專利名稱：熒光燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熒光燈，尤其涉及高效率、對光度具有白色感的熒光燈。
傳統(tǒng)的一般照明用熒光燈，具有JIS(日本工業(yè)規(guī)格)Z9112-1990“熒光燈的光源色以及按其演色性的區(qū)分”中所記載色度范圍的光源色，是演色性良好的熒光燈。就是說，是作為可見色評價而利用的平均演色評價指數(shù)Ra高的熒光燈。這里，平均演色指數(shù)Ra是，在基準光源下(黑體發(fā)射、合成晝光)，對于看到的比色表的色的各種光源，能夠忠實地表示各種光源的再現(xiàn)色的指標。
傳統(tǒng)的一般照明用熒光燈，為了具有良好的演色性，需要在考慮該熒光燈的色度坐標不能離開黑體發(fā)射軌跡的上方(DUV為正的一側(cè))過遠位置的前提下進行開發(fā)。對此，即使是演色性不好，但仍有能夠高效率且能進行最低限色識別的熒光燈在國際公開第97/11480號的公報中公開。這樣的熒光燈，是為了對于對照射物的色，能夠以其色的概念識別出種類(赤、橙、黃、綠、藍、紫、粉紅、褐、白、灰、黑)，以及實現(xiàn)高效率化而進行的開發(fā)，都是在與黑體發(fā)射軌跡偏離(DUV)較大的前提下設計。
但是，這樣的高效率的熒光燈的光源色，由于包含有對光色強烈感覺的色度范圍，所以在將這樣的熒光燈與一般照明用熒光燈做一并使用的情況下，會產(chǎn)生不諧調(diào)的感覺。為了緩和該不諧調(diào)感，在國際公開第98/36441號公報中公開了具有最低限的色識別性，且沒有光源色的色偏差，具有白色感的高效率熒光燈。而且，該公報中所公開的熒光燈被稱為“新熒光燈”。
在這樣的新熒光燈中，其光源色與傳統(tǒng)的一般照明用熒光燈的光源色相比，在DUV為正的一側(cè)有了大的移動，所以即使用與一般照明用熒光燈相同的熒光體的情況下，也能夠提高發(fā)光效率(1m/W)。其理由在于，使用DUV為正一側(cè)的具有大的色度值的光源色時，在熒光體中發(fā)光效率(1m/W)最高的發(fā)射綠色光的狹帶區(qū)域，能夠包含多的發(fā)光型稀土類熒光體。
上述新熒光燈中使用的熒光體可舉出，(1)是發(fā)射綠色光的稀土類熒光體、發(fā)射藍色光的稀土類熒光體、以及發(fā)射紅色光的稀土類熒光體的組合，(2)可以是發(fā)射綠色光的稀土類熒光體與幾乎沒有色偏差的寬帶域的鹵磷酸鈣熒光體的組合。后者對于前者，發(fā)光效率大幅度的下降，但具有其價格也低的優(yōu)點。這是由于稀土類熒光體的價格較高，而鹵磷酸鈣熒光體的價格較低的緣故。就是說，如果能將鹵磷酸鈣熒光體的重量百分比(％)增加，將稀土類熒光體的重量百分比減小，就可以將該部分的價格降低。
但是，由發(fā)光效率最高的發(fā)射綠色光的稀土類熒光體與價格最便宜的鹵磷酸鈣熒光體所組合而成的新熒光燈，雖然有能夠較低價格的優(yōu)點，但是其發(fā)光效率(1m/W)大幅度下降，僅能達到與傳統(tǒng)的演色性優(yōu)異的一般熒光燈同等程度的發(fā)光效率(1m/W)。就是說，該新熒光燈，失去了提高發(fā)光效率的優(yōu)點。其理由在于，鹵磷酸鈣熒光體的發(fā)光效率(1m/W)比稀土類熒光體低，且發(fā)光色接近于白色，所以為了使這種新熒光燈的光源色達到所指定的色度范圍，所使用的鹵磷酸鈣熒光體的量就必須比發(fā)射綠色光的稀土類熒光體要多。進一步地講，為了將使用了發(fā)光效率的發(fā)射綠色光的稀土類熒光體而使向綠色偏離的光源色，向鹵磷酸鈣熒光體引起的白色光方面轉(zhuǎn)移，就必須更多地使用發(fā)光效率(1m/W)低的鹵磷酸鈣熒光體。其結(jié)果是，該新熒光燈的發(fā)光效率降低到了傳統(tǒng)的演色性優(yōu)異的一般熒光燈的同等程度。
本發(fā)明是鑒于上述各問題而提出的，其主要目的在于，提供一種熒光燈，能夠進行最低限的色識別、具有白色感、發(fā)光效率高、且熒光燈的價格幾乎不提高。
