JP2006302576A - 外面電極型蛍光ランプ - Google Patents
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Abstract
【課題】 ガラス管の内周面に形成された蛍光体膜が傾斜膜厚特性を有するにもかかわらず、フラットな配光分布特性を有する外面電極型蛍光ランプを作成する。
【解決手段】 本発明の外面電極型蛍光ランプ110は、ガラス管1の内周面にその管軸方向に沿って一端部TKから他端部TNにかけて膜厚が厚い膜厚から薄い膜厚に漸次変化する蛍光体膜2を形成し、ガラス管の内部空間に放電媒体4として希ガスを封入し、ガラス管の外周面に、その管軸方向に沿って蛍光体膜の膜厚が薄い側TNで有効幅が長く、その膜厚が厚い側TKで有効幅が短くなるように漸次有効幅が変化し、かつ長手方向の縁辺がのこぎり状をした帯状の一対の外部電極5,6を離隔して設置したものである。
【選択図】 図1
【解決手段】 本発明の外面電極型蛍光ランプ110は、ガラス管1の内周面にその管軸方向に沿って一端部TKから他端部TNにかけて膜厚が厚い膜厚から薄い膜厚に漸次変化する蛍光体膜2を形成し、ガラス管の内部空間に放電媒体4として希ガスを封入し、ガラス管の外周面に、その管軸方向に沿って蛍光体膜の膜厚が薄い側TNで有効幅が長く、その膜厚が厚い側TKで有効幅が短くなるように漸次有効幅が変化し、かつ長手方向の縁辺がのこぎり状をした帯状の一対の外部電極5,6を離隔して設置したものである。
【選択図】 図1
Description
本発明は、液晶ディスプレイや液晶テレビのバックライト光源、コピー機、スキャナー等の読取り装置の露光用光源、照明灯等に用いる外面電極型蛍光ランプに関する。
従来、図6、図7に示すように、外面電極希ガス蛍光ランプ100として、外径4mmφ〜10mmφ、肉厚0.2mm〜0.7mmの円管状のガラス管1を使用し、このガラス管1の内周面に蛍光体膜2を塗布形成し、ガラス管1の管軸方向に沿って光投射用のアパーチャー3を形成し、またガラス管1の内部空間に放電媒体4としてキセノンガスのような希ガスを所定のガス圧で封入し、ガラス管1の全長とほぼ等しい長さの一対の帯状の外部電極5,6をPETフィルム7に所定間隔で離隔して貼着して一体化した電極シートを当該ガラス管1の外周に貼着し、その外部に絶縁性の高い透光性収縮チューブ8を被覆して外部電極5,6を固定した構成のものが知られている。なお、図6、図7において10は電極ホルダー、11はハーネスである。
ところが、このような従来の外面電極型蛍光ランプ100では、高照度を得るためにキセノンのような希ガスの封入ガス圧を高く設計すると陽光柱が縞状発光してランプ管の長手方向に移動し、ちらつきが発生することがあった。
そこで、この特性を改善するために、電極構造に工夫をこらした技術が提案されている。その1つは、特開平9−213281号公報(特許文献1)に記載されたものであり、図6、図7に示す外部電極5,6はこの特許文献1に提案されているものを採用しており、外部電極5,6それぞれの長手方向の縁辺をのこぎり状にすることである。これによってランプ軸方向に広幅と狭幅の電極が交互に並べられたものとなり、外部電極5,6間に高電圧を印加すると縞状になった陽光柱を電極の広幅部分で固定し、ちらつきを抑制できる。
また特開平9−121799号公報(特許文献2)には、外部電極5,6に長手方向の中間部で狭幅、管両端部側で広幅となるものを採用して配光特性を管全長に渡り均一化する工夫をした外面電極型希ガス蛍光ランプが開示されている。さらに、特許第3137026号公報(特許文献3)には、惰行した波状の電極を採用し、配光特性を調整するためにランプ長手方向の中間部での惰行ピッチは長くし、管両端部側では惰行ピッチを狭くすることで管端部での照度低下を改善した外面電極型希ガス蛍光ランプが開示されている。
しかしながら、これらのいずれの従来技術にあっても、外面電極型希ガス蛍光ランプの製造工程で不可避なガラス管の内周面の蛍光体膜の膜厚の不均一性に起因する配光特性を改善する点では不十分である。その理由は次の通りである。
