KR860000818B1 - 형광 램프 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

형광 램프

도면은 곡관형 형광램프의 일부절결사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 관형 투광성 기밀용기 2 : 형광체 피복

본 발명은 형광램프에 관한 것으로, 특히 그 투광성 기밀용기의 관벽부하가 높아져도 광특성의 저하가 작은 형광램프의 구성의 개량에 관한 것이다.

요즈음, 지구자원 보유량의 한계에 대한 우려에서 에너지 절약에 대한 대책이 각 산업계에서 진행되고 있다. 조명분야에 있어서도 여러가지의 대책이 실시되고 있고, 그 효과적인 방법으로서 저효율의 램프를 고효율의 램프로 치환하는 것이 고려되고 있다. 그 하나의 방법으로서 가정용 조명 등에 사용되는 저효율의 백열전구를 고효율의 형광램프로 치환하는 일이 계획되고, 백열전구의 소켓을 그대로 사용할 수 있는 전구형 형광램프의 개발이 진행되고 있다. 이 전구형 형광램프는 전구 꼭지쇠를 장착한 비교적 작은 용적의 투광성 글로우브속에 원하는 광출력을 방사하는 형광램프를 수납할 필요가 있으므로 U자형 또는 입체적인 W자형의 절곡된 소형의 형광램프가 사용되고 있다. 따라서 상기 형광램프는 관형 투광성 기밀용기인 유리벌브가 가늘고, 또한 전류밀도가 큰 고관벽 부하의 것으로 해야한다. 상기한 전구형 형광램프뿐만 아니라 관형투광성 기밀용기의 관벽부하가 큰 형광램프에서는 전류밀도가 크고, 그로 인해 기밀용기내의 수온의 여기(勵起)에 의해서 발생하는 자외선 중단파장의 185nm의, 발생이 증대하여, 통상의 형광램프에 사용되는 안티몬, 망간에 의해 활성화된 할로인산 칼슘 형광체 등의 형광체가 상기 185nm의 자외선에 의하여 열화되므로 소망의 광출력을 얻을수 없게되는 결점이 있었다.

본 발명은 상기의 결점을 해결하기 위하여 연구된 것으로서 관벽부하가 커져도 광출력의 저하가 없는 개량된 형광램프를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이하에 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명자 등은 고연색성(蓮色性)과 고광효율을 얻을 목적으로최근 사용되고 있는 청색, 녹색, 적색의 3원색 협대역 발광을 하는 형광체, 즉 청색형광체로서 유울로품 활성화 스트론튬, 칼슘, 클로로아파타이트 형광체[3Sr₃(PO)₂·CaCl₂/Eu] (이하 B형광체로 칭한다). 녹색 형광체로서 세륨, 텔븀활성화 이트륨, 실리케이트 형광체(Y₂SiO₅/Ce, Tb)(이하 G형광체로 지칭), 적색형광체로서 유울로퓸 활성화이트륨, 옥사이드 형광체(Y₂O₃/Eu)(이하 R형광체로 지칭)의 3종류의 형광체(이하 성분 형광체로 칭한다)를 직관형 200V 40W형광램프 FL-40S에 사용했을 때에 상기 형광램프의 색온도가 4,200°K 및 3,000°K가 되는 혼합비로 혼합시켜서 혼합형광체 Ⅰ 및 Ⅱ를 조제하고, 이 형광체와 비교용으로서 종래의 안티몬, 망간 불활 할로 인산 칼슘형광체[3Ca₃(PO₄)₂·CaFCl/Sb, Mn] (종래의 형광체로 지칭)을 사용해서 직관형 200V 40W 형광램프 FL-40S 및 상기한 입체적인 W자형으로 절곡한 형광램프(이하 곡관형 형광램프로 지칭) 100V 15W를 제조했다. 상기 직관형 200V 40W형광램프 FL-40S는 관형 투관성 기밀용기의 내경이 31㎜이고 관벽부하가 300W/㎡이고, 곡관형 형광램프 100V 15W는 관형투광성 기밀용기의 내경이 15㎜이고 관벽부하가 705W/㎡이다. 또, 곡관형 형광램프는 첨부한 도면에 그 일부절결사시도에 도시된 바와같이 관형의 투광성 기밀용기(1)의 내면에 형광체피박(2)이 피착되고 그 단부에 도해를 생략한 전자방사물질을 피착한 전극을 지니는 스템(3), (3)에 봉함되어있고 상기 투광성 기밀용기(1)내는 스템(3)에 형성된 배기관에 의해서 진공으로 배기된 후, 아르곤 등의 방전이 용이한 기체와 수은이 봉함되어 봉함단(4)이 형성된다. (5), (5)는 리이드선이다. 방전로를 형성하는 투광성기밀용기(1)은 도시와 같이 3개소에서 절곡되어서 입체적인 W자형으로 구성되고, 작은 점유체적내에서 최대의 긴 방전로를 얻도록 형성된다. 상기한 직관형 형광램프 FL-40S와 곡관형 형광램프 100V 15W의 각각에 대하여 30개씩 색온도와 정격전압에 있어서의 광속치를 측정했다. 그 평균치를 하기표 (1)에 표시한다. 광속치는 종래의 형광체를 사용한 것의 광속치를 100으로 하여 광속비(%)로 표시된다. 또, 형광체의 평균입경은 피셔의 서브, 시이브, 사이저로 측정한 치를 표시한다.

