JPH08129987A - 蛍光ランプ及びその製造方法 - Google Patents

蛍光ランプ及びその製造方法

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JPH08129987A
JPH08129987A JP26595994A JP26595994A JPH08129987A JP H08129987 A JPH08129987 A JP H08129987A JP 26595994 A JP26595994 A JP 26595994A JP 26595994 A JP26595994 A JP 26595994A JP H08129987 A JPH08129987 A JP H08129987A
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JP
Japan
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phosphor
fluorescent lamp
metal oxide
phosphor coating
particles
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JP26595994A
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English (en)
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Masahiro Tokawa
雅弘 東川
Koji Nishioka
浩二 西岡
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光束劣化が少なく、光束維持率を良くして長
寿命化を図る。 【構成】 内壁1aに蛍光体被膜3が形成されると共
に、内部に放電ガスが封入された透光性を有する気密容
器1を備えてなり、その気密容器1内の放電により生ず
る紫外線を蛍光体被膜3中の蛍光体3aで可視光に変換
する蛍光ランプにおいて、蛍光体被膜3中の蛍光体3a
粒子間の空隙を、紫外、及び可視、及び赤外線波長領域
において透光性を有する金属酸化物4であるSiO2
より封孔して、蛍光体3aを緻密かつ連続的に覆い、蛍
光体3aを気密容器1及び放電ガスから略隔絶させた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、放電ガスが封入された
気密容器の内壁に、蛍光体被膜が形成されてなる蛍光ラ
ンプ、及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】蛍光ランプは、今日では広く普及してい
る重要な光源のひとつである。図2は、このような従来
の蛍光ランプの1つである電極を有する蛍光ランプを示
すものであり、この蛍光ランプは、透光性を有し気密に
形成されたガラスバルブ1内の両端に電極であるフィラ
メント2を設け、ガラスバルブ1内にはアルゴンガスと
共に水銀を封入してなり、ガラスバルブ1の内壁1aに
は、蛍光体が塗布されて蛍光体被膜3が形成されてい
る。そして、その水銀の放電により発生させた紫外線
を、内壁1aに塗布した蛍光体によって可視光に変換さ
せ、その可視光を利用するようにしたものである。
【0003】一方、近年環境問題が重要視されるように
なり、蛍光ランプの内部に封入された水銀も、蛍光ラン
プが寿命となると廃棄されるため、環境の汚染源のひと
つとして少なからず注目され、このため、蛍光ランプに
おける水銀使用量の低減、あるいは不使用化を目指した
多くの取組みがなされている。この水銀に代わる紫外線
放射源の候補としては、例えばキセノン放電からの紫外
線(波長147nm)を利用した希ガス蛍光ランプがあ
るが、効率において水銀を利用したものにはるかに劣
り、非水銀蛍光ランプへの代替化は困難なのが現状であ
る。したがって、水銀の使用量の低減化が現実的な対応
策とされ、その具体策として、ランプ1本当たりの封入
水銀量の必要最低限量への適正化と、ランプの寿命特性
の改善による長期的視野での水銀量の低減化が検討さ
れ、特に近年は、後者の研究が活発に行われている。
【0004】一般に、蛍光ランプの寿命は、電極切れに
よる不点寿命と、光束劣化による光束寿命のうちのいず
れか短い方とされ、特に後者の改善が、近年の蛍光ラン
プの小型化及び高出力化に伴う管壁負荷の増加に伴って
着目されている。この光束劣化の原因としては、封入さ
れた水銀と管内不純物との反応による蛍光体被膜の表面
あるいはガラス表面の黒化や、イオン衝撃による蛍光体
の劣化、ガラスのソーラリゼーションによる着色等が考
えられている。
【0005】これらに対する従来の重要な対策例の1つ
として、ガラス内表面に金属酸化物による保護膜を形成
したものがあり、一般にはそれは、Al2 3 やSiO
2 などの微粒子を塗布することによって行われている。
【0006】また、従来の重要な別の対策例として、蛍
光体被膜3の表面を金属酸化物の微粒子で被覆するもの
も提案されており、これは例えば、平均粒径数μmの蛍
