(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプバルブ内面に蛍光体を用いて蛍光体膜を形成してなる蛍光ランプの製造方法において、前記蛍光体が、青色蛍光体として、ユーロピウム付活アルミン酸塩蛍光体と、ユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体とのうち少なくとも一つを含み、かつ前記蛍光体膜を形成するためランプバルブに塗布する水性蛍光体塗布液に、微粒子アルミナと、希土類の水酸化物の析出ｐＨ値が上記水性蛍光体塗布液のｐＨ値よりも高い希土類塩とを添加したことを特徴とする蛍光ランプの製造方法。
【請求項２】
上記希土類塩は、希土類の水酸化物の析出ｐＨ値が６．８以上であることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項３】
前記微粒子アルミナが、蛍光体の重量に対し０．５重量％以上１０重量％以下であることを特徴とする請求項１または２記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項４】
前記希土類塩は、硝酸塩と酢酸塩とハロゲン化物とのいずれかを含むこと特徴とする請求項１から３いずれかに記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項５】
前記希土類塩の添加量が蛍光体１ｋｇあたり希土類原子換算で１×１０−３ｍｏｌ以上２．５×１０−２ｍｏｌ以下であることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項６】
上記請求項１記載の蛍光ランプの製造方法によって製造された蛍光ランプ。
【請求項７】
ランプバルブに蛍光体膜を形成するためにランプバルブに塗布する蛍光体塗布液において、ユーロピウム付活アルミン酸塩蛍光体と、ユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体とのうち少なくとも一つを含む青色蛍光体と、微粒子アルミナと、希土類の水酸化物の析出ｐＨ値が上記水性蛍光体塗布液のｐＨ値よりも高い希土類塩とを含むことを特徴とする蛍光体塗布液。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水性蛍光体塗布液をランプバルブに塗布して製造する蛍光ランプの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
３波長蛍光ランプの蛍光体膜は、特公昭５８−１８７３１や特公昭６１−１１８５に記載されるように、青色蛍光体、赤色蛍光体、緑色蛍光体が混合され３波長混合蛍光体とした後、更に脱イオン水、ポリエチレンオキサイド水溶液が攪拌、混合され、水性蛍光体塗布液として、ランプバルブに塗布され、形成される。上記の材料が混合された水性蛍光体塗布液は、製造される蛍光ランプの光源色が所定の規格の範囲内に入るように色調検査され、規格に合致しなければ少量の蛍光体が添加され、色修正が行われるため、混合されてから蛍光ランプの塗布ラインで使用が開始されるまでの間数日を要する。
【０００３】
また、塗布ラインで使用された上記塗布液のうち使用されずに残った分は、保存され、次回の、同じ光源色のランプの製造時に使用される。色調検査の間や塗布液を保存している間は、液の攪拌は通常は止めているため、この問に塗布液中の蛍光体は徐々に沈降する。蛍光体の沈降速度は青、赤、緑の蛍光体によってそれぞれ異なるため、色調検査後や保存後にランプバルブに実際に蛍光体塗布液を塗布する前には、十分に攪拌する必要が有る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
３波長蛍光ランプの高効率化に伴い、青色蛍光体としてより効率の高い、ユーロピウム付活アルミン酸塩蛍光体やユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体が、従来の、ユーロピウム付活クロロリン酸塩・蛍光体に替わり、主流を占めつつある。ところで、ユーロピウム付活アルミン酸塩蛍光体やユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体を使用した３波長混合蛍光体の水性蛍光体塗布液は、塗布液中の蛍光体の沈降速度が速く、また水性蛍光体塗液の底部に沈降した塗液は、一般的な懸濁液の底部に沈降した沈殿と比べて非常に固い粘土状に固まるため、蛍光ランプの光源色が合いにくいことや、固まった蛍光体を、攪拌機で捲き上げ、均一な状態に再分散させるには多大な時間がかかる、という問題点を有していた。
