JP2003272559A

JP2003272559A - 蛍光ランプ

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Publication number: JP2003272559A
Application number: JP2002074759A
Authority: JP
Inventors: Shozo Oshio; 祥三大塩; Katsuaki Iwama; 克昭岩間
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2003-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】点灯時間の経過に伴う光束低下が少なく、し
かも、高光束の蛍光ランプを提供する。【解決手段】水銀と希ガスを内部に封入したガラスバ
ルブ内に電力を投入して放電を発生し得る機能を具備
し、前記ガラスバルブの内壁に保護膜を備え、前記保護
膜上に蛍光体を主体にしてなる蛍光体層を備えた蛍光ラ
ンプであって、前記保護膜が、中心粒径（Ｄ₅₀）が１．
０μｍ＜Ｄ₅₀≦４．０μｍの範囲内にある蛍光体の小粒
子と、中心粒径（Ｄ₅₀）が０．００５μｍ≦Ｄ₅₀≦１μ
ｍの範囲内にある金属酸化物の微粒子とを含んでなる蛍
光ランプとする。また、前記金属酸化物は、酸化アルミ
ニウム、酸化珪素、酸化チタン、酸化亜鉛及び酸化イッ
トリウムからなる群から選ばれる少なくとも一つの金属
酸化物とすることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光ランプに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、水銀と希ガスを内部に封入し
たガラスバルブ内に電力を投入して放電を発生し得る機
能を具備し、前記ガラスバルブの内壁に蛍光体層を設け
た蛍光ランプが知られている。

【０００３】このような蛍光ランプは、点灯時間の経過
とともに光束が次第に下がる課題を抱えている。光束が
低下する原因の一つに、ガラスバルブ内に封入した水銀
とガラスバルブを構成するガラス材料とが化学反応し
て、透明なガラスバルブが着色することが挙げられる。

【０００４】以下、上記着色現象について詳記する。す
なわち、蛍光ランプの点灯中には、水銀蒸気の一部が蛍
光体層の隙間を通り抜けてガラスバルブまで達する現象
が生じる。また、ガラスバルブは、一般にその構成材料
として相当量のナトリウムを含んでおり、このナトリウ
ムは蛍光ランプの点灯中の熱によってガラスバルブの表
面に析出する。また、このナトリウムの析出は、波長４
００ｎｍ以下の紫外線照射によって促進する可能性も知
られている。したがって、蛍光ランプの点灯中は、蛍光
体層を通り抜けた水銀が、ガラスバルブの表面に析出し
たナトリウムに接触し、水銀とナトリウムが化学反応し
て透光性を有しないアマルガムを形成し、これによりガ
ラスバルブが着色する現象が生じることになる。この現
象は蛍光ランプの点灯時間とともに顕在化するので、点
灯時間とともに蛍光ランプの光束が低下することにな
る。

【０００５】このような問題を解決する手段として、従
来からガラスバルブの内壁と蛍光体層の間に保護膜を設
け、水銀のガラスバルブとの接触を無くする対策がなさ
れている。この保護膜としては、中心粒径（Ｄ₅₀）が
０．０１〜１μｍ程度の金属酸化物（酸化アルミニウ
ム、酸化珪素、酸化チタン、酸化亜鉛など）の微粒子が
好適に用いられ、保護膜の厚みとしては０．１〜３．０
μｍ程度の厚さが好適に用いられている。

【０００６】また、例えば、特開平９−１５３３４５号
公報に記載されるように、前記保護膜を平均粒径（中心
粒径Ｄ₅₀とほぼ同義）が１．０μｍ以下で０．１μｍ以
上の蛍光体の小粒子で構成し、上記課題を解決する考案
もなされている。さらに、例えば、特開平９−９２２１
５号公報に記載されるように、前記保護膜を平均粒径が
１５０ｎｍ以下の蛍光体の超微粒子で構成し、上記課題
を解決する考案もなされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
保護膜を設けた蛍光ランプにあっては、水銀とガラス材
料との化学反応を抑制し、点灯時間の経過とともに光束
が次第に下がることを抑制することと、蛍光ランプの光
束を向上させることの両立が困難であるという課題があ
った。

