(57)【要約】紫外線反射層と蛍光ランプとを提供する。蛍光ランプは、内面を具えるエンベロープと、このエンベロープ内の紫外線放射発生手段と、紫外線が衝突すると可視光を発生する発光材料からなる発光層と、この発光層とエンベロープの内面との間に配置されている前記紫外線反射層とを具えている。前記紫外線反射層は、金属リン酸塩及び金属ホウ酸塩の双方又はいずれか一方であって、金属がSc，Ｙ，La，Gd，Lu又はAl或いはこれら金属の任意の組合せから選択されている。この紫外線反射層に用いるリン酸塩又はホウ酸塩には、任意ではあるが、Tb3+及びDy3+の付活剤の双方又はいずれか一方をドープし、紫外線放射を可視光に変換する量子収量を更に向上させることができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線反射層において、この紫外線反射層が金属リン酸塩及び金属ホウ酸塩の双方又はいずれか一方を有し、その金属がSc，Ｙ，La，Gd，Lu及びAlから選択されているか或いはこれら金属の任意の組合せとしてあることを特徴とする紫外線反射層。
【請求項２】
請求項１に記載の紫外線反射層において、
この紫外線反射層が、二元系のオルトリン酸塩MeＰＯ4 及び二元系のオルトホウ酸塩MeＢＯ3 の双方又はいずれか一方を有し、その金属MeがSc，Ｙ，La，Gd，Lu及びAlから選択されていることを特徴とする紫外線反射層。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の紫外線反射層において、
この紫外線反射層が、三元系のリン酸塩（Me１1-x Me２x ）ＰＯ4 及び三元系のホウ酸塩（Me１1-x Me２x ）ＢＯ3 の双方又はいずれか一方を有し、その金属Me１及びMe２がそれぞれ異なるようにSc，Ｙ，La，Gd，Lu及びAlから選択されており、かつｘが０＜ｘ＜１であることを特徴とする紫外線反射層。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の紫外線反射層において、
この紫外線反射層の粒子の平均粒子寸法が５０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内にあることを特徴とする紫外線反射層。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の紫外線反射層において、
この紫外線反射層が、１０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内の平均粒子寸法を有する粒子と、１００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内の平均粒子寸法を有する粒子との混合物から構成されていることを特徴とする紫外線反射層。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の紫外線反射層において、
この紫外線反射層が、さらに、１８５ｎｍの水銀輝線の部分的な吸収により受けたエネルギーを発光により再放出するようにする付活剤を有していることを特徴とする紫外線反射層。
【請求項７】
請求項６に記載の紫外線反射層において、
前記付活剤がTb3+及びDy3+の双方又はいずれか一方であることを特徴とする紫外線反射層。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の紫外線反射層において、
この紫外線反射層が、MeＰＯ4 ：Tb、MeＢＯ3 ：Tb、（Me１1-x Me２x ）ＰＯ4 ：Tb又は（Me１1-x Me２x ）ＢＯ3 ：Tb或いはこれらの任意の組合せより成る粒子を有し、そのMe、Me１及びMe２がそれぞれ異なるようにSc，Ｙ，La，Gd，Lu及びAlから選択されており、かつｘが０＜ｘ＜１であることを特徴とする紫外線反射層。
