JP2007073254A - External electrode discharge lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放電管や放電パネル等の放電体の内部ではなく、外部に電極を形成した外部電極放電ランプに関するものである。 The present invention relates to an external electrode discharge lamp in which an electrode is formed outside rather than inside a discharge body such as a discharge tube or a discharge panel.
液晶ディスプレイのバックライトとして用いられる冷陰極管は、照明用の蛍光ランプと同様に、放電管の内部に電極(蛍光ランプの場合はフィラメント)が配置されている。この放電管は、内壁面に蛍光体が塗布された細長い直管円筒状のガラス管の内部に低圧の例えばアルゴンガスと水銀蒸気からなる放電ガスを封入して両端を封口したものである。また、電極は、このガラス管の内部の両端部にそれぞれ配置され、ガラス管の両端の封口の際にリード材だけが封止されて外部に引き出されるようになっている。 A cold cathode tube used as a backlight of a liquid crystal display has an electrode (a filament in the case of a fluorescent lamp) arranged inside a discharge tube, like a fluorescent lamp for illumination. In this discharge tube, a low-pressure discharge gas composed of, for example, argon gas and mercury vapor is sealed in an elongated straight tube-shaped glass tube whose inner wall surface is coated with a phosphor, and both ends are sealed. In addition, the electrodes are respectively disposed at both ends of the inside of the glass tube, and only the lead material is sealed and drawn out to the outside when the both ends of the glass tube are sealed.
ここで、上記冷陰極管の発光原理を図1に基づいて説明する。なお、図1の冷陰極管は、図面を見やすくするために、管長に対して管径を実際よりも広くデフォルメして図示している。この冷陰極管は、放電管1の内部の両端部に配置された電極1a,1bに高電圧を印加すると、電場Eが発生し管内に存在する電子eが加速されて、矢印(1)に示すように水銀原子Hgに衝突する。すると、この水銀原子Hgは、衝突した電子eの運動エネルギーを吸収して、矢印(2)に示すように最外殻電子eを放出するので、矢印(3)に示すようにイオン化して水銀イオンHg+となる。しかも、電子eは、水銀原子Hgとの衝突のたびに新たな電子eを発生させるので、電子なだれによって数が急激に増大する。また、このようにして励起状態となった水銀イオンHg+は、矢印(4)に示すように一定の時定数に従って電子eと再結合することにより基底状態である水銀原子Hgに戻ると共に、矢印(5)に示すように、このときのエネルギーを波長245nmの紫外線として放出する。そして、この水銀原子Hgが発した紫外線が放電管1の内壁面に形成された蛍光体層1cによって可視光に変換されて、矢印(6)に示すように外部に放射されることになる。
Here, the light emission principle of the cold cathode tube will be described with reference to FIG. The cold cathode tube shown in FIG. 1 is shown with the tube diameter deformed wider than the actual tube length to make the drawing easier to see. In this cold cathode tube, when a high voltage is applied to the
しかしながら、上記のように、放電管1の内部に電極1a,1bが存在すると、放電プラズマ中でイオン化した水銀イオンHg+やアルゴンイオンが矢印(7)に示すように負極となる電極1a,1bに衝突するので(図1では電極1bに衝突した例を示す)、これらの電極1a,1bの金属材料がスパッタされて金属Mが放出される。そして、この金属Mが水銀原子Hgと結合しアマルガムを生成するために、点灯時間の経過に伴ってこれら電極1a,1bの金属材料と水銀原子Hgが徐々に消耗されることになる。特に冷陰極管では、点灯開始時に1000V以上の高電圧を印加する必要があるので、電極1a,1bでのスパッタ効果が激しくなり、水銀原子Hg等の消耗も非常に顕著となる。従って、内部に電極1a,1bを設けた放電管1では、電極1a,1bでのスパッタ効果による水銀原子Hg等の消耗がランプ寿命を制限する主な要因となっていた。
However, as described above, when the
そこで、従来から、放電管の内部に電極を形成しない外部電極放電ランプ(「無電極放電ランプ」等と称されることもある。)の提案が種々なされている。この外部電極放電ランプは、外部から放電管の内部に電場を発生させて、この管内の電子を加速させるようにしたものであり、この加速された電子が水銀原子に衝突することにより発光が行われる。 Thus, various proposals have been made for external electrode discharge lamps (sometimes referred to as “electrodeless discharge lamps” or the like) in which no electrode is formed inside the discharge tube. This external electrode discharge lamp generates an electric field inside the discharge tube from the outside to accelerate the electrons in the tube, and light emission occurs when the accelerated electrons collide with mercury atoms. Is called.