【０００８】すなわち、前記保護膜を平均粒径が１μｍ
以下の金属酸化物の微粒子で構成した蛍光ランプの場合
には、水銀とガラス材料との化学反応を抑制し、点灯時
間の経過とともに光束が次第に下がる課題を抑制するこ
とはできても、前記金属酸化物の微粒子が紫外線照射の
下で発光しない非発光物質であるだけでなく、可視光を
若干吸収する性質をも有するために、光束が低いという
問題がある。また、特開平９−１５３３４５号公報や特
開平９−９２２１５号公報に記載されるように、前記保
護膜を平均粒径が１．０μｍ以下０．１μｍ以上の蛍光
体の小粒子や、平均粒径が１５０ｎｍ以下の蛍光体の超
微粒子で構成した場合では、蛍光体粒子が小さいことに
起因して蛍光体の発光効率が低くなり、このために保護
膜の発光効率も低くなり、点灯時間の経過とともに光束
が次第に下がる課題を抑制することはできても、蛍光ラ
ンプの光束が依然として低いという問題がある。

【０００９】また、例えば、前記保護膜を平均粒径が
１．０μｍを超える大きさの蛍光体粒子で構成した場合
では、一般的には蛍光体粒子の平均粒径が大きくなれば
なるほど、蛍光体粒子の発光効率は増加するので、蛍光
ランプの光束は向上する。しかし、蛍光体粒子の平均粒
径が大きいために保護膜には隙間が多く生じ、水銀とガ
ラス材料との化学反応を抑制することはできず、点灯時
間の経過とともに光束が次第に下がる課題が顕著になる
とう問題がある。

【００１０】本発明は前記問題を解決するためになされ
たものであり、点灯時間の経過に伴う光束低下が少な
く、しかも、高光束の蛍光ランプを提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の蛍光ランプは、水銀と希ガスを内部に封入
したガラスバルブ内に電力を投入して放電を発生し得る
機能を具備し、前記ガラスバルブの内壁に保護膜を備
え、前記保護膜上に蛍光体を主体にしてなる蛍光体層を
備えた蛍光ランプであって、前記保護膜が、中心粒径
（Ｄ₅₀）が１．０μｍ＜Ｄ₅₀≦４．０μｍの範囲内にあ
る蛍光体の小粒子と、中心粒径（Ｄ₅₀）が０．００５μ
ｍ≦Ｄ₅₀≦１μｍの範囲内にある金属酸化物の微粒子と
を含んでなることを特徴とする。

【００１２】前記蛍光体の小粒子の中心粒径は、１．０
μｍ＜Ｄ₅₀≦４．０μｍの範囲内にあることが必要であ
るが、好ましくは１．５μｍ≦Ｄ₅₀≦３．０μｍの範囲
内にあることが望まれる。これにより、蛍光ランプの保
護膜が、中心粒径が比較的大きくて発光効率の高い蛍光
体の小粒子を膜中に含むことになるので、保護膜が紫外
線照射によって比較的強い蛍光を放つようになる。ま
た、前記金属酸化物の微粒子の中心粒径は、０．００５
μｍ≦Ｄ₅₀≦１μｍの範囲内にあることが必要である
が、好ましくは０．００５μｍ≦Ｄ₅₀≦０．１μｍの範
囲内、より好ましくは０．００５μｍ≦Ｄ₅₀≦０．０３
μｍの範囲内にあることが望まれる。この範囲内にあれ
ば、保護膜に空隙ができることは少なく、緻密な保護膜
を形成することができる。

【００１３】以上の蛍光体の小粒子と金属酸化物の微粒
子との相乗効果によって、水銀とガラス材料との化学反
応を抑制し、点灯時間の経過とともに光束が次第に下が
る課題を抑制する機能を有する保護膜を形成できるのみ
ならず、水銀放電により発生する紫外線によって高効率
の蛍光を放つ機能を有する保護膜とすることもできる。
このように、本発明の蛍光ランプは、前記二つの機能を
併せ持つ保護膜を備えることにより、蛍光ランプの点灯
時間の経過に伴う光束低下は少なくなり、同時に、高光
束の蛍光も実現できる。

【００１４】また、本発明の蛍光ランプは、前記金属酸
化物が酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化チタン、酸化
亜鉛及び酸化イットリウムからなる群から選ばれる少な
くとも一つの金属酸化物であることが好ましい。

