JP2000133207A

JP2000133207A - ラピッドスタート形蛍光ランプおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2000133207A
Application number: JP31000098A
Authority: JP
Inventors: Koji Honda; 孝二本田; Hideo Nagai; 秀男永井
Original assignee: Matsushita Electronics Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2000-05-12

Abstract

(57)【要約】【課題】透明導電性被膜の抵抗値の経時的な変化が少
なく、バルブに黒い斑点が発生することを抑制できるラ
ピッドスタート形蛍光ランプを得る。【解決手段】ラピッドスタート形蛍光ランプ１は、ソ
ーダガラスからなるバルブ２の内面に、透明導電性被膜
３、保護膜４および蛍光体膜５が順次形成されている。
バルブ２の両端部には口金６が設けられている。透明導
電性被膜３は、主成分が酸化スズ、添加材が酸化アンチ
モンからなり、スズに対して２．１〜４ｍｏｌ％のアン
チモンを含有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ラピッドスタート
形蛍光ランプおよびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にラピッドスタート形蛍光ランプで
は、ガラスからなるバルブの内面に酸化スズを主成分と
する透明導電性被膜が形成され、その透明導電性被膜の
上に蛍光体膜等が形成されている。

【０００３】このラピッドスタート形蛍光ランプの製造
方法は、ガラスからなるバルブを加熱して、塩化スズを
主成分とする透明導電性被膜用塗布液をバルブ内に霧状
に導入することにより、バルブの内面に透明導電性被膜
を形成する。つづいて、透明導電性被膜の上に蛍光体等
を塗布して焼成し、バルブの両端を封止する。その後、
予熱排気によりバルブ内の排気を行い、以降通常の方法
によりラピッドスタート形蛍光ランプを完成させる。

【０００４】ここで、予熱排気とは、蛍光体焼成時の熱
がさめる前にバルブ内の排気を行うものであり、バルブ
を水平に保持し、バルブの両端に取り付けられた排気管
から洗浄ガスの導入および排気を行うものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、予熱排
気によって従来のラピッドスタート形蛍光ランプを製造
すると、蛍光体を焼成する工程から排気する工程を経る
間に、透明導電性被膜の抵抗値が透明導電性被膜を形成
した時の抵抗値の数倍に上昇するため、完成したラピッ
ドスタート形蛍光ランプは所定の始動放電電圧の規格を
満たさないという課題があった。以下、単に抵抗値とい
う場合には、透明導電性被膜の抵抗値を指すものとす
る。

【０００６】また、前述のように製造中で上昇した抵抗
値は、ラピッドスタート形蛍光ランプを点灯している間
に低下し、数百時間の点灯後に透明導電性被膜を形成し
た時の抵抗値とほぼ同じになり、それ以降の点灯におい
ては抵抗値はあまり変化することなく安定する。このラ
ピッドスタート形蛍光ランプの点灯中における抵抗値の
低下によって、ラピッドスタート形蛍光ランプの管端部
付近に黒い斑点が発生するという課題があった。

【０００７】本発明は、製造中および点灯中においてバ
ルブ内面に形成される透明導電性被膜の抵抗値の変化が
小さく、始動特性が良好で、バルブでの黒い斑点の発生
を抑制したラピッドスタート形蛍光ランプおよびその製
造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】抵抗値が変化するのは、
ラピッドスタート形蛍光ランプの製造中に発生する二酸
化炭素等のガスが透明導電性被膜へ吸着したり、ラピッ
ドスタート形蛍光ランプの点灯中に透明導電性被膜に吸
着していたガスが離脱することによるものである。ガス
が透明導電性被膜に吸着すると、透明導電性被膜中の導
電電子がガスに奪われるため抵抗値が上昇し、ランプの
点灯中においてガスが透明導電性被膜から離脱すると、
導電電子がガスから透明導電性被膜に戻るため抵抗値が
低下するということに着目し、本発明を完成するに至っ
たものである。

【０００９】本発明のラピッドスタート形蛍光ランプ
は、酸化スズを主成分とし、スズに対して２．１〜４ｍ
ｏｌ％のアンチモンを含有する透明導電性被膜がバルブ
の内面に形成され、前記透明導電性被膜の上に蛍光体膜
が形成されたものである。この構成により、ラピッドス
タート形蛍光ランプの製造時および点灯時における透明
導電性被膜の抵抗値の経時的な変化を少なくすることが
できる。

