JP2000133204A - 蛍光ランプおよび光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】蛍光ランプおよび光源装置を提供する。 【解決手段】蛍光ランプは、透光性気密容器１の内表面
と蛍光体層３との間に保護部材８を備える。保護部材８
は、金属酸化物よりなり、保護部材８を設けていない場
合に比べて透過率の波長依存性の変化が小さな材料を選
択して形成される。したがって、点灯時間の経過に伴う
カラーシフトを低減することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透光性気密容器に
封入した水銀を含む放電媒体を放電させることにより紫
外線を発生させ、透光性気密容器の内表面に形成した蛍
光体層により紫外線を可視光に変換する蛍光ランプおよ
び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。一般に、蛍光ランプは、透光
性気密容器内に封入した水銀を含む放電媒体を放電によ
り励起させて紫外線を発生させ、透光性気密容器の内表
面に形成した蛍光体層により可視光に変換するものであ
る。

【０００３】ところで、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環境汚染源の一つとして一層
強く認識されつつある。このような状況下で、蛍光ラン
プにおける使用水銀量の低減化、水銀の不使用化への多
くの検討がなされている。

【０００４】水銀の不使用化については、水銀に代わる
無害な紫外線放射源として、例えばキセノンを放電媒体
として紫外線（主波長１４７ｎｍ）を発生させる希ガス
蛍光ランプがある。希ガス蛍光ランプは、水銀を利用し
た従来の蛍光ランプに比べて、周囲温度の変化による光
束変動がなく、かつ始動後の光束立ち上がり特性が良い
という優れた特長を有し、ＯＡ機器用などの一部用途で
実用化されている。しかしながら、水銀を使用した蛍光
ランプに比べて効率が遙かに劣るものであるから、一般
照明用に代替するのは現状では困難である。

【０００５】そこで、一般照明用の蛍光ランプでは、使
用水銀量の低減化が現実的な対応策となっている。使用
水銀量を低減化するための具体策としては、ランプ１本
当たりの封入水銀量の低減化（必要最低限の量への適正
化）と、ランプを長寿命化してランプの廃棄頻度を減少
させることによる長期的視野での水銀使用量の低減化が
提案されている。

【０００６】まず、封入水銀量を低減することについて
説明する。透光性気密容器内に封入された水銀は、点灯
時間の経過に伴って透光性気密容器を構成するガラスバ
ルブの内面や蛍光体によって徐々に消費されることが知
られている。すなわち、水銀は、ガラスバルブや蛍光体
に吸着された後、ガラスや蛍光体中の成分あるいは透光
性気密容器内に残留した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、放電に寄与できなくなり無
効化していく。そこで、ランプ寿命（定格寿命）以前に
水銀が枯渇することがないように、従来の蛍光ランプで
は水銀を過剰に封入している。したがって、封入水銀量
を減らすには、透光性気密容器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】一方、ランプ寿命を決定する因子は、一般
に、電極基材の断線あるいは電極基材に塗布された熱電
子放射物質（エミッタ）の消耗などに起因するいわゆる
不点寿命と、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
下などに起因するいわゆる光束寿命の２つに大別され
る。すなわち、蛍光ランプの寿命は、電極切れによる不
点寿命と光束劣化による光束寿命とのいずれか短い方で
規定される。

【０００８】不点寿命については、電極（フィラメン
ト）を透光性気密容器内に有する一般の蛍光ランプ（以
下では、「有電極蛍光ランプ」と呼ぶ）では改善に限界
がある。そこで、不点寿命を改善するために、近年では
透光性気密容器内に電極を持たない無電極蛍光ランプが
注目され、一部で既に実用化されている。無電極蛍光ラ
ンプは、有電極蛍光ランプと同様に透光性気密容器内に
水銀を含む放電媒体が封入されているが、透光性気密容
器内には電極を持たず、放電媒体を透光性気密容器の外
部に配設されたエネルギ供給手段によって励起させる。
こうして、気密空間内に放電を生起し、これにより放射
される紫外線を透光性気密容器の内表面に形成された蛍
光体層で可視光に変換するものである。無電極蛍光ラン
プは透光性気密容器内に電極を持たないから不点寿命が
存在せず、光束寿命のみによって寿命が決定されるの
で、有電極蛍光ランプよりも長寿命が期待できる。した
がって、無電極蛍光ランプでは、有電極蛍光ランプより
も光束維持率の改善が一層重要である。

【０００９】一方、光束寿命を低下させる要因は、蛍光
体層を構成する成分やガラス中のアルカリ成分や透光性
気密容器内の残留不純物と水銀との反応による化合物の
生成・体積、水銀や希ガスなどのイオンボンバードによ
る蛍光体層の劣化、紫外線による蛍光体層の劣化などで
あると考えられている。そこで、光束維持率を向上させ
る対策として、蛍光体層を改善したり、透光性気密容器
を形成するガラスの内表面に透明保護膜を設けたりする
ことが提案されている。

【００１０】上述のように、有電極蛍光ランプと無電極
蛍光ランプとのいずれにおいても、透光性気密容器内で
の水銀消費量を低減化し、光束維持率を向上させること
が今後の重要課題である。しかして、上述のように、光
束維持率を低下させる一つの要因は透光性気密容器内で
の水銀が他の物質と反応して化合物を生成することにあ
るから、光束維持率の向上は水銀消費量の低減と密接に
関連している。

