JPH0589842A - 低圧水銀蒸気放電ランプ - Google Patents

低圧水銀蒸気放電ランプ

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JPH0589842A
JPH0589842A JP24985891A JP24985891A JPH0589842A JP H0589842 A JPH0589842 A JP H0589842A JP 24985891 A JP24985891 A JP 24985891A JP 24985891 A JP24985891 A JP 24985891A JP H0589842 A JPH0589842 A JP H0589842A
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JP
Japan
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phosphor
blackening
fluophor
discharge lamp
vapor discharge
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JP24985891A
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Inventor
Hidenori Ito
秀徳 伊藤
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】管壁黒化の発生を防止することができる低圧水
銀蒸気放電ランプを提供しようとするものである。 【構成】バルブ1の内面にけい光体層5を形成し、かつ
バルブ内に水銀および希ガスを封入した低圧水銀蒸気放
電ランプにおいて、前記けい光体層を構成するけい光体
は、粒子表面にMg、Ca、Sr、Ba、Znの酸化物
の中から選ばれた少なくと一種の粒子を、0.01〜
3.0重量%の割合で付着させることによりこのけい光
体が粒子径74〜44μmの還元鉄粉との接触時にけい
光体1g当り1マイクロク−ロン以上の電荷に帯電した
ことを特徴とする。 【作用】けい光体の帯電傾向を+1μC以上に制御した
ので、管壁黒化を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、低圧水銀蒸気放電ラン
プにおいて黒化を防止し、光束維持率の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】低圧水銀蒸気放電ランプ(けい光ラン
プ)は発光効率が優れているので、一般照明をはじめと
して、最近ではOA機器用光源、巨大画面用の画素光
源、液晶ディスプレイのバックライト等に広範囲に利用
されている。
【0003】このような低圧水銀蒸気放電ランプは、内
壁にけい光体被膜を設けたガラスバルブ内に、水銀およ
び1種または2種以上の希ガスを含む混合ガスが充填さ
れ、この混合ガス中で陽光柱放電を生じるように構成さ
れている。
【0004】上記放電は、通常、2つの電極を経て電極
エネルギ−を混合ガスに供給することによって保たれ
る。この放電によって、主に紫外線が発生し、その大半
は185nmと254nmの波長を有しており、この紫外線
はバルブ内面に形成されているけい光体層により長い波
長の放射に変換される。この波長はけい光体の種類に依
存し、近紫外〜可視〜近赤外線までのものが得られてい
る。
【0005】ところで、最近、この種のけい光ランプ
は、小型・コンパクト化が進み、これに伴って高出力の
ものが多くなってきた。また、ランプ形状も直管型に限
らず、円形状やU形状、くら形状等のような屈曲形ラン
プが開発されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低圧水
銀放電ランプを小形化および高出力化した場合、電流密
度が高くなったり、管壁負荷が高くなる。このため、電
極付近の管端部の管壁に斑点や黒化が発生し、光束の低
下を招く。
【0007】管端部に黒化が発生する原因は、主として
電極に付着されている電子放射物質の飛散によると考え
られている。つまり電極にはBa、Sr、Caなどのオ
キサイドが電子放射を助けるために塗布されているが、
これらの電子放射物質は電極の電子衝撃により蒸発して
飛散し、電極近傍の管壁に付着する。この蒸発物質がバ
ルブ内に不純物として残留している酸素と結合して管壁
に付着すると、これが黒化として現れる。
【0008】例えばバリウムBaの場合は、陽光柱やけ
い光体層の表面に残留している酸素Oと結びついてBa
Oとなり、これが黒化の原因となる。SrやCaの場合
も同様である。なお、このような黒化現象は、電極と管
壁の距離が短い細管形けい光ランプほど顕著に発生し易
い。また、この黒化現象は、けい光体の種類やロットに
よって発生程度に差があることが判った。
【0009】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、管壁の黒化を防止
