(57)【要約】【課題】  入力電力を上げることなく、発光管の管軸方向において、輝度の分布を持たせることができる希ガス蛍光ランプを提供することにある。【解決手段】  本発明の希ガス蛍光ランプは、希ガスが封入された直管状の発光管１の内面に全周に渡って蛍光体層２を有し、発光管１の外面に管軸方向に伸びる一対の帯状の外部電極３を有する希ガス蛍光ランプにおいて、発光管１の外面に、外部電極３とは電気的に接続されていない導電体４が設けられており、導電体４は、外部電極３と離間して並行に管軸方向に伸びて形成されていることを特徴とする。  さらには、導電体４は、発光管１の管軸方向中央部分に形成されていることを特徴とする。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
希ガスが封入された直管状の発光管の内面に全周に渡って蛍光体層を有し、発光管の外面に管軸方向に伸びる一対の帯状の外部電極を有する希ガス蛍光ランプにおいて、
前記発光管の外面に、前記外部電極とは電気的に接続されていない導電体が設けられており、
前記導電体は、前記外部電極と離間して並行に管軸方向に伸びて形成されていることを特徴とする希ガス蛍光ランプ。
【請求項２】
前記導電体は、前記発光管の管軸方向中央部分に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の希ガス蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置や看板照明装置のバックライト装置の光源に関し、特に外部電極型の希ガス蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置などのバックライト装置に使用されるランプは、細長いガラス管からなる発光管内に希ガスが封入され、内面に蛍光体が塗布されたものであり、発光管の外面に形成された一対の帯状の外部電極に電圧を印加して、発光管内にエキシマ放電を発生させ、紫外線で蛍光体を励起して可視光を得るものである。
このような希ガス蛍光ランプは、水銀を用いることがないので環境負荷が小さく、さらに、立ち上がり早いという利点がある。
【０００３】
図６（ａ）は、従来の希ガス蛍光ランプの概略図であり、図６（ｂ）は管軸と直交する方向の断面図である。
希ガス蛍光ランプは、直管状の発光管１の内面に全周に渡って蛍光体層２が形成されており、発光管１の外面に管軸方向に伸びる一対の帯状の外部電極３を有している。
発光管１内には、例えば希ガスとしてキセノンが封入されており、外部電極３間に高周波高電圧を印加することにより、発光管１内に発生した放電により紫外線を発生させ、紫外線で蛍光体を励起して可視光を放射するものである。
【特許文献１】特開２００７−１３４０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、液晶テレビに代表されるように、液晶の大画面化が進んでおり、最近では、５０インチを超える液晶画面が存在する。
このような液晶画面では、バックライトして利用される希ガス蛍光ランプは、全長が１．２ｍを超えるランプが使われている。
【０００５】
このような希ガス蛍光ランプを液晶バックライトの光源として利用する場合、以下のような問題点がある。
【０００６】
このような希ガス蛍光ランプでは、ランプの管軸方向で、輝度はほぼ均一であり、液晶画面上での輝度分布もほぼ均一となる。
しかしながら、液晶画面を見る際には、液晶画面全体が均一な輝度の場合以外に、液晶画面の中央部分の輝度を周辺部分より上げて、画面の見え方を人間の目で見てより自然に見せる場合がある。
【０００７】
この後者のケースを達成するために、希ガス蛍光ランプは、管軸方向において、中央部の輝度を高くし、両端側は中央部に比べ輝度を低くなるようにしなければならず、図７に示す構造の希ガス蛍光ランプが知られている。
【０００８】
この希ガス蛍光ランプでは、外部電極３の形状を中央部では電極幅を広く、両側では電極幅を狭くした構造である。
図８（ａ）は、図７におけるＡ-Ａ断面図、図８（ｂ）は、図７におけるＢ−Ｂ断面図である。
図８（ａ）、（ｂ）で示すように、図８（ａ）では、発光管１の外面上での外部電極３の形成範囲が、図８（ｂ）で示す発光管１の外面上での外部電極３の形成範囲より大きいために、外部電極３の形成範囲が広くなった部分に対応する放電空間に流れる電流量を増やすことができる。
このため、外部電極３の幅が広い管軸方向の中央部が両端側に比べ、紫外線出力が大きくなり、輝度が高くなるものである。
【０００９】
しかしながら、管軸方向の輝度を両端側に比べ中央部を上げることができても、外部電極３の幅が広い放電空間では電流量が増えるため、この増えた電流によって放電空間全体のガス温度が上昇する現象が発生する。
