JP2007524200A

JP2007524200A - 放電ランプの製造方法

Info

Publication number: JP2007524200A
Application number: JP2006549854A
Authority: JP
Inventors: バウアー、クラウス−ディーター; フォルコンマー、フランク
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2004-01-28
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2025-01-14
Also published as: CN101053052B; TW200534324A; DE102004004478A1; US20070161317A1; WO2005073999A3; JP4372159B2; CN101053052A; WO2005073999A2; CA2554454A1; KR101101688B1; KR20060131843A; TWI285391B; EP1709662A2

Abstract

本発明は放電ランプの製造方法に関する。本発明の方法は、放電容器を準備するステップと、成分である粉末状基礎物質、結合剤として作用する炭酸ポリアルキレン、及び溶媒から１つの機能層のためのペーストを製造するステップと、放電容器の壁の少なくとも一部にペーストを被着することによって機能層を形成するステップとを備える。基礎物質の種類は要求される機能層、例えば蛍光体層、反射層、又はガラスろう層に依存する。結合剤として炭酸ポリアルキレンを用いることによって、残留物なしの結合剤除去を比較的低い結合剤除去温度で可能とし、そのため高効率の放電ランプの製造を可能とする。

Description

本発明は、放電ランプ、特に誘電体バリヤ放電ランプの製造方法に関する。

放電ランプはその形式によって１つ又は複数の機能層を備えている。例えば蛍光灯は蛍光体層を備え、アパーチャランプは付加的に反射層を備えている。誘電体バリヤ放電ランプ、すなわち、いわゆる誘電体バリヤ放電に基づいて点灯するランプの場合、電極が放電容器内に配置される限り（内部電極）、さらに内部電極を放電媒体から隔離する誘電体層、例えばガラスろう層が必要である。ガラスろう層はさらに平型放電ランプの個々の容器部分を気密に接合するためにも用いられる。その場合、例えば第１容器板上に枠状のガラスろう層を被着し、その後第２容器板に融着させる。

これらの層を被着するために、平型放電ランプの場合、例えば印刷法又は吹付け法によって基礎物質、例えば粉末状の蛍光体、反射物質、又はガラスろうがまず結合剤及び溶媒と混合され、ペーストが作られる。ペーストの粘度は特に溶媒の選択された種類及び分量によって影響され、かつ各層を被着するのに用いる技術、例えばスクリーン印刷、吹付け、又は塗布に依存する。その場合の問題は、放電媒体を充填し放電容器を気密に閉鎖する前に、各層から結合剤を残留物なしに追い出すいわゆる結合剤除去を行わなければならないことである。残留物なしの結合剤除去は、故障のない高効率のランプ点灯並びに長いランプ寿命を保証するために放電媒体をできるだけ純粋に維持しなければならないので重要である。結合剤除去は通常、成層部分又はすでに作られている放電ランプ容器の加熱、及び例えばガス通流や真空引きなどによって追い出されるべき結合剤成分の運び出しによって行われる。その場合、残留物なしの結合剤除去を保証するために、加熱時間及び温度レベルは用いられた結合剤の種類に応じて選択されなければならない。ただし高温は蛍光体を損傷することもあり得る。さらに用いられたガラス及びガラスろうの軟化温度は結合剤除去温度より明らかに高くなければならない。

［従来技術］
欧州特許出願公開第１２３９５０７号明細書は、蛍光体層を吹付けによって被着する、誘電体バリヤ放電に基づく平型放電ランプの製造方法を開示している。そのために用いられた薄い蛍光体懸濁液は、４０〜６０重量％の蛍光体、１〜５重量％の有機結合剤、例えばエチルセルロース又はニトロセルロース、並びに溶媒、例えばエタノール、テルピネオール、又は２−（２―ブトキシエトキシ）酢酸エチル（ＢＣＡ）を含んでいる。

［本発明の説明］
本発明の課題は、被着されるべき機能層に関して改善された放電ランプの製造方法を提供することである。

この課題は、
ａ．放電容器を準備するステップと、
ｂ．次の成分
・粉末状基礎物質、
・結合剤として作用する炭酸ポリアルキレン（Polyalkylencarbonat）、
・溶媒
から１つの機能層のためのペーストを製造するステップと、
ｃ．放電容器の壁の少なくとも一部にペーストを被着することによって機能層を形成するステップと、
ｄ．１つより多い機能層が設けられる場合には必要に応じてステップｂ及びｃを繰り返すステップと、
を備える放電ランプの製造方法によって解決される。

