JPS598381B2 - 高演色性螢光ランプ - Google Patents

高演色性螢光ランプ

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JPS598381B2
JPS598381B2 JP16538878A JP16538878A JPS598381B2 JP S598381 B2 JPS598381 B2 JP S598381B2 JP 16538878 A JP16538878 A JP 16538878A JP 16538878 A JP16538878 A JP 16538878A JP S598381 B2 JPS598381 B2 JP S598381B2
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phosphor
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fluorescent lamp
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尭 長谷
眞人 林
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Kasei Optonix Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高演色性螢光ランプに関する。
さらに詳しくは本発明は新規な発光組成物を螢光膜とす
る高演色性螢光ランプに関する。高演色性螢光ランプの
螢光膜は、青色、緑色および赤色発光螢光体を混合した
発光組成物からなるものであるが、このような発光組成
物が高演色性螢光ランプの螢光膜として用いられる理由
は、青色、緑色および赤色発光螢光体を混合することに
よつて視感効率を下げることなく演色評価数を高めるこ
とができるためである。
上記青色、緑色および赤色発光螢光体には下記の諸特性
が要求される。(i)青色発光螢光体については430
nm乃至490nm1好ましくは450nm付近、緑色
発光螢光体については510nm乃至570nm1好ま
しくは540nm付近および赤色発光螢光体については
590nm乃至630nm1好ましくは610nm付近
にピーク波長を有していること。
(4)発光輝度が高いこと。
特に緑色発光螢光体はその発光色が視感度に合致するた
め発光輝度が高いこと。(!11)演色性の点から発光
スペクトルの半値幅が狭いこと。
0V)演色評価数および発光輝度が経時的に変化(低下
)しないように劣化が少ないこと。
現在実用の高演色性螢光ランプの螢光膜には青色発光螢
光体として2価のユーロピウム付活アルミン酸バリウム
・マグネシウム螢光体(BaMg2All6O27:E
U2+)が用いられている。
この螢光体は現在知られている青色発光螢光体のうちで
最もよく上記(1)〜0V)を満たすものである。しか
しながら、例えば線スペクトルを有する螢光体がすでに
知られている緑色および赤色発光螢光体に比較するとこ
のBaMg2All6O27:Eu2+螢光体の発光ス
ペクトルの半値幅はまだかなり広い等、このBaMg2
All6O2,:EU2+螢光体は高演色性螢光ランプ
の螢光膜の青色発光螢光体として完全なものではなく、
従つてこのBaMg2All6O27:Eu2+螢光体
よりも高演色性螢光ランプの螢光膜の青色発光螢光体と
してより優れた発光特性を有する螢光体が望まれている
。本発明はBaMg2All6O2,:EU2+螢光体
よりも発光特性の優れた螢光体を青色発光螢光体として
用いた新規な発光組成物を螢光膜とする高演色性螢光ラ
ンプを提供することを目的とするものである。従来、青
色発光螢光体の1つとして2価のユーロピウム1・。
