JP2003500516A

JP2003500516A - 被覆された蛍光体粒子の調製方法、その方法で調製された蛍光体およびそれを組み込んだプラスチック材料

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Publication number: JP2003500516A
Application number: JP2000620019A
Authority: JP
Inventors: ピーター・ジェイムズ・ドブソン; ギャレス・ウェイクフィールド
Original assignee: Oxford University Innovation Ltd
Current assignee: Oxford University Innovation Ltd
Priority date: 1999-05-20
Filing date: 2000-05-22
Publication date: 2003-01-07
Also published as: WO2000071637A1; EP1181342A1; AU5085500A; GB9911781D0

Abstract

(57)【要約】本発明は、ｐＨを０．５未満に規定するために十分に強い酸を用いてホストイオンおよびドーパントイオンの酸化物の水溶液を調製する工程、酸化物を前記溶液中で保持しながら、第１Ａ類金属を含有する塩基を添加することによって前記溶液のｐＨを高める工程、反応条件下で分解する水溶性化合物を添加して、前記材料をヒドロキシカーボネートに転化する工程、前記化合物を分解させるように前記溶液を加熱する工程、得られる沈殿物を回収する工程、および前記沈殿物を少なくとも５００℃の温度で焼成する工程を含む、不純物添加されたホスト酸化物の蛍光体粒子の製造方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、蛍光体、希土酸化物活性化蛍光体に関する。本発明の蛍光体は、優
れた光出力および色表現特性を有することが知られており、そして多数のディス
プレイ技術にうまく利用されている。一つの特に良好な結果を示す材料である、
ユーロピウム活性化イットリウム酸化物（Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ^３＋）は、電解放出デ
ィスプレイの分野で特に有望とされている。イットリウム酸化物は、Ｅｕ^３＋ま
たはドーパントイオンに対してホストとして作用する。

【０００２】電解放出ディスプレイの成功した採用は、低電圧蛍光体の入手に依存している
。蛍光体の励起電子は、従来使用されている蛍光体よりも比較的低いエネルギー
を有し（２ｋＶ未満）、そして汚染を低減するために硫黄の使用を避けなければ
ならないことから、新しい種類の材料を使用しなければならない。

【０００３】常套の高温焼成ルートで製造される蛍光体粒子は、通常、正確な寸法範囲の粒
子を製造するためにボールミルで磨砕される。この磨砕プロセスは、蛍光体粒子
の周りに、表面停滞層(surface dead layer)として知られる損傷領域の形成を導
く。低電圧で電子を励起することにより、発光に必要な電子−ホール対のかなり
の割合がこの領域で生じる。そのため、損傷した層を有しない発光材料の製造が
、材料の低電圧陰極ルミネセンス特性の向上をもたらす。

【０００４】驚くべきことに、本発明によれば、不純物添加された無機酸化物の蛍光体粒子
がカリウムもしくはナトリウムでエンリッチされた表面を有すれば、得られる蛍
光体は高い性能を発揮することが分かった。すなわち、本発明は、その表面にカ
リウムのような第１Ａ類金属、好ましくはナトリウム、リチウムまたはセシウム
でエンリッチされた蛍光体粒子を提供する。

【０００５】この第１Ａ類金属でエンリッチされた表面層は、蛍光体表面で不動態化および
制限層として作用するものと考えられる。

【０００６】通常、エンリッチされかつ酸化物層であると考えられる前記層の厚さは、０．
２〜１５ｎｍ、例えば０．５〜１５ｎｍ、一般には０．５〜１０ｎｍ、特に０．
５〜５ｎｍ、通常１〜３ｎｍであり、その正確な値は、エンリッチイオンの性質
に依存する。すなわち、ナトリウムは、一般にはカリウムよりも厚い層に含まれ
ており、このコーティングの厚さは、良好な結果を得るには非常に重要であると
考えられる。この表面層は、空位(vacant site)を結合させて、電子−ホール対
を形成すると考えられる。換言すると、この表面層は、ダングリングボンドを減
らし、それによって発光しない再結合ルートを消滅させる。

