KR100248067B1 - 잔광성 램프 - Google Patents

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게이지 이치노미야
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오가와 에이지
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Abstract

전기에너지를 광에너지로 변환하는 발광부및, 발광부에 의하여 광을 발하도록 여기되며, 다음의 일반식으로 표현될 수 있는 잔광성 형광체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 잔광성 램프. (M1-p-q, EupQq)O·n(Al1-mBm)2O3·kP2O5·αX. 여기에서, p, q, n, m, k, α 및 α/n 의 값은, 0.0001≤p≤0.5, 0.0001≤q≤0.5, 0.5≤n≤3.0, 0≤m≤0.5, 0≤k≤0.2, 0≤α≤0.5, 0≤α/n≤0.4의 범위에 있으며, 조성식중 M은 Mg, Ca, Sr, Ba, 및 Zn으로서 이루어지는 2가 금속의 군으로부터 선택된 최소한 1종이고; Q는 공활화성화제이며, Mn, Zr, Nb, Pr, Nd, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, 및 Lu로서 이루어지는 군에서 선택된 최소한 1종이며; X는 F, Cl, Br 및 I로서 이루어지는 할로겐원소의 군으로 부터 선택된 최소한 1종이다.

Description

잔광성 램프
제1도는, 본 발명에 따른 잔광성 램프의 단면도이며,
제2도는, 본 발명에 따른 잔광성 램프의 단면도이며,
제3도는, 본 발명에 따른 잔광성 램프의 단면도이며,
제4도는, 본 발명의 잔광성 램프의 단면도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 발광부 2 : 투광성 유리
3 : 내면 형광체층 4 : 외면 형광체층
31 : 잔광성 형광체층 32 : 조명용 형광체층
본 발명은 램프의 내면에 잔광특성을 가지는 특정 조성의 붕(硼)알루민산염 잔광성 형광체가 도포된 잔광성 램프에 관한 것이다.
유도등은 일본국의 소방법 시행령과 전국 각 도시의 화재방지 조례 등에서, 극장, 호텔 등 사람이 많이 모이는 장소에 설치가 의무화되어 있다. 지진, 화재등의 재해나 기타의 돌발적인 사고에 의하여 상용 전원이 단절되는 경우, 자동적으로 예비전원으로 변환되고, 20분간 이상의 점등이 필요하게 된다. 그러나, 재해시에 그 예비전원이 파괴되거나 혹은 급전회로가 단선되면 유도등이 소등이 되어버리게 된다. 그러한 경우, 복잡한 지하 상점가, 긴 터널 내, 혹은 야간의 고층빌딩 등은 매우 위험한 장소로 된다. 또한 종래의 유도등은 구조가 복잡하므로 설비에 많은 시간과 고액의 비용이 들어서, 법으로 의무화된 장소 이외에서의 적용은 대부분의 경우 거의 없다.
또한, 유도등은 위 설명과 같은 비상시에 한하는 것은 아니다. 예를 들어, 회사, 백화점, 학교의 교사, 및 공장 이나 상점 혹은 가옥등의 대부분의 거의 대부분의 건축물에서, 이들의 실내나 복도 혹은 계단의 조명의 스위치를 끊은 후 출구에 이르기까지의 사이에, 발밑이 보일 정도의 간단한 구조의 저렴한 유도등이 있다면, 더욱 안전하고 쾌적한 생활을 할 수가 있다.
이에 대하여, 광원으로부터의 빛이 닿는 장소에 위치하는 세이드등의 유지부재에, 광원으로부터 발해진 광에너지를 흡수및 축적하는 성질을 가지는 광축적체를 제공하는 기술이, 1983년 7월 19일에 발행된 일본국 특개소 제 58-121088호 공보에 개시되어 있다. 이러한 광축적체를 이용하므로서 예비전원이 불필요하게 된다. 그러나, 종래의 광축적체는 화학적으로 불안정하며, 자외선, 고온, 수분등에 의하여 용이하게 품질이 저하되어 버리는 결점을 가지고 있다. 더우기, 이들 광축적체의 잔광은 어둡고 짧다. 또한, 유지부재에 광축적체를 도포하는 방법으로는, 그 밝기가 불충분하다.
본 발명의 목적은, 비상시의 예비전원을 필요로 하지 않고, 길고 밝은 잔광을 이용할 수가 있으며, 더우기 광축적체를 도포한 그러한 특별한 조명기구를 필요로하지 않는 유도등을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명자들은 위에 설명한 문제를 해결하기 위하여 검토한 결과, 유도등의 유리관 내면 혹은 외면에, 특정조성의 알루민산염 형광체가 도포되므로서 과제를 해결할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 잔광성 램프는, 전기 에너지를 광에너지로 변환하는 발광부와, 그 발광부를 덮는 투광성유리를 포함하여 구성된다. 상기 투광성 유리의 내면 및 외면 중 적어도 한쪽에 형광체층이 마련된다.
형광체층이 다음 일반식으로 표현될 수 있는 잔광성 형광체를 구비하는 것을 특징으로 한다.
(M1-p-q, EupQq)O·n(Al1-mBm)2O3·kP2O5·αX
상기에서, p, q, n, m, k, α 및 α/n 의 값은,
0.0001≤p≤0.5
0.0001≤q≤0.5
0.5≤n≤3.0
0≤m≤0.5
0≤k≤0.2
0≤α≤0.5
0≤α/n≤0.4의 범위에 있으며,
M은 Mg, Ca, Sr, Ba 및 Zn으로서 이루어지는 2가 금속의 군에서 선택된 적어도 하나이며;
Q는 공활성화제로서, Mn, Zr, Nb, Pr, Nd, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu로서 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나이며;
X는 F, Cl, Br 및 I로서, 이루어지는 할로겐원소로 부터 선택된 적어도 하나이다.
상기한 조성을 더욱 이하의 특정 범위로 조정하므로서, 형광색 및 잔광색을 선택할 수가 있다.
발광피크 파장이 520nm부근인 녹색발광의 잔광성 형광체를 준비하는 경우, 다음과 같은 조성범위로 선택하는다. 즉, 2가의 유로피움으로 활성화된 붕알루민산염 형광체에 있어서, 그 화학 조성식이 하기의 범위에 있는 결정구조가 단사정계를 주성분으로 하는 잔광성 형광체로 한다.
(M1-p-q, EupQq)O·n(Al1-mBm)2O3·kP2O5·αX
0.0001≤p≤0.5
0.0001≤q≤0.5
0.5≤n≤1.5
0.0001≤m≤0.5
0≤k≤0.2
0≤α≤0.5
0≤α/n≤0.4
(단, 조성식 중의 M은 Sr가 70몰%이상이다.)
발광피크 파장이 440nm부근인 청색발광의 잔광성형광체를 조제하는 경우, 다음과 같은 조성범위로 선택하는다. 즉, 2가의 유로피움으로 활성화된 붕알루민산염 형광체에 있어서, 그 화학조성식이 아래범 위에 있으며, 결정구조가 단사정계를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 전광성 형광체로 한다.
