(57)【要約】【課題】扁平放電管１の外表面に下地金属膜２ａを形成し、この上に導電性有機電極材２ｂを密着させることにより、この導電性有機電極材２ｂの有機物が紫外線により劣化するのを防止することができる外部電極放電ランプを提供する。【解決手段】放電ガスを封入した扁平放電管１の外部に電極２を配置した外部電極放電ランプにおいて、扁平放電管１の外表面の一部に形成した下地金属膜２ａと、この下地金属膜２ａの外表面に密着した導電性有機電極材２ｂとにより外部の電極２を構成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電ガスを封入した放電管の外部に電極を配置した外部電極放電ランプにおいて、
放電管の外表面の一部に形成した下地金属膜と、この下地金属膜の外表面に密着させた導電性有機電極材とにより外部の電極を構成したことを特徴とする外部電極放電ランプ。
【請求項２】
前記導電性有機電極材の外表面に金属電極材を密着させ、前記下地金属膜と前記導電性有機電極材とこの金属電極材とにより外部の電極を構成したことを特徴とする請求項１に記載の外部電極放電ランプ。
【請求項３】
前記放電管が長尺な扁平放電管であり、この放電管の長尺方向の両端部におけるそれぞれ全部又は一部の外表面に前記下地金属膜が形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の外部電極放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ガスを封入した放電管の外部に電極を配置した外部電極放電ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般照明用等に用いられる蛍光ランプや液晶ディスプレイのバックライト等に用いられる冷陰極蛍光ランプは、いずれも電極が放電管の内部に配置されたものである。しかしながら、これら蛍光ランプや冷陰極蛍光ランプは、放電管内の放電プラズマ中でイオン化した水銀イオンやアルゴンイオン等が負極となった電極に衝突することにより、これらの電極の金属材料がスパッタリングによって管内空間に放出され、水銀原子と結合してアマルガムを生成することになるので、点灯時間の経過に伴ってこれら電極の金属材料と水銀原子が徐々に消耗されることになり、ランプ寿命が短くなるという欠点があった。そこで、従来から、放電管の外部に電極を配置した外部電極放電ランプが種々提案されている（例えば、特許文献１〜２参照。）。
【０００３】
図４は従来の外部電極放電ランプの構造を示す全体斜視図である。図４において、４１は密閉容器としての発光管（ガラス管）で、この発光管（ガラス管）４１は、両端を閉塞し、内部に密閉された内部空間４２が形成されている。
【０００４】
そして、この発光管（ガラス管）４１の内周面には、蛍光体層が塗布されている。また、この発光管（ガラス管）４１の内部空間４２には、発光ガス等が封入されている。
【０００５】
この発光管（ガラス管）４１の長手方向に互いに対向する曲面部４４，４４の外周面上には、一対の外部電極４５，４５が、発光管（ガラス管）４１を挟んで互いに対向する状態で、発光管（ガラス管）４１の長手方向に沿ってほぼ全長にわたり設けられている。これらの外部電極４５，４５は、アルミ（Ａｌ）テープ、銀（Ａｇ）ペーストなどからなり、曲面部４４，４４の外周面の曲面形状に合わせて断面弧状に形成されている。
【０００６】
そして、これらの外部電極４５，４５には、高周波高電圧点灯回路４６が接続され、高周波正弦波交流を供給することにより発光管（ガラス管）４１を点灯させる。つまり、一対の外部電極４５，４５に印加される高周波電圧によって、外部電極４５，４５に挟まれた発光管（ガラス管）４１の内部の放電を発生させ、この放電で発生した発光ガスからの紫外線を発光管（ガラス管）４１の内部に塗布された蛍光体層によって可視光に変換して外部に放射する。
【０００７】
このような構造の外部電極放電ランプによれば、外部電極４５，４５が放電空間に露出しないので、スパッタによる外部電極４５，４５の消耗が生じない。
