JPH0286684A

JPH0286684A - 褪色防止形蛍光ランプ

Info

Publication number: JPH0286684A
Application number: JP23679888A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Akiyama; 秋山　順悦; Hisami Shinra; 新羅　久美
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-09-21
Filing date: 1988-09-21
Publication date: 1990-03-27

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は蛍光ランプに関し、さらに詳しくは褪色防止形
高演色蛍光ランプの改良に係る。

（従来の技術）一般の蛍光ランプは、可視波長域から３１３　ｒ＋ｍお
よび３６５　ｎｍの水銀輝線発光を含む４υＯｒ＋ｍ以
下の短波長域にまで発光を有している。このような４０
０　ｎｍ以下の発光エネルギーは各種の物体色を褪色さ
せることが知られている。このため、美術館や博物館等
で色彩を重要視する物体色の展示等の照明には、短波長
側の発光エネルギーを遮断した褪色防止形蛍光ランプが
使用されている。

この褪色防止形蛍光ランプは、ガラス管内面に可視光線
を透過し、紫外線を吸収する褪色防止層を被着し、さら
に該褪色防止層上に可視域波長範囲で発光する蛍光体層
を被着させた構造を有している。そして、蛍光体層から
放射される紫外線を褪色防止層で吸収することにより、
物体色の褪色を防止している。

ところで、こうした褪色防止形で演色ＡＡＡ形を示す蛍
光ランプとしては、特開昭５４−１０２０７１号公報に
記載されているものが知られている。

しかしながら、この蛍光ランプでは、蛍光体層として色
度点か大きく異なる蛍光体を４種類も混合したものを使
用しているため、この蛍光ランプを量産設備で製造する
場合には色度調整が非常に困難である。また、この蛍光
ランプの蛍光体層に使用されているマンガン付活ケイ酸
亜鉛蛍光体（ＺｎＳｉ０４：Ｍｎ）は、蛍光ランプを長
時間点灯したときの劣化が大きいため、点灯中にランプ
光色が変化したり、ランプ光束も低下する等の問題があ
った。

一方、近年は美術館や博物館の照明光源も展示物や展示
内容によっては蛍光ランプの光色を電球に近づけて照明
効果を高める傾向がある。たとえば、油絵等の洋画、日
本画には相関色温度か約５０００にのランプが用いられ
るが、浮世絵、掛軸等には相関色温度が約３０００にの
電球色形のランプが要求されるようになってきている。

この電球色形の蛍光ランプとしては、特開昭６２−２８
３５４４号および特開昭６３−７２７８２号公報に記載
されているものが知られている。

（発明が解決しようとする課題）しかし、これらの蛍光ランプは褪色防止形で高演色であ
るが、短波長青色域の連続発光や、４３６ｎｍの水銀輝
線発光が大きいために物体色に対する褪色防止効果がま
だ十分ではなく、美術館、博物館等のの専門家からはそ
の改善が要望されていた。　本発明は上記問題点を解決
するためになされたものであり、蛍光体の選択により高
演色を保持しながら、短波長青色域や水銀輝線発光を大
幅に減少することにより、電球色形でも高演色で、さら
に褪色防止効果の大きい蛍光ランプを提供することを目
的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明の蛍光ランプは、ガラス管と、該ガラス管内面に
被着され、可視光線を透過し、紫外線を吸収する褪色防
止層と、該褪色防止層上に被着され、可視域で発光する
蛍光体層とを有する蛍光ランプにおいて、前記蛍光体層
が、一般式％式％（但し、Ｈは２．５〜４．０グラム原子のｒ３ａ、　０
．５〜２６０グラム原子のＣａおよび０．０１〜１．０
グラム原子のＭｇからなり、ＸはＦＸＣｌ、Ｂｒから選
択される少なくとも１種、０．０１＜　ｘ≦０．２５）
にて表わされ、４６０〜４８５　ｒ＋ｍの波長範囲に発
光ピークを有する２価のユーロピウムで付活されたアル
カリ土類金属ハロリン酸塩蛍光体からなる第１の蛍光体
と、６２０〜６４０　ｎｍの波長範囲に発光ピークを有
し、かつ１２０〜１５０　ｎｍの半値幅を有するスズ付
活型リン酸ストロンチウム・マグネシウム蛍光体からな
る第２の蛍光体と、６５０〜８［ｉｏ　ｎｍの波長範囲に発光ピークを有す
るマンガン付活フロロケルマニウム酸マグネシウム蛍光
体からなる第３の蛍光体とを混合した蛍光体からなり、
−さらに、前記褪色防止層を形成する物質として、白色
顔料と黄色顔料の混合物を用い、黄色顔料にはＴｉ０２
−ＮｉＯ−３ｂ２０５系のルチル構造をもつ物質を用い
たことを特徴とするものである。

