高ＣＲＩランプ用蛍光体
【課題】深赤領域に発光ピークを有する赤色発光性蛍光体を含む蛍光体層を有する蛍光ランプを提供する。
【解決手段】０．４≦ｘ≦０．７で、０≦ｙ≦０．１である（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ、並びに緑色及び青色を発光する蛍光体の各々の１種以上を含む蛍光体層を含む蛍光ランプ。このランプは相関色温度２５００〜１００００Ｋｅｌｖｉｎで好ましくは９０以上の演色評価指数を有する白色光を呈する。ランプの蛍光体ブレンド中に（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙを使用すると、ランプの寿命の間増大した安定性と許容できる光束維持を示す高いＣＲＩの光源が得られる。
【解決手段】０．４≦ｘ≦０．７で、０≦ｙ≦０．１である（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ、並びに緑色及び青色を発光する蛍光体の各々の１種以上を含む蛍光体層を含む蛍光ランプ。このランプは相関色温度２５００〜１００００Ｋｅｌｖｉｎで好ましくは９０以上の演色評価指数を有する白色光を呈する。ランプの蛍光体ブレンド中に（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙを使用すると、ランプの寿命の間増大した安定性と許容できる光束維持を示す高いＣＲＩの光源が得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランプに関し、より特定的には深赤領域に発光ピークを有する赤色発光性蛍光体を含む蛍光体層を有する蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、一般に蛍光ランプに関し、具体的には高い演色評価指数（ＣＲＩ）又はＲａ値及び高い光束出力を有する蛍光ランプに関する。演色は、所与の光源の下で色見本により反射される光の、標準光源の下で同じ見本により反射される光と比較した尺度である。光束出力は、異なる波長の光に対するヒトの目の変化する感受性を考慮した光の知覚される出力の尺度である。多くの用途において高いＣＲＩ値と高い光束出力を有する蛍光ランプが望ましい。
【０００３】
蛍光ランプは、可視スペクトルを「埋める」、すなわち可視スペクトル全体にわたり実質的に全ての波長で発光する蛍光体ブレンドの使用に基づいて高い演色を達成するように設計することができ、また目の感度が低い深赤領域で過度に又は広範に発光しない蛍光体の使用に部分的に基づいて高い光束出力を達成するように設計することができる。６１１ｎｍで最大限に発光するＹ２Ｏ３：Ｅｕ３＋のような公知の赤色蛍光体を用いた高ＣＲＩ蛍光ランプが既に記載されているが、かかるランプは深赤域での発光が弱い。深赤領域で発光する他の蛍光体は、かかる蛍光体が赤色領域、好ましくは６１１ｎｍ超におけるより望ましい線発光ピーク、及びより高い光束出力ではなく、赤色領域における広帯域の発光及びより低い光束出力を示すので、高ＣＲＩランプとしてはあまり好ましくない。赤色領域で発光するその他の蛍光体を使用してもよいが、ランプの安定性及び維持、製造、及び環境に関して最適とはいえない。従って、６１１ｎｍ超で線発光を有する赤色蛍光体を使用し、高いＣＲＩ値及び高い光束出力を示す蛍光ランプに対するニーズが相変わらず存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５６０２４４４号明細書
【特許文献２】米国特許第６５２５４６０号明細書
【特許文献３】米国特許第６５２８９３８号明細書
【特許文献４】米国特許第６６６９８６６号明細書
【特許文献５】米国特許第６８４１９３９号明細書
【特許文献６】米国特許第６８６７５３６号明細書
【特許文献７】米国特許第６９５２０８１号明細書
【特許文献８】米国特許第６９９２４３２号明細書
【特許文献９】米国特許第７０２６７５５号明細書
【特許文献１０】米国特許第７１３８７５７号明細書
【特許文献１１】米国特許第７２２１０８４号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
水銀蒸気放電ランプのようなランプは、内面を有する光透過性のエンベロープ、エンベロープの内側に封入された不活性ガスを含む放電を維持する充填物、及びエンベロープの内側でエンベロープの内面に隣接する蛍光体層を含むことができる。場合により、ランプは、エンベロープと蛍光体層との間にバリヤー層を有していることができる。蛍光体層は、約４４０〜５００ｎｍで発光する青色蛍光体、約５００〜６００ｎｍで発光する緑色蛍光体、及び約６１０〜６４０ｎｍで発光し６１１ｎｍを超える発光ピークを有する赤色蛍光体を含むことができる。赤色蛍光体は一般式（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙを有することができ、ここで０．４≦ｘ≦０．７で、０≦ｙ≦０．１である。好ましくは、ランプは可視光を発光し、この可視光は約２５００〜１００００Ｋの相関色温度で８８を超える演色評価指数を有する。
【０００６】
ランプに使用するのに適切な蛍光体ブレンドは、一般式（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙを有し、０．４≦ｘ≦０．７で、０≦ｙ≦０．１である赤色蛍光体を含んでおり、この赤色蛍光体は６１１ｎｍを超える発光ピークを有する。赤色蛍光体は好ましくは蛍光体ブレンドの約３０〜６０重量％である。蛍光体ブレンドはさらに、約５００〜６００ｎｍで発光する緑色蛍光体を含んでいることができ、この緑色蛍光体は蛍光体ブレンドの約２０〜４０重量％であることができる。蛍光体ブレンドはさらに、約４４０〜５００ｎｍで発光する青色蛍光体を含んでいることができ、この青色蛍光体は蛍光体ブレンドの約１０〜３０重量％であることができる。
【０００７】
ランプは、内面を有する光透過性のエンベロープ、及び前記エンベロープの内側でエンベロープの内面に隣接する蛍光体層を含んでいる。この蛍光体層は、一般式（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ、を有し、０．４≦ｘ≦０．７で、０≦ｙ≦０．１である赤色蛍光体を含んでいる。この赤色蛍光体は好ましくは約６１０〜６４０ｎｍで発光し、６１１ｎｍを超える発光ピークを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態によるランプを一部断面で模式的に示す。
【図２】図２は、本発明の一実施形態によるコンパクト蛍光ランプを示す。
【図３】図３は、本発明の一実施形態による赤色発光性蛍光体の発光スペクトルを示す。
【図４】図４は、本発明の一実施形態による蛍光体のブレンド中の赤色発光性蛍光体のシミュレートした発光スペクトルを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の説明で、５〜２５のような好ましい範囲が与えられている場合、これは好ましくは５以上であって、別々に、また独立して、好ましくは２５以下であることを意味する。本明細書で使用する場合、「蛍光ランプ」とは、電極を有する蛍光ランプ、及び、放電を提供する手段が電磁信号の伝送を介して水銀蒸気原子を励起するように適合した無線送信機を含む無電極蛍光ランプを始めとして、当技術分野で公知のあらゆる水銀蒸気放電蛍光ランプである。
【００１０】
図１を参照すると、本発明による低圧水銀蒸気放電ランプ１０が示されているが、これは一般に当技術分野で周知である。ランプ１０は光透過性の、好ましくは線形で円筒状のガラス管又はエンベロープ１２を有しており、これは好ましくは円形の断面を有する。
【００１１】
