JP2653576B2 - 低圧水銀蒸気放電ランプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、点灯中に黒化が発生し
難く、光束の低下率の少ない働程特性にすぐれた低圧水
銀蒸気放電ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】低圧水銀蒸気放電ランプ（蛍光ランプ）
は、一般照明をはじめとして、最近ではＯＡ機器用光
源、巨大画面用の画素光源、液晶ディスプレイのバック
ライトなどに広範囲に利用されている光源である。その
理由は、低圧水銀蒸気放電ランプは供給された電力を非
常に効率良く放射に変換するからである。

【０００３】このような低圧水銀蒸気放電ランプは、内
壁面に蛍光層が設けられたガラス管内に、水銀および１
種または２種以上の希ガスを含む混合ガスが充填され、
この混合ガス中で陽光柱放電が生ずるように構成されて
いる。

【０００４】上記放電は、通常、２つの電極を経て電気
エネルギーを混合ガスに供給することによって保たれ
る。この放電によって、主に紫外線が発生し、その大半
は１８５ｎｍと２５４ｎｍの波長を有しており、１８５
／２５４の紫外線強度比率は通常０．２〜０．４であ
る。この紫外線は、ガラス管内壁面に形成された蛍光層
によって、長い波長の放射に変換される。この波長は蛍
光層に含まれる蛍光体粒子の種類に依存し、近紫外〜可
視〜近赤外までのものが得られている。低圧水銀蒸気放
電ランプの最も一般的な種類の１つは、全長が１２００
ｍｍ、ガラス管の内径が約３７ｍｍの直管型４０Ｗタイ
プのものである。このランプの管壁負荷は約３００Ｗ／
ｍ^２程度である。

【０００５】また、上記ガラス管は、直管型のものに限
らず、円形状、Ｕ形状、くら形状などとすることがで
き、最近では小型化が進み、形状も複雑なものが多くな
ってきている。

【０００６】一方、蛍光ランプの高演色性化などに伴
い、比較的狭帯域の発光スペクトル分布を有する青色、
緑色、赤色の発光を示す蛍光体を用いた三波長形蛍光ラ
ンプも知られている。この三波長形蛍光ランプの場合
は、その全光束（発光出力）に対して、緑色成分光束の
占める割合が高いため、緑色発光蛍光体の特性が重視さ
れる。このような蛍光体としては、たとえばセリウムお
よびテルビュウムで付活された緑色発光形希土類アルミ
ン酸・珪酸・燐酸塩蛍光体、希土類硼酸・珪酸・燐酸塩
蛍光体、希土類正燐酸塩蛍光体、希土類アルミン酸・硼
酸・燐酸塩蛍光体などが知られている。

【０００７】ところで、上述したように低圧水銀蒸気放
電ランプの高管壁負荷化ないし小型化が進むにつれて、
管壁負荷はさらに高くなる傾向にある。かなり高い管壁
負荷の低圧水銀蒸気放電ランプとしては、たとえばドイ
ツ国公開公報２１０９８９８号など、いくつかが開示さ
れている。しかし、これらの比較的高い管壁負荷を有す
るランプは、通常のものに比べてランプ効率が低く、ま
た光束の低下率が大きく、ランプが黒化する現象が早期
に発生し易いこと、および点灯直後の光束立上がりが遅
いなどの欠点があった。

【０００８】また、特開昭５４−４２８７４号公報に
は、光束の低下率が小さい蛍光層を形成する蛍光体粒子
として、蛍光体粒子の陽イオンの結合が１．４以下の電
気陰性度を有するものを用いたランプが開示されてい
る。しかし、上記公報に記載されているような一義的な
条件では、実際には光束の低下率を説明することはでき
ない。

【０００９】一方、低圧水銀蒸気放電ランプの点灯中の
管端黒化、斑点状黒化、全面黒化などの原因としては、
フィラメントやカソード物質、有機物バインダーの残留
物質などの影響も考えられるが、水銀やその化合物がガ
ラス管内壁面に塗布した蛍光体粒子（蛍光体層）を汚染
する可能性もある。

【００１０】しかも、従来の高い管壁負荷を有する低圧
水銀蒸気放電ランプにおいては、ランプの製造プロセス
や構造が同じでも、蛍光体粒子（蛍光物質）の種類、さ
らには同種の蛍光体粒子であってもその製造ロットなど
によって、黒化の程度に差が生ずることがあるなど、品
質にバラツキが発生しやすいという欠点を有している。
特に、前記希土類緑色発光蛍光体の場合は、赤色発光蛍
光体などに較べて、水銀やその化合物による汚染に起因
する着色現象が発生し易く、この緑色発光蛍光体の状態
がその特性に大きく影響する三波長形蛍光ランプでは、
上記のような問題の発生が著しくなるという難点が認め
られる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の高い管壁負荷を有する低圧水銀蒸気放電ランプ、すな
わち小型でコンパクトな低圧水銀蒸気放電ランプは、発
光効率が低い、黒化現象が早期に発生し易い、光束の低
下率が大きいこと、および点灯直後の光束の立上がりが
遅いことなどの欠点を有している。しかも、これら欠点
の発生にバラツキが生じ易く、品質面での再現性が乏し
いという難点を有していた。

【００１２】上記光束の立上がりが遅い理由は、蛍光体
ヘの水銀の吸着が考えられる。特に管壁負荷が高くなれ
ば、電流密度の増加に伴い水銀イオンが蛍光体粒子表面
で電子と再結合して水銀原子となる確率が高くなる。そ
して、前記水銀原子は、ランプ点灯中は勿論、消灯中も
蛍光体膜中に吸着され、再点灯すると先ずこの吸着され
ている水銀が放出され、次いでランプ最冷部に凝集して
いる水銀が徐々に放出され、管内の水銀蒸気圧に依存し
て光束が立上る。図１９は光束比と点灯時間との関係を
示すもので、曲線（イ）はランプの管壁負荷が比較的低
い直管形４０Ｗタイプの光束立上を、曲線（ロ）は三波
長域発光蛍光体を用いた管壁負荷５００Ｗ／ｍ^２以上の
光束立上をそれぞれ示したものである。なお、図１９に
おいてｘ部分は蛍光体層に吸着されていた水銀が放出さ
れるときを、またｙ部分はランプ最冷部に凝集している
水銀が徐々に放出されるときをそれぞれ示す。

