JP3554681B2 - Fluorescent lamp - Google Patents

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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファクシミリ、複写機、イメージリーダ等の情報機器における原稿照明用、あるいは、液晶パネルディスプレイのバックライト等に利用される蛍光ランプの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この分野で利用される蛍光ランプとしては、例えば、特開平3−225745号公報に開示されているような、ガラス管の外面に一対の帯状電極を配設したランプが知られている。このランプの断面図を図11に示すが、このランプは、ガラス管1内部にキセノンガスを主成分として封入し、外部電極7、7’に高周波電圧を印加することで、ランプ内部で誘電体バリア放電が発生し、主にキセノンエキシマーが形成され、172nm付近の真空紫外光が放射され、蛍光体層4で可視光変換された後、アパーチャ部6から可視光を放射するものである。
【0003】
この特開平3−225745号公報にみられる技術においては、ランプの支持体であるガラス管が、誘電体バリア放電における誘電体バリアを兼ねていることから必要以上に厚く、このため放電開始に比較的高い電圧を必要とし、また電極がランプ外面に配置されていることから、安全上、また絶縁に十分な注意を払う必要があった。
【0004】
さらに、特開平3−88258号公報に開示されているような技術が提案されている。このランプは、ガラス管内部に一対の透明電極を配設し、当該透明電極を蛍光体で覆い、ランプ両端にガラスビード巻きした電極リードを封着し、該電極リードに接続された弾性接触板により、透明電極との電気的導通を取る構造で、先の発明と同様にキセノンガスを主成分とした希ガスが封入されている。また、その応用例として電極リード部を箔状にし、先の透明電極と封着部付近で密接してなるものである。
【0005】
この特開平3−88258号公報の技術では、高電圧が印加される電極がガラス管内部に設けられていることから絶縁または安全面において、先のランプに比べて改良が見られる。ところが、このランプにおいては、蛍光体が被覆されていない弾性接触板や封着部近傍の帯状電極部は、放電空間に直接曝されている。この技術においては、放電インピーダンスは、ランプ内部に設けられた一対の電極間のみである、としているが、一方の蛍光体が被覆されていない弾性接触板や封着部近傍の帯状電極部と近接した他方の透明電極との間の放電インピーダンスが低くなり、この部分に放電が集中しランプとして機能しない場合がある。
【0006】
この分野のさらなる従来技術として特開平11−25923号公報が開示されている。この技術においては、一方の電極を内部に配置し、他方の電極を外面に配置する構成である。内部電極の外部への電極取り出し構造に関しては、この従来技術中の公報の図1に開示されているだけで、詳細は不明であるが、内部電極から電極取り出しリードまで放電空間に直接曝されているものと読み取れる。
【0007】
特開平11−25923号公報の技術では、内部電極である点で、特開平3−88258号公報の技術と同様に絶縁または安全面において改良がなされている。しかしながら、この技術の公報の図5において、内部に敷設された電極と外部電極との距離の遠近による放電集中を避けるために、外部電極の一部を除去する技術が開示されているが、ガス圧やこの内部電極と外部電極との距離によっては、放電インピーダンスは、放電空間に直接曝されている電極取り出しリードと外部電極の間のほうが低くなり、安定な放電が得られない場合がある。さらに、電極への給電端子をランプの両端から取り出しているので、ランプそのものの長さが長くなり、電極取り出しリードの取り回しにより、電極取り出しリードの有する浮遊容量が大きくなるという問題があった。
【0008】
このように従来技術においては、高電圧部分がランプの外部にあるために、安全上、絶縁に十分な注意を必要とするためランプの電極部を絶縁チューブで被覆するなどの製造上手間が掛かり、材料費のアップを余儀なくされる。また、内部に電極を設けた場合においても、内部電極と外部リードとの接続方法が不十分なため安定な放電が得られない問題点があった。
【0009】
さらに従来技術においては、ガラス管内面に形成する蛍光体膜は通常、蛍光体の懸濁液を吸い上げるか、流し込むか、スプレーで吹き付ける等の方法により塗布しており、それらの方法そのものに蛍光体の塗布ムラを生じる要因を内在しており、また当然ながら、ガラス管内面に異物や、突起物や、凹凸などがあると蛍光体の塗りムラを生じることとなり、均一な蛍光体面を得ることは非常に困難であった。また、複数の種類の蛍光体、例えば赤(R),緑(G)、青(B)各蛍光体を混合して塗布する場合においては、各々の粒径、比重等が異なることから、前記塗りムラと同時に所定のR,G,B混合比からずれてしまう、色ずれの問題点もあった。この点も、ガラス管内部に電極を設けた場合は当該電極を均一に蛍光体層で被覆することが困難なため、結果として均一な放電を達成しにくいという問題点、その結果、照度分布の不均一になるという問題点があった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、ガラス管内面に均一な蛍光体面を有することによって、均一な放電を可能にする蛍光ランプを提供することにある。また、誘電体バリア放電を利用しつつ、放電の誘電体バリアとなる誘電体層を薄くすることによって放電開始時の電圧を下げ、電力変換効率をよくした蛍光ランプを提供することにある。さらには、高電圧をランプ外部ではなく内部に印加する構造とすることによって、安全上の絶縁を容易に確保されるような蛍光ランプを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、本発明に先立つ出願、特願平11ー109564号において、グリーンシートという素材を蛍光ランプに適用するという発明を開示した。グリーンシートとは、材料をグリーン(生)の状態で薄板状に成形したものである。この出願明細書の中で、グリーンシートは、従来にない様々な利点があることを示した。本発明は、上記の課題を解決するために先の発明を更に発展させたものであって、その手段を以下に示す。
【0012】
本発明の請求項1の発明は、第一の誘電体によって形成された管状の放電容器のほぼ全長にわたり一対の電極を設け、エキシマー生成ガスが封入された蛍光ランプにおいて、該放電容器の内壁に、少なくとも一方の電極が配設され、該一方の電極と該エキシマー生成ガスとの間に第二の誘電体層が設けられ、少なくとも該第二の誘電体層の一部が蛍光体層によって覆われており、前記第二の誘電体層ならびに前記蛍光体層が、それぞれ誘電体グリーンシートならびに蛍光体グリーンシートを該放電容器内に挿入し焼成することによって形成されてなることを特徴とする蛍光ランプとするものである。
【0014】
本発明の請求項の発明は、前記第二の誘電体層と前記一方の電極を一体化したグリーンシート構体としたことを特徴とする請求項に記載の蛍光ランプとするものである。
【0015】
本発明の請求項の発明は、第一の誘電体によって形成された管状の放電容器のほぼ全長にわたり一対の電極を設け、エキシマー生成ガスが封入された蛍光ランプにおいて、該放電容器の内壁に、少なくとも一方の電極が配設され、該一方の電極と該エキシマー生成ガスとの間に第二の誘電体層が設けられ、少なくとも該第二の誘電体層の一部が蛍光体層によって覆われており、前記一方の電極と前記第二の誘電体層が、前記蛍光体層と共に一体成形されたグリーンシート構体を前記放電容器内に挿入し焼成することによって、該放電容器内壁に形成されてなることを特徴とする蛍光ランプとするものである。
【0017】
本発明の請求項の発明は、前記一体成形されたグリーンシート構体が複数に分割されたものであることを特徴とする請求項に記載の蛍光ランプとするものである。
【0018】
なおグリーンシート構体とは、グリーンシートが構造体を成すものであり、蛍光体グリーンシートや誘電体グリーンシートなどのグリーンシートを密着した構造体である。また、電極は管状の放電容器のほぼ全長にわたる長尺の電極であり、その一形態は帯状電極である。