本發(fā)明中的熒光燈，其光源色的色度值(x,y)在點A(0.251,0.343)、點B(0.285,0.332)、點C(0.402,0.407)、以及點D(0.343,0.433)所包括的范圍內(nèi)，熒光燈燈管的內(nèi)面有由銻與錳活化的鹵磷酸鈣熒光體、發(fā)出綠色光的稀土類熒光體、發(fā)出藍色光或紅色光的稀土類熒光體的混合物。
其中在上述A、B、C、D點所包括的范圍內(nèi)，在DUV在正的一側(cè)10以上的領域中，具有上述熒光燈的光源色的色度值(x,y)，是理想的。
在上述A、B、C、D點所包括的范圍內(nèi)，也可以在除去IEC Pub1.81以及JIS Z9112的熒光燈的光色區(qū)分的色度范圍之外的區(qū)域內(nèi)，具有上述熒光燈的光源色的色度值(x,y)，也是理想的。
在上述A、B、C、D點所包括的范圍內(nèi)，在相關色溫度為4000開爾文(K)以上的區(qū)域內(nèi)，具有上述熒光燈的光源色的色度值(x,y)，是理想的。
將由上述銻與錳活化的鹵磷酸鈣熒光體發(fā)出的光束作為光束a，將發(fā)光光譜的峰值波長為420～470nm范圍的上述稀土類熒光體發(fā)出的光束與發(fā)光光譜的峰值波長為530～580nm范圍的上述稀土類熒光體發(fā)出的光束之和作為光束b的情況下，對于上述熒光燈的光束全體，光束a所占的比例為30～90％，其余為光束b，是理想的。
將上述發(fā)光光譜的峰值波長為420～470nm范圍的上述稀土類熒光體發(fā)出的光束稱為光束c，將上述發(fā)光光譜的峰值波長為530～580nm范圍的上述稀土類熒光體發(fā)出的光束作為光束d的情況下，對于上述光束b，光束c所占的比例為0.1～15％，其余為光束d，是理想的。
將上述由銻與錳活化的鹵磷酸鈣熒光體發(fā)出的光束作為光束e，將發(fā)光光譜的峰值波長為530～580nm范圍的上述稀土類熒光體發(fā)出的光束與發(fā)光光譜的峰值波長為600～650nm范圍的上述稀土類熒光體發(fā)出的光束稱為光束f的情況下，對于上述熒光燈的光束全體，光束e所占的比例為30～90％，其余為光束f，是理想的。
將上述發(fā)光光譜的峰值波長為530～580nm范圍的上述稀土類熒光體發(fā)出的光束作為光束g，將上述發(fā)光光譜的峰值波長為600～65nm范圍的上述稀土類熒光體發(fā)出的光束作為光束h的情況下，對于上述光束f，光束h所占的比例為0.1～50％，其余為光束g，是理想的。
以下對附圖作簡單說明。


圖1是為了說明本發(fā)明的實施例中熒光燈的x,y色度范圍的色度圖。
圖2是本實施例熒光燈構(gòu)成一例的模式剖視圖。
圖3是本實施例中為了求得熒光燈色度范圍而做的實驗中裝置的構(gòu)成圖。
圖4是表示光源(Ⅰ)～(Ⅲ)，光源(j)～(o)的色度點的色度圖。
圖5是表示稀土類熒光體(LAP)與鹵磷酸鈣熒光體(D)之間的重量比以及光束比關系的圖。
圖6是表示稀土類熒光體(LAP)與鹵磷酸鈣熒光體(D)之間的光束比以及發(fā)光比關系的圖。
圖7是表示光源(Ⅰ)～(Ⅵ)，光源(r)以及光源(s)的色度點，與同一發(fā)光效率的曲線(p)及(q)的色度圖。
圖8是表示光源(Ⅰ)～(Ⅵ)，光源(u)以及光源(v)的色度點，與同一發(fā)光效率的曲線(p)及(t)的色度圖。
上述附圖中，5-被試驗者，6-遮光罩，7-觀測發(fā)光部，8-光源(a):
LAP,9-光源(b):SCA,10-光源(c):YOX,11-反射板，12-計算機，13-控制單元，14-調(diào)整旋鈕，18-玻璃管(真空管)，19-熒光體膜(熒光體)，20-桿(stem)，21-內(nèi)導體，22-燈絲，23-蓋。
