JPS63248049A - 蛍光ランプ - 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） 本発明は蛍光ランプに関し、更に詳しくは褪色防止形高
演色蛍光ランプの改良に係る。

（従来の技術） 一般の蛍光ランプは、可視波長域から３１３ｎｍ及び３
６５ｎｍの水銀輝線発光を含む４００ｎｍ以下の短波長
域にまで発光を有している。このような４００１以下の
発光エネルギーは各種の物体色を褪色させることが知ら
れている。このため、美術館や博物館などで色彩を重要
視する物体色の展示等の照明には、短波長側の発光エネ
ルギーを遮断した褪色防止蛍光ランプが使用されている
。

この褪色防止形蛍光ランプは、ガラス管内面に可視光線
を透過又は反射し、紫外線を吸収する褪色防止層を被着
し、更に該褪色防止層上に可視域波長範囲で発光する蛍
光体層を被着させた構造を有している。そして、蛍光体
層から放射される紫外線を褪色防止層で吸収することに
より、物体色の褪色を防止している。

ところで、従来、こうした褪色防止形で演色ＡＡＡ形を
示す蛍光ランプとしては特開昭５４−１０２０７１号公
報に記載されているものが知られている。

しかしながら、この蛍光ランプの蛍光体層に使用されて
いるマンガン付活ケイ酸亜鉛蛍光体（ＺｎＳｉＯ，：　
Ｍｎ）は、蛍光ランプを長時間点灯したときの劣化が大
きいため１点灯中にランプ光色が変化したり、ランプ光
束も低下する等の問題があった。

一方、近年は美術館や博物館などの照明光源も展示物や
展示内容によっては蛍光ランプの光色を電球に近づけて
照明効果を高める傾向がある。例えば、油絵などの洋画
、日本画には相関色温度が約５０００　Ｋのランプが用
いられるが、浮世絵、掛軸などには相関色温度が約３０
００　Ｋのランプが要求されるようになってきている。

ところが、前記特開昭５４−１０２０７１号公報の蛍光
ランプでは、後者の相関色温度３０００　Ｋが得られな
い。

また、その他の公知の褪色防止形蛍光ランプでも、演色
ＡＡＡ形を示し、しかも電球色を示すものは知られてお
らず、関係方面より電球と同程度の高演色ランプの開発
が要望されていた。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、蛍光ランプの利点である長寿命、高効率を維持しな
がら、電球と同じ照明効果が得られる低色温度（電球色
）を示す高演色の褪色防止形蛍光ランプを提供すること
を目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段と作用）本発明の蛍光ラ
ンプは、ガラス管と、該ガラス管内面に被着され、可視
光線を透過又は反射し紫外線を吸収する褪色防止層と、
該褪色防止層上に被着され、可視域で発光する蛍光体層
とを有する蛍光ランプにおいて、前記蛍光体層が、一般
式、 Ｍｇ−Ｊ（ＰＯＪｓ　：　Ｅｕｘ （ただし、Ｍは２．５〜４．０グラム原子のＢａ、０．
５〜２．０グラム原子のＣａ及び０．０１〜１．０グラ
ム原子のＭｇからなり、ＸはＦ、Ｃｆｆ１．Ｂｒから選
択される少なくとも１種、０．０１＜Ｘ≦０．２５）に
て表わされ、４５０〜５００ｎｍの波長範囲に発−光ピ
ークを有する２価のユーロピウムで付活されたアルカリ
土類金属ハロリン酸塩蛍光体からなる第１の蛍光体と、
６２０〜６４０ｒｖの波長範囲に発光ピークを有し、か
つ１２０〜１５０ｎｍの半値幅を有するスズ付活正リン
酸ストロンチウム・マグネシウム蛍光体からなる第２の
蛍光体と。

６５０〜６６０ｎｍの波長範囲に発光ピークを有するマ
ンガン付活フロロゲルマニウム酸マグネシウム蛍光体か
らなる第３の蛍光体と。

６１０〜６３０ｎｍの波長範囲に発光ピークを有し、か
つ５０ｎｍ以下の半値幅を有する狭帯域の希土類蛍光体
からなる第４の蛍光体とを混合した蛍光体からなり、さ
らに、前記褪色防止層に被着される物質として、白色顔
料と黄色顔料の混合物を用いたことを特徴とするもので
ある。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