[표 1]

표 1의 결과에서 관벽부하가 300W/㎡인 직관형 40W 형광램프에 비해서 관벽부하가 705W/㎡의 곡관형 15W 형광램프는 광속의 증가비율이 크고, 색온도도 높아지고 있다. 종래의 형광체를 사용한 곡관형 15W 형광램프에 있어서 색온도가 종래의 형광체를 사용한 직관형 40W 형광램프보다 높은 쪽으로 변위하고 있는것은 수은자신의 가시역의 파장 435nm의 스펙트럼이 강해진 때문이고, 혼합형광체의 경우에는 이 스펙트럼을 R형광체의 발광 스펙트럼이 보상하기 때문에 석온도의 변위가 작아진 것으로 생각된다. 또, 석온도의 4,200°K 및 3,000°K 로 부터의 변위(變位)를 적게하고 광속치를 향상시키는 효과는 3,000°K 의 형광체 쪽이 4,200°K 의 것보다 크다는 것을 알았다. 이 이유는 샤온도 4,200°K 의 혼합형광체 Ⅰ에 비해서 색온도 3,000°K 의 혼합체 Ⅱ쪽이 R형광체의 함유량이 많고 R형광체는 파장 254nm의 자외선뿐만 아니라 예를들면 곡관형 15W형광램프와 같이 고관벽부하의 형광램프에서 수온에서 방사되는 185nm의 단파장 자외선에 의한 발광효율이 높고, 종래의 형광체와 같이 상기 185nm의 단파장자외선에 의해서 형광체체가 열화되어서 발광효율이 저하하는 현상이 전혀 발생하지 않는 것에 이유가 있는 것으로 생각된다.

본 발명자 등은 더욱 상기 B형광체, G형광체 및 R형광체의 배합비 및 R형광체의 평균입경을 변화시켜서 곡관형 형광램프의 방사광이 샤온도가 3,000°K 가 되는 배합비의 형광체를 제조하고, 이것을 피착시킨 곡관형 형광램프 100V 15W의 비광속(%) 및 1,000시간 점등후의 광속의 초광속(정격전압으로 100시간 점등후의 광속)에 대한 %, 즉 광속유지율 (%)의 시험을 했다. 그 결과를 표 2에 표시한다.

또, 참고의 값( )으로 종래의 형광체의 값도 표시했다.

[표 2]

표 2에서 명백한 바와 같이 시험번호 No.1 내지 4의 것은 비광속(%)이 비교적 높고 종래의 형광체의 것과 비교에서 1,000시간 점등후의 광속의 저하도 없다. 그러나 시험번호 No.5의 것은 비광속은 종래의 형광체의 것보다 높으나, 광속유지율의 저하가 현저하다. 이것은 R형광체의 함유량이 저하하고 있으므로 수은에서 방사되는 185nm의 단파장 자외선에 의한 발광이 적고, 상기 자외선에 의한 B, G형광체의 열화때문이라고 생각된다. 따라서, 적어도 종래의 형광체를 사용한 것과 동일한 광속유지율을 얻기 위해서는 R형광체의 배합비는 40중량 %이상인 것이 필요하다는 것을 알 수 있다.

