以下に、本発明に係る集積型蛍光放電灯の� ��施例を図面に従って詳細に説明する。
 図1は、同一管径にある7本の蛍光放電灯管� �束ねた本発明に係る集積型蛍光放電の全体� �成図である。この集積型蛍光放電灯1は、6本 の蛍光放電灯管2を相互にスペーサ5により所� ��間隔だけ離間して束状に配置されている。� ��記蛍光放電灯管2の左右端には放電空間絶縁 型電極3、4が形成されている。放電空間絶縁� ��電極3、4は、蛍光放電灯管2の内部に形成さ� ��た放電ガスを充填した放電空間10に対し、� �気的に絶縁された状態にある。7本の蛍光放� ��灯管2の放電空間絶縁型電極3、4には並列接� ��部7a、8aが配設されており、高周波電源6を� �加する配線7、8が夫々図示するように、前記 並列接続部7a、8aに接続されている。従って� �高周波電源6の高周波電圧が、7本の蛍光放電 灯管2の夫々に並列的に印加される。

  図2は、図1に示された集積型蛍光放電灯 1の概略断面図である。1本の蛍光放電灯管2は 中心管として中央に配置され、残りの6本の� �光放電灯管2が外周管として、前記中心管の� ��周の円周方向(外周方向)に等間隔に配置さ� �ている。外周管と中心管とはスペーサ5によ� ��所定間隔だけ離間して配置される。外周管� ��取り巻く最外周には透明なガラス管からな� ��保熱管9が配置される。このような配置によ り、7本の同時点灯時に、各蛍光放電灯管2か� ��発生する放射熱量が各蛍光放電灯管2の周囲 に残留し、全体を保熱する作用をする。保熱 管9が無い場合でも、6本の外周管が保熱作用� ��奏し、外周管と中心管との間隙に放射熱量� ��残留する。

 本発明に係る集積型蛍光放電灯1は、複数 本の蛍光放電灯管2を束状に配置することに� �り、各蛍光放電灯管2からの放射熱量を間隙� ��に蓄積して、各蛍光放電灯管2の冷空気の対 流による冷却を防止し、適度な温度に保持す る作用を有する。蛍光放電灯管2の内部には� �放電ガスとしてArガス、及びHg滴が包含され� ��いる。Arは常時ガス状態に存在するが、Hgは 室温度では僅かな量が蒸発し、多くは水銀滴 として存在し、このHg滴を加熱蒸発させて0.7P a~1.5Pa程度の水銀蒸気圧にして、蛍光放電灯� �を駆動すると最適な光出力が得られる。そ� �最適温度範囲は40℃~45℃である。1本の蛍光� �電灯管では、表面が冷空気と接触し、空気� �流により常時放熱するから、冷却を防止し� �最適温度を維持するためには放熱量に相当� �る熱量を発生させる電力を常時過剰に加え� �おく必要がある。換言すれば、蛍光放電灯� �の消費電力でこの放熱電力だけ無駄に使用� �る。蛍光放電灯管内で熱を発生するのは、� �ス原子のイオン化である。ガス原子のイオ� �化には、放電灯内の電子の運動エネルギー� �イオン化電圧以上に加速する必要があり、� �れには放電灯管電極にMHzにある高周波電界� �印加か、又は高電圧の印加を必要とする。� �部電極を使用した外部電極型蛍光放電灯管� �は、MHzの高周波、又は数百kVの電圧を外部電 極に印加すると、外部電極型蛍光放電灯管の 輝度は著しく増加するが、直ちに次に述べる 弊害が発生する。電極内の多数箇所と電極層 とガラス管の間でアーク放電が発生し、電極 下の放電ガラス管の微小面積がアーク放電に より軟化点以上の温度に加熱される。軟化し たガラス管の箇所は大気圧に押されるので、 ガラス管に穴が開き、真空破壊により蛍光放 電灯管が破壊する。本発明では、蛍光放電灯 管を束状配置することによって蛍光放電灯管 を相互に保熱し、保熱作用により束状配置し た蛍光放電灯管のガス温度を最適温度に速や かに上昇させ、ガス空間中の水銀蒸気圧を最 適値にする。従来から複数の蛍光放電灯管を 平面配置する照明装置は存在したが、平面配 置では保熱効果は殆んど無く、ランプの空冷 効果を予防できなかった。本発明の束状配置 により、保熱効果を初めて発現することに成 功し、更に保熱管の外周配置により一層の保 熱効果を実現したものである。本発明の束状 配置とは、複数本の蛍光放電灯管を相互に周 面接触状態で把握した配置を称し、周面接触 を避けるためにスペーサ5を介在させるもの� �ある。スペーサ5により隣接する蛍光放電灯� ��の間に適当な間隙が形成され、この間隙に� ��熱量が蓄熱され、全体の保熱作用が発現す� ��。

図示されていないが、保熱管9の上端開口� �と下端開口部を保熱端部により閉鎖すると� �保熱作用は一層に増大する。この場合、上� �開口部だけ、また下端開口部だけを保熱端� �により閉鎖しても良い。保熱作用が強すぎ� �と、蛍光放電灯管2の内部温度が上昇しすぎ� ��Hg蒸気圧の最適領域から外れる場合も出現� �る。従って、保熱管9や保熱端部に孔を空け� ��り、一部を切り欠いて開放することにより� ��適温度に保持することができる。

  図3は、図1の集積型蛍光放電灯に使用さ れる外部電極型蛍光放電灯管の断面構成図で ある。外部電極型蛍光放電灯管2aでは、前記� ��電空間絶縁型電極3、4として、ガラス管10の 両端外周に外部電極3a、4aが配置される。外� �電極3a、4aとして、被覆コイル、被覆リング� ��接点型電極又は小面積電極などが利用でき� ��が、被覆コイルが端部巻回だけで済むので� ��単である。ガラス管10の内面には蛍光膜11が 形成されているが、外部電極3a、4aの対向面� �も前記蛍光膜11は延長されており、この部分 を蛍光体粒子層11aと称する。ガラス管10の内� ��には、放電ガスを充填した放電空間12が空� �として形成されている。

