KR19980080243A - 전구색 형광램프 - Google Patents

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KR19980080243A
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다다시 야노
겐지로 하시모토
마코토 이노하라
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모리시다 요이치
마쯔시다 덴키 산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 전구색 형광램프에 관한 것으로, 시각 명료도 지수가 121부터 145를 포함하는 범위에 있으며, 광색의 상관 색온도가 2700K부터 3150K를 포함하는 범위에 있고, 상기 광색의 색도 포인트가 CIE 1960 uv 색도 다이아그램상의 흑체궤적(Plankian locus)으로부터의 색도 포인트의 거리가 -0.005 이상 +0.005 이하의 색도 범위내에 위치되는 것을 특징으로 하는 전구색 형광램프.

Description

전구색 형광램프
본 발명은 전구색의 광을 생성하는 전구색 형광램프에 관한 것이다.
높은 효율과 높은 연색(color rendering) 특성을 갖는 3대역 형광램프가 일반적인 광 램프로서 널리 알려져 있다. 3대역 형광램프는 인간의 눈이 색, 즉 450nm의 청색, 540nm의 녹색, 610nm의 적색에 대하여 가장 민감한 3파장 영역에서 주로 광을 생성하여, 발광 플럭스를 감축시킴이 없이 증가된 색 연출을 달성하는 것이다. 상이한 광의 색을 갖는 3대역 형광램프는 3파장 영역의 에너지를 변화시킴으로써 생성된다.
과거 수년동안, 온화하고 편안한 분위기를 만들기 위해 백열전등 색을 시뮬레이트하는 광을 생성하도록 설계된 3대역 형광램프(이하, 3대역 전구색 형광램프라 함)가 많은 관심을 끌어왔으며, 실내조명에 적용되어 왔다. 전구색은 백열전등의 광색과 유사하며, 3대역 전구색 형광램프가 백열전등보다 효율이 우수하기 때문에 이러한 종류의 형광램프는 백열전등을 대신하는 잠재력을 갖는다.
비록 광색이 유사하더라도, 3대역 전구색 형광램프는 다음의 관점에서 백열전등에 비해 색 연출이 열등하다.
백열전등은 따뜻하고 편안한 분위기를 향상시킬 뿐 아니라 유색 물체의 아름다움을 일으키고 고품질의 분위기를 발생하는 효과를 갖는다.
반면, 3대역 전구색 형광램프는 물체의 색 외관, 특히 적색 및 불그스레한 물체의 색 외관에서는 백열전등보다 못하다. 따라서, 이전의 3대역 전구색 형광램프는 그것이 백열전등이 제공할 수 있는 색 외관과 관련된 고품질의 분위기와 만날 때 그 색연출이 백열전등의 것에 비해 확실히 열등하다는 문제점을 갖는다. 그러나, 녹색 및 녹색계통의 물체의 색은 백열전등의 것과 동등하거나 우수하다.
이전의 3대역 전구색 형광램프와 관련된 적색 및 적색계통 물체의 색에 대한 열등한 외관의 관점을 고려하여, 본 발명의 목적은 백열전등에 비해 대등하거나 보다 우수한 적색 및 적색계통의 외관을 달성하고, 백열전등에 비해 대등하거나 보다 우수한 녹색 및 녹색계통의 외관을 달성하며, 백열전등 보다 높은 효율을 갖는 3대역 전구색 형광램프를 제공하기 위한 것이다.
광조사중의 색외관에 관하여는 색외관의 적합도 평가방법으로 알려진 방법이 광원의 연색특성을 정량적으로 평가하기 위해 이용된다. JIS Z 8726-1990의 광원의 연색특징을 특정하는 방법에서 설명된 이 방법은 시험중의 램프가 얼마나 신뢰성 있게 기준 발광체 아래에서 만들어진 색과 비교하여 목표색으로 만들어지는가를 정량적으로 평가하기 위한 것이다. JIS Z 8726-1990의 광원의 연색특성을 특정하는 방법은 CIE Pub. 13. 2의 광원의 연색특성을 측정하고 특정하는 방법(1974)에서 설명된 방법에 따라 본질적으로 조정된다. 이 값을 일반 색조지수 Ra로 나타낸다. 최근, 형광램프의 개발은 일반 색조지수 Ra를 증가시키고 발광효율을 향상시키는 방향을 지향하고 있다.
