JPH08293285A - 蛍光ランプ - Google Patents
蛍光ランプInfo
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- JPH08293285A JPH08293285A JP9685295A JP9685295A JPH08293285A JP H08293285 A JPH08293285 A JP H08293285A JP 9685295 A JP9685295 A JP 9685295A JP 9685295 A JP9685295 A JP 9685295A JP H08293285 A JPH08293285 A JP H08293285A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 植物育成蛍光ランプに代表されるような、近
赤外発光LiAlO2:Fe蛍光体と他の蛍光体とが混
合されて得られる蛍光ランプの光束、光束維持率等の発
光性能を改良することを目的とする。 【構成】 蛍光ランプの蛍光体層に存在する近赤外発光
LiAlO2:Fe蛍光体の平均粒径が、それ以外の蛍
光体の平均粒径の1/2以上であることを特徴とする。
赤外発光LiAlO2:Fe蛍光体と他の蛍光体とが混
合されて得られる蛍光ランプの光束、光束維持率等の発
光性能を改良することを目的とする。 【構成】 蛍光ランプの蛍光体層に存在する近赤外発光
LiAlO2:Fe蛍光体の平均粒径が、それ以外の蛍
光体の平均粒径の1/2以上であることを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蛍光ランプの蛍光体層
に近赤外発光LiAlO2:Fe蛍光体と、それと共存
する蛍光体を具備する、光束及び光束維持率の優れた蛍
光ランプに関する。
に近赤外発光LiAlO2:Fe蛍光体と、それと共存
する蛍光体を具備する、光束及び光束維持率の優れた蛍
光ランプに関する。
【0002】
【従来の技術】蛍光ランプは長時間の点灯によりその光
束が低下する。その原因の一つはガラス管に含まれるナ
トリウムと蛍光ランプ内に封入された水銀との反応によ
り、黒褐色の水銀アマルガムが形成され、それがガラス
管内面に付着することによる。特に、近赤外発光LiA
lO2:Fe蛍光体は水に対して容易に溶け、吸湿性が
大きいなど、化学的性質が不安定である。このため、こ
の蛍光体を蛍光ランプに適用した場合、特に水銀の付着
を起こしやすく、黒化が発生しやすい問題がある。
束が低下する。その原因の一つはガラス管に含まれるナ
トリウムと蛍光ランプ内に封入された水銀との反応によ
り、黒褐色の水銀アマルガムが形成され、それがガラス
管内面に付着することによる。特に、近赤外発光LiA
lO2:Fe蛍光体は水に対して容易に溶け、吸湿性が
大きいなど、化学的性質が不安定である。このため、こ
の蛍光体を蛍光ランプに適用した場合、特に水銀の付着
を起こしやすく、黒化が発生しやすい問題がある。
【0003】このように劣化を起こしやすい蛍光体であ
るが、それでも近赤外域に強い発光出力を有するため
に、光学的文字読取装置(OCR)の光源用蛍光ランプ
(特公昭62−35439号公報)に単独で用いられ
る。また、他の蛍光体と同時にガラス管に塗布すること
で、通常の蛍光ランプの発光に近赤外域の発光を付与す
る試みがなされているが、このような用途に対しても、
やはり、近赤外域に強い発光出力を有するために、この
蛍光体が好んで用いられている。このような近赤外発光
LiAlO2:Fe蛍光体と他の蛍光体の発光を混合す
る代表的な蛍光ランプとして、例えば、植物育成用蛍光
ランプがある。
るが、それでも近赤外域に強い発光出力を有するため
に、光学的文字読取装置(OCR)の光源用蛍光ランプ
(特公昭62−35439号公報)に単独で用いられ
る。また、他の蛍光体と同時にガラス管に塗布すること
で、通常の蛍光ランプの発光に近赤外域の発光を付与す
る試みがなされているが、このような用途に対しても、
やはり、近赤外域に強い発光出力を有するために、この
蛍光体が好んで用いられている。このような近赤外発光
LiAlO2:Fe蛍光体と他の蛍光体の発光を混合す
る代表的な蛍光ランプとして、例えば、植物育成用蛍光
ランプがある。
【0004】近年、野菜等の植物を人工的に制御された
環境のもとで、栽培、生産する、いわゆる植物工場の研
究が活発に行われるようになり、一部では実用化されて
いる。なかでも、完全人工光方式による植物工場の場
合、生産コストに占める光エネルギーコストの割合をい
かに低減するかが大きな課題である。これに対し、特定
