JPH06290745A - けい光ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複数種の微粒子金属酸化物を用いて紫外線吸収
被膜を形成する場合、干渉縞を発生させることなく外観
が向上するけい光ランプを提供する。 【構成】バルブ１の内側にバインダーを含有せず紫外線
吸収性の微粒子金属酸化物からなる被膜１１を形成し、
この被膜１１の内側にけい光体被膜１２を形成したけい
光ランプであり、上記微粒子金属酸化物の被膜は、２種
類以上の微粒子金属酸化物を混合し、これら複数種の微
粒子はそれぞれ平均粒径が０．１μｍ以下であり、かつ
相互の粒径差を０．０５μｍ以下とし、この粒径差の範
囲内に全体の５０％以上の微粒子金属酸化物が分布して
いることを特徴とする。 【作用】複数種の微粒子金属酸化物相互の粒径差を小さ
くしたから、屈折差が低減され、干渉縞の発生が防止さ
れるようになり、外観が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バルブの内面に金属酸
化物の被膜を形成し、この被膜の内側にけい光体被膜を
形成したけい光ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にけい光ランプは、電極を封装した
ガラスバルブの内側にけい光体被膜を形成し、このバル
ブ内に封入した水銀原子の発する共鳴輝線である紫外線
を上記けい光体被膜に照射し、このけい光体被膜で紫外
線を可視光に変換してこの可視光を外部に放射するよう
になっている。

【０００３】しかしながらこのようなけい光ランプは、
点灯時間の経過に伴いバルブ壁に黒化が発生し、光束が
低下する問題がある。黒化が発生する原因としては種々
の原因が挙げられるが、水銀とバルブを構成するガラス
材料との化学反応も１つの原因であるといわれている。
すなわち、バルブを構成するガラスには大なり小なり、
ナトリウムＮａが含有されており、例えばけい光ランプ
のバルブを構成する代表的なソーダライムガラスの場合
は１５〜１７重量％程度のナトリウムＮａを含んでい
る。このようなナトリウムはバルブ温度が高くなると表
面に析出し、さらに紫外線が照射された場合はその析出
が助長されるようになり、このようなナトリウムＮａは
放電空間中の水銀と反応して黒化を発生させるようにな
る。

【０００４】なお、放電空間の水銀原子から放射された
紫外線はけい光体被膜で可視光に変換されるのでガラス
に達しないと考えられるが、けい光体被膜における可視
光の変換率は１００％ではなく、一部の紫外線はけい光
体被膜で変換されずにけい光体被膜を透過してバルブ壁
に達する。このため、ガラスバルブが紫外線を受けて刺
激され、ナトリウムＮａを析出するようになる。

【０００５】このようなことから、本発明者らは、バル
ブの内側にバインダーを含有しない紫外線吸収性微粒子
金属酸化物、例えば酸化亜鉛ＺｎＯや酸化チタンＴｉＯ
₂ などからなる被膜を形成し、この金属酸化物被膜の内
側にけい光体被膜を形成したけい光ランプを提案した。
このようなランプによれば、ガラスバルブとけい光体被
膜との間に形成した紫外線吸収性微粒子金属酸化物が、
バルブとけい光体被膜との接触を阻止し、かつ紫外線を
吸収または反射してバルブ壁に達する割合を減じるの
で、ナトリウムの析出を防止し、ナトリウムとけい光体
との反応を防止し、よって早期黒化を防止することがで
きることを確認した。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この場合、上記紫外線
吸収性微粒子金属酸化物は、その種類により紫外線領域
に波長の吸収または反射特性に差があり、つまり微粒子
金属酸化物の種類によって吸収および反射する紫外線波
長に差がある。このため、微粒子金属酸化物は１種類よ
りも２種類以上を用いる方が、広い波長領域の紫外線を
遮断することができるようになる。

【０００７】しかし、このように微粒子金属酸化物を複
数種用いた場合、干渉縞が発生し、外観不良を生じるラ
ンプの存在がみられた。この原因を究明、調査したとこ
ろ、複数種の微粒子金属酸化物相互の粒子径の差が大き
い場合に干渉縞が顕著に発生する傾向があることが判っ
た。この理由は定かでないが、複数種の微粒子金属酸化
物は、もともと相互に屈折差があり、これに加えて互い
に粒子径に差があると、屈折差が拡大され、この結果干
渉縞を生じるものと推察される。

