JP4198310B2

JP4198310B2 - 平板形蛍光ランプ

Info

Publication number: JP4198310B2
Application number: JP2000278291A
Authority: JP
Inventors: 隆太田; 昌宏前田
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2000-09-13
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2020-09-13
Also published as: JP2002093370A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平板形蛍光ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
平板形蛍光ランプは、例えば、特開平９−８２２７９号公報や特開平１１−２０４０８０号公報に示されているように、平板状で厚み方向に直交する面内に渦巻き状の螺旋溝を有するガラス製のランプ本体と、前記螺旋溝の内周面を反射層および蛍光体層で被覆して形成されてランプ本体内に位置する渦巻き状の放電経路と、ランプ本体の開口部に接合されて同ランプ本体を密閉するガラス製の蓋体と、ランプ本体に配設されて放電経路の各端部に臨む一対の放電電極を備えている。当該平板形蛍光ランプにおいては、ランプ本体および蓋体はソーダ石灰ガラスにて構成されているとともに、ランプ本体と蓋体とがフリットを接着剤として互いに接合されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、当該平板形蛍光ランプにおいては、放電経路はランプ本体の螺旋溝の内周面を反射層および蛍光体層で被覆して形成されているもので、ランプ本体の底部からの光の透過を反射層にて遮断することにより、蓋体を透過する発光出力を向上すべく配慮されている。しかしながら、ランプ本体は、一般にソーダ石灰ガラスにて構成されていることから透明で、光の透過性が高い。このため、ランプ本体の底部側からの光の透過を十分に遮断するには、螺旋溝の内周面を被覆する反射層を厚く構成する必要がある。
【０００４】
また、ランプ本体の螺旋溝の内周面を反射層および蛍光体層で被覆するには、反射層剤および蛍光体層剤を螺旋溝の内周面に焼付ける手段が採られる。このため、ランプ本体の螺旋溝の内周面に反射層および蛍光体層を形成する工程では、ランプ本体は急激な加熱と冷却に曝されて、ランプ本体に過大な熱的衝撃による割れ等の損傷が発生して、反射層および蛍光体層の形成工程での歩留まりが大きく低下することになる。
【０００５】
さらにまた、ランプ本体と蓋体との接合では、ランプ本体、蓋体およびフリットを、フリットの軟化点の近傍に加熱して行われるが、この際、ランプ本体は熱変形するおそれがあることから、このランプ本体の熱変形を阻止するために、接合工程では、ランプ本体を専用の保持冶具で保持する必要がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、この種形式の平板形蛍光ランプにおいて、ランプ本体の反射層の厚みを可能なかぎる薄くすること、ランプ本体の螺旋溝上への反射層および蛍光体層の形成時のランプ本体における熱的衝撃に起因する損傷の発生を低減させること、ランプ本体と蓋体との接合時のランプ本体の熱変形を抑制して、接合工程においてランプ本体を保持するための専用の保持冶具の使用を廃止することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は平板形蛍光ランプに関し、特に、平板状で厚み方向に直交する面内に渦巻き状の螺旋溝を有するガラス製のランプ本体と、前記螺旋溝の内周面を反射層および蛍光体層で被覆して形成されて前記ランプ本体内に位置する渦巻き状の放電経路と、前記ランプ本体の開口部に接合されて同ランプ本体を密閉するガラス製の蓋体と、前記ランプ本体に配設されて前記放電経路の各端部に臨む一対の放電電極を備えた平板形蛍光ランプを適用対象とするものである。
【０００８】
