JPS6132780B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明はけい光ランプに関するもので、更に
詳しくは、けい光ランプの発光効率を増加するた
めの可視スペクトルの異つた領域で互いに放出す
る２つのけい光体より成る新規のけい光体の配合
体に関するものである。 けい光ランプにおいては、複数の標準白色スペ
クトルエネルギー分布の１つを発生させるために
ハロりん酸塩けい光体が使用されることは公知で
ある。特殊なスペクトルエネルギー分布、例えば
いわゆる冷白色を有する代表的な36ワツトけい光
ランプは、約2850ルーメン（ｌｍ）を発生し、１
ワツト当り約79ルーメン（lm/W）の発光効率を
生ずるようなハロりん酸塩けい光体を使用する。 このエネルギー不足と高物価の時代では、高効
率は著しく望ましいことではあるが、80（lm/
Ｗ）以上の発光効率はけい光ランプ用けい光体と
しては一般には実用化されていない。 測色法の技術分野での専門家には、同一の色座
標を持つ無数のスペクトルエネルギー分布の存在
することがよく知られている。〔ハーデイ著、「測
色法便覧」マサチユーセツツ工科大学発行（1936
年）（Hardy、Handbook of Colorimetry´MIT
Press（1936））〕。特定温度の黒体放射は既知の
スペクトルエネルギー分布を有し、従つて唯一組
の色座標を示す。全温度に対するこのような色座
標の表軌跡は黒体軌跡として知られている。黒体
軌跡の近くにある他のスペクトルエネルギー分布
に対する色温度は計算できる。既知のスペクトル
エネルギー分布のけい光に対する特定波長の紫外
エネルギーの吸収に対応する理論発光効率は量子
効率を１と仮定して計算できることもよく知られ
ている。現実のけい光体は１よりも小さい量子効
率を有し、実験発光効率、すなわち、理論発光効
率と量子効率の積は理論発光効率よりも小さい。 メリツトに対するもう１つの数値は演色指数で
あり、これは与えられたスペクトルエネルギー分
布で照明された標準色乾板の感知した色が同一の
色温度の黒体放射によつて照明された同じ乾杯の
感知した色と同じにする度合を測定するものであ
る〔ビセツキイ アンド スタイルス、「カラー
サイエンス」、ページ470、ウイリー（1967）
（Wyszecki and Stiles、Color−Science
page470、wiley（1967））〕。タングステンランプ
又は太陽光線のような高温放射体からの光線は演
色指数が100に近いのが、特徴である。デラツク
スけい光ランプの演色指数は80〜90であり、大抵
の営業用および工業用の照明に用いられる標準け
い光ランプは一般に演色指数は50〜70である。 けい光ランプにおいては、黒体軌跡上又はその
近くに色座標を持つ白色光を生じさせるために、
２価のマンガン及び３価のアンチモンで活性化し
たハロりん酸塩けい光体を用いることが知られて
いる。冷白色及び温白色のような標準色の色座標
を得るためには、マンガン活性体の濃度及びけい
光体中の塩素及び弗素の割合を調整して得ること
ができる。アンチモン活性体は、140nｍと（ナ
ノメートル）程度のエネルギー巾が半分の比較的
広い青色スペクトル帯域を放出すること、及びけ
い光体の結晶格子中に存在するマンガンイオンに
有効エネルギーを移すことの２つの機能を果して
いる。マンガンイオンの黄色放出帯域は最高のエ
ネルギーの半分で約80nｍの巾で、従つてアンチ
モンの青色放出スペクトル巾より狭い。 ２つの主けい光体放出帯域より成る理論発光効
率に対する理論けい光体スペクトルエネルギー分
布の関係はマツク アダム（Mag Adam）〔ジヤ
