JP4433274B2 - 高いｃｒｉの蛍光灯のための蛍光体ブレンド - Google Patents

Description

本発明は、放電ランプに用いるための蛍光体ブレンドに関する。特に、本発明は、水銀放電ランプにおいて高い演色指数（「ＣＲＩ」）を達成するのに有用な蛍光体ブレンドに関する。本発明はまた、高いＣＲＩの蛍光灯にも関する。

蛍光体は、電磁スペクトルの一部分における放射線エネルギーを吸収し、該電磁スペクトルの別の部分におけるエネルギーを放出する発光材料である。１つの重要な分類の蛍光体は、非常に高い化学純度及び制御された組成をもつ結晶性無機化合物であり、これらは、有効な蛍光材料に変換するために、少量の他の元素（「活性剤」と呼ばれる）が添加されてきた。活性剤とホスト無機化合物の正しい組み合わせを用いて、発光色を制御することができる。最も有用で周知の蛍光体は、可視域外の電磁放射線による励起に応答して電磁スペクトルの可視部分における放射線を放出する。周知の蛍光体は、水銀蒸気放電ランプにおいて、励起された水銀蒸気が放出した紫外（「ＵＶ」）放射線を可視光に変換するために用いられてきた。他の蛍光体としては、電子（陰極線管に用いられる）又はＸ線（例えば、Ｘ線検知システムにおけるシンチレータ）によって励起される際に可視光を発光することができる。

蛍光体を用いる照明装置の効率は、励起放射線の波長と放出された放射線の波長との差が縮まるにつれて大きくなる。低圧水銀放電ランプ（一般に蛍光灯としても知られる）においては、放電により励起された水銀原子は、基底状態に戻る際に、主として２５４ｎｍの波長を有するＵＶ放射線を放出する（１８５ｎｍの波長を有する放出された放射線の約１２％）。水銀放電ランプについての理想的な蛍光体は、２５４ｎｍ及び１８５ｎｍの放射線を強力に吸収し、吸収された放射線を効率的に変換するものである。従って、できるだけ２５４ｎｍに近い波長を有する放射線によって励起されることになるこれらのランプのための蛍光体を生成する努力がなされてきた。典型的には、太陽光に似せた白色光を生成するために、低圧水銀放電ランプ内において３つ又は４つの蛍光体が含まれる。異なるブレンドの蛍光体は、異なる色温度を有する蛍光灯を生成することができる。光源の色温度は、問題となる光源に最も近い色整合を有する黒体源の温度をいう。典型的には、色整合は、従来のＣＩＥ（国際照明委員会、Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｄｅ ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）色度図上で示され比較される。例えば、「Ｅｎｃ
ｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、第７巻、２３０〜２３１頁（Ｒｏｂｅｒｔ Ａ． Ｍｅｙｅｒｓ編、１９８７年）を参照されたい。一般に、色温度が上昇するにつれて、光はより青くなる。色温度が低下するにつれて、光は赤く見える。典型的な白熱灯は、約２７００Ｋの色温度を有し、一方、蛍光灯は、３０００Ｋから６５００Ｋの範囲の色温度を有する。光源を示す点が正確にＣＩＥ色度図の黒体軌跡上にない場合には、該光源は、平均的な人間の目にはほとんど同じ色に見える黒体軌跡上の温度である相関色温度を有する。

色温度に加えて、演色指数（「ＣＲＩ」）も、光源の別の重要な特性である。ＣＲＩは、問題となる光源を用いて測定したときの一組の標準顔料の見かけの色を標準光源における場合と比較したひずみ度合いを示す尺度である。ＣＲＩは、放射光のスペクトル・エネルギー分布によって決まり、例えば、標準光源に対して問題となる光源によって生成された三刺激値として定量化される、色のシフトを計算することによって決定することができる。低いＣＲＩを有するランプによる照射のもとでは、物体は人間の目には自然に見えない。従って、より優れた光源は、１００に近いＣＲＩを有する。典型的には、色温度が５０００Ｋを下回る場合には、用いられる標準光源は適切な温度の黒体である。色温度が５０００Ｋを上回る場合には、通常、太陽光が標準光源として用いられる。白熱灯のような比較的連続した出力スペクトルを有する光源は、通常高いＣＲＩを有し、例えば、１００に等しいか又はこれに近いＣＲＩを有する。高圧放電ランプのような多重線出力スペクトルを有する光源は、一般に約５０から８０の範囲にわたるＣＲＩを有する。蛍光灯は、典型的には７５から８５の範囲のＣＲＩを有する。通常、蛍光灯は白熱灯より高い色温度を有するが、ＣＲＩは白熱灯よりも低い。一般的な照明用途において、４０００Ｋから６０００Ｋの範囲、すなわち蛍光灯の色温度の範囲の色温度を有する光源を提供することが望ましい。従って、より高いＣＲＩを有しながら、典型的な白熱灯よりも高い色温度を維持する蛍光灯を提供することが非常に望ましい。更に、２５４ｎｍに近い領域において励起可能であり、可視域において発光し、色温度及びＣＲＩのような調整可能な特性を有する光源を設計するために柔軟に用いることができる蛍光体組成物を提供することについての必要性が引き続きある。

