JP2012158692A - Laminate having phosphor layer, light emitting device, and blue-light emitting phosphor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、青色発光蛍光体を含む蛍光体層を有する積層体に関する。本発明はまた、上記積層体と、該積層体の蛍光体層中の蛍光体を励起させるための励起光を発する励起光源とを備えた発光装置にも関する。本発明はさらに、上記蛍光体層の原料として有利に用いることができる青色発光蛍光体にも関する。 The present invention relates to a laminate having a phosphor layer containing a blue-emitting phosphor. The present invention also relates to a light-emitting device including the laminate and an excitation light source that emits excitation light for exciting the phosphor in the phosphor layer of the laminate. The present invention further relates to a blue-emitting phosphor that can be advantageously used as a raw material for the phosphor layer.
真空紫外光や紫外光などの光を蛍光体に照射して、蛍光体を励起させて可視光を発光させる発光装置としては、交流型プラズマディスプレイパネル(AC型PDP)、冷陰極蛍光ランプ(CCFL)及び白色発光ダイオード(白色LED)が知られている。これら発光装置の青色発光源として、Euで付活されたSr3MgSi2O8結晶相(メルウィナイト結晶相)を主成分とする青色発光蛍光体(以下、SMS青色発光蛍光体とも言う)が知られている。 As a light emitting device that emits visible light by irradiating phosphor such as vacuum ultraviolet light or ultraviolet light to excite the phosphor, AC plasma display panel (AC type PDP), cold cathode fluorescent lamp (CCFL) ) And white light emitting diodes (white LEDs) are known. As a blue light emitting source of these light emitting devices, a blue light emitting phosphor (hereinafter, also referred to as an SMS blue light emitting phosphor) whose main component is an Sr 3 MgSi 2 O 8 crystal phase (merwinite crystal phase) activated by Eu is known. It has been.
AC型PDPやCCFLにおいて、蛍光体は基体の上に層状に形成された蛍光体層の状態で利用される。この蛍光体層は、一般に、基体の上に蛍光体が分散された蛍光体分散液を基体の上に塗布し、得られた塗布層を乾燥した後、加熱することにより形成される。通常は、蛍光体分散液には有機バインダーが添加されていて、有機バインダーを揮発もしくは分解除去するために、塗布層の加熱は大気雰囲気下にて行なわれる。このようにして形成される蛍光体層では、蛍光体層形成時の加熱によって蛍光体の発光強度が低下しないように、蛍光体には優れた耐熱性が要求される。 In the AC type PDP and CCFL, the phosphor is used in the state of a phosphor layer formed in a layer on the substrate. The phosphor layer is generally formed by applying a phosphor dispersion liquid in which a phosphor is dispersed on a substrate, drying the coated layer obtained, and then heating. Usually, an organic binder is added to the phosphor dispersion, and the coating layer is heated in an air atmosphere in order to volatilize or decompose and remove the organic binder. In the phosphor layer thus formed, the phosphor is required to have excellent heat resistance so that the emission intensity of the phosphor does not decrease due to heating during the formation of the phosphor layer.
特許文献1には、結晶格子歪みが0.055%以下のSMS青色発光蛍光体が記載されている。この特許文献1によれば、結晶格子歪みが0.055%以下と小さいSMS青色発光蛍光体は、高い発光強度と耐熱性とを有することから、水銀放電灯やプラズマディスプレイパネルなどの各種蛍光発光装置の青色発光源として有利に利用することができるとされている。 Patent Document 1 describes an SMS blue light emitting phosphor having a crystal lattice distortion of 0.055% or less. According to Patent Document 1, an SMS blue light emitting phosphor having a crystal lattice distortion as small as 0.055% or less has high light emission intensity and heat resistance, and therefore various fluorescent light emission such as mercury discharge lamps and plasma display panels. It can be advantageously used as a blue light source of the device.
一方、白色LEDでは、蛍光体は、ガラスなどの透明マトリクス中に分散させた状態で利用される。 On the other hand, in the white LED, the phosphor is used in a state of being dispersed in a transparent matrix such as glass.
特許文献2には、LEDランプに用いられる、透明マトリクス中に赤色発光蛍光体、青色発光蛍光体及び緑色発光蛍光体を分散した波長変換器において、青色発光蛍光体に、主結晶としてEuを含むM1 3MgSi2O8型結晶(M1はSr、またはSrとBa、あるいはSrとCa)を、第2結晶としてM1 2MgSi2O7型結晶を含有し、前記主結晶の2θ=31.5°〜33°で検出されるピークのX線回折強度をAとし、前記第2結晶の2θ=28°〜30.5°で検出されるピークのX線回折強度をBとしたとき、0.002≦B/(A+B)≦0.052を満足する蛍光体を用いることが記載されている。この特許文献2によれば、B/(A+B)が上記の範囲にある青色発光蛍光体は、高い発光強度を示すとされている。なお、この特許文献2には、青色発光蛍光体の耐熱性に関する記載はない。 In Patent Document 2, in a wavelength converter in which a red light emitting phosphor, a blue light emitting phosphor and a green light emitting phosphor are dispersed in a transparent matrix used for an LED lamp, the blue light emitting phosphor contains Eu as a main crystal. M 1 3 MgSi 2 O 8 type crystal (M 1 is Sr, Sr and Ba, or Sr and Ca), and M 1 2 MgSi 2 O 7 type crystal as the second crystal, 2θ = When the X-ray diffraction intensity of the peak detected at 31.5 ° to 33 ° is A, and the X-ray diffraction intensity of the peak detected at 2θ = 28 ° to 30.5 ° of the second crystal is B , 0.002 ≦ B / (A + B) ≦ 0.052 is used. According to Patent Document 2, it is said that a blue light-emitting phosphor having B / (A + B) in the above range exhibits high emission intensity. In addition, this patent document 2 does not describe the heat resistance of the blue light emitting phosphor.
