JP2003077422A - 外部電極型蛍光ランプ及び照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 さらなる発光効率の向上を図った外部電極型
蛍光ランプ、及び照明装置の提供。 【解決手段】 外部電極型蛍光ランプの発明は、内壁面
に蛍光体皮膜２が形成され、かつ放電媒体が封入された
発光管１と、前記発光管１内に放電を起生するため、少
なくとも一方が発光管１外周面に管軸方向ほぼ全長に亘
って配置された外部電極５である一対の放電電極とを有
する外部電極型蛍光ランプであって、前記外部電極５に
対応する領域の蛍光体被膜２が選択的に凹・凸２ａ，２
ｂ，２ｃ化されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置のバ
ックライト用光源などに適する外部電極型蛍光ランプ、
及び照明装置に関する。

【０００２】たとえばパーソナルコンピューター、ワー
ドプロセッサーなどに使用される液晶表示装置は、パー
ソナルコンピューターなどの普及とともに、高性能、長
寿命化が要求されている。そして、それらの構成におい
て、バックライト用光源として使用される蛍光ランプの
高性能化も進められている。ここで、キセノンガスなど
の希ガス放電を利用した蛍光ランプは、有害物質である
水銀を使用しないため、廃棄処分の際に環境に与える悪
影響が少ない他、明るさや放電電圧が周囲温度にほとん
ど影響されず、寿命も長いなどの特長が利用される。

【０００３】ところで、高性能化を図った蛍光ランプと
して、外部電極型蛍光ランプが知られている。すなわ
ち、内壁面に蛍光体被膜が形成され、かつキセノンガス
などの放電媒体が封入された発光管（とえばガラス管）
と、前記発光管の少なくとも一端側にリード端子を導出
して封装された内部電極と、前記発光管の外周面に、管
軸方向ほぼ全長に亘って所要のピッチで螺旋状に捲装さ
れた導電線より成る外部電極と、前記外部電極に接続す
る供電線とを有する外部電極型蛍光ランプが開発されて
いる。

【０００４】図５は、従来の外部電極型蛍光ランプの一
構成例を示すもので、一部切り欠き断面図である。図５
において、１は発光管として機能する気密封止のガラス
管、２は前記ガラス管１の内壁面にほぼ一様な平坦面で
形成された蛍光体被膜である。ここで、ガラス管１は、
たとえば外径１．２〜１０．０ｍｍ程度、長さ５０〜６
００ｍｍ程度で、放電媒体としての希ガス、たとえばキ
セノンガスもしくはキセノンガスを主体とした希ガス系
が封入されている。

【０００５】また、３は前記ガラス管１の一端側にリー
ド端子（導入線）４を導出して封装された内部電極、５
は前記ガラス管１の外周面に、管軸方向ほぼ全長に亘っ
て所要のピッチで螺旋状に捲装された外部電極、６は前
記外部電極５の捲装面を被覆する透光性の熱収縮性樹脂
チューブである。そして、外部電極５に対する電力供給
は、外部電極５の糸足（図示省略）に半田付け・接続し
た供電線で行う。

【０００６】ここで、内部電極３は、たとえばＮｉ系の
一端開口の円筒体である。また、リード端子４は、たと
えばＫＯＶ系の線ないし棒状体であり、一端部が内部電
極３を形成する円筒体の底壁面に溶接により接続する一
方、他端がガラス管１外へ気密に封止・導出されてい
る。さらに、外部電極５は、たとえばＮｉ線（導電線）
で、遮光部を低減するため、線径０．１ｍｍ程度の細線
が使用される。

【０００７】上記外部電極型蛍光ランプは、リード端子
４を介して内部電極３及び供電線を介して外部電極５
に、図示を省略してある点灯回路によって、所要の高周
波電圧を印加（たとえば２０〜１００ＫＨｚ、１〜２Ｋ
Ｖの電圧を供給）すると、両電極３、５による放電が開
始し、ガラス管１内（放電室内）７で紫外線を放射す
る。こうして放射された紫外線が、ガラス管１内壁面の
蛍光体被膜２によって可視光線に変換され、蛍光ランプ
光源として機能する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の外部電極型
蛍光ランプは、発光効率が良好で、安定した点灯など行
い易いという利点を有する。また、両放電電極３、５に
対するリード端子４、及び供電線がガラス管１の端縁部
で、その軸方向に延出されているため、バックライトユ
ニットの組立における装着・位置決めなど行い易いが、
実用上、次のような不都合がしばしば発生する。

