JPH02223146A

JPH02223146A - 高演色型蛍光ランプ

Info

Publication number: JPH02223146A
Application number: JP4381489A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Arai; 荒井　清隆; Hiroshi Sumoto; 須本　啓史; Takaharu Ichinomiya; 敬治一ノ宮
Original assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Current assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date: 1989-02-23
Filing date: 1989-02-23
Publication date: 1990-09-05
Anticipated expiration: 2009-05-11
Also published as: JPH0636348B2

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】

本発明は高演色型蛍光ランプに係り、特に高輝度かつ高
演色性を示す蛍光ランプに関する。

【従来の技術】

近年、高演色型蛍光ランプは、光の質の向上を求める消
費者の要求が高まるにつれ、その需要が増加しつつある
。それは、高演色型蛍光ランプが、従来のハロ蛍光体を
使用したの蛍光ランプに比べて、高輝度、高演色性を示
すことが理由である。しかしながら、高演色性三波長ランプが、全ての一般照
明ランプに変わって使用される程は普及していない。そ
の理由として、高演色型ランプが、ハロ蛍光体使用のラ
ンプに比べかなり高価であることが挙げられる。特に、
高演色性三波長ランプに使用されている蛍光体は希土類
元素、あるいは希少元素からなり、その価格はハロ蛍光
体の約１０〜５０倍であることから高演色性三波長ラン
プの価格を上昇させる大きな原因となっている。そこで、従来より、この高価な高演色型三波長蛍光ラン
プの価格を低下させる１つの方法として、特開昭５３−
８６７号公報に示される技術が提案されている。この公
報に示されている蛍光ランプは、発光層を２Ｎに分けて
塗布している。この蛍光ランプは、ハロ蛍光体をガラス
管の内面に塗布して第１層とし、その表面に三波長蛍光
体を塗布している。この構造によって、三波長蛍光体の
使用量を低減させることに成功している。また、この構
造の蛍光ランプは、ガラスバルブから遊離するナトリウ
ムイオンを第１層として塗布されたハロ蛍光体に吸着さ
せ、ナトリウムイオンと水銀との反応を防いで、蛍光ラ
ンプの劣化を防止することにも成功している。この構造の高演色型蛍光ランプは、三波長蛍光体の塗布
量を減少できるが、ハロ蛍光体が発光して、演色性が低
下する欠点がある。三波長蛍光体層を通過した紫外線が
、ハロ蛍光体層を励起して発光させるからである。従っ
て、この構造の蛍光ランプは、ハロ蛍光体のみを塗布し
た蛍光ランプよりも多少明るくなるが、ハロ蛍光体の発
光によるランプスペクトルの変化で演色性が低下する欠
点がある。第１図は、ハロ蛍光体層と三波長蛍光体層とが塗布され
た、高演色型蛍光ランプの光束と、平均演色評価数（以
下Ｒａという）を示すグラフである。ただし、このグラ
フは、 ■　第１層にハロ蛍光体２．０ｇを塗布し、■　第２層
に、三波長蛍光体としてａ、　　（Ｓ　ｒ、　Ｃａ、　　Ｂａ）　ｓ　（ＰＯ４
）　３・ｃＱ：Ｅｕを２５重量％、ｂ、ＬａＰＯ４：　Ｃｅ、Ｔｂを４０重量％、ｃ、Ｙ２
Ｏ３？Ｅｕを３５重量％混合した三波長蛍光体を塗布している。また、このグラフは、蛍光ランプ（ＦＬ４０ＳＳランプ
）に、前記の三波長蛍光体の塗布量を変化させて、光束
と平均演色評価数とを測定したものである。このグラフから明かなように、三波長蛍光体の塗布量が
減少するに従って、光束、Ｒａ共に低下する。特にＲａ
の低下が著しい。これは、ハロ蛍光体に対する三波長蛍
光体の塗布量が減少するに従って、三波長蛍光体層の紫
外線の吸収率が低下し、三波長蛍光体層を透過した紫外
線が第１層のハロ蛍光体層を刺激して、発光させるから
である。すなわち、この構造の高演色型蛍光ランプは、高演色性
、光束、蛍光体コストの全ての特性を同時に満足できず
、蛍光体コストを低減すると、光束と演色性とが低下す
る欠点がある。

