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JP2002020745A - 弗化物蛍光体及びこれを使用した蛍光ランプ - Google Patents

弗化物蛍光体及びこれを使用した蛍光ランプ

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Publication number
JP2002020745A
JP2002020745A JP2000212735A JP2000212735A JP2002020745A JP 2002020745 A JP2002020745 A JP 2002020745A JP 2000212735 A JP2000212735 A JP 2000212735A JP 2000212735 A JP2000212735 A JP 2000212735A JP 2002020745 A JP2002020745 A JP 2002020745A
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JP
Japan
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phosphor
fluorescent lamp
light
fluoride
airtight container
Prior art date
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Application number
JP2000212735A
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English (en)
Inventor
Hisafumi Yoshida
尚史 吉田
Maki Minamoto
真樹 皆本
Masato Hayashi
正人 林
Shiro Sakuragi
史郎 櫻木
Takeshi Hirai
豪 平井
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UNION MATERIAL KK
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
Original Assignee
UNION MATERIAL KK
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to US09/901,664 priority patent/US20020027412A1/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 新規な弗化物蛍光体と、これを使用した蛍光
ランプを提供する。 【解決手段】 希土類、Ａｌ及びＢｉから選ばれる少な
くとも一種、又はアルカリ土類金属，又はアルカリ金属
の弗化物を母体とし、少なくともＴｂ、又は少なくとも
ＴｂとＣｅで付活した弗化物蛍光体を提供する。また、
ソーダガラス管１からなる透光性気密容器の内壁面に前
記弗化物蛍光体（ＹＦ３：Ｔｂ，Ｃｅなど）からなる蛍
光体層２を形成し、ガラス管１内に冷陰極５、６とキセ
ノンを含む希ガスを封入して蛍光ランプを得る。冷陰極
５、６に高周波電圧を印加して放電を発生させ、キセノ
ンから１７２ｎｍの真空紫外線を放射させると、蛍光体
層２は白色光を効率良く放射する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空紫外線で励起
されて可視光を発光する弗化物蛍光体及びこれを使用し
た蛍光ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】 水銀共鳴線２５４ｎｍで励起されて可視
光を発光する蛍光体として、例えば緑色発光のＬａＰＯ
４：Ｔｂ３+,Ｃｅ３+、ＣｅＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｔｂ
３+、赤色発光のＹ２Ｏ３：Ｅｕ３+、青色発光のＢａＭ
ｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２+などがある。これら３原
色の狭帯域発光の蛍光体を用いて蛍光体層を形成した白
色発光の蛍光ランプが市販されている。この蛍光ランプ
は３波長形蛍光ランプと称され高効率、高演色性を特徴
とし、一般照明はもとより、液晶用バックライトに、又
ファクシミリ、イメージスキャナ、複写機等のＯＡ機器
の原稿読取用光源などに使用されている。また、緑色発
光蛍光体は複写機用光源にも好適する。
【０００３】この種の蛍光ランプは、例えば、図１０の
