JP2000123788A

JP2000123788A - 二重管式放電管

Info

Publication number: JP2000123788A
Application number: JP28845998A
Authority: JP
Inventors: Takao Ushikubo; 隆夫牛窪
Original assignee: Sanken Electric Co Ltd
Current assignee: Sanken Electric Co Ltd
Priority date: 1998-10-09
Filing date: 1998-10-09
Publication date: 2000-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】断熱効果を促進させることができ、低温度環
境下において実用上充分な輝度を長期間に渡って維持さ
せることができる二重管式放電管を提供する。【解決手段】二重管式放電管１において、第１封体管
（内管）２と第２封体管（外管）３との気密空間６の内
部に断熱性気体６Ｇが封入されている。断熱性気体６Ｇ
にはアルゴンガス、エチレンガス等の断熱性気体が使用
されている。さらに、気密空間６の内部圧力が0.67Pa〜
67Paの範囲内に設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二重管式放電管に
関し、特に低温度環境下において充分な輝度が得られる
二重管式冷陰極蛍光放電管に関する。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータ、ワードプロセ
ッサ、小型携帯テレビ、車載テレビ等で使用されるバッ
クライト方式の液晶表示装置において、液晶表示基板の
照明は蛍光放電管（蛍光ランプ）で行われる。この蛍光
放電管には小型でかつ消費電力が充分に小さいことが要
求されている。

【０００３】ところが、低温度環境下で使用する場合、
この種の蛍光放電管の温度は充分に上昇しないために、
管内の水銀蒸気圧が低下して発光効率が低くなり、蛍光
放電管は充分な輝度を得ることができなかった。

【０００４】このような技術課題を解決するために、二
重管式冷陰極蛍光放電管（二重管式CFL）が一般的に採
用される傾向にある。図５は従来技術に係る二重管式冷
陰極蛍光放電管の断面構造図である。図５に示すよう
に、二重管式冷陰極蛍光放電管１１は、内管１２、この
内管１２を気密空間１６を介在して被覆する外管１３、
内管１２内に配設された一対の放電用電極１４Ａ、１４
Ｂ、放電用電極１４Ａに連接された端子１５Ａ及び放電
用電極１４Ｂに連接された端子１５Ｂを備えている。端
子１５Ａ、１５Ｂはいずれも内管１２内から外管１３外
まで導出されている。

【０００５】内管１２及び外管１３の両端部は溶融結合
により一体的に形成されており、内管１２内、内管１２
と外管１３との間に形成される気密空間１６はいずれも
気密に封じられている。図示しないが、内管１２の内壁
には、放電により発生する紫外線の照射を受けて可視光
線を放出するための蛍光膜が形成されている。さらに、
内管１２内には、ネオンガスとアルゴンガスとの混合ガ
スからなる放電用ガスが、5.3ｋPa〜13ｋPa程度の圧力
で封入されている。内管１２と外管１３との間の気密空
間１６は133ｍPa〜1.3ｍPa程度の圧力の高真空状態に保
持されており、内管１２の断熱効果が高められている。

【０００６】このように構成される二重管式冷陰極蛍光
放電管１１は、内管１２と外管１３との間の気密空間１
６を熱伝達性が低い高真空状態に保持しているので、内
管１２の熱が外部に逃散しにくく、低温度環境下で充分
な輝度を得ることができるであろうと期待されていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示す二重管式冷陰極蛍光放電管１１を長時間稼働した結
果、以下のような課題が明白になってきた。

【０００８】すなわち、二重管式冷陰極蛍光放電管１１
の内管１２はガラス管で形成されているので、放電によ
る内管１２の発熱に伴い内管１２のガラス成分がガスと
して気密空間１６内に徐々に放出されてしまう。このた
め、気密空間１６の断熱効果を得るのに欠かせない気密
空間１６内の圧力が、当初の設計値から徐々に上昇し、
この圧力の上昇で断熱効果が次第に低減することが判明
した。すなわち、従来の二重管式冷陰極蛍光放電管１１
では、低温度環境下で、長期間に渡って充分な輝度を得
ることができないことが判明した。