ランプ１０は、Ｔ１２、Ｔ１０又はＴ８ランプのような蛍光ランプであることができ、これは一般に当技術分野で公知であり、長さが公称４８インチ又は４フィートの円筒状の管で、１インチ以上の公称外径又は１インチ若しくは約１インチの外径を有する。ランプ１０はまた、公称１．５、２、３、５、６又は８フィートの長さであることもできる。或いはまた、ランプ１０は非線形、例えば円形又はその他の曲線の形状であることができ、又はそれぞれ約０．６２５（５／８）インチ、０．５（１／２）インチ及び０．３７５（３／８）インチの公称外径を有するＴ５、Ｔ４又はＴ３ランプのように１インチ未満の公称外径を有することができる。この代替の場合、図２に示されているように、ランプ１０はまた公称１．５、２、３、４、５、６又は８フィートの長さであることもでき、又はランプの全長がガラス管の折り畳まれていない長さよりずっと短くなるように螺旋状、マルチフィンガー、折り畳み又は巻き付け(wrapped)トポロジーを有するコンパクト蛍光ランプ（ＣＦＬ）であってもよい。図２に示されているように、蛍光管を有するコンパクト蛍光ランプのキャップ及びねじ込み口金により閉鎖されたハウジングが側面図に見られる。コンパクト蛍光ランプは当技術分野で公知の口金を介してメイン（主電源）に電気的に接続することができ、口金の接続部からの配線をハウジングの内側に配置されたバラスト回路及び／又は蛍光管の電極に接続する。
【００１２】
図１に戻って、ランプ１０は両端に取り付けられた口金２０により気密に封止されており、電極又は電極構造体１８（アーク放電を提供する）が口金２０にそれぞれ備え付けられている。放電を維持する充填物２２が、封止されたガラスエンベロープの内側に入れられており、この充填物は低圧の不活性ガス又は不活性ガス混合物を少量の水銀と共に含むか又はそのような混合物及び水銀であって、低蒸気圧様式のランプ作動を提供する。
【００１３】
充填物中の不活性ガスは限定されることはないがアルゴン、クリプトン、キセノン及びネオン又はこれらの組合せのような１種以上の希ガスを含む。（水銀蒸気及び不活性ガスを含む）充填物２２の全圧は当技術分野で公知の慣用の充填物温度、例えば２５℃で好ましくは０．４〜５、好ましくは１〜３、好ましくは１．６〜２．８トルである。
【００１４】
エンベロープ１２の内面には、光の柔らかさ及び／又は輝度の経時的維持の改良のためにバリヤーコーティング又は層１４を設けるのが好ましい。バリヤー層１４の内面には蛍光体層１６を設けるのが好ましく、このバリヤー層１４はエンベロープ１２と蛍光体層１６との間になる。蛍光体層１６は希土類三蛍光体若しくは多蛍光体層、又はその他の蛍光体層のような希土類蛍光体層であるのが好ましい。
【００１５】
一般的なコーティング構造体は好ましくは米国特許第５６０２４４４号に教示されているものであり、その内容は全体が援用により本明細書の一部をなす。このコーティング構造体は当技術分野で公知である。バリヤー層１４は当技術分野で公知のようにシリカ若しくは酸化イットリウムであることができ、又はより好ましくは同様に当技術分野で公知のアルミナであることができる。例えば、上記米国特許第５６０２４４４号に開示されているように、バリヤー層１４はγ−及びα−アルミナ粒子のブレンドを含むことができる。別の例において、バリヤー層１４は５〜８０又は１０〜６５又は２０〜４０重量％のγアルミナと、２０〜９５又は３５〜９０又は６０〜８０重量％のαアルミナとを含むことができる。
【００１６】
蛍光体層１６はエンベロープ１２、好ましくはバリヤー層１４の内面上にコートすることができ、好ましくは１〜５若しくは２〜４ｍｇ／ｃｍ２のコーティング重量又はその他慣用のコーティング重量を有する。コーティング手順においては、様々な蛍光体粉末を重量に基づいてブレンドすることができる。得られた粉末を次に、場合により当技術分野で公知のように分散剤を有していてもよい水媒体（当技術分野で公知のように、アルミナ又はピロリン酸カルシウムの微細な非発光性粒子のような粘着促進剤を始めとする他の添加剤を含有していてもよい）に分散させる。増粘剤、例えばポリエチレンオキシドを添加してもよい。この懸濁液は次いで、所望の厚さ又は上記のようなコーティング重量のコーティングを生成するのに適するようになるまで水、好ましくは脱イオン水で希釈することができる。２つの蛍光体層を利用するツーコート構成の場合は、最初に、エンベロープ１２又はバリヤー層１４の内側にハロホスフェートベースコートのようなベースコートを設ける。その後、当技術分野で公知のように、蛍光体ブレンド懸濁液をコーティングとしてエンベロープ１２の内側に設け、乾燥するまで強制空気で加熱する。第１の薄いコート又は層を設けた後、追加として所望の薄いコート又は層を同じようにして設けてもよく、その際次のコートを設ける前に各コートを慎重に乾燥する。薄い層は、ランプ１０内のアークにより生成したＵＶ光の実質的に全てを吸収するのに充分な全体又は累積のコーティング厚さが得られるまで積み重ねることができる。限定されることはないが、蛍光体層１６の厚さは、蛍光体層１６の蛍光体ブレンドの正確な組成及びブレンド中に使用する蛍光体の粒度に応じて約１〜２５μｍであることができる。
【００１７】
蛍光体層１６は好ましくは赤色、緑色及び青色発光性希土類蛍光体の混合物を、好ましくは３種類又は４種類の蛍光体ブレンドとして含む。代わりに、５種類以上の希土類蛍光体のブレンドのようなその他の数の希土類蛍光体を含む希土類蛍光体ブレンドを蛍光体層１６に使用することができる。当技術分野で公知のように、場合により蛍光体層１６は微細に分割されたアルミナを粘着性添加剤として含有することができ、好ましくはアルミナは１重量％未満又は２重量％未満で存在する（蛍光体層１６の全重量を基準とする）。他の場合、蛍光体層１６は、バリヤー層１４内に使用されるアルミナのようなバリヤー層材料を含有せず、また実質的に存在しない。これは、バリヤー層１４の存在のために不必要だからである。追加の添加剤を蛍光体層１６内に含ませてもよく、その例としては、例えば、分散媒体、バインダー及び１種以上の様々な公知の非発光性添加剤、例えばリン酸カルシウム、増粘剤、分散剤、並びに当技術分野で公知のある種のホウ酸塩化合物を挙げることができる。
【００１８】
本明細書に記載されているように、蛍光体層１６は好ましくは、１又は２の青色蛍光体及び１又は２の緑色蛍光体の混合物のような他の蛍光体とのブレンド中に、一般式（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙを有する改良された赤色蛍光体を含有していて、蛍光体層１６の蛍光体ブレンド全体が平均演色評価指数（Ｒａ）又はＣＲＩに対して高い演色値を与えるようになっている。前記式中、０．４≦ｘ≦０．７で、０≦ｙ≦０．１であり、好ましくは０．５５≦ｘ≦０．６５又はｘ＝０．６で、０．０５≦ｙ≦０．０８又はｙ＝０．０６である。例えば、この改良された赤色発光性（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体は、６１１ｎｍを超え、約６１４〜６１６ｎｍに発光ピークを有する（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６であることができる。以下で明らかになるように、改良された赤色発光性（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体は、赤色領域の約６１１ｎｍに発光ピークを有する蛍光ランプに使われることが多い公知の赤色蛍光体、例えば、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ３＋に対して向上している。
【００１９】
