JP2002093376A - 希ガス放電灯及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】希ガス放電灯は振動など耐震性が心配され、ラ
ンプ内径を細くすると放電の集中がおこり安定放電でき
なかった。 【解決手段】ガラス管バルブの外面に外部電極を設け前
記ガラス管バルブの内面に内部電極を塗布又は、導電性
の金属テープとしてその電極間の誘電体バリア放電によ
り、誘電体（バルブ）によるロスを小さくすることで、
放電開始電圧／ランプ電圧を低減させ封入ガス圧をアッ
プさせる。外部電極と内部電極との電極間距離を小さく
する構造としていることで、ランプ内径を細くしても希
ガス又は混合希ガスの封入圧力を上昇させる。また封止
用部材は、ガラスでできているが内部電極にガラス成分
を含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘電体バリア放電によ
ってエキシマ分子を形成し、該エキシマ分子から放射さ
れる紫外線を蛍光体層によって可視光に変換し外部に光
を放出するＨｇフリ−の希ガス放電灯に関するもので、
ファクシミリ、複写機、イメ−ジリ−ダ−等の情報機器
にも利用される原稿照明用や、液晶ディスプレイのバッ
クライト装置にも使用できるものであり、特に車載用の
耐震性を考慮した希ガス放電灯に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明に関連した技術としては、例え
ば、放電容器にエキシマ分子を形成する放電用ガスを充
填し、誘電体バリア放電（別名オゾナイザ放電あるいは
無声放電）によってエキシマ分子を形成せしめ、該エキ
シマ分子から放射される光を取り出す誘電体バリア放電
ランプについて記載されており、該放電容器は円筒状で
あり、その少なくとも一部は該誘電体バリア放電の誘電
体を兼ねており、該誘電体の少なくとも一部は該エキシ
マ分子から放射される光に対して光透過性であり、該光
透過性誘電体の少なくとも一部に導電性網状電極もしく
は、導電性帯状電極が設けられた誘電体バリア放電ラン
プ構造が知られている。また、該誘電体バリア放電の放
電路に平行して設けられたアパ−チャ−（開口部）を有
する希ガス放電灯、すなわち放電路に垂直な方向に光を
取り出す希ガス放電灯についても知られている。

【０００３】上記のような希ガス放電灯は、従来の低圧
水銀放電ランプや高圧アーク放電ランプには無い種々の
特徴を有しているため有用である。さらに、放電路に平
行して設けられたアパ−チャ−（開口部）を有するた
め、希ガス放電灯のアパ−チャ−（開口部）に垂直な方
向の寸法を大きくすることによって、放射輝度を増大さ
せることが出来るという特徴も有している。

【０００４】詳細には、ＯＡ機器の光源、表示装置のバ
ックライト等に使用されている希ガス放電灯に於いて
は、バルブの外壁に形成した一対の外部電極により放電
を維持するようにしたものがあり、例えば図１４、図１
５、図１６に示すように構成されている。即ち、７１は
希ガス放電灯である。７２は例えば鉛ガラス、ソーダガ
ラス、 石英ガラスなどよりなるガラスバルブであっ
て、その内面には希土類蛍光体層、ハロリン酸塩蛍光体
層などの蛍光体層よりなる発光層７３が形成されてい
る。この発光層７３には、蛍光体層が被着されていない
アパーチャ部（開口部)７２Ａが形成されているが、ガ
ラスバルブ７２の内周面全体に発光層７３を形成するこ
ともできる。又、このガラスバルブ７２の端部には、例
えばガラスバルブ７２より融点の低いガラス部材よりな
る封止部材（図示せず）で封止されている。

【０００５】尚、このガラスバルブ７２の内部空間に
は、水銀などの金属蒸気を含まない例えばキセノン（Ｘ
ｅ）、クリプトン（Ｋｒ）、ネオン（Ｎｅ）、ヘリウム
（Ｈｅ）などの希ガスが単一又は混合して所定量封入さ
れているが、キセノンを主成分とする希ガスを例えば２
０〜１１０

【Ｔｏｒｒ】の圧力で封入されている。一方、ガラスバ
ルブ７２の外周面には、例えばアルミニウム、銅、銀、
ニッケルなどの不透光性の金属部材よりなり、かつ肉厚
の小さい帯状の一対の外部電極７６、７７が、開口部７
２Ａを挾んで互いに対向するように配置されている。前
記外部電極７６、７７は、アルミニウムテープ、銅テー
プといった金属テープや、銀ペ一スト等のような導電性
塗料によりガラスバルブ７２の軸方向に沿って帯状に形
成されている。

