JP2004200127A - 照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ（EEFL）を最適な条件で点灯駆動する。
【解決手段】両端外周面に電流導体層が電極21,26として配設され、水銀および希ガスが充填剤として封入された管状ガラスランプ容器10で成る誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１の両端の電極間に高周波電圧を高周波電源81,82にて印加してランプを放電点灯させるのに、高周波、正弦波電圧をフローティング方式（両高圧方式）で印加することにより、矩形波電圧を印加する場合よりも低周波数の正弦波電圧で効率良く放電ランプを点灯させる。
【選択図】 図１
【解決手段】両端外周面に電流導体層が電極21,26として配設され、水銀および希ガスが充填剤として封入された管状ガラスランプ容器10で成る誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１の両端の電極間に高周波電圧を高周波電源81,82にて印加してランプを放電点灯させるのに、高周波、正弦波電圧をフローティング方式（両高圧方式）で印加することにより、矩形波電圧を印加する場合よりも低周波数の正弦波電圧で効率良く放電ランプを点灯させる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高輝度液晶表示装置用のバックライト等に用いるのに適切な照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７に示すようなガラスランプ容器１１の胴部の対向位置に外部電極２２，２７を設け、内部に充填剤としてキセノン６１を封入した構造の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ２の点灯方式としては、矩形波電圧をこれらの外部電極２２，２７間に印加する矩形波電圧出力の高周波電源８３が採用されている。このキセノン封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ２は水銀を封入していないために温度特性に優れるという特徴があり、スキャナーやコピー機の読み取り用光源に用いられる。
【０００３】
しかしながら、キセノン封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ２は、冷陰極蛍光ランプ等の水銀を封入した低圧放電ランプに比べて効率が低い。
【０００４】
そのため、高輝度・高効率が要求されるＰＣ用液晶モニター用あるいはＬＣＤＴＶ（液晶テレビ）用のバックライト光源としては、図８に示すような水銀封入の冷陰極低圧放電ランプ３が一般に用いられている。この冷陰極低圧放電ランプ３は、管壁に蛍光体層７０を形成した管状ガラスランプ容器１２に放電媒体として水銀および希ガス６０を封入し、またランプ容器１２内の両端に冷陰極２３を対置した構造である。そしてこの冷陰極低圧放電ランプ３の点灯方式は、正弦波電圧出力の高周波電源８４を用い、高周波の正弦波電圧を両冷陰極２３間に印加するものである。
【０００５】
特にＬＣＤＴＶ用のバックライト光源には４５０ｃｄ／ｍ以上の高輝度が要求され、この要求に応えるために、バックライトユニットの構造は、導光板の直下に十数本のランプを備える直下型バックライトが用いられる。このバックライト装置のランプとして冷陰極低圧放電ランプ３を用いた場合、高周波電源８４としてのインバータ１台で１本のランプ３しか点灯できないため、ランプ本数と同じ個数のインバータが必要になり、インバータのコストが高くなる。
【０００６】
この問題を解決するために、図９に示すような水銀および希ガス６０を封入した誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１を備えた低コストのＬＣＤＴＶ用バックライト光源が開発されている。
【０００７】
この水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１は、管状ガラスランプ容器１０の管壁に蛍光体層７０を形成し、内部に水銀および希ガス６０を封入し、ガラスランプ容器１０の両端外周に電流導体層で成る外部電極２１，２６を設けた構造である。この水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１は、インバータ１台で複数本を同時点灯することができるため、バックライトのような照明装置を構成するのにインバータのコストを下げられる特長がある。
【０００８】
しかしながら、水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１を図９に示すように水銀封入の冷陰極蛍光ランプ用インバータ（点灯周波数５０ｋＨｚ、正弦波電圧出力、片側出力が接地）で点灯する場合、ランプ電圧が２０００Ｖｒｍｓを超え、インバータの高電圧出力と接続されているランプ１の外部電極２１，２６の部分からコロナ放電が発生し、オゾンが発生するという問題点があった。
【０００９】
また、水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１を、図７に示したようなキセノン封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ２と同様に高周波、矩形波電圧で点灯すれば、正弦波電圧点灯するときと比べて効率が悪くなる問題点があった。
【００１０】
一方、従来、水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１の複数本を同時点灯させ、液晶パネルを背面から照明する照明装置は、図１０に示す構成であり、多数本の並設された誘電バリア放電型低圧放電ランプ（ＥＥＦＬ）１、このランプ１の各端部を押える側板１０１、ＥＥＦＬ１各々の外部電極を並列に接続する中継基板１０２、高周波電源をなすインバータ８５、インバータ８５から両側の中継基板１０２に高周波電圧を給電するハーネス１０３、両側の側板１０１と中継基板１０２を所定位置に固定する下フレーム１０４、多数本のＥＥＦＬ１の光を所定方向（図１０において上方）に反射させる反射板１０５、多数本のＥＥＦＬ１からの光を均一に拡散させる拡散板１０６及び拡散シート１０７，１０８、そして上フレーム１０９を図示のように配置し、一体に組立てる構成である。
【００１１】
近年、このような構成のバックライト照明装置に対する狭額縁化の要求から、電極長を短くして額縁を狭くし、誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１の有効長を長くする傾向にある。
【００１２】
この要求に答えるべく、誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１の外部電極を短くしても十分な管電流を得るために取り得る対策は２つある。その１つは、管電圧を上昇させることであり、もう１つは、インバータの発振周波数を高くすることである。この対策のうち後者は、トランスの制限により実現困難である。そのため、従来では管電圧を上昇させる前者の対策がとられている。
【００１３】
しかしながら、従来のバックライトユニットでは、インバータの発振周波数が低いことから、電極長を１０ｍｍに短くした誘電体バリア放電型低圧放電ランプにて４ｍＡの管電流を得るためには、電極長２０ｍｍの誘電体バリア放電型低圧放電ランプにて４ｍＡの管電流を得るのに必要な電圧の１．７倍程度の電圧を印加する必要がある。その場合、管電圧が２０００Ｖｒｍｓを超えてしまうため、コロナ放電により電極部からオゾンが発生する問題点が発生する。
