JPH04215241A - 蛍光ランプ - Google Patents

蛍光ランプ

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JPH04215241A
JPH04215241A JP5623591A JP5623591A JPH04215241A JP H04215241 A JPH04215241 A JP H04215241A JP 5623591 A JP5623591 A JP 5623591A JP 5623591 A JP5623591 A JP 5623591A JP H04215241 A JPH04215241 A JP H04215241A
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Japan
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caco3
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srco3
baco3
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Katsuhide Misono
御園 勝秀
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高周波点灯の蛍光ランプ
において、電極降下損を減少して高発光効率を達成し、
かつエミッタの蒸発を減少させて寿命を延長させたもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、蛍光ランプの発光効率を向上する
ための手段は一例として数十kHzの高周波で点灯する
方法が知られている。その理由は高周波点灯すると発光
に寄与しない陽極降下電圧がほとんど0になるためで、
実際に、この高周波点灯の特徴を生かした管径25mm
で、ランプ長600mm、1200mmおよび1500
mmで、アルゴンを2〜3Torrの圧力で封入した高
周波点灯用蛍光ランプが用いられている。
【0003】一方、電極の熱収支に着目すると、高周波
点灯では商用周波(50Hz、60Hz)点灯に比べて
加熱の割合が減る。すなわち、蛍光ランプの電極の加熱
メカニズムは陰極サイクルではジュール加熱と陰極降下
によるイオン衝撃の加熱とが関与する。これに対し、陽
極サイクルではジュール加熱と陽極降下による電子衝撃
の加熱とである。従って、陽極降下が0(ゼロ)になる
高周波(数kHz以上)で点灯した場合、陽極サイクル
での電子衝撃による加熱がほとんどなくなるため、同一
ランプ電流で比較すると、高周波点灯の方が商用周波点
灯よりもスポット温度が低くなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように、高周波点
灯では電極温度が低くなると熱電子の不足をイオンのγ
効果で補わねばならないので、陰極降下損の増大とエミ
ッタのスパッタによる飛散が多くなる。すなわち、発光
効率の低下と短寿命をもたらす。従って、低い陰極降下
電圧でかつスポット温度が低くても良好に動作するエミ
ッタが要求される。
【0005】しかして、従来から蛍光ランプのエミッタ
として(Ba、Ca、Sr)O系エミッタの耐スパッタ
性を改良するため、上記酸化物の重量を100%とした
場合5重量%前後のZrO2 を添加したものが用いら
れており、かつC&C安定器で点灯した場合の寿命特性
から(BaCO3   60.0重量%、SrCO3 
  39重量%、CaCO3   1.0重量%)、(
Ba  45重量%、SrCO3   30重量%、C
aCO3   25重量%)、(BaCO3   30
重量%、SrCO3 40重量%、CaCO3   3
0重量%)、(BaCO3   40重量%、SrCO
3   48重量%、CaCO3   12重量%)の
4座標で囲まれた範囲の組成を基本成分とするエミッタ
が用いられていた。しかし、前述のように高周波点灯で
は商用周波点灯に比べて電極の加熱メカニズムが異るた
め、最適な組成が変わると予想される。しかし、高周波
点灯用蛍光ランプのエミッタ組成については検討がなさ
れていなかった。
【0006】そこで、本発明の課題は高周波点灯による
電極温度の低下にも耐えて良好に作動するエミッタを有
する蛍光ランプを提供することである。
【0007】[発明の構成]
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明はエミッタを被着
したフィラメント電極を封装した管外径20〜26mm
のバルブ内にアルゴンを2〜3Torrの圧力で封入し
てなり、10〜100kHzの高周波で200〜400
mAの管電流を通流して点灯する蛍光ランプにおいて、
エミッタの基本組成を、 A…(BaCO3   50.0重量%、SrCO3 
  38.0重量%、CaCO3 12.0重量%)B
…(BaCO3   50.0重量%、SrCO3  
 30.0重量%、CaCO3 20.0重量%)C…
(BaCO3   40.0重量%、SrCO3   