【０００６】この希ガス放電灯７１は、外部電極７６、
７７に高周波高電圧（例えば２８ＫＨｚで２７００Ｖ）
を印加することによりキセノンガスの放電が生じ、キセ
ノンガスの励起によって紫外線を発し、この紫外線は蛍
光体層７３で可視光に変換され、外部電極７６、７７の
側縁部間の光放出部７２Ａから放出される。特に、この
希ガス放電灯７１には水銀が用いられていないために、
点灯後における光量の立ち上がりが急峻であり、点灯と
同時に光量がほぼ１００％近くにまで達するという特徴
を有している。このために、最近、ファクシミリなどの
原稿読取光源として脚光を浴びている。また、車載用光
源やノ−トパソコンの液晶用バックライトとしても脚光
を浴びている。しかしながら、外部電極間での誘電体バ
リア放電では、誘電体（バルブ）によるロスが大きく放
電開始電圧が高く、ランプ電圧も当然高くなり封入ガス
圧を上げることができず大光量化を達成することが不可
能であった。そこで、近年図１５、図１６に示す様に外
部電極９３と内部中心電極９４間の誘電体バリア放電に
より、誘電体（バルブ）によるロスを小さくすること
で、放電開始電圧／ランプ電圧を低減させ封入ガス圧を
アップさせることを可能とし、光量をアップさせること
が見出されている。しかし、内部中心電極９４が管状ガ
ラスバルブ９１中心に張られているような構造をとるた
め、特に車載用では振動など耐震性が心配される。

【０００７】

【発明が解決するための課題】しかしながら、外部電極
間での誘電体バリア放電では、誘電体（バルブ）による
ロスが大きく放電開始電圧が高く、ランプ電圧も当然高
くなり封入ガス圧を上げることができず大光量化を達成
することが不可能であった。

【０００８】更には、内部中心電極９４が管状ガラスバ
ルブ９１中心に張られているような構造をとるため、特
に車載用では振動など耐震性が心配される。

【０００９】また、内部電極を導電性材料により塗布し
て管状ガラス内面に形成することで耐震性に優れた構造
としている。更に、内部電極からの引き出しを封止用ビ
ード又は封止用ガラスキャップにより溶着し、内部電極
を管状ガラス内面に密着した状態を保ち外部に引き出す
ことを可能とし、封止することにより希ガス放電灯を提
供するだけでなく、内部電極を管状ガラス内面に密着し
た状態で外部に引き出していることで、導電性のコネク
タをはめ込むだけで内部電極との導電がとれ工程も簡素
化し、一層コストダウンが期待できる希ガス放電灯を提
供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１は、円筒状の管
状ガラスを誘電体として誘電体バリア放電をおこなう希
ガス放電灯において、前記管状ガラスの外面側に外部電
極と、内面側には前記外部電極と誘電バリア放電させる
ため内部電極を設け、該管状ガラスの内面側に蛍光体層
が設けられ、該蛍光体層の端部を蛍光体層一次端部、蛍
光体層二次端部としたときに、該蛍光体層を設けていな
い該蛍光体層一次端部と該蛍光体層二次端部間に光取出
し用の開口部が該管状ガラス軸に対し略平行に設けら
れ、該外部電極の端部を外部電極一次端部、外部電極二
次端部、該内部電極の端部を内部電極一次端部、内部電
極二次端部としたとき、該外部電極一次端部が該蛍光体
層一次端部を越えないように設けられ、該管状ガラスの
一方を一次端部、他方を二次端部とし、該内部電極を該
管状ガラスに密着した状態を保ちつつ該管状ガラス二次
端部に封止用部材により溶着し封止することを特徴とす
る希ガス放電灯である。

【００１１】請求項２は封止用部材がビード又はガラス
キャップを用いることを特徴とし、請求項３は、前記管
状ガラスの内面に設けられる内部電極は、Ａｇ、Ｎｉ、
Ａｌ等の導電性材料をディップ方式によって焼き付ける
ことを特徴としており、請求項４は、前記管状ガラスの
内部に設けられる内部電極は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ又はそ
れらの混合物等の導電性材料をテープ化し、ガラス管内
部に焼き付けることを特徴としている。請求項５は内部
電極にガラスを含むことを特徴としている。請求項６
は、前記蛍光体層の下に光反射層を形成したことを特徴
としており光量のアップに適するものである。請求項７
は、前記管状ガラスは、透明硬質ガラスによって形成さ
れていることを特徴としており透明硬質ガラスを誘電体
バリアとしているものである。請求項８は、前記外部電
極及び内部電極が、帯状電極であることを特徴とする請
求項１〜５記載の希ガス放電灯であり、請求項９は、前
記希ガスは、Ｘｅ、Ｋｒ、Ｎｅ、Ｈｅ、Ａｒのうち少な
くとも単体であるとき封入圧力が１６０［Ｔｏｒｒ］≦
Ｐ≦２２０［Ｔｏｒｒ］で前記蛍光体が、紫外線励起さ
れ可視発光することを特徴とする請求項１〜７記載の希
ガス放電灯であり、請求項１０は、前記希ガスは、Ｘ
ｅ、Ｋｒ、Ｎｅ、Ｈｅ、Ａｒのうち少なくともそれらを
混合ガスとするとき封入圧力がＭＡＸ４００［Ｔｏｒ
ｒ］であり前記蛍光体が、紫外線励起され可視発光する
ことを特徴とする請求項１〜７記載の希ガス放電灯であ
る。