반면, 최근에는 색외관의 적합도를 평가하는 방법 외에도 색외관의 바람직한 정도를 평가하는 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. 이 방법은 기준 발광체 아래에서 관측되는 색과 비교하였을 때 시험중의 광원에 의해 야기되는 색전이가 바람직한 방향인지 바람직하지 않은 방향인지를 정량적으로 평가하기 위한 것이다. 이 평가방법은 상술한 적합도로 평가될 때 색전이가 있게 되고, 또 원하는 방향으로 쉬프트가 있게 있게 되면, 사람의 눈으로 보았을 때 색외관이 보다 양호하게 된다는 것을 보여준다.
색외관의 바람직함을 평가하기 위한 방법에 관하여, 광원의 연색특성과 관련한 시각 명료성(시각 명료 효과)을 주목함으로써, 물체 색외관의 선명도의 정도가 하시모토 등의 컬러 리서치 및 어플리케이션 19권 3호, 1994년 6월의 시각 명료도와 콘트라스트의 지각과, 하시모토 등의 시각 명료도에 기초한 광원의 연색 특성을 평가하는 방법, 1995년 일본의 조명공학 연구소의 Vol. 79, No. 11, 1995 및 일본특허공개공보 제 6-180248호(일본특허출원 제4-33919호)에 공개되어 있는 바와 같이, 시각 명료성의 개념으로부터 발달되는 시각 명료도 지수를 사용하여 평가될 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 백열전등의 물체 색외관으로부터 구해지는 바와 같은 고품질의 분위기와 동일한 아름다움을 발생시킬 수 있는 전구색 형광램프의 개발시에, 광원의 시각 명료도 효과에 중요한 물체의 색외관, 즉, 음식의 적색, 나뭇잎의 녹색 등의 색외관이, 색외관의 바람직함을 평가하는 방법을 사용함으로써 백열전등의 색외관과 대등하거나 보다 양호하게 만들어질 수 있으면, 고품질 효과의 향상을 위해 중요한 물체 색의 미려함을 효과적으로 이끌어냄으로써 고품질 분위기를 만들어낼 수 있게 된다.
달리 말하면, 가장 중요한 이슈는 상기 색특성 범위를 결정하기 위한 것이디. 이 색특성 범위에서, 광원의 시각 명료 효과를 위해 중요한 물체의 색외관, 즉 음식물의 적색 및 나뭇잎의 녹색 등의 색외관은 색외관의 바람직함을 평가하는 방법을 사용함으로써 백열전등하에서 이러한 물체의 색외관과 실질적으로 대등하거나 보다 양호하게 된다.
본 발명의 목적은 높은 램프효능을 가지며, 가시 명료도 지수 M에 기초하여 백열전등과 실질적으로 비교할만한 색특성을 제공하는 형광램프를 제공하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명의 1 실시예에 따르는 전구색 형광램프의 상대 분광분포도.
도 2는 본 발명의 기본개념을 제공하는 시각 명료도 지수(M)를 나타낸 그래프.
도 3은 백열전등의 시각 명료도 지수(M)를 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명의 1 실시예에 따르는 전구색 형광램프의 상대 분광분포도.
도 5는 색도 편이(SP)를 도시한 그래프.
도 6은 본 발명의 1 실시예에 따르는 전구색 형광램프의 상대 분광분포도.
본 발명의 전구색 램프는 상기 램프의 시각 명료도 지수가 121부터 145를 포함하는 범위에 있으며, 그 광색의 상관된 색온도가 2700K부터 3150K를 포함하는 범위에 있고, 상기 광색의 색도 포인트가 CIE 1960 uv 색도 다이아그램상의 흑체궤적(Plankian locus)으로부터의 색도 포인트의 거리가 -0.05보다 작지 않고 +0.05보다 크지 않은 색도 범위내에 위치된다.
