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JPH0745242A - 低圧水銀蒸気放電ランプ - Google Patents

低圧水銀蒸気放電ランプ

Info

Publication number
JPH0745242A
JPH0745242A JP18987393A JP18987393A JPH0745242A JP H0745242 A JPH0745242 A JP H0745242A JP 18987393 A JP18987393 A JP 18987393A JP 18987393 A JP18987393 A JP 18987393A JP H0745242 A JPH0745242 A JP H0745242A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
protective film
visible light
substance
pressure mercury
vapor discharge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP18987393A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidenori Ito
秀徳 伊藤
Akira Taya
明 田屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Lighting and Technology Corp filed Critical Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority to JP18987393A priority Critical patent/JPH0745242A/ja
Publication of JPH0745242A publication Critical patent/JPH0745242A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】バルブとけい光体被膜との間に形成した透明な
保護膜で可視光の吸収を防止し、光束の低下を改善した
低圧水銀蒸気放電ランプを提供する。 【構成】バルブ1の内面に金属酸化物からなる保護膜3
を形成し、この保護膜3の内面にけい光体被膜2を形成
し、このバルブ内に水銀および希ガスを封入した低圧水
銀蒸気放電ランプにおいて、上記保護膜3が、紫外線を
受けて可視光を発光する物質32を有したことを特徴と
する。 【作用】保護膜が、紫外線を受けて可視光を発光する物
質を有するので、この物質が可視光を発光するようにな
り、光束が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラスバルブの内面と
けい光体被膜との間に金属酸化物からなる保護膜を形成
したけい光ランプに代表される低圧水銀蒸気放電ランプ
に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にけい光ランプは、ガラスバルブの
内面にけい光体被膜を形成してあるとともに、このバル
ブ内に水銀および希ガスを封入してある。水銀は点灯中
に蒸発し、その原子がプラズマ中で電離および励起を生
じることにより紫外線を発し、この紫外線がけい光体被
膜で可視光に変換され、バルブを通じて外部に放出され
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ってけい光体に黒化が発生し、
光束の低下をもたらす不具合がある。けい光体が黒化す
る主な要因の1つとして、バルブを構成するガラス成分
中に含まれているナトリウムNaが温度上昇に伴って内
表面に移動し、バルブとけい光体被膜との境界で上記ナ
トリウムがけい光体に付着した水銀Hgと接触し、これ
らのイオン交換によりNa−Hgのアマルガムを生成
し、このナトリウムアマルガムがけい光体の黒化を発生
させるものと考えられている。このようなナトリウムア
マルガムの生成および黒化の発生は、けい光体にて変換
された可視光を吸収し、全光束を低下させるため、光束
維持率の大幅な低下を招く。
【0004】このような不具合を防止するため、従来、
バルブとけい光体被膜との間に、ナトリウムNaと水銀
Hgの接触を阻止する透明な保護膜を設ける技術が、例
えば特公平4−44385号公報などにより提案されて
いる。すなわち、バルブとけい光体被膜との間に、酸化
イットリウムY23 、酸化セリウムCeO2 、酸化ア
ルミニウムAl23 などのような金属酸化物からなる
透明薄膜を形成すると、バルブのガラス成分中に含まれ
ているナトリウムNaと水銀Hgとの接触が阻止され、
よってイオン交換が生じなくなってNa−Hgのアマル
ガムが生成されなくなり、黒化防止に有効となるもので
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記透
明な金属酸化物からなる保護膜は、これ自身に発光作用
がなく、むしろこの保護膜は、けい光体により変換され
た可視光が透過する場合に一部を吸収する作用がある。
すなわち、バルブとけい光体被膜との間に透明な保護膜
を設けたランプは、黒化による光束維持率の大幅な低下
を防止できるが、可視光吸収による若干の光束低下が発
生する不具合がある。
【0006】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、バルブとけい光体
被膜との間に形成した透明な保護膜で可視光が吸収され
るのを防止し、光束低下を改善した低圧水銀蒸気放電ラ
