JPH0366791A - Fluorescent lamp having highly color rendering property - Google Patents

Fluorescent lamp having highly color rendering property

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JPH0366791A
JPH0366791A JP20265189A JP20265189A JPH0366791A JP H0366791 A JPH0366791 A JP H0366791A JP 20265189 A JP20265189 A JP 20265189A JP 20265189 A JP20265189 A JP 20265189A JP H0366791 A JPH0366791 A JP H0366791A
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lamp
fluorescent
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Kenji Fujino
藤野 賢治
Toshiaki Tateiwa
立岩 俊明
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Nichia Chemical Industries Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は高演色性を必要とする用途に使用される蛍光ラ
ンプの改良に間し、特に優れた演色性に加えて、発光効
率、安定性の優れた蛍光ランプに関する。
The present invention relates to improvements in fluorescent lamps used in applications requiring high color rendering properties, and particularly relates to fluorescent lamps that have excellent luminous efficiency and stability in addition to excellent color rendering properties.

【従来の技術と課題】[Conventional technology and issues]

従来、一般照明用の蛍光ランプに用いられている蛍光体
は、アンチモンおよびマンガン付活へロリン酸カルシウ
ム蛍光体であるが、このランプは演色性が低いため、美
術館、カラー印刷工場等、高い演色性が要求されるとこ
ろでの使用が制限されている。 これを解決し、高い演色性を実現する方法として従来よ
り次のことが知られている。 高演色性蛍光ランプを得る方法として、種々の蛍光体を
組み合わせ、その発光スペクトルを自然光のスペクトル
に近付ける方法、また、演色性を阻害する要因となる可
視部短波長領域の水銀輝線を抑制する方法である。 高演色性ランプを得るには、ランプ管内の水銀蒸気放電
によって放射される405.436nmの「輝線スペク
トル」を抑制する必要がある。 その方法としては、蛍光体を2層塗布したものや顔F4
Nを設けたものが知られている。前者は、例えば、マン
ガン付活ひ酸マグネシウム、マンガン付活フルオロゲル
マン酸マグネシウム等の蛍光体を第1層とし、その上に
他の蛍光体を第2層として被着させる。後者は、青色吸
着層として、チタンイエローのような黄色顔料をガラス
管と蛍光体との間に設け、水銀輝線を抑制する。 しかし上記従来の方法のものは、ランプ製造工程が特殊
なものとなり、生産効率が低下することや、顔料層の厚
さの変化による光色、演色性のバラツキ、蛍光体の発光
エネルギー吸収による効率の低下などの問題があった。 近年これ等の問題を解決した新しい方法が提案されてい
る。それは、主として、2価のユーロピウムで付活した
青緑色発光蛍光体であって、青色発光を吸収する特性を
有する蛍光体を使用し、高演色蛍光ランプを得ようとす
るものである。この蛍光ランプは、青緑色発光蛍光体の
励起スペクトルの吸収端が青色域にまで及んでいる。し
たがって、青緑色発光蛍光体が青色光を吸収して効率よ
く発光するため、演色性向上による発光効率の低下を少
なくできるという長所がある。 これに使用される青緑色発光蛍光体として、■ 2価ユ
ーロピウム付活アルミン酸ストロンチウム、 ■ 2Wiニーaビウム付活ホウリン酸ストロンチウム
、 ■ 2価ユーロピウム付活へロリン酸カルシウムバリウ
ムマグネシウム(特開昭61−292848号公報)が
提案されている。 しかしながら、これ等はいずれもまだ改良すべき欠点を
残している。 即ち、■と■の蛍光体を使用して高演色性ランプを造る
には、錫付活正リン酸ストロンチウムマグネシウムの他
に、マンガン付活ケイ酸亜鉛のような、蛍光ランプ中に
おける極めて安定性の悪い蛍光体を使用しなければなら
ない。従って、■と■の青緑色発光蛍光体を使用した高
演色性蛍光ランプは、長時間点灯させた場合、色調の安
定性が悪く、高演色性を維持することができない。さら
に、この蛍光ランプは、色調を調整するために混合され
る蛍光体の種類が多いため、蛍光ランプを造る場合にお
ける発光色の管理が非常に難しいという欠点がある。 また、EDLランプを含む広帯域発光型ランプにおいて
は、発光効率と演色性は相反する傾向を示す。即ち、演
色性を向上させれば発光効率は低下するため、高演色性
ランプにおいて発光効率を高くするためには、混合され
る蛍光体の発光効率を高くする必要があるが、前記蛍光
体のうち■と■の青緑色発光蛍光体は、発光効率が低い
ため、高演色性ランプにした場合、発光効率が低くなる
という欠点があった。 本発明は、これら従来の高演色性の蛍光ランプの欠点を
除去することを目的に開発されたもので、この発明の重
要な目的は、発光輝度が高くて演色性に優れた蛍光ラン
プを提供するにある。
Conventionally, the phosphor used in fluorescent lamps for general lighting is antimony- and manganese-activated calcium helophosphate phosphor, but this lamp has a low color rendering property, so it is used in museums, color printing factories, etc. Its use is restricted where it is required. The following methods have been known to solve this problem and achieve high color rendering properties. As a method of obtaining a high color rendering fluorescent lamp, there is a method of combining various phosphors to bring the emission spectrum closer to that of natural light, and a method of suppressing mercury emission lines in the short wavelength region of the visible region, which are factors that inhibit color rendering. It is. To obtain a high color rendering lamp, it is necessary to suppress the 405.436 nm "emission line spectrum" emitted by the mercury vapor discharge within the lamp tube. The method is to apply two layers of phosphor or to apply face F4.