特に好ましい実施態様は従属請求項に記載されている。

用いられる粉末状の基礎物質は、どのような種類の機能層が被着されるべきかに依存する。機能層として蛍光体層を形成するために蛍光体又は蛍光体混合物が用いられ、反射層を形成するために反射物質、例えばＡｌ₂Ｏ₃又はＴｉＯ₂又は反射物質混合物、さらには２種又はそれ以上の反射層の混成物が用いられ、誘電体層を形成するためにガラスろう、例えばＰｂ−Ｂ−Ｓｉ−Ｏ又はガラスろう混合物が用いられる。

結合剤として用いられる炭酸ポリアルキレンは２つの変形例つまり炭酸ポリエチレン（Polyethylencarbonat）及び炭酸ポリプロピレン（Polypropylencarbonat）を含む。これらは例えばＥｍｐｏｗｅｒＭａｔｅｒｉａｌｓ社からそれぞれＱＰＡＣ２５（登録商標）及びＱＰＡＣ４０（登録商標）なる名称で販売されている。結合剤としての炭酸ポリアルキレンによって形成されるペーストの重量成分としては、全重量に対して約０．１〜５％、特に０．５〜３％、好ましくは０．５〜２％の値が好適であることが実証された。ＱＰＡＣを用いる利点は特に、残留物のない結合剤除去が約２５０〜３００℃の比較的低温で行われることにある。それにより一方では放電容器の内部に高純度を有する比較的問題なしのランプを実現することができる。他方では結合剤除去温度よりも高い軟化温度を有する適当なガラスろうの選択性が向上する。

溶媒としては例えば酢酸エチル（Ethylacetat）及び／又は二酢酸プロピレングリコール（Propylenglykoldiacetat）（ＰＧＤＡ）を用いることができる。具体的な適用例では溶媒又は混合物の選択は、作られた懸濁液の所望の吹付け特性、ぬれ性、及び流出特性、並びに溶媒の優れた蒸発速度に依存する。これらの特性は被覆されるべき出発材料の形状に合わせることができる。

［図面の説明］
次に実施例を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
図１ａは平型誘電体バリヤ放電ランプの放電容器の底板及び前面板の断面図、
図１ｂは底板の詳細を示す拡大図、
図１ｃは前面板の詳細を示す拡大図、
図２は図１ａにおける底板及び前面板を接合した状態を示す。

［本発明の優れた実施例］
図１ａないし２に概略的に示されている実施例は平型誘電体バリヤ放電ランプの製造に関するものであり、その放電容器は、ほぼ平坦な底板１と、底板１に向けてこぶ状に隆起した多数の隆起部を備えた前面板２とから構成されている。これに関しては、この種の放電ランプ及びその製造方法が開示されている米国特許出願公開第２００２／０１６３３１１号明細書及び国際公開第０３／０１７３１２号パンフレッドが参照される。

図１には平坦な底板１が示されており、その底板１上に, 底板１に向けてこぶ状に隆起した多数の隆起部を備えた前面板２が載置され、両板が気密に互いに結合されることにより放電容器を形成する。しかし、まず前面板２の内面は上述の米国特許出願公開第２００２／０１６３３１１号明細書に開示されている「底板１に向けてこぶ状に隆起した多数の隆起部を備えた構造（以下では"こぶ付き構造"と呼ぶ）」を有し、３波長形蛍光体層３を備えている（図１ａには示されていない。これに関しては図１ｂの拡大図参照）。このために、３つの粉末状蛍光体成分、すなわち３０重量％のアルミン酸バリウムマグネシウム（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ）、リン酸ランタン（ＬａＰＯ₄：（Ｔｂ，Ｃｅ））、及びホウ酸ガドリニウムイットリウム（（Ｇｄ，Ｙ）ＢＯ₃：Ｅｕ）に、１．３重量％のＱＰＡＣ４０、５５．７重量％のＰＧＤＡ、及び１３重量％の酢酸エチルを混合し、次にその混合物を前面板２上に吹付ける。このような蛍光体懸濁液の特殊組成によって、吹付け挙動、ぬれ性、及び流出挙動に関して必要な特性が達成される。これらの特性は前面板２の上記こぶ付き構造の一様な吹付け被着層に対して要求される条件である。平坦な底板１の内面には、まず反射層４が被着され、さらにその上に前面板２上の３波長形蛍光体層３と同じく３波長形蛍光体層３が被着される（図１ａには示されていない。図１ｃの拡大図参照）。蛍光体層３及び反射層４の層重量はそれぞれ約３ｍｇ／ｃｍ²及び１０ｍｇ／ｃｍ²である。反射層４のために、３５重量％のＡｌ₂Ｏ₃と、１．５重量％のＧＰＡＣ４０と、６３．５重量％のＰＧＤＡとから成る混合物が作られ被着される。さらに底板１に、その外周端縁を枠状に一巡するガラスろう層５が被着される（図１ａ参照）。このために、８１重量％の粉末状Ｐｂ−Ｂ−Ｓｉ−Ｏガラスろうと、１重量％のＱＰＡＣ４０と、１８重量％のＰＧＤＡとから成る混合物が用いられる。乾燥後、層３〜５から通風炉（図示省略）内で１時間、２８０℃の温度で結合剤が除去される。その後、底板１及び前面板２は放電媒体環境、ここでは純粋キセノンの中で、互いに気密に接合される。そのために枠状ガラスろう層５が加熱によって軟化される。放電容器の接合後、条帯状電極が底板１の外面に被着される（図示省略）。この工程のさらなる詳細に関しては上述の国際公開第０３／０１７３１２号パンフレッドを参照されたい。