ところが、従来の外部電極放電ランプは、コイルによって生じた磁束により放電管の内部に電場を誘導する誘導結合型のものがほとんどであり(例えば、特許文献1参照。)、放電管の外部にコイルを配置するために放電ランプの構造が複雑で高価になるという問題があった。しかも、外部にコイルを配置する分だけ放電ランプが大型化するので、設置スペースが広く必要になったり、液晶ディスプレイのバックライトとして用いる場合等のように、多数の放電ランプを密に接近させて配置することができないという問題もあった。
本発明は、放電体の外部に細長い電極を配置することにより、放電ガスの水銀等や電極の消耗をなくして長寿命化を可能にすると共に、放電ランプの構造を簡単にし、製造が容易で低コストの外部電極放電ランプを提供しようとするものである。 According to the present invention, by disposing elongated electrodes outside the discharge body, it is possible to extend the life by eliminating the discharge gas mercury and the like and the consumption of the electrodes, simplify the structure of the discharge lamp, and facilitate manufacture. An object of the present invention is to provide a low-cost external electrode discharge lamp.
請求項1の外部電極放電ランプは、内部に低圧の放電ガスを封入した管長の長い放電管の外側面に、管軸方向に沿って、交流電源の一方の端子に接続された1本又は2本以上の細長い電極と、この交流電源の他方の端子に接続された1本又は2本以上の細長い電極とが配置されたことを特徴とする。
The external electrode discharge lamp according to
請求項2の外部電極放電ランプは、上下の平坦壁の間を密封し内部に低圧の放電ガスを封入した放電パネルの一方の平坦壁の外面に、交流電源の一方の端子に接続された複数の細長い電極と、この交流電源の他方の端子に接続された複数の細長い電極とが1本ずつ交互に配置されたことを特徴とする。
The external electrode discharge lamp according to
請求項3の外部電極放電ランプは、絶縁基板の上面に、交流電源の一端に接続された複数の細長い電極と、この交流電源の他端に接続された複数の細長い電極とが1本ずつ交互に配置され、この絶縁基板の上方に、内部に低圧の放電ガスを封入した放電体が配置されたことを特徴とする。
The external electrode discharge lamp according to
請求項4の外部電極放電ランプは、請求項1の放電管又は請求項3の放電体が、真っ直ぐな管体の内部に低圧の放電ガスを封入して両端を封口した直管型の放電管であることを特徴とする。
The external electrode discharge lamp according to
請求項5の外部電極放電ランプは、請求項2の放電パネル又は請求項3の放電体が、2枚のガラス基板を上下方向に間隔を開けて配置すると共に、これらのガラス基板の間に低圧の放電ガスを封入して周縁部を封止した放電パネルであることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the external electrode discharge lamp, the discharge panel of the second aspect or the discharge body of the third aspect has two glass substrates arranged at intervals in the vertical direction and a low pressure between these glass substrates. The discharge panel is characterized in that the discharge gas is sealed and the peripheral edge is sealed.
なお、本願における上下方向は、単に互いに逆の方向を示す便宜上のものにすぎず、実際にはこの上下が逆であったり、左右方向や前後方向を向くことがあってもよい。 Note that the vertical direction in the present application is merely for the convenience of showing directions opposite to each other, and actually, the vertical direction may be reversed, or may be directed in the left-right direction or the front-rear direction.
