(57)【要約】【課題】  従来の残光性蛍光体だけでは赤色発光成分の発光強度が弱く、白色もしくは赤色発光の残光性蛍光ランプを実現することはこれまで困難であった。本発明は青緑色光を効率よく吸収し赤色発光する残光性蛍光体を得ることによって、白色光もしくは赤色発光の残光性を持つ蛍光ランプを提供する。【解決手段】  ガラス容器１の内表面に蓄光蛍光体膜４ａを形成した蛍光ランプにおいて、蓄光蛍光体膜４ａは、ＭＡｌ２Ｏ４（ただし、ＭはＣａ、Ｓｒ及びＢａからなる群から選ばれる少なくとも一つ以上の金属元素）で表される蛍光体からなる残光性蛍光体と、一般式Ｃａ３（Ｌａ１−Ｘ，ＥｕＸ）２Ｗ２Ｏ１２（０＜Ｘ＜１）で表される赤色発光蛍光体もしくは一般式ＬｉＬａ１−ＸＥｕＸＮｂ２Ｏ７（０＜Ｘ＜１）で表される赤色発光蛍光体との両方を具備している。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス容器の内表面に蓄光蛍光体膜を形成した蛍光ランプにおいて、前記蓄光蛍光体膜は青緑色発光を示す残光性蛍光体と、青緑色発光を吸収し発光する赤色発光蛍光体との両方を具備したことを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
前記青緑色発光を示す残光性蛍光体は、ＭＡｌ２Ｏ４（ただし、ＭはＣａ、Ｓｒ及びＢａからなる群から選ばれる少なくとも一つ以上の金属元素）で表される残光性蛍光体からなることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
【請求項３】
前記赤色発光蛍光体は、一般式Ｃａ３（Ｌａ１−Ｘ，ＥｕＸ）２Ｗ２Ｏ１２（０＜Ｘ＜１）で表される赤色発光蛍光体もしくは一般式ＬｉＬａ１−ＸＥｕＸＮｂ２Ｏ７（０＜Ｘ＜１）で表される赤色発光蛍光体からなることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
【請求項４】
前記蓄光蛍光体膜は、ＭＡｌ２Ｏ４（ただし、ＭはＣａ、Ｓｒ及びＢａからなる群から選ばれる少なくとも一つ以上の金属元素）で表される蛍光体からなる残光性蛍光体と、一般式Ｃａ３（Ｌａ１−Ｘ，ＥｕＸ）２Ｗ２Ｏ１２（０＜Ｘ＜１）で表される赤色発光蛍光体もしくは一般式ＬｉＬａ１−ＸＥｕＸＮｂ２Ｏ７（０＜Ｘ＜１）で表される赤色発光蛍光体との混合膜であることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
【請求項５】
前記蓄光蛍光体膜の発光色の制御は、前記青緑色発光を示す残光性蛍光体と前記赤色発光蛍光体との混合比を調節することによって行われることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
【請求項６】
前記蓄光蛍光体膜は、金属酸化物の微粒子が含有されていることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
【請求項７】
前記金属酸化物の微粒子は、α−アルミナ、γ−アルミナ、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３から選ばれた一つ又は複数の微粒子であることを特徴とする請求項６記載の蛍光ランプ。
【請求項８】
前記金属酸化物の微粒子は、一次粒子の最大粒径が前記蓄光蛍光体膜の最小粒径より小さいことを特徴とする請求項６記載の蛍光ランプ。
【請求項９】
前記金属酸化物は、前記蓄光蛍光体膜に重量比で１０〜４０ｗｔ％含有されていることを特徴とする請求項６記載の蛍光ランプ。
【請求項１０】
