JPH03283348A - けい光ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電極を備えたバルブ内にけい光体被膜を形成
し、このけい光体被膜が３波長域発光けい光体で形成さ
れたけい光ランプに関する。

（従来の技術） 最近のけい光ランプは、高効率および高演色性を得るた
めバルブの内面に形成されるけい光体被膜を３波長域発
光けい光体によって構成しているものが多い。

３波長域発光けい光体は、４５０ｎｍ付近に発光ピーク
波長を白゛する例えばユーロピウム付活バリウム９マグ
ネシウム・アルミン酸塩けい光体（３（Ｂａ、Ｍｇ）０
．８Ａ　１２０．：　Ｅｕｌなどのような青色発光けい
光体と、５４０　ｎｍ付近に発光ピーク波長を有する例
えばセリウム・テリビウム付活リン酸ランタンけい光体
（Ｌ　ａ　Ｐ　０４　　：　Ｃｅ　、　Ｔ　ｂ　ｌ　な
どの緑色発光けい光体と、６１０ｎｍ付近に発光ピーク
波長を有する例えばユーロピウム付活イツトリウムオキ
サイドけい光体（Ｙ、０．：　Ｅｕｌ　などのような赤
色発光けい光体の３種を混合して形成されている。

しかしながら、最近ではさらに高効率および高演色性の
けい光ランプが要請されており、このためけい光体に対
する研究が進められている。

上記３波長域発光けい光体は、従来からよく知られてい
るハロリン酸カルシウムけい光体などに比べて演色性お
よび効率に優れているが、ハロリン酸カルシウムけい光
体と同様に、波長４００ｎｓ以下の紫外線のみを可視光
に変換するため、４３６ｒ＋ｇ＋や４０５　ｎｍの明る
さや演色性にあまり寄与しない水銀発光色は外部に無駄
に放出されてしまう。

そこで、３波長域発光けい光体に青緑色成分のけい光体
や深赤色成分のけい光体を混合することにより、上記３
波長域発光けい光体で不足している領域の光を補い、演
色性を向上させる試みがなされている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記３波長域発光けい光体に青緑色成分
のけい光体や深赤色成分のひい光体を混合して用いるよ
うにした従来の場合は、これら合計４種以上のけい光体
粉末を混合して単一のけい光体層を形成するものであっ
た。

このような１層構造のけい光体被膜の場合、３波長域発
光けい光体に混入された青緑色成分のけい光体や深赤色
成分のけい光体が３波長域発光けい光体に達しようとす
る紫外線の一部を吸収してｎＪ視光に変換してしまう。

すなわち、３波長域発光けい光体が紫外線を可視光に変
換する作用を阻害する。

上記３波長域発光けい光体に加えられたけい光体は、紫
外線や、４３６ｎ＊および４０５ｎ−の水銀発光を特定
波長の可視光に変換するが、変換効率はあまり高くない
のでランプとしての光量が低下する。

このようなことから、３波長域発光けい光体に演色性向
上ためのけい光体を混合して単一のけい光体層を形成し
た場合は、高演色性は向上するものの、光束が大幅に低
下する不具合がある。

このため、この種のけい光ランプは生鮭食品展示用など
のごとく使用分野が限られる不具合がある。

本発明においては、光束の低下を生じることなく演色性
に優れたけい光ランプを提供しようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の１番目においては、電極を備えたバルブの内面
に、水銀から放出される４３６ｎｍおよびそれ以下の水
銀発光を吸収してこれより長波長側の可視光を発するけ
い光体を主成分とする第１のけい光体層を形成し、この
第１のけい光体層の上に３波長域発光けい光体を主成分
とする第２のけい光体層を形成したことを特徴とする。

本発明の２番目は、上記第１のけい光体層を形成するけ
い光体を、青緑色発光けい光体および深赤色発光けい光
体の少なくとも１種で構成したことを特徴とする。

そして本発明の３番目は、第１のけい光体層の色度と第
２のけい光体層の色度の差を、ｘｙ色度図座標上で　Δ
Ｘ２＋Δｙ２≦０．０７の範囲に規制したことを特徴と
する。

