JPH0887982A

JPH0887982A - 蛍光ランプおよび照明装置

Info

Publication number: JPH0887982A
Application number: JP22119294A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Honda; 久司本田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1994-09-16
Filing date: 1994-09-16
Publication date: 1996-04-02

Abstract

(57)【要約】【目的】透明性導電被膜を備えた蛍光ランプにおい
て、ＥＣ黒化と称される導電被膜に起因す蛍光体の黒化
を低減した蛍光ランプを提供する。【構成】細長い管情の透光性気密容器の内面に形成さ
れる透明性導電被膜の抵抗値を中間領域より両管端部の
抵抗値を高くするとともに、両管端部の抵抗値が互いに
相違しており、相対的に抵抗値の高い方の管端部に水銀
放出合金を配設した蛍光ランプおよびこの蛍光ランプを
用いた照明装置である。。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透明性導電被膜を備
え、この導電被膜に起因する黒化を低減するようにした
蛍光ランプおよびこの蛍光ランプ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蛍光ランプ
は、透光性気密容器内に透明性導電被膜を形成したもの
が多い。透明性導電被膜を形成すると、始動時に電極近
傍の電位傾度を大きくすることができ、このため蛍光ラ
ンプの始動性能を向上することができる。

【０００３】しかしながら、透明性導電被膜を透光性気
密容器の内面に形成した蛍光ランプは、ランプの働程中
に黒化（以下、「ＥＣ黒化」と略称する。）を生じやす
い。ＥＣ黒化は、ランプが茶褐色に変色した砂を撒いた
ように見えるので、砂撒き現象ともいわれ、ランプの外
観を損なう。

【０００４】このＥＣ黒化の発生原因は、主に次の二つ
がある。

【０００５】まず、その第一は導電被膜の抵抗分布であ
る。抵抗値が低いと、放電プラズマ−蛍光体被膜−導電
被膜により構成される蛍光体コンデンサに印加される電
圧が高くなり、蛍光体の絶縁破壊が発生しやすくなる。
蛍光体の絶縁破壊が生じると、放電プラズマと透明性導
電被膜との間に微放電が発生する。この微放電に伴う発
生熱により、蛍光体または導電被膜に内蔵されていた不
純ガスが放出され、この不純ガスと蛍光体層が反応して
蛍光体が黄変すると考えられている。

【０００６】次に、その第二は蛍光体層への水銀粒の付
着である。導電被膜の抵抗値が同じでも水銀粒が付着し
た部分には電位が集中するので、前記と同様にその部分
の蛍光体が絶縁破壊し、これに伴い微放電が発生し、蛍
光体の変色が部分的に生じ、砂を撒いたように黒化が生
じる。

【０００７】ところで、導電被膜は、電極近傍における
電位集中を避けるために、その抵抗値分布がＶ字状カー
ブを描くように形成されるのが一般的である。

【０００８】また、水銀は、必要最小限の量を封入する
ために、水銀放出合金にして一対の電極のいずれか一方
の近傍に配設することが、例えば特願平４−２５９９３
４号に示すように、行われている。すなわち、水銀放出
合金にして気密容器内に封入後、容器の外部から例えば
高周波誘導加熱して水銀放出合金を加熱することによ
り、水銀を溶出させる。なお、一旦溶出した水銀の殆ど
は再度合金形成金属に戻ることはない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】導電被膜をその抵抗値
がＶ字状に分布するように形成する場合、その製造方法
により気密容器の両端の抵抗値を同じにすることができ
ない。すなわち、いずれか一方が他方より相対的に抵抗
値が高く形成されることが分かった。

【００１０】また、水銀放出合金を高周波により加熱し
て溶出させると、水銀は容器内に一様に分散するのでは
なく、水銀放出合金の近傍を中心にスパッタし、気密容
器内の水銀合金配設側の管端部近傍に遍在すなわち非対
称に分散することが分かった。

【００１１】本発明者は、ＥＣ黒化の発生を抑制する技
術の研究において、上記導電被膜の抵抗値分布の非対称
性と水銀の分散の非対称性とを利用することにより、Ｅ
Ｃ黒化を少なくすることを着想し、これによって本発明
が完成した。

