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JPS6241379B2 - - Google Patents
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JPS6241379B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6241379B2
JPS6241379B2 JP53009040A JP904078A JPS6241379B2 JP S6241379 B2 JPS6241379 B2 JP S6241379B2 JP 53009040 A JP53009040 A JP 53009040A JP 904078 A JP904078 A JP 904078A JP S6241379 B2 JPS6241379 B2 JP S6241379B2
Authority
JP
Japan
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layer
phosphor
titanium oxide
fluorescent lamp
amount
Prior art date
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Expired
Application number
JP53009040A
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English (en)
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JPS54102071A (en
Inventor
Katsuo Murakami
Hiroshi Ito
Yoshinori Anzai
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は紫外線の放射を最少にとどめたいわ
ゆる無紫外線けい光ランプに関するものである。
公知の無紫外線けい光ランプは、第1図のよう
に酸化チタンを紫外線を吸収し可視光を反射する
物質としてガラス管球壁内面に第1の層として塗
布し、その上に発光性材料としてけい光体を第2
層以上の層として塗布したものがあつた。すなわ
ち、第1の層によつて313nmや365nmの水銀輝線
およびけい光体層から1部放射される紫外線を吸
収し遮断してしまうものである。
しかし、これらの従来の無紫外線けい光ランプ
は、以下の欠点を有していた。第1の層が第2
層以上の層(けい光体層)を通過した紫外線及び
第2の層以上の層から発せられる可視光を少なか
らず吸収するのでエネルギーの損失が大きく発光
効率が低い。第1の層に用いる酸化チタンが点
灯中変色し、光束の下落が大きい。第1の層に
用いる酸化チタンに吸蔵される不純ガスがランプ
内に持込まれるので放電がうねるように動く現象
がおき易く、また始動電圧が高くなり易い、等の
欠点がある。
この発明は上記欠点を改善し、生産性を向上さ
せ得る無紫外線けい光ランプを提供することを目
的とする。
この発明の発明者等は種々の実験の結果、可視
光線を反射し、紫外線を吸収する物質を酸化チタ
ンとするとともに、この酸化チタンを1.2mg/cm2
未満の付着量で形成した層上に、下記化学組成式
で定義されるアルカリ土類金属ホウ燐酸塩けい光
体を発光材料の少なくとも1つとして使用する
と、上記欠点の原因となつていた酸化チタンの使
用量を最小にとどめることができ、その結果上記
欠点を改善できることをつきとめた。
ここに上記アルカリ土類金属ホウ燐酸けい光体
は、この発明の発明者等の1部が先に未公開の特
許出願において提案したものであり、 m(Sr1−x−y−p Bax Cay EupO)・(1−n)P2O5・nB2O3 (ただし0≦x≦0.5、0≦y≦0.2、0.001≦p
≦0.15 1.75≦m≦2.30、0.05≦n≦0.23である)
で定義されるものである。このけい光体は紫外線
のみならず可視青色光の励起によつても青緑色に
発光し、けい光ランプに使用した場合、従来の青
色けい光体のアンチモン付活ハロ燐酸カルシウム
けい光体よりも著しく高い発光効率を示す。ま
た、ランプ点灯中の光束の下落も少ないという特
徴を有する。
