JPH11265685A - 蛍光ランプ - Google Patents

蛍光ランプ

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JPH11265685A
JPH11265685A JP6806798A JP6806798A JPH11265685A JP H11265685 A JPH11265685 A JP H11265685A JP 6806798 A JP6806798 A JP 6806798A JP 6806798 A JP6806798 A JP 6806798A JP H11265685 A JPH11265685 A JP H11265685A
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JP
Japan
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ultraviolet
light
emitting layer
fluorescent lamp
light emitting
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Pending
Application number
JP6806798A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuhiro Shimizu
伸浩 清水
Tomizo Matsuoka
富造 松岡
Toshiaki Kurachi
敏明 倉地
Teruaki Shigeta
照明 重田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各種蛍光ランプに使用される紫外反射層にお
いて、紫外線の反射率と可視光の透過率を向上させ、蛍
光ランプの光束を増加させること。 【解決手段】 ガラスバルブ1の表面に発光層4を有
し、ガラスバルブ1と発光層4との間に、金属酸化物か
らなる微粒子粉体で構成された紫外線反射層3を形成
し、前記金属酸化物からなる微粒子粉体の粒子形状が球
状または略球状であることにより、密度が均一な紫外線
反射層3を形成することができる。この密度が均一な紫
外線反射層3は紫外線を有効に反射し、可視光を十分に
透過することができる。発光層4を透過した紫外線は紫
外線反射層3に反射され、再び発光層4に向かい発光層
4の蛍光体を励起し発光させる。また、発光層4から発
光された可視光は紫外線反射層3を十分に透過し、蛍光
ランプの光束が増加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線により蛍光
体を効率良く励起させ発光させることのできる蛍光ラン
プに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の蛍光ランプは、例えば図
4に示すように、ソーダライムマグネシアガラスからな
るガラスバルブ6の内壁面に、ガラスバルブ6の内部に
封入されたアルゴンと水銀の封入ガス7による紫外線
(図示せず)にて励起され、可視光(図示せず)に発光
する発光層8が膜状(図4において破線で示す)に塗布
されていると共に、ガラスバルブ6の端部に一対の電極
9を設け、その電極9に点灯用の電力を供給する口金1
0から構成されている。
【0003】発光体層8の蛍光体には、三波長域発光型
蛍光ランプの場合の一例として、440nmから460
nmの波長域に発光ピークを有するユーロピウム付活ア
ルミン酸バリウムマグネシウム蛍光体、530nmから
570nmの波長域に発光ピークを有するセリウムテル
ビウム付活リン酸ランタン蛍光体、600nmから64
0nmの波長域に発光ピークを有するユーロピウム付活
酸化イットリウム蛍光体の混合蛍光体にて発光層を形成
して構成されている。
【0004】この蛍光ランプには、従来よりガラスバル
ブの内面と発光層との間に、保護膜が設けられている。
保護膜はソーダライムマグネシアガラス中に含まれるナ
トリウムイオンと水銀の反応を妨げる役割を果たす。保
護膜がない場合、ソーダライムマグネシアガラス中に含
まれるナトリウムイオンが水銀と化合してアマルガムを
生成してガラスバルブの光透過性を低下させ、光束劣化
につながる。
【0005】また、前記保護膜には発光層を透過した紫
外線を反射する紫外線反射層としての役割も併せ持つこ
とができる。紫外線反射層で反射された紫外線は再び発
光層の蛍光体を励起してこれを発光させる。この紫外線
反射層は発光層から発光する可視光を多少減衰させる。
したがって、紫外線反射層は波長254nmの紫外線の
反射率が高く、かつ波長380nmから780nmの波
長域の可視光の透過率が高いものが必要となってくる。
従来の紫外線反射層は粒径が60nm以上100nm以
下の多角形や板状の形状で透光性を有する超微粒子の酸
化アルミニウムや酸化珪素などで構成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
保護膜に用いられている酸化アルミニウムや酸化珪素な
どでは粒子の形状が様々であるため、これらで構成した
紫外線反射層は、極端に密度の高い部分や極端に密度の
低い部分が形成される場合が多い。
【0007】一般的に、金属酸化物は、特開平9−92
215号公報に開示されているように、粒径が10nm
以上150nm以下のとき、波長254nmの紫外線を
効率良く反射すると言われている。紫外線反射層の極端
に密な部分は、超微粒子の凝集体となり、その部分で
は、紫外線を有効に反射する性質を失うことになる。
【0008】また、可視光の透過率も著しく減少する。
一方、紫外線反射層の極端に疎な部分は、可視光の透過
率は増加するが、紫外線の反射率は減少する。
【0009】本発明は、ガラスバルブ内で発生した紫外