【請求項９】
内面を有するエンベロープと、このエンベロープ内の紫外線放射発生手段と、紫外線が衝突すると可視光を発生する発光材料からなる発光層と、この発光層と前記エンベロープの前記内面との間に配置した紫外線反射層とを具える蛍光ランプにおいて、
この蛍光ランプが、請求項１〜８のいずれか一項に記載の紫外線反射層を有することを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項１０】
MeＰＯ4 、MeＢＯ3 、（Me１1-x Me２x ）ＰＯ4 又は（Me１1-x Me２x ）ＢＯ3 或いはこれらの任意の組合せであって、Me、Me１及びMe２がそれぞれ異なるようにSc，Ｙ，La，Gd，Lu及びAlから選択されており、かつｘが０＜ｘ＜１であるもの、並びにTbをドープしたこれらリン酸塩及びホウ酸塩の双方又はいずれか一方を蛍光水銀蒸気放電ランプ内に設けるのが好ましい紫外線反射層として使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線反射層及び蛍光ランプに関するものであり、蛍光ランプは、内面を有するエンベロープと、蛍光ランプのこのエンベロープ内の紫外線放射発生手段と、紫外線が衝突すると可視光を発生する発光材料からなる発光層とを有しており、前記紫外線反射層は、この発光層と蛍光ランプのエンベロープの前記内面との間に配置されており、この紫外線反射層は、金属リン酸塩及び金属ホウ酸塩の双方又はいずれか一方を有し、金属はスカンジウム、イットリウム、ランタン、ガドリニウム、ルテチウム及びアルミニウムから選択されているか或いはこれら金属の任意の組合せとしてある。
【０００２】
蛍光ランプ、即ち「低圧水銀蒸気放電ランプ」は、通常、水銀及び希ガスからなる充填剤を具えるエンベロープを有しており、ランプの点灯中このエンベロープ内にガス放電が維持される。不都合なことに、水銀ガス放電により放出される放射はほとんどが紫外線領域内にあり、最も強い輝線は２５４ｎｍ（放射の８５％）及び１８５ｎｍ（放射の１２％）にある。紫外線放射は、ランプのエンベロープの内面に被覆した層中にある発光材料により可視光に変換する必要がある。発光材料のこの被膜は、主として蛍光体の混合物であり、紫外線放射が衝突すると可視光を放出する。
【０００３】
水銀ガス放電の紫外線は、ランプエンベロープのガラスにより吸収されてしまうため、発光材料の層を充分な厚さにして紫外線の透過を回避する或いはそれを穏当な程度に抑える必要がある。さもなくば、蛍光ランプの効率が可能な値よりも低くなるおそれがある。代表的には、蛍光ランプ内に用いられる発光材料の被膜重量は、１．８ｍｇ／ｃｍ2 （被覆率６０％）〜３．０ｍｇ／ｃｍ 2（被覆率１００％）である。
【０００４】
発光材料の被膜重量は、ランプの製造費用に大きな影響を与えるため、この被膜重量を低減させることが必要とされ続けている。発光材料の粒子寸法を小さくすることによりこの問題を解決しようという試みがなされているが、この手法は量子収量が減少するため多くの場合限定的にしか行うことができない。
【０００５】
蛍光体層の下に紫外線反射層を設けるという他の試みもなされている。この紫外線反射層により、発光層を通過した紫外線放射が反射されて、紫外線反射層から蛍光体層中に戻される。この紫外線反射層により蛍光体層の被膜重量を低減させることができる。
【０００６】
米国特許第5,602,444号明細書には、ガラスエンベロープと蛍光体層との間に、ガンマアルミナ及びアルファアルミナの混合物からなる紫外線反射バリヤ層を有する蛍光ランプが開示されている。
米国特許第5,552,665号明細書には、主要な結晶の寸法が約０．５μｍより小さいガンマアルミナを主成分として形成した紫外線反射バリヤ層を具える蛍光ランプが開示されている。
