外部電極型蛍光ランプ
【課題】 紫外光について所望の発光強度が得られ、従って紫外光から可視光にわたる波長域において所望の強度分布を有する連続スペクトル光が得られる外部電極型蛍光ランプの提供。
【解決手段】 外部電極型蛍光ランプは、少なくとも紫外域から可視域にわたる波長域の連続スペクトル光を放射する蛍光体膜が設けられてなるものであって、前記蛍光体膜が、波長域λ0 (a)の光で励起されて波長域λ1 (a)の光を放射する第1の蛍光体層と、波長域λ1 (a)の少なくとも一部を含む波長域λ0 (b)の光で励起されて波長域λ1 (b)の光を放射する第2の蛍光体層とを含み、前記蛍光体膜において、前記第1の蛍光体層および前記第2の蛍光体層が、当該第2の蛍光体層から放射される蛍光が前記第1の蛍光体層を通過して外部に出射される状態に積層されていることを特徴とする。
【解決手段】 外部電極型蛍光ランプは、少なくとも紫外域から可視域にわたる波長域の連続スペクトル光を放射する蛍光体膜が設けられてなるものであって、前記蛍光体膜が、波長域λ0 (a)の光で励起されて波長域λ1 (a)の光を放射する第1の蛍光体層と、波長域λ1 (a)の少なくとも一部を含む波長域λ0 (b)の光で励起されて波長域λ1 (b)の光を放射する第2の蛍光体層とを含み、前記蛍光体膜において、前記第1の蛍光体層および前記第2の蛍光体層が、当該第2の蛍光体層から放射される蛍光が前記第1の蛍光体層を通過して外部に出射される状態に積層されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、紫外域から可視域にわたる広い波長域の連続スペクトル光が得られる外部電極型蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば分光光度計の標準光源としては、紫外光が得られるランプと可視光が得られるランプの2種が備えられ、このような分光光度計においては、これらを切り替えることにより、紫外域から可視域にわたる広い波長域の連続スペクトルについての分光分析を行っている。
【0003】
ところで、一般的に、照明用の蛍光ランプは、3波長型蛍光ランプに見られるように、所望の可視光を放射する蛍光体を種々混合したものが蛍光体膜としてガラス管の内周面などに設けられて構成されている。
また、紫外光を放射する蛍光体を用いた外部電極型蛍光ランプ(特許文献1参照。)や、400nm付近から700nm程度までの波長域の光が得られる蛍光ランプが知られている(特許文献2参照。)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2002−313284号公報
【特許文献2】特開平7−105912号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
紫外域から可視域にわたる広い波長域の連続スペクトル光が得られる蛍光ランプを作製するために、例えば、3波長型蛍光ランプの構成を応用して、例えば特許文献1に記載の蛍光体を紫外光放射用の蛍光体として、また特許文献2に記載の蛍光体を可視光放射用の蛍光体として、これらを混合して用いることが考えられる。
しかしながら、このような蛍光ランプにおいては、紫外光放射用の蛍光体から放射される紫外光が、他の可視光放射用の蛍光体を励起させる波長域に含まれるために当該可視光放射用の蛍光体に吸収されてしまう結果、紫外光について所望の発光強度が得られず、蛍光ランプから得られる連続スペクトル光が所望の強度分布を有するものにならない、という問題がある。
【0006】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、紫外光について所望の発光強度が得られ、従って紫外光から可視光にわたる波長域において所望の強度分布を有する連続スペクトル光が得られる外部電極型蛍光ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の外部電極型蛍光ランプは、少なくとも紫外域から可視域にわたる波長域の連続スペクトル光を放射する蛍光体膜が設けられてなる外部電極型蛍光ランプであって、
前記蛍光体膜が、波長域λ0 (a)の光で励起されて波長域λ1 (a)の光を放射する第1の蛍光体層と、波長域λ1 (a)の少なくとも一部を含む波長域λ0 (b)の光で励起されて波長域λ1 (b)の光を放射する第2の蛍光体層とを含み、
前記蛍光体膜において、前記第1の蛍光体層および前記第2の蛍光体層が、当該第2の蛍光体層から放射される蛍光が前記第1の蛍光体層を通過して外部に出射される状態に積層されていることを特徴とする。
【0008】
本発明の外部電極型蛍光ランプは、少なくとも紫外域から可視域にわたる波長域の連続スペクトル光を放射する蛍光体膜が設けられてなる外部電極型蛍光ランプであって、
前記蛍光体膜が、波長域λ0 (a)の光で励起されて波長域λ1 (a)の光を放射する第1の蛍光体層と、波長域λ1 (a)の少なくとも一部を含む波長域λ0 (b)の光で励起されて波長域λ1 (b)の光を放射する第2の蛍光体層と、波長域λ1 (b)の少なくとも一部を含む波長域λ0 (c)の光で励起されて波長域λ1 (c)の光を放射する第3の蛍光体層とを含み、
前記蛍光体膜において、前記第1の蛍光体層、前記第2の蛍光体層および前記第3の蛍光体層が、当該第3の蛍光体層から放射される蛍光が前記第2の蛍光体層を通過して外部に出射されると共に、当該第2の蛍光体層から放射される蛍光が前記第1の蛍光体層を通過して外部に出射される状態に積層されていることを特徴とする。
【0009】
本発明の外部電極型蛍光ランプにおいては、前記蛍光体膜が、放電容器を構成するガラス管の内周面全域に形成されてなり、
当該蛍光体膜においては、前記第1の蛍光体層が、前記第2の蛍光体層よりもガラス管側に位置されるよう積層された構成とすることができる。
【0010】
本発明の外部電極型蛍光ランプにおいては、前記蛍光体膜が、放電容器を構成するガラス管の内周面全域に形成されてなり、
当該蛍光体膜においては、前記第1の蛍光体層が前記第2の蛍光体層よりもガラス管側に位置され、かつ、当該第2の蛍光体層が前記第3の蛍光体層よりもガラス管側に位置されるよう積層された構成とすることができる。
【0011】
これらの外部電極型蛍光ランプにおいては、前記蛍光体膜は、厚みが15〜20μmであることが好ましい。
【0012】
また、本発明の外部電極型蛍光ランプにおいては、前記蛍光体膜が、放電容器を構成するガラス管の内周面の一部領域に形成され、当該ガラス管の内周面における蛍光体膜が形成されていないアパーチャ部から光が出射され、
当該蛍光体膜においては、前記第2の蛍光体層が、前記第1の蛍光体層よりもガラス管側に位置されるよう積層された構成とすることができる。
【0013】
また、本発明の外部電極型蛍光ランプにおいては、前記蛍光体膜が、放電容器を構成するガラス管の内周面の一部領域に形成され、当該ガラス管の内周面における蛍光体膜が形成されていないアパーチャ部から光が出射され、
当該蛍光体膜において、前記第3の蛍光体層が前記第2の蛍光体層よりもガラス管側に位置され、かつ、当該第2の蛍光体層が前記第1の蛍光体層よりもガラス管側に位置されるよう積層された構成とすることができる。
【0014】
これらのアパーチャ部を持つ外部電極型蛍光ランプにおいては、前記蛍光体膜は、厚みが20〜60μmであることが好ましい。
【発明の効果】
【0015】
本発明の外部電極型蛍光ランプにおいては、第1の蛍光体層と当該第1の蛍光体層からの蛍光によって励起されて第1の蛍光体層よりも長波長の波長域の光を放射する第2の蛍光体層とが、第2の蛍光体層からの蛍光が第1の蛍光体層を通過して外部に出射される状態において積層されている。すなわち、放射される蛍光が短波長である蛍光体層ほど、光を出射させる部位に近い位置に配置されているために、第1の蛍光体層から放射される蛍光が第2の蛍光体層に入射されて吸収されることが極力抑制された状態とされている。従って、本発明の外部電極型蛍光ランプによれば、紫外光について所望の発光強度が得られ、その結果、紫外域から可視域にわたる波長域において所望の強度分布を有する連続スペクトル光が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプの構成の一例を模式的に示す説明用断面図である。
【図2】図1の外部電極型蛍光ランプにおける第1の蛍光体層の励起に係る波長域および蛍光発光に係る波長域、第2の蛍光体層の励起に係る波長域および蛍光発光に係る波長域、並びに、第3の蛍光体層の励起に係る波長域および蛍光発光に係る波長域の関係を示す概略図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプの構成の一例を模式的に示す説明用断面図である。