【本発明が解決しようとする課題】

本発明は、さらに、この欠点を解決することを目的に開
発されたもので、この発明の重要な目的は、原料コスト
を低減できるにもかかわらず、光束と演色性とを改善で
きる高演色型蛍光ランプを提供するにある。

【課題を解決する為の手段】

本発明においては、上記目的を達成する為に、従来の蛍
光ランプとは全くことなる原理で高演色型蛍光ランプを
実現している。すなわち、それ自体が発光しない紫外線
反射層を使用して、優れた演色性と、高い光束とを実現
している。このことを実現するために、この発明の高演色型蛍光ラ
ンプは、下記の構成を備えている。（ａ）　　蛍光ランプは、非発光物質からなる紫外線反
射層と、該紫外線反射層の表面に塗布されている発光層
とを備えている。（ｂ）　　発光層は紫外線で励起されて発光されるよう
に励起側に塗布されており、紫外線反射層は、発光層を
透過した紫外線を反射させて、紫外線で再び発光層が励
起されるように、ガラス面側に塗布されている。（ｃ）　　紫外線反射層は、白色粉末が塗布されたもの
である。（ｄ）　　紫外線反射層の白色粉末には、発光層を透過
した紫外線を効率良く反射するように、波長が２００ｎ
ｍ以上の紫外線の反射率が、ＭｇＯ拡散板の反射、率を
１００％としたときに、８０％以上のものが使用されて
いる。例えば、白色粉末には、シリカ、アルミナ、硫酸
バリウム、燐酸カルシウム等が、単独あるいは複数種混
合されたもので、紫外線反射率が８０％以上のものが使
用され（ｅ）　　さらに、紫外線反射層の白色粉末の平
均粒径は、５０ｍμ〜２μの範囲に調整される。粒径が
５０ｍμ未溝の白色粉末は、紫外線の波長に比較して粒
径が小さいので、紫外線の反射効率が低下し、発光層を
透過した紫外線を反射できなくなる。ところで、従来より発光層とガラスバルブとの間に、保
護膜が塗布された蛍光ランプは開発されている。保護膜
は、ソーダガラス中に含まれるナトリウムイオンと水銀
との反応を防止して、蛍光ランプの劣化を防止する為の
ものである。保護膜が設けられた蛍光ランプは、発光層
で発光した光が、保護膜を透過して外部に照射される。従って、保護膜には優れた光線透過率が要求される。保
護膜が光を吸収すると、蛍光ランプの光束が低下するか
らである。このため、保護膜には透明の膜が使用される
。透明膜には、３０ｍμ以下の極めてｙ＆細な粒子のア
ルミナ等が使用されている。透明の保護膜は、可視光線
を透過し、しかも、紫外線の反射率が低く、本発明の紫
外線反射層としては使用できない。また、２μを越える白色粉末を使用すると、塗布量が多
くなってコストが高くなり、また、蛍光ランプの光束を
高くできない。また、望ましくは１００ｍμ以上の粒径であれば分散が
容易で、作業性も良く、１μ以下であればコストを上げ
ることなしに今回の発明の効果が充分得られる。さらにまた、紫外線反射層の塗布量は、通常０゜０５〜
５１ｆ１ｇ／ｃ１１１２に調整される。塗布量が、０．
０５　ｍｇ／ｃｒａ２より少ないと、所定の光束の向上
効果が実現されない。また、５．　０　ｍｇ／ｃｍ”を
越えて塗布しても光束は高くならず、コストアップとな
る。ざらに望ましくは、塗布量の管理という点で考えると、
０．　１　ｍｇ／ｃ＋ａ２以上が好ましく、２．　０ｍ
ｇ／Ｃ１１２以下の場合、コスト的にも問題はない。（ｆ）　　発光層は、優れた演色性と、高い光束とを示
すように、発光色が異なる複数の蛍光体が塗布されてい
る。発光層に使用される蛍光体には、例えば、（Ｓ　ｒ、Ｃ
ａ、Ｂａ、Ｍｇ）ｓ　（ＰＯ４）　３ｃＱ：Ｅｕ蛍光体
、Ｂ　ａＭｇ２Ａｊｌ＋ｅｏ２ｙ：　Ｅ　ｕ蛍光体、Ｌａ
ＰＯａ：　Ｃｅ、Ｔｂ蛍光体、ＭｇＡＱ口０＋９：　Ｃｅ、Ｔｂ蛍光体、Ｙ２Ｓ　ｉｏ
ｓ：　Ｃｅ、　　Ｔｂ、蛍光体Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ蛍光体、Ｙ　（ＰＶ）Ｏａ：　Ｅｕ蛍光体、３．５Ｍｇ００．０５ＭｇＦ２ＣｅＯ２：Ｍｎ蛍光体等
が使用される。

