JPH0713230B2 - セリウム付活リン酸イットリウム蛍光体及び蛍光ランプ - Google Patents
セリウム付活リン酸イットリウム蛍光体及び蛍光ランプInfo
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- JPH0713230B2 JPH0713230B2 JP61107481A JP10748186A JPH0713230B2 JP H0713230 B2 JPH0713230 B2 JP H0713230B2 JP 61107481 A JP61107481 A JP 61107481A JP 10748186 A JP10748186 A JP 10748186A JP H0713230 B2 JPH0713230 B2 JP H0713230B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、紫外線励起によって近紫外線を放射するセ
リウム付活リン酸イットリウム蛍光体、ならびに、この
蛍光体を使用した蛍光ランプに関する。
リウム付活リン酸イットリウム蛍光体、ならびに、この
蛍光体を使用した蛍光ランプに関する。
一般に、350nm付近の近紫外線を主成分とする近紫外線
を放射する紫外線放射蛍光体を使用した蛍光ランプは、
ブラックライト蛍光ランプと呼ばれており、このブラッ
クライト蛍光ランプは、舞台照明、鉱物や宝石等の鑑別
照明、金属面の探傷照明、法医学用鑑識照明、計器類の
照明等の幅広い用途に用いられる光源である。このブラ
ックライト蛍光ランプに用いられる蛍光体としては鉛付
活ケイ酸バリウム蛍光体が知られている。
を放射する紫外線放射蛍光体を使用した蛍光ランプは、
ブラックライト蛍光ランプと呼ばれており、このブラッ
クライト蛍光ランプは、舞台照明、鉱物や宝石等の鑑別
照明、金属面の探傷照明、法医学用鑑識照明、計器類の
照明等の幅広い用途に用いられる光源である。このブラ
ックライト蛍光ランプに用いられる蛍光体としては鉛付
活ケイ酸バリウム蛍光体が知られている。
しかしながら、鉛付活ケイ酸バリウム蛍光体を用いた蛍
光ランプでは、初期出力が低く、また、この初期出力の
時間経過に対する出力維持率が充分でないという問題が
あった。そこで、充分な初期出力と充分な出力維持率と
を有した実用的な蛍光体の開発が望まれていた。 また、350nm付近の近紫外線は人体の皮膚を照射して色
素沈着させる効果があるので、この特性を有効に利用す
る点からも実用的な蛍光体が望まれていた。 この弊害を防止する蛍光体として、正リン酸イットリウ
ム蛍光体が開発されている（特開昭49−91084号公
報）。この公報に記載される正リン酸イットリウム蛍光
体は、セリウムを付活剤とし、トリウムを増感剤として
含有している。この公報に記載される正リン酸イットリ
ウム蛍光体は、紫外線に励起されて336nmと352nmに双ピ
ークを有するゼノタイム構造である。この蛍光体は、鉛
付活ケイ酸バリウム蛍光体に比較すると優れた紫外線発
光特性を示す。しかしながら、この蛍光体はUV−Ａの紫
外線を効率よく放射するが、波長の短いUV−Ｂの紫外線
を効率よく放射できない。紫外線は波長320nmを境界と
して、これより波長の長い紫外線をUV−Ａ、波長の短い
紫外線をUV−Ｂとしている。UV−Ａの紫外線は波長が長
いので、その目的とする皮膚を色素沈着させるのに長時
間を要し、しかも皮膚の深部組織まで浸透する性質があ
るので、これだけを利用すると、深部組織に長時間紫外
線が到達し、皮膚ガンを発現させる可能性が高くなる。
これに対し、UV−Ｂの紫外線は波長が短いので皮膚に当
える影響が大きく、逆に皮膚に深く浸透しない性質があ
る。このため、UV−Ｂの紫外線の併用は、紫外線の照射
時間を短くできる効果があり、皮膚ガンを発現させ難く
なる。さらにUV−Ｂの紫外線を皮膚に照射すると、ビタ
ミンＤの生成を良くしてクル病に効果が大きいことも証
明されている。しかし、UV−Ｂの紫外線は皮膚に対する
影響が強いので、放射が強すぎると皮膚に悪い影響を与
えることがある。このため、紫外線が放射する蛍光体
は、UV−ＢとUV−Ａの紫外線をバランスよく放射するこ
とが大切である。 この発明は、上述の事情に鑑みなされたものであって、
その目的とするところは、紫外線励起により近紫外線を
放射するスペクトルの形状を改良し、極めて優れた初期
出力と出力維持特性を有するセリウム付活リン酸イット
リウム蛍光体、並びに蛍光ランプを提供することにあ
る。
光ランプでは、初期出力が低く、また、この初期出力の
時間経過に対する出力維持率が充分でないという問題が
あった。そこで、充分な初期出力と充分な出力維持率と
を有した実用的な蛍光体の開発が望まれていた。 また、350nm付近の近紫外線は人体の皮膚を照射して色
素沈着させる効果があるので、この特性を有効に利用す