【００１２】したがって、本発明は、導電被膜を有する
が、ＥＣ黒化の少ない蛍光ランプおよびこのランプを用
いた照明装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の蛍光ランプ
は、細長い管状の透光性気密容器と；この容器の内面に
形成され、両管端部領域が中間領域より相対的に抵抗値
が高く、しかも両管端部のうち一方が他方に比べて抵抗
値が相対的に高い透明性導電被膜と；この導電被膜の内
側に直接または間接に形成された蛍光体層と；透光性気
密容器内の両管端部に封着した一対の電極と；透光性気
密容器内に封入された希ガスと；透光性気密容器内にお
いて抵抗値が高い方の管端部側に配置された水銀放出合
金と；を具備していることを特徴としている。

【００１４】請求項２の蛍光ランプは、細長い管状の透
光性気密容器と；この容器の内面に形成され、両管端部
領域が中間領域より相対的に抵抗値が高く、しかも両管
端部のうち一方が他方に比べて抵抗値が相対的に高い透
明性導電被膜と；この導電被膜の内面側に形成された金
属酸化物からなる透光性保護層と；透光性保護層の内面
側に形成された蛍光体層と；透光性気密容器内の両管端
部に封着した一対の電極と；透光性気密容器内に封入さ
れた希ガスと；透光性気密容器内において抵抗値が高い
方の管端部側に配置された水銀放出合金と；を具備して
いることを特徴としている。

【００１５】請求項３の蛍光ランプは、細長い管状の透
光性気密容器と；この容器の内面に形成され、両管端部
領域が中間領域より相対的に抵抗値が高く、しかも両管
端部のうち一方と他方との抵抗値比が１．１：１．０な
いし７：１の関係にある透明性導電被膜と；この導電被
膜の内側に直接または間接に形成された蛍光体層と；透
光性気密容器内の両管端部に封着した一対の電極と；透
光性気密容器内に封入された希ガスと；透光性気密容器
内において抵抗値が高い方の管端部側に配置された水銀
放出合金と；を具備していることを特徴としている。

【００１６】両管端部の抵抗値の違いは１．１以上あれ
ばＥＣ黒化低減の効果が認められ、．７を超えると、抵
抗値の適当なＶ字状カーブを形成しにくくなるので、好
ましくない。

【００１７】請求項４の蛍光ランプは、細長い管状の透
光性気密容器と；この容器の内面に形成され、両管端部
領域が中間領域より相対的に抵抗値が高く、しかも両管
端部の抵抗値が２０〜１０００ＫΩで、かつ一方の抵抗
値が他方の抵抗値に比べて高い透明性導電被膜と；この
導電被膜の内側に直接または間接に形成された蛍光体層
と；透光性気密容器内の両管端部に封着した一対の電極
と；透光性気密容器内に封入された希ガスと；透光性気
密容器内において抵抗値が高い方の管端部側に配置され
た水銀放出合金と；を具備していることを特徴としてい
る。

【００１８】両管端部の抵抗値が２０ＫΩを下回ると、
ＥＣ黒化が出やすくなるので、好ましくない。また、１
０００ＫΩを超えると、黒化の面では差し支えないが、
始動性が悪くなるので、好ましくない。

【００１９】請求項５の蛍光ランプは、細長い管状の透
光性気密容器と；この容器の内面に形成され、両管端部
領域が中間領域より相対的に抵抗値が高く、しかも一方
の管端部の抵抗値が２０〜９００ＫΩで、他方の管端部
の抵抗値が２５〜１０００ＫΩを呈し、かつ一方の管端
部の抵抗値が他方の管端部の抵抗値より高い透明性導電
被膜と；この導電被膜の内側に直接または間接に形成さ
れた蛍光体層と；透光性気密容器内の両管端部に封着し
た一対の電極と；透光性気密容器内に封入された希ガス
と；透光性気密容器内において抵抗値が高い方の管端部
側に配置された水銀放出合金と；を具備していることを
特徴としている。

