KR890001231B1 - 형광 램프 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

형광 램프
제1도는 실시예의 형광램프의 점등초기에 있어서의 발광 스펙트럼 분포도이다.
이 발명은 형광램프의 개량에 관한다.
형광램프의 효율을 희생시키지 않고, 연색성을 개선시키는 하나의 방법으로서, 발광스펙트럼의 피이크 파장이 각기 450nm, 540nm, 610nm 부근이며, 발광스펙트럼의 반 밴드폭이 비교적 좁은 3종의 형광체를 사용하는 소위, 3파장 방식이 알려져 있다.
이 3파장 방식에서는 발광스펙트럼의 피이트 파장이 450nm 부근에 있는 청색 발광체로서, 2가의 Eu 부활하로 붕인산염 형광체 예컨데, 2가의 Eu 활성화 할로 붕인산스트론튬, 마그네슘, 칼슘, 세륨 형광체가 발광피이크 파장이 540nm 부근에 있는 녹색발광형광체로서, Ce 및 Tb 활성화 규인산염 형광체 예컨데 Ce 및 Tb 활성화 규인산 랜턴 형광체, 또는 Ce 및 Tb 활성화 인산염 형광체 예컨데 Ce 및 Tb 활성화 인산랜턴 형광체가 또다시 발광스펙트럼의 피이크 파장이 610nm 부근에 있는 적색발광형광체로서 Eu 활성화 산화잇트륨 형광체가 사용되고 있다. 3파장 방식 형광램프의 다른 예로서는 청색발광형광체가(Ba, Mg, Eu)O·bAl2O3녹색발광형광체가 MgO.B2O3: Ce.Tb 적색발광형광체가(Y, Cu)2O3의 조합의 것도 알려져 있다(특개소 57-128778호 공보).
또 근년에 형광램프의 가격저감과 발광효율을 향상시킬 목적으로 램프관경을 작게하는 경향에 있다. 일반적으로 램프관경이 작게 되면 램프의 관벽부하가 커지므로, 램프 점등중에 램프이 관단이 까맣게 되는 소위 흑화현상을 나타내기 쉽게 된다. 흑화현상을 나타낸 형광램프는 광도가 저하한다.
상기 종래의 청색, 녹색, 적색 각 발광형광체를 사용한 3파장 방식의 형광램프로서는 특히 램프관경이 26mmψ 이하로 되면 흑화현상이 나타나기 시작하여, 그 결과 상품가치를 현저히 손상시킬 뿐만 아니라 광도가 저하하는 결점으로 되어 있었다.
이 발명은 상기 결점을 개선하기 위해 행해진 것으로서, 관단흑화를 대폭으로 개선한 밝고 상품가치가 높은 형광램프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기, 목적을 달성하기 위해, 발명자들은 각 발광색의 형광체에 대하여서, 각종 실험을 행하는 가운데에서 청색발광형광체로서, 종래의 청색발광형광체인 2가의 태활성화 할로 붕인산염 형광체의 대신에 2가의 Eu 또는 Eu와 망간(Mn)으로 활성 알민산염 형광체의 적어도 1종을 선택하고 이 청색발광형광체와 상기 종래의 녹색발광 및 적색발광형광체와를 조합한 3파장 방식의 형광램프에 있어서만 상승 효과에 의해서, 램프의 관경이 26mm
Figure kpo00001
이하로 된 경우이라도 관단흑화 현상을 대폭으로 개선하는 것을 발견하고 이 발명을 완성하였다.
본 발명에 사용되는 형광체는 모두가 공지의 것이며, 단독으로 형광램프에 사용하면 동정중에 관단흑화 현상을 나타내지만, 본 발명과 같이, 특정 형광체를 조합하면 단독사용으로는 예상할 수 없을 정도로 흑화현상이 감소한다. 이는 본 발명에 표시한 각색형광체의 조합에 의한 상승 효과에 의한 것으로 생각된다.
