JPH11191389A

JPH11191389A - 蛍光ランプおよび照明装置

Info

Publication number: JPH11191389A
Application number: JP35902097A
Authority: JP
Inventors: Kimiyoshi Nagasawa; 公義長澤
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 1999-07-13

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ラピッドスタート形蛍光ランプの容器端部領域
の導電膜の抵抗値の低下を抑制して黒化の発生を抑える
とともに、全光束の低下を最小限にする。【解決手段】透光性の気密容器と；一対の電極２，２
と；水銀及び希ガスを含む放電媒体と；気密容器の内面
に形成された透明性の導電膜３と；その内面の容器端部
領域ａ，ａ'には紫外線吸収特性、それ以外の領域ｂに
は紫外線透過特性を有する金属酸化物の透明保護膜４
と；その内面の蛍光体膜５と；を具備する。容器端部領
域の端部保護膜４ａ，４ａ'は紫外線を吸収する特性を
有するので、導電膜が還元されて膜の抵抗値の低下が抑
制され、導電膜と電極部との間に微放電が発生し難くな
り、黒化や黄斑の発生を抑制する。その他の領域に形成
された中間保護膜４ｂは、波長４００ｎｍ付近の可視光
線を吸収することがないので、全光束の低下を最小限に
抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は気密容器の内面に導
電膜を有する蛍光ランプおよび照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ラピッドスタート形蛍光ランプは、点灯
管が不要であって、さらに即時に点灯できるため、事務
所等の屋内照明や屋外照明に広く普及している。この蛍
光ランプはバルブの内面に透明性の導電膜を有するもの
が主流となっている。

【０００３】ラピッドスタート形蛍光ランプの始動性
は、導電膜の抵抗値に大きく影響され、抵抗値が小さい
ほどランプの始動電圧が低くなるため、始動性が向上す
る。また、透明性の導電膜には一般に酸化スズ（ＳｎＯ
₂）を主体とする導電膜が用いられ、この場合その抵抗
値はアンチモン（Ｓｂ）等のドーパントの添加量により
制御される。

【０００４】ところが、この種のランプにおいては、導
電膜の抵抗値を小さくしすぎると、特にバルブ端部にお
いて、放電のプラズマと導電膜との間の電位差が大きく
なる。このため、蛍光体膜を誘電体として導電膜と放電
のプラズマとの間に形成される静電容量が絶縁破壊を起
こして、微放電を生じ、その結果バルブに黒斑点現象を
生じて外観を甚だ阻害するばかりか、光出力も低下す
る。

【０００５】上記の問題に対しては、従来から種々改善
や改良が提案されている。例えば米国特許第３，６２
４，４４４号明細書には、周期律の第４および５族の第
２グループの元素好ましくはチタン（Ｔｉ）、ジルコニ
ア（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）およ
びタンタル（Ｔａ）の酸化物からなり、膜厚０．０２〜
１μｍの透光性保護膜を導電膜と蛍光体層との間に形成
すること（従来技術１）が提案されている。この場合、
保護膜は導電膜と蛍光体膜との間を絶縁し、誘電体層を
形成することによって保護機能を発揮する。従来技術１
により、ある程度の改善が可能になったが、必ずしも満
足できない。

【０００６】そこで、特開平６−３３８２９２号公報に
は、保護膜を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って形成すること（従来技術２）が
提案されている。この従来技術２は、従来技術１の場
合、蛍光体膜を通過した一部の紫外線が導電膜に入射す
ることによって、導電膜が徐々に還元されて膜の抵抗値
が低下する。そうなると保護膜を設けたにもかかわらず
微放電しやすくなり、黒化や黄斑が生じることの知見に
基づいて完成されたものである。そして、保護膜で紫外
線の透過を阻止しようと企図している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来技術２の蛍光ラン
プでは、紫外線を吸収することで導電膜の抵抗値低下を
抑制することが達成できたが、保護膜が紫外線領域に近
い波長４００ｎｍ付近の可視光線も若干量吸収するた
め、保護膜の紫外線吸収特性などによって全光束が低下
することがあった。

【０００８】また、蛍光ランプに発生する黒化や黄斑
は、電極部と導電膜との微放電によって形成されるた
め、容器の両端部に生じることがほとんどである。した
がって、容器端部領域の導電膜の抵抗値の低下を抑制し
て微放電の発生を抑えればよく、その他の領域について
は導電膜の抵抗値の低下をそれほど抑制しなくても影響
がないことが分かった。

【０００９】本発明は、上記問題点を解決するものであ
り、容器端部領域の導電膜の抵抗値の低下を抑制して黒
化の発生を抑えるとともに、全光束の低下を最小限にし
た蛍光ランプを提供することを目的とする