本発明の目的は、発光強度が高い、SMS青色発光蛍光体を含む蛍光体層を有する積層体、及び該積層体を備えた発光装置を提供することにある。すなわち、本発明の目的は、積層体の蛍光体層形成時の加熱によるSMS青色発光蛍光体の発光強度の低下を抑えることにより、積層体の発光強度を向上させることにある。本発明の目的はまた、優れた耐熱性を有する、すなわち大気雰囲気下での加熱による発光強度の低下が起こりにくいSMS青色発光蛍光体を提供することにもある。 The objective of this invention is providing the laminated body which has a fluorescent substance layer containing the SMS blue light emission fluorescent substance with high luminous intensity, and the light-emitting device provided with this laminated body. That is, an object of the present invention is to improve the emission intensity of the laminate by suppressing a decrease in the emission intensity of the SMS blue light-emitting phosphor due to heating when forming the phosphor layer of the laminate. Another object of the present invention is to provide an SMS blue light-emitting phosphor that has excellent heat resistance, that is, does not easily cause a decrease in emission intensity due to heating in an air atmosphere.
本発明者は、SMS青色発光蛍光体にSr2MgSi2O7結晶相(オケルマナイト結晶相)を、CuKα線を用いたX線回折により得られるSr3MgSi2O8結晶相の回折強度をAとし、Sr2MgSi2O7結晶相の回折強度をBとしたときの比B/(A+B)が0.02〜0.20の範囲、特に0.06〜0.20の範囲となるように少量含有させることにより、SMS青色発光蛍光体の耐熱性が向上することを見出した。そして、このSr2MgSi2O7結晶相を少量含有するSMS青色発光蛍光体が分散されている分散液の塗布層を基体の上に形成して乾燥した後、加熱することによって、SMS青色発光蛍光体を含む蛍光体層を有する積層体を製造できることを確認して、本発明を完成させた。 The present inventor has determined the diffraction intensity of the Sr 3 MgSi 2 O 8 crystal phase obtained by X-ray diffraction using the Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal phase (Okermanite crystal phase) and the CuKα ray as the SMS blue light emitting phosphor. And the ratio B / (A + B) when the diffraction intensity of the Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal phase is B is in the range of 0.02 to 0.20, particularly in the range of 0.06 to 0.20. It has been found that the heat resistance of the SMS blue light emitting phosphor is improved by adding a small amount. Then, a coating layer of a dispersion liquid in which the SMS blue light-emitting phosphor containing a small amount of the Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal phase is dispersed is formed on the substrate, dried, and then heated, whereby SMS blue light emission is achieved. The present invention was completed by confirming that a laminate having a phosphor layer containing a phosphor could be produced.
従って、本発明は、青色発光蛍光体を含む蛍光体層形成材料もしくは青色発光蛍光体と青色以外の発光を示す蛍光体とを含む蛍光体層形成材料が分散されている分散液の塗布層を基体の上に形成し、次いで該塗布層を乾燥した後、300〜600℃の温度で加熱することによって製造された、基体と該基体の上に積層された蛍光体層とからなる積層体であって、該青色発光蛍光体が、Euで付活されたSr3MgSi2O8結晶相を主成分とし、かつSr2MgSi2O7結晶相を副成分として含み、そしてCuKα線を用いたX線回折により得られるSr3MgSi2O8結晶相の回折強度をAとし、Sr2MgSi2O7結晶相の回折強度をBとしたときの比B/(A+B)が0.02〜0.20の範囲にある積層体にある。 Therefore, the present invention provides a coating layer of a dispersion liquid in which a phosphor layer forming material containing a blue light emitting phosphor or a phosphor layer forming material containing a blue light emitting phosphor and a phosphor emitting light other than blue is dispersed. A laminate comprising a substrate and a phosphor layer laminated on the substrate, which is formed on the substrate and then drying the coating layer and then heating at a temperature of 300 to 600 ° C. The blue light-emitting phosphor contains a Sr 3 MgSi 2 O 8 crystal phase activated by Eu as a main component and a Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal phase as a subcomponent, and uses CuKα rays. The ratio B / (A + B) is 0.02 to 0, where A is the diffraction intensity of the Sr 3 MgSi 2 O 8 crystal phase obtained by X-ray diffraction and B is the diffraction intensity of the Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal phase. In the laminate in the range of .20.
本発明はまた、青色発光蛍光体を含む蛍光体層形成材料もしくは青色発光蛍光体と青色以外の発光を示す蛍光体とを含む蛍光体層形成材料が分散されている分散液の塗布層を基体の上に形成し、次いで該塗布層を乾燥した後、300〜600℃の温度で加熱することによって製造された、基体と該基体の上に積層された蛍光体層とからなる積層体、そして該蛍光体層に含まれる蛍光体を励起させるための励起光を発する励起光源とを備えた発光装置であって、上記青色発光蛍光体が、Euで付活されたSr3MgSi2O8結晶相を主成分とし、かつSr2MgSi2O7結晶相を副成分として含み、そしてCuKα線を用いたX線回折により得られるSr3MgSi2O8結晶相の回折強度をAとし、Sr2MgSi2O7結晶相の回折強度をBとしたときの比B/(A+B)が0.02〜0.20の範囲にある発光装置にもある。 The present invention also provides a coating layer of a dispersion in which a phosphor layer-forming material containing a blue-emitting phosphor or a phosphor layer-forming material containing a blue-emitting phosphor and a phosphor that emits light other than blue is dispersed. A laminate comprising a substrate and a phosphor layer laminated on the substrate, which is produced by drying the coating layer and then heating the coating layer at a temperature of 300 to 600 ° C., and A light-emitting device including an excitation light source that emits excitation light for exciting the phosphor contained in the phosphor layer, wherein the blue light-emitting phosphor is activated by Eu with a Sr 3 MgSi 2 O 8 crystal the phases as a main component and Sr 2 comprises MgSi 2 O 7 crystal phase as an auxiliary component, and a diffraction intensity of Sr 3 MgSi 2 O 8 crystal phase obtained by X-ray diffraction using a CuKα ray as a, Sr 2 The diffraction intensity of the MgSi 2 O 7 crystal phase There is also a light emitting device having a ratio B / (A + B) in the range of 0.02 to 0.20 when B is assumed.
