JPH0576982B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、少なくとも２種の蛍光体の混合物を
使用することによつて良好な演色性と共に大きい
光出力を生み出すような蛍光ランプに関するもの
である。更に詳しく言えば本発明は、蛍光ランプ
において現在使用されている従来の蛍光体成分の
代りに使用した場合、上記のごとき所望の結果を
もたらすような少なくとも２種の特定の蛍光体か
ら成る混合物に関する。

現在、蛍光ランプにおいて良好な演色性と共に
効率の良い照明を達成するためには、それぞれに
赤色、青色または緑色発光を生じるような３種の
狭帯域発光蛍光体の様々な混合物が使用されてい
る。たとえば、米国特許第3937998号明細書中に
は、低圧水銀ランプにおいて有用であることが判
明した上記蛍光体の混合物が開示されている。こ
の場合、青色発光蛍光体は約430nmから約490nm
までの波長範囲内の発光帯域を示し、赤色発光蛍
光体は約590nmから約630nmまでの波長範囲内の
発光帯域を示し、かつ緑色発光蛍光体は約520nm
から約565nmまでの波長範囲内の発光帯域を示
し、そしてこれらの混合物は効率の良い白色照明
をもたらす。また、米国特許第4088923号明細書
中には、蛍光ランプにおける二層蛍光体被膜の上
層として上記の蛍光体混合物を使用することによ
り、これらの比較的高価な蛍光体の原価を低減さ
せ得ることが開示されている。更に詳しく述べれ
ば、このような三元蛍光体混合物の薄層を従来の
カルシウムハロアパタイト蛍光体の表面上に配置
することにより、蛍光体被膜全体の原価を大幅に
節減しながら良好な演色性と共に大きな光出力を
得ることができるのである。

この種の蛍光体混合物中にはまた、上記の高価
な蛍光体に比べて安価なその他各種の狭帯域発光
蛍光体を使用することもできる。たとえば、米国
特許第4423349号明細書中には、上記蛍光体混合
物中のテルビウムーセリウム活性化アルミン酸マ
グネシウム蛍光体成分の安価な代用品として、緑
色発光性のテルビウム活性化オルトリン酸セリウ
ムランタンが蛍光体開示されている。同様に、蛍
光ランプにおいて効率の良い白色照明を得るため
に使用される別種の蛍光体混合物中の狭帯域青色
発光蛍光体成分として、ユウロピウム活性化アル
ミン酸マグネシウムバリウム蛍光体の代りに安価
なユウロピウム活性化ストロンチウムクロロアパ
タイト蛍光体を使用することもできる。詳しく述
べれば、この種の蛍光体被膜は米国特許第
4075532号明細書中に開示されている。この場合
の改良された蛍光体被膜は、平均波長が可視スペ
クトルの黄色部分に位置するような比較的広い発
光スペクトルを有する第１の蛍光体と、可視スペ
クトルの青色部分に比較的狭い発光スペクトルを
有する第２の蛍光体とを混合して成るものであつ
て、かかる第１および第２の蛍光体は視感度効率
の向上が得られるように予め選定された比率で均
一に混合されるのである。

さて本発明の主たる目的は、現行の蛍光体を用
いた場合に比べて勝るとも劣らない効率の良い発
光を生み出し得るなお一層安価な蛍光ランプ用蛍
光体混合物を提供することにある。

