(57)【要約】  高い光収量と高い色温度の低圧放電ランプ用の蛍光体組成物であって、前記蛍光体組成物は、ユーロピウムがドーピングされた酸化イットリウム、又は、セリウム及びマンガンがドーピングされたガドリニウム−亜鉛−マグネシウム−五ホウ酸塩のグループからなる、赤色波長領域で放射する蛍光体、前記セリウム及びテルビウムがドーピングされたランタンホスファターゼ、及び／又は、前記テルビウムがドーピングされたセリウム−マグネシウム−アルミン酸、及び／又は、前記テルビウムがドーピングされたセリウム−マグネシウム五ホウ酸塩のグループからなる、緑色波長領域で放射する蛍光体、及び、場合によって、前記ユーロピウムがドーピングされたバリウム−マグネシウム−アルミン酸のタイプの青色波長領域で放射する蛍光体を有している蛍光体組成物において、蛍光体組成物は、付加的に少なくとも１つの蛍光体、マンガン及びユーロピウムがドーピングされたマンガン−ストロンチウム−バリウム−マグネシウム−アルミン酸、又は、ユーロピウム及びマンガンがドーピングされたバリウム−マグネシウム−アルミン酸、及び、ユーロピウムがドーピングされたストロンチウム−アルミン酸、及び、ユーロピウムがドーピングされたストロンチウム−バリウム−カルシウム−亜鉛アパタイト、及び、ユーロピウムがドーピングされたストロンチウム−ホウ素−リン酸塩のグループからなる、青色乃至緑色波長領域で放射する蛍光体を有している。
2007532724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高い光収量と高い色温度の低圧放電ランプ用の蛍光体組成物であって、前記蛍光体組成物は、ユーロピウムがドーピングされた酸化イットリウム、又は、セリウム及びマンガンがドーピングされたガドリニウム−亜鉛−マグネシウム−五ホウ酸塩のグループからなる、赤色波長領域で放射する蛍光体、前記セリウム及びテルビウムがドーピングされたランタンホスファターゼ、及び／又は、前記テルビウムがドーピングされたセリウム−マグネシウム−アルミン酸、及び／又は、前記テルビウムがドーピングされたセリウム−マグネシウム五ホウ酸塩のグループからなる、緑色波長領域で放射する蛍光体、及び、場合によって、前記ユーロピウムがドーピングされたバリウム−マグネシウム−アルミン酸のタイプの青色波長領域で放射する蛍光体を有している蛍光体組成物において、
蛍光体組成物は、付加的に少なくとも１つの蛍光体、マンガン及びユーロピウムがドーピングされたマンガン−ストロンチウム−バリウム−マグネシウム−アルミン酸、又は、ユーロピウム及びマンガンがドーピングされたバリウム−マグネシウム−アルミン酸、及び、ユーロピウムがドーピングされたストロンチウム−アルミン酸、及び、ユーロピウムがドーピングされたストロンチウム−バリウム−カルシウム−亜鉛アパタイト、及び、ユーロピウムがドーピングされたストロンチウム−ホウ素−リン酸塩のグループからなる、青色乃至緑色波長領域で放射する蛍光体を有していることを特徴とする蛍光体組成物。
【請求項２】
ユーロピウムがドーピングされた酸化イットリウム蛍光体の、蛍光体混合物での重量成分は、３０〜５０％である請求項１記載の蛍光体組成物。
【請求項３】
ユーロピウムがドーピングされた酸化イットリウム蛍光体の、蛍光体混合物での重量成分は、３５〜４１％である請求項１記載の蛍光体組成物。
【請求項４】
セリウム及びマンガンがドーピングされたガドリニウム−亜鉛−マグネシウム−五ホウ酸塩−蛍光体の重量成分は、ユーロピウムがドーピングされたイットリウム−蛍光体を同時に添加した場合、５〜３０％である請求項１記載の蛍光体組成物。
【請求項５】
セリウム及びテルビウムがドーピングされたランタンホスファターゼ蛍光体の重量成分は、２２〜４０％である請求項１記載の蛍光体組成物。
【請求項６】
セリウム及びテルビウムがドーピングされたランタンホスファターゼ蛍光体の重量成分は、３０〜３４％である請求項１記載の蛍光体組成物。
【請求項７】
ユーロピウムがドーピングされたバリウム−マグネシウムアルミン酸−蛍光体の重量成分は、１０〜２０％である請求項１記載の蛍光体組成物。
