JP2855051B2 - Discharge tube - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、発光色を変えることが
できる放電管及びそれを用いた放電装置に関し、例え
ば、照明用ランプ、屋内外に設置されるネオンサイン及
び表示用ランプなどに適用することができる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a discharge tube capable of changing the color of emitted light and a discharge device using the same, and is applicable to, for example, lighting lamps, neon signs installed indoors and outdoors, and display lamps. can do.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、気体放電に伴う発光色は使用する
ガス（蒸気を含む）の種類に応じて固有のものとされて
おり、発光色を変えることは不可能であると認識されて
いた。これに対して、本件発明者のうちの一人は、通常
の放電管を用いてパルス放電させ、そのパルスの幅、周
期、立ち上がり等を変化させることによって、前記放電
管内の電子エネルギーを制御し、それにより陽光柱の発
光色を変えて前記放電管の発光色を変える方法を発明し
た（特公昭５３−４２３８６号、及び、１９７３年６月
２５日に社団法人電気学会により発行された板谷良平ら
による「放電光色の制御」と題するプラズマ研究会資料
（資料番号ＥＰ−７３−２）、を参照）。 しかし、こ
の方法では、パルス放電を利用し、そのパルスの幅、周
期、立ち上がり等を変化させていたので、特殊な電源を
必要とする、雑音の発生が大きい、電源効率が低下す
る、電極の負担が大きい、などの問題があった。なお、
前述の方法では、放電管の発光色は陽光柱の発光色にの
み依存し、負グローの発光は、放電管の発光色に利用す
ることができないので極力外部に漏れぬように遮るべき
である、との考え方に立脚していた。2. Description of the Related Art Heretofore, it has been recognized that the color of light emitted by gas discharge is peculiar to the type of gas (including vapor) used, and that it is impossible to change the color of light emitted. . On the other hand, one of the present inventors controls the electron energy in the discharge tube by causing a pulse discharge using a normal discharge tube and changing the pulse width, period, rise, and the like, Accordingly, a method of changing the emission color of the positive column to change the emission color of the discharge tube was invented (Japanese Patent Publication No. 53-42386, and Ryohei Itaya published by the Institute of Electrical Engineers of Japan on June 25, 1973). , Entitled "Control of Discharge Light Color" (Document No. EP-73-2). However, in this method, a pulse discharge is used to change the pulse width, period, rise, etc., so that a special power supply is required, noise is large, power supply efficiency is reduced, and electrode There were problems such as a heavy burden. In addition,
In the aforementioned method, the emission color of the discharge tube depends only on the emission color of the positive column, and the emission of the negative glow cannot be used for the emission color of the discharge tube. , And was based on the idea.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記事情に
鑑みてなされたもので、発光色を変えることができると
ともに、パルス放電を利用してそのパルスの幅、周期、
立ち上がり等を変化させるという必要が必ずしもない、
放電管及びそれを用いた放電装置を提供しようとするも
のである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to change the emission color and to use a pulse discharge to make the pulse width, period,
It is not always necessary to change the rise, etc.
An object of the present invention is to provide a discharge tube and a discharge device using the same.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第１の態様の放電管では、管状の容器と、
該容器内に封入された封入ガスであって、互いに励起レ
ベル及び発生紫外線の波長が異なる第１のガス及び第２
のガスを有する封入ガスと、前記容器内に軸方向に電界
を与えて前記容器内に陽光柱を発生させるための第１の
電極手段と、前記容器内に電界を与えて、前記容器の壁
面に実質的に沿った領域であって前記第１の電極手段に
より与えられる電界により発生する前記陽光柱に対応す
る領域に、負グローを発生させるための第２の電極手段
と、を備えた構成としたものである。そして、前記容器
の内壁には、前記第１のガスにより発生される紫外線を
主として第１の可視光に変換する第１の蛍光体、及び、
前記第２のガスにより発生される紫外線を主として前記
第１の可視光とは波長の異なる第２の可視光に変換する
第２の蛍光体が、塗布される。この場合、前記第１のガ
スが水銀蒸気であるとともに前記第２のガスがキセノン
ガスであってもよい。According to a first aspect of the present invention, there is provided a discharge vessel comprising: a tubular container;
A first gas and a second gas having different excitation levels and different wavelengths of generated ultraviolet rays, which are sealed gas sealed in the container.
A first electrode means for applying an electric field in the container in the axial direction to generate a positive column in the container; and applying an electric field in the container to provide a wall surface of the container. A second electrode means for generating a negative glow in a region substantially along the axis and corresponding to the positive column generated by the electric field provided by the first electrode means. It is what it was. And, on the inner wall of the container, a first phosphor mainly converting ultraviolet light generated by the first gas into a first visible light, and
A second phosphor that mainly converts ultraviolet light generated by the second gas into second visible light having a different wavelength from the first visible light is applied. In this case, the first gas may be mercury vapor and the second gas may be xenon gas.
【０００５】本発明の第２の態様の放電管では、管状の
容器と、該容器内に封入された封入ガスであって、互い
に励起レベル及び発生紫外線の波長が異なる第１のガス
及び第２のガスを有する封入ガスと、前記容器内に軸方
向に電界を与えて前記容器内に陽光柱を発生させるため
の第１の電極手段と、前記容器内に電界を与えて、前記
容器の壁面に実質的に沿った領域であって前記第１の電
極手段により与えられる電界により発生する前記陽光柱
に対応する領域に、負グローを発生させるための第２の
電極手段と、を備えた構成としたものである。そして、
前記容器の内壁には、前記第１のガスにより発生される
紫外線を主として第１の可視光に変換する第１の蛍光
体、及び、前記第１のガス及び前記第２のガスの両方に
より発生される紫外線を前記第１の可視光とは波長の異
なる第２の可視光に変換する第２の蛍光体が、塗布され
る。この場合、前記第１のガスが水銀蒸気であるととも
に前記第２のガスがキセノンガスであってもよい。[0005] In a discharge tube according to a second aspect of the present invention, a tubular vessel and a first gas and a second gas which are sealed gas sealed in the vessel and have different excitation levels and different wavelengths of generated ultraviolet rays. A first electrode means for applying an electric field in the container in the axial direction to generate a positive column in the container; and applying an electric field in the container to provide a wall surface of the container. A second electrode means for generating a negative glow in a region substantially along the axis and corresponding to the positive column generated by the electric field provided by the first electrode means. It is what it was. And
On the inner wall of the container, a first phosphor that mainly converts ultraviolet light generated by the first gas into a first visible light, and both the first gas and the second gas are used. A second phosphor that converts the ultraviolet light to be converted into second visible light having a wavelength different from that of the first visible light is applied. In this case, the first gas may be mercury vapor and the second gas may be xenon gas.