本発明は、約２００ｎｍから約４００ｎｍの範囲の波長を有する電磁（「ＥＭ」）放射線によって励起可能であり、約４９０ｎｍから約７７０ｎｍの波長域の可視光を効率的に発光する蛍光体ブレンドを提供する。本発明の蛍光体ブレンドは、各々が、グループ（ａ）（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）₅（ＰＯ₄）₃（Ｃｌ，Ｆ，ＯＨ）：Ｅｕ²⁺、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺、及び（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＢＰＯ₅：Ｅｕ²⁺、グループ（ｂ）Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ²⁺、ＢａＡｌ₈Ｏ₁₃：Ｅｕ²⁺、２ＳｒＯ・０．８４Ｐ₂Ｏ₅・０．１６Ｂ₂Ｏ₃：Ｅｕ²⁺，ＭｇＷＯ₄，ＢａＴｉＰ₂Ｏ₈、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺、及び（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）₅（ＰＯ₄）₃（Ｃｌ，Ｆ，ＯＨ）：Ｓｂ³⁺、グループ（ｃ）ＬａＰＯ₄：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺、ＣｅＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：Ｔｂ³⁺、ＧｄＭｇＢ₅Ｏ₁₀：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺，Ｍｎ²⁺、及びＧｄＭｇＢ₅Ｏ₁₀：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺、グループ（ｄ）ｘが約２．８から３以下の範囲であり、ｙが約４から５以下の範囲である（Ｔｂ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ，Ｇｄ）_x（Ａｌ，Ｇａ）_yＯ₁₂：Ｃｅ³⁺、及び（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）₅（ＰＯ₄）₃（Ｃｌ，Ｆ，ＯＨ）：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺，Ｓｂ³⁺、グループ（ｅ）（Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｌｕ，Ｓｃ）₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺、（Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｉｎ，Ｌｕ，Ｓｃ）ＢＯ₃：Ｅｕ³⁺、（Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ）（Ａｌ，Ｇａ）Ｏ₃：Ｅｕ³⁺、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）（Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｌｕ）₂Ｏ₄：Ｅｕ³⁺、（Ｙ，Ｇｄ）Ａｌ₃Ｂ₄Ｏ₁₂：Ｅｕ³⁺、単斜晶Ｇｄ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺、（Ｇｄ，Ｙ）₄（Ａｌ，Ｇａ）₂Ｏ₉：Ｅｕ³⁺、（Ｃａ，Ｓｒ）（Ｇｄ，Ｙ）₃（Ｇｅ，Ｓｉ）Ａｌ₃Ｏ₉：Ｅｕ³⁺、（Ｓｒ，Ｍｇ）₃（ＰＯ₄）₂：Ｓｎ²⁺、及びＧｄＭｇＢ₅Ｏ₁₀：Ｃｅ³⁺，Ｍｎ²⁺、グループ（ｆ）３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ₂・ＧｅＯ₂：Ｍｎ⁴⁺のうちの１つから選択された少なくとも２つの蛍光体の混合物を含む。これらの蛍光体を適切な割合で混合することにより、可視スペクトルにおいて広範囲の色をもたらすスペクトル複合体を生成することができる。

