JP2011023291A - Fluorescent lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蛍光ランプに関する。 The present invention relates to a fluorescent lamp.
図3は、一般的なラピッドスタ−ト形の蛍光ランプ10の構造を示している。蛍光ランプ10は、直管状のガラスバルブ20を備えており、その内面には透明導電膜30がほぼ全長に亘って形成されている。そして、透明導電膜30の上には、保護層40が透明導電膜30を覆うように積層されている。さらに、保護層40の上には、蛍光体よりなる発光層50が積層されている。また、ガラスバルブ20の両端には、フィラメント60aを備えた一対の電極60,60が配置されており、ガラスバルブ20の内部には、不活性ガスや水銀が封入されている。
FIG. 3 shows the structure of a general rapid start type
透明導電膜30は、例えば酸化スズ(SnO)によって構成され(特許文献1参照)、保護層40は、例えば酸化亜鉛(ZnO)及び酸化チタン(TiO2)の混合材料によって構成され(特許文献2参照)、発光層50は、例えばハロリン酸カルシウム蛍光体Ca10(PO4)3FCl:Sb,Mnならびに希土類蛍光体から構成される(特許文献3参照)。
The transparent
蛍光ランプ10では、電極60,60間に電圧が印加されると、フィラメント60aからの電子放出が活発化することに伴い、不活性ガスの放電に対する抵抗が低下していく。そして、ガスの抵抗がガラスバルブ20の管壁抵抗を下回ったときに電極60,60の間に放電が生じて、蛍光ランプ10は点灯する。この際、透明導電膜30は、上述の管壁抵抗を低下させる導体として機能する。これにより、低い電圧が電極60,60の間に印加されている状態でも、ガスの抵抗が管壁抵抗を容易に下回るようになり、蛍光ランプ10は点灯する。
In the
ところで蛍光ランプの製造ラインでは、生産性の向上を図るために、年々生産スピードが速くなっており、近年では7000〜8000本/時間程度のスピードで生産が行われている。これに起因して、蛍光ランプの製造時において、ガラスバルブに加えられる熱や、ガラスバルブ内に封入されるガスの圧力や混合率が適正に調整されない場合には、蛍光ランプの始動特性が悪化する虞れがある。 By the way, in the production line of fluorescent lamps, the production speed is increasing year by year in order to improve productivity, and in recent years, production is performed at a speed of about 7000 to 8000 pieces / hour. Due to this, when the fluorescent lamp is manufactured, if the heat applied to the glass bulb and the pressure and mixing ratio of the gas sealed in the glass bulb are not properly adjusted, the starting characteristics of the fluorescent lamp deteriorate. There is a risk of doing.
すなわち、電圧印加時における管壁抵抗は、上述のガラスバルブに加えられる熱により変動し、また、電圧印加時におけるガスの抵抗は、上述のガスの圧力や混合率により変動する。このことから、上述のガラスバルブに加えられる熱やガスの圧力等が適正に調整されない場合には、電圧印加時において、ガスの抵抗が管壁抵抗を容易に下回らなくなることで、蛍光ランプの始動時間が長くなったり、点灯に要する電圧(電極間の放電に要する電圧)が高いものとなる。 That is, the tube wall resistance when a voltage is applied varies depending on the heat applied to the glass bulb, and the gas resistance when a voltage is applied varies depending on the pressure and mixing ratio of the gas. Therefore, if the heat applied to the glass bulb or the gas pressure is not properly adjusted, the gas resistance will not easily fall below the tube wall resistance when a voltage is applied. The time becomes longer and the voltage required for lighting (voltage required for discharge between the electrodes) becomes high.
また近年では、蛍光ランプが点灯時に発する紫外線のために、食品の劣化や、商品の色あせ等が生ずることが問題視されている。 In recent years, it has been regarded as a problem that deterioration of food, fading of goods, and the like occur due to ultraviolet rays emitted when a fluorescent lamp is turned on.
