JP2003288860A

JP2003288860A - ランプ用結着剤組成物、蛍光ランプおよび高輝度放電ランプ

Info

Publication number: JP2003288860A
Application number: JP2002089676A
Authority: JP
Inventors: Tomoko Ataka; とも子安宅; Masanobu Ito; 雅信伊藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2003-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】蛍光体層を備えるランプにおいて、その発光
効率を向上させる。【解決手段】蛍光体層１２は、３波長域発光形の蛍光
体粒子１２ａが、結着剤１２ｂによって結着されて形成
されている。結着剤１２ｂは、硼酸カルシウム・バリウ
ムとピロリン酸カルシウムの混合物を基本材料としてお
り、この基本材料に、波長２５４ｎｍの紫外線をより長
波長の紫外線または可視光に変換する発光物質が溶け込
んでいる。発光物質としては、ランタノイドに属するガ
ドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ユウロピウ
ム（Ｅｕ）、ネオジム（Ｎｄ）、ジスプロシウム（Ｄ
ｙ）から選択された元素の酸化物、並びに、３Ｂ，４
Ｂ，５Ｂ族に属するタリウム（Ｔｌ）、スズ（Ｓｎ）、
鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）から選択された元素の酸
化物が挙げられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光体層を有する
蛍光ランプ、高輝度放電ランプ及びランプ用結着剤組成
物に関する。

【０００２】

【従来の技術】高効率で発光するランプとして、蛍光ラ
ンプやＨＩＤが広く知られている。蛍光ランプは、水銀
及び希ガスが封入され内面に蛍光体が被着された発光管
を備えており、発光管内で放電させることによって水銀
の励起放射による２５４ｎｍを主体とする紫外光を発生
し、その紫外光を蛍光体層で可視光に変換することによ
って発光光束を得ている。蛍光ランプのタイプとして
は、従来から直管形や環形が一般的であるが、この他に
電球形やコンパクト形等も近年普及してきている。

【０００３】一方、ＨＩＤは、高圧水銀ランプ、メタル
ハライドランプ、高圧ナトリウムランプを総称したもの
であって、放電に伴って可視光及び紫外光を放射する発
光管と、その発光管を囲むように外管が設けられた構造
であり、外管の表面を蛍光体層で覆ったタイプもある。
これらランプの蛍光体層は、蛍光体粒子の他に結着剤を
含む分散液を、発光管あるいは外管に塗布し、乾燥・焼
成することによって形成される。この結着剤としては、
硼酸カルシウム・バリウム、硼酸カルシウム・バリウム
とピロリン酸カルシウムとの混合物、酸化アルミニウム
等が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような蛍光ランプ
やＨＩＤにおいて、基本的な性能として、消費電力が低
く且つ高光束が得られ、寿命も長いことが求められてお
り、そのための開発がなされている。例えば、蛍光ラン
プの長寿命化に関するものとして、特開平１１−１６７
８９９号公報において、従来のソーダガラスを用いた場
合、蛍光ランプ製造時或は点灯時にガラスから溶出して
くるナトリウムが水銀と反応することによって蛍光ラン
プの輝度低下が生じやすいという点に着目し、従来のソ
ーダガラスよりもアルカリが溶出しにくいガラスを用い
て蛍光ランプの輝度低下を抑える技術が開示されてい
る。

【０００５】また、蛍光ランプにおいて低消費電力で高
光束を得るために、例えば、蛍光体の輝度をより高くす
るための研究がなされているし、発光管を細管化するこ
とによって放電長さを確保する開発もなされている。こ
のような研究開発に伴って、蛍光ランプやＨＩＤの性能
も高まっているが、近年、これらの性能に対する要請が
一層高まっており、その要求に応えるために、更に消費
電力を低下させたり高光束を得ることを可能とする技術
が望まれている。

【０００６】このような課題に対して、蛍光体層におけ
る結着剤の割合を減らして蛍光体粒子の割合を多くすれ
ば、発光効率を高めることができるとも考えられる。そ
れは、結着剤は紫外光の可視光への変換に直接寄与しな
いからである。しかし、結着剤の割合を減らすと、蛍光
体粒子どうしの結合力が弱くなるので蛍光体層が劣化し
やすくなる。そのため、ランプの光束維持率が低下しや
すくなってしまう。

