JPS62267391A

JPS62267391A - 螢光ランプ

Info

Publication number: JPS62267391A
Application number: JP11066886A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Akiyama; 秋山　順悦; Yuichi Sakakibara; 裕一榊原; Keiji Hatakeyama; 圭司畠山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-05-16
Filing date: 1986-05-16
Publication date: 1987-11-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用外ｆｆ）本発明は・螢光ランプに係わり、更に詳しくは、発光効
率の高い、高演色形の螢光ランプ誓ζ関する。

（従来の技術）光源が物体色の見え方をいかＶこ忠実に再現しえるかを
表わす尺度として、一般には平均演色評価数（几４）が
用いられＣいる。この尺度で表わすとアンチモンとマン
ガンで付活されたハロリン酸カルシウム螢光体を用いた
一般照明用螢光ランプは白色（相関色温度４．２００Ｋ
）のものでＲα＝６３で６９、また、昼光色（相関色温
度６５００Ｋ）のものでＦＬａ−７５程度となる。こＣ
ら螢光ランプは高い発光効率を示すが、演色評価数が低
いために、デパートや商店などの葛い演色性が要求され
る場所の照明光源には使用出来なかった。これに対し、
特開昭５０−６１８８７号、特開昭５５−３５４２２号
公報に示されるように、比較的演色性が高く、しかも、
高効率である螢光ランプとして、例えば４５０？Ｌｍ。

５４５九町及び６１ＯＮ−１付近に発光ピークを有する
３種の狭帯域発光螢光体を組合わせたものが知られてい
る。これらの公報にはおもに相関色温度５０００にの実
施例が記載され′Ｃいるが、前述のような相関色温度６
５００にの昼光色を得る場合のＲ，ａは８０〜８２程度
と５０００にの場合（Ｒｄ＝８２〜８４程度）に比べて
２ポイント程度低下することが知られている。

螢光ランプはガラス管内面に塗布する螢光体の種類や混
合比率の変化によって、いろいろな光色や演色性のラン
プが得られ、使用目的や用途に応じて数多くの品種が生
産されているものである。

特に、前記、狭帯域発光螢光体ンプの１発全契機に七の
一要望が強くなり、例えば肌色を美しく見せるものや、
色彩をより涌かに見せること−と特長としたランプなど
が開発され“Ｃいる。

また、近年は、白をより自らしく見せる螢光ランプの要
望も強く、前述の狭帯域発光螢光体を用いて、色温度の
高い高効率・高演色螢光ランプの開発が望まれていた。

しかし、３種類だけの狭帯域発光螢光体を用いた前述の
公開公報では、色温度が高くなるにつれて、前述のよう
にＲ６が徐々に低下するのは避けられず、また、発光が
上述のように３波長領域に集中しているために、特殊演
色評価数（几９〜Ｒ１１）の値の中にはかなり低くなる
ものがあり、特に赤色（Ｒ９）は２０程度と他の高演色
ランプランプに比べて非常に低いことから、３種類だけ
の螢光体混合で、色温度の高い高演色ランプを得ること
は出来なかった。

（発明が解決しようとする問題点）このように、従来の３種類の螢光体混合だけでは、色温
度の高い３波長域発光形螢光ランプを得る場合、Ｒαが
低くなるのに加えて、他の高演色ランプに比べて、赤色
（Ｒ９）が２０８度とかなり低く、前記のような高い演
色性の要求される場所への使用には問題があった。

