(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光ランプのガラス管に用いるガラス組成物であって、
酸化ガドリニウム、酸化テルビウム及び酸化プラセオジムからなる第１群、
及び、酸化ユウロピウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム及び酸化ネオジムからなる第２群の各群から少なくとも１つ選択される２種以上の酸化物を含むことを特徴とするガラス組成物、ただし酸化テルビウムと酸化ユウロピウムとの組み合わせは除く。
【請求項２】
前記ガラス組成物中には、前記第１群から選択される酸化物及び前記第２群から選択される酸化物が、各々０．０１〜３０ｗｔ％含有されていることを特徴とする請求項１記載のガラス組成物。
【請求項３】
請求項１または２記載のガラス組成物で形成された蛍光ランプ用ガラス管。
【請求項４】
請求項３記載のガラス管内に、水銀及び希ガスが封入され、内面に蛍光体が被着された発光管と、当該発光管内に放電を生じさせる電極とを備える蛍光ランプ。
【請求項５】
蛍光ランプのガラス管の内面に形成され金属酸化物を主体とする保護層に用いられる保護層組成物であって、
酸化ガドリニウム、酸化テルビウム及び酸化プラセオジムからなる第１群と、酸化ユウロピウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム及び酸化ネオジムからなる第２群の各群から少なくとも１つ選択される２種以上の酸化物を含むことを特徴とする保護層組成物、ただし酸化テルビウムと酸化ユウロピウムとの組み合わせ並びに酸化ガドリニウムと酸化ユウロピウムとの組み合わせは除く。
【請求項６】
前記保護層組成物中には、
前記第１群から選択される酸化物及び前記第２群から選択される酸化物が、各々０．０１〜３０ｗｔ％含有されていることを特徴とする請求項５記載の保護層組成物。
【請求項７】
請求項５または６記載の保護層組成物からなる保護層で内面が被覆され、その内面に蛍光体が被着されたガラス管の内部に水銀及び希ガスが封入された発光管を備える蛍光ランプ。
【請求項８】
蛍光ランプの蛍光体層を形成するのに用いられる結着剤組成物であって、
酸化ガドリニウム、酸化テルビウム及び酸化プラセオジムからなる第１群と、酸化ユウロピウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム及び酸化ネオジムからなる第２群の各群から少なくとも１つ選択される２種以上の酸化物を含むことを特徴とする結着剤組成物、ただし酸化テルビウムと酸化ユウロピウムとの組み合わせは除く。
【請求項９】
前記結着剤組成物中には、
前記第１群から選択される酸化物及び前記第２群から選択される酸化物が、各々０．０１〜３０ｗｔ％含有されていることを特徴とする請求項８記載の結着剤組成物。
【請求項１０】
請求項８または９記載の結着剤組成物によって、蛍光体粒子が結着されて形成された蛍光体層を備える蛍光ランプ。
【請求項１１】
高輝度放電ランプの外管に用いるガラス組成物であって、
酸化ガドリニウム、酸化テルビウム及び酸化プラセオジムからなる第１群と、酸化ユウロピウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム及び酸化ネオジムからなる第２群の各群から少なくとも１つ選択される２種以上の酸化物を含むことを特徴とするガラス組成物、ただし酸化テルビウムと酸化ユウロピウムとの組み合わせは除く。
【請求項１２】
前記ガラス組成物中には、
前記第１群から選択される酸化物及び前記第２群から選択される酸化物が、各々０．０１〜３０ｗｔ％含有されていることを特徴とする請求項１１記載のガラス組成物。
【請求項１３】
請求項１１または１２記載のガラス組成物で形成された高輝度放電ランプ用外管。
【請求項１４】
放電に伴って可視光及び紫外線を放射する発光管を囲むように請求項１３記載の外管が設けられた高輝度放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光ランプ及び高輝度放電ランプ〔High  intensity  discharge  lamp（ＨＩＤ）〕などの放電ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
蛍光ランプやＨＩＤは、高効率で発光するランプとして広く知られている。
蛍光ランプは、水銀及び希ガスが封入され内面に蛍光体が被着された発光管を備えており、発光管内で放電させることによって水銀の励起放射による２５４ｎｍを主体とする紫外線を発生し、その紫外線で蛍光体を励起して可視光を放射することによって発光光束を得る。この蛍光ランプのタイプとしては、従来から直管形や環形が一般的であるが、この他に電球形やコンパクト形等も近年普及してきている。