（作用）本発明において、蛍光体層を構成する第１の蛍光体、す
なわち２価のユーロピウム付活アルカリ土類金属ハロリ
ン酸塩蛍光体は、４６０〜４８５　ｎｍの波長範囲に発
光ピークを有する。そして、この第１の蛍光体はＢａを
主成分とし、Ｃａの全を変化させることにより、発光の
ピーク波長を変化させることかでき、また、Ｍｇおよび
Ｅｕの量を変化させることにより、蛍光体の温度特性お
よび輝度の向上を図ることかできる。以下、第１の蛍光
体の各元素の作用および含有量の限定理由を説明する。

Ｃａは約１．０グラム原子にすると第１の蛍光体の発光
のピーク波長か約５００　ｎｍと最大になるが、０．５
グラム原子未満または２．０グラム原子を羅えると、蛍
光体色度のｙ値が急激に低下して所定のランプ色度か得
られず、好ましくは０．６〜１．２グラム原子程度の範
囲内で選ばれる。

Ｍｇは上述したように温度特性および輝度の向上に大き
く寄与するものであるが、０９吋ダラム原子未？シまた
は１．０グラム原子を超えると、この効果が顕著でなく
なり、好ましくは０．０５〜０，３グラム原子程度の範
囲内で選ばれる。

Ｅｕも輝度向上に大きく寄与するものであるが、０．０
１グラム原子未満の場合には得られる蛍光体の輝度が著
しく低く、一方、０，２５グラム原子を超えると価格が
高価になるたけて輝度の大幅な向上はみられない。さら
に好ましいＥｕの含有量の範囲は、０．０５＜　Ｘ　＜
　０．２０である。

上記の第１の蛍光体は次のようにして容易に製造するこ
とができる。まず、Ｂａ、Ｃａ　％〜１ｇ、Ｆ、ＣＩ、
Ｂｒ、ＰおよびＥｕ源となる各々の酸化物、リン酸塩、
炭酸塩、アンモニウム塩等の化合物を所定二秤ユした後
、たとえばボールミルにてこれらの原ｔ４を十分に粉砕
・混合する。次に、得られた混合物をアルミナ製または
石英製のルツボに吸容し、人気中で８００〜１２００℃
の温度下にて１〜５時間焼成する。この後、焼成物を冷
却、粉砕、選別、洗浄、ろ過、乾燥および選別を行うこ
とにより、第１の蛍光体を容易に製造することができる
。

また、コンピュータシミュレーションの結果、上記第１
の蛍光体に、上記第２の蛍光体としてスズ（＝Ｉ活正リ
す酸ストロンチウム・マグネシウム蛍光体および第３の
蛍光体としてマンガン付活フロロゲルマニウム酸マグネ
シウム蛍光体を混合すれば、得られる蛍光ランプの演色
性を向上できることが判明した。

第２の蛍光体であるスズ付活型リン酸ストロンチウム・
マグネシウム蛍光体は、６２０〜Ｂ４０　ｎｍの波長範
囲に発光ピークを何し、１２０〜１５０　ｎｍの半値幅
を何するものである。