(M1-p-qEupQq)O·n(Al1-mBm)2O3·kP2O5·αX
0.0001≤p≤0.5
0.0001≤q≤0.5
0.5≤n≤1.5
0.0001≤m≤0.5
0≤k≤0.2
0≤α≤0.5
0≤α/n≤0.4
(단, 조성식 중의 M은 Ca가 70몰%이상이다.)
발광피크 파장이 490nm부근인 청록색 발광의 잔광성 형광체를 조제하는 경우, 다음과 같은 조성범위로 선택한다. 즉, 2가지 유로피움으로 활성화된 붕알루민산염 형광체에 있어서, 그 화학조성식이 아래범위에 있으며, 결정구조가 사방정계(斜方晶系)를 주성분으로 함을 특징으로 하는 잔광성 형광체로 한다.
(M1-p-q, EupQq)O·n(Al1-mBm)2O3·kP2O5·αX
0.0001≤p≤0.5
0.0001≤q≤0.5
1.5≤n≤3.0
0.0001≤m≤0.5
0≤k≤0.2
0≤α≤0.5
0≤α/n≤0.4
(단, 조성식 중의 M은 Sr가 70몰%이상이다.)
이 결정구조가 사방정계를 주성분으로 하는 형광체는 특히 내열성이 뛰어나다. 따라서, 이 형광체가 형광램프와 같이 형광체를 가열하는 공정이 있는 경우에 사용되면, 발광휘도및 잔광휘도의 저하를 적게할 수 있는 특성과 장점을 가진다.
발광피크파장이 490nm부근인 청록색 발광의 잔광성 형광체를 조제하는 경우, 발광휘도, 잔광휘도및 내열성에 관해서 다음과 같은 조성범위로 선택하는 것이 특히 바람직하다. 즉, 2가의 유로피움으로 활성화된 붕알루민산염 형광체에 있어서, 그 화학 조성식이 아래 범위에 있으며, 결정구조가 사방정계를 주성분으로 함을 특징으로 하는 잔광성 형광체로 한다.
(M1-p-q, EupQq)O·n(Al1-mBm)2O3·kP2O5·αX
0.0001≤p≤0.5
0.0001≤q≤0.5
1.7≤n≤2.0
0.0001≤m≤0.5
0≤k≤0.2
0≤α≤0.5
0≤α/n≤0.4
(단, 조성식 중의 M은 Sr이다.)
본 발명에 따른 잔광성램프는, 비상시의 예비전원을 필요로 하지 않는, 길고 밝은 잔광을 제공할 수가 있다.
특히, 사방정계의 청록색 발광의 잔광성 형광체를 선택하는 경우, 그 잔광 휘도는 현저하게 높아지며, 또한, 형광체의 내수성도 개선되므로, 잔광성 형광체가 직접 외기에 저촉하는 그러한 구조의 램프에 대한 응용이 가능하게 된다.
이 잔광성 형광램프를 유도등에 적용하므로서, 예를 들어 광축적체를 도포한것과 같은 특별한 조명기구를 필요로 하지 않고, 기존의 조명기구를 그대로 사용할수 있다는 점에서 매우 경제적이다. 그 결과, 유도등의 설치장소 선택에 따르는 경제적인 제한을 적게할 수가 있다.
또한, 예비전원이 달린 종래의 유도등에 조립하여 사용된 경우에 있어서도, 재해에 의하여 예비전원 혹은 급전회로가 단절되어도, 유도등으로서 기능을 하는 점에서, 신뢰성이 매우 높은 유도등을 제공할 수가 있다.
부가적으로, 비상시에 한하지 않고, 실내나 복도 혹은 계단의 조명에 사용한 경우, 스위치를 끊은 후에도 당분간 고휘도의 잔광이 계속되므로, 출구에 이를때 까지의 사이에, 발 밑을 조명하는 보조조명으로서도 이용할 수가 있다.
본 발명의 상기및 기타의 장점과 특징은 첨부된 도면에 기초한 이하의 설명으로부터 보다 명백해진다.
잔광성램프는 형광체로 도포된다. 본 잔광램프에 있어서, 형광체는 램프로부터 발해진 광을 수납하도록 설계된다. 형광체는 램프로부터 발해진 광으로 여기되고, 잔광을 발하게 된다. 형광체를 여기할 수 있는 램프의 광은 상술한 바와 같이 형광체의 화학적 조성에 따라서 변화한다.
본 발명의 잔광성 형광체를 여기할 수 있는 램프에는 여러가지가 있다. 예로서, 백열전구, 형광램프, HID램프, 및 할로겐램프등 현재 실용되고 있는 모든램프에 적용 가능하다. 본 발명의 잔광램프는, 제 1 도와 같이, 이들 램프의 발광부(1)를 덮는 투광성유리(2)의 내면 및/또는 외면에, 잔광성 형광체가 도포함으로써, 각각 내면 형광체층(3) 및/또는 외면형광체층(4)을 형성하므로서 얻어질 수 있다. 형광체층의 두께는, 사용하는 잔광성 형광체의 입자지름에 따라 변하는 것이지만, 5 내지 100μm의 범위가 바람직하다. 이 범위보다 형광체층이 엷어지면, 잔광성 형광체의 도포량이 너무 적으므로 잔광은 거의 발휘되지 못한다. 반대로 이 범위보다도 형광체층이 두꺼워지면, 램프의 광이 형광체층에 차단되어서, 본래의 조명용 램프로서의 기능이 저하한다.
모든 본 발명에 따른 잔광성 램프는 위 설명과 같이 설계되나, 특히 형광램프에 대해서는, 유리관 내면의 형광체층의 형광체가 자외선에 의하여 여기되어 발광하고 있다. 그 때문에, 이 자외선 에너지를 직접 이용할 수도 있다. 형광램프의 유리관 내면에 잔광성 형광체를 도포한 경우, 잔광성 형광체는 형광램프의 발광부인 양광주(陽光柱)로부터 방사되는 253.7nm의 수은선에 의해서도 직접 여기된다. 따라서, 잔광성 형광체는 단독으로 형광램프에 도포하는 것으로도 잔광성 형광램프를 얻을 수가 있다. 이 경우, 잔광은 극대화 된다. 그러나, 통상시는 통상적인 백색계의 형광램프로서 사용하는 필요에 따라서, 형광램프용의 형광체와 조합하여 사용하며, 이 형광체의 발광을 수광하여 잔광을 출력하는 구조가 바람직하다고 할 수있다.
본 발명에 따른 잔광형광램프의 실시예로서, 다른 형광체의 발광을 수광하는 구조로서, 제 2 도의 형광램프의 관 방향으로 수직인 단면도에 의해서 설명한다.
주로 양광주의 발광부(1)에서, 전기에너지를 광에너지(이 경우는 자외방사에너지)로 변환한 에너지로, 투광성 유리(2) 내면에 형성된 형광체층(3)을 여기하고 있다. 이 경우에, 잔광성 형광체와, 그것을 여기할 수 있는 조명용 형광체가 형광체층속에서 완전히 혼합되어 있어도 좋으며, 이 방법이 가장 간단하다.
