JP3675606B2 - 発光組成物及びそれを用いた蛍光ランプ - Google Patents
発光組成物及びそれを用いた蛍光ランプ Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、可視域に発光する蛍光体と、紫外線を放射する蛍光体からなる塗布組成物と、それを具備する蛍光ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般照明に使用する蛍光ランプは、基本的に白色系の発光を示し、通常、蛍光ランプは可視域の発光を利用するが、特殊な蛍光ランプには太陽光に発光帯がほぼ近似しているものがある。太陽光には、ほぼ白色の可視光と紫外線、及び赤外線を含んでいる。そこで、太陽光をターゲットとする蛍光ランプには分光分布が太陽光にほぼ近いことが要求される。
【０００３】
地下街、大規模なビルディング等、今日の社会生活の場には、太陽光から完全に遮断された空間があり、そのような場所において、従事する労働者、あるいはそのような場所で生育している植物等には、一般照明用の蛍光ランプから得られない紫外線或いは赤外線を含んでいる蛍光ランプが有用である。特に紫外線は生体に吸収され複雑なメカニズムによる生理作用があり重要である。
【０００４】
蛍光ランプにおいて上述したような紫外域、可視域、赤外域に発光帯を有するものを実現するには、紫外域に放射する紫外線放射蛍光体、可視域に発光する白色系の蛍光体、及び赤外域に放射する赤外線放射蛍光体を適当に組み合わせて太陽光に近似した発光スペクトルを得る必要がある。この場合、蛍光ランプの放電空間中で発生する紫外線はこれら３種の蛍光体を励起するために利用され、そのため可視域での発光は低下し、すなわちランプ光束は低下する。
【０００５】
蛍光ランプに紫外線あるいは赤外線を放射するという機能を付与することにより、ランプ本来の照明機能が低下することは望ましいことではない。そこで、このような機能性蛍光ランプであってもランプ光束はできるだけ高いものが要求される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決するために成されたものであり、その目的は、可視域に発光する蛍光体と紫外域に放射する蛍光体からなる塗布組成物を最適化することにより蛍光ランプから出力される可視光と紫外線放射量を大きくすることができる高効率の蛍光ランプを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は課題を解決するために鋭意検討した結果、塗布組成物中の可視域に発光する蛍光体及び紫外域に発光する蛍光体の粒径を最適化することで課題を解決できることを見いだし本発明を完成させるに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の塗布組成物は、主発光波長が可視域にある可視発光蛍光体と主発光波長が紫外域にある紫外線放射蛍光体を少なくとも含む発光組成物において、可視発光蛍光体の平均粒径は２〜５μｍの範囲であり、紫外線放射蛍光体の平均粒径は１．５〜３．５μｍであることを特徴とする。
【０００９】
紫外線放射蛍光体の発光組成物全体に対する割合は、１〜２０重量％の範囲であることが好ましい。
【００１０】
可視発光蛍光体は（ＳｒＣａＢａＭｇ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ、ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ、ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ，Ｔｂ、及びＹ2Ｏ3：Ｅｕの群から選ばれる少なくとも２種の混合物であり、その混合物の発光色度は白色域にあることが好ましい。
【００１１】
紫外線放射蛍光体は、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ、ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ、ＹＰＯ4：Ｃｅ、及びＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅの群から選ばれる少なくとも１種の蛍光体であることが好ましい。
【００１２】
本発明は可視発光蛍光体と紫外線放射蛍光体の両方を備える発光組成物及びそれを用いた蛍光ランプに関するが、可視発光蛍光体及び紫外線放射蛍光体以外にも、赤外線放射蛍光体を併用することも可能であり、これを混合しても本発明の特徴はそのまま保存される。赤外線放射蛍光体としてＬｉＡｌＯ2：Ｆｅが好ましく使用することができる。
【００１３】
また、本発明の蛍光ランプは、主発光波長が可視域にある可視発光蛍光体と主発光波長が紫外域にある紫外線放射蛍光体を含む発光組成物を塗布した蛍光ランプにおいて、該可視発光蛍光体の平均粒径は２〜６μｍの範囲であり、該紫外放射蛍光体の平均粒径は１．５〜３．５μｍの範囲であり、塗布組成物の塗布量は２〜４ｍｇ／ｃｍ2の範囲であることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
＜塗布組成物＞
本発明において塗布組成物は、主として蛍光体（紫外線放射蛍光体、可視発光蛍光体、及び赤外線放射蛍光体）のことを指すが、蛍光体のみならず、増量剤あるいは結着剤等も含んでもよい。
【００１５】
＜可視発光蛍光体＞
可視発光蛍光体は蛍光ランプに使用されている蛍光体であるならば基本的に使用することが可能である。たとえば、（ＳｒＣａＢａＭｇ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ、ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｓｒ5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ、ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ、ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ、Ｙ（ＰＶ）Ｏ4：Ｅｕ、3.5ＭｇＯ・0.5ＭｇＦ2・ＧｅＯ2：Ｍｎ、Ｃａ10（ＰＯ4）6ＦＣｌ：Ｓｂ，Ｍｎ、Ｓｒ10（ＰＯ4）6ＦＣｌ：Ｓｂ，Ｍｎ、（ＳｒＭｇ）2Ｐ2Ｏ7：Ｅｕ、Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｅｕ、ＣａＷＯ4、ＣａＷＯ4：Ｐｂ、ＭｇＷＯ4、（ＢａＣａ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ等がある。
【００１６】
可視発光蛍光体の中でも特に白色域に発光する蛍光体、あるいはそれぞれの発光を混色することで白色域に発光する蛍光体の組み合わせであることが実用上要求される。たとえば白色系の蛍光体として、単品ではＣａ10（ＰＯ4）6ＦＣｌ：Ｓｂ，Ｍｎ蛍光体を使用することができる。また、青色発光蛍光体と、緑色発光蛍光体、及び赤色発光蛍光体を組み合わせることで白色系に発光する三波長蛍光体が好ましく使用することができる。この三波長蛍光体は、青色発光蛍光体として（ＳｒＣａＢａＭｇ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ、及びＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ、緑色発光蛍光体として、ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ、及びＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ，Ｔｂ、赤色発光蛍光体としてＹ2Ｏ3：Ｅｕが好ましく使用することができる。
【００１７】
可視発光蛍光体の平均粒径は２〜５μｍの範囲であることが好ましい。それはこの範囲より小さいと通常の蛍光ランプの塗布量である２〜４ｍｇ／ｃｍ2の範囲に塗布する場合、蛍光ランプの光束が低下するからである。逆に、この範囲より蛍光体塗布量が多い場合もランプ光束は低下するからである。ここで平均粒径Ｄaは、空気透過法により比表面積を測定し、一次粒子の粒径の平均値を求めたものであり、フィッシャーサブシーブサイザー（F.S.S.S.)を用いて測定した値である。