【0019】
【作用】
次に本発明において上記手段を講じた作用について説明する。従来技術にも既に述べられているが、ガラス管内部に電極を設けることは公知技術である。その方法は様々である。本発明の請求項1の発明は、第一の誘電体であるガラス管内部に電極が配設された形態に、第二の誘電体層と蛍光体層のグリーンシートをガラス管内部に挿入し焼成するので、第二の誘電体層を薄くすることができ、放電時の電圧を下げ、エキシマ生成ガスへの電力変換効率を良くすることができる。また、ガラス管内部に電極が配設されると突起物や凹凸が予想されるが、当該グリーンシートが加熱圧着の際にこれらの突起物や凹凸にうまく順応して密着形成されるので、均一にガラス管内面及び電極に密着した第二の誘電体層と蛍光体層とともにアパーチャ部が形成されることから、ランプ全長にわたって、均一な放電となり、また均一な厚みの蛍光体層によりアパーチャ部からはガラス管軸方向に均一な光が放出される。
【0021】
本発明の請求項の発明は、電極と第二の誘電体層が一体成形されたグリーンシート構体と、蛍光体層のグリーンシートをガラス管内部に挿入し焼成するので、第二の誘電体層を薄くすることができ、放電時の電圧を下げ、エキシマ生成ガスへの電力変換効率を良くすることができる。また、均一にガラス管内面に密着した電極と第二の誘電体層と蛍光体層とともにアパーチャ部が形成されることから、ランプ全長にわたって、均一な放電となり、また均一な厚みの蛍光体層によりアパーチャ部からはガラス管軸方向に均一な光が放出される。
【0022】
本発明の請求項の発明は、電極と第二の誘電体層が、蛍光体層と共に一体成形されたグリーンシート構体として、該一体成形されたグリーンシート構体を第一の誘電体であるガラス管に同時に挿入し焼成するので、ガラス管内面に均一に密着した電極、第二の誘電体層及び蛍光体層とともにアパーチャ部が形成され、ランプ全長にわたって、均一な放電となり、均一な厚みの蛍光体層によりアパーチャ部からはガラス管軸方向に均一な光が放出される。
【0024】
本発明の請求項4の発明は、一体成形されたグリーンシート構体が複数に分割されたものであるので、ガラス管内部に複数の一体成形されたグリーンシート構体を自由な位置に配設したり、重ねたりすることができ、また、焼成条件の異なるグリーンシートを別々に挿入し焼成できる。
【0025】
【発明の実施の形態】
図7は、本発明に使用したグリーンシートを説明するための図面である。図7は、本発明に係る蛍光ランプに使用するグリーンシート24が有機フィルム構造体25上に形成された状態を示しており、蛍光体を有機バインダーおよび可塑剤と分散剤等を溶剤といっしょに混合し、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)などの有機フィルム構造体25上に一定の厚さでドクターブレード法などにより流延し、溶剤を乾燥してグリーンシート24を有機フィルム構造体25上に作製する。
【0026】
このドクターブレード法は、古くから用いられている方法であるが、この方法で利用するペーストの粘度は比較的高いことから扱いやすく、また環境を汚すことが少ない。さらに使用後のペーストの回収と再利用がやり易いなど無駄がすくない。したがって、この方法で作られるグリーンシートに使用されるペースト材料も従来技術に比較して格段に無駄が少ない。ここでは、ドクターブレード法で実施例を説明するが、スクリーン印刷法でも同様にグリーンシートを作製でき、同じ効果が期待できる。
【0027】
さらに、ドクターブレード法やスクリーン印刷法では、広い面積にわたって、印刷膜厚形成の制御が容易である。特に無理なく10μm程度の厚みを±2μm程度で形成することが可能である。従来技術では、膜厚みが増加すると膜の均一性を維持することは容易ではないが、ドクターブレード法やスクリーン印刷法では、印刷膜厚がさらに厚くなっても、厚み精度を±2μ程度に維持することは容易である。
【0028】
図1は本発明の第1の実施例のランプの管軸に垂直な断面を簡略化して示したものである。ガラス管1は、硼珪酸ガラスであり、外径10mm、ガラス厚み0.5mmである。このガラス以外でも鉛ガラス、ソーダ石灰ガラス、石英ガラス、アルミノ珪酸ガラスなど種々のガラスが適用できる。図中、内部電極2、2’は、あらかじめ有機フィルム構造体25上に銀ペーストなどの導電性物質をスクリーン印刷で印刷し、さらにその上からドクターブレード法により形成した第二の誘電体層のグリーンシートを作製した。ここで、スクリーン印刷によって印刷した電極の厚みは、焼成後に凡そ5〜10μmであった。第二の誘電体層の材料としては、ガラス管1と同じか、ガラス管1より僅かに膨張係数の小さい材料を選択した。第二の誘電体層の材料の軟化点は、後述するシール方法によって異なってくるが、ここでは、使用するガラス管1より軟化点の低い材料を選択した。厚みはグリーンシートの状態で約100μmであり、焼成後に厚みは40%程度減少する。
【0029】
次に、同じ方法で準備した蛍光体グリーンシートを、先の第二の誘電体層グリーンシートに重ね、ガラス管1内部に挿入した。ここで、蛍光体グリーンシートの厚みは40μmである。この厚みは、焼成後も大きく変化しない。これらのグリーンシートをガラス管1に定着する方法としては、例えば図8に示すように、ガラス管1内に筒状体26を挿入し、ガラス管1の外部に配置され所定の温度に加熱された発熱部を有する加熱体27により、グリーンシート24を加熱しながら、加熱体27と筒状体26との間でガラス管1の内面に圧接する。
【0030】
ここで、加熱によりグリーンシート24中の有機バインダーおよび可塑剤が反応してグリーンシート24に接着性が発現し、さらに前記圧接時の加圧によりガラス管1内面とグリーンシート24が接着転写される。アパーチャ部6は、この段階で既に形成されており、従来技術のように一度塗布した蛍光体を取り除く労力、材料の無駄がない。また、アパーチャ部6部分のガラス管1内面には、蛍光体の残渣が皆無に近く、良好なアパーチャ部が形成される。なおこの実施例では、蛍光体グリーンシートとしたが、図9に示すように反射材層5と蛍光体層4を重ね一体成形したグリーンシート構体としてもよい。図9は当該グリーンシート構体を上面からおよび側面から見た概略図である。
【0031】
反射材層5としては、αアルミナ、γアルミナ、酸化チタン、ピロ燐酸カルシウム、シリカ、硫酸バリウムなどがある。高価な蛍光体の使用量を低減するために、蛍光体層4を10〜20μm程度とし、残りを当該反射材により一体成形されたグリーンシート構体を形成することも容易である。また、安価のハロりん酸蛍光体を反射材層として使用することも可能である。
【0032】
次に前記ガラス管1内面にグリーンシート24が接着転写されたものを焼成する。焼成条件としては、例えば、常温から300℃まで30分、300℃から450℃まで30分、450℃で10分保持して焼成する。その後、自然冷却を行う。その後、ガラス管1の端部はバーナーなどにより切断封止を行う。他端については、例えば、図6に示すように、ガラス管1と同じ程度の膨張係数を有するガラス製の排気用接続管23をガラス管1内部に挿入し、ガラス管1内側から見て、排気用接続管23、第二の誘電体層3、内部電極2、2’、ガラス管1となるようにする。
【0033】
この場合、第二の誘電体層3が蛍光体層4で覆われている場合は、少なくとも図中のシール部22付近をブラシなどにより機械的に取り除くが、グリーンシートを設計する段階で、あらかじめ第二の誘電体層3の上に蛍光体層4が敷設されないようにしてもよい。次に、排気用接続管23のガラス管1への挿入した側の反対側より、蛍光体の酸化を防止する目的で窒素ガスを流量を微妙に制御しながら、シール部22をバーナーあるいは局所加熱ヒーター等で加熱し封着を行う。
【0034】
ここで第二の誘電体層3として低融点ガラスを利用する場合には、ガラス管1より軟化点の低い材料を選択する。但し、ガラス管1の軟化点より大幅に低い軟化点を有する低融点材料を選択するとシール部22を加熱シールする際には、ガラス管1が軟化点以上になると第二の誘電体層3が突沸し、気泡を発生し、シールの気密性を大幅に低下させる恐れがあることから、ガラス管1の材質、バーナーの火力、ヒーター加熱条件等から第二の誘電体層3の材料を選択し、この突沸を避ける。例えば、第二の誘電体層3として、結晶化ソルダーガラスを適用することが好適である。結晶化ソルダーガラスは、比較的低温で軟化後結晶化し、再加熱時には、ガラス管1の軟化点と同じ程度の温度まで結晶が軟化しない特性を有しており、この特性を利用するものである。このシール完了後、排気用接続管23を排気系ポートに接続し、ガス出しベーキングを行い、希ガスを封入し、排気用接続管23の最細部付近でシールオフを行う。ここで、希ガスとしては、キセノンを主体とする混合ガスを用い、本実施例では、キセノン30%ネオン70%の混合ガスを39.9kPa封入した。
