JP3037441B2 - 平型発光器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、請求項１の前文に記載の平型発光器に関す
る。

本発明は特に、例えば欧州特許第0363832号明細書や
ドイツ国特許出願公開第19526211号公報に開示されてい
るような平型発光器に関する。この種の発光器は発光器
の放電室から誘電材料によって分離された少なくとも一
つの電極を備えている。この電極は以下において「誘電
電極」とも略称される。

この明細書において「平型発光器」なる呼称は、光、
すなわち可視的な電磁放射又は紫外放射（UV）や真空紫
外放射（VUV）を放射する平型形状の発光器を意味して
いる。

このような発光源は、放射波のスペクトルに従って、
一般照明及び補助照明、例えば住宅照明や事務室照明、
あるいは表示装置、例えばLCD（液晶ディスプレイ）の
背景照明に適用され、さらには交通照明及び信号照明
や、UV照射、例えば殺菌又は写真等に適用される。

従来の技術 欧州特許第0363832号明細書においては、高圧電源の
両極に接続された細長い一対の電極を有するUV高出力発
光器が開示されている。両電極は誘電材料によって互い
にかつ発光器の放電室から分離されている。さらに異極
性（アノード及びカソード）の細長い両電極は交互に並
置され、それによって比較的平坦な放電容器を有する平
型放電構造を実現している。

国際特許出願公開第94/23442号公報には、非干渉性の
放射を行う発光源、特に放電ランプを、誘電体で遮られ
る放電によって点灯する方法が開示されている。この点
灯方法は一連の有効電力パルスを意図するものである。
その場合、個々の有効電力パルスはデッドタイムによっ
て相互に分離される。単一極性のパルスの場合、多数の
三角形状放電が形成され、細長い電極に沿って整列す
る。このパルス化された点灯様式の利点は高効率の発光
にある。

今や例えば国際特許出願公開第94/23442号公報の方法
を欧州特許第0363832号明細書の平型発光器に上述のド
イツ国特許出願公開第19526211号公報に開示されている
ように適用すると、個別放電はアノードとそれに直接隣
接する両カソードの一方との間にしか生成されないこと
が分かるであろう。両隣接カソードのうちのどちらから
放電がその都度生成されると予想することはもはやでき
ない。隣接するカソードストリップから同一つのアノー
ドへ向かって生成する放電は観察されない。このことか
ら平型発光器には結果的に全体として不規則な放電パタ
ーンが生ずる。さらなる欠点は上述の現象によって制限
される出力密度である。

発明の概要 本発明の課題は、上述の欠点を解消し、高出力密度で
かつ改善された発光密度分布を有する、請求項１の前文
に記載の平型発光器を提供することである。

この課題は請求項１に記載の特徴事項によって解決さ
れる。他の有利な実施態様は従属請求項に記載されてい
る。

従来技術から出発して、本発明は２つのカソードが同
一間隔をもって直接隣接する一つのアノードをそれぞれ
２つのアノードに分割することを提案する。言い換える
ならば、各カソード対間に付加的アノードが配置され
る。

本発明のこの原理をさらに詳細に説明するために、図
１及び図２を参照する。ここには本発明による平型発光
器及び従来の平型発光器の典型例の要部が概略的に示さ
れている。簡略化及び分かり易さのために、三角形状の
個別放電の広がりに関して電極の長さが概略的に表示さ
れている。平型発光器の実際の実施形態においては、電
極は典型的には明らかにもっと長く、従って、点灯状態
では、個別放電は電極に沿って多数生ずる。本発明の原
理を説明するために、電極の長さは重要ではない。図1,
2は電極の単位長さ毎の原理的な比率をある程度示して
いる。

本発明によれば、少なくとも一対のカソードK_i,K_i+1
の間に、好ましくは各対のカソード間に、一対のアノー
ドA_i,A_i′が配設される。ここで、ｉ＝1,2,…,nであ
り、ｎはカソードの数である（図1,2では一例としてｎ
＝４が選択されている）。この対策により、各アノード
A_i,A_i′に１つのカソードK_i又はK_i+1しか直接隣接しな
くなる。