る点からも実用的な蛍光体が望まれていた。 この弊害を防止する蛍光体として、正リン酸イットリウ
ム蛍光体が開発されている（特開昭49−91084号公
報）。この公報に記載される正リン酸イットリウム蛍光
体は、セリウムを付活剤とし、トリウムを増感剤として
含有している。この公報に記載される正リン酸イットリ
ウム蛍光体は、紫外線に励起されて336nmと352nmに双ピ
ークを有するゼノタイム構造である。この蛍光体は、鉛
付活ケイ酸バリウム蛍光体に比較すると優れた紫外線発
光特性を示す。しかしながら、この蛍光体はUV−Ａの紫
外線を効率よく放射するが、波長の短いUV−Ｂの紫外線
を効率よく放射できない。紫外線は波長320nmを境界と
して、これより波長の長い紫外線をUV−Ａ、波長の短い
紫外線をUV−Ｂとしている。UV−Ａの紫外線は波長が長
いので、その目的とする皮膚を色素沈着させるのに長時
間を要し、しかも皮膚の深部組織まで浸透する性質があ
るので、これだけを利用すると、深部組織に長時間紫外
線が到達し、皮膚ガンを発現させる可能性が高くなる。
これに対し、UV−Ｂの紫外線は波長が短いので皮膚に当
える影響が大きく、逆に皮膚に深く浸透しない性質があ
る。このため、UV−Ｂの紫外線の併用は、紫外線の照射
時間を短くできる効果があり、皮膚ガンを発現させ難く
なる。さらにUV−Ｂの紫外線を皮膚に照射すると、ビタ
ミンＤの生成を良くしてクル病に効果が大きいことも証
明されている。しかし、UV−Ｂの紫外線は皮膚に対する
影響が強いので、放射が強すぎると皮膚に悪い影響を与
えることがある。このため、紫外線が放射する蛍光体
は、UV−ＢとUV−Ａの紫外線をバランスよく放射するこ
とが大切である。 この発明は、上述の事情に鑑みなされたものであって、
その目的とするところは、紫外線励起により近紫外線を
放射するスペクトルの形状を改良し、極めて優れた初期
出力と出力維持特性を有するセリウム付活リン酸イット
リウム蛍光体、並びに蛍光ランプを提供することにあ
る。
この発明のセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体は、
紫外線励起により、波長320nm、336nmおよび352nmの付
近にピークを有する近紫外線を放射するもので、組成式
を、Y1-xCexPO4（但し、ｘが0.08〜0.6の範囲である）
とするものである。さらに、本発明のセリウム付活リン
酸イットリウム蛍光体は、結晶構造を、ゼノタイム構造
とモナザイト構造との混晶することを特徴とする。さら
に本発明の蛍光ランプは、前記の蛍光体を使用してなる
ものである。 すわち、この本発明のセリウム付活リン酸イットリウム
蛍光体は、336nmおよび352nmの波長にピークを有するゼ
ノタイム（Xenotime）構造と、320nmおよび340nmの波長
に双ピークを有するモナザイト（Monaxite）構造との混
晶タイプからなっている。たのため、この発明のセリウ
ム付活リン酸イットリウム蛍光体では、320nmと336nmと
352nmの付近で理想的な放射バンドスペクトルの形状が
得られる。 そして、この発明のセリウム付活リン酸イットリウム蛍
光体は、従来の鉛付活ケイ酸バリウム蛍光体のみなら
ず、ゼノタイム構造の正リン酸イットリウム蛍光体、お
よびモナザイト構造のリン酸セリウム蛍光体よりも極め
て初期出力の高いものである。また、この発明のセリウ
ム付活リン酸イットリウム蛍光体は極めて優れた出力維
持率を有している。 なお、セリウム付活リン酸イットリウム蛍光体は、セリ
ウムの含有量を、蛍光体１モルに対して0.08モル未満と
するとき、ゼノタイム構造の結晶が多くなる。セリウム
の含有量を、蛍光体１モルに対して0.6モルにより多く
すると、モナザイト構造が多くなる。 セリウム付活リン酸イットリウム蛍光体は、ゼノタイム
構造、あるいはモナザイト構造のいずれの場合でもあっ
ても、結晶構造を両者の混晶としないかぎり、初期出力
および出力維持率の優れた好適な近紫外線放射スペクト
ルは得られない。
紫外線励起により、波長320nm、336nmおよび352nmの付
近にピークを有する近紫外線を放射するもので、組成式
を、Y1-xCexPO4（但し、ｘが0.08〜0.6の範囲である）
とするものである。さらに、本発明のセリウム付活リン
酸イットリウム蛍光体は、結晶構造を、ゼノタイム構造
とモナザイト構造との混晶することを特徴とする。さら
に本発明の蛍光ランプは、前記の蛍光体を使用してなる
ものである。 すわち、この本発明のセリウム付活リン酸イットリウム
蛍光体は、336nmおよび352nmの波長にピークを有するゼ
ノタイム（Xenotime）構造と、320nmおよび340nmの波長
に双ピークを有するモナザイト（Monaxite）構造との混
晶タイプからなっている。たのため、この発明のセリウ
ム付活リン酸イットリウム蛍光体では、320nmと336nmと
352nmの付近で理想的な放射バンドスペクトルの形状が
