JPH0582014B2

JPH0582014B2 -

Info

Publication number: JPH0582014B2
Application number: JP13398085A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Akyama; Keiji Hatakeyama
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-06-21
Filing date: 1985-06-21
Publication date: 1993-11-17
Also published as: JPS61292848A

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野〕本発明は螢光ランプに関し、更に詳しくは
JISZ9112に定められた演色性区分が演色AAA形
に属するRa95の高演色形の螢光ランプに関す
る。〔発明の技術的背景とその問題点〕美術館、カラー印刷工場等に用いられる螢光ラ
ンプは、一般照明用とは異なり高演色性が要求さ
れる。その一例として、特公昭41−9868号、特公
昭48−15896号などに記載されている螢光体を２
層塗布したものや顔料層を設けることによりRa
が95以上の高演色性ランプを得るものがある。しかし、上記方法のものは、ランプ製造工程が
特殊なものとなり、生産効率が低下することや顔
料層の厚さ変化による光色、演色性のバラツキ、
螢光体の発光エネルギー吸収による効率の低下な
どの問題があつた。特開昭58−40763号は前述の欠点を改善したも
ので、２種類のみの螢光体の混合により、Ra≧
95の高演色性ランプが得られるものである。しか
しながらこのようなランプは非常に高価な希土類
元素を原料とした螢光体を用いている。従つて、
非常に高価なランプとなり、これらランプの普及
を図る場合の大きな問題点になつていた。〔発明の目的〕本発明は以上の点を考慮してなされたものであ
り、高演色、高効率、かつ低コストで製造可能な
螢光ランプを提供することを目的とする。〔発明の概要〕本発明者等は特開昭58−40763号の螢光ランプ
の高演色性を維持しつつ、効率を向上することが
できないかと研究を進めた結果、アンチモン付活
ハロリン酸カルシウムを第３の螢光体として添加
混合することにより上記目的が達成できることを
見出した。すなわち本発明は、一般式、M_5-XＸ（PO₄）₃；
Eu²⁺(x)（式中、ＭはBa、Ca、Mgの３種よりな
り、各々3.0〜4.5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を有
し、；ＸはＦ、Cl、Brの単体もしくは２種以上の
混合物であり、且つ、0.01＜ｘ0.2である。）で
示され、470〜500nｍ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よりなる第１の螢光体
と、620〜640nｍの波長範囲に発光ピークを有
し、且つ、120〜160nｍの半値幅を有する第２の
螢光体と第３の螢光体としてアンチモン付活ハロ
リン酸カルシウムを混合し、ガラス管内面に被着
させてなることを特徴とする螢光ランプである。本発明の螢光ランプに用いられる、上記の２価
のユーロピウム付活アルカリ土類金属ハロリン酸
塩螢光体の特徴は上記の一般式M_5-XＸ（PO₄）₃；
Eu²⁺(X)において、式中ＭのBa、CaおよびMgの
配合比率を変えることによつて470〜500nｍの波
長範囲に発光ピークを有する螢光体が得られるこ
とである。このように発光ピークを移動できることの利点
は、第２、３の螢光体と組合せるだけで低い色温
度（4000K）から高い色温度（6500K）の範囲内
で何れも優れた特性を有する螢光ランプが得られ
ることである。しかもこの第１の螢光体は極めて
高効率で安定なものである。上記の一般式中のユーロピウムの含有量(x)は
0.01＜ｘ0.2となるように選ばれる。ｘが0.01未
満の場合は得られる螢光体の輝度が著しく低下し
また0.2を越えても輝度の大巾な向上は見られな
い。好ましくは0.03＜ｘ0.15である。更に、式中、ＭのBa、CaおよびMgは各々Ba
＝3.0〜4.5グラム原子、Ca＝0.5〜2.0グラム原子、
Mg＝0.01〜1.0グラム原子の関係を満すように設
定される。上記のMgの含有量が、0.01未満およ
び1.0以上では、BaおよびCaだけの場合に比べ
て、著しい輝度の向上は認められない。しかし、
Mg＝0.1〜0.5に設定することによつて著しい輝
度の向上が認められる。以上説明した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螢光体は、次のようにして
容易に調製される。即ち、焼成処理の後Ba、Ca、Mg、Zn、Cd、
Ｆ、Cl、Br、ＰおよびEu源となり得る各々の酸
