JPS6228539B2

JPS6228539B2 -

Info

Publication number: JPS6228539B2
Application number: JP52104190A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Fuchida; Nobuyoshi Akyama; Akira Taya; Kazunori Nagabuchi; Kazuo Narita; Haruo Sugyama
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1977-09-01
Filing date: 1977-09-01
Publication date: 1987-06-20
Also published as: JPS5438682A

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、けい光ランプに関する。（従来の技術）けい光ランプは広く一般照射光源として用いら
れて久しく、構造面の改良、けい光体の開発等に
より効率及び演色性の両面で著しい進歩がなされ
てきた。特にマンガン及びアンチモンで活性化し
たハロリン酸カルシウムけい光体は、高い発光効
率（本発明でいう発光効率とは、入力する電気エ
ネルギーに対する光源が発する光束の比（1m／
Ｗ）を示す）と妥協できる程度の演色性が得られ
る上に安価であり、一般照射用けい光ランプのほ
ぼすべての品種に使用されており、高効率である
けい光ランプを代表するものとなつた。しかし、
マンガン及びアンチモンで活性化したハロリン酸
カルシウムけい光体を使用したけい光ランプは、
妥協できる程度の演色性しか得られず、十分に満
足できるものは得られない欠点があり、これまで
も数多くの改良がなされてきた。その代表的なも
のとしてたとえば特公昭50−32759号公報にみら
れるようにハロリン酸カルシウムけい光体の放射
エネルギーに不足している赤色部のエネルギーを
付加することによつて演色性を改善するものがあ
る。ところがこの方法によれば、ハロリン酸カル
シウムけい光体の大きな特徴である高い発光効率
を相当に犠牲にすることとなり、ハロリン酸カル
シウムけい光体を使用したけい光ランの演色性改
善の限界要因となつていた。ところで、スペクトル分布が455〜485nmの波
長範囲に１線、525〜560nmの波長範囲に１線、
595〜620nmの波長範囲に１線の合計３線からな
る発光によつて物体を照射する事により満足すべ
き演色性が得られ、また発光の色温度2300K〜
6800Kにおいて平均演色評価数Ra79以上が得られ
ることが知られている。この原理にもとずいたけ
い光ランプは、極めて高い発光効率とともに満足
すべき演色性が得られることが期待される。この
けい光ランプは、緑色発光部にテルビウムで活性
化した（Ce.Tb）MgAl₁₁O₁₉で示される希土類け
い光体と赤色発光部にユウロピウムで活性化した
（Y.Eu）₂O₃で示される希土類けい光体を使用する
ことによつて、発光効率801m／Ｗ、平均演色評
価数Ra85以上が得られる。しかし、極めて高価
な希土類けい光体を全体の大半を占める緑色部、
赤色部に使用せざるを得ず、現在のハロリン酸カ
ルシウムけい光体を使用したけい光ランプに比し
て著しく高コストとなる欠点がある。さらにこの
場合、青色部に発光効率の低い波長域であるピー
ク波長450nmを示す放射スペクトルが使用される
ので、特に高い色温度範囲でけい光ランプの発光
効率の低下を招く結果となつていた。一方、450nm付近、540nm付近及び610nm付近
の３波長域に狭い半値幅（エネルギー強度が最大
値の１／２以上の領域）を有する放射スペクトル
が存在すると、高い発光効率と良好な演色性が得
られ、たとえば、２価のユウロピウムで活性化し
たストロンチウムクロロアパタイトけい光体およ
びマンガンで活性化したジンクシリケートけい光
体および３価のユウロピウムで活性化したイツト
リウムオキサイドけい光体でこれが実現できるこ
とが知られている。ところが２価のユウロピウム
で活性化したストロンチウムクロロアパタイトけ
い光体は、比較的効率が低く、さらにけい光ラン
プにおける製造工程での耐酸化力等の適用耐力及
び経時的な効率の低下の抑制面で満足させること
ができない。また、マンガンで活性化したジンク
シリケートけい光体は優れた発光効率を示すにも
係わらず、けい光ランプの寿命中にしばしば起こ
る非常に大きな効率の下落と適応耐力の乏しさは
良く知られていた現象である。（発明が解決しようとする問題点）以上のように、従来のけい光ランプにおいて
種々のけい光体が試みられているが、高い発光効
率と充分に満足できる演色性を共に有し、かつ安
価に製造することが可能なけい光ランプは得られ
ていなかつた。本発明はこうした問題点に対してなされたもの
であり、高い発光効率と充分に満足できる演色性
を有し、かつ安価に製造することが可能なけい光
ランプを提供することを目的とする。［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、上記目的を達成するためになされた
ものであり、２価のユウロピウムで活性化したス
トロンチウムクロロシリケートけい光体、２価の
ユウロピウムで活性化したカルシウム・マグネシ
