JP2000100383A

JP2000100383A - 蛍光ランプおよびこれを用いた光源装置

Info

Publication number: JP2000100383A
Application number: JP10272329A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Watanabe; 和彦渡辺; Kenji Kono; 謙司河野; Masahiro Tokawa; 雅弘東川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1998-09-25
Publication date: 2000-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】光束劣化防止効果及び消費水銀量の低減効果
を最大限に引き出す。【解決手段】透光性気密容器１の内面側（放電プラズ
マの生起する気密空間側）に蛍光体粒子５０により成る
蛍光体被膜５を形成し、透光性気密容器１内面と蛍光体
被膜５との間にガラス保護膜１１を形成し、このガラス
保護膜１１に対して導入時の出発材料（あるいはそれに
伴う導入プロセス）が異なり且つ最終生成物の化学組成
が同じ金属酸化物により成る表面保護層１２を蛍光体被
膜５の気密空間側表面に形成する。また、このように構
成される蛍光ランプに内部電極または外部に誘導コイル
などを設け、これら内部電極または誘導コイルなどに電
力を供給する点灯装置をさらに設けて光源装置を構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電媒体が封入さ
れた透光性気密容器内に蛍光体被膜が形成され、放電媒
体の放電により発せられる紫外線を、蛍光体被膜によっ
て可視光に変換する蛍光ランプおよびこれを用いた光源
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】蛍光ランプは、今日広く普及している重
要な光源のひとつである。この光源は一般に、封入され
た水銀の放電により紫外線を発生させ、この紫外線を管
球内面に塗布した蛍光体によって可視光に変換するもの
である。

【０００３】一方、近年、地球環境問題に対する意識が
これまで以上に高揚してきており、蛍光ランプに使用さ
れている水銀廃棄物も、これら環境汚染源のひとつとし
て一層強く認識されつつある。

【０００４】このような状況下、蛍光ランプに対する様
々な取組みが活発化してきている。例えば、水銀の使用
廃止および水銀使用量の低減などの多くの検討がなされ
ている。

【０００５】水銀の使用廃止を目指した水銀に代わる無
害な紫外線放射源候補としては、例えばキセノン放電か
らの紫外線（主波長１４７ｎｍ）を利用した希ガス蛍光
ランプがある。当光源は、水銀放電を利用した従来の蛍
光ランプと比べて、周囲温度に対する光束変動がないこ
と、あるいは始動後の光束立ち上がり特性が良いなどの
優れた特長を有する。しかしながら、効率的には水銀に
比べ遥かに劣るため、既にＯＡ機器用など一部用途で実
用化されているものの、一般照明用途を含めた分野での
非水銀蛍光ランプへの代替化は困難なのが現状である。

【０００６】従って、今のところ、使用水銀量の低減化
が現実的な対応策となっている。その具体策として例え
ば以下の事項が挙げられる。（ａ）ランプ１本当りの封入水銀量の低減化（必要最低
限への適正化）（ｂ）ランプ寿命の改善によってランプの廃棄頻度を減
少させ、長期的視野での水銀使用量の低減化このうち、まず（ａ）について説明する。ランプ内に封
入された水銀は、点灯時間の経過に伴い、ガラスバルブ
内面や蛍光体によって徐々に消費される。すなわち、水
銀はこれら部位に吸着された後、ガラスや蛍光体中の成
分や、管内残留不純ガスなどとの反応により、種々の化
合物として堆積し、もはや放電には寄与できなくなり無
効化していく。そこで、ランプ寿命中での水銀枯渇を回
避するために、過剰の水銀が封入されている。従って、
封入水銀量を減らすためには、管内での水銀消費量の低
減、すなわち無効水銀の生成を低減させる必要がある。

【０００７】次に（ｂ）について説明する。蛍光ランプ
の寿命決定因子は一般に、所謂「光束寿命」および「不
点寿命」の２つに大別される。光束寿命は、ガラスバル
ブや蛍光体表面の変色や黒化、あるいは蛍光体そのもの
の経時劣化による発光効率の低下等に起因するもので、
不点寿命は、電極基材の断線あるいはこれに塗布された
熱電子放射物質（エミッタ）の消耗等に起因するもので
ある。このように、蛍光ランプの寿命は一般に、光束劣
化による光束寿命と電極切れによる不点寿命のいずれか
短い方で規定されている。

【０００８】これらのうち光束寿命に関しては、蛍光体
成分、ガラス中のアルカリ成分あるいは管内残留不純物
と水銀との反応による化合物の生成・堆積、また水銀や
希ガスなどのイオンボンバードによる蛍光体の劣化、さ
らには紫外線による蛍光体の劣化などが考えられてい
る。これらの対策として、蛍光体の改善やガラス内面の
透明保護膜の開発などが行われてきている。一方、電極
（フィラメント）をランプ内部に有する一般蛍光ランプ
では、本質的に不点寿命の改善には限界があり、そのた
め寿命改善上の足枷となっている。