【0035】
この本発明のランプは、ガラス管1内面にリード引き出し部21、21’を有し、当該リード引き出し部21、21’に給電線を接続し、従来と同じ点灯方式、例えば特開平9−199285号公報にみられるようなフライバック方式により、ランプを点灯させた。
【0036】
本発明によるランプの特性について結果を図10中に表として従来技術と比較してまとめる。ここで従来技術のランプとしては、図11に示す構造で、蛍光体懸濁液を吸い上げてガラス管内面に塗布したランプであり、電極は、ガラス管外面に銀ペーストを印刷したものである。本発明と比較するために、ガラス管径、ランプ全長、ガス等については、同じ仕様でキセノン30%ネオン70%の混合ガスを39.9kPa封入した。評価に使用したランプの本数は従来技術を含め各3セットである。表中の照度、色度はすべて、平均値である。比較のため、ランプの中央照度はに50000lxとなるように点灯5分後インバータ入力を調整した。表中の測定条件はすべて統一し、ランプ電圧は、0−ピーク値の読みである。
【0037】
また照度は、市販の照度計(ミノルタT−1M)を使用し、ランプのガラス管外面とセンサーとの距離を8mmとした。表中、照度落ち込みとは、ランプ中央部の照度に対して、±150mmの2つの位置での照度の相対値落ち込みのどちらか大きい方の値である。
【0038】
色度については、市販の色彩輝度計(トプコンBM−7)により、各ランプのアパーチャ部中央付近に照準し、視角0.1°で測定を行った。表中、色度バラツキとは、ランプ中央部での色度(x、y)に対する相対値バラツキを示したものである。
【0039】
ランプ電力は、通常の方法では、測定が困難であることからオゾナイザ放電でよく利用されるV−qリサージュ法により求めた。このV−qリサージュ法については、例えば、オゾナイザハンドブック(P232〜235 コロナ社 昭和35年)などに詳細が述べられている。
【0040】
図1に示す実施例については、ランプ電圧が従来技術よりも15%程度低減でき、ランプ入力に対する照度効率についても約10%の改善が見られた。これは、従来技術では、円筒放電容器を形成するガラスの厚みが300μm〜600μm程度であるのに対して、本発明においては誘電体バリア放電に関与する誘電体の厚みを100μm程度に抑えることができたため、高電圧回路からエキシマー生成ガスへの電力変換効率が向上したことと、第二の誘電体層に関する材料も種々選択が可能な上、当該第二の誘電体層での損失が低減されたためと推察される。
【0041】
また、ランプの配光特性についても、従来技術では、全長約360mmのランプにおいて、ランプ中央から±150mmの位置での照度落ち込みがランプ中央部に対して10%程度あったが、5%程度に改善され、また、色度のバラツキについても、従来技術に比較して半分程度に改善された。また、従来絶縁チューブをランプに被せることにより、照度が3%程度減少し、寿命特性においても、絶縁チューブの着色による照度劣化があったが、これらの問題点も解消された。
【0042】
なお、本実施例では、準備した蛍光体グリーンシートを第二の誘電体層のグリーンシートに重ねて、ガラス管1に挿入する方法をとったが、内部電極と第二の誘電体層を一体にしたグリーンシート構体と蛍光体グリーンシートを重ねてガラス管1に挿入してもいいし、内部電極・第二の誘電体層・蛍光体層を一体にしたグリーンシート構体を挿入する方法はより簡便である。
【0043】
図2は、本発明の第2の実施例のランプの管軸に垂直な断面を簡略化して示したものである。本実施例においては、外部電極7を1つガラス管1外面に配設し、内部に内部電極・第二の誘電体層・蛍光体層を一体に成形したグリーンシート構体を挿入、定着したものである。図1に示す実施例に比較して、外部電極7と、一体成形されたグリーンシート構体との位置合わせという煩雑さは伴うものの従来技術に比べて格段に簡便に製作できる。
【0044】
ガラス管材料、シール方法、封入ガス条件等は、図1に示す実施例と同じである。このランプは、ガラス管1内面に1つのリード引き出し部21を有し、外部に他のリード引き出し部21’を有する。これらのリード引き出し部21、21’に給電線を接続し、従来と同じ点灯方式によりランプを点灯させた。結果を図10中に表として従来技術と比較してまとめる。この中で、ランプ電圧が従来技術よりも8%程度低くでき、ランプ入力に対する照度効率についても約7%の改善が見られた。
【0045】
図3は、本発明の第3の実施例のランプの管軸に垂直な断面を簡略化して示したものである。図1の実施例との違いは、内部電極・第二の誘電体層・蛍光体層を一体に成形したグリーンシート構体を2つに分割したものを、別々に挿入したものであることである。この実施例では、1対の内部電極2,2’が同じ形状であることから、片側の内部電極2の設計だけで一対の電極に適用できる。図3中、目視確認できる切れ目8があり、この部分から光の漏れが認められた。アパーチャ部6の開口角のバラツキにやや難点はあるものの、一体成形されたグリーンシート構体の位置は可変であることからアパーチャ部6の開口角を自由に変えることが可能である。一体成形されたグリーンシート構体はガラス管1への挿入及び定着が容易であった。ガラス管材料、シール方法、封入ガス条件、リード線引き出し方法等は、図1に示す実施例と同じである。
【0046】
図3のランプを従来と同じ点灯方式により、ランプを点灯させた。結果を図10中に表として従来技術と比較してまとめる。この中で、ランプ電圧は、図1に示す実施例と同程度に電圧を抑えることができ、ランプ入力に対する照度効率についても従来技術が2907lx/Wであるのに比べ、本発明ランプは3126〜3230lx/Wと、約9%の改善が見られた。また、ガラス管1の当該光の漏れる個所に可視光反射率の高いテープとして、テフロンテープを敷設したところ、9%→11%に改善された。
【0047】
図4および図5は、それぞれ第4および第5の実施例のランプの管軸に垂直な断面である。先の図3の実施例では切れ目8が形成されたが、これらの実施例では、図4においては重なり部9、あるいは図5においては突合わせ部10が形成される。図3の実施例と同様これらの例でも、アパーチャ部6の開口角のバラツキにやや難点はあるものの、一体成形されたグリーンシート構体の位置は可変であることから、アパーチャ部6の開口角を自由に変えることが可能である。一体成形されたグリーンシートのガラス管への挿入及び定着は容易であった。ガラス管材料、シール方法、封入ガス条件、リード線引き出し方法等は、図1に示す実施例と同じである。
【0048】
図4および図5の実施例のランプを従来と同じ点灯方式により、ランプを点灯させた。結果を図10中に表として従来技術と比較してまとめる。この中で、ランプ電圧は、図1に示す実施例と同程度に電圧を抑えることができ、ランプ入力に対する照度効率についても従来技術に比べて10%と同じ程度の改善が見られた。
【0049】
なお本発明は、既述の実施例に述べられた形態に限定されるものでないことは言うまでもない。例えば、図1中、第二の誘電体層3は、内部電極2を含めアパーチャ部6と対向する電極がない部分にも配設されているが、材料低減のために内部電極2のみを覆うようにしてもよい。
【0050】
また、電極・第二の誘電体層・蛍光体層とが一体となって成形されたグリーンシート構体をガラス管に配設し、アパーチャ部6を設けずに蛍光体を透過した可視光を取り出す光源にも適用できよう。また、電極と第二の誘電体層とのグリーンシート構体をガラス管内部に配設し、エキシマー生成ガスからの放射光を取り出す光源にも適用できるものである。
【0051】
【発明の効果】
本発明による効果について、次に述べる。
【0052】
請求項の発明により、第一の誘電体であるガラス管内部に電極が配設された形態に、第二の誘電体層と蛍光体層のグリーンシートをガラス管内部に挿入し焼成するので、第二の誘電体層を薄くすることができ、放電開始時の電圧を下げ、エキシマー生成ガスへの電力変換効率を良くすることができる。