本発明の１つの態様において、蛍光体ブレンドは、ｘ及びｙが上記で定められたものである（Ｔｂ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ，Ｇｄ）_x（Ａｌ，Ｇａ）_yＯ₁₂：Ｃｅ³⁺と、グループ（ａ）（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）₅（ＰＯ₄）₃（Ｃｌ，Ｆ，ＯＨ）：Ｅｕ²⁺、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺、及び（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＢＰＯ₅：Ｅｕ²⁺、グループ（ｂ）Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ²⁺、ＢａＡｌ₈Ｏ₁₃：Ｅｕ²⁺、２ＳｒＯ・０．８４Ｐ₂Ｏ₅・０．１６Ｂ₂Ｏ₃：Ｅｕ²⁺，ＭｇＷＯ₄，ＢａＴｉＰ₂Ｏ₈、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺、及び（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）₅（ＰＯ₄）₃（Ｃｌ，Ｆ，ＯＨ）：Ｓｂ³⁺、グループ（ｃ）ＬａＰＯ₄：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺、ＣｅＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：Ｔｂ³⁺、ＧｄＭｇＢ₅Ｏ₁₀：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺，Ｍｎ²⁺、及びＧｄＭｇＢ₅Ｏ₁₀：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺、グループ（ｄ）（Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｌｕ，Ｓｃ）₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺、（Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｉｎ，Ｌｕ，Ｓｃ）ＢＯ₃：Ｅｕ³⁺、（Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ）（Ａｌ，Ｇａ）Ｏ₃：Ｅｕ³⁺、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）（Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｌｕ）₂Ｏ₄：Ｅｕ³⁺、（Ｙ，Ｇｄ）Ａｌ₃Ｂ₄Ｏ₁₂：Ｅｕ³⁺、単斜晶Ｇｄ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺、（Ｇｄ，Ｙ）₄（Ａｌ，Ｇａ）₂Ｏ₉：Ｅｕ³⁺、（Ｃａ，Ｓｒ）（Ｇｄ，Ｙ）₃（Ｇｅ，Ｓｉ）Ａｌ₃Ｏ₉：Ｅｕ³⁺、（Ｓｒ，Ｍｇ）₃（ＰＯ₄）₂：Ｓｎ²⁺、及びＧｄＭｇＢ₅Ｏ₁₀：Ｃｅ³⁺，Ｍｎ²⁺、グループ（ｅ）３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ₂・ＧｅＯ₂：Ｍｎ⁴⁺のうちの１つから選択された少なくとも１つの別の蛍光体とを含む。

光源は、本発明の蛍光体ブレンドを含む。この光源は、約２７００Ｋから約６５００Ｋの範囲の相関色温度（「ＣＣＴ」）と、約８０から約１００の範囲のＣＲＩとを有する。蛍光体ブレンドは、光源内に含まれる、放電により放出された放射線によって励起可能であり、約４９０ｎｍから約７７０ｎｍの波長を有する可視ＥＭを放出する。

本発明の１つの態様において、光源は、水銀放電ランプである。

本発明の他の態様、利点及び顕著な特徴は、添付図面と関連して本発明の実施形態を開示する以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。

本発明は、ＵＶ域（約２００ｎｍから約４００ｎｍまで）の波長を有するＥＭ放射線によって励起可能であり、約４９０ｎｍから約７７０ｎｍまでの波長域の可視光を効率的に放射する慣用な蛍光体ブレンドを提供するものである。「ＥＭ放射線」又は「放射線」及び「光」という用語は、ここでは互換的に使用される。励起放射線の大部分は、約２５０ｎｍから約３５０ｎｍまでの範囲の波長を有することが好ましく、約２５０ｎｍから約３００ｎｍの範囲の波長を有することがより好ましい。特に、本発明の蛍光体ブレンドは、約２７００Ｋから約６５００Ｋまでの範囲のＣＣＴと、約８０から約１００までの範囲のＣＲＩとを有する光源を生成するために、ＵＶを放射するガス放電に有利に用いられる。蛍光灯のＣＣＴを調整して、該蛍光灯のＣＲＩが従来の蛍光灯よりも増大するように、本発明の蛍光体ブレンドを配合することができる。