【０００７】
しかし、アルミナを用いた場合には幾つかの欠点が生ずる。まず、アルミナのバンドギャップは７．０ｅＶ（１８０ｎｍ）しかないため、アルミナは１８５ｎｍにおいて既にかなり高い吸収を呈し、このことによりランプ効率を減少させてしまう。次に、アルミナ粒子からなる層はしばしば機械的可撓性が低いものとなる。コンパクトな蛍光ランプ（ＣＦＬ）の製造においては、高い機械的安定性が要求される。その理由は、ランプエンベロープを紫外線反射層及び発光層により被覆した後に、ＣＦＬランプの代表的な形態を得るために、ランプのガラスを、比較的高温で例えば曲げ加工処理する必要があるためである。紫外線反射層の機械的安定性が充分でなければ、紫外線反射層は、その上に設けられている上部蛍光体層とともに、上記の更なる処理工程の間にはがれ落ちてしまう。
【０００８】
従って、容易に処理することができ且つ高い機械的可撓性及び安定性を呈する、蛍光ランプ中の紫外線反射層用の高効率材料が必要とされている。
【０００９】
本発明の他の目的は、反射層としての主たる機能に加えて、紫外線放射を一部吸収することにより得られる少量のエネルギーを発光により再放出しうるようにしてランプの全体的な効率を向上させる紫外線反射層を提供することにある。
【００１０】
上述した目的は、特許請求の範囲の独立項に記載した蛍光ランプにより達成される。
本発明の好適例は、特許請求の範囲の独立項の特徴に従属項に開示した特徴を組み合わせたものとして開示される。
【００１１】
本発明によれば、金属リン酸塩及び金属ホウ酸塩の双方又はいずれか一方であって、金属がSc，Ｙ，La，Gd，Lu及びAlから選択されているか或いはこれら金属の任意の組合せとしてあるものを有する紫外線反射層を提供する。好ましくは、二元系のオルトリン酸塩MeＰＯ4 及び二元系のオルトホウ酸塩MeＢＯ3 の双方又はいずれか一方からなり、その金属MeがSc，Ｙ，La，Gd，Lu及びAlから選択されている紫外線反射層を提供する。
【００１２】
さらに、蛍光体ランプであって、この蛍光体ランプは、内面を有するエンベロープと、蛍光体ランプのこのエンベロープ内の紫外線放射発生手段と、紫外線が衝突すると可視光を発生する発光材料からなる発光層と、この発光層及び蛍光ランプのエンベロープの内面間に位置する紫外線反射層とを具える蛍光ランプにおいて、前記紫外線反射層が、金属リン酸塩及び金属ホウ酸塩の双方又はいずれか一方を有し、その金属がSc，Ｙ，La，Gd，Lu及びAlから選択されているか或いはこれら金属の任意の組合せとしてあることを特徴とする蛍光ランプを提供する。
【００１３】
驚いたことに、本発明では、ある種類の希土類元素、特にランタニドの金属イオンのリン酸塩及びホウ酸塩が、主族元素Alのリン酸塩及びホウ酸塩と同様に、蛍光ランプの紫外線反射層として使用するのに特に適していることを確かめた。Sc，Ｙ，La，Gd，Lu及びAlのような金属のリン酸塩及びホウ酸塩はバンドギャップが大きいため、紫外線領域では著しい量の吸収を呈さない。
【００１４】
加えて、本発明に用いるリン酸塩及びホウ酸塩は実質的に欠陥なく調整することができる。このことは極めて重要なことである。その理由は、欠陥がある場合には、バンドギャップより低いエネルギーにおいても、いわゆる「アーバックテイル（Urbach tail ）」により生ずる著しい吸収が存在するおそれがあるためである。さらに、これらの材料は、約１０〜３００ｎｍの粒子寸法のナノ粒子で調整することができるため、可視光領域よりも紫外線領域において著しく向上した散乱特性を呈する層を形成することができる。
【００１５】
