JP2010215772A - 蛍光体および蛍光ランプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一般式:CaxSnl−yTiySizOr(式中、xは0.8≦x≦1.2、yは0.01<y<0.4、zは0.8≦z≦1.2、rは4≦x≦6を満たす数である。)で表されることを特徴とする、蛍光体である。また、透光管、該透光管内部に、放電を生じさせる電極及び蛍光体層を有し、更に、水銀及び放電媒体が前記透光管内に封入された蛍光ランプであって、前記蛍光体層が前記蛍光体を含むことを特徴とする、蛍光ランプである。
【選択図】図1
Description
一般式:CaxSnl−yTiySizOr
(式中、xは0.8≦x≦1.2、yは0.01<y<0.4、zは0.8≦z≦1.2、rは4≦x≦6を満たす数である。)で表されることを特徴とする。
透光管、該透光管内部に、放電を生じさせる電極及び蛍光体層を有し、更に、水銀及び放電媒体が前記透光管内に封入された蛍光ランプであって、前記蛍光体層が、前記第1の観点に係る蛍光体を含むことを特徴とする。
[蛍光体]
本発明の蛍光体は、一般式が、CaxSnl−yTiySizOr(式中、xは0.8≦x≦1.2、yは0.01<y<0.4、zは0.8≦z≦1.2、rは4≦x≦6を満たす数である。)で表される蛍光体である。
前記粒径が、1μmより小さくなると発光強度が低くなったり、蛍光体の凝集体が形成されることがある一方、20μmを超えると、蛍光体における均一分散性が悪くなったり、他の種類の蛍光体と併用した際に色むらが生ずること等がある。
本発明の蛍光ランプは、透光管と、該透光管内部に電極及び蛍光体層と、を有し、必要に応じてその他の構成を有する。該蛍光層は、前記本発明の蛍光体を含み、必要に応じてその他の成分を含む。また本発明の蛍光ランプにおいては、前記透光管内に、水銀及び放電媒体が封入されてなり、必要に応じてその他の成分が含まれてなる。
前記透光管を形成する層の材質としては、可視光を透過する材質であれば特に制限はなく、加工容易性等から、通常の蛍光ランプにおいて用いられているガラス等が好適に用いられる。ガラスの成分としては、特に制限はないが、可視光を吸収しない等の点からは、通常のガラス成分であるSiO2、Al2O3、B2O3、などを主成分とするような一般的な成分であれば全て好ましい。その他にも、Na2O、Li2O、K2O、MgO、CaO、SrO、BaO等の成分が、目的や用途等によって適宜含まれていてもよい。
前記透光管の内部には、水銀原子から紫外線を放射させるための放電を発生させるため、一対の電極が設けられる。該電極としては、特に制限はなく、冷陰極、外部電極等のいずれのタイプの電極であってもよい。
前記電極が外部型電極の場合、例えば、アルミニウム箔、鉄、ニッケルの合金等からなる電極等が用いられる。このような電極は、例えば、透光管の両末端部の外周面において、金属粒子等を含有するシリコン樹脂の導電性粘着剤や半田等を介して設けることができる。
前記電子放出物質は、イオン結晶物質で形成されたものが好ましい。イオン結晶物質は、陰イオン及び陽イオンが主として静電気引力により凝集してなる結晶からなるものである。該イオン結晶物質の陰イオンが、蛍光ランプ内で2次電子を放出することにより、蛍光ランプの始動特性が向上する。
前記蛍光体層は、前述のように、前記透光管内部に設けられる層であり、少なくとも前記本発明の蛍光体を含む。
-本発明の蛍光体-
前記蛍光体層は、低コストで製造され、かつ高発光強度で蛍光する下記一般式で表される本発明の蛍光体を含むため、本発明の蛍光ランプは、通常の蛍光ランプと比べ、高い発光強度を有しつつも低コストでの製造が可能である。
