JPH01200549A - 緑色発光希ガス放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、緑色発光する希ガス放電ランプに関するも
のである。

〔従来の技術〕

低圧希ガス放電ランプは、水銀を封入した一般の蛍光ラ
ンプに比べ、点灯中の光束劣化が少ない、温度依存性が
少ない、瞬時点灯が可能であるなどの特長を有している
が、明るさ、コストなどの面での問題点が多く、一般照
明用光源としては普及していないのが現状である。しか
るに、近年、ファクシミリなどのＯＡ用光源として希ガ
ス放電ランプの上記した特長が見方され、明るさ、光色
などの性能向上が強く望まれるような状況に至っている
。このような要請に応えろものとして、特公昭５８−１
１９１５１号公報またば特公昭５８−１１９１５２号公
報においては、ネオンとアルゴンまたはネオンとクリプ
トンの混合ガスを放電収容器に封入し、これを高周波点
灯することにより、ネオン単独を封入したランプに比べ
、小電流で移動縞のない放電が可能な低圧希ガス放電ラ
ンプが赤色光源として開示されている。さらに、Ｘｅｒ
ｏｘ　Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ　ＪｏｕｒｎａｌＶｏｌ、
　８　　Ｎｏ、　３　　Ｍａｙ／　Ｊｕｎｅ　１９８３
　Ｐ、２Ｂ９におイテ、ネオンおよびキセノンの少なく
と１！、ＩＭを使用した放電ランプにおいて、ＺｎＳｉ
Ｏ４’Ｍ口を発光媒体として使用した希ガス放電ランプ
が緑色光源として開示されている。

さらに、特公昭５３−４２３８９号公報には、各種蛍光
体の真空紫外線励起スペクトルにおいて、２００ｎｆｆ
Ｉ以下に高い励起スペクトルを有する緑色蛍光体がＩＪ
、Ｗ類開示されている。また１、特公昭４ｇ−３７６７
０号公報には、一般式ＸＬｎ２Ｏ３ＹＳｉＯｉ　’ＺＬ
′ｎ　（ただし、Ｌｎはランタニド族、イツトリウムま
たはそれらの混合物であり、Ｌ′ｎはテルビウム、ユー
ロピウムまたはそれらの混合物であり、Ｘ／Ｙの比は０
．２５／Ｉ〜１／１であり、Ｚ／Ｙの比は０．００５７
１〜０．４７１である）にて示される、２５４ｎｍまた
は３８５ｎｍの水銀共鳴線にて励起される緑色および赤
色蛍光体が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、近年、ファクシミリなどのＯＡ用光源と
しての緑色光源の要求が高まる中で、より高効率の緑色
発光希ガス放電ランプの開発が強く望まれているにもか
かわらず、上記の従来技術にて示された解決策では、実
用上多くの課題を有していた。たとえば、特公昭５８−
１１９１５１号公報または特公昭５８−１１９１５２号
公報などに開示されている希ガスのみを使用する希ガス
放電ランプにおいては、明るさ、光色の点で充分満足さ
れるものではなく、実用化されているものは、ネオン発
光を利用した赤色ランプのみである。

さらに、従来開示されている２００ｎｍ以下の真空紫外
域に励起スペクトルを有する蛍光体は、実用化されてい
るものは少なく、わずかにＺｎ２５Ｌ０４：Ｍｎが緑色
蛍光体としてきわめて不満足ながら一部実用化されてい
るのみである。また、特公昭５３−４２３８９号公報に
おいては、セリウム付活または２価のユーロピウム付活
の青色発光蛍光体を使用した気体放電発光素子のみであ
り、高効率の緑色発光希ガス放電ランプについては、開
示されておらず、緑色蛍光体としてはＺｎ１Ｓｉ０４・
Ｍｎが開示されているのみである。さらに、特公昭４８
−３７６７０号公報においては、水銀共鳴線の２５４ｎ
ｍまたは３６５ｎｎ＋により励起される緑色発光蛍光体
としてテルビウム付活イツトリウム・ランタン硅酸塩が
開示されているが、真空紫外域における励起特性および
その発光についての記述はされておらず、さらに特公昭
４ｇ−３７６７０号公報の構成における水銀共鳴線を利
用したランプでは、ＯＡ用光源として使用した場合、輝
度の温度依存性が大きく、また瞬時点灯性の点で課題が
あり、ＯＡ用光源としては実用化されていないのが現状
である。