【０００７】本発明は、このような背景のもとでなされ
たものであって、蛍光体層を備えるランプにおいて、そ
の発光効率を向上させることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、蛍光体層を備えた蛍光ランプやＨＩＤ
において、蛍光体粒子を結着する結着剤組成物として、
Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂ
ｉから選択される元素の酸化物が含有されている結着剤
を用いることとした。

【０００９】これらの酸化物は、水銀の励起によって発
生する紫外光を受けたときに当該紫外光よりも長波長の
光（紫外光あるいは可視光）を放射する発光物質であ
る。従って、上記の蛍光ランプや高輝度放電ランプによ
れば、放電に伴って発生する紫外光が、蛍光体層の蛍光
体粒子に照射されることによって可視光に変換される
が、この１次的な可視光以外に、蛍光体層の結着剤に含
まれる発光物質に照射されることによって、より長波長
の紫外光あるいは可視光に変換される。そして、変換さ
れた紫外光は蛍光体粒子に照射されることによっても可
視光に変換される。

【００１０】このように、結着剤に含まれる発光物質を
介して２次的な可視光も放射されるので、結着剤に発光
物質が含まれない従来品と比べると、放電に伴って発生
する紫外光が可視光に変換される効率が向上される。ま
た、上記発光物質が結着剤に含有されていても、蛍光体
粒子を結着する機能は妨げられることがない。上記結着
剤組成物における発光物質の含有量としては、Ｔｌ、Ｓ
ｎ、Ｐｂ、Ｂｉから選択される元素の酸化物の場合は、
０．０１ｗｔ％〜１ｗｔ％の範囲内に設定するのが好ま
しい。

【００１１】また、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｎｄ、Ｄｙから
選択される元素の酸化物の場合は、０．０１ｗｔ％〜１
０ｗｔ％の範囲内に設定するのが好ましい

【００１２】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］図１は、本発明
の一実施形態に係るコンパクト形蛍光ランプの外観を示
す図である。この蛍光ランプは、蛍光管１０が口金２０
に固着されて構成されており、当該蛍光管１０は、内面
側が蛍光体層１２で被覆された６本の直管状のガラス管
（ガラスバルブ）１１で形成されている。

【００１３】この蛍光管１０において、６本のガラス管
１１は、隣り合うものどうしが端部でブリッジ接合され
ることによって、内部に１本の放電空間が形成されるよ
うに連結され、当該放電空間内にアルゴンなどの希ガス
と水銀とが封入されている。また、蛍光管１０におい
て、この放電空間の両端部に電極（不図示）が取り付け
られている。

【００１４】口金２０内には、蛍光管１０を点灯させる
ための点灯回路（不図示）が設けられている。図２は、
蛍光管１０を輪切りにした断面図である。蛍光管１０
は、ソーダガラスからなるガラス管１１の内面に、蛍光
体層１２が形成されてなる。

【００１５】図３に示すように、蛍光体層１２は、３波
長域発光形の蛍光体粒子１２ａが、結着剤１２ｂによっ
て結着されて形成されている。蛍光体粒子１２ａに対す
る結着剤１２ｂの添加量は、０．００１〜１０ｗｔ％の
範囲に設定する。結着剤１２ｂは、硼酸カルシウム・バ
リウムとピロリン酸カルシウムの混合物を基本材料とし
ており、この基本材料に、波長２５４ｎｍの紫外光をよ
り長波長の紫外光または可視光に変換する発光物質が溶
け込んでいる。

【００１６】なお、基本材料は、上記の硼酸カルシウム
・バリウムとピロリン酸カルシウムの混合物に限られる
ことはなく、例えば、硼酸カルシウム・バリウムや酸化
アルミニウムを単独で用いたり、酸化アルミニウムとピ
ロリン酸カルシウムの混合物を用いることもできる。好
ましい発光物質としては、ランタノイドに属するガドリ
ニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ユウロピウム
（Ｅｕ）、ネオジム（Ｎｄ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）
から選択された元素の酸化物、並びに、３Ｂ，４Ｂ，５
Ｂ族に属するタリウム（Ｔｌ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐ
ｂ）、ビスマス（Ｂｉ）から選択された元素の酸化物が
挙げられる。