【００１３】本発明は、上述した課題に対処するために
なされたものであり、高い管壁負荷の下で、黒化の発生
を抑制し、光束の低下率が小さい低圧水銀蒸気放電ラン
プの提供を目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の低圧水銀蒸気放
電ランプ水銀および希ガスを含む封入ガスが充填された
光透過性ガラス管と、この光透過性ガラス管内壁面に設
けられた蛍光体粒子を含む蛍光層と、前記封入ガス中で
陽光柱放電を維持するための手段とを具備する低圧水銀
蒸気放電ランプにおいて、前記蛍光層を形成する蛍光体
粒子は、その粒子表面に金属酸化物（無機化合物）の少
なくとも１種が付着し、かつその帯電傾向が金属イオン
の電気陰性度７．０の金属酸化物より負の側にあり、金
属イオンの電気陰性度１１．８の金属酸化物より正の側
にあることを特徴とする。なお、金属イオンの電気陰性
度および接触帯電にっいては後述する。

【００１５】さらに具体的には、蛍光層を形成する蛍光
体粒子は、粒径２００μｍ〜５００μｍのソーダ石灰ガ
ラスビーズとの接触時に、１ｇあたり３．０μＣ（マイ
クロクーロン）以下の正電荷を帯電するか、もしくは粒
径４４μｍ〜７４μｍの還元鉄粉との接触時に、１ｇあ
たり−０．５μＣ（マイクロクーロン）を超える電荷を
帯電することを特徴とし、要すればある種の所定量の酸
化物で蛍光体粒子面を付着して、前記の帯電性を付与な
いし保持せしめたものである。

【００１６】なお本発明は、管壁負荷が５００〜２００
０Ｗ／ｍ^２の範囲である高負荷型の低圧水銀蒸気放電ラ
ンプに対して特に有効である。すなわち、低圧水銀蒸気
放電ランプ、特に高負荷型のものにおいては、水銀吸着
による黒化の発生の度合いが、蛍光層を構成する蛍光体
粒子（処理剤を含む）表面の帯電傾向に相関のあること
を見出だし、本発明はこのような知見に基づいて成され
たものである。

【００１７】一般に、２種の物質が接触するとき、それ
ぞれの物質の表面に等量の正と負の電荷が生じる。ここ
で、正の電荷を生じる物質は正の帯電傾向があり、負の
電荷を生じる物質は負の帯電傾向にあるといわれる。そ
して、帯電傾向を調べ、どのような物質に対しても正に
帯電する物質を最上位に、逆にどのような物質に対して
も負に帯電する物質を最下位として順に並べた列を帯電
序列という。このような帯電序列は、天然物や有機物に
ついて幾つか知られており、序列中の任意の２種類の物
質を接触させたとき、序列が上の物質は正に、序列が下
の物質は負にそれぞれ帯電し、また序列が上の物質ほど
正に帯電する傾向が強いとされる。

【００１８】たとえば、一般にマンガン付活ケイ酸亜鉛
蛍光体（Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ）は黒化が生じ易いと言
われている。ランプ用蛍光体の中でも、Ｚｎ_２Ｓｉ
Ｏ_４：Ｍｎは、特異的に負帯電する傾向の強いことが分
かった。一方、光透過性ガラス管内に充填された水銀
は、ランプ中の構成物質から放出されるガス（ＣＯ_２な
ど）や不純物と反応してＨｇＯとなる。この水銀化合物
であるＨｇＯは、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎよりも強く正帯
電する傾向を示すことが分かった。したがって、Ｚｎ_２
ＳｉＯ_４：ＭｎがＨｇＯを吸着した場合、Ｚｎ_２ＳｉＯ
_４：ＭｎとＨｇＯとの接触表面にそれぞれ負と正の電荷
が生じ、さらにこれに伴う静電引力によって脱離しにく
いため、蛍光層の黒化が生ずるものと考えられる。すな
わち、ＨｇＯに較べて帯電傾向の差が大きいほど蛍光層
の黒化が出易いと考えられる。こうしたことは、付着物
の分析結果などからも確認されている。なお、Ｚｎ_２Ｓ
ｉＯ_４：ＭｎにおけるＺｎＯとＳｉＯ_２の組成比率は、
化学量論組成で２：１であるが、通常のものではこの比
率が正確に２：１のものは少なく、ＺｎＯがＳｉＯ_２に
対して１．５〜２．２の値をとる場合が多い。

【００１９】Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ蛍光体は、一般的に
は上記した如く、強く負帯電する傾向にある、ＺｎＯが
ＳｉＯ_２に対して２．０以下の組成比になると負帯電が
さらに強くなる傾向を示し、一方、ＺｎＯがＳｉＯ_２に
対して２．０以上になると逆に負帯電が弱くなる傾向が
現われる。このように、蛍光体の一般的な化学式だけ
で、その物質の帯電特性を判断することは難しいことも
分った。また、このような化学量論組成からのずれ以外
にも、帯電特性の評価結果にバラツキを与える要因が種
々存在している。本発明の低圧水銀蒸気放電ランプにお
いては、蛍光層を形成する蛍光体粒子（物質）は、その
帯電傾向が金属イオンの電気陰性度７．０の金属酸化物
より負の側にあり、金属イオンの電気陰性度１１．８の
金属酸化物より正の側にある蛍光体粒子（何等かの形で
処理されているものを含む）であり、さらに具体的に
は、たとえばファラデーケージを用いたブローオフ粉体
帯電測定装置を用いた特定の測定方法によって、粒径２
００μｍ〜５００μｍのソーダ石灰ガラスビーズとの接
触時に１ｇあたりの帯電量が３．０μＣ以下と判定され
た蛍光体粒子、もしくは粒径４４μｍ〜７４μｍの還元
鉄粉との接触時に１ｇあたりの帯電量が−０．５μＣを
超えると判定された蛍光体粒子を使用することにより、
黒化の発生を確実に再現性よく抑制している。

【００２０】本発明において、蛍光層を形成する蛍光体
粒子の帯電特性（帯電傾向）の測定方法は、以下の通り
である。

【００２１】図１はブローオフ粉体帯電測定装置のファ
ラデーケージの構造を模式的に示す図である。ファラデ
ーケージ１の一端には、金網２が取付けられており、他
端にはノズル３が取付けられている。そして、金網２の
目開きよりも小さい粒径の試料粉体４と、目開きよりも
大きい粒径のキャリア粉体５とを混合してケージ１に入
れ、ノズル３から圧縮ガス（たとえば窒素ガス）を吹付
ける。試料粉体４のみが金網２を通過してケージ１外に
吹飛ばされる。このとき、ケージ１内に残ったキャリア
５には、試料粉体４が持ち去ったのと等量で、逆符号の
電荷Ｑが残るので、これをケージ１に接続したコンデン
サ６の容量Ｃと電圧Ｖ、およびＱ＝Ｃ・Ｖの関係から求
めることができる。吹飛ばした試料粉体４の重量ｍを用
いれば、単位重量あたりの粉体帯電量は、−Ｑ／ｍ（ク
ーロン／グラム）として得られる。