得られる。 そして、この発明のセリウム付活リン酸イットリウム蛍
光体は、従来の鉛付活ケイ酸バリウム蛍光体のみなら
ず、ゼノタイム構造の正リン酸イットリウム蛍光体、お
よびモナザイト構造のリン酸セリウム蛍光体よりも極め
て初期出力の高いものである。また、この発明のセリウ
ム付活リン酸イットリウム蛍光体は極めて優れた出力維
持率を有している。 なお、セリウム付活リン酸イットリウム蛍光体は、セリ
ウムの含有量を、蛍光体１モルに対して0.08モル未満と
するとき、ゼノタイム構造の結晶が多くなる。セリウム
の含有量を、蛍光体１モルに対して0.6モルにより多く
すると、モナザイト構造が多くなる。 セリウム付活リン酸イットリウム蛍光体は、ゼノタイム
構造、あるいはモナザイト構造のいずれの場合でもあっ
ても、結晶構造を両者の混晶としないかぎり、初期出力
および出力維持率の優れた好適な近紫外線放射スペクト
ルは得られない。
［実施例１］ 以下、この発明の好適な実施例に付いて説明する。ま
ず、この発明のセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体
の製造方法について説明する。 Y2O3677.4g、および無水Ce2（CO3）3920.4gを、30％HC1
3リットルに溶解する。そして、この溶液に50％H3PO4溶
液1960gを混合する。この混合液を撹拌しながら、除々
に15％アンモニア水を添加してpH4に調整し、イットリ
ウムとセリウムとのリン酸塩を沈澱させる。この沈澱物
をろ過水洗乾燥させてから、アルミナルツボにて弱還元
性雰囲気下に1200℃の温度で４時間焼成する。 次に、この焼成物を湿式ボールミルで粉砕した後、水洗
乾燥し、200メッシュのフルイにてふるい分けする。こ
れにより、セリウム付活リン酸イットリウム蛍光体が得
られ、その組成式は（Ｙ0.6Ｃe0.4）PO4である。 次に、第１図ないし第３図を参照しながら、このように
して得られたセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体の
近紫外線放射スペクトルの形状および放射特性について
説明する。 第１図には、上述した組成のセリウム付活リン酸イット
リウム蛍光体（Ｙ0.6Ce0.4）PO4の、253.7nm励起放射ス
ペクトルが曲線ａで示されている。なお、比較のため、
従来の鉛付活ケイ酸バリウム蛍光体の同様なスペクトル
が第１図中曲線ｂで示されている。第１図から明らかな
ように、この発明のセリウム付活性リン酸イットリウム
蛍光体（Ｙ0.6Ce0.4）PO4は、350nm付近に集中したバン
ドスペクトルとなっている。そして、スペクトルの350n
m付近の強度分布において従来の付活ケイ酸バリウム蛍
光体により、約20％以上も強い初期出力を有している。 ところで、本発明の蛍光体は、セリウムの添加量を特定
することによって、336nmと352nmの波長に双ピークを有
するゼノタイム構造と、320nmと340nmの波長に双ピーク
を有するモナザイト構造との混晶タイプとし、この独特
の構成によって、従来の近紫外線放射蛍光体では到底実
現出来なかった高い初期出力と優れた出力維持率とを実
現している。すなわち、セリウム添加量の少ないリン酸
イットリウム蛍光体は、ゼノタイム構造であって、352n
m付近に比べて336nm付近が極めて低い双ピークを有した
放射スペクトルであるのに対し、この発明のセリウム付
活リン酸イットリウム蛍光体では、336nmおよび352nmで
の双ピークがほぼ一致したスペクトルが得られ、これに
よって352nmのピーク出力が低下しても、近紫外線放射
蛍光体として好ましい波長領域においての総合的な初期
出力を向上している。 ［実施例２］ 酢酸ブチル990gに乾燥したニトロセルローズ10gを溶解
してバインダーを造る。このバインダーから100gを採取
し、本発明の（Ｙ0.6Ce0.4）PO4蛍光体（Fisher Sub−S
ieve Sizer法による粒度は5.3μ）100gを混合、よく撹
拌して塗布液とする。 この塗布液を、立てられた管径32φ40ワット用のガラス
管の上部から注入して内面に塗布し、次ぎに乾燥させ
る。塗膜の最適塗布量は、5.3gとした。 次ぎに、このガラス管にフィラメントを装着し排気台に
架けAr、Hgを注入しFL40S型の蛍光ランプを造る。この
蛍光ランプを点灯台に置き各々零時間、100、200、500
時間後におけるスペクトルの波高値を測定したところ第
２図に示す結果を得た。 本発明の蛍光ランプの比較用として従来の蛍光体を使用
した蛍光ランプを試作した。この蛍光ランプは、本発明
の（Ｙ0.6Ce0.4）PO4蛍光体に代わって、従来のBaSi
2O5:Pb蛍光体（同様にF.S.S.S.法による粒度は7.1μ）
を使用し、ガラス管への塗布量を5.3gから7.0gにするこ
と以外実施例２と同様にして造った。蛍光体の塗布量5.
