JPH05194944A - 蛍光体および蛍光ランプ - Google Patents

蛍光体および蛍光ランプ

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JPH05194944A
JPH05194944A JP983992A JP983992A JPH05194944A JP H05194944 A JPH05194944 A JP H05194944A JP 983992 A JP983992 A JP 983992A JP 983992 A JP983992 A JP 983992A JP H05194944 A JPH05194944 A JP H05194944A
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JP
Japan
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fluorescent lamp
emission intensity
phosphor
blue
emission
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JP983992A
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Masahiko Yamakawa
昌彦 山川
Hirobumi Takemura
博文 竹村
Migiko Hayashi
右子 林
Kenji Terajima
賢二 寺島
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 たとえば 254nmの水銀輝線励起下ですぐれた
発光強度を示すばかりでなく、ランプ点灯中における発
光強度の低下も少ない青色発光蛍光体の提供を目的と
し、さらに色ずれ現象などの発生が抑制ないし防止され
た蛍光ランプの提供を目的とする。 【構成】 一般式:( M1-x-y Eux Mny )O・a Al2 O 3
・b Ga2 O 3 (式中、 MはMg、Ca、SrおよびBaから選ばれた少なくと
も一種の元素、0.03≦x≦0.10,0.01≦y/x≦0.15,
1.5 ≦a≦4.5 ,b≦1.0 )で表される組成から成るこ
とを特徴とし、またこの青色発光蛍光体単独もしくは他
の赤色発光蛍光体や緑色発光蛍光体との混合系の蛍光体
層を有することを特徴とする蛍光ランプである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2価ユーロピウム(Eu)
およびマンガン(Mn)で付活された青色発光蛍光体および
この蛍光体を用いた蛍光ランプに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、一般照明用蛍光ランプとして、高
演色性と高効率性とを同時に満足する三波長域発光形蛍
光ランプが開発され普及している。この三波長域発光形
蛍光ランプは、比較的狭帯域の発光スペクトル分布を有
する青色、緑色および赤色の各色に発光する蛍光体を任
意の割合で混合し、この混合蛍光体により蛍光体層を形
成することによって、白色または希望する色の発光を得
る蛍光ランプである。
【0003】そして、この種の蛍光ランプにおいては、
前記各蛍光体の発光特性がランプ点灯中に変化すると、
初期のランプ発光色からずれを生じる。すなわち、ラン
プ点灯中の各蛍光体の光出力(発光強度)の低下や、各
発光色の変化の相違により、色ずれ現象が起こり、品質
ないし商品価値を低下させている。
【0004】ところで、三波長域発光形蛍光ランプの青
色発光成分としては、一般にアルミン酸塩蛍光体が多用
されており、たとえばEu付活アルミン酸塩青色発光蛍光
体である (Ba,Eu)Mg2 Al16 O27(特公昭52-22836号公報
など)や、 AO-Al2 O3 ( Aはアルカリ土類元素、特公