【００１２】請求項１１では、管状ガラスの外面側に外
部電極電極の端部を外部電極一次端部、外部電極二次端
部として、該管状ガラスの内面に導電性の内部電極を該
内部電極の端部を内部電極一次端部、内部電極二次端部
とし、該管状ガラスの内面に蛍光体層として形成した蛍
光体の端部を蛍光体層一次端部、蛍光体層二次端部と
し、該管状ガラスを誘電体として誘電体バリア放電をお
こなう希ガス放電灯の製造方法において、該管状ガラス
を円筒状の硬質ガラスバルブとし、該内部電極を導電性
テープ、塗布、ディップ方式で設ける工程と、該内部電
極を焼成する工程と、該管状ガラスの内面に蛍光体層を
形成する工程と、該外部電極一次端部と該蛍光体層一次
端部及び該外部電極二次端部と該内部電極一次端部を該
管状ガラスを挟み一致させる工程と、該管状ガラスの一
方を一次端部、他方を二次端部としたとき一次端部を溶
着して二次端部を開放部とて管状ガラスバルブとする工
程と、該管状ガラスバルブの開放部から内部に希ガス又
は混合希ガスのみを封入する工程と、該管状ガラスバル
ブの開放部を封止用部材で固定する工程と、該管状ガラ
スバルブに内部電極が密着した状態を保ちつつ該封止用
部材を溶着し封止する工程を備えることを特徴とする希
ガス放電灯の製造方法である。

【００１３】請求項１２では、前記封止用部材が封止用
ビード又は封止用ガラスキャップで形成されていること
を特徴とする請求項１１記載の希ガス放電灯の製造方法
であり、請求項１３では、前記蛍光体層の下面には反射
層を設ける工程を備えることを特徴とする請求項１１記
載の希ガス放電灯の製造方法である。

【００１４】請求項１４では、前記反射層は内部電極を
除く部分に設けられる工程を備えることを特徴とする請
求項１１記載の希ガス放電灯の製造方法であり、請求項
１５では、前記蛍光体層の下面で内部電極の上面を除き
反射層を設ける工程を備えることを特徴とする請求項１
１記載の希ガス放電灯の製造方法である。請求項１６で
は、前記管状ガラスの開放部に内部電極を密着した状態
を保ち外部に引き出す工程の後に導電性のコネクタをは
め込む工程を備えることを特徴とする請求項１１記載の
希ガス放電灯の製造方法である。

【００１５】

【発明の実施形態】本発明についての第一の実施形態を
図１、図２、図３に沿って説明する。図１は、本発明の
Ｈｇフリー希ガス放電灯１と電極の説明図、図２は本発
明のＨgフリー希ガス放電灯１の要部Ａ−Ａ断面を示す
説明図である。図３は、Ｈgフリー希ガス放電灯の完成
図である。以下に図１、図２、図３に沿って説明する。

【００１６】図１では、１は、Ｈgフリー希ガス放電
灯、２は管状ガラス、３は、外部電極、４は、内部電
極、５は蛍光体層、６は、希ガスで６aは単ガスからな
る希ガス、６bは、混合希ガス、７は、封止用部材で、
７aは、封止用ビードである。管状ガラス２は、一方を
一次端部２a、他方を二次端部２bとしたとき一次端部２
aが、溶着され閉塞された管状ガラス２（アンプル状の
硬質ガラス管）である。管状ガラス２の内面と外面に
は、内部電極４と外部電極３が設けられ、その管状ガラ
スの二次端部２bに封止用ビード７aが固定されている。
図２では、互いに向かい合うエッジ５a、５bの間に位置
するガラスバルブの内面の蛍光体層５は除去され、アパ
−チャ−（開口部）２Ａが設けられている。また、図３
では、Ｈgフリー希ガス放電灯１では、管状ガラス２の
二次端部２bに封止用ビード７aを固定し溶着した状態
で、内部電極４を管状ガラス２に密着させた状態を保ち
つつ内部から引き出し、そこに導電性コネクタ１０をは
め込んだ完成図が示されている。

【００１７】図２に示す外部電極４の端部の一方を外部
電極一次端部４ａ、外部電極二次端部４ｂ、内部電極３
の内部電極一次端部３ａ、内部電極二次端部３ｂとする
と管状ガラス２の中心から直線状の位置付近に外部電極
二次端部３ｂと内部電極一次端部４ａがくるように形成
されている。蛍光体層５は、開口部２Ａを除き管状ガラ
ス２に積層されている。

【００１８】管状ガラス２は、外径をΦとしたとき３．
０［ｍｍ］≦Φ≦７．０［ｍｍ］で好ましくは６．０
［ｍｍ］以下である。ここでは、本出願人は、外径Φ
５．６［ｍｍ］で実験した。また、管状ガラス２の一次
端部２aを溶着して封止し、開放している二次端部２bか
ら希ガス６ａ又は混合希ガス６ｂを封入して、管状ガラ
ス２の内面に内部電極４が、内面に銀などの導電性材料
を塗布して管状ガラス２の中心軸方向に沿って設けてい
る 。その導電性材料としては、金、ニッケル、銅、アル
ミが使用され、それらには金属テープも用いられてい
る。管状ガラス２に内部電極４が密着した状態を保ちつ
つ封止用ビード７ａを二次端部２bに固定し、溶着して
封止される。封使用部材７である封止用ビード７ａはガ
ラスであるが、内部電極にガラス成分が含まれているた
め密着状態が強化されるのである。また、それによって
封止部の密着性、気密性が優れている。更に、外部電極
３は、アルミニウムテ−プで形成されている。その他の
材料として銅テープといった金属テープや、銀ペ一スト
等のような導電性塗料も用いられる。