本発明は、こうした状況に鑑みてなされたものであり、低電圧で速やかに点灯することができるとともに、点灯時に紫外線を遮蔽することのできる蛍光ランプを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a fluorescent lamp that can be lit quickly at a low voltage and can block ultraviolet rays during lighting.
上記目的を達成するため、本発明に係る蛍光ランプは、両端に一対の電極が配置されて、内部に不活性ガス及び水銀が封入されるガラスバルブと、前記ガラスバルブの内面に形成される透明導電膜と、前記透明導電膜の上に形成される保護層と、前記保護層の上に形成される蛍光体よりなる発光層とを備え、前記透明導電膜は、酸化スズから形成され、前記保護層は、超微粒子の酸化亜鉛と酸化チタンとの混合材料で形成されるとともに、単位面積当たりの重量が、0.04mg/cm2以上0.1mg/cm2以下に設定され、膜厚が、2.5μm以上4.0μm以下に設定されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a fluorescent lamp according to the present invention includes a glass bulb in which a pair of electrodes are disposed at both ends and an inert gas and mercury are enclosed therein, and a transparent bulb formed on the inner surface of the glass bulb. A conductive layer, a protective layer formed on the transparent conductive layer, and a light emitting layer made of a phosphor formed on the protective layer, wherein the transparent conductive layer is made of tin oxide, protective layer, while being formed with a mixed material of titanium oxide and zinc oxide ultrafine particles, the weight per unit area is set to 0.04 mg / cm 2 or more 0.1 mg / cm 2 or less, the film thickness , 2.5 μm or more and 4.0 μm or less.
本発明の蛍光ランプによれば、保護層が、酸化チタンと酸化亜鉛との混合材料からなり、単位面積当たりの重量が0.04mg/cm2以上0.1mg/cm2以下に設定され、膜厚が2.5μm以上4.0μm以下に設定されていることで、保護層は、透明導電膜とともに、電圧印加時における管壁抵抗を低下させる導体として機能するようになる。これにより、製造時にガラスバルブ2に加えられる熱や、製造時にガラスバルブ2内に封入されるガスの圧力や混合率に影響を受けることなく、電圧印加時には、ガスの抵抗が管壁抵抗を容易に下回るようになる。これにより、本実施の形態における蛍光ランプは、低電圧で速やかに点灯する。
According to the fluorescent lamp of the present invention, the protective layer is made of a mixed material of titanium oxide zinc oxide, the weight per unit area is set to less than 0.04 mg / cm 2 or more 0.1 mg / cm 2, membrane When the thickness is set to 2.5 μm or more and 4.0 μm or less, the protective layer functions together with the transparent conductive film as a conductor that reduces the tube wall resistance during voltage application. As a result, the resistance of the gas facilitates the tube wall resistance when a voltage is applied, without being affected by the heat applied to the
また、保護層を、紫外線遮蔽機能を有する酸化チタン及び酸化亜鉛の混合材料によって構成し、さらに保護層の単位面積当たりの重量や膜厚を、上述の範囲に設定していることで、保護層による紫外線遮蔽機能が効果的に発揮される。 In addition, the protective layer is composed of a mixed material of titanium oxide and zinc oxide having an ultraviolet shielding function, and further, the weight and film thickness per unit area of the protective layer are set in the above range, so that the protective layer The ultraviolet shielding function by is effectively exhibited.