또 제 3 도의 형광램프 단면도에 도시하는 바와 같이, 투광성유리의 내면의 제 1 층에 잔광성 형광체층(31)을 형성하고, 제 2 층에 조명용 형광체층(32)을 형성하는 이른바 2층도포도 가하다. 이 방법에 의하면 253.7nm의 수은선은 형광램프용 형광체의 여기에 사용된다. 이 때, 여기에 이용되지 않고 조명용 형광체층을 투과한 자외선은, 잔광성 형광체층까지 도달하여 잔광성 형광체를 여기한다. 또한 조명용 형광체층으로부터의 가시광선은, 잔광성 형광체층에 도달하여 잔광성 형광체의 여기에도 이용된다. 이 경우에, 잔광성 형광체는 자외선과 가시광 양쪽에 의하여 여기되고, 얻어지는 잔광성 램프는 조명용으로서 고휘도이며 더우기 잔광도 고휘도가 된다.
그 이외에, 제 4 도의 형광램프의 단면도에서 나타낸 바와 같이, 투광성유리(2) 내면에 조명용 형광체층(3)을 형성하고, 유리관 외측에 잔광성 형광체층(4)을 형성하는 것도 가능하다.
잔광성 형광체와 함께 혼합된 상태의 상술한 형광체층내에 포함된 형광체로서, 조명용 형광체로서 통상 사용되는 것이 적용가능하며, 예를 들면, (SrCaBaMg)5(PO4)3Cl:Eu, BaMg2Al16O27:Eu, Sr5(PO4)3Cl:Eu,LaPO4:Ce, Tb,MgAl11O19:Ce, Tb, Y2O3:Eu, Y(PV)O4:Eu, 3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Mn, Ca10(PO4)6FCl:Sb, Mn, Sr10(PO4)6FCl:Sb, Mn, (SrMg)2P2O7:Eu, Sr2P2O7:Eu, CaWo4, CaWO4:Pb, MgWO4(BaCa)5(PO4)3Cl:Eu, Sr4Al14O25:Eu, Zn2SiO4:Mn, BaSi2O5:Pb, SrB4O7:Eu, (CaZn)3(PO4)2:Tl 및 LaPO4:Ce등이 사용된다.
잔광성 형광체의 여기의 목적으로는 주로 600nm이상으로 발광하는 적색계 발광의 형광체는 사용하지 않는다. 그것은, 이와 같은 장파장의 형광체를 사용하여도 여기되지 않기 때문이다. 그런데, 통상적인 조명용의 형광램프는, 발광이 대략 가시범위 전체에 걸치는 일이 많으며, 이와 같은 형광램프에 잔광성을 부여시키는 경우, 적색계의 광은 잔광성 형광체에는 필요가 없어도, 형광램프의 광색을 필요한 범위로 설정하는 데 있어서는 필요하다.
잔광성 형광체를 강하게 여기할 수가 있으며, 더우기 조명용의 형광램프로서 백색범위에 발광하여 형광램프의 광색을 자유롭게 변화시킬 수가 있다는 점에서, 형광체는 450nm부근에 발광피크를 가지는 청색발광 형광체, 545nm부근에 발광피크를 가지는 녹색 발광 형광체 및 610nm부근에 발광피크를 가지는 적색 발광 형광체로서 이루어지는 3파장 혼합형광체가 가장 바람직하다. 청색발광 형광체로서는 (SrCaBaMg)5(PO4)3Cl:Eu 및 BaMg2Al16O27Eu가 바람직하게 사용된다. 또한, 녹색발광 형광체로서는, LaPO4Ce, Tb 및 MgAl11O19:Ce, Tb형광체가 바람직하게 사용된다. 그리고 적색발광 형광체로서는, Y2O3:Eu가 바람직하게 사용된다.
형광체층을 점하는 잔광성 형광체와, 이것과 함께 사용하는 형광램프용 형광체의 혼합비율은, 사용목적에 의하여 자재로 변경이 가능하다. 예를 들면, 조명용으로서의 목적이 우선하는 경우, 즉, 램프광속이 가장 중요한 경우, 형광램프용의 형광체의 비율이 증가한다. 반대로, 잔광을 밝고 길게 하고자하는 경우, 잔광성 형광체의 비율을 많게 하므로서 실현 가능하다.
또, 잔광성 형광램프의 제작에 관해서는 통상적인 형광램프의 제작방법이 그대로 적용된다. 예를 들어, 잔광성 형광체와, 그와 공존해서 잔광성 형광체를 여기하는 형광체 및 알루미나 혹은 피로인산칼슘, 칼슘바륨보레이트등의 결착제를 니트로셀룰로오스/아세트산부틸용액에 첨가하고, 이들을 혼합 현탁시켜서 형광체 도포현탁액을 조제한다. 얻어진 형광체 도포현탁액을 유리관의 내면에 붓고, 그후 여기에 온풍을 통하게 하여 건조시켜, 베이킹, 배기 필라멘트의 장착, 마구리쇠의 장착등, 통상적인 수순에 따라 본 발명의 형광램프를 완성시킬 수 있다.
유리관에 대한 도포시, 알루미나 등의 보호막을 형성한 후, 형광체층을 형성하는 것도 가능하다. 그와 같은 방법을 사용하므로써, 광속, 광속유지율등의 발광성능은 더욱 개선된다.
본 발명에 적용하는 잔광성 형광체의 원료로서, SrO, Al2O3및 Eu2O3와 같은 금속 산화물, 혹은 SrCO3와 같이 고온에서 소성하므로서 용이하게 산화물이 되는 그러한 화합물을 선택하는다. 이와 같은 화합물로서, 탄산염 외에는 질산염, 옥살산염, 수산화물등이 있다. 발광특성이 원료의 순도에 의존한다는 사실에서, 이들 원료순도는 99.9＆이상의 필요하며, 99.99%이상이 되는 것이 바람직하다.
잔광성 형광체는 플럭스로서 할로겐윈소를 첨가하여 소성하므로서, 잔광성 형광체의 정상이 아닌 입자 성장을 억제하고, 결정성장을 제어하는 것이 가능하게 된다. 이는, 할로겐원소가 형광체의 구성원소인 알루미늄, 알칼리 토류금속, 희토류금속 등과 반응하고, 특히 형광체 입자표면에 많이 존재하여 소성되므로서, 형광체 입자가 균일하게 소성되도록 되기 때문이다. 그 결과, 입자형상은 개선되고 분산성 향상한다.
잔광성 형광체의 소성시의 플럭스로서 첨가하는 할로겐 화합물로서는, 할로겐원소의 암모늄염, 알칼리토류원소의 할로겐화물, 및 할로겐화 알루미늄 등을 단독 혹은 혼합하여 사용한다. 첨가한 할로겐원소는 거의 전부가 형광체 조성에 함유된다. 따라서, 형광체에 함유시키고자 원하는 양을 원료에 혼합하여 소성하므로서, 함유량을 제어할 수가 있다.