要部断面図に示す構造を有する。図１０（ａ）は液晶用
バックライトに好適する直管形冷陰極蛍光ランプの一例
であり、直径数ｍｍの透明なガラス管５１の内面に、紫
外線により励起され可視光を発光する厚さ数１０μｍ程
度の蛍光体層５２が形成され、ガラス管５１内にはアル
ゴン（Ａｒ）等の希ガスと数ｍｇの水銀が封入されてい
る。ガラス管５１の両端部にはリード線５３、５４が封
着され、その先端部にニッケル製スリーブからなる冷陰
極５５、５６が装着されている。冷陰極５５、５６の内
側には、水銀源となるHg−Ti合金とゲッターとしてのZr
−Al合金粉末が充填されている。
【０００４】また、図１０（ｂ）は一般照明、複写機等
に好適する熱陰極蛍光ランプの一例であり、直径数１０
ｍｍの透明なガラス管５１の内面に紫外線により励起さ
れ可視光を発光する厚さ数１０μｍ程度の蛍光体層５２
が形成され、ガラス管５１内にはアルゴン等の希ガスと
数ｍｇの水銀が封入されている。ガラス管５１の両端部
にはリード線５８、５９が封着され、その先端部には電
子放射物質が形成されたタングステン製フィラメントか
らなる熱陰極６０が装着されている。
【０００５】一方、Ｘｅを主体とする希ガス中の放電で
Ｘｅから放射される１４７ｎｍ、１７２ｎｍ等の真空紫
外線で励起されて可視光を発光する蛍光体として、例え
ば緑色発光のＢａＡｌ１２Ｏ１９：Ｍｎ２+、Ｚｎ２Ｓ
ｉＯ４：Ｍｎなど、赤色発光の（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅ
ｕ３+、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ３+など、青色発光のＢａＭｇＡ
ｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２+、ＢａＭｇＡｌ１４Ｏ２３：Ｅ
ｕ２+などがある。これら３原色の蛍光体はプラズマデ
ィスプレイパネル（ＰＤＰ）の蛍光体層に好適する。ま
た、これらの蛍光体を希ガス放電ランプの蛍光体層に用
いることにより、液晶のバックライトやＯＡ機器に好適
する白色発光系の水銀を使用しない蛍光ランプを提供で
きる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記の水銀を使用した
白色発光の蛍光ランプは、３種類の高価な蛍光体を使用
しているのでコスト高であった。また、発光強度の経時
変化が蛍光体によって異なるので、発光色が経時変化し
て色ずれが生じるという問題もあった。また、水銀を使
用するので、環境汚染の問題があった。一方、キセノン
が放射する真空紫外線で励起する希ガス蛍光ランプは、
水銀を使用しない利点があるが、発光強度が不足し、３
種類の高価な蛍光体を使用するのでコスト高となるとい
う問題があった。また、水銀を使用した前記蛍光ランプ
用の蛍光体を希ガス蛍光ランプに応用しても発光強度が
低下する。例えば、緑色発光蛍光体のＬａＰＯ４：Ｔｂ
３+,Ｃｅ３+、ＣｅＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｔｂ３+など
を、１７２ｎｍ、１４７ｎｍ等の真空紫外線で励起する
と水銀共鳴線２５４ｎｍによる励起よりも発光強度が小
さくなる。
【０００７】そこで、本発明は上記の問題に鑑みて提案
されたもので、第一の目的は、真空紫外線（波長２００
ｎｍ以下の紫外線で、キセノンが放射する１７２ｎｍ、
１４７ｎｍ、水銀が放射する１８５ｎｍなど）によって
励起され白色光を効率よく発光する新規な蛍光体を提供
することであり、第二の目的は、前記の蛍光体を用いて
蛍光体層を形成した安価で高輝度の蛍光ランプを提供す
ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の弗化物蛍光体
は、組成式、Ｍ(III)Ｆ３：Ｒで表わされる希土類付活
弗化物蛍光体である。但し、Ｍ（III)は希土類、Ａｌ及
びＢｉから選ばれる少なくとも一種であり、Ｒは希土類
からなる付活剤で少なくともＴｂ、又は少なくともＴｂ
とＣｅを含む。この蛍光体は真空紫外線で励起され、ピ
ーク波長が５４３ｎｍで、緑色帯域、青色帯域，赤色帯
域に複数の発光ピークを有する白色光を効率良く発光す
る。
【０００９】また、本発明の弗化物蛍光体は、組成式、
Ｍ(II)Ｆ２：Ｒで表わされる希土類付活弗化物蛍光体で
ある。但し、Ｍ(II)はＢａ、Ｍｇ、Ｃａ及びＳｒから選
ばれる少なくとも一種のアルカリ土類金属であり、Ｒは
希土類からなる付活剤で少なくともＴｂ、又は少なくと
もＴｂとＣｅを含む。この蛍光体も、ピーク波長が５４
３ｎｍで、緑色帯域、青色帯域，赤色帯域に複数の発光
ピークを有する白色光を効率良く発光する。
【００１０】また、本発明の弗化物蛍光体は、組成式、
Ｍ(I)Ｆ：Ｒで表わされる希土類付活弗化物蛍光体であ
