JPH11149906A - 蛍光ランプ - Google Patents

蛍光ランプ

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Publication number
JPH11149906A
JPH11149906A JP31403297A JP31403297A JPH11149906A JP H11149906 A JPH11149906 A JP H11149906A JP 31403297 A JP31403297 A JP 31403297A JP 31403297 A JP31403297 A JP 31403297A JP H11149906 A JPH11149906 A JP H11149906A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phosphor
particles
metal oxide
fluorescent lamp
fine particles
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP31403297A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiko Watanabe
和彦 渡辺
Masahiro Tokawa
雅弘 東川
Kenji Kono
謙司 河野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】光束維持率が高く長寿命な蛍光ランプを提供す
る。 【解決手段】ランプ本体8は、透光性材料で形成された
バルブ7と、ステム9とからなり、バルブ7とステム9
とを封着してある。ランプ本体8の内部空間10には、
水銀とArガスが封入されている。バルブ7の内壁面に
は、蛍光体層11が形成されている。バルブ7の外部に
はバルブ7に近接して誘導コイル12が巻回されてい
る。蛍光体層11を形成する蛍光体は、蛍光体粒子1の
表面に固着された金属酸化物微粒子2により形成される
保護層が設けられている。メカノケミカル法などの乾式
処理により蛍光体粒子1の表面に金属酸化物微粒子2を
固着させてある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、放電ガスが封入さ
れたバルブ内に蛍光体層が形成され、放電ガスの放電に
より発せられる紫外線を、蛍光体層において可視光に変
換する蛍光ランプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】蛍光ランプは、今日広く普及している重
要な光源のひとつである。蛍光ランプは、一般に、バル
ブ内に封入された水銀を放電により励起させて発生させ
た紫外線を、バルブの内壁面に塗布した蛍光体によって
変換された可視光を利用しているものである。
【0003】ところで、近年、地球環境問題が重要視さ
れてきており、蛍光ランプの使用水銀量の低減化、水銀
の不使用化への多くの検討がなされている。例えば、水
銀に替わる紫外線放射源としてキセノン放電からの紫外
線(波長147nm)を利用した希ガス蛍光ランプがあ
るが、効率的には水銀を使用したものに比べて遙かに劣
り、水銀不使用の蛍光ランプへの代替化は困難なのが現
状である。
【0004】このため、現状では、使用水銀量の低減化
が現実的な対応策となっている。その具体策としては、
ランプ1本当たりの封入水銀量の低減化(必要最低限へ
の適正化)、ランプ寿命の改善による長期的視野での水
銀使用量の低減化があげられる。このうち、後者のラン
プ寿命の改善への取り組みが、各所で活発に行われてい
る。
【0005】蛍光ランプの寿命決定因子の一つに蛍光体
の変色や黒化、あるいは蛍光体そのものの経時劣化によ
る発光効率の低下があげられる。従来の蛍光ランプで
は、点灯時にバルブ内に生じた放電プラズマ中の水銀イ
オンやアルゴンイオンによる蛍光体表面へのイオンボン
バードや蛍光体表面への水銀付着等の様々な要因により
蛍光体自身の劣化が生じる。そのために、点灯中に光束
維持率が著しく低下するという問題がある。この光束劣
化を防ぐために、蛍光体粒子表面に金属酸化物微粒子よ
りなる保護層を湿式処理によって被着させて上記問題を
解決しようとしたものがいくつか提案されている
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、蛍光体
粒子の表面に金属酸化物微粒子を湿式処理により被着し
たものでは、蛍光体粒子表面における金属酸化物微粒子
の保持力が弱く、蛍光体粒子の表面に保持されるべき金
属酸化物微粒子の脱離が生じ、金属酸化物微粒子が十分
に被着された蛍光体を安定して得ることができず、保護
層がその機能を十分に果たせないとう問題があった。
【0007】また、蛍光体粒子の表面に湿式の化学反応
により金属酸化物微粒子を被着した場合、化学反応によ
る副生成物、つまり、不純物が蛍光体粒子の表面に残留
する恐れがあり、これら不純物の混入も光束寿命を低下
させる原因の一つとなってしまう。また、湿式処理で用
いるコーティング液の種類と、蛍光体材料の組み合わせ
によっては、化学反応による蛍光体材料の変質をきたす
場合もあり、これも光束寿命を低下させる一因となる。
【0008】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、光束維持率が高く長寿命な蛍光ラン
