(57)【要約】【課題】水銀とガラスバルブのガラス材料との接触を防ぎ、蛍光膜の剥離を防ぐ目的以外に、光の取り入れ効率の改善を図ることのできる保護膜を有する蛍光ランプを提供する。【解決手段】ガラス管体の内面に、２種類の粒度分布を有する粉体を含む分散液を塗布することにより内面に凹凸面２１を有する保護膜２０を形成し、保護膜２０の内面に蛍光体膜３０を形成する。蛍光体膜３０の保護膜２０との接触面も凹凸となるので発光方向が広がり、蛍光体膜３０を透過した光線は保護膜２０の凹凸面２１で拡散されて保護膜２０を経由してガラス管体１０から外部に均等に投射される。保護膜２０の表面が凹凸を持つことにより、保護膜２０の内面にある蛍光体膜３０からの発光をより有効に取り込むことが可能となり、輝度（明るさ）の改善につながる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス管体と、
前記ガラス管体内に設けられた一対の電極と、
前記ガラス管体の内面に形成され、２種類の粒度分布を有する粉体から構成された保護膜と、
前記保護膜の内面に形成された蛍光体膜と、
前記ガラス管体内部に封入された放電媒体と、を備えたことを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
請求項１に記載の蛍光ランプにおいて、
前記保護膜が、２種類の粒度分布を有する粉体を含む分散液の前記ガラス管体の内面への塗布により形成された保護膜である蛍光ランプ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の蛍光ランプにおいて、
前記保護膜を構成する粉体が、金属酸化物の微粒子である蛍光ランプ。
【請求項４】
請求項３に記載の蛍光ランプにおいて、
前記金属酸化物がＹ、Ｃｅ、Ｌａを含む希土類金属、Ｔｉ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｇのいずれかの酸化物である蛍光ランプ。
【請求項５】
請求項３に記載の蛍光ランプにおいて、
前記金属酸化物の第１の微粒子の中心粒径が０．００１μｍから０．１μｍの範囲、望ましくは０．００１μｍから０．０１μｍの範囲にあり、前記金属酸化物の第２の微粒子の中心粒径が１μｍから６μｍの範囲、望ましくは２μｍから５μｍの範囲にあり、第２の微粒子の量が第１の微粒子の１％以下、望ましくは０．１％以下である蛍光ランプ。
【請求項６】
請求項１に記載の蛍光ランプにおいて、
前記放電媒体が水銀と希ガスとから構成される蛍光ランプ。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の蛍光ランプにおいて、
前記蛍光ランプがフィラメント型蛍光ランプであり、放電がフィラメント間で行われる蛍光ランプ。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の蛍光ランプにおいて、
前記蛍光ランプが冷陰極蛍光ランプであり、放電が冷陰極電極間で行われる蛍光ランプ。
【請求項９】
ガラス管体と、前記ガラス管体内に設けられた一対の電極と、前記ガラス管体の内面に形成された保護膜および蛍光体膜と、前記ガラス管体内部に封入された放電媒体と、を備える蛍光ランプの製造方法であって、
前記保護膜を、２種類の粒度分布を有する粉体を用いて構成することを特徴とする蛍光ランプの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の蛍光ランプの製造方法において、
前記保護膜が、２種類の粒度分布を有する粉体を含む分散液の前記ガラス管体の内面への塗布により形成される蛍光ランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蛍光ランプと蛍光ランプの製造方法に関し、特にガラス管体内面に２種類の粒度分布を有する粉体から構成される保護膜を有する蛍光ランプと蛍光ランプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィラメント型蛍光ランプおよび冷陰極蛍光ランプの構造は、ガラス管体の内壁面に蛍光体層が設けられ、両端にそれぞれが封装された１対の電極を備える。
【０００３】
本発明では、電極がフィラメントであり放電がフィラメント間で行われる蛍光ランプと、電極が冷陰極電極であり放電が冷陰極電極間で行われる蛍光ランプとを含めて単に蛍光ランプと称する。
【０００４】
両者を区別する必要のあるときには、電極がフィラメントであり放電がフィラメント間で行われる蛍光ランプをフィラメント型蛍光ランプと称し、電極が冷陰極電極である蛍光ランプを冷陰極蛍光ランプと称する。
【０００５】