改良された赤色発光性（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体を任意の慣用公知の蛍光体とブレンドして、白色光を発することができる本発明の蛍光体ブレンドを生成することができる。蛍光体層１６の他の蛍光体としては、限定されることはないが、ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ（ＬＡＰ）、ＧｄＭｇＢ５Ｏ１０：Ｃｅ，Ｔｂ（ＣＢＴ）、ＣｅＭｇＡｌ１１Ｏ１９（ＣＡＴ）、Ｓｒ５（ＰＯ４）３（Ｃｌ，Ｆ，ＯＨ）：Ｅｕ２＋（ＳＥＣＡ）、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋（ＢＡＭ）、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋（ＢＡＭ／ＢａＭｎ）、Ｃａ５（ＰＯ４）３（Ｃｌ，Ｆ，ＯＨ）：Ｓｂ３＋，Ｍｎ２＋，Ｅｕ２＋（ＨＡＬＯ）、及びＳｒ４Ａｌ４Ｏ２５：Ｅｕ２＋（ＳＡＥ）又はこれらの組合せなどを挙げることができる。例えば、改良された赤色発光性（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体は、約４４０〜５００ｎｍで発光し、約４５０〜４５６ｎｍ又は４９０〜５００ｎｍに発光ピークを有する青色蛍光体、及び約５００〜６００ｎｍで発光し、約５３５〜５５５ｎｍ又は約５４５ｎｍに発光ピークを有する緑色蛍光体の各々の１種以上とブレンドすることができる。緑色発光性蛍光体の非限定例として、ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ（発光ピーク約５４５ｎｍ）、ＣｅＭｇＡｌ１１Ｏ１９、ＧｄＭｇＢ５Ｏ１０：Ｃｅ，Ｔｂ及びＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋（発光ピーク約５１５ｎｍ）のようなＴｂ−Ｃｅ活性化アルミン酸マグネシウム、ケイ酸イットリウム及びオルトリン酸ランタンのような希土類活性化蛍光体がある。青色発光性蛍光体の非限定例として、Ｓｒ４Ａｌ４Ｏ２５：Ｅｕ２＋（発光ピーク約４９５ｎｍ）、Ｃａ５（ＰＯ４）３（Ｃｌ，Ｆ，ＯＨ）：Ｓｂ３＋，Ｍｎ２＋，Ｅｕ２＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋（発光ピーク約４５５ｎｍ）及びＳｒ５（ＰＯ４）３（Ｃｌ，Ｆ，ＯＨ）：Ｅｕ２＋（発光ピーク約４４５ｎｍ）のようなユーロピウムで活性化されたアルミン酸マグネシウムバリウム、クロロリン酸ストロンチウム、又はクロロリン酸ストロンチウムバリウムカルシウムがある。好ましい蛍光体ブレンドは、ＳＡＥ、ＬＡＰ、ＢＡＭ、及び（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６のような（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体の混合物からなり、式中０．４≦ｘ≦０．７で、０≦ｙ≦０．１である。
【００２０】
好ましい蛍光体層１６を提供するには、充分な（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体を希土類蛍光体の混合物に加えて、８０、好ましくは８２、好ましくは８４、好ましくは８６、好ましくは８８を超え、又は好ましくは９０以上のＣＲＩ又はＲａ値を有するか又は示す蛍光ランプ１０を提供する。限定されることはないが、蛍光体層１６の蛍光体ブレンドは、約１０〜３０、好ましくは１５〜２５、又は好ましくは約２０、２１又は２２重量％の青色蛍光体、約３０〜６０、好ましくは４０〜５０又は好ましくは約４４、４５又は４６％の赤色蛍光体、及び約２０〜４０、好ましくは２５〜３５又は好ましくは約３１、３２又は３３％の緑色蛍光体を含むことができる。一実施形態において、赤色蛍光体は（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６であることができる。
【００２１】
蛍光体ブレンド中の個々の蛍光体の相対的割合は、それらの発光がブレンドされたとき、ＣＩＥ座標の所定のｘ及びｙ値の可視光が生成するように調節し得る。好ましくは、蛍光体層１６中の蛍光体又は蛍光体ブレンドの組合せの結果、Ｐｌａｎｃｋｉａｎ座で測定して、ｘの値が約０．３〜約０．４０、好ましくは約０．３５〜０．４の範囲、又は約０．３８であり、ｙの値が約０．３〜約０．４０、好ましくは約０．３５〜０．４の範囲内又は約０．３８である所定のカラーポイントが得られる。好ましくは、蛍光体ブレンドは、上述のように実質的に一様で所定の輝度とＣＲＩを有する。好ましくは、輝度は６５、好ましくは７０又は約７１又は７２Ｌｍｓ／Ｗを超え、ＣＲＩは約８８、好ましくは９０を超える。蛍光体成分の割合を調節して、ランプが均一に高い輝度とカラーポイントを有するように望ましいカラーポイントの範囲全体にわたって高い輝度とＣＲＩを得る。加えて、得られたランプは、使用する様々な蛍光体の相対量に応じて２５００〜１００００、より好ましくは４５００〜２５００Ｋの相関色温度（ＣＣＴ）を有する。
【００２２】
一実施形態において、蛍光体層１６は好ましくは、橙色−赤色領域に発光ピークを有する蛍光体、例えば、（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体を含む。赤色領域に強い発光ピークを有し、橙色及び深赤領域に望ましい低減した強度を有する（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体の発光スペクトルの一例を図３に示す。改良された演色評価指数を有するランプは、有利なことに、橙色及び赤色領域において広い発光ではなく、単一又は複数のピークの線発光ピークを有する発光スペクトルを含むであろう。好ましくは、橙色−赤色領域における（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体の線発光ピークは６１１ｎｍ、好ましくは６１２ｎｍ、好ましくは６１３ｎｍ、好ましくは６１４ｎｍ、好ましくは６１５ｎｍ、より好ましくは６１６ｎｍを超える。（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体は好ましくは、約６１１ｎｍに発光ピークを有するＹ２Ｏ３：Ｅｕ３＋のような橙色−赤色領域で発光する現行の蛍光体より長い線発光ピーク波長を有する。示されているように、図３の蛍光体は狭い赤色線又はピークを有する発光スペクトルを示し、これは目の感受性が低い領域における線発光を低減するか又は最小にする。
【００２３】
図３の発光スペクトルは、式（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６を有する蛍光体のものである。示されているように、（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６蛍光体は、橙色−赤色領域においてＥｕ３＋の５Ｄｏ−７Ｆ２直接遷移に対応する約６１４ｎｍでの発光ピーク、及び５Ｄｏ−７Ｆ１と５Ｄｏ−７Ｆ４にそれぞれ対応する５９２ｎｍと６９６ｎｍに２つの弱いサブ発光を有する。約６１４ｎｍに主発光を有する（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６を使用すると、ランプ安定性及びメンテナンスの制限並びに製造上及び環境的問題を有するＧｄＡｌＯ３：Ｅｕ３＋、ＹＶＯ４：Ｅｕ３＋又はＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋を用いて作成されたものより高いＣＲＩ光源、例えば蛍光ランプを製造することが可能になる。
【００２４】
（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体は、液相（フラックス）法又は固体状態法のようないかなるセラミック粉末法でも作成できる。一実施形態において、（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体は、イットリウム、ガドリニウム及びユーロピウムの酸化物の前駆体ブレンド又は混合物を用いて製造することができる。イットリウム、ガドリニウム及びユーロピウムの酸化物のブレンドはシュウ酸塩分解合成によって合成することができる。酸化物のブレンドをホウ酸バリウム及びホウ酸と合わせて試料混合物を形成する。ホウ酸バリウムとホウ酸はフラックスの機能を果たす。好ましくは、試料混合物を、約３〜８時間１３００〜１５００℃で、好ましくは１４００℃において空気中で約５時間焼成する。この焼成した材料を当技術分野で慣用のように粉砕及び／又はミル処理して、平均粒度が２〜６μｍの範囲、好ましくは約４μｍの試料を得る。この試料をメッシュ又は篩に通して、所望の粒度を確保するか又は粒子の凝集体を全て除去することができる。次に、焼成した混合物を上記の通りランプバルブ又はエンベロープのような基体上にコートする。好ましくは、混合物粒子の懸濁液及び／又は液体を用いてエンベロープのような基体をコートする。
