TWI427671B - Rare gas discharge lamp - Google Patents

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TWI427671B
TWI427671B TW099108172A TW99108172A TWI427671B TW I427671 B TWI427671 B TW I427671B TW 099108172 A TW099108172 A TW 099108172A TW 99108172 A TW99108172 A TW 99108172A TW I427671 B TWI427671 B TW I427671B
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Yukiharu Tagawa
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Description

稀有氣體放電燈
本發明是關於一種稀有氣體放電燈者。
傳統上，在直管狀玻璃燈泡內僅封入稀有氣體，而在玻璃燈泡的外面具備一對導電性材料所成的玻璃燈泡的大約全長全面所配設的電極的稀有氣體放電燈，使用作為掃描機或複印機或傳真機等的OA原稿讀取用光源。
此稀有氣體放電燈，是在玻璃燈泡的內部未具有電極之故，因而電極在放電未曝露，而起因於電極劣化所產生的故障少又壽命久，還有作為放電氣體僅使用稀有氣體，作為發光種，因未使用水銀，因此在低溫條件下，起動性也良好。近來，此種稀有氣體放電燈是利用上述特性，對一般照明或液晶顯示裝置的背面光用光源的用途上受到注目。
在第8圖，表示習知技術的稀有氣體放電燈的立體圖。
在同圖中，稀有氣體放電燈20是具備備有光穿透性的細長玻璃燈泡21，在內部封入含有氙氣體的稀有氣體，而且形成螢光體層(未圖示)。又在玻璃燈泡21上，相對配置有朝著該玻璃燈泡21的長度方向延伸的一對外部電極22，23。在玻璃燈泡21的內面為了起動性形成有導電性物質層24。
高頻電源25是被連接於外部電極22，23，施加高電壓就可點亮燈。藉由施加高頻電壓，稀有氣體放電燈20是在被夾在電極22與電極23的玻璃燈泡21內部的放電空間發生氙氣體的放電，而利用放電所產生的紫外光激勵被塗佈在玻璃燈泡21內面的螢光物質，被變換成可視光，而其可視光被放射至玻璃燈泡21的外部(參照專利文獻1，專利文獻2)。
導電性物質層24是例如在玻璃燈泡21的內周面，藉由將導電性物質連續地形成在相對於一方與另一方的外部電極22，23雙方的電極的領域，所配置者。如此地，將導電性物質層24連續地形相對於兩電極22，23，就可將燈20的起動性作成良好者。
然而，在此稀有氣體放電燈中，例如在專利文獻3等已知道，點亮燈之後，玻璃燈泡的端部產生變暗的現象的情形已知道。
此現象，不管稀有氣體放電燈的規格，被認定發生在橫跨於雙方電極所形成的導電性物質層的近旁，而電極寬度愈小有愈變暗的趨勢。如此地使得端部變暗的原因，是在為了燈的起動所設置的導電性物質層與外部電極之間的玻璃燈泡的層形成有容量耦合，而被接通於燈的穩定點燈中的電力被不期望地被消耗之故，因而在電極的長度方向僅端部放電不足成為原因。
對於此些問題，在專利文獻3的技術，在起動性導體的近旁而位於玻璃燈泡的內表面上，將至少一個外部電極 設置介質層成為覆蓋於周方向，藉此降低被引誘至導電性物質層的電荷比率，俾抑制降低端部的放電密度。
專利文獻1：日本特開平08-329903號公報
專利文獻2：日本特開2007-087898號公報
專利文獻3：日本特開2008-034211號公報
然而，在玻璃燈泡的內側穩定地欲形成介質層，有作業性不好而製程變成煩雜的缺點問題。
在如上述的一般照明或背面光裝置用的光源中，不管光源的取出方向，被要求放射光至玻璃燈泡全周的構造。為了此，期盼在外部電極寬度變小，不妨礙光放射的構成。由這些事，電極的寬度被要求較小，例如1mm以下，較佳為0.5mm者，惟如此地電極寬度小，則玻璃燈泡端部的暗部成為更顯著，會發生所定的有效發光長無法得到的缺點。對於此種問題，未形成導電性物質層被例舉作為一案，惟成為損及燈起動信賴性，而產生必須更提高起動電壓等的問題之故，因而無法成為根本上的解決。