【０００７】本発明は、新規な蛍光体、特に希土類活性化蛍光体の調製方法も提供する。本
発明によれば、ｐＨを０．５未満に規定するのに十分な強酸を用いてホストイオ
ンおよびドーパントイオンの酸化物の水溶液を調製する工程、酸化物を前記溶液
中で保持しながら、第１Ａ類金属、通常は水酸化物を含有する塩基を添加するこ
とによって前記溶液のｐＨを高める工程、反応条件下で分解する水溶性化合物を
添加して、前記材料をヒドロキシカーボネートに転化する工程、前記化合物を分
解させるように前記溶液を加熱する工程、得られる沈殿物を回収する工程、およ
び前記沈殿物を少なくとも５００℃、好ましくはホスト酸化物のタンマン温度の少
なくとも３分の１の温度で焼成する工程を含む、不純物添加されたホスト酸化物
の蛍光体粒子の調製方法が提供される。

【０００８】使用される強酸は、通常、塩化水素酸であるが、硝酸および硫酸のような他の
無機の強酸や、酢酸のような有機酸も使用できる。

【０００９】一般に、酸化物は、室温で前記溶液に溶解しないので、酸化物を溶解するため
に前記溶液を加熱する必要がある。

【００１０】ホストイオンは、通常、一般にはイットリウム、好ましくはガドリニウム、ガ
リウム、ランタン、ルテチウム、タンタルおよびアルミニウムなどの３価の金属
か、ビスマスのようなメタロイドである。ドーパントイオンは、一般に、ユーロ
ピウム、テルビウム、セリウム、ツリウム、ジスプロシウム、エルビウム、ネオ
ジム、サマリウム、プラセオジムおよびホルミウムのような希土類のみならず、
マンガン、トリウム、チタン、珪素、ビスマス、銅、銀、タングステンおよびク
ロムである。通常、粒子は、下記の式で表される。

【化３】Ｚ_ｚＯ_ｙ：ＲＥあるいは(Ｚ^１ _ｙＺ^２ _ｓ)_ｚＯ_ｙ：ＲＥ上記式中、Ｚは、金属またはメタロイドであり、あるいはＺ^１およびＺ^２は、
ｙとｓの和は１である２種異なる金属またはメタロイドであり、ここで、Ｚある
いはＺ^１およびＺ^２は、２ｙ＝ａ×ｚを満たすような原子価ａを有し、そしてＲ
Ｅは、ドーパントイオンであり、好ましくは希土類金属、マンガン、クロム、銅
またはビスマスのドーパントイオンである。しかし、これに加えて、通常、下の
式で表される３元系酸化物、

【化４】Ｚ_ｐＸ_ｑ酸化物：ＲＥ例えば、式：

【化５】Ｚ_ｚＸ_ｘＯ：ＲＥ（式中、Ｚは、原子価ｂを有し、Ｘは、２ｙ＝ｂ×ｚ＋ａ×ｘを満たすような原
子価を有する。）で表される下記の式で表されるものも調製できる。ここで、Ｚは、金属またはメ
タロイドであり、Ｘは、金属、メタロイドまたは非金属であり、ｐおよびｑは、
原子価ｚとｘそれぞれの原子の割合を表し、およびＲＥは、ドーパントイオンで
ある。

【００１１】２元系酸化物における別のホストイオンＺ（あるいはＺ^１またはＺ^２）として
は、錫、インジウム、ニオブ、モリブデン、タンタル、タングステンおよび亜鉛
が挙げられ、同様に３元系酸化物における別のイオンとしては、亜鉛、バリウム
、カルシウム、カドミウム、マグネシウム、ストロンチウム、ジルコニウム、ス
カンジウム、ランタン、ハフニウム、チタニウム、バナジウム、ニオブ、クロム
、モリブデン、タングステン、ベリリウム、ビスマス、インジウム、ルテチウム
、リチウムおよび鉛が挙げられる。

【００１２】通常、元素としては、アルミニウム、珪素、亜鉛、ガドリニウム、タングステ
ン、ゲルマニウム、ホウ素、バナジウム、チタン、ニオブ、タンタル、モリブデ
ン、クロム、ジルコニウム、ハフニウム、マンガン、りん、銅、錫、鉛およびセ
リウムが挙げられる。