そして、放電空間のガス温度が上昇すると、紫外線の発生量が減少し、希ガス蛍光ランプの管軸方向の輝度を両端側に比べ中央部が高い分布を保った状態ではあるが、ランプ全体の絶対な効率が低下するものである。
この結果、希ガス蛍光ランプの管軸方向中央部の輝度を上げるために、管軸方向中央部の入力電力を上げて、紫外線の発生量を増やしていた。
つまり、外部電極の幅を変えて、希ガス蛍光ランプの管軸方向で、輝度の高低をつけることができるが、管軸方向中央部の必要な輝度を得るために、入力電力が高くなるという問題があった。
【００１０】
最近では、液晶テレビに代表される表示装置では、省電力化の要求が強く、入力電力をあげることができない状況になっている。
【００１１】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、入力電力を上げることなく、発光管の管軸方向において、輝度の分布を持たせることができる希ガス蛍光ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の希ガス蛍光ランプは、希ガスが封入された直管状の発光管の内面に全周に渡って蛍光体層を有し、発光管の外面に管軸方向に伸びる一対の帯状の外部電極を有する希ガス蛍光ランプにおいて、前記発光管の外面に、前記外部電極とは電気的に接続されていない導電体が設けられており、前記導電体は、前記外部電極と離間して並行に管軸方向に伸びて形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の希ガス蛍光ランプは、請求項１に記載の希ガス蛍光ランプであって、特に、前記導電体は、前記発光管の管軸方向中央部分に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の希ガス蛍光ランプは、発光管の外面に管軸方向に伸びる一対の帯状の外部電極を有し、発光管の外面に、この外部電極とは電気的に接続されていない導電体が設けられており、導電体が、外部電極と離間して並行に管軸方向に伸びるように形成されているので、外部電極に高周波高電圧を印加すると、外部電極に対向する発光管の内面部分と、導電体と対向する発光管の内面部分の両方の部分に電荷が溜まり、外部電極の極性反転により、それぞれの内面部分の電荷が放出されるので、放電空間における放電を拡げることができる。そして、外部電極と導電体が電気的に接続されていないので、入力電力を変えることなく、導電体が位置する放電空間の放電が拡がり、その放電空間のおける単位体積あたりの放電電流密度を下げることができ、その放電空間のガス温度を下げることができ、その放電空間における紫外線の発生量が増大させることができる。よって、導電体が形成されている部分の希ガス蛍光ランプの輝度が上がり、発光管の管軸方向に輝度分布をもたせることができる。
このように、本願発明の希ガス蛍光ランプでは、入力電力を変えずに、発光管の管軸方向に輝度分布をもたせることができ、特に、発光管の管軸方向の輝度を中央部に比べ両端側を低くすれば、液晶テレビに代表される省電力化の要求がある表示装置において、画面の見え方を人間の目で見てより自然に見せることができる。
【００１５】
さらに、導電体を発光管の管軸方向中央部分に形成することにより、発光管の管軸方向の中央部の輝度を両端側の輝度に比べ高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本願発明の放電ランプを図面を用いて説明する。
図１は、本願発明の希ガス蛍光ランプの概略斜視図であり、図２は、図１に示す希ガス蛍光ランプのＡ−Ａ断面図である。
【００１７】
希ガス蛍光ランプの発光管１は透光性のガラスよりなり、その材質としては例えばソーダ石灰ガラス、アルミノ珪酸ガラス、硼珪酸ガラス、バリウムガラスなどを挙げることができる。発光管１の外表面上には一対の帯状の外部電極３が、当該発光管１の管軸方向に伸びるように配置されている。これら外部電極３は、図２に示す管軸に垂直な断面図において、互いに対向するよう配置されている。
【００１８】
外部電極３は、材質としては導電性のものであれば特に制限されるものではなく、例えば、金、銀、ニッケル、カーボン、金パラジウム、銀パラジウム、白金などを好適に用いることができ、発光管１の外表面にテープ状金属を貼付したり、銀の導電性ペーストをスクリーン印刷して焼成したりすることにより、実現している。
この外部電極３は、幅が０．５ｍｍであり、長さ１１５０ｍｍである。
【００１９】
