(57)【要約】誘電体バリア放電ランプ（１）は、管状の放電容器（２）と、この放電容器（２）の内壁の少なくとも一部に設けられた発光材料層（５）と、縦長の誘電体バリア電極（３）とを備えている。管状の放電容器（２）の少なくとも一端において、内壁の部分範囲に被覆（１０；１１）が設けられている。この被覆（１０；１１）は少なくとも１つの縦長の電極（３）の一端を覆っている。この被覆（１０；１１）の材料は高い２次電子放出係数を有する。これによって、とりわけ暗所における始動時に、ランプ始動特性を改善することができる。
2005500664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状の放電容器（２）と、この放電容器（２）の内壁の少なくとも一部に設けられた発光材料層（５）と、放電容器（２）の長手軸線に対して平行に向けられて容器壁に配置された縦長の誘電体バリア電極（３）とを備えた誘電体バリア放電ランプ（１）において、管状の放電容器（２）の少なくとも一端は内壁の部分範囲に、少なくとも１つの縦長の電極（３）の一端を覆う被覆（１０；１１）を備え、この被覆（１０；１１）は高い２次電子放出係数を有することを特徴とする誘電体バリア放電ランプ。
【請求項２】
被覆（１０；１１）を備えた内壁の部分範囲は、放電容器（２）の長手軸線に沿った内壁の全面積の２５％以下、好ましくは１０％以下であることを特徴とする請求項１記載の放電ランプ。
【請求項３】
被覆はリング（１０）の外部形状またはリングの少なくとも一部分（１１）を有することを特徴とする請求項１又は２記載の放電ランプ。
【請求項４】
被覆（１０；１１）は少なくとも１つの縦長の電極（３）の一端と重なっていることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の放電ランプ。
【請求項５】
重なり（Ｃ）は０ｍｍより大きく１０ｍｍ以下の範囲、好ましくは２ｍｍ以上で６ｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項４記載の放電ランプ。
【請求項６】
重なり（Ｃ）は０％より大きく２０％以下の範囲、好ましくは０％より大きく１０％以下の範囲にあることを特徴とする請求項４記載の放電ランプ。
【請求項７】
口金を備え、被覆は口金の内側にある放電容器内壁部分に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の放電ランプ。
【請求項８】
ランプは両端に、高い２次電子放出係数を持つ材料からなる被覆を有することを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の放電ランプ。
【請求項９】
放電容器の一端に口金を備え、口金側の端部における被覆区域は管状の放電容器の長手軸線方向においてランプの口金とは反対側の端部におけるよりも広いことを特徴とする請求項８記載の放電ランプ。
【請求項１０】
被覆（１０；１１）の材料は、１以上の、特に２以上の、好ましくは３以上の、特に好ましくは３〜１５の範囲の２次電子放出係数を有することを特徴とする請求項１乃至９の１つに記載の放電ランプ。
【請求項１１】
被覆（１０；１１）の材料は粉末状のＡｌ２Ｏ３またＭｇＯを含むことを特徴とする請求項１乃至１０の１つに記載の放電ランプ。
【請求項１２】
電極（３）の少なくとも１つは放電容器（２）の内壁に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１１の１つに記載の放電ランプ。
【請求項１３】
放電容器（２）の内壁と発光材料層（５）との間にＶＵＶ／ＶＩＳ反射層（６）が配置され、ランプの長手軸線に沿って延びたアパーチャが反射層なしであることを特徴とする請求項１乃至１２の１つに記載の放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［技術分野］
本発明は管状の放電容器と発光材料層とを備えた誘電体バリア放電ランプに関する。
【０００２】
誘電体バリア放電ランプは誘電体バリア放電に基づく電磁放射源である。
