JP2006310167A

JP2006310167A - 蛍光ランプ

Info

Publication number: JP2006310167A
Application number: JP2005132932A
Authority: JP
Inventors: Shoji Naoki; 庄司直木; Keiji Hatakeyama; 圭司畠山; Yasuo Nakajima; 康雄中島
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2006-11-09

Abstract

【課題】反射層の開口側における可視光と紫外線の直下照度を共に向上させることができる蛍光ランプを提供する。
【解決手段】管状のガラスバルブ２と；ガラスバルブの両端側に配設された放電電極と；ガラスバルブ内に封入された放電媒体と；平均粒径が０．５〜１０μｍのピロリン酸カルシウム、ピロリン酸ストロンチウムおよび酸化アルミニウムの少なくとも１種の微粒子を含んでガラスバルブ内面の一面側にて所定幅で軸方向に形成された反射層１０と；紫外線を発光する紫外線発光蛍光体および可視光発光蛍光体が混合されて反射層の内面および反射層が形成されていないガラスバルブの内面に形成された蛍光体層１１と；を具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は反射層を具備した蛍光ランプに関する。

従来、この種の蛍光ランプの一例としては、ガラスバルブの内面に反射層を形成したものが知られている（例えば特許文献１参照）。

この蛍光ランプは、管形のガラスバルブの内面の一面側に、所定幅の半透明の光反射層を管軸に沿って形成している。このために、光反射層を形成した一面に対向するこの光反射層の開口からは、この光反射層により反射した可視光が加わり光量が増加した明るい可視光を外部へ放射することができる。すなわち、光反射層の開口側の直下照度を向上させる配光特性を得ることができる。
特開２０００−２５１８４０号公報

しかしながら、このような従来の蛍光ランプでは、光反射層として、可視光反射効率は高いが、紫外線吸収性を有し、紫外線の反射性能が低い酸化チタンを使用しているので、この光反射層の開口側における可視光の直下照度を向上させることができるものの、紫外線の直下照度を向上させることができないという課題がある。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、反射層の開口側における可視光と紫外線の直下照度を共に向上させることができる蛍光ランプを提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、管状のガラスバルブと；このガラスバルブの両端側に配設された放電電極と；このガラスバルブ内に封入された放電媒体と；平均粒径が０．５〜１０μｍのピロリン酸カルシウム、ピロリン酸ストロンチウムおよび酸化アルミニウムの少なくとも１種の微粒子を含んでガラスバルブ内面の一面側にて所定幅で軸方向に形成された反射層と；紫外線を発光する紫外線発光蛍光体および可視光発光蛍光体が混合されて反射層の内面および反射層が形成されていないガラスバルブの内面に形成された蛍光体層と；を具備していることを特徴とする蛍光ランプである。

請求項２に係る発明は、前記反射層の厚さが２０〜５０μｍであることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプである。

請求項３に係る発明は、この蛍光ランプを点灯させる点灯装置を有し、蛍光ランプの開口部が照射方向に向くように蛍光ランプを支持する器具本体と；を具備していることを特徴とする照明器具である。

請求項１に係る発明によれば、その蛍光ランプの点灯時、バルブ内の蛍光体層にて可視光と紫外線がそれぞれ発光し、この発光が紫外線反射性能に優れた反射層により反射されて、外部へ放射される。

したがって、バルブ外へ放射される可視光と紫外線は、反射層形成側では反射層により遮光されて減光される一方、反射層の径方向反対側である、反射層非形成側の開口側では、反射層により集光されて直下照度を向上させることができる。すなわち、請求項１に係る発明は、平均粒径が０．５〜１０μｍのピロリン酸カルシウム、ピロリン酸ストロンチウムおよび酸化アルミニウムの微粒子の少なくとも一種を含んで形成された反射層が形成されているので、反射層非形成側である開口側の紫外線照度を向上させる配光特性を得ることができる。

請求項２に係る発明によれば、反射層の厚さが２０〜５０μｍであるので、可視光と紫外線の反射効率を向上させつつ、反射層のバルブからの剥離を低減し、光束維持率の低下を抑制することができる。

請求項３に係る発明によれば、請求項１または２記載の蛍光ランプを具備しているので、蛍光ランプの開口側の紫外線照度を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、これらの添付図面中、同一または相当部分には同一符号を付している。

