JPH10204428A

JPH10204428A - 蛍光体および蛍光ランプ

Info

Publication number: JPH10204428A
Application number: JP685297A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Sudo; 伸行須藤
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Development and Engineering Corp
Priority date: 1997-01-17
Filing date: 1997-01-17
Publication date: 1998-08-04

Abstract

(57)【要約】【課題】蛍光ランプの全光束を低下させることなく、蛍
光体層のピンホール発生を抑制でき、かつガラスバルブ
に対する結着力が優れた蛍光体およびそれを用いた蛍光
ランプを提供する。【解決手段】少なくとも青色，緑色および赤色蛍光体か
ら成る３波長型混合蛍光体であり、上記青色，緑色およ
び赤色蛍光体の少なくとも１種の蛍光体粒子表面にセル
ロース化合物から成る有機被膜を形成したことを特徴と
する。またセルロース化合物は、メチルセルロースおよ
びカルボキシメチルセルロースから選択される少なくと
も１種である。さらに、セルロース化合物の付着量は、
有機被膜を形成する対象となる蛍光体粒子重量に対して
０．０５重量％以上３．０重量％以下の範囲が好適であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は蛍光体および蛍光ラ
ンプに係り、特に３波長型蛍光ランプの蛍光体層を形成
したときに蛍光体の成膜性が良好であり、ピンホールな
どの欠陥の発生が少ない蛍光体およびそれを用いた蛍光
ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般照明用蛍光ランプとして、高効率性
と高演色性とを同時に満足する３波長型蛍光ランプが広
く普及している。この３波長型蛍光ランプは、比較的狭
帯域の発光スペクトル分布を有する青色発光，緑色発光
および赤色発光の３種の蛍光体を任意の割合で混合し、
この混合蛍光体で所要の蛍光体膜（蛍光体層）を形成し
た構成を有しており、目標とする色の発光を得る蛍光ラ
ンプである。

【０００３】最近では、上記３波長型蛍光ランプは、一
般照明用の用途のみならず、各種ＯＡ機器用光源，液晶
ディスプレーのバックライト用冷陰極管としての用途な
ど、利用される分野が急激に拡大している。また、直管
型，環型などの形状や他の要求特性に応じて蛍光体の種
類も使い分けられており、蛍光体の粒子径についても様
々な範囲のものが使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の蛍光体は、ガラスバルブに対する結着力が小さく、
またバインダー中での分散性が低いために、均一で緻密
な蛍光体層を形成することが困難となる問題点があっ
た。特に環型蛍光ランプを製造する際に粒子径が小さい
蛍光体を使用した場合、蛍光体を塗布したガラスバルブ
を曲げ加工すると、蛍光体の結着力が不十分で蛍光膜の
剥がれや、ピンホールなどの蛍光膜不良が多発し易くな
り、製品としての蛍光ランプの製造歩留りが大幅に低下
してしまう問題点があった。

【０００５】上記問題点を解決するために、種々の物質
により蛍光体粒子を表面処理して蛍光体粒子の分散性を
向上させるとともに、均一な蛍光体膜を形成する方法が
試行されている。いずれの方法においても直管型の蛍光
ランプのように加工変形度が少ない場合には、ある程度
の効果が確認されている。しかしながら、環型の蛍光ラ
ンプのように加工変形度が大きい場合には、効果が少な
く、蛍光体の種類によっては結着力が未だ不十分であ
り、かつピンホールが多発して製品歩留りを低下させる
問題点があった。また、表面処理の程度によっては、却
って発光強度（全光束）を低下させる問題点もあった。

【０００６】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、バインダー中での蛍光体粒子の分散性
を向上させるとともに、蛍光ランプの蛍光体層を形成す
る際に、より均一で緻密な蛍光体層を形成することが可
能であり、また蛍光ランプの全光束を低下させることな
く蛍光体層のピンホール発生を抑制でき、かつガラスバ
ルブに対する結着力が優れた蛍光体およびそれを用いた
蛍光ランプを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願発明者は、蛍光体表面に種々の被膜を形成して
蛍光体を調製し、その蛍光体を使用して蛍光体層を形成
した蛍光ランプを調製し、被膜を構成する成分の種類や
含有量が、蛍光体成分の分散性，蛍光ランプの発光強度
等のランプ特性，蛍光体層の結着力，ピンホール性に及
ぼす影響を実験により比較調査した。