【作用】

本発明の高演色型蛍光ランプに塗布されている紫外線反
射層は、発光層を透過した紫外線を反射する。紫外線反
射層で反射された紫外線は、再び発光層の蛍光体を励起
して発光させる。特に、紫外線反射層で反射した紫外線
は、発光層のガラス面側、言い替えると、発光層の外側
表面を発光させるので、ここで発光された光は、発光層
を透過することなく、外部に放射されて、高い光束を実
現する。すなわち、発光層は、両面から紫外線で励起さ
れて効率良く発光される。ところで、紫外線反射層は紫外線を反射させるためのも
のであるが、発光層から発光された光を多少減衰させる
。紫外線反射層の光減衰量が高いと、例えこの層が紫外
線を反射しても、蛍光ランプの光束を高くできない。しかしながら、本発明者等が実際に試作して測定した結
果では、紫外線反射層の光減衰量は、この層が紫外線を
反射して、発光層の輝度を高くするよりも少なく、総合
的には蛍光ランプの光束を高くすることに成功している
。しかも、発光層に比較して極めて安価な紫外線反射層で
もって、発光層の紫外励起効率を向上して、光束を改善
している。また、紫外線反射層は、付随的な作用として、発光層を
保護する。すなわち、紫外線反射層は、蛍光ランプにお
けるソーダーガラス中のナトリウムイオンと水銀との反
応を防ぎ、蛍光ランプの劣化を防止する役割を果たす。