【００１３】強酸中で酸化物の溶液は、調製されたらすぐに、溶液の最終ｐＨを少なくとも
０．５、一般には０．５〜５、通常１．５〜５に高めるために、塩基、例えば水
酸化カリウムもしくはナトリウムのような水酸化物が添加される。ｐＨの上限は
、酸化物が溶液中に留まっているのであれば、重要ではない。酸性溶液は、通常
１０Ｍの酸を滴下することで達成できる。

【００１４】その後、反応条件下で分解する水溶性化合物を添加して、前記材料をヒドロキ
シカーボネートに転化する。

【００１５】反応条件下で分解する水溶性化合物は、通常は尿素、あるいは好ましくは蓚酸
または酒石酸のような弱いカルボン酸である。尿素およびその他の水溶性化合物
は、溶解性限界に達するまで、ＯＨ⁻をゆっくりと溶液に導入する。尿素は、分
解すると、炭酸塩と、沈殿を制御する水酸化物イオンを放出する。放出が起こる
と、その後、全ての点で同時に均一な粒子が形成され、狭い寸法分布で成長が生
じる。

【００１６】反応は、水溶性化合物を分解するような高温で生じる。尿素の場合、そのよう
な温度の下限は、約７０℃であり、反応温度の上限は、一般には１００℃である
。

【００１７】得られる沈殿は、例えば濾過によって容易に得られ、次いで焼成前に、所望に
より洗浄および乾燥される。

【００１８】一般には、反応容器をシールしておくことによって、より良好な結果が得られ
ることが分かった。このことは、得られる沈殿の寸法分布を狭めるのに効果を発
揮する。

【００１９】本発明の方法の重要な特徴は、普通の沈降法でのように、その後即座に化合物
が得られることがないように、分解をゆっくりと行うことである。通常、尿素の
場合、反応を９０℃で１〜４時間、例えば約２時間行う。尿素の分解は約８０℃
で開始する。これは、主に、分解速度を制御する温度である。

【００２０】分解性化合物を添加した後、最初に得られる粒子は単結晶であるが、これは、
沈殿中およびその後の洗浄中に、２個以上の結晶から構成される複合物または凝
集物を形成する傾向がある。

【００２１】焼成は、一般には、汎用の炉において空気中で行われるが、窒素もしくは水素
と窒素の混合物などの気流または不活性なもしくは還元性の雰囲気を使用するこ
ともできる。例えば、急速加熱炉または電子レンジを使用することも可能である
。前記雰囲気を使用する効果は、希土類元素が３価の陽イオンから４価の陽イオ
ンへ変化する傾向を低減することである。これは、特にテルビウムやセリウム並
びにＭｎ^２＋の場合に生じ易い。水素の使用は、得られる結晶の導電性も高める
。

【００２２】一般に、焼成には、少なくとも５００℃、例えば約６５０℃のような６００〜
９００℃の温度を伴う。焼成温度を高くすることによって、結晶寸法が増大し、
このことが高い発光を導く。一般には、少なくとも１００℃の焼成温度が粒子の
成長が顕著になるのに必要である。このために必要な温度は、一般には、酸化物
のバルク融点（すなわち、通常は２５００℃程度のタンマン温度）の少なくとも
３分の１〜２分の１である。従って、望ましくは、焼成温度は、少なくとも１０
５０℃であり、１１５０℃の温度が普通である。一般に、１３００℃超〜１４０
０℃の温度は必要ない。

【００２３】時間も一部を担っており、一般には、より高い温度において、より短時間が使
用される。一般には、焼成は、少なくとも３５ｎｍ、一般には少なくとも５０ｎ
ｍの結晶寸法を生成するのに十分な温度と時間で行う。

【００２４】焼成時間は、一般には３０分〜１０時間、通常１時間〜５時間、例えば、約３
時間である。通常の焼成処置には、少なくとも１０５０℃の温度、例えば１１５
０℃で３時間が必要であるが、より低い温度では３〜６時間が普通である。結晶
寸法を増大させるために、粒子境界促進剤として作用する融剤（例えば、チタニ
ア、酸化ビスマス、珪素、フッ化リチウムおよび酸化リチウム）を組み込むこと
が可能である。