化物、燐酸塩、炭酸塩、アンモニウム塩などの化
合物を所定量秤量した後、例えばボール・ミルで
これらの原料混合物を十分に粉砕混合する。しかる後に、得られた混合物をアルミナ製およ
び石英製のルツボに収容し、大気中において800
〜1200℃の温度下にて１〜５時間焼成する。得ら
れた焼成物を冷却、粉砕、篩別し、例えば水素と
窒素の混合ガスによる弱還元性雰囲気中において
800〜1200℃の温度で第２次焼成を行なう。得られた焼成物を冷却、粉砕、篩別、洗浄、
過、乾燥および篩別して本発明に使用される第１
の螢光体を得ることができる。次に、第２の螢光体であるが、620〜640nｍの
波長範囲にピーク波長を有し、かつ、120〜160n
ｍの半値巾を有する螢光体であれば第１の螢光体
と併せて用いることにより高演色性を得ることが
できる。特に既知のスズ付活正リン酸ストロンチ
ウム・マグネシウム螢光体が好適である。また第３の螢光体としてはアンチモン付活ハロ
リン酸カルシウムを用いる。このアンチモン付活
ハロリン酸カルシウムは第１の螢光体と置換する
形で混合される。この置換によつて高演色性がそ
こなわれることなく、輝度が向上する。また高価
な希土類を用いる第１の螢光体の量が減少する分
低コスト化が可能となる。このような効果は、タングステン酸マグネシウ
ム、アンチモン付活ハロリン酸ストロンチウム、
アンチモン・マンガン付活ハロリン酸カルシウム
等の他の螢光体では得ることができず、いずれも
演色性が低下してしまう。第３の螢光体は少量でその効果を発揮するが、
実用上は10〜50％が望ましい。あまり多いと高演
色性が得られなくなつてしまう。より好ましくは
20〜40％である。また第１、２の螢光体は所望の比率で混合する
ことができるが、実用上第１の螢光体は10〜30％
であることが好ましい。第１図に本発明の螢光ランプの一例を示す。管径32（mm）のガラス管１の内面に所望の色度
点になるように第１、第２及び第３の螢光体を適
切な比率で混合し、その混合物２を塗布、被着せ
しめ、通常の製造法に従つて放電々極３，４を有
する40ワツト形の螢光ランプを試作したものであ
る。第２図は高価な青緑色螢光体（第１の螢光体）
を減量する為の方策を示す図である。ここで、記
号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは本発明の第１の螢光体、記号
Ｅは第２の螢光体、記号Ｆは第３の螢光体を表わ
している。例えば、記号Ｈ（色温度5000K、偏差±０）の
ランプは発光のピーク波長483（ｎｍ）の第１の螢
光体（記号Ｃ）が第２の螢光体のみの混合で得ら
れることがわかる。しかしこの場合の第１の螢光
体使用量は約50％程度必要であり高価になる。こ
れに対して、発光のピーク波長488（ｎｍ）の第１
の螢光体（記号Ｂ）を用いても記号Ｈのランプは
得られる。つまり、記号Ｂ、記号Ｅにさらに第３
の螢光体（記号Ｆ）を混合して得られるもので、
その場合、高価な第１の螢光体の使用量は約50
（％）減少して、全体量に対する比率は約25（％）
程度となり、非常に定価になる。さらにこの場
合、効率も向上する。このことは、他の色度点
（記号Ｇ、Ｉ）のランプを得る場合にも同様の考
え方で応用できる。〔発明の効果〕以上詳述した如く、本発明によれば、３種類の
螢光体の混合によつて、平均演色評価数（Ra）
がRa≧95を有するJIS9112に定める演色AAA
形の螢光ランプを実現できるという効果を有する
また、非常に安価な第３の螢光体が高価な希土類
螢光体を置換する働きをしているから、全体の螢
光体価格が低下し、かつ効率の向上した高演色螢
光ランプを提供できるものである。さらに、世界
的に減少している希土類元素の使用量が減量でき
るという効果も有する。〔発明の実施例〕以下、本発明を実施例及び従来例にもとづいて
詳細に説明する。実施例１第１図に示す螢光ランプにおいて、第１表の記
号Ａ及び記号Ｅと記号Ｆの３種螢光体を色温度
4200K、偏差±0uvになるような比率で混合し、
ガラス管内面に塗布被着せしめ、通常の製造法に
従つて40ワツト形の螢光ランプを試作した。その結果を第２表に示す。実施例２第１表の記号Ｂ及び記号Ｅと記号Ｆの３種螢光
体を色温度5000K、偏差±0uvになるような比率
で混合し、実施例１と同様な手順で螢光ランプを
試作した。その結果を第２表に示す。実施例３第１表の記号Ａ及び記号Ｅと記号Ｆの３種螢光
体を色温度5000K、偏差±0uvなるような比率で
混合し、実施例１と同様な手順で螢光ランプを試
作した。その結果を第２表に示す。実施例４第１表の記号Ｃ及び記号Ｅと記号Ｆの３種螢光
体を色温度6500K、偏差±0.003uvになるような
比率で混合し、実施例１と同様な手順で螢光ラン
プを試作した。その結果を第２表に示す。実施例５第１表の記号Ｂ及び記号Ｅと記号Ｆの３種螢光
体を色温度6500K、偏差±0.003uvになるように
比率で混合し、実施例１と同様な手順で螢光ラン
プを試作した。その結果を第２表に示す。