【００１４】
また、さらなる高輝度化に対してもトランスの特性的な制限から発振周波数を高くすることができないため、管電圧を上昇させる必要があるが、これによってオゾン発生がさらに活発化することになってしまう。
【００１５】
このため、従来は、バックライト照明装置を高輝度化するのに、誘電体バリア放電型低圧放電ランプの電極長を長くすることによって管電流を増加させる以外に対応することができず、その場合、有効発光長が短くなってしまい、狭額縁化に十分に対応できない問題点があった。
【００１６】
【特許文献１】
特開２００２−８５０８号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプを最適な条件で点灯駆動できる照明装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の照明装置は、両端外周面に電流導体層が電極として配設され、水銀および希ガスが充填剤として封入された管状ガラスランプ容器で成る誘電体バリア放電型低圧放電ランプと、当該誘電体バリア放電型低圧放電ランプの両端の電極間に高周波電圧を印加する点灯装置とを備え、前記点灯装置は、前記誘電体バリア放電型低圧放電ランプの電極間に高周波、正弦波電圧を出力するフローティング出力型のものであることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項１の発明の照明装置では、点灯装置により水銀入り誘電体バリア放電型低圧放電ランプの電極間に高周波、正弦波電圧をフローティング出力方式で印加することにより、矩形波電圧を印加する場合よりも低周波数の正弦波電圧で効率良く放電ランプを点灯させることができる。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１の照明装置において、前記点灯装置は、周波数が４０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲の高周波、正弦波電圧を出力するものであることを特徴とするものであり、電極においてコロナ放電によるオゾン発生がない２０００Ｖｒｍｓ以下の印加電圧で効率良く放電ランプを点灯させることができる。
【００２１】
請求項３の発明は、請求項１の照明装置において、前記点灯装置は、並列接続された複数本の誘電体バリア放電型低圧放電ランプを点灯することを特徴とするものであり、１台の点灯装置で複数本の並列接続された誘電体バリア放電型低圧放電ランプを高周波、正弦波電圧電源によって点灯させることができる。
【００２２】
請求項４の発明は、請求項３の照明装置において、前記点灯装置は、発振周波数４０〜１００ｋＨｚ、フローティング出力型の正弦波出力インバータであり、かつ、前記誘電体バリア放電型低圧放電ランプを管電圧２０００Ｖｒｍｓ以下で駆動することを特徴とするものであり、複数本の並列接続された誘電体バリア放電型低圧放電ランプを、それらの電極においてコロナ放電によるオゾン発生がない２０００Ｖｒｍｓ以下の印加電圧で効率良く点灯させることができる。
【００２３】
請求項５の発明は、請求項３又は４の照明装置において、前記点灯装置は、前記複数本の誘電体バリア放電型低圧放電ランプの各端部を並列接続して当該点灯装置からの高周波電圧を印加するための給電電極として、導電性シリコンゴム製電極を備えたことを特徴とするものであり、複数本の誘電体バリア放電型低圧放電ランプの点灯装置の給電電極に対する接続が容易であり、組立が容易であり、かつ、電極部分に発生する熱を分散させ、局所的に高熱になるのを防止できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は本発明の第１の実施の形態の照明装置の構成を示している。図１において、水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１は図９について説明したものと同様の構成である。
【００２５】
この誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１の外部電極２１，２６にはそれぞれ、互いに１８０度位相の異なる高周波、正弦波電圧を出力する高周波電源８１，８２が接続してある。高周波電源８１，８２はそれらの接続点を接地することによってフローティング出力型（両高圧方式）にしてある。
【００２６】
この高周波電源８１，８２の回路構成を図２に示している。高周波電源８１，８２は１台の共振型ロイヤー型インバータ回路９０によって構成される。このインバータ回路９０は、入力側の１次巻線９３と出力側の２次巻線９４，９５および３次巻線９６を有するインバータトランス９７と、このインバータトランス９７のインダクタンス成分とＬＣ共振回路を構成する共振用コンデンサ９８と、インバータトランス９７を駆動させるための夫々のエミッタが接地されているトランジスタ９９，９１０を備えると共に、２次巻線９４，９５の一方を接地している。
【００２７】
より具体的には、交流電源を整流して得られた直流電源９２には、トランジスタ９９に駆動電流を供給するため抵抗９１２を直列に介してインバータ回路９０の入力側であるトランジスタ９９のベースが接続されている。夫々のエミッタが接地されている１対のトランジスタ９９，９１０のコレクタ間に、インバータトランス９７の中間タップを設けた１次巻線９３を並列に接続し、かつ共振用コンデンサ９８を並列に接続してある。また、直流電源９２は、インバータ回路９０への入力電流を定電流化するためのチョークコイルより成るインダクタ９１３を直列に介して、インバータトランス９７の１次巻線９３の中間タップと接続している。インバータトランス９７の２次巻線９４，９５は、１次巻線９３よりも多く巻き、電圧が昇圧するようにしてある。
【００２８】
インバータトランス９７の２次巻線９４，９５は、巻き方が１８０度一方に対し他方が逆巻きになっており、位相が１８０度ずれて出力されるようになっており、誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１の両端の外部電極２１，２６に印加して点灯駆動させる。
【００２９】
インバータトランス９７に設けた３次巻線９６の一端は、トランジスタ９９のベース側に、他端はトランジスタ９１０のベース側に接続して、３次側に発生した電圧をトランジスタ９９，９１０のベースに帰還し印加させるようにしてある。
【００３０】
この高周波電源８１，８２をなすインバータ回路９０の動作について説明する。直流電源９２が印加されると、インダクタ９１３を通してインバータトランス９７の１次巻線９３に電流が流れ、同時に直流電源９２から出力された電圧が抵抗９１２を介してトランジスタ９９のベースに印加される。インバータトランス９７の１次巻線９３と３次巻線９６のリアクタンスと共振用コンデンサ９８とインバータトランス９７の２次側から返還されるリアクタンスとで共振し、インバータトランス９７の３次巻線９６の端子間に、インバータトランス９７の１次巻線９３と３次巻線９６の巻数比だけ昇圧された電圧が誘起され、同時にインバータトランス９７の３次巻線９６には、１次巻線９３に流れる電流の方向と同一方向に電流が流れて自励発振し、共振周波数でトランジスタ９９，９１０を交互に導通させる。
【００３１】
このときの発振周波数は、インバータトランス９７の１次巻線９３と３次巻線９６のリアクタンスと共振用コンデンサ９８とインバータトランス９７の２次側から返還されるリアクタンス分で決定される。また、このときのインバータ回路９０の出力は、インバータトランス９７の１次巻線９３と２次巻線９４，９５との巻数比だけ昇圧された高周波、高電圧のものである。