このガラス管体の内部には、放電媒体として例えばネオンおよびアルゴンの混合ガスからなる希ガスと水銀とが封入され、ガラス管体の両端部が封止されてガラス管体内部が気密に封止されている。
【０００６】
ガラス管体の内面に直接蛍光体膜が設けられている場合もあるが、水銀などの放電媒体とガラスとの化学反応、あるいは水銀の沈着に起因するガラス管体の黒化あるいは劣化を防止するために、ガラス管体の内面に保護膜を設けることも行なわれている。
【０００７】
この場合は、通常ガラス管体の内面に、金属酸化物よりなる保護膜が塗布コーティングにより形成され、さらにこの保護膜の上に蛍光体膜が形成される。
【０００８】
最近の機器に対する小型、高性能化の要求に伴って、特に冷陰極蛍光ランプに対する小型高性能化の要求が強まり、蛍光体材料の改善も含めて蛍光体膜からの光出力特性を改善することが求められている。また、一方で蛍光体膜のガラス管体からの剥離も問題となっている。
【０００９】
特許文献１（特開平９−２８３０８２号公報）には、ガラスバルブの内面に凹凸面を蝕刻してその凹凸面上に蛍光体膜を形成した冷陰極蛍光バルブが開示されている。それによって蛍光体膜を透過した可視光が凹凸面で拡散され散乱光となって均等に放射されランプ表面の輝度が均一になるとともに光束が向上し、蛍光体層の剥離も防止されるとされている。
【００１０】
特許文献２（特開２００５−３４００６６号公報）には、剥がれ不良を低減するためにガラス管体の内壁にフッ酸処理によりフロスト処理層を形成し、フロスト処理層上に保護膜あるいは蛍光体層を形成することにより、蛍光体層の剥がれを防止した冷陰極蛍光ランプが開示されている。
【００１１】
特許文献３（特開２００３−２７２５５９号公報）には、保護膜が蛍光体の小粒子と金属酸化物の微粒子とを含んでなること特徴とする蛍光ランプが開示されている。この保護膜により水銀の透過を抑制でき、保護膜に高い発光効率の蛍光を放つ機能を付加することができるとしている。
【特許文献１】特開平９−２８３０８２号公報
【特許文献２】特開２００５−３４００６６号公報
【特許文献３】特開２００３−２７２５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に開示の冷陰極蛍光バルブでは、ランプ表面の輝度が均一になるとともに光束の分布状態が向上し、蛍光体膜の剥離も防止されるという効果はあるものの、保護膜が設けられておらないので、ガラスバルブ内に封入された水銀とガラスバルブを構成するガラス材料とが化学反応することにより透明なガラスバルブが着色して時間の経過とともに光束が低下するという問題は残されている。
【００１３】
特許文献２に開示の冷陰極蛍光ランプでは、蛍光体層の剥がれによる不良を低減する効果はある。また、保護膜を設けずに直接蛍光体膜をガラス管体に形成した場合には、フロスト処理層により、蛍光体膜を透過した可視光が散乱光となってランプ表面の輝度が均一になるという効果がある。しかし、ガラスバルブ内に封入された水銀とガラスバルブを構成するガラス材料とが化学反応することにより、透明なガラスバルブが着色して時間の経過とともに光束が低下するという問題は残されている。
【００１４】
保護膜を設けた場合には、水銀とガラス材料との化学反応は防げるが、保護膜の蛍光体膜との接合面は平滑なので蛍光体膜を透過した可視光が散乱光となってランプ表面の輝度が均一になるという効果は得られない。
【００１５】
特許文献３に開示の蛍光ランプでは、保護膜自体は蛍光を放つ機能を有するが表面に凹凸構造は設けられていないので蛍光体膜を透過した可視光が散乱光となってランプ表面の輝度が均一になるという効果は得られない。
【００１６】
従来、保護膜の目的としては、ガラス管の黒化あるいは劣化の防止に主眼がおかれており、保護膜を設けないことには問題があるが、保護膜を設けた場合でも特許文献３のように保護膜自体が蛍光発光機能を有するという例はあるものの、保護膜自体による光学的な特性の改善については、殆ど追求されてこなかった。
【００１７】
本発明の目的は、水銀とガラスバルブのガラス材料との接触を防ぎ、蛍光膜の剥離を防ぐ目的以外に、光の取り入れ効率の改善を図ることのできる保護膜を有する蛍光ランプと蛍光ランプの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の蛍光ランプは、
ガラス管体と、ガラス管体内に設けられた一対の電極と、ガラス管体の内面に形成され、２種類の粒度分布を有する粉体から構成された保護膜と、保護膜の内面に形成された蛍光体膜と、ガラス管体内部に封入された放電媒体と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