一般式Ｃａ３（Ｌａ１−Ｘ，ＥｕＸ）２Ｗ２Ｏ１２（０＜Ｘ＜１）もしくは一般式ＬｉＬａ１−ＸＥｕＸＮｂ２Ｏ７（０＜Ｘ＜１）で表されることを特徴とする赤色発光蛍光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蛍光ランプに関し、特にランプ消灯後、長時間が経過しても物の識別が可能な残光特性を有する蛍光ランプ及びそれに用いる赤色発光蛍光体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の残光性を有する蛍光ランプとして、ガラスバルブの内部空間に希ガスと共に水銀を封入した残光形水銀蛍光ランプがある。この蛍光ランプは、電力供給が絶たれた後も長い間発光を続けるという性質（蓄光性あるいは長残光性）を利用した蛍光ランプである。そして、外部からの電力供給が絶たれた後も明るさを保っていることから、例えば、大型店舗や劇場あるいは地下街のように、人が多く集まる空間において一般照明を兼ねた停電時の避難経路表示などに用いられている。
【０００３】
図１は、この従来の残光形水銀蛍光ランプの一例を示す要部断面図である（例えば、特許文献１参照。）。同図（ａ）は要部を切り欠いたランプの長手方向断面図を示し、同図（ｂ）は図（ａ）中のＡ−Ａ部におけるランプの断面図を示す。
【０００４】
図１を参照すると、円筒状のガラス容器１が、中空密閉の空間（放電空間）を形作っている。その放電空間には、放電媒体の気体２として、アルゴンやキセノンのような希ガスと水銀蒸気との混合ガスが封入されている。封入圧力は、概ね２００〜４００Ｐａ（1.5〜3.0Ｔｏｒｒ）である。水銀は液滴の形でガラス容器１内に封入してあって、液体の水銀と、ランプの温度によって決まる蒸気圧を有する気体の水銀とが共存している状態となっている。
【０００５】
ガラス容器１の内表面には、透光性の導電性被膜３と、蓄光蛍光体膜４と、赤、緑、青の三波長域型蛍光体膜５とが、この順に重ねて形成してある。また、ガラス容器１の内部の両端部分には、放電空間に放電を生じさせるための一対の電極６Ａ、６Ｂが設けられている。これらの電極６Ａ、６Ｂは、フィラメントに電子放出材料を塗布した構造の熱電極である。
【０００６】
上記した従来の水銀蛍光ランプにおいて、二つの電極６Ａ、６Ｂのフィラメントに電流を流して加熱すると、各電極から熱電子が放出される。このとき、二つの電極６Ａ、６Ｂの一方を正電極、他方を負電極として両電極間に電圧を加える。これにより放出された熱電子は負電極から正電極に向かって走行して行く。その際、熱電子が、ガラス容器内で蒸発して気体となっている水銀原子に衝突し、エネルギーを得た水銀原子が紫外線を放射する。そして、その水銀原子からの放射紫外線が三波長域型蛍光体膜５を励起して、白色あるいは昼光色などの可視光を放射させる。この時、蓄光蛍光体膜４も水銀原子が放射する紫外線により発光するのであるが、蓄光蛍光体膜４は、さらに紫外線から得たエネルギーを蓄積して、紫外線による励起が停止した後も発光を続ける。
【０００７】
このように、残光形水銀蛍光ランプは、上述のような動作によって、外部から電力を供給している間は主に三波長域型蛍光体膜５の発光により明るく光る。そして、電力供給が停止した後、つまり放電が止まって水銀原子からの紫外線放射がなくなった後でも、蓄光蛍光体膜４の働きにより発光を続ける。
【０００８】
なお、ガラス容器１の内表面で蓄光蛍光体膜４の下に設けてある導電性被膜３は、この残光形水銀蛍光ランプを内面導電性被膜方式のラピッドスタート形放電ランプとして用いるために形成してあるものである。例えば、グロースタート形のランプの場合であれば、導電性被膜３は特に設ける必要はない。
【０００９】