【０００９】このような観点から、ランプ内部に電極を
有さない「無電極蛍光ランプ」が近年特に脚光を浴び、
既に一部で実用化されている。この種ランプは、前述の
（有電極）蛍光ランプと同様に、ガラス等の透光性部材
によって形成される気密空間内に水銀及び希ガスが封入
されているが、ランプ内部には電極を有さず、ランプ外
部に配設された誘導コイルによって封入ガスを励起させ
ることにより、気密空間内で放電を生起し、これにより
放射される紫外線で、気密容器内面に形成した蛍光膜を
励起して可視光を得るものである。この種光源は文字通
り、ランプ内部に電極を有さないため、前述の電極寿命
は存在せず、実質上、光束寿命によって寿命が決定され
るので、原理的に有電極ランプより長寿命が期待でき
る。従って、この種光源では、従来以上に光束維持率の
改善が重要となる。

【００１０】以上述べたように、蛍光ランプ分野におけ
る今後の重要課題としては、ランプ内での水銀消費量の
低減化及びランプ光束維持率の改善の２つが挙げられる
が、上述の説明でも察せられるように、これら２つの課
題は互いに極めて密接な関係にあるものと考えられる。

【００１１】例えば、特開昭６２−２２９７５２号公報
には、上記課題に対する解決策として、ガラスと蛍光体
との間にアルミナ保護膜を設けるとともに、蛍光体被膜
を挟み込むように蛍光体被膜上面にアルミナ保護層を設
け、蛍光ランプの光束劣化特性を改善する蛍光ランプが
開示されている。

【００１２】なお、特開平８−１０６８８３号公報に
は、ガラス管と蛍光体膜との間に複数の混合微粒子の金
属酸化物からなる透光性保護膜を有する蛍光ランプが開
示されている。

【００１３】また、特開平９−１９９０８５号公報に
は、容器内面と蛍光体層との間にアルミナの超微粒子の
金属酸化物からなる保護層を有する蛍光ランプが記載さ
れている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭６２−２２９７５２号公報には、具体的に酸化アル
ミニウムだけが開示されていて、ガラス内面及び蛍光体
上面の２つの部位に形成された保護材の性状については
明記されておらず、材料の組成については同じもので構
成されているために、光束劣化防止効果及び消費水銀量
の低減効果が最大限引き出せない問題があった。

【００１５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、光束劣化防止効果及び消費水銀量の低減効果を
最大限に引き出すことのできる蛍光ランプおよびこれを
用いた光源装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項１記載の発明の蛍光ランプは、少なくとも水銀
を含む放電媒体を内部に封入した透光性気密容器を備
え、前記透光性気密容器の内面側に蛍光体被膜を形成す
るとともに、前記透光性気密容器内面と前記蛍光体被膜
の間、及び前記蛍光体被膜の気密空間側表面の両部位に
蛍光体粒子以外の金属酸化物で形成される保護層を設け
て成り、前記各保護層を形成する金属酸化物は、互いに
出発材料が異なり且つ最終生成物の化学組成が同じ金属
酸化物であるものである。

【００１７】この蛍光ランプでは、上記両部位に配設さ
れた各金属酸化物が、水銀の吸着あるいは光束劣化の原
因となる種々のダメージを最小限に抑えるバリア機能を
発揮するので、全体として、光束劣化防止効果及び消費
水銀量の低減効果が最大限に引き出されるようになる。

【００１８】請求項２記載の発明の蛍光ランプは、少な
くとも水銀を含む放電媒体を内部に封入した透光性気密
容器を備え、前記透光性気密容器の内面側に蛍光体被膜
を形成するとともに、前記透光性気密容器内面と前記蛍
光体被膜の間、及び前記蛍光体被膜の気密空間側表面の
両部位に蛍光体粒子以外の金属酸化物で形成される保護
層を設けて成り、前記各保護層を形成する金属酸化物
は、互いに出発材料が異なり且つ最終生成物の化学組成
が異なる金属酸化物であるものである。

【００１９】この蛍光ランプでは、上記両部位に配設さ
れた各金属酸化物が、水銀の吸着あるいは光束劣化の原
因となる種々のダメージを最小限に抑えるバリア機能を
発揮するので、全体として、光束劣化防止効果及び消費
水銀量の低減効果が最大限に引き出されるようになる。

【００２０】なお、前記両保護層の一方及び他方の出発
材料は、それぞれ微粒子の金属酸化物及びゾルゲル法に
より形成される金属酸化物の連続体により成るものでも
よい（請求項３）。この構造によれば、全体として、光
束劣化防止効果及び消費水銀量の低減効果が最大限に引
き出されるようになる。

【００２１】さらに、前記蛍光体被膜中の部位には蛍光
体粒子以外の金属酸化物が介在するものでもよい（請求
項４）。この構造では、全体として、光束劣化防止効果
及び消費水銀量の低減効果が最大限に引き出されるよう
になる。