第３の蛍光体であるマンガン付活フロロゲルマニウム酸
マグネシウムは、６５０〜６６０　ｎｍの波長範囲に発
光ピークを有するものであり、特に赤色（Ｒ６）の演色
評ｆｄｆ数の改善に効果かある。

なお、これら第１〜第３の蛍光体の配合比率は、第１の
蛍光体２０〜４５％、第２の蛍光体４３〜７７％、第３
の蛍光体３〜１２％であることが望ましい。

ここで、第１の蛍光体の配合比率が２０％未満てはＪＩ
Ｓ　Ｚ９１１２−１９８３の電球色区分の２６００によ
り色温度が低くなり、一方、４５％を超えると逆に色温
度か３１５０により高くなるため適当でない。また、第
２の蛍光体も同様に配合比率か４３％未満ては色温度が
高くなり、一方、７７％を超えると色温度が低くなり、
いずれも上記の色温度範囲内に制御し難く、所要の特性
を有する蛍光ランプか得難い。さらに、第３の蛍光体の
配合比率か３％未満では赤色の演色評価数を改心する効
果か少なく、９０以上のＲ９が得られず、一方、１２％
を超えるとランプ価格か高価になるばかりでなく、全体
に対する赤色成分量が多すぎて同じ＜９０以上のＲ９が
得られない。

次に本発明に用いる褪色防市層を形成する物質について
述べる。従来の褪色防止形蛍光ランプ、たとえば特開昭
５４−１０２０７１号公報および特開昭６２２８３５４
４号公報では酸化チタン等の白色顔料を用いている。ま
た、特開昭６３−７２７８２号公報では、本発明と同じ
ように白色顔料と黄色顔料の混合物を用いているが、第
１の蛍光体の発光ピーク波長が約４９５　ｎｍと長波長
のため、黄色顔料の混合比は１〜１５％と少なく、褪色
防止効果が不十分であるなど、いずれも前述の問題があ
った。

本発明者等は、短波長青色域および４３６ｎｍの水銀輝
線発光を大幅に減少させる方法について検討した結果、
第１の蛍光体の発光ピーク波長を約４８５　ｎｍ以下に
すると、黄色顔料の混合比が１６％以上でも、ランプ光
色か違和感のない電球色で、さらに前述の問題点も改善
され、美術館や博物館での照明光源に十分満足して利用
できることが明らかになった。

従来、黄色顔料としては、黄鉛、カドミウムイエロー等
が使用されていたが、鉛およびその化合物、カドミウム
およびその化合物等が近年、有害物質として指定され、
使用も制限されていることから、本発明者等は、これら
に代って安心して使用できる、安全なＴｉ０２−ＮｉＯ
−３ｂ２０５系のルチル構造をもつ、黄色顔料を使用す
ることで、前述の目的を達成することができた。

これは、ルチル型酸化チタンの結晶格子中にアンチモン
およびニッケル原子を熱拡散させて黄色に発色させた固
溶体で堅牢度が高く、耐熱性、耐薬品性に優れており、
従来の酸化チタンと全く同様な方法で蛍光ランプに被着
することができる。

この黄色顔料は約４９０　ｎｍ以下の短波長発光を完全
に吸収するため、本発明のランプには単独では使用てき
ないが、本発明のランプが目的とする紫外線を完全に除
去し、短波長青色域および４３６　ｎｍの水銀輝線発光
を大幅に減少させるためには、白色類！′４に対する混
合比率を１６〜５０％にすることが望ましい。

ここで、黄色顔料の混合比率が１６％未満ては、従来ラ
ンプのように褪色防止効果が少なく問題である。一方、
５０％以上では青色域の吸収が大きくなり、ランプ光色
が黄緑色すぎるばかりでなく、演色性も低くなり好まし
くない。