発光管１の外面に、外部電極３とは電気的に接続されていない導電体４が設けられている。この導電体４は、外部電極３と同様の部材であって、例えば、金、銀、ニッケル、カーボン、金パラジウム、銀パラジウム、白金などを好適に用いることができ、発光管１の外表面にテープ状金属を貼付したり、銀の導電性ペーストをスクリーン印刷して焼成したりすることにより、実現している。
【００２０】
そして、導電体４は、外部電極３と離間して並行に管軸方向に伸びて形成されており、図２に示すように、導電体４は、それぞれの外部電極３を中心に、その両側に外部電極３から等間隔の距離で離間した位置に配置されており、具体的には、発光管１の外面に、４つの導電体４が配置されている。
なお、図１、図２では記載していないが、外部電極３と導電体４との間で絶縁破壊が起こらないように、外部電極３と導電体４をガラス質からなる保護層でそれぞれの表面を被覆することにより保護するものである。
【００２１】
また、この導電体４は、発光管１の管軸方向中央部分に形成されている。
この導電体４は、幅が０．５ｍｍであり、長さ５００ｍｍである。
外部電極３と導電体４間の距離は、例えば、１．５ｍｍである。
【００２２】
発光管１の内部には、例えばＸｅ（キセノン）ガス、或は、Ｘｅを含む希ガスの混合ガスが全封入圧５〜５０ｋＰａの範囲で封入されている。
外部電極３に不図示の点灯電源より高周波電圧が印加されると、外部電極３の間に誘電体である発光管１を介在させた放電が発生し、この放電によりキセノンによるエキシマ分子発光（紫外線）が発生する。
【００２３】
発光管の内面には、全周に亘って蛍光体層２が形成されている。蛍光体は、赤色蛍光体がユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体（Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ）または（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ、緑色蛍光体がセリウム・テルビウム付活リン酸ランタン蛍光体（ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ）、青色の蛍光体がユーロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム蛍光体（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ）である。
【００２４】
このような希ガス蛍光ランプは、点灯電源より外部電極３に高周波電圧が印加されると、発光管１内で波長１７２ｎｍの紫外線が発生し、この紫外線が蛍光体層２における蛍光体を照射して励起し、可視光が放射される。
【００２５】
次に、導電体を有する本願発明の希ガス蛍光ランプの放電現象に関して説明する。
図３は、図２に示す断面図において、放電状態を模式的に示す説明図である。
図３に示すように、外部電極３の近くに外部電極３と電気的に接続されていない導電体４が配置されていると、発光管１の内部空間では導電体４と対向する発光管１の内面部分に放電が引き寄せられる。
【００２６】
このメカニズムは、高周波点灯の場合、一方の外部電極３の極性が、マイナス側になったときに、この一方の外部電極３に対向する発光管１の内面部分だけでなく、一方の外部電極３の近傍に配置された導電体４と対向する発光管１の内面部分にも、ある程度の電荷が溜まる。
そして、この一方の外部電極３の極性が切り替わって、プラス側になったときに、この一方の外部電極３に対向する発光管１の内面部分と、導電体４と対向する発光管１の内面部分に溜まった電荷が、放出される。
したがって、一方の外部電極３に対向する発光管１の内面部分だけでは、電荷の溜まる範囲が狭く、放電も拡がり難いものであるが、導電体４と対向する発光管１の内面部分にも電荷が溜まる状態になり、それらの電荷が放出されると放電が拡がることになる。
【００２７】
そして、導電体４を設けても、導電体４は外部電極３とは電気的に接続されておらず、絶縁状態であるために、外部電極３に印加される電圧は導電体４を設けても変わらず、印加電圧が変わらないために、放電空間に流れる電流量は変わらないものである。
【００２８】
この結果、放電空間に流れる電流量は、導電体４を設けていない場合と同じでありながら、導電体４を設けることにより、放電空間における放電を拡げることができ、放電空間における単位体積あたりの放電電流密度を下げることができ、電流が流れる放電空間のガス温度を下げることができる。
【００２９】
そして、放電空間のガス温度が下がれば、紫外線の発生量が増大する。
よって、導電体４を設けることにより、印加電圧を変えなくても、つまり、入力電力を変えなくても、紫外線の発生量が増大し、放電が拡がった部分の希ガス蛍光ランプの輝度を上げることができる。