る。但し、Ｍ(I)はＬｉ、Ｎａ，Ｋ、Ｒｂ及びＣｓから
選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属であり、Ｒは希
土類からなる付活剤で少なくともＴｂ、又は少なくとも
ＴｂとＣｅを含む。この蛍光体も、ピーク波長が５４３
ｎｍで、緑色帯域、青色帯域，赤色帯域に複数の発光ピ
ークを有する白色光を効率良く発光する。
【００１１】また、本発明の蛍光ランプは、透光性気密
容器と、透光性気密容器内に形成された蛍光体層と、透
光性気密容器内に封入された放電媒体と、電極とを具備
し、特に、蛍光体層は前記の弗化物蛍光体からなること
を特徴とする。この蛍光ランプは白色光を効率良く発光
し、ファクシミリ、イメージスキャナ、複写機等のＯＡ
機器の原稿読取用光源、液晶用バックライトなどに好適
する。
【００１２】また、本発明の蛍光ランプは、弗化物蛍光
体からなる蛍光体層を有し、前記放電媒体は、少なくと
もキセノンを含み真空紫外線を放射することを特徴とす
る。この構成により、弗化物蛍光体が真空紫外線で励起
されて可視光を効率良く発生する水銀レス蛍光ランプを
提供できる。
【００１３】また、本発明の蛍光ランプは、弗化物蛍光
体からなる蛍光体層を有し、電極が透光性気密容器の内
部に形成された冷陰極または熱陰極であることを特徴と
する。この構成により、冷陰極の場合は、小型かつ長寿
命の白色発光蛍光ランプを提供できる。熱陰極の場合
は、ランプ電流を大きくできるので、発光強度をさらに
向上できる。
【００１４】また、本発明の蛍光ランプは、弗化物蛍光
体からなる蛍光体層を有し、透光性気密容器が平面形で
あることを特徴とする。この構成により、特に液晶バッ
クライトに好適する発光面積の大きい偏平な白色発光蛍
光ランプを提供できる。
【００１５】また、本発明の蛍光ランプは、電極が透光
性気密容器の外部に形成された無内部電極型蛍光ランプ
であることを特徴とする。この構成により、小型かつ長
寿命で、簡易な構造の安価な白色発光蛍光ランプを提供
できる。
【００１６】また、本発明の蛍光ランプは、透光性気密
容器と、透光性気密容器内に形成された蛍光体層と、透
光性気密容器内に封入された放電媒体と、電極と、カラ
ーフィルタとを具備し、蛍光体層は弗化物蛍光体からな
ることを特徴とする。カラーフィルタにより白色度又は
緑色度を向上した蛍光ランプが得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の弗化物蛍光体の第一の実
施の形態は、組成式、Ｍ(III)Ｆ３：Ｒ（但し、Ｍ（II
I)は希土類、Ａｌ（アルミニウム）及びＢｉ（ビスマ
ス）から選ばれる少なくとも一種であり、Ｒは希土類か
らなる付活剤で少なくともＴｂ、又は少なくともＴｂと
Ｃｅを含む。）で表わされる希土類付活弗化物蛍光体で
ある。Ｍ（III)は、Ｙ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎ
ｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ａｌ、Ｂｉから選択される一種
以上である。特に、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄが好適する。付活剤
は、Ｔｂが望ましい。特に、ＴｂとＣｅの二重付活にす
るとＣｅの増感作用により発光強度が向上する。Ｔｂ
に、又Ｔｂ、Ｃｅに他の希土類を加えることもできる。
【００１８】具体的な蛍光体として、ＹＦ３：Ｔｂ、Ｇ
ｄＦ３：Ｔｂ、（ＹｘＧｄ１−ｘ）Ｆ３：Ｔｂ、Ｙ
Ｆ３：Ｔｂ,Ｃｅ、ＧｄＦ３：Ｔｂ,Ｃｅ、（ＹｘＧｄ
１−ｘ）Ｆ ３：Ｔｂ,Ｃｅなどを挙げることができる。
ここでｘは０＜ｘ＜１である。これらの蛍光体を真空紫
外線で励起すると、図１〜図３の発光スペクトル分布で
示すように、ピーク波長が５４３ｎｍであり、緑色帯
域、青色帯域，赤色帯域に複数の発光ピークを有するや
や緑がかった白色光を効率良く発光する。この蛍光体１
種類だけで白色を得ることができる。従来のように赤色
発光、緑色発光、青色発光の３種類の蛍光体を使用する
必要がないので、コストが低減する。また、蛍光体毎の
発光強度の経時変化による色ずれを防止できる。
【００１９】また、本発明の弗化物蛍光体の第二の実施
の形態は、組成式、Ｍ(II)Ｆ２：Ｒ（但し、Ｍ(II)はＢ
ａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒから選ばれる少なくとも一種のア
ルカリ土類金属であり、Ｒは希土類からなる付活剤で少
なくともＴｂ、又は少なくともＴｂとＣｅを含む。）で
表わされる希土類付活弗化物蛍光体である。具体的な蛍
光体として、ＢａＦ２：Ｔｂ、ＣａＦ２：Ｔｂ、ＭｇＦ