 図4は、図3の外部電極型蛍光放電灯管2aにお ける第3世代電子源と陽イオン源の動作説明� �である。高周波電源6により印加される高周� ��電圧のある瞬時において、外部電極3aには� �電位、外部電極4aには負電位が印加したと考 える。そのとき、蛍光体粒子層11aは絶縁体で あるから、逆極性で誘電分極する。即ち、外 部電極3aに対向する蛍光体粒子層11aは負正で� ��電分極し、外部電極4aに対向する蛍光体粒� �層11aは正負で誘電分極する。蛍光体粒子層11 aに誘電分極した電荷の電位は外部電極4aの電 位よりも数倍高い。高周波電界により、放電 ガスであるArはイオン化されてe ^- とAr ⁺ になり、クーロン引力により電子e ^- は管内で最も正電位が高い蛍光体粒子11a側に 集積して電子源Aが形成され、この電子源Aが� ��発明における第3世代電子源を構成する。逆 に、Ar ⁺ はクーロン引力により外部電極4a側にあり、� ��内で最も負電位が高い蛍光体粒子11a側に集� ��して陽イオン源Bが形成される。電子源Aの� �子e ^- は、陽イオン源Bに向かい、消滅することな� �放電空間12内のガス原子と非弾性衝突を繰り 返し、電子軌道13を描きながら前進し、Ar ⁺ と結合して中性のArに戻る。本発明では、電� ��は外部回路から注入されないから、前述し� ��電極電圧降下は全く生じないので、その分� ��け消費電力を低減できる。また、外部電極3 a、4aには陽イオン衝突が無く、スパッタリン グが生起せず、長寿命化が達成される。つま り、本発明では、電極電圧降下の消尽とスパ ッタリングの消尽が実現できる。

 図2に示されるように、7本の外部電極蛍� �放電灯管2aを束状配置した集積型蛍光放電灯 2の点灯試験を行った。蛍光膜11は、PL蛍光粉� ��CL蛍光粉の混合蛍光体から形成されている� �放電空間12に面する蛍光膜11の表面には、PL� �光体粒子が管軸方向に分散して配置されて� �る。高周波電源6を接続すると、集積蛍光放� ��灯1の全蛍光放電灯管は瞬時に点灯する。従 来の蛍光放電灯管に見られた点灯遅れは全く 観察されなかった。集積蛍光放電灯1からの� �光強度(照度)は蛍光放電灯管2aを単独で発光� ��せた場合の約7倍と極めて明るかったが、集 積蛍光放電灯1の点灯に必要な電力は単管の� �灯電力に1灯当り1ワットの加算した値であり 、全灯を個別に点灯して加算した場合の五分 の一の電力で7倍の輝度が得られた。

 従来の蛍光放電灯管を用いた集積型蛍光� ��電灯の試験を行って、本発明の効果を明ら� ��にする。つまり、第三世代電子源で作られ� ��集積蛍光放電灯の消費電力と発光強度の増� ��の効果を明確にする目的で、従来の金属内� ��電極のみを使用した市販蛍光放電灯管(直径 20mm)を7本使用した。蛍光膜の赤色成分は酸化 イットリウム蛍光体であった。1本の市販蛍� �放電灯管の点灯電力は公称40Wであるが、駆� �電源回路を含めると点灯電力は80Wであった� �7本の蛍光放電灯を点灯するに必要な電源回� ��の電力は560Wである。これ等の蛍光放電灯管 の金属内部電極を使用せず、被覆銅細線を巻 き付ける方法で外部電極をガラス管の両端に 取り付け、第三世代電子源になる外部電極型 蛍光放電灯管に改変した。改変した7本の市� �蛍光放電灯管で作られた集積蛍光放電灯を� �図1に示されたようにガラス管からなる保熱� ��9に内挿し、ガラス管の両端を断熱材で封じ てから点灯すると、全改変蛍光放電灯は明る く点灯した。電源回路の入力側で測定した消 費電力は30Wであった。市販蛍光放電灯を外部 電極蛍光放電灯に改変し、試作集積蛍光放電 灯にすると、7本の蛍光放電灯を点灯に要す� �実質電力は約二十分の一(=30W/560W)に減少した 。しかも、集積蛍光放電灯全体を内面に可視 光を散乱するガラス管からなる保熱管9内に� �入すると、ガラス外壁面が周囲空気と断熱� �れ、各蛍光放電灯管は40℃を保持し、少ない 電力にも拘らず試作集積蛍光放電灯からは、 200Wに相当する照度の光が得られた。200Wに相� ��する照度は一般家庭の1部屋を明るく照明す るに十分な光源となる。又、大きなビル内の 事務室の照明光源に集積蛍光放電灯を適用す れば、照明に要する蛍光放電灯数を十分の一 以下に減少できるので、大きな電力の節約に なる。集積蛍光放電灯の照度は、外部電極型 蛍光放電灯管の蛍光膜の条件が同一である限 り、集積蛍光放電灯を構成する蛍光灯管数を 増やしても電源での消費電力は、後述する図 7に示すように僅かに変化するだけで、照度� �みが蛍光放電灯の本数で増加する。集積蛍� �放電灯の省電効果と輝度の増加は、集積蛍� �放電灯を構成する外部電極蛍光放電灯管数� �増加でより顕著になる。この効果は第三世� �電子源を使用した外部電極型蛍光放電灯で� �めて実現できる。上述したように、開発し� �集積蛍光放電灯は、今まで誰も実現できな� �った環境汚染の制御に非常に大きな貢献を� �る新規な照明光源である。

 図5は、図1の集積型蛍光放電灯1に使用さ� ��る表面絶縁内部電極型蛍光放電灯管2bの断� �構成図である。表面絶縁内部電極型蛍光放� �灯管2bでは、金属の内部電極3c、4cの表面に� �光体粒子層11aが形成されて、表面絶縁内部� �極3b、4bが構成されている。蛍光体粒子層11a� ��内部電極3c、4cと放電空間12とを電気的に絶� ��しており、内部電極から電子が放電空間12� �注入されることは全く無い。前記蛍光体粒� �層11aを構成する蛍光体粒子は、ガラス管10の 内面の蛍光膜11と同一の蛍光体が用いられる� ��とが好ましい。ガラス管10の内部には、放� �ガスを充填した放電空間12が空洞として形成 されている。

 図6は、図5の表面絶縁内部電極型蛍光放電� �管2bにおける第3世代電子源Aと陽イオン源Bの 動作説明図である。高周波電源6により印加� �れる高周波電圧のある瞬時において、内部� �極3cには正電位、内部電極4cには負電位が作� ��したと考える。そのとき、蛍光体粒子層11a� ��絶縁体であるから、逆極性で誘電分極する� ��即ち、内部電極3c上の蛍光体粒子層11aは負� �で誘電分極し、内部電極4c上の蛍光体粒子層 11aは正負で誘電分極する。高周波電圧により 、放電ガスであるArはイオン化されてe ^- とAr ⁺ になり、クーロン引力により電子e ^- は表面絶縁内部電極3b側に集積して電子源Aが 形成され、この電子源Aが本発明における第3� ��代電子源を構成する。逆に、Ar ⁺ はクーロン引力により表面絶縁内部電極4b側� ��集積して陽イオン源Bが形成される。電子源 Aの電子e ^- は、陽イオン源Bに向かって電子軌道13を描き ながら前進し、Ar ⁺ と結合して中性のArに戻る。本発明では、電� ��は外部回路から注入されないから、前述し� ��電極電圧降下は全く生じないので、その分� ��け消費電力を低減できる。また、内部電極3 c、4cには陽イオン衝突が無く、スパッタリン グが生起せず、長寿命化が達成される。つま り、本発明では、電極電圧降下の消尽とスパ ッタリングの消尽が相乗効果的に発現する。

