JPH0260705B2 - - Google Patents

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JPH0260705B2
JPH0260705B2 JP62316822A JP31682287A JPH0260705B2 JP H0260705 B2 JPH0260705 B2 JP H0260705B2 JP 62316822 A JP62316822 A JP 62316822A JP 31682287 A JP31682287 A JP 31682287A JP H0260705 B2 JPH0260705 B2 JP H0260705B2
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JP
Japan
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phosphor
fluorescent lamp
blue
color rendering
emitting component
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JP62316822A
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JPH01156391A (ja
Inventor
Juji Sai
Takaharu Ichinomya
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Nichia Chemical Industries Ltd
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Nichia Chemical Industries Ltd
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Publication date
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  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、紫外線で刺激されて発光し、色温度
が2500K〜8000Kの範囲にあり、高効率高演色で
ある蛍光ランプ用の発光組成物と、これを使用し
た蛍光ランプに関する。
[従来の技術およびその課題] 従来、一般照明用の蛍光ランプに最も多用され
ている蛍光体として、アンチモン、マンガン共付
活ハロリン酸カルシウム蛍光体がある。この蛍光
体を使用したランプは、発光効率は高いものの、
その演色性は、白色(蛍光ランプ発光色の色温度
4200K)のもので、平均演色評価数Ra=63であ
り、また、昼光色(蛍光ランプ発光色の色温度
6700K)のもので平均演色評価数Ra=77程度と
非常に低く、高演色性を要求される場所での使用
には不向きである。
比較的高い演色性を有する蛍光ランプとして
は、特公昭58−21672号公報に開示されているよ
うな、450nm、545nm、及び610nm付近に発光ピ
ークを有する3種の狭帯域発光蛍光体の組合せに
よる三波長域発光型蛍光ランプが製造されてい
る。
この三波長域発光型蛍光ランプは、青色蛍光体
として、2価のユーロピウム付活アルカリ土類ア
ルミン酸塩蛍光体、及び2価のユーロピウム付活
アルカリ土類クロロアパタイト蛍光体等を、緑色
蛍光体として、セリウム、テルビウム共付活リン
酸ランタン蛍光体及び、セリウム、テルビウム共
付活アルミン酸マグネシウム蛍光体等を、また赤
色蛍光体として、3価のユーロピウム付活酸化イ
ツトリウム蛍光体等を用い、平均演色評価数Ra
=82、かつ高発光効率の蛍光ランプが開発され、
市場化されている。
しかし、この三波長域発光型蛍光ランプは、現
在最も多く使用されている、アンチモン、マンガ
ン付活ハロリン酸カルシウム蛍光体を用いた蛍光
ランプと比較すれば、光束は著しく改良されては
いるが、演色性はまだ充分満足するには至らず、
更に、蛍光体に、青、緑、赤、三色共、希土類原
料を使用している為、アンチモン、マンンガン共
付活ハロリン酸カルシウム蛍光体に比べて、その
数十倍と著しく高価な蛍光体となる欠点がある。
一般に高演色性ランプと言われるものは、その
