JP2007077365A

JP2007077365A - 長残光蛍光体

Info

Publication number: JP2007077365A
Application number: JP2005270684A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Uematsu; 和義上松; Kenji Toda; 健司戸田; Mineo Sato; 峰夫佐藤
Original assignee: Niigata University NUC
Current assignee: Niigata University NUC
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2025-09-16
Also published as: JP4362591B2

Abstract

【課題】白色や多色の残光特性を示す新規の長残光蛍光体を提供する。
【解決手段】本発明の長残光蛍光体は、Ｍｇ_２ＳｎＯ_４からなり、白色の残光特性を示す。Ｍｇ_２ＳｎＯ_４に遷移金属元素イオン又は希土類元素イオンをドープすることによって、種々の発光色をもつ長残光蛍光体とすることができ、Ｍｎ^２＋をドープすると緑色、Ｃｒ^２＋をドープすると黄色の残光特性を示す長残光蛍光体を得ることができる。Ｍｎ^２＋又はＣｒ^２＋は、Ｍｇ_２ＳｎＯ_４中の濃度が０．０１〜１０モル％となるように添加するのが好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は、長残光蛍光体に関する。

長残光蛍光体は、励起を停止した後も長時間にわたって発光を継続する性質を有する蛍光体であって、蓄光性蛍光体、燐光体などとも呼ばれている。

実用レベルに達している代表的な長残光蛍光体としては、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ，Ｄｙが知られている（例えば、特許文献１を参照）。この長残光蛍光体は、高輝度、長残光の優れた性質を示し、可視光の領域に吸収スペクトルをもつという大きな特徴を有している。
特開平７−１１２５０号公報

しかし、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ，Ｄｙは、その発光色が緑色に限られるという欠点があった。

また、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ，Ｄｙのほかに実用レベルに達している長残光蛍光体はわずか数例しか知られていない。これは、照射されたエネルギーを蓄積した後、長時間をかけて徐々に光としてエネルギーを放出させるような材料設計が困難であったからである。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、白色や多色の残光特性を示す新規の長残光蛍光体を提供することをその目的とする。

上記課題を達成するため種々検討した結果、Ｍｇ_２ＳｎＯ_４が白色の残光特性を示すことを見出し、さらに、Ｍｎ^２＋などの発光イオンを添加することにより発光色が緑色などの多色となり、それが長残光特性を示すことを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明の長残光蛍光体は、Ｍｇ_２ＳｎＯ_４からなることを特徴とする。

また、本発明の長残光蛍光体は、Ｍｇ_２ＳｎＯ_４に遷移金属元素イオン又は希土類元素イオンをドープしてなることを特徴とする。

また、本発明の長残光蛍光体は、前記遷移金属元素イオンはＭｎ^２＋又はＣｒ^２＋であることを特徴とする。

本発明によれば、白色や多色の残光特性を示す新規の長残光蛍光体を提供することができる。

本発明の長残光蛍光体は、Ｍｇ_２ＳｎＯ_４からなる。なお、Ｍｇ_２ＳｎＯ_４が残光特性を示すことは従来知られていなかった。

Ｍｇ_２ＳｎＯ_４からなる本発明の長残光蛍光体は、波長２００〜３００ｎｍの紫外線の励起によって、４００〜６００ｎｍにブロードなピークを有する白色の発光スペクトルを示し、残光は数十秒間継続する。

また、本発明の長残光蛍光体は、Ｍｇ_２ＳｎＯ_４に遷移金属元素イオン又は希土類元素イオンをドープしてなる。遷移金属元素イオンとしては、特定のものに限定されるものではないが、Ｍｎ^２＋、Ｃｒ^２＋などが好適に用いられる。希土類元素イオンについても、特定のものに限定されるものではない。

Ｍｇ_２ＳｎＯ_４にドープされるイオンにより発光色が異なり、例えば、Ｍｎ^２＋をドープすると紫外線励起により５００ｎｍ付近にピークを有する高輝度の緑色発光を示す。また、Ｃｒ^２＋をドープすると、黄色発光を示す。このように、ドープする遷移金属元素イオン又は希土類元素イオンを選択することにより、種々の発光色を有する長残光蛍光体を得ることができる。なお、ドープされるイオンの種類にかかわらず、比較的強い残光が数十秒間継続する。

Ｍｎ^２＋又はＣｒ^２＋を添加する場合は、母体結晶となるＭｇ_２ＳｎＯ_４中の濃度が０．０１〜１０モル％となるように添加するのが好ましい。なお、Ｍｎ^２＋又はＣｒ^２＋の濃度が０．０１モル％未満では意図した発光色が得られない。また、添加量を増していくと特定の発光色の発光強度が増していくが、１０モル％を超えるＭｎ^２＋又はＣｒ^２＋を添加しても顕著な発光強度の増加が見られない。