また、蛍光ランプにおいて同等以上の光出力お
よび良好な演色性を持つた白色発光を生み出す新
規かつ安価な蛍光体混合物を提供することも本発
明の重要な目的である。

本発明のその他の目的は、以下の詳細な説明を
考察すれば当業者には自ら明らかとなろう。

発明の概要 このたび、特定のテルビウム活性化オルトリン
酸セリウムランタン蛍光体と特定のユウロピウム
活性化酸化イツトリウム蛍光体との混合物を蛍光
ランプにおいて使用すれば、従来の蛍光体混合物
を用いた場合よりも高い視感度効率の得られるこ
とが見出された。上記のごとき特定のテルビウム
活性化オルトリン酸セリウムランタン蛍光体とは
一般式 La_1-x-yCe_xTb_yPO₄ （式中、ｘは0.05〜0.60の概略範囲内の値であ
り、またｙは0.05〜0.20の概略範囲内の値であ
る）で表わされるものであり、また上記のごとき
特定のユウロピウム活性化酸化イツトリウム蛍光
体とは一般式 （Y_1-aEu_a）₂O₃ （式中、ａは0.015〜0.040の概略範囲内の値で
ある）で表わされるものである。これらの蛍光体
成分を所定の比率で混合し、そして放電の結果と
して青色発光を生じるような高出力形の蛍光ラン
プにおいて使用すれば、白色照明を得ることがで
きる。とは言え、好適な実施の態様に従えば、上
記の蛍光体混合物と共に第３の狭帯域青色発光蛍
光体成分が併用され、それによつて従来の蛍光体
混合物を用いた場合よりも高い視感度効率の白色
発光が生み出される。

本発明の特に好適な実施の態様に従えば、従来
のカルシウムハロアパタイト蛍光体を基層とする
二層蛍光体被膜の上層として三次蛍光体混合物が
使用される。更に詳しく述べれば、この場合の上
層を成す三元蛍光体混合物が蛍光体被膜全体の約
２〜24（重量）％を占めるようにすると、全体と
して一層安価な蛍光体被膜を得ることができるの
である。なお、上層を成す三元蛍光体混合物の重
量比率を増加させるほど演色性は向上する。代表
的な40ワツト形のＴ−12蛍光ランプにおいては、
青色発光蛍光体成分として約５（重量）％のユウ
ロピウム活性化クロロリン酸ストロンチウムカル
シウムバリウムを、緑色発光蛍光体成分として約
27.5（重量）％の上記テルビウム活性化オルトリ
ン酸セリウムランタンを、かつ赤色発光蛍光体成
分として約67.5（重量）％の上記ユウロピウム活
性化酸化イツトリウム蛍光体を含有する三元蛍光
体混合物の上層を用いれば、3000〓の色度点にお
ける白色照明が得られる。また、13.0（重量）％
の青色発光蛍光体成分、35.5（重量）％の緑色発
光蛍光体成分、および51.5（重量）％の赤色発光
蛍光体成分から成る本発明の代表的な三元蛍光体
混合物を上層として使用すれば、4000〓の色度点
を有する蛍光ランプを得ることもできる。意外な
ことには、本発明の蛍光体混合物中の赤色発光蛍
光体成分および緑色発光蛍光体成分はいずれも取
つて代わられた蛍光体成分より低い輝度を示すに
もかかわらず、上記の代表的な蛍光ランプは従来
の三元蛍光体混合物を用いた二層被膜蛍光ランプ
よりも大きい光出力を生じるのである。

好適な実施の態様の説明 添付の図面を見ると、円形の横断面を有するソ
ーダ石灰ケイ酸塩ガラス製の細長いガラス管２を
含む代表的な蛍光ランプ１が示されている。かか
る蛍光ランプ内における低圧水銀放電手段とし
て、ガラス管２の両端には通常の電極構造物３が
具備されている。電極構造物３に接続された導入
線４および５はガラスステム７のつまみシール部
６を貫通し、そして密封ガラス管の両端に固定さ
れた口金８の電気接点に達している。密封ガラス
管内に存在する放電持続用の封入物は、低圧の不
活性ガス（たとえば、アルゴンまたはアルゴンと
他の希ガスとの混合物）と、低圧方式のランプ動
作をもたらすような少量の水銀とから成つてい
る。ガラス管の内面には蛍光体基層９が付着して
いるが、これは所望の色度点における白色照明を
もたらすような従来のアンチモン−マンガン活性
化カルシウムハロアパタイト蛍光体から成つてい
ればよい。かかる蛍光体基層９の表面上には、本
発明の三元蛍光体混合物から成る上層１０が配置
されている。なお、蛍光体被膜全体の原価を低減
させるためには、かかる三元蛍光体混合物の上層
１０を上記のごとき重量比率で使用すればよい。
本発明の改良された三元蛍光体混合物を更に例示
するための実施例として、公知のF40T12WM形
構造を持つた上記のごとき蛍光ランプを作製し、
そして従来の蛍光体を用いた同じ構造の蛍光ラン
プと比較しながら試験した。いずれの蛍光ランプ
においても、ガラス面に付着した光学的に透明な
酸化スズ導電層が始動補助体として含まれてい
た。