舌クロロ硼酸カルシウム螢光体〔(Ca,.Eu2+)
2B50,C0〔JOur−10fIn0rganic
Nuc1earChemistry(1970)VOl
.32、1089〜1095〕が知られている。この螢
光体はBaMg2All6O2,:EU2+螢光体と同
様にEu2+特有の450nm付近にピーク波長を有す
る青色発光を示すものであるが、本発明者等の研究によ
ればこの螢光体は高演色性螢光ランプの螢光膜の青色発
光螢光体として従来のBaMg2All6O27:EU
2憎光体よりも優れていることが判明した。すなわち、
この2価のユーロピウム付活クロロ硼酸カルシウム螢光
体はBaMg2All6O27:EU2+螢光体よりも
高輝度の発光を示し、発光スペクトルの半値幅が狭く、
また劣化が少ないことが判明した。
そしてこの螢光体と従来知られている緑色発光螢光体お
よび赤色発光螢光体を適当量混合すれば演色性が高くま
た発光輝度が高い高演色性螢光ランプ用発光組成物を得
ることができることを見出し、本発明に至つた。本発明
の高演色性螢光ランプは (1)組成式が (但しxは0.001≦x≦0.5なる条件を満たす数
である)で表わされる2価のユーロピウム付活クロロ硼
酸カルシウム青色発光螢光体3乃至40重量%;(6)
マンガン付活珪酸亜鉛螢光体(Zn2SiO4:Mn)
、テルビウム付活珪酸イツトリウム螢光体(Y2SiO
5:Tb)、セリウムおよびテルビウム付活珪酸イツト
リウム螢光体(Y2SiO5:Ce.Tb)組成式が(
但しLnはイツトリウム、ガドリニウム、ルテチウムお
よびランタンのうちの少なくとも1つである)で表わさ
れるテルビウム付活希土類酸硫化物系螢光体に含まれる
螢光体およびテルビウム付活アルミン酸セリウム・マグ
ネシウム螢光体〔(Ce,.Tb)MgAlllOl,
〕のうちの少なくとも1種である緑色発光螢光体20乃
至50重量%;および四 組成式が (但しLnは上記と同じ定義を有する)で表わされるユ
ーロピウム付活希土類酸化物系螢光体に含まれる螢光体
、組成式が(但しLnは上記と同じ定義を有する) で表わされるユーロピウム付活希土類酸硫化物螢光体に
含まれる螢光体およびバナジン酸イツトリウム螢光体(
YVO4:Eu)のうちの少なくとも1種である赤色発
光螢光体10乃至70重量%からなる混合発光組成物を
螢光膜とすることを特徴とする。
以下本発明を詳細に説明する。
本発明において青色発光螢光体として用いられる2価の
ユーロピウム付活クロロ硼酸カルシウム螢光体は以下に
述べる製造方法によつて製造される。
まず螢光体原料としては(a)酸化カルシウム(CaO
)もしくは硝酸塩、炭酸塩、水酸化物等の高温で容易に
CaOに変りうるカルシウム化合物、(b)塩化カルシ
ウム(CaCl2)、 (c)酸化硼素(B2O3)もしくは硼酸(H3BO3
)等の高温で容易にB2O3に変りうる硼素化合物、お
よび(d)酸化ユーロピウム(EU2O3)もしくは硝
酸塩、塩化物等の高温で容易にEU2O3に変りうるユ
ーロピウム化合物が用いられる。
上記4つの螢光体原料を化学量論的に(但しXは0.0
01≦x≦0.5なる条件を満たす数である)なる混合
組成式となるように秤量し充分に混合する。
混合はボールミル、ミキサーミル、乳鉢等を用いて乾式
で行なつてもよいし、水等を媒体とするペースト状態と
し湿式で行なつてもよい。特に得られる螢光体の発光輝
度の点から上記混合組成式のx値のより好ましい範囲は
0.005≦x≦0.3である。なお螢光体製造におい
ては一般に得られる螢光体の発光輝度、粉体特性等を向
上させることを目的として螢光体原料に融剤が添加され
ることが多いが、この2価のユーロピウム付活クロロ硼
酸カルシウム螢光体の製造においても塩化アンモニウム