【００１７】結着剤中におけるこれら発光物質の含有量
としては、タリウム（Ｔｌ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐ
ｂ）、ビスマス（Ｂｉ）の酸化物については、０．０１
ｗｔ％〜１ｗｔ％の範囲内に設定するのが好ましく、ガ
ドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ユウロピウ
ム（Ｅｕ）、ネオジム（Ｎｄ）、ジスプロシウム（Ｄ
ｙ）の酸化物については、０．０１ｗｔ％〜１０ｗｔ％
の範囲内に設定するのが好ましい。

【００１８】このような蛍光体層１２は、以下のように
作製することができる。上記基本材料と発光物質とを混
合し、これを溶解，成形することによって、結着剤組成
物を作製する。蛍光体粒子と上記結着剤とを、バインダ
を含む溶媒に分散させて分散液を作製する。

【００１９】この分散液を、ガラス管１１の内面に塗布
し、乾燥・焼成することによって蛍光体層１２が形成さ
れる。（上記結着剤組成物を用いることによる作用効果）図３
は、上記蛍光ランプの発光メカニズムを説明する図であ
る。本実施形態の蛍光ランプにおいて、発光光束が生じ
る主要なメカニズムは、従来の蛍光ランプと同様であ
る。即ち、点灯回路によって蛍光管１０の電極に電圧が
印加されると、蛍光管１０内部の放電空間で放電が生
じ、その放電に伴って、蛍光管１０の内部では、水銀お
よび希ガスが励起されて紫外光ＵＶ1（主波長２５４ｎ
ｍ）が発生する。そして、発生した紫外光ＵＶ1が蛍光
体粒子１２ａに照射されると、蛍光体粒子１２ａが励起
されて可視光Ｖ1（波長４００ｎｍ程度以上）が放射さ
れる。この可視光Ｖ1が、蛍光管１０の主な発光光束と
なる。

【００２０】本実施形態の蛍光ランプにおいては、上記
の１次的な発光光束に加えて、以下のように２次的な発
光光束（可視光Ｖ2及び可視光Ｖ3）も生じる。蛍光管１
０内で発生した紫外光ＵＶ1は、蛍光体層１２の結着剤
１２ｂを透過して蛍光体粒子１２ａに照射されるが、結
着剤１２ｂには上記発光物質が含まれているため、この
発光物質が上記紫外光ＵＶ1で励起されることによっ
て、結着剤１２ｂから近紫外光ＵＶ2（波長は２５４ｎ
ｍより大きい）並びに可視光Ｖ2が放射される。

【００２１】更に、結着剤１２ｂから放射された近紫外
光ＵＶ2の一部は、蛍光体粒子１２ａに照射され、蛍光
体粒子１２ａがこの近紫外光ＵＶ2によって励起されて
可視光Ｖ3が放射される。このように、本実施形態の蛍
光ランプにおいては、１次的な発光光束（可視光Ｖ1）
だけではなく、結着剤１２ｂに含まれる発光物質に起因
する２次的な発光光束（可視光Ｖ2，Ｖ3）も生じる。ま
た、上記発光物質は可視光を吸収する作用もほとんどな
い。よって、発光効率が向上することになる。

【００２２】また、紫外光ＵＶ1は、蛍光体層１２に存
在する蛍光体粒子の中でも、内部空間に面した蛍光体粒
子の表面に照射されるので、１次的な可視光Ｖ1も、主
として蛍光体層１２の内部空間に面した側で発生する。
これに対して、近紫外光ＵＶ2や可視光Ｖ2は、結着剤１
２ｂ中に存在する発光物質から放射されるので、２次的
な可視光Ｖ2，Ｖ3は、可視光Ｖ1と比べてより外部空間
に近いところで発生する。

【００２３】その点で、２次的な可視光Ｖ2，Ｖ3は、外
部空間に放出されやすいので、発光効率の向上に寄与す
るところが大きいと考えられる。後述する実験結果でも
示されるように、結着剤に発光物質を適量含有させるこ
とによって、全発光光束（可視光Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3を合せ
たもの）に対する２次的な発光光束（可視光Ｖ2，Ｖ3）
の割合を２％以上とすることができる。