ーナル・オブ・オプチカル・ソサイエチイ・オ
ブ・アメリカ、ページ120（1950年）（Ｊ、OP、
Soc、Am、120（1950））〕イベイ（Ivey）〔同
前、814ページ（1972年）〕、ワルター（Walter）
〔アプライド・オプチツクス1108ページ（1971）
（Appl、Optics1108（1971））〕等によつて述べら
れている。一方２つ及び３つの主放出帯域を持つ
けい光体の使用による演色指数の改良はワルター
（Walterr）（上述の文献）ソーントン アンド
ヘフト（Thorn−tonn and Heft）〔ジヤーナル・
オブ・イルミネーシヨン・エンジニアリング・ソ
サイエチイ、29ページ（1972）（Ｊ、lll−um、
Eng、Soc、29（1972））〕等によつて解説されて
いる。 マツク アダムは最初に特定の色、例えば冷白
色に対する理論発光効率は、若しランプが単一の
青及び黄色の波長においてのみ、放出するように
作ることができるならば最高値が得られることを
発見した。次いで、イベイは１つないし２つの放
出帯域を持ついくつかの理論的けい光体に対する
理論発光効率とランプ性能を分析し、放出帯域の
巾が増加するとどうして理論発光効率が減少する
かを述べている。ワルターは理論けい光体の理論
発光効率と演色指数の組合せにもとずく品質指数
を最適化することを第１の目的として、異つた帯
域巾を持つ種々の二成分理論けい光体配合体につ
いて述べ、又、直接理論発光効率に関係する輝度
指数も決定した。両指数を考慮して、最適の配合
体は広い青緑色帯と狭いとう赤色を有することを
結論している。 けい光体は有効なスペクトルエネルギー分布を
を保有し、かつ、その実験発光効率が白色けい光
ランプにおける相当するハロりん酸塩けい光体の
それよりも大きいことが望ましい。所望のけい光
体はその量子効率は現在特殊の冷白色けい光ラン
プ用に製造されているハロりん酸塩けい光体のそ
れよりも10％以上低くなく、出来ればその差は５
％以下が望ましい。所望のけい光体においては、
演色指数は特に重要ではないが、適度の演色指数
は必要で、例えば、２つの単色線のマツク アダ
ムのスペクトルは演色指数は−18で、実用上の重
要性はない。専門の技術者には演色指数は、40〜
60程度が適当であると判定されている。 本発明によると、低圧水銀蒸気を充填した光透
過性材料の密閉管と、水銀蒸気に紫外線および可
視光線を放出させる機構があり、かつ、水銀蒸気
から放出される紫外光線を受けて可視光線を放出
するように密閉管の内面に塗布したけい光体被膜
を有するけい光ランプに使用する新規のけい光体
組成物は、波長が約450nｍの短可視成波長領域
（青色）にピークのある比較的狭い放出帯域を持
つ第２のけい光体と、可視スペクトルの570〜
600nｍ領域（黄色）にピークのある比較的広い
放出帯域を持つ第１のけい光体との配合体から成
る被膜を特徴とする。黄色けい光体は次のように
調整された第１のけい光体と第２のけい光体の配
合比をもつて、ランプの明るさ（Iriminosity）
の大部分に寄与する。修正されたスペクトルを放
出する２成分系けい光体の均一配合体中の青色け
い光体重量比を変更することによつて、可視光線
領域のけい光の量子効率とスペクトル放出特性と
の差を補償し、且つけい光体を被覆した密閉管の
貫通する可視水銀蒸気放出に適応するように上記
配合比を調整するものである。このランプスペク
トルの色座標は黒体放射軌跡の近くの領域に定め
られた標準白色放出だ円内に位置し、黄色素けい
光体は水銀蒸気によつて放出される紫外線放射の
大部分を捕える。 白色放出だ円中に色座標を持つ望ましい具体例
の一つは、約４〜11（重量）％の青色ストロンチ
