專利名稱:光源裝置、照明裝置及液晶顯示裝置的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及具備燈泡、以充入燈泡內的稀有氣體為主體的放電介質和旨在激勵放電介質的電極的光源裝置。另外,本發(fā)明涉及具備該光源裝置的背光源裝置之類的照明裝置及具備該背光源裝置的液晶顯示裝置。
背景技術:
近幾年來,作為液晶顯示裝置的背光源裝置等使用的電燈乃至光源裝置,在對使用水銀的類型的光源裝置進行研究的基礎上,還對不使用水銀的類型的光源裝置(以下有時稱作“無水銀式”)進行著積極的研究。無水銀式的光源裝置,從伴隨溫度的時間變化發(fā)光強度出現(xiàn)的變動較少以及環(huán)境的角度上說,是優(yōu)選的。
無水銀式的光源裝置,一般具有充入稀有氣體的管狀的燈泡、配置在燈泡內部的內部電極和配置在燈泡外部的外部電極。在內部電極與外部電極之間外加電壓后,在電介體阻擋層放電的作用下,稀有氣體被等離子體化而發(fā)光。
各種形態(tài)的外部電極,廣為人知。例如圖31A所示,與燈泡3的中心軸乃至軸線L平行延伸的線狀的外部電極2,緊貼在充入稀有氣體、而且配置著內部電極1的燈泡3的外面后形成的光源裝置,廣為人知。外部電極2,例如在燈泡3的外周面上涂敷金屬膏后形成。內部電極1,與點燈電路4電連接;外部電極2則被接地(例如,參照專利文獻1)。
另外,將具有導電性的部件機械性地按壓到燈泡的外周面上的外部電極,廣為人知。例如,由具有導電性的線狀部件構成的外部電極,與燈泡的外周面貼緊地卷繞成螺旋狀的光源裝置,廣為人知(例如,參照專利文獻2)。另外,將具有導電性的線狀部件構成的外部電極,在燈泡的外周面線圈狀地卷繞,而且在收縮管的作用下,將外部電極與燈泡貼緊固定的光源裝置,廣為人知(例如,參照專利文獻3)。
即使涂敷金屬膏形成外部電極2,也不能使外部電極2完全緊貼燈泡3的外周面。就是說,由于制造誤差以及動作中的振動·環(huán)境的冷暖狀態(tài)等各種原因,如圖31B所示,在外部電極2與燈泡3之間,必然會產(chǎn)生空隙或微小的間隙5。存在該間隙5后,就不能正常地向燈泡3投入電力,發(fā)光強度變得不穩(wěn)定。另外,在間隙5的部分,環(huán)境氣體的絕緣容易被破壞,絕緣破壞后,離子化的氣體分子就要破壞周圍的部件。例如,環(huán)境氣體是空氣時,絕緣破壞后就產(chǎn)生臭氧,該臭氧就要破壞周圍的部件。
另外,即使將導電部件機械性地按壓到燈泡的外周面上,導電部件也在導電部件的撓曲的作用下,離開燈泡的外周面。而且,即使使用收縮管那樣的手段,也不能使導電部件完全緊貼燈泡的外周面。所以在外部電極與燈泡的外周面之間,必然會存在間隙,引起發(fā)光的不穩(wěn)定和環(huán)境氣體的絕緣破壞。
綜上所述,不限于機械性的按壓、收縮管之類的物理方法,而且采用金屬膏、蒸鍍、濺射法及粘接劑之類的化學方法形成外部電極時,在外部電極和燈泡的外周面之間,必然會存在間隙,該間隙引起發(fā)光的不穩(wěn)定和環(huán)境氣體的絕緣破壞。
專利文獻1特開平5-29085號公報專利文獻2特開平10-112290號公報專利文獻3特開2001-325919號公報發(fā)明內容本發(fā)明的課題是解決起因于外部電極與燈泡的外周面之間不可避免地存在的間隙而出現(xiàn)的問題,提供具有穩(wěn)定的發(fā)光特性、而且能夠切實防止環(huán)境氣體的絕緣破壞的可靠性高的光源裝置。
本發(fā)明的第1樣態(tài),提供的光源裝置,具備至少一個燈泡;包含充入所述燈泡內部的稀有氣體在內的放電介質;配置在所述燈泡內部的第1電極(內部電極);配置在所述燈泡外部的第2電極(外部電極);保持所述第2電極,從而使所述第2電極與所述燈泡隔開預定距離的空隙相對的保持體。具體地說,光源裝置還具備與所述第1電極電連接的點燈電路,所述第2電極則被接地。
配置在燈泡外部的第2電極,在保持部件的作用下,與燈泡隔開預定距離的空隙相對。換言之,在燈泡和第2電極之間,有意地乃至積極地設置空隙。存在這種空隙后,可以使光源裝置的發(fā)光穩(wěn)定,還能防止環(huán)境氣體的絕緣破壞,實現(xiàn)可靠性高的光源裝置。環(huán)境氣體的絕緣破壞后,離子化的氣體分子就要破壞周圍的部件。例如環(huán)境氣體是空氣時,就要產(chǎn)生臭氧,該臭氧破壞周圍的部件。采用本發(fā)明后,通過防止環(huán)境氣體的絕緣破壞,從而能夠防止環(huán)境氣體的氣體分子離子化。
利用保持部件,在燈泡和第2電極之間設置空隙后,能夠利用任意形狀的燈泡。另外,由于第2電極不貼緊燈泡,所以可以使第2電極的形狀及結構簡單。這樣,就可以獲得廉價的光源裝置,而且還容易制造。
為了切實防止環(huán)境氣體的絕緣破壞,所述第2電極和所述燈泡之間的距離,最好大于用下列公式定義的最短距離。
X1L=VE0-ϵ1ϵ2×X2]]>X1L最短距離E0環(huán)境氣體的絕緣破壞電場V輸入電壓ε1空隙的相對介電常數(shù)ε2氣密性容器的容器壁的相對介電常數(shù)X2氣密性容器的容器壁的厚度例如填入空隙的氣體是空氣(相對介電常數(shù)為1)時,所述第2電極和所述燈泡之間的距離,最好是0.1mm以上2.0mm以下。
距離的下限值是0.1mm,根據(jù)上述公式獲得。另一方面,距離的上限值是2.0mm,根據(jù)能夠用合理的輸入功率使光源裝置發(fā)光這一條件獲得。換言之,距離過大后,為使光源裝置發(fā)光的輸入功率也必須設置得很大,這是不現(xiàn)實的。
作為被所述放電介質包含的稀有氣體,例如是氙。另外,還可以是氪、氬及氦之類的其它稀有氣體。進而,放電介質還可以包含這些稀有氣體中的多種。
放電介質還可以在這些稀有氣體的基礎上,包含水銀。
燈泡具有沿著其自身的軸線延伸的細長形狀時,與第2電極正交的軸線的斷面,最好具有留下開口部后圍住所述燈泡的形狀。
另外,在所述第2電極與所述燈泡相對的面上,最好形成反射層。
因為與燈泡拉開空隙地配置第2電極,所以在燈泡的外周面不存在電極。因此,在第2電極上形成反射層后,由燈泡射出的光中,用第2電極反射后返回燈泡內部的光的比例,就大幅度下降。其結果,能夠提高光源裝置射出的光的全光束乃至光源裝置的效率。
另外,不必另行設置旨在使燈泡射出的光朝著特定方向的反射部件。換言之,第2電極還兼具作為反射部件的功能。因此,可以使光源裝置的結構簡單。