 図7は、本発明に係る集積型蛍光放電灯の消 費電力と蛍光放電灯管の本数の関係図である 。この関係図により、本発明の省電効果の全 貌を明らかにする。外径2.5mmのCCFL(冷陰極管)� ��10本使用し、各CCFLの両端にコイル状外部電� ��を巻回して外部電極型蛍光放電灯管に改変� ��た。並列接続した時に要する点灯電力を電� ��回路の入力側で計測した。全体消費電力Wは 、実験式W=(3.5+n)(watt)で示される。nは集積す� �外部電極型蛍光放電灯管の本数である。一� �当りの消費電力wはn=1の場合であり、w=4.5(watt )である。しかし、2本目からは一灯当たり1(wa tt)の増加だけである。高周波電界の隣接管へ の誘導により、束状配置に基づく外部電極型 蛍光放電灯管の追加分一本当りの消費電力は 、4.5(watt)から1(watt)に激減したことが分かる� �電力消費量は激減したにもかかわらず、輝� �Lは、一本当りの輝度をL ₀ とすると、L=L ₀ ×nで与えられることが分かった。つまり、電 力消費量は激減し、輝度は比例的に増加する ことになり、本発明が顕著な効果を有するこ とが実証された。

 比較のために、前記CCFLにコイル状外部電 極を巻回せずに、そのまま金属内部電極によ る蛍光放電灯管として集積した場合の全体消 費電力を測定した。その全体消費電力Wは、� �線で示すように、W=4.5×n(watt)で増加する。ま た、個々のCCFLの消費電力を測定すると、個� �のFLで示されるように、4~7(watt)の範囲にバラ ツクことも分かった。上記比較例と対照する と、本発明に係る集積型蛍光放電灯の省電効 果及び高輝度効果が極めて優れていることが 照明された。即ち、外部電極蛍光放電灯管を 並列接合した時、少ない電力で集積蛍光放電 灯が高輝度で点灯する事実は本発明者等の発 見である。このように、放電空間絶縁型電極 を有した蛍光放電灯管を使用すると、今まで 考えられなかった低消費電力で高輝度な集積 型蛍光放電灯の製造が可能であることが分か った。

 本発明者達は、更に次の新事実を発見した� ��図7で使用したCCFLの管径は2.5mmであるので、 単位体積のガス量に対する単位長さ当りのガ ラス管表面積比が大きいので、CCFL管中のガ� �温度はガラス管が露出する外気の影響を大� �く受ける。点灯時のCCFL管中のガス温度は、� ��中で254nm紫外線を放射する水銀蒸気量を最� �にする温度40 ^o C~45 ^o Cに保持しなければならない。室温よりも高� �温度にある外部電極蛍光放電灯管のガラス� �外壁は温度の低い空気(例えば22 ^o C)に接しているので、ガラス管外壁周辺で空� ��対流により空冷される。蛍光放電灯管中の� ��熱量は,管中でイオン化したガス量で決まる 。内部電極付きCCFL管でイオン化するガス量� �比し、外部電極型蛍光放電灯管でのイオン� �ガス量は少ない。その結果、空冷される外� �電極型CCFLの平衡温度は最適温度より低く30 ^o C前後であり、管内の水銀蒸気量は最適量よ� �可なり低い。従って、同一電源を使用して� �灯したとき、外部電極型CCFLの輝度は、内部� ��極CCFLの輝度よりも低い。外部電極型CCFLの� �い輝度を増加させる目的で、外部電極によ� �多くの電力(高電圧と高周波)を供給し、ガス のイオン化を増加させると確かに外部電極型 CCFLの輝度は増加する。だが、大電力を供給� �れたCCFLの外部電極は、高温度に加熱される� ��けでなく、外部電極層内で、更に電極層と� ��ラス管外壁間で多数の小アーク放電が発生� ��る。多くの場合、外部電極で覆われたガラ� ��管の局所がアーク放電で融点近くまで加熱� ��れる。大気圧に対して減圧にあるCCFL管の局 所がガラスの軟化点以上の高温度に加熱され た時、軟化したガラス部分が大気圧に押され 、ガラス管に穴が開き真空が破られ、外部電 極型CCFLは破壊する。EEFLが実用化できない理� ��は、アーク放電による真空破壊が理由であ� ��。EEFLの真空破壊は、管径が極細のCCFLに限� �されず、管径が30mm以下のEEFLを高輝度に点灯 する時、恒常的に発生する。真空破壊せずに 高輝度に発光する外部電蛍光放電灯管を開発 するには、放電管中で発光に関与するHgガス� ��(蒸気)と放電に必要な最大電子数の理解が� �要であるが、この必要な数字を誰も計算し� �いなかった。本発明者達は、真空破壊をし� �い点灯条件下で外部電極型CCFL蛍光放電灯を7 000 nit以上の高輝度に発光させるに必要な電� ��数と水銀蒸気量の制御法を発見した。

