JPH10112286A

JPH10112286A - 蛍光ランプ

Info

Publication number: JPH10112286A
Application number: JP8264292A
Authority: JP
Inventors: Takako Sugita; 貴子杉田; Masayoshi Sakamoto; 正悦坂本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 1998-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】複数種の蛍光体の混合物を塗布した蛍光ラン
プの効率は、それぞれの蛍光体単体を塗布した蛍光ラン
プの効率から推算される効率よりも、低くなる。また、
陽光柱や水銀ガスに曝されるので蛍光体が劣化する。【解決手段】二重管構造の内管１１の内面、内管１１
の外面、外管１２の内面の３つのうちの少なくとも１つ
の表面に、蛍光体を混合することなく塗布する構成をと
ることによって、蛍光体の混合を避け、蛍光体の混合に
よる効率の低下を免れる。また、内管の内面以外の表面
に蛍光体を塗布することにより、陽光柱や水銀ガスによ
る蛍光体の劣化を免れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は二重管構造を有する
蛍光ランプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の二重管構造蛍光ランプについて
は、特開平１−９３０４６号公報、特開平１−１６９８
６４号公報、特開平１−２０６５５５号公報、特開平１
−２２５０５７号公報、特開平１−２６７９４９号公報
に記載されている。これらはいずれも、内管の内面に蛍
光体を塗布したものであり、内管の外面や外管の内面に
蛍光体を塗布したものではない。

【０００３】また、一般の一重管構造の蛍光ランプにお
いて蛍光体を塗布する場合には、複数種の蛍光体の混合
物を作成して塗布している。これは、従来の二重管構造
蛍光ランプにおいても同様で、複数種の蛍光体の混合物
を二重管構造の内管の内面に塗布しており、単一の蛍光
体にわけて塗布したものはない。

【０００４】また、従来の蛍光ランプの発光管は紫外線
を透過する必要がなかったので、ソーダライムマグネシ
アガラス（ＳｉＯ₂ーＲ₂Ｏ−ＣａＯーＭｇＯ系）等の紫
外線を透過しにくいガラスが用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に、複数種の蛍光
体の混合物を塗布した蛍光ランプの効率は、それぞれの
蛍光体単体を塗布した蛍光ランプの効率から推算される
効率よりも、低くなる。例えば、緑色の蛍光体であるＬ
ａＰＯ₄：Ｃｅ³⁺、Ｔｂ³⁺（略称ＬＡＰ,以下ＬＡＰと記
述）のみを塗布した蛍光ランプの効率は１３２（ｌｍ／
Ｗ）、赤色の蛍光体であるＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺（略称ＹＯ
Ｘ、以下ＹＯＸと記述）のみを塗布した蛍光ランプの効
率は６２（ｌｍ／Ｗ）であり、ＬＡＰの発光とＹＯＸの
発光の光束比が８：２になるような割合で蛍光体を混合
すると効率は次のように、１１８（ｌｍ／Ｗ）となると
推算される。

【０００６】１３２×０．８＋６２×０．２＝１１８しかし、実際にはこのような混合物を塗布した蛍光ラン
プの効率は１０６（ｌｍ／Ｗ）となり、推算された値よ
りも１割ほど小さい。

【０００７】また、従来の蛍光ランプは、いずれも蛍光
体が陽光柱や水銀ガスに触れる位置に塗布してあり、蛍
光体が陽光柱や水銀ガスに触れることで劣化しやすく、
ランプの寿命を短くする一因であった。

【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、高効率で長寿命の蛍光ランプを提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の蛍光ランプは、二重管構造の内管の外面また
は外管の内面も蛍光体を塗布する面として利用し、複数
種類の蛍光体を混合することなく塗布してある。

【００１０】具体的には、請求項１においては、二重管
構造を、紫外線透過性の材料からなる内管と、可視光透
過性の材料からなる外管から構成する。

【００１１】また、請求項２においては、請求項１の手
段に加え、内管の外面に蛍光体を塗布する。

【００１２】また、請求項３においては、請求項１の手
段に加え、外管の内面に蛍光体を塗布する。

【００１３】また、請求項４においては、請求項１の手
段に加え、内管の外面と外管の内面に蛍光体を塗布す
る。

【００１４】また、請求項５においては、請求項１の手
段に加え、内管の内面と内管の外面に蛍光体を塗布す
る。

【００１５】また、請求項６においては、請求項１の手
段に加え、内管の内面と外管の内面に蛍光体を塗布す
る。

【００１６】また、請求項７においては、請求項１の手
段に加え、内管の内面と内管の外面と外管の内面に蛍光
体を塗布する。

【００１７】また、請求項８においては、請求項１〜７
の手段に加え、内管をほう珪酸ガラス（Ｒをアルカリ元
素としてＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃ーＲ₂ＯーＺｎＯ系）で構成す
る。

【００１８】また、請求項９においては、請求項１〜７
の手段に加え、内管を石英ガラス（ＳｉＯ₂）で構成す
る。

【００１９】また、請求項１０においては、請求項１〜
７の手段に加え、外管をフィルム状の可視光透過性材料
で構成する。

【００２０】また、請求項１１においては、請求項１〜
７の手段に加え、蛍光体を塗布する面上において、蛍光
体を塗布した範囲と塗布しない範囲を設ける。

【００２１】また、請求項１２においては、請求項１１
の手段に加え、蛍光体を塗布する面上に蛍光体を塗布し
た範囲と塗布しない範囲を設けた蛍光ランプにおいて、
内管の内面と内管の外面と外管の内面の何れか２面以上
に蛍光体を塗布し、ランプ横断面の中心点を通る放射線
上においてそれぞれの面上に塗布した蛍光体が重ならな
いように配置する。

【００２２】また、請求項１３においては、請求項１〜
７の手段に加え、蛍光体を塗布する面上において、２種
類以上の蛍光体を混合することなく、かつ重畳しないよ
うに塗布する。