昭58-22495号公報など)、また酸化リンを固溶させたア
ルミネート蛍光体(特開昭61-69885号公報など)などが
知られている。しかし、これら青色発光成分としてのア
ルミン酸塩蛍光体は、ランプ点灯中の蛍光体の光出力
(発光強度)の維持の点で満足いくものとは言えず、改
良すべき点が多いのが現状である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、三波
長域発光形蛍光ランプにおいては、ランプの発光強度を
高め、かつ色ずれ現象を小さくすることが望まれてい
る。この色ずれ現象を最小限にするためには、ランプ点
灯中の蛍光体の光出力(発光強度)の低下を極力抑制す
ることが必要である。しかしながら、上述したような従
来の青色発光蛍光体は、ランプ点灯中の光出力(発光強
度)を十分に維持することができず、経時的に光出力が
低下し易いという問題を有しており、これが三波長域発
光形蛍光ランプの品質低下の要因となっている。
【0006】本発明は、このような事情に対処してなさ
れたもので、たとえば 254nmの水銀輝線励起下ですぐれ
た発光強度を示すばかりでなく、ランプ点灯中における
発光強度の低下も少ない青色発光蛍光体の提供を目的と
し、さらに色ずれ現象などの発生が抑制ないし防止され
た蛍光ランプの提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の青色発光蛍光体
は、 一般式:( M1-x-y Eux Mny )O・a Al2 O 3 ・b Ga2 O
3 (式中、 MはMg、Ca、SrおよびBaから選ばれた少なくと
も一種の元素、0.03≦x≦0.10,0.01≦y/x≦0.15,
1.5 ≦a≦4.5 ,b≦1.0 )で表される組成から成るこ
とを特徴としている。また、本発明の蛍光ランプは、上
記青色発光蛍光体を含む蛍光体層を有することを特徴と
している。
【0008】本発明の青色発光蛍光体は、アルミン酸塩
を 2価のEuおよびMnで付活すると共に、これらEuとMnと
の比率を上記した範囲に規定することによって、発光強
度を高め得ることなどを見出だし、この知見に基づいて
成されたものである。
【0009】上記一般式におけるx、yおよびaの値の
範囲限定理由は、以下の通りである。 先ず、Euの付活
量を示すxの値が0.03より小さいと、蛍光体中の付活剤
の濃度が低くなり過ぎて発光強度の点で不十分となり、
またxの値が0.10より大きいと濃度消光によって発光強
度が低下する傾向が認められる。EuとMnの付活量の比を
示すy/xの値は、本発明の青色発光蛍光体において特
に重要な値であり、0.01〜0.15の範囲とすることが重要
である。すなわち、y/xの値が0.01より小さいと、ラ
ンプ点灯中の発光強度の低下を十分に抑制することがで
きないし、逆にy/xの値が0.15より大きいと、発光波
長が緑もしくは青緑側にシフトし、他の緑色および赤色
発光蛍光体と混合した際の初期のランプ発光強度が低下
し、蛍光ランプの品質を低下させてしまうため、実用性
に欠けることとなる。
【0010】一方、Al2 O 3 量を示すaの値が 1.5より
小さいと、結晶構造が不安定になり、蛍光ランプ製造工
程中の劣化が大きく実用性に欠け、また 4.5より大きい
と非発光層の出現により、発光強度の点で不十分とな
る。またGa2 O 3 量を示すbの値が1.0 よりも大きくな
ると、Al2 O 3 の場合と同様に非発光層の出現により、
発光強度の点で不十分となる。
【0011】本発明の青色発光蛍光体は、たとえば以下
のようにして製造される。
【0012】先ず、アルカリ土類金属源としては、アル
カリ土類金属の酸化物や水酸化物,炭酸塩など高温にお
いて容易にアルカリ土類金属の酸化物になる化合物など
を用いる。また、付活剤としてのユーロピウム源として
は、炭酸ユーロピウムのような高温において容易に酸化
ユーロピウムになるユーロピウム化合物を、また同じく
