JPH0617049A - 蛍光体および蛍光ランプ - Google Patents

蛍光体および蛍光ランプ

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JPH0617049A
JPH0617049A JP17274692A JP17274692A JPH0617049A JP H0617049 A JPH0617049 A JP H0617049A JP 17274692 A JP17274692 A JP 17274692A JP 17274692 A JP17274692 A JP 17274692A JP H0617049 A JPH0617049 A JP H0617049A
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JP
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phosphor
fluorescent lamp
emission intensity
mol
lamp
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JP17274692A
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Masahiko Yamakawa
昌彦 山川
Futoshi Yoshimura
太志 吉村
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 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成分としての蛍光体お
よびそれを用い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
bRE(式中、 MはMg、Ca、SrおよびBaから選ばれた少な
くとも 1種の元素を、REはSmおよびYbから選ばれた少な
くとも 1種の元素を示し、 a、 b、 xおよび yはそれぞ
れ 1.5≦ a≦ 4.5、 0< b≦ 1.0、0.03≦ x≦0.10、 0
≦ y/x≦0.15を満足する数である)で実質的に表され
る、 2価のユ−ロピウムおよびマンガン付活アルミン酸
塩蛍光体である。蛍光ランプ1は、上記アルミン酸塩蛍
光体を少なくとも含む蛍光膜2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、青色発光の蛍光体およ
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
演色性と高効率性を同時に満足する三波長域発光形蛍光
ランプが開発され、普及している。この三波長域発光形
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、発光色の変化量の違い
により、色ずれ現象が起こり、品質を低下させてしま
う。
【0004】ところで、三波長域発光形蛍光ランプの青
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−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 Al18 O27(特公昭52-22836号公
報等参照)や、AO・Al2 O 3(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
長域発光形蛍光ランプには、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
要であるが、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
低下要因となっている。
【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成分としての蛍光体およびそれを用
いた蛍光ランプ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した三波長域発
光形の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】本発明の蛍光体
は、 一般式:(M1-x-y Eux Mny )O・ aAl2 O 3 ・ bRE ………(1) (式中、 MはMg、Ca、SrおよびBaから選ばれた少なくと
も 1種の元素を、REはSmおよびYbから選ばれた少なくと
も 1種の元素を示し、 a、 b、 xおよび yはそれぞれ
1.5≦ a≦ 4.5、 0< b≦ 1.0、0.03≦ x≦0.10、 0≦
y/x≦0.15を満足する数である)で実質的に表されるこ
とを特徴としている。
【0008】また、本発明の蛍光ランプは、上記蛍光体
を青色発光成分として少なくとも含む蛍光膜を有するこ
とを特徴としている。
【0009】すなわち、本発明の蛍光体は、少なくとも
ユーロピウム(Eu)で付活したアルミン酸塩(好ましく
は、ユーロピウムおよびマンガン(Mn)で付活したアルミ
ン酸塩)に、 2価の電子状態を取り得るサマリウム(Sm)
およびイッテルビウム(Yb)から選ばれた少なくとも 1種
の希土類元素を適量添加し、Euのサイト(基本的には M
元素サイト)の一部をSmやYbで置換することによって、
初期の発光強度を高めると共に、発光強度の経時劣化を
抑制したものである。
【0010】上記 (1)式における組成およびその範囲限
定理由は、以下の通りである。Euの付活量を示す xの値
は、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、また 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。
【0011】MnはEuとの共付活によって、初期の発光強
度を高めると共に、発光強度の経時劣化を抑制する成分
である。ただし、その量があまり多いと、具体時には 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Mnは必ずしも添加しなければならないものでは
ないが、上記したように、発光強度やその経時劣化の抑
制の点から添加することが好ましい。また、Mnの添加効
果(発光強度の低下抑制)は、 y/xの値を0.01以上とす
ることにより顕著となる。 y/xのさらに好ましい値は
0.015〜0.08の範囲である。
【0012】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。
【0013】SmおよびYb(RE元素)は、上述したよう
に、少なくともEuで付活したアルミン酸塩蛍光体の初期
発光強度を高めると共に、発光強度の経時劣化を抑制す
る、本発明における特徴的な成分である。ただし、その
添加量を示す bの値が 1.0より大きいと、非発光相の出
現により、逆に発光強度の低下を招くこととなる。Smや
Ybの添加は、 bの値として 0.1以上とすることにより効
果的となる。
【0014】本発明のアルミン酸塩蛍光体は、例えば以
下のようにして製造される。
【0015】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、酸
化ユーロピウムや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。さらに、サマリウムやイッテ
ルビウ源には、酸化サマリウムや酸化イッテルビウムを
用いる。
【0016】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
した原料混合物を坩堝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、再び坩堝
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、本発明の蛍光体が得られる。
【0017】なお、本発明の蛍光ランプを三波長域発光
形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。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【0019】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 Sm2 O 3 : 0.2モル 上記した各出発原料を上記量で秤量し、これらをボ−ル
ミル等によって充分に粉砕、混合した。この原料混合物
を坩堝に入れ、空気中において1300℃で 3時間焼成し
た。得られた焼成物を粉砕した後、再び坩堝に入れ、水
素3%+窒素97% の還元性雰囲気中にて、1550℃で 4時間