ウム・ユウロピウム・塩素りん灰石けい光体と、
一方約89〜96（重量）％のマンガン・アンチモン
石灰りん灰石系の黄色けい光体を均一に配合した
組成物である。この新規の組成物は標準ハロりん
酸塩けい光体被膜に比して明るさが５〜10％増加
する。 他の望ましい具体例では、青色けい光体はユウ
ロピウム活性化バリウム・マグネシウムアルミン
酸塩がよい。この明るさの増加は、もし同じ量子
効率が得られるならば、ストロンチウム・ユウロ
ピウム・塩素りん灰石けい光体の明るさと同じに
なる。 従来の石灰ハロりん酸塩けい光体に比べて、本
発明のけい光体によつて得られるルーメンの増加
は、実験発光効率の増加によつて特徴づけられ
る。例えば、現在冷白色けい光体用に使用されて
いるハロりん酸塩は、0.9程度の初期量子効率と
約147（lm/watt）の実験発光効率を有してい
る。ガス放電効率が約50％となると、総括ランプ
効率は約80（lm/watt）となる。 有効な目的のために以下に述べるスペクトルエ
ネルギー分布とその特定の具体例は全て、現在冷
白色けい光ランプに使用されているけい光体より
も、その実験発光効率は勿論大きくなければなら
ない。従つて白色用として以下に述べる本発明の
具体例は、その量子効率は現在白色けい光ランプ
用として製造されているハロりん酸塩けい光体よ
りも10％も低くなく、この差は５％以下が望まし
い。この具体例では約160（lm/watt）実験発光
効率を有することが測定されている。ここに例示
した望ましいけい光体配合体には、黄色けい光体
と青色けい光体との混合物を用い、ブレンドが適
切であれば約180（lm/watt）の理論発光効率と
なり冷白色ランプを得られる。 本発明の第１の目的は、可視スペクトルの青色
および黄色部分において夫々の色を放出する一対
のけい光体を含有する新規のけい光体配合体を提
供するにある。 本発明の第２の目的は、放出色点を容易に高光
度に調整可能なけい光体配合体を提供するにあ
る。 本発明の第３の目的は、冷白色だ円内で高光度
で放出する新規のけい光体を提供するにある。 本発明の第４の目的は、逃散する可視水銀放射
を補償するため容易に放出色点の調整をする新規
のけい光体を提供するにある。 本発明の上述の目的およびその他の目的は、本
技術分野の専門技術者には、次に述べる詳細な説
明および図面を参照すれば明白である。 第１図は、けい光ランプの側断面図とランプが
使用される回路の一例の概略図である。 第２図は、本発明の原理の理解のためのCIE
（国際照明委員会）XY色度図である。 第３図は、第２図のXY色度図の一部拡大図で
ある。 第４図は、従来の冷白色ハロりん酸塩けい光体
と比較した本発明の代表的な配合体に対するスペ
クトル・エネルギー分布図である。 第１図には、一例として、ガラスのような透光
性材料の円筒状密閉管１１より成り、その内面に
塗布したけい光体の被膜１２を有するけい光ラン
プ１０が示されている。円筒状密閉管１１の各末
端は口金１４で封じ、ガス形式のシール１５が形
成されている。円筒状密閉管１１の空間内の口金
に近接してフイラメント１６が設けられ、口金１
４を貫通し、かつ、これに支持される一対のリー
ド線１７ａ，１７ｂが接続されている。最初製造
時に一定量の水銀蒸気１８をけい光の被膜１２と
口金１４で囲まれるシリンダー空間に入れる。 交流電力源２２、スイツチ２３、安定器２４
が、向いあつた各フイラメント１６の第１のリー
ド線１７ａ間に直列に接続されている。始動器２
５が一対の各フイラメント１６の残りのリード線
１７ｂ間に接続されている。他の既知のけい光ラ
ンプ形式も同様に用いられるが、回路構成素子の
或るもの（例えば、始動器２５）は無しですます