付活剤としてのマンガン源には炭酸マンガンのような高
温において容易に酸化マンガンになるマンガン化合物を
用いる。さらに、アルミナ源としては酸化アルミニウム
や水酸化アルミニウムのような高温において容易に酸化
アルミニウムになるアルミニウム化合物などを、また酸
化ガリウム源としては高温において容易に酸化ガリウム
となるガリウム化合物が用いられる。
【0013】そして、これらの原料を所定量秤量し、ボ
ールミルなどによって充分に粉砕しつつ混合した後、こ
の原料混合物をルツボなどの耐熱容器に収容し、空気中
において1200〜1400℃程度の温度で、 2〜 3時間程度焼
成する。次に、得られた焼成物を粉砕し、再びルツボな
どの耐熱容器に入れ、還元性雰囲気中において1400〜17
00℃の温度で 4〜 5時間焼成し、こうして得られた焼成
物に、粉砕、水洗などの処理を加えることにより、所要
の青色発光蛍光体が得られる。
【0014】なお、本発明の蛍光ランプを三波長域発光
形蛍光ランプに適用する際、赤色発光蛍光体および緑色
発光蛍光体としては、各種の蛍光体を使用することが可
能である。また、さらに演色性を高めるために、他の発
光成分たとえば青緑色発光蛍光体、深赤色発光蛍光体等
を加えることも可能である。
【0015】
【作用】上記のように選択された組成から成る本発明に
係る蛍光体は、たとえば 254nmの水銀輝線励起下ですぐ
れた青色系の発光強度を示すばかりでなく、またこれを
単独もしくは緑色など他の発色蛍光体との混合系で蛍光
ランプを構成した場合、その点灯中における発光強度の
低下も少なく抑制されて安定な色温度を呈する光源とし
て機能する。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【0017】実施例1 BaCO3 : 0.439モル、Mg(OH)2 : 0.50 モル、MnCO3 :
0.001モル、Eu2 O 3 : 0.03 モル、Al2 O 3 : 2.5モ
ル、およびGa2 O 3 :0.5 モルを出発原料としてそれぞ
れ秤量し、これらをボールミルに投入して、充分に粉
砕、混合した。次いで、この原料混合物をルツボに入
れ、空気中において1400℃で 3時間焼成した後、その焼
成物を粉砕して、再びルツボに入れ水素3%+窒素97% の
還元性雰囲気中にて、1600℃で 4時間焼成した。こうし
て得た焼成物を粉砕し、さらに水洗などの処理をして、 (Ba0.439 Mg0.50Eu0.06Mn0.001 )O・ 2.5Al2 O 3 ・0.
5 Ga2 O 3 で表される 2価のユーロピウム(Eu)およびマンガン(Mn)
付活アルミン酸塩蛍光体を得た。このアルミン酸塩蛍光
体(青色発光蛍光体)を、常套の手段によって、ガラス
バルブの内壁面に塗布するなどし、蛍光ランプを作製し
た。また、比較例1として、 (Ba,Eu)Mg2 Al16 O27で表
される青色発光蛍光体を用いて、同様に蛍光ランプを作
製した。
【0018】これら実施例1および比較例1による蛍光
ランプをそれぞれ点灯させたところ、製造直後の蛍光ラ
ンプの発光強度は、比較例1による蛍光ランプの発光強
度を100% としたとき、実施例1の蛍光ランプの発光強
度(L1 ) は124%と良好な値を示した。また、それぞれ10
00時間点灯後の発光強度(L2 )を測定し、初期発光強度
との発光強度比(L2 / L1 )を求めたところ、比較例
1の蛍光ランプの場合0.78であったのに対し、実施例1
の蛍光ランプの場合は0.94と、発光強度の経時劣化の改
善が認められた。
【0019】実施例2 BaCO3 : 0.438モル、Mg(OH)2 : 0.50 モル、MnCO3 :
0.002モル、Eu2 0 3 : 0.03 モル、Al2 O 3 : 2.5モ
ル、およびGa2 O 3 :0.3 モルを出発原料としてそれぞ
れ用いて、実施例1の場合と同様に処理して、 (Ba0.438 Mg0.50Eu0.06Mn0.002 )O・2.5 Al2 O 3 ・0.
