JPH04245162A - 低圧水銀蒸気放電灯 - Google Patents
低圧水銀蒸気放電灯Info
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- JPH04245162A JPH04245162A JP3029430A JP2943091A JPH04245162A JP H04245162 A JPH04245162 A JP H04245162A JP 3029430 A JP3029430 A JP 3029430A JP 2943091 A JP2943091 A JP 2943091A JP H04245162 A JPH04245162 A JP H04245162A
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/38—Devices for influencing the colour or wavelength of the light
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- H01J61/48—Separate coatings of different luminous materials
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- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
［発明の目的］
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガラスバルブ内面に複数
層からなる被膜を形成した低圧水銀蒸気放電灯において
、被膜の黒化を防止したものである。
層からなる被膜を形成した低圧水銀蒸気放電灯において
、被膜の黒化を防止したものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、蛍光ランプの小形化に伴なって高
負荷化が著しい。一般にこのような高負荷形蛍光ランプ
には三波長形蛍光体すなわち青、緑および赤にそれぞれ
発光する３種類の蛍光体の混合物または重層物が用いら
れている。このような蛍光ランプを点灯した場合、０．
０５５Ｗ／ｃｍ２ 以上の高負荷条件のとき、蛍光体表
面が早期に黒化するものが多発していた。
負荷化が著しい。一般にこのような高負荷形蛍光ランプ
には三波長形蛍光体すなわち青、緑および赤にそれぞれ
発光する３種類の蛍光体の混合物または重層物が用いら
れている。このような蛍光ランプを点灯した場合、０．
０５５Ｗ／ｃｍ２ 以上の高負荷条件のとき、蛍光体表
面が早期に黒化するものが多発していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は蛍光体表面
の早期黒化を解決するため、種々研究した結果、黒化し
た蛍光体を分析して黒化の原因を解析することに想到し
た。この分析の結果、黒化原因として次の３点が同時に
存在していることが判明した。
の早期黒化を解決するため、種々研究した結果、黒化し
た蛍光体を分析して黒化の原因を解析することに想到し
た。この分析の結果、黒化原因として次の３点が同時に
存在していることが判明した。
【０００４】（１）蛍光体表面に単体の水銀が付着して
いた。
いた。
【０００５】（２）蛍光体表面に水銀酸化物が付着して
いた。
いた。
【０００６】（３）蛍光体表面部に水銀が化学的に結合
していた。
していた。
【０００７】そこで、本発明の課題は上述した水銀また
は水銀化合物が蛍光体に作用する原因を解明して早期黒
化を防止することであり、さらにこの研究を発展させて
低圧水銀蒸気放電灯において、バルブ内面に形成した一
般の被膜の早期黒化も防止する技術を開発することであ
る。
は水銀化合物が蛍光体に作用する原因を解明して早期黒
化を防止することであり、さらにこの研究を発展させて
低圧水銀蒸気放電灯において、バルブ内面に形成した一
般の被膜の早期黒化も防止する技術を開発することであ
る。
【０００８】［発明の構成］
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明はガラスバルブ内
