JPH11158465A - 蛍光体およびこの蛍光体を用いた蛍光ランプ - Google Patents

蛍光体およびこの蛍光体を用いた蛍光ランプ

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JPH11158465A
JPH11158465A JP32997397A JP32997397A JPH11158465A JP H11158465 A JPH11158465 A JP H11158465A JP 32997397 A JP32997397 A JP 32997397A JP 32997397 A JP32997397 A JP 32997397A JP H11158465 A JPH11158465 A JP H11158465A
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JP
Japan
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phosphor
fluorescent lamp
europium
divalent
activated
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JP32997397A
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Toshio Mori
利雄 森
Toru Azuma
亨 東
Toshifumi Kondo
利文 近藤
Hiromi Tomioka
裕美 冨岡
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electronics Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた発光特性を有する2価のユーロピウム
で付活されたアルミン酸塩蛍光体または2価のユーロピ
ウムと2価のマンガンとで付活されたアルミン酸塩蛍光
体および、この蛍光体を含む蛍光体層を有する蛍光ラン
プを得る。 【解決手段】 一般式(Ba1-p-qpEuq)O・x
(Mg1-rMnr)O・yAl23・aSnO・bLn2
3(ただし、0.8≦x≦3.0,4≦y≦8,0≦
p≦0.95,0.05≦q≦0.4,0<p+q≦
1,0≦r≦0.3,0<a≦0.04,0≦b≦0.
05、MはCa,Srから選ばれる少なくとも一種の元
素、LnはGd,Yから選ばれる少なくとも一種の元
素)で表される蛍光体を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は2価のユーロピウム
で付活されたアルミン酸塩蛍光体または2価のユーロピ
ウムと2価のマンガンとで付活されたアルミン酸塩蛍光
体と前記蛍光体を用いた蛍光ランプに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、一般照明用蛍光ランプとしては、
高光束化や演色性の改善等のために、青色、緑色、赤色
にそれぞれ発光ピークを持った3種類の蛍光体を混合し
蛍光体層とした3波長域発光形蛍光ランプが知られてい
る。このような蛍光ランプには、蛍光体として希土類蛍
光体、すなわち希土類元素を含有した蛍光体が蛍光体層
として多く用いられている。
【0003】青色成分としては波長450nm付近にピ
ークを有する発光を示す2価のユーロピウムで付活され
たアルミン酸塩蛍光体がよく用いられている。2価のユ
ーロピウムで付活されたアルミン酸塩蛍光体としては、
(BaEu)Mg2Al162 7(特公昭52−2283
6号公報)、(BaxMgyEuz)O・aAl23
bMO2(特開平1−96283号公報)、(Ba,E
u)O・xMgO・yGd23・zAl23(特公平6
−29418号公報)等が知られている。
【0004】また、前記蛍光ランプの演色性をさらに高
めるために蛍光体の青色成分の一部または全部を青緑色
に発光する蛍光体に置き換えることがあり、この場合、
2価のユーロピウムと2価のマンガンとで付活されたア
ルミン酸塩蛍光体がよく用いられている。2価のユーロ
ピウムと2価のマンガンとで付活されたアルミン酸塩蛍
光体は、波長450nm付近にピークを有する2価のユ
ーロピウムによる発光と、波長515nm付近にピーク
を有する2価のマンガンによる発光とがみられ、その2
つの発光ピークの強度比を2価のユーロピウムと2価の
マンガンとの濃度により調節できるので、この調節によ
って青〜青緑の所望の発光を得ることができる。2価の
ユーロピウムと2価のマンガンとで付活されたアルミン
酸塩蛍光体としては、Ba0.9Eu0.1Mg1.8Mn0.2
1627(特公昭52−22836号公報)、(Ba,
Eu)O・x(Mg,Mn)O・yLn23・zAl2
3(特公平4−30995号公報)等が知られてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、蛍光体
の発光ピーク高さ・輝度のさらなる向上は常に求められ
ている課題であり、本発明はこのような要請に応えるも
のとして、高い発光ピーク高さ・輝度を有する、すなわ
ち優れた発光特性を有する2価のユーロピウムで付活さ
れたアルミン酸塩蛍光体または2価のユーロピウムと2
価のマンガンとで付活されたアルミン酸塩蛍光体およ
び、この蛍光体を含む蛍光体層を有する蛍光ランプを提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明の
蛍光体は、一般式(Ba1-p-qpEuq)O・x(Mg
1-rMnr)O・yAl23・aSnO・bLn23(た
だし、0.8≦x≦3.0,4≦y≦8,0≦p≦0.