 外部電極型蛍光放電灯管を点灯すると、ガ� ��ス管壁は部屋の冷たい空気に露出している� ��で、ガラス管壁は冷たい空気の対流により� ��却される。通常の外部電極型CCFLの点灯条件 では、管壁温度は30 ^o C前後で平衡温度になっている。室温よりも� �い温度で平行温度になっている点を考慮す� �と、外部電極型CCFLの点灯条件では、管内で� ��発しているHg蒸気量が最適Hg蒸気量よりも少 ない。一方、第三世代電子源からから放電ガ ス空間に取り出されている電子数は1mA(6x10 ¹⁵ 電子)であり、1電子は電子軌道の単位長当り5 x10 ⁴ 回もガス原子と非弾性衝突するので、3x10 ²⁰ 個の光子を放射する。第三世代電子源からか ら取り出す電子数は実用に十分である。外部 電極蛍光放電灯管の輝度が低いのは、管内に あるHg蒸気量が少なく、従って励起されるHg� �子数が少ない。放電管内のHg蒸気量を増加さ せるには、管内のガスを加熱する熱源を増加 させればよい。それには2つの方法がある。1� ��は管内のガスを加熱しているのは、電子の� ��弾性衝突によるイオン化で発生する熱であ� ��。管内でイオン化ガス量を増加させるには� ��電極により高い電圧か、より高い周波数(MHz )を印加すればよい。事実、電極に高電圧(又� ��高周波)を印加すると、放電灯管の温度が上 昇し、蛍光膜からの発光強度が増加する。こ の方法をとると特許文献7から12に記載されて いるように、外部電極下の放電灯ガラス管に 穴が開き蛍光放電灯管は真空破壊する。他の 方法は、放電灯管を空気対流による冷却から 断熱すればよい。既に記したように、ガス放 電を起すに必要な電子量は少なく、通常のCCF Lの点灯条件で十分にガス空間に供給されて� �る。水銀蒸気量のみが少ないと結論する。� �の解決は点灯しているCCFLのガラス管壁から� ��ラス管壁の空気対流による冷房を取り去れ� ��、ガラス管壁と管内ガスの温度は上昇し、� ��電空間にある水銀蒸気が増加する。水銀蒸� ��が増加すると発光するUV量も増加する。そ� �結果、CCFLの蛍光膜が発光する光強度も増加� ��る。ガラス管壁の空気冷房を取り去る方法� ��、空気対流の遮断である。それには既に詳� ��に述べたように複数のCCFL管を束状配置し、 束状CCFLをガラス管内に挿入し、ガラス管の� �端を断熱在で塞げばよい。

 図8は、本発明に係る集積型蛍光放電灯の輝 度と蛍光放電灯管の本数の関係図である。こ の関係図により、本発明の高輝度効果の全貌 を明らかにする。外径2.5mmのCCFL(冷陰極管)を1 0本使用し、各CCFLの両端にコイル状外部電極� ��巻回して外部電極型蛍光放電灯管に改変し� ��。保熱管を有さない裸の個々の外部電極型� ��光放電灯管の輝度を測定したところ、個別F Lの輝度をL ₀ としたとき、白十字で示すように、L ₀ =約0.8(任意単位)であった。これらの個別FLを2 本、3本、4本・・と集積して集積型従来FL(保� ��管を有さず)を構成し、その全体輝度をLで� �すと、白丸で示すように、Lはn×L ₀ よりかなり小さくなること、即ちL≪n×L ₀ が分かった。輝度が直線的に増加しないのは 、この集積型従来FLには外周を取巻く保熱管� ��配置されていないから、保熱効果が無いこ� ��が原因である。他方、保熱管を外周に配置� ��た本発明保熱管集積型FLを構成した。一本� �外部電極型蛍光放電灯管に保熱管を配置し� �場合に、L ₀ =約2(任意単位)になり、保熱管が無い場合の0. 8と比較すると、保熱効果により輝度が2.5倍� �増加する。しかもn本を束ねて最外周に保熱� ��を配置すると、本数nに対する全体輝度Lは� �L=L ₀ ×nで与えられることが分かった。この式にお いてL ₀ =2である。つまり、保熱管を設けることによ� ��、全体輝度Lは本数nに比例して増加するこ� �が分かった。従って、図7と組み合わせて判� ��すると、電力消費量は激減し、同時に輝度� ��比例的に増加することになり、本発明が顕� ��な効果を有することが実証された。即ち、� ��熱管で最外周を囲った束状配置の外部電極� ��光放電灯管を並列接合した時、少ない電力� ��集積蛍光放電灯が高輝度で点灯する事実は� ��発明者等の発見である。このように、放電� ��間絶縁型電極を有した蛍光放電灯管を使用� ��ると、今まで考えられなかった低消費電力� ��高輝度な集積型蛍光放電灯の製造が可能で� ��ることが分かった

 図9は、大径中心管14と中径外周管15からな� �二層構造の集積型蛍光放電灯1の断面構成図� ��ある。大径蛍光放電灯管14を中心管として� �用し、その外周にスペーサ5を介して12本の� �径蛍光放電灯管15を外周管として配置する。 図2及び図3と同様の点灯試験を実施したとこ� ��、消費電力の急減化と高輝度化が観察され� ��本発明の効果が同様に確認された。一般的� ��言えば、同一電源からの電圧を外部電極型� ��光放電灯管に印加した時、管径を細くした� ��光放電灯管の方が、蛍光膜の単位面積あた� ��の発光量が多い。発光量の増加は水銀によ� ��自己吸収が減少するためと考えられる。従� ��て図9に断面図で示したように、集積蛍光放 電灯の中心管として直径15mmの外部電極蛍光� �電灯管を配し、その外側に直径10mm前後の外� ��電極蛍光放電灯管を配置すると、集積蛍光� ��電灯1の直径は小さくなる。集積蛍光放電灯 の内部に配置した蛍光放電灯管は、外側に配 置した蛍光放電灯管による保温効果が現れ、 水銀蒸気を作るに最適な45℃前後の温度にな� ��、励起水銀蒸気の増加により非常に明るく� ��光する(6000cd/m ² から7000cd/m ² )。外側に配置する中径の蛍光放電灯管はガ� �放電の体積に対するガラス表面積比が大き� �なり、外気への熱放出が大きい。その結果� �放電灯管の温度が30℃前後と低く、外側配置 の中径蛍光放電灯管の輝度は暗い。集積蛍光 放電灯全体を内径が僅かに大きな保熱管9(ガ� ��ス管又はプラスチック管)内に収め、両端を 断熱材で塞ぐと、中径蛍光放電灯管(外周管)� ��外気と直接に接触しないので、保熱管によ� ��保温効果が現れ外側配置の中径蛍光放電灯� ��の温度も45℃前後に上昇し明るく発光する� �温度上昇による点灯電力の増加は検出され� �い。
  スペーサ5として、透明で表面の形状を蛍� ��放電灯管の曲率に合わせた小樹脂片を適度� ��間隔で配置する。スペーサ5は微量な接着剤 により蛍光放電管の管外壁に接着させると、 集積蛍光放電灯が一体となり動かず、機械的 に強固となるので長い集積蛍光放電灯の取り 扱いが容易になる。

 図10は、大径中心管14と中径外周管15と小径� ��周管16からなる三層構造の集積型蛍光放電� �1の断面構成図である。大径蛍光放電灯管14� �中心管として使用し、その外周にスペーサ5� ��介して12本の中径蛍光放電灯管15を外周管と して配置し、更にその外周にスペーサ5を介� �て24本の小径蛍光放電灯管16を最外周管とし� ��配置する。図9と同様に、図2及び図3の点灯� ��験を実施したところ、消費電力の急減化と� ��輝度化が観察され、本発明の効果が確認さ� ��た。
 図10に示したように、中心に直径15mm前後の� ��部電極蛍光放電灯管(大径中心管14)を配し、 その外側周辺に直径が中型である外部電極型 蛍光放電灯管(中径外周管15)を配し、最外周� �直径3mm前後の外部電極型蛍光放電灯管(小径� ��周管16)を配し、内径が集積放電灯の直径よ� ��僅かに大きな保熱管9(ガラス管)内に挿入す� ��と、直径を大幅に広げることなく、又点灯� ��必要な電力を大きく変えることなく、照度� ��みが著しく増加した集積蛍光放電灯が得ら� ��る。スペーサ5として、透明な小樹脂片を各 外部電極蛍光放電灯管間に配置し間隙を作る のは勿論である。