【０００９】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものである。従って、本発明の目的は、長期間に渡っ
て低温度環境下で充分な輝度を得ることができる二重管
式放電管を提供することである。

【００１０】さらに詳細には、本発明の目的は、長期間
に渡って断熱効果を維持することができ、低温度環境下
において、実用上充分な輝度を安定して維持できる二重
管式放電管を提供することである。

【００１１】本発明の他の目的は、気密空間内に第１封
体管の成分が放出されることを防ぎ、気密空間による断
熱効果を長時間の稼働後においても維持できる二重管式
放電管を提供することである。

【００１２】本発明のさらに他の目的は、上記のそれぞ
れの目的を達成しつつ、製品コスト若しくは製作コスト
を減少させることができる二重管式放電管を提供するこ
とである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の特徴は、内部に放電用電極が配設され、放
電用ガスが封入された第１封体管（内管）と、第１封体
管の周囲を気密空間を介在して被覆する第２封体管（外
管）と、気密空間内に封入された断熱性気体とを備えた
二重管式放電管であることである。ここで「断熱性気
体」とは、熱伝導度の悪いガスの意である。「断熱性気
体」の具体例は後述する。

【００１４】このように構成される二重管式放電管にお
いては、第１封体管と第２封体管との間の気密空間に断
熱性気体を封入しているので、気密空間内に第１封体管
の成分が放出されることを防ぐことができ、第１封体管
からの熱の逃散を断熱性気体により抑制することができ
る。従って、低温度環境下において実用上充分な輝度を
長期間に渡って維持させることができる二重管式放電管
を提供することができる。

【００１５】本発明の特徴の二重管式放電管において、
気密空間内の圧力を0.67Pa〜67Paの範囲内に設定するこ
とが望ましい。この内、特に、6.7Pa〜13.4Paの範囲内
に設定することが好ましい。上記の値は、本発明者の多
数の実験と検討により見いだされた圧力であるが、気密
空間内の圧力をこの特定の圧力範囲に設定することによ
り、気密空間内に第１封体管の成分が放出されることを
有効に防ぐことができる。従って、気密空間による断熱
効果を維持させることができ、長期間に渡って低温度環
境下で充分な輝度を得ることができる。

【００１６】本発明の特徴の二重管式放電管に用いる断
熱性気体の具体例としては、少なくともアルゴン(Ar)ガ
ス、エチレン(CH₂＝CH₂)ガス、エタン(C₂H₆)ガス、一酸
化窒素(NO)ガス、クリプトン(Kr)ガス、フレオン(CHClF
₂,CCl₂F₂,CCl₂FCClF₂)ガスのいずれか１種類のガスから
なる熱伝導度の悪いガスを使用することが好ましい。
「少なくとも１種類のガスからなる」とは、アルゴンガ
ス、エチレンガス、エタンガス、一酸化窒素ガス、クリ
プトンガス、フレオンガスのいずれか１種類のガス、又
はこれらの内の複数種類のガスを混合した混合ガスから
なる熱伝導度の悪いガスという意味である。特に、断熱
性気体にアルゴンガス等の一般的に市販されるガスを使
用するれば、製品コスト若しくは製作コストを減少させ
ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係る
二重管式放電管（二重管式冷陰極蛍光放電管）の断面構
造図である。図１に示すように、本発明の実施の形態に
係る二重管式放電管１は、内部に放電用電極４Ａ，４Ｂ
が配設され、放電用ガスが封入された第１封体管（内
管）２と、第１封体管２の周囲を気密空間６を介在して
被覆する第２封体管３と、第１封体管２と第２封体管３
との間の気密空間６内に封入された断熱性気体６Ｇとを
備えている。この気密空間６内の圧力は、前述の図５に
示す二重管式冷陰極蛍光放電管１１のように高真空状態
に設定するのではなく、一定の圧力に設定している。