光体粒子の表面に、それよりも1桁ないし2桁粒径の小
さいAl2 3 やSiO2 などの微粒子を蛍光体の保護
材として被着させることにより行われている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように構成された従来の蛍光ランプにおいては、ガラス
内面に金属酸化物による保護膜を形成したものにあって
は、保護膜が、あくまでもガラス界面との反応防止に主
たる効果を有し、光束劣化に対してある程度の効果は有
するものの、それが十分ではないという問題点があっ
た。
【0008】また、蛍光体被膜3の表面を金属酸化物の
微粒子で被覆するものにおいても、イオン衝撃等による
蛍光体へのダメージは、かなり緩和できるものの、その
被覆があくまでも粒子からなる非連続な保護層とされて
いるために、保護層には隙間が残り、光束劣化の防止効
果がなお不十分であるという問題点があった。
【0009】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、光束劣化が少なく、光
束維持率の優れた長寿命の蛍光ランプ、及びその蛍光ラ
ンプの製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、請求項1記載の発明にあっては、内壁1aに
蛍光体被膜3が形成されると共に、内部に放電ガスが封
入された透光性を有する気密容器1を備えてなり、該気
密容器1内の放電により生ずる紫外線を前記蛍光体被膜
3中の蛍光体3aで可視光に変換する蛍光ランプにおい
て、前記蛍光体被膜3中の蛍光体3a粒子間の空隙を、
紫外、及び可視、及び赤外線波長領域において透光性を
有する金属酸化物4により封孔したことを特徴とするも
のである。
【0011】また、請求項2記載の発明にあっては、請
求項1記載の蛍光ランプにおいて、前記蛍光体被膜3中
の空隙を封孔する金属酸化物4を、Si02 ,Al2
3 ,MgO,ZrO2 ,Sc2 3 ,Nb2 3 ,Hf
2 からなる群から選択された1つの金属酸化物とした
ことを特徴とするものである。
【0012】また、請求項3記載の発明にあっては、請
求項1記載の蛍光ランプにおいて、前記蛍光体被膜3中
の空隙を封孔する金属酸化物4を、Si02 ,Al2
3 ,MgO,ZrO2 ,Sc2 3 ,Nb2 3 ,Hf
2 からなる群から選択された少なくとも2つの金属酸
化物の複合化合物としたことを特徴とするものである。
【0013】さらには、請求項4記載の発明にあって
は、請求項1乃至請求項3のうち1つの請求項記載の蛍
光ランプの製造方法であって、前記蛍光体被膜3中の空
隙を封孔する金属酸化物4を、有機金属化合物溶液を用
いて形成したことを特徴とするものである。
【0014】
【作用】上述のように本発明は、請求項1記載の発明に
あっては、内壁1aに蛍光体被膜3が形成されると共
に、内部に放電ガスが封入された透光性を有する気密容
器1を備えてなり、該気密容器1内の放電により生ずる
紫外線を前記蛍光体被膜3中の蛍光体3aで可視光に変
換する蛍光ランプにおいて、前記蛍光体被膜3中の蛍光
体3a粒子間の空隙を、紫外、及び可視、及び赤外線波
長領域において透光性を有する金属酸化物4により封孔
したため、比較的多孔質な蛍光体被膜3中の蛍光体3a
粒子間の空隙が、透光性を有する金属酸化物4によって
うめられて、蛍光体3aの粒子が緻密で連続的な保護材
で覆われる状態となり、蛍光体3a粒子が、放電プラズ
マやガラス内壁から略隔絶し、それらの影響を受けにく
くなり、蛍光体3aの劣化が抑制される。
【0015】また、請求項2記載の発明にあっては、請
求項1記載の蛍光ランプにおいて、前記蛍光体被膜3中
の空隙を封孔する金属酸化物4を、Si02 ,Al2
3 ,MgO,ZrO2 ,Sc2 3 ,Nb2 3 ,Hf
2 からなる群から選択された1つの金属酸化物4とし
たため、蛍光体3aの劣化が抑制されると共に、封孔部
材である金属酸化物4が紫外、及び可視、及び赤外線波
長領域において高い透光性を有し、紫外線及び可視光が
透過され易い。
【0016】また、請求項3記載の発明にあっては、請
求項1記載の蛍光ランプにおいて、前記蛍光体被膜3中
の空隙を封孔する金属酸化物4を、Si02 ,Al2
3 ,MgO,ZrO2 ,Sc2 3 ,Nb2 3 ,Hf
2 からなる群から選択された少なくとも2つの金属酸
化物の複合酸化物4としたため、蛍光体3aの劣化が抑
制されると共に、封孔部材である金属酸化物4の複合酸
化物が紫外、及び可視、及び赤外線波長領域において高
い透光性を有するため、紫外線及び可視光が透過され易
い。
【0017】さらには、請求項4記載の発明にあって
は、請求項1乃至請求項3のうち1つの請求項記載の蛍
光ランプの製造方法であって、前記蛍光体被膜3中の空
隙を封孔する金属酸化物4を、有機金属化合物溶液を用
いて形成したため、有機金属化合物溶液が蛍光体3aの
粒子間の隙間に浸透し易く、蛍光体被膜3層の緻密で連
続的な封孔が容易に行える。
【0018】
【実施例】図1は、本発明の蛍光ランプの一実施例を示
すものであり、この蛍光ランプは、特にその出力が限定
