説明

蛍光ランプ

【課題】管内に封入するガスの圧力、種類および混合比の影響を少なくし、点灯始動特性を改善することが可能な蛍光ランプを提供する。
【解決手段】蛍光ランプ1は、ガラス管10と、透明導電膜11と、補助保護層12と、蛍光体層13を備える。透明導電膜11は、ガラス管10の内面に成膜される。補助保護層12は、透明導電膜11の上に粒子径が0.010ないし0.035μm、かつ、比表面積が40ないし50m/g、である酸化亜鉛(ZnO)で形成される。蛍光体層13は、補助保護層12の上に、ハロリン酸カルシウム蛍光体(Ca10(POFCl:Sb,Mn)および希土類蛍光体で形成される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【0002】
年々コストダウン施策として蛍光ランプの生産スピードが増しており、近年、生産は7000ないし8000本/時間で行われている。
【0003】
蛍光ランプの製造にあたり、生産にかかる時間を短くし、かつ、品質を維持する製造方法が求められる。
【0004】
特許文献1には、黒化などが抑制されて高い光束を維持する一方、蛍光ランプの寿命末期まですぐれた美観を保持するラピッドスタート型蛍光ランプ、全長に亘り一定の演色性を呈する高演色型蛍光ランプ、および照明装置が記載されている。その技術は、水銀および希ガスを含む封入ガスが充填された光透過性ガラス管と、ガラス管の内壁面に軸方向に延設され始動電極膜と、始動電極膜を含むガラス管内壁面に設けられた半導電性酸化物から成る保護膜と、保護膜面上に設けられた粒径6μm以上のハロリン酸カルシウム蛍光体、もしくは粒径6μm以上の3波長発光形の蛍光体粒子を含有する蛍光層と、封入ガス中で陽光柱放電を維持するための手段を具備する技術である。
【0005】
特許文献2には、蛍光ランプの保護膜などに好適であり、緻密で連続な保護膜となり、保護膜塗布と蛍光体塗布とを連続して行うことができる金属酸化物被膜形成材料および蛍光ランプが記載されている。その方法は、比表面積6m/g以上の酸化亜鉛および/または比表面積9m/g以上の酸化チタンを水中に懸濁し、その平均分散粒径を1500Å以下にすること方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2000−285861号公報
【特許文献2】特開平7−138499号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1では、点灯時における水銀が始動電極膜との間で絶縁破壊を起こすなどして黒化するのを防止するために、膜の抵抗を高めることを目的として、蛍光体の下地の保護層を設けず、粒子径の大きい蛍光体を用いる方法が行われている。特許文献2では、水銀あるいは紫外線の浸透に起因するガラスの黒化を防止するために、付着量を適正とした保護膜の形成のために、金属酸化物被膜形成材料の選択が行われている。特許文献1および特許文献2は、ともに、保護膜などの形成が不十分となるのを防止する点では共通であるが、生産スピードが増すことにより保護膜の形成が不十分となるおそれについては考慮されていない。また、使用時において、保護膜と蛍光体層および蛍光ランプに封入するガスの組合せ、などについて一切考慮されていない。
【0008】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、管内に封入するガスの圧力、種類および混合比の影響を少なくし、点灯始動特性を改善することが可能な蛍光ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明にかかる蛍光ランプは、
ガラス管と、
前記ガラス管の内面に成膜された透明導電膜と、
前記透明導電膜の上に粒子径が0.010ないし0.035μm、かつ、比表面積が40ないし50m/g、である酸化亜鉛(ZnO)で形成された補助保護層と、
前記補助保護層の上に、ハロリン酸カルシウム蛍光体(Ca10(POFCl:Sb,Mn)および希土類蛍光体で形成された蛍光体層と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、管内に封入するガスの圧力、種類および混合比の影響を少なくし、点灯始動特性を改善する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明に係る蛍光ランプの概略断面図である。
【図2】本発明の実施例に係る蛍光ランプの、補助保護層の量による始動特性の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付す。
【0013】