【００１８】
＜紫外線放射蛍光体＞
紫外線放射蛍光体は、主発光波長が３８０ｎｍ以下である蛍光ランプに使用されている蛍光体であるならば基本的に使用することが可能である。例えば、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ、ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ、 ＹＰＯ4：Ｃｅ、ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ、（ＣａＺｎ）3（ＰＯ4）2：Ｔｌ、ＬａＰＯ4：Ｃｅ等がある。
【００１９】
本発明において、上記した紫外線放射蛍光体の平均粒径は１．５〜３．５μｍの範囲であることが要求され、これは本発明の特に重要な構成である。これは紫外線放射蛍光体単独でなく、可視発光蛍光体と混合した塗布組成物を塗布した蛍光ランプにおける最適な紫外線放射蛍光体の平均粒径である。
【００２０】
＜ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体＞
紫外線放射蛍光体としてＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体を選択し、可視発光蛍光体として（ＳｒＣａＢａＭｇ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ蛍光体を３０重量部、ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ蛍光体を３０重量部、及びＹ2Ｏ3：Ｅｕ蛍光体を４０重量部混合した平均粒径が３．８μｍの混合白色蛍光体を選択し、４０Ｗ−ＳＳの蛍光ランプ用ガラス管に、紫外線放射蛍光体と可視発光蛍光体の総和がほぼ３．５ｇになるように塗布して通常の方法で蛍光ランプを作製し、特にＵＶＡ出力について測定した相対値を図１にまとめた。図中（ａ）は、蛍光体中紫外線放射蛍光体１００％の場合について同蛍光体の平均粒径が１．５μｍ、２．５μｍ、３．５μｍ、４．５μｍの場合の相対値を表している。また（ｂ）は、ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体の全蛍光体に対する割合が２０重量％である場合、（ｃ）は、ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体の全蛍光体に対する割合が１０重量％である場合、（ｄ）は、ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体の全蛍光体に対する割合が５重量％である場合のＵＶＡ領域の紫外線の相対放射出力である。
【００２１】
図１より、ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体のみを塗布した蛍光ランプの場合、ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体の平均粒径が４．５μｍがＵＶＡの放射出力はもっとも大きくなり、粒径が小さくなるに従い低下する。平均粒径が１．５μｍの蛍光体を使用した場合、４．５μｍに対して８４％程度の相対出力となる。これに対し、曲線（ｂ）〜（ｄ）は可視発光蛍光体と混合した場合であるが、ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体の平均粒径は２．０〜３．０μｍ付近が好ましく、この範囲より平均粒径が小さくてもまたは大きくてもＵＶＡの放射出力は低下傾向である。このようにＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体を単独に塗布した蛍光ランプとは全く異なる結果を示している。
【００２２】
＜ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体＞
紫外線放射蛍光体としてＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を選択し、可視発光蛍光体として（ＳｒＣａＢａＭｇ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ蛍光体を３０重量部、ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ蛍光体を３０重量部、及びＹ2Ｏ3：Ｅｕ蛍光体を４０重量部混合した平均粒径が３．８μｍの混合白色蛍光体を選択し、４０Ｗ−ＳＳの蛍光ランプ用ガラス管に、紫外線放射蛍光体と可視発光蛍光体の総和がほぼ３．５ｇになるように塗布して通常の方法で蛍光ランプを作製し、特にＵＶＡ出力について測定した相対値を図２にまとめた。図中（ａ）は、蛍光体中紫外線放射蛍光体１００％の場合について同蛍光体の平均粒径が１．５μｍ、２．５μｍ、３．５μｍ、４．５μｍの場合の相対値を表している。また（ｂ）は、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体の全蛍光体に対する割合が２０重量％である場合、（ｃ）は、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体の全蛍光体に対する割合が１０重量％である場合、（ｄ）は、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体の全蛍光体に対する割合が５重量％である場合のＵＶＡ領域の紫外線の相対放射出力である。
【００２３】
図２より、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体のみを塗布した蛍光ランプの場合、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体の平均粒径が４．５μｍがＵＶＡの放射出力はもっとも大きくなり、粒径が小さくなるに従い低下する。平均粒径が１．５μｍの蛍光体を使用した場合、４．５μｍに対して８４％程度の相対出力となる。これに対し、曲線（ｂ）〜（ｄ）は可視発光蛍光体と混合した場合であるが、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体の平均粒径は２．０〜３．０μｍ付近が好ましく、この範囲より平均粒径が小さくてもまたは大きくてもＵＶＡの放射出力は低下傾向である。このようにＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を単独に塗布した蛍光ランプとは全く異なる結果を示している。
【００２４】
＜ＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体＞
紫外線放射蛍光体としてＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体を選択し、可視発光蛍光体として（ＳｒＣａＢａＭｇ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ蛍光体を３０重量部、ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ蛍光体を３０重量部、及びＹ2Ｏ3：Ｅｕ蛍光体を４０重量部混合した平均粒径が３．８μｍの混合白色蛍光体を選択し、４０Ｗ−ＳＳの蛍光ランプ用ガラス管に、紫外線放射蛍光体と可視発光蛍光体の総和がほぼ３．５ｇになるように塗布して通常の方法で蛍光ランプを作製し、特にＵＶＡ出力について測定した相対値を図３にまとめた。図中（ａ）は、蛍光体中紫外線放射蛍光体１００％の場合について同蛍光体の平均粒径が１．５μｍ、２．５μｍ、３．５μｍ、４．５μｍの場合の相対値を表している。また（ｂ）は、ＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体の全蛍光体に対する割合が２０重量％である場合、（ｃ）は、ＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体の全蛍光体に対する割合が１０重量％である場合、（ｄ）は、ＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体の全蛍光体に対する割合が５重量％である場合のＵＶＡ領域の紫外線の相対放射出力である。