【００２０】両管端部の抵抗値が２０ＫΩを下回ると、
ＥＣ黒化が出やすくなるので、好ましくない。また、１
０００ＫΩを超えると、黒化の面では差し支えないが、
始動性が悪くなるので、好ましくない。また、高い方の
管端部の抵抗値は２５ＫΩ以上あればよい。

【００２１】請求項６の蛍光ランプは、請求項１ないし
５のいずれか一記載において、透光性気密容器の中間領
域における透明性導電被膜は１〜５０ＫΩであることを
特徴としている。

【００２２】中間領域における導電被膜の抵抗値が１Ｋ
Ωを下回ると、そのときの導電被膜が相当厚くなり、蛍
光体層から放射された光のうち導電被膜によって遮断さ
れる割合が大きくなって、蛍光ランプとしての有効光束
が実用的でなくなるために好ましくない。また、５０Ｋ
Ωを超えると、始動性とＥＣ黒化抑制の両立が困難にな
り、好ましくない。

【００２３】請求項７の照明装置は、照明装置本体と；
この本体に装着した請求項１ないし６のいずれか一記載
の蛍光ランプと；電源と蛍光ランプとの間に電気的に介
在して蛍光ランプを安定に点灯する安定器と；を具備し
ている。

【００２４】

【作用】請求項１の発明では、水銀放出合金が相対的に
抵抗値の高い方の管端部側に配設されることにより、水
銀を溶出させた際に水銀が抵抗値の高い方の管端部に集
中する。これに伴って、上記管端部近傍において水銀粒
が蛍光体被膜に付着しても当該部分の導電被膜の抵抗値
が高いため、微放電の発生が抑制され、したがってＥＣ
黒化が低減する。両管端部の抵抗値は相対的に相違して
いるのであればよく、相対的に高い方に水銀合金を配設
すれば、発明の作用を得ることができる。

【００２５】請求項２の発明では、導電被膜と蛍光体層
との間に金属酸化物からなる透光性保護層を介在してい
るので、導電被膜と蛍光体層との間の抵抗が大きくな
り、これにより両者間の耐電圧が高くなるから、絶縁破
壊が生じにくく、このため微放電の発生が抑制され、し
たがって蛍光体の劣化が少なくなる。その他は請求項１
と同様な作用をする。

【００２６】請求項３の発明では、両管端部の抵抗値の
相違の程度を１．１ないし７倍の範囲に規定することに
より、抵抗値の高い方の管端部側に水銀放出合金を配設
することによる請求項１と同様な所期の作用が得られ
る。

【００２７】請求項４の発明では、両管端部の実際のと
り得る抵抗値の範囲を規定しており、この範囲において
は水銀合金の配設位置規定により請求項１に記載の所期
の作用が得られる。

【００２８】請求項５の発明では、両管端部の実際にと
り得る抵抗値をそれぞれ規定しており、これにより、水
銀合金の配設位置規定により請求項１に記載の所期の作
用が得られる。

【００２９】請求項６の発明では、気密容器の中間領域
における抵抗値の実際にとり得る抵抗値を規定してお
り、実際に効果的なＶ字状の抵抗値分布を付与して始動
性とＥＣ黒化低減を両立するために必要な作用が得られ
る。

【００３０】請求項７の発明では、請求項１ないし６記
載の蛍光ランプを用いた照明装置であるので、各請求項
のいずれか一記載の作用をする照明装置が得られる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし５を参照
して説明する。

【００３２】図１の（Ａ）は、本発明の蛍光ランプの一
例を示す一部破断正面図である。また、図１の（Ｂ）は
（Ａ）のＢ部分を拡大して示す断面図である。図１にお
いて、１１は細長い管状の透光性気密容器で、主要部が
例えば細長いガラス管からなり、内部には水銀およびア
ルゴン等の希ガスを含む可電離性媒体が封入されてい
る。１２は透光性気密容器の内面に形成した透明性導
電被膜である。導電被膜としては、例えば酸化錫を主成
分とするものとすることができる。

