JP2012162697A - White phosphor - Google Patents

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Kazuhito Nishimura
一仁 西村
Hidenori Sasaoka
秀紀 笹岡
Masahiro Ooka
昌洋 大岡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a white phosphor capable of maintaining the hue of the light-emitting color to be the natural daylight color even when a light emission intensity ratio of a blue phosphor with respect to other phosphors is reduced and the color temperature falls by irradiation with an electron beam.SOLUTION: The white phosphor includes a red phosphor including at least one compound selected from YO:Eu and YOS:Eu, a green phosphor including at least one compound selected from YAlO:Tb and Y(Al, Ga)O:Tb, and the blue phosphor including at least one compound selected from ZnS:Ag, Al, ZnS:Ag, Cl and ZnS:Ag, Al, Cl. The white phosphor contains 50-60 wt.% of the blue phosphor based on the total weight, and the weight ratio between the green phosphor and the red phosphor (the weight of the green phosphor/the weight of the red phosphor) is 0.5-2.0, and an average particle diameter of the particles constituting the red phosphor, the green phosphor and the blue phosphor is 3-15 μm.

Description

本発明は白色蛍光体に関し、詳しくは白色蛍光体を用いた電界放出型光源(Field Emission Light:以下FELという)に関する。 The present invention relates to a white phosphor, and more particularly to a field emission light source (hereinafter referred to as FEL) using a white phosphor.

一般に、電子線励起型(カソードルミネッセンス)蛍光体の発光は、発光波長に偏りをもち、単一の蛍光体によって白色光を生じさせることが出来ない。このため、白色光を得るためには複数の蛍光体からの発光を混合させることが必要であり、TVのブラウン管などでは光の三原色にあたる赤色蛍光体(R)、緑色蛍光体(G)、及び、青色蛍光体(B)の三種類の蛍光体からの発光を混合させることにより白色を表示している。 In general, the emission of an electron beam excited (cathode luminescence) phosphor has a bias in the emission wavelength, and white light cannot be generated by a single phosphor. For this reason, in order to obtain white light, it is necessary to mix emission from a plurality of phosphors. In a cathode ray tube of a TV, a red phosphor (R) corresponding to the three primary colors of light, a green phosphor (G), and The white light is displayed by mixing the light emission from the three types of phosphors of the blue phosphor (B).

白色光を発生させる電界電子放出型光源としては、このブラウン管用蛍光体を混合して白色光を作り出すことが、発光効率や演色性の観点から望ましい。 As a field electron emission type light source for generating white light, it is desirable to produce white light by mixing phosphors for cathode ray tubes from the viewpoint of luminous efficiency and color rendering.

ブラウン管用の蛍光体としては、一般テレビ用には青色蛍光体としてZnS:Ag,Clが用いられ、緑色蛍光体としてZnS:Cu,Alが用いられ、赤色蛍光体としてYS:Euが用いられている。一方、一般テレビ用ブラウン管に比べて高い耐熱温度と大きな光量を必要とするプロジェクションテレビ用の蛍光体としては、青色蛍光体として硫化物蛍光体であるZnS:Ag,Alが使用され、緑色蛍光体としてYAG系蛍光体であるYAl12:Tb又はY(Al,Ga)12:Tbが使用され、赤色蛍光体として酸化イットリウム系蛍光体であるY:Euの蛍光体が使用されており、硫化物でない緑色蛍光体、赤色蛍光体については、一般テレビ用蛍光体に比べて耐久性が高いという特徴を有する。 As phosphors for cathode-ray tubes, ZnS: Ag, Cl is used as a blue phosphor for general televisions, ZnS: Cu, Al is used as a green phosphor, and Y 2 O 2 S: Eu is used as a red phosphor. Is used. On the other hand, as a phosphor for projection television that requires a higher heat-resistant temperature and a larger amount of light than a CRT for general television, ZnS: Ag, Al which is a sulfide phosphor is used as a blue phosphor, and a green phosphor. Y 3 Al 5 O 12 : Tb or Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Tb, which is a YAG phosphor, is used, and Y 2 O 3 : Eu, which is an yttrium oxide phosphor, is used as a red phosphor. Since phosphors are used, green phosphors and red phosphors that are not sulfides are characterized by higher durability than phosphors for general televisions.