面に複数層からなる被膜を形成した低圧水銀蒸気放電灯
において、被膜を接触帯電順位が相対的に正側にある層
を表層にしたことによって、被膜表面を相対的に正に帯
電させたものである。
面に複数層からなる被膜を形成した低圧水銀蒸気放電灯
において、被膜を接触帯電順位が相対的に正側にある層
を表層にしたことによって、被膜表面を相対的に正に帯
電させたものである。
【００１０】
【作用】本発明者は水銀の影響と見られる蛍光体の黒化
の２つの要因として、黒化物質の蛍光体への吸着を考え
蛍光体種によって吸着能が異ると考えた。一般に２種の
異る物質が接触すると、両物質間に正と負との電荷が生
じ、静電引力が働く。２物質の帯電傾向の異なる程、静
電引力が大きい。従って、黒化物質である水銀やその酸
化物と蛍光体の帯電傾向の異なる程、黒化物質が蛍光体
表面に吸着しやすく、ランプの黒化原因となると思われ
る。
の２つの要因として、黒化物質の蛍光体への吸着を考え
蛍光体種によって吸着能が異ると考えた。一般に２種の
異る物質が接触すると、両物質間に正と負との電荷が生
じ、静電引力が働く。２物質の帯電傾向の異なる程、静
電引力が大きい。従って、黒化物質である水銀やその酸
化物と蛍光体の帯電傾向の異なる程、黒化物質が蛍光体
表面に吸着しやすく、ランプの黒化原因となると思われ
る。
【００１１】そこで、被膜表面を正に帯電傾向を持たせ
るため、被膜を複数層とし、これら各層のうち上述のよ
うに接触帯電順位が相対的に正側にある層を表層にした
ことにより、同じく正の帯電傾向を持つ水銀や酸化水銀
が上記被膜表面に接触したとき生ずる静電引力が小さく
、従って水銀や酸化水銀が被膜表面に吸着し黒化するこ
とがほとんどなくなった。
るため、被膜を複数層とし、これら各層のうち上述のよ
うに接触帯電順位が相対的に正側にある層を表層にした
ことにより、同じく正の帯電傾向を持つ水銀や酸化水銀
が上記被膜表面に接触したとき生ずる静電引力が小さく
、従って水銀や酸化水銀が被膜表面に吸着し黒化するこ
とがほとんどなくなった。
【００１２】
【実施例】発明の詳細を図示の実施例によって説明する
。図は本発明を蛍光ランプにおける蛍光膜の黒化防止に
適用したもので、第２図に本実施例蛍光ランプの概略を
示す。（１）は直管形ガラスバルブ、（２）はこのバル
ブ（１）の内面に形成された被膜の一例である蛍光膜、
（３），（３）はバルブ（１）の両端を閉塞するステム
、（４），（４）…はこれらステム（３），（３）をそ
れぞれ貫通してバルブ（１）内に導入されたそれぞれ対
をなすリード線、（５），（５）はこれら対をなすリー
ド線（４），（４）…の先端部間に装架されたフィラメ
ント、（６）はバルブ（１）の両端に装着された口金で
ある。そして、バルブ（１）内にはアルゴンなどの始動
ガスとともに適量の水銀が封入されている。
。図は本発明を蛍光ランプにおける蛍光膜の黒化防止に
適用したもので、第２図に本実施例蛍光ランプの概略を
示す。（１）は直管形ガラスバルブ、（２）はこのバル
ブ（１）の内面に形成された被膜の一例である蛍光膜、
（３），（３）はバルブ（１）の両端を閉塞するステム
、（４），（４）…はこれらステム（３），（３）をそ
れぞれ貫通してバルブ（１）内に導入されたそれぞれ対
をなすリード線、（５），（５）はこれら対をなすリー
ド線（４），（４）…の先端部間に装架されたフィラメ
ント、（６）はバルブ（１）の両端に装着された口金で
ある。そして、バルブ（１）内にはアルゴンなどの始動
ガスとともに適量の水銀が封入されている。
【００１３】上記蛍光膜（２）は図１および図２に示す
ように２層に形成され、下層（２１）は相対的に負に帯
電し、表層（２２）は相対的に正に帯電している。つぎ
に、この蛍光膜（２）の具体例を上げてさらに詳説する
。
ように２層に形成され、下層（２１）は相対的に負に帯
電し、表層（２２）は相対的に正に帯電している。つぎ
に、この蛍光膜（２）の具体例を上げてさらに詳説する
。
【００１４】例 １．
下層（２１）はりん・けい酸ランタン・テルビウム・セ
リウム蛍光体［（Ｌａ・Ｔｂ・Ｃｅ）（Ｐ・Ｓｉ）Ｏ４
］（緑色発光）からなり、その層厚は１０〜３０μで
ある。これに対し、表層（２２）は酸化イットリウム蛍
光体［Ｙ２ Ｏ３ ］（赤色発光）からなり、その層厚
