JP3111743B2 - 蛍光ランプ及びその製造方法 - Google Patents
蛍光ランプ及びその製造方法Info
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- Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
Description
機、イメージリーダなどの情報機器に利用される原稿照
明用や、大型ディスプレイ装置、電光掲示板などの表示
装置に利用される表示用蛍光ランプに関するものであ
る。
リーダなどの情報機器の原稿照明用光源や、大型カラー
ディスプレイ装置などの表示用光源として蛍光ランプが
用いられている。これらの用途ではランプに対してより
小型、高輝度、長寿命で、かつ信頼性が高いことが求め
られている。従来の蛍光ランプはランプ内部に電極を有
することから多くの制約を受けており、そのためランプ
内部に電極を持たない蛍光ランプが考えられている。
特開平3−225745号公報に示された外部電極を持
った従来の蛍光ランプを示す斜視図、断面図及びその点
灯装置を示す回路図であり、図において、1は従来の蛍
光ランプ、2は内部にキセノンガスを主体とした希ガス
を封入した直管状のガラスバルブ、3はガラスバルブ2
の内面に形成された蛍光体層、4はランプ内で発生した
光をランプ外に照射する光出力部、5a及び5bは光出
力部4に沿う両側に、アルミ箔からなり、所定の幅員で
ガラスバルブ2の外壁にほぼ全長に亘って密着し、互い
に対向して配設された帯状の外部電極、6は外部電極5
a、5bを含めたガラスバルブ2上に被覆されたシリコ
ンレジンの透明な絶縁性被膜である。7はガラスバルブ
2の両端を気密に封止した封着ガラスである。また、8
は従来の蛍光ランプ1を点灯する高周波点灯回路、9は
高周波点灯回路8を介して外部電極5a、5bに接続さ
れ、所定の高周波電圧を印加する交流電源である。
より、正弦波交流電圧を印加すると、外部電極5a、5
bに挟まれたガラスバルブ2の内部空間に、キセノンガ
スの放電を生じ、このキセノンガスの放電により紫外線
が発生し、ガラスバルブ2の内面に形成した蛍光体層3
を励起して可視光線を発生し、光出力部4よりランプ外
に照射する。
ルブの内部に希ガスを封入し、外壁に外部電極を設けた
蛍光ランプは、電極間の放電によりガラスバルブ内側の
電極部表面上に希ガスのエキシマ(excimer)が
発生し、そのエキシマから放射される紫外線によって蛍
光体が励起され可視光線が照射することが分かってい
る。また、効率よく、より高輝度を得るには、外部電極
面積を大きくし、電極間距離を短くすればよいことが分
っていて、このような蛍光ランプが特願平4−2365
3号に示されている。
光ランプは、誘電体であるガラスバルブを介して外部電
極間で放電を行うので、ガラスバルブは薄い方がよい。
しかしガラスバルブを薄くするとバルブ内部の圧力と大
気圧との圧力差のため破損し易い。また端部の封止加工
に時間がかかり、製造が容易でない。
ためになされたもので、ガラスバルブが薄くても破損し
にくい蛍光ランプを得ることを目的にする。また、端部
の非発光部分が小さく、製造が容易な蛍光ランプを得る
ことを目的とする。
ンプにおいては、内壁に蛍光体を有し、外壁に1対以上
の導電体を有する透明な誘電体容器にキセノンを20〜
200Torr含む希ガスの混合ガスを400〜760
Torr封入したものである。
またはヘリウムを混合したものである。
導入部を加熱溶融して封じるようにしたものである。
ンが最も電離電圧、励起電圧が低いため、キセノンのみ
が選択的に励起されて紫外線を放射し、キセノン単独の
場合とあまり変わらない電圧で点灯し、ほぼ同じ輝度が
得られる。またランプ内部と外部の圧力が近いため、誘
電体容器に加わる圧力が小さく破損しにくい。
原子量がかなり小さいため、キセノンとの衝突による影
響が少ないため、大量に封入しても放電に必要な電圧や
輝度に殆ど影響しない。
したした際の誘電体容器の変形が小さい。
する。図1において、1はこの発明の蛍光ランプ、2は
蛍光ランプ1を構成する直径6mm、厚さ0.5mmの
誘電体である鉛ガラス製の直状円筒状のガラスバルブ、