演色性の高さに応じて、DL(Ra≧75)、SDL(Ra
≧86)、EDL(Ra≧95)型と、JISZ9301で区分さ
れており、これまで種々の蛍光体の組合せを用い
た蛍光ランプが知られている。
例えば、特開昭54−102073号に開示された蛍光
ランプは、4種の蛍光体の組合せにより、平均演
色評価数Ra=99としている。また、同様に、5
種あるいは6種の蛍光体を用いてRa≧95となる
蛍光ランプの開発も行なわれている。しかしなが
ら、これ等の高演色性蛍光ランプの光束は、40W
ランプFL40Sで1800〜2300Lm程度にすぎず、著
しく発光効率が低くなる欠点があつた。
さらに、特開昭60−220546号公報にも、4種の
蛍光体を混合した高演色性蛍光ランプが記述され
ている。この公報に示される高演色性蛍光ランプ
は、下記の□1〜□4の4種の蛍光体を使用して、平
均演色評価数Ra≧97を実現している。
□1 第1の蛍光体 2価ユーロピウム付活ストロンチウムイツ
トリウムアルミネート 2価ユーロピウム付活ストロンチウムアル
ミネート □2 第2の蛍光体 錫付活正りん酸ストロンチウム・マグネシウ
ム □3 第3の蛍光体 アンチモン付活ハロりん酸カルシウム アンチモン・マンガン付活ハロりん酸カル
シウム □4 第4の蛍光体 2価ユーロピウム付活ハロりん酸ストロンチ
ウム・カルシウム この公報に記述されている高演色性蛍光ランプ
は、青緑色発光成分として、半値幅が65nmであ
る2価ユーロピウム付活ストロンチウムイツトリ
ウムアルミネート蛍光体を使用し、これによつて
平均演色評価数Ra≧97を実現している。
この公報に開示された高演色性蛍光ランプは、
優れた演色性を実現するが、40Wランプの全光束
が最高で2400Lmであり、さらに優れた光束の高
演色性蛍光ランプが要求されている。
以上のように、従来の蛍光ランプに於ては、平
均演色評価数Raを向上する改良が試みられてい
るが、高い発光効率と充分に満足できる演色性を
共に有し、かつ、安価に製造することができる蛍
光ランプは得られていないのが現状である。
本発明はこうした問題点に対してなされたもの
であり、高い発光効率と充分に満足できる演色性
を有し、なおかつ、安価に製造することができる
発光組成物と蛍光ランプを提供する事を目的とす
る。
[問題点を解決するための手段] かかる問題点を解決するために、本発明は、多
成分混合蛍光ランプに用いられる青色発光成分と
して、253.7nmの紫外線励起による発光の主ピー
ク波長を460nm〜510nmの間に持ち、かつ、発光
スペクトルの半値幅が50nm以上であり、かつ、
発光色度座標がCIE1931色度図に於て、 x:0.10≦x≦0.30、 y:0.20≦y≦0.40の範囲内であり、また、酸
化マグネシウムの煙着膜の分光反射率を100%と
した場合、380nm〜500nmの分光反射率が70%以
上である青色発光蛍光体を使用している。
更にまた、青色発光蛍光体の重量混合比は、第
1図の実線で囲まれた範囲で示す領域内に特定さ
れている。第1図に示す領域外の混合率の蛍光組
成物は、平均演色評価数Raが低くなり、好まし
い演色性は得られない。青色蛍光体の混合量は、
発光光束と、演色性と、価格を考慮して第1図の
領域に特定している。
さらに、この発明は、緑色発光成分として主発
光波長を530nm〜550nmの間とし、発光スペクト
ルの半値幅を30nm以下とする蛍光体を含み、赤
色発光成分として主発光波長を600nm〜660nmの
間とし、発光スペクトルの半値幅を10nm以下と
する蛍光体を含んでいる。
[作用効果] 本発明者等は、この発明の作用効果を明確にす
る為に、次の発光組成物を試作した。
青色発光成分として、253.7nmの紫外線の励起
により発光するピーク波長が、460nm〜510nmの
間にあり、かつ、発光スペクトルの半値幅が
50nm以上であり、発光スペクトルの色度座標が
CIE1931色度図に於て0.10≦x≦0.30、0.20≦y
≦0.40の範囲内であり、380nm〜500nmの分光反
射率が酸化マグネシウムの煙着膜の分光反射率を
100%とした場合に於て70%以上であるような青
色蛍光体の例として〜の蛍光体を使用した。
下記の〜の蛍光体を1種あるいは複数種混合
し、その重量混合比を第1図の実線で囲まれた範
囲で示す領域に特定している。
アンチモン付活ハロリン酸カルシウム青色蛍