【図4】実施例1に係る外部電極型蛍光ランプから得られる光のスペクトルである。
【図5】比較例1に係る外部電極型蛍光ランプの構成の一例を模式的に示す説明用断面図である。
【図6】比較例1に係る外部電極型蛍光ランプから得られる光のスペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明について具体的に説明する。
【0018】
<第1の実施の形態>
本発明の第1の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプは、少なくとも紫外域から可視域にわたる波長域の連続スペクトル光を放射する蛍光体膜が設けられ、さらにアパーチャ部が形成されたものである。
【0019】
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプの構成の一例を模式的に示す説明用断面図である。
この外部電極型蛍光ランプ10は、具体的には、両端が気密に封止されて放電容器が構成される、透光性の誘電材料であるガラスよりなる直管状のガラス管12を備え、当該ガラス管12の外周面上に、ガラス管12を挟んで離間する一対の帯状の外部電極14,14が、ガラス管12の管軸方向に沿って配設されており、ガラス管12の内周面には、蛍光体膜11が周方向における一部分を除いて形成されており、この蛍光体膜11が形成されていない一部分により、光出射用のアパーチャ部19が形成されている。さらに、ガラス管12の内部空間である放電空間Sには、希ガスよりなる発光ガスが封入されている。
図1において、16,16は、外部電極14,14に電気的に接続される図示しない給電部以外を被覆する保護膜であって、例えばガラスペーストを焼成することにより、形成されるものである。
【0020】
蛍光体膜11は、図2に示されるように、波長域λ0 (a)の光で励起されてこれよりも長波長の波長域λ1 (a)の蛍光を放射する第1の蛍光体層11Aと、波長域λ1 (a)の少なくとも一部を含む波長域λ0 (b)の光で励起されてこれよりも長波長の波長域λ1 (b)の蛍光を放射する第2の蛍光体層11Bと、波長域λ1 (a)の少なくとも一部および波長域λ1 (b)の少なくとも一部を含む波長域λ0 (c)の光で励起されてこれよりも長波長の波長域λ1 (c)の蛍光を放射する第3の蛍光体層11Cの3層を有する。
そして、蛍光体膜11は、これらの3層が、第3の蛍光体層11Cからの蛍光が第2の蛍光体層11Bおよび第1の蛍光体層11Aを通過して外部に出射されると共に、第2の蛍光体層11Bからの蛍光が第1の蛍光体層11Aを通過して外部に出射される状態、具体的には、ガラス管12の内周面上に、第3の蛍光体層11C、第2の蛍光体層11B、第1の蛍光体層11Aの順に積層された状態とされている。
【0021】
蛍光体膜11の第1の蛍光体層11Aは、例えば励起に係る波長域λ0 (a)が100〜180nm、蛍光発光に係る波長域λ1 (a)が180〜300nmである短波長域の光を放射するものとされる。
この短波長域の光を放射する第1の蛍光体層11Aを構成する蛍光体材料としては、例えばLaPO4 :Pr、YPO4 :Pr、YPO4 :Nd、LaPO4 :Ndなどを用いることができる。これらは1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
この第1の蛍光体層11Aの厚みは、例えば5〜20μmとされる。
【0022】
蛍光体膜11の第2の蛍光体層11Bは、例えば励起に係る波長域λ0 (b)が100〜280nm、蛍光発光に係る波長域λ1 (b)が300〜420nmである中間波長域の光を放射するものとされる。
この中間波長域の光を放射する第2の蛍光体層11Bを構成する蛍光体材料としては、例えばLaPO4 :Ce、Ce0.8 (Mg0.8 ,Ba0.1 )Al11O18.6、YPO4 :Ceなどを用いることができる。これらは1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
この第2の蛍光体層11Bの厚みは、例えば5〜20μmとされる。
【0023】
蛍光体膜11の第3の蛍光体層11Cは、例えば励起に係る波長域λ0 (c)が100〜380nm、蛍光発光に係る波長域λ1 (c)が400〜800nmである長波長域の光を放射するものとされる。
この長波長域の光を放射する第3の蛍光体層11Cを構成する蛍光体材料としては、例えばBaMgAl10O17:Eu(BAM)、ZnSiO4 :Mn、YAG:Ceなどを用いることができる。これらは1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
この第3の蛍光体層11Cの厚みは、例えば5〜20μmとされる。
【0024】
この蛍光体膜11は、厚みが例えば15〜60μmとされる。
【0025】
〔蛍光体膜の形成方法〕
このような蛍光体膜11は、具体的には、第3の蛍光体層11Cを形成すべき蛍光体材料をガラス管12の内周面上に塗布、乾燥させて第3の蛍光体層11Cとなる塗布層を形成し、これの上に第2の蛍光体層11Bを形成すべき蛍光体材料を塗布、乾燥させて第2の蛍光体層11Bとなる塗布層を形成し、さらにこれの上に第1の蛍光体層11Aを形成すべき蛍光体材料を塗布、乾燥させて第1の蛍光体層11Aとなる塗布層を形成し、3つの塗布層の積層体におけるアパーチャ部となるべき部分を除去した後、焼成することにより、形成することができる。
【0026】
ガラス管12を構成する材料は、蛍光体膜11から発せられる波長域の光を透過させることができるものであって、使用する波長帯に合わせたガラス管を選択して用いればよく、具体的には、例えば合成石英ガラス、石英ガラス、オゾンレス石英ガラス、酸化セリウムコーティングの石英ガラス、紫外線透過ガラス、軟質ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラスなどを用いることができる。
【0027】
外部電極14,14を構成する材料は、導電性のものであれば特に制限されるものではなく、例えば、金、銀、ニッケル、カーボン、金パラジウム、銀パラジウム、白金、アルミニウムなどを好適に用いることができ、ガラス管12の外周面にテープ状金属を貼付したり、導電性ペーストをスクリーン印刷して焼成したりすることにより、形成することができる。
【0028】
ガラス管12の内部に封入される希ガス(封入ガス)としては、例えばXeガス、Krガス、Arガス、Neガスまたはそれらの混合ガスなどが挙げられ、封入圧は、例えば封入ガスがXeガスである場合、50〜500Torrとすることが好ましい。NeガスおよびXeガスの混合ガスであってその質量比がNeガス:Xeガス=7:3である場合、300〜600Torrとすることが好ましい。
【0029】
この外部電極型蛍光ランプ10においては、外部電極14,14間に高周波電圧が印加されると、誘電材料からなるガラス管12を介して放電空間S内にエキシマ放電が発生し、このエキシマ放電により真空紫外光が発生する。
この真空紫外光によって蛍光体膜11を構成する第1の蛍光体層11A、第2の蛍光体層11Bおよび第3の蛍光体層11Cが励起され、それぞれ、波長域λ1 (a)、波長域λ1 (b)、波長域λ1 (c)の蛍光が発光される。
そして、第1の蛍光体層11Aにおいて発光された光のうち、放電空間Sに向かって放射された光が、アパーチャ部19を介して外部電極型蛍光ランプ10から出射され、第2の蛍光体層11Bにおいて発光された光のうち、放電空間Sに向かって放射された光が、第1の蛍光体層11Aを通過し、アパーチャ部19を介して外部電極型蛍光ランプ10から出射され、さらに、第3の蛍光体層11Cにおいて発光された光のうち、放電空間Sに向かって放射された光が、第2の蛍光体層11Bおよび第1の蛍光体層11Aをこの順に通過し、アパーチャ部19を介して外部電極型蛍光ランプ10から出射され、これにより、外部電極型蛍光ランプ10から、図1の矢印方向に所期の連続スペクトル光が出射される。
【0030】
以上のような外部電極型蛍光ランプ10においては、第1の蛍光体層11Aと、当該第1の蛍光体層11Aを透過したエキシマ放電による真空紫外光および当該第1の蛍光体層11Aからの蛍光によって励起されて第1の蛍光体層11Aよりも長波長の波長域の光を放射する第2の蛍光体層11Bとが、第2の蛍光体層11Bからの蛍光が第1の蛍光体層11Aを通過して外部に出射される状態において積層されると共に、第2の蛍光体層11Bと、当該第2の蛍光体層11Bを透過したエキシマ放電による真空紫外光および当該第2の蛍光体層11Bからの蛍光によって励起されて第2の蛍光体層11Bよりも長波長の波長域の光を放射する第3の蛍光体層11Cとが、第3の蛍光体層11Cからの蛍光が第2の蛍光体層11Bを通過して外部に出射される状態において積層されている。
