JPH02228390A

JPH02228390A - 高演色性の蛍光ランプ

Info

Publication number: JPH02228390A
Application number: JP5045789A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Tateiwa; 立岩　俊明; 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: 1989-03-01
Filing date: 1989-03-01
Publication date: 1990-09-11
Anticipated expiration: 2012-04-16
Also published as: JP2601341B2

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】

本発明は高演色性を必要とする用途に使用される蛍光ラ
ンプの改良に関し、特に優れた演色性に加えて、発光効
率及び安定性の優れた蛍光ランプに関する。

【従来の技術と課題】

従来、一般照明用の蛍光ランプとしては、アンチモン、
マンガン付活へロリン酸カルシウム蛍光体を使用した蛍
光ランプが多用されてきた。この蛍光ランプは、発光効
率が比較的高いが、演色性が低い欠点があった。その後
、高演色性を得るために、種々の蛍光ランプが提案され
ている。その代表的なもどして、三波長発光型と呼ばれ
る蛍光ランプが開発されている。この蛍光ランプは、４
５０．５４０．６１０ｎｍ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
（８３）とを実現している。また、圧波長域発光型蛍光ランプの演色性を改善するた
めに、４８０ｎｍ付近の波長域に発光ピークを有する「
青緑色発光蛍光体」を混合することが行われている。４
８０ｎｍ付近の波長域に発光ピークを有する蛍光体とし
ては、 ■　アンチモン付活へロリ酸カルシウム、■　タングス
テン酸マグネシウム、 ■　チタン付活ビロリン酸バリウム、 ■　ユーロピウム付活ホウリン酸ストロンチウム、 ■　ユーロピウム付活ハロリン酸バリウム、カルシウム
、マグネシウム等が知られている。ところが、これ等の
蛍光体は、全て発光効率が低い欠点があった。さらに、高演色性蛍光ランプを得る別の方法として、種
々の蛍光体を組み合わせ、その発光スペクトルを自然光
のスペクトルに近付けるという方法がある。これは広帯
域発光型ランプと呼ばれ、この方法ではＲａは９３のも
のを得ることができる。さらにまた、高演色性を必要とする場所、例えば、美術
館などではＥＤＬランプと呼ばれるＲａが９５以上の蛍
光ランプが多く使用されている。このような高演色性ランプを得るには、蛍光体の紺合せ
による発光スペクトルの調整に加えて、ランプ管内の水
銀蒸気放電によって放射される「輝線スペクトル」を抑
制する必要がある。このうち、特に青色域の４０５ｎｍ
、及び４３６ｎｍの水銀スペクトルが、Ｒａの向上を阻
害している。この水銀スペクトルを抑制するために、種
々の方法が試みられた。その第１は、ガラス管と蛍光体層の間に青色吸収層を設
ける構造である。青色吸収層として、チタンイエローの
ような黄色顔料、あるいは、マンガン付活ひ酸マグネシ
ウム、マンガン付活フルオロゲルマン酸マグネシウム等
の蛍光体が用いられていた。ところが、この構造による
と、２層塗布による生産効率の低下を招く欠点があり、
また、青色吸収層が、青色以外の可視発光を吸収して、
発光効率を低下させる欠点があった。近年これ等の問題を解決した新しい方法が提案されてい
る。それは主として、２価のユーロピウムで付活した青
緑色発光蛍光体であって、青色発光を吸収する特性を有
する蛍光体を使用し、高演色蛍光ランプを得ようとする
ものである。この蛍光ランプは、青緑色発光蛍光体の励
起スペクトルの吸収端が青色域にまで及んでおり、青色
光を吸収して効率よく発光するため、演色性向上による
発光効率の低下を少なくできるという長所がある。これに使用される青緑色発光蛍光体として、■　２価ユ
ーロピウム付活アルミン酸ストロンチウム、 ■　２価ユーロピウム付活ホウリン酸ストロンチウム、 ■　２価ユーロピウム付活ハロリン酸カルシウムバリウ
ムマグネシウム等が提案されたが、これ等はいずれもま
だ改良すべき欠点を残している。即ち、萌２者を使用して高演色性ランプを造るには、錫
付活圧リン酸ストロンチウムマグネシウムの他に、マン
ガン付活ケイ酸亜鉛のような、蛍光ランプ中における極
めて安定性の悪い蛍光体を使用しなければならないので
、この蛍光ランプは長時間点灯させた場合、色調の安定
性が悪く、高演色性を維持することができないうえに、
色調を調整するために混合される蛍光体の種類が多いた
め、蛍光ランプを造る場合における発光色の管理が非常
に雅しいという欠点がある。また、ＥＤＬランプを含む広帯域発光型ランプにおいて
は、発光効率と演色性は相反する傾向を示す。即ち、演
色性を向上させれば発光効率は低下するため、高演色性
ランプにおいて発光効率を高くするためには、混合され
る蛍光体の発光効率を高くする必要があるが、前記蛍光
体のうち後２者は発光効率が低いため、高演色性ランプ
にした場合、発光効率が低くなるという欠点があった。