２：Ｔｂ、ＳｒＦ２：Ｔｂ、（ＢａｘＣａ１−ｘ）
Ｆ２：Ｔｂ、ＢａＦ２：Ｔｂ,Ｃｅ、ＣａＦ２：Ｔｂ,Ｃ
ｅ、ＭｇＦ２：Ｔｂ,Ｃｅ、ＳｒＦ２：Ｔｂ,Ｃｅ、（Ｃ
ａｘＭｇ１−ｘ）Ｆ２：Ｔｂ,Ｃｅなどを挙げることが
できる。ここでｘは０＜ｘ＜１である。この蛍光体も図
１〜図３と同様にピーク波長が５４３ｎｍであり、緑色
帯域、青色帯域，赤色帯域に複数の発光ピークを有する
やや緑がかった白色光を効率良く発光する。この蛍光体
１種類だけで白色を得ることができる。従来のように赤
色発光、緑色発光、青色発光の３種類の蛍光体を使用す
る必要がないので、コストが低減する。蛍光体の発光強
度の経時変化による色ずれを防止できる。
【００２０】また、本発明の弗化物蛍光体の第三の実施
の形態は、組成式、Ｍ(I)Ｆ：Ｒ（但し、Ｍ(I)はＬｉ、
Ｎａ，Ｋ、Ｒｂ及びＣｓから選ばれる少なくとも一種の
アルカリ金属であり、Ｒは希土類からなる付活剤で少な
くともＴｂ、又は少なくともＴｂとＣｅを含む。）で表
わされる希土類付活弗化物蛍光体である。具体的な蛍光
体として、ＬｉＦ：Ｔｂ、ＮａＦ：Ｔｂ、ＣｓＦ：Ｔ
ｂ、ＲｂＦ：Ｔｂ、（ＬｉｘＮａ１−ｘ）Ｆ：Ｔｂ、Ｌ
ｉＦ：Ｔｂ,Ｃｅ、ＮａＦ：Ｔｂ,Ｃｅ、ＣｓＦ：Ｔｂ,
Ｃｅ、ＲｂＦ：Ｔｂ,Ｃｅ、（ＮａｘＫ１−ｘ）Ｆ：Ｔ
ｂ,Ｃｅなどを挙げることができる。ここでｘは０＜ｘ
＜１である。この蛍光体も、同様にピーク波長が５４３
ｎｍであり、緑色帯域、青色帯域，赤色帯域に複数の発
光ピークを有するやや緑がかった白色光を効率良く発光
する。この蛍光体１種類だけで白色を得ることができ
る。従来のように赤色発光、緑色発光、青色発光の３種
類の蛍光体を使用する必要がないので、コストが低減す
る。蛍光体毎の発光強度の経時変化による色ずれを防止
できる。
【００２１】次に、本発明の第四の実施の形態として、
前記弗化物蛍光体を用いた可視発光の蛍光ランプについ
て説明する。この蛍光ランプは、透光性気密容器の内部
に前記各種弗化物蛍光体の一種以上を用いて蛍光体層を
形成し、少なくとも真空紫外線（波長２００ｎｍ以下の
紫外線で、例えばキセノンが放射する１７２ｎｍ、１４
７ｎｍ、水銀が放射する１８５ｎｍなど）を効率よく発
光する放電媒体を容器内に封入したことを特徴とする。
蛍光体層には前記の弗化物蛍光体を単独で用いてもよい
し、各蛍光体を混合して用いてもよい。放電媒体は、キ
セノン単独、キセノンと他の希ガスの混合物が望ましい
が、希ガスと水銀蒸気の混合物も用いることができる。
放電によりキセノン又は水銀が放射する真空紫外線によ
って前記弗化物蛍光体が励起されて、ピーク波長が５４
３ｎｍで、緑色帯域、青色帯域，赤色帯域に複数の発光
ピークを有する白色光を効率良く発光する。
【００２２】蛍光体層の形成方法は、上記蛍光体の粉末
と、有機バインダと、有機溶剤とを混合したスラリーを
ソーダガラス等の透光性容器の内面に塗布し、有機溶剤
が揮発した後、焼成して有機バインダを分解除去するこ
とによって行なう。水溶性バインダを用いることもでき
る。塗布は、透光性容器が管状の場合は、管の一方の開
口端からスラリーを流す方法が一般的である。透光性容
器が平面状の場合は、スプレー法、スクリーン印刷法な
どによりガラス板に塗布したのち容器を組み立ててもよ
い。透光性容器がボール状の場合は、スプレー法、浸漬
法が好適する。
【００２３】また、ランプ形態は、透光性気密容器の形
状（直管形、曲管形（Ｕ字形、環形、蛇行形、螺旋形
等）、平面形、球形等）、電極動作形態（熱陰極、冷陰
極等）、電極配置（内部電極、外部電極等）、水銀の有
無、アパーチャの有無等の構成を任意に組み合わせるこ
とにより、種々の用途に適した形態の蛍光ランプを提供
できる。
【００２４】次に、本発明の第五の実施の形態の蛍光ラ
ンプについて説明する。このランプは、第四の実施の形
態の蛍光ランプの透光性気密容器の外面又はその近傍に
カラーフィルタを配設して発光色の純度を向上したもの
である。緑色（ピーク波長５４３ｎｍ）の透過率を低下
したフィルタを配設することにより、色バランスを補正
して白色度を向上できる。また、逆に緑色以外の波長の
透過率を低下したフィルタを配設することにより、緑色
発光の純度を向上することもできる。カラーフィルタと
しては、透明樹脂フィルム、透明ガラス等の透明基板上
に染料、顔料、酸化物等の着色材料を印刷したもの、蒸
着、スパッタ、ＣＶＤ等の薄膜形成手段で着色膜を形成
したもの、基板中に染料、顔料、酸化物等を分散したも
のなどが好適する。これらのカラーフィルタを蛍光ラン
プに巻回したり、蛍光ランプの近傍に設置する。
【００２５】
【実施例】（実施例１） 本発明の希土類付活弗化物蛍
光体ＹＦ３：Ｔｂの製造方法について説明する。先ず、
ＹＦ３粉末１００重量部と、ＴｂＦ３粉末１重量部とを