【表】

【表】比較例１第３の螢光体Ｆを用いないと、色温度5000K、
偏差±0uvの場合、高価な希土類螢光体を48（％）
も使用しなければ第２表の性能が得られない。さ
らに輝度もおちる。比較例２本発明に用いられる記号Ｅと同様な螢光体を用
いているにもかかわらず、色温度6500K、偏差＋
0.0003uvと場合、高価な希土類螢光体の発光ピー
ク波長が任意に変化しないことから、36（％）も
使用しなければ第２表の性能が得られない。また
第１の螢光体を用いないため、効率が悪い。なお、第１表中の記号Ａ〜記号Ｆの螢光体の分
光分布は第３図に示す。（図中の記号Ａ〜記号Ｆ
は第１表と対応している。）また、本実施例１〜５の螢光ランプの色度を第
２図に、分光分布を第４図にそれぞれまとめて示
す。（第４図中のLa〜Leはそれぞれ実施例１〜５
の分光分布と対応している。）上記、第２表から明らかなように、本発明の螢
光ランプは２価のユーロピウム付活アルカリ土類
金属ハロリン酸塩螢光体のピーク波長及びスズ付
活正リン酸ストロンチウム、マグネシウム螢光体
及びアンチモン付活ハロリン酸カルシウム螢光体
の混合比率を適切に選択することによつて4200K
から6500Kの色温度範囲でJISZ9112に定められた
演色区分が演色AAA形の高演色螢光ランプが容
易に得られることがわかる。しかも、その場合のランプ価格は高価な希土類
螢光体を大幅に減少させることが可能であること
から必然的に非常に安価なものになるという効果
も同時に得られることがわかる。さらに全光束が大であり、効率が高くなること
がわかる。なお、上記実施例で示した螢光体の重量パーセ
ントの値はそれぞれの螢光体の粒径によつて多少
変化することは当然であるが、本発明における実
験結果によれば、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螢光体の配合比が10％未
満の場合は平均演色評価数（Ra）及び赤色（R₉）
が演色AAAの基準値を満足しにくく、また30
（％）以上であれば、螢光体価格が高価になり本
発明の目的である安価な高演色性螢光ランプは得
られず、ランプ特性及び価格面を考慮した場合第
１螢光体の配合比は10〜30（％）程度が好ましい
ことが明らかになつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の螢光ランプの断面図、第２図
は色度図、第３図は第１表中の記号Ａ〜Ｆにおけ
る各螢光体の発光スペクトル分布を示す特性図、
第４図は本発明の実施例１〜５に示したランプの
分光エネルギー分布を示す特性図。１……ガラス管、２……螢光体混合物、３，４
……放電電極。

Claims

【特許請求の範囲】１一般式、M_5-XＸ（PO₄）₃：Eu²⁺(x)（式中、Ｍ
はBa、Ca、Mgの３種よりなり、各々3.0〜4.5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を有し；ＸはＦ、Cl、
Brの単体もしくは２種以上の混合物であり、且
つ、0.01＜ｘ0.2である。）で示され、470〜
500nｍ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
ロリン酸塩よりなる第１の螢光体と、620〜640n
ｍの波長範囲に発光ピークを有し、且つ、120〜
160nｍの半値幅を有する第２の螢光体と、第３
の螢光体としてアンチモン付活ハロリン酸カルシ
ウムを混合し、ガラス管内面に被着させてなるこ
とを特徴とする螢光ランプ。２第３の螢光体の混合量が重量比で10〜50％の
範囲であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の螢光ランプ。３第３の螢光体の混合量が重量比で20〜40％の
範囲であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の螢光ランプ。４第２の螢光体がスズ付活正リン酸ストロンチ
ウム・マグネシウム螢光体である特許請求の範囲
第１項記載の螢光ランプ。５第１の螢光体の混合量が重量比で10〜30％の
範囲であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の螢光ランプ。