JP2843648B2 - 青色発光蛍光体 - Google Patents

青色発光蛍光体

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、主に蛍光ランプに使用される青色発光蛍光
体に係り、特に高演色性蛍光ランプに用いられる青色発
光蛍光体に関する。
[従来の技術] 高演色性を示す、種々の蛍光ランプが提案される中
で、三波長域発光形蛍光ランプは、発光効率の良い高演
色性蛍光ランプとして蛍光ランプ分野で重要な位置を占
めるようになっている。近年、三波長域発光形蛍光ラン
プは、蛍光ランプの総生産量に対し、3割以上を占める
ようになっている。つまりは、消費者の光源に対する知
識の高まりが、三波長域発光形蛍光ランプの占有率を高
めてきたといえる。この蛍光ランプの普及に伴って、よ
り高効率で高演色性を示す蛍光ランプを指向する研究開
発が活発に行われるようになってきた。三波長域形蛍光
ランプは、450、540、610nm付近の比較的狭い波長域に
発光を集めることにより、高い発光効率と、優れた演色
性を実現している。
演色性は青色成分に最も大きく支配される。三波長域
形蛍光ランプに使用されている青色蛍光体は、リン酸塩
系蛍光体とアルミン酸塩系蛍光体の2種に区別できる。
アルミン酸塩系蛍光体は、リン酸塩系蛍光体に比べて蛍
光ランプにおける色シフトが大きく、光束維持率が悪
い。特に色シフトは、2000時間で色温度が1000Kも低下
し、実際に色が変わったことが感じられる程度である。
さらに生産コストが高く、一般照明用の蛍光ランプとし
ては適していない。
高演色性蛍光ランプに用いられる他の青色発光蛍光体
として、ハロリン酸塩青色発光蛍光体がある。この蛍光
体の演色性を高めるために、Ba量を増加することができ
るが、Ba量を増加すると、著しい発光効率の低下があ
り、演色性と発光輝度との両立は困難である。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、発光効
率が良好な蛍光体を提供することを目的とする。さら
に、本発明の目的は、高演色発光形蛍光ランプに用いら
れる蛍光体組成物の成分の1つとして使用されたとき、
優れた演色性、安全性、発光効率を表す蛍光体を提供す
ることを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を行な
った結果、従来のユーロピウム付活ハロリン酸塩蛍光体
にAl及び/またはSiを添加することにより、優れた特性
を有する蛍光体が得られることを見出し、本発明をなす
に至った。
本発明の青色発光蛍光体は、一般式 9MeO・mAl2O3
3P2O5・nSiO2・MeCl Me=Sr1-a-b-c-dBaaCabMgcEudで表され、 0<m≦1.0 0<n≦6.5 0≦a≦0.6 0≦b≦0.4 0≦c≦0.05 0<d≦0.05 a+b+c+d<1 の範囲を満足することを特徴とする。
上記一般式で表される蛍光体において、m=0である
と発光効率増加の効果はなく、m>1.0であると発光効
率の低下を招き、好ましくは0<m≦0.25である。
また上記一般式において、n=0であると発光効率の
向上の効果がなく、n>6.5であると発光効率の低下を
招き、好ましくは0<n≦0.5である。
Ba量を表すaは0.6を越えると、蛍光体が焼成中に溶
融し、発光効率が下がる傾向がある。
Ca量を表すbは0.4を越えると、Al2O3とSiO2との添加
による効果がなくなる傾向があり、好ましくは0≦b≦
0.2である。0.2<b≦0.4でもAl2O3とSiO2との添加によ
る効果はみられるが、0≦b≦0.2の範囲内がより優れ
ている。
Mg量を表すcは、0.05を越えると発光効率の低下を招
く傾向があり、0≦c≦0.05のとき粒径の揃った球形の
粒子が得られる。さらに好ましくは0<d≦0.02であ
る。
Euは、蛍光体の付活剤であり、Eu量d=0のときは発
光が起こらない。この範囲は好ましくは0<d≦0.05で
あり、0.05を越えると濃度消光が起こり、発光効率が低
下する傾向がある。さらに好ましくは0<d≦0.02の範
囲であり、この範囲では0.02<d≦0.05よりも、輝度劣
化及び色シフト等の経時変化が小さい。最適値はd=0.