본 발명에 사용하는 청색발광형광체는 일반식이 a(M,Eu)O·bAl2O3또는 a(M,Eu,Mn)O·bAl2O3(단, M은 Zn,Mg,Ca,Sr,Ba,Li2,Rb2,Cs2의 적어도 1종, a
Figure kpo00002
0, b
Figure kpo00003
0)로 표시되는 2가의 Eu 또는 2가의 Eu와 Mn 활성 알민산염 형광체의 적어도 1종이며, 특개소 56-152882호 공보, 특개소 56-152883호 공보, 특공소 56-52072호 공보로 알려지고 있다.
녹색발광형광체는 일반식이 d(LnI,Ce,Tb)2O3·eSio2·fP2O5(단 , Ln I 는 Y, La, Gd, Lu, Sm의 적어도 1종, d
Figure kpo00004
O,e
Figure kpo00005
O,f
Figure kpo00006
O)로 표시되는 Ce 및 Tb 활성화 희토류 규인산염 형광체 일반식이 (LnI,Ce,Tb)PO4로 표시되는 Ce 및 Tb 활성화 희토류 인산염 형광체의 적어도 1종이다.
적색발광형광체는 일반식이(LnⅡ,Eu)2O3(단, LnⅡ는 Ce,La,Gd,Y,Tb,Sm의 적어도 1종)으로 표시되는 Eu 활성 희토류 산화물 형광체의 적어도 1종이다.
즉, 이 발명은 일반식이 a(M,Eu)O·bAl2O3(단, M은 Zn, Mg, Ca, Sr, Ba, Li2, Rb2의 적어도 1종, a
Figure kpo00007
O,b
Figure kpo00008
O)로 표시되는 2가의 Eu 활성 알민산염 청색발광형광체.
일반식이 a(M, Eu, Mn)O·bAl2O3로 표시되는 2가의 Eu 및 Mn 활성화 알민산염 청색 녹색발광형광체의 적어도 1종과 일반식이 a(Ln, Ce, Tb)2O3·eSiO2·fP2O5(단, Ln Ⅰ는 Y, La, Gd, Lu, Sm의 적어도 1종, d
Figure kpo00009
O,e
Figure kpo00010
O,f
Figure kpo00011
O)로 표시되는 Ce 및 활성화 희토류 규소인산염 녹색발광형광체, 일반식이 (Ln I, Ce, Tb) PO4로 표시되는 Ce 및 Tb 활성화 희토류 인산염 녹색발광형광체의 적어도 1종인 녹색발광형광체와 일반식이 (LnⅡ,Eu)2O3(단, LnⅡ는 Y, La, Gd, Ce, Tb, Sm의 적어도 1종)로 표시되는 Eu 활성화 희토류 산화물 적색발광형광체로 되는 형광막체를 구비한 형광램프이다.
특히, 바람직한 조합은 청색발광형광체가 a(M, Eu, Mn)O·bAl2O3녹색발광형광체가 a(LnⅠ,Ce,Tb)2O3·eSiO2·fP2O, 적색발광형광체가 (LnⅡ, Eu)2O3의 조합으로 관단흑화가 가장 적고, 밝은 형광램프가 얻어진다.
형광막체는 각색발광형광체의 전량을 100중량%로 할때, 청색발광형광체가 0.1~40중량%, 녹색발광형광체가 20~73중량%, 적색발광형광체가 5~65중량% 점하는 조성으로 되는 것이 바람직하다.
이 발명의 형광램프는 상기 3파장 방식 형광램프의 관단흑화를 개량한다. 관단흑화와는 형광램프점등중에 램프의 판단이 까맣게 되는 소위 흑화현상의 일이며, 이 현상을 나타내면 램프외관을 현저히 손상하므로 상품가치를 현저히 저하시킨다.
관단흑화는 방전하의 활성화상태하에서 형광체, 음극으로부터의 비산물질, 관내불순가스의 종류에 의해 다른 것이나, 발생위치는 항상 전극부근의 정위치이다. 이 관단흑화를 평가하는데는 흑화발생위치에서, 그라스 및 형광막을 포함하는 일정면적을 절취하고, 그라스 및 형광막의 가시광투과율을 측정하면 된다. 관단흑화의 정도가 진행하면 가시광투과율은 작게된다.