ンプを提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、バル
ブの内面に金属酸化物からなる保護膜を形成し、この保
護膜の内面にけい光体被膜を形成し、このバルブ内に水
銀および希ガスを封入した低圧水銀蒸気放電ランプにお
いて、上記保護膜は、紫外線を受けて可視光を発光する
物質を有することを特徴とする。請求項2の発明は、上
記保護膜を、けい光物質で構成したことを特徴とする。
【0008】請求項3の発明は、上記けい光物質で構成
された保護膜は、膜厚が3〜5μmであることを特徴と
する。請求項4の発明は、上記紫外線を受けて可視光を
発光する物質は、付活剤をドープした金属酸化物である
ことを特徴とする。請求項5の発明は、上記紫外線を受
けて可視光を発光する物質は、けい光物質であることを
特徴とする。請求項6の発明は、上記紫外線を受けて可
視光を発光する物質保護は、平均粒径が3〜5μmであ
ることを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明によれば、保護膜は、紫外線を受けて可
視光を発光する物質を有するので、この物質が可視光を
発光するようになり、よって従来の可視光を吸収する作
用に比べて可視光を発光する作用に代わるので、光束の
向上が可能になる。
【0010】
【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は直管形けい光ランプを示すも
ので、図中1はソーダライムガラスからなるバルブであ
る。バルブ1の内面にはけい光体被膜2が形成されてい
るとともに、このけい光体被膜2とバルブ1の内面との
間には、金属酸化物からなる透明な保護膜3が形成され
ている。
【0011】けい光体被膜2は、そのけい光体を特定す
るものではないが、例えば3波長発光形けい光体により
形成されている。3波長発光形けい光体は、例えば例え
ば希土類けい光体を用いており、赤色系けい光体として
23 :Eu(YO系)、青色系けい光体にはBaM
gO2 Al1627:Eu(BAM系)、および緑色けい
光体には(La,Ce,Tb)・(P,Si)O4 (L
AP系)を用い、これら3種のけい光体粉末を混合して
構成されている。
【0012】また、上記金属酸化物からなる透明な保護
膜3は、例えば酸化イットリウムY23 により形成さ
れている。そして、本実施例では、この保護膜3に紫外
線を受けて可視光を発光する物質、例えばけい光物質、
本例の場合はユーロビウム付活酸化イットリウムY2
3 :Euを混在してある。つまり、保護膜3は、図1の
(C)図に示すとおり、全体として酸化イットリウムY
23 31により構成されており、その一部の酸化イッ
トリウムが付活剤、つまりユーロビウムEuでドープし
た酸化イットリウムY23 :Eu32により構成され
ている。紫外線を受けて可視光を発光する物質、つまり
ユーロビウム付活酸化イットリウムY23 :Euは、
平均粒径が1〜3μmの微粒子とされている。なお、保
護膜3内のY23 とY23 :Euの混合比は、Y2
3 >Y23 :Euとなっている。
【0013】上記バルブ1の端部はステム5、5により
閉塞されており、これらステム5、5には電極4、4が
取着されている。また、バルブ1の端部外側には、口金
6、6が被着されている。
【0014】このような構成のけい光ランプにおいて
は、点灯中に水銀蒸気から発せられる紫外線がけい光体
被膜2により可視光に変換され、この可視光は保護膜3
およびバルブ1のガラス壁を透過して外部に放出され
る。この場合、バルブ1とけい光体被膜2との間に、金
属酸化物からなる透明薄膜の保護膜3を形成してあるか
ら、バルブ1のガラス成分中に含まれているナトリウム
Naと水銀Hgとの接触が阻止され、よってNa−Hg
のアマルガムが生成されなくなり、けい光体が黒化する
のを防止する。
【0015】そして、この保護膜3には、紫外線を受け
て可視光を発光する物質、例えばユーロビウム付活酸化
イットリウムY23 :Eu32を混合してあるから、
けい光体被膜2を透過した紫外線が保護膜3に達する
と、この紫外線を受けてユーロビウム付活酸化イットリ
ウムY23 :Eu32が可視光を発するようになる。
つまり、ユーロビウム付活酸化イットリウムY23
Euはけい光物質であり、このけい光物質が紫外線の照
射を受けて可視光を発光する。
【0016】このため、従来の場合は保護膜3がむしろ
可視光を吸収するものであったが、上記実施例の場合
は、逆に可視光を発するようになり、したがって光束の
低下を防止することができる。
【0017】本発明を管壁負荷が0.10W/cm2 の高
出力形けい光ランプについて実験した結果を図2に示
す。図2においては、点灯時間の経過にともない光束が
どの程度低下するかについて測定したもので、同図のa
は導電膜3を形成しない従来のランプ、同図のbは導電
膜3を形成してあるが付活剤を用いない従来のランプ、
同図のcは上記実施例に係わる本発明のランプの場合で
ある。図2のaで示す導電膜3を形成しない従来のラン
プの場合は、バルブとけい光体被膜との境界でナトリウ
ムと水銀Hgが接触してNa−Hgのアマルガムを生成
し、よって、このナトリウムアマルガムがけい光体の黒
化を発生させることから、点灯時間の経過に伴い光束が
大幅に低下する。これに対し、図2のbで示す従来の保
護膜を設けたランプは、バルブとけい光体被膜との間に
保護膜が存在するのでNa−Hgのアマルガムが生成さ
れなくなり、光束維持率の大幅な低下を防止することが
できる。しかしながら、このランプは、保護膜による可
視光の吸収作用のため、点灯初期の段階から初期光束が
5〜8%低下しており、この低下状態のまま点灯され
る。しかし、本発明に係る図2のcで示すランプは、保
護膜3に混ぜた付活剤をドープした酸化物により、この