本発明の目的は上記した問題点を解消し、高効率を維持
したままで、かつ、高演色で特に特殊演色評価数の赤色
１Ｒ９）を大幅に改善した３波長域発光形の昼光色螢光
ランプを提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段と作用）本発明の螢光ラ
ンプは、二価のユーロピウムでラムで付活され黄緑色に
発光する第２の螢光体と、一般式：　ＬｒＬ、Ｏ，：　
ＥＩＡ（：ｒ、？ＬはＹ　、　Ｌ、及び０４０群から選
ばれる少なくとも一つの元素を表わす。）で表わされる
第３の螢光体を混合した混合物に、一般式：　Ｍｓ−ｘ
Ｘ（ＰＯ，）、　：　Ｅｕ”（ｘ）　（式中、Ｍは３．
０〜４．５グラム原子のＢａと０．５〜２．０グラム原
子のＣ，と０．ＯＬ〜１．０グラム原子のＭ？とから・
よる元素混合物を表すし、ＸはＦ、（：ｔ、Ｂｆの単体
もしくは２種類以上の混り物を表わし、Ｘば０．０１　
＜Ｘ　＜　０．２の範囲のｒ（を表わす。）で示される
二価のユーロピウム付活アノしカリ土類金属ハロリン酸
塩からなる第４の螢光体、三価の二一ロビウムで付活さ
れ、発光ピークが６１５？Ｌ、１１から６４９ｚｘの範
囲にあり、がっ狭帯域に発光する第５の螢光体のそれぞ
れの単体もしくは、それらの混合物をガラス管内面に被
着されＣいることを特徴とする螢光ランプである。

以下において、本発明を更に詳しく説明する。

本発明に示される螢光ランプにおいて、最適な混合螢光
体は以下の通なである。

第１の螢光体としては、発光ピークが４４０”ｍから４
５５１の範囲にある３　（Ｂ（！、　Ｍｐ）　０−８　
はＪ、Ｏｌ：　Ｅｕ”および同じ＜ＥＩ＆　　で付活さ
れたアルカリ土類ハロリン酸塩〔例えば、５ｒＩＩ（ｐ
ｏ４）、　ｃｚ　：　Ｅ−１，（ｓ・、ＣＡ）。

（ＰＯ４）　ｓ　Ｃ２：ＥｌＬ”　”、　（Ｓｒ、　ｃ
ａ、　Ｂａ）　ｓ　（ＰＯ４）　ｓ　Ｃ，！：Ｅｕ”、
　（Ｂａ、　α。

ＭＰ）ｓ　（ＰＯ４）　ｓ　Ｃ’　：Ｅ♂１など〕が適
している。七の理由は、それらが所望の波長範囲に２い
・Ｃ効率が高く、かつ半値幅の小さい発光を示すためで
ある。三価のテルビウムで付活された第２の螢光体とし
ては、Ｌａ、Ｏ，’　０．２ＳｉＯ，’　０．９Ｐ、０
．　：　Ｃ１”；　Ｔｂ”＋が適している。七の理由は
、視覚的な効率の高い５４５−ｍ付近に狭帯域の発光を
示すのに加えて、三価のテルビウムで付活されて５４５
−は付近に発光する同種螢光体の中で最も発光効率が高
いためである。第３の螢光体としては、Ｌ７Ｌ２０．　
：　Ｅμ（ＬａはＹ、Ｌａ及びＧｄ　の群から選ばれる
少なくとも一つの元素を表わす。）が適しているが最も
効率が高く普通に用いられるのはＹ！０．：Ｅμである
。第４の螢光体としては、一般式：　Ｍｓ−ｘＸ　（Ｐ
Ｏ４）　ｓ　：　Ｅ”　（ｘ）　（式中、Ｍは３．０〜
４．５グラム原子のＢａと０．５〜２゜Ｏグラム原子の
Ｃａと０．０１〜１．０グラム原子のＭｆとからなる元
素混合物を表わし、Ｘ　ｄ　Ｆ　、　Ｃ１，Ｂｙの単体
もしくは２糧類以上の混合物を表わし、Ｘは０．０１＜
Ｘ≦０．２の範囲の数を表わす。）で示される二価のユ
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
が最適である◇この螢光体は特開昭５８−４０７６２号
公報にあるようにＢα、Ｃａ、Ｍｇの混合量を変化する
ことにより、発光のピーク波長も４４い１から５０υ１
付近まで変えられることが知られているが、Ｂａ、　Ｃ
ｇ、　Ｍｇの量を上記の値に設定したのは、本発明ラン
プに最適な青緑色領域の発光ピークを与えるためである
。