【００２５】従来、より低い焼成温度を用いて２０ｎｍ程度の結晶寸法を得ていたが、本発
明によれば、少なくとも５０ｎｍの結晶寸法が定期的に得られる。２００ｎｍ程
度の実際の結晶寸法は、楽に得られる。焼成温度が高くなると、粒子は単一のあ
るいは単結晶の粒子に分割する傾向がある。焼成が長すぎると、顕著な結晶焼結
の危険がある。明らかなことに、所望の粒径は、蛍光体の特定の用途に応じて変
更される。特に、加速電圧は、必要とされる粒径に影響を及ぼすので、３００ボ
ルトでは、５０ｎｍ程度の結晶寸法が一般には適している。

【００２６】尿素またはその他の分解性化合物は、前記塩をヒドロキシカーボネートに転化
するのに十分な量で含まれていなければならない。このことは、例えば、尿素と
塩のモル比が少なくとも１：１でなければならないことを意味する。尿素の量を
増やすと、ヒドロキシカーボネートの形成速度が増加する傾向がある。形成が速
すぎると、得られる粒径が増大し易い。粒子の形成速度が比較的遅いと、通常は
、より良好な結果が得られる。実際、この方法では、実質的に単結晶の粒子が得
られる。一般に、尿素またはその他の分解性化合物と塩とのモル比は１：１〜１
０：１、通常２：１〜５：１、例えば、約３：１であるが、１５：１のようによ
り高い比が望ましいことがあり、それによって収率が高まることがある。

【００２７】結晶寸法は、一般には、１μｍを超えず、通常は３００ｎｍを超えない、例え
ば、５０〜１５０ｎｍである。

【００２８】実質的に単結晶の粒子が、この方法で得られる。ここで、実質的に単結晶の粒
子とは、単一の結晶を形成する粒子を表すが、単一の結晶のマトリックス中に分
散されたより小さな結晶の存在も排除されない。

【００２９】燃焼プロセス中に、前駆体内に含まれているカリウムまたはナトリウムは、拡
散して、ナトリウムまたはカリウムを含有する非晶性の酸化物をベースとするキ
ャッピング層と考えられるものを形成すると考えられる。場合により、カリウム
の非晶質相と、カリウムイットリエートのようなホスト元素オキセート(oxate)
が形成することがある。

【００３０】驚くべきことに、この表面層の存在が、陰極ルミネッセンス強度を少なくとも
５０％高めることが分かった。

【００３１】本発明の粒子は、ＦＥＤ型ディスプレイでの使用に適している。このために、
粒子は、適したプラスチック材料に、種々の方法、例えばディップ塗布法、スピ
ン塗布法およびメニスカス塗布法で、あるいはエアーガンスプレーを用いて埋め
込まれる。別法として、粒子をプラスチック材料に適用して、凝集性スクリーン
を標準的な電気泳動法で提供することができる。すなわち、本発明は、本発明の
粒子を組み込むプラスチック材料も提供する。

【００３２】用いられる好適なポリマーとしては、ポリアクリル酸、ポリスチレンおよびポ
リメチルメタクリレートが挙げられる。前記プラスチック材料は、フォトルミネ
ッセンス用途や、交流（ＡＣ）が使用されるエレクトロルミネッセンス用途にも
使用できる。直流（ＤＣ）を使用する場合には、ポリビニルカルバゾール、ポリ
フェニレンビニリデンおよびポリメチルフェニルシランのような導電性ポリマー
が使用できる。ポリ2-(4-ビフェニリル)-5-(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,4-オ
キシジアゾール（ブチル−ＰＢＤ）も使用できる。望ましくは、前記ポリマーは
、粒子を含むプラスチック材料をコーティングするのに使用される溶媒、通常は
メタノールと相溶性でなければならない。

【００３３】粒子は、通常、プラスチック材料の薄い層に適用される。この層の厚さは、通
常、０．５〜１５μｍである。

【００３４】粒子の最大濃度は、一般には、ポリマー６５重量％に対して約３５重量％であ
る。濃度がこの値を超えるとポリマーがクラックを生じ易い。通常の最小濃度は
約２重量％である（ポリマーが９８重量％）。濃度がこの値よりも低下すると、
プラスチック材料に「孔」が形成され易い。

