(57)【要約】【課題】  蛍光体の焼付け工程における蛍光膜の着色を抑制し、蛍光ランプの長手方向における蛍光膜の厚さの均一性を確保できる蛍光体塗布液およびそれを用いた安定した発光特性を有する蛍光ランプを提供する。【解決手段】  水と、蛍光体と、増粘剤と、結着剤とを含み、さらに塩化アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アルバミン酸水素アンモニウム、フッ化アンモニウム、フッ酸水素アンモニウム、塩化ヒドラジウム、シアン酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、亜硫酸アンモニウム、および酢酸アンモニウムから選ばれる少なくとも一つの化合物を含み、前記化合物の量が、前記蛍光体１ｋｇあたり０．０５ｇ以上４ｇ以下である蛍光体塗布液を用いて形成した蛍光膜３を、ガラス管１の内側に被着した蛍光ランプとする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と、蛍光体と、増粘剤と、結着剤とを含む蛍光体塗布液であって、
前記蛍光体塗布液が、さらに塩化アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アルバミン酸水素アンモニウム、フッ化アンモニウム、フッ酸水素アンモニウム、塩化ヒドラジウム、シアン酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、亜硫酸アンモニウム、および酢酸アンモニウムから選ばれる少なくとも一つの化合物を含み、
前記化合物の量が、前記蛍光体１ｋｇあたり０．０５ｇ以上４ｇ以下であることを特徴とする蛍光体塗布液。
【請求項２】
さらに、ホウ素化合物を含む請求項１に記載の蛍光体塗布液。
【請求項３】
前記化合物が、塩化アンモニウムであり、前記塩化アンモニウムの量が、前記蛍光体１ｋｇあたり０．１ｇ以上２ｇ以下である請求項１または２に記載の蛍光体塗布液。
【請求項４】
ガラス管の内側に蛍光膜を被着した蛍光ランプであって、
前記蛍光膜が、水と、蛍光体と、増粘剤と、結着剤と、塩化アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アルバミン酸水素アンモニウム、フッ化アンモニウム、フッ酸水素アンモニウム、塩化ヒドラジウム、シアン酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、亜硫酸アンモニウム、および酢酸アンモニウムから選ばれる少なくとも一つの化合物とを含む蛍光体塗布液を用いて形成され、
前記化合物の量が、前記蛍光体１ｋｇあたり０．０５ｇ以上４ｇ以下であることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項５】
前記蛍光体塗布液が、さらにホウ素化合物を含む請求項４に記載の蛍光ランプ。
【請求項６】
前記化合物が、塩化アンモニウムであり、前記塩化アンモニウムの量が、前記蛍光体１ｋｇあたり０．１ｇ以上２ｇ以下である請求項４または５に記載の蛍光ランプ。
【請求項７】
前記ガラス管と前記蛍光膜との間に、さらに導電膜を備える請求項４〜６のいずれかに記載の蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体塗布液とそれを用いた蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、蛍光ランプがオフィス照明や一般家庭の照明として広く普及している。その蛍光ランプの蛍光膜を形成する方法としては、蛍光体と高分子増粘剤、金属酸化物などを水に分散させた蛍光体塗布液を、地面に垂直に長手方向を設置したガラス管の内部に流し込み、ガラス管上部または下部からガラス管の内部へ温風を吹き込み乾燥させ、その後、４００℃以上の温度で焼成して蛍光体をガラス管の内面に焼付ける方法などが採用されている。このようにして形成される蛍光膜は、一般にその厚さにより発光特性が変化する。このため蛍光膜を形成する際においては、蛍光膜の厚さの均一性をいかにして確保するかが重要なポイントとなる。
【０００３】