 図9及び図10にて説明した蛍光放電灯管の直� ��は例示であり、相対関係の表示である。従� ��て、集積蛍光放電灯を任意の直径にある外� ��電極型蛍光放電灯管の組み合わせで集積蛍� ��放電灯を作ることが出来る。更に同一直径� ��ある外部電極型蛍光放電灯管の集積もこの� ��疇に入る。即ち、使用者の要求に答え、同� ��小管径にある任意数の外部電極型蛍光放電� ��を束ねて集積蛍光放電灯を作ると直径が小� ��くとも非常に明るい集積蛍光放電灯を作る� ��とが出来る。集積蛍光放電灯の点灯時の温� ��は50 ^o Cを越えることは無いので、保熱管9として光� ��散ガラス管を使用せず、より単価の低い樹� ��性光拡散管を使用することも出来る。この� ��うに集積蛍光放電灯の外側を光拡散ガラス� ��で包むと、発光強度が非常に高い管径3mm以� ��の外部電極蛍光放電灯管だけで、集積密度� ��高い集積蛍光放電灯を作ることが出来る。

 図11は、電球ソケットに着脱可能な電球式� �積型蛍光放電灯の全体構成図であり、また� �12は図11の電球式集積型蛍光放電灯の概略断� ��図である。本図では、一般に言われている� ��球ソケットを付けた一般家庭の小部屋の照� ��に最適な集積蛍光放電灯の例が示される。� ��部電極型蛍光放電灯管を可能な限り蜜に配� ��した方が輝度の高い省電型集積放電灯が提� ��できる。この集積型蛍光放電灯1は、中央に 直径15mmの大径蛍光放電灯管14(外部電極型蛍� �放電灯管)を配し、その周辺を中管径の中径� ��光放電灯管15(外部電極型蛍光放電灯管)を配 し、更に最外側に小管径の小径蛍光放電灯管 16(外部電極型蛍光放電灯管)を配して構成さ� �ている。中央に直径15mmの大径蛍光放電灯管1 4を配する理由は、周辺に配する中径管15及び 小径管16を支える支柱の役割である。
両管端に電極基板17を付け、樹脂製基板18に� �もって開けられた穴に排気管が付いた蛍光� �電灯管14、15、16を挿入し、接着剤を使用し� �各蛍光放電灯管を樹脂製基板18に固着する。 適度な箇所に透明なスペーサ5を貼り付け、� �列した蛍光放電灯管の間に間隙を作ると同� �に、集積蛍光放電灯内の放電灯管を固着し� �一体化する。電極基板17には、蛍光放電灯管 の間に出来た間隙を利用し、電源からのリー ド線を接続する。配列した集積蛍光放電灯を 保護する目的で、頭部を封じた半透明な保熱 管9(ガラス管又は硬質樹脂管)を集積蛍光放電 灯に被せると輝度が増加する。勿論、集積蛍 光放電灯を露出しても使用できるのは当然で ある。

 図11及び図12では、集積蛍光放電灯を構成す る支柱に、直径15mmの蛍光放電灯管を使用し� �。支柱となる15mmの外部電極蛍光放電灯管を5 mm前後の硬質樹脂棒と取替ることも出来る。� ��質樹脂棒を樹脂製基板18に前もって固着す� �と、管径が15mmにある外部電極蛍光放電灯を� ��用する理由が無くなり、10mm以下の管径にあ る均一直径又は異なる径の外部電極型蛍光放 電灯の多数を蜜に配列できる。樹脂製基板18� ��に配列した蛍光放電灯管の設定は上述した� ��同じ方法をとるので省略する。高周波電源� ��納庫19には高周波電源装置が格納されてコ� �パクト化されており、その下方に口金20と口 金突起21が配置されている。この口金20及び� �金突起21を電球ソケット(図示せず)に羅合し� ��電源に接続する。また、保熱管9の両端開口 部は保熱端部9a、9aにより閉鎖され、内部の� �熱効果を向上させている。
 電球ソケットを付けた集積蛍光放電灯の長� ��は、特に規定は無いが、長い集積蛍光放電� ��を使用した方が、消費電力は同一で1個の集 積放電灯の光出力が増加する。開発した集積 放電灯では長さの変化による消費電力の変化 は無い。小型電球と置換する目的であるなら ば、5cmから8cmの集積蛍光放電灯が適している 。明るさを問題にする場合、15cmから20cmの長� ��の集積蛍光放電灯が適している。しかし、� ��に長さの規制はなく、消費者の好みに合わ� ��て決めるべきである。

 図13は、外部電極(樹脂被覆細銅線を巻回) を設けた新品40ワット蛍光放電灯管(上部2本)� ��ゴミ消却場から回収した寿命の尽きた同種4 0ワット蛍光放電灯管(下部2本)を並列点灯し� �点灯図である。外部電極蛍光放電灯管を使� �すると、次の効果が現れる。図13に示したよ うに、寿命の尽きた蛍光放電灯管をごみ捨て 場から収集し、被覆銅細線を巻回して外部電 極を付けると、寿命の尽きた蛍光放電灯管(sc rapped FL lamps)は再生して放電する。更に、こ の外部電極型蛍光放電灯管を点灯すると、周 期的に誘電分極する蛍光体粒子表面がガス空 間で触媒作用を持ち、有機残留ガスを重合し 、重合した有機残留ガスは蛍光体粒子表面に 固体となって付着する。即ち、有機残留ガス に対しゲッター作用を持つ。寿命の尽きた蛍 光放電灯管内の蛍光膜の表面に吸着した残留 ガス(蛍光体粒子に到達する前に紫外線を吸� �する)は点灯時間に従い周期的に分極する蛍� ��体粒子表面に固体となって吸着され、蛍光� ��表面から消える。その結果、寿命の尽きた� ��光放電灯管の蛍光膜は、ある時間経過する� ��完全に再生し、図13に示すように新規に製� �した外部電極蛍光放電灯管(new FL lamps)と同� ��度で発光する。しかも、蛍光放電灯管内で� ��命に影響を与える因子が全て消去される結� ��、外部電極型蛍光放電灯管の寿命は半永久� ��になり、蛍光放電灯管の資源回収周期が非� ��に長くなる。このように第三世代電子源の� ��用は、新規に製造する蛍光放電灯管の省電� ��けでなく、破棄蛍光放電灯管を再生させる� ��で、資源の節約に大いに貢献する。