【００３２】
このような構成のインバータ回路９０を用いて、誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１の両側の外部電極２１，２６に対して高周波電源８１，８２から１８０度位相の異なる高周波、正弦波電圧を印加し、低圧放電ランプ１をフローティング状態で点灯させるのである。
【００３３】
【実施例】
誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１が矩形波電圧で点灯される場合と正弦波電圧で点灯される場合のランプの効率を調査した。なお、ランプ効率は、ランプ効率［ｃｄ／（ｍ・Ｗ）］＝ランプの輝度［ｃｄ／ｍ］÷ランプ消費電力［Ｗ］で求めた。ランプ効率の測定結果は、図３に示す表１の通りであった。
【００３４】
誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１の仕様は以下の通りである。
＜管状ガラスランプ容器＞
材質：ホウ珪酸ガラス。
寸法：外径２．６ｍｍ、内径２．０ｍｍ、全長３９７ｍｍ。
＜外部電極＞
材料：アルミニウム箔＋導電性シリコーン粘着剤層。
外部電極長さ：１７ｍｍ。
＜蛍光体層＞
材質：三波長蛍光体。厚み：２０μｍ。
＜充填剤＞
封入ガス：ネオンとアルゴンの混合ガス（組成比：ネオン／アルゴン＝９０モル％／１０モル％）。封入圧：８ｋＰａ。
水銀：封入量３ｍｇ。
【００３５】
図３の表１に示した結果から、高周波、矩形波電圧で点灯する場合に比べて高周波、正弦波電圧で点灯する場合の方が、ランプ効率が高くなることが確認された。ただし、点灯周波数が２００ｋＨｚ、ランプ消費電力が４Ｗの場合は、矩形波電圧点灯時のランプ効率と正弦波電圧点灯時のランプ効率はほぼ等しくなった。
【００３６】
誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１に矩形波電圧を印加すると周期的なインパルス電流が流れ、その後、電流が流れない放電休止期間が存在する。図７に示したようなキセノン封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ２の場合は、インパルス電流直後の放電休止期間中にもアフターグローの発光があるため、矩形波電圧点灯時に高効率となる。しかし、本発明の実施例の水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１では、放電休止期間中はほとんど発光しないために、矩形波電圧点灯時は正弦波電圧点灯時よりもランプ効率が悪くなる。
【００３７】
矩形波電圧点灯時においても、電圧周波数を高くすると放電休止の絶対時間が短くなるためにランプ効率が正弦波電圧点灯時に近い値になる。しかしながら、矩形波電圧点灯でランプ効率を良くするために電圧周波数を高くし過ぎると、点灯装置の設計が困難になる。そこで、低周波数でも効率が高い正弦波電圧点灯の方が、点灯電圧波形として望ましい。
【００３８】
次に、水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１の管電流を一定に保ちながらその外部電極２１，２６間に印加する正弦波電圧の周波数を変化させた場合のランプ電圧の変化を調査した。
【００３９】
結果は、図４に示すようになった。この図４のグラフから、本実施例の水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１は、その点灯周波数を高くするに従ってランプ電圧が低下し、図８に示した構造の冷陰極低圧放電ランプ３のランプ電圧に近づいていくことが確認できた。
【００４０】
本実施例の水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１は、点灯周波数を高くするとランプ電圧を低くしても所要の管電流が得られるので、発光量を維持しつつもコロナ放電の発生を抑制でき、オゾンの発生を防止できる。
【００４１】
しかしながら、本実施例の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１に対する点灯周波数を１００ｋＨｚ以上にすると、当該ランプを図１０に示したバックライト照明装置や後述する本発明のバックライト照明装置に組み込んだ時に、周りの部材に電流が漏れやすくなる。そのため、点灯周波数は１００ｋＨｚ以下にする必要がある。
【００４２】
また図４の実験結果により、ランプ電流が３ｍＡの場合は点灯周波数を４０ｋＨｚ以上にすると、ランプ電圧が２０００Ｖｒｍｓ以下になることが分かった。ランプ電圧が２０００Ｖｒｍｓ以下になると、フローティング出力型のインバータの場合、外部電極２１，２６と接地電位との電位差を１０００Ｖｒｍｓ以下にできるので、コロナ放電の発生を抑制でき、オゾンの発生を防止できる。
【００４３】
一方、点灯周波数を３０ｋＨｚ以下にすると、図８に示した水銀封入の冷陰極低圧放電ランプ３の場合と同様に水銀枯渇現象が発生する場合があり、点灯周波数は４０ｋＨｚ以上が望ましい。
【００４４】
以上の３点を加味して、高周波の悪影響を周囲に与えず、オゾン発生を防ぎ、ランプの長寿命化が図れる照明装置としては、点灯装置である高周波電源８１，８２の点灯周波数を４０ｋＨｚ〜ｌ００ｋＨｚに設定することが望ましい。
【００４５】
次に、本発明の第２の実施の形態の照明装置について、図５を用いて説明する。図５は、本発明の第２の実施の形態のバックライト照明装置の構成を示している。この実施の形態の照明装置は、水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１の多数本を同時点灯させ、液晶パネルを背面から照明するものであり、多数本の並設された誘電バリア放電型低圧放電ランプ（ＥＥＦＬ）１、このＥＥＦＬ１の各端部を押える側板１０１、ＥＥＦＬ１各々の外部電極を並列に接続する中継基板１０２、高周波電源をなすインバータ８６、インバータ８６から両側の中継基板１０２に高周波電圧を給電するハーネス１０３、両側の側板１０１と中継基板１０２を所定位置に固定する下フレーム１０４、多数本のＥＥＦＬ１の光を所定方向に反射させる反射板１０５、多数本のＥＥＦＬ１からの光を均一に拡散させる拡散板１０６及び拡散シート１０７，１０８、そして上フレーム１０９を図示のように配置し、一体に組立てる構成である。
【００４６】
この実施の形態では、ＥＥＦＬ１を１２灯、１対の中継基板１０２にて並列接続している。各ＥＥＦＬ１の両端の外部電極２１，２６には導体スプリング１１０を被着し、側板１０１によりそのスプリング１１０が中継基板１０２に圧接するように押え付けている。これにより、各ＥＥＦＬ１の電極部分の静電容量がほぼ同一にできる。
【００４７】
インバータ８６は、図２に示した回路構成のものであり、両側の中継基板１０２に両高圧方式（フローティング方式）にて高周波、正弦波電圧を印加する。この印加電圧は、各ＥＥＦＬ１の管電圧が２０００Ｖｒｍｓ以下であり、かつ必要十分な管電流を流し、必要十分な輝度特性が得られる値である。例示すれば、１８ｉｎｃｈバックライト照明装置の場合、ＥＥＦＬ１の電極長１０ｍｍ（両端共）で、管電流５ｍＡの設計である。
【００４８】
この設計値を達成するためは、正弦波出力インバータ８６をバックライト構造及びＥＥＦＬ１の電極長によって生じるリアクタンス分によって、正弦波出力インバータ８６の発振周波数を８５ｋＨｚ、管電圧２０００Ｖｒｍｓにてランプを点灯駆動させることにより、管電流５ｍＡを実現する。
【００４９】
