JPS6332110B2 - - Google Patents

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JPS6332110B2
JPS6332110B2 JP13783881A JP13783881A JPS6332110B2 JP S6332110 B2 JPS6332110 B2 JP S6332110B2 JP 13783881 A JP13783881 A JP 13783881A JP 13783881 A JP13783881 A JP 13783881A JP S6332110 B2 JPS6332110 B2 JP S6332110B2
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JP
Japan
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phosphor
fluorescent lamp
phosphors
color
color rendering
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Expired
Application number
JP13783881A
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English (en)
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JPS5840763A (ja
Inventor
Akira Taya
Kazuo Narita
Nobuyoshi Akyama
Masao Asada
Hisami Shinra
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to CA000410486A priority patent/CA1193428A/en
Priority to AU87906/82A priority patent/AU547323B2/en
Priority to EP19820108152 priority patent/EP0074585B1/en
Priority to DE8282108152T priority patent/DE3264058D1/de
Publication of JPS5840763A publication Critical patent/JPS5840763A/ja
Publication of JPS6332110B2 publication Critical patent/JPS6332110B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/38Devices for influencing the colour or wavelength of the light
    • H01J61/42Devices for influencing the colour or wavelength of the light by transforming the wavelength of the light by luminescence
    • H01J61/44Devices characterised by the luminescent material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/70Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing phosphorus
    • C09K11/71Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing phosphorus also containing alkaline earth metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/7737Phosphates
    • C09K11/7738Phosphates with alkaline earth metals
    • C09K11/7739Phosphates with alkaline earth metals with halogens

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、発光の色温度が4200〜5600K(ケル
ビン)の値を有し、かつ、演色評価数について、
JIS Z9301に定められた演色区分がEDL形で、光
源色区分が白色の各数値を満足する高演色形蛍光
ランプに関する。 現在、一般照明用蛍光ランプに用いられている
蛍光体はアンチモンおよびマンガンで活性化され
たハロリン酸カルシウム蛍光体であるが、このラ
ンプは演色性が低い為に美術館、カラー印刷工場
など高い演色性が要求される場所などでは使用が
制限されている。 これを解決し、高演色性を実現する方法として
従来より次のことが知られている。例えば基準光
源の分光分布に近似させるように数種類の蛍光体
を混合して発光層としたもの、また演色性を阻害
する要因となる可視部短波長領域の水銀輝線を抑
制する方法などである。 このうち特に高演色性を必要とするランプ、い
わゆる、EDL形については水銀輝線の抑制が演
色性を高めるのに有効であり、その方法としては
蛍光体を2層塗布したものや顔料層を設けたもの
が知られている。 前者は演色性を改善させる為に障害となつてい
る可視部短波長領域の水銀輝線405,436nmの発
光エネルギーを吸収し、しかも吸収したエネルギ
ーを自身で赤色発光として変換する蛍光体、例え
ばマンガンで活性化したフロロゲルマン酸マグネ
シウム(3.5MgO,0.5MgF2,GeO2:Mn)を第
1層とし、その上に他の蛍光体を第2層として被
着させたものである(特公昭41−9868号)。 後者も、黄色の顔料層をガラス管と蛍光体との