【０００３】
一方、ＨＩＤは、１００〜１０００ｋＰａの水銀蒸気中で放電することによって発光する高圧水銀ランプ、放電に伴ってハロゲン化金属が金属原子とハロゲン原子に解離し金属原子で可視光を励起放射することによって発光するメタルハライドランプ、ナトリウム蒸気中で放電することによって発光する高圧ナトリウムランプを総称したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような蛍光ランプやＨＩＤにおいて、基本的な性能として、消費電力が低く且つ高光束が得られ、寿命も長いことが求められており、そのための開発がなされている。
例えば、蛍光ランプの長寿命化に関するものとして、特開平１１−１６７８９９号公報において、従来のソーダガラスを用いた場合、蛍光ランプ製造時或は点灯時にガラスから溶出してくるナトリウムが水銀と反応することによって蛍光ランプの輝度低下が生じやすいという点に着目し、従来のソーダガラスよりもアルカリが溶出しにくいガラスを用いて蛍光ランプの輝度低下を抑える技術が開示されている。
【０００５】
また、蛍光ランプにおいて低消費電力で高光束を得るために、例えば、蛍光体の輝度をより高くするための研究がなされているし、発光管を細管化することによって放電長さを確保する開発もなされている。
このような研究開発に伴って、蛍光ランプやＨＩＤの性能も高まっているが、近年、これらの性能に対する要請が一層高まっており、その要求に応えるために、更に消費電力を低下させたり高光束を得ることを可能とする技術が望まれている。
【０００６】
本発明は、このような背景のもとでなされたものであって、蛍光ランプ並びにＨＩＤをはじめとする放電によって発光するランプにおいて、その発光効率を向上させ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、本発明では、蛍光ランプにおいては、発光管に用いるガラス管を、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム及び酸化プラセオジムからなる第１群と、酸化ユウロピウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム及び酸化ネオジムからなる第２群とから選択される２種以上の酸化物を含むガラス組成物で形成することとした。
【０００８】
もしくは、ガラス管内面が金属酸化物を母材とする保護層で被覆され、その保護層上に蛍光体層が被覆された発光管を備える蛍光ランプにおいて、保護層を、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム及び酸化プラセオジムからなる第１群と、酸化ユウロピウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム及び酸化ネオジムからなる第２群とから選択された２種以上の酸化物を含む保護層組成物で形成することとした。
【０００９】
もしくは、蛍光体粒子が結着剤で結着されて形成された蛍光体層を備える蛍光ランプにおいて、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム及び酸化プラセオジムからなる第１群と、酸化ユウロピウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム及び酸化ネオジムからなる第２群とから選択された２種以上の酸化物を含む結着剤組成物を用いることとした。
【００１０】
上記ガラス組成物中、保護層組成物中或は結着剤組成物中において、第１群から選択される酸化物及び第２群から選択される酸化物の含有量は、各々０．０１〜３０ｗｔ％の範囲内に設定することが望ましい。
上記本発明の蛍光ランプによれば、発光管内における水銀蒸気中での放電に伴って発生する波長２５４ｎｍの紫外線が、蛍光体層で可視光に変換されるだけでなく、ガラス管もしくは保護層もしくは結着剤に含まれる第１の希土類酸化物並びに第２の希土類酸化物に照射され、この第１の希土類酸化物並びに第２の希土類酸化物によって紫外線が効率よく可視光に変換される。
【００１１】
ここで、高効率で可視光に変換されるのは、以下のように、第１の希土類酸化物と第２の希土類酸化物とが連携して作用するためと考えられる。
第１の希土類酸化物は、波長２５４ｎｍの紫外線によって励起されて、より長波長の近紫外線を放射する。一方、第２の希土類酸化物は、波長２５４ｎｍの紫外線を可視光に変換する作用もなすが、上記第１の希土類酸化物から放射される長波長の近紫外線も可視光に変換する。