本実施の形態のバックライト照明装置の設計では、目標盤面輝度に対し、必要十分な管電流値を設定し、その設定値に合わせてバックライト構造・正弦波出力インバータ・誘電体バリア放電ランプ電極長を駆動周波数が４０〜１００ｋＨｚ、好ましくは７０〜１００ｋＨｚの範囲内、管電圧が２０００Ｖｒｍｓを超えない範囲で選択、決定する。また管電流の増減は、駆動周波数の調整によって行う。
【００５０】
なお、本実施の形態の照明装置に採用する正弦波出力インバータ８６は、トランスの漏れインダクタンスにより、１次側に帰還されるバックライトユニットのリアクタンス分を減少させることで、通常のトランスよりも高周波にて動作させることができる。
【００５１】
これにより、本実施の形態の照明装置では、正弦波出力インバータ８６を用いて、両高圧方式（フローティング方式）にて管電圧２０００Ｖｒｍｓ以下で多数本のＥＥＦＬ１各々を点灯駆動することができ、オゾンの発生を抑制し、目標の管電流、したがって所要の輝度を得ることができる。
【００５２】
なお、正弦波インバータ８６の発振周波数が７０〜１００ｋＨｚの範囲が特に好ましいのは、ＥＥＦＬ１を駆動させるのに高周波化することによりその効率アップが図れ、しかもその効率アップの効果が大きい範囲が特に７０〜１００ｋＨｚの駆動範囲内であるからである。
【００５３】
次に、本発明の第３の実施の形態のバックライト照明装置について、図６を用いて説明する。
【００５４】
第３の実施の形態は、図５に示した第２の実施の形態の照明装置に対して、電源供給用の電極部を図６の構造に変更してあり、図５のバックライトユニットの側板１０１、中継基板１０２に代えて、導電性シリコンゴム製電極１１１とこれを保持する側板１１２を用いたことを特徴とする。
【００５５】
すなわち、本実施の形態のバックライト照明装置は、多数本の並設された誘電バリア放電型低圧放電ランプ（ＥＥＦＬ）１、導電性シリコンゴム製電極１１１、これを保持し補強する側板１１２、高周波、正弦波電圧を出力するインバータ８６、このインバータ８６から両側の導電性シリコンゴム製電極１１１に高周波、正弦波電圧を給電するハーネス１０３、両側の側板１１２を所定位置に固定する下フレーム１０４、多数本のＥＥＦＬ１の光を所定方向（図６において上方）に反射させる反射板１０５、多数本のＥＥＦＬ１からの光を均一に拡散させる拡散板１０６及び拡散シート１０７，１０８、そして上フレーム１０９を図示のように配置し、一体に組立てたものである。
【００５６】
導電性シリコンゴム製電極１１１は、シリコンゴムに適当な割合でカーボン粒子を混合し、成形することによって得られた柔軟なゴム弾性を持つ。この導電性シリコンゴム製電極１１１には、長手方向に一定の間隔を置いて多数のランプ挿入穴が穿ってあり、そのランプ挿入穴各々にＥＥＦＬ１各々の端部の外部電極２１，２６を圧入することによってその外部電極２１，２６を導電性シリコンゴム製電極１１１に電気的に接触させると共に機械的に保持させる。
【００５７】
この構造により、導電性シリコンゴム製電極１１１によって多数本のＥＥＦＬ１を並列に接続し、図５の照明装置と同様の原理にて点灯駆動させる。インバータ８６は、図２に示したような両高圧方式（フローティング方式）の構成である。
【００５８】
本実施の形態では、給電電極として導電性シリコンゴム製電極１１１を用いることで、位置決め、組立てを容易にし、電極部に発生する熱を均一化することができる。この電極部の局部的な電流集中による熱の発生を均一化することで、電極部の電流集中によってＥＥＦＬ１の外部電極２１，２６の内側のガラスに穴があく現象を抑えることができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプを最適な条件で点灯駆動することができる。
【００６０】
また本発明によれば、１台の点灯装置で複数本の並列接続された誘電体バリア放電型低圧放電ランプを高周波、正弦波電圧電源によって効率良く点灯駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の照明装置の構成を示すブロック図。
【図２】上記実施の形態で使用する高周波電源をなすインバータ回路の回路図。
【図３】本発明の第１の実施の形態において、誘電体バリア放電型低圧放電ランプの点灯電圧波形とランプ効率との関係を調べた実験結果の図表。
【図４】本発明の第１の実施の形態において、誘電体バリア放電型低圧放電ランプに対する正弦波電圧の周波数とランプ電圧との関係を調べた実験結果のグラフ。
【図５】本発明の第２の実施の形態の照明装置の分解斜視図。
【図６】本発明の第３の実施の形態の照明装置の分解斜視図。
【図７】１つの従来例の構成を示すブロック図。
【図８】他の従来例の構成を示すブロック図。
【図９】従来提案されている誘電体バリア放電型低圧放電ランプに対する照明装置の構成を示すブロック図。
【図１０】さらに別の従来例の分解斜視図。
【符号の説明】
１ 誘電体バリア放電型低圧放電ランプ（ＥＥＦＬ）
１０ ガラスランプ容器
２１ 外部電極
２６ 外部電極
８１ 高周波電源
８２ 高周波電源
８６ インバータ
９０ インバータ回路
１０１ 側板
１０２ 中継基板
１０３ ハーネス
１１１ 導電性シリコンゴム製電極
１１２ 側板
【発明の属する技術分野】
本発明は、高輝度液晶表示装置用のバックライト等に用いるのに適切な照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７に示すようなガラスランプ容器１１の胴部の対向位置に外部電極２２，２７を設け、内部に充填剤としてキセノン６１を封入した構造の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ２の点灯方式としては、矩形波電圧をこれらの外部電極２２，２７間に印加する矩形波電圧出力の高周波電源８３が採用されている。このキセノン封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ２は水銀を封入していないために温度特性に優れるという特徴があり、スキャナーやコピー機の読み取り用光源に用いられる。
【０００３】
しかしながら、キセノン封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ２は、冷陰極蛍光ランプ等の水銀を封入した低圧放電ランプに比べて効率が低い。
【０００４】
そのため、高輝度・高効率が要求されるＰＣ用液晶モニター用あるいはＬＣＤＴＶ（液晶テレビ）用のバックライト光源としては、図８に示すような水銀封入の冷陰極低圧放電ランプ３が一般に用いられている。この冷陰極低圧放電ランプ３は、管壁に蛍光体層７０を形成した管状ガラスランプ容器１２に放電媒体として水銀および希ガス６０を封入し、またランプ容器１２内の両端に冷陰極２３を対置した構造である。そしてこの冷陰極低圧放電ランプ３の点灯方式は、正弦波電圧出力の高周波電源８４を用い、高周波の正弦波電圧を両冷陰極２３間に印加するものである。
【０００５】
特にＬＣＤＴＶ用のバックライト光源には４５０ｃｄ／ｍ以上の高輝度が要求され、この要求に応えるために、バックライトユニットの構造は、導光板の直下に十数本のランプを備える直下型バックライトが用いられる。このバックライト装置のランプとして冷陰極低圧放電ランプ３を用いた場合、高周波電源８４としてのインバータ１台で１本のランプ３しか点灯できないため、ランプ本数と同じ個数のインバータが必要になり、インバータのコストが高くなる。
【０００６】
この問題を解決するために、図９に示すような水銀および希ガス６０を封入した誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１を備えた低コストのＬＣＤＴＶ用バックライト光源が開発されている。
