JPH06338292A

JPH06338292A - ラピッドスタート形けい光ランプおよびこれを用いた照明装置

Info

Publication number: JPH06338292A
Application number: JP4095894A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Tamura; 暢宏田村; Akira Taya; 明田屋; Norihiro Umeoka; 則広梅岡; Kunio Yuasa; 邦夫湯浅; Keiji Hatakeyama; 圭司畠山; Masahiro Izumi; 昌裕泉
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1994-03-11
Publication date: 1994-12-06
Anticipated expiration: 2016-07-16
Also published as: JP3189558B2

Abstract

(57)【要約】【目的】黒化や黄斑現象の発生を抑制し、始動電圧の上
昇を抑制し、寿命特性が向上するラピッドスタ−ト形け
い光ランプおよびこれを用いた照明装置を提供する。【構成】ガラス製バルブ１の両端部に電極４を配置する
とともに、内部に水銀および希ガスを封入し、かつこの
バルブの内面側に透明導電膜３を形成し、この透明導電
膜の上にけい光体被膜２を形成したラピッドスタート形
けい光ランプにおいて、上記透明導電膜とけい光体被膜
との間に、酸化亜鉛を含む紫外線吸収機能を有する微粒
子金属酸化物１２により形成され、平均膜厚が０．２μ
ｍ以上で１．５μｍ以下に形成された紫外線吸収保護膜
１０を形成したことを特徴とする。【作用】紫外線吸収保護膜が紫外線の透過を抑制して導
電膜を紫外線から保護するので、導電膜の抵抗値の減少
が抑制され、黒化や黄斑現象が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラスバルブの内側と
けい光体被膜との間に透明導電膜（ネサ膜）を形成して
なるラピッドスタート（瞬時点灯）形けい光ランプおよ
びこれを用いた照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にラピッドスタート形けい光ランプ
は、始動性を向上させるためにガラスバルブと、この内
側に形成されるけい光体被膜との間に、酸化錫（ＳｎＯ
₂ ）などからなる透明な導電膜（ネサ膜）を形成してあ
る。このような導電膜は導体の役割をなし、一方の電極
が陰極モードの時に電極に塗布されたエミッタから放出
された電子がこの近くの導電膜を伝播して他方の電極の
近傍に導かれ、これによりガラスバルブの管壁抵抗を低
くするようになり、よってランプの始動を容易にし、始
動電圧を低くする作用を奏するものである。

【０００３】しかしながら、従来のラピッドスタート形
けい光ランプにおいては、長時間の使用に伴ってバルブ
の内側に茶褐色に変色した過剰の水銀が砂を撒いたよう
に付着し、いわゆる砂撒き現象（黄斑現象）が発生して
外観を損なう不具合がある。

【０００４】この原因は、放電空間内の水銀粒と導電膜
との間で発生する微放電に起因していると考えられてい
る。すなわち、ランプ点灯中は、けい光体被膜の内側に
水銀Ｈｇが付着しており、この放電空間の水銀粒は放電
電位に相当する電位に保たれているのに対し、導電膜
は、上記水銀粒と導電膜の間に存在しているけい光体被
膜が絶縁体であるから中位の電位状態に保たれている。
よって、これら水銀粒と導電膜の間に絶縁体であるけい
光体被膜を介してかなりの電位差がかかっている。そし
て、このけい光体被膜が上記電位差によって絶縁破壊し
た場合に、水銀粒と導電膜の間で微放電が起こる。ま
た、水銀はけい光体の被膜を通過して拡散することもあ
り、放電電位の水銀が導電膜に近づくと、水銀粒と導電
膜の間で微放電が生じる。このような放電エネルギーの
熱によってけい光体被膜が溶解したり、飛散する。

【０００５】すなわち、水銀粒と導電膜の間のけい光体
被膜はコンデンサの作用をなしていると考えられ、その
電荷の蓄積量が多い程絶縁破壊した場合の放電エネルギ
ーが大きいので、微放電により、水銀が酸化（ＨｇＯ）
したり、けい光体被膜の溶解や飛散によりけい光体が変
色し（けい光体の黒化）、よって茶褐色の斑点模様が発
生するものと考えられる。