従って、白色FELは、ブラウン管に比べてより高い輝度が求められるためプロジェクションテレビ用の蛍光体を使用して白色蛍光体を作製することが望ましい。
また、その発光色については、一般の蛍光ランプについて定められているJIS規格(JIS Z 9112,(1990)「蛍光ランプの光源色及び演色性による区分」)の昼光色、昼白色、白色、温白色、電球色のいずれかに対応し、その発光色はJIS規格によって定義される区分に属する座標をもつことが望ましい。
Therefore, since white FEL is required to have higher luminance than a cathode ray tube, it is desirable to produce a white phosphor using a phosphor for projection television.
As for the emission color, the daylight color, the daylight white, the white, the warm white of the JIS standard (JIS Z 9112, (1990) “Classification according to the light source color and color rendering property of the fluorescent lamp”) established for general fluorescent lamps. The light emission color preferably corresponds to one of the light bulb colors, and has coordinates belonging to a category defined by the JIS standard.

しかし、プロジェクションテレビ用の蛍光体では、緑色蛍光体であるYAG系蛍光体、赤色蛍光体である酸化イットリウム系蛍光体に比べて、青色蛍光体のZnS系蛍光体は、発光効率は高いが温度消光の影響を受けやすい。 However, in projection television phosphors, the blue phosphor ZnS phosphor has higher luminous efficiency than the YAG phosphor, which is a green phosphor, and the yttrium oxide phosphor, which is a red phosphor. Susceptible to quenching.

このため、プロジェクションテレビ用蛍光体の混合によってFEL用蛍光体を作製する際に、発光初期の状態を基準にして混合比を決定すると、温度上昇に伴って青色蛍光体の発光強度が他の色に比べて小さくなるために、白色光の色度座標が大きく変化し、JIS規格で定められた蛍光ランプの白色光領域から外れてしまうことがある。 For this reason, when producing a FEL phosphor by mixing phosphors for projection televisions, if the mixing ratio is determined based on the initial state of light emission, the emission intensity of the blue phosphor changes to other colors as the temperature rises. Therefore, the chromaticity coordinates of the white light may change greatly, and may deviate from the white light region of the fluorescent lamp defined by the JIS standard.

また、耐久性についてもZnS系蛍光体は、YAG系蛍光体や酸化イットリウム系蛍光体に比べて劣るため、長期的な使用によって発光の色度が変化することでJISの定義範囲からずれてしまうことがあった。 In addition, since the ZnS phosphor is inferior to the YAG phosphor and the yttrium oxide phosphor in terms of durability, the chromaticity of the light emission changes due to long-term use, which deviates from the JIS definition range. There was a thing.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電子線を照射した際、時間の経過に従って、青色蛍光体の他の蛍光体に対する発光強度比が減少することで色温度が減少しても、発光色の色合いを自然な昼光色に維持することが可能な白色蛍光体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems. When an electron beam is irradiated, the color temperature decreases as the emission intensity ratio of the blue phosphor to the other phosphor decreases with the passage of time. Another object of the present invention is to provide a white phosphor capable of maintaining the color of the luminescent color in a natural daylight color.

