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技術 二重管型蛍光ランプの製造方法及び二重管型蛍光ランプ

出願人 ウシオ電機株式会社
発明者 田川幸治広瀬賢一
出願日 2008年11月28日 (11年5ヶ月経過) 出願番号 2008-303340
公開日 2010年6月10日 (9年10ヶ月経過) 公開番号 2010-129400
状態 特許登録済
技術分野 各種放電ランプと付属装置 放電灯用うつわ・被膜 陰極線管及びランプの各種被膜の形成 電子管、放電灯のうつわ、導入線等の製造
主要キーワード 封止切り エキシマ放電 内側管 封止管 外側管 構成原料 軟質ガラス 硬質ガラス
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2010年6月10日)のものです。
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図面 (7)

課題

管軸方向および管軸に対する周方向光出力が均一となる二重管型蛍光ランプの製造方法および二重管型蛍光ランプを提供することにある。

解決手段

本発明の二重管型蛍光ランプの製造方法は、外側管12と内側管13とによる円筒状二重管構造放電容器11を有し、外側管12の内表面と内側管13の外表面に蛍光体17を有する二重管型蛍光ランプの製造方法において、外側管12と内側管13の少なくとも一方に、放電容器11の内部空間に向かって突起部20を作る工程と、外側管12と内側管13とで放電容器11を形成するとともに、両端にそれぞれ排気管18a、19aを設ける工程と、排気管18a、19aから蛍光体となる蛍光体原料17aを放電容器11内に流し込む工程と、一方の排気管18aから他方の排気管19aに向けて気体を流し、蛍光体原料17aを乾燥させる工程と、排気管18a、19aを封止切る工程とを備えることを特徴とする。

概要

背景

従来、液晶表示装置などのバックライト装置に使用される光源は、細長ガラス管からなる放電容器内希ガス封入され、内面蛍光体が塗布されたものであり、放電容器の外面に形成された一対の帯状外部電極電圧印加して、放電容器内にエキシマ放電を発生させ、紫外線で蛍光体を励起して可視光を得る外部電極型の蛍光ランプが知られている。

近年、一般照明装置、バックライト装置については、光出力の一層の増強が望まれてきており、従来から知られている二重管構造エキシマランプを用いて、その放電容器の内面全体に蛍光体を塗布した二重管型蛍光ランプが開発されている。
この二重管型蛍光ランプは、外側管の内表面と内側管外表面に蛍光体を有する構造であるために、従来の筒状の一重管型の外部電極型の蛍光ランプに比べ、蛍光体の形成領域が増え、光出力が増加するものである。

また、紫外線照射装置においても、放電容器の内面全体に蛍光体を塗布した二重管型蛍光ランプが開発されている。この二重管型蛍光ランプは、例えば172nmの紫外線を励起光として、例えば311nmや340nmなどの紫外部発光する蛍光体を用いて紫外線を発光させるものである。
このような紫外線照射装置についても、光出力の一層の増強が望まれてきている。

図5は、二重管型蛍光ランプの説明図である。
この二重管型蛍光ランプ10は、各々、シリカガラスよりなる円筒状の外側管12および円筒状の内側管13が同軸上に配置されると共に、両端において溶融して接合されて外側管12と内側管13との間に円筒状の放電空間Sが形成されてなる二重管構造をなす放電容器11を備えており、金網などの導電性材料よりなるメッシュ状の外部電極16が外側管12の外表面に密接して設けられていると共に例えばアルミニウムよりなる内部電極15が内側管13の内表面に密接して設けられており、キセノンガスなどの希ガスが放電空間S内に封入されて、外側管12の内表面と内側管13の外表面に蛍光体17が設けられて構成されている。
図中、18、19は、放電容器11の両端に形成された排気管残部である。
特開2001−023578号公報

概要

管軸方向および管軸に対する周方向で光出力が均一となる二重管型蛍光ランプの製造方法および二重管型蛍光ランプを提供することにある。 本発明の二重管型蛍光ランプの製造方法は、外側管12と内側管13とによる円筒状二重管構造の放電容器11を有し、外側管12の内表面と内側管13の外表面に蛍光体17を有する二重管型蛍光ランプの製造方法において、外側管12と内側管13の少なくとも一方に、放電容器11の内部空間に向かって突起部20を作る工程と、外側管12と内側管13とで放電容器11を形成するとともに、両端にそれぞれ排気管18a、19aを設ける工程と、排気管18a、19aから蛍光体となる蛍光体原料17aを放電容器11内に流し込む工程と、一方の排気管18aから他方の排気管19aに向けて気体を流し、蛍光体原料17aを乾燥させる工程と、排気管18a、19aを封止切る工程とを備えることを特徴とする。