【実施例】
【００２５】
本発明のさらなる理解を進めるために、以下の実施例を挙げる。これらの実施例は例証のために示すものであり、限定するものではない。
【００２６】
実施例１
１００ｇの（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６蛍光体を調製した。
【００２７】
まず最初に酸化物前駆体を調製した。２２０ｇの（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６Ｅｕ０．０６）２Ｏ３前駆体は、５３．５５ｇの酸化イットリウム、１５１．７２ｇの酸化ガドリニウム及び１４．７３ｇの酸化ユーロピウムを１５００ミリリットルの硝酸と水の５０：５０溶液中で酸化物が溶解するまで加熱撹拌することからなるシュウ酸塩分解によって調製した。溶液の加熱を止め、ある一定の時間かけて周囲温度まで放冷した。この溶液を３５００ミリリットルの水でさらに希釈した。溶液が酸性の場合は水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）を用いてｐＨを上げることができる。冷却した溶液に、２７３ｇのシュウ酸を加え、その溶液を引き続き１時間撹拌した。この溶液をろ過し、水で洗浄し、乾燥した。この乾燥した試料を１０００℃において２時間空気中で加熱することによって、乾燥したシュウ酸塩前駆体を分解して、２２０ｇの（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６Ｅｕ０．０６）２Ｏ３酸化物前駆体を得た。
【００２８】
（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６蛍光体を調製するために、７５．５７ｇの上記（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６Ｅｕ０．０６）２Ｏ３ 酸化物前駆体、２４．４３ｇの酸化アルミニウム、０．０４２ｇの炭酸バリウム及び０．１０４ｇのホウ酸をブレンドした。このブレンドを１４００℃において空気中で５時間焼成して（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６を得た。この焼成したブレンドを次に粉砕及びミル処理して約４μｍの平均粒度を有する混合物を得た。
【００２９】
他の蛍光体とのブレンド中に（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体を含有する蛍光体層を有するランプの発光スペクトルを例証するために、かかるランプの発光スペクトルをシミュレートした結果を図４に示す。図４の発光スペクトルは、以下の濃度の蛍光体からなる蛍光体ブレンドのスペクトルに近い。すなわち、ＬＡＰ約０．３３重量％、ＢＡＭ約０．１０重量％、ＳＡＥ約０．１１重量％及び（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６約０．４６重量％である。さらに、この蛍光体ブレンドを有する蛍光体層を有するランプは、約４０００ＫのＣＣＴを示し、ＣＲＩ９０で約２３２８ルーメンを提供し、発光効率が７１．９Ｌｍｓ／Ｗであると見積もられた。光源の発光効率は、発光した全体の光束を全体のランプ入力で割った商で、ルーメン／ワット（ＬＰＷ又はｌｍ／Ｗ）で表される。この蛍光体ブレンドを利用する蛍光ランプのＣＩＥスケール上の色座標はｘ＝０．３８、ｙ＝０．３８と見積もられた。
【００３０】
好ましい実施形態に関連して本発明を説明して来たが、当業者には理解されるように、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更をなすことができ、本発明の要素を等価物で置き換えることができる。加えて、特定の状況又は材料を本発明の教示に適合させるために、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく多くの修正を施すことができる。従って、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に入る全ての実施形態を含むものである。
【符号の説明】
【００３１】
１０ 低圧水銀蒸気放電ランプ
１２ 光透過性のガラス管又はエンベロープ
１４ バリヤーコーティング又は層
１６ 蛍光体層
１８ 電極又は電極構造体（放電を起こすための手段）
２０ 口金
２２ 放電を維持する充填物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランプに関し、より特定的には深赤領域に発光ピークを有する赤色発光性蛍光体を含む蛍光体層を有する蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、一般に蛍光ランプに関し、具体的には高い演色評価指数（ＣＲＩ）又はＲａ値及び高い光束出力を有する蛍光ランプに関する。演色は、所与の光源の下で色見本により反射される光の、標準光源の下で同じ見本により反射される光と比較した尺度である。光束出力は、異なる波長の光に対するヒトの目の変化する感受性を考慮した光の知覚される出力の尺度である。多くの用途において高いＣＲＩ値と高い光束出力を有する蛍光ランプが望ましい。
【０００３】
蛍光ランプは、可視スペクトルを「埋める」、すなわち可視スペクトル全体にわたり実質的に全ての波長で発光する蛍光体ブレンドの使用に基づいて高い演色を達成するように設計することができ、また目の感度が低い深赤領域で過度に又は広範に発光しない蛍光体の使用に部分的に基づいて高い光束出力を達成するように設計することができる。６１１ｎｍで最大限に発光するＹ２Ｏ３：Ｅｕ３＋のような公知の赤色蛍光体を用いた高ＣＲＩ蛍光ランプが既に記載されているが、かかるランプは深赤域での発光が弱い。深赤領域で発光する他の蛍光体は、かかる蛍光体が赤色領域、好ましくは６１１ｎｍ超におけるより望ましい線発光ピーク、及びより高い光束出力ではなく、赤色領域における広帯域の発光及びより低い光束出力を示すので、高ＣＲＩランプとしてはあまり好ましくない。赤色領域で発光するその他の蛍光体を使用してもよいが、ランプの安定性及び維持、製造、及び環境に関して最適とはいえない。従って、６１１ｎｍ超で線発光を有する赤色蛍光体を使用し、高いＣＲＩ値及び高い光束出力を示す蛍光ランプに対するニーズが相変わらず存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５６０２４４４号明細書
【特許文献２】米国特許第６５２５４６０号明細書
【特許文献３】米国特許第６５２８９３８号明細書
【特許文献４】米国特許第６６６９８６６号明細書
【特許文献５】米国特許第６８４１９３９号明細書
【特許文献６】米国特許第６８６７５３６号明細書
【特許文献７】米国特許第６９５２０８１号明細書
【特許文献８】米国特許第６９９２４３２号明細書
【特許文献９】米国特許第７０２６７５５号明細書
【特許文献１０】米国特許第７１３８７５７号明細書
【特許文献１１】米国特許第７２２１０８４号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