（作用） 本発明の１番口によると、バルブの内面に形成されるけ
い光体層を、水銀から放出される４３６ｔｖおよびそれ
以下のスペクトルを吸収してこれより長波長側の可視光
を発するけい光体を主成分とする第１のけい光体層と、
この第１のけい光体層の上、つまりバルブと反対側の面
の放電空間側の面に形成された３波長域発光けい光体を
主成分とする第２のけい光体層とに別けて形成したので
、水銀から放出される発光の内生として２５４　ｎｍの
紫外線は最初に３波長域発光けい光体を主成分とする第
２のひい光体層により効果的に可視光に変換され、この
３波長域発光けい光体で変換されなかった４０５ｎｍや
４３６ｎｗおよびそれ以下の水銀発光は次の層の第１の
けい光体層にょって所定の領域のスペクトルに変換され
、よって可視光を補強するようになり、したがって演色
性が向上し、かつ第１のけい光体層が第２のけい光体層
により発光された可視光の透過を阻害しない程度にする
ことで光束の低下を防止することができる。

本発明の２番目によると、上記第１のけい光体層は、青
緑色発光けい光体およびまたは深赤色発光けい光体で構
成したので演色性がよくなる。

そして本発明の３番目によると、第１のけい光体層の色
度と第２のけい光体層の色度の差を、ｘｙ色度図座標上
で１ｒ７７〒ＡＹ”　≦０．０７の範囲に規制したので
、第１のけい光体層および第２のけい光体層の膜厚のば
らつきから生じるランプ臼体から出る光色のばらつきが
小さくなり、色調の＃Ｊ整が容易になる。

（実施例） 以下本発明について、図面に示す一実施例にもとづき説
明する。

第１図は４０Ｗの直管形けい光ランプを示し、１は直管
形のガラスバルブである。バルブ１は例えば管径が３２
．５ｍｍ、管長１１９８ｍｍ程度の大きさをなし、内部
に放電空間２を形成しである。

バルブ１の両端部はステム３．３で封止されており、こ
れらステム３．３にはフィラメント電極４．４が取付け
られている。

バルブ１の端部には口金５．５が被着されており、これ
ら口金５．５にはそれぞれ上記電極４．４に接続された
口金ピン６・・・が突設されている。

バルブ１の上記ｈｋ電空間２に面した内面にはけい光体
被膜が形成されている。

本発明におけるけい光体被膜は２層に別けて形成されて
おり、バルブ１の内面に接して第１のけい光体層７が形
成されているとともに、この上に、つまり第１のけい光
体層７の放電空間２側の面に第２のけい光体層８が積層
して形成されている。

第１のけい光体層７は、水銀から放出される４３５ｎｉ
や４０５ｔｖおよびそれ以下の発光スペクトルを吸収し
、これを長波長側の可視光に変換するけい光体からなる
もので、例えば青緑色発光けい光体および深赤色発光け
い光体の少なくとも１種で形成されている。

青緑色発光けい光体としては、例えばユーロピウム付活
ホウリン酸ストロンチウムけい光体ｆ２　Ｓ　ｒ　Ｏ・
０．８４　Ｐ　２０５”　０．１６Ｂ２０．：Ｅｕｌや
ユーロピウム付活クロロリン酸バリウム・カルシウム・
マグネシウムけい光体（（Ｂａ。

Ｃａ、　Ｍｇ）　１０（ＰＯ４）　ｂ　Ｃ１２：　Ｅｕ
ｌまたはユーロピウム・マンガン付活アルミン酸バリウ
ム・マグネシウムけい光体（（Ｂａ、Ｍｇ）２Ａ　ｌ　
＋’６０２４：　Ｅ　ｕ−Ｍｎｌ　などが有効である。