【0053】
また、ガラス管内部に電極が配設されると突起物や凹凸が予想されるが、当該グリーンシートが加熱圧着の際にこれらの突起物や凹凸にうまく順応して密着形成されるので、均一にガラス管内面及び電極に密着した第二の誘電体層と蛍光体層とともにアパーチャ部が形成されることから、ランプ全長にわたって均一な放電となり、また、均一な厚みの蛍光体層によりアパーチャ部からはガラス管軸方向に均一な光が放出される。
【0054】
また、ランプの全長が短くできることとエキシマー生成ガスへの電力変換効率が向上できることにより、原稿面上で同じ光量を得るために従来技術より省電力となる。さらに、ランプ電圧が低減できることから、駆動回路に使用するトランス、デバイス素子の選択肢が広がり、駆動回路のコスト低減ができる。
【0055】
請求項の発明により、第一の誘電体であるガラス管内部に、電極と第二の誘電体層のグリーンシート構体と蛍光体層のグリーンシートをガラス管内部に挿入し焼成するので、第二の誘電体層を薄くすることができ、放電開始時の電圧を下げ、エキシマー生成ガスへの電力変換効率を良くすることができる。また、均一にガラス管内面に密着した電極・第二の誘電体層と蛍光体層とともにアパーチャ部が形成されることから、ランプ全長にわたって均一な放電となり、また、均一な厚みの蛍光体層によりアパーチャ部からはガラス管軸方向に均一な光が放出される。
【0056】
請求項の発明により、電極と第二の誘電体層が、蛍光体層と共に一体成形されたグリーンシート構体として、該一体成形されたグリーンシート構体を第一の誘電体であるガラス管に同時に挿入し焼成するので、ガラス管内面に均一に密着した電極、第二の誘電体層及び蛍光体層とともにアパーチャ部が形成され、ランプ全長にわたって均一な放電となり、均一な厚みの蛍光体層によりアパーチャ部からはガラス管軸方向に均一な光が放出される。
【0058】
請求項の発明により、一体成形されたグリーンシート構体が複数に分割されたものであるので、ガラス管内部に複数の一体成形されたグリーンシート構体を自由な位置に配設したり重ねたりすることができ、また、焼成条件の異なるグリーンシートを別々にガラス管内部に挿入し、焼成することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例のランプの管軸に垂直な断面を示す図である。
【図2】本発明の第2の実施例のランプの管軸に垂直な断面を示す図である。
【図3】本発明の第3の実施例のランプの管軸に垂直な断面を示す図である。
【図4】本発明の第4の実施例のランプの管軸に垂直な断面を示す図である。
【図5】本発明の第5の実施例のランプの管軸に垂直な断面を示す図である。
【図6】本発明のランプのシール方法の一例を示す図である。
【図7】本発明に適用したグリーンシートの断面を示す図である。
【図8】本発明に適用したグリーンシートをガラス管に定着させる方法を示した図である。
【図9】本発明に適用する、反射材層と蛍光体層とが一体となったグリーンシート構体の概略図を示す。
【図10】本発明と従来技術のランプの性能を比較した表を示す図である。
【図11】従来技術によるランプの管軸に垂直な断面を示す図である。
【符号の説明】
1 ガラス管
2、2’ 内部電極
3 第二の誘電体層
4 蛍光体層
5 反射材層
6 アパーチャ部
7、7’ 外部電極
8 切れ目
9 重なり部
10 突合わせ部
21、21’ リード引き出し部
22 シール部
23 排気用接続管
24 グリーンシート
25 有機フィルム構造体
26 筒状体
27 加熱体
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a fluorescent lamp used for illuminating a document in information equipment such as a facsimile, a copying machine, and an image reader, or used as a backlight of a liquid crystal panel display.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a fluorescent lamp used in this field, for example, a lamp in which a pair of band-shaped electrodes is disposed on the outer surface of a glass tube as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-225745 is known. FIG. 11 shows a cross-sectional view of this lamp. The lamp is sealed with a xenon gas as a main component in a glass tube 1 and a high-frequency voltage is applied to external electrodes 7 and 7 ′ to form a dielectric inside the lamp. A barrier discharge occurs, mainly xenon excimers are formed, a vacuum ultraviolet light of about 172 nm is emitted, and visible light is emitted from the aperture section 6 after being converted into visible light by the phosphor layer 4.
[0003]
In the technique disclosed in JP-A-3-225745, a glass tube as a support of a lamp is thicker than necessary because it also serves as a dielectric barrier in a dielectric barrier discharge. Since high voltage is required and the electrodes are arranged on the outer surface of the lamp, it is necessary to pay sufficient attention to safety and insulation.
[0004]
Further, a technique as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-88258 has been proposed. In this lamp, a pair of transparent electrodes are disposed inside a glass tube, the transparent electrodes are covered with a fluorescent substance, glass bead-wound electrode leads are sealed at both ends of the lamp, and an elastic contact plate connected to the electrode leads is provided. As a result, a rare gas containing xenon gas as a main component is sealed as in the previous invention. Further, as an application example, the electrode lead portion is formed in a foil shape and is in close contact with the transparent electrode near the sealing portion.