【０００９】すなわち、外部電極型蛍光ランプの場合、
点灯時に所定の電圧を印加して放電を起生させると、ガ
ラス管１外周面に捲装配置されている外部電極５に対向
する領域の蛍光体被膜２面で放電が生じる。換言する
と、外部電極５を形成する導電線捲装・敷設部の近傍の
方が、非捲装・敷設部（捲装・敷設部の間）に比べて紫
外線の放射量が多くなっている。

【００１０】しかし、蛍光体被膜２が表面ほぼ一様な平
坦面に形成されている従来の外部電極型蛍光ランプの場
合、前記局部的に多量放射される紫外線は、十分に利用
されない。つまり、蛍光ランプにおける紫外線の可視光
変換は、蛍光体被膜２面を紫外線が放射することによっ
て行われる。したがって、全体的にほぼ一様・平坦な表
面状態を採っている蛍光体被膜２の場合は、部分的な紫
外線の多量放射による可視光への変換も限界があり、結
果として、外部電極５近傍で放射される強い紫外線が有
効に活用されない。換言すると、外部電極５近傍におけ
る多量放射される紫外線の活用如何によって、発光効率
の改善・向上を期待できる。

【００１１】本発明は、上記事情に対処してなされたも
ので、さらなる発光効率の向上を図った外部電極型蛍光
ランプ、及び照明装置の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、内壁
面に蛍光体被膜が形成され、かつ放電媒体が封入された
発光管と、前記発光管内に放電を起生するため、少なく
とも一方が発光管外周面に管軸方向ほぼ全長に亘って配
置された外部電極である一対の放電電極とを有する外部
電極型蛍光ランプであって、前記外部電極に対応する領
域の蛍光体被膜面が選択的に凹・凸面化されていること
を特徴とする外部電極型蛍光ランプである。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１記載の外部電
極型蛍光ランプにおいて、外部電極が導電線の捲装型に
形成され、かつ捲装された導電線に対向する蛍光体被膜
面が凸部化もしくは凹部化していることを特徴とする。

【００１４】請求項３の発明は、請求項１もしくは請求
項２記載の外部電極型蛍光ランプにおいて、発光管外周
面が外部電極を含め一体的に熱収縮性樹脂チューブで被
覆されていることを特徴とする。

【００１５】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３いずれか一記載の外部電極型蛍光ランプと、前記外部
電極型蛍光ランプを支持するランプ支持部と、前記ラン
プ支持部に支持された外部電極型蛍光ランプを点灯する
点灯回路とを有することを特徴とする照明装置である。

【００１６】請求項１ないし４の発明において、発光管
（放電室）内に封入された放電媒体は、たとえばキセノ
ンガス、もしくはキセノン−ネオン混合ガス、キセノン
−アルゴン混合ガスなど、キセノンガスを主体とした希
ガス類、あるいは前記希ガス類及び水銀の混合系であ
る。また、発光管は、たとえばガラス管、石英ガラス
管、透明なセラミックス管などであり、一般的に、外径
１．２〜１０．０ｍｍ程度、肉厚０．２〜０．６ｍｍ程
度、長さ５０〜６００ｍｍ程である。さらに、発光管内
壁面の蛍光体被膜は、通常、この種の蛍光ランプで使用
されている蛍光体で形成される。

【００１７】ここで、蛍光体被膜は、発光管内全周に形
成してあってもよいし、発光管軸方向に一定の幅で蛍光
体被膜が削り取られたアバーチャー構造とすることもで
きる。ただし、蛍光体皮膜は、全体的に、表面がほぼ一
様な平坦であってはならない。すなわち、発光管の外周
面に配置する外部電極の導電線捲装領域、もしくは導電
体層領域に対向する蛍光体被膜面は、選択的に、凹・凸
に形成して表面積を他の領域よりも増大化させた形態と
する必要がある。

