JP2003017002A - 低エネルギー準位変換蛍光体を有する付ガス放電灯 - Google Patents

低エネルギー準位変換蛍光体を有する付ガス放電灯

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JP2003017002A JP2002128448A JP2002128448A JP2003017002A JP 2003017002 A JP2003017002 A JP 2003017002A JP 2002128448 A JP2002128448 A JP 2002128448A JP 2002128448 A JP2002128448 A JP 2002128448A JP 2003017002 A JP2003017002 A JP 2003017002A
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ions
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Koert Oskam
オスカム クルト
Andries Meijerink
メーイェリンク アンドリース
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Koninklijke Philips Electronics NV
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低エネルギー準位変換蛍光体を含む蛍光体被
膜を有し、ガス放電を開始し維持する手段を備えた、Ｖ
ＵＶ線を発生するガス放電に好適なガス充填物を充填し
たガス放電管を取付けたガス放電灯であって、ガス放電
の色スペクトルを広げたガス放電灯を提供する。 【解決手段】 低エネルギー準位変換蛍光体を含む蛍光
体被膜を有し、ガス放電を開始し維持する手段を備え
た、ＶＵＶ線を発生するガス放電に好適なガスを充填し
たガス放電管を取付けたガス放電灯であって、低エネル
ギー準位変換蛍光体がホスト格子中に第1のランタノイ
ドイオンと第2のランタノイドイオンからなる1対の活性
成分と増感成分を含み、該増感成分がセリウム（III）
イオン、プラセオジム(III)イオン、ネオジム(III)イオ
ン、サマリウム(III)イオン、ユーロピウム(III)イオ
ン、ガドリニウム(III)イオン、テルビウム(III)イオ
ン、ジスプロシウム(III)イオン、ホルミウム(III)イオ
ン、エルビウム(III)イオン、ツリウム(III)イオン、イ
ッテリビウム(III)イオン及びルテチウム(III)イオンか
らなる群から選択される、ガス放電灯。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低エネルギー準位
変換蛍光体を含む蛍光体被膜を有し、ガス放電を開始し
維持する手段を備え、ＶＵＶ線を発生するガス放電を支
持するに好適なガスを充填したガス放電管が取付けられ
たガス放電灯に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の蛍光灯には水銀ガス放電灯がある
が、水銀ガス放電灯の発光は低圧水銀ガス放電に基づく
ものである。低圧水銀ガス放電によって、主に最大波長
が２５４ｎｍにある近ＵＶ領域の光が発光され、該光は
ＵＶ蛍光体によって可視光線に変換される。
【０００３】水銀ガス放電灯は精密技術に属し、放電灯
効率ηｌａｍｐを単に他のランプ技術により合わせた
り、あるいはより大きくすることはできるが困難であ
る。
【０００４】しかしながら、ガス充填物中の水銀は環境
的に有害で有毒な物質であると認識新たになってきてお
り、使用、生産、廃棄において環境に対して危険性があ
るので該環境的有害有毒な物質は今日大量生産する際に
はできるだけ避けるべきである。
【０００５】従来の水銀ガス放電灯の代替品である水銀
を含まないあるいは少量の水銀しか含まないガス放電灯
の一つとして、主としてキセノンを含有するガス充填物
を含む低圧キセノンガス放電灯がある。低圧キセノンガ
ス放電灯でガス放電が生ずると、水銀放電のUV光線と対
照的に真空紫外線（ＶＵＶ線）が発生する。ＶＵＶ線
は、例えばXe２ ＊のエキシマーによって発生し、約172
ｎｍの領域の広いスペクトルを有する分子バンド光線で
ある。この放電灯技術を用いると６５％の放電効率η
ｄｉｓが達成される。
