JP2006185687A

JP2006185687A - 放電発光ランプ

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Publication number: JP2006185687A
Application number: JP2004376651A
Authority: JP
Inventors: Chiaki Ota; 千明太田; Koichi Hashiguchi; 耕一橋口; Kinji Kurata; 錦司倉田
Original assignee: Yamato Denki Co Ltd
Current assignee: Yamato Denki Co Ltd
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2006-07-13

Abstract

【課題】放電発光ランプとして、耐圧強度及び耐衝撃強度に優れ、製作が容易であり、特性的に安定して信頼性の高いものを安価に量産できるものを提供する。
【解決手段】縦断面アーチ形の畝状***部１０を設けた成形ガラス基板１と平坦状基板２とが相互に突き合わせた周縁部１ａ，２ａで封着され、畝状***部１０の内側に放電空間３が構成され、放電空間３内に配置する陰極の電子源６と陽極の透明電極膜７間の放電により、蛍光体層８が発光するように構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、各種照明用の高輝度ランプや紫外線ランプ等に利用される放電発光ランプに関する。

従来より、放電発光による照明用ランプとして、極めて多種多様な形態及び発光方式のものが知られているが、蛍光灯を代表として、薄肉ガラスからなる筒状の放電管に電極を封着一体化したものが一般的である。

しかるに、従来のこの種の照明用ランプは、概して構造的に脆弱であり、内部が放電空間として高真空になるにも関わらず耐圧強度に乏しい上、種々の物品が当たったり外力を受けた際に簡単に破損することから、強度面からの用途の制約が大きいという難点があり、また構造的に放電管として均質なものを安定的に製作することが困難であり、これによって特性のばらつきを生じ易く、且つ量産性に劣るために製造コストが高く付くという問題があった。

本発明は、上述の情況に鑑み、放電発光ランプとして、耐圧強度及び耐衝撃強度に優れ、しかも製作が容易である上、特性的に安定して信頼性の高いものを安価に量産できるものを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る放電発光ランプは、図面の参照符号を付して示せば、縦断面アーチ形の畝状***部１０，２０を設けた成形ガラス基板１，２１と平坦状基板２，２２とが相互に突き合わせた周縁部１ａ，２ａ、２１ａ，２２ａで封着され、前記畝状***部１０，２０の内側に放電空間３，２３が構成され、この放電空間３，２３内に配置する電極（透明電極膜７，電子源６，２５）間の放電によって発光するように構成されてなるものとしている。

また、請求項２の発明は、上記請求項１の放電発光ランプにおいて、放電空間３，２３内に畝状***部１０，２０の長手方向に沿って、陰極リード５，２６に接続した線状の電子源６，２５が張設され、前記両基板１，２、２１，２２の少なくとも一方の該放電空間３，２３に臨む内面に、透明電極膜７を介して蛍光体層８が形成されると共に、該透明電極膜７に陽極リード９，２７が接続され、両電極間の放電に伴う電子線励起によって蛍光体層８が発光する構成としている。

請求項３の発明は、上記請求項１の放電発光ランプにおいて、放電空間３，２３内に稀ガス又は水銀蒸気が封入され、放電によって紫外線を放射する構成としている。

請求項４の発明は、上記請求項１〜３のいずれかの放電発光ランプにおいて，複数本の前記畝状***部２０…が放射状に配置すると共に、この放射状の中心部で畝状***部２０…同士の放電空間２３が連通してなる構成としている。

請求項１の発明に係る放電発光ランプでは、縦断面アーチ形の畝状***部を設けた成形ガラス基板と平坦状基板との封着により、畝状***部の内側に放電空間を構成するから、該放電空間が形態的に耐圧及び耐衝撃強度の大きい構造部分に取り囲まれたものとなり、もって内部の高真空に対する真空耐圧を充分に確保できると共に、物品の衝当や外力の負荷による破損も生じにくく、特に苛酷な環境条件下で使用される照明用等のランプとして優れた適性を備える。また、この放電発光ランプにあっては、畝状***部を設けた成形ガラス基板は板ガラスの原材からの加熱ブレスにより、サイズ及び品質の両面で均質なものを安定的に量産可能である上、両側基板は突き合わせた周縁部をフリットガラスを介して封着するだけで放電空間を有する容器状に一体化できるから、当該ランプを容易に組立製作できると共に、特性にばらつきがなく信頼性の高いものを安価に量産できるという利点がある。