【００１５】これらの金属酸化物は、比較的安価で入手
が容易であるだけでなく、紫外線を吸収する性質を有し
ている。したがって、これらの金属酸化物を用いて前記
保護膜を構成すると、水銀放電によって発生した紫外線
が、蛍光体層や保護膜を通過してガラスバルブに到達し
にくくなるので、ガラスバルブの内部に含まれるナトリ
ウムが蛍光ランプの動作中に析出しにくくなり、いっそ
う水銀とナトリウムとの反応を抑制できるようになる。

【００１６】また、本発明の蛍光ランプは、前記金属酸
化物の微粒子が蛍光体の微粒子であることが好ましい。
これにより、金属酸化物の微粒子が蛍光を放つ機能をも
有する微粒子になるので、保護膜がよりいっそう高効率
の蛍光を放つ機能を有することになり、いっそう高光束
の蛍光ランプを実現できる。

【００１７】また、本発明の蛍光ランプは、前記蛍光体
の小粒子が少なくとも以下の（１）〜（３）のいずれか
の化学式で表される化合物を主体にしてなる蛍光体の小
粒子であることが好ましい。（１）（Ｂａ_1-a-xＳｒ_aＥｕ_x）（Ｍｇ_1-yＭｎ_y）Ａｌ₁₀Ｏ₁₇ なお、上記化学式（１）は、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ₁₀
Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺とも記述することができる。（２）（Ｂａ_1-a-b-c-xＳｒ_aＣａ_bＭｇ_cＥｕ_x）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂ なお、上記化学式（２）は、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍ
ｇ）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅｕ²⁺とも記述することがで
きる。（３）（Ｙ_1-xＥｕ_x）₂Ｏ₃ なお、上記化学式（３）は、Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺とも記述す
ることができる。

【００１８】但し、ｘ、ｙ、ａ、ｂ、ｃは、各々、０．
０１≦ｘ≦０．３、０≦ｙ≦０．１、０≦ａ≦１、０≦
ｂ＜１、０≦ｃ＜１を満足する数値である。

【００１９】上記（１）〜（３）の化学式で表される化
合物を主体にしてなる蛍光体の小粒子（以後、各々、Ｂ
ＡＭ小粒子、ＳＣＡ小粒子、ＹＯＸ小粒子という）は、
いずれも高効率の蛍光体の小粒子であり、上記ＢＡＭ小
粒子とＳＣＡ小粒子は青色蛍光体、上記ＹＯＸ小粒子は
赤色蛍光体であるので、これらを用いることにより保護
膜が青又は赤の高輝度の蛍光を放つようになる。一方、
蛍光ランプの蛍光の主体は、前記蛍光体層からの発光で
あるので、例えば、所望の光色（白色、昼光色、昼白
色、電球色など）を得ようとした場合に、保護膜に上記
蛍光体を用いることにより蛍光体層が放つ発光の緑色成
分割合を多くできるようになる。前記発光の緑色成分は
視感度が高く、この緑色成分は発光効率が極めて高い蛍
光体粒子で構成した蛍光体層からの発光であるので、結
果として、同じ光色を放つ蛍光ランプ同士の比較では、
本発明の蛍光ランプの方が従来の蛍光ランプよりも光束
は高くなる。また、三波長域発光形蛍光ランプで用いる
蛍光体材料と同一の高効率蛍光体を保護膜中に含む蛍光
ランプになるので、蛍光体粒子を含む保護膜を有する蛍
光ランプとしては、材料入手が比較的容易なものとな
る。

【００２０】また、本発明の蛍光ランプは、三波長域発
光形蛍光ランプであることが好ましい。三波長域発光形
蛍光ランプは、元々、高演色性の光を放つ高光束の蛍光
ランプであるので、これにより、高演色性の光を放つよ
りいっそう高光束の蛍光ランプを得ることができる。