【０００８】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、複数種の微粒子金
属酸化物を用いて被膜を形成する場合、干渉縞を発生さ
せることなく外観が向上するけい光ランプを提供しよう
とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、バルブの内側に実質的にインダーを含有せ
ず、紫外線吸収性の微粒子金属酸化物からなる被膜を形
成し、この金属酸化物の被膜の内側にけい光体被膜を形
成したけい光ランプであり、上記微粒子金属酸化物から
なる被膜は、２種類以上の微粒子金属酸化物を混合して
なり、これら複数種の微粒子金属酸化物はそれぞれ平均
粒径が０．１μｍ以下であり、かつ相互の粒径差を０．
０５μｍ以下とし、この粒径差の範囲内に全体の５０％
以上の微粒子金属酸化物が分布していることを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】本発明によれば、複数種の微粒子金属酸化物相
互の粒径差を小さくしたから、屈折差が低減され、干渉
縞の発生が防止されるようになり、外観が向上する。

【００１１】

【実施例】以下本発明について、図面に示す一実施例に
もとづき説明する。図１の（Ａ）図は直管形けい光ラン
プを示し、１はガラスバルブである。このバルブ１はソ
ーダライムガラスからなり、直管形チューブをなしてい
る。バルブ１の両端にはフレアステム２、２が気密に封
着されており、これらステム２、２にはそれぞれ一対の
リード線３…が気密に貫通されている。各ステム２、２
のそれぞれリード線３、３間にはタングステン等からな
るフィラメント電極４、４が掛け渡されている。

【００１２】なお、フィラメント電極４、４には図示し
ないＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯなどの電子放射物質が塗布
されている。また、バルブ１の端部外側には、口金５、
５が被着されており、これら口金５、５には上記リード
線３…に接続される口金ピン６…が突設されている。上
記バルブ１の内側には、図１の（Ｂ）図にも示される通
り、紫外線吸収性を有し可視光を透過する微粒子金属酸
化物からなる被膜１１が形成されている。この微粒子金
属酸化物被膜１１は、酸化亜鉛ＺｎＯの微粒子、酸化チ
タンＴｉＯ₂の微粒子および酸化アルミニウムＡｌ₂ Ｏ
₃ の中から選ばれた２種類以上の微粒子の混合物により
形成されている。

【００１３】この場合、これら複数種の微粒子金属酸化
物はそれぞれ平均粒径が０．１μｍ以下であり、かつ相
互の粒径差を０．０５μｍ以下としてあり、この粒径差
の範囲内に全体の５０％以上の微粒子金属酸化物が分布
されている。また、微粒子金属酸化物被膜１１の膜厚は
０．５μｍ以下としてある。そして、このものは、通常
バルブの外面に各種の膜を形成する場合に用いるシラン
などのガラス質のバインダーを用いていなく、また塗布
液中金属酸化物の微粒子と混合して粘性を出す有機溶剤
を混ぜ、これをバルブ１の内側に塗布し、乾燥焼成する
ことによって水分および有機物を飛ばして形成してあ
り、微粒子相互のファン・デル・ワールス力（分散力）
などによりバルブ内面に付着している。

【００１４】このような微粒子金属酸化物被膜１１の内
側には、希土類けい光体からなるけい光体被膜１２が形
成されている。上記希土類けい光体は、青、緑、赤の各
波長域に発光する３種類の希土類けい光体であり、例え
ば赤色系けい光体にはイットリウム酸塩（Ｙ₂ Ｏ₃ ：Ｅ
ｕ）、青色系けい光体には２価のユーロピウム付活アル
カリ土類ハロ燐酸塩けい光体または２価のユーロピウム
付活アルカリ土類アルミン酸塩けい光体（ＢａＭｇ₂ Ａ
ｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ）、および緑色けい光体には（Ｌａ，Ｃ
ｅ，Ｔｂ）・（Ｐ，Ｓｉ）Ｏ₄ が用いられ、これら３種
のけい光体粉末を混合して構成されている。

【００１５】このような構成のけい光ランプにおいて
は、ガラスバルブ１の内面と希土類けい光体被膜１２と
の間に、紫外線吸収性の微粒子金属酸化物被膜１１を形
成してあるから、この微粒子金属酸化物被膜１１が水銀
とバルブ１との直接な接触を防止し、かつけい光体被膜
１２を通り抜けてバルブ１に達しようとする紫外線を吸
収する。

【００１６】よって、ソーダライムガラスからなるバル
ブ１よりナトリウムＮａが析出されることがなく、また
析出された場合はナトリウムと水銀との直接な接触が遮
断されるから、けい光体の早期変色や黒化が防止され、
光束維持率を高く保つことができる。また、微粒子金属
酸化物被膜１１はガラス質のバインダーを含有していな
いから、バインダーからバルブ１内に不純物が放出され
ることがなく、黒化が防止される。

