JPH07296776A - 蛍光ランプおよび蛍光ランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バルブの曲管部分の保護膜層および蛍光体層
に生じる亀裂を抑制し、光束の劣化を小さくし、ランプ
点灯中の光束維持率を向上する。 【構成】 両端に電極４，５を有し、かつ内部に水銀お
よび希ガス５が封入された鉛ガラスを主成分としたバル
ブ３を備えた蛍光ランプ６のバルブ３の内面に、保護膜
層１と蛍光体層２とが順次形成されている。保護膜層１
は、セリウムおよび鉛のホウ酸塩からなる混合酸化物
（ＣｅＯ₂−ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃、重量比１：６：３）を、
適当な分散媒（酢酸ブチル、ブタノール等）で分散さ
せ、バルブ３の内面に塗布し、乾燥させ焼き付けてい
る。バルブ３は、電球形蛍光灯に用いるために、ダブル
Ｕ形に２回熱処理曲管加工が施されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蛍光ランプおよびこれ
を用いた蛍光ランプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、蛍光ランプにおいては、光束
および光束維持率の向上のために、バルブ内面に保護膜
を形成することが知られている。特に、小型で高管壁負
荷の電球形蛍光ランプにおいては、バルブと蛍光体層と
の間に、酸化チタン（ＴｉＯ₂），酸化アルミニウム
（Ａｌ₂Ｏ₃），酸化セリウム（ＣｅＯ₂）といった、主
に単一酸化物からなる保護膜が用いられている。その中
でも酸化セリウムは、バルブを加熱し、曲管加工を施す
蛍光ランプの保護膜として好適であり、光束と光束維持
率を大幅に向上させることができるものである（特開昭
６２−２２９７３号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の蛍光ランプでは、保護膜層が単一酸化物、または複
合酸化物であってもその軟化点がバルブ以上に高いため
に、保護膜層と蛍光体層を順次被着したバルブに熱によ
る曲管加工を行った場合、保護膜層、蛍光体層それぞれ
に亀裂を生じ、ランプ点灯中の光束劣化が大きいという
問題があった。酸化セリウムからなる保護膜は、ランプ
点灯中の光束劣化を抑制するのに有効である。が、近年
の蛍光ランプの小型化に伴うバルブの曲管曲率の増大や
熱処理温度の上昇等によって、所期の効果が得られなく
なってきた。

【０００４】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、バルブの曲管部分の保護膜層および
蛍光体層に生じる亀裂を抑制し、光束の劣化を小さくで
き、ランプ点灯中の光束維持率を向上することのできる
蛍光ランプを提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の蛍光ランプは、
両端に電極を有し、かつ内部に水銀および希ガスが封入
された曲管形バルブの内面に、保護膜層と蛍光体層とが
順次形成されており、前記保護膜層が、酸化セリウム
（ＣｅＯ₂）と前記バルブよりも軟化点の低い低融点ガ
ラスを構成する酸化物とからなる構成を有する。また、
本発明の蛍光ランプ装置は、両端に電極を有し、かつ内
部に水銀および希ガスが封入された屈曲部を有するバル
ブを備えた蛍光ランプと、この蛍光ランプに接続され、
かつケースに収納された点灯回路とを具備し、前記バル
ブの内面に、保護膜層と蛍光体層とが順次形成されてお
り、前記保護膜層が、酸化セリウム（ＣｅＯ₂）と前記
バルブよりも軟化点の低い低融点ガラスを構成する酸化
物とからなる構成を有する。

【０００６】

【作用】この構成により、バルブが熱による曲管加工を
受けたとき、保護膜はバルブより早く軟化するために、
バルブの機械的な伸縮移動にもスムーズに追随し、また
保護膜が非晶質の連続膜となって、バルブ中で活性化し
たアルカリイオンの蛍光体方向への移動拡散を抑制し、
さらにはその連続膜中において水銀との反応性に乏しく
アルカリイオンの移動拡散を抑制する元素酸化物がその
抑制作用を相乗的に高め、アルカリイオンと水銀との反
応物である黒化沈着物の発生を抑止することになる。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例について図面を用いて説明す
る。

【０００８】図１に示すように本発明の一実施例の蛍光
ランプは、両端に電極４，５を有し、かつ内部に水銀お
よび希ガスが封入された鉛ガラスを主成分とするバルブ
３の内面に、保護膜層１と蛍光体層２とが順次形成され
ている。保護膜層１は、セリウムおよび鉛のホウ酸塩か
らなる混合酸化物（ＣｅＯ₂−ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃、重量比
１：６：３）を、適当な分散媒（酢酸ブチル、ブタノー
ル等）で分散させ、バルブ３の内面に塗布し、乾燥させ
焼き付けている。蛍光ランプ６のバルブ３は、電球形蛍
光灯に用いるために、ダブルＵ形に２回熱処理曲管加工
が施されている。