【００２１】なお、三波長域発光形蛍光ランプは、前記
蛍光体層が赤、緑、青の光を各々放つ、少なくとも三種
類の蛍光体（赤色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体）を
主体としてなる蛍光ランプであり、赤色蛍光体、緑色蛍
光体、青色蛍光体としては、各々、以下のような蛍光体
が専ら用いられている（蛍光体ハンドブック：オーム社
参照）。（赤色蛍光体）上記したＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺蛍光体など。（緑色蛍光体）ＣｅＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：Ｔｂ³⁺蛍光体、Ｌ
ａＰＯ₄：Ｔｂ³⁺蛍光体、（Ｃｅ，Ｇｄ）ＭｇＢ₅Ｏ₁₀：
Ｔｂ³⁺蛍光体など。（青色蛍光体）上記した（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ
₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺蛍光体、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，
Ｍｇ）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅｕ²⁺蛍光体など。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の蛍光ランプの実施
の形態について図面に基づき説明するが、本発明は以下
の蛍光ランプに限定されるものではない。

【００２３】図１は、本発明の蛍光ランプの断面図であ
る。また、図２は、図１のＡ部の拡大図である。図１に
おいて、１は蛍光体層、２は保護膜、３はガラスバル
ブ、６は水銀蒸気、７は希ガス、８はフィラメント、９
は口金、１０は電極、１１はステム、１２は蛍光ランプ
である。また、図２において、４は蛍光体小粒子、５は
金属酸化物である。

【００２４】ガラスバルブ３は、蛍光ランプ１２を構成
する基体であり、ガラス材質で構成されている。ガラス
材質の組成やガラスバルブ３の形状や大きさなどについ
ては特に限定されるものではなく、透光性を有し、脆弱
でなければよい。なお、ガラスバルブ３の形状として
は、例えば、管状、環状、グローブ状などがある。

【００２５】保護膜２は、蛍光体層１にしみ込む水銀蒸
気６が上記ガラスバルブ３と接触して両者が化学反応す
ることを抑制するとともに、蛍光体層１を透過する前記
紫外線がガラスバルブ３を照射して、上記した化学反応
が加速されることをも抑制することができる。同時に、
前記化学反応によって生じるガラスバルブ３の黒化や変
色を抑制し、点灯時間の経過とともに生じる蛍光ランプ
１２の光束低下を抑制することもできる。保護膜２の厚
みは特に限定されるものではないが、例えば１μｍ以上
５０μｍ以下とすることができる。なお、厚みが０．０
５μｍ程度以上４μｍ未満の金属酸化物膜に蛍光体小粒
子４が点在するような保護膜２であってもよい。保護膜
の厚みは、上記範囲内よりも薄いと、前述の水銀とガラ
スバルブとの化学反応を抑制する保護膜としての機能を
有効に発揮できなくなるおそれがあり、上記範囲内より
も厚いと、蛍光体層１が放つ発光の強度が保護膜２で阻
害されるので、蛍光ランプ１２の光束が低下するおそれ
がある。

【００２６】本発明の蛍光ランプは、保護膜２が、中心
粒径（Ｄ₅₀）が１．０μｍ＜Ｄ₅₀≦４．０μｍの範囲内
にある蛍光体の小粒子と、中心粒径（Ｄ₅₀）が０．００
５μｍ≦Ｄ₅₀≦１μｍの範囲内にある金属酸化物の微粒
子又は蛍光体の微粒子とを含んでなることを特徴とする
ものである。これによって、光束を上げながらも水銀の
透過を防止する役割を果たすことが可能となる。

【００２７】上記蛍光体の小粒子４としては、特に青色
又は赤色に発光する蛍光体が有効であり、例えば、Ｓｒ
₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅｕ²⁺青色蛍光体、（Ｓｒ，Ｃ
ａ）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅｕ²⁺青色蛍光体、（Ｓｒ，
Ｃａ）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂・ｎＢ ₂Ｏ₃：Ｅｕ²⁺青色蛍光
体、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺青色蛍光体、（Ｂａ，
Ｓｒ）ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺青色蛍光体、Ｂ
ａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ² ⁺青色蛍光体、ＢａＭｇ₂Ａｌ
₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺青色蛍光体、Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ ³⁺赤
色蛍光体などからなる蛍光体の小粒子が有効である。具
体的には、以下の（１）〜（３）のいずれかの化学式で
表される化合物を主体にしてなる蛍光体の小粒子が有効
である。これらの中から選択される蛍光体を単独で又は
複合して用いる。（１）（Ｂａ_1-a-xＳｒ_aＥｕ_x）（Ｍｇ_1-yＭｎ_y）Ａｌ₁₀Ｏ₁₇ （２）（Ｂａ_1-a-b-c-xＳｒ_aＣａ_bＭｇ_cＥｕ_x）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂ （３）（Ｙ_1-xＥｕ_x）₂Ｏ₃ 但し、ｘ、ｙ、ａ、ｂ、ｃは、各々、０．０１≦ｘ≦
０．３、０≦ｙ≦０．１、０≦ａ≦１、０≦ｂ＜１、０
≦ｃ＜１を満足する数値である。なお、上記蛍光体の小
粒子には、蛍光体の原料にＹ₂Ｏ₃などの希土類酸化物や
ＳｉＯ₂などの酸化物を添加して合成することによって
蛍光体の高性能化を図ることもできる。

