JPS6321310B2 - - Google Patents
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- JPS6321310B2 JPS6321310B2 JP16557878A JP16557878A JPS6321310B2 JP S6321310 B2 JPS6321310 B2 JP S6321310B2 JP 16557878 A JP16557878 A JP 16557878A JP 16557878 A JP16557878 A JP 16557878A JP S6321310 B2 JPS6321310 B2 JP S6321310B2
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- phosphor layer
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Landscapes
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はラピツドスタート型けい光ランプに
関するものである。
関するものである。
ラピツドスタート型けい光ランプは、通常けい
光管（ガラス管）の内面にネサ膜（透明導電被
膜）を形成して、迅速なランプ始動特性を得るも
のである。ところが、このけい光ランプは、長時
間の使用にともなつて第１図のようにいわゆるあ
ばた現象（斑点状で黒褐色に変色する現象）Ａと
いう特有の劣化現象が生起する欠点があつた。こ
の現象の生起原因は次のように考えられる。すな
わち、あばた現象Ａの生ずる位置はけい光管１の
両管端１ａ，１ｂから10〜20％長さの位置（120
cm長さ40Wタイプのランプでは10〜30cmの所）で
あり、これはけい光管１の管壁最冷部であつて管
内に封入された過剰の水銀が凝集し、けい光体表
面に付着しやすい部分に相当する。一方、けい光
ランプの点灯中は管内水銀粒にほぼ管内放電電位
分布に相応した電位がかかり、またネサ膜はほぼ
中位の電位状況となつていて、水銀凝集位置にお
いては一般に水銀粒とネサ膜との間にけい光体を
はさんでかなりの電位差がかかる。この電位差に
より、けい光体が絶縁破壊すると、その放電エネ
ルギーの熱によりけい光体の溶解や飛散等が起
り、同時に内蔵していた酸素等の不純ガスも放出
する。その結果水銀が酸化したり、アマルガム化
したり、あるいはけい光体が変成したりして着色
化し、放電破壊の繰返しや水銀付着部分の各所で
の放電破壊の生起により次第に第１図のようにあ
ばた状になつて表われるのである。
光管（ガラス管）の内面にネサ膜（透明導電被
膜）を形成して、迅速なランプ始動特性を得るも
のである。ところが、このけい光ランプは、長時
間の使用にともなつて第１図のようにいわゆるあ
ばた現象（斑点状で黒褐色に変色する現象）Ａと
いう特有の劣化現象が生起する欠点があつた。こ
の現象の生起原因は次のように考えられる。すな
わち、あばた現象Ａの生ずる位置はけい光管１の
両管端１ａ，１ｂから10〜20％長さの位置（120
cm長さ40Wタイプのランプでは10〜30cmの所）で
あり、これはけい光管１の管壁最冷部であつて管
内に封入された過剰の水銀が凝集し、けい光体表
面に付着しやすい部分に相当する。一方、けい光
ランプの点灯中は管内水銀粒にほぼ管内放電電位
分布に相応した電位がかかり、またネサ膜はほぼ
中位の電位状況となつていて、水銀凝集位置にお
いては一般に水銀粒とネサ膜との間にけい光体を
はさんでかなりの電位差がかかる。この電位差に
より、けい光体が絶縁破壊すると、その放電エネ
ルギーの熱によりけい光体の溶解や飛散等が起
り、同時に内蔵していた酸素等の不純ガスも放出
する。その結果水銀が酸化したり、アマルガム化
したり、あるいはけい光体が変成したりして着色
化し、放電破壊の繰返しや水銀付着部分の各所で
の放電破壊の生起により次第に第１図のようにあ
ばた状になつて表われるのである。
ところで、けい光ランプの発光性能を上げよう
とする場合、封入水銀量がこれに関係する。すな
わち、けい光ランプは水銀蒸気による低圧気体放
電を利用したもので、通常管内には数10mgの水銀
