(57)【要約】【課題】    蛍光体層を有し、輝度が高く、光透過率が高い放電ランプを提供する。【解決手段】    放電ランプは、放電管と、放電管内に設けられた紫外線源と、放電管内壁に塗布された蛍光体層であって、青色蛍光体として、一次粒子の集まりである二次粒子の径の一次粒子径に対する比が１．７〜２．０の範囲内であるＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ＋２を含む蛍光体層と、を有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電管と、
前記放電管内に設けられた紫外線源と、
前記放電管内壁に塗布された蛍光体層であって、青色蛍光体として、一次粒子の集まりである二次粒子の径の一次粒子径に対する比が１．７〜２．０の範囲内である２価ユーロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウムＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ＋２を含む蛍光体層と、
を有する放電ランプ。
【請求項２】
前記蛍光体層が、さらに、緑色蛍光体として、セリウム・テルビウム付活リン酸ランタン蛍光体ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ，赤色蛍光体として、ユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体Ｙ２Ｏ３：Ｅｕを含む請求項1記載の放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプに関し、特に蛍光体層に紫外線を照射して蛍光体を励起、発光させる放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液晶表示装置のバックライト，小型照明装置などに冷陰極放電ランプが用いられている。ガラス管内壁上に蛍光体層を形成し、希ガスや水銀等の放電に由来する紫外光により、蛍光体を励起し、発光させる。蛍光体層は、放電ランプに用いた状態で、輝度が高く、光透過率が高いことが望ましい。
【０００３】
カラー表示装置には、例えば赤、緑、青の３色発光の蛍光体が使用される。明るさだけでなく、その照明の下での色の見え方の良さすなわち効率と演色性の高さの両方が要求される。両者を共に満足させるために３波長形蛍光ランプが広く用いられている。３波長型蛍光ランプの蛍光体として、例えば、発光波長ピークが４５０ｎｍ付近にあり、青色に発光する２価ユーロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム（ＢＡＭ）蛍光体ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ＋２、発光波長ピークが５４５ｎｍ付近にあり、緑色に発光するセリウム・テルビウム付活リン酸ランタン蛍光体ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ，発光波長ピークが６１１ｎｍ付近にあり、赤色に発光するユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体Ｙ２Ｏ３：Ｅｕが用いられる。
【０００４】
特許文献１は、粒径が小さく、真球に近い蛍光体、および緻密で均質な蛍光面をするために、平均粒径が０．５〜１５μｍであり、長径と短径との比が１．０〜１．５であるＬｎ２Ｏ３：Ｒ（ＬｎはＬａ，Ｇｄ，Ｌｕ、Ｙの少なくとも１種、Ｒはランタニド族の少なくとも１種）の組成式で表される透明球状粒子と、０．００１〜０．５重量％の割合で透明球状粒子の表面に付着し，同一構成元素を含む粒径０．２μｍ以下の超微粒子とを含む蛍光体を提案する。この蛍光体を、原料蛍光体をキャリアガスと共に熱プラズマ中に供給し、短時間の処理の後、熱プラズマ外に出す方法で製造するためには、得られる蛍光体と異なる付活剤濃度、２〜２０μｍの一次粒子径を有する造粒していない原料蛍光体を用いることが望ましいと教示する。
【０００５】
原料蛍光体の二次粒子径が大きすぎる場合にも、得られる蛍光体の粒径が大きくなり、実用に適さない旨も教示する。ここで、二次粒子とは、単一粒子である一次粒子が凝集した粒子を指す。
【０００６】
【特許文献１】特許第３３２９５９８号公報（特開平８−１３４４４３号公報）
【特許文献２】特開２００４-２０６９２９号公報
【特許文献３】特開２００３-１９７１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、蛍光体層を有し、輝度が高く、光透過率が高い放電ランプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１観点によれば、
放電管と、
前記放電管内に設けられた紫外線源と、
