JP3006181B2 - けい光体およびこれを用いたけい光ランプ - Google Patents

けい光体およびこれを用いたけい光ランプ

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、炭酸ガスCO 2 を吸着
する能力をもつけい光体およびこのけい光体を用いたけ
い光ランプに関する。
【0002】
【従来の技術】けい光ランプは一般照明をはじめとし
て、各種OA機器、巨大画面の画素光源、液晶ディスプ
レイのバックライト、電球代替用コンパクト形ランプ等
に使用されており、白熱電球に比べて発光効率が高いた
め省電力形光源として多用されている。
【0003】ところで、最近のけい光ランプは演色性の
向上が求められており、けい光体として3波長領域に発
光ピークを有する3波長発光けい光体、5波長領域に発
光ピークを有する5波長発光けい光体などが用いられて
いる。
【0004】これらのけい光体を用いた場合、けい光体
の種類によってはランプの点灯開始電圧Vs が高くなる
ものがみられる。
【0005】点灯開始電圧が高くなる原因は種々挙げら
れるが、その1つにバルブ内の不純ガスが影響すること
が考えられる。従来のランプにおいて、バルブ内の不純
ガスを調査したところ、炭酸ガスCがバルブ内に存
在すると点灯開始電圧Vs が高くなることが判った。
【0006】一般にランプを製造する工程では、バルブ
内に不純ガスが残らないように種々の対策がなされてお
り、バルブ壁やマウント構成部材を加熱したり、ガス置
換などの方法でこれらバルブ壁やマウント構成部材に付
着、吸着されていた不純物を放出させたり、けい光体に
不純物が付着、吸着されることがないように注意してい
る。
【0007】しかしながら、これらの浄化対策は万全と
はいえず、かつ点灯中にバルブ壁やマウント構成部材な
どから不純物が叩き出される場合があり、さらには電極
に塗布したバリウムBaなどの電子放射物質(エミッタ
−)を加熱して活性化した場合にこのエミッタ−から不
純ガス、つまりC2 が放出される場合がある。
【0008】したがって、バルブ内にC2 が放出され
るのを完全に避けるのは不可能である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような事
情にあるにも拘らず、管内のC2 の残留量がランプご
とにより異なる原因を調査したところ、バルブの内面に
塗布したけい光体の種類により差があることが判った。
【0010】つまり、従来からよく知られているハロり
ん酸カルシウムけい光体は、組成が3Ca3 (PO4
2 ・Ca(F,Cl)2 :Sb、Mnであり、化学的性
質はアリカリ性である。このようなアリカリ性のけい光
体の場合は、管内のC2 と反応し易く、したがってC
2 を吸着するので、バルブ内にC2 が残り難い。つ
まり、アルカリ性を示すけい光体を用いたけい光ランプ
は、バルブ内に残留するCO が少ないので、放電開始
電圧Vs は比較的低くなる傾向にある。これに対し、3
波長発光けい光体や5波長発光けい光体の中には、酸性
のものがあり、このようなけい光体の場合はC2 を吸
着する能力が低いので、バルブ内にC2 が残留し、放
電開始電圧Vs が高くなることが判った。
【0011】したがって、本発明の目的とするところ
は、3波長発光けい光体や5波長発光けい光体におい
、C2 の吸着性能を高くすることができるけい光体
を提供しようとするものである。
【0012】また、本発明の他の目的は、バルブ内のC
2 の残留量が少なくて放電開始電圧Vs を低くするこ
とができる上記けい光体を用いたけい光ランプを提供し
ようとするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の第1のけい光体
は、3波長以上の領域に発光ピークを有し、かつ単色発
光のけい光体粉末が混合されて酸性を示すけい光体粉末
pHが7.0を超えるようにアルカリ化処理したこと
を特徴とする。
【0014】また、本発明の第2のけい光体は、3波長
以上の領域に発光ピークを有し、か つ単色発光のけい光
体粉末が混合されて酸性を示すけい光体粉末の表面に、
炭酸ガスを吸着する能力をもつ粉体を付着させたことを
特徴とする。
【0015】本発明の第1のけい光ランプは、バルブの
内面に3波長以上の領域に発光ピークを有し、かつ単色
発光のけい光体粉末が混合されて酸性を示すけい光体か
らなる被膜を形成したけい光ランプにおいて、上記けい
光体として、pHが7.0を超えるようにアルカリ化処
理したけい光体粉末を用いたことを特徴とする。
【0016】また、本発明の第2のけい光ランプは、バ
ルブの内面に3波長以上の領域に発光ピークを有し、か
つ単色発光のけい光体粉末が混合されて酸性を示すけい
光体からなる被膜を形成したけい光ランプにおいて、上
記けい光体として、表面に炭酸ガスを吸着する能力をも
つ粉体を付着させたけい光体粉末を用いたことを特徴と
する。
【0017】
【作用】本発明のけい光体によれば、いずれもアルカリ
性が高くなり、C2 を吸着する能力が高くなる。
【0018】また、本発明のけい光ランプによれば、け
い光体がアルカリ化処理されるので、空気中のC2