光体、 タングステン酸マグネシウム青色蛍光体、 チタニウム付活ピロリン酸バリウム青色蛍光
体、 2価のユーロピウム付活ケイ酸バリウムマグ
ネシウム蛍光体、 これ等の蛍光体の分光反射率を第3図に示す。
この図に於て、曲線Aはアンチモン付活ハロリン
酸カルシウム青色蛍光体、曲線Bはタングステン
酸マグネシウム青色蛍光体、曲線Cはチタニウム
付活ピロリン酸バリウム青色蛍光体、曲線Dは2
価のユーロピウム付活ケイ酸バリウムマグネシウ
ム蛍光体の反射率を示す。
また、緑色発光成分として、発光の主ピーク波
長が530nm〜550nmの間にあり、かつ、発光スペ
クトルの半値幅が30nm以下である緑色蛍光体の
例として、 セリウム、テルビウム共付活リン酸ランタン
緑色蛍光体と、 セリウム、テルビウム共付活アルミン酸マグ
ネシウム緑色蛍光体を単独で、あるいは、これ
等を混合して使用した。
更に、赤色発光成分として、発光の主ピーク波
長が600nm〜660nmの間にあり、発光スペクトル
の半値幅が10nm以下であるような赤色蛍光体の
例としては、下記〜の蛍光体を1種あるいは
複数種混合して使用した。
3価のユーロピウム付活酸化イツトリウム赤
色蛍光体、 3価のユーロピウム付活リン酸、バナジン酸
イツトリウム赤色蛍光体、 3価のユーロピウム付活バナジン酸イツトリ
ウム赤色発光体、 2価のマンガン付活フツ化ゲルマニウム酸マ
グネシウム赤色蛍光体、 この蛍光ランプは、第6図と第7図に示される
優れた特性を有し、第8図に示される従来の蛍光
ランプを卓越する特性を実現している。
即ち、本発明の蛍光ランプは、現在最も多用さ
れている一般照明用蛍光ランプに比べると、初光
束が数%〜十数%も向上し、平均演色評価数は、
従来の63〜76に比べて、89〜95と約20も向上す
る。また、本発明の蛍光ランプは、従来の三波長
域発光型蛍光ランプに比べると、初光束は多少低
下するが、平均演色評価数が、従来の82から89〜
95と相当に向上し、しかも、三波長域発光型蛍光
ランプに使用される青色発光蛍光体に比べて、安
価な青色発光蛍光体が多量に使用できるので、蛍
光組成物の価格が半減できる。
更に、従来の自然色蛍光ランプ(演色AA型)
に比べると、本発明の蛍光ランプは、平均演色評
価数がほぼ等しく、初光束が約50%も向上する。
更にまた、この発明の蛍光ランプは、従来の高演
色性蛍光ランプ(演色AAA型)に比べると、演
色性は多少低いが、初光束約50%も向上する。
[好ましい実施例] 以下、本発明の実施例について図面に基づいて
説明する。
まず、第5図に示す青色成分蛍光体(第1の蛍
光体、B1,B2,B3,B4)と、 緑色成分蛍光体(第2の蛍光体、G1,G2)
と、 赤色成分蛍光体(第3の蛍光体、R1,R2,
R3,R4)とを用意する。
青色成分蛍光体、B1,B2,B3,B4のエ
ネルギー分布図は第2図に示す。
第5図に示す蛍光体を、第6図と第7図とに示
す混合重量比で混合して発光組成物とし、この発
光組成物を、従来と同様にして、管径32mmのガラ
ス管(FL40S)に被着して蛍光膜とし、40ワツト
の直管型蛍光ランプを作成した。
即ち、蛍光ランプは次の〜の工程で試作し
た。
酢酸ブチル[9.900g]にニトロセルロース
[100g]を溶解する。この溶液500gを2播ビ
ーカーに採取し、本発明の蛍光体組成物約500
gをよく撹拌して塗布液とする。
この塗布液を、立てられた管径32cmφ40ワツ
ト用のガラス管5本のそれぞれの上部から注入
して内面に塗布し、次に乾燥させる。5本の塗
膜の平均重量は5.3gであつた。
次に、この等の塗布されたガラス管を600度
に加熱した電気炉中で10分間ベーキングしてニ
トロセルロースを焼失させる。
更に、各々のガラス管にフイラメントを装着
し排気台に架けAr、Hgを注入しFL40S型の蛍
光ランプを製造した。
得られた蛍光ランプの測光を行い、その測定結
果を蛍光体混合重量比と共に第6図と第7図とに
示す。
第6図と第7図とに示すように、実施例1〜60
で得られた本発明の蛍光ランプは、平均演色評価
数Raが約90以上であり、かつ、初光束は、アン
チモン、マンガン共付活ハロリン酸カルシウムを
蛍光膜として用いた、現在最も多用されている蛍
光ランプに比べて向上している。
この発明の発光組成物とこれを使用した蛍光ラ
ンプは、青色発光成分の混合率を調整して色温度
が調整できる。第6図と第7図とに示すように、
