JPS6352736B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は比重および発光スペクトルを異にする
複数種のけい光体を混合使用したけい光ランプに
おいて、個品各部の色むらをなくするとともに個
品間の色むらもなくしたものである。 従来、ガラス管内面にハロりん酸カルシウムけ
い光体からなる第１けい光体被膜を形成し、この
被膜上にいずれも高効率で発光する３色のけい光
体たとえば青色発光けい光体と緑色発光けい光体
と赤色発光けい光体とを所望の割合いで混合して
なる混合けい光体被膜を重層したけい光ランプが
知られている。このものは高効率けい光体が放電
側に設けられているので高効率であり、しかも色
合せが良好にできる利点がある。 しかしながら、このけい光ランプを大量生産し
たところ、色むらという大問題が発生した。すな
わち、多数のランプ中個品各部の色むらが発生
し、また個品間の色むらも無視し得なくなつた。
この原因を調査したところ、上述の混合けい光体
を溶剤に分散してなる混合液をガラス管内面に塗
布する工程において、同一ロツトの混合液を反覆
使用していると、混合けい光体の混合比が変化し
て個品間色むらを生じ、また混合液の使用回数を
問わず、ガラス管内に被着した混合けい光体の混
合比が局部的に異るため個品内各部の色むらが発
生することが判明した。 このことは混合液の使用回数を少なくし、しか
も塗布作業をできるだけ単時間で終るようにすれ
ばある程度解決できるが、前者は経済的に引き合
わず、後者は塗りむらなど他の不都合が発生する
おそれがある。 本発明はこのような従来技術の欠点を除くため
になされたもので、比重の大きいけい光体ほど粒
径を小さくすることによつて混合液中における沈
降速度を近似させ、この結果塗布過程において管
内各部の色むらをなくし、かつ同一ロツトの混合
液を反覆使用しても個品間の色むらが生じないよ
うにしたけい光ランプを提供するものである。 以下、本発明の詳細を説明する。本発明者は
青、緑および赤にそれぞれ発光し、従来のハロり
ん酸塩けい光体よりもはるかに高効率である３種
のけい光体を探究したところ、青色発光けい光体
としてユーロピウム付活塩化リん酸ストロンチウ
ムけい光体とユーロピウム付活塩化リん酸ストロ
ンチウム・カルシウムけい光体とが適当であり、
また緑色発光けい光体としてはセリウム・テルビ
ウム付活けい酸イツトリウムけい光体が適当であ
り、さらに赤色発光けい光体としてはユーロピウ
ム付活酸化イツトリウムけい光体が適当であるこ
とを知つた。これらのけい光体はいずれも発光効
率が高く、混合使用しても支障ないものである。
そして、これらけい光体の発光色を第１図のxy
色度図に示す。図中、B₁（〇印）はユーロピウム
付活塩化りん酸ストロンチウムけい光体、B₂（●
印）はユーロピウム付活塩化りん酸ストロンチウ
ム・カルシウムけい光体、Ｇ（×印）はセリウ
ム・テルビウム付活けい酸イツトリウムけい光
体、Ｒ（△印）はユーロピウム付活酸化イツトリ
ウムけい光体の発光色をそれぞれ示す。そして、
上述の三色のけい光体の混合比を適当にすること
によつて、三色のけい光体の座標を結んだ三角形
内の所望の色の発光を得ることができる。 これら三色のほぼ同じ粒径のけい光体を混合し
てバインダとともに有機溶剤に分散して混合液を
調整し、この混合液をほぼ垂直に保持したガラス
管内に流下して塗布し、乾燥したのち焼成して三
色混合けい光体被膜を形成してけい光ランプに構
成した。そして、発光色を局部的に調査したとこ
ろ、混合液流下時上方に位置した端部は赤色発光
が強く、青および緑色発光が弱く、また、下方に
位置した端部はこれに反して青および緑色発光が
強く、赤色発光が弱いことが判明した。 これに対して、本発明者は色むらの原因はけい
光体粒子相互間の沈降速度の差によるものではな
いかと考えた。すなわち、混合液が流下する途中
において、３種のけい光体が管壁に沈降するので
あるが、流下の始めに比重の大きいユーロピウム
付活酸化イツトリウムけい光体がより多く沈降
し、このため流下の終りには比重の小さいユーロ
ピウム付活塩化りん酸ストロンチウムけい光体や
ユーロピウム付活塩化りん酸ストロンチウム・カ
ルシウムけい光体の青色発光けい光体とセリウ
ム・テルビウム付活けい酸イツトリウムけい光体
の割合いが多くなつて上述のような色むらが生じ
たものと推測した。この推測が正しいとすれば、
三種のけい光体のうち比重の大きいけい光体ほど
粒径を小さくして、各けい光体の沈降速度を近似
させれば個品内の色むらが解決できるはずであ
る。また、各けい光体の沈降速度が近似していれ
ば同じ混合液を反覆使用しても３色けい光体の混
合比が変化しないので個品間の色むらも同時に解
決できるはずである。 そこで、実験として、けい光体被膜を従来公知
の２層構造として、ガラス側のけい光体被膜をハ
ロりん酸塩けい光体で構成し、放電側のけい光体
被膜を上述のユーロピウム付活塩化りん酸ストロ
ンチウム・カルシウムけい光体とセリウム・テル
ビウム付活けい酸イツトリウムけい光体およびユ
ーロピウム付活酸化イツトリウムけい光体の３種
混合被膜とし、それらの粒径を異らせて色むらの
有無を調査し、併せてこれら３色のけい光体の混
合比を異らせることによつて全光束および色温度
に対する影響も調査した。 まず、色温度4200Kのランプの構成と全光束お
よび色むらの有無を第１表に示す。