プを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、放電ガスが封入された透光性の
バルブの内壁面に蛍光体層が形成された蛍光ランプであ
って、蛍光体層を形成する蛍光体は、蛍光体粒子の表面
に乾式処理によって複合化した金属酸化物微粒子よりな
る保護層にて覆われて成ることを特徴とするものであ
り、蛍光体粒子の表面が乾式処理によって複合化した金
属酸化物微粒子よりなる保護層にて覆われていることに
より、従来の湿式処理によって保護層が形成されたもの
に比べて、保護層を形成する金属酸化物微粒子の蛍光体
粒子表面への固着強度が強く、イオンボンバードによる
蛍光体粒子の劣化を防ぐことができ、また、湿式処理で
発生するような不純物混入や蛍光体の変質による蛍光体
粒子の劣化がないので、光束維持率が高く長寿命な蛍光
ランプを実現することが可能となる。
【0010】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、蛍光体は、蛍光体粒子に対して金属酸化物微粒子が
重量換算で30%以下となる比率で上記乾式処理を行う
ことにより形成された粒子なので、金属酸化物微粒子を
固着していない場合に比べて初期光束を維持しつつ、イ
オンボンバードによる蛍光体の劣化を抑制でき、光束維
持率の高い長寿命の蛍光ランプを実現することができ
る。
【0011】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て、上記金属酸化物微粒子が残光特性を有する粒子なの
で、残光性を付与した長寿命の蛍光ランプを実現するこ
とができる。
【0012】
【発明の実施の形態】図1(a)に本発明の一実施形態
を示す蛍光ランプの概略構成図を示す。図1(a)の蛍
光ランプは、無電極蛍光ランプであって、ランプ本体8
は、ソーダガラスなどの透光性材料で形成された球状の
バルブ7と、鉛ガラス製のステム9とからなり、バルブ
7とステム9とを封着してある。ランプ本体8の内部空
間10には、水銀とArガスが封入されている。また、
バルブ7の内壁面には、蛍光体層11が形成されてい
る。バルブ7の外部にはバルブ7に近接して誘導コイル
12が巻回されている。この無電極蛍光ランプは、誘導
コイル12に高周波電流を流すことにより、誘導コイル
12の周囲に高周波電磁界を発生させ、バルブ7内の放
電ガスが励起されて、発光するようになっている。
【0013】ところで、蛍光体層11を形成する蛍光体
は、図1(b)に示すように、蛍光体粒子1の表面に固
着された金属酸化物微粒子2により形成される保護層が
設けられている。以下、保護層の形成方法について説明
する。本実施形態では、図2に示すようなメカノケミカ
ル処理装置(例えば、ホソカワミクロン(株)製のメカ
ノフュージョンシステムAM−20型)を用いてメカノ
ケミカル法により、すなわち、乾式処理により蛍光体粒
子1の表面に金属酸化物微粒子2を固着(融着)させて
ある。
【0014】図2に示すメカノケミカル装置は、回転軸
を中心として矢印Aの向きに回転する有底円筒状のケー
シング15、インナーピース13、スクレーパーと呼ば
れるブレード部14などにより構成される。ケーシング
15に蛍光体粒子1と金属酸化物微粒子2の混合粉体を
注入して処理を開始すると、図3に示すように、注入さ
れた混合粉体16が遠心力によりケーシング15の内周
面に押し付けられ、そのままケーシング15とともに回
転移動する。インナーピース13とケーシング15との
微小間隔の領域では混合粉体16は強い圧縮、回転作用
を受ける。インナーピース13により圧縮された混合粉
体は16、ブレード部14によりかき取られ、ケーシン
グ15内で再び分散する。このような動作の繰り返しに
より、蛍光体粒子1と、金属酸化物微粒子2との複合化
がなされる。本実施形態では、このような複合化がなさ
れる際に、強力なメカノエネルギが加わるので、蛍光体
粒子1表面に金属酸化物微粒子2が融着してコートされ
る。なお、金属酸化物微粒子2の平均粒径は、蛍光体粒
子1の平均粒径の1/10以下としてある。
【0015】蛍光体粒子1の表面に金属酸化物微粒子2
よりなる保護層が形成された蛍光体(混合粒子)は、有
機系のバインダー中に分散させ、ガラスバルブ7の内壁
面に塗布後、焼成することにより、上述の蛍光体層11
を形成する。しかして、本実施形態の蛍光ランプでは、
従来の湿式処理によって蛍光体粒子1の表面に保護層が
形成されたものに比べて、保護層を形成する金属酸化物
微粒子2の蛍光体粒子1表面への固着強度が強く、イオ
ンボンバードによる蛍光体粒子1の劣化を防ぐことがで
き、また、湿式処理で発生するような不純物混入や蛍光
体粒子1の変質による蛍光体粒子1の劣化がないので、
光束維持率が高く長寿命な蛍光ランプを実現することが
可能となる。
【0016】なお、蛍光ランプの形状や構成は図1
(a)の構造に限定するものではない。 (実施例)本実施例では、上記実施形態で説明した無電
極蛍光ランプにおいて、バルブ7は外径を35mmと
し、ランプ本体8の内部空間10には、2TorrのA
rガスと3mgの水銀とを封入した。また、ランプ管壁
負荷(ランプの単位発光面積当たりのランプ入力)は約
150mW/cm2 とした。
【0017】また、保護層の形成については、平均粒径
が5μmの蛍光体粒子1よりなる100gの蛍光体粉末
に対し、平均粒径が0.013μmのアルミナ微粒子よ
りなる金属酸化物微粒子2を3wt%,15wt%,3
5wt%のいずれかの重量比で配合した混合粉体を、上