【００１９】図３に示されるように、管状ガラス２に内
部電極４が封止用部材７からなる封止用ビード７aを管
状ガラス２の二次端部２bに固定部を設け固定し溶着さ
れることによって、管状ガラス２に内部電極４が密着し
た状態を保ち溶着して引き出すことができるため導電性
コネクタ１０を容易にはめ込むことで外部電源と接続す
ることが可能である。また導電性コネクタからジュメッ
ト線で形成された外部導通線１１を引き出し、外部電極
３にはハンダにより外部導通線１１が引き出され電源に
接続可能とされている。

【００２０】本発明の第二の実施形態を図４に沿って説
明する。図４は側面図であり、図５は本発明のＨgフリ
ー希ガス放電灯１の要部拡大Ｂ−Ｂ断面を示す説明図で
ある。図５は、Ｈgフリー希ガス放電灯１の完成図であ
る。以下に図４、図５、図６に沿って説明する。７b
は、封止用ガラスキャップであり他も第一の実施形態と
同じで異なるところは、封止用部材７にガラスキャップ
７ｂを用い、固定部で固定し溶着することだけなので後
の説明は省略する。

【００２１】本発明の第三の実施形態を図７の要部断面
図に沿って説明する。第一、第二の実施形態と符号は同
じであり、上記した二つの実施形態との違いは、管状ガ
ラス２内面の蛍光体層５の下面に反射層８を設けている
ところである。反射層８としては、酸化チタン、硫酸バ
リウム等があげられる。また蛍光体層５が除去されてい
るエッジ５ａ、５ｂの内面には、当然反射層８を設けな
い。このような構成にすることで一層光量アップを実現
させている。

【００２２】本発明の第四の実施形態を図８の要部断面
図に沿って説明する。第一、第二、第三の実施形態と符
号は同じであり、上記した二つの実施形態との違いは、
管状ガラス２内面の蛍光体層５の下面に反射層８を設け
内部電極４上には、反射層８を設けていないところであ
る。反射層としては、酸化チタン、硫酸バリウム等があ
げられる。また蛍光体層５が除去されているエッジが５
ａ、５ｂがありその内面には、反射層８は当然設けてい
ない。このような構成にすることでも上記した第三の実
施形態と遜色ない光量が得られる。

【００２３】上記した本発明は、各種の実験デ−タをも
とに導き出されたものであり、管状ガラス２の外径が、
Φ＝５．６［ｍｍ］のときの図９、図１０、図１１をも
とに詳細に説明する。また、図９は、ガス圧―輝度特性
であり、Ｘｅ単ガスとＸｅ−Ｎｅの混合ガスを夫々同一
グラフ上に示したものであり、ガス圧を上げて光量をア
ップさせようとしたとき、放電集中が発生しまうだけで
なくランプ電圧も高くなることに対し、安定放電の推移
を確かめたものである。

【００２４】この結果によると希ガス放電灯の内径を小
さくした場合、従来問題となっていたガス圧の放電の集
中がおこり安定放電がえられなくなるのは、Ｘｅ単ガス
の場合は圧力をＰとしたとき、特に輝度は、ガス圧を上
げると上昇するが、１００［Ｔｏｒｒ］未満では、輝度
が比例して低下するので使用する光量がえられないの
で、特に図９には図示していない。また、１６０［Ｔｏ
ｒｒ］未満では、放電の集中もなくそれなりの光量が得
られるが、管状ガラス２の外径をΦ５．６［ｍｍ］と細
くした場合に必要とされる光量は、１６０［Ｔｏｒｒ］
以上であり、Ｘｅ単ガスである単体の希ガス６ａの場合
は、１６０［Ｔｏｒｒ］≦Ｐ≦２２０［Ｔｏｒｒ］であ
る。２２０［Ｔｏｒｒ］を超えるとグラフにはないが安
定放電をしなくなった。

【００２５】Ｘｅ−Ｎｅの混合ガス希ガス６bでは、ガ
ス圧を上げて光量をアップさせようとしたとき、放電集
中が発生しまうだけでなくランプ電圧も高くなり、管状
ガラス２を細くした場合の放電集中による安定放電の推
移を確かめたものであり、ガス圧が封入圧力比にもよる
が６００［Ｔｏｒｒ］及び７００［Ｔｏｒｒ］まで確認
している。

【００２６】これによると、Ｘｅ−Ｎｅの混合希ガスの
封入圧力比が、２：８のときＭＡＸ３００［Ｔｏｒｒ］
まで、放電の集中がおこらず安定放電し、上記の封入圧
力比が、３：７のときはＭＡＸ４００［Ｔｏｒｒ］まで
放電の集中がおこらず安定放電することが確認できた。
両方ともそれより大きな封入圧力で封入すると放電の集
中による輝度の上昇はあるが安定放電が得られない。