【０００６】また、このような外観不良の発生の外に、
微放電により導電膜が徐々に変質し、始動電圧が上昇し
ていくという問題もある。これは導電膜の抵抗値が低下
するためであり、この低下は導電膜を構成する酸化錫が
微放電のエネルギーによりさらに還元されて導電性を高
めていくためと推定される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような黄斑現象
の発生や始動電圧の上昇を防止する手段として、特開昭
５０−１２８８５号公報、特開昭５２−４９６８３号公
報、特開昭５２−９３１８４号公報などに示された技術
が知られている。これらの手段は、透明導電膜とけい光
体被膜の間に、金属酸化物からなる絶縁膜を形成したも
のである。このような絶縁膜を形成すれば、透明導電膜
の抵抗が実質的に高くなるのと同様な作用をなし、絶縁
破壊を起こし難くなり、よって微放電を抑制することが
できる。

【０００８】しかしながら、本発明者らの研究によれ
ば、これら従来の手段でも、依然として点灯時間の経過
に伴いけい光体の黒化や茶褐色の斑点模様が発生し、始
動電圧が上昇する傾向があることが見出だされた。

【０００９】これらの原因は、本発明者らのその後の研
究により、以下のように推察できる。すなわち、絶縁膜
を設けることにより微放電による導電膜の抵抗値の低下
は抑制できたが、本来けい光体を励起すべき紫外線がけ
い光体で吸収し切れずにその一部がけい光体を透過し、
これが導電膜に吸収され、このため酸化錫が徐々に還元
される。この結果、導電膜の抵抗値がランプの点灯中に
低下し、始動性を低下させることとなる。さらにこの導
電膜の抵抗値の低下は、絶縁膜によって抑制した微放電
を再度増加させる原因となり、外観不良をもたらすよう
になる。

【００１０】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、黒化や黄斑現象の
発生を抑制するとともに始動電圧の上昇を抑制し、これ
らにより寿命特性を向上させることができるラピッドス
タ−ト形けい光ランプおよびこれを用いた照明装置を提
供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、両端
部に電極が配置されるとともに、内部に水銀および希ガ
スが封入されたガラス製バルブと、上記バルブの内面側
に形成された透明導電膜と、この透明導電膜の上に形成
されたけい光体被膜と、を具備したラピッドスタート形
けい光ランプにおいて、上記透明導電膜とけい光体被膜
との間に、少なくとも酸化亜鉛を含む紫外線吸収機能を
有する微粒子金属酸化物により形成され、平均膜厚が
０．２μｍ以上で１．５μｍ以下に形成された紫外線吸
収保護膜を形成したことを特徴とする。

【００１２】請求項２の発明は、紫外線吸収保護膜の平
均膜厚が、０．３μｍ以上で１．０μｍ以下であること
を特徴とする。請求項３の発明は、両端部に電極が配置
されるとともに、内部に水銀および希ガスが封入された
ガラス製バルブと、上記バルブの内面側に形成された透
明導電膜と、この透明導電膜の上に形成されたけい光体
被膜と、を具備したラピッドスタート形けい光ランプに
おいて、上記透明導電膜とけい光体被膜との間に、少な
くとも酸化亜鉛を含む紫外線吸収機能を有する微粒子金
属酸化物からなり、紫外線の吸収率が９０％以下の紫外
線吸収保護膜を形成したことを特徴とする。

【００１３】請求項４の発明は、両端部に電極が配置さ
れるとともに、内部に水銀および希ガスが封入されたガ
ラス製バルブと、上記バルブの内面側に形成された透明
導電膜と、この透明導電膜の上に形成されたけい光体被
膜と、を具備したラピッドスタート形けい光ランプにお
いて、上記透明導電膜とけい光体被膜との間に、微粒子
金属酸化物からなり、可視光の透過率が９０％以上であ
り、２５４nmの紫外線の吸収率が５０％以上で９０％以
下の紫外線吸収保護膜を形成したことを特徴とする。

【００１４】請求項５の発明は、上記微粒子金属酸化物
は、量子のエネルギー帯構造における禁止帯が３．０ｅ
Ｖ以上で３．５４ｅＶ未満であることを特徴とする。請
求項６の発明は、上記紫外線吸収保護膜は、酸化亜鉛お
よび酸化チタンを含み、酸化チタンの混合割合を３０〜
７０重量％としたことを特徴とする。

【００１５】請求項７の発明は、けい光体は、希土類金
属発光けい光体からなり、その平均膜厚は、１０μｍ以
上で２５μｍ以下であることを特徴とする。請求項８の
発明は、けい光体は、セリウムを発光金属とするけい光
体を含有していることを特徴とする。

