JP2012004037A

JP2012004037A - 蛍光ランプ

Info

Publication number: JP2012004037A
Application number: JP2010139636A
Authority: JP
Inventors: Koji Nomura; 幸二野村
Original assignee: NEC Lighting Ltd
Current assignee: Hotalux Ltd
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2012-01-05

Abstract

【課題】管内に封入するガスの圧力、種類および混合比の影響を少なくし、点灯始動特性を改善することが可能な蛍光ランプを提供する。
【解決手段】蛍光ランプ１は、ガラス管１０と、透明導電膜１１と、補助保護層１２と、蛍光体層１３を備える。透明導電膜１１は、ガラス管１０の内面に成膜される。補助保護層１２は、透明導電膜１１の上に粒子径が０．０１０ないし０．０３５μｍ、かつ、比表面積が４０ないし５０ｍ^２／ｇ、である酸化亜鉛（ＺｎＯ）で形成される。蛍光体層１３は、補助保護層１２の上に、ハロリン酸カルシウム蛍光体（Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_３ＦＣｌ：Ｓｂ，Ｍｎ）および希土類蛍光体で形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、蛍光ランプに関する。

年々コストダウン施策として蛍光ランプの生産スピードが増しており、近年、生産は７０００ないし８０００本／時間で行われている。

蛍光ランプの製造にあたり、生産にかかる時間を短くし、かつ、品質を維持する製造方法が求められる。

特許文献１には、黒化などが抑制されて高い光束を維持する一方、蛍光ランプの寿命末期まですぐれた美観を保持するラピッドスタート型蛍光ランプ、全長に亘り一定の演色性を呈する高演色型蛍光ランプ、および照明装置が記載されている。その技術は、水銀および希ガスを含む封入ガスが充填された光透過性ガラス管と、ガラス管の内壁面に軸方向に延設され始動電極膜と、始動電極膜を含むガラス管内壁面に設けられた半導電性酸化物から成る保護膜と、保護膜面上に設けられた粒径６μｍ以上のハロリン酸カルシウム蛍光体、もしくは粒径６μｍ以上の３波長発光形の蛍光体粒子を含有する蛍光層と、封入ガス中で陽光柱放電を維持するための手段を具備する技術である。

特許文献２には、蛍光ランプの保護膜などに好適であり、緻密で連続な保護膜となり、保護膜塗布と蛍光体塗布とを連続して行うことができる金属酸化物被膜形成材料および蛍光ランプが記載されている。その方法は、比表面積６ｍ^２／ｇ以上の酸化亜鉛および／または比表面積９ｍ^２／ｇ以上の酸化チタンを水中に懸濁し、その平均分散粒径を１５００Å以下にすること方法である。

特開２０００−２８５８６１号公報特開平７−１３８４９９号公報

特許文献１では、点灯時における水銀が始動電極膜との間で絶縁破壊を起こすなどして黒化するのを防止するために、膜の抵抗を高めることを目的として、蛍光体の下地の保護層を設けず、粒子径の大きい蛍光体を用いる方法が行われている。特許文献２では、水銀あるいは紫外線の浸透に起因するガラスの黒化を防止するために、付着量を適正とした保護膜の形成のために、金属酸化物被膜形成材料の選択が行われている。特許文献１および特許文献２は、ともに、保護膜などの形成が不十分となるのを防止する点では共通であるが、生産スピードが増すことにより保護膜の形成が不十分となるおそれについては考慮されていない。また、使用時において、保護膜と蛍光体層および蛍光ランプに封入するガスの組合せ、などについて一切考慮されていない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、管内に封入するガスの圧力、種類および混合比の影響を少なくし、点灯始動特性を改善することが可能な蛍光ランプを提供することを目的とする。

本発明にかかる蛍光ランプは、
ガラス管と、
前記ガラス管の内面に成膜された透明導電膜と、
前記透明導電膜の上に粒子径が０．０１０ないし０．０３５μｍ、かつ、比表面積が４０ないし５０ｍ^２／ｇ、である酸化亜鉛（ＺｎＯ）で形成された補助保護層と、
前記補助保護層の上に、ハロリン酸カルシウム蛍光体（Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_３ＦＣｌ：Ｓｂ，Ｍｎ）および希土類蛍光体で形成された蛍光体層と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、管内に封入するガスの圧力、種類および混合比の影響を少なくし、点灯始動特性を改善する。

本発明に係る蛍光ランプの概略断面図である。本発明の実施例に係る蛍光ランプの、補助保護層の量による始動特性の変化を示す図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付す。

図１は、本発明に係る蛍光ランプの概略断面図である。蛍光ランプ１は、ガラス管１０と、透明導電膜１１と、補助保護層１２と、蛍光体層１３を備える。蛍光ランプ１に用いるガラス管１０の径は、３２ｍｍないし３８ｍｍのものを用いる。