し光束維持率を高くすることができる低圧水銀蒸気放電
ランプを提供しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、バルブの内面
にけい光体層を形成し、かつバルブ内に水銀および希ガ
スを封入した低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、前記け
い光体層を構成するけい光体は、粒子表面にMg、C
a、Sr、Ba、Znの各酸化物の中から選ばれた少な
くと一種の粒子を、0.01〜3.0重量%の割合で付
着させることによりこのけい光体が粒子径74〜44μ
mの還元鉄粉との接触時にけい光体1g当り1マイクロ
ク−ロン以上の電荷に帯電したことを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明者等は、けい光ランプにおいては、けい
光体の種類により黒化の発生具合に差があることに気付
き、けい光体の種類と黒化現象との関係について、調
査、実験および解析したところ、けい光体の帯電傾向が
黒化の発生に密接に関与していることを尽きとめた。
【0012】すなわち、最近のけい光ランプは、演色性
を向上させるために3波長発光形けい光体が使用されて
おり、3波長発光形けい光体としては、赤色系けい光体
としてY2 O3 :Eu、青色系けい光体としてBaMg
2 Al1627:Eu、緑色系けい光体として(La,
Ce,Tb)・(P,Si)O4 が多用されている。
【0013】これらのけい光体について帯電傾向と黒化
の発生具合を調べてみた。帯電傾向は通常知られている
ように、粒子径44〜74μmの還元鉄粉との接触時に
けい光体1g当りの帯電電荷量で示される。
【0014】従来の赤色系けい光体Y2 O3 :Euは、
帯電電荷量が−0.05μCであり、これを単独で用い
た30W直管形けい光ランプの場合、1000時間点灯
後では黒化発生率が約20%である。
【0015】また、従来の青色系けい光体としてBaM
gO2 Al1627:Euは、帯電電荷量が−0.3μC
であり、これを単独で用いた30W直管形けい光ランプ
の場合、1000時間点灯後では黒化発生率が20〜2
5%である。
【0016】これに対し、従来の緑色系けい光体(L
a,Ce,Tb)・(P,Si)O4は、帯電電荷量が
+1.1μCであり、これを単独で用いた30W直管形
けい光ランプの場合の1000時間点灯後では、黒化発
生率が5〜7%であり、この場合は黒化発生が少ない。
このような実験から、管端部に黒化が発生する現象はけ
い光体の帯電傾向と関係があり、帯電傾向がマイナスで
あると黒化が発生し易いことが判明した。
【0017】これは、電極に塗布されている電子放射物
質、、つまりBaO、SrO、CaOなどの酸化物はプ
ラスに強く帯電する性質があり、このためけい光体の帯
電傾向がマイナスの場合は相互に吸引し合って管壁に引
き寄せ、バルブ内に残存している酸素と結合して管壁に
黒化を発生させる。これに対し、けい光体の帯電傾向を
プラスに変更すれば、プラスに帯電する飛散物とけい光
体が強く反発し合い、管壁に引き寄せないので、管壁面
で酸素と結合するのが防止され、管壁に黒化を発生させ
ないのではないかと推測される。このため、けい光体の
帯電傾向を正に変化させようにすれば、黒化を防止でき
るのものと予想される。このような予見にもとづき、帯
電傾向がマイナスの赤色系けい光体Y2 O3:Euにつ
いて、帯電傾向を変化させた。
【0018】帯電傾向を変化させる方法としたは、けい
光体粉末に金属酸化物の粉末を付着させる方法があり、
本発明者らは上記赤色系けい光体Y2 O3 :Euに金属
酸化物粉末を付着させて帯電傾向を変化させた。
【0019】この場合、金属酸化物の種類によりけい光
体を正の方向に帯電したり、負の方向に帯電することが
判り、MgOはけい光体を正の方向に帯電させることが
できるが、SiO2 の場合はけい光体を負の方向に帯電
させるので採用できない。なお、Mgに代わって、C
a、Sr、Ba、Znの各酸化物の中から選ばれた1種
の金属酸化物を用いても同様の性能が得られる。
【0020】また、これら酸化物は、けい光体に対して
0.01〜3.0重量%の範囲で付着させれば有効であ
る。つまり、けい光体における帯電傾向の制御は金属酸
化物の量が非常に重要な因子となっており、付着量が
3.0重量%より多くなると、各けい光体の発光出力が
著しく低下する。一方、付着量が0.01重量%よりす
くなくなると、金属酸化物を付着させる効果、つまり帯
電傾向を変える作用が顕著でなくなる。
【0021】このようにして、赤色系けい光体Y2 O3
:Euについて、MgOを0.01〜3.0重量%の
範囲で付着させることにより帯電傾向を変化させ、この
帯電傾向と、ランプの黒化発生具合を調べた。実験に用
いたランプは30W直管形けい光ランプであり、100
0時間点灯状態において黒化が発生したランプの割合を
目視により調べた。その結果を図2に示す。図2の黒化
評価点において10は黒化が発生しないランプで、数値
が低いほど黒化が発生し易く評価が低いことを示す。