【０００６】[0006]
【０００７】前記第１乃至第２の態様において、前記第
１のガスの励起レベルが前記第２のガスの励起レベルよ
り低く、前記第１のガスの分圧が第２のガスの分圧より
低くてもよい。In the first and second aspects, the excitation level of the first gas is lower than the excitation level of the second gas, and the partial pressure of the first gas is lower than the partial pressure of the second gas. May be lower.
【０００８】また、前記第１乃至第２の態様において、
前記容器の一部であって前記第１の電極手段により与え
られる電界により発生する前記陽光柱に対応する部分
が、少なくとも透光性を有していてもよい。[0008] In the first and second aspects,
A part of the container, which corresponds to the positive column generated by an electric field provided by the first electrode means, may have at least a light transmitting property.
【０００９】さらに、前記第１乃至第２の態様におい
て、前記第１の電極手段は少なくとも二つの第１の電極
を含み、前記第２の電極手段は少なくとも二つの第２の
電極を含んでいてもよい。この場合には、次のように構
成してもよい。すなわち、前記少なくとも二つの第１の
電極のうちの一つ及び前記少なくとも二つの第２の電極
のうちの一つが、単一の電極として共用されてもよい。
前記少なくとも二つの第１の電極は前記少なくとも二つ
の第２の電極に対して独立していてもよい。前記少なく
とも二つの第１の電極間における最も接近した距離が少
なくとも１ｍｍであってもよい。前記少なくとも二つの
第２の電極間における最も接近した距離が０．１ｍｍ乃
至２０ｃｍの範囲にあってもよい。前記少なくとも二つ
の第１の電極が前記容器内に配置されてもよい。前記少
なくとも二つの第１の電極が前記容器の外壁に配置され
てもよい。前記少なくとも二つの第２の電極のうちの少
なくとも一つが前記容器内に配置され、前記少なくとも
二つの第２の電極のうちの残りが前記容器の外壁に配置
されてもよい。前記少なくとも二つの第２の電極のうち
の少なくとも一つが前記容器の内壁に配置され、前記少
なくとも二つの第２の電極のうちの残りが前記容器の外
壁に配置されてもよい。前記少なくとも二つの第２の電
極が前記容器の外壁に配置されてもよい。前記少なくと
も二つの第２の電極が前記容器の内壁に配置されてもよ
い。前記少なくとも二つの第２の電極が透光性を有して
いてもよい。前記少なくとも二つの第２の電極が金属製
であってもよい。前記少なくとも二つの第２の電極が金
属製である場合には、前記第１の電極手段により与えら
れる電界により発生する前記陽光柱から外部へ放射する
光、及び、前記陽光柱に対応する前記領域に発生する前
記負グローから外部へ放射する光、の全てが遮られるこ
とはないように、前記少なくとも二つの第２の電極が配
置されてもよい。Further, in the first and second aspects, the first electrode means includes at least two first electrodes, and the second electrode means includes at least two second electrodes. Is also good. In this case, the configuration may be as follows. That is, one of the at least two first electrodes and one of the at least two second electrodes may be shared as a single electrode.
The at least two first electrodes may be independent of the at least two second electrodes. The closest distance between the at least two first electrodes may be at least 1 mm. The closest distance between the at least two second electrodes may be in the range of 0.1 mm to 20 cm. The at least two first electrodes may be located within the container. The at least two first electrodes may be disposed on an outer wall of the container. At least one of the at least two second electrodes may be disposed in the container, and the rest of the at least two second electrodes may be disposed on an outer wall of the container. At least one of the at least two second electrodes may be disposed on an inner wall of the container, and the rest of the at least two second electrodes may be disposed on an outer wall of the container. The at least two second electrodes may be disposed on an outer wall of the container. The at least two second electrodes may be disposed on an inner wall of the container. The at least two second electrodes may have a light transmitting property. The at least two second electrodes may be made of metal. When the at least two second electrodes are made of metal, light emitted from the positive column to the outside generated by an electric field provided by the first electrode means, and the region corresponding to the positive column The at least two second electrodes may be arranged so that all of the light radiated from the negative glow to the outside is not blocked.
【００１０】また、前記第１又は第２の態様の放電管
と、電源装置と、該電源装置から前記第１の電極手段及
び前記第２の電極手段への給電を制御する制御手段と、
を備えた放電装置を構成することができる。この場合に
は、前記制御手段は、前記第１の電極手段のみが給電さ
れる状態、前記第２の電極手段のみが給電される状態、
及び、前記第１の電極手段及び前記第２の電極手段の両
方が給電される状態、のうちの少なくともいずれか二つ
の状態を選択してもよい。また、前記電源装置は、直流
から高周波の範囲のうちの一つ又は二つの周波数を有す
る電力を、前記第１の電極手段及び前記第２の電極手段
に供給してもよい。[0010] Also, the discharge tube of the first or second aspect, a power supply device, and control means for controlling power supply from the power supply device to the first electrode means and the second electrode means;
Can be configured. In this case, the control unit is in a state where only the first electrode unit is supplied with power, a state where only the second electrode unit is supplied with power,
At least any two of the states in which both the first electrode means and the second electrode means are supplied with power may be selected. Further, the power supply device may supply power having one or two frequencies in a range from DC to high frequency to the first electrode unit and the second electrode unit.