蛍光ランプに使用しうる本発明の紫外線反射層は、それぞれMeＰＯ4 及びMeＢＯ3 の形態の二元系のオルトリン酸塩及び二元系のオルトホウ酸塩の双方又はいずれか一方であって、金属がSc，Ｙ，La，Gd，Lu及びAlから選択されているものから構成することができる。また、三元系のリン酸塩（Me１1-x Me２x ）ＰＯ4 及び三元系のホウ酸塩（Me１1-x Me２x ）ＢＯ3 の双方又はいずれか一方であって、金属Me１及びMe２がそれぞれ異なるようにSc，Ｙ，La，Gd，Lu及びAlから選択されており、且つｘが０〜１の間の任意の数（０＜ｘ＜１）であるものも本発明に使用することができる。
【００１６】
これら材料のバンドギャップは、１８５ｎｍにおいてごく僅かしか吸収を呈さず、特に２５４ｎｍにおいては関連の吸収を全く示さない程度に充分に高い。
【００１７】
プラズマ放射を効率的に散乱させるのに最適な粒子寸法は、散乱させる必要がある光の波長と、媒質及び散乱性材料間の回折係数の差とに依存する。反射効率を最適化するためには、粒子寸法を、反射さすべき放射の波長より大きくする必要がある。例えば、LaＰＯ4 及びＹＰＯ4 の回折係数はそれぞれ１．７９及び１．７７であり（これらの値はAl2 Ｏ3 の回折係数（１．７７）に極めて近い）、また、低波長側の１８５ｎｍの水銀輝線を反射する必要があるため、紫外線反射層に対しては、少なくとも約１８５ｎｍ、好ましくは約２００ｎｍの粒子寸法の粒子を使用することができる。しかし、実際には、ある粒子寸法の分布範囲があり、通常は平均粒子寸法分布により特徴付けられている材料を使用する。従って、平均粒子寸法が１８５ｎｍより小さい材料も使用することができる。本発明の蛍光ランプにおいては、平均粒子寸法が５００ｎｍより小さい、好ましくは５０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内にある、最も好ましくは５０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内にある粒子から紫外線反射層を形成する。他の適切な範囲の平均粒子寸法範囲としては、使用する金属リン酸塩及び金属ホウ酸塩の具体的な種類に応じて、例えば、５０ｎｍ〜２０００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ〜１０００ｎｍ、更に好ましくは１７０ｎｍ〜５００ｎｍを用いることができる。
【００１８】
散乱特性を向上させるために、２種の平均粒子寸法を有する材料の混合物から紫外線反射層を構成することもできる。この場合、第１の粒子は、１０〜５０ｎｍ、好ましくは１０〜３０ｎｍの平均粒子寸法を有するものとし、第２の粒子は、１００〜５００ｎｍ、好ましくは１００〜３００ｎｍ、最も好ましくは１００〜２００ｎｍの平均粒子寸法を有するものとする。
【００１９】
紫外線反射層は、通常、例えばランプのエンベロープの内面上に直接被覆し、被膜の重量は、０．０５〜５ｍｇ／ｃｍ2 の範囲内、好ましくは０．１５〜３ｍｇ／ｃｍ2 の範囲内、更に好ましくは０．３〜２ｍｇ／ｃｍ2 の範囲内、最も好ましくは０．５ｍｇ／ｃｍ2 とする。本発明によれば、被膜の重量を、０．１〜０．５ｍｇ／ｃｍ2 又は０．３〜０．８ｍｇ／ｃｍ2 とすることもできる。
【００２０】
紫外線反射層は、例えば、米国特許第5,552,665号明細書に開示されているような従来技術において既知のいかなる適切な方法によっても、基板、例えばランプのエンベロープ上に被覆することができる。殆どの場合、紫外線反射層は、使用する金属リン酸塩又は金属ホウ酸塩の水性懸濁液又は分散液により、例えばランプのエンベロープの内面上に被覆する。或いは又、酢酸ブチルのような有機溶剤又は有機溶剤と水との混合物による懸濁液又は分散液も必要に応じ用いることができる。紫外線反射層の最終的な特性を実質的に変化させることなく、安定剤、分散剤、界面活性剤、濃化剤、消泡剤、結合剤又は粉末調整剤などの通常の添加剤及び補助剤を添加することができる。一般的に用いられる懸濁液添加剤の例としては、セルロース誘導体、ポリメタクリル酸、ポリビニルアルコール又は酸化プロピレンがある。懸濁液又は分散液を被着した後で、ガラス管のような被覆処理を行った基板を加熱し、それにより溶剤及び補助剤を除去し紫外線反射層が残るようにする。その後、発光層を当該技術分野において既知の技術と同様な技術により被着することができる。