ウムシリケートけい光体、２価のユウロピウムで
活性化したストロンチウム・マグネシウムシリケ
イトけ光体および２価のユウロピウムで活性化し
たバリウムシリケートけい光体から選ばれた少な
くとも一種のけい光体と；マンガン及びアンチモ
ンで活性化したハロリン酸カルシウムけい光体
と；３価のユウロピウムで活性化したトツトリウ
オキサイドけい光体とを、発光の温度が2800ケル
ビン（Ｋ）〜5000ケルビン（Ｋ）の範囲に入る比
率で混合して得た組成物を、内壁に被着してなる
ことを特徴とするけい光ランプである。（作用）本発明者らは、上記目的を達成するために、ま
ず緑色部及び赤色部に希土類けい光体を使用した
従来のけい光ランプの効率、演色性と同等若しく
はそれを上まわる性能を有するけい光ランプを達
成するための放射スペクトルの組合せについて研
究を重ねた結果、465〜495nmの波長範囲にて最
大となり、30nmより大きく120nmより小さい半
値幅を有する第１材料の放射スペクトルと、560
〜〜580nmの波長範囲にて最大となり、110nmよ
り小さい半値幅を有する第２材料の放射スペクト
ルと、600〜620nmの波長範囲にてその主放射を
有する第３の材料の放射スペクトルの合計３種の
材料の放射スペクトルを組合させることにより緑
色部に希土類けい光体特有の波長幅の極めて狭い
放射スペクトルを含まずに、満足なものが得られ
ることを見出した。そして、上記３種の放射スペ
クトルに、さらに、470〜485nmの波長範囲にて
最大をもち、100nmよりも広い半値幅を有する第
４材料の放射スペクトルを付加することにより、
効率を維持したまま演色性を大幅に改善できるこ
とを見出した。本発明に於いて緑色部に発光を有
する放射スペクトルは、希土類緑色けい光体特有
の放射スペクトルよりもその発光効率が低下する
傾向がある。しかし、前記した450nm付近に最大
をもつ放射スペクトルより長波長側へ最大をもつ
本発明に於ける青緑色の発光を有する放射スペク
トルの発光効率の高さがされを補うことになる。
また、本発明の原理に従う青緑色に発光を有する
放射スペクトルは演色性改善の障害となる405nm
および436nmの水銀輝線の波長範囲のエネルギー
が極めて少ないために演色改善に手段となつてい
る。このような要求を満たすけい光体として第１
材料には490nm付近にその最大値をもち半値幅が
約70nmである二価のユウロピウムで活性化した
ストロンチウムクロロシリケートけい光体あるい
はカルシウムマグネシウムシリケートけい光体、
ストロンチウムマグネシウムシリケートけい光
体、バリウムシリケートけい光対から選ばれる少
なくとも１種、第３種材料には610nm付近にその
最大をもつ既知の三価のユウロピウムで活性化し
たイツトリウムオキサイドけい光体を用いる。ま
た第２材料及び第４材料には２価のマンガン
（Mn）及び３価のアンチモン（Sb）で活性化し
た既知のハロリン酸カルシウムけい光体のMn帯
及びSb帯を用いる。既知のハロリン酸カルシウムけい光体に関し、
例えば特公昭45−7515号公報にられるように
Mn，Sbの混合比及びＦ（フツ素）、Cl（塩素）
のり混合比を変える事によりMn帯とSb帯のピー
ク比及びピーク波長を変化させることの可能なこ
とはよく知られている。この方法を適用すれぱ本発明に適した第２材料
及び第４材料の特徴を合せもつハロリン酸カルシ
ウムけい光体が得られる。第１図において５は２価のユウロピウムで活性
化したストロンチウムクロロシリケートけい光体
からなる第１材料（以下けい光体１と称す）の発
光エネルギー分布をまた６は３価のユウロピウム
で活性化したイツトリウムオキサイドけい光体か
らなる第３材料（以下けい光体を称す）の発光エ
ネルギー分布にを示す。第２図において７〜１２は混合比を変化させた
種々のハロリン酸カルシウムけい光体（第２及び
第４材料）の発光エネルギー分布を示す。本発明のけい光ランプは、これら上述した材料
から構成されるけい光対被膜を低圧水銀蒸気放電
管内壁に被着することによつて得られ、その結果
希土類けい光体を使用した従来のけい光ランプの
効率、演色性と同等もしくはそれを上回る性能を
有する安価なけい光ランプとなる。（実施例）以下本発明に係る実施例について説明する。実施例１けい光体１―１として、第１図中の曲線５で示
す分光エネルギー分布を有する２価のユウロピウ
ムで活性化したストロンチウムクロロシリケート
けい光体（Sr₂Si₃O₈・2SrCl₂／Eu⁺²）を用い、け
い光体１―２として、マンガン及びアンチモンで
活性化したハロリン酸カルシウムけい光体
（3Ca₃（PO₄）₂・CaF₂／Sb・Mn）のSb帯の放射
エネルギーの最大値がMn帯のそれのほぼ20％
で、しかもMn帯の最大を得る波長が570nmのけ
い光体（第２図の曲線８にその特性を示す）と、
けい光体１―３として、第１図の６で示す分光エ
ネルギー分布を有する３価のユウロピウムで活性
化したイツトリウムオキサイドけい光体
（Y₂O₃／Eu⁺³）とを発光色が第４図における点１
３に位置する色度ｘ＝0.405，ｙ＝0.391
（3500K）となるような比重（重量％比）に混合
し、その組成物を管径32mmのガラス管の内壁に被
着し通常の製造法に従つて40Wのけい光ランプを
製作した。このけい光ランプは主に253.7nmの波
長で励起する低圧水銀蒸気放電ランプである。そ
の結果、次の測定値を得た。