[0005]
According to the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-88258, an electrode to which a high voltage is applied is provided inside the glass tube, so that the insulation or safety can be improved as compared with the lamp described above. However, in this lamp, the elastic contact plate not covered with the phosphor and the strip-shaped electrode portion near the sealing portion are directly exposed to the discharge space. In this technique, the discharge impedance is only between a pair of electrodes provided inside the lamp, but the discharge impedance is close to the elastic contact plate not covered with one of the phosphors or the strip-shaped electrode portion near the sealing portion. In some cases, the discharge impedance between the other transparent electrode becomes low, and the discharge concentrates on this portion, which may not function as a lamp.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-25923 is disclosed as a further conventional technique in this field. In this technique, one electrode is arranged inside, and the other electrode is arranged on an outer surface. With respect to the structure for taking out the electrodes from the internal electrodes to the outside, it is disclosed only in FIG. 1 of the gazette of this prior art, and the details are unknown. You can read that there is.
[0007]
In the technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-25923, improvements are made in terms of insulation or safety in the same manner as the technology described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-88258 in that it is an internal electrode. However, FIG. 5 of this publication discloses a technique for removing a part of the external electrode in order to avoid discharge concentration due to the distance between the electrode laid inside and the external electrode. Depending on the pressure and the distance between the internal electrode and the external electrode, the discharge impedance may be lower between the electrode lead and the external electrode directly exposed to the discharge space, and a stable discharge may not be obtained. Furthermore, since the power supply terminals to the electrodes are taken out from both ends of the lamp, the length of the lamp itself becomes long, and the routing of the electrode take-out leads to a problem that the stray capacitance of the electrode take-up lead increases.
[0008]
As described above, in the prior art, since the high-voltage portion is outside the lamp, sufficient attention must be paid to insulation for safety, so that the manufacturing process such as covering the lamp electrode with an insulating tube is required. , Increasing material costs. Further, even when an electrode is provided inside, there is a problem that a stable discharge cannot be obtained due to an insufficient connection method between the internal electrode and the external lead.
[0009]
Furthermore, in the prior art, the phosphor film formed on the inner surface of the glass tube is usually applied by sucking, pouring, or spraying a suspension of the phosphor, and the phosphor itself is applied to the method itself. There are inherent factors that cause coating unevenness, and of course, if there is a foreign substance, protrusion, or unevenness on the inner surface of the glass tube, uneven coating of the phosphor will occur, and it is impossible to obtain a uniform phosphor surface. It was very difficult. When a plurality of types of phosphors, for example, red (R), green (G), and blue (B) phosphors are mixed and applied, the particle diameters, specific gravities, and the like are different from each other. There is also a problem of color misregistration, which deviates from a predetermined R, G, B mixture ratio at the same time as uneven coating. Also in this regard, when an electrode is provided inside a glass tube, it is difficult to uniformly cover the electrode with a phosphor layer, and as a result, it is difficult to achieve a uniform discharge. There has been a problem of non-uniformity.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide a fluorescent lamp that has a uniform phosphor surface on the inner surface of a glass tube, thereby enabling uniform discharge. It is another object of the present invention to provide a fluorescent lamp in which the voltage at the start of discharge is reduced by making the dielectric layer serving as a dielectric barrier of the discharge thinner while utilizing the dielectric barrier discharge, thereby improving the power conversion efficiency. Another object of the present invention is to provide a fluorescent lamp in which a high voltage is applied to the inside of the lamp instead of the outside, so that safety insulation can be easily ensured.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The inventors disclosed an invention in which a material called a green sheet is applied to a fluorescent lamp in an application prior to the present invention, Japanese Patent Application No. 11-109564. The green sheet is obtained by molding a material into a thin plate shape in a green (raw) state. In the specification of this application, it has been shown that the green sheet has various advantages not found in the past. The present invention is a further development of the above invention in order to solve the above-mentioned problems, and the means thereof will be described below.
[0012]
The invention of claim 1 of the present invention provides a fluorescent lamp in which a pair of electrodes are provided over substantially the entire length of a tubular discharge vessel formed by a first dielectric, and an excimer-produced gas is sealed in an inner wall of the discharge vessel. At least one electrode is provided, a second dielectric layer is provided between the one electrode and the excimer product gas, and at least a part of the second dielectric layer is covered by a phosphor layer. Have beenThe second dielectric layer and the phosphor layer are each formed by inserting a dielectric green sheet and a phosphor green sheet into the discharge vessel and firing the same; It is.
[0014]
Claims of the invention2The invention according to claim 1, wherein the second dielectric layer and the one electrode are a green sheet structure integrated with each other.1The fluorescent lamp described in the above item.
[0015]
Claims of the invention3The invention ofA pair of electrodes is provided over substantially the entire length of the tubular discharge vessel formed by the first dielectric, and at least one electrode is provided on the inner wall of the discharge vessel in a fluorescent lamp in which an excimer product gas is sealed. A second dielectric layer is provided between the one electrode and the excimer product gas, and at least a part of the second dielectric layer is covered by a phosphor layer,The one electrode and the second dielectric layer are formed on the inner wall of the discharge vessel by inserting and firing a green sheet structure integrally formed with the phosphor layer in the discharge vessel. CharacteristicAnd fluorescent lampIt is assumed that.
[0017]
Claims of the invention4The invention of claim 1, wherein the integrally formed green sheet structure is divided into a plurality of parts.3The fluorescent lamp described in the above item.
[0018]
Note that the green sheet structure is a structure in which the green sheets form a structure, and is a structure in which green sheets such as a phosphor green sheet and a dielectric green sheet are closely attached. Further, the electrode is a long electrode extending over substantially the entire length of the tubular discharge vessel, and one form thereof is a strip electrode.
[0019]
[Action]
Next, the operation of the present invention in which the above-described means is adopted will be described. As already described in the prior art, providing an electrode inside a glass tube is a known technology. There are various waysis there. According to the first aspect of the present invention, a green sheet of a second dielectric layer and a phosphor layer is inserted into a glass tube in a form in which electrodes are provided inside a glass tube as a first dielectric. Since the firing is performed, the thickness of the second dielectric layer can be reduced, the voltage at the time of discharge can be reduced, and the efficiency of power conversion to excimer generated gas can be improved. In addition, when electrodes are provided inside the glass tube, projections and irregularities are expected, but since the green sheet is well formed and adhered to the projections and irregularities during the heat compression bonding, the uniformity is obtained. Since the aperture portion is formed together with the second dielectric layer and the phosphor layer which are in close contact with the inner surface of the glass tube and the electrode, a uniform discharge is generated over the entire length of the lamp, and the uniform thickness of the phosphor layer causes a uniform discharge from the aperture portion. Emits uniform light in the axial direction of the glass tube.
[0021]
Claims of the invention2According to the invention, the green sheet structure in which the electrode and the second dielectric layer are integrally formed, and the green sheet of the phosphor layer are inserted into the glass tube and fired, so that the second dielectric layer can be thinned. As a result, the voltage at the time of discharge can be reduced, and the efficiency of power conversion to excimer product gas can be improved. In addition, since the aperture is formed together with the electrode, the second dielectric layer and the phosphor layer which are uniformly adhered to the inner surface of the glass tube, uniform discharge is achieved over the entire length of the lamp, and the phosphor layer having a uniform thickness is used. Uniform light is emitted from the aperture in the glass tube axial direction.