このような蛍光体塗布液としては、水と、蛍光体と、水溶性バンダーと、水溶性希土類化合物と、ホウ酸と、コロイダルアルミナとを含むものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平６−４９４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の蛍光体塗布液を用いてガラス管の内側に蛍光膜を形成すると、蛍光膜のガラス管への焼付け工程で水溶性希土類化合物がホウ酸などと反応する場合があり、このため蛍光膜が着色し、結果的に蛍光ランプの光束が低下するという問題があった。また、この問題を解決するために水溶性希土類化合物を添加しない蛍光体塗布液を用いると、蛍光ランプの長手方向における蛍光膜の厚さの均一性が低下するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、蛍光体の焼付け工程における蛍光膜の着色を抑制し、かつ蛍光ランプの長手方向における蛍光膜の厚さの均一性が確保できる蛍光体塗布液およびそれを用いた安定した発光特性を有する蛍光ランプを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、水と、蛍光体と、増粘剤と、結着剤とを含む蛍光体塗布液であって、前記蛍光体塗布液が、さらに塩化アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アルバミン酸水素アンモニウム、フッ化アンモニウム、フッ酸水素アンモニウム、塩化ヒドラジウム、シアン酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、亜硫酸アンモニウム、および酢酸アンモニウムから選ばれる少なくとも一つの化合物を含み、前記化合物の量が、前記蛍光体１ｋｇあたり０．０５ｇ以上４ｇ以下であることを特徴とする蛍光体塗布液である。
【０００７】
また、本発明は、ガラス管の内側に蛍光膜を被着した蛍光ランプであって、前記蛍光膜が、水と、蛍光体と、増粘剤と、結着剤と、塩化アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アルバミン酸水素アンモニウム、フッ化アンモニウム、フッ酸水素アンモニウム、塩化ヒドラジウム、シアン酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、亜硫酸アンモニウム、および酢酸アンモニウムから選ばれる少なくとも一つの化合物とを含む蛍光体塗布液を用いて形成され、前記化合物の量が、前記蛍光体１ｋｇあたり０．０５ｇ以上４ｇ以下であることを特徴とする蛍光ランプである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の蛍光体塗布液は、蛍光体の焼付け工程における蛍光膜の着色を抑制し、かつ蛍光ランプの長手方向における蛍光膜の厚さの均一性を確保できる。
【０００９】
また、本発明の蛍光ランプは、上記蛍光体塗布液を用いて蛍光膜を形成することにより、蛍光膜の着色を抑制し、かつ蛍光ランプの長手方向における蛍光膜の厚さの均一性を確保できるため、発光特性が安定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
（実施形態１）
先ず、本発明の蛍光体塗布液の実施の形態を説明する。本発明の蛍光体塗布液の一例は、
水と、蛍光体と、増粘剤と、結着剤とを含み、さらに塩化アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アルバミン酸水素アンモニウム、フッ化アンモニウム、フッ酸水素アンモニウム、塩化ヒドラジウム、シアン酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、亜硫酸アンモニウム、および酢酸アンモニウムから選ばれる少なくとも一つの化合物を含む。
【００１２】
本実施形態の蛍光体塗布液は、水溶性希土類化合物とホウ酸を含まないため、蛍光体焼付け工程における蛍光膜の着色が抑制される。
【００１３】
また、上記蛍光体塗布液に含まれる上記化合物の量は、上記蛍光体１ｋｇあたり０．０５ｇ以上４ｇ以下であることが必要であり、０．１ｇ以上１ｇ以下がより好ましい。この範囲内であれば、水溶性希土類化合物を含まないにもかかわらず、蛍光ランプの長手方向における蛍光膜の厚さの均一性を確保できる。