【００２７】前記したことを確かめるために管電圧（ラ
ンプ電圧）を一定に保ちガス圧特性をグラフにしたの
が、図１０に示す管電圧―ガス圧特性である。これによ
ると、Ｘｅ単ガスである希ガス６ａであるとき管電圧が
最も安定しているのが２２０［Ｔｏｒｒ］以下であり好
ましくは、封入圧力Ｐより、１６０［Ｔｏｒｒ］≦Ｐ≦
２２０［Ｔｏｒｒ］であることがわかる。従って図９の
結果とあわせ、希ガスが単ガス６ａのときは、ＭＡＸ２
２０［Ｔｏｒｒ］までの封入圧上昇で安定した放電が得
られることがわかる。

【００２８】また、図１０に示す管電圧―ガス圧特性か
ら混合希ガス６ｂがＸｅ−Ｎｅのとき、封入圧比３：７
と２：８のときどちらも安定した遜色ない放電が行なわ
れていることがわかる。このときガス圧が４００［Ｔｏ
ｒｒ］で管電圧が３８０（Ｖｒｍｓ）と一致することよ
り、混合希ガス６ｂがＸｅ−Ｎｅのとき、封入非３：７
ならＭＡＸ４００［Ｔｏｒｒ］までガス圧を上昇するこ
とが可能である。４００［Ｔｏｒｒ］よりガス圧を上げ
てみたが放電の集中がおこり安定放電が得られなかっ
た。

【００２９】図１１は、本発明の希ガス放電灯の輝度分
布を示すグラフである。右側が導電性のコネクタ１０を
はめ込んだ方を示す、外径Φ５．６［ｍｍ］の本発明の
希ガス放電灯である。輝度も発光部２Ａから安定して略
水平状に一定で５０［ｍＡ］で３００００［ｎｉｔ］〜
４００００［ｎｉｔ］と安定している。

【００３０】ここで使用される蛍光体は、紫外線により
励起され白色光を放射するＣＦＬで使われるような蛍光
体と同様であることは、言うまでもない。

【００３１】このように、内部及び外部の電極間距離を
極めて小さくし、ランプ径Φを小さくすることによって
ランプ電圧を低くすることができガス圧を単ガスからな
る希ガスが、ＭＡＸ２２０［Ｔｏｒｒ］、混合希ガス
が、ＭＡＸ４００［Ｔｏｒｒ］に上昇させても放電の集
中がおこらず安定放電することが可能となった。また、
電極間距離を極めて小さくしたため管状ガラスの外径Φ
を小さくすることが可能となった。更に、封止部はガラ
スにより封止されているが、内部電極材料の中にガラス
成分を含むので密着性、気密性に優れ、曲げても電極が
切れることはない。

【００３２】本発明の希ガス放電灯の製造方法では、第
一の実施形態を図１２に示し説明する。図１２ａに硬質
ガラスからなる外径Φが３．０［ｍｍ］≦Φ≦７．０
［ｍｍ］で好ましくは外径Φ６．０［ｍｍ］以下であ
る。管状ガラス２の内面に内部電極４を帯状に形成し焼
成する。図１２ｂに示すようにエキシマ放電により励起
され紫外線を発生させその紫外線により励起されて白色
となる蛍光体層５を積層し、管状ガラス２の開口部２Ａ
を設ける為に蛍光体層５のトリミングを行い一部を除去
する。その蛍光体層５を除去したエッジが５ａ、５ｂと
なる。次に、図１２ｃに示すように一次端部２ａを溶着
し開放されている二次端部２ｂから放電の集中がおこら
ない程度の安定放電を得るため、単ガスの希ガス６ａを
ＭＡＸ２２０［Ｔｏｒｒ］で封入する。また、混合希ガ
ス６ｂのときは、特に、Ｘｅ−Ｎｅ等の封入比にもよる
が、封入圧ＭＡＸ４００［Ｔｏｒｒ］で二次端部２ｂか
ら封入する。

【００３３】次に、図１２ｄに示すように、管状ガラス
２の内外部に内部電極４が密着した状態を保ちつつ二次
端部２ｂと封止用ビード７ａを固定部で固定し溶着し封
止する。次に導電性のテープからなる外部電極３を管状
ガラス２の外周面に貼りつける。この外部電極３はアル
ミテープ、銅テープからなる。外部電極一次端部３ａ、
外部電極二次端部３ｂ、内部電極一次端部４ａ、内部電
極二次端部４ｂを蛍光体層５の蛍光体層一次端部５ａ、
蛍光体層二次端部５ｂとしたとき、外部電極一次端部３
ａが蛍光体層電極一次端部５ａを越えないように管状ガ
ラス２の円心から引いた直線と蛍光体層一次端部５ａと
外部電極一次端部３ａが略一致し、内部電極一次端部４
ａと外部電極二次端部３ｂが管状ガラス２の円心から引
いた直線と一致するように夫々調整される。

【００３４】次に管状ガラス２から外部にそのガラスに
密着した状態で取り出した内部電極４に導電性のコネク
タ１０をはめ込み内部電極４と外部との通電をとる。外
部電極３には、ハンダで通電をとる。また、外部電極３
を前記した内部電極４と同様に管状ガラス２の二次端部
２ｂまでもっていき導電性のコネクタ１０をはめ込んで
も良く、外部に管状ガラス２から外部に密着した状態で
引き出しハンダによって通電をとってもよい。更に封止
用部材として第一の実施形態では、封止用ビード７ａを
用いて説明したが、封止用ガラスキャップ７ｂを使用し
てもよい。