しかして、本発明に係る平板形蛍光ランプにおいては、前記ランプ本体が結晶化ガラスで構成され、かつ、前記蓋体が非晶質ガラスで構成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明に係る平板形蛍光ランプにおいては、前記ランプ本体と前記蓋体とがフリットを介して接合されている場合には、前記ランプ本体を、前記蓋体を構成する非晶質ガラスと同等の熱膨張係数を有する結晶化ガラスにて構成するようにすることができる。この場合、前記ランプ本体を構成する結晶化ガラスとしては、Ｌｉ_２Ｏ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系の成分でＬｉ_２Ｏ−２ＳｉＯ_２を主結晶相とする結晶化ガラスを採用することができる。
【００１０】
なお、本発明に係る平板形蛍光ランプにおいては、蓋体を蛍光体層で被覆する態様を採ることができる。
【００１１】
【発明の作用・効果】
本発明に係る平板形蛍光ランプにおいては、ランプ本体を結晶化ガラスにて構成している。ランプ本体は、結晶化ガラスのガラス原料を使用して成形されるが、ガラス原料は溶融状態でランプ本体の形状に成形され、成形状態で熱処理されてガラス成分の一部が無数の微粒子状に析出して結晶化される。これにより、ランプ本体は結晶化ガラスで構成されて不透明で白色を呈するものとなる。
【００１２】
このため、ランプ本体それ自体は、従来のランプ本体に比較して光透過性が極めて低く、光の透過を阻止すべく形成する放電経路の反射層を、従来の平板形蛍光ランプに比較して大幅に薄くすることができる。また、ランプ本体は結晶化ガラスに起因して耐熱強度が高いため、ランプ本体の螺旋溝上へ反射層および蛍光体層を形成する工程で曝される急激な加熱、冷却等の過激な熱的雰囲気に対して極めて強く、ランプ本体の過大な熱的衝撃による損傷が防止される。このため、ランプ本体の反射層および蛍光体層の形成時の歩留まりを大幅に向上させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る平板形蛍光ランプにおいて、ランプ本体と蓋体をフリットを介して接合する構成を採る場合には、ランプ本体を、蓋体を構成する非晶質ガラスと同等の熱膨張係数を有する結晶化ガラス、例えば、Ｌｉ_２Ｏ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系を主成分とし主結晶相がＬｉ_２Ｏ−２ＳｉＯ_２である結晶化ガラスを採用するようにすれば、ランプ本体は、接合工程で付与される加熱による熱変形の発生が防止されるため、接合工程において、ランプ本体の熱変形を阻止すべく使用される専用の保持冶具の使用を廃止することができる。また、ランプ本体を構成する結晶化ガラスは熱伝導率が非晶質ガラスに比較して極めて高くて、ランプ本体はフリットとの濡れ性が良いことから、ランプ本体と蓋体との接合時におけるフリットの使用量を低減し得るとともに、接合時間を短縮することができる。
【００１４】
さらにまた、本発明に係る平板形蛍光ランプにおいて、ランプ本体に、放電電極を収容するガラスチューブや、密閉状態のランプ本体内の空気を排出させるためのガラスチューブを設ける場合には、ガラスチューブとランプ本体、および、ランプ本体と蓋体をフリットを介して接合する手段を採用して、何らの熱的悪影響を受けることなく、これらの接合を同時にかつ的確に行うことができるという利点がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る平板形蛍光ランプの一例を示すもので、平板形蛍光ランプは、ランプ本体１０ａ、放電経路１０ｂ、蓋体１０ｃ、および、放電電極を収容した一対の収容体２０ａ，２０ｂにて構成されている。
【００１６】
ランプ本体１０ａは、上方が開口する皿状を呈する平板状のもので、結晶化ガラスにて構成されていて、白色で不透明の外観を呈している。ランプ本体１０ａは、図１〜図３に示すように、円形状の底部１１と、底部１１から所定高さ突出する円環状の外周壁部１２と、底部１１から逆Ｖ字状に所定高さ突出する螺旋状の隔壁部１３からなり、隔壁部１３は外周壁部１２から中心部の近傍に螺旋状に延びている。外周壁部１２および隔壁部１３は、外周壁部１２から中心部に至る螺旋溝１４を形成している。また、底部１１における螺旋溝１４の内周側端部と外周側端部に対応する部位には、円形孔１５，１６が形成されている。放電経路１０ｂは、ランプ本体１０ａの螺旋溝１４を基体とするもので、図３にその拡大した部分断面を示すように、螺旋溝１４の内周面の全面に反射層１７および蛍光体層１８を形成して、螺旋溝１４の内周面を反射層１７および蛍光体層１８で被覆することにより形成されている。