【００１４】
上記蛍光体塗布液は、さらにホウ素化合物を含むことが好ましい。これにより、蛍光体の結着性がさらに向上するからである。ホウ素化合物としては、酸化ホウ素、ホウ酸などを使用できるが、酸化ホウ素が最も好ましい。酸化ホウ素は、水に対する溶解性が高いからである。一方、上記蛍光体塗布液は、水溶性希土類化合物を含まないため、ホウ素化合物を含んでいても蛍光体焼付け工程で蛍光膜が着色しない。ホウ素化合物の量は、上記蛍光体１ｋｇあたり０．１ｇ以上３ｇ以下が好ましく、１ｇ以上１．５ｇ以下がより好ましい。
【００１５】
上記化合物の中では、特に塩化アンモニウムが好ましい。塩化アンモニウムは、水に対する溶解性が高く、安価だからである。また、塩化アンモニウムの水溶液は中性に近いため、蛍光体塗布液の他の成分と反応しにくいからである。上記化合物として塩化アンモニウムを用いた場合、その塩化アンモニウムの量は、上記蛍光体１ｋｇあたり０．１ｇ以上２ｇ以下であることが好ましく、０．１ｇ以上０．２ｇ以下がより好ましい。この範囲内であれば、より確実に蛍光ランプの長手方向における蛍光膜の厚さの均一性を確保できるからである。
【００１６】
上記蛍光体塗布液に用いられる水は、イオン交換水、蒸留水などが好ましい。水に不純物が含まれていると蛍光膜の発光特性が低下するからである。
【００１７】
また、上記蛍光体としては、ユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体、セリウムテルビウム付活燐酸ランタン蛍光体、ユーロピウム付活ハロ燐酸ストロンチウム蛍光体、ユーロピウム付活バリウムマグネシウムアルミネート蛍光体、ユーロピウムマンガン付活バリウムマグネシウムアルミネート蛍光体、テルビウム付活セリウムアルミネート蛍光体、テルビウム付活セリウムマグネシウムアルミネート蛍光体、アンチモン付活ハロ燐酸カルシウム蛍光体などを単独または混合して使用できる。
【００１８】
上記増粘剤は、蛍光体塗布液のガラス面への付着性を向上させるために用いられ、例えば、ポリエチレンオキシド、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシメチルプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコールなどが好ましく、この中で特にポリエチレンオキシドが好ましい。ポリエチレンオキシドは燃焼性が高いため、蛍光体の焼成時に除去が容易だからである。増粘剤の量は、蛍光体１ｋｇあたり１ｇ以上５０ｇ以下が好ましく、１０ｇ以上２０ｇ以下がより好ましい。この範囲内であれば、蛍光体の塗布膜の均質性がより高くなるからである。
【００１９】
上記結着剤は、蛍光体粒子相互間を結合して蛍光膜の強度を向上させるために用いられ、例えば、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛などが使用でき、この中で特に酸化アルミニウムが好ましい。酸化アルミニウムは、結着力が大きいからである。結着剤の平均粒径は、０．０１〜２μｍが好ましい。この範囲内であれば、蛍光体粒子の間に均一に分散し、蛍光体粒子間を確実に結着できるからである。また、結着剤の量は、上記蛍光体１ｋｇあたり５ｇ以上６０ｇ以下が好ましく、２０ｇ以上３０ｇ以下がより好ましい。この範囲内であれば、十分に結着力を発揮できるからである。
【００２０】
（実施形態２）
次に、本発明の蛍光ランプの実施の形態を図面に基づき説明する。図１は、本発明の蛍光ランプの一例を示す一部破断図である。図１において、ガラス管１はステム２により両端を封止されており、内部にはネオン、アルゴン、クリプトンなどの希ガスと水銀が封入されている。ガラス管１の内面には、実施形態１で説明した蛍光体塗布液を用いて形成された蛍光膜３が被着されている。ステム２には２本のリード線４によってフィラメント電極５が取り付けられている。ガラス管１の両端には電極端子６を備えた口金７が接着され、電極端子６とリード線４とが接続されている。
【００２１】
本実施形態の蛍光ランプは、実施形態１の蛍光体塗布液を用いて蛍光膜３を形成しているので、安定した発光特性を有する。
【００２２】