本発明はさらに、Euで付活されたSr3MgSi2O8結晶相を主成分とし、かつSr2MgSi2O7結晶相を副成分として含み、そしてCuKα線を用いたX線回折により得られるSr3MgSi2O8結晶相の回折強度をAとし、Sr2MgSi2O7結晶相の回折強度をBとしたときの比B/(A+B)が0.06〜0.20の範囲にある青色発光蛍光体にもある。 The present invention is further obtained by X-ray diffraction using Sr 3 MgSi 2 O 8 crystal phase activated by Eu as a main component and Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal phase as a minor component, and using CuKα ray. The ratio B / (A + B) when the diffraction intensity of the Sr 3 MgSi 2 O 8 crystal phase is A and the diffraction intensity of the Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal phase is B is in the range of 0.06 to 0.20. Some blue-emitting phosphors are also present.
Sr2MgSi2O7結晶相を本発明の範囲で含有するSMS青色発光蛍光体は、後述の実施例のデータから明らかなように優れた耐熱性を有する。従って、そのSMS青色発光蛍光体が分散された分散液の塗布層を加熱することにより形成された蛍光体層を有する積層体及び該積層体を備える発光装置は高い発光強度を示す。 The SMS blue light-emitting phosphor containing the Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal phase within the scope of the present invention has excellent heat resistance, as will be apparent from the data of Examples described later. Therefore, the laminate having the phosphor layer formed by heating the coating layer of the dispersion liquid in which the SMS blue-emitting phosphor is dispersed and the light emitting device including the laminate exhibit high emission intensity.
本発明で用いるSMS青色発光蛍光体は、Euで付活されたSr3MgSi2O8結晶相を主成分とし、少量のSr2MgSi2O7結晶相を副成分として含む。 The SMS blue light-emitting phosphor used in the present invention contains a Sr 3 MgSi 2 O 8 crystal phase activated by Eu as a main component and a small amount of Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal phase as a subcomponent.
SMS青色発光蛍光体は、CuKα線を用いたX線回折により得られる、Euで付活されたSr3MgSi2O8結晶相の回折強度をAとし、Sr2MgSi2O7結晶相の回折強度をBとしたときの比B/(A+B)が、0.02〜0.20の範囲、好ましくは0.06〜0.20の範囲、特に好ましくは0.06〜0.15の範囲にある。このB/(A+B)の値は、SMS青色発光蛍光体に含まれるSr2MgSi2O7結晶相の量を指標する。なお、Euで付活されたSr3MgSi2O8結晶相の回折強度A及びSr2MgSi2O7結晶相の回折強度Bの定義は、前記特許文献2(特開2010−6850号公報)と同じである。すなわち、Euで付活されたSr3MgSi2O8結晶相の回折強度Aは、CuKα線を用いたX線回折により得られる2θで約32.7°付近で検出されるピークの回折強度であり、Sr2MgSi2O7結晶相の回折強度Bは、2θで約30.3°付近で検出されるピークの回折強度である。 The SMS blue light-emitting phosphor has a diffraction intensity of Sr 3 MgSi 2 O 8 crystal phase activated by Eu and obtained by X-ray diffraction using CuKα ray as A, and diffraction of Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal phase. The ratio B / (A + B) when the strength is B is in the range of 0.02 to 0.20, preferably in the range of 0.06 to 0.20, particularly preferably in the range of 0.06 to 0.15. is there. The value of B / (A + B) indicates the amount of Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal phase contained in the SMS blue light emitting phosphor. The definition of the diffraction intensity A of the Sr 3 MgSi 2 O 8 crystal phase activated by Eu and the diffraction intensity B of the Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal phase are described in the above-mentioned Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-6850). Is the same. That is, the diffraction intensity A of the Sr 3 MgSi 2 O 8 crystal phase activated by Eu is the peak diffraction intensity detected at about 32.7 ° at 2θ obtained by X-ray diffraction using CuKα rays. The diffraction intensity B of the Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal phase is the diffraction intensity of the peak detected at about 30.3 ° at 2θ.
SMS青色発光蛍光体のEu含有量は、蛍光体のMg含有量を1モルとしたときに、0.001〜0.20モルの範囲となる量であることが好ましい。 The Eu content of the SMS blue light emitting phosphor is preferably an amount that is in the range of 0.001 to 0.20 mol when the Mg content of the phosphor is 1 mol.
SMS青色発光蛍光体の結晶格子歪みについては特に制限はないが、一般には0.06〜0.10%の範囲である。なお、結晶格子歪みは、Le Bail法により測定した値である。Le Bail法により、SMS青色発光蛍光体の結晶格子歪みを測定する方法は、前記特許文献1(特開2010−209206号公報)に記載がある。 Although there is no restriction | limiting in particular about the crystal lattice distortion of SMS blue light emission fluorescent substance, Generally it is 0.06 to 0.10% of range. The crystal lattice distortion is a value measured by the Le Bail method. A method for measuring the crystal lattice distortion of the SMS blue light-emitting phosphor by the Le Bail method is described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-209206).