【００１２】
即ち、第１の希土類酸化物は、波長２５４ｎｍの紫外線を近紫外線に変換して第２の希土類酸化物に伝達する仲介的作用をなしており、この仲介的作用によって、波長２５４ｎｍの紫外線は、第２の希土類酸化物で直接可視光に変換する場合と比べて、より効率よく可視光に変換されるものと考えられる。
また、第１の希土類酸化物から放射される近紫外線が発光管の外部に放出されることもないので、有害紫外線といわれる３８０ｎｍ以下の放射エネルギーを０．０２μＷ／ｃｍ2／１０００ｌｘ以下に抑えることも可能である。
【００１３】
また、ＨＩＤにおいては、外管を、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム及び酸化プラセオジムからなる第１群と、酸化ユウロピウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム及び酸化ネオジムからなる第２群とから選択された２種以上の酸化物を含むガラス組成物で形成することとした。
これによっても、上記蛍光ランプの場合と同様に、第１の希土類酸化物並びに第２の希土類酸化物によって発光管からの紫外線が効率よく可視光に変換される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、本実施形態に係る直管形蛍光ランプを示す図である。図２は、この蛍光ランプにおける発光メカニズムを示す模式図である。
図１に示すように、蛍光管１０は、円筒状のガラス管１１の両端に口金１６が固着されて構成されている。
【００１５】
図１の断面部分に示すように、ガラス管１１の内面には、保護層１２が形成され、その上に蛍光体層１３が形成されている。そして、蛍光体層１３より内側の放電空間１４には、アルゴンなどの希ガスと水銀が封入されている。この封入圧力は、例えば２〜４ｈＰａである。
ガラス管１１は、ソーダガラスを基本とする材料で形成されているが、後述する希土類酸化物が含有されている。
【００１６】
保護層１２は、ＳｉＯ2、α−Ａｌ2Ｏ3、γ−Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＺｎＯ、Ｂ2Ｏ3、Ｓｃ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｃｓ2Ｏから選ばれる酸化物を主成分とする層であって、ガラス管１１から溶出するナトリウム（Ｎａ）が放電空間１４に封入されている水銀（Ｈｇ）と接触するのを防ぐことによって光束維持率を高める働きをなす。保護層１２の厚みとしては０.０１〜１μｍが適当である。
【００１７】
蛍光体層１３は、３波長域発光形の蛍光体粒子が、結着剤によって結着された層であって、保護層１２上に形成されている。
また、放電空間１４の両端には、電極１５が設けられている。電極１５は、コイル状のフィラメントにエミッター（電子放射性物質）が塗布されたものであって、図中の右側が陰極、左側が陽極（図１では、不図示）となっており、各根元部分は、電極用ガラス１７で固定されている。
【００１８】
（ガラス管１１に用いるガラス組成物について）
ガラス管１１に用いるガラス組成物は、その基本的な組成については、一般的なソーダガラスと同様であって、以下の通りである。
ＳｉＯ2：６０〜７５ｗｔ％
Ａｌ2Ｏ3：１〜５ｗｔ％
Ｂ2Ｏ3：０〜５ｗｔ％
Ｒ2Ｏ：３〜３０ｗｔ％（但し、Ｒ＝Ｌｉ，Ｎａ，Ｋから選択される１種以上の元素）
Ｒ’Ｏ：３〜２０ｗｔ％（但し、Ｒ’＝Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｎから選択される１種以上の元素）
このように各成分の範囲を規定する理由は次のとおりである。
【００１９】
ＳｉＯ2は、ガラスの骨格を形成する成分であるのでその含有量は基本的に多い方がよく、６０ｗｔ％を下回ると電気抵抗、加工性が低下するので好ましくない。一方、７５ｗｔ％を超えると、ガラスの軟化温度が高くなりすぎて成形が困難になると共に、熱膨張係数が小さくなりすぎる。
Ａｌ2Ｏ3は、その含有量が１ｗｔ％を下回ると化学耐久性が低下する。一方、含有量が５ｗｔ％を超えるとガラスが不均一となり脈理不良が多くなる。
【００２０】
Ｂ2Ｏ3は、任意成分であるが、少量添加することによって、強度・耐久性を増すと共に、失透を抑える効果がある。一方、含有量が５ｗｔ％を越えると膨張係数が小さくなり過ぎる。
Ｒ2Ｏを３ｗｔ％以上含有させると、いわゆるアルカリ混合効果が得られると共に、原料コストも低減される。しかし、含有量が３０ｗｔ％を超えると、熱膨張係数が大きくなりすぎる。