【特許文献１】特開２００３−３１７６６６号公報
【特許文献２】特開平５−２１７５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上に述べた従来の外部電極放電ランプでは、発光管（ガラス管）４１の外表面にアルミ（Ａｌ）テープ、銀（Ａｇ）ペーストなどからなる外部電極４５，４５を形成している。一方、放電ランプの内部放電の結果発生した紫外線は、蛍光体層で可視光に変換されるが、その一部の紫外線が発光管（ガラス管）４１外に漏れ、この漏れてきた紫外線が外部電極４５，４５直下のアルミテープ粘着層あるいは銀ペースト有機樹脂層に作用し、経年変化と共にこれらの有機物を劣化させ、外部電極４５，４５が発光管（ガラス管）４１の外表面から剥がれたり浮き上がる虞があることが見出された。更にアルミテープの粘着層が劣化するとアルミ電極と発光管（ガラス管）４１の表面でマイクロ放電が多発し、電極層とガラスとの間でスパッタが生じ、電極やガラスに局部的なダメージを与えることが懸念される。
【０００９】
ところで、上記問題を解決するには、発光管（ガラス管）４１の外表面にメッキや蒸着等により金属膜を成膜し、この金属膜を電極として用いることが考えられる。ところが、この金属膜は、膜厚が薄い場合には電極全体に大きな電流を流すことができないため、十分に厚く形成する必要がある。しかしながら、ガラス管の外表面にメッキや蒸着等により厚い金属膜を成膜することは技術的な困難が伴うだけでなく、成膜作業に長時間を要するようになるので、電極として十分な厚さの金属膜を成膜すると、製造コストが高くなりすぎるという新たな問題が生じる。
【００１０】
本発明は、放電管の外表面に下地金属膜を形成し、この上に導電性有機電極材を密着させることにより、この導電性有機電極材の有機物が紫外線により劣化するのを防止することができる外部電極放電ランプを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、放電ガスを封入した放電管の外部に電極を配置した外部電極放電ランプにおいて、放電管の外表面の一部に形成した下地金属膜と、この下地金属膜の外表面に密着させた導電性有機電極材とにより外部の電極を構成したことを特徴とする。
【００１２】
導電性有機電極材を下地金属膜の外表面に密着させる手段としては、例えば固化により密着させたり、粘着により密着させたり、弾性による圧接により密着させることが挙げられる。
【００１３】
また、本発明は、前記導電性有機電極材の外表面に金属電極材を密着させ、前記下地金属膜と前記導電性有機電極材とこの金属電極材とにより外部の電極を構成したことを特徴とする。
【００１４】
更に、本発明は、前記放電管が長尺な扁平放電管であり、この放電管の長尺方向の両端部におけるそれぞれ全部又は一部の外表面に前記下地金属膜が形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、放電管の外表面に下地金属膜が形成され、この外表面に導電性有機電極材が密着されるので、これら下地金属膜及び導電性有機電極材からなる電極と放電管との間に放電が生じるようなことがなくなる。しかも、放電管の内部から放射される紫外線は、下地金属膜によって完全に遮蔽されるので、導電性有機電極材の樹脂やゴム等の有機高分子化合物がこの紫外線によって劣化するようなことがなくなる。
【００１６】
また、本発明によれば、導電性有機電極材の外表面に金属電極材を密着させるので、導電性有機電極材だけでは電流容量が不足する場合に、この金属電極材によって電流容量を補うことができる。
【００１７】
更に、本発明によれば、長尺な扁平放電管を用いた外部電極放電ランプに適した電極を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の最良の実施形態について図１〜図３を参照して説明する。
【００１９】
