JP2006093050A

JP2006093050A - 無電極蛍光ランプ及びこれを具備した照明器具

Info

Publication number: JP2006093050A
Application number: JP2004280510A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Tokawa; 雅弘東川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2006-04-06

Abstract

【課題】経時的な光束の低下を抑制することのできる無電極蛍光ランプを提供すること。
【解決手段】バルブ１は、例えばガラス材料等の透光性材料を略電球形状に加工したものであり、その内部にはアルゴンやクリプトンなどの希ガス及び水銀が封入されている。バルブ１の内壁面には水銀が放射する紫外線を可視光に変換する蛍光体層６及び蛍光体層６を保護する保護膜（図示しない）が形成されている。蛍光体層６は、第１の蛍光体として略６１０ｎｍの発光ピークを有する赤色蛍光体のY₂O₃:Eu（YOX）と、第２の蛍光体として略５４５ｎｍの発光ピークを有する緑色蛍光体のLaPO₄:Ce,Tb（LAP）と、さらに第３の蛍光体として青色蛍光体であるBaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu（BAM）と、で構成されている。ここで注目すべきは、蛍光体層中に、蛍光体重量比に対して０．６％以上、１．０％未満の範囲でＹ₂O₃微粒子を分散させたことである。
【選択図】図１

Description

本発明は、無電極蛍光ランプ及びこれを具備した照明器具に関するものである。

無電極蛍光ランプに関する従来例として、本出願人は、例えば特開平８−３０６３４０号公報に示すものを開示している。このものは、透光性バルブ内に放電ガスを封入すると
共に、前記透光性バルブの内壁面に蛍光体層が近接配置された無電極放電ランプに於て、
前記蛍光体層は、ユーロピウム付括バリウム・マグネシウム・アルミネート（ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ）が混入されたものであることを特徴としている。そして、ユーロピウム付括バリウム・マグネシウム・アルミネート（ＢａＭｇ₂ Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ）が混入された蛍光体層を、バルブの内壁に塗布、もしくはバルブの内壁に近接配置すると共に、暗所始動時に、誘導コイルに電流を供給することにより、無電極放電ランプの点灯初期に必要な偶発電子を数多く発生させる。これにより、暗所での始動性を向上可能な無電極放電ランプを提供できるという効果を奏するものである。

ところで、無電極蛍光ランプでは、蛍光体粉末に加えて蛍光体同士を結着させる結着剤といわれる無機酸化物微粒子が少量分散される。そしてこの結着剤には、通常Ａｌ₂Ｏ₃（アルミナ）微粒子が用いられている。
特開平８−３０６３４０号公報

上述のように、無電極蛍光ランプでは、通常蛍光体粉末に加えてＡｌ₂Ｏ₃（アルミナ）微粒子からなる結着剤が少量添加される。しかしながら、例えば蛍光体重量に対するＡｌ₂Ｏ₃（アルミナ）微粒子の結着剤添加量を１０％とすると、１００時間点灯時には、０時間点灯時に比して約１０％も光束が減少することがあり、このような光束の経時的な低下を抑制する余地があった。

本発明は、このような課題を鑑みてなしたものであって、その目的とするところは、より経時的な光束の低下を抑制することのできる無電極蛍光ランプを提供することにある。

請求項１に係る発明は、透光性のバルブ内に放電ガスが封入されるとともにバルブ内面に蛍光体層が形成された無電極蛍光ランプにおいて、前記蛍光体層中に、蛍光体重量比に対して０．６％以上、１．０％未満の範囲でＹ₂O₃微粒子を分散させたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の無電極蛍光ランプを照明器具に具備するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、透光性のバルブ内に放電ガスが封入されるとともにバルブ内面に蛍光体層が形成された無電極蛍光ランプにおいて、前記蛍光体層中にＹ₂O₃微粒子を分散させたことにより、経時的な光束の低下を抑制することが可能となる。

本実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１は、本実施形態の無電極蛍光ランプ及びカプラの断面図である。図２は、結着剤添加量と光束維持率との関係を示すグラフである。

図１に示す無電極蛍光ランプ１００は、内部に放電ガスが封入されると共に内壁面に蛍光体層６が形成されたバルブ１を備えている。そしてバルブ１は、コア２に巻回されてバルブ１に高周波電磁界を発生させる誘導コイル３及びコア２が発生する熱を放熱する熱伝導体４を備えるカプラ５に装着されている。

以下、具体的に説明する。バルブ１は、例えばガラス材料等の透光性材料を略電球形状に加工したものであり、その内部にはアルゴンやクリプトンなどの希ガス及び水銀が封入されている。バルブ１の内壁面には水銀が放射する紫外線を可視光に変換する蛍光体層６及び蛍光体層６を保護する保護膜（図示しない）が形成されている。バルブ１の根元部分にはバルブ１の内部に向かって窪んだくぼみ部７が形成されており、くぼみ部７の底からはバルブの根元に向かって延びる排気管８が設けられている。また、バルブ１の下部にはバルブ１をカプラ５に固定するための口金９が取付られている。