【０００６】低圧キセノンガス放電灯の他の利点は、ガ
ス放電の応答時間が短いことで、これによって自動車の
シグナル灯や、コピー機あるいはファックス装置のラン
プとして、あるいは水殺菌灯として有益となる。
【０００７】しかしながら、低圧キセノンガス放電灯は
水銀ガス放電灯の放電効率ηｄｉｓに匹敵する放電効率
ηｄｉｓを達成したが、低圧キセノンガス放電灯の放電
効率ηｄｉｓは依然水銀ガス放電灯よりも明らかに低
い。
【０００８】原則的には、ランプ効率ηlampは、部品の
放電効率ηdis、蛍光体効率ηphos、放電灯から出る発
生した可視光線の比率ηescとなる発生可視光線の比率
と蛍光体によって発生するUV光線の比率ηvuvとから決
まる。 ηlamp＝ηdis・ηphos・ηesc・ηvuv
【０００９】従来の低圧キセノンガス放電灯の欠点の一
つは、放電灯の蛍光体被膜によって１７２ｎｍ周辺の波
長の高いエネルギーのＶＵＶ光子から可視スペクトル４
００ｎｍから７００ｎｍの比較的低いエネルギー光子へ
の変換効率が原則的に低いことである。たとえ、蛍光体
の量子効率がＶＵＶ光子を可視光子に変換することによ
って１００％に近くなっても、非発光遷移により平均６
５％のエネルギーが失われる。
【００１０】しかしながら、ＶＵＶ光子を可視光子に変
換するのに１００％より大きい量子効率を達成するＵＶ
Ｕ蛍光体を開発することは既に可能となっていることは
驚くべきことである。この量子効率は、ＶＵＶ量子は電
子エネルギー７．３ｅＶを有し、電子エネルギーが２．
５ｅＶの２つの可視光子に変換されることによって達成
される。低圧キセノンガス放電灯に対するこのような蛍
光体は、例えば、ReneT. Wegh, Harry Donker, Koentra
ad D. Oskam, Andries Meijerink “VisibleQuantum Cu
tting in LiGdF4:Eu3+ through Downconversion “サイ
エンス２８３、６６３から知られている。
【００１１】「高エネルギー準位変換」（“ｕｐ ｃｏ
ｎｖｅｒｓｉｏｎ”によって２つの可視長波長光子から
１つの短波長光子を発生するとして最近知られている多
重光子蛍光体と同様に、上記新しい蛍光体は一つの短波
長光子から２つの長波長光子を発生するものであり、低
エネルギー準位変換（“ｄｏｗｎ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏ
ｎ”）蛍光体として知られている。
【００１２】しかしながら、既知の低エネルギー準位の
量子効率は高いけれど、このことは結果として蛍光効率
ηｐｈｏｓは量子効率のみでなく、変換されるＶＵＶ線
を吸収する蛍光体の能力によっても影響される。しかし
ながら、既知の低エネルギー準位変換蛍光体の吸収能力
は非常に低い。光子中で望ましくない吸収が生じ、非常
に大きなエネルギーが失われ、したがって励起状態の占
有率が減少する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、低エ
ネルギー準位変換蛍光体を含む蛍光体被膜を有し、ガス
放電を開始し維持する手段を備えた、ＶＵＶ線を発生す
るガス放電に好適なガスを充填したガス放電管を取り付
けたガス放電灯であって、ガス放電の色スペクトルを広
げたガス放電灯を開発することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この目
的は低エネルギー準位変換蛍光体を含む蛍光体被膜を有
し、ガス放電を開始し維持する手段を備えた、ＶＵＶ線
を発するガス放電に好適なガスを充填したガス放電管を
取付けたガス放電灯であって、低エネルギー準位変換蛍
光体がホスト格子中に第1のランタノイドイオンと第2の
ランタノイドイオンからなる1対の活性成分と増感成分
を含み、該増感成分がセリウム（III）イオン、プラセ
オジム(III)イオン、ネオジム(III)イオン、サマリウム
(III)イオン、ユーロピウム(III)イオン、ガドリニウム
(III)イオン、テルビウム(III)イオン、ジスプロシウム
(III)イオン、ホルミウム(III)イオン、エルビウム(II
I)イオン、ツリウム(III)イオン、イッテリビウム(III)
イオン及びルテチウム(III)イオンからなる群から選択
される、ガス放電灯によって達成される。
【００１５】特に、当該技術水準に対して有利な効果が
得れらる。