【００２２】請求項５記載の発明の光源装置は、上記蛍
光ランプと、前記透光性気密容器の内部あるいは外部の
いずれか一方に配設されて前記放電媒体にエネルギを供
給するエネルギ供給手段と、該エネルギ供給手段を介し
て前記蛍光ランプを点灯させる点灯装置とを備えるもの
である。

【００２３】この構成によれば、光束劣化防止効果及び
消費水銀量の低減効果が最大限に引き出されるようにな
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】本願発明者らは、上記課題の解決
策を抽出するに当たり、前述の通り、管内での水銀消費
は蛍光膜中のすべての領域で均一に起こるものではない
こと、あるいは光束劣化には多くの要因があり、やはり
蛍光膜中のすべての領域で均一に起こるものではないこ
ととの仮説に基づく種々の実験検討を行った。より具体
的に言うと、蛍光体被膜は通常、数十μｍの膜厚を有す
るので、その膜厚方向での部位に着目すると、まず水銀
の付着や、水銀・希ガスなどのイオンによる蛍光体に対
するイオンボンバード、あるいは紫外線による蛍光体の
劣化などはそれらの供給源である放電プラズマ側で最も
起こりやすく、またガラスバルブに含まれるアルカリ成
分と水銀との反応は逆にガラスバルブ内面側（蛍光膜と
ガラス内面との境界付近）で最も起こりやすいと考え
た。この仮説に立てば、保護層として適用する金属酸化
物としては、蛍光膜中の膜厚方向の部位によって異なる
効果を示すはずと予想されるから、これを検証するた
め、各種金属酸化物の適用部位毎の比較を行った。

【００２５】結果的には、各種酸化物の適用部位毎での
明らかな効果差が見出され、驚くべきことに、その差は
予想以上に大きいことが明らかとなった。

【００２６】本発明はこの結果に基づいて得られたもの
であり、従来のように、蛍光体被膜中に単一または複数
種類の金属酸化物によりなる保護材料を、蛍光体被膜中
全域に亘って均一に分布・介在させたものとは異なり、
金属酸化物としては、その導入時の出発材料（あるいは
それに伴う導入プロセス）が異なり、且つ最終生成物の
化学組成が互いに同じかあるいは異なる金属酸化物を有
し、且つガラスバルブ内面と蛍光体被膜の間、及び蛍光
体被膜の気密空間側表面の両部位の一方及び他方がそれ
ぞれ微粒子の金属酸化物及びゾルゲル法により形成され
る金属酸化物の連続体により成ることを特徴としてい
る。すなわち、蛍光ランプ中に適材適所の金属酸化物を
配設した構成を特徴としている。以下、図面を参照しつ
つ本発明の実施形態について説明する。

【００２７】図１は本発明の第１実施形態に係る蛍光ラ
ンプの一部断面図、図２は本蛍光ランプを用いた光源装
置の一例を示す図、図３は本蛍光ランプを用いた光源装
置の別例を示す図で、これらの図を用いて本蛍光ランプ
について説明する。ただし、本発明の蛍光ランプの基本
構造は、図２に示す有電極蛍光ランプ及び図３に示す無
電極蛍光ランプのいずれの透光性気密容器にも適用可能
であるので、それら透光性気密容器に対して同一の符号
１を便宜上使用して以下説明を行う。

【００２８】図２に示す有電極蛍光ランプの光源装置
は、水銀蒸気及び希ガスを含む放電媒体を内部に封入す
るガラス製の透光性気密容器（ガラスバルブ）１と、上
記放電媒体の放電の開始・維持用であって透光性気密容
器１の内部に設けられた一対の内部電極（エネルギ供給
手段）２ａと、電源３から電力を取り込んで一対の内部
電極２ａに電力を供給する点灯装置４ａとにより構成さ
れている。一方、図３に示す無電極蛍光ランプの光源装
置は、水銀蒸気及び希ガスを含む放電媒体を内部に封入
するガラス製の透光性気密容器１と、上記放電媒体の放
電の開始・維持用であって透光性気密容器１の外部に設
けられた誘導コイル（エネルギ供給手段）２ｂと、電源
３から電力を取り込んで誘導コイル２ｂに電力を供給す
る点灯装置４ｂとにより構成されている。これら図２及
び図３に示す蛍光ランプは、各透光性気密容器１の内面
側に蛍光体被膜５が形成され、さらに次のような構造に
なっている。

【００２９】すなわち、蛍光ランプは、図１に示すよう
に、少なくとも水銀を含む放電媒体を内部に封入した透
光性気密容器１を備え、透光性気密容器１の内面側（放
電プラズマの生起する気密空間側）には蛍光体被膜５が
形成され、この蛍光体被膜５は蛍光体粒子５０により構
成されている。また、透光性気密容器１内面と蛍光体被
膜５との間にはガラス保護膜１１が形成されている一方
で、蛍光体被膜５の気密空間（図１では放電プラズマ）
側表面には表面保護層１２が形成されている。これらガ
ラス保護膜１１及び表面保護層１２は、蛍光体粒子５０
以外の金属酸化物であって、その導入時の出発材料（あ
るいはそれに伴う導入プロセス）が異なり、且つ最終生
成物の化学組成が同じ金属酸化物により構成される。

