JP2010108621A - Light storing fluorescent lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通電の終了後、蛍光を発光する蓄光蛍光ランプに関し、より詳しくは、蓄光蛍光体の劣化を抑制し、発光管から放出される光束量の維持を図り、耐久性を向上させた蓄光蛍光ランプに関する。 The present invention relates to a phosphorescent fluorescent lamp that emits fluorescence after the end of energization. More specifically, the phosphorescent phosphor is prevented from deteriorating, the amount of light emitted from the arc tube is maintained, and durability is improved. The present invention relates to a phosphorescent fluorescent lamp.
蓄光蛍光ランプは、通電を遮断した後も、長時間発光を続けるという性質（蓄光性あるいは長残光性）を有する蓄光蛍光体を利用した蛍光ランプである。電力供給が絶たれた後も明るさを保っていることから、例えば、大型店舗や劇場あるいは地下街のような人が多く集まる空間における、一般照明兼停電時の避難経路表示等に好適であり、高い発光強度を有する蓄光蛍光体の開発が望まれている。 The phosphorescent fluorescent lamp is a fluorescent lamp that uses a phosphorescent phosphor having a property (luminescent property or long afterglow property) that continues to emit light for a long time even after the current is cut off. Because it keeps the brightness even after the power supply is cut off, it is suitable for general lighting and evacuation route display at the time of power failure, etc. Development of phosphorescent phosphors having high emission intensity is desired.
蛍光ランプは、内部に希ガスと水銀とを気密に保持したガラス管の両端部付近に設けられる電極に電圧を印加して、希ガスを電離させ、電離した希ガスを電極に衝突させて二次電子を放出させグロー放電を生起させ、これにより励起された水銀が、２５３．７ｎｍの紫外線を放射する。この紫外線を受けたガラス管の内壁面に設けられる蛍光体が可視光を発光する。蓄光性を有する蛍光体は、水銀原子が放射する紫外線により発光するのであるが、紫外線から得たエネルギーを蓄積して、紫外線による励起が停止した後も発光を続ける。蓄光蛍光ランプにおいては、外部から電力を供給している間は、主に、一般的に用いられている、即ち、紫外線による励起を受けて即時に発光する蛍光体の発光により明るく光り、電力供給が停止した後、つまり放電が止まって水銀原子からの紫外線による励起がなくなった後でも、蓄光蛍光体の作用により、発光を続けることができる。 A fluorescent lamp applies voltage to electrodes provided in the vicinity of both ends of a glass tube in which a rare gas and mercury are kept airtight inside, thereby ionizing the rare gas and causing the ionized rare gas to collide with the electrode. The secondary electrons are emitted to cause glow discharge, and the mercury excited thereby emits ultraviolet rays of 253.7 nm. The phosphor provided on the inner wall surface of the glass tube that has received the ultraviolet rays emits visible light. A phosphor having a phosphorescent property emits light by ultraviolet rays emitted from mercury atoms, but accumulates energy obtained from ultraviolet rays and continues to emit light after excitation by ultraviolet rays stops. In a phosphorescent fluorescent lamp, while power is supplied from the outside, it is mainly used in general, that is, brightly shines by the emission of a phosphor that emits light immediately upon being excited by ultraviolet rays, and supplies power. The light emission can be continued by the action of the phosphorescent phosphor even after the light is stopped, that is, even after the discharge is stopped and the excitation by the ultraviolet rays from the mercury atoms ceases.
しかしながら、蓄光蛍光体は、水銀蒸気と比較的容易に反応するため、水銀等による劣化を受け易く蛍光の発光量を低減させると共に、反応生成物がガラスバルブを黒褐色に着色させて可視光の透過率を低下させることにより、蛍光ランプの輝度が低下する。また、他面、水銀が消費され、蛍光ランプの寿命を短縮させる等の問題がある。 However, phosphorescent phosphors react relatively easily with mercury vapor, so they are susceptible to deterioration due to mercury and the like, and reduce the amount of fluorescent light emitted, and the reaction product colors the glass bulb in black-brown to transmit visible light. By reducing the rate, the brightness of the fluorescent lamp decreases. On the other hand, there is a problem that mercury is consumed and the life of the fluorescent lamp is shortened.
蓄光蛍光体ランプとしては、蓄光蛍光体からの光を効率よく吸収し、発光強度を高く、白色光を発光させる蛍光ランプ（特許文献１）や、長時間の残光性を損なわずに通電時の輝度を向上させることができる蛍光ランプ（特許文献２、３）等が報告されている。また、使用に伴い蓄光蛍光体膜にピンホールが生じ、これに起因する蛍光体膜の剥離、延いては発光強度の低下、外観悪化等の改善を図った残光蛍光ランプ（特許文献４）が報告されている。しかしながら、特許文献４に記載される残光形蛍光ランプはピンホールの発生を抑制することはできるものの、水銀と比較的容易に進行する反応による蓄光蛍光体の劣化や、水銀の消費を抑制し、蓄光蛍光ランプの発光の輝度の低下を抑制し長寿命化を図ることができるものではない。
本発明の課題は、蓄光蛍光体と水銀との反応を抑制することができ、蓄光蛍光体の劣化及び水銀の消費を抑制し、発光管から放出される光束量の維持を図り、優れた耐久性を有する蓄光蛍光ランプを提供することにある。特に、通電後においても、白色光を高輝度で発光することができる長寿命の蓄光蛍光ランプを提供することにある。 The object of the present invention is to suppress the reaction between the phosphor and the mercury, suppress the deterioration of the phosphor and the consumption of mercury, maintain the amount of light emitted from the arc tube, and have excellent durability. The object is to provide a phosphorescent fluorescent lamp having the characteristics. In particular, an object of the present invention is to provide a long-life phosphorescent lamp capable of emitting white light with high luminance even after energization.