図１は図２のＩ−Ｉ線切断部の端面図、図２は本発明の一実施形態に係る蛍光ランプ１の一部切欠正面図である。

これら図１，２に示すように蛍光ランプ１は、ソーダライムガラスやホウ珪酸ガラス等からなる直管状のガラスバルブ２の軸方向両端部内にて、一対の電極マウント３，３を封装している。ガラスバルブ２内には、放電媒体として液状や合金化した水銀とアルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）やネオン（Ｎｅ）等の希ガスが単独または混合して２５０〜３６０Ｐａで封入されている。

各電極マウント３は、例えばフレア状のステムガラス管４に、一対のリード線５，５と図示省略した排気管とを圧潰封着していると共に、これら一対のリード線５，５の内端部同士間に、タングステン素線を巻回したコイル状のフィラメントからなる電極６を継線して構成されている。

ガラスバルブ２は、その一対の電極マウント３，３をそれぞれ封着した軸方向両端部に、例えばＧ１３形等の一対の口金７，７をそれぞれ外嵌固着している。各口金７は、その外端面に、電極６を継線する一対のリード線５，５にそれぞれ接続される端子ピン８，８をそれぞれ突設している。

そして、図１に示すようにガラスバルブ２は、そのほぼ全内周面に、水銀や紫外線による管壁黒化を防止するための厚さが、例えば１μｍの保護膜９を形成している。この保護膜９としては金属酸化物微粒子から構成したものが好適であり、金属酸化物微粒子としては、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、シリカ（ＳｉＯ_２）またはやリン酸ストロンチウム（Ｓｒ_２Ｐ_２Ｏ_７）を使用してもよい。

また、この保護膜９の内面には、ガラスバルブ２の径方向断面中心Ｏを中心とする中心角１８０°の幅Ｗで、反射層１０を軸方向にほぼ全長に亘って形成している。したがって、反射層１０が形成されていないガラスバルブ２の反射層非形成側（図１では下半部）には、反射層１０の開口１０ａが１８０°の幅でガラスバルブ２の軸方向ほぼ全長に亘って形成される。反射層１０は、例えば厚さが２０〜５０μｍであり、ピロリン酸カルシウム、ピロリン酸ストロンチウム、酸化アルミナの少なくとも１種、またはこれらの少なくとも１種を含有した反射層材料として使用されている。この反射層材料の平均粒径は０．５〜１０μｍの範囲内である。

さらに、この反射層１０の全内周面と、反射層開口１０ａ側の保護層９の全内周面には、蛍光体層１１をほぼ全長に亘って形成している。蛍光体層１１は、紫外線が照射されたときに可視光を蛍光発光する可視光蛍光体に、紫外線を発光する紫外線発光蛍光体を含有して構成されている。

紫外線発光蛍光体としては、例えばＢａＳｉ_２Ｏ_５：Ｐｂ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｍｇ）_３Ｓｉ_２Ｏ_７：Ｐｂ、ＳｒＢ_４Ｏ_７：Ｅｕ、ＹＰＯ_４：Ｃｅ、ＬａＰＯ_４：Ｃｅ、（Ｍｇ，Ｂａ）Ａｌ_１１Ｏ_１９：Ｃｅの少なくとも１種類を使用してもよい。

図３はピーク波長が約３５１ｎｍ付近にあるＢａＳｉ_２Ｏ_５：Ｐｂの発光スペクトルを曲線Ａにより示し、ピーク波長が約３４７ｎｍ付近にあるＹＰＯ_４：Ｃｅのスペクトルを曲線Ｂにより示している。

また、可視光蛍光体としては、三波長発光形蛍光体、ハロ燐酸塩蛍光体など周知の蛍光体を使用してもよい。三波長発光形の蛍光体としては、４５０ｎｍ付近に発光ピーク波長を有する青系蛍光体としてＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ^２＋、５４０ｎｍ付近に発光ピーク波長を有する緑系蛍光体として（Ｌａ，Ｃｅ，Ｔｂ）ＰＯ_４、６１０ｎｍ付近に発光ピーク波長を有する赤系蛍光体としてＹ_２Ｏ_３：Ｅｕ^３＋などが使用可能であるが、これらに限定されない。