【０００５】
色調検査中や塗布液の保存中に常時塗布液を攪拌しておく方法も検討されたが、長時間にわたる攪拌は、増粘剤であるポリエチレンオキサイドの分子の切断による粘度低下を引き起こすため、塗布液の粘度が安定しないという問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、蛍光体塗布液に含まれる蛍光体の沈降及び固化を抑制する蛍光体塗布液、蛍光ランプの製造方法及び上記製造方法で製造された蛍光ランプを提供することである。
【０００７】
また、本発明の目的は、粘度低下という悪影響を、起こすこと無しに、蛍光体の沈降を遅くし、かつ沈降しても固まらず、色調調整時や保存後に、多大な攪拌時間を必要としない、蛍光体塗布液による蛍光ランプの製造方法及び上記製造方法で製造された蛍光ランプを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る蛍光ランプの製造方法は、ランプバルブ内面に蛍光体を用いて蛍光体膜を形成してなる蛍光ランプの製造方法において、前記蛍光体が、青色蛍光体として、ユーロピウム付活アルミン酸塩蛍光体と、ユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体とのうち少なくとも一つを含み、かつ前記蛍光体膜を形成するためランプバルブに塗布する水性蛍光体塗布液に、微粒子アルミナと、希土類の水酸化物の析出ｐＨ値が上記水性蛍光体塗布液のｐＨ値よりも高い希土類塩とを添加したことを特徴とする。
【０００９】
上記希土類塩は、希土類の水酸化物の析出ｐＨ値が６．８以上であることを特徴とする。
【００１０】
前記微粒子アルミナが、蛍光体の重量に対し０．５重量％以上１０重量％以下であることを特徴とする。
【００１１】
前記希土類塩は、硝酸塩と酢酸塩とハロゲン化物とのいずれかを含むこと特徴とする。
【００１２】
前記希土類塩の添加量が蛍光体１ｋｇあたり希土類原子換算で１×１０−３ｍｏｌ以上２．５×１０−２ｍｏｌ以下であることを特徴とする。
【００１３】
この発明に係る蛍光ランプは、上記蛍光ランプの製造方法によって製造されたことを特徴とする。
【００１４】
この発明に係る蛍光体塗布液は、ランプバルブに蛍光体膜を形成するためにランプバルブに塗布する蛍光体塗布液において、ユーロピウム付活アルミン酸塩蛍光体と、ユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体とのうち少なくとも一つを含む青色蛍光体と、微粒子アルミナと、希土類の水酸化物の析出ｐＨ値が上記水性蛍光体塗布液のｐＨ値よりも高い希土類塩とを含むことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
作用．
ランプバルブ（ガラスバルブ）内面に蛍光体膜を形成してなり、前記蛍光体が、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体の混合蛍光体である蛍光ランプにおいて、前記青色蛍光体が、ユーロピウム付活アルミン酸塩蛍光体（ＢＡＭ）またはユーロピウム，マンガン付活アルミン酸塩蛍光体（ＢＡＭ−Ｍｎ）のうち少なくとも一つを含み、かつ、前記蛍光体膜を形成するためランプバルブに塗布する水性蛍光体塗布液に、微粒子アルミナと、希土類の水酸化物の析出ｐＨ値が水性蛍光体塗布液のｐＨ値よりも高い析出ｐＨ値である希土類塩を、添加したことにより蛍光体の沈降と固化を大幅に抑制することができる。
【００１６】
また、前記微粒子アルミナの添加量は、蛍光体の重量に対し０．５重量％以上１０重量％以下、前記希土類塩の添加量が蛍光体１ｋｇ当たり、希土類原子換算で１×１０−３ｍｏｌ以上２．５×１０−２ｍｏｌ以下にすることにより蛍光ランプの外観や特性に影響を与えることなく、効果を得ることが出来る。