A device in which N is provided is known. In the former method, for example, a phosphor such as manganese-activated magnesium arsenate or manganese-activated magnesium fluorogermanate is used as a first layer, and another phosphor is deposited thereon as a second layer. In the latter, a yellow pigment such as titanium yellow is provided as a blue adsorption layer between the glass tube and the phosphor to suppress mercury bright lines. However, the conventional method described above requires a special lamp manufacturing process, resulting in a decrease in production efficiency, variations in light color and color rendering due to changes in the thickness of the pigment layer, and efficiency due to absorption of emitted energy by the phosphor. There were problems such as a decline in In recent years, new methods have been proposed to solve these problems. The aim is to obtain a high color rendering fluorescent lamp mainly by using a blue-green emitting phosphor activated with divalent europium, which has the property of absorbing blue light. In this fluorescent lamp, the absorption edge of the excitation spectrum of the blue-green emitting phosphor extends into the blue region. Therefore, since the blue-green light-emitting phosphor absorbs blue light and efficiently emits light, there is an advantage that reduction in luminous efficiency due to improved color rendering can be reduced. The blue-green emitting phosphors used for this are: ■ strontium aluminate activated with divalent europium, ■ strontium borophosphate activated with 2Wi ni-a-bium, ■ calcium barium magnesium helophosphate activated with divalent europium (Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-1999). 292848) has been proposed. However, all of these still have drawbacks that need to be improved. In other words, in order to make a high color rendering lamp using the phosphors of ■ and ■, in addition to tin-activated strontium magnesium orthophosphate, it is necessary to use manganese-activated zinc silicate, which is extremely stable in fluorescent lamps. poor phosphor must be used. Therefore, high color rendering fluorescent lamps using the blue-green emitting phosphors of (1) and (2) have poor color tone stability and are unable to maintain high color rendering properties when left on for long periods of time. Furthermore, this fluorescent lamp has a drawback in that it is very difficult to control the emitted color when manufacturing the fluorescent lamp, since there are many types of phosphors that are mixed in order to adjust the color tone. Furthermore, in broadband light-emitting lamps including EDL lamps, luminous efficiency and color rendering tend to contradict each other. That is, if the color rendering property is improved, the luminous efficiency decreases, so in order to increase the luminous efficiency in a high color rendering lamp, it is necessary to increase the luminous efficiency of the phosphor to be mixed. Among them, the blue-green emitting phosphors of ■ and ■ have low luminous efficiency, so when used in a high color rendering lamp, the luminous efficiency is low. The present invention was developed with the aim of eliminating these drawbacks of conventional fluorescent lamps with high color rendering properties.An important objective of the present invention is to provide a fluorescent lamp with high luminance and excellent color rendering properties. There is something to do.