實施例本申請的發(fā)明者對于提高使用由發(fā)射綠色光的稀土類熒光體與鹵磷酸鈣熒光體組合而成熒光體的熒光燈的發(fā)光效率，進行了積極的研究與探討，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了對于該組合熒光體，微量添加發(fā)光效率分別都不高的發(fā)射藍色光或紅色光的稀土類熒光體，能夠在幾乎不提高成本的前提下，大幅度地提高發(fā)光效率。就是說，添加了發(fā)射藍色光或紅色光的稀土類熒光體，即使是減少在傳統(tǒng)的構(gòu)成中為得到白色感而大量使用的鹵磷酸鈣熒光體的量，也能夠得到具有白色感的光源色。利用這一方法，由于能夠相對地增加發(fā)射綠色光的稀土類熒光體的量，所以能夠提高熒光燈的發(fā)光效率。結(jié)果是可以在幾乎不提高成本的前提下，提供大幅度提高發(fā)光效率，且光平衡好的熒光燈。
以下參照附圖對本發(fā)明的實施例加以說明。但本發(fā)明并不限于以下的實施例。
圖1是為了說明本發(fā)明的實施例中熒光燈的x,y色度范圍的色度圖。
本實施例中的熒光燈，具有如圖1所示的色度圖中點A、點B、點C、以及點D所包括范圍(圖中的斜線部分)的光源色。即，本發(fā)明中熒光燈光源色的色度值(x,y)在點A(0.251,0.343)、點B(0.285,0.332)、點C(0.402,0.407)、以及點D(0.343,0.433)所包括的范圍內(nèi)。而且，熒光燈燈管的內(nèi)面有，由銻與錳活化的鹵磷酸鈣熒光體、發(fā)出綠色光的稀土類熒光體、發(fā)出藍色光或紅色光的稀土類熒光體的混合物。就是說，包含有鹵磷酸鈣熒光體與兩種稀土類熒光體作為熒光燈的熒光體。
在圖1中，為了作為參考，還表示了上述傳統(tǒng)新熒光燈中光源色的色度范圍(x,y)，即，點A′(0.228,0.351)、點B(0285,0.332)、點C(0.402,0.407)、以及點D′(0.295,.0.453)所包括的范圍。這里引用了國際公開第98/36441號公報中上述新熒光燈光源色色度范圍的求法，作為本發(fā)明申請書的參考。
傳統(tǒng)新熒光燈中光源色的色度范圍是根據(jù)以發(fā)射綠色光或紅色光的稀土類熒光體為基礎，混入藍色光，而消除色偏差得到白色感的實驗數(shù)據(jù)求得的。而圖1中所示的本實施例的色度范圍，則是根據(jù)以發(fā)射綠色光或藍色光的稀土類熒光體的組合光色為基礎，混入紅色光，而得到白色感的實驗數(shù)據(jù)求得的。
在傳統(tǒng)的新熒光燈中，在相關色溫度方向上規(guī)定有適當?shù)纳确秶?，而在本發(fā)明的熒光燈中，則對DUV方向上適當?shù)纳确秶懈鼑栏竦囊?guī)定。即，在傳統(tǒng)新熒光燈中是由線段A′-B及C-D′所定，而在本實施例中，則新發(fā)現(xiàn)了線段A-D。據(jù)此，在傳統(tǒng)的新熒光燈中的有若干色感的區(qū)域，能夠在本實施例的色度范圍中加以排除。其結(jié)果的能夠得到更加白色感的區(qū)域。圖1中的線段A-D是由本發(fā)明者的實驗求得的x,y的色度值的圖(圖中小四方形)計算而得，用y=0.98x+0.097來表示。
即使是在圖1中斜線部分所表示的色度范圍內(nèi)，從提高發(fā)光效率的觀點，選擇DUV為正10以上的區(qū)域，是理想的。這是由于在DUV為正，且較高的區(qū)域，能夠設定更高的發(fā)光效率所一致。進一步講，選擇DUV為正15以上的區(qū)域，甚至DUV為正20以上的區(qū)域，會更為理想。
在圖1中斜線部分所表示的色度范圍內(nèi)，也可以除去IEC Pub1.81以及JISZ9112的熒光燈的光色區(qū)分的色度范圍。將這些光色區(qū)分的色度范圍除去，則能夠得到比傳統(tǒng)光源更高的效率，而且還能明確地實現(xiàn)從來沒有過的光源色。
此外，斜線部分所表示的色度范圍內(nèi)，為得到更高的白色感，最好是選擇相關色溫度為4000開爾文(K)以上的區(qū)域。就是說，為了得到更高的白色感，將相關色溫度方向上的臨界值定為4000K，作成具有該臨界值以上任意值的相關溫度的熒光燈，是理想的。特別是，將相關溫度設為在4500K以上，會更為理想。
分別表示點A～D的DUV以及相關色溫度的是點A(DUV42.5及10112K)、點B(DUV19.2及8090K)、點C(DUV7.8及3698K)、以及點D(DUV36.5及5241K)。