[0022]
Claims of the invention3In the invention, an electrode and a second dielectric layer are integrally molded with a phosphor layer as a green sheet structure, and the integrally molded green sheet structure is simultaneously inserted into a glass tube as a first dielectric and fired. Therefore, an aperture is formed together with the electrode, the second dielectric layer, and the phosphor layer which are uniformly adhered to the inner surface of the glass tube, and a uniform discharge is generated over the entire length of the lamp. Emits uniform light in the axial direction of the glass tube.
[0024]
According to the invention of claim 4 of the present invention, since the integrally formed green sheet structure is divided into a plurality of parts, a plurality of integrally formed green sheet structures can be arranged at any position inside the glass tube. And green sheets having different firing conditions can be separately inserted and fired.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 7 is a drawing for explaining the green sheet used in the present invention. FIG. 7 shows a state in which a green sheet 24 used for a fluorescent lamp according to the present invention is formed on an organic film structure 25, and the fluorescent substance is mixed with an organic binder and a plasticizer and a dispersant together with a solvent. The green sheets 24 are mixed and cast on an organic film structure 25 of, for example, polyethylene terephthalate (PET) with a certain thickness by a doctor blade method or the like, and the solvent is dried to produce a green sheet 24 on the organic film structure 25. .
[0026]
Although this doctor blade method has been used for a long time, the paste used in this method has a relatively high viscosity, so that it is easy to handle and does not pollute the environment. Furthermore, there is little waste such as easy recovery and reuse of the used paste. Therefore, the paste material used for the green sheet produced by this method is much less wasteful than the prior art. Here, the embodiment will be described by a doctor blade method, but a green sheet can be similarly produced by a screen printing method, and the same effect can be expected.
[0027]
Further, in the doctor blade method and the screen printing method, it is easy to control the formation of the printed film thickness over a wide area. In particular, a thickness of about 10 μm can be formed with a thickness of about ± 2 μm without difficulty. With conventional technology, it is not easy to maintain film uniformity as the film thickness increases, but with the doctor blade method or screen printing method, the thickness accuracy is maintained at about ± 2μ even when the printed film thickness is further increased. It is easy to do.
[0028]
FIG. 1 shows a simplified cross section perpendicular to the tube axis of a lamp according to a first embodiment of the present invention. The glass tube 1 is made of borosilicate glass, and has an outer diameter of 10 mm and a glass thickness of 0.5 mm. Various glasses other than this glass, such as lead glass, soda-lime glass, quartz glass, and aluminosilicate glass, can be used. In the figure, the internal electrodes 2 and 2 ′ are formed by printing a conductive material such as a silver paste on the organic film structure 25 in advance by screen printing, and further forming a second dielectric layer formed thereon by a doctor blade method. A green sheet was produced. Here, the thickness of the electrode printed by screen printing was approximately 5 to 10 μm after firing. As the material of the second dielectric layer, a material having the same or a slightly smaller expansion coefficient than that of the glass tube 1 was selected. Although the softening point of the material of the second dielectric layer varies depending on the sealing method described later, a material having a softening point lower than that of the glass tube 1 used here was selected. The thickness is about 100 μm in a green sheet state, and the thickness decreases by about 40% after firing.
[0029]
Next, the phosphor green sheet prepared by the same method was placed on the second dielectric layer green sheet and inserted into the glass tube 1. Here, the thickness of the phosphor green sheet is 40 μm. This thickness does not change significantly after firing. As a method of fixing these green sheets to the glass tube 1, for example, as shown in FIG. 8, a cylindrical body 26 is inserted into the glass tube 1, placed outside the glass tube 1, and heated to a predetermined temperature. While the green sheet 24 is heated by the heating body 27 having the heat generating portion, the green sheet 24 is pressed against the inner surface of the glass tube 1 between the heating body 27 and the cylindrical body 26.
[0030]
Here, the organic binder and the plasticizer in the green sheet 24 react with each other by heating, whereby the green sheet 24 has adhesiveness, and the inner surface of the glass tube 1 and the green sheet 24 are adhesively transferred by the pressure at the time of pressing. . The aperture section 6 has already been formed at this stage, and there is no labor and no waste of material for removing the phosphor once applied as in the prior art. Also, on the inner surface of the glass tube 1 at the aperture portion 6, there is almost no residue of the phosphor, and a good aperture portion is formed. In this embodiment, the phosphor green sheet is used. However, as shown in FIG. 9, a green sheet structure in which the reflector layer 5 and the phosphor layer 4 are laminated and integrally formed may be used. FIG. 9 is a schematic view of the green sheet structure viewed from above and from the side.
[0031]
Examples of the reflector layer 5 include α-alumina, γ-alumina, titanium oxide, calcium pyrophosphate, silica, barium sulfate, and the like. In order to reduce the amount of expensive phosphor used, it is easy to form a green sheet structure in which the phosphor layer 4 has a thickness of about 10 to 20 μm and the remainder is formed integrally with the reflective material. Also, an inexpensive halophosphate phosphor can be used as the reflector layer.
[0032]
Next, the glass sheet 1 having the green sheet 24 adhered and transferred to the inner surface thereof is fired. As firing conditions, for example, firing is performed at room temperature to 300 ° C. for 30 minutes, at 300 ° C. to 450 ° C. for 30 minutes, and at 450 ° C. for 10 minutes. Thereafter, natural cooling is performed. Thereafter, the end of the glass tube 1 is cut and sealed with a burner or the like. At the other end, for example, as shown in FIG. 6, a glass exhaust connection pipe 23 having the same degree of expansion coefficient as the glass tube 1 is inserted into the glass tube 1, and viewed from the inside of the glass tube 1. The exhaust connection tube 23, the second dielectric layer 3, the internal electrodes 2, 2 ', and the glass tube 1 are formed.
[0033]
In this case, when the second dielectric layer 3 is covered with the phosphor layer 4, at least the vicinity of the seal portion 22 in the figure is mechanically removed with a brush or the like. The fluorescent layer 4 may not be laid on the second dielectric layer 3. Next, from the side opposite to the side where the exhaust connection pipe 23 is inserted into the glass tube 1, the seal portion 22 is burned or locally heated while finely controlling the flow rate of nitrogen gas for the purpose of preventing oxidation of the phosphor. Sealing is performed by heating with a heater or the like.
[0034]
Here, when using a low melting point glass as the second dielectric layer 3, a material having a lower softening point than the glass tube 1 is selected. However, if a low-melting point material having a softening point significantly lower than the softening point of the glass tube 1 is selected, when the sealing portion 22 is heat-sealed, the second dielectric layer 3 is formed when the glass tube 1 has a softening point or higher. The material of the second dielectric layer 3 is selected based on the material of the glass tube 1, the heating power of the burner, the heating conditions of the heater, and the like, since bumping may occur to generate air bubbles and significantly reduce the airtightness of the seal. Avoid this bumping. For example, it is preferable to use crystallized solder glass as the second dielectric layer 3. The crystallized solder glass has such a property that it crystallizes after softening at a relatively low temperature and does not soften to a temperature approximately equal to the softening point of the glass tube 1 when reheated. . After the sealing is completed, the exhaust connection pipe 23 is connected to the exhaust system port, gas baking is performed, a rare gas is sealed, and seal-off is performed in the vicinity of the finest part of the exhaust connection pipe 23. Here, as the rare gas, a mixed gas mainly composed of xenon was used, and in this embodiment, a mixed gas of 30% xenon and 70% neon was filled with 39.9 kPa.