【０００８】その結果、青色発光，緑色発光，赤色発光
蛍光体から成る３波長型混合蛍光体のうちの少なくとも
１種の蛍光体粒子に所定量のメチルセルロースやカルボ
キシメチルセルロースなどのセルロース化合物を表面処
理し、蛍光体粒子表面に所定の有機被膜を形成したとき
に、バインダー中における蛍光体の分散性が向上し、ま
たガラスバルブ内面に蛍光体スラリーを塗布した際に緻
密で均一な蛍光体膜を形成できるという知見を得た。ま
たガラスバルブを環状に曲げ加工した場合においても、
ピンホールの発生が少なく、かつ蛍光体膜の剥離などの
不良が少なく、高品質な蛍光ランプを安定して製造でき
るという知見も得られた。本発明は上記知見に基づいて
完成されたものである。

【０００９】すなわち本発明に係る蛍光体は、少なくと
も青色，緑色および赤色蛍光体から成る３波長型混合蛍
光体であり、上記青色，緑色および赤色蛍光体の少なく
とも１種の蛍光体粒子表面にセルロース化合物から成る
有機被膜を形成したことを特徴とする。また、有機被膜
を構成するセルロース化合物が水溶性であることが好ま
しい。さらに、セルロース化合物は、メチルセルロース
およびカルボキシメチルセルロースから選択される少な
くとも１種である。また、セルロース化合物の付着量
は、有機被膜を形成する対象となる蛍光体粒子重量に対
して０．０５重量％以上３．０重量％以下の範囲が好ま
しい。

【００１０】また、本発明に係る蛍光ランプは、少なく
とも青色，緑色および赤色蛍光体から成る３波長型混合
蛍光体であり、上記青色，緑色および赤色蛍光体の少な
くとも１種の蛍光体粒子表面にセルロース化合物から成
る有機被膜を形成した蛍光体から成る蛍光膜をガラスバ
ルブ内面に形成したことを特徴とする。さらに上記蛍光
ランプは、ガラスバルブが環型である場合に優れた効果
を発揮する。

【００１１】ここで、蛍光体粒子の表面に形成され、セ
ルロース化合物から成る有機被膜は、ガラスバルブに対
する蛍光体の結着力を高める機能と、バインダー中にお
ける蛍光体の分散性を向上させる機能とを有する。

【００１２】上記有機被膜は、青色，緑色および赤色蛍
光体の少なくとも１種の蛍光体粒子表面に形成すること
により、蛍光体の分散性および結着力を高める効果が得
られるが、上記３波長に対応する全ての蛍光体粒子表面
に形成してもよい。

【００１３】有機被膜を構成するセルロース化合物の具
体例としては、メチルセルロースやカルボキシメチルセ
ルロースなどが単独で、または混合した状態で使用でき
る。特に、上記セルロース化合物は、いずれも水溶性で
あるため、水に溶解して水溶液として使用できる。した
がって、有機溶媒を使用する必要がないため、製造環境
を良好に維持できる利点がある。

【００１４】上記セルロース化合物から成る有機被膜の
付着量は、この被膜を形成する対象となる蛍光体粒子重
量に対して０．０５〜３．０重量％の範囲に設定され
る。この付着量が０．０５重量％未満と過少な場合に
は、蛍光体の分散性の改善効果および結着力の増大効果
が十分に得られず、蛍光体膜のピンホールや不良を効果
的に防止し得ない。一方、付着量が３．０重量％を超え
る過量となる場合には、非発光物質であるセルロース化
合物の割合が相対的に増加するため、蛍光体膜全体の発
光効率が低下してしまう。

【００１５】セルロース化合物から成る有機被膜は、例
えば以下のような表面処理操作によって形成される。す
なわち、蛍光体粒子重量に対して所定量のセルロース化
合物を秤量して純水で溶解し、得られた水溶液中に蛍光
体粒子を分散させて十分に撹拌した後に乾燥することに
より、有機被膜を形成した蛍光体粒子が得られる。

【００１６】そして、青色蛍光体，緑色蛍光体および赤
色蛍光体の少なくとも１種について上記表面処理を実施
し有機被膜を形成した後に、３種の蛍光体粒子を所定の
色温度となるように混合して本発明に係る蛍光体が調製
される。

