JPH07262965A - ネオングロー放電灯およびこれを用いた表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】輝度を高くし、スネーク現象を防止し、寿命特
性に優れたネオングロー放電灯およびこれを用いた表示
装置を提供する。 【構成】両端部に冷陰極２が封装されたバルブ１内にネ
オンを主体とした希ガスを封入してなるネオングロー放
電灯において、上記希ガスの封入圧を３０〜１２０Torr
とし、バルブの内径を１．０〜１０．０mmとしたことを
特徴とする。 【作用】ネオンガスの封入圧を高くしたから輝度が向上
し、バルブの径を細くしたので、陽光柱のスネーク現象
が防止される。また、ネオンガスの封入圧を高くしたか
ら、寿命中にネオンの消失が防止され、寿命特性も向上
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バルブ内にネオンを主
体とした希ガスを封入してなるネオングロー放電灯およ
びこれを用いた表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、自動車等の車両のハイマウントス
トップランプや、リアコンビネーションランプなどの表
示装置の光源として低圧放電灯の使用が検討されてい
る。低圧放電灯は白熱電球に比べて発光効率が高く、少
ない消費電力で明るい光が得られ、しかも光源を細長く
形成できるなどの利点があるので、上記車載用の表示装
置に用いると有効である。

【０００３】低圧放電灯としては、けい光ランプが最も
良く知られているが、けい光ランプは周囲の温度状況に
より水銀の蒸気圧が変化し、このため輝度の変化が著し
い不具合があり、よって車載用表示装置の光源として用
いるためには低温時の輝度低下を補うためのヒータを付
設するなどの工夫が必要であり、よって構造が複雑にな
る。これに対し、希ガス放電灯は周囲の温度状況により
輝度が変化する割合が少なく、この種の車載用表示装置
の光源には有効である。

【０００４】希ガス放電灯のなかでも特にネオングロー
放電灯は、ネオン（Ｎｅ）の発する７００〜７１０nmの
赤色系発光の高い輝度スペクトルを利用したランプであ
り、赤色光を有効に利用できる点でハイマウントストッ
プランプやリアコンビネーションランプ等の光源には有
利である。つまり、上記ハイマウントストップランプや
リアコンビネーションランプは、後続車両に警報を発す
るために赤色に着色された表示カバーを照明して発光さ
せる場合が多い。したがって、光源として赤色系の光を
発するネオングロー放電灯を使用すれば、この光源から
出る赤色系の光と、赤色に着色された表示カバーとの組
み合わせで、赤色の表示カバーを効果的に発光させるこ
とができる。また、ネオングロー放電灯自体の発光が上
記したように赤色系であるから、着色なしの無色透明な
表示カバーを用いてネオングロー放電灯の発光色をその
まま使用することも可能である。

【０００５】ところで、この種の車載用表示装置は、遠
くの後続車両からはっきりと識別できる必要があるた
め、光源から発せられる光の輝度を高くすることが要請
されている。

【０００６】ネオングロー放電灯の輝度を高くするに
は、封入されるネオンガスの封入圧を高くすることが考
えられる。従来の当社のネオングロー放電灯は、定格入
力１２Ｗ、管長３００mm、電極間距離２７０mm、管外径
１４mmの場合、ネオンガスの封入圧は１０〜１５Torr程
度であった。しかしながら、この程度の封入圧では希望
される輝度には達せず、一層の輝度向上が求められてい
る。

【０００７】ネオングロー放電灯の場合、ネオンの封入
圧を高くすれば輝度が高くなる。例えば３０Torr以上に
すると輝度を高くすることができることが本発明者らの
実験で確認されている。しかし、この場合は以下のよう
な不具合が生じる。すなわち、ネオンの封入圧を高くし
た場合は、陽光柱が絞られて細くなり、このように細く
なった陽光柱はバルブ内で歪みや揺れ（スネーク現象）
を起こし、放電が不安定になる。このようなスネーク現
象を防止するために本発明者は、バルブの径を小さくす
ることを考えた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、バルブ径を
細くしたネオングロー放電灯として、特開平１−９３０
４８号公報に記載されたランプが知られている。このネ
オングロー放電灯は、内径が５mm以下のバルブ内に、
０．５〜２０Torrのネオンガスを封入し、アーク長さ１
cm当りの電気入力を０．５〜２．５Ｗに設定したもので
あり、バルブが極めて細い点で上記のような表示装置の
光源への使用が検討される。