また、深赤色発光けい光体としては、マンガン付活クロ
ロゲルマン酸マグネシウムけい光体（３，５Ｍｇ０−０
．５ＭｇＦｚ　・Ｇｅ０２Ｍ　ｎ　）などが好適する。

上記第１のけい光体層７の上（内面側）に形成される第
２のけい光体層８は、３波長域発光けい光体を主成分と
するもので、３波長域発光ひい光体としては、従来と同
様に、４５Ｏｎｗ付近に発光ピーク波長を有する例えば
３　（Ｂａ、Ｍｇ）０．８ＡＩ□Ｏ，：Ｅｕなどのよう
な青色発光けい光体と、５４０■付近に発光ピーク波長
をＨする例えばＬａＰＯ４：　Ｃｅ、Ｔｂなどの緑色発
光けい光体と、６１０ｎｍ付近に発光ピーク波長を有す
る例えばＹ２Ｏ３：Ｅｕなどのような赤色発光けい光体
の３種をＣ６して形成されている。

なお、このバルブ１内には所定量の水銀とアルゴンガス
などの不活性ガスが封入されている。

このような実施例の構成によると、ランプが点灯中には
放電により水銀蒸気が水銀特有の紫外線および可視光の
水銀発光を放出し、この水銀発光はけい光体被膜を励起
して可視光を発光させ、した−かってバルブ１の外には
ＭＳ　’ｆ３１光が放出される。

この場合、放電空間２に水銀蒸気から放射された水銀発
光はまず、この放電空間２に而している第２のけい光体
層８に入り、この第２のけい光体層８を構成している３
波長域発光けい光体を主成分とけい光体を励起して可視
光を発出させる。

この場合、３波長域発光けい光体から出る光は、従来の
３波長けい光ランプと同様に、可視光の略全域に亘る光
を放出し、すなわち３原色混合の白色色となり演色性、
光束とも良好な特性を現出する。

このようにして３波長域発光けい光体よりなる第２のけ
い光体層８を通過して可視光に変換された光エネルギー
は、外側の第１のけい光体層７を透過する。

この時、上記第２のけい光体層８で既に変換されている
可視光はこの第１のけい光体層７を円滑に透過する。

そして、上記３波長域発光けい光体８で変換し切れなか
った水銀発光の内４３６　ｎｍ付近および４０５　ｎｍ
付近の光は、この第１のけい光体層７で吸収され、この
第１のけい光体層７で所定の領域の可視光を放出する。

すなわち、この第１のけい光体層７が上記青緑色発光け
い光体の場合は青緑色の光を出し、また深赤色発光けい
光体の場合は赤色系の光を出す。

このため、前記３波長域発光けい光体て放出される可視
光に、第１のけい光体層７で変換された光色が加味され
、演色性が向上する。

このため、ランプから放出される光の光束を大幅に低下
させることなく演色性を向上させることができる。

ちなみに、上記実施例とは逆に、バルブ１側に３波長域
発光けい光体を形成するとともに、放電空間２側に上記
演色性補強用けい光体を形成した場合は、水銀から放出
される光が演色性補強用けい光体で特定波長領域の可視
光に変換され、次の３波長域発光けい光体には、放電空
間側のけい光体層を通り抜けた時にごく弱められた紫外
線を含む可視光が入射するだけであるから、３波長域発
光けい光体の有する可視光変換能力を充分活用すること
ができず、この場合は演色性および光束ともに大幅に低
下する。

上記実施例の場合について、実験した結果を説明する。

ＦＬ４０Ｓ形のけい光ランプについて、下記表に示すよ
うな実験を行った。

この実験は、第１のけい光体層７として前記した青緑色
発光けい光体および深赤色発光けい光体を種々組み合わ
せて用い、第２のけい光体層８として３波長域発光けい
光体を使用した場合のそれぞれ平均演色評価数Ｒａ、特
殊演色評価数の赤系Ｒ９および３波長域発光けい光体を
１層のみ形成した従来のけい光ランプに対する光束比な
らびに第１層と第２層の間の色度差について測定したも
のである。