【００１１】ところで、蛍光ランプは、蛍光体層を互い
に発光色の異なる複数種類の蛍光体で構成し各色の蛍光
体の混合比を適宜設定することにより、昼白色、昼光
色、白熱電球の色合いに近似した電球色など様々な光色
を提供することができる。

【００１２】しかしながら、上述のように、ランプの点
灯時間の経過に伴い、透光性気密容器を形成するガラス
の透過率や蛍光体の発光効率の低下が起こり、ランプ全
体としての光束低下だけでなく、ランプ光色の変化（い
わゆるカラーシフト）も併せて起こることが多い。カラ
ーシフトの原因としては、ガラスの分光透過率の低下が
全波長域（可視光領域）で一定でないこと、および複数
種類の蛍光体の混合物による蛍光体層では各蛍光体の劣
化の度合いが異なることなどが相俟って、ランプ全体と
しての発光分光分布のバランスが変化してしまうためと
考えられる。

【００１３】そこで、カラーシフトを低減させる対策と
して、３波長域発光形蛍光ランプにおいて、青色領域に
発光スペクトルを有する蛍光体（以下、青色発光蛍光体
と称す）として一般的に用いられている（汎用の）青色
発光蛍光体（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ）に比較して発
光特性の劣化の少ない青色発光蛍光体を用いる技術が特
開平６−９６７３５号公報（以下、従来例１と称す）に
開示され、また、赤色領域に発光スペクトルを有する蛍
光体（以下、赤色発光蛍光体と称す）として一般的に用
いられている（汎用の）赤色発光蛍光体（Ｙ₂Ｏ₃：Ｅ
ｕ）に比較して発光特性の劣化が大きい赤色発光蛍光体
を用いる技術が特開平６−９６７３６号公報（以下、従
来例２と称す）に開示されている。また、その他にカラ
ーシフトを低減させる対策としては、透光性気密容器を
形成するガラスの内面に透過率の高い希土類酸化物より
なる透明層（保護部材）を設けガラスの灰色化および変
色を抑制する技術が特開昭５９−２０９６１号公報（以
下、従来例３と称す）に開示されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例１および従来例２に記載された蛍光ランプは、
蛍光体層を構成する蛍光体として一般的でない蛍光体を
用いる必要があり、蛍光体の入手上の制約や蛍光体のコ
ストの増加などの不具合があった。また、従来例３に記
載された蛍光ランプは、保護部材の経時変化が考慮され
ていなかった。

【００１５】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、点灯に伴うカラーシフトが少ない蛍
光ランプおよび光源装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、少なくとも水銀を含む放電媒体
を封入した透光性気密容器と、透光性気密容器の内面に
形成された蛍光体層と、透光性気密容器と蛍光体層との
境界面近傍に配設した金属酸化物よりなる保護部材とを
有し、前記保護部材は、点灯前での透光性気密容器の厚
み方向における波長４００ｎｍの光の透過率をＰ０（４
００）、波長８００ｎｍの光の透過率をＰ０（８０
０）、点灯後の波長４００ｎｍの光の透過率をＰ１（４
００）、波長８００ｎｍの光の透過率をＰ１（８００）
とし、前記保護部材を配設しない場合の点灯前での透光
性気密容器の厚み方向における波長４００ｎｍの光の透
過率をＧ０（４００）、波長８００ｎｍの光の透過率を
Ｇ０（８００）、点灯後の波長４００ｎｍの光の透過率
をＧ１（４００）、波長８００ｎｍの光の透過率をＧ１
（８００）とするとき、 ｛〔Ｐ１（４００）／Ｐ０（４００）〕／〔Ｐ１（８０
０）／Ｐ０（８００）〕｝≧｛〔Ｇ１（４００）／Ｇ０
（４００）〕／〔Ｇ１（８００）／Ｇ０（８００）〕｝ となる金属酸化物により形成されてなることを特徴とす
るものであり、保護部材として点灯に伴う透過率の変化
の波長依存性が小さい材料を用いることにより、保護部
材を設けていない蛍光ランプに比べて点灯に伴うカラー
シフトを低減することができる。なお、透光性気密容器
と蛍光体層との境界面近傍に配設した金属酸化物よりな
る保護部材は、透光性気密容器の内面と蛍光体層との間
に設けられる層状の保護部材であってもよいし、透光性
気密容器の内面と蛍光体層との間に設けられ一部が蛍光
体層を構成する蛍光体粒子間の隙間に浸入していてる保
護部材であってもよいし、蛍光体層中において当該蛍光
体層の全域にわたって蛍光体粒子間に介在する保護部材
であってもよい。

【００１７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記蛍光体層は、複数種類の蛍光体粒子からなり、
最も光束劣化しやすい蛍光体粒子の表面に当該蛍光体粒
子の光束劣化を防止する表面保護膜が形成されているの
で、最も光束劣化しやすい蛍光体粒子の光束劣化が抑制
され、蛍光体粒子間の光束劣化の度合いがアンバランス
になることが抑制されるから、点灯に伴うカラーシフト
を低減することができる。