3gを7.0gに増加させたのは、BaSi2O5:Pb蛍光体の粒子径
が、本発明の（Ｙ0.6Ce0.4）PO4蛍光体より大きいこと
による。 以上の方法で製造された蛍光ランプは、両者とも塗膜の
透過率は40.8％である。 第２図を参照しながら、この発明のセリウム付活リン酸
イットリウム蛍光体を用いた40W蛍光ランプ、ならびに
従来の蛍光ランプの初期出力および出力維持率に付いて
説明する。 第２図には、曲線ａで組成式が、（Ｙ0.6Ce0.4）PO4で
あるセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体を用いた蛍
光ランプの出力維持率が示されており、また、曲線ｂ
で、従来の鉛付活ケイ酸バリウム蛍光体を用いた蛍光ラ
ンプの出力維持率が示されている、なお、第２図では、
初期出力は従来の鉛付活ケイ酸バリウム蛍光体を用いた
蛍光ランプの初期出力を100％としている。 第２図から明らかなように、まず、初期出力において、
この発明のセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体を用
いた蛍光ランプは、約25％も高い、そして、500時間経
過後の出力維持率においても。従来の鉛付活ケイ酸バリ
ウム蛍光体を用いた蛍光ランプの出力が約44％も低下す
るのに対し、この発明のセリウム付活リン酸イットリウ
ム蛍光体を用いた蛍光ランプは、約13％しか低下してい
ない。 Ｘ線回折測定の結果、実施例１で得られたセリウム付活
リン酸イットリウム蛍光体は336nmおよび352nmの波長に
双ピークを有するゼノタイム構造と、320nmおよび340nm
の波長に双ピークを有するモナザイト構造との混晶タイ
プから成っていることが確認された。 次に、本発明者は、セリウム添加量が異なる種々の蛍光
体を試作して多くの実験を繰り返すことにより、第１図
に示され人体皮膚の色素沈着効果のある350nm付近で極
めて高い放射スペクトルを得るには、セリウムの含有量
を調整すればよいことを見い出している。 第３図を参照しながら、このことを以下に詳述する。 第３図中曲線Ａには、組成式が（Ｙ0.94Ce0.06）PO4で
あるセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体のスペクト
ルが示されている。このスペクトルでは、352nm付近の
ピーク値が336nm付近のピーク値に比べて高いが、蛍光
ランプに用いられた場合の初期出力が従来の鉛付活ケイ
酸バリウム蛍光体よりも劣る。 なお、第３図は、セリウム付活リン酸イットリウム蛍光
体（Ｙ0.94Ce0.06）PO4の352nmのピーク値を基準（100
％）として、スペクトを相対的に表示している。 セリウムの含有量を蛍光体１モルに対して0.08モルに調
整したセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体（Ｙ0.92
Ce0.08）PO4の特性が第３図中曲線Ｂで示されている。
この蛍光体のスペクトルでは、336nm付近のピーク値が
高くなり、0.06モルの場合に比較して若干幅広のスペク
トルが得られており、蛍光ランプに用いられた場合、従
来の鉛付活ケイ酸バリウム蛍光体よりも初期出力および
出力維持率が高くなる。 セリウム付活リン酸イットリウム蛍光体のセリウムの含
有量を増加させることにより、336nm付近のピークが352
nmのピークに近付くと共に、320nm付近が高いスペクト
ルが得られる。 セリウムの含有量を蛍光体１モルに対して0.4モルにし
た場合、第３図中曲線Ｃで示されるような、336nmおよ
び352nmの双ピークのほぼ一致したスペクトルが得られ
る。 なお、第３図中曲線Ｃで示されるスペクトルは、第１図
の曲線ａで示される蛍光体と同一のものである。 さらにセリウムの含有量を増加させたセリウム付活リン
酸イットリウム蛍光体は、第３図中曲線Ｄで示されるよ
うに、336nm付近に１つのピークを有したスペクトルが
得られる。しかし、セリウムの含有量を蛍光体１モルに
対して0.8モルまで含有させると、第３図中曲線Ｅで示
されるように、320nmから340nmにかけてピークを有した
スペクトルとなり、このスペクトルは、350nm付近にピ
ークを有したスペクルと異なる。また、蛍光体を蛍光ラ
