JPH04234481A - Fluorescent high-pressure mercury-vapor lamp - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To improve the color rendering property and efficiency of a high- pressure mercury-vapor lamp by combining a phosphor which absorbs a specified visible light and another phosphor which emits in a wavelength range different from that of the emission spectrum in the visible region by means of mercury of the lamp. CONSTITUTION:A first phosphor film 3 and a second phosphor film 4 are successively formed on the inner surface of an outer tube 2 including an emission tube 1 which radiates visible and ultraviolet radiations. The first film 3 comprises yttrium aluminate activated by trivalent cerium and phosphors each having emission peaks in the wavelength ranges of 440 to 530nm and 600 to 660nm when irradiating. The second film 4 comprises yttrium silicate activated by trivalent cerium and trivalent terbium.

Description

Translated fromJapanese

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【０００１】0001

【産業上の利用分野】本発明は演色性を改善した蛍光高
圧水銀灯に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluorescent high-pressure mercury lamp with improved color rendering properties.

【０００２】0002

【従来の技術】蛍光高圧水銀灯の演色性を改善するため
に、６００〜７００ｎｍに発光ピークを有する３価のユ
ーロピウムで付活されたバナジン酸イットリウム蛍光体
または３価のユーロピウムで付活されたリンバナジン酸
イットリウム蛍光体からなる第１蛍光体被膜と、この第
１蛍光体被膜の発光管側に形成された４９０〜６００ｎ
ｍに発光ピークを有する３価のセリウムおよび３価のテ
ルビウムで付活されたリン酸ランタン蛍光体からなる第
２蛍光体被膜とを外管内面に形成する方法が特開平２−
６６８４７号公報に示されている。[Prior Art] In order to improve the color rendering properties of fluorescent high-pressure mercury lamps, yttrium vanadate phosphors activated with trivalent europium or phosphovanadate activated with trivalent europium having an emission peak in the range of 600 to 700 nm are used. A first phosphor film made of yttrium oxide phosphor, and a 490 to 600 nm phosphor film formed on the arc tube side of this first phosphor film.
A method of forming a second phosphor coating on the inner surface of the outer tube, which is made of a lanthanum phosphate phosphor activated with trivalent cerium and trivalent terbium, having an emission peak at
This is shown in Japanese Patent No. 66847.

【０００３】0003

【発明が解決しようとする課題】蛍光高圧水銀灯は、そ
の優れた寿命特性により屋外照明を中心にして広く一般
照明に使用されている代表的な高圧放電灯である。この
ランプの欠点は演色性が低いことにあり、Ｃ．Ｉ．Ｅ．
の平均演色評価数Ｒａは４３程度である。近年、蛍光高
圧水銀灯の演色性改善が試みられ、たとえば特公昭５７
−３１６２３号公報に示されているように、従来の赤色
蛍光体に加えて青緑色蛍光体を付加することにより、そ
のＲａは４００Ｗタイプで５２程度にまで改善されてい
る。また、従来の赤色蛍光体に加えて緑色蛍光体として
３価のテルビウムで付活されたイットリウムアルミネー
トを付加する方法、および３価のセリウムと３価のテル
ビウムで付活されたリン酸ランタン蛍光体を付加する方
法が、それぞれ特開昭５３−１０５６９号公報および特
開平２−６６８４７号公報に示されている。しかしなが
ら、この改善された演色性を有する蛍光高圧水銀灯にお
いても、そのＲａは４００Ｗタイプで５１程度であり、
色の見え方を重視する屋内照明に用いるにはなお不十分
であるため広く普及するには至っていない。[Problems to be Solved by the Invention] Fluorescent high-pressure mercury lamps are typical high-pressure discharge lamps that are widely used for general lighting, mainly outdoor lighting, due to their excellent life characteristics. The disadvantage of this lamp is its poor color rendering; I. E.
The average color rendering index Ra is about 43. In recent years, attempts have been made to improve the color rendering properties of fluorescent high-pressure mercury lamps.
As shown in Japanese Patent No. 31623, by adding a blue-green phosphor in addition to the conventional red phosphor, the Ra of the 400W type is improved to about 52. In addition, we will introduce a method of adding yttrium aluminate activated with trivalent terbium as a green phosphor in addition to the conventional red phosphor, and a method of adding yttrium aluminate activated with trivalent cerium and trivalent terbium. Methods for adding bodies are shown in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 53-10569 and 2-66847, respectively. However, even in this fluorescent high-pressure mercury lamp with improved color rendering, its Ra is about 51 for the 400W type.
It is still insufficient for use in indoor lighting where color visibility is important, so it has not become widely used.