【００２４】なお、上で発光物質として列挙した元素の
酸化物の中で、発光効率の向上という点から見ると、ラ
ンタノイドに属する元素の酸化物、特に、ガドリニウム
（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）は有望である。その理由
として、これら元素の酸化物は、その発光スペクトル
が、蛍光ランプに一般に使用される蛍光体粒子を効率よ
く励起するのに適していることが挙げられる。

【００２５】即ち、蛍光体層１２に紫外光を照射すると
き、照射する紫外光の波長によって可視光への変換効率
は異なる。ここで、これらの元素の酸化物における発光
スペクトルは、一般的な蛍光体ランプ用の蛍光体に対し
て、紫外光変換効率の良好な波長範囲２６０〜４００ｎ
ｍにおける発光量が多い。また、これらの元素の酸化物
の発光スペクトルは、人の目の比視感度（Sensibility
of the human eye）が高い波長領域（５５０ｎｍ
付近）における発光量が比較的多いことも、高発光効率
が得られる理由として挙げられる。〔実施例〕〔実験１〕

【００２６】

【表１】

【００２７】表１に示すＮｏ．１は比較例にかかるコン
パクト形蛍光ランプであり、Ｎｏ．２〜７は実施例にか
かるコンパクト形蛍光ランプである。これらの蛍光ラン
プは、いずれも全長１４５ｍｍ、ガラス管径１２．５ｍ
ｍ、定格電力３２Ｗである。実施例にかかる蛍光ランプ
において、ガラス管１１は、ソーダガラスからなり、そ
の組成は、ＳｉＯ₂が６８ｗｔ％、Ａｌ₂Ｏ₃が１．５ｗ
ｔ％、Ｎａ₂Ｏが５ｗｔ％、Ｋ₂Ｏが７ｗｔ％、ＭｇＯが
５ｗｔ％、ＣａＯが４．５ｗｔ％、ＳｒＯが５ｗｔ％、
ＢａＯが６ｗｔ％、Ｌｉ₂Ｏが１ｗｔ％である。

【００２８】また、蛍光体層１２は、色温度５０００Ｋ
の３波長発光形蛍光体粒子が、結着剤組成物によって結
着されて形成されている。この結着剤組成物は、硼酸カ
ルシウム・バリウム（０．３ＣａＯ・０．７ＢａＯ・
１．６Ｂ₂Ｏ₃）とピロリン酸カルシウム（Ｃａ₂Ｐ
₂Ｏ₇）とを重量比６０：４０で混合した混合物を基本材
料とし、これに発光物質としてＴｌＯ（酸化タリウム）
を含有量０．３ｗｔ％となるように加えている。

【００２９】各実施例（Ｎｏ．２〜７）において、蛍光
体粒子１００ｇに対する結着剤組成物の混合量は、表１
に示す各値（０．０００５ｇ、０．００１ｇ、０．１
ｇ、１ｇ、１０ｇ、１５ｇ）に設定した。一方、比較例
にかかる蛍光ランプは、ＴｌＯを添加していない結着剤
組成物を用いて蛍光体層が形成されている点を除いて、
実施例の蛍光ランプと同様の構成である。

【００３０】そして、実施例及び比較例にかかる各蛍光
ランプについて、初期光束値、光束維持率、並びに膜強
度を測定した。測定方法：初期光束値（１００ｈ，ｌｍ）は、蛍光ラン
プを、寿命試験を１００時間行った時点で光束を測定し
た値である。

【００３１】光束維持率は、寿命試験（４５分点灯した
後１５分消灯するというサイクルを繰り返す。）を４０
００時間行った時点で光束を測定し、上記初期光束値に
対する比率で当該測定値を表したものである。蛍光体膜
強度ＭＰａは、ガラス管に形成した蛍光体層に対して、
５ｍｍ離れたノズル（０．５ｍｍφ）から、一定のレー
トで昇圧しながら高圧窒素ガスを吹き付けていき、蛍光
体層に剥離が発生したときの圧力を測定したものであ
る。

【００３２】測定結果及び考察：各測定結果は、表１に
示されている。結着剤が０．０００５ｗｔ％しか含まれ
ていないＮｏ．２では、結着剤が含まれていないＮｏ．
１と比べて、初期光束値の差がほとんど見られないが、
結着剤が０．００１ｗｔ％以上含まれているＮｏ．３〜
Ｎｏ．７では、Ｎｏ．１と比べて初期光束値がかなり高
い。また、膜強度についても、Ｎｏ．３〜Ｎｏ．７で
は、Ｎｏ．１と比べてかなり高い。