されるものではないが15Wのランプで、透光性を有し
気密に形成された管径約15mmのガラスバルブ1内の
両端近傍に電極であるフィラメントを設け、ガラスバル
ブ1内にはアルゴンガスと共に水銀を封入してなり、ガ
ラスバルブ1の内壁1aには、蛍光体3aである赤色蛍
光体Y2 3 :Euを塗布して蛍光体被膜3を形成する
と共に、その蛍光体被膜3の蛍光体3a間に生ずる隙間
を、金属酸化物4であるSiO2 により封孔してなるも
のである。つまり、蛍光体3aの粒子が、粒状ではなく
緻密で連続的な封孔材である金属酸化物4のSiO2
より覆われて、ガラスバルブ1やアルゴンガス及び水銀
等と隔絶され、蛍光体被膜3層中の隙間も同様にSiO
2 により埋められる構成とされているのである。
【0019】以下に、本実施例の蛍光ランプの製造方法
について詳述すると、まず、蛍光体の粉末やバインダな
どからなる蛍光体スラリーを周知の方法でガラスバルブ
1の内壁1aに塗布し、蛍光体被膜3を形成させ、次い
で乾燥及び焼成工程によってバインダを除去する。その
後に、有機金属化合物溶液(金属アルコキシドなど)で
ある例えば、Si(OC2 5 4 が30g、C2 5
OHが40g、及びH 2 Oが28gからなる溶液を、例
えばスプレー法などによって上述の蛍光体被膜3上に略
均一に塗布すると、有機金属化合物溶液は、比較的多孔
質の蛍光体被膜3の蛍光体3a粒子間の隙間にも浸透し
ていく。そして、これを大気中で高温処理、例えば55
0度Cで20分間加熱すると、有機金属化合物であるS
i(OC 2 5 4 が加水分解されて有機金属化合物を
出発材料とする透光性を有する金属酸化物であるSiO
2 が蛍光体3aの粒子を覆うように形成されて封孔がな
される。そして、このガラスバルブ1に通常の排気処理
をした後に、アルゴンガス及び水銀を封入してランプと
するのである。
【0020】このように構成されているため、本実施例
における蛍光ランプにおいては、有機金属化合物溶液
が、蛍光体被膜3中の蛍光体3aの粒子が形成する隙間
にも浸透して、その隙間が封孔材である金属酸化物4で
封孔されて、緻密かつ連続的に埋められ、蛍光体3aの
粒子は金属酸化物4で覆われるようになり、蛍光体3a
粒子が、放電プラズマやガラス内壁から略隔絶し、それ
らの影響を受けにくくなり、蛍光体3aの劣化が抑制さ
れて光束維持率が良くなりランプの長寿命化が図れる。
また、封孔部材である金属酸化物4、SiO2 が紫外、
及び可視、及び赤外線波長領域において高い透光性を有
するため、紫外線及び可視光が透過され易く、発光効率
が良い。さらには、蛍光体被膜3中の空隙を封孔する金
属酸化物4を、有機金属化合物溶液を用いて形成したた
め、有機金属化合物溶液が蛍光体被膜3中の空隙に浸透
し易く、封孔が容易に行える。
【0021】実際に本願発明者等が、本実施例における
蛍光ランプと、従来の非封孔の蛍光体被膜を有する同種
の蛍光ランプを比較点灯してみたところ、初光束は略同
じであったが、100時間点灯後の光束劣化率は、後者
が3.2%であったのに対し、前者である本実施例のラ
ンプでは1.5%と良好な結果を示すことが確認でき
た。
【0022】なお、前記実施例においては、封孔材であ
る金属酸化物をSiO2 として説明を行ったが、本発明
はこれに限らず、SiO2 を含めたAl2 3 ,Mg
O,ZrO2 ,Sc2 3 ,Nb2 3 ,HfO2 や、
それらの2種以上の複合酸化物であっても良く、それら
は蛍光体3aの粒子の励起源である紫外線、及びそこか
ら放射される可視光線の両波長域に対する光の透過率が
高く、封孔部材が発行効率をほとんど低下させることが
ない。
【0023】また、前記実施例においては、蛍光ランプ
を電極であるフィラメントを有する直管の15Wのラン
プとして説明を行ったが、本発明はこれに限らず、環状
の蛍光ランプや、いわゆるコンパクトランプと呼ばれる
蛍光ランプ、及び内部に電極を持たない無電極蛍光ラン
プであっても良く、それらの場合であっても、前記実施
例と同様の効果を奏する。
【0024】
【発明の効果】上述のように構成したため本発明は、請
求項1記載の発明にあっては、比較的多孔質な蛍光体被
膜中の蛍光体粒子間の空隙が、透光性を有する金属酸化
物によってうめられて、蛍光体の粒子が緻密で連続的な
保護材で覆われる状態となり、蛍光体粒子が、放電プラ
ズマやガラス内壁から略隔絶し、それらの影響を受けに
くくなり、蛍光体の劣化が抑制されて光束維持率が良好
となりランプの長寿命化が図れる。
【0025】また、請求項2記載の発明にあっては、請
求項1記載の発明の効果に加えて、封孔部材である金属
酸化物が紫外、及び可視、及び赤外線波長領域において
高い透光性を有するため、紫外線及び可視光が透過され
易く、封孔部材が発行効率をほとんど低下させることが
ない。
【0026】また、請求項3記載の発明にあっては、請
求項1記載の発明の効果に加えて、封孔部材である少な
くとも2種の金属酸化物の複合酸化物が紫外、及び可
視、及び赤外線波長領域において高い透光性を有するた
め、紫外線及び可視光が透過され易く、封孔部材が発行
効率をほとんど低下させることがない。