記メカノケミカル装置のケーシング15に注入して行っ
た。なお、処理条件としては、ケーシング15の回転数
を800rpmとして15分間回転させた。なお、得ら
れた混合粒子を顕微鏡にて観察し、金属酸化物微粒子2
が蛍光体粒子1のまわりに固着していることが確認され
た。
【0018】図4及び図5に上記条件で試作した無電極
蛍光ランプの初期光束と光束維持率の測定結果を示す。
図4において、初期光束は、アルミナ微粒子よりなる金
属酸化物微粒子2を添加していない蛍光体層を設けた無
電極蛍光ランプ(以下、比較例1)の初期光束を100
%とした相対値を示している。また、光束維持率は、本
実施例では、100時間(100H)経過後の光束値に
対する1000時間(1000H)経過後の光束値の割
合で定義し、上記比較例1の光束維持率を100%とし
た相対値を示している。また、図5は、図4の結果をグ
ラフにしたものであって、横軸を金属酸化物微粒子2
(アルミナ微粒子)の配合量、縦軸を上述の光束維持率
の相対値としてある。
【0019】図4及び図5より、蛍光体粒子1に対して
金属酸化物微粒子2が重量換算で30%以下となる比率
で配合することにより、金属酸化物微粒子2よりなる保
護層を形成していない場合に比べて初期光束を維持しつ
つ、光束維持率の高い、つまり、長寿命の無電極蛍光ラ
ンプが実現されたことがわかる。また、金属酸化物微粒
子2として、長残光性を有する粒子(例えば、SrAl
2 4 :Eu,Dyなどの)を用いることにより、長残
光性を有する蛍光ランプを得ることができた。
【0020】
【発明の効果】請求項1の発明は、放電ガスが封入され
た透光性のバルブの内壁面に蛍光体層が形成された蛍光
ランプであって、蛍光体層を形成する蛍光体は、蛍光体
粒子の表面に乾式処理によって複合化した金属酸化物微
粒子よりなる保護層にて覆われているので、蛍光体粒子
の表面が乾式処理によって複合化した金属酸化物微粒子
よりなる保護層にて覆われていることにより、従来の湿
式処理によって保護層が形成されたものに比べて、保護
層を形成する金属酸化物微粒子の蛍光体粒子表面への固
着強度が強く、イオンボンバードによる蛍光体粒子の劣
化を防ぐことができ、また、湿式処理で発生するような
不純物混入や蛍光体の変質による蛍光体粒子の劣化がな
いので、光束維持率が高く長寿命な蛍光ランプを実現す
ることが可能となるという効果がある。
【0021】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、蛍光体は、蛍光体粒子に対して金属酸化物微粒子が
重量換算で30%以下となる比率で上記乾式処理を行う
ことにより形成された粒子なので、金属酸化物微粒子を
固着していない場合に比べて初期光束を維持しつつ、イ
オンボンバードによる蛍光体の劣化を抑制でき、光束維
持率の高い長寿命の蛍光ランプを実現することができる
という効果がある。
【0022】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て、上記金属酸化物微粒子が残光特性を有する粒子なの
で、残光性を付与した長寿命の蛍光ランプを実現するこ
とができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態を示し、(a)は概略構成図、(b)
は要部概略構成図である。
【図2】メカノケミカル装置の概略構成図である。
【図3】同上の動作説明図である。
【図4】実施例を示し、蛍光体とアルミナ微粒子の配合
量と蛍光ランプの特性との関係説明図である。
【図5】同上のアルミナ配合量と光束維持率との関係を
示すグラフである。
【符号の説明】
1 蛍光体粒子 2 金属酸化物微粒子 7 バルブ 8 ランプ本体 9 ステム 10 内部空間 11 蛍光体層 12 誘導コイル

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放電ガスが封入された透光性のバルブの
    内壁面に蛍光体層が形成された蛍光ランプであって、蛍
    光体層を形成する蛍光体は、蛍光体粒子の表面に乾式処
    理によって複合化した金属酸化物微粒子よりなる保護層
    にて覆われて成ることを特徴とする蛍光ランプ。
  2. 【請求項2】 蛍光体は、蛍光体粒子に対して金属酸化
    物微粒子が重量換算で30%以下となる比率で上記乾式
    処理を行うことにより形成された粒子であることを特徴
    とする請求項1記載の蛍光ランプ。
  3. 【請求項3】 上記金属酸化物微粒子が残光特性を有す
    る粒子であることを特徴とする請求項1記載の蛍光ラン
    プ。
JP31403297A 1997-11-14 1997-11-14 蛍光ランプ Withdrawn JPH11149906A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007023410A2 (en) 2005-08-24 2007-03-01 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Formation of solid carbon dioxide objects
WO2011102042A1 (ja) 2010-02-22 2011-08-25 日立建機株式会社 電動式建設機械

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Effective date: 20050201