反射層,既可以是在第2電極的表面形成的反射率高的材料的層,也可以是具有高反射率的第2電極本身。
所述燈泡的與所述軸線正交的斷面的形狀是圓形時,為了提高所述反射層的反射效率,所述第2電極的與所述燈泡的所述軸線正交的斷面,最好對所述燈泡的斷面而言,是非同心圓狀。
例如,所述第2電極的與所述燈泡的所述軸線正交的斷面,具備一對夾著所述燈泡相對的第1平坦壁,和連接所述一對第1平坦壁、而且夾著所述燈泡與所述開口部相對的第2平坦壁。另外,第2電極的斷面形狀,可以是圓弧、五邊形及人字形之類的其它形狀。
作為一種方案,所述燈泡具有沿著其自身的軸線延伸的形狀,所述第2電極,是沿著所述燈泡的所述軸線延伸的帶狀。
作為一種方案,所述燈泡具有沿著其自身的軸線延伸的形狀,沿著所述軸線,隔開間隔配置多個所述第2電極。
可以采用雙重管結構。即光源裝置還具備封入所述燈泡的容器,可以在所述容器的內壁上形成所述第2電極。這樣,在燈泡和第2電極之間的空隙,可以充填稀有氣體等空氣以外的氣體。
還可以具有多個所述燈泡,每個所述燈泡,至少設置1個所述第1電極,而且在所述多個燈泡上,設置1個共同的所述第2電極。
本發(fā)明的第2樣態(tài),提供的光源裝置,具備至少一個燈泡;包含充入所述燈泡內部的稀有氣體在內的放電介質;配置在所述燈泡外部的第1電極;配置在所述燈泡外部的第2電極;保持所述第1及第2電極,從而使所述第1及第2電極與所述容器隔開預定距離的空隙相對的保持體。具體地說,所述光源裝置還具備與所述第1電極電連接的點燈電路,所述第2電極則被接地。
本發(fā)明的第3樣態(tài),提供的照明裝置,具備上述的光源裝置;將所述光源裝置發(fā)射的光,由光射入面引導到光射出面,再從光射出面射出的導光板。本發(fā)明的第4樣態(tài),提供的液晶顯示裝置,具備上述的照明裝置,與所述導光板的所述光射出面相對配置的液晶屏。
在本發(fā)明的光源裝置中,配置在燈泡的外部的第2電極,在保持部件的作用下,與燈泡隔開預定距離的空隙相對,所以在發(fā)光穩(wěn)定的同時,還能防止環(huán)境氣體的絕緣破壞。另外,還便宜,容易制造。
本發(fā)明的其它目的及特征,通過以下參照附圖的適當?shù)膶嵤┓绞降闹v述,可以更好地領會。
圖1表示本發(fā)明的第1實施方式涉及的光源裝置的俯視圖。
圖2是圖1的II-II線的剖面圖。
圖3表示本發(fā)明的第1實施方式涉及的光源裝置的右視圖。
圖4本發(fā)明的第1實施方式涉及的光源裝置的與軸線正交的方向的斷面的簡要放大圖。
圖5本發(fā)明的第1實施方式涉及的光源裝置的局部放大圖。
圖6A是圖1的局部放大圖。
圖6B是圖1的局部放大圖。
圖7表示保持部件的立體圖。
圖8為了講述臭氧測定方法而繪制的簡要圖。
圖9表示外部電極和燈泡間的距離與臭氧量的關系的曲線圖。
圖10A表示第1比較例涉及的光源裝置的簡要剖面圖。
圖10B表示第2比較例涉及的光源裝置的簡要剖面圖。
圖11表示輸入功率和燈泡的全光束的關系的曲線圖。
圖12表示第1實施方式的變形例的簡要剖面圖。
圖13A表示第1實施方式的其它變形例的簡要剖面圖。
圖13B表示第1實施方式的又一種其它變形例的簡要剖面圖。
圖14A表示本發(fā)明的第2實施方式涉及的光源裝置的剖面圖。
圖14B是圖14A的XIV-XIV線的剖面圖。
圖15A表示本發(fā)明的第3實施方式涉及的光源裝置的剖面圖。
圖15B是圖15A的XV-XV線的剖面圖。
圖16A表示本發(fā)明的第4實施方式涉及的光源裝置的剖面圖。
圖16B是圖16A的XVI-XVI線的剖面圖。
圖17A表示第4實施方式的變形例涉及的光源裝置的剖面圖。
圖17B是圖16A的XVII-XVII線的剖面圖。
圖18A表示本發(fā)明的第5實施方式涉及的光源裝置的剖面圖。
圖18B是圖18A的XVIII-XVIII線的剖面圖。
圖19表示本發(fā)明的第6實施方式涉及的光源裝置的剖面圖。
圖20表示本發(fā)明的第7實施方式涉及的光源裝置的剖面圖。
圖21表示本發(fā)明的第8實施方式涉及的液晶顯示裝置的分解立體圖。
圖22表示本發(fā)明的第8實施方式涉及的液晶顯示裝置的立體圖。
圖23是圖22的XXIII-XXIII線的簡要部分剖面圖。
圖24表示光源裝置的右視圖。
圖25光源裝置的局部放大立體圖。
圖26A光源裝置的局部放大圖。
圖26B光源裝置的局部放大圖。
圖27A表示本發(fā)明的第9實施方式涉及的液晶顯示裝置的簡要俯視圖。
圖27B是圖27A的XXVII-XXVII線的剖面圖。
圖28A表示本發(fā)明的第10實施方式涉及的照明裝置的簡要俯視圖。
圖28B是圖25A的XXV-XXV線的剖面圖。
圖29表示本發(fā)明的第11實施方式涉及的光源裝置的剖面圖。
圖30表示本發(fā)明的第11實施方式的變形例涉及的光源裝置的剖面圖。
圖31A表示現(xiàn)有技術的光源裝置的一個示例的簡要剖面圖。
圖31B是圖31A的XXXI的放大圖。
圖32A光源裝置的部分簡要剖面圖。
圖32B表示圖31A的等值電路的圖形。圖中21、21A、21B光源裝置22放電空間23燈泡24內部電極25外部電極26空隙27保持部件27a支承孔27b嵌合突起28熒光體層29導電部件30引出線31點燈電路32、33、34壁部35開口部37反射層38嵌合孔41、42電容器45臭氧測定裝置45a噴嘴47反射部件48外側容器49密閉空間51液晶顯示裝置52液晶屏53背光源裝置
55頂蓋56后蓋57外殼59導光板60散光板61透鏡板62偏光板64背面壁部64a沿長部65前面壁部65a折疊部66側壁部72連接器71、73引出線74止動部件75螺釘具體實施方式
下面,參照附圖,詳細講述本發(fā)明的實施方式。
如參照圖31A及圖31B所講述的那樣,在現(xiàn)有技術的光源裝置中,雖然貼緊燈泡3的外周面地形成外部電極2,但在外部電極2與燈泡3的外周面之間卻不可避免地會產(chǎn)生間隙5。而且,該間隙5還成為導致環(huán)境氣體的絕緣破壞的原因。本發(fā)明人如后文詳述的那樣,有意識地乃至積極地在外部電極與燈泡之間設置空隙,從而解決了這一問題。下面,講述業(yè)內人士根據(jù)技術性的常識無論如何也不能產(chǎn)生這種將外部電極與燈泡離開后配置的想法的理由。
圖32A是圖31A的光源裝置的示意性的局部放大剖面圖。在外部電極2和放電空間6之間,存在空隙7、包含燈泡壁在內的固體電介體層8。如圖32B所示,空隙7和固體電介體層8可以看作和串聯(lián)的電容器11、12等效。