【０００４】このように、従来、演色性改善が十分にな
されない理由の一つは、発光管から放出されている４０
５ｎｍおよび４３６ｎｍの水銀輝線出力が強すぎるため
であることが知られている。これらのうち、４０５ｎｍ
の水銀輝線出力については酸化チタン被膜を利用するな
どして抑制することが可能であるが、このように単に水
銀輝線出力を抑制することはランプ効率の低下を伴うた
め、不適当とされている。すなわち、従来の演色性改善
形高圧水銀灯では前記短波長青色域の水銀輝線出力を抑
制することなく演色性の改善をはかっているため、その
改善も十分ではなく屋内照明に広く普及させていくため
には、なお一層の改善が望まれている。[0004] As described above, one of the reasons why the color rendering properties have not been sufficiently improved in the past is that the 40
It is known that this is because the mercury bright line output at 5 nm and 436 nm is too strong. Of these, 405 nm
It is possible to suppress the mercury emission line output by using a titanium oxide film, but simply suppressing the mercury emission line output in this way is considered inappropriate because it involves a decrease in lamp efficiency. . In other words, in conventional high-pressure mercury lamps with improved color rendering properties, the color rendering properties are improved without suppressing the output of mercury bright lines in the short wavelength blue region, so the improvement is not sufficient, and it is necessary to spread the color rendering properties widely for indoor lighting. Further improvements are desired.

【０００５】このような事情に基づいて、近年、短波長
青色域に吸収を有する蛍光体が開発され、上記のような
短波長青色域の水銀輝線出力を抑制することによって生
じるランプ効率の低下を防止する検討がなされている。例えば、短波長青色域に吸収を有する蛍光体としてＹ３
Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ＋３（以下、一般式としてＹＡＧ：
Ｃｅと略記する）を用い、従来の赤色蛍光体とともに高
圧水銀灯に適用して演色性の改善を試みた例が米国特許
第４０３４２５７号明細書に示されているが、それらの
ランプのＲａは５１程度であり、満足できるものではな
かった。Based on these circumstances, in recent years, phosphors that have absorption in the short wavelength blue region have been developed, and the decrease in lamp efficiency caused by suppressing the mercury bright line output in the short wavelength blue region as described above has been developed. Studies are underway to prevent this. For example, Y3 is a phosphor that absorbs in the short wavelength blue region.
Al5O12:Ce+3 (hereinafter, YAG as a general formula:
U.S. Pat. No. 4,034,257 shows an example in which an attempt was made to improve the color rendering by applying phosphor (abbreviated as Ce) to a high-pressure mercury lamp together with a conventional red phosphor, but the Ra of these lamps was 51. However, it was not satisfactory.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】この問題を解決するため
に本発明の蛍光高圧水銀灯は、外管内に可視輻射と紫外
線輻射とを放出する発光管が設けられ、前記外管内面に
第１蛍光体被膜および第２蛍光体被膜が順次形成されて
おり、前記第１蛍光体被膜は３価のセリウムで付活され
たイットリウムアルミネートを含み、発光時４４０〜５
３０ｎｍおよび６００〜６６０ｎｍの波長域にそれぞれ
発光ピークを有する蛍光体からなり、前記第２蛍光体被
膜は３価のセリウムおよび３価のテルビウムで付活され
たイットリウムシリケートからなる。[Means for Solving the Problem] In order to solve this problem, the fluorescent high-pressure mercury lamp of the present invention is provided with an arc tube that emits visible radiation and ultraviolet radiation in the outer bulb, and a first fluorescent lamp on the inner surface of the outer bulb. A body coating and a second phosphor coating are sequentially formed, and the first phosphor coating contains yttrium aluminate activated with trivalent cerium, and has a luminescence temperature of 440 to 5 when emitting light.
It is made of a phosphor having emission peaks in the wavelength ranges of 30 nm and 600 to 660 nm, respectively, and the second phosphor coating is made of yttrium silicate activated with trivalent cerium and trivalent terbium.