【００２１】
Ｒ’Ｏを３ｗｔ％以上含有させると、ガラスの硬度、電気絶縁性および化学耐久性が向上する。しかし、含有量が２０ｗｔ％を超えると、ガラスを失透させる傾向が強くなる。
ただし、本実施形態におけるガラス管１１のガラス組成は、上記基本的な組成に加えて、酸化ガドリニウム（Ｇｄ2Ｏ3）、酸化テルビウム（Ｔｂ2Ｏ3）及び酸化プラセオジム（Ｐｒ2Ｏ3）からなる第１群から選択される第１の希土類酸化物と、酸化ユウロピウム（Ｅｕ2Ｏ3）、酸化テルビウム（Ｔｂ2Ｏ3）、酸化ジスプロシウム（Ｄｙ2Ｏ3）及び酸化ネオジム（Ｎｄ2Ｏ3）からなる第２群から選択される第２の希土類酸化物とが、各々０．０１〜３０ｗｔ％の範囲内で含有されている。
【００２２】
上記第１の希土類酸化物として挙げたＧｄ2Ｏ3、Ｔｂ2Ｏ3、Ｐｒ2Ｏ3は、波長２５４ｎｍの紫外線によって励起されて、より長波長の近紫外線を放射する性質を有する。
一方、第２の希土類酸化物とし挙げたＥｕ2Ｏ3、Ｔｂ2Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3、Ｎｄ2Ｏ3は、紫外線によって励起されて可視光を放射する性質を有する。
【００２３】
なお、Ｔｂ2Ｏ3は、上記両方の性質を兼ね備えるので、第１群と第２群の両方に含まれているが、第１の希土類酸化物及び第２の希土類酸化物として共にＴｂ2Ｏ3を選択することはしないものとする。
このようなガラス管１１に用いるガラス組成物は、通常のソーダガラス材料を溶解する前に、上記希土類酸化物の粉末を添加し、この混合物を溶解，成形することによって作製することができる。
【００２４】
（ガラス管１１に上記ガラス組成物を用いることによる作用効果）
図２は、上記蛍光ランプの発光メカニズムを説明する図である。
本実施形態の蛍光ランプにおいて、発光光束が生じる主要なメカニズムは、従来の蛍光ランプと同様である。即ち、点灯回路によって蛍光管１０の電極に電圧が印加されると、蛍光管１０内部の放電空間で放電が生じ、その放電に伴って、蛍光管１０の内部では、水銀および希ガスが励起されて紫外線ＵＶ1（主波長２５４ｎｍ）が発生する。そして、発生した紫外線ＵＶ1が蛍光体層１３に照射されると、蛍光体粒子が励起されて可視光Ｖ1（波長４００ｎｍ程度以上）が発生する。この可視光Ｖ1がガラス管１１を透過して外部に放射され、蛍光管１０の主な発光光束となる。
【００２５】
本実施形態の蛍光ランプにおいては、この主要な発光光束に加えて、以下のように２次的な発光光束（可視光Ｖ2）も生じる。
蛍光管１０内で発生した紫外線ＵＶ1の一部は、蛍光体層１３を透過してガラス管１１に照射されるが、ガラス管１１には上記第１及び第２の希土類酸化物が含まれているため、これら希土類酸化物が上記紫外線ＵＶ1で励起されることによって、ガラス管１１から可視光Ｖ2が放射される。
【００２６】
即ち、本実施形態の蛍光ランプにおいては、主要な発光光束（可視光Ｖ1）だけではなく、ガラス管１１に含まれる第１及び第２の希土類酸化物に起因する２次的な発光光束（可視光Ｖ2）も生じるので、その分、発光効率が向上することになる。
特に、第１の希土類酸化物と第２の希土類酸化物とが含まれていることによって、高い発光効率が得られるが、これは、以下に説明するように、第１の希土類酸化物と第２の希土類酸化物とが連携作用することによって、２５４ｎｍ紫外線が高効率で可視光に変換されるためと考えられる。
【００２７】
第１の希土類酸化物は、波長２５４ｎｍの紫外線によって励起されて、より長波長の近紫外線（Ｇｄ2Ｏ3の場合、波長３１５ｎｍ程度）を放射する。
一方、第２の希土類酸化物は、波長２５４ｎｍの紫外線によっても励起されて可視光（Ｅｕ2Ｏ3の場合、波長６１０ｎｍ程度）を放射するが、上記第１の希土類酸化物から放射される近紫外線によっても励起されて可視光を放射する。
【００２８】
このような第１の希土類酸化物と第２の希土類酸化物との連携作用によって、第２の希土類酸化物を単独で用いる場合と比べて、波長２５４ｎｍの紫外線がより効率よく可視光に変換される。また、第１の希土類酸化物から放射される近紫外線は、第２の希土類酸化物に吸収されて利用されるので発光管の外部に放出されることもない。
【００２９】
よって、第１の希土類酸化物と第２の希土類酸化物とを含有する場合は、第１の希土類酸化物だけもしくは第２の希土類酸化物だけを含有する場合よりも、可視光への変換効率が大きなものとなる。
言い換えれば、第１の希土類酸化物と第２の希土類酸化物とを含有することによって、第１の希土類酸化物だけ若しくは第２の希土類酸化物だけを含有する場合と比べて、希土類酸化物の含有量を少なく設定しても同等の可視光Ｖ2を得ることができる。
【００３０】