본 발명의 전구색 형광램프는 그 광색의 상관 색온도가 2700K부터 3150K를 포함하는 범위에 있고, 상기 광색의 색도 포인트가 CIE 1960 uv 색도 다이아그램상의 흑체궤적(Plankian locus)으로부터의 색도 포인트의 거리가 -0.05보다 작지 않고 +0.05보다 크지 않은 색도 범위내에 위치되며, 상기 램프의 시각 명료도 지수 M은 M ≥ 75000/T + 97.0 및 M ≤75000/T + 118.5를 만족시킨다.
본 발명의 청구항 1, 2 또는 3에 따르는 전구색 형광램프는 상기 램프가 피크파장이 400nm로부터 460nm를 포함하는 범위내에 위치되는 청색 인과, 피크파장이 500nm로부터 550nm를 포함하는 범위내에 위치되는 녹색 인과, 피크파장이 600nm로부터 620nm를 포함하는 범위내에 위치되는 적색 인과, 피크파장이 625nm로부터 670nm를 포함하는 범위내에 위치되는 진한 적색 인을 이용하여 구성되는 것이다.
본 발명의 청구항 4에 따르는 전구색 형광램프는, 상기 청색 형광체는 피크파장이 400nm로부터 460nm를 포함하는 범위내에 위치되는 2가 유로퓸으로 활성화되는 청색 형광체이고, 상기 녹색 형광체는 피크파장이 500nm로부터 550nm를 포함하는 범위내에 위치되는 테르븀으로 활성화되는 녹색 형광체이고, 상기 적색 형광체는 피크파장이 600nm로부터 620nm를 포함하는 범위내에 위치되는 3가 유로퓸으로 활성화되는 적색 형광체이고, 상기 진한 적색 형광체는 피크파장이 625nm로부터 670nm를 포함하는 범위내에 위치되는 망간으로 활성화되는 진한 적색 형광체이다.
본 발명의 제 4 항 또는 제 5 항에 따르는 전구색 형광램프는 상기 전구색 형광램프에서, 상기 청색 형광체는 0중량%로부터 6중량%를 포함하는 범위에 있고, 상기 녹색 형광체는 20중량%로부터 25중량%를 포함하는 범위에 있으며, 상기 적색 형광체는 30중량%로부터 55중량%를 포함하는 범위에 있고, 상기 진한 적색 형광체는 20중량%로부터 50중량%를 포함한다.
본 발명의 제 4 항 또는 제 5 항에 따르는 전구색 형광램프는 상기 전구색 형광램프에서, 상기 청색 형광체는 0중량%로부터 6중량%를 포함하는 범위에 있고, 상기 녹색 형광체는 20중량%로부터 25중량%를 포함하는 범위에 있으며, 상기 적색 형광체는 30중량%로부터 50중량%를 포함하는 범위에 있고, 상기 진한 적색 형광체는 25중량%로부터 50중량%를 포함한다.
본 발명의 제 4 항에 따르는 전구색 형광램프는 상기 청색 형광체는 피크파장이 400nm로부터 460nm를 포함하는 범위내에 위치되는 2가 유로퓸으로 활성화되는 청색 형광체이고, 상기 녹색 형광체는 피크파장이 500nm로부터 550nm를 포함하는 범위내에 위치되는 테르븀 또는 테르븀 세륨으로 활성화되는 녹색 형광체이고, 상기 적색 형광체는 피크파장이 600nm로부터 620nm를 포함하는 범위내에 위치되는 3가 유로퓸으로 활성화되는 적색 형광체이고, 상기 진한 적색 형광체는 피크파장이 625nm로부터 670nm를 포함하는 범위내에 위치되는 세륨 망간으로 활성화되는 진한 적색 형광체이다.
본 발명이 청구항 1,2 또는 3에 따르는 전구색 형광램프는 상기 램프가 주로 2가 유로퓸으로 활성화되는 청색 형광체와, 테르븀 또는 테르븀 세륨으로 활성화되는 녹색 형광체와, 세륨 망간으로 활성화되는 진한 적색 형광체로 구성된다.
상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 더욱 분명해 질 것이다.