【００３０】ここで、蛍光ランプ製造工程において、蛍
光体被膜の形成プロセスに限って述べると、通常、製品
としての蛍光体粉末を、水あるいは有機溶剤に適当なバ
インダなどの添加物とともに懸濁させ、これを塗布液
（蛍光体スラリー）としてランプバルブ内面への流入や
噴霧の後、乾燥、焼成工程を経て形成する。従って、本
実施形態のように最終的なランプ完成品での蛍光体被膜
中に、（蛍光体粒子以外の）金属酸化物を得る導入手段
としては、既存の金属酸化物微粒子を用いる方法および
ゾルゲル法の２つの方法がある。

【００３１】既存の金属酸化物微粒子を用いる方法に
は、蛍光体粉末の粒子表面に予め上記微粒子を被着処理
した後に、これを水や有機溶剤中に懸濁させた蛍光体ス
ラリー（塗布液）として塗布する方法、あるいは蛍光体
スラリー作製時に、蛍光体粉末と金属酸化物とを同時に
分散、懸濁させる方法とがある。

【００３２】ゾルゲル法は、最終的に形成したい金属酸
化物を構成する金属元素の無機塩の溶液、あるいは同様
の金属元素の有機化合物（金属アルコキシド）などの溶
液（ゾル）を用い、予めこの中に蛍光体粒子を分散させ
た後、乾燥・焼成工程での加水分解反応によって、蛍光
体粒子表面に所望の金属酸化物被膜を形成し、この蛍光
体を蛍光体スラリーにしたり、通常この方法によってバ
ルブ上に蛍光体被膜を形成した後、その上からこのゾル
溶液を浸透させた後、同様の加熱処理による加水分解反
応によって、蛍光体被膜中に所望の金属酸化物を形成し
たりする方法である。

【００３３】図１に戻って、上記出発材料、すなわち透
光性気密容器１内面と蛍光体被膜５との間、及び蛍光体
被膜５の気密空間側表面の両部位に設けられる蛍光体粒
子以外の金属酸化物に係る出発材料（あるいはそれに伴
う導入プロセス）とは、上記既存の金属酸化物微粒子を
用いる方法およびゾルゲル法で述べたような、既に金属
酸化物としての組成を有する微粒子材料、あるいは元々
は酸化物ではない金属化合物のゾル溶液の何れかを意味
する。

【００３４】すなわち、ガラス保護膜１１に微粒子の金
属酸化物を、表面保護層１２にゾルゲル法により形成さ
れる金属酸化物の連続体で材料組成が同種である保護材
料、あるいはガラス保護膜１１にゾルゲル法により形成
される金属酸化物の連続体を、表面保護層１２に微粒子
の金属酸化物で材料組成が同種である保護材料を蛍光ラ
ンプ内に付加させることにより、蛍光ランプ内の各領域
に配設された各金属酸化物が、水銀の吸着あるいは光束
劣化の原因となる種々のダメージを最小限に抑えるバリ
ア機能を発揮し、全体として、光束劣化防止効果及び消
費水銀量の低減効果が最大限に引き出されることにな
る。なお、連続体とは、あくまでも微粒子系の出発材料
を用いた場合の集合体や被覆層のように微粒子間に空隙
を有するものに比べて、ゾルゲル系出発材料によって形
成された比較的緻密な集合体や被覆層を意味する。

【００３５】以上、第１実施形態によれば、光束劣化防
止効果及び消費水銀量の低減効果を最大限に引き出すこ
とができる。

【００３６】なお、上記蛍光ランプは、図２及び図３に
示す蛍光ランプの構成に限らず、多種多様な構成からな
るもの、例えば有電極ではガラスが環形あるいは屈曲形
のもの、無電極では誘導コイルの代わりに導電体箔を近
接させた方式のものなどにも適用可能である。

【００３７】図４は本発明の第２実施形態に係る蛍光ラ
ンプの一部断面図で、以下この図を用いて第２実施形態
について説明する。

【００３８】本蛍光ランプは、第１実施形態と同様に、
少なくとも水銀を含む放電媒体を内部に封入した透光性
気密容器１を備え、この透光性気密容器１の内面側（放
電プラズマの生起する気密空間側）には蛍光体被膜５が
形成され、この蛍光体被膜５は蛍光体粒子５０により構
成されている。

【００３９】そして、透光性気密容器１内面と蛍光体被
膜５との間にはガラス保護膜２１が形成されている一方
で、蛍光体被膜５の気密空間側表面には表面保護層２２
が形成されている。これらガラス保護膜２１及び表面保
護層２２は、蛍光体粒子５０以外の金属酸化物であっ
て、その導入時の出発材料（あるいはそれに伴う導入プ
ロセス）が異なり、且つ最終生成物の化学組成が異なる
金属酸化物により構成される。