の波長域の青色発光、緑色発光、赤色発光の蛍光体、及
び700〜800nmに発光ピークを有する蛍光体を用
いた植物育成蛍光灯が特開平2−60525号公報に開
示されている。これに使用できる近赤外線放射蛍光体と
して、LiAlO 2:Fe蛍光体が選ばれている。とこ
ろが、この蛍光体と同時に用いる他の蛍光体そのものの
光束、或いは光束維持率が優れていても、この蛍光体と
混合されて用いられることにより、この種の蛍光ランプ
は光束、光束維持率等の発光性能を著しく低下させてし
まうという問題があった。
環境のもとで、栽培、生産する、いわゆる植物工場の研
究が活発に行われるようになり、一部では実用化されて
いる。なかでも、完全人工光方式による植物工場の場
合、生産コストに占める光エネルギーコストの割合をい
かに低減するかが大きな課題である。これに対し、特定
の波長域の青色発光、緑色発光、赤色発光の蛍光体、及
び700〜800nmに発光ピークを有する蛍光体を用
いた植物育成蛍光灯が特開平2−60525号公報に開
示されている。これに使用できる近赤外線放射蛍光体と
して、LiAlO 2:Fe蛍光体が選ばれている。とこ
ろが、この蛍光体と同時に用いる他の蛍光体そのものの
光束、或いは光束維持率が優れていても、この蛍光体と
混合されて用いられることにより、この種の蛍光ランプ
は光束、光束維持率等の発光性能を著しく低下させてし
まうという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みなされたもので、植物育成蛍光ランプに代表さ
れるような、近赤外発光LiAlO2:Fe蛍光体と他
の蛍光体とが混合されて得られる蛍光ランプの光束、光
束維持率等の発光性能を改良することを目的とする。
情に鑑みなされたもので、植物育成蛍光ランプに代表さ
れるような、近赤外発光LiAlO2:Fe蛍光体と他
の蛍光体とが混合されて得られる蛍光ランプの光束、光
束維持率等の発光性能を改良することを目的とする。
【0006】
【発明を解決するための手段】本発明者等は上述した問
題を解決するために鋭意検討した結果、蛍光ランプの発
光性能とその蛍光膜の構成成分である近赤外発光LiA
lO2:Fe蛍光体とそれと共存する蛍光体の粒径との
間に定量的な関係があることを新たに見いだし本発明を
完成させるに至った。
題を解決するために鋭意検討した結果、蛍光ランプの発
光性能とその蛍光膜の構成成分である近赤外発光LiA
lO2:Fe蛍光体とそれと共存する蛍光体の粒径との
間に定量的な関係があることを新たに見いだし本発明を
完成させるに至った。
【0007】すなわち、本発明の蛍光ランプは、水銀お
よび希ガスを含む封入ガスが充填された透光性ガラス管
と、この透光性ガラス管内壁面に設けられた蛍光体粒子
を含む蛍光体層と、前記封入ガス中で陽光中放電を維持
するための手段とを備える蛍光ランプにおいて、前記蛍
光体層は、少なくとも近赤外発光LiAlO2:Fe蛍
光体と、それと共存する蛍光体を具備し、前記近赤外発
光LiAlO2:Fe蛍光体の平均粒径が、共存する蛍
光体の平均粒径の2分の1以上であることを特徴とす
る。
よび希ガスを含む封入ガスが充填された透光性ガラス管
と、この透光性ガラス管内壁面に設けられた蛍光体粒子
を含む蛍光体層と、前記封入ガス中で陽光中放電を維持
するための手段とを備える蛍光ランプにおいて、前記蛍
光体層は、少なくとも近赤外発光LiAlO2:Fe蛍
光体と、それと共存する蛍光体を具備し、前記近赤外発
光LiAlO2:Fe蛍光体の平均粒径が、共存する蛍
光体の平均粒径の2分の1以上であることを特徴とす
る。
【0008】さらに、蛍光体層を占める近赤外発光Li
AlO2:Fe蛍光体の平均粒子径は、それと共存する
上記した蛍光体の平均粒子径の同等以上であることがよ
り好ましい。
AlO2:Fe蛍光体の平均粒子径は、それと共存する
上記した蛍光体の平均粒子径の同等以上であることがよ
り好ましい。
【0009】本発明の蛍光ランプに使用できる近赤外発
光LiAlO2:Fe蛍光体は、Liの一部をNa、K
等のアルカリ金属で置換されたものでも、Alの一部を
B、Ga、In、及びTlの3価の元素で置換されて
も、またFeの一部をCrで置換されても良く、近赤外
域に発光を有し、また、基本的に同様な効果がある。
光LiAlO2:Fe蛍光体は、Liの一部をNa、K
等のアルカリ金属で置換されたものでも、Alの一部を
B、Ga、In、及びTlの3価の元素で置換されて
も、またFeの一部をCrで置換されても良く、近赤外
域に発光を有し、また、基本的に同様な効果がある。
【0010】LiAlO2:Fe蛍光体は、一般に次の