우선, 시각 명료도 지수 M을 간략하게 설명하기로 한다. 광 램프에 의해 조사되는 유색 물체의 시각 명료도의 정도는 4가지의 시험색(적색, 황색, 녹색, 청색)의 색영역 크기에 의해 표현된다. 4가지 시험색의 색영역 크기는 나야타니 등에 의해 제안된 비선형 색외관 모델(예컨대, 나야타니 등의 색 연구 및 적용, 20, 3,(1995))에서의 휘도(B) 및 칼라풀니스(colorfulness)(Mr-g, My-b)를 규정하는 색계통에 기초하여 계산된다. 표 1은 4가지 시험색의 분광 방사 계수를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 시각 명료도에 가장 공헌하는 시험색은 적색이기 때문에 적색 시험색을 참고로 취하고, 적색, 청색 및 녹색 시험색에 의해 포위된 3각형의 영역과 적색, 황색 및 녹색 시험색으로 포위된 3각형의 영역의 합은 4가지 시험색(적색, 황색, 녹색 및 청색)의 색영역으로 정의된다. 4가지 시험색의 색영역을 사용하면 시각 명료도 지수 M은 다음의 수학식 1로 나타낼 수 있다.
상기 식에서 G(S, 1000(lx))는 시험광원(S) 하의 조도 1000(lx)에서 4가지 시험색의 색영역을 나타내고, G(D65, 1000(lx))는 기준광원(D65) 하의 기준 조도 1000(lx)에서 4가지 시험색의 색영역을 나타낸다.
여기에서, 램프의 시각 명료도 M은, 임의의 발광램프의 조명하에서 4가지 시험색의 색영역이 실질적으로 표준 발광체(D65) 하의 그 색영역과 동일하면, 즉, 표준 발광체(D65)하의 것과 동일한 시각 명료도가 구해지면, 100으로 특정된다. 시각 명료도 지수 M이 높으면 높을수록 적색의 꽃과 녹색의 나뭇잎과 같은 물체색의 시각 명료도를 향상시키는 램프의 효과 또한 더욱 커진다.
본 발명에서, 가장 중요한 이슈는 전술한 바와 같이 시각 명료도 지수의 범위를 결정하는 것이다. 이 시각 명료도 지수의 범위내에서, 광원의 시각 명료도 효과에 대하여 중요한 물체의 색외관, 즉 음식, 꽃 및 나뭇잎의 적색 및 녹색의 색외관은 백열전등하에서의 이러한 물체의 색외관과 실질적으로 대등하거나 보다 우수하다.
본 발명자들은 상이한 시각 명료도 지수 M을 갖는 수개의 40와트 직선 튜브형 전등색 형광램프를 제조함으로써 백열전등의 색외관과 실질적으로 대등한 효과를 제공하는 시각 명료도의 범위를 결정하기 위해 평가실험을 수행하였다.
이 실험에서 사용된 각각의 전구색 형광램프는 녹색 형광체 LaPO4: Ce3+, Tb3+(표 2에서 지정된 LAP), 청색 형광체 Sr10(PO4)Cl2: Eu2+(표 2에서 지정된 SCA), 적색 형광체 Y2O3; Eu3+(표 2에서 지정된 YOX) 및 3.5MgO·0.5MgF2: Mn4+(표 2에서 지정된 MFG)의 3가지 형광체를 혼합함으로써 제조되었다. 더욱이, 백열전등의 색온도와 등가인 2800K의 상관 색온도를 갖는 전구색 형광램프가 또한 비교의 목적으로 제조되었다.
관찰시험에서, 각각의 형광램프와 백열전등은 깊이 170㎝,폭 150㎝, 높이 180㎝로 측정된 관측부스의 천정에 설치된다.