【問題を解決する為の手段】

本発明は以上のような事情に鑑みなされたものであって
発光効率が高く、発光特性の安定な高演色性蛍光ランプ
を容易に得ることを目的とする。本発明者は、上記目的を達成する為、種々の蛍光体につ
いて検討を重ねた結果、２価のユーロピウム付活へロリ
ン酸カルシウムバリウム蛍光体を使用することにより、
発光効率が高く、長時間点灯時の安定性に優れた高演色
性ランプを得た。本発明について詳述すると、下記の一般式で示される４
７０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲に発光ピークを有する
蛍光体を含有する発光組成物をガラス管内壁に被着して
なることを特徴とする蛍光ランプであり、その−数式は
、（Ｂ　ａ＋−ｓｃ　ａｓ）　ｓ−ｘ　（Ｐ　Ｏ４）　３
・Ｘ：　Ｅ　ｕ　ｘで表わされる。但しＸはＦ、ＣＱ、Ｂｒ、Ｉのうちの少なくとも１種の
元素を表し、ｍ、　　ｘは下記の数値を満足する。０．０５＜ｍ＜０．４００、　０１＜Ｘ＜０．　２５さらに、この発明の蛍光ランプは、好ましくは、４７０
〜５００　ｎ　ｍの波長範囲に発光ピークを有する第１
の蛍光体に、６２０〜６４０ｎｍの波長範囲に発光ピー
クを有し、１２０ｎｍ〜１６０ｎｍの半値幅を有する第
２の蛍光体を混合している。さらにまた、この発明の蛍光ランプは、好ましくは、４
７０〜５０００ｍの波長範囲に発光ピークを有する第１
の蛍光体に、 ■　４４０ｎｍ−４６０ｎｍの波長範囲に発光ピークを
有する第３の蛍光体、 ■　５２０ｎｍ〜５４０ｎｍの波長範囲に発光ピークを
有する第４の蛍光体、 ■　６１０ｎｍ〜６４０ｎｍの波長範囲に発光ピークを
有する第５の蛍光体を混合することも出来る。この場合、第３の蛍光体には、例えば下記の蛍光体を使
用できる。ａ、ＢａＭｇ２ＡＪｌ＋ｅＯ２ｙ：　Ｅｕｂ、　　Ｍｓ
　（Ｐｏ４）　３　・Ｘ：　Ｅ　ｕ但し、ＭはＳｒ、Ｃ
ａ、Ｂａ、Ｍｇのうちの少なくとも１種の元素を表し、
ＸはＦ、　Ｃ誌、Ｂｒ。 ■のうちの少なくとも１種の元素を表す。また、第４の蛍光体には、例えば、下記の蛍光体を使用
できる。ａ、ＬａＰＯ４：　ＣｅＴｂｂ、ＣｅＭｇＡＱ＋ｔｏ＋９：　Ｔｂｃ、Ｙ２Ｓ　ｉｏｓ：　ＣｅＴｂさらにまた、第５の蛍光体には下記の一般形式で示され
る蛍光体を使用できる。ａ、　　Ｙ２Ｏ３：　Ｅｕｂ、　　ＹＶＯａ：　Ｅ　ｕｃ、　　Ｙ　（Ｐ、　　Ｖ）Ｏａ：　　Ｅｕ本発明の蛍
光ランプに使用される「２価のユーロピウム付活へロリ
ン酸バリウムカルシウム蛍光体」は、上記組成式におけ
るｍの値によって、発光ピーク波長を調整できる。すな
わち、発光ピーク波長を、４７０ｎｍ〜５００ｎｍの範
囲で任意の値に調整できる。したがって、蛍光ランプを
製造する場合、広範囲の色温度にわたって、小数の種類
の蛍光体を混合するだけで良く、ランプ製造工程を簡単
にでき、しかも、蛍光ランプを安定して製造することが
できる。なお、本発明において使用される蛍光体には、前述のも
のに代わって、Ｒａ、コスト面等を考慮して、例えば、
アンチモンマンガン付活ハロリン酸カルシウム等の蛍光
体を混合することもできる。本発明の蛍光ランプに使用される蛍光体は、般に周知の
方法によって合成できる。即ち、構成元素の酸化物、あ
るいは合成の過程において酸化物になりえる物質、又は
リン酸塩、ハロゲン化物等をよく混合し、付活剤である
ユーロピウムを２価に保つため、還元性の雰囲気中で８
００℃〜１２００℃の温度で焼成して得ることができる
。