ようにして得ることができる。先ず、リチウム原料とし
て、酸化リチウム、或いは加熱により容易に酸化リチウ
ムを生じる化合物、例えば、炭酸リチウム、水酸化リチ
ウム等と、アルミナ、或いは加熱により容易に酸化アル
ミニウムを生じる化合物、例えば、硝酸アルミニウム、
水酸化アルミニウムをほぼ等量になるように乾式或いは
湿式混合し、さらに付活剤の鉄原料として、硫酸第二鉄
アンモニウム等、3価の鉄塩をFeがLi1モルに対
し、0.001〜0.1モルになるように混合する。次
に、その混合物をアルミナルツボ等に入れ、空気雰囲気
中、1000℃以上の温度で2〜4時間焼成することに
より得ることができる。
ようにして得ることができる。先ず、リチウム原料とし
て、酸化リチウム、或いは加熱により容易に酸化リチウ
ムを生じる化合物、例えば、炭酸リチウム、水酸化リチ
ウム等と、アルミナ、或いは加熱により容易に酸化アル
ミニウムを生じる化合物、例えば、硝酸アルミニウム、
水酸化アルミニウムをほぼ等量になるように乾式或いは
湿式混合し、さらに付活剤の鉄原料として、硫酸第二鉄
アンモニウム等、3価の鉄塩をFeがLi1モルに対
し、0.001〜0.1モルになるように混合する。次
に、その混合物をアルミナルツボ等に入れ、空気雰囲気
中、1000℃以上の温度で2〜4時間焼成することに
より得ることができる。
【0011】本発明において、特に重要なLiAl
O2:Fe蛍光体の粒径制御については、この蛍光体を
焼成する場合の温度を制御することで行うことができ
る。すわなち、より高温で焼成することにより、粒径は
大きくなり、より低い温度で焼成するとすることで、粒
径は小さくなる。例えば、平均粒径4μ程度を得る為に
は1200℃の温度で数時間焼成する。
O2:Fe蛍光体の粒径制御については、この蛍光体を
焼成する場合の温度を制御することで行うことができ
る。すわなち、より高温で焼成することにより、粒径は
大きくなり、より低い温度で焼成するとすることで、粒
径は小さくなる。例えば、平均粒径4μ程度を得る為に
は1200℃の温度で数時間焼成する。
【0012】蛍光ランプの蛍光体層を占める近赤外発光
LiAlO2:Fe蛍光体と共存する蛍光体は、蛍光ラ
ンプ用蛍光体として通常用いられるものであれば適用で
きる。蛍光ランプ用蛍光体として、例えば、(SrCa
BaMg)5(PO4)3Cl:Eu、BaMg2A16O
27:Eu、Sr5(PO4)3Cl:Eu、LaPO4:C
e,Tb、MgAl11O19:Ce,Tb、Y2O3:E
u、Y(PV)O4:Eu、3.5MgO・0.5MgF2・Ge
O2:Mn、Ca10(PO4)6FCl:Sb,Mn、S
r10(PO4)6FCl:Sb,Mn、(SrMg)2P2
O7:Eu、Sr2P2O7:Eu、CaWO4、CaW
O4:Pb、MgWO4、(BaCa)5(PO 4)3C
l:Eu、Sr4Al14O25:Eu、Zn2SiO4:M
n、BaSi2O5:Pb、SrB4O7:Eu、(CaZ
n)3(PO4)2:Tl、LaPO4:Ce等が使用でき
る。
LiAlO2:Fe蛍光体と共存する蛍光体は、蛍光ラ
ンプ用蛍光体として通常用いられるものであれば適用で
きる。蛍光ランプ用蛍光体として、例えば、(SrCa
BaMg)5(PO4)3Cl:Eu、BaMg2A16O
27:Eu、Sr5(PO4)3Cl:Eu、LaPO4:C
e,Tb、MgAl11O19:Ce,Tb、Y2O3:E
u、Y(PV)O4:Eu、3.5MgO・0.5MgF2・Ge
O2:Mn、Ca10(PO4)6FCl:Sb,Mn、S
r10(PO4)6FCl:Sb,Mn、(SrMg)2P2
O7:Eu、Sr2P2O7:Eu、CaWO4、CaW
O4:Pb、MgWO4、(BaCa)5(PO 4)3C
l:Eu、Sr4Al14O25:Eu、Zn2SiO4:M
n、BaSi2O5:Pb、SrB4O7:Eu、(CaZ
n)3(PO4)2:Tl、LaPO4:Ce等が使用でき
る。
【0013】近赤外発光LiAlO2:Fe蛍光体は7
35nm付近に発光ピークをもち、これと、450nm
付近に発光ピークをもつ青色発光蛍光体、545nm付
近に発光ピークをもつ緑色発光蛍光体、及び610nm
付近に発光ピークをもつ赤色発光蛍光体からなる三波長
混合蛍光体を混合することで、特に植物育成用の蛍光ラ
ンプとして有用であり、青色発光蛍光体として(SrC
aBaMg)5(PO4)3Cl:Eu、及びBaMg2A
16O27:Euが、緑色発光蛍光体として、LaPO4:
Ce,Tb、及びMgAl11O19:Ce,Tb蛍光体
が、赤色発光蛍光体として、Y2O3:Euが好ましく使
用できる。