 図14は、本発明において蛍光膜表面に導� �する電子の挙動が、蛍光膜の荷電状態によ� �変わる様子を説明する模式図である。FL管内 のガス放電に影響を与える蛍光膜の4つの荷� �状態と電子軌道の変化を図14に図解する。図 14(A)は、ガラス管10の内壁面に市販放電灯用  (PL) 蛍光体粉を塗布して出来た蛍光膜24の部� ��図である。市販PL用蛍光体の全粒子は持続� �内部分極 (PIP)を製造時から保持して居り、� ��子外にPIPの負電荷 (約 150 V )の電界を及� �す。当然の理で市販PL蛍光体を使って作った 蛍光膜24の上面はPIPの負電荷で覆われる。そ� ��に初速ゼロに近い電子源からの電子eが近づ くと、電子eはPIPの負電界から静電反発を受� �、蛍光膜上に入れない。それだけではない� �ガス空間はガス原子の最外殻を充填してい� �外殻電子による負電界で満ち、電子eはガス� ��間にも入れない。ガス原子は放電しない。� ��ちガス放電は点灯しない。

 図14(B)に蛍光体粒子がPIPを持たない蛍光体� �使用して作られた蛍光膜25上に初速ゼロに近 い電子を導入した時の、蛍光膜表面伝導電子 の状態を示す。PIPを持たない蛍光体としては 、15 V以下の低電子線の照射下で発光するCL� �光体である。代表的な蛍光体は、緑白色に� �光する又は390 nmにピークを持って鋭い線状� ��光する酸化亜鉛 (ZnO) 蛍光体、ナトリウム� ��化合物を融剤に使わずに作られた青色発光� ��化亜鉛 (ZnS:Ag:Cl) 蛍光体、緑色発光硫化亜� �� (ZnS:Cu:Al) 蛍光体,及び特殊条件下で作られ たMgOがある。蛍光膜に照射する電子のエネル ギーを120 Vまで上げると、酸化亜鉛過剰で製 造された珪酸亜鉛 (Zn ₂ SiO ₄ :Mn) 蛍光体、表面を化学エッチングして作ら れた硫酸化イットリウム (Y ₂ O ₂ S:Eu or Tb)蛍光体、融剤を使用しないで作ら� �た酸化イットリウム (Y ₂ O ₃ :Eu or Dy) 蛍光体等が加わる。図14(B)の例はZn O蛍光体で蛍光膜を作った場合を示す。蛍光� �表面に入った低速電子は、PIP負電界が存在� �ないため、容易に蛍光膜上に入り、放電管� �他端にある陽イオン源Bの電界により加速さ� ��、蛍光膜表面上を一方向に進み、陽イオン� ��Bに到達し再結合によりガス原子に戻る。通 常のFL管(管長50 cm)で一方向に進む電子軌道� �ガス原子が存在する確率は計算できる。そ� �値は10 ^-6 であり、一方向に進む加速電子がガス原子と 衝突する確率はゼロと考えて良い。表面伝導 する電子によるガス原子の発光はない。

 図14(C)は上記した発見を確認する目的で� �蛍光放電灯管の蛍光膜の終端の小面積にZnO� �光体粒子25(PIP無し)を塗布し、残りの大面積� ��市販PL蛍光体粒子を配列した蛍光膜24(PIP有� �)で蛍光放電管内壁面を覆う。実験的には先� ��市販PL蛍光体粒子をガラス内壁面に塗布し� �乾燥してから結合剤を焼却する。ガラス端� �蛍光膜を柔らかい布でふき取った後、ZnO蛍� �体粒子25を拭き取ったガラス面に塗布する。 乾燥してから結合剤を焼却する。この方法に より、図14(C)の蛍光膜が出来る。

 この蛍光膜に本発明になる電子源を設置� ��、初速ゼロに近い電子を導入する。電子はZ nO蛍光体粒子25の配列した所で加速され、ガ� �原子の励起可能なエネルギーを持つ。加速� �子は、しかし市販蛍光膜24上に立ち入ること が出来ず、電子軌道を曲げてガス空間に入る 。ガス空間に入った電子はガス原子と非弾性 衝突し、ガス原子を励起し、ガス空間の放電 を点灯する。この現象が蛍光放電灯管のガス 放電の瞬時点灯となる。非弾性衝突した電子 は、ガス空間の高周波の波に乗り、高周波電 界から適切なエネルギーを獲得し、次のガス 原子を非弾性衝突で励起する。放電路を伝播 する高周波の波と共鳴した電子はこの繰り返 しによりガス原子を励起しながら放電管中を 管端まで移動し、最後にイオンと結合して消 える。蛍光放電管中を高周波の波と共鳴して 移動する電子は、我々の眼で観察したとき、 蛍光放電灯管は均一強度で発光する蛍光膜と して観察される。

 放電路中を移動する電子は加速によりエネ� ��ギーを持ち、ガス原子と非弾性衝突をする� ��非弾性衝突した電子の軌道方向は無作為で� ��る。無作為方向に散乱された電子の中には� ��光膜に接近する機会を持つ電子があるが、� ��光膜にはPIP26の負電荷が存在するので、そ� �電子は蛍光膜に接近できず、陽光柱内に戻� �。高周波の波に共鳴しているガス原子を発� �させる電子の活動範囲は、ガス放電管の全� �間ではなく、蛍光膜から一定の距離を保持� �た放電管の中央のガス空間内に限定される� �それがPIP鞘26に収められた陽光柱である。ガ ス原子は電気的に中性であり、電界や電荷の 影響を受けず、放電管内に均一濃度で分布す る。PIP鞘26に収められた陽光柱と蛍光膜の間� ��ガス原子(未励起ガス原子)が均一濃度で分� �している。陽光柱で発光した光がガス原子� �励起準位から基底準位への電子遷移で発生� �ているならば、発光した光はガス原子によ� �吸収が許容となる。その場合陽光柱内で発� �した光は陽光柱と蛍光膜間に介在するガス� �子により吸収され、蛍光膜に届くのは吸収� �れた残量になる。蛍光放電灯の場合、低圧Hg 蒸気の発光を利用する。発光はHgの励起準位 ⁶ pから基底準位 ⁶ sへの電子遷移であるので、陽光柱と蛍光膜� �に存在するHg蒸気により吸収を受ける。光は 電荷を持たない粒子であるのでPIPの影響を受 けず、陽光柱と蛍光膜間に存在するHg蒸気に� ��り吸収を受けた残量だけが蛍光膜に到達す� ��。蛍光体粒子は大きな光屈折率を持った粒� ��であるので、紫外線の一部が蛍光膜の表層� ��配列した蛍光体粒子に突入し、発光中心に� ��接吸収されて可視光を発光する。表層粒子� ��反射した紫外線は散乱光となり蛍光膜の深� ��にある蛍光体粒子に突入し,発光する。与え られた蛍光放電灯管で蛍光膜に到達する紫外 線量を増加させるには、蛍光膜がPIP負電荷で 覆われないようにすると良い。即ち、PIP鞘を 作らないようにすると良い。