잔광성 형광체의 할로겐 함유량 α는 형광체조성에 의존한다. 특히 본 발명의 잔광성 형광체의 조성식 중의 붕알루민산의 몰 수 n의 값에 의존한다. n의 값이 0.5이상, 1.5이하의 범위에서, 알칼리토류금속이 Sr의 경우 발광색은 녹색, Ca의 경우 발광색은 청색을 나타내고, α의 범위는 0.003이상, 0.2이하가 바람직하며, 0.05이하, 0.12이상이 보다 바람직하다. 또, n의 값이 1.5이상 3.0이하의 범위에서 발광은 청록색을 나타내며, α는 범위 0.004이상, 0.25이하가 바람직하고, 0.08이하, 0.15이상이 보다 더 바람직하다. 또한, α/n의 값이 0.001이상, 0.4이하, 특히 0.07부근이 가장 바람직하다.
붕소를 잔광성 형광체의 조성에 함유시키므로서, 붕알루만산으로서의 결정성을 개설할 수 있고, 발광중심과 광포획중심을 안정화할 수 있으므로서 잔광휘도의 고휘도화에 유효하게 작용한다.
붕소를 조성에 도입하기 위하여는, 붕소를 함유한 화합물을 플럭스로서 가하여 소성하는 방법이 유효하다. 플럭스로서, 붕산 혹은 알칼리토류원소의 붕산염이 사용가능하고, 특히 붕산이 바람직하다. 첨가한 붕소는 거의 전부가 형광체 조성에 함유된다.
붕소의 첨가는, 알루미늄을 치환하는 붕소량 m이 0.0001이상, 0.5이하의 범위가 바람직하며, 보다 바람직한 것은 0.05부근이다.
특정량의 붕산과 인산을 동시에 함유시키므로서, 가한 붕산의 태반이 알루미나의 혼정(婚晶)을 만들어 형광체의 조성에 섞여지며, 그 결과 형광체의 내열성이 향상된다. 과잉의 붕산은 인산화합물 및 2가 금속과 혼정을 만들어 형광체 입자간의 용융반응을 막는 작용이 있다. 이 혼정은 물에 불용성이며, 잔광성 형광체의 입자표면을 피복하기 위하여 내수성을 가진다. 인산을 형광체 모체에 도입하기 위해서는, 원료로서, 인산, 무수인산, 인산암모늄 알칼리토류 원소의 인산염 등이 바람직하게 하용된다. 첨가한 인산은 거의 전부가 형광체 조성에 함유된다. 인산화합물의 첨가는, 형광체 조성식중 인산농도 K는 0.001이상, 0.2이하의 범위가 바람직하며, 0.01이상 0.1이하의 범위가 더욱 바람직하고, 0.03이상, 0.05이하의 범위가 가장 바람직하다.
이들 구성성분 및 플럭스를 혼합한 원료를, 대기중에서 1200℃이상 1600℃이하의 온도에서 몇시간 1차소성한 후, 약환원 분위기중에서 1200℃이상 1600℃이하의 온도에서 2차소성하여, 얻어진 소성품을 분쇄후 체로 걸러, 본 발명의 잔광성 형광체를 얻는다. 목적하는 잔광성 형광체 조성을 얻기위한 원료의 혼합비율은, 이론 비율과 대략 일치한다.
잔광성 형광체에 도입하는 활성제, 광활성화제는 형광색및 잔광휘도에 관계되며, 실용을 위하여는 그 농도범위가 중요하다. 그래서, 활성화제, 공활성화제는 각각 다음과 같은 범위로 설정한다.
본 발명의 잔광성 형광체에 도입하는 활성화제 Eu의 농도 P의 바람직한 범위는 0.001이상, 0.06이하의 범위이다.
공활성화제는 Mn, Dy, Tm, Lu, Nb, Yb, Zr, Er, Pr, Ho 및 Nd중의 최소한 1종의 원소를 사용할 수 있으나, 바람직하게는 2종류의 원소가 사용가능하다. 이 2종류의 원소는 제 1 과 제 2 의 공활성화제로 나누어서 생각할 수 있다. 제 1 의 공활성화제로서는 Dy, Nd, Pr, Ho 및 Er가 주로 사용될 수 있다. 형광체 조성식중의 2가 금속 M이 특히 Sr인 경우, Dy, Pr, Tm, Ho 및 Er이 잔광 휘도향상에 효과적이며, 이 경우 발광색은 녹색에서 청록범위에 있다. 2가 금속 M가 주로 Ca인 Nd 및 Tm의 각각이 잔광휘도를 개선하기에 유효하며, 이 경우 발광색은 청에서 청자색범위에 있다. 2가 M이 주로 Ca인 경우, 제 1 의 공활성화제 Nd와, 제 2 의 공활성화제 Mn와의 조합에 의하여 매우 고율의 백색범위인광을 얻는다.
제 1 의 공활성화제로서 Dy로 선택하는 경우, 발광성능에 미치는 Dy는 농도 q의 최적범위는 0.0005 로부터 0.03까지의 범위이다.
제 1 의 공활성화제로서 Dy를 선택하는 경우, 제 2 의 공활성화제 Mn의 농도 q의 바람직한 범위는 0.0001내지 0.06이며, 더욱 바람직한 것은 0.0005 내지 0.02이다.
제 1 의 공활성화제로서 Dy를 선택하는 경우, 제 2 의 공활성화제 Tm의 농도 q의 바람직한 범위는 0.0003내지 0.02이며, 더욱 바람직한 것은 0.0004 내지 0.01이다.
제 1 의 공활성화제로서 Dy를 선택하는 경우, 제 2 의 공활성화제 Lu의 농도 q의 바람직한 범위는 0.0001내지 0.06이며, 더욱 바람직한 것은 0.0004 내지 0.04이다.
제 1 의 공활성화제로서 Dy를 선택하는 경우, 제 2 의 공활성화제 Nb의 농도 q의 바람직한 범위는 0.0001내지 0.08이며, 더욱 바람직한 것은 0.0003이상, 0.04이다.
제 1 의 공활성화제로서 Dy를 선택하는 경우, 제 2 의 공활성화제 Yb의 농도 q의 바람직한 범위는 0.0002내지 0.04이며, 더욱 바람직한 것은 0.0003 내지 0.01이다.
제 1 의 공활성화제로서 Dy를 선택하는 경우, 제 2 의 공활성화제 Zr의 농도 q의 바람직한 범위는 0.0002내지 0.70이다.
제 1 의 공활성화제로서 Dy를 선택하는 경우, 제 2 의 공활성화제 Er의 농도 q의 바람직한 범위는 0.0001내지 0.03이하이며, 더욱 바람직한 것은 0.0005 내지 0.02이다.
제 1 의 공활성화제로서 Dy를 선택하는 경우, 제 2 의 공활성화제 Pr의 농도 q의 바람직한 범위는 0.0001내지 0.04이며, 더욱 바람직한 것은 0.0005 이상 0.03이다.