本発明の蛍光体ブレンドは、各々が、グループ（ａ）（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）₅（ＰＯ₄）₃（Ｃｌ，Ｆ，ＯＨ）：Ｅｕ²⁺、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺、及び（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＢＰＯ₅：Ｅｕ²⁺、グループ（ｂ）Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ²⁺、ＢａＡｌ₈Ｏ₁₃：Ｅｕ²⁺、２ＳｒＯ・０．８４Ｐ₂Ｏ₅・０．１６Ｂ₂Ｏ₃：Ｅｕ²⁺，ＭｇＷＯ₄，ＢａＴｉＰ₂Ｏ₈、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺、及び（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）₅（ＰＯ₄）₃（Ｃｌ，Ｆ，ＯＨ）：Ｓｂ³⁺、グループ（ｃ）ＬａＰＯ₄：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺、ＣｅＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：Ｔｂ³⁺、ＧｄＭｇＢ₅Ｏ₁₀：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺，Ｍｎ²⁺、及びＧｄＭｇＢ₅Ｏ₁₀：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺、グループ（ｄ）（Ｔｂ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ，Ｇｄ）_x（Ａｌ，Ｇａ）_yＯ₁₂：Ｃｅ³⁺、及び（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）₅（ＰＯ₄）₃（Ｃｌ，Ｆ，ＯＨ）：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺，Ｓｂ³⁺、グループ（ｅ）（Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｌｕ，Ｓｃ）₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺、（Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｉｎ，Ｌｕ，Ｓｃ）ＢＯ₃：Ｅｕ³⁺、（Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ）（Ａｌ，Ｇａ）Ｏ₃：Ｅｕ³⁺、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）（Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｌｕ）₂Ｏ₄：Ｅｕ³⁺、（Ｙ，Ｇｄ）Ａｌ₃Ｂ₄Ｏ₁₂：Ｅｕ³⁺、単斜晶Ｇｄ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺、（Ｇｄ，Ｙ）₄（Ａｌ，Ｇａ）₂Ｏ₉：Ｅｕ³⁺、（Ｃａ，Ｓｒ）（Ｇｄ，Ｙ）₃（Ｇｅ，Ｓｉ）Ａｌ₃Ｏ₉：Ｅｕ³⁺、（Ｓｒ，Ｍｇ）₃（ＰＯ₄）₂：Ｓｎ²⁺、及びＧｄＭｇＢ₅Ｏ₁₀：Ｃｅ³⁺，Ｍｎ²⁺、並びにグループ（ｆ）３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ₂・ＧｅＯ₂：Ｍｎ⁴⁺のうちの１つから選択された少なくとも２つの蛍光体の混合物を含み、ここで、ｘは約２．８から３以下の範囲であり、ｙは約４から５以下、好ましくは約４．５から５以下、より好ましくは約４．６から５以下の範囲である。これらの蛍光体を適切な割合で混合することにより、可視スペクトルに広範囲の色をもたらすスペクトル複合体を生成することができる。１つの実施形態において、各々の蛍光体ブレンドは、上述の異なるグループから選択される。この開示において、括弧内に含まれ、コンマによって分離された一連の元素、又は元素及び元素のグループは、これらの元素、又は元素及び元素のグループが、結晶格子内で置き換え可能であることを意味する。従って、一連の中の１つの元素を同じ一連の中の別の元素と部分的に置き換えることができる。式中のコロンに続く１つ又は複数のイオンは、蛍光体における１つ又は複数の活性剤イオンを示す。活性剤イオンは、典型的には、低濃度で存在する。典型的な活性剤濃度は、約２０モルパーセントより低く、多くは約１０モルパーセントより低い。蛍光体の各グループは、それぞれ約４００ｎｍから５００ｎｍ、４５０ｎｍから５２０ｎｍ、５２０ｎｍから５８０ｎｍ、５５０ｎｍから６００ｎｍ、６００ｎｍから６５０ｎｍ、及び６４０ｎｍから７００ｎｍの範囲の発光ピーク波長を有する可視スペクトルの一部分において主として発光する。例えば、白色光は、（１）グループ（ａ）又は（ｂ）から選択された少なくとも１つの蛍光体とグループ（ｄ）から選択された少なくとも１つの蛍光体、或いは（２）グループ（ａ）又は（ｂ）と、（ｃ）と、（ｅ）との各々から選択された蛍光体を含む蛍光体ブレンドを与えることによって、低圧水銀放電ランプのようなＵＶ源から得ることができる。