35nm付近に発光ピークをもち、これと、450nm
付近に発光ピークをもつ青色発光蛍光体、545nm付
近に発光ピークをもつ緑色発光蛍光体、及び610nm
付近に発光ピークをもつ赤色発光蛍光体からなる三波長
混合蛍光体を混合することで、特に植物育成用の蛍光ラ
ンプとして有用であり、青色発光蛍光体として(SrC
aBaMg)5(PO4)3Cl:Eu、及びBaMg2A
16O27:Euが、緑色発光蛍光体として、LaPO4:
Ce,Tb、及びMgAl11O19:Ce,Tb蛍光体
が、赤色発光蛍光体として、Y2O3:Euが好ましく使
用できる。
【0014】蛍光体層を占める近赤外発光LiAl
O2:Fe蛍光体と、それと共存する蛍光体の混合割合
は、使用目的により自在に変更可能である。例えば、可
視域の発光がより多く必要な場合は、可視域発光蛍光体
の比率を増加することは可能であるし、また、その逆も
可能である。
O2:Fe蛍光体と、それと共存する蛍光体の混合割合
は、使用目的により自在に変更可能である。例えば、可
視域の発光がより多く必要な場合は、可視域発光蛍光体
の比率を増加することは可能であるし、また、その逆も
可能である。
【0015】また、本発明の蛍光ランプの作製におい
て、通常の蛍光ランプの作製方法がそのまま適用でき
る。例えば、近赤外発光LiAlO2:Fe蛍光体と、
それと共存する蛍光体、及びアルミナ或いはピロリン酸
カルシウム、カルシウムバリウムボレート等の結着剤を
ニトロセルロース/酢酸ブチル溶液に添加し、これらを
混合し懸濁させて蛍光体塗布懸濁液を調製する。得られ
た蛍光体塗布懸濁液をガラス管の内面に流し込み、その
後これに温風を通じることで乾燥させ、ベーキング、排
気、フィラメントの装着、口金の取り付け等、通常の手
順に従って本発明の蛍光ランプを仕上げることができ
る。
て、通常の蛍光ランプの作製方法がそのまま適用でき
る。例えば、近赤外発光LiAlO2:Fe蛍光体と、
それと共存する蛍光体、及びアルミナ或いはピロリン酸
カルシウム、カルシウムバリウムボレート等の結着剤を
ニトロセルロース/酢酸ブチル溶液に添加し、これらを
混合し懸濁させて蛍光体塗布懸濁液を調製する。得られ
た蛍光体塗布懸濁液をガラス管の内面に流し込み、その
後これに温風を通じることで乾燥させ、ベーキング、排
気、フィラメントの装着、口金の取り付け等、通常の手
順に従って本発明の蛍光ランプを仕上げることができ
る。
【0016】ガラス管への塗布時、アルミナ等の保護膜
を形成し、その後に蛍光体層を形成することも可能であ
り、光束、光束維持率等の発光性能はさらに改善でき
る。
を形成し、その後に蛍光体層を形成することも可能であ
り、光束、光束維持率等の発光性能はさらに改善でき
る。
【0017】
【作用】図1に種々の粒径の近赤外発光LiAlO2:
Fe蛍光体と、平均粒径が4.2μm三波長混合蛍光体
(青色発光蛍光体として(SrCaBaMg)5(P
O4)3Cl:Eu、緑色発光蛍光体として、LaP
O4:Ce,Tb、及び赤色発光蛍光体として、Y
2O3:Euからなる)を1:4と、2:3の比率で混合
して作製したFL40SS蛍光ランプの点灯30分経過
後の相対出力と、LiAlO2:Fe蛍光体の粒径の関
係をプロットした。ここで、相対出力とはLiAl
O2:Fe蛍光体の波長範囲650nmから800nm
における発光エネルギーの積分値を、基準ランプのそれ
に対する百分率である。曲線(a)、(b)はそれぞれ蛍光体
の混合比率が上記1:4のものと、2:3のものに対す
る関係である。近赤外域の相対出力は、LiAlO2:
Fe蛍光体の粒径に依存せずほぼ一定であり、この蛍光
体の配合割合が多いほど当然高くなる。
Fe蛍光体と、平均粒径が4.2μm三波長混合蛍光体
(青色発光蛍光体として(SrCaBaMg)5(P
O4)3Cl:Eu、緑色発光蛍光体として、LaP
O4:Ce,Tb、及び赤色発光蛍光体として、Y
2O3:Euからなる)を1:4と、2:3の比率で混合
して作製したFL40SS蛍光ランプの点灯30分経過
後の相対出力と、LiAlO2:Fe蛍光体の粒径の関
係をプロットした。ここで、相対出力とはLiAl
O2:Fe蛍光体の波長範囲650nmから800nm
における発光エネルギーの積分値を、基準ランプのそれ
に対する百分率である。曲線(a)、(b)はそれぞれ蛍光体
の混合比率が上記1:4のものと、2:3のものに対す
る関係である。近赤外域の相対出力は、LiAlO2:
Fe蛍光体の粒径に依存せずほぼ一定であり、この蛍光
体の配合割合が多いほど当然高くなる。
【0018】図2に図1で示した蛍光ランプの可視域の