SMS青色発光蛍光体は、例えば、Sr源粉末、Mg源粉末、Si源粉末及びEu源粉末を、SMS青色発光蛍光体を生成する割合にて混合し、得られた原料粉末混合物を還元雰囲気下にて焼成することによって製造することができる。Sr源粉末、Mg源粉末、Si源粉末及びEu源粉末の混合割合は、一般に、粉末混合物中のSrとEuとの合計量を3モルとしたときにMgが0.9〜1.1モルの範囲、Siが1.9〜2.1モルの範囲となる割合である。 In the SMS blue light emitting phosphor, for example, Sr source powder, Mg source powder, Si source powder and Eu source powder are mixed at a ratio to generate the SMS blue light emitting phosphor, and the obtained raw material powder mixture is reduced in a reducing atmosphere. It can manufacture by baking with. The mixing ratio of Sr source powder, Mg source powder, Si source powder and Eu source powder is generally 0.9 to 1.1 mol of Mg when the total amount of Sr and Eu in the powder mixture is 3 mol. This is the ratio at which Si is in the range of 1.9 to 2.1 mol.
Sr源粉末には、炭酸ストロンチウム粉末と塩化ストロンチウム粉末とを混合して用いることが好ましい。炭酸ストロンチウム粉末と塩化ストロンチウム粉末の配合量はモル比(SrCO3:SrCl2)で、1:0.020〜1:0.13の範囲が好ましく、1:0.030〜1:0.13の範囲が特に好ましい。塩化ストロンチウム粉末の配合量が上記の範囲よりも少ないと、SMS青色発光蛍光体中のSr2MgSi2O7結晶相の含有量が少なくなり過ぎる傾向があり、塩化ストロンチウム粉末の配合量が上記の範囲よりも多いと、Sr2MgSi2O7結晶相の含有量が多くなり過ぎる傾向がある。但し、Sr2MgSi2O7結晶相の含有量は、原料粉末混合物を還元雰囲気下にて焼成する際の容器のサイズや焼成温度などの条件によっても変動する。 The Sr source powder is preferably used by mixing strontium carbonate powder and strontium chloride powder. The blending amount of the strontium carbonate powder and the strontium chloride powder is preferably in the range of 1: 0.020 to 1: 0.13 in a molar ratio (SrCO 3 : SrCl 2 ), and is 1: 0.030 to 1: 0.13. A range is particularly preferred. If the blending amount of the strontium chloride powder is less than the above range, the content of the Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal phase in the SMS blue light emitting phosphor tends to be too small, and the blending amount of the strontium chloride powder is above When it exceeds the range, the content of the Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal phase tends to be excessive. However, the content of the Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal phase varies depending on conditions such as the size of the container and the firing temperature when firing the raw material powder mixture in a reducing atmosphere.
Mg源粉末には、酸化マグネシウム粉末を用いることが好ましい。Si源粉末及びEu源粉末は酸化物粉末であってもよいし、水酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩(塩基性炭酸塩を含む)、硝酸塩、シュウ酸塩などの加熱により酸化物を生成する化合物の粉末であってもよい。原料粉末はそれぞれ一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。各原料粉末は、純度が99質量%以上であることが好ましい。 It is preferable to use magnesium oxide powder as the Mg source powder. The Si source powder and Eu source powder may be oxide powders, and oxides are generated by heating hydroxides, halides, carbonates (including basic carbonates), nitrates, oxalates, and the like. It may be a powder of the compound. The raw material powders may be used alone or in combination of two or more. Each raw material powder preferably has a purity of 99% by mass or more.
原料粉末の混合は、湿式混合法により行なうことが好ましい。湿式混合法で原料粉末を混合する際に用いる混合装置の例としては、回転ボールミル、振動ボールミル、遊星ミル、ペイントシェーカー、ロッキングミル、ロッキングミキサー、ビーズミル及び撹拌機を挙げることができる。湿式混合法で用いる溶媒の例としては、水や、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールなどの低級アルコールを挙げることができる。 The raw material powder is preferably mixed by a wet mixing method. Examples of the mixing apparatus used when mixing the raw material powder by the wet mixing method include a rotating ball mill, a vibrating ball mill, a planetary mill, a paint shaker, a rocking mill, a rocking mixer, a bead mill, and a stirrer. Examples of the solvent used in the wet mixing method include water and lower alcohols such as ethanol, 1-propanol, and 2-propanol.
湿式混合法により混合した原料粉末混合物は噴霧乾燥により粒状に成形した後、焼成することが好ましい。原料粉末混合物の還元雰囲気下の焼成は、0.5〜5.0体積%の水素と99.5〜95.0体積%の不活性気体とを含む還元性気体の雰囲気下にて行なうことが好ましい。不活性気体の例としては、アルゴン及び窒素を挙げることができる。焼成温度は、一般に900〜1300℃の範囲である。焼成時間は、一般に0.5〜100時間の範囲である。還元性雰囲気下にて焼成する前に、粉末混合物を大気雰囲気下にて600〜850℃の温度で0.5〜100時間仮焼してもよい。 The raw material powder mixture mixed by the wet mixing method is preferably fired after being formed into granules by spray drying. The firing of the raw material powder mixture in a reducing atmosphere may be performed in an atmosphere of a reducing gas containing 0.5 to 5.0% by volume of hydrogen and 99.5 to 95.0% by volume of an inert gas. preferable. Examples of inert gases include argon and nitrogen. The firing temperature is generally in the range of 900-1300 ° C. The firing time is generally in the range of 0.5 to 100 hours. Before firing in a reducing atmosphere, the powder mixture may be calcined at a temperature of 600 to 850 ° C. for 0.5 to 100 hours in an air atmosphere.