【００２３】また、請求項１４においては、請求項１３
の手段に加え、２種類以上の蛍光体を混合することな
く、かつ重畳しないように蛍光体を塗布したシートを、
内管の内面と内管の外面と外管の内面の何れか１面以上
に固定する。

【００２４】また、請求項１５においては、内管の内面
と内管の外面と外管の内面の何れか２面以上に蛍光体を
塗布する蛍光ランプにおいて、請求項１、４、５、６、
７の手段に加え、内側に発光効率の高い蛍光体を、外側
に発光効率の低い蛍光体を塗布する。

【００２５】また、請求項１６においては、内管の内面
と内管の外面と外管の内面の何れか２面以上に蛍光体を
塗布する蛍光ランプにおいて、請求項１５の手段に加
え、内側に発光ピーク波長５３０〜５８０ｎｍ半値幅３
０ｎｍ以下の希土類蛍光体を、外側に発光ピーク波長６
００〜６５０ｎｍ半値幅３０ｎｍ以下の希土類蛍光体を
塗布する。

【００２６】また、請求項１７においては、内管の内面
と内管の外面と外管の内面の何れか２面以上に蛍光体を
塗布する蛍光ランプにおいて、請求項１５の手段に加
え、内側に、テルビウムまたはテルビウム・セリウムま
たはテルビウム・カドミニウム・セリウムを付活した、
発光ピーク波長５３０〜５８０ｎｍ半値幅３０ｎｍ以下
の希土類蛍光体を塗布し、外側に、マンガンまたはユー
ロピウムまたはサマリウムまたはプラセオジウムを付活
した、発光ピーク波長６００〜６５０ｎｍ半値幅３０ｎ
ｍ以下の希土類蛍光体を塗布する。

【００２７】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）本発明の一実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。本実施の形態の特徴は、内管
と外管からなり内管の両端に電極を有し内管内でのみ放
電が発生し紫外線を励起する二重管構造の内管の外面
に、複数種類の蛍光体を混合することなく塗布したこと
である。

【００２８】図１は、本発明の実施の形態の蛍光ランプ
の断面図である。図１において、１１は内管、１２は外
管、１３は蛍光体層である。内管１１はほう珪酸ガラス
で構成されている。蛍光体層１３は、蛍光体Ａと蛍光体
Ｂを混合することなくかつ重畳しないようにシート上に
塗布したものであり、内管１１の外面に固定されてい
る。外管１２は可視光透過性材料で構成されている。内
管の厚みは１ｍｍ程度、外管はフィルム状の可視光透過
性材料で構成されており、蛍光体層１３に密着してい
る。

【００２９】シート上に蛍光体Ａと蛍光体Ｂを塗布した
様子の一例を図２に示す。図２において、２１は蛍光体
Ａ、２２は蛍光体Ｂである。蛍光体Ａ２１と蛍光体Ｂ２
２とは重畳することなく配置されている。蛍光体Ａおよ
び蛍光体Ｂの塗布範囲一つひとつは、蛍光ランプを見た
ときに色ムラが気にならない程度に小さくする。例え
ば、１ｍｍ×０．３ｍｍの長方形等である。尚、本実施
の形態は蛍光体配置の形状を限定するものではなく、蛍
光ランプを見たときに色ムラが気になることがなけれ
ば、任意の形状を採り得る。例えば、ドット状、ストラ
イプ状などである。また本実施の形態では、２種類の蛍
光体を一つのシート上に塗布しているが、３種類以上の
蛍光体を一つのシート上に塗布する構成も採り得る。

【００３０】本構成では、陽光柱や水銀ガスは内管１１
の中にのみ存在するので蛍光体層１３は水銀等の陽光柱
や水銀ガスに曝されることなく、蛍光体の劣化が抑えら
れ、ランプの寿命が延長する。

【００３１】また、本構成では、蛍光体Ａと蛍光体Ｂの
２種類の蛍光体が混合されることなく塗布されているの
で、２種類の蛍光体を混合することによる効率の低下を
免れる。

【００３２】尚、本実施の形態では内管の厚さが１ｍｍ
程度の場合を説明したが、蛍光ランプとして使用に耐え
得るだけの強度と適度の透過率を持てば、厚さはどんな
値でも構わない。

【００３３】また、本実施の形態は、外管をフィルム状
の可視光透過性材料で構成したが、この他にも外管をガ
ラス等の強度を持った材料で構成することもできる。ま
た、この場合には、蛍光体層１３と外管１２の間に空間
を持たせることができる。これにより保温性が良くな
り、蛍光ランプの低温特性や始動特性が向上する。また
外管が強度を保証するので、この場合には内管は０．２
ｍｍ程度の厚みでよい。内管を薄くすることで、紫外線
や可視光の透過率を高く保つことができる。ほう珪酸ガ
ラスの紫外線（波長２５４ｎｍ）透過率は、厚さ１ｍｍ
の場合には８０％であるが、厚さ０．２ｍｍの場合には
９６％となる。

【００３４】また本構成では、管の外面に蛍光体層を固
定する構成をとっているので、管の内面に蛍光体層を設
ける場合に比べて作業性が良くランプを製造しやすい。

【００３５】また、本実施の形態では、内管はほう珪酸
ガラスで構成したが、この他に紫外線を透過する材料と
して、石英ガラスなどが使用できる。

【００３６】（実施の形態２）本発明の第２の実施の形
態について、図面を参照しながら説明する。本実施の形
態の特徴は、内管と外管からなり内管の両端に電極を有
し内管内でのみ放電が発生し紫外線を励起する二重管構
造の外管の内面に、複数種類の蛍光体を混合することな
く塗布したことである。

【００３７】図３は、本発明の実施の形態の蛍光ランプ
の断面図である。図３において、１１は内管、１２は外
管、１３は蛍光体層、３４は不活性ガス層である。内管
１１はほう珪酸ガラスで構成されている。蛍光体層１３
は、蛍光体Ａと蛍光体Ｂを混合することなくかつ重畳し
ないようにシート上に塗布したものであり、外管１２の
内面に固定されている。