【００１１】[0011]
【作用】前記第１の態様の放電管によれば、前記第１の
電極ユニットに給電すると、前記容器内に陽光柱が発生
する。この陽光柱の部分では、電界が小さいので、電子
エネルギーが小さい。したがって、この陽光柱の部分で
は、前記第１のガス及び前記第２のガスのうち励起レベ
ルの小さいものだけが紫外線を発生し、励起レベルの小
さいガスが発生した紫外線が前記第１の蛍光体又は第２
の蛍光体により第１の可視光又は第２の可視光に変換さ
れ、その第１の可視光又は第２の可視光が前記放電管の
発光色となる。一方、前記第２の電極ユニットに給電す
ると、前記領域に負グローが発生する。この負グローの
部分では、電界が大きいので、電子エネルギーが大き
い。したがって、この負グローの部分では、前記第１の
ガス及び前記第２のガスの両方が紫外線を発生し、これ
らの紫外線が前記第１の蛍光体及び第２の蛍光体により
それぞれ第１の可視光及び第２の可視光に変換され、第
１の可視光と第２の可視光との混合が前記放電管の発光
色となる。さらに、前記第１の電極ユニット及び前記第
２の電極ユニットの両方に給電すると、前記陽光柱によ
る発光色と前記負グローによる発光色との混合が前記放
電管の発光色となる。なお、前記第１の電極ユニット及
び前記第２の電極ユニットの両方に給電する場合には、
両者に供給する電力のレベルを適当に調節することによ
り、前記陽光柱による発光色と前記負グローによる発光
色との混合の割合を調節することができ、それによっ
て、放電管の発光色を両者の中間の任意の色とすること
ができる。このように、前記第１の態様の放電管によれ
ば、前記第１の電極ユニット及び前記第２の電極ユニッ
トのうちのいずれの一つ又は二つに給電するかを選択す
ること等によって、放電管の発光色を変えることができ
る。そして、前記放電管によれば、前述したように陽光
柱のみならず負グローも利用することによって放電管の
発光色を変えているので、パルス放電を利用してそのパ
ルスの幅、周期、立ち上がり等を変化させるという必要
が必ずしもない。例えば、前記第１の電極ユニット及び
前記第２の電極ユニットには直流又は正弦波の電力を供
給することができる。その場合には、前述の従来の方法
と異なり、特殊な電源を必要とする、雑音の発生が大き
い、電源効率が低下する、電極の負担が大きい、などの
問題を解消することができる。According to the discharge tube of the first aspect, when power is supplied to the first electrode unit, a positive column is generated in the container. Since the electric field is small in this positive column, the electron energy is small. Therefore, in the positive column, only the first gas and the second gas having a low excitation level generate ultraviolet rays, and the ultraviolet rays generated by the gas having a low excitation level generate the first phosphor. Or the second
Is converted into the first visible light or the second visible light by the phosphor, and the first visible light or the second visible light becomes the emission color of the discharge tube. On the other hand, when power is supplied to the second electrode unit, a negative glow is generated in the region. Since the electric field is large in the negative glow portion, the electron energy is large. Therefore, in this negative glow portion, both the first gas and the second gas generate ultraviolet rays, and these ultraviolet rays are first visible by the first phosphor and the second phosphor, respectively. The light is converted into light and second visible light, and the mixture of the first visible light and the second visible light becomes the emission color of the discharge tube. Further, when power is supplied to both the first electrode unit and the second electrode unit, the emission color of the discharge tube is a mixture of the emission color of the positive column and the emission color of the negative glow. When power is supplied to both the first electrode unit and the second electrode unit,
By appropriately adjusting the level of power supplied to both, the mixing ratio of the emission color of the positive column and the emission color of the negative glow can be adjusted, whereby the emission color of the discharge tube can be adjusted. And any color in between. Thus, according to the discharge tube of the first aspect, by selecting which one or two of the first electrode unit and the second electrode unit is to be supplied with power, etc. The emission color of the discharge tube can be changed. According to the discharge tube, the emission color of the discharge tube is changed by using not only the positive column but also the negative glow as described above. It is not always necessary to change the above. For example, DC or sine wave power can be supplied to the first electrode unit and the second electrode unit. In this case, unlike the above-described conventional method, it is possible to solve problems such as requiring a special power supply, generating large noise, reducing power supply efficiency, and increasing the load on the electrodes.
【００１２】前記第２の態様の放電管では、前記第１の
ガスが発生する紫外線を前記第１の蛍光体により第１の
可視光に変換するとともに前記第１のガス及び前記第２
のガスの両方が発生する紫外線を第２の蛍光体により第
２の可視光に変換するのに対し、前記第１の態様の放電
管では前記第１のガス及び前記第２のガスが発生する紫
外線を前記第１の蛍光体及び前記第２の蛍光体によりそ
れぞれ波長の異なる第１の可視光及び第２の可視光に変
換することを前提とする点において、両者は異なるが、
放電管の発光色を変えるための原理は同様である。In the discharge tube according to the second aspect, the ultraviolet light generated by the first gas is converted into the first visible light by the first phosphor and the first gas and the second gas are converted into the first visible light.
While the ultraviolet light generated by both of the gases is converted into the second visible light by the second phosphor, the first gas and the second gas are generated in the discharge tube of the first aspect. Although they are different in that it is assumed that ultraviolet light is converted into first visible light and second visible light having different wavelengths by the first phosphor and the second phosphor, respectively,
The principle for changing the emission color of the discharge tube is the same.