これらの蛍光体を適切な割合で混合することにより、高視感度（入力電気エネルギーのワット当たりのルーメンによって定義される）を有する所望のＣＣＴ及びＣＲＩをもたらす、ブレンドの複合発光スペクトルを生成することができる。ＣＩＥ色度図の黒体軌跡に近い座標を有する白色光を発光するように、蛍光体ブレンドの組成を選択することができる。一般的な照明用途においては、約３０００Ｋから約６０００Ｋまでの範囲のＣＣＴを有する光源を提供することが望ましい。この必要性は、白熱灯よりもエネルギー効率が良い蛍光灯によって概ね満足された。しかしながら、これらのランプは、一般的に約７５から約８５までの範囲のＣＲＩを有する。従って、これらのランプによって照射される物体が人間の目により自然に見えるように、より高いＣＲＩを有するこの範囲のＣＣＴの蛍光灯を提供することが非常に望ましい。本発明の蛍光体ブレンドを低水銀放電のようなＵＶ放射線源に組み入れることによって、こうした光源を得ることができる。表１から表４までは、それぞれ約２７００Ｋ、３０００Ｋ、３５００Ｋ及び４０００ＫのＣＣＴと、８５よりも高いＣＲＩ（実施例２を除く）とを有する光源を生成するように、本発明の異なる蛍光体ブレンドを低圧水銀放電ランプに組み入れたシミュレーション結果を示すものである。表１から表４までにおいて、個々の蛍光体の各々についての数値は、個々の蛍光体からの発光が特定のＣＣＴ、ＣＲＩ、発光出力及びＣＩＥ図上の（ｘ，ｙ）座標を結果として得るために寄与するものである複合スペクトルの割合を示しており、該数値はブレンド内の個々の蛍光体についての物理的比率ではない。

白色光に加えて、適切な割合を用いて、上で開示されたグループから選択された個々の蛍光体を含む蛍光体の他のブレンドから他の色の光を生成することができる。

１つの好ましい実施形態において、蛍光体ブレンドは、ｘ及びｙが上記で定められたものである（Ｔｂ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ，Ｇｄ）_x（Ａｌ，Ｇａ）_yＯ₁₂：Ｃｅ³⁺と、グループ（ａ）（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）₅（ＰＯ₄）₃（Ｃｌ，Ｆ，ＯＨ）：Ｅｕ²⁺、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺、及び（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＢＰＯ₅：Ｅｕ²⁺、グループ（ｂ）Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ²⁺、ＢａＡｌ₈Ｏ₁₃：Ｅｕ²⁺、２ＳｒＯ・０．８４Ｐ₂Ｏ₅・０．１６Ｂ₂Ｏ₃：Ｅｕ²⁺，ＭｇＷＯ₄，ＢａＴｉＰ₂Ｏ₈、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺、及び（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）₅（ＰＯ₄）₃（Ｃｌ，Ｆ，ＯＨ）：Ｓｂ³⁺、グループ（ｃ）ＬａＰＯ₄：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺、ＣｅＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：Ｔｂ³⁺、ＧｄＭｇＢ₅Ｏ₁₀：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺，Ｍｎ²⁺、及びＧｄＭｇＢ₅Ｏ₁₀：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺、グループ（ｄ）（Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｌｕ，Ｓｃ）₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺、（Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｉｎ，Ｌｕ，Ｓｃ）ＢＯ₃：Ｅｕ³⁺、（Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ）（Ａｌ，Ｇａ）Ｏ₃：Ｅｕ³⁺、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）（Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｌｕ）₂Ｏ₄：Ｅｕ³⁺、（Ｙ，Ｇｄ）Ａｌ₃Ｂ₄Ｏ₁₂：Ｅｕ³⁺、単斜晶Ｇｄ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺、（Ｇｄ，Ｙ）₄（Ａｌ，Ｇａ）₂Ｏ₉：Ｅｕ³⁺、（Ｃａ，Ｓｒ）（Ｇｄ，Ｙ）₃（Ｇｅ，Ｓｉ）Ａｌ₃Ｏ₉：Ｅｕ³⁺、（Ｓｒ，Ｍｇ）₃（ＰＯ₄）₂：Ｓｎ²⁺、及びＧｄＭｇＢ₅Ｏ₁₀：Ｃｅ³⁺，Ｍｎ²⁺、グループ（ｅ）３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ₂・ＧｅＯ₂：Ｍｎ⁴⁺のうちの１つから選択された少なくとも１つの別の蛍光体とを含む。