本発明において、蛍光体層を構成する第１の光体、すな
わち２価のユーロピウム付活アルカリ土類金属゛ジ′。

、ッ酸塩蛍光体、よ、４５０〜５００ｎａ　（７）波長
範囲に発光ピークを有するものである。この第１の蛍光
体は、Ｂａを主成分とし、Ｃａの量を変化させることに
より発光のピーク波長を変化させることができ、　Ｍｇ
及びＥｕの量を変化させることにより蛍光体の温度特性
及び輝度の向上を図ることができる。以下、第１の蛍光
体の各元素の作用及び含有量の限定理由を説明する。

Ｃａは約１．０グラム原子にすると第１の蛍光体の発光
のピーク波長が約５００ｎｍと最大になるが、Ｃａが０
．５グラム原子未満又は２．０グラム原子を超えると、
蛍光体色度のｙ値が急激に低下して所定のランプ色度が
得られない。

ｌａｇは上述したように温度特性及び輝度の向上に大き
く寄与するものであるが、０．０１グラム原子未満又は
１．０グラム原子を超えると、この効果が顕著でなくな
る。

Ｅｕも輝度向上に大きく寄与するものであるが、０．０
１グラム原子未満の場合には得られる蛍光体の輝度が著
しく低下し、一方０．２５グラム原子を超えると価格が
高価になるだけで輝度の大幅な向上はみられない、更に
好ましいＥｕの含有量の範囲は、０．０５＜ｘＯ，２０
である。

上記の第１の蛍光体は次のようにして容易に製造するこ
とができる。まず、Ｂ　ａ　ｇ　Ｃａ　ＨＭ　ｇ　ｐＦ
ｓ　ＣＱ＋　Ｂ　ｒ　ｔ　Ｐ及びＥｕ源となる各々の酸
化物、リン酸塩、炭酸塩、アンモニウム塩等の化合物を
所定量秤量した後、例えばボールミルにてこれらの原料
を十分に粉砕・混合する０次に、得られた混合物をアル
ミナ製又は石英製のルツボに雀［株］し、大気中で８０
０〜１２００℃の温度下にて１〜５時間焼成する。この
後、焼成物を冷却、粉砕、選別、洗浄、ろ過、乾燥及び
選別を行なうことにより第１の蛍光体を容易に製造する
ことができる。

また、コンピュータシミュレーシＪンの結果。

上記第１の蛍光体に、第２の蛍光体としてスズ付活正リ
ン酸ストロンチウム・マグネシウム蛍光体、第３の蛍光
体としてマンガン付活フロロゲルマニウム酸マグネシウ
ム蛍光体及び第４の蛍光体として、発光ピークが６１１
０璽の三価のユーロピウム付活酸化イツトリウム、発光
ピークが６１９ｎｍの三価のユーロピウム付活バナジン
酸イツトリウム、リンバナジン酸イツトリウム及び発光
ピークが６２５ｎｍの三価のユーロピウム付活イツトリ
ウムオキシサルファインドのいずれかを混合すれば得ら
れる蛍光ランプの演色性を向上できることが判明した。

第２の蛍光体であるスズ付活正リン酸ストロンチウム・
マグネシウム蛍光体は、６２０〜６４０ｎｍの波長範囲
に発光ピークを有し、１２０〜１５０ｎｍの半値幅を有
するものである。

第３の蛍光体であるマンガン付活フロロゲルマニウム酸
マグネシウムは、６５０〜６６０ｎｍの波長範囲に発光
ピークを有するものであり、特に赤色（Ｒ１）の演色評
価数の改善に効果がある。

第４の蛍光体である狭帯域の希土類蛍光体は第３の蛍光
体と同様に赤色（Ｒ３）の演色評価数の改善に効果があ
るが、その発光効率は第３の蛍光体の約２〜４倍程度も
高効率である。

従って、実際のランプにおいては、非常に高い演色性を
得る場合には、第３の蛍光体の配合比率を増加し、高効
率を得る場合には、第４の蛍光体の配合比率を増加する
などの方法がとられる。