水銀蒸気放電ランプのようなランプは、内面を有する光透過性のエンベロープ、エンベロープの内側に封入された不活性ガスを含む放電を維持する充填物、及びエンベロープの内側でエンベロープの内面に隣接する蛍光体層を含むことができる。場合により、ランプは、エンベロープと蛍光体層との間にバリヤー層を有していることができる。蛍光体層は、約４４０〜５００ｎｍで発光する青色蛍光体、約５００〜６００ｎｍで発光する緑色蛍光体、及び約６１０〜６４０ｎｍで発光し６１１ｎｍを超える発光ピークを有する赤色蛍光体を含むことができる。赤色蛍光体は一般式（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙを有することができ、ここで０．４≦ｘ≦０．７で、０≦ｙ≦０．１である。好ましくは、ランプは可視光を発光し、この可視光は約２５００〜１００００Ｋの相関色温度で８８を超える演色評価指数を有する。
【０００６】
ランプに使用するのに適切な蛍光体ブレンドは、一般式（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙを有し、０．４≦ｘ≦０．７で、０≦ｙ≦０．１である赤色蛍光体を含んでおり、この赤色蛍光体は６１１ｎｍを超える発光ピークを有する。赤色蛍光体は好ましくは蛍光体ブレンドの約３０〜６０重量％である。蛍光体ブレンドはさらに、約５００〜６００ｎｍで発光する緑色蛍光体を含んでいることができ、この緑色蛍光体は蛍光体ブレンドの約２０〜４０重量％であることができる。蛍光体ブレンドはさらに、約４４０〜５００ｎｍで発光する青色蛍光体を含んでいることができ、この青色蛍光体は蛍光体ブレンドの約１０〜３０重量％であることができる。
【０００７】
ランプは、内面を有する光透過性のエンベロープ、及び前記エンベロープの内側でエンベロープの内面に隣接する蛍光体層を含んでいる。この蛍光体層は、一般式（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ、を有し、０．４≦ｘ≦０．７で、０≦ｙ≦０．１である赤色蛍光体を含んでいる。この赤色蛍光体は好ましくは約６１０〜６４０ｎｍで発光し、６１１ｎｍを超える発光ピークを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態によるランプを一部断面で模式的に示す。
【図２】図２は、本発明の一実施形態によるコンパクト蛍光ランプを示す。
【図３】図３は、本発明の一実施形態による赤色発光性蛍光体の発光スペクトルを示す。
【図４】図４は、本発明の一実施形態による蛍光体のブレンド中の赤色発光性蛍光体のシミュレートした発光スペクトルを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の説明で、５〜２５のような好ましい範囲が与えられている場合、これは好ましくは５以上であって、別々に、また独立して、好ましくは２５以下であることを意味する。本明細書で使用する場合、「蛍光ランプ」とは、電極を有する蛍光ランプ、及び、放電を提供する手段が電磁信号の伝送を介して水銀蒸気原子を励起するように適合した無線送信機を含む無電極蛍光ランプを始めとして、当技術分野で公知のあらゆる水銀蒸気放電蛍光ランプである。
【００１０】
図１を参照すると、本発明による低圧水銀蒸気放電ランプ１０が示されているが、これは一般に当技術分野で周知である。ランプ１０は光透過性の、好ましくは線形で円筒状のガラス管又はエンベロープ１２を有しており、これは好ましくは円形の断面を有する。
【００１１】
ランプ１０は、Ｔ１２、Ｔ１０又はＴ８ランプのような蛍光ランプであることができ、これは一般に当技術分野で公知であり、長さが公称４８インチ又は４フィートの円筒状の管で、１インチ以上の公称外径又は１インチ若しくは約１インチの外径を有する。ランプ１０はまた、公称１．５、２、３、５、６又は８フィートの長さであることもできる。或いはまた、ランプ１０は非線形、例えば円形又はその他の曲線の形状であることができ、又はそれぞれ約０．６２５（５／８）インチ、０．５（１／２）インチ及び０．３７５（３／８）インチの公称外径を有するＴ５、Ｔ４又はＴ３ランプのように１インチ未満の公称外径を有することができる。この代替の場合、図２に示されているように、ランプ１０はまた公称１．５、２、３、４、５、６又は８フィートの長さであることもでき、又はランプの全長がガラス管の折り畳まれていない長さよりずっと短くなるように螺旋状、マルチフィンガー、折り畳み又は巻き付け(wrapped)トポロジーを有するコンパクト蛍光ランプ（ＣＦＬ）であってもよい。図２に示されているように、蛍光管を有するコンパクト蛍光ランプのキャップ及びねじ込み口金により閉鎖されたハウジングが側面図に見られる。コンパクト蛍光ランプは当技術分野で公知の口金を介してメイン（主電源）に電気的に接続することができ、口金の接続部からの配線をハウジングの内側に配置されたバラスト回路及び／又は蛍光管の電極に接続する。
【００１２】
図１に戻って、ランプ１０は両端に取り付けられた口金２０により気密に封止されており、電極又は電極構造体１８（アーク放電を提供する）が口金２０にそれぞれ備え付けられている。放電を維持する充填物２２が、封止されたガラスエンベロープの内側に入れられており、この充填物は低圧の不活性ガス又は不活性ガス混合物を少量の水銀と共に含むか又はそのような混合物及び水銀であって、低蒸気圧様式のランプ作動を提供する。
【００１３】
充填物中の不活性ガスは限定されることはないがアルゴン、クリプトン、キセノン及びネオン又はこれらの組合せのような１種以上の希ガスを含む。（水銀蒸気及び不活性ガスを含む）充填物２２の全圧は当技術分野で公知の慣用の充填物温度、例えば２５℃で好ましくは０．４〜５、好ましくは１〜３、好ましくは１．６〜２．８トルである。
【００１４】
エンベロープ１２の内面には、光の柔らかさ及び／又は輝度の経時的維持の改良のためにバリヤーコーティング又は層１４を設けるのが好ましい。バリヤー層１４の内面には蛍光体層１６を設けるのが好ましく、このバリヤー層１４はエンベロープ１２と蛍光体層１６との間になる。蛍光体層１６は希土類三蛍光体若しくは多蛍光体層、又はその他の蛍光体層のような希土類蛍光体層であるのが好ましい。
【００１５】
一般的なコーティング構造体は好ましくは米国特許第５６０２４４４号に教示されているものであり、その内容は全体が援用により本明細書の一部をなす。このコーティング構造体は当技術分野で公知である。バリヤー層１４は当技術分野で公知のようにシリカ若しくは酸化イットリウムであることができ、又はより好ましくは同様に当技術分野で公知のアルミナであることができる。例えば、上記米国特許第５６０２４４４号に開示されているように、バリヤー層１４はγ−及びα−アルミナ粒子のブレンドを含むことができる。別の例において、バリヤー層１４は５〜８０又は１０〜６５又は２０〜４０重量％のγアルミナと、２０〜９５又は３５〜９０又は６０〜８０重量％のαアルミナとを含むことができる。
【００１６】
蛍光体層１６はエンベロープ１２、好ましくはバリヤー層１４の内面上にコートすることができ、好ましくは１〜５若しくは２〜４ｍｇ／ｃｍ２のコーティング重量又はその他慣用のコーティング重量を有する。コーティング手順においては、様々な蛍光体粉末を重量に基づいてブレンドすることができる。得られた粉末を次に、場合により当技術分野で公知のように分散剤を有していてもよい水媒体（当技術分野で公知のように、アルミナ又はピロリン酸カルシウムの微細な非発光性粒子のような粘着促進剤を始めとする他の添加剤を含有していてもよい）に分散させる。増粘剤、例えばポリエチレンオキシドを添加してもよい。この懸濁液は次いで、所望の厚さ又は上記のようなコーティング重量のコーティングを生成するのに適するようになるまで水、好ましくは脱イオン水で希釈することができる。２つの蛍光体層を利用するツーコート構成の場合は、最初に、エンベロープ１２又はバリヤー層１４の内側にハロホスフェートベースコートのようなベースコートを設ける。その後、当技術分野で公知のように、蛍光体ブレンド懸濁液をコーティングとしてエンベロープ１２の内側に設け、乾燥するまで強制空気で加熱する。第１の薄いコート又は層を設けた後、追加として所望の薄いコート又は層を同じようにして設けてもよく、その際次のコートを設ける前に各コートを慎重に乾燥する。薄い層は、ランプ１０内のアークにより生成したＵＶ光の実質的に全てを吸収するのに充分な全体又は累積のコーティング厚さが得られるまで積み重ねることができる。限定されることはないが、蛍光体層１６の厚さは、蛍光体層１６の蛍光体ブレンドの正確な組成及びブレンド中に使用する蛍光体の粒度に応じて約１〜２５μｍであることができる。