透明導電膜１１は、ガラス管１０の内面に成膜される。透明導電膜１１は、酸化錫（ＳｎＯ_２）を用いる。

補助保護層１２は、透明導電膜１１の上に、粒子径が０．０１０ないし０．０３５μｍ、かつ、比表面積が４０ないし５０ｍ^２／ｇ、である酸化亜鉛（ＺｎＯ）で形成される。また、補助保護層１２は、１ｃｍ^２あたり０．０４ｍｇ以上０．１ｍｇ以下で形成される。

蛍光体層１３は、補助保護層１２の上に、ハロリン酸カルシウム蛍光体（Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_３ＦＣｌ：Ｓｂ，Ｍｎ）および希土類蛍光体で形成される。蛍光体層１３は、１ｃｍ^２あたり３ｍｇ以上５ｍｇ以下で形成される。

希土類蛍光体は、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕまたは３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ・ＧｅＯ_２：Ｍｎである赤色蛍光体、ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂである緑色蛍光体、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ，Ｍｎまたは（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）_５（ＰＯ_４）_３Ｃｌ：Ｅｕである青色蛍光体のうち少なくとも１つを含む。

ラピッドスタート形蛍光ランプは、両端に電圧を印加すると同時にガラス管内面に酸化錫膜（透明導電膜）を導体としてフィラメントを予熱しながら、電子放出状態が活発化して、ガス内の抵抗が管壁抵抗よりも低くなったときに放電しランプが点灯する。

関連する蛍光ランプにおいては、補助保護層１２を備えておらず、蛍光ランプ１製造時の焼成工程において、ある一定温度以上の熱が加わることにより、透明導電膜１１の膜厚が不均一になるなど膜形成が安定しにくくなり、導体抵抗が変化し、その結果、ガラス管１０の管壁抵抗の最適値が変動しやすくなる。

本実施の形態に係る蛍光ランプ１は、酸化錫（ＳｎＯ_２）による透明導電膜１１を補助するように酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる膜、すなわち補助保護層１２を備えている。この補助保護層１２により透明導電膜１１の機能を補助し、導体抵抗の変化を低減させ、管壁抵抗の最適値をほぼ一定に保つことができる。その結果、ランプ管内に封入されるガス圧の変動や混合ガスにおいての混合率を変化させた場合においても抵抗値が安定し、フィラメント間の抵抗値も安定し、ランプ始動特性が向上する。また、補助保護層１２を備えることで、始動電圧を低くでき放電開始を容易とするため、速やかにランプ点灯が可能となる。

図２は、本発明の実施例に係る蛍光ランプの、補助保護層の量による始動特性の変化を示す図である。

実施例に用いる蛍光ランプ１の製造は、まず、ガラス管１０内面に、化学蒸着（ＣＶＤ：ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などを用いて酸化錫（ＳｎＯ_２）を結晶成膜させて透明導電膜１１を成膜させる。次に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を分散させた分散液を塗布したもの（塗膜）を、ランプ生産工程にて焼成して補助保護層１２を形成させる。そして、ハロリン酸カルシウム蛍光体（Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_３ＦＣｌ：Ｓｂ，Ｍｎ）および希土類蛍光体からなる蛍光体を塗布し焼成して蛍光体層１３を形成させる。

補助保護層１２の酸化亜鉛（ＺｎＯ）分散液の塗膜と、蛍光体層１３の蛍光体の塗布は、連続して行うことができ、後の工程のランプ生産工程にて、同時に焼成することができる。

本実施例では、補助保護層１２である酸化亜鉛（ＺｎＯ）で形成する層の量を変化させたときの、蛍光ランプ１の始動特性の変化を測定している。本実施の形態に係る蛍光ランプ１の補助保護層１２に用いる酸化亜鉛（ＺｎＯ）は、単位面積（１ｃｍ^２）あたり０．０４ｍｇ以上０．１ｍｇ以下で形成するため、比較対象用を含めたサンプルは、なし（図中のハイフン、０ｍｇを示す）、０．０４ｍｇ、０．０７ｍｇ、０．１ｍｇ、０．２ｍｇの計５種類を用意した。

図２より、サンプルに使用する酸化亜鉛の量が増えるにつれて、始動電圧が小さくなり、放電開始が容易となることがいえる。ただし、酸化亜鉛の量が０．１ｍｇの場合と０．２ｍｇの場合の始動電圧が同等であることから、酸化亜鉛の量は０．１ｍｇ以上の場合は量に関わらずに、始動電圧はほぼ一定であることがいえる。