因此，本發明欲解決的課題，是提供一種在具備外部電極的稀有氣體放電燈，確保起動性下，雖為簡單的構造，在被形成於起動用的導電性物質層近旁可防止光量降低的稀有氣體放電燈。
本發明是一種稀有氣體放電燈，具有封入有稀有氣體，而在外面上於橫跨其長度方向形成有一方與另一方的 外部電極的玻璃燈泡，在該玻璃燈泡的內面上，相對於上述一方的外部電極的領域，及相對於上述另一方的外部電極的領域，及相對於此些外部電極之間的領域全面，一體地配置有第1導電性物質層所成的稀有氣體放電燈，其特徵為：
與上述第1導電性物質層分開而將第2導電性物質層配置於比上述第1導電性物質層位於玻璃燈泡中央側而相對於上述玻璃燈泡的內面上的上述一方或另一方的外部電極的領域。
又，上述第2導電性物質層是碳糊所成較佳。
依照本發明，雖為簡單的構造，在具備外部電極的稀有氣體放電燈，確保起動性下，在被形成於玻璃燈泡的起動用的導電性物質層近旁可防止光量降低，可將有效發光長作成所期盼的長度。
第1圖是本發明的第1實施形態的圖式，第1(a)圖是朝以包含電極與燈的管軸的平面所切剖的稀有氣體放電燈的橫方向切剖的斷面圖，及第1(b)圖是以第1(a)圖中的線分A-A所切剖的箭視斷面圖，第2(a)圖是以第1(a)圖中的線分B-B所切剖的箭視斷面圖，及第2(b)圖是以第1(a)圖中的線分C-C所切剖的箭視斷面圖。
如第1圖所示地，外部電極型的稀有氣體放電燈，是具有稀有氣體封入於內部的直管狀玻璃燈泡11，而在該玻 璃燈泡11的外表面，形成有分別互相平行地朝管軸方向延伸的一方與另一方的外部電極13，14所構成。外部電極13，14是例如被切斷成0.5~2mm的所定寬度的鋁製箔所成，而被黏貼於隔著玻璃燈泡11的外表面的燈的中心軸的相對位置所構成。除了該構成之外，例如將導電性糊藉由絲網印刷等的手段進行上塗，印相所構成也可以。
在此些一方與另一方的外部電極13，14，有引線(未圖示)，分別被連接於與圖示的一側相反側的端部領域，而被連接於高頻電源(未圖示)。
作為被封入於玻璃燈泡11內的稀有氣體，例如可例示氙氣體或氙與其他稀有氣體的混合氣體，其封入量是例如22kPa。
在此玻璃燈泡11內部，螢光體層12形成於內表面的大約所有全領域。所使用的螢光物質是具有在利用氙氣體的放電所生成的波長172nm附近以具有峰值的紫外線施以勵磁的特性者，在背面光或一般照明的用途所使用時，使用具有放射可視領域的光的特性的螢光物質，例如銪賦活鋁酸鋇．鎂[BaMgAl10O17：Eu](略號：BAM)螢光體，鋱．鈰賦活磷酸鑭[La-P-O：Ce，Tb](略號：LAP)螢光體，銪賦活硼酸釔．釓[(Y，Gd)BO3：Eu3+(略號：YGB)螢光體等。當然在其他，因應於利用的波長帶的光也可選擇適當的螢光物質。
在玻璃燈泡11的端部的內表面上，如第2(a)圖所示地有用以燈起動用的第1導電性物質層15概略C形狀地 連續形成於引線的非連接部側的端部。第1導電性物質層15是在此例子中位於螢光體層12的非形成部上，惟在螢光體層12等的上面也可以。
第1導電性物質層15是在玻璃燈泡11的內表面上，一體地形成於一方的外部電極13所相對的領域，另一方的外部電極14所相對的領域及一方與另一方的外部電極13，14間的電極非形成部所相對的領域全面。如此地連接一方與另一方的外部電極13，14的方式賦與導電性物質層，施加起動電壓之後，可將玻璃燈泡的分極作成容易，而可將絕緣擊穿電壓抑制成低。針對於此第1導電性物質層15的技術與專利文獻1同樣，可實現快速開始介裝介質的放電。
作為此種第1導電性物質層15的材質，可使用傳統公知者所構成，為也含有鋁、銀、石墨、氧化錫、氧化銦、鋇、鎳等一種類的物質，或是此些的混合物。具體上的物質以石墨與玻璃料混練所生成的所謂碳糊較佳。