【００１６】請求項９の発明は、請求項１ないし請求項
８のいずれか１に記載のラピッドスタート形けい光ラン
プと、このランプを装着した器具本体と、この器具本体
に設けられ上記ランプと電源との間に電気的に接続され
て上記ランプを安定点灯状態に保つ点灯回路部品と、を
具備したことを特徴とする照明装置である。

【００１７】

【作用】本発明者らは、点灯時間の経過に伴ってけい光
体の黒化や茶褐色の斑点模様が発生する原因を追及した
ところ、４００nm以下の波長域の紫外線が影響するもの
と推察した。すなわち、透明な導電膜を構成する酸化錫
（ＳｎＯ₂ ）が、けい光体被膜で吸収し切れずに透過し
てきた紫外線の照射を受けると、錫から酸素が解離さ
れ、この結果、酸素を解離した錫が導電膜内のキャリア
数を増加させ、よって導電膜の抵抗値が低下するものと
考えられる。点灯時間の経過により導電膜の抵抗値が次
第に下がると、始動性が低下するとともに、けい光体被
膜が絶縁破壊し易くなり、けい光体の黒化や、茶褐色の
斑点模様が再度発生し易くなる。

【００１８】したがって、本発明の基本的技術思想は、
透明導電膜とけい光体被膜の間に紫外線の透過を阻止
し、かつ電気的に絶縁性の高い被膜を形成することであ
り、これにより導電膜の抵抗値の低下を防止するもので
ある。

【００１９】請求項１の発明によれば、透明導電膜とけ
い光体被膜との間に、少なくとも酸化亜鉛ＺｎＯを含む
紫外線吸収機能を有する微粒子金属酸化物からなり、平
均膜厚が０．２μｍ以上で１．５μｍ以下に形成された
紫外線吸収保護膜を形成したから、この紫外線吸収保護
膜が水銀より放射された４００nm以下の波長域の紫外線
が透明導電膜に達するのを低減する。また、膜厚が薄く
形成されるから、４００〜７００nmの波長域の可視光の
吸収を極力低減することができる。

【００２０】平均膜厚が０．２μｍ未満の場合は紫外線
吸収が小さすぎ、また１．５μｍを越えると可視光の吸
収が多くなり過ぎる。また、この場合、紫外線吸収保護
膜は、微粒子金属酸化物によって形成されているから、
微粒子相互に隙間が形成されるようになり、けい光体に
て変換された可視光がこの隙間を透過し、可視光の透過
特性が良好に保たれる。また、このような微粒子金属酸
化物によって紫外線吸収保護膜を作るので、有機金属を
焼成してガラス質の金属酸化物の被膜を作るときのよう
に強い加熱を必要とせず、製造時に透明導電膜の熱劣化
を抑制することもできる。

【００２１】請求項２の発明によれば、紫外線吸収保護
膜の平均膜厚を好ましくは０．３μｍ以上で１．０μｍ
以下としたから、可視光の透過性を良好に保ちつつ紫外
線を吸収する作用が効果的に得られる。この平均膜厚の
範囲、すなわち０．３μｍ以上で１．０μｍ以下は特に
好ましい範囲である。

【００２２】請求項３の発明によれば、透明導電膜とけ
い光体被膜との間に、少なくとも酸化亜鉛を含む紫外線
吸収機能を有する微粒子金属酸化物からなり、紫外線の
吸収率が９０％以下の紫外線吸収保護膜を形成したの
で、必要以上に紫外線の吸収を行うことがなく、したが
って可視光の吸収も極めて小さくできる。それでいて、
紫外線が透明導電膜に達するのを充分低減することがで
きる。

【００２３】請求項４の発明によれば、透明導電膜とけ
い光体被膜との間に、微粒子金属酸化物からなり、可視
光の透過率が９０％以上であり、２５４nmの紫外線の吸
収率が５０％以上で９０％以下の紫外線吸収保護膜を形
成したから、この紫外線吸収保護膜が、紫外線が透明導
電膜に達するのを抑制しつつ可視光の吸収を低減し、導
電膜の抵抗値の低下を抑制する。

【００２４】請求項５の発明によれば、紫外線吸収保護
膜を、電子的禁止帯が３．０ｅＶ以上で３．５４ｅＶ未
満の微粒子金属酸化物により形成したので、可視光の透
過性に優れ、かつ紫外線の吸収性能に優れた性質を有す
る。