下面結(jié)合圖2，對本發(fā)明實施例中熒光燈的構(gòu)成例加以說明。圖2是本實施例中熒光燈構(gòu)成一例的模式剖視圖。
圖2中所示的熒光燈是40W直管熒光燈，具有作為熒光燈發(fā)光管的玻璃管(電子管、真空管)18、和玻璃管18的內(nèi)面涂有熒光體膜19。熒光體膜19是由銻與錳活化的鹵磷酸鈣熒光體、發(fā)出綠色光的稀土類熒光體、發(fā)出藍色光或紅色光的稀土類熒光體的混合物所構(gòu)成。玻璃管18的端部由桿(stem)20所堵塞，由桿20延出一對內(nèi)導體21。而且在內(nèi)導體21的前端部之間，裝有燈絲電極22。玻璃管18的端部，安裝有蓋23，該蓋23與內(nèi)導體21電接續(xù)。還有，這里雖然表示的是直管，但并不限于此，也可以是環(huán)管形熒光燈，也可以是其它形式的熒光燈。此外，熒光燈的發(fā)光管也不限于玻璃管，可以使用透過性高的陶瓷管(透光性陶瓷管)。
下面參照圖3進行說明。圖3是本實施例中為了求得熒光燈色度范圍而做實驗用的裝置的構(gòu)成圖。
圖3所示的實驗裝置備置有，配置在被試驗者5前方的黑色遮光罩6、設置在黑色遮光罩6后面的光源(a)8、光源(b)9、以及光源(c)10。在遮光罩6的，被試驗者5的視線高度的位置上，設置有視覺尺寸2度的觀測發(fā)光部7。而且，光源(a)8為LAP(光色綠、發(fā)光峰值波長543nm、熒光體的組成為LaPO4:Ce、Tb)；光源(b)9為SCA(光色藍、發(fā)光峰值波長452nm、熒光體的組成為(Sr,Ca,Mg)5(PO4)3Cl:Eu)；而光源(c)10為YOX(光色紅、發(fā)光峰值波長611nm、熒光體的組成為Y2O3:Eu)。從光源(a)～(c)8～10照射的光，由反射板11進行配光控制，使光得到充分的混合。下述表1表示了光源(a)8、(b)9、(c)10的x,y的色度值。
表1
光源(a)8、(b)9、(c)10分別通過控制單元13與計算機12相連接，光源(a)8、(b)9、(c)10的光輸出可以根據(jù)計算機12的信號，通過控制單元13而各自獨立地變化。計算機12與調(diào)節(jié)光源(c)10光輸出的旋鈕14相接續(xù)，被試驗者5可以使用該旋鈕14僅使光源(c)10的光輸出自由變化。
本實驗中，光源(a)8與(b)9的光束比率為96∶4,95∶5,93∶7時作為光源(d)、(e)、(f)，下述表2表示了光源(d)、(e)、(f)的x,y的色度值。
表2
本實驗中，在觀測發(fā)光部7隨機地顯示光源(d)、(e)、(f)，此時，被試驗者5可補充來自光源(c)10的光，直至開始有白色的光感，據(jù)此求出光源(a)8、(b)9、(c)10的光束比率(％)。被試驗者3名，同一條件下進行反復3次測試。下述表3表示了3名被試驗者開始有白色光感時光源(a)8、(b)9、(c)10的光束比率(％)的平均值(各行的上面的部分)，下面的部分是被試驗者之間的標準偏差。光源(g)、(h)、(i)是由平均值的光束比率組成的光源。光源(g)是在光源(d)中補充混合了來自光源(c)10的光而得到的，同樣，光源(h)是在光源(e)中補充混合了來自光源(c)10的光而得，光源(i)是在光源(f)中追加混合了來自光源(c)10的光而得。
表3
如表3所示，表示本實驗偏差的標準偏差很小，所以光源(g)、(h)、(i)對于全部的被試驗者都有開始感覺白色的色度。圖1中的小正方形是由光源(g)、(h)、(i)的x,y的色度值做圖而得，圖1中的線段A-D，是由光源(g)、(h)、(i)的x,y的色度值進行回歸而得到的直線(y=0.98x+0.097)。由于光源(g)、(h)、(i)對于全部的被試驗者都有開始感覺白色的色度，所以用圖1中斜線部分作為光源色時，能夠?qū)崿F(xiàn)沒有光源色的色偏差，具有更加白色感的熒光燈。
下面，對實現(xiàn)本實施例中熒光燈光源色的熒光體加以說明。
圖4是說明本實施例中熒光燈光源色色度值的色度圖。本實施例中的熒光體為涂在40W直管熒光燈的內(nèi)壁的涂層。