【００１８】請求項３の発明は、少なくとも水銀を含む
放電媒体を封入した透光性気密容器と、透光性気密容器
の内面に形成された蛍光体層とを有し、前記蛍光体層
は、複数種類の蛍光体粒子からなり、最も光束劣化しや
すい蛍光体粒子の表面に当該蛍光体粒子の光束劣化を防
止する表面保護膜が形成されてなることを特徴とするも
のであり、最も光束劣化しやすい蛍光体粒子の光束劣化
が抑制され、蛍光体粒子間の光束劣化の度合いがアンバ
ランスになることが抑制されるから、点灯に伴うカラー
シフトを低減することができる。

【００１９】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３のいずれかに記載の蛍光ランプと、前記透光性気密容
器の内部と外部との少なくとも一方に配設されて前記放
電媒体を放電させるようにエネルギを供給するエネルギ
供給手段と、前記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
ものであり、点灯に伴うカラーシフトの少ない光源装置
を実現することができる。

【００２０】本願発明者らは、上記課題の解決策を抽出
するにあたって、水銀による着色が生じてもその着色度
合いの波長依存性が小さい材料の検討を、材料をプラズ
マに曝す処理前後の透過率の変化に基づいて行った。ま
た蛍光体層を形成する蛍光体粒子として汎用の蛍光体粒
子を用い、蛍光体粒子の表面に設け光束劣化を防止する
表面保護膜の材料の検討を行った。その結果、非常に有
用な材料を選定することができた。そこで、本発明者
は、これらの結果に基づき、本発明を行った。

【００２１】

【発明の実施の形態】（実施形態１）本実施形態で用い
る蛍光ランプＬａは、図２に示すような無電極蛍光ラン
プであって、ガラスからなる球状の透光性気密容器１内
部の気密空間２には、水銀蒸気および希ガスからなる放
電媒体が封入され、透光性気密容器１の内表面には蛍光
体層３が形成されている。透光性気密容器１の外部には
透光性気密容器１に近接して誘導コイル５が巻回されて
いる。この誘導コイル５が放電媒体にエネルギを供給し
て放電させるエネルギ供給手段として機能し、透光性気
密容器１と誘導コイル５とにより無電極蛍光ランプが構
成される。誘導コイル５は蛍光ランプＬａを点灯させる
点灯装置１０を介して電源６に接続されている。つま
り、蛍光ランプＬａと点灯装置１０とにより光源装置が
構成される。

【００２２】この光源装置では、点灯装置１０によって
誘導コイル５に高周波電流を流すことにより、誘導コイ
ル５の周囲に高周波電磁界を発生させ、透光性気密容器
１内の放電媒体が励起されて放電するのである。放電に
より生じた紫外線は蛍光体層３により可視光に変換され
て放射される。なお、本実施形態では、エネルギ供給手
段として誘導コイル５を用いているが、誘導コイル５に
代えて透光性気密容器１に近接配置した導電体箔を用い
ることも可能である。

【００２３】ところで、本実施形態は、図１に示すよう
に、蛍光体層３が粒状の蛍光体（以下、蛍光体粒子７と
いう）により形成された被膜よりなり、蛍光体層３と透
光性気密容器１の内表面との間に金属酸化物からなる層
状の保護部材８を形成してある。なお、保護部材８は透
光性気密容器１を形成するガラスを保護する層であっ
て、該保護部材８の一部が蛍光体層３の透光性気密容器
１側に浸入していてもよい。

【００２４】蛍光体粒子７は、紫外線によって発光する
照明用蛍光体として一般的に用いられる汎用のもので、
例えば、赤色発光蛍光体としてＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ、緑色発光
蛍光体としてＬａＰＯ₄：Ｃｅ，ＴｂあるいはＭｇＡｌ
₁₁Ｏ₁₇：Ｃｅ，Ｔｂ、青色発光蛍光体としてＢａＭｇＡ
ｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕあるいは（ＳｒＣａＢａ）₅（ＰＯ₄） ₃
Ｃｌ：Ｅｕなどといった三波長蛍光体と呼ばれるものか
らなる。

【００２５】保護部材８は、金属酸化物の微粒子（以
下、金属酸化物微粒子と称す）により形成してもよい
し、金属酸化物の連続膜により形成してもよい。なお、
連続膜とは、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、ゾルゲル系の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。

【００２６】ここで、蛍光ランプの製造工程において、
保護部材８を形成するプロセスについて説明する。

【００２７】保護部材８を金属酸化物微粒子により形成
する場合は、予め金属酸化物微粒子を酢酸エステル系の
溶液に分散させる。金属酸化物微粒子の粒子径は平均粒
子径としてナノメータサイズのものが望ましい。分散量
は溶液に対して重量換算で５％ほどとし、ボールミルな
どで分散させる（分散時間は２０時間程度でよい）。十
分に金属酸化物微粒子を分散させた後、ガラスバルブの
内表面に流し込むことにより塗布し、１時間ほど常温で
自然乾燥させ、その後、蛍光体を塗布するプロセスに移
行する。