首先,根據(jù)電容器的定義,各電容器11、12的電容C1、C2,可用下列公式(1)表示。
C1=S·ε1/X1C2=S·ε2/X2(1)在公式(1)中,S是覆蓋燈泡3的外部電極2的面積,ε1是空隙7的相對介電常數(shù),ε2是固體電介體層8的相對介電常數(shù),X1是空隙7的距離,X2是固體電介體層8的厚度。
因為電容器11、12互相串聯(lián),所以它們的合成電容C0可用下列公式(2)表示。
1C0=1C1+1C2---(2)]]>將公式(1)代入公式(2)并進行整理后,可得到下列公式(3)。
C0=ϵ1·ϵ2·Sϵ2·X1+ϵ1·X2---(3)]]>特別是在空隙7中充填空氣時,由于ε1為1,所以下列公式(3)’成立。
C0=ϵ2·Sϵ2·X1+X2---(3)′]]>一般來說,電荷Q、電容C及電壓V存在下列公式(4)的關系。[數(shù)學式6]Q=CV(4)根據(jù)公式(3)’,將空隙7(空氣層)的距離X1加大后,合成電容C0就變小。另外,根據(jù)公式(4),合成電容C0變小后,電荷Q就變小。在這里,所謂“電荷Q變小”,是指電介體層、具體地說是固體電介體層8及空隙7的電荷量變小、參與發(fā)光的能量變小,即發(fā)光效率下降。
這樣,將空隙7的距離X1加大后,發(fā)光效率就要下降。因此,對業(yè)內人士來說,加大空隙7的距離X1即有意識地乃至積極地在外部電極2和燈泡3之間設置空隙7的想法,是完全出乎意料的。換言之,使外部電極2貼緊燈泡3,以便盡可能地不產(chǎn)生空隙7,才是業(yè)內人士的通常的想法。
(第1實施方式)圖1~圖6是表示本發(fā)明的第1實施方式涉及的電燈乃至光源裝置21。光源裝置21,具備其內部作為放電空間22發(fā)揮作用的氣密容器燈泡23,封入燈泡23的內部的放電介質(未圖示),內部電極(第1電極)24及外部電極(第2電極)25。另外,如后文詳述的那樣,光源裝置21具備2個保持外部電極25的保持部件27,從而使外部電極25與燈泡23隔開預定的距離X1的空隙26地相對。進而,光源裝置21具備為了向放電介質外加高頻電壓的點燈乃至點燈電路31。
燈泡23是沿著其自身的軸線L延伸的細長的直管狀。另外,如圖3及圖4所示,與燈泡23的長度方向的軸線L正交的斷面,是圓形。可是,燈泡23的形狀,其斷面結構還可以是橢圓形、三角形、四邊形等其它形狀。另外,燈泡23也可以不是細長的形狀。進而,燈泡23也可以是L字形、U字形或矩形之類的直管狀以外的形狀。
燈泡23基本上用透光性的材料形成,例如用硼硅酸玻璃形成。另外,燈泡23還可以用石英玻璃、蘇打玻璃、鉛玻璃等玻璃或丙烯等有機物構成。燈泡23使用的玻璃管的外徑,通常是1.0mm~10mm左右,但并不局限與此。例如,可以是一般照明用熒光燈利用的30mm左右。另外,玻璃管的外壁和內壁的距離、即玻璃管的壁厚,通常是0.1mm~10mm左右。
燈泡23被密封,其內部被充入放電介質(未圖示)。放電介質是以稀有氣體為主體的1種以上的氣體,可以包含水銀。作為氣體,例如有氙。另外,還可以是氪、氬及氦之類的其它稀有氣體。進而,放電介質還可以包含這些稀有氣體中的多種。充入燈泡23的放電介質的壓力、即燈泡23的內部壓力是0.1KPa~76KPa左右。
如圖4所簡要地所示,在燈泡23的內面,形成熒光體層28。由放電介質發(fā)出的光的波長,被熒光體層28變換。改變熒光體層28的材料后,可以獲得白光、紅光、綠光及紅光之類各種波長的光。熒光體層28,能夠用所謂的一般照明用熒光燈、等離子體顯示器等使用的材料形成。
在燈泡23的內部的一端,配置著內部電極24。內部電極24,例如由鎢及鎳等金屬構成。內部電極24的表面,可以用氧化銫、氧化鋇、氧化鍶等金屬氧化物層覆蓋其一部或全部。使用這種金屬氧化物層后,能夠降低點燈開始電壓,能夠防止離子沖擊導致的內部電極的劣化。另外,內部電極24的表面,還可以用電介體層(例如玻璃層)覆蓋。前端側具備內部電極24的導電部件29的基端側,配置在燈泡23的外部。導電部件29,利用引出線30與點燈電路31電連接。
外部電極25,由銅、鋁、不銹鋼等金屬之類具有導電性的材料構成,并被接地。另外,正如后文所詳述的那樣,外部電極25也可以是以氧化錫、氧化銥為主成分的透明導電體。在本實施方式中,外部電極25具有沿著燈泡23的軸線L方向延伸的細長的形狀。另外,如圖4極其明了地所示,外部電極25與軸線L正交的斷面的斷面形狀,是U字形或除去四邊形的一條邊的形狀。詳細地說,外部電極25具備一對平坦的第1壁部32、33,和連接這些第1壁部32、33的第2壁部34。直管狀的燈泡23,配置在用這些壁部32~34圍住的空間內。換言之,外部電極25的壁部32~34,圍繞在燈泡23的周圍。詳細內容如圖4極其明了地所示,第1壁部32、33隔著燈泡23互相相對,第2壁部34則隔著燈泡23與開口部35相對。
如圖4所簡要地所示,在外部電極25的各壁部32~34的內面(與燈泡23相對的面),形成反射層37。該反射層37,既可以是在各壁部32~34上形成反射率高的材料的層,也可以是具有高反射率的壁部32~34的表面自身。另外,還可以研磨壁部32~34的表面,形成反射層37。如后文詳述的那樣,設置該反射層37后,外部電極25還兼具作為反射部件的功能。
在光源裝置21中,在點燈電路31的作用下,外加內部電壓后,在內部電極24和外部電極25之間,產(chǎn)生電介體阻擋放電,使放電介質受到激發(fā)。被激發(fā)的放電介質,在向基底狀態(tài)過渡之際,發(fā)出紫外線。該紫外線用熒光體層13變換成可見光,由燈泡23放射出來。
接著,講述外部電極25對燈泡23而言的保持結構。如前所述,對燈泡23而言,外部電極25被2個保持部件27固定。保持部件由硅橡膠之類具有絕緣性和彈性的材料構成。由圖7可知,保持部件27是略微扁平的正方體狀,中央貫通著圓形的支承孔27a。燈泡23插入該支承孔27a后,支承孔27a的孔壁就彈性地勒緊燈泡23的外周面,從而使保持部件27被燈泡23固定。另外,保持部件27的4個側周面中,在除了與外部電極25的開口部對應的1個側周面以外的3個側周面上,設置著正方體狀的嵌合突起27b。由圖5~圖6B可知在外部電極25的長度方向的兩端,在壁部32~34上,分別形成矩形狀的嵌合孔38。嵌合突起27b嵌入這些嵌合孔38后,外部電極25就被保持部件27固定。如圖6B極其明了地所示,保持部件27位于跟放電空間22和外部電極25相對的區(qū)域錯開的位置。