관측부스, 바닥표면 및 데스크의 벽면의 먼셀값(Munsell values)은 각각 N8.5, N5, N7이다. 데스크상에는 토마토, 레몬, 오렌지, 피망과 같은 음식물과, 심홍색 장미, 적색, 핑크색 및 백색 카네이션, 작은 황색 국화, 청자색 및 적자색의 스타치스, 자주색 및 핑크색 가장자리부를 갖는 흰색 초롱꽃과 같은 각종 다채색 꽃과 식물, 유리, 회반죽, 손 거울, 작은 다다미 매트, 신문, 잡지 외에도 15종류의 색표 등의 다른 아이템을 올려 놓는다. 실험은 형광램프와 백열전등 아래에서 번갈아 행해지며, 관측부스에서 색외관은 형광램프 아래에서의 색외관과 백열전등 아래에서의 색외관을 비교함으로서 평가된다.
백열전등을 대신하는 것으로서 각 형광램프의 평가는 물체색이 백열전등 아래에서 렌더링될 때와 같이 생생하고 미려하게 렌더링되는지의 여부와, 물체색이 백열전등 아래에서 렌더링된 물체색과 비교할 때처럼 생생하게 렌더링되지 않는지의 여부를 판단함으로써 수행된다. 본 평가실험에 이용되는 램프샘플과 그들의 평가결과를 표 2에 나타냈다.
표 2는 램프샘플 번호(No.), 인의 종류(SCA, LAP, YOX, MFG) 및 그들의 중량%비, 상관 색온도, 흑체궤적으로부터의 색도 포인트의 거리(흑체궤적으로부터 좌상측에 있으면 플러스이고, 흑체궤적으로부터 우하측에 있으면 마이너스인 △u, v), 시각 명료도 지수 M, 관측 평가결과를 순서대로 나타낸다. 표 2에서의 원은 물체의 색이 백열전구의 아래에서처럼 거의 동등하게 아름답고 선명하게 보이고, 또한 백열전구의 아래에서의 물체의 색과 비교하여 선명히 보이지 않는다고 하는 평가결과를 나타낸다.
표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 시각 명료도 지수 M의 값이 백열전구의 명료도 지수 M과 거의 같은 값인, 124 이상 150 미만이면 백열전구의 색외관에 대하여 거의 동등한 색채특성을 갖는 것이 분명해졌다.
다음에, 백열전구의 색온도(TC)와 명료도 지수(M) 사이의 관계를 도 3에 도시한다. 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이 3150K에서 동작하는 백열전구의 시각명료도 지수 M은 121이다. 이것은 3150K의 상관 색온도를 갖는 전구색 형광램프가 3150K의 상관 색온도를 갖는 백열전구와 동등하거나 그 이상의 명료도를 갖기 위해서는, 121 이상의 시각 명료도 지수 M을 가질 필요가 있다는 것을 의미한다. 또한, 2900K에서 동작하는 백열전구의 시각 명료도 지수 M은 123이다. 이것은 2900K의 상관 색온도를 갖는 전구색 형광램프가 2900K의 백열전구와 동등하거나 그 이상의 명료도를 갖기 위해서는, 123이상의 시각 명료도 지수 M을 가질 필요가 있다는 것을 의미한다.
램프색의 상관 색온도(TC)와 시각 명료도 지수(M) 사이의 관계를 다음의 부등식으로 표현할 수 있다.
M ≥ 75000/T + 97.0
M ≤ 75000/T + 118.5
여기에서, 램프광색의 상관 색온도는 2700K로부터 3150K를 포함하는 범위에 있으며, 이 광색의 색도 포인트는 CIE 1960 uv 색도 다이아그램상의 흑체궤적으로부터의 색도 포인트의 거리가 -0.005 이상 +0.005 이하인 색도 범위내에 위치한다.
다음으로, 본 발명의 1 실시예에 따라 제작한 전구색 형광램프의 상대 분광분포를 나타낸다.
(형광램프의 제 1 실시예)
우선, 4개의 형광체를 이용하여 3000K의 상관 색온도를 갖게 구성된 40W의 직선 관형으로 만든 형광램프의 일례를 나타낸다.
도 4는 Sr10(P04)6Cl2: Eu2+, LaP04: Ce3+, Tb3+, Y2O3:Eu3+, 3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Mn4+의 4개의 형광체를 중량%로 순차로 약 2:21:46:31의 비율로 혼합한 형광램프의 분광분포이다. 도 4의 형광램프의 시각 명료도 지수 M은 l33이고, 램프효율은 약 72 lm/W이다. 광색의 색도 포인트의 거리는 CIE l960 uv 색도 다이아그램상에서 흑체궤적으로부터 -0.0003이다.
