JPH0551581A - 青色発光蛍光体および蛍光ランプ - Google Patents

青色発光蛍光体および蛍光ランプ

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JPH0551581A
JPH0551581A JP3212182A JP21218291A JPH0551581A JP H0551581 A JPH0551581 A JP H0551581A JP 3212182 A JP3212182 A JP 3212182A JP 21218291 A JP21218291 A JP 21218291A JP H0551581 A JPH0551581 A JP H0551581A
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JP
Japan
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fluorescent lamp
emission intensity
lamp
blue
emitting phosphor
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Pending
Application number
JP3212182A
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English (en)
Inventor
Masahiko Yamakawa
昌彦 山川
Hirobumi Takemura
博文 竹村
Migiko Hayashi
右子 林
Kenji Terajima
賢二 寺島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水銀輝線励起下で優れた発光強度を示し、か
つランプ点灯中の発光強度の低下の少ない青色発光蛍光
体を提供する。また、色ずれ現象等を防止することを可
能にした蛍光ランプを提供する。 【構成】 一般式:( M1-x-y Eux Mny )O・ aAl2 O 3 (式中、 MはMg、Ca、SrおよびBaから選ばれた少なくと
も一種の元素を示し、 a、 xおよび yはそれぞれ 1.5≦
a≦ 4.5、0.03≦ x≦0.10、0.01≦ y/x≦0.15を満足す
る数を示す)で実質的に表される、 2価のユーロピウム
およびマンガン付活アルミン酸塩青色発光蛍光体であ
る。蛍光ランプは、上記した青色発光蛍光体を少なくと
も含む蛍光膜1を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発光強度および経時劣
化を改善した青色発光蛍光体およびそれを用いた蛍光ラ
ンプに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、一般照明用蛍光ランプとして、高
演色性と高効率性とを同時に満足する三波長域発光蛍光
ランプが開発され、普及している。この三波長域発光蛍
光ランプは、比較的狭帯域の発光スペクトル分布を有す
る青色、緑色および赤色の各色に発光する蛍光体を任意
の割合で混合し、この混合蛍光体により蛍光膜を形成す
ることによって、白色または希望する色の発光を得る蛍
光ランプである。
【0003】このため、各蛍光体の発光特性がランプ点
灯中に変化すると、初期のランプ発光色からのずれを生
じることになる。すなわち、ランプ点灯中の各々の蛍光
体の光出力(発光強度)の低下や、各々の発光色の変化
の大きさの違いにより、色ずれ現象が起こり、品質の低
下要因となっている。
【0004】ところで、最近の三波長域発光蛍光ランプ
の青色発光成分としては、アルミン酸塩蛍光体が多用さ
れており、例えばユーロピウム付活アルミン酸塩青色発
光蛍光体である (Ba,Eu)Mg2 Al16 O27(特公昭52-22836
号公報等参照)や、 AO-Al2 O3 ( Aはアルカリ土類元
素、特公昭58-22495号公報等参照)、また酸化リンを固
溶させたアルミネート蛍光体(特開昭61-69885号公報等
参照)等が知られている。しかし、これら青色発光成分
としてのアルミン酸塩蛍光体は、ランプ点灯中の蛍光体
の光出力(発光強度)の維持の点で満足いくものとは言
えず、改良すべき点が多いのが現状である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、三波
長域発光蛍光ランプにおいては、ランプ発光強度を高
め、かつ色ずれ現象を小さくすることが望まれている。
この色ずれ現象を最小限にするためには、ランプ点灯中
の蛍光体の光出力(発光強度)の低下を極力抑制するこ
とが必要である。しかしながら、上述したような従来の
青色発光蛍光体は、ランプ点灯中の光出力(発光強度)
を十分に維持することができず、経時的に光出力が低下
しやすいという問題を有していた。これは、三波長域発
光蛍光ランプの品質低下要因となってしまう。
【0006】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、例えば 254nmの水銀輝線励起下で優
れた発光強度を示し、かつランプ点灯中の発光強度の低
下の少ない青色発光蛍光体を提供することを目的として
おり、また他の目的は色ずれ現象等の発生を抑制するこ
とを可能にした蛍光ランプを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段と作用】本発明の青色発光
蛍光体は、 一般式:( M1-x-y Eux Mny )O・ aAl2 O 3 ……(1) (式中、 MはMg、Ca、SrおよびBaから選ばれた少なくと
も一種の元素を示し、 a、 xおよび yはそれぞれ 1.5≦
a≦ 4.5、0.03≦ x≦0.10、0.01≦ y/x≦0.15を満足す
る数を示す)で実質的に表されることを特徴としてい
る。また、本発明の蛍光ランプは、上記青色発光蛍光体
を少なくとも含む蛍光膜を有することを特徴としてい
る。
【0008】すなわち、本発明の青色発光蛍光体は、ア
ルミン酸塩を 2価のユーロピウムおよびマンガンで付活
すると共に、これらユーロピウムとマンガンとの比率を
上記した範囲に規定することによって、青色発光が実現
可能となると共に、初期の発光強度を高めることがで
き、かつ発光強度の経時劣化が抑制できることを見出だ
したことによって成されたものである。
【0009】上記 (1)式における x、 yおよび aの値の
範囲限定理由は以下の通りである。Euの付活量を示す x
の値が0.03より小さいと、蛍光体中の付活剤の濃度が低
くなりすぎ、発光強度の点で不十分となり、 xの値が0.