如圖4極其明了地所示,在燈泡23的外周面和外部電極25之間,形成空隙26。換言之,燈泡23在軸線L方向上都不與外部電極25接觸。詳細地說,燈泡23的外周面,和外部電極25的各壁部32~34,隔開距離X’1、X’2、X’3地相對。
在本實施方式中,外部電極25的各壁部32~34與燈泡23的外周面的距離X’1、X’2、X’3,在軸線L方向上一定。另外,距離X’1、X’2、X’3互相相等??墒?,如果在后述的最短距離和最長距離的范圍內,那么外部電極25與燈泡23的距離,在軸線L方向上也可以不同,在燈泡23的圓周方向上,外部電極25與燈泡23的距離也可以不同。
如前所述,無論采用物理方法還是采用化學方法,即使想使外部電極緊貼燈泡,也必然會存在間隙,該間隙成為發(fā)光強度的不穩(wěn)定和環(huán)境氣體的絕緣破壞的原因。與此不同,在本發(fā)明中,徹底轉換了必須使外部電極盡可能地接觸燈泡這一業(yè)內人士根據(jù)現(xiàn)有技術的技術常識而產(chǎn)生的想法,在外部電極25與燈泡23的外周面之間,有意識地或積極地設置空隙26,積極地將外部電極25與燈泡23分離設置。因此,即使在外部電極25與燈泡23的位置上稍微錯開,這種錯開對外部電極25和燈泡23之間的空隙26的距離X’1、X’2、X’3的影響也極其小。換言之,即使在外部電極25和燈泡23的位置上稍微錯開,也能切實維持外部電極25和燈泡23相離的狀態(tài)。其結果,投入燈泡23的電力穩(wěn)定,發(fā)光強度非常穩(wěn)定。另外,如以下所述,適當設定空隙26的距離X’1~X’3后,能夠不向空隙26外加過度的電壓,防止充入空隙26的環(huán)境氣體(在實施方式中是空氣)的絕緣破壞。
下面,詳細講述外部電極25與燈泡23之間的空隙26的距離X’1、X’2、X’3的量。此外,在以下的講述中,除了特別言及時之外,將從燈泡32的外周面到外部電極25的各壁部32~34的距離X’1、X’2、X’3,統(tǒng)稱作“空隙26的距離X1”。
再度參照圖32A、32B后,可知在外部電極25與放電空間22之間,存在空隙26和包含燈泡23的壁在內的固體電介體層40。另外,空隙26和固體電介體層40,可以看作與串聯(lián)的電容器41、42等值。
電容器41、42積蓄的電荷Q,有下列公式(5)的關系。
Q=C0·V=C1·V1=C2·V2(5)式中C1、C2是電容器41、42的電容,C0是電容器41、42的合成電容,V1是外加給空隙26的電壓,V2是外加給固體電介體層40的電壓。
另外,外加給空隙26的電壓的V1、外加給固體電介體層40的電壓V2、外加給放電空間22和外部電極25之間的電壓V、空隙26的電場E及固體電介體層40的電場E’,具有下列公式(6)~(8)的關系。
V=V1+V2(6)E=V1X1---(7)]]>E′=V2X2---(8)]]>根據(jù)公式(5)~(7),可以得到下列公式(9)。
E=V1X1=C2·V(C1+C2)·X1---(9)]]>將前文講述的公式(1)代入公式(9)后,關于空隙26的電場E,可以得到下列公式(10)。
E=ϵ2·V(ϵ2·X1+ϵ1·X2)---(10)]]>特別在本實施方式的空隙26中,由于充入相對介電常數(shù)是1的空氣,所以下列公式(10)’成立。
E=ϵ2·V(ϵ2·X1+X2)---(10)′]]>令空隙26的絕緣破壞電場為E0后,為了不使空隙26產(chǎn)生絕緣破壞,需要使下列公式(11)成立。
E0>E (11)將公式(10)代入公式(11)后,可以得到下列公式(12)。
X1>VE0-ϵ1ϵ2×X2---(12)]]>另外,在空隙26是空氣(ε1=1)時,下列公式(12)’成立。
X1>VE0-X2ϵ2---(12)′]]>所以,為了不在空隙26中產(chǎn)生絕緣破壞,必須將空隙26的距離X1設定成大于用下列公式(13)定義的最短距離X1L。
X1L=VE0-ϵ1ϵ2×X2---(13)]]>特別是在空隙26中充填空氣時的最短距離X1L,可以用下列公式(13)’定義。
X1L=VE0-X2ϵ2---(13)′]]>如果將空隙26的距離X1設定成大于最短距離X1L,就能防止充填空隙26的環(huán)境氣體的絕緣破壞,防止絕緣破壞后出現(xiàn)的離子化的氣體分子破壞周圍的部件。在本實施方式中,由于環(huán)境氣體是空氣,所以能夠防止絕緣破壞后出現(xiàn)的臭氧破壞周圍的部件。
空隙26的距離X1的最長距離,根據(jù)能夠用合理的輸入功率使光源裝置發(fā)光這一條件獲得。換言之,距離過大后,為使光源裝置發(fā)光的輸入功率也必須設置得很大,這是不現(xiàn)實的。
象本實施方式這樣,填入空隙26的環(huán)境氣體是空氣(相對介電常數(shù)為1)時,空隙26的距離X1,最好是0.1mm以上2.0mm以下。關于距離X1的下限(0.1mm),根據(jù)上述公式(13)、(13)’獲得。關于距離X1的上限,內部電極24和外部電極25之間的最大電壓通常是5kV左右,為了用該電壓使燈泡23內產(chǎn)生放電,空隙26的距離X1需要設定成最大為2.0mm左右。
接著,講述發(fā)光效率,如推出公式(1)~公式(4)所講述的那樣,將空隙26的距離X1加大設定、即將外部電極25離開燈泡23配置后,發(fā)光效率就下降??墒?,在本實施方式中,采用加大覆蓋燈泡23的外部電極25的面積S的方法,補償設置空隙26造成的發(fā)光效率就下降,實現(xiàn)了很高的發(fā)光效率。詳細地說,由公式(3)、(3)’可知加大外部電極25的面積S后,合成電容C0增加,所以由公式(4)可知發(fā)光效率得到提高。
需要注意的是之所以加大外部電極25的面積S后,能夠提高發(fā)光效率,是因為在外部電極25和燈泡23之間設置著空隙26的緣故。象圖31A所示的光源裝置那樣,外部電極2緊貼燈泡3時,外部電極2的面積越大,燈泡3的開口率就越小,所以由燈泡3發(fā)射出的光,被外部電極2反射后,就返回燈泡3內并被吸收。其結果,來自燈泡3的光的獲取量減少,到達眼簾的發(fā)光效率下降。這種起因于開口率下降的發(fā)光效率下降,抵消了合成電容C0的增加所引起的發(fā)光效率的上升效果。與此不同,在本實施方式中,與燈泡23留下空隙26地設置外部電極25,而不是將它配置在燈泡23的外周面上。因此,即使加大外部電極25的面積S,燈泡3的開口率也不會下降,從而使燈泡23發(fā)射出的光中,由于外部電極25的反射而返回燈泡23內的光的比例大幅度降低。換言之,與燈泡23留下空隙26地設置外部電極25后,由燈泡23發(fā)射出的光,能夠用外部電極25的反射層37有效地反射,射到光源裝置21的外部。