細管のガラス管1の内周面に蛍光体膜2を形成する方法は、図8に示すものであり、蛍光体を酢酸ブチル等で溶かした蛍光体スラリー溶液21が貯留してある蛍光体容器22にガラス管1の一端を浸け、ガラス管1の上側の開口端から真空引きすることで蛍光体スラリー溶液21をガラス管1内に吸い上げ、その後に真空引きを停止して余分な蛍光体スラリー溶液21を蛍光体容器22に自重で落下させ、ガラス管1の内周面に付着した蛍光体スラリー溶液を乾燥させて蛍光体膜2を形成する方法である。このような方法によってガラス管1の内周面に蛍光体膜2を塗布形成した場合、図9に示すように、蛍光体材料溶液21の表面張力と自重とのバランスにより、ガラス管1の下端側の膜厚は厚く、ガラス管1の上端側に行くにしたがって漸次膜厚が薄くなる傾斜膜厚になることが不可避である。このようにして蛍光体膜2を形成したガラス管1を用いて外面電極型希ガス蛍光ランプ100を製造した場合、図10に示すような配光分布特性を示す。つまり、蛍光ランプ100において蛍光体膜2の膜厚が厚い厚膜側端部での相対照度が高く、膜厚の薄い薄膜側端部での相対照度が低くなる。
例えば、図9に示した外径φ8mm、全長360mmのガラス管1の場合、蛍光体膜厚の分布としては、ランプ中心部となる部分Cの蛍光体膜厚は45μm程度であるのに対して、そこから150mm上側の蛍光体膜厚は中心部Cに対して70〜80%程度と薄く、逆に中心部Cから150mm下側の蛍光体膜厚は中心部Cに対して121〜130%程度と厚くなっている。このようにランプ長手方向で不均一な膜厚の蛍光体膜2が形成されたガラス管1を採用した外面電極型蛍光ランプでは、ランプ長手方向に対して同じ形状の電極、例えば図6に示したように電極幅a、溝深さbが一定である電極5,6を用いると、蛍光体薄膜側TNでは励起発光された可視光が蛍光体膜2を透過して外部に漏れる光量が大きいため、アパーチャー3を通過して放出される光量が少なくなり、その部分の照度は低くなる。逆に、厚膜側TKの蛍光体膜2を透過して外部に漏れる光量は小さく、その分、蛍光体膜2にて励起発光された可視光が蛍光体膜2を反射してアパーチャー3を通過して放出される光量が大きくなり、その部分の照度は高くなり、図10に示すような配光分布特性を示し、ランプ軸方向で配光分布特性に傾きができる問題点があった。
特開平9−213281号公報
特開平9−121799号公報
特許第3137026号公報
本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、ガラス管の内周面に形成された蛍光体膜が傾斜膜厚特性を有するにもかかわらず、フラットな配光分布特性を有する外面電極型蛍光ランプを提供することを目的とする。
請求項1の発明の外面電極型蛍光ランプは、ガラス管の内周面に、その管軸方向に沿って一端部から他端部にかけて膜厚が薄い膜厚から厚い膜厚に漸次変化する蛍光体膜を形成し、前記ガラス管の内部空間に放電媒体として希ガスを封入し、前記ガラス管の外周面に、その管軸方向に沿って、前記蛍光体膜の膜厚が薄い側で有効幅が長く、その膜厚が厚い側で有効幅が短くなるように漸次有効幅が変化し、かつ長手方向の縁辺がのこぎり状をした帯状の一対の外部電極を離隔して設置したことを特徴とするものである。
請求項2の発明は、請求項1の外面電極型蛍光ランプにおいて、前記外部電極は、前記のこぎり状の縁辺における長手方向の一端部から他端部にかけて深い溝から浅い溝に漸次溝深さを変化させることで前記有効幅を変化させたことを特徴とするものである。
請求項3の発明の外面電極型蛍光ランプは、ガラス管の内周面に、その管軸方向に沿って正弦波形若しくは矩形波形に惰行する波状で、かつ、前記蛍光体膜の膜厚が薄い側で波太さが広く、その膜厚が厚い側で波太さが狭くなるように漸次波太さを変化させた一対の外部電極を離隔して設置したことを特徴とするものである。
本発明の外部電極型蛍光ランプによれば、ガラス管の内周面に形成された蛍光体膜が傾斜膜厚特性を有するにもかかわらず、フラットな配光分布特性を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。
(第1の実施の形態)図1は、本発明の第1の実施の形態の外面電極型蛍光ランプ110を示している。尚、断面構成は従来例と同様に図7に示すものである。本実施の形態の外面電極型希ガス蛍光ランプ110は、図6、図7に示した従来例と同様に、外径4mmφ〜10mmφ、肉厚0.2mm〜0.7mmの円管状のガラス管1を使用し、このガラス管1の内周面に蛍光体膜2を図8、図9に示す方法で塗布形成し、ガラス管1の管軸方向に沿って光投射用のアパーチャー3を形成し、またガラス管1の内部空間に放電媒体4としてキセノンガスのような希ガスを所定のガス圧で封入し、ガラス管1の全長とほぼ等しい長さの一対の帯状の外部電極5,6をPETフィルム7に所定間隔で離隔して貼着して一体化した電極シートを当該ガラス管1の外周に貼着し、その外部に絶縁性の高い透光性収縮チューブ8を被覆して外部電極5,6を固定した構成である。ガラス管1の長手方向の両端部それぞれには電極ホルダー10が被着されていて、ハーネス11にて電源(図示せず)から矩形波あるいは正弦波の高電圧をこの電極ホルダー10に印加することで当該外面電極型蛍光ランプ110を放電点灯させる。ガラス管1の内周面に塗布形成された蛍光体膜2は図8、図9に示した方法によって塗布形成されているため、ランプ軸方向に沿って一端の厚膜側TKから他端の薄膜側TNにかけて薄い膜厚から厚い膜厚に漸次変化するように形成されている。
本実施の形態の外面電極型蛍光ランプ110の特徴は、外部電極5,6の形状にあり、帯状の外部電極5,6の長手方向の縁辺はのこぎり状をしており、かつ、その溝深さは蛍光体膜2の厚膜側TKでd、薄膜側TNでeの溝深さにし、d<eに設定することで電極有効幅cを実質的に薄膜側TNで大きくし、厚膜側TKで小さくしている。
これにより、本実施の形態の外面電極型蛍光ランプ110では、図6、図7に示した従来例と同様に、電極5,6の縁辺をのこぎり状にすることによってランプ軸方向に広幅と狭幅の電極が交互に並べられたものとし、外部電極5,6間に高電圧を印加すると縞状になった陽光柱を電極の広幅部分で固定してちらつきを抑制でき、その上、蛍光体厚膜側TKでは有効電極面積を小さくして電極5,6間のランプ電流を抑えて光出力を抑制し、逆に蛍光体薄膜側TNでは有効電極面積を漸次に大きくして電極5,6間のランプ電流を増加させて光出力を増加させることがで、ランプ軸方向でフラットな配光特性を得ることができる。
(第2の実施の形態)図2に本発明の第2の実施の形態の外面電極型蛍光ランプ110の構成を示している。第2の実施の形態では、電極5,6としてそれらの縁辺が全長に渡ってほぼ等しい溝深さfを持つのこぎり状にし、かつこれらののこぎり状の電極5,6の幅h,gが蛍光体厚膜側TKで小さく、逆に蛍光体薄膜側TNで漸次大きくなるようにしたことを特徴とする。なお、本実施の形態の軸に垂直な断面図は第1の実施の形態と同様に図7に示すものである。
この第2の実施の形態によっても、従来例と同様に、電極5,6の縁辺をのこぎり状にすることによってランプ軸方向に広幅と狭幅の電極が交互に並べられたものとし、外部電極5,6間に高電圧を印加すると縞状になった陽光柱を電極の広幅部分で固定してちらつきを抑制でき、その上、蛍光体厚膜側TKでは有効電極面積を実質的に小さくして電極5,6間のランプ電流を抑えて光出力を抑制し、逆に蛍光体薄膜側TNでは有効電極面積を漸次に大きくして電極5,6間のランプ電流を増加させて光出力を増加させることがでランプ軸方向でフラットな配光特性を得ることができる。
(第3の実施の形態)図3に本発明の第3の実施の形態の外面電極型希ガス蛍光ランプ110の構成を示している。第3の実施の形態は、電極5,6として全長に渡ってほぼ幅jを等しくし、またこれらの長手方向の沿った縁辺を全長に渡ってほぼ等しい溝深さkののこぎり状にし、さらに、これらののこぎり状の縁辺を持つ電極5,6の実質的な幅を蛍光体厚膜側TKで小さく、逆に蛍光体薄膜側TNで大きくするために、薄膜側TNから厚膜側TKに至るまで漸次幅iが広がる形状の中抜き15を形成したことを特徴とする。なお、本実施の形態の軸に垂直な断面図は第1の実施の形態と同様に図7に示すものである。
この第3の実施の形態によっても、従来例と同様に、電極5,6の縁辺をのこぎり状にすることによってランプ軸方向に広幅と狭幅の電極が交互に並べられたものとし、外部電極5,6間に高電圧を印加すると縞状になった陽光柱を電極の広幅部分で固定してちらつきを抑制でき、その上、蛍光体厚膜側TKでは有効電極面積を実質的に小さくして電極5,6間のランプ電流を抑えて光出力を抑制し、逆に蛍光体薄膜側TNでは有効電極面積を漸次に大きくして電極5,6間のランプ電流を増加させて光出力を増加させることがでランプ軸方向でフラットな配光特性を得ることができる。
(第4の実施の形態)本発明の第4の実施の形態の外面電極型蛍光ランプ110について、図4を用いて説明する。第4の実施の形態の外面電極型蛍光ランプ110は、正弦波形又は矩形波形に惰行する幅kの波状の電極5,6を用いたことを特徴とし、さらにその波太さを蛍光体膜2の膜厚が薄い側TNでは太くし(波太さm)、膜厚が厚い側TKでは漸次細くし(波太さlで、m>l)となるように変化させたことを特徴とする。なお、その他の構成はすべて第1〜第3の実施の形態と共通であるので、図4において、図1〜図3に示した他の実施の形態と共通する要素について同一の符号を付して示してある。
本実施の形態の外面電極型蛍光ランプ110でも、従来例と同様に、電極5,6を惰行波状にすることによってちらつきを抑制でき、その上、蛍光体厚膜側TKでは有効電極面積を実質的に小さくして電極5,6間のランプ電流を抑えて光出力を抑制し、逆に蛍光体薄膜側TNでは有効電極面積を漸次に大きくして電極5,6間のランプ電流を増加させて光出力を増加させることでランプ軸方向でフラットな配光特性を得ることができる。
図1に示した構造の外面電極型蛍光ランプについて、ガラス管1の外径φ8mm、ランプ長360mmとし、電極幅c=7.5mm、蛍光体厚膜側TKの溝深さd=4.0mm、蛍光体薄膜側TNに行くにしたがって溝深さを漸次浅くし、蛍光体薄膜端TNで溝深さe=2.0mmの実施例品を作成し、これについて配光分布特性を計測した。図5はその配光分布特性のグラフを示している。
この配光分布特性から、本発明の実施例品では、ランプ中央の照度に対してランプ端−150mmで92.9%の照度があり、ランプ端+150mmで96.5%の照度があり、ほぼフラットな配光特性が得られていることが確認できた。
1 ガラス管
2 蛍光体膜
3 アパーチャー
4 放電媒体
5 電極
6 電極
2 蛍光体膜
3 アパーチャー
4 放電媒体
5 電極
6 電極
Claims (3)
- ガラス管の内周面に、その管軸方向に沿って一端部から他端部にかけて膜厚が薄い膜厚から厚い膜厚に漸次変化する蛍光体膜を形成し、
前記ガラス管の内部空間に放電媒体として希ガスを封入し、
前記ガラス管の外周面に、その管軸方向に沿って、前記蛍光体膜の膜厚が薄い側で有効幅が長く、その膜厚が厚い側で有効幅が短くなるように漸次有効幅が変化し、かつ長手方向の縁辺がのこぎり状をした帯状の一対の外部電極を離隔して設置したことを特徴とする外面電極型蛍光ランプ。 - 前記外部電極は、前記のこぎり状の縁辺における長手方向の一端部から他端部にかけて深い溝から浅い溝に漸次溝深さを変化させることで前記有効幅を変化させたことを特徴とする請求項1に記載の外面電極型蛍光ランプ。
- ガラス管の内周面に、その管軸方向に沿って一端部から他端部にかけて膜厚が薄い膜厚から厚い膜厚に漸次変化する蛍光体膜を形成し、
前記ガラス管の内部空間に放電媒体として希ガスを封入し、
前記ガラス管の外周面に、その管軸方向に沿って正弦波形若しくは矩形波形に惰行する波状で、かつ、前記蛍光体膜の膜厚が薄い側で波太さが広く、その膜厚が厚い側で波太さが狭くなるように漸次波太さを変化させた一対の外部電極を離隔して設置したことを特徴とする外面電極型蛍光ランプ。
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