こともできる。 始動器２５を作動して、スイツチ２３を閉じる
と同時にフイラメント１６の各々電流が流れる。
その後、始動器２５は急に電流を停止することに
よつて、安定器２４に、フイラメント１６間の比
較的高電圧を生ぜしめて電流を流し、普通の水銀
アーク放電を発生させる。けい光体はけい光を発
し、次いで、衝突エネルギーのかなりの部分を、
密閉管の被膜として用いられているけい光物質の
特殊な配合組成によつて決まるスペクトル特性を
持つた可視光線の光量子２８を再放出する。 第２図、第３図の色度図では、可視スペクトル
の各色はスペクトル軌跡３０によつて囲まれた面
積内に位置し、Ｘ、Ｙ三色度座標の該当数値によ
つて同定される。スペクトル的に純粋な色、すな
わち単一の波長のみから成る可視光はスペクトル
軌跡３０上に位置し、その波長はナノメートル
（ｎｍ）で示されている。２つ又はそれ以上のス
ペクトル的に純粋な色から成る色度（白色を含
む）はスペクトル軌跡３０で囲まれた領域３１内
のＸ、Ｙ値を有する。現実のけい光体は無数の波
長で光量子を放出し、そのスペクトルエネルギー
分布は、そのため連続した曲線となり、これによ
つて一組の色座標は適切な数字計算を行つて決定
される。 曲線３２は、特定温度で放出する黒体光源の色
座標の黒体軌跡である。冷白色の色は、だ円３３
内に位置する値の範囲、一般にはＸ＝0.372、Ｙ
＝0.375で約4200〓の黒体温度に該当する点３５
で標準化されている。既知の設計の代表的な冷白
色ランプは、だ円３３内のＸ＝0.377、Ｙ＝0.382
に色点３６がある。 36ワツトのけい光ランプにおいては、約１ワツ
ト放射エネルギーが約175ルーメンの可視水銀光
線２７を発生するように変換される。青色水銀単
色光放出点３７、緑色水銀単色光放出点３８、黄
色水銀単色光放出点３９の相対量が組み合わさつ
て、代表的に三色度座標がＸ＝0.22、Ｙ＝0.21に
ある単色水銀色点４０となる。 水銀蒸気１８から放出される残留エネルギーの
大部分（18ワツト）は、少量（約1/2ワツト）は
近紫外波長295〜400nｍで放出されるが、大部分
は約185nｍと254nｍの水銀共振波長に存在す
る。共振エネルギーは多種類のけい光体から可視
光線の再放出を刺激することが知られている。以
下に述べる新規のけい光体組成物においては、２
分分系けい光体配合体の１成分を適当に選ぶこと
によつて、可視光線を付加生産させるための近紫
外水銀放出をも一部吸収する付加発光出力が得ら
れる。２価ユウロピウム活性化けい光体すなわ
ち、ユウロピウムを結晶格子中に活性化イオンと
して含有するけい光体は、波長が97〜400nｍの
ほぼ全領域に亘つて近紫外水銀放出を部分的に吸
収する。発明者等は、比較的広い黄色放出帯域と
同時に比較的狭い青色放出帯域を保有するよう
に、ランプの出力スペクトルを修正することによ
つて付加発光出力を得た。比較的狭い青色スペク
トルを放出する活性化イオンは２価ユウロピウム
が望ましく、稀土類ハロりん酸塩を使用しない標
準けい光放電管とは対照的である。有効な２価の
ユウロピウムで活性化したいけい光体は一般的に
約450nｍの波長にピークのある狭い放出帯域を
持ち（青色放出帯域）、かつ、調製条件に左右さ
れる量子効率はすくなくとも80％望ましくは90％
である。より広い黄色帯域を放出する活性化イオ
ンは、２価のマンガンが望ましい。ハロりん酸塩
格子中にマンガンで占められたけい光体は一般に
黒体軌跡よりも上の方の座標にその放出の色点が
ある。このように、青色けい光体の重要な機能
は、合成色座標を黒体軌跡上に引きよせることで
ある。Ｚ三刺激値のピーク付近の帯域が狭けれ
ば、より高光度のマンガン放出に入射放射線の大
部分が使用されると同時に、効率よくこの機能を