その結果、点灯状態にある時、十分な入力電力を仮定
すれば、個々の放電i,i′は各アノードA_i,A_i′からそれ
に直接隣接するカソードK_i,K_i+1へ向かって生成され
る。すなわち、個別放電は２つの隣接するカソードの一
方にしか生成されない（図２参照）という従来技術の欠
点がこれによって回避される。

図１の例では、４つのカソードK₁〜K₄のもとで、本発
明に従い電極の単位長さ当たり、全体として６個までの
個別放電1,1′〜3,3′を達成することができる。これに
対し、従来技術（図２参照）による同様な装置では、４
つの個別放電１〜４しか得られない。さらに、図２の装
置は、すでに述べたように、隣接カソードK_i,K_i+1のど
ちらに対しても放電ｉが生成されるとは限らないという
欠点を持っている。つまり、図２な複数の可能な放電パ
ターンのうちの一つを示すにすぎない。

各対のアノードA_i,A_i′の相互間隔は各アノードAi又
はA_i′とそれに直接隣接するカソードK_i又はK_i+1との間
の間隔よりも小さい。そうすることによって、アノード
対間の、放電のために利用できない領域を比較的小さく
することができる。相互間隔の好ましい値はほぼアノー
ドストリップの幅である。

一実施形態においては、両アノードA_i,A_i′はフォー
ク状の二重アノードとして構成される。そのため、二重
アノードはそれぞれ予め定められた間隔で配設される縦
長の第１領域及び第２領域を備える。第１領域及び第２
領域は第３領域によって互いに一つのユニットに結合さ
れる。

図面の説明 次に実施形態を参照して本発明をさらに詳細に説明す
る。

図１は、本発明の原理を説明するための概略図、 図２は、従来技術を原理を説明するための概略図、 図3aは、本発明による平型発光器の一実施形態の概略
平面図、 図3bは、図3aの平型発光器のＢ−Ｂ線から見た概略断
面図である。

図3a,3bは、UV/VUV平型発光器４すなわちUV放射又はV
UV放射の高効率放射を意図して構成された平型「放電ラ
ンプ」の概略平面図、及びそのＢ−Ｂ線から見た断面図
を示す。この平型発光器４は、四角形状の基底面を有す
る平型放電容器５、細長い４つの金属カソード６
（−）、及び縦長の３つのフォーク状二重アノード７
（＋）を備えている。放電容器５は、四角形状の基底板
８及び洋式浴槽型のふた９（図3aには示されていない）
からなり、基底板８及びふた９はそれぞれガラスからな
っている。基底板及びふた９はその周囲の隅角部領域で
相互に気密に結合され、平型発光器４の封入ガスを密封
している。封入ガスは封入圧10kPaのキセノンからなっ
ている。二重アノード７はそれぞれ互いに平行な２つの
ストリップ7a,7bからなっている。ストリップ7a,7bはそ
の一方の終端部で共通の幅広の基部7cに集約されてい
る。カソード６及び二重アノード７は基底板８の内壁上
に互いに平行に配設されている。二重アノード７の幅広
の基部7c及びカソード６の終端部は放電容器５から外部
に気密に導出され、その導出部は電圧源のための端子と
して用いられる。カソード６とは異なり、二重アノード
７は放電容器５内でそれぞれガラス層10で完全に覆われ
ている。ガラス層10の厚みは約150μｍである。カソー
ド６とそれに直接隣接する二重アノード７のストリップ
7a又は7bとの間のそれぞれの間隔ｄはそれぞれ約10mmで
ある。平行な両ストリップ7a,7b間の相互間隔ｇは約3mm
である。点灯中、多数の個別の放電（図3a,3bには示さ
れていない）が生成される。これらの個別放電は各カソ
ード６と対応する二重アノード７の直接隣接するストリ
ップ7a又は7bとの間に生成する。こうして得られた出力
密度の成果は、二重アノードの無い（しかも、同一幾何
学的寸法の放電容器の）従来装置に比較して、ほぼ75％
の入力電力ですむものであった。

図3a,3bに示す平型発光器とは異なる変形例（図示せ
ず）は、アノードのみならずカソードも放電容器の内部
から誘電体層で分離される（両側を誘導体で遮られる放
電）。