(式中、xは0.8≦x≦1.2、yは0.01<y<0.4、zは0.8≦z≦1.2、rは4≦x≦6を満たす数である。)
前記蛍光体層に含まれるその他の成分としては、例えば、水銀原子から放射される253.7nm等の紫外線によって可視光を発光する、前記本発明の蛍光体以外の成分の蛍光体等が好適に挙げられる。このような蛍光体としては、熱に対する劣化が少なく、水銀の吸着が少ない蛍光体が好ましい。また、蛍光ランプの始動時には、水銀蒸気圧が高く継続してしまう場合があるが、そのような場合であっても、吸着する水銀による透光管の劣化を抑制できる蛍光体が好ましい。
前透光管内部に設けられる、その他の構成としては、例えば、透光管の材質の屈折率よりも低い屈折率を有する材質を含む、低屈折率保護層等が挙げられる。このような低屈折率保護層が設けられると、蛍光ランプの発光光束が向上するため好ましい。この場合、前記蛍光体層の屈折率は、この低屈折率保護層よりも更に低屈折率であるのが好ましい。更に所望により、この低屈折率保護層と前記蛍光体層との間に、高屈折率保護層を設けてもよい。
低屈折率保護層の厚みが3μmより厚いと、低屈折率保護層に光が吸収され発光光束が低下する可能性があり、一方0.05μmよりも薄いと透光管の外部からの光を全反射することが困難なことがあるからである。
本発明の蛍光ランプにおいては、前記透光管内部に、水銀及び放電媒体が封入され、必要に応じてその他の成分が封入されている。
以上の本発明の蛍光ランプを製造する方法としては、通常の公知の方法であれば特に制限はないが、例えば、以下の方法を挙げることができる。
前記バインダー成分としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、セルロース樹脂(メチルセルロース、エチルセルロース、ニトロセルロースなど)、PVP(ポリビニルピロリドン)、ポリビニルアセタール、PVA(ポリビニルアルコール)、ブチラール樹脂、シリコン樹脂、等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。
以上の本発明の蛍光ランプにおいては、先ず、透光管内部に設けられた一対の電極に電圧が印加される。すると、透光管内に封入された放電媒体を介して双方の電極間に放電が生じる。その放電に伴い、放電媒体内部に封入された水銀が、励起放射によって紫外線(主波長254nm)を放射する。発生した紫外線は、周囲の蛍光体層に照射され、これによって、蛍光体層に含まれる蛍光体粒子が励起され、可視光(波長400nm程度以上)が発生する。そして、この可視光が、透光管を透過して外部に放射されることにより、本発明の蛍光ランプが発光する。
<蛍光体の作製>
本発明のCa(Sn,Ti)SiO5蛍光体を以下のようにして作製した。
先ず、原材料としてCaCO3、SnO2、SiO2、TiO2を用いた。この原料のうち、SnO2及びSiO2は、1000℃で約6時間焼成し、CaCO3及びTiO2は、200℃で約3時間焼成した後、元素が所定のモル比になるように秤量して、乾式混合後約50MPaで直径1cmのペレット状に加圧成型した。その後、電気炉を用いて1300〜1400℃で12時間焼成し粉砕し粉末を得た。焼成時の雰囲気は、大気もしくは酸素雰囲気で行った。得られた焼成体の粉末をX線回折で測定することにより、組成式:(CaSn0.97Ti0.03SiO5)で表される蛍光体が得られたことが確認された。
得られた蛍光体(組成式:(CaSn0.97Ti0.03SiO5、))の励起スペクトル及び発光スペクトルを図1に示す。尚、図1において、波線(a)は励起スペクトル、実線(b)は発光スペクトルを表す。またこの時の発光ピーク強度を図2(b)に示した。
以下のようにして、冷陰極蛍光ランプを作製した。