また、この蛍光ランプの製造方法で用いる微粒子アルミナは、１μ以下の粒子の微粒子アルミナを用いる。好ましくは、０．００５μ以上、０．１μ以下の粒子の微粒子アルミナを用いる。
【００１７】
実施例．
緑色蛍光体セリウム，テルビウム付活リン酸ランタン４０重量％に、赤色蛍光体ユーロピウム付活酸化イットリウム４０重量％、青色蛍光体ユーロピウム，マンガン付活アルミン酸バリウム・マグネシウム２０重量％を混合した３波長混合蛍光体１ｋｇに脱イオン水１．５リットル（ｌ）、ラッカーとして、５％ポリエチレンオキサイド水溶液１リットル（ｌ）を加え、攪拌しながら、微粒子アルミナと希土類塩とを添加量を変化させて添加して水性蛍光体塗布液を生成する（図１）。
このようにして作成する水性蛍光体塗布液は、ｐＨ値が６．５〜６．７である。
【００１８】
微粒子アルミナの添加量は、蛍光体重量に対して０．２〜２０重量％の範囲で変化させた。
また、希土類塩は、“レアアース”新版（社団法人  新金属協会編、平成元年１２月１日改訂４版、社団法人  新金属協会発行）記載の図２に示された希土類水酸化物の析出ｐＨ値が６．８であるガドリニウムの塩である硝酸ガドリニウム（ＩＩＩ）（Ｇｄ（ＮＯ３  ）３  ）を蛍光体１ｋｇ当たりの希土類原子のｍｏｌ数で２×１０−４ｍｏｌから５×１０−２ｍｏｌの範囲で変化させた。
このようにして、微粒子アルミナと硝酸ガドリニウム（ＩＩＩ）（Ｇｄ（ＮＯ３  ）３  ）とを、添加量をそれぞれ変化させて添加して水性蛍光体塗布液を作成した。
作成した水性蛍光体塗布液を、それぞれ実施例１〜２６とし、図３に結果を示した。
【００１９】
また、図２に示された希土類水酸化物の析出ｐＨ値が７．８であるランタンの塩である硝酸ランタン（ＩＩＩ）（Ｌａ（ＮＯ３  ）３  ）を蛍光体１ｋｇ当たりの希土類原子のｍｏｌ数で５×１０−４ｍｏｌから３．５×１０−２ｍｏｌの範囲で変化た以外は、硝酸ガドリニウムと同様にして作成した水性蛍光体塗布液をそれぞれ実施例２７〜３９とし、図４に結果を示した。
【００２０】
そして、水性蛍光体塗布液に微粒子アルミナまたは硝酸ガドリニウム（ＩＩＩ）を添加しないか、どちらも添加しないこと以外は、上記実施例と同様にして作成した蛍光体塗布液を比較例１〜７とし、さらに、図２に示された希土類水酸化物の析出ｐＨ値が６．３であるルテニウムの塩である硝酸ルテニウム（ＩＩＩ）（Ｌｕ（ＮＯ３  ）３  ）を添加したこと以外は、実施例と同様にして作成した蛍光体塗布液を比較例８〜１３とし、その結果を図５に示した。
【００２１】
実施例及び比較例には、水性蛍光体塗布液を十分に攪拌させた後静置して、塗布液中の沈降度合いを評価した結果及び沈降した蛍光体層の硬さを評価した結果、また、それぞれの塗布液をＦＬ４０Ｓ蛍光ランプ用バルブに塗布し、焼き付け、封止、排気の工程を経て作成した蛍光ランプの全光束及び蛍光体の膜の外観を評価した結果を示している。
【００２２】
図３〜図５において、希土類塩添加量の単位、（ｍｏｌ）は、蛍光体１ｋｇ当たりの希土類原子のｍｏｌ数であり、微粒子アルミナ添加量単位、（重量％）は、蛍光体の重量に対する重要％である。また、光束の単位は、ｌｍ（ルーメン）である。
図４，図５において、評価の度合いを示す‘○’，‘△’，‘×’は、図３と同様である。
【００２３】
微粒子アルミナまたは硝酸ガドリニウム（ＩＩＩ）を添加しないか、どちらも添加しない比較例では、蛍光体塗布液の蛍光体の沈降及び固化はほとんど抑制されていないのに対し、硝酸ガドリニウムまたは硝酸ランタンと微粒子アルミナの両方を添加した実施例では、蛍光体塗布液の蛍光体の沈降及び固化が抑制されていることが分かる。
添加される硝酸ガドリニウムまたは硝酸ランタンの量が０．００１（１×１０−３）ｍｏｌより少ない場合、及び、微粒子アルミナの添加量が０．５重量％より少ない場合には、抑制効果が小さくなること、添加される硝酸ガドリニウムまたは硝酸ランタンの量が０．０２５（２．５×１０−２）ｍｏｌより多い場合には、蛍光ランプの明るさが低下すること、微粒子アルミナの添加量が１０重量％より多い場合には、蛍光ランプに塗布された蛍光体膜の外観が悪くなる。
【００２４】
従って、好適な微粒子アルミナの添加量は、蛍光体の重量に対し０．５重量％以上１０重量％以下、また、好適な硝酸ガドリニウムまたは硝酸ランタンの添加量は蛍光体１ｋｇ当たり、希土類原子換算で１×１０−３ｍｏｌ以上２．５×１０−２ｍｏｌ以下であることが望ましい。