この発明は、このような課題を解決するためになされた
ものであり、希ガスが発する紫外線により特定の緑色蛍
光体を発光させ、希ガス放電の特長すなわち点灯中の光
束劣化が少なく、温度依存性が少なく、瞬時点灯可能な
どの特性を損なうことなく、発光効率を向上させ、ＯＡ
用光源として好適な緑色発光希ガス放電ランプを得るこ
とを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、キセノン、ネオン、ヘリウム、アルゴンお
よびクリプトンの少なくとも１種からなる希ガスより放
出される２００ｎ１１以下の真空紫外線を可視光に変換
する手段として、テルビウム付活イットリウム・シリケ
ート蛍光体層、または、このテルビウム付活イットリウ
ム・シリケート蛍光体層にホウ素、アルミニウム、リン
、スカンジウムおよびランタニド族元素から選ばれた少
なくともＩＭを含有させたものを放電容器となるガラス
管内面に設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、キセノン、ネオンおよびヘリウム
の少なくとも１種からなる希ガスより放出された２００
ｎｍ以下の真空紫外線によりテルビウム付活イットリウ
ム・シリケート蛍光体が励起され、５４３ｎｍに主ピー
クを有する緑色発光を示すランプが得られ、かつ従来の
Ｚｎ２５＋Ｏ４Ｍｎを使用した場合に比較し、４０〜５
０％鐸度の向上が図れる。

さらに、上記テルビウム付活イットリウム・シリケート
蛍光体に、ホウ素、アルミニウム、リン、スカンジウム
およびランクニド族元素から選ばれた少なくとも１種を
含有させることによ？）　、２００ｎｍ以下の真空紫外
線励起に対しての放射効率を一層向上させ得る。

〔実施例１〕 管外径１５ｍｍφ、長さ２８５　ｍｍのガラス管内に化
学組成が（ＹｏｓｓＴｂｏｏ７）　１ｓｉＯｓのテルビ
ウム付活イットリウム・シリケート蛍光体を塗布し、両
端に電極を封着し、ネオンおよびキセノンよりなる混合
ガスを０．５〜１０Ｔｏｒｒ封入したランプをつくり、
その特性を調べた。表１は、ネオン、キセノンの混合比
および封入ガス圧を変化させたときのランプ特性を示す
。実験においては、ネオン９０％、キセノン１０％より
なる混合ガスを３　Ｔｏｒｒ封入したランプは、正面輝
度で６１５０ｃｄ／ｍ′を示し、従来のＺｎＳｉＯ４Ｍ
ｎｆｆ１光体を使用した場合に比較して１．５倍の輝度
を示し、寿命は９３００時間であった。

（以下余白） 表１ 第１図はガス圧に対する正面輝度の変化をテルビウム付
活イットリウム・シリケート蛍光体を使用した場合と、
マンガン付活硅酸亜鉛蛍光体を使用した場合とを示し、
第２図にはガス圧に対する寿命関係を示す。また、第３
図に示すように輝度・温度特性は一２０℃〜１５０℃ま
で極めて良好であった。

〔実施例２〕 管外径１５ＩＩＩＩＩＩφ、長さ２８５　ｍｍのガラス
管内にテルビウム濃度を変化させたテルビウム付活イッ
トリウム・シリケート蛍光体を塗布し、輝度測定を行っ
た。ガス組成はネオン９０％、キセノン１０％で、ガス
圧３．０±０．２Ｔｏｒｒに固定してランプは試作した
。その結果を表２に表す。ａＹ２０３ｂＳｉＱ２’ｅＴ
ｂによって示される蛍光体ζζおいて、最適値゛は０．
１≦ｃ／ｂ≦０．２であり、ランプにおける正面輝度は
ｃ／ｂ＝０．１で６５３０　ｅ　ｄ　／　ｍ’であった
。