【００１６】本発明の一部として、低エネルギー準位変
換蛍光体が、第１のランタノイドイオンとしてのガドリ
ニウム(III)イオンと、第２のランタノイドイオンとし
てのホルミウム(III)イオンと、テルビウム(III)イオ
ン、イッテリビウム(III)イオン、ジスプロシウム(III)
イオン、ユーロピウム(III)イオン、サマリウム(III)イ
オンおよびマグネシウム(III)イオンからなる群から選
択される共活性成分とを含むことが好ましい。
【００１７】また、低エネルギー準位変換蛍光体のホス
ト格子が、フッ化物であることが好ましい。
【００１８】また、低エネルギー準位変換蛍光体が、第
1のランタノイドイオンを１０−９９．９８モル％の濃
度で含み、第２のランタノイドイオンを０．０１−３０
モル％の濃度で含み、増感剤を０．０１−３０モル％で
含むことが特に好ましい。
【００１９】本発明に係るガス放電灯の一実施態様で
は、低エネルギー準位変換蛍光体は、増感剤を０．５モ
ル％の濃度で含む。
【００２０】本発明に係るガス放電灯の別の実施態様で
は、低エネルギー準位変換蛍光体は、共活性成分を０．
５モル％の濃度で含む。
【００２１】さらに、本発明は、ホスト格子中に第1の
ランタノイドイオンと第2のランタノイドイオンからな
る1対の活性成分と増感成分を含み、該増感成分がセリ
ウム（III）イオン、プラセオジム(III)イオン、ネオジ
ム(III)イオン、サマリウム(III)イオン、ユーロピウム
(III)イオン、ガドリニウム(III)イオン、テルビウム(I
II)イオン、ジスプロシウム(III)イオン、ホルミウム(I
II)イオン、エルビウム(III)イオン、ツリウム(III)イ
オン、イッテリビウム(III)イオン及びルテチウム(III)
イオンからなる群から選択される、低エネルギー準位変
換蛍光体に関する。
【００２２】蛍光体は、量子効率が高く、ＶＵＶ光子の
吸収率が高く、耐薬品性が高いことを特徴とし、従って
プラズマスクリーン含め産業上の用途に特に適合する。
このような蛍光体は、自動車のシグナル灯に好適に使用
できる。
【００２３】本発明を、以下にさらに詳細に説明する。
本発明に係るガス放電灯は、ガス充填物を含み蛍光体層
により可視光線に対して部分的に透明となっている表面
を持つ少なくとも１つの壁を有するガス放電管を備え
る。蛍光体被膜は、無機結晶ホスト格子を有する蛍光体
組成物を含む。無機結晶ホスト格子は、第１のランタノ
イドイオンと第２のランタノイドイオンとからなる１対
の活性成分により活性化されその光度を出す。前記低エ
ネルギー準位変換蛍光体が、セリウム（III）イオン、
プラセオジム(III)イオン、ネオジム(III)イオン、サマ
リウム(III)イオン、ユーロピウム(III)イオン、ガドリ
ニウム(III)イオン、テルビウム(III)イオン、ジスプロ
シウム(III)イオン、ホルミウム(III)イオン、エルビウ
ム(III)イオン、ツリウム(III)イオン、イッテリビウム
(III)イオン及びルテチウム(III)イオンからなる群から
選択される増感成分によって感度を上げている。また、
ガス放電灯は、ガス放電を開始する電極構造とガス放電
を開始して維持するさらに別の手段を備えている。
【００２４】ガス放電灯は低圧キセノンガス放電灯であ
ることが好ましい。ガス放電を開始する点で異なる種々
の低圧キセノンガス放電灯が知られている。ガス放電ス
ペクトルは、まずガス放電管の内側のVUV蛍光体の被膜
内で可視光に変換され人の目には見えないＶＵＶ線を高
い比率で含んでいる。以下に、「真空紫外線」の用語
は、１４５ｎｍと１８５ｎｍの間の波長領域で発光が最
大となる電磁波をも指す。
【００２５】ガス放電灯の典型的な構造は、キセノンが
充填された円筒状ガラス灯管を有し、ガラス灯管の壁の
外側に互いに電気的に絶縁した一対の帯状電極が配置さ
れている。帯状の電極は灯管の全長に渡って延び、電極
の長辺は互いに対向して２つのギャップを形成してい
る。電極は高電圧源の両極に連結され、２０ＫＨｚから
５００ｋＨｚのオーダーの交流電圧によって作動され、
電気放電が灯管の内表面の領域内のみで生ずるようにし
てある。
【００２６】交流電圧を電極に印加すると、キセノン含
有充填ガス中で無声電気放電を開始することが可能とな
る。その結果、キセノン中にエキシマー、即ち、励起キ
セノン原子と基底状態のキセノン原子とからなる分子が
形成される。 Ｘｅ＋Ｘ＊＝Ｘｅ２ ＊
【００２７】波長λ＝１７０ｎｍ−１９０ｎｍのＶＵＶ