【００１８】二重管式放電管１の第１封体管２、第２封
体管３はいずれも細長い筒状のガラス材料で形成された
封止管である。第１封体管２、第２封体管３のそれぞれ
の両端部分は溶融結合により一体的に形成されており、
第１封体管２の内部は放電用電極４Ａ及び４Ｂを配設し
て気密封止され、第２封体管３の内部は第１封体管２を
配設して気密封止されている。第２封体管３の内部にお
いて第１封体管２の外周囲には断熱効果を促進するため
の気密空間６が配設されている。すなわち、二重管式放
電管１は、気密空間６を構築するために第１封体管２の
周囲に第２封体管３を配設した二重封止構造で構成され
ている。

【００１９】本実施の形態において、第１封体管２は例
えば1.4mm〜1.7mmの外径寸法で形成され、第２封体管３
は第１封体管２の外径寸法よりも大きい例えば2.4mm〜
2.6mmの外径寸法で形成されている。従って、第１封体
管２から第２封体管３までの間の気密空間６の寸法は約
0.45mm〜0.6mmになる。

【００２０】図示しないが、第１封体管２の内壁には、
放電により発生する紫外線の照射を受けて可視光線を放
出させるために蛍光膜が塗布されている。さらに、第１
封体管２の内部には、水銀放電を発生させるための必要
一定量の水銀（水銀粒）と、点灯を助けるための放電用
ガスとが封入されている。放電用ガスにはアルゴン(Ar)
ガス、キセノン(Xe)ガス等の希ガスが使用され、第１封
体管２の内部の圧力は5.3ｋPa〜13ｋPa程度に設定され
ている。この第１封体管２の内部圧力は後に説明する気
密空間６（第２封体管３）の内部圧力よりも高くなって
いる。

【００２１】第２封体管３は基本的には内壁に蛍光膜を
塗布していない。なお、可視光線の放出率を高くする等
の目的で、第２封体管３は内壁に蛍光膜を塗布してもよ
い。

【００２２】放電用電極４Ａ、４Ｂは、本実施の形態お
いていずれも円筒形状で形成され、タングステン等の電
極材料で形成されている。放電用電極４Ａ、４Ｂのそれ
ぞれの電極形状は特に限定されず、皿形状、棒形状、ワ
イヤ形状等、様々な形状を採用することができる。

【００２３】端子５Ａの一端側は放電用電極４Ａに電気
的に接続され、他端側は第２封体管３の外部に導出され
ている。同様に、端子５Ｂの一端側は放電用電極４Ｂに
電気的に接続され、他端側は第２封体管３の外部に導出
されている。端子５Ａ、５Ｂはいずれも例えばニッケル
等の電気伝導性が良好な金属材料で形成されており、端
子５Ａと放電用電極４Ａとの間、端子５Ｂと放電用電極
４Ｂとの間のそれぞれは溶接（詳細にはろう接）により
接合されている。

【００２４】第１封体管２と第２封体管３との間の気密
空間６の内部に封入された断熱性気体６Ｇは、本実施の
形態において、アルゴン（Ar）ガスを使用する。アルゴ
ンガスは、大気（空気）に比べて低い177×10^-4W/mKの
熱伝導率を有しており、断熱性気体として最適である。
このアルゴンガスは、気密空間６の内部に0.67Pa〜67Pa
の範囲内の圧力で封入されている。従って、気密空間６
の内部は従来のような133ｍPa〜1.3ｍPa程度の高真空状
態に保持しなくてもよい。

【００２５】さらに、本発明においては、断熱性気体６
Ｇとして、アルゴンガスに代えて、エチレンガス、エタ
ンガス、一酸化窒素ガス、クリプトンガス、フレオンガ
スのいずれか１種類のガス、又は複数種類のガスを混合
した混合ガスを実用的に使用することができる。

【００２６】次に、前述の二重管式放電管１の製作方法
を簡単に説明する。図２乃至図４は製作方法を各工程毎
に示す二重管式放電管の工程断面図である。

【００２７】（１）まず、周知のガラス切断技術、ガラ
スシールド技術等を使用し、図２に示すように、第１封
体管２を形成する。この第１封体管２は、内壁に蛍光膜
が塗布され、内部に放電用ガスが充填され、内部に放電
用電極４Ａ及び４Ｂが形成され、さらに内部から外部に
端子５Ａ及び５Ｂが導出された状態で形成されている。