目的

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、管軸方向および管軸に対する周方向で光出力が均一となる二重管型蛍光ランプの製造方法および二重管型蛍光ランプを提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

外側管内側管とによる円筒状二重管構造放電容器を有し、前記外側管の内表面と前記内側管の外表面に蛍光体を有する二重管型蛍光ランプの製造方法において、前記外側管と前記内側管の少なくとも一方に、放電容器の内部空間に向かって突起部を作る工程と、前記外側管と前記内側管とで放電容器を形成するとともに、両端にそれぞれ排気管を設ける工程と、前記排気管から蛍光体となる蛍光体原料を前記放電容器内流し込む工程と、前記一方の排気管から前記他方の排気管に向けて気体を流し、前記蛍光体原料を乾燥させる工程と、前記それぞれの排気管を封止切る工程と、を備えることを特徴とする二重管型蛍光ランプの製造方法。

請求項2

外側管と内側管とによる円筒状二重管構造の放電容器を有し、前記外側管の内表面と前記内側管の外表面に蛍光体が設けられ、前記外側管と前記内側管との間に形成された円筒状の放電容器内に希ガス封入され、前記外側管の外表面と前記内側管の内表面にそれぞれ電極が配置されてなる二重管型蛍光ランプであって、前記放電容器の両端にそれぞれ排気管を封止切った排気管残部が形成されており、前記外側管と前記内側管の少なくとも一方に、放電容器の内部空間に向かって突起部が形成されていることを特徴とする二重管型蛍光ランプ。

請求項3

前記突起部は、前記放電容器の長手方向の管軸に沿って、複数形成されていることを特徴とする請求項2に記載の二重管型蛍光ランプ。

技術分野

0001

本発明は、一般照明装置の光源バックライト装置の光源、紫外線照射装置の光源、に利用される二重管型蛍光ランプの製造方法、及び、二重管型蛍光ランプに関する。

背景技術

0002

従来、液晶表示装置などのバックライト装置に使用される光源は、細長ガラス管からなる放電容器内希ガス封入され、内面蛍光体が塗布されたものであり、放電容器の外面に形成された一対の帯状外部電極電圧印加して、放電容器内にエキシマ放電を発生させ、紫外線で蛍光体を励起して可視光を得る外部電極型の蛍光ランプが知られている。

0003

近年、一般照明装置、バックライト装置については、光出力の一層の増強が望まれてきており、従来から知られている二重管構造エキシマランプを用いて、その放電容器の内面全体に蛍光体を塗布した二重管型蛍光ランプが開発されている。
この二重管型蛍光ランプは、外側管の内表面と内側管外表面に蛍光体を有する構造であるために、従来の筒状の一重管型の外部電極型の蛍光ランプに比べ、蛍光体の形成領域が増え、光出力が増加するものである。

0004

また、紫外線照射装置においても、放電容器の内面全体に蛍光体を塗布した二重管型蛍光ランプが開発されている。この二重管型蛍光ランプは、例えば172nmの紫外線を励起光として、例えば311nmや340nmなどの紫外部発光する蛍光体を用いて紫外線を発光させるものである。
このような紫外線照射装置についても、光出力の一層の増強が望まれてきている。

0005

図5は、二重管型蛍光ランプの説明図である。
この二重管型蛍光ランプ10は、各々、シリカガラスよりなる円筒状の外側管12および円筒状の内側管13が同軸上に配置されると共に、両端において溶融して接合されて外側管12と内側管13との間に円筒状の放電空間Sが形成されてなる二重管構造をなす放電容器11を備えており、金網などの導電性材料よりなるメッシュ状の外部電極16が外側管12の外表面に密接して設けられていると共に例えばアルミニウムよりなる内部電極15が内側管13の内表面に密接して設けられており、キセノンガスなどの希ガスが放電空間S内に封入されて、外側管12の内表面と内側管13の外表面に蛍光体17が設けられて構成されている。
図中、18、19は、放電容器11の両端に形成された排気管残部である。
特開2001−023578号公報

発明が解決しようとする課題

0006

この二重管型蛍光ランプ10の放電容器11内に蛍光体を設ける工程は以下の通りある。
図6(a)に示すように、外側管12と内側管13を、その両端で封着し放電容器11を形成するとともに、外側管12と内側管13の一部からなる放電空間Sに繋がる排気管18a,19aを有する構造体を製造する。