すなわち、放射される蛍光が短波長である蛍光体層ほど、光を出射させるアパーチャ部19に近い位置に配置されているために、第1の蛍光体層11Aからの蛍光が第2の蛍光体層11Bおよび第3の蛍光体層11Cに入射されて吸収されることが極力抑制されると共に、第2の蛍光体層11Bからの蛍光が第3の蛍光体層11Cに入射されて吸収されることが極力抑制された状態とされている。
従って、この外部電極型蛍光ランプ10によれば、紫外光について所望の発光強度が得られ、その結果、紫外域から可視域にわたる波長域において所望の強度分布を有する連続スペクトル光が得られる。
【0031】
本発明の第1の実施の形態における外部電極型蛍光ランプ10においては、上記の実施の形態に限られず、種々の変更を加えることができる。
例えば、この外部電極型蛍光ランプ10の蛍光体膜11は、短波長域の光を放射する第1の蛍光体層11A、中間波長域の光を放射する第2の蛍光体層11Bおよび長波長域の光を放射する第3の蛍光体層11Cが積層された3層構成のものに限定されず、互いに異なる波長域の光を放射する2層の蛍光体層が積層されてなるものであってもよい。このような構成の蛍光体膜を有する外部電極型蛍光ランプにおいては、当該蛍光体膜における2層の蛍光体層のうち、長波長域の光を放射する蛍光体層が、短波長域の光を放射する蛍光体層よりもガラス管側に積層されるよう、構成されていればよい。
【0032】
<第2の実施の形態>
本発明の第2の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプは、少なくとも紫外域から可視域にわたる波長域の連続スペクトル光を放射する蛍光体膜が設けられてなるものであって、アパーチャ部が形成されておらず、ガラス管の内周面全域に蛍光体膜が形成されてなる構成のものである。この外部電極型蛍光ランプは、第1の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプと、蛍光体膜における蛍光体層の積層順位と光の放射方向とが逆転配置されたものである。
【0033】
図3は、本発明の第2の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプの構成の一例を模式的に示す説明用断面図である。
この外部電極型蛍光ランプ20は、具体的には、両端が気密に封止されて放電容器が構成される、透光性の誘電材料であるガラスよりなる直管状のガラス管22を備え、ガラス管22の内周面の全域に、蛍光体膜21が形成されている。当該ガラス管22の外周面上には、ガラス管22を挟んで離間する一対の帯状の外部電極24,24が、ガラス管22の管軸方向に沿って配設されると共に、ガラス管22の内部空間である放電空間Sには、希ガスよりなる発光ガスが封入されている。
図3において、26,26は、外部電極24,24に電気的に接続される図示しない給電部以外を被覆する保護膜であって、例えばガラスペーストを焼成することにより、形成されるものである。
【0034】
蛍光体膜21は、短波長域の光を放射する第1の蛍光体層21A、中間波長域の光を放射する第2の蛍光体層21Bおよび長波長域の光を放射する第3の蛍光体層21Cの3層を有する。これらの第1の蛍光体層21A、第2の蛍光体層21Bおよび第3の蛍光体層21Cは、それぞれ、第1の実施の形態に係る第1の蛍光体層11A、第2の蛍光体層11Bおよび第3の蛍光体層11Cと同様の波長特性を有するものである。
そして、蛍光体膜21は、これらの3層が、第3の蛍光体層21Cからの蛍光が第2の蛍光体層21Bおよび第1の蛍光体層21Aを通過して外部に出射されると共に、第2の蛍光体層21Bからの蛍光が第1の蛍光体層21Aを通過して外部に出射される状態、具体的には、ガラス管22の内周面上に、第1の蛍光体層21A、第2の蛍光体層21B、第3の蛍光体層21Cの順に積層された状態とされている。
【0035】
短波長域の光を放射する第1の蛍光体層21Aを構成する蛍光体材料、中間波長域の光を放射する第2の蛍光体層21Bを構成する蛍光体材料、長波長域の光を放射する第3の蛍光体層21Cを構成する蛍光体材料としては、それぞれ第1の実施の形態において挙げた材料と同じものを用いることができる。
【0036】
第1の蛍光体層21Aの厚みは、例えば3〜10μmとされる。
また、第2の蛍光体層21Bの厚みは、例えば1〜5μmとされる。
また、第3の蛍光体層21Cの厚みは、例えば1〜5μmとされる。
さらに、これらの第1の蛍光体層21A、第2の蛍光体層21Bおよび第3の蛍光体層21Cが積層された蛍光体膜21は、厚みが例えば15〜20μmとされる。
【0037】
〔蛍光体膜の形成方法〕
このような蛍光体膜21は、具体的には、第1の蛍光体層21Aを形成すべき蛍光体材料をガラス管22の内周面上に塗布、乾燥させて第1の蛍光体層21Aとなる塗布層を形成し、これの上に第2の蛍光体層21Bを形成すべき蛍光体材料を塗布、乾燥させて第2の蛍光体層21Bとなる塗布層を形成し、さらにこれの上に第3の蛍光体層21Cを形成すべき蛍光体材料を塗布、乾燥させて第3の蛍光体層21Cとなる塗布層を形成した後、焼成することにより、形成することができる。
【0038】
ガラス管22を構成する材料、外部電極を構成する材料、ガラス管22の内部に封入される希ガス(封入ガス)としては、第1の実施の形態において挙げたものと同じものを用いることができる。
【0039】
この外部電極型蛍光ランプ20においては、一対の外部電極間に高周波電圧が印加されると、誘電材料からなるガラス管22を介して放電空間S内にエキシマ放電が発生し、このエキシマ放電により真空紫外光が発生する。
この真空紫外光によって蛍光体膜21を構成する第1の蛍光体層21A、第2の蛍光体層21Bおよび第3の蛍光体層21Cが励起され、それぞれ、波長域λ1 (a)、波長域λ1 (b)、波長域λ1 (c)の蛍光が発光される。
そして、第1の蛍光体層21Aにおいて発光された光は、ガラス管22を介して外部電極型蛍光ランプ20から出射され、第2の蛍光体層21Bにおいて発光された光は、第1の蛍光体層21Aを通過してガラス管22を介して外部電極型蛍光ランプ20から出射され、さらに、第3の蛍光体層21Cにおいて発光された光は、第2の蛍光体層21Bおよび第1の蛍光体層21Aをこの順に通過し、ガラス管22を介して外部電極型蛍光ランプ20から出射され、これにより、外部電極型蛍光ランプ20から、周方向に所期の連続スペクトル光が出射される。
【0040】
以上のような外部電極型蛍光ランプ20によれば、第1の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプ10と同様の効果を得ることができる。
【0041】
本発明の第2の実施の形態における外部電極型蛍光ランプ20においては、上記の実施の形態に限られず、種々の変更を加えることができる。
例えば、この外部電極型蛍光ランプ20の蛍光体膜21は、短波長域の光を放射する第1の蛍光体層21A、中間波長域の光を放射する第2の蛍光体層21Bおよび長波長域の光を放射する第3の蛍光体層21Cが積層された3層構成のものに限定されず、互いに異なる波長域の光を放射する2層の蛍光体層が積層されてなるものであってもよい。このような構成の蛍光体膜を有する外部電極型蛍光ランプにおいては、当該蛍光体膜における2層の蛍光体層のうち、短波長域の光を放射する蛍光体層が、長波長域の光を放射する蛍光体層よりもガラス管側に積層されるよう、構成されていればよい。
【実施例】
【0042】
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0043】
<実施例1>
図1に示す構成に従って、本発明に係る外部電極型蛍光ランプ(10)を作製した。
すなわち、まず、下記の第1の蛍光体層(11A)に係る蛍光体材料を、ニトロセルロース入りの酢酸ブチルと混合して、スラリー〔A〕を調製した。同様にして、それぞれ、下記の第2の蛍光体層(11B)に係る蛍光体材料、下記の第3の蛍光体層(11C)に係る蛍光体材料を用いてスラリー〔B〕、〔C〕を調製した。
次いで、ガラス管(12)の内周面に、スラリー〔C〕を塗布、乾燥させ、このスラリー〔C〕に係る塗布層上にスラリー〔B〕を塗布、乾燥させ、さらにスラリー〔B〕に係る塗布層上にスラリー〔A〕を塗布、乾燥させて3つの塗布層の積層体を形成し、アパーチャ部(19)となる部分を切り取って除去した後、約700〜1000℃で焼成することにより蛍光体膜(11)を形成し、ガラス管(12)の外周面に外部電極(14,14)を印刷、焼成した後、保護膜(16,16)を印刷、焼成し、ガラス管(12)の端部を閉じ、600℃程度で加熱排気後、封入ガスを導入し封じ切り、端子板を外部電極(14)の端部にハンダにより接続し、端子板にリード線をハンダ付けすることにより、外部電極型蛍光ランプ(10)を作製した。