-蛍光体含有液の調製-
実施例1で得られた蛍光体(CaSn0.97Ti0.03SiO5)を70wt%、Y2O3:Euを27wt%、BaMgAl10O17:Euを3wt%含む蛍光体含有液(溶媒:酢酸ブチル)を調製した。
次に、純水で内面を洗浄した後、500〜600℃で焼成した、口径2.4mm、0.2mm厚のホウケイ酸ガラス製の透光管を用意した。この透光管の内面に、前述で調製した蛍光体含有液を塗布し600℃で焼成することにより、厚さ20nmの蛍光体層を形成した。
その後、電極を配置し、バーナーで加熱して封止した。その後、アルゴンガス、ネオンガス、及び水銀を封入し、透光管の端部を封止することにより、冷陰極蛍光ランプを作製した。
実施例1と同様の条件で蛍光体を作製し、組成式が、CaSn0.99Ti0.01SiO5)の蛍光体を得、実施例1と同様にしてスペクトル及び発光ピーク強度の測定を行った。この発光ピーク強度の結果を図2(a)に示した。
実施例1と同様の条件で蛍光体を作製し、組成式が、CaSn0.95Ti0.05SiO5)の蛍光体を得、実施例1と同様にしてスペクトル及び発光ピーク強度の測定を行った。この発光ピーク強度の結果を図2(c)に示した。
実施例1と同様の条件で蛍光体を作製し、組成式が、CaSn0.925Ti0.075SiO5)の蛍光体を得、実施例1と同様にしてスペクトル及び発光ピーク強度の測定を行った。この発光ピーク強度の結果を図2(d)で示した。
実施例1と同様の条件で蛍光体を作製し、組成式が、CaSn0.9Ti0.1SiO5)の蛍光体を得、実施例1と同様にしてスペクトル及び発光ピーク強度の測定を行った。この発光ピーク強度を図2(e)で示した。
実施例1と同様の条件で蛍光体を作製し、組成式が、CaSn0.85Ti0.15SiO5)の蛍光体を得、実施例1と同様にしてスペクトル及び発光ピーク強度の測定を行った。この発光ピーク強度を図2(f)で示した。
実施例1と同様の条件で蛍光体を作製し、組成式が、CaSn0.8Ti0.2SiO5)の蛍光体を得、実施例1と同様にしてスペクトル及び発光ピーク強度の測定を行った。この発光ピーク強度を図2(g)で示した。
実施例1と同様の条件で蛍光体を作製し、組成式が、CaSn0.7Ti0.3SiO5)の蛍光体を得、実施例1と同様にしてスペクトル及び発光ピーク強度の測定を行った。このときの発光ピーク強度を図2(h)で示した。
実施例1と同様の条件で蛍光体を作製し、組成式が、CaSn0.6Ti0.4SiO5)の蛍光体を得、実施例1と同様にしてスペクトル及び発光ピーク強度の測定を行った。このときの発光ピーク強度を図2(i)で示した。
Claims (6)
- 一般式:CaxSnl−yTiySizOr
(式中、xは0.8≦x≦1.2、yは0.01<y<0.4、zは0.8≦z≦1.2、rは4≦x≦6を満たす数である。)で表されることを特徴とする、蛍光体。 - 前記一般式において、x及びzが1であり、yは0.01<y<0.4を満たす数であり、rが5である、請求項1に記載の蛍光体。
- 前記一般式において、x及びzが1であり、yは0.01<y<0.15を満たす数であり、rが5である、請求項1又は2に記載の蛍光体。
- 透光管、該透光管内部に、放電を生じさせる電極及び蛍光体層を有し、更に、水銀及び放電媒体が前記透光管内に封入された蛍光ランプであって、前記蛍光体層が、請求項1乃至3の少なくともいずれか1項に記載の蛍光体を含むことを特徴とする蛍光ランプ。
- 熱陰極蛍光ランプである請求項4に記載の蛍光ランプ。
- 冷陰極蛍光ランプである請求項4に記載の蛍光ランプ。
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