ンプに使用した場合、充分な出力が得られない。 本発明のセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体は、セ
リウムの含有量を蛍光体１モルに対して0.08から0.6モ
ルの範囲に特定することで、従来の鉛付活ケイ酸バリウ
ム蛍光体と同様な、350nm付近にピークを有したスペク
トルを実現している。そして、この範囲では、蛍光ラン
プに用いた場合、十の鉛付活ケイ酸バリウム蛍光体より
高い初期出力および出力維持率を有した蛍光体が得られ
る。
ず、この発明のセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体
の製造方法について説明する。 Y2O3677.4g、および無水Ce2（CO3）3920.4gを、30％HC1
3リットルに溶解する。そして、この溶液に50％H3PO4溶
液1960gを混合する。この混合液を撹拌しながら、除々
に15％アンモニア水を添加してpH4に調整し、イットリ
ウムとセリウムとのリン酸塩を沈澱させる。この沈澱物
をろ過水洗乾燥させてから、アルミナルツボにて弱還元
性雰囲気下に1200℃の温度で４時間焼成する。 次に、この焼成物を湿式ボールミルで粉砕した後、水洗
乾燥し、200メッシュのフルイにてふるい分けする。こ
れにより、セリウム付活リン酸イットリウム蛍光体が得
られ、その組成式は（Ｙ0.6Ｃe0.4）PO4である。 次に、第１図ないし第３図を参照しながら、このように
して得られたセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体の
近紫外線放射スペクトルの形状および放射特性について
説明する。 第１図には、上述した組成のセリウム付活リン酸イット
リウム蛍光体（Ｙ0.6Ce0.4）PO4の、253.7nm励起放射ス
ペクトルが曲線ａで示されている。なお、比較のため、
従来の鉛付活ケイ酸バリウム蛍光体の同様なスペクトル
が第１図中曲線ｂで示されている。第１図から明らかな
ように、この発明のセリウム付活性リン酸イットリウム
蛍光体（Ｙ0.6Ce0.4）PO4は、350nm付近に集中したバン
ドスペクトルとなっている。そして、スペクトルの350n
m付近の強度分布において従来の付活ケイ酸バリウム蛍
光体により、約20％以上も強い初期出力を有している。 ところで、本発明の蛍光体は、セリウムの添加量を特定
することによって、336nmと352nmの波長に双ピークを有
するゼノタイム構造と、320nmと340nmの波長に双ピーク
を有するモナザイト構造との混晶タイプとし、この独特
の構成によって、従来の近紫外線放射蛍光体では到底実
現出来なかった高い初期出力と優れた出力維持率とを実
現している。すなわち、セリウム添加量の少ないリン酸
イットリウム蛍光体は、ゼノタイム構造であって、352n
m付近に比べて336nm付近が極めて低い双ピークを有した
放射スペクトルであるのに対し、この発明のセリウム付
活リン酸イットリウム蛍光体では、336nmおよび352nmで
の双ピークがほぼ一致したスペクトルが得られ、これに
よって352nmのピーク出力が低下しても、近紫外線放射
蛍光体として好ましい波長領域においての総合的な初期
出力を向上している。 ［実施例２］ 酢酸ブチル990gに乾燥したニトロセルローズ10gを溶解
してバインダーを造る。このバインダーから100gを採取
し、本発明の（Ｙ0.6Ce0.4）PO4蛍光体（Fisher Sub−S
ieve Sizer法による粒度は5.3μ）100gを混合、よく撹
拌して塗布液とする。 この塗布液を、立てられた管径32φ40ワット用のガラス
管の上部から注入して内面に塗布し、次ぎに乾燥させ
る。塗膜の最適塗布量は、5.3gとした。 次ぎに、このガラス管にフィラメントを装着し排気台に
架けAr、Hgを注入しFL40S型の蛍光ランプを造る。この
蛍光ランプを点灯台に置き各々零時間、100、200、500
時間後におけるスペクトルの波高値を測定したところ第
２図に示す結果を得た。 本発明の蛍光ランプの比較用として従来の蛍光体を使用
した蛍光ランプを試作した。この蛍光ランプは、本発明
の（Ｙ0.6Ce0.4）PO4蛍光体に代わって、従来のBaSi
2O5:Pb蛍光体（同様にF.S.S.S.法による粒度は7.1μ）
を使用し、ガラス管への塗布量を5.3gから7.0gにするこ
と以外実施例２と同様にして造った。蛍光体の塗布量5.