（以下余白） 表２ 〔実施例３〕 管外径８　ｍｍφ、長さ２８５　ｍｍのガラス管内に、
化学組成が（Ｙｏ、７３Ｓｃａ、２ｏＴｂｏ、ｏｔ）　
２ｓｉｏ、のテルビウム付活イットリウム・スカンジウ
ム・シリケート蛍光体を塗布し、両端に電極を封着し、
ネオンおよびキセノンよりなる混合ガスを０゜５〜１０
Ｔｏｒｒ封入したランプをつくり、その特性を調へた。

表３は、ネオン、キセノンの混合比および封入ガス圧を
変化させたときのランプ特性を示す。実験においては、
ネオン９５％、キセノン５％よりなる混合ガスを１．０
Ｔｏｒｒ封入したランプは、正面輝度で９０３０ｃｄ／
ｍ“を示し、従来のＺｎＳｉＯ４＋１Ｊｎｌｊ光体を使
用した場合に比較して、１．６倍の輝度を示し、寿命は
９３００時間であった。第４図には、ガス圧に対する正
面輝度の変化をテルビウム付活イットリウム・スカンジ
ウム・シリケート蛍光体　（Ｙｏ、７３　Ｓｅ０．２゜
Ｔｂ０．。ｔ）　　ｚｓｉＯｓを使用した場合と、マン
ガン付活硅酸亜鉛蛍光体を使用した場合とを示し、第５
図には、ガス圧に対する寿命関係を示す。また、輝度・
温度特性は、第３図に示したものと同様に一２０℃〜１
５０℃まできわめて良好であった。

（以下余白） 表３ 〔実施例４〕 管外径１５ｍｍφ、長さ２８５　ｔａｍのガラス管内に
、テルビウム濃度を変化させたテルビウム付活イットリ
ウム・スカンジウム・シリケート蛍光体を塗布し、輝度
測定を行った。ガス組成はネオン５０％、クリプトン４
０％、キセノン１０％で、ガス圧３，０±０．２Ｔｏｒ
ｒに固定してランプを試作した。

その結果を表４に示す。

表４ ａＹ２０３：ｂｓｃ１０３ｃｓｉ０２：ｄＴｂによって
示されろ蛍光体において、最適値は０．１≦ｄ／ｃ≦０
．２であり、ランプにおけろ正面仰度はｄ／ｃ　＝０．
１で６５３０ｃｄ／ｍ’であった。

〔実施例５〕 管外径１０ｎ＋＋ｎφ、長さ２８５　ｎｕｎのガラス管
内に、スカンジウム濃度を変化させたテルビウム付活イ
ットリウム・スカンジウム・シリケート蛍光体を塗布し
、試作したランプの輝度測定を行った。ガス組成はキセ
ノン２０％、アルゴン３０％、ヘリウム５０％で、ガス
圧１．５±（１，２Ｔｏｒｒに固定した。ソノ結果’ｅ
表５に示す。ａＹ２０３ｂＳｅ２０３ｃＳｉ０２ｄＴｂ
デルビウム付活イットリウム・スカンジウム・シリケー
ト蛍光体において、最適値は０．０１≦ｂ／ａ≦０．５
であり、ランプにおける正面輝度は、ｂ　／　ａ　＝０
．２７４で６８５６　ｃ　ｄ　／　ｍ’であった。

（以下余白） 表５ 〔実施例６〕 管外径Ｆ３　ｍａｎφ、長さ２８５關のガラス管内に化
学組成が（Ｙｏ、ｇｘＧｄｏ、ｔｏＴｂｏ、ｏｔ）　１
ｓｉｏｓのテルビウム付活イットリウム・ガドリニウム
・シリケート蛍光体を塗布し、両端に電極を封着し、ネ
オンおよびキセノンよりなる混合ガスを０．５〜１０Ｔ
ｏｒｒ封入したランプをつくり、その特性を調べた。表
６は、ネオン、キセノンの混合比および封入ガス圧を変
化させたときのランプ特性を示す。実験においては、ネ
オン９５％、キセノン５％よりなる混合ガスを２．５Ｔ
ｏｒｒ封入したランプは、正面輝度で７９６０　ｃ　ｄ
　／　ｍ’を示し、従来のＺｎＳｉＯ４：Ｍｎｉ光体を
使用した場合に比較して、１．７倍の輝度を示し、寿命
は９５００時間であった。第６図には、ガス圧に対する
正面輝度の変化を、テルビウム付活イットリウム・ガド
リニウム・シリケート蛍光体（Ｙｏ、８！ＩＧ（＋７゜
、□。Ｔｂ０゜？）　ｚｓｉＯｓを使用した場合と、マ
ンガン付活硅酸亜鉛蛍光体を使用した場合とを示し、第
７図には、ガス圧に対する寿命関係を示す。また、輝度
、温度特性は第３図に示すものと同様に一２０℃〜１５
０℃まで、きわめて良好であった。