乳鉢で粉砕しながら充分に混合する。次に、この混合物
を耐ハロゲン性のルツボに入れ電気炉内に置く。次いで
炉内を１１００℃まで昇温し、１１００℃で３時間保持
して焼成する。次に、炉内を室温まで冷却して焼成物を
取り出し、乳鉢で粉砕して篩に通し本発明のＹＦ３：Ｔ
ｂ蛍光体を得た。ＹＦ３粉末に対するＴｂＦ ３粉末の仕
込み割合が小さいので、蛍光体中でのＴｂの濃度は小さ
く、Ｔｂは付活剤として作用する。焼成温度は９００〜
１２００℃が好適する。保持時間は焼成温度、焼成量に
応じて選択するが、１〜５時間が適当である。焼成雰囲
気は大気の他、中性雰囲気（窒素、希ガス等）、弱還元
性雰囲気（微量の水素、一酸化炭素を含む窒素など）が
好適する。
【００２６】（実施例２） ＹＦ３粉末に代えてＧｄＦ
３粉末を用いる以外は実施例１と同様にしてＧｄＦ３：
Ｔｂ蛍光体を得た。
【００２７】（実施例３） ＹＦ３粉末５０重量部と、
ＧｄＦ３粉末５０重量部と、ＴｂＦ ３粉末１重量部とを
乳鉢で粉砕しながら充分に混合する。次に、この混合物
を耐ハロゲン性のルツボに入れ電気炉内に置く。次いで
炉内を１１００℃まで昇温し、１１００℃で３時間保持
して焼成する。次に、炉内を室温まで冷却して焼成物を
取り出し、乳鉢で粉砕して篩に通し本発明の（Ｙ０.５
Ｇｄ０.５）Ｆ３：Ｔｂ蛍光体を得た。
【００２８】（実施例４） ＹＦ３粉末１００重量部
と、ＴｂＦ３粉末１重量部と、ＣｅＦ ３粉末１重量部を
乳鉢で粉砕しながら充分に混合する。次に、この混合物
を耐ハロゲン性のルツボに入れ電気炉内に置く。次いで
炉内を１１００℃まで昇温し、１１００℃で３時間保持
して焼成する。次に、炉内を室温まで冷却して焼成物を
取り出し、乳鉢で粉砕して篩に通し本発明のＹＦ３：Ｔ
ｂ,Ｃｅ蛍光体を得た。
【００２９】（実施例５） ＹＦ３粉末に代えてＧｄＦ
３粉末を用いる他は実施例４と同様にしてＧｄＦ３：Ｔ
ｂ,Ｃｅ蛍光体を得た。
【００３０】（実施例６） ＹＦ３粉末５０重量部と、
ＧｄＦ３粉末５０重量部と、ＴｂＦ ３粉末１重量部と、
ＣｅＦ３粉末１重量部とを乳鉢で粉砕しながら充分に混
合する。次に、この混合物を耐ハロゲン性のルツボに入
れ電気炉内に置く。次いで炉内を１１００℃まで昇温
し、１１００℃で３時間保持して焼成する。次に、炉内
を室温まで冷却して焼成物を取り出し、乳鉢で粉砕して
篩に通し本発明の（Ｙ０ .５Ｇｄ０.５）Ｆ３：Ｔｂ,Ｃ
ｅ蛍光体を得た。
【００３１】（実施例７） ＹＦ３粉末に代えてＢａＦ
２粉末を用いる他は実施例４と同様にしてＢａＦ２：Ｔ
ｂ,Ｃｅを得た。
【００３２】（実施例８） ＹＦ３粉末に代えてＣａＦ
２粉末を用いる他は実施例４と同様にしてＣａＦ２：Ｔ
ｂ,Ｃｅを得た。
【００３３】（実施例９） ＹＦ３粉末に代えてＢａＦ
２粉末を用い、ＧｄＦ３粉末に代えてＣａＦ２粉末を用
いる他は実施例６と同様にして（Ｂａ０.５Ｃａ０.５）
Ｆ２：Ｔｂ,Ｃｅ蛍光体を得た。
【００３４】（実施例１０） ＹＦ３粉末に代えてＬｉ
Ｆ粉末を用いる他は実施例４と同様にしてＬｉＦ：Ｔ
ｂ,Ｃｅ蛍光体を得た。
【００３５】（実施例１１） ＹＦ３粉末に代えてＮａ
Ｆ粉末を用いる他は実施例４と同様にしてＮａＦ：Ｔ
ｂ,Ｃｅ蛍光体を得た。
【００３６】（実施例１２） ＹＦ３粉末に代えてＬｉ
Ｆ粉末を用い、ＧｄＦ３粉末に代えてＮａＦ粉末を用い
る他は実施例６と同様にして（Ｌｉ０.５Ｎａ０.５）
Ｆ：Ｔｂ,Ｃｅ蛍光体を得た。
【００３７】（比較例） 従来のＬａＰＯ４：Ｔｂ,Ｃ
ｅ蛍光体を比較例とする。
【００３８】（蛍光体の評価方法と結果） 実施例１乃
至実施例１２、及び比較例に記載した各蛍光体粉末を用
いてガラス基板上に厚さ１０μｍの蛍光体層を形成す
る。次いで、このガラス基板を窒素雰囲気中に置き、真
空紫外線源（エキシマランプ、キセノンランプ等）を用
いてピーク波長が略１７０ｎｍの一定強度の真空紫外線
を蛍光体層に照射し、発光スペクトルと発光強度を測定
する。発光スペクトルの一例を図１〜図３に示す。な
お、図４は従来のＬａＰＯ４：Ｔｂ,Ｃｅ蛍光体の発光
スペクトルである。また、各実施例の蛍光体の発光強度
を表１に相対値で示す（比較例を１００とする）。本発
明の弗化物蛍光体は比較例よりも青色成分が多く、比較
例よりも色バランスに優れた発光を呈する。
【００３９】
【表１】
【００４０】次に、本発明の弗化物蛍光体を用いた蛍光
ランプの実施例について説明する。以下の実施例ではキ
セノンを主体とする希ガスを放電媒体としているが、通
常の蛍光ランプと同様にアルゴン等の希ガスと水銀蒸気
の混合ガスを放電媒体とすることもできる。また、内部
電極を冷陰極としているが、熱陰極にしてもよい。ま
た、透光性気密容器の形状も実施例に限定されない。
【００４１】（実施例１３）この実施例は直管形冷陰極
蛍光ランプに関するものである。この蛍光ランプは、図
