JPH11514701A - 低圧水銀放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、水銀及び稀ガスを含む封入ガスを有する気密な、放射−トランスミット放電容器を備え、かつ５９０〜６３０ｎｍ域に最大発光を有する第１ルミネセント材料と５２０〜５６５ｎｍ域に最大発光を有する第２ルミネセント材料とを少なくとも含むルミネセント層を備えた、３つのスペクトル域で最大発光を有する低圧水銀放電ランプに関する。本発明において、第１ルミネセント材料は、次の組成式

Description

【発明の詳細な説明】 低圧水銀放電ランプ 本発明は、水銀及び稀ガスを含む封入ガスを有する気密な、放射−トランスミ ット放電容器を備え、かつ５９０〜６３０ｎｍ域に最大発光を有する第１ルミネ ンセント材料と５２０〜５６５ｎｍ域に最大発光を有する第２ルミネセント材料 とを少なくとも含むルミネセント層を備えた、３つのスペクトル域で最大発光を 有する低圧水銀放電ランプに関する。 ３つのスペクトル域で最大発光を有する低圧水銀放電ランプは、米国特許第４ ，１７６，２９４号及びオランダ国特許第１６４，６９７号に開示されている。 ３つのスペクトル域でこれらの最大発光を達成するために、該低圧水銀放電ラン プは５９０〜６３０ｎｍ域で最大発光を有する第１（赤色−）ルミネセント材料 と５２０〜５６５ｎｍ域で最大発光を有する第２（緑色−）ルミネセント材料と を含む。第３スペクトル域、即ち４３０〜４９０ｎｍ域において要求とされる発 光は、第３（青色−）ルミネセント材料によって多くの場合付与される。しかし 、水銀蒸気放電自身により発光される可視放射も、かかるスペクトル域において 寄与（即ち、４３６ｎｍ水銀線の発光）する。従って、ルミネセント層中に、青 色−ルミネセント材料は必ずしも存在する必要はない。低圧水銀放電ランプは、 所定の色温度で白色光を発光する。換言すれば、発光された放射の色点（ＣＩＥ 色度図中のｘ，ｙ）はプランク軌跡上に位置するか又は隣接する。低圧水銀放電 ランプにより放射される光の色温度に関して上記した特性について、ルミネセン ト層に要求される条件に加えて、ルミネセント層は更に演色及び視感度効率に関 する特定の条件にも合致しなければならない。 実際にしばしば使用される赤色−ルミネセント材料は、３価のユーロピウム（ ＹＯＸ）により活性化されるイットリウム酸化物である。当該材料は上記した条 件を十分に満足する。ルミネセント層中にＹＯＸを含有する低圧水銀放電ランプ は、一般のライティング用に広く用いられ、良好な一般演色（少なくとも８０の 演色評価数Ｒ（ａ，８）を有するという利点を備える。しかし、欠点は、かかる 良好な一般演色がランプの視感度効率を通常犠牲にして達成される一方で、かか る一般演色は低圧放電水銀ランプの用途全てに必要とはされないことである。 従って、本発明の目的は、満足できる演色特性と比較的高い視感度効率を有す る、最初の段落に記載した低圧水銀放電ランプを提供することである。 かかる目的を達成するために、本発明の低圧水銀放電ランプは、その第１ルミ ネセント材料が、次の組成式 Ｍ１_xＭ２_(1-x-y)ＢＯ₃：Ｅｕ_y ⁺³ （式中、Ｍ１はＳｃ，Ｉｎ及びＬｕから成る群より選ばれ、Ｍ２はＳｃ，Ｙ，Ｌ ａ，Ｇｄ，Ｇａ，Ｉｎ及びＬｕから成る群より選ばれ、Ｍ１はＭ２と異なるもの であり、ｘ≧０及び０．０１≦ｙ≦０．２を示す）で表される化合物を含み、該 化合物は方解石型構造を有することを特徴とする。 本発明の低圧水銀放電ランプは、演色評価数Ｒ（ａ，８）が少なくとも６０で ある一方で、視感度効率に関し極めて好ましい特性を有することを見い出した。 この演色は、例えばパーキングガレージや、アウトドアでのライティング用途等 の多くの用途に対し十分なものである。ランプの視感度効率が比較的高いため、 このような用途においてエネルギーをセーブすることができるようになる。 理論計算によると、次の条件 ０．０６１ｎｍ≦ｘ^*ｒ（Ｍ１）＋（１−ｘ−ｙ）^*ｒ（Ｍ２）＋ｙ^*ｒ（Ｅ ｕ³⁺）≦０．０８６ｎｍ， （ｒ（Ｍ１），ｒ（Ｍ２）及びｒ（Ｅｕ³⁺）は、各々Ｍ１，Ｍ２及びユーロ ピウムの３価カチオンのイオン半径である） を満たす場合に、方解石型構造が得られることが示される。 好適な結果は、第３ルミネセント材料が、 Ｉｎ_0.56Ｙ_0.40(ＢＯ₃)：Ｅｕ³⁺ _0.04，Ｉｎ_0.48Ｌｕ_0.48(ＢＯ₃)：Ｅｕ³⁺ _0.04 Ｉｎ_0.48Ｓｃ_0.48（ＢＯ₃）：Ｅｕ³⁺ _0.04或いはＬｕ_0.48Ｓｃ_0.48（ＢＯ₃）：Ｅ ｕ³⁺ _0.04を含む低圧水銀放電ランプに関して得られる。極めて好適な結果はＭ１ がＩｎで、Ｍ２がＧｄである低圧水銀放電ランプに関して得られる。 