(NH4Cl)、塩化カリウム(KCl)弗化アンモニ
ウム(NH4F)等の塩化物を融剤として螢光体原料混
合物に適当量添加混合することによつて発光輝度の向上
を計ることができる。なお融剤として上記のような塩化
物を使用するのは焼成中反応系を常に塩素過剰の状態に
しておくためでもある。また融剤として使用されるNH
4Clは螢光体の母体構成成分である塩素の原料を兼ね
ることもできる。この場合NH4Clは融剤として使用
される時よりも多量に用いられ、上記螢光体原料のうち
塩素の原料である(5)のCacl2は用いられない。
次に上記螢光体原料混合物をアルミナルツボ、石英ルツ
ボ等の耐熱性容器に充填して焼成を行なう。
なお螢光体原料を湿式にて混合した場合にはあらかじめ
螢光体原料混合物を乾燥する。焼成は空気中もしくは還
元性雰囲気中にて数回行なう。この時ユーロピウムを2
価に還元するために最終回の焼成は必ず還元性雰囲気中
で行なう。焼成温度は400℃乃至1100℃が適当で
あり、より好ましくは450℃乃至1000℃である。
また少なくとも1回は800℃乃至1000゜Cの高温
焼成を行なう。焼成時間は充填量、焼成温度等によつて
変わるが、上記焼成温度範囲においては0.5時間乃至
6時間が適当であり、より好ましくは1時間乃至5時間
である。なお還元性雰囲気としては0.5%乃至10%
、好ましくはおよそ2%の水素を含む窒素雰囲気もしく
は炭素雰囲気が用いられる。焼成後、洗浄、乾燥、ふる
い等螢光体製造において一般に採用されている各操作を
行なつて2価のユーロピウム付活クロロ硼酸カルシウム
螢光体を得る。上述のようにして製造された2価のユー
ロピウム付活クロロ硼酸カルシウム螢光体は高演色性螢
光ランプの螢光膜の青色発光螢光体として従来のBaM
g2All6O27:EU2+螢光体よりも優れたもの
である。
第1図はCal.93EUL鴨B5O,Cl螢光体の2
53.7nTL紫外線励起下における発光スペクトル(
曲線a)をBaMg2All6O27:Eu2+螢光体
の発光スペクトル(曲線b)と比較して示すグラフであ
る。第1図から明らかなように、2価のユーロピウム付
活クロロ硼酸カルシウム螢光体はBaMg2All6O
27:EU2+螢光体と同じく高演色性螢光ランプの螢
光膜の青色発光螢光体として好ましい450nm付近に
ピーク波長を有しており、かつその発光スペクトルの半
値幅はBaMg2All6O2,:EU2+螢光体のそ
れよりも狭い。なお、曲線aはCal.,3Eu祷,B
5O9Cl螢光体から測定した発光スペクトルであるが
、この2価のユーロピウム付活クロロ硼酸カルシウム螢
光体においてはユーロピウム付活量(x値)が変化して
も発光スペクトルは全く変化せず、x値が異なるその他
の螢光体も曲線aと同じ発光スペクトルを有する。
また第1図から明らかなように、Ca,.,3Eu工X
7B5O,Cl螢光体の発光スペクトルのピーク強度は
BaMg2All6O27:EU2+螢光体のそれより
も著しく高いものであり、従つてCal.,3Eug太
,B5O9Cl螢光体はBaMg2All6O27:E
U2+螢光体よりも高輝度の発光を示す。
当然に発光スペクトルのピーク強度はユーロピウム付活
量(x値)が変化すれば変化するものであるが、上記組
成式で表わされる2価のユーロピウム付活クロロ硼酸カ
ルシウム螢光体の螢光スペクトルのピーク強度はBaM
g2All6O27:EU2+螢光体のそれよりも高い
ものであり、従つて上記組成式で表わされる2価のユー
ロピウム付活クロロ硼酸カルシウム螢光体は一般にBa
Mg2All6O2,:EU2+螢光体よりも高輝度の
発光を示すことが確認された。
第2図はCal.,3Eux浩,B5O,Cl螢光体を
253.7nm紫外線で励起し続けた時の発光輝度の経