以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態における蛍光ランプ1を示す断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a
蛍光ランプ1は、図3に示した蛍光ランプ10と同様、直管状のガラスバルブ2の両端に一対の電極が配置されたラピッドスタート形の蛍光ランプであり、ガラスバルブ2の内部には、Ar,Ne,Kr,Xeからなる不活性ガスや水銀が所定量封入されている。
The
ガラスバルブ2の径は、32mm以上38mm以下に設定されており、ガラスバルブ2の内面には、酸化スズ(SnO)からなる透明導電膜3が形成されている。
The diameter of the
透明導電膜3の上には、保護層4が透明導電膜3を覆うように積層されている。保護層4は、超微粒子の酸化亜鉛と酸化チタンとの混合材料を使用して形成されたものである。保護層4の単位面積当たりの重量は、0.04mg/cm2以上0.1mg/cm2以下に設定され、保護層4の膜厚は、2.5μm以上4.0μm以下に設定されている。また、保護層4の形成に用いられる酸化亜鉛の粒子は、径が0.010μm以上0.035μm以下であり、BET比表面積(BET法により測定される比表面積の値)が40m2/g以上50m2/g以下である。
A
さらに、保護層4の上には発光層5が積層されている。発光層5は、ハロリン酸カルシウム蛍光体Ca10(PO4)3FCl:Sb,Mnと希土類蛍光体とから構成されている。希土類蛍光体は、赤が、Y2O3:Euまたは3.5MgO・0.5MgF・GeO2:Mn、緑が、LaPO4:Ce,Tb、青が、BaMg2Al16O27:Eu,(Mn)または(Sr,Ca,Ba)5(PO4)3Cl:Euの蛍光体を少なくとも一つ使用して構成されている。また、発光層5の単位面積当たりの重量は、3mg/cm2以上5mg/cm2以下に設定されている。
Further, a
本実施の形態による蛍光ランプ1によれば、保護層4が、酸化亜鉛と酸化チタンとの混合材料からなり、単位面積当たりの重量が0.04mg/cm2以上0.1mg/cm2以下に設定され、膜厚が2.5μm以上4.0μm以下に設定されていることで、保護層4は、酸化スズから構成された透明導電膜3とともに、電圧印加時における管壁抵抗を低下させる導体として機能するようになる。このため、製造時にガラスバルブ2に加えられる熱や、製造時にガラスバルブ2内に封入されるガスの圧力や混合率に影響を受けることなく、電圧印加時には、ガスの抵抗が管壁抵抗を容易に下回るようになる。これにより、本実施の形態における蛍光ランプ1は、低電圧で速やかに点灯する。
According to the
また、保護層4を、紫外線遮蔽機能を有する酸化亜鉛及び酸化チタンの混合材料によって構成し、さらに保護層4の単位面積当たりの重量や膜厚を、上述の範囲に設定していることで、保護層4による紫外線遮蔽機能が効果的に発揮される。
Further, the
本発明は、上述の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲において種々改変することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims.
例えば、本発明は、ラピッドスタート形の蛍光ランプだけではなく、高周波点灯専用形の蛍光ランプなど、その他の形式の蛍光ランプにも適用することができる。 For example, the present invention can be applied not only to a rapid start type fluorescent lamp but also to other types of fluorescent lamps such as a high frequency lighting type fluorescent lamp.
また、発光層4は、それぞれハロリン酸カルシウム蛍光体及び希土類蛍光体から構成された複数の層から構成され得る。
Further, the
次に、本発明の効果を確認するために行った試験について説明する。表1に、試験を行った実施例1〜3及び比較例の概要を示す。実施例1〜3及び比較例では、NEC製直管蛍光灯(FLR40SEX−N/M)で採用されているガラスバルブを使用している。 Next, tests conducted to confirm the effects of the present invention will be described. Table 1 shows an overview of the tested Examples 1 to 3 and the comparative example. In Examples 1 to 3 and Comparative Example, a glass bulb used in NEC straight tube fluorescent lamp (FLR40SEX-N / M) is used.