3000K의 백열전구의 시각 명료도 지수 M은 122이고 램프효율은 약 12 lm/W이다.
따라서, 도 4의 형광램프는 백열전등에 비해 약 6배의 램프효율을 가지며, 또한, 그 명료도 지수 M도 백열전구의 명료도 보다 높다. 이것은 본 실시예의 전구색 형광램프에 의하면 특히 적색계통의 꽃과 녹색계의 나뭇잎 등의 색이 백열전구 아래에 있을 때보다 훨씬 아름답고 생생한 색을 만들어 낼 수 있음을 보여준다.
(형광램프의 제 2 실시예)
다음에, 본 발명의 제 2 실시예를 설명하기로 한다. 일반적으로, 백열전구는 2800K 전후에서 동작된다. 도 4의 형광램프는 3000K의 상관 색온도를 가지므로, 그 광색은 2800K의 백열전구 보다 다소 흰색을 띈다. 따라서, 통상의 백열전등을 대체하기 위해 2800K 전후의 2700K∼2900K의 상관 색온도가 최적이라고 생각된다. 4종류의 형광체로 구성되고 2800K의 상관 색온도를 갖는 형광램프의 일례를 이하에 설명한다.
도 1은 Sr10(P04)6Cl2:Eu2+, LaP04:Ce3+, Tb3+, Y2O3:Eu3+, 3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Mn4+의 4개의 형광체를 중량%로 순차로 약 2:22:38:38의 비율로 혼합한 형광램프의 분광분포를 도시한 것이다. 이 형광램프는 표 2의 No.4의 형광램프에 대응한다.
도 1의 형광램프의 시각 명료도 지수 M은 143이고, 램프효율은 약 66 1m/W이다. 광색의 색도 포인트의 거리는 CIE 1960 uv 색도 다이아그램상에서 흑체궤적으로부터의 0.0004이다. 반면, 2800K에서 동작하는 백열전구의 시각 명료도 지수 M은 124이고, 램프효율은 약 12 lm/W이다.
따라서, 도 1의 형광램프는 백열전등에 비해 약 5.5배의 램프효율을 가지며, 또한, 백열전등보다 높은 시각 명료도 지수 M을 갖는다. 이것은 본 실시예의 전구색 형광램프에 의하면 특히 적색계통의 꽃과 녹색계의 나뭇잎 등의 색이 백열전구 아래에 있을 때보다 훨씬 아름답고 생생한 색을 만들어 낼 수 있음을 보여준다.
(형광램프의 제 3실시예)
본 발명의 제 3 실시예를 도 6에 도시한다. 본 실시예는 진한 적색 형광체로서의 세륨 망간으로 활성화되는 진한 적색 형광체를 이용한다.
도 6은 BaMgAl10O17: Eu2+, LaPO4: Ce3+, Tb3+, GdMgB5O10: Ce3+, Mn2+의 3종류의 형광체를 혼합하여 구성한 형광체 램프의 분광 분포도이다.
도 6에서, 시각 명료도 지수 M은 145이고, 색온도는 2800K, 광색의 색도 포인트의 거리는 CIE 1960 uv상의 흑체궤적으로부터 0이다.
따라서, 도 6의 형광체 램프는 백열전구 보다 높은 시각 명료도 지수 M을 가지며, 이것은 본 실시예의 전구색 형광램프에 의하면 특히 적색계통의 꽃과 녹색계의 나뭇잎 등의 색이 백열전구 아래에 있을 때보다 훨씬 아름답고 생생한 색을 만들어 낼 수 있음을 보여준다.