0007

この構造体を、図6(b)に示すように、排気管18a、19aが鉛直方向に向くように放電容器11を立て、下方の排気管19aを蛍光体となる液体状の蛍光体原料17aの中に沈め、上方の排気管18aから放電容器11内の気体吸引することにより、蛍光体原料17aを吸い上げ、放電容器11内を蛍光体原料17aで満たす。

0008

その後、放電容器11内の気体の吸引を中止することにより、放電容器11内に吸い上げられた蛍光体原料17aが下方に流れ出し、外側管12の内表面と内側管13の外表面に蛍光体原料が塗布された状態になる。

0009

そして、図6(c)に示すように、排気管18a、19aが鉛直方向に向くように放電容器11を立てた状態で、上方の排気管18aから乾燥した窒素ガスを流し、その窒素ガスを下方の排気管19aから排出し、蛍光体原料17aを乾燥させて外側管12の内表面と内側管13の外表面に蛍光体17を形成するものである。

0010

しかしながら、このような方法では、放電容器11内に流れる窒素ガスは、図6(c)中、矢印で示すように、上方の排気管18aから下方の排気管19aに向けて直線状に流れるものである。
この結果、窒素ガスは、矢印に沿って形成された放電空間S1には良好に流れるものであるが、矢印から離れて形成された放電空間S2には流れ込まないか、流れ込んでも微量のものである。
このように、放電容器11内に窒素ガスが均一に満遍なく流れないものであり、窒素ガスが良好に流れる領域では、蛍光体原料17aは素早く乾燥し所定の厚みの蛍光体を得ることができるが、窒素ガスが流れ難い領域では蛍光体原料17aが乾燥する前に流れ落ちてしまい、所定の厚みより薄い蛍光体となるものである。

0011

つまり、外側管12の内表面と内側管13の外表面に形成された蛍光体17は、不均一な厚みとなり、二重管型蛍光ランプ10の管軸方向および管軸に対する周方向で、光出力が不均一になるという問題があった。

0012

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、管軸方向および管軸に対する周方向で光出力が均一となる二重管型蛍光ランプの製造方法および二重管型蛍光ランプを提供することにある。

課題を解決するための手段

0013

請求項1に記載の重管型蛍光ランプの製造方法は、外側管と内側管とによる円筒状二重管構造の放電容器を有し、前記外側管の内表面と前記内側管の外表面に蛍光体を有する二重管型蛍光ランプの製造方法において、前記外側管と前記内側管の少なくとも一方に、放電容器の内部空間に向かって突起部を作る工程と、前記外側管と前記内側管とで放電容器を形成するとともに、両端にそれぞれ排気管を設ける工程と、前記排気管から蛍光体となる蛍光体原料を前記放電容器内に流し込む工程と、前記一方の排気管から前記他方の排気管に向けて気体を流し、前記蛍光体原料を乾燥させる工程と、前記それぞれの排気管を封止切る工程と、を備えることを特徴とする。

0014

請求項2に記載の重管型蛍光ランプは、外側管と内側管とによる円筒状二重管構造の放電容器を有し、前記外側管の内表面と前記内側管の外表面に蛍光体が設けられ、前記外側管と前記内側管との間に形成された円筒状の放電容器内に希ガスが封入され、前記外側管の外表面と前記内側管の内表面にそれぞれ電極が配置されてなる二重管型蛍光ランプであって、前記放電容器の両端にそれぞれ排気管を封止切った排気管残部が形成されており、前記外側管と前記内側管の少なくとも一方に、放電容器の内部空間に向かって突起部が形成されていることを特徴とする。

0015

請求項3に記載の二重管型蛍光ランプは、請求項2に記載の二重管型蛍光ランプであって、特に、前記突起部は、前記放電容器の長手方向の管軸に沿って、複数形成されていることを特徴とする。

発明の効果

0016

本発明の二重管型蛍光ランプの製造方法によれば、外側管の内表面と内側管の外表面に蛍光体を均一な厚みで形成するこができるものである。
さらに、本発明の二重管型蛍光ランプによれば、管軸方向および管軸に対する周方向で光出力を均一にすることができるものである。