【好ましい実施例】

以下実施例により、本発明の詳細な説明する。ただし、この発明の蛍光ランプの優れた特性を明確にす
るために、実施例と共に、従来の蛍光ランプを比較例と
して併記する。まず、本発明の蛍光う・ンブに使用されるｒ　２　ｆｄ
ｌｉユーロピウム付活ハロリン酸バリウムカルシウム蛍
光体」の製造方法に付いて説明する。 ■　所定の組成となるように、炭酸バリウム、第２リン
酸バリウム、炭酸カルシウム、第２リン酸カルシウム、
酸化ユーロピウム及び理論量の４倍の塩化カルシウム、
塩化バリウムを秤量し、混合した後、水を加えてスラリ
ー状とする。 ■　これを乾燥後、磁性ポット中でボールミルをして、
充分粉砕混合する。 ■　混合された原料をアルミナ製の蓋付きルツボに充填
し、電気炉を使用して空気中で９３０℃で３時間焼成す
る。 ■　冷却後、ボールミルをして充分粉砕し、再び蓋付の
アルミナルツボに充填し、電気炉を使用して、水素２％
を含む、弱還元性窒素雰囲気で９３０℃で２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、分
散工程を経てフルイを施した後、濾過乾燥し、フルイを
施して蛍光体を得る。この蛍光体を使用して、高演色性ランプを次の工程で製
造する。 ■　発光色が目的の色度に合うよう各蛍光体を秤量し、
それを混合機を用いて混合する。 ■　混合された蛍光体をニトロセルロースを溶解した酢
酸ブチル中に投入し、よく混合して均一なサスペンショ
ンを造り、それをガラス管内壁に塗布する。 ■　蛍光体を乾燥させた後、５００℃で焼き、蛍光ラン
プとする。前述の工程で下記の蛍光ランプを製造した。（実施例１）高演色性ランプの発光色がおよそ５６００　Ｋになるよ
うに、次のような組成の蛍光体を調合して、高演色性ラ
ンプとする。 ■　青緑色発光蛍光体には、（Ｂ　ａｓ９ｅｃ　ａｓ、
＋ｓ）ｓ　（ＰＯ４）ｓＣ（Ｌ：　Ｅｕ蛍光体を使用し
、これを重量比で３０％混合した。この実施例で使用した（Ｂ　ａｓ、ｓｓｃ　ａｅ、＋ｅ
）　ｓ　（ＰＯ４）３Ｃα：Ｅｕ蛍光体の発光特性を第
１図に示す。この図において、曲線Ｃは、　（Ｂ　ａ＠
、ｓ＠ｃａａ、＋ｅ）ｓ　（ＰＯｎ）３ＣＱ：　Ｅｕ蛍
光体の特性を示している。曲線Ａは、以下に記述する比
較例２に使用された２Ｓ「０（Ｐ２Ｏ３・Ｂ２０３）：
Ｅｕ蛍光体の特性を示し、曲線Ｂは比較例１に使用され
た（ＢａＣａＭｇ）ｓ　（ＰＯ４）３ＣＱ：　Ｅｕ蛍光
体の特性を示している。 ■　赤色発光蛍光体には、（ＳｒＭｇ）３　（ＰＯ４）
２：　Ｓｎを使用し、これを重量比で７０％混合した。上記■■の蛍光体を混合し、この混合物を従来の蛍光ラ
ンプの製造方法と同様の方法で管径３２ｎｍのガラス管
（ＦＬ４０５）に被着して蛍光膜とた。蛍光膜を乾燥し