【００２２】キャリア粉体５としては、通常、４００メ
ッシュよりも粗い粉体を用いる。ここでは、２００メッ
シュを通過しない粒径のキャリア（ソーダ石灰ガラスビ
ーズ）を用いた。また、試料粉体４としては、４００メ
ッシュよりも細かい蛍光体粒子（粉体）を用いた。

【００２３】ここで、測定用試料の作製方法について、
その一例を述べる。

【００２４】キャリア粉体２０ｇと蛍光体粉体０．２ｇ
を化学天秤にて正確に秤量し、メノウ乳鉢に移して、あ
まり力を加えずに乳棒でよく混合する。次に、全量を１
００ｍｌのポリエチレン広口ビンに移し、混合機（シェ
ーカ）にて５分間混合して試料を作製する。このキャリ
ア粉体と蛍光体粉体との混合粉体を０．２ｇ正確に秤量
して、ブローオフ粉体帯電量測定用の試料とする。図２
（ａ），（ｂ）にキャリア粉体とブローオフ用測定試料
（キャリアと混合後）のモデルを示す。キャリア粉体５
（図２（ａ））と蛍光体粉体とを混合することにより、
キャリア粉体５表面に蛍光体粉体４が担持されたブロー
オフ用測定試料（図２（ｂ））となる。

【００２５】以下に、ブローオフ粉体帯電量測定装置に
よる各種蛍光体の帯電特性の評価結果について説明す
る。まず、初めに各種のキャリアを用いて、主要な蛍光
体の帯電の序列を求めた。その結果を図３に示す。この
帯電序列は、任意の２種類の物質を接触させたとき、上
方の物質は正に、下方の物質は負にそれぞれ帯電するこ
とを意味する。図３において、ＨｇＯに近い位置にある
ほど蛍光体粒子（粉末）は、ＨｇＯの吸着が少なく、離
れた位置にあるほど蛍光体粒子（粉末）は、ＨｇＯの吸
着が多いと予測される。しかし、図３は単なる序列に過
ぎず、実際どの程度まで離れた場合に、黒化が生じるか
の定量的な帯電傾向の差が示されていないので、試行し
てみないと分からない。

【００２６】次に、キャリア粉体として上記粒径２００
μｍ〜５００μｍのソーダ石灰ガラスビーズ（東芝バロ
ディーニ株式会社製、ＧＢシリーズのガラスビーズ）を
使用して、主要な蛍光体の接触帯電量を測定したとこ
ろ、大部分の蛍光体は（＋）に帯電し、かつ０．１〜３
μｃ／ｇの電荷を有することが分かった。一方、（−）
に帯電するものは比較的少ないことも分かった。しかし
ながら、この測定において、蛍光体粒子の粒径がそれぞ
れ異なることや、製造工程などの違いによるロット間の
品質のバラツキ、前述した化学量論組成からのズレなど
に起因して、測定値にバラツキが生ずることが判明し
た。これらの要因の中では、試料粉体（蛍光体）の粒径
のファクタが、表面積に大きな差が出ることから、一番
大きく影響する。図４に帯電量と粒径との関係の一例を
示す。

【００２７】そこで、本発明においては、蛍光体試料粉
体の粒径を規格化し、測定を実施することとする。具体
的には、本発明においては蛍光体の帯電量を測定するに
あたり、粒径は５±２μｍに統一することとする。この
ような条件の下で測定した結果を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】図５は、上記ブローオフ粉体帯電測定装置
によって、ＨｇＯを含む単純酸化物の帯電傾向の測定結
果を示したものである（ジャーナル・オブ・エレクトロ
ケミカル・ソシエティ、第１３３巻，８４２頁（１９８
６）参照）。ここでは、粒径の揃った微粒子酸化物の鉄
粉に対する帯電量と各酸化物の比重の積が縦軸にとられ
ているので、帯電量の値は大きく表示されている。

【００３０】図５から明らかなように、上記測定による
帯電量は、酸化物を構成する金属イオンの電気陰性度
（ｘ_ｉ＝（１＋２ｚ）ｘ_ｏ…（ｚは価数、ｘ_ｏはポーリ
ングの元素の電気陰性度を表す））と非常に良い相関が
見られ、ｘ_ｉが小さいほど正帯電の傾向にあり、ｘ_ｉが
大きいほど負帯電の傾向にある。ＨｇＯはＹ_２Ｏ_３と同
程度の帯電傾向を有するので、Ｙ_２Ｏ_３を主成分とする
蛍光体には吸着しにくく、ＨｇＯから離れた帯電傾向の
蛍光体粒子には吸着しにくいといえる。そして、具体的
にどの程度の帯電傾向の差間で許容されるか実験的に確
認したところ、上記測定方法にしたがって、帯電量が３
μＣ／ｇ以下の蛍光体を使用することにより、黒化の発
生を抑制することが可能となった。帯電量が３μＣ／ｇ
を超えると、上述したようにＨｇＯとの帯電量の差が大
きくなりすぎて、黒化の発生度合いが高くなる。より好
ましい帯電量は、０．５μＣ／ｇ〜２．５μＣ／ｇの範
囲である。

【００３１】なお、上記においてはキャリアとして、所
定粒径のガラスビーズを用いて各種の蛍光体の帯電量を
測定したが、粒径４４μｍ〜７４μｍの還元鉄粉をキャ
リアとして用いた場合も、同様な結果が認められた。た
だし、この場合の好ましい帯電量は−０．５μＣ／ｇ〜
２．５μＣ／ｇ程度であった。

【００３２】前記図５は単純酸化物粒子の帯電傾向を示
すものであるが、粒子でなく板状物質の帯電傾向位置を
同じ図に図示することができる。すなわち板状物質を傾
斜させ、この斜面を各種の酸化物粒子を転がし、受け皿
でこれらの粒子の帯電符号を調べることにより、板状物
質の帯電傾向位置を知ることができる。このようにして
求めたニッケル，クロム，タンタルなどの金属板の帯電
傾向位置を図５に併せて示した。さらに、帯電傾向位置
の分かった金属板を傾斜させ、この傾斜面に蛍光体粒子
を転がし、受け皿でこれら蛍光体粒子の帯電符号を調べ
ることにより、粒子径の異なる蛍光体粒子でもその帯電
傾向を、前記図５で比較できる。ブローオフ粉体帯電測
定装置において、所定粒径のガラスビーズをキャリアと
し、５±２μｍの蛍光体粒子で得られた０．５μＣ／ｇ
〜２．５μＣ／ｇの帯電量は、図５において金属タンタ
ルよりも正の側でニッケルよりやや高い位置よりも負の
側の帯電傾向を意味した。そして、この値は図５の金属
イオンの電気陰性度の値で７．０〜１１．８の範囲に入
る。