 最後に、図14(D)に図示したように、PIPを� �つ市販PL蛍光体24とPIPを持たない低電圧CL蛍� �体25をガラス管内面に交互に配列する。PIP26� ��作用は大いに減殺され,ガス放電の点火が早 く、陽光柱の広がりによる輝度上昇が見られ た。ここで低電圧CL蛍光体25の選択が必要に� �った。低電圧CL蛍光体25の候補は前記した。� ��れ等の蛍光体のどれでもが使用できるとは� ��らない。市販されているこれ等の蛍光体の� ��には、表面処理と言って絶縁体の微細粒子� ��表面に付着している。他の場合、蛍光体製� ��時の処理が不十分で残留物が粒子表面に残� ��ている。陽光柱から散乱により蛍光体粒子� ��照射した電子は、蛍光体粒子内に入り、蛍� ��体粒子から二次電子を真空中に放出する。� ��の時蛍光体粒子の中に正孔を残す。この正� ��と二次電子が真空中で結合し、金属陰極の� ��合と同様な機構で粒子表面に表面結合電子( SBE)を形成する。不純物が付着していると、� �の不純物の表面にもSBEが形成する。CL蛍光体 粒子の発光は、電子の入射で蛍光体粒子内に 沢山できる正孔と電子が発光中心で再結合し て発光する。CL蛍光体粒子の表面が清浄であ� ��と、CL蛍光体粒子の表面にあるSBEは結合相� �である蛍光体粒子内の正孔を失う。相手を� �った真空中の電子は自由電子となり、加速� �れ電子軌道を陽光柱に曲げられ放電に寄与� �る。問題は粒子表面に付着している不純物� �にできたSBEである。PIPと等価の作用をもつ� �困ったことに不純物上のSBEの消去はできな� �。この理由で、低電圧CL蛍光体の選別が大切 となる。最も確かな低電圧CL蛍光体はZnO蛍光� ��である。ここでCL蛍光体の方がPL蛍光体より 明るい理由を説明する。蛍光体粒子内に突入 した1個の入射電子により作られる電子と正� �対数は入射電子が結晶格子と非弾性散乱す� �数に相当する(約1,000個)。一方、PL蛍光体粒� �では一個の光子は一個の発光中心しか励起� �きない。CL蛍光体が明るい理由である。

 図15は、本発明において低電圧電子線発� �CL蛍光体粉と光発光PL蛍光体粉の混合粉で作� ��れる最適な蛍光膜の状態を示す模式図であ� ��。蛍光放電灯管の内壁面にPL蛍光体24と低電 圧CL蛍光体25を隣り合わせにして蛍光膜を製� �するのは至難の業である。出版された論文� �Journal Physics D Applied Physics, 32, (1999), pp 5 13-517(非特許文献1)によれば、FLの最適蛍光膜� ��は蛍光体粒子の3層で出来ている。この蛍光 膜に照射する電子の突入できる粒子は、最上 層に配列した粒子だけであり、紫外線は粒子 の荷電に影響を受けず、蛍光膜中に突入する 。突入深度は粒子層数にして3層である。こ� �理由で、市販蛍光体粒子24を3層になるよう� �ガラス管内壁面に塗布し、乾燥後低電圧CL蛍 光体25を市販蛍光体層24の上に散布するよう� �塗布すると、本発明になる蛍光膜が製造で� �る。このようにして作られた蛍光膜の模式� �を図15(A)に示す。

 蛍光膜を2度に分けて塗布するのは、作業 工程が複雑になる。蛍光体スラリーの一回塗 布で蛍光膜を作る方法を考案した。市販PL蛍� ��体の平均粒子径を4 μmとする。低電圧CL蛍� �体の粒子径を2 μmとする。粒子径が異なる2� ��類の蛍光体粉を、重量比でPL蛍光体:CL蛍光� �=7:3の割合で秤量し、秤量粉体を混合瓶に入� ��、均一に混ざるまで混合し、蛍光体塗布液� ��作り放電管ガラス内壁面に塗布する。塗布� ��が乾燥しないとき、ガラス管壁に近い所に� ��大きなPL蛍光体粒子24が選択的に集まり、蛍 光膜の表面に小さなCL蛍光体粒子25が多く集� �るので、図15(B)に示した蛍光膜が得られる。 図15(B)の蛍光膜を使い蛍光放電灯管を作ると� ��表面層にあるCL蛍光体粒子はSBEを形成しな� �ので、陽光柱内で高エネルギーを持った電� �はCL蛍光体粒子に達する。その結果、陽光柱 が蛍光膜の所まで接近して紫外線を放射する 。この紫外線は未励起Hg原子が介在せず、よ� ��多くの紫外線がPL蛍光体層に入射する。そ� �結果、蛍光膜のPL強度が増加する。ここに使 用するCL蛍光体粒子の大きさは、PL蛍光体の� �均粒子径が4μmであるとき、平均値で1μm~3μm� ��あるとき、良好な結果が得られた。この粒� ��径はPL蛍光体の粒子径により変わる。注意� �ることは、CL蛍光体粒子が1μm以下と小さい� �、粒子は蛍光膜の表面に配列せず、蛍光膜� �乾燥時に蛍光膜の底に集まり、CL蛍光体粒子 の効果は減退する。