【００１７】
蛍光体層１６は好ましくは赤色、緑色及び青色発光性希土類蛍光体の混合物を、好ましくは３種類又は４種類の蛍光体ブレンドとして含む。代わりに、５種類以上の希土類蛍光体のブレンドのようなその他の数の希土類蛍光体を含む希土類蛍光体ブレンドを蛍光体層１６に使用することができる。当技術分野で公知のように、場合により蛍光体層１６は微細に分割されたアルミナを粘着性添加剤として含有することができ、好ましくはアルミナは１重量％未満又は２重量％未満で存在する（蛍光体層１６の全重量を基準とする）。他の場合、蛍光体層１６は、バリヤー層１４内に使用されるアルミナのようなバリヤー層材料を含有せず、また実質的に存在しない。これは、バリヤー層１４の存在のために不必要だからである。追加の添加剤を蛍光体層１６内に含ませてもよく、その例としては、例えば、分散媒体、バインダー及び１種以上の様々な公知の非発光性添加剤、例えばリン酸カルシウム、増粘剤、分散剤、並びに当技術分野で公知のある種のホウ酸塩化合物を挙げることができる。
【００１８】
本明細書に記載されているように、蛍光体層１６は好ましくは、１又は２の青色蛍光体及び１又は２の緑色蛍光体の混合物のような他の蛍光体とのブレンド中に、一般式（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙを有する改良された赤色蛍光体を含有していて、蛍光体層１６の蛍光体ブレンド全体が平均演色評価指数（Ｒａ）又はＣＲＩに対して高い演色値を与えるようになっている。前記式中、０．４≦ｘ≦０．７で、０≦ｙ≦０．１であり、好ましくは０．５５≦ｘ≦０．６５又はｘ＝０．６で、０．０５≦ｙ≦０．０８又はｙ＝０．０６である。例えば、この改良された赤色発光性（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体は、６１１ｎｍを超え、約６１４〜６１６ｎｍに発光ピークを有する（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６であることができる。以下で明らかになるように、改良された赤色発光性（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体は、赤色領域の約６１１ｎｍに発光ピークを有する蛍光ランプに使われることが多い公知の赤色蛍光体、例えば、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ３＋に対して向上している。
【００１９】
改良された赤色発光性（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体を任意の慣用公知の蛍光体とブレンドして、白色光を発することができる本発明の蛍光体ブレンドを生成することができる。蛍光体層１６の他の蛍光体としては、限定されることはないが、ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ（ＬＡＰ）、ＧｄＭｇＢ５Ｏ１０：Ｃｅ，Ｔｂ（ＣＢＴ）、ＣｅＭｇＡｌ１１Ｏ１９（ＣＡＴ）、Ｓｒ５（ＰＯ４）３（Ｃｌ，Ｆ，ＯＨ）：Ｅｕ２＋（ＳＥＣＡ）、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋（ＢＡＭ）、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋（ＢＡＭ／ＢａＭｎ）、Ｃａ５（ＰＯ４）３（Ｃｌ，Ｆ，ＯＨ）：Ｓｂ３＋，Ｍｎ２＋，Ｅｕ２＋（ＨＡＬＯ）、及びＳｒ４Ａｌ４Ｏ２５：Ｅｕ２＋（ＳＡＥ）又はこれらの組合せなどを挙げることができる。例えば、改良された赤色発光性（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体は、約４４０〜５００ｎｍで発光し、約４５０〜４５６ｎｍ又は４９０〜５００ｎｍに発光ピークを有する青色蛍光体、及び約５００〜６００ｎｍで発光し、約５３５〜５５５ｎｍ又は約５４５ｎｍに発光ピークを有する緑色蛍光体の各々の１種以上とブレンドすることができる。緑色発光性蛍光体の非限定例として、ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ（発光ピーク約５４５ｎｍ）、ＣｅＭｇＡｌ１１Ｏ１９、ＧｄＭｇＢ５Ｏ１０：Ｃｅ，Ｔｂ及びＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋（発光ピーク約５１５ｎｍ）のようなＴｂ−Ｃｅ活性化アルミン酸マグネシウム、ケイ酸イットリウム及びオルトリン酸ランタンのような希土類活性化蛍光体がある。青色発光性蛍光体の非限定例として、Ｓｒ４Ａｌ４Ｏ２５：Ｅｕ２＋（発光ピーク約４９５ｎｍ）、Ｃａ５（ＰＯ４）３（Ｃｌ，Ｆ，ＯＨ）：Ｓｂ３＋，Ｍｎ２＋，Ｅｕ２＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋（発光ピーク約４５５ｎｍ）及びＳｒ５（ＰＯ４）３（Ｃｌ，Ｆ，ＯＨ）：Ｅｕ２＋（発光ピーク約４４５ｎｍ）のようなユーロピウムで活性化されたアルミン酸マグネシウムバリウム、クロロリン酸ストロンチウム、又はクロロリン酸ストロンチウムバリウムカルシウムがある。好ましい蛍光体ブレンドは、ＳＡＥ、ＬＡＰ、ＢＡＭ、及び（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６のような（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体の混合物からなり、式中０．４≦ｘ≦０．７で、０≦ｙ≦０．１である。
【００２０】
好ましい蛍光体層１６を提供するには、充分な（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体を希土類蛍光体の混合物に加えて、８０、好ましくは８２、好ましくは８４、好ましくは８６、好ましくは８８を超え、又は好ましくは９０以上のＣＲＩ又はＲａ値を有するか又は示す蛍光ランプ１０を提供する。限定されることはないが、蛍光体層１６の蛍光体ブレンドは、約１０〜３０、好ましくは１５〜２５、又は好ましくは約２０、２１又は２２重量％の青色蛍光体、約３０〜６０、好ましくは４０〜５０又は好ましくは約４４、４５又は４６％の赤色蛍光体、及び約２０〜４０、好ましくは２５〜３５又は好ましくは約３１、３２又は３３％の緑色蛍光体を含むことができる。一実施形態において、赤色蛍光体は（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６であることができる。
【００２１】
蛍光体ブレンド中の個々の蛍光体の相対的割合は、それらの発光がブレンドされたとき、ＣＩＥ座標の所定のｘ及びｙ値の可視光が生成するように調節し得る。好ましくは、蛍光体層１６中の蛍光体又は蛍光体ブレンドの組合せの結果、Ｐｌａｎｃｋｉａｎ座で測定して、ｘの値が約０．３〜約０．４０、好ましくは約０．３５〜０．４の範囲、又は約０．３８であり、ｙの値が約０．３〜約０．４０、好ましくは約０．３５〜０．４の範囲内又は約０．３８である所定のカラーポイントが得られる。好ましくは、蛍光体ブレンドは、上述のように実質的に一様で所定の輝度とＣＲＩを有する。好ましくは、輝度は６５、好ましくは７０又は約７１又は７２Ｌｍｓ／Ｗを超え、ＣＲＩは約８８、好ましくは９０を超える。蛍光体成分の割合を調節して、ランプが均一に高い輝度とカラーポイントを有するように望ましいカラーポイントの範囲全体にわたって高い輝度とＣＲＩを得る。加えて、得られたランプは、使用する様々な蛍光体の相対量に応じて２５００〜１００００、より好ましくは４５００〜２５００Ｋの相関色温度（ＣＣＴ）を有する。