本発明者らは、蓄光蛍光ランプの使用に伴い、蓄光蛍光体が水銀と反応するのを抑制できる種々の物質について検討を行った。その結果、ランタンを含む層を蓄光蛍光体層表面に設けることにより、蓄光蛍光体と水銀との反応を抑制することができることの知見を得た。かかる知見に基づき本発明を完成するに至った。 The present inventors have studied various substances that can suppress the phosphorescent phosphor from reacting with mercury with the use of the phosphorescent fluorescent lamp. As a result, it was found that the reaction between the phosphorescent phosphor and mercury can be suppressed by providing a layer containing lanthanum on the phosphorescent phosphor layer surface. Based on this finding, the present invention has been completed.
即ち、本発明は、水銀及び希ガスを封入した発光管と、該発光管内壁に設けられた蓄光蛍光体を含有する蛍光体層と、１対の電極とを有する蓄光蛍光ランプにおいて、蛍光体層が、蓄光蛍光体を含有する蓄光蛍光体層と、通電時に発光する蛍光体を含有する３波長蛍光体層とを有し、蓄光蛍光体層と３波長蛍光体層との間にランタンを含有する蓄光蛍光体保護層を有することを特徴とする蓄光蛍光ランプに関する。 That is, the present invention relates to a phosphorescent fluorescent lamp having an arc tube enclosing mercury and a rare gas, a phosphor layer containing a phosphorescent phosphor provided on the inner wall of the arc tube, and a pair of electrodes. The layer has a phosphorescent phosphor layer containing a phosphorescent phosphor and a three-wavelength phosphor layer containing a phosphor that emits light when energized, and lanthanum is interposed between the phosphorescent phosphor layer and the three-wavelength phosphor layer. The present invention relates to a phosphorescent fluorescent lamp characterized by having a phosphorescent phosphor protective layer contained therein.
また、本発明は、水銀及び希ガスを封入した発光管と、該発光管内壁に設けられた蓄光蛍光体を含有する蛍光体層と、１対の電極とを有する蓄光蛍光ランプにおいて、蛍光体層が、蓄光蛍光体と、通電時に発光する蛍光体とを含有し、蛍光体層上にランタンを含有する蓄光蛍光体保護層を有することを特徴とする蓄光蛍光ランプに関する。 The present invention also relates to a phosphorescent fluorescent lamp having an arc tube enclosing mercury and a rare gas, a phosphor layer containing a phosphorescent phosphor provided on the inner wall of the arc tube, and a pair of electrodes. The present invention relates to a phosphorescent fluorescent lamp characterized in that the layer contains a phosphorescent phosphor and a phosphor that emits light when energized, and has a phosphorescent phosphor protective layer containing lanthanum on the phosphor layer.
本発明の蓄光蛍光ランプは、蓄光蛍光体と水銀との反応を抑制することができ、蓄光蛍光体の劣化及び水銀の消費を抑制し、発光管から放出される光束量の維持を図り、優れた耐久性を有する。特に、通電後においても、白色光を高輝度で発光することができ、長寿命である。 The phosphorescent fluorescent lamp of the present invention can suppress the reaction between the phosphorescent phosphor and mercury, suppress deterioration of the phosphorescent phosphor and consumption of mercury, and maintain the amount of light emitted from the arc tube. Have high durability. In particular, even after energization, white light can be emitted with high brightness, and the lifetime is long.
本発明の蓄光蛍光ランプは、水銀及び希ガスを封入した発光管と、該発光管内壁に設けられた蓄光蛍光体を含有する蛍光体層と、１対の電極とを有する蓄光蛍光ランプにおいて、蛍光体層が、蓄光蛍光体を含有する蓄光蛍光体層と、通電時に発光する蛍光体を含有する３波長蛍光体層とを有し、蓄光蛍光体層と３波長蛍光体層との間にランタンを含有する蓄光蛍光体保護層を有することを特徴とする。 The phosphorescent fluorescent lamp of the present invention is a phosphorescent fluorescent lamp having an arc tube enclosing mercury and a rare gas, a phosphor layer containing a phosphorescent phosphor provided on the inner wall of the arc tube, and a pair of electrodes. The phosphor layer has a phosphorescent phosphor layer containing a phosphorescent phosphor and a three-wavelength phosphor layer containing a phosphor that emits light when energized, and between the phosphorescent phosphor layer and the three-wavelength phosphor layer It has a phosphorescent phosphor protective layer containing lanthanum.
また、蛍光体層が、蓄光蛍光体と、通電時に発光する蛍光体とを含有し、蛍光体層上にランタンを含有する保護層を有することを特徴とする。 Further, the phosphor layer contains a phosphorescent phosphor and a phosphor that emits light when energized, and has a protective layer containing lanthanum on the phosphor layer.
本発明の蛍光ランプに用いる発光管としては、可視光を透過する材質のものであればいずれのものであってもよい。石英ガラス、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラス、その他、アルミノケイ酸ガラス、ホウ酸塩ガラス、リン酸塩ガラス等を挙げることができる。 The arc tube used in the fluorescent lamp of the present invention may be any material as long as it is made of a material that transmits visible light. Quartz glass, soda glass, borosilicate glass, lead glass, others, aluminosilicate glass, borate glass, phosphate glass, and the like can be given.
上記発光管の形状としては直管型、湾曲型、環形、バルブ型等いずれであってもよく、また、その管径もいずれであってもよい。発光管の肉厚としては、蛍光ランプの種類に応じて選択すればよく、具体的には、熱陰極蛍光ランプであれば、例えば、１．０±０．１ｍｍを挙げることができ、液晶表示装置用の冷陰極蛍光ランプであれば、例えば、０．２〜０．５ｍｍ等を挙げることができる。 The shape of the arc tube may be any of a straight tube type, a curved type, a ring shape, a bulb type and the like, and the tube diameter may be any. The thickness of the arc tube may be selected according to the type of the fluorescent lamp. Specifically, in the case of a hot cathode fluorescent lamp, for example, 1.0 ± 0.1 mm can be cited. If it is a cold cathode fluorescent lamp for an apparatus, for example, 0.2 to 0.5 mm and the like can be mentioned.