3gを7.0gに増加させたのは、BaSi2O5:Pb蛍光体の粒子径
が、本発明の（Ｙ0.6Ce0.4）PO4蛍光体より大きいこと
による。 以上の方法で製造された蛍光ランプは、両者とも塗膜の
透過率は40.8％である。 第２図を参照しながら、この発明のセリウム付活リン酸
イットリウム蛍光体を用いた40W蛍光ランプ、ならびに
従来の蛍光ランプの初期出力および出力維持率に付いて
説明する。 第２図には、曲線ａで組成式が、（Ｙ0.6Ce0.4）PO4で
あるセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体を用いた蛍
光ランプの出力維持率が示されており、また、曲線ｂ
で、従来の鉛付活ケイ酸バリウム蛍光体を用いた蛍光ラ
ンプの出力維持率が示されている、なお、第２図では、
初期出力は従来の鉛付活ケイ酸バリウム蛍光体を用いた
蛍光ランプの初期出力を100％としている。 第２図から明らかなように、まず、初期出力において、
この発明のセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体を用
いた蛍光ランプは、約25％も高い、そして、500時間経
過後の出力維持率においても。従来の鉛付活ケイ酸バリ
ウム蛍光体を用いた蛍光ランプの出力が約44％も低下す
るのに対し、この発明のセリウム付活リン酸イットリウ
ム蛍光体を用いた蛍光ランプは、約13％しか低下してい
ない。 Ｘ線回折測定の結果、実施例１で得られたセリウム付活
リン酸イットリウム蛍光体は336nmおよび352nmの波長に
双ピークを有するゼノタイム構造と、320nmおよび340nm
の波長に双ピークを有するモナザイト構造との混晶タイ
プから成っていることが確認された。 次に、本発明者は、セリウム添加量が異なる種々の蛍光
体を試作して多くの実験を繰り返すことにより、第１図
に示され人体皮膚の色素沈着効果のある350nm付近で極
めて高い放射スペクトルを得るには、セリウムの含有量
を調整すればよいことを見い出している。 第３図を参照しながら、このことを以下に詳述する。 第３図中曲線Ａには、組成式が（Ｙ0.94Ce0.06）PO4で
あるセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体のスペクト
ルが示されている。このスペクトルでは、352nm付近の
ピーク値が336nm付近のピーク値に比べて高いが、蛍光
ランプに用いられた場合の初期出力が従来の鉛付活ケイ
酸バリウム蛍光体よりも劣る。 なお、第３図は、セリウム付活リン酸イットリウム蛍光
体（Ｙ0.94Ce0.06）PO4の352nmのピーク値を基準（100
％）として、スペクトを相対的に表示している。 セリウムの含有量を蛍光体１モルに対して0.08モルに調
整したセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体（Ｙ0.92
Ce0.08）PO4の特性が第３図中曲線Ｂで示されている。
この蛍光体のスペクトルでは、336nm付近のピーク値が
高くなり、0.06モルの場合に比較して若干幅広のスペク
トルが得られており、蛍光ランプに用いられた場合、従
来の鉛付活ケイ酸バリウム蛍光体よりも初期出力および
出力維持率が高くなる。 セリウム付活リン酸イットリウム蛍光体のセリウムの含
有量を増加させることにより、336nm付近のピークが352
nmのピークに近付くと共に、320nm付近が高いスペクト
ルが得られる。 セリウムの含有量を蛍光体１モルに対して0.4モルにし
た場合、第３図中曲線Ｃで示されるような、336nmおよ
び352nmの双ピークのほぼ一致したスペクトルが得られ
る。 なお、第３図中曲線Ｃで示されるスペクトルは、第１図
の曲線ａで示される蛍光体と同一のものである。 さらにセリウムの含有量を増加させたセリウム付活リン
酸イットリウム蛍光体は、第３図中曲線Ｄで示されるよ
うに、336nm付近に１つのピークを有したスペクトルが
得られる。しかし、セリウムの含有量を蛍光体１モルに
対して0.8モルまで含有させると、第３図中曲線Ｅで示
されるように、320nmから340nmにかけてピークを有した
スペクトルとなり、このスペクトルは、350nm付近にピ
ークを有したスペクルと異なる。また、蛍光体を蛍光ラ
ンプに使用した場合、充分な出力が得られない。 本発明のセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体は、セ
リウムの含有量を蛍光体１モルに対して0.08から0.6モ
ルの範囲に特定することで、従来の鉛付活ケイ酸バリウ
ム蛍光体と同様な、350nm付近にピークを有したスペク
トルを実現している。そして、この範囲では、蛍光ラン
プに用いた場合、十の鉛付活ケイ酸バリウム蛍光体より
高い初期出力および出力維持率を有した蛍光体が得られ
る。
この発明によれば、紫外線励起による近紫外線を放射す
るスペクトルを、UV−ＡとUV−Ｂの紫外線とをバランス
よく放射する形状とし、さらに、極めて実用的であって
優れた初期出力と出力維持率を有するセリウム付活リン