（以下余白） 表６ 〔実施例７〕 管外径８鴫φ、長さ２５０　ｍｍのガラス管内にテルビ
ウム濃度を変化させたテルビウム付活イットリウム・ガ
ドリニウム・シリケート蛍光体を塗布し、輝度測定を行
った。ガス組成はキセノン１５％、アルゴン６０％、ク
リプトン２５％でガス圧１．０±０．　ＩＴｏｒｒに固
定して、ランプを試作した。

その結果を表７に示す。

表７ ａＹ２０３−ｂＧｄ２０３　・ｃｓｉ０２：　ｄＴｂに
よって示される蛍光体において、最適値は０，１≦ｄ／
ｃ≦０．２であり、ランプでの正面輝度はｄ／ｃ＝０．
１５で８３５０ｃｄ／ｍであった。

〔実施例８〕 管外径１０ｍｍφ、長さ２５５閣のガラス管内にガドリ
ニウム濃度を変化させたテルビウム付活イットリウム・
ガドリニウム・シリケート蛍光体を塗布し、試作したラ
ンプの輝度測定を行った。

ガス組成はネオン９５％、キセノン５％でガス圧０．５
±０．０５Ｔｏｒｒに固定してランプを試作した。

その結果を表８に示す。表中の記号は、ａＹ２０ｓ・ｂ
ＧｄｚＯ＋　・ｃｓｅ２０ｓ：　ｄＴｂで示されるテル
ビウム付活ガドリニウム・イットリウム・シリケート蛍
光体において、ガドリニウムの最適値は、０．０１≦ｂ
／ａ≦０．７０であり、ランプにおける正面輝度（よ、
ｂ　／　ａ　＝０．１２０で１２３５０ｅｄ／ｍ”　テ
あった。

（以下余白） 表８ 〔実施例９〕 管径８ｍφ、長さ１５０ｍｍのガラス管内に、ホウ素、
リン、アルミニウムを別々に含有させたテルビウム付活
イットリウム・シリケート蛍光体を塗布し、封入ガス初
成は、キセノン１０％、ネオン４０％、アルゴン５０％
で、０．０７±０．０２Ｔｏｒｒのガス圧でランプを試
作した。この試作ランプの輝度の測定結果を表９に示す
。このように、シリカの一部をホウ素、リン、アルミニ
ウムで置換しても、輝度向上に対し、同様な効果が得ら
れた。

（以下余白） 表９ っぎに、第８図は上記実施例３で示したテルビウム付活
イットリウム・スカンジウム・シリケート蛍光体（Ｙｏ
、ｔａＳｅｏ、ｚｏＴｂｏ、ｏｔ）　、ｓｉｏ、、上記
実施例９中、（Ｙ（１，９３Ｔｂｏ、。ｔ）　、ｏ、　
９８ＳｉＯ□・０．００１＾ｌ＊Ｏｘで表されるテルビ
ウム付活イツトリウム・アルミニウム・シリケート蛍光
体と、従来のマンガン付活硅酸亜鉛蛍光体（Ｚｎ、５ｉ
０４：Ｍｎ）を使用したそれぞれのランプの点灯中にお
ける光束劣化（光束維持率）を示している。この図より
明らかなように、この発明の実施例のものは、１５００
時間点灯後０光束維持率は９７〜９８％であるのに比し
、従来品は５３％であり、光束劣化が従来品に比較して
大幅に改善されていることが知れる。