【００２８】また、上記微粒子状の金属酸化物５として
は、紫外線を吸収する性質を有する材料が好ましく、例
えば、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化チタン、酸化
亜鉛、酸化イットリウムなどが有効である。なお、これ
らの材料は、安価かつ入手が容易である点からも好まし
い。

【００２９】蛍光体層１は、蛍光ランプ１２が放つ蛍光
の主体を得るためのものであり、保護膜２の上に形成
し、水銀放電によって放射される紫外線（図示せず）を
可視光に変換する蛍光体（図示せず）を主体にして構成
する。蛍光体層１の厚みは特に限定されるものではない
が、例えば、３μｍ以上５０μｍ以下、好ましくは５μ
ｍ以上３０μｍ以下である。これよりも厚くても薄くて
も、蛍光ランプ１２の光束が低くなるおそれがあり、厚
い場合には蛍光体層１の膜剥がれの問題が起こりやすく
なり、薄い場合には膜透けの問題（蛍光体層１が透け、
フィラメント８などが蛍光ランプの外から見えて、ラン
プの外観が損なわれる問題）が起こりやすくなる。上記
蛍光体の性状や種類についても特に限定されるものでは
ない。性状としては、例えば、蛍光体粉末、蛍光体薄
膜、蛍光体厚膜などから適宜選択できる。蛍光体材料の
種類としては、各種ランプ用蛍光体材料から広く選択で
きるが、好ましい蛍光体は、三波長域発光形蛍光ランプ
用として広く用いられる、（Ｓｒ，Ｃａ）₁₀（ＰＯ₄）₆
Ｃｌ₂：Ｅｕ²⁺青色蛍光体、（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ）
₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅｕ²⁺青緑色蛍光体、ＢａＭｇＡ
ｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺青色蛍光体、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ
₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺青緑色蛍光体、ＣｅＭｇＡｌ ₁₁
Ｏ₁₉：Ｔｂ³⁺緑色蛍光体、ＬａＰＯ₄：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺
緑色蛍光体、ＧｄＭｇＢ₅Ｏ₁₀：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺緑色蛍
光体、ＧｄＭｇＢ₅Ｏ₁₀：Ｃｅ³⁺，Ｍｎ²⁺赤色蛍光体、
Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺赤色蛍光体、３．５ＭｇＯ・０．５Ｍｇ
Ｆ₂・ＧｅＯ₂：Ｍｎ⁴⁺赤色蛍光体などである。

【００３０】なお、蛍光体層１を、前記蛍光体粉末で構
成する場合には、１μｍ以上３０μｍ以下、好ましくは
２μｍ以上１５μｍ以下の中心粒径を有する蛍光体粉末
にするのが、蛍光ランプ１２の発光強度（光束）の面で
好ましい。

【００３１】水銀蒸気６は、蛍光体層１を励起する紫外
線（図示せず）を得るためのものであり、ガラスバルブ
３の中に希ガス７とともに封入する。希ガス７はガラス
バルブ３の内部の圧力を数百Ｔｏｒｒの減圧雰囲気に調
整するためのものである。フィラメント８には、図示は
しないが、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯなどからなる電子放
射性物質（エミッタ）が塗布されており、ガラスバルブ
３内に放電を発生させるための熱電子（図示せず）を放
出するためのものである。電極１０はフィラメント８に
通電するためのものであり、ステム１１は電極１０を固
定するためのものであり、口金９は電極１０及びステム
１１を衝撃などから保護するとともに、蛍光ランプ１２
の外観を良好なものにするためのものである。