【請求項８】
ユーロピウムがドーピングされたバリウム−マグネシウムアルミン酸−蛍光体の重量成分は、１３〜１７％である請求項１記載の蛍光体組成物。
【請求項９】
ユーロピウムがドーピングされたバリウム−マグネシウムアルミン酸−蛍光体の重量成分は、１０〜２０％である請求項１記載の蛍光体組成物。
【請求項１０】
マンガン及びユーロピウムがドーピングされたマンガン−ストロンチウム−バリウム−マグネシウムアルミン酸−蛍光体の重量成分は、１３〜１７％である請求項１記載の蛍光体組成物。
【請求項１１】
ユーロピウム及びマンガンがドーピングされたバリウム−マグネシウムアルミン酸−蛍光体の重量成分は、７〜３５％である請求項１記載の蛍光体組成物。
【請求項１２】
ユーロピウム及びマンガンがドーピングされたバリウム−マグネシウム−アルミン酸−蛍光体の重量成分は、１０〜３０％である請求項１記載の蛍光体組成物。
【請求項１３】
ユーロピウムがドーピングされたストロンチウム−アルミン酸−蛍光体の重量成分は、３〜１５％である請求項１記載の蛍光体組成物。
【請求項１４】
ユーロピウムがドーピングされたストロンチウム−アルミン酸−蛍光体の重量成分は、４〜１０％である請求項１記載の蛍光体組成物。
【請求項１５】
ユーロピウムがドーピングされたストロンチウム−ホウ素リン酸塩−蛍光体の重量成分は、３〜１５％である請求項１記載の蛍光体組成物。
【請求項１６】
ユーロピウムがドーピングされたストロンチウム−ホウ素リン酸塩−蛍光体の重量成分は、４〜１０％である請求項１記載の蛍光体組成物。
【請求項１７】
蛍光体組成物は、青緑色蛍光体成分として、ユーロピウム及びマンガンがドーピングされたバリウム−マグネシウム−アルミン酸−蛍光体を、３〜２０％、一層良好には５〜１５％の重量成分で有しており、ユーロピウムがドーピングされたストロンチウム−バリウム−カルシウム−亜鉛アパタイト−蛍光体を、２０〜３５％、一層良好には２５〜３２％の重量成分で有している請求項１記載の蛍光体組成物。
【請求項１８】
蛍光体組成物は、１つの層内で、低圧放電ランプの放電容器の内側表面上に堆積されている請求項１記載の蛍光体組成物。
【請求項１９】
蛍光体組成物は、複数の層内で、低圧放電ランプの放電容器の内側表面上に堆積されている請求項１記載の蛍光体組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
非常に高い色温度を有する低圧放電ランプ用の蛍光体合成物
本発明は、高い光収量と高い色温度の低圧放電ランプ用の蛍光体組成物に関する。蛍光体合成体は、そのために、ユーロピウムがドーピングされた酸化イットリウム、又は、セリウム及びマンガンがドーピングされたガドリニウム−亜鉛−マグネシウム−五ホウ酸塩のグループからなる、赤色波長領域で放射する蛍光物質、セリウム及びテルビウムがドーピングされたランタンホスファターゼ、及び／又は、テルビウムがドーピングされたセリウム−マグネシウム−アルミン酸、及び／又は、テルビウムがドーピングされたセリウム−マグネシウム五ホウ酸塩のグループからなる、緑色波長領域で放射する蛍光物質、及び場合によって、ユーロピウムがドーピングされたバリウム−マグネシウム−アルミン酸のタイプの青色波長領域で放射する蛍光物質を有している。
【０００２】
従来の技術
直線状の蛍光ランプ又はコンパクトな蛍光ランプのような低圧放電ランプのユーザは、最近益々、作動中、生物を活気付ける作用を有するようなランプを得ることに関心がある。測定により、電磁スペクトルの可視成分も、人体に生理的な作用を及ぼすことが分かった。殊に、人間の眼は、睡眠ホルモンであるメラトニンのホルモン増減を制御する受容器を有していることが分かった。この受容器は、特に青色領域内で感応性があり、その際、最大感度は、ほぼ４５０〜４７０ｎｍの範囲内である。
【０００３】