비록, 본 발명의 특정 실시예를 상기 도 1, 도 4 및 도 6에 도시하였으나, 이밖에도 여러가지 형광체를 조합하여 작성할 수도 있는 것은 말할 필요도 없다. 일례로서, 400nm에서 460nm의 광을 생성하는 형광체는 Sr2P207: Eu2+, Sr10(P04)6Cl2: Eu2+ ,(Sr, Ca)10(P04)6Cl2: Eu2+ ,(Sr, Ca)10(P04)6Cl2·nB2O3: Eu2+및 BaMg2Al16O27: Eu2+, 500nm로부터 550nm의 광을 생성하는 형광체는 LaPO4:Ce3+, Tb3+, La2O3·0.2SiO2·0.9P2O5: Ce3+, Tb3+, CeMgAl11O19: Tb3+및 GdMgB5O10:Ce3+, Tb3+, 600nm로부터 620nm의 광을 생성하는 형광체는 Y2O3: Eu3+, 625nm로부터 670nm의 광을 생성하는 형광체는 Y2O3: Eu3+, GdMgB5O10:Ce3+, Tb3+, Mn2+, GdMgB5O10:Ce3+, Mn2+, Mg6As2O11: Mn4+및 3.5MgO·0.5MgF2·GeO2: Mn4+등을 들 수 있다.
더욱이, 백열전등과 실질적으로 동일한 색특성을 갖는 전구색 형광램프는 400nm 이상 460nm 이하의 피크방출을 갖는 청색 형광체, 500nm 이상 550nm 이하의 피크방출을 갖는 녹색 형광체, 600nm 이상 620nm 이하의 피크방출을 갖는 적색 형광체, 625nm 이상 670nm 이하의 피크방출을 갖는 진한 적색 형광체 이외에도, 만약 다른 파장에서의 피크발광을 갖는 형광체를 미량 첨가하면, 생성할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
상술한 실시예에서는, 40 W의 직선 관형으로 제작한 전구색 형광램프를 나타내었으나, 와트가 다르고 형광램프의 형상이 다르더라도 본 발명의 형광램프를 만들 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
CIE 1960 uv 색도 다이아그램상의 흑체궤적의 색도 포인트로부터의 광색의 색도 포인트의 거리 △u, v가 CIE 1960 uv 색도 다이아그램상의 0에 가까울수록, 형광램프의 광색은 백열전구의 광색에 가까워 진다. 그러나, 형광램프의 경우에는, 제조공정에서의 형광램프의 광색에 있어서 분산이 발생하기 때문에, 백열전구의 광색에 유사한 광색을 생성하기 위해 △u, v는 O와 비교하여 허용할 수 있는 범위인 -0.005 이상 +0.005이하로 유지된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 색도 포인트의 거리 △u, v는 광원의 광색의 색도 포인트를 S(u, v), 이 색도 포인트 S에서 흑체궤적에 내린 수직선과 흑체궤적과의 교점을 P(u0, v0)로 할 때, CIE 1960 uv 색도 다이아그램상에서의 색도 포인트 S와 교점 P의 거리 SP로 정의한다.
단지, 색도 포인트 S가 흑체궤적의 좌상측(녹색을 띈 광색측)에 있는 경우에 색도 포인트의 거리는 정(△u, v 0), 우하측(적색을 띈 광색측)에 있는 경우에 색도 포인트의 거리는 부(△u, v 0)로 하였다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 백열전구의 광 아래에서 얻을 수 있는 색외관과 거의 동등하고, 백열전구에 비교해서 높은 램프효율을 제공할 수 있는 전구색 형광램프를 달성할 수 있다.
상술한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 사상과 범위를 통해 각종 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이다.

Claims (9)

  1. 시각 명료도 지수가 121부터 145를 포함하는 범위에 있으며, 광색의 상관 색온도가 2700K부터 3150K를 포함하는 범위에 있고, 상기 광색의 색도 포인트가 CIE 1960 uv 색도 다이아그램상의 흑체궤적(Plankian locus)으로부터의 색도 포인트의 거리가 -0.05 이상 +0.05 이하의 색도 범위내에 위치되는 것을 특징으로 하는 전구색 형광램프.