35.0重量%、CaCO3 25.0重量%)D…(
BaCO3   40.0重量%、SrCO3   4
3.0重量%、CaCO3 17.0重量%)なる4座
標で囲まれた範囲内に限定して、低いスポット温度でも
陰極降下電圧の低いエミッタを提供するものである。
【0009】
【作用】本発明者らは研究の結果、エミッタが特定の組
成を有するとき、上述の高周波点灯における低いフィラ
メント温度においてもエミッションが良好で陰極降下損
が少なく、かつスパッタが少ないことを発見した。そこ
で、このようなエミッタの組成範囲を調査して本発明を
完成した。
【0010】
【実施例】以下、本発明の詳細を図1に示す実施例によ
って説明する。(1)は管外径20〜26mmたとえば
25.5mmの直管形ガラスバルブ、(2)はこのバル
ブ(1)の内面に形成された蛍光膜、(3),(3)は
上記バルブ(1)の両端を閉塞する1対のステム、(4
),(4)…はこれら両ステム(3),(3)を貫通し
てバルブ(1)内に導入されたそれぞれ1対のリード線
、(5),(5)はこれら対をなすリード線(4),(
4)の先端部間にそれぞれ装架されたフィラメント電極
、(6),(6)は口金である。そして、上記バルブ(
1)内にはアルゴンを2.4Torrの圧力で封入して
ある。
【0011】上記フィラメント電極(5)はたとえばト
リプルコイル(51)にエミッタ(52)を被着してあ
る。そして、上記エミッタ(52)は図2に示す3成分
グラフにおいて、つぎの4座標 A…(BaCO3   50.0重量%、SrCO3 
  38.0重量%、CaCO3 12.0重量%)B
…(BaCO3   50.0重量%、SrCO3  
 30.0重量%、CaCO3 20.0重量%)C…
(BaCO3   40.0重量%、SrCO3   
35.0重量%、CaCO3 25.0重量%)D…(
BaCO3   40.0重量%、SrCO3   4
3.0重量%、CaCO3 17.0重量%)で囲まれ
た範囲内の組成を基本成分とする。
【0012】そして、この蛍光ランプは10〜100k
Hzの高周波たとえば40kHzで200〜400mA
の適宜の電流で点灯する。
【0013】この蛍光ランプを上述の通り高周波点灯す
ると、陽極サイクルにおける電極降下損がほとんど0に
なるので発光効率が向上するが、その反面電極温度が大
幅に低下する。しかし、本蛍光ランプはエミッタ(52
)が上述の範囲の組成を有するので、電極温度が低いに
もかかわらず、エミッションが良好で陰極降下電圧も低
いために発光効率が良く、またエミッタのスパッタが少
なく、管壁黒化も少ない。
【0014】つぎに、本発明において、エミッタの組成
を上述のように限定した理由を説明する。本発明者は各
種組成のエミッタを試作して電極降下電圧および陰極ス
ポットの温度とを測定した。まず、エミッタの組成を次
表に示す。表中の単位は重量%である。またBaCO3
 、SrCO3 、CaCO3 の合計が100%にな
るようにしてある。ZrO2 は基本成分の合計に対す
る重量%で示してある。
【0015】
【0016】さらに、上記表中の各試作品の組成を図2
の3成分グラフに示す。これら各試作品を40kHzの
高周波で200〜400mAの管電流で点灯し、諸特性
を測定した。まず、第1〜第4の試作品について、陰極
スポットの温度を光高温計を用いて測定した。この結果
を図3に示す。図は横軸に管電料をmAの単位でとり縦
軸に陰極スポットの輝度温度を℃の単位でとったもので
、実線−は上記第1の試作品、破線−−−−は上記第2
の試作品、鎖線−・−は上記第3の試作品、点線は・・
・・は上記第4の試作品のそれぞれの陰極スポットの温
度特性を示す。
【0017】しかして、本実施例蛍光ランプにおいて、
管電流が200mA未満では電流不足のため光束が低く
効率も低い。また、管電流が400mAを越えると管壁
負荷が高過ぎるため水銀蒸気圧が高くなり過ぎて発光効
率が低下し、かつ光束維持率も悪くなる。そこで、管電
流200〜400mAの範囲において、上述の第3図を
検討すると、上記第1と第2の試作品が最も陰極スポッ
トの温度が低く、この結果としてエミッションが良好で
黒化が少ないと考えられる。
【0018】つぎに、第1〜第4の試作品について電極
降下電圧を間接測定法で測定した。この結果を図4に示
す。図中、−は上記第1の試作品、破線−−−−は上記
第2の試作品、鎖線−・−は上記第3の試作品、点線は
・・・・は上記第4の試作品のそれぞれ電極降下電圧特
性を示す。
【0019】本図4において管電流200〜400mA
の範囲において4試作品を比較すると第1および第2、
第3の試作品の順に電極降下電圧が小さいが、その差は
比較的小さい。
【0020】したがって、エミッタの蒸発を押え、長寿
命を達成するためには、第1および第2のエミッタが好
ましく、また電極降下電圧を低くし、ランプ発光効率を
向上させるためには、第1、第2および第3のエミッタ
が好ましい。結局、第1または第2のエミッタを用いれ
ば長寿命と発光効率の向上が同時に達成できる。
【0021】しかして、多くの実験の結果、図2の3成