以上のようにして得られたSMS青色発光蛍光体は、必要に応じて分級処理、塩酸や硝酸などの鉱酸による酸洗浄処理、ベーキング処理を行なってもよい。 The SMS blue light-emitting phosphor obtained as described above may be subjected to classification treatment, acid cleaning treatment with a mineral acid such as hydrochloric acid or nitric acid, and baking treatment as necessary.
本発明の蛍光体層を有する積層体は、青色発光蛍光体を含む蛍光体層形成材料もしくは青色発光蛍光体と青色以外の発光を示す蛍光体とを含む蛍光体層形成材料が分散されている分散液の塗布層を基体の上に形成し、次いで該塗布層を乾燥した後、300〜600℃の温度で加熱することによって製造される。このようにして製造された積層体では、蛍光体層は通常、蛍光体(粉末)同士が局所的な領域にて結合した状態にある。 In the laminate having the phosphor layer of the present invention, a phosphor layer forming material containing a blue light emitting phosphor or a phosphor layer forming material containing a blue light emitting phosphor and a phosphor exhibiting light emission other than blue is dispersed. A coating layer of the dispersion is formed on the substrate, and then the coating layer is dried and then heated at a temperature of 300 to 600 ° C. In the laminate thus manufactured, the phosphor layer is usually in a state where the phosphors (powder) are bonded in a local region.
積層体の例としては、AC型PDPの背面板及びCCFLのガラス管を挙げることができる。AC型PDPの背面板の場合、蛍光体層は青色発光蛍光体を含む蛍光体層形成材料から製造される。CCFLのガラス管の場合、蛍光体層は青色発光蛍光体と青色以外の発光を示す蛍光体とを含む蛍光体層形成材料から製造される。青色以外の発光を示す蛍光体としては、緑色発光蛍光体及び赤色発光蛍光体を用いることができる。 As an example of a laminated body, the back plate of AC type PDP and the glass tube of CCFL can be mentioned. In the case of the back plate of the AC type PDP, the phosphor layer is manufactured from a phosphor layer forming material including a blue light emitting phosphor. In the case of a CCFL glass tube, the phosphor layer is manufactured from a phosphor layer forming material including a blue light emitting phosphor and a phosphor that emits light other than blue light. As the phosphor that emits light other than blue, a green light-emitting phosphor and a red light-emitting phosphor can be used.
蛍光体分散液の溶媒は、有機溶媒であることが好ましい。有機溶媒には特に制限なく、アルコール、テルペン、ケトン、エーテル及びエステルを用いることができる。アルコールの例としては、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールなどの一価アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコールなどの二価アルコール及びグリセリンを挙げることができる。テルペンの例としては、テルピネオールを挙げることができる。ケトンの例としては、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン及びN−メチル−2−ピロリドンを挙げることができる。エーテルの例としては、エチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル及びトリエチレングリコールモノアルキルエーテルを挙げることができる。エステルの例としては、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート及びプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテートを挙げることができる。 The solvent of the phosphor dispersion liquid is preferably an organic solvent. The organic solvent is not particularly limited, and alcohols, terpenes, ketones, ethers and esters can be used. Examples of the alcohol include monohydric alcohols such as ethanol, 1-propanol and 2-propanol, dihydric alcohols such as ethylene glycol and propylene glycol, and glycerin. Examples of terpenes include terpineol. Examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone and N-methyl-2-pyrrolidone. Examples of ethers include ethylene glycol monoalkyl ether, diethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether, dipropylene glycol monoalkyl ether and triethylene glycol monoalkyl ether. Examples of esters include ethyl acetate, butyl acetate, ethylene glycol monoalkyl ether acetate, diethylene glycol monoalkyl ether acetate and propylene glycol monoalkyl ether acetate.
蛍光体分散液は、蛍光体同士の密着性や蛍光体の基体との密着性を高くするために、有機バインダーを含有することが好ましい。有機バインダーは、塗布層の加熱時に揮発もしくは分解するものであることが好ましい。バインダーには、セルロース系樹脂、アクリル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、プロピレングリコール、ポリエチレンオキサイド、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂及びフェノール樹脂などの有機バインダーを用いることができる。セルロース系樹脂の例としては、メチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシメチルプロピルセルロース及びヒドロキシエチルプロピルセルロースを挙げることができる。 The phosphor dispersion liquid preferably contains an organic binder in order to increase the adhesion between the phosphors and the adhesion between the phosphor and the substrate. The organic binder is preferably one that volatilizes or decomposes when the coating layer is heated. Use organic binders such as cellulose resin, acrylic resin, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol, propylene glycol, polyethylene oxide, urethane resin, melamine resin, and phenol resin as the binder. Can do. Examples of cellulosic resins include methylcellulose, ethylcellulose, propylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxymethylpropylcellulose and hydroxyethylpropylcellulose.
基体の上に塗布層を形成する方法としては、ディップ法、スクリーン印刷法、インクジェット法、スプレー法、スピンコータ法、メニスカス法などの方法を利用することができる。塗布層の乾燥及び加熱は、大気雰囲気下にて行なうことが好ましい。 As a method for forming the coating layer on the substrate, a dipping method, a screen printing method, an ink jet method, a spray method, a spin coater method, a meniscus method, or the like can be used. The coating layer is preferably dried and heated in an air atmosphere.
