(57)【要約】【課題】  筒状のガラス管内部に内部電極を配置し、このガラス管の外面に断面円形の電線を螺旋状に巻回した外部電極を配置し、この外部電極を熱収縮チューブによってガラス管外面に固定させた蛍光ランプにおいては、外部電極とガラス管との間に多くの隙間が存在し、この隙間部分を介して大気放電が発生し、熱収縮チューブを破損させていたが、これを外部電極の形状を変更することによって、大気放電の発生を抑制し、外部電極の位置ずれを防止することで、始動性が良好で安定した配光が得られる蛍光ランプを提供する。【解決手段】  ガラス管１１の外面に配置される外部電極１８を、ガラス管１１の長手方向と平行な断面における最大幅Ａと、この外部電極１８とガラス管１１との接触幅Ｂとの関係が、Ｂ／Ａ≧５０％となるようにした断面形状のものを使用する。【選択図】  図１
2005183268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部が封止された筒状の透明なガラス管と、
このガラス管の内壁面に被着された蛍光体層と、
前記ガラス管の少なくとも一端部に設けられ前記ガラス管を貫通する導入線と、
この導入線に前記ガラス管内部で固着された内部電極と、
前記ガラス管内部に封入された放電媒体と、
前記内部電極との間で放電するように前記ガラス管外面に形成された外部電極とを具備し、
前記外部電極の前記ガラス管の長手方向軸に平行な断面における軸方向最大幅をＡとし、この断面部分の前記ガラス管との前記外部電極の接触幅をＢとしたとき、
Ｂ／Ａ≧５０％
の関係となるように前記外部電極形状を設定したことを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
前記外部電極は、その最大幅Ａと接触幅Ｂを同じにし、残余の部分が接触幅Ｂ内に納まるようにその断面形状が設定されていることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
【請求項３】
前記外部電極は、前記ガラス管外面に沿って螺旋状に巻回され、その外周を透光性熱収縮チューブによって前記ガラス管外面に固定させたことを特徴とする請求項１または２記載の蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイや計器用表示パネル、あるいは看板用照明等の光源として使用される冷陰極蛍光ランプに係わり、特にガラス管内部に配置した内部電極とガラス管外面に配置された外部電極間で放電を行わせる形式の蛍光ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶ディスプレイや計器用表示パネル等のバックライトとして、あるいは看板を照射する照明用等の光源として、蛍光ランプが多用されている。この蛍光ランプのガラス管内に封入されている放電媒体としては、今まで水銀が多用されていたが、近年環境問題に対する認識の高まりによって、環境に悪影響を与える虞のある水銀の使用を抑制したり、あるいは水銀の使用を中止して、キセノン等の希ガスを採用した蛍光ランプの開発が進められている。
【０００３】
この蛍光ランプは、図８及び図９に示すように、透明で筒状に形成されたガラス管５１の内壁面に蛍光体層５２を形成し、このガラス管５１の両端部を密閉状態に封止している。この両端部の一方側には、この端部を貫通してガラス管５１内外を連通する導入線５３が封止されており、この導入線５３のガラス管５１内部の端部には、金属製の内部電極５４が固定されている。このガラス管５１の他端部には、ガラス管５１端部を貫通することなくガラス管５１外部に突出するように端子線５５が植設されている。
【０００４】
このガラス管５１の外周面には、その長手方向の略全長に亘って断面円形の金属線からなる外部電極５６が螺旋状に巻回されており、この外部電極５６の一端は端子線５５に接続されている。さらに、この外部電極５６の外周を透光性の熱収縮チューブ５７にて覆うことにより、外部電極５６をガラス管５１外周面上に固定している。また、ガラス管５１の内部には、キセノン等の希ガスからなる放電媒体５８が封入されて蛍光ランプが構成されている。
【０００５】