なお、該螢光体の好ましい波長範囲は４８０〜４９５？
Ｌｖｘである。第５の螢光体としＣは、発光ピークが６
１９ｎ−１の三価ユーロピウム付活バナジン酸イツトリ
ウム、リンバナジン酸イツトリウムまたは、発光ピーク
が６２５ｆＬ−の三価ユーロピウム付活イツトリウムオ
キシサルファイドが適している。

なお、第１〜笛５の螢光体の好ましい混合比率は使用螢
光体の粒径にもよるが第１の螢光体は、１０〜５０％、
第２の螢光体は１０〜５０慢、第３の螢光体は１０〜５
θチ、第４の螢光体は１〜５０％、第５の螢光体は１−
５０幅の範囲であろうここで、各螢光体の混合比率を上記範囲ンζ限定した理
由は以下による。

第１の螢光体が１０チ以下の場合は、第４の螢光体の使
用量が増大しルα、Ｒ９は向上するが、本目的である高
効率ランプが得られない、また、５０％以上の場合は、
第４の螢光体の使用量が１０％以下に減少し、Ｒα、　
ｆＬ９の改善が出来ない。

ま九、第２の螢光体が１０％以下の場合は、ランプ光色
がビ／りがかり、５０％以上の場合は黄味がかるなど、
いずれもランプ光色が一般照明用光源としては不適当に
なる。また第３の螢光体が１０−以下の場合は第５の螢
光体の使用量が増大し発光効率が大幅に低下することか
ら高効率ランプが得られない、また５０幅以上の場合は
第５の螢光体の使用量が１・捧以下に減少し、本発明の
目的である島の改善が出来ない。また、第４の螢光体が
１（％）以下の場合は、几４．Ｒ９の改善効果が少ない
こと、また５０（％）以上の場合には、Ｒα＋　Ｒ９は
向上するが、第１の螢光体の使用量が減少し、本発明の
目的である高効率ランプは得られない。さらに、第５の
螢光体が１　％以下の場合には、Ｒ９の改倭効果が少な
いこと、また５０チ以上の場合には、Ｒ９が大幅に向上
するが第３の螢光体の使用量が大幅に減少し、本発明の
目的である高効率ランプは得られない。

ここで、本発明の螢光ランプｖｃｍ４及び第５の螢光体
を用いる理由は以下による。

本発明者等は、前述の間頂点を１消するために螢光ラン
プの発光効率の低下を最小限にし、　Ｒｒａ及びＲ９に
対する演色性を向上させることを試み；ｔ。

青色螢光体とし°Ｃ発光ビーク４５０ｒＬ−１．半値福
５枦１のものを、黄緑色螢光体として、発光ピーク５４
５ｎｍ。

半値ｖＡＩ枦Ｉのものを、さらに赤色・螢光体とし′Ｃ
１発光ヒークｓ　１０ａｍ　、半値Ｉｌｌ枦ｌのものに
設定し、第４の螢光体の場合は、半値幅を９〇九１に固
定し、発光ピークを４６０（Ｋｍ）から５１０（？Ｌｍ
）まで１０　（”−ｔ）間隔で変化させ、第５の螢光体
の場合は半値幅を１０？Ｌｍに固定し、発光ピークｔ−
６１５−Ｌｌｌｌ　〜６４５？Ｌｍまで５Ｒ１間隔で変
化させて、色温度６５００に、ｉ差ｏ、ｏ　ｏ　ｓ　Ｗ
　ｕになる時のランプ特性を、第４及び第５螢光体の最
適ピーク波長について検討した０第３図及び第４図にそ
れぞれの結果を示す０両図とも、第４及び第５螢光体を
それぞれ単独に全光束比率で１０．２Ｏ４混合した場合
の結果を示し、曲線１．２゜７．８は全光束を、曲線３
．４．９．１０はＲαを、曲線５゜６、１１．１２はＲ
９を表わし〔いる。