また、白色顔料としては、ＴｉＯ２等のルチル型等のも
のを用いると良い。

なお、黄色顔料の混合比率か多くなると、蛍光体層の第
１の蛍光体の発光ピーク波長が、特開昭６３−７２７８
２号に開示されている４９０〜４９９　ｎｍのものでは
、発光色が黄緑色すぎることがわかった。そのため、黄
色顔料の混合比が１６〜５０％でも発光色に違和感のな
い電球色か得られる第１の蛍光体の発光ピーク波長につ
いて検討した結果、４６０〜４８５　ｎｍに設定すると
、初期の目的のランプが得られることがわかった。また
、この４６０〜４１１１５　ｎｍの発光ピークの第１の
蛍光体は、前述のように組成式中のＣａの配合比を調整
することにより、容易に得られるという特徴かあるため
、本発明の蛍光ランプには最適である。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

まず、本発明に係る褪色防止形蛍光ランプを第１図を参
照して説明する。第１図において、管径３２．５ｍ＋ｎ
のガラス管１の内面には、第２図に示す分光透過率を有
する白色顔料ａおよび黄色顔料すの混合物からなる褪色
防止層２が被着されている。

また、この褪色防止層２上には、前記三元系の蛍光体層
３が彼着されている。さらに、ガラス管１の両端部には
、放電電極４．５か設けられている。

次に、下記第１表に示すＮｏ、　　１〜３（第１の蛍光
体）　、Ｎｏ、　４　（第２の蛍光体）　、Ｎｏ、　５
　（第３の蛍光体）及びＡ、Ｂ、Ｃ（第１の蛍光体に類
似）の蛍光体を用い、以下のような条件で実際に実施例
１〜３、及び比較例１〜３の蛍光ランプを製造した。上
記Ｎｏ、　　１〜５の蛍光体の分光分布を第３図に示す
。なお、第３図中の番号はそれぞれの蛍光体のＮｏ、に
対応する。またこれら実施例１〜Ｂ及び比較例１〜３の
蛍光ランプの製造条件の一部を第２表に示す。　　　　
　　　　　（以下余白）実施例］ます、白色顔料（酸化チタン）と黄色顔料を７０＝＝３
０の比率で混合し、その混合液をガラス管内面に０．４
２ｍｇ／ｃＪの割合で塗布被着した後、所定温度でベー
キングして褪色防止層を形成した。次に、第１表のＮｏ
、　　１．４および５の蛍光体を第３図に示すように色
温度３０００Ｋ　、偏差±０となるような比率（第２表
に表示）で混合し、この混合物を褪色防止層上に塗布波
ル゛シて蛍光体層を形成した。

さらに通常の方法に従って放電電極４．５を形成し、４
０ワツト形の蛍光ランプ（Ｌａ）を試作した。

実施例２ます、白色顔料（酸化チタン）と黄色顔料を５０：：５
０の比率で混合し、その混合液をガラス管内面に０．５
８ｍｇ／ｃ♂の割合て塗布被着した後、所定温度でベー
キングして褪色防止層を形成した。次に、第１表のＮｏ
、　２．４および５の蛍光体を第３図に示すように色温
度２ＧＯＯＫ　、偏差＋〇、００５ｕνとなるような比
率（第２表に表示）で混合し、この混合物を褪色防止層
上に塗布被着して蛍光体層を形成した。以下、実施例１
と同様にして４０ワツト形の蛍光ランプ（Ｌｂ）を試作
した。

実施例３まず、白色顔料（酸化チタン）と黄色顔料を８４：１６
の比率で混合し、その混合液をガラス管内面に０．４９
Ｊ／ｃ♂の割合で塗布被着した後、所定温度でベーキン
グして褪色防止層を形成した。次に、第１表のＮｏ、　
３．４および５の蛍光体を第３図に示すように色温度３
１５０Ｋ　、偏差−〇、００３ｕｖとなるような比率（
第２表に表記）で混合し、この混合物を褪色防止層上に
塗布被着して蛍光体層を形成した。以下、実施例１と同
様にして４０ワツトかたちの蛍光ランプ（Ｌｃ）を試作
した。