【００２５】
また、希土類水酸化物の析出ｐＨ値が６．８であるガドリニウムの塩である硝酸ガドリニウム及び希土類水酸化物の析出ｐＨ値が７．８であるランタンの塩である硝酸ランタン実施例において効果があるものの、希土類水酸化物の析出ｐＨ値が６．３であるルテニウムの塩である硝酸ルテニウムを添加した比較例においてはほとんど効果が認められないことから、添加する希土類塩が希土類水酸化物を形成した場合の析出ｐＨ値が６．８以上で効果がある事が分かる。
【００２６】
ところで、ユーロピウム付活アルミン酸塩蛍光体またはユーロピウム，マンガン付活アルミン酸塩蛍光体のうち少なくとも一つを含みむ水性蛍光体塗液に、微粒子アルミナと、希土類の水酸化物の析出ｐＨ値が６．８以上である希土類塩を、添加したことにより蛍光体の沈降と固化を大幅に抑制することができる理由については明確な機構については分かっていないが、希土類の塩には、ユーロピウム付活アルミン酸塩蛍光体またはユーロピウム，マンガン付活アルミン酸塩蛍光体からの、蛍光体の沈降固化を促進させる成分の溶出を抑える働きがあり、微粒子アルミナの存在下において、その効果が増大すると考えられる。
また、水酸化物の析出ｐＨ値が水性蛍光体塗布液より高い希土類が効果的な理由については、これらの希土類の水酸化物の析出ｐＨが水性蛍光体塗布液より高い場合、これら希土類は塗布液中において水酸化物の析出を起こさず、安定にイオンの形で存在するためと考えられる。
【００２７】
なお、本実施例においては、希土類の塩として、硝酸塩を用いたが、水への溶解度が高い塩であれば、その他の塩、例えば、酢酸塩、ハロゲン化物等のいずれか、或いは、これらの混合物を用いても同様の効果が得られる。
また、この実施例では、希土類としてランタン及びガドリニウムを用いたが、希土類の水酸化物の析出ｐＨ値が６．８以上の希土類であれば、その他の希土類、例えばセリウム等を用いても同様の効果が得られる。
【００２８】
更に、上記実施例では、ｐＨ値が６．５〜６．７の水性蛍光体塗布液を前提として説明したが、水性蛍光体塗布液のｐＨ値が６．８より低い場合、例えば、ｐＨ値６．０若しくは、それ以下の場合には、希土類の水酸化物の析出ｐＨ値が水性蛍光体塗布液のｐＨ値よりも高い希土類であれば上記実施例と同様の効果が得られる。
すなわち、希土類の水酸化物の析出ｐＨ値が、水性蛍光体塗液より高い場合には、希土類の水酸化物は、水性蛍光体塗液内で安定したイオンの形で存在し得るからである。
【００２９】
また、上記実施例では、混合蛍光体の一例として、青色蛍光体、赤色蛍光体、緑色蛍光体とを含む場合を説明した。
しかしながら、この発明に係る水性蛍光体塗布液は、蛍光体として少なくともユーロピウム付活アルミン酸塩蛍光体と、ユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体とのうちすくなくとも一つを含む青色蛍光体が含まれていればよい。従って、水性蛍光体塗布液は、蛍光体として赤色蛍光体と緑色蛍光体とのいずれか一方、あるいは両方を含まない場合であっても、この発明に係る水性蛍光体塗布液は、蛍光体の沈降、固化を抑制することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば粘度低下という悪影響を、起こすこと無しに、蛍光体の沈降を遅くし、かつ、沈降しても固まらない蛍光体塗布液による蛍光ランプの製造方法を提供することができる。
【００３１】
また、蛍光体塗布液の蛍光体の沈降、固化を抑制することにより、蛍光体塗布液を攪拌する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水性蛍光体塗布液の作成工程の一例を示した図。
【図２】希土類の水酸化物の析出ｐＨ値を示した図。
【図３】希土類塩として硝酸ガドリニウムを用いた実施例を表す図。
【図４】希土類塩として硝酸ランタンを用いた実施例を表す図。
【図５】希土類塩として硝酸ガドリニウムと硝酸ルテニウムとを用いた場合を比較した例を表す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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