５の要部断面図に示す構造を有し、ソーダガラス管１
（外形４．０ｍｍ、内径３．０ｍｍ、長さ約３００ｍ
ｍ）からなる透光性気密容器の内壁面に真空紫外線励起
で発光する厚さ約２０μｍのテルビウム、セリウム付活
弗化イットリウム蛍光体（実施例４に記載のＹＦ３：Ｔ
ｂ,Ｃｅ）からなる蛍光体層２が形成され、ガラス管１
内にはキセノンを主体とする希ガスが所定圧封入されて
いる。蛍光体層２は、ＹＦ３：Ｔｂ,Ｃｅ蛍光体１００
重量部と、ポリビニールアルコールからなる有機バイン
ダ３０重量部と、純水とを混合した溶液をあらかじめ両
端開口のガラス管１の一端開口部から流入して塗布し
た。ガラス管１の両端部にはリード線３、４が封着さ
れ、その先端部にニッケル-鉄からなる金属板を二つ折
りにした冷陰極５、６がリード線３、４にそれぞれ溶接
固定されている。冷陰極５、６の片面にはゲッターとし
てのZr−Al合金（図示しない）が形成されている。ガラ
ス管１を加熱しながら排気して脱ガスし、次いで冷陰極
５、６を高周波誘導加熱して脱ガス後、キセノン又はキ
セノンを主体とする希ガスを封入して排気管（図示しな
い）を気密封止する。管内の残留不純ガスはゲッターで
吸着される。
【００４２】冷陰極５、６に高周波電圧（例えば、数１
０ｋＨｚ）を印加して放電を発生させ、キセノンから真
空紫外線を放射させると、蛍光体層２は励起されて、図
１に示すようなピーク波長約５４３ｎｍの白色光を効率
良く放射する。
【００４３】（実施例１４）この実施例は、平面形蛍光
ランプに関するものである。この平面形蛍光ランプは、
図６の一部切り欠き斜視図に示す構造を有し、ソーダガ
ラスからなる一対の平板ガラス９、１０と枠状に構成さ
れた４枚の側壁用ガラス１１とをガラス半田で気密に封
着して平面形の透光性気密容器を形成し（例えば、外形
１００ｍｍ×５０ｍｍ×９ｍｍ、ガラス厚２ｍｍ）、平
板ガラス９、１０の少なくとも一方の内面に厚さ約２０
μｍのＹＦ３：Ｔｂ，Ｃｅ蛍光体からなる蛍光体層１２
が形成され、気密容器内にはキセノンを主体とする希ガ
スが封入されている。蛍光体層１２は、ＹＦ３：Ｔｂ，
Ｃｅ蛍光体と、有機バインダと、有機溶剤を混合したイ
ンキを用いて組み立て前の平板ガラス９、１０にそれぞ
れスクリーン印刷して形成されている。対向する一対の
側壁ガラス１１の内側には、ニッケル等の金属板をコの
字形に成型したホローカソード型冷陰極１５、１６が配
設され、冷陰極１５、１６の端部からリード線１３、１
４が導出されている。冷陰極１５の他端部には、Zr−Al
合金を形成したゲッター１７が溶接されている。かかる
容器全体を排気装置に装着して加熱脱ガスし、次いで冷
陰極１５、１６、ゲッター１７を高周波誘導加熱で脱ガ
スし、希ガスを封入して排気管１８を封止する。冷陰極
１５、１６に数十ＫＨｚの高周波電圧を印加して放電を
発生させ、キセノンから真空紫外線を放射させると、蛍
光体層は白色光を効率良く放射する。なお、変形例とし
て、蛍光体層１２を粉末蛍光体でなく、スパッタ、蒸
着、ＣＶＤ等で形成したＹＦ３：Ｔｂ，Ｃｅ等の薄膜発
光層とすることもできる。電極形状は上記に限定されな
い。
【００４４】（実施例１５）この実施例は、平面形蛍光
ランプの他の実施例であり、図７（ａ）の断面図に示す
薄形構造を有し、ソーダガラスからなる一対の平板ガラ
ス２０、２１と側壁用ガラス２２とをガラス半田で気密
に封着して平面形のガラス容器が形成され（外形１００
ｍｍ×５０ｍｍ×６ｍｍ、ガラス厚２ｍｍ）、前面平板
ガラス２０の内面に厚さ約２０μｍのＹＦ３：Ｔｂ，Ｃ
ｅ蛍光体からなる蛍光体層２３が形成され、気密容器内
にはキセノンが封入されている。蛍光体層２３は、蛍光
体と、有機バインダと、有機溶剤を混合したインキをス
クリーン印刷して形成した。一方、背面平板ガラス２１
の内面には蒸着、スパッタ等により形成されたＩＴＯか
らなる電極２４、２５が複数並設され、その上をＳｉＯ
2等の誘電体層２６で被覆し、さらにその上にＭｇＯ等
の保護層２７が形成されている。電極形状は、図７
（ｂ）に示すように、一対の櫛形の電極２４、２５を交
互に配設した形状である。この形状はＩＴＯをエッチン
グなどによりパターニングして形成できるし、マスクを
介した蒸着、スパッタ等により形成することもできる。
保護層２７は放電によるスパッタリングから誘電体層２
６を保護するとともに、２次電子放出係数を増加して、
放電開始電圧を低下させる働きをする。なお、誘電体層
２６、保護層２７を使用しないで、電極２４、２５を放
電空間に露出させてもよい。電極２４、２５に高周波電
圧を印加して放電を発生させ、キセノンから真空紫外線
を放射させると、蛍光体層２３は白色光を効率良く放射
する。背面平板ガラス２１側にも同様の蛍光体層を形成
することにより、発光強度を増加できる。電極材料は、