[0035]
The lamp of the present invention has lead-out portions 21 and 21 'on the inner surface of the glass tube 1, and a power supply line is connected to the lead-out portions 21 and 21'. The lamp was turned on by the flyback method as seen in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. H11-163,873.
[0036]
The results of the characteristics of the lamp according to the present invention are summarized as a table in FIG. 10 in comparison with the prior art. Here, the lamp of the prior art is a lamp having a structure shown in FIG. 11 in which a phosphor suspension is sucked up and applied to the inner surface of a glass tube, and the electrodes are silver paste printed on the outer surface of the glass tube. For comparison with the present invention, 39.9 kPa of a mixed gas of 30% xenon and 70% neon was filled with the same specifications for the glass tube diameter, lamp length, gas and the like. The number of lamps used for the evaluation was three sets each including the prior art. The illuminance and chromaticity in the table are all average values. For comparison, the inverter input was adjusted 5 minutes after lighting so that the central illuminance of the lamp was 50,000 lx. All measurement conditions in the table are unified, and the lamp voltage is a 0-peak value reading.
[0037]
The illuminance was measured using a commercially available illuminometer (Minolta T-1M), and the distance between the outer surface of the glass tube of the lamp and the sensor was 8 mm. In the table, the drop in illuminance is the larger of the relative drop in illuminance at two positions of ± 150 mm with respect to the illuminance at the center of the lamp.
[0038]
The chromaticity was measured at a viewing angle of 0.1 ° using a commercially available color luminance meter (Topcon BM-7), aiming near the center of the aperture of each lamp. In the table, the chromaticity variation indicates a relative value variation with respect to the chromaticity (x, y) at the center of the lamp.
[0039]
The lamp power was determined by the Vq Lissajous method often used in ozonizer discharge because it is difficult to measure by a normal method. The Vq Lissajous method is described in detail in, for example, Ozonizer Handbook (P232-235 Corona, 1960).
[0040]
In the embodiment shown in FIG. 1, the lamp voltage can be reduced by about 15% as compared with the prior art, and the illuminance efficiency with respect to the lamp input is improved by about 10%. This is because in the prior art, the thickness of the glass forming the cylindrical discharge vessel is about 300 μm to 600 μm, whereas in the present invention, the thickness of the dielectric involved in the dielectric barrier discharge is suppressed to about 100 μm. As a result, the power conversion efficiency from the high voltage circuit to the excimer product gas has been improved, and various materials can be selected for the second dielectric layer, and the loss in the second dielectric layer is reduced. It is presumed that it was.
[0041]
Regarding the light distribution characteristics of the lamp, in the prior art, in a lamp having a total length of about 360 mm, the illuminance drop at a position of ± 150 mm from the center of the lamp was about 10% with respect to the center of the lamp, but was about 5%. It has been improved, and the chromaticity variation has been reduced to about half that of the prior art. In addition, by covering the lamp with a conventional insulating tube, the illuminance is reduced by about 3%, and in the life characteristics, the illuminance is deteriorated due to the coloring of the insulating tube, but these problems have been solved.
[0042]
In this embodiment, the prepared phosphor green sheet is superimposed on the green sheet of the second dielectric layer and inserted into the glass tube 1. However, the internal electrode and the second dielectric layer are integrated. The green sheet structure and the phosphor green sheet may be overlapped and inserted into the glass tube 1, or the method of inserting the green sheet structure in which the internal electrode, the second dielectric layer, and the phosphor layer are integrated may be more. It is simple.
[0043]
FIG. 2 shows a simplified cross section perpendicular to the tube axis of a lamp according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, one external electrode 7 is provided on the outer surface of the glass tube 1 and a green sheet structure integrally formed with an internal electrode, a second dielectric layer, and a phosphor layer is inserted and fixed therein. It is. As compared with the embodiment shown in FIG. 1, the alignment of the external electrode 7 and the integrally formed green sheet structure is complicated, but it can be manufactured much more easily than the prior art.
[0044]
The glass tube material, sealing method, sealing gas conditions, and the like are the same as those in the embodiment shown in FIG. This lamp has one lead lead-out part 21 on the inner surface of the glass tube 1 and another lead lead-out part 21 'outside. A power supply line was connected to these lead extraction portions 21 and 21 ', and the lamp was turned on by the same lighting method as that of the related art. The results are summarized as a table in FIG. 10 in comparison with the prior art. Among them, the lamp voltage could be reduced by about 8% as compared with the prior art, and the illuminance efficiency with respect to the lamp input was improved by about 7%.
[0045]
FIG. 3 shows a simplified cross section perpendicular to the tube axis of a lamp according to a third embodiment of the present invention. The difference from the embodiment of FIG. 1 is that a green sheet structure obtained by integrally molding an internal electrode, a second dielectric layer, and a phosphor layer is divided into two and inserted separately. . In this embodiment, since the pair of internal electrodes 2 and 2 'have the same shape, it can be applied to a pair of electrodes only by designing the internal electrode 2 on one side. In FIG. 3, there is a cut 8 that can be visually confirmed, and light leakage was recognized from this portion. Although there are some difficulties in the variation of the opening angle of the aperture section 6, since the position of the integrally formed green sheet structure is variable, the opening angle of the aperture section 6 can be freely changed. The integrally molded green sheet structure was easy to insert into the glass tube 1 and fix. The glass tube material, sealing method, filling gas condition, lead wire drawing method, and the like are the same as those in the embodiment shown in FIG.
[0046]
The lamp of FIG. 3 was turned on by the same lighting method as the conventional one. The results are summarized as a table in FIG. 10 in comparison with the prior art. Among them, the lamp voltage can be suppressed to the same level as that of the embodiment shown in FIG. 1, and the illuminance efficiency with respect to the lamp input is 2907 lx / W in comparison with the prior art of 2907 lx / W. An improvement of about 9% was seen at 3230 lx / W. Further, when a Teflon tape was laid as a tape having a high visible light reflectance at a place where the light leaked in the glass tube 1, the ratio was improved from 9% to 11%.
[0047]
4 and 5 are cross sections perpendicular to the tube axis of the lamps of the fourth and fifth embodiments, respectively. Although the cut 8 is formed in the embodiment of FIG. 3 described above, in these embodiments, the overlapping portion 9 is formed in FIG. 4 or the abutting portion 10 is formed in FIG. As in the embodiment of FIG. 3, even in these examples, there are some difficulties in the variation of the opening angle of the aperture portion 6, but since the position of the integrally formed green sheet structure is variable, the opening angle of the aperture portion 6 is reduced. It can be changed freely. Insertion and fixing of the integrally formed green sheet into the glass tube were easy. The glass tube material, sealing method, filling gas condition, lead wire drawing method, and the like are the same as those in the embodiment shown in FIG.
[0048]
The lamps of the embodiments of FIGS. 4 and 5 were turned on by the same lighting method as the conventional one. The results are summarized as a table in FIG. 10 in comparison with the prior art. Among them, the lamp voltage can be suppressed to the same level as that of the embodiment shown in FIG. 1, and the illuminance efficiency with respect to the lamp input is improved by about 10% as compared with the conventional technology.