또, 본 발명자들은 상기 형광체와 조합시키는 청색형광체, 녹색형광체를 변경시켜서 혼합형광체 Ⅲ 및 Ⅳ를 조정하고, 이것을 사용해서 곡관형 형광램프 100V 15W에 대해서 시험을 실시했다. 시험에 사용한 형광체의 조합을 하기표 3에 보이고, 그 결과를 표 4에 보인다.

[표 3]

[표 4]

상기 표 4에서 명백한 바와같이 R형광체의 배합비가 40중량 % 이상이면 다른 청색, 녹색 형광체에 시험번호 No.1내지 5의 형광체와 다른 형광체를 사용해도 그 배합비 및 평균입경을 조정하므로써 소망의 색은도에 있어서 비광속치가 우수한 형광램프를 얻을 수 있다.

투공성 기밀용기의 관벽부하가 600W/㎡보다 작을때에는 수온에서 방사되는 185nm의 단파장자외선에 의한 형광체의 열호가 적기 때문에 본 발명의 효과가 작고 본 발명의 권리범위에서 제외했다.

또, 관벽부하가 900W/㎡보다 커지면 기밀용기의 온도상승이 켜져서 그로인해 기밀용기내의 수은증기압이 높아져서 방전에 최적한 수은증기압을 초과하여 효율이 저하되기 때문에 안된다. 곡관형 형광램프의 기밀용기 내면에 안티몬, 망간 활성화 할로인산 칼슘형광체로 구성도는 형광체 피막을 우선 피착하고, 그 내면(방전로면)에 표 4의 시험번호 No.7로 표시하는 혼합형광체 Ⅲ을 피착한 본 발명의 다른 한 실시에의 형광램프에 대하여 본 발명자 등이 시험을 한 결과 비광속, 작용특성이 다같이 표 4에 표시하는 결과와 동일한 효과를 나타냈다.

이것은 185nm의 단파장 자외선이 R형광체를 발광시키고, 혼합형광체 Ⅲ에 의해서 감쇠되어 안티몬, 망간불활 할로인산칼슘 형광체층까지 미치지 못하고, 상기 형광체가 열화되지 않았던 결과로 생각된다. 본 발명에 사용되는 관형투광성 기밀용기는 상기와 같이 관벽부하가 600내지 900W/㎡의 것이나, 실용적으로는 기밀용기의 내경이 10내지 200nm의 유리벌브가 적합했다.

이상 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 내면에 형광체 피막을 장착한 관형투광성 기밀용기와 상기 투광성 기밀용기의 양단부에 봉함되고 전자방사물질이 피착된 전극의 상기 투광성기밀 용기내에 봉함된 방접하기 쉬운 기체를 구비하고, 상기 투광성 기밀용기의 관벽부하가 600내지 900W/㎡인 것에 있어서 상기 관형투광성 기밀용기의 내면에 피착된 형광체 피막은 적어도 40중량 %의 유울로퓸 활성화이트륨, 옥사이드 형광체를 함유하고, 있는것을 특징으로 하는 형광램프로서 실시예에서 보인 곡관형의 전구형 형광램프뿐만 아니라 기밀용기의 관벽부하가 큰 형광램프에 있어서 파장이 185nm의 단파장 자외선을 유효하게 활용해서 형광체의 발광을 촉진시킬 수가 있고, 광출력이 저하되지 않는 고효율의 형광램프를 제공할 수 있는 우수한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 내면에 형광체 피막을 피착한 관형 투광성 기밀용기와 상기 투광성 기밀용기의 양단부에 봉함된 전자 방사물질이 피착된 전극과, 상기 투광성 기밀용기내에 봉함된 방전하기 쉬운 기체를 구비하고 상기 투광성 기밀용기의 관벽부하가 600내지 900W/㎡인 것에 있어서 상기 관형투광성 기밀용기의 내면에 피착된 형광피막은 적어도 40중량 %의 유울로퓸 활성화이트륨 옥사이드 형광체를 함유하고 있는 것을 특징으로하는 형광램프.
2. 제1항에 있어서 관형투광성 기밀용기의 내면에 안티몬·망간 활성화 할로인산칼슘 형광체로 구성되는 형광체피막 및 유울로퓸 활성화이트륨·옥사이드 형광체를 함유하는 형광체 피막이 차례로 적층되어서 피착되는 것을 특징으로 하는 형광램프.

Images