比較例上記第１表のＡ、Ｂ、Ｃの蛍光体及びＮｏ４．５の蛍光
体を用い、前記実施例１の場合に準拠して各比較例の蛍
光ランプ（Ｌｄ、Ｌｅ、Ｌｆ）を試作した。

上記試作した蛍光ランプ（Ｌ　ａ　−Ｌ　ｆ　）につい
て分光分布を測定した結果を第５図（ａ）〜（ｃ）に示
す。また、これら蛍光ランプについて、各々ランプ特性
を評ｆｄｌｉ　Ｌだ結果を第３表にに示した。

なお、第３表には月Ｓ　Ｚ９１１２−１９８３演色性区
分：演色ＡＡＡ、電球色の現１’６　（規格と略記）を
併記した・　　　　　　　　　　　　　　　（以下余白
）［発明の効果コ第３表および第５図（ａ）〜（Ｃ）から明らかなように
、実施例１〜３の蛍光ランプはＪＩＳ　Ｚ９１１２−１
９８３に定められた演色性区分て演色八人Ａ形、光源色
区分で電球色の各演色評１５数を大幅に上回っていて、
さらに従来の蛍光ランプ（比較例）よりも数値が高い。

また、短波長青色域の発光も減少していて、持に４３６
　ｎｍの水銀輝線発光はおなし相関色温度では約１７２
〜１／４と大幅に減少していて、美術館や博物館等の貴
重な展示物への褪色防止効果も大幅に向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る蛍光ランプの断面図、第２図は本
発明の蛍光ランプに用いる褪色防止層用の顔料の相対分
光透過率を示す曲線図、第３図は本発明の実施例１〜３
の蛍光ランプに用いられた蛍光体の分光分布図、第４図
は本発明の実施例１〜３の蛍光ランプの光色を示す色度
図、第５図は本発明の実施例１〜３および比較例１〜３
の蛍光ランプの分光分６ｉ図である。１・・・・・・・・・ガラス菅２・・・・・・・・褪色防止層３・・・・・・・・・蛍光体層４、５　・・／ｉｋ電電極電極人

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ガラス管と、該ガラス管内面に被着され、可視光
線を透過し紫外線を吸収する褪色防止層と、該褪色防止
層上に被着され、可視域で発光する蛍光体層とを有する
蛍光ランプにおいて、前記蛍光体層が、一般式Ｍ＿５＿−＿ｘ　Ｘ（ＰＯ＿４）＿３：Ｅｕ＿Ｘ（但し
、Ｍは２．５〜４．０グラム原子のＢａ、０．５〜２．
０グラム原子のＣａおよび０．０１〜１．０グラム原子
のＭｇからなり、ＸはＦ、Ｃｌ、Ｂｒから選択される少
なくとも１種、０．０１＜ｘ≦０．２５）にて表わされ
、４６０〜４８５ｎｍの波長範囲に発光ピークを有する
２価のユーロピウムで付活されたアルカリ土類金属ハロ
リン酸塩蛍光体からなる第１の蛍光体と、６２０〜６４０ｎｍの波長範囲に発光ピークを有し、か
っ１２０〜１５０ｎｍの半値幅を有するスズ付活正リン
酸ストロンチウム・マグネシウム蛍光体からなる第２の
蛍光体と、６５０〜６６０ｎｍの波長範囲に発光ピークを有するマ
ンガン付活フロロゲルマニウム酸マグネシウム蛍光体か
らなる第３の蛍光体とを混合した蛍光体からなり、さら
に、前記褪色防止層が白色顔料とＴｉＯ＿２−ＮｉＯ−
Ｓｂ＿２Ｏ＿５系のルチル構造をもつ黄色顔料の混合物
（黄色顔料の配合比が１６〜５０ｗｔ％）で形成されて
いることを特徴とする蛍光ランプ。
（２）演色評価数が、ＪＩＳ　Ｚ９１１２−１９８３に
定められた演色性区分で演色ＡＡＡ形を示し、光源色区
分で電球色に属することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の褪色防止形蛍光ランプ。