【００３２】なお、本発明の蛍光ランプは、所謂、冷陰
極蛍光ランプ（フィラメント８を有せず、代わりに冷陰
極を有する蛍光ランプ）であってもよいし、所謂、無電
極蛍光ランプ（ガラスバルブ３内に電極１０やフィラメ
ント８を有せず、ガラスバルブ３の外部から、数ｋＨｚ
〜数ＧＨｚの高周波電力をガラスバルブ３内に投入し
て、希ガス７や水銀蒸気６を励起し、放電を発生させる
蛍光ランプ）であってもよい。

【００３３】また、図１では、ガラスバルブ３の両端に
フィラメント８や電極１０を有する、所謂、有電極蛍光
ランプを一例として示したが、本発明の蛍光ランプは、
水銀と希ガスを内部に封入したガラスバルブ内に電力を
投入して放電を発生し得る機能を具備し、前記ガラスバ
ルブの内壁に保護膜を備え、さらに、前記保護膜上に蛍
光体を主体にしてなる蛍光体層を備えた蛍光ランプであ
って、前記保護膜が１．０μｍ＜Ｄ₅₀≦４．０μｍの範
囲内にある中心粒径を有する蛍光体の小粒子と、０．０
０５μｍ≦Ｄ₅₀≦１μｍの範囲内にある中心粒径を有す
る金属酸化物の微粒子とを含んでなる蛍光ランプであれ
ばよく、ガラスバルブ内に電力を投入して放電を発生し
得る機能については特に限定されるものではない。した
がって、図１以外の手段で放電を発生させる蛍光ランプ
であってもよい。

【００３４】蛍光ランプ１２は、図１に示すように、ガ
ラスバルブ３を気密にし、内部に希ガス７と水銀蒸気６
を封入して、ガラスバルブ３内を所定の減圧雰囲気に保
つとともに、例えば、気密空間の両端にフィラメント８
を配置することによって構成するが、本発明の蛍光ラン
プにあっては、蛍光ランプ１２の形状やサイズやワット
数、蛍光ランプ１２が放つ光色や演色性などについては
特に限定されるものではない。本発明の蛍光ランプの形
状としては、例えば、直管、丸形、二重環形、ツイン
形、コンパクト型、Ｕ形、電球形などがあり、液晶バッ
クライト用の細管なども含むものである。そのサイズと
しては、例えば、４形〜１１０形などがある。また、ワ
ット数としては、数ワット〜百数十ワットであるがこれ
に限定されるものではない。光色としては、例えば、昼
光色、昼白色、白色、温白色、電球色、パルック色など
がある。

【００３５】以下、本発明の蛍光ランプ１２の動作を説
明する。

【００３６】図１に示した蛍光ランプ１２に電力を投入
すると、ガラスバルブ３内に放電が発生し、水銀蒸気６
が紫外線を放つようになるとともに、この紫外線が蛍光
体層１を照射する。蛍光体層１は、紫外線を可視光に変
換する蛍光体を主体にして構成しているので、紫外線の
照射により蛍光体層１が可視光を放つようになる。保護
膜２とガラスバルブ３は透光性を有しているので、この
可視光は保護膜２とガラスバルブ３を透過して外部に放
たれることになる。なお、上記紫外線の一部は蛍光体層
１を透過して、保護膜２を照射するものである。

【００３７】なお、蛍光ランプ１２の点灯中には、従来
の技術の欄で説明したように、保護膜２がなければ水銀
蒸気の一部が蛍光体層１の隙間を通り抜ける現象が生
じ、ガラスバルブ３が着色する現象が生じることにな
る。このため、点灯時間とともに蛍光ランプ１２の光束
が低下することになる。

【００３８】しかし、本発明の請求項１にかかる蛍光ラ
ンプでは、保護膜２が、先に説明した中心粒径の範囲内
にある微粒子状の金属酸化物５を含んで構成しているの
で、この微粒子間の隙間が緻密になり、水銀の透過を阻
止できる。また、先に説明した中心粒径の範囲内にある
蛍光体小粒子４を含んで構成してもいるので、蛍光体層
１を透過して照射される紫外線によって、保護膜２が強
度の大きな蛍光を放つようになる。同時に、蛍光体小粒
子４が紫外線を吸収して可視光に変換するので、ガラス
バルブ３を照射する紫外線強度が弱まり、ガラスバルブ
３からのナトリウムの析出を抑制することができる。