【００４０】すなわち、ガラス保護膜２１及び表面保護
層２２の一方は１次粒子径が１μｍ以下となる微粒子の
金属酸化物がそのまま使用されて成り、他方は金属元素
を含有したゾルゲル法を用いて最終的に連続体とされた
金属酸化物により成る。さらに詳述すると、ガラス保護
膜２１に微粒子の金属酸化物を、表面保護層２２にゾル
ゲル法により形成される金属酸化物の連続体で材料組成
が異なる保護材料を、あるいはガラス保護膜２１にゾル
ゲル法により形成される金属酸化物の連続体を、表面保
護層２２に微粒子の金属酸化物で材料組成が異なる保護
材料を蛍光ランプ内に付加して構成される。

【００４１】以上、第２実施形態によれば、蛍光ランプ
内の各領域に配設された各金属酸化物が、水銀の吸着あ
るいは光束劣化の原因となる種々のダメージを最小限に
抑えるバリア機能を発揮するので、全体として、光束劣
化防止効果及び消費水銀量の低減効果を最大限に引き出
すことができる。

【００４２】図５は本発明の第３実施形態に係る蛍光ラ
ンプの一部断面図で、以下この図を用いて第３実施形態
について説明する。

【００４３】本蛍光ランプは、第１実施形態と同様に、
少なくとも水銀を含む放電媒体を内部に封入した透光性
気密容器１を備え、透光性気密容器１の内面側（放電プ
ラズマの生起する気密空間側）には蛍光体被膜５が形成
され、この蛍光体被膜５は蛍光体粒子５０により構成さ
れている。また、透光性気密容器１内面と蛍光体被膜５
との間にはガラス保護膜１１が形成されている一方で、
蛍光体被膜５の気密空間側表面には表面保護層１２が形
成されている。

【００４４】さらに、上記第１実施形態の構造に加え
て、蛍光体粒子５０に対する水銀の吸着や種々のダメー
ジを一層確実に防止する観点から、蛍光体粒子５０以外
の金属酸化物１３が蛍光体被覆５中の部位に介在する構
造になっている。そして、金属酸化物１３は、ガラス保
護膜１１及び表面保護層１２の一方と出発材料が同じ、
別言するとガラス保護膜１１及び表面保護層１２の他方
と出発材料が異なり、且つ最終生成物の化学組成がガラ
ス保護膜１１及び表面保護層１２の双方と同じである。

【００４５】すなわち、第３実施形態では、ガラス保護
膜１１及び表面保護層１２の部位に加えて、蛍光体被覆
５中の部位に保護材（金属酸化物１３）を形成し、これ
ら３つの部位に金属酸化物を有する構造をとり、これら
３つの部位のうち、１又は２の部位は微粒子の金属酸化
物により成る一方、残りの部位はゾルゲル法により形成
される金属酸化物の連続体により成る。なお、蛍光体被
膜５中の部位への金属酸化物１３の介在とは、金属酸化
物１３が蛍光体粒子５０の表面に直接被覆した状態で存
在する場合や蛍光体粒子５０間の空隙に存在する場合の
少なくとも何れかの態様を意味する。

【００４６】以上、第３実施形態によれば、蛍光ランプ
内の各領域に配設された各金属酸化物が、水銀の吸着あ
るいは光束劣化の原因となる種々のダメージを最小限に
抑えるバリア機能を発揮するので、全体として、光束劣
化防止効果及び消費水銀量の低減効果を最大限に引き出
すことができる。

【００４７】図６は本発明の第４実施形態に係る蛍光ラ
ンプの一部断面図で、以下この図を用いて第４実施形態
について説明する。

【００４８】本蛍光ランプは、第２実施形態と同様に、
少なくとも水銀を含む放電媒体を内部に封入した透光性
気密容器１を備え、透光性気密容器１の内面側（放電プ
ラズマの生起する気密空間側）には蛍光体被膜５が形成
され、この蛍光体被膜５は蛍光体粒子５０により構成さ
れている。また、透光性気密容器１内面と蛍光体被膜５
との間にはガラス保護膜２１が形成されている一方で、
蛍光体被膜５の気密空間側表面には表面保護層２２が形
成されている。

【００４９】さらに、上記第２実施形態の構造に加え
て、蛍光体粒子５０以外の金属酸化物２３が蛍光体被覆
５中の部位に介在する構造になっている。そして、金属
酸化物２３は、ガラス保護膜２１及び表面保護層２２の
一方と出発材料が同じ、別言するとガラス保護膜２１及
び表面保護層２２の他方と出発材料が異なり、且つ最終
生成物の化学組成がガラス保護膜２１及び表面保護層２
２の一方と異なる。

【００５０】すなわち、第４実施形態では、ガラス保護
膜２１及び表面保護層２２の部位に加えて、蛍光体被覆
５中の部位に保護材（金属酸化物２３）を形成し、これ
ら３つの部位に金属酸化物を有する構造をとり、これら
３つの部位のうち、１又は２の部位は１次粒子径が１μ
ｍ以下の微粒子の金属酸化物により成る一方、残りの部
位は金属元素を含有したゾルゲル法により形成される金
属酸化物の連続体により成る。