為了提高發(fā)光效率,從燈泡23的軸線L看外部電極25的仰角θ(參照圖4),最好為10度以上。其理由如下如果仰角θ小于10度,在燈泡23的內部產(chǎn)生的放電就往往集中·收縮到外部電極25附近的一部分放電空間,放電介質的激活效率下降,光源裝置21的發(fā)光效率往往下降。例如與仰角θ為1度時相比,仰角θ為90度時,光源裝置300的發(fā)光效率往往成為1.5倍以上。本發(fā)明人在管外徑3mm的燈泡23時,以帶狀(參照圖14A及圖14B)使用由透明導電體構成的外部電極25后,根據(jù)外部電極25的管徑方向寬度約0.035mm時和約3mm時的發(fā)光效率的差異,確認了這種現(xiàn)象。仰角θ的上限,沒有特別的限定。但在360度即遍及整個圓周上配置外部電極——第2電極22時,必須用透明的電極形成外部電極25的部分或全部(參照后述的第4實施方式)。
象本實施方式這樣,使與燈泡23的軸線L正交的斷面的形狀是圓形時,為了提高發(fā)光效率,最好使外部電極25與軸線L正交的斷面的形狀,對燈泡23的斷面而言,是非同心圓狀。如果使外部電極25的斷面的形狀,成為非同心圓狀,就能夠使由燈泡23發(fā)射出的光中,由于外部電極25的反射而返回燈泡23的光的比例降低,從而能夠提高發(fā)光效率。在本實施方式中,如參照圖4所講述的那樣,外部電極25與軸線L正交的斷面的形狀,是U字形,對燈泡23的斷面而言,是非同心圓狀。
外部電極25,不是在電介體層之類的固體層的作用下,而是在被充填了氣體(在本實施方式中是空氣)的空隙26的作用下,與燈泡23隔離配置。其第1個理由是用電介體層之類的固體層將外部電極25與燈泡23隔離后,在固體層和外部電極的交界處,就存在氣泡等微小的空氣部。存在這種微小的空氣部后,就會出現(xiàn)絕緣破壞,產(chǎn)生臭氧,破壞周圍的部件。
其第2個理由是能夠實現(xiàn)薄型化乃至小型化和輕量化。由前述的公式(11)可知為了防止絕緣破壞,需要降低空隙26的電場E。設置固體層,隔離外部電極和燈泡后,就相當于在表示空隙26的電場E的公式(10)’中,增加右邊的分母的固體電介體層的厚度X2。在公式(10)’的右邊的分母中,與厚度X2相乘的系數(shù)是1(ε1=1)。另一方面,在公式(10)’的右邊的分母中,與空隙26相乘的系數(shù)是固體電介體層的相對介電常數(shù)ε2,比1大。這樣,雖然加大空隙26的距離X1,但與加大固體電介體層的厚度X2相比,卻能夠有效地削弱空隙26的電場E。所以利用空隙26,使外部電極25與燈泡23隔離,與設置電介體層之類的固體層相比,能夠實現(xiàn)薄型化或小型化和輕量化。
在本實施方式中,在外部電極25上設置反射層37。但該反射層37未必非得設置??墒牵瑢ν獠侩姌O25實施對可見光而言的鏡面反射處理時,與實施擴散反射處理時相比,發(fā)光效率往往提高15%左右。
在本實施方式的光源裝置21中,利用保持部件27,在燈泡23和外部電極25之間設置空隙26,從而能夠利用任意形狀的燈泡23。另外,由于外部電極25不必緊貼燈泡23,所以能使外部電極25的形狀及結構簡單。進而,在外部電極25上設置反射層37后,可以使外部電極25具有作為反射部件的功能。換言之,沒有必要在外部電極25之外設置專用的反射部件,能夠減少部件數(shù)量。因此,可使光源裝置21簡單、便宜、容易制造。
(試驗)對第1實施方式的光源裝置21,進行了旨在確認臭氧發(fā)生抑制效果的試驗(第1試驗)和旨在確認發(fā)光效率的試驗(第2試驗)。
由圖8可知在第1試驗中,將臭氧測定裝置45的噴嘴45a的前端,配置在燈泡23的上方10mm處,測定了臭氧。另外,準備2種第1實施方式的光源裝置21(第1及第2試驗例),使燈泡23和外部電極25的壁部34的距離X’3不同后,分別對第1及第2試驗例進行了測量。第1試驗例的試驗條件如下。
燈泡23的尺寸外徑OD2.6mm、內徑ID2.0mm、長度165mm燈泡23的材質硼硅酸玻璃(相對介電常數(shù)5)放電介質Xe60%、Ar40%的混合氣(160torr)內部電極24的材質鎢內部電極24的尺寸直徑0.3mm、長度3mm外部電極25的材質鋁外部電極25的尺寸壁部32~34的板厚0.3mm、壁部32、33的寬度W14.0mm、壁部34的寬度W23.6mm、長度165mm外部電極25與內部電極24的距離距離X’1、X’2為0.5mm(固定)、距離X’3(變更)空氣的絕緣破壞電場約10kV/mm(實測值)驅動波形使用了倒相器的矩形波驅動頻率28kHz驅動電壓+2Kv、-2Kv(振幅4kV)第2試驗例的試驗條件,除了燈泡23的外徑OD是3.0mm、內徑ID是2.0mm、燈泡23及外部電極25的長度是210mm、距離X’1、X’2是0.3mm之外,都和第1試驗例相同。
第1及第2試驗例的臭氧量的測定結果,如圖9所示。在圖9中,“■”表示第1試驗例,“○”表示第2試驗例。
第1及第2試驗例,將距離X’3增加到約0.1mm(100μm)左右后,都能夠確認幾乎沒有產(chǎn)生臭氧。
將與第1及第2試驗例對應的數(shù)值,代入前文講述的公式(13)’,計算最短距離X1L。其結果,第1試驗例的最短距離X1L是0.14mm,第2試驗例的最短距離X1L是0.10mm。這些計算結果,與圖9所示的第1及第2試驗例的臭氧量的試驗結果基本一致,按照根據(jù)公式(13)、(13)’求出的最短距離X1L,設置外部電極25與燈泡23的距離X1后,能夠確認可以防止絕緣破壞引起的環(huán)境氣體的離子化。
在第2試驗中,對上述的第1試驗例(仰角θ約280度),使輸入電壓不同后,測量了光源裝置的全光束。另外,作為第1比較例,如圖10A所示,準備了緊貼燈泡23的外周面地形成帶狀的外部電極25(仰角θ約25度)的光源裝置。進而,作為第2比較例,如圖10B所示,準備了包圍燈泡23的外周面地緊貼形成外部電極25(仰角θ約280度)的光源裝置。對第1及第2比較例,以和第1試驗例的外部電極25相同的形狀及尺寸,設置了由絕緣材料構成的反射部件47。由燈泡23到反射部件47的距離等的燈泡23和反射部件47的相對位置關系,與第1試驗例中的燈泡23和外部電極25的相對位置關系相同。