た後、電気炉中で５００℃に加熱して１０分間ベーキン
グする。その後、ガラス管にフィラメントを装着し、排
気してＡ「、Ｈｇを注入し、ＦＬ４０Ｓ型の蛍光ランプ
を製造した。得られた蛍光ランプは、第１表に示されるように極めて
優れた特性を示した。なお、この高演色性蛍光ランプの
特性は、演色性区分ＪＩＳ　　Ｚ：９１１２に定められ
た演色ＡＡＡの数値を満足するものであった。（実施例２）実施例１と同様の方法で高演色性ランプの発光色が５０
００　Ｋになるように次の組成の蛍光体を混合して高演
色性ランプを製造した。 ■　青緑色発光蛍光体として（Ｂ　ａＬｌ、ｓｅｃ　ａ
ｅ、＋２）ｓ（ＰＯ４）３ｃ誌：Ｅｕを使用し、これを
重量比で７２．７％混合した。 ■　赤色発光蛍光体として（Ｓ　ｒａｇ）３　（ＰＯ４
）２：　Ｓｎを使用し、これを重量比で２７．３％混合
した。この実施例で使用した（Ｂ　ａｅ、ｓｓｃ　ａｓ、＋２
）　５（第１表第２表ＰＯ４）３・ＣＱ：Ｅｕ蛍光体の発光特性を第１図に示
す。この図に於て曲線りが（Ｂ　ａ　ｅ、ｓｅｃ　ａ　
ａ。＋２）　ｓ　（ＰＯ４）　ｚ・Ｃｊｌ：　Ｅ　ｕ蛍光体
の特性を示している。得られた蛍光ランプは第１表に示されるように極めて優
れた特性を示した。なお、この高演色性ランプの特性は
演色性区分ＪＩＳ　　Ｚ９１１２に定められた演色ＡＡ
Ａの数値を満足するものであった。（比較例１）青緑色発光蛍光体に、　（ＢａＣａＭｇ）ｓ　（ＰＯ４
）　３ＣＱ　：　Ｅ　ｕ蛍光体を使用する以外、実施例
１と同様にして、蛍光ランプを試作した。（実施例３）実施例１と同様の方法で、高演色性ランプの発光が５０
００　Ｋになるように次の組成の蛍光体を混合し高演色
性ランプを製造した。 ■　青色発光蛍光体として、　（ＳｒＣａＢａ）ｓ（Ｐ
Ｏ４）３・（１１：Ｅｕを使用し、これを重量比で１７
％混合した。 ■　緑色発光蛍光体としてＬａＰｏ４：ＣｅＴｂを使用
し、これを重量比で４５％混合した。 ■　赤色発光蛍光体としてＹ２に３：Ｅｕを使用し、こ
れを重量比で３２％混合した。 ■　青緑色発光蛍光体として（Ｂ　ａａ、ｅｓｃ　ａｌ
ｌ、＋２）ｓ　（ＰＯ４）３Ｃ悲：Ｅｕを使用し、これ
を重量比で５．５％混合した。この実施例で使用した（Ｂ　ａｅ、ｓｓｃ　ａｌｌ、＋
２）　ｓ　（ＰＯ４）３Ｃα：Ｅｕ蛍光体の発光特性を
第１図に示す。この図において、曲線りが、（Ｂ　ａｅ
、５ｓｃａｓ、＋２）　ｓ　（ＰＯ４）　３ＣＱ　：　
Ｅ　ｕ蛍光体の特性を示している。得られたランプは第２表に示されるように極めて優れた
特性を示した。（比較例２） ■の青緑色発光蛍光体に、（Ｂ　ａｌｌ、ａｓｃ　ａａ
、＋２）ｓ　（ＰＯａ）　３Ｃ（Ｌ：　Ｅｕ蛍光体に代
わって、２ＳｒＯ（Ｐ２Ｏり　・Ｂ２０３）：　Ｅｕ蛍
光体を使用する以外、実施例３と同様にして蛍光ランプ
を試作した。