【０００９】このようなダブルＵ形の蛍光ランプ６を用
い蛍光ランプ装置とした定格電力１７Ｗの電球形蛍光灯
について説明する。

【００１０】上記した蛍光ランプ６は、点灯回路７と電
気的に接続され、これら蛍光ランプ６および点灯回路７
は、グローブ８とケース９とからなる外囲器１０の内部
に収納されている。なお、ケース９には口金１１が装着
されている。

【００１１】本実施例の蛍光ランプ６、従来例である酸
化セリウムの単一酸化物を保護膜に用いた蛍光ランプ、
および、参考例として低融点ガラスを構成する元素酸化
物である鉛のホウ酸塩酸化物のみからなる保護膜を用い
た蛍光ランプを、図３に示す上記した電球形蛍光灯にそ
れぞれ用いたときの、バルブ曲管部の保護膜層および蛍
光体層の外観（亀裂の有無）と、２０００時間点灯後の
光束維持率を表１に示した。なお、本実施例および参考
例のガラス化する前の保護膜層１の厚みは約２．５μｍ
であった。

【００１２】

【表１】

【００１３】以下、表１で得られた結果について考察す
る。本実施例は、参考例および従来例と比較してバルブ
曲管部の保護膜層および蛍光体層においてそれぞれ生じ
る亀裂は抑制されており、ランプ光束維持率も大きく向
上している。これはすなわち、保護膜層１に含有させた
鉛のホウ酸塩酸化物のガラス化後の軟化点はその組成比
にかかわらずバルブ３に用いた鉛ガラスの軟化点（約６
２０℃）よりも低いため、ダブルＵ形に曲げる２度の熱
処理曲管加工でバルブ３が軟化するより前に保護膜層１
はガラス化して軟化するので、バルブ３の機械的な伸縮
移動にも追随し保護膜層１に亀裂が生じることがなくな
る。また、保護膜層１はガラス化するので連続膜とし
て、熱加工時におけるバルブ３からの蛍光体層２方向へ
のアルカリイオンの移動拡散を抑制することができる。
副次作用として蛍光体層２のバルブ３の伸びに対する亀
裂も抑制することができ、以上のことはすべて蛍光ラン
プの点灯中の光束劣化を小さくするのに有効である。

【００１４】これに対して従来例の保護膜層は、軟化点
がバルブの軟化点よりも高いため、バルブの機械的な伸
縮移動に追随することができずに亀裂を生じてしまう。
またガラス化することもならず、バルブの熱処理曲管加
工後に保護膜としての化学種隔絶機能を維持することが
非常に困難である。保護膜層として有効性の認められた
従来例が、過酷な条件下において参考例よりもランプ光
束維持率が低下してしまうのはこのためである。

【００１５】次に、本実施例が参考例よりもランプ光束
維持率が良好なのは、保護膜層の連続性に加え、バルブ
３加熱時のアルカリイオンの移動拡散に対する酸化セリ
ウムによる抑制作用が有効に機能したためである。保護
膜層１はガラス化と同時にバルブ３側への溶け込みがあ
るが、このような場合には、加熱処理時にバルブ３から
保護膜層１方向へのアルカリイオンの移動拡散が著し
く、参考例の鉛のホウ酸塩酸化物のみではその影響を防
ぎ得なかったものと推察できる。

【００１６】なお、本実施例の構成は、曲管加工の熱処
理温度が低かったり加工部位の違いによって、保護膜層
１のガラス化が不十分で適用酸化物の結晶粒界が残る場
合がある。そのような場合でも、保護膜層１に含まれる
酸化セリウムの上述した機能によってランプ点灯中の光
束劣化を小さくすることができる。

【００１７】ところで保護膜層１の膜厚は、ある程度以
上の厚みが確保されていれば表１に示した本実施例程度
にランプ特性を確保することができるが、膜厚が小さく
なりすぎると熱処理曲管加工によって、基体ガラスであ
るバルブ３と保護膜層１相互の溶け込みの影響が無視で
きなくなり、保護膜層１の隔絶機能が損なわれランプ初
光束や光束維持率の低下が著しくなる。

【００１８】図４は、上記した電球形蛍光灯における、
保護膜層１の膜厚に対する５００時間点灯後の光束の相
対変化を示したものである。図４中曲線Ａは、本実施
例、曲線Ｂは参考例の電球形蛍光灯をそれぞれ示す。な
お、膜厚は保護膜層１がガラス化する前の数値で表し
た。上記のとおり、膜厚を小さくしすぎると相対光束は
低下するが、本実施例は保護膜層１中に酸化セリウムを
含有するので参考例と比してその低下の度合いは小さ
い。参考例が膜薄のものにおいてとくに相対光束を落と
すのはバルブ３から保護膜層表面へのアルカリイオンの
移動拡散を許したためである。図４に示した結果ならび
にその後の光束維持率特性に配慮すると、実施例のガラ
ス化する前の保護膜層１の厚みは、１μｍ以上であるこ
とが望ましい。なお、保護膜層１の膜厚上限は、従来保
護膜のような結晶成長や相変化あるいは蛍光体脱落とい
った保護膜機能面からのはっきりとした制約は認められ
ないが、ランプ光束の低下傾向やその他のプロセス加工
上の制約はあり、自ずと限界がある。