【０００９】しかしながら、本発明者らの研究によれ
ば、上記公報に示されたネオングロー放電灯は、ガス圧
が相対的に低いため本発明で求めている表示装置用の光
源としては輝度が低すぎるばかりでなく、ガス圧が０．
５Torrに近い低圧の場合は早期にネオンが消失してしま
い、寿命が短いという欠点がある。

【００１０】また、上記公報に示されたネオングロー放
電灯は、ガス圧が低いにも拘らずアーク長さ１cm当りの
電気入力が相対的に高いことから、電極物質の飛散が著
しく、スパッタリングによる黒化はもちろん、電極の損
耗によって寿命が極めて短くなるという欠点がある。

【００１１】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、輝度を高くすると
ともに、スネーク現象による陽光柱の不安定を解消し、
寿命特性にも優れたネオングロー放電灯およびこれを用
いた表示装置を提供しようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、両端
部に電極が封装されたバルブ内にネオンを主体とした希
ガスを封入してなるネオングロー放電灯において、上記
希ガスの封入圧は３０〜１２０Torrとされ、バルブの内
径は１．０〜１０．０mmとされていることを特徴とす
る。

【００１３】請求項２の発明は、上記放電灯は、２０Ｋ
Ｈz 以上の高周波電力が供給されて点灯されることを特
徴とする。請求項３の発明は、上記放電灯は、アーク長
さ１cm当たり電力入力が０．５Ｗ以下で使用されること
を特徴とする。

【００１４】請求項４の発明は、バルブの外面に、管軸
方向に沿って近接導体を密着または接近して設けたこと
を特徴とする。請求項５の発明は、上記近接導体を形成
する領域は、バルブ長さ以下であり、近接導体の端部が
電極先端から５０mm以内にあることを特徴とする。

【００１５】請求項６の発明は、上記近接導体は、バル
ブの外面に導電性テープを接着して構成したことを特徴
とする。請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６の
いずれか１に記載のネオングロー放電灯と、この放電灯
が収容され、この放電灯の管軸方向に沿って伸びるほぼ
樋形状に形成された反射体と、を備えたことを特徴とす
る表示装置である。請求項８の発明は、近接導体を設け
た放電灯が使用された場合は、近接導体は反射体の開口
部と反対側のバルブ外面に形成されていることを特徴と
する。

【００１６】

【作用】請求項１の発明によれば、ネオンガスの封入圧
を高くしたから輝度が向上し、しかもバルブの径を細く
したので、陽光柱のスネーク現象を防止することがで
き、放電が安定する。ネオンの封入圧が３０Torr未満で
あると、輝度の向上が期待できず、特に１．０Torr未満
では寿命中にネオンが消失してしまう。また、ネオンの
封入圧が１２０Torrを越えると、始動電圧が極めて高く
なり、始動が困難になる。またバルブの内径が１．０mm
未満であると、ランプが小さくなり過ぎて光源として使
用できる分野が限られ、強度も低くなる。１０．０mmを
越えると、細く絞られた陽光柱がスネーク現象を生じ、
放電が不安定になる。

【００１７】請求項２の発明によれば、上記ネオングロ
ー放電灯を２０ＫＨz 以上の高周波電力で点灯するか
ら、電極近傍の陽光柱が安定し、ちらつきが防止され
る。請求項３の発明によれば、上記放電灯は、アーク長
さ１cm当たり電力入力が０．５Ｗ以下で使用されるか
ら、電極物質の飛散が少なく、長寿命になる。

【００１８】請求項４の発明によれば、バルブの外面に
管軸方向に沿って近接導体を密着または接近して設けた
から、始動性が向上し、かつ陽光柱のスネーク現象を一
層防止することができる。すなわち、封入ガス圧を高く
すると、始動電圧が高くなる傾向にあるが、上記近接導
体を設けたことによりこの近接導体の放電誘発作用によ
て始動電圧を引き下げることができる。また、近接導体
はバルブの管軸方向に沿って設けたので、陽光柱が引き
寄せられるようになり、安定する。

【００１９】請求項５の発明によれば、近接導体を形成
する領域を、バルブ長さ以下であり、近接導体の端部が
電極先端から５０mm以内に設定したから、確実に始動性
が向上し、かつ電極付近の陽光柱の揺れを防止する。