また、Ｅｕ2Ｏ3とＧｄ2Ｏ3とを含有させる場合、以下のような効果も奏する。
ガラス組成物に例えばＥｕ2Ｏ3だけを含有させるとガラスがピンク色に着色されるが、Ｅｕ2Ｏ3とＧｄ2Ｏ3とを含有させる場合は、Ｅｕ2Ｏ3の添加量をかなり低くしても同等の可視光Ｖ2を得ることができるので、ガラスの着色を抑えながら高い可視光への変換効率を得ることができる。
【００３１】
ガラス組成物中に含まれる第１の希土類酸化物及び第２の希土類酸化物の各含有量については、それぞれ０．０１〜３０ｗｔ％の範囲内に設定することが、高い可視光変換率を得る上で好ましい。
これは、希土類酸化物の含有量が０．０１ｗｔ％未満であると、濃度が低すぎて十分な可視光量が得られず、一方、希土類酸化物の含有量が３０ｗｔ％を越えると、希土類酸化物どうしがエネルギーの授受を行なうことによって発光エネルギーを放出しにくくなる（濃度消光）ためである。
【００３２】
ところで、日本電球工業規格ＪＥＬ６０１で定められている光源製品の安全性確認試験通則によると、３８０ｎｍ以下の有害紫外線放射量を０．１μＷ／ｃｍ2／１０００ｌｘ以下にすることが定められている。
これに対して、本実施形態の蛍光ランプでは、上記のように第２の希土類酸化物によって近紫外線が吸収されるので、以下の実施例でも示すように、３８０ｎｍ以下の紫外線放射エネルギーを０．０２μＷ／ｃｍ2／１０００ｌｘ以下に低く抑えられる。
〔実施例〕
上記実施形態に基づいて、実施例１〜６にかかる２０Ｗの直管形蛍光ランプを作製した。
【００３３】
実施例１，２，６では、第１の希土類酸化物としてＧｄ2Ｏ3、第２の希土類酸化物としてＴｂ2Ｏ3が含有されたガラス組成物を用いてガラス管を作製した。なお、実施例２では、実施例１と比べてＧｄ2Ｏ3の含有量が大きく設定され、実施例６では、実施例１と比べてＴｂ2Ｏ3の含有量が小さく設定されている。
実施例３では、ガラス管材料に、第１の希土類酸化物としてＧｄ2Ｏ3が、第２の希土類酸化物としてＥｕ2Ｏ3が含有されている。
【００３４】
実施例４では、ガラス管材料に、第１の希土類酸化物としてＧｄ2Ｏ3が、第２の希土類酸化物としてＤｙ2Ｏ3が含有されている。
実施例５では、ガラス管材料に、第１の希土類酸化物としてＰｒ2Ｏ3が、第２の希土類酸化物としてＴｂ2Ｏ3が含有されている。
また、ガラス管の組成以外については実施例と同様に比較例１，２にかかる蛍光ランプも作製した。
【００３５】
比較例１では、ガラス管材料に希土類酸化物は含有されていない。
比較例２，３，４では、ガラス管材料に希土類酸化物としてＴｂ2Ｏ3だけが含有されている。
【００３６】
【表１】
0003678203.tif 000002
実施例１〜６及び比較例１〜４にかかる各蛍光ランプのガラス管組成は、表１に示す通りである。
各ガラス管に用いるガラス組成物は、表１に示した組成でガラス原料を白金るつぼに投入し、１５００℃で３時間加熱溶融し、金型に流し出して形成・放冷することによって作製した。
【００３７】
各ガラス組成物の性質：
実施例及び比較例にかかる各ガラス組成物について、熱膨張係数α、ガラス転位温度、軟化温度、作業温度、アルカリ溶出量を測定した。その結果は、表１には併記している。
熱膨張係数αは、ＪＩＳ  Ｒ３１０２で規定している測定方法に基づき、測定温度を３０〜３８０℃として測定した。
【００３８】
ガラス転位温度も、ＪＩＳ  Ｒ３１０２で規定している測定方法に基づいて測定した。
軟化温度は、ＪＩＳ  Ｒ３１０４で規定している測定方法に基づいて測定した。
作業温度は、粘性が１０3Ｐ・Ｓとなった温度を高温粘性曲線から読み取ることによって測定した。
【００３９】
アルカリ溶出量は、ＪＩＳ  Ｒ３５０２で規定している測定方法に基づいて測定した。
これらの測定結果から、実施例及び比較例いずれのガラス組成物も、ガラス管の材料として適性を備えていることがわかる。
ガラス組成物の発光特性：
実施例１，２及び比較例２のガラス管に用いたガラス組成物について、２５４ｎｍの紫外光を照射したときの発光スペクトルを測定した。
【００４０】
測定方法は、各ガラス組成物について、厚さ２ｍｍ、一辺の長さ２０ｍｍの試験片を作製し、この試験片に対して、２５４ｎｍの励起光を入射放射強度０．４ｍＷ／ｃｍ2となるように照射しながら、試験片からの発光スペクトルを瞬時分光器によって測定した。
図３（Ａ）〜（Ｃ）は、その測定結果であって、（Ａ）は実施例１、（Ｂ）は実施例２、（Ｃ）は比較例２にかかる発光スペクトルである。
【００４１】
実施例１と実施例２にかかる発光スペクトルでは、可視光の発光強度が略同じで、近紫外領域にはわずかに発光が認められる。
一方、比較例２にかかる発光スペクトルでは、可視光の発光強度が、実施例１，２と比べて低いことがわかる。