【表】実施例２けい光体２―１として、第１図中の曲線５で示
す分光エネルギー分布を有する２価のユウロピウ
ムで活性化したストロンチウムクロロシリケート
けい光体（Sr₂Si₃O₈・2SrCl₂／Eu⁺²）を用い、け
い光体２―２として、マンガン及びアンチモンで
活性化したハロリン酸カルシウムけい光体
（3Ca₃（PO₄）₂・CaF₂／Sb・Mn）のSb帯の放射
エネルギーの最大値がMn帯のそれのほぼ10％
で、しかもMn帯の最大を得る波長が570nmのけ
い光体（第２図の曲線７にその特性を示す）と、
けい光体２―３として、実施例１で用いたけい光
体１―３とを実施例１と同様の発光色となるよう
に混合し、かつ同様の製造法により40Wのけい光
ランプを製作した。その結果、次の測定値を得
た。

【表】実施例１と比較すると、この発光色ではSb帯
の放射エネルギーに比して少ないほど演色性が大
幅に改善できる。実施例３けい光体３―１として、第１図中の曲線５で示
す分光エネルギー分布を有する２価のユウロピウ
ムで活性化したストロンチウムクロロシリケート
けい光体（Sr₂Si₃O₈・2SrCl₂／Eu⁺²）を用い、け
い光体３―２として、マンガン及びアンチモンで
活性化したハロリン酸カルシウムけい光体のSb
帯の放射エネルギーの最大値がMn帯のそれのほ
ぼ40％で、しかもMn帯の最大を得る波長が
560nmのけい光体（第２図の曲線９にその特性を
示す）と、けい光体３―３として、実施例１で用
いたけい光体１―３とを発光色が第４図における
点１４に位置する色度ｘ＝0.372，ｙ＝0.372
（4200K）となるような比重（重量％比）に混合
し、実施例１と同様の製造法により40Wのけい光
ランプを製作した。その結果、次の測定値を得
た。