なお、これら、第１〜第４の蛍光体の配合比率は、第１
の蛍光体１０〜３０％、第２の蛍光体５４〜８５％、第
３の蛍光体３〜１５％、第４の蛍光体１〜１２％である
ことが望ましい。

ここで、第１の蛍光体の配合比率が１０％未満ではＪＩ
Ｓ　２９１１２−１９８３ノ電球色区分（７）　２６０
０　Ｋより色温度が低くなり、一方３０％を超えると逆
に色温度が３１５０により高くなるため適当でない、ま
た、第２の蛍光体も同様に配合比率５４％未満では色温
度が高くなり、一方８５％を超えると色温度が低くなり
、いずれも上記の色温度範囲外となり、所定の特性を有
する蛍光ランプが得られない、更に、第３の蛍光体の配
合比率が３％未満では赤色の演色評価数を改善する効果
が少なく８０以上のＲ９が得られず、一方１５％を超え
るとランプ価格が高価になるばかりでなく全体に対する
赤色成分量が多すぎて同じ＜８０以上のＲ９が得られず
、ランプ効率も大幅に低下する。また、第４の蛍光体の
配合比率が１％未満では効率改善への効果が少なく、一
方、１２％以上では高効率ランプが得られるが、第３の
蛍光体の配合比率が大幅に減少し、　８０以上のＲ，が
得られない。

次に本発明に用いる褪色防止層に被着される物質につい
て述べる。従来の褪色防止形蛍光ランプに用いられてい
る物質は１例えば特開昭５４−１０２０７１号にみられ
るように酸化チタンなどの白色顔料だけ用いる方法であ
った。

しかし１本発明のランプに、この従来技術をそのまま応
用した場合、演色性は良好ながら、紫外線（３００〜４
００ｎｍ）が微量検出された。この量は。

物体色への褪色の点では無視できる値であるが、完全に
除去する為には、新たな物質が必要になり、その検討を
行った。

従来、黄色顔料としては、黄鉛、カドミウムイエローな
どが使用されていたが、鉛及びその化合物、カドミウム
及びその化合物などが近年、有害物質として指定され、
その使用も制限されていることから、本発明者等は、こ
れらに代って安心して使用できる。安全なＴｉｅ、　−
Ｎｉｐ−５ｂ、　０．系のルチル構造をもつ、黄色顔料
を使用することで、前述の目的を達成することができた
。

これは、ルチル型酸化チタンの結晶格子中にアンチモン
及びニッケル原子を熱拡散させて黄色に発色させた固溶
体で、堅牢度が高く、耐熱性、耐薬品性に優れており、
従来の酸化チタンと全く同様な方法で蛍光ランプに被着
することができる。

この黄色顔料は約４９０ｎｍ以下の短波長発光を完全に
吸収するため、本発明のランプには単独では使用できな
いが、本発明のランプが目的とする紫外線を完全に除去
し、高演色も同時に得るためには白色顔料に適量混合す
ればよく、その混合比率は１〜１５％であることが望ま
しい。

ここで、黄色顔料の混合比率が１％未満では、紫外線を
完全に除去する効果が小さく、ごく微量検出される。一
方、１５（％）以上では、青色域の吸収が大きくなり、
ランプ光色が黄緑色すぎるばかりでなく、演色性も悪く
なり好ましくない。

また白色顔料としてはＴｉｅ２等のルチル型等のものを
用いると良い。

このような本発明の蛍光ランプによれば、蛍光ランプの
利点である長寿命、高効率を維持しながら、電球と同じ
照明効果を得ることができる。また、物体色の褪色の原
因となる紫外線を発光することも全くない。

（実施例） 以下１本発明の実施例を図面を参照して説明する。

まず１本発明に係る褪色防止形蛍光ランプを第１図を参
照して説明する。第１図において、管径３２．５−のガ
ラス管１の内面には、第２図に示す分光透過率を有する
白色顔料１及び黄色顔料２の混合物からなる褪色防止層
２が被着されている。また、この褪色防止層２上には、
蛍光体層３が被着されている。更に、ガラス管１の両端
部には、放電電極４，５が設けられている。