圖4表示了發(fā)綠色光的稀土類熒光體(LAP)與鹵磷酸鈣熒光體(D)的重量比率(％)發(fā)生變化時，光源(j)、(k)、(l)的色度值。而且，鹵磷酸鈣熒光體(D)的光色為白晝光，熒光體的成分為3Ca3(PO4)2·Ca(F,Cl)3:Sn,Mn。圖4中還給出了發(fā)綠色光的稀土類熒光體(LAP)與發(fā)紅色光的稀土類熒光體(YOX)量比率(％)發(fā)生變化時，光源(m)、(n)、(o)的色度值。圖4中(Ⅰ)～(Ⅲ)，是LAP、YOX、D分別作為熒光體時，單色熒光燈的光源色的色度值。
光源(j)、(k)、(l)是熒光燈的內(nèi)部涂層混合熒光體LAP∶D的重量比率(％)分別為60∶40、50∶50、40∶60時的光源。另一方面，光源(m)、(n)、(o)是熒光燈的內(nèi)部涂層混合熒光體LAP∶YOX的重量比率(％)分別為60∶40、50∶50、40∶60時的光源。
由圖4可知，對于白色光(白晝光)的鹵磷酸鈣熒光體(D)的重量比率(％)的增加，光源色色度值的變化小，而對于發(fā)紅色光的稀土類熒光體(YOX)的重量比率(％)的增加，光源色色度值的變化則大。也就是說，與D相比，YOX可以較少的量而引起光源色色度值大的變化。其理由在于光是混合符合加法混合法則，色偏差強的光，更容易對色度值的變化帶來影響。這不僅對于發(fā)紅色光的稀土類熒光體，而且對于發(fā)藍色光的稀土類熒光體也是如此。
所以，將以很少的量就能引起色度值大變化的發(fā)藍色光的稀土類熒光體或發(fā)紅色光的稀土類熒光體，與發(fā)光效率(1m/W)最高的發(fā)綠色光的稀土類熒光體、以及廉價的鹵磷酸鈣熒光體進行組合，則可以在維持鹵磷酸鈣熒光體的高重量比率(％)的情況下，對光源色的色度值進行大幅度的調(diào)整。
在上述熒光體的構(gòu)成中，雖然可以用少量的鹵磷酸鈣熒光體而得到圖1中所示斜線部分區(qū)域的色度值，但是并不能提供廉價的熒光燈。為了實現(xiàn)廉價的熒光燈，鹵磷酸鈣熒光體的重量比率最低限度要達到50％以上。
如果為實現(xiàn)廉價的熒光燈而提高了鹵磷酸鈣熒光體的用量，則發(fā)光效率(1m/W)高的發(fā)綠色光的稀土類熒光體的用量就相對下降，從而會導致使用該混合熒光體的熒光燈的發(fā)光效率(1m/W)低下。為抑制熒光燈的發(fā)光效率(1m/W)的低下，與傳統(tǒng)一般照明用熒光燈具有差別，可以得到使用傳統(tǒng)鹵磷酸鈣熒光體單體的照明用熒光燈1.1倍以上的發(fā)光效率(1m/W)。這里，本申請的發(fā)明者試做了改變發(fā)綠色光的稀土類熒光體(LAP)與鹵磷酸鈣熒光體(D)的重量比率(％)的40W直管熒光燈，求得了鹵磷酸鈣熒光體的最佳光束比范圍。而且，由于微量地添加發(fā)藍色光或發(fā)紅色光的稀土類熒光體可以提高發(fā)光效率(1m/W)，所以由該試做燈所求得的最佳光束比率(％)范圍的下限值，可以與發(fā)綠色光的稀土類熒光體與鹵磷酸鈣熒光體或發(fā)紅色光的稀土類熒光體的最佳光束比率(％)范圍的下限值相近似。
圖5是表示發(fā)綠色光的稀土類熒光體(LAP)與鹵磷酸鈣熒光體(D)之間的重量比(％)以及光束比(％)關系的圖。由圖5可知，為了使D的重量比在50％以上，可使D的光束比率在26％以上。
該鹵磷酸鈣熒光體被銻(Sb)與錳(Mn)所活化，可以根據(jù)兩種活化劑比率的變化，而得到晝光色(D)、晝白色(N)、白色(W)、溫白色(WW)等不同的光色。本申請的發(fā)明者對晝光色(D)以外的光色也求得了同樣的關系。其結(jié)果是了使重量比在50％以上，光束比率(％)可設定為，晝白色(N)在27％以上，白色(W)在29％以上，溫白色(WW)在28％以上。所以，為了使鹵磷酸鈣熒光體的重量比率在50％以上，即使是考慮了試做燈時的偏差，也可設鹵磷酸鈣熒光體的的光束比率為30％以上。
圖6是表示稀土類熒光體(LAP)與鹵磷酸鈣熒光體(D)之間的各光束比與一般照明用熒光燈D(僅用鹵磷酸鈣熒光體的熒光燈)的發(fā)光效率(1m/W)作為基準情況下的混合熒光燈發(fā)光效率比的關系圖。