【問題点を解決する為の手段】[Means to solve problems]

本発明の蛍光ランプは、上記問題点を改善することを目
的に開発したもので、この発明の高演色性蛍光ランプは
、下記の構成を備えている。 (a)  高演色性の蛍光ランプは、内面に、第1の蛍
光体と、第2の蛍光体を含む蛍光膜が塗布されている。 (b)  第1の蛍光体は、下記の一般式で示される。 (B at−mc as)5−n (PO2)3 ・X
:  E unこの一般式において、Xは、F、 C△
、Br、■のうち少なくとも1種の元素を含んでいる。 また、この一般式において、m、  nは下記の範闇に
特定されている。 0.05<m<0.40 0.01<n<0.25 (c)  第2の蛍光体は、620〜640nmの赤色
発光蛍光体の波長範囲に発光ピークを有する。 (d)  第2の蛍光体の発光スペクトルは、120〜
1601mの半値巾を有する。 本発明の蛍光ランプに使用される「2価のユーロピウム
付活ハロリン酸バリウムカルシウム蛍光体jは上記組成
式におけるmの値によって、発光ピーク波長を調整でき
る。即ち、発光ピーク波長を470〜500nmの節目
で任意の値に調整できる。 従って蛍光ランプを製造する場合、広範囲の色温度にわ
たって少数の種類の蛍光体を混合するだけで良く、ラン
プ製造工程を簡単にでき、蛍光ランプを安定して製造す
ることができる。 さらに、この発明の高演色性の蛍光ランプは、好ましく
は、第1、第2の蛍光体に加えて、第3の蛍光体を含ん
でいる。第3の蛍光体には、アンチモン、マンガン付活
ハロリン酸カルシウムと、アンチモン付活ハロリン酸カ
ルシウムの少なくとも一種が使用できる。 第3の蛍光体として、アンチモンマンガン付活酸ハロリ
ン酸カルシウム及びアンチモン付活ハロリン酸カルシウ
ムのいずれか、あるいは両方を使用することにより、希
望の演色指数Raを容易に得ることができる。 さらに、アンチモンマンガン付活ハロリン酸カルシウム
およびアンチモン付活ハロリン酸カルシウム蛍光体を使
用して、光束を高くすることもできる。 本発明の蛍光ランプに使用される蛍光体は、次のように
して合成できる。即ち、構成元素の酸化物あるいは合成
の過程において酸化物になりえる物質、またはリン酸塩
、ハロゲン化物等をよく混合し、付活剤であるユーロピ
ウムを2価に保つため、還元性の雰囲気中で800℃〜
1200℃の温度で焼成して得ることができる。
The fluorescent lamp of the present invention was developed for the purpose of improving the above problems, and the high color rendering fluorescent lamp of the present invention has the following configuration. (a) A fluorescent lamp with a high color rendering property has a fluorescent film coated on its inner surface, which includes a first phosphor and a second phosphor. (b) The first phosphor is represented by the following general formula. (B at-mc as)5-n (PO2)3 ・X
: E un In this general formula, X is F, C△
, Br, and (2). Furthermore, in this general formula, m and n are specified within the following ranges. 0.05<m<0.40 0.01<n<0.25 (c) The second phosphor has an emission peak in the wavelength range of the red-emitting phosphor from 620 to 640 nm. (d) The emission spectrum of the second phosphor is 120~
It has a half width of 1601m. The emission peak wavelength of the divalent europium-activated barium calcium halophosphate phosphor j used in the fluorescent lamp of the present invention can be adjusted by the value of m in the above compositional formula. It can be adjusted to any value at any turning point. Therefore, when manufacturing fluorescent lamps, it is only necessary to mix a small number of types of phosphors over a wide range of color temperatures, simplifying the lamp manufacturing process and making it possible to stably manufacture fluorescent lamps. Further, the high color rendering fluorescent lamp of the present invention preferably includes a third phosphor in addition to the first and second phosphors. At least one of antimony, manganese-activated calcium halophosphate, and antimony-activated calcium halophosphate can be used. As the third phosphor, either or both of antimony-manganese-activated acid halophosphate calcium and antimony-activated calcium halophosphate can be used. By doing so, the desired color rendering index Ra can be easily obtained.Furthermore, the luminous flux can be increased by using antimony-manganese-activated calcium halophosphate and antimony-activated calcium halophosphate phosphor.The fluorescence of the present invention Phosphors used in lamps can be synthesized as follows: oxides of constituent elements or substances that can become oxides during the synthesis process, phosphates, halides, etc. are thoroughly mixed and added. In order to keep europium, the active agent, divalent, it is heated to 800℃ in a reducing atmosphere.
It can be obtained by firing at a temperature of 1200°C.