この外部電極型蛍光ランプ(10)から得られる光のスペクトルを測定した。結果を図4に示す。
【0044】
この外部電極型蛍光ランプの具体的な構成は次の通りである。
[1]ガラス管(12):材質;石英ガラス、外径;φ10mm、全長;450mm、肉厚;0.5mm
[2]蛍光体膜(11):厚み;30μm、アパーチャ部;70°±10°
[3]第1の蛍光体層(11A):
・蛍光体材料;YPO4 :Nd、LaPO4 :Pr、YPO4 :Pr(質量比1:1:1)
・励起に係る波長域:100〜180nm
・蛍光発光に係る波長域:180〜300nm
[4]第2の蛍光体層(11B):
・蛍光体材料;LaPO4 :Ce、Ce0.8 (Mg0.8 ,Ba0.1 )Al11O18.6(質量比1:1)
・励起に係る波長域:100〜280nm
・蛍光発光に係る波長域:300〜420nm
[5]第3の蛍光体層(11C):
・蛍光体材料;BaMgAl10O17:Eu(BAM)、ZnSiO4 :Mn(質量比1:1)
・励起に係る波長域:100〜380nm
・蛍光発光に係る波長域:400〜800nm
[6]封入ガス:種類;Xeガス、封入圧;50〜500Torr
[7]外部電極:材質;Ag+フリットガラス、幅;4mm、全長;410mm
【0045】
〔比較例1〕
図5に示す構成に従って、比較用の外部電極型蛍光ランプ(30)を作製した。
具体的には、実施例1において、第1の蛍光体層の蛍光体材料、第2の蛍光体層の蛍光体材料および第3の蛍光体層の蛍光体材料(ただし、ZnSiO4 :Mnの代わりにLaPO4 :Tbを使用)をすべて混合したスラリーを塗布して1層構成の蛍光体膜(31)を形成させたことの他は同様にして、図5に示す比較用の外部電極型蛍光ランプ(30)を作製した。なお、図5においては、図1に示す外部電極型蛍光ランプと同一の構成部材には、便宜上、同一の符号が付してある。
この外部電極型蛍光ランプ(30)から得られる光のスペクトルを測定した。結果を図6に示す。
【0046】
図4および図6のスペクトルから明らかなように、蛍光体材料をすべて混合した構成を有する外部電極型蛍光ランプ(30)においては、本発明の外部電極型蛍光ランプ(10)に比べて、紫外域の発光強度が低いことがわかる。これは、紫外光を放射する蛍光体が、当該紫外光を励起光とする他の蛍光体と混合されているためにこれに吸収されてしまったためと考えられる。
【0047】
<実施例2>
実施例1において、第1の蛍光体層(11A)を形成させなかったことの他は同様にして、外部電極型蛍光ランプを作製した。
すなわち、まず、下記の第2の蛍光体層に係る蛍光体材料を、ニトロセルロース入りの酢酸ブチルと混合して、スラリー〔B〕を調製した。同様にして、下記の第3の蛍光体層に係る蛍光体材料を用いてスラリー〔C〕を調製した。
次いで、ガラス管の内周面に、スラリー〔C〕を塗布、乾燥させ、このスラリー〔C〕に係る塗布層上にスラリー〔B〕を塗布、乾燥させて2つの塗布層の積層体を形成し、アパーチャ部となる部分を切り取って除去した後、約700〜1000℃で焼成することにより蛍光体膜を形成し、ガラス管の外周面に外部電極を印刷、焼成した後、保護膜を印刷、焼成し、ガラス管の端部を閉じ、600℃程度で加熱排気後、封入ガスを導入し封じ切り、端子板を外部電極の端部にハンダにより接続し、端子板にリード線をハンダ付けすることにより、外部電極型蛍光ランプを作製した。
【0048】
この外部電極型蛍光ランプの具体的な構成は次の通りである。
[1]ガラス管:材質;石英ガラス、外径;φ10mm、全長;450mm、肉厚;0.5mm
[2]蛍光体膜:厚み;30μm、アパーチャ部;70°±10°
[3]第2の蛍光体層:
・蛍光体材料;LaPO4 :Ce、Ce0.8 (Mg0.8 ,Ba0.1 )Al11O18.6(質量比1:1)
・励起に係る波長域:100〜280nm
・蛍光発光に係る波長域:300〜420nm
[4]第3の蛍光体層:
・蛍光体材料;BaMgAl10O17:Eu(BAM)、ZnSiO4 :Mn(質量比1:1)
・励起に係る波長域:100〜380nm
・蛍光発光に係る波長域:400〜800nm
[5]封入ガス:種類;Xeガス、封入圧;50〜500Torr
[6]外部電極:材質;Ag+フリットガラス、幅;4mm、全長;410mm
【0049】
以上のような外部電極型蛍光ランプに得られる光のスペクトルを測定したところ、所期の波長域において所望の強度分布を有する連続スペクトル光が得られることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【0050】
本発明の外部電極型蛍光ランプは、分光光度計の標準光源として有用である。
【符号の説明】
【0051】
10 外部電極型蛍光ランプ
11 蛍光体膜
11A 第1の蛍光体層
11B 第2の蛍光体層
11C 第3の蛍光体層
12 ガラス管
14 外部電極
16 保護膜
19 アパーチャ部
20 外部電極型蛍光ランプ
21 蛍光体膜
21A 第1の蛍光体層
21B 第2の蛍光体層
21C 第3の蛍光体層
22 ガラス管
24 外部電極
26 保護膜
30 外部電極型蛍光ランプ
31 蛍光体膜
S 放電空間
【技術分野】
【0001】
本発明は、紫外域から可視域にわたる広い波長域の連続スペクトル光が得られる外部電極型蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば分光光度計の標準光源としては、紫外光が得られるランプと可視光が得られるランプの2種が備えられ、このような分光光度計においては、これらを切り替えることにより、紫外域から可視域にわたる広い波長域の連続スペクトルについての分光分析を行っている。
【0003】
ところで、一般的に、照明用の蛍光ランプは、3波長型蛍光ランプに見られるように、所望の可視光を放射する蛍光体を種々混合したものが蛍光体膜としてガラス管の内周面などに設けられて構成されている。
また、紫外光を放射する蛍光体を用いた外部電極型蛍光ランプ(特許文献1参照。)や、400nm付近から700nm程度までの波長域の光が得られる蛍光ランプが知られている(特許文献2参照。)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2002−313284号公報
【特許文献2】特開平7−105912号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
紫外域から可視域にわたる広い波長域の連続スペクトル光が得られる蛍光ランプを作製するために、例えば、3波長型蛍光ランプの構成を応用して、例えば特許文献1に記載の蛍光体を紫外光放射用の蛍光体として、また特許文献2に記載の蛍光体を可視光放射用の蛍光体として、これらを混合して用いることが考えられる。
しかしながら、このような蛍光ランプにおいては、紫外光放射用の蛍光体から放射される紫外光が、他の可視光放射用の蛍光体を励起させる波長域に含まれるために当該可視光放射用の蛍光体に吸収されてしまう結果、紫外光について所望の発光強度が得られず、蛍光ランプから得られる連続スペクトル光が所望の強度分布を有するものにならない、という問題がある。
【0006】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、紫外光について所望の発光強度が得られ、従って紫外光から可視光にわたる波長域において所望の強度分布を有する連続スペクトル光が得られる外部電極型蛍光ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の外部電極型蛍光ランプは、少なくとも紫外域から可視域にわたる波長域の連続スペクトル光を放射する蛍光体膜が設けられてなる外部電極型蛍光ランプであって、
前記蛍光体膜が、波長域λ0 (a)の光で励起されて波長域λ1 (a)の光を放射する第1の蛍光体層と、波長域λ1 (a)の少なくとも一部を含む波長域λ0 (b)の光で励起されて波長域λ1 (b)の光を放射する第2の蛍光体層とを含み、
前記蛍光体膜において、前記第1の蛍光体層および前記第2の蛍光体層が、当該第2の蛍光体層から放射される蛍光が前記第1の蛍光体層を通過して外部に出射される状態に積層されていることを特徴とする。
【0008】
本発明の外部電極型蛍光ランプは、少なくとも紫外域から可視域にわたる波長域の連続スペクトル光を放射する蛍光体膜が設けられてなる外部電極型蛍光ランプであって、