ＩＴＯに代えてアルミニウムなどの金属を用いてもよ
い。なお、変形例として、蛍光体層２３を粉末蛍光体で
なく、スパッタ、蒸着、ＣＶＤ等で形成したＹＦ３：Ｔ
ｂ，Ｃｅ等の薄膜発光層とすることもできる。
【００４５】（実施例１６）この実施例は、透光性気密
容器の内部に電極を形成せず、外部電極を介して透光性
気密容器の内部に高周波電磁界を印加することによっ
て、容器内部の放電媒体を励起し、蛍光体を発光させる
無内部電極型の蛍光ランプに関するものである。この種
蛍光ランプは、例えば図８の一部断面視側面図（ａ）と
Ａ−Ａ線に沿う断面図（ｂ）に示す構造を有し、ソーダ
ガラス管３１からなる透光性気密容器の外面に管軸に沿
って一対の帯状の導体からなる外部電極３４、３５が形
成されている。また、透光性気密容器の内面には、厚さ
約２０μｍのＹＦ ３：Ｔｂ，Ｃｅ蛍光体からなる蛍光体
層３２が形成され、透光性気密容器内にはキセノンを主
体とする希ガスが封入されている。蛍光体層３２の形成
方法は種々あるが、例えば、蛍光体と、有機バインダ
と、有機溶剤を混合した溶液をガラス管にいれ、次いで
余分の溶液を除去することにより内面に形成できる。か
かる無内部電極型蛍光ランプの外部電極３４、３５に高
周波電源３６を用いて高周波電圧を印加して放電を発生
させ、キセノンから真空紫外線を放射させると、蛍光体
層３２は白色光を効率良く放射する。無内部電極型蛍光
ランプは、内部電極、リードを有しないので、長寿命で
あり、構造が簡易で安価である。なお、透光性気密容器
の形状は、上記の直管形に限定されず、Ｕ字状、環状、
蛇行状、螺旋状等の曲管形、平面形、電球形などどのよ
うな形状でもよい。外部電極の形状も上記に限定され
ず、コイル状でもよいし、網状でもよいし、対向する平
板でもよい。材質は、金属、カーボン、ＩＴＯ、導電性
樹脂等導電性を有するものであればいずれのものでもよ
い。
【００４６】（実施例１７）この実施例は本発明の蛍光
ランプの透光性気密容器の外面にさらにカラーフィルタ
を配設することにより、スペクトル分布を調整して白色
度を向上させたものである。図９はその一例を示す要部
断面図であり、例えば図５に示した直管形冷陰極蛍光ラ
ンプのソーダガラス管１の外面に、基板が樹脂フィルム
であるカラーフィルタ７を密着して巻回した構造をして
いる。本発明の弗化物蛍光体を用いた蛍光ランプは、や
や緑色がかった白色であるから、白色度を向上するため
には緑色を抑制する特性のカラーフィルタが望ましい。
具体的には、波長５４３ｎｍの緑色成分の透過率を他の
波長よりも１０％程度減少させた特性のものが望まし
い。変形例として、逆に波長５４３ｎｍの緑色成分以外
の波長の透過率を減少したフィルタを使用して、緑色の
純度を向上した緑色発光蛍光ランプを提供することもで
きる。カラーフィルタの形態は、例えば，透明樹脂フィ
ルム、透明ガラス板などの透明基板上に染料、顔料、酸
化物等からなるフィルタ層を印刷形成したもの、透明基
板上に蒸着、スパッタ、ＣＶＤ等の薄膜形成手段でフィ
ルタ膜を形成したもの、透明基板中に染料、顔料、酸化
物等の着色材料を分散したもの、樹脂中に着色材料を分
散したものなどが好適する。カラーフィルタの配設構造
は、蛍光ランプの形状で異なる。管状の場合は可とう性
のある樹脂フィルム製のフィルタが好適し、蛍光ランプ
に巻回することが望ましい。ガラス製のフィルタは、平
面形蛍光ランプに好適する。勿論、ランプの近傍に配設
することもできる。着色材料を分散した流動性の樹脂を
塗布することもできる。このフィルタは蛍光ランプの形
状を選ばない。
【００４７】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の蛍光体
は、組成式、ＭＦｎ：Ｒ（但し、Ｍは希土類、Ａｌ及び
Ｂｉから選ばれる少なくとも一種、又はアルカリ土類金
属，又はアルカリ金属であり、Ｒは希土類からなる付活
剤で少なくともＴｂ、又は少なくともＴｂとＣｅを含
み、ｎ＝１又は２又は３である。）で表わされる弗化物
蛍光体である。この蛍光体は、真空紫外線（波長２００
ｎｍ以下の紫外線）、水銀共鳴線（２５４ｎｍ、１８５
ｎｍ）等の紫外線によって励起されピーク波長が５４３
ｎｍで、緑色帯域、青色帯域，赤色帯域に複数の発光ピ
ークを有する白色光を効率良く発光する。
【００４８】また、本発明の蛍光ランプは、透光性気密
容器と、透光性気密容器内に封入された紫外線を放射す
る放電媒体と、透光性気密容器の内部又は外部に形成さ
れた放電用電極と、透光性気密容器の内部に形成された
蛍光体層とを具備し、特に、蛍光体層は前記の弗化物蛍
光体からなることを特徴とする。この蛍光ランプは白色
光を効率良く発光するので、液晶のバックライトに、ま
たファクシミリ、イメージスキャナ、複写機等のＯＡ機