実施例1は、保護層4を、酸化亜鉛(ZnO)の粒子と酸化チタン(TiO2)の粒子とを、1:1の比率で混合した材料(10%液)によって形成している。
In Example 1, the
実施例2は、保護層4を、酸化亜鉛(ZnO)の粒子と酸化チタン(TiO2)の粒子とを、2:1の比率で混合した材料(10%液)によって形成している。
In Example 2, the
実施例3は、保護層4を、酸化亜鉛(ZnO)の粒子と酸化チタン(TiO2)の粒子とを、1:2の比率で混合した材料(10%液)によって形成している。
In Example 3, the
そして実施例1〜3では、保護層4の単位面積当たりの重量を0.04mg/cm2以上0.1mg/cm2以下に設定し、保護層4の膜厚を2.5μm以上4.0μm以下に設定した結果、透明導電膜3上への保護層4の付着量は、実施例1では289mgとなり、実施例2では267mgとなり、実施例3では274mgとなっている。
Then, in Examples 1 to 3, the weight per unit area of the
比較例は、保護層4を、酸化アルミニウム(Al2O3)によって構成している。
In the comparative example, the
なお、透明導電膜3と発光層5とについては、実施例1〜3及び比較例のいずれにおいても、上記実施の形態で述べた条件に従って形成している。
The transparent
表2は、実施例1〜3及び比較例に対して行った始動性確認試験の結果である。 Table 2 shows the results of the startability confirmation test performed on Examples 1 to 3 and the comparative example.
実施例1〜3及び比較例では、蛍光ランプの安定作動状態におけるランプ電流・ランプ電圧・ランプ電力は同程度になるものの、始動電圧及び低温始動電圧については、実施例1〜3は、比較例に比して小さくなることが確認された。 In Examples 1 to 3 and Comparative Example, the lamp current, lamp voltage, and lamp power in the stable operation state of the fluorescent lamp are approximately the same. However, with respect to the starting voltage and the low temperature starting voltage, Examples 1 to 3 are comparative examples. It was confirmed to be smaller than
表3は、実施例1〜3及び比較例に対して行った紫外線遮蔽効果試験の結果を示している。 Table 3 shows the results of the ultraviolet shielding effect test performed on Examples 1 to 3 and the comparative example.
表3に示すように、実施例1〜3は、比較例に比して、紫外線の波長領域(280nm以上360nm以下)における分光放射強度が小さくなることが確認された。 As shown in Table 3, in Examples 1 to 3, it was confirmed that the spectral radiant intensity in the ultraviolet wavelength region (280 nm to 360 nm) was smaller than that of the comparative example.
また、表3の紫外線遮蔽率は、実施例1〜3及び比較例の蛍光ランプの点灯時における紫外線遮蔽率を示している。比較例では、紫外線を全く遮蔽することができなかったのに対して、実施例1〜3では、紫外線を99%〜100%といった高確率で遮蔽できることが確認された。 Moreover, the ultraviolet-ray shielding rate of Table 3 has shown the ultraviolet-ray shielding rate at the time of lighting of the fluorescent lamp of Examples 1-3 and a comparative example. In the comparative example, ultraviolet rays could not be shielded at all, but in Examples 1 to 3, it was confirmed that the ultraviolet rays could be shielded with a high probability of 99% to 100%.
図2は、実施例1〜3及び比較例の分光分布を示す図であり、縦軸が相対分光パワー(%)であり、横軸が波長(nm)である。図2に示すように、実施例1〜3では、紫外線の波長領域(280nm以上360nm)において、相対分光パワーが、ほぼ0%で推移している。これに対して、比較例では、紫外線の波長領域(280nm以上360nm)において、相対分光パワーが0.5%〜1%の範囲で推移している。このことから、実施例1〜3は、比較例に比して、紫外線の波長領域において優れた遮断特性を有することが確認された。 FIG. 2 is a graph showing the spectral distributions of Examples 1 to 3 and the comparative example, where the vertical axis is relative spectral power (%) and the horizontal axis is wavelength (nm). As shown in FIG. 2, in Examples 1 to 3, the relative spectral power changes at approximately 0% in the ultraviolet wavelength region (280 nm to 360 nm). On the other hand, in the comparative example, the relative spectral power changes in the range of 0.5% to 1% in the ultraviolet wavelength region (280 nm to 360 nm). From this, it was confirmed that Examples 1 to 3 have excellent blocking characteristics in the ultraviolet wavelength region as compared with the comparative example.
その他、本発明の好適な変形として、以下の構成が含まれる。 Other suitable modifications of the present invention include the following configurations.