  2. 시각 명료도 지수가 121부터 145를 포함하는 범위에 있으며, 광색의 상관 색온도가 2700K부터 2900K를 포함하는 범위에 있고, 상기 광색의 색도 포인트가 CIE 1960 uv 색도 다이아그램상의 흑체궤적(Plankian locus)으로부터의 색도 포인트의 거리가 -0.05 이상 +0.05 이하의 색도 범위내에 위치되는 것을 특징으로 하는 전구색 형광램프.
  3. 광색의 상관 색온도가 2700K부터 3150K를 포함하는 범위에 있고, 상기 광색의 색도 포인트가 CIE 1960 uv 색도 다이아그램상의 흑체궤적(Plankian locus)으로부터의 색도 포인트의 거리가 -0.05 이상 +0.05 이하의 색도 범위내에 위치되며, 상기 시각 명료도 지수 M은 M ≥ 75000/T + 97.0 및 M ≤75000/T + 118.5를 만족시키는 것을 특징으로 하는 전구색 형광램프.
  4. 제 1 항, 제 2 항 및 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 램프는 피크파장이 400nm로부터 460nm를 포함하는 범위내에 위치되는 청색 형광체와, 피크파장이 500nm로부터 550nm를 포함하는 범위내에 위치되는 녹색 형광체와, 피크파장이 600nm로부터 620nm를 포함하는 범위내에 위치되는 적색 형광체와, 피크파장이 625nm로부터 670nm를 포함하는 범위내에 위치되는 진한 적색 형광체를 사용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전구색 형광램프.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 청색 형광체는 피크파장이 400nm로부터 460nm를 포함하는 범위내에 위치되는 2가 유로퓸으로 활성화되는 청색 형광체이고, 상기 녹색 형광체는 피크파장이 500nm로부터 550nm를 포함하는 범위내에 위치되는 테르븀으로 활성화되는 녹색 형광체이고, 상기 적색 형광체는 피크파장이 600nm로부터 620nm를 포함하는 범위내에 위치되는 3가 유로퓸으로 활성화되는 적색 형광체이고, 상기 진한 적색 형광체는 피크파장이 625nm로부터 670nm를 포함하는 범위내에 위치되는 망간으로 활성화되는 진한 적색 형광체인 것을 특징으로 하는 전구색 형광램프.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 전구색 형광램프에서, 상기 청색 형광체는 0중량%로부터 6중량%를 포함하는 범위에 있고, 상기 녹색 형광체는 20중량%로부터 25중량%를 포함하는 범위에 있으며, 상기 적색 형광체는 30중량%로부터 55중량%를 포함하는 범위에 있고, 상기 진한 적색 형광체는 20중량%로부터 50중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 전구색 형광램프.
  7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 전구색 형광램프에서, 상기 청색 형광체는 0중량%로부터 6중량%를 포함하는 범위에 있고, 상기 녹색 형광체는 20중량%로부터 25중량%를 포함하는 범위에 있으며, 상기 적색 형광체는 30중량%로부터 50중량%를 포함하는 범위에 있고, 상기 진한 적색 형광체는 25중량%로부터 50중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 전구색 형광램프.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 청색 형광체는 피크파장이 400nm로부터 460nm를 포함하는 범위내에 위치되는 2가 유로퓸으로 활성화되는 청색 형광체이고, 상기 녹색 형광체는 피크파장이 500nm로부터 550nm를 포함하는 범위내에 위치되는 테르븀 또는 테르븀 세륨으로 활성화되는 녹색 형광체이고, 상기 적색 형광체는 피크파장이 600nm로부터 620nm를 포함하는 범위내에 위치되는 3가 유로퓸으로 활성화되는 적색 형광체이고, 상기 진한 적색 형광체는 피크파장이 625nm로부터 670nm를 포함하는 범위내에 위치되는 세륨 망간으로 활성화되는 진한 적색 형광체인 것을 특징으로 하는 전구색 형광램프.
  9. 제 1 항, 제 2 항 및 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 램프는 주로 2가 유로퓸으로 활성화되는 청색 형광체와, 테르븀 또는 테르븀 세륨으로 활성화되는 녹색 형광체와, 세륨 망간으로 활성화되는 진한 적색 형광체로 구성되는 것을 특징으로 하는 전구색 형광램프.
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