【好ましい実施例】

以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。（実施例１）第２図に示すように、高演色型蛍光ランプは、ＦＬ４０
ＳＳバルブｌの内面に、紫外線反射層２が塗布され、こ
の紫外線反射層の内面に発光層３が塗布されている。紫外線反射層２には、白色粉末を塗布している。第２図に示す高演色型蛍光ランプは、白色粉末に、平均
粒径（Ｆ、　　Ｓ、　　Ｓ、　　Ｓ法で測定、以下同じ
）が０．３μである「α−Ａ　Ｍ　２０３　Ｊを使用し
ている。白色粉末の塗布量は、１．０ｇ塗布としている
。発光層３には、三波長蛍光体を２ｇ塗布している。三波
長蛍光体には、 ■　（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ）ｓ　　（ＰＯ４）３・
６誌：Ｅｕ蛍光体を１０％、 ■　Ｌ　ａ　Ｐ　Ｏ４：　Ｃｅ、　　Ｔ　ｂ蛍光体を３
０％、■　Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ蛍光体を６０％混合したもの
を使用している。この蛍光ランプは、色温度が３０００にの蛍光ランプと
なった。得られた高演色型蛍光ランプの測光結果を第１表に示す
。実施例で得られた高演色型蛍光ランプの優れた特性を
明確にするために、八日蛍光体と三波長蛍光体とを２層
に塗布した高演色型蛍光ランプの特性を比較例１として
示している。表に示すように、実施例１で得られた高演色型蛍光ラン
プは、光束が３６３７Ｌｍと、比較例に対して、８７Ｌ
ｍも高く、ざらに、Ｒａは８３゜８もあって、比較例よ
りも２．３も改善された。さらに、５００時間点灯後の光束維持率は、９５゜５％
と、比較例よりも１％高くなった。（実施例２）紫外線反射層として、平均粒径０．　６μのＣａＰ　２
０７を１．０ｇ塗布する以外、実施例１と同様にして高
演色型蛍光ランプを製造した。得られた高演色型蛍光ラ
ンプは、色温度が３０００にであるＦＬ４０ＳＳランプ
となった。（実施例３）紫外線反射層として、平均粒径０．８μのＢａＳＯ４を
２．４ｇ塗布する以外、実施例１と同様にしてＦＬ４０
ＳＳランプを得た。（実施例４〜１０）以下、紫外線反射層に塗布する白色粉末を変更し、また
、発光層の三波長蛍光体塗布量を変更する以外、実施例
１と同様にして、高演色型蛍光ランプを製造した。実施例２〜ｌＯで得られた高演色型蛍光ランプの光束、
Ｒａ、５００時間点灯後の光束維持率を、第１表に示し
ている。この表に示されるように、実施例２〜１０で得られた高
演色型蛍光ランプは、 ■　光束が、３４９０〜３７５０Ｌｍ。 ■　Ｒａが、８０．６〜Ｂ５．８、 ■　光束維持率が、９４．４〜９６．２と優れた特性を
示した。（実施例１１）紫外線反射層に、平均粒径０．　３μのα−ＡＭ２０３
を使用し、塗布量を１．８ｇとする。発光層には、三波長蛍光体を１ｇ塗布する。三波長蛍光体には、 ■　（Ｓｒ、　Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ）ｓ　（ＰＯ４）　３
・０誌：Ｅｕ蛍光体２５％、 ■　ＬａＰＯ４：　Ｃｅ、Ｔｂ蛍光体３０％、■　Ｙ２
Ｏ３：Ｅｕ蛍光体４５％とが混合されたものを使用する
。得られた高演色型蛍光ランプは、色温度が、５０００に
となった。（実施例１２および１３）紫外線反射層の白色粉末の塗布量と、三波長蛍光体の塗
布量とを変更する以外、実施例１１と同様にして、高演
色型蛍光ランプを製造した。実施例１１〜１３で得られた高演色型蛍光ランプの特性
を第１表に示している。この表に示されるように、これ
等の実施例で得られた高演色型蛍光ランプは、 ■　光束が、３５２４〜３６２９Ｌｍ。 ■　Ｒａが、８２．５〜Ｂ４．０、 ■　光束維持率が、９４．５〜９６．５と優れた特性を
示した。