請求項1の発明によれば、交流電源の電圧が放電管の外側面に配置された電極間に印加されると、この放電管の内部に電場が生じるので、この電場によって加速された電子の衝突により放電ガス中の金属原子が励起されて発光することができる。また、交流電源の電圧は、極性が繰り返し切り替わるので、放電管内の電子が往復運動をすることになり、発光を持続することができる。しかも、極性の異なる電極間の距離は、最大でも放電管の管径までの短い長さとすることができるので、極めて低い電圧で放電を開始・維持することができ、放電管内部の長手方向の全体をほぼムラなく発光させることができるようになる。さらに、放電管の内部には電極が存在しないために、放電ランプの寿命を延長することができる。 According to the first aspect of the present invention, when an AC power supply voltage is applied between the electrodes disposed on the outer surface of the discharge tube, an electric field is generated inside the discharge tube. The metal atoms in the discharge gas are excited by the collision and can emit light. Moreover, since the polarity of the voltage of the AC power supply is repeatedly switched, electrons in the discharge tube reciprocate, and light emission can be continued. Moreover, since the distance between electrodes of different polarities can be as short as the tube diameter of the discharge tube at the maximum, discharge can be started and maintained at a very low voltage, and the longitudinal direction inside the discharge tube can be maintained. The whole can emit light with almost no unevenness. Furthermore, since there are no electrodes inside the discharge tube, the life of the discharge lamp can be extended.
請求項2の発明によれば、交流電源の電圧が放電パネルの一方の平坦壁外面に配置された電極間に印加されると、この放電パネルの内部に電場が生じるので、この電場によって加速された電子の衝突により放電ガス中の金属原子が励起されて発光することができる。また、交流電源の電圧は、極性が繰り返し切り替わるので、放電パネル内の電子が往復運動をすることになり、発光を持続することができる。しかも、交互に配置される電極間の距離を十分に短くすることができるので、極めて低い電圧で放電を開始・維持することができ、放電パネルの内部全体をほぼムラなく発光させることができるようになる。さらに、電極を放電パネルの一方の外面にだけ配置するので、放電ランプの製造や組み立てを容易にすることもできる。さらに、放電パネルの内部には電極が存在しないために、放電ランプの寿命を延長することができる。 According to the second aspect of the present invention, when an AC power supply voltage is applied between the electrodes disposed on the outer surface of one flat wall of the discharge panel, an electric field is generated inside the discharge panel. The metal atoms in the discharge gas are excited by the collision of electrons and can emit light. In addition, since the polarity of the voltage of the AC power supply is repeatedly switched, electrons in the discharge panel reciprocate, and light emission can be continued. Moreover, since the distance between the alternately arranged electrodes can be made sufficiently short, the discharge can be started and maintained at an extremely low voltage, and the entire inside of the discharge panel can be made to emit light almost uniformly. become. Furthermore, since the electrodes are disposed only on one outer surface of the discharge panel, the manufacture and assembly of the discharge lamp can be facilitated. Furthermore, since there are no electrodes inside the discharge panel, the life of the discharge lamp can be extended.
請求項3の発明によれば、交流電源の電圧が絶縁基板上で交互に配置された電極間に印加されると、この絶縁基板の上方に配置された放電体の内部に電場が生じるので、この電場によって加速された電子の衝突により放電ガス中の金属原子が励起されて発光することができる。また、交流電源の電圧は、極性が繰り返し切り替わるので、放電体内の電子が往復運動をすることになり、発光を持続することができる。しかも、交互に配置される電極間の距離を十分に短くすることができるので、極めて低い電圧で放電を開始・維持することができ、放電体の内部全体をほぼムラなく発光させることができるようになる。さらに、放電体と電極を配置する絶縁基板を別個に作製することができ、放電ランプの製造や組み立てを容易にすることができる。さらに、放電体の内部には電極が存在しないために、放電ランプの寿命を延長することができる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、直管型の放電管を用いることができるので、この放電管を安価に製造することができるようになる。しかも、U字管型等の放電管を用いる場合に比べ、製造が安価になるだけでなく、放電管の内壁面に蛍光体層を形成する場合には、この蛍光対層が曲げ加工時に損傷を受け易くなるので、放電管の寿命を延長することもできるようになる。
According to invention of
請求項5の発明によれば、放電パネルを2枚のガラス基板を利用して容易に作製することができるようになる。
According to the invention of
以下、本発明の最良の実施形態について図2〜図9を参照して説明する。 Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本発明は、放電体の外部に、交流電源に接続された細長い電極を複数本配置することにより、この放電体の内部におけるこれらの電極間に生じた電場によって発光を行わせるものである。放電体としては、例えば直管型等の放電管や、間隔を開けた2枚のガラス基板の周囲を封止した放電パネル等を用いることができる。以下の実施形態では、電極を放電体の外面に直接配置する場合(第1実施形態及び第2実施形態)と、この電極を放電体の外部の絶縁基板上に配置する場合(第3実施形態)とを示す。 In the present invention, a plurality of elongated electrodes connected to an AC power source are arranged outside the discharge body, and light is emitted by an electric field generated between these electrodes inside the discharge body. As the discharge body, for example, a discharge tube of a straight tube type, a discharge panel in which the periphery of two glass substrates with a space between them is sealed, or the like can be used. In the following embodiments, the electrode is disposed directly on the outer surface of the discharge body (first embodiment and second embodiment), and the electrode is disposed on an insulating substrate outside the discharge body (third embodiment). ).