【００２１】
本発明による蛍光ランプの発光層は、紫外線放射が衝突すると可視光を発光する発光材料から構成する。発光性材料は、蛍光ランプの発光層に用いるのに適した、従来技術において既知のいかなる材料にもすることができる。一般的に、発光層用の発光材料は数パーセントの付活（活性化）剤をドープしたホスト格子材料から構成する。このホスト格子材料は、常に、酸化物、アルミン酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩、硫酸塩、ゲルマニウム酸塩又は珪酸塩のような酸素含有無機材料とする。付活剤は金属イオン、しばしば、例えばEu2+，Tb3+，Dy3+，Ce3+，Pr3+のような希土類金属イオンとするが、Bi3+，Pb2+又はSb3+のような主族元素イオン、或いはMn2+又はMn4+のような遷移金属イオンとすることもできる。本発明の範囲内において、発光層は、以下の発光材料の１つ又はその混合物を含むのが好ましい。
Ca5 (ＰＯ4 )3 (Ｆ，Cl)：Sb，Mn
BaMgAl10Ｏ17：Eu，LaＰＯ4 ：Ce，Tb，Ｙ2Ｏ3：Eu
BaMgAl10Ｏ17：Eu，CeMgAl11Ｏ19：Tb，Ｙ2Ｏ3：Eu
BaMgAl10Ｏ17：Eu，GdMgＢ5 Ｏ10：Ce，Tb，Ｙ2Ｏ3：Eu
BaMgAl10Ｏ17：Eu，Mn，LaＰＯ4 ：Ce，Tb，Ｙ2Ｏ3：Eu
BaMgAl10Ｏ17：Eu，Mn，CeMgAl11Ｏ19：Ce，Tb，Ｙ2Ｏ3：Eu
BaMgAl10Ｏ17：Eu，Mn，GdMgＢ5 Ｏ10：Ce，Tb，Ｙ2Ｏ3：Eu
(Ba，Sr，Ca)5 (ＰＯ4 )3 (Ｆ，Cl)：Eu，LaＰＯ4 ：Ce，Tb，Ｙ2Ｏ3：Eu
(Ba，Sr，Ca)5 (ＰＯ4 )3 (Ｆ，Cl)：Eu，CeMgAl11Ｏ19：Tb，Ｙ2Ｏ3：Eu
(Ba，Sr，Ca)5 (ＰＯ4 )3 (Ｆ，Cl)：Eu，GdMgＢ5 Ｏ10：Ce，Tb，Ｙ2Ｏ3：Eu
LaＰＯ4 ：Ce，Tb，Ｙ2Ｏ3：Eu
CeMgAl11Ｏ19：Tb，Ｙ2Ｏ3：Eu
GdMgＢ5 Ｏ10：Ce，Tb，Ｙ2Ｏ3：Eu
BaSi2 Ｏ5 ：Pb
LaＰＯ4 ：Ce，BaSi2 Ｏ5 ：Pb
SrAl12Ｏ19：Ce，BaSi2 Ｏ5 ：Pb
Ｙ3 Al5 Ｏ12：Ｃｅ
LaＢ3 Ｏ6 ：Gd，Bi
SrＢ4 Ｏ7 ：Eu
（Ｙ，Gd）ＰＯ4 ：Ce
Mg4 GeＯ5 ，Ｆ：Mn
【００２２】
これらの発光材料は、約０．５〜１０ｎｍの平均粒子寸法のものを使用することができる。発光層の発光材料が、低圧蒸気放電により放出される紫外線放射を吸収してこれを可視光に変換する。光の色及び強度は、主として、使用する発光材料に依存する。
【００２３】
ランプのエンベロープ上の発光層の最適な厚さは、約５〜５０μｍであるが、２０μｍの厚さにするのがよい。発光層の厚さは、紫外線放射を満足に吸収するのに充分な厚さにする必要がある一方で、発光層の内側にある粒子により発生する可視放射を多く透過するのに充分な薄さにする必要がある。
【００２４】
本発明による蛍光ランプにおいては、発光層を紫外線反射層上に被覆するに際し、その被膜重量を、約０．５〜５．０ｍｇ／ｃｍ2 の範囲内、好ましくは１．０〜３．５ｍｇ／ｃｍ2 の範囲内、最も好ましくは１．５〜３．０ｍｇ／ｃｍ2 の範囲内の重量にする。
【００２５】