また、ガラス管１と蛍光膜３との間に、さらに導電膜を被着させることもできる。これにより、本実施形態の蛍光ランプを始動時間が短いラピッドスタート形にすることができる。なお、上記導電膜の材料としては、アンチモンを添加した酸化スズなどが用いられる。
【００２３】
ラピッドスタート形蛍光ランプでは特に始動時において放電補助のために蛍光膜中に電流が流れる。その際、蛍光膜の厚さが不均一であれば、特に蛍光膜の厚い部分で電流が流れるとガラス管のガラスにまで放電が達し、ガラス管の表面に穴が形成されたり、黒色斑点状の酸化水銀が形成されて発光不良が生じる。しかし、実施形態１の蛍光体塗布液を用いて形成した蛍光膜は、その厚さが均一であるので、上記不都合が発生せず、ラピッドスタート形蛍光ランプに特に有効である。
【００２４】
本実施形態の蛍光ランプは、その形状、サイズ、ワット数、および蛍光ランプが放つ光色、演色性などについては特に限定されるものではない。形状については、本実施形態の直管に限らず、例えば、丸形、二重環形、ツイン形、コンパクト形、Ｕ字形、電球形などがあり、液晶バックライト用の細管なども含まれる。サイズについては、例えば４形〜１１０形などがある。ワット数については、例えば数ワット〜百数十ワットなどがある。光色については、例えば、昼光色、昼白色、白色、温白色、電球色、パルック色などがある。
【００２５】
次に、実施例に基づき本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２６】
＜蛍光体塗布液の作製＞
先ず、蛍光体塗布液の材料として以下のものを準備した。
(1) 分散媒：蒸留水
(2) 蛍光体：ユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体、セリウムテルビウム付活燐酸ランタン蛍光体およびユーロピウム付活ハロ燐酸ストロンチウム蛍光体を約４０：３０：３０の重量比にて調合した蛍光体
(3) 添加化合物：蛍光体１ｋｇあたり０．１ｇの塩化アンモニウム
(4) 増粘剤：蛍光体１ｋｇあたり１５ｇの重量平均分子量が約１００万のポリエチレンオキシド
(5) 結着剤：蛍光体１ｋｇあたり３０ｇのガンマアルミナ（酸化アルミニウム）
(6) ホウ素化合物：蛍光体１ｋｇあたり１ｇの酸化ホウ素
次に、攪拌装置を用いて蒸留水にポリエチレンオキシドを溶解させた。その後、上記蛍光体、酸化アルミニウム、酸化ホウ素、塩化アンモニウムをこの順に添加して攪拌した。
【００２７】
＜蛍光ランプの作製＞
上記蛍光体塗布液を用いて図１と同様の構造の蛍光ランプ（４０Ｗタイプ）を次のようにして作製した。先ず、鉛直方向が長手方向になるように設置したガラス管の中に、上記蛍光体塗布液を上部から流し込み、自然流下させてガラス管の内側に蛍光体塗布液を付着させた。その後、付着した蛍光体塗布液を約６０℃程度の温風にて約１０分乾燥した。乾燥後、ガラス管全体をガス炉に入れて、空気中において約５５０℃の温度にて約３分間加熱し、蛍光膜をガラス管に焼付けて固着させた。続いて、ガラス管の管端部に、電極と水銀を封入したカプセルを有した排気管付きガラスを融着し、排気管からガラス管内部の空気をロータリーポンプにて真空排気した。次に、アルゴンガスを封入し、電極を取り付けて蛍光ランプを作製した。
【実施例２】
【００２８】
塩化アンモニウムの量を蛍光体１ｋｇあたり０．２ｇとした蛍光体塗布液を用いたこと以外は、実施例１と同様にして蛍光ランプを作製した。
【実施例３】
【００２９】
塩化アンモニウムの量を蛍光体１ｋｇあたり０．５ｇとした蛍光体塗布液を用いたこと以外は、実施例１と同様にして蛍光ランプを作製した。
【実施例４】
【００３０】
塩化アンモニウムの量を蛍光体１ｋｇあたり１．０ｇとした蛍光体塗布液を用いたこと以外は、実施例１と同様にして蛍光ランプを作製した。
【実施例５】
【００３１】
塩化アンモニウムの量を蛍光体１ｋｇあたり２．０ｇとした蛍光体塗布液を用いたこと以外は、実施例１と同様にして蛍光ランプを作製した。
【００３２】
（比較例１）
塩化アンモニウムを全く添加しなかった蛍光体塗布液を用いたこと以外は、実施例１と同様にして蛍光ランプを作製した。
【００３３】
（比較例２）
塩化アンモニウムの量を蛍光体１ｋｇあたり０．０３ｇとした蛍光体塗布液を用いたこと以外は、実施例１と同様にして蛍光ランプを作製した。
【００３４】
（比較例３）