【００３３】１３は金属酸化物からなる透光性保護層
で、例えばアルミナ微粒子または酸化亜鉛と酸化チタン
の混合微粒子を適当な溶媒を用いて塗布し、これを焼成
することによって形成される。なお、必要により、保護
層はなくてもよい。

【００３４】１４は蛍光体層である。蛍光体としては、
蛍光ランプに使用可能なあらゆる種類の蛍光体を使用す
ることができる。

【００３５】１５、１５は一対の電極で、気密容器１１
内部の陽光柱放電を維持するために気密容器の両管端部
に封着されている。１６ａ、１６ｂは遮蔽リングで、そ
れぞれ電極１５、１５を包囲するようにステム上に電気
的に絶縁状態で固着されている。なお、１７、１７は一
対の口金である。

【００３６】図２は、透明性導電被膜１２の気密容器の
長手方向に沿った抵抗値分布を説明する図である。図か
らよく理解できるように、本発明においては、透明性導
電被膜は両管端部領域が中間領域より相対的に抵抗値が
高く、例えばＶ字状カーブを描くように抵抗値分布が付
与されている。しかも、両管端部の抵抗値は互いに異な
った値を有している。

【００３７】本発明において導電被膜の両管端部におけ
る抵抗値の相違を作る手段、方法は全く任意である。そ
の一例としては、気密容器を加熱状態にしてその一端か
ら導電被膜形成用液を噴霧することにより得られる。気
密容器の長手方向における抵抗値を制御するために、領
域ごとにその温度を所望値に維持すれば、領域ごとに所
望の抵抗値を得ることができる。

【００３８】本発明において両端領域の抵抗値の相違
は、１．１：１．０ないし７：１の比率であることを許
容する。抵抗値としては、両管端部は２０〜１０００Ｋ
Ωであることが許容される。一方の管端部は２０〜９０
０ＫΩ、他方の管端部は２５〜１０００ＫΩであること
が許容される。上記の範囲内の抵抗値であるにしても、
他方の管端部は一方の管端部より抵抗値が高くなければ
ならない。なお、抵抗値は気密容器の１０ｃｍ当りの抵
抗値として表している。

【００３９】図３は、前述のように構成された導電被膜
を備えた蛍光ランプにおいて、蛍光体層に印加される電
圧分布を示す図である。なお、横軸は図３と同様に蛍光
ランプの長手方向に沿った位置を示している。この図は
蛍光体層−導電被膜−気密容器で構成される分布定数回
路をモデルとして理論計算から求めた値に基づいて作成
したものである。この図から明らかなように、抵抗値の
低い方の管端部は高い方の管端部に比べて電圧が高くな
る。

【００４０】本発明では水銀合金１８は相対的に抵抗値
の高い方の管端部近傍に位置するように気密容器内に配
設されるので、放出された水銀が抵抗値の高い方の管端
部に集中して分散していても、水銀粒に対する電位の集
中により微放電の発生する確立は明らかに少なくなる。

【００４１】図４は、図１において遮蔽リング１６ａを
有する方の電極等のマウントを示す斜視図である。水銀
放出合金１８は遮蔽リング１６ａの例えば内面に予め固
定されている。９はゲッターで予め遮蔽リングの例えば
外面に固定されている。ゲッター１９は、例えばアルミ
ニウムとジルコニウムの合金からなっている。なお、図
中２０は遮蔽リングを支持する支持ワイヤ、２１、２１
は電極の両端を電気的に接続して、かつ機械的に支持す
るウエルズ、２２はフレアステムである。

【００４２】水銀合金１８は水銀放出作用を有し、例え
ば鉄にニッケル鍍金を施した帯板状の基板に水銀とチタ
ンの合金粉を被着して形成される。このような水銀合金
として、例えばＧＥＭＥＤＩＳ（商品名）を使用するこ
とができる。本発明においては、水銀放出合金は遮蔽リ
ングに装着される必要はない。例えばウエルズ２１に装
着してもよいし、遮蔽リングを使用しないで、支持ワイ
ヤに直接固定してもよいし、さらに要すればその他の手
段を用いることができる。