【００２８】一方、保護部材８を金属酸化物の連続膜に
より形成する場合には、金属アルコキシドからなる溶液
から保護部材８を生成すればよい。例えば、重量換算で
３％の金属アルコキシド溶液をガラスバルブの内表面に
流し込むことにより塗布し、１時間ほど常温で自然乾燥
させ、その後、シンター炉で加熱処理（５５０℃、１０
分）することにより生成され、その後、蛍光体を塗布す
るプロセスに移行する。

【００２９】ところで、本実施形態では、保護部材８
が、点灯前での透光性気密容器１の厚み方向（透光性気
密容器１と保護部材８とを含む）における波長４００ｎ
ｍの光の透過率をＰ０（４００）、波長８００ｎｍの光
の透過率をＰ０（８００）とし、点灯後の波長４００ｎ
ｍの光の透過率をＰ１（４００）、波長８００ｎｍの光
の透過率をＰ１（８００）とし、前記保護部材８を配設
しない場合の点灯前での透光性気密容器の厚み方向にお
ける波長４００ｎｍの光の透過率をＧ０（４００）、波
長８００ｎｍの光の透過率をＧ０（８００）、点灯後の
波長４００ｎｍの光の透過率をＧ１（４００）、波長８
００ｎｍの光の透過率をＧ１（８００）とするとき、 ｛〔Ｐ１（４００）／Ｐ０（４００）〕／〔Ｐ１（８０
０）／Ｐ０（８００）〕｝≧｛〔Ｇ１（４００）／Ｇ０
（４００）〕／〔Ｇ１（８００）／Ｇ０（８００）〕｝ となる金属酸化物により形成されている点に特徴があ
る。ここにおいて、波長４００ｎｍは青色発光蛍光体の
発光スペクトルのピーク波長よりも短波長であり、一
方、波長８００ｎｍは赤色発光蛍光体の発光スペクトル
のピーク波長よりも長波長であり、一般的に青色発光蛍
光体は赤色蛍光発光体や緑色蛍光発光体に比較して光束
が劣化しやすいので、上述の不等式の条件を満たす保護
部材８は、点灯に伴う透過率の変化の波長依存性の小さ
な材料であるといえる。

【００３０】しかして、本実施形態では、保護部材８と
して点灯に伴う透過率の変化の波長依存性が小さい材料
を用いることにより、保護部材８を設けていない蛍光ラ
ンプに比べて点灯に伴うカラーシフトを低減することが
できる。

【００３１】（実施形態２）本実施形態の基本構成は実
施形態１とほぼ同じであって、図３に示すように、保護
部材８が蛍光体層３の全領域中において蛍光体粒子７間
に介在している点に特徴がある。なお、本実施形態で
は、蛍光体層３の表面（放電プラズマが形成される気密
空間２側）上にも保護部材８の一部が層状に形成されて
いる。したがって、本実施形態では、保護部材８は透光
性気密容器１を形成するガラスを保護する機能ととも
に、蛍光体粒子７を保護する機能を備えている。なお、
実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説
明を省略する。

【００３２】本実施形態では、保護部材８は、実施形態
１と同様に点灯に伴う透過率の変化の波長依存性が小さ
く、かつ蛍光体を効率よく励起させる波長２５４ｎｍの
紫外線の透過率の高い金属酸化物の連続体により形成さ
れている。しかして、本実施形態においても、実施形態
１と同様に、保護部材８として点灯に伴う透過率の変化
の波長依存性が小さい材料を用いることにより、保護部
材８を設けていない蛍光ランプに比べて点灯に伴うカラ
ーシフトを低減することができる。

【００３３】ここで、蛍光ランプの製造工程において、
保護部材８を形成するプロセスについて説明する。

【００３４】保護部材８を金属アルコキシドからなる溶
液から生成させる場合は、例えば、重量換算で３％の金
属アルコキシド溶液をガラスバルブの内表面に流し込む
ことにより塗布し、１時間ほど常温で自然乾燥させ、そ
の後、シンター炉で加熱処理（５５０℃、１０分）する
ことにより生成させる。あるいは、予め蛍光体に表面処
理を施す方法もある。この場合は、例えば、重量換算で
３％の金属アルコキシド溶液に対し、重量換算で２：１
になるように蛍光体を混ぜ合わせる。その後、攪拌棒で
混ぜ合わせ、溶液中に蛍光体粒子を分散させる。数十分
ほど攪拌した後、攪拌を止め、デカンテーションを行
う。さらに上澄み液を濾過することにより、金属アルコ
キシド液が塗布された蛍光体を回収し、その後、１時間
ほど常温で自然乾燥させ、シンター炉で加熱処理（５５
０℃、１０分）することによって、金属アルコキシドに
より被膜化された蛍光体が生成される。

【００３５】その後、蛍光体をガラスバルブに塗布する
プロセス（蛍光体塗布プロセス）に移行する。

【００３６】（実施形態３）本実施形態の基本構成は実
施形態１とほぼ同じであって、実施形態１で説明した保
護部材８を備えておらず、図４に示すように、蛍光体層
３を構成する３種類の汎用の蛍光体粒子７のうち最も光
束劣化の大きい蛍光体粒子７（以下、蛍光体粒子７ｂと
記す）の表面が金属酸化物からなる表面保護膜１８によ
り被覆されている点に特徴がある。なお、蛍光体粒子７
ｂ以外の蛍光体粒子７は以下蛍光体粒子７ａと記す。こ
こに、表面保護膜１８の材料としては、実施形態１と同
様の金属酸化物でもよいし、蛍光体粒子７ｂに対して特
有の輝度劣化を防止する機能を有する他の金属酸化物で
あってもよい。なお、実施形態１と同様の構成要素には
同一の符号を付して説明を省略する。