図1は、本発明に係る蛍光ランプの概略断面図である。蛍光ランプ1は、ガラス管10と、透明導電膜11と、補助保護層12と、蛍光体層13を備える。蛍光ランプ1に用いるガラス管10の径は、32mmないし38mmのものを用いる。
【0014】
透明導電膜11は、ガラス管10の内面に成膜される。透明導電膜11は、酸化錫(SnO)を用いる。
【0015】
補助保護層12は、透明導電膜11の上に、粒子径が0.010ないし0.035μm、かつ、比表面積が40ないし50m/g、である酸化亜鉛(ZnO)で形成される。また、補助保護層12は、1cmあたり0.04mg以上0.1mg以下で形成される。
【0016】
蛍光体層13は、補助保護層12の上に、ハロリン酸カルシウム蛍光体(Ca10(POFCl:Sb,Mn)および希土類蛍光体で形成される。蛍光体層13は、1cmあたり3mg以上5mg以下で形成される。
【0017】
希土類蛍光体は、Y:Euまたは3.5MgO・0.5MgF・GeO:Mnである赤色蛍光体、LaPO:Ce,Tbである緑色蛍光体、BaMgAl1627:Eu,Mnまたは(Sr,Ca,Ba)(POCl:Euである青色蛍光体のうち少なくとも1つを含む。
【0018】
ラピッドスタート形蛍光ランプは、両端に電圧を印加すると同時にガラス管内面に酸化錫膜(透明導電膜)を導体としてフィラメントを予熱しながら、電子放出状態が活発化して、ガス内の抵抗が管壁抵抗よりも低くなったときに放電しランプが点灯する。
【0019】
関連する蛍光ランプにおいては、補助保護層12を備えておらず、蛍光ランプ1製造時の焼成工程において、ある一定温度以上の熱が加わることにより、透明導電膜11の膜厚が不均一になるなど膜形成が安定しにくくなり、導体抵抗が変化し、その結果、ガラス管10の管壁抵抗の最適値が変動しやすくなる。
【0020】
本実施の形態に係る蛍光ランプ1は、酸化錫(SnO)による透明導電膜11を補助するように酸化亜鉛(ZnO)からなる膜、すなわち補助保護層12を備えている。この補助保護層12により透明導電膜11の機能を補助し、導体抵抗の変化を低減させ、管壁抵抗の最適値をほぼ一定に保つことができる。その結果、ランプ管内に封入されるガス圧の変動や混合ガスにおいての混合率を変化させた場合においても抵抗値が安定し、フィラメント間の抵抗値も安定し、ランプ始動特性が向上する。また、補助保護層12を備えることで、始動電圧を低くでき放電開始を容易とするため、速やかにランプ点灯が可能となる。
【0021】
図2は、本発明の実施例に係る蛍光ランプの、補助保護層の量による始動特性の変化を示す図である。
【0022】
実施例に用いる蛍光ランプ1の製造は、まず、ガラス管10内面に、化学蒸着(CVD:Chemical Vapor Deposition)法などを用いて酸化錫(SnO)を結晶成膜させて透明導電膜11を成膜させる。次に、酸化亜鉛(ZnO)を分散させた分散液を塗布したもの(塗膜)を、ランプ生産工程にて焼成して補助保護層12を形成させる。そして、ハロリン酸カルシウム蛍光体(Ca10(POFCl:Sb,Mn)および希土類蛍光体からなる蛍光体を塗布し焼成して蛍光体層13を形成させる。
【0023】
補助保護層12の酸化亜鉛(ZnO)分散液の塗膜と、蛍光体層13の蛍光体の塗布は、連続して行うことができ、後の工程のランプ生産工程にて、同時に焼成することができる。
【0024】
本実施例では、補助保護層12である酸化亜鉛(ZnO)で形成する層の量を変化させたときの、蛍光ランプ1の始動特性の変化を測定している。本実施の形態に係る蛍光ランプ1の補助保護層12に用いる酸化亜鉛(ZnO)は、単位面積(1cm)あたり0.04mg以上0.1mg以下で形成するため、比較対象用を含めたサンプルは、なし(図中のハイフン、0mgを示す)、0.04mg、0.07mg、0.1mg、0.2mgの計5種類を用意した。
【0025】
図2より、サンプルに使用する酸化亜鉛の量が増えるにつれて、始動電圧が小さくなり、放電開始が容易となることがいえる。ただし、酸化亜鉛の量が0.1mgの場合と0.2mgの場合の始動電圧が同等であることから、酸化亜鉛の量は0.1mg以上の場合は量に関わらずに、始動電圧はほぼ一定であることがいえる。
【0026】
また、光束について、酸化亜鉛の量が少ない方が、光束は大きく明るくなることがいえる。酸化亜鉛がないサンプルと本実施例のサンプル(酸化亜鉛の量が0.04mg、0.07mgおよび0.1mgである3種類のサンプル)は、おおよそ3200Lm程度であり、光束はほぼ同等であることがいえる。しかし、酸化亜鉛の量が0.2mgにおいては、光束は小さくなることがわかった。
【0027】
よって、本実施例のサンプルは、始動電圧が低く、かつ、所定以上の光束を維持できることがいえる。特に、補助保護層12に用いる酸化亜鉛(ZnO)を、単位面積(1cm)あたり0.04mg以上0.1mg以下にすることが好ましい。
【0028】