第３図より、第４の螢光体はピーク波長が長波長側にな
るにつれて全光束は少しずつ低下するが、Ｂα、Ｒ９は
４８５〜４９０ｎｍ付近で色犬値が傅らｎることがわか
る。また、第４図より、第５の螢光体は、ピーク波長が
長波長側になるにつれで、全光束は単純に低下するが、
几αはほとんど変化しないことがわかる。一方、Ｒ９は
長波長側′になるにつれて、急激に上昇し６３０ｎｒａ
付近で最大ンζなるが、さらに長波長側になると逆に少
しずつ低下することがわかる０従がって、几αを向上する場合には第４の螢光体を、Ｒ
９を向上する場合Ｖこは第５の螢光体を、さらにＲα、
隅を同時に向上する場合／（は、茎４及び第５の螢光体
を同時ぐこ混合することで、所望のランプ特性が得られ
ることが明らかになっ九０以上の結果をもとに前記螢光
体を混合して得られた本発明のランプを実施例をもとに
詳細に説明する。

（実施例）実施例１〜７第２図に示す１螢光ランプにおいて、第１表に示した螢
光体を４１又は５種類組合わせ゛Ｃ１相関色温度６５０
０に、偏差０．０　Ｏ５１４υになるような比率で混合
し、ガラス管内面に被着せしめ、通常のＸｉ造法に従っ
て３７ワツト形の螢光ランプを試作した。

第２表に使用螢光体の種類、混合比率及び、七のランプ
特性値をまとめ゛〔示す。また、第１図に分光分布の代
表例を示す。

実施例８第１表に示す、記号入、記号Ｆ、記号Ｇ、記号Ｈ２記号
にの５種類の螢光体を相関色温度６７００Ｋ。

偏差０．００５　Ｗνになるような比率で混合し、実施
例１〜７と同様な手順で螢光ランプを試作した。その結
果を第２表に併記する。

比較例１゜現在、比較的多く生産されており、前述の特許会報など
にも記載されている３種類のみの螢光体を用いて、相関
色温度５０００に、　ｉ差０．００３１Ｌυになるよう
な比率で混合し、前記実施例と同様々手順で螢光ランプ
を試作した。

比較例２゜比較例１と同様の螢光体３１頚（記号人、記号Ｆ、記号
Ｇ）を用い゛Ｃ１前記実施例と同じ、相関色温度６５０
０に、偏差０゜００５Ｐνになるような比率で混合し、
同様な手順で螢光ランプを試作した。

比較例１，２のランプ特性値を第２我に併記する。ここ
で第１表中の記号人〜にの螢光体の発光スペクトルを第
５図、第６図に示す。なお、図中の記号λ〜には第１表
と対応している。また、本実施例の分光分布を示す第１
図中の記号Ｌａ、　Ｌｂ、　Ｒ２はそれぞれ′＄Ｊ２表
の実施例の記号と対応している。

第２表から明らかなように、第４及び第５の螢光体を添
加することにより、ｋ％ａ及びＲ９−Ｒ１５とすべての
項目で演色性が改善できることが確認された。また、第
５の螢光体の添加号は重量パーセントが１０チ以下では
、高演色性光源に要求される赤色（Ｒ９）の演色性で４
０以上が得られないことも確認された。さらに、第４及
び第５の螢光体をそれぞれ単独で使用してもＲα、凡９
の演色性がビれぞれ向上するが、両方を同時に添加した
方がさらに優れたランプ特性の得られることも確認でき
た。