【００４３】本発明において使用する蛍光体としては、
３波長形の蛍光体や連続波長発光形のハロ燐酸蛍光体等
任意の各種蛍光体を用いることができる。

【００４４】希ガスとしては、アルゴンＡｒ、クリプト
ンＫｒ、キセノンＸｅ等を単独または混合して用いるこ
とができる。

【００４５】透光性気密容器１１は、図１の場合は直管
形の蛍光ランプであるが、環形蛍光ランプ、鞍形等に屈
曲したいわゆるコンパクト形蛍光ランプ等各種低圧水銀
蒸気蛍光ランプに適用できるが、本発明はこれらに限定
されるものではない。

【００４６】次に、本発明の一製作例を示す。製作した
蛍光ランプは、ＦＬＲ−４０Ｗ／Ｍ／３６−ＥＸ−Ｎ形
である。

【００４７】まず、透光性気密容器は外径３２ｍｍのガ
ラス管を２０本用意した。透明性導電被膜はガラス管
を、中間領域を６００゜Ｃ、一端部領域を５５０゜Ｃ、
他端部領域を５３０゜Ｃに加熱した状態で、一端側から
主成分が（ＣＨ3）2ＳｎＣｌ2を溶媒中に混合した溶液
を噴霧して形成した。その結果、得られた抵抗値は表１
のとおりであった。

【００４８】

【表１】上記により得たガラス管に、アルミナ微粉末を適当な溶
媒に分散させて塗布後焼成して透光性保護層を形成し、
次に３波長形蛍光体を塗布して形成した後、図４に示す
マウントをガラス管の他端に、水銀放出合金を有してい
ない以外は図４と同様なマウントを一端に、それぞれ封
着し、排気し、希ガスを封入し、水銀を放出させて蛍光
ランプ２０本を製作した。比較例として、水銀放出合金
を抵抗値の低い方の管端部側に配設した以外は本発明製
作例と同一条件の蛍光ランプを用意した。そして、本発
明製作例と比較例それぞれ２０本について、点灯１００
０時間および５０００時間経過後のＥＣ黒化をＥＣ黒化
１０点法により同一条件で評価した結果、７点すなわち
黒点１０個以上のランプ本数を表２に示す。

【００４９】

【表２】表２から明らかなように、本発明によれば、ＥＣ黒化の
発生が著しく減少することが認められる。

【００５０】さらに、透明性導電被膜の形成条件をいろ
いろ変えてＦＬＲ−４０Ｗ／Ｍ／３６−ＥＸ−Ｎ形蛍光
ランプを製作し、点灯５０００時間における導電被膜の
両管端部領域および中間領域のそれぞれの抵抗値、ＥＣ
黒化の程度、始動性および全光束を測定した。表３はそ
の結果を示す。

【００５１】

【表３】図５は本発明の蛍光ランプを用いた照明装置の一例を示
す概念図である。図に示した照明装置は照明器具であ
る。図において５１は照明器具本体で、ランプソケット
５４や建物への取付け機構、電源接続機構等（図示しな
い。）を具備している。５２は安定器で、電源と蛍光ラ
ンプ５３との間に電気的に介在して蛍光ランプを安定に
点灯するように作用する。図示しないが、照明装置とし
ては、電球形蛍光ランプ等であってもよい。

【００５２】

【効果】本発明は以上詳述したような構成および作用な
ので、以下の効果がある。

【００５３】請求項１ないし６の発明によれば、水銀放
出合金を透明性導電被膜の抵抗値の高い方の管端部近傍
に配設するので、ＥＣ黒化の発生する確率の少ない蛍光
ランプを提供することができる。

【００５４】特に請求項２の発明によれば、透光性保護
層を有するので、ＥＣ黒化は一層発生しにくくなる。

【００５５】特に請求項７の発明によれば、蛍光ランプ
のＥＣ黒化の少ない照明装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蛍光ランプの一実施例を示す一部破断
正面図および一部拡大断面図である。