線として励起エネルギーが再度放出される。電子エネル
ギーからＵＶ光線へのこの変換効率は高い。発生したＶ
ＵＶ光子は、蛍光層の蛍光体によって吸収され、励起エ
ネルギーの一部がスペクトルのより長い波長領域で再度
放出される。
【００２８】原則として、放電管は板状、単一管、共軸
管、直線形状、Ｕ字形状、円形湾曲形状あるいはコイル
形状、円筒形状あるいは他の形状の放電管等の種々の形
状が可能である。
【００２９】放電管の材料としては、石英あるいはガラ
スタイプのものが用いられる。
【００３０】電極は、アルミニウムあるいは銀等の金
属、金属合金あるいはＩＴＯ等の透明な導電性無機化合
物から形成する。電極は、被膜として、あるいは接着性
箔として、あるいはワイヤあるいはワイヤメッシュの形
に形成することができる。
【００３１】放電管には、キセノン、クリプトン、ネオ
ンあるいはヘリウム等の希ガスを含むガス混合物が充填
されている。例えば、２Ｔｏｒｒの低ガス圧の酸素を含
まない主としてキセノンからなるガス充填物が好まし
い。ガス充填物に少量の水銀を含ませて放電中ガス圧を
低く保持することができる。
【００３２】ガス放電管の内壁の一部あるいは全面を、
１種あるいは2種以上の蛍光物質あるいは蛍光組成物を
含む蛍光被膜で被覆する。蛍光層に、有機あるいは無機
結合剤をあるいは結合剤を組合わて含ませることもでき
る。
【００３３】蛍光体被膜は蛍光体としてのガス放電管の
内壁に塗布することが好ましく、単一の蛍光体層あるい
は複数の蛍光体層、特に基材と被覆層とからなる2層と
することができる。
【００３４】基材および被覆層を備えた蛍光体被膜の場
合、被覆層での低エネルギー準位変換蛍光体の量を減少
し、基材層には廉価の蛍光体を使用することが可能とな
る。基材層は、蛍光物質として所望のランプ陰影を出す
ため蛍光体としてカルシウムハロリン酸塩を選択して含
むことが好ましい。
【００３５】被覆層は低エネルギー準位変換蛍光体を含
み、該低エネルギー準位変換蛍光体はガス放電によって
発生するＵＶ光線の本質部分を形成するが、該ＵＶ光線
は直接可視領域内の求められた光線に変換される。
【００３６】本発明の蛍光体の必須の特徴としては、蛍
光体がホスト格子中に第1、第２のランタノイドイオン
からなる1対の活性成分と共活性成分と増感剤とを含む
ことである。
【００３７】活性成分の対中第1のランタノイドイオン
はガドリニウム(III)イオンであり、活性成分対の第2の
ランタノイドイオンはホルミウム(III)イオン及びユー
ロピウム(III)イオンから選択することができる。
【００３８】増感剤は、セリウム（III）イオン、プラ
セオジム(III)イオン、ネオジム(III)イオン、サマリウ
ム(III)イオン、ユーロピウム(III)イオン、ガドリニウ
ム(III)イオン、テルビウム(III)イオン、ジスプロシウ
ム(III)イオン、ホルミウム(III)イオン、エルビウム(I
II)イオン、ツリウム(III)イオン、イッテリビウム(II
I)イオン及びルテチウム(III)イオンからなる群から選
択される。一般的に、これらのイオンも電子配置から４
ｆｎイオンとして知られている。
【００３９】増感剤は、ＶＵＶ線に対する低エネルギー
準位変換蛍光体の感度を上げ、波長従属性を低減する。
増感剤は、１００−２００ｎｍの所要ＶＵＶ領域に高い
自己吸収を示す。この自己吸収は、１８３、１９５、２
０２んｍの増感していない低エネルギー変換蛍光体の自
己吸収よりも実質的に大きい。格子が干渉することによ
って、マトリックスを通る励起状態を生じさせ、それに
よってエネルギーを熱振動の形でマトリックスに放出す
るので、活性成分対に対するエネルギーの移動に損失が
生ずる。そして、吸収された励起エネルギーは低減して
いるが、活性成分に伝達され、低エネルギー準位変換機
構を活性化する。低エネルギー準位変換蛍光体の感度は
ＶＵＶ線に対する蛍光発光能力が増感剤によって上昇さ
せているので、蛍光体はより強く発光する。
【００４０】さらに、低エネルギー変換発光体は、共活
性成分を含むこともできる。共活性成分はテルビウム、
イッテリビウム、ジスプロシウム、ユーロピウムおよび
サマリウムの３価のイオン及びマグネシウムの２価のイ
オンからなる群から選択される。第1のランタノイドイ
オンと第2のランタノイドイオンとの活性成分対と共活
性成分イオンとが光子を連続的に放出するのに協働し、
これらの光子は蛍光体が1つのＶＵＶ光子から2個以上の
