(57)【要約】【課題】発光光束の低下を抑制することができる蛍光ランプを提供する。【解決手段】蛍光ランプ１００は、電子と衝突することで紫外線を発する水銀が気密封止されたガラス管１と、ガラス管１の内側に形成され、紫外線が当たることで可視光を放出する蛍光体７と、蛍光体７に積層して形成され、ガラス管１に気密封止した水銀と蛍光体７との接触を防止する接触防止膜８とを有することで、蛍光体７と水銀との化学反応を抑制し、蛍光ランプ１００の発光光束の低下を抑制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子と衝突することで紫外線を発する水銀が気密封止されたガラス管と、
前記ガラス管の内側に形成され、紫外線が当たることで可視光を放出する蛍光体と、
前記蛍光体に積層して形成され、前記水銀と前記蛍光体との接触を防止する接触防止膜と、
を有することを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
前記蛍光体と前記ガラス管の内壁との間に形成され、前記蛍光体と前記ガラス管との接触を防止する保護膜、
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の蛍光ランプ。
【請求項３】
前記接触防止膜および／または前記保護膜には酸化物および／またはフッ化物が含まれている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の蛍光ランプ。
【請求項４】
前記酸化物には、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、二酸化ケイ素、二酸化セリウム、一酸化チタン、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ビスマス、酸化銅、酸化ガドリニウム、酸化クロム、酸化ニッケル、酸化サマリウム、五酸化ニオブ、二酸化ジルコニウムが一種以上含まれる、
ことを特徴とする請求項３に記載の蛍光ランプ。
【請求項５】
前記フッ化物には、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウム、フッ化セリウム、フッ化ネオジウム、永晶石が一種以上含まれる、
ことを特徴とする請求項３に記載の蛍光ランプ。
【請求項６】
前記蛍光体は、緑色発光の蛍光体である、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の蛍光ランプ。
【請求項７】
前記蛍光体には、Ｚｎ２ＳｉＯ４が含まれる
ことを特徴とする請求項６に記載の蛍光ランプ。
【請求項８】
前記接触防止膜は、前記ガラス管内壁１ｃｍ２あたり０．１ｍｇから１．９ｍｇの重量となるように形成される、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項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、蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光灯のガラス管内部には水銀が封止されている。この水銀はガラス管の一端より放出された電子と衝突することで紫外線を発する。ガラス管内面には蛍光体が塗布されており、これに紫外線が当たることで蛍光灯は可視光を放出する。特許文献１には、ガラス管と蛍光体の結着力を向上させることで、長期に渡って安定した輝度が得られる蛍光ランプが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２０６０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
蛍光ランプは時間の経過とともに発光光束（ｌｕｍｉｎｏｕｓ  ｆｌｕｘ）が低下する。その理由に、蛍光体が水銀と化学反応して劣化することが挙げられる。特に、緑色発光の蛍光ランプは、蛍光体として、水銀との反応性の高いＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ（Ｍｎは付活剤）を使用しており、他の色の蛍光ランプと比べ点灯寿命が短くなる傾向にある。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、発光光束の低下を抑制することができる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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の蛍光ランプは、
電子と衝突することで紫外線を発する水銀が気密封止されたガラス管と、
前記ガラス管の内面に形成され、紫外線が当たることで可視光を放出する蛍光体と、
前記蛍光体に積層して形成され、前記水銀と前記蛍光体との接触を防止する接触防止膜と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
蛍光体と水銀との化学反応を抑制することで、発光光束の低下を抑制することができる蛍光ランプを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態に係る蛍光ランプの要部縦断面図である。
【図２】実施の形態に係る蛍光ランプの横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本実施の形態に係る蛍光ランプ１００は、図１に示すように、直管形のガラス管１を有する熱陰極蛍光ランプである。ガラス管１の内面には、紫外線を可視光に変換するための蛍光体７が塗布されており、その蛍光体７の上にはさらに接触防止膜８が塗布されている。接触防止膜８は、ガラス管１に気密封止された水銀と蛍光体７との接触を防止することで、蛍光体７と水銀との化学反応を抑制する。以下、蛍光ランプ１００について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
蛍光ランプ１００は、図１に示すように、放電ガス６が封入されたガラス管１と、口金２と、口金ピン３と、電極４と、フィラメント５と、蛍光体７と、接触防止膜８と、保護膜９から構成される。
【００１１】