線を有効利用し、その紫外線により蛍光体を効率良く励
起させ発光させることのできる粒子密度が均一な紫外線
反射層を有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】この課題を解決するため
に、本発明の蛍光ランプでは、ガラス基板と発光層との
間に金属酸化物からなる微粒子粉体で構成された紫外線
反射層を形成し、前記紫外線反射層に380nmから7
80nmの波長域の可視光における平均透過率を90%
以上100%以下とし、かつ254nmの紫外線の反射
率を20%以上100%以下とする。
【0011】前記紫外線反射層を、粒子形状が球状また
は略球状である金属酸化物から形成する。
【0012】前記金属酸化物からなる微粒子粉体の粒子
形状を、粒子表面の最も遠い2点を結ぶ線分の距離の2
分の1をa、前記線分の中心から粒子表面の最も近い距
離をbとしたとき、0.8≦b/a≦1.0を満足する
数値にする。
【0013】前記金属酸化物からなる微粒子粉体を、前
記a、bを用いて粒径(a+b)は10nm以上150
nm以下で構成することが好ましい。
【0014】前記金属酸化物からなる微粒子粉体を、酸
化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化ジ
ルコニウムよりなる群から選択された1つまたは複数に
て構成する。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1から図3を用いて説明する。図1は、本発明の
蛍光ランプの一実施の形態の構成を示す概略図である。
【0016】図1において、1はソーダライムマグネシ
ウムガラスからなる円筒形のガラスバルブで、このガラ
スバルブ1の両端部に電極2を取り付けている。ガラス
バルブ1の内壁面には、粒子形状が球状または略球状の
金属酸化物、具体的には酸化アルミニウムからなる微粒
子粉体で構成された紫外線反射層3(図中に破線で示
す)が形成されている。この紫外線反射層3の上には、
蛍光体からなる発光層4を設けている。そして、ガラス
バルブ1内に水銀と希ガスからなる封入ガス5を封入し
ている。
【0017】紫外線反射層3のガラスバルブ1への形成
方法は、水または酢酸ブチルやキシレンなどの有機溶媒
に少量のニトロセルロースやエチルセルロースからなる
粘結剤を溶解し、その中に金属酸化物の微粒子粉体と紫
外線反射層3の脱落を防止する低融点ガラスなどの結着
剤を少量添加し、これらを分散させ、ガラスバルブ1の
内壁面に塗布した後に乾燥させる。
【0018】同様に、発光層4の蛍光体も分散液をつく
り紫外線反射層3の上に塗布した後に乾燥させ、これを
500〜700℃の雰囲気温度で加熱焼成することによ
り、紫外線反射層3または発光層4中の粘結剤を焼成、
飛散させて紫外線反射層3、発光層4をガラスバルブ1
に固着させる。
【0019】本実施例の蛍光ランプは、三波長域発光型
蛍光ランプの例を示しており、発光層4に用いる蛍光体
の組み合わせの例として、440nmから460nmの
波長域に発光ピークを有するユーロピウム付活アルミン
酸バリウムマグネシウム蛍光体、530nmから570
nmの波長域に発光ピークを有するセリウムテルビウム
付活リン酸ランタン蛍光体、600nmから640nm
の波長域に発光ピークを有するユーロピウム付活酸化イ
ットリウム蛍光体の混合蛍光体にて発光層を形成して構
成されている。
【0020】以上のように構成された蛍光ランプつい
て、以下、その動作を述べる。ガラスバルブ1内で水銀
ガス(図示せず)より放射された254nmや185n
mの紫外線の大部分は、発光層4の蛍光体を励起し、可
視光を発光させ、前記可視光は紫外線反射層3を透過
し、ガラスバルブ1の外に照射される。
【0021】また、前記紫外線の一部は、発光層4の蛍
光体を透過したのち紫外線反射層3に達する。そして、
この紫外線は紫外線反射層3で反射され、再び発光層4
の蛍光体を励起し可視光を発光させる。
【0022】なお、紫外線反射層3は、主な励起波長で
ある254nmの紫外線を反射し、波長が380nmか
ら780nmの波長域の可視光を透過する性質を持つ。
【0023】図2は図1において、紫外線反射層3に用
いた酸化アルミニウムの微粒子粉体の形状が球状のもの
(例えば、シーアイ化成株式会社製の超微粒子酸化アル
ミニウムなど)と、従来の多角形のものとを、それぞれ
石英ガラス平板に3から5種類の塗布重量で塗布し、波
長555nmにおける可視光の透過率と、波長254n
mにおける紫外線反射率を測定した結果を示したもので
ある。可視光の透過率は塗布膜厚が厚いと低下する。
【0024】測定の結果、形状が球状のものの方が、従
来の多角形のものより可視光を良く透過し、紫外線を効
率良く反射することがわかる。
【0025】粒径の分布が同等の場合、多角形や板状よ
り球状のほうが紫外線反射層3の密度が均一になり、紫
外線を効率良く反射し可視光の透過率は増加する。多角
形や板状の場合、紫外線反射層3の極端に密な部分は、
超微粒子の凝集体となり、その部分では、紫外線を有効
に反射する性質を失うことになる。また、可視光の透過
率も著しく減少する。一方、紫外線反射層3の極端に疎
な部分は、可視光の透過率は増加するが、紫外線の反射
率は減少する。
【0026】本発明は、ガラスバルブ1内で発生した紫
外線を有効利用し、蛍光体を効率良く励起させ発光させ
ることができる。
【0027】図3は酸化アルミニウムの微粒子粉体の形
状が球状のものと、多角形や板状のものとを、それぞれ
を20W直管のガラスバルブ内面に0.02〜0.40
g塗布し、それぞれ、その上に前記三波長域発光型蛍光
ランプに用いられる三種混合蛍光体サスペンジョンを2
g塗布し、700℃でシンターして蛍光ランプにしたも
のの全光束を測定した結果を示す。発光効率(lm/