【０００７】[0007]

【作用】かかる構成によると、高圧水銀灯の発光管が放
出する４０５ｎｍおよび４３６ｎｍの水銀輝線出力を吸
収する作用と、紫外線によって励起され黄緑色域に発光
を生じる作用を併せ持つＹＡＧ：Ｃｅを用いることによ
る演色性改善の効果と、高圧水銀灯の発光スペクトルに
おいて欠如している４４０ｎｍ〜５４０ｎｍおよび５９
０ｎｍ〜７００ｎｍ付近の波長域の光出力を蛍光体を用
いて補うことによる演色性改善の効果が相乗的に作用す
る。また、第２蛍光体被膜により比視感度の高い５５０
ｎｍ付近に強い発光を生じる。[Function] According to this configuration, by using YAG:Ce, which has both the function of absorbing the mercury emission line output of 405 nm and 436 nm emitted by the arc tube of a high-pressure mercury lamp, and the function of generating light in the yellow-green region when excited by ultraviolet rays. The effect of improving color rendering properties and the lack of 440 nm to 540 nm and 59 nm in the emission spectrum of high-pressure mercury lamps
The effect of improving color rendering properties by supplementing the optical output in the wavelength range of around 0 nm to 700 nm using a phosphor works synergistically. In addition, the second phosphor coating provides a high luminous efficiency of 550
Produces strong light emission around nm.

【０００８】[0008]

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を用い
て説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【０００９】実施例１Ｙ０．９５ＶＯ４：Ｅｕ０．０５　　　　　　　　　　
　　　　８０重量％Ｂａ０．８Ｍｇ１．９３Ａｌ１４Ｏ
２４：Ｅｕ０．２，Ｍｎ０．０７　　　　　１５重量％
Ｙ２．９Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．１　　　　　　　　　
　　５重量％上記混合物を用い、それに５重量％のＳｉ
Ｏ２　粉末を加えて水溶液とし、十分に混合した後、図
１に示すように、１００Ｗ高圧水銀灯の外管１の内面に
１．６ｍｇ／ｃｍ２の塗布量となるように塗布し第１蛍
光体被膜２を形成する。次いで、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，
Ｔｂ蛍光体を用い、３重量％のＳｉＯ２　粉末を加えて
水溶液とし十分に混合した後、第１蛍光体被膜の上に１
．４ｍｇ／ｃｍ２の塗布量で第２蛍光体被膜を形成する
。その後、外管１内に発光管４を組み込み、以後通常の
ランプ製造方法のとおり１００Ｗ蛍光高圧水銀灯を作製
した。得られたランプの１００時間光束は４６７０ルー
メン，色温度は４２００Ｋ，Ｒａは６０であり、従来の
蛍光高圧水銀灯のＲａ（５０〜５５程度）、１００時間
光束４２００ルーメンに比べて明らかな改善がみられた
。Example 1 Y0.95VO4:Eu0.05
80% by weight Ba0.8Mg1.93Al14O
24: Eu0.2, Mn0.07 15% by weight
Y2.9Al5O12:Ce0.1
Using 5% by weight of the above mixture, 5% by weight of Si
After adding O2 powder to make an aqueous solution and thoroughly mixing it, as shown in Figure 1, it is applied to the inner surface of the outer bulb 1 of a 100W high-pressure mercury lamp at a coating amount of 1.6 mg/cm2 to form the first phosphor coating. form 2. Next, Y2SiO5:Ce,
Using Tb phosphor, add 3% by weight of SiO2 powder to form an aqueous solution, mix thoroughly, and then apply 1.
．． A second phosphor film is formed with a coating amount of 4 mg/cm2. Thereafter, the arc tube 4 was assembled into the outer bulb 1, and a 100W fluorescent high-pressure mercury lamp was manufactured using a normal lamp manufacturing method. The 100-hour luminous flux of the obtained lamp was 4,670 lumens, the color temperature was 4,200 K, and the Ra was 60, which was a clear improvement over the Ra (about 50 to 55) and 100-hour luminous flux of 4,200 lumens of conventional fluorescent high-pressure mercury lamps. It was done.