【００１７】
ランプ本体１０ａは、底部１１に対向する上方が開口しているもので、同開口部は蓋体１０ｃにて密閉されている。蓋体１０ｃは、非晶質ガラスにて構成されていて無色で透明の外観を呈し、一側面が蛍光体層１９で被覆されている。蓋体１０ｃは、ランプ本体１０ａにおける外周壁部１２および隔壁部１３の頂部との間にフリットを介在させ、フリットを溶融させて接合されている。
【００１８】
各収容体２０ａ，２０ｂは、円筒状のガラスチューブ２１内に、放電電極２２、および、放電電極２２の両端部に接続された各導線２３を有するステム２４を配設してなるもので、ガラスチューブ２１の一端側開口部にて、ランプ本体１０ａの底部１１における各円形孔１５，１６に対応する下面側の部位に、フリットを介して接合されている。一方の収容体２０ａのガラスチューブ２１は、その一端側にて円形孔１５を通して、ランプ本体１０ａ内の放電経路１０ｂの内周側端部に開口して連通している。また、他方の収容体２０ｂのガラスチューブ２１は、その一端側にて円形孔１６を通して、ランプ本体１０ａ内の放電経路１０ｂの外周側端部に開口して連通している。各ガラスチューブ２１の他端部は、封止されている。
【００１９】
これにより、各放電電極２２は、ランプ本体１０ａと蓋体１０ｃとが形成する容器内の放電経路１０ｂの内周側および外周側の各端部の下方に臨んでいる。なお、当該平板形蛍光ランプにおいては、図示しない排気孔を通して当該容器内が排気されていて、容器内には不活性ガスと水銀が封入されている。
【００２０】
当該平板形蛍光ランプは、従来のこの種形式の平板形蛍光ランプと同様のランプ機能を有するもので、両放電電極２２間で放電がなされると、両放電電極２２間で発生した放電はランプ本体１０ａ内に位置する放電経路１０ｂに沿って流動し、放電経路１０ｂでは紫外線を吸収して可視光線を放出する。この可視光線は、蓋体１０ｃを透過して外部へ出力される。
【００２１】
しかして、当該平板形蛍光ランプにおいては、ランプ本体１０ａは結晶化ガラスにて構成されており、かつ、蓋体１０ｃは非晶質ガラスにて構成されている。蓋体１０ｃは、具体的にはソーダ石灰ガラスで構成されており、ランプ本体１０ａはソーダ石灰ガラスと同等の熱膨張係数（８７×１０^−７／℃）の結晶化ガラスで構成されている。ランプ本体１０ａは、より具体的には、Ｌｉ_２Ｏ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２を主要成分とし、主結晶相がＬｉ_２Ｏ−２ＳｉＯ_２である結晶化ガラスにて構成されている。これにより、ランプ本体１０ａは不透明で白色の外観を呈している。なお、非晶質ガラスで構成されている蓋体１０ｃは無色で透明の外観を呈している。
【００２２】
ランプ本体１０ａを製造するには、Ｌｉ_２Ｏ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系を主用成分とするガラス原料を約１４００℃で溶融してガラス化して、ランプ本体１０ａと同一形状の成形体を成形し、成形された成形体を一旦５２０℃で１時間保持した後、所定の速度で８５０℃に昇温し、８５０℃で４時間保持する熱処理に付し、その後冷却する。この熱処理により、成形体を構成するガラス中では、ＬｉＯ_２−２ＳｉＯ_２の約１μｍ大の微粒子が無数に析出して結晶化される。これにより、白色で不透明を呈するランプ本体１０ａが形成される。当該ランプ本体１０ａは、外観が白色不透明で、軟化温度が８００℃以上、熱膨張係数が８７×１０^−７／℃、曲げ強度が３００ＭＰａである。
【００２３】
このように形成されたランプ本体１０ａには、その内側の全ての面、すなわち、底部１１の表面、外周壁部１２の内周面、および隔壁部１３の両表面に反射層１７を形成するとともに、反射層１７上に蛍光体層１８を形成して、ランプ本体１０ａの内周面の全面を反射層１７および蛍光体層１８で被覆する。これにより、ランプ本体１０ａの螺旋溝１４の部位が放電経路１０ｂに形成される。反射層１７および蛍光体層１８を被覆するには、常用される反射層剤、蛍光体層剤を蒸着する手段が採られる。
【００２４】
このように構成した平板形蛍光ランプにおいては、ランプ本体１０ａは結晶化ガラスにて構成されていて、白色で不透明の外観を呈する。このため、ランプ本体１０ａそれ自体は、従来のランプ本体に比較して光透過性が極めて低く、光の透過を阻止すべく被覆する反射層１７を、従来の平板形蛍光ランプに比較して大幅に薄くすることができる。
