JP2004127633A

JP2004127633A - 蛍光ランプおよび照明装置

Info

Publication number: JP2004127633A
Application number: JP2002288161A
Authority: JP
Inventors: Shoji Naoki; 直木　庄司; Ayahiro Ugajin; 宇賀神　理弘
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】高効率で発光し、かつ演色性に優れた３波長発光形の蛍光ランプを提供する。
【解決手段】蛍光ランプ１０は、水銀および希ガスが封入されたバルブ５０と；バルブ５０の内面に形成され、２５３．７ｎｍの紫外線で励起されたときの発光色度図上のｙ値が０．１６０≦ｙ≦０．１８０を満たすユーロピウム・マンガン共付活バリウム・マグネシウム・ストロンチウムアルミン酸塩蛍光体を２５〜６５重量％、ユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体を２０〜５０質量％およびセリウム・テルビウム付活燐酸ランタン蛍光体を１０〜４０質量％の範囲で含有した蛍光体層と；前記バルブ内で放電を生じさせる一対の放電電極と；を具備している。蛍光ランプ１０は、高効率で発光し、かつ平均演色評価数Ｒａが９０以上の演色性に優れた３波長発光形の蛍光ランプを提供することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は、高い演色性を有する３波長発光形の蛍光ランプおよび膜を備えた蛍光ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、一般照明用ランプの分野では発光効率の高い３波長発光形蛍光ランプが開発され、実用化されている。このランプに使用される蛍光体は、比較的狭帯域の発光スペクトル分布を有する赤色、緑色、青色の蛍光体を適当な割合で混合したものである。
【０００３】
演色性を高めるために青色蛍光体にユーロピウム付活クロロ燐酸塩蛍光体を使用した蛍光ランプが知られている（例えば特許文献１参照）。この蛍光ランプの青色蛍光体は、２５３．７ｎｍの紫外線で励起されたときに発光色度図上のｙ値が０．１４≦ｙ≦０．３３を満たすように発光するものであり、この青色蛍光体を使用することで、平均演色評価数Ｒａを８７以上にすることができるというものである。
【０００４】
青色蛍光体は、ユーロピウム付活クロロ燐酸塩蛍光体よりもユーロピウム付活バリウム・マグネシウムアルミン酸塩蛍光体（ＢＡＭ蛍光体）の方が発光効率が高い。このＢＡＭ蛍光体を使用して演色性を高めた蛍光ランプも実用化されている（例えば特許文献２参照）。具体的には、赤色蛍光体にユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体、緑色蛍光体にセリウム・テルビウム付活燐酸ランタン蛍光体を使用し、青色蛍光体にユーロピウム・マンガン付活バリウム・マグネシウムアルミン酸塩蛍光体を使用したものである（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特許第３０９８２６６号公報
【０００６】
【特許文献２】特許第３２４５８８５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、３波長発光形の蛍光ランプの普及に伴い、更なる演色性の向上が要求されてきている。特許文献２のようにユーロピウムおよびマンガンで共付活されたＢＡＭ蛍光体を使用した蛍光ランプは、発光効率が改善されるものの、平均演色評価数Ｒａを９０以上にすることが困難であった。
【０００８】
本発明は、高効率で発光し、かつ演色性に優れた３波長発光形の蛍光ランプを提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の蛍光ランプは、水銀および希ガスが封入されたバルブと；前記バルブの内面に形成され、２５３．７ｎｍの紫外線で励起されたときの発光色度図上のｙ値が０．１６０≦ｙ≦０．１８０を満たすユーロピウム・マンガン共付活バリウム・マグネシウム・ストロンチウムアルミン酸塩蛍光体を２５〜６５重量％、ユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体を２０〜５０質量％およびセリウム・テルビウム付活燐酸ランタン蛍光体を１０〜４０質量％の範囲で含有した蛍光体層と；前記バルブ内で放電を生じさせる一対の放電電極と；を具備していることを特徴とする。
【００１０】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【００１１】