【００１３】[0013]
【００１４】なお、前記第１乃至第２の態様において、
前記第１のガスの励起レベルが前記第２のガスの励起レ
ベルより低く、前記第１のガスの分圧が第２のガスの分
圧より低くした場合には、励起レベルの高い前記第２の
ガスの原子数が多くなり、したがって、前記負グローに
よる発光色が前記第２のガスによる発光色に近づく。こ
のため、前記負グローによる発光色と前記陽光柱による
発光色との差が大きくなり、望ましい。In the first and second aspects,
When the excitation level of the first gas is lower than the excitation level of the second gas and the partial pressure of the first gas is lower than the partial pressure of the second gas, the second excitation level is higher. The number of atoms of the gas increases, so that the emission color of the negative glow approaches the emission color of the second gas. Therefore, the difference between the color emitted by the negative glow and the color emitted by the positive column is increased, which is desirable.
【００１５】また、前記第１乃至第２の態様において、
前記第２の電極手段が少なくとも二つの第２の電極を含
み、その少なくとも二つの第２の電極間における最も接
近した距離を０．１ｍｍ乃至２０ｃｍの範囲内にした場
合には、前記第２の電極手段に給電した場合に、その給
電によっては陽光柱が発生し難くなる。したがって、前
記第２の電極ユニットへの給電による発光色は、前記負
グローによる発光色が支配的になる。このため、前記第
１の電極手段への給電による発光色と前記第２の電極ユ
ニットへの給電による発光色との差が大きくなり、望ま
しい。In the first and second aspects,
If the second electrode means includes at least two second electrodes, and the closest distance between the at least two second electrodes is in the range of 0.1 mm to 20 cm, the second electrode When power is supplied to the electrode means, a positive column hardly occurs depending on the power supply. Therefore, the emission color due to the power supply to the second electrode unit is dominated by the emission color due to the negative glow. For this reason, the difference between the color emitted by the power supply to the first electrode unit and the color emitted by the power supply to the second electrode unit is increased, which is desirable.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、本発明による放電管及びそれを用いた
放電装置について添付図面を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a discharge tube according to the present invention and a discharge device using the same will be described with reference to the accompanying drawings.
【００１７】図１は、本発明の一実施例による放電装置
を示す外観図である。この放電装置では、管状の容器
１、該容器１内に封入された封入ガス、電極３ａ，３
ｂ，４からなる放電管を有している。容器１としてガラ
ス容器が用いられ、その全体が透光性を有している。容
器１は直線状の形態をなしているが、曲がりくねった形
態とすることもできる。本実施例では、前記封入ガスと
して、例えば、水銀蒸気及びキセノンガスが容器１内に
封入されている。水銀蒸気とキセノンガスとは、互いに
励起レベル及び発生紫外線の波長が異なっている。前記
容器１内に入れた水銀粒２が前記水銀蒸気となる。水銀
蒸気の蒸気圧は容器１の内璧の温度により定まる。電極
３ａ，３ｂは前記容器１の内部において前記容器１の両
端部に配置されている。本実施例では、電極３ａ，３ｂ
が、容器１内に軸方向に電界を与えて容器１内に陽光柱
を発生させる第１の電極ユニットを構成している。電極
４は、容器１の外壁の全周に渡って、かつ、容器１の軸
方向の中央部分に、配置されている。電極４は透明電極
が用いられている。透明電極としては、例えば、ＩＴＯ
膜を用いることができる。本実施例では、電極３ａ，４
が、容器１内に電界を与えて、容器１の壁面に実質的に
沿った領域であって前記第１の電極ユニットにより与え
られる電界により発生する陽光柱に対応する領域に、負
グローを発生させるための第２の電極ユニットを構成し
ている。本実施例では、電極３ａは、前記第１及び第２
の電極ユニットに共用されている。そして、本実施例で
は、容器１の内壁には第１及び第２の蛍光体５，１１が
塗布されている。該第１の蛍光体５は、水銀蒸気により
発生される紫外線（その主成分の波長は２５３．７ｎｍ
付近）を主として第１の可視光に変換するものであり、
例えば、日亜化学工業株式会社製のＮＰ−３２０（赤
色）を用いることができる。前記第２の蛍光体１１は、
キセノンガスにより発生される紫外線（その主成分の波
長は１４５ｎｍ付近）を主として前記第１の可視光とは
波長の異なる第２の可視光に変換するものであり、例え
ば、日亜化学工業株式会社製のＮＰ−１０４７（青色）
を用いることができる。なお、前記電極４としてＩＴＯ
膜を設けた場合においてその抵抗がやや高い場合には、
電極４の電位が各部でできるだけ一様となるように、そ
のＩＴＯ膜上に容器１の軸方向に沿って帯状の金属箔等
を設けておいてもよい。FIG. 1 is an external view showing a discharge device according to an embodiment of the present invention. In this discharge device, a tubular container 1, a charged gas sealed in the container 1, electrodes 3a, 3
b, 4 are provided. A glass container is used as the container 1, and the whole has a light transmitting property. The container 1 has a straight form, but may have a meandering form. In this embodiment, for example, mercury vapor and xenon gas are sealed in the container 1 as the sealed gas. The mercury vapor and the xenon gas have different excitation levels and different wavelengths of generated ultraviolet rays. The mercury particles 2 put in the container 1 become the mercury vapor. The vapor pressure of the mercury vapor is determined by the temperature of the inner wall of the container 1. The electrodes 3a, 3b are arranged inside the container 1 at both ends of the container 1. In this embodiment, the electrodes 3a, 3b
Constitutes a first electrode unit for generating a positive column in the container 1 by applying an electric field in the container 1 in the axial direction. The electrode 4 is arranged over the entire circumference of the outer wall of the container 1 and at the central portion of the container 1 in the axial direction. The electrode 4 is a transparent electrode. As the transparent electrode, for example, ITO
A membrane can be used. In this embodiment, the electrodes 3a, 4
Applies an electric field into the container 1 to generate a negative glow in a region substantially along the wall surface of the container 1 and corresponding to a positive column generated by the electric field provided by the first electrode unit. To form a second electrode unit. In this embodiment, the electrode 3a is connected to the first and second electrodes.