従って、この要求を満たす蛍光体合成物を探すことが重要であった。しかし、それと同時に、従来技術では通常の蛍光ランプが有している一般的な演色評価数があまり減らないようにする必要がある。良好な演色にするという要求の他に、ランプから放射される光束をできる限り高くする必要もある。高い光束にするには、緑色での最大光強度が要求されるのに対して、良好な演色性のためには、黒体放射に似た、光強度の、全ての波長での分布を前提とし、従って、最初の要求とは反対なので、高い光束の要求と非常に良好な演色性の要求とは相互に逆方向であるという難点がある。
【０００４】
発明の開示
この課題は、高い光収量と高い色温度の低圧放電ランプ用の蛍光体合成物であって、蛍光体合成物は、ユーロピウムがドーピングされた酸化イットリウム、又は、セリウム及びマンガンがドーピングされたガドリニウム−亜鉛−マグネシウム−五ホウ酸塩のグループからなる、赤色波長領域で放射する蛍光体、セリウム及びテルビウムがドーピングされたランタンホスファターゼ、及び／又は、テルビウムがドーピングされたセリウム−マグネシウム−アルミン酸、及び／又は、テルビウムがドーピングされたセリウム−マグネシウム五ホウ酸塩のグループからなる、緑色波長領域で放射する蛍光体、及び場合によって、ユーロピウムがドーピングされたバリウム−マグネシウム−アルミン酸のタイプの青色波長領域で放射する蛍光体を有している蛍光体合成物において、蛍光体合成物は、付加的に少なくとも１つの蛍光体、マンガン及びユーロピウムがドーピングされたマンガン−ストロンチウム−バリウム−マグネシウムアルミン酸、又は、ユーロピウム及びマンガンがドーピングされたバリウム−マグネシウム−アルミン酸、及び、ユーロピウムがドーピングされたストロンチウム−アルミン酸、及び、ユーロピウムがドーピングされたストロンチウム−バリウム−カルシウム−亜鉛アパタイト、及び、ユーロピウムがドーピングされたストロンチウム−ホウ素リン酸塩のグループからなる、青色乃至緑色波長領域で放射する蛍光体を有していることにより解決される。特に有利な実施例が従属請求項に記載されている。
【０００５】
本発明の基本的な技術思想は、本発明の低圧放電ランプでは、電気的なデータに関して比較可能な通常の低圧放電ランプと比べて、人体に強い活性化作用を及ぼすという点にある。この作用は、重要な青色成分を高めることによって行われ、つまり、ここでは、技術量として導入された所謂概日周期（日内リズム）の作用係数について定義される。この概日周期（日内リズム）の作用係数は、人間の眼の感度曲線を用いて求められた、放射ビーム出力の活性化作用成分と、全光束との比として記述される。その際、光束は、眼のスペクトル感度（通常の明度感度に関して）で評価されたビーム出力である。
つまり、光束は、ビーム出力についての２つの積分値の比、つまり、一方の場合、活性化作用を有する光受容器に及ぼす概日周期（日内リズム）の作用の重み付け係数と、他方の場合（光束の場合）、人間の眼の明度のスペクトル感度との比である。
【０００６】
概日周期（日内リズム）の作用係数という概念と、光束という概念も、それ自体導入された技術量である。この概念は、刊行物、Zeitschrift "LICHT", Ausgabe 7-8, 2002 Dr.Dietrich Gall  に記載されている。しかし、基礎となっている生理的な機構が、種々異なるパラメータに依存しており、つまり、例えば、暗順応時の眼は、明順応時の眼とは異なって応動する点を指摘しておく必要がある。正確な概日周期（日内リズム）の有効性が、殊に、明暗の順応に依存して青色スペクトル内に分布する点の詳細についての種々異なる科学的観点もあるが、ここでは、更に説明するに及ばない。
【０００７】
本発明は、その際、付加的に、ランプは、リフレッシュ作用して、肉体的且つ精神的な能力を上昇させるのみならず、ユーザが主観的にフレッシュ感を味わうことができるという利点を有している。このことは、青色成分が増強した結果、一層白色となった光で達成される。従って、比較的高コントラスト且つ比較的疲労しない視覚、及び、殊に読むこと、及び、一層フレッシュ且つ一層自然な演色を達成することができる。低圧放電ランプの本来の機能が、本発明で達成されるのみならず、相応の構成で寧ろ更に改善される。有利には、殊に、色温度８０００Ｋ及び８０よりも大きな演色評価数値Ｒａである。相応の青色蛍光体を添加することによって、２００００Ｋもの色温度も可能である。演色評価数は、同様に導入された量であり、物体色の外観と、相応のランプによる照明との一致の程度を示す。そのために、ドイツ工業規格ＤＩＮ６１６９で規格化された８個の試験色に従って色の推移が特定され、相応の評価数値が算出される。理論的に最適なランプでは、値Ｒａ＝１００が達成される。