【０００７】
この水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１は、管状ガラスランプ容器１０の管壁に蛍光体層７０を形成し、内部に水銀および希ガス６０を封入し、ガラスランプ容器１０の両端外周に電流導体層で成る外部電極２１，２６を設けた構造である。この水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１は、インバータ１台で複数本を同時点灯することができるため、バックライトのような照明装置を構成するのにインバータのコストを下げられる特長がある。
【０００８】
しかしながら、水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１を図９に示すように水銀封入の冷陰極蛍光ランプ用インバータ（点灯周波数５０ｋＨｚ、正弦波電圧出力、片側出力が接地）で点灯する場合、ランプ電圧が２０００Ｖｒｍｓを超え、インバータの高電圧出力と接続されているランプ１の外部電極２１，２６の部分からコロナ放電が発生し、オゾンが発生するという問題点があった。
【０００９】
また、水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１を、図７に示したようなキセノン封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ２と同様に高周波、矩形波電圧で点灯すれば、正弦波電圧点灯するときと比べて効率が悪くなる問題点があった。
【００１０】
一方、従来、水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１の複数本を同時点灯させ、液晶パネルを背面から照明する照明装置は、図１０に示す構成であり、多数本の並設された誘電バリア放電型低圧放電ランプ（ＥＥＦＬ）１、このランプ１の各端部を押える側板１０１、ＥＥＦＬ１各々の外部電極を並列に接続する中継基板１０２、高周波電源をなすインバータ８５、インバータ８５から両側の中継基板１０２に高周波電圧を給電するハーネス１０３、両側の側板１０１と中継基板１０２を所定位置に固定する下フレーム１０４、多数本のＥＥＦＬ１の光を所定方向（図１０において上方）に反射させる反射板１０５、多数本のＥＥＦＬ１からの光を均一に拡散させる拡散板１０６及び拡散シート１０７，１０８、そして上フレーム１０９を図示のように配置し、一体に組立てる構成である。
【００１１】
近年、このような構成のバックライト照明装置に対する狭額縁化の要求から、電極長を短くして額縁を狭くし、誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１の有効長を長くする傾向にある。
【００１２】
この要求に答えるべく、誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１の外部電極を短くしても十分な管電流を得るために取り得る対策は２つある。その１つは、管電圧を上昇させることであり、もう１つは、インバータの発振周波数を高くすることである。この対策のうち後者は、トランスの制限により実現困難である。そのため、従来では管電圧を上昇させる前者の対策がとられている。
【００１３】
しかしながら、従来のバックライトユニットでは、インバータの発振周波数が低いことから、電極長を１０ｍｍに短くした誘電体バリア放電型低圧放電ランプにて４ｍＡの管電流を得るためには、電極長２０ｍｍの誘電体バリア放電型低圧放電ランプにて４ｍＡの管電流を得るのに必要な電圧の１．７倍程度の電圧を印加する必要がある。その場合、管電圧が２０００Ｖｒｍｓを超えてしまうため、コロナ放電により電極部からオゾンが発生する問題点が発生する。
【００１４】
また、さらなる高輝度化に対してもトランスの特性的な制限から発振周波数を高くすることができないため、管電圧を上昇させる必要があるが、これによってオゾン発生がさらに活発化することになってしまう。
【００１５】
このため、従来は、バックライト照明装置を高輝度化するのに、誘電体バリア放電型低圧放電ランプの電極長を長くすることによって管電流を増加させる以外に対応することができず、その場合、有効発光長が短くなってしまい、狭額縁化に十分に対応できない問題点があった。
【００１６】
【特許文献１】
特開２００２−８５０８号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプを最適な条件で点灯駆動できる照明装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の照明装置は、両端外周面に電流導体層が電極として配設され、水銀および希ガスが充填剤として封入された管状ガラスランプ容器で成る誘電体バリア放電型低圧放電ランプと、当該誘電体バリア放電型低圧放電ランプの両端の電極間に高周波電圧を印加する点灯装置とを備え、前記点灯装置は、前記誘電体バリア放電型低圧放電ランプの電極間に高周波、正弦波電圧を出力するフローティング出力型のものであることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項１の発明の照明装置では、点灯装置により水銀入り誘電体バリア放電型低圧放電ランプの電極間に高周波、正弦波電圧をフローティング出力方式で印加することにより、矩形波電圧を印加する場合よりも低周波数の正弦波電圧で効率良く放電ランプを点灯させることができる。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１の照明装置において、前記点灯装置は、周波数が４０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲の高周波、正弦波電圧を出力するものであることを特徴とするものであり、電極においてコロナ放電によるオゾン発生がない２０００Ｖｒｍｓ以下の印加電圧で効率良く放電ランプを点灯させることができる。
【００２１】
請求項３の発明は、請求項１の照明装置において、前記点灯装置は、並列接続された複数本の誘電体バリア放電型低圧放電ランプを点灯することを特徴とするものであり、１台の点灯装置で複数本の並列接続された誘電体バリア放電型低圧放電ランプを高周波、正弦波電圧電源によって点灯させることができる。
【００２２】
請求項４の発明は、請求項３の照明装置において、前記点灯装置は、発振周波数４０〜１００ｋＨｚ、フローティング出力型の正弦波出力インバータであり、かつ、前記誘電体バリア放電型低圧放電ランプを管電圧２０００Ｖｒｍｓ以下で駆動することを特徴とするものであり、複数本の並列接続された誘電体バリア放電型低圧放電ランプを、それらの電極においてコロナ放電によるオゾン発生がない２０００Ｖｒｍｓ以下の印加電圧で効率良く点灯させることができる。
【００２３】
請求項５の発明は、請求項３又は４の照明装置において、前記点灯装置は、前記複数本の誘電体バリア放電型低圧放電ランプの各端部を並列接続して当該点灯装置からの高周波電圧を印加するための給電電極として、導電性シリコンゴム製電極を備えたことを特徴とするものであり、複数本の誘電体バリア放電型低圧放電ランプの点灯装置の給電電極に対する接続が容易であり、組立が容易であり、かつ、電極部分に発生する熱を分散させ、局所的に高熱になるのを防止できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は本発明の第１の実施の形態の照明装置の構成を示している。図１において、水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１は図９について説明したものと同様の構成である。