ランプ光束について、同様に近赤外発光LiAlO2:
Fe蛍光体の粒径に対してプロットした。曲線(a)、(b)
はそれぞれ蛍光体の混合比率が上記1:4のものと、
2:3のものに対する関係である。可視域の光束は何れ
の混合比においても、LiAlO2:Fe蛍光体の粒径
が大きいほど高く、三波長混合蛍光体の粒径の2倍くら
いまで増加傾向にあり、2倍より大きいとほぼ飽和して
いる。また、三波長混合蛍光体の粒径の1/2よりも小
さいと、すなわち、この場合2μ程度以下となると相対
光束は著しく低下することが分かる。また、LiAlO
2:Fe蛍光体の混合比率が増加することで、当然相対
光束は低下する。
ランプ光束について、同様に近赤外発光LiAlO2:
Fe蛍光体の粒径に対してプロットした。曲線(a)、(b)
はそれぞれ蛍光体の混合比率が上記1:4のものと、
2:3のものに対する関係である。可視域の光束は何れ
の混合比においても、LiAlO2:Fe蛍光体の粒径
が大きいほど高く、三波長混合蛍光体の粒径の2倍くら
いまで増加傾向にあり、2倍より大きいとほぼ飽和して
いる。また、三波長混合蛍光体の粒径の1/2よりも小
さいと、すなわち、この場合2μ程度以下となると相対
光束は著しく低下することが分かる。また、LiAlO
2:Fe蛍光体の混合比率が増加することで、当然相対
光束は低下する。
【0019】図3に、近赤外発光LiAlO2:Fe蛍
光体と、平均粒径がそれぞれ6.2μm、4.2μm、
3.0μmの各三波長混合蛍光体を、1:4の割合で混
合してFL40SS蛍光ランプを作製した。LiAlO
2:Fe蛍光体の粒径と相対光束の関係を、それぞれ曲
線(a)、(b)、及び(c)にプロットした。これらより、三
波長混合蛍光体の全ての粒径範囲にわたり、LiAlO
2:Fe蛍光体の平均粒径は、三波長混合蛍光体の平均
粒径の1/2より小さいと相対光束は著しく低下する。
そこで、LiAlO2:Fe蛍光体の平均粒径は三波長
混合蛍光体の平均粒径と同等以上であること好ましいこ
とが分かる。
光体と、平均粒径がそれぞれ6.2μm、4.2μm、
3.0μmの各三波長混合蛍光体を、1:4の割合で混
合してFL40SS蛍光ランプを作製した。LiAlO
2:Fe蛍光体の粒径と相対光束の関係を、それぞれ曲
線(a)、(b)、及び(c)にプロットした。これらより、三
波長混合蛍光体の全ての粒径範囲にわたり、LiAlO
2:Fe蛍光体の平均粒径は、三波長混合蛍光体の平均
粒径の1/2より小さいと相対光束は著しく低下する。
そこで、LiAlO2:Fe蛍光体の平均粒径は三波長
混合蛍光体の平均粒径と同等以上であること好ましいこ
とが分かる。
【0020】平均粒径がそれぞれ6.5μm、4.2μ
m、2.2μm、及び1.6μmのLiAlO2:Fe
蛍光体と、平均粒径が4.2μmの三波長混合蛍光体
を、1:4の割合で混合してFL40SS蛍光ランプを
作製した。点灯時間に対する近赤外域の発光出力の経時
変化を、図4に、点灯時間に対する相対光束の経時変化
を図5にプロットした。ここで、曲線(a)、(b)、(c)、
及び(d)はLiAlO2:Fe蛍光体の平均粒径がそれぞ
れ6.5μm、4.2μm、2.2μm、及び1.6μ
mの蛍光ランプに関する。蛍光ランプは点灯時間と共に
次第に光束が低下していくが、図5より、ここでも、L
iAlO2:Fe蛍光体の平均粒径は、三波長混合蛍光
体の平均粒径の1/2より小さいと光束維持率が著しく
低下している。LiAlO2:Fe蛍光体の粒径が1.
6μmと4.2μmの場合を比較すると、500時間点
灯後では光束は30%以上も上まわっている。そこで、
LiAlO2:Fe蛍光体の平均粒径は三波長混合蛍光
体の平均粒径と同等以上であることが好ましいことが分
かる。これに対し、近赤外域の出力の低下の割合は、L
iAlO2:Fe蛍光体の粒径によらずほぼ一定に保つ
ことができる。
m、2.2μm、及び1.6μmのLiAlO2:Fe
蛍光体と、平均粒径が4.2μmの三波長混合蛍光体
を、1:4の割合で混合してFL40SS蛍光ランプを
作製した。点灯時間に対する近赤外域の発光出力の経時
変化を、図4に、点灯時間に対する相対光束の経時変化
を図5にプロットした。ここで、曲線(a)、(b)、(c)、
及び(d)はLiAlO2:Fe蛍光体の平均粒径がそれぞ
れ6.5μm、4.2μm、2.2μm、及び1.6μ
mの蛍光ランプに関する。蛍光ランプは点灯時間と共に
次第に光束が低下していくが、図5より、ここでも、L
iAlO2:Fe蛍光体の平均粒径は、三波長混合蛍光
体の平均粒径の1/2より小さいと光束維持率が著しく
低下している。LiAlO2:Fe蛍光体の粒径が1.