【００２２】
一実施形態において、蛍光体層１６は好ましくは、橙色−赤色領域に発光ピークを有する蛍光体、例えば、（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体を含む。赤色領域に強い発光ピークを有し、橙色及び深赤領域に望ましい低減した強度を有する（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体の発光スペクトルの一例を図３に示す。改良された演色評価指数を有するランプは、有利なことに、橙色及び赤色領域において広い発光ではなく、単一又は複数のピークの線発光ピークを有する発光スペクトルを含むであろう。好ましくは、橙色−赤色領域における（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体の線発光ピークは６１１ｎｍ、好ましくは６１２ｎｍ、好ましくは６１３ｎｍ、好ましくは６１４ｎｍ、好ましくは６１５ｎｍ、より好ましくは６１６ｎｍを超える。（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体は好ましくは、約６１１ｎｍに発光ピークを有するＹ２Ｏ３：Ｅｕ３＋のような橙色−赤色領域で発光する現行の蛍光体より長い線発光ピーク波長を有する。示されているように、図３の蛍光体は狭い赤色線又はピークを有する発光スペクトルを示し、これは目の感受性が低い領域における線発光を低減するか又は最小にする。
【００２３】
図３の発光スペクトルは、式（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６を有する蛍光体のものである。示されているように、（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６蛍光体は、橙色−赤色領域においてＥｕ３＋の５Ｄｏ−７Ｆ２直接遷移に対応する約６１４ｎｍでの発光ピーク、及び５Ｄｏ−７Ｆ１と５Ｄｏ−７Ｆ４にそれぞれ対応する５９２ｎｍと６９６ｎｍに２つの弱いサブ発光を有する。約６１４ｎｍに主発光を有する（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６を使用すると、ランプ安定性及びメンテナンスの制限並びに製造上及び環境的問題を有するＧｄＡｌＯ３：Ｅｕ３＋、ＹＶＯ４：Ｅｕ３＋又はＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋を用いて作成されたものより高いＣＲＩ光源、例えば蛍光ランプを製造することが可能になる。
【００２４】
（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体は、液相（フラックス）法又は固体状態法のようないかなるセラミック粉末法でも作成できる。一実施形態において、（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体は、イットリウム、ガドリニウム及びユーロピウムの酸化物の前駆体ブレンド又は混合物を用いて製造することができる。イットリウム、ガドリニウム及びユーロピウムの酸化物のブレンドはシュウ酸塩分解合成によって合成することができる。酸化物のブレンドをホウ酸バリウム及びホウ酸と合わせて試料混合物を形成する。ホウ酸バリウムとホウ酸はフラックスの機能を果たす。好ましくは、試料混合物を、約３〜８時間１３００〜１５００℃で、好ましくは１４００℃において空気中で約５時間焼成する。この焼成した材料を当技術分野で慣用のように粉砕及び／又はミル処理して、平均粒度が２〜６μｍの範囲、好ましくは約４μｍの試料を得る。この試料をメッシュ又は篩に通して、所望の粒度を確保するか又は粒子の凝集体を全て除去することができる。次に、焼成した混合物を上記の通りランプバルブ又はエンベロープのような基体上にコートする。好ましくは、混合物粒子の懸濁液及び／又は液体を用いてエンベロープのような基体をコートする。
【実施例】
【００２５】
本発明のさらなる理解を進めるために、以下の実施例を挙げる。これらの実施例は例証のために示すものであり、限定するものではない。
【００２６】
実施例１
１００ｇの（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６蛍光体を調製した。
【００２７】
まず最初に酸化物前駆体を調製した。２２０ｇの（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６Ｅｕ０．０６）２Ｏ３前駆体は、５３．５５ｇの酸化イットリウム、１５１．７２ｇの酸化ガドリニウム及び１４．７３ｇの酸化ユーロピウムを１５００ミリリットルの硝酸と水の５０：５０溶液中で酸化物が溶解するまで加熱撹拌することからなるシュウ酸塩分解によって調製した。溶液の加熱を止め、ある一定の時間かけて周囲温度まで放冷した。この溶液を３５００ミリリットルの水でさらに希釈した。溶液が酸性の場合は水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）を用いてｐＨを上げることができる。冷却した溶液に、２７３ｇのシュウ酸を加え、その溶液を引き続き１時間撹拌した。この溶液をろ過し、水で洗浄し、乾燥した。この乾燥した試料を１０００℃において２時間空気中で加熱することによって、乾燥したシュウ酸塩前駆体を分解して、２２０ｇの（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６Ｅｕ０．０６）２Ｏ３酸化物前駆体を得た。
【００２８】
（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６蛍光体を調製するために、７５．５７ｇの上記（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６Ｅｕ０．０６）２Ｏ３ 酸化物前駆体、２４．４３ｇの酸化アルミニウム、０．０４２ｇの炭酸バリウム及び０．１０４ｇのホウ酸をブレンドした。このブレンドを１４００℃において空気中で５時間焼成して（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６を得た。この焼成したブレンドを次に粉砕及びミル処理して約４μｍの平均粒度を有する混合物を得た。
【００２９】
他の蛍光体とのブレンド中に（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙ蛍光体を含有する蛍光体層を有するランプの発光スペクトルを例証するために、かかるランプの発光スペクトルをシミュレートした結果を図４に示す。図４の発光スペクトルは、以下の濃度の蛍光体からなる蛍光体ブレンドのスペクトルに近い。すなわち、ＬＡＰ約０．３３重量％、ＢＡＭ約０．１０重量％、ＳＡＥ約０．１１重量％及び（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６約０．４６重量％である。さらに、この蛍光体ブレンドを有する蛍光体層を有するランプは、約４０００ＫのＣＣＴを示し、ＣＲＩ９０で約２３２８ルーメンを提供し、発光効率が７１．９Ｌｍｓ／Ｗであると見積もられた。光源の発光効率は、発光した全体の光束を全体のランプ入力で割った商で、ルーメン／ワット（ＬＰＷ又はｌｍ／Ｗ）で表される。この蛍光体ブレンドを利用する蛍光ランプのＣＩＥスケール上の色座標はｘ＝０．３８、ｙ＝０．３８と見積もられた。
【００３０】