【効果】

この発明の高演色型蛍光ランプは、第１表から明かなよ
うに、へ〇蛍光体と三波長蛍光体とを塗布した高演色型
蛍光ランプ（比較例１）よりも優れた特性を示している
。従来の八日蛍光体と三波長蛍光体とを塗布した従来の高
演色型蛍光ランプは、三波長蛍光体を透過した紫外線で
八日蛍光体を励起している。これに対して、この発明の
高演色型蛍光ランプは、発光層を透過した紫外線を反射
させて、再び発光層を励起している。三波長蛍光体を透過した紫外線が、八日蛍光体を直接刺
激して発光させる従来の蛍光ランプに比較すると、発光
層を透過した紫外線を反射させて発光層を再励起するこ
の発明の蛍光ランプは、光束が低下するようにも考えら
れる。紫外線の反射率が１００％を超えることが出来な
いので、発光層を透過した紫外線で直接発光層を励起す
るのが、励起エネルギーを強くできるからである。しかしながら、実際には、三波長蛍光体の外側表面に塗
布された八日蛍光体は、塗布量に制限を受け、三波長蛍
光体を透過した紫外線を充分に吸収できる厚さには塗布
できない。へ〇蛍光体に、三波長蛍光体からの発光を透
過させる透光性が要求されるからである。八日蛍光体が
三波長蛍光体の発光を吸収すると、蛍光ランプのＲａが
著しく低下すると共に、全体の発光輝度も低下する。この発明の測定データーは、紫外線反射層の紫外線反射
による発光が、八日蛍光体の直接励起よりも優れている
ことを実証している。紫外線反射層が、紫外線を反射して発光層を励起すると
、蛍光ランプの光束が著しく改善できることを第３図と
、第１表の比較例２とで説明する。第３図は、ＭｇＯ拡散板の反射率を１００％として、粉
体の反射率を測定している。この図から明かなように、
ＴｉＯ２は、この発明の蛍光ランプに紫外線反射層とし
て使用されるＡｊ１２０３、Ｃａ２Ｐ２Ｏ７、ＢａＳＯ
４等に比較して、紫外線領域の反射率が極めて低い。従って、ＴｉＯ２を紫外線反射層に塗布した蛍光ランプ
は、発光層を透過した紫外線の反射量が低い。比較例２
の蛍光ランプは、紫外線反射層にＴｉＯ２を塗布してい
る。この蛍光ランプは、紫外線反射層にＴｉＯ２を塗布
する以外、実施例１と同様の蛍光ランプである。比較例
２と実施例１の蛍光ランプとを比較すると、Ｒａはほと
んど変わらないが、光束が３６３７Ｌｍから３２４７　
Ｌ　ｍと、３９０Ｌｍも低下する。この光束の差は、紫
外線反射層が紫外線を反射して、発光層を再励起するこ
とによる効果である。また、八日蛍光体と三波長蛍光体とを塗布した蛍光ラン
プの発光スペクトルは、八日蛍光体の発光スペクトルを
含む為に、純粋な三波長のスペクトルと比べるとＲａが
劣る。しかしながら、この発明の高演色型蛍光ランプは、紫外
線反射層で反射された紫外線が、再び発光層を励起する
ので、発光層の発光スペクトルしかもたず、優れたＲａ
を実現する。また、コスト的にも、紫外線反射層に使用される材料は
、発光層に使用される光体よりもはるかに廉価であり、
安価に製造できる。以上、この発明を低圧水銀蒸気放電灯を例にとって説明
したが、これに限るものではなく、高圧水銀蒸気放電灯
、その他の放電灯についても同様に利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＦＬ４０ＳＳランプの三波長蛍光体塗布
量に対する光束及び平均演色評価数を表すグラフ、第２図は高演色型蛍光ランプの断面図、第３図はＡ　Ｑ
　２０３、Ｃａ２Ｐ２ｏ７、ＢａＳＯ４、ＴｉＯ２の紫
外線反射率を示すグラフである。ｌ・・・・・・ＦＬ４０ＳＳバルブ、２・・・・・・紫外線反射層、３・・・・・・発光層。

Claims

【特許請求の範囲】　下記の構成を有する高演色型三波長蛍光ランプ。（ａ）　蛍光ランプは、非発光物質からなる紫外線反射
層と、該紫外線反射層の表面に塗布されている発光層と
を備えている。（ｂ）　発光層は紫外線励起側に、紫外線反射層はガラ
ス面側に塗布されている。（ｃ）　紫外線反射層は、白色粉末が塗布されたもので
ある。（ｄ）　紫外線反射層の白色粉末には、波長が２００ｎ
ｍ以上の紫外線の反射率が、ＭｇＯ拡散板の反射率を１
００％としたときに、８０％以上のものが使用されてい
る。（ｅ）　白色粉末の平均粒子径が５０ｍμ〜２μである
。（ｆ）　発光層は、発光色が異なる複数の蛍光体が塗布
されている。