酸イットリウム蛍光体と蛍光ランプとを得ることができ
る。 すなわち、本発明のセリウム付活リン酸イットリウム蛍
光体は、セリウムの付活量を特定された範囲に限定する
ことにより、蛍光体の結晶構造を、モナザイト構造とゼ
ノタイム構造の混晶とするものである。モナザイト構造
のセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体は、紫外線で
励起されて、340nmと320nmに尖頭値のある紫外線を放射
する。ゼノタイム構造のものは、紫外線に励起されて、
336nmと352nmに尖頭値のある紫外線を放射する。このよ
うに、本発明のセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体
は、モナザイト構造とゼノタイム構造の混晶とすること
により、320nmと336nmと352nmの付近にピークのある紫
外線を放射し、このことによって、近紫外線の出力を高
くできるという顕著な作用効果を実現する。 さらに本発明のセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体
は、特定量のセリウムを含有させると共に、ゼノタイム
構造とモナザイト構造との混晶とすることによってUV−
ＡとUV−Ｂの紫外線を放射することができる。このた
め、本発明の蛍光体と蛍光ランプは、UV−Ａの紫外線を
照射する従来品に比較すると、紫外線照射量を少なくし
て皮膚に同時に効果を与えることができ。また、ビタミ
ンＤの生成を良くしてクル病に優れた効果が期待できる
特長も実現する。 さらにまた、本発明の蛍光体と蛍光ランプは、セリウム
の含有量を特定しているので、第１図と第３図とに示す
ように、UV−Ｂの紫外線を照射するが、その放射強度は
UV−Ａよりも強くなることはなく、UV−ＢとUV−Ａの紫
外線とをバランスよく放射できる特長がある。UV−Ｂの
紫外線は、UV−Ａの紫外線に比較すると波長が短いの
で、皮膚に与える影響が大きく、少量の照射で大きな影
響を与えることができる。また、皮膚に深く浸透しない
特長もある。このため、UV−Ａに加えて、UV−Ｂの紫外
線を放射する蛍光体は、少量を照射して同等の影響を与
えることができる特長がある。ただ、UV−Ｂの紫外線強
度が強すぎると、皮膚に与える影響が強くなりすぎる危
険性がある。本発明の蛍光体は、セリウム量を特定して
いるので、UV−Ｂの紫外線を放射するが、その強度がUV
−Ａの紫外線よりも強くなることはなく、UV−ＡとUV−
Ｂとを好ましいバランスで放射する優れた特長を実現す
る。
るスペクトルを、UV−ＡとUV−Ｂの紫外線とをバランス
よく放射する形状とし、さらに、極めて実用的であって
優れた初期出力と出力維持率を有するセリウム付活リン
酸イットリウム蛍光体と蛍光ランプとを得ることができ
る。 すなわち、本発明のセリウム付活リン酸イットリウム蛍
光体は、セリウムの付活量を特定された範囲に限定する
ことにより、蛍光体の結晶構造を、モナザイト構造とゼ
ノタイム構造の混晶とするものである。モナザイト構造
のセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体は、紫外線で
励起されて、340nmと320nmに尖頭値のある紫外線を放射
する。ゼノタイム構造のものは、紫外線に励起されて、
336nmと352nmに尖頭値のある紫外線を放射する。このよ
うに、本発明のセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体
は、モナザイト構造とゼノタイム構造の混晶とすること
により、320nmと336nmと352nmの付近にピークのある紫
外線を放射し、このことによって、近紫外線の出力を高
くできるという顕著な作用効果を実現する。 さらに本発明のセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体
は、特定量のセリウムを含有させると共に、ゼノタイム
構造とモナザイト構造との混晶とすることによってUV−
ＡとUV−Ｂの紫外線を放射することができる。このた
め、本発明の蛍光体と蛍光ランプは、UV−Ａの紫外線を
照射する従来品に比較すると、紫外線照射量を少なくし
て皮膚に同時に効果を与えることができ。また、ビタミ
ンＤの生成を良くしてクル病に優れた効果が期待できる
特長も実現する。 さらにまた、本発明の蛍光体と蛍光ランプは、セリウム
の含有量を特定しているので、第１図と第３図とに示す
ように、UV−Ｂの紫外線を照射するが、その放射強度は
UV−Ａよりも強くなることはなく、UV−ＢとUV−Ａの紫
外線とをバランスよく放射できる特長がある。UV−Ｂの
紫外線は、UV−Ａの紫外線に比較すると波長が短いの
で、皮膚に与える影響が大きく、少量の照射で大きな影
響を与えることができる。また、皮膚に深く浸透しない
特長もある。このため、UV−Ａに加えて、UV−Ｂの紫外
線を放射する蛍光体は、少量を照射して同等の影響を与
えることができる特長がある。ただ、UV−Ｂの紫外線強
度が強すぎると、皮膚に与える影響が強くなりすぎる危
険性がある。本発明の蛍光体は、セリウム量を特定して