放電容器は、一般に、例えばキセノンである希ガスまたは混合ガスを封入されている。特に米国特許第５６０４４１０号明細書に記載されたパルス式点灯方法により点灯されるガス放電の期間中には、いわゆるエキシマが形成される。エキシマは励起された分子、例えばＸｅ２＊であり、これは一般に結合されていない基底状態への復帰時に電磁放射を放出する。Ｘｅ２＊の場合、分子帯放射の最大は約１７２ｎｍにある（ＶＵＶ放射）。発光材料層は不可視のＶＵＶ放射を可視放射（ＶＩＳ放射）（光）に変換するのに使われる。
【０００３】
この種のランプは、特に、例えばカラーコピー機，カラースキャナなどのオフィスオートメーション機器（ＯＡ機器）や、例えば自動車におけるブレーキ指示ライトおよび方向指示ライトとしての信号照明や、自動車の補助照明、例えば内部照明に使用され、さらには例えば液晶ディスプレイの如きディスプレイにいわゆる“エッジタイプバックライト”として使用される。
【０００４】
これらの技術上の適用分野においては、特に短い始動時間のみならず、できるだけ温度依存性のない光束も必要である。このために、このランプは水銀を含んでいない。
【０００５】
上記の用途には、高い輝度と共にランプの長さにわたって一様な輝度が必要である。ＯＡ使用のためには放電容器の内壁は一般にＶＵＶ／ＶＩＳ反射層、例えばＡｌ２Ｏ３および／またはＴｉＯ２を備えている。その場合に、ランプの長手軸線に沿って延びたアパーチャは反射層なしにされている。というのはＶＵＶ／ＶＩＳ反射層は発光材料層から放出された光に対しても不透過であるからである。ＶＵＶ／ＶＩＳ反射層の上には適当な発光材料層が存在する。この場合にアパーチャは選択的に、同様に発光材料層で被覆されるか、または発光材料なしかである。いずれにせよ、ＶＵＶ／ＶＩＳ反射層によって、反射層のないアパーチャ内に所望の高い輝度を発生させることができる。
【０００６】
誘電体バリア放電ランプは、不可欠的に、少なくとも１つのいわゆる誘電体バリア電極を前提としている。誘電体バリア電極は放電容器の内部に対して誘電体バリアによって分離されている。この誘電体バリアは例えば電極を覆う誘電体層として実施することができる。あるいは、放電容器の外壁に電極を配置するならば、ランプの放電容器自体によって誘電体バリアを形成することができる。
【０００７】
誘電体バリアにより、この種のランプの点灯には電極間に時間的に変化する電圧、例えば上記の米国特許第５６０４４１０号明細書に開示されている正弦波交流電圧またはパルス電圧が必要である。
【０００８】
［従来の技術］
米国特許第６０９７１５５号明細書には冒頭に述べたような誘電体バリア放電ランプが開示されている。ランプは管状の放電容器を有し、この容器の内壁および／または外壁には少なくとも２つの縦長の導体路状電極が放電容器の長手軸線に対して平行に向けられて配置されている。このランプの欠点は、ランプが例えばＯＡ機器内部におけるような暗所にある場合、ランプ電極への電圧印加後の長い始動遅れである。しかも、暗所において長い時間の経過後には、ランプが通常点灯に比べて明らかに高められた電圧でかろうじて始動されるということが起こる。
【０００９】
西独特許出願公開第４２０３５９４号明細書には、放電ガスを封入された透明管と空間放電を管内に発生させる２つの電極とを有する放電管を備えたランプが開示されている。両電極は管の長手方向にほぼ平行に延びており、一方の電極は管内の中心に軸線方向に配置され、他方の電極は管外に配置されている。さらに、内部の電極の表面および管の内面は高い２次放出比を持つ金属および／または誘電体からなる被覆材料で被覆されている。希土類元素の酸化物、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、または酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が被覆材料として使用される。より好ましい被覆材料は保護膜としても働くことのできる酸化マグネシウム（ＭｇＯ）である。このランプの場合の欠点は、一方では棒状の内部電極による遮光であり、他方では放電容器の内壁の全面に対して発光材料層の部分が少なく、これが最大に可能な光束に対するランプ光束における損失を招くことである。西独特許出願公開第４２０３５９４号明細書では、放電容器に沿って容器内壁の上半分が発光材料を備え、下半分が高い２次電子放出係数を持つ層を被覆されている（両図４Ａ，４Ｂの組み合わせ）。
