなく静電容量を大きくでき、電界強度を高めることちらつきがなくすことができる。従って、本実施形態の光源装置２１は、ちらつき防止と光源装置２１の小型化を両立できる。
【０１１５】
（第４実験例）
第１実施形態の光源装置２１について、誘電体部材３０の長さα３とちらつき抑制効果及びバルブ２３の平均輝度の関係を調べる実験を行った。光源装置２１は第３実験例と同一のものを使用した。ただし、第１及び第２誘電体層５１，５２の比誘電率εｄは、１．５で一定とした。ばらつき評価の手法は第３実験例と同一とした。バルブ２３の平均輝度は軸線Ｌ方向の中央を含む１５箇所を軸線Ｌ方向に間隔を隔てて設定し、これら１５箇所での輝度の平均値を求めた。
【０１１６】
図２７の符号ＥＸ６，ＥＸ７はバルブ２３の平均輝度、符号ＥＸ８，ＥＸ９はちらつき主観評価の結果を示す。印加電圧２．０ｋＶｐ−ｐと２．５ｋＶｐ−ｐの場合それぞれの収縮放電長は２０ｍｍと３０ｍｍであり、それぞれの電圧で誘電体部材３０を収縮放電長２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以上に長くすると、ちらつき主観評価には変化がないがバルブ２３の平均輝度が低下する。これは誘電体部材３０が長くなり過ぎると収縮放電４５の部分を超えて拡散放電４６の領域にも誘電体部材３０が存在するので、拡散放電４６の一部が誘電体部材３０に引き寄せられその部分の光束が低下するからである。従って、第１実施形態のように誘電体層５１，５２と導電体層５４を備える誘電体部材３０の場合も、誘電体部材３０の長さα１は収縮放電長以下にすることが好ましい。
【０１１７】
図２８及び図２９は第１実施形態の誘電体部材３０の代案を示す。図２８の代案では、誘電体部材３０はシート状の第１及び第２誘電体層５１，５２の間に導電体材料からなるメッシュ層５６を備える。図２９の代案では、誘電体部材３０は単一の誘電体部５７内に３本の導電体材料からなる３本の棒状部材（長尺部材）５８を備える。
【０１１８】
（第２実施形態）
図３０から図３２は、本発明の第２実施形態の光源装置２１を示す。第２実施形態では、誘電体部材３０は両端開口の円筒状であり、内周面全体がバルブ２３の外周に密接し、外周が外部電極２５の壁部３５〜３７に接触する誘電体部６０を備える。また、誘電体部材３０は誘電体部６０の内部に配置され、バルブ２３の軸線Ｌ方向に延びる導電体材料からなる１個の線状部材６１を備える。この線状部材６１は、バルブ２３と外部電極２５の１つの壁部３６との間の領域のバルブ２３の近傍に配置されている。この導電体材料からなる線状部材６１を誘電体部６０内に設けることで、誘電体部材３０の静電容量を大きくすることできるので、比誘電率の低い誘電体材料を誘電体部６０に使用しても、収縮放電４５の時間変動を抑制してちらつきを解消することができる。
【０１１９】
第２実施形態のその他の構成及び作用は参考例と同一であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２０】
（第３実施形態）
図３３及び図３４に示す本発明の第３実施形態に係る光源装置２１は、参考例と同様の導電体部材３０に加え、導電体材料からなる導電体部材７０を備える。後に詳述するように、この導電体部材７０は調光率を深くした場合（バルブ２３の輝度を暗く設定した場合）のちらつきを確実に抑制する機能を有する。
【０１２１】
導電体部材７０は、内部電極２４近傍、すなわち放電路が収縮する部分のバルブ２３の容器壁２３ａの内周面にアルミニウム、ニッケル等の導電性を有する金属を塗布することにより形成されている。
【０１２２】
収縮放電の時間変動を確実に抑制するには、前記導電体部材はバルブ２３の軸線Ｌ方向から見てバルブ２３の一部に設けられていることが好ましい。本実施形態では、図３４に示すように、バルブ２３の軸線Ｌと直交する断面での導電体部材７０の断面形状は、符号θで示すように水平方向Ｈに対して±３０度の範囲内に配置された円弧状である。ただし、電体部材７０の断面形状は、特に限定されない。また、バルブ２３の軸線Ｌの方向の導電体部材７０の寸法は特に限定されないが、深く調光した場合の収縮放電の揺れ防止の効果が得られる程度で、可能な限り小さい方が好ましい。例えば、導電体部材７０の形状が円柱形状である場合には、液晶バックライト用の光源程度のバルブ２３の大きさ、放電条件であれば、径２ｍｍが最大の大きさである。
【０１２３】