本実施形態は、扁平放電管１を用いた外部電極放電ランプについて説明する。この扁平放電管１は、図１に示すように、前後に長尺で断面が左右に細長いほぼ長方形となる方形筒状のガラス管の前後の両端面を封止することにより、上下の扁平壁１ａ，１ａと左右の側壁１ｂ，１ｂと前後の端壁１ｃ，１ｃとからなる６面のガラス壁により内部を密閉したものであり、例えば前後の長さは３５０ｍｍ、左右の幅は１７ｍｍ、上下の高さは５ｍｍに構成されている。この扁平放電管１は、図５に示したものと同様に、内壁面の一部に例えば１５〜２０μｍの厚さの蛍光体層３が形成され、内部にアルゴンガスと水銀蒸気等からなる放電ガスが例えば１〜５０Ｔｏｒｒの低圧で封入されている。
【００２０】
上記扁平放電管１は、前後の両端部における上下の扁平壁１ａ，１ａと左右の側壁１ｂ，１ｂの外表面に下地金属膜２ａ，２ａが所定の前後の幅（例えば１０〜４０ｍｍ、好適には２５ｍｍ）で成膜されている。下地金属膜２ａは、導電性の金属材料（合金やＩＴＯ等の金属酸化物等も含む）を真空蒸着法やウエットめっき手法、スパッタリング等の薄膜技術によって扁平放電管１のガラス壁の外表面に成膜したものである。
【００２１】
上記下地金属膜２ａの金属材料としては、扁平放電管１のガラス壁との密着性に優れたニッケルやクロム、チタン等が好ましい。また、この下地金属膜２ａは、少なくとも扁平放電管１の内部から放出される紫外線を十分に反射又は吸収して、外部に漏れ出ないようにするような膜厚（例えば０．１〜１．０μｍ程度）に形成する。このような下地金属膜２ａは、膜厚が薄く電流容量は小さいが、ガラス壁の外表面に確実に密着すると共に、扁平放電管１の内部から放出される紫外線を遮蔽して外部に漏れ出ないようにすることができる。また、この下地金属膜２ａ自体は、紫外線による劣化のおそれはない。
【００２２】
なお、上記下地金属膜２ａ，２ａは、扁平放電管１の両端部における上下の扁平壁１ａ，１ａと左右の側壁１ｂ，１ｂの外表面を取り巻くように覆って成膜する場合を示したが、端壁１ｃ，１ｃの外表面も含めて、扁平放電管１の両端部の全体を覆うように成膜することもできる。また、逆に、この扁平放電管１の両端部における上記実施形態とは異なる一部にのみ成膜することもでき、例えば、上方の扁平壁１ａの外表面にのみ成膜したり、上下の扁平壁１ａ，１ａの外表面にのみ分割して成膜することができる。
【００２３】
上記各下地金属膜２ａの外表面には、図２に示すように、導電性有機電極材２ｂが固化して密着される。ただし、図２では、前方の下地金属膜２ａの外表面に形成された導電性有機電極材２ｂのみを示したが、後方の下地金属膜２ａの外表面にも、同様に導電性有機電極材２ｂが形成される。
【００２４】
上記導電性有機電極材２ｂは、ペースト状の有機バインダに銀粒子や銅粒子等の導電剤を添加した銀ペーストや銅ペースト等の導電ペーストを、下地金属膜２ａの外表面に印刷手法やディップ手法で数μｍから数十μｍの厚さ（好適には例えば１０μｍ）にコーティングして乾燥させることにより厚膜として固化させたものである。従って、この導電性有機電極材２ｂは、膜厚が厚いので電流容量が大きくなると共に、下地金属膜２ａの外表面に確実に密着する。ただし、この導電性有機電極材２ｂが直接紫外線を浴びると、従来例で説明したように、有機バインダが劣化して脆くなったり剥がれやすくなる。
【００２５】
上記導電性有機電極材２ｂの導電ペーストは、下地金属膜２ａとの密着性が高く、十分に高い導電性が得られるように考慮して選定すればよく、銀ペーストや銅ペーストに限らず、ニッケルペースト、金ペースト又はカーボンペースト等を用いてもよい。ただし、この導電ペーストの導電剤としては銀粒子が好ましく、比抵抗としては約１×１０-4Ω・ｃｍのものが好ましい。
【００２６】
なお、上記導電性有機電極材２ｂは、下地金属膜２ａの外表面からはみ出さないようにして、この外表面のほぼ全面に形成されているが、下地金属膜２ａの外表面の一部にのみ形成することもでき、この外表面の分割された複数の領域にそれぞれ形成することもできる。さらに、これとは逆に、各導電性有機電極材２ｂは、下地金属膜２ａの外表面を隙間なく完全に覆うように形成してもよく、僅かなはみ出し部分の劣化が問題にならないのであれば、下地金属膜２ａの外表面から多少はみ出して形成されていてもよい。
【００２７】
上記構成の外部電極放電ランプは、扁平放電管１の両端部の下地金属膜２ａ，２ａと導電性有機電極材２ｂ，２ｂとが電極２，２を構成するので、これらの電極２，２における導電性有機電極材２ｂ，２ｂに、図４に示したインバータ電源４を接続することにより点灯する。インバータ電源４は、例えば商用電源を整流したり、電池電源等から供給される直流電源（例えば直流８Ｖ電源）を、４０〜１００ｋＨｚ、電圧２００Ｖの高周波高電圧に変換する電源回路である。
【００２８】
上記インバータ電源４から供給された電流は、電流容量の大きい導電性有機電極材２ｂ，２ｂを介し、下地金属膜２ａ，２ａの広い範囲でそれぞれ薄い膜厚方向に貫通するので、扁平放電管１に十分大きな電流を供給することができる。しかも、導電性有機電極材２ｂ，２ｂと下地金属膜２ａ，２ａとの間や、下地金属膜２ａ，２ａと扁平放電管１との間は密着しているので、これらの間にギャップが生じたりポイント的に接触することにより局所的な放電が発生するおそれも生じない。また、扁平放電管１の内部から放出される紫外線は、下地金属膜２ａ，２ａで遮蔽されて、この上層の導電性有機電極材２ｂ，２ｂに照射されることはないので、導電性有機電極材２ｂ，２ｂの有機バインダが劣化して脆くなったり剥がれやすくなることもない。
【００２９】
なお、上記実施形態では、有機バインダに導電剤を添加した導電ペーストをコーティングし乾燥させることにより固化させた導電性有機電極材２ｂについて説明したが、導電剤を添加した樹脂を硬化（重合）させることにより固化させた導電性有機電極材２ｂを用いることもできる。例えば、エポキシ樹脂やポリイミド等の硬化性樹脂に導電剤を添加したものをコーティングし熱硬化や常温硬化、紫外線硬化、電子線硬化等により硬化させた導電性有機電極材２ｂであってもよく、熱可塑性樹脂に導電剤を添加したものを熱溶融させてコーティングし温度の低下により硬化させた導電性有機電極材２ｂであってもよい。
【００３０】
また、上記導電性有機電極材２ｂは、粘着性を有する樹脂やゴムに導電剤を添加してシート状としたものを下地金属膜２ａの外表面に粘着により密着させたものであってもよい。この場合、導電性有機電極材２ｂの外表面も粘着性を有するので、必要に応じて絶縁シート等で覆うようにしてもよい。
【００３１】
また、上記導電性有機電極材２ｂは、弾性を有するゴムや樹脂（ウレタンゴム等）に導電剤を添加してシート状としたものを下地金属膜２ａの外表面に圧接して密着させたものであってもよい。この場合、導電性有機電極材２ｂを常時下地金属膜２ａの外表面に圧接するためには、例えばこの導電性有機電極材２ｂを外側から圧迫するカバー等を取り付けたり、この導電性有機電極材２ｂのシートを環状に形成して、これに下地金属膜２ａを成膜した扁平放電管１の端部を圧入すればよい。
【００３２】
また、上記樹脂やゴムに添加する導電剤も、銀粒子や銅粒子等には限定されず、例えばカーボン等を用いることもできる。
【００３３】
また、上記実施形態では、下地金属膜２ａと導電性有機電極材２ｂとで外部の電極２を構成する場合を示したが、図３に示すように、この導電性有機電極材２ｂの外表面に金属電極材２ｃを密着させて、これら下地金属膜２ａと導電性有機電極材２ｂと金属電極材２ｃとで外部の電極２を構成するようにしてもよい。金属電極材２ｃは、導電性を有する金属材であり、銅合金等のように導電性が高く十分な厚さのある金属板を用いるのが好ましい。図３では、帯状の金属板を方形環状に形成した金属電極材２ｃを、下地金属膜２ａの外表面に隙間嵌めにより外嵌し、これらの間に導電性有機電極材２ｂを隙間なく介在させるようにしている。一般に、導電性有機電極材２ｂは、銅やアルミニウム等の導電性の高い金属材よりも導電率が低いので、このような金属電極材２ｃを用いれば、この導電性有機電極材２ｂだけでは不足する電流容量を補うことができる。
【００３４】