【００３８】シート上に蛍光体Ａと蛍光体Ｂを塗布した
様子の一例を図２に示す。図２において、２１は蛍光体
Ａ、２２は蛍光体Ｂである。蛍光体Ａ２１と蛍光体Ｂ２
２は重畳することなく配置されている。蛍光体Ａ及び蛍
光体Ｂの塗布範囲一つひとつは、蛍光ランプを見たとき
に色ムラが気にならない程度に小さくする。例えば、１
ｍｍ×０．３ｍｍの長方形等である。尚、本実施の形態
は蛍光体配置の形状を限定するものではなく、蛍光ラン
プを見たときに色ムラが気になることがなければ、任意
の形状を採り得る。例えば、ドット状、ストライプ状な
どである。

【００３９】また本実施の形態では、２種類の蛍光体を
一つのシート上に塗布しているが、３種類以上の蛍光体
を一つのシート上に塗布する構成も採り得る。外管１２
は可視光透過性材料で構成されている。内管の厚みは
０．２ｍｍ程度、外管の厚みは１ｍｍ程度である。内管
１１と、蛍光体層１３との間には、不活性ガス層３４が
ある。

【００４０】本実施の形態では、内管１１は外管１２に
比べて薄い。これは、外管が強度を保証しているため内
管は薄くても支障がなく、逆に内管は薄い方が紫外線の
透過率を高く保てるためである。

【００４１】本構成では、蛍光体Ａと蛍光体Ｂの２種類
の蛍光体が別々に塗布されているので、２種類の蛍光体
を混合することによる効率の低下を免れる。

【００４２】また本構成では、内管と外管の間に空気層
があるため、保温性が良く、低温特性や始動特性が良
い。

【００４３】また本構成では、陽光柱や水銀ガスは内管
１１の中にのみ存在するので蛍光体層１３は水銀などの
陽光柱や水銀ガスに曝されることなく、蛍光体の劣化が
抑えられる。

【００４４】尚、本実施の形態では内管の厚み０．２ｍ
ｍ程度、外管の厚み１ｍｍ程度の場合を説明したが、蛍
光ランプとして使用に耐え得るだけの強度と適度の透過
率を持てば、厚さはどんな値でも構わない。

【００４５】また、本実施の形態では、内管はほう珪酸
ガラスで構成したが、この他に紫外線を透過する材料と
して、石英ガラスなどが使用できる。

【００４６】（実施の形態３）以下本発明の第３の実施
の形態について、図面を参照しながら説明する。本実施
の形態の特徴は、内管と外管からなり内管の両端に電極
を有し内管内でのみ放電が発生し紫外線を励起する二重
管構造の内管の外面と外管の内面に蛍光体を塗布したこ
とである。

【００４７】図４は、本発明の実施の形態の蛍光ランプ
の断面図である。図４において、１１は内管、１２は外
管、３４は不活性ガス層、４５は蛍光体Ｃ層、４６は蛍
光体Ｄ層である。内管１１はほう珪酸ガラスで構成され
ている。蛍光体Ｃは内管１１の外面に均一に塗布され、
蛍光体Ｄは外管１２の内面に均一に塗布され、外管１２
は可視光透過性材料で構成されている。内管の厚みは
０．２ｍｍ程度、外管の厚みは１ｍｍ程度である。蛍光
体Ｃ層４５と蛍光体Ｄ層４６との間には、不活性ガス層
３４がある。

【００４８】本実施の形態では、内管１１は外管１２に
比べて非常に薄い。これは、外管が強度を保証している
ため内管は薄くても支障がなく、逆に内管は薄い方が紫
外線の透過率を高く保てるためである。

【００４９】本構成では、蛍光体Ｃ、蛍光体Ｄの２種類
の蛍光体が別々に塗布されているので、２種類の蛍光体
を混合することによる効率の低下を免れる。

【００５０】本実施の形態の構成による発光効率の改善
について、具体的な数値で説明する。例えば、蛍光体Ａ
として緑色蛍光体であるＬＡＰをとり、蛍光体Ｂとして
赤色蛍光体であるＹＯＸをとる。ＬＡＰのみを塗布した
蛍光ランプの効率は１３２（ｌｍ／Ｗ）、ＹＯＸのみを
塗布した蛍光ランプの効率は６２（ｌｍ／Ｗ）であり、
ＬＡＰの発光とＹＯＸの発光の光束比が８：２になるよ
うな割合で蛍光体を混合すると効率は次の計算により１
１８（ｌｍ／Ｗ）となると推算される。

【００５１】１３２×０．８＋６２×０．２＝１１８しかし、実際にはこのような混合物を塗布した蛍光ラン
プの効率は推算された値よりも１割ほど小さく、１０６
（ｌｍ／Ｗ）となる。

【００５２】数値計算を行うにあたって、管の透過率の
数値を提示する。通常の蛍光ランプの管の透過率は、可
視光（波長３８０ｎｍ）で約９２％であり、紫外線透過
性のほう珪酸ガラスの透過率は、厚さ１ｍｍにおいて可
視光（波長３８０ｎｍ）で約９２％であり、紫外線（波
長２５４ｎｍ）で約８０％である。これは、厚さ０．２
ｍｍにおいては可視光（波長３８０ｎｍ）で約９８％、
紫外線（波長２５４ｎｍ）で約９６％となる。

【００５３】ランプ外に放射される光束が、（ＬＡＰの
発光による光束）：（ＹＯＸの発光による光束）＝８：
２であるランプの発光効率は、内管の厚み０．２ｍｍ、
外管の厚み１ｍｍのときには次のように１１３（ｌｍ／
Ｗ）となり、ＬＡＰの発光とＹＯＸの発光の光束比が
８：２になるような割合で蛍光体を混合したものを塗布
した蛍光ランプの効率１０６（ｌｍ／Ｗ）よりも、大き
な値となる。