第８図においては、上記各実施例中、２例について例示
したが、他の実施例の蛍光体についても同様な結果を得
ている。

また、上記各実施例のものは、蛍光体の励起源として水
銀を用いず希ガスの発する真空紫外線を用いたいわゆる
希ガス放電ランプであるが、蛍光体の差による瞬時点灯
への影響については　４全＜ｉ測されず、従来品と同等
の特性であったことを確認している。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、キセノン、ネオン、ヘ
リウム、アルゴンおよびクリプトンの少なくとも１踵か
らなる希ガスより放出されろ２００ｎｍ以下の真空紫外
線を可視光に変換ずろ手段として、テルビウム付活イッ
トリウム・シリケート蛍光体層をガラス管内面に設けた
ので、希ガス放電ランプが有する点灯中の光束劣化およ
び温度依存性が少なく瞬時点灯である特長を維持しつつ
、従来のＺｎ２５＋０４：　Ｍｎを使用したものに比較
し、輝度を４０〜５０％も向上させ得る。

また、そのテルビウム付活イットリウム・シリケートｍ
光体ｉにホウ素、アルミニウム、リン、スカンジウムお
よびランタニド族元素から選ばれた少なくとも１種を含
有させたので、２０ｏｎＩＩ＋以下の真空紫外線励起に
対しての放射効率を一層向上させる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はＹ２ＳｉＯ６：　ＴｂとＺｎＳｉＯ４：　Ｍｎ
とを使用した場合におけるガス圧と正面輝度との関係を
示す図、第２図はガス組成をＮｅ：　Ｘｅ＝９０：　１
０に固定した場合のガス圧と寿命との関係を示す図、第
３図はこの発明におけろ温度−輝度特性の関係を示す図
、第４図は（Ｙ＋、ｔ３Ｓｅｏ、１ｏＴｂｏ、ｏｖ）　
２Ｓ１０５とＺｎ５ｉＯ，：　Ｍｎとを使用した場合に
おけるガス圧と正面輝度との関係を示す図、第５図はガ
ス組成をＮｅ：　Ｘｅ二９０：　１０に固定した場合の
ガス圧と寿命との関係を示す図、第６図は（Ｙｏ、５ｓ
Ｇｄｏ、＋ｏＴｂｏ。ｔＪ　２ｓｉｏｓとＺｎ５ｉＯ２
：　Ｍｎとを使用した場合におけるガス圧と正面輝度と
の関係を示す図、第７図はガス組成Ｈｅ：　Ｘｅ＝９５
：　　５に固定した場合のガス圧と寿命との関係を示す
図、第８図は（Ｙｏ、ｔ３Ｓｅｏ、ｚｏＴｂｏ、ｏｔ）
　　２ｓｉｏ、とＺｎ５ｉＯ，：　　Ｍｎとを使用した
場合における点灯中の光束維持率の関係を示す図である
。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス管内部に２００ｍｍ以下の真空紫外線を発
   する希ガスを封入し、かつ上記ガラス管の内面に上記真
   空紫外線により緑色発光する蛍光体層を形成した緑色発
   光希ガス放電ランプにおいて、上記希ガスをキセノン、
   ネオン、ヘリウム、アルゴン、クリプトンのうち少なく
   とも１種とするとともに、上記緑色発光蛍光体がテルビ
   ウム付活イットリウム・シリケートであることを特徴と
   する緑色発光希ガス放電ランプ。
2. （２）緑色発光蛍光体が、ホウ素、アルミニウム、リン
   、スカンジウムおよびランタニド族元素から選ばれた少
   なくとも１種を含有するテルビウム付活イットリウム・
   シリケート蛍光体である請求項１記載の緑色発光希ガス
   放電ランプ。
3. （３）緑色発光蛍光体が、テルビウム付活イットリウム
   ・スカンジウム・シリケートである請求項２記載の緑色
   発光希ガス放電ランプ。
4. （４）緑色発光蛍光体が、テルビウム付活イットリウム
   ・ガドリニウム・シリケートである請求項２記載の緑色
   発光希ガス放電ランプ。