【００３５】希ガス放電灯の製造方法の第二実施形態で
は、特に図示しないが管状ガラス２の内面に、反射層８
としては、酸化チタン、硫酸バリウム等を積層し、蛍光
体層５を除去する開口部２Ａは、内面に蛍光体層５が除
去されているエッジ５ａ、５ｂには、当然反射層８を設
けない。この為、蛍光体層５のトリミングにより開口部
２Ａを設ける。従って、蛍光体層５の内面に積層する工
程の前に反射層８を積層する工程を含む。

【００３６】従って、このような工程にすることでより
一層、簡素化でき管状ガラスの径を細くしても単体の希
ガス又は混合希ガスを高圧で封入でき、放電の集中もお
こらないで安定放電ができ管状ガラスを曲げることも可
能で、コストの低減、長寿命化が期待できる。また、封
止用部材は、ガラスによる封止であるが内部電極材料の
中にガラス成分が含まれていることで、その内部電極を
管状ガラスに密着した状態で引き出すことが可能であ
り、封止部の密着性、気密性も優れている。

【００３７】

【発明の効果】本発明は、管状ガラスの外面に外部電極
を設け前記管状ガラスの内面に内部電極を塗布してその
電極間距離を小さくできるためランプ径（管径）を小さ
くすることや曲げたりすることを可能とする。硬質ガラ
スを使用した管状ガラスによる誘電体バリア放電によ
り、誘電体（管状ガラス）によるロスを小さくすること
で、放電開始電圧／ランプ電圧を低減させ封入ガス圧を
アップさせようとした場合、管状ガラス径を小さくした
場合に発生する放電の集中がおこらず、ランプ電圧を低
くすることを可能とし、ガス圧を希ガス又は混合希ガス
を単ガスＭＡＸ２２０［Ｔｏｒｒ］、混合希ガスＭＡＸ
４００［Ｔｏｒｒ］まで上昇させても安定放電すること
が可能で、Ｈｇを使用しない環境に優しい希ガス放電灯
で且つ、光量をアップさせるた希ガス放電灯である。ま
た、内部電極を導電性材料により塗布して管状ガラス内
面に形成することで耐震性に優れた構造としている。更
に、内部電極からの引き出しを封止用ビード又は封止用
ガラスキャップにより溶着し、内部電極を管状ガラス内
面に密着した状態を保ちつつ外部に引き出すことを可能
とし、導電性のコネクタをはめ込むだけで内部電極との
導電がとれ、一層コストダウンが期待できる希ガス放電
灯である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関する希ガス放電灯の第一の実施形態
を示す側面図である。

【図２】第１図のＡ−Ａ断面図の要部拡大図を示す図で
ある。

【図３】本発明に関する希ガス放電灯の第一の実施形態
を示す完成図である。

【図４】本発明に関する希ガス放電灯の第二の実施形態
を示す側面図である。

【図５】第２図のＢ−Ｂ断面図の要部拡大図を示す図で
ある。

【図６】本発明に関する希ガス放電灯の第二の実施形態
を示す完成図である。

【図７】本発明に関する第三の実施形態の要部拡大断面
図を示す図である。

【図８】本発明に関する第四の実施形態の要部拡大断面
図を示す図である。

【図９】本発明に関する希ガス放電灯のグラフは、ガス
圧―輝度特性を示したグラフである。

【図１０】本発明に関する希ガス放電灯のグラフは、管
電圧―ガス圧特性を示したグラフである。

【図１１】本発明に関する希ガス放電灯のグラフは、輝
度分布を示したグラフである。

【図１２】本発明に関する希ガス放電灯の製造方法での
第一実施形態を示す工程図である。

【図１３】従来の希ガス放電灯の一例を示す図である。

【図１４】従来の内部中心電極を設け誘電体（管状ガラ
ス）によるロスを小さくした希ガス放電灯を示す図であ
る。

【図１５】図１４の要部拡大Ｃ−Ｃ断面図を示す図であ
る。

【符号の説明】

１、・・・希ガス放電灯 ２、・・・管状ガラス ２ａ・・・管状ガラス一次端部 ２ｂ・・・管状ガラス二次端部 ２Ａ、・・・アパ−チャ−（開口部） ３、・・・外部電極 ３ａ・・・外部電極一次端部 ３ｂ・・・外部電極二次端部 ４、・・・内部電極 ４ａ・・・内部電極一次端部 ４ｂ・・・内部電極二次端部 ５、・・・蛍光体層 ５ａ・・・蛍光体層一次端部 ５ｂ・・・蛍光体層二次端部 ６、・・・希ガス ６ａ・・・単ガスからなる希ガス ６ｂ・・・混合ガスからなる希ガス ７、・・・封止用部材 ７a・・・封止用ビード ７b・・・封止用ガラスキャップ ８・・・反射層 １０・・・導電性コネクタ １１・・・外部導通線 １２・・・ハンダ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１１月２４日（２０００．１１．
２４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関する希ガス放電灯の第一の実施形態
を示す側面図である。