【００３３】特に、結着剤が０．００１ｗｔ％〜１０ｗ
ｔ％含まれているＮｏ．３〜Ｎｏ．６では、初期光束値
がかなり高く、Ｎｏ．１と比べると初期光束値が２％以
上高い。一方、結着剤含有量が１０ｗｔ％を越えるＮ
ｏ．７では、Ｎｏ．３〜６と比べて、初期光束が低く、
膜強度も低くなっている。

【００３４】光束維持率については、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．
７の間においてほとんど差が見られない。なお、この実
験１においては、結着剤組成物に、発光物質としてＴｌ
Ｏを０．３ｗｔ％添加した場合について調べたが、Ｔｌ
Ｏを０．０１ｗｔ％〜１ｗｔ％の範囲内で添加すること
によって、初期光束値が２％以上向上した。また、Ｓ
ｎ、Ｐｂ、Ｂｉの酸化物についても、０．０１ｗｔ％〜
１ｗｔ％の範囲内で添加することによって、初期光束値
が２％以上向上し、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｎｄ、Ｄｙの酸
化物については、０．０１ｗｔ％〜１０ｗｔ％の範囲内
に設定することによって、初期光束値が２％以上向上し
た。〔実験２〕

【００３５】

【表２】

【００３６】表２に示すＮｏ．８は比較例にかかるコン
パクト形蛍光ランプであり、試料Ｎｏ．９，１０は実施
例にかかるコンパクト形蛍光ランプである。これらの蛍
光ランプは、蛍光体層に用いる結着剤組成物以外につい
ては、上記Ｎｏ．１〜７と同様の仕様である。結着剤組
成物の基本材料も、上記Ｎｏ．１〜７と同様、硼酸カル
シウム・バリウム（０．３ＣａＯ・０．７ＢａＯ・１．
６Ｂ₂Ｏ₃）とピロリン酸カルシウム（Ｃａ₂Ｐ₂Ｏ₇）と
を重量比６０：４０で混合した混合物を用いる。

【００３７】Ｎｏ．８では、上記基本材料をそのまま結
着剤組成物として用いた。Ｎｏ．９では、上記基本材料
に発光物質としてＴｂ₂Ｏ₃（酸化テルビウム）を含有量
５ｗｔ％となるように加えたものを結着剤組成物として
用いた。Ｎｏ．１０では、上記基本材料に発光物質とし
てＧｄ₂Ｏ₃（酸化ガドリニウム）を含有量５ｗｔ％とな
るように加えたものを結着剤組成物として用いた。

【００３８】蛍光体粒子１００ｇに対する結着剤組成物
の混合量は、Ｎｏ．８〜１０のいずれも０．５ｇに設定
した。そして、実施例及び比較例にかかる各蛍光ランプ
について、上記実験１と同様に、初期光束値、光束維持
率、並びに膜強度を測定した。測定結果及び考察：各測定結果は、表２に示されてい
る。

【００３９】膜強度並びに光束維持率については、Ｎ
ｏ．８〜Ｎｏ．１０の間においてほとんど差が見られな
いが、実施例にかかるＮｏ．９，１０では、比較例にか
かるＮｏ．８と比べて初期光束値が２％以上高いことが
わかる。以上の実験１，２より、発光物質を含ませた結
着剤を適量用いることによって、発光光束維持を低下さ
せることなく初期光束を２％以上向上させることができ
ることがわかる。

【００４０】〔実施の形態２〕図４は、本実施形態にか
かる蛍光ランプの発光管の断面図である。本実施形態の
蛍光ランプは、上記実施形態１の蛍光ランプと同様であ
るが、蛍光管１０の代りに蛍光管４０が用いられてい
る。この蛍光管４０は、蛍光体層４２とガラス管４１と
の間に保護層４３が介在されている。

【００４１】この保護層４３は、酸化亜鉛ＺｎＯ、酸化
チタンＴｉＯ₂、酸化珪素ＳｉＯ₂、酸化アルミニウムＡ
ｌ₂Ｏ₃から選択された金属酸化物を母材とし、発光物質
が、母材中に溶解した状態で含有された材料からなる透
明な層である。発光物質の具体例としては、上記実施の
形態１で挙げた元素（Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｇｄ、
Ｔｂ、Ｅｕ、Ｎｄ、Ｄｙ）の酸化物から選択されたもの
が挙げられる。