果す。 特に、発明者等は、色点が冷白色だ円３３内に
位置し、２価のユウロピウムで活性化したけい光
体を使用するけい光ランプは、合成ピーク波長が
570〜600nｍの領域に位置するすくなくとも、も
う一つの付加けい光体成分を必要とすることを発
見した。単一の付加けい光体が使用される場合
は、製造原価は最小となる。さらに、２つのけい
光体の配合体を使用すると、だ円３３内に配合点
を位置させることは簡単である。波長が520nｍ
より短い光線を、実質的に約450nｍにピークの
ある狭い青色帯域に限定することによつて、も
し、第１のけい光体が可視スペクトル黄色部分に
中心のある帯域を広く放出するならば、満足な演
色指数を高発光効率で得ることができる。満足な
黄色放出スペクトルは、その結晶格子中に２価マ
ンガン活性化イオン持つ第１のけい光体から得ら
れる。 Sr_10-zE_uz（PO₄）₆cl₂（ただし0.02ｚ0.2）
の化学量論的ストロンチウム・ユウロピウム・塩
素りん灰石けい光体は、青色放出体として使用で
きる。特に冷白色だ円３３を達成するには、ｚ＝
0.14±0.05がもぞましい使用範囲である。青色放
出性のストロンチウム・ユウロピウム・塩素りん
灰石は三色度座標Ｘ＝0.152、Ｙ＝0.027の色点４
１を持つ。 この代用に化学式が Ba_2-zEuzMg₂Al₂₂O₃₇ （ただし0.1ｚ0.4） で、ストロンチウム・ユウロピウム・塩素りん灰
石と本質的に同一の三色度座標を持つ化学量論的
ユウロピウム活性化バリウム・マグネシウム・ア
ルミン酸塩が使用できる。 前述したように、励起エネルギーの大部分は２
価のマンガンの比較的巾広い黄色放出帯域を刺激
するのに利用されるが、この巾広い帯域の放出は
より短い波長の青色放出帯域に比較して、全光束
がかなり高い。黄色放出けい光体の高光束出力は
全光束を改良するが、一方、青色放出けい光体の
比較的低い光束は全光束に加わると共に、黄色ス
ペクトルを希望のランプ放出座標に引き寄せると
いう重要な役割を果す。このことは以下に詳細に
述べる。 発明者等は、適切な巾広い黄色を放出するけい
光体は化学式 Ca_10-w-x-yCd_wMn_xSb_y（PO₄）₆F_2-yO_y （ただし、0.0ｗ0.2、0.25ｘ0.05、0.02
ｙ0.2） の化学量論的２価のマンガン活性化化合物である
ことを見出した。第１けい光体のｗ、ｘ、ｙの上
限、下限値は、第２けい光体との共働作用の下に
けい光ランプが白色放出するように決定されたも
のである。このことは後述する第３図との関連に
おいても分る。又特に、ランプの放出色点を、望
ましい白色だ円内に実現するためには、そのだ円
内にランプの合成放出が行われるように、第２け
い光体によつて生ずる青色放出との組み合わせ
で、第１けい光体の黄色放出がされるように上記
組成式中の各元素が特別なｗ、ｘ、ｙの値を持つ
ように選ばれる。したがつて、ｗ、ｘ、ｙの数値
が上記上、下限値を外れると望ましい白色点を得
ることができない。特に、冷白色だ円３３を達成
するには、ｗ、ｘ、ｙの望ましい値は夫々 ｗ＝0.10±0.03、ｘ＝0.32±0.03、ｙ＝0.07±0.02 の範囲である。上述した特殊なマンガン活性化石
灰弗素りん灰石は、そのピーク波長が570〜600n
ｍの範囲にあるのが有利である。けい光体中のマ
ンガンの実質的モル分率の使用はアンチモン放出
を消すのに役立つばかりでなく、以下に述べるよ
うに、ストロンチウム・ユウロピウム・塩素りん
灰石と配合した場合に全発光出力の約90％を与え
る光度出力を提供するのにも役立つ。このため
に、この組成物の演色指数は約50であり、標準の
冷白色ハロりん酸塩けい光体配合体よりも15低い