塩化アンモニウムの量を蛍光体１ｋｇあたり５．０ｇとした蛍光体塗布液を用いたこと以外は、実施例１と同様にして蛍光ランプを作製した。
【００３５】
＜蛍光膜の着色の有無＞
上記実施例１〜５および比較例１〜３で作製したそれぞれの蛍光ランプについて、上記蛍光体の焼付け工程で蛍光膜が着色したか否か目視により観察した。その結果、実施例１〜５では蛍光膜の着色は認められなかった。一方、比較例１〜３では蛍光膜の着色は若干認められたが、実用上は問題のないレベルであった。
【００３６】
＜蛍光膜の厚さの均一性の評価＞
形成した蛍光膜の厚さの均一性を評価するために、上記実施例１〜５および比較例１〜３で作製したそれぞれの蛍光ランプを、ガラス管の両端から長手方向に１５０ｍｍの２地点で切断して、断面の電子顕微鏡観察を行い、それぞれの地点での蛍光膜の平均膜厚をｔ１、ｔ２を測定した。そして、測定した平均膜厚の値が大きいほうを分母、小さい方を分子としてその膜厚比（ｔ１／ｔ２またはｔ２／ｔ１）を求め、蛍光膜の厚さの均一性を評価した。即ち、蛍光膜の膜厚比が１に近いほど、蛍光ランプの長手方向における蛍光膜の厚さが均一で良好な蛍光膜であることを意味する。逆に、蛍光膜の膜厚比が１より小さいとほど、蛍光膜の厚さが不均一であり、蛍光膜の厚すぎる部分や薄すぎる部分で十分な発光特性が得られず蛍光ランプの光束が低下する。
【００３７】
以上の結果を図２に示す。図２は、蛍光体塗布液へ添加した塩化アンモニウムの蛍光体１ｋｇあたりの添加量と、上記蛍光体塗布液を用いて形成した蛍光膜の膜厚比との関係を示した図である。図２から、塩化アンモニウムの添加量を、蛍光体１ｋｇあたり０．１〜２．０ｇとした実施例１〜５では、蛍光膜の膜厚比が０．８４〜０．８６であり、蛍光ランプの長手方向における蛍光膜の膜厚がほぼ均一であることが分かる。特に、塩化アンモニウムの添加量を、蛍光体１ｋｇあたり０．１〜０．２ｇとした実施例１と実施例２では、蛍光ランプの長手方向における蛍光膜の膜厚の均一性がより高いことが分かる。
【００３８】
一方、塩化アンモニウムの添加量を０．０５ｇ未満とした比較例１と比較例２では蛍光体の膜厚比は０．５５であり、塩化アンモニウムの添加量が４．０ｇを超えた比較例３では蛍光体の膜厚比は０．６７であり、蛍光ランプの長手方向における蛍光膜の膜厚が不均一であることが分かる。
【００３９】
＜蛍光ランプの発光特性の確認＞
上記実施例１〜５および比較例１〜３で作製した蛍光ランプをそれぞれ１００時間点灯させ、１００時間点灯後の全光束（初期光束）を測定した。その結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
2005264119.tif 000003
【００４１】
表１から、実施例１〜５の蛍光ランプの初期光束は、比較例１〜３の蛍光ランプの初期光束に比べて大きいことが分かる。
【００４２】
なお、上記実施例では、蛍光体としてユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体、セリウムテルビウム付活燐酸ランタン蛍光体およびユーロピウム付活ハロ燐酸ストロンチウム蛍光体を約４０：３０：３０の重量比にて調合した例を示したが、その他の調合比としてもその効果は同様であった。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上説明したように本発明は、蛍光体の焼付け工程における蛍光膜の着色を抑制し、蛍光ランプの長手方向における蛍光膜の厚さの均一性を確保できる蛍光体塗布液およびそれを用いた安定した発光特性を有する蛍光ランプを提供することができ、その工業的価値は大である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施形態２の蛍光ランプの一部破断図である。
【図２】蛍光体塗布液へ添加した塩化アンモニウムの蛍光体１ｋｇあたりの添加量と、上記蛍光体塗布液を用いて形成した蛍光膜の膜厚比との関係を示した図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  ガラス管
２  ステム
３  蛍光膜
４  リード線
５  フィラメント電極
６  電極端子
７  口金
【図１】
2005264119.tif 000004
【図２】
2005264119.tif 000005