【００４２】保護層中における発光物質の含有量は、
０．０１〜３０ｗｔ％の範囲内に設置することが好まし
い。蛍光体層４２は、実施の形態１の蛍光体層１２と同
様のものである。保護層４３は、以下の方法によって形
成することができる。保護層４３の母材となる金属酸化
物の粉末原料に、発光物質の粉末原料を添加して溶融し
粉砕することによって複合酸化物の粉末を作製し、この
粉末を、分散剤と共に、水或は有機溶媒（イソプロピル
アルコール）といった溶媒に加え、これに分散させるこ
とによって塗布液を作製する。そして、この塗布液を、
ガラス管４１の内面に噴霧法などの方法を用いて塗布
し、乾燥・焼成することによって保護層４３を形成する
ことができる。

【００４３】このようにして発光物質が母材中に溶解さ
れることによって、母材の金属酸化物（ＺｎＯ、ＴｉＯ
₂、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃）と発光物質の金属酸化物とは複
合酸化物を形成することになる。なお、混合粉末をガラ
ス管４１の内面に塗装する方法としては、上記のような
湿式法の他に、静電塗装法、或は金属アルコキシドを有
機溶媒に溶解した液を用いるゾルゲル法を用いることも
考えられる。

【００４４】上記のように発光物質が含有された保護層
４３を備えることによって、以下のように、保護層４３
中の母材による光束維持率を高める効果と、発光物質に
よる発光効率向上効果と両方得ることができる。保護層
４３中の母材は、ガラス中から拡散してくるナトリウム
を蛍光体層１２へ透過させにくいので、蛍光体層１２で
水銀がガラス中のナトリウムと反応して黒化するのを抑
制すると共に蛍光体の劣化を抑制することにより光束維
持率を高める効果を奏する。一方、発光物質は発光効率
向上効果を奏する。

【００４５】以上のように、本実施形態では、蛍光体層
の結着剤だけでなく、保護層にも発光物質を含有させて
いるので、それに起因する発光光束も生じ、その分更に
発光効率が向上する。なお、ガラス管４１には発光物質
が含有されていなくてもよいが、ガラス管４１にも発光
物質を含有させれば、更に発光効率の向上が期待でき
る。

【００４６】〔実施の形態３〕本実施の形態では、High
intensity discharge lamp（ＨＩＤ）に適用する場
合について、蛍光水銀ランプを例にとって説明する。図
５は、蛍光水銀ランプの一例を示す図である。この蛍光
水銀ランプは、高圧水銀ランプの１種であって、当図に
示すように、発光管５１、口金５２、外管５３などから
構成されている。

【００４７】発光管５１は、透明石英ガラスで形成さ
れ、両端に電極５４を備え、内部に水銀とアルゴンガス
が封入されている。外管５３は、発光管５１を取り囲む
ように設けられたガラス管５５の内面に、蛍光体層５６
が被着されて構成されている。そして、発光管５１で
は、高圧（１００〜１０００ｋＰａ）の水銀蒸気中で放
電することによって可視光を放射するが、これに加えて
発光管５１では紫外光も放射され、外管５３の蛍光体層
５６がこの紫外光を受けて可視光を励起放射するように
なっている。

【００４８】ここで、蛍光体層５６は、上記実施の形態
１で説明した蛍光体層４２と同様、蛍光体粒子が、結着
剤組成物によって結着されて形成されている。そして、
その結着剤組成物は、硼酸カルシウム・バリウムとピロ
リン酸カルシウムの混合物を基本材料としており、この
基本材料に、波長２５４ｎｍの紫外光をより長波長の紫
外光または可視光に変換する発光物質が溶け込んでい
る。