この蛍光ランプは、図９に示すように、導入線５３と端子線５５間に、例えばパルス状の高周波電圧を発生する駆動電源５９を接続することによって、内部電極５４と外部電極５６との間で放電を発生させ、この放電によって発生する放電媒体５８からの紫外線を蛍光体層５２に照射させることで、可視光に変換し光源としているものである。
【０００６】
このようにして、蛍光ランプを長時間点灯使用していると、内部電極５４からガラス管５１の長手方向数ｃｍ以内の領域の熱収縮チューブ５７が破損するという不良が発生する場合がある。この破損の原因としては、外部電極５６の周囲で発生する大気放電が考えられる。
【０００７】
即ち、内部電極５４と外部電極５６との電界強度（電位差）を考えてみた場合、内部電極５４に近い箇所ほどその電界強度が大きく、内部電極５４から遠ざかるにしたがって、内部電極５４と外部電極５６との間の空間距離が増加していくので、内部電極５４から離れるに従い、順次内部電極５４と外部電極５６間の電界強度が距離に応じて小さくなっていく。このため、内部電極５４近傍の領域では、内部電極５４と外部電極５６との距離が短いために、内外部電極５４，５６間に発生する電界強度が最も大きな値を採ることになる。
【０００８】
その際に、ガラス管５１の長手方向と平行な軸で外部電極５６を切断したときの断面形状が、図１０に示すように、円形の断面形状となっている。このため、断面円形の金属線を利用した外部電極５６の場合には、断面のガラス管５１の長手方向軸と平行な最大幅Ａと外部電極５６とガラス管５１とが接触している接触幅Ｂとの比率Ｂ／Ａは、略１０％程度となっており、外部電極５６とガラス管５１外壁面との間に多くの隙間が存在している。このため、図１１に示すように、この隙間部分を介して内部電極５４との間の大気中で、図中矢印ｘに示すような大気放電が発生してしまう。この大気放電は、点灯に際して継続されていくために、外部電極５６をガラス管５１外面に固定している熱収縮チューブ５７が大気放電によって削られ続け、最終的には熱収縮チューブ５７が破損されてしまうことになる。
【０００９】
このように、熱収縮チューブ５７が破損されてしまうと、この熱収縮チューブ５７によってガラス管５１外壁面に固定されている外部電極５６に位置ずれが発生する。この位置ずれが発生することによって、内部電極５４と外部電極５６間の放電距離が変動し、結果的に、図７に示すように、１，５００時間を経過すると熱収縮チューブ５７が変形し、外部電極５６とガラス管５１との接触状態が不安定となり始めて、始動電圧が上昇をし始めている。更に３，０００時間を経過すると、図６中に示すように、内部電極５４近傍のガラス管５１長手方向の１ｃｍ程度の領域で熱収縮チューブ５７に破損が発生し、外部電極５６とガラス管５１との接触位置が変動してしまい、始動電圧が初期値に対して２０％も大幅に上昇してしまう。
【００１０】
換言すれば、図７中に実線にて示すように、蛍光ランプとしての始動性が点灯時間１，５００時間あたりから悪化していき、更に、図１２に示すように、蛍光ランプの相対輝度が、図中白丸の実線で示した初期設定値から、黒丸印での破線で示す３，０００時間経過後では、内部電極５４端から１０〜３０ｍｍの相対輝度が極端に低下し、蛍光ランプとしての配光が変化してしまうという問題に発展してしまう。
【００１１】
この蛍光ランプの配光が変化すると、これを液晶ディスプレイ等のバックライトに使用している場合には、画面上での輝度斑となって現れてしまい、商品価値を著しく損ねている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記のような従来の問題点に鑑みてなされたもので、ガラス管外部に位置する外部電極のガラス管への密着度を向上させて、極力外部電極とガラス管外壁面との間に隙間が生じないようにして、外部電極の周囲での大気放電の発生を減少させることで、蛍光ランプの始動性の向上と配光の変動とを抑制した蛍光ランプを得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するための第１の手段として、両端部が封止された筒状の透明なガラス管と、このガラス管の内壁面に被着された蛍光体層と、ガラス管の少なくとも一端部に設けられガラス管を内外に貫通する導入線と、この導入線にガラス管内部で固着された内部電極と、ガラス管内部に封入された放電媒体と、内部電極との間で放電するようにガラス管外面に形成された外部電極とを具備し、外部電極のガラス管の長手方向軸に平行な断面における軸方向最大幅をＡとし、この断面部分のガラス管との外部電極の接触幅をＢとしたとき、Ｂ／Ａ≧５０％の関係となるように外部電極形状を設定したことを特徴とする。
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するための第２の手段として、外部電極をその最大幅Ａと接触幅Ｂを同じにし、残余の部分が接触幅Ｂ内に納まるようにその断面形状を設定したことを特徴とする。
【００１５】
本発明は、上記課題を解決するための第３の手段として、外部電極をガラス管外面に沿って螺旋状に巻回し、その外周を透光性熱収縮チューブによってガラス管外面に固定させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、外部電極のガラス管の長手方向軸に平行な断面形状を、その長手方向軸方向の最大幅をＡとし、この断面部分における外部電極とガラス管との接触幅をＢとしたときに、Ｂ／Ａ≧５０％の関係となるように形状を設定した外部電極を使用することにより、ガラス管と外部電極との隙間部分を小さくすることによって、この隙間を介して発生する外部電極周囲の大気放電を抑制することが可能となるので、長時間の点灯においても熱収縮チューブの変形や破損を防止することができ、始動性の良好な配光の安定した蛍光ランプを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１８】
本発明に係る蛍光ランプは、図１及び図２に示すように、透明で筒状に形成されたガラス管１１の内壁面に蛍光体層１２を形成し、このガラス管１１の両端部１３，１４を密閉状態に封止している。この両端部１３，１４の一方側には、この端部１３を貫通してガラス管１１内外を連通する導入線１５が封止されており、この導入線１５のガラス管１１内部の端部には、金属製の内部電極１６が固定されている。このガラス管１１の他端部１４には、ガラス管１１端部１４を貫通することなくガラス管１１外部に突出するように端子線１７が植設されている。
【００１９】
このガラス管１１の外周面には、その長手方向の略全長に亘って断面が非円形の金属製の外部電極１８が螺旋状に巻回されており、この外部電極１８の一端は端子線１７に接続されている。そして、この外部電極１８の外周を透光性を有する熱収縮チューブ１９にて覆うことにより、外部電極１８をガラス管１１外周面上に固定している。また、ガラス管１１の内部には、キセノン等の希ガスからなる放電媒体２０が封入されて蛍光ランプが構成されている。
【００２０】
この蛍光ランプは、図２に示すように、導入線１５と端子線１７間に、例えばパルス状の高周波電圧を発生する駆動電源２１を接続することによって、内部電極１６と外部電極１８との間で放電を発生させ、この放電によって発生する放電媒体２０からの紫外線を蛍光体層１２に照射させることで、可視光に変換し光源としているものである。
【００２１】
この外部電極１８として、外部電極１８のガラス管１１の長手方向軸に平行な断面形状において、その断面の長手方向軸方向の最大幅をＡとし、この断面部分のガラス管１１と接触している外部電極１８の接触幅をＢとしたとき、Ｂ／Ａ≧５０％の関係となるように、外部電極１８の形状を設定している。
【００２２】
即ち、図１及び図２中に破線で示す部分を拡大して図３に示すように、外部電極１８はガラス管１１の長手方向と平行な断面で見たときに、略４角錐台形状に形成されており、その最大幅Ａを構成している外部電極１８部分をガラス管１１外面上に当接しているので、ガラス管１１と外部電極１８との接触幅ＢもＡ＝Ｂの関係に設定されている。この場合、接触幅Ｂの範囲以内に接触面と反対側の端部が位置するように構成されている。
【００２３】
従って、この外部電極１８と内部電極１６とを結ぶ線上には、ガラス管１１との密接部分を除いて隙間部分が存在せず、このために内部電極１６と外部電極１８との間で大気放電が発生する隙間部分が存在しないので、熱収縮チューブ１９の損傷が発生せず、外部電極１８の位置ずれも発生することがない構成とすることが可能となる。