6μmと4.2μmの場合を比較すると、500時間点
灯後では光束は30%以上も上まわっている。そこで、
LiAlO2:Fe蛍光体の平均粒径は三波長混合蛍光
体の平均粒径と同等以上であることが好ましいことが分
かる。これに対し、近赤外域の出力の低下の割合は、L
iAlO2:Fe蛍光体の粒径によらずほぼ一定に保つ
ことができる。
【0021】上記した蛍光ランプの蛍光体の塗布量は
3.5g程度であり、相対光束、相対出力の基準は、平
均粒径が4.2μmのLiAlO2:Fe蛍光体と、上
記した三波長混合蛍光体を1:4に混合したものを10
0%とした。
3.5g程度であり、相対光束、相対出力の基準は、平
均粒径が4.2μmのLiAlO2:Fe蛍光体と、上
記した三波長混合蛍光体を1:4に混合したものを10
0%とした。
【0022】蛍光体層にLiAlO2:Fe蛍光体を有
する蛍光ランプの発光の劣化は次のようなメカニズムに
より起こる。蛍光体母体に含まれるLiが、蛍光体製造
工程中のベーキングにより、一部イオンとなって遊離
し、これが共存する蛍光体の粒子表面に付着することで
蛍光ランプに封入された水銀と反応し、黒褐色の水銀ア
マルガムを形成することにより発光性能が低下する。
する蛍光ランプの発光の劣化は次のようなメカニズムに
より起こる。蛍光体母体に含まれるLiが、蛍光体製造
工程中のベーキングにより、一部イオンとなって遊離
し、これが共存する蛍光体の粒子表面に付着することで
蛍光ランプに封入された水銀と反応し、黒褐色の水銀ア
マルガムを形成することにより発光性能が低下する。
【0023】蛍光体層中のLiAlO2:Fe蛍光体の
粒径が小さくなると、共存する他の蛍光体近傍にLiA
lO2:Fe蛍光体の存在確率が高くなり、製造工程中
の加熱により、蛍光体の表面に上述したLiの付着が多
くなる。逆に、LiAlO2:Fe蛍光体の粒径を大き
くすることで比表面積が小さくでき、その結果遊離Li
イオン量が低下し、発光性能の低下を最低限に抑えるこ
とができる。
粒径が小さくなると、共存する他の蛍光体近傍にLiA
lO2:Fe蛍光体の存在確率が高くなり、製造工程中
の加熱により、蛍光体の表面に上述したLiの付着が多
くなる。逆に、LiAlO2:Fe蛍光体の粒径を大き
くすることで比表面積が小さくでき、その結果遊離Li
イオン量が低下し、発光性能の低下を最低限に抑えるこ
とができる。
【0024】一方、蛍光体層中のLiAlO2:Feと
共存する蛍光体の粒径が大きいと、比表面積が小さくな
り、近傍のLiAlO2:Fe蛍光体の存在確率が増加
することで、発光性能低下につながる。共存する蛍光体
が小さいと、比表面積が増えることで、近傍のLiAl
O2:Fe蛍光体の存在確率が低下し、発光性能の低下
は少なく抑えることができる。
共存する蛍光体の粒径が大きいと、比表面積が小さくな
り、近傍のLiAlO2:Fe蛍光体の存在確率が増加
することで、発光性能低下につながる。共存する蛍光体
が小さいと、比表面積が増えることで、近傍のLiAl
O2:Fe蛍光体の存在確率が低下し、発光性能の低下
は少なく抑えることができる。
【0025】このように、蛍光ランプの発光性能の向上
のためには、LiAlO2:Fe蛍光体の粒径が大きい
ことが必要であるが、それは相対的なものであり、常
に、蛍光体層に共存する蛍光体との粒径バランスが重要
である。本発明において、LiAlO2:Fe蛍光体の
粒径を蛍光ランプの蛍光体層中に共存する蛍光体の平均
粒径の1/2以上としたのはそのような物理的根拠に基
づく。
のためには、LiAlO2:Fe蛍光体の粒径が大きい
ことが必要であるが、それは相対的なものであり、常
に、蛍光体層に共存する蛍光体との粒径バランスが重要
である。本発明において、LiAlO2:Fe蛍光体の
粒径を蛍光ランプの蛍光体層中に共存する蛍光体の平均
粒径の1/2以上としたのはそのような物理的根拠に基
づく。
【0026】
【実施例】本発明の一つの目的である植物育成用の蛍光
ランプを例に以下に説明する。植物の生育の過程におい
て、太陽光に近い白色光の光が必要であり、それを達成
できる蛍光ランプとして最も高効率であるのが、基本的
に450nm付近に発光ピークをもつ青色発光蛍光体、
545nm付近に発光ピークをもつ緑色発光蛍光体、及
び610nm付近に発光ピークをもつ赤色発光蛍光体か
らなる三波長混合蛍光体を蛍光体層に有する三波長形蛍
光ランプである。この蛍光ランプに近赤外光を混合する
場合を例に、以下に説明する。
ランプを例に以下に説明する。植物の生育の過程におい
て、太陽光に近い白色光の光が必要であり、それを達成
できる蛍光ランプとして最も高効率であるのが、基本的
に450nm付近に発光ピークをもつ青色発光蛍光体、
545nm付近に発光ピークをもつ緑色発光蛍光体、及
び610nm付近に発光ピークをもつ赤色発光蛍光体か
らなる三波長混合蛍光体を蛍光体層に有する三波長形蛍
光ランプである。この蛍光ランプに近赤外光を混合する
場合を例に、以下に説明する。
【0027】[実施例1]蛍光体原料として、炭酸リチ
ウム121.9g、アルミナ169.0g、硝酸第一鉄
9水和物8.1gを秤量し、これらをアルミナボールを
入れた容量500mlの磁性ポットに入れ、ローラーの
上で5時間ローリングすることで粉砕混合し原料混合物
を得た。次に、これをアルミナルツボに充填し、蓋をし