【００２５】請求項６の発明によれば、紫外線吸収保護
膜は、酸化亜鉛および酸化チタンを含み、酸化チタンの
混合割合を３０〜７０重量％としたから、紫外線の吸収
と可視光の透過をバランスよく保つことができる。

【００２６】請求項７の発明によれば、希土類金属発光
けい光体は、その粒子径が２〜５μｍと小さいので、従
来のマンガン・アンチモン付活ハロりん酸カルシウムけ
い光体よりも膜厚を薄くして、平均膜厚を１０μｍ以上
で２５μｍ以下に形成することができるが、しかし膜厚
が薄い分、紫外線が透過し易くなる。これに対し、この
ような不利な条件のけい光体を用いた場合に、前記各発
明を適用すると、その効果が大きい。

【００２７】請求項８の発明によれば、セリウムを発光
金属とするけい光体は、副発光として近紫外線を放出す
る。このため、従来のマンガン・アンチモン付活ハロり
ん酸カルシウムけい光体に比べて紫外線による導電膜へ
の影響が大きいが、前記各発明を適用するとその効果が
大きい。

【００２８】請求項９の発明によれば、光源として用い
るラピッドスタート形けい光ランプが、けい光体の黒化
や茶褐色の斑点模様を抑制するとともに始動電圧の上昇
を抑制するから、照明装置として光束および外観の低下
を防止し、寿命特性を向上させることができる。

【００２９】

【実施例】以下本発明について、図面に示す一実施例に
もとづき説明する。図１は直管形ラピッドスタ−ト形け
い光ランプを示すもので、図中１はソーダライムガラス
からなるバルブである。バルブ１の内面にはけい光体被
膜２が形成されている。けい光体被膜２は、アンチモン
・マンガン付活ハロりん酸塩けい光体（Ｃａ₅ （ＰＯ
₄ ）₃ （Ｆ，Ｃｌ）：Ｓｎ，Ｍｎ）であってもよいが、
希土類けい光体からなる３波長発光けい光体を使用して
もよい。３波長発光けい光体は、赤、青、緑の各波長域
に発光する３種類の希土類けい光体を混合して用いたも
のであり、例えば赤色系けい光体には酸化イットリウム
（Ｙ₂ Ｏ₃ ：Ｅｕ）、青色系けい光体には２価のユーロ
ピウム付活アルカリ土類ハロ燐酸塩けい光体または２価
のユーロピウム付活アルカリ土類アルミン酸塩けい光体
（ＢａＭｇ₂ Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ）、および緑色けい光体
としてはセリウムＣｅを含有するテリビウムＴｂ付活け
い・りん酸塩けい光体（Ｌａ，Ｃｅ，Ｔｂ）・（Ｐ，Ｓ
ｉ）Ｏ₄ などが用いられている。

【００３０】このようなけい光体被膜２とバルブ１内面
との間には、酸化錫（ＳｎＯ₂ ）などからなる透明な導
電膜（＝ＥＣ膜）３が形成されている。この導電膜３の
導電性は酸化錫の一部が還元していることにより得られ
る。

【００３１】バルブ１の端部はステム５、５により閉塞
されており、これらステム５、５にはタングステンフィ
ラメントからなる電極４、４が取着されている。電極
４、４には、図示しないＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯなどか
らなる電子放射性物質（エミッタ）が塗布されている。
そして、バルブ１の端部には、口金６、６が被着されて
いる。

【００３２】上記導電膜３とけい光体被膜２との間に
は、紫外線吸収保護膜１０が形成されている。紫外線吸
収保護膜１０は、高融点金属酸化物の微粒子により形成
されており、微粒子金属酸化物としては酸化亜鉛ＺｎＯ
が用いられるが、この酸化亜鉛ＺｎＯに酸化チタンＴｉ
Ｏ₂ を混合して用いてもよい。ここで微粒子とは、平均
粒径が０．１μｍ以下の粉末をいう。

【００３３】上記紫外線吸収保護膜１０は、４００〜７
００nmの波長域の可視光の透過率が９０％以上で、４０
０nm以下の波長域の紫外線の吸収率が９０％以下の特性
を有している。このような特性は、例えばＺｎＯの微粒
子金属酸化物からなる紫外線吸収保護膜１０の場合、平
均膜厚を０．２μｍ以上で１．５μｍ以下に形成するこ
とにより実現することができ、好ましくは０．３μｍ以
上で１．０μｍ以下の範囲がよい。