なお、以下の実施形態では、放電体(放電管や放電パネル等)の内部に封入する放電ガスにアルゴンガスと水銀蒸気を用いる場合を示すが、この放電ガスは、希ガスと金属蒸気との混合ガスであれば、他の組み合わせを用いることもできる。また、以下の実施形態では、照明用やバックライトとして用いる外部電極放電ランプについて説明するので、放電体の内壁面に蛍光体層を形成する場合を示すが、紫外線ランプ等として用いる場合には、このような蛍光体層は形成する必要はない。さらに、以下の実施形態では、放電体がガラス製である場合を示すが、発光光(可視光とは限らない)を透過して放電ガスを封止可能な材質であれば、ガラスに限らず、例えば石英ガラス等を用いることもできる。 In the following embodiments, the case where argon gas and mercury vapor are used as the discharge gas sealed inside the discharge body (discharge tube, discharge panel, etc.) is shown. This discharge gas is composed of rare gas and metal vapor. Other combinations can be used as long as they are mixed gas. Further, in the following embodiment, since an external electrode discharge lamp used for illumination or as a backlight will be described, a case where a phosphor layer is formed on the inner wall surface of a discharge body is shown, but when used as an ultraviolet lamp or the like, Such a phosphor layer need not be formed. Furthermore, in the following embodiment, the case where the discharge body is made of glass is shown. However, the material is not limited to glass as long as it is a material that can transmit emitted light (not necessarily visible light) and seal discharge gas. For example, quartz glass can be used.
また、以下の実施形態では、交流電源として、直流電源(商用交流電源を整流したものであることが多い)を交流に変換するインバータを用いる場合を示すが、電極間に交流電圧を印加して放電による電流が供給可能なものであれば、この電源の構成は任意である。さらに、この交流電源の周波数も、外部電極放電ランプの特性に応じて任意に変更可能である。 Moreover, although the following embodiment shows the case where an inverter that converts a DC power source (often rectified from a commercial AC power source) into an AC is used as the AC power source, an AC voltage is applied between the electrodes. The configuration of the power supply is arbitrary as long as it can supply a current due to discharge. Furthermore, the frequency of the AC power supply can be arbitrarily changed according to the characteristics of the external electrode discharge lamp.