【００５４】 (132/0.92×0.8 + 62/0.92×0.2)×0.96×0.92 = 113 また本構成では、陽光柱や水銀ガスは内管１１の内側の
みに存在し、蛍光体が陽光柱や水銀ガスに触れることが
ないので、蛍光体の劣化が抑えられ、ランプの寿命が延
長する。

【００５５】また本実施の形態では、内管において管の
外面に蛍光体を塗布する構成をとっており、製造にあた
って作業性がよくランプを製造しやすい。

【００５６】また本実施の形態では、外管において管の
内面に蛍光体を塗布する構成をとっており、従来のラン
プ製造技術をそのまま応用できる。

【００５７】尚、本実施の形態では内管の厚み０．２ｍ
ｍ程度、外管の厚み１ｍｍ程度の場合を説明したが、蛍
光ランプとして使用に耐え得るだけの強度と適度の透過
率を持てば、厚さはどんな値でも構わない。

【００５８】また、本実施の形態では、内管の外面と外
管の内面のどちらにも蛍光体を均一に塗布する例を説明
したが、蛍光体の塗布方法はこれに限るものではなく、
実施の形態１、２で説明したような、複数種類の蛍光体
を重畳することなく配置する方法や、後の実施の形態４
で述べるような、表面上に蛍光体を塗布する範囲と塗布
しない範囲を混在させて塗布する方法などを用いてもよ
い。また、内管の内面と外管の内面とで、蛍光体の塗布
方法が異なっても構わない。

【００５９】また、本実施の形態では、内管はほう珪酸
ガラスで構成したが、この他に紫外線を透過する材料と
して、石英ガラスなどが使用できる。

【００６０】（実施の形態４）本発明の第４の実施の形
態について、図面を参照しながら説明する。本実施の形
態の特徴は、二重管構造の内管の内面と内管の外面に蛍
光体を塗布したことである。

【００６１】図５は、本発明の実施の形態の蛍光ランプ
の断面図である。図５において、１１は内管、１２は外
管、４５は蛍光体Ｃ層、４６は蛍光体Ｄ層である。内管
１１はほう珪酸ガラスで構成されている。

【００６２】蛍光体Ｃは内管１１の内面に塗布され、蛍
光体Ｃ層４５には蛍光体を塗布した範囲と塗布しない範
囲が一表面上に混在している。蛍光体Ｄは内管１１の外
面に塗布され、蛍光体Ｄ層４６にも蛍光体を塗布した範
囲と塗布しない範囲が一表面上に混在している。これら
の蛍光体を塗布した範囲と塗布しない範囲の分布は、ラ
ンプの横断面の中心点を通る放射線上において蛍光体Ｃ
と蛍光体Ｄのどちらか一方のみが塗布してあるようにな
っている。この様子の一例を図６に示す。製造上は、蛍
光体をシート上に塗布したものを管壁に固定する方法を
とることができる。蛍光体Ｃおよび蛍光体Ｄの塗布範囲
一つひとつは、蛍光ランプを見たときに色ムラが気にな
らない程度に小さくする。例えば、１ｍｍ×０．３ｍｍ
の長方形等である。尚、本実施の形態は蛍光体配置の形
状を限定するものではなく、蛍光ランプを見たときに色
ムラが気になることがなければ、任意の形状を採り得
る。例えば、ドット状、ストライプ状などである。

【００６３】外管１２は可視光透過性材料で構成されて
いる。内管の厚みは１ｍｍ程度、外管はフィルム状の材
料で構成されており、蛍光体Ｄ層４６に密着している。

【００６４】内管１１内で発生した紫外線は蛍光体Ｃ層
４５に到達し可視光を発生する。発生した可視光は内管
１１及び外管１２を透過してランプ外に放射される。ま
た、内管１１内で発生した紫外線は内管１１を透過して
蛍光体Ｄ層４６に到達し可視光を発生する。発生した可
視光は外管１２を透過してランプ外に放射される。

【００６５】本構成では、ランプ断面の中心点を通る放
射線上で蛍光体が重ならない構造になっているので、内
側の蛍光体で発生した可視光は外側の蛍光体に遮られる
ことなくランプ外へ放射され、また、外側の蛍光体には
内側の蛍光体に遮られることなく紫外線が到達する。

【００６６】本実施の形態では、内管１１は１ｍｍの厚
みを持つ。これは、外管が強度を保証しないため、内管
が強度を保証する必要があるからである。

【００６７】本構成では、蛍光体Ｃと蛍光体Ｄの２種類
の蛍光体が別々に塗布されているので、２種類の蛍光体
を混合することによる効率の低下を免れる。

【００６８】本実施の形態の構成による発光効率の改善
について、具体的な数値で説明する。例えば、蛍光体Ａ
として緑色蛍光体であるＬＡＰをとり、蛍光体Ｂとして
赤色蛍光体であるＹＯＸをとる。ＬＡＰのみを塗布した
蛍光ランプの効率は１３２（ｌｍ／Ｗ）、ＹＯＸのみを
塗布した蛍光ランプの効率は６２（ｌｍ／Ｗ）であり、
ＬＡＰの発光とＹＯＸの発光の光束比が８：２になるよ
うな割合で蛍光体を混合すると効率は次の計算により１
１８（ｌｍ／Ｗ）となると推算される。

【００６９】１３２×０．８＋６２×０．２＝１１８しかし、実際にはこのような混合物を塗布した蛍光ラン
プの効率は推算された値よりも１割ほど小さく、１０６
（ｌｍ／Ｗ）となる。