【００３５】以下の実施例により、本発明を更に説明する。実施例１ (i) 35.5％ＨＣｌ 150ｍＬを脱イオン水150ｍＬに加える（６Ｍ溶液）。 (ii) ここへ、イットリア30ｇとユーロピア2.3ｇを加える。この溶液を70℃で30
分間加熱して、酸化物を溶解させる。 (iii)水酸化カリウムの10Ｍ溶液を滴下して、溶液のｐＨを2.25まで上げる。水
酸化カリウムは約185ｍＬ必要である。 (iv) この溶液に、13Ｍ尿素溶液300ｍＬを添加して、溶液温度を２時間で90℃ま
で昇温する。 (v) これによって形成される沈殿物を徹底的に洗浄し、乾燥させた後、空気中
、1150℃で３時間焼成する。 (vi) こうして、厚さ１ｎｍの非晶質表面コーティングを有するナノ結晶（平均
粒径70ｎｍ）Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕが形成される。

【００３６】添付の図１に、上記実施例において300〜1100ボルトの範囲で得られた、バル
クＹ_２Ｏ_３：Ｅｕ、非被覆単結晶Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ（すなわち、水酸化カリウムを
使用しないこと以外は上記と同様の方法で得られたもの）および被覆材料の陰極
ルミネッセンスをそれぞれ示す。図１からは、被覆材料が、非被覆の材料よりも
約50％有効であることが分かる。

【００３７】図２は、実施例で得た蛍光体の表面の高解像透過型電子顕微鏡画像を示してい
る。表面に１ｎｍの非晶質コーティングを含む蛍光体の格子の外辺がはっきりと
視認できる。

【００３８】図３は、実施例１の(a)バルク領域と(b)粒子表面について測定したエネルギー
分散型Ｘ線スペクトルを示す。3.5ｋｅＶに小さなカリウムに基づくピークが被
覆されたもののスペクトルにのみ観察される。

【００３９】実施例２１．製作１．１水約２Ｌと撹拌子を含む５Ｌビーカーをスターラーホットプレート上に
設置する。１．２酸化イットリウム55ｇと酸化ユーロピウム1.77ｇを秤量し、水に分散さ
せて、凝集しないように迅速に撹拌する。１．３ｐＨプローブを懸濁液に挿入し、濃塩酸約275ｍＬ（メスシリンダー）
を静かに加える。酸化物を溶解させるために加熱する。１．４５Ｌ丸底反応フラスコを加熱マントル内に設置する。尿素600ｇを漏斗
をから添加し、次いで水２Ｌを添加する。尿素を溶解させるために加熱する。１．５酸化物が溶解したところで、10Ｍ水酸化カリウム溶液をゆっくりと加え
て、ｐＨを2.3に調節する。この溶液を丸底フラスコの内容物に添加する。漏斗
をＢ34ストッパーと置き換える。混合溶液を95℃以上まで加熱して、尿素を分解
させて酸化物を沈殿させる。これは、ｐＨが約5.3に達したところで生じ始める
。この温度を更に２時間保持して、自然冷却させる。１．６沈殿物を静置させ、上澄み液を水流サイホンを用いてビーカーに吸い取
る。透明な水約２Ｌをフラスコに加えて、渦を巻かせて完全に混合し、沈殿物を
静置する。前記と同様にして上澄み液を吸い取る。洗浄プロセスを合計６回繰り
返す。１．７酸化物スラリーをガラス蒸発皿に移し、ホットプレートでゆっくりと加
熱して、水をほとんど蒸発させる。皿を150℃の空気循環式オーブンに移して、
乾燥プロセスを完了させる。１．８乾燥したケーキを磁器製の乳鉢と乳棒を用いて微粉末に粉砕する。１．９前駆体を1150℃の炉で空気中、３時間焼成する。

【００４０】特性形成された材料は、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕの70ｎｍナノ結晶の形態である。結晶は、
高度に発光性であり、赤色スペクトル領域における611ｎｍにピーク出力を有す
る。材料表面は、１〜３ｎｍの薄い非晶質層で被覆されている。被覆された蛍光
体の表面の高解像透過型電子顕微鏡写真を図４に示す。

【００４１】中程度の電圧範囲（700〜3200ボルト）での陰極ルミネッセンス特性を比較す
ると、図５に示すように、被覆された材料の性能が非被覆材料を50〜100％上回
っている。