【００３４】なお、このような紫外線吸収保護膜１０
は、平均粒径が０．１μｍ以下の金属酸化物の微粒子を
有機溶剤などの増粘剤を加えた溶媒に分散し、これをバ
ルブ１の内側に塗布し、これを乾燥焼成することにより
上記溶媒を飛ばして形成することができ、この場合、保
護膜１０は微粒子相互のファン・デル・ワールス力（分
散力）によって導電膜３の内面に付着している。このよ
うに形成されたバルブ１の内部には、所定量の水銀と、
アルゴンなどの希ガスが封入されている。

【００３５】このような構成のラピッドスタ−ト形けい
光ランプにおいては、点灯中に水銀から発せられる紫外
線がけい光体被膜２により可視光に変換され、この可視
光は微粒子金属酸化物よりなる紫外線吸収保護膜１０、
透明導電膜３およびガラスバルブ１を透過して外部に放
射される。

【００３６】しかし、水銀から発せられた紫外線の一部
は、けい光体被膜２を透過し、紫外線吸収保護膜１０を
通って透明導電膜３に達しようとする。これに対し、け
い光体被膜２と導電膜３の間には紫外線吸収保護膜１０
を形成してあるから、この紫外線吸収保護膜１０が紫外
線を吸収して透過を阻止し、導電膜３に達するのを抑制
する。このため導電膜３を構成している酸化錫が紫外線
の照射を受けて還元される割合が少なくなり、導電膜３
内のキャリアの増加が抑えられる。したがって、導電膜
３の抵抗値が高く保たれ、始動電圧の増加が抑えられる
とともに、抵抗値の低下にもとづくけい光体被膜２の絶
縁破壊も抑制されるようになる。そして、絶縁破壊によ
る微放電の発生も抑えられるから、長期に点灯しても、
微放電に原因するけい光体の黒化や黄斑の発生が抑制さ
れ、よって、高い光束維持率を保ち、寿命特性が向上す
ることになる。

【００３７】例えば、紫外線吸収保護膜１０を、平均粒
径が０．０６μｍの酸化亜鉛ＺｎＯ微粒子により形成
し、平均膜厚ｔを０．３μｍにした場合、紫外線の吸収
率は７０％以上になる。

【００３８】このような紫外線吸収保護膜１０を用いた
ラピッドスタ−ト形けい光ランプを点灯試験すると、図
２の実線で示す通り、導電膜３の抵抗値は点灯５０００
時間経過しても大幅な低下が認められなかった。これに
対し、紫外線吸収保護膜１０を用いない従来のラピッド
スタ−ト形けい光ランプの場合は、点灯１０００時間程
度で、図２の破線で示す通り、導電膜３の抵抗値が初期
値の２０％程度まで低下し、以後点灯時間の経過に伴っ
て徐々に導電膜３の抵抗が低下することが測定された。

【００３９】また、本発明の紫外線吸収保護膜１０は、
導電膜３に達する紫外線、特に短波長紫外線をカットす
ればよいので膜厚を厚く形成する必要がなく、平均膜厚
が１．５μｍ以下であっても目的を達することができ
る。また、紫外線吸収保護膜１０を厚くしないのでこの
保護膜１０による可視光の吸収が少なくなる。

【００４０】さらに、黒化の発生割合を調べると、紫外
線吸収保護膜１０を用いたラピッドスタ−ト形けい光ラ
ンプは、図３の実線で示す通り、点灯５０００時間経過
しても殆ど黒化が認められないのに対し、紫外線吸収保
護膜１０を用いない従来のラピッドスタ−ト形けい光ラ
ンプの場合は、図３の破線で示す通り、点灯の経過に伴
って黒化が次第に増加することが確認された。

【００４１】また、紫外線吸収保護膜１０を金属酸化物
の微粒子により形成したため、紫外線吸収保護膜１０の
内部では図１の（Ｃ）図に示すように微粒子１２相互間
に隙間１３が形成されるようになり、この隙間１３はけ
い光体によって変換された可視光が透過し易くなり、紫
外線吸収保護膜１０を設けたことによる可視光の透過を
阻害する割合が少ない。