時的変化(曲線a)をBaMg2All6O2,:Eu
2+ 螢光体の場合の発光輝度の経時的変化(曲線b)
と比較して示すグラフである。縦軸の発光輝度は励起し
始めた時の発光輝度を100%とした相対値で表わされ
ている。第2図から明らかなように、2価のユーロピウ
ム付活クロロ硼酸カルシウム螢光体はBaMg2All
6O27:EU2+螢光体に比較して劣化が少ないもの
である。なお、曲線aはCal.93Eu,B5O,C
l螢光体についての劣化曲線であるが、ユーロピウム付
活量が異なるその他の螢光体も第2図と同様にBaMg
2All6O2,:EU2+螢光体よりも劣化が少ない
ことが確認された。
このように本発明の高演色性螢光ランプの螢光膜の青色
発光螢光体として用いられる2価のユーロピウム付活ク
ロロ硼酸カルシウム螢光体は従来実用の青色発光螢光体
であるBaMg2All6O2,:EU2+螢光体より
も劣化が少ないものであるので、本発明の高演色性螢光
ランプは従来の高演色性螢光ランプよりも演色評価数お
よび発光輝度の経時的変化(低下)が少ないものである
と言える。本発明の高演色性螢光ランプの螢光膜として
用いられる発光組成物は、上述の2価のユーロピウム付
活クロロ硼酸カルシウム青色発光螢光体と、緑色および
赤色発光螢光体を適当量混合することによつて調製され
る。
緑色および赤色発光螢光体としては、従来知られている
高演色性螢光ランプの緑色および赤色発光螢光体として
の発光特性の優れたものが用いられる。すなわち、緑色
発光螢光体としてマンガン付活珪酸亜鉛螢光体(Zn2
SiO4:Mn)、テルビウム付活珪酸イツトリウム螢
光体(Y2SiO5:Tb)、セリウムおよびテルビウ
ム付活珪酸イツトリウム螢光体(Y2SiO5:Ce.
Tb)、組成式が(但しLnはイツトリウム、ガドリニ
ウム、ルテチウムおよびランタンのうちの少なくとも1
つである)で表わされるテルビウム付活希土類酸硫化物
系螢光体に含まれる螢光体およびテルビウム付活アルミ
ン酸セリウム・マグネシウム螢光体〔(Ce,.Tb)
MgAl、1019〕のうちの少なくとも1種が用いら
れる。
また赤色発光螢光体として組成式が(但しLnは上記と
同じ定義を有する)で表わされるユーロピウム付活希土
類酸化物系螢光体に含まれる螢光体、組成式が(但しL
nは上記と同じ定義を有する) で表わされるユーロピウム付活希土類酸硫化物系螢光体
に含まれる螢光体およびバナジン酸イツトリウム螢光体
(YVO4:Eu)のうちの少なくとも1種が用いられ
る。
上記青色、緑色および赤色発光螢光体はそれぞれ得られ
る発光組成物全量の3乃至40重量%、20乃至50重
量%および10乃至70重量%となるように混合される
青色、緑色および赤色発光螢光体の混合量が上記範囲内
にない場合には高い演色評価数および高い発光輝度は得
られない。青色、緑色および赤色発光螢光体の混合量を
上記範囲内から適当に選択することによつて、およそ4
000乃至65000Kの範囲内に色温度を有する望み
の螢光ランプを得ることができる。本発明の高演色性螢
光ランプは上述の新規な発光組成物を螢光膜とすること
以外は従来のものと同様にして製造される。次に実施例
によつて本発明を説明する。
実施例 1 ca1.93Eug古,B5O9Cl螢光体30重量%
、Y2SiO5:Tb螢光体50重量%および(Y.E
U)203螢光体20重量%からなる混合発光組成物を
螢光膜とする40Wの螢光ランプを通常の方法で製造し
た。
得られた螢光ランプの演色評価数は84、発光効率は7
81m/wであり、良好な演色性と発光輝度を示した。
この螢光ランプの発光スペクトルを第3図に示す。実施
例 2 ca1.93Eugキ,B5O9Cl螢光体15重量%
、Zn2SiO4:Mn螢光体40重量%および(Y.