ここで、従来の蓄光蛍光体膜４には、ＭＡｌ２Ｏ４（ただし、ＭはＣａ、Ｓｒ及びＢａからなる群から選ばれる少なくとも一つ以上の金属元素）（以下、単にＭＡｌ２Ｏ４とのみ記載する）で表される化合物を母結晶とし、Ｅｕ、Ｄｙ及びＮｄの少なくとも一つを付活剤又は共付活剤に用いた蛍光体が用いられる（例えば、特許文献１あるいは特許文献２参照。）。そのほかにも、Ｙ２Ｏ２Ｓを母結晶とし、Ｅｕ、Ｍｇ及びＴｉの少なくとも一つを付活剤又は共付活剤に用いた蓄光蛍光体なども知られている。
【００１０】
しかし、ＭＡｌ２Ｏ４で表される蛍光体の赤色発光成分の発光強度は弱い。また、Ｙ２Ｏ２Ｓを母結晶とし、Ｅｕ、Ｍｇ及びＴｉの少なくとも一つを付活剤又は共付活剤に用いた蛍光体も発光強度が弱く、しかも硫酸化物のため紫外線、熱に対する劣化が著しい。
【００１１】
そのため、白色もしくは赤色発光の残光性蛍光ランプを実現することはこれまで困難であった。また、青緑色光を効率よく吸収し赤色発光する酸化物母体からなる赤色発光蛍光体も得られていなかった。
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−１４４６８３号公報（［００４２］、図３）
【特許文献２】特開平０７−０１１２５０号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記したように、従来の残光性蛍光体だけでは赤色発光成分の発光強度が弱く、白色もしくは赤色発光の残光性蛍光ランプを実現することはこれまで困難であった。本発明はこの課題を解決するためになされたもので、青緑色光を効率よく吸収し赤色発光する残光性蛍光体を得ることによって、白色光もしくは赤色発光の残光性を持つ蛍光ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、ガラス容器の内表面に蓄光蛍光体膜を形成した蛍光ランプにおいて、前記蓄光蛍光体膜は青緑色発光を示す残光性蛍光体と、青緑色発光を吸収し発光する赤色発光蛍光体との両方を具備するようにしたものである。
【００１５】
また、本発明の蛍光ランプにおいて、前記青緑色発光を示す残光性蛍光体は、ＭＡｌ２Ｏ４で表される残光性蛍光体から構成されている。
【００１６】
また、本発明の蛍光ランプにおいて、前記赤色発光蛍光体は、一般式Ｃａ３（Ｌａ１−Ｘ，ＥｕＸ）２Ｗ２Ｏ１２（０＜Ｘ＜１）で表される赤色発光蛍光体もしくは一般式ＬｉＬａ１−ＸＥｕＸＮｂ２Ｏ７（０＜Ｘ＜１）で表される赤色発光蛍光体から構成されている。
【００１７】
また、本発明の蛍光ランプにおいて、前記蓄光蛍光体膜は、ＭＡｌ２Ｏ４で表される蛍光体からなる残光性蛍光体と、一般式Ｃａ３（Ｌａ１−Ｘ，ＥｕＸ）２Ｗ２Ｏ１２（０＜Ｘ＜１）で表される赤色発光蛍光体もしくは一般式ＬｉＬａ１−ＸＥｕＸＮｂ２Ｏ７（０＜Ｘ＜１）で表される赤色発光蛍光体との混合膜で形成されている。また、前記蓄光蛍光体膜の発光色の制御は、前記青緑色発光を示す残光性蛍光体と前記赤色発光蛍光体との混合比を調節することによって行われる。
【００１８】
また、本発明の蛍光ランプにおいて、前記蓄光蛍光体膜は、金属酸化物の微粒子が含有されている。この金属酸化物は、α−アルミナ、γ−アルミナ、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３である。そして、これらの金属酸化物から選ばれた一つ又は複数が含有されている。また、金属酸化物の微粒子は、一次粒子の最大粒径が前記蓄光蛍光体膜の最小粒径より小さくなるようにし、また、金属酸化物は、前記蓄光蛍光体膜に重量比で１０〜４０ｗｔ％含有されている。
【００１９】