光束値の測定：
実施例及び比較例にかかる各蛍光ランプについて、初期光束値を測定した。その結果は表１に併記している。この初期光束値は、蛍光ランプを、寿命試験を１００時間行った時点で光束を測定した値である。
【００４２】
考察：
表１に示されている各初期光束値を比較して見ると、Ｔｂ2Ｏ3が含有された比較例２では、比較例１よりも高い光束値が得られているが、実施例１〜６ではいずれも、この比較例２と比べて、より高い光束値が得られている。
また、ガラス管にＧｄ2Ｏ3とＴｂ2Ｏ3とが含有された実施例１，２，６と、ガラス管にＴｂ2Ｏ3だけが含有された比較例２〜４と比べても、実施例１，２，６の方が高い光束値が得られている。
【００４３】
特に、実施例６と比較例２，３とを比べると、希土類酸化物の含有量については同等もしくは実施例６の方が低いけれども、実施例６の方が高い光束値が得られていることがわかる。
これらの結果は、第１の希土類酸化物及び第２の希土類酸化物を組み合わせて含有させることによって、第２の希土類酸化物だけを含有させる場合よりも高い発光効率が得られることを裏付けている。
【００４４】
なお、実施例１と実施例２とを比べると、実施例２の方が若干高い光束値が得られている。これは実施例２の方がＧｄ2Ｏ3の含有量が多いためと考えられる。但し、コスト面では、Ｇｄ2Ｏ3の含有量が少ない実施例１の方が有利である。
また、比較例４では、比較例１〜３よりも光束値が低いが、これはＴｂ2Ｏ3の濃度が高すぎることによって濃度消光が起こっているためと考えられる。
【００４５】
有害紫外線の測定：
実施例及び比較例にかかる各蛍光ランプについて、日本電球工業規格ＪＥＬ６０１で定められている光源製品の安全性確認試験通則に基づいて、有害紫外線を測定した。その結果は、表１に併記してある。
実施例及び比較例のいずれも、０．１μＷ／ｃｍ2／１０００ｌｘ以下に納まっているが、実施例の方が比較例よりも有害紫外線が低く抑えられていることがわかる。
【００４６】
なお、表１に示したもの以外にも、第１の希土類酸化物（Ｇｄ2Ｏ3、Ｔｂ2Ｏ3、Ｐｒ2Ｏ3）及び第２の希土類酸化物（Ｅｕ2Ｏ3、Ｔｂ2Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3、Ｎｄ2Ｏ3）から任意に２種類を選択してガラス組成物に含有させると、第２の希土類酸化物を単独で含有させる場合よりもランプ光束を向上できることがわかった。
〔実施の形態２〕
上記実施の形態１では、ガラス管１１に第１の希土類酸化物及び第２の希土類酸化物を組み合わせて含有させたが、本実施の形態では、保護層１２に、第１の希土類酸化物及び第２の希土類酸化物を組み合わせて含有させている。
【００４７】
本実施形態における保護層１２は、以下の方法によって形成することができる。
保護層１２の母材（ＳｉＯ2、α−Ａｌ2Ｏ3、γ−Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＺｎＯ、Ｂ2Ｏ3、Ｓｃ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｃｓ2Ｏから選択される金属酸化物）となる粉末原料に、第１の希土類酸化物及び第２の希土類酸化物を添加して溶融し粉砕することによって複合酸化物の粉末を作製し、この粉末を、分散剤と共に、水或は有機溶媒（イソプロピルアルコール）といった溶媒に加え、これに分散させることによって塗布液を作製する。そして、この塗布液を、ガラス管１１の内面に噴霧法などの方法を用いて塗布し、乾燥・焼成することによって保護層１２を形成することができる。
【００４８】
このようにして希土類酸化物が母材中に溶解されることによって、母材と希土類酸化物とは、複合酸化物を形成することになる。
なお、混合粉末をガラス管１１の内面に塗装する方法としては、上記のような湿式法の他に、静電塗装法、或は金属アルコキシドを有機溶媒に溶解した液を用いるゾルゲル法を用いることも考えられる。
【００４９】
上記の保護層１２によれば、保護層１２の本来の機能である光束維持率を高める効果と、第１の希土類酸化物及び第２の希土類酸化物による発光効率向上効果とを得ることができる。
即ち、上記実施の形態１で説明したのと同様、放電に伴って発生した２５４ｎｍ紫外線の一部が、蛍光体層１３を透過して保護層１２に照射されるが、保護層１２に含まれている第１の希土類酸化物及び第２の希土類酸化物によって、効率よく可視光に変換されることによって、発光効率が向上するという効果を奏する。
【００５０】
また、保護層１２において、第１及び第２希土類酸化物は、母材中に溶解しているので、保護層１２の可視光透過性が希土類酸化物によって損なわれることもない。
