JP2000144130A - 赤色発光蛍光体及びそれを用いた発光スクリ―ン - Google Patents

赤色発光蛍光体及びそれを用いた発光スクリ―ン

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JP2000144130A
JP2000144130A JP11088484A JP8848499A JP2000144130A JP 2000144130 A JP2000144130 A JP 2000144130A JP 11088484 A JP11088484 A JP 11088484A JP 8848499 A JP8848499 A JP 8848499A JP 2000144130 A JP2000144130 A JP 2000144130A
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light
fluorescent material
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red light
emitting
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Yoshinori Murazaki
嘉典 村崎
Kiyotaka Arai
清隆 荒井
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 長波長紫外線及び短波長可視光線で励起発光
し、従来蛍光体に比べ発光輝度の高い赤色発光蛍光体を
提供することを目的とする。 【構成】 ユーロピウムで付活された希土類酸硫化物蛍
光体において、その化学組成式が下記の範囲にあること
を特徴とする赤色発光蛍光体。 Ln22S:Eux,My 0.001≦x≦0.5 0.00001≦y≦0.3 ただし、組成式中のLnはY、La、Gd、及びLuか
らなる群より選ばれた少なくとも1種であり、Mは共付
活剤でありMg、Sr、及びBaからなる群より選ばれ
た少なくとも1種である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、長波長紫外線及び短波
長可視光線により励起され赤色発光する蛍光体に係り、
特にユーロピウムで付活され、特定元素で共付活された
希土類酸硫化物蛍光体に関する。
【0002】
【従来の技術】長波長紫外線及び短波長可視光線(波長
域280〜420nm)により励起され発光する蛍光体
は、発光スクリーン、例えばコンクリートやガラス等に
混入され装飾板などに使用されている。この装飾板は、
太陽光や通常の蛍光灯下でのディスプレイ効果とUVラ
ンプの出す長波長紫外線及び短波長可視光線照射下での
ディスプレイ効果により、装飾効果を発揮するものであ
る。このような装飾板などに使用される蛍光体として、
従来のランプ用蛍光体、ブラウン管用蛍光体が使用され
るなど、あまり改良がされていなかった。
【0003】現在、主に使用されている長波長紫外線及
び短波長可視光線で励起され発光する蛍光体としては、
発光色が青色のBaMg2Al1627:Eu、(Sr,C
a,Ba)5(PO43Cl:Eu、緑色のBaMg2
1627:Eu,Mn、Zn2GeO4:Mn,赤色のY2
2S:Eu、3.5MgO・0.5MgF2・Ge
2:Mnがあり、白色系の場合、これら3色の蛍光体
を混合している。しかし、このようにして得られる混合
蛍光体は、赤色成分のY22S:Eu蛍光体の発光効率
が他の成分の蛍光体よりもかなり低いために混合割合が
多く、コスト高となる。また、この赤色発光蛍光体を単
品で使用する場合、他の発光色の蛍光体の輝度とかなり
差があるため、装飾効果のバランスが悪くなる。
【0004】このように、長波長紫外線及び短波長可視
光線で励起され赤色発光する蛍光体が装飾板などに使用
される場合、その効果を発揮するためには、さらに発光
輝度の高い蛍光体が要求される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は上述の課題
を解決する目的で、ユーロピウムで付活された希土類酸
硫化物蛍光体について鋭意検討した結果、特定の共付活
剤を導入することで課題が解決できることを見い出し本
発明を完成させるに至った。
【0006】すなわち、本発明の赤色発光蛍光体は、ユ
ーロピウムで付活された希土類酸硫化物蛍光体におい
て、その化学組成式が下記の範囲にあることを特徴とす
る。 Ln22S:Eux,My 0.001≦x≦0.5 0.00001≦y≦0.3 ただし、組成式中のLnはY、La、Gd、及びLuか
らなる群より選ばれた少なくとも1種であり、Mは共付
活剤でありMg、Sr、及びBaからなる群より選ばれ
た少なくとも1種である。
【0007】本発明の赤色発光蛍光体に導入する付活剤
及び共付活剤は、発光輝度に大きく影響する。例えば、
上記組成式中のLnがGdの場合、それぞれ次に示すよ
うな範囲に調整する。