実施例 １ 6.6gの温白色タイプのカルシウムハロアパタイ
ト蛍光体基層上に約0.93gの三元蛍光体混合物か
ら成る上層を配置することにより、3000〓の色度
点を示す本発明の蛍光ランプを作製した。かかる
三元蛍光体混合物は、約５（重量）％の市販青色
発光蛍光体［ナイチア・ケミカル・インダストリ
ーズ（Nichia Chemical Industries）社製の
NP105形蛍光体］、約27.5（重量）％の市販緑色発
光蛍光体［ナイチア・ケミカル・インダストリー
ズ社製のNP220形蛍光体］、および約67.5（重量）
％の（ユウロピウムのモル分率が約0.0275である
ような）ユウロピウム活性化酸化イツトリウム蛍
光体から成つていた。上記の試験用蛍光体ランプ
は、100時間の点灯後において68のCRI値と共に
2857ルーメンの光出力を示した。従来の二層蛍光
体被膜を有する比較用の蛍光ランプにおいては、
約５（重量）％のユウロピウム活性化アルミン酸
マグネシウムバリウム蛍光体、約30（重量）％の
セリウム−テルビウム活性化アルミン酸マグネシ
ウム蛍光体、および約65（重量）％の（ユウロピ
ウム活性体のモル分率が約0.045であるような）
従来のユウロピウム活性化酸化イツトリウム蛍光
体から成る蛍光体混合物が上層として使用され
た。かかる従来の蛍光ランプは、100時間の点灯
後において70のCRI値と共に2858ルーメンの光出
力を示した。

実施例 ２ 本発明に基づく更に別のF40T12WM形蛍光ラ
ンプを作製し、そして従来の蛍光ランプと比較し
ながら試験した。三元蛍光体混合物の上層を更に
高い重量比率で使用した結果、いずれの蛍光ラン
プも4000〓の色度点を示した。本発明の蛍光ラン
プにおいては、約13（重量）％の上記NP105形青
色発光蛍光体、約35.5（重量）％の上記NP220形
緑色発光蛍光体、および約51.5（重量）％の上記
赤色発光蛍光体（すなわち、低ユウロピウム含量
の酸化イツトリウム蛍光体）を含有する三元蛍光
体混合物約2.2gが使用された。かかる三元蛍光体
混合物は、約4.6gの従来の冷白色タイプのカルシ
ウムハロアパタイト蛍光体から成る基層の表面上
に配置された。こうして得られた試験用蛍光ラン
プは、100時間の点灯後において77のCRI値と共
に2978ルーメンの光出力を示した。それに対し、
従来の三元蛍光体混合物（2.6g）から成るより厚
い上層を含んだ従来の蛍光ランプは、80のCRI値
と共に2837ルーメンの光出力を示した。