保護膜が、２種類の粒度分布を有する粉体を含む分散液のガラス管体の内面への塗布により形成された保護膜であってもよく、保護膜を構成する粉体が、金属酸化物の微粒子であってもよく、金属酸化物がＹ、Ｃｅ、Ｌａを含む希土類金属、Ｔｉ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｇのいずれかの酸化物であってもよい。
【００２０】
金属酸化物の第１の微粒子の中心粒径が０．００１μｍから０．１μｍの範囲、望ましくは０．００１μｍから０．０１μｍの範囲にあり、金属酸化物の第２の微粒子の中心粒径が１μｍから６μｍの範囲、望ましくは２μｍから５μｍの範囲にあり、第２の微粒子の量が第１の微粒子の１％以下、望ましくは０．１％以下であってもよい。
【００２１】
放電媒体が水銀と希ガスとから構成されてもよい。
【００２２】
蛍光ランプがフィラメント型蛍光ランプであり、放電がフィラメント間で行われてもよく、蛍光ランプが冷陰極蛍光ランプであり、放電が冷陰極電極間で行われてもよい。
【００２３】
本発明の蛍光ランプの製造方法は、
ガラス管体と、ガラス管体内に設けられた一対の電極と、ガラス管体の内面に形成された保護膜および蛍光体膜と、ガラス管体内部に封入された放電媒体とを備える蛍光ランプの製造方法であって、保護膜を、２種類の粒度分布を有する粉体を用いて構成することを特徴とする。
【００２４】
保護膜が、２種類の粒度分布を有する粉体を含む分散液のガラス管体の内面への塗布により形成されてもよい。
【００２５】
本発明の蛍光ランプは、内部に一対の電極を有し、放電媒体が封入されたガラス管体の管体の内面に、蛍光体膜を透過した放電媒体である水銀とガラス管体のガラス材料との接触を防ぐ保護膜を有しており、保護膜は２種類の粒度構成を有する粉体から構成されている。２種類の粒度構成を有する粉体から構成されている保護膜はガラス管体の内面への塗布により形成されるので、塗布時の塗布側である内面には大きな径の粉体が突出して凹凸形状となっている。この面の内部に形成される蛍光体膜の接触面も凹凸形状となるので、凹凸形状の蛍光体膜より発光した光線は拡散されて、保護膜およびガラス管体を通過してガラス管体の外方へ散乱光となって放射され、その光放射は均等となるのでランプの全光束が向上できる。保護膜の表面が凹凸を持つことにより、保護膜の内面にある蛍光体膜からの発光をより有効に取り込むことが可能となり、その光は均一となり、輝度（明るさ）の改善にもつながる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、ガラス管体の内面に保護膜を有しているので蛍光体膜を透過した放電媒体の水銀のガラス管体のガラス材料との接触による着色が防止できるとともに、保護膜の内面が凹凸形状となっているので内側の蛍光体膜の接触面も凹凸形状となり、凹凸形状の接触面から発光した光線は拡散されて、保護膜およびガラス管体を通過してガラス管体の外方へ散乱光となって放射され、その光放射は均等となるのでランプの全光束が向上できるという効果がある。
【００２７】
また、蛍光体膜の接触面が凹凸形状となっているので、蛍光体膜の剥離を防止する効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の蛍光ランプの断面図であり、図２は図１のＡ部の部分拡大図であり、（ａ）は本発明の第１の実施の形態であり、（ｂ）は従来例である。第１の実施の形態では蛍光ランプをフィラメント型蛍光ランプとして説明するが、冷陰極蛍光ランプに対しても同様に適用できる。
【００２９】
本発明の第１の実施の形態の蛍光ランプ１は、図１に示すように、円筒形で両端が封止されたガラス管体１０、ガラス管体１０の内面に塗布された保護膜２０、保護膜の内面に形成された蛍光体膜３０、ガラス管体１０の両端に設けられた電極部４０とから構成され、内部に水銀蒸気５１と希ガス５２とからなる放電媒体が封入されている。
【００３０】
電極部４０は、外部の電源と接続する電極４１、電極４１に接続され放電を行うフィラメント４２、電極を保持する口金４３、および電極部４０をガラス管体１０に固定するステム４４とから構成される。
【００３１】
ガラス管体１０は、蛍光ランプ１を構成する基体であり、ガラス材質で構成されている。ガラス材質の組成やガラス管体の形状や大きさなどについては特に限定されるものではなく、透光性を有し脆弱でなければよい。ガラス管体１０の形状は図示の管状に限定されるものではなく環状やグローブ状であってもよい。
【００３２】
保護膜２０は、蛍光体膜３０に滲みこむ水銀蒸気５１がガラス管体１０と接触して両者が化学反応することを抑制するとともに、蛍光体膜３０を透過する紫外線がガラス管体１０を照射して上述の化学反応を加速することも抑制する。それによって化学反応で生ずるガラス管体１０の黒化や変色が抑制されて蛍光ランプ１の光束低下が抑制される。保護膜の厚さは特に限定されないが、厚いと透過率を下げるので３μｍ以下であることが望ましい。