焼成した。
【0020】こうして得た焼成物を粉砕し、さらに水洗
等の処理を加えて、 (Ba0.439 Mg0.50Eu0.06Mn0.001 )O
・ 2.5Al2 O 3 ・ 0.4Smで表される 2価のユ−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。
【0021】次に、上記青色発光蛍光体をガラスバルブ
内面に塗布し、蛍光ランプを製造した。また、本発明と
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製造した。
【0022】これら実施例1および比較例1による各蛍
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126%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)を測定して、各々発光強
度比(L2/L1) 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0.94と、発光強度の経時劣化の改善が認められた。
【0023】実施例2 BaCO3 : 0.438モル Mg(OH)2 : 0.50 モル MnCO3 : 0.002モル Eu2 O 3 : 0.03 モル Al2 O 3 : 2.5モル Yb2 O 3 : 0.4モル 上記した各出発原料を実施例1と同一条件で処理し、
(Ba0.438 Mg0.50Eu0.06Mn0.002 )O・ 2.5Al2 O 3 ・ 0.
8Ybで表される 2価のユ−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。
【0024】上記蛍光体を用いて、実施例1と同様に蛍
光ランプを製造し、実施例1と同様にして点灯試験を行
ったところ、蛍光ランプの初期発光強度(L1)は122%で、
また1000時間点灯後の発光強度比(L2/L1) も0.93と、い
ずれも改善が認められた。
【0025】実施例3 BaCO3 : 0.435モル Mg(OH)2 : 0.50 モル MnCO3 : 0.005モル Eu2 O 3 : 0.03 モル Al2 O 3 : 2.5モル Sm2 O 3 : 0.35 モル 上記した各出発原料を実施例1と同一条件で処理し、
(Ba0.435 Mg0.50Eu0.06Mn0.005 )O・ 2.5Al2 O 3 ・ 0.
7Smで表される 2価のユ−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。
【0026】上記蛍光体を用いて、実施例1と同様に蛍
光ランプを製造し、実施例1と同様にして点灯試験を行
ったところ、蛍光ランプの初期発光強度(L1)は122%で、
また1000時間点灯後の発光強度比(L2/L1) も0.94と、い
ずれも改善が認められた。
【0027】実施例4 BaCO3 : 0.431モル Mg(OH)2 : 0.50 モル MnCO3 : 0.009モル Eu2 O 3 : 0.03 モル Al2 O 3 : 2.5モル Yb2 O 3 : 0.45 モル 上記した各出発原料を実施例1と同一条件で処理し、
(Ba0.431 Mg0.50Eu0.06Mn0.009 )O・ 2.5Al2 O 3 ・ 0.
9Ybで表される 2価のユ−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。
【0028】上記蛍光体を用いて、実施例1と同様に蛍
光ランプを製造し、実施例1と同様にして点灯試験を行
ったところ、蛍光ランプの初期発光強度(L1)は123%で、
また1000時間点灯後の発光強度比(L2/L1) も0.93と、い
ずれも改善が認められた。
【0029】実施例5 BaCO3 : 0.345モル Mg(OH)2 : 0.55 モル MnCO3 : 0.005モル Eu2 O 3 : 0.05 モル Al2 O 3 : 3.5モル Sm2 O 3 : 0.3モル 上記した各出発原料を実施例1と同一条件で処理し、
(Ba0.345 Mg0.55Eu0.10Mn0.005 )O・ 3.5Al2 O 3 ・ 0.
6Smで表される 2価のユ−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。
【0030】上記蛍光体を用いて、実施例1と同様に蛍
光ランプを製造し、実施例1と同様にして点灯試験を行
ったところ、蛍光ランプの初期発光強度(L1)は123%で、
また1000時間点灯後の発光強度比(L2/L1) も0.92と、い
ずれも改善が認められた。
【0031】実施例6〜16 上記した実施例1同一条件で、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蛍光体をそれぞ
れ作製した。また、各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(L1)および1000時間点灯後の発光
強度(L2)をそれぞ測定し、それらの強度比(L2/L1) を求
めた。それらの結果を併せて表1に示す。
【0032】
【表1】 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 ・ 0.4Sm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。
【0033】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蛍光ランプを
作製した。
【0034】また、本発明との比較として、青色発光蛍
光体として、比較例1の (Ba,Eu)Mg2 Al16 O27蛍光体を
用いる以外は、上記実施例17と同一条件で昼白色蛍光
ランプ(比較例2)を作製した。
【0035】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124%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、各々発光強
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0.94と、発光強度の経時劣化の改善が認められ
た。
【0036】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、それぞれ三波長域発光形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(M1)および1000時間点灯後の発光強度(M2)をそ
れぞ測定し、それらの強度比(M2/M1) を求めたところ、
いずれの実施例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。
【0037】
【表2】
【0038】
【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、青色発光成分としての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、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……本発明の蛍光体を含む蛍光膜 2……ガラスバルブ 3……電極

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 ・ bRE (式中、 MはMg、Ca、SrおよびBaから選ばれた少なくと
    も 1種の元素を、REはSmおよびYbから選ばれた少なくと
    も 1種の元素を示し、 a、 b、 xおよび yはそれぞれ
    1.5≦ a≦ 4.5、 0< b≦ 1.0、0.03≦ x≦0.10、 0≦
    y/x≦0.15を満足する数である)で実質的に表されるこ
    とを特徴とする蛍光体。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の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。
JP17274692A 1992-06-30 1992-06-30 蛍光体および蛍光ランプ Withdrawn JPH0617049A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5611959A (en) * 1994-08-17 1997-03-18 Mitsubishi Chemical Corporation Aluminate phosphor
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Effective date: 19990831