可視光子を発生させる。
【００４１】励起機構はガドリニウム(III)イオンを８
Ｓ−６Ｇ励起することによって生じ、該遷移は、Ｇｄ
（III）イオンとホルミウム(ＩＩＩ)イオンとの間での
相互緩和遷移のより生ずる。相互緩和遷移によって、ガ
ドリニウム(III)イオンは６Ｇ状態から６Ｐ状態へ変化
し、放出されたエネルギーがホルミウム(III)イオンを
５Ｉ８状態から５Ｆ５状態に変化させ、あるいはユーロ
ピウム(III)イオンを７F ０状態から５D０状態に変化さ
せる。その後、ホルミウム(III)イオンあるいはユーロ
ピウム(III)イオンは、５Ｆ５から５Ｉ８あるいは５D０
から７F０への遷移に対応するエネルギーの可視光子を
放出する。
【００４２】ガドリニウム(III)イオンの６Ｐ状態から
共活性成分へのエネルギーが移動すると、このエネルギ
ー移動によっても可視光子が放出される。
【００４３】低エネルギー準位変換蛍光体のホスト格子
は、両活性成分を２−３％ドープしたフッ化物、酸化
物、ハロゲナイド、アルミン酸塩、没食子酸塩、リン酸
塩、ホウ酸塩あるいはケイ酸塩等の無機材料から形成す
ることができる。活性成分は、格子位置上あるいはホス
ト格子の隙間格子位置に配置させることもできる。
【００４４】ホスト格子は、Ｍ１＝Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒ
ｂあるいはＣｓの組成Ｍ１Ｆのフッ化物、Ｍ２＝Ｍｇ，
Ｃａ，ＳｒあるいはＢａの組成Ｍ２Ｆ２のフッ化物、Ｍ
３＝Ｂ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａあるいはラ
ンタノイドの組成Ｍ３Ｆ３のフッ化物等のフッ化物が好
ましい。特に、第1のランタノイド活性成分イオンＧａ
３＋がホスト格子の一部であるＧａＦ３が好ましい。
【００４５】さらに、ホスト格子は、ガドリニウムもホ
スト格子の一部となっている、Ｍ１＝Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，
ＲｂあるいはＣｓのＭ１ＧｄＦ４、Ｍ１ ２ＧｄＦ５、Ｍ
１ ３ＧｄＦ６、Ｍ１Ｇｄ２Ｆ７、Ｍ１Ｇｄ３Ｆ１０、Ｍ
１ ５Ｇｄ９Ｆ３２、あるいはＭ２＝Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，
Ｂａ，ＭｎあるいはＺｎのＭ２ＧｄＦ５、Ｍ２ ２ＧｄＦ
７、Ｍ２ ３ＧｄＦ９、Ｍ２Ｇｄ２Ｆ８、Ｍ２Ｇｄ３Ｆ
１１、Ｍ２Ｇｄ４Ｆ１４あるいはＭ２ １３Ｇｄ６Ｆ４３
の組成の第3級ガドリニウム含有フッ化物が好ましい。
【００４６】ホスト格子としては、Ｍ１＝Ｌｉ，Ｎａ，
Ｋ，ＲｂあるいはＣｓおよびＭ３＝Ｂ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｇ
ａ、Ｓｃ、Ｙ、ＬａあるいはランタノイドのＭ１Ｍ３Ｆ
４、Ｍ１ ２Ｍ３Ｆ５、Ｍ１ ３Ｍ３Ｆ６、Ｍ１Ｍ
３ ２Ｆ７、Ｍ１Ｍ３ ３Ｆ１０、Ｍ１ ５Ｍ３ ９Ｆ３２、あ
るいはＭ２＝Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ、Ｂａ、MnあるいはZnお
よびＭ ３＝Ｂ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａある
いはランタノイドのＭ２Ｍ３Ｆ ５、Ｍ２ ２Ｍ３Ｆ７、Ｍ
１Ｍ３ ２Ｆ８、Ｍ２ ３Ｍ３Ｆ９、Ｍ２Ｍ３ ３Ｆ１１、Ｍ
２Ｍ３ ４Ｆ１４、Ｍ２ １３Ｍ３ ６Ｆ４３およびＭ３＝
Ｂ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａあるいはランタ
ノイドおよびＭ４＝Ｔｉ，Ｚｒ，Ｓｉ、Ｇｅ，Ｓｎある
いはＰｂのＭ３Ｍ４Ｆ７、Ｍ３ ２Ｍ４Ｆ１０、Ｍ３ ３Ｍ
４Ｆ１３、Ｍ３Ｍ４ ２Ｆ１１、Ｍ３Ｍ４ ３Ｆ１５、Ｍ３
Ｍ４ ４Ｆ１９の組成のフッ化物が好ましい。
【００４７】特に、ホスト格子のフッ化物としては、ホ
スト格子がカルシウムフッ化物結晶格子タイプ系のもの
も好ましい。これらの格子では、カチオンは８配位を有
する。また、カチオンが９配位であるＹＦ３結晶格子タ
イプから得られる格子を有するフッ化物が好ましい。高
い配位形状および非極性配位子により、これらのホスト
格子はホスト格子の一部であるカチオンに対する配位子
フィールドが低いことによって特徴付けられる。
【００４８】活性成分対をドープした蛍光体は、１０−