請求項２の発明によれば、上記の放電発光ランプとして、電子線励起によって高輝度の蛍光発光が得られ、且つ高性能で品質的に安定したものを低コストで提供できる。

請求項３の発明によれば、上記の放電発光ランプにおいて、特に紫外線ランプとして有用なものが提供される。

請求項４の発明によれば、上記の放電発光ランプとして、放射状パターンの畝状***部から高指向性で高輝度の発光を生じ得るものが提供される。

以下、本発明に係る放電発光ランプの実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。図１〜図３は第一実施形態の放電発光ランプＬ１を、図４〜図６は第二実施形態の放電発光ランプＬ２をそれぞれ示す。

第一実施形態の放電発光ランプＬ１は、図１及び図２に示すように、縦断面アーチ形で長手方向に沿う畝状***部１０を有する透明な細長い成形ガラス基板１と、透明ガラス製で細長い平坦状基板２とが、相互に突き合わせた周縁部１ａ，２ａにおいてフリットシール４を介して封着され、両基板１，２間で畝状***部１０の内側に放電空間３が構成されている。

しかして、放電空間３内の長手方向両側には各々両基板１，２の狭間から外部へ導出する陰極リード５と一体の陰極用支持片５ａが立設され、両陰極用支持片５ａ，５ａ間に線状の電子源６が放電空間３の略中心に沿うように張設されている。また、放電空間３に臨む両基板１，２の内面には透明電極膜（ＩＴＯ）７を介して蛍光体層８が形成され、該透明電極膜７には両基板１，２の狭間から外部へ導出する陽極リード９が接続されている。なお、各陰極リード５は、陽極との絶縁のために、図３に示すように平坦状基板２の内面側で透明電極膜７を設けていない領域に配設されている。

成形ガラス基板１は、板ガラス原材の加熱プレスによって畝状***部１０を有する形状に成形したものであり、図１に示すように、該畝状***部１０の一端側に排気管取付孔１１が形成されている。そして、この排気管取付孔１１には、両基板１，２をフリットシール４を介して封着する際に、図１の如く排気管１２を同様のフリットシールを介して挿嵌し、加熱焼成によって固着するようになっている。

なお、図１で示す排気管１２は溶断封着して短くなった形であり、取付当初は長いものである。また、フリットシール４は、両基板１，２とよび排気管７のガラス素材よりも低融点のガラスフリットをビヒクルに混合したペースト材であり、ペースト形態で接着力を有し、焼成によって溶剤が蒸発して溶融ガラス化する。

この放電発光ランプＬ１の製作においては、予め両基板１，２の放電空間３に臨む内面側に各々透明電極膜７及び蛍光体層８を塗布形成すると共に、平坦状基板２上に陰極リード５，５及び電子源６と陽極リード９を配置し、封着・接着部にフリットシール４を塗着した状態で両基板１，２を接合すると共に排気管取付孔１１に排気管１２を挿嵌し、この組み付け状態で加熱焼成してフリットシール４を溶融ガラス化することにより、全体を一体化する。しかるのち、排気管１２より放電空間３内の空気を所定の真空度まで吸引排気し、次いで該排気管１２より放電空間３内へ所要の放電ガスを導入した上で、該排気管１２をガスバーナー等で炙って溶断封着する。

第二実施形態の放電発光ランプＬ２は、図４及び図５に示すように、縦断面アーチ形の６本の畝状***部２０…が中心部で合体して放射状に配置した略円板状の成形ガラス基板２１と、透明ガラス製で円板状の平坦状基板２２とが、相互に突き合わせた周縁部２１ａ，２２ａにおいてフリットシール４を介して封着され、両基板２１，２２間で畝状***部２０…の内側全体に連通した放電空間２３を構成している。