【0008】付活剤のEuの濃度xについては、蛍光体
1モルに対し、0.001モル以上、0.5モル以下の
範囲に調整する。なぜなら0.001モル未満では発光
輝度は低下し、逆に、0.5モルを越えても濃度消光に
よって充分な発光輝度を得ることはできない。
【0009】共付活剤を導入することによりEuの発光
は増加する。共付活剤としてMg、Sr、及びBaから
なる群より選ばれた少くとも一種が有効である。
【0010】Mg濃度yの最適濃度範囲は0.001以
上、0.3以下の範囲であり、Sr濃度yの最適濃度範
囲は0.005以上、0.2以下の範囲であり、Ba濃
度yの最適濃度範囲は0.005以上、0.3以下の範
囲である。
【0011】第1の共付活剤としてSr或いはBaを選
択する場合、第2の共付活剤としてMgを付活すること
により相乗効果を発揮し、発光輝度向上に効果がある。
この場合、第2の共付活剤のMg濃度yの好ましい範囲
は0.005以上、0.3以下の範囲である。
【0012】本発明の赤色発光蛍光体は、原料として例
えばY23、Eu23、MgO、SrOのような金属酸
化物、或いは炭酸塩、硝酸塩、シュウ酸塩、水酸化物の
ような高温で焼成することで容易に酸化物になるような
化合物を選択する。原料の純度は発光輝度に大きく影響
し、99.9%以上であることが好ましく、99.99
%以上であることがさらに好ましい。これらの原料を所
定のモル比になるように秤量し、混合した後、この混合
物にさらに硫黄及び適当な融剤(アルカリ金属の炭酸塩
等)を混合し、焼成することによって本発明の赤色発光
蛍光体が得られる。
【0013】本発明の実施例1〜42で得られた蛍光体
と、比較として共付活剤を含まない従来のユーロピウム
で付活された希土類酸硫化物蛍光体の365nm励起に
よる発光輝度を表1、表2に示す。発光輝度は、共付活
剤を含まない従来のユーロピウムで付活された希土類酸
硫化物蛍光体である比較例2のY22S:Eu0.10蛍光
体の発光輝度を100%とした相対値で示されている。
これらの表から、本発明の蛍光体は、共付活剤を含むこ
とにより、従来蛍光体に比べ高い発光輝度を有すること
がわかる。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】図1は本発明の実施例1で得られた蛍光体
と、比較として共付活剤を含まない従来のユーロピウム
で付活された希土類酸硫化物蛍光体である比較例1のG
22S:Eu0.10蛍光体の365nm励起による発光
スペクトルを示したものである。この図から明らかなよ
うに、本発明の蛍光体の発光強度は、従来の蛍光体に比
べて極めて高いことがわかる。
【0017】図2は本発明の実施例1で得られた蛍光体
と、比較例1の蛍光体の625nm発光に対する励起ス
ペクトルを示したものである。この図から、本発明の蛍
光体は長波長紫外線及び短波長可視光線(波長域280
〜420nm)で効率良く励起されることがわかる。ま
た、本発明の蛍光体は紫外線全域で効率良く励起される
ことから、短波長紫外線用としても有効に利用されるも
のと期待される。
【0018】
【実施例】[実施例1]蛍光体原料として、Gd23
94.3g、Eu23を4.6g、MgCO3を1.1
9gを計り取り、セラミックポットに入れ、ボールミル
により十分に混合し、混合原料(以下原料生粉という)
を得た。次に、原料生粉に硫黄(S)を46.4g、融
剤としてNa2CO3を44.3g加えて混合した後、ア
ルミナ坩堝に充填し、1100℃で5時間焼成した。焼
成終了後、数回水洗を行い、融剤を洗いさった後、12
0℃で10時間乾燥することにより、化学組成式がGd
22S:Eu0.10,Mg0.05で表される蛍光体を得た。
得られた蛍光体の発光輝度は145.5%であった。
【0019】この実施例1で得られた蛍光体の365n
m励起による発光スペクトルを図1に示す。この図から
625nm付近にピークのある赤色発光の蛍光体である
ことがわかる。また図2にこの蛍光体の625nm発光
に対する励起スペクトルを示す。この図から紫外線全域
及び短波長可視域で効率良く励起されることがわかる。
【0020】[実施例2〜10]実施例2〜10は、実
施例1のMgCO3の代わりにMgCO3、SrCO3
BaCO3を組み合わせて同様に調製し、次の組成式の
蛍光体を得る。 実施例2・・・Gd22S:Eu0.10,Mg0.03 実施例3・・・Gd22S:Eu0.10,Mg0.10 実施例4・・・Gd22S:Eu0.20,Mg0.05 実施例5・・・Gd22S:Eu0.10,Sr0.05 実施例6・・・Gd22S:Eu0.10,Sr0.05,Mg0.05 実施例7・・・Gd22S:Eu0.10,Sr0.05,Ba0.05 実施例8・・・Gd22S:Eu0.10,Ba0.05 実施例9・・・Gd22S:Eu0.10,Ba0.05,Mg0.05 実施例10・・Gd22S:Eu0.10,Ba0.05,Mg0.05,Sr0.05
【0021】[実施例11〜19]実施例11〜19