【好ましい実施例】[Preferred embodiment]

以下、実施例により、本発明の詳細な説明する。 ただし、この発明の蛍光ランプの優れた特性を明確にす
るために、実施例と共に、従来の蛍光ランプを比較例と
して併記する。 まず、本発明の蛍光ランプに使用される「2価ユーロピ
ウム付活へロリン酸バリウムカルシウム蛍光体jの製造
方法に付いて説明する。 ■ 所定の組成となるように、炭酸バリウム、第2リン
酸バリウム、炭酸カルシウム、第2リン酸カルシウム、
酸化ユーロピウム及び理論量の4倍の塩化カルシウム、
塩化バリウムを秤量し、混合した後、水を加えてスラリ
ー状とする。 ■ これを乾燥後、磁性ポット中でボールミルをして、
充分粉砕混合する。 ■ 混合された原料をアルミナ製の蓋付きルツボに充填
し、電気炉を使用して空気中で930℃で3時間焼成す
る。 ■ 冷却後、ボールミルをして充分粉砕し、再び蓋付の
アルミナルツボに充填し、電気炉を使用して、水素2%
を含む、弱還元性窒素雰囲気で930℃で2時間焼成す
る。 ■ 冷却後、水洗して過剰のハロゲン化物を洗浄し、分
散工程を経てフルイを施した後、濾過乾燥し、フルイを
施して蛍光体を得る。 この蛍光体を使用して、高演色性ランプを次の工程で製
造する。 ■ 発光色が目的の色度に合うよう各蛍光体を秤量し、
それを混合機を用いて混合する。 ■ 混合された蛍光体をニトロセルロースを溶解した酢
酸ブチル中に投入し、よく混合して均一なサスペンショ
ンを造り、それをガラス管内壁に塗布する。 ■ 蛍光体を乾燥させた後、500℃で焼き、蛍光ラン
プとする。 前述の工程で下記の蛍光ランプを製造した。 [実施例1コ 高演色性ランプの発光色がおよそ5000Kになるよう
に、次の組成の蛍光体を調合した。 ■ 第1の蛍光体として使用する青緑色発光蛍光体には
、 (B all、agc ae、+2) s (POa)
 scQ : E u蛍光体を使用し、これを重量比で
27.3%混合した。 ■ 第2の蛍光体として使用する赤色発光蛍光体には、 (S rMg)3 (PO4)2: Snを使用し、こ
れを重量比で72.7%混合した。 上記■■の蛍光体を混合し、この混合物を従来の蛍光ラ
ンプの製造方法と同様の方法で、管径32mmのガラス
管(FL40SS)に被着して蛍光膜とした。蛍光膜を
乾燥した後、電気炉中で500℃に加熱して10分間ベ
ーキングした。 その後ガラス管にフィラメントを装着し、排気してAr
、Agを注入し、FL40SS型の蛍光ランプを製造し
た。 得られた蛍光ランプは、第1表に示されるように、従来
の高演色性の蛍光ランプに比較して、極めて優れた特性
を示した。なおこの高演色性蛍光ランプの特性は、演色
区分J rsZ: 9112に定められた演色AAAの
数値を満足した。 [比較例1] 第1の蛍光体と1.で使用する青緑色発光蛍光体に、 (BaCaMg)s (PO4) 3cQ: Eu蛍光
体を使用する以外、実施例1と同様にして、蛍光ランプ
を試作した。 [実施例2コ 実施例1と同様の方法で、高演色性ランプの発光がおよ
そ5000KT:Ra90になるように次の組成の蛍光
体を混合し、高演色性ランプを製造した。 ■ 第1の蛍光体である青緑色発光蛍光体として、(B
 a[1,sec all、+2) s (POi) 
3CfL : E uを使用し、これを重量比で20.
4%混合した。 第1表 第2表 ■ 第2の蛍光体である赤色発光蛍光体として、(Sr
ag”)3 (PC)a)2: Snを使用し、これを
重量比で54.3%混合した。 ■ 第3の蛍光体である白色発光蛍光体として、Caf
e (Pot)6FCQ: Sb、Mnを使用し、これ
を重量比で25.4%混合した。 得られたランプは第2表で示されるように極めて優れた
特性を示した。 [比較例2] 第1の蛍光体である青緑色発光蛍光体に、(BaCaM
g)s (POa) 3ct: Eu蛍光体を使用する
以外、実施例2と同様にして蛍光ランプを試作した。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples. However, in order to clarify the excellent characteristics of the fluorescent lamp of the present invention, a conventional fluorescent lamp will be described as a comparative example together with Examples. First, a method for manufacturing divalent europium-activated barium calcium herophosphate phosphor used in the fluorescent lamp of the present invention will be explained. Barium, calcium carbonate, dicalcium phosphate,
europium oxide and 4 times the theoretical amount of calcium chloride,
After weighing and mixing barium chloride, water is added to form a slurry. ■ After drying this, ball mill it in a magnetic pot,
Thoroughly grind and mix. ■ The mixed raw materials are filled into an alumina crucible with a lid, and fired in air at 930°C for 3 hours using an electric furnace. ■ After cooling, use a ball mill to thoroughly crush the material, fill it into an alumina crucible with a lid, and use an electric furnace to produce 2% hydrogen.