〔発明の効果〕

本ミろ明の６）光ランプは、従来の３波長域発光形螢光
ランプに使用されている、３種類の螢光体にｈ及びＲ９
の改善に効果のある青緑色及び長波長側の赤色螢光体を
混合することにより、色温度の高い螢光ランプでも、効
率、Ｒα＋”９の高い、高色温度、高演色ランプが得ら
れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に示した代表ランプの分光エネ
ルギー分布を示す特性図、第２図は本発明の螢光ランプ
の断面図、第３図は第４の螢光体の発光ピーク波長によ
る全光束とし＋”９の演色性の関係を示す特性図、第４
図は第５の螢光体の発光ピーク波長による全光束とＲα
＋”９の演色性の関係を示す特性図、第５図及び第６図
は第１表中の記号Ａ−Ｋにおける各螢光体の発光スペク
トル分布を示す特性図。１１・・・ガラス管、１２・・・螢光体混合物。１３、１４・・・放電電極第゛２　図帛　　　　　ｋｅ８　　　　　　　ぶ　　　　　　　ミ分画−２如ギーよと　　　　　　　　３　　　　　　　　）兵、Ｗ型浮マ型

Claims

【特許請求の範囲】

　（１）二価のユーロピウムで付活され発光ピークが４
４０ｎｍから４５５ｎｍの範囲にある第１の螢光体と、
三価のテルビウムで付活され黄緑色に発光する第２の螢
光体と、一般式：Ｌｎ＿２Ｏ＿３：Ｅｕ（ＬｎはＹ，Ｌ
ａ及びＧｄの群から選ばれる少なくとも一つの元素を表
わす。）で表わされる第３の螢光体とを含み、さらに一
般式：Ｍ＿５＿−＿ｘＸ（ＰＯ＿４）＿３：Ｅｕ＾２＾
＋（ｘ）（式中、Ｍは３．０〜４．５グラム原子のＢａ
と０．５〜２．０グラム原子のＣａと０．０１〜１．０
グラム原子のＭｇとからなる元素混合物を表わし、Ｘは
Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒの単体もしくは２種類以上の混合物を表
わし、Ｘは０．０１＜Ｘ≦０．２の範囲の数を表わす。）で示される二価のユーロピウム付活アルカリ土類金属
ハロリン酸塩からなる第４の螢光体と三価のユーロピウ
ムで付活され、発光ピークが６１５ｎｍから６４０ｎｍ
の範囲にあり、かつ狭帯域に発光する第５の螢光体のそ
れぞれの単体又はそれらの混合物を含有した螢光体をガ
ラス管内面に被着されていることを特徴とする螢光ラン
プ。
（２）第１の螢光体が二価ユーロピウム付活アルミン酸
バリウムマグネシウムまたは、一般式：Ｍ＿５＿−＿ｘ
Ｘ（ＰＯ＿４）＿５：Ｅｕ＾２＾＋（ｘ）（式中，Ｍは
Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇの単体もしくは二種以上の元素
混合物を表わし、ＸはＦ，Ｃｌ，Ｂｒの単体もしくはそ
れらの二種以上の混合物を表わし，Ｘは０．０１＜Ｘ≦
０．２の範囲の数を表わす）である特許請求の範囲第１
項記載の螢光ランプ。
（３）第２の螢光体がＬあ＿２Ｏ＿３・０．２ＳｉＯ＿
２・０．９Ｐ＿２Ｏ＿５：Ｃｌ＾３＾＋，Ｔｂ＾３＾＋
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４の螢光体の発光ピークが４８０〜５００（ｎ
ｍ）の波長範囲に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。
（５）第５の螢光体がＹＶＯ＿４：Ｅｕ＾３＾＋，Ｙ（
Ｐ，Ｖ）Ｏ＿４：Ｅｕ＾３＾＋，Ｙ＿２Ｏ＿２Ｓ：Ｅｕ
＾３＾＋のいずれか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。
（６）第５の螢光体の重量パーセント（％）が１〜５０
（％）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。