以上、説明したように、本実施の形態によれば、管内に封入するガスの圧力、種類および混合比の影響を少なくし、点灯始動特性を改善することができる。
【0029】
透明導電膜に、酸化亜鉛(ZnO)からなる補助保護層を備えることで、透明導電膜を補助し始動時の電圧を低くすることが可能である。その結果、点灯始動特性が改善する。また、管内に封入するガスの圧力、種類および混合比の影響を少なくすることができる。
【0030】
その他、蛍光体層に用いる希土類蛍光体について、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体の選択により単色蛍光ランプもしくは白色蛍光ランプのどちらの場合にも本発明を用いることができる。
【0031】
蛍光ランプの種類は、冷陰極蛍光ランプだけでなく、熱陰極蛍光ランプや外部電極型蛍光ランプであってもよい。蛍光ランプの形状についても、直管形や環形など、任意に設定できる。本発明を用いた蛍光ランプは、照明器具に使用するだけでなく、バックライト光源として用いた液晶モニタおよびディスプレイなどであってもよい。
【0032】
蛍光ランプの特徴について、ラッピドスタート形だけでなく、その他の構造においても適用ができる。また、スタータ形や高周波点灯専用形など蛍光体塗布構造が一層、二層タイプでも効果がある。
【0033】
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【0034】
(付記1)ガラス管と、
前記ガラス管の内面に成膜された透明導電膜と、
前記透明導電膜の上に粒子径が0.010ないし0.035μm、かつ、比表面積が40ないし50m/g、である酸化亜鉛(ZnO)で形成された補助保護層と、
前記補助保護層の上に、ハロリン酸カルシウム蛍光体(Ca10(POFCl:Sb,Mn)および希土類蛍光体で形成された蛍光体層と、
を備えることを特徴とする蛍光ランプ。
【0035】
(付記2)前記補助保護層は、1cmあたり0.04mg以上0.1mg以下で形成されることを特徴とする付記1に記載の蛍光ランプ。
【0036】
(付記3)前記蛍光体層は、1cmあたり3mg以上5mg以下で形成されることを特徴とする付記1または2に記載の蛍光ランプ。
【0037】
(付記4)前記希土類蛍光体は、Y:Euまたは3.5MgO・0.5MgF・GeO:Mnである赤色蛍光体、LaPO:Ce,Tbである緑色蛍光体、BaMgAl1627:Eu,Mnまたは(Sr,Ca,Ba)(POCl:Euである青色蛍光体のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする付記1ないし3のいずれかに記載の蛍光ランプ。
【0038】
(付記5)前記透明導電膜は、酸化スズ(SnO)であることを特徴とする付記1ないし4のいずれかに記載の蛍光ランプ。
【符号の説明】
【0039】
1 蛍光ランプ
10 ガラス管
11 透明導電膜
12 補助保護層
13 蛍光体層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガラス管と、
前記ガラス管の内面に成膜された透明導電膜と、
前記透明導電膜の上に粒子径が0.010ないし0.035μm、かつ、比表面積が40ないし50m/g、である酸化亜鉛(ZnO)で形成された補助保護層と、
前記補助保護層の上に、ハロリン酸カルシウム蛍光体(Ca10(POFCl:Sb,Mn)および希土類蛍光体で形成された蛍光体層と、
を備えることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項2】
前記補助保護層は、1cmあたり0.04mg以上0.1mg以下で形成されることを特徴とする請求項1に記載の蛍光ランプ。
【請求項3】
前記蛍光体層は、1cmあたり3mg以上5mg以下で形成されることを特徴とする請求項1または2に記載の蛍光ランプ。
【請求項4】
前記希土類蛍光体は、Y:Euまたは3.5MgO・0.5MgF・GeO:Mnである赤色蛍光体、LaPO:Ce,Tbである緑色蛍光体、BaMgAl1627:Eu,Mnまたは(Sr,Ca,Ba)(POCl:Euである青色蛍光体のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の蛍光ランプ。
【請求項5】
前記透明導電膜は、酸化スズ(SnO)であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の蛍光ランプ。

【図1】
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【図2】
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