Of the electrode unit. In this embodiment, the first and second phosphors 5 and 11 are applied to the inner wall of the container 1. The first phosphor 5 emits ultraviolet light generated by mercury vapor (the wavelength of the main component is 253.7 nm).
) Is mainly converted into the first visible light,
For example, NP-320 (red) manufactured by Nichia Corporation can be used. The second phosphor 11 is
It mainly converts ultraviolet light (the wavelength of the main component is around 145 nm) generated by xenon gas into second visible light having a wavelength different from the first visible light. For example, Nichia Corporation NP-1047 (blue)
Can be used. The electrode 4 is made of ITO.
If the resistance is slightly higher when the film is provided,
A band-shaped metal foil or the like may be provided on the ITO film along the axial direction of the container 1 so that the potential of the electrode 4 is as uniform as possible in each part.
【００１８】前記電極３ａ，３ｂ間には電源９がスイッ
チ７を介して接続され、前記電極３ａ，４間には電源１
０がスイッチ８を介して接続されている。電源９，１０
の周波数は直流から高周波までの任意の周波数でよい。
ただし、本実施例では、電極４が容器１の外壁に配置さ
れているため、電源１０は交流であることが望ましい。
電源９の周波数と電源１０の周波数とは同じでもよいし
異なっていてもよい。電源９及び電源１０を単一の電源
で共用することも可能である。A power source 9 is connected between the electrodes 3a and 3b via a switch 7, and a power source 1 is connected between the electrodes 3a and 4.
0 is connected via the switch 8. Power supply 9, 10
May be any frequency from DC to high frequency.
However, in the present embodiment, since the electrode 4 is disposed on the outer wall of the container 1, it is desirable that the power supply 10 be an alternating current.
The frequency of the power supply 9 and the frequency of the power supply 10 may be the same or different. The power supply 9 and the power supply 10 can be shared by a single power supply.
【００１９】図１に示した放電装置によれば、スイッチ
７を閉じると、容器１内に陽光柱が発生する。この陽光
柱の部分では、電界が小さいので、電子エネルギーが小
さい。したがって、この陽光柱の部分では、前記水銀蒸
気及び前記キセノンガスのうち励起レベルの小さいもの
だけが紫外線を発生し、励起レベルの小さい水銀蒸気が
発生した紫外線が前第１の記蛍光体５により第１の可視
光に変換され、その第１の可視光が放電管の発行色とな
る。一方、スイッチ８を閉じると、前記領域（電極４付
近の容器１の内壁に実質的に沿った領域）に負グローが
発生する。この負グローの部分では、電界が大きいの
で、電子エネルギーが大きい。したがって、この負グロ
ーの部分では、前記水銀蒸気及びキセノンガスの両方が
紫外線を発生し、これらの紫外線が前記第１の蛍光体５
及び前記第２の蛍光体１１によりそれぞれ第１の可視光
及び第２の可視光に変換され、第１の可視光と第２の可
視光との混合が前記放電管の発行色となる。さらに、ス
イッチ７及びスイッチ８を同時に閉じると、前記陽光柱
による発光色と前記負グローによる発光色との混合が前
記放電管の発光色となる。なお、前記スイッチ７及びス
イッチ８を同時に閉じる場合には、電源９又は電源１０
の電力のレベルを適当に調節することにより、前記陽光
柱による発光色と前記負グローによる発光色との混合の
割合を調節することができ、それによって、放電管の発
光色を両者の中間の任意の色とすることができる。According to the discharge device shown in FIG. 1, when the switch 7 is closed, a positive column is generated in the container 1. Since the electric field is small in this positive column, the electron energy is small. Therefore, in the positive column, only the mercury vapor and the xenon gas having a low excitation level generate ultraviolet rays, and the ultraviolet rays generated by the mercury vapor having a low excitation level are generated by the first phosphor 5. The light is converted into first visible light, and the first visible light becomes the emission color of the discharge tube. On the other hand, when the switch 8 is closed, a negative glow is generated in the region (a region substantially along the inner wall of the container 1 near the electrode 4). Since the electric field is large in the negative glow portion, the electron energy is large. Therefore, in the negative glow portion, both the mercury vapor and the xenon gas generate ultraviolet rays, and these ultraviolet rays are emitted by the first phosphor 5.
And the second phosphor 11 converts them into first visible light and second visible light, respectively, and the mixture of the first visible light and the second visible light becomes the emission color of the discharge tube. Further, when the switches 7 and 8 are closed at the same time, the emission color of the discharge tube is a mixture of the emission color of the positive column and the emission color of the negative glow. When the switches 7 and 8 are closed at the same time, the power supply 9 or the power supply 10
By appropriately adjusting the power level of the light, it is possible to adjust the mixing ratio of the emission color of the positive column and the emission color of the negative glow, whereby the emission color of the discharge tube is intermediate between the two. Can be any color.
【００２０】このように、図１に示した放電装置によれ
ば、スイッチ７及びスイッチ８のうちのいずれの一つ又
は二つを閉じるかを選択することによって、放電管の発
光色を変えることができる。そして、前記放電管によれ
ば、前述したように陽光柱のみならず負グローも利用す
ることによって放電管の発光色を変えているので、パル
ス放電を利用してそのパルスの幅、周期、立ち上がり等
を変化させるという必要が必ずしもない。例えば、電源
９，１０の電力を正弦波の電力とすることができる。そ
の場合には、前述の従来の方法と異なり、特殊な電源を
必要とする、雑音の発生が大きい、電源効率が低下す
る、電極の負担が大きい、などの問題を解消することが
できる。As described above, according to the discharge device shown in FIG. 1, by selecting which one or two of the switches 7 and 8 are closed, the emission color of the discharge tube can be changed. Can be. According to the discharge tube, the emission color of the discharge tube is changed by using not only the positive column but also the negative glow as described above. It is not always necessary to change the above. For example, the power of the power supplies 9 and 10 can be sine wave power. In this case, unlike the above-described conventional method, it is possible to solve problems such as requiring a special power supply, generating large noise, reducing power supply efficiency, and increasing the load on the electrodes.