【００３３】本発明に使用する蛍光体、蛍光体粒子）の
具体例としては、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅ
ｕ^２＋、Ｓｒ_１０（ＰＯ_４）_６Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋、（Ｓ
ｒ，Ｃａ）_１０（ＰＯ_４）_６Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋、（Ｓ
ｒ，Ｃａ，Ｂａ）_１０（ＰＯ_４）_６Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋、
（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ）_１０（ＰＯ_４）_６Ｃｌ_２：Ｅｕ
^２＋などの２価のユーロピウム付活青色蛍光体；Ｌａ_２
Ｏ_３・０．２ＳｉＯ_２・０．９Ｐ_２Ｏ_５：Ｃｅ，Ｔｂ、
ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｙ_２ＳｉＯ_５：Ｃｅ，Ｔｂ、
ＣｅＭｇＡｌ_１１Ｏ_１９：Ｔｂ、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ
などの緑色蛍光体；Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ^３＋、ＹＶＯ_４：Ｅ
ｕ^３＋、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ_４：Ｅｕ^３＋、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅ
ｕ^３＋などの３価のユーロピウム付活赤色蛍光体、その
他の希土類蛍光体などが例示され、上記帯電特性を満足
するものが使用される。また、上記青色蛍光体、緑色蛍
光体および赤色蛍光体を、発光色の色温度が２８００Ｋ
〜１００００Ｋになるように混合した物質を用いること
も可能であり、この場合も上記帯電特性を満足させたも
のとする。また、前記図５に示した無機化合物の帯電特
性を考慮すると、ＨｇＯと帯電特性（符号および帯電
量）が近似した無機化合物、たとえばＡｌ_２Ｏ_３のよう
な酸化物や、Ｃａ_２Ｐ_２Ｏ_７、Ｓｒ_２Ｐ_２Ｏ_７、Ｂａ_２
Ｐ_２Ｏ_７などのアルカリ土類金属化合物を蛍光体粒子表
面に付着することによって、帯電特性を本発明の範囲内
にコントロールすることも可能である。

【００３４】このような表面に無機化合物を付着した蛍
光体粒子を調製する際には、無機化合物が０．０１〜
５．０重量％の範囲、好ましくは０．０１〜３．０重量
％の範囲となるように混合することが望ましい。表２
に、上述したような無機化合物を表面に付着（混合）し
た蛍光体の帯電特性の測定結果（上記したブローオフ粉
体帯電測定装置による測定）を示す。表２では、たとえ
ば試料１７は試料７を、試料１８は試料６をそれぞれ表
面処理したものであるが、表２から明らかなように、前
記表１に示した蛍光体単独の測定結果と比較して、表面
処理された蛍光体は その特性の異なっていることが分か
る。

【００３５】

【表２】

【００３６】なお、上記において蛍光体粒子（Ｙ
_２Ｏ_３：Ｅｕ）に対し、０．１〜０．５重量％のＭｇＯ
もしくはＳｉＯ_２を、表面付着（コーティング）して調
製した試料について、前記ガラスビーズもしくは還元鉄
粉をキャリヤとしてそれぞれ測定した場合の帯電量は、
図６に示すような関係が認められた。つまり、キャリア
の相違によっても測定値に相違がでる。

【００３７】ここで、蛍光体粒子表面に付着する無機化
合物としては、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯおよび
ＺｎＯの群れから選ばれた金属酸化物がより好ましい。
その理由は金属イオンの電気陰性度が７以下（正帯電）
であり、表面の帯電傾向がＨｇＯより適度の範囲で正の
方向にあることから、少量の付着量で蛍光体表面の帯電
傾向を正の方向に移動でき、これによりＨｇＯとの反応
を防止することが可能で黒化をより効果的に抑制し得
る。また、前記付着する無機化合物は化学的安定性、紫
外線や発光の吸収能など帯電傾向以外の因子も考慮して
選択されるが、一般にアルカリ土類元素、イットリウム
を含む希土類元素、アルミニウムやガリウムなど電気陰
性度が１１以下の金属酸化物は、還元鉄粉を用いた帯電
傾向もしくは帯電量の測定時においてこれらの金属酸化
物を付着することにより蛍光体を正の方向にシフトさせ
得るし、またチタン、タンタル、リンなど電気陰性度が
１１以上の金属酸化物は、帯電還元鉄粉を用いた帯電傾
向もしくは帯電量の測定時においてこれらの金属酸化物
を付着することにより蛍光体を負の方向にシフトさせ得
る。換言すると、金属酸化物を付着させて蛍光体の帯電
傾向もしくは帯電量を上記のような所定範囲に制御する
ことが可能である。勿論これらを混合した形で用いるこ
とも可能である。

【００３８】そして、これら無機化合物の蛍光体粒子表
面に対する付着量は、蛍光体粒子に対し０．０１〜３．
０重量％の範囲で選ばれる。つまり、付着量が０．０１
重量％未満では帯電傾向の制御効果が十分に得られず、
３．０重量％を超えると蛍光体の発光効率が低下する傾
向が認められるからである。

【００３９】以上のように低圧水銀蒸気放電ランプ、特
に５００〜２０００Ｗ／ｍ^２の管壁負荷を有する高負荷
型のランプにおいては、発光層を構成する蛍光物質の帯
電特性が、２００〜５００μｍのガラスビーズとの接触
時に、１ｇあたり３．０μＣ以下の正電荷の帯電を有す
ることによって、水銀の吸着による黒化を確実にかつ再
現性よく抑制することが可能となる。

【００４０】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００４１】実施例１ まず、前記表１に示した試料番号１〜１５の各蛍光体
と、表２に示した試料番号１６〜２５の蛍光体表面に無
機化合物を付着した蛍光物質の中から選択した蛍 光体粉
体を、バインダを溶解した溶媒に分散させてスラリーを
各々作製した。

【００４２】次に、図７に示すように、直管型のガラス
管１１の内壁面に、上記蛍光物質を含むスラリーをそれ
ぞれ塗布し、乾燥後、バインダーを除去するベーキング
工程および排気工程を行った後、水銀と封入ガスを充填
して封止し、さらにエージング工程を経て、７００Ｗ／
ｍ^２の管壁負荷を有する管径２５ｍｍ、管長１２００ｍ
ｍ、両端部に点灯回路が内蔵された口金１２を有する直
管型低圧水銀蒸気放電ランプ１３をそれぞれ作製し、後
述する特性評価に供した。図７において１４は蛍光体層
を示す。

【００４３】実施例２ 上記実施例１と同様な蛍光物質を用い、同様な工程によ
って、図８に示すように、Ｕ字形状のガラス管１５を用
いた管壁負荷１０００Ｗ／ｍ^２、管長４１０ｍｍ、管径
２０ｍｍのＵ字型低圧水銀蒸気放電ランプ１６を作製
し、後述する特性評価に供した。