【００２５】
この誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１の外部電極２１，２６にはそれぞれ、互いに１８０度位相の異なる高周波、正弦波電圧を出力する高周波電源８１，８２が接続してある。高周波電源８１，８２はそれらの接続点を接地することによってフローティング出力型（両高圧方式）にしてある。
【００２６】
この高周波電源８１，８２の回路構成を図２に示している。高周波電源８１，８２は１台の共振型ロイヤー型インバータ回路９０によって構成される。このインバータ回路９０は、入力側の１次巻線９３と出力側の２次巻線９４，９５および３次巻線９６を有するインバータトランス９７と、このインバータトランス９７のインダクタンス成分とＬＣ共振回路を構成する共振用コンデンサ９８と、インバータトランス９７を駆動させるための夫々のエミッタが接地されているトランジスタ９９，９１０を備えると共に、２次巻線９４，９５の一方を接地している。
【００２７】
より具体的には、交流電源を整流して得られた直流電源９２には、トランジスタ９９に駆動電流を供給するため抵抗９１２を直列に介してインバータ回路９０の入力側であるトランジスタ９９のベースが接続されている。夫々のエミッタが接地されている１対のトランジスタ９９，９１０のコレクタ間に、インバータトランス９７の中間タップを設けた１次巻線９３を並列に接続し、かつ共振用コンデンサ９８を並列に接続してある。また、直流電源９２は、インバータ回路９０への入力電流を定電流化するためのチョークコイルより成るインダクタ９１３を直列に介して、インバータトランス９７の１次巻線９３の中間タップと接続している。インバータトランス９７の２次巻線９４，９５は、１次巻線９３よりも多く巻き、電圧が昇圧するようにしてある。
【００２８】
インバータトランス９７の２次巻線９４，９５は、巻き方が１８０度一方に対し他方が逆巻きになっており、位相が１８０度ずれて出力されるようになっており、誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１の両端の外部電極２１，２６に印加して点灯駆動させる。
【００２９】
インバータトランス９７に設けた３次巻線９６の一端は、トランジスタ９９のベース側に、他端はトランジスタ９１０のベース側に接続して、３次側に発生した電圧をトランジスタ９９，９１０のベースに帰還し印加させるようにしてある。
【００３０】
この高周波電源８１，８２をなすインバータ回路９０の動作について説明する。直流電源９２が印加されると、インダクタ９１３を通してインバータトランス９７の１次巻線９３に電流が流れ、同時に直流電源９２から出力された電圧が抵抗９１２を介してトランジスタ９９のベースに印加される。インバータトランス９７の１次巻線９３と３次巻線９６のリアクタンスと共振用コンデンサ９８とインバータトランス９７の２次側から返還されるリアクタンスとで共振し、インバータトランス９７の３次巻線９６の端子間に、インバータトランス９７の１次巻線９３と３次巻線９６の巻数比だけ昇圧された電圧が誘起され、同時にインバータトランス９７の３次巻線９６には、１次巻線９３に流れる電流の方向と同一方向に電流が流れて自励発振し、共振周波数でトランジスタ９９，９１０を交互に導通させる。
【００３１】
このときの発振周波数は、インバータトランス９７の１次巻線９３と３次巻線９６のリアクタンスと共振用コンデンサ９８とインバータトランス９７の２次側から返還されるリアクタンス分で決定される。また、このときのインバータ回路９０の出力は、インバータトランス９７の１次巻線９３と２次巻線９４，９５との巻数比だけ昇圧された高周波、高電圧のものである。
【００３２】
このような構成のインバータ回路９０を用いて、誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１の両側の外部電極２１，２６に対して高周波電源８１，８２から１８０度位相の異なる高周波、正弦波電圧を印加し、低圧放電ランプ１をフローティング状態で点灯させるのである。
【００３３】
【実施例】
誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１が矩形波電圧で点灯される場合と正弦波電圧で点灯される場合のランプの効率を調査した。なお、ランプ効率は、ランプ効率［ｃｄ／（ｍ・Ｗ）］＝ランプの輝度［ｃｄ／ｍ］÷ランプ消費電力［Ｗ］で求めた。ランプ効率の測定結果は、図３に示す表１の通りであった。
【００３４】
誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１の仕様は以下の通りである。
＜管状ガラスランプ容器＞
材質：ホウ珪酸ガラス。
寸法：外径２．６ｍｍ、内径２．０ｍｍ、全長３９７ｍｍ。
＜外部電極＞
材料：アルミニウム箔＋導電性シリコーン粘着剤層。
外部電極長さ：１７ｍｍ。
＜蛍光体層＞
材質：三波長蛍光体。厚み：２０μｍ。
＜充填剤＞
封入ガス：ネオンとアルゴンの混合ガス（組成比：ネオン／アルゴン＝９０モル％／１０モル％）。封入圧：８ｋＰａ。
水銀：封入量３ｍｇ。
【００３５】
図３の表１に示した結果から、高周波、矩形波電圧で点灯する場合に比べて高周波、正弦波電圧で点灯する場合の方が、ランプ効率が高くなることが確認された。ただし、点灯周波数が２００ｋＨｚ、ランプ消費電力が４Ｗの場合は、矩形波電圧点灯時のランプ効率と正弦波電圧点灯時のランプ効率はほぼ等しくなった。
【００３６】
誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１に矩形波電圧を印加すると周期的なインパルス電流が流れ、その後、電流が流れない放電休止期間が存在する。図７に示したようなキセノン封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ２の場合は、インパルス電流直後の放電休止期間中にもアフターグローの発光があるため、矩形波電圧点灯時に高効率となる。しかし、本発明の実施例の水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１では、放電休止期間中はほとんど発光しないために、矩形波電圧点灯時は正弦波電圧点灯時よりもランプ効率が悪くなる。
【００３７】
矩形波電圧点灯時においても、電圧周波数を高くすると放電休止の絶対時間が短くなるためにランプ効率が正弦波電圧点灯時に近い値になる。しかしながら、矩形波電圧点灯でランプ効率を良くするために電圧周波数を高くし過ぎると、点灯装置の設計が困難になる。そこで、低周波数でも効率が高い正弦波電圧点灯の方が、点灯電圧波形として望ましい。
【００３８】
次に、水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１の管電流を一定に保ちながらその外部電極２１，２６間に印加する正弦波電圧の周波数を変化させた場合のランプ電圧の変化を調査した。
【００３９】
結果は、図４に示すようになった。この図４のグラフから、本実施例の水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１は、その点灯周波数を高くするに従ってランプ電圧が低下し、図８に示した構造の冷陰極低圧放電ランプ３のランプ電圧に近づいていくことが確認できた。
【００４０】
本実施例の水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１は、点灯周波数を高くするとランプ電圧を低くしても所要の管電流が得られるので、発光量を維持しつつもコロナ放電の発生を抑制でき、オゾンの発生を防止できる。