このホウ燐酸塩けい光体は、母体結晶中のアル
カリ土類金属としてストロンチウムのみを含有す
るとき、発光ピークは約480nmにあり、所定量の
バリウムを含有するとき発光ピークは約490nmへ
と少し長波長側に移動する。カルシウムを含有さ
れた場合はその含有量が上記限定範囲内ならば発
光ピークの移動はわずかしか認められない。
アルカリ土類金属のバリウムとカルシウムの含
有量は前記限定範囲内とすることができるが、一
般に発光出力の面から最良の結果はストロンチウ
ムのみかあるいはごく少量のバリウムまたは(お
よび)カルシウムを含有する場合に得られる。こ
れはバリウムまたは(および)カルシウムの含有
増加とともに発光出力が除々に減少するからであ
る。またバリウム含量はxの値で0.5を、カルシ
ウムの含量はyの値で0.2を超えてはならない。
これはこれらの値を超えると発光出力の低下が大
きくなるからである。
ユーロピウム含量のpは0.001≦p≦0.15とな
るように選ばれる。この理由はこうすると発光出
力の大きいけい光体が得られるからである。pの
値は0.005〜0.05の時発光出力が極めて大きくな
るのでこの範囲内の値は特に好ましい。
mおよびnの値は1.75≦m≦2.30、0.05≦n≦
0.23とするべきである。これはこの範囲外では発
光出力が小さくなるからである。発光出力の最大
はmが1.90〜2.10、nが0.14〜0.18のとき得られ
るのでこの範囲内の値は特に好適である。
以上説明したホウ燐酸塩けい光体は次のように
して製造できる。例えば出発原料としてアルカリ
土類金属の炭酸塩や燐酸塩、ホウ酸、ユーロピウ
ムの酸化物等を所定量混合しN2+H2のような還
元性気圏内で約1000〜1200℃の温度にて焼成すれ
ば得られる。例えばSrHPO4 1.68モル、SrCO3
0.28モル、H3BO3 0.32モル、Eu2O3 0.02モルを
出発原料としたけい光体は極めて好適な化学組成 2(Sr0.98 Eu0.02O)・0.84P2O5・0.16B2O3 を満足するものである。
なお、このホウ燐酸塩けい光体は母体結晶中に
Be、Mg、Zn、Cd、Mn、Sc、Y、La、Ce、
Tb、Pb、Ga、Al、Si、Zv、Ge、S等の元素は
少量であれば含有していても良い。しかしその含
有量がアルカリ土類金属、ユーロピウム、燐およ
びホウ素の総元素数に対して0.5〜5%(元素の
種類によつて異なる)を超えると発光強度の低下
等悪影響が出るので望ましくないことを確めた。
以下この発明を表および図を参照して説明す
る。
第2図に上記ホウ燐酸塩けい光体の反射スペク
トルを従来紫外線吸収物質として用いられた4価
マンガン付活の赤色けい光体および酸化チタンと
比較して示した。このけい光体が約440nm以下の
波長域の紫外線および可視青色光を吸収すること
が判る。すなわちこのけい光体の使用は従来の無
紫外線けい光ランプに用いられていた酸化チタン
と同じ役割をはたす。しかもホウ燐酸塩けい光体
は約330〜420nmの強い水銀輝線(365nm、
405nm)の存在する位置でより強い吸収作用を有
しているので有利である。
第3図に上記ホウ燐酸塩けい光体を酸化チタン
を用いないでガラス管に直接塗布して作つたけい
光ランプの紫外部(300〜400nm)の分光分布を
示す。比較のため300〜400nmの紫外部でほとん
ど吸収を示さない既知の代表的青色けい光体であ
るアンチモン付活ハロ燐酸カルシウムを用いて作
つたけい光ランプの分光分布を同一尺度で示す。
両曲線の発光強度は直接比較できる。またHgは
水銀輝線を表わす。この発明で用いられるホウ燐
酸塩けい光体は紫外線吸収物質を使用しなくと
も、紫外線の放射をかなり少なくする作用を有す
ることが判る。
以上説明したホウ燐酸塩けい光体の紫外線制御
効果のため、このけい光体を使用することによつ
て酸化チタンのけい光ランプの諸特性に前述のよ
うな悪影響を及ぼす使用量を最高約1/6程度まで
減少せしめても紫外線を放射しないけい光ランプ
が製造できることが判つた。
以下実施例によつてこの発明を説明する。
実施例 粒径約0.05μの酸化チタンをガラス管内面に
0.51mg/cm2の付着量にて塗布し焼付けし、次いで
次のけい光体 2(Sr0.98 Eu0.02O)・0.84P2O5・0.16B2O3 46g (Sr、Mg)3(PO42:Sn 48g Zn2SiO4:Mn 1g Ca10(PO46(F、Cl)2:Sb、Mn(6100K)