還有，在本發明的稀有氣體放電燈中，比該第1導電性物質層15還位於燈的中央側亦即發光領域側，位於與該第1導電性物質層15電性地隔開的位置配置有第2導電性物質層16。如第2(b)圖所示地，該第2導電性物質層16是僅相對於一邊的外部電極14，而與另一方的外部電極13並未相對。此為與第1導電性物質層15功能上作成不相同成為必需的要件。
又，該第2導電性物質層16是只要配置成僅相對於 一方的外部電極，而露出形成於外部電極的非形成部上也可以。
作為構成第2導電性物質層16的材料，可使用與上述第1導電性物質層15同樣的物質，亦即，也含有鋁、銀、石墨、氧化錫、氧化銦、鋇、鎳等的一種類的物質，或是此些的混合物。具體上的物質，以石墨與玻璃料混練所生成的所謂碳糊較佳。如此地使用非金屬的導電性糊時，可抑制放電時所發生的濺鍍。
在此，詳述本發明的稀有氣體放電燈的動作。
當起動用電壓從未圖示的高頻電源被施加於燈的外部電極13，14，首先，第1導電性物質層15與外部電極13，14之間的玻璃燈泡11的壁功能作為電容器，第1導電性物質層15為一體地形成於一方與另一方面，外部電極13，14之故，因而容量耦合兩電極而快速地開始放電。
放電被開始之後，第1導電性物質層15是在功能上成為不需要，而在構造上無法切斷耦合之故，因而起因於容量耦合而電荷被引誘，惟第2導電性物質層16相對配置於一方的外部電極之故，因而在該第2導電性物質層16的近旁聚合電荷會增大放電密度，而且藉此，對於配置於燈的端部側的第1導電性物質層15側流出電荷來抑制。在此，第2導電性物質層16是僅相對配置於一方的外部電極之故，因而第2導電性物質層16不會形成容量耦合的情形。因而，聚合的電荷是不會不期望地被消耗，成為 有助於放電。
結果，在玻璃燈泡的第2導電性物質層16近旁，成為確實地進行放電，會增大利用放電所生成的紫外光的放射量，因此成為可增大利用螢光體層12被轉換而被放射的光量。
如此地，依照本發明的稀有氣體放電燈，燈的穩定點燈中，因存在著第1導電性物質層，因此產生容量耦合，利用其近旁的電荷被引誘，而將放電變少又光量降低者，僅形成第2導電性物質層就可防止此，而成為不會損及燈的起動性地可增大端部的發光光量。又，可成為在稀有氣體放電燈的長度方向全體形成有效發光長度。
在本發明中可做各種變更，以下說明此種各種變更。
第3圖是說明本發明的其他的實施形態的斷面圖，首先針對於在第1圖至第2圖的構成以相同符號加以說明。第2導電性物質層16是針對於玻璃燈泡11的內面上，分別設於相對於一方與另一方的外部電極13，14的各個的領域，各第2導電性物質層16並未被電性地連接，朝周方向隔離地所配置。在該例子中，第1導電性物質層15及第2導電性物質層16是利用螢光體層12局部被去掉，而直接地形成於玻璃燈泡11的內面者。
如該實施形態地對於一方與另一方的外部電極13，14的各個也可形成第2導電性物質層16，依照此種構成，可更減少被引誘於第1導電性物質層側的電荷而可增加第2導電性物質層16近旁的放電密度。
又，第4圖是說明又一不相同的實施形態的圖式，首先針對於以第1圖至第3圖所說明的構成，則以相同符號表示而省略說明。在該實施形態中，第2導電性物質層16是在玻璃燈泡內面，分別形成於一方與另一方的外部電極13，14的各個的領域，而且在各第2導電性物質層16上形成有螢光體層12的例子。
如此地，即使在第2導電性物質層16的上面形成螢光體層時，作為第2導電性物質層的功能並不會變化。
又，參照第5圖，來說明又一不相同的實施形態。又，針對於先前在第1圖至第4圖所說明的構成，則以相同符號表示而省略說明。在該實施形態中，將第2導電性物質層16形成在相對於一方與另一方的外部電極13，14的各個的玻璃燈泡11內面上，而且將第2導電性物質層16以積層狀態形成於螢光體層12上面的例子。
如此地，將第2導電性物質層16配置於螢光體層12上面時，則成為玻璃燈泡11的層與螢光體層12的兩個介質介裝於第2導電性物質層16與外部電極13，14之間，惟在此種態樣其性能也不會變更，毫無問題地也可使用。依照此實施形態，形成第1或第2導電性物質層15，16之際，成為不需要去掉被塗佈在端部的螢光體層12的作業，而可更提高生產性。
以上，針對於本發明，如上述地依據實施形態來說明，惟在本發明中可適當地變更，有關於所使用的導電體、螢光體、放電氣體、玻璃管等的材質，並不被限定於 上述內容者。