にもかかわわらず、巾の狭い青色放出スペクトル
の比較的低い輝度によつて、有効光度を増加する
ばかりでなく、巾広い黄色放出けい光体による良
好な演色性が与えられる。 結晶格子中に異つた活性体イオンを夫々含有す
る一対のけい光体を使用すると、調製の条件は有
利となり、これによつて各活性体の原子モル分率
が調整できる。（巾の狭い青色放出体には２価の
ユウロピウム、黄色放出体には２価のマンガンが
望ましい）。 発明者等は、けい光体被膜の青色−黄色配合線
の勾配を変更するための冷白色だ円３３内の希望
の色点が得られるように、マンガンのモル分率
を、定型的には純マンガンの放出レベルの方向
に、調整する必要のあることを発見した。図面上
マンガンのモル分率が増加するに従つて、三色度
係数（黄色マンガン活性化石灰弗素りん灰石に対
する）は、冷白色だ円３３に釣り合うように、線
４４（第３図）に沿つて、矢印Ｘの方向に、かつ
純マンガンの色点４５に向つて増加する。線４４
に沿つた三色度係数は、その上の可視水銀放出線
の影響を受けている。このように、配合線４６は
第２の活性体イオンを提供するための青色ストロ
ンチウム・ユウロピウム・塩素りん灰石けい光体
（その色点は４１）と第１の活性体イオンを提供
するための黄色石灰けい光体を使用する２成分け
い光体系の可視線出力のために設定されたもので
ある。特に、マンガン３％含有する黄色けい光体
は、ストロンチウム・ユウロピウム・塩素りん灰
石なしに単独で存在するときは、可視水銀放出線
の効果によつてＸ＝0.409、Ｙ＝0.432に合三色度
座標を有しているが、このけい光体に対しては配
合線４６が設定され、一方マンガン3.25％を含有
する黄色けい光体は、ストロンチウム・ユウロピ
ウム・塩素りん灰石なしに単独で存在するとき
は、可視水銀放射線の効果によつてＸ＝0.443、
Ｙ＝0.466に三色度座標を有しているが、このけ
い光体に対しては配合線４７が設定される。 第３図から明らかなように、配合値の範囲は、
配合線４６又は４７の何れかに沿つて存在し、配
合体の色点は希望の冷白色だ円３３内に存在す
る。定型的には、満足な配合体は全けい光体組成
物の約６（重量）％に相当する青色ストロンチウ
ム・ユウロピウム・塩素りん灰石化合物を必要と
し、この組成物は黄色石灰弗素りん灰石化合物を
約94（重量）％含有することになる。青色けい光
体は、複数の異なつた色点から選ばれる１の色点
に達するために全けい光体組成物の４〜11（重
量）％になつてよい。図示した冷白色だ円は、２
つのけい光体間の相対量子効率の差およびそれら
の異なつたスペクトル放出特性を補償する青色−
黄色光度出力比を得るために、配合割合を何れか
の配合線に沿つて調整することによつて得ること
ができる。一般に、改良された発光効率と適度の
演色性のある望ましい発光出力は、黄色けい光体
が水銀蒸気１８の約254nｍの波長で放出する単
色放射の約91％を捕えるときに、一対の青色と黄
色のけい光体および白色目標点に対して得ること
ができる。上述したように、黄色けい光体の２価
のマンガンのモル分率は、けい光体製成物の冷白
色だ円３３への広い黄色放出に対し、けい光体被
覆１２およびけい光管の透光性材料１１を貫通し
て逃げる可視水銀放射のレベル差を色補償するた
め、望ましい範囲2.9〜3.5％の範囲に調整しなけ
ればならない。可視水銀放射の貫通逃散量が多く
なると、マンガンのモル分率はけい光体線４４に
沿つて矢印の方向に純マンガンの放出点４５に向
つて増加する必要があり、けい光ランプ１０の壁
を貫通して逃散する可視水銀放射量が減少すると
きはけい光体の結晶格子は活性化する２価のマン
ガンのモル分率は幾分すくなくする必要がある。 さらに、第４図を用いて従来の冷白色けい光体