本発明による紫外線反射層のバンドギャップは、例えば、LaＰＯ4 及びGdＰＯ4 のバンドギャップがそれぞれ８．２ｅＶ及び８．３ｅＶであるように大きなものであるが、特に１８５ｎｍのHg輝線からの紫外線エネルギーが少量だけ紫外線反射層の材料により吸収される。任意ではあるが、ランプの全体的な効率をさらに向上させるために、紫外線反射層のリン酸塩又はホウ酸塩材料を適切に付活することにより、この吸収された紫外線エネルギーの少なくとも一部を可視光に変換して放出するようにすることもできる。
【００２６】
本発明の特に好適な例では、紫外線反射層に更に付活剤を含有させ、これにより、紫外線反射層が、１８５ｎｍの水銀輝線を一部吸収することにより受けたエネルギーを発光により再放出するようにする。付活剤は、２５４ｎｍにおいて実質的にいかなる吸収も呈さないが、エネルギー伝達により１８５ｎｍにおいて少なくともある量のエネルギーを吸収し、このエネルギーを発光により再放出する材料から選択する必要がある。本発明において紫外線反射層として使用する金属リン酸塩及び金属ホウ酸塩は、大きなバンドギャップを有するものの、１８５ｎｍの領域において少量の吸収を呈する。この紫外線反射層を適切な付活剤により付活した際にこの紫外線反射層も発光しうるようにすることにより、付活剤によって上記の吸収されたエネルギーを利用して更なる可視光を発生させるようにすることができる。
【００２７】
本発明の他の観点によれば、この目的のための付活剤としてTb3+及びDy3+の双方又はいずれか一方が適していることを確かめた。その理由は、Tb3+及びDy3+の双方いずれか一方によりドープした金属リン酸塩及び金属ホウ酸塩は、１８５ｎｍの水銀輝線から吸収されたエネルギーを再放出しうるが２５４ｎｍの輝線によっては励起し得ないためである。この付活作用を利用して、本発明の紫外線反射層を具える蛍光ランプのエネルギー収量を更に向上させることができる。従って、任意ではあるが、本発明の紫外線反射層に用いる金属リン酸塩及び金属ホウ酸塩に、Tb3+及びDy3+付活剤の双方又はいずれか一方をドープし、紫外線放射を可視光に変換する量子収量を更に向上させることができる。
【００２８】
従って、本発明の好適例における紫外線反射層及び蛍光ランプの双方又はいずれか一方は、MeＰＯ4 ：Tb、MeＢＯ3 ：Tb、（Me１1-x Me２x ）ＰＯ4 又は（Me１1-x Me２x ）ＢＯ3 或いはこれらの任意の組合せであって、Me、Me１及びMe２をそれぞれ異なるようにSc，Ｙ，La，Gd，Lu及びAlから選択し、且つｘを０＜ｘ＜１とした粒子からなる紫外線反射層を有する。
【００２９】
本発明の蛍光ランプは、従来技術の他の任意の蛍光ランプと類似の製造方法により且つ同様の素子及び部材を用いてこの従来技術の蛍光ランプのように構成することができる。代表的には、蛍光ランプは、図１に示すように細長状のガラス管（１）、即ち管状断面を具える光透過性のランプエンベロープを有する。このガラス管の内面には、Sc，Ｙ，La，Gd，Lu又はAlの金属リン酸塩又は金属ホウ酸塩を有する紫外線反射層（２）が被覆されている。この反射層（２）上には、発光材料から形成した発光層（３）が配置されている。ランプは両端部においてハーメチック封止されており、ランプのエンベロープ内には紫外線放射発生手段が設けられている。この紫外線放射発生手段は、ガラス管内側の放電維持充填ガス（４）、代表的には、低圧でのアルゴンのような不活性ガスを少量の水銀と組み合わせたものにより得られる。さらに、放電を発生するための一対の電極構造体（図示せず）がランプ内に設けられている。
【００３０】