次に、下記第１表に示す魔１〜３（第１の蛍光体）、＆
４（第２の蛍光体）及び＆５（第３の蛍光体）及びＮＱ
６〜９（第４の蛍光体）の蛍光体を用い、以下のような
条件で実際に実施例１〜この蛍光ランプを製造した。上
記！！１１〜９の蛍光体の分光分布を第３図、第４図に
示す、なお、第３図。

第４図中の番号はそれぞれの蛍光体の血に対応する。ま
た、これら実施例１〜５の蛍光ランプの製造条件の一部
を下記第２表に示す。

実施例１ まず、白色顔料（酸化チタン）と黄色顔料を９５＝５の
比率で混合し、その混合液をガラス管内面に０．３５■
／　ａｍ　”の割合で塗布被着した後、所定温度でベー
キングして褪色防止層を形成した。次に、第すように色
温度３０００　Ｋ、偏差±０となるような比率（第２表
に表示）で混合し、この混合物を褪色防止層上に塗布被
着して蛍光体層を形成した。更に、通常の方法にしたが
って放電電極４，５を形成し、４０ワツト形の蛍光ラン
プ（Ｌａ）を試作した。

実施例２ まず、白色顔料（酸化チタン）と黄色顔料を９５：５の
の比率で混合し、その混合液をガラス管内面に０．３５
■／　ａｍ　”の割合で塗布被着した後、所定温度示す
ように色温度３０００　Ｋ、偏差±Ｏｕｖとなるような
比率（第２表に表示）で混合し、この混合物を褪色防止
層上に塗布被着して蛍光体層を形成した。

以下、実施例１と同様にして４０ワツト形の蛍光ランプ
（Ｌｂ）を試作した。

実施例３ まず、白色顔料（酸化チタン）と黄色顔料を９６：４の
の比率で混合し、その混合液をガラス管内面に０．３５
■／１２の割合で塗布被着した後、所定温度でベーキン
グして褪色防止層を形成した。次に、第１表のＮｎｌ、
４，５及び９の蛍光体を第５図に示すように色温度２８
００　Ｋ、偏差ｅｏ、ｏ０２ｕｖとなるような比率（第
２表に表示）で混合し、この混合物を褪色防止層上に塗
布被着して蛍光体層を形成した。以下、実施例１と同様
にして４０ワツト形の蛍光ランプ（Ｌｃ）を試作した。

実施例４ まず、白色顔料（酸化チタン）と黄色顔料を８５：１５
のの比率で混合し、その混合液をガラス管内面に０．４
５　Ｎ／　ｃｍ　”の割合で塗布被着した後、所定温度
でベーキングして褪色防止層を形成した６次に、第１表
のＮα２，４，５及び７の蛍光体を第５図に示すように
色温度２６００　Ｋ、偏差０．００５ｕｖとなるような
比率（第２表に表示）で混合し、この混合物を褪色防止
層上に塗布被着して蛍光体層を形成した。以下、実施例
１と同様にして４０ワツト形の蛍光ランプ（Ｌｄ）を試
作した。

実施例５ まず、白色顔料（酸化チタン）と黄色顔料を９９：１の
の比率で混合し、その混合液をガラス管内面に０．４０
■／　ａｍ　”の割合で塗布被着した後、所定温度でベ
ーキングして褪色防止層を形成した０次に。

第１表のＮｎｌ３．４．５及び８の蛍光体を第５図に示
すように色温度３１５０に、偏差ｅＯ，００３ｕｖとな
るような比率（第２表に表示）で混合し、この混合物を
褪色防止層上に塗布被着して蛍光体層を形成した。以下
、実施例１と同様にして４０ワツト形の蛍光ランプ（Ｌ
ｅ）を試作した。

これら実施例１〜５の蛍光ランプ及び４０ワツト形の普
通形電球（比較例、Ｌｆ）のランプ特性を第２表に示す
。なお、第２表にはＪＩＳ　２９１１２−１９８３（７
）規格を併記する。また、第６図、第７図にこれらのラ
ンプの分光分布を示す。