【００３３】
本発明の保護膜２０は、２種類の粒度分布を有する粉体を含む分散液をガラス管体１０の内面へ塗布することにより形成される。保護膜を構成する粉体が、金属酸化物の微粒子であり、金属酸化物としては紫外線を吸収する性質を有する材料が好ましく、水銀と合性のわるいもの（例えば表面電荷として＋になりやすい酸化物）、あるいはガラスより屈折率の低い酸化物が好ましい。
【００３４】
具体的には、金属酸化物がＹ、Ｃｅ、Ｌａを含む希土類金属、Ｔｉ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｇのいずれかの酸化物であることが望ましい。
【００３５】
金属酸化物の第１の微粒子の中心粒径が０．００１μｍから０．１μｍの範囲、望ましくは０．００１μｍから０．０１μｍの範囲にあり、第２の微粒子の中心粒径が１μｍから６μｍの範囲、望ましくは２μｍから５μｍの範囲にあり、第２の微粒子の量が第１の微粒子の１％以下、望ましくは０．１％以下であることが望ましい。
【００３６】
従来の保護膜では、図２（ｂ）に示すように従来の保護膜２２の表面は平面状であり、その上に蛍光体膜３０が形成されており、蛍光体膜３０の発光面は平面に近い状態であった。
【００３７】
上述のような２種類の粒度分布を有する粉体を含む分散液をガラス管体１０の内面へ塗布することにより形成された保護膜の表面は図２（ａ）に示すように径の大きい粒子が表面に配列されて凹凸面２１となる。その上に形成された蛍光体膜３０の表面も凹凸面２１となり表面の粒子からの発光は拡散されて保護膜２０に入射し、保護膜２０とガラス管体１０を透過して外部に広角度で投射される。
【００３８】
このような蛍光ランプ１では、両方の電極部４０間に電圧を印加すると両フィラメント４２間で放電し、蛍光ランプ１は発光し、その発光は蛍光体膜３０、保護膜２０、およびガラス管体１０を透過して外部に放射される。図２（ｂ）に示される従来の蛍光ランプ２では蛍光体膜３０を透過した光線は殆どその方向でガラス管体１０から外部に投射される。
【００３９】
図２（ａ）に示される本発明の蛍光ランプ２では蛍光体膜３０を透過した光線は保護膜２０の凹凸面２１で拡散されて保護膜２０を経由してガラス管体１０外部に広角度で均等に投射される。
【００４０】
このように本発明の保護膜２０は、蛍光体膜３０に滲みこむ水銀蒸気５１がガラス管体１０に接触して化学反応を行うのを防止するとともに、蛍光体膜３０を透過する紫外線がガラス管体１０と接触して上記の化学反応を起こすのを抑制する効果とともに、蛍光体膜３０を透過した光線を保護膜２０の凹凸面２１で拡散して保護膜２０を経由してガラス管体１０外部に均等に投射する役割を担っている。
【００４１】
さらに、蛍光体膜３０と保護膜２０との接触面は凹凸面２１となっており、接触面積が大きくなっているので蛍光体膜３０の剥離が防止される。
【００４２】
図３は本発明の第２の実施の形態の蛍光ランプの断面図である。第２の実施の形態の蛍光ランプ２は、放電が冷陰極電極４７間で行われる冷陰極蛍光ランプである。第２の実施の形態の電極部４５は入線４６と冷陰極電極４７で構成されている点が第１の実施の形態と異なっている。電極部４５以外の構成は第１の実施の形態と同じで、同様の機能を有するので、同じ符号を用いて構成や動作の説明は省略する。本実施の形態の構成は、冷陰極蛍光ランプのみならず蛍光体を使用するすべての放電灯に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施の形態の蛍光ランプの断面図である。
【図２】図１のＡ部の部分拡大図であり、（ａ）は本発明の第１の実施の形態であり、（ｂ）は従来例である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の蛍光ランプの断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１、２、３    蛍光ランプ
１０    ガラス管体
２０    保護膜
２０ａ    大きい粒子
２０ｂ    小さい粒子
２１    凹凸面
２２    従来の保護膜
３０    蛍光体膜
４０、４５    電極部
４１    電極
４２    フィラメント
４３    口金
４４    ステム
４６    入線
４７    冷陰極電極
【図１】
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【図２】
2008123817.tif 000004
【図３】
2008123817.tif 000005