前記蛍光体膜が、波長域λ0 (a)の光で励起されて波長域λ1 (a)の光を放射する第1の蛍光体層と、波長域λ1 (a)の少なくとも一部を含む波長域λ0 (b)の光で励起されて波長域λ1 (b)の光を放射する第2の蛍光体層と、波長域λ1 (b)の少なくとも一部を含む波長域λ0 (c)の光で励起されて波長域λ1 (c)の光を放射する第3の蛍光体層とを含み、
前記蛍光体膜において、前記第1の蛍光体層、前記第2の蛍光体層および前記第3の蛍光体層が、当該第3の蛍光体層から放射される蛍光が前記第2の蛍光体層を通過して外部に出射されると共に、当該第2の蛍光体層から放射される蛍光が前記第1の蛍光体層を通過して外部に出射される状態に積層されていることを特徴とする。
【0009】
本発明の外部電極型蛍光ランプにおいては、前記蛍光体膜が、放電容器を構成するガラス管の内周面全域に形成されてなり、
当該蛍光体膜においては、前記第1の蛍光体層が、前記第2の蛍光体層よりもガラス管側に位置されるよう積層された構成とすることができる。
【0010】
本発明の外部電極型蛍光ランプにおいては、前記蛍光体膜が、放電容器を構成するガラス管の内周面全域に形成されてなり、
当該蛍光体膜においては、前記第1の蛍光体層が前記第2の蛍光体層よりもガラス管側に位置され、かつ、当該第2の蛍光体層が前記第3の蛍光体層よりもガラス管側に位置されるよう積層された構成とすることができる。
【0011】
これらの外部電極型蛍光ランプにおいては、前記蛍光体膜は、厚みが15〜20μmであることが好ましい。
【0012】
また、本発明の外部電極型蛍光ランプにおいては、前記蛍光体膜が、放電容器を構成するガラス管の内周面の一部領域に形成され、当該ガラス管の内周面における蛍光体膜が形成されていないアパーチャ部から光が出射され、
当該蛍光体膜においては、前記第2の蛍光体層が、前記第1の蛍光体層よりもガラス管側に位置されるよう積層された構成とすることができる。
【0013】
また、本発明の外部電極型蛍光ランプにおいては、前記蛍光体膜が、放電容器を構成するガラス管の内周面の一部領域に形成され、当該ガラス管の内周面における蛍光体膜が形成されていないアパーチャ部から光が出射され、
当該蛍光体膜において、前記第3の蛍光体層が前記第2の蛍光体層よりもガラス管側に位置され、かつ、当該第2の蛍光体層が前記第1の蛍光体層よりもガラス管側に位置されるよう積層された構成とすることができる。
【0014】
これらのアパーチャ部を持つ外部電極型蛍光ランプにおいては、前記蛍光体膜は、厚みが20〜60μmであることが好ましい。
【発明の効果】
【0015】
本発明の外部電極型蛍光ランプにおいては、第1の蛍光体層と当該第1の蛍光体層からの蛍光によって励起されて第1の蛍光体層よりも長波長の波長域の光を放射する第2の蛍光体層とが、第2の蛍光体層からの蛍光が第1の蛍光体層を通過して外部に出射される状態において積層されている。すなわち、放射される蛍光が短波長である蛍光体層ほど、光を出射させる部位に近い位置に配置されているために、第1の蛍光体層から放射される蛍光が第2の蛍光体層に入射されて吸収されることが極力抑制された状態とされている。従って、本発明の外部電極型蛍光ランプによれば、紫外光について所望の発光強度が得られ、その結果、紫外域から可視域にわたる波長域において所望の強度分布を有する連続スペクトル光が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプの構成の一例を模式的に示す説明用断面図である。
【図2】図1の外部電極型蛍光ランプにおける第1の蛍光体層の励起に係る波長域および蛍光発光に係る波長域、第2の蛍光体層の励起に係る波長域および蛍光発光に係る波長域、並びに、第3の蛍光体層の励起に係る波長域および蛍光発光に係る波長域の関係を示す概略図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプの構成の一例を模式的に示す説明用断面図である。
【図4】実施例1に係る外部電極型蛍光ランプから得られる光のスペクトルである。
【図5】比較例1に係る外部電極型蛍光ランプの構成の一例を模式的に示す説明用断面図である。
【図6】比較例1に係る外部電極型蛍光ランプから得られる光のスペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明について具体的に説明する。
【0018】
<第1の実施の形態>
本発明の第1の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプは、少なくとも紫外域から可視域にわたる波長域の連続スペクトル光を放射する蛍光体膜が設けられ、さらにアパーチャ部が形成されたものである。
【0019】
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプの構成の一例を模式的に示す説明用断面図である。
この外部電極型蛍光ランプ10は、具体的には、両端が気密に封止されて放電容器が構成される、透光性の誘電材料であるガラスよりなる直管状のガラス管12を備え、当該ガラス管12の外周面上に、ガラス管12を挟んで離間する一対の帯状の外部電極14,14が、ガラス管12の管軸方向に沿って配設されており、ガラス管12の内周面には、蛍光体膜11が周方向における一部分を除いて形成されており、この蛍光体膜11が形成されていない一部分により、光出射用のアパーチャ部19が形成されている。さらに、ガラス管12の内部空間である放電空間Sには、希ガスよりなる発光ガスが封入されている。
図1において、16,16は、外部電極14,14に電気的に接続される図示しない給電部以外を被覆する保護膜であって、例えばガラスペーストを焼成することにより、形成されるものである。
【0020】
蛍光体膜11は、図2に示されるように、波長域λ0 (a)の光で励起されてこれよりも長波長の波長域λ1 (a)の蛍光を放射する第1の蛍光体層11Aと、波長域λ1 (a)の少なくとも一部を含む波長域λ0 (b)の光で励起されてこれよりも長波長の波長域λ1 (b)の蛍光を放射する第2の蛍光体層11Bと、波長域λ1 (a)の少なくとも一部および波長域λ1 (b)の少なくとも一部を含む波長域λ0 (c)の光で励起されてこれよりも長波長の波長域λ1 (c)の蛍光を放射する第3の蛍光体層11Cの3層を有する。
そして、蛍光体膜11は、これらの3層が、第3の蛍光体層11Cからの蛍光が第2の蛍光体層11Bおよび第1の蛍光体層11Aを通過して外部に出射されると共に、第2の蛍光体層11Bからの蛍光が第1の蛍光体層11Aを通過して外部に出射される状態、具体的には、ガラス管12の内周面上に、第3の蛍光体層11C、第2の蛍光体層11B、第1の蛍光体層11Aの順に積層された状態とされている。
【0021】
蛍光体膜11の第1の蛍光体層11Aは、例えば励起に係る波長域λ0 (a)が100〜180nm、蛍光発光に係る波長域λ1 (a)が180〜300nmである短波長域の光を放射するものとされる。
この短波長域の光を放射する第1の蛍光体層11Aを構成する蛍光体材料としては、例えばLaPO4 :Pr、YPO4 :Pr、YPO4 :Nd、LaPO4 :Ndなどを用いることができる。これらは1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
この第1の蛍光体層11Aの厚みは、例えば5〜20μmとされる。
【0022】
蛍光体膜11の第2の蛍光体層11Bは、例えば励起に係る波長域λ0 (b)が100〜280nm、蛍光発光に係る波長域λ1 (b)が300〜420nmである中間波長域の光を放射するものとされる。
この中間波長域の光を放射する第2の蛍光体層11Bを構成する蛍光体材料としては、例えばLaPO4 :Ce、Ce0.8 (Mg0.8 ,Ba0.1 )Al11O18.6、YPO4 :Ceなどを用いることができる。これらは1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
この第2の蛍光体層11Bの厚みは、例えば5〜20μmとされる。
【0023】
蛍光体膜11の第3の蛍光体層11Cは、例えば励起に係る波長域λ0 (c)が100〜380nm、蛍光発光に係る波長域λ1 (c)が400〜800nmである長波長域の光を放射するものとされる。
この長波長域の光を放射する第3の蛍光体層11Cを構成する蛍光体材料としては、例えばBaMgAl10O17:Eu(BAM)、ZnSiO4 :Mn、YAG:Ceなどを用いることができる。これらは1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
この第3の蛍光体層11Cの厚みは、例えば5〜20μmとされる。
【0024】
この蛍光体膜11は、厚みが例えば15〜60μmとされる。