【００１０】また、本発明のラピッドスタート形蛍光ラ
ンプの製造方法は、スズに対して２．１〜４ｍｏｌ％の
アンチモンを含有するように、四塩化スズと三塩化アン
チモンとを混合した塗布液を、前記塗布液の酸化温度以
上に加熱されたバルブ内に噴霧することにより、前記バ
ルブの内面に透明導電性被膜を形成するものである。こ
の方法により、酸化スズを主成分とし、スズに対して
２．１〜４ｍｏｌ％のアンチモンを含有する透明導電性
被膜をバルブの内面に形成することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を用いて説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施の形態の４０Ｗタイ
プのラピッドスタート形蛍光ランプ（以下、蛍光ランプ
という）の部分断面図である。本発明の一実施の形態の
蛍光ランプ１では、ソーダガラスからなるバルブ２（内
径３２ｍｍ、管長１１８０ｍｍ）の内面に、透明導電性
被膜３、保護膜４および蛍光体膜５が順次形成されてお
り、バルブ２の両端部には電極（図示せず）および口金
６が設けられている。また、バルブ２の内部には水銀お
よび希ガスが封入されている。

【００１３】透明導電性被膜３は、主成分が酸化スズ、
添加材が酸化アンチモンからなり、スズに対して２．１
〜４ｍｏｌ％のアンチモンを含有している。

【００１４】保護膜４は、平均粒子径が約１３ｎｍであ
る酸化アルミニウムの微粒子を約０．６μｍの厚みに積
層して形成され、透明導電性被膜３と水銀との反応を防
止することができる。また、保護膜４を形成することに
よって、透明導電性被膜３と蛍光体膜５との間に微放電
が発生することを防止することができる。

【００１５】蛍光体膜５は、赤色蛍光体であるイットリ
ウム系蛍光体、緑色蛍光体であるランタン系蛍光体、お
よび青色蛍光体であるストロンチウム系蛍光体を混合し
た３波長形の蛍光体を用い、約２０μｍの厚みで形成さ
れている。また、蛍光体膜５としては、アンチモン・マ
ンガン付活ハロ燐酸蛍光体等を用いてもよい。

【００１６】次に、本実施の形態の蛍光ランプの製造方
法について説明する。まずバルブ２を洗浄した後、後述
する方法によりバルブ２の内面に透明導電性被膜３を形
成する。次に、この透明導電性被膜３が形成されたバル
ブ２を洗浄した後、透明導電性被膜３の上に保護膜材料
および蛍光体材料を順次塗布して焼成することにより、
保護膜４および蛍光体膜５を形成する。つづいてバルブ
２の両端を封止した後、予熱排気を行い、以降通常の方
法により蛍光ランプを完成させる。

【００１７】次に、透明導電性被膜３の形成方法である
スプレー法について説明する。四塩化スズ２３重量％と
三塩化アンチモン０．３１重量％とを水とアルコールの
混合液に溶かすことにより透明導電性被膜用塗布液（以
下、塗布液という）を得る。次に、バルブ２の両端開口
部の温度を約５５０℃、中央部の温度を約５００℃に保
持しながらバルブ２の内面に塗布液を噴霧すると、バル
ブ１の内面に付着した塗布液はバルブ２の熱により化学
変化を起こし、酸化スズと酸化アンチモンからなる透明
導電性被膜３が形成される。この場合、塗布液中のスズ
に対するアンチモンのｍｏｌ百分率は２．１ｍｏｌ％で
あり、形成された透明導電性被膜中のスズに対するアン
チモンのｍｏｌ百分率もほぼ２．１ｍｏｌ％となる。

【００１８】バルブ２の内面に形成される透明導電性被
膜３の塗布量は、バルブ２の管軸方向の中央部で０．０
６５ｍｇ／ｃｍ²（抵抗値は０．０７５ｋΩ／ｃｍ）、
バルブ２の両端部からＬ／４の位置で０．０２８ｍｇ／
ｃｍ²（抵抗値は０．６ｋΩ／ｃｍ）となるように制御
している。ここで、Ｌはバルブ２の管軸方向の長さであ
り、噴霧する塗布液の量などによって、透明導電性被膜
３の塗布量を制御することができる。このように、蛍光
ランプの両端部における抵抗値に比べて中央部の抵抗値
が低くなるという、いわゆるＶ形の抵抗値分布になるよ
うに透明導電性被膜３を形成することにより、蛍光ラン
プの即時始動を容易にすることができる。