また、本発明は、一般式Ｃａ３（Ｌａ１−Ｘ，ＥｕＸ）２Ｗ２Ｏ１２（０＜Ｘ＜１）もしくは一般式ＬｉＬａ１−ＸＥｕＸＮｂ２Ｏ７（０＜Ｘ＜１）で表される赤色発光蛍光体である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の蛍光ランプは、ガラス容器の内表面に形成した蓄光蛍光体膜が青緑色発光を示す残光性蛍光体と、青緑色発光領域で効率よく光吸収して発光する赤色発光蛍光体との両方を具備している。この蓄光蛍光体膜において、青緑色発光が赤色発光蛍光体に当たることによって、赤色発光蛍光体は青緑色光域で青緑色発光を効率よく光吸収する。この際、青緑色発光を全て光吸収させずに一部通り抜けるようにすれば、光吸収されなかった部分の青緑色発光と赤色発光とが混合されて残光性の白色光が得られる。もしくは、青緑色発光を全て光吸収させるようにすれば残光性の赤色発光のみが得られる。これにより、蛍光ランプとしてより発光強度の高い白色もしくは赤色の残光性をもつ蛍光ランプを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、図１（ａ）、（ｂ）を用いて本発明の蛍光ランプにおける一実施の形態について説明する。本発明の一実施の形態に係る残光形水銀蛍光ランプは、外観上は図１（ａ）、（ｂ）に示す従来の残光形水銀蛍光ランプと同じ形状をしており、蓄光蛍光体膜の構成のみが従来とは異なっている。ここで、本発明に係る蓄光蛍光体膜は符号４ａで示すものとする。
【００２２】
本発明は、青緑色発光を示すストロンチウム・アルミネート系の残光性蛍光体と、青緑色光域で効率よく光吸収し発光する赤色発光蛍光体との両方を具備したことを特徴とする長残光性を示す蛍光ランプである。
【００２３】
すなわち、図１（ａ）、（ｂ）に示す蛍光ランプの構成において、蓄光蛍光体膜４ａは、ＭＡｌ２Ｏ４で表される蛍光体からなる残光性蛍光体と、一般式Ｃａ３（Ｌａ１−Ｘ，ＥｕＸ）２Ｗ２Ｏ１２（０＜Ｘ＜１）で表されることを特徴とする赤色発光蛍光体もしくは一般式ＬｉＬａ１−ＸＥｕＸＮｂ２Ｏ７（０＜Ｘ＜１）で表されることを特徴とする赤色発光蛍光体との両方を具備している。
【００２４】
次に、このような蓄光蛍光体膜４ａを備えた本発明の一実施の形態における残光形水銀蛍光ランプの構成について説明する。すなわち、円筒状のガラス容器１が形作る中空密閉の放電空間に、キセノンと水銀蒸気との混合ガスからなる放電媒体の気体２が封入されている。
【００２５】
このガラス容器１の内表面には、まず、ＳｎＯ２からなる導電性被膜３が形成されている。そして、この導電性被膜３の上に蓄光蛍光体膜４ａが形成されている。蓄光蛍光体膜４ａには、ＭＡｌ２Ｏ４で表される青緑色発光蛍光体からなる残光性蛍光体が含まれる。また、一般式Ｃａ３（Ｌａ１−Ｘ，ＥｕＸ）２Ｗ２Ｏ１２（０＜Ｘ＜１）で表される赤色発光蛍光体もしくは一般式ＬｉＬａ１−ＸＥｕＸＮｂ２Ｏ７（０＜Ｘ＜１）で表される赤色発光蛍光体
が含まれる。蓄光蛍光体膜４ａは、これらの青緑色発光蛍光体と赤色発光蛍光体との混合膜である。
【００２６】
さらに、その蓄光蛍光体膜４ａの上に、三波長域型蛍光体膜５が設けられている。この三波長域型蛍光体膜５は、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎで表される青色発光蛍光体と、ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂで表される緑色発光蛍光体と、Ｙ２Ｏ３で表される赤色発光蛍光体との三色混合の蛍光体から構成されている。もしくは、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕで表される青色発光蛍光体と、ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂで表される緑色発光蛍光体と、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕで表される赤色発光蛍光体との三色混合の蛍光体から構成されている。