제 1 의 공활성화제로서 Nd를 선택하는 경우, Nd의 농도 q의 최적범위는 0.0005내지 0.03이다. 이 경우, 제 2 의 공활성화제를 동시에 사용하지 않아도 좋다.
제 1 의 공활성화제로서 Nd를 선택하는 경우, 제 2 의 공활성화제 Tm의 농도 q의 바람직한 범위는 0.0001내지 0.06이며, 더욱 바람직한 것은 0.0005 내지 0.02이다.
제 1 의 공활성화제로서 Nd를 선택하는 경우, 제 2 의 공활성화제 Pr의 농도 q의 바람직한 범위는 0.0001내지 0.06이하이며, 더욱 바람직한 것은 0.0005 내지 0.02이다.
제 1 의 공활성화제로서 Na를 선택하는 경우, 제 2 의 공활성화제 Ho의 농도 q의 바람직한 범위는 0.0001내지 0.06이며, 더욱 바람직한 것은 0.0005 내지 0.02이다.
제 1 의 공활성화제로서 Nd를 선택하는 경우, 제 2 의 공활성화제 Dy의 농도 q의 바람직한 범위는 0.0001내지 0.06이며, 더욱 바람직한 것은 0.0005 내지 0.02이다.
종래로 부터, 비교적 장시간의 잔광을 잔광성 형광체로서, ZnS:Cu형광체가 알려져 있다. 그러나, 이 형광체를 사용하여 잔광성 램프를 제작하여도 잔광 광속은 매우 낮아서 조명에 사용할 수 있는 휘도는 얻을 수 없다. 이는 ZnS:Cu형광체는 자외선에 의하여 광분해하고, 형광체 결정표면에 콜로이드형상 아연 금속이 석출하여 외관이 흑색으로 변색하며, 잔광휘도가 크게 저하하기 때문이다. 더우기, 형광체 도포후, 유기바인더를 연소시키기 위한 베이킹공정에서 ZnS:Cu형광체는 산화되어 발광을 못하게 된다. 이와 같은 근본적인 원인으로, 이러한 종류의 형광체는 형광램프에 대한 응용은 전연 불가능하다.
본 발명에 사용하는 상술한 붕알루민산 잔광성 형광체는, 상기와 같은 자외선에 의한 형광체의 광분해 문제는 없다. 또 점등중의 형광램프의 품질저하 요인의 하나인, 형광체에 대한 수응흡착, 혹은 형광램프의 양광주로 부터 발생하는 Ar+이나 Hg+등의 이온충격에 의한 형광체의 품질저하는 잘 생기지 않는다.
이 붕알루민산의 잔광성 형광체는 기본적으로 활성화제의 2가의 Eu에 의한 강한 발광을 나타낸다. 2가의 Eu는 가시광으로 부터 자외 범위까지의 광범위로 흡수가 있어, 따라서, 자연광과 같은 광범위한 파장범위에서 여기되어 높은 효율의 발광(형광)을 나타낸다. 또, 공활성화제로서, Mn, Zr, Nb, Pr, Nd, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu로서 이루어지는 군에서 선발된, 최소한 1종을 형광체 모체에 도포시키므로서 잔광형상이 나타난다.
본 발명의 잔광성 형광체에 있어서는, 붕소를 함유시키므로서 알루미네이트의 결정성을 양호하게 하고 발광중심과 포획중심을 안정화시키므로서 잔광시간, 잔광휘도를 개선한 붕알루민산염 형광체를 사용하고 있다.
2가금속, 활성화제, 공활성화제의 산화물의 총몰수와 알루미나 및 붕산의 총몰수가 대략 1:1, 즉 n=1인 경우, X선회절에 의하여 해석한 결과, 결정구조는 SrAl2O4형의 단사정계가 되어 파장 520㎚에 피크가 있는 녹색발광을 나타낸다.
이들을 1:2즉, n=2로 배합하여 소성한 경우, 붕소의 치환이 1몰%정도의 저농도에서는, 배합조성에서 생성될 SrAl4O2의 구조를 나타낸다.
그러나, 소가 이 보다도 높은 농도에 있어서, Sr4Al14O25구조와 SrAl12019구조의 혼합물이 된다. 이들 결정구조중에서 잔광성 형광체의 모체로서 특히 중요한 것은 Sr4Al14O25구조이며, 이는 사방정계에 속한다. 붕소를 소정량 함유하므로서 결정구조가 변화하고 잔광성이 개선되어 있다. 특히, n이 1.75부근인 경우, 피크파장 490㎚의 청록색 발광이 가장 강하게 되며, X선 회절의 결과 원료배합량에서 기대되는 만큼의 고순도의 Sr4Al14O25구조의 잔광성 형광체가 얻어진다. 이 Sr4Al14O25구조의 잔광성 형광체는, 1.5≤n≤3.0≤범위에서 얻어지며, 특히 1.7≤n≤2.1의 범위에서 주성분으로서 얻어진다.
이 결정구조가 사방정계인 잔광성 형광체는, 0.5≤n≤1.5의 범위의 단사정계의 형광체에 비하여 내열성에 뛰어나며, 형광램프와 같은 그 제조공정에서 형광체층을 고온도로 베이킹하는 그러한 램프에 사용된 경우, 잔광성이 특히 높아지는 이점이 있다.
이 붕알루민산염 잔광성 형광체는, 붕산의 함유가 증가함과 함께 내열성이 나빠진다. 또, 소성품은 굳어지고, 후공정에서의 분쇄 및 체질처리가 곤란하게 된다. 이에 대하여, 조성원료로서 인산화합물을 가하여 소성하므로서, 내열성, 내수성이 향상된다.
가하여진 붕산의 태반이 알루미나의 혼정(混晶)을 만들어 형광체 조성에 섞이는데, 일부과잉이 된 붕산은 인산화합물 및 2가 금속과 혼정을 만들어, 형광체 입자간의 용융반응을 방지하는 작용이 있는 것으로 생각되며, 그 사실이 내열성 향상에 기여하고 있다. 또, 이 혼정은 물에 불용성이며, 잔광성 형광체의 입자표면을 피복하므로, 잔광성 형광체의 내수성을 개선한다.
[실시예 1]
본 실시예에서는, 3파장 혼합형광체로 녹색발광 잔광성 형광체(Sr0.955Eu0.3Dy0.15)O·0.91(AlO.95BO.05)2O3O·0.03P2O5·0.1F를 여기 발광시키는 경우에 관하여, 특히 형광램프의 형광체층에서, 이들 형광체가 완전히 혼합되어 있는 경우에 관하여 설명한다.
형광체 원료로서 SrCO3을 140.98g(0.955mol), Al2O3을 88.14g(0.865mol), Eu2O3을 5.28g(0.015mol), Dy2O3을 2.80g(0.0075mol), H3BO3을 5.63g(0.091mol), (NH4)2HPO4을 7.92g(0.060mol)및 NH4F 3.70g(0.10mol)을 세라믹 포트에 넣고, 혼합매체로서 알루미나볼을 넣어, 롤러로 2시간 혼합하여, 형광체 소성전 혼합원료(이하 원료생분이라 한다)를 얻는다.