好ましい実施形態に関連して本発明を説明して来たが、当業者には理解されるように、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更をなすことができ、本発明の要素を等価物で置き換えることができる。加えて、特定の状況又は材料を本発明の教示に適合させるために、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく多くの修正を施すことができる。従って、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に入る全ての実施形態を含むものである。
【符号の説明】
【００３１】
１０ 低圧水銀蒸気放電ランプ
１２ 光透過性のガラス管又はエンベロープ
１４ バリヤーコーティング又は層
１６ 蛍光体層
１８ 電極又は電極構造体（放電を起こすための手段）
２０ 口金
２２ 放電を維持する充填物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面を有する光透過性のエンベロープ（１２）、前記エンベロープ（１２）の内側に封入された不活性ガスを含む放電を維持する充填物（２２）、及び前記エンベロープ（１２）の内側で前記エンベロープ（１２）の内面に隣接する蛍光体層（１６）を含んでなる水銀蒸気放電ランプであって、前記蛍光体層（１６）が約４４０〜５００ｎｍで発光する青色蛍光体、約５００〜６００ｎｍで発光する緑色蛍光体、及び約６１０〜６４０ｎｍで発光し、６１１ｎｍを超える発光ピークを有する赤色蛍光体を含んでなり、前記赤色蛍光体が一般式（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙを有する蛍光体であり、式中０．４≦ｘ≦０．７で、０≦ｙ≦０．１である、前記ランプ。
【請求項２】
前記ランプが２５００〜１００００Ｋの相関色温度で８８以上のＣＲＩ値を有する、請求項１記載のランプ。
【請求項３】
前記ランプの前記蛍光体層（１６）がＣＩＥスケール上でｘの値が０．３〜０．４の範囲で、ｙが０．３〜０．４の範囲である色座標を有する可視光を発光する、請求項１記載のランプ。
【請求項４】
前記ランプがコンパクト蛍光ランプである、請求項１記載のランプ。
【請求項５】
前記赤色蛍光体が、（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙの一般式を有する蛍光体であり、式中０．５５≦ｘ≦０．０．６５で、０．０５≦ｙ≦０．０８である、請求項１記載のランプ。
【請求項６】
前記赤色蛍光体が式（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６を有する、請求項１記載のランプ。
【請求項７】
前記蛍光体層（１６）が、約１０〜３０重量％の前記青色蛍光体、約２０〜４０重量％の前記緑色蛍光体及び約３０〜６０重量％の前記赤色蛍光体を含む、請求項１記載のランプ。
【請求項８】
前記緑色蛍光体が、ＬａＰＯ４：Ｃｅ：Ｔｂ（ＬＡＰ）、ＧｄＭｇＢ５Ｏ１０：Ｃｅ：Ｔｂ（ＣＢＴ）、ＣｅＭｇＡｌ１１Ｏ１９（ＣＡＴ）、及びＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋：Ｍｎ２＋（ＢａＭｎ）からなる群から選択される、請求項１記載のランプ。
【請求項９】
前記緑色蛍光体が、Ｓｒ５（ＰＯ４）３（Ｃｌ，Ｆ，ＯＨ）：Ｅｕ２＋（ＳＥＣＡ）、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋（ＢＡＭ）、Ｃａ５（ＰＯ４）３（Ｃｌ，Ｆ，ＯＨ）：Ｓｂ３＋：Ｍｎ２＋：Ｅｕ２＋（ＨＡＬＯ）、及びＳｒ４Ａｌ４Ｏ２５：Ｅｕ２＋（ＳＡＥ）からなる群から選択される、請求項１記載のランプ。
【請求項１０】
前記蛍光体層（１６）が、（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６、ＬａＰＯ４：Ｃｅ：Ｔｂ（ＬＡＰ）、Ｓｒ４Ａｌ４Ｏ２５：Ｅｕ２＋（ＳＡＥ）及びＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋（ＢＡＭ）のブレンドを含む、請求項１記載のランプ。
【請求項１】
内面を有する光透過性のエンベロープ（１２）、前記エンベロープ（１２）の内側に封入された不活性ガスを含む放電を維持する充填物（２２）、及び前記エンベロープ（１２）の内側で前記エンベロープ（１２）の内面に隣接する蛍光体層（１６）を含んでなる水銀蒸気放電ランプであって、前記蛍光体層（１６）が約４４０〜５００ｎｍで発光する青色蛍光体、約５００〜６００ｎｍで発光する緑色蛍光体、及び約６１０〜６４０ｎｍで発光し、６１１ｎｍを超える発光ピークを有する赤色蛍光体を含んでなり、前記赤色蛍光体が一般式（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙを有する蛍光体であり、式中０．４≦ｘ≦０．７で、０≦ｙ≦０．１である、前記ランプ。
【請求項２】
前記ランプが２５００〜１００００Ｋの相関色温度で８８以上のＣＲＩ値を有する、請求項１記載のランプ。
【請求項３】
前記ランプの前記蛍光体層（１６）がＣＩＥスケール上でｘの値が０．３〜０．４の範囲で、ｙが０．３〜０．４の範囲である色座標を有する可視光を発光する、請求項１記載のランプ。
【請求項４】
前記ランプがコンパクト蛍光ランプである、請求項１記載のランプ。
【請求項５】
前記赤色蛍光体が、（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘ）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋ｙの一般式を有する蛍光体であり、式中０．５５≦ｘ≦０．０．６５で、０．０５≦ｙ≦０．０８である、請求項１記載のランプ。
【請求項６】
前記赤色蛍光体が式（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６を有する、請求項１記載のランプ。
【請求項７】
前記蛍光体層（１６）が、約１０〜３０重量％の前記青色蛍光体、約２０〜４０重量％の前記緑色蛍光体及び約３０〜６０重量％の前記赤色蛍光体を含む、請求項１記載のランプ。
【請求項８】
前記緑色蛍光体が、ＬａＰＯ４：Ｃｅ：Ｔｂ（ＬＡＰ）、ＧｄＭｇＢ５Ｏ１０：Ｃｅ：Ｔｂ（ＣＢＴ）、ＣｅＭｇＡｌ１１Ｏ１９（ＣＡＴ）、及びＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋：Ｍｎ２＋（ＢａＭｎ）からなる群から選択される、請求項１記載のランプ。
【請求項９】
前記緑色蛍光体が、Ｓｒ５（ＰＯ４）３（Ｃｌ，Ｆ，ＯＨ）：Ｅｕ２＋（ＳＥＣＡ）、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋（ＢＡＭ）、Ｃａ５（ＰＯ４）３（Ｃｌ，Ｆ，ＯＨ）：Ｓｂ３＋：Ｍｎ２＋：Ｅｕ２＋（ＨＡＬＯ）、及びＳｒ４Ａｌ４Ｏ２５：Ｅｕ２＋（ＳＡＥ）からなる群から選択される、請求項１記載のランプ。
【請求項１０】
前記蛍光体層（１６）が、（Ｙ０．３４Ｇｄ０．６）ＡｌＯ３：Ｅｕ３＋０．０６、ＬａＰＯ４：Ｃｅ：Ｔｂ（ＬＡＰ）、Ｓｒ４Ａｌ４Ｏ２５：Ｅｕ２＋（ＳＡＥ）及びＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋（ＢＡＭ）のブレンドを含む、請求項１記載のランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−５００８５（Ｐ２０１０−５００８５Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００９−１３８７６９（Ｐ２００９−１３８７６９）
【出願日】平成２１年６月１０日（２００９．６．１０）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３８７６９（Ｐ２００９−１３８７６９）
【出願日】平成２１年６月１０日（２００９．６．１０）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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