た後、空気雰囲気中、1200℃で2時間焼成した。焼
成品を粉砕して300メッシュのフルイを通すことによ
り、735nmに発光ピークをもつ平均粒径4.2μm
の近赤外発光LiAlO2:Fe蛍光体を得た。
ウム121.9g、アルミナ169.0g、硝酸第一鉄
9水和物8.1gを秤量し、これらをアルミナボールを
入れた容量500mlの磁性ポットに入れ、ローラーの
上で5時間ローリングすることで粉砕混合し原料混合物
を得た。次に、これをアルミナルツボに充填し、蓋をし
た後、空気雰囲気中、1200℃で2時間焼成した。焼
成品を粉砕して300メッシュのフルイを通すことによ
り、735nmに発光ピークをもつ平均粒径4.2μm
の近赤外発光LiAlO2:Fe蛍光体を得た。
【0028】得られたLiAlO2:Fe蛍光体と、4
53nmに発光ピークをもつ(SrCaBaMg)
5(PO4)3Cl:Eu青色発光蛍光体を30%、54
4nmに発光ピークをもつLaPO4:Ce,Tb緑色
発光蛍光体を30%、及び611nmに発光ピークをも
つY2O3:Eu赤色発光蛍光体を40%混合して得られ
る平均粒径4.2μmの三波長混合蛍光体を、1:4の
比率で十分に混合する。
53nmに発光ピークをもつ(SrCaBaMg)
5(PO4)3Cl:Eu青色発光蛍光体を30%、54
4nmに発光ピークをもつLaPO4:Ce,Tb緑色
発光蛍光体を30%、及び611nmに発光ピークをも
つY2O3:Eu赤色発光蛍光体を40%混合して得られ
る平均粒径4.2μmの三波長混合蛍光体を、1:4の
比率で十分に混合する。
【0029】混合された蛍光体8gに、酢酸ブチル15
gを添加し、磁性ポット中で十分混合し蛍光体塗布スラ
リーを調製する。これをガラス管に流し込み、その内面
に塗布し、温風を通じて乾燥し、450℃で15分間塗
布バルブをベーキングし、蛍光膜を形成した。蛍光ラン
プ1本あたりの蛍光体塗布量は3.5gであった。後は
通常の方法に従い、排気、フィラメントの装着、口金の
取り付けを行い、植物育成用のFL40SS蛍光ランプ
を作製した。
gを添加し、磁性ポット中で十分混合し蛍光体塗布スラ
リーを調製する。これをガラス管に流し込み、その内面
に塗布し、温風を通じて乾燥し、450℃で15分間塗
布バルブをベーキングし、蛍光膜を形成した。蛍光ラン
プ1本あたりの蛍光体塗布量は3.5gであった。後は
通常の方法に従い、排気、フィラメントの装着、口金の
取り付けを行い、植物育成用のFL40SS蛍光ランプ
を作製した。
【0030】この蛍光ランプを点灯し、30分後の近赤
外域のランプ出力と、可視域の光束を測定したところ、
平均粒径1.9μmのLiAlO2:Fe蛍光体を混合
する以外全く同じ方法で作製した従来の蛍光ランプと比
較すると、近赤外域の出力はほぼ同等であったが、可視
域は約12%の向上が見られた。
外域のランプ出力と、可視域の光束を測定したところ、
平均粒径1.9μmのLiAlO2:Fe蛍光体を混合
する以外全く同じ方法で作製した従来の蛍光ランプと比
較すると、近赤外域の出力はほぼ同等であったが、可視
域は約12%の向上が見られた。
【0031】[実施例2]1300℃で2時間焼成する
以外は実施例1と同様にして、平均粒径6.5μmのL
iAlO2:Fe蛍光体を得、実施例1と全く同じ方法
で蛍光ランプを作製した。平均粒径1.9μmのLiA
lO2:Fe蛍光体を混合する以外全く同じ方法で作製
した従来の蛍光ランプと比較すると、近赤外域の出力は
ほぼ同等であったが、可視域は約19%の向上が見られ
た。
以外は実施例1と同様にして、平均粒径6.5μmのL
iAlO2:Fe蛍光体を得、実施例1と全く同じ方法
で蛍光ランプを作製した。平均粒径1.9μmのLiA
lO2:Fe蛍光体を混合する以外全く同じ方法で作製
した従来の蛍光ランプと比較すると、近赤外域の出力は
ほぼ同等であったが、可視域は約19%の向上が見られ
た。
【0032】[実施例3]実施例2で示したものと同じ
LiAlO2:Fe蛍光体と、三波長混合蛍光体と平均
粒径4.2μの色温度5000Kを達成できるハロリン
酸カルシウム蛍光体Ca10(PO4)6FCl:Sb,M
nを1:2:2の割合で混合し実施例1と全く同じ方法
で蛍光ランプを作製した。平均粒径1.9μmのLiA
lO2:Fe蛍光体を混合する以外全く同じ方法で作製
した従来の蛍光ランプを比較すると、近赤外域の出力は
ほぼ同等であったが、可視域は約15%の向上が見られ
た。
LiAlO2:Fe蛍光体と、三波長混合蛍光体と平均
粒径4.2μの色温度5000Kを達成できるハロリン
酸カルシウム蛍光体Ca10(PO4)6FCl:Sb,M
nを1:2:2の割合で混合し実施例1と全く同じ方法
で蛍光ランプを作製した。平均粒径1.9μmのLiA
lO2:Fe蛍光体を混合する以外全く同じ方法で作製
した従来の蛍光ランプを比較すると、近赤外域の出力は
ほぼ同等であったが、可視域は約15%の向上が見られ
た。
【0033】[実施例4]実施例2で示したものと同じ
LiAlO2:Fe蛍光体と、450nmに発光ピーク
をもつBaMg2A16O27:Eu青色発光蛍光体を選ぶ
こと以外、同じ三波長混合蛍光体を用い蛍光ランプを作
製した。平均粒径1.9μmのLiAlO 2:Fe蛍光
体を混合する以外全く同じ方法で作製した従来の蛍光ラ
ンプを比較すると、近赤外域の出力はほぼ同等であった
が、可視域は約14%の向上が見られた。