이어서, 원료생분을 보트형 도가니에 넣고, 관형상 노에서 대기 분위기하에 1300℃로 2시간 소성하며, 또한 소량의 질소와 수소의 혼합기체를 플로우시켜서 다시 몇 시간 소성하여, 형광체 소성품을 얻는다. 다음에 소성품을 분쇄하여 200메시의 체를 통해서 잔광성 형광체를 얻는다. 이 형광체는 발광피크가 515nm에 있는 시감도가 높은 녹색계의 발광을 나타낸다.
얻어진 잔광성 형광체와, 453nm에 발광피크가 있는 (SrCaBaMg)5(PO4)3Cl:Eu 청색발광 형광체를 32%, 544nm에 발광피크가 있는 LaPO4:Ce, Tb녹색발광 형광체를 18% 및 611nm에 발광피크를 가지는 Y2O3:Eu 적색발광 형광체를 50% 혼합해서 얻어지는 3파장 혼합 형광체를, 1:4의 비율로 충분히 혼합한다.
혼합된 형광체 20g에 니트로셀룰로오스/아세트산 부틸바인더 15g을, 사기제품 포트중에서 충분히 혼합하여 형광체 도포용 슬러리를 조제한다. 이것을 유리관에 붓고 그 내면에 도포하여, 온풍을 통하게 하여서 건조시켜 형광체도포밸브를 얻은 다음, 580℃에서 15분간 도포밸브를 베이킹 하여서 형광막을 형성하였다. 형광램프 1개당 형광체 도포량은 5.0g였다. 그 후는 통상적 방법에 따라, 배기, 필라멘트의 장착, 마구리쇠의 부착을 하여, FL40SS형광 램프를 제작하였다. 얻어진 잔광성 형광램프의 측정치를 표1에 요약한다.
[실시예 2]
실시예 1에서 조제한 (Sr0.955Eu0.3Dy0.15)0·0.91(ALO.95BO.05)2O3·0.03P2O5·0.1 잔광성 형광체를 제 1 층에 도포하고, 제 2 층에 3파장 혼합형광체를 도포하는 2층 도포의 경우에 관해서 이하에 설명한다.
잔광성 형광체 12g에 니트로셀룰로오스/아세트산부틸바인더 15g을 첨가하고, 사기제품 포트중에서 충분히 혼합하여 형광체 도포슬러리를 조제한다.
이것을 유리관에 붓고 그 내면에 도포하여, 온풍을 통하게 하여 건조시킨다. 이 작업에 의하여 제 1 층의 잔광성 형광체의 도포량은 3g 였다. 다음에, (SrCaBaMg)5(PO4)3Cl:Eu 청색발광 형광체를 34.7%, LaPO4: Ce Tb녹색발광 형광체를 20.1% 및 Y2O3:Eu 적색발광 형광체를 45.2%혼합해서 얻어지는 3파장 혼합형광체 30g에, 폴리에틸렌옥사이드수용액 50g 첨가하여, 사기제품 포트중에서 충분히 혼합하여 형광체 도포슬러리를 조제한다. 이것을 유리관에 부어서 그 내면을 도포하여, 온풍을 통해서 건조시킨다. 이 작업에 의한 제 2 층의 3파장 혼합형광체의 도포량은, 3g이었다. 다음에 580℃에서 15분간 도포밸브를 베이킹하여 형광막을 형성하였다. 이후는 통상적 방법에 따라 배기, 필라멘트의 장착, 마구리 쇠의 부착을 하여, FL4OSS형광램프를 제작하였다. 얻어진 형광램프의 측정치를 표1에 요약한다.
[실시예 3]
3파장 혼합형광체로 청색발광 잔광성 형광체(CaO.955Eu0.15Nd0.3)0·0.97(AlO.95BO.05)2O3·0.03P2O5·0.1F를 여기 발광시키는 경우에 관하여, 특히 형광램프의 형광체층에서, 이들 형광체가 완전히 혼합되어 있는 경우에 대하여 설명한다.
형광체 원료로서 CaCO3을 95.59g(0.955mol), Al2O3을 94.01g(0.922mol), Eu2O3을 2.64g(0.0075mol), Nd2O3을 5.05g(0.015mol), H3BO3을 6.00g(0.097mol), (NH4)2HPO4를 7.92g(0.060mol) 및 NH4F를 3.7g(0.1mol)을 사용하는 이외는, 실시예 1과 전적으로 같은 방법으로 잔광성 형광체를 조제하였다. 이 형광체는 발광피크가 440nm에 있는 청색계의 발광을 나타내었다.
얻어진 잔광성 형광체와, (SrCaBaMg)5(PO4)3Cl:Eu 청색발광 형광체 17%, LaPO4:CE, Tb녹색발광 형광체를 27% 및 Y2O3:Eu 적색발광 형광체를 46%혼합해서 얻어지는 3파장 혼합형광체를 1:4의 비율로 충분히 혼합하여, 실시예 1과 같은 방법으로 FL4OSS형광램프를 제작하였다. 얻어진 형광램프의 측정치를 표1에 요약한다.
[실시예 4]
3파장 혼합형광체로 청록발광 잔광성 형광체(Sr0·970Eu0·1Dy0·2)0·1.78(AlO.986BO.014)2O3·0.03P2O5·0.1F를 여기 발광시키는 경우에 관해서, 특히 형광램프의 형광체층에서, 이들 형광체가 완전히 혼합되어 있는 경우에 대하여 설명한다.
형광체 원료로서 SrCO3를 572.8g(3.88mol), Al2O3을 713.72g(7.0mol), Eu2O3을 7.04g(0.02mol), Dy2O3을 14.92g(0.04mol), H3BO3을 12.4g(0.2mol), (NH4)2HPO4를 7.92g(0.06mol)및 NH4F를 3.7g(0.1mol)을 사용한다. 이들 원료를 실시예 1과 마찬가지로, 세라믹포트에 넣고, 혼합매체로서 알루미나볼을 넣어, 롤러로 2시간 혼합후 원료 생분을 얻는다. 다음에, 원료 생분을 보트형 도가니에 넣고 관형상의 노에서 대기 분위기하 1300℃로 2시간소성하며, 다시 소량의 질소와 수소의 혼합기체를 플로우시키면서 다시 몇시간 소성하여, 형광체 소성품을 얻는다. 이어서 소성품을 분쇄하고 200메시의 체를 통하여 잔광성 형광체를 조제하였다. 이 형광체는 발광피크가 490nm에 있는 청록색계의 발광을 나타내었다.