【００４２】コーティングの性質は、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ）と二次イオン質
量分光法（ＳＩＭＳ）で調べた。いずれの方法でも、コーティング中にカリウム
の存在が認められた。図６には、非被覆材料(a)および被覆材料(b)からのＳＩＭ
Ｓスペクトルを示す。カリウム（Ｋ）の存在が、２つ目の例において40ｍ／ｚに
はっきりと認められる。コーティングの正確な化学形態は、非晶質カリウムイットリウム相であると予
想される。

【００４３】実施例３被覆されたＹＮｂＯ_４：Ｂｉ２．製作２．１水２ＬにＹ_２Ｏ_３ 28.5ｇを添加する。２．２濃塩酸275ｍＬを添加して、酸化物を溶解させるために加熱する。２．３水２Ｌに尿素600ｇを溶解する。２．４イットリアが溶解したところで、10Ｍ水酸化カリウム溶液を、ｐＨが2.
3に達するまで添加する。２．５ＮｂＣｌ_５を溶解したイットリア溶液に激しく撹拌しながら添加する。
２．６ＢｉＣｌ_３ 0.78ｇを50ｍＬフラスコ中の濃塩酸１ｍＬに加えて溶解さ
せる。この溶液を水で希釈し、イットリウム／ニオブ混合溶液に添加する。２．７尿素溶液を添加して、温度を２時間で95℃まで昇温し、前駆体を沈殿さ
せる。２．８沈殿物を静置させ、何回か洗浄する。２．９前駆体を乾燥させ、得られた材料を1150℃で３時間焼成する。

【００４４】特性得られた材料は、結晶相βェルグソン石の70〜80ｎｍナノ結晶から構成されて
いる。図４と同様に、非晶質相が材料の表面に存在する。得られたルミネッセン
ス特性の向上を図７に示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における、バルクＹ_２Ｏ_３：Ｅｕ、非被覆Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ単結晶および300〜1100ボルトの範囲で得られた被覆材料の陰極ルミ
ネッセンスをそれぞれ示している。

【図２】本発明の実施例１で得た蛍光体の表面の高解像透過型電子顕微鏡
画像を示す。

【図３ａ】本発明の実施例１で得られた蛍光体の(a)バルク領域について
測定したエネルギー分散型Ｘ線スペクトルを示す。

【図３ｂ】本発明の実施例１で得られた蛍光体の(b)粒子表面について測
定したエネルギー分散型Ｘ線スペクトルを示す。

【図４】本発明の実施例２で得られた被覆された蛍光体の表面の高解像透
過型電子顕微鏡写真を示す。

【図５】本発明の実施例２で得られた蛍光体の中程度の電圧（700〜3200
ボルト）での陰極ルミネッセンス特性（輝度およびディスプレイ効率）をそれぞ
れ表すグラフである。

【図６】本発明に実施例２で得られた非被覆材料(a)および被覆材料(b)か
らのＳＩＭＳスペクトルをそれぞれ示す。

【図７】本発明の実施例３で得られた材料のルミネッセンス特性としての
輝度を表すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０９Ｋ 11/78 ＣＰＢＣ０９Ｋ 11/78 ＣＰＢ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者ギャレス・ウェイクフィールドイギリス、オーエックス２・７キューエス、オックスフォード、サマータウン、ウォーター・イートン・ロード、メドー・ビュー24番Ｆターム(参考） 4G048 AA03 AB02 AC05 AD03 AE05 4G076 AA02 AA18 AA22 AB02 BA13 BA38 BD02 CA02 DA11 4H001 CA01 CC09 CF02 XA08 XA39 YA00 YA21 YA24 YA25 YA29 YA39 YA83