【0025】
〔蛍光体膜の形成方法〕
このような蛍光体膜11は、具体的には、第3の蛍光体層11Cを形成すべき蛍光体材料をガラス管12の内周面上に塗布、乾燥させて第3の蛍光体層11Cとなる塗布層を形成し、これの上に第2の蛍光体層11Bを形成すべき蛍光体材料を塗布、乾燥させて第2の蛍光体層11Bとなる塗布層を形成し、さらにこれの上に第1の蛍光体層11Aを形成すべき蛍光体材料を塗布、乾燥させて第1の蛍光体層11Aとなる塗布層を形成し、3つの塗布層の積層体におけるアパーチャ部となるべき部分を除去した後、焼成することにより、形成することができる。
【0026】
ガラス管12を構成する材料は、蛍光体膜11から発せられる波長域の光を透過させることができるものであって、使用する波長帯に合わせたガラス管を選択して用いればよく、具体的には、例えば合成石英ガラス、石英ガラス、オゾンレス石英ガラス、酸化セリウムコーティングの石英ガラス、紫外線透過ガラス、軟質ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラスなどを用いることができる。
【0027】
外部電極14,14を構成する材料は、導電性のものであれば特に制限されるものではなく、例えば、金、銀、ニッケル、カーボン、金パラジウム、銀パラジウム、白金、アルミニウムなどを好適に用いることができ、ガラス管12の外周面にテープ状金属を貼付したり、導電性ペーストをスクリーン印刷して焼成したりすることにより、形成することができる。
【0028】
ガラス管12の内部に封入される希ガス(封入ガス)としては、例えばXeガス、Krガス、Arガス、Neガスまたはそれらの混合ガスなどが挙げられ、封入圧は、例えば封入ガスがXeガスである場合、50〜500Torrとすることが好ましい。NeガスおよびXeガスの混合ガスであってその質量比がNeガス:Xeガス=7:3である場合、300〜600Torrとすることが好ましい。
【0029】
この外部電極型蛍光ランプ10においては、外部電極14,14間に高周波電圧が印加されると、誘電材料からなるガラス管12を介して放電空間S内にエキシマ放電が発生し、このエキシマ放電により真空紫外光が発生する。
この真空紫外光によって蛍光体膜11を構成する第1の蛍光体層11A、第2の蛍光体層11Bおよび第3の蛍光体層11Cが励起され、それぞれ、波長域λ1 (a)、波長域λ1 (b)、波長域λ1 (c)の蛍光が発光される。
そして、第1の蛍光体層11Aにおいて発光された光のうち、放電空間Sに向かって放射された光が、アパーチャ部19を介して外部電極型蛍光ランプ10から出射され、第2の蛍光体層11Bにおいて発光された光のうち、放電空間Sに向かって放射された光が、第1の蛍光体層11Aを通過し、アパーチャ部19を介して外部電極型蛍光ランプ10から出射され、さらに、第3の蛍光体層11Cにおいて発光された光のうち、放電空間Sに向かって放射された光が、第2の蛍光体層11Bおよび第1の蛍光体層11Aをこの順に通過し、アパーチャ部19を介して外部電極型蛍光ランプ10から出射され、これにより、外部電極型蛍光ランプ10から、図1の矢印方向に所期の連続スペクトル光が出射される。
【0030】
以上のような外部電極型蛍光ランプ10においては、第1の蛍光体層11Aと、当該第1の蛍光体層11Aを透過したエキシマ放電による真空紫外光および当該第1の蛍光体層11Aからの蛍光によって励起されて第1の蛍光体層11Aよりも長波長の波長域の光を放射する第2の蛍光体層11Bとが、第2の蛍光体層11Bからの蛍光が第1の蛍光体層11Aを通過して外部に出射される状態において積層されると共に、第2の蛍光体層11Bと、当該第2の蛍光体層11Bを透過したエキシマ放電による真空紫外光および当該第2の蛍光体層11Bからの蛍光によって励起されて第2の蛍光体層11Bよりも長波長の波長域の光を放射する第3の蛍光体層11Cとが、第3の蛍光体層11Cからの蛍光が第2の蛍光体層11Bを通過して外部に出射される状態において積層されている。
すなわち、放射される蛍光が短波長である蛍光体層ほど、光を出射させるアパーチャ部19に近い位置に配置されているために、第1の蛍光体層11Aからの蛍光が第2の蛍光体層11Bおよび第3の蛍光体層11Cに入射されて吸収されることが極力抑制されると共に、第2の蛍光体層11Bからの蛍光が第3の蛍光体層11Cに入射されて吸収されることが極力抑制された状態とされている。
従って、この外部電極型蛍光ランプ10によれば、紫外光について所望の発光強度が得られ、その結果、紫外域から可視域にわたる波長域において所望の強度分布を有する連続スペクトル光が得られる。
【0031】
本発明の第1の実施の形態における外部電極型蛍光ランプ10においては、上記の実施の形態に限られず、種々の変更を加えることができる。
例えば、この外部電極型蛍光ランプ10の蛍光体膜11は、短波長域の光を放射する第1の蛍光体層11A、中間波長域の光を放射する第2の蛍光体層11Bおよび長波長域の光を放射する第3の蛍光体層11Cが積層された3層構成のものに限定されず、互いに異なる波長域の光を放射する2層の蛍光体層が積層されてなるものであってもよい。このような構成の蛍光体膜を有する外部電極型蛍光ランプにおいては、当該蛍光体膜における2層の蛍光体層のうち、長波長域の光を放射する蛍光体層が、短波長域の光を放射する蛍光体層よりもガラス管側に積層されるよう、構成されていればよい。
【0032】
<第2の実施の形態>
本発明の第2の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプは、少なくとも紫外域から可視域にわたる波長域の連続スペクトル光を放射する蛍光体膜が設けられてなるものであって、アパーチャ部が形成されておらず、ガラス管の内周面全域に蛍光体膜が形成されてなる構成のものである。この外部電極型蛍光ランプは、第1の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプと、蛍光体膜における蛍光体層の積層順位と光の放射方向とが逆転配置されたものである。
【0033】
図3は、本発明の第2の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプの構成の一例を模式的に示す説明用断面図である。
この外部電極型蛍光ランプ20は、具体的には、両端が気密に封止されて放電容器が構成される、透光性の誘電材料であるガラスよりなる直管状のガラス管22を備え、ガラス管22の内周面の全域に、蛍光体膜21が形成されている。当該ガラス管22の外周面上には、ガラス管22を挟んで離間する一対の帯状の外部電極24,24が、ガラス管22の管軸方向に沿って配設されると共に、ガラス管22の内部空間である放電空間Sには、希ガスよりなる発光ガスが封入されている。
図3において、26,26は、外部電極24,24に電気的に接続される図示しない給電部以外を被覆する保護膜であって、例えばガラスペーストを焼成することにより、形成されるものである。
【0034】
蛍光体膜21は、短波長域の光を放射する第1の蛍光体層21A、中間波長域の光を放射する第2の蛍光体層21Bおよび長波長域の光を放射する第3の蛍光体層21Cの3層を有する。これらの第1の蛍光体層21A、第2の蛍光体層21Bおよび第3の蛍光体層21Cは、それぞれ、第1の実施の形態に係る第1の蛍光体層11A、第2の蛍光体層11Bおよび第3の蛍光体層11Cと同様の波長特性を有するものである。
そして、蛍光体膜21は、これらの3層が、第3の蛍光体層21Cからの蛍光が第2の蛍光体層21Bおよび第1の蛍光体層21Aを通過して外部に出射されると共に、第2の蛍光体層21Bからの蛍光が第1の蛍光体層21Aを通過して外部に出射される状態、具体的には、ガラス管22の内周面上に、第1の蛍光体層21A、第2の蛍光体層21B、第3の蛍光体層21Cの順に積層された状態とされている。
【0035】
短波長域の光を放射する第1の蛍光体層21Aを構成する蛍光体材料、中間波長域の光を放射する第2の蛍光体層21Bを構成する蛍光体材料、長波長域の光を放射する第3の蛍光体層21Cを構成する蛍光体材料としては、それぞれ第1の実施の形態において挙げた材料と同じものを用いることができる。
【0036】
第1の蛍光体層21Aの厚みは、例えば3〜10μmとされる。
また、第2の蛍光体層21Bの厚みは、例えば1〜5μmとされる。
また、第3の蛍光体層21Cの厚みは、例えば1〜5μmとされる。
さらに、これらの第1の蛍光体層21A、第2の蛍光体層21Bおよび第3の蛍光体層21Cが積層された蛍光体膜21は、厚みが例えば15〜20μmとされる。
【0037】
〔蛍光体膜の形成方法〕