は５〜２０μである。
リウム蛍光体［（Ｌａ・Ｔｂ・Ｃｅ）（Ｐ・Ｓｉ）Ｏ４
］（緑色発光）からなり、その層厚は１０〜３０μで
ある。これに対し、表層（２２）は酸化イットリウム蛍
光体［Ｙ２ Ｏ３ ］（赤色発光）からなり、その層厚
は５〜２０μである。
【００１５】つぎに、本例において、下層（２１）が相
対的に負に、表層（２２）が相対的に正に帯電傾向をも
つ理由を図３によって説明する。図３は各種物質の接触
帯電順位を示す。この順位は基準となる物質をたとえば
鉄粉に定め、被測定物質をブローオフ装置を用いて基準
物質と接触したときの被測定物質に発生する帯電量を測
定し、総ての被測定物質をこの帯電量の大きさの順に配
列したもので、多くは基準物質に対し、負側から正側に
順次位置している。
対的に負に、表層（２２）が相対的に正に帯電傾向をも
つ理由を図３によって説明する。図３は各種物質の接触
帯電順位を示す。この順位は基準となる物質をたとえば
鉄粉に定め、被測定物質をブローオフ装置を用いて基準
物質と接触したときの被測定物質に発生する帯電量を測
定し、総ての被測定物質をこの帯電量の大きさの順に配
列したもので、多くは基準物質に対し、負側から正側に
順次位置している。
【００１６】この図３に見られるように、りん・けい酸
ランタン・テルビウム・セリウム蛍光体は接触帯電順位
のばらつきが大きく、粒径、破砕状態、乾燥方法など、
種々の理由によって帯電順位が上下する。これに比べて
、酸化イットリウム蛍光体は接触帯電順位のばらつきが
ほとんどなく、しかも上述のりん・けい酸ランタン・テ
ルビウム・セリウム蛍光体の帯電順位のばらつきの限界
よりも正側にある。そこで、上述のように酸化イットリ
ウム蛍光体が表層（２２）になるように重層すると、そ
の界面において表層（２２）が相対的に正の帯電傾向を
有し、下層（２１）が相対的に負の帯電傾向を有するの
である。そして、本例について実測したところ、下層（
２１）は鉄粉を基準として−１．５〜２．０×１０−１
０ ｃ／ｇ（クローン／グラム）であり、また表層（２
２）は鉄粉を基準として＋２×１０−６ｃ／ｇに帯電し
ていた。
ランタン・テルビウム・セリウム蛍光体は接触帯電順位
のばらつきが大きく、粒径、破砕状態、乾燥方法など、
種々の理由によって帯電順位が上下する。これに比べて
、酸化イットリウム蛍光体は接触帯電順位のばらつきが
ほとんどなく、しかも上述のりん・けい酸ランタン・テ
ルビウム・セリウム蛍光体の帯電順位のばらつきの限界
よりも正側にある。そこで、上述のように酸化イットリ
ウム蛍光体が表層（２２）になるように重層すると、そ
の界面において表層（２２）が相対的に正の帯電傾向を
有し、下層（２１）が相対的に負の帯電傾向を有するの
である。そして、本例について実測したところ、下層（
２１）は鉄粉を基準として−１．５〜２．０×１０−１
０ ｃ／ｇ（クローン／グラム）であり、また表層（２
２）は鉄粉を基準として＋２×１０−６ｃ／ｇに帯電し
ていた。
【００１７】この蛍光ランプを点灯すると、図１のよう
にアーク中において、水銀イオン（Ｈｇ＋ ）に電離さ
れるが、それらの水銀イオンは管内の蛍光膜（２）の表
面付近で電子（ｅ）と再結合して水銀原子となったり、
放電空間中で酸素と結合して酸化水銀となるが、上記水
銀原子や酸化水銀はそれ自身として正の帯電傾向をもっ
ており、それらが蛍光膜（２）に接触すると、その接触
界面において正と負の電荷が生じ静電引力が発生する。 蛍光膜表層（２２）はそれ自体正の帯電傾向をもち、上
記水銀や酸化水銀のもつ帯電傾向に近く、したがって両
者が接触した場合に発生する静電引力は小さく、結果と
して水銀や酸化水銀が蛍光体表層（２２）に吸着される
ことは確率的に小さい。
にアーク中において、水銀イオン（Ｈｇ＋ ）に電離さ
れるが、それらの水銀イオンは管内の蛍光膜（２）の表
面付近で電子（ｅ）と再結合して水銀原子となったり、
放電空間中で酸素と結合して酸化水銀となるが、上記水
銀原子や酸化水銀はそれ自身として正の帯電傾向をもっ
ており、それらが蛍光膜（２）に接触すると、その接触
界面において正と負の電荷が生じ静電引力が発生する。 蛍光膜表層（２２）はそれ自体正の帯電傾向をもち、上
記水銀や酸化水銀のもつ帯電傾向に近く、したがって両