９９．８モル％の3価のガドリニウムおよび０．０１−
３０モル％、特に好ましくは１．０モル％の３価のホル
ミウムあるいは3価のユーロピウムを含むことが好まし
い。
【００４９】蛍光体を製造する際に、ＴｂＦ３、ＹｂＦ
３、ＤｙＦ３、ＥｕＦ３、ＳｍＦ３、あるいはＭｎＦ２
を出発化合物に加えることによって、低エネルギー準位
変換蛍光体を３価の共活性成分テルビウム、イッテルビ
ウム、ジスプロシウム、ユーロピウム、サマリウムある
いはマンガンによって容易にドープすることができる。
【００５０】本発明で増感した低エネルギー変換蛍光体
の吸収係数は、キセノン発光の領域の波長に対しては特
に大きく、また量子効率レベルも高い。ホスト格子はル
ミネセンス工程のファクターではないが、活性成分イオ
ンのエネルギーレベルの正確な位置に影響を与え、その
結果吸収波長および発光波長に影響を与える。発光バン
ドは、長紫外線から黄橙の領域に渡るが、主に電磁スペ
クルの赤および緑領域に位置する。これらの蛍光体の消
光温度は、１００℃より高い。
【００５１】蛍光体粒子の粒度は、臨界的ではない。通
常、蛍光体としては粒度分布が１−２０μｍの間にある
微細粒状粉末を用いる。
【００５２】放電管の壁に蛍光体層を形成する方法とし
ては、静電電着法あるいは静電支持スパッタリング法等
の乾式コーティング法あるいは浸漬コーティング法ある
いはスプレー法等の湿式コーティング法のいずれも使用
可能である。
【００５３】湿式コーティング法では、蛍光体組成物を
水に分散しなければならず、あるいは分散剤、界面活性
剤および発泡防止剤あるいは結合剤と一緒に適用できる
場合は有機溶媒に分散させなければならない。本発明に
係るガス放電灯に対して好適な結合剤組成としては、２
５０℃の作動温度で破壊も、脆弱化も脱色もすることな
く耐性を示す有機あるいは無機結合剤が挙げられる。
【００５４】例えば、蛍光体組成物はフローコーティン
グ法で放電管の璧部に塗布することができる。フローコ
ーティング法用のコーティング懸濁液は、溶媒として水
あるいはブチルアセテート等の有機化合物を含む。安定
剤、液化剤、セルロース誘導体等の添加物を加えること
によって懸濁液を安定化し、そのレオロジー特性を変え
る。蛍光体懸濁液を薄膜として放電管の壁部に塗布し、
乾燥し、６００℃で焼き付ける。
【００５５】蛍光体層用蛍光体組成物を放電管の内側に
静電電着することも好ましいと言えよう。
【００５６】白色光を出すガス放電灯の場合、本発明で
は、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ ２＋、Ｓｒ３（ＰＯ
４）Cl：Ｅｕ２＋から選択した青色発光蛍光体と赤‐緑
色発光蛍光体との組合わせ、あるいは（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ
３：Ｅｕ３＋およびＹ２Ｏ３：Ｅｕ３＋から選択し緑色
発光蛍光体との組合わせ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ２＋、
（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｔｂ，ＣｅＭｇＡｌ１１Ｏ１９：
ＴｂとＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂからなる群から選択し緑
色―赤色発光蛍光体が好ましい物質と言えよう。
【００５７】通常、蛍光体層の層の厚さは、５−１００
μｍである。その後、放電管を排気し、全てのガス状汚
染物質、特に酸素を除去する。そして、放電管に、キセ
ノンを充填し、封止する。
【００５８】（実施例１）長さが５９０ｍｍ、直径が２
４ｍｍで、壁の厚さが０．８ｍｍの円筒状ガラス放電管
に圧力を２００ｈＰａとしてキセノンを充填した。放電
管は、直径が２．２ｍｍの貴金属性棒形状の軸に平行な
内部電極を内部に有し、放電管の外部に軸に平行とし電
源と導通連結した２本の幅２ｍｍの導電性の銀製帯状体
からなる外部電極を設ける。放電灯は、パルスＤＣ電圧
で作動させる。
【００５９】放電管の内壁を蛍光体層で被覆する。
【００６０】蛍光体層は、青色成分として以下の成分Ｂ
ａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ＋２、緑色成分としてＬａ
ＰＯ４Ｃｅ，Ｔｂおよび赤色成分としてＬｉＧｄＦ４：
Ｅｕ，Ｐｒを有する３つのバンドを持つ蛍光体混合物を
含有する。