本発明の発光装置は、上記のSMS青色発光蛍光体を含む蛍光体層を有する積層体と、蛍光体層中の蛍光体を励起させるための励起光を発する励起光源とを備える。発光装置の例としてはAC型PDP及びCCFLを挙げることができる。 The light emitting device of the present invention includes a laminate having a phosphor layer containing the above-described SMS blue light emitting phosphor and an excitation light source that emits excitation light for exciting the phosphor in the phosphor layer. Examples of the light emitting device include AC type PDP and CCFL.
図1は、本発明に従うAC型PDPの一例の斜視図である。図1において、プラズマディスプレイパネルは、Xeガスを含む放電ガスが充填された放電空間10を介して、対向配置された前面板20と背面板30とからなる。放電空間10に充填される放電ガスには、通常はXeガスとNeガスとの混合ガスが用いられる。混合ガス中のXeガスの濃度は、Xeガスの放電により分子線発光が生じる濃度であり、一般には10〜30体積%の範囲、好ましくは15〜25体積%の範囲にある。
FIG. 1 is a perspective view of an example of an AC type PDP according to the present invention. In FIG. 1, the plasma display panel includes a
前面板20は、透明ガラス基板21、透明ガラス基板21の背面板側の表面に形成された二つの列電極24a、24bからなる放電電極25、放電電極を被覆する誘電体層26、そして誘電体層の表面に形成された誘電体保護層27からなる。放電電極25を構成する二つの列電極24a、24bは、それぞれ透明電極22とバス電極23とからなる。透明電極22は、一般にITO(インジウムスズ酸化物)膜や酸化スズ膜などの導電性金属酸化物膜からなる。誘電体層26は低融点ガラスからなる。誘電体保護層27は、酸化マグネシウム膜からなる。
The
背面板30は、透明ガラス基板31、透明ガラス基板31の前面板側の表面に形成されたアドレス電極32、アドレス電極32を被覆する誘電体層33、誘電体層33の表面に間隔を開けてストライプ状に形成された隔壁34、隔壁34の間に充填された青色発光蛍光体層35B、緑色発光蛍光体層35G及び赤色発光蛍光体層35Rからなる。アドレス電極32は、一般にアルミニウム、銅及び銀などの単相金属膜、もしくはクロム/銅/クロムなどの積層金属膜からなる。誘電体層33及び隔壁34は低融点ガラスからなる。青色発光蛍光体層35Bは、上記SMS青色発光蛍光体から形成されている。
The back plate 30 includes a
図1のAC型PDPにおいて、前面板20の放電電極25に電圧を印加すると、放電空間10内のXeガスが放電して波長146nmと波長172nmの真空紫外光が生成する。この真空紫外光を励起光として、背面板30に備えられている青色発光蛍光体層35B、緑色発光蛍光体層35G及び赤色発光蛍光体層35Rに照射することにより、それらの蛍光体層中の蛍光体が励起されて、青色、緑色、赤色の三原色の可視光が発光し、これらの発光光の組み合わせにより画像を形成する。
In the AC type PDP of FIG. 1, when a voltage is applied to the
図2は、本発明に従う、CCFLの一例の断面図である。CCFLは、励起光源が放電下にあるHgガスであり、波長254nmの発光を含む紫外光を励起光とする発光装置である。図2において、CCFLはガラス部材であるガラス管41、ガラス管41の内部空間42に充填された放電ガス、ガラス管41の内壁面に形成された蛍光体層43、ガラス管41の長手方向の両側端部にそれぞれ設けられた一対の電極44a、44b、そして電極44a、44bと外部電源(図示せず)とを電気的に接続するための導電線45a、45bからなる。放電ガスは、一般にHgガスと希ガス(例えば、Arガス)との混合ガスが用いられる。蛍光体層43は、上記SMS青色発光蛍光体以外に、緑色発光蛍光体と赤色発光蛍光体とを含む。
FIG. 2 is a cross-sectional view of an example CCFL according to the present invention. The CCFL is a light emitting device that uses Hg gas with an excitation light source under discharge and uses ultraviolet light including light emission with a wavelength of 254 nm as excitation light. In FIG. 2, CCFL is a
図2のCCFLにおいて、電極44a、44bとの間に高電圧を印加すると、内部空間42に充填されたHgガスの放電により波長254nmの紫外光が生成する。この紫外光を励起光として、ガラス管41に備えられた蛍光体層43に照射することにより、蛍光体層43中の各色蛍光体が励起されて、青色、緑色及び赤色の可視光が発光し、これらの発光光の混色により白色光が生成する。
In the CCFL of FIG. 2, when a high voltage is applied between the
[実施例1]
炭酸ストロンチウム(SrCO3)粉末(純度:99.7質量%、レーザー回折散乱法により測定した平均粒子径:0.9μm)を3150g、塩化ストロンチウム六水和物(SrCl2・6H2O)粉末(純度:99質量%)を250g、酸化ユウロピウム(Eu2O3)粉末(純度:99.9質量%、レーザー回折散乱法により測定した平均粒子径:2.7μm)を39.6g、酸化マグネシウム(MgO)粉末(気相法により製造したもの、純度:99.98質量%、BET比表面積から換算した粒子径:0.2μm)を302g、二酸化ケイ素(SiO2)粉末(純度:99.9質量%、BET比表面積から換算した粒子径:0.01μm)901gを、それぞれ秤量した。SrCO3:SrCl2・6H2O:Eu2O3:MgO:SiO2のモル比は2.845:0.125:0.015:1:2.000である。秤量した各粉末を、水中にてボールミルを用いて15時間湿式混合して、粉末混合物のスラリーを得た。得られたスラリーをスプレードライヤーで噴霧乾燥して、平均粒子径が40μmの粉末混合物を得た。得られた乾燥粉末をアルミナ坩堝(容量:950cm3)に入れて、大気雰囲気下にて800℃の温度で3時間焼成し、次いで、室温まで放冷した後、2体積%水素−98体積%アルゴンの混合ガス雰囲気下にて1200℃の温度で3時間焼成して、SMS青色発光蛍光体を製造した。
[Example 1]
3150 g of strontium carbonate (SrCO 3 ) powder (purity: 99.7% by mass, average particle diameter measured by laser diffraction scattering method: 0.9 μm), strontium chloride hexahydrate (SrCl 2 .6H 2 O) powder ( Purity: 99% by mass) 250 g, europium oxide (Eu 2 O 3 ) powder (purity: 99.9% by mass, average particle size measured by laser diffraction scattering method: 2.7 μm), 39.6 g, magnesium oxide ( MgO) powder (produced by vapor phase method, purity: 99.98% by mass, particle diameter converted from BET specific surface area: 0.2 μm) 302 g, silicon dioxide (SiO 2 ) powder (purity: 99.9% by mass) %, Particle diameter converted from BET specific surface area: 0.01 μm) 901 g was weighed. The molar ratio of SrCO 3 : SrCl 2 .6H 2 O: Eu 2 O 3 : MgO: SiO 2 is 2.845: 0.125: 0.015: 1: 2.000. Each weighed powder was wet-mixed in water using a ball mill for 15 hours to obtain a powder mixture slurry. The obtained slurry was spray-dried with a spray dryer to obtain a powder mixture having an average particle size of 40 μm. The obtained dry powder was put in an alumina crucible (capacity: 950 cm 3 ), calcined at a temperature of 800 ° C. for 3 hours in an air atmosphere, then allowed to cool to room temperature, and then 2% by volume hydrogen−98% by volume. By firing at 1200 ° C. for 3 hours in an argon mixed gas atmosphere, an SMS blue light emitting phosphor was manufactured.
得られたSMS青色発光蛍光体について、下記の方法により、Sr3MgSi2O8結晶相の回折強度をAとし、Sr2MgSi2O7結晶相の回折強度をBとしたときの比B/(A+B)、大気雰囲気下での加熱処理前と加熱処理後の発光強度、結晶格子歪みを測定した。表1に、その測定結果を示す。 With respect to the obtained SMS blue light emitting phosphor, the ratio B / when the diffraction intensity of the Sr 3 MgSi 2 O 8 crystal phase is A and the diffraction intensity of the Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal phase is B is determined by the following method. (A + B), emission intensity before and after heat treatment in the air atmosphere, and crystal lattice distortion were measured. Table 1 shows the measurement results.
[B/(A+B)の測定方法]
下記の条件にてSMS青色発光蛍光体のX線回折パターンを測定し、2θで32.5〜33.0°の範囲(約32.7°付近)にて検出される回折ピークの回折強度をSr3MgSi2O8結晶相の回折強度Aとし、2θで30.0〜31.0°(約30.3°付近)の範囲にて検出される回折ピークの回折強度をSr2MgSi2O7結晶相の回折強度Bとして、B/(A+B)を算出した。
[Measurement method of B / (A + B)]
The X-ray diffraction pattern of the SMS blue light emitting phosphor was measured under the following conditions, and the diffraction intensity of the diffraction peak detected in the range of 32.5 to 33.0 ° (near about 32.7 °) at 2θ. Sr 3 MgSi 2 O 8 and the diffraction intensity a crystal phase, a diffraction intensity of a diffraction peak detected by 30.0 to 31.0 range ° (near about 30.3 °) at 2θ Sr 2 MgSi 2 O B / (A + B) was calculated as the diffraction intensity B of the 7 crystal phase.
[X線回折パターンの測定条件]
測定:連続測定
X線源:CuKα
管電圧:40kV
管電流:40mA
発散スリット幅:1/2deg
散乱スリット幅:1/2deg
受光スリット幅:0.30mm
スキャンモード:2deg/分
スキャンステップ:0.02deg
[Measurement conditions of X-ray diffraction pattern]
Measurement: Continuous measurement X-ray source: CuKα
Tube voltage: 40 kV
Tube current: 40 mA
Divergent slit width: 1/2 deg
Scattering slit width: 1/2 deg
Light receiving slit width: 0.30 mm
Scan mode: 2 deg / min Scan step: 0.02 deg
[大気雰囲気下での加熱処理前と加熱処理後の発光強度の測定方法]
発光強度は、SMS青色発光蛍光体に波長254nmの紫外光を照射して、発光スペクトルを測定し、得られた発光スペクトルの400〜500nmの波長範囲の中で最大ピーク強度を求め、これを発光強度とした。なお、発光強度は、後述の比較例1で製造したSMS青色発光蛍光体の加熱処理前の発光強度を100とした相対値で示した。
加熱処理は、SMS青色発光蛍光体を大気雰囲気下で540℃の温度で30分間加熱した後、室温まで放冷することによって行なった。
[Measurement method of emission intensity before and after heat treatment in air]
The emission intensity is measured by irradiating the SMS blue-emitting phosphor with ultraviolet light having a wavelength of 254 nm, measuring the emission spectrum, obtaining the maximum peak intensity within the wavelength range of 400 to 500 nm of the obtained emission spectrum, and emitting this. Strength. The light emission intensity is shown as a relative value with the light emission intensity before heat treatment of the SMS blue light emitting phosphor manufactured in Comparative Example 1 described later as 100.
The heat treatment was performed by heating the SMS blue light-emitting phosphor in an air atmosphere at a temperature of 540 ° C. for 30 minutes and then allowing to cool to room temperature.
[結晶格子歪みの測定方法]
Le Bail法により測定した。
[Measurement method of crystal lattice strain]
It was measured by the Le Bail method.