Calcinate at 930° C. for 2 hours in a weakly reducing nitrogen atmosphere containing (2) After cooling, excess halide is removed by washing with water, followed by a dispersion process and sieving, followed by filtration drying and sieving to obtain a phosphor. Using this phosphor, a high color rendering lamp is manufactured in the next step. ■ Weigh each phosphor so that the emission color matches the desired chromaticity,
Mix it using a mixer. ■ Pour the mixed phosphor into butyl acetate in which nitrocellulose has been dissolved, mix well to create a uniform suspension, and apply it to the inner wall of the glass tube. ■ After drying the phosphor, bake it at 500℃ to make a fluorescent lamp. The following fluorescent lamps were manufactured using the steps described above. [Example 1] A phosphor having the following composition was prepared so that the luminescent color of the high color rendering lamp was approximately 5000K. ■ The blue-green emitting phosphor used as the first phosphor has (B all, agc ae, +2) s (POa)
scQ: Eu phosphor was used and mixed at a weight ratio of 27.3%. (2) (S rMg) 3 (PO 4 ) 2 :Sn was used as the red light-emitting phosphor used as the second phosphor, and this was mixed in a weight ratio of 72.7%. The above-mentioned phosphors (■) were mixed, and this mixture was applied to a glass tube (FL40SS) with a tube diameter of 32 mm to form a fluorescent film in the same manner as a conventional fluorescent lamp manufacturing method. After drying the fluorescent film, it was heated to 500° C. in an electric furnace and baked for 10 minutes. After that, attach the filament to the glass tube, evacuate it, and use Ar.
, Ag was injected and a FL40SS type fluorescent lamp was manufactured. As shown in Table 1, the obtained fluorescent lamp exhibited extremely superior characteristics compared to conventional fluorescent lamps with high color rendering properties. The characteristics of this high color rendering fluorescent lamp satisfied the color rendering AAA value defined in the color rendering class JrsZ: 9112. [Comparative Example 1] First phosphor and 1. A fluorescent lamp was prototyped in the same manner as in Example 1, except that (BaCaMg)s (PO4) 3cQ:Eu phosphor was used as the blue-green emitting phosphor used in Example 1. [Example 2] A high color rendering lamp was manufactured in the same manner as in Example 1 by mixing phosphors having the following composition so that the light emission of the high color rendering lamp was approximately 5000 KT:Ra90. ■ As the first phosphor, a blue-green emitting phosphor, (B
a[1, sec all, +2) s (POi)
3CfL:Eu was used at a weight ratio of 20.
4% mixed. Table 1 Table 2■ As the second phosphor, a red-emitting phosphor, (Sr
ag")3 (PC)a)2: Sn was used and mixed at a weight ratio of 54.3%. ■ As the third phosphor, a white-emitting phosphor, Caf
e (Pot)6FCQ: Sb and Mn were used and mixed at a weight ratio of 25.4%. The obtained lamp exhibited extremely excellent characteristics as shown in Table 2. [Comparative Example 2] (BaCaM
g) s (POa) 3ct: A fluorescent lamp was prototyped in the same manner as in Example 2 except that Eu phosphor was used.