【００２７】
そして、蓄光蛍光体膜４ａには、金属酸化物の微粒子を含ませてある。金属酸化物を含ませる理由は、蓄光蛍光体膜４ａのピンホールの発生を防ぎ、発光強度の低下を防ぐためである。金属酸化物はα−アルミナやγ−アルミナ、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３などが好適であるが、この他の金属酸化物でもよい。そして、これらの金属酸化物から選ばれた一つ又は複数が含有されている。
【００２８】
また、金属酸化物の微粒子は、一次粒子の最大粒径が蓄光蛍光体膜４ａを形成する蓄光蛍光体の最小粒径より小さいことが望ましい。これは、蓄光蛍光体の結晶粒子が概ね５〜３０μｍの範囲に分布していることから0.3〜５μｍ程度が好ましい。その理由は、粒径が大きすぎると蓄光蛍光体の発光強度が低下し暗くなるためである。また、金属酸化物は蓄光蛍光体膜４ａに重量比で１０ｗｔ％〜４０ｗｔ％含ませると効果的である。
【００２９】
なお、蓄光蛍光体に上記の粒度及び重量比の金属酸化物を含有させる技術及びその効果については、同一出願人において出願済みの特願２００４−０８６９５３号に記載されている。
【００３０】
上記のような本発明の蛍光ランプは、蓄光蛍光体膜が青緑色発光を示す残光性蛍光体と赤色発光蛍光体とを具備している。青緑色発光を示す残光性蛍光体は、ＭＡｌ２Ｏ４で表される蛍光体である。また、赤色発光蛍光体は、一般式Ｃａ３（Ｌａ１−Ｘ，ＥｕＸ）２Ｗ２Ｏ１２（０＜Ｘ＜１）もしくは一般式ＬｉＬａ１−ＸＥｕＸＮｂ２Ｏ７（０＜Ｘ＜１）で表される蛍光体である。この蓄光蛍光体膜において、青緑色発光が赤色発光蛍光体に当たることによって、赤色発光蛍光体は青緑色光域で青緑色発光を効率よく光吸収する。この際、青緑色発光を全て光吸収させずに一部通り抜けるようにすれば、光吸収されなかった部分の青緑色発光と赤色発光が混合されて残光性の白色光が得られる。もしくは、青緑色発光を全て光吸収させるようにすれば残光性の赤色発光のみが得られる。これにより、蛍光ランプとしてより発光強度の高い白色もしくは赤色の残光性をもつ蛍光ランプを得ることができる。
【００３１】
このように本発明の蛍光ランプは、より高い発光強度を持つ蓄光蛍光体膜を設けたことにより、消灯後に白色もしくは赤色発光が持続される。なお、発光色の制御は、残光性青緑色発光蛍光体と赤色発光蛍光体の混合比によって調節することができる。
【００３２】
以上、本発明の一実施の形態について、円筒状のガラス容器を有する蛍光ランプを例にとって説明してきたが、蛍光ランプの形状は環状でも電球型でもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明によれば、青緑色と赤色発光が混合された白色もしくは赤色発光が、残光性を持つことを利用して残光形蛍光ランプを実現することができたので、ランプ消灯後にも白色もしくは赤色発光が持続される。これにより、大型店舗や劇場あるいは地下街のように、人が多く集まる空間において一般照明を兼ねた停電時の避難経路表示などへの利用可能性は大きなものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】残光形蛍光ランプの一例を示す図で、同図（ａ）は長手方向断面図、同図（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    ガラス容器
２    放電媒体の気体
３    導電性被膜
４    蓄光蛍光体膜
４ａ    蓄光蛍光体膜
５    三波長域型蛍光体膜
６Ａ、６Ｂ    電極
【図１】
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