【００１９】なお、本実施例では、水銀との反応性に乏
しくアルカリイオンの移動拡散を抑制する元素酸化物と
して酸化セリウムの場合について示したが、この酸化物
以外にも塩基性酸化物を中心に当該酸化物を見い出すこ
とができる。

【００２０】また、本実施例では保護膜層１に含有させ
る低融点ガラスを構成する元素酸化物として、鉛のホウ
酸塩酸化物（ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃）を用いる場合について説
明したが、バリウムとカルシウムのホウ酸塩酸化物（Ｂ
ａＯ−ＣａＯ−Ｂ₂Ｏ₃）を用いても同様の効果が得られ
る。

【００２１】また、本実施例では、ホウ酸塩由来の低融
点ガラスを構成する元素酸化物を用いた場合について説
明したが、本発明は水銀とアルカリの両者化学種との反
応性が低いその他の低融点ガラス化元素酸化物を用いて
も同様の効果が得られるものである。

【００２２】なお、上記実施例ではダブルＵ形の蛍光ラ
ンプについて説明したが、図５に示す本発明の他の実施
例としたソーダ石灰ガラスからなるバルブを有する丸形
の蛍光ランプにおいても、上記実施例と同様にすぐれた
結果を得ることができる。

【００２３】以上のように、本発明実施例の蛍光ランプ
は、バルブ３と蛍光体層２の間に、水銀との反応性に乏
しくアルカリイオンの移動拡散を抑制するセリウムおよ
びバルブ３よりも軟化点の小さい低融点ガラスを形成す
る鉛のホウ酸塩酸化物（ＣｅＯ₂−ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃）か
らなる保護膜層１を設けているので、バルブ３が熱処理
曲管加工を受けたとき、保護膜層１はバルブ３より早く
軟化するために、バルブ３の機械的な伸縮移動にもスム
ーズに追随し、また保護膜層１が非晶質の連続膜となる
とともに、水銀との反応性に乏しくアルカリイオンの移
動拡散を抑制する元素酸化物によるアルカリイオンの移
動拡散抑制作用が有効に機能してランプ点灯中の光束劣
化を小さくし、光束維持率を向上させることができる。
また、本発明の蛍光ランプ装置は、本発明の蛍光ランプ
を用いるので上記と同様の効果が得られる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、バルブ
が熱処理曲管加工を受けたとき、保護膜がバルブの機械
的な伸縮移動にもスムーズに追随するので、保護膜に亀
裂が生じることはなく、蛍光体層に生じる亀裂も抑制さ
れ、また非晶質の連続膜となった保護膜中の、水銀との
反応性に乏しくアルカリイオンの移動拡散を抑制する元
素酸化物が、バルブ中で活性化したアルカリイオンの蛍
光体方向への移動拡散を抑制しアルカリイオンと水銀と
の反応物である黒化沈着物の発生を抑止するので、熱処
理曲管加工を施す場合に顕著にランプ点灯中の光束劣化
を小さくでき、光束維持率を向上することができるとい
うすぐれた効果を有する蛍光ランプを提供することがで
きるものである。また、本発明の蛍光ランプ装置は、本
発明の蛍光ランプを用いるので、上記と同様な効果を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である蛍光ランプの一部切欠
斜視図

【図２】同じく要部拡大切欠正面図

【図３】本発明の一実施例である蛍光ランプを用いた電
球形蛍光灯の一部切欠正面図

【図４】保護膜層の膜厚に対する相対光束を示した図

【図５】本発明の他の実施例である丸形の蛍光ランプの
一部切欠正面図

【符号の説明】

１ 保護膜層 ２ 蛍光体層 ３ バルブ ４，５ 電極 ６ 蛍光ランプ ７ 点灯回路 ９ ケース

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端に電極を有し、かつ内部に水銀およ
   び希ガスが封入された曲管形バルブの内面に、保護膜層
   と蛍光体層とが順次形成されており、前記保護膜層が、
   酸化セリウム（ＣｅＯ₂）と前記バルブよりも軟化点の
   低い低融点ガラスを構成する酸化物とからなることを特
   徴とする蛍光ランプ。
2. 【請求項２】 両端に電極を有し、かつ内部に水銀およ
   び希ガスが封入された屈曲部を有するバルブを備えた蛍
   光ランプと、この蛍光ランプに接続され、かつケースに
   収納された点灯回路とを具備し、前記バルブの内面に、
   保護膜層と蛍光体層とが順次形成されており、前記保護
   膜層が、酸化セリウム（ＣｅＯ₂）と前記バルブよりも
   軟化点の低い低融点ガラスを構成する酸化物とからなる
   ことを特徴とする蛍光ランプ装置。