【００４２】また、けい光体として希土類けい光体を用
いた場合、希土類けい光体からなる被膜２は、従来のカ
ルシウムハロけい光体によって形成した被膜に比べて膜
厚が薄く形成される。これは希土類けい光体が従来のけ
い光体よりも粒径が小さく、この結果膜厚を数分の一に
することができるからである。しかし、このように薄い
膜厚のけい光体被膜２であると、水銀がけい光体被膜２
を拡散して透過し易くなり、透明な導電膜３に近づき易
くなるので、絶縁破壊を生じ易くなる。したがって、こ
のような希土類けい光体からなる被膜２を形成したラン
プの場合に上記のような紫外線吸収保護膜１０を形成す
れば、導電膜３の抵抗値を高く維持し、絶縁破壊の発生
を低減することができる。

【００４３】さらに、高融点金属酸化物からなる微粒子
の中でも、特に酸化亜鉛ＺｎＯは可視光を良く透過する
とともに紫外線をよく吸収し、特に可視光透過性能の点
では酸化チタンＴｉＯ₂ よりも優れている。したがっ
て、微粒子金属酸化物としては酸化亜鉛ＺｎＯを用いる
方が可視光の吸収が少ないので好適である。しかし、酸
化亜鉛ＺｎＯに酸化チタンＴｉＯ₂ を混合しても初期の
目的を達成することができる。この場合、ＴｉＯ₂ の混
合比は重量比で３０〜７０％の範囲にするのが好まし
い。これにより紫外線吸収と可視光透過の２つの相反す
る要素をバランスよく保つことができる。

【００４４】この点を実験によって調べた結果を以下に
説明する。図４は、紫外線吸収保護膜１０の平均膜厚ｔ
と、紫外線出力比との関係を、酸化亜鉛ＺｎＯと酸化チ
タンＴｉＯ₂ の混合割合を変えたランプ（ａ）〜（ｅ）
についてそれぞれ測定した特性図であり、比較のために
保護膜としてＡｌ₂ Ｏ₃ を用いた例（ｆ）も示す。な
お、この測定はけい光体としてアンチモン・マンガン付
活ハロりん酸塩けい光体（Ｃａ₅ （ＰＯ₄ ）₃ （Ｆ，Ｃ
ｌ）：Ｓｎ，Ｍｎ）を用いた場合である。図４から、酸
化チタンＴｉＯ₂ の混合割合が増加するほど紫外線出力
が低くなり、すなわち紫外線ＵＶの透過割合が少なくな
り、また膜厚が増すほど紫外線の透過割合が低くなるこ
とが理解できる。

【００４５】また、図５は、点灯２０００時間後におけ
る紫外線出力比と抵抗値の比率の関係を示す特性図であ
る。この特性から、紫外線出力が５０％を越えると抵抗
値の比率が低下し、したがって紫外線出力は少なくとも
５０％以下に抑制する必要がある。つまり、紫外線を５
０％を越えて透過させると酸化錫が還元される割合が増
し、導電膜３の抵抗値が低下するので、紫外線の透過は
５０％以下に抑える必要がある。そして、下記表１は、
上記各ランプ（ａ）〜（ｆ）の測定特性を示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】上記表１より、酸化亜鉛ＺｎＯの混合割合
を増すと、紫外線ＵＶの出力比が増え、抵抗値が低くな
る。逆に酸化チタンＴｉＯ₂ の混合割合を増すと、紫外
線ＵＶの出力比が低下し、抵抗値が高くなる。

【００４８】なお、保護膜としてＡｌ₂ Ｏ₃ を用いた例
（ｆ）は、紫外線ＵＶの出力比が高く、抵抗値は低くな
り、可視光の透過率も低下するので、本発明の保護膜と
しては不向きである。

【００４９】上記の実験から、酸化亜鉛ＺｎＯに酸化チ
タンＴｉＯ₂ を混合して用いる場合はＴｉＯ₂ の混合比
を重量比で３０〜７０％の範囲にすべきである。また、
透明導電膜３の電気抵抗値の低下は、以下に説明する微
粒子金属酸化物からなる紫外線吸収保護膜１０であって
も防止することができる。つまり、保護膜１０を、固体
内量子のエネルギー帯構造における価電子帯と伝導帯と
の間の禁止帯が３．０ｅＶ以上で３．５４ｅＶ未満の微
粒子金属酸化物によって形成することである。