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の蛍光ラ
ンプは、透光性の気密容器と；気密容器内に離間対向し
て封装された一対の電極と；気密容器内に封入された水
銀および希ガスを含む放電媒体と；気密容器の内面に形
成された透明性の導電膜と；導電膜の内面に形成され、
容器端部領域には紫外線吸収特性を有する金属酸化物、
それ以外の領域には紫外線透過特性を有する金属酸化物
によって形成された透明保護膜と；保護膜の内面に形成
された蛍光体膜と；を具備していることを特徴とする本請求項および以下の請求項において、透光性の気密容
器は、蛍光体膜が放射する可視光を透過し得て、かつ内
部に放電を周囲の雰囲気から隔離して包囲できる容器で
あればよく、材質、形状および寸法は限定されない。一
般的には対環境、経済性および加工性等の理由からソー
ダライムガラスが使用されることが多い。また、気密容
器の形状派一般照明用であれば、細長い管状をなすもの
が使用されることが多い。

【００１１】電極は、通常熱陰極が使用されるが、本発
明は冷陰極等何でもよい。

【００１２】放電媒体のうち水銀は、純水銀、アマルガ
ムいずれの形態で封入してもよい。封入の方法および使
用量は常法に従えばよい。希ガスは、通常主としてアル
ゴン（Ａｒ）を使用するが、ネオン（Ｎｅ）、クリプト
ン（Ｋｒ）およびキセノン（Ｘｅ）のいずれか一種およ
びこれら任意の複数種を混合して使用することができ
る。希ガスの封入圧力は既知の範囲を適用することがで
きる。

【００１３】透明性の導電膜は、蛍光体が放射した可視
光を気密容器の外部に導出するのに支障ない程度に着色
されたものであってもよい。酸化スズ（ＳｎＯ₂）に適
量のアンチモン（Ｓｂ）を添加したものが好適である
が、本発明はこれに限定されるものではない。

【００１４】保護膜は、紫外線吸収特性を有する金属酸
化物と紫外線透過特性を有する金属酸化物とによって形
成されており、両金属酸化物は可視光線透過特性が大き
いものが用いられている。

【００１５】容器端部領域とは、電極部近傍の黒化や黄
斑等が発生しやすい領域を意味する。紫外線吸収特性を
有する金属酸化物は主に容器端部領域に形成され、それ
以外の領域、例えば容器中間部領域には主に紫外線透過
特性を有する金属酸化物が形成される。

【００１６】容器端部領域とそれ以外の領域との境界
は、紫外線吸収特性を有する金属酸化物および紫外線透
過特性を有する金属酸化物を区分けして形成してあって
もよいが、両者の構成比が連続的に変化するように形成
してあってもよく、また両者を層状に形成してもよい。

【００１７】なお、保護膜は、紫外線吸収特性を有する
金属酸化物と紫外線透過特性を有する金属酸化物とを混
合して形成してもよく、両金属酸化物の混合比率を容器
端部領域とそれ以外の領域とで変えることが望ましい。

【００１８】また、紫外線吸収特性を有する金属酸化物
および紫外線透過特性を有する金属酸化物は、微粒子状
のものを分散させて製膜する以外に、金属アルコキシド
溶液から製膜してもよい。

【００１９】蛍光体膜は、既知の各種蛍光体を使用し得
るものであり、例えば一般照明用の蛍光ランプに対して
はハロリン酸蛍光体、３波長希土類蛍光体等を使用する
ことができる。その他蛍光ランプの用途やグレードに応
じて任意の蛍光体を使用することができるのはいうまで
もない。

【００２０】次に作用を説明する。本発明の蛍光ランプ
を点灯すると、水銀の低圧蒸気放電により、紫外線が発
生する。紫外線は蛍光体を励起するので、蛍光体は可視
光を放射する。蛍光体によっては可視光の他に、あるい
は主として近紫外線を放射する。そして、水銀蒸気放電
により発生した紫外線および蛍光体から放射された近紫
外線（以下、単に紫外線と総称する。）の一部は蛍光体
層を通過して保護膜に入射する。

【００２１】保護膜のうち、容器端部領域の保護膜は紫
外線を吸収する特性を有するので、ほとんどの紫外線は
保護膜によって吸収され、容器端部領域の導電膜に紫外
線が到達せず、導電膜が還元されて膜の抵抗値が低下す
ることが抑制される。すなわち、容器端部領域の導電膜
と電極部との間に微放電が発生し難くなり、黒化や黄斑
の発生を抑制することになる。

【００２２】一方、容器端部領域以外に形成された保護
膜は、紫外線を透過するので導電膜が還元されやすい
が、この領域は電極部からの距離が大きいので抵抗値が
低下しても微放電の影響がほとんどない。しかも、波長
４００ｎｍ付近の可視光線を吸収することがないので、
全光束の低下を最小限に抑えることができる。

