JP2005339824A - 外部電極型放電ランプ - Google Patents

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Abstract

【課題】 信頼性が高く、長寿命な外部電極を備えた外部電極型放電ランプを提供する。
【解決手段】 この水銀蛍光ランプはガラスバルブ１１の両端部のそれぞれ表面に外部電極１２Ａ，１２Ｂを接着した構造である。外部電極１２Ａ，１２Ｂは金属スリーブである。ガラスバルブ１１と金属スリーブである外部電極１２Ａ，１２Ｂとは、これらの間に塗布した封着ガラス（フリットガラス）１３を加熱、溶融することで接着される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、外部電極型放電ランプに関する。
液晶テレビジョン用などの大画面を要求される液晶表示装置には、外部電極型の水銀蛍光ランプを光源に用いたバックライトが使われることが多い。
図５を参照して、外部電極型放電ランプの基本構造を説明する。図J1に示す放電ランプは水銀蛍光ランプであって、円筒状のガラスバルブ１の両端部の外面に、外部電極２Ａ，２Ｂが一つずつ設けられている。外部２Ａ，２Ｂどうしは、電気的には互いに絶縁状態にある。ガラスバルブ１の内部の中空気密空間である放電室には、放電媒体の気体として、例えば、キセノンと水銀蒸気との混合ガス、あるいは、その混合ガスとアルゴンやネオンなどの他の希ガスとの混合ガスが封入されている。
ガラスバルブ１の内面の外部電極２Ａ，２Ｂの下になる部分には保護膜３が形成されている。この保護膜３はガラスバルブの内面を保護するもので、例えば酸化イットリウムなどの金属酸化物からできている。また、ガラスバルブ１の中央部分側（放電室側）の内面に蛍光体膜４が設けられている。蛍光体膜４は、放電によってガラスバルブ内に生じる紫外線を他の波長の光に変換する役を担っている。
図示する外部電極型水銀蛍光ランプにおいて、外部の電源装置１５から二つの外部電極２Ａ，２Ｂ間に、例えば正弦波電圧を印可すると、外部電極直下のランプ容器であるガラスが分極され、その内面が電極として作動する。これにより、封入された水銀が放電し、紫外線を放射する。放射された紫外線により、蛍光体が励起され、発光し、その発光がランプ容器の外部に放出され、ランプとして機能する。
ここで、外部電極２Ａ，２Ｂとしては、印刷法による銀等の金属膜、Ni等の金属メッキ、あるいは超音波半田ディップによるガラス面に直接形成した半田を、ガラスバルブに直接形成したものや、金属粒を含有した導電性ペーストの塗布・あるいはディップによる電極をガラスバルブに直接形成したものを用いていた（特許文献１参照）。
特開平１１−０４０１０９（段落［００２３］参照）
これまでの外部電極型水銀蛍光ランプでは、外部電極として、印刷法による銀等の金属膜、Ni等の金属メッキ、あるいは超音波半田ディップによる半田をガラスバルブに直接形成したものや、金属粒を含有した導電性ペーストの塗布あるいはディップによる電極をガラスバルブに直接形成したものを用い、その外部電極と電極取出し部（例えばコネクタ）との接続を挟み込みでおこなっている。しかし、前者の場合は、不十分な挟み込みや、挟み込み部の経時変化による接触抵抗の増加に伴い、通電中に電極取出し部と外部電極との間で放電が生じ、放電にさらされた金属の薄い膜である外部電極部分が酸化飛散することで内部のガラルバルブ面が露出するといった問題があった。また、後者では導電性ペーストの樹脂が内部から放射される紫外線により劣化し、寿命が低下したり、紫外線劣化に強いシリコン系樹脂を用いた場合は接着強度が低く、外部電極が剥離するといった問題があった。
また、ランプ容器の両端部に形成した外部電極間に電圧を印可すると、電極下部のガラス管内面で放電が起こり、放電による発熱が電極に伝達される。電極が過度に発熱するとその熱によりガラス管が破損するため、発熱を外部に伝達し、ガラス管温度を低下させる必要があった。
本発明の目的は、上記従来技術の問題に鑑み、信頼性が高く、長寿命な外部電極を備えた外部電極型放電ランプ（例えば水銀蛍光ランプ）を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、気密空間を形成するガラスバルブと、該ガラスバルブの内部に封入された放電媒体の気体と、前記ガラスバルブの外側面に設けられた外部電極とを含む外部電極型放電ランプにおいて、その外部電極が、ガラスバルブの両端部の各々に装着された金属製のスリーブからなり、ガラスバルブと外部電極とがそれらの間に塗布された封着ガラスを溶融させることによって接着されていることを特徴とする。
上記のスリーブに替えて、ガラスバルブの両端部の各々に被せられた金属製のキャップを外部電極として用いることもできる。
ガラスバルブと封着ガラスと外部電極の熱膨張係数が比較的同じであることが、熱応力によるバルブ破損を軽減する上で好ましい。
なお、本明細書でいう「スリーブ」とは両端の開口が閉じていない筒部材をいい、「キャップ」とは筒状部材において片方の開口が閉じている形状のものをいう。
本発明によれば、ガラスバルブの両端部の表面に外部電極として、金属製のキャップあるいはスリーブを装着し、ガラスバルブと外部電極である金属キャップあるいは金属スリーブとを封着ガラスを溶融させて接着することで、電極取出し部と外部電極間で放電し、放電にさらされた外部電極部分が酸化飛散することで内部のガラルバルブ面が露出するといった問題は十分厚みのある金属キャップあるいは金属スリーブを用いたことで回避できる。封着ガラスは外部電極、及びガラスバルブと溶着しているため、接着強度が十分高く、紫外線による劣化もほとんどない。
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態による外部電極型水銀蛍光ランプを示す斜視図、図２は図１の水銀蛍光ランプをその管軸に沿って切断したときの断面図である。
本実施形態の水銀蛍光ランプは図１及び図２に示すように、ガラスバルブ１１の両端部のそれぞれ表面に外部電極１２Ａ，１２Ｂを接着した構造である。
ガラスバルブ１１はほう珪酸ガラスなどからなる透光性の密閉された円筒であり、内部の気密空間には、キセノンと水銀蒸気との混合ガスのような放電媒体のガスが封入されている。バルブ内部の圧力は１．３×１０3〜４０×１０3Ｐａ（１０〜３００Ｔｏｒｒ）程度である。ガラスバルブ１の内面の、外部電極１２Ａ，１２Ｂの下に当たる部分には例えば酸化イットリウム膜からなる保護層１４が形成されており、それ以外の部分には蛍光体層１５が形成されている。蛍光体は特に限定されず、外部に放射すべき光の波長に応じて適当なものを選択する。
外部電極１２Ａ，１２Ｂは例えば２〜５ｍｍの十分に肉厚のある金属スリーブである。また、図３及び図４に示すように金属キャップを、外部電極２２Ａ，２２Ｂとしてガラスバルブ端部に被せるようにして用いてもよい。ガラスバルブ１１と外部電極１２Ａ，１２Ｂ（もしくは２２Ａ，２２Ｂ）とは、これらの間に塗布された封着ガラス（フリットガラス）１３を加熱、溶融させることによって接着されている。
外部電極１２Ａ，１２Ｂ（もしくは２２Ａ，２２Ｂ）の材料は４２アロイやＫＯＶ（コバール）などを用いる。
封着ガラス１３とは、主にガラスと金属を封着するために用いられる粉末ガラスであり、使用にあたっては、溶剤中に粉末ガラスを分散させたものを印刷法等により封着部（外部電極を配置する部分）に塗布形成し、加熱して封着ガラス１３を溶融させて接着するものである。
なお、ガラスバルブ１１と封着ガラス１３と外部電極１２Ａ，１２Ｂである金属スリーブ（もしくは外部金属２２Ａ，２２Ｂである金属キャップ）は熱膨張係数が比較的同じにした方が、熱応力による破損等を軽減するために、望ましい。
本発明の一実施形態による外部電極型水銀蛍光ランプを示す斜視図である。 図１の水銀蛍光ランプをその管軸に沿って切断したときの断面図である。 本発明の別の実施形態による外部電極型水銀蛍光ランプを示す斜視図である。 図２の水銀蛍光ランプをその管軸に沿って切断したときの断面図である。 （ａ）は従来の外部電極型水銀蛍光ランプを示す斜視図、（ｂ）は図（ａ）の水銀蛍光ランプをその管軸に沿って切断したときの断面図である。
符号の説明
１１ ガラスバルブ
１２Ａ，１２Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ 外部電極
１３ 封着ガラス
１４ 保護層
１５ 蛍光体層