酸化物が発光するため、むしろ初期光束が5〜8%向上
し、光束低下を防止することができるとともに、光束維
持率も良好になることが確認された。
【0018】そして、本発明に係るランプは、上記した
ように初期光束がアップすることから、この初期光束を
図2のbで示す従来のランプと同等レベルに設定する場
合は、この分けい光体被膜の可視光変換性能を引き下げ
てもよく、このためけい光体被膜を薄くすることもでき
る。このことは、高価な3波長発光形けい光ランプを用
いる場合、けい光体の使用量を節約することができ、コ
ストを下げることもできる。
【0019】なお、上記実施例では、保護膜3の材料と
して酸化イットリウムY23 31を用い、可視光を発
光する物質としてユーロビウム付活酸化イットリウムY
23 :Eu32を用いた場合を説明したが、本発明は
これに限定されるものではない。すなわち、保護膜3を
構成する材料としては、酸化イットリウムY23 の外
に、セリウムCe、スカンジウムSc、ランタンLa、
ガドリニウムGd、イッテルビウムYb、ルテチウムL
uなどの酸化物であってもよく、また酸化アルミニウム
Al23 、酸化チタンTiO2 、酸化亜鉛ZnOなど
の金属酸化物であってもよい。さらに、可視光を発光す
る物質としては、ユーロビウム付活酸化イットリウムY
23 :Euの外に、要するに他のけい光体であっても
よい。また、付活剤はユーロビウムEuの外に、マンガ
ンMn、アンチモンSb、スズSn、タリウムTlなど
であってもよい。但し、保護膜3を構成する母材31と
可視光を発光する物質32は同一材料であることが、安
定性の点から望ましい。
【0020】また、上記実施例の場合、金属酸化物から
なる保護膜3に紫外線を受けて可視光を発する物質を混
在させた例を説明したが、紫外線を受けて可視光を発す
る物質は保護膜3の全体に亘り均等に混合することには
限らず、部分的に設けてもよい。
【0021】また、本発明は、金属酸化物からなる保護
膜3に紫外線を受けて可視光を発する物質を混在させる
ことには限らず、保護膜3を全部、紫外線を受けて可視
光を発する物質で構成してもよい。この場合、紫外線を
受けて可視光を発する物質をけい光物質で形成すると、
けい光体被膜2とけい光物質からなる保護膜3とによ
り、実質的にけい光体を2層形成した場合に類似する構
造となるが、本発明のけい光物質で形成する保護膜3
は、バルブのガラス成分中に含まれているナトリウムN
aと水銀Hgとの接触を防止する保護機能が主目的であ
るから、膜厚が3〜5μmの範囲であればよい。膜厚が
3μm未満であると保護膜としての機能が十分でなくな
り、また膜厚が5μmを越えるとけい光体被膜2との発
光色のずれが大きくなる。
【0022】また、紫外線を受けて可視光を発する物質
の平均粒径は1〜3μmの範囲がよく、この粒径が小さ
すぎても、また大きすぎても効率が低下する。さらに本
発明は直管形けい光ランプに制約されるものではなく、
環形けい光ランプやU字等のような屈曲形けい光ランプ
にも実施可能である。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、バ
ルブとけい光体被膜との間に形成した保護膜が、紫外線
を受けて可視光を発光する物質を備えるから、この物質
が可視光を発光するようになり、よって従来の可視光を
吸収する作用に比べて可視光の発光作用に代わるので、
光束の向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すけい光ランプを示し、
(A)図はランプ全体の構成図、(B)図は(A)図の
B部分を拡大して断面した図、(C)図は(B)図のC
部分を拡大して断面した図。
【図2】点灯時間と光束比の関係を示す特性図。
【符号の説明】
1…バルブ 2…けい光体被膜
3…保護膜 4…電極 31…保護膜の母材 32…可視光
発光物質。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バルブの内面に金属酸化物からなる保護
    膜を形成し、この保護膜の内面にけい光体被膜を形成
    し、このバルブ内に水銀および希ガスを封入した低圧水
    銀蒸気放電ランプにおいて、 上記保護膜は、紫外線を受けて可視光を発光する物質を
    有することを特徴とする低圧水銀蒸気放電ランプ。
  2. 【請求項2】上記保護膜は、けい光物質で構成されてい
    ることを特徴とする請求項1に記載の低圧水銀蒸気放電
    ランプ。
  3. 【請求項3】上記けい光物質で構成された保護膜は、膜
    厚が3〜5μmであることを特徴とする請求項2に記載
    の低圧水銀蒸気放電ランプ。
  4. 【請求項4】 上記紫外線を受けて可視光を発光する物
    質は、付活剤をドープした金属酸化物であることを特徴
    とする請求項1ないし請求項3のいづれかに記載の低圧
    水銀蒸気放電ランプ。
  5. 【請求項5】 上記紫外線を受けて可視光を発光する物
    質はけい光物質であることを特徴とする請求項1ないし
    請求項3のいづれかに記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
  6. 【請求項6】上記紫外線を受けて可視光を発光する物質
    保護は、平均粒径が3〜5μmであることを特徴とする
    請求項1ないし請求項5のいづれかに記載の低圧水銀蒸
    気放電ランプ。
JP18987393A 1993-07-30 1993-07-30 低圧水銀蒸気放電ランプ Pending JPH0745242A (ja)

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