【００２１】ところで、本実施例では、水銀蒸気の励起
レベルがキセノンガスの励起レベルより低いので、水銀
蒸気の分圧がキセノンガスの分圧より低いことが望まし
い。この場合には、励起レベルの高いキセノンガスの原
子数が多くなり、したがって、前記負グローによる発光
色がキセノンガスによる発光色に近づく。このため、前
記負グローによる発光色と前記陽光柱による発光色との
差が大きくなり、望ましい。In this embodiment, since the excitation level of mercury vapor is lower than the excitation level of xenon gas, it is desirable that the partial pressure of mercury vapor is lower than that of xenon gas. In this case, the number of atoms of the xenon gas having a high excitation level increases, so that the color of light emitted by the negative glow approaches the color of light emitted by xenon gas. Therefore, the difference between the color emitted by the negative glow and the color emitted by the positive column is increased, which is desirable.
【００２２】本実施例では、容器１内に水銀蒸気及びキ
セノンガスのみが封入されているが、これらに加えて他
の気体、例えば、ヘリウムガス等を封入してもよい。ま
た、前記電極３ａ，３ｂ間における最も接近した距離を
短くし過ぎると電極３ａ，３ｂによる放電によって陽光
柱が発生しなくなる場合もあり得るので、その距離は例
えば１ｍｍ以上とすることが望ましい。In this embodiment, only the mercury vapor and the xenon gas are sealed in the container 1, but other gas, for example, helium gas may be sealed in addition to these. Further, if the closest distance between the electrodes 3a and 3b is too short, a positive column may not be generated due to the discharge by the electrodes 3a and 3b. Therefore, the distance is desirably 1 mm or more, for example.
【００２３】前記実施例では、容器１は、その全体が透
光性を有していたが、必ずしも全体が透光性を有してい
なくてよい。しかし、容器１の一部であって前記陽光柱
に対応する部分が少なくとも透光性を有していることが
望ましい。In the above embodiment, the entire container 1 has translucency, but the entire container does not have to have translucency. However, it is desirable that a part of the container 1 corresponding to the positive column has at least a light transmitting property.
【００２４】次に、本発明の他の実施例による放電装置
について説明する。図２はその放電装置を示す外観図で
ある。図２において図１と同一構成部分には同一符号を
付し、その説明は省略する。Next, a discharge device according to another embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is an external view showing the discharge device. 2, the same components as those of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【００２５】図２に示す放電装置が図１に示す放電装置
と異なる所は、前記電極４の代わりに電極４ａ，４ｂが
設けられ、該電極４ａ，４ｂ間に電源１０がスイッチ８
を介して接続されている点のみである。本実施例では、
電極４ａ，４ｂが前記第２の電極ユニットを構成してい
る。本実施例では、電極３ａは共用されず、前記第１及
び第２の電極ユニットが互いに独立している。電極４
ａ，４ｂは図１中の電極４を二つに分割したような構成
となっている。電極４ａ，４ｂ間には若干隙間が設けら
れている。この隙間（電極４ａ，４ｂ間において最も接
近した距離）は、０．１ｍｍ乃至２０ｃｍの範囲にある
ことが望ましく、特に、１ｍｍ乃至２ｍｍの範囲にある
ことが望ましい。この場合には、スイッチ８を閉じた場
合に、電極４ａ，４ｂ間の放電によっては陽光柱が発生
し難くなる。したがって、電極４ａ，４ｂ間の放電によ
る発光色は、前記負グローによる発光色が支配的にな
る。このため、スイッチ７を閉じた場合の発光色とスイ
ッチ８を閉じた場合の発光色との差が大きくなり、望ま
しい。The discharge device shown in FIG. 2 is different from the discharge device shown in FIG. 1 in that electrodes 4a and 4b are provided instead of the electrodes 4, and a power source 10 is connected between the electrodes 4a and 4b by a switch 8
The only point that is connected via is. In this embodiment,
The electrodes 4a and 4b constitute the second electrode unit. In this embodiment, the electrode 3a is not shared, and the first and second electrode units are independent of each other. Electrode 4
Reference numerals a and b denote a configuration in which the electrode 4 in FIG. 1 is divided into two. A slight gap is provided between the electrodes 4a and 4b. This gap (the closest distance between the electrodes 4a and 4b) is desirably in the range of 0.1 mm to 20 cm, and particularly desirably in the range of 1 mm to 2 mm. In this case, when the switch 8 is closed, a positive column hardly occurs due to the discharge between the electrodes 4a and 4b. Therefore, the emission color due to the discharge between the electrodes 4a and 4b is dominated by the emission color due to the negative glow. For this reason, the difference between the emission color when the switch 7 is closed and the emission color when the switch 8 is closed increases, which is desirable.
【００２６】図２に示す放電装置も、図１に示す放電装
置と同様に、放電管の発光色を変えることができる。The discharge device shown in FIG. 2 can also change the emission color of the discharge tube, similarly to the discharge device shown in FIG.
【００２７】次に、本発明のさらに他の実施例による放
電装置について説明する。図３はその放電装置を示す外
観図である。図３において図１と同一構成部分には同一
符号を付し、その説明は省略する。Next, a discharge device according to still another embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is an external view showing the discharge device. 3, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【００２８】図３に示す放電装置が図１に示す放電装置
と異なる所は、電極３ａ，３ｂが容器１の外壁の全周に
渡って配置されている点のみである。本実施例では、電
極３ａ，３ｂはそれぞれ、透明電極部３ａ’，３ｂ’と
該透明電極部３ａ’，３ｂ’上に設けられた金属電極部
３ａ”，３ｂ”とから構成されている。電極３ａ，３ｂ
は、このような構成ではなく、透明電極又は金属電極の
いずれかで構成してもよい。The only difference between the discharge device shown in FIG. 3 and the discharge device shown in FIG. 1 is that the electrodes 3a and 3b are arranged all around the outer wall of the container 1. In this embodiment, the electrodes 3a and 3b are respectively composed of transparent electrode portions 3a 'and 3b' and metal electrode portions 3a "and 3b" provided on the transparent electrode portions 3a 'and 3b'. Electrodes 3a, 3b
May be configured with either a transparent electrode or a metal electrode instead of such a configuration.