【表】実施例４実施例２と同じ種類のけい光体を用いて、発光
色が実施例３と同様の発光色となるように混合し
かつ同様の製造方舗により40Wのけい光ランプを
製作した。その結果、次の測定値を得た。

【表】この場合の分光エネルギー分布を第３図に示
す。実施例３と比較すると、この発光色では、
Sb帯の放射エネルギーがMn帯のそれに比して少
ないほど演色性を大幅に改善できることが分る。実施例５けい光体５―１として、２価のユウロピウムで
活性化したストロンチウムクロロシリケートけい
光体を用い、けい光体５―２として、マンガン及
びアンチモンで活性化したハロリン酸カルシウム
けい光体のSb帯の放射エネルギーの最大値がMn
帯のそれのほぼ45％で、しかもMn帯の最大を得
る波長が570nmのけい光体（第２図の曲線１１に
その特性を示す）と、けい光体５―３として、実
施例１で用いたけい光体１―３とを発光色が第４
図における点１５に位置する色度ｘ＝0.349，ｙ
＝0.365（4900K）となるような比重（重量％
比）に混合し、実施例１と同様の製造法により
40Wのけい光ランプを製作した。その結果、次の
測定値を得た。

【表】以上の実施例１乃至５から明らかのようにけい
光体１乃至けい光体３との混合物を発光層とした
けい光ランプは、上述した緑色部に希土類けい光
体を含んだけい光ランプと比較して同等もしくは
これを上回る特性が得られる。またマンガン及び
アンチモンで活性化したハロリン酸ストロンチウ
ムけい光体を混合けい光体の一部に使用すること
はマンガン及びアンチモンで活性化したハロリン
酸カルシウムけい光体の特性の安定性から考慮し
て望ましく、さらに希土類けい光体を緑色部に使
用していないことは、けい光ランプの製造コスト
面で著しく利点がある。尚、けい光体１として２
価のユウロピウムで活性化したカルシウム・マグ
ネシウムシリケートけい光体と、２価のユウロピ
ウムで活性化したストロンチウム・マグネシウム
シリケイトけい光体、２価のユウロピウムで活性
化したバリウムシリケートけい光体から選ばれる
少なくとも一種を用いても実施例１乃至５に示し
た測定値とほぼ同等の特性が得られる。尚、第５図は本発明を構成する低圧水銀蒸気放
電けい光ランプの一例を示すもので、筒状ガラス
管１８の内面には本発明に基づくけい光体１９が
被着されている。低圧の水銀蒸気が封入されたガ
ラス管１８の両端には、口金２０，２１が取付け
られている。電極１６，１７は口金ピン２２，２
３により外部へ導出されている。［発明の効果］本発明によれば、高い発光束と充分に満足でき
る演色性を有し、かつ安価に製造することが可能
なけい光ランプを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は発光エネルギー分布を示す
特性図、第４図は黒体軌跡及び等色温度線を示す
特性図、第５図は本発明を構成するけい光ランプ
の一例を示す一部断面図の正面図である。１６，１７…電極、１８…ガラス管、１９…け
い光体被膜。

Claims

【特許請求の範囲】

１２価のユウロピウムで活性化したストロンチ
ウムクロロシリケートけい光体、２価のユウロピ
ウムで活性化したカルシウム・マグネシウムシリ
ケートけい光体、２価のユウロピウムで活性化し
たストロンチウム・マグネシウムシリケイトけい
光体および２価のユウロピウムで活性化したバリ
ウシリケートけい光体から選ばれた少なくとも一
種のけい光体と；マンガン及びアンチモンで活性
化したハロリン酸カルシウムけい光体と；３価の
ユウロピウムで活性化したイツトリウムオキサイ
ドけい光体とを、発光の温度が2800ケルビン
（Ｋ）〜5000ケルビン（Ｋ）の範囲に入る比率で
混合して得た組成物を、内壁に被着してなること
を特徴とするけい光ランプ。