ガラスバルブの内壁のほぼ半面には蛍光体層3が形成さ
れており、残りの半面はランプ内部で発生した光をラン
プ外に照射する光出力部4となっている。5a、5bは
それぞれ幅5mmの導電体である外部電極で、ガラスバ
ルブ2の外壁に電極間距離0.8mmで設けられてい
る。ガラスバルブ2の内部にはキセノンを含む希ガスが
封入される。
動作を説明する。高周波点灯回路はトランジスタインバ
ータ等で構成され、20〜200kHz程度の高周波電
圧を発生し、外部電極5に印加される。外部電極5a及
び5bの間には放電が発生し、その際発生した紫外線は
蛍光体層3を励起し、蛍光体によって決定される可視光
に変換される。蛍光体から発生した可視光は光出力部4
から照射される。
する。電圧は誘電体であるガラスバルブを介して、すな
わち外部電極と放電ガスの容量結合によりランプ内部に
印加される。放電電流は誘電体により制限され、グロー
放電からアーク放電といった形態には発展しない。また
特定の場所に放電が集中せず、外部電極に面したガラス
バルブ内面全体から放電が発生する。放電は外部電極間
に電圧を印加し、ランプ内部が放電可能な電界になると
開始する。その後、放電により発生した電子やイオンな
どの電荷がガラスバルブ表面に蓄積し、その結果、ラン
プ内部の電界が弱まり放電を持続することができなくな
り、放電が停止する。このため、電流は印加した電圧の
極性が反転した直後に多く流れ、電流はほぼパルス状に
なる。ランプ内部の放電状態を詳細に観察すると、外部
電極に面したガラスバルブ内面全体がほぼ一様な光に覆
われており、さらに対となる電極間に糸状の放電が多数
発生しているのが見られる。
0%のガスと容積比でキセノン20%、ネオン80%の
混合ガスを封入した場合の特性を示したものである。図
2はキセノンの圧力と放電開始電圧および最小維持電圧
の関係を示したものである。ここで最小維持電圧とは、
放電を継続するための最低の電圧である。図2よりキセ
ノンの圧力が高いほど電圧が上昇することが分かる。こ
のためキセノンの圧力を1気圧に近づけることは、放電
に必要な電圧が上昇するために好ましくない。しかしキ
セノン100%のガスとキセノン20%のガスでは、全
体の圧力では5倍も異なるにもかかわらず、キセノンの
圧力が同じであれば放電開始電圧および最小維持電圧は
ほとんど同じであることが分かる。
たものである。キセノンの圧力が高いほど、輝度は高く
なる。ただし200Torrではほぼ飽和する。またこ
の図より広い範囲にわたって、キセノン100%のガス
とキセノン20%の混合ガスはキセノンの圧力が同じで
あればほとんど同じ輝度を示すことが分かる。このよう
な現象は、ネオンの電離電圧や励起電圧が、キセノンに
比べてかなり高いため、励起や電離を伴う非弾性衝突
は、ほとんどキセノンのみに発生するためである。
って放電に必要な電圧を上げることなく、また輝度を低
下させることなく全体の圧力を大幅に増加可能である。
ただしキセノンの圧力が、あまりに低いと十分な輝度が
得られないため最低20Torr程度必要である。また
キセノンの圧力が200Torr程度で、輝度が飽和す
るため、それ以下の圧力がよい。また従来のキセノンの
圧力は数十Torrであるため、ランプの中と外では約
1気圧の圧力差があった。この圧力差による破損の可能
性を軽減するためには、この圧力差を1/2以下にする
ことが望ましい。このため全体の圧力としては400T
orr以上760Torr以下がよい。
ガラスバルブを用いた蛍光ランプ1にキセノン20%と
クリプトン、アルゴン、ネオン、ヘリウムをそれぞれ8
0%混合したガスを500Torr封入した。導電体5
は幅2.5mm、間隔0.4mmとした。これらのラン
プの特性を表1に示す。
ものほど、キセノン単独の場合の特性に近い特性を示す
ことが分かる。特にネオンとヘリウムの混合ガスは混合
による影響が少なく、混合するガスとして好ましいこと
が分かる。これは原子量の小さな希ガスほどキセノンと
の電離電圧、励起電圧の差が大きいためと考えられる。
熱溶融して封止する工程を示す図である。図4(a)に
おいてガラスバルブ2は下の一端が閉塞されており、上
の端部は開口している。図示しないが上の端部はガスボ
ンベに接続されている。上の端部からキセノンガス30