【００２４】
なお、この外部電極１８の構成としては、図４に示すように、断面８角形状に構成し、断面のガラス管１１の長手方向と平行な最大幅Ａを外部電極１８の中間に設定し、ガラス管１１との接触幅Ｂを有する部分を、この最大幅Ａよりも多少小さく設定するように構成しても、従来構成に比較すれば隙間部分を小さくすることが可能で、図示の形状の外部電極１８の場合には、Ｂ／Ａ≒６０％である。
【００２５】
更に、外部電極１８の断面形状を、図５に示すように、略三角形状として構成し、最大幅Ａと接触幅Ｂとの比率を、Ｂ／Ａ≒７０％となるように設定することも可能で、この場合には更に一段と隙間部分を小さくすることができる。
【００２６】
この外部電極１８のガラス管１１の長手方向軸と平行な断面におけるガラス管１１の長手方向と平行な最大幅Ａに対するガラス管１１と外部電極１８との接触幅Ｂとの割合Ｂ／Ａを変化させた際の、熱収縮チューブ１９に破損が発生するまでの点灯時間の変移を図６に示す。この図６からも判るように、最大幅Ａと接触幅Ｂとの比率が５０％以上となるように設定すると、１０，０００時間経過しても熱収縮チューブ１９には、何等破損の発生がないことが判明し、このため図４に示した断面８角形状の外部電極１８使用の場合（図６中の（１））、及び図５に示すような断面形状が三角形状の外部電極１８使用の場合（図６中の（２））のいずれの場合でも、２０，０００時間を経過した後でも、熱収縮チューブ１９には何等破損等の不具合が発生していない。
【００２７】
更に、図７中に破線にて示すように、点灯時間が３，０００時間となっても、始動電圧にも変動が発生していない。
【００２８】
これらの外部電極１８構造では、いずれもＢ／Ａ＝５０％以上となるように設定することで、隙間部分の存在を極力低減し、この隙間部分による大気放電の発生を効率的に抑制することが可能で、始動性の良好な配光の安定した蛍光ランプを得ることができる。
【００２９】
なお、外部電極１８の構成としては、上記の実施の形態に限定されず、その他の形状も採用可能であって、Ｂ／Ａ≧５０％に設定することで、同等の効果を発揮させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る蛍光ランプの実施形態を説明するための側面図。
【図２】同じく蛍光ランプの断面図。
【図３】同じく蛍光ランプを構成する外部電極部分の一例を示す一部拡大断面図。
【図４】同じく蛍光ランプを構成する外部電極部分の他の例を示す一部拡大断面図。
【図５】同じく蛍光ランプを構成する外部電極部分の更に他の例を示す一部拡大断面図。
【図６】本発明及び従来の蛍光ランプの接触幅Ｂ／外部電極断面最大幅Ａと熱収縮チューブが破損されるまでの点灯時間との関係を示す特性図。
【図７】本発明及び従来の蛍光ランプの点灯時間に対する始動電圧との関係を示す特性図。
【図８】従来の蛍光ランプを示す側面図。
【図９】同じく蛍光ランプを示す断面図。
【図１０】同じく蛍光ランプを構成する外部電極部分の一例を示す一部拡大断面図。
【図１１】同じく従来の蛍光ランプにおける大気放電の発生理由を説明するための説明図。
【図１２】従来の内部電極と外部電極間の距離に対する相対輝度の関係を示す特性図。
【符号の説明】
【００３１】
１１：ガラス管
１２：蛍光体層
１３，１４：端部
１５：導入線
１６：内部電極
１８：外部電極
１９：熱収縮チューブ
２０：放電媒体
【図１】
2005183268.tif 000003
【図２】
2005183268.tif 000004
【図３】
2005183268.tif 000005
【図４】
2005183268.tif 000006
【図５】
2005183268.tif 000007
【図６】
2005183268.tif 000008
【図７】
2005183268.tif 000009
【図８】
2005183268.tif 000010
【図９】
2005183268.tif 000011
【図１０】
2005183268.tif 000012
【図１１】
2005183268.tif 000013
【図１２】
2005183268.tif 000014