10より大きいと濃度消光によって発光強度が低下する。
【0010】EuとMnの付活量の比を示す y/xの値は、上
述したように、本発明の青色発光蛍光体において特に重
要な値であり、0.01〜0.15の範囲とすることが重要であ
る。すなわち、 y/xの値が0.01より小さいと、ランプ点
灯中の発光強度の低下を十分に抑制することができな
い。逆に、 y/xの値が0.15より大きいと、発光波長が緑
もしくは青緑側にシフトし、他の緑色および赤色発光蛍
光体と混合した際の初期のランプ発光強度が低下し、蛍
光ランプの品質を低下させてしまうため、実用性に欠け
ることとなる。この y/xの値のより好ましい値は、 0.0
15〜0.08である。また、アルミナ量を示す aの値が 1.5
より小さいと、結晶構造が不安定になり、蛍光ランプ製
造工程中の劣化が大きく実用性に欠け、また 4.5より大
きいと非発光層の出現により、発光強度の点で不十分と
なる。
【0011】本発明の青色発光蛍光体は、例えば以下の
ようにして製造される。
【0012】まず、蛍光体原料としては、アルカリ土類
金属源にはアルカリ土類金属の酸化物や水酸化物、炭酸
塩等の高温において容易にアルカリ土類金属の酸化物に
なる化合物等を用いる。また、ユーロピウム源には炭酸
ユーロピウムのような高温において容易に酸化ユーロピ
ウムになるユーロピウム化合物を、アルミニウム源には
酸化アルミニウムや水酸化アルミニウムのような高温に
おいて容易に酸化アルミニウムになるアルミニウム化合
物等を、マンガン源には炭酸マンガンのような高温にお
いて容易に酸化マンガンになるマンガン化合物を用い
る。
【0013】これらの原料を所定量秤量し、ボールミル
等によって充分に粉砕しつつ混合する。この充分に混合
した原料混合物をルツボ等の耐熱容器に収容し、空気中
において1200℃〜1400℃程度の温度で、 2時間〜 3時間
程度焼成する。次に、得られた焼成物を粉砕し、再びル
ツボ等の耐熱容器に入れ、還元性雰囲気中において1400
℃〜1700℃の温度で 4時間〜 5時間焼成する。こうして
得られた焼成物を、粉砕、水洗等の処理を加えることに
より、本発明の青色発光蛍光体が得られる。なお、本発
明の蛍光ランプを三波長域発光蛍光ランプに適用する
際、赤色発光蛍光体および緑色発光蛍光体としては、各
種の蛍光体を使用することが可能である。また、さらに
演色性を高めるために、他の発光成分例えば青緑色発光
蛍光体、深赤色発光蛍光体等を加えることも可能であ
る。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【0015】実施例1 BaCO3 : 0.439モル Mg(OH)2 : 0.50 モル MnCO3 : 0.001モル Eu2 O 3 : 0.03 モル Al2 O 3 : 2.5 モル 上記した各出発原料を上記した量で秤量し、これらをボ
ールミルに投入して、充分に粉砕、混合した。次いで、
この原料混合物をルツボに入れ、空気中において1400℃
で 3時間焼成した。得られた焼成物を粉砕した後、再び
ルツボに入れ、水素3%+窒素97% の還元性雰囲気中に
て、1600℃で 4時間焼成した。
【0016】こうして得た焼成物を粉砕し、さらに水洗
等の処理を加えることによって、 (Ba0.439 Mg0.50Eu0.06Mn0.001)O・ 2.5Al2 O 3 で表される 2価のユーロピウムおよびマンガン付活アル
ミン酸塩蛍光体を得た。このアルミン酸塩蛍光体の発光
波長を蛍光分光光度計により測定したところ、中心波長
が 453nmであり、青色発光蛍光体として使用し得ること
を確認した。
【0017】次に、上記青色発光蛍光体をガラスバルブ
の内面に塗布し、蛍光ランプを作製した。また、本発明
の比較として、 (Ba,Eu)Mg2 Al16 O27で表される青色発
光蛍光体を用いて、同様に蛍光ランプを作製した。
【0018】これら実施例1および比較例1による蛍光
ランプをそれぞれ点灯させたところ、製造直後の蛍光ラ
ンプの発光強度(L1)は、比較例1による蛍光ランプの発
光強度を 100としたとき、実施例1による蛍光ランプの
発光強度は122%と良好な値を示した。またそれぞれ1000
時間点灯後の発光強度(L2)を測定し、発光強度比(L1/L
2) を求めたところ、比較例1による蛍光ランプは0.78
であったのに対し、実施例1による蛍光ランプでは0.92
と、発光強度の経時劣化の改善が認められた。
【0019】実施例2 BaCO3 : 0.438モル Mg(OH)2 : 0.50 モル MnCO3 : 0.002モル Eu2 0 3 : 0.03 モル Al2 O 3 : 2.5 モル 上記した量の各出発原料を用いて、実施例1と同様に処