95,0.05≦q≦0.4,0<p+q≦1,0≦r
≦0.3,0<a≦0.04,0≦b≦0.05、Mは
Ca,Srから選ばれる少なくとも一種の元素、Lnは
Gd,Yから選ばれる少なくとも一種の元素)で表され
る構成を有している。
【0007】これにより、優れた発光特性を有するアル
ミン酸塩蛍光体が得られる。また、請求項2記載の本発
明の蛍光ランプは、請求項1記載の蛍光体を含む蛍光体
層を有している。
【0008】請求項1記載の蛍光体を蛍光ランプの蛍光
体層の青色・青緑色成分として用いることにより高光束
な蛍光ランプを得ることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の蛍光体は一般式(Ba
1-p-qpEuq)O・x(Mg1-rMnr)O・yAl2
3・aSnO・bLn23(ただし、0.8≦x≦3.
0,4≦y≦8,0≦p≦0.95,0.05≦q≦
0.4,0<p+q≦1,0≦r≦0.3,0<a≦
0.04,0≦b≦0.05、MはCa,Srから選ば
れる少なくとも一種の元素、LnはGd,Yから選ばれ
る少なくとも一種の元素)で表される。この構成により
蛍光体結晶中に酸化錫(SnO)が少量固溶し結晶の安
定化が図られるため、従来の2価のユーロピウムで付活
されたアルミン酸塩蛍光体または2価のユーロピウムと
2価のマンガンで付活されたアルミン酸塩蛍光体に比
べ、優れた発光特性を有する蛍光体を得ることができ
る。
【0010】特に本発明においては、蛍光体結晶中にS
nOが含まれることが必須条件である。
【0011】一般式中の記号a,b,p,q,r,x,
yは本発明のアルミン酸塩蛍光体を構成する化合物の含
有量を示しており、それぞれ範囲を指定した。これにつ
いて詳しく述べる。
【0012】一般式において記号aはSnOの含有量を
示すものであり、0<a≦0.04を満足するのが好ま
しい。この範囲を満足することにより、従来のアルミン
酸塩よりも優れた発光特性を有する蛍光体が得られる。
【0013】記号aが0<a≦0.04を満足しない場
合、発光強度・輝度の低下がみられ、さらに蛍光体粉体
が体色を呈するため実用に適さないことがわかった。
【0014】図1は本発明の一実施の形態として、組成
式(Ba0.9Eu0.1)O・MgO・5Al23・aSn
Oの254nm紫外線励起による発光ピーク高さ・輝度
のSnO含有量依存性を示している。
【0015】図1から明らかなように記号aの値が0.