%であるネオンとキセノンの混合ガスを500Torr
導入した後、ガスバーナー10で局部的に加熱する。加
熱された部分がガラスの軟化点以上になると図4(b)
のようにガラスが変形を始める。さらに図4(c)のよ
うに加熱をしながらガラスバルブを下方に引くことによ
って加熱部分は溶融し端部が閉塞される。
により、加熱部分が内側にへこむ形に変形する。圧力差
が1気圧に近い状態では、内側に大きくへこみ、発光に
寄与しない部分が生じる。この実施例の場合は内部と外
部の圧力差が小さいため変形の速度が遅く、かつ変形の
程度が少ない。このため端部ぎりぎりまで発光させるこ
とができる。原理的には内部と外部の圧力差が0のとき
に最も変形が少ない。ただしガラスバルブを加熱するこ
とによって、内部のガスが加熱され、圧力が上昇するた
め、封入するガスの圧力は1気圧より低いことが必要で
ある。適切な封入ガスの圧力は、加熱条件によって決ま
る。この実施例では、加熱熔着にガスバーナーを使用し
ているが、レーザーを使用すれば短時間に局部的な加熱
で済むため、ほぼ1気圧のガスを封入することができ
る。
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。
たので、放電開始電圧、輝度等の特性を変えることなく
高いガス圧を封入することができて破損しにくくなり、
製造が容易になる。
である。
電開始電圧、最小維持電圧の関係を示す図である。
度の関係を示す図である。
示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 内壁に蛍光体を有し、外壁に一対以上の
電極を有する透明な誘電体容器の内部に放電ガスを封入
し、上記電極に高周波電圧を印加する蛍光ランプにおい
て、上記放電ガスとしてキセノンを含む希ガスからなる
混合ガスを400乃至760torr用いたことを特徴
とする蛍光ランプ。 - 【請求項2】 上記混合ガスはネオンまたはヘリウムを
含むことを特徴とする請求項1記載の蛍光ランプ。 - 【請求項3】 上記キセノンは20乃至200Torr
であることを特徴とする請求項1または2記載の蛍光ラ
ンプ。 - 【請求項4】 内壁に蛍光体を有し、外壁に一対以上の
電極を有する透明な誘電体容器の内部に、キセノンを含
む希ガスからなる混合ガスを400乃至760Torr
導入した後、上記誘電体容器のガス導入部を加熱溶融し
て封止することを特徴とする蛍光ランプの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05105504A JP3111743B2 (ja) | 1993-05-06 | 1993-05-06 | 蛍光ランプ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05105504A JP3111743B2 (ja) | 1993-05-06 | 1993-05-06 | 蛍光ランプ及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06314562A JPH06314562A (ja) | 1994-11-08 |
JP3111743B2 true JP3111743B2 (ja) | 2000-11-27 |
Family
ID=14409437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05105504A Expired - Lifetime JP3111743B2 (ja) | 1993-05-06 | 1993-05-06 | 蛍光ランプ及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3111743B2 (ja) |
-
1993
- 1993-05-06 JP JP05105504A patent/JP3111743B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06314562A (ja) | 1994-11-08 |
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