理したところ、 (Ba0.438 Mg0.50Eu0.06Mn0.002)O・ 2.5Al2 O 3 で表される 2価のユーロピウムおよびマンガン付活アル
ミン酸塩青色発光蛍光体を得た。
【0020】上記青色発光蛍光体を用いて実施例1と同
様に蛍光ランプを作製し、実施例1と同様にして、製造
直後の蛍光ランプの発光強度および1000時間点灯後の発
光強度比を測定した。その結果、製造直後の蛍光ランプ
の発光強度は119%、1000時間点灯後の発光強度比は0.90
と、いずれも改善が認められた。
【0021】実施例3 BaCO3 : 0.435モル Mg(OH)2 : 0.50 モル MnCO3 : 0.005モル Eu2 0 3 : 0.03 モル Al2 O 3 : 2.5 モル 上記した量の各出発原料を用いて、実施例1と同様に処
理したところ、 (Ba0.435 Mg0.50Eu0.06Mn0.005)O・ 2.5Al2 O 3 で表される 2価のユーロピウムおよびマンガン付活アル
ミン酸塩青色発光蛍光体を得た。
【0022】上記青色発光蛍光体を用いて実施例1と同
様に蛍光ランプを作製し、実施例1と同様にして、製造
直後の蛍光ランプの発光強度および1000時間点灯後の発
光強度比を測定した。その結果、製造直後の蛍光ランプ
の発光強度は120%、1000時間点灯後の発光強度比は0.91
と、いずれも改善が認められた。
【0023】実施例4 BaCO3 : 0.431モル Mg(OH)2 : 0.50 モル MnCO3 : 0.009モル Eu2 0 3 : 0.03 モル Al2 O 3 : 2.5 モル 上記した量の各出発原料を用いて、実施例1と同様に処
理したところ、 (Ba0.431 Mg0.50Eu0.06Mn0.009)O・ 2.5Al2 O 3 で表される 2価のユーロピウムおよびマンガン付活アル
ミン酸塩青色発光蛍光体を得た。
【0024】上記青色発光蛍光体を用いて実施例1と同
様に蛍光ランプを作製し、実施例1と同様にして、製造
直後の蛍光ランプの発光強度および1000時間点灯後の発
光強度比を測定した。その結果、製造直後の蛍光ランプ
の発光強度は121%、1000時間点灯後の発光強度比は0.91
と、いずれも改善が認められた。
【0025】実施例5 BaCO3 : 0.345モル Mg(OH)2 : 0.55 モル MnCO3 : 0.005モル Eu2 0 3 : 0.05 モル Al2 O 3 : 3.5 モル 上記した量の各出発原料を用いて、実施例1と同様に処
理したところ、 (Ba0.345 Mg0.55Eu0.10Mn0.005)O・ 3.5Al2 O 3 で表される 2価のユーロピウムおよびマンガン付活アル
ミン酸塩青色発光蛍光体を得た。
【0026】上記青色発光蛍光体を用いて実施例1と同
様に蛍光ランプを作製し、実施例1と同様にして、製造
直後の蛍光ランプの発光強度および1000時間点灯後の発
光強度比を測定した。その結果、製造直後の蛍光ランプ
の発光強度は120%、1000時間点灯後の発光強度比は0.89
と、いずれも改善が認められた。
【0027】実施例6〜16 上記した各実施例と同様にして、表1に示す 2価のユー
ロピウムおよびマンガン付活アルミン酸塩青色発光蛍光
体をそれぞれ作製した。また、各青色発光蛍光体を用い
て実施例1と同様に蛍光ランプを作製し、実施例1と同
様にして、製造直後の蛍光ランプの発光強度および1000
時間点灯後の発光強度比をそれぞ測定した。その結果を
併せて表1に示す。
【0028】
【表1】
【0029】実施例17 まず、赤色発光蛍光体として(Y,Eu)2 O 3 、緑色発光蛍
光体として(La,Ce,Tb)PO4 、青色発光蛍光体として上記
実施例1で作製した(Ba0.439 Mg0.50Eu0.06Mn0.001 )O
・ 2.5Al2 O 3 をそれぞれ用い、これら 3種類の蛍光体
の総重量を100%とした時、それぞれ40重量%、44重量
%、16重量%の割合で含有するように充分混合した。
【0030】上記混合蛍光体を用いて、図1に示す蛍光
ランプを作製した。図1に示す蛍光ランプは、内面に蛍
光膜1が被着されたガラスバルブ2を有しており、この
ガラスバルブ2内には所定圧の放電用ガスが封入されて
いる。また、ガラスバルブ2の両端部には、それぞれ電
極3が取り付けられている。そして、これら電極3間に
所定電圧を引加し、例えば 254nmの水銀輝線で励起する
ことにより、蛍光膜1が発光するよう構成されている。