由圖5可知，欲達到傳統(tǒng)熒光燈(D)發(fā)光效率的1.1倍以上，鹵磷酸鈣熒光體的光束比率需可在90％以下。由以上可知，欲使鹵磷酸鈣熒光體的光束比率為30～90％，其余為兩種稀土類熒光體的光束所占有，可使兩種稀土類熒光體的光束比率為10～70％。而且，從實現(xiàn)更高的發(fā)光效率的觀點，鹵磷酸鈣熒光體的發(fā)光比率的上限值最好是應該在80％以下，在70％以下會更好。
下面，對由鹵磷酸鈣熒光體與兩種稀土類熒光體所構(gòu)成的本發(fā)明的熒光燈中兩種稀土的類熒光體發(fā)光比率(％)加以說明。
圖7表示了改變了40W熒光燈的熒光體組合的各種光源中光源色色度值。這里，圖7中的色度區(qū)域1相當于圖1中所示的斜線部分。
圖7中，(Ⅰ)～(Ⅶ)表示了單色熒光燈光源的色度值。凡加與圖4中相同符號的，是表示與其相同的構(gòu)件，表示了分別涂附下列熒光體的單色熒光燈光源色的色度值，(Ⅳ)為發(fā)光為晝白色的鹵磷酸鈣熒光體N、(Ⅴ)為發(fā)光為白色的鹵磷酸鈣熒光體W、(Ⅵ)為發(fā)光為溫白色的鹵磷酸鈣熒光體WW、以及(Ⅶ)為發(fā)光為藍色的稀土類熒光體BAT。這里BAT是發(fā)光峰值波長為452nm，熒光體組成為BaMgAl10O17:Eu的熒光體。
還有，圖7中的(r)表示了LAP與BAT的混合熒光體的光束比率為LAP∶BAT=98∶2時熒光燈光源色的色度值。這樣兩種混合熒光體的熒光燈光源色的色度值，位于連接各自的單色熒光燈的光源色色度值的線段(Ⅰ)～(Ⅶ)上。所以，稀土類熒光體LAP、與鹵磷酸鈣熒光體D、N、W、WW調(diào)和的熒光燈的光源色色度值為，由(Ⅰ)LAP與(Ⅲ)D所連接的線段(Ⅰ)～(Ⅲ)和(Ⅰ)LAP與(Ⅵ)WW所連接的線段(Ⅰ)～(Ⅵ)、以及(Ⅲ)與(Ⅵ)所連接的線段(Ⅰ)～(Ⅵ)所圍成的范圍。
曲線(p)以及(q)，表示了在改變40W直管熒光燈的熒光體組合的各種光源中，連接發(fā)光效率為90(1m/W)的光源色色度值的曲線。曲線(p)是連接在稀土類熒光體LAP、與鹵磷酸鈣熒光體D、N、W、WW調(diào)和的熒光燈中的發(fā)光效率(1m/W)為90光源色色度值的曲線。另一方面，曲線(q)是組成稀土類熒光體(LAP)與稀土類熒光體(BAT)的光束比率為LAP∶BAT=98∶2時的熒光體與鹵磷酸鈣熒光體(D、N、W、WW)的各自熒光燈中，連接發(fā)光效率為90(1m/W)的光源色色度值的曲線。
在由這些熒光體構(gòu)成的熒光燈中，發(fā)光效率(1m/W)高的稀土類熒光體(LAP)的比率越高，則熒光燈中，發(fā)光效率(1m/W)越高。因此，顯示曲線(p)和(q)上方(靠近LAP)區(qū)域所表示色度值的熒光燈具有比90(1m/W)高的發(fā)光效率(1m/W)，而下方區(qū)域所表示色度值的熒光燈具有比90(1m/W)低的發(fā)光效率(1m/W)。
如圖7所示，由于曲線(p)在曲線(q)的上方，所以即使稀土類熒光體與鹵磷酸鈣熒光體(D、N、W、WW)組合的熒光燈顯示90(1m/W)的相同的色度值，稀土類熒光體與鹵磷酸鈣熒光體(D、N、W、WW)組合的熒光燈，也能夠得到比90(1m/W)高的發(fā)光效率(1m/W)。換言之，在LAP、BAT與鹵磷酸鈣熒光體(D、N、W、WW)組合而得到的本實施例的熒光燈所能達成的90(1m/W)的色度值中，LAP與鹵磷酸鈣熒光體(D、N、W、WW)組合而得到的本實施例的熒光燈不能達到90(1m/W)，即只能是不到90(1m/W)。
所以，與發(fā)綠色光的稀土類熒光體(LAP)與鹵磷酸鈣熒光體(D、N、W、WW)的組合相比，發(fā)綠色光的稀土類熒光體(LAP)與發(fā)藍色光的稀土類熒光體(BAT)以及鹵磷酸鈣熒光體(D、N、W、WW)的組合，即使是色度值相同。也能夠得到高的發(fā)光效率(1m/W)。
兩種稀土類熒光體與鹵磷酸鈣熒光體組合的情況下，為了得到光源色色度值在區(qū)域1內(nèi)的熒光燈，BAT的調(diào)和量在圖7中關于(s)的調(diào)和量以下時為合適。由于(s)是LAP與BAT的光束比率為LAP∶BAT=85∶15(％)時所組合熒光燈的光源色色度值，所以使BAT的光束比率15％以下，從熒光體的調(diào)和精度的觀點看，為0.1％以上即可。也就是說，以BAT的光束比率為0.1到15％，其余可調(diào)和為LAP的光束比率(即99.9到85％)。