第２表から明らかなように、実施例１〜５の蛍光ランプ
は、ＪＩＳ　２９１１２−１９８３に定められた演色性
区分で演色ＡＡＡ形、光源色区分で電球色の各演色評価
数を大幅に上回る数値を示している。また、実施例１〜
５の蛍光ランプは、最も基本的な光源である普通形電球
（比較例）と比べて演色評価数はほぼ同等であり、しか
も全光束及び寿命はそれぞれ約４倍となっている。更に
、第６図から明らかなように普通形電球（Ｌｆ）では褪
色の原因となる紫外線の発光が認められるのに対し、実
施例１〜５の蛍光ランプ（Ｌａ　、　Ｌｂ　、Ｌｃ　、
　Ｌｄ　、　Ｌｓ　）では紫外線は全く検出されない。

（以下余白） 〔発明の効果〕 以上詳述したように本発明によれば、長碍命、高効率を
維持しながら、電球と同じ照明効果を得ることができ、
しかも製造面でも有利な褪色防止形の蛍光ランプを提供
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る蛍光ランプの断面図、第２図は本
発明の蛍光ランプに用いる褪色防止層用顔料の相対分光
透過率を示す曲線図、第３図及び第４図は本発明の実施
例１〜５の蛍光ランプに用いられた蛍光体の分光分布図
、第５図は本発明の実施例１〜５の蛍光ランプの光色を
示す色度図。 第６図及び第７図は本発明の実施例１〜５の蛍光ランプ
及び普通形電球の分光分布図である。 １・・・ガラス管、　　　　　２・・・褪色防止層、３
・・・蛍光体層、　　４，５・・・放電電極。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 、　　　−ゝ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス管と、該ガラス管内面に被着され、可視光
   線を透過又は反射し紫外線を吸収する褪色防止層と、該
   褪色防止層上に被着され、可視域で発光する蛍光体層と
   を有する蛍光ランプにおいて、前記蛍光体層が、 一般式、 Ｍ＿６＿−＿ｘＸ（ＰＯ＿４）＿３：Ｅｕ＿ｘ（ただし
   、Ｍは２．５〜４．０グラム原子のＢａ、０．５〜２．
   ０グラム原子のＣａ及び０．０１〜１．０グラム原子の
   Ｍｇからなり、ＸはＦ、Ｃｌ、Ｂｒから選択される少な
   くとも１種、０．０１＜ｘ≦０．２５）にて表わされ、
   ４５０〜５００ｎｍの波長範囲に発光ピークを有する２
   価のユーロピウムで付活されたアルカリ土類金属ハロリ
   ン酸塩蛍光体からなる第１の蛍光体と、 ６２０〜６４０ｎｍの波長範囲に発光ピークを有し、か
   つ１２０〜１５０ｎｍの半値幅を有するスズ付活正リン
   酸ストロンチウム・マグネシウム蛍光体からなる第２の
   蛍光体と、 ６５０〜６６０ｎｍの波長範囲に発光ピークを有するマ
   ンガン付活フロロゲルマニウム酸マグネシウム蛍光体か
   らなる第３の蛍光体と、 ６１０〜６３０ｎｍの波長範囲に発光ピークを有し、か
   つ５０ｎｍ以下の半値幅を有する狭帯域の希土類蛍光体
   からなる第４の蛍光体とを混合した蛍光体からなり、さ
   らに、前記褪色防止層に被着される物質として、白色顔
   料と黄色顔料の混合物を用いたことを特徴とする蛍光ラ
   ンプ。
2. （２）第４の蛍光体が、発光ピークが６１１ｎｍの三価
   のユーロピウム付活酸化イットリウム、発光ピークが６
   １９ｎｍの三価のユーロピウム付活バナジン酸イットリ
   ウム、リンバナジン酸イットリウム及び発光ピークが６
   ２５ｎｍの三価のユーロピウム付活イットリウムオキシ
   サルファイドのいずれか少なくとも一種であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の蛍光ランプ。
3. （３）黄色顔料にはＴｉＯ＿２−ＮｉＯ−Ｓｂ＿２Ｏ＿
   ５系のルチル構造をもつ物質を用いることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の蛍光ランプ。
4. （４）演色評価数が、ＪＩＳ　Ｚ９１１２−１９８３に
   定められた演色性区分で演色ＡＡＡ形を示し、光源色区
   分で電球色に属することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の蛍光ランプ。