【００２５】
図３より、ＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体のみを塗布した蛍光ランプの場合、ＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体の平均粒径が４．５μｍがＵＶＡの放射出力はもっとも大きくなり、粒径が小さくなるに従い低下する。平均粒径が１．５μｍの蛍光体を使用した場合、４．５μｍに対して８４％程度の相対出力となる。これに対し、曲線（ｂ）〜（ｄ）は可視発光蛍光体と混合した場合であるが、ＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体の平均粒径は２．０〜３．０μｍ付近が好ましく、この範囲より平均粒径が小さくてもまたは大きくてもＵＶＡの放射出力は低下傾向である。このようにＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体を単独に塗布した蛍光ランプとは全く異なる結果を示している。
【００２６】
＜ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体＞
紫外線放射蛍光体としてＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体を選択し、可視発光蛍光体として（ＳｒＣａＢａＭｇ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ蛍光体を３０重量部、ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ蛍光体を３０重量部、及びＹ2Ｏ3：Ｅｕ蛍光体を４０重量部混合した平均粒径が３．８μｍの混合白色蛍光体を選択し、４０Ｗ−ＳＳの蛍光ランプ用ガラス管に、紫外線放射蛍光体と可視発光蛍光体の総和がほぼ３．５ｇになるように塗布して通常の方法で蛍光ランプを作製し、特にＵＶＡ出力について測定した相対値を図４にまとめた。図中（ａ）は、蛍光体中紫外線放射蛍光体１００％の場合について同蛍光体の平均粒径が１．５μｍ、２．５μｍ、３．５μｍ、４．５μｍの場合の相対値を表している。また（ｂ）は、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体の全蛍光体に対する割合が２０重量％である場合、（ｃ）は、ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体の全蛍光体に対する割合が１０重量％である場合、（ｄ）は、ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体の全蛍光体に対する割合が５重量％である場合のＵＶＡ領域の紫外線の相対放射出力である。
【００２７】
図４より、ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体のみを塗布した蛍光ランプの場合、ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体の平均粒径が４．５μｍがＵＶＡの放射出力はもっとも大きくなり、粒径が小さくなるに従い低下する。平均粒径が１．５μｍの蛍光体を使用した場合、４．５μｍに対して８４％程度の相対出力となる。これに対し、曲線（ｂ）〜（ｄ）は可視発光蛍光体と混合した場合であるが、ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体の平均粒径は２．０〜３．０μｍ付近が好ましく、この範囲より平均粒径が小さくてもまたは大きくてもＵＶＡの放射出力は低下傾向である。このようにＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体を単独に塗布した蛍光ランプとは全く異なる結果を示している。
【００２８】
紫外線放射蛍光体と可視発光蛍光体を混合した塗布組成物を使用した蛍光ランプにおいて、ＵＶＡ放射出力については紫外線放射蛍光体の平均粒径は１．５〜３．５μｍの範囲が好ましく、２〜３μｍの範囲が最適であることがわかる。これは可視発光蛍光体単独で使用する場合、あるいは紫外線放射蛍光体を単独で使用する場合には明らかではなかったが、可視発光と紫外線の両方を必要とするような用途に初めて有用となる。
【００２９】
紫外線放射蛍光体の発光組成物全体に対する割合は、１〜２０重量％の範囲であることが好ましい。それはこの範囲より紫外線放射蛍光体が少ないと、紫外線の放射強度が足りず、単なる可視発光の白色系の蛍光ランプとなるためであり、本発明の対象外となるためであり、逆に、この範囲より紫外線放射蛍光体が多くなると、蛍光ランプのランプ光束が大幅に低下し、本来の照明用としての機能が低下するからである。
【００３０】
【実施例】
実施例で本発明の製造方法を詳説するが、以下に示す実施例は本発明を具体化する一例を示すものであり、本発明を拘束するものではない。
【００３１】
＜ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体使用＞
▲１▼前記紫外線放射蛍光体としてＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕを選択し、可視発光蛍光体として、平均粒径４．５μｍの（ＳｒＣａＢａＭｇ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ、平均粒径３．５μｍのＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ、平均粒径３．５μｍのＹ2Ｏ3：Ｅｕを３０：３０：４０の重量比で混合した平均粒径３．８μｍの三波長混合蛍光体を使用する例を基に以下に説明する。
【００３２】
▲２▼ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体は、目的組成の化学両論比に原料を混合し、９００℃で５時間焼成し、分散処理をするという通常の方法で、平均粒径４．５μｍの蛍光体を得た。
【００３３】
得られた平均粒径４．５μｍの蛍光体とそれを懸濁させ得る量の水をセラミック製のポットに入れ、蛍光体とほぼ同じ重量のアルミナボールを入れ１〜５時間粉砕し、分離乾燥することで、１．５μｍ、２．５μｍ、及び３．５μｍのＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体を得た。
【００３４】
［実施例１］
▲１▼で得られた三波長混合蛍光体を８０重量％と▲２▼で得られた平均粒径１．５μｍのＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体２０重量％を混合し塗布組成物を得た。次に、この塗布組成物１５ｇと１％ニトロセルロース・酢酸ブチル溶液２０ｇに懸濁して蛍光体塗布スラリーを調製した。
【００３５】
得られた塗布スラリーをＦＬ４０ｓｓ管の内面に塗布し温風により乾燥し、電気炉で４５０℃で１５分間ベークした。塗布前後の重量差を測定することで塗布組成物の塗布量は３．５ｇであった。ここで３．５ｇから逸脱する場合は、塗布スラリー中に仕込む塗布組成物の量を調整することで３．５ｇ付近に調節することができる。得られた塗布ガラス管に口金を取り付けて、排気し、水銀及び希ガスを封入して本発明の蛍光ランプを得た。
【００３６】
［実施例２、３］
▲２▼で得られた蛍光体として、平均粒径が２．５μｍ及び３．５μｍのＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体を使用する以外実施例１と同様にして、塗布組成物を調製し、同様にして実施例２及び実施例３の蛍光ランプを作製した。
【００３７】
［比較例１］
平均粒径が４．５μｍのＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を使用する以外実施例１と同様にして、塗布組成物を調製し、同様にして蛍光ランプを作製した。
【００３８】
＜ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体使用＞
ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体は、目的組成の化学両論比に原料を混合し、１０００℃で５時間焼成し、分散処理をするという通常の方法で、平均粒径４．５μｍの蛍光体を得た。得られた平均粒径４．５μｍの蛍光体とそれを懸濁させ得る量の水をセラミック製のポットに入れ、蛍光体とほぼ同じ重量のアルミナボールを入れ１〜５時間粉砕し、分離乾燥することで、１．５μｍ、２．５μｍ、及び３．５μｍのＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を得た。
【００３９】
［実施例４、５、６］
平均粒径が１．５μｍ、２．５μｍ及び３．５μｍのＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を使用する以外実施例１と同様にして、塗布組成物を調製し、同様にしてそれぞれ実施例４、５、６の蛍光ランプを作製した。
【００４０】
［比較例２］
平均粒径が４．５μｍのＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を使用する以外実施例１と同様にして、塗布組成物を調製し、同様にして蛍光ランプを作製した。
【００４１】
＜ＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体使用＞
ＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体は、目的組成の化学両論比に原料を混合し、１２５０℃で５時間焼成し、分散処理をするという通常の方法で、平均粒径４．５μｍの蛍光体を得た。得られた平均粒径４．５μｍの蛍光体とそれを懸濁させ得る量の水をセラミック製のポットに入れ、蛍光体とほぼ同じ重量のアルミナボールを入れ１〜５時間粉砕し、分離乾燥することで、１．５μｍ、２．５μｍ、及び３．５μｍのＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を得た。
【００４２】
［実施例７、８、９］
平均粒径が１．５μｍ、２．５μｍ及び３．５μｍのＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体を使用する以外実施例１と同様にして、塗布組成物を調製し、同様にしてそれぞれ実施例７、８、９の蛍光ランプを作製した。
【００４３】
［比較例３］
平均粒径が４．５μｍのＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体を使用する以外実施例１と同様にして、塗布組成物を調製し、同様にして蛍光ランプを作製した。
【００４４】
＜ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体使用＞
ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体は、目的組成の化学両論比に原料を混合し、１４００℃で５時間焼成し、分散処理をするという通常の方法で、平均粒径４．５μｍの蛍光体を得た。得られた平均粒径４．５μｍの蛍光体とそれを懸濁させ得る量の水をセラミック製のポットに入れ、蛍光体とほぼ同じ重量のアルミナボールを入れ１〜５時間粉砕し、分離乾燥することで、１．５μｍ、２．５μｍ、及び３．５μｍのＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を得た。
【００４５】
［実施例１０、１１、１２］
平均粒径が１．５μｍ、２．５μｍ及び３．５μｍのＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体を使用する以外実施例１と同様にして、塗布組成物を調製し、同様にしてそれぞれ実施例１０、１１、１２の蛍光ランプを作製した。
【００４６】
［比較例４］
平均粒径が４．５μｍのＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体を使用する以外実施例１と同様にして、塗布組成物を調製し、同様にして蛍光ランプを作製した。
【００４７】
これら本発明の実施例及び比較例の蛍光ランプについて、ＵＶＡの放射出力の相対値を、それぞれ図１〜図４の曲線（ｂ）にプロットした。図上のそれぞれの実験点が各実施例及び比較例に一致する。ここで、ＵＶＡの相対出力は、平均粒径が４．５μｍの紫外線放射蛍光体単品をほぼ３．５ｇ塗布したそれぞれの蛍光ランプのＵＶＡ出力を１００％とした値である。
【００４８】
［実施例１３］
▲１▼で得られた三波長混合蛍光体を８７重量％と▲２▼で得られた平均粒径２．５μｍのＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体１３重量％を混合し塗布組成物を得た。次に、この塗布組成物１５ｇと１％ニトロセルロース・酢酸ブチル溶液２０ｇに懸濁して蛍光体塗布スラリーを調製し、実施例１と同様にして蛍光ランプを作製した。得られた蛍光ランプの発光特性について、平均粒径が４．５μｍであるＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を塗布組成物全体の２０重量％配合した蛍光ランプ（比較例２）と同時にまとめて表１に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
表１より実施例１３は、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を減らしたのに関わらずＵＶＡの出力はほぼ同等である。一方、可視域の発光については向上している。これは可視発光蛍光体の配合量を比較例２に比べて増やすことができたことによる。比較例２で使用するよりも小粒子のＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を使用することにより、塗布組成物中の紫外線放射蛍光体の配合量は削減でき、その結果、可視発光蛍光体の配合量が相対的に増加したためである。
【００５１】
【発明の効果】
以上に述べたように、可視発光蛍光体と紫外線放射蛍光体を混合した塗布組成物を使用した蛍光ランプにおいて、該可視発光蛍光体の平均粒径を２〜５μｍの範囲、紫外線放射蛍光体の平均粒径を１．５〜３．５μｍの範囲とすることで、紫外線放射蛍光体の配合量を減らすことができ、結果として可視発光蛍光体の配合量が増加でき、ランプの発光効率を向上することができる。
【００５２】
【図面の簡単な説明】
【図１】ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体を使用した蛍光ランプのＵＶＡ領域の紫外線相対放射出力と平均粒径の関係を示す特性図
【図２】ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を使用した蛍光ランプのＵＶＡ領域の紫外線相対放射出力と平均粒径の関係を示す特性図
【図３】ＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体を使用した蛍光ランプのＵＶＡ領域の紫外線相対放射出力と平均粒径の関係を示す特性図
【図４】ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体を使用した蛍光ランプのＵＶＡ領域の紫外線相対放射出力と平均粒径の関係を示す特性図
【産業上の利用分野】
本発明は、可視域に発光する蛍光体と、紫外線を放射する蛍光体からなる塗布組成物と、それを具備する蛍光ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般照明に使用する蛍光ランプは、基本的に白色系の発光を示し、通常、蛍光ランプは可視域の発光を利用するが、特殊な蛍光ランプには太陽光に発光帯がほぼ近似しているものがある。太陽光には、ほぼ白色の可視光と紫外線、及び赤外線を含んでいる。そこで、太陽光をターゲットとする蛍光ランプには分光分布が太陽光にほぼ近いことが要求される。
【０００３】
地下街、大規模なビルディング等、今日の社会生活の場には、太陽光から完全に遮断された空間があり、そのような場所において、従事する労働者、あるいはそのような場所で生育している植物等には、一般照明用の蛍光ランプから得られない紫外線或いは赤外線を含んでいる蛍光ランプが有用である。特に紫外線は生体に吸収され複雑なメカニズムによる生理作用があり重要である。