【００２０】請求項６の発明によれば、近接導体を導電
性テープにより構成したから、構造が簡単で、組付けが
容易である。請求項７の発明によれば、上記ネオングロ
ー放電灯を、管軸方向に沿って伸びるほぼ樋形状に形成
された反射体に収容して表示装置を構成したから、輝度
の高い表示装置を提供できる。請求項８の発明によれ
ば、近接導体を反射体の開口部と反対側のバルブ外面に
形成したから、近接導体が前方に照射される光を遮断す
る割合が少ない。

【００２１】

【実施例】以下、本発明について、図面に示す一実施例
にもとづき説明する。図１はネオングロー放電灯を示
し、図において１は、細長いガラスチューブからなるバ
ルブである。このバルブ１は内径が１．０〜１０．０mm
の範囲に形成されており、具体的には内径４．７mm（外
径５．８mm）に形成されている。また、このバルブ１
は、バルブ長が５０〜１０００mm、具体的には３００mm
とされており、このバルブ１の両端部には電極２，２が
封装されている。電極２，２は冷陰極であり、例えばニ
ッケルからなる筒形の電極本体２ａに電極軸２ｂを接合
して構成されており、電極軸２ｂがバルブ１の端部に形
成された封止部３，３を気密に貫通して外部に導出され
ている。なお、バルブ１の端部には口金４，４が被着さ
れており、上記冷陰極２，２の電極軸２ｂ，２ｂが接続
されている。このような冷陰極２，２は互いに２７０mm
の電極間距離を存して対向されている。

【００２２】バルブ１内にはネオン（Ｎｅ）を主体とす
る希ガスが封入されている。希ガスは全てネオンとして
もよいが、始動を良好にするために、若干のアルゴン
（０．５％以下）を加えてもよい。ネオンは３０〜１２
０Torrの圧力範囲で封入されており、本例の場合は６０
Torrの封入圧で封入されている。

【００２３】上記のネオングロー放電灯は定格入力１２
Ｗとされており、アーク長さ１cm当たりの電力入力が
０．５Ｗ以下とされている。上記実施例の場合は１２Ｗ
÷２７cm＝０．４４４Ｗ／cmである。

【００２４】上記バルブ１の外面には、管軸方向に沿っ
て長尺をなす近接導体５が密着、または接近して設けら
れている。本例の場合、近接導体５はバルブ１の外面
に、幅５mm程度のアルミニウムの粘着テープからなる導
電性テープを接着して構成されている。この場合、導電
性テープからなる近接導体５を貼着する範囲は、最大が
バルブ長さに相当し、最小は近接導体５の端部が電極
２，２の先端から軸方向に３０mmを越えて離れることが
ない、すなわち電極２，２の先端から５０mm以内に位置
する長さに設定されている。具体的に、近接導体５は、
端部が電極２，２の先端から５mm離れた位置となるよう
に配置されている。

【００２５】このようなネオングロー放電灯は、図１に
示す通り、高周波発振器７に接続されており、この高周
波発振器７から２０ＫＨz 以上の高周波電力が供給され
て点灯されるようになっている。

【００２６】このような構成のネオングロー放電灯は、
高周波発振器７から２０ｋＨz 以上の高周波電力が供給
されて点灯する。この場合、始動電圧Ｖs は１．５〜
２．０ｋＶであり、ランプ電圧ＶL は６００Ｖ、ランプ
電流ＩL は２０ｍＡとなる。なお、ランプ電流ＩL は１
ｍＡ〜１００ｍＡの範囲で変更することにより、調光が
可能である。

【００２７】このようなネオングロー放電灯は、特にラ
ンプ電流が比較的大きな１５〜２０ｍＡの時、前記した
従来の場合に比べて輝度が１．５倍程度に向上すること
が確認された。これは、ネオンの封入圧を高くしたため
である。

【００２８】ネオンの封入圧が３０Torr未満であると、
輝度の向上が期待できず、しかも特に１．０Torr未満で
あると寿命中にネオンが消失してしまう。また、ネオン
の封入圧が１２０Torrを越えると始動電圧が極めて高く
なり、始動が困難になる。したがって、ネオンの封入圧
は３０〜１２０Torrの範囲がよい。

【００２９】そして、このネオングロー放電灯は、ネオ
ンの封入圧を高くしたことにより陽光柱が絞られて細く
なるにも拘らず、バルブ１の径を細くしてあるから陽光
柱の歪みや揺れ（スネーク）が防止される。このため放
電が安定する。