【００３９】また、本発明の請求項２にかかる蛍光ラン
プでは、上記微粒子状の金属酸化物５が、紫外線を吸収
する性質を有する、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化
チタン、酸化亜鉛及び酸化イットリウムからなる群から
選ばれる少なくとも一つの金属酸化物であるので、ガラ
スバルブ３を照射する紫外線強度がさらに弱まり、ガラ
スバルブ３からのナトリウムの析出を抑制することがで
きる。

【００４０】また、本発明の請求項３にかかる蛍光ラン
プでは、上記微粒子状の金属酸化物５を、紫外線を吸収
して可視光に変換する作用のある微粒子状の蛍光体にす
ることにより、ガラスバルブ３を照射する紫外線強度が
さらに弱まり、ガラスバルブ３からのナトリウムの析出
を抑制するようになるだけでなく、保護膜２がさらに強
度の大きな蛍光を放つようにもなる。

【００４１】また、本発明の請求項４にかかる蛍光ラン
プでは、上記蛍光体小粒子４を、少なくとも先に記載し
た、青色又は赤色の蛍光を放つ蛍光体小粒子にすること
により、保護膜２の放つ蛍光の発光色が青色又は赤色に
なり、白色系光を得ようとした場合に強い強度の蛍光を
放つ蛍光体層１において、蛍光体層１が放つ蛍光成分の
中における視感度の高い緑色成分強度を強めることが可
能となる。

【００４２】さらに、本発明の請求項５にかかる蛍光ラ
ンプでは、蛍光ランプを、高光束かつ高演色性の三波長
域発光形蛍光ランプにすることにより、さらなる高光
束、高演色性をも両立する蛍光ランプを得ることができ
る。

【００４３】このように、本発明によれば、ガラスバル
ブ３からのナトリウムの析出が抑えられ、蛍光体層１を
透過した水銀のガラスバルブ３の表面への到達も抑えら
れるので、ガラスバルブ３の着色現象を抑制することが
可能になる。また、保護膜２に照射される紫外線が、高
い効率で可視光に変換されるので、蛍光ランプ１２の光
束を高くすることも可能になる。

【００４４】また、光束が高くなった分だけ蛍光体層１
の厚みを薄くでき、蛍光体層１で使用する材料を減らし
ても、従来と同等の光束を放つ蛍光ランプを得ることも
可能になる。このため、たとえ保護膜２で少量の蛍光体
を新たに使用するとしても、全体的に見ると、従来と同
等の光束を放ちながらも、点灯時間の経過とともに生じ
る光束低下を抑制した蛍光ランプを安価に提供できるよ
うにもなる。

【００４５】

【実施例】以下、本発明の実施例として、ＦＣＬ３０−
ＥＸ−Ｎ／２８の蛍光ランプを試作した。

【００４６】上記試作蛍光ランプでは、蛍光体層１とし
ては、中心粒径が７．５μｍの（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ
₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺青色蛍光体、中心粒径が４．５
μｍのＬａＰＯ₄：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺緑色蛍光体、中心粒
径が６．５μｍのＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺赤色蛍光体の混合蛍光
体粉末を主体に用い、結着材としてのＣａ−Ｂａ−Ｂ−
Ｐ−Ｏ化合物を少量用いて構成した。また、保護膜２と
しては、２．３μｍの中心粒径を有する（Ｂａ，Ｓｒ）
ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺青色蛍光体と０．０４
μｍの中心粒径を有する酸化アルミニウム（γ−Ａｌ₂
Ｏ₃）との混合物、又は、２．１μｍの中心粒径を有す
るＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺赤色蛍光体と０．０４μｍの中心粒径
を有する酸化アルミニウム（γ−Ａｌ₂Ｏ₃）との混合物
を主体に用い、結着材としてのＣａ−Ｂａ−Ｂ−Ｐ−Ｏ
化合物を少量用いて構成した。