【０００４】
蛍光ランプにおいて上述したような紫外域、可視域、赤外域に発光帯を有するものを実現するには、紫外域に放射する紫外線放射蛍光体、可視域に発光する白色系の蛍光体、及び赤外域に放射する赤外線放射蛍光体を適当に組み合わせて太陽光に近似した発光スペクトルを得る必要がある。この場合、蛍光ランプの放電空間中で発生する紫外線はこれら３種の蛍光体を励起するために利用され、そのため可視域での発光は低下し、すなわちランプ光束は低下する。
【０００５】
蛍光ランプに紫外線あるいは赤外線を放射するという機能を付与することにより、ランプ本来の照明機能が低下することは望ましいことではない。そこで、このような機能性蛍光ランプであってもランプ光束はできるだけ高いものが要求される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決するために成されたものであり、その目的は、可視域に発光する蛍光体と紫外域に放射する蛍光体からなる塗布組成物を最適化することにより蛍光ランプから出力される可視光と紫外線放射量を大きくすることができる高効率の蛍光ランプを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は課題を解決するために鋭意検討した結果、塗布組成物中の可視域に発光する蛍光体及び紫外域に発光する蛍光体の粒径を最適化することで課題を解決できることを見いだし本発明を完成させるに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の塗布組成物は、主発光波長が可視域にある可視発光蛍光体と主発光波長が紫外域にある紫外線放射蛍光体を少なくとも含む発光組成物において、可視発光蛍光体の平均粒径は２〜５μｍの範囲であり、紫外線放射蛍光体の平均粒径は１．５〜３．５μｍであることを特徴とする。
【０００９】
紫外線放射蛍光体の発光組成物全体に対する割合は、１〜２０重量％の範囲であることが好ましい。
【００１０】
可視発光蛍光体は（ＳｒＣａＢａＭｇ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ、ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ、ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ，Ｔｂ、及びＹ2Ｏ3：Ｅｕの群から選ばれる少なくとも２種の混合物であり、その混合物の発光色度は白色域にあることが好ましい。
【００１１】
紫外線放射蛍光体は、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ、ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ、ＹＰＯ4：Ｃｅ、及びＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅの群から選ばれる少なくとも１種の蛍光体であることが好ましい。
【００１２】
本発明は可視発光蛍光体と紫外線放射蛍光体の両方を備える発光組成物及びそれを用いた蛍光ランプに関するが、可視発光蛍光体及び紫外線放射蛍光体以外にも、赤外線放射蛍光体を併用することも可能であり、これを混合しても本発明の特徴はそのまま保存される。赤外線放射蛍光体としてＬｉＡｌＯ2：Ｆｅが好ましく使用することができる。
【００１３】
また、本発明の蛍光ランプは、主発光波長が可視域にある可視発光蛍光体と主発光波長が紫外域にある紫外線放射蛍光体を含む発光組成物を塗布した蛍光ランプにおいて、該可視発光蛍光体の平均粒径は２〜６μｍの範囲であり、該紫外放射蛍光体の平均粒径は１．５〜３．５μｍの範囲であり、塗布組成物の塗布量は２〜４ｍｇ／ｃｍ2の範囲であることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
＜塗布組成物＞
本発明において塗布組成物は、主として蛍光体（紫外線放射蛍光体、可視発光蛍光体、及び赤外線放射蛍光体）のことを指すが、蛍光体のみならず、増量剤あるいは結着剤等も含んでもよい。
【００１５】
＜可視発光蛍光体＞
可視発光蛍光体は蛍光ランプに使用されている蛍光体であるならば基本的に使用することが可能である。たとえば、（ＳｒＣａＢａＭｇ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ、ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｓｒ5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ、ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ、ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ、Ｙ（ＰＶ）Ｏ4：Ｅｕ、3.5ＭｇＯ・0.5ＭｇＦ2・ＧｅＯ2：Ｍｎ、Ｃａ10（ＰＯ4）6ＦＣｌ：Ｓｂ，Ｍｎ、Ｓｒ10（ＰＯ4）6ＦＣｌ：Ｓｂ，Ｍｎ、（ＳｒＭｇ）2Ｐ2Ｏ7：Ｅｕ、Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｅｕ、ＣａＷＯ4、ＣａＷＯ4：Ｐｂ、ＭｇＷＯ4、（ＢａＣａ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ等がある。
【００１６】
可視発光蛍光体の中でも特に白色域に発光する蛍光体、あるいはそれぞれの発光を混色することで白色域に発光する蛍光体の組み合わせであることが実用上要求される。たとえば白色系の蛍光体として、単品ではＣａ10（ＰＯ4）6ＦＣｌ：Ｓｂ，Ｍｎ蛍光体を使用することができる。また、青色発光蛍光体と、緑色発光蛍光体、及び赤色発光蛍光体を組み合わせることで白色系に発光する三波長蛍光体が好ましく使用することができる。この三波長蛍光体は、青色発光蛍光体として（ＳｒＣａＢａＭｇ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ、及びＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ、緑色発光蛍光体として、ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ、及びＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ，Ｔｂ、赤色発光蛍光体としてＹ2Ｏ3：Ｅｕが好ましく使用することができる。
【００１７】
可視発光蛍光体の平均粒径は２〜５μｍの範囲であることが好ましい。それはこの範囲より小さいと通常の蛍光ランプの塗布量である２〜４ｍｇ／ｃｍ2の範囲に塗布する場合、蛍光ランプの光束が低下するからである。逆に、この範囲より蛍光体塗布量が多い場合もランプ光束は低下するからである。ここで平均粒径Ｄaは、空気透過法により比表面積を測定し、一次粒子の粒径の平均値を求めたものであり、フィッシャーサブシーブサイザー（F.S.S.S.)を用いて測定した値である。
【００１８】
＜紫外線放射蛍光体＞
紫外線放射蛍光体は、主発光波長が３８０ｎｍ以下である蛍光ランプに使用されている蛍光体であるならば基本的に使用することが可能である。例えば、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ、ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ、 ＹＰＯ4：Ｃｅ、ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ、（ＣａＺｎ）3（ＰＯ4）2：Ｔｌ、ＬａＰＯ4：Ｃｅ等がある。
【００１９】
本発明において、上記した紫外線放射蛍光体の平均粒径は１．５〜３．５μｍの範囲であることが要求され、これは本発明の特に重要な構成である。これは紫外線放射蛍光体単独でなく、可視発光蛍光体と混合した塗布組成物を塗布した蛍光ランプにおける最適な紫外線放射蛍光体の平均粒径である。
【００２０】