【００４４】実施例３ 上記実施例１と同様な蛍光物質を用い、同様な工程によ
って、図９に示すように、屈曲形状のガラス管１７を用
いた管壁負荷１５００Ｗ／ｍ^２のコンパクト型低圧水銀
蒸気放電ランプ１８を作製し、後述する特性評価に供し
た。なお、図中、１２ａは電子点灯回路、１２ｂは電源
ケース、１２ｃは断熱基板である。

【００４５】上記各実施例の低圧水銀蒸気放電ランプの
働程中におけるＨｇの吸着による黒化の発生を調べるた
めに、ＪＩＳに定められた寿命試験（ＪＩＳ Ｃ ７６
０１参照）により、高負荷による、すなわち３０秒のＯ
Ｎ−ＯＦＦサイクルによる強制点灯試験を行った。な
お、この３０秒のＯＮ−ＯＦＦサイクルでの試験では、
通常の１０００時間〜２０００時間の点灯試験がおよそ
１０時間に促進できる。

【００４６】水銀の吸着による黒化の程度の評価は、点
灯直後（０時間）の黒化のないものを１０点とし、所定
時間点灯したものについて、実用的な見地から１０段階
で点数を付けた。なお、評価時間の０時間において、黒
化が発生しているものとは、点灯前すなわちエージング
の段階において、すでに黒化が発生しているものをさ
す。以下に、おおまかな基準を示す。

【００４７】１０〜９点…問題なし。

【００４８】８〜７点…使用はできるが外観上問題あ
り。

【００４９】６〜５点…外観不良、光束も低下する。

【００５０】４〜３点…外観不良、点灯し難い。

【００５１】２〜１点…点灯しない、使用不可。

【００５２】上記したような基準で黒化の程度を判定し
た結果を第３表〜第５表に示す。

【００５３】なお、表中の各比較例は、表１に示した試
料番号１〜１５の各蛍光体および表２に示した試料番号
１６〜２５の各蛍光物質の中から、負帯電傾向の蛍光物
質やＨｇＯとの帯電序列の差の大きい蛍光物質を選択
し、上記実施例と同一条件で作製した低圧水銀蒸気放電
ランプであり、これらについても同様に黒化の程度を評
価し、その結果も表３、表４および表５に併せて示す。

【００５４】

【表３】

【００５５】

【表４】

【００５６】

【表５】

【００５７】表３、表４および表５から明らかなよう
に、負帯電傾向の蛍光物質やＨｇＯとの帯電序列の差の
大きい蛍光物質を使用した低圧水銀蒸気放電ランプは、
黒化が発生し易かったのに対し、蛍光物質の表面の帯電
特性を制御したもの、すなわち帯電特性を本発明の範囲
内とした蛍光物質を使用した低圧水銀蒸気放電ランプ
は、長期間にわたって黒化の発生が抑制され、かつその
結果として光束の低下率も少なくできることが判る。

【００５８】実施例４ 純水２００ｃｃに硝酸マグネシウム［Ｍｇ（Ｎ
Ｏ_３）_２］を１．１０ｇ溶解する。次に、セリウムとテ
ルビウムとで付活された希土類アルミン酸・珪酸・燐酸
塩緑色発光蛍光体［（Ｌａ_０．０６Ｃｅ_０．２５Ｔｂ
_０．１５）_２Ｏ_３・０．００３Ａｌ_２Ｏ_３・０．０００
５ＳｉＯ_２・１．００３Ｐ_２Ｏ_５］を１００ｇ添加し、
充分に撹拌する。

【００５９】撹拌しながら、アンモニア水［ＮＨ_４Ｏ
Ｈ］を用いてｐＨをアルカリ領域に調整する。すると、
水酸化マグネシウムのゲル状物質が生成する。この状態
の下で、撹拌をさらに十分に行った後、純水にて数回洗
浄を行い、その懸濁液を吸引▲ろ▼過する。この後、得
られた▲ろ▼過ケーキを３００℃〜４００℃で乾燥す
る。

【００６０】こうして得られた蛍光体粒子は、その表面
が０．３重量％のＭｇＯ微粒子によって付着されたもの
であった。

【００６１】続いて、この緑色発光蛍光体を用い、常法
に従って、前記図７に示すような４Ｗの蛍光ランプ・Ｆ
Ｌ４（１５．５ｍｍφ、管壁負荷：１１００Ｗ／ｍ^２）
を作製し、初期発光出力、および１０００時間点灯後の
発光出力と蛍光層の着色（薄茶褐色）状態を測定、評価
した。蛍光ランプ１３は、ガラスバルブ１１の内面に蛍
光膜１４が付着され、さらに所定圧の放電用ガス、すな
わち水銀と、アルゴンのような希ガスとの混合ガスが封
入されて構成されている。そして、ガラスバルブ１１の
両端部に図示されていない電極が取付けられ、この電極
に口金１２を介して所定電圧を印加することにより励起
源によって蛍光膜１４が発光するように構成されてるい
る。

【００６２】一方、比較試料として、上記実施例で使用
したセリウムとテルビウムとで付活された希土類アルミ
ン酸・珪酸・燐酸塩緑色発光蛍光体を金属酸化物を付着
させることなく用い、同様の蛍光ランプを作製し、実施
例と同一条件で特性を測定した。 なお測定結果は、初
期発光出力および１０００時間点灯後の発光出力共に、
比較試料の蛍光体の値を１００％としたときの相対値で
示した。また、蛍光ランプのバルブの着色の程度は１０
点を最高とし、着色の少ないものほど高い点数で示し
た。

【００６３】１０００時間点灯後の発光出力は、比較試
料の蛍光体に対して、実施例の蛍光体は１１０％であ
り、蛍光ランプのバルブの着色の度合いは、比較試料の
蛍光体では６．０であったのに対し、実施例の蛍光体は
９．０と高く、品質の向上が達成された。また、初期発
光出力にも大きな低下は認められず、比較試料の蛍光体
とほぼ同等の値を維持していた。

【００６４】実施例５ 純水２００ｃｃに１．０ｇの酸化亜鉛［ＺｎＯ］微粉末
（粒径０．０５μｍ前後）を入れ十分に懸濁させる。次
に、セリウムとテルビウムとで付活された希土類珪酸・
硼酸・燐酸塩緑色発光蛍光体［（Ｌａ_０．０４Ｃｅ
_０．４５Ｔｂ_０．１５）_２Ｏ_３・０００１ＳｉＯ_２・
０．９８８Ｐ_２Ｏ_５・０．０００５Ｂ_２Ｏ_５］を１００
ｇ添加し、充分に撹拌する。その後、０．１ｇのアクリ
ルエマルジョンと０．０５ｇのポリアクリル酸アンモニ
ウムを順次添加し、均一に分散させた後、その懸濁液を
吸引▲ろ▼過し、得られた▲ろ▼過ケーキを１２０℃前
後で乾燥する。こうして得られた蛍光体粒子は、その表
面が１．０重量％のＺｎＯ微粒子層によって被覆された
ものであった。