04を越えると発光ピーク高さ・輝度がともに高い蛍光
体を得ることはできない。なお、図1において、相対発
光ピーク高さを◇で、相対輝度を△でそれぞれ示した。
【0016】一般式において記号bはLn23(Lnは
Gd,Yから選ばれる少なくとも一種の元素)の含有量
を示しており、0≦b≦0.05を満足することが好ま
しい。
【0017】2価のユーロピウムで付活されたアルミン
酸塩蛍光体または2価のユーロピウムと2価のマンガン
とで付活されたアルミン酸塩蛍光体において、蛍光体結
晶中にGd23やY23を少量固溶させることによって
も良い発光特性が得られることが知られている。本発明
においても0≦b≦0.05の領域でその効果は得ら
れ、さらにSnOの固溶による効果も併せて得ることが
できる。なお、bが0.05を越えると発光ピーク高さ
・輝度の低下がみられるため、実用に適さない。
【0018】一般式において記号pはMO(MはCa,
Srから選ばれる少なくとも一種の元素)の含有量を示
している。従来の2価のユーロピウムで付活されたアル
ミン酸塩蛍光体または2価のユーロピウムと2価のマン
ガンとで付活されたアルミン酸塩蛍光体において、バリ
ウムの一部または全てをカルシウム、ストロンチウムで
置換することによって、2価のユーロピウムによる青色
発光スペクトルのピーク位置がシフトしたり、半値幅が
変化することがよく知られているが、本発明の蛍光体に
おいても同様の現象がみられ、かつ本発明の作用効果も
得ることができる。
【0019】一般式において記号qはEu23の含有量
を示しており、含有量が0.05未満では十分な発光が
得られず、0.4を越えると濃度消光により発光ピーク
高さが低くなるため、0.05≦q≦0.4を満足する
のが好ましい。
【0020】一般式において記号rはMnOの含有量を
示しており、0≦r≦0.3を満足するのが好ましい。
r=0の時は、2価のユーロピウムによる青色発光のみ
がみられるが、0<r≦0.3の範囲でMnOを含有さ
せることにより、2価のマンガンによる発光が2価のユ
ーロピウムによる発光とともにみられ、全体として青緑
色の発光色となる。r=0,0<r≦0.3のいずれに
おいても、SnOの固溶による本発明の効果は得られる
ため、記号rの範囲は0≦r≦0.3とした。なお、記
号rが0.3を越えるとユーロピウムの場合と同様に濃
度消光を起こし、発光ピーク高さが低くなるため実用に
適さない。
【0021】一般式において記号xはMgOの含有量
を、記号yはAl23の含有量をそれぞれ示している。
そして、記号xが0.8≦x≦3.0を、記号yが4≦
y≦8を満足した場合、従来のアルミン酸塩蛍光体より
も優れた発光特性を有する蛍光体が得られる。一方、記
号xが0.8≦x≦3.0を、記号yが4≦y≦8を満
足しない場合、従来のアルミン酸塩蛍光体と同様の発光
ピーク高さおよび輝度の著しい低下がみられる。
【0022】本発明の蛍光体(Ba1-p-qpEuq)O
・x(Mg1-rMnr)O・yAl2 3・aSnO・bL
23(ただし、0.8≦x≦3.0,4≦y≦8,0
≦p≦0.95,0.05≦q≦0.4,0<p+q≦
1,0≦r≦0.3,0<a≦0.04,0≦b≦0.
05、MはCa,Srから選ばれる少なくとも一種の元
素、LnはGd,Yから選ばれる少なくとも一種の元
素)は、以下のようにして合成することができる。ま
ず、蛍光体原料としては (1) 酸化第一錫(SnO)、酸化第二錫(Sn
2)、ハロゲン化錫等の錫化合物。 (2) 酸化ガドリニウム、硝酸ガドリニウム、炭酸ガ
ドリニウム等のガドリニウム化合物。 (3) 酸化イットリウム、弗化イットリウム等のイッ
トリウム化合物。 (4) 酸化バリウム、炭酸バリウム、ハロゲン化バリ
ウム等のバリウム化合物。 (5) 酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸
マグネシウム等のマグネシウム化合物。 (6) 酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、弗化
アルミニウム等のアルミニウム化合物。 (7) 酸化ユーロピウム、弗化ユーロピウム等のユー
ロピウム化合物。 (8) 酸化マンガン、炭酸マンガン、ハロゲン化マン
ガン等のマンガン化合物。 (9) 酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カル
シウム等のカルシウム化合物。 (10) 酸化ストロンチウム、炭酸ストロンチウム、