上記表中、品番６が３波長域発光けい光体を１層のみ形
成した従来のけい光ランプであり、当然節１のけい光体
層７は形成されていなく、光束比は１００である。

なお、この場合の色度は第３図に■で示されるように、
×ｙ色度座標上でｘ−０，３４５、ｙ＝０．３５５てあ
り、相関色温度は５０００にである。

品番工ないし品番５に示されたランプはいづれも第１の
けい光体層７を備えており、上記品番６で示された従来
のランプに比べて、いづれも平均演色評価数Ｒａおよび
特殊演色評価数Ｒ９の向上が認められる。

また、上記表中、品番７は３波長域発光けい光体に青緑
色発光けい光体および深赤色発光けい光体を混合して１
層のけい光体被膜を形成した従来のけい光ランプであり
、この場合は品番６で示されたランプに比べて光束が著
しく低下することが判る。

これに灯して、品番１ないし品番５に示されたランプは
いづれも光束が品番７に比べて大幅に増加しており、品
番６で示された従来のランプに比べても極端な低下がな
い。

したがって、これら表の結果からも、本発明に該当する
品番１ないし品番５に示されたランプはいづれも演色性
が向上し、しかしながら大幅な光束の低下を生じること
はないことが理解できる。

第２図は、上記表中品番６で示された従来のランプと、
品番３のランプについての分光分布特性を示す。

品番６で示された従来のランプの場合は、破線で示す４
３６ｎ■付近および４０５ｎ−付近の水銀発光スペクト
ルが吸収できなかった。

これに対し、図中実線で示す特性が品番３のランプ、つ
まり第１のけい光体層７として青緑色発光けい光体５　
Ｑ　ｗ　ｔ％、深赤色発光けい光体５０ｗｔ％を使用し
、３波長域発光けい光体の第２のけい光体層８と組み合
わせたランプの分光分布であり、破線領域の発光強度が
補強されたものである。この結果、品番３のランプの演
色性向上が明白に確認された。

なお、上記のように複数のけい光体を用いて紫外線を可
視光に麦化する場合、色調整が必要になる。

光色はランプの使用条件により所望とする発光色が異な
るが、相関色温度が低いと一般的には暖かい感じを与え
、逆に相関色温度が高いと冷たい感じを与える。

よって、上記品番６で示された３波長けい光ランプの場
合、標準的な５０００にの相関色温度を得るように色調
整しである。

このようなランプに対し、上記第１のけい光体層７とし
て、青緑色発光けい光体および深赤色発光けい光体のい
づれか１つを用いた場合は、これにより相関色温度が標
準的な５０００によりも外れることになる。

この色度の差が大きいほど標準的な５０００にの相関色
温度に調整するのが困難になる。

各種けい光体のランプについて色度を測定し、これをｘ
ｙ色度座標上に表示したのが第３図に示されている。

■は青緑色発光けい光体のみを用いて１層のけい光体被
膜のみを形成したランプの色度、■は深赤色発光けい光
体のみを用いて１層のけい光体被膜のみを形成したラン
プの色度、［相］は青緑色発光けい光体を５０　ｗ　ｔ
％、深赤色発光けい光体５０　ｗ　ｔ％を用いて１層の
けい光体被膜のみを１１３成したランプの色度、■は上
記表中品番６で示された３波長けい光ランプの色度、 ■は上記表中品番１で示された第１層目を青緑色発光け
い光体で形成するとともに第２層目を３波長域発光けい
光体で形成したランプの色度、■は上記表中品番２で示
された第１層口を深赤色発光けい光体で形成するととも
に第２層目を３波長域発光けい光体で形成したランプの
色度、■は上記表中品番３で示された第１層口を青緑色
発光けい光体を５　Ｑ　ｗ　ｔ％と深赤色発光けい光体
５　Ｑ　ｗ　ｔ％とで形成するとともに第２層目を３波
長域発光けい光体で形成したランプの色度、をそれぞれ
示す。