吸着するが、バルブ内面に塗布された後の焼成や排気工
でC2 を放出し、この後バルブ内の排出しきれなか
った残留CO2 を吸着してバルブ内に残さなくなり、放
電開始電圧Vs を引下げることができると考えられる。
【0019】
【実施例】以下本発明について、図に示す一実施例にも
とづき説明する。図面は直管形ラピッドスタート形けい
光ランプを示し、1はガラスバルブである。バルブ1の
両端はフレアステム2、2により気密に閉塞されてお
り、これらステム2、2にはそれぞれ一対のリード線3
…が気密に貫通されている。
【0020】両ステム2、2の各リード線3、3間には
タングステン等からなる熱陰極、すなわちフィラメント
4、4が掛け渡されている。なお、フィラメント4、4
には図示しないが酸化バリウムなどの電子放射物質が塗
布されている。
【0021】上記バルブ1の内面には、酸化錫などのよ
うな透明性導電膜(EC膜=ネサ膜)5が形成されてお
り、この透明性導電膜5の表面にはけい光体被膜6が形
成されている。このけい光体被膜6は3波長発光けい光
体を用いており、具体的には、Y23 :Eu(赤
色)、(La,Ce,Tb)・(P,Si)O4 (緑
色)およびBaMgO2 Al1127:Eu(青色)の各
けい光体粉末を混合して構成されている。
【0022】上記けい光体は、アルカリ化処理されてお
り、水に分散させた溶液のpH7.0を超えるように
設定されている。
【0023】なお、バルブ1内には、所定量の水銀と、
アルゴン等の希ガスが封入されている。
【0024】このような構成のけい光ランプは、バルブ
1の内面に形成したけい光体被膜6が、アルカリ化処理
された3波長発光けい光体を用いているので、このけい
光体がC2 を吸着してゲッターの機能を奏する。
【0025】つまり、CO2 は水に溶けると、H3 CO
3 となり、酸性となるためアルカリ性のけい光体であれ
ば、化学反応によりCO2 を吸収する。
【0026】このため、アルカリ化処理された3波長発
光けい光体を用いると、バルブ1内にC2 が残らなく
なり、放電開始電圧Vs を引下げることができる。
【0027】さらに詳しく説明すると、各種けい光体に
ついて、アルカリ度を調べると下記表1の通りであっ
た。
【0028】
【表1】
【0029】上記表1は、それぞれけい光体の粉末10
gを100gの蒸留水に分散させて溶液を作り、この溶
液のpH値を測定するとともに、このけい光体懸濁溶液
を直管形ラピッドスタート形けい光ランプFLR40S
W/Mのバルブの内面に塗布し、これをランプとして仕
上げてその放電開始電圧Vs を調べたものである。
【0030】表1から理解できるように、従来から一般
に使用されているハロりん酸カルシウムけい光体3Ca
3 (PO42 ・Ca(F,Cl)2 :Sb、Mnは、
pHが7.1でアリカリ性を示し、放電開始電圧Vs が
192ボルトであって、比較的低い。
【0031】これに対し、3波長発光けい光体はpHが
6.7であり、非アリカリ性を示し、放電開始電圧Vs
は208ボルトとなり、ハロりん酸カルシウムけい光体
に比べると高い。
【0032】3波長発光けい光体を構成する3種のけい
光体の個々の特性について調べると、表1の通り、緑系
けい光体(La,Ce,Tb)・(P,Si)O4 はp
Hが6.0で、放電開始電圧Vs は215ボルトとな
り、青系けい光体BaMgO2Al1127:Euの場合
はpHが6.6で、放電開始電圧Vs は217ボルトと
なる。 これに対し、赤系けい光体Y23 :Euはp
Hが7.4で、放電開始電圧Vs は192ボルトとな
る。
【0033】このことから、3波長発光けい光体におい
ては、緑系けい光体および青系けい光体がともに非アリ
カリ性を示し、放電開始電圧Vs を高くする原因となっ
ており、これに対し、赤系けい光体はアルカリ性で放電
開始電圧Vs は低い。
【0034】したがって、3波長発光けい光体において
は、特に緑系けい光体および青系けい光体をアルカリ化
処理すればよいことが想定される。
【0035】そこで、上記緑系けい光体および青系けい
光体の各粉末を、0.1%のCa(OH)2 水溶液で水
洗いしてこれを乾燥させることによりアルカリ化処理し
たところ、これらのけい光体のpHは8.2であった。
【0036】これらけい光体を前記赤系けい光体と混合
して3波長発光けい光体を作り、これを懸濁液にしてバ
ルブ内面に塗布し、従来と同様の方法でラピッドスター
ト形けい光ランプを製作した。
【0037】このランプの特性は表2に示す通りであ
る。
【0038】
【表2】
【0039】上記のようにけい光体粉末をアルカリ化処
理すれば、バルブ1内のC2 が減少し、放電開始電圧
Vs を引下げることができる。
【0040】なお、けい光体粉末をアルカリ化処理する
場合、上記のようなアルカリ溶液で洗う方法以外に、ア
ルカリ性粉体を付着させてもよい。
【0041】すなわち、3波長発光けい光体の粉末、特
に緑系けい光体および青系けい光体の粉末にアルカリ土
類金属の酸化物の粉末をまぶす。例えば、けい光体粉末
に0.01〜1%程度のMgO粉末、または/および
0.01〜1%程度のCaO粉末を混合する。これらM