バルブは、例えばダブルＵ、トリプルＵ、又は環状のような屈曲部を有する形状或いは直管のような形状のバルブが使用可能であるが、これらに限定されない。
【００１２】
蛍光体層は、バルブの内面に直接または保護膜などを介して間接的に塗布・形成されている。蛍光体層の膜厚は、５．０〜４０μｍの範囲である。
【００１３】
蛍光体層に使用される蛍光体の種類は、３波長発光形蛍光体であり、青色蛍光体として４５０ｎｍ付近に発光ピーク波長を有するユーロピウム・マンガン共付活バリウム・マグネシウム・ストロンチウムアルミン酸塩蛍光体（（Ｂａ，Ｓｒ，Ｅｕ）（Ｍｇ，Ｍｎ）Ａｌ_１０Ｏ_１７）を２５〜６５質量％、緑色蛍光体として５４０ｎｍ付近に発光ピーク波長を有するセリウム・テルビウム付活燐酸ランタン蛍光体（（Ｌａ，Ｃｅ，Ｔｂ）ＰＯ_４）を１０〜４０質量％、赤色蛍光体として６１０ｎｍ付近に発光ピーク波長を有するユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体（Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ）を２０〜５０質量％で混合して製膜されたものである。特に、特定の色度で発光するユーロピウム・マンガン共付活バリウム・マグネシウム・ストロンチウムアルミン酸塩蛍光体を上記比率の範囲内で混合することにより、３波長発光形の蛍光ランプとして優れた発光効率および演色性を発揮する蛍光ランプとすることができた。
バルブ内面に保護膜を形成する場合には、保護膜を形成する金属酸化物微粒子として、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、シリカ（ＳｉＯ_２）またはイットリア（Ｙ_２Ｏ_３）など周知のものを用いることが可能である。
【００１４】
バルブ内に封入される希ガスは、例えばアルゴンガスの単体やアルゴンにネオンやクリプトンを混合させたガスが好ましい。
【００１５】
放電を生起させる一対の放電電極は、バルブ内に封装されたもののほか、バルブ外面に設けられるものであってもよい。バルブ内に封装される一対の放電電極としては、熱陰極形や冷陰極形のものが挙げられる。
【００１６】
本発明者らは、青色蛍光体であるユーロピウム・マンガン共付活バリウム・マグネシウム・ストロンチウムアルミン酸塩蛍光体として、２５３．７ｎｍの紫外線で励起されたときの発光色がＣＩＥ１９３１　色度図上のｙ値が０．１６０≦ｙ≦０．１８０となるように調整されたものを使用することで、演色性が向上し、平均演色評価数Ｒａが９０以上の優れた演色性を示す蛍光ランプが得られることが分かった。すなわち、演色性を高くするためには、青色蛍光体の発光色度のｙ値を高くするのが効果的であり、この場合ｙ値を０．１６０以上にする必要があった。このｙ値が０．１９程度のＢＡＭ蛍光体を使用して平均演色評価数Ｒａを高くすることが可能であるが、この場合には光束が低下して発光効率が低下してしまうため不可である。したがって、青色蛍光体の発光色度は、ｙ値を０．１８０以下にする必要があった。
【００１７】
請求項１によれば、色度図上のｙ値が０．１６０≦ｙ≦０．１８０で発光するＢＡＭ蛍光体を青色蛍光体として使用したので、高効率で発光し、かつ平均演色評価数Ｒａが９０以上の演色性に優れた３波長発光形の蛍光ランプを提供することができる。
【００１８】
請求項２は、請求項１記載の蛍光ランプにおいて、発光色の色温度が３９００〜８０００Ｋであることを特徴とする。
【００１９】
蛍光ランプの発光色は、赤、青、緑の各色に発光する蛍光体の混合比率を変化させることにより、調整することができる。
【００２０】
請求項２によれば、所望の色温度で発光する請求項１記載の蛍光ランプを提供することができる。
【００２１】
請求項３の照明器具は、器具本体と；器具本体に配設された請求項１または２記載の蛍光ランプと；蛍光ランプへランプ電力を供給する点灯回路と；を具備していることを特徴とする照明器具。
【００２２】
器具本体は天井直付形、天井吊下形または壁面取付形であって、グローブ、セード、反射笠などが取付けられるものであってもよく、蛍光ランプが露出するもの、導光板を備えたものであってもよい。
【００２３】
点灯回路は、インバータを備えた高周波点灯回路の他、スタータ回路および鉄心安定器を備えた商用周波数点灯回路などである。
【００２４】
蛍光ランプは、照明器具本体の形状または照明器具の光学特性に合わせて取付けられ、単数または同一形状もしくは異なる形状の複数の蛍光ランプを組み合わせて器具本体に装着される。
【００２５】