【図２】第１図のＡ−Ａ断面図の要部拡大図を示す図で
ある。

【図３】本発明に関する希ガス放電灯の第一の実施形態
を示す完成図である。

【図４】本発明に関する希ガス放電灯の第二の実施形態
を示す側面図である。

【図５】第２図のＢ−Ｂ断面図の要部拡大図を示す図で
ある。

【図６】本発明に関する希ガス放電灯の第二の実施形態
を示す完成図である。

【図７】本発明に関する第三の実施形態の要部拡大断面
図を示す図である。

【図８】本発明に関する第四の実施形態の要部拡大断面
図を示す図である。

【図９】本発明に関する希ガス放電灯のグラフは、ガス
圧―輝度特性を示したグラフである。

【図１０】本発明に関する希ガス放電灯のグラフは、管
電圧―ガス圧特性を示したグラフである。

【図１１】本発明に関する希ガス放電灯のグラフは、輝
度分布を示したグラフである。

【図１２】本発明に関する希ガス放電灯の製造方法での
第一実施形態を示す工程図である。

【図１３】従来の希ガス放電灯の一例を示す図である。

【図１４】従来の内部中心電極を設け誘電体（管状ガラ
ス）によるロスを小さくした希ガス放電灯を示す図であ
る。

【符号の説明】 １、・・・希ガス放電灯 ２、・・・管状ガラス ２ａ・・・管状ガラス一次端部 ２ｂ・・・管状ガラス二次端部 ２Ａ、・・・アパ−チャ−（開口部） ３、・・・外部電極 ３ａ・・・外部電極一次端部 ３ｂ・・・外部電極二次端部 ４、・・・内部電極 ４ａ・・・内部電極一次端部 ４ｂ・・・内部電極二次端部 ５、・・・蛍光体層 ５ａ・・・蛍光体層一次端部 ５ｂ・・・蛍光体層二次端部 ６、・・・希ガス ６ａ・・・単ガスからなる希ガス ６ｂ・・・混合ガスからなる希ガス ７、・・・封止用部材 ７a・・・封止用ビード ７b・・・封止用ガラスキャップ ８・・・反射層 １０・・・導電性コネクタ １１・・・外部導通線 １２・・・ハンダ