導電体部材７０のバルブ２３の長手方向の位置は、例えば、液晶バックライト用の光源程度のバルブ２３の大きさ、放電条件では、内部電極２４の先端２４ｂよりもバルブ２３の中央側の１〜１０ｍｍ程度の位置に導電体部材７０が配置される。ただし、誘電体部材３０による収縮放電を固定する効果と導電体部材７０による収縮放電を固定する効果とを同一の放電空間上に及ぼして相乗効果を得るためには、外部電極２５に投影した導電体部材７０の像が誘電体部材３０上に位置することが好ましい。詳細には、外部電極２５に投影した導電体部材７０の像の基端７０ａ及び先端７０ｂが誘電体部材３０上に位置することが好ましい。
【０１２４】
図３５を参照すると、誘電体部材３０を配置したことで、誘電体部材３０に沿った部分のバルブ２３の静電容量を大きくなり、電界分布が変化する。その結果、収縮放電４５が誘電体部材３０を設けた部分のバルブ２３の容器壁２３ａに引き寄せられ、収縮放電４５の経路が固定される。また、収縮放電４５は導電体部材７０を経由するようになる。これは導電体部材７０が存在する部分の誘電率が向上したこと等によるものと推察される。このように本実施形態では、誘電体部材３０による収縮放電４５を固定する効果と、導電体部材７０による収縮放電４５を固定する効果の相乗効果が得られる。誘電体部材３０による収縮放電４５を固定する効果は誘電体部材３０の比誘電率ないしは静電容量で制約を受ける。また、誘電体部材３０はバルブ２３の外部に配置するので、導電体部材７０と比べると直接的に収縮放電４５を固定する効果が得られない。従って、特に深く調光している状態（例えば、調光率が５％以下）で収縮放電４５が起こった場合、導電体部材７０を設けることで、誘電体部材３０のみの時に比べて、収縮放電を更に安定して固定することができる。
【０１２５】
第３実施形態のその他の構成及び作用は参考例と同一であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２６】
（第５実験例）
第３実施形態の光源装置２１の効果を確認するための実験を行った。具体的には、調光率２０％と２％の場合について、ちらつきを評価した。
【０１２７】
バルブ２３は、外径ＯＤを３．０ｍｍ、厚みｔｇを０．１ｍｍ、長さγを１６０ｍｍの直管状とした。内部電極２４は図６Ａの円筒形状で長さ４．５ｍｍ、外径１．８５ｍｍとした。バルブ２３内には、キセノン６０％とアルゴン４０％との混合ガスを封入し、封入圧は２０ｋＰａとした。外部電極２５は壁部３５〜３７の高さを３．６ｍｍ、厚みを０．３ｍｍとした。
【０１２８】
誘電体部材３０は、シリコーン樹脂製で、幅α３を４ｍｍ、長さα１を１２ｍｍ、厚みα２を０．５ｍｍとした。誘電体部材３０のバルブ２３の軸線Ｌ方向の位置は、内部電極２４を外部電極２５に投影した像が先端２４ｂ側から３ｍｍの範囲が誘電体部材３０に重なるように設定した。
【０１２９】
導電体部材７０はＮｉを主成分とし、バルブ２３の容器壁２３ａの内周面に直径１ｍｍの円柱状に塗布した。また、導電体部材７０の中心位置と内部電極２４の最短距離は１ｍｍとした。
【０１３０】
調光条件としては、調光周波数ｆａを２９０Hzに設定した。また、点灯周波数ｆｌを２９kHzに設定した。オンデューティの期間Ｔon（図１４参照）内に発生する点灯波形の数は、調光率２％の場合は２個で、調光率２０％の場合は２０個である。また、駆動電圧のピーク・ツー・ピークの電圧値Ｖp-p（図１５参照）は２kVとした。
【０１３１】
前述の第３実施形態の光源装置２１（実験例）に加え、２種類の比較例の光源装置を準備した。第１比較例は、図２０に示す誘電体部材３０と導電体部材７０を備えない光源装置２１Ｃである。また、第２比較例は図２０に示す誘電体部材３０は備えるが導電体部材７０は備えない光源装置２１Ａである。第１及び第２比較例の光源装置２１Ｃ，２１Ａのその他の構造及び点灯条件は、実験例の光源装置２１と同様である。
【０１３２】
実験例、第１比較例、及び第２比較例の光源装置をそれぞれ１０本準備し、「ちらつきを感じる」「ちらつきを感じない」の２段階でちらつきを主観評価した。各光源装置の各２種類の調光率（２０％と２％）について、合計データ数（１０個）に対する「ちらつきを感じる」という評価の数の割合（百分率）をちらつき主観評価の指標とした。
【０１３３】
以下の表１に実験結果を示す。
【０１３４】
【表１】
0003893404.tif 000019
【０１３５】
表１に示すように、第１比較例の光源装置２１Ｃでは、２％及び２０％の調光時の両方で全１０個のバルブについてすべてちらつきがあった。第２比較例の光源装置２１Ａでは、２０％の調光時にはちらつきはなかったが、２％の調光時には１０個のバルブのうち４個のバルブでちらつきがあった。これに対して、実験例の光源装置２１では、２％及び２０％の調光時の両方で全１０個のバルブについてちらつきがなかった。従って、導電体部材７０を設けたことにより２％の調光時のちらつきが大幅に改善されている。