ハロゲン化ストロンチウム等のストロンチウム化合物。 が用いられる。
【0023】上記原料を秤量し、原料混合物を十分に粉
砕混合する。これをアルミナ坩堝等の耐熱性容器に入
れ、ユーロピウムを2価の状態に保つため還元性雰囲気
において1100〜1600℃の温度で数時間焼成す
る。これにより、本発明の一般式で表される蛍光体を得
ることができる。
【0024】本発明の請求項2に記載の発明は、請求項
1記載の一般式で表される上記蛍光体を含む蛍光体層を
有する蛍光ランプであり、これにより高光束な蛍光ラン
プが得られる。
【0025】図2に蛍光ランプのガラスバルブの内壁の
断面図を示す。直管蛍光ランプ・丸形蛍光ランプ・コン
パクト形蛍光ランプ等の蛍光ランプでは、ガラスバルブ
1の内面に酸化アルミニウム、酸化イットリウム等の微
粒子を主体とする保護膜2が形成されており、ガラス材
とランプに封入された水銀との反応を抑制する効果、紫
外線を反射する効果等を有している。そして、保護膜2
の上に本発明にかかる蛍光体層3が形成されている。
【0026】3波長発光形蛍光ランプでは青、緑、赤に
発光する蛍光体が混合され蛍光体層を形成しているが、
蛍光体層の青色成分としては上述したとおりユーロピウ
ムを付活したアルミン酸塩蛍光体である、ユーロピウム
付活アルミン酸バリウムマグネシウム(BaMg2Al
1627:Eu)がよく用いられている。また、蛍光体層
の緑色成分としては、セリウム・テルビウム付活燐酸ラ
ンタン(LaPO4:Ce,Tb)、テルビウム付活ア
ルミン酸セリウムマグネシウム(CeMgAl 1119
Tb)等が一般的によく用いられており、赤色成分とし
ては、ユーロピウム付活酸化イットリウム(Y23:E
u)等がよく用いられている。
【0027】本発明では、蛍光体層の青色成分または青
緑色成分に従来より優れた発光特性を有する請求項1に
記載の蛍光体を用いることにより、従来よりも高光束な
蛍光ランプを得ることが出来る。
【0028】
【実施例】次に、本発明の具体例を説明する。
【0029】(実施例1) SnO2 (酸化第二錫) 0.005モル Gd23 (酸化ガドリニウム) 0.005モル BaCO3 (炭酸バリウム) 0.90モル MgCO3 (炭酸マグネシウム) 1.00モル Al23 (酸化アルミニウム) 4.93モル Eu23 (酸化ユーロピウム) 0.05モル AlF3 (弗化アルミニウム) 0.14モル 上記原料を十分に粉砕混合し、還元性雰囲気において1
500℃で2時間焼成し蛍光体を得た。
【0030】得られた蛍光体の組成は次のとおりであっ
た。 (Ba0.9Eu0.1)O・MgO・5Al23・0.00
5SnO・0.005Gd23 この蛍光体の254nm紫外線励起による発光ピーク高
さ・輝度を測定したところ、従来のアルミン酸塩蛍光体
である(Ba0.9Eu0.1)O・MgO・5Al 23と比
較して、発光ピーク高さが104%、輝度が104%と
向上することが確認された。
【0031】また、この蛍光体を青色成分として、緑色
蛍光体セリウム・テルビウム付活燐酸ランタン(LaP
4:Ce,Tb)、赤色蛍光体ユーロピウム付活酸化
イットリウム(Y23:Eu)とともに用い蛍光ランプ
を作製したところ、その光束は青色成分として、従来の
アルミン酸塩蛍光体を用いた場合よりも、103%向上
しており、高光束な蛍光ランプが得られることが確認さ
れた。
【0032】(実施例2) SnO2 (酸化第二錫) 0.005モル Y23 (酸化イットリウム) 0.01モル BaCO3 (炭酸バリウム) 0.60モル CaCO3 (炭酸カルシウム) 0.10モル SrCO3 (炭酸ストロンチウム) 0.10モル MgCO3 (炭酸マグネシウム) 1.00モル Al23 (酸化アルミニウム) 5.42モル Eu23 (酸化ユーロピウム) 0.10モル AlF3 (弗化アルミニウム) 0.16モル 上記原料を用い、実施例1と同様にして蛍光体を得た。
【0033】得られた蛍光体の組成は次のとおりであっ
た。 (Ba0.6Ca0.1Sr0.1Eu0.2)O・MgO・5.5
Al23・0.005SnO・0.01Y23 この蛍光体の254nm紫外線励起による発光ピーク高
さ・輝度は従来のアルミン酸塩蛍光体である(Ba0.6
Ca0.1Sr0.1Eu0.2)O・MgO・5.5Al23
と比較して発光ピーク105%、輝度104%と向上す
ることが確認された。
【0034】また、この蛍光体を実施例1と同様に青色
成分として、緑色蛍光体セリウム・テルビウム付活燐酸