者が接触した場合に発生する静電引力は小さく、結果と
して水銀や酸化水銀が蛍光体表層（２２）に吸着される
ことは確率的に小さい。
【００１８】したがって、蛍光体が酸化水銀の付着によ
る黒化、付着した水銀の酸化による黒化などが少なくな
った。さらに図１には記載しないが、フィラメント（５
）の近傍では荷電されたバリウムの微粒子の付着が防止
できることも考えられる。
る黒化、付着した水銀の酸化による黒化などが少なくな
った。さらに図１には記載しないが、フィラメント（５
）の近傍では荷電されたバリウムの微粒子の付着が防止
できることも考えられる。
【００１９】例 ２
本例は下層（２１）も表層（２２）もいずれも上述した
りん・けい酸ランタン・テルビウム・セリウム蛍光体を
用いている。しかし、このりん・けい酸ランタン・テル
ビウム・セリウム蛍光体は上述のとおり、接触帯電順位
のロット間ばらつきが大きく、本例では下層（２１）に
はばらつきの負側のロットを用い、表層（２２）にはば
らつきの正側のロットを用いている。そして、下層（２
１）の層厚が２０〜３０μであり、表層（２２）の層厚
は５〜２０μである。
りん・けい酸ランタン・テルビウム・セリウム蛍光体を
用いている。しかし、このりん・けい酸ランタン・テル
ビウム・セリウム蛍光体は上述のとおり、接触帯電順位
のロット間ばらつきが大きく、本例では下層（２１）に
はばらつきの負側のロットを用い、表層（２２）にはば
らつきの正側のロットを用いている。そして、下層（２
１）の層厚が２０〜３０μであり、表層（２２）の層厚
は５〜２０μである。
【００２０】この蛍光ランプにおいても上述の例１と同
様下層（２１）が相対的に負の帯電傾向を有し、表層（
２２）が相対的に正の帯電傾向を有し、実測では下層（
２１）の接触帯電量は鉄粉に対し−１．５×１０−１０
ｃ／ｇであり、表層（２２）の帯電量は鉄粉に対し＋
１．４４×１０−１２ ｃ／ｇであった。
様下層（２１）が相対的に負の帯電傾向を有し、表層（
２２）が相対的に正の帯電傾向を有し、実測では下層（
２１）の接触帯電量は鉄粉に対し−１．５×１０−１０
ｃ／ｇであり、表層（２２）の帯電量は鉄粉に対し＋
１．４４×１０−１２ ｃ／ｇであった。
【００２１】この例２においても上述のとおり点灯中、
荷電粒子やイオンが蛍光膜表層（２２）の帯電傾向に近
く、接触による静電引力が小さく、この表層（２２）に
荷電粒子が吸着されることも少なく、イオンが蛍光体に
注入されることもほとんどなく、黒化が少ない。
荷電粒子やイオンが蛍光膜表層（２２）の帯電傾向に近
く、接触による静電引力が小さく、この表層（２２）に
荷電粒子が吸着されることも少なく、イオンが蛍光体に
注入されることもほとんどなく、黒化が少ない。
【００２２】つぎに、実測によって本発明の効果を調査
した。試験品は図２の構造を有し、上述の例１および例
２の蛍光膜（２）を設けた２種とし、比較として、蛍光
膜がりん・けい酸ランタン・テルビウム・セリウム蛍光
体のただ一層で構成した従来例をあげ、管壁負荷０．１
４Ｗ／ｃｍ２ 、管壁温度７０〜８０℃で点灯し、それ
らの光束維持率を調査し、改善効果を算出した。この結
果を次表に示す。
した。試験品は図２の構造を有し、上述の例１および例
２の蛍光膜（２）を設けた２種とし、比較として、蛍光
膜がりん・けい酸ランタン・テルビウム・セリウム蛍光
体のただ一層で構成した従来例をあげ、管壁負荷０．１
４Ｗ／ｃｍ２ 、管壁温度７０〜８０℃で点灯し、それ
らの光束維持率を調査し、改善効果を算出した。この結
果を次表に示す。
【００２３】
【００２４】註、（１）帯電量は鉄粉を基準とする（２
）光束維持率は１，０００時間の値とする。
）光束維持率は１，０００時間の値とする。
【００２５】この表の値を図４のグラフに示した。図は
横軸に点灯時間をとり、縦軸に光束維持率をとったもの
で、曲線は従来例および例２の特性を示す。これらの表
および図４からも明らかなとおり、本発明例のものはい
ずれも従来例に比較して光束維持率が著しく向上し、た
とえば例１は１５％、例２は７％の向上を見た。さらに
、１０００時間点灯後の水銀付着量を調査したところ、
例２のものが０．４６ｍｇ／ｐｃｓであるのに対し、従
来例のものは１．２０ｍｇ／ｐｃｓであり、水銀付着量
が著く減少しており、この水銀付着量の減小が光束維持