若將該光束比(％)換算成也含有鹵磷酸鈣熒光體的光束比，則鹵磷酸鈣熒光體與兩種稀土類熒光體的光束比率為10～70％，所以BAT的光束比率為0.01～10.5％。因此，僅僅以少量的發(fā)藍色光的稀土類熒光體，添加入發(fā)綠色光的稀土類熒光體與鹵磷酸鈣熒光體中，可以在鹵磷酸鈣熒光體的量基本不變的情況下，得到發(fā)光效率高、且價格便宜的熒光燈。
而且，由鹵磷酸鈣熒光體(Ⅲ)D與(Ⅳ)N二者的調(diào)和，可以實現(xiàn)線段(Ⅲ)～(Ⅳ)上任意的色度值。進而，由鹵磷酸鈣熒光體(Ⅲ) D與(Ⅵ)WW二者的調(diào)和，可以實現(xiàn)曲線(Ⅲ)～(Ⅵ)上任意的色度值。所以，線段(r)-(Ⅲ)、線段(r)-(Ⅵ)以及曲線(Ⅲ)～(Ⅵ)所包括色度范圍內(nèi)的全部的色度值，都可以通過LAP、BAT、鹵磷酸鈣熒光體(D、N、W、WW)的比例的變化來實現(xiàn)。
還有，上述實施例中，雖然使用的是藍色較強的BAT熒光體，但也可以使用為得到白色感區(qū)域的實驗所用的SCA熒光體、熒光體組成為BaMgAl10O17:Eu,Mn的熒光體等。
下面，對發(fā)綠色光的稀土類熒光體(LAP)，與發(fā)紅色光的稀土類熒光體(YOX)，以及鹵磷酸鈣熒光體的組合加以說明。
圖8中的(Ⅰ)～(Ⅶ)與圖7相同，表示了單色熒光燈光源的色度值。(u)表示了LAP與BAT的混合熒光體的光束比率為LAP∶BAT=90∶10％時熒光燈光源色的色度值。(v)表示了LAP與BAT的混合熒光體的光束比率為LAP∶BAT=50∶50％時熒光燈光源色的色度值。
曲線(p)以及(t)，表示了在改變40W直管熒光燈的熒光體組合的各種光源中，連接發(fā)光效率為90(1m/W)的光源色色度值的曲線。曲線(p)是與圖7相同的熒光體的組合的光源色色度值的曲線。另一方面，曲線(t)是連接組成稀土類熒光體(LAP)與稀土類熒光體(YOX)的光束比率為LAP∶YOX=90∶10％時的熒光體與鹵磷酸鈣熒光體(D、N、W、WW)的各自熒光燈中的光源色色度值的曲線。
與圖7相同，在圖8中，各自曲線的具有LAP一側(cè)的上方區(qū)域色度值的熒光燈的發(fā)光效率高，而具有LAP一側(cè)的下方區(qū)域色度值的熒光燈的發(fā)光效率則低。由圖8可知，由于曲線(t)在曲線(p)的下側(cè)，與LAP同鹵磷酸鈣熒光體(D、N、W、WW)的組合相比，LAP同YOX、以及鹵磷酸鈣熒光體(D、N、W、WW)的組合即使是相同的光源色，卻能實現(xiàn)發(fā)光效率高的熒光燈。
而且，發(fā)紅色光的稀土類熒光體(YOX)的調(diào)和量，應使由兩種稀土類熒光體與鹵磷酸鈣熒光體所構(gòu)成的熒光燈中光源色的色度值在色度區(qū)域1以內(nèi)，此外，它還應在(v)的調(diào)和量以內(nèi)比較合適。(v)表示了(LAP)與(YOX)的光束比率(LAP∶YOX)為50∶50％時的熒光燈中的光源色色度值。所以使YOX的光束比率50％以下，從熒光體的調(diào)和精度的觀點看，可為0.1％以上，也就是說，可調(diào)和為以YOX的光束比率為0.1到15％，其余為LAP的光束比率(即99.9到50％)。
若將該光束比(％)換算成也含有鹵磷酸鈣熒光體的光束比，則鹵磷酸鈣熒光體與兩種稀土類熒光體的光束比率為10～70％，所以YOX的光束比率為0.01～35％。因此，僅僅以少量的發(fā)紅色光的稀土類熒光體YOX，添加入發(fā)綠色光的稀土類熒光體與鹵磷酸鈣熒光體中，可以在鹵磷酸鈣熒光體的量基本不變的情況下，實現(xiàn)發(fā)光效率(1m/W)高、且價格便宜的熒光燈。
還有，作為發(fā)光光譜峰值波長為530～560nm的熒光體，也可以使用組成為CeMgAl11O19:Tb的熒光體。