【００２５】
図４に示すグラフは、本発明に係る平板形蛍光ランプを構成する一例に係るランプ本体１０ａの放電経路１０ｂを形成する前の結晶化ガラス製成形体（主結晶相がＬｉＯ_２−２ＳｉＯ_２）の光透過性と、従来のランプ本体の放電経路を形成する前の非晶質ガラス製成形体（ソーダライムガラス）の光透過性を比較したものである。
【００２６】
当該グラフにおいては、横軸が透過光の波長（ｎｍ）を示しかつ縦軸が透過率（％）を示しており、グラフ１は結晶化ガラス製成形体の光透過性であり、グラフ２は非晶質ガラス製成形体の光透過性である。これらのグラフを比較すれば明らかなように、使用領域においては、結晶化ガラス製成形体の光透過率は極めて低く、これとは逆に、非晶質ガラス製成形体の光透過率は極めて高いことが認められる。従って、結晶化ガラス製成形体であるランプ本体１０ａにおいては、非晶質ガラス製成形体であるランプ本体に比較して、反射層１７を極めて薄くし得ることが理解できる。
【００２７】
また、ランプ本体１０ａは結晶化ガラスに起因して耐熱強度が高いため、ランプ本体１０ａの内周面への反射層１７および蛍光体層１８を形成する工程で曝される急激な加熱、冷却等の過大な熱的衝撃に対して極めて強く、ランプ本体１０ａの過大な熱的衝撃に起因する損傷が防止される。このため、ランプ本体１０ａの反射層１７および蛍光体層１８の形成時の歩留まりを大幅に向上させることができる。
【００２８】
また、当該平板形蛍光ランプにおいて、ランプ本体１０ａは蓋体１０ｃや収容体２０ａ，２０ｂを構成するガラスチューブ２１と同等の熱膨張係数を有する結晶化ガラスに構成されているため、ランプ本体１０ａと蓋体１０ｃ、ランプ本体１０ａとガラスチューブ２１をフリットを介して接合する接合工程において、ランプ本体１０ａは、付与される加熱による熱変形の発生が抑制されるため、接合工程において、従来、ランプ本体の熱変形を阻止するために使用される専用の保持冶具の使用を廃止することができる。また、ランプ本体１０ａを構成する結晶化ガラスは、熱伝導率が非晶質ガラスに比較して極めて高く、ランプ本体１０ａはフリットとの濡れ性が良いことから、ランプ本体１０ａと蓋体１０ｃとの接合時におけるフリットの使用量を低減し得るとともに、接合時間を短縮することができる。当該平板形蛍光ランプは、これらの点でも大きな利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例に係る平板形蛍光ランプの縦断面図である。
【図２】同平板形蛍光ランプを構成するランプ本体の平面図である。
【図３】同平板形蛍光ランプの一部を拡大した部分縦断面図である。
【図４】同ランプ本体を構成する結晶化ガラス製成形体の光透過性と従来のランプ本体を構成する非晶質ガラス製成形体の光透過性を対比するグラフである。
【符号の説明】
１０ａ…ランプ本体、１０ｂ…放電経路、１０ｃ…蓋体、１１…底部、１２…外周壁部、１３…隔壁部、１４…螺旋溝、１５，１６…円形孔、１７…反射層、１８，１９…蛍光体層、２０ａ，２０ｂ…収容体、２１…ガラスチューブ、２２…放電電極、２３…導線、２４…ステム。

Claims

平板状で厚み方向に直交する面内に渦巻き状の螺旋溝を有するガラス製のランプ本体と、前記螺旋溝の内周面を反射層および蛍光体層で被覆して形成されて前記ランプ本体内に位置する渦巻き状の放電経路と、前記ランプ本体の開口部に接合されて同ランプ本体を密閉するガラス製の蓋体と、前記ランプ本体に配設されて前記放電経路の各端部に臨む一対の放電電極を備えた平板形蛍光ランプであり、前記ランプ本体は結晶化ガラスで構成され、かつ、前記蓋体は非晶質ガラスにて構成されていることを特徴とする平板形蛍光ランプ。
請求項１に記載の平板形蛍光ランプにおいて、前記ランプ本体と前記蓋体とはフリットを介して接合されていて、前記ランプ本体は前記蓋体を構成する非晶質ガラスと同等の熱膨張係数を有する結晶化ガラスにて構成されていることを特徴とする平板形蛍光ランプ。
請求項１または２に記載の平板形蛍光ランプにおいて、前記ランプ本体を構成する結晶化ガラスは、Ｌｉ_２Ｏ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系の成分でＬｉ_２Ｏ−２ＳｉＯ_２を主結晶相とする結晶化ガラスであることを特徴とする平板形蛍光ランプ。
請求項１，２または３に記載の平板形蛍光ランプにおいて、前記蓋体は蛍光体層で被覆されていることを特徴とする平板形蛍光ランプ。