[実施例2]
炭酸ストロンチウム粉末の量を3067g、塩化ストロンチウム六水和物の量を400gとしたこと以外は、実施例1と同様にして、SMS青色発光蛍光体を製造した。SrCO3:SrCl2・6H2O:Eu2O3:MgO:SiO2のモル比は2.770:0.200:0.015:1:2.000である。表1に、得られたSMS青色発光蛍光体のB/(A+B)、大気雰囲気下での加熱処理前と加熱処理後の発光強度、結晶格子歪みの測定結果を示す。
[Example 2]
An SMS blue light-emitting phosphor was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of strontium carbonate powder was 3067 g and the amount of strontium chloride hexahydrate was 400 g. The molar ratio of SrCO 3 : SrCl 2 .6H 2 O: Eu 2 O 3 : MgO: SiO 2 is 2.770: 0.200: 0.015: 1: 2.000. Table 1 shows the measurement results of B / (A + B), emission intensity before and after heat treatment in the air atmosphere, and crystal lattice distortion of the obtained SMS blue light-emitting phosphor.
[比較例1]
炭酸ストロンチウム粉末の量を3233g、塩化ストロンチウム六水和物の量を100gとしたこと以外は、実施例1と同様にして、SMS青色発光蛍光体を製造した。SrCO3:SrCl2・6H2O:Eu2O3:MgO:SiO2のモル比は2.920:0.050:0.015:1:2.000である。表1に、得られたSMS青色発光蛍光体のB/(A+B)、大気雰囲気下での加熱処理前と加熱処理後の発光強度、結晶格子歪みの測定結果を示す。
[Comparative Example 1]
An SMS blue light emitting phosphor was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of strontium carbonate powder was 3233 g and the amount of strontium chloride hexahydrate was 100 g. The molar ratio of SrCO 3 : SrCl 2 .6H 2 O: Eu 2 O 3 : MgO: SiO 2 is 2.920: 0.050: 0.015: 1: 2.000. Table 1 shows the measurement results of B / (A + B), emission intensity before and after heat treatment in the air atmosphere, and crystal lattice distortion of the obtained SMS blue light-emitting phosphor.
表1
────────────────────────────────────────
加熱処理前の 加熱処理後の 結晶格子歪み
B/(A+B) 発光強度 発光強度 (%)
────────────────────────────────────────
実施例1 0.079 87 77 0.075
実施例2 0.126 86 77 0.071
────────────────────────────────────────
比較例1 0.001以下 100 65 0.080
────────────────────────────────────────
Table 1
────────────────────────────────────────
Crystal lattice distortion after heat treatment before heat treatment
B / (A + B) Emission intensity Emission intensity (%)
────────────────────────────────────────
Example 1 0.079 87 77 0.075
Example 2 0.126 86 77 0.071
────────────────────────────────────────
Comparative Example 1 0.001 or less 100 65 0.080
────────────────────────────────────────
表1の結果から明らかなように、Sr3MgSi2O8結晶相の回折強度をAとし、Sr2MgSi2O7結晶相の回折強度をBとしたときの比B/(A+B)が本発明の範囲となるように、Sr2MgSi2O7相を含有するSMS青色発光蛍光体は加熱処理による発光強度の低下が少なく、Sr2MgSi2O7相を実質的に含まないSMS青色発光蛍光体と比較して、加熱処理前の発光強度は低い値を示すが、加熱処理後の発光強度は高い値を示す。 As is clear from the results in Table 1, the ratio B / (A + B) when the diffraction intensity of the Sr 3 MgSi 2 O 8 crystal phase is A and the diffraction intensity of the Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal phase is B is as the scope of the present invention, Sr 2 MgSi 2 O 7 phase SMS blue phosphor containing less decrease in emission intensity due to heat treatment, SMS blue emission free of Sr 2 MgSi 2 O 7 phase substantially Compared with the phosphor, the emission intensity before the heat treatment shows a low value, but the emission intensity after the heat treatment shows a high value.
[実施例3]
ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート65.5gに、実施例1にて製造したSMS青色発光蛍光体30gと質量平均分子量が約20万のエチルセルロース4.5gとを加え、撹拌して蛍光体分散液を得た。この蛍光体分散液をガラス基板にディップ法により塗布し、塗布層を乾燥した後、540℃の温度で30分間加熱して、SMS青色発光蛍光体層を有する積層体を製造した。この積層体のSMS青色発光蛍光体層に波長254nmの紫外光を照射したことろ、青色光を発光した。
[Example 3]
To 65.5 g of diethylene glycol monobutyl ether acetate, 30 g of the SMS blue light emitting phosphor produced in Example 1 and 4.5 g of ethylcellulose having a mass average molecular weight of about 200,000 were added and stirred to obtain a phosphor dispersion. This phosphor dispersion was applied to a glass substrate by a dip method, and the coating layer was dried and then heated at a temperature of 540 ° C. for 30 minutes to produce a laminate having an SMS blue light emitting phosphor layer. Blue light was emitted by irradiating the SMS blue light emitting phosphor layer of this laminate with ultraviolet light having a wavelength of 254 nm.
10 放電空間
20 前面板
21 透明ガラス基板
22 透明電極
23 バス電極
24a、24b 列電極
25 放電電極
26 誘電体層
27 誘電体保護層
30 背面板
31 透明ガラス基板
32 アドレス電極
33 誘電体層
34 隔壁
35B 青色発光蛍光体層
35G 緑色発光蛍光体層
35R 赤色発光蛍光体層
41 ガラス管
42 内部空間
43 蛍光体層
44a、44b 電極
45a、45b 導電線
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