【０１３６】
(第４実施形態)
図３６から図３７に示す本発明の第４実施形態は、液晶表示装置に本発明を適用した例である。詳細には、本実施形態の液晶表示装置１５１は、図２２にのみ概略的に示す液晶パネル１５２と、バックライト装置（照明装置）１５３を備える。バックライト装置５３は、参考例に係る光源装置２１−１，２１−２を備える。
【０１３７】
図３６から図３８を参照すると、バックライト装置１５３は金属製のトップカバー１５５とバックカバー１５６からなるケース１５７を備える。バックカバー１５６内には、導光板１５９、散光板１６０、レンズ板１６１、及び偏光板１６２が積層状態で収容されている。光源装置２１−１，２１−２は全体としてＬ字状であって、一方の光源装置２１−１が散光板１５９の１つの端面１５９ａと、この端面１５９ａと連続する他の端面１５９ｂと対向するように配置されている。他方の光源装置２１−２は端面１５９ａと対向する端面１５９ｃ及び端面１５９ｂと対向するように配置されている。光源装置２１−１，２１−１が放射する光は、端面１５９ａ〜１５９ｃから導光板１５９に入射し、導光板１５９の出射面１５９ｄから散光板１６０、レンズ板１６１、偏光板１６２、及びトップカバー１５５に設けられた開口１５５ａを介して液晶パネル１５２の背面に照射される。
【０１３８】
図３６、図３８、及び図３９を参照すると、個々の光源装置２１−１，２１−２は、希ガスを含む放電媒体が封入されたＬ字状のバルブ２３、バルブ２３の内部に配置された内部電極２４、及び１個の保持部材２７と後述するコネクタ１７２によってバルブ２３に対して空隙２６を隔てて対向するように保持された外部電極２５を備える。また、図４１に図示されているように、ちらつき防止のための誘電体部材３０を備える。特に言及しない限り、各光源装置２１−１，２１−２のバルブ２３、内部電極２４、外部電極２５、及び誘電体部材３０の寸法、材質、形状等は参考例の光源装置２１のものと同様である。また、放電媒体についても参考例と同様のものを採用することができる。
【０１３９】
外部電極２５は、バルブ２３の軸線Ｌと直交する断面での断面形状がＵ字状であり、バックカバー１５６側の背面壁部１６４、トップカバー１５５側の前面壁部１６５、及び背面壁部１６４と前面壁部１６５を連結する側壁部１６６を備える。背面壁部１６４の縁部に延長部１６４ａが設けられ、前面壁部１６５の縁部には折り返し部１６５ａが形成されている。図３８に最も明瞭に示すように、背面壁部１６４の延長部１６４ａと前面壁部１６５の折り返し部１６５ａの間に導光板１５９を挟み込むことにより、導光板１５９に対して光源装置２１−１，２１−２を適切な位置に保持できるようになっている。
【０１４０】
保持部材２７の構造及び材質は、参考例のものと同一である（図７参照）。詳細には、保持部材２７はバルブ２３を挿通させて支持するための支持孔２７ａと、３個の係合突起２７ｂを備える。外部電極２５の一端には、背面壁部１６４、前面壁部１６５、及び側壁部１６６に係合孔１３８が形成されており、これらの係合孔１３８に係合突起２７ｂが嵌り込むことにより、保持部材２７に外部電極２５が固定されている。
【０１４１】
外部電極２５は、バックカバー１５６を介してリード線１７１の一端に電気的に接続され、リード線１７１の他端側が接地されている。一方、内部電極２４を先端に備える棒状の導電体２９の基端側は、外部電極１２５の前記保持部材１２７と反対側の端部に取り付けられた絶縁性材料からなるコネクタ１７２内でリード線１７３の電気的に接続され、リード線１７３は図示しない点灯回路側に電気的に接続されている。バックカバー１５６の１つの端部には、絶縁性材料からなる止め部材１７４がねじ１７５で固定されている。この止め部材１７４とバックカバー１５６の間に外部電極２５側のリード線１７１の先端の端子が固定されている。また、止め部材１７４は内部電極２４側のリード線１７３をケース１５７外に案内する機能を有する。また、止め部材１７４はコネクタ１７２を係止することで、各光源装置２１−１，２１−２の端部をケース１５７に対して位置決めする機能を有する。
【０１４２】
第４実施形態に係る液晶表示１５１のバックライト装置１５３は、第１から第３実施形態の光源装置２１を備えていてもよい。第４実施形態のその他構成及び作用は参考例と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１４３】