器の読取用光源に好適する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の弗化物蛍光体ＹＦ３：Ｔｂの発光ス
ペクトル
【図２】 本発明の弗化物蛍光体ＧｄＦ３：Ｔｂの発光
スペクトル
【図３】 本発明の弗化物蛍光体Ｙ０.５Ｇｄ
０.５Ｆ３：Ｔｂの発光スペクトル
【図４】 従来の蛍光体ＬａＰＯ４：Ｔｂ，Ｃｅの発光
スペクトル
【図５】 本発明の弗化物蛍光体からなる蛍光体層を具
備した直管形冷陰極蛍光ランプの要部断面図
【図６】 本発明の弗化物蛍光体からなる蛍光体層を具
備した平面形蛍光ランプの一部切り欠き斜視図
【図７】 本発明の弗化物蛍光体からなる蛍光体層を具
備した他の平面形蛍光ランプの要部断面図（ａ）と電極
形状を示す平面図（ｂ）
【図８】 本発明の弗化物蛍光体からなる蛍光体層を具
備した無内部電極型蛍光ランプの側面図（ａ）とＡ−Ａ
線に沿う断面図（ｂ）
【図９】 カラーフィルタを配設した直管形冷陰極蛍光
ランプの要部断面図
【図１０】 従来の直管形蛍光ランプの要部断面図
（（ａ）は冷陰極型、（ｂ）は熱陰極型）
【符号の説明】
１、３１ ガラス管 ２、１２，２３、３２ 蛍光体層 ３、４、１３、１４ リード線 ５、６、１５、１６、２４、２５、３４、３５ 電極 ７ カラーフィルタ ９、１０、２０、２１ 平板ガラス １１、２２ 側壁ガラス ２６ 誘電体層 ２７ 保護層
フロントページの続き (72)発明者 林 正人 滋賀県大津市晴嵐２丁目９番１号 関西日 本電気株式会社内 (72)発明者 櫻木 史郎 茨城県北相馬群利根町押戸字城台1640番地 ユニオンマテリアル株式会社内 (72)発明者 平井 豪 茨城県北相馬群利根町押戸字城台1640番地 ユニオンマテリアル株式会社内 Ｆターム(参考） 4H001 CA04 CA07 XA00 XA03 XA09 XA11 XA12 XA13 XA19 XA20 XA21 XA37 XA38 XA39 XA56 XA83 YA00 YA21 YA39 YA58 YA65 5C043 AA02 BB04 CC09 CC16 CD01 CD08 DD28 EB01

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】組成式、Ｍ(III)Ｆ３：Ｒで表わされる弗
    化物蛍光体（但し、Ｍ（III)は希土類、Ａｌ及びＢｉか
    ら選ばれる少なくとも一種であり、Ｒは希土類からなる
    付活剤で少なくともＴｂ、又は少なくともＴｂとＣｅを
    含む。）。
  2. 【請求項２】組成式、Ｍ(II)Ｆ２：Ｒで表わされる弗化
    物蛍光体（但し、Ｍ(II)はＢａ、Ｍｇ、Ｃａ及びＳｒか
    ら選ばれる少なくとも一種のアルカリ土類金属であり、
    Ｒは希土類からなる付活剤で少なくともＴｂ、又は少な
    くともＴｂとＣｅを含む。）。
  3. 【請求項３】組成式、Ｍ(I)Ｆ：Ｒで表わされる弗化物
    蛍光体（但し、Ｍ(I)はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓ
    から選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属であり、Ｒ
    は希土類からなる付活剤で少なくともＴｂ、又は少なく
    ともＴｂとＣｅを含む。）。
  4. 【請求項４】透光性気密容器と、透光性気密容器内に形
    成された蛍光体層と、透光性気密容器内に封入された放
    電媒体と、電極とを具備し、前記蛍光体層は、請求項１
    から請求項３までのいずれかに記載の弗化物蛍光体を含
    んでなる蛍光ランプ。
  5. 【請求項５】前記放電媒体は少なくともキセノンを含
    み、真空紫外線を放射することを特徴とする請求項４に
    記載の蛍光ランプ。
  6. 【請求項６】前記電極は、透光性気密容器の内部に形成
    された冷陰極または熱陰極であることを特徴とする請求
    項４に記載の蛍光ランプ。
  7. 【請求項７】前記透光性気密容器は、平面形であること
    を特徴とする請求項４に記載の蛍光ランプ。
  8. 【請求項８】前記電極は、透光性気密容器の外部に形成
    されていることを特徴とする請求項４に記載の蛍光ラン
    プ
  9. 【請求項９】透光性気密容器と、透光性気密容器内に形
    成された蛍光体層と、透光性気密容器内に封入された放
    電媒体と、電極と、カラーフィルタとを具備し、前記蛍
    光体層は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載
    の弗化物蛍光体を含んでなる蛍光ランプ。
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