【００５１】以上、第４実施形態によれば、蛍光ランプ
内の各領域に配設された各金属酸化物が、水銀の吸着あ
るいは光束劣化の原因となる種々のダメージを最小限に
抑えるバリア機能を発揮するので、全体として、光束劣
化防止効果及び消費水銀量の低減効果を最大限に引き出
すことができる。

【００５２】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。た
だし、本実施例での共通のランプ仕様は、蛍光体として
代表的な希土類蛍光体であるＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ（３価ユーロ
ピウム付活酸化イットリウム）を用いた無電極蛍光ラン
プであり、点灯時の管壁負荷（ランプ入力を発光面積即
ち蛍光体被膜の塗布面積で除して得た値）は約１５０ｍ
Ｗ／ｃｍ² に設定して点灯実験を行なった。なお、無電
極蛍光ランプを用いた実施例について説明するが、有電
極蛍光ランプ（熱陰極型、冷陰極型は不問）を用いても
同様の効果が得られることはいうまでもない。

【００５３】まず、第１及び第２実施形態に対応し、点
灯時間の経過に伴う光束維持率改善の観点から好ましい
実施例について、（表１）を参照しながら述べる。

【００５４】

【表１】この（表１）は、実施例１〜３及び従来例１のそれぞれ
についてのガラス保護膜の最終生成物の化学組成、光束
維持率、表面保護層の最終生成物の化学組成、及び光束
維持率を示す。光束維持率については、点灯時間１００
時間における光束値を１００％とした場合の７０％の光
束値に低下するまでの時間であって、従来例１の場合の
光束維持率を１００％とした場合の相対値で示されてい
る。従って、（表１）に示される光束維持率は値が大き
い方が望ましい。

【００５５】（表１）において、従来例１では、ガラス
保護膜及び表面保護層は、出発材料が微粒子で、最終生
成物の化学組成が同じ金属酸化物（Ｙ₂Ｏ₃：酸化イット
リウム）により形成されている。

【００５６】実施例１及び２では、ガラス保護膜及び表
面保護層は、互いに出発材料が異なり且つ最終生成物の
化学組成が同じ金属酸化物により形成されている。すな
わち、実施例１では、ガラス保護膜は、従来例１と同様
に出発材料が微粒子で最終生成物の化学組成がＹ₂Ｏ₃あ
るが、表面保護層は出発材料が連続膜で最終生成物の化
学組成はＹ₂Ｏ₃になっている。さらに、実施例２では、
表面保護層は、従来例１と同様に出発材料が微粒子で最
終生成物の化学組成がＹ₂Ｏ₃であるが、ガラス保護膜は
出発材料が連続膜で最終生成物の化学組成がＹ₂Ｏ₃にな
っている。

【００５７】実施例３では、ガラス保護膜及び表面保護
層は、互いに出発材料が異なり且つ最終生成物の化学組
成が異なる金属酸化物により形成されている。すなわ
ち、ガラス保護膜は出発材料が連続膜で最終生成物の化
学組成がＡｌ₂Ｏ₃（酸化アルミニウム）であり、表面保
護層は出発材料が微粒子で最終生成物の化学組成がＹ₂
Ｏ₃である。

【００５８】ここで、（表１）を見ると、実施例１〜３
の全ての光束維持率が１００％以上になっていることか
ら、光束劣化防止の効果が得られたことが分かる。

【００５９】次に、第１及び第２実施形態に対応し、点
灯時間の経過に伴う管内での水銀消費量低減の観点から
の好ましい実施例について、（表２）を参照しながら説
明する。

【００６０】

【表２】この（表２）は、実施例４〜６及び従来例２のそれぞれ
についてのガラス保護膜の最終生成物の化学組成、消費
水銀量、表面保護層の最終生成物の化学組成、及び消費
水銀量を示す。消費水銀量については、点灯試験後のラ
ンプにおける蛍光体被膜中での消費水銀量を化学分析に
て測定したデータに基づき、従来例２の場合のデータを
１００％とした場合の相対値で示されている。従って、
（表２）に示される消費水銀量は値が小さいほど望まし
い。

【００６１】（表２）において、従来例２では、ガラス
保護膜及び表面保護層は、出発材料が微粒子で最終生成
物の化学組成が同じ金属酸化物Ａｌ₂Ｏ₃により形成され
ている。

【００６２】実施例４及び５では、ガラス保護膜及び表
面保護層は、互いに出発材料が異なり且つ最終生成物の
化学組成が同じ金属酸化物Ａｌ₂Ｏ₃により形成されてい
る。すなわち、実施例４では、ガラス保護膜は、従来例
２と同様に出発材料が微粒子で最終生成物の化学組成が
同じＡｌ₂Ｏ₃であるが、表面保護層は出発材料が連続膜
で最終生成物の化学組成がＡｌ₂Ｏ₃である。また、実施
例５では、表面保護層は、従来例２と同様に出発材料が
微粒子で最終生成物の化学組成が同じＡｌ₂Ｏ₃である
が、ガラス保護膜は出発材料が連続膜で最終生成物の化
学組成がＡｌ₂Ｏ₃である。