【発明の効果】

この発明の蛍光ランプの特性を第１表と第２表とに示す
。これ等の表に示されるように、この発明の高演色性蛍
光ランプは、従来の蛍光ランプに勝るとも劣らない優れ
た演色性に加えて、高い光束、ならびに光束維持率を実
現している。例えば、比較例１に示される従来の蛍光ランプは、この
発明の蛍光ランプに使用されている（ＢａＣａ）５　（
ＰＯ４）　３ｃｅ：　Ｅｕ蛍光体に代わって、（Ｂ　ａＣａＭｇ）　ｓ　（ＰＯ４）　３Ｃ１ｌ　：　
Ｅ　ｕ蛍光体を使用したものであるが、この蛍光ランプ
に比較すると、実施例１および２で得られたこの発明の
蛍光ランプは、 ■　演色指数Ｒａが９７〜９８と、同等以上の特性を示
し、 ■　光束は、９８．８〜１００％と、２．２〜３．４％
も優れた特性を示した。また、比較例２に比べて、実施例３で製造されたこの発
明の蛍光ランプは、光束が４．６％も高く、優れた演色
性を示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１〜３、および比較例１と２に使用され
た蛍光体の発光スペクトルを示すグラフ、第２図は本発
明に使用された青緑色発光蛍光体と従来の蛍光体の蛍光
ランプの光束維持率を示すグラフであり、Ａは従来の蛍
光体２ＳｒＯ・（Ｂ２０５・Ｂ２０３）：　Ｅｕを使用
した蛍光ランプ、Ｂは従来の蛍光体（ＢａＣａＭｇ）ｓ
　（ＰＯ４）ｇ・ＣＭ：Ｅｕを使用した蛍光ランプ、Ｃ
は本発明に使用された蛍光体（ＢａＣａ）ｓ　（ＰＯ４
）　３・ｃｊｌ：　Ｅｕを使用した蛍光ランプである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）下記の一般式で示され、４７０ｎｍ〜５００ｎｍ
の波長範囲に発光ピークを有する蛍光体を含有する発光
組成物がガラス管内に被着されて成ることを特徴とする
高演色性の蛍光ランプ。一般式（Ｂａ＿１＿−＿ｍＣａ＿ｍ）＿５＿−＿ｘ（Ｐ
Ｏ＿４）＿３・Ｘ：Ｅｕ＿ｘ、但しＸはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉのうちの少なくとも１種の
元素を表し、ｍ、ｘは下記の数値を満足する。０．０５＜ｍ＜０．４００．０１＜ｘ＜０．２５