他の変形例（図示せず）では、放電容器の内壁は、放
電によって発生されるUV/VUV放射を可視光に変換する発
光材料又は発光材料混合物で完全に覆われる。さらに、
基底板の内壁上にAl₂O₃又はTiO₂からなる光反射層が設
けられる。これらは発光器のふた側の輝度を高めるのに
役立つ。この変形例による発光器は一般照明又は表示装
置の背景照明、例えばLCD（液晶ディスプレイ）用とし
て適する平型蛍光ランプである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヒチュケ、ロタール ドイツ連邦共和国 デー―81737 ミュ ンヘン テオドール―アルト―シュトラ ーセ ６ (72)発明者 ミュッケ、イエンス ドイツ連邦共和国 デー―82343 ペキ ング ファイヒテートシュトラーセ 41 (72)発明者 ジーバウエル、ロルフ ドイツ連邦共和国 デー―83620 フェ ルトキルヒェン ウィルヘルム ライブ ル シュトラーセ ７ (72)発明者 イエレビック、シモン ドイツ連邦共和国 デー―84030 エル ゴルディング アルテ レーゲンスブル ガー シュトラーセ 40 (56)参考文献 特開 平９−27298（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−335177（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−231731（ＪＰ，Ａ) 国際公開94／23442（ＷＯ，Ａ１) 欧州特許出願公開363832（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 61/30 H01J 65/00 H01J 61/76 H01J 61/067

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非導電性の材料からなり、少なくとも部分
   的に透明で封入ガスを封入した密閉型の放電容器
   （５）、又はガス又はガス混合物が通流する開放型の放
   電容器と、放電容器（５）の壁上に配設された細長い電
   極（6,7）とを備え、カソード（６）及びアノード（7
   a）が交互に並置され、少なくともアノードは誘電材料
   （10）によって放電容器（５）の内部から分離される平
   型発光器（４）において、隣接するカソード（６）間に
   それぞれ付加的アノード（7b）が配設され、それにより
   隣接カソード（６）間にそれぞれ一対のアノード（7a,7
   b）が配置されていることを特徴とする平型発光器
   （４）。
2. 【請求項２】一対のアノード（7a,7b）の個々のアノー
   ドの相互間隔（ｇ）がアノード（7a;7b）とそれに直接
   隣接するカソード（６）との間の間隔（ｄ）より小さい
   ことを特徴とする請求項１に記載の平型発光器。
3. 【請求項３】一対のアノード（7a,7b）の個々のアノー
   ドの相互間隔（ｇ）がそれぞれアノードの幅のほぼ半分
   とアノードの幅の２倍との間の範囲内にあることを特徴
   とする請求項１に記載の平型発光器。
4. 【請求項４】一対のアノード（7a,7b）の個々のアノー
   ドの相互間隔（ｇ）はそれぞれほぼアノードの幅に相当
   することを特徴とする請求項３に記載の平型発光器。
5. 【請求項５】隣接カソード（６）間に配置された両アノ
   ードはそれぞれ細長い第１の領域（7a）及び第２の領域
   （7b）を有するフォーク状二重アノード（７）として構
   成され、この二重アノード（７）の第１の領域（7a）及
   び第２の領域（7b）は互いに予め定められた間隔で配置
   され、第１の領域（7a）及び第２の領域（7b）は第３の
   領域（7c）によって互いに一つのユニットに結合されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の平型発光器。
6. 【請求項６】第３の領域（7c）の長さは第１の領域（7
   a）又は第２の領域（7b）の長さの約十分の一より短い
   ことを特徴とする請求項５に記載の平型発光器。
7. 【請求項７】二重アノード（７）は放電容器（５）から
   部分的に気密に外部へ導出され、各二重アノード（７）
   の第３の領域（7c）はそれぞれ外部への導出部が電圧源
   のための端子として用いられることを特徴とする請求項
   ５に記載の平型発光器。
8. 【請求項８】電極（6,7）は放電容器（５）の内壁上に
   配設され、かつそれぞれアノード対（７）の、少なくと
   も放電容器（５）の内部に延びる部分が誘電体層（10）
   によって完全に覆われていることを特徴とする請求項１
   に記載の平型発光器。
9. 【請求項９】放電容器の内壁は少なくとも部分的に発光
   層を備えていることを特徴とする請求項１に記載の平型
   発光器。