上記目的を達成するために、本発明の白色蛍光体は、
:Eu、及び、YS:Euのうち少なくとも1種の化合物を含む赤色蛍光体、
Al12:Tb、及び、Y(Al,Ga)12:Tbのうち少なくとも1種の化合物を含む緑色蛍光体、並びに、
ZnS:Ag、Al、ZnS:Ag、Cl、及び、ZnS:Ag、Al、Clのうち少なくとも1種の化合物を含む青色蛍光体からなる蛍光体であって、
全体の重量に対して上記青色蛍光体を50〜60重量%含み、
上記緑色蛍光体と上記赤色蛍光体との重量比(上記緑色蛍光体の重量/上記赤色蛍光体の重量)が0.5〜2.0であり、
上記赤色蛍光体、上記緑色蛍光体及び上記青色蛍光体を構成する粒子の平均粒子径が3〜15μmであることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the white phosphor of the present invention comprises:
A red phosphor containing at least one compound of Y 2 O 3 : Eu and Y 2 O 2 S: Eu,
A green phosphor containing at least one compound of Y 3 Al 5 O 12 : Tb and Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Tb, and
A phosphor comprising a blue phosphor containing ZnS: Ag, Al, ZnS: Ag, Cl, and at least one compound of ZnS: Ag, Al, Cl,
The blue phosphor is contained in an amount of 50 to 60% by weight based on the total weight,
The weight ratio of the green phosphor and the red phosphor (the weight of the green phosphor / the weight of the red phosphor) is 0.5 to 2.0,
The average particle diameter of the particles constituting the red phosphor, the green phosphor and the blue phosphor is 3 to 15 μm.

上記白色蛍光体を構成する上記蛍光体において、例えば、「ZnS:Ag,Cl」とは、ZnSとAgとを必須成分として含み、Clを選択的に含む蛍光体を意味する。また、例えば、「ZnS:Ag,Al,Cl」とは、ZnSとAgとを必須成分として含み、Al及びClを選択的に含む蛍光体を意味する。すなわち、上記蛍光体は、カッコ内の最初に記載された元素を必須成分として含み、カッコ内の他の元素を選択的に含む。 In the phosphor constituting the white phosphor, for example, “ZnS: Ag, Cl” means a phosphor containing ZnS and Ag as essential components and selectively containing Cl. For example, “ZnS: Ag, Al, Cl” means a phosphor containing ZnS and Ag as essential components and selectively containing Al and Cl. That is, the phosphor includes the element described first in parentheses as an essential component and selectively includes other elements in the parentheses.

上記白色蛍光体では、青色蛍光体を50重量%以上含むため、電子線を照射した際、温度上昇に伴って青色蛍光体の発光強度が他の色に比べて小さくなるか、時間の経過に従って青色蛍光体の発光強度が他の色に比べて小さくなっても、その影響が小さく、赤色蛍光体と緑色蛍光体と青色蛍光体とにより発光色の色合いを自然な昼光色に維持することが可能である。
また、青色蛍光体の含有量が60重量%以内であるので、青色蛍光体の含有量が多すぎず、長期的な使用によって発光の色度が変化しても、JIS Z 9112に規定する昼光色、昼白色、白色、温白色、電球色の範囲に留めることができる。
Since the white phosphor contains 50% by weight or more of the blue phosphor, when the electron beam is irradiated, the emission intensity of the blue phosphor becomes smaller as compared with other colors as the temperature rises, or as time passes. Even if the emission intensity of the blue phosphor is reduced compared to other colors, the effect is small, and the red, green and blue phosphors can maintain the color of the emitted color in a natural daylight color. It is.
Further, since the content of the blue phosphor is within 60% by weight, even if the content of the blue phosphor is not too much and the chromaticity of the light emission changes due to long-term use, the daylight color defined in JIS Z 9112 Can be kept in the range of white, white, warm white, light bulb color.

青色蛍光体の含有量が50重量%未満であると、青色蛍光体の含有量が少ないため、温度上昇や時間の経過に伴って青色蛍光体の発光強度が小さくなると、その影響が大きく、発光色の色合いを自然な昼光色に維持することが難しくなる。
また、青色蛍光体の含有量が60重量%を超えると、青色蛍光体の含有量が多すぎるため、温度上昇や時間の経過に伴って青色蛍光体の発光強度が小さくなっても、青色蛍光体の影響が大きく、発光色の色合いを自然な昼光色とすることが難しい。
If the content of the blue phosphor is less than 50% by weight, the content of the blue phosphor is small. Therefore, if the emission intensity of the blue phosphor decreases as the temperature rises or the time elapses, the effect is large and the light emission It becomes difficult to maintain the color shade in a natural daylight color.
Further, when the content of the blue phosphor exceeds 60% by weight, the content of the blue phosphor is too large, so that even if the emission intensity of the blue phosphor decreases as the temperature rises or the time elapses, the blue phosphor The influence of the body is large, and it is difficult to make the color of the luminescent color a natural daylight color.