5g を混合し、4.5mg/cm2の付着量で塗布し焼付けし
て、少量の水銀と希ガスを封入し口金を付けて管
径32mmの40ワツト直管形けい光ランプを作つた。
このランプは平均演色評価数Raが98を示す色温
度5000Kの高演色性けい光ランプである。得られ
たけい光ランプの紫外線(300〜390nm)を測定
したところ全く検出できなかつた。
このランプの分光分布を第4図に示す。このラ
ンプの特性は、発光効率62lm/W.1000時間にお
ける光束維持率92%であり、酸化チタンを塗布し
ない普通のけい光ランプと比べて発光効率で
1lm/W、光束維持率で1%下がつただけだつ
た。すなわち、効率及び光束維持率に与える悪影
響はわずかであつた。
比較すべき従来例は次のようであつた。すなわ
ち、上記けい光体のうちホウ燐酸塩けい光体を従
来の青色けい光体アンチモン付活ハロ燐酸カルシ
ウムで置き換えて作つたけい光ランプは紫外線が
検出されないようにするには、酸化チタンを1.2
mg/cm2以上の付着量で塗布することが必要であつ
た。そのため酸化チタンを塗布しないけい光ラン
プと比べて発光効率は3lm/W低く、1000時間に
おける光束維持率は4%も低くかつた。
またこの発明によるけい光ランプの放電がうね
るように動く現象の発生率は1/100であり、比較
すべき従来例の酸化チタンが多く付着したけい光
ランプのそれは5/100であつた。
さらに、この発明のけい光ランプの始動電圧は
酸化チタンを塗布しないけい光ランプと変らなか
つたのに対し、従来例の酸化チタンが多く付着し
たけい光ランプのそれは酸化チタンを塗布しない
けい光ランプに比べて約4V高かつた。
この発明においては上記ホウ燐酸塩けい光体の
使用量が多いほど、酸化チタンの使用量を減少さ
せうることは以上の説明によつて理解できよう。
またホウ燐酸塩けい光体を含有する発光層を第
2層以上の層として複数層にしても同様な効果が
得られることを確認した。さらにこの発明で用い
られるホウ燐酸塩けい光体は、前記化学組成式に
合致するものであれば、第2図と略類似の反射ス
ペクトルを示すので、同様に使用できることを確
めた。
以上説明したようにこの発明は、可視光を反射
し、紫外線を吸収する物質を酸化チタンとすると
ともに、この酸化チタンを1.2mg/cm2未満の付着
量で層を形成し、この層上に新規なホウ燐酸塩け
い光体を発光性材料の1部として用いたので、紫
外線けい光ランプの諸特性に悪い影響を与える酸
化チタン等の紫外線吸収物質を減少させ得、その
結果前記従来の紫外線けい光ランプの欠点、すな
わち、発光効率低下、光束の下落、放電のうねり
および始動電圧の上昇を改善できることを教える
ものであり、さらに酸化チタン層の剥離を防止し
つつ、けい光体層の形成を容易にし、生産性を向
上できる利点もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は無紫外線けい光ランプの断面図、第2
図は紫外線吸収物質およびけい光体の反射スペク
トルを示した図、第3図はこの発明に用いられる
けい光体のけい光ランプにおける紫外線吸収効果
を既知のけい光体と比較して示す図、第4図はこ
の発明の実施例のけい光ランプの分光分布を示す
図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ガラス管球壁内面に可視光線を反射し、紫外
    線を吸収する物質から成る第1の層を形成し、そ
    の上に可視波長範囲で発光するけい光体を主成分
    として含む発光層を第2層以上の層として形成し
    たけい光ランプにおいて、上記第1の層の物質を
    酸化チタンとし、かつその付着量を1.2mg/cm2
    満とするとともに、上記第2層以上の層に下記化
    学組成式で定義されるアルカリ土類金属ホウ燐酸
    塩けい光体を少なくとも含有させたことを特徴と
    するけい光ランプ。 m(Sr1−x−y−p Bax Cay EupO)・(1−n)・P2O5・nB2O3 ただし0≦x≦0.5、0≦y≦0.2、0.001≦p≦
    0.15、1.75≦m≦2.30、0.05≦n≦0.23であるも
    のとする。
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