【００１０】図２（Ａ），（Ｂ）にＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体
の発光スペクトルおよび反射スペクトルを示す。図３に
各蛍光体の発光スペクトルを示す。図３の曲線５はＹ０
．９５ＶＯ４：Ｅｕ０．０５，　曲線６はＹ１．５５Ｓ
ｉＯ５：Ｃｅ０．１，Ｔｂ０．３５，曲線７はＢａ０．
８Ｍｇ１．９３Ａｌ１４Ｏ２４：Ｅｕ０．２，Ｍｎ０．
０７の各場合である。FIGS. 2A and 2B show the emission spectrum and reflection spectrum of the YAG:Ce phosphor. Figure 3 shows the emission spectra of each phosphor. Curve 5 in Figure 3 is Y0
．． 95VO4: Eu0.05, curve 6 is Y1.55S
iO5: Ce0.1, Tb0.35, curve 7 is Ba0.
8Mg1.93Al14O24: Eu0.2, Mn0.
07 cases.

【００１１】実施例２実施例１と同じ２層構造からなる蛍光体被膜を実施例１
と同様にして４００Ｗ用外管内面に形成し、４００Ｗ蛍
光高圧水銀灯を作製した。Example 2 A phosphor film having the same two-layer structure as in Example 1 was used in Example 1.
A 400W fluorescent high-pressure mercury lamp was fabricated by forming it on the inner surface of a 400W outer bulb in the same manner as above.

【００１２】得られたランプの１００時間光束は２５４
００ルーメン，色温度は４０５０Ｋ，Ｒａは５８であり
、従来の蛍光高圧水銀灯のＲａ（５０〜５５程度）、１
００時間光束２２０００ルーメンに比べて明らかな改善
がみられた。The 100 hour luminous flux of the obtained lamp is 254
00 lumens, color temperature 4050K, Ra 58, compared to the Ra (about 50 to 55) of conventional fluorescent high pressure mercury lamps, 1
A clear improvement was seen compared to the 00 hour luminous flux of 22,000 lumens.

【００１３】実施例３Ｙ０．９５Ｖ０．５５Ｐ０．４５Ｏ４：Ｅｕ０．０５　
　　９０重量％Ｓｒ３．８５Ｓｉ３Ｏ８Ｃｌ４：Ｅｕ０
．１５　　　　　　　　５重量％Ｙ２．９Ａｌ５Ｏ１２
：Ｃｅ０．１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　５重量％上記混合物を用い、それに３重量％のＳｉＯ
２　粉末を加えて水溶液とし、十分に混合した後、１０
０Ｗ高圧水銀灯の外管内面に２．０ｍｇ／ｃｍ２の塗布
量となるように塗布し第１蛍光体被膜を形成する。次い
で、Ｙ１．６ＳｉＯ５：Ｃｅ０．１，Ｔｂ０．３　蛍光
体を用い３重量％のＳｉＯ２　粉末を加えて水溶液とし
十分に混合した後、前記第１蛍光体被膜の上に１．２ｍ
ｇ／ｃｍ２の塗布量で第２蛍光体被膜を形成する。その
後、通常のランプ製造方法のとおり１００Ｗ蛍光高圧水
銀灯を作製した。得られたランプの１００時間光束は４
５００ルーメン，色温度は３９００Ｋ，Ｒａは６０であ
り、従来の蛍光高圧水銀灯のＲａ（５０〜５５程度）、
１００時間光束４２００ルーメンに比べて明らかな改善
がみられた。Example 3 Y0.95V0.55P0.45O4:Eu0.05
90wt% Sr3.85Si3O8Cl4:Eu0
．． 15 5% by weight Y2.9Al5O12
:Ce0.1
Using 5% by weight of the above mixture and adding 3% by weight of SiO
2 Add the powder to make an aqueous solution, mix thoroughly, and then add 10
A first phosphor coating is formed by coating the inner surface of the outer bulb of a 0W high-pressure mercury lamp in an amount of 2.0 mg/cm2. Next, using the Y1.6SiO5:Ce0.1,Tb0.3 phosphor, 3% by weight of SiO2 powder was added to make an aqueous solution, and after thoroughly mixing, a 1.2 m
A second phosphor film is formed with a coating amount of g/cm2. Thereafter, a 100W fluorescent high-pressure mercury lamp was manufactured using a normal lamp manufacturing method. The 100 hour luminous flux of the obtained lamp is 4
500 lumens, color temperature 3900K, Ra 60, compared to conventional fluorescent high pressure mercury lamp Ra (about 50-55).
A clear improvement was seen compared to the 100-hour luminous flux of 4,200 lumens.