Claims (3)

  1. 気密空間を形成するガラスバルブと、該ガラスバルブの内部に封入された放電媒体の気体と、前記ガラスバルブの外側面に設けられた外部電極とを含む外部電極型放電ランプにおいて、
    前記外部電極が、前記ガラスバルブの両端部の各々に装着された金属製のスリーブからなり、前記ガラスバルブと前記外部電極とがそれらの間に塗布された封着ガラスを溶融することによって接着されていることを特徴とする外部電極型放電ランプ。
  2. 気密空間を形成するガラスバルブと、該ガラスバルブの内部に封入された放電媒体の気体と、前記ガラスバルブの外側面に設けられた外部電極とを含む外部電極型放電ランプにおいて、
    前記外部電極が、前記ガラスバルブの両端部の各々に被せられた金属製のキャップからなり、前記ガラスバルブと前記外部電極とがそれらの間に塗布された封着ガラスを溶融することによって接着されていることを特徴とする外部電極型放電ランプ。
  3. 前記ガラスバルブと前記封着ガラスと前記外部電極の熱膨張係数が同じである請求項１または２に記載の外部電極型放電ランプ。
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JP2008066188A (ja) * 2006-09-08 2008-03-21 U-Tec Kk 外部電極放電ランプ
JP2008135347A (ja) * 2006-11-29 2008-06-12 Harison Toshiba Lighting Corp 誘電体バリア放電ランプ及び照明装置
JP2008192416A (ja) * 2007-02-02 2008-08-21 Ushio Inc 外部電極型希ガス蛍光ランプ

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