3 Ga2 O 3 で表される 2価のEuおよびMn付活アルミン酸塩蛍光体
(青色発光蛍光体)を得た。 上記青色発光蛍光体を用
いて実施例1の場合と同様に蛍光ランプを作製し、実施
例1の場合と同様にして、製造直後の蛍光ランプの発光
強度 L1 および1000時間点灯後の発光強度 L2 を測定し
た。その結果、製造直後の蛍光ランプの発光強度は120
%、1000時間点灯後の発光強度比 L2 / L1 は0.92と、
前記比較例1の場合に対比していずれも改善が認められ
た。
【0020】実施例3 BaCO3 : 0.435モル、Mg(OH)2 : 0.50 モル、MnCO3 :
0.005モル、Eu2 0 3 : 0.03 モル、Al2 O 3 : 2.5モ
ル、およびGa2 O 3 :0.4 モルを出発原料としてそれぞ
れ用いて、実施例1の場合と同様に処理して、 (Ba0.435 Mg0.50Eu0.06Mn0.005 )O・0.25Al2 O 3 ・
0.4Ga2 O 3 で表される 2価のEuおよびMn付活アルミン酸塩青色発光
蛍光体を得た。
【0021】上記青色発光蛍光体を用いて実施例1の場
合と同様に蛍光ランプを作製し、実施例1の場合と同じ
く、製造直後の蛍光ランプの発光強度 L1 および1000時
間点灯後の発光強度 L2 を測定した。その結果、製造直
後の蛍光ランプの発光強度は121%、1000時間点灯後の発
光強度比 L2 / L1 は0.93と、いずれも改善が認められ
た。
【0022】実施例4 BaCO3 : 0.431モル、Mg(OH)2 : 0.50 モル、MnCO3 :
0.009モル、Eu2 0 3 : 0.03 モル、Al2 O 3 : 2.5モ
ル、およびGa2 O 3 :0.35モルを出発原料としてそれぞ
れ用いて、実施例1の場合と同様に処理して、 (Ba0.431 Mg0.50Eu0.06Mn0.0090)O・2.5 Al2 O 3 ・0.
35Ga2 O 3 で表される 2価のEuおよびMn付活アルミン酸塩青色発光
蛍光体を得た。
【0023】上記青色発光蛍光体を用いて実施例1の場
合と同様に蛍光ランプを作製し、実施例1の場合と同じ
く、製造直後の蛍光ランプの発光強度 L1 および1000時
間点灯後の発光強度 L2 を測定した。その結果、製造直
後の蛍光ランプの発光強度は122%、1000時間点灯後の発
光強度比 L2 / L1 は0.92と、いずれも改善が認められ
た。
【0024】実施例5 BaCO3 : 0.345モル、Mg(OH)2 : 0.55 モル、MnCO3 :
0.005モル、Eu2 0 3 : 0.05 モル、Al2 O 3 : 3.5
モル、およびGa2 O 3 :0.3 モルを出発原料としてそれ
ぞれ用いて、実施例1の場合と同様に処理して、 (Ba0.345 Mg0.55Eu0.10Mn0.005 )O・3.5 Al2 O 3 ・0.
3 Ga2 O 3 で表される 2価のEuおよびMn付活アルミン酸塩青色発光
蛍光体を得た。
【0025】上記青色発光蛍光体を用いて実施例1の場
合と同様に蛍光ランプを作製し、実施例1の場合と同じ
く、製造直後の蛍光ランプの発光強度 L1 および1000時
間点灯後の発光強度 L2 を測定した。その結果、製造直
後の蛍光ランプの発光強度は121%、1000時間点灯後の発
光強度比 L2 / L1 は0.90と、いずれも改善が認められ
た。
【0026】実施例6〜16 BaCO3 、CaCO3 、SrCO3 、Mg(OH)2 、MnCO3 、Eu2 0
3 、Al2 O 3 、およびGa2 O 3 などを出発原料とし
て、表1および表2に示す組成比(モル)に選択し実施
例1の場合と同様に処理して、それぞれ対応する ( M1-x-y EuX Mny )O・ a Al 2 O 3 ・b Ga2 O 3 で表される 2価のEuおよびMn付活アルミン酸塩青色発光
蛍光体を得た。
【0027】上記各青色発光蛍光体を用いて実施例1の
場合と同様に蛍光ランプを作製し、実施例1の場合と同
じく、製造直後の蛍光ランプの発光強度 L1 および1000
時間点灯後の発光強度 L2 を測定した。その結果を前記
実施例1〜5の場合とともに表−1および表−2にそれ
ぞれ示した。