【００２９】図３に示す放電装置も、図１に示す放電装
置と同様に、放電管の発光色を変えることができる。The discharge device shown in FIG. 3 can also change the emission color of the discharge tube, similarly to the discharge device shown in FIG.
【００３０】次に、本発明のさらに他の実施例による放
電装置について説明する。図４はその放電装置を示す外
観図である。図４において図１と同一構成部分には同一
符号を付し、その説明は省略する。Next, a discharge device according to still another embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is an external view showing the discharge device. 4, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【００３１】図４に示す放電装置が図１に示す放電装置
と異なる所は、前記電極４の代わりに電極４ａ，４ｂが
設けられ、該電極４ａ，４ｂ間に電源１０がスイッチ８
を介して接続されている点と、電極３ａ，３ｂが容器１
の外壁の全周に渡って配置されている点のみである。本
実施例では、電極３ａは共用されず、前記第１及び第２
の電極ユニットが互いに独立している。電極３ａ，３ｂ
は透明電極でもよいし金属電極でもよい。電極４ａ，４
ｂは、その両方で容器１の約半周を覆うように、容器１
の外壁に設けられている。電極４ａ，４ｂ間には若干隙
間が設けられている。電極４ａ，４ｂは透明電極でもよ
いし金属電極でもよい。電極４ａ，４ｂを金属電極とし
た場合には、それらが反射鏡の作用を担う。The discharge device shown in FIG. 4 is different from the discharge device shown in FIG. 1 in that electrodes 4a and 4b are provided instead of the electrodes 4, and a power source 10 is connected between the electrodes 4a and 4b by a switch 8
And the electrodes 3a and 3b are connected to each other through the container 1.
Only over the entire circumference of the outer wall. In this embodiment, the electrode 3a is not shared, and the first and second electrodes 3a are not used.
Are independent of each other. Electrodes 3a, 3b
May be a transparent electrode or a metal electrode. Electrodes 4a, 4
b, so that both cover about half the circumference of the container 1
Is provided on the outer wall. A slight gap is provided between the electrodes 4a and 4b. The electrodes 4a and 4b may be transparent electrodes or metal electrodes. When the electrodes 4a and 4b are metal electrodes, they serve as a reflecting mirror.
【００３２】図４に示す放電装置も、図１に示す放電装
置と同様に、放電管の発光色を変えることができる。The discharge device shown in FIG. 4 can also change the emission color of the discharge tube, similarly to the discharge device shown in FIG.
【００３３】なお、本発明は以上説明した各実施例に限
定されるものではない。例えば、本発明では、前記電極
４，４ａ，４ｂは容器１の内壁に設けてもよい。この場
合には、電極４，４ａ，４ｂがイオンの衝撃により損傷
を受けたり、電極３ａから電極４，４ａ，４ｂを経て電
極３ｂに至るいわゆる「シリーズ放電」が起こったりす
るのを防止するため、前記電極４，４ａ，４ｂにはアル
ミナコーティング等の絶縁コーティングを施すことが望
ましい。The present invention is not limited to the embodiments described above. For example, in the present invention, the electrodes 4, 4a, 4b may be provided on the inner wall of the container 1. In this case, in order to prevent the electrodes 4, 4a, 4b from being damaged by ion bombardment, or to prevent so-called "series discharge" from the electrode 3a to the electrode 3b via the electrodes 4, 4a, 4b. Preferably, the electrodes 4, 4a, 4b are provided with an insulating coating such as an alumina coating.
【００３４】また、前記第１の電極ユニットを構成する
電極の数、前記第２の電極ユニットを構成する電極の数
は限定されない。例えば、前記電極４を容器１の軸方向
に複数に分割してその間の間隔をあけてもよい。Further, the number of electrodes constituting the first electrode unit and the number of electrodes constituting the second electrode unit are not limited. For example, the electrode 4 may be divided into a plurality of parts in the axial direction of the container 1 and an interval therebetween may be provided.
【００３５】また、前述の各実施例のように封入ガスと
して例えば水銀蒸気及びキセノンガスを含む場合には、
前記第２の蛍光体１１を容器１に塗布せずに、水銀蒸気
により発生される紫外線を主として第１の可視光に変換
する前記第１の蛍光体５と、水銀蒸気及びキセノンガス
の両方により発生される紫外線を第１の可視光とは波長
の異なる第２の可視光に変換する第３の蛍光体（例え
ば、Ｚｎ2 ＳｉＯ4 ／Ｍｎ（緑色））と、を容器１に塗
布しておいてもよい。この放電管では、前記水銀蒸気が
発生する紫外線を前記第１の蛍光体５により第１の可視
光に変換するとともに水銀蒸気及びキセノンガスの両方
が発生する紫外線を前記第３の蛍光体により第２の可視
光に変換するのに対し、前述の各実施例では前記水銀蒸
気及びネオンガスが発生する紫外線を前記第１の蛍光体
５及び前記第３の蛍光体によりそれぞれ波長の異なる第
１の可視光及び第２の可視光に変換することを前提とす
る点において、両者は異なるが、放電管の発光色を変え
るための原理は同様である。In the case where the sealing gas contains, for example, mercury vapor and xenon gas as in the above-described embodiments,
Without applying the second phosphor 11 to the container 1, the first phosphor 5 that mainly converts ultraviolet rays generated by mercury vapor into first visible light, and both the mercury vapor and xenon gas are used. A third phosphor (for example, Zn 2 SiO 4 / Mn (green)) that converts the generated ultraviolet light into a second visible light having a wavelength different from that of the first visible light is applied to the container 1. You may leave. In this discharge tube, the ultraviolet light generated by the mercury vapor is converted into the first visible light by the first phosphor 5 and the ultraviolet light generated by both the mercury vapor and the xenon gas is converted into the first visible light by the third phosphor. In contrast to the above, in each of the above-described embodiments, the ultraviolet rays generated by the mercury vapor and the neon gas are converted into first visible light having different wavelengths by the first phosphor 5 and the third phosphor. Although they are different in that they are converted into light and second visible light, the principle for changing the emission color of the discharge tube is the same.