間に設け、436nmの水銀輝線を顔料層を用いない
場合の約60%の抑制したものである(特公昭48−
15896号)。 しかし上記従来方法のものは、ランプ製造工程
が特殊なものとなり、生産効率が低下することや
顔料層の厚さ変化による光色、演色性のバラツ
キ、蛍光体の発光エネルギー吸収による効率の低
下などの問題があつた。 近年、上記の問題点を改善することを目的とし
た提案がある(特開昭54−102073および特開昭55
−115489)が、しかしながら、何れも十分な改善
が成されていない。 前者(特開昭54−102073号)は、使用している
青緑色蛍光体のピーク波長が短波長すぎるため色
度を黒体軌跡上に設定するため、ハロリン酸カル
シウムや硅酸―亜鉛蛍光体などの少なくとも4種
類の蛍光体を混合して用いざるを得ない。このた
め光色および演色性のバラツキが大きく、また、
効率も低いという欠点がある。 後者は効率が高くまた演色性も優れたものであ
るが狭帯域に発光する青色および赤色蛍光体を含
む、3種類の蛍光体を混合して用いるため光色お
よび演色性などの色の管理が難しいという欠点を
有している。 本発明は上記問題点を改善することを目的とし
たもので2種類のみの蛍光体混合により蛍光体の
2層塗布や顔料層なしに高演色を実現しかつ従来
ランプよりも高効率な蛍光ランプを提供すること
にある。 本発明は、一般式; 一般式; M5-xX(PO43:Eu2+(x) (式中、Mは3.0〜4.5グラム原子のBa,0.5〜
2.0グラム原子のCa、0.01〜1.0グラム原子のMg
の3種からなり、XはCの単体もしくはCと
F及び/又はBrの混合物であり、xは0.01<x
0.2で規定される数である。)で示され、480〜
500nmの波長範囲に発光ピークを有する、2価の
ユーロピウムで付活されたハロリン酸塩からなる
第1の蛍光体と、620〜640nmの波長範囲に発光
ピークを有し、かつ、スズ付活正リン酸ストロン
チウム・マグネシウム蛍光体からなる第2の蛍光
体とを混合し、ガラス管内面に被着させてなる蛍
光ランプに係るものである。 本発明者らは、高演色性を得るための重要な要
素をもつ青緑色蛍光体に注目し、上記目的を達成
するために種々検討し、数多くの実験を行なつた
結果、前記のように構成されたことを特徴とする
蛍光ランプが、従来のように2層塗布や顔料層を
設けた蛍光ランプに比べ極めて高い演色性と優れ
た発光効率を有し、かつ点灯中の光束低下が少な
くなることを見出した。 すなわち、本発明の好ましい実施態様によれ
ば、前記第1の蛍光体に対しスズ付活正リン酸ス
トロンチウム・マグネシウム蛍光体とを、適当な
割合で混合することによつて、4000〜5600Kの色
温度範囲内で、何れも、従来のものより優れた特
性が得られた。 本発明の蛍光ランプに用いられる、上記の2価
のユーロピウム付活アルカリ土類金属ハロリン酸
塩蛍光体の特徴は上記の一般式M5-xX(PO43
Eu2+(x)において、式中MのBa,CaおよびMg
の配合比率を変えることによつて480〜500nmの
波長範囲に発光ピークを有する蛍光体が得られる
ことである。 このように発光ピークを移動できることの利点
は、他の蛍光体を用いることなしにピーク波長
620〜640nm半値巾120〜160nmの蛍光体のみと組
合せるだけで低い色温度(4000K)から高い色温
度(5600K)の範囲内で何れも優れた特性を有す
る蛍光ランプが得られることである。しかもこの
第1の蛍光体は極めて高効率で安定なものであ
る。2つの蛍光体のみを用いたEDL形の蛍光ラ
ンプについての提案(特公昭56−27554号)があ
るがこの蛍光ランプに用いられている(Sr,
Al)3(PO42:Cu蛍光体は効率が低くまた点灯時
の光束低下も大きく、高性能な蛍光ランプは得ら
れない。 上記の一般式のユーロピウムの含有量(x)は
0.01<x0.2となるように選ばれる。xが0.01未
満の場合は得られる蛍光体の輝度が著しく低下し
また0.2を越えても輝度の大巾な向上は見られな
い。好ましくは0.03<x0.15である。 更に、式中、MのBa,CaおよびMgは各々Ba
=3.0〜4.5グラム原子、Ca=0.5〜2.0グラム原子、
Mg=0.01〜1.0グラム原子の関係を満すように設
定される。上記のMgの含有量が、0.01未満およ
び1.0以上では、BaおよびCaだけの場合に比べ
て、著しい輝度の向上は認められない。しかし、
Mg=0.1〜0.5に設定することによつて著しい輝
度の向上が認められる。 以上説明した2価のユーロピウム付活アルカリ
土類金属ハロリン酸塩蛍光体は、次のようにして
容易に調製される。 即ち、焼成処理の後Ba,Ca,Mg,Zn,Cd,
F,Cl,Br,PおよびEu源となり得る各々の酸
化物,燐酸塩,炭酸塩,アンモニウム塩などの化
合物を所定量秤量した後、例えばボール・ミルで
これらの原料混合物を十分に粉砕混合する。 しかる後に、得られた混合物をアルミナ製およ
び石英製のルツボに収容し、大気中において800
〜1200℃の温度下にて1〜5時間焼成する。得ら
れた焼成物を冷却,粉砕,篩別し、例えば水素と
窒素の混合ガスによる弱還元性雰囲気中において
800〜1200℃の温度で第2焼成を行なう。 得られた焼成物を冷却,粉砕,篩別,洗浄,
過,乾燥および篩別して本発明に使用される第1
の蛍光体を得ることができる。 次に、第1の蛍光体と共に用いる620〜640nm
の波長範囲にピーク波長を有し、かつ、120〜
160nmの半値巾を有する蛍光体について検討した
結果、既知のスズ付活正リン酸ストロンチウム・
マグネシウム蛍光体が好適であることがわかつ
た。 第2の蛍光体を構成するスズ付活正リン酸スト
ロンチウム・マグネシウム蛍光体は、次式; Sr3(PO4):Sn で示される化合物であるが、第2の蛍光体として
は前記式中のSrの一部をMg,Al,Zn,Cdまた
はCaの1種以上で置換した化合物も例示するこ
とができる。 本発明の蛍光ランプに用いた蛍光体の組成式,
色度ピーク波長,半値巾を第1表に示す。またこ