【００１８】そして、この蛍光体被膜面の選択的な凹・
凸化は、たとえば蛍光体被膜の形成に先立って、ガラス
管内壁面を選択的に凹部化もしくは凸部化に加工してお
き、一様な膜厚に蛍光体皮膜を設けるか、あるいは一様
な膜厚に設けた蛍光体被膜につき、選択的な凹・凸の粗
面化加工を施すことによって行われる。ここで、凹・凸
化は、溝や窪み、突起や畝、あるいはこれらの組み合わ
せなどが挙げられ、また、その断面形状も、ＶないしＵ
字形、樋形、略放物線形、あるいはこれらの組み合わせ
が挙げられる。

【００１９】なお、この蛍光体被膜の選択的な凹・凸化
は、網状もしくは捲装などの線材で外部電極が形成され
る場合、線材の軸から２ｍｍ程度の範囲内に、螺旋状な
どに設定することが好ましい。また、外部電極が導電性
膜などで形成される場合は、面状外部電極に対向する領
域全面を対象として設けることが望ましい。

【００２０】請求項１ないし３の発明において、放電電
極の少なくとも一方は、発光管外周面に配置されてい
る。すなわち、発光管の少なくとも一端側に封装された
内部電極との間で、発光管内に所要の放電を生ずる外部
電極型、あるいは発光管外周面に、互いに対向離隔して
対状に配置・付設し、発光管壁を介して発光管内で放電
を生ずる外部電極型が挙げられる。ここで、外部電極
は、たとえば導電線を素材とした所定ピッチによる捲装
形、網状配置、あるいは帯状ないしジグザグ状導電膜の
貼着などによる面状形が挙げられる。

【００２１】なお、発光管の外周面に螺旋状に捲装・配
置する外部電極は、たとえば径０．０５〜０．４ｍｍ程
度のＮｉ線やＣｕ線など、抵抗率２×１０^―４Ω以下の
導電線であり、その断面形状は、たとえば円形、楕円
形、半円形、矩形、三角形、あるいはそれらに擬した形
状などでもよい。そして、螺旋状に捲装するピッチは、
一般的に、発光管の外径もしくは内径にもよるが、０．
１〜１０ｍｍ程度のほぼ一定のピッチに設定される。こ
こで、内部電極から離れるほど、外部電極の捲装ピッチ
を連続的もしくは階段的に小さく設定し、軸方向の発光
分布を一様化することもできる。また、前記外部電極の
糸足に接続された供電線は、一般的に、外径０．１〜
０．５ｍｍ程度のＮｉ線、Ｃｕ線、Ａｌ線、ＫＯＶ線、
ジュメット線、もしくはこれらの線を芯線もしくは縒り
線とした絶縁被覆線である。

【００２２】請求項１ないし３の発明において、要すれ
ば付設する内部電極は、たとえばＮｉもしくはＮｉ合金
などのＮｉ系金属を素材とした円筒体（もしくは円柱
体）を本体としたものである。そして、その寸法や構造
は、一般的に、長さ２〜５ｍｍ程度であり、内部電極
は、発光管の一端側だけでなく、両端側にそれぞれ封装
した構造としてもよい。なお、前記円筒体もしくは円柱
体に対するリード端子（導入線）の接続は、一般的に、
溶接などで行われる。また、発光管内における内部電極
の封装・配置は、一般的に、発光管に対して同軸的であ
る。

【００２３】請求項３の発明において、外部電極を含む
発光管外周面を被覆・固定し、保護ないし安全性の向上
を図る透光性樹脂チューブは、たとえば熱収縮性のポリ
エチレンテレフタレート樹脂製チューブ、ポリイミド樹
脂フィルム、フッ素樹脂フィルムなど、適度の耐熱性を
有する樹脂製のチューブである。つまり、所要の加熱処
理を施すと収縮性を呈し、被覆される発光管面などに密
着的に一体化する樹脂チューブないしフィルムである。

【００２４】請求項４の発明において、ランプ支持部及
び支持された外部電極型蛍光ランプを点灯する点灯回路
は、この種、外部電極型蛍光ランプの点灯・駆動に使用
する点灯装置ないし照明器具である。

【００２５】請求項１ないし３の発明では、発光管外周
面に配置された外部電極に対向する蛍光体被膜領域が選
択的に、凹・凸面化した構造を採っている。つまり、外
部電極近傍の蛍光体被膜面が選択的に凹・凸化され、蛍
光体被膜の表面積が他の領域よりも増大化した形態を採
っている。したがって、外部電極近傍の蛍光体被膜面で
起生する多量の紫外線は、効率よく活用される。つま
り、発光管内において、放電で発生した紫外線は、より
効率的に蛍光体被膜によって可視光に変換されるため、
発光効率の向上・改善が図られた蛍光ランプとして機能
する。

【００２６】請求項４の発明では、上記発光効率の向上
・改善が図られた外部電極型蛍光ランプを光源としてい
るため、より効率的ないし省エネルギー型な照明装置と
して機能する。

【００２７】

【発明の実施態様】以下、図１、図２、図３、及び図４
を参照して実施例を説明する。

【００２８】図１は、第１の実施例に係る外面電極型蛍
光ランプの概略構成を示す一部切り欠き断面図である。
図１において、１は発光管を成すガラス管、たとえば外
径１．２〜１０．０ｍｍ程度、長さ５０〜６００ｍｍ程
度の、一端封止のガラス管である。ここで、ガラス管１
は、その内壁面に蛍光体被膜２が形成され、放電媒体と
してキセノンガスを主体とした希ガスが封入されてい
る。また、前記発光管を成すガラス管１内には、たとえ
ば外径０．６〜２．０ｍｍ程度、長さ２〜５ｍｍ程度の
円筒型の内部電極３が、リード端子（導入線）４を介し
て同軸的に封装されている。

【００２９】さらに、５は外部電極、たとえば径０．０
５〜０．４ｍｍ程度のＮｉ線やＣｕ線をピッチ間隔１〜
５ｍｍ程度で、ガラス管１外周面のほぼ全域に亘って捲
装されている。そして、前記蛍光体被膜２は、外部電極
５を形成しているＮｉ線などの捲装領域に対向する領域
において凹部化２ａされている。すなわち、外部電極５
に対応して蛍光体被膜２がスパイラル状に凹部（溝付
け）化２ａされている。なお、外部電極５の一端側は、
図示を省略した糸足に供電線、たとえば径０．３〜０．
８ｍｍ程度のＫＯＶ線を芯線として成る絶縁被覆線を半
田付けし、電気的に接続されている。

【００３０】さらにまた、６は外部電極５の捲装領域を
含むガラス管１外周面を一体的に被覆し、捲装された外
部電極５及び外部電極５の糸足と供電線との接続部を固
定化する熱収縮性樹脂チューブ（熱収縮性樹脂層）であ
る。ここで、熱収縮性樹脂チューブ６は、たとえば厚さ
０．２ｍｍ程度の透光性フッ素樹脂製である。

【００３１】上記外部電極型蛍光ランプは、螺旋状に捲
装・形成された外部電極５に対向し、かつ放電時に、紫
外線を多量放射される蛍光体被膜２面が選択的に凹設
（凹部）２ａ化され、この凹部２ａ化によって蛍光体被
膜２面が増大化している。つまり、蛍光体被膜２が平坦
面である場合に比べて蛍光体被膜２面が増大化している
ため、放電時に起生する紫外線は、より効果的に可視光
に変換されて発光効率が向上する。

【００３２】たとえば、この外部電極型蛍光ランプを対
応する点灯器具に装着し、所要の高周波電圧を印加し
て、発光輝度を試験・評価したところ、従来の同規格の
外部電極型蛍光ランプに比べて、発光輝度が５〜６％程
度向上していた。また、管軸方向における輝度測定から
配光分布を求めたところ全長に亘って、ほぼ一様な輝度
を呈することが確認された。

【００３３】図２は、第２の実施例に係る外部電極型蛍
光ランプの概略構成を示す一部切り欠き断面図である。
図２において、１は内壁面に蛍光体被膜２が形成され、
放電媒体としてキセノンガスを主体とした希ガスが封入
されている発光管を成すガラス管、３は前記ガラス管１
内に封装された内部電極、４は前記内部電極３に接続す
るリード端子（導入線）、５は前記ガラス管１外周面の
ほぼ全域に亘って捲装されている外部電極、６は前記外
部電極５の捲装領域を含むガラス管１外周面を一体的に
被覆し、捲装された外部電極５を固定化する熱収縮性樹
脂チューブ（熱収縮性樹脂層）である。

【００３４】第２の実施例に係わる外部電極型蛍光ラン
プは、第１の実施例の場合と基本的に同様な構成を採っ
ている。すなわち、ガラス管１内壁面に設けられている
蛍光体被膜２の表面が、外部電極５を形成しているＮｉ
線などの捲装領域に対向する領域において凸設（凸部）
化２ｂされている他は、第１の実施例の場合と同様の構
成と成っている。さらに言及すると、捲装型の外部電極
５に対応して、蛍光体被膜２がスパイラル状に凸部（突
起）２ｂ化し、これによって、外部電極５近傍の蛍光体
被膜２面積を選択的に増大化した形態を採ったものであ
る。

【００３５】上記外部電極型蛍光ランプは、螺旋状に捲
装・形成された外部電極５に対向し、放電時に紫外線が
多量放射される蛍光体被膜２面が選択的に凸部２ｂ化さ
れ、この凸部２ｂ化によって蛍光体被膜２面が増大化し
ている。つまり、蛍光体被膜２が平坦面である場合に比
べて蛍光体被膜２面が増大化しているため、第１の実施
例の場合と同様に、放電時に起生す紫外線は、より効率
的に可視光に変換されて発光効率が向上する。

【００３６】図３は、第３の実施例に係る外部電極型蛍
光ランプの概略構成を示す一部切り欠き断面図である。
図３において、１は内壁面に蛍光体被膜２が形成され、
放電媒体としてキセノンガスを主体とした希ガスが封入
されている発光管を成すガラス管、３は前記ガラス管１
内に封装された内部電極、４は前記内部電極３に接続す
るリード端子（導入線）、５は前記ガラス管１外周面の
ほぼ全域に亘って捲装されている外部電極、６は前記外
部電極５の捲装領域を含むガラス管１外周面を一体的に
被覆し、捲装された外部電極５を固定化する熱収縮性樹
脂チューブ（熱収縮性樹脂層）である。

【００３７】第３の実施例に係わる外部電極型蛍光ラン
プは、第１の実施例の場合と基本的に同様な構成を採っ
ている。すなわち、ガラス管１内壁面に設けられている
蛍光体被膜２の表面が、外部電極５を形成しているＮｉ
線などの捲装領域に対向する領域において、畝状に２条
の凸部２ｃ化されている他は、第１の実施例の場合と同
様の構成と成っている。さらに言及すると、捲装型の外
部電極５に対応して、蛍光体被膜２がスパイラル状に、
かつ畝状に２条凸部２ｃ化し、この２条の凸部２ｃによ
って、外部電極５近傍の蛍光体被膜２面を増大化した形
態を採ったものである。

【００３８】上記外部電極型蛍光ランプは、螺旋状に捲
装・形成された外部電極５に対向し、放電時に紫外線が
多量放射される蛍光体被膜２面が選択的に畝状に２条凸
部（突起）２ｃ化され、この凸部２ｃ化によって蛍光体
被膜２面が増大化している。つまり、蛍光体被膜２が平
坦面である場合に比べて蛍光体被膜２面が増大化してい
るため、第１の実施例の場合と同様に、放電時に起生す
る紫外線は、より効果的に可視光に変換されて発光効率
が向上する。

【００３９】なお、上記では、ガラス管１内に一方の放
電電極３を封装し、ガラス管１の外周面に他方の放電電
極５を捲装配置した外部電極型蛍光ランプの構成につい
て例示したが、次のような構造を採ってもよい。すなわ
ち、外部電極５を管軸に沿って帯状の導電膜（面状電
極）を配置した構成、あるいはガラス管１内両端側に内
部電極３を対で封装し、ガラス管１の外周面に外部電極
５を配置した構成を採ることもできる。さらに、図４に
要部構成を縦断面的に示すように、管軸方向に伸びる導
電膜を互いに離隔して貼着し、一対の外部電極５ａ，５
ｂで所要の放電を行う構成としてもよい。

【００４０】本発明は、上記実施例に限定されるもので
なく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を
採ることができる。たとえば外部電極に対向する領域の
蛍光体被膜の凹・凸は、凹部化や凸部化による溝状、突
起状、畝状などの他、粗面化ないし凹凸の連続など、要
するに選択的領域の表面積を増大化できるならば、その
手段は、特に、限定されない。また、ガラス管などの材
質、外径、長さ、あるいは内部電極および外部電極の材
質、径などは、目的に応じて適宜選択できる。

【００４１】

【発明の効果】請求項１ないし３の発明によれば、外部
電極近傍の蛍光体被膜面が選択的に凹凸化され、蛍光体
被膜の表面積が他の領域よりも増大化した形態を採って
いるため、外部電極近傍の蛍光体被膜面で起生する多量
の紫外線は、効率よく活用される。つまり、発光管内に
おいて、放電で発生した紫外線は、蛍光体皮膜によっ
て、より効率的に可視光に変換されるため、発光効率の
向上・改善が図られた蛍光ランプを提供できる。

【００４２】請求項４の発明によれば、発光効率が向上
・改善された外部電極型蛍光ランプを光源としているた
め、より効率的ないし省エネルギー型の照明装置を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係る外部電極型蛍光ランプの概
略構成を示す一部切り欠き断面図。

【図２】第２の実施例に係る外部電極型蛍光ランプの概
略構成を示す一部切り欠き断面図。

【図３】第３の実施例に係る外部電極型蛍光ランプの概
略構成を示す一部切り欠き断面図。

【図４】他の実施例に係る外部電極型蛍光ランプの概略
構成を示す縦断面図。

【図５】従来の外部電極型蛍光ランプの概略構成を示す
一部切り欠き断面図。

【符号の説明】

１……ガラス管 ２……蛍光体被膜 ２ａ……蛍光体被膜の凹部 ２ｂ……蛍光体被膜の凸部 ２ｃ……蛍光体被膜の畝状凸部 ３……内部電極 ４……端子リード（導入線） ５……外部電極(捲装金属線) ６……熱収縮性樹脂チューブ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内壁面に蛍光体被膜が形成され、かつ放
   電媒体が封入された発光管と、前記発光管内に放電を起
   生するため、少なくとも一方が発光管外周面に管軸方向
   ほぼ全長に亘って配置された外部電極である一対の放電
   電極とを有する外部電極型蛍光ランプであって、前記外
   部電極に対応する領域の蛍光体被膜面が選択的に凹・凸
   面化されていることを特徴とする外部電極型蛍光ラン
   プ。
2. 【請求項２】 外部電極が導電線の捲装型に形成され、
   かつ捲装された導電線に対向する蛍光体被膜面が凸部化
   もしくは凹部化していることを特徴とする請求項１記載
   の外部電極型蛍光ランプ。
3. 【請求項３】 発光管外周面が外部電極を含め一体的に
   熱収縮性樹脂チューブで被覆されていることを特徴とす
   る請求項１もしくは請求項２記載の外部電極型蛍光ラン
   プ。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３いずれか一記載
   の外部電極型蛍光ランプと、 前記外部電極型蛍光ランプを支持するランプ支持部と、 前記ランプ支持部に支持された外部電極型蛍光ランプを
   点灯する点灯回路と、を有することを特徴とする照明装
   置。