이와같은 형광막체를 구비한 이 발명의 40왓트형 형광램프(관경25mm
Figure kpo00012
)에 대하여서 관단흑화의 정도를 표시하는 가시광투과율을 측정하고, 청색발광형광체의 2가의 Eu 활성화 할로 붕인산 스토론튬.칼슘.마그네슘.세륨.형광체에 변경한 비교예 형광램프와 비교하여 보았다.
이 경우 비교예 형광램프의 가시광투과율이 100%인데 대하여서 이 발명의 형광램프의 가시광투과율 115%이며, 흑화의 정도는 비교예 램프의 15%분만 저감하고 있다. 단, 관단흑화의 측정은 장시간 점등에의한 흑화의 상태를 비교적 단시간의 점등으로 얻기 위해 실시예, 비교예 각 형광램프 공히, 40W 형광램프 정격부하의 130%의 고부하상태에서 1500시간 점등시킨후에 행하였다. 관단흑화 발생부, 즉, 램프발광부에서 30mm의 부위에서 45mm에 걸쳐서, 종 15mm, 횡 15mm의 부위를 절취하여서, 시료편으로하고, 가시광투과율은 빽맨투과율 측정기에 의한 측정치이다.
3파장 방식 형광램프가 고연색성 형광램프로서 실용에 적합한 성능은 평균 연색평가수(Ra)가 80이상에서 램프효율 80lm/W 이상인것이 일응의 표준으로 되어있다. 이 성능을 만족시키기 위해 상기 청색발광형광체, 녹색발광형광체, 적색발광형광체의 비율은 100중량%를 청색발광형광체가 0.1~40중량%, 녹색발광형광체가 20~73 중량%, 적색발광형광체가 5~65중량% 점하는 조성으로 되지 않으면 안된다.
또, 청색, 녹색, 적색 각 발광형광체에 소량의 알칼리 금속, 산화붕소, 산화칼륨등이 도입되는 것은 공지이나, 이와같은 형광체에 있어서도 본 발명의 효과는 하등 영향을 받지 않는다.
이하, 실시예에 의해 이 발명을 상세히 설명한다.
[실시예 1]
청색발광형광체로서 3(Ba, Mg, Eu) 0.8 Al2O3로 표시되는 2가의 Eu 활성알민산 바륨. 마그네슘 형광체를 사용하는 것으로 한다. 이 형광체를 이하(A)라 칭한다. 형광체(A)는 452mm에 피이크파장을 가진 협대역 발광을 표시하고 3파장 방식 청색발광형광체에 호적하고 있다.
비교예 림프용으로서 3(Sr,Mg, Eu, Ce)0 : 0.92P2O5: 0.31CaCl2: 0.09B2O3로 표시되는 2가의 활성 할로 붕인산스트론튬.마그네슘.세륨.청색발광형광체를 사용하는 것으로 만다.
비교예 램프용으로서 3(Sr,Mg, Eu, Ce)0 : 0.92P2O5: 0.31CaCl2: 0.09B2O3로 표시되는 2가의 Eu 활성 할로 붕인산스트론튬.마그네슘.세륨.청색발광형광체를 사용하는 것으로 한다.
이 형광체를 이하(B)라 칭한다.
청색발광형광체로서 형광체(A)를 11중량%, 녹색발광형광체로서 (La, Ce, Tb)2O3·0.2SiO2·0.9P2O5로 표시되는 Ce 및 Tb 활성규인산 랜턴 형광체를 67중량%, 적색발광형광체로서 (Y, Eu)2O3로 표시되는 Eu 부활 산화잇트륨 형광체 22중량%를 사용하고, 통상법에 따라서, 이예의 관경이 25mmø의 40W 500K 백색 형광램프를 제작하고, 1500시간 점등후의 가시광투과율을 특정한다.
또, 비교예 형광램프로서 청색발광형광체에 형광체(B)를 사용하고, Ce 및 Tb활성 규인산 랜턴 녹색발광형광체, Bu 활성 산화잇트륨 적색발광형광체를 동일하게 사용한 관경이 25mmø의 40W 5000K 백색형광램프를 사용한다.