上記の試験結果に関しては、蛍光ランプにおけ
る光出力およびCRI値が上層として使用される三
元蛍光体混合物の重量比率に依存することに留意
すべきである。最大の原価節減が得られる場合、
すなわち蛍光体被膜全体に対して上層が２〜24
（重量）％の範囲内にある場合、蛍光ランプの性
能特性は上層の重量比率に比例して変化すること
が判明している。詳しく述べれば、光出力および
CRI値はいずれも上層の重量比率に正比例して増
加するものである。なお、三元蛍光体混合物から
成る上層の重量比率がそれよりも高くなると、原
価節減の程度は低くなる。そして重量比率が約40
（重量）％に達するまでに、蛍光ランプの光出力
およびCRI値はいずれも蛍光体被膜が三元蛍光体
混合物のみから成る場合に得られる最大値に近づ
くことになる。ここに記載した観察内容は上記の
試験結果においても明らかであつて、0.93gの三
元蛍光体混合物を用いた本発明の蛍光ランプは
2.2gの三元蛍光体混合物を用いた場合よりも小さ
い光出力およびCRI値を示した。

以上、本発明の実施に際して使用される代表的
な蛍光ランプに関して特定の実施例を示したが、
本発明の精神および範囲から逸脱することなしに
様々な変更を加え得ることは自明であろう。たと
えば、異なる色度点が所望される場合には、本発
明に基づく蛍光体混合物中の蛍光体成分の比率を
上記以外の値に変更すればよい。更にまた、なお
一層の原価節減を達成するため、様々な蛍光ラン
プ用途に応じ本発明に従つて改良された蛍光体被
膜の上層および基層中にその他の成分を導入する
ことも可能である。要するに、本発明の範囲は前
記特許請求の範囲のみによつて規定されることを
理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

図面の第１図は、本発明に基づく二層蛍光体被
膜を用いた低圧水銀放電形の蛍光ランプの部分切
欠き斜視図である。 図中、１は蛍光ランプ、２はガラス管、３は電
極構造物、４および５は導入線、７はガラスステ
ム、８は口金、９は蛍光体基層、そして１０は三
元蛍光体混合物の上層を表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 両端に電極を具備したガラス管、該ガラス管
   内にあつて紫外線を放射する水銀および不活性ガ
   ス封入物、及び前記紫外線の実質的部分を白色の
   可視照明に変換する蛍光体被膜から成る蛍光ラン
   プにおいて、前記被膜が前記ガラス管の内面上に
   付着した第一の蛍光体層および該第一の蛍光体層
   上に付着した第二の蛍光体層の二層から成り、前
   記第一の蛍光体層は所望の白色度点を示すカルシ
   ウムハロアパタイト蛍光体を含み、前記第二の蛍
   光体層は青色発光蛍光体、一般式 La_1-x-yCe_xTb_yPO₄ （式中、ｘは0.05〜0.60の概略範囲内の値であ
   り、またｙは0.05〜0.20の概略範囲内の値であ
   る）で表わされるテルビウムイオン活性化オルト
   リン酸セリウムランタン蛍光体および一般式 （Y_1-aEu_a）₂O₃ （式中、ａは0.015〜0.040の概略範囲内の値で
   ある）で表わされるユウロピウム活性化酸化イツ
   トリウム蛍光体を使用した三元蛍光体混合物を含
   み、前記第二の蛍光体層における前記三つの蛍光
   体層が所望の白色度点を発生する割合で配合され
   ており、その結果、前記蛍光体被膜が蛍光体全体
   の原価を節減しながら従来の同じタイプの蛍光体
   被膜で得られるよりも高い発光効率を与える、こ
   とを特徴とする蛍光ランプ。 ２ 前記蛍光体被膜が更にガラス管の内面上に付
   着した光学的に透明な導電性被膜の下層を含む特
   許請求の範囲第１項に記載の蛍光ランプ。 ３ 前記青色発光蛍光体が、ユウロピウム活性化
   クロロリン酸ストロンチウム、ユウロピウム活性
   化クロロリン酸ストロンチウムカルシウムバリウ
   ム、ユウロピウム活性化アルミン酸マグネシウム
   バリウムおよびそれらの混合物から成る群より選
   ばれる特許請求の範囲第１項記載の蛍光ランプ。 ４ 前記ガラス管が円筒管形のものである特許請
   求の範囲第１項記載の蛍光ランプ。