【００１０】
［発明の説明］
本発明の課題は、管状の放電容器と発光材料層とを備えた請求項１の前文による誘電体バリア放電ランプにおいて、始動特性を改善することにある。
【００１１】
この課題は、請求項１の前文の構成要件を備えたランプにおいて、請求項１の特徴部の構成要件によって解決される。特に有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
【００１２】
本発明による誘電体バリア放電ランプは管状の放電容器とこの放電容器の内壁の少なくとも一部に設けられた発光材料層とを有する。さらに、放電容器の長手軸線に対して平行に向けられた誘電体バリア電極が容器壁に配置されている。管状の放電容器の少なくとも一端は内壁の部分範囲に、少なくとも１つの縦長の電極の一端を覆う被覆を設けられている。この被覆の材料は高い２次電子放出係数を有する（以下において、高い２次電子放出係数を有する被覆をＳＥＥ被覆と略称する）。この場合、ＳＥＥ被覆は放電容器に閉じ込められた封入ガスと直接に接触する。従って、放電容器の内壁に多数の作用層が設けられる場合があるが、いずれの場合にもＳＥＥ被覆は内壁上に最後に配置される。つまり、例えば発光材料層および／またはＶＵＶ／ＶＩＳ反射層の如き他の各層は、ＳＥＥ被覆と放電容器の内壁との間に配置される。このようにして、ＳＥＥ被覆が電極の電界内で加速される自由電子によって衝突され、それによって２次電子が発生されることが保証される。
【００１３】
この解決手段の利点は、放電容器の内壁に同様に設けられた発光材料層の大部分は覆われておらず、従って実際に有効であるということである。というのは、ＳＥＥ被覆は管状の放電容器の一端または両端に限定されているからである。さらに、ランプ端部における僅かな遮光による障害はランプ中央付近での遮光による障害に比べれば僅かである。従って、ＳＥＥ被覆は少なくとも１つの縦長電極の端部に範囲を限定されている。もちろん、このことは、ＳＥＥ被覆が電極端部を越えて対応の容器端部まで延びている場合には重要ではない。なぜならば、この範囲では放電はもはや起こらず、それゆえこの範囲は暗いからである。従って、この暗い範囲はとりわけランプの全長に対しては最小限に留められる。ＳＥＥ被覆を備えた内壁の部分範囲は、管状放電容器の長手軸線に沿った内壁の全面積すなわち被覆面積の２５％以下、特に１０％以下であると好ましい。
【００１４】
一つの実施態様によれば、ＳＥＥ被覆は縦長の電極の一端と重なり合っており、その重なりは０ｍｍより大きく１０ｍｍ以下の範囲、特に２ｍｍ以上で６ｍｍ以下の範囲であると好ましい。放電容器の横断形状により種々の長さのランプを点灯することが可能であるから、重なりを相対的に表すと、その重なりは標準的にはランプ全長の０％より大きく２０％以下の範囲、好ましくは０％より大きく１０％以下の範囲にある。
【００１５】
先に挙げた米国特許第６０９７１５５号明細書に開示されているように、放電容器の内壁に配置された電極（内壁電極）の場合、重なりがまずリードとは反対側の電極端部に関係している。もちろん、ＳＥＥ被覆はリード側の電極端部も覆うこともできる。この点において、内壁電極、引込み部およびリードが特に単一の導体路状手段の機能的に異なる範囲として実現されていることを簡単にしか言及していない。この導体路状手段自体は電極、リード等への構造的分離は全く有していない。むしろ、個々の範囲はそれらの作用を介して定まる。結局、電極は放電容器の内部に存在する導体路状手段の範囲内にある。これに関する更なる詳細は米国特許第６０９７１５５号明細書および実施例に示されている。これに関するかぎりでは、内壁電極のリード側端部における用語「重なり」は「覆い」として解釈すべきである。
【００１６】