【表】 この第１表に示した実験番号１番および３番各
２個を抽出してそれらの塗布時上側にあつた部分
と下側にあつた部分と中間にあつた部分とについ
て色度を調査した。個品番号をａ，ｂとし、部分
を上、下で示し、中間は上下を付けないことにし
た。たとえば、１ａ上は実験番号１番のａ個品の
上側部分の色度を示す。この結果を第２図の色度
図で示す。 この図から、実験番号１番と２番は個品内の色
むらも個品間の色むらもどちらもほとんどないこ
とが理解できる。 次に、色温度5000Kのランプの構成と全光束お
よび色むらの有無を第２表に示す。

【表】 この第２表に示した各実験番号のもの２個を抽
出してそれらの塗布時上側にあつた部分と下側に
あつた部分と中間にあつた部分とについて色度を
調査した。個品番号および部分符号については第
２図と同じにした。この結果を第３図の色度図に
示す。この図からも、５番のものは個品内の色む
らも個品間の色むらもどちらもほとんどないこと
が理解できる。 次に、色温度6500Kのランプの構成と全光束お
よび色むらの有無を第３表に示す。

【表】 この第３表に示した各実験番号のもの２個をそ
れぞれ抽出してそれらの塗布時上側にあつた部分
と下側にあつた部分と中間にあつた部分とについ
て色度を調査した。個品番号および部分符号につ
いては第２図と同じにした。この結果を第４図の
色度図に示す。この図からも、７番のものは個品
内の色むらも個品間の色むらもどちらもほとんど
ないことが理解できる。 また、上述の各実験におけるユーロピウム付活
塩化りん酸ストロンチウムカルシウムの一部また
は全部をユーロピウム付活塩化りん酸ストロンチ
ウムに置換えても上述の結果はほとんど変化しな
かつた。また、ガラス側けい光体を他のハロりん
酸塩けい光体に置換えても同様であつた。 以上の各実験結果を総括して次の結論が得られ
た。 (1) 比重の大きいけい光体ほど粒径を小さくする
と色むらが少なくなる。 (2) 混合けい光体被膜を粒径2.2〜4.0μのユーロ
ピウム付活塩化りん酸塩けい光体と粒径2.0〜
3.8μのセリウム・テルビウム付活けい酸イツト
リウムけい光体と粒径1.8〜2.8μのユーロピウ
ム付活酸化イツトリウムけい光体とで構成する
と、各けい光体の沈降速度が等しくなり、けい
光体混合液塗布に伴なう個品内の色むらや個品
間の色むらがなくなる。 (3) 混合けい光体被膜をガラス管内面に直接形成
した場合でも、あるいは他のけい光体被膜上に
重層して形成しても上記結論(1)の数値およびそ
の効果は変らない。 (4) ガラス管内面にハロりん酸塩けい光体被膜を
形成し、この被膜上に上述の結論(1)の混合けい
光体被膜を形成して２層にすれば発光効率が向
上ししかも安価になる。 (5) 上記結論(1)の混合けい光体において、ユーロ
ピウム付活塩化りん酸けい光体10〜35重量％、
セリウム・テルビウム付活けい酸イツトリウム
けい光体50〜70重量％およびユーロピウム付活
酸化イツトリウムけい光体10〜30重量％で構成
すれば、色温度3500〜6500Kの広い色温度範囲
において実用的な光色が得られる。 なお、実験によれば本発明は上述の３種のけい
光体を混合被着したものに限らず、比重を異にす
る複数種のけい光体を混合被着したものには総て
適用できる。また、混合けい光体被膜はガラス管
内面に直接形成しても、あるいは透明導電膜上に
形成してもよい。 このように、本発明のけい光ランプはガラス管
内面に直接または他の被膜を介して発光スペクト
ルを異にする複数種のけい光体を混合被着する場
合、比重の大きいけい光体ほど粒径を小さくした
ので、塗布に伴なう個品内および個品間の色むら
がほとんどなくなつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のけい光ランプに用いる３色の
けい光体の色度を示す色度図、第２図は色温度
4200Kのランプにおける混合けい光体の各成分の
粒度と色むらとの相関を示す色度図、第３図は色
温度5000Kのランプにおける混合けい光体の各成
分の粒度と色むらとの相関を示す色度図、第４図
は色温度6500Kのランプにおける混合けい光体の
各成分の粒度と色むらとの相関を示す色度図であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガラス管内面に直接または他の被膜を介して
   比重および発光スペクトルの異なる複数種のけい
   光体を混合被着してなるけい光体被膜を形成した
   ものにおいて、上記複数種のけい光体は比重の大
   きいものほど粒径を小さくしたことを特徴とする
   けい光ランプ。 ２ けい光体被膜は粒径2.2μないし4.0μのユーロ
   ピウム付活塩化リん酸塩けい光体と粒径2.0μない
   し3.8μのセリウム・テルビウム付活けい酸イツト
   リウムけい光体と粒径1.8μないし2.8μのユーロピ
   ウム付活酸化イツトリウムけい光体とを混合被着
   してなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のけい光ランプ。 ３ 他の被膜はハロりん酸塩けい光体からなり、
   この被膜上に混合けい光体被膜を重層したことを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載のけい光ラ
   ンプ。 ４ 混合けい光体被膜はユーロピウム付活塩化リ
   ん酸塩けい光体10重量％ないし35重量％、セリウ
   ム・テルビウム付活けい酸イツトリウムけい光体
   50重量％ないし70重量％およびユーロピウム付活
   酸化イツトリウムけい光体10重量％ないし30重量
   ％からなることを特徴とする特許請求の範囲第３
   項記載のけい光ランプ。