内部電極を有する誘電体バリヤ放電ランプの場合、電極を放電媒体から分離するために必要な誘電体層は上述と同様に相応のガラスろう層を被着することによって実現することができる。

以上においては本発明を平型誘電体バリヤ放電ランプの製造の例について詳細に説明したが、本発明の好ましい作用効果及び特許請求された保護範囲は他の形状の放電容器を有する放電ランプ、特に管状放電ランプや、従来型電極、すなわち誘電体バリヤ電極ではない電極を有する放電ランプの製造方法にも同様に及ぶものである。

平型誘電体バリヤ放電ランプの放電容器の底板及び前面板の断面図底板の詳細を示す拡大図前面板の詳細を示す拡大図図１ａにおける底板及び前面板を接合した状態を示す断面図

符号の説明

１底板
２前面板
３３波長形蛍光体層
４反射層
５ガラスろう層

Claims

ａ．放電容器を準備するステップと、
ｂ．次の成分
・粉末状基礎物質、
・結合剤として作用する炭酸ポリアルキレン、
・溶媒
から１つの機能層のためのペーストを製造するステップと、
ｃ．放電容器の壁の少なくとも一部にペーストを被着することによって機能層を形成するステップと、
ｄ．１つより多い機能層が設けられる場合には必要に応じてステップｂ及びｃを繰り返すステップと、
を備えることを特徴とする放電ランプの製造方法。
機能層として蛍光体層（３）を形成するために、粉末状基礎物質が蛍光体又は蛍光体混合物からなっていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
蛍光体又は蛍光体混合物が、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ、ＬａＰＯ₄：（Ｔｂ，Ｃｅ）、及び（Ｇｄ，Ｙ）ＢＯ₃：Ｅｕからなるグループから選択された１つ又は複数の成分を含んでいることを特徴とする請求項２に記載の方法。
機能層として反射層（４）を形成するために、粉末状基礎物質が反射物質又は反射物質混合物からなっていることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の方法。
反射物質又は反射物質混合物がＡｌ₂Ｏ₃及び／又はＴｉＯ₂を含んでいることを特徴とする請求項４に記載の方法。
機能層としてガラスろう層（５）を形成するために、粉末状基礎物質がガラスろう又はガラスろう混合物からなっていることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の方法。
ガラスろう又はガラスろう混合物がＰｂ−Ｂ−Ｓｉ−Ｏを含んでいることを特徴とする請求項６に記載の方法。
溶媒が酢酸エチルを含んでいることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の方法。
溶媒が二酢酸プロピレングリコールを含んでいることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の方法。
結合剤として用いられる炭酸ポリアルキレンの重量成分が約０．５〜２％、特に１〜１．５％であることを特徴とする請求項１乃至９の１つに記載の方法。
結合剤として用いられる炭酸ポリアルキレンが炭酸ポリプロピレンであることを特徴とする請求項１乃至１０の１つに記載の方法。
ペーストの被着が吹付け、塗布、又はスクリーン印刷によって行われることを特徴とする請求項１乃至１１の１つに記載の方法。
放電ランプが平型放電ランプとして構成され、放電容器が、互いに気密に接合されたほぼ平坦な２枚の板（１，２）からなっていることを特徴とする請求項１乃至１２の１つに記載の方法。
放電ランプが誘電体バリヤ放電に基づいて点灯するように設計されていることを特徴とする請求項１乃至１３の１つに記載の方法。