Eu)203螢光体45重量%からなる混合発光組成物
を螢光膜とする40Wの螢光ランプを通常の方法で製造
した。
得られた螢光ランプの演色評価数は83、発光効率は7
91m/wであり、良好な演色性と発光輝度を示した。
実施例 3 ca1.93Eu祷,B5O9Cl螢光体20重量%、
(Ce,.Tb)MgAlllOl9螢光体40重量%
およびYVO4:Eu螢光体40重量%からなる混合発
光組成物を螢光膜とする40Wの螢光ランプを通常の方
法で製造した。
得られた螢光ランプの演色評価数は84、発光効率は8
01m/wであり、良好な演色性と発光輝度を示した。
実施例 4 ca1.93Eu祷,B5O9Cl螢光体20重量%、
(La.Tb)202S螢光体40重量%およびYVO
4:Eu螢光体40重量%からなる混合発光組成物を螢
光膜とする40Wの螢光ランプを通常の方法で製造した
得られた螢光ランプの演色評価数は83、発光効率は8
01m/wであり、良好な演色性と発光輝度を示した。
実施例 5 ca1.93Eu9ふ,B5O9Cl螢光体10重量%
、(Gd.Tb)202S螢光体45重量%および(Y
.Eu)202S螢光体45重量%からなる混合発光組
成物を螢光膜とする40Wの螢光ランプを通常の方法で
製浩した。
得られた螢光ランプの演色評価数は80、発色効率は8
01m/wであり、良好な演色性と発光輝度を示した。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の高演色性螢光ランプの螢光膜に用いら
れる青色発光螢光体の発光スペクトル(曲線a)を、従
来高演色性螢光ランプの螢光膜の青色発光螢光体として
用いられているBaMg2All6O27:EU2+螢
光体の発光スペクトル(曲線b)と比較して示すグラフ
である。 第2図は本発明の高演色性螢光ランプの螢光膜に用いら
れる青色発光螢光体の発光輝度の経時的変化(曲線a)
を、従来高演色性螢光ランプの螢光膜の青色発光螢光体
として用いられているBaMg2All6O27:EU
2+螢光体の発光輝度の経時的変化(曲線b)と比較し
て示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ( I )組成式が Ca_2_−_xEu^2^+_xB_5O_9Cl(
    但しxは0.001≦x≦0.5なる条件を満たす数で
    ある)で表わされる2価のユーロピウム付活クロロ硼酸
    カルシウム青色発光螢光体3乃至40重量%;(II)マ
    ンガン付活珪酸亜鉛螢光体(Zn_2SiO_4:Mn
    )、テルビウム付活珪酸イットリウム螢光体(Y_2S
    iO_5:Tb)、セリウムおよびテルビウム付活珪酸
    イットリウム螢光体(Y_2SiO_5:Ce、Tb)
    、組成式が(Ln、Tb)_2O_2S(但しLnはイ
    ットリウム、ガドリニウム、ルテチウムおよびランタン
    のうちの少なくとも1つである)で表わされるテルビウ
    ム付活希土類酸硫化物系螢光体に含まれる螢光体および
    テルビウム付活アルミン酸セリウム・マグネシウム螢光
    体〔(Ce、Tb)MgAl_1_1O_1_9〕のう
    ちの少なくとも1種である緑色発光螢光体20乃至50
    重量%;および(III)組成式が (Ln、Eu)_2O_3 (但しLnは上記と同じ定義を有する) で表わされるユーロピウム付活希土類酸化物系螢光体に
    含まれる螢光体、組成式が(Ln、Eu)_2O_2S (但しLnは上記と同じ定義を有する) で表わされるユーロピウム付活希土類酸硫化物系螢光体
    に含まれる螢光体およびバナジン酸イットリウム螢光体
    (YVO_4:Eu)のうちの少なくとも1種である赤
    色発光螢光体10乃至70重量%からなる混合発光組成
    物を螢光膜とすることを特徴とする高演色性螢光ランプ
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