【００６５】この緑色発光蛍光体を用いて実施例４の場
合と同様に蛍光ランプを作製し、同一条件で特性を測
定、評価した。その結果を表６に示す。

【００６６】なお、表中の比較試料は、金属酸化物微粒
子の付着を行わない以外は、実施例と同一条件で作製し
た蛍光ランプの測定結果である。

【００６７】

【表６】

【００６８】実施例６〜１５ 表６に示すように、緑色発光蛍光体とこの表面に付着す
る金属酸化物の種類および付着量を変化させ、実施例４
の場合と同様に緑色発光蛍光体を調製した。また、得ら
れた緑色発光蛍光体を用いて蛍光ランプを作製し、同様
に特性評価を行った。これらの結果をまとめて表６に示
す。

【００６９】比較例４、５ 実施例４および実施例７で用いた蛍光体と同組成の蛍光
体をそれぞれ使用し、金属酸化物微粒子の付着量を本発
明の範囲外とする以外は、実施例４の場合と同様に緑色
発光蛍光体を調製した。また、得られた緑色発光蛍光体
を用いて蛍光ランプを作製し、同様に特性評価を行っ
た。

【００７０】表６から明らかなように、各実施例による
蛍光体を用いた高負荷型蛍光ランプ（５００Ｗ／ｍ ^２ 以
上）によれば、初期発光出力を従来のものとほぼ同等に
維持しつつ、長時間点灯後の発光出力の低下を抑え、蛍
光ランプの着色現象を低減することができることが分
る。

【００７１】実施例１６ 平均粒子径４．２μｍのランプ用赤色発光のユーロピウ
ム付活酸化イットリウム蛍光体１００ｇを純水中に懸濁
させ、これに１重量％の酸化マグネシウム（バイコフス
キー社製、バイカロックスＭ１２０）を純水に懸濁させ
た液１ｍｌを加え、３０分以上撹拌した後に吸引▲ろ▼
過し、１２５℃で乾燥する。さらに、これを空気中にて
３５０℃、５時間の条件で仮焼する。

【００７２】得られた蛍光体を走査型電子顕微鏡で観察
したところ、コロイド粒子が蛍光体粒子表面によく分散
して付着していることを確認した。

【００７３】また、得られた蛍光体０．４ｇと粒子径７
４μｍ〜４４μｍの還元鉄粉（日本鉄粉社製、ＴＥＦ
Ｖ）２０ｇとを混合し、ブローオフ装置により鉄粉に対
する蛍光体１ｇあたりの接触帯電量を求めたところ、＋
０９０μＣ／ｇであった。

【００７４】一方、得られた蛍光体を、結着剤を含みニ
トロセルロースバインダを溶解した溶媒に分散させてス
ラリーを調合した。次に、内径１０ｍｍの直管型ガラス
管の内壁に、上記蛍光体を含むスラリーを一定の膜厚と
なるように塗布し、乾燥後バインダを除去するベイキン
グ工程を行い、次いで水銀と封入ガスを充填し、極間長
３００ｍｍの直管型低圧水銀蒸気放電ランプを作製し
た。なお、点灯中の余剰の水銀は、全てランプの最冷部
である細管に凝集する構造とした。

【００７５】上記ランプの光束は、点灯後３０秒程度で
定常値に達した。また、点灯後３００時間の光束を初期
値に対して測定し、光束維持率を求めたところ、９０％
であった。

【００７６】実施例１７ 実施例１６の酸化マグネシウムに代えて、０．２モル／
ｌのアンモニウム水溶液と０．１モル／ｌの硫酸亜鉛水
溶液とを加えて生成せしめた０．２ｇの水酸化亜鉛コロ
イドを、赤色発光のユーロピウム付活酸化イットリウム
蛍光体の粒子表面に付着させた。実施例１６の場合と同
じ手順の乾燥によって、水酸化亜鉛コロイドは酸化亜鉛
コロイドに変化した。

【００７７】この蛍光体の鉄粉に対する接触帯電量を実
施例１６の場合と同様にして測定した後、実施例１６と
同様の手順で蛍光ランプを作製し、実施例１６と同様に
して評価した結果を表７に示す。

【００７８】比較例６ 粒子表面に金属酸化物を付着させないユーロピウム付活
酸化イットリウム蛍光体を用い、実施例１６の場合と同
様の手順で蛍光ランプを作製した。蛍光体の鉄粉に対す
る接触帯電量は、０．３μＣ／ｇであり、光束維持率は
８７％であった。

【００７９】比較例７、８ 実施例１６の酸化マグネシウムに代えて、シリカコロイ
ド（日本エアロジル社製、ＯＸ−５０）をユーロピウム
付活酸化イットリウム蛍光体の粒子表面に付着させた試
料について、実施例１６の場合と同様の手順で蛍光ラン
プを作製した。そして、実施例１６の場合と同様にして
蛍光体の接触帯電量および蛍光ランプの特性を評価し
た。その結果を表７に示す。

【００８０】なお、これら比較例の蛍光ランプでは、点
灯後に光束が定常値に達するまでに５〜６分要した。

【００８１】実施例１８〜２０ 平均粒子径５．７μｍのランプ用緑色発光のマンガン付
活珪酸亜鉛蛍光体粒子表面に、実施例１６〜１７の場合
と同様の手順で酸化マグネシウムあるいは酸化亜鉛を付
着させた。また、これらの蛍光体を用いて、実施例１６
の場合と同様の手順で蛍光ランプを作製し、同様に蛍光
体の接触帯電量および蛍光ランプの特性を評価した。そ
の結果を表７に示す。

【００８２】実施例２１ ランプ用緑色発光のマンガン付活珪酸亜鉛蛍光体粒子表
面に、最初に酸化マグネシウムコロイドを０．５重量％
付着させた試料を作製し、次いでこの試料に０．２重量
％のシリカコロイドを付着させた。この蛍光体を用い
て、実施例１６の場合と同様の手順で蛍光ランプを作製
し、同様に蛍光体の接触帯電量および蛍光ランプの特性
を評価した。その結果を表７に示す。