図２は、本発明による紫外線反射層のための材料の２つの例の紫外線領域における反射率を、従来用いられていた材料であるAｌ2 Ｏ3 の反射率と比較して示すグラフである。本発明による紫外線反射層の材料であるLaＰＯ4 及びＹＢＯ3 は双方とも、低圧Hg放射スペクトルの２５４ｎｍ輝線において事実上全反射を呈している。加えて、１８５ｎｍ輝線におけるLaＰＯ4 及びＹＢＯ3 の反射率は、従来用いられていたAｌ2 Ｏ3 の反射率と比較して約１０〜２０％高くなっている。つまり、本発明により紫外線反射層に用いる材料は、代表的な従来技術の材料と比較して反射特性の点で優れている。
【００３１】
本発明によるSc，Ｙ，La，Gd，Lu又はAlの金属リン酸塩又は金属ホウ酸塩を、蛍光ランプの紫外線反射層の材料として用いることにより幾つかの重要な利点が得られる。
【００３２】
これらの材料は、可視光領域においても反射率が極めて高いため、良好な外観を有し、Al2 Ｏ3 又はBaＳＯ4 のような他の反射性材料に匹敵しうるものとなる。さらに、金属ホウ酸塩及び金属リン酸塩が水銀を消費する量は極めて少ないため、これらの材料により、例えば、時間の経過に従って光の放射量が次第に少なくなる等という問題が生じることはない。しかし、最も重要な利点は、これら金属ホウ酸塩及び金属リン酸塩は、融剤としても作用しうることより、高温の処理工程においてこれら材料がランプエンベロープのガラス表面に融着しうるため、紫外線反射層の機械的安定性及び可撓性が優れたものになることである。その理由は、本発明により使用する金属リン酸塩及び金属ホウ酸塩の融点が、ガラスの曲げ加工処理等におけるガラス軟化温度（約５８０℃）に近いためである。本発明の紫外線反射層は、少なくとも一部が溶融しガラス内に融解しうるため耐引掻き性があり、コンパクトな蛍光ランプ（ＣＦＬ）を製造するのに利用されるような高温でのガラス曲げ加工の際に反射層がはがれ落ちる現象に対して著しく耐久性が向上したものとなる。これに対して、アルミナの融点は２０００℃より高いため、ガラスの曲げ加工等の処理中にガラス表面に反射層が融着し得ない。さらに、小さい粒子寸法のアルミナは、ガラスの処理温度において焼結作用により結晶化する傾向があるため反射特性がさらに減少してしまう。
【００３３】
本発明を以下の実施例により更に説明するが、これらの実施例は説明のためにのみ用いられるものであり、上述した及び特許請求の範囲に記載した本発明の範囲にいかなる制限も加えるものではない。
【００３４】
実施例
１．蛍光ランプに紫外線反射層としてLaＰＯ4 を設ける
蛍光ランプのエンベロープに代表的に利用される標準的な軟質ガラスからなるガラス管に、LaＰＯ4 粒子の水性懸濁液を被覆する。被膜の重量は約０．５ｍｇ／ｃｍ2 に調整する。
このランプの反射特性は、２５４ｎｍにおいて６０％の反射率であることが分かった。また、６００ｎｍにおける反射率は２０％に過ぎない。この結果は、通常のAl2 Ｏ3 用いた場合に匹敵するものである。
【００３５】
２．蛍光ランプに紫外線反射層としてＹＢＯ3 を設ける
蛍光ランプのエンベロープに代表的に利用される標準的な軟質ガラスからなるガラス管に、ＹＢＯ3 粒子の水性懸濁液を被覆する。被膜の重量は約１．０ｍｇ／ｃｍ2 に調整する。
このランプの反射特性は、２５４ｎｍにおいて９０％の反射率であることが分かった。さらに６００ｎｍにおける反射率は３５％にすぎない。この結果は、通常のAl2 Ｏ3 を用いた場合の結果に匹敵するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明による蛍光ランプを示す断面図である。
【図２】図２は、本発明による紫外線反射層の材料の紫外線領域における反射率を、従来の紫外線反射層に使用されていた材料であるAｌ2 Ｏ3 の反射率と比較して示すグラフである。
【図１】
2005527953.tif 000002
【図２】
2005527953.tif 000003
【国際調査報告】
2005527953.tif 000004
2005527953.tif 000005
2005527953.tif 000006