上記発光管内に封入される希ガスは、電極に始動電圧が印加されると発光管内に存在する電子、あるいは、エミッタから放出される電子により電離され、これらが電極に衝突し、２次電子を放出させる機能を有する。希ガスとしては、キセノン、アルゴンやネオン等を用いることができる。発光管に封入する希ガスの量としては、例えば、蓄光蛍光ランプの点灯時の発光管内における圧力が、熱陰極蛍光ランプであれば、１．５ｔ〜３．０ｔｏｒｒ付近、冷陰極蛍光ランプであれば、３０〜１００ｔｏｒｒ等となるような量を挙げることができる。 The noble gas sealed in the arc tube is ionized by electrons existing in the arc tube or electrons emitted from the emitter when a starting voltage is applied to the electrode, and these collide with the electrode and cause secondary electrons to be absorbed. Has the function of releasing. As the rare gas, xenon, argon, neon, or the like can be used. The amount of rare gas sealed in the arc tube may be, for example, a cold cathode fluorescent lamp in the vicinity of 1.5 to 3.0 torr if the pressure in the arc tube when the phosphorescent lamp is turned on is a hot cathode fluorescent lamp. For example, the amount may be 30 to 100 torr.
上記発光管内に封入される水銀は、上記電離した希ガスにより生成される２次電子により生じるグロー放電により励起され、２５３．７ｎｍを含む紫外線を発生する。発光管に封入する水銀の量としては、例えば、蓄光蛍光ランプの点灯時のガラス管内における水銀の蒸気圧が例えば、１〜１０Ｐａ等となるような量を挙げることができる。 Mercury enclosed in the arc tube is excited by glow discharge generated by secondary electrons generated by the ionized noble gas, and generates ultraviolet rays including 253.7 nm. Examples of the amount of mercury enclosed in the arc tube include an amount such that the vapor pressure of mercury in the glass tube when the phosphorescent fluorescent lamp is turned on is 1 to 10 Pa, for example.
上記発光管内壁には蛍光体層が設けられる。蛍光体層は、蓄光蛍光体と、通電時に発光する蛍光体とを含有する１層構造のものであってもよいが、蓄光蛍光体を含有する蓄光蛍光体層と、通電時に発光する蛍光体を含有する３波長蛍光体層とを有する２層構造のものであることが、好ましい。 A phosphor layer is provided on the inner wall of the arc tube. The phosphor layer may have a single-layer structure containing a phosphorescent phosphor and a phosphor that emits light when energized, but a phosphorescent layer that contains the phosphorescent phosphor and a phosphor that emits light when energized It is preferable that it is the thing of the 2 layer structure which has the 3 wavelength phosphor layer containing this.
上記蓄光蛍光体は、水銀原子から放射される２５３．７ｎｍ等の紫外線を励起光として可視光を発光するものであり、励起光の照射時のみに限らず、励起光の照射が停止された後においても、蛍光を発光するものである。 The phosphorescent phosphor emits visible light using ultraviolet rays such as 253.7 nm emitted from mercury atoms as excitation light, and is not limited to when the excitation light is irradiated, but after the excitation light irradiation is stopped. In the case, the fluorescent light is emitted.
上記蛍光体層又は蓄光蛍光体層に含有される蓄光蛍光体としては、式（１）
ＭＡｌ2Ｏ4 （１）
（式中、ＭはＣａ、Ｓｒ及びＢａからなる群から選ばれる少なくとも一つ以上の金属元素を示す。）で表される化合物を母結晶とし、Ｅｕ、Ｄｙ及びＮｄの少なくとも一つを付活剤に用いたものを用いることができる。
As the phosphorescent phosphor contained in the phosphor layer or phosphorescent phosphor layer, the formula (1)
MAl 2 O 4 (1)
(Wherein M represents at least one metal element selected from the group consisting of Ca, Sr and Ba). The compound represented by the formula is used as a mother crystal, and at least one of Eu, Dy and Nd is activated. What was used for the agent can be used.
蓄光蛍光体として、Ｙ2 Ｏ2 Ｓを母結晶とし、Ｅｕ、Ｍｇ及びＴｉの少なくとも一つを付活剤に用いたものを用いることができる。 As the phosphorescent phosphor, one using Y 2 O 2 S as a mother crystal and at least one of Eu, Mg and Ti as an activator can be used.
上記蓄光蛍光体はいずれか1種又は２種以上を含むものであってもよい。 The phosphorescent phosphor may contain any one kind or two or more kinds.
これらの蓄光蛍光体は水銀から放射される２５３．７ｎｍの紫外線を励起エネルギーとして温存し、長期に亘って青緑色の蛍光を継続して発光することができる。 These phosphors can preserve 253.7 nm ultraviolet rays emitted from mercury as excitation energy and can continuously emit blue-green fluorescence over a long period of time.
また、蛍光体層又は３波長蛍光体層に含有される蛍光体としては、水銀からの紫外線によって励起され蛍光を発光する蛍光体や、更に、蓄光蛍光体以外の蛍光体からの蛍光により励起されて蛍光を発光する蛍光体を使用することができるが、蛍光ランプ内に放電が形成されないときに、上記蓄光蛍光体からの蛍光を励起光として蛍光を発光できる蛍光体が好ましい。 In addition, the phosphor contained in the phosphor layer or the three-wavelength phosphor layer is excited by fluorescence from a phosphor that emits fluorescence when excited by ultraviolet rays from mercury or a phosphor other than a phosphorescent phosphor. A phosphor that emits fluorescence can be used. However, when no discharge is formed in the fluorescent lamp, a phosphor that can emit fluorescence using the fluorescence from the phosphorescent phosphor as excitation light is preferable.
このような蛍光体として、上記蓄光蛍光体からの青緑色光領域で効率よく光吸収して赤色蛍光を発光する蛍光体として、具体的には、Ｃａ3（Ｌａ1-X，ＥｕX）2Ｗ2Ｏ12（０＜Ｘ＜１）、ＬｉＬａ1-XＥｕXＮｂ2Ｏ7（０＜Ｘ＜１）で表されるものを挙げることができる。 As such a phosphor, specifically, a phosphor that emits red fluorescence by efficiently absorbing light in the blue-green light region from the phosphorescent phosphor, specifically, Ca 3 (La 1-X , Eu X ) 2. Examples include W 2 O 12 (0 <X <1) and LiLa 1-X Eu X Nb 2 O 7 (0 <X <1).
更に、赤色光を発光する蛍光体として、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ・ＧｅＯ2：Ｍｎ、緑色光を発光するＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ、青色光を発光するＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ、（Ｍｎ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ等を挙げることができ、これらを適宜選択して組み合わせて用いることにより、所望の色調の発光を得ることができる。 Further, as phosphors emitting red light, Y 2 O 3 : Eu, 3.5MgO · 0.5MgF · GeO 2 : Mn, LaPO 4 : Ce, Tb emitting green light, BaMg 2 emitting blue light. Al 16 O 27 : Eu, (Mn) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, (Sr, Ca, Ba) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, etc. By using these, light emission of a desired color tone can be obtained.
また、蛍光体層又は３波長蛍光体層に含有される蛍光体として、ハロリン酸カルシウム蛍光体Ｃａ10（ＰＯ4）6ＦＣｌ：Ｓｂ，Ｍｎを含むことが好ましい。ハロリン酸カルシウム蛍光体は、発光管からの発光を均一に拡散させることができ、拡散剤の使用を不要とすることにより、拡散剤の劣化による照度の低下や外観品質の低下を抑制することができ、輝度の向上を図ることができる。 The phosphor contained in the phosphor layer or the three-wavelength phosphor layer preferably contains a calcium halophosphate phosphor Ca 10 (PO 4 ) 6 FCl: Sb, Mn. Calcium halophosphate phosphors can uniformly diffuse the light emitted from the arc tube, and by eliminating the use of a diffusing agent, it is possible to suppress a decrease in illuminance and appearance quality due to the deterioration of the diffusing agent. The brightness can be improved.
上記蛍光体層又は３波長蛍光体層には、蓄光蛍光体からの光を直接的には励起光として蛍光を発光しない蛍光体を使用してもよい。例えば、ＹＶＯ4：Ｅｕ、ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ、（Ｂａ，Ｅｕ）ＭｇＡｌ10Ｏ17、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｅｕ）（Ｍｇ，Ｍｎ）Ａｌ10Ｏ17、Ｓｒ10（ＰＯ4）6Ｃl2：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6Ｃl2：Ｅｕ等を挙げることができる。蛍光体層は、蛍光体を適宜組み合わせて含有することにより、水銀から放射される２５３．７ｎｍの紫外線により励起され、各蛍光体から緑色、赤色、青色領域の可視光を発光させ、演色に優れた白色光を得るようにすることが好ましい。 For the phosphor layer or the three-wavelength phosphor layer, a phosphor that does not emit fluorescence by directly using light from the phosphorescent phosphor as excitation light may be used. For example, YVO 4 : Eu, LaPO 4 : Ce, Tb, (Ba, Eu) MgAl 10 O 17 , (Ba, Sr, Eu) (Mg, Mn) Al 10 O 17 , Sr 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu and the like. The phosphor layer contains phosphors in appropriate combinations, and is excited by 253.7 nm ultraviolet rays emitted from mercury, and emits visible light in the green, red, and blue regions from each phosphor, and is excellent in color rendering. It is preferable to obtain white light.
このような蓄光蛍光体の使用量としては、１ｃｍ2当たり３ｍｇ〜５ｍｇであることが好ましい。蓄光蛍光体以外の蛍光体としては、１ｃｍ2当たり３ｍｇ〜７ｍｇであることが、蛍光ランプにおいて、適度な発光強度が得られることから、好ましい。 The amount of such phosphorescent phosphor used is preferably 3 mg to 5 mg per cm 2 . The phosphor other than the phosphorescent phosphor is preferably 3 mg to 7 mg per 1 cm 2 , since an appropriate emission intensity can be obtained in the fluorescent lamp.
上記蛍光体の一次粒子として、蓄光蛍光体は粒度分布が、５〜３０μｍ程度であることが好ましく、蓄光蛍光体以外の蛍光体は粒度分布が、３〜５μｍであることが好ましい。蛍光体は一次粒子径が大きい程、発光効率がよいが、平均粒子径が過大になると、粒子密度が低下し、発光強度が低下することになる。 As the primary particles of the phosphor, the phosphorescent phosphor preferably has a particle size distribution of about 5 to 30 μm, and the phosphor other than the phosphorescent phosphor preferably has a particle size distribution of 3 to 5 μm. The phosphor has a higher luminous efficiency as the primary particle size is larger. However, if the average particle size is excessive, the particle density is lowered and the emission intensity is lowered.
このような蓄光蛍光体を含有する蛍光体層又は蓄光蛍光体層は、一次粒子の最大の粒子径が蓄光蛍光体の一次粒子の最小の粒子径より小さい金属酸化物等を含有していてもよい。このような粒子径の一次粒子を有する金属酸化物は、発光効率を高めるために大きい一次粒子を有する蓄光蛍光体を用いた場合でも、蓄光蛍光体粒子間に形成される間隙を充填することにより、その上層に設けられる後述する蓄光蛍光体保護層を透過した水銀に対し、蓄光蛍光体間の間隙への進入を抑制し、蛍光体層にピンポールが形成されたり、剥離が生じるのを抑制することができる。金属酸化物としては、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化イットリウム等を用いることができる。 The phosphor layer or phosphorescent phosphor layer containing such a phosphorescent phosphor may contain a metal oxide or the like in which the maximum particle size of the primary particles is smaller than the minimum particle size of the primary particles of the phosphorescent phosphor. Good. Even when a phosphorescent substance having a large primary particle is used in order to increase luminous efficiency, the metal oxide having primary particles having such a particle size fills a gap formed between the phosphorescent phosphor particles. In addition, mercury that has passed through a phosphorescent phosphor protective layer, which will be described later, provided on the upper layer is prevented from entering the gap between the phosphorescent phosphors, so that pin poles are formed in the phosphor layer and peeling is prevented. be able to. As the metal oxide, aluminum oxide, titanium oxide, magnesium oxide, silicon oxide, yttrium oxide, or the like can be used.
金属酸化物を含有する蓄光蛍光体層を作製する場合は、蓄光蛍光体物質と金属酸化物とをそれぞれ含有する分散液を調製し、その後、これらの分散液を混合して蓄光蛍光体層形成用塗工液を調製し、蓄光蛍光体層を作製することが、均一な分散液が得られることから好ましい。 When preparing phosphorescent phosphor layers containing metal oxides, prepare dispersions containing phosphorescent phosphor materials and metal oxides respectively, and then mix these dispersions to form phosphorescent phosphor layers It is preferable to prepare an application liquid and prepare a phosphorescent phosphor layer because a uniform dispersion can be obtained.
本発明の蓄光蛍光ランプは、ランタンを含有する蓄光蛍光体保護層を有する。蓄光蛍光体保護層は、蓄光蛍光体層と３波長蛍光体層を有する場合は、これらの間に設け、１層構造の蛍光体層を有する場合は、蛍光体層上に備えられ、比較的容易に進行する蓄光蛍光体とが水銀と反応するのを抑制することができる。また、ランタンは、水銀とは容易に反応せず、蓄光蛍光体保護層がランタンを含有することにより水銀による劣化を免れることができる。このため、黒色の反応生成物が発光管に付着することに起因する、発光管から放出される光束量の低下を抑制することができる。 The phosphorescent fluorescent lamp of the present invention has a phosphorescent phosphor protective layer containing lanthanum. When the phosphorescent phosphor protective layer has a phosphorescent phosphor layer and a three-wavelength phosphor layer, the phosphorescent phosphor protective layer is provided between the phosphorescent layer and the phosphorescent layer. It is possible to suppress the reaction of the easily proceeding phosphorescent phosphor with mercury. In addition, lanthanum does not easily react with mercury, and the phosphorescent protective layer contains lanthanum, so that deterioration due to mercury can be avoided. For this reason, it is possible to suppress a decrease in the amount of light emitted from the arc tube due to the black reaction product adhering to the arc tube.
蓄光蛍光体層に含有されるランタンは金属粒子として、また、酸化物、水酸化物の化合物として使用してもよい。蓄光蛍光体保護層中のランタンは、蓄光蛍光体に対し、質量比で、１〜１０質量％であることが好まく、５質量％程度がより好ましい。 Lanthanum contained in the phosphorescent phosphor layer may be used as metal particles, or as an oxide or hydroxide compound. The lanthanum in the phosphorescent phosphor protective layer is preferably 1 to 10% by mass and more preferably about 5% by mass with respect to the phosphorescent phosphor.
蓄光蛍光体保護層の調製は、ランタン金属粒子や、ランタン化合物を分散媒に分散させた塗布液を調製し、これを、蓄光蛍光体層又は蛍光体層に塗布することにより作製することができる。 The phosphorescent phosphor protective layer can be prepared by preparing a coating solution in which lanthanum metal particles or a lanthanum compound is dispersed in a dispersion medium, and applying this to the phosphorescent phosphor layer or the phosphor layer. .
上記発光管内には上記水銀原子から紫外線を放射させるための放電を発生させる手段として１対の電極が設けられる。かかる電極としては、熱陰極、冷陰極、外部電極等いずれであってもよい。電極としては、例えば、バリウム、カルシウム、ストロンチウム等の酸化物等のエミッタ物質を塗布したタングステンコイル等からなる電極を挙げることができる。電極間に電圧が印加されると、エミッタから放出される電子により希ガスを電離させ、この希ガスのイオンが電極に衝突してグロー放電を生起させ、水銀を励起して紫外線を放出させる。冷陰極としては、例えば、ニッケル、モリブデン、タングステン等により成形されたカップ状の電極を開口を対向させて、発光管両端部に配置させたものを挙げることができる。また、外部電極としては、アルミニウム、鉄、ニッケルやその合金等の箔を用い、発光管の両末端部近傍の外周面に、金属粒子等を混合したシリコン樹脂等の導電性粘着剤や半田等を介して設けることができる。これらの電極の近傍には、冷陰極や外部電極の場合、放電を促進させるための電子放出物質として酸化セシウム等のセシウム含有物質を設けることもできる。 In the arc tube, a pair of electrodes is provided as means for generating a discharge for radiating ultraviolet rays from the mercury atoms. Such an electrode may be a hot cathode, a cold cathode, an external electrode, or the like. Examples of the electrode include an electrode made of a tungsten coil coated with an emitter material such as an oxide such as barium, calcium, or strontium. When a voltage is applied between the electrodes, the rare gas is ionized by electrons emitted from the emitter, ions of the rare gas collide with the electrode to cause glow discharge, and mercury is excited to emit ultraviolet rays. As a cold cathode, for example, a cup-shaped electrode formed of nickel, molybdenum, tungsten, or the like may be disposed at both ends of the arc tube with the openings facing each other. In addition, as an external electrode, a foil such as aluminum, iron, nickel, or an alloy thereof is used, and a conductive adhesive such as silicon resin mixed with metal particles or the like on the outer peripheral surface in the vicinity of both ends of the arc tube, solder, or the like Can be provided. In the vicinity of these electrodes, in the case of a cold cathode or an external electrode, a cesium-containing material such as cesium oxide can be provided as an electron emitting material for promoting discharge.
また、本発明の蓄光蛍光ランプは、ラピッドスタート形放電ランプとして用いる場合、発光管内壁面上に導電性層を設けることもできる。 Further, when the phosphorescent fluorescent lamp of the present invention is used as a rapid start type discharge lamp, a conductive layer can be provided on the inner wall surface of the arc tube.
このような蓄光蛍光ランプを製造する方法としては、例えば、以下の方法を挙げることができる。発光管内壁面上に、上記蓄光蛍光体物質を分散した分散液を調製する。分散媒としては、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、酢酸エチル、酢酸ブチル、キシレン、トルエン等を、１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。分散媒中に含有される蓄光蛍光体物質の含有量は分散液の比重が１．０５〜１．８となるような範囲が好ましい。分散液にはその他、上記の物質の機能を阻害しない範囲において、分散剤、エチルセルロースや硝化綿等の粘度調整剤、結着剤等の添加剤を含有させることができる。 Examples of a method for manufacturing such a phosphorescent fluorescent lamp include the following methods. A dispersion liquid in which the phosphorescent phosphor material is dispersed is prepared on the inner wall surface of the arc tube. As the dispersion medium, water, methanol, ethanol, isopropanol, butanol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, ethyl acetate, butyl acetate, xylene, toluene and the like can be used alone or in combination of two or more. The content of the phosphorescent phosphor material contained in the dispersion medium is preferably in a range where the specific gravity of the dispersion is 1.05 to 1.8. In addition, the dispersion may contain additives such as a dispersant, a viscosity modifier such as ethyl cellulose and nitrified cotton, and a binder as long as the functions of the above substances are not impaired.
上記分散液を塗布、浸漬、噴射等の方法により発光管内壁に塗工し、乾燥して蓄光蛍光体層を設ける。乾燥は、自然乾燥であってもよいが、２５〜９０℃、１〜３０分で加熱して行うことができる。 The above dispersion is applied to the inner wall of the arc tube by a method such as coating, dipping, or jetting, and dried to provide a phosphorescent phosphor layer. Drying may be natural drying, but can be performed by heating at 25 to 90 ° C. for 1 to 30 minutes.
その後、蓄光蛍光体層上に蓄光蛍光体保護層を形成する。蓄光蛍光体保護層は上記ランタン化合物等を分散した分散液を調製し、これを、蓄光蛍光体層上に塗布、浸漬、噴射等の方法により塗工し、乾燥して形成することができる。蓄光蛍光体保護層を形成する分散液に用いる分散媒としては、具体的には、上記蓄光蛍光体層を形成するために例示した分散液と同様の分散媒を用いることができる。分散媒中のランタン化合物の濃度は、１〜３０質量％となるような範囲が好ましい。更に、この分散液には、その他、ランタンの機能を阻害しない範囲において、分散剤、エチルセルロースや硝化綿等の粘度調整剤、結着剤等の添加剤を含有させることができる。 Thereafter, a phosphorescent phosphor protective layer is formed on the phosphorescent phosphor layer. The phosphorescent phosphor protective layer can be formed by preparing a dispersion in which the lanthanum compound or the like is dispersed, applying the solution on the phosphorescent phosphor layer by a method such as coating, dipping, or jetting, and drying. Specifically, as the dispersion medium used for the dispersion liquid for forming the phosphorescent phosphor protective layer, the same dispersion medium as the dispersion liquid exemplified for forming the phosphorescent phosphor layer can be used. The concentration of the lanthanum compound in the dispersion medium is preferably in the range of 1 to 30% by mass. Further, the dispersion may contain additives such as a dispersant, a viscosity modifier such as ethyl cellulose and nitrified cotton, and a binder as long as the function of lanthanum is not impaired.
この分散液を塗布、浸漬、噴射等の方法により蓄光蛍光体層上に塗工し、乾燥して蓄光蛍光体保護層を設ける。乾燥は、自然乾燥であってもよいが、２５〜９０℃、１〜２０分で加熱して行うことができる。 This dispersion is applied onto the phosphorescent phosphor layer by a method such as coating, dipping, or jetting, and dried to provide a phosphorescent phosphor protective layer. Drying may be natural drying, but can be performed by heating at 25 to 90 ° C. for 1 to 20 minutes.
この蓄光蛍光体保護層上に、赤色蛍光を発光する赤色蛍光体、緑色蛍光を発光する緑色蛍光体、青色蛍光を発光する青色蛍光体を適宜選択し、上記蓄光蛍光体層を形成するのと同様の方法により３波長蛍光体層を調製する。 On the phosphorescent phosphor protective layer, a red phosphor emitting red fluorescence, a green phosphor emitting green fluorescence, and a blue phosphor emitting blue fluorescence are appropriately selected to form the phosphorescent phosphor layer. A three-wavelength phosphor layer is prepared by the same method.
その後、発光管の両端を、リード線を接続した電極を配置してステムや、ガラスビーズ等で封止した後、希ガス及び水銀を封入する。外部電極を有する蛍光ランプの場合は、ガラス管を封止した後、ガラス管外部に導電性接着剤等で電極を接着し、希ガス及び水銀を封入する。 Thereafter, electrodes connected with lead wires are arranged at both ends of the arc tube and sealed with a stem, glass beads, or the like, and then a rare gas and mercury are sealed. In the case of a fluorescent lamp having an external electrode, after sealing the glass tube, the electrode is adhered to the outside of the glass tube with a conductive adhesive or the like, and rare gas and mercury are enclosed.
本発明の蓄光蛍光ランプにおいては、蓄光蛍光体保護層を有するため、水銀と蓄光蛍光体との反応を抑制し、蓄光蛍光ランプの、発光強度の低下を抑制し、長寿命化、耐久性の向上を図ることができる。 Since the phosphorescent fluorescent lamp of the present invention has a phosphorescent phosphor protective layer, it suppresses the reaction between mercury and the phosphorescent phosphor, suppresses the decrease in light emission intensity of the phosphorescent fluorescent lamp, extends the service life and durability. Improvements can be made.
本発明の蓄光蛍光ランプを熱陰極蛍光ランプに適用した一例を、図１に示す。図１（ａ）は概略構成図、（ｂ）は（ａ）中に図示するＢの部分断面図である。図１に示す熱陰極蛍光ランプ１０は、ガラス管１を有する。ガラス管１は、例えば、１５〜３８ｍｍの外径を有するものを使用することができる。ガラス管１の内壁面に、そのほぼ全長に亘って、蓄光蛍光体を含有する蓄光蛍光体層２、ランタンを含有する蓄光蛍光体保護層３、３波長蛍光体層４が順次積層される。
An example in which the phosphorescent fluorescent lamp of the present invention is applied to a hot cathode fluorescent lamp is shown in FIG. 1A is a schematic configuration diagram, and FIG. 1B is a partial cross-sectional view of B shown in FIG. A hot
ガラス管１の両端部は、電極６が設けられたステム５により閉塞され、ガラス管の内部空間には、希ガス及び水銀が所定量導入され、内部圧力は大気圧の数十分の一程度に減圧されている。また、ガラス管１の両端部外側には、ステム５に接続された口金７が設けられている。
Both ends of the glass tube 1 are closed by a
本発明の蛍光ランプを冷極蛍光ランプに適用した一例を、図２に示す。図２の概略断面図に示す冷陰極蛍光ランプ２１は、ガラス管２２の両端はビードガラス２３で気密に封止されている。ガラス管２２は、例えば、１．５〜６．０ｍｍ、好ましくは１．５〜５．０ｍｍの外径を有するものを使用することができる。ガラス管２２の内壁面には、そのほぼ全長に亘って、蓄光蛍光体と、蛍光ランプからの発光を白色光とする蛍光体を有する蛍光体層２４ａが設けられ、更に、蛍光体層上に、ランタンを含有する蓄光蛍光体保護層２４ｂが設けられる。ガラス管２２の内部空間２５には、希ガス及び水銀が所定量導入され、内部圧力は大気圧の数十分の一程度に減圧されている。ガラス管２２の両端部近傍には、それぞれ、例えば、外径０．７〜３．５ｍｍ、厚さ０．０５〜１．０ｍｍのカップ状電極２７が、開口部２０が相互に対向するように配置されている。各リード線２９が、その一端が電極２７の底面部に溶接され、他端がビードガラス２３を貫通してガラス管２２の外部に引き出されて、設けられる。
An example in which the fluorescent lamp of the present invention is applied to a cold fluorescent lamp is shown in FIG. In the cold cathode fluorescent lamp 21 shown in the schematic sectional view of FIG. 2, both ends of the glass tube 22 are hermetically sealed with bead glass 23. As the glass tube 22, for example, one having an outer diameter of 1.5 to 6.0 mm, preferably 1.5 to 5.0 mm can be used. On the inner wall surface of the glass tube 22, a phosphor layer 24 a having a phosphorescent phosphor and a phosphor that emits white light from the fluorescent lamp is provided over almost the entire length, and further on the phosphor layer. A phosphorescent phosphor protective layer 24b containing lanthanum is provided. A predetermined amount of rare gas and mercury are introduced into the internal space 25 of the glass tube 22, and the internal pressure is reduced to several tenths of the atmospheric pressure. In the vicinity of both ends of the glass tube 22, for example, cup-shaped electrodes 27 having an outer diameter of 0.7 to 3.5 mm and a thickness of 0.05 to 1.0 mm are arranged so that the
また、本発明の蛍光ランプを外部電極蛍光ランプに適用した一例を、図３に示す。図３（ａ）の側面図、（ｂ）の概略断面図に示す外部電極蛍光ランプ３１は、両端が封止されたガラス管３２を有する。ガラス管３２の外径は、１．５〜６．０ｍｍの範囲内、好ましくは１．５〜５．０ｍｍの範囲内を挙げることができる。ガラス管３２の内壁面には、そのほぼ全長に亘って、蓄光蛍光体層３３ａが設けられ、更に、蓄光蛍光体層上に、ランタンを含有する蓄光蛍光体保護層３３ｂ、３波長蛍光体層３３ｃが設けられている。ガラス管３２の内部空間には、希ガス及び水銀が所定量導入され、内部圧力は大気圧の数十分の一程度に減圧されている。ガラス管３２の両末端部の外周面には、外部電極３４が設けられる。外部電極３４はアルミニウム、ニッケル等の金属箔を、シリコン樹脂に金属粉体を混合した導電性粘着剤等によりガラス管３２外面に接着して設けることができ、ガラス管３２の末端全体を被覆して設けることもできる。外部電極の長手方向の長さＬ１としては、例えば、１０〜３５ｍｍを挙げることができる。外部電極には図示しないリード線が接続され、リード線を介して電極に電圧が印加可能となっている。
An example in which the fluorescent lamp of the present invention is applied to an external electrode fluorescent lamp is shown in FIG. The external
以下に、本発明の蓄光蛍光ランプを詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらに限定されない。
［実施例１］
蓄光蛍光体を酢酸ブチルに分散させ蓄光蛍光体層形成用分散液を調製した。得られた分散液を、管径２７．５ｍｍのガラスバルブの電極に該当する部分を除いた内壁面に浸漬塗布し、約４０〜６０℃、２０分乾燥し、約２０μｍ厚さの蓄光蛍光体層を作成した。
The phosphorescent fluorescent lamp of the present invention will be described in detail below, but the technical scope of the present invention is not limited to these.
[Example 1]
The phosphorescent phosphor was dispersed in butyl acetate to prepare a phosphorescent phosphor layer forming dispersion. The obtained dispersion liquid is dip-coated on the inner wall surface excluding the portion corresponding to the electrode of the glass bulb having a tube diameter of 27.5 mm, dried at about 40 to 60 ° C. for 20 minutes, and the phosphorescent phosphor having a thickness of about 20 μm. Created a layer.
水酸化ランタンを水に分散させ蓄光蛍光体保護層形成用分散液を調製した。得られた分散体液を、蓄光蛍光体層上に浸漬塗布し、約４０〜６０℃、１０分乾燥し、約１μｍ厚さの蓄光蛍光体保護層を作成した。蓄光蛍光体保護層のランタンの含有率は、蓄光蛍光体に対し１質量％とした。 Lanthanum hydroxide was dispersed in water to prepare a phosphorescent phosphor protective layer forming dispersion. The obtained dispersion liquid was dip-coated on the phosphorescent phosphor layer and dried at about 40 to 60 ° C. for 10 minutes to prepare a phosphorescent phosphor protective layer having a thickness of about 1 μm. The content of lanthanum in the phosphorescent phosphor protective layer was 1% by mass with respect to the phosphorescent phosphor.
３波長蛍光体をキシレンに分散させ３波長蛍光体層形成用分散液を調製した。得られた分散液を、蓄光蛍光体層上に浸漬塗布し、約４０〜６０℃、２０分乾燥し、約５μｍ厚さの蓄光蛍光体保護層を作成した。 The three-wavelength phosphor was dispersed in xylene to prepare a dispersion for forming a three-wavelength phosphor layer. The obtained dispersion was dip-coated on the phosphorescent phosphor layer and dried at about 40 to 60 ° C. for 20 minutes to prepare a phosphorescent phosphor protective layer having a thickness of about 5 μm.
ガラス管の両端部を電極が設けられたステムにより閉塞し、ガラス管の内部空間に、希ガスを２８０Ｐａ水銀を５ｍｇ導入した。また、ガラス管の両端部のステムに口金を設け、図１に示す熱陰極蛍光ランプを作製した。 Both ends of the glass tube were closed with stems provided with electrodes, and 5 mg of 280 Pa mercury as a rare gas was introduced into the internal space of the glass tube. Moreover, a base was provided on the stems at both ends of the glass tube to produce the hot cathode fluorescent lamp shown in FIG.
得られた蛍光ランプに交流電圧を印加して点灯させ、点灯直後、点灯後１００時間、１０００時間の可視光量を測定した。点灯後１００時間後の光束値を１００として、点灯直後、点灯後１０００時間後の光束率を換算した。結果を表１に示す。 An AC voltage was applied to the obtained fluorescent lamp to light it, and the visible light amount was measured immediately after lighting, 100 hours after lighting, and 1000 hours. The luminous flux rate immediately after lighting and 1000 hours after lighting was converted with the luminous flux value 100 hours after lighting as 100. The results are shown in Table 1.
［実施例２、３］
蓄光蛍光体保護層のランタンの含有率を、蓄光蛍光体に対し、５質量％、１０質量％とした他は実施例１と同様にして熱陰極蛍光ランプを作製し、点灯して光束値を測定し、光束率を求めた。結果を表１に示す。
[Examples 2 and 3]
A hot cathode fluorescent lamp was prepared in the same manner as in Example 1 except that the content of lanthanum in the phosphor protective layer was set to 5% by mass and 10% by mass with respect to the phosphor. Measurement was made to determine the luminous flux. The results are shown in Table 1.
［比較例］
蓄光蛍光体層を設けない他は実施例１と同様にして熱陰極蛍光ランプを作製し、点灯して光束値を測定し、光束率を求めた。結果を表１に示す。
[Comparative example]
A hot cathode fluorescent lamp was produced in the same manner as in Example 1 except that the phosphorescent phosphor layer was not provided, and the lamp was turned on to measure the luminous flux value, thereby obtaining the luminous flux ratio. The results are shown in Table 1.
結果より、蓄光蛍光体に対するランタンの含有率が、５質量％のとき、光束維持率は最良であり、１質量％のとき、良好な結果が得られた。蓄光蛍光体に対するランタンの含有率が、１０質量％のとき、１０００時間経過後の光束維持率は、蓄光蛍光体層を設けない比較例と同等の値であったが、点灯直後からの１０００時間における光束維持率は、ランタン含有率が１０質量％の場合の方が優れており、点灯時間が１０００時間を超える場合は、比較例との差が広がることが予測される。 From the results, when the content of lanthanum with respect to the phosphor was 5% by mass, the luminous flux maintenance factor was the best, and when it was 1% by mass, good results were obtained. When the content of lanthanum with respect to the phosphorescent phosphor was 10% by mass, the luminous flux maintenance factor after 1000 hours was the same value as in the comparative example in which the phosphorescent phosphor layer was not provided, but 1000 hours immediately after lighting. The luminous flux maintenance factor is better when the lanthanum content is 10% by mass, and when the lighting time exceeds 1000 hours, the difference from the comparative example is expected to widen.
１、２２、３２ ガラス管
２、３３ａ 蓄光蛍光体層
３、２４ｂ、３３ｂ 蓄光蛍光体保護層
４、３３ｃ ３波長蛍光体層
２４ａ 蛍光体層
６ 電極
１０ 熱陰極蛍光ランプ
２１ 冷陰極蛍光ランプ
２７ カップ状電極（電極）
３１ 外部電極蛍光ランプ
３４ 外部電極（電極）
1, 22, 32
31 External
Claims (5)
ＭＡｌ2Ｏ4 （１）
（式中、ＭはＣａ、Ｓｒ及びＢａからなる群から選ばれる少なくとも一つ以上の金属元素を示す。）で表される化合物を母結晶とし、Ｅｕ、Ｄｙ及びＮｄの少なくとも一つを付活剤に用いた蓄光蛍光体及び、Ｙ2 Ｏ2 Ｓを母結晶とし、Ｅｕ、Ｍｇ及びＴｉの少なくとも一つを付活剤に用いた蓄光蛍光体から選ばれるいずれか1種又は２種以上を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の蓄光蛍光ランプ。 The phosphorescent phosphor has the formula (1)
MAl 2 O 4 (1)
(Wherein M represents at least one metal element selected from the group consisting of Ca, Sr and Ba). The compound represented by the formula is used as a mother crystal, and at least one of Eu, Dy and Nd is activated. One or more selected from phosphorescent phosphors used as agents and phosphorescent phosphors using Y 2 O 2 S as a mother crystal and at least one of Eu, Mg and Ti as activators The phosphorescent fluorescent lamp according to claim 1 or 2, characterized by comprising.
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