[0049]
It goes without saying that the present invention is not limited to the form described in the above-mentioned embodiment. For example, in FIG. 1, the second dielectric layer 3 is also provided in a portion including the internal electrode 2, where there is no electrode facing the aperture section 6, but covers only the internal electrode 2 to reduce material. You may do so.
[0050]
In addition, a green sheet structure in which the electrode, the second dielectric layer, and the phosphor layer are integrally formed is provided in a glass tube, and visible light transmitted through the phosphor is extracted without providing the aperture section 6. It can be applied to light sources. Further, the present invention can be applied to a light source in which a green sheet structure including an electrode and a second dielectric layer is disposed inside a glass tube, and radiates light emitted from an excimer generated gas.
[0051]
【The invention's effect】
The effects of the present invention will be described below.
[0052]
Claim1According to the invention, the green sheet of the second dielectric layer and the phosphor layer is inserted into the glass tube and fired in the form in which the electrodes are disposed inside the glass tube as the first dielectric, so that the second Can be made thinner, the voltage at the start of discharge can be reduced, and the efficiency of power conversion to excimer generated gas can be improved.
[0053]
In addition, when electrodes are provided inside the glass tube, projections and irregularities are expected, but since the green sheet is well formed and adhered to the projections and irregularities during the heat compression bonding, the uniformity is obtained. Since the aperture is formed together with the second dielectric layer and the phosphor layer in close contact with the inner surface of the glass tube and the electrode, a uniform discharge is generated over the entire length of the lamp, and the uniform thickness of the phosphor layer causes the discharge from the aperture. Emits uniform light in the axial direction of the glass tube.
[0054]
In addition, since the overall length of the lamp can be reduced and the efficiency of power conversion to excimer-producing gas can be improved, the same amount of light can be obtained on the document surface, thereby saving power compared to the prior art. Further, since the lamp voltage can be reduced, a variety of transformers and device elements can be used for the drive circuit, and the cost of the drive circuit can be reduced.
[0055]
Claim2According to the invention, the electrode and the green sheet structure of the second dielectric layer and the green sheet of the phosphor layer are inserted into the glass tube which is the first dielectric and fired, so that the second dielectric The body layer can be thinned, the voltage at the start of discharge can be reduced, and the efficiency of power conversion to excimer product gas can be improved. In addition, since the aperture is formed together with the electrode, the second dielectric layer, and the phosphor layer, which are uniformly adhered to the inner surface of the glass tube, uniform discharge is achieved over the entire length of the lamp. Uniform light is emitted from the aperture in the glass tube axial direction.
[0056]
Claim3According to the invention, the electrode and the second dielectric layer are integrally molded with the phosphor layer as a green sheet structure, and the integrally molded green sheet structure is simultaneously inserted into a glass tube as the first dielectric and fired. Therefore, an aperture is formed together with the electrode, the second dielectric layer, and the phosphor layer which are uniformly adhered to the inner surface of the glass tube, and a uniform discharge is generated over the entire length of the lamp. Uniform light is emitted in the axial direction of the glass tube.
[0058]
Claim4According to the invention, the integrally formed green sheet structure is divided into a plurality of pieces, so that a plurality of integrally formed green sheet structures can be arranged at any position or overlapped inside the glass tube. It is also possible to separately insert green sheets having different firing conditions into the glass tube and fire them.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a cross section perpendicular to a tube axis of a lamp according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a cross section perpendicular to a tube axis of a lamp according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a cross section perpendicular to a tube axis of a lamp according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a cross section perpendicular to a tube axis of a lamp according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a cross section perpendicular to the tube axis of a lamp according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an example of a method for sealing a lamp of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a cross section of a green sheet applied to the present invention.
FIG. 8 is a view showing a method of fixing a green sheet applied to the present invention to a glass tube.
FIG. 9 is a schematic view of a green sheet structure in which a reflector layer and a phosphor layer are applied to the present invention.
FIG. 10 is a table showing a comparison between the performance of the lamp of the present invention and the performance of the conventional lamp.
FIG. 11 shows a cross section perpendicular to the tube axis of a lamp according to the prior art.
[Explanation of symbols]
1 glass tube
2, 2 'internal electrode
3 Second dielectric layer
4 Phosphor layer
5 Reflective layer
6 Aperture
7, 7 'external electrode
8 cuts
9 Overlap
10 Butt section
21, 21 'lead extraction part
22 Seal part
23 Exhaust connection pipe
24 Green Sheet
25 Organic film structure
26 cylindrical body
27 heating element

Claims (4)

第一の誘電体によって形成された管状の放電容器のほぼ全長にわたり一対の電極を設け、エキシマー生成ガスが封入された蛍光ランプにおいて、該放電容器の内壁に、少なくとも一方の電極が配設され、該一方の電極と該エキシマー生成ガスとの間に第二の誘電体層が設けられ、少なくとも該第二の誘電体層の一部が蛍光体層によって覆われており、前記第二の誘電体層ならびに前記蛍光体層が、それぞれ誘電体グリーンシートならびに蛍光体グリーンシートを該放電容器内に挿入し焼成することによって形成されてなることを特徴とする蛍光ランプ。 A pair of electrodes is provided over substantially the entire length of the tubular discharge vessel formed by the first dielectric, and at least one electrode is provided on the inner wall of the discharge vessel in a fluorescent lamp in which an excimer product gas is sealed. the second dielectric layer is provided between one electrode and the excimer product gas said at least a portion of said second dielectric layer is covered by the phosphor layer, the second dielectric A fluorescent lamp, wherein the layer and the phosphor layer are formed by inserting a dielectric green sheet and a phosphor green sheet into the discharge vessel and firing the same. 前記第二の誘電体層と前記一方の電極を一体化したグリーンシート構体としたことを特徴とする請求項に記載の蛍光ランプ。The fluorescent lamp according to claim 1 , wherein a green sheet structure is formed by integrating the second dielectric layer and the one electrode. 第一の誘電体によって形成された管状の放電容器のほぼ全長にわたり一対の電極を設け、エキシマー生成ガスが封入された蛍光ランプにおいて、該放電容器の内壁に、少なくとも一方の電極が配設され、該一方の電極と該エキシマー生成ガスとの間に第二の誘電体層が設けられ、少なくとも該第二の誘電体層の一部が蛍光体層によって覆われており、前記一方の電極と前記第二の誘電体層が、前記蛍光体層と共に一体成形されたグリーンシート構体を前記放電容器内に挿入し焼成することによって、該放電容器内壁に形成されてなることを特徴とする蛍光ランプ。 A pair of electrodes is provided over substantially the entire length of the tubular discharge vessel formed by the first dielectric, and at least one electrode is provided on the inner wall of the discharge vessel in a fluorescent lamp in which an excimer product gas is sealed. A second dielectric layer is provided between the one electrode and the excimer product gas, at least a portion of the second dielectric layer is covered by a phosphor layer, and the one electrode and the A fluorescent lamp, wherein a second dielectric layer is formed on the inner wall of the discharge vessel by inserting and firing a green sheet structure integrally formed with the phosphor layer into the discharge vessel. 前記一体成形されたグリーンシート構体が複数に分割されたものであることを特徴とする請求項に記載の蛍光ランプ。The fluorescent lamp according to claim 3 , wherein the integrally formed green sheet structure is divided into a plurality of pieces.
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