れらの蛍光体の分光分布を第1図(図中の記号は
第1表の記号と対応している)に示す。 以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明す
る。 実施例 1 第4図に示す蛍光ランプにおいて。 後掲第1表の記号AおよびGの蛍光体を色温度
4200K偏差±0uvになるような比率に混合し、そ
の混合物41を第4図に示す管径32mmのガラス管
42の内面に被着し、通常の製造法に従つて放電
極43,44を有する40ワツトの蛍光ランプを試
作し、測色および測光を行なつた。これらの測定
結果をまとめて第2表に示す。 なお、第2表中において公知例とは、ガラス管
内面に、 3.5MgO・0.5MgF2・GeO2:Mn からなる第1層を形成し、この第1層表面に、
MgWO4と(Sr,Mg)3(PO42:Snとの混合物か
らなる第2層を形成してなる蛍光ランプである。
【表】
【表】
【表】 本発明に係る蛍光ランプは初期光束2600〜2850
ルーメンが得られ、点灯時の光束の低下が極めて
少ないことを確認した。 実施例 2 前掲第1表の記号BおよびGの蛍光体を色温度
5000K、偏差±uvになるような比率に混合し、そ
の混合物を用いて実施例1と同様な手順で蛍光ラ
ンプを試作し、測色および測光を行なつた。これ
らの測定結果をまとめて前掲第2表に併記する。 実施例 3 前掲第1表の記号CおよびGの蛍光体を色温度
5600K偏差±0uvになるような比率に混合し、そ
の混合物を用いて実施例1と同様な手順で蛍光ラ
ンプを試作し測色および測光を行なつた。これら
の測定結果をまとめて前掲第2表に併記する。ま
た、実施例1〜3により得られたランプの色度図
を第2図に、分光分布図を第3図に示す(なお、
図中の番号は実施例の番号に対応する)。 前掲第1表のD,E,F又はBおよびG,H又
はIの蛍光体を色温度5000K偏差±0uvになるよ
うな比率に混合し、その混合物を用いて実施例1
と同様な手順で蛍光ランプを試作し、色および測
光を行つた。これらの結果をまとめて前掲第2表
に併記する。 以上の実施例から明らかなように本発明の蛍光
ランプは、青緑色蛍光体として、2価のユーロピ
ウム付活アルカリ土類金属ハロリン酸塩蛍光体の
ピーク波長を適当に選択し、また共に用いるスズ
付活正リン酸ストロンチウム・マグネシウム蛍光
体との混合比率を適当に変えることによつて4000
〜5000Kの色温度範囲で従来の2層塗布や顔料層
を設けることなしに演色評価数について、
JISZ9301に定められた演色区分がEDL形で光源
色区分が白色の各数値を満足し、更に全光束(
m)においては、約20%も向上するという優れた
ものである。 また、従来の2層塗布工程、顔料塗布工程の必
要がないため、ランプ製造時の生産効率が大巾に
向上すると共にランプの光色,演色性などのバラ
ツキも合せて、改善されて品質管理の点でも容易
になつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の蛍光ランプに使用している
各蛍光体の発光スペクトル分布を示す特性図、第
2図は同じくランプの光色を示す色度図、第3図
は、本発明の実施例1〜3に示したランプの分光
エネルギー分布と従来(2層塗布)のものと比較
を示す特性図である。第4図は本発明の蛍光ラン
プの断面図である。 41……蛍光体、42……ガラス管、43,4
4……放電極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式; M5-xX(PO43:Eu2+(x) (式中、Mは3.0〜4.5グラム原子のBa,0.5〜
    2.0グラム原子のCa、0.01〜1.0グラム原子のMg
    の3種からなり、XはCの単体もしくはCと
    F及び/又はBrの混合物であり、xは0.01<x
    0.2で規定される数である。)で示され、480〜
    500nmの波長範囲に発光ピークを有する、2価の
    ユーロピウムで付活されたハロリン酸塩からなる
    第1の蛍光体と、620〜640nmの波長範囲に発光
    ピークを有し、かつ、スズ付活正リン酸ストロン
    チウム・マグネシウム蛍光体からなる第2の蛍光
    体とを混合し、ガラス管内面に被着させてなるこ
    とを特徴とする蛍光ランプ。
JP13783881A 1981-09-03 1981-09-03 蛍光ランプ Granted JPS5840763A (ja)

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JP13783881A JPS5840763A (ja) 1981-09-03 1981-09-03 蛍光ランプ
CA000410486A CA1193428A (en) 1981-09-03 1982-08-31 Blue-green emitting halophosphate phosphor, and fluorescent lamp employing the same
AU87906/82A AU547323B2 (en) 1981-09-03 1982-09-01 Blue-green emitting halophosphate phosphor and divalent europium
EP19820108152 EP0074585B1 (en) 1981-09-03 1982-09-03 Blue-green emitting halophosphate phosphor, and fluorescent lamp employing the same
DE8282108152T DE3264058D1 (en) 1981-09-03 1982-09-03 Blue-green emitting halophosphate phosphor, and fluorescent lamp employing the same

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