【００３０】バルブの内径が１．０mm未満であると、ラ
ンプが小さくなり過ぎて光源として使用できる分野が限
られ、強度も低くなる。１０．０mmを越えると、細く絞
られた陽光柱がスネーク現象を生じ、放電が不安定にな
る。このため、バルブの内径が１．０〜１０．０mmの範
囲がよい。

【００３１】また、このネオングロー放電灯は、高周波
発振器７から２０ｋＨz 以上の高周波電力が供給されて
点灯するから、ちらつきを生じない。そして、ネオンの
封入圧が高いから寿命中のネオンの消失が防止され寿命
特性が向上する。また、アーク長さ１cm当たりの電力入
力を０．５Ｗ以下にしたから、電極の負荷が小さくな
り、電極物質の飛散が少なくなる。このことからも、寿
命特性が向上し、１００００時間以上の寿命が得られ
る。

【００３２】一方、封入ガス圧を高くすると、始動電圧
が高くなり、かつ陽光柱が電極２，２に収斂することか
ら、電極近傍で陽光柱が不安定になり、ちらつきの発生
が心配される。これに対し、本例ではバルブ１の外面
に、導電性テープからなる近接導体５を貼着したから、
始動時に一方の電極２と近接導体５との間で陽光柱を誘
発させ、この陽光柱を他方の電極まで成長させるように
なり、近接導体５が両電極２，２間の放電を促すことか
ら、始動を容易にし、始動電圧を引き下げることができ
る。また、電極近傍の陽光柱が近接導体５に引かれるか
ら、陽光柱が安定し、ちらつきを防止することができ
る。

【００３３】上記近接導体５は、全長がバルブ１の長さ
と同等であってもよいが、少なくとも近接導体５の端部
が電極２の先端から５０mm以内にあればよい。この点を
確かめた結果を、図２と表１で示す。図２は近接導体５
を形成する範囲としての長さを示すもので、（Ａ）図
は、近接導体５の端部が電極２よりもバルブの端部側ま
で伸びている場合を示し、これは電極２の先端を基準
（±０）としてマイナス長さとし、−Ｌで示す。実測値
は−Ｌ＝４mmである。

【００３４】（Ｂ）図は、近接導体５の端部が電極２先
端と一致している場合を示し、これは±０である。
（Ｃ）図は、近接導体５の端部が電極２先端からバルブ
の中央部に向けて離れている場合を示し、＋Ｌで示す。
実測値では＋Ｌ＝５mm，１０mm、２０mm、３０mm、４０
mm、５０mm、６０mmとした。上記近接導体５の長さと、
放電開始電圧との関係を測定した結果を表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】上記表１より、近接導体５を設けない場合
は、放電開始電圧が１１９６Ｖであるのに対し、近接導
体５をバルブ１の全長に近づける程、放電開始電圧を低
くすることができる。しかし、近接導体５の端部を電極
先端からＬ＝５０mmを越えて離すと、始動電圧の引き下
げ効果が期待できず、しかも陽光柱の揺れによるちらつ
きが発生するようになる。

【００３７】このことから、近接導体５の端部は電極先
端からＬ＝５０mm以内であり、バルブ長さまでであれ
ば、初期の目的を達成できることが判った。好ましくは
Ｌ＝１０mm以内であり、さらに理想的には電極間距離よ
りも長いほうがよい。

【００３８】なお、近接導体５はアルミニウムの粘着テ
ープからなる導電性テープを用いることには限らず、バ
ルブ１の外面に導電性塗料を塗布する、ワイヤを添設さ
せるなどの手段であってもよく、また近接導体５はバル
ブ１の外面に密着していることには限らず、若干離れて
いてもよい。

【００３９】図３および図４は、図１に示すネオングロ
ー放電灯を、反射体１０と組み合わせて構成した表示装
置の構成を示す。この表示装置は、車載用のハイマウン
トストップランプやリアコンビネーションランプなどに
適用して有効である。

【００４０】反射体１０は、例えばアルミプレートをプ
レス加工して形成したもので、断面が楕円の一部形状、
すなわちほぼＵ字形に近似しており、ネオングロー放電
灯のバルブ軸に沿う長尺な形状をなしており、バルブ１
と同等の長さを有し、したがって全体がほぼ樋形状をな
している。上記ネオングロー放電灯は、この反射体１０
の焦点位置にバルブ１の中心軸が一致、または近接する
ようにして、反射体１０に収容されている。そして、反
射体１０の前面開口部には、透光性ガラスや合成樹脂か
らなる表示カバー１１が取付けられている。なお、表示
カバー１１は赤色に着色されて赤色に発光することが望
ましい。