【００６３】実施例６では、ガラス保護膜及び表面保護
層は、互いに出発材料が異なり且つ最終生成物の化学組
成が異なる金属酸化物により形成されている。すなわ
ち、ガラス保護膜は出発材料が微粒子で最終生成物の化
学組成がＡｌ₂Ｏ₃であり、表面保護層は出発材料が連続
膜で最終生成物の化学組成がＹ₂Ｏ₃である。

【００６４】ここで、（表２）を見ると、実施例４〜６
の全ての消費水銀量が１００％以下になっていることか
ら、消費水銀量低減の効果が得られたことが分かる。

【００６５】以上、（表１）及び（表２）から、ガラス
保護膜及び表面保護層に対して、出発材料が異なり且つ
最終生成物の化学組成が同じか異なる金属酸化物を用い
て、一方及び他方をそれぞれ微粒子の金属酸化物及びゾ
ルゲル法により形成される金属酸化物の連続体により形
成することにより、光束劣化防止効果及び消費水銀量の
低減効果を最大限に引き出すことができる。

【００６６】次に、第３及び第４実施形態に対応し、点
灯時間の経過に伴う光束維持率改善の観点から好ましい
実施例について、（表３）を参照しながら述べる。

【００６７】

【表３】この（表３）は、実施例７〜１０及び従来例３のそれぞ
れについてのガラス保護膜の最終生成物の化学組成、光
束維持率、蛍光体被膜中に介在する金属酸化物の最終生
成物の化学組成、光束維持率、表面保護層の最終生成物
の化学組成、及び光束維持率を示す。光束維持率は従来
例３に対する相対値で示される。

【００６８】（表３）において、従来例３では、ガラス
保護膜、表面保護層及び蛍光体被膜中の金属酸化物は、
いずれも出発材料が微粒子であり、最終生成物の化学組
成が同じ金属酸化物Ｙ₂Ｏ₃により形成されている。

【００６９】実施例７〜１０では、蛍光体被膜中の金属
酸化物は、ガラス保護膜及び表面保護層の一方と出発材
料が同じ、別言するとガラス保護膜及び表面保護層の他
方と出発材料が異なり、且つ最終生成物の化学組成がガ
ラス保護膜及び表面保護層の双方と同じかあるいは一方
と異なる。

【００７０】すなわち、実施例７では、蛍光体被膜中の
金属酸化物は、出発材料がガラス保護膜の連続膜と異な
り表面保護層と同じ微粒子であり、最終生成物の化学組
成がガラス保護膜及び表面保護層の双方と同じＹ₂Ｏ₃で
ある。

【００７１】実施例８では、蛍光体被膜中の金属酸化物
は、出発材料が表面保護層の微粒子と異なりガラス保護
膜と同じ連続膜であり、最終生成物の化学組成がガラス
保護膜及び表面保護層の双方と同じＹ₂Ｏ₃である。

【００７２】実施例９では、蛍光体被膜中の金属酸化物
は、出発材料が表面保護層の連続膜と異なりガラス保護
膜と同じ微粒子であり、最終生成物の化学組成がガラス
保護膜及び表面保護層の双方と同じＹ₂Ｏ₃である。

【００７３】実施例１０では、蛍光体被膜中の金属酸化
物は、出発材料が表面保護層の微粒子と異なりガラス保
護膜と同じ連続膜であり、最終生成物の化学組成がガラ
ス保護膜のＳｉＯ₂と異なり表面保護層と同じＹ₂Ｏ₃で
ある。

【００７４】ここで、（表３）を見ると、実施例７〜１
０の全ての光束維持率が１００％以上になっていること
から、光束劣化防止の効果が得られたことが分かる。

【００７５】次に、第３及び第４実施形態に対応し、点
灯時間の経過に伴う管内での水銀消費量低減の観点から
の好ましい実施例について、（表４）を参照しながら説
明する。

【００７６】

【表４】この（表４）は、実施例１１〜１４及び比較例４のそれ
ぞれについてのガラス保護膜の最終生成物の化学組成、
消費水銀量、蛍光体被膜中に介在する金属酸化物の最終
生成物の化学組成、消費水銀量、表面保護層の最終生成
物の化学組成、及び消費水銀量を示す。消費水銀量は比
較例４に対する相対値で示される。

【００７７】（表４）において、比較例４では、ガラス
保護膜、表面保護層及び蛍光体被膜中の金属酸化物は、
いずれも出発材料が微粒子であり、最終生成物の化学組
成が同じ金属酸化物Ａｌ₂Ｏ₃により形成されている。