また、光束について、酸化亜鉛の量が少ない方が、光束は大きく明るくなることがいえる。酸化亜鉛がないサンプルと本実施例のサンプル（酸化亜鉛の量が０．０４ｍｇ、０．０７ｍｇおよび０．１ｍｇである３種類のサンプル）は、おおよそ３２００Ｌｍ程度であり、光束はほぼ同等であることがいえる。しかし、酸化亜鉛の量が０．２ｍｇにおいては、光束は小さくなることがわかった。

よって、本実施例のサンプルは、始動電圧が低く、かつ、所定以上の光束を維持できることがいえる。特に、補助保護層１２に用いる酸化亜鉛（ＺｎＯ）を、単位面積（１ｃｍ^２）あたり０．０４ｍｇ以上０．１ｍｇ以下にすることが好ましい。

以上、説明したように、本実施の形態によれば、管内に封入するガスの圧力、種類および混合比の影響を少なくし、点灯始動特性を改善することができる。

透明導電膜に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる補助保護層を備えることで、透明導電膜を補助し始動時の電圧を低くすることが可能である。その結果、点灯始動特性が改善する。また、管内に封入するガスの圧力、種類および混合比の影響を少なくすることができる。

その他、蛍光体層に用いる希土類蛍光体について、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体の選択により単色蛍光ランプもしくは白色蛍光ランプのどちらの場合にも本発明を用いることができる。

蛍光ランプの種類は、冷陰極蛍光ランプだけでなく、熱陰極蛍光ランプや外部電極型蛍光ランプであってもよい。蛍光ランプの形状についても、直管形や環形など、任意に設定できる。本発明を用いた蛍光ランプは、照明器具に使用するだけでなく、バックライト光源として用いた液晶モニタおよびディスプレイなどであってもよい。

蛍光ランプの特徴について、ラッピドスタート形だけでなく、その他の構造においても適用ができる。また、スタータ形や高周波点灯専用形など蛍光体塗布構造が一層、二層タイプでも効果がある。

上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）ガラス管と、
前記ガラス管の内面に成膜された透明導電膜と、
前記透明導電膜の上に粒子径が０．０１０ないし０．０３５μｍ、かつ、比表面積が４０ないし５０ｍ^２／ｇ、である酸化亜鉛（ＺｎＯ）で形成された補助保護層と、
前記補助保護層の上に、ハロリン酸カルシウム蛍光体（Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_３ＦＣｌ：Ｓｂ，Ｍｎ）および希土類蛍光体で形成された蛍光体層と、
を備えることを特徴とする蛍光ランプ。

（付記２）前記補助保護層は、１ｃｍ^２あたり０．０４ｍｇ以上０．１ｍｇ以下で形成されることを特徴とする付記１に記載の蛍光ランプ。

（付記３）前記蛍光体層は、１ｃｍ^２あたり３ｍｇ以上５ｍｇ以下で形成されることを特徴とする付記１または２に記載の蛍光ランプ。

（付記４）前記希土類蛍光体は、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕまたは３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ・ＧｅＯ_２：Ｍｎである赤色蛍光体、ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂである緑色蛍光体、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ，Ｍｎまたは（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）_５（ＰＯ_４）_３Ｃｌ：Ｅｕである青色蛍光体のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする付記１ないし３のいずれかに記載の蛍光ランプ。

（付記５）前記透明導電膜は、酸化スズ（ＳｎＯ_２）であることを特徴とする付記１ないし４のいずれかに記載の蛍光ランプ。

１蛍光ランプ
１０ガラス管
１１透明導電膜
１２補助保護層
１３蛍光体層

Claims

ガラス管と、
前記ガラス管の内面に成膜された透明導電膜と、
前記透明導電膜の上に粒子径が０．０１０ないし０．０３５μｍ、かつ、比表面積が４０ないし５０ｍ^２／ｇ、である酸化亜鉛（ＺｎＯ）で形成された補助保護層と、
前記補助保護層の上に、ハロリン酸カルシウム蛍光体（Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_３ＦＣｌ：Ｓｂ，Ｍｎ）および希土類蛍光体で形成された蛍光体層と、
を備えることを特徴とする蛍光ランプ。
前記補助保護層は、１ｃｍ^２あたり０．０４ｍｇ以上０．１ｍｇ以下で形成されることを特徴とする請求項１に記載の蛍光ランプ。
前記蛍光体層は、１ｃｍ^２あたり３ｍｇ以上５ｍｇ以下で形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の蛍光ランプ。
前記希土類蛍光体は、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕまたは３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ・ＧｅＯ_２：Ｍｎである赤色蛍光体、ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂである緑色蛍光体、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ，Ｍｎまたは（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）_５（ＰＯ_４）_３Ｃｌ：Ｅｕである青色蛍光体のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の蛍光ランプ。
前記透明導電膜は、酸化スズ（ＳｎＯ_２）であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の蛍光ランプ。