別の利点は、本発明によるランプは比較的簡単に作ることができることにある。ＳＥＥ被覆には、１以上の、特に２以上の、好ましくは３以上の、特に好ましくは３〜１５の範囲の２次電子放出係数を有する材料が適している。特に、例えば粉末状のＡｌ２Ｏ３またＭｇＯをペースト状に調合したものが適している。この場合、ランプの当該端部は、対応の電極端部との所望の重なりが得られるように、簡単にペーストの中に浸漬される。この場合にＳＥＥ被覆はリングの外部形状を有する。放電容器の外壁は浸漬中には覆っておくことが好ましい。
【００１７】
しかしながら原理的には、少なくとも１つの電極の端部がＳＥＥ被覆によって覆われるかぎり、ＳＥＥ被覆がリングの比較的小さい部分に限定される場合、始動特性の改善が達成できる。これは、例えば筆のような適当な工具により、場合によっては相応のマスクを用いて塗布することによって行うことができる。マスクとしては、薄壁の中空円筒もしくは放電容器の内径にほぼ相当する外径を有する中空円筒の縦部分が適している。中空円筒の壁は、形成すべき被覆のその形状に対応した開口を有する。中空円筒は管状の放電容器の端部に開口が電極端部の上に来るまで挿入され、次に開口の内側で放電容器の内壁もしくは電極端部にペーストが塗られる。ペーストの乾燥および場合によっては加熱の後にマスクが取り除かれる。
【００１８】
さらに、原理的には、単一の電極のみの少なくとも一端がＳＥＥ被覆を有すればよい。ランプが単極性の電圧パルスでの点灯用として設けられる場合、ＳＥＥ被覆は陽極上に配置されなければならない。なぜならば、その場合にのみ１次電子がＳＥＥ被覆の方向へ加速され、そこで衝突時に始動過程の更なる促進のための２次電子が発生されるからである。両極性の電圧パルスで点灯されるランプの場合にはこの区別は取るに足らない。というのは、電極は対をなして瞬間の電圧パルスの極性に応じて役割（瞬間の陽極もしくは陰極）を交替するからである。
【００１９】
さらに、両極性点灯の場合１つの電極対の２つの電極の端部がＳＥＥ被覆を備えると有利である。なぜならば、その場合には、各電圧パルスにおいてその極性に関係なく瞬間の陽極がいずれにせよＳＥＥ被覆を持ち、従って２次電子放出を起こさせることができるからである。さらに、この例では迅速かつ確実な始動の可能性を高めることができる。
【００２０】
しかしながら、通常のように、本発明による放電ランプは一端または両端に口金を有することが必要ではない。この場合、口金の内側にある放電容器内壁部分にＳＥＥ被覆を配置するのが好ましい。というのはＳＥＥ被覆による遮光がもはや生じないからである。
【００２１】
さらに、ランプの両端にＳＥＥ被覆を設けると好ましい。なぜならば、始動が理想的に両端から始まるからである。いずれにせよ、この変形例では迅速かつ確実な始動の可能性を高めることができる。この場合には、両被覆区域のそれぞれは一端のみにおける被覆の場合よりも狭くしてもよい。さらに、両側被覆の変形例では口金範囲における被覆区域を口金のない反対側の端部よりも広く設計できるという利点もある。この変形例は、口金範囲における広い被覆区域での強化された始動の利点を、ランプの口金のない側の端部における狭い被覆による僅かの遮光と組み合わせたものであるといえる。
【００２２】
［図面の簡単な説明］
以下において、本発明を２つの実施例に基づいて更に詳しく説明する。
図１ａは第１の実施例を示す平面図、
図１ｂは図１ａの実施例の線ＤＤに沿った断面図、
図２は第２の実施例を示す平面図を示す。
【００２３】
［発明の優れた実施例］
図１ａおよび図１ｂは棒状の蛍光ランプ１の概略を平面図およびＤ−Ｄ線に沿った断面図で示す。ランプ１は主として、ソーダ石灰ガラスからなる円形断面の管状の放電容器２と、銀ろうからなる２つの帯状電極３（第２の電極は隠れていて見えない。）とから構成されている。両電極は、放電容器２の壁の内側に設けられており、管長手軸線に対して平行に且つ直径上で互いに向かい合わせに配置されている。各内壁電極３はガラスろうからなる誘電体バリア４で覆われている。さらに、放電容器の壁の内側は発光材料層５で覆われていると共にランプの長手軸線に沿って延びたアパーチャを除いて発光材料層５の下にあるＡｌ２Ｏ３からなるＶＵＶ／ＶＩＳ反射層６で覆われている（表示上の理由から図１ｂにのみ示されている）。
【００２４】