【００７０】数値計算を行うにあたって、管の透過率の
数値を提示する。通常の蛍光ランプの管の透過率は、可
視光（波長３８０ｎｍ）で約９２％である。紫外線透過
性のほう珪酸ガラスの透過率は、厚さ１ｍｍにおいて可
視光（波長３８０ｎｍ）で約９２％、紫外線（波長２５
４ｎｍ）で約８０％である。フィルム状可視光透過性材
料の透過率は厚さによって異なるが、可視光（波長３８
０ｎｍ）で９９％、紫外線（波長２５４ｎｍ）で９８％
と見積って計算する。

【００７１】ランプ外に放射される光束が、（ＬＡＰの
発光による光束）：（ＹＯＸの発光による光束）＝８：
２であるランプの発光効率は、本実施の形態の場合には
次のように１１５（ｌｍ／Ｗ）となり、ＬＡＰの発光と
ＹＯＸの発光の光束比が８：２になるような割合で蛍光
体を混合したものを塗布した蛍光ランプの効率１０６
（ｌｍ／Ｗ）よりも、大きな値となる。

【００７２】(132/0.92×0.8×0.92 + 62/0.92×0.2×
0.8)×0.99 ＝ 115 また本構成では、蛍光体Ｃ層４５は陽光柱や水銀ガスに
曝されるが蛍光体Ｄ層４６は陽光柱や水銀ガスに曝され
ない。そこで、２種類の蛍光体の劣化特性の間に差があ
る場合には、劣化しにくい蛍光体を内管の内面に、劣化
しやすい蛍光体を内管の外面に塗布することで、２種類
の蛍光体の劣化速度を平均化することができ、ランプの
寿命の延長につながる。

【００７３】また本実施の形態では、内管のみに蛍光体
を塗布し、外管には蛍光体を塗布しない。よって、外管
に蛍光体を塗布する工程を省くことができる。

【００７４】尚、本実施の形態では内管の厚み１ｍｍ程
度の場合を説明したが、蛍光ランプとして使用に耐え得
るだけの強度と適度の透過率を持てば、厚さはどんな値
でも構わない。

【００７５】また本実施の形態では、外管をフィルム状
の可視光透過性材料で構成したが、この他にも、外管を
ガラス等の強度を持った材料で構成することもできる。
外管が強度を保証するのでこの場合には、内管は０．２
ｍｍ程度の厚みでよい。内管の厚みを薄くすることで、
紫外線や可視光の透過率を高く保つことができる。ま
た、このような構成にすると、内管と外管の間に空間を
持たせることができるので、保温性が良くなり、低温特
性や始動特性が向上する。

【００７６】また、本実施の形態では、内管の内面と内
管の外面のどちらにも、面上に蛍光体を塗布した範囲と
塗布しない範囲を混在させるように蛍光体を塗布する例
を説明したが、蛍光体の塗布方法はこれに限るものでは
なく、実施の形態１、２で説明したような、複数種類の
蛍光体を重畳することなく配置する方法や実施の形態３
で述べたような、表面上に蛍光体を均一に塗布する方法
などを用いてもよい。また、内管の内面と内管の外面と
で、蛍光体の塗布方法が異なっても構わない。

【００７７】また、本実施の形態では、内管はほう珪酸
ガラスで構成したが、この他に紫外線を透過する材料と
して、石英ガラスなどが使用できる。

【００７８】（実施の形態５）以下本発明の第５の実施
の形態について、図面を参照しながら説明する。本実施
の形態の特徴は、二重管構造の内管の内面と外管の内面
に蛍光体を塗布したことである。

【００７９】図７は、本発明の実施の形態の蛍光ランプ
の断面図である。図７において、１１は内管、１２は外
管、１３は蛍光体層、３４は不活性ガス層、４５は蛍光
体Ｃ層である。内管１１はほう珪酸ガラスで構成されて
いる。蛍光体Ｃは内管１１の外面に均一に塗布され、蛍
光体層１３は、蛍光体Ａと蛍光体Ｂを混合することなく
かつ重畳しないようにシート上に塗布したものであり、
外管１２の内面に固定されている。

【００８０】シート上に蛍光体Ａと蛍光体Ｂを塗布した
様子の一例を図２に示す。図２において、２１は蛍光体
Ａ、２２は蛍光体Ｂである。蛍光体Ａ２１と蛍光体Ｂ２
２は重畳することなく配置されている。蛍光体Ａ及び蛍
光体Ｂの塗布範囲一つひとつは、蛍光ランプを見たとき
に色ムラが気にならない程度に小さくする。例えば、１
ｍｍ×０．３ｍｍの長方形等である。尚、本実施の形態
は蛍光体配置の形状を限定するものではなく、蛍光ラン
プを見たときに色ムラが気になることがなければ、任意
の形状を採り得る。例えば、ドット状、ストライプ状な
どである。また本実施の形態では、２種類の蛍光体を一
つのシート上に塗布しているが、３種類以上の蛍光体を
一つのシート上に塗布する構成も採り得る。

【００８１】外管１２は、可視光透過性材料で構成され
ている。内管の厚みは０．２ｍｍ程度、外管の厚みは１
ｍｍ程度である。内管１１と蛍光体層１３との間には、
不活性ガス層３４がある。

【００８２】内管１１内で発生した紫外線は蛍光体Ｃ層
４５に到達し可視光を発生する。発生した可視光は内管
１１及び外管１２を透過してランプ外に放射される。ま
た、内管１１内で発生した紫外線は内管１１を透過して
蛍光体層１３に到達し可視光を発生する。発生した可視
光は外管１２を透過してランプ外に放射される。

【００８３】本実施の形態では、内管１１は外管１２に
比べて非常に薄い。これは、外管が強度を保証している
ため内管は薄くても支障がなく、逆に内管は薄い方が紫
外線の透過率を高く保てるためである。