以下，針對於本發明的實施例來說明。
(實施例1)
依照第1圖、第2圖的構成，依據下述規格來製作稀有氣體放電燈1(稱為燈1)。
．玻璃燈泡：材質；鋁矽酸玻璃，全長：420mm，外徑：12mm，內徑11mm(厚度0.5mm)。
．封入氣體：Xe氣體，22kPa。
．外部電極：箔狀鋁，長度400mm，寬度1mm。
．螢光體層：BAM，LAP，YGB。
．第1導電性物質層：碳糊。
．第2導電性物質層：碳糊。
在此，針對於實施例的稀有氣體放電燈的製造方法來說明具體例。又，當然在此表示的稀有氣體放電燈的製造方法是一例子而可適當地變更。
(1)在玻璃燈泡用的玻璃管內部塗上螢光體用的塗佈液，經乾燥之後，削掉形成第1導電性物質層及該第2導電性物質層(玻璃管的端部)的領域的螢光體層而加以除掉。
(2)將作為起動用導電體的導電性糊大約C形狀地塗佈，形成於該玻璃管內面的螢光體層非形成部。又，將作為第2導電性物質層的導電性糊塗佈於位在比該第1導電性物質層的位置還位於玻璃管的中央側的相同的螢光體層 非形成部的較小領域。
(3)然後，燒成螢光體與導電體而固裝於玻璃燈泡。
(4)在玻璃管的內部封入所定的稀有氣體而氣密地密封端部。
(5)將鋁所成的帶狀地成形的外部電極黏貼於玻璃燈泡的外面。外部電極是僅一方的電極定位成與第2導電性物質層交叉的情形。
針對於如此所製作的稀有氣體放電燈來說明具體性數值。第1導電性物質層的膜厚是大約100μm，而寬度是大約1mm，又該第2導電性物質層的大小是膜厚大約100μm，周方向長度大約3mm，寬大約1mm。從電極的端部至第1導電性物質層之間的距離是大約4mm，又，第1導電性物質層與第2導電體之隔開距離是2mm。
(實施例2)
除了依照第3圖的構成來形成第2導電性物質層以外，作成與上述實施例1的構成相同的構成，來製作實施例2的稀有氣體放電燈2(以下稱為「燈2」)。在燈2中，如第3圖所示地，分別對應於一方與另一方的外部電極的方式，在螢光體層非形成部形成第2導電性物質層者。又，第2導電性物質層都是膜厚大約100μm，周方向長度大約3mm，寬度大約1mm。又，第1導電性物質層與第2導電性物質層之隔開距離是2mm。
(實施例3)
除了依照第4圖的構成來形成第2導電性物質層以外，作為與上述實施例1同樣的構成，來製作實施例3的稀有氣體放電燈3(以下稱為「燈3」)。在燈3中，如第4圖所示地，分別對應於一方與另一方的外部電極的方式，形成第2導電性物質層者，又，在此些第2導電性物質層上以積層狀態配置螢光體層者。又，第2導電性物質層的膜厚是大約100μm，周方向長度大約3mm，寬度大約1mm，第1導電性物質層與第2導電性物質層之隔開距離是2mm。
(實施例4)
除了依照第5圖的構成來形成第2導電性物質層以外，作為與上述實施例1同樣的構成，來製作實施例4的稀有氣體放電燈4(以下稱為「燈4」)。在燈4中，如第5圖所示地，分別對應於一方與另一方的外部電極的方式，形成第2導電性物質層者，而且將此些第2導電性物質層以積層狀態形成於螢光體層上者。又，第2導電性物質層的膜厚是大約100μm，周方向長度大約3mm，寬度大約1mm，第1導電性物質層與第2導電性物質層之隔開距離是3mm。
(實施例5~7)
除了將第1導電性物質層與第2導電性物質層之隔開 距離分別作成10mm、30mm、50mm以外，作為與上述實施例1同樣的構成，來製作實施例5、6、7的稀有氣體放電燈5、6、7(以下稱為「燈5」、「燈6」、「燈7」)。
(比較例)
除了未形成第2導電性物質層以外，作為與上述實施例1同樣的構成，來製作比較例的稀有氣體放電燈8(以下稱為「燈8」)。
以電壓1.5kV頻率50kHz的條件來點亮上述燈1~燈8，來測定燈的亮度。亮度測定條件是使用分光放射計(日本脫普康技術股份有限公司所製，SR-3)，作為與測定用燈之距離60cm，來測定亮度(單位：cd/m2)。
將燈1~燈4，以及燈8的亮度的測定結果綜合表示於第6圖。又，第6圖是縱軸表示依分光放射計所測定的測定值，而橫軸是以第1導電性物質層(詳細為第1導電性物質層的燈的中央側端部)作為起點的距離(單位：mm)，亦即在同圖中，表示從第1導電性物質層的端距100mm的長度領域的亮度分布。