また、緑色蛍光体と赤色蛍光体との重量比(緑色蛍光体の重量/赤色蛍光体の重量)が0.5〜2.0であるので、緑色蛍光体と赤色蛍光体とのバランスがとれており(後述する図1の色度座標点Y、Zの範囲内にあり)、これに青色蛍光体が加わることにより、所定の時間が経過した後、白色光とすることができる。
緑色蛍光体と赤色蛍光体との重量比が上記範囲を外れると、緑色蛍光体と赤色蛍光体とのバランスが崩れるため、所定の時間が経過した際、白色光の範囲の外の発光となる。
Further, since the weight ratio of the green phosphor and the red phosphor (the weight of the green phosphor / the weight of the red phosphor) is 0.5 to 2.0, the green phosphor and the red phosphor can be balanced. (Within the range of chromaticity coordinate points Y and Z in FIG. 1 to be described later), and by adding a blue phosphor thereto, white light can be obtained after a predetermined time has elapsed.
If the weight ratio of the green phosphor and the red phosphor is out of the above range, the balance between the green phosphor and the red phosphor is lost, and therefore, when a predetermined time elapses, the light emission is outside the white light range. .

本発明の白色蛍光体では、上記赤色蛍光体、上記緑色蛍光体及び上記青色蛍光体を構成する粒子の平均粒子径が3〜15μmであるので、形成する塗膜の緻密度をある程度高く保つことができるとともに、発光効率が低下するのを抑制することができる。 In the white phosphor of the present invention, since the average particle diameter of the particles constituting the red phosphor, the green phosphor and the blue phosphor is 3 to 15 μm, the density of the coating film to be formed is kept high to some extent. In addition, it is possible to suppress a decrease in luminous efficiency.

本発明の白色蛍光体において、電子線を照射したときの初期の発光の色度座標点が、CIE1931色度図上の座標で表示すると、青色蛍光体の色度座標点B(0.14〜0.17,0.024〜0.07)と色度座標点P(0.327, 0.367)と色度座標点Q(0.475,0.428)とを直線的に結ぶことにより形成される三角形PBQの内側に存在することが望ましい。 In the white phosphor of the present invention, when the chromaticity coordinate point of the initial light emission when irradiated with an electron beam is displayed as the coordinate on the CIE1931 chromaticity diagram, the chromaticity coordinate point B (0.14˜ 0.17, 0.024 to 0.07), the chromaticity coordinate point P (0.327, 0.367) and the chromaticity coordinate point Q (0.475, 0.428) are linearly connected. It is desirable to exist inside the formed triangle PBQ.

CIE1931色度図とは、CIE(国際照明委員会)で規定した色度図であり、光の色をxyの平面座標で表示したものである。上述したJIS Z 9112に規定する昼光色、昼白色、白色、温白色、電球色も、CIE1931色度図上で表示することができる。 The CIE 1931 chromaticity diagram is a chromaticity diagram defined by the CIE (International Commission on Illumination), in which the color of light is displayed in xy plane coordinates. Daylight color, daylight white color, white color, warm white color, and light bulb color specified in JIS Z 9112 can also be displayed on the CIE1931 chromaticity diagram.

電子線を照射したときの初期の発光の色度座標点が上記した三角形PBQの内側にあると、電界電子放出素子からの電子線を照射した際、蛍光体の温度が上昇したり、時間を経るに従って青色蛍光体の発光が低減しても、発光色が昼光軌跡からのずれが少なく、人間にとって自然な白色光にすることができる。
電子線を照射したときの初期の発光とは、電子線を照射し始めてから30分以内の発光をいう。
If the chromaticity coordinate point of the initial light emission when the electron beam is irradiated is inside the triangle PBQ described above, the temperature of the phosphor increases when the electron beam from the field electron-emitting device is irradiated, Even if the emission of the blue phosphor is reduced as time passes, the emission color is less likely to deviate from the daylight trajectory, and white light that is natural to humans can be obtained.
The initial light emission when irradiated with an electron beam refers to light emission within 30 minutes after the start of electron beam irradiation.