얻어진, 잔광성 형광체와, (SrCaBaMg)5(PO4)3Cl:Eu 청색발광 형광체를 22.3%, LaPO4:Ce, Tb녹색발광 형광체를 33.3%, 및 Y2O3:Eu 적색발광 형광체를 44.4%혼합하여 얻어지는 3파장혼합 형광체를, 1:3의 비율로 충분히 혼합하고, 혼합된 형광체 20g에 니트로셀룰로오스/아세트산부틸바인더 15g을, 사기제 포트중에서 충분히 혼합하여 형광체 도포슬러리를 조제한다. 이것을 유리관에 붓고 그 내면에 도포하여 온풍을 통과시켜서 건조시켜, 형광체 도포밸브를 얻은 다음, 580℃에서 15분간 도포밸브를 베이킹하여 형광막을 형성하였다.
형광램프 1개당의 형광체 도포량은 5.0g이었다. 그 후는 통상적인 방법에 따라, 배기, 필라멘트의 장착, 마구리쇠 부착을 하여 FL4OSS형광램프를 제작하였다. 얻어진 잔광성 형광램프의 측정치를 표1에 기재한다.
[실시예 5]
실시예 4에서 조제한 (Sr0·970Eu0·1Dy0·2)·1.78(AlO.986BO.014)2O3·0.03P2O5·0.1F잔광성 형광체를 제 1 층에 도포하고, 제 2 층에 3파장 혼합형광체를 도포하는 2층 도포의 경우에 관해서 이하에 설명한다.
잔광성 형광체 12g에 니트로셀룰로오스/아세트산부틸바인더15g을 첨가하고, 사기제품 포트속에 충분히 혼합하여 형광체 도포슬러리를 조제하였다. 이것을 유리관에 붓고 그 내면에 도포하여, 온풍을 통해서 건조한다. 이 작업에 의하여 제 1 층의 잔광성 형광체의 도포량은 3g이었다. 이어서, (SrCaBaMg)5(PO4)3Cl:Eu 청색발광 형광체를 20.6%, LaPO4:Ce, Tb 녹색발광 형광체를 34.2% 및 Y2O3:Eu 적색발광형광체를 45.2%혼합하여 얻어지는 3파장혼합형광체 30g에 폴리에틸렌옥사이드 수용액을 50g첨가하고 사기제품포트속에서 충분히 혼합하여, 형광체 도포슬러리를 조제한다. 이것을 유리관에 부어 그 내면에 도포하고, 온풍을 통하게 하여 건조시킨다. 이 작업에 의하여 제 2 층의 3파장 혼합형광체의 도포량은 4g였다. 다음에 580℃에서 15분간 도포밸브를 베이킹하여, 형광막을 형성하였다. 이 후는 통상적 방법에 따라 배기, 필라멘트장착, 막구리쇠의 부착을 하여, FL40SS형광램프를 제작하였다. 얻어진 형광램프의 측정치를 표 1에 요약한다.
이 표에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 5에서 시험제작한 형광램프는, 3200lm 이상의 광속을 가지며, 5분후의 잔광광속은 실시예 4의 형광램프가 335 lm, 실시예 5의 형광램프가 312 lm이라는 뛰어난 수치를 나타내었다.
형광램프에 도포되는 잔광성 형광체는, 램프의 제조공정에서 소성되므로 내열성이 중요하다. 뛰어난 내열성의 잔광성 형광체는, 실제로 램프가 된 상태에서 우수한 발광특성을 나타낸다. 또한, 실제로 램프가 된 상태에서 우수한 발광특성을 나타낸다. 또한, 잔광성 형광체는, 용도에 따라 내수성도 요구된다. 잔광성 형광체의 내열성과 내수성을 시험하기 위하여, 하기 실시예 6 내지 22의 조성의 잔광성 형광체를 시험제작하였다. 이들 잔광성 형광체는, 형광체 원료를 변경하는 이외는 실시예 1과 같이 하여 제작하였다. 잔광성 형광체의 조성식을 표 2에, 그리고 잔광성 형광체의 인광 휘도와 내열성 및 내수성을 표 3에 도시한다.
제 3 표에서, 내열성 및 내수성은 다음과 같이 계산되었다. 석영도가니에 잔광성 형광체를 10g넣고, 머플 노중에서 600℃로 30분간 산화소성을 하였다. 소성품의 인광 휘도를 측정하였다. 소성 전의 잔광성 형광체의 인광 휘도에 대한 백분율을 산출하여 유지율로서 구하였다.
제 3 표의 내수성에 대하여는, 다음과 같이 계산하였다. 플라스틱용기에 잔광성 형광체를 10g, 순수를 200g넣고, 롤러로 30rpm 속도로 72시간 회전시킨다. 다음에, 고체와 액체를 분리하여 건조시켜 잔광성 형광체의 인광 휘도를 측정하고, 물에 접촉시키기 전의 인광 휘도에 대한 백분율을 산출하여 유지율로서 구하였다.
이들 표에서, 잔광성 형광체인 붕 알루민산염 형광체는, 조성식의 n이 1에 가까운 단사정계를 주성분으로 하는 실시예 14 내지 22에 대하여, n이 1.5를 초과하는 사방정계를 주성분으로 하는 실시예 6 내지 13이, 매우 뛰어난 내열성과 내수성을 나타내었다. 또한, 소성시에 인산화합물을 첨가한 그 조성중에 인산을 함유하는 붕알루민산염 형광체는, 인산화합물을 함유하지 않는 실시예 15, 17, 19와 비교해서 뛰어난 내수성을 나타내었다.
형광램프의 내면에 도포되는 형광체는, 램프의 제조공정에서 약 600℃로 베이킹된다. 잔광성 형광체의 내열성이 높다는 것은, 제조공정에서 고온으로 가열되는 형광램프등의 응용에 특히 유용하다. 또, 내수성이 뛰어나므로 잔광성 형광체가 직접 외기에 저촉하는 그러한 구조의 램프에 대한 응용에 적합하다.
[비교예 1]
잔광성 형광체로서 ZnS:Cu형광체를 선택하고, (SrCaBaMg)5(PO4)3Cl:Eu 청색발광 형광체를 34.1%, LaPO4:Ce, Tb녹색발광 형광체는 16.8% 및 Y2O3:Eu 적색발광 형광체를 49.1%혼합하여 얻어지는 3파장 혼합 형광체를 1:3의 비율로 충분히 혼합하고, 실시예 1과 같은 방법으로 FL40SS형광램프를 제작하였다. 얻어진 형광램프는 전체적으로 검은 빛을 띠고, 램프광속도 현저하게 낮아, 상품가치가 있는 형광램프를 얻을 수가 없었다.