W)は全光束(lm)をランプ電力(W)で割ったもの
である。
【0028】その結果、形状が球状のものの方が、多角
形や板状のものより発光効率が最大3%増加した。これ
は、形状が球状のものの方が発光層4を透過した紫外線
が紫外線反射層3で効率良く反射されるので、発光層4
の蛍光体をより多く励起し、発光させることができ、ま
た、可視光の透過率が高いので発光層4より発光した可
視光の大部分は紫外線反射層3を透過し、さらにガラス
バルブ1を透過して外へ出る。
【0029】なお、以上の説明では、紫外線反射層3を
酸化アルミニウムで構成した例で説明したが、その他の
金属酸化物、例えば酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化
ジルコニウムについても同様に実施可能である。
【0030】なお、以上の説明において、発光層4を青
色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体の3種類の蛍光体の
組み合わせで構成した、いわゆる三波長域発光型蛍光ラ
ンプの例で説明したが、その他の組み合わせ、例えば二
波長形や五波長形などについても同様に実施可能であ
る。
【0031】また、ガラス基板の片面または両面に発光
層を有する構成としてもよいものである。
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、紫外線反
射層を構成している金属酸化物からなる微粒子の粒子形
状が、球状または略球状であることにより紫外線反射層
が均一に構成され、波長が380nmから780nmの
波長域の可視光における平均透過率が90%以上100
%以下であり、かつ254nmの紫外線における反射率
が20%以上100%以下である紫外線反射層を構成す
ることができる。
【0033】このように、前記紫外線反射層は紫外線を
有効に反射し、可視光の大部分を透過する。このことに
より、発光層を透過した紫外線が紫外線反射層で効率良
く反射されるので、発光層の蛍光体をより多く励起し発
光させることができ、また、可視光の透過率が高いの
で、発光層より発光した可視光の大部分は紫外線反射層
を透過し、さらにガラスバルブを透過し、蛍光ランプの
光束は増加するという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の紫外線反射層を用いた
蛍光ランプを示す概略図
【図2】本実施の形態の紫外線反射層の可視光透過率と
紫外線反射率を示す特性図
【図3】本実施の形態の紫外線反射層の塗布重量と蛍光
ランプの発光効率の関係を示す特性図
【図4】従来の蛍光ランプを示す概略図
【符号の説明】
1 ガラスバルブ 2 電極 3 紫外線反射層 4 発光層 5 封入ガス 6 ガラスバルブ 7 封入ガス 8 発光層 9 電極 10 口金
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 重田 照明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガラス基板の片面または両面に発光層を有
    し、前記ガラス基板と発光層との間に、金属酸化物から
    なる微粒子粉体で構成された紫外線反射層を形成し、前
    記紫外線反射層が、380nmから780nmの波長域
    の可視光における平均透過率が90%以上100%以下
    であり、かつ254nmの紫外線の反射率が20%以上
    100%以下であることを特徴とする蛍光ランプ。
  2. 【請求項2】前記金属酸化物からなる微粒子粉体の粒子
    形状が、球状または略球状である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】前記金属酸化物からなる微粒子粉体の粒子
    形状が、粒子表面の最も遠い2点を結ぶ線分の距離の2
    分の1をa、前記線分の中心から粒子表面の最も近い距
    離をbとしたとき、0.8≦b/a≦1.0を満足する
    ことを特徴とする請求項1または2記載の蛍光ランプ。
  4. 【請求項4】前記金属酸化物からなる微粒子粉体が、前
    記a、bを用いて粒径(a+b)が10nm以上150
    nm以下で構成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。
  5. 【請求項5】前記金属酸化物からなる微粒子粉体が、酸
    化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化ジ
    ルコニウムよりなる群から選択された1つまたは複数に
    て構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいず
    れかに記載の蛍光ランプ。
JP6806798A 1998-03-18 1998-03-18 蛍光ランプ Pending JPH11265685A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100323035B1 (ko) * 1998-04-28 2002-02-09 모리시타 요이찌 형광램프 및 그 제조방법
JP2009123406A (ja) * 2007-11-13 2009-06-04 Ushio Inc 外部電極型希ガス蛍光ランプ
JP2009199933A (ja) * 2008-02-22 2009-09-03 Ushio Inc エキシマランプ
JP2016170410A (ja) * 2015-03-10 2016-09-23 シチズンホールディングス株式会社 反射基板の製造方法及び反射基板

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