このような蛍光体膜21は、具体的には、第1の蛍光体層21Aを形成すべき蛍光体材料をガラス管22の内周面上に塗布、乾燥させて第1の蛍光体層21Aとなる塗布層を形成し、これの上に第2の蛍光体層21Bを形成すべき蛍光体材料を塗布、乾燥させて第2の蛍光体層21Bとなる塗布層を形成し、さらにこれの上に第3の蛍光体層21Cを形成すべき蛍光体材料を塗布、乾燥させて第3の蛍光体層21Cとなる塗布層を形成した後、焼成することにより、形成することができる。
【0038】
ガラス管22を構成する材料、外部電極を構成する材料、ガラス管22の内部に封入される希ガス(封入ガス)としては、第1の実施の形態において挙げたものと同じものを用いることができる。
【0039】
この外部電極型蛍光ランプ20においては、一対の外部電極間に高周波電圧が印加されると、誘電材料からなるガラス管22を介して放電空間S内にエキシマ放電が発生し、このエキシマ放電により真空紫外光が発生する。
この真空紫外光によって蛍光体膜21を構成する第1の蛍光体層21A、第2の蛍光体層21Bおよび第3の蛍光体層21Cが励起され、それぞれ、波長域λ1 (a)、波長域λ1 (b)、波長域λ1 (c)の蛍光が発光される。
そして、第1の蛍光体層21Aにおいて発光された光は、ガラス管22を介して外部電極型蛍光ランプ20から出射され、第2の蛍光体層21Bにおいて発光された光は、第1の蛍光体層21Aを通過してガラス管22を介して外部電極型蛍光ランプ20から出射され、さらに、第3の蛍光体層21Cにおいて発光された光は、第2の蛍光体層21Bおよび第1の蛍光体層21Aをこの順に通過し、ガラス管22を介して外部電極型蛍光ランプ20から出射され、これにより、外部電極型蛍光ランプ20から、周方向に所期の連続スペクトル光が出射される。
【0040】
以上のような外部電極型蛍光ランプ20によれば、第1の実施の形態に係る外部電極型蛍光ランプ10と同様の効果を得ることができる。
【0041】
本発明の第2の実施の形態における外部電極型蛍光ランプ20においては、上記の実施の形態に限られず、種々の変更を加えることができる。
例えば、この外部電極型蛍光ランプ20の蛍光体膜21は、短波長域の光を放射する第1の蛍光体層21A、中間波長域の光を放射する第2の蛍光体層21Bおよび長波長域の光を放射する第3の蛍光体層21Cが積層された3層構成のものに限定されず、互いに異なる波長域の光を放射する2層の蛍光体層が積層されてなるものであってもよい。このような構成の蛍光体膜を有する外部電極型蛍光ランプにおいては、当該蛍光体膜における2層の蛍光体層のうち、短波長域の光を放射する蛍光体層が、長波長域の光を放射する蛍光体層よりもガラス管側に積層されるよう、構成されていればよい。
【実施例】
【0042】
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0043】
<実施例1>
図1に示す構成に従って、本発明に係る外部電極型蛍光ランプ(10)を作製した。
すなわち、まず、下記の第1の蛍光体層(11A)に係る蛍光体材料を、ニトロセルロース入りの酢酸ブチルと混合して、スラリー〔A〕を調製した。同様にして、それぞれ、下記の第2の蛍光体層(11B)に係る蛍光体材料、下記の第3の蛍光体層(11C)に係る蛍光体材料を用いてスラリー〔B〕、〔C〕を調製した。
次いで、ガラス管(12)の内周面に、スラリー〔C〕を塗布、乾燥させ、このスラリー〔C〕に係る塗布層上にスラリー〔B〕を塗布、乾燥させ、さらにスラリー〔B〕に係る塗布層上にスラリー〔A〕を塗布、乾燥させて3つの塗布層の積層体を形成し、アパーチャ部(19)となる部分を切り取って除去した後、約700〜1000℃で焼成することにより蛍光体膜(11)を形成し、ガラス管(12)の外周面に外部電極(14,14)を印刷、焼成した後、保護膜(16,16)を印刷、焼成し、ガラス管(12)の端部を閉じ、600℃程度で加熱排気後、封入ガスを導入し封じ切り、端子板を外部電極(14)の端部にハンダにより接続し、端子板にリード線をハンダ付けすることにより、外部電極型蛍光ランプ(10)を作製した。
この外部電極型蛍光ランプ(10)から得られる光のスペクトルを測定した。結果を図4に示す。
【0044】
この外部電極型蛍光ランプの具体的な構成は次の通りである。
[1]ガラス管(12):材質;石英ガラス、外径;φ10mm、全長;450mm、肉厚;0.5mm
[2]蛍光体膜(11):厚み;30μm、アパーチャ部;70°±10°
[3]第1の蛍光体層(11A):
・蛍光体材料;YPO4 :Nd、LaPO4 :Pr、YPO4 :Pr(質量比1:1:1)
・励起に係る波長域:100〜180nm
・蛍光発光に係る波長域:180〜300nm
[4]第2の蛍光体層(11B):
・蛍光体材料;LaPO4 :Ce、Ce0.8 (Mg0.8 ,Ba0.1 )Al11O18.6(質量比1:1)
・励起に係る波長域:100〜280nm
・蛍光発光に係る波長域:300〜420nm
[5]第3の蛍光体層(11C):
・蛍光体材料;BaMgAl10O17:Eu(BAM)、ZnSiO4 :Mn(質量比1:1)
・励起に係る波長域:100〜380nm
・蛍光発光に係る波長域:400〜800nm
[6]封入ガス:種類;Xeガス、封入圧;50〜500Torr
[7]外部電極:材質;Ag+フリットガラス、幅;4mm、全長;410mm
【0045】
〔比較例1〕
図5に示す構成に従って、比較用の外部電極型蛍光ランプ(30)を作製した。
具体的には、実施例1において、第1の蛍光体層の蛍光体材料、第2の蛍光体層の蛍光体材料および第3の蛍光体層の蛍光体材料(ただし、ZnSiO4 :Mnの代わりにLaPO4 :Tbを使用)をすべて混合したスラリーを塗布して1層構成の蛍光体膜(31)を形成させたことの他は同様にして、図5に示す比較用の外部電極型蛍光ランプ(30)を作製した。なお、図5においては、図1に示す外部電極型蛍光ランプと同一の構成部材には、便宜上、同一の符号が付してある。
この外部電極型蛍光ランプ(30)から得られる光のスペクトルを測定した。結果を図6に示す。
【0046】
図4および図6のスペクトルから明らかなように、蛍光体材料をすべて混合した構成を有する外部電極型蛍光ランプ(30)においては、本発明の外部電極型蛍光ランプ(10)に比べて、紫外域の発光強度が低いことがわかる。これは、紫外光を放射する蛍光体が、当該紫外光を励起光とする他の蛍光体と混合されているためにこれに吸収されてしまったためと考えられる。
【0047】
<実施例2>
実施例1において、第1の蛍光体層(11A)を形成させなかったことの他は同様にして、外部電極型蛍光ランプを作製した。
すなわち、まず、下記の第2の蛍光体層に係る蛍光体材料を、ニトロセルロース入りの酢酸ブチルと混合して、スラリー〔B〕を調製した。同様にして、下記の第3の蛍光体層に係る蛍光体材料を用いてスラリー〔C〕を調製した。
次いで、ガラス管の内周面に、スラリー〔C〕を塗布、乾燥させ、このスラリー〔C〕に係る塗布層上にスラリー〔B〕を塗布、乾燥させて2つの塗布層の積層体を形成し、アパーチャ部となる部分を切り取って除去した後、約700〜1000℃で焼成することにより蛍光体膜を形成し、ガラス管の外周面に外部電極を印刷、焼成した後、保護膜を印刷、焼成し、ガラス管の端部を閉じ、600℃程度で加熱排気後、封入ガスを導入し封じ切り、端子板を外部電極の端部にハンダにより接続し、端子板にリード線をハンダ付けすることにより、外部電極型蛍光ランプを作製した。
【0048】
この外部電極型蛍光ランプの具体的な構成は次の通りである。
[1]ガラス管:材質;石英ガラス、外径;φ10mm、全長;450mm、肉厚;0.5mm
[2]蛍光体膜:厚み;30μm、アパーチャ部;70°±10°
[3]第2の蛍光体層:
・蛍光体材料;LaPO4 :Ce、Ce0.8 (Mg0.8 ,Ba0.1 )Al11O18.6(質量比1:1)
・励起に係る波長域:100〜280nm
・蛍光発光に係る波長域:300〜420nm
[4]第3の蛍光体層:
・蛍光体材料;BaMgAl10O17:Eu(BAM)、ZnSiO4 :Mn(質量比1:1)
・励起に係る波長域:100〜380nm
・蛍光発光に係る波長域:400〜800nm
[5]封入ガス:種類;Xeガス、封入圧;50〜500Torr
[6]外部電極:材質;Ag+フリットガラス、幅;4mm、全長;410mm
【0049】
以上のような外部電極型蛍光ランプに得られる光のスペクトルを測定したところ、所期の波長域において所望の強度分布を有する連続スペクトル光が得られることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【0050】
本発明の外部電極型蛍光ランプは、分光光度計の標準光源として有用である。
【符号の説明】
【0051】
10 外部電極型蛍光ランプ