ｘ及びｙが上で定められた（Ｔｂ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ，Ｇｄ）_x（Ａｌ，Ｇａ）_yＯ₁₂：Ｃｅ³⁺（「ＴＡＧ：Ｃｅ」）は、この蛍光体が長期にわたって発光効率の維持を示したことから、イエローオレンジ色の成分が望まれる場合には蛍光体ブレンドの成分として有利に用いられる。図１４は、長期にわたる実験における単一の色（ブルーグリーンからイエローまでの範囲）の低圧水銀蛍光灯の発光効率を示す。ＴＡＧ：Ｃｅ蛍光体を有するランプは、識別可能な発光効率の損失を示さなかったが、Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺を有するものは、２０パーセントを超える発光効率の損失を示した。

蛍光体ブレンドは、応分の個々の選択された蛍光体を完全に混合することによって作ることができる。このような混合は、従来の混合装置で実行することができる。更に、この混合物を実質的に所望の粒子寸法に更にミル加工又は粉砕し、照明装置に組み入れことができる。何らかの従来の固体反応によって、個々の蛍光体を作ることができる。例えば、所望の元素の酸化物及び／又は塩の適切な量を共に完全に混合する。その量は、蛍光体の最終の所望の組成を達成するように選択される。混合物を９００℃より高い温度のような適切な高温で燃焼させて、酸化物又は塩の先駆体を所望の化合物に分解する。この燃焼は、蛍光体に応じて酸化又は還元雰囲気内で行うことができる。燃焼雰囲気は、他の気体をドープすることもできる。例えば、ハロリン酸塩蛍光体の場合には、ハロゲンガス・ドープ剤を必要とすることができる。２つ又はそれ以上の温度段階をつけて燃焼を行うことができ、各々の段階を異なる雰囲気内で実行してもよい。

或いは、このような酸化物及び／又は塩を鉱酸又は有機酸に溶解することによって、所望の元素の酸化物及び／又は塩の酸性溶液を準備する。水酸化アンモニウム又はアミンの溶液を酸性溶液の中にゆっくりと加え、沈殿が完了するまで選択された元素の化合物を沈殿させる。通常は、この段階は溶液の混合物のｐＨが８を超えて上昇したときに完了する。この沈殿物を濾過して洗浄し、空気中で乾燥させる。乾燥した沈殿物を上述のように燃焼させる。

白色光発光装置
選択された蛍光体ブレンドを２５０ｎｍから３００ｎｍの波長域のＵＶ放射線を生成する水銀放電ランプのようなガス放電装置に組み入れることにより、電気的エネルギーを効率的に用いる白色光源がもたらされる。例えば、蛍光体ブレンドを、約４マイクロメートルより小さい、好ましくは約２マイクロメートルより小さい粒子寸法までミル加工又は粉砕することができる。次に、従来の方法でなされるように、放電ランプ管の内面に蛍光体ブレンドを加える。光散乱粒子を蛍光体ブレンドに添加して、光抽出を改善させ及び／又は吸収されないＵＶ放射線の望ましくない漏れを減少させることができる。ブレンド内の蛍光体の個々の量を調整することによって、発光デバイスのＣＣＴが調整される。例えば、４００ｎｍから５２０ｎｍの範囲のピーク発光を有する蛍光体の量を増加させることによって、高いＣＣＴが達成される。一方、６００ｎｍから７００ｎｍの範囲の発光を有する蛍光体の量を増加させることによって、低いＣＣＴが達成される。

ここでは、様々な実施形態が説明されるが、当業者であれば、様々な元素の組み合わせ、変形、均等又は改善を行うことができ、これらもまた添付の特許請求の範囲に定義された本発明の範囲内にあることが、本明細書から理解されるであろう。