蛍光体層６は、第１の蛍光体として略６１０ｎｍの発光ピークを有する赤色蛍光体のY₂O₃:Eu（通称YOX）と、第２の蛍光体として略５４５ｎｍの発光ピークを有する緑色蛍光体のLaPO₄:Ce,Tb（通称LAP）と、さらに第３の蛍光体として青色蛍光体であるBaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu（通称BAM）と、で構成されている。ここで注目すべきは、蛍光体層中に結着剤としてＹ₂O₃（イットリア）微粒子を分散させたことである。Ｙ₂O₃微粒子は、平均粒径１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲のものが望ましく、本実施形態においては、平均粒径２０ｎｍのＹ₂O₃微粒子を上記各蛍光体粒子の間に分散させている。Ｙ₂O₃を微粒子としているのは、一般にＹ₂O₃は波長３００ｎｍ以上の光は透過するが、３００ｎｍ以下の光は吸収又は反射するため、例えばＹ₂O₃を層状にすると、水銀が放射する２５４ｎｍの光が蛍光体粒子にまで届かず、蛍光体の発光が阻害されることによる。なお、蛍光体層６は、上記蛍光体、結着剤及びニトロセルロースを酢酸ブチル溶液中に分散させて懸濁液を作成し、バルブ１の内面に塗布後、乾燥、焼成することにより形成される。

カプラ５は、無電極蛍光ランプ１００と点灯回路（図示しない）とを電気的に結合するもので、コア２に巻回されてバルブ１内に高周波電磁界を発生させる誘導コイル３及びコア２が発生する熱を放熱しつつ保持する熱伝導体４を備える。熱伝導体４は、アルミ等の良好な熱伝導率を有する金属を用いて略円筒形に形成され、その一端は安定性を高めるため、径方向に広がっている。熱伝導体４は、バルブ１のくぼみ部７内に挿入されており、その内部には排気管８が挿通している。熱伝導体４の側面には、誘導コイル３が発生する磁束を通すコア２が取付けられている。コア２は、高周波磁気特性の良好なMｎ−Znフェライト材料を略円筒状に加工したものである。コア２の外側面には、点灯回路（図示はしない）から高周波電流が通電されてバルブ内に高周波電磁界を発生させる誘導コイル３が絶縁層を介して巻回されている。そして、以上に述べた無電極蛍光ランプ１００は、例えば図示しない開口を有する略回転楕円形の反射部内に設置され、無電極蛍光ランプ１００を点灯する点灯回路と共に照明器具を構成する。

以上の構成において、誘導コイル３に１００ｋＨｚ〜ＭＨｚオーダの周波数の高周波電流を流すことによりコア２から磁束が発生すると、高周波電磁界が発生して無電極放電ランプ１００が点灯する。無電極放電ランプ１００の管壁負荷は例えば１００ｍＷ／ｃｍ²
であり、特に誘導コイル３の近傍は磁束密度が高く管壁負荷が高くなる。無電極放電ランプ１００を点灯させると、点灯時間の経過と共に蛍光体が劣化して光束が次第に低下するが、管壁負荷が高くなる部分では特に蛍光体の劣化が大きくなる。

図２は、結着剤添加量と光束維持率との関係を示すものである。図２の横軸は蛍光体重量に対する結着剤の割合を示し、縦軸は点灯０時間時の光束を点灯１００時間の光束で除した光束維持率を示している。すなわち、縦軸の値が大きいほど経時的な光束の劣化が大きくなるのである。また、図２には、Ｙ₂O₃微粒子（平均粒径２０ｎｍ）のデータをプロットするとともに、比較としてＡｌ₂Ｏ₃微粒子（平均粒径１３ｎｍ）のデータをプロットしている。図２に示すようにＹ₂O₃微粒子の添加量が、蛍光体重量比に対して０．６％よりも小さい場合においては、Ａｌ₂Ｏ₃微粒子の光束維持率の方がＹ₂O₃微粒子の光束維持率よりも低くなっている（Ａｌ₂Ｏ₃微粒子の方が光束の経時的な低下が小さい）。また、Ｙ₂O₃微粒子の添加量を、蛍光体重量比に対して０．６％以上とすると、その関係は逆転し、Ａｌ₂Ｏ₃微粒子の光束維持率の方がＹ₂O₃微粒子の光束維持率よりも高くなる（Ｙ₂O₃微粒子の方が光束の経時的な低下が小さい）。但し、Ｙ₂O₃微粒子の添加量を１．０％以上にした場合には、Ａｌ₂Ｏ₃微粒子（添加量０．５％）を用いた場合に比べて初期の光束が５％以上低下するため、Ｙ₂O₃微粒子の添加量を１．０％未満とすることが望ましい。以上の結果により、Ｙ₂O₃微粒子は、蛍光体同士を結着させるという本来の効果以外に、蛍光体粒子を水銀や紫外線などから守るバリア効果を有すると推測され、経時的な光束の低下をより抑制することが可能となる。

本実施形態の無電極蛍光ランプ及びカプラの断面図である。結着剤添加量と光束維持率との関係を示すグラフである。

符号の説明

１バルブ
２コア
３誘導コイル
４熱伝導体
５カプラ
６蛍光体層
７くぼみ部
８排気管
９口金

Claims

透光性のバルブ内に放電ガスが封入されるとともにバルブ内面に蛍光体層が形成された無電極蛍光ランプにおいて、前記蛍光体層中に、蛍光体重量比に対して０．６％以上、１．０％未満の範囲でＹ₂O₃微粒子を分散させたことを特徴とする無電極蛍光ランプ。
前記請求項１に記載の無電極蛍光ランプを備える照明器具。