本発明の白色蛍光体は、上記のように構成されているので、長期的な使用により、青色蛍光体の発光が低減しても、発光色が昼光軌跡からのずれが少なく、FELによる発光を人間にとって自然な白色光にすることができ、FELの商品耐久性を向上させることができる。 Since the white phosphor of the present invention is configured as described above, even if the emission of the blue phosphor is reduced by long-term use, the emission color is less deviated from the daylight trajectory and the emission by the FEL. Can be natural white light for humans, and the product durability of FEL can be improved.

図1は、青色蛍光体ZnS:Ag,Al、緑色蛍光体Y(Al, Ga)12:Tb、赤色蛍光体Y:EuのCIE1931色度図上の点と、JIS Z 9112 1990によって定められる昼光色、昼白色、白色、温白色、電球色の色度図上の区分を示すグラフである。FIG. 1 shows points on the CIE1931 chromaticity diagram of blue phosphor ZnS: Ag, Al, green phosphor Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Tb, red phosphor Y 2 O 3 : Eu, and JIS Z 9112 is a graph showing divisions on the chromaticity diagram of daylight color, day white color, white color, warm white color, and light bulb color defined by 9112 1990. 図2は、実施例1で得られた白色蛍光体の発光の輝度と色温度の時間の経過による変化を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing changes in luminance and color temperature of the white phosphor obtained in Example 1 over time. 図3は、実施例1で得られた白色蛍光体の時間の経過によるCIE1931色度図上の変化を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing changes in the CIE1931 chromaticity diagram over time of the white phosphor obtained in Example 1. 図4は、比較例1で得られた白色蛍光体の時間の経過によるCIE1931色度図上の変化を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing changes on the CIE 1931 chromaticity diagram over time of the white phosphor obtained in Comparative Example 1.

(第一実施形態)
以下、本発明の白色蛍光体の一実施形態について、図面を用いて説明する。
本発明の白色蛍光体は、Y:Eu、及び、YS:Euのうち少なくとも1種の化合物を含む赤色蛍光体、
Al12:Tb、及び、Y(Al,Ga)12:Tbのうち少なくとも1種の化合物を含む緑色蛍光体、並びに、
ZnS:Ag、Al、ZnS:Ag、Cl、及び、ZnS:Ag、Al、Clのうち少なくとも1種の化合物を含む青色蛍光体からなる蛍光体であって、
全体の重量に対して上記青色蛍光体を50〜60重量%含み、
上記緑色蛍光体と上記赤色蛍光体との重量比(上記緑色蛍光体の重量/上記赤色蛍光体の重量)が0.5〜2.0であり、
上記赤色蛍光体、上記緑色蛍光体及び上記青色蛍光体を構成する粒子の平均粒子径が3〜15μmであることを特徴とする。
(First embodiment)
Hereinafter, an embodiment of the white phosphor of the present invention will be described with reference to the drawings.
The white phosphor of the present invention is a red phosphor containing at least one compound of Y 2 O 3 : Eu and Y 2 O 2 S: Eu,
A green phosphor containing at least one compound of Y 3 Al 5 O 12 : Tb and Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Tb, and
A phosphor comprising a blue phosphor containing ZnS: Ag, Al, ZnS: Ag, Cl, and at least one compound of ZnS: Ag, Al, Cl,
The blue phosphor is contained in an amount of 50 to 60% by weight based on the total weight,
The weight ratio of the green phosphor and the red phosphor (the weight of the green phosphor / the weight of the red phosphor) is 0.5 to 2.0,
The average particle diameter of the particles constituting the red phosphor, the green phosphor and the blue phosphor is 3 to 15 μm.

図1は、青色蛍光体ZnS:Ag,Al、緑色蛍光体Y(Al, Ga)12:Tb、赤色蛍光体Y:EuのCIE1931色度図上の点と、JIS Z 9112 1990によって定められる昼光色、昼白色、白色、温白色、電球色の色度図上の区分を示すグラフである。 FIG. 1 shows points on the CIE1931 chromaticity diagram of blue phosphor ZnS: Ag, Al, green phosphor Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Tb, red phosphor Y 2 O 3 : Eu, and JIS Z 9112 is a graph showing divisions on the chromaticity diagram of daylight color, day white color, white color, warm white color, and light bulb color defined by 9112 1990.