【００４９】発光物質の具体例としては、上記のＧｄ、
Ｔｂ、Ｅｕ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉから
選択された元素の酸化物が挙げられる。本実施形態の蛍
光水銀ランプによれば、蛍光体層５６では、蛍光体粒子
だけでなく、結着剤に含まれる発光物質によっても、紫
外光が可視光に変換されるので、結着剤に発光物質が添
加されていない場合と比べて優れた発光効率を得ること
ができる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、蛍光体
層を備えた蛍光ランプやＨＩＤにおいて、蛍光体粒子を
結着する結着剤組成物として、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｎ
ｄ、Ｄｙ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉから選択される元素
の酸化物が含有されている結着剤を用いることによっ
て、放電に伴って発生する紫外光が可視光に変換される
効率が向上されるので、ランプの発光効率を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係るコンパクト形蛍光ランプの外
観を示す図である。

【図２】上記蛍光ランプの蛍光管を輪切りにした断面図
である。

【図３】上記蛍光ランプの発光メカニズムを説明する図
である。

【図４】実施の形態２にかかる蛍光ランプの発光管の断
面図である。

【図５】実施の形態３にかかる蛍光水銀ランプを示す図
である。

【符号の説明】

１０蛍光管１１ガラス管１２蛍光体層１２ａ蛍光体粒子１２ｂ結着剤５５ガラス管５６蛍光体層

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１５年１月１４日（２００３．１．１
４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】

【表２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ランプの蛍光体層を形成するのに用いら
れるランプ用結着剤組成物であって、ガドリニウム、テルビウム、ユーロピウム、ネオジウ
ム、ジスプロシウム、タリウム、スズ、鉛、ビスマスか
ら選択される元素の酸化物が含有されていることを特徴
とするランプ用結着剤組成物。
【請求項２】前記ランプ用結着剤組成物には、ガドリニウム、テルビウム、ユーロピウム、ネオジウ
ム、ジスプロシウムから選択される元素の酸化物が、０．０１ｗｔ％以上、１０ｗｔ％以下含有されているこ
とを特徴とする請求項１記載のランプ用結着剤組成物。
【請求項３】前記ランプ用結着剤組成物には、タリウム、スズ、鉛、ビスマスから選択される元素の酸
化物が、０．０１ｗｔ％以上、１ｗｔ％以下含有されていること
を特徴とする請求項１記載のランプ用結着剤組成物。
【請求項４】内面が蛍光体層で被覆されたガラス管内
に、水銀及び希ガスが封入された蛍光管と、当該蛍光管
内に放電を生じさせる電極とを備える蛍光ランプにおい
て、前記蛍光体層は、蛍光体粒子が結着剤で結着されて形成され、当該結着剤には、ガドリニウム、テルビウム、ユーロピウム、ネオジウ
ム、ジスプロシウム、タリウム、スズ、鉛、ビスマスか
ら選択される元素の酸化物が含有されていることを特徴
とする蛍光ランプ。
【請求項５】前記酸化物は、水銀の励起による紫外光を受けたときに当該紫外光より
も長波長の紫外光と可視光とを放射することを特徴とす
る請求項４記載の蛍光ランプ。
【請求項６】前記蛍光ランプから発せられる全発光光
束の中には、水銀の励起による紫外光を前記蛍光体粒子が受けて当該
蛍光体粒子が放射する可視光からなる第１の発光光束
と、水銀の励起による紫外光を前記結着剤中の酸化物が受け
て放射する可視光からなる第２の発光光束と、水銀の励起による紫外光を前記酸化物が受けて放射する
紫外光成分を、前記蛍光体粒子が受けて放射する可視光
からなる第３の発光光束とが含まれ、前記第２の発光光束及び第３の発光光束を合せた和は、
前記全発光光束に対して２％以上を占めることを特徴と
する請求項４記載の蛍光ランプ。
【請求項７】前記蛍光体層において、前記結着剤は、蛍光体粒子に対して、０．００１ｗｔ％以上、１０ｗｔ
％以下含有されていることを特徴とする請求項４〜６の
いずれか記載の蛍光ランプ。
【請求項８】放電に伴って可視光及び紫外光を放射す
る発光管と、当該発光管を囲むように設けられ表面が蛍光体層で覆わ
れた外管とを備える高輝度放電ランプにおいて、前記蛍光体層は、蛍光体粒子が結着剤で結着されて形成され、当該結着剤には、ガドリニウム、テルビウム、ユーロピウム、ネオジウ
ム、ジスプロシウム、タリウム、スズ、鉛、ビスマスか
ら選択される元素の酸化物が含有されていることを特徴
とする高輝度放電ランプ。