【００８３】比較例９、１０ ランプ用緑色発光のマンガン付活珪酸亜鉛蛍光体、およ
びその表面にシリカコロイドを付着させ、鉄に対する接
触帯電量を本発明の範囲外とした試料について、実施例
１６の場合と同様の手順で蛍光ランプを作製した。そし
て、実施例１６の場合と同様にして蛍光体の接触帯電量
および蛍光ランプの特性を評価した。その結果を表７に
示す。

【００８４】

【表７】

【００８５】表７から明らかなように、蛍光体粒子の表
面に金属酸化物微粒子を付着させ、粒子径４４μｍ〜７
４μｍの還元鉄粉との接触帯電量が−０．５μＣ／ｇ〜
１．５μＣ／ｇの範囲の電荷を帯電するように、蛍光体
の帯電傾向を制御すれば、高負荷ランプの黒化と光束低
下を抑制することができることが分る。

【００８６】なお、上記実施例および比較例においては
蛍光体として、鉄粉に対して正に帯電するユーロピウム
付活酸化イットリウムと、鉄粉に対して負に帯電するマ
ンガン付活珪酸亜鉛の例を挙げ、また表面付着金属酸化
物として、鉄粉に対して正に帯電する酸化マグネシウム
と、鉄粉に対して負に帯電する酸化珪素（シリカ）の例
を挙げた。これらの例から、それぞれの蛍光体の帯電傾
向が表面付着金属酸化物の方向に変えられること、すな
わち表面付着金属酸化物の種類と量とによって、蛍光体
の帯電傾向を制御することが可能であることが理解され
よう。

【００８７】実施例２２ 先ず、希土類蛍光体として（Ｌａ，Ｃｅ，Ｔｂ）（Ｐ，
Ｓｉ）Ｏ_４とＺｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎとを選び、また正に
帯電する金属酸化物としてＭｇＯとＺｎＯ、負に帯電す
る金属酸化物としてＳｉＯ_２をそれぞれ選び、蛍光体の
懸濁液に金属酸化物の懸濁液を加え、攪拌した後、吸引
▲ろ▼過し１２５℃以上の温度で乾燥してから、３５０
℃で焼成して２００メッシュ篩を通した。こうして得た
蛍光体粒子について、前記のブローオフ帯電測定装置を
用い、還元鉄粉をキャリヤとして帯電量を測定した結果
を図１０および図１１に示す。図１０は（Ｌａ，Ｃｅ，
Ｔｂ）（Ｐ，Ｓｉ）Ｏ_４の場合を、図１１はＺｎ_２Ｓｉ
Ｏ_４：Ｍｎの場合である。各図から分かるように金属酸
化物の表面付着によって、蛍光体の帯電傾向をかなりの
範囲で制御し得る。

【００８８】上記処理した蛍光体を用い、常套の手段に
より高付加形の蛍光ランプをそれぞれ作製し、１００時
間点灯してから１昼夜消灯した後、ランプの光束立上が
りを測定した結果を図１２および図１３にそれぞれ示
す。図１２は（Ｌａ，Ｃｅ，Ｔｂ）（Ｐ，Ｓｉ）Ｏ_４の
場合を、図１３はＺｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎの場合である。

【００８９】さらに、前記蛍光ランプについて、点灯５
分後における光束比と帯電傾向の関係を測定したとこ
ろ、図１４および図１５にそれぞれ示すごとくであっ
た。図１４は（Ｌａ，Ｃｅ，Ｔｂ）（Ｐ，Ｓｉ）Ｏ_４の
場合を、図１５はＺｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎの場合である。

【００９０】各図から分かるように、使用する蛍光体粒
子の帯電傾向で、光束立上がりのベストの条件が存在
し、この実施例の場合は還元鉄粉に対する帯電傾向が、
０〜＋１μＣ／ｇのときベストの条件であった。

【００９１】また、前記希土類蛍光体としてＹ_２Ｏ_３：
Ｅｕを用いた他は同様にして構成した蛍光ランプについ
て、３００時間点灯後における光束比と点灯時間との関
係を評価したところ、図１６に示すような傾向が認めら
れた。すなわち、光束は最初Ａ点まで立上がった後に一
旦Ｂ点まで低下し、次いで安定なＣ点に上昇する。Ａ点
からＢ点までの低下率に、蛍光体の帯電傾向に対する依
存性が認められる。図１７は、蛍光体Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕの
還元鉄粉に対する帯電傾向と光束減衰率の関係を示す特
性図であり、光束減衰率は、図１６に図示する特性曲線
の（Ａ−Ｂ）÷Ａ×１００％で表される。ここで、Ａ，
Ｂは図１６のＡ点とＢ点の光束比を示す。

【００９２】実施例２３ 緑色発光の蛍光体（Ｌａ，Ｃｅ，Ｔｂ）（Ｐ，Ｓｉ）Ｏ
_４粒子表面を、０．１重量％のＭｇＯを付着して所要の
帯電特性を付与した蛍光体粒子を用い、前記図９に図示
した構成の管壁負荷７５０Ｗ／ｍ^２の蛍光ランプを作製
した。この蛍光ランプについて点灯試験を行ったとこ
ろ、光束立上がり特性など、従来の蛍光ランプに較べて
大幅に改善された機能を保持していた。

【００９３】なお、上記において、赤色発光の蛍光体Ｙ
_２Ｏ_３：Ｅｕ、緑色発光の蛍光体（Ｌａ，Ｃｅ，Ｔｂ）
（Ｐ，Ｓｉ）Ｏ_４、青色発光の蛍光体ＢａＭｇＯ_２Ａｌ
_１１Ｏ_２７：Ｅｕの２種以上の混合系を用いて構成した
場合も、同様な結果が得られた。図１８は３元混合系の
蛍光体を用いて構成した場合の光束減衰率と帯電傾向の
関係を示す特性図である。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の低圧水銀蒸
気放電ランプは、働程中の黒化の発生を確実に、再現性
よく抑制することができ、長時間点灯中の光束の低下率
も低減し得る。また点灯後の光束立上がり特性の改善を
容易に、かつ再現性よく図り得る。このようなランプ
は、小型で高負荷仕様のものに好適で、その工業的価値
は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蛍光物質の帯電量を測定するブローオ
フ粉体帯電量測定装置のファラデーケージの構造を模式
的に示す図。