本発明の低圧水銀放電ランプにより放射される光の色温度は、ルミネセント層 が４３０〜４９０ｎｍ域の最大発光を有する第３ルミネセント材料を含む場合に 、 広範囲に渡り調整されることができる。 好ましくは、第２ルミネセント材料は、ガドリニウムとテルビウムにより活性 化されるセリウム−マグネシウムペンタボレート（ＣＢＴ）及びテルビウム活性 化セリウム−マグネシウムアルミネート（ＣＡＴ）から成る群より選ばれる。 良好な結果は、第３ルミネセント材料が２価のユーロピウムにより活性化され る低圧水銀放電ランプに関して得られる。 本発明の低圧水銀放電ランプの視感度効率に関する比較的高い値は、０．０３ ≦ｙ≦０．０６に見い出される。 本発明の低圧水銀放電ランプに用いるのに適する次の一般式 Ｍ１_xＭ２_(1-x-y)ＢＯ₃：Ｅｕ_y ³⁺ の化合物を、次のようにして調製することができる。Ｍ１及びＭ２の酸化物とユ ーロピウム酸化物とを、所望する組成の反応生成物に対応する比で混合する。か かる金属酸化物混合物を粉砕し、次いで、金属酸化物混合物中に存在するＭ１， Ｍ２及びユーロピウムのモル量の約２倍の量のホウ酸と混合する。次いで金属酸 化物とホウ酸との混合物を６００℃で３０分間焼成する。得られた生成物を粉砕 して、１２５０℃の温度で２４時間焼成する。冷却した後、得られた粉末を沸騰 水中で２時間攪拌して、ホウ酸の残りを取り除く。次いで該粉末を８０℃で乾燥 する。 例えばルミネセント材料Ｉｎ_0.835Ｇｄ_0.12ＢＯ₃：Ｅｕ³⁺ _0.045の量子効率と ＵＶ−吸収は（励起放射線として波長２５４ｎｍを有する放射線を用いた場合） 、各々８５％と７０％であることを見い出した。ルミネセント材料Ｉｎ_0.835Ｇ ｄ_0.12ＢＯ₃：Ｅｕ³⁺ _0.045の視感度効率は３４３ｌｍ／ワットである。同様の条 件下におけるＹＯＸの視感度効率はわずか２８１ｌｍ／ワットである。 Ｉｎ_0.835Ｇｄ_0.12ＢＯ₃：Ｅｕ³⁺ _0.045が第１ルミネセント材料を形成し、第 ２及び第３ルミネセント材料がガドリニウムにより活性化されるセリウム−マグ ネシウムペンタボレートとユーロピウムにより活性化されるバリウムマグネシウ ムアルミネートである３つのルミネセント材料から成るルミネセント層を備える 、本発明の低圧水銀放電ランプに関して、演色評価数Ｒ（ａ，８）が６５．５で あることを見い出した。演色評価数に関するかかる値は、ハロホスフェートか ら成るルミネセント層を有する低圧水銀放電ランプに通常見い出される値（Ｒ（ ａ，８）＝約６０）よりもわずかに良好なものである。しかしこの後者のハロホ スフェートから成るルミネセント層を有する低圧水銀放電ランプの視感度効率は 約７５ｌｍ／ワットであるが、上記本発明のランプの視感度効率は約８２ｌｍ／ ワットであった。このことにより、演色評価数に関してのみ比較的低い値が必要 とされる用途においては、ハロホスフェートランプの代わりに本発明の低圧水銀 放電ランプを用いることで、相当量のエネルギーをセーブできることが明らかに 示される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．水銀及び稀ガスを含む封入ガスを有する気密な、放射−トランスミット放電 容器を備え、かつ、５９０〜６３０ｎｍ域に最大発光を有する第１ルミネセント 材料と５２０〜５６５ｎｍ域に最大発光を有する第２ルミネセント材料とを少な くとも含むルミネセント層を備えた、３つのスペクトル域で最大発光を有する低 圧水銀放電ランプにおいて、第１ルミネセント材料は、次の組成式 Ｍ１_xＭ２_(1-x-y)ＢＯ₃：Ｅｕ_y ⁺³ （式中、Ｍ１はＳｃ，Ｉｎ及びＬｕから成る群より選ばれ、Ｍ２はＳｃ，Ｙ，Ｌ ａ，Ｇｄ，Ｇａ，Ｉｎ及びＬｕから成る群より選ばれ、Ｍ１はＭ２と異なるもの であり、ｘ≧０及び０．０１≦ｙ≦０．２を示す） で表される化合物を含み、該化合物は方解石型構造を有することを特徴とする低 圧水銀放電ランプ。 ２．Ｍ１がＩｎでＭ２がＧｄであることを特徴とする請求項１記載の低圧水銀放 電ランプ。 ３．ルミネセント層は、４３０〜４９０ｎｍ域に最大発光を有する第３ルミネセ ント材料を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の低圧水銀放電ランプ。 ４．第２ルミネセント材料は、ガドリニウム及びテルビウムにより活性化される セリウム−マグネシウムペンタボレート及びテルビウム活性化セリウム−マグネ シウムアルミネートから成る群より選ばれることを特徴とする請求項１〜３いず れかの項記載の低圧水銀放電ランプ。 ５．第３ルミネセント材料は２価のユーロピウムにより活性化されることを特徴 とする請求項４記載の低圧水銀放電ランプ。 ６．０．０３≦ｙ≦０．０６であることを特徴とする請求項１〜５いずれかの項 記載の低圧水銀放電ランプ。