【００１７】さらにポリエチレンオキサイド等を溶解し
たバインダー中に上記蛍光体を均一に分散させて蛍光体
スラリーとし、この蛍光体スラリーをガラスバルブ内面
に塗布して乾燥し、温度５５０〜６５０℃で１０〜１５
分間焼成することにより発光層（蛍光膜）を一体に形成
するという通常のランプ製造工程に準拠して本発明に係
る蛍光ランプが製造される。

【００１８】上記構成に係る蛍光体および蛍光ランプに
よれば、蛍光体粒子表面にセルロース化合物から成る有
機被膜が形成されているため、バインダー中における蛍
光体粒子の分散性が良好であり、ガラスバルブ内面に蛍
光体スラリーを塗布した後に緻密で均一な蛍光膜を形成
することができる。したがって、本発明に係る蛍光体を
用いることにより、全光束を低下させることなく蛍光膜
にピンホールや剥離などの不良の発生が少なく結着力が
強い蛍光ランプを高い歩留りで製造することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態について、
以下の実施例を参照して、より具体的に説明する。

【００２０】実施例１青色蛍光体としての（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｅｕ）₁₀（Ｐ
Ｏ₄）₆・Ｃｌ₂と、緑色蛍光体としての（Ｌａ，Ｃ
ｅ，Ｔｂ）ＰＯ₄と、赤色蛍光体としての（Ｙ，Ｅｕ）
₂Ｏ₃とを、相対色温度が５０００Ｋになるような混合
比で均一に混合して混合蛍光体を調製し、１００ｇ秤量
して分取した。

【００２１】一方、メチルセルロースを０．１ｇ秤量し
純水で溶解してセルロース水溶液を調製した。次に得ら
れた水溶液中に上記混合蛍光体を分散させて十分に撹拌
して表面処理を実施し、さらに乾燥させることにより実
施例１に係る蛍光体を調製した。

【００２２】次に、上記蛍光体をバインダー中に均一に
分散せしめて蛍光体スラリーとし、この蛍光体スラリー
を、図１に示すようにガラスバルブ１内面に塗布して乾
燥し、さらに温度６５０℃で１０分間焼成することによ
り蛍光体層２を形成した後に、通常のランプ製造工程に
準拠して放電用の電極およびソケットを付設した口金３
をガラスバルブ１の端部に装着することにより、実施例
１に係る３０Ｗ環型蛍光ランプを製造した。

【００２３】比較例一方、実施例１において、セルロース化合物による表面
処理を実施せず蛍光体粒子表面に有機被膜を形成しない
点以外は実施例１と同様な条件で処理し、従来の３波長
型混合蛍光体を調製した。さらに、この混合蛍光体を使
用して通常のランプ製造工程に従って、実施例１と同一
寸法および同一構造を有する比較例に係る３０Ｗ環型蛍
光ランプを製造した。

【００２４】実施例２青色蛍光体としての（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｅｕ）₁₀（Ｐ
Ｏ₄）₆・Ｃｌ₂と、緑色蛍光体としての（Ｌａ，Ｃ
ｅ，Ｔｂ）ＰＯ₄と、赤色蛍光体としての（Ｙ，Ｅｕ）
₂Ｏ₃とを、相対色温度が５０００Ｋになるような混合
比で均一に混合して混合蛍光体を調製し、１００ｇ秤量
して分取した。

【００２５】一方、カルボキシメチルセルロースを０．
１ｇ秤量し純水で溶解してセルロース水溶液を調製し
た。次に得られた水溶液中に上記混合蛍光体を分散させ
て十分に撹拌して表面処理を実施し、さらに乾燥させる
ことにより実施例２に係る蛍光体を調製した。

【００２６】次に、上記蛍光体をバインダー中に均一に
分散せしめて蛍光体スラリーとし、以下実施例１と同様
に、この蛍光体スラリーを、ガラスバルブ内面に塗布し
て乾燥・焼成した後に、通常のランプ製造工程に準拠し
て加工することにより、実施例２に係る３０Ｗ環型蛍光
ランプを製造した。

【００２７】実施例３〜８表１に示すように蛍光体粒子に付着させるセルロース化
合物の種類および付着させて形成する有機被膜の重量割
合を０．０１〜４．０重量％の範囲で調整した以外は実
施例１と同様な処理手順に従って、それぞれ実施例３〜
８に係る３波長型混合蛍光体を調製するとともに、各蛍
光体をガラスバルブ内面に塗布後、乾燥・焼成すること
により、それぞれ図１に示すような実施例３〜８に係る
３０Ｗ環型蛍光ランプを製造した。