【００３６】また、容器１内に封入する封入ガスは、水
銀蒸気及びキセノンの組み合わせに限定されず、本発明
では、互いに励起レベル及び発生紫外線の波長が異なる
２種類のガスを含んでいればよい。The gas to be sealed in the container 1 is not limited to a combination of mercury vapor and xenon. In the present invention, it is sufficient that two kinds of gases having different excitation levels and different wavelengths of generated ultraviolet rays are used. .
【００３７】[0037]
【００３８】[0038]
【発明の効果】本発明によれば、負グローを積極的に利
用することによって、発光色を変えることができ、しか
も、パルス放電を利用してそのパルスの幅、周期、立ち
上がり等を変化させるという必要がなくなる、という効
果が得られる。According to the present invention, the luminescent color can be changed by positively utilizing the negative glow, and the pulse width, period, rise, etc. are changed by utilizing the pulse discharge. This eliminates the need to perform the above.
【図１】本発明の一実施例による放電装置を示す外観図
である。FIG. 1 is an external view showing a discharge device according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の他の実施例による放電装置を示す外観
図である。FIG. 2 is an external view showing a discharge device according to another embodiment of the present invention.
【図３】本発明の更に他の実施例による放電装置を示す
外観図である。FIG. 3 is an external view showing a discharge device according to still another embodiment of the present invention.
【図４】本発明の更に他の実施例による放電装置を示す
外観図である。FIG. 4 is an external view showing a discharge device according to still another embodiment of the present invention.
１ 容器 ３ａ 電極 ３ｂ 電極 ４ 電極 ５ 蛍光体 １１ 蛍光体 1 container 3a electrode 3b electrode 4 electrode 5 phosphor 11 phosphor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−6734（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−60853（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−12046（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−280062（ＪＰ，Ａ) 平成３年電気関係学会関西支部連合大 会論文集Ｇ13−９「沿面負グローを利用 した放電発光色制御」 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 61/12 H01J 61/48────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-7-6734 (JP, A) JP-A-6-60853 (JP, A) JP-A-62-12046 (JP, A) JP-A-4- 280062 (JP, A) G13-9, Kansai Section Alliance Meeting of the Institute of Electrical Engineers of Japan, "Discharge Emission Color Control Using Creepage Negative Glow" (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H01J 61/12 H01J 61/48
Claims (2)
入ガスであって、互いに励起レベル及び発生紫外線の波
長が異なる第１のガス及び第２のガスを有する封入ガス
と、前記容器内に軸方向に電界を与えて前記容器内に陽
光柱を発生させるための第１の電極手段と、前記容器内
に電界を与えて、前記容器の壁面に実質的に沿った領域
であって前記第１の電極手段により与えられる電界によ
り発生する前記陽光柱に対応する領域に、負グローを発
生させるための第２の電極手段と、を備えてなり、前記
容器の内壁には、前記第１のガスにより発生される紫外
線を主として第１の可視光に変換する第１の蛍光体、及
び、前記第２のガスにより発生される紫外線を主として
前記第１の可視光とは波長の異なる第２の可視光に変換
する第２の蛍光体が、塗布される、ことを特徴とする放
電管。1. A sealed gas containing a tubular container and a first gas and a second gas which are filled in the container and have different excitation levels and different wavelengths of generated ultraviolet rays. A first electrode means for applying an electric field in the axial direction within the container to generate a positive column in the container, and a region substantially along the wall surface of the container by applying an electric field in the container. A second electrode means for generating a negative glow in a region corresponding to the positive column generated by an electric field provided by the first electrode means; and an inner wall of the container, A first phosphor that mainly converts ultraviolet light generated by the first gas into first visible light; and a first phosphor that mainly converts ultraviolet light generated by the second gas into a first visible light. The second phosphor that converts the light into visible light is A discharge tube to be applied.
入ガスであって、互いに励起レベル及び発生紫外線の波
長が異なる第１のガス及び第２のガスを有する封入ガス
と、前記容器内に軸方向に電界を与えて前記容器内に陽
光柱を発生させるための第１の電極手段と、前記容器内
に電界を与えて、前記容器の壁面に実質的に沿った領域
であって前記第１の電極手段により与えられる電界によ
り発生する前記陽光柱に対応する領域に、負グローを発
生させるための第２の電極手段と、を備えてなり、前記
容器の内壁には、前記第１のガスにより発生される紫外
線を主として第１の可視光に変換する第１の蛍光体、及
び、前記第１のガス及び前記第２のガスの両方により発
生される紫外線を前記第１の可視光とは波長の異なる第
２の可視光に変換する第２の蛍光体が、塗布される、こ
とを特徴とする放電管。2. A sealed gas comprising a tubular container, a sealed gas sealed in the container, and a first gas and a second gas having different excitation levels and different wavelengths of generated ultraviolet rays. A first electrode means for applying an electric field in the axial direction within the container to generate a positive column in the container, and a region substantially along the wall surface of the container by applying an electric field in the container. A second electrode means for generating a negative glow in a region corresponding to the positive column generated by an electric field provided by the first electrode means; and an inner wall of the container, A first phosphor that mainly converts ultraviolet light generated by the first gas into a first visible light, and converts the ultraviolet light generated by both the first gas and the second gas into the first visible light. Convert to second visible light with different wavelength from light A discharge tube, wherein a second phosphor is applied.
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Legal Events
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