分グラフにおいて、次の4座標 A…(BaCO3   50.0重量%、SrCO3 
  38.0重量%、CaCO3 12.0重量%)B
…(BaCO3   50.0重量%、SrCO3  
 30.0重量%、CaCO3 20.0重量%)C…
(BaCO3   40.0重量%、SrCO3   
35.0重量%、CaCO3 25.0重量%)D…(
BaCO3   40.0重量%、SrCO3   4
3.0重量%、CaCO3 17.0重量%)で囲まれ
た範囲はいずれも陰極スポットの温度が低く、しかもエ
ミッションが良好で電極降下電圧が小さく、管壁黒化が
少なく長寿命である。これに対し、上記4座標で囲まれ
た範囲外においては上述の利点がなく、従来の欠点があ
る。
【0022】そして、本発明において、エミッタはBa
CO3 、SrCO3 およびCaCO3 の基本3成
分が上述のA、B、CおよびDで囲まれた範囲にあり、
かつ上記基本3成分の合計が100%であればよく、上
記基本成分のほかにたとえばZrO2 などの補強剤あ
るいは無機結着剤などを含有してもよい。
【0023】さらに、本発明において点灯周波数は10
〜100kHzの範囲内であればいずれも同様な効果が
あり、また、封入アルゴン圧力を2〜3Torrの範囲
に種々変更しても同様であった。さらに、管外径が20
〜26mmのいずれにおいても同様であった。さらにフ
ィラメントはダブルコイルでもよかった。
【0024】
【発明の効果】このように、本発明の蛍光ランプはエミ
ッタを被着したフィラメント電極を封装した管外径20
〜26mmのバルブ内にアルゴンを2〜3Torrの圧
力で封入し、10〜100kHzの高周波で200〜4
00mAの管電流を通流して点灯するもので、エミッタ
の基本成分の組成を次の、 A…(BaCO3   50.0重量%、SrCO3 
  38.0重量%、CaCO3 12.0重量%)B
…(BaCO3   50.0重量%、SrCO3  
 30.0重量%、CaCO3 20.0重量%)C…
(BaCO3   40.0重量%、SrCO3   
35.0重量%、CaCO3 25.0重量%)D…(
BaCO3   40.0重量%、SrCO3   4
3.0重量%、CaCO3 17.0重量%)なる4座
標で囲まれた範囲内に限定したので、高周波点灯の特徴
である低い陰極スポット温度でもエミッションが良好で
、かつ陰極降下電圧が低く押えられスパッタが少なく、
高効率で、管壁黒化が少なく長寿命の蛍光ランプを提供
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による蛍光ランプの一実施例の断面図で
ある。
【図2】本発明におけるエミッタの基本成分の組成範囲
を示すグラフである。
【図3】エミッタの組成例における電極の陰極スポット
温度を示すグラフである。
【図4】エミッタの組成例における電極降下電圧を示す
グラフである。
【符号の説明】
(1)…バルブ (2)…蛍光膜 (3)…ステム (4)…リード線 (5)…電極 (51)…フィラメント (52)…エミッタ (6)…口金

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  エミッタを被着したフィラメント電極
    を封装した管外径20ないし26mmのバルブ内にアル
    ゴンを2ないし3Torrの圧力で封入してなり、10
    ないし100kHzの高周波で200ないし400mA
    の管電流を通流して点灯する蛍光ランプにおいて、上記
    エミッタは、 A…(BaCO3   50.0重量%、SrCO3 
      38.0重量%、CaCO3 12.0重量%)B
    …(BaCO3   50.0重量%、SrCO3  
     30.0重量%、CaCO3 20.0重量%)C…
    (BaCO3   40.0重量%、SrCO3   
    35.0重量%、CaCO3 25.0重量%)D…(
    BaCO3   40.0重量%、SrCO3   4
    3.0重量%、CaCO3 17.0重量%)なる4座
    標で囲まれた範囲内の組成を基本成分とすることを特徴
    とする蛍光ランプ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003151490A (ja) * 2001-08-27 2003-05-23 Osram Sylvania Inc 熱電子陰極のための電子放出被膜、熱電子陰極、アーク放電ランプ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003151490A (ja) * 2001-08-27 2003-05-23 Osram Sylvania Inc 熱電子陰極のための電子放出被膜、熱電子陰極、アーク放電ランプ
JP4681202B2 (ja) * 2001-08-27 2011-05-11 オスラム シルヴェニア インコーポレイテッド 熱電子陰極のための電子放出被膜、熱電子陰極、アーク放電ランプ

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