【００２８】こうして製造した実施例１〜８および比較
例に係る各蛍光ランプについて、ランプ１本当りのピン
ホール発生数を調査するとともに、ランプ製造直後にお
ける初期発光強度を測定する一方、１０００時間点灯後
における発光強度を測定した。なお、各発光強度値は、
比較例に係る従来の蛍光ランプの発光強度を基準値（１
００％）として相対的に表示した。

【００２９】また、各蛍光ランプについてスナップテス
トによる蛍光膜強制剥離試験を実施し、各蛍光体のガラ
スバルブに対する結着力を評価した。蛍光膜強制剥離試
験結果は、スナップによる衝撃で剥離した部分の直径の
大小によって示した。測定結果を下記表１にまとめて示
す。

【００３０】

【表１】

【００３１】上記表１に示す結果から明らかなように、
メチルセルロースやカルボキシメチルセルロースなどの
セルロース化合物から成る有機被膜を蛍光体粒子表面に
形成した実施例１〜７に係る各蛍光ランプによれば、有
機被膜を全く形成しない蛍光体を使用した従来の比較例
に係る蛍光ランプと比較して、ピンホールの発生数が０
〜５と大幅に低減されており、またスナップテストによ
る剥離部の直径も２〜５mmと極めて小さく、蛍光体の結
着力が大幅に増加していることが判明した。

【００３２】また実施例１〜８に係る蛍光ランプについ
ては、１０００時間点灯後における発光強度（全光束）
の低下も少なく、ほぼ比較例の蛍光ランプと同等であ
る。

【００３３】ただし、セルロース化合物の付着量を４．
０重量％と大きくした実施例７の蛍光ランプの場合に
は、ピンホール発生数や剥離部の直径は低減されるが、
発光強度が悪化する難点がある。

【００３４】一方、セルロース化合物の付着量を０．０
１重量％と過少にした実施例８の蛍光ランプでは、ピン
ホール低減効果が見られず、また剥離部直径も大きく、
結着力の改善効果が少ないことが確認できた。したがっ
て、本実施例ではセルロース化合物の付着量は、蛍光体
粒子重量に対して０．１〜３．０重量％の範囲であるこ
とが、より効果的であることが判明した。

【００３５】

【発明の効果】以上説明の通り本発明に係る蛍光体およ
び蛍光ランプによれば、蛍光体粒子表面にセルロース化
合物から成る有機被膜が形成されているため、バインダ
ー中における蛍光体粒子の分散性が良好であり、ガラス
バルブ内面に蛍光体スラリーを塗布した後に緻密で均一
な蛍光膜を形成することができる。したがって、本発明
に係る蛍光体を用いることにより、全光束を低下させる
ことなく蛍光膜にピンホールや剥離などの不良の発生が
少なく結着力が強い蛍光ランプを高い歩留りで製造する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蛍光ランプを一部破断して示す平
面図。

【符号の説明】

１ガラスバルブ（発光管）２蛍光体層（蛍光膜）３口金

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも青色，緑色および赤色蛍光体
から成る３波長型混合蛍光体であり、上記青色，緑色お
よび赤色蛍光体の少なくとも１種の蛍光体粒子表面にセ
ルロース化合物から成る有機被膜を形成したことを特徴
とする蛍光体。
【請求項２】有機被膜を構成するセルロース化合物が
水溶性であることを特徴とする請求項１記載の蛍光体。
【請求項３】セルロース化合物が、メチルセルロース
およびカルボキシメチルセルロースから選択される少な
くとも１種であることを特徴とする請求項１記載の蛍光
体。
【請求項４】セルロース化合物の付着量が、有機被膜
を形成する対象となる蛍光体粒子重量に対して０．０５
重量％以上３．０重量％以下であることを特徴とする請
求項１記載の蛍光体。
【請求項５】少なくとも青色，緑色および赤色蛍光体
から成る３波長型混合蛍光体であり、上記青色，緑色お
よび赤色蛍光体の少なくとも１種の蛍光体粒子表面にセ
ルロース化合物から成る有機被膜を形成した蛍光体から
成る蛍光膜をガラスバルブ内面に形成したことを特徴と
する蛍光ランプ。
【請求項６】ガラスバルブが環型であることを特徴と
する請求項５記載の蛍光ランプ。