【００４１】上記ネオングロー放電灯のバルブ１に近接
導体５を貼着する場合は、この近接導体５は、反射体１
０の開口部と反対側のバルブ１の外面、すなわち反射体
１０の奥と対向するバルブ１の外面に形成してある。

【００４２】このような構成の表示装置は、ネオングロ
ー放電灯から放出される光が直接、または反射体１０の
反射面１２で反射されて、表示カバー１１を照射する。
このため、表示カバー１１は背面から照らされるため全
面が光る。この場合、ネオングロー放電灯から放出され
る光は赤色系であり、表示カバー１１も赤色系に着色し
ておけば、前方に向けて赤色を面発光するようになる。
そして、本発明のネオングロー放電灯から放出される光
は輝度が高いので、表示カバー１１の輝度も高くなり、
遠方からの視認性が向上する。

【００４３】この場合、バルブ１に取着される近接導体
５は、反射体１０の開口部と反対側のバルブ１の外面に
形成してあり、前方に向かう光りの邪魔になる割合が少
なくなる。なお、近接導体５をアルミテープのような反
射性の部材で形成すると、後に向かう光を反射するか
ら、光の有効利用が可能になる。

【００４４】なお、表示カバー１１は赤色に着色した透
光性のものに限らず、無色透明な表示カバーを用いてネ
オングロー放電灯から放出される赤系の発光のみで表示
するものであっても実施可能である。また、電極は冷陰
極に限らず、小形の熱陰極であっても実施可能である。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ネ
オンガスの封入圧を高くしたから輝度が向上し、しかも
バルブの径を細くしたので、陽光柱のスネーク現象を防
止することができ、放電が安定する。また、ネオンガス
の封入圧を高くしたことにより、寿命中にネオンが消失
してしまうことがなくなり、寿命特性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すネオングロー放電灯の
側面図。

【図２】同実施例の近接導体の設置位置を示す図。

【図３】上記ネオングロー放電灯を反射体に組み込んで
構成する表示装置の分解した斜視図。

【図４】その組み付け状態の断面図。

【符号の説明】

１…バルブ ２…冷陰極 ３…封止部 ４…口金 ５…近接導体 １０…反射体 １１…表示
カバー １２…反射面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 61/78 (72)発明者 下川 貞二 東京都品川区東品川四丁目３番１号 東芝 ライテック株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端部に電極が封装されたバルブ内にネ
   オンを主体とした希ガスを封入してなるネオングロー放
   電灯において、 上記希ガスの封入圧は３０〜１２０Torrとされ、バルブ
   の内径は１．０〜１０．０mmとされていることを特徴と
   するネオングロー放電灯。
2. 【請求項２】 上記放電灯は、２０ＫＨz 以上の高周波
   電力が供給されて点灯されることを特徴とする請求項１
   に記載のネオングロー放電灯。
3. 【請求項３】 上記放電灯は、アーク長さ１cm当たり電
   力入力が０．５Ｗ以下で使用されることを特徴とする請
   求項１または請求項２に記載のネオングロー放電灯。
4. 【請求項４】 バルブの外面に、管軸方向に沿って近接
   導体が設けられていることを特徴とする請求項１ないし
   請求項３のいずれか１に記載のネオングロー放電灯。
5. 【請求項５】 上記近接導体を形成する領域は、バルブ
   長さ以下であり、近接導体の端部が電極先端から５０mm
   以内にあることを特徴とする請求項４に記載のネオング
   ロー放電灯。
6. 【請求項６】 上記近接導体は、バルブの外面に導電性
   テープを接着して構成したことを特徴とする請求項４ま
   たは請求項５に記載のネオングロー放電灯。
7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれか１に
   記載のネオングロー放電灯と、 この放電灯が収容され、この放電灯の管軸方向に沿って
   伸びるほぼ樋形状に形成された反射体と、 を備えたことを特徴とする表示装置。
8. 【請求項８】 近接導体を設けた放電灯が使用された場
   合は、近接導体は反射体の開口部と反対側のバルブ外面
   に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の表
   示装置。