【００４７】これらを用いて、保護膜の膜厚と蛍光体層
の膜厚を変化させた本発明の蛍光ランプを形成し、全光
束、平均演色評価数、１０００時間後の光束維持率を測
定した。

【００４８】また、比較のため、中心粒径が０．０４μ
ｍの酸化アルミニウムのみからなる保護膜を用いた従来
の蛍光ランプを作製し、上記と同様に測定した。

【００４９】表１にその結果を示す。

【００５０】

【表１】

【００５１】表１から明らかなように、本発明の蛍光ラ
ンプは、従来の蛍光ランプよりも、高い全光束と良好な
光束維持率を示した。また、従来の蛍光ランプよりも蛍
光体の塗布量を少なくし、蛍光体層の膜厚を約３％薄く
した試作蛍光ランプＮｏ．３でも、従来と同等の全光束
を示すので、蛍光体の使用量を減らすことができ、蛍光
ランプの低コスト化を図ることが可能になる。なお、表
１では、有電極タイプの丸形の３０Ｗ相当三波長域発光
形蛍光ランプの実験結果を示したが、これ以外の蛍光ラ
ンプであっても同様の作用効果が得られる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の蛍光ラン
プは、１．０μｍ＜Ｄ₅₀≦４．０μｍの範囲内にある中
心粒径を有する蛍光体の小粒子と、０．００５μｍ≦Ｄ
₅₀≦１μｍの範囲内にある中心粒径を有する金属酸化物
の微粒子とを含んでなる保護膜を備えているので、水銀
の透過を抑制でき、水銀とナトリウムとの化学反応を抑
制できるだけでなく、保護膜に高い発光効率の蛍光を放
つ機能を付加することもできるので、高光束と高光束維
持率とを両立する蛍光ランプを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蛍光ランプの要部模式断面図である。

【図２】図１のＡ部の拡大図である。

【符号の説明】

１蛍光体層２保護膜３ガラスバルブ４蛍光体小粒子５金属酸化物６水銀蒸気７希ガス８フィラメント９口金１０電極１１ステム１２蛍光ランプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5C043 AA02 AA03 CC16 CD01 DD28 DD36 EA16 EB01 EB14 EC03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水銀と希ガスを内部に封入したガラスバ
ルブ内に電力を投入して放電を発生し得る機能を具備
し、前記ガラスバルブの内壁に保護膜を備え、前記保護
膜上に蛍光体を主体にしてなる蛍光体層を備えた蛍光ラ
ンプであって、前記保護膜が、中心粒径（Ｄ₅₀）が１．
０μｍ＜Ｄ₅₀≦４．０μｍの範囲内にある蛍光体の小粒
子と、中心粒径（Ｄ₅₀）が０．００５μｍ≦Ｄ₅₀≦１μ
ｍの範囲内にある金属酸化物の微粒子とを含んでなるこ
とを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】前記金属酸化物が、酸化アルミニウム、
酸化珪素、酸化チタン、酸化亜鉛及び酸化イットリウム
からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属酸化物で
ある請求項１に記載の蛍光ランプ。
【請求項３】前記金属酸化物の微粒子が、蛍光体の微
粒子である請求項１に記載の蛍光ランプ。
【請求項４】前記蛍光体の小粒子が、少なくとも、以
下の（１）〜（３）のいずれかの化学式で表される化合
物を主体にしてなる蛍光体の小粒子である請求項１〜３
のいずれかに記載の蛍光ランプ。（１）（Ｂａ_1-a-xＳｒ_aＥｕ_x）（Ｍｇ_1-yＭｎ_y）Ａｌ₁₀Ｏ₁₇ （２）（Ｂａ_1-a-b-c-xＳｒ_aＣａ_bＭｇ_cＥｕ_x）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂ （３）（Ｙ_1-xＥｕ_x）₂Ｏ₃ 但し、ｘ、ｙ、ａ、ｂ、ｃは、各々、０．０１≦ｘ≦
０．３、０≦ｙ≦０．１、０≦ａ≦１、０≦ｂ＜１、０
≦ｃ＜１を満足する数値である。
【請求項５】前記蛍光ランプが、三波長域発光形蛍光
ランプである請求項１〜４のいずれかに記載の蛍光ラン
プ。