이 실시예 형광램프의 점등초기에 있어서의 발광스펙트럼 분포는 제1도에 표시하는 바와같다. 가시광투과율은 비교예 형광램프 100%에 대하여서 이 실시예 형광램프는 115%이며, 15% 개량되어 있다.
따라서 각기의 형광체의 단독으로 사용한 동종의 형광램프를 제작하고 1500시간점등후의 가시광투과율을 측정한 바, 형광체(A)는 92%, 형광체(B)는 90% (La, Ce, Tb)2O3·0.2SiO2·0.9P2O5는 (Y,Eu)2O3는 101%이었다.
또, 다른 비교예로서, 청색발광체 및 적색발광형광체가 실시예1과 같아서, 녹색발광형광체에 MgO·B2O3: Ce,Tb를 사용한 형광램프를 동일하게 평가한 바, 1500시간 점등후의 가시광투과율은 99%이었다. 이들의 치와 형광체 사용중량에서 3파장 형광램프의 가시광투과율을 예측하면, 대충 102% 정도로 되나, 실제의 램프로하면115%에도 달하는 것을 형광체 3개의 조합에 의한 특이한 작용이 생긴것으로 생각된다.
또한, 점등초기에 있어서의 평균 연색평가수(Ra)는 84, 램프효율은 90lm/W의 치를 표시한다.
이상의 결과를 재차 정리하여서 표에 표시한다.
[실시예 2-7]
실시예1과 동일한 방법에 의해 형광체의 조합을 본 발명의 범위내에서 바꾸어서 형광램프를 제작하였다.
비교형광램프는 청색발광형광체로서 3(Sr, Mg, Eu, Ce)0 : 0.92P2O5: 0.3/ CaCl2: 0.09B2O3를 사용하고 있으나 다른 조건은 각 실시예와 똑같이 하였다. 각 실시예의 가시광투과율, 평균 연색평가지수, 램프효율등을 표에 낸다. 가시광투과율은 모두다 비교품의 가시광투과율을 100%로 하였다.
[표]
Figure kpo00013

Claims (1)

  1. 일반식이 a(M,Eu)O·bAl2O3(단, M은 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 리튬(Li2), 루비듐(Rb2), 세슘(Cs2)의 적어도 1종, a
    Figure kpo00014
    O, b
    Figure kpo00015
    O)로 표시되는 2가의 유로븀(Eu)활성 알민산염 형광체.
    일반식이 a(M,Eu,Mn)O·bAl2O3(단, M은 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 칼슘 (Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 리튬(Li2), 루비듐(Rb2), 세슘(Cs2)의 적어도 1종, a
    Figure kpo00016
    O,b
    Figure kpo00017
    O)로 표시되는 2가의 유로븀과 망간(Mn)활성 알민산염 형광체의 적어도 1종과 일반식이 d(Ln1,Ce,Tb)2O3·eSiO2·fP2O5(단, Ln1는 잇트륨(Y), 랜턴(La), 가도리늄(Gd), 루테튬(Lu), 사마륨(Sm)의 적어도 1종, d
    Figure kpo00018
    O,e
    Figure kpo00019
    O,f
    Figure kpo00020
    O)로 표시되는 세륨 및 텔븀 활성 회토류 규산인산염 형광체, 일반식이(Ln1, Ce, Tb) PO4(단, Ln1은 잇트륨(Y), 랜턴(La), 가드리늄(Gd), 루테튬(Lu), 사마륨(Sm)의 적어도 1종, d
    Figure kpo00021
    O,e
    Figure kpo00022
    O ,f
    Figure kpo00023
    O)로 표시되는 세륨 및 텔븀 활성 회토류 인산염 형광체의 적어도 1종인 녹색발광형광체와 일반식이 (LnⅡ, Eu)2O3(단, LnⅡ는 Y, La, Gd, Ce, Tb, Sm의 적어도 1종)으로 표시되는 유로븀 활성 회토류 산화물 형광체로 되는 형광막체을 구비한 것을 특징으로 하는 형광램프.
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