このように、本発明の長残光蛍光体は、紫外光を吸収、蓄積して高強度で長時間の発光を持続し、長残光蛍光体として優れた特性を持つ。さらに、Ｍｇ_２ＳｎＯ_４は白色の残光特性を示すが、添加するイオンを変えることにより、種々の発光色をもつ長残光蛍光体とすることができ、例えばＭｎ^２＋をドープした場合は緑色、Ｃｒ^２＋をドープした場合は黄色の発光色とすることができる。

したがって、本発明の長残光蛍光体によれば、白色や多色の残光特性を示す新規の長残光蛍光体を提供することができる。本発明の長残光蛍光体は、紫外光のほか、電子ビーム、電気エネルギーによっても励起可能であり、蛍光灯やＥＬ（電気発光）素子などの発光体として利用可能である。停電時においても発光が継続するので、非常時の照明手段としての利用が期待される。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。

Ｍｇ_２ＳｎＯ_４は通常の固相法によって合成した。出発原料としてＭｇＯ、ＳｎＯ_２を所定量秤量し、少量のエタノールを加えメノウ乳鉢で湿式混合した。赤外ランプを用いて試料を乾燥後、アルミナるつぼに入れて空気中で１２００℃、６時間焼成した。粉末Ｘ線回折測定の結果から上記の合成条件で目的物が得られたことを確認した。

なお、出発原料としては、上記酸化物以外にシュウ酸塩、酢酸塩、硝酸塩、水酸化物などが使用可能である。

図１に合成したＭｇ_２ＳｎＯ_４の励起発光スペクトルを示す。２００〜３００ｎｍの紫外光域に励起スペクトルが存在し、４００〜６００ｎｍにブロードなピークを有する白色の発光がみられた。

また、図２に合成したＭｇ_２ＳｎＯ_４の発光強度の減衰曲線を示す。残光が数十秒間継続することが確認された。

このように、本発明の新規のＭｇ_２ＳｎＯ_４からなる長残光蛍光体は、優れた白色の残光特性を示すことが確認された。

出発原料としてＭｇＯ、ＳｎＯ_２、ＭｎＯを遷移金属元素イオンであるＭｎ^２＋の濃度が０．０１〜１０モル％になるように秤量し、少量のエタノールを加えメノウ乳鉢で湿式混合した。赤外ランプを用いて試料を乾燥後、アルミナるつぼに入れて窒素気流中で１２００℃、６時間焼成した。粉末Ｘ線回折測定の結果から上記の合成条件でＭｎ^２＋がＭｇサイトに固溶し単一相の目的物が得られたことを確認した。

図３に合成したＭｇ_２ＳｎＯ_４：Ｍｎ^２＋の励起発光スペクトルを示す。２５０〜３５０ｎｍの紫外光域に励起スペクトルが存在し、５００ｎｍ付近にややブロードなピークを有する高輝度の緑色発光がみられた。

また、図４に合成したＭｇ_２ＳｎＯ_４：Ｍｎ^２＋の発光強度の減衰曲線を示す。比較的強い残光が数十秒間継続することが確認された。

このように、本発明の新規のＭｇ_２ＳｎＯ_４にＭｎ^２＋をドープしてなる長残光蛍光体は、優れた緑色の残光特性を示すことが確認された。

出発原料としてＭｎＯのかわりにＣｒＯを用いたほかは実施例３と同様に操作を行い、Ｍｇ_２ＳｎＯ_４：Ｃｒ^２＋を合成した。本発明の新規のＭｇ_２ＳｎＯ_４にＣｒ^２＋をドープしてなる長残光蛍光体は、紫外線の励起により、黄色の残光特性を示すことが確認された。

本発明のＭｇ_２ＳｎＯ_４の励起発光スペクトルである。本発明のＭｇ_２ＳｎＯ_４の発光強度の減衰曲線である。本発明のＭｇ_２ＳｎＯ_４：Ｍｎ^２＋の励起発光スペクトルである。本発明のＭｇ_２ＳｎＯ_４：Ｍｎ^２＋の発光強度の減衰曲線である。

Claims

Ｍｇ_２ＳｎＯ_４からなることを特徴とする長残光蛍光体。
Ｍｇ_２ＳｎＯ_４に遷移金属元素イオン又は希土類元素イオンをドープしてなることを特徴とする長残光蛍光体。
前記遷移金属元素イオンはＭｎ^２＋又はＣｒ^２＋であることを特徴とする請求項２記載の長残光蛍光体。
Ｍｎ^２＋又はＣｒ^２＋の濃度が０．０１〜１０モル％であることを特徴とする請求項３記載の長残光蛍光体。