が封入され、電極間に電圧を印加すると、管内の
励起水銀原子から254nmの紫外線が放出され、け
い光体層にて可視光に変換され、その発光性能は
ほぼ254nmの紫外線発生効率が最大の時、最大と
なるものである。この紫外線発生効率は水銀蒸気
圧が約５×10-3Torrのとき、すなわちランプの
管壁温度が約40℃のとき、最大となり、点灯中の
ランプ管内温度はほぼ上記の値になつている。と
ころが、封入された水銀は数10mgの内、0.01mg程
度の極くわずかの量が気体になつているのみで殆
んどは液状で、最冷部となるけい光体表面に凝集
し付着している。このように過剰の水銀を封入し
ている理由は、寿命期間を通じ (1) 水銀の酸化、アマルガム化による純水銀の減
少 (2) けい光体内部への沈着による減少 等を補なつてあまりあるようにするとともに低温
使用にて十分な気体水銀の拡散がなされるよう配
慮するためである。したがつて水銀量が大である
程発光性能が高まるといえる。
とする場合、封入水銀量がこれに関係する。すな
わち、けい光ランプは水銀蒸気による低圧気体放
電を利用したもので、通常管内には数10mgの水銀
が封入され、電極間に電圧を印加すると、管内の
励起水銀原子から254nmの紫外線が放出され、け
い光体層にて可視光に変換され、その発光性能は
ほぼ254nmの紫外線発生効率が最大の時、最大と
なるものである。この紫外線発生効率は水銀蒸気
圧が約５×10-3Torrのとき、すなわちランプの
管壁温度が約40℃のとき、最大となり、点灯中の
ランプ管内温度はほぼ上記の値になつている。と
ころが、封入された水銀は数10mgの内、0.01mg程
度の極くわずかの量が気体になつているのみで殆
んどは液状で、最冷部となるけい光体表面に凝集
し付着している。このように過剰の水銀を封入し
ている理由は、寿命期間を通じ (1) 水銀の酸化、アマルガム化による純水銀の減
少 (2) けい光体内部への沈着による減少 等を補なつてあまりあるようにするとともに低温
使用にて十分な気体水銀の拡散がなされるよう配
慮するためである。したがつて水銀量が大である
程発光性能が高まるといえる。
しかしながら、水銀量は前記あばた現象と大き
く関わりがあり、第２図のように水銀量が多い程
あばたも多く発生するという傾向があつたため、
水銀量の増大にも限度があつた。このような傾向
を生ずる理由は前記あばた発生原因からも明らか
なようにけい光体層を破壊する放電は、付着した
水銀粒とネサ膜の間で起るもので、水銀の付着量
が多い程広く分布して付着していればいる程破壊
放電を起す確率、機会が増えるためである。しか
ももこの封入水銀量の最大限度についても、通常
の製法では封入水銀量を20〜30mg程度になるよう
作るつもりが封入前の工程にて、良排気のため水
銀フラツシユによる管内の洗浄を行なうと、最終
的に第３図のように10〜50mg位にばらついて分布
するようになり、勢い所期量を減らして最大確率
を少くする以外には、従来水銀量が多いためあば
たが発生しやすいという傾向を抑えることができ
なかつた。
く関わりがあり、第２図のように水銀量が多い程
あばたも多く発生するという傾向があつたため、
水銀量の増大にも限度があつた。このような傾向
を生ずる理由は前記あばた発生原因からも明らか
なようにけい光体層を破壊する放電は、付着した
水銀粒とネサ膜の間で起るもので、水銀の付着量
が多い程広く分布して付着していればいる程破壊
放電を起す確率、機会が増えるためである。しか
ももこの封入水銀量の最大限度についても、通常
の製法では封入水銀量を20〜30mg程度になるよう
作るつもりが封入前の工程にて、良排気のため水
銀フラツシユによる管内の洗浄を行なうと、最終
的に第３図のように10〜50mg位にばらついて分布
するようになり、勢い所期量を減らして最大確率
を少くする以外には、従来水銀量が多いためあば
たが発生しやすいという傾向を抑えることができ
なかつた。
したがつて、この発明の目的は、あばた現象の
発生を防止してしかも発光性能を向上することが
できるラピツドスタート型けい光ランプを提供す
ることである。
発生を防止してしかも発光性能を向上することが
できるラピツドスタート型けい光ランプを提供す
ることである。