と比較して本発明のけい光体組合せで得られる増
大する発光効率について説明する。図中、本発明
のけい光体組合せ（曲線Ａ）は、上述の望ましい
ユウロピウム活性化ストロンチウム・塩素りん灰
石けい光体約６（重量）％と、上述のマンガンと
アンチモンで活性化した望ましい石灰りん灰石け
い光体（Ca₉.₅₃ Cd₀.₀₈ Mn₀.₃₃ Sb₀.₀₆（PO₄）₆ Ｆ
₁.₉₄ Ｏ₀.₀₆）約94（重量）％を混合した配合体よ
りなる。放出曲線から明らかなように、本発明の
配合体を従来のけい光体（曲線Ｂ）（Ca₉.₆₈
Cd₀.₀₇Mn₀.₁₉ Sb₀.₀₆（PO₄）₆ Ｆ₁.₈₀ Cl₀.₁₄ Ｏ₀.₀₆
で米国特許第3109918号に記載されている）と比
較したスペクトルの差は、530〜610nｍの波長の
領域で放出が増加し、次いで470〜530nｍおよび
350〜430nｍの波長で放出が減少することであ
る。より高光度の530〜610の波長領域への放出の
このような移動は、従来はの石灰ハロりん酸塩け
い光体で得られる冷白色放出に比べて、発光効率
が増加する。前述した考察から、本発明の配合体
中の青色けい光体成分に原因する約450nｍの波
長にある狭い青色放出ピークはＺ三刺激座標のピ
ークの近くに付加出力を集中することも明らかで
ある。このように、Ｚの必要な値は、狭い青色帯
域を用いることによつてスペクトル中の全青色出
力を少なくして得ることが可能である。従つて、
過剰の出力はこのスペクトル出力分布の総括光度
をさらに強めるための黄色帯に用いることができ
る。このようにして、望ましいルーメン利得は、
けい光体配合体が約４〜11（重量）％の青色けい
光体成分を含み、合成放出の望ましい色点が白色
だ円内に保持される場に達成される。 既知のハロりん酸塩けい光体を用いる公知の36
ワツトけい光ランプと構造が同じで、79（lm/w
ａｔｔ）の発光効率で2850ルーメンの出力を生ずる
いくつかのけい光ランプ１０を実際に製作し、前
述のユウロピウム活性化ストロンチウム塩素りん
灰石とマンガン活性化石灰弗素りん灰石の配合体
で被覆した。第１のランプには3.0％のマンガン
を含有する黄色石灰けい光体を使用し、一方第
２、第３のランプには3.25％のマンガンを含有す
る黄色石灰けい光体を使用した。これら３つの組
成物はすべてけい光体配合体中に６〜７（重量）
％の青色ユウロピウム活性化ストロンチウム塩素
りん灰石化合物を含有させた。特に標準冷白色だ
円内で放出するように合成した本発明の２成分系
けい光体配合体で得られた100時間点灯結果を次
にまとめて示した。又発光効率（lm/watt）の増
加に伴うルーメン出力の増加を、特に標準冷白色
ハロりん酸塩配合体を参照して示した本発明の新
規の２成分系けい光体配合体の利得百分率で示
す。

【表】

【表】 以上、改良された発光効率を有するけい光ラン
プ用のけい光体被膜を得るために、可視光線スペ
クトルの黄色部分に比較的広い可視光線色帯を放
出するけい光体と、可視光線スペクトルの青色部
分に比較的狭い可視光線帯域放出するけい光体と
より成る新規のけい光体配合体を記載した。特
に、白色放出けい光ランプに使用する新規の２成
分系けい光体配合体は可視光線スペクトルの青色
領域に約450nｍにピークのある放出帯域のある
４〜11（重量）％の第２けい光体と、可視光線ス
ペクトルの黄色領域に約570〜600nｍにピークの
ある比較的広い放出帯域のある89〜96（重量）％
の第１けい光体とより成り、これら２つのけい光
体は、現在使用されているランプのけい光体と比
較して発光効率が約５〜10％増加する。 本発明には、さらに次のような実施態様があげ