010のときに得られる。
[作 用] 本発明によれば、従来のユーロピウム付活ハロリン酸
塩蛍光体に、Al2O3及び/またはSiO2を添加することに
より、発光効率が良い青色発光蛍光体が得られる。ま
た、この青色発光蛍光体を三波長域発光形蛍光体組成物
中に用いて傾向ランプを作成すると、優れた演色性、発
光効率、安定性が得られる。優れた安定性とは、光束維
持率及び色シフトの経時変化が少なく安定した状態にあ
ることである。
[実施例] 以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。
実施例1〜18 一般式 9MeO・mAl2O3・3P2O5・nSiO2・MeCl(式中Me
=Sr1-a-b-c-dBaaCabMgcEud)におけるa、b、c、d
の値を第1表に示すように変化させた蛍光体を次のよう
にして得た。
まず、a、b、c、dが所定の値となるように、各炭
酸ストロンチウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭
酸マグネシウム、リン酸アンモニウム、塩化アンモニウ
ム、酸化ユーロピウムをそれぞれ秤量し、磁性ポット中
でボールミルにより、十分粉砕しながら混合する。得ら
れた混合物を水素約2%を含む弱還元雰囲気中1150℃で
3時間焼成する。冷却後、水洗して過剰のハロゲン化物
を洗浄し、アルミナボールで湿式粉砕することにより分
散する。分散された混合物をふるいにかけた後、濾過及
び乾燥し、更にふるいにかけ、所望の蛍光体を得る。
このようにして得られた蛍光体の発光効率を調べるた
め、輝度/色度値(Y/y)を求めた。その結果を第1表
に示す。但し、この色度yとは、CIE色度図のx、y、
z座標のうち緑色成分を示すy座標の値であり、明るさ
刺激に対応する。Yは、CIE色度図において、x=0.15
2、y=0.094の(Sr,Ba,Ca,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu蛍光
体の発光輝度のY成分を100%、Z成分を100%としたと
きの緑色成分の相対輝度にあり、JIS Z8724−1983によ
り測定されたものである。したがって、このY/y値が大
きい程発光効率が良いことがわかる。
また、比較としてAl2O3及びSiO2を含まない蛍光体
(比較例1〜8)を製造し、同様にして測定を行なっ
た。その結果を第1表に示す。尚、比較例1〜8のa,b,
c,dの値は、各々実施例1、11、2、12、3、16、8、
5に対応している。
第1表から明らかなように、Al2O3及びSiO2を含む本
発明にかかる蛍光体(実施例1〜18)は、Al2O3及びSiO
2を含まない蛍光体(比較例1〜8)よりも輝度/色度
値が高いことから発光効率が良好であることがわかる。
このようにして得られた青色発光蛍光体と、LaPO4:C
e,Tb緑色蛍光体と、Y2O3:Eu赤色発光蛍光体とを第2表
に示す配合比で混合し、通常の方法を用いてFL40SS・EX
−N[5000K,Duv=+0.003(CIE−II)]三波長発光域
形蛍光ランプを作成した。得られた三波長発光域形成蛍
光ランプのランプ特性を調べるため、初期光束、CIE II
版による演色評価数Ra、1000時間経過後の光束維持率及
び色シフトを測定した。その結果を第2表に示す。ま
た、この蛍光ランプの演色性と初光束との関係を表すグ
ラフを第1図に示す。さらに、青色発光蛍光体の色調と
Y/yとの関係を表すグラフを第2図に示す。各々の図に
おいて、点座標1〜18は実施例1〜18に対応し、点座標
19〜23は比較例1〜8に対応する。また、実線101,201
はCa量b=0.01、実線102,202はb=0.06、実線103,203
はb=0.11、実線104,204はb=0.31のときの測定値を
示す。また、破線100,200は比較例1〜8を示す。
第2表から明らかなように、本発明にかかる蛍光体を
用いた蛍光ランプの特性は比較例に比べいずれも良好で
あった。
また、例えば実施例3、7、10のように、Ba量が多い
場合、第2表のRa値に示すように蛍光体の色調及びラン
プの演色性が向上するが、これと相反して初期光束値に
示すように相対輝度が多少低下する傾向がある。このよ
うに,Baはランプの輝度及と演色性とが相反するように
関与するものである。従って、蛍光体中のBa量(a)
は、演色性とランプ輝度とのかねあいから決められるべ
き値である。
また、第1図及び第2図からわかるように、青色発光
蛍光体へのAl、Siの添加による効果は、Ca量が少ない程
高い。この効果は、一般式 9MeO・mAl2O3・3P2O5・nSi
O2・MeClにおけるbの値が0≦b≦0.2の範囲で一番効
果が高く、0.2<b≦0.4の範囲ではその効果はやや低く
なる。b>0.4の範囲ではその効果がさらに低くなる傾
向がある。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、発光効率が良
好な蛍光体が得られる。さらに、高演色発光形蛍光ラン
プの蛍光体組成物の成分の1つとしてこの蛍光体を使用
して高演色発光形蛍光ランプを作成すると、演色性、発
光効率、安定性等のランプ特性に優れた蛍光ランプが得
られる。
また、この蛍光ランプはCa含有量が少ない程ランプ特
性に優れ、Ba量は、多い程演色性が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、蛍光ランプの演色性と初光束との関係を表す
グラフ図、第2図は、青色発光蛍光体の色調とY/yとの
関係を表すグラフ図である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ユーロピウムにより付活され、 一般式 9MeO・mAl2O3・3P2O5・nSiO2・MeCl Me=Sr1-a-b-c-dBaaCabMgcEudで表され、 0<m≦1.0 0<n≦6.5 0≦a≦0.6 0≦b≦0.4 0≦c≦0.05 0<d≦0.05 a+b+c+d<1 の範囲を満足することを特徴とする青色発光蛍光体。
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