可視光発光蛍光体に混合する紫外線発光蛍光体の混合比率は、可視光と紫外線の発光効率上、１０〜５０質量％が最も好ましいが、５〜１００質量％でもよい。この可視光発光蛍光体と紫外線発光蛍光体との混合比率を適宜調整することにより、発光色の色温度を８０００Ｋ以上に調整できる。また、この蛍光体層１１では例えば３５０〜３７０ｎｍ付近にピーク波長を有する紫外線ＵＶ−Ａが発光する。これら保護膜９、反射層１０および蛍光体層１１は、微粉末材料を懸濁液として塗布することにより形成される。

このように構成された蛍光ランプ１を、図示しない照明器具の点灯装置から一対の口金７，７、リード線５，５を介して一対の電極６，６間に所要の電圧を印加して点灯させると、ガラスバルブ２内の蛍光体層１１から可視光と紫外線が蛍光発光する。

この可視光と紫外線は図１中上方の反射層１０を若干透過する一方、その殆どが反射層１０により反射され、主に反射層開口１０ａから図１中下方へ放射される。

したがって、反射層１０の非形成側である反射層開口１０ａ側では、可視光と紫外線が集光されて外部へ放射されるので、反射層開口１０ａ側の直下照度が向上する。これに対し、反射層１０の形成側（図１中上方側）では、可視光と紫外線が反射層１０を若干透過するものの殆どが遮光されるので、照度が低下する。

図４はこの蛍光ランプ１の配光特性を符号Ｃにより示し、反射層１０を有しない蛍光ランプの配光特性Ｄと比較して示す配光特性図である。この図４に示すように蛍光ランプ１の配光特性Ｃは、反射層１０の形成側である図中上方側の照度が低下する一方、反射層１０の非形成側である図中下方側の反射層開口１０ａ側の照度が向上する。すなわち、反射層１０を有しないときの配光特性Ｄよりも反射層開口１０ａ側の直下照度を向上させることができる。

また、蛍光ランプ１から外部へ放射される放射光には紫外線を含んでいて、さらに、平均粒径が０．５〜１０μｍのピロリン酸カルシウム、ピロリン酸ストロンチウムおよび酸化アルミニウムの少なくとも１種の微粒子を含み、紫外線反射効率に優れた反射層により紫外線を反射し、外部に照射するので、紫外線が照射されて所要色に発光する蛍光体やリン光体を体表面に備えた観賞魚や爬虫類の水槽用光源として、この蛍光ランプ１を利用することにより、観賞魚や爬虫類の美観を向上させることができる。また、これら観賞魚や爬虫類に紫外線を照射することにより、くる病の予防等健康を維持させることができる。

さらに、蛍光ランプ１は、蛍光体層１１の蛍光体の組成を適宜調整して発光色を８０００Ｋ以上に設定することができる。このために、蛍光ランプ１を水槽用光源として使用することにより海の青さに連想される青味を帯びた白色光により水槽や観賞魚等を照明することができるので、水槽や観賞魚等の美観を向上させることができる。

また、反射層１０の平均粒径が０．５〜１０μｍであるので、可視光と紫外線の反射効率を向上させることができる。さらに、反射層１０の厚さが２０〜５０μｍであるので、可視光と紫外線の反射効率を向上させつつ、反射層１０の剥離の低減や光束維持率の低下を抑制することができる。

すなわち、反射層１０の厚さが２０μｍ未満であると、可視光と紫外線の反射効率が低下する。また、反射層１０の厚さが５０μｍを超えると、反射層１０の厚さが厚くなり過ぎてガラスバルブ２から剥離し易くなるうえに、反射層１０に付着される不純ガスが増加して始動電圧が高くなり、光束維持率が低下し易くなる。また、ガラスバルブ２内の不純ガスが増加すると、その分、ガラスバルブ２内の不純ガスを排気する排気時間が長くなるので、蛍光ランプ１の製造効率が低下する。反射層１０の厚さが２０〜５０μｍであるので、これら不具合を未然に防止することができる。

さらに、仮に反射層１０をガラスバルブ２の外面に形成した場合には、反射層１０が外部に露出するので、反射層１０を剥離しようとする外力が作用し易くなるうえに、この反射層１０とガラスバルブ２との間で多重反射が発生して光損失が増大するという不具合が考えられるが、本実施形態では反射層１０をガラスバルブ２の内面に形成しているので、これら不具合を未然に防止することができる。