如此地，對於本發明的實施例的燈1~4的任一種，未具備第2導電性物質層的燈8，可增大端部光量。在此種第2導電性物質層中，比第1導電性物質層還位於燈的中央側，滿足只相對配置於單一電極的要件，則僅形成於一邊的電極，或是即使形成於兩側的電極任一種都可以。而且，未受到螢光體層等的玻璃燈泡以外的介質層的介裝 狀態之影響，可發揮其功能。
將燈2，燈5~7以及燈8的亮度測定結果綜合表示於第7圖。第7圖也是縱軸表示依分光放射計所測定的測定值，而橫軸是以第1導電性物質層(詳細為第1導電性物質層的燈的中央側端部)作為起點的距離(單位：mm)，亦即在同圖中，表示從第1導電性物質層的端距100mm的長度領域的亮度分布。
至少形成第2導電性物質層，可抑制因第1導電性物質層的存在所產生的端部光量的降低。至少在第1導電性物質層的近旁形成亮度降低的部分，則可恢復此。又，第1導電性物質層與第2導電性物質層之隔開距離，是第2導電性物質層近接於第1導電性物質層者就可增大燈端部的光量。
以上，針對於本發明的實施形態及實施例進行各種說明，惟當然本發明是並不被限定於上述構成而可適當地變更。
例如，針對於第1導電性物質層，以直接設於螢光體層的非形成部的玻璃燈泡的內周面上的例子加以說明，惟將此形成於螢光體層上也沒有任何問題。
又，針對於形成有第1、第2導電性物質層的部分，例如在螢光體層與玻璃燈泡之間具備其他介質層者也可以。
又，在本發明中，不依賴螢光體層或其他介質層就可改善第1導電性物質層近旁的放電形態之故，因而若為使 用同樣的放電原理的燈，則也可適用於未具備螢光體層的燈。具體而言，例如在從紫外線透射性的玻璃燈泡直接放射從氙體的放電所放射的準分子燈，若為具有第1導電性物質層者，則也可改善其近旁的照度分布。
在上述實施形態中，引線與第1導電性物質層，位於燈端部的不相同的一邊的例子加以說明，惟並不被限定於該位置關係者。在本發明中，只要第1導電性物質層比第2導電性物質層位於燈的外方的位置，則不管燈的饋電連接部。
10‧‧‧稀有氣體放電燈
11‧‧‧玻璃燈泡
12‧‧‧螢光體層
13‧‧‧外部電極
14‧‧‧外部電極
15‧‧‧第1導電性物質層
16‧‧‧第2導電性物質層
第1(a)圖及第1(b)圖是本發明第1實施形態的稀有氣體放電燈的管軸方向斷面圖。
第2(a)圖及第2(b)圖是以第1圖中的B-B，C-C所切剖的箭視斷面圖。
第3圖是以通過本發明的其他實施形態的第2導電性物質層的一面進行切剖的斷面圖。
第4圖是以通過本發明的其他實施形態的第2導電性物質層的一面進行切剖的斷面圖。
第5圖是以通過本發明的其他實施形態的第2導電性物質層的一面進行切剖的斷面圖。
第6圖是實施例及比較例的燈1，2，3，4，8的亮度分布圖。
第7圖是實施例及比較例的燈5，6，7，8的亮度分 布圖。
第8圖是說明習知技術的稀有氣體放電燈的說明圖。
10‧‧‧稀有氣體放電燈
11‧‧‧玻璃燈泡
12‧‧‧螢光體層
13‧‧‧外部電極
14‧‧‧外部電極
15‧‧‧第1導電性物質層
16‧‧‧第2導電性物質層
A‧‧‧線
B‧‧‧線
C‧‧‧線

Claims (2)

  1. 一種稀有氣體放電燈，具有封入有稀有氣體，而在外面上於橫跨其長度方向形成有一方與另一方的外部電極的玻璃燈泡，在該玻璃燈泡的內面上，相對於上述一方的外部電極的領域，及相對於上述另一方的外部電極的領域，及相對於此些外部電極之間的領域全面，一體地配置有第1導電性物質層所成的稀有氣體放電燈，其特徵為：與上述第1導電性物質層分開而將第2導電性物質層配置於比上述第1導電性物質層位於玻璃燈泡中央側而相對於上述玻璃燈泡的內面上的上述一方或另一方的外部電極的領域。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的稀有氣體放電燈，其中，上述第2導電性物質層是碳糊所成。
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