【００６１】１．０ｍｏｌ％のユーロピウムおよび１．
０ｍｏｌ％のプラセオジムを含むＬｉＧｄＦ４：Ｅｕ，
Ｐｒを作るために、２９．４ｇのＧｄＦ、 ３．６ｇの
ＬｉＦ、０．２９ｇのＥｕＦ３と０．２８ｇのＰｒＦ３
とをメノウ乳鉢で充分に混合し、粉砕した。混合物を石
英管内でコランダム製ルツボ内で圧力８ｈＰａのアルゴ
ン雰囲気で２時間３００℃で仮焼した。焼成する間に、
石英管をアルゴンで３度フラッシュし、再度８ｈＰａに
脱気した。その後、オーブンの温度を５．５℃／分の割
合で上げて７００℃とし、混合物を７００℃で２４時間
焼結した。焼結粉末を再度粉砕し、ふるいで４０μｍ未
満の粒度とした。形成された相の結晶構造をＸ線回折計
でチェックした。
【００６２】この放電灯の光効率は、当初３７ｌｍ／Ｗ
であった。１０００時間の作動時間後、光効率は３４ｌ
ｍ／Ｗであった。ＶＵＶ光に対する量子効率は約７０％
である。
【００６３】(実施例２)長さ５９０ｍｍ、直径２４ｍｍ
および壁厚０．８ｍｍの０円筒状ガラス放電管に２００
ｈＰａ圧力でキセノンを充填する。放電管は、直径２．
２ｍｍの貴金属棒形状の軸に平行な内部電極を内部に有
している。放電管の外側に軸に平行で電源に導通連結さ
せた２本の幅２ｍｍの導電性の銀製帯状体からなる外部
電極を設ける。放電灯は、パルスＤＣ電圧で作動する。
【００６４】放電管の内側を蛍光層で被覆する。蛍光体
層は、青色成分としてＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ
＋２および緑−赤色成分としてＢａＧｄＦ５：Ｅｒ，Ｈ
ｏ，Ｔｂからなる成分を有する３つのバンドを持つ蛍光
体混合物を含有する。
【００６５】３．０ｍｏｌ％のユーロピウム、１．０ｍ
ｏｌ％のホルミウムおよび０．５ｍｏｌ％のテルビウム
を含むＢａＧｄＦ５：Ｅｒ，Ｈｏ，Ｔｂを作るために、
２８．５ｇのＧｄＦ３、２４．５ｇのＢａＦ２、１．６
ｇのＥｒＦ３、０．３１ｇのＨｏＦ３および０．３０ｇ
のＴｂＦ３を充分に混合し、メノウ乳鉢で粉砕した。混
合物を石英管内においてコランダム製ルツボ内で圧力８
ｈＰａのアルゴン雰囲気で２時間３００℃で仮焼した。
焼成する間に、石英管をアルゴンで３度フラッシュし、
再度８ｈＰａに脱気した。その後、オーブンの温度を
５．５℃／分の割合で上げて７００℃とし、混合物を７
００℃で２４時間焼結した。焼結粉末を再度粉砕し、ふ
るいで４０μｍ未満の粒度とした。形成された相の結晶
構造をＸ線回折計でチェックした。
【００６６】この放電灯の光効率は、当初３７ｌｍ／Ｗ
であった。１０００時間の作動時間後、光効率は３４ｌ
ｍ／Ｗであった。ＶＵＶ光に対する量子効率は約７０％
である。
【００６７】(実施例３)長さ５９０ｍｍ、直径２４ｍｍ
および壁厚０．８ｍｍの０円筒状ガラス放電管に２００
ｈＰａ圧力でキセノンを充填する。放電管は、直径２．
２ｍｍの貴金属棒形状の軸に平行な内部電極を内部に有
している。放電管の外側に軸に平行で電源に導通連結さ
せた２本の幅２ｍｍの導電性の銀製帯状体からなる外部
電極を設ける。放電灯は、パルスＤＣ電圧で作動する。
【００６８】放電管の内側を蛍光層で被覆する。蛍光体
層は、青色成分としてＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ
＋２、緑色成分としてＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂおよび赤
色成分としてＮａＧｄＦ４：Ｙｂ，Ｅｕからなる成分を
有する３つのバンドを持つ蛍光体混合物を含有する。
【００６９】１．０ｍｏｌ％のイッテルビウムおよび
１．０ｍｏｌ％のユーロピウムとを含むＮａＧｄＦ４：
Ｙｂ、Ｅｒを作るために、２９．１ｇのＧｄＦ３、５．
９ｇのＮａＦ、１０．３５ｇのＹｂＦ３および０．２９
ｇのＥｕＦ３をメノウ乳鉢で充分に混合し、粉砕した。
混合物を石英管内においてコランダム製ルツボ内で圧力
８ｈＰａのアルゴン雰囲気で２時間３００℃で仮焼し
た。焼成する間に、石英管をアルゴンで３度フラッシュ
し、再度８ｈＰａに脱気した。その後、オーブンの温度
を５．５℃／分の割合で上げて７００℃とし、混合物を
７００℃で２４時間焼結した。焼結粉末を再度粉砕し、
ふるいで４０μｍ未満の粒度とした。形成された相の結
晶構造をＸ線回折計でチェックした。
【００７０】この放電灯の光効率は、当初３７ｌｍ／Ｗ
であった。１０００時間の作動時間後、光効率は３４ｌ