＜ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体＞
紫外線放射蛍光体としてＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体を選択し、可視発光蛍光体として（ＳｒＣａＢａＭｇ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ蛍光体を３０重量部、ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ蛍光体を３０重量部、及びＹ2Ｏ3：Ｅｕ蛍光体を４０重量部混合した平均粒径が３．８μｍの混合白色蛍光体を選択し、４０Ｗ−ＳＳの蛍光ランプ用ガラス管に、紫外線放射蛍光体と可視発光蛍光体の総和がほぼ３．５ｇになるように塗布して通常の方法で蛍光ランプを作製し、特にＵＶＡ出力について測定した相対値を図１にまとめた。図中（ａ）は、蛍光体中紫外線放射蛍光体１００％の場合について同蛍光体の平均粒径が１．５μｍ、２．５μｍ、３．５μｍ、４．５μｍの場合の相対値を表している。また（ｂ）は、ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体の全蛍光体に対する割合が２０重量％である場合、（ｃ）は、ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体の全蛍光体に対する割合が１０重量％である場合、（ｄ）は、ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体の全蛍光体に対する割合が５重量％である場合のＵＶＡ領域の紫外線の相対放射出力である。
【００２１】
図１より、ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体のみを塗布した蛍光ランプの場合、ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体の平均粒径が４．５μｍがＵＶＡの放射出力はもっとも大きくなり、粒径が小さくなるに従い低下する。平均粒径が１．５μｍの蛍光体を使用した場合、４．５μｍに対して８４％程度の相対出力となる。これに対し、曲線（ｂ）〜（ｄ）は可視発光蛍光体と混合した場合であるが、ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体の平均粒径は２．０〜３．０μｍ付近が好ましく、この範囲より平均粒径が小さくてもまたは大きくてもＵＶＡの放射出力は低下傾向である。このようにＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体を単独に塗布した蛍光ランプとは全く異なる結果を示している。
【００２２】
＜ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体＞
紫外線放射蛍光体としてＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を選択し、可視発光蛍光体として（ＳｒＣａＢａＭｇ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ蛍光体を３０重量部、ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ蛍光体を３０重量部、及びＹ2Ｏ3：Ｅｕ蛍光体を４０重量部混合した平均粒径が３．８μｍの混合白色蛍光体を選択し、４０Ｗ−ＳＳの蛍光ランプ用ガラス管に、紫外線放射蛍光体と可視発光蛍光体の総和がほぼ３．５ｇになるように塗布して通常の方法で蛍光ランプを作製し、特にＵＶＡ出力について測定した相対値を図２にまとめた。図中（ａ）は、蛍光体中紫外線放射蛍光体１００％の場合について同蛍光体の平均粒径が１．５μｍ、２．５μｍ、３．５μｍ、４．５μｍの場合の相対値を表している。また（ｂ）は、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体の全蛍光体に対する割合が２０重量％である場合、（ｃ）は、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体の全蛍光体に対する割合が１０重量％である場合、（ｄ）は、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体の全蛍光体に対する割合が５重量％である場合のＵＶＡ領域の紫外線の相対放射出力である。
【００２３】
図２より、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体のみを塗布した蛍光ランプの場合、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体の平均粒径が４．５μｍがＵＶＡの放射出力はもっとも大きくなり、粒径が小さくなるに従い低下する。平均粒径が１．５μｍの蛍光体を使用した場合、４．５μｍに対して８４％程度の相対出力となる。これに対し、曲線（ｂ）〜（ｄ）は可視発光蛍光体と混合した場合であるが、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体の平均粒径は２．０〜３．０μｍ付近が好ましく、この範囲より平均粒径が小さくてもまたは大きくてもＵＶＡの放射出力は低下傾向である。このようにＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を単独に塗布した蛍光ランプとは全く異なる結果を示している。
【００２４】
＜ＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体＞
紫外線放射蛍光体としてＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体を選択し、可視発光蛍光体として（ＳｒＣａＢａＭｇ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ蛍光体を３０重量部、ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ蛍光体を３０重量部、及びＹ2Ｏ3：Ｅｕ蛍光体を４０重量部混合した平均粒径が３．８μｍの混合白色蛍光体を選択し、４０Ｗ−ＳＳの蛍光ランプ用ガラス管に、紫外線放射蛍光体と可視発光蛍光体の総和がほぼ３．５ｇになるように塗布して通常の方法で蛍光ランプを作製し、特にＵＶＡ出力について測定した相対値を図３にまとめた。図中（ａ）は、蛍光体中紫外線放射蛍光体１００％の場合について同蛍光体の平均粒径が１．５μｍ、２．５μｍ、３．５μｍ、４．５μｍの場合の相対値を表している。また（ｂ）は、ＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体の全蛍光体に対する割合が２０重量％である場合、（ｃ）は、ＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体の全蛍光体に対する割合が１０重量％である場合、（ｄ）は、ＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体の全蛍光体に対する割合が５重量％である場合のＵＶＡ領域の紫外線の相対放射出力である。
【００２５】
図３より、ＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体のみを塗布した蛍光ランプの場合、ＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体の平均粒径が４．５μｍがＵＶＡの放射出力はもっとも大きくなり、粒径が小さくなるに従い低下する。平均粒径が１．５μｍの蛍光体を使用した場合、４．５μｍに対して８４％程度の相対出力となる。これに対し、曲線（ｂ）〜（ｄ）は可視発光蛍光体と混合した場合であるが、ＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体の平均粒径は２．０〜３．０μｍ付近が好ましく、この範囲より平均粒径が小さくてもまたは大きくてもＵＶＡの放射出力は低下傾向である。このようにＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体を単独に塗布した蛍光ランプとは全く異なる結果を示している。