【００５０】ここでいう禁止帯とは、図６に示す固体内
量子状態のエネルギー帯構造の模式図において、価電子
帯と伝導帯との間のエネルギーギャップを称するもので
あり、外部から紫外線などのエネルギーが与えられると
価電子帯の電荷が禁止帯を越えて伝導帯に励起される。
各固体は特有の波長より短い波長の光エネルギーが与え
られた場合にその光が吸収されて電子が励起される性質
があり、それより長い波長、すなわちエネルギーの低い
光が与えられると吸収されずに透過、または反射され
る。

【００５１】４００nmの光は３．０ｅＶ、２５４nmの光
は３．５４ｅＶに対応する。したがって、禁止帯が３．
０ｅＶ以上で３．５４ｅＶ未満の微粒子金属酸化物を用
いれば、４００nmと２５４nmとの間に吸収端が存在し、
本発明の紫外線吸収保護膜１０の構成金属酸化物として
好適する。また、紫外線吸収保護膜は金属酸化物である
から電気絶縁体としても機能する。下記表２は、禁止帯
が３．０ｅＶ以上で３．５４ｅＶ未満の微粒子金属酸化
物の中で本発明に適用して効果を有する金属を例示す
る。

【００５２】

【表２】

【００５３】また、下記表３は、上記表２の中から選ん
だ微粒子金属酸化物による紫外線吸収保護膜１０を形成
したラピッドスタート形けい光ランプの測定した特性を
示す。

【００５４】

【表３】

【００５５】表３から理解できるように、禁止帯が３．
０ｅＶ以上で３．５４ｅＶ未満の微粒子金属酸化物、す
なわち表のＺｎＯ、ＣｅＯを用いると、電気抵抗値を高
く保つことができ、２０００時間点灯後の黒化発生割合
は少ない。これに対し、Ａｌ₂ Ｏ₃ の場合はｅＶ値が
３．５４を越えるので紫外線を受けた場合に抵抗値が低
下する。また、Ｆｅ₂ Ｏ₃ の場合は、禁止帯が３．０ｅ
Ｖ以下であるから、紫外線を受けた場合の抵抗値変化は
少ないが、可視光の吸収が多すぎて初期光束および全光
束の低下が大きい。

【００５６】以上のことから、禁止帯が３．０ｅＶ以上
で３．５４ｅＶ未満の微粒子金属酸化物よりなる紫外線
吸収保護膜を用いると紫外線を吸収し、ＳｎＯ₂ の還元
による透明導電膜の電気抵抗の低下を抑制することがで
きる。

【００５７】図７は上記実施例のけい光ランプを、照明
器具に取り付けて構成した照明装置の例を示す。すなわ
ち、図において２０は天井直付け形照明器具の本体であ
り、この器具本体２０の長手方向両端にはランプソケッ
ト２１、２１が相互に対向して配置されている。これら
ソケット２１、２１間に図１に示すけい光ランプ３０
が、その口金６、６を係合させて取り付けられている。
器具本体２０にはランプの安定点灯を維持するための点
灯回路部品として、安定器２２が収容されている。上記
けい光ランプ３０は上記安定器２２を介して図示しない
電源に接続されている。

【００５８】このような照明装置によれば、上記ランプ
３０がバルブの黒化や黄斑現象を防止して光束維持率に
優れ、しかもこのランプ３０は始動性も良好であるか
ら、照明装置として外観の低下が少なく、寿命特性が優
れた照明装置を提供することができる。

【００５９】なお、本発明は上記実施例の構造に制約さ
れるものではなく、例えばけい光ランプの形状は環形け
い光ランプやＵ字形、Ｈ字形バルブにより形成されたコ
ンパクト形けい光ランプなどであってもよい。

【００６０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、導電
膜とけい光体被膜との間に形成した紫外線吸収保護膜が
紫外線の透過を阻止するので、紫外線の照射に原因する
導電膜の抵抗値の低下が抑制される。このため、始動性
を高く維持できるとともに、黒化や黄斑現象の発生を抑
制して寿命特性が向上する。また、通常の紫外線吸収ラ
ンプとは異なり、紫外線吸収保護膜の膜厚が薄いから可
視光の吸収を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すラピッドスタ−ト形け
い光ランプを示し、（Ａ）図はランプ全体の構成図、
（Ｂ）図は（Ａ）図のＢ部分を拡大して断面した図、
（Ｃ）図は（Ｂ）図のＣ部分を拡大して断面した図。