【０００８】
測定により、青色波長領域内で光放射する、マンガン及びユーロピウムがドーピングされたマンガン−ストロンチウム−バリウム−マグネシウムアルミン酸−蛍光体を加えることによって、０．８〜１．２の概日周期（日内リズム）の作用係数を達成することができることが分かった。
【０００９】
特に高い概日周期（日内リズム）の作用係数であると同時に８０よりも大きな演色評価数Ｒａを達成するために、ユーロピウムがドーピングされた酸化イットリウム−蛍光体の重量成分は、３０〜５０％、有利には、３５〜４１％にされる。
【００１０】
赤色蛍光体として、ユーロピウムがドーピングされた酸化イットリウム−蛍光体の他に、セリウム及びマンガンがドーピングされたガドリニウム−亜鉛−マグネシウム−五ホウ酸塩−蛍光体を加えると、有利に、セリウム及びマンガンがドーピングされたガドリニウム−亜鉛−マグネシウム−五ホウ酸塩−蛍光体の重量成分は、５〜３０％になる。
【００１１】
緑色蛍光体成分として、有利には、セリウム及びテルビウムがドーピングされたランタンホスファターゼ、及び／又は、テルビウムでドーピングされたセリウム−マグネシウム−アルミン酸、及び／又は、テルビウムでドーピングされたセリウム−マグネシウム五ホウ酸塩のグループからなる蛍光体又は蛍光体の組合せがある。その際、セリウム及びテルビウムがドーピングされたランタンホスファターゼ−蛍光体の重量成分は、２２〜４０％、有利には、３０〜３４％である。
【００１２】
青色蛍光体成分として、場合によっては、ユーロピウムがドーピングされたバリウム−マグネシウム−アルミン酸−蛍光体を使うとよく、その際、全蛍光体組成物の重量成分は、有利には、１０〜２０％、良好には１３〜１７％にするとよい。
【００１３】
付加的な青色乃至青緑色蛍光体成分として、蛍光体組成物は、付加的に少なくとも１つの蛍光体、つまり、マンガン及びユーロピウムでドーピングされたマンガン−ストロンチウム−バリウム−マグネシウムアルミン酸、又は、ユーロピウム及びマンガンでドーピングされたバリウム−マグネシウム−アルミン酸、及び、ユーロピウムでドーピングされたストロンチウム−アルミン酸、及び、ユーロピウムでドーピングされたストロンチウム−バリウム−カルシウム−亜鉛アパタイト、及び、ユーロピウムでドーピングされたストロンチウム−ホウ素−リン酸塩のグループからなる蛍光体を有している。
【００１４】
マンガン及びユーロピウムがドーピングされたマンガン−ストロンチウム−バリウム−マグネシウムアルミン酸−蛍光体の重量成分は、その際、１０〜２０％、有利には、１３〜１７％である。
【００１５】
ユーロピウム及びマンガンがドーピングされたバリウム−マグネシウムアルミン酸−蛍光体では、重量成分は、有利には、７〜３５％、良好には、１０〜３０％である。
【００１６】
有利には、ユーロピウムがドーピングされたストロンチウムアルミン酸−蛍光体の場合、重量成分は、３〜１５％、良好には、４〜１０％にするとよい。
【００１７】
ユーロピウムがドーピングされたストロンチウム−ホウ素リン酸塩−蛍光体の場合、蛍光体組成物の重量成分は、有利には、３〜１５％、良好には、４〜１０％にするとよい。
【００１８】
蛍光体組成物の付加的な青緑色成分として、ユーロピウム及びマンガンがドーピングされたバリウム−マグネシウムアルミン酸−蛍光体を、重量成分３〜２０％、良好には、５〜１５％、及び、ユーロピウムがドーピングされたストロンチウム−バリウム−カルシウム−亜鉛アパタイト−蛍光体を、重量成分２０〜３５％、良好には、２５〜３２％で使用することもできる。
【００１９】