請求項３によれば、請求項１または２記載の蛍光ランプを備えた照明器具を提供することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の蛍光ランプの一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は本発明の実施形態としての環形蛍光ランプの構造を一部断面で示す正面図であり、　図２は、図１の環形蛍光ランプの発光スペクトルを示すグラフである。
【００２８】
図１において、１０は管径が約２９ｍｍの環形蛍光ランプであるＦＣＬ３２Ｗ形の環形蛍光ランプである。ガラスバルブ５０は、環外径が例えば２９９ｍｍである。また、ガラスバルブ５０の肉厚は、０．８〜１．５ｍｍの範囲で形成される。
【００２９】
このガラスバルブ５０の内面には蛍光体層Ｐが保護膜を介すことなく直接被着形成されている。さらに、ガラスバルブ５０の両端部には、電極を有するステム部（図示しない）が封着されている。ガラスバルブ５０内には排気工程を経て所定圧の放電用ガス、すなわちアルゴンガスのような希ガスと共に水銀がステム部の排気管（図示しない）を介して封入され、その後この排気管が封止される。この封止工程まで完了した後、電極と電気的に接続された口金ピンを備えた中空円筒状の口金２０がガラスバルブ５０の両端部に跨るように取付けられ、これによって環形蛍光ランプ１０が構成されている。
【００３０】
蛍光体層Ｐを構成する蛍光体は、青色蛍光体として４５０ｎｍ付近に発光ピーク波長を有するユーロピウム・マンガン共付活バリウム・マグネシウム・ストロンチウムアルミン酸塩蛍光体（（Ｂａ，Ｓｒ，Ｅｕ）（Ｍｇ，Ｍｎ）Ａｌ_１０Ｏ_１７）を４０質量％、緑色蛍光体として５４０ｎｍ付近に発光ピーク波長を有するセリウム・テルビウム付活燐酸ランタン蛍光体（（Ｌａ，Ｃｅ，Ｔｂ）ＰＯ_４）を２５質量％、赤色蛍光体として６１０ｎｍ付近に発光ピーク波長を有するユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体（Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ）を３５質量％で混合して製膜されている。
【００３１】
本実施形態で使用される青色蛍光体は、２５３．７ｎｍの紫外線で励起されたときの発光色がＣＩＥ１９３１　色度図上のｙ値で表すと０．１７３である。この青色蛍光体を使用して色温度６７００Ｋ（ｄｕｖ＝０．００１０）の蛍光ランプを実現することが可能であり、このときの平均演色評価数Ｒａを９３にすることができた。図２はこの蛍光ランプ１０の発光スペクトルを表しており、横軸は波長（ｎｍ）縦軸は相対強度比（％）である。
【００３２】
また、青色蛍光体はユーロピウム・マンガン共付活バリウム・マグネシウム・ストロンチウムアルミン酸塩蛍光体を使用したので、演色性を高めると同時に発光効率を向上させることが可能となる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１によれば、色度図上のｙ値が０．１６０≦ｙ≦０．１８０で発光するＢＡＭ蛍光体を青色蛍光体として使用したので、高効率で発光し、かつ平均演色評価数Ｒａが９０以上の演色性に優れた３波長発光形の蛍光ランプを提供することができる。
【００３４】
請求項２によれば、所望の色温度で発光する請求項１記載の蛍光ランプを提供することができる。
【００３５】
請求項３によれば、請求項１または２記載の蛍光ランプを備えた照明器具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態としての環形蛍光ランプの構造を一部断面で示す正面図。
【図２】図１の環形蛍光ランプの発光スペクトルを示すグラフ。
【符号の説明】
１０…蛍光ランプ、２０…口金、５０…バルブ、Ｐ…蛍光体層。

Claims

水銀および希ガスが封入されたバルブと；
前記バルブの内面に形成され、２５３．７ｎｍの紫外線で励起されたときの発光色度図上のｙ値が０．１６０≦ｙ≦０．１８０を満たすユーロピウム・マンガン共付活バリウム・マグネシウム・ストロンチウムアルミン酸塩蛍光体を２５〜６５重量％、ユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体を２０〜５０質量％およびセリウム・テルビウム付活燐酸ランタン蛍光体を１０〜４０質量％の範囲で含有した蛍光体層と；
前記バルブ内で放電を生じさせる一対の放電電極と；
を具備していることを特徴とする蛍光ランプ。
発光色の色温度が３９００〜８０００Ｋであることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
器具本体と；
器具本体に配設された請求項１または２記載の蛍光ランプと；
蛍光ランプへランプ電力を供給する点灯回路と；
を具備していることを特徴とする照明器具。