第1試驗例和第1及第2比較例的全光束的測定結果,如圖11所示。在圖11中,“■”表示第1試驗例的測定結果。另外,“▲”表示第1比較例的測定結果。進而,“○”表示第2比較例的測定結果。
第2比較例的測定結果,與第1比較例的測定結果相比,全光束幾乎不增加,反而看到減少的傾向。因此可以確認在燈泡23的外周面緊貼形成外部電極時,即使增大仰角θ,即即使增大外部電極的面積,發(fā)光效率也不上升。
另一方面,第1試驗例的測定結果,與第1比較例的測定結果相比,全光束大幅度增加。特別是輸入電壓為7W左右時,第1試驗例的全光束,增加到第1比較例的全光束的1.7倍。因此可以確認在外部電極25和燈泡23之間設置空隙26時,增大仰角θ,即增大外部電極的面積,發(fā)光效率就上升。
至此,根據(jù)第2試驗的試驗結果,能夠確認僅僅增大外部電極的面積,并不能提高發(fā)光效率,而在外部電極25和燈泡23之間設置空隙26后,增大外部電極25的面積,才能提高發(fā)光效率。
象本實施方式這樣,在燈泡23的端部配置內部電極24,而且外部電極25沿著燈泡23的軸線L延伸時,在外部電極25與燈泡23之間設置空隙26的結構,特別有效。其理由如下。
在燈泡23的端部配置內部電極24時,為了使放電介質在內部電極24和外部電極25離內部電極24最遠的部分之間發(fā)光,需要向燈泡23投入高電壓。例如在本實施方式的光源裝置中,需要投入2kV的電壓。投入這種高電壓后,在外加給內部電極24和外部電極25離內部電極24最遠的部分之間的高電壓(最高壓)的作用下,在外部電極25和燈泡23之間容易出現(xiàn)絕緣破壞。另一方面,內部電極和外部電極的距離大致一定時(例如內部電極和外部電極兩者都朝著燈泡的軸線方向平行延伸時),只要將本實施方式的1/6左右、即300V左右的較低的電壓投入燈泡就可以使其發(fā)光。這樣,與內部電極和外部電極的距離大致一定時相比,象本實施方式這樣,在燈泡23的端部配置內部電極24、而且外部電極25沿著燈泡23的軸線L延伸時,由于被外加6倍以上的高電壓,所以能夠更加有效地防止在外部電極25和燈泡23之間設置空隙26所造成的絕緣破壞。
圖12、圖13A及圖13B,表示第1實施方式的變形例。這些變形例,只有外部電極25與軸線L正交的斷面處的斷面形狀,與第1實施方式不同。另外,在這些圖中,對和第1實施方式相同的要素,賦予相同的符號。進而,在這些圖中,省略了保持部件27及反射層37的圖示。
在圖12的變形例中,外部電極25的斷面形狀是由一部分橢圓構成的曲線狀。在圖13A的變形例中,外部電極25的斷面形狀是五邊形,具備一對互相相對的壁部,和連接這些壁部的朝下的人字形的壁部。在圖13B的變形例中,外部電極25是具有人字形的斷面形狀。在這些變形例中,將外部電極25的斷面形狀,作為對燈泡23而言為非同心圓狀,提高了發(fā)光效率。
(第2實施方式)在圖14A及圖14B所示的本發(fā)明的第2實施方式涉及的光源裝置21中,使外部電極25成為寬度一定的帶狀。在外部電極25和燈泡23之間,設置空隙26。該空隙26的距離X1,設定得大于用上述公式(13)定義的最短距離X1L。
第2實施方式的其它結構及作用,與第1實施方式一樣,所以對相同的要素,賦予相同的符號,不再贅述。
(第3實施方式)在圖15A及圖15B所示的本發(fā)明的第3實施方式中,延著燈泡23的軸線L,拉開間隔配置多個外部電極25。詳細地說,設置著2列由朝著軸線L的方向拉開間隔配置的多個外部電極25構成的列。各外部電極25在未圖示的保持部件的作用下,隔著空隙26與燈泡23的外周面相對地保持。在第3實施方式中,省略了保持部件的圖示。
第3實施方式的其它結構及作用,與第1實施方式一樣,所以對相同的要素,賦予相同的符號,不再贅述。
(第4實施方式)在圖16A及圖16B所示的本發(fā)明的第4實施方式中,燈泡23被封入具有氣封性的外側容器48的內部。該外側容器48,和燈泡23一樣,由透光性的材料構成,能夠用硼硅酸玻璃、石英玻璃、蘇打玻璃、鉛玻璃等玻璃或丙烯等有機物構成。在燈泡23的外周面和外側容器48的內周面之間,形成密閉空間49。該密閉空間49,被填入氬、氖、氪、氙等稀有氣體及氮氣等惰性氣體。另外,只要不產(chǎn)生絕緣破壞,就可以使密閉空間49內減壓。燈泡23和外側容器48,既可以在它們的端部互相熔敷,還可以在燈泡23和外側容器48之間,配置由硅橡膠之類具有絕緣性的材料構成的隔片。
在外側容器48的內周面,形成外部電極25,如圖16B所明確圖示的那樣,外部電極25圍住整個燈泡23的外周面地形成。因此,在本實施方式中,外部電極25由以氧化錫、氧化銥為主成分的透明性導電性被膜(ITO等)構成。使外部電極25成為透明性導電性被膜后,由燈泡23射出的光,就不被外部電極25反射地介有外側容器48放射到光源裝置21的外部。因此,可以實現(xiàn)很高的發(fā)光效率。
第4實施方式的其它結構及作用,與第1實施方式一樣,所以對相同的要素,賦予相同的符號,不再贅述。
在圖17A及圖17B所示的第4實施方式的變形例涉及的光源裝置21中,在外側容器48的內周面形成的外部電極25,不是在整個燈泡23的外周面上設置,而是在燈泡23的一部分外周面上設置。換言之,在外側容器48的的一部分內周面上,不設置外部電極25。采用這種形狀的外部電極25后,可以不是透明性導電性被膜,而是銅、鋁、不銹鋼等一般的金屬材料。
(第5實施方式)在圖18A及圖18B所示的本發(fā)明的第5實施方式涉及的光源裝置21中,具備互相平行配置的一對燈泡23。在各燈泡23的內部,配置著1個內部電極24。各內部電極24,通過引出線30做媒介,與共同的點燈電路31電連接。一對燈泡23,配置著共同的外部電極25。該外部電極25呈板狀,在保持部件27的作用下,與各燈泡23拉開空隙26后,相對地保持。外部電極25被接地。
還可以設置3個以上的燈泡23。另外,燈泡23不必互相平行配置,只要各燈泡23與共同的外部電極25隔著空隙26地相對,就能夠自由設置多個燈泡23。
在圖31A所示的燈泡2的外周面上貼緊形成外部電極2時,燈泡3的個數(shù)越多,因外部電極2的貼緊而出現(xiàn)的制造不良的發(fā)生率就越高,制造成本也就相應增大??墒牵诒緦嵤┓绞街?,各燈泡23與外部電極25拉開空隙26后配置,所以起因于燈泡23的個數(shù)的增加而出現(xiàn)的制造不良的發(fā)生率就不會上升。換言之,燈泡23的個數(shù)越多,與圖31A所示的現(xiàn)有技術的光源裝置相比,其制造成本上的優(yōu)點就越顯著。
第5實施方式的其它結構及作用,與第1實施方式一樣,所以對相同的要素,賦予相同的符號,不再贅述。
(第6實施方式)在圖19所示的本發(fā)明的第6實施方式涉及的光源裝置21中,具備一對電氣性互相分離的帶狀的外部電極25,各外部電極25被接地。另外,一個外部電極25,與點燈電路31連接。可是,各外部電極25的電位,可以互不相同。
第6實施方式的其它結構及作用,與第1實施方式一樣,所以對相同的要素,賦予相同的符號,不再贅述。
(第7實施方式)在圖20所示的本發(fā)明的第7實施方式涉及的光源裝置21中,在單一的燈泡23的各端部,配置內部電極24。這些一對內部電極24,分別通過引出線30做媒介,與點燈電路31連接。
這樣,對1個燈泡23而言,設置多個內部電極24后,即使燈泡23的長度較長時,也能在燈泡23的內部產(chǎn)生穩(wěn)定的放電。
第7實施方式的其它結構及作用,與第1實施方式一樣,所以對相同的要素,賦予相同的符號,不再贅述。
(第8實施方式)圖21~圖26所示的本發(fā)明的第8實施方式,是在液晶顯示裝置中應用本發(fā)明的例子。詳細地說,本發(fā)明的液晶顯示裝置51,具備圖22簡要地示出的液晶屏52和背光源裝置(照明裝置)53。背光源裝置53,具備本發(fā)明涉及的光源裝置21A、21B。
由圖21~圖23可知背光源裝置53,具備由金屬制造的頂蓋55和后蓋56構成的外殼57。在后蓋56內,以層疊狀態(tài)收容著導光板59、散光板60、透鏡板61及偏光板62。光源裝置21A、21B,作為整體,呈L字形,一個光源裝置21A,與散光板59的1個端面59a和與該端面59a連接的另一個端面59b相對配置。另一個光源裝置21B,與和端面59a相對的端面59c及端面59b相對配置。光源裝置21A、21B放射出來的光,由端面59a~59c射入導光板59,從導光板59的射出面59d,通過散光板60、透鏡板61及偏光板62及頂蓋55上設置的開口55a做媒介,照射到液晶屏52的背面。
由圖21及圖23~圖26可知各光源裝置21A、21B具備充入包含稀有氣體的放電介質的L字形的燈泡23;配置在燈泡23的內部的內部電極24;以及在1個保持部件27和后文講述的連接器72的作用下,與燈泡23隔著空隙26相對保持的外部電極25。除非特別言及,光源裝置21A、21B的燈泡23、內部電極24及外部電極25的尺寸、材質、形狀等,都和第1實施方式的光源裝置21一樣。另外,關于放電介質,也能夠采用和第1實施方式一樣的物質。
外部電極25,與燈泡23的軸線L正交的斷面處的斷面形狀是U字形,具有后蓋56側的背面壁部64、頂蓋55側的前面壁部65以及連接背面壁部64和前面壁部65的側壁部66。在背面壁部64的邊緣部,設置著沿長部64a。在前面壁部65的邊緣部,形成折疊部65a。如圖23最明確地所示,在背面壁部64的沿長部64a和前面壁部65的折疊部65a之間,夾住導光板59后,能夠在對導光板59而言的適當?shù)奈恢帽3止庠囱b置21A、21B。
保持部件27的結構及材質,與第1實施方式的相同(參照圖7)。詳細地說,保持部件27具備旨在使燈泡23插入后支持的支承孔27a和3個嵌合突起27b。在外部電極25的一端,在背面壁部64、前面壁部65及側壁部66上,形成嵌合孔38。嵌合突起27b嵌入這些嵌合孔38中后,外部電極25就被保持部件27固定。被保持部件27確保的外部電極25和保持部件27之間的空隙26的距離的設定,和第1實施方式一樣。例如空隙26的距離,被設定成大于用公式(13)、(13)’定義的最短距離。
外部電極25,通過后蓋56做媒介,與引出線71的一端電連接,引出線71的另一端則被接地。另一方面,前端具備內部電極24的棒狀的導電體29的基端側,在由絕緣性材料構成的連接器72(安裝在外部電極25的和保持部件27的一側相反側的端部)內,與引出線73電連接,引出線73則與未圖示的點燈電路的一側電連接。在后蓋56的一個端部,由絕緣性材料構成的止動部件74,被用螺釘75固定。在該止動部件74和后蓋56之間,外部電極25側的引出線71的前端的端子被固定。另外,止動部件74具有將內部電極24側的引出線73導入外殼57的功能。另外,止動部件74還具有固定連接器72,從而將各光源裝置21A、21B的端部在外殼57上定位的功能。
與燈泡23隔開空隙26地設置后,背光源裝置53的外部電極25,除了作為電極的本來的功能以外,還具有下述2個功能。第1,外部電極25具有作為將燈泡23射出的光朝著導光板59的端面59a~59c定向的反射部件的功能。換言之,不需要在外部電極25之外,設置專用的反射部件,從而能夠減少部件數(shù)量。第2,外部電極25如前所述具有將光源裝置21A、21B在導光板59上定位的功能。
第8實施方式的其它結構及作用,與第1實施方式一樣,所以對相同的要素,賦予相同的符號,不再贅述。
(第9實施方式)
具有圖27A及圖27B簡要所示的本發(fā)明的第9實施方式涉及的液晶顯示裝置51的背光源裝置53,具備直管狀的一對光源裝置21A、21B。在導光板59的6個端面中沒有配置光源裝置21A、21B的2個端面和下面,配置著使光反射的反射片76。雖然沒有圖示,但在導光板59的射出面上,還可以配置散光板、透鏡板、偏光板等旨在進行定向控制的部件。
第9實施方式的其它結構及作用,與第1實施方式一樣,所以對相同的要素,賦予相同的符號,不再贅述。
(第10實施方式)圖28A及圖28B簡要所示的本發(fā)明的第10實施方式涉及的液晶顯示裝置51,具備液晶屏52和作為面光源發(fā)揮作用的背光源裝置53。背光源裝置53,具備多個互相平行配置的直管狀的燈泡23。在各燈泡23的內部,分別配置內部電極24。在燈泡23上設置著1個共同的外部電極25。外部電極25,隔著空隙26與各燈泡23相對。雖然沒有圖示,但在各燈泡23和液晶屏52之間,還可以配置導光板、散光板、透鏡板、偏光板等旨在進行定向控制的部件。
第10實施方式的其它結構及作用,與第1實施方式一樣,所以對相同的要素,賦予相同的符號,不再贅述。
(第11實施方式)在第1~第10實施方式中,將與點燈電路一側連接的電極,作為內部電極24;將被接地的電極,作為外部電極25。與此不同,在本實施方式中,將與點燈電路一側連接的電極,也作為外部電極125。
詳細的說,本實施方式涉及的光源裝置21,具備在燈泡23的一個端部附近,隔著空隙26與燈泡23的外周面相對、而且與點燈電路31電連接的外部電極125;在燈泡23的另一個端部附近,隔著空隙26與燈泡23的外周面相對、而且被接地的外部電極25。另外,這些外部電極25、125,朝著燈泡23的軸線L方向隔著間隔互相相對。進而,這些外部電極25、125,都在保持部件27的作用下,與燈泡23相對保持。外部電極25、125和燈泡23的外周面之間的距離X1,都被設定成大于用上述公式(13)定義的最短距離X1L。防止外部電極25、125和燈泡23之間的絕緣破壞。
象本實施方式這樣,點燈電路31側及接地側的電極都是外部電極25、125時,隔著空隙26與燈泡23的外周面相對地配置這些外部電極25、125后,將別有效。其理由如下。
為了讓外部電極25、125彼此引起電介體阻擋層放電而需要的始動電壓,與一者是內部電極、另一者是外部電極時相比,是高壓,所以在外部電極25、125彼此引起的電介體阻擋層放電開始時,特別容易產(chǎn)生絕緣破壞。因此,更有效地防止在燈泡23和外部電極25、125之間設置空隙26所引起的絕緣破壞。
第11實施方式的其它結構及作用,與第1實施方式一樣,所以對相同的要素,賦予相同的符號,不再贅述。
圖30是表示第11實施方式的變形例。在該變形例中,將外部電極25、125之間的軸線L方向的距離Y,設定得遠比第10實施方式狹窄。換言之,將兩個外部電極25、125接近最短距離地配置。這樣,將點燈電路31側的外部電極125和接地側的外部電極25接近最短距離地配置后,介電阻擋層放電的始動電壓下降,容易產(chǎn)生介電阻擋層放電。
本發(fā)明的光源裝置,并不局限于第10實施方式那樣的液晶顯示裝置的背光源裝置用,還可以作為一般照明用光源、UV光源——受激準分子燈及包含滅菌燈在內的各種光源使用。
以上,參照附圖完整地講述了本發(fā)明。但對業(yè)內人士來說,可以有各種變更及變形。所以,只要符合本發(fā)明的意圖及范圍,那些變更及變形就應該認為被本發(fā)明所包含。
權利要求
1.一種光源裝置,具備至少一個燈泡;包含充入所述燈泡內部的稀有氣體在內的放電介質;配置在所述燈泡內部的第1電極;配置在所述燈泡外部的第2電極;以及保持體,其保持所述第2電極,從而使所述第2電極與所述燈泡隔開預定距離的空隙而相對。
2.如權利要求1所述的光源裝置,其特征在于還具備與所述第1電極電連接的點燈電路,所述第2電極被接地。
3.如權利要求1或2所述的光源裝置,其特征在于所述第2電極與所述燈泡之間的距離,大于用下列公式定義的最短距離X1L=VE0-ϵ1ϵ2×X2]]>其中,X1L最短距離;EO環(huán)境氣體的絕緣破壞電場;V輸入電壓;ε1空隙的相對介電常數(shù);ε2氣密性容器的容器壁的相對介電常數(shù);X2氣密性容器的容器壁的厚度。
4.如權利要求3所述的光源裝置,其特征在于所述空隙中被填入空氣,所述第2電極與所述燈泡之間的距離,是0.1mm以上2.0mm以下。
5.如權利要求1~4任一項所述的光源裝置,其特征在于所述放電介質包含的所述稀有氣體,是從氙、氪、氬及氦中選擇的至少1種氣體。
6.如權利要求1~5任一項所述的光源裝置,其特征在于所述放電介質包含水銀。
7.如權利要求1~6任一項所述的光源裝置,其特征在于所述燈泡,具有沿著其自身的軸線延伸的形狀;所述第2電極的與所述燈泡的所述軸線正交的斷面,具有留下開口部后圍住所述燈泡的形狀。
8.如權利要求7所述的光源裝置,其特征在于在所述第2電極的與所述燈泡相對的面上,形成反射層。
9.如權利要求7所述的光源裝置,其特征在于所述燈泡的與所述軸線正交的斷面的形狀是圓形,所述第2電極的與所述燈泡的所述軸線正交的斷面,相對于所述燈泡的斷面而言,是非同心圓狀。
10.如權利要求7所述的光源裝置,其特征在于所述第2電極的與所述燈泡的所述軸線正交的斷面,具備一對夾著所述燈泡而相對的第1平坦壁;和將所述一對第1平坦壁連接,而且隔著所述燈泡與所述開口部相對的第2平坦壁。
11.如權利要求1~6任一項所述的光源裝置,其特征在于所述燈泡,具有沿著其自身的軸線延伸的形狀;所述第2電極,是沿著所述燈泡的所述軸線延伸的帶狀。
12.如權利要求1~6任一項所述的光源裝置,其特征在于所述燈泡,具有沿著其自身的軸線延伸的形狀;沿著所述軸線,隔開間隔配置多個所述第2電極。
13.如權利要求1~6任一項所述的光源裝置,其特征在于還具備包圍所述燈泡的容器,在所述容器的內壁面上,形成所述第2電極。
14.如權利要求1~6任一項所述的光源裝置,其特征在于還具有多個所述燈泡,每個所述燈泡,至少設置1個所述第1電極,而且對所述多個燈泡,設置1個共同的所述第2電極。
15.一種光源裝置,具備至少一個燈泡;包含充入所述燈泡內部的稀有氣體在內的放電介質;配置在所述燈泡外部的第1電極;配置在所述燈泡外部的第2電極;以及保持體,其保持所述第1及第2電極,從而使所述第1及第2電極與所述容器隔開預定距離的空隙而相對。
16.如權利要求15所述的光源裝置,其特征在于還具有與所述第1電極電連接的點燈電路,所述第2電極被接地。
17.一種照明裝置,其特征在于,具備權利要求1~16任一項所述的光源裝置;和將所述光源裝置發(fā)射的光,由光射入面引導到光射出面,再從光射出面射出的導光板。
18.一種液晶顯示裝置,其特征在于,具備權利要求17所述的照明裝置;和與所述導光板的所述光射出面相對配置的液晶屏。
全文摘要
一種光源裝置(21),具備燈泡(3);包含充入所述燈泡(3)內部的稀有氣體在內的放電介質;配置在燈泡(3)內部的內部電極(1);配置在燈泡(3)外部的外部電極(2)。保持部件(27)保持外部電極(2),從而使外部電極(2)與燈泡(3)隔開預定距離的空隙相對。
文檔編號F21Y103/00GK1842890SQ200480024470
公開日2006年10月4日 申請日期2004年8月26日 優(yōu)先權日2003年8月29日
發(fā)明者廣橋正樹, 清水伸浩, 山本紀和, 重田照明, 松林容子 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社