ｍ／Ｗであった。ＶＵＶ光に対する量子効率は約７０％
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クルト オスカム オランダ国 3583 ユトレヒト レンブラ ントカーデ 30 (72)発明者 アンドリース メーイェリンク オランダ国 3769 デーヘー スースター ベルフ カンプウェッハ ４ Ｆターム(参考） 4H001 CA04 CA07 XA03 XA09 XA11 XA56 XA64 YA00 YA25 YA62 YA63 YA66 YA67 YA70 5C043 AA02 CC08 CC16 CC19 DD28 EB01 EB04 EC06

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 低エネルギー準位変換蛍光体を含む蛍光
    体被膜を有し、ガス放電を開始し維持する手段を備え、
    ＶＵＶ線を発生するガス放電に好適なガスを充填したガ
    ス放電管を取付けたガス放電灯であって、低エネルギー
    準位変換蛍光体がホスト格子中に第1のランタノイドイ
    オンと第2のランタノイドイオンからなる1対の活性成分
    と増感成分を含み、該増感成分がセリウム（III）イオ
    ン、プラセオジム(III)イオン、ネオジム(III)イオン、
    サマリウム(III)イオン、ユーロピウム(III)イオン、ガ
    ドリニウム(III)イオン、テルビウム(III)イオン、ジス
    プロシウム(III)イオン、ホルミウム(III)イオン、エル
    ビウム(III)イオン、ツリウム(III)イオン、イッテリビ
    ウム(III)イオン及びルテチウム(III)イオンからなる群
    から選択される、ガス放電灯。
  2. 【請求項２】 前記第1のランタノイドイオンがガドリ
    ニウム（III）イオンであり、前記第2のランタノイドイ
    オンがホルミウム（III）イオンである、請求項１記載
    のガス放電灯。
  3. 【請求項３】 第1のランタノイドとしてガドリニ(III)
    イオン、第2のランタノイドイオンとしてホルミウム(II
    I)イオンあるいはユーロピウム(III)イオン及びテルビ
    ウム（III）イオン、イッテルビウム（III）イオン、ジ
    スプロシウム（III）イオン、ユーロピウム（III）イオ
    ン、サマリウム（III）イオン及びマンガン（II）イオ
    ンからなる群から選択される共活性成分を有する、請求
    項１に記載のガス放電灯。
  4. 【請求項４】 前記低エネルギー準位変換蛍光体の前記
    ホスト格子が、フッ化物である、請求項１記載の放電
    灯。
  5. 【請求項５】 前記低エネルギー準位変換蛍光体が、第
    1のランタノイドイオンを１０−９９．９８モル％の濃
    度、第２のランタノイドイオンを０．０１−３０モル％
    の濃度及び増感成分を０．０１−３０．０モル％の濃度
    で含む、請求項１の放電灯。
  6. 【請求項６】 前記低エネルギー準位変換蛍光体が、増
    感成分を０．５モル％の濃度で含む、請求項１の放電
    灯。
  7. 【請求項７】 前記低エネルギー準位変換蛍光体が、共
    活性成分を０．０１−３０モル％の濃度で含む、請求項
    １の放電灯。
  8. 【請求項８】 前記低エネルギー準位変換蛍光体が、共
    活性成分を０．５モル％の濃度で含む、請求項１の放電
    灯。
  9. 【請求項９】 前記低エネルギー準位変換蛍光体が、ホ
    スト格子中に第1のランタノイドイオンと第2のランタノ
    イドイオンからなる1対の活性成分と増感成分を含み、
    該増感成分がセリウム（III）イオン、プラセオジム(II
    I)イオン、ネオジム(III)イオン、サマリウム(III)イオ
    ン、ユーロピウム(III)イオン、ガドリニウム(III)イオ
    ン、テルビウム(III)イオン、ジスプロシウム(III)イオ
    ン、ホルミウム(III)イオン、エルビウム(III)イオン、
    ツリウム(III)イオン、イッテリビウム(III)イオン及び
    ルテチウム(III)イオンからなる群から選択される、低
    エネルギー準位変換蛍光体。
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