【図２】（ａ）はキャリア粉体のモデル図、（ｂ）はキ
ャリア粉体と測定用試料とを混合した状態のモデル図。

【図３】各種のキャリア粉体を用いた蛍光体の帯電序列
を示す図。

【図４】粒径と帯電量との相関関係の一例を示す特性
図。

【図５】ブローオフ帯電測定装置によって測定した無機
化合物の帯電量と電気陰性度との相関関係図。

【図６】ブローオフ法でキャリヤとしてガラスビーズも
しくは還元鉄粉を用いたときの帯電量値の関連性を例示
した対比図。

【図７】本発明に係る低圧水銀蒸気放電ランプの構造例
を示す図。

【図８】本発明に係る低圧水銀蒸気放電ランプの他の構
造例を示す図。

【図９】本発明に係る低圧水銀蒸気放電ランプの他の構
造例を示す図。

【図１０】各試料をブローオフ法でキャリヤとして還元
鉄粉を用いたときの鉄粉に対する帯電量を示す説明図。

【図１１】各試料をブローオフ法でキャリヤとして還元
鉄粉を用いたときの鉄粉に対する帯電量を示す説明図。

【図１２】一昼夜点灯後における蛍光ランプの光束比と
点灯時間の関係を示す特性図。

【図１３】一昼夜点灯後における蛍光ランプの光束比と
点灯時間の関係を示す特性図。

【図１４】点灯５分後における蛍光ランプの光束比と蛍
光体の帯電傾向との関係を示す特性図。

【図１５】点灯５分後における蛍光ランプの光束比と蛍
光体の帯電傾向との関係を示す特性図。

【図１６】蛍光ランプの光束比と点灯時間の関係を示す
特性図。

【図１７】蛍光ランプの光束減衰率と蛍光体の帯電傾向
との関係を示す特性図。

【図１８】蛍光ランプの光束減衰率と蛍光体の帯電傾向
との関係を示す特性図。

【図１９】従来の蛍光ランプの光束比と点灯時間の関係
を示す特性図。

【符号の説明】

１…ファラデーケージ ２…金網 ３…ノズル
４…試料粉体 ５…キャリア粉体 １１、１５、１
７…ガラス管 １２…口金 １２ａ…電子点灯回路
１２ｂ…電源ケース １２ｃ…断熱基板 １
３、１６、１８…低圧水銀蒸気放電ランプ １４…蛍
光体層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平3 −94453 (32)優先日 平３(1991)４月24日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 田屋 明 東京都港区三田１丁目４番28号 東芝ラ イテック株式会社内 (72)発明者 弓削 洋二 東京都港区三田１丁目４番28号 東芝ラ イテック株式会社内 (72)発明者 中川 和明 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝 総合研究所内 (72)発明者 安藤 茂 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝 総合研究所内 (72)発明者 寺島 賢二 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式 会社東芝 堀川町工場内 (56)参考文献 特開 平２−173087（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−226087（ＪＰ，Ａ) 西独国特許出願公開4003406（ＤＥ, Ａ) 「粉体の接触帯電とその応用」応用物 理第52巻第８号（1983年）第674〜679頁

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水銀および希ガスを含む封入ガスが充填
   された光透過性ガラス管と、この光透過性ガラス管内壁
   面に設けられた蛍光体粒子を含む蛍光層と、前記封入ガ
   ス中で陽光柱放電を維持するための手段とを具備する低
   圧水銀蒸気放電ランプにおいて、 前記蛍光層を形成する蛍光体粒子は、その粒子表面に金
   属酸化物（無機化合物）の少なくとも１種が付着し、か
   つその帯電傾向が金属イオンの電気陰性度７．０の金属
   酸化物より負の側にあり、金属イオンの電気陰性度１
   １．８の金属酸化物より正の側にあ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】 水銀および希ガスを含む封入ガスが充填
   された光透過性ガラス管と、この光透過性ガラス管内壁
   面に設けられた蛍光体粒子を含む蛍光層と、前記封入ガ
   ス中で陽光柱放電を維持するための手段とを具備する低
   圧水銀蒸気放電ランプにおいて、 前記蛍光層を形成する蛍光体粒子は、その粒子表面に金
   属酸化物（無機化合物）の少なくとも１種が付着し、か
   つファラデーケージを用いたブローオフ粉体帯電測定装
   置による測定で、粒径２００μｍ〜５００μｍのソーダ
   石灰ガラスビーズとの接触時に、１ｇあたり３．０μＣ
   以下の正電荷を帯電することを特徴とする低圧水銀蒸気
   放電ランプ。
3. 【請求項３】 水銀および希ガスを含む封入ガスが充填
   された光透過性ガラス管と、この光透過性ガラス管内壁
   面に設けられた蛍光体粒子を含む蛍光層と、前記封入ガ
   ス中で陽光柱放電を維持するための手段とを具備する低
   圧水銀蒸気放電ランプにおいて、 前記蛍光層を形成する蛍光体粒子は、その粒子表面に金
   属酸化物（無機化合物）の少なくとも１種が付着し、か
   つファラデーケージを用いたブローオフ粉体帯電測定装
   置による測定で、粒径４４μｍ〜７４μｍの還元鉄粉と
   の接触時に、１ｇあたり−０．５μＣを超えた正側の電
   荷を帯電することを特徴とする低圧水銀蒸気放電ラン
   プ。
4. 【請求項４】 請求項１、２もしくは３記載の低圧水銀
   蒸気放電ランプにおいて、 前記陽光柱放電の動作中に消費される電力が、管壁負荷
   の値で５００〜２０００Ｗ／ｍ^２の範囲であることを特
   徴とする低圧水銀蒸気放電ランプ。
5. 【請求項５】 請求項１、２もしくは３記載の低圧水銀
   蒸気放電ランプにおいて、 蛍光体粒子表面に付着する金属酸化物の微粒子もしくは
   膜は、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｙ，希土
   類元素，Ｐ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｓｉの中から選ばれた少なく
   とも１種の金属酸化物であることを特徴とする低圧水銀
   蒸気放電ランプ。
6. 【請求項６】 請求項５記載の低圧水銀蒸気放電ランプ
   において、 蛍光体粒子表面に付着する金属元素の酸化物微粒子もし
   くは膜は、重量比で０．０１〜３．０％であることを特
   徴とする低圧水銀蒸気放電ランプ。
7. 【請求項７】 請求項５記載の低圧水銀蒸気放電ランプ
   において、金属元素の酸化物微粒子もしくは膜が表面に付着してい
   る 蛍光体粒子は、ＣｅおよびＴｂで付活された緑色発光
   形希土類アルミン酸・珪酸・燐酸塩蛍光体、希土類硼酸
   ・珪酸・燐酸塩蛍光体、希土類正燐酸塩蛍光体、希土類
   アルミン酸・硼酸・燐酸塩蛍光体であることを特徴とす
   る低圧水銀蒸気放電ランプ。
8. 【請求項８】 請求項５記載の低圧水銀蒸気放電ランプ
   において、金属元素の酸化物微粒子もしくは膜が表面に付着してい
   る 蛍光体粒子は、三波長域発光希土類混合蛍光体である
   ことを特徴とする低圧水銀蒸気放電ランプ。