ガラス管１は直管形のガラス管であり、その両端には口金２が設けられている。ガラス管１の断面は、図２に示すように、円形であり、その管径は例えば１０ｍｍ以上３８ｍｍ以下である。
【００１２】
口金２は、例えばアルミニウムから構成される有底の円筒体である。口金２からは、一対の口金ピン３が突出している。この口金ピン３には、電極４が電気的に接続されている。
【００１３】
電極４は、蛍光ランプ１００の両端部に配置されており、その先端にはフィラメント５が設けられている。口金ピン３に電圧が加わるとフィラメント５に電流が流れる。
【００１４】
フィラメント５はコイル状の金属線であり、その表面には酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、または、酸化カルシウム（ＣａＯ）等から構成される電子放射性物質が塗られている。フィラメント５は、通電により熱せられると、表面の電子放射性物質から電子を放出する。
【００１５】
放電ガス６は希ガスと水銀蒸気から構成され、ガラス管１に気密封止されている。希ガスはガラス管１の内部の圧力を調整するためのものであり、アルゴンやネオン等の混合ガスから構成される。水銀蒸気は蛍光体７を励起するための紫外線を得るためのものであり、フィラメント５より放出された電子と衝突することで紫外線を放出する。
【００１６】
蛍光体７は、水銀より放出された紫外線を可視光に変換するためのものである。緑色発光の蛍光体の場合、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ（Ｍｎは付活剤）等が含まれる。蛍光体７はガラス管１の内面に塗布されており、塗布される量は、例えば、単位面積当たり３ｍｇ／ｃｍ２〜７ｍｇ／ｃｍ２である。
【００１７】
接触防止膜８は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等で構成される。接触防止膜８は蛍光体７に積層するように塗布されており、塗布される量は、例えば、単位面積当たり０．１ｍｇ／ｃｍ２〜１．９ｍｇ／ｃｍ２である。接触防止膜８は蛍光体７とガラス管１に内部の水銀との直接の接触を防止することで、水銀と蛍光体７の化学反応を抑制する。
【００１８】
保護膜９は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等で構成される。保護膜９は、蛍光体７とガラス管１との間に塗布されており、塗布される量は、例えば、単位面積当たり０．１ｍｇ／ｃｍ２〜１．９ｍｇ／ｃｍ２である。保護膜９は、ガラス管１に含まれるナトリウムが時間経過とともに溶け出し、蛍光体７と反応することを防止する。保護膜９により、蛍光体７の劣化が防止され、蛍光ランプ１００の発光光束の低下が抑制される。また、保護膜９は、蛍光体７を透過して到達した一部の紫外線を反射して蛍光体７に戻ことで、蛍光ランプ１００の光束値を向上させる。
【００１９】
以上、蛍光ランプ１００の構成について説明したが、次に、蛍光ランプ１００の動作について説明する。
【００２０】
電極４に電圧が加わると、電極４の間に放電が生じる。ガラス管１に気密封止された水銀は、放電により紫外線を放射する。放射された紫外線は、接触防止膜８を通過して蛍光体７に照射される。蛍光体７は紫外線により励起され可視光を発する。また、一部の紫外線は、蛍光体７を通過して保護膜９に到達する。紫外線は保護膜９で反射され、再び蛍光体７に戻される。蛍光体７は、接触防止膜８側、保護膜９側の両面より照射された紫外線を可視光に変換し、外部に放出する。
【００２１】
本実施の形態によれば、蛍光体７に積層された接触防止膜８により、蛍光体７とガラス管１に気密封止された水銀との直接の接触を防止できる。その結果、蛍光体７の劣化が防止され、蛍光ランプ１００の発光光束の低下を抑制することができる。
【００２２】
また、蛍光体７と水銀の化学反応が抑制されることで、水銀消費量が軽減される。その結果、蛍光ランプ１００の点灯寿命を長くすることができる。
【００２３】
また、蛍光体７と水銀の化学反応が抑制されることで、水銀が蛍光体７に吸着することで起こるランプ変色（着色）を防止できる。
【００２４】
本実施の形態によれば、ガラス管１と蛍光体７との間に形成された保護膜９により、ガラス管１に含まれるナトリウムが時間経過とともに溶け出し、蛍光体７と反応することを防止できる。その結果、蛍光体７の劣化を防止でき、発光光束の低下を抑制できる。
【００２５】
また、保護膜９が、蛍光体７を透過して到達した紫外線を反射して蛍光体７に戻すことにより、紫外線を余すところ無く蛍光体７に照射することができる。その結果、蛍光ランプ１００の発光効率を高めることができる。
【００２６】
蛍光体７は、赤色発光蛍光体、緑色発光蛍光体、または、青色発光蛍光体であってもよい。また、各色の蛍光体を少なくとも１つ含有する三波長蛍光体であってもよい。
【００２７】
赤色発光蛍光体には、例えば、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ３Ｓ：Ｅｕ、ＳｒＳ：Ｅｕ、ＣａＳ：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、または、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ等が含まれていてもよい。また、これらを混合したものが含まれていてもよい。
【００２８】
また、緑色発光蛍光体には、例えば、ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎ、（ＭｇＣａＳｒＢａ）Ｓｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ、Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ、ＣｅＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｔｂ、ＬａＰＯ４：Ｔｂ、（Ｃｅ，Ｇｄ）ＭｇＢ５Ｏ１０：Ｔｂ、または、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ等が含まれていてもよい。また、これらを混合したものが含まれていてもよい。
【００２９】