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ｐＨを０．５以下に規定するのに十分な強酸を用いてホストイオンの酸化物およびドーパントイオンの酸化物の水溶液を調製する工程、酸化物を前記溶液中で保持しながら、第１Ａ類金属を含有する塩基を添加することによって前記溶液のｐＨを高める工程、反応条件下で分解する水溶性化合物を添加して、前記材料をヒドロキシカーボネートに転化する工程、前記化合物を分解させるように前記溶液を加熱する工程、得られる沈殿物を回収する工程、および前記沈殿物を少なくとも５００℃の温度で焼成する工程を含む、不純物添加されたホスト酸化物の蛍光体粒子の調製方法
【請求項２】強酸が塩酸である請求項１記載の方法。
【請求項３】水溶性化合物が尿素である請求項１または２記載の方法。
【請求項４】焼成が、ホスト酸化物のタンマン温度の少なくとも３分の１
の温度で行われる請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】焼成が少なくとも１０５０℃の温度で行われる請求項４記載
の方法。
【請求項６】エンリッチされた粒子が下記の式で表される請求項１〜５の
いずれかに記載の方法。【化１】Ｚ_ｚＯ_ｙ：ＲＥあるいは (Ｚ^１ _ｙＺ^２ _ｓ)_ｚＯ_ｙ：ＲＥ（式中、Ｚは、原子価ａの金属またはメタロイドであり、あるいはＺ^１およびＺ ^２は、互いに独立して金属またはメタロイドであって、Ｚ^１とＺ^２は合わせて、
２ｙ＝ａ×ｚを満たすような原子価ａを有し、そしてＲＥは、希土類金属、マン
ガン、クロム、銅またはビスマスのドーパントイオンである。）
【請求項７】エンリッチされた粒子が下記の式で表される請求項１〜５の
いずれかに記載の方法。【化２】Ｚ_ｐＸ_ｑ酸化物：ＲＥ（式中、Ｚが、金属またはメタロイドであり、Ｘは、金属、メタロイドまたは非
金属であり、ＲＥは、希土類金属、マンガン、トリウム、チタン、珪素、ビスマ
ス、銅、銀、タングステンまたはクロムであり、そしてｐおよびｑは、Ｚおよび
Ｘそれぞれの原子の割合を表す。）
【請求項８】Ｚがイットリウムを表す請求項１〜７のいずれかに記載の方
法。
【請求項９】塩基が水酸化物である請求項１〜８のいずれかに記載の方法
。
【請求項１０】第１Ａ類金属がカリウムである請求項１〜９のいずれかに
記載の方法。
【請求項１１】第１Ａ類の金属を蛍光体に組み込むことを含む、不純物添
加された無機酸化物蛍光体の性能を高める方法。
【請求項１２】金属が蛍光体の表面に組み込まれる請求項１１記載の方法
。
【請求項１３】金属が、蛍光体表面の厚さ０．２〜１５ｎｍの層中に含ま
れている請求項１２記載の方法。
【請求項１４】前記層の厚さが０．５〜５ｎｍである請求項１３記載の方
法。
【請求項１５】表面層が酸化物層である請求項１３または１４記載の方法
。
【請求項１６】金属がカリウムである請求項１１〜１５のいずれかに記載
の方法。
【請求項１７】蛍光体が、請求項５または６に定義されているものである
請求項１１〜１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】請求項１〜１７のいずれかに記載の方法で生成される蛍光
体。
【請求項１９】第１Ａ類金属を包含する不純物添加された無機酸化物蛍光
体。
【請求項２０】金属が、蛍光体の表面層に存在する請求項１９記載の蛍光
体。
【請求項２１】金属が、蛍光体の表面上の厚さ０．２〜１５ｎｍの層中に
含まれている請求項２０記載の蛍光体。
【請求項２２】前記層の厚さが０．５〜１０ｎｍである請求項２１記載の
蛍光体。
【請求項２３】蛍光体が、請求項６〜８のいずれかに記載されているもの
である請求項１９〜２２のいずれかに記載の蛍光体。
【請求項２４】請求項１８〜２３のいずれかに記載の蛍光体の粒子を含む
プラスチック材料。
【請求項２５】厚さが０．５〜１５μｍである請求項２４記載のプラスチ
ック材料。
【請求項２６】プラスチック材料の重量を基準として粒子を２〜３５重量
％含有する請求項２４または２５記載のプラスチック材料。
【請求項２７】導電性ポリマーから製造される請求項２４〜２６のいずれ
かに記載のプラスチック材料。
【請求項２８】ポリアクリル酸、ポリメチルメタクリレートまたはポリス
チレンから製造される請求項２４〜２７のいずれかに記載のプラスチック材料。