発明を実施するための最良の形態

0017

以下、本願発明の二重管型蛍光ランプを図面を用いて説明する。
図1は、本願発明の二重管型蛍光ランプの説明図である。
この二重管型蛍光ランプ10は、各々、シリカガラスよりなる円筒状の外側管12および円筒状の内側管13が同軸上に配置されると共に、両端において溶融して接合されて外側管12と内側管13との間に円筒状の放電空間Sが形成されてなる二重管構造をなす放電容器11を備えており、金網などの導電性材料よりなるメッシュ状の外部電極16が外側管12の外表面に密接して設けられていると共に例えばアルミニウムよりなる内部電極15が内側管13の内表面に密接して設けられており、キセノンガスなどの希ガスが放電容器11の放電空間S内に封入されて、外側管12の内表面と内側管13の外表面に蛍光体17が設けられて構成されている。

0018

この二重管型蛍光ランプ10は、放電容器11の両端に、それぞれ排気管を封止切った排気管残部18,19が形成されており、内側管13には放電容器11の放電空間Sである内部空間に向かって突起部20が形成されている。
この突起部20の先端は、外側管12の内表面には接しておらず、突起部20の先端と外側管12の内表面との間に空隙が形成されている。

0019

次に、本願発明の二重管型蛍光ランプの放電容器の製造方法について説明する。
図2(a)に示すように、放電容器11を構成する外側管12と内側管13のうち、内側管13にシリカガラスよりなる柱状体溶着して突起部20を形成する。この突起部20は放電容器11の内部空間に向かって突出するように内側管13に設けられている。

0020

次に、図2(b)に示すように、外側管12と内側管12をその両端で封着し放電容器11を形成するとともに、放電容器11の両端に、外側管12と内側管13の一部からなる放電空間Sに繋がる排気管18a,19aを設け放電容器構造体を製造する。

0021

この放電容器構造体を、図2(c)に示すように、排気管18a、19aが鉛直方向に向くように放電容器11を立て、下方の排気管19aを蛍光体となる液体状の蛍光体原料17aの中に沈め、上方の排気管18aから放電容器11内の気体を吸引することにより、蛍光体原料17aを吸い上げ、放電容器11内に蛍光体原料17aを流し込み、放電容器11内を蛍光体原料17aで満たす。

0022

その後、放電容器11内の気体の吸引を中止することにより、放電容器11内に吸い上げられた蛍光体原料17aが下方に流れ出し、外側管12の内表面と内側管13の外表面に蛍光体原料が塗布された状態になる。

0023

さらに、図2(d)に示すように、排気管18a、19aが鉛直方向に向くように放電容器11を立てた状態で、上方の排気管18aから乾燥した気体である窒素ガスを流し、その窒素ガスを下方の排気管19aから排出し、蛍光体原料17aを乾燥させて外側管12の内表面と内側管13の外表面に蛍光体17を形成するものである。

0024

そして、図2(e)に示すように、一方の排気管18aを封止切り、他方の封止管19aから放電容器11内のガス排気し、排気工程終了後に希ガスであるキセノンガスを適宜の量放電容器11内に封入し、封止管19aを封止切り放電容器を完成させるものである。

0025

なお、上記の工程では、外側管12の内表面と内側管13の外表面に直接蛍光体原料17aを塗布する工程を説明したが、蛍光体原料17aを塗布する前に、外側管12の内表面と内側管13の外表面にガラス膜を形成するための液体状のガラス膜構成原料を塗布し、乾燥させる工程を追加してもよい。
また、放電容器11を構成する外側管12と内側管13は、シリカガラスに限らず、用途により、硬質ガラスとしてホウケイ酸ガラスアルミノケイ酸ガラス、さらに、軟質ガラスとしてソーダ石灰ガラスなどのガラスを使用することも可能である。
この工程は、上記図2(c)(d)の工程と同じ工程であり、蛍光体原料17aに替えてガラス膜構成原料を用いるものである。

0026

図2(d)に示すように、蛍光体原料17aを乾燥させる工程において、放電容器11内に流れる窒素ガスは、矢印で示すように、上方の排気管18aから放電容器11の流れ込み、先ず初めに放電空間S1に流れ込む。そして、放電空間S1を窒素ガスが進行し、突起部20に衝突してガスの一部が放電空間S2側にも流れ込むものである。
つまり、突起部20によって、放電容器11内に窒素ガスが均一に満遍なく流れるようになり、蛍光体原料17aはどの位置においても略同じ速度で乾燥するものであり、蛍光体の厚みを均一にすることができる。

0027

このような製造方法によって出来上がった二重管型蛍光ランプによれば、外側管12の内表面と内側管13の外表面に形成された蛍光体17は、全体で均一な厚みとなり、二重管型蛍光ランプ10の管軸方向および管軸に対する周方向で光出力が均一になる。