加法混色におけるグラスマンの法則により、CIE1931色度図(以下、単に色度図ともいう)上の座標が点Rである赤色蛍光体の発光と点Gである緑色蛍光体の発光との混色光の色度図上の座標は、点Rと点Gとを結ぶ線分X上にあり、混合量を変えれば線分X上でさまざまな混色が可能となる。 According to Grassmann's law in additive color mixture, the mixed light of the light emission of the red phosphor whose coordinates on the CIE 1931 chromaticity diagram (hereinafter also simply referred to as chromaticity diagram) and the light emission of the green phosphor whose point is G The coordinates on the chromaticity diagram are on the line segment X connecting the point R and the point G, and various color mixing can be performed on the line segment X by changing the mixing amount.

最終的には、上記した赤色蛍光体の発光と緑色蛍光体の発光との混色光に青色蛍光体の発光とを加えることにより、白色光を作る訳であるが、具体的には、以下のような考え方で三種混合を行なう。
すなわち、蛍光体の混合組成を、緑色蛍光体と赤色蛍光体のみで混合したときの蛍光体の発光の色度座標上の点が、青色蛍光体の色度図上の点Bと光源色区分の端点である点P、及び、点Bと光源色区分の端点である点Qと通る∠PBQで区切られた範囲(線分X上の点Y,Zの間)となるように緑色蛍光体と赤色蛍光体とを混合する。さらにその混合物に青色蛍光体を追加することで、三種混合の白色蛍光体の発光初期段階における発光の色度座標を三角形の領域PQB内とすることが可能となる。
Finally, white light is produced by adding the light emission of the blue phosphor to the mixed color light of the light emission of the red phosphor and the light emission of the green phosphor. The three kinds of mixing are performed in such a way.
That is, when the mixed composition of the phosphor is mixed with only the green phosphor and the red phosphor, the point on the chromaticity coordinate of the emission of the phosphor is the point B on the chromaticity diagram of the blue phosphor and the light source color classification Green phosphor so that it is in a range (between the points Y and Z on the line segment X) divided by ∠PBQ passing through the point P that is the end point of the light source and the point B that is the end point of the light source color classification And red phosphor are mixed. Further, by adding a blue phosphor to the mixture, the chromaticity coordinates of light emission in the initial light emission stage of the three kinds of white phosphors can be within the triangular region PQB.

点P、Qは、色度図上の座標で表示すると、色度座標点P(0.327, 0.367)、色度座標点Q(0.475,0.428)となる。
∠PBQで区切られた範囲としたのは、三種混合の白色蛍光体の時間経過による色度図上の変化が∠PBQの角度の範囲内となるように移動していく可能性が高いからである。
When the points P and Q are displayed in coordinates on the chromaticity diagram, they become a chromaticity coordinate point P (0.327, 0.367) and a chromaticity coordinate point Q (0.475, 0.428).
The range delimited by ∠PBQ is because there is a high possibility that the change in the chromaticity diagram over time of the three types of mixed white phosphors will move within the range of the angle of ∠PBQ. is there.

色度座標点Bは、蛍光体の種類により異なるが、長時間経過した際に、昼白色、白色の範囲に発光が収まるためには、色度座標点B(0.14〜0.17,0.024〜0.07)となるのが好ましい。 Although the chromaticity coordinate point B varies depending on the type of phosphor, in order for light emission to fall within the range of white white and white when a long time has elapsed, the chromaticity coordinate point B (0.14 to 0.17, 0.024 to 0.07) is preferred.