〔第1実施形態〕
本実施形態は、図2に示すように、放電管2の外側面に直接電極3,4を形成した外部電極放電ランプ(請求項1に対応)について説明する。放電管2は、管径が2.5mmの細長い直管円筒状のガラス管の内部に低圧のアルゴンガスと水銀蒸気からなる放電ガスを封入して両端を封口したものである。また、この放電管2の内壁面には、蛍光体層2aが形成されている。
[First Embodiment]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, an external electrode discharge lamp (corresponding to claim 1) in which
上記放電管2は、外側面における上下の対向位置に、それぞれ直管型の管軸方向に沿って直線状の細長い電極3,4が配置されている。これらの電極3,4は、いずれも線径が0.06mmの銅線であり、放電管2の外側面のガラス壁に接着剤等で貼り付けて固定されている。そして、一方の電極3は、交流電源5の一方の端子に接続され、他方の電極4は、この交流電源5の他方の端子に接続されている。交流電源5は、40kHzの交流の電源を供給するインバータを用いる。
In the
上記構成の外部電極放電ランプは、交流電源5から供給される交流電圧が電極3,4間に印加されると、図2(b)に矢印で示すように、放電管2の内部に方向が交互に切り替わる電場Eが発生する。すると、冷陰極管の場合と同様に、この電場Eによって放電管2内の電子が交互に逆向きに加速され、水銀原子が次々に励起されることにより発光が開始・維持される。また、電極3,4は、放電管2の外部にあって、内部には存在しないために、放電ガス中の水銀やこれらの電極3,4の消耗がなくなり、放電ランプの寿命を延長することができる。
When the AC voltage supplied from the
しかも、電極3,4間の距離は、放電管2の管径の2.5mmにすぎないので、交流電源5が低い電圧でも発光を開始・維持させることができる。また、放電管2の長手方向では、両端部や中央部の区別なく全体がほぼ同時に発光を開始して、ほとんどムラなく発光することができる。
Moreover, since the distance between the
ところで、長尺な放電管2の長手方向の両端外面にそれぞれ電極を形成して交流電源5からの電圧を印加する静電結合型の外部電極放電ランプを考えると、電極間の距離が従来の冷陰極管よりも僅かに長く、しかも、放電管2のガラス壁からなる誘電体を介在することになるので、この冷陰極管よりも高電圧(例えば1000V以上)の印加が必要となる。しかも、発光は電極の近傍となる放電管2の両端部から開始され、さらに電圧を上昇させることにより中央部でも発光が開始されるので、この放電管2の長手方向に発光のムラが生じやすくなり、この発光輝度の制御を行うことも容易ではなくなる。
By the way, when considering an electrostatic coupling type external electrode discharge lamp in which electrodes are formed on both outer surfaces in the longitudinal direction of a
なお、本実施形態では、電極3,4として銅線を用いる場合を示したが、放電管2の外側面に配置される導電材であれば、線の材料は任意であり、線径も限定されない。また、これらの電極3,4は、導電材であればよいので、例えば放電管2の外側面に、帯状の金属箔等を貼り付けたり、図3に示すように、蒸着等や焼成等により形成した導電膜を電極3,4として用いることもできる。
In the present embodiment, the case where copper wires are used as the
ここで、図2や図3(a)に示すような管径の細い放電管2を用いた場合には、発光色が赤みを帯びることがある。この場合、図3(b)に示すような管径の太い放電管2を用いると、発光色を白色にすることができる。これは、管径が細い放電管2の場合、電極3,4間の放電空間が電子の平均自由行程よりも狭くなることにより、発光する紫外線の波長が長くなることが原因であると考えられる。従って、管径が細い放電管2の場合には、放電ガスのアルゴンガス濃度を、アーク放電にならない範囲で高めることにより、電子の平均自由行程を短縮することによって解決できることがある。
Here, when the
これに対して、図3(b)に示す管径の太い放電管2では、電極3,4間の放電空間の広さに余裕があるので、これら対となる電極3,4を放電管2の外側面の対向位置ではなく、図示のように片方(図では上方)に寄せて接近して形成することもできる。図3(a)に示す外部電極放電ランプでは、電極3,4が銅線に比べて幅の広い導電膜であるため、上下方向に放射される発光光の多くが遮られ、この発光光は主に左右方向に放射されることになる。しかしながら、図3(b)のように、電極3,4を上方に寄せて形成した外部電極放電ランプでは、上方に放射される発光光の多くは遮られることになるが、下方には広い角度範囲で発光光を放射することができるようになる。
On the other hand, in the
また、本実施形態では、放電管2の外側面に一対の電極3,4を配置する場合を示したが、交流電源5の一方の端子に接続される電極3と他方の端子に接続される電極4は、必ずしも1本ずつ配置されるとは限らず、いずれかを2本以上、又は、双方を2本以上配置することもできる。例えば、一方の端子に接続された2本の電極3,3と、他方の端子に接続された1本の電極4を放電管2の外側面に配置した例を図4に示す。このように電極3及び/又は電極4を複数本配置する場合も、電極3と電極4は、1本ずつ交互に配置することが好ましい。ただし、図4の例では、電極3,3は、放電管2の外側面の図示左側半周では電極4と交互に配置されているが、図示右側半周では、間隔を広く開けて隣接することにより、この右側半周部分から発光光を多く放射できるようにしている。電極3,4を複数本ずつ放電管2の外側面の全周にわたって配置する場合には、一部又は全部の電極3,4をITO等の透明電極とすることにより、発光光をより広い範囲で外部に放射させることができるようになる。
In the present embodiment, the pair of
また、本実施形態では、管軸に直交する断面形状が円筒形となる放電管2を用いる場合を示したが、この断面形状は任意であり、例えば楕円形や長円形、コーナーにアールを設けた四角形等の形状とすることができる。さらに、本実施形態では、直管型の放電管2を用いる場合を示したが、U字管型やL字管型等の放電管であっても同様に実施可能であり、この場合の電極3,4は、曲がった管軸方向に沿って曲線状に配置されることになる。
Further, in this embodiment, the case where the
〔第2実施形態〕
本実施形態は、図5に示すように、放電パネル6の上側の平坦外壁面に直接電極3,4を形成した外部電極放電ランプ(請求項2に対応)について説明する。放電パネル6は、2枚の方形のガラス基板6a,6bを上下に間隔を開けて配置し、これらのガラス基板6a,6bの間に低圧のアルゴンガスと水銀蒸気からなる放電ガスを封入して、周縁部をシール材6cで封止したものである。また、これらのガラス基板6a,6bの内壁面には、蛍光体層6dが形成されている。従って、この放電パネル6の上側には、ガラス基板6aの上面からなる平坦外壁面が形成され、下側にも、ガラス基板6bの下面からなる平坦外壁面が形成される。シール材6cは、放電パネル6の内部に放電ガスを封止できるものであれば、特に材質は限定されないが、例えばエポキシ樹脂を硬化させたものや、ガラスリブをエポキシ樹脂で接着したもの等を用いることができる。
[Second Embodiment]
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, an external electrode discharge lamp (corresponding to claim 2) in which
なお、ガラス基板6a,6bは、いずれも同様のガラス板からなるが、電極3,4を形成する上側のガラス基板6aは、放電パネル6内部に電場を効率良く発生させるためにできるだけ薄い方がよいので、放電パネル6の強度を高めるために、下側のガラス基板6bの板厚を厚くしている。また、このようにガラス基板6aを薄くすると、特にこのガラス基板6aの面積が広い場合に、外部から上下方向の力が加わることにより破損しやすくなる。そこで、ガラス基板6a,6bの間には、スペーサとして図6に示すようなガラス棒6eやガラスビーズ等を挟み込むようにすることが好ましい。図6では、電極3,4間で生じる放電を遮断することがないように、これらの電極3,4の長手方向に直交する方向のガラス棒6eを複数本挟み込む場合を示す。
The
上記放電パネル6の上側のガラス基板6aの上面には、複数本ずつの電極3,4が1本ずつ交互に配置されている。これらの電極3,4は、いずれも図5の手前側から奥側にかけて直線状となる細長い帯状の導電膜であり、例えばガラス基板6aの上面に金属膜を蒸着したり、導電ペーストを塗布焼成することにより形成される。そして、一方の電極3は、交流電源5の一方の端子に共通に接続され、他方の電極4は、この交流電源5の他方の端子に共通に接続されている。ただし、交流電源5の端子を各電極3,4にそれぞれ接続するのは面倒であるため、実際には、図6に示すように、各電極3と各電極4は、それぞれガラス基板6aの上面の幅方向の両側に形成した共通のコモン導電部3a,4aから引き出されるようにして、SAWフィルタ状にパターン形成し、これらのコモン導電部3a,4aを交流電源5の端子に接続するようにしている。この交流電源5は、第1実施形態と同様に、40kHzの交流の電源を供給するインバータを用いる。
On the upper surface of the
上記構成の外部電極放電ランプは、交流電源5から供給される交流電圧が各電極3,4間に印加されると、放電パネル6の内部に方向が交互に切り替わる電場が発生し、第1実施形態の場合と同様に、電子が交互に逆向きに加速されて水銀原子が次々に励起されることにより発光が開始・維持される。また、電極3,4は、放電パネル6の外部にあって、内部には存在しないために、放電ガス中の水銀やこれらの電極3,4の消耗がなくなり、放電ランプの寿命を延長することができる。
In the external electrode discharge lamp having the above-described configuration, when an AC voltage supplied from the
しかも、各電極3,4間の距離は、導電膜のパターン形成によって任意に短くすることができるので、交流電源5の電圧が低くても発光を開始・維持させることができる。また、このような導電膜のパターン形成により、放電パネル6の面全体でほとんどムラなく発光させることができ、発光輝度の制御も容易となる。
In addition, since the distance between the
ところで、一方のガラス基板6aの上面に電極3を形成し、他方のガラス基板6bの上面に電極4を形成して、これらのガラス基板6a,6bを介した対向電極とする場合を考えると、双方のガラス基板6a,6bに電極3,4を形成しなければならないために製造工程が複雑となり、組み立て工程での取り扱いも面倒になって、コストが上昇する。また、下方のガラス基板6bにも電極4が形成されるので、このガラス基板6bを厚くすることができず、放電パネル6の強度が低下するために、別途補強材を張り合わせる等の必要が生じ、コストが上昇する。しかも、放電パネル6は、少なくとも一方のガラス基板6a又はガラス基板6bから発光光を外部に放射させる必要があるため、電極3,4の一方又は双方に高価なITO等の透明電極を用いると、コストがさらに上昇することになる。
By the way, when the
なお、本実施形態では、電極3,4として導電膜を形成する場合を示したが、放電パネル6の外側面に配置される導電材であればよいので、例えば銅線等の線材や細長い帯状の金属箔等をガラス基板6aの上面に貼り付けるようにすることもできる。また、本実施形態では、直線状の電極3,4を配置する場合を示したが、複数本ずつの細長い電極3,4が1本ずつ交互に配置されていればよいので、各電極3,4は、曲線状であったり折れ曲がっているものであってもよい。
In the present embodiment, a conductive film is formed as the
また、本実施形態では、放電パネル6内の発光光を主に下側のガラス基板6bから下方に放射させる場合を示したが、図7に示すように、このガラス基板6bの下面に反射膜6fを形成して、上側のガラス基板6aから上方にのみ放射させるようにすることもできる。この場合、電極3,4は、ITO等の透明電極を用いれば、発光光をさらに無駄なく上方に放射させることができる。反射膜6fは、発光光を効率良く反射(鏡面反射だけでなく乱反射であってもよい)させるものであれば材質は問わないが、電極3,4間に発生する電場に影響を与えないように、酸化チタン等の絶縁体を用いることが好ましい。さらに、このような反射膜6fは、ガラス基板6bに代えて、上側のガラス基板6aの上面を電極3,4と共に覆うように形成することもできる。
In the present embodiment, the light emitted from the
また、本実施形態では、放電パネル6を2枚のガラス基板6a,6bによって構成する場合を示したが、加工が可能であれば、ガラスを一体的に加工して、継ぎ目のない方形の平型容器状に作製したものを用いることもできる。さらに、この放電パネル6は、必ずしも方形である必要はなく、円形の平型やその他の形状の平型のものを用いることもできる。
Further, in the present embodiment, the case where the
〔第3実施形態〕
本実施形態は、図8に示すように、放電管2の外部の絶縁基板7上に電極3,4を形成した外部電極放電ランプ(請求項3に対応)について説明する。放電管2(外側面の電極3,4は除く)と交流電源5は、第1実施形態の場合と同様のものを用いる。
[Third Embodiment]
In this embodiment, as shown in FIG. 8, an external electrode discharge lamp (corresponding to claim 3) in which
上記絶縁基板7は、電極3,4を支持する絶縁性のものであれば、材質や形状は問わないが、上面は、複数の放電管2を並べて配置できる形状である必要があり、本実施形態では、上下面が平坦面となった方形の板材を用いる。この絶縁基板7の上面には、図9に示すように、複数本ずつの電極3,4が1本ずつ交互に配置されている。これらの電極3,4は、いずれも絶縁基板7の幅よりも少し短い直線状の細長い帯状の導電金属箔であり、この絶縁基板7の長さ方向に沿って1本ずつ交互に等間隔で並べて配置されている。そして、一方の電極3は、交流電源5の一方の端子に共通に接続され、他方の電極4は、この交流電源5の他方の端子に共通に接続されている。ただし、この場合も、第2実施形態と同様に、各電極3と各電極4は、絶縁基板7の上面の幅方向の両端部に形成した共通のコモン導電部3a,4aからそれぞれ引き出されるようにして、SAWフィルタ状にパターン形成し、これらのコモン導電部3a,4aを交流電源5の端子に接続するようにしている。なお、このような絶縁基板7上の電極3,4のパターン形成は、プリント基板を用いることにより極めて容易に作製することができる。
The insulating
放電管2は、図8に示すように、上記絶縁基板7の上面に、電極3,4とは長手方向が直交するようにして、複数本を等間隔に並べて配置固定される。即ち、電極3,4が絶縁基板7の長さ方向に並べて配置されるのに対して、放電管2は、絶縁基板7の幅方向に並べて配置される。この際、絶縁基板7の上面に配置された電極3,4は、放電管2の下方の外側面に当接するか、極めて接近するようにして配置することが望ましい。
As shown in FIG. 8, a plurality of
上記構成の外部電極放電ランプは、交流電源5から供給される交流電圧が各電極3,4間に印加されると、各放電管2の内部に方向が交互に切り替わる電場が発生し、第1実施形態や第2実施形態の場合と同様に、電子が交互に逆向きに加速されて水銀原子が次々に励起されることにより発光が開始・維持される。また、電極3,4は、放電管2の外部にあって、内部には存在しないために、放電ガス中の水銀やこれらの電極3,4の消耗がなくなり、放電ランプの寿命を延長することができる。
In the external electrode discharge lamp having the above-described configuration, when an AC voltage supplied from the
しかも、各電極3,4間の距離は、絶縁基板7上のパターン形成によって任意に短くすることができるので、交流電源5の電圧が低くても発光を開始・維持させることができる。また、電極3,4間が放電管2の長手方向に等間隔に複数箇所形成されるので、この放電管2の長手方向の全体でほとんどムラなく発光させることができ、発光輝度の制御も容易となる。
In addition, since the distance between the
なお、本実施形態の場合にも、放電管2は、第1実施形態の場合と同様に、断面形状は任意であり、直管型のものにも限定されない。また、本実施形態では、放電管2を電極3,4の並びに直交する方向に並べる場合を示したが、平行に並べたり、斜め方向に並べて配置することもできる。放電管2を電極3,4の並び方向と平行に並べる場合には、各電極3,4間ごとに放電管2を1本ずつ配置するようにして、各放電管2の内部にこの電極3,4間の電場が無駄なく生じるようにすることが好ましい。
Also in the case of the present embodiment, the
また、本実施形態では、電極3,4として、プリント基板等の場合のような導電金属箔を用いる場合を示したが、絶縁基板7の上面に配置される導電材であればよいので、例えば銅線等の線材や細長い帯状の金属板等を絶縁基板7の上面に貼り付けるようにすることもでき、蒸着等や焼成等により形成した導電膜を電極3,4として用いることもできる。また、本実施形態では、直線状の電極3,4を配置する場合を示したが、複数本ずつの細長い電極3,4が1本ずつ交互に配置されていればよいので、各電極3,4は、曲線状であったり折れ曲がっているものであってもよい。
Further, in the present embodiment, the case where a conductive metal foil as in the case of a printed circuit board or the like is used as the
また、本実施形態では、電極3,4を配置した絶縁基板7の上面に放電管2を配置する場合を示したが、例えば第2実施形態で示したような放電パネル6を配置することもできる。即ち、電極3,4を、放電パネル6の平坦壁外面に直接配置する代わりに、この平坦壁外面に接し又は近接するように配置された絶縁基板7の上面に配置したことになるので、第2実施形態の場合と同様にこの放電パネル6を発光させることができる。このような放電パネル6を用いる場合、絶縁基板7の上方に、ほぼ同じ大きさの放電パネル6を1枚配置してもよいし、より小さい放電パネル6を複数枚配置することもできる。さらに、大きな1枚の放電パネル6の下方に小さい絶縁基板7を複数枚配置してもよく、複数枚の絶縁基板7の上方に複数枚の放電パネル6を一対一で対応することなく配置することもできる。
Further, in the present embodiment, the case where the
2 放電管
3 電極
4 電極
5 交流電源
6 放電パネル
6a ガラス基板
6b ガラス基板
7 絶縁基板
2
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