率向上の主因であることを示唆している。
横軸に点灯時間をとり、縦軸に光束維持率をとったもの
で、曲線は従来例および例２の特性を示す。これらの表
および図４からも明らかなとおり、本発明例のものはい
ずれも従来例に比較して光束維持率が著しく向上し、た
とえば例１は１５％、例２は７％の向上を見た。さらに
、１０００時間点灯後の水銀付着量を調査したところ、
例２のものが０．４６ｍｇ／ｐｃｓであるのに対し、従
来例のものは１．２０ｍｇ／ｐｃｓであり、水銀付着量
が著く減少しており、この水銀付着量の減小が光束維持
率向上の主因であることを示唆している。
【００２６】なお、前述の例１と例２において、蛍光膜
表面の電荷を相対的に正側にする手段を示したが、本発
明はこれに限らず、たとえば図３に示したように、硫化
亜鉛蛍光体の帯電順位のばらつきロットのうち、正側に
あるロットを表層に、負側にあるロットを下層に設けて
もよく、またハロりん酸塩蛍光体の表面に酸化亜鉛の薄
層を重層してもよい。さらに、本発明は他の水銀蒸気放
電灯たとえば反射層と散光層とを重層した反射形ブラッ
クライトなどでもよく、要は、ガラスバルブ内面に複数
層からなる被膜を形成した低圧水銀蒸気放電灯において
、帯電順位が相対的に正側にある層を表層にできればよ
い。
表面の電荷を相対的に正側にする手段を示したが、本発
明はこれに限らず、たとえば図３に示したように、硫化
亜鉛蛍光体の帯電順位のばらつきロットのうち、正側に
あるロットを表層に、負側にあるロットを下層に設けて
もよく、またハロりん酸塩蛍光体の表面に酸化亜鉛の薄
層を重層してもよい。さらに、本発明は他の水銀蒸気放
電灯たとえば反射層と散光層とを重層した反射形ブラッ
クライトなどでもよく、要は、ガラスバルブ内面に複数
層からなる被膜を形成した低圧水銀蒸気放電灯において
、帯電順位が相対的に正側にある層を表層にできればよ
い。
【００２７】
【発明の効果】この発明はガラスバルブ内面に複数層か
らなる被膜を形成した低圧水銀蒸気放電灯において、被
膜の接触帯電順位が相対的に正側にある層が表層になる
ように形成したので、被膜表層部が相対的に正の帯電傾
向を有し、この結果バルブ内の同じく相対的に正の帯電
傾向を有する水銀や酸化水銀などの微粒子が被膜表層部
と接触したとき生じる静電引力が小さい。そのために、
水銀や酸化水銀が蛍光体表面などの被膜成分表面に接触
した場合、吸着され難く、被膜表面の黒化や変質が大幅
に減少した。
らなる被膜を形成した低圧水銀蒸気放電灯において、被
膜の接触帯電順位が相対的に正側にある層が表層になる
ように形成したので、被膜表層部が相対的に正の帯電傾
向を有し、この結果バルブ内の同じく相対的に正の帯電
傾向を有する水銀や酸化水銀などの微粒子が被膜表層部
と接触したとき生じる静電引力が小さい。そのために、
水銀や酸化水銀が蛍光体表面などの被膜成分表面に接触
した場合、吸着され難く、被膜表面の黒化や変質が大幅
に減少した。
【図１】この発明の作用原理を示す説明図。
【図２】この発明による低圧水銀蒸気放電灯の一実施例
の断面図。
の断面図。
【図３】この発明において低圧水銀蒸気放電灯に用いる
被膜の構成物質の接触帯電順位を示すグラフ。
被膜の構成物質の接触帯電順位を示すグラフ。
【図４】この発明による低圧水銀蒸気放電灯が光束維持
特性に優れていることを示すグラフ。
特性に優れていることを示すグラフ。
（１）…ガラスバルブ
（２）…被膜の一例である蛍光膜
（２１）…負側の層
（２２）…正側の層
（３）…ステム
（４）…リード線
（５）…フィラメント
（６）…口金
Claims (1)
- ガラスバルブ内面に複数層からなる被膜を形成した低圧
水銀蒸気放電灯において、上記被膜は接触帯電順位が相
対的に正側にある層を表層にしたことを特徴とする低圧
水銀蒸気放電灯。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02943091A JP3149444B2 (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 低圧水銀蒸気放電灯 |
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