 本発明の重要な点を下記に記しておく。集� ��蛍光放電灯の最外周に配置した蛍光放電灯� ��の保熱管外壁(ガラス外壁)は温度の低い周� �空気に露出する。ガスのイオン化で加熱さ� �たガラス管壁と室温との間に可なりの温度� �があるので、空気対流によりガラス管壁は� �を失う。第三世代電子源からの電子を使用� �ると、単位時間当たりのガスのイオン化量� �少ないので、蛍光放電灯管の温度が上がら� �、最適水銀蒸気圧を与える温度より低い30 ^o C前後であった。一方、内側に配置した蛍光� �電灯管は外側に配置した蛍光放電灯管によ� �熱的に保護され、空気対流は少なく、外壁� �度が45 ^o C前後に上昇する。同量の電子数で水銀蒸気� �励起し発光させているので、水銀蒸気の励� �数は管中の水銀数に比例して増減する。蛍� �放電灯管内の水銀蒸気数が少ないと暗くな� �、水銀蒸気数が多くなると明るく発光する� �集積蛍光放電灯では温度差による大きな輝� �差が発生し、最外部に配列した蛍光放電灯� �の発光は暗い。最外部に配列した蛍光放電� �管の保温をするには、集積蛍光放電灯をよ� �やや太いガラス管内に挿入し、ガラス管端� �断熱材で封じると、最外部に配置した蛍光� �電灯管は内部配置蛍光放電灯と熱平衡状態� �なり、集積蛍光放電灯管の全てが均一輝度� �発光する。その結果、累積蛍光放電灯の輝� �は、集積した蛍光放電灯管数の倍数で増加� �る。

 上述した結果は次の分野への応用ができ� ��ことを示す。集積蛍光放電灯は外部電極型� ��光放電灯管を束ねて作ってあるが、この束� ��解き、平面に配列する。このとき各外部電� ��蛍光放電灯管を放電灯管の外径より僅かに� ��きな内径にある保熱管(ガラス管)9内に挿入� ��、ガラス管9の両端を断熱材で封じ、蛍光放 電灯管を外部空気と断熱すると、各蛍光放電 灯管の温度は最適な水銀蒸気圧を与える温度 に保温できる。空気に露出した蛍光放電灯管 で最適な水銀蒸気圧を与える温度に保温する に必要なガスのイオン化エネルギーは必要で なくなる。その結果、平面上に配列した外部 電極蛍光放電灯管(EEFL)の点灯に必要な消費電 力は数分の一と少なくても高輝度な平面型光 源が得られる。この平面型光源をLCDのバック ライトに使用した時、点灯速度がミリ秒単位 であるので、平面上に配列した集積蛍光放電 灯を幾つかのブロックに分割し、分割した各 集積蛍光放電灯を順次に線走査できる。バッ クライトを分割して線順次走査すると、LCDの スクリーンには、LEDをバックライトに使用し た場合よりも遥かに高輝度であり、鮮明な映 像が映し出される。

 図1に示した集積蛍光放電灯の管軸方向の長 さは限定されず、任意の長さにしても放電に 関与する電子数は同じで、ガス原子と非弾性 衝突してガス原子を発光させる繰り返し数の みが増えるだけであるので、消費電力は殆ど 変らず、発光する蛍光膜の面積のみが増加す る。その結果、輝度のみが集積蛍光放電灯の 軸方向の長さに比例して増加する。家庭の居 間や、高層ビルの事務所の照明光源として天 井に配置して使用するときには、長い集積蛍 光放電灯の使用を推奨する。適度の照度を得 るに必要な蛍光放電灯数は、集積蛍光放電灯 を使用すれば大幅に減少する。更に集積蛍光 放電灯は駆動電源回路の電力を含め、同一照 度を得るに必要な使用電力を従来の金属電極 による蛍光放電灯の点灯の10分の一以下に出� ��る。その上で、集積蛍光放電灯は点灯時の� ��光放電灯管のガラス管表面温度は水銀蒸気� ��を最適にする40 ^o C前後に保たれるが、集積蛍光放電灯を挿入� �る外管で熱遮蔽されているので、空気の熱� �流が抑制される。夏場の事務室の冷房電力� �も大幅に節減する利点を持つ。

 蛍光放電灯管の管径を20 mmよりも太くす� ��と、蛍光放電管中に形成する陽光柱内に励� ��されないHgガスが存在し、陽光柱内でHgが発 光した254 nm紫外線を自己吸収する結果、発� �効率が低下する。この理由で、集積蛍光放� �灯には、管径20 mm以上の蛍光放電灯管を使� �しない方が好ましい。が使用の限定を意味� �るものでなく、管径20 mm以上の蛍光放電灯� �を使用して、集積蛍光放電灯を作っても差� �支えない。

 蛍光放電灯管の点灯で長期間(50年以上)問 題となっていたガス放電の点灯の困難は第三 世代電子供給源を使用し、蛍光膜にZnO低電圧 CL蛍光体粉を適度な割合で混合すると消える� ��蛍光膜にZnO低電圧CL蛍光体粉を混合する他� �利点は、集積蛍光放電灯の駆動電力を引き� �げる蛍光膜が可能となる。混合蛍光体粉に� �る蛍光膜を使用すると、ガス点灯の困難は� �全に消え、高周波電源6は非常に小型となる� ��小型化した高周波駆動電源は電源格納庫19� �に収納する。駆動回路の電源は家庭に配線� �れた電源を使用するので、通常のタングス� �ン電球で開発済みの口金20、21を使用する。� ��のようにして、現在市販されている省電型� ��光放電灯(公称12W、実質37W)よりも消費電力� �7分の1の5Wと極度に少なくても、市販省電型� ��光放電灯の数倍も明るく発光する省電型集� ��蛍光放電灯が第三世代の電子源を使用した� ��部電極蛍光放電灯管の使用により提供でき� ��。

 上記した集積蛍光放電灯は外部電極型蛍� ��放電灯管を使用した例で述べた。同一効果� ��、金属電極を用いた蛍光放電灯管で、金属� ��極表面を蛍光体粒子等の電気絶縁体粒子で� ��って作られる第三世代電子源を内蔵した蛍� ��放電灯管を使用しても、同様な集積蛍光放� ��灯を作ることが出来る。従来の金属電極に� ��る蛍光放電灯管では集積蛍光放電灯は出来� ��い。電気絶縁体粒子で覆われた電極を使用� ��、高電圧にある高周波電源を電極に印加す� ��と、ガス原子をイオン化する運動エネルギ� ��を持った電子がガス空間に存在できる。イ� ��ン化したガスは熱をガス空間に放出するの� ��、ガラス管壁温度をイオン化するガス量で� ��御できる利点を持つが、イオン化に必要な� ��ネルギーを消費する。イオン化で生じた過� ��エネルギーは、熱として放電空間に放出さ� ��るので、蛍光放電灯管の温度を40℃に保持� �きる。一方、外部電極型蛍光放電灯管を使� �すると、電子源から取り出した電子による� �オン化率は低くなる。蛍光放電灯管を部屋� �空気と直接接触しない断熱効果を持つ保熱� �(ガラス管)9内に挿入すれば、外部電極型蛍� �放電灯管の温度は最適水銀蒸気圧になる45℃ 前後に保温でき、蛍光放電灯管を駆動する電 力はこちらの方が少ない。