放電容器２の第１の端部は突合せ溶着部７により封鎖されている。両電極３は溶着部７の前の距離Ａ＝５ｍｍのところで終端している。放電容器２の他端を通り抜けて電極３が外側に向けて気密に案内され、そこからそれぞれ外部リード８に移行している。放電容器２の第２の端部は皿形の封鎖要素（図では見えない）により封鎖されている。このために皿形の封鎖要素の縁が放電容器２の狭窄部９と溶着されている。このための更なる詳細は独国特許出願公開第１００４８４１０号明細書に示されており、その開示内容は引用によりここに組み入れたものとする。上述の技術によって、内壁電極３、狭窄部９の範囲における引込み部およびリード８は、導体路状の単一の銀ろう帯状体の機能的に異なる範囲として実現することができる。
【００２５】
放電容器２の第１の端部においては、内壁上に、正確に言えば発光材料層５の直ぐ上に、ＭｇＯ（多孔性の酸化マグネシウム）からなるリング状の被覆１０が設けられている。このリング状の被覆１０は、放電容器２の長手軸線方向に見てＢ＝１０ｍｍの幅を有する。リング状のＭｇＯ被覆１０は、一方で直接に放電容器２の端部７で終わっているが、この容器端部をＭｇＯペースト内に浸漬することにより形成されたものである。他方で、リング状のＭｇＯ被覆１０の幅は、重なりＣ＝５ｍｍ（＝Ｂ−Ａ）だけリングが電極３の端部を覆うように選定された。それによって、リング状のＭｇＯ被覆１０は２次電子放出体としてランプ１の始動特性を改善する。同時に、ＭｇＯリング１０による遮光は幅Ｂを持つリング状の部分範囲のうち５ｍｍだけに限定される。これは、（狭窄部９から電極３の端部まで測定された）３５０ｍｍのランプ１の全発光長に対して約１．５％だけである。
【００２６】
図２は概略平面図にて図１ａおよび図１ｂによる実施例の変形例を示す（同じ要素には同じ参照番号が付されている）。これにおいては、ＭｇＯ被覆は、２つの短い５ｍｍ幅の部分リング１１の形で両電極３の端部のうち皿形密封部つまり狭窄部９に直ぐ続いている方の端部に設けられている。正確に言えば、両部分リング１１のそれぞれは電極３もしくは誘電体４を覆う発光材料の上に配置されている（図示の制約上、両部分リング１１のうちの１つは覆い隠されている）。さらに、ランプ１のこの端部は図示されていない口金を備え、この口金は両ＭｇＯ部分リング１１を覆っている。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１ａは第１の実施例を示す平面図、図１ｂは図１ａの実施例の線ＤＤに沿った断面図
【図２】
第２の実施例を示す平面図
【符号の説明】
１      ランプ
２      放電容器
３      電極
４      誘電体バリア
５      発光材料層
６      ＶＵＶ／ＶＩＳ反射層
７      溶着部
８      外部リード
９      狭窄部
１０      被覆
１１      被覆
【国際公開パンフレット】
2005500664.tif 000003
2005500664.tif 000004
2005500664.tif 000005
2005500664.tif 000006
2005500664.tif 000007
2005500664.tif 000008
2005500664.tif 000009
2005500664.tif 000010
2005500664.tif 000011
2005500664.tif 000012
2005500664.tif 000013
2005500664.tif 000014
2005500664.tif 000015
2005500664.tif 000016
2005500664.tif 000017
2005500664.tif 000018
2005500664.tif 000019
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005500664.tif 000020
2005500664.tif 000021
【国際調査報告】
2005500664.tif 000022
2005500664.tif 000023
2005500664.tif 000024
2005500664.tif 000025
2005500664.tif 000026
2005500664.tif 000027