【００４１】
しかしながら、本実施例の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１に対する点灯周波数を１００ｋＨｚ以上にすると、当該ランプを図１０に示したバックライト照明装置や後述する本発明のバックライト照明装置に組み込んだ時に、周りの部材に電流が漏れやすくなる。そのため、点灯周波数は１００ｋＨｚ以下にする必要がある。
【００４２】
また図４の実験結果により、ランプ電流が３ｍＡの場合は点灯周波数を４０ｋＨｚ以上にすると、ランプ電圧が２０００Ｖｒｍｓ以下になることが分かった。ランプ電圧が２０００Ｖｒｍｓ以下になると、フローティング出力型のインバータの場合、外部電極２１，２６と接地電位との電位差を１０００Ｖｒｍｓ以下にできるので、コロナ放電の発生を抑制でき、オゾンの発生を防止できる。
【００４３】
一方、点灯周波数を３０ｋＨｚ以下にすると、図８に示した水銀封入の冷陰極低圧放電ランプ３の場合と同様に水銀枯渇現象が発生する場合があり、点灯周波数は４０ｋＨｚ以上が望ましい。
【００４４】
以上の３点を加味して、高周波の悪影響を周囲に与えず、オゾン発生を防ぎ、ランプの長寿命化が図れる照明装置としては、点灯装置である高周波電源８１，８２の点灯周波数を４０ｋＨｚ〜ｌ００ｋＨｚに設定することが望ましい。
【００４５】
次に、本発明の第２の実施の形態の照明装置について、図５を用いて説明する。図５は、本発明の第２の実施の形態のバックライト照明装置の構成を示している。この実施の形態の照明装置は、水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１の多数本を同時点灯させ、液晶パネルを背面から照明するものであり、多数本の並設された誘電バリア放電型低圧放電ランプ（ＥＥＦＬ）１、このＥＥＦＬ１の各端部を押える側板１０１、ＥＥＦＬ１各々の外部電極を並列に接続する中継基板１０２、高周波電源をなすインバータ８６、インバータ８６から両側の中継基板１０２に高周波電圧を給電するハーネス１０３、両側の側板１０１と中継基板１０２を所定位置に固定する下フレーム１０４、多数本のＥＥＦＬ１の光を所定方向に反射させる反射板１０５、多数本のＥＥＦＬ１からの光を均一に拡散させる拡散板１０６及び拡散シート１０７，１０８、そして上フレーム１０９を図示のように配置し、一体に組立てる構成である。
【００４６】
この実施の形態では、ＥＥＦＬ１を１２灯、１対の中継基板１０２にて並列接続している。各ＥＥＦＬ１の両端の外部電極２１，２６には導体スプリング１１０を被着し、側板１０１によりそのスプリング１１０が中継基板１０２に圧接するように押え付けている。これにより、各ＥＥＦＬ１の電極部分の静電容量がほぼ同一にできる。
【００４７】
インバータ８６は、図２に示した回路構成のものであり、両側の中継基板１０２に両高圧方式（フローティング方式）にて高周波、正弦波電圧を印加する。この印加電圧は、各ＥＥＦＬ１の管電圧が２０００Ｖｒｍｓ以下であり、かつ必要十分な管電流を流し、必要十分な輝度特性が得られる値である。例示すれば、１８ｉｎｃｈバックライト照明装置の場合、ＥＥＦＬ１の電極長１０ｍｍ（両端共）で、管電流５ｍＡの設計である。
【００４８】
この設計値を達成するためは、正弦波出力インバータ８６をバックライト構造及びＥＥＦＬ１の電極長によって生じるリアクタンス分によって、正弦波出力インバータ８６の発振周波数を８５ｋＨｚ、管電圧２０００Ｖｒｍｓにてランプを点灯駆動させることにより、管電流５ｍＡを実現する。
【００４９】
本実施の形態のバックライト照明装置の設計では、目標盤面輝度に対し、必要十分な管電流値を設定し、その設定値に合わせてバックライト構造・正弦波出力インバータ・誘電体バリア放電ランプ電極長を駆動周波数が４０〜１００ｋＨｚ、好ましくは７０〜１００ｋＨｚの範囲内、管電圧が２０００Ｖｒｍｓを超えない範囲で選択、決定する。また管電流の増減は、駆動周波数の調整によって行う。
【００５０】
なお、本実施の形態の照明装置に採用する正弦波出力インバータ８６は、トランスの漏れインダクタンスにより、１次側に帰還されるバックライトユニットのリアクタンス分を減少させることで、通常のトランスよりも高周波にて動作させることができる。
【００５１】
これにより、本実施の形態の照明装置では、正弦波出力インバータ８６を用いて、両高圧方式（フローティング方式）にて管電圧２０００Ｖｒｍｓ以下で多数本のＥＥＦＬ１各々を点灯駆動することができ、オゾンの発生を抑制し、目標の管電流、したがって所要の輝度を得ることができる。
【００５２】
なお、正弦波インバータ８６の発振周波数が７０〜１００ｋＨｚの範囲が特に好ましいのは、ＥＥＦＬ１を駆動させるのに高周波化することによりその効率アップが図れ、しかもその効率アップの効果が大きい範囲が特に７０〜１００ｋＨｚの駆動範囲内であるからである。
【００５３】
次に、本発明の第３の実施の形態のバックライト照明装置について、図６を用いて説明する。
【００５４】
第３の実施の形態は、図５に示した第２の実施の形態の照明装置に対して、電源供給用の電極部を図６の構造に変更してあり、図５のバックライトユニットの側板１０１、中継基板１０２に代えて、導電性シリコンゴム製電極１１１とこれを保持する側板１１２を用いたことを特徴とする。
【００５５】
すなわち、本実施の形態のバックライト照明装置は、多数本の並設された誘電バリア放電型低圧放電ランプ（ＥＥＦＬ）１、導電性シリコンゴム製電極１１１、これを保持し補強する側板１１２、高周波、正弦波電圧を出力するインバータ８６、このインバータ８６から両側の導電性シリコンゴム製電極１１１に高周波、正弦波電圧を給電するハーネス１０３、両側の側板１１２を所定位置に固定する下フレーム１０４、多数本のＥＥＦＬ１の光を所定方向（図６において上方）に反射させる反射板１０５、多数本のＥＥＦＬ１からの光を均一に拡散させる拡散板１０６及び拡散シート１０７，１０８、そして上フレーム１０９を図示のように配置し、一体に組立てたものである。
【００５６】
導電性シリコンゴム製電極１１１は、シリコンゴムに適当な割合でカーボン粒子を混合し、成形することによって得られた柔軟なゴム弾性を持つ。この導電性シリコンゴム製電極１１１には、長手方向に一定の間隔を置いて多数のランプ挿入穴が穿ってあり、そのランプ挿入穴各々にＥＥＦＬ１各々の端部の外部電極２１，２６を圧入することによってその外部電極２１，２６を導電性シリコンゴム製電極１１１に電気的に接触させると共に機械的に保持させる。
【００５７】
この構造により、導電性シリコンゴム製電極１１１によって多数本のＥＥＦＬ１を並列に接続し、図５の照明装置と同様の原理にて点灯駆動させる。インバータ８６は、図２に示したような両高圧方式（フローティング方式）の構成である。
【００５８】
本実施の形態では、給電電極として導電性シリコンゴム製電極１１１を用いることで、位置決め、組立てを容易にし、電極部に発生する熱を均一化することができる。この電極部の局部的な電流集中による熱の発生を均一化することで、電極部の電流集中によってＥＥＦＬ１の外部電極２１，２６の内側のガラスに穴があく現象を抑えることができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、水銀封入の誘電体バリア放電型低圧放電ランプを最適な条件で点灯駆動することができる。
【００６０】