[비교예 2]
비교예 1과 같은 ZnS:Cu잔광성 형광체를 제 1 층에 도포하고, 제 2 층에 3파장 혼합 형광체를 도포하는 2층도포의 경우에 관하여 이하에 설명한다. ZnS:Cu형광체 30g에 니트로셀룰로오스/아세트산부틸바인더 15g을 첨가하고, 사기제 포트중에서 충분히 혼합하여 형광체도포 슬러리를 조제한다. 이것을 유리관에 붓고 그 내면에 도포하여, 온풍을 통하게 해서 건조시킨다. 이 작업으로 제 1 층의 잔광성 형광체의 도포량은 3g였다. 다음에 (SrCaBaMg)5(PO4)3Cl:Eu 청색발광 형광체를 30.2%, LaPO4:Ce, Tb녹색발광 형광체를 29.4% 및 Y2O3:Eu 적색발광 형광체를 40.4% 혼합하여 얻어지는 3파장 혼합형광체에 폴리에틸렌옥사이드 수용액은 50%첨가하고, 사기제포트중에서 충분히 혼합하여 형광체도포 슬러리를 조제한다. 이것을 유리관에 붓고 그 내면에 도포하여, 온풍을 통하게 해서 건조시킨다. 이 작업으로 제 2 층의 3파장 혼합 형광체의 도포량은 3g였다. 이 후에는 통상적 방법에 따라, 배기, 휠라멘트의 장착, 마구리쇠의 부착을 하여 FL4022형광램프를 제작하였다. 얻어진 형광램프는 전체적으로 검은 빛을 띠고, 램프광속도 현저하게 낮아, 상품가치가 있는 형광램프를 얻을 수가 없었다.
본 발명은 그의 기본적인 특징의 요지로부터 벗어나지 않고서 여러가지 형태로 구체화될 수 있으므로, 본 실시예들은 단순히 예시적이며 한정적인 것은 아니다. 본 발명의 요지는 선행된 기술내용에 의하여 한정되는 것이라기 보다는 특허청구의 범위에 의하여 정의되는 것이며, 특허청구의 범위내에 속하는 모든 변경사항과, 그러한 범위내의 등가물들은 특허청구의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (12)

  1. 전기에너지를 광에너지로 변환하는 발광부및, 발광부에 의하여 광을 발하도록 여기되며, 다음의 일반식으로 표현될 수 있는 잔광성 형광체를 내포하는 형광층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 잔광성 램프.
    (M1-p-q, EupQq)O·n(Al1-mBm)2O3·kP2O5·αX
    여기에서, p,q,n,m,k,α 및 α/n의 값은
    0.0001≤p≤0.5
    0.0001≤q≤0.5
    0.5≤n≤3.0
    0≤m≤0.5
    0≤k≤0.2
    0≤α≤0.5
    0≤α/n≤0.4의 범위에 있으며,
    조성식중 M은 Mg, Ca, Sr, Ba, 및 Zn으로서 이루어지는 2가 금속의 군으로부터 선택된 최소한 1종이고; Q는 공활성화제이며, Mn, Zr, Nb, Pr, Nd, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, 및 Lu로서 이루어지는 군에서 선택된 최소한 1종이며; X는 F, Cl, Br 및 I로서 이루어지는 할로겐원소의 군으로 부터 선택된 최소한 1종이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 형광층내에 포함된 잔광성 형광체는, 다음의 일반식으로 표현되는 것을 특징으로 하는 잔광성 램프.
    (Ml-p-qEupQq)O·n(Al1-mBm)2O3·kP2O5·αX
    상기식에서, p,q,n,m,k,α, α/n은,
    0.0001≤p≤0.5
    0.0001≤q≤0.5
    0.5≤n≤1.5
    0.0001≤m≤0.5
    0≤k≤0.2
    0≤α≤0.5
    0≤α/n≤0.4
    의 범위에 있으며, M의 70몰% 이상이 Sr이다.
  3. 제1항에 있어서, 상기 형광층내에 포함된 잔광성 형광체는, 다음의 일반식으로 표현되는 것을 특징으로 하는 잔광성 램프.
    (Ml-p-qEupQq)O·n(Al1-mBm)2O3·kP2O5·αX
    상기식에서, p,q,n,m,k,α, α/n은,
    0.0001≤p≤0.5
    0.0001≤q≤0.5
    0.5≤n≤1.5
    0.0001≤m≤0.5
    0≤k≤0.2
    0≤α≤0.5
    0≤α/n≤0.4
    의 범위에 있으며, M의 70몰% 이상이 Ca이다.
  4. 제1항에 있어서, 상기 형광층내에 포함된 잔광성 형광체는, 다음의 일반식으로 표현되며, 잔광성 형광체의 주된 결정구조는 사방정계인 것을 특징으로 하는 잔광성 램프.
    (M1-p-qEupQq)O·n(Al1-mBm)2O3·kP2O5·αX
    상기식에서, p,q,n,m,k,α, α/n은,
    0.0001≤p≤0.5
    0.0001≤q≤0.5
    1.5≤n≤3.0
    0.0001≤m≤0.5
    0≤k≤0.2
    0≤α≤0.5
    0≤α/n≤0.4
    의 범위에 있으며, M의 70몰% 이상이 Sr이다.
  5. 제4항에 있어서, 상기 형광층내에 포함된 잔광성 형광체는, 다음의 일반식으로 표현되며, 잔광성 형광체의 주된 결정구조는 사방정계인 것을 특징으로 하는 잔광성 램프.
    (M1-p-qEupQq)O·n(Al1-mBm)2O3·kP2O5·αX
    상기식에서, p,q,n,m,k,α, α/n은,
    0.0001≤p≤0.5
    0.0001≤q≤0.5
    1.7≤n≤2.0
    0.0001≤m≤0.5
    0≤k≤0.2
    0≤α≤0.5
    0≤α/n≤0.4
    의 범위에 있으며, M의 70몰% 이상이 Sr이다.
  6. 제1항에 있어서, 상기 일반식내의 인산함량을 나타내는 k 값의 범위는 0.001≤k≤0.2인 것을 특징으로 하는 잔광성 램프.
  7. 제1항에 있어서, 발광부는 형광램프이며, 형광층이 형광램프의 내부면에 도포되는 것을 특징으로 하는 잔광성 램프.
  8. 제7항에 있어서, 상기 형광램프의 형광층이, 상기 잔광성 형광체 및 잔광성램프를 여기하는 형광성 물질을 구비하며, 발광색이 백색범위에 있음을 특징으로 하는 잔광성 램프.
  9. 제5항에 있어서, 발광부는 형광램프이며, 형광층이 형광램프의 내부면에 도포되는 것을 특징으로 하는 잔광성 램프.
  10. 제7항에 있어서, 상기 형광램프의 형광층이, 상기 잔광성 형광체 및 잔광성램프를 여기하는 형광체를 구비하며, 발광색이 백색범위에 있음을 특징으로 하는 잔광성 램프.
  11. 제10항에 있어서, 상기 형광층이, 상기 잔광성 형광체 및 450nm부근에 발광피크를 가지는 청색발광 형광체와, 545nm부근에 발광피크를 가지는 녹색발광형광체 및 610nm부근에 발광피크를 가지는 적색발광 형광체로서 이루어지는 3파장 혼합형광체 중의 적어도 1종을 가지는 것을 특징으로 하는 잔광성 램프.
  12. 제7항에 있어서, 잔광성 형광층과 조명 형광층의 형광체및 조명형광층에 잔광성 형광체층이 마련된 것을 특징으로 하는 잔광성 램프.
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