【００２６】
＜ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体＞
紫外線放射蛍光体としてＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体を選択し、可視発光蛍光体として（ＳｒＣａＢａＭｇ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ蛍光体を３０重量部、ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ蛍光体を３０重量部、及びＹ2Ｏ3：Ｅｕ蛍光体を４０重量部混合した平均粒径が３．８μｍの混合白色蛍光体を選択し、４０Ｗ−ＳＳの蛍光ランプ用ガラス管に、紫外線放射蛍光体と可視発光蛍光体の総和がほぼ３．５ｇになるように塗布して通常の方法で蛍光ランプを作製し、特にＵＶＡ出力について測定した相対値を図４にまとめた。図中（ａ）は、蛍光体中紫外線放射蛍光体１００％の場合について同蛍光体の平均粒径が１．５μｍ、２．５μｍ、３．５μｍ、４．５μｍの場合の相対値を表している。また（ｂ）は、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体の全蛍光体に対する割合が２０重量％である場合、（ｃ）は、ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体の全蛍光体に対する割合が１０重量％である場合、（ｄ）は、ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体の全蛍光体に対する割合が５重量％である場合のＵＶＡ領域の紫外線の相対放射出力である。
【００２７】
図４より、ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体のみを塗布した蛍光ランプの場合、ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体の平均粒径が４．５μｍがＵＶＡの放射出力はもっとも大きくなり、粒径が小さくなるに従い低下する。平均粒径が１．５μｍの蛍光体を使用した場合、４．５μｍに対して８４％程度の相対出力となる。これに対し、曲線（ｂ）〜（ｄ）は可視発光蛍光体と混合した場合であるが、ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体の平均粒径は２．０〜３．０μｍ付近が好ましく、この範囲より平均粒径が小さくてもまたは大きくてもＵＶＡの放射出力は低下傾向である。このようにＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体を単独に塗布した蛍光ランプとは全く異なる結果を示している。
【００２８】
紫外線放射蛍光体と可視発光蛍光体を混合した塗布組成物を使用した蛍光ランプにおいて、ＵＶＡ放射出力については紫外線放射蛍光体の平均粒径は１．５〜３．５μｍの範囲が好ましく、２〜３μｍの範囲が最適であることがわかる。これは可視発光蛍光体単独で使用する場合、あるいは紫外線放射蛍光体を単独で使用する場合には明らかではなかったが、可視発光と紫外線の両方を必要とするような用途に初めて有用となる。
【００２９】
紫外線放射蛍光体の発光組成物全体に対する割合は、１〜２０重量％の範囲であることが好ましい。それはこの範囲より紫外線放射蛍光体が少ないと、紫外線の放射強度が足りず、単なる可視発光の白色系の蛍光ランプとなるためであり、本発明の対象外となるためであり、逆に、この範囲より紫外線放射蛍光体が多くなると、蛍光ランプのランプ光束が大幅に低下し、本来の照明用としての機能が低下するからである。
【００３０】
【実施例】
実施例で本発明の製造方法を詳説するが、以下に示す実施例は本発明を具体化する一例を示すものであり、本発明を拘束するものではない。
【００３１】
＜ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体使用＞
▲１▼前記紫外線放射蛍光体としてＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕを選択し、可視発光蛍光体として、平均粒径４．５μｍの（ＳｒＣａＢａＭｇ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ、平均粒径３．５μｍのＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ、平均粒径３．５μｍのＹ2Ｏ3：Ｅｕを３０：３０：４０の重量比で混合した平均粒径３．８μｍの三波長混合蛍光体を使用する例を基に以下に説明する。
【００３２】
▲２▼ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体は、目的組成の化学両論比に原料を混合し、９００℃で５時間焼成し、分散処理をするという通常の方法で、平均粒径４．５μｍの蛍光体を得た。
【００３３】
得られた平均粒径４．５μｍの蛍光体とそれを懸濁させ得る量の水をセラミック製のポットに入れ、蛍光体とほぼ同じ重量のアルミナボールを入れ１〜５時間粉砕し、分離乾燥することで、１．５μｍ、２．５μｍ、及び３．５μｍのＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体を得た。
【００３４】
［実施例１］
▲１▼で得られた三波長混合蛍光体を８０重量％と▲２▼で得られた平均粒径１．５μｍのＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体２０重量％を混合し塗布組成物を得た。次に、この塗布組成物１５ｇと１％ニトロセルロース・酢酸ブチル溶液２０ｇに懸濁して蛍光体塗布スラリーを調製した。
【００３５】
得られた塗布スラリーをＦＬ４０ｓｓ管の内面に塗布し温風により乾燥し、電気炉で４５０℃で１５分間ベークした。塗布前後の重量差を測定することで塗布組成物の塗布量は３．５ｇであった。ここで３．５ｇから逸脱する場合は、塗布スラリー中に仕込む塗布組成物の量を調整することで３．５ｇ付近に調節することができる。得られた塗布ガラス管に口金を取り付けて、排気し、水銀及び希ガスを封入して本発明の蛍光ランプを得た。
【００３６】
［実施例２、３］
▲２▼で得られた蛍光体として、平均粒径が２．５μｍ及び３．５μｍのＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体を使用する以外実施例１と同様にして、塗布組成物を調製し、同様にして実施例２及び実施例３の蛍光ランプを作製した。
【００３７】
［比較例１］
平均粒径が４．５μｍのＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を使用する以外実施例１と同様にして、塗布組成物を調製し、同様にして蛍光ランプを作製した。
【００３８】
＜ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体使用＞
ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体は、目的組成の化学両論比に原料を混合し、１０００℃で５時間焼成し、分散処理をするという通常の方法で、平均粒径４．５μｍの蛍光体を得た。得られた平均粒径４．５μｍの蛍光体とそれを懸濁させ得る量の水をセラミック製のポットに入れ、蛍光体とほぼ同じ重量のアルミナボールを入れ１〜５時間粉砕し、分離乾燥することで、１．５μｍ、２．５μｍ、及び３．５μｍのＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を得た。
【００３９】
［実施例４、５、６］
平均粒径が１．５μｍ、２．５μｍ及び３．５μｍのＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を使用する以外実施例１と同様にして、塗布組成物を調製し、同様にしてそれぞれ実施例４、５、６の蛍光ランプを作製した。
【００４０】
［比較例２］