【００２８】（２）第２封体管３を準備し、図３に示す
ように、第１封体管２の一端側（図３中、左側）と第２
封体管３の一端側とを溶融により結合させる。第２封体
管３の他端側は開放状態にある。

【００２９】（３）そして、第２封体管３の開放状態に
ある他端側から第２封体管３の内部をターボ分子ポン
プ、クライオポンプ、油拡散ポンプ等の真空排気装置に
より排気し、気密空間６の内部の圧力を１ｍ乃至0.01ｍ
Paのバックグランド圧力（到達圧力）に設定する。この
状態で、図４に示すように、第２封体管３の内部にニー
ドルバルブ等の微少流量制御バルブを用いて、断熱性気
体６Ｇを充填する。断熱性気体６Ｇには前述のようにア
ルゴンガスが使用され、微少流量制御バルブにより制御
して、第２封体管３の内部圧力を0.67Pa〜67Pa、より好
ましくは6.7Pa〜13.4Paの範囲内の圧力に調節する。

【００３０】（４）内部圧力が0.67Pa〜67Pa（より好ま
しくは6.7Pa〜13.4Pa）の範囲内の圧力になれば、シャ
ットオフバルブを閉じ、アルゴンガスの導入を停止す
る。そして、前述の図１に示すように、第１封体管２の
一端側（図３中、左側）と第２封体管３の一端側とを溶
融（封じ切り）により結合させることにより、本実施の
形態に係る二重管式放電管１が完成する。

【００３１】以上説明したように、本実施の形態に係る
二重管式放電管１においては、気密空間６内の圧力が所
定の圧力に設定されているので、気密空間６内に第１封
体管２の成分、詳細にはガラス成分が放出されることを
防ぐことができる。従って、気密空間６による断熱効果
を維持することができるので、長期間に渡って低温度環
境下で充分な輝度を得ることができる。

【００３２】さらに、この二重管式放電管１には、断熱
性気体６Ｇとして、アルゴンガス等の一般的に市販され
るガスを使用することができるので、製品コスト若しく
は製作コストを減少させることができる。

【００３３】上記のように、本発明は上記の実施の形態
によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図
面はこの発明を限定するものであると理解すべきではな
い。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実
施例及び運用技術が明らかとなろう。例えば、前述の実
施の形態においては第１封体管２の両端と第２封体管３
の両端とはそれぞれ溶融により結合されているが、本発
明においては、第１封体管２と第２封体管３とは双方と
は別部材で形成された保持具を介して結合させることが
できる。

【００３４】

【発明の効果】本発明は、長期間に渡って低温度環境下
で充分な輝度を得ることができる二重管式放電管を提供
することができる。

【００３５】本発明によれば、気密空間内に第１封体管
の成分が放出されることを防ぎ、断熱効果を安定して長
時間維持することができる二重管式放電管を提供するこ
とができる。

【００３６】さらに、本発明は、上記効果に加えて、製
品コスト若しくは製作コストを減少させることができる
二重管式放電管を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る二重管式放電管の断
面構造図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る二重管式放電管の工
程断面図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る二重管式放電管の工
程断面図である。

【図４】本発明の実施の形態に係る二重管式放電管の工
程断面図である。

【図５】従来技術に係る二重管式冷陰極蛍光放電管の断
面構造図である。

【符号の説明】

１二重管式放電管２第１封体管（内管）３第２封体管（外管）４Ａ，４Ｂ放電用電極５Ａ，５Ｂ端子６気密空間６Ｇ断熱性気体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に放電用電極が配設され、放電用ガ
スが封入された第１封体管と、前記第１封体管の周囲を気密空間を介在して被覆する第
２封体管と、前記気密空間内に封入された断熱性気体と、を備えたことを特徴とする二重管式放電管。
【請求項２】前記気密空間内の圧力が、0.67Pa〜67Pa
の範囲内に設定されたことを特徴とする請求項１に記載
の二重管式放電管。
【請求項３】前記断熱性気体は、少なくとも、アルゴ
ンガス、エチレンガス、エタンガス、一酸化窒素ガス、
クリプトンガス、フレオンガスのいずれか１種類のガス
からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載
の二重管式放電管。