【0022】図2に示された測定デ−タから明らかなよ
うに、けい光体の帯電傾向と黒化の発生具合は密接な関
係をもっていることが判り、けい光体の帯電傾向をプラ
スの方向に制御すると黒化の発生を軽減させることがで
き、評価としての合格ライン9点を満足するには、けい
光体を+1μC以上の帯電電荷量に制御すればよいとの
結論に達した。
【0023】
【実施例】以下本発明について、図1に示す一実施例に
もとづき説明する。
【0024】図面は直管形けい光ランプを示し、1はガ
ラスバルブである。バルブ1の両端はフレアステム2、
2により気密に閉塞されており、これらステム2、2に
はそれぞれ一対のリード線3…が気密に貫通されてい
る。
【0025】両ステム2、2の各リード線3、3間には
タングステン等からなる熱陰極、すなわちフィラメント
4、4が掛け渡されている。フィラメント4、4には図
示しないがBaO、SrO、CaOなどの電子放射物質
が塗布されている。
【0026】上記バルブ1の内面には、けい光体被膜5
が形成されている。このけい光体被膜5は3波長発光形
希土類けい光体を用いており、赤色系けい光体にはY2
3:Eu(赤色)、青色系けい光体にはBaMgO2
Al1627:Eu、および緑色けい光体には(La,C
e,Tb)・(P,Si)O4 が用いられ、これら3種
のけい光体粉末を混合して構成されている。これらけい
光体は、図1の(B)図に示すように、けい光体粉末1
0の表面にMgO粉末を付着させることにより帯電傾向
をプラスに変化させてある。
【0027】つまり、上記赤色系けい光体Y2 O3 :E
u、青色系けい光体BaMgO2 1627:Euは、M
gOおよび緑色系けい光体(La,Ce,Tb)・
(P,Si)O4 のいづれも、SiO2 粉末をけい光体
に対して0.01〜3.0重量%の範囲で付着させるこ
とにより帯電電荷量を+1μC以上に制御してある。な
お、バルブ1内には、所定量の水銀と、アルゴン等の希
ガスが封入されている。このような構成のけい光ランプ
は、管壁の黒化を防止し、光束維持率を向上させること
ができる。
【0028】なお、先に説明したように、黒化現象は、
電極と管壁の距離が近い程発生し易いので、フィラメン
ト4に近い領域の管壁に上記の帯電傾向をもつけい光体
を局部的に被着してもよい。また、本発明の3波長発光
形けい光体は、上記実施例に示したけい光体には限ら
ず、その他の赤、青、緑色系けい光体であってもよい。
【0029】そして、本発明は3波長発光形けい光体に
加えてさらに、例えば3.5MgO、0.5MgF2
GeO2 :Mn(深赤)および3(Ba、Mg、Mn、
Eu)O・8Al2 3 (青緑)などを混合した5波長
発光形けい光に適用してもよい。
【0030】さらには、3波長発光形けい光体に代わっ
て、従来からよく知られているハロりん酸カルシウムけ
い光体3Ca3 (PO4 2 ・Ca(F、Cl)2 :S
b、Mnに適用してもよい。さらに、本発明は直管形け
い光ランプ以外に、環形、コンパクト屈曲形などのラン
プに適用可能である。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、け
い光体の帯電傾向を+1μC以上に制御したので、バル
ブ内の飛散蒸発物がけい光体に吸引されて付着するのが
軽減されると予測され、結果として明らかに黒化を防止
することができ、光束維持率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示し、(A)図は直管形け
い光ランプの断面図、(B)図はけい光体粉末の表面に
MgO粉末を付着した状態を示す模式図。
【図2】管壁黒化発生具合とけい光体の帯電傾向との関
係を示す図。
【符号の説明】
1…バルブ、2…ステム、3…リード線、4…電極、5
…けい光体被膜、10…けい光体、20…MgO粉末。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バルブの内面にけい光体層を形成し、か
    つバルブ内に水銀および希ガスを封入した低圧水銀蒸気
    放電ランプにおいて、 前記けい光体層を構成するけい光体は、粒子表面にM
    g、Ca、Sr、Ba、Znの各酸化物の中から選ばれ
    た少なくと一種の粒子を、0.01〜3.0重量%の割
    合で付着させることにより、このけい光体が粒子径74
    〜44μmの還元鉄粉との接触時にけい光体1g当り1
    マイクロク−ロン以上の電荷に帯電したことを特徴とす
    る低圧水銀蒸気放電ランプ。
  2. 【請求項2】 上記ランプの電極部の付近に、上記けい
    光体を用いたけい光体層を形成したことを特徴とする請
    求項1記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
JP24985891A 1991-09-27 1991-09-27 低圧水銀蒸気放電ランプ Pending JPH0589842A (ja)

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