【００１４】[0014]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の蛍光高圧
水銀灯によれば、発光管が放出する４０５ｎｍおよび４
３６ｎｍの水銀輝線出力を吸収する作用と、紫外線によ
って励起され黄緑色域に発光を生じる作用を併せ持つＹ
ＡＧ：Ｃｅを用いることによる演色性改善の効果と、高
圧水銀灯の発光スペクトルにおいて欠如している４４０
ｎｍ〜５４０ｎｍおよび５９０ｎｍ〜７００ｎｍ付近の
波長域の光出力を蛍光体を用いて補うことによる演色性
改善の効果が相乗的に作用することによって、演色性の
大幅な向上が図れ、比視感度の高い５５０ｎｍ付近に第
２蛍光体被膜による強い発光があるため、ランプ効率も
改善され、その用途を屋内照明の分野にも拡大できるも
のである。As explained above, according to the fluorescent high-pressure mercury lamp of the present invention, the 405 nm and 4
Y has both the function of absorbing 36 nm mercury emission line output and the function of emitting light in the yellow-green region when excited by ultraviolet rays.
The effect of improving color rendering properties by using AG:Ce and the lack of 440 in the emission spectrum of high-pressure mercury lamps.
The effect of improving color rendering by supplementing the light output in the wavelength ranges of nm to 540 nm and around 590 nm to 700 nm using phosphors works synergistically, resulting in a significant improvement in color rendering and a reduction in relative luminous efficiency. Since the second phosphor coating produces strong light emission in the high wavelength region of 550 nm, lamp efficiency is improved and its application can be expanded to the field of indoor lighting.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図１】本発明の実施例の蛍光高圧水銀灯の一部切欠正
面図[Fig. 1] A partially cutaway front view of a fluorescent high-pressure mercury lamp according to an embodiment of the present invention.

【図２】（Ａ）ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体の発光スペクトル図
（Ｂ）ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体の反射スペクトル図[Figure 2] (A) Emission spectrum diagram of YAG:Ce phosphor (B) Reflection spectrum diagram of YAG:Ce phosphor

【図３】
本発明にかかる蛍光体の発光スペクトル図[Figure 3]
Emission spectrum diagram of the phosphor according to the present invention

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１　　外管２　　第１蛍光体被膜３　　第２蛍光体被膜４　　発光管1 Outer tube2 First phosphor coating3 Second phosphor coating4 Arc tube

Claims (1)

Translated fromJapanese

【特許請求の範囲】[Claims]【請求項１】外管内に可視輻射と紫外線輻射とを放出す
る発光管が設けられ、前記外管内面に第１蛍光体被膜お
よび第２蛍光体被膜が順次形成されており、前記第１蛍
光体被膜は３価のセリウムで付活されたイットリウムア
ルミネートを含み、発光時４４０〜５３０ｎｍおよび６
００〜６６０ｎｍの波長域にそれぞれ発光ピークを有す
る蛍光体からなり、前記第２蛍光体被膜は３価のセリウ
ムおよび３価のテルビウムで付活されたイットリウムシ
リケートからなることを特徴とする蛍光高圧水銀灯。1. An arc tube for emitting visible radiation and ultraviolet radiation is provided in an outer bulb, a first phosphor coating and a second phosphor coating are sequentially formed on the inner surface of the outer bulb, and the first fluorescent The body coating contains yttrium aluminate activated with trivalent cerium, and emits light of 440 to 530 nm and 6
A fluorescent high-pressure mercury lamp comprising a phosphor having an emission peak in a wavelength range of 00 to 660 nm, the second phosphor coating comprising yttrium silicate activated with trivalent cerium and trivalent terbium. .