平均粒径が４．５μｍのＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を使用する以外実施例１と同様にして、塗布組成物を調製し、同様にして蛍光ランプを作製した。
【００４１】
＜ＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体使用＞
ＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体は、目的組成の化学両論比に原料を混合し、１２５０℃で５時間焼成し、分散処理をするという通常の方法で、平均粒径４．５μｍの蛍光体を得た。得られた平均粒径４．５μｍの蛍光体とそれを懸濁させ得る量の水をセラミック製のポットに入れ、蛍光体とほぼ同じ重量のアルミナボールを入れ１〜５時間粉砕し、分離乾燥することで、１．５μｍ、２．５μｍ、及び３．５μｍのＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を得た。
【００４２】
［実施例７、８、９］
平均粒径が１．５μｍ、２．５μｍ及び３．５μｍのＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体を使用する以外実施例１と同様にして、塗布組成物を調製し、同様にしてそれぞれ実施例７、８、９の蛍光ランプを作製した。
【００４３】
［比較例３］
平均粒径が４．５μｍのＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体を使用する以外実施例１と同様にして、塗布組成物を調製し、同様にして蛍光ランプを作製した。
【００４４】
＜ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体使用＞
ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体は、目的組成の化学両論比に原料を混合し、１４００℃で５時間焼成し、分散処理をするという通常の方法で、平均粒径４．５μｍの蛍光体を得た。得られた平均粒径４．５μｍの蛍光体とそれを懸濁させ得る量の水をセラミック製のポットに入れ、蛍光体とほぼ同じ重量のアルミナボールを入れ１〜５時間粉砕し、分離乾燥することで、１．５μｍ、２．５μｍ、及び３．５μｍのＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を得た。
【００４５】
［実施例１０、１１、１２］
平均粒径が１．５μｍ、２．５μｍ及び３．５μｍのＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体を使用する以外実施例１と同様にして、塗布組成物を調製し、同様にしてそれぞれ実施例１０、１１、１２の蛍光ランプを作製した。
【００４６】
［比較例４］
平均粒径が４．５μｍのＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体を使用する以外実施例１と同様にして、塗布組成物を調製し、同様にして蛍光ランプを作製した。
【００４７】
これら本発明の実施例及び比較例の蛍光ランプについて、ＵＶＡの放射出力の相対値を、それぞれ図１〜図４の曲線（ｂ）にプロットした。図上のそれぞれの実験点が各実施例及び比較例に一致する。ここで、ＵＶＡの相対出力は、平均粒径が４．５μｍの紫外線放射蛍光体単品をほぼ３．５ｇ塗布したそれぞれの蛍光ランプのＵＶＡ出力を１００％とした値である。
【００４８】
［実施例１３］
▲１▼で得られた三波長混合蛍光体を８７重量％と▲２▼で得られた平均粒径２．５μｍのＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体１３重量％を混合し塗布組成物を得た。次に、この塗布組成物１５ｇと１％ニトロセルロース・酢酸ブチル溶液２０ｇに懸濁して蛍光体塗布スラリーを調製し、実施例１と同様にして蛍光ランプを作製した。得られた蛍光ランプの発光特性について、平均粒径が４．５μｍであるＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を塗布組成物全体の２０重量％配合した蛍光ランプ（比較例２）と同時にまとめて表１に示す。
【００４９】
【表１】
表１より実施例１３は、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を減らしたのに関わらずＵＶＡの出力はほぼ同等である。一方、可視域の発光については向上している。これは可視発光蛍光体の配合量を比較例２に比べて増やすことができたことによる。比較例２で使用するよりも小粒子のＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を使用することにより、塗布組成物中の紫外線放射蛍光体の配合量は削減でき、その結果、可視発光蛍光体の配合量が相対的に増加したためである。
【００５１】
【発明の効果】
以上に述べたように、可視発光蛍光体と紫外線放射蛍光体を混合した塗布組成物を使用した蛍光ランプにおいて、該可視発光蛍光体の平均粒径を２〜５μｍの範囲、紫外線放射蛍光体の平均粒径を１．５〜３．５μｍの範囲とすることで、紫外線放射蛍光体の配合量を減らすことができ、結果として可視発光蛍光体の配合量が増加でき、ランプの発光効率を向上することができる。
【００５２】
【図面の簡単な説明】
【図１】ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ蛍光体を使用した蛍光ランプのＵＶＡ領域の紫外線相対放射出力と平均粒径の関係を示す特性図
【図２】ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ蛍光体を使用した蛍光ランプのＵＶＡ領域の紫外線相対放射出力と平均粒径の関係を示す特性図
【図３】ＹＰＯ4：Ｃｅ蛍光体を使用した蛍光ランプのＵＶＡ領域の紫外線相対放射出力と平均粒径の関係を示す特性図
【図４】ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ蛍光体を使用した蛍光ランプのＵＶＡ領域の紫外線相対放射出力と平均粒径の関係を示す特性図
Claims (2)
- 主発光波長が可視域にある可視発光蛍光体と主発光波長が紫外域にある紫外線放射蛍光体を少なくとも含む発光組成物において、該可視発光蛍光体は、平均粒径が２〜５μｍの範囲であり、青色発光蛍光体として（ＳｒＣａＢａＭｇ） 5 （ＰＯ 4 ） 3 Ｃｌ：Ｅｕ、及びＢａＭｇ 2 Ａｌ 16 Ｏ 27 ：Ｅｕ、緑色発光蛍光体として、ＬａＰＯ 4 ：Ｃｅ，Ｔｂ、及びＭｇＡｌ 11 Ｏ 19 ：Ｃｅ，Ｔｂ、赤色発光蛍光体としてＹ 2 Ｏ 3 ：Ｅｕを組み合わせることで白色系に発光する三波長蛍光体であって、該紫外線放射蛍光体は、主発光波長が３８０ｎｍ以下であり、平均粒径が１．５〜３．５μｍの範囲であり、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ、ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ、ＹＰＯ4：Ｃｅ、及びＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅの群から選ばれる少なくとも１種の蛍光体であって、該紫外線放射蛍光体の該発光組成物全体に対する割合は１〜２０重量％の範囲であることを特徴とする発光組成物。
- 請求項１に記載の発光組成物を塗布した蛍光ランプであって、塗布量が２〜４ｍｇ／ｃｍ2の範囲であることを特徴とする蛍光ランプ。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10994897A JP3675606B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 発光組成物及びそれを用いた蛍光ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP10994897A JP3675606B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 発光組成物及びそれを用いた蛍光ランプ |
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