【００８４】本構成では、蛍光体Ａ、蛍光体Ｂ、蛍光体
Ｃの３種類の蛍光体が別々に塗布されているので、複数
種類の蛍光体を混合することによる効率の低下を免れ
る。

【００８５】本実施の形態の構成による発光効率の改善
について、具体的な数値で説明する。例えば、蛍光体Ａ
として赤色蛍光体であるＹＯＸをとり、蛍光体Ｂとして
青色蛍光体であるＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺（略称
ＢＡＭ、以下ＢＡＭと記述)をとり、蛍光体Ｃとして緑
色蛍光体であるＬＡＰをとる。ＢＡＭのみを塗布した蛍
光ランプの効率は２０（ｌｍ／Ｗ）、ＹＯＸのみを塗布
した蛍光ランプの効率は６２（ｌｍ／Ｗ）、ＬＡＰのみ
を塗布した蛍光ランプの効率は１３２（ｌｍ／Ｗ）であ
り、ＢＡＭの発光とＹＯＸの発光とＬＡＰの発光の光束
比が２：３２：６６になるような割合で蛍光体を混合す
ると効率は１０８（ｌｍ／Ｗ）となると推算される。

【００８６】２０×０．０２＋６２×０．３２＋１３２
×０．６６＝１０８しかし、実際にはこのような混合物を塗布した蛍光ラン
プの効率は推算された値よりも２割ほど小さく、８６
（ｌｍ／Ｗ）となる。

【００８７】数値計算を行うにあたって、管の透過率の
数値を提示する。通常の蛍光ランプの管の透過率は、可
視光（波長３８０ｎｍ）で約９２％である。紫外線透過
性のほう珪酸ガラスの透過率は、厚さ１ｍｍにおいては
可視光（波長３８０ｎｍ）で約９２％、紫外線（波長２
５４ｎｍ）で約８０％であり、厚さ０．２ｍｍにおいて
は可視光（波長３８０ｎｍ）で約９８％、紫外線（波長
２５４ｎｍ）で約９６％である。

【００８８】ランプ外に放射される光束が、（ＢＡＭの
発光による光束）：（ＹＯＸの発光による光束）：（Ｌ
ＡＰの発光による光束）＝２：３２：６６であるランプ
の発光効率は、本実施の形態の場合には次のように１０
５（ｌｍ／Ｗ）となり、ＢＡＭの発光とＹＯＸの発光と
ＬＡＰの発光の光束比が２：３２：６６になるような割
合で蛍光体を混合したものを塗布した蛍光ランプの効率
８６（ｌｍ／Ｗ）よりも、大きな値となる。

【００８９】(132/0.92×0.98×0.66+62/0.92×0.96×
0.32+20/0.92×0.96×0.02)×0.92=105 また本構成では、内管と外管の間に空気層が存在するの
で、保温性が良く、低温特性や始動特性が向上してい
る。

【００９０】また本構成では、蛍光体Ｃ層４５は陽光柱
や水銀ガスに曝されるが、蛍光体Ｄ層４６は陽光柱や水
銀ガスに曝されない。そこで、複数種類の蛍光体の劣化
特性の間に差がある場合には、劣化しにくい蛍光体を内
管の内面に塗布し、劣化しやすい蛍光体を内管の外面に
塗布することで、蛍光体の劣化速度を平均化することが
でき、ランプの寿命の延長につながる。

【００９１】また、本実施の形態では、管の内面のみに
蛍光体を塗布する構成をとっているので、管の内面に蛍
光体を塗布するという現在のランプ製造工程をそのまま
応用できる。

【００９２】尚、本実施の形態では内管の厚み０．２ｍ
ｍ程度、外管の厚み１ｍｍ程度の場合を説明したが、蛍
光ランプとして使用に耐え得るだけの強度と適度の透過
率を持てば、厚さはどんな値でも構わない。

【００９３】また、本実施の形態では、内管の内面には
複数種類の蛍光体を塗布したシートを固定し外管の内面
には蛍光体を均一に塗布する例を説明したが、蛍光体の
塗布方法の組合せはこれに限るものではない。内管の内
面、外管の内面のいずれも、複数種類の蛍光体を重畳す
ることなく配置する方法や、単一の蛍光体を均一に塗布
する方法や、単一の蛍光体を塗布する範囲と塗布しない
範囲を混在させて塗布する方法などの方法のうちいずれ
かをもちいて蛍光体を塗布すればよい。

【００９４】また、本実施の形態では、内管はほう珪酸
ガラスで構成したが、この他に紫外線を透過する材料と
して、石英ガラスなどが使用できる。

【００９５】（実施の形態６）以下本発明の第６の実施
の形態について、図面を参照しながら説明する。本実施
の形態の特徴は、二重管構造の内管の内面と内管の外面
と外管の内面に蛍光体を塗布したことである。

【００９６】図８は、本発明の実施の形態の蛍光ランプ
の断面図である。図８において、１１は内管、１２は外
管、１３は蛍光体層、３４は不活性ガス層、４５は蛍光
体Ｃ層、４６は蛍光体Ｄ層である。内管１１はほう珪酸
ガラスで構成されている。蛍光体Ｃは内管１１の内面に
塗布され、蛍光体Ｃ層４５には蛍光体を塗布した範囲と
塗布しない範囲が一表面上に混在している。蛍光体Ｄは
内管１１の外面に塗布され、蛍光体Ｄ層４６にも蛍光体
を塗布した範囲と塗布しない範囲が一表面上に混在して
いる。

【００９７】これらの蛍光体を塗布した範囲と塗布しな
い範囲の分布は、ランプの横断面の中心点を通る放射線
上において蛍光体Ｃと蛍光体Ｄのどちらか一方のみが塗
布してあるようになっている。この様子を図６に示す。
蛍光体Ｃおよび蛍光体Ｄの塗布範囲一つひとつは、蛍光
ランプを見たときに色ムラが気にならない程度に小さく
する。本実施の形態では、蛍光体Ｃ層４５と蛍光体Ｄ層
４６のさらに外側に蛍光体層１３が存在するので、蛍光
体Ｃや蛍光体Ｄの塗布範囲一つひとつの大きさは実施の
形態４の場合ほど小さくなくても構わない。尚、本実施
の形態は蛍光体配置の形状を限定するものではなく、蛍
光ランプを見たときに色ムラが気になることがなけれ
ば、任意の形状を採り得る。例えば、ドット状、ストラ
イプ状などである。