【００１９】また、バルブの管軸方向の中央部を中心と
した長さＬ／２の範囲である中央領域において透明導電
性被膜３の塗布量を０．０４〜０．０７ｍｇ／ｃｍ²と
し、前述の中央領域以外の周辺領域において透明導電性
被膜３の塗布量を０．０１〜０．０４５ｍｇ／ｃｍ²と
なるように制御することにより、Ｖ形の抵抗値分布にな
るように透明導電性被膜３を形成することができ、蛍光
ランプの即時始動を容易にすることができる。前述のバ
ルブの中央領域における透明導電性被膜２の塗布量が、
０．０４ｍｇ／ｃｍ²よりも小さいと抵抗値が高くなる
のでＶ字形の抵抗値分布を持つように形成することが困
難となり、０．０７ｍｇ／ｃｍ²よりも大きいと透過率
が低下して充分な光束が得られなくなる。また、前述の
バルブの周辺領域における透明導電性被膜２の塗布量
が、０．０１ｍｇ／ｃｍ²よりも小さいと抵抗値が上昇
して始動が損なわれ、０．０４５ｍｇ／ｃｍ²よりも大
きいと抵抗値が低くなるのでＶ字形の抵抗値分布を持つ
ように形成することが困難となる。

【００２０】次に、蛍光ランプを製造している間、およ
び点灯している間の抵抗値の変化を測定した結果につい
て説明する。

【００２１】図２は、本実施の形態の蛍光ランプ全長に
わたる透明導電性被膜の抵抗値を測定した結果を、従来
のものと比較して示している。抵抗値は、透明導電性被
膜の形成終了時、蛍光体の焼成終了時、バルブの排気終
了時、蛍光ランプの完成時、および蛍光ランプを定格寿
命の１２０００時間点灯した時において測定した値であ
り、透明導電性被膜の形成終了時の抵抗値を１としてい
る。曲線ａおよび曲線ｂは、本実施の形態の蛍光ランプ
の場合を示しており、透明導電性被膜中のスズに対する
アンチモンの含有量ｗ（ｍｏｌ％）がそれぞれ２．１ｍ
ｏｌ％および４ｍｏｌ％の場合である。また、曲線ｃは
従来使用されている透明導電性被膜の場合を示してお
り、ｗ＝１．２ｍｏｌ％である。

【００２２】図２に示すように、従来使用されている透
明導電性被膜の場合には、蛍光体を焼成する間およびバ
ルブを排気する間に透明導電性被膜に二酸化炭素等のガ
スが吸着して抵抗値が上昇しているのに対し、本実施の
形態の蛍光ランプの場合には、透明導電性被膜の導電電
子の供給源であるアンチモンの添加量を従来に比べて増
加させているので、ガス吸着による透明導電性被膜の導
電電子の不足が生じることがないため、蛍光体の焼成終
了時および排気終了時においては従来に比べて抵抗値の
増加が極めて小さく、抵抗値の変動はあまりないことが
わかる。さらに、本実施の形態の蛍光ランプでは、蛍光
ランプが完成した後、１２０００時間点灯しても抵抗値
の変化は従来に比べて極めて小さくなっており、バルブ
に発生する黒い斑点は従来の蛍光ランプに比べ極めて少
ないことが確認された。

【００２３】次に、透明導電性被膜中のスズに対するア
ンチモンの含有量ｗ（ｍｏｌ％）を変えた場合の、蛍光
ランプ完成時におけるランプ全長の抵抗値を測定した結
果を図３に示す。ここで、透明導電性被膜の形成終了時
の抵抗値を１としている。

【００２４】図３に示すように、ｗ（ｍｏｌ％）が増加
すると抵抗値は次第に減少して一定値に近づき、ｗ≧
２．１ｍｏｌ％での抵抗値はほぼ安定していることがわ
かる。

【００２５】次に、ｗ（ｍｏｌ％）を変えた場合の、透
明導電性被膜が形成されたバルブの可視光の透過率を測
定した結果を図４に示す。なお、透過率は透明導電性被
膜が厚くなっているバルブの中央部において測定した。
図４に示すように、ｗが増加するとバルブの透過率は線
形的に減少しており、ｗが４ｍｏｌ％よりも大きくなる
と、バルブの透過率が９５％より小さくなるため、点灯
末期の蛍光ランプの光束が規格値よりも小さくなり定格
寿命を得ることができなくなる。

【００２６】したがって、ｗを２．１〜４ｍｏｌ％とす
ることにより、蛍光ランプの製造時および点灯時におけ
る抵抗値の経時的な変化が少なく、バルブの透過率が高
い蛍光ランプを得ることができる。

【００２７】なお、上記実施の形態では透明導電性被膜
の形成方法としてスプレー法について説明したが、ＣＶ
Ｄ法を用いることもできる。ここでＣＶＤ法とは、塗布
液の酸化温度よりも低く、かつ、塗布液の蒸発温度より
も高い温度に設定された容器内に塗布液を導入して蒸気
化し、その蒸気化した塗布液を、塗布液が酸化する温度
以上に加熱されたバルブ内に導入して透明導電性被膜を
形成する方法である。

【００２８】ＣＶＤ法によって形成された透明導電性被
膜は、スプレー法によって形成されたものよりも膜の表
面の凹凸が少なくなる。ＣＶＤ法により形成された本実
施の形態の透明導電性被膜を有する蛍光ランプは、定格
寿命の１２０００時間を超えて点灯してもバルブに黒い
斑点の発生が少なく、抵抗値の変化も少なくなることが
確認できた。また、スプレー法によって透明導電性被膜
を形成する場合、ＣＶＤ法によって形成する場合の約１
／３の時間で形成できるため、製造効率を向上すること
ができる。

【００２９】また、上記実施の形態では、保護膜を透明
導電性被膜と蛍光体膜との間に設けた場合について説明
したが、保護膜が形成されていない場合にも同様の効果
を得ることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明のラピッドスタート
形蛍光ランプは、バルブの内面に酸化スズを主成分と
し、スズに対して２．１〜４ｍｏｌ％のアンチモンを含
有する透明導電性被膜が形成されたものである。この構
成により、透明導電性被膜の抵抗値の経時的な変化が少
なく、始動特性が良好で、バルブに黒い斑点が発生する
のを抑制できるラピッドスタート形蛍光ランプを得るこ
とができる。

【００３１】また、本発明のラピッドスタート形蛍光ラ
ンプの製造方法は、スズに対して２．１〜４ｍｏｌ％の
アンチモンを含有するように、四塩化スズと三塩化アン
チモンとを混合した塗布液を、この塗布液の酸化温度以
上に加熱されたバルブ内に噴霧することにより、バルブ
の内面に透明導電性被膜を形成するものである。この方
法により、透明導電性被膜の抵抗値の経時的な変化が少
なく、始動特性が良好で、バルブに黒い斑点が発生する
のを抑制できるラピッドスタート形蛍光ランプを得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のラピッドスタート形蛍
光ランプの部分断面図

【図２】本発明の一実施の形態および従来のラピッドス
タート形蛍光ランプの透明導電性被膜の抵抗値の変化を
示す図

【図３】透明導電性被膜中のスズに対するアンチモンの
含有量と透明導電性被膜の抵抗値との関係を示す図

【図４】透明導電性被膜中のスズに対するアンチモンの
含有量と透明導電性被膜が形成されたバルブの透過率と
の関係を示す図

【符号の説明】

１ラピッドスタート形蛍光ランプ２バルブ３透明導電性被膜４保護膜５蛍光体膜

フロントページの続きＦターム(参考） 5C028 BB02 BB11 BB13 5C039 EA07 5C043 AA07 AA20 CC10 CD01 DD37 EA12 EB07 EB14 EC08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化スズを主成分とし、スズに対して
２．１〜４ｍｏｌ％のアンチモンを含有する透明導電性
被膜がバルブの内面に形成され、前記透明導電性被膜の
上に蛍光体膜が形成されたラピッドスタート形蛍光ラン
プ。
【請求項２】前記バルブの管軸方向の長さをＬとする
とき、前記バルブの管軸方向の中央を中心とし、管軸方
向の長さがＬ／２の領域における前記透明導電性被膜の
塗布量が０．０４〜０．０７ｍｇ／ｃｍ²であり、前記
領域以外の領域における前記透明導電性被膜の塗布量が
０．０１〜０．０４５ｍｇ／ｃｍ²である請求項１記載
のラピッドスタート形蛍光ランプ。
【請求項３】スズに対して２．１〜４ｍｏｌ％のアン
チモンを含有するように、四塩化スズと三塩化アンチモ
ンとを混合した塗布液を、前記塗布液の酸化温度以上に
加熱されたバルブ内に噴霧することにより、前記バルブ
の内面に透明導電性被膜を形成するラピッドスタート形
蛍光ランプの製造方法。
【請求項４】スズに対して２．１〜４ｍｏｌ％のアン
チモンを含有するように、四塩化スズと三塩化アンチモ
ンとを混合した塗布液を、前記塗布液の酸化温度よりも
低く、かつ前記塗布液の蒸発温度よりも高い温度に設定
された容器内にいれて蒸気化し、前記容器内で蒸気化さ
れた前記塗布液を、前記塗布液の酸化温度以上に加熱さ
れたバルブ内に導入することにより、前記バルブの内面
に透明導電性被膜を形成するラピッドスタート形蛍光ラ
ンプの製造方法。