【００２３】請求項２は、請求項１の蛍光ランプにおい
て、容器端部領域は容器外縁位置から３０〜５０ｃｍま
での範囲であって、紫外線吸収特性を有する金属酸化物
は酸化チタン（ＴｉＯ₂）、紫外線透過特性を有する金
属酸化物は酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）であることを
特徴とする。

【００２４】容器外縁位置とは、導電膜が形成されてい
る最も外側の縁部を意味する。この容器端部領域が、容
器端部から３０〜５０ｃｍまでの範囲が微放電の抑制、
全光束の低下の作用効果からみて本発明の好ましい範囲
である。

【００２５】紫外線吸収特性を有する金属酸化物は酸化
チタン（ＴｉＯ₂）以外にも、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等で
あってもよく、複数の紫外線吸収特性を有する金属酸化
物を混合したものであってもよい。

【００２６】紫外線透過特性を有する金属酸化物は酸化
アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）以外にも、酸化珪素（ＳｉＯ
₂）等であってもよく、複数の紫外線透過特性を有する
金属酸化物を混合したものであってもよい。

【００２７】請求項３は、請求項１または２の蛍光ラン
プにおいて、蛍光体膜を構成する蛍光体微粒子の表面に
酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）の微粒子が付着されてい
ることを特徴とする。

【００２８】蛍光体微粒子の表面に酸化アルミニウム
（Ａｌ₂Ｏ₃）の微粒子が付着することで、蛍光体の劣化
および酸化水銀などの水銀化合物との反応による黒化な
どを抑制する効果と相俟って、蛍光ランプの光束維持率
をさらに向上させることができる。

【００２９】請求項４の照明装置は、請求項１ないし３
のいずれか一の蛍光ランプと；蛍光ランプを安定に点灯
する点灯装置と；蛍光ランプおよび点灯装置を収納する
照明装置本体と；を具備していることを特徴とする照明
装置。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００３１】図１は本発明の蛍光ランプの正面図、図２
は図１の蛍光ランプの保護膜形成状態を模式的に表す部
分拡大断面図である。これらの図において、１は透光性
の気密容器で、例えば両端を後述のフレアステムによっ
て封止したソーダライムガラス製の細長い直管形をなす
ガラス管１ａを主体としている。２、２は一対の電極
で、コイルフィラメントにエミッタ（図示しない。）を
塗布した熱陰極形のものからなり、気密容器１内に離間
対向して配設されている。３は透明性の導電膜で、気密
容器１の内面に形成されている。４は可視光を透過する
金属酸化物で形成された保護膜で、導電膜３の内面に形
成されている。５は蛍光体膜で、保護膜４の内面に形成
されている。

【００３２】保護膜４は、容器端部領域ａ，ａ'の端部
保護膜４ａ，４ａ'とそれ以外の領域ｂの中間保護膜４
ｂとに区分けして形成されている。端部保護膜４ａ，４
ａ'には、紫外線吸収特性を有する金属酸化物として酸
化チタン（ＴｉＯ₂）の微粒子が主体となって形成され
ており、中間保護膜４ｂには、紫外線透過特性を有する
金属酸化物として酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）の微粒
子が主体となって形成されている。ここでいう金属酸化
物の微粒子の粒径は、平均粒径が０．１μｍ以下、好ま
しくは０．０１μｍ〜０．１μｍの範囲のものが好まし
く、膜厚は０．３μｍ〜１．０μｍの範囲が好ましい。

【００３３】なお、図１において、６、６はガラス管１
の両端に封着された一対の鉛ガラス製のフレアステム
で、気密容器１の一部を構成しているとともに、電極
２、２を気密に気密容器１内に封装するのに貢献してい
る。７、７は一対の口金で、それぞれ電極２の両端に電
気接続された一対の接続ピン８を備え、気密容器１の両
端に装着されている。

【００３４】前記透明性の導電膜３は、酸化スズ（Ｓｎ
Ｏ₂）にドーパントとして微量のアンチモン（Ｓｂ）を
添加してなる。この導電膜３は、例えば（ＣＨ₃）₂Ｓｎ
Ｃｌ₂を加熱状態のガラス管内に噴霧して分解せさるこ
とにより形成することができる。しかし、一部未分解の
ＳｎＣｌ₄が若干量残存することがある。このようにＳ
ｎＣｌ₄が管内に残存すると、水銀と反応してＨｇＣｌ
となり、管壁に付着して黒化となる。