【００３７】しかして、本実施形態では、最も光束劣化
しやすい蛍光体粒子７ｂの表面に当該蛍光体粒子７ｂの
光束劣化を防止する表面保護膜１８が形成されているの
で、蛍光体粒子７ｂに表面保護膜１８が被着していない
場合に比べて、蛍光体粒子７ｂに対する水銀の吸着や種
々のダメージを抑制することができ、最も光束劣化しや
すい蛍光体粒子７ｂの光束劣化が抑制され、蛍光体粒子
７ａ，７ｂ間の光束劣化の度合いがアンバランスになる
ことが抑制されるから、点灯に伴うカラーシフトを低減
することができる （実施形態４）本実施形態の基本構成は実施形態１と実
施形態３とを組み合わせた構成となっており、図５に示
すように、蛍光体層３と透光性気密容器１の内表面との
間に金属酸化物からなる保護部材８が形成されるととも
に、蛍光体層３を構成する３種類の汎用の蛍光体粒子７
のうち最も光束劣化の大きい蛍光体粒子７ｂの表面が金
属酸化物からなる表面保護膜１８により被覆されている
点に特徴がある。なお、実施形態１または実施形態３あ
るいは両実施形態１，３と同様の構成要素には同一の符
号を付して説明を省略する。

【００３８】しかして、本実施形態では、実施形態１お
よび実施形態３に比べてカラーシフトをより低減するこ
とができる。

【００３９】（実施形態５）本実施形態の基本構成は実
施形態２と実施形態３とを組み合わせた構成となってお
り、図６に示すように、蛍光体層３を構成する３種類の
汎用の蛍光体粒子７のうち最も光束劣化の大きい蛍光体
粒子７ｂの表面が金属酸化物からなる表面保護膜１８に
より被覆されるとともに、保護部材８が蛍光体層３の全
領域中において蛍光体粒子７間に介在している点に特徴
がある。なお、実施形態２または実施形態３あるいは両
実施形態２，３と同様の構成要素には同一の符号を付し
て説明を省略する。

【００４０】しかして、本実施形態では、実施形態２お
よび実施形態３に比べてカラーシフトをより低減するこ
とができる。

【００４１】ところで、上述した各実施形態では、蛍光
ランプＬａとして無電極蛍光ランプについて説明した
が、蛍光ランプＬａは図７に示すような直管形の有電極
蛍光ランプであってもよい。この蛍光ランプＬａもガラ
スからなる透光性気密容器１内部の気密空間２には、水
銀蒸気および希ガスからなる放電媒体が封入されてい
る。また、透光性気密容器１の両端部の内部にはそれぞ
れエネルギ供給手段たる電極４（熱陰極型、冷陰極型の
どちらでもよい）が配設されており、各電極４が点灯装
置１０を介して電源６に接続される。この場合にも、蛍
光ランプＬａと点灯装置１０とで光源装置を構成してい
る。また、図７に示す有電極蛍光ランプＬａの透光性気
密容器１の形状は直管形となっているが、透光性気密容
器１は直管形に限定されるものではなく、例えば環形あ
るいは屈曲形であってもよいことは勿論である。

【００４２】

【実施例】（実施例１〜４）実施形態１にて説明した蛍
光ランプＬａにおける蛍光体粒子７として、赤色発光蛍
光体であるＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ、緑色発光蛍光体であるＬａＰ
Ｏ₄：Ｃｅ，Ｔｂ、青色発光蛍光体であるＢａＭｇＡｌ
₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕの３種類を用い、保護部材８として点灯に
伴う可視光領域の光の透過率の変化の波長依存性の小さ
いＳｉＯ₂微粒子、Ｙ₂Ｏ₃微粒子、金属アルコキシド溶
液より得られるＡｌ₂Ｏ₃連続膜、Ｙ₂Ｏ₃連続膜のいずれ
か１種類を用いた蛍光ランプをそれぞれ作成した。

【００４３】表１には保護部材８として用いる金属酸化
物を種々変化させ、蛍光体粒子７としてＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ、
ＬａＰＯ₄：Ｃｅ，Ｔｂ、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕの
いずれか一種類を単独で用いて蛍光ランプを作成し点灯
実験を行った結果を示す。ここに、表１に示す実施例１
〜４と比較例１，２とは全て無電極蛍光ランプである。
また、点灯実験は、点灯時の管壁負荷（ランプ入力を、
発光面積すなわち蛍光体層の塗布面積で除した値）を約
１５０ｍＷ／ｃｍ²に設定して行った。

【００４４】

【表１】 表１において、最上段は保護部材８を構成する金属酸化
物の種類、２段目は実施例１〜４および比較例１に関し
ては実施形態１で説明した不等式の左辺の値（ｘ＝〔Ｐ
１（４００）／Ｐ０（４００）〕／〔Ｐ１（８００）／
Ｐ０（８００）〕）、３段目〜５段目は蛍光体粒子７と
してＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ（赤色発光蛍光体）、ＬａＰＯ₄：Ｃ
ｅ，Ｔｂ（緑色発光蛍光体）、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅ
ｕ（青色発光蛍光体）をそれぞれ単独で用いた場合の光
束維持率に関し、赤色発光蛍光体を用いた場合の光束維
持率を１００％とし、緑色発光蛍光体、青色発光蛍光体
それぞれを用いた場合は赤色発光蛍光体を用いた場合の
光束維持率を１００％としたときの相対値を示す。２段
目の比較例２に関しては実施形態１で説明した不等式の
右辺の値（ｙ＝〔Ｇ１（４００）／Ｇ０（４００）〕／
〔Ｇ１（８００）／Ｇ０（８００）〕）を示す。なお、
光束維持率は、１００時間点灯後の光束値を１００％と
するとき、その後光束値が７０％に低下するまでの時間
を光束寿命として測定している。しかして、表１の各列
の３〜５段目の数値差が小さいほどカラーシフトを少な
くできることを意味する。

【００４５】比較例１は保護部材８を構成する金属酸化
物を、ガラスの保護材料として一般によく知られている
Ａｌ₂Ｏ₃微粒子（デグサ社製のアルミニウムオキサイド
Ｃ）を用い、比較例２は保護部材８を設けていないもの
である。

【００４６】これに対し、実施例１は保護部材８を構成
する金属酸化物としてＳｉＯ₂の微粒子を、実施例２は
Ｙ₂Ｏ₃の微粒子を、実施例３はＡｌ₂Ｏ₃の連続膜を、実
施例４はＹ₂Ｏ₃の連続膜を、それぞれ用いたものであ
る。

【００４７】実施例１〜４は、保護部材８としてＡｌ₂
Ｏ₃微粒子を用いた比較例１および保護部材８を設けて
いない比較例２と比較して、緑色発光蛍光体、青色発光
蛍光体それぞれの光束維持率（相対値）の値が１００％
に近いので、赤色発光蛍光体、緑色蛍光発光体、青色発
光蛍光体の３種類の蛍光体間での劣化の度合いに差がな
く、これら３種類の蛍光体を混合して用いた場合には、
点灯時間の経過に伴うランプ全体の発光分光分布のバラ
ンスの変化が小さく、したがってカラーシフトが低減さ
れることが期待できる。また、表１の２段目を見てわか
るように、実施例１〜４は上述のｘの値が保護部材８を
設けていない比較例２に関する上述のｙ（＝０．９６
９）よりも大きい。これに対し、保護部材８としてＡｌ
２Ｏ３微粒子を用いた比較例１は上述のｘの値がｙより
も小さい。これらの結果から、実施例１〜４のように上
述のｘの値が比較例２に比較して大きくなる保護部材８
を設けることにより、カラーシフトが抑制されると言え
る。

【００４８】（実施例５）実施形態２にて説明した蛍光
ランプＬａにおける蛍光体粒子７として、赤色発光蛍光
体であるＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ、緑色発光蛍光体であるＬａＰＯ
₄：Ｃｅ，Ｔｂ、青色発光蛍光体であるＢａＭｇＡｌ₁₀
Ｏ₁₇：Ｅｕの３種類を用い、保護部材８として点灯に伴
う透過率の変化の波長依存性が小さく、かつ蛍光体を効
率よく励起させる波長２５４ｎｍの紫外線の透過率の高
い金属アルコキシド溶液より得られるＹ₂Ｏ₃連続膜を用
いた蛍光ランプを作成した。

【００４９】表２には保護部材８として用いる金属酸化
物を上述のＹ₂Ｏ₃連続膜とし、蛍光体粒子７としてＹ₂
Ｏ₃：Ｅｕ、ＬａＰＯ₄：Ｃｅ，Ｔｂ、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ
₁₇：Ｅｕのいずれか一種類を単独で用いて蛍光ランプを
作成し点灯実験を行った結果を示す。ここに、表２に示
す実施例５と比較例３とはいずれも無電極蛍光ランプで
ある。また、点灯実験は、点灯時の管壁負荷（ランプ入
力を、発光面積すなわち蛍光体層の塗布面積で除した
値）を約１５０ｍＷ／ｃｍ²に設定して行った。

【００５０】

【表２】 表２において、最上段は保護部材８を構成する金属酸化
物の種類、２段目〜４段目は蛍光体粒子７としてＹ
₂Ｏ₃：Ｅｕ（赤色発光蛍光体）、ＬａＰＯ₄：Ｃｅ，Ｔ
ｂ（緑色発光蛍光体）、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ（青
色発光蛍光体）をそれぞれ単独で用いた場合の光束維持
率に関し、赤色発光蛍光体を用いた場合の光束維持率を
１００％とし、緑色発光蛍光体、青色発光蛍光体それぞ
れを用いた場合は赤色発光蛍光体を用いた場合の光束維
持率を１００％としたときの相対値を示す。なお、光束
維持率は、１００時間点灯後の光束値を１００％とする
とき、その後光束値が７０％に低下するまでの時間を光
束寿命として測定している。しかして、表２の各列の２
〜４段目の数値差が小さいほどカラーシフトを少なくで
きることを意味する。

【００５１】比較例３は保護部材８を構成する金属酸化
物を、ガラスの保護材料として一般によく知られている
Ａｌ₂Ｏ₃微粒子（デグサ社製のアルミニウムオキサイド
Ｃ）を用いたものである。

【００５２】これに対し、実施例５は保護部材８を構成
する金属酸化物としてＹ₂Ｏ₃の連続膜を用いたものであ
る。

【００５３】実施例５は、保護部材８としてＡｌ₂Ｏ₃微
粒子を用いた比較例３と比較して、緑色発光蛍光体、青
色発光蛍光体それぞれの光束維持率（相対値）の値が１
００％に近いので、赤色発光蛍光体、緑色蛍光発光体、
青色発光蛍光体の３種類の蛍光体間での劣化の度合いに
差がなく、これら３種類の蛍光体を混合して用いた場合
には、点灯時間の経過に伴うランプ全体の発光分光分布
のバランスの変化が小さく、したがってカラーシフトが
低減されることが期待できる。しかも、実施例５では、
青色発光蛍光体の光束維持率が赤色発光蛍光体の光束維
持率よりも良くなっていることがわかる。これらの結果
から、実施例５のように保護材料としてＹ₂Ｏ₃連続膜、
つまり、蛍光体を保護する材料に点灯に伴う透過率の変
化の波長依存性が小さな材料を用いることにより、カラ
ーシフトが抑制されると言える。

【００５４】（実施例６〜８）実施形態３にて説明した
蛍光ランプＬａにおける蛍光体粒子７として、赤色発光
蛍光体であるＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ、緑色発光蛍光体であるＬａ
ＰＯ₄：Ｃｅ，Ｔｂ、青色発光蛍光体であるＢａＭｇＡ
ｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕの３種類を用い、表面保護膜１８として
青色発光蛍光体の輝度劣化を改善できる金属アルコキシ
ド溶液より得られるＹ₂Ｏ₃連続膜、Ｙ₂Ｏ₃微粒子、Ａｌ
₂Ｏ₃微粒子のいずれか１種類を用いた蛍光ランプをそれ
ぞれ作成した。

【００５５】表３には表面保護膜１８として用いる金属
酸化物を種々変化させ、蛍光体粒子７としてＹ₂Ｏ₃：Ｅ
ｕ、ＬａＰＯ₄：Ｃｅ，Ｔｂ、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅ
ｕのうち最も光束劣化の大きい青色発光蛍光体の蛍光体
粒子７ｂを図８に示すように単独で用いて蛍光ランプを
作成し点灯実験を行った結果を示す。ここに、表３に示
す実施例６〜８と比較例４とは全て無電極蛍光ランプで
ある。また、点灯実験は、点灯時の管壁負荷（ランプ入
力を、発光面積すなわち蛍光体層の塗布面積で除した
値）を約１５０ｍＷ／ｃｍ²に設定して行った。

【００５６】

【表３】 表３において、上段は表面保護膜１８を構成する金属酸
化物の種類、下段は表面保護膜１８を設けていない比較
例４の点灯寿命値を１００％とした場合の点灯寿命値の
相対値を示している。なお、表３は、点灯寿命値改善の
観点からの好ましい実施例５ないし実施例８を比較例４
と比較して示してある。点灯寿命値は、１００時間点灯
後の光束値を１００％とするとき、その後光束値が７０
％に低下するまでの時間を光束寿命として測定してい
る。

【００５７】比較例４は表面保護膜１８を設けていない
ものである。

【００５８】これに対し、実施例６は表面保護膜１８を
構成する金属酸化物としてＹ₂Ｏ₃の連続膜を、実施例７
はＹ₂Ｏ₃の微粒子を、実施例８はＡｌ₂Ｏ₃の微粒子を、
それぞれ用いたものである。

【００５９】実施例６〜８は、表面保護膜１８を設けて
いない比較例４と比較して点灯寿命値を改善することが
できる。

【００６０】これらの結果から、劣化の大きい蛍光体を
耐劣化性のある表面保護膜１８によって被覆保護するこ
とにより、寿命が改善され、すなわち、光束の低下が抑
えられ、点灯に伴うカラーシフトを低減することができ
る。

【００６１】なお、上述の実施例１〜８では無電極蛍光
ランプに適用した例を示したが、有電極蛍光ランプ（熱
陰極型、冷陰極型を問わない）に対して適用してもよい
のは言うまでもない。

【００６２】

【発明の効果】請求項１の発明は、少なくとも水銀を含
む放電媒体を封入した透光性気密容器と、透光性気密容
器の内面に形成された蛍光体層と、透光性気密容器と蛍
光体層との境界面近傍に配設した金属酸化物よりなる保
護部材とを有し、前記保護部材は、点灯前での透光性気
密容器の厚み方向における波長４００ｎｍの光の透過率
をＰ０（４００）、波長８００ｎｍの光の透過率をＰ０
（８００）、点灯後の波長４００ｎｍの光の透過率をＰ
１（４００）、波長８００ｎｍの光の透過率をＰ１（８
００）とし、前記保護部材を配設しない場合の点灯前で
の透光性気密容器の厚み方向における波長４００ｎｍの
光の透過率をＧ０（４００）、波長８００ｎｍの光の透
過率をＧ０（８００）、点灯後の波長４００ｎｍの光の
透過率をＧ１（４００）、波長８００ｎｍの光の透過率
をＧ１（８００）とするとき、 ｛〔Ｐ１（４００）／Ｐ０（４００）〕／〔Ｐ１（８０
０）／Ｐ０（８００）〕｝≧｛〔Ｇ１（４００）／Ｇ０
（４００）〕／〔Ｇ１（８００）／Ｇ０（８００）〕｝ となる金属酸化物により形成されているので、保護部材
として点灯に伴う透過率の変化の波長依存性が小さい材
料を用いることにより、保護部材を設けていない蛍光ラ
ンプに比べて点灯に伴うカラーシフトを低減することが
できるという効果がある。

【００６３】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記蛍光体層は、複数種類の蛍光体粒子からなり、
最も光束劣化しやすい蛍光体粒子の表面に当該蛍光体粒
子の光束劣化を防止する表面保護膜が形成されているの
で、最も光束劣化しやすい蛍光体粒子の光束劣化が抑制
され、蛍光体粒子間の光束劣化の度合いがアンバランス
になることが抑制されるから、点灯に伴うカラーシフト
を低減することができるという効果がある。

【００６４】請求項３の発明は、少なくとも水銀を含む
放電媒体を封入した透光性気密容器と、透光性気密容器
の内面に形成された蛍光体層とを有し、前記蛍光体層
は、複数種類の蛍光体粒子からなり、最も光束劣化しや
すい蛍光体粒子の表面に当該蛍光体粒子の光束劣化を防
止する表面保護膜が形成されているので、最も光束劣化
しやすい蛍光体粒子の光束劣化が抑制され、蛍光体粒子
間の光束劣化の度合いがアンバランスになることが抑制
されるから、点灯に伴うカラーシフトを低減することが
できるという効果がある。

【００６５】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３のいずれかに記載の蛍光ランプと、前記透光性気密容
器の内部と外部との少なくとも一方に配設されて前記放
電媒体を放電させるようにエネルギを供給するエネルギ
供給手段と、前記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
ものであり、点灯に伴うカラーシフトの少ない光源装置
を実現することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の要部説明図である。

【図２】同上を用いた光源装置の概略構成図である。

【図３】本発明の実施形態２の要部説明図である。

【図４】本発明の実施形態３の要部説明図である。

【図５】本発明の実施形態４の要部説明図である。

【図６】本発明の実施形態５の要部説明図である。

【図７】実施例６〜８の説明図である。

【図８】本発明の他の光源装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 透光性気密容器 ２ 気密空間 ３ 蛍光体層 ７ 蛍光体粒子 ８ 保護部材

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） 5C043 AA03 AA05 CC09 CD19 DD36 EA16 EB11 EC20

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも水銀を含む放電媒体を封入し
   た透光性気密容器と、透光性気密容器の内面に形成され
   た蛍光体層と、透光性気密容器と蛍光体層との境界面近
   傍に配設した金属酸化物よりなる保護部材とを有し、前
   記保護部材は、点灯前での透光性気密容器の厚み方向に
   おける波長４００ｎｍの光の透過率をＰ０（４００）、
   波長８００ｎｍの光の透過率をＰ０（８００）、点灯後
   の波長４００ｎｍの光の透過率をＰ１（４００）、波長
   ８００ｎｍの光の透過率をＰ１（８００）とし、前記保
   護部材を配設しない場合の点灯前での透光性気密容器の
   厚み方向における波長４００ｎｍの光の透過率をＧ０
   （４００）、波長８００ｎｍの光の透過率をＧ０（８０
   ０）、点灯後の波長４００ｎｍの光の透過率をＧ１（４
   ００）、波長８００ｎｍの光の透過率をＧ１（８００）
   とするとき、 ｛〔Ｐ１（４００）／Ｐ０（４００）〕／〔Ｐ１（８０
   ０）／Ｐ０（８００）〕｝≧｛〔Ｇ１（４００）／Ｇ０
   （４００）〕／〔Ｇ１（８００）／Ｇ０（８００）〕｝ となる金属酸化物により形成されてなることを特徴とす
   る蛍光ランプ。
2. 【請求項２】 前記蛍光体層は、複数種類の蛍光体粒子
   からなり、最も光束劣化しやすい蛍光体粒子の表面に当
   該蛍光体粒子の光束劣化を防止する表面保護膜が形成さ
   れてなることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
3. 【請求項３】 少なくとも水銀を含む放電媒体を封入し
   た透光性気密容器と、透光性気密容器の内面に形成され
   た蛍光体層とを有し、前記蛍光体層は、複数種類の蛍光
   体粒子からなり、最も光束劣化しやすい蛍光体粒子の表
   面に当該蛍光体粒子の光束劣化を防止する表面保護膜が
   形成されてなることを特徴とする蛍光ランプ。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３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と外部と
   の少なくとも一方に配設されて前記放電媒体を放電させ
   るようにエネルギを供給するエネルギ供給手段と、前記
   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。