【図２】本発明の蛍光ランプにおける透明性導電被膜の
気密容器の長手方向に沿った抵抗値分布を示す図であ
る。

【図３】本発明の蛍光ランプにおける気密容器の長手方
向に沿った蛍光体層に印加される電圧分布を示す図であ
る。

【図４】本発明の蛍光ランプに使用されるマウントの一
例を示す斜視図である。

【図５】本発明の照明装置の概念図である。

【符号の説明】

１１透光性気密容器１２透明性導電被膜１４蛍光体層１８水銀放出合金

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】細長い管状の透光性気密容器と；この容器
の内面に形成され、両管端部領域が中間領域より相対的
に抵抗値が高く、しかも両管端部のうち一方が他方に比
べて抵抗値が相対的に高い透明性導電被膜と；この導電
被膜の内側に直接または間接に形成された蛍光体層と；
透光性気密容器内の両管端部に封着した一対の電極と；
透光性気密容器内に封入された希ガスと；透光性気密容
器内において抵抗値が高い方の管端部側に配置された水
銀放出合金と；を具備していることを特徴とする蛍光ラ
ンプ。
【請求項２】細長い管状の透光性気密容器と；この容器
の内面に形成され、両管端部領域が中間領域より相対的
に抵抗値が高く、しかも両管端部のうち一方が他方に比
べて抵抗値が相対的に高い透明性導電被膜と；この導電
被膜の内面側に形成された金属酸化物からなる透光性保
護層と；透明性保護層の内面側に形成された蛍光体層
と；透光性気密容器内の両管端部に封着した一対の電極
と；透光性気密容器内に封入された希ガスと；透光性気
密容器内において抵抗値が高い方の管端部側に配置され
た水銀放出合金と；を具備していることを特徴とする蛍
光ランプ。
【請求項３】細長い管状の透光性気密容器と；この容器
の内面に形成され、両管端部領域が中間領域より相対的
に抵抗値が高く、しかも両管端部のうち一方と他方との
抵抗値比が１．１：１．０ないし７：１の関係にある透
明性導電被膜と；この導電被膜の内側に直接または間接
に形成された蛍光体層と；透光性気密容器内の両管端部
に封着した一対の電極と；透光性気密容器内に封入され
た希ガスと；透光性気密容器内において抵抗値が高い方
の管端部側に配置された水銀放出合金と；を具備してい
ることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項４】細長い管状の透光性気密容器と；この容器
の内面に形成され、両管端部領域が中間領域より相対的
に抵抗値が高く、しかも両管端部の抵抗値が２０〜１０
００ＫΩで、かつ一方の抵抗値が他方の抵抗値に比べて
高い透明性導電被膜と；この導電被膜の内側に直接また
は間接に形成された蛍光体層と；透光性気密容器内の両
管端部に封着した一対の電極と；透光性気密容器内に封
入された希ガスと；透光性気密容器内において抵抗値が
高い方の管端部側に配置された水銀放出合金と；を具備
していることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項５】細長い管状の透光性気密容器と；この容器
の内面に形成され、両管端部領域が中間領域より相対的
に抵抗値が高く、しかも一方の管端部の抵抗値が６０〜
９００ＫΩで、他方の管端部の抵抗値が２５〜１０００
ＫΩを呈し、かつ一方の管端部の抵抗値が他方の管端部
の抵抗値より高い透明性導電被膜と；この導電被膜の内
側に直接または間接に形成された蛍光体層と；透光性気
密容器内の両管端部に封着した一対の電極と；透光性気
密容器内に封入された希ガスと；透光性気密容器内にお
いて抵抗値が高い方の管端部側に配置された水銀放出合
金と；を具備していることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項６】透光性気密容器の中間領域における透明性
導電被膜はその抵抗値が１〜５０ＫΩであることを特徴
とする請求項１ないし５のいずれか一記載の蛍光ラン
プ。
【請求項７】照明装置本体と、この本体に装着した請求
項１ないし６のいずれか一記載の蛍光ランプと；電源と
蛍光ランプとの間に電気的に介在して蛍光ランプを安定
に点灯する安定器と；を具備していることを特徴とする
照明装置。