（第５実施形態）
図４２Ａ及び図４２Ｂに概略的に示す本発明の第５実施形態に係る液晶表示装置１５１が備えるバックライト装置１５３は、参考例に係る直管状の一対の光源装置２１−１，２１−２を備える。導光板１５９の６つの端面のうち、光源装置２１−１，２１Ｂが配置されていない２つの端面と、下面には光を反射させる反射シート１７６が配置されている。図示しないが、導光板１５９の出射面上に、散光板、レンズ板、偏光板等の配向制御のための部材を配置してもよい。
【０１４４】
第５実施形態に係る液晶表示１５１のバックライト装置１５３は、第１から第３実施形態の光源装置２１を備えていてもよい。第５実施形態のその他構成及び作用は参考例と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１４５】
本発明の光源装置は、液晶表示装置のバックライト装置用に限定されず、一般照明用光源、ＵＶ光源であるエキシマランプ、及び殺菌灯を含む種々の光源として使用可能である。
【０１４６】
添付図面を参照して本発明を完全に説明したが、当業者にとって種々の変更及び変形が可能である。従って、そのような変更及び変形は本発明の意図及び範囲から離れない限り、本発明に含まれると解釈されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明の参考例に係る光源装置を示す平面図。
【図２】図１のII-II線での断面図。
【図３】本発明の参考例に係る光源装置を示す右側面図。
【図４】図１のIV−IV線での概略拡大断面図。
【図５】本発明の参考例に係る光源装置の部分拡大斜視図。
【図６Ａ】内部電極を示す斜視図。
【図６Ｂ】内部電極の代案を示す斜視図。
【図６Ｃ】内部電極の代案を示す斜視図。
【図６Ｄ】内部電極の代案を示す斜視図。
【図７】保持部材を示す斜視図。
【図８】誘電体部材を示す模式的な斜視図。
【図９】バルブ内の放電を模式的に示した参考例に係る光源装置を示す平面図。
【図１０Ａ】光源装置の部分概略断面図。
【図１０Ｂ】図１０Ａの等価回路を示す図。
【図１１】外部電極とバルブの間に空隙があるが誘電体部材は備えていない光源装置を示す平面図。
【図１２】拡散放電と収縮放電を説明するための模式図。
【図１３Ａ】外部電極がバルブの外周面に接触している場合のバルブ内の電流の流れを説明するための模式図。
【図１３Ｂ】外部電極とバルブの間に空隙があるが誘電体部材は設けられていない場合のバルブ内の電流の流れを説明するための模式図。
【図１３Ｃ】参考例の光源装置におけるバルブ内の電流の流れを説明するための模式図。
【図１４】バースト調光を説明するための波形図。
【図１５】駆動電圧を示す波形図。
【図１６】第１実験例における誘電体部材の長さとバルブの平均輝度及びちらつき主観評価の関係を示す線図。
【図１７】第２実験例における誘電体部材の比誘電率とちらつき主観評価の関係を示す線図。
【図１８】参考例の変形例を示す平面図。
【図１９】参考例の他の変形例を示す断面図。
【図２０】種々の態様の光源装置における調光率とちらつきの発生の有無の関係を概念的に示す図。
【図２１】本発明の第１実施形態に係る光源装置を示す平面図。
【図２２】図２１のXXII−XXII線での概略拡大断面図。
【図２３】図２２の部分XXIII−XXIIIでの拡大図。
【図２４Ａ】第１実施形態における誘電体部材を示す斜視図。
【図２４Ｂ】第１実施形態における誘電体部材を示す分解斜視図。
【図２５】バルブ内の放電を模式的に示した第１実施形態に係る光源装置を示す平面図。
【図２６】第３実験例における比誘電率とちらつき主観評価の関係を示す線図。
【図２７】第４実験例における誘電体部材の長さとバルブの平均輝度及びちらつき主観評価の関係を示す線図。
【図２８】誘電体部材の他の例を示す分解斜視図。
【図２９】誘電体部材の他の例を示す斜視図。
【図３０】本発明の第２実施形態に係る光源装置を示す平面図。
【図３１】図３０のXXXI−XXXI線での断面図。
【図３２】図３０の部分XXXII−XXXIIの拡大図。
【図３３】本発明の第３実施形態に係る光源装置を示す平面図。
【図３４】図３３のXXXIV−XXXIV線での概略拡大断面図。
【図３５】バルブ内の放電を模式的に示した第３実施形態に係る光源装置を示す平面図。
【図３６】本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置を示す分解斜視図。