【００１７】微粒子金属酸化物被膜１１は、酸化亜鉛Ｚ
ｎＯ微粒子、酸化チタンＴｉＯ₂ 微粒子および酸化アル
ミニウムＡｌ₂ Ｏ₃ の中から選ばれた２種類以上の微粒
子の混合物により形成されているので、これら酸化物は
他の酸化物に比べて紫外線の吸収性が高く、かつ可視光
を遮断しなく、よって発光効率に優れている。この場
合、これら複数種の微粒子金属酸化物はそれぞれ平均粒
径が０．１μｍ以下であり、かつ相互の粒径差を０．０
５μｍ以下としてあり、この粒径差の範囲内に全体の５
０％以上の微粒子金属酸化物を分布させてあるから、微
粒子金属酸化物相互の屈折差が少なくなり、干渉縞の発
生を防止する。よって発光管の外観が向上する。

【００１８】この点について実験した結果を説明する。
表１は、平均粒径が０．０１５μｍのＺｎＯ微粒子、平
均粒径が０．０３μｍのＴｉＯ₂ 微粒子、平均粒径が
０．０２μｍのＡｌ₂ Ｏ₃ 微粒子、平均粒径が０．２μ
ｍのＴｉＯ₂ 微粒子および平均粒径が０．９μｍのＡｌ
₂ Ｏ₃ 微粒子をそれぞれ選択して混合し、水溶性バイン
ダーと水に分散させてバルブ内面に塗布し、微粒子金属
酸化物被膜１１を形成した場合の干渉縞の発生を調べて
ものである。干渉縞の発生状況により外観の評価を行っ
た。

【００１９】

【表１】

【００２０】上記表１より、平均粒径が０．１μｍ以下
の微粒子を、それぞれの粒径差が０．０５μｍ以下の範
囲で混ぜ合わせた場合は、干渉縞の発生がなく、外観が
良好になることが確認された。これは微粒子金属酸化物
相互の屈折差が少なく、もともと相互に屈折差があるの
に加えて屈折差が拡大されなく、この結果干渉縞の発生
が防止されるものと推察される。

【００２１】また、各微粒子金属酸化物は、平均粒径を
０．１μｍ以下としたから、大きさが揃い、結合性がよ
くなり、剥がれ難くなる。なお、本発明は上記実施例の
構造に制約されるものではなく、例えばけい光ランプの
形状は環形けい光ランプやコンパクト形けい光ランプな
どであってもよく、また冷陰極けい光ランプであっても
よい。

【００２２】また、ラピッドスタート形けい光ランプ
は、バルブの内側に導電被膜（ＥＣ膜）を形成してある
が、本発明の微粒子金属酸化物被膜１１をバルブ壁と導
電被膜との間に形成すれば、導電被膜の保護が期待でき
る。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ガラ
スバルブとけい光体被膜との間に紫外線吸収性の微粒子
金属酸化物からなる被膜を形成したから、この微粒子金
属酸化物が紫外線を吸収および反射してバルブ壁に達す
る割合を減じるから、ナトリウムの析出を防止し、ナト
リウムと水銀との反応を防止するようになり、早期黒化
を防止することができる。この場合被膜は、複数種の微
粒子金属酸化物を混ぜて構成したから、各微粒子金属酸
化物相互で波長の吸収および反射特性に差があり、よっ
て広い範囲の紫外線を遮断する。そして、これら微粒子
金属酸化物は相互の粒径差を小さくしたから、屈折差が
低減され、干渉縞の発生が防止されるようになり、この
ため外観が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示し、（Ａ）図は直管形け
い光ランプの全体を示す断面図、（Ｂ）図はその横断面
図。

【符号の説明】

１…バルブ ２…ステム
４…電極 １１…微粒子金属酸化物被膜 １２…けい光
体被膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バルブの内側に実質的にバインダーを含有
   せず、紫外線吸収性の微粒子金属酸化物からなる被膜を
   形成し、この金属酸化物の被膜の内側にけい光体被膜を
   形成したけい光ランプであり、 上記微粒子金属酸化物からなる被膜は、２種類以上の微
   粒子金属酸化物を混合してなり、これら複数種の微粒子
   金属酸化物はそれぞれ平均粒径が０．１μｍ以下であ
   り、かつ相互の粒径差を０．０５μｍ以下とし、この粒
   径差の範囲内に全体の５０％以上の微粒子金属酸化物が
   分布していることを特徴とするけい光ランプ。
2. 【請求項２】 上記紫外線吸収性微粒子金属酸化物は、
   酸化亜鉛、酸化チタンおよび酸化アルミニウムの中から
   選ばれた微粒子の混合物であることを特徴とする請求項
   １に記載のけい光ランプ。