【0027】さらには、請求項4記載の発明にあって
は、有機金属化合物溶液が蛍光体の粒子間の隙間に浸透
し易く、蛍光体被膜層の封孔が容易に行えて、請求項1
乃至請求項3記載の発明の効果を有する蛍光ランプが容
易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蛍光ランプの一実施例に係るガラスバ
ルブの要部の断面の模式図である。
【図2】従来の蛍光ランプの要部を示す一部断面正面図
である。
【符号の説明】
1 気密容器 1a 内壁 3 蛍光体被膜 3a 蛍光体 4 金属酸化物
【手続補正書】
【提出日】平成6年12月2日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】なお、前記実施例においては、封孔材であ
る金属酸化物をSiO2 として説明を行ったが、本発明
はこれに限らず、SiO2 を含めたAl2 3 ,Mg
O,ZrO2 ,Sc2 3 ,Nb2 3 ,HfO2 や、
それらの2種以上の複合酸化物であっても良く、それら
は蛍光体3aの粒子の励起源である紫外線、及びそこか
ら放射される可視光線の両波長域に対する光の透過率が
高く、封孔部材が発光効率をほとんど低下させることが
ない。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0025
【補正方法】変更
【補正内容】
【0025】また、請求項2記載の発明にあっては、請
求項1記載の発明の効果に加えて、封孔部材である金属
酸化物が紫外、及び可視、及び赤外線波長領域において
高い透光性を有するため、紫外線及び可視光が透過され
易く、封孔部材が発光効率をほとんど低下させることが
ない。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0026
【補正方法】変更
【補正内容】
【0026】また、請求項3記載の発明にあっては、請
求項1記載の発明の効果に加えて、封孔部材である少な
くとも2種の金属酸化物の複合酸化物が紫外、及び可
視、及び赤外線波長領域において高い透光性を有するた
め、紫外線及び可視光が透過され易く、封孔部材が発光
効率をほとんど低下させることがない。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内壁に蛍光体被膜が形成されると共に、
    内部に放電ガスが封入された透光性を有する気密容器を
    備えてなり、該気密容器内の放電により生ずる紫外線を
    前記蛍光体被膜中の蛍光体で可視光に変換する蛍光ラン
    プにおいて、前記蛍光体被膜中の蛍光体粒子間の空隙
    を、紫外、及び可視、及び赤外線波長領域において透光
    性を有する金属酸化物により封孔したことを特徴とする
    蛍光ランプ。
  2. 【請求項2】 前記蛍光体被膜中の蛍光体粒子間の空隙
    を封孔する金属酸化物を、Si02 ,Al2 3 ,Mg
    O,ZrO2 ,Sc2 3 ,Nb2 3 ,HfO2 から
    なる群から選択された1つの金属酸化物としたことを特
    徴とする請求項1記載の蛍光ランプ。
  3. 【請求項3】 前記蛍光体被膜中の蛍光体粒子間の空隙
    を封孔する金属酸化物を、Si02 ,Al2 3 ,Mg
    O,ZrO2 ,Sc2 3 ,Nb2 3 ,HfO2 から
    なる群から選択された少なくとも2つの金属酸化物の複
    合化合物としたことを特徴とする請求項1記載の蛍光ラ
    ンプ。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至請求項3のうち1つの請求
    項記載の蛍光ランプの製造方法であって、前記蛍光体被
    膜中の蛍光体粒子間の空隙を封孔する金属酸化物を、有
    機金属化合物溶液を用いて形成したことを特徴とする蛍
    光ランプの製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6281625B1 (en) 1998-04-28 2001-08-28 Matsushita Electronics Corporation Fluorescent lamp with specific protective film
WO2002047112A1 (fr) * 2000-12-08 2002-06-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Lampe fluorescente, procede permettant de la produire et systeme d'affichage d'informations utilisant ladite lampe
EP1215266A2 (en) * 2000-12-13 2002-06-19 Sumitomo Chemical Company, Limited High-luminance phosphor layer

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