保護層１２に含まれる第１の希土類酸化物及び第２の希土類酸化物の各濃度は、それぞれ０．０１〜３０ｗｔ％の範囲内に設定することが、高い可視光発光量を得る上で好ましい。
【００５１】
なお、保護層１２だけでなく、ガラス管１１にも第１及び第２希土類酸化物を含有させれば、保護層１２に含まれている第１及び第２希土類酸化物だけでなく、ガラス管１１に含まれている希土類酸化物に起因する発光光束も生じ、その分更に発光効率が向上する。
〔実施の形態３〕
上記実施の形態１では、ガラス管１１に第１の希土類酸化物及び第２の希土類酸化物を組み合わせて含有させたが、本実施の形態では、蛍光体層１３の結着剤に、第１の希土類酸化物及び第２の希土類酸化物を組み合わせて含有させている。
【００５２】
即ち、本実施形態における蛍光体層は、３波長域発光形の蛍光体粒子が、硼酸カルシウム・バリウムとピロリン酸カルシウムの混合物を基本材料とする結着剤によって結着されて形成されている。
そして、結着剤の基本材料に、上記実施の形態１で説明した第１及び第２希土類酸化物が溶け込んでいる。
【００５３】
なお、結着剤の基本材料として、上記硼酸カルシウム・バリウムとピロリン酸カルシウムの混合物の他に、硼酸カルシウム・バリウムや酸化アルミニウムを単独で用いたり、酸化アルミニウムとピロリン酸カルシウムの混合物を用いることもできる。
蛍光体層１３において、蛍光体粒子に対する結着剤の添加量は、０．００１〜１０ｗｔ％の範囲に設定するのが好ましい。
【００５４】
上記蛍光体層１３によれば、紫外線ＵＶ1が蛍光体層１３に照射されると、蛍光体粒子が励起されて可視光Ｖ1が発生し、この可視光Ｖ1が蛍光管１０の主な発光光束となる点は、実施の形態１で説明したのと同様である。
本実施形態では、更に、放電に伴って発生した紫外線ＵＶ1の一部が、結着剤に含まれる第１の希土類酸化物及び第２の希土類酸化物によって、効率よく可視光に変換されることによって、発光効率が向上するという効果を奏する。
【００５５】
結着剤組成物中に含まれる第１の希土類酸化物及び第２の希土類酸化物の各濃度は、それぞれ０．０１〜３０ｗｔ％の範囲内に設定することが、高い可視光変換率を得る上で好ましい。
上記の蛍光体層１３は、以下のように作製することができる。
上記基本材料と第１の希土類酸化物及び第２の希土類酸化物とを混合し、これを溶解，成形することによって、結着剤を作製する。
【００５６】
蛍光体粒子と上記結着剤とを、バインダを含む溶媒に分散させて分散液を作製する。
そして、この分散液を、ガラス管１１の保護層１２上に塗布し、乾燥・焼成することによって蛍光体層１３を形成することができる。
〔実施の形態４〕
本実施の形態では、High  intensity  discharge  lamp（ＨＩＤ）並びに白熱電球に適用する場合について説明する。
【００５７】
図４は、蛍光水銀ランプの一例を示す図である。
この蛍光水銀ランプは、高圧水銀ランプの１種であって、当図に示すように、発光管５１、口金５２、外管５３などから構成されている。
発光管５１は、透明石英ガラスで形成され、両端に電極５４を備え、内部に水銀とアルゴンガスが封入されている。
【００５８】
外管５３は、発光管５１を取り囲むように設けられたガラス管５５の内面に、蛍光体層５６が被着されて構成されている。
そして、発光管５１では、高圧（１００〜１０００ｋＰａ）の水銀蒸気中で放電することによって可視光を放射するが、これに加えて発光管５１では紫外光も放射され、外管５３の蛍光体層５６がこの紫外光を受けて可視光を励起放射するようになっている。
【００５９】
ここで、外管５３のガラス管５５は、ほうけい酸ガラスで形成されているが、上記実施の形態１で説明した第１の希土類酸化物及び第２の希土類酸化物が含有されている。
これによって、当該外管５３は、実施の形態１で説明した蛍光管１０と同様の作用効果を奏する。
【００６０】
即ち、発光管５１からの紫外光の一部が、蛍光体層５６を透過してガラス管５５に照射されるが、ガラス管５５に含まれている第１の希土類酸化物及び第２の希土類酸化物が、この紫外線を効率よく可視光に変換する。
この作用によって、本蛍光水銀ランプは優れた発光効率を得ることができる。
なお、ここでは、外管５３に蛍光体層５６が設けられた蛍光水銀ランプについて説明したが、外管に蛍光体層が設けられていない高圧水銀ランプにおいても、外管を形成するガラス組成物に上記の第１の希土類酸化物及び第２の希土類酸化物を含有させることによって、発光効率を向上させることができる。
【００６１】
メタルハライドランプ及び高圧ナトリウムランプについて：