また本発明によれば、１台の点灯装置で複数本の並列接続された誘電体バリア放電型低圧放電ランプを高周波、正弦波電圧電源によって効率良く点灯駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の照明装置の構成を示すブロック図。
【図２】上記実施の形態で使用する高周波電源をなすインバータ回路の回路図。
【図３】本発明の第１の実施の形態において、誘電体バリア放電型低圧放電ランプの点灯電圧波形とランプ効率との関係を調べた実験結果の図表。
【図４】本発明の第１の実施の形態において、誘電体バリア放電型低圧放電ランプに対する正弦波電圧の周波数とランプ電圧との関係を調べた実験結果のグラフ。
【図５】本発明の第２の実施の形態の照明装置の分解斜視図。
【図６】本発明の第３の実施の形態の照明装置の分解斜視図。
【図７】１つの従来例の構成を示すブロック図。
【図８】他の従来例の構成を示すブロック図。
【図９】従来提案されている誘電体バリア放電型低圧放電ランプに対する照明装置の構成を示すブロック図。
【図１０】さらに別の従来例の分解斜視図。
【符号の説明】
１ 誘電体バリア放電型低圧放電ランプ（ＥＥＦＬ）
１０ ガラスランプ容器
２１ 外部電極
２６ 外部電極
８１ 高周波電源
８２ 高周波電源
８６ インバータ
９０ インバータ回路
１０１ 側板
１０２ 中継基板
１０３ ハーネス
１１１ 導電性シリコンゴム製電極
１１２ 側板
Claims (5)
- 両端外周面に電流導体層が電極として配設され、水銀および希ガスが充填剤として封入された管状ガラスランプ容器で成る誘電体バリア放電型低圧放電ランプと、
当該誘電体バリア放電型低圧放電ランプの両端の電極間に高周波電圧を印加する点灯装置とを備え、
前記点灯装置は、前記誘電体バリア放電型低圧放電ランプの電極間に高周波、正弦波電圧を出力するフローティング出力型のものであることを特徴とする照明装置。 - 前記点灯装置は、周波数が４０ｋＨｚから１００ｋＨｚの範囲の高周波、正弦波電圧を出力するものであることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
- 前記点灯装置は、並列接続された複数本の誘電体バリア放電型低圧放電ランプを点灯することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
- 前記点灯装置は、発振周波数４０〜１００ｋＨｚかつフローティング出力型の正弦波出力インバータであり、かつ、前記誘電体バリア放電型低圧放電ランプを管電圧２０００Ｖｒｍｓ以下で駆動することを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
- 前記点灯装置は、前記複数本の誘電体バリア放電型低圧放電ランプの各端部を並列接続して当該点灯装置からの高周波電圧を印加するための給電電極として、導電性シリコンゴム製電極を備えたことを特徴とする請求項３又は４に記載の照明装置。
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|---|---|---|---|---|
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| WO2006054413A1 (ja) * | 2004-11-17 | 2006-05-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | 外部電極蛍光ランプ、照明装置及び表示装置 |
| JP2006172978A (ja) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蛍光ランプ、バックライトユニット、液晶テレビおよび蛍光ランプの製造方法 |
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| KR101123454B1 (ko) * | 2004-12-24 | 2012-03-26 | 엘지디스플레이 주식회사 | 형광램프, 그 제조 방법 및 이를 구비한 백라이트 유닛 |
| KR101078479B1 (ko) * | 2004-12-30 | 2011-10-31 | 엘지디스플레이 주식회사 | 백라이트용 램프 |
| ES2388721T3 (es) * | 2006-03-22 | 2012-10-18 | Jlg Industries, Inc. | Elevador de mástil y sistema elevador de mástil |
| JP2009538510A (ja) * | 2006-05-24 | 2009-11-05 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 外部電極蛍光ランプを作製する方法、それに用いる厚膜電極組成物、それから作製されたランプおよびｌｃｄデバイス |
| JP2008076919A (ja) * | 2006-09-25 | 2008-04-03 | Ips Alpha Technology Ltd | 液晶表示装置 |
| JP4185964B1 (ja) * | 2007-03-26 | 2008-11-26 | 松下電器産業株式会社 | 誘電体バリア放電ランプ点灯装置 |
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| KR102093754B1 (ko) * | 2013-03-14 | 2020-03-27 | 삼성디스플레이 주식회사 | 터치 키 어셈블리, 이를 포함하는 표시 장치 및 표시 장치의 조립 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| DE19517515A1 (de) * | 1995-05-12 | 1996-11-14 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Entladungslampe und Verfahren zum Betreiben derartiger Entladungslampen |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006133710A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Sekisui Chem Co Ltd | 外部電極発光体を用いた発光看板 |
| JP4636852B2 (ja) * | 2004-11-09 | 2011-02-23 | リンテック株式会社 | 外部電極発光体を用いた発光看板 |
| WO2006054413A1 (ja) * | 2004-11-17 | 2006-05-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | 外部電極蛍光ランプ、照明装置及び表示装置 |
| JP2006172978A (ja) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蛍光ランプ、バックライトユニット、液晶テレビおよび蛍光ランプの製造方法 |
| KR100739540B1 (ko) | 2006-07-04 | 2007-07-19 | 연세대학교 산학협력단 | 다중 전극을 이용한 고효율 광원 |
| JP2009099388A (ja) * | 2007-10-17 | 2009-05-07 | Minebea Co Ltd | 放電灯点灯装置 |
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