【００３５】容器端部領域ａ，ａ'に形成する端部保護
膜４ａ，４ａ'としては、例えば所定の平均粒径０．０
３μｍのＴｉＯ₂粉末をスラリーに溶かし込み、容器外
縁位置４ｃから３０ｃｍの範囲まで導電膜３上に流して
塗布する。

【００３６】それ以外の領域ｂに形成する中間保護膜４
ｂは、例えば所定の平均粒径０．０３μｍのＡｌ₂Ｏ₃粉
末をスラリーに溶かし込み、容器端部領域ａ以外の容器
中間部の導電膜３上に流して塗布する。

【００３７】保護膜４の容器端部領域ａ，ａ'およびそ
れ以外の領域ｂの塗り分けは、上述の金属酸化物微粒子
が分散されたスラリーを噴射するノズルの噴射領域を異
ならせる方法やノズルの噴射領域を金属酸化物の種類に
よって調節することによって実現可能である。

【００３８】なお、保護膜４は、他に金属アルコキシド
溶液を容器端部領域ａ，ａ'またはそれ以外の領域ｂを
マスキングしてガラス内管にコーティングし、次いで焼
成して形成する方法やＣＶＤ法による方法等によっても
形成することができる。

【００３９】蛍光体膜５は、既知の各種蛍光体を使用し
得るものであり、例えば一般照明用の蛍光ランプに対し
てはハロリン酸蛍光体、３波長希土類蛍光体等を使用す
ることができるのはいうまでもない。

【００４０】図３は本発明の他の実施態様である照明装
置を示す概略正面図である。図において、９は本発明の
蛍光ランプ、１０は照明装置本体で、蛍光ランプ９を支
持する一対のソケット１１、１１を装着しており、内部
に点灯装置１２を収納している。

【００４１】

【発明の効果】請求項１の蛍光ランプによれば、保護膜
のうち、容器端部領域の保護膜は紫外線を吸収する特性
を有するので、容器端部領域の導電膜に紫外線が到達せ
ず、導電膜が還元されて膜の抵抗値が低下することが抑
制され、黒化や黄斑の発生を抑制する。一方、容器端部
領域以外に形成された保護膜は、波長４００ｎｍ付近の
可視光線を吸収することがないので、全光束の低下を最
小限に抑えることができる。

【００４２】請求項２の蛍光ランプによれば、請求項１
の効果に加え、容器端部領域が容器端部から３０〜５０
ｃｍまでの好ましい範囲で形成されており、金属酸化物
は紫外線吸収特性および紫外線透過特性に優れ、安価な
ものが用いられており、実用性を高くすることができ
る。

【００４３】請求項３の蛍光ランプによれば、請求項１
または２の蛍光ランプの効果に加えて、蛍光体微粒子の
表面に酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）の微粒子を付着さ
せることで、蛍光体の劣化および酸化水銀などの水銀化
合物との反応による黒化などを抑制する効果と相俟っ
て、蛍光ランプの光束維持率をさらに向上させることが
できる。

【００４４】請求項４の照明装置によれば、請求項１な
いし３の効果を有する蛍光ランプを備えた照明装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の蛍光ランプの正面図。

【図２】図１の蛍光ランプの保護膜形成状態を模式的に
表す部分拡大断面図。

【図３】本発明の他の実施形態の照明装置の概略正面
図。

【符号の説明】１・・・透光性気密容器、２・・・電極、３・・・導電膜、４・・・
保護膜、４ａ，４ａ'・・・端部保護膜、４ｂ・・・中間保護
膜、４ｃ・・・容器外縁位置、５・・・蛍光体膜、ａ，ａ'・・・
容器端部領域、ｂ・・・それ以外の領域。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性の気密容器と；気密容器内に離間対
向して封装された一対の電極と；気密容器内に封入され
た水銀および希ガスを含む放電媒体と；気密容器の内面
に形成された透明性の導電膜と；導電膜の内面に形成さ
れ、容器端部領域には紫外線吸収特性を有する金属酸化
物、それ以外の領域には紫外線透過特性を有する金属酸
化物によって形成された透明保護膜と；保護膜の内面に
形成された蛍光体膜と；を具備していることを特徴とす
る蛍光ランプ。
【請求項２】容器端部領域は容器外縁位置から３０〜５
０ｃｍまでの範囲であって、紫外線吸収特性を有する金
属酸化物は酸化チタン（ＴｉＯ₂）、紫外線透過特性を
有する金属酸化物は酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）であ
ることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
【請求項３】蛍光体膜を構成する蛍光体微粒子の表面に
酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）の微粒子が付着されてい
ることを特徴とする請求項１または２記載の蛍光ラン
プ。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれか一記載の蛍光
ランプと；蛍光ランプを安定に点灯する点灯装置と；蛍
光ランプおよび点灯装置を収納する照明装置本体と；を
具備していることを特徴とする照明装置。