11 蛍光体膜
11A 第1の蛍光体層
11B 第2の蛍光体層
11C 第3の蛍光体層
12 ガラス管
14 外部電極
16 保護膜
19 アパーチャ部
20 外部電極型蛍光ランプ
21 蛍光体膜
21A 第1の蛍光体層
21B 第2の蛍光体層
21C 第3の蛍光体層
22 ガラス管
24 外部電極
26 保護膜
30 外部電極型蛍光ランプ
31 蛍光体膜
S 放電空間
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも紫外域から可視域にわたる波長域の連続スペクトル光を放射する蛍光体膜が設けられてなる外部電極型蛍光ランプであって、
前記蛍光体膜が、波長域λ0 (a)の光で励起されて波長域λ1 (a)の光を放射する第1の蛍光体層と、波長域λ1 (a)の少なくとも一部を含む波長域λ0 (b)の光で励起されて波長域λ1 (b)の光を放射する第2の蛍光体層とを含み、
前記蛍光体膜において、前記第1の蛍光体層および前記第2の蛍光体層が、当該第2の蛍光体層から放射される蛍光が前記第1の蛍光体層を通過して外部に出射される状態に積層されていることを特徴とする外部電極型蛍光ランプ。
【請求項2】
少なくとも紫外域から可視域にわたる波長域の連続スペクトル光を放射する蛍光体膜が設けられてなる外部電極型蛍光ランプであって、
前記蛍光体膜が、波長域λ0 (a)の光で励起されて波長域λ1 (a)の光を放射する第1の蛍光体層と、波長域λ1 (a)の少なくとも一部を含む波長域λ0 (b)の光で励起されて波長域λ1 (b)の光を放射する第2の蛍光体層と、波長域λ1 (b)の少なくとも一部を含む波長域λ0 (c)の光で励起されて波長域λ1 (c)の光を放射する第3の蛍光体層とを含み、
前記蛍光体膜において、前記第1の蛍光体層、前記第2の蛍光体層および前記第3の蛍光体層が、当該第3の蛍光体層から放射される蛍光が前記第2の蛍光体層を通過して外部に出射されると共に、当該第2の蛍光体層から放射される蛍光が前記第1の蛍光体層を通過して外部に出射される状態に積層されていることを特徴とする外部電極型蛍光ランプ。
【請求項3】
前記蛍光体膜が、放電容器を構成するガラス管の内周面全域に形成されてなり、
当該蛍光体膜においては、前記第1の蛍光体層が、前記第2の蛍光体層よりもガラス管側に位置されるよう積層されていることを特徴とする請求項1に記載の外部電極型蛍光ランプ。
【請求項4】
前記蛍光体膜が、放電容器を構成するガラス管の内周面全域に形成されてなり、
当該蛍光体膜においては、前記第1の蛍光体層が前記第2の蛍光体層よりもガラス管側に位置され、かつ、当該第2の蛍光体層が前記第3の蛍光体層よりもガラス管側に位置されるよう積層されていることを特徴とする請求項2に記載の外部電極型蛍光ランプ。
【請求項5】
前記蛍光体膜は、厚みが15〜20μmであることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の外部電極型蛍光ランプ。
【請求項6】
前記蛍光体膜が、放電容器を構成するガラス管の内周面の一部領域に形成され、当該ガラス管の内周面における蛍光体膜が形成されていないアパーチャ部から光が出射され、
当該蛍光体膜においては、前記第2の蛍光体層が、前記第1の蛍光体層よりもガラス管側に位置されるよう積層されていることを特徴とする請求項1に記載の外部電極型蛍光ランプ。
【請求項7】
前記蛍光体膜が、放電容器を構成するガラス管の内周面の一部領域に形成され、当該ガラス管の内周面における蛍光体膜が形成されていないアパーチャ部から光が出射され、
当該蛍光体膜において、前記第3の蛍光体層が前記第2の蛍光体層よりもガラス管側に位置され、かつ、当該第2の蛍光体層が前記第1の蛍光体層よりもガラス管側に位置されるよう積層されていることを特徴とする請求項2に記載の外部電極型蛍光ランプ。
【請求項8】
前記蛍光体膜は、厚みが20〜60μmであることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の外部電極型蛍光ランプ。
【請求項1】
少なくとも紫外域から可視域にわたる波長域の連続スペクトル光を放射する蛍光体膜が設けられてなる外部電極型蛍光ランプであって、
前記蛍光体膜が、波長域λ0 (a)の光で励起されて波長域λ1 (a)の光を放射する第1の蛍光体層と、波長域λ1 (a)の少なくとも一部を含む波長域λ0 (b)の光で励起されて波長域λ1 (b)の光を放射する第2の蛍光体層とを含み、
前記蛍光体膜において、前記第1の蛍光体層および前記第2の蛍光体層が、当該第2の蛍光体層から放射される蛍光が前記第1の蛍光体層を通過して外部に出射される状態に積層されていることを特徴とする外部電極型蛍光ランプ。
【請求項2】
少なくとも紫外域から可視域にわたる波長域の連続スペクトル光を放射する蛍光体膜が設けられてなる外部電極型蛍光ランプであって、
前記蛍光体膜が、波長域λ0 (a)の光で励起されて波長域λ1 (a)の光を放射する第1の蛍光体層と、波長域λ1 (a)の少なくとも一部を含む波長域λ0 (b)の光で励起されて波長域λ1 (b)の光を放射する第2の蛍光体層と、波長域λ1 (b)の少なくとも一部を含む波長域λ0 (c)の光で励起されて波長域λ1 (c)の光を放射する第3の蛍光体層とを含み、
前記蛍光体膜において、前記第1の蛍光体層、前記第2の蛍光体層および前記第3の蛍光体層が、当該第3の蛍光体層から放射される蛍光が前記第2の蛍光体層を通過して外部に出射されると共に、当該第2の蛍光体層から放射される蛍光が前記第1の蛍光体層を通過して外部に出射される状態に積層されていることを特徴とする外部電極型蛍光ランプ。
【請求項3】
前記蛍光体膜が、放電容器を構成するガラス管の内周面全域に形成されてなり、
当該蛍光体膜においては、前記第1の蛍光体層が、前記第2の蛍光体層よりもガラス管側に位置されるよう積層されていることを特徴とする請求項1に記載の外部電極型蛍光ランプ。
【請求項4】
前記蛍光体膜が、放電容器を構成するガラス管の内周面全域に形成されてなり、
当該蛍光体膜においては、前記第1の蛍光体層が前記第2の蛍光体層よりもガラス管側に位置され、かつ、当該第2の蛍光体層が前記第3の蛍光体層よりもガラス管側に位置されるよう積層されていることを特徴とする請求項2に記載の外部電極型蛍光ランプ。
【請求項5】
前記蛍光体膜は、厚みが15〜20μmであることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の外部電極型蛍光ランプ。
【請求項6】
前記蛍光体膜が、放電容器を構成するガラス管の内周面の一部領域に形成され、当該ガラス管の内周面における蛍光体膜が形成されていないアパーチャ部から光が出射され、
当該蛍光体膜においては、前記第2の蛍光体層が、前記第1の蛍光体層よりもガラス管側に位置されるよう積層されていることを特徴とする請求項1に記載の外部電極型蛍光ランプ。
【請求項7】
前記蛍光体膜が、放電容器を構成するガラス管の内周面の一部領域に形成され、当該ガラス管の内周面における蛍光体膜が形成されていないアパーチャ部から光が出射され、
当該蛍光体膜において、前記第3の蛍光体層が前記第2の蛍光体層よりもガラス管側に位置され、かつ、当該第2の蛍光体層が前記第1の蛍光体層よりもガラス管側に位置されるよう積層されていることを特徴とする請求項2に記載の外部電極型蛍光ランプ。
【請求項8】
前記蛍光体膜は、厚みが20〜60μmであることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の外部電極型蛍光ランプ。
【図1】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図2】
【公開番号】特開2012−174624(P2012−174624A)
【公開日】平成24年9月10日(2012.9.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−37856(P2011−37856)
【出願日】平成23年2月24日(2011.2.24)
【出願人】(000102212)ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年9月10日(2012.9.10)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年2月24日(2011.2.24)
【出願人】(000102212)ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Fターム(参考)】
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