【図２】点灯時間と導電膜の抵抗変化の割合を示す特性
図。

【図３】点灯時間とバルブの黒化発生割合を示す特性
図。

【図４】紫外線吸収保護膜の平均膜厚ｔと、紫外線出力
比との関係を、酸化亜鉛ＺｎＯと酸化チタンＴｉＯ₂ の
混合割合を変えた場合の各ランプ（ａ）〜（ｅ）につい
てそれぞれ測定した特性図。

【図５】点灯２０００時間後における紫外線出力比と抵
抗値の比率の関係を示す特性図。

【図６】固体内の量子状態のエネルギー帯の構造を示す
模式図。

【図７】同実施例のけい光ランプを照明器具に取り付け
た照明装置の図。

【符号の説明】

１…バルブ２…けい光体被膜３…透明
性導電被膜（導電膜）４…電極１０…紫外線吸収保護膜１２…微粒子金属酸化物

フロントページの続き (72)発明者湯浅邦夫東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内 (72)発明者畠山圭司東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内 (72)発明者泉昌裕東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両端部に電極が配置されるとともに、内
部に水銀および希ガスが封入されたガラス製バルブと、
上記バルブの内面側に形成された透明導電膜と、この透
明導電膜の上に形成されたけい光体被膜と、を具備した
ラピッドスタート形けい光ランプにおいて、上記透明導電膜とけい光体被膜との間に、少なくとも酸
化亜鉛を含む紫外線吸収機能を有する微粒子金属酸化物
により形成され、平均膜厚が０．２μｍ以上で１．５μ
ｍ以下に形成された紫外線吸収保護膜を形成したことを
特徴とするラピッドスタート形けい光ランプ。
【請求項２】上記紫外線吸収保護膜の平均膜厚が、
０．３μｍ以上で１．０μｍ以下であることを特徴とす
る請求項１に記載のラピッドスタート形けい光ランプ。
【請求項３】両端部に電極が配置されるとともに、内
部に水銀および希ガスが封入されたガラス製バルブと、
上記バルブの内面側に形成された透明導電膜と、この透
明導電膜の上に形成されたけい光体被膜と、を具備した
ラピッドスタート形けい光ランプにおいて、上記透明導電膜とけい光体被膜との間に、少なくとも酸
化亜鉛を含む紫外線吸収機能を有する微粒子金属酸化物
からなり、紫外線の吸収率が９０％以下の紫外線吸収保
護膜を形成したことを特徴とするラピッドスタート形け
い光ランプ。
【請求項４】両端部に電極が配置されるとともに、内
部に水銀および希ガスが封入されたガラス製バルブと、
上記バルブの内面側に形成された透明導電膜と、この透
明導電膜の上に形成されたけい光体被膜と、を具備した
ラピッドスタート形けい光ランプにおいて、上記透明導電膜とけい光体被膜との間に、微粒子金属酸
化物からなり、可視光の透過率が９０％以上であり、２
５４nmの紫外線の吸収率が５０％以上で９０％以下の紫
外線吸収保護膜を形成したことを特徴とするラピッドス
タート形けい光ランプ。
【請求項５】上記微粒子金属酸化物は、量子のエネル
ギー帯構造における禁止帯が３．０ｅＶ以上で３．５４
ｅＶ未満であることを特徴とする請求項４に記載のラピ
ッドスタート形けい光ランプ。
【請求項６】上記紫外線吸収保護膜は、酸化亜鉛およ
び酸化チタンを含み、酸化チタンの混合割合を３０〜７
０重量％としたことを特徴とする請求項１ないし請求項
５のいずれか１に記載のラピッドスタート形けい光ラン
プ。
【請求項７】けい光体は、希土類金属発光けい光体か
らなり、その平均膜厚は、１０μｍ以上で２５μｍ以下
であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいず
れか１に記載のラピッドスタート形けい光ランプ。
【請求項８】けい光体は、セリウムを発光金属とする
けい光体を含有していることを特徴とする請求項１ない
し請求項６のいずれか１に記載のラピッドスタート形け
い光ランプ。
【請求項９】請求項１ないし請求項８のいずれか１に
記載のラピッドスタート形けい光ランプと、このランプ
を装着した器具本体と、この器具本体に設けられ上記ラ
ンプと電源との間に電気的に接続されて上記ランプを安
定点灯状態に保つ点灯回路部品と、を具備したことを特
徴とする照明装置。