いるので、UV−Ｂの紫外線を放射するが、その強度がUV
−Ａの紫外線よりも強くなることはなく、UV−ＡとUV−
Ｂとを好ましいバランスで放射する優れた特長を実現す
る。
第１図はこの発明により得られたセリウム付活リン酸イ
ットリウム蛍光体と従来の鉛付活ケイ酸バリウム蛍光体
とのスペクトルの強度分布を比較した曲線図、第２図は
この発明のセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体と従
来の鉛付活ケイ酸バリウム蛍光体とを用いた蛍光ランプ
の初期出力及び出力維持率を示す曲線図、第３図はセリ
ウムの含有量とスペクトルとの関係を説明するための説
明図である。
ットリウム蛍光体と従来の鉛付活ケイ酸バリウム蛍光体
とのスペクトルの強度分布を比較した曲線図、第２図は
この発明のセリウム付活リン酸イットリウム蛍光体と従
来の鉛付活ケイ酸バリウム蛍光体とを用いた蛍光ランプ
の初期出力及び出力維持率を示す曲線図、第３図はセリ
ウムの含有量とスペクトルとの関係を説明するための説
明図である。
フロントページの続き (72)発明者 山川 照二 徳島県阿南市上中町岡491番地100 日亜化 学工業株式会社内 (72)発明者 柏木 実 徳島県阿南市上中町岡491番地100 日亜化 学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−91084（ＪＰ，Ａ) 特公 昭39−11601（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (2)
- 【請求項１】紫外線励起により波長320nm、336nmおよび
352nmの付近にピークを有すると共に組成式が、 Y1-xCexPO4（但し、ｘが0.08〜0.6の範囲である）で表
され、かつ、その結晶構造が、ゼノタイム構造とモナザ
イト構造との混晶からなっていることを特徴とするセリ
ウム付活リン酸イットリウム蛍光体。 - 【請求項２】紫外線励起により波長320nm、336nmおよび
352nmの付近にピークを有すると共に組成式が、 Y1-xCexPO4（但し、ｘが0.08〜0.6の範囲である）で表
され、かつ、その結晶構造が、ゼノタイム構造とモナザ
イト構造との混晶からなっていることを特徴とするセリ
ウム付活リン酸イットリウム蛍光体を用いてなることを
特徴とする蛍光ランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61107481A JPH0713230B2 (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | セリウム付活リン酸イットリウム蛍光体及び蛍光ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61107481A JPH0713230B2 (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | セリウム付活リン酸イットリウム蛍光体及び蛍光ランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62263280A JPS62263280A (ja) | 1987-11-16 |
| JPH0713230B2 true JPH0713230B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=14460310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61107481A Expired - Lifetime JPH0713230B2 (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | セリウム付活リン酸イットリウム蛍光体及び蛍光ランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713230B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5229748B2 (ja) * | 2010-07-06 | 2013-07-03 | Ｎｅｃライティング株式会社 | 蛍光体および該蛍光体を備える発光装置 |
| EP3575378A4 (en) * | 2017-06-20 | 2021-01-13 | Dyden Corporation | ULTRAVIOLET-EMITTING LUMINESCENT SUBSTANCE, ELECTROLUMINESCENT ELEMENT AND DEVICE |
-
1986
- 1986-05-09 JP JP61107481A patent/JPH0713230B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62263280A (ja) | 1987-11-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |