JP2010129400A - 二重管型蛍光ランプの製造方法及び二重管型蛍光ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】 管軸方向および管軸に対する周方向で光出力が均一となる二重管型蛍光ランプの製造方法および二重管型蛍光ランプを提供することにある。
【解決手段】 本発明の二重管型蛍光ランプの製造方法は、外側管１２と内側管１３とによる円筒状二重管構造の放電容器１１を有し、外側管１２の内表面と内側管１３の外表面に蛍光体１７を有する二重管型蛍光ランプの製造方法において、外側管１２と内側管１３の少なくとも一方に、放電容器１１の内部空間に向かって突起部２０を作る工程と、外側管１２と内側管１３とで放電容器１１を形成するとともに、両端にそれぞれ排気管１８ａ、１９ａを設ける工程と、排気管１８ａ、１９ａから蛍光体となる蛍光体原料１７ａを放電容器１１内に流し込む工程と、一方の排気管１８ａから他方の排気管１９ａに向けて気体を流し、蛍光体原料１７ａを乾燥させる工程と、排気管１８ａ、１９ａを封止切る工程とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、一般照明装置の光源、バックライト装置の光源、紫外線照射装置の光源、に利用される二重管型蛍光ランプの製造方法、及び、二重管型蛍光ランプに関する。

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光源は、細長いガラス管からなる放電容器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、放電容器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、放電容器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外部電極型の蛍光ランプが知られている。

近年、一般照明装置、バックライト装置については、光出力の一層の増強が望まれてきており、従来から知られている二重管構造のエキシマランプを用いて、その放電容器の内面全体に蛍光体を塗布した二重管型蛍光ランプが開発されている。
この二重管型蛍光ランプは、外側管の内表面と内側管の外表面に蛍光体を有する構造であるために、従来の筒状の一重管型の外部電極型の蛍光ランプに比べ、蛍光体の形成領域が増え、光出力が増加するものである。

また、紫外線照射装置においても、放電容器の内面全体に蛍光体を塗布した二重管型蛍光ランプが開発されている。この二重管型蛍光ランプは、例えば１７２ｎｍの紫外線を励起光として、例えば３１１ｎｍや３４０ｎｍなどの紫外部に発光する蛍光体を用いて紫外線を発光させるものである。
このような紫外線照射装置についても、光出力の一層の増強が望まれてきている。

図５は、二重管型蛍光ランプの説明図である。
この二重管型蛍光ランプ１０は、各々、シリカガラスよりなる円筒状の外側管１２および円筒状の内側管１３が同軸上に配置されると共に、両端において溶融して接合されて外側管１２と内側管１３との間に円筒状の放電空間Ｓが形成されてなる二重管構造をなす放電容器１１を備えており、金網などの導電性材料よりなるメッシュ状の外部電極１６が外側管１２の外表面に密接して設けられていると共に例えばアルミニウムよりなる内部電極１５が内側管１３の内表面に密接して設けられており、キセノンガスなどの希ガスが放電空間Ｓ内に封入されて、外側管１２の内表面と内側管１３の外表面に蛍光体１７が設けられて構成されている。
図中、１８、１９は、放電容器１１の両端に形成された排気管残部である。
特開２００１−０２３５７８号公報

この二重管型蛍光ランプ１０の放電容器１１内に蛍光体を設ける工程は以下の通りある。
図６（ａ）に示すように、外側管１２と内側管１３を、その両端で封着し放電容器１１を形成するとともに、外側管１２と内側管１３の一部からなる放電空間Ｓに繋がる排気管１８ａ，１９ａを有する構造体を製造する。

この構造体を、図６（ｂ）に示すように、排気管１８ａ、１９ａが鉛直方向に向くように放電容器１１を立て、下方の排気管１９ａを蛍光体となる液体状の蛍光体原料１７ａの中に沈め、上方の排気管１８ａから放電容器１１内の気体を吸引することにより、蛍光体原料１７ａを吸い上げ、放電容器１１内を蛍光体原料１７ａで満たす。

その後、放電容器１１内の気体の吸引を中止することにより、放電容器１１内に吸い上げられた蛍光体原料１７ａが下方に流れ出し、外側管１２の内表面と内側管１３の外表面に蛍光体原料が塗布された状態になる。

そして、図６（ｃ）に示すように、排気管１８ａ、１９ａが鉛直方向に向くように放電容器１１を立てた状態で、上方の排気管１８ａから乾燥した窒素ガスを流し、その窒素ガスを下方の排気管１９ａから排出し、蛍光体原料１７ａを乾燥させて外側管１２の内表面と内側管１３の外表面に蛍光体１７を形成するものである。

しかしながら、このような方法では、放電容器１１内に流れる窒素ガスは、図６（ｃ）中、矢印で示すように、上方の排気管１８ａから下方の排気管１９ａに向けて直線状に流れるものである。
この結果、窒素ガスは、矢印に沿って形成された放電空間Ｓ１には良好に流れるものであるが、矢印から離れて形成された放電空間Ｓ２には流れ込まないか、流れ込んでも微量のものである。
このように、放電容器１１内に窒素ガスが均一に満遍なく流れないものであり、窒素ガスが良好に流れる領域では、蛍光体原料１７ａは素早く乾燥し所定の厚みの蛍光体を得ることができるが、窒素ガスが流れ難い領域では蛍光体原料１７ａが乾燥する前に流れ落ちてしまい、所定の厚みより薄い蛍光体となるものである。

つまり、外側管１２の内表面と内側管１３の外表面に形成された蛍光体１７は、不均一な厚みとなり、二重管型蛍光ランプ１０の管軸方向および管軸に対する周方向で、光出力が不均一になるという問題があった。

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、管軸方向および管軸に対する周方向で光出力が均一となる二重管型蛍光ランプの製造方法および二重管型蛍光ランプを提供することにある。

請求項１に記載の重管型蛍光ランプの製造方法は、外側管と内側管とによる円筒状二重管構造の放電容器を有し、前記外側管の内表面と前記内側管の外表面に蛍光体を有する二重管型蛍光ランプの製造方法において、前記外側管と前記内側管の少なくとも一方に、放電容器の内部空間に向かって突起部を作る工程と、前記外側管と前記内側管とで放電容器を形成するとともに、両端にそれぞれ排気管を設ける工程と、前記排気管から蛍光体となる蛍光体原料を前記放電容器内に流し込む工程と、前記一方の排気管から前記他方の排気管に向けて気体を流し、前記蛍光体原料を乾燥させる工程と、前記それぞれの排気管を封止切る工程と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の重管型蛍光ランプは、外側管と内側管とによる円筒状二重管構造の放電容器を有し、前記外側管の内表面と前記内側管の外表面に蛍光体が設けられ、前記外側管と前記内側管との間に形成された円筒状の放電容器内に希ガスが封入され、前記外側管の外表面と前記内側管の内表面にそれぞれ電極が配置されてなる二重管型蛍光ランプであって、前記放電容器の両端にそれぞれ排気管を封止切った排気管残部が形成されており、前記外側管と前記内側管の少なくとも一方に、放電容器の内部空間に向かって突起部が形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の二重管型蛍光ランプは、請求項２に記載の二重管型蛍光ランプであって、特に、前記突起部は、前記放電容器の長手方向の管軸に沿って、複数形成されていることを特徴とする。

本発明の二重管型蛍光ランプの製造方法によれば、外側管の内表面と内側管の外表面に蛍光体を均一な厚みで形成するこができるものである。
さらに、本発明の二重管型蛍光ランプによれば、管軸方向および管軸に対する周方向で光出力を均一にすることができるものである。

以下、本願発明の二重管型蛍光ランプを図面を用いて説明する。
図１は、本願発明の二重管型蛍光ランプの説明図である。
この二重管型蛍光ランプ１０は、各々、シリカガラスよりなる円筒状の外側管１２および円筒状の内側管１３が同軸上に配置されると共に、両端において溶融して接合されて外側管１２と内側管１３との間に円筒状の放電空間Ｓが形成されてなる二重管構造をなす放電容器１１を備えており、金網などの導電性材料よりなるメッシュ状の外部電極１６が外側管１２の外表面に密接して設けられていると共に例えばアルミニウムよりなる内部電極１５が内側管１３の内表面に密接して設けられており、キセノンガスなどの希ガスが放電容器１１の放電空間Ｓ内に封入されて、外側管１２の内表面と内側管１３の外表面に蛍光体１７が設けられて構成されている。

この二重管型蛍光ランプ１０は、放電容器１１の両端に、それぞれ排気管を封止切った排気管残部１８，１９が形成されており、内側管１３には放電容器１１の放電空間Ｓである内部空間に向かって突起部２０が形成されている。
この突起部２０の先端は、外側管１２の内表面には接しておらず、突起部２０の先端と外側管１２の内表面との間に空隙が形成されている。

次に、本願発明の二重管型蛍光ランプの放電容器の製造方法について説明する。
図２（ａ）に示すように、放電容器１１を構成する外側管１２と内側管１３のうち、内側管１３にシリカガラスよりなる柱状体を溶着して突起部２０を形成する。この突起部２０は放電容器１１の内部空間に向かって突出するように内側管１３に設けられている。

次に、図２（ｂ）に示すように、外側管１２と内側管１２をその両端で封着し放電容器１１を形成するとともに、放電容器１１の両端に、外側管１２と内側管１３の一部からなる放電空間Ｓに繋がる排気管１８ａ，１９ａを設け放電容器構造体を製造する。

この放電容器構造体を、図２（ｃ）に示すように、排気管１８ａ、１９ａが鉛直方向に向くように放電容器１１を立て、下方の排気管１９ａを蛍光体となる液体状の蛍光体原料１７ａの中に沈め、上方の排気管１８ａから放電容器１１内の気体を吸引することにより、蛍光体原料１７ａを吸い上げ、放電容器１１内に蛍光体原料１７ａを流し込み、放電容器１１内を蛍光体原料１７ａで満たす。

その後、放電容器１１内の気体の吸引を中止することにより、放電容器１１内に吸い上げられた蛍光体原料１７ａが下方に流れ出し、外側管１２の内表面と内側管１３の外表面に蛍光体原料が塗布された状態になる。

さらに、図２（ｄ）に示すように、排気管１８ａ、１９ａが鉛直方向に向くように放電容器１１を立てた状態で、上方の排気管１８ａから乾燥した気体である窒素ガスを流し、その窒素ガスを下方の排気管１９ａから排出し、蛍光体原料１７ａを乾燥させて外側管１２の内表面と内側管１３の外表面に蛍光体１７を形成するものである。

そして、図２（ｅ）に示すように、一方の排気管１８ａを封止切り、他方の封止管１９ａから放電容器１１内のガスを排気し、排気工程終了後に希ガスであるキセノンガスを適宜の量放電容器１１内に封入し、封止管１９ａを封止切り放電容器を完成させるものである。

なお、上記の工程では、外側管１２の内表面と内側管１３の外表面に直接蛍光体原料１７ａを塗布する工程を説明したが、蛍光体原料１７ａを塗布する前に、外側管１２の内表面と内側管１３の外表面にガラス膜を形成するための液体状のガラス膜構成原料を塗布し、乾燥させる工程を追加してもよい。
また、放電容器１１を構成する外側管１２と内側管１３は、シリカガラスに限らず、用途により、硬質ガラスとしてホウケイ酸ガラスやアルミノケイ酸ガラス、さらに、軟質ガラスとしてソーダ石灰ガラスなどのガラスを使用することも可能である。
この工程は、上記図２（ｃ）（ｄ）の工程と同じ工程であり、蛍光体原料１７ａに替えてガラス膜構成原料を用いるものである。

図２（ｄ）に示すように、蛍光体原料１７ａを乾燥させる工程において、放電容器１１内に流れる窒素ガスは、矢印で示すように、上方の排気管１８ａから放電容器１１の流れ込み、先ず初めに放電空間Ｓ１に流れ込む。そして、放電空間Ｓ１を窒素ガスが進行し、突起部２０に衝突してガスの一部が放電空間Ｓ２側にも流れ込むものである。
つまり、突起部２０によって、放電容器１１内に窒素ガスが均一に満遍なく流れるようになり、蛍光体原料１７ａはどの位置においても略同じ速度で乾燥するものであり、蛍光体の厚みを均一にすることができる。

このような製造方法によって出来上がった二重管型蛍光ランプによれば、外側管１２の内表面と内側管１３の外表面に形成された蛍光体１７は、全体で均一な厚みとなり、二重管型蛍光ランプ１０の管軸方向および管軸に対する周方向で光出力が均一になる。

図３は、本願発明の二重管型蛍光ランプの他の実施例の説明図である。
この実施例では、内側管１３に形成された突起部２１は内側管１３を加熱溶融させて、放電容器１１の内部空間に向かって突出するように凹ましたものである。
この突起部２１の先端は、外側管１２の内表面には接しておらず、突起部２１の先端と外側管１２の内表面との間に空隙が形成され、ガスが流通するものである。

この実施例においても、蛍光体原料を乾燥させる工程において、放電容器１１内に流れる窒素ガスは、排気管残部１８として示されている排気管から放電容器１１の流れ込み、先ず初めに放電空間Ｓ１に流れ込む。そして、放電空間Ｓ１を窒素ガスが進行し、突起部２１に衝突してガスの一部が放電空間Ｓ２側にも流れ込むものであり、放電容器１１内に窒素ガスが均一に満遍なく流れるようになり、蛍光体原料はどの位置においても略同じ速度で乾燥して、蛍光体１７の厚みを均一にすることができる。

このような二重管型蛍光ランプによれば、外側管１２の内表面と内側管１３の外表面に形成された蛍光体１７は、全体で均一な厚みとなり、二重管型蛍光ランプ１０の管軸方向および管軸に対する周方向で光出力が均一になる。

そして、図３に示す二重管型蛍光ランプのように、突起部２１が放電容器１１の長手方向の管軸に沿って複数形成されていることによって、放電容器１１内に流れる窒素ガスの流れをより一層ランダムにすることができ、放電容器１１内に流れる窒素ガスがより均一に流れるようになり、蛍光体の厚みを確実に均一にすることができる。
この結果、二重管型蛍光ランプ１０の管軸方向および管軸に対する周方向で光出力の均一性がより高いものになる。

上記実施例では、内側管に突起部を形成した例を示しが、外側管に放電容器の内部空間に向かって突起部を形成してもよく、内側管と外側管の両方に放電容器の内部空間に向かって突起部を形成してもよい。

図４は、本願発明の二重管型蛍光ランプの他の実施例の説明図である。
この実施例では、内側管１３の図中右側の端部は外側管１２の端部と接合されており、内側管１３の図中左側の端部は内側管１３のみで封止し、外側管１２の図中左側の端部は外側管１２のみで封止し放電容器１１が形成されている。
また、外側管１２には、シリカガラスよりなる柱状体を溶着して突起部２０を形成する。この突起部２０は、放電容器１１の内部空間に向かって突出するように外側管１２に設けられている。
この突起部２０の先端は、内側管１３の内表面には接しておらず、突起部２０の先端と内側管１３の内表面との間に空隙が形成され、ガスが流通するものである。

この実施例においても、窒素ガスは放電空間Ｓ１，Ｓ２に流れ込む。そして、放電空間Ｓ１，Ｓ２に流れ込んだ窒素ガスは、突起部２０に衝突してガスの一部がそれぞれ反対側の放電空間側にも流れ込むものであり、蛍光体原料を乾燥させる工程において、放電容器１１内に流れる窒素ガスは、排気管残部１８として示されている排気管から放電容器１１の流れ込み遍なく流れるようになり、蛍光体原料はどの位置においても略同じ速度で乾燥して、蛍光体１７の厚みを均一にすることができる。

このような二重管型蛍光ランプによれば、外側管１２の内表面と内側管１３の外表面に形成された蛍光体１７は、全体で均一な厚みとなり、二重管型蛍光ランプ１０の管軸方向および管軸に対する周方向で光出力が均一になる。

そして、図４に示す二重管型蛍光ランプのように、突起部２０が放電容器１１の長手方向の管軸に沿って複数形成されていることによって、放電容器１１内に流れる窒素ガスの流れをより一層ランダムにすることができ、放電容器１１内に流れる窒素ガスがより均一に流れるようになり、蛍光体の厚みを確実に均一にすることができる。
この結果、二重管型蛍光ランプ１０の管軸方向および管軸に対する周方向で光出力の均一性がより高いものになる。

本願発明の二重管型蛍光ランプの説明図である。 本願発明の二重管型蛍光ランプの製造工程説明図である。 本願発明の他の実施例の二重管型蛍光ランプの説明図である。 本願発明の他の実施例の二重管型蛍光ランプの説明図である。 従来二重管型蛍光ランプの説明図である。 従来の二重管型蛍光ランプの製造工程説明図である。

符号の説明

１１ 放電容器
１２ 外側管
１３ 内側管
１５ 電極
１６ 電極
１７ 蛍光体
１８ 排気管残部
１９ 排気管残部
２０ 突起部
２１ 突起部

Claims (3)

1. 外側管と内側管とによる円筒状二重管構造の放電容器を有し、前記外側管の内表面と前記内側管の外表面に蛍光体を有する二重管型蛍光ランプの製造方法において、
   前記外側管と前記内側管の少なくとも一方に、放電容器の内部空間に向かって突起部を作る工程と、
   前記外側管と前記内側管とで放電容器を形成するとともに、両端にそれぞれ排気管を設ける工程と、
   前記排気管から蛍光体となる蛍光体原料を前記放電容器内に流し込む工程と、
   前記一方の排気管から前記他方の排気管に向けて気体を流し、前記蛍光体原料を乾燥させる工程と、
   前記それぞれの排気管を封止切る工程と、
   を備えることを特徴とする二重管型蛍光ランプの製造方法。
2. 外側管と内側管とによる円筒状二重管構造の放電容器を有し、前記外側管の内表面と前記内側管の外表面に蛍光体が設けられ、前記外側管と前記内側管との間に形成された円筒状の放電容器内に希ガスが封入され、前記外側管の外表面と前記内側管の内表面にそれぞれ電極が配置されてなる二重管型蛍光ランプであって、
   前記放電容器の両端にそれぞれ排気管を封止切った排気管残部が形成されており、
   前記外側管と前記内側管の少なくとも一方に、放電容器の内部空間に向かって突起部が形成されていることを特徴とする二重管型蛍光ランプ。
3. 前記突起部は、前記放電容器の長手方向の管軸に沿って、複数形成されていることを特徴とする請求項２に記載の二重管型蛍光ランプ。

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