この発明は、前記あばた発生原因に鑑み、けい
光体層表面に一定範囲で陥没部を形成してあばた
現象の発生を防止するとともに封入水銀量の増加
を可能にし、もつて発光性能の向上も図つてい
る。すなわち、まず前記あばた発生原因を検討す
ると、絶縁破壊によつて生ずるけい光体の溶解や
飛散の程度は、絶縁破壊の程度すなわち破壊放電
電圧によつて左右される。この破壊放電電圧は第
４図ａのようにけい光体２の層厚ｄ１によつて決
まる。図で３はネサ膜、４は水銀粒である。した
がつて、層厚ｄ１を小さくすれば電圧低下になる
が、それでは光束減退になるから同図ｂのように
陥没部５を形成すると、陥没部５の底部とネサ膜
３との距離ｄ２はｄ１＞ｄ２であるから放電電圧
も小さく、したがつて陥没部５ではけい光体の溶
解や飛散の程度を抑えてあばた化を抑制できる。
しかも電位をもつた水銀粒４はネサ膜３に近い陥
没部５の底部に落ち込み付着する傾向があるた
め、光束減退を抑えてあばた現象の発生を防止で
きるのである。そしてこの陥没部５は、その原理
から、できるだけ深く（たとえば層厚の1/2以
上）、できるだけ広い開口面積（たとえば5μ2（平
方ミクロン）以上）をもち、かつ陥没部数が多い
程あばた防止に効果的であると考えられる。陥没
部の製法は、たとえば平均粒径12μ位のけい光体
粉体を、5μ程度以下の細粉を沈降法等でカツト
して、酢酸アミル等の有機溶剤中にけんだくさ
せ、その溶液を通常の製法にてガラス管に塗布し
乾燥させ焼成することにより得られる。特に溶剤
中へニトロセルロース等の増粘剤の混入量を加減
すると容易に陥没部の状態が変わる。
光体層表面に一定範囲で陥没部を形成してあばた
現象の発生を防止するとともに封入水銀量の増加
を可能にし、もつて発光性能の向上も図つてい
る。すなわち、まず前記あばた発生原因を検討す
ると、絶縁破壊によつて生ずるけい光体の溶解や
飛散の程度は、絶縁破壊の程度すなわち破壊放電
電圧によつて左右される。この破壊放電電圧は第
４図ａのようにけい光体２の層厚ｄ１によつて決
まる。図で３はネサ膜、４は水銀粒である。した
がつて、層厚ｄ１を小さくすれば電圧低下になる
が、それでは光束減退になるから同図ｂのように
陥没部５を形成すると、陥没部５の底部とネサ膜
３との距離ｄ２はｄ１＞ｄ２であるから放電電圧
も小さく、したがつて陥没部５ではけい光体の溶
解や飛散の程度を抑えてあばた化を抑制できる。
しかも電位をもつた水銀粒４はネサ膜３に近い陥
没部５の底部に落ち込み付着する傾向があるた
め、光束減退を抑えてあばた現象の発生を防止で
きるのである。そしてこの陥没部５は、その原理
から、できるだけ深く（たとえば層厚の1/2以
上）、できるだけ広い開口面積（たとえば5μ2（平
方ミクロン）以上）をもち、かつ陥没部数が多い
程あばた防止に効果的であると考えられる。陥没
部の製法は、たとえば平均粒径12μ位のけい光体
粉体を、5μ程度以下の細粉を沈降法等でカツト
して、酢酸アミル等の有機溶剤中にけんだくさ
せ、その溶液を通常の製法にてガラス管に塗布し
乾燥させ焼成することにより得られる。特に溶剤
中へニトロセルロース等の増粘剤の混入量を加減
すると容易に陥没部の状態が変わる。
しかしながら、この陥没部５の存在は、部分的
な輝度低下したがつて輝度むらを生じうるし、陥
没部数が多くなると平均としてけい光体の層厚が
小さくなり、光束減退を招くことが考えられる。
な輝度低下したがつて輝度むらを生じうるし、陥
没部数が多くなると平均としてけい光体の層厚が
小さくなり、光束減退を招くことが考えられる。
そこで、まず通常のけい光管を用い、これに
50KΩ程度のネサ膜を形成し、塗布量３mg／cm2程
度のけい光体を前記製法により塗布し、封入水銀
量を約30mgとしたけい光ランプを作製し、このけ
い光ランプを用いて陥没部数に対する輝度むら感
を検討した。その結果は第５図のとおりである。
図の縦軸（輝度むら感）で、ａは輝度むら感を大
きく感ずる位置、ｂは普通に感ずる位置、ｃはや
や感ずる位置、ｄは不明か全く感じない位置で、
横軸の陥没部数（×105個／mm2）に対してプロツ
トしている。この図より、陥没部数は約106個／
mm2（＝10個／（100μ×100μ））以上で輝度むらが
生じないことが判明した。つぎに、前記同様のけ