図１に示す希ガス蛍光ランプでは、導電体４が形成されている部分の希ガス蛍光ランプの輝度が上がり、発光管１の管軸方向の中央部の輝度が両端側より高くなるものである。
【００３０】
次に、導電体の有無による輝度の変化状態を調べる実験を行った。
この実験では、発光管の管軸方向の全体的な平均輝度ではなく、発光管に導電体を設けた部分のみの輝度を調べたものである。
この実験に用いた本願発明の希ガス蛍光ランプは、図１、図２に示す構造の希ガス蛍光ランプであり、内部に蛍光体層を有する発光管は外径９．８ｍｍ（内径φ９ｍｍ）、全長１１７０ｍｍであり、その内部に、キセノン８０％、ネオン２０％の混合ガスを、２１kＰａ（２５℃換算）封入し、発光管の外表面上に、幅０．５ｍｍ、長さ１１５０ｍｍの銀ペーストを焼成した外部電極を形成し、この外部電極の両側に幅０．５ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミテープよりなる導電体を４本設けたものである。また、外部電極と導電体との離間距離は１ｍｍである。
そして、比較ランプとして、本願発明の希ガス蛍光ランプと同様の構造のランプであって、導電体のみ設けていないランプを作製した。
この実験では、それぞれのランプにおいて、入力電力を２９Ｗから３７Ｗの範囲で変化させ、それぞれの入力電力における輝度を輝度効率（輝度／入力電力）として求めたものである。
実験結果を図４に示す。
【００３１】
図４に示す実験結果から、本願発明の希ガス蛍光ランプは、導電体を設けていない比較ランプに比べ、全ての入力電力において、輝度効率が高くなっていることがわかる。
言い換えれば、同じ入力電力で、本願発明の希ガス蛍光ランプと比較ランプを比べた場合、導電体を設けた本願発明の希ガス蛍光ランプの方が、輝度が高くなることが分かった。
【００３２】
さらに、言い換えれば、発光管の外面に一対の外部電極を有する希ガス蛍光ランプでは、発光管の外面に外部電極と電気的に接続されていない導電体を設けることにより、入力電力を変えることなく、導電体を設けた部分のランプ（発光管）の輝度が上がることがわかった。
【００３３】
次に、図１、図２に示す本願発明の希ガス蛍光ランプの管軸方向の輝度部分を測定した。この希ガス蛍光ランプは３３Ｗで点灯したものである。
測定結果を図５に示す。
図５において、横軸は発光管の管軸方向の位置を示すものであり、横軸６００ｍｍの位置が発光管の管軸方向の中心点であり、導電体は４５０ｍｍから７５０ｍｍの位置に形成されている。
縦軸は、輝度効率相対値であって、希ガス蛍光ランプの管軸方向で最も輝度効率（輝度／入力電力）の高い値を１００％として、その相対値を示すものである。
【００３４】
図５の測定結果より、発光管の管軸方向の輝度は、導電体を設けた部分の輝度が、導電体を設けていない部分の輝度より高くなっていることがわかる。
つまり、希ガス蛍光ランプの管軸方向の中央部の輝度が両端側の輝度に比べ高くなり、言い換えれば、両端側の輝度が中央部の輝度に比べ低くなっている。
この結果、このような希ガス蛍光ランプを液晶テレビに代表される表示装置に組み込むことにより、表示画面の輝度を周辺部で下げることができ、最適な輝度分布が得られるものである。
【００３５】
なお、導電体の設ける位置を発光管の管軸方向で変えることにより、希ガス蛍光ランプの管軸方向の輝度分布を任意に変えることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本願発明の希ガス蛍光ランプの概略斜視図である。
【図２】図１に示す希ガス蛍光ランプのＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２に示す断面図において、放電状態を模式的に示す説明図である。
【図４】本願発明の希ガス蛍光ランプと比較用の希ガス蛍光ランプの輝度効率を調べた実験データ説明図である。
【図５】本願発明の希ガス蛍光ランプの管軸方向の輝度部分を示す測定結果データ説明図である。
【図６】従来の希ガス蛍光ランプの概略斜視図と管軸方向の断面図である。
【図７】従来の希ガス蛍光ランプの概略斜視図である。
【図８】図８（ａ）は、図７におけるＡ-Ａ断面図、図８（ｂ）は、図７におけるＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１      発光管
２      蛍光体層
３      外部電極
４      導電体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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