さらに、青色蛍光発光体には、例えば、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ａｇ、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎ、または、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ等が含まれていてもよい。また、これらを混合したものが含まれていてもよい。
【００３０】
接触防止膜８や保護膜９には、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、二酸化セリウム（ＣｅＯ２）、一酸化チタン（ＴｉＯ）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化サマリウム（Ｓｍ２Ｏ３）、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、または、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）等が含まれていてもよい。また、これらを混合したものが含まれていてもよい。
【００３１】
また、接触防止膜８や保護膜９には、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化ストロンチウム（ＳｒＦ２）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）、フッ化セリウム（ＣｅＦ３）、フッ化ネオジウム（ＮｄＦ３）、または、永晶石（Ｎａ２ＡｌＦ６）等が含まれていてもよい。また、これらを混合したものが含まれていてもよい。さらに、接触防止膜８や保護膜９には、酸化物とフッ化物を混合したものが含まれていてもよい。
【００３２】
接触防止膜８の厚みは、０．０５μｍ以上３μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以上２μｍ以下が望ましい。接触防止膜８の厚みが３μｍよりも厚い場合には、接触防止膜８に紫外線が吸収されて蛍光体７に届く紫外線が減少する可能性があるからである。また、接触防止膜８の厚みが０．０５μｍよりも薄い場合には、水銀の蛍光体７への接触防止が困難になるからである。
【００３３】
保護膜９の厚みは、０．０５μｍ以上３μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以上２μｍ以下が望ましい。保護膜９の厚みが３μｍよりも厚い場合には、発光光束が低下する可能性があるからである。また、保護膜９の厚みが０．０５μｍよりも薄い場合には、蛍光体７とガラス管１の接触防止が困難になるからである。
【００３４】
ガラス管１の形状は直管形に限られない。ガラス管１の形状は、Ｕ字形、Ｗ字形、環形、渦巻形、その他、電球形蛍光ランプに使用されるガラス管のように複数箇所曲げられた形状になっていてもよい。
【００３５】
放電ガス６に含まれる希ガスは、アルゴンやネオンとの混合ガスに限られない。希ガスとしては、クリプトンを単独で若しくはアルゴン及びネオンに混合されていてもよい。放電ガス６には、その他の不活性ガスが混合されていてもよい。
【００３６】
蛍光ランプ１００は、熱陰極蛍光ランプの他、液晶モニタのバックライト等として使用される冷陰極蛍光ランプであってもよい。このとき、ガラス管１の管径は例えば１．８ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であってもよい。
【００３７】
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００３８】
（付記１）  電子と衝突することで紫外線を発する水銀が気密封止されたガラス管と、
前記ガラス管の内側に形成され、紫外線が当たることで可視光を放出する蛍光体と、
前記蛍光体に積層して形成され、前記水銀と前記蛍光体との接触を防止する接触防止膜と、
を有することを特徴とする蛍光ランプ。
【００３９】
（付記２）  前記蛍光体と前記ガラス管の内壁との間に形成され、前記蛍光体と前記ガラス管との接触を防止する保護膜、
をさらに有することを特徴とする付記１に記載の蛍光ランプ。
【００４０】
（付記３）  前記接触防止膜および／または前記保護膜には酸化物および／またはフッ化物が含まれている、
ことを特徴とする付記１または２に記載の蛍光ランプ。
【００４１】
（付記４）  前記酸化物には、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、二酸化ケイ素、二酸化セリウム、一酸化チタン、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ビスマス、酸化銅、酸化ガドリニウム、酸化クロム、酸化ニッケル、酸化サマリウム、五酸化ニオブ、二酸化ジルコニウムが一種以上含まれる、
ことを特徴とする付記３に記載の蛍光ランプ。
【００４２】
（付記５）  前記フッ化物には、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウム、フッ化セリウム、フッ化ネオジウム、永晶石が一種以上含まれる、
ことを特徴とする付記３に記載の蛍光ランプ。
【００４３】
（付記６）前記蛍光体は、緑色発光の蛍光体である、
ことを特徴とする付記１乃至５のいずれかに記載の蛍光ランプ。
【００４４】
（付記７）前記蛍光体には、Ｚｎ２ＳｉＯ４が含まれる、
ことを特徴とする付記６に記載の蛍光ランプ。
【００４５】
（付記８）前記接触防止膜は、前記ガラス管内壁１ｃｍ２あたり０．１ｍｇから１．９ｍｇの重量となるように形成される、
ことを特徴とする付記１乃至７のいずれかに記載の蛍光ランプ。
【符号の説明】
【００４６】
１      ガラス管
２      口金
３      口金ピン
４      電極
５      フィラメント
６      放電ガス
７      蛍光体
８      接触防止膜
９      保護膜
１００  蛍光ランプ
【図１】
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【図２】
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