gO、CaO粉末はけい光体粉末に比べて1桁以上小さ
いので、図2に示すように、けい光体粉末10の表面に
MgO、CaO粉末20が付着し、しかもこれらMg
O、CaO粉末はアリカリ性であるからC2 を吸着す
る。
【0042】上記3波長けい光体に1%のMgO粉末を
混ぜた場合、および1%のCaO粉末を混ぜた場合の各
けい光体被膜を有するランプについて、特性を表3に示
す。
【0043】
【表3】
【0044】上記のようにけい光体粉末にアルカリ土類
金属の酸化物の粉末を付着させても、バルブ1内のC
2 が減少し、放電開始電圧Vs を引下げることができ
る。
【0045】なお、本発明は上記の説明の範囲に制約さ
れるものではない。
【0046】すなわち、本発明のけい光体はけい光ラン
プに用いることには限らず、高圧水銀ランプなどのよう
な他の放電灯や、その他ブラウン管などのような他の分
野に用いられるけい光体にも使用可能である。
【0047】また、本発明のけい光体は上記した組成の
3波長けい光体に限らない。
【0048】すなわち、青系けい光体としては、前記B
aMgO2 Al11O27:Euの外に、(Sr,Ca,B
a,Mg)5 (PO43 Cl:Euであってもよい。
但し、後者の場合はアルカリ性である。
【0049】また、緑系けい光体は、前記(La,C
e,Tb)・(P,Si)O4 の外に、(La,Ce,
Tb)PO4 または、3(La,Ce,Tb)O・8A
23 などであってもよい。
【0050】そしてまた、本発明は3波長けい光体に限
らず、5波長けい光体であってもよい。5波長けい光体
の場合は、上記した3波長けい光体に加えてさらに、例
えば3.5MgO・0.5MgF2 ・GeO2 :Mn
(深赤)および3(Ba,Mg,Mn,Eu)O・8A
23 (青緑)などを混合して構成される。
【0051】さらに、けい光ランプはラピッドスタ−ト
形けい光ランプに限らず、通常の直管形、環形、コンパ
クト屈曲形などに適用可能である。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1お
よび2に記載したけい光体によれば、アルカリ化処理ま
たは炭酸ガスを吸着する能力を有する粉体を付着したの
で、酸性を示す3波長けい光体のCOを吸着する能力
が高くなる。
【0053】また、請求項3および4に記載したけい光
ランプによれば、アルカリ化処理または炭酸ガスを吸着
する能力を有する粉体が付着された酸性を示す3波長け
い光体を用いたので、バルブ内のCを吸着してバル
ブ内に残さなくなり、放電開始電圧Vsを引き下げるこ
とができ、始動性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るラピッドスタ−ト形けい
光ランプの断面図。
【図2】けい光体粉末の表面にMgO、CaO粉末が付
着している状態を示す模式図。
【符号の説明】
1…バルブ、2…ステム、3…リード線、4…電極、5
…ネサ膜、6…けい光体被膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01J 61/26 H01J 61/26 L 61/42 61/42 L

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 3波長以上の領域に発光ピークを有し、
    かつ単色発光のけい光体粉末が混合されて酸性を示す
    い光体粉末をpHが7.0を超えるようにアルカリ化処
    理したことを特徴とするけい光体。
  2. 【請求項2】 3波長以上の領域に発光ピークを有し、
    かつ単色発光のけい光体粉末が混合されて酸性を示す
    い光体粉末の表面に、炭酸ガスを吸着する能力をもつ粉
    体を付着させたことを特徴とするけい光体。
  3. 【請求項3】 バルブの内面に3波長以上の領域に発光
    ピークを有し、かつ単色発光のけい光体粉末が混合され
    て酸性を示すけい光体からなる被膜を形成したけい光ラ
    ンプにおいて、 上記けい光体として、pHが7.0を超えるようにアル
    カリ化処理したけい光体粉末を用いたことを特徴とする
    けい光ランプ。
  4. 【請求項4】 バルブの内面に3波長以上の領域に発光
    ピークを有し、かつ単色発光のけい光体粉末が混合され
    て酸性を示すけい光体からなる被膜を形成したけい光ラ
    ンプにおいて、 上記けい光体として、表面に炭酸ガスを吸着する能力を
    もつ粉体を付着させたけい光体粉末を用いたことを特徴
    とするけい光ランプ。
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EP1576644A1 (en) 2002-12-18 2005-09-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Contaminant getter on uv reflective base coat in fluorescent lamps

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