は、実施例1のGd23の代わりにY23を使用し、さ
らにMgCO3の代わりにMgCO3、SrCO3、Ba
CO3を組み合わせて同様に調製し、次の組成式の蛍光
体を得る。 実施例11・・Y22S:Eu0.10,Mg0.05 実施例12・・Y22S:Eu0.10,Mg0.03 実施例13・・Y22S:Eu0.10,Mg0.10 実施例14・・Y22S:Eu0.10,Sr0.05 実施例15・・Y22S:Eu0.10,Sr0.05,Mg0.05 実施例16・・Y22S:Eu0.10,Sr0.05,Ba0.05 実施例17・・Y22S:Eu0.10,Ba0.05 実施例18・・Y22S:Eu0.10,Ba0.05,Mg0.05 実施例19・・Y22S:Eu0.10,Ba0.05,Mg0.05,Sr0.05
【0022】[実施例20〜28]実施例20〜28
は、実施例1のGd23の代わりにLa23を使用し、
さらにMgCO3の代わりにMgCO3、SrCO3、B
aCO3を組み合わせて同様に調製し、次の組成式の蛍
光体を得る。 実施例20・・La22S:Eu0.10,Mg0.05 実施例21・・La22S:Eu0.10,Mg0.03 実施例22・・La22S:Eu0.10,Mg0.10 実施例23・・La22S:Eu0.10,Sr0.05 実施例24・・La22S:Eu0.10,Sr0.05,Mg0.05 実施例25・・La22S:Eu0.10,Sr0.05,Ba0.05 実施例26・・La22S:Eu0.10,Ba0.05 実施例27・・La22S:Eu0.10,Ba0.05,Mg0.05 実施例28・・La22S:Eu0.10,Ba0.05,Mg0.05,Sr0.05
【0023】[実施例29〜42]実施例29〜42
は、実施例1と実施例10のGd23の代わりにY
23、La23、Gd23、Lu23を組み合わせて同
様に調製し、次の組成式の蛍光体を得る。 実施例29・・(Gd0.5,La0.522S:E
0.10,Mg0.05 実施例30・・(Gd0.5,La0.522S:E
0.10,Ba0.05,Mg0.05,Sr0.05 実施例31・・(Gd0.5,Lu0.522S:E
0.10,Mg0.05 実施例32・・(Gd0.5,Lu0.522S:E
0.10,Ba0.05,Mg0.05,Sr0.05 実施例33・・(Gd0.5,Y0.522S:Eu0.10
Mg0.05 実施例34・・(Gd0.5,Y0.522S:Eu0.10
Ba0.05,Mg0.05,Sr0.05 実施例35・・(La0.5,Lu0.522S:E
0.10,Mg0.05 実施例36・・(La0.5,Lu0.522S:E
0.10,Ba0.05,Mg0.05,Sr0.05 実施例37・・(La0.5,Y0.522S:Eu0.10
Mg0.05 実施例38・・(La0.5,Y0.522S:Eu0.10
Ba0.05,Mg0.05,Sr0.05 実施例39・・(Gd0.4,La0.3,Y0.322S:
Eu0.10,Mg0.05 実施例40・・(Gd0.4,La0.3,Y0.322S:
Eu0.10,Ba0.05,Mg0.05,Sr0.05 実施例41・・(Gd0.4,La0.3,Lu0.32
2S:Eu0.10,Mg0.05 実施例42・・(Gd0.4,La0.3,Lu0.32
2S:Eu0.10,Ba0.05,Mg0.05,Sr0.05
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、ユーロピウムで付
活された希土類酸硫化物蛍光体において、共付活剤とし
て、Mg、Sr、及びBaからなる群より選ばれた少な
くとも1種の元素を導入することにより、長波長紫外線
及び短波長可視光線で励起発光し、従来蛍光体に比べ発
光輝度の高い赤色発光蛍光体を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得られた本発明の蛍光体の発光スペ
クトル
【図2】実施例1で得られた本発明の蛍光体の励起スペ
クトル

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ユーロピウムで付活された希土類酸硫化
    物蛍光体において、その化学組成式が下記の範囲にある
    ことを特徴とする赤色発光蛍光体。 Ln22S:Eux,My 0.001≦x≦0.5 0.00001≦y≦0.3 ただし、組成式中のLnはY、La、Gd、及びLuか
    らなる群より選ばれた少なくとも1種であり、Mは共付
    活剤でありMg、Sr、及びBaからなる群より選ばれ
    た少なくとも1種である。
  2. 【請求項2】 波長が280〜420nmの長波長紫外
    線及び短波長可視光線により励起され発光する請求項1
    記載の蛍光体。
  3. 【請求項3】 請求項1及至2の蛍光体を用いた発光ス
    クリーン。
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