本發(fā)明的熒光燈，由于具有由點A(0.251,0.343)、點B(0.285,0.332)、點C(0.402,0.407)、以及點D(0.343,.0.433)所包括的范圍內(nèi)光源色的色度值(x,y)，熒光燈燈管的內(nèi)面有，由銻與錳活化的鹵磷酸鈣熒光體、發(fā)出綠色光的稀土類熒光體、發(fā)出藍色光或紅色光的稀土類熒光體的混合物，所以能夠提供可進行最低限的色識別、具有白色感、發(fā)光效率高、且其價格幾乎不提高的熒光燈。即是說，能夠以價位得到高效率并具有白色感的熒光燈。
權利要求
1．涉及一種熒光燈，其光源色的色度值(x,y)在點A(0.251,0.343)、點B(0.285,0.332)、點C(0.402,0.407)、以及點D(0.343,0.433)所包括的范圍內(nèi)，熒光燈燈管的內(nèi)面有由銻與錳活化的鹵磷酸鈣熒光體、發(fā)出綠色光的稀土類熒光體、發(fā)出藍色光或紅色光的稀土類熒光體的混合物。
2．根據(jù)權利要求1所述的熒光燈，其中在所述A、B、C、D點所包括的范圍內(nèi)，在DUV為正的一側(cè)10以上的區(qū)域中，具有所述熒光燈的所述光源色的色度值(x,y)。
3．根據(jù)權利要求1所述熒光燈，其中在所述A、B、C、D點所包括的范圍內(nèi)的，除去IEC Pub1.81以及JIS Z9112的熒光燈的光色區(qū)分的色度范圍之外的區(qū)域內(nèi)，具有所述熒光燈的光源色的色度值(x,y)。
4．根據(jù)權利要求1所述熒光燈，其中在所述A、B、C、D點所包括的范圍內(nèi)的，相關色溫度為4000開爾文(K)以上的區(qū)域內(nèi)，具有所述熒光燈的光源色的色度值(x,y)。
5．根據(jù)權利要求1所述熒光燈，將其中由所述銻與錳活化的鹵磷酸鈣熒光體發(fā)出的光束作為光束a，將發(fā)光光譜的峰值波長為420～470nm范圍的所述稀土類熒光體發(fā)出的光束與發(fā)光光譜的峰值波長為530～580nm范圍的所述稀土類熒光體發(fā)出的光束之和作為光束b的情況下，對于所述熒光燈的光束全體，光束a所占的比例為30～90％，其余為光束b。
6．根據(jù)權利要求5所述熒光燈，將其中發(fā)光光譜的峰值波長為420～470nm范圍的所述稀土類熒光體發(fā)出的光束作為光束c，將所述發(fā)光光譜的峰值波長為530～580nm范圍的稀土類熒光體發(fā)出的光束作為光束d的情況下，對于所述光束b、光束c所占的比例為0.1～15％，其余為光束d。
7．根據(jù)權利要求1所述熒光燈，將其中由所述銻與錳活化的鹵磷酸鈣熒光體發(fā)出的光束作為光束e，將發(fā)光光譜的峰值波長為530～580nm范圍的所述稀土類熒光體發(fā)出的光束與發(fā)光光譜的峰值波長為600～650nm范圍的所述稀土類熒光體發(fā)出的光束之和作為光束f的情況下，對于所述熒光燈的光束全體，光束e所占的比例為30～90％，其余為光束f。
8．根據(jù)權利要求7所述熒光燈，將其中發(fā)光光譜的峰值波長為530～580nm范圍的所述稀土類熒光體發(fā)出的光束作為光束g，將所述發(fā)光光譜的峰值波長為600～650nm范圍的所述稀土類熒光體發(fā)出的光束作為光束h的情況下，對于所述光束f，光束h所占的比例為0.1～50％，其余為光束g。
全文摘要
一種熒光燈,其光源色的色度值(x,y)在點A(0.251,0.343)、點B(0.285,0.332)、點C(0.402,0.407)、以及點D(0.343,0.433)所包括的范圍,熒光燈燈管的內(nèi)面有:由銻與錳活化的鹵磷酸鈣熒光體、發(fā)出綠色光的稀土類熒光體、發(fā)出藍色光或紅色光的稀土類熒光體的混合物。本發(fā)明能夠低價地提供可進行最低限的色識別、高效率、更具白色感的熒光燈。
文檔編號H01J61/44GK1319874SQ0111000
公開日2001年10月31日 申請日期2001年3月23日 優(yōu)先權日2000年3月24日
發(fā)明者下村容子, 清水正則, 荒川剛, 田邊吉德 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社