【0028】
【表1】
【表2】 実施例17〜32 上記各実施例1〜16の 2価EuおよびMn付活アルミン酸塩
青色発光蛍光体、比較例のアルミン酸塩青色発光蛍光
体、赤色発光蛍光体として(Y,Eu)2 O 3 、緑色発光蛍光
体として(La,Ce,Tb)PO4 をそれぞれ用い、これら 3種類
の蛍光体の総重量を100%とした時、青色発光蛍光体16重
量%、赤色発光蛍光体44重量%、緑色発光蛍光体40重量
%の割合で含有するように充分混合した。
【0029】上記混合蛍光体を用いて、常套な手段に従
い図1に示す蛍光ランプを作製した。図1に示す蛍光ラ
ンプは、内壁面に蛍光膜(蛍光体層)1が被着されたガ
ラスバルブ2を有しており、このガラスバルブ2内には
所定圧の放電用ガスが封入されている。また、ガラスバ
ルブ2内の両端部には、それぞれ放電電極が封入され口
金3を介して電気的に接続可能と成っている。そして、
これら放電電極間に所定電圧を印加し、たとえば 254nm
の水銀輝線で励起することにより、蛍光膜1が発光する
よう構成されている。この蛍光ランプの蛍光膜1を上記
した混合蛍光体を用いて形成した。なお、この実施例で
は昼白色ランプを作製し、また用いた青色発光蛍光体
は、前記表−1および表−2に表示した 2価EuおよびMn
付活アルミン酸塩青色発光蛍光体と対応している。
【0030】上記構成した三波長域発光形蛍光ランプに
ついて、実施例1の場合と同じく、製造直後の蛍光ラン
プの発光強度M1 および1000時間点灯後の発光強度M2
を測定した。その結果を表−3に示した。
【0031】
【表3】 上記各表から分かるように、本発明に係る蛍光体および
これらの蛍光体を用いて構成した蛍光ランプの場合は、
いずれも比較例の蛍光体およびその蛍光体を用いて構成
した蛍光ランプの場合に比べて発光強度が高く、また点
灯による発光強度の変化も少ないという特長を有してい
る。しかも、前記点灯中における色温度の変化(色ず
れ)もほとんど認められず、良好な演色性を保持・発揮
する。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る蛍光体
は、すぐれた発光強度を示し、かつランプ点灯中の発光
強度の低下が少ない青色発光蛍光体として常に機能す
る。したがって、蛍光ランプの蛍光体層の構成に用いた
場合も、その点灯中における発光強度の低下が少なく、
よって色ずれなどの発生を防止された蛍光ランプの実現
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る蛍光ランプの構成例の一部切欠断
面図。
【符号の説明】
1…本発明の青色発光蛍光体を含む蛍光膜 2…ガラ
スバルブ 3…口金
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺島 賢二 神奈川県川崎市幸区堀川町72 株式会社東 芝堀川町工場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式:( M1-x-y Eux Mny )O・a Al2
    O 3 ・b Ga2 O 3 (式中、 MはMg、Ca、SrおよびBaから選ばれた少なくと
    も一種の元素、0.03≦x≦0.10,0.01≦y/x≦0.15,
    1.5 ≦a≦4.5 ,b≦1.0 )で表される組成から成るこ
    とを特徴とする蛍光体。
  2. 【請求項2】 発光管内壁面に蛍光体層が被着形成され
    て成る蛍光ランプにおいて、 前記蛍光体層が一般式:( M1-x-y Eux Mny )O・a Al2
    O 3 ・b Ga2 O 3 (式中、 MはMg、Ca、SrおよびBaから選ばれた少なくと
    も一種の元素、0.03≦x≦0.10,0.01≦y/x≦0.15,
    1.5 ≦a≦4.5 ,b≦1.0 )で表される組成から成る蛍
    光体を含むことを特徴とする蛍光ランプ。
JP983992A 1992-01-23 1992-01-23 蛍光体および蛍光ランプ Withdrawn JPH05194944A (ja)

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