LiAlO2:Fe蛍光体と、450nmに発光ピーク
をもつBaMg2A16O27:Eu青色発光蛍光体を選ぶ
こと以外、同じ三波長混合蛍光体を用い蛍光ランプを作
製した。平均粒径1.9μmのLiAlO 2:Fe蛍光
体を混合する以外全く同じ方法で作製した従来の蛍光ラ
ンプを比較すると、近赤外域の出力はほぼ同等であった
が、可視域は約14%の向上が見られた。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により蛍光
層に近赤外発光LiAlO2:Fe蛍光体と、それと共
存する蛍光体からなる蛍光体層を具備する蛍光ランプに
おいて、LiAlO2:Fe蛍光体の平均粒径を、共存
する蛍光体の平均粒径の2分の1以上とすることによ
り、近赤外域の発光性能を低下させることなく、可視域
の光束、光束維持率を大幅に改善できる。
層に近赤外発光LiAlO2:Fe蛍光体と、それと共
存する蛍光体からなる蛍光体層を具備する蛍光ランプに
おいて、LiAlO2:Fe蛍光体の平均粒径を、共存
する蛍光体の平均粒径の2分の1以上とすることによ
り、近赤外域の発光性能を低下させることなく、可視域
の光束、光束維持率を大幅に改善できる。
【0035】特に、LiAlO2:Fe蛍光体と共存す
る蛍光体が白色域発光蛍光体、特に三波長混合蛍光体で
ある場合、光束、光束維持率を大幅に改善した商品価値
の高い、植物育成蛍光ランプを提供することができ、植
物生産工場の生産コストを大幅に軽減することができ
る。
る蛍光体が白色域発光蛍光体、特に三波長混合蛍光体で
ある場合、光束、光束維持率を大幅に改善した商品価値
の高い、植物育成蛍光ランプを提供することができ、植
物生産工場の生産コストを大幅に軽減することができ
る。
【図1】本発明の蛍光ランプの近赤外発光LiAl
O2:Fe蛍光体の粒径と近赤外域における相対出力の
関係を示す特性図。
O2:Fe蛍光体の粒径と近赤外域における相対出力の
関係を示す特性図。
【図2】本発明の蛍光ランプの近赤外発光LiAl
O2:Fe蛍光体の粒径と可視域における相対光束の関
係を示す特性図。
O2:Fe蛍光体の粒径と可視域における相対光束の関
係を示す特性図。
【図3】本発明の蛍光ランプの近赤外発光LiAl
O2:Fe蛍光体の粒径と可視域における相対光束の関
係を示す特性図。
O2:Fe蛍光体の粒径と可視域における相対光束の関
係を示す特性図。
【図4】本発明の蛍光ランプの点灯時間と近赤外域の相
対出力の関係を示す特性図。
対出力の関係を示す特性図。
【図5】本発明の蛍光ランプの点灯時間と可視域の相対
出力の関係を示す特性図。
出力の関係を示す特性図。
Claims (3)
- 【請求項1】 水銀および希ガスを含む封入ガスが充填
された透光性ガラス管と、この透光性ガラス管内壁面に
設けられた蛍光体粒子を含む蛍光体層と、前記封入ガス
中で陽光中放電を維持するための手段とを備える蛍光ラ
ンプにおいて、前記蛍光体層は、少なくとも近赤外発光
LiAlO2:Fe蛍光体と、それと共存する蛍光体を
具備し、前記近赤外発光LiAlO2:Fe蛍光体の平
均粒径が、前記共存する蛍光体の平均粒径の2分の1以
上であることを特徴とする蛍光ランプ。 - 【請求項2】 前記蛍光体層において、前記近赤外発光
LiAlO2:Fe蛍光体と共存する蛍光体として白色
発光蛍光体を具備することを特徴とする請求項1に記載
の蛍光ランプ。 - 【請求項3】 前記白色発光蛍光体は、450nm付近
に発光ピークをもつ青色発光蛍光体、545nm付近に
発光ピークをもつ緑色発光蛍光体、及び610nm付近
に発光ピークをもつ赤色発光蛍光体からなる三波長混合
蛍光体であることを特徴とする請求項2に記載の蛍光ラ
ンプ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9685295A JPH08293285A (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 蛍光ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9685295A JPH08293285A (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 蛍光ランプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08293285A true JPH08293285A (ja) | 1996-11-05 |
Family
ID=14176026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9685295A Pending JPH08293285A (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 蛍光ランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08293285A (ja) |
-
1995
- 1995-04-21 JP JP9685295A patent/JPH08293285A/ja active Pending
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