【００７８】実施例１１〜１４では、蛍光体被膜中の金
属酸化物は、ガラス保護膜及び表面保護層の一方と出発
材料が同じ、別言するとガラス保護膜及び表面保護層の
他方と出発材料が異なり、且つ最終生成物の化学組成が
ガラス保護膜及び表面保護層の双方と同じかあるいは一
方と異なる。

【００７９】すなわち、実施例１１では、蛍光体被膜中
の金属酸化物は、出発材料がガラス保護膜の連続膜と異
なり表面保護層と同じ微粒子であり、最終生成物の化学
組成がガラス保護膜及び表面保護層の双方と同じＡｌ₂
Ｏ₃である。

【００８０】実施例１２では、蛍光体被膜中の金属酸化
物は、出発材料が表面保護層の微粒子と異なりガラス保
護膜と同じ連続膜であり、最終生成物の化学組成がガラ
ス保護膜及び表面保護層の双方と同じＡｌ₂Ｏ₃である。

【００８１】実施例１３では、蛍光体被膜中の金属酸化
物は、出発材料が表面保護層の連続膜と異なりガラス保
護膜と同じ微粒子であり、最終生成物の化学組成がガラ
ス保護膜及び表面保護層の双方と同じＡｌ₂Ｏ₃である。

【００８２】実施例１４では、蛍光体被膜中の金属酸化
物は、出発材料がガラス保護膜の微粒子と異なり表面保
護層と同じ連続膜であり、最終生成物の化学組成が表面
保護層のＹ₂Ｏ₃と異なりガラス保護膜と同じＡｌ₂Ｏ₃で
ある。

【００８３】ここで、（表４）を見ると、実施例１１〜
１４の全ての消費水銀量が１００％以下になっているこ
とから、消費水銀量低減の効果が得られたことが分か
る。

【００８４】以上、（表３）及び（表４）から、ガラス
保護膜及び表面保護層に対して、出発材料が異なり且つ
最終生成物の化学組成が同じか異なる金属酸化物を用い
るとともに、蛍光体被膜中に蛍光体粒子以外の金属酸化
物を介在させることにより、光束劣化防止効果及び消費
水銀量の低減効果を最大限に引き出すことができる。

【００８５】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、請求項
１〜５記載の発明によれば、光束劣化防止効果及び消費
水銀量の低減効果を最大限に引き出すことが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る蛍光ランプの一部
断面図である。

【図２】本蛍光ランプを用いた光源装置の一例を示す図
である。

【図３】本蛍光ランプを用いた光源装置の別例を示す図
である。

【図４】本発明の第２実施形態に係る蛍光ランプの一部
断面図である。

【図５】本発明の第３実施形態に係る蛍光ランプの一部
断面図である。

【図６】本発明の第４実施形態に係る蛍光ランプの一部
断面図である。

【符号の説明】

１透光性気密容器２ａ内部電極２ｂ誘導コイル３電源４ａ，４ｂ点灯装置５蛍光体被膜５０蛍光体粒子１１，２１ガラス保護膜１２，２２表面保護層１３，２３金属酸化物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者東川雅弘大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 5C039 NN04 5C043 AA03 AA20 CC09 CD19 DD36 EA16 EB18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも水銀を含む放電媒体を内部に
封入した透光性気密容器を備え、前記透光性気密容器の
内面側に蛍光体被膜を形成するとともに、前記透光性気
密容器内面と前記蛍光体被膜の間、及び前記蛍光体被膜
の気密空間側表面の両部位に蛍光体粒子以外の金属酸化
物で形成される保護層を設けて成り、前記各保護層を形
成する金属酸化物は、互いに出発材料が異なり且つ最終
生成物の化学組成が同じ金属酸化物であることを特徴と
する蛍光ランプ。
【請求項２】少なくとも水銀を含む放電媒体を内部に
封入した透光性気密容器を備え、前記透光性気密容器の
内面側に蛍光体被膜を形成するとともに、前記透光性気
密容器内面と前記蛍光体被膜の間、及び前記蛍光体被膜
の気密空間側表面の両部位に蛍光体粒子以外の金属酸化
物で形成される保護層を設けて成り、前記各保護層を形
成する金属酸化物は、互いに出発材料が異なり且つ最終
生成物の化学組成が異なる金属酸化物であることを特徴
とする蛍光ランプ。
【請求項３】前記両保護層の一方及び他方の出発材料
は、それぞれ微粒子の金属酸化物及びゾルゲル法により
形成される金属酸化物の連続体により成ることを特徴と
する請求項１又は２に記載の蛍光ランプ。
【請求項４】前記蛍光体被膜中の部位には蛍光体粒子
以外の金属酸化物が介在することを特徴とする請求項１
記載の蛍光ランプ。
【請求項５】請求項１〜請求項４のいずれかに記載の
蛍光ランプと、前記透光性気密容器の内部あるいは外部
のいずれか一方に配設されて前記放電媒体にエネルギを
供給するエネルギ供給手段と、該エネルギ供給手段を介
して前記蛍光ランプを点灯させる点灯装置とを備えるこ
とを特徴とする光源装置。