い光ランプを用い陥没部数を約106個／mm2にして、
けい光体の内表面に対する陥没部の総合面積の面
積比に対する光束（％）およびあばた発生度
（％）を検討した。結果は第６図のとおりである。
図でＳは光束曲線、Ｖはあばた曲線である。すな
わち、面積比が１／200〜１／20の範囲において、
あばたが発生せずかつ光束も減退しないで実用可
能であることが判明した。
50KΩ程度のネサ膜を形成し、塗布量３mg／cm2程
度のけい光体を前記製法により塗布し、封入水銀
量を約30mgとしたけい光ランプを作製し、このけ
い光ランプを用いて陥没部数に対する輝度むら感
を検討した。その結果は第５図のとおりである。
図の縦軸（輝度むら感）で、ａは輝度むら感を大
きく感ずる位置、ｂは普通に感ずる位置、ｃはや
や感ずる位置、ｄは不明か全く感じない位置で、
横軸の陥没部数（×105個／mm2）に対してプロツ
トしている。この図より、陥没部数は約106個／
mm2（＝10個／（100μ×100μ））以上で輝度むらが
生じないことが判明した。つぎに、前記同様のけ
い光ランプを用い陥没部数を約106個／mm2にして、
けい光体の内表面に対する陥没部の総合面積の面
積比に対する光束（％）およびあばた発生度
（％）を検討した。結果は第６図のとおりである。
図でＳは光束曲線、Ｖはあばた曲線である。すな
わち、面積比が１／200〜１／20の範囲において、
あばたが発生せずかつ光束も減退しないで実用可
能であることが判明した。
以上を要約すると、陥没部をその数において
106／mm2以上、面積比において１／200〜１／20と
限定することにより、陥没部のない従来のものと
比較して光束を減退せずかつ輝度むらもなくしか
もあばた現象を発生させないといえる。
106／mm2以上、面積比において１／200〜１／20と
限定することにより、陥没部のない従来のものと
比較して光束を減退せずかつ輝度むらもなくしか
もあばた現象を発生させないといえる。
そこで次に、封入水銀量（mg）に対するあばた
発生度（％）を検討した。結果は第７図のとおり
である。図でＱ１は陥没部数を約３（個／100μ×
100μ）、面積比１／500以下としたときの比較用
曲線（ほとんど陥没部がないのに相当）、Ｑ２は
陥没部数約10（個／100μ×100μ）、面積比約１／
200としたときの曲線（前記している陥没部の条
件に相当）である。この図より、前記陥没部のあ
るけい光体層を用いると、あばた現象を発生せず
に従来以上の封入水銀量（40mg以上）を封入でき
ることとなり、これによつて発光性能の向上を期
すことができることとなる。ただし、封入水銀量
の上限は約100mg程度がよい。これは封入水銀量
が約100mgを超えるとけい光体の剥離が発生しや
すくなるからである。なお、前記封入水銀量は
40W，20W等のワツト数にかかわらず適用可能で
ある。
発生度（％）を検討した。結果は第７図のとおり
である。図でＱ１は陥没部数を約３（個／100μ×
100μ）、面積比１／500以下としたときの比較用
曲線（ほとんど陥没部がないのに相当）、Ｑ２は
陥没部数約10（個／100μ×100μ）、面積比約１／
200としたときの曲線（前記している陥没部の条
件に相当）である。この図より、前記陥没部のあ
るけい光体層を用いると、あばた現象を発生せず
に従来以上の封入水銀量（40mg以上）を封入でき
ることとなり、これによつて発光性能の向上を期
すことができることとなる。ただし、封入水銀量
の上限は約100mg程度がよい。これは封入水銀量
が約100mgを超えるとけい光体の剥離が発生しや
すくなるからである。なお、前記封入水銀量は
40W，20W等のワツト数にかかわらず適用可能で
ある。
以上のように、この発明のラピツドスタート型
けい光ランプは、けい光体層に数において106
個／mm2以上、面積比において１／200〜１／20の
陥没部を形成するとともに封入水銀量を40mg以上
かつ約100mg以下としたため、あばた現象がなく
て輝度むらもなく、しかも発光性能を向上できる
という効果を有する。
けい光ランプは、けい光体層に数において106
個／mm2以上、面積比において１／200〜１／20の
陥没部を形成するとともに封入水銀量を40mg以上