ランタン(LaPO4:Ce,Tb)、赤色蛍光体ユー
ロピウム付活酸化イットリウム(Y23:Eu)ととも
に用い蛍光ランプを作製したところ、その光束は従来の
アルミン酸塩蛍光体を用いた場合よりも、104%向上
しており、高光束な蛍光ランプが得られることが確認さ
れた。
【0035】(実施例3) SnO2 (酸化第二錫) 0.012モル Y23 (酸化イットリウム) 0.008モル BaCO3 (炭酸バリウム) 0.84モル MgCO3 (炭酸マグネシウム) 1.14モル Al23 (酸化アルミニウム) 5.85モル Eu23 (酸化ユーロピウム) 0.08モル MnCO3 (炭酸マンガン) 0.06モル AlF3 (弗化アルミニウム) 0.30モル 上記原料を用い、実施例1と同様にして蛍光体を得た。
【0036】得られた蛍光体の組成は次のとおりであっ
た。 (Ba0.84Eu0.16)O・1.2(Mg0.95Mn0.05
O・6Al23・0.012SnO・0.008Y23 この蛍光体を254nm紫外線により励起すると、ユー
ロピウムによる発光とマンガンによる発光の2種の発光
ピークが現れるが、ユーロピウムによる発光ピークの高
さもマンガンによる発光ピークの高さも従来のアルミン
酸塩蛍光体である(Ba0.84Eu0.16)O・1.2(M
0.98Mn0.02)O・6Al23と比較して、それぞれ
103%,103%と向上することが確認できた。ま
た、輝度についても上述の従来例と比較して104%に
向上することが確認された。
【0037】また、この蛍光体を実施例1と同様に青緑
色成分として、緑色蛍光体セリウム・テルビウム付活燐
酸ランタン(LaPO4:Ce,Tb)、赤色蛍光体ユ
ーロピウム付活酸化イットリウム(Y23:Eu)とと
もに用い蛍光ランプを作製したところ、その光束は従来
のアルミン酸塩蛍光体を用いた場合と比較して、103
%の向上が確認され、高光束な蛍光ランプが得られるこ
とが確認された。
【0038】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、高い発光
ピーク高さ・輝度を有する蛍光体が得られる。またこの
蛍光体を蛍光体層として用いることにより高光束な蛍光
ランプが得られる。このように本発明は工業的価値の大
なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態である組成式(Ba0.9
0.1)O・MgO・5Al23・aSnOの254n
m紫外線励起による発光ピーク高さ・輝度のSnO含有
量依存性を示す図
【図2】本発明の蛍光ランプの断面図
【符号の説明】
1 ガラスバルブ 2 保護膜 3 蛍光体層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨岡 裕美 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(Ba1-p-qpEuq)O・x
    (Mg1-rMnr)O・yAl23・aSnO・bLn2
    3(ただし、0.8≦x≦3.0,4≦y≦8,0≦
    p≦0.95,0.05≦q≦0.4,0<p+q≦
    1,0≦r≦0.3,0<a≦0.04,0≦b≦0.
    05、MはCa,Srから選ばれる少なくとも一種の元
    素、LnはGd,Yから選ばれる少なくとも一種の元
    素)で表されることを特徴とする蛍光体。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の蛍光体を含む蛍光体層
    を有することを特徴とする蛍光ランプ。
JP32997397A 1997-12-01 1997-12-01 蛍光体およびこの蛍光体を用いた蛍光ランプ Pending JPH11158465A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1449905A1 (en) * 2003-02-10 2004-08-25 LG Electronics Inc. Green oxide phosphor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1449905A1 (en) * 2003-02-10 2004-08-25 LG Electronics Inc. Green oxide phosphor

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