上記金属電極材２ｃを用いる場合、導電性有機電極材２ｂは薄い膜厚で足りるので、実質的に下地金属膜２ａの外表面に金属電極材２ｃを密着させるための接着剤や粘着剤として用いられることになる。例えば、硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いた導電性有機電極材２ｂの場合には、下地金属膜２ａと金属電極材２ｃとの間でこの導電性有機電極材２ｂを硬化させればよい。また、粘着性を有する導電性有機電極材２ｂを用いる場合には、下地金属膜２ａの外表面にこの導電性有機電極材２ｂを介して金属電極材２ｃを貼り付ければよく、弾性を有する導電性有機電極材２ｂを用いる場合には、下地金属膜２ａの外表面にこの導電性有機電極材２ｂを介して金属電極材２ｃを圧迫すればよい。ただし、図３に示すように、金属電極材２ｃが環状の場合、導電性有機電極材２ｂを介して金属電極材２ｃを貼り付けたり圧迫することが容易ではないこともあるので、このような場合には、分割した複数の金属電極材２ｃを貼り付けたり圧迫するようにしてもよい。このように金属電極材２ｃを分割した場合には、インバータ電源４からの接続線も各金属電極材２ｃにそれぞれ個別に接続することが好ましい。
【００３５】
また、上記実施形態では、扁平放電管１の両端部に電極２，２を配置する場合を示したが、この電極２の配置位置は、両端部には限定されず、適宜箇所に配置することができる。さらに、この電極２は、一対に限定されることはなく、例えば、扁平放電管１の両端部に加えて中央部に第３の電極２を配置することもできる。
【００３６】
また、上記実施形態では、長尺な扁平放電管１を用いた外部電極放電ランプについて説明したが、放電管の形状はこれには限定されず、正方形状や円盤状の扁平放電管等であってもよい。さらに、ガラス管が無端状となった環状の放電管等であってもよい。電極２は、これらの放電管の形状に応じて、適宜箇所に適宜数配置すればよい。
【００３７】
また、上記実施形態では、扁平放電管１に封入する放電ガスとして、アルゴンガスと水銀蒸気を例示したが、希ガスと金属蒸気との混合ガスであれば、この組み合わせは任意であり、他の添加剤が加えられていてもよい。さらに、上記実施形態では、扁平放電管１をガラス管によって構成する場合を示したが、石英ガラス等のように発光光を透過する他の材質を用いることもできる。さらに、上記実施形態では、扁平放電管１の内壁面の一部に蛍光体層３を形成する場合を示したが、内壁面全面に蛍光体層３を形成することもでき、この形成パターンは任意である。しかも、照明用や液晶ディスプレイのバックライトとして用いる外部電極放電ランプの蛍光体層３は、紫外線を可視光領域内の広範囲な波長領域の光に変換するものを用いるが、用途によっては、可視光領域内に限らない特定の波長領域の光に変換するものであってもよい。さらに、この外部電極放電ランプが紫外線を放射する紫外線ランプ等である場合には、扁平放電管１の内面に蛍光体層３を形成する必要もなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、両端部に下地金属膜を成膜した扁平放電管の一部断面斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、外部電極放電ランプの端部を拡大した部分拡大斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すものであって、電極の他の構成例を示す外部電極放電ランプの一部断面部分拡大斜視図である。
【図４】従来例を示すものであって、外部電極放電ランプの全体斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    扁平放電管
１ａ  扁平壁
１ｂ  側壁
１ｃ  端壁
２    電極
２ａ  下地金属膜
２ｂ  導電性有機電極材
２ｃ  金属電極材
３    蛍光体層
４    インバータ電源
【図１】
2008066188.tif 000003
【図２】
2008066188.tif 000004
【図３】
2008066188.tif 000005
【図４】
2008066188.tif 000006