られる。 (1) 第１けい光体が化学式 Ca_10-w-x-yCdwM_oxSby（PO₄）₆F_2-yOy （ただし、Ｗ＝0.0〜0.2、ｘ＝0.25〜0.50、ｙ＝
0.02〜0.2） を持ち、そのピーク放出波長が約570nｍと
600nｍにある特許請求の範囲の改良被膜。 (2) 第２けい光体が化学式 Ｓ_r10-zEuz（PO₄）₆Cl₂ （ただし、ｚ＝0.02〜0.2） を持ち、そのピーク放出波長が約450nｍであ
る第(1)項記載の改良被膜。 (3) 三色度座標Ｘ＝0.377、ｙ＝0.382の冷白色色
点に対する第１けい光体の放出スペクトルに釣
り合うような十分な量の第２けい光体を含有す
る第(2)項記載の改良被膜。 (4) 第１けい光体のマンガンモル分率が所定の冷
白色色点が得られるように調整された第(3)項記
載の改良被膜。 (5) 第２けい光体を約６（重量）％、第１けい光
体を約94（重量）％含有する第(3)項記載の改良
被膜。 (6) ｗ＝0.10±0.03、ｘ＝0.32±0.03、ｙ＝0.07
±0.02 ｚ＝0.14±0.05、である第(3)項記載の改
良被膜。 (7) 第２けい光体が化学式 Ba_1-zEuzMg₂Al₂₂O₃₇ （ただし、ｚ＝0.1〜0.4） を持ち、そのピーク放出波長が約450nｍであ
る第１項記載の改良被膜。

【図面の簡単な説明】

第１図はけい光ランプの側断面図とランプが使
用される回路の一例の概略図を、第２図は本発明
の原理の理解のためのCIE（XY）色度図を、第
３図は第２図の色度図の一部拡大図を、第４図は
従来の冷白色ハロりん酸塩けい光体と比較した本
発明の代表的な配合体に対するスペクトルエネル
ギー分布図を示す。 １０……けい光ランプ、１１……円筒状密閉
管、１２……けい光体被膜、１４……口金、１５
……シール、１６……フイラメント、１７（ａ，
ｂ）……リード線、１８……水銀蒸気、２２……
交流電力源、２３……スイツチ、２４……安定
器、２５……始動器、２７……可視水銀光線、２
８……可視光線の量子、３０……スペクトル軌
跡、３１……軌跡３０で囲まれた領域、３２……
黒体軌跡、３３……冷白色標準化だ円、３５……
冷白色標準化色点、３６……既知冷白色ランプの
色点、３７……青色水銀単色光放出点、３８……
緑色水銀単色光放出点、３９……黄色水銀単色光
放出点、４０……単一水銀色点、４１……ｘ＝
0.152、ｙ＝0.027の色点、４４……黄色マンガン
活性化石灰弗素りん灰石の移動線、４５……マン
ガンの色点、４６……配合線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 低圧水銀放電を内部に発生させる機構を内蔵
   している密閉管と、該密閉管に該放電で放出され
   る放射線のすくなくとも一部分を白色可視光線に
   変換する被膜を有するけい光ランプにおいて、該
   被膜が １ 可視スペクトルの黄色部分に平均波長があり
   比較的広い放出スペクトルを有する下記の式 Ca_10-w-x-yCdwMnx Sby（PO₄）₆F₂−ｙ Oy 式中のｗは0.0−0.2の範囲内にあり、ｘは
   0.25−0.50の範囲内にあり、ｙは0.02−0.2の範
   囲内にある の第１けい光体と ２ 可視スペクトルの黄色部分に比較的狭い放出
   スペクトル有し、かつストロンチウム・ユウロ
   ピウム・塩素リン灰石とバリウム・ユウロピウ
   ム・マグネシウム・アルミン酸塩よりなる群か
   ら選ばれる第２けい光体 とからなり、上記第１けい光体89−96重量％と第
   ２けい光体４−11重量％が均一に配合されてお
   り、この混合物によつて発光効率が増大すること
   を特徴とするけい光ランプ。