【００９８】蛍光体層１３は、蛍光体Ａと蛍光体Ｂを混
合することなくかつ重畳しないようにシート上に塗布し
たものであり、外管１２の内面に固定されている。

【００９９】シート上に蛍光体Ａと蛍光体Ｂを塗布した
様子の一例を図２に示す。図２において、２１は蛍光体
Ａ、２２は蛍光体Ｂである。蛍光体Ａ２１と蛍光体Ｂ２
２は重畳することなく配置されている。蛍光体Ａ及び蛍
光体Ｂの塗布範囲一つひとつは、蛍光ランプを見たとき
に色ムラが気にならない程度に小さくする。例えば、１
ｍｍ×０．３ｍｍの長方形等である。

【０１００】尚、本実施の形態は蛍光体配置の形状を限
定するものではなく、蛍光ランプを見たときに色ムラが
気になることがなければ、任意の形状を採り得る。例え
ば、ドット状、ストライプ状などである。また本実施の
形態では、２種類の蛍光体を一つのシート上に塗布して
いるが、３種類以上の蛍光体を一つのシート上に塗布す
る構成も採り得る。

【０１０１】外管１２は、可視光透過性材料で構成され
ている。内管の厚みは０．２ｍｍ程度で、外管の厚みは
１ｍｍ程度である。蛍光体Ｄ層４６と蛍光体層１３との
間には、不活性ガス層３４がある。

【０１０２】内管１１内で発生した紫外線は蛍光体Ｃ層
４５に到達し可視光を発生する。発生した可視光は内管
１１及び外管１２を透過してランプ外に放射される。ま
た、内管１１内で発生した紫外線は内管１１を透過して
蛍光体Ｄ層と蛍光体層１３に到達し可視光を発生する。
発生した可視光は外管１２を透過してランプ外に放射さ
れる。

【０１０３】本実施の形態では、内管１１は外管１２に
比べて非常に薄い。これは、外管が強度を保証している
ため内管は薄くても支障がなく、逆に内管は薄い方が紫
外線の透過率を高く保てるためである。

【０１０４】本構成では、蛍光体Ａ、蛍光体Ｂ、蛍光体
Ｃ、蛍光体Ｄの４種類の蛍光体が別々に塗布されている
ので、複数種類の蛍光体を混合することによる効率の低
下を免れる。

【０１０５】本実施の形態の構成による発光効率の改善
について、具体的な数値で説明する。例えば、蛍光体Ａ
として青色蛍光体ＢＡＭを、蛍光体Ｂとして青色蛍光体
Ｓｒ ₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅｕ²⁺（略称ＳＣＡ、以下Ｓ
ＣＡと記述)を、蛍光体Ｃとして緑色蛍光体ＬＡＰを、
蛍光体Ｄとして赤色蛍光体ＹＯＸをとる。ＢＡＭのみを
塗布した蛍光ランプの効率は２０（ｌｍ／Ｗ）であり、
ＳＣＡのみを塗布した蛍光ランプの効率は１２（ｌｍ／
Ｗ）であり、ＬＡＰのみを塗布した蛍光ランプの効率は
１３２（ｌｍ／Ｗ）であり、ＹＯＸのみを塗布した蛍光
ランプの効率は６２（ｌｍ／Ｗ）であり、ＢＡＭの発光
とＳＣＡの発光とＹＯＸの発光とＬＡＰの発光の光束比
が１：１：３２：６６になるような割合で蛍光体を混合
すると効率は１０７．３（ｌｍ／Ｗ）となると推算され
る。

【０１０６】 20×0.01 +12×0.01 +62×0.32 +132×0.66 =107.3 しかし、実際にはこのような混合物を塗布した蛍光ラン
プの効率は推算される値よりも小さい。

【０１０７】数値計算を行うにあたって、管の透過率の
数値を提示する。通常の蛍光ランプの管の透過率は、可
視光（波長３８０ｎｍ）で約９２％である。ほう珪酸ガ
ラスの透過率は、厚さ１ｍｍにおいては可視光（波長３
８０ｎｍ）で約９２％、紫外線（波長２５４ｎｍ）で約
８０％であり、厚さ０．２ｍｍにおいては可視光（波長
３８０ｎｍ）で約９８％、紫外線（波長２５４ｎｍ）で
約９６％である。

【０１０８】ランプ外に放射される光束が、（ＢＡＭの
発光による光束）：（ＳＣＡの発光による光束）：（Ｙ
ＯＸの発光による光束）：（ＬＡＰの発光による光束）
＝１：１：３２：６６であるランプの発光効率は、本実
施の形態の場合には次のように１０４．７（ｌｍ／Ｗ）
となり、上で推算した値とほぼ等しい値が得られる。

【０１０９】(132/0.92×0.98×0.66 +64/0.92×0.96×
0.32 +20/0.92×0.96×0.01+12/0.92×0.96×0.01)×0.
92＝105.3 また本構成では、蛍光体Ｃ層４５は陽光柱や水銀ガスに
曝されるが蛍光体Ｄ層４６と蛍光体層１３は陽光柱や水
銀ガスに曝されない。そこで、複数種類の蛍光体の劣化
特性の間に差がある場合には、劣化しにくい蛍光体を内
管の内面に、劣化しやすい蛍光体を内管の外面や外管の
内面に塗布することで、蛍光体の劣化速度を平均化する
ことができ、ランプの寿命の延長につながる。

【０１１０】尚、本実施の形態では内管の厚み０．２ｍ
ｍ程度、外管の厚み１ｍｍ程度の場合を説明したが、蛍
光ランプとして使用に耐え得るだけの強度と適度の透過
率をもてば、厚さはどんな値でも構わない。