前記放電管内壁に塗布された蛍光体層であって、青色蛍光体として、一次粒子の集まりである二次粒子の径の一次粒子径に対する比が１．７〜２．０の範囲内であるＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ＋２を含む蛍光体層と、
を有する放電ランプ
が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
二次粒子径の一次粒子径に対する比を１．７〜２．０の範囲内に選択することにより、高い輝度、高い透過率が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１Ａは、冷陰極放電ランプの構成例を概略的に示す断面図である。ガラス管１１の内面に蛍光体被膜１２を形成し、ガラス管１１の両端に円筒状、有底の金属電極１３を配置している。ガラス管１１の両端に気密に封入した導入線１４の端部が金属電極１３に接続される。必要に応じて、不純物ガスを吸着する金属１６が金属電極１３の内部に設けられる。ガラス管１１の内部には、水銀及びＮｅ−Ａｒ混合ガスのような放電媒体が封入されている。
【００１１】
図１Ｂは、蛍光体被膜１２の構成を概略的に示す。赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の蛍光体粒子２１が分布している。各蛍光体は、蛍光体メーカにおける製造時に、ガラス状の塊である焼結体を粉状の蛍光体にするため粉砕機やホモジナイザ、ボールミキサ等による粉砕（分散）処理を受ける。この分散処理により、適度に分散された状態の蛍光体粒子を得るが、この際ＢＡＭ粒子の表面構造が壊れやすく、物理的ダメージを受けて発光効率が低下するとされている。このため、蛍光体メーカは完全に分散させず、ある程度凝集の強い状態でＢＡＭを納品している。ユーザは各蛍光体にバインダを混合し、スラリーとし、ガラス管に塗布する。発明者は、混合処理においてはボールを用いず、回転台で容器を回転させて混合処理を行った。この混合処理においては、蛍光体粒子は物理的ダメージを受けないと考えられる。スラリー塗布後、必要に応じてベーキングなどの処理を行い、蛍光体粒子が分布した蛍光体膜を形成する。バインダは消失し、完成後のランプにはバインダは存在しない。
【００１２】
稼動時には、放電により生じた紫外（ＵＶ）光２３が、蛍光体粒子２１に入射する。入射ＵＶ光２３によって励起された蛍光体２１が蛍光２４を発する。蛍光２４が、ガラス管１１を透過して、外部に導出される。蛍光体粒子２１は凝集し易い性質を有する。凝集すると、励起光、発光を透過しにくくなるので、透明バインダ物質２２中に分散配置されていることが好ましいと考えられる。蛍光体粒子２１の分散配置には、蛍光体粒子２１の粒度分布が影響すると考えられる。本発明者は、蛍光体粒子の一次粒子径に対する二次粒子径が外部効率に影響すると考えた。
【００１３】
単一粒子の径である一次粒子径Ｄ１は、空気透過法（例えば圧力も変化させたブレーン法、特にフィッシャー社製測定機によるフィッシャー法で求めるフィッシャー径）により測定できる。一次粒子が凝集した凝集体の径である二次粒子径Ｄ２は、レーザ法によるＤ５０値として測定できる。二次粒子径Ｄ２の一次粒子径Ｄ１に対する比Ｒ＝Ｄ２／Ｄ１が小さいほど、高分散の状態と呼ぶ。比Ｒが大きいほど、凝集が強いことを示す。一般的に蛍光体は、分散処理により物理的ダメージを受け、蛍光強度が低下すること、一次粒子径が大きいほど、蛍光強度が大きくなることが知られている。
【００１４】
青色蛍光体ＢＡＭの標準品ｒは、一次粒子径２．８μｍ、二次粒子径６．０μｍであり、二次粒子径の一次粒子径に対する比はＲ＝６．０／２．８＝２．１（２．１４）であった。なお、一次粒子径はメーカでの空気透過法による測定値、二次粒子径は出願人によるレーザ法の測定値である。測定精度から、有効数字は2桁とする。標準品とは二次粒子径／一次粒子径（＝Ｒ）の異なるサンプルを準備した。一次粒子径Ｄ１が標準品と同じ２．８μｍであり、二次粒子径Ｄ２が５．７μｍ、比Ｒ＝Ｄ２／Ｄ１＝２．０（２．０３）であるＢＡＭのサンプルｓ１を準備した。二次粒子径は出願人によるレーザ法の測定値である。緑色蛍光体ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ，赤色蛍光体Ｙ２Ｏ３：Ｅｕは同一とし、青色蛍光体として標準品ＢＡＭｒを用いたランプと，青色蛍光体としてサンプルｓ1を用いたランプとを作成した。
【００１５】
図２Ａは、サンプルｓ１を用いたランプと、標準品ｒを用いたランプとに関し、蛍光体膜厚を変化させたときの出力輝度を示す。サンプルｓ１を用いたランプは、膜厚約２０μｍから約３７μｍの領域で、標準品ｒを用いたランプより高い輝度を示し、最大約４．５％の輝度向上を示した。一次粒子径が同じ場合、２次粒子径を２．１から２．０に下げることにより、約４．５％の輝度向上が可能になった。
【００１６】
さらに、一次粒子径Ｄ１が３．７μｍ、二次粒子径Ｄ２が７．０μｍ、比Ｒ＝Ｄ２／Ｄ１＝１．９（１．８９）のＢＡＭサンプルｓ２を準備できた。一次粒子径はメーカでの空気透過法による測定値、二次粒子径は出願人によるレーザ法の測定値である。一次粒子径が異なるが、サンプルｓ２を用いたランプも作成し、輝度を測定した。