しかして、放電空間２３内には、放射状に配置した畝状***部２０…が合体した中心部に中央側電子源支持体２４ａが立設されると共に、各畝状***部２０の末端近傍に末端側電子源支持体２４ｂが立設され、中央側電子源支持体２４ａと各末端側電子源支持体２４ｂの間に線状の電子源２５…が張設されている。しかして、これら電子源２５…は中央側電子源支持体２４ａの部分で相互に接続し、また図４及び図６に示すように、一箇所の末端側電子源支持体２４が両基板２１，２２の狭間から外部へ導出する陰極リード２６に一体化している。

また、放電空間２３に臨む両基板２１，２２の内面には透明電極膜（ＩＴＯ）７を介して蛍光体層８が形成され、１本の畝状***部２０の末端近傍において、両基板２１，２２の狭間から外部へ導出する陽極リード２７が該透明電極膜７に接続している。なお、図６に示すように、陰極リード２６が平坦状基板２２の内面側で透明電極膜７を設けていない領域に配設されていることは言うまでもない。

成形ガラス基板２１は、第一実施形態の場合と同様に、板ガラス原材の加熱プレスによって放射状に配置した畝状***部２０…を有する形状に成形したものであり、図４に示すように、１本の畝状***部２０の末端には図４の如く排気管２８を挿嵌するための排気管取付孔（図示省略）が形成されている。

この放電発光ランプＬ２の製作においても、前記第一実施形態の放電発光ランプＬ１の場合と同様に、予め両基板２１，２２の放電空間２３に臨む内面側に各々透明電極膜７及び蛍光体層８を塗布形成すると共に、平坦状基板２２上に中央側電子源支持体２４ａ、末端側電子源支持体２４ｂ…、電子源２５、陰極リード２６及び陽極リード２７を配置し、封着・接着部にフリットシール４を塗着した状態で両基板２１，２２を接合すると共に排気管２８を挿嵌し、この組み付け状態で加熱焼成してフリットシール４の溶融ガラス化によって全体を一体化する。そして、排気管２８より放電空間２３内の空気を所定の真空度まで吸引排気したのち、該排気管２８より放電空間２３内へ所要の放電ガスを導入し、該排気管２８を溶断封着する。

なお、第一実施形態における両基板１，２ならびに第二実施形態における両基板２１，２２の厚さは、２〜８ｍｍ程度に設定される。また、透明電極膜７の厚さは、薄過ぎては充分な電気導通が得られず、逆に厚過ぎては光透過率が悪化するため、充分な電気導通と８５％以上の光透過率を確保する上で１５０〜１５００Å程度が好適である。更に、蛍光体層８の厚さは１０〜１００μｍ程度とするのがよい。一方、放電空間３，２３の真空度は１０^-5ｔｏｒｒ以上がよい。また、電子源６，２５には熱陰極と冷陰極のいずれをも用い得る。

上記の第一実施形態及び第二実施形態の放電発光ランプＬ１，Ｌ２では、陰極リード５，２６と陽極リード９，２７との間に所定の電圧を印加して放電させた際、電子源６，２５から放射された電子が透明電極膜７上の蛍光体層８に衝突し、蛍光体の励起によって畝状***部１０，２０…側の表面と平坦状基板２，２２側の表面の両方から発光する。なお、畝状***部１０，２０側では曲面からの指向性を有する発光となる。

これら放電発光ランプＬ１，Ｌ２では、放電空間３，２３が形態的に耐圧及び耐衝撃強度の大きい縦断面アーチ形の畝状***部１０，２０の内側に構成されるから、内部の高真空に対する真空耐圧を充分に確保できると共に、物品の衝当や外力の負荷による破損も生じにくく、特に苛酷な環境条件下で使用される照明用等のランプとして優れた適性を備える。また、これら放電発光ランプＬ１，Ｌ２にあっては、畝状***部１０，２０を設けた成形ガラス基板１，２１は板ガラスの原材からの加熱ブレスにより、サイズ及び品質の両面で均質なものを安定的に量産可能である上、両側基板１，２、２１，２２は突き合わせた周縁部をフリットシール４を介して封着するだけで、内側に放電空間３，２３を持つ形に一体化できる。従って、これら放電発光ランプＬ１，Ｌ２は、容易に組立製作できると共に、特性にばらつきがなく信頼性の高いものを安価に量産できる。

しかして、第一実施形態の放電発光ランプＬ１は、全体が棒状のシンプルな形状であるから、広範な用途に使用できるが、高輝度で頑丈なランプとしてトンネル内や地下通路等の照明用として好適である。また、第一実施形態の放電発光ランプＬ２は、放射状に配置した畝状***部２０…からの発光であるため、車両のヘッドライト、サーチライト、信号灯等への適用が期待される。

なお、前記第一及び第二実施形態では畝状***部１０，２０の凸曲面と反対側の平坦ガラス面との両方から発光する構成を例示したが、透明電極膜７及び蛍光体層８を両基板の一方の内面側のみに形成することにより、凸曲面側と平坦面側の一方側のみから発光する構成とすることも可能である。しかして、成形ガラス基板の凸曲面側からのみ発光する構成では、平坦状基板として不透明なセラミック板を使用できる。また、成形ガラス基板の畝状***部の形状は、前記第一実施形態のような直線状や第二実施形態のような放射状に限らず、円弧状、円環状、三角形状、四角形以上の多角形状、ジグザグ状等、様々なパターンに設定できる。

更に、蛍光体層８を設けずに、放電空間３，２３に放電ガスとして、放電によって紫外域の光を発生し得る水銀蒸気やキセノンの如き希ガスを封入すれば、殺菌消毒や光硬化型樹脂のキュア等に好適な紫外線ランプとなる。また、蛍光体層８を両基板の一方の内面全体又は一部に設けた形で、同様の放電ガスを封入して紫外線ランプとすれば、紫外線放射時に蛍光体層８からの発光も生じるから、この発光を紫外線ランプのオン・オフの判別に利用できる。その他、本発明の放電発光ランプは、前記の蛍光体による発光や紫外線放射を行うもの以外でも、放電を利用した発光を行うランプ全般に適用可能である。

本発明の第一実施形態に係る放電発光ランプの斜視図である。同放電発光ランプの縦断正面図である。同放電発光ランプにおける平坦状基板の内面側の平面図である。本発明の第二実施形態に係る放電発光ランプの平面図である。同放電発光ランプの側面図である。図４のＡ−Ａ線の断面図である。

符号の説明

１，２１成形ガラス基板
１ａ，２１ａ周縁部
２，２２平坦状基板
２ａ，２２ａ周縁部
３，２３放電空間
４フリットシール
５，２６陰極リード
６，２５電子源
７透明電極膜
８蛍光体層
９，２７陽極リード
１０，２０畝状***部
１２，２８排気管
Ｌ１，Ｌ２放電発光ランプ

Claims

縦断面アーチ形の畝状***部を設けた成形ガラス基板と平坦状基板とが相互に突き合わせた周縁部で封着され、前記畝状***部の内側に放電空間が構成され、この放電空間内に配置する電極間の放電によって発光するように構成されてなる放電発光ランプ。
放電空間内に畝状***部の長手方向に沿って、陰極リードに接続した線状の電子源が張設され、前記両基板の少なくとも一方の該放電空間に臨む内面に、透明電極膜を介して蛍光体層が形成されると共に、該透明電極膜に陽極リードが接続され、両電極間の放電に伴う電子線励起によって蛍光体層が発光する請求項１記載の放電発光ランプ。
放電空間内に稀ガス又は水銀蒸気が封入され、放電によって紫外線を放射する請求項１に記載の放電発光ランプ。
複数本の前記畝状***部が放射状に配置すると共に、この放射状の中心部で畝状***部同士の放電空間が連通してなる請求項１〜３のいずれかに記載の放電発光ランプ。