【図３７】本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置を示す斜視図。
【図３８】図３７のXXXVIII−XXXVIII線での概略部分断面図。
【図３９】光源装置を示す右側面図。
【図４０】光源装置の部分拡大斜視図。
【図４１Ａ】光源装置の部分拡大図。
【図４１Ｂ】光源装置の部分拡大図。
【図４２Ａ】本発明の第５実施形態に係る液晶表示装置を示す概略平面図。
【図４２Ｂ】図４２ＡのXLII−XLII線での断面図。
【図４３】従来の光源装置の一例を示す模式的な断面図。
【図４４】図４３の部分拡大図。
【符号の説明】
【０１４８】
２１  光源装置
２２  放電空間
２３  バルブ
２４  内部電極
２５  外部電極
２６  空隙
２７  保持部材
２８  蛍光体層
３０  誘電体部材
５１  第１誘電体層
５２  第２誘電体層
５３  誘電体部
５４  導電体層
５６  メッシュ層
５８  棒状部材
６１  線状部材
７０  導電体部材
１５１  液晶表示装置
１５３  バックライト装置
【図１】
0003893404.tif 000020
【図２】
0003893404.tif 000021
【図３】
0003893404.tif 000022
【図４】
0003893404.tif 000023
【図５】
0003893404.tif 000024
【図６Ａ】
0003893404.tif 000025
【図６Ｂ】
0003893404.tif 000026
【図６Ｃ】
0003893404.tif 000027
【図６Ｄ】
0003893404.tif 000028
【図７】
0003893404.tif 000029
【図８】
0003893404.tif 000030
【図９】
0003893404.tif 000031
【図１０Ａ】
0003893404.tif 000032
【図１０Ｂ】
0003893404.tif 000033
【図１１】
0003893404.tif 000034
【図１２】
0003893404.tif 000035
【図１３Ａ】
0003893404.tif 000036
【図１３Ｂ】
0003893404.tif 000037
【図１３Ｃ】
0003893404.tif 000038
【図１４】
0003893404.tif 000039
【図１５】
0003893404.tif 000040
【図１６】
0003893404.tif 000041
【図１７】
0003893404.tif 000042
【図１８】
0003893404.tif 000043
【図１９】
0003893404.tif 000044
【図２０】
0003893404.tif 000045
【図２１】
0003893404.tif 000046
【図２２】
0003893404.tif 000047
【図２３】
0003893404.tif 000048
【図２４Ａ】
0003893404.tif 000049
【図２４Ｂ】
0003893404.tif 000050
【図２５】
0003893404.tif 000051
【図２６】
0003893404.tif 000052
【図２７】
0003893404.tif 000053
【図２８】
0003893404.tif 000054
【図２９】
0003893404.tif 000055
【図３０】
0003893404.tif 000056
【図３１】
0003893404.tif 000057
【図３２】
0003893404.tif 000058
【図３３】
0003893404.tif 000059
【図３４】
0003893404.tif 000060
【図３５】
0003893404.tif 000061
【図３６】
0003893404.tif 000062
【図３７】
0003893404.tif 000063
【図３８】
0003893404.tif 000064
【図３９】
0003893404.tif 000065
【図４０】
0003893404.tif 000066
【図４１Ａ】
0003893404.tif 000067
【図４１Ｂ】
0003893404.tif 000068
【図４２Ａ】
0003893404.tif 000069
【図４２Ｂ】
0003893404.tif 000070
【図４３】
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【図４４】
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