【００１７】
図２Ｂは、サンプルｓ２を用いたランプの輝度を標準品ｒを用いたランプの輝度と比較して示すグラフである。サンプルｓ２を用いたランプは、膜厚約１９μｍから約３６μｍ以上の領域において，標準品ｒを用いたランプより高い輝度を示した。輝度の向上は明らかであるが、一次粒子径が異なるので単純に比較することはできない。
【００１８】
別のメーカにより更に種々のＢＡＭサンプルを準備した。
【表１】
2007115467.tif 000003
【００１９】
なお、一次粒子径はメーカでの空気透過法による測定値、二次粒子径は出願人によるレーザ法の測定値である。
【００２０】
図３は、これらのＢＡＭサンプルで単色の蛍光体塗布層を形成し、単色蛍光体塗布膜の輝度を測定した結果を示す。標準品ｒ１１の輝度が膜厚１6.８μｍで最大値１３７ｃｄ／ｍ２であった。標準品ｒ１１と同等の一次粒子径３μｍ前後のサンプルｓ１１、ｓ１２、ｓ１３を見ると、最大輝度はサンプルｓ１１（Ｒ＝1.4）では膜厚１０．７μｍで１３４ｃｄ／ｍ２、サンプルｓ１２（Ｒ＝１．５）では膜厚１４．１μｍで１３６ｃｄ／ｍ２、サンプルｓ１３（Ｒ＝３．３）では膜厚２４．９μｍで１３２ｃｄ／ｍ２であった。輝度の観点から見ると、比Ｒが１．４、１．５および３．３はあまり良くないと考えられる。
【００２１】
一次粒子径が４μｍ前後のサンプルｓ２１、ｓ２２、ｓ２３は、全体的に一次粒子径が３μｍ前後のサンプルｓ１１、ｓ１２、ｓ１３より高い最大輝度を示すようである。一次粒子径は大きいほど輝度が高くなるとの一般的知見に合致する。
【００２２】
更に詳しく見ると、サンプルｓ２１（比Ｒ＝１．３）は、膜厚１０．８μｍで輝度１４１ｃｄ／ｍ２、サンプルｓ２２（比Ｒ＝１．７）は膜厚１５．８μｍで輝度１４４ｃｄ／ｍ２、と標準品ｒ１１を越える輝度を示した。サンプルｓ２３（Ｒ＝３．８）では、膜厚３６．８μｍで輝度１３６ｃｄ／ｍ２であった。輝度の観点から、比Ｒ＝１．３，１．７は良好な結果をもたらすと考えられる。比Ｒ＝３．８はあまり良くないと考えられる。
【００２３】
図４は、これら蛍光体塗布膜の透過率を測定した結果を示す。透過率が低ければ、蛍光体で発光した光が充分外部に取り出せないことになる。横軸が膜厚を単位μｍで示し、縦軸が可視領域ほぼ中央の波長５５０ｎｍでの光透過率を単位％で示す。各曲線に付した符号は、図３と同じサンプルの符号である。膜厚が厚くなると、透過率が指数関数的に低下するのは、吸収のある膜の透過率の一般的な特性である。標準品ｒ１１の特性より高い透過率を示すのは、高透過率から並べて、ｓ２３（比Ｒ＝３．８）、ｓ１３（比Ｒ＝３．３）、ｓ２２（比Ｒ＝１．７）である。標準品より透過率が低くなるのが、ｓ１２（比Ｒ＝１．５）、ｓ２１（比Ｒ＝１．３）、ｓ１１（比Ｒ＝１．４）である。サンプルｓ１１〜ｓ２３に関しては、若干の乱れはあるが、全体的に二次粒子径の一次粒子径に対する比Ｒ＝Ｄ２／Ｄ１が減少すると共に透過率が減少している。標準品ｒ１１（比Ｒ＝２．１）の透過率はサンプルｓ１２（比Ｒ＝１．５）と同等程度である。透過率の観点からは、二次粒子径の一次粒子径に対する比Ｒ＝Ｄ２／Ｄ１を１．７以上にすることが望ましいであろう。
【００２４】
これらの結果を総合すると、蛍光体の発光から得られる輝度、外部取り出し効率の観点から、ＢＡＭ蛍光体の二次粒子径の一次粒子径に対する比Ｒ＝Ｄ２／Ｄ１は１．７〜２．０の範囲に設定することが好ましい。
【００２５】
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。種々の変更、改良、組み合わせなどが可能なことは、当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１Ａ，１Ｂは、冷陰極放電ランプの構成を概略的に示す断面図、その一部拡大図である。
【図２】図２Ａ，２Ｂは、青色蛍光体ＢＡＭのみ、二次粒子径の一次粒子径に対する比Ｒを標準品ｒより小さくし、緑色蛍光体、赤色蛍光体は同一の蛍光体を用いたサンプルｓ１、ｓ２の膜厚に対する輝度を、標準品ｒの輝度と対比して示すグラフである。
【図３】図３は、青色蛍光体についてのみ、標準品ｒ１１、サンプルｓ１１〜ｓ１３、ｓ２１〜ｓ２３の膜厚に対する輝度の変化を示すグラフである。
【図４】図４は、青色蛍光体についてのみ、標準品ｒ１１、サンプルｓ１１〜ｓ１３、ｓ２１〜ｓ２３の膜厚に対する透過率の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２７】
１１      ガラス管
１２      蛍光体被膜
１３      金属電極
１４      導入線
１６      金属物質
ｒ      標準品
ｓ      サンプル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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