２５４ｎｍのＵＶ励起下のＢａＡｌ₈Ｏ₁₃：Ｅｕ²⁺の発光スペクトル。 ２５４ｎｍのＵＶ励起下のＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺の発光スペクトル。 ２５４ｎｍのＵＶ励起下のＹ₄Ａｌ₂Ｏ₉：Ｅｕ³⁺の発光スペクトル。 ２５４ｎｍのＵＶ励起下のＣａＹ₃ＡｌＧｅＯ₉：Ｅｕ³⁺の発光スペクトル。 ２５４ｎｍのＵＶ励起下の単斜晶Ｇｄ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺の発光スペクトル。 ２５４ｎｍのＵＶ励起下のＧｄＭｇＢ₅Ｏ₁₀：Ｃｅ³⁺，Ｍｎ²⁺の発光スペクトル。 ２５４ｎｍのＵＶ励起下の（Ｙ_0.9Ｅｕ_0.1）Ａｌ₃Ｂ₄Ｏ₁₂の発光スペクトル。 ２５４ｎｍのＵＶ励起下の（Ｙ_0.9Ｅｕ_0.1）ＡｌＯ₃の発光スペクトル。 ２５４ｎｍのＵＶ励起下の（Ｙ_0.4Ｇｄ_0.35Ｌａ_0.1）ＢＯ₃の発光スペクトル。 ２５４ｎｍのＵＶ励起下のＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺の発光スペクトル。 青色可視光の励起下の（Ｔｂ_0.97Ｃｅ_0.03）₃Ａ_14.9Ｏ₁₂の発光スペクトル。 ２５４ｎｍのＵＶ励起下のＣａ₅（ＰＯ₄）₃Ｆ：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺及びＣａ₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺の発光スペクトル。 ２５４ｎｍのＵＶ励起下のＳｒ（Ｙ_1.85Ｅｕ_0.15）Ｏ₄の発光スペクトル。 長期使用にわたってブルーグリーンからイエローの範囲で発光する単一の蛍光体を有するランプの発光効率の保持を示す図。

Claims (10)

1. ｘが２．８から３以下の範囲であり、ｙが４から５以下の範囲である（Ｔｂ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ，Ｇｄ）_x（Ａｌ，Ｇａ）_yＯ₁₂：Ｃｅ³⁺と、グループ（ｂ）Ｓｒ ₄ Ａｌ ₁₄ Ｏ ₂₅ ：Ｅｕ ²⁺ 又は（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ ₁₀ Ｏ ₁₇ ：Ｅｕ ²⁺ ，Ｍｎ ²⁺ と、グループ（ｃ）ＬａＰＯ ₄ ：Ｃｅ ³⁺ ，Ｔｂ ³⁺ と、グループ（ｄ）（Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｌｕ，Ｓｃ） ₂ Ｏ ₃ ：Ｅｕ ³⁺ と、任意成分としてグループ（ｅ）３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ ₂ ・ＧｅＯ ₂ ：Ｍｎ ⁴⁺ とを含む蛍光体ブレンドであって、前記蛍光体ブレンドが、２００ｎｍから４００ｎｍの範囲の波長を有するＥＭ放射線を吸収可能であり、可視スペクトルの波長を有する光を発光可能であることを特徴とする蛍光体ブレンド。
2. ｘが２．８から３以下の範囲であり、ｙが４から５以下の範囲である（Ｔｂ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ，Ｇｄ）_x（Ａｌ，Ｇａ）_yＯ₁₂：Ｃｅ³⁺と、Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ²⁺又は（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺と、ＬａＰＯ₄：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺と、（Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｌｕ，Ｓｃ）₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺とを含む、請求項１記載の蛍光体ブレンド。
3. 当該蛍光体ブレンドが、２５０ｎｍから３００ｎｍの範囲内の波長の電磁（ＥＭ）放射線を吸収する、請求項１又は請求項２記載の蛍光体ブレンド。
4. 当該蛍光体ブレンドが、ＣＩＥ色度図の黒体軌跡に近い座標を有する白色光を発光する、請求項３記載の蛍光体ブレンド。
5. ｙが４．５から５以下の範囲である、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の蛍光体ブレンド。
6. ｙが４．６から５以下の範囲である、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の蛍光体ブレンド。
7. （ａ）ガス放電源と、
   （ｂ）請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の蛍光体ブレンドと、
   を含む光源。
8. ８０から１００の範囲の演色指数（ＣＲＩ）を有する、請求項７記載の光源。
9. 演色指数（ＣＲＩ）が８５を超える、請求項８記載の光源。
10. ２７００Ｋから６５００Ｋの範囲の相関色温度（「ＣＣＴ」）を有する、請求項７乃至請求項９のいずれか１項記載の光源。
    

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