メタルハライドランプは、透明石英ガラスからなる発光管、ほうけい酸ガラスからなる外管などから構成されている点は上記蛍光水銀ランプと同様であるが、発光管内には、発光物質としてのハロゲン化金属（例えば、スカンジウム（Ｓｃ）及びナトリウム（Ｎａ）のハロゲン化物）の他に、始動用として希ガス及び電気特性と最適温度のアーク放電を維持するための緩衝ガスとして水銀が封入されており、外管には蛍光体層は設けられていない。
【００６２】
このようなメタルハライドランプにおいて、基本的には、発光管内で放電するのに伴って、ハロゲン化金属が金属原子とハロゲン原子に解離し、金属原子が可視光を励起放射することによって発光光束が得られる。
ここで、発光管においては放電に伴って紫外光も放射されるので、上記外管に、上記の第１の希土類酸化物及び第２の希土類酸化物を含有させることによって、紫外線が可視光に効率よく変換されるので、全発光光束が増し、優れた発光効率が得られる。
【００６３】
高圧ナトリウムランプは、多結晶アルミナセラミックスからなる発光管、ソーダガラスからなる外管などから構成され、発光管内には、発光物質としてのナトリウムとともに、始動ガスとしてのキセノンガスと緩衝ガスとしての水銀が封入されており、外管には蛍光体層は設けられていない。
このような高圧ナトリウムランプにおいても、基本的に、発光管７１内でナトリウム蒸気中で放電するのに伴って可視光が励起放射されて発光光束が得られるが、発光管からは紫外光も若干放射されるので、上記外管に、第１の希土類酸化物及び第２の希土類酸化物を含有させることによって、紫外線が可視光に効率よく変換されるので、全発光光束が増し、優れた発光効率が得られる。
【００６４】
白熱電球への適用：
白熱電球としては、一般照明用電球とハロゲン電球とが代表的である。
一般照明用電球は、軟質のソーダガラス或いは硬質のほうけい酸ガラスからなるバルブを備え、その内部に不活性ガス（窒素、アルゴン、クリプトンなど）が封入され、導入線及びタングステンフィラメントからなる電極が設けられている。
【００６５】
ハロゲン電球では、一般に石英からなるバルブが用いられ、これに不活性ガスと共にハロゲン物質が封入され、導入線及びタングステンフィラメントからなる電極が設けられている。
このような白熱電球においては、基本的には、従来と同様に電極に通電することによりフィラメントが高温となって可視光を放射して発光光束が得られるが、この放射光中には紫外線も若干含まれる。
【００６６】
従って、バルブ材料のガラスに、上記実施の形態１で挙げたのと同様の第１の希土類酸化物及び第２の希土類酸化物を含有させることによって、紫外線が可視光に効率よく変換されるので、全発光光束が増し、優れた発光効率が得られる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の蛍光ランプにおいては、ガラス管に用いるガラス組成物、保護層組成物或は蛍光体層の結着剤に、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム及び酸化プラセオジムからなる第１群と、酸化ユウロピウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム及び酸化ネオジムからなる第２群とから選択される２種以上の酸化物を含ませることによって、紫外線が効率よく可視光に変換される。
【００６８】
また、ＨＩＤにおいても、外管を、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム及び酸化プラセオジムからなる第１群と、酸化ユウロピウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム及び酸化ネオジムからなる第２群とから選択された２種以上の酸化物を含むガラス組成物で形成することによって、同様に、発光管からの紫外線が効率よく可視光に変換される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る蛍光ランプを示す図である。
【図２】上記蛍光ランプにおける発光メカニズムを示す模式図である。
【図３】実施例１，２及び比較例２のガラス管に用いたガラス組成物の発光スペクトルである。
【図４】実施の形態３にかかる蛍光水銀ランプを示す図である。
【符号の説明】
１０    蛍光管
１１    ガラス管
１２    保護層
１３    蛍光体層
１４    放電空間
１５    電極
【図１】
0003678203.tif 000003
【図２】
0003678203.tif 000004
【図３】
0003678203.tif 000005
【図４】
0003678203.tif 000006