本発明に係る蛍光ランプについて、好ましくは、前記保護層の形成に用いる酸化亜鉛の粒子は、径が0.010μm以上0.035μm以下であり、BET比表面積が、40m2/g以上50m2/g以下であることを特徴とする。 In the fluorescent lamp according to the present invention, preferably, the zinc oxide particles used for forming the protective layer have a diameter of 0.010 μm to 0.035 μm and a BET specific surface area of 40 m 2 / g to 50 m 2 /. g or less.
また好ましくは、前記発光層の単位面積当たりの重量は、3mg/cm2以上5mg/cm2以下に設定されることを特徴とする。 Preferably, the weight per unit area of the light emitting layer is set to 3 mg / cm 2 or more and 5 mg / cm 2 or less.
また好ましくは、前記発光層は、ハロリン酸カルシウム蛍光体Ca10(PO4)3FCl:Sb,Mnと希土類蛍光体とから構成され、前記希土類蛍光体は、赤が、Y2O3:Euまたは3.5MgO・0.5MgF・GeO2:Mn、緑が、LaPO4:Ce,Tb、青が、BaMg2Al16O27:Eu,(Mn)または(Sr,Ca,Ba)5(PO4)3Cl:Euの蛍光体を少なくとも一つ使用して構成されていることを特徴とする。 Further preferably, the light emitting layer is composed of a calcium halophosphate phosphor Ca 10 (PO 4 ) 3 FCl: Sb, Mn and a rare earth phosphor, and the rare earth phosphor has a red color of Y 2 O 3 : Eu or 3.5MgO · 0.5MgF · GeO 2 : Mn, green is LaPO 4 : Ce, Tb, blue is BaMg 2 Al 16 O 27 : Eu, (Mn) or (Sr, Ca, Ba) 5 (PO 4 ) 3 Cl: characterized in that it is constituted by at least one uses the phosphor Eu.
1 蛍光ランプ
2 ガラスバルブ
3 透明導電膜
4 保護層
5 発光層
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ガラスバルブの内面に形成される透明導電膜と、
前記透明導電膜の上に形成される保護層と、
前記保護層の上に形成される蛍光体よりなる発光層とを備え、
前記透明導電膜は、酸化スズから形成され、
前記保護層は、超微粒子の酸化亜鉛と酸化チタンとの混合材料で形成されるとともに、単位面積当たりの重量が、0.04mg/cm2以上0.1mg/cm2以下に設定され、膜厚が、2.5μm以上4.0μm以下に設定されることを特徴とする蛍光ランプ。 A glass bulb in which a pair of electrodes are arranged at both ends, and an inert gas and mercury are enclosed inside,
A transparent conductive film formed on the inner surface of the glass bulb;
A protective layer formed on the transparent conductive film;
A light emitting layer made of a phosphor formed on the protective layer,
The transparent conductive film is formed from tin oxide,
The protective layer, while being formed with a mixed material of titanium oxide and zinc oxide ultrafine particles, the weight per unit area is set to 0.04 mg / cm 2 or more 0.1 mg / cm 2 or less, the film thickness Is set to 2.5 μm or more and 4.0 μm or less.
前記希土類蛍光体は、赤が、Y2O3:Euまたは3.5MgO・0.5MgF・GeO2:Mn、緑が、LaPO4:Ce,Tb、青が、BaMg2Al16O27:Eu,(Mn)または(Sr,Ca,Ba)5(PO4)3Cl:Euの蛍光体を少なくとも一つ使用して構成されていることを特徴とする請求項1に記載の蛍光ランプ。 The light emitting layer is composed of a calcium halophosphate phosphor Ca 10 (PO 4 ) 3 FCl: Sb, Mn and a rare earth phosphor,
In the rare earth phosphor, red is Y 2 O 3 : Eu or 3.5MgO · 0.5MgF · GeO 2 : Mn, green is LaPO 4 : Ce, Tb, and blue is BaMg 2 Al 16 O 27 : Eu. , (Mn) or (Sr, Ca, Ba) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu is used for the fluorescent lamp according to claim 1.
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- 2009-07-17 JP JP2009169004A patent/JP2011023291A/en active Pending
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