蛍光体組成物は、有利には、１つの蛍光体混合物の形式で、放電容器の内側上に堆積され、その際、１つの層から形成される。しかし、有利には、蛍光体コーティングを複数の層の形式で堆積してもよい。
【００２０】
付加的に、放電容器の内側と蛍光体層乃至複数層との間に、Ａｌ２Ｃ３、Ｙ２Ｃ３又は希土類酸化物を堆積するとよい。
【００２１】
図面の説明
以下、本発明について、図示の実施例を用いて詳細に説明する。
【００２２】
従って、本発明の、２６ｍｍ管径及び５８Ｗの消費電力のＴ８蛍光体ランプ用の蛍光体組成物について以下検討する。
【００２３】
管状の放電容器の内壁上の蛍光体層は、ユーロピウムがドーピングされた３８重量パーセントの酸化イットリウム蛍光体、セリウム及びテルビウムがドーピングされた３２重量パーセントのランタンホスファターゼ−蛍光体、ユーロピウムがドーピングされた１５重量パーセントのバリウム−マグネシウムアルミン酸、及び、マンガン及びユーロピウムがドーピングされた１５重量パーセントのマンガン−ストロンチウム−バリウム−マグネシウムアルミン酸−蛍光体から形成される。
【００２４】
蛍光体ランプは、色温度８０００Ｋ及び８０より大きな演色評価数を有している。このコーティングにより、１．０の概日周期（日内リズム）の作用係数を達成することができる。
【００２５】
図には、このランプの蛍光体組成物のスペクトルが図示されており、その際、波長に対する相対強度がｎｍ単位で示されている。
【００２６】
青緑色蛍光体として、マンガン及びユーロピウムがドーピングされたバリウム−マグネシウムアルミン酸−蛍光体を含む蛍光体組成物は、有利には、以下の重量成分を有している；
３７重量パーセント酸化イットリウム：Ｅｕ
３０重量パーセントランタンホスファターゼ：Ｃｅ，  Ｔｂ
１６重量パーセントバリウム−マグネシウムアルミン酸：Ｅｕ
１６重量パーセントバリウム−マグネシウムアルミン酸：Ｍｎ，  Ｅｕ
【００２７】
本発明の、ユーロピウムがドーピングされたストロンチウムアルミン酸を青緑色蛍光体成分として有する蛍光体組成物の場合、以下の重量パーセントが得られる：
３７重量パーセント酸化イットリウム：Ｅｕ
３０重量パーセントランタンホスファターゼ：Ｃｅ，  Ｔｂ  
２６重量パーセントバリウム−マグネシウムアルミン酸：Ｅｕ  
７重量パーセントストロンチウムアルミン酸：Ｅｕ
【００２８】
ユーロピウムが青緑色の第４の蛍光体成分としてドーピングされたストロンチウム−ホウ素リン酸塩の場合、以下の重量組成物が得られる：
３９重量パーセント酸化イットリウム：Ｅｕ
２８重量パーセントランタンホスファターゼ：Ｃｅ，  Ｔｂ  
２６重量パーセントバリウム−マグネシウムアルミン酸：Ｅｕ  
７重量パーセントストロンチウム−ホウ素リン酸塩：Ｅｕ
【００２９】
マンガン及びユーロピウムがドーピングされたバリウム−マグネシウムアルミン酸、及び、青緑色成分としてＥｕがドーピングされたストロンチウム−バリウム−カルシウム−亜鉛アパタイトを用い、及び、青色成分としてＥｕがドーピングされたバリウム−マグネシウムアルミン酸を用いない場合、以下の組成物が最適であることが分かった：
３７重量パーセント酸化イットリウム：Ｅｕ
２８重量パーセントランタンホスファターゼ：Ｃｅ，  Ｔｂ  
７重量パーセントバリウム−マグネシウムアルミン酸：Ｍｎ，  Ｅｕ  
２８重量パーセンのトストロンチウム−バリウム−カルシウム−亜鉛アパタイト：Ｅｕ
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ランプの蛍光体組成物のスペクトル
【図１】
2007532724.tif 000003
【国際調査報告】
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2007532724.tif 000006
2007532724.tif 000007
2007532724.tif 000008
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