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】詳細には、ＯＡ機器の光源、表示装置のバ
ックライト等に使用されている希ガス放電灯に於ては、
バルブの外壁に形成した一対の外部電極により放電えお
維持するようにしたものがあり、例えば図１３に示すよ
うに構成されている。即ち、７１は希ガス放電灯であ
る。即ち、７１は希ガス放電灯に示すように構成されて
いる。７２は例えば鉛ガラス、ソーダガラス、石英ガラ
スなどによりなるガラスバルブであって、その内面には
希土類蛍光体層、ハロリン酸塩蛍光体層などの蛍光体層
よりなる発光層７３が形成されてる。この蛍光層７３に
は、蛍光層が被着されていないアパーチャー部（開口
部）７２Ａが形成されているが、ガラスバルブで７２の
内周面全体に発光層７３が形成することもできる。又、
このガラスバルブ７２の端部には、例えばガラスバルブ
７２より融点の低いガラス部材よりなる封止部材（図示
せず）で封止されている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】この希ガス放電灯７１は、外部電極７６、
７７に高周波高電圧（例えば２８ＫＨｚで２７００Ｖ）
を印加することによりキセノンガスの放電が生じ、キセ
ノンガスの励起によって紫外線を発し、この紫外線は蛍
光体層７３で可視光に変換され、外部電極７６、７７の
側縁部間の光放出部７２Ａから放出される。特に、この
希ガス放電灯７１には水銀が用いられていないために、
点灯後における光量の立ち上がりが急峻であり、点灯と
同時に光量がほぼ１００％近くにまで達するという特徴
を有している。このために、最近、ファクシミリなどの
原稿読取光源として脚光を浴びている。また、車載用光
源やノ−トパソコンの液晶用バックライトとしても脚光
を浴びている。しかしながら、外部電極間での誘電体バ
リア放電では、誘電体（バルブ）によるロスが大きく放
電開始電圧が高く、ランプ電圧も当然高くなり封入ガス
圧を上げることができず大光量化を達成することが不可
能であった。そこで、近年図１４に示す様に外部電極９
３と内部中心電極９４間の誘電体バリア放電により、誘
電体（バルブ）によるロスを小さくすることで、放電開
始電圧／ランプ電圧を低減させ封入ガス圧をアップさせ
ることを可能とし、光量をアップさせることが見出され
ている。しかし、内部中心電極９４が管状ガラスバルブ
９１中心に張られているような構造をとるため、特に車
載用では振動など耐震性が心配される。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒状の管状ガラスを誘電体として誘電体
   バリア放電をおこなう希ガス放電灯において、前記管状
   ガラスの外面側に外部電極と、内面側には前記外部電極
   と誘電バリア放電させるため内部電極を設け、該管状ガ
   ラスの内面側に蛍光体層が設けられ、該蛍光体層の端部
   を蛍光体層一次端部、蛍光体層二次端部としたときに、
   該蛍光体層を設けていない該蛍光体層一次端部と該蛍光
   体層二次端部間に光取出し用の開口部が該管状ガラス軸
   に対し略平行に設けられ、該外部電極の端部を外部電極
   一次端部、外部電極二次端部、該内部電極の端部を内部
   電極一次端部、内部電極二次端部としたとき、該外部電
   極一次端部が該蛍光体層一次端部を越えないように設け
   られ、該管状ガラスの一方を一次端部、他方を二次端部
   とし、該内部電極を該管状ガラスに密着した状態を保ち
   つつ該管状ガラス二次端部に封止用部材により溶着し封
   止することを特徴とする希ガス放電灯。
2. 【請求項２】前記封止用部材は、封止用ビード又は封止
   用ガラスキャップで形成されることを特徴とする請求項
   １記載の希ガス放電灯。
3. 【請求項３】前記管状ガラスの内部に設けられる内部電
   極は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ等の導電性材料をディップ方式
   によって焼き付けることを特徴とする請求項１記載の希
   ガス放電灯。
4. 【請求項４】前記管状ガラスの内部に設けられる内部電
   極は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ又はそれらの混合物等の導電性
   材料をテープ化し、ガラス管内部に焼き付けることを特
   徴とする請求項１記載の希ガス放電灯。
5. 【請求項５】前記内部電極にはガラスが含まれているこ
   とを特徴とする請求項１〜４記載の希ガス放電灯。
6. 【請求項６】前記蛍光体層の下に光反射層を形成したこ
   とを特徴とする請求項１〜４記載の希ガス放電灯。
7. 【請求項７】前記管状ガラスは、透明硬質ガラスによっ
   て形成されていることを特徴とする請求項１〜５記載の
   希ガス放電灯。
8. 【請求項８】前記外部電極及び内部電極が、帯状電極で
   あることを特徴とする請求項１〜６記載の希ガス放電
   灯。
9. 【請求項９】前記希ガスは、Ｘｅ、Ｋｒ、Ｎｅ、Ｈｅ、
   Ａｒのうち少なくとも単体であるとき封入圧力をＰとす
   ると １６０［Ｔｏｒｒ］≦Ｐ≦２２０［Ｔｏｒｒ］ で前記蛍光体が、紫外線励起され可視発光することを特
   徴とする請求項１〜７記載の希ガス放電灯。
10. 【請求項１０】前記希ガスは、Ｘｅ、Ｋｒ、Ｎｅ、Ｈ
    ｅ、Ａｒのうち少なくともそれらを混合ガスとするとき
    封入圧力がＭＡＸ４００［Ｔｏｒｒ］であり前記蛍光体
    が、紫外線励起され可視発光することを特徴とする請求
    項１〜７記載の希ガス放電灯。
11. 【請求項１１】管状ガラスの外面側に外部電極電極の端
    部を外部電極一次端部、外部電極二次端部として、該管
    状ガラスの内面に導電性の内部電極を該内部電極の端部
    を内部電極一次端部、内部電極二次端部とし、該管状ガ
    ラスの内面に蛍光体層として形成した蛍光体の端部を蛍
    光体層一次端部、蛍光体層二次端部とし、該管状ガラス
    を誘電体として誘電体バリア放電をおこなう希ガス放電
    灯の製造方法において、該管状ガラスを円筒状の硬質ガ
    ラスバルブとし、該内部電極を導電性テープ、塗布、デ
    ィップ方式で設ける工程と、該内部電極を焼成する工程
    と、該管状ガラスの内面に蛍光体層を形成する工程と、
    該外部電極一次端部と該蛍光体層一次端部及び該外部電
    極二次端部と該内部電極一次端部を該管状ガラスを挟み
    一致させる工程と、該管状ガラスの一方を一次端部、他
    方を二次端部としたとき一次端部を溶着して二次端部を
    開放部とて管状ガラスバルブとする工程と、該管状ガラ
    スバルブの開放部から内部に希ガス又は混合希ガスのみ
    を封入する工程と、該管状ガラスバルブの開放部を封止
    用部材で固定する工程と、該管状ガラスバルブに内部電
    極が密着した状態を保ちつつ該封止用部材を溶着し封止
    する工程を備えることを特徴とする希ガス放電灯の製造
    方法。
12. 【請求項１２】前記封止用部材が封止用ビード又は封止
    用ガラスキャップで形成されていることを特徴とする請
    求項１１記載の希ガス放電灯の製造方法。
13. 【請求項１３】前記蛍光体層の下面には反射層を設ける
    工程を備えることを特徴とする請求項１１記載の希ガス
    放電灯の製造方法。
14. 【請求項１４】前記反射層は内部電極を除く部分に設け
    られる工程を備えることを特徴とする請求項１１記載の
    希ガス放電灯の製造方法。
15. 【請求項１５】前記蛍光体層の下面で内部電極の上面を
    除き反射層を設ける工程を備えることを特徴とする請求
    項１１記載の希ガス放電灯の製造方法。
16. 【請求項１６】前記管状ガラスの開放部に内部電極を密
    着した状態を保ち外部に引き出す工程の後に導電性のコ
    ネクタをはめ込む工程を備えることを特徴とする請求項
    １１記載の希ガス放電灯の製造方法。