【０１１１】また、本実施の形態では、内管はほう珪酸
ガラスで構成したが、この他に紫外線を透過する材料と
して、石英ガラスなどが使用できる。

【０１１２】また、本実施の形態では、内管の内面と内
管の外面には蛍光体を塗布する範囲と塗布しない範囲を
混在させて塗布し、外管の内面には複数種類の蛍光体を
重畳することなく配置するという例を説明したが、蛍光
体の塗布方法の組合せはこれに限るものではない。内管
の内面、内管の外面、外管の内面のいずれも、複数種類
の蛍光体を重畳することなく配置する方法や、単一の蛍
光体を均一に塗布する方法や、単一の蛍光体を塗布する
範囲と塗布しない範囲を混在させて塗布する方法などの
方法のうちいずれかをもちいて蛍光体を塗布すればよ
い。

【０１１３】

【発明の効果】以上のように本発明は、二重管構造の内
管の外面または外管の内面も蛍光体を塗布する面として
利用することにより、陽光柱や水銀ガスによる蛍光体の
劣化を抑制し、複数種類の蛍光体を混合することなく塗
布することにより、蛍光体の混合による効率の低下を免
れることができる、優れた蛍光ランプを実現できるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の蛍光ランプの断面
図

【図２】蛍光体を塗布したシートの見取図

【図３】本発明の第２の実施の形態の蛍光ランプの断面
図

【図４】本発明の第３の実施の形態の蛍光ランプの断面
図

【図５】本発明の第４の実施の形態の蛍光ランプの断面
図

【図６】蛍光体塗布方法を示す図

【図７】本発明の第５の実施の形態の蛍光ランプの断面
図

【図８】本発明の第６の実施の形態の蛍光ランプの断面
図

【符号の説明】

１１内管１２外管１３蛍光体層２１蛍光体Ａ２２蛍光体Ｂ３４不活性ガス層４５蛍光体Ｃ層４６蛍光体Ｄ層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｊ 61/48 Ｈ０１Ｊ 61/48

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内管と外管からなり内管の両端に電極を有
し内管内でのみ放電が発生し紫外線を励起する二重管構
造の蛍光ランプにおいて、前記二重管構造を紫外線透過
性の材料からなる内管と可視光透過性の材料からなる外
管から構成することを特徴とする二重管構造の蛍光ラン
プ。
【請求項２】内管の外面に蛍光体を塗布することを特徴
とする請求項１記載の蛍光ランプ。
【請求項３】外管の内面に蛍光体を塗布することを特徴
とする請求項１記載の蛍光ランプ。
【請求項４】内管の外面と外管の内面に蛍光体を塗布す
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】内管の内面と内管の外面に蛍光体を塗布す
ることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
【請求項６】内管の内面と外管の内面に蛍光体を塗布す
ることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
【請求項７】内管の内面と内管の外面と外管の内面に蛍
光体を塗布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８】内管がほう珪酸ガラス（Ｒをアルカリ元素
としてＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ ₃ーＲ₂ＯーＺｎＯ系）からなる請
求項１〜７のいずれかに記載の蛍光ランプ。
【請求項９】内管が石英ガラス(ＳｉＯ₂）からなる請求
項１〜７のいずれかに記載の蛍光ランプ。
【請求項１０】外管がフィルム状の可視光透過性材料か
らなる請求項１〜９のいずれかに記載の蛍光ランプ。
【請求項１１】蛍光体を塗布する面上において、蛍光体
を塗布した範囲と塗布しない範囲を設けることを特徴と
する請求項１〜１０のいずれかに記載の蛍光ランプ。
【請求項１２】蛍光体を塗布する面上に蛍光体を塗布し
た範囲と塗布しない範囲を設けた蛍光ランプにおいて、
内管の内面と内管の外面と外管の内面の何れか２面以上
に蛍光体を塗布し、ランプ横断面の中心点を通る放射線
上においてそれぞれの面上に塗布した蛍光体が重ならな
いように配置したことを特徴とする請求項１１記載の蛍
光ランプ。
【請求項１３】蛍光体を塗布する面上において、２種類
以上の蛍光体を混合することなく、かつ重畳しないよう
に塗布することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに
記載の蛍光ランプ。
【請求項１４】２種類以上の蛍光体を混合することな
く、かつ重畳しないように蛍光体を塗布したシートを、
内管の内面と内管の外面と外管の内面の何れか１面以上
に固定したことを特徴とする請求項１３項記載の蛍光ラ
ンプ。
【請求項１５】内管の内面と内管の外面と外管の内面の
何れか２面以上に蛍光体を塗布する蛍光ランプにおい
て、内側に発光効率の高い蛍光体を、外側に発光効率の
低い蛍光体を塗布する請求項１、４、５、６、７のいず
れかに記載の蛍光ランプ。
【請求項１６】内管の内面と内管の外面と外管の内面の
何れか２面以上に蛍光体を塗布する蛍光ランプにおい
て、内側に発光ピーク波長５３０〜５８０ｎｍ半値幅３
０ｎｍ以下の希土類蛍光体を、外側に発光ピーク波長６
００〜６５０ｎｍ半値幅３０ｎｍ以下の希土類蛍光体を
塗布する請求項１５記載の蛍光ランプ。
【請求項１７】内管の内面と内管の外面と外管の内面の
何れか２面以上に蛍光体を塗布する蛍光ランプにおい
て、内側に、テルビウムまたはテルビウム・セリウムま
たはテルビウム・カドミニウム・セリウムを付活した、
発光ピーク波長５３０〜５８０ｎｍ半値幅３０ｎｍ以下
の希土類蛍光体を塗布し、外側に、マンガンまたはユー
ロピウムまたはサマリウムまたはプラセオジウムを付活
した、発光ピーク波長６００〜６５０ｎｍ半値幅３０ｎ
ｍ以下の希土類蛍光体を塗布する請求項１５記載の蛍光
ランプ。