このように構成された蛍光ランプ１の実施例を以下に示す。

（実施例１）
ガラスバルブ２：ＦＬ２０ＳＳ発光管（直管形、定格ランプ電力２０Ｗ、管径２９ｍｍ）
保護膜９：厚さ１μｍ
反射層１０：厚さ３０μｍで開口１０ａの開口角が１８０°のビロリン酸カルシウム層よりなる。
蛍光体層１１：三波長蛍光体の７０質量％と、ＹＰＯ_４：Ｃｅの３０質量％とを混合し、色温度２００００Ｋ、偏差０．００００に色度を調整したものよりなる。

（実施例２）
ガラスバルブ２：ＦＬ２０ＳＳ発光管
保護膜９：厚さ１μｍ
反射層１０：厚さ３０μｍで開口１０ａの開口角が１８０°のビロリン酸ストロンチウム層よりなる。
蛍光体層１１：（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）_１０（ＰＯ_４）_６Ｃ_１２：Ｅｕの７０質量％と、ＹＰＯ_４：Ｃｅの３０質量％とを混合したものよりなる。

なお、上記実施形態と実施例１，２では蛍光体層１１の開口角を１８０°に形成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、開口角は例えば照明対象の水槽の幅に応じて９０°〜２７０°に適宜調整してもよい。また、ガラスバルブ２は直管形に限定されるものではなく、直管を所要形状に屈曲させたコンパクト形でもよく、さらに、前記保護膜９は省略してもよい。

図５は本発明に係る照明器具２１の実施形態を示す斜視図である。この照明器具２１は、上部に取付面などへの取付具（図示しない）を備え、電源接続構造や安定器などのランプ点灯装置２２を収容した器具本体２３と、この器具本体２３下方に設けた透光性合成樹脂で形成したカバーをなす筐体２４と、この筐体２４内に配設されたソケット２５，…と、このソケット２５，…に口金７が装着された上記直管形の２本の蛍光ランプ１，１とを備えている。

この蛍光ランプ１，１は反射層１０の形成側を上方にし開口１０ａ側を下方にしてソケット２５，…に装着されている。

そして、この照明器具２１は、電源接続機構および点灯装置２２を介して蛍光ランプ１，１に給電されるとランプ１，１が点灯する。この点灯した蛍光ランプ１からは開口１０ａが指向している下方側に多量の紫外線を含む光放射が行なわれ、すなわち紫外線照度が高い。また、蛍光ランプ１，１の上方側には反射層１０を透過して、下方側よりも少ない光量の紫外線や可視光が放射される。

すなわち、この照明器具２１によれば、蛍光ランプ１，１の開口１０ａ側の紫外線と可視光の直下照度を向上させることができる。なお、蛍光ランプ１は２本に限定されるものではなく、１本以上であればよい。

図２のＩ−Ｉ線切断部の端面図。本発明の一実施形態に係る蛍光ランプの一部切欠正面図。図１で示す蛍光体層に使用される２種類の紫外線発光蛍光体の発光スペクトルを示すグラフ。図２で示す蛍光ランプの配光特性図。図２で示す蛍光ランプを具備した照明器具の斜視図。

符号の説明

１…蛍光ランプ、２…ガラスバルブ、９…保護膜、１０…反射層、１０ａ…開口、１１…蛍光体層、２１…照明器具、２２…点灯装置。

Claims

管状のガラスバルブと；
このガラスバルブの両端側に配設された放電電極と；
このガラスバルブ内に封入された放電媒体と；
平均粒径が０．５〜１０μｍのピロリン酸カルシウム、ピロリン酸ストロンチウムおよび酸化アルミニウムの少なくとも１種の微粒子を含んでガラスバルブ内面の一面側にて所定幅で軸方向に形成された反射層と；
紫外線を発光する紫外線発光蛍光体および可視光発光蛍光体が混合されて反射層の内面および反射層が形成されていないガラスバルブの内面に形成された蛍光体層と；
を具備していることを特徴とする蛍光ランプ。
前記反射層の厚さが２０〜５０μｍであることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
請求項１または２記載の蛍光ランプと；
この蛍光ランプを点灯させる点灯装置を有し、蛍光ランプの開口部が照射方向に向くように蛍光ランプを支持する器具本体と；
を具備していることを特徴とする照明器具。