この蛍光ランプの蛍光膜1を上記した混合蛍光体を用い
て形成した。なお、この実施例では昼白色ランプを作製
した。
【0031】また、本発明との比較として、青色発光蛍
光体に (Ba,Eu)Mg2 Al16 O27を用いる以外は、上記実施
例17と同一条件で蛍光ランプ(比較例2)を作製し
た。
【0032】これら実施例17および比較例2による蛍
光ランプをそれぞれ点灯させたところ、製造直後の蛍光
ランプの発光強度(M1)は、比較例2による蛍光ランプの
発光強度を 100としたとき、実施例17による蛍光ラン
プの発光強度は120%と良好な値を示した。また、それぞ
れ1000時間点灯後の発光強度(M2)を測定し、発光強度比
(M1/M2) を求めたところ、比較例2による蛍光ランプは
0.83であったのに対し、実施例17による蛍光ランプで
は0.93と、発光強度の経時劣化の改善が認められた。
【0033】実施例18〜32 表2に示す赤色発光蛍光体、緑色発光蛍光体、青色発光
蛍光体をそれぞれ用いて、上記実施例17と同一条件
で、それぞれ蛍光ランプを作製した。また、実施例17
と同様にして、製造直後の蛍光ランプの発光強度および
1000時間点灯後の発光強度比をそれぞ測定したところ、
いずれの蛍光ランプも特性の改善が認められた。その結
果を併せて表2に示す。
【0034】
【表2】
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、優
れた発光強度を示し、かつランプ点灯中の発光強度の低
下が少ない青色発光蛍光体を提供することができる。し
たがって、ランプ点灯中の発光強度の低下が少なく、よ
って色ずれ等を防止することが可能な蛍光ランプを実現
することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の蛍光ランプの構成を一部断
面にして示す正面図である。
【符号の説明】
1……本発明の青色発光蛍光体を含む蛍光膜 2……ガラスバルブ 3……電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺島 賢二 神奈川県川崎市幸区堀川町72 株式会社東 芝堀川町工場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式:( M1-x-y Eux Mny )O・ aAl2
    O 3 (式中、 MはMg、Ca、SrおよびBaから選ばれた少なくと
    も一種の元素を示し、 a、 xおよび yはそれぞれ 1.5≦
    a≦ 4.5、0.03≦ x≦0.10、0.01≦ y/x≦0.15を満足す
    る数を示す)で実質的に表されることを特徴とする青色
    発光蛍光体。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の青色発光蛍光体を少なく
    とも含む蛍光膜を有することを特徴とする蛍光ランプ。
JP3212182A 1991-08-23 1991-08-23 青色発光蛍光体および蛍光ランプ Pending JPH0551581A (ja)

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JP3212182A JPH0551581A (ja) 1991-08-23 1991-08-23 青色発光蛍光体および蛍光ランプ
EP92307627A EP0529956A1 (en) 1991-08-23 1992-08-20 Blue phosphor and fluorescent lamp using the same
KR1019920015202A KR0130055B1 (ko) 1991-08-23 1992-08-22 청색발광형광체 및 그를 사용한 형광램프

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6731057B2 (en) 2001-03-22 2004-05-04 Nec Corporation Phosphors for fluorescent lamps

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6731057B2 (en) 2001-03-22 2004-05-04 Nec Corporation Phosphors for fluorescent lamps

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Effective date: 19990601