青色発光成分の混合率を少なくして、赤色発光成
分の混合率を多くすると色温度が低下し、反対
に、青色発光成分の混合率を高くして、赤色発光
成分の混合率を少なくすると、色温度を高くでき
る。
通常、蛍光ランプの色温度は、2500〜8000Kの
範囲に調整される。従つて、この発明の発光組成
物とこれを使用した蛍光ランプは、青色発光成分
の混合率を第1図の実線で囲まれた範囲で示され
る領域に特定している。
更に、この発明の発光組成物とこれを使用した
蛍光ランプは、優れた発光出力と高演色性とを実
現する為に、青色発光成分の主発光波長と、発光
スペクトルの半値幅と、x値とy値とを特定して
いる。青色発光成分のx値とy値とが、0.10≦x
≦0.30、0.20≦y≦0.40の範囲にある時に高演色
性が実現でき、また、青色発光成分の主発光波長
が長すぎても短すぎても優れた演色性が実現でき
ず、更に、半値幅が50nm以下になつても優れた
発光出力と高演色性とが実現できない。
更に、本発明、青色発光成分は発光する光を有
効に反射して蛍光体自体が発光色を吸収しないよ
うに、青色発光成分の分光反射率を、波長が380
〜500nmの範囲に於て、酸化マグネシウム煙着膜
に対して70%以上に特定しているが、分光反射率
がこれ以下の青色発光成分を使用した場合、優れ
た発光出力の発光組成物が実現できない。
第3図の曲線A,B,C,Dで示すように、ア
ンチモン付活ハロリン酸カルシウム青色蛍光体、
タングステン酸マグネシウム青色蛍光体、チタニ
ウム付活ピロリン酸バリウム青色蛍光体、2価の
ユーロピウム付活ケイ酸バリウムマグネシウム蛍
光体は、この発明の青色発光成分として好ましい
反射率を有するが、第4図に示すように、380nm
〜500nmで反射率が低下する、2価のユーロピウ
ム付活ホウリン酸ストロンチウム蛍光体(曲線
E)、2価のユーロピウム付活アルミン酸ストロ
ンチウム蛍光体(曲線F)は、この発明の青色発
光成分として使用できない。
更に、この発明の発光組成物は、青色発光成分
に、特定の発光特性の緑色発光成分と赤色発光成
分とが混合されて、全体として優れた発光出力と
高演色性とを実現している。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の蛍光ランプに用いる青色成分
蛍光体の混合重量比の領域を示すグラフ、第2図
は、本発明の実施例の蛍光ランプに用いる青色成
分蛍光体の分光発光特性を示すグラフ、第3図は
この発明の発光組成物に青色発光成分として使用
される蛍光体の分光反射特性を示すグラフ、第4
図は本発明の発光組成物に青色発光成分として使
用されない青色発光蛍光体の分光反射率を示すグ
ラフ、第5図はこの発明の発光組成物に使用する
蛍光体の具体例を示す図表、第6図および第7図
はこの発明の実施例に係る発光組成物の発光特性
を示す図表、第8図は従来の蛍光体の発光特性を
示す図表である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 多成分混合型蛍光ランプに使用される青色発
    光成分として、253.7nmの紫外線励起により青色
    域に発光し、その主発光波長が460nm〜510nmの
    間であつて、発光スペクトルの半値幅が50nm以
    上であり、発光スペクトルの色度座標がCIE1931
    色度図に於て0.10≦x≦0.30、0.20≦y≦0.40の
    範囲内であり、酸化マグネシウムの煙着膜を100
    %とした場合、380nm〜500nmの分光反射率が70
    %以上である蛍光体を含み、 緑色発光成分として主発光波長を530nm〜
    550nmの間とし、発光スペクトルの半値幅を
    30nm以下とする蛍光体を含み、 赤色発光成分として主発光波長を600nm〜
    660nmの間とし、発光スペクトルの半値幅を
    10nm以下とする蛍光体を含み、 上記多成分混合型蛍光ランプにおける色温度に
    応じて添付第1図の実線に囲まれた範囲の割合に
    て青色発光成分を混合してなることを特徴とする
    蛍光ランプ用発光組成物。 2 蛍光膜に、請求項1記載の蛍光ランプ用発光
    組成物を含むことを特長とする蛍光ランプ。
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