■で示す品番６の３波長けい光ランプの場合は、前記し
た通り、相関色温度は標準的な５０００にであり、座標
上でｘ−０，３４５、ｙｍＱ、３５５の点に存在する。

この■に対する各ランプの色度のずれ、つまり偏差は夕
ｒＫコこ２　＋　Ａ　ｙ　２−で表され、この値を前記
表に示した。

第３図および上記表から、品番１−■および品番２−■
や、■、■および［相］のランプは、色度差Ｑｘ”　＋
Ａｙ’が大きく、したがって標準的な５０００にの相関
色温度に修正するのが難しい。

これに対し、品番３−■のランプは色度差Ａｘ”　＋Ａ
７’が小さいので５０００にの相関色温度に修正するの
が容易である。

特に品番５−■のランプは、青緑色発光けい光体と深赤
色発光けい光体に、色調整のために緑色発光けい光体を
混合して用いたもので、５０００Ｋに一番近く、色調整
がきわめて容易に行える。

上記表からも明らかな通り、色度差 Ａｘ’　＋Ａ７”は０．０７以下の範囲が良い。

したがって、 Ｊτｘ’　＋Ａｙ”　≦０．０７ の条件を満足することが好ましい。

なお、本発明は上記実施例の構成に制約されるものでは
ない。

すなわち、各けい光体は実施例に記載したけい光体に制
約されるものではなく、それぞれの特性を実現するけい
光体であれば実施可能である。

また、本発明のけい光ランプは一般照明用に限らず、商
品展示用など種々の用途のランプに使用可能である。

さらに、バルブは直管形に制約されず、屈曲形のもので
あってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、バルブの内面に形
成されるけい光体層を、水銀から放出される４３６ｎ■
およびそれ以下の波長スペクトルを吸収してこれより長
波長側の可視光を発するけい光体からなる第１のけい光
体層と、この第１のけい光体層の上で放電空間側の面に
形成された３波長域発光けい光体を主成分とする第２の
けい光体層とに別けて形成したので、水銀から放出され
る紫外線は最初に３波長域発光けい光体を主成分とする
第２のけい光体層により効果的に可視光に変換され、こ
の３波長域発光けい光体で変換されなかった４３６ｎｍ
およびそれ以下の水銀発光が次の層の第１のけい光体層
によって所定領域のスペクトルを補強するように変換さ
れ、したがって演色性が向上するとともに、第１のけい
光体層が可視光の透過を阻害しないので光束の低下を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はけい光ランプ
の断面図、第２図は相対分光分布の特性図、第３図はｘ
ｙ色度座標を示す図である。 １・・・バルブ、２・・・放電空間、４・・・電極、７
・・・第１のけい光体層、８・・・第２のけい光体層。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電極を備えたバルブの内面に、水銀から放出され
   る４３６ｎｍおよびそれ以下の波長の水銀の発光スペク
   トルを吸収して長波長側の可視光を発するけい光体を主
   成分とする第１のけい光体層を形成し、この第１のけい
   光体層の上に３波長域発光けい光体を主成分とする第２
   のけい光体層を形成したことを特徴とするけい光ランプ
   。
2. （２）上記第１のけい光体層を形成するけい光体は、青
   緑色発光けい光体および深赤色発光けい光体の少なくと
   も１種を含むことを特徴とする第１の請求項に記載のけ
   い光ランプ。
3. （３）上記第１のけい光体層の色度と第２のけい光体層
   の色度の差を、ｘｙ色度座標上でΔｘ＾２＋Δｙ＾２≦
   ０．０７の範囲にしたことを特徴とする第１または第２
   の請求項に記載のけい光ランプ。