かつ約100mg以下としたため、あばた現象がなく
て輝度むらもなく、しかも発光性能を向上できる
という効果を有する。
第１図は従来のラピツドスタート型けい光ラン
プの底面図、第２図は水銀量に対するあばた発生
度（％）の特性図、第３図は水銀量に対する分布
比の特性図、第４図はけい光ランプの要部拡大断
面図、第５図は陥没部数に対する輝度むら感の特
性図、第６図は陥没部の面積比に対する光束
（％）およびあばた発生度の特性図、第７図は水
銀量に対するあばた発生度の特性図である。 １……けい光管、２……けい光体、３……ネサ
膜、４……水銀粒、５……陥没部。
プの底面図、第２図は水銀量に対するあばた発生
度（％）の特性図、第３図は水銀量に対する分布
比の特性図、第４図はけい光ランプの要部拡大断
面図、第５図は陥没部数に対する輝度むら感の特
性図、第６図は陥没部の面積比に対する光束
（％）およびあばた発生度の特性図、第７図は水
銀量に対するあばた発生度の特性図である。 １……けい光管、２……けい光体、３……ネサ
膜、４……水銀粒、５……陥没部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ けい光管と、このけい光管の内面の全周に塗
膜形成された導電性透明膜と、この導電性透明膜
の内表面に塗布されたけい光体層と、このけい光
体層の内表面に106個／mm2以上形成されるととも
にけい光体層の内表面の全面積に対して１／200
〜１／20の面積比で形成された破壊放電電圧低下
用有底陥没部と、前記けい光管内に40mg以上かつ
約100mg以下封入された水銀とを備えたラピツド
スタート型けい光ランプ。 ２ 前記陥没部の深さは前記けい光体層の厚さの
１／２以上であり、かつ、その表面積は5μ2以上であ
る特許請求の範囲第１項記載のラピツドスタート
型けい光ランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16557878A JPS5593657A (en) | 1978-12-30 | 1978-12-30 | Rapid start type fluorescent lamp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16557878A JPS5593657A (en) | 1978-12-30 | 1978-12-30 | Rapid start type fluorescent lamp |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5593657A JPS5593657A (en) | 1980-07-16 |
| JPS6321310B2 true JPS6321310B2 (ja) | 1988-05-06 |
Family
ID=15815010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16557878A Granted JPS5593657A (en) | 1978-12-30 | 1978-12-30 | Rapid start type fluorescent lamp |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5593657A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4939417A (en) * | 1988-12-20 | 1990-07-03 | Gte Products Corporation | High pressure discharge lamp with incandescent filament for starting |
-
1978
- 1978-12-30 JP JP16557878A patent/JPS5593657A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5593657A (en) | 1980-07-16 |
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