0028

図3は、本願発明の二重管型蛍光ランプの他の実施例の説明図である。
この実施例では、内側管13に形成された突起部21は内側管13を加熱溶融させて、放電容器11の内部空間に向かって突出するように凹ましたものである。
この突起部21の先端は、外側管12の内表面には接しておらず、突起部21の先端と外側管12の内表面との間に空隙が形成され、ガスが流通するものである。

0029

この実施例においても、蛍光体原料を乾燥させる工程において、放電容器11内に流れる窒素ガスは、排気管残部18として示されている排気管から放電容器11の流れ込み、先ず初めに放電空間S1に流れ込む。そして、放電空間S1を窒素ガスが進行し、突起部21に衝突してガスの一部が放電空間S2側にも流れ込むものであり、放電容器11内に窒素ガスが均一に満遍なく流れるようになり、蛍光体原料はどの位置においても略同じ速度で乾燥して、蛍光体17の厚みを均一にすることができる。

0030

このような二重管型蛍光ランプによれば、外側管12の内表面と内側管13の外表面に形成された蛍光体17は、全体で均一な厚みとなり、二重管型蛍光ランプ10の管軸方向および管軸に対する周方向で光出力が均一になる。

0031

そして、図3に示す二重管型蛍光ランプのように、突起部21が放電容器11の長手方向の管軸に沿って複数形成されていることによって、放電容器11内に流れる窒素ガスの流れをより一層ランダムにすることができ、放電容器11内に流れる窒素ガスがより均一に流れるようになり、蛍光体の厚みを確実に均一にすることができる。
この結果、二重管型蛍光ランプ10の管軸方向および管軸に対する周方向で光出力の均一性がより高いものになる。

0032

上記実施例では、内側管に突起部を形成した例を示しが、外側管に放電容器の内部空間に向かって突起部を形成してもよく、内側管と外側管の両方に放電容器の内部空間に向かって突起部を形成してもよい。

0033

図4は、本願発明の二重管型蛍光ランプの他の実施例の説明図である。
この実施例では、内側管13の図中右側の端部は外側管12の端部と接合されており、内側管13の図中左側の端部は内側管13のみで封止し、外側管12の図中左側の端部は外側管12のみで封止し放電容器11が形成されている。
また、外側管12には、シリカガラスよりなる柱状体を溶着して突起部20を形成する。この突起部20は、放電容器11の内部空間に向かって突出するように外側管12に設けられている。
この突起部20の先端は、内側管13の内表面には接しておらず、突起部20の先端と内側管13の内表面との間に空隙が形成され、ガスが流通するものである。

0034

この実施例においても、窒素ガスは放電空間S1,S2に流れ込む。そして、放電空間S1,S2に流れ込んだ窒素ガスは、突起部20に衝突してガスの一部がそれぞれ反対側の放電空間側にも流れ込むものであり、蛍光体原料を乾燥させる工程において、放電容器11内に流れる窒素ガスは、排気管残部18として示されている排気管から放電容器11の流れ込み遍なく流れるようになり、蛍光体原料はどの位置においても略同じ速度で乾燥して、蛍光体17の厚みを均一にすることができる。

0035

このような二重管型蛍光ランプによれば、外側管12の内表面と内側管13の外表面に形成された蛍光体17は、全体で均一な厚みとなり、二重管型蛍光ランプ10の管軸方向および管軸に対する周方向で光出力が均一になる。

0036

そして、図4に示す二重管型蛍光ランプのように、突起部20が放電容器11の長手方向の管軸に沿って複数形成されていることによって、放電容器11内に流れる窒素ガスの流れをより一層ランダムにすることができ、放電容器11内に流れる窒素ガスがより均一に流れるようになり、蛍光体の厚みを確実に均一にすることができる。
この結果、二重管型蛍光ランプ10の管軸方向および管軸に対する周方向で光出力の均一性がより高いものになる。

図面の簡単な説明

0037

本願発明の二重管型蛍光ランプの説明図である。
本願発明の二重管型蛍光ランプの製造工程説明図である。
本願発明の他の実施例の二重管型蛍光ランプの説明図である。
本願発明の他の実施例の二重管型蛍光ランプの説明図である。
従来二重管型蛍光ランプの説明図である。
従来の二重管型蛍光ランプの製造工程説明図である。

符号の説明

0038

11放電容器
12外側管
13内側管
15電極
16 電極
17蛍光体
18排気管残部
19 排気管残部
20突起部
21 突起部

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