【発明の効果】【Effect of the invention】

この発明の蛍光ランプの特性を第1表と第2表とに示す
。これ等の表に示されるように、この発明の高演色性蛍
光ランプは、従来の蛍光ランプに勝るとも劣らない優れ
た演色性に加えて高い光束を実現している。 例えば、比較例1および比較例2に示される従来の蛍光
ランプは、この発明の蛍光ランプに使用されている、 (BaCa)s (POJ) 3cIl二Eu蛍光体に
代わって、 (BaCaMg)s (PoA)a(Jl: Eu蛍光
体を使用したものであるが、実施例1および実施例2て
得られたこの発明の蛍光ランプは、■ 演色指数Raが
98及び90と同等以上の特性を示し、 ■ 光束は100.0%及び104.4%と3゜4%及
び3.6%も優れた特性を示した。
The characteristics of the fluorescent lamp of this invention are shown in Tables 1 and 2. As shown in these tables, the high color rendering fluorescent lamp of the present invention achieves high luminous flux in addition to excellent color rendering properties that are comparable to those of conventional fluorescent lamps. For example, the conventional fluorescent lamps shown in Comparative Example 1 and Comparative Example 2 contain (BaCaMg)s (instead of the (BaCa)s (POJ) 3cIl2Eu phosphor used in the fluorescent lamp of the present invention). PoA)a(Jl: Although Eu phosphor was used, the fluorescent lamps of the present invention obtained in Example 1 and Example 2 exhibited characteristics as follows: ■ color rendering index Ra of 98 and 90, which was equivalent to or higher than that; , (2) The luminous flux showed excellent characteristics of 100.0% and 104.4%, 3.4% and 3.6%.

Claims (1)

【特許請求の範囲】  下記の構成を有する高演色性の蛍光ランプ。 (a)蛍光ランプは、第1の蛍光体と第2の蛍光体とを
含む蛍光膜を有する。 (b)第1の蛍光体は、下記の一般式で示される。 (Ba_1_−_mCa_m)_5_−_n(PO_4
)_3・X:Eu_nこの一般式において、Xは、F、
Cl、Br、Iのうち少なくとも1種の元素を含んでい
る。 また、この一般式において、m、nは下記の範囲に特定
されている。 0.05<m<0.40 0.01<n<0.25 (c)第2の蛍光体は、620〜640nmの赤色発光
蛍光体の波長範囲に発光ピークを有する。 (d)第2の蛍光体の発光スペクトルは、120〜16
0nmの半値巾を有する。
[Claims] A high color rendering fluorescent lamp having the following configuration. (a) The fluorescent lamp has a fluorescent film including a first fluorescent substance and a second fluorescent substance. (b) The first phosphor is represented by the following general formula. (Ba_1_-_mCa_m)_5_-_n(PO_4
)_3・X:Eu_n In this general formula, X is F,
Contains at least one element among Cl, Br, and I. Furthermore, in this general formula, m and n are specified within the following ranges. 0.05<m<0.40 0.01<n<0.25 (c) The second phosphor has an emission peak in the wavelength range of the red-emitting phosphor from 620 to 640 nm. (d) The emission spectrum of the second phosphor is 120 to 16
It has a half width of 0 nm.
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