このとき、線分X上の点Y,Zの間となるように、赤色蛍光体の発光と緑色蛍光体の発光との混色光を作るためには、緑色蛍光体と赤色蛍光体との重量比(上記緑色蛍光体の重量/上記赤色蛍光体の重量)が0.5〜2.0であることが望ましい。
また、全体の重量に対して、上記青色蛍光体を50〜60重量%を含むように、その混合量を調整することが好ましい。
At this time, the weight of the green phosphor and the red phosphor is used in order to create mixed color light of the red phosphor and the green phosphor so as to be between the points Y and Z on the line segment X. The ratio (weight of the green phosphor / weight of the red phosphor) is preferably 0.5 to 2.0.
Moreover, it is preferable to adjust the mixing amount so that the blue phosphor contains 50 to 60% by weight with respect to the total weight.

このような手法で混合された蛍光体は、発光初期段階においてその色度座標の点は、JIS規格(JIS Z 9112 1990「蛍光ランプの光源色及び演色性による区分」)の昼光色、昼白色、白色、温白色、電球色のいずれの区分よりも色度座標において左下方に位置する。しかしながら、ZnS系蛍光体に属する青色蛍光体は、YAG系蛍光体や酸化イットリウム系蛍光体に比べて温度消光の影響を受けやすく、また寿命も短いため次第に赤色蛍光体と緑色蛍光体のみで発光させたときの色度座標に向かって直線的に移動していく。 The phosphors mixed in such a manner have chromaticity coordinate points at the initial stage of light emission, which are daylight color, daylight white, and JIS standard (JIS Z 9112 1990 “classification according to light source color and color rendering properties of fluorescent lamp”). It is located on the lower left side in the chromaticity coordinates from any of white, warm white, and bulb color. However, blue phosphors belonging to ZnS phosphors are more susceptible to temperature quenching than YAG phosphors and yttrium oxide phosphors, and have a shorter lifetime, so that only red and green phosphors gradually emit light. It moves linearly toward the chromaticity coordinates.

この青色蛍光体の発光における温度消光や寿命による輝度低減に関し、ある程度輝度が低減した後の輝度変化は緩やかなものとなるため、あらかじめ輝度低減分を見越した上で青色蛍光体の重量比を決定することで、JIS規格Z9112 1990で区分される昼白色、白色等の領域内において安定に発光させることが可能となる。 With regard to the luminance reduction due to temperature quenching and lifetime in the emission of this blue phosphor, the luminance change after the luminance has been reduced to a certain degree will be gradual, so the weight ratio of the blue phosphor is determined in anticipation of the luminance reduction beforehand By doing so, it is possible to emit light stably in the daylight white, white, and other regions classified according to JIS standard Z9112 1990.

また、青色蛍光体発光低減による色度座標変化の傾きは、青色蛍光体の色度座標と、赤色蛍光体と緑色蛍光体の混合比を調整することで可能であり、この傾きを昼光軌跡に近づけることで青色蛍光体の発光低減による色合いの変化を最小限におさえることが可能となる。
本発明では、全体の重量に対し、青色蛍光体を50〜60重量%含むことが望ましい。
In addition, the slope of the chromaticity coordinate change due to the blue phosphor emission reduction can be adjusted by adjusting the chromaticity coordinates of the blue phosphor and the mixing ratio of the red phosphor and the green phosphor. By making the distance close to, it becomes possible to minimize the change in hue due to the reduced emission of the blue phosphor.
In the present invention, it is desirable to contain 50 to 60% by weight of the blue phosphor with respect to the total weight.

また、蛍光体は、粒子径が小さいほど、蛍光体の層を形成する際に使用する蛍光体の量を少なくすることができ、形成される塗膜の緻密度も粒子径が小さいほうが高くなる。しかし、一方で粒子径が大きいほど発光効率は高くなる。これは蛍光体の表面には内部よりより発光効率の低い層があり、小さい粒子の場合、電子線が低効率な層を通過する確率が高くなるからである。 In addition, the smaller the particle diameter of the phosphor, the smaller the amount of the phosphor used when forming the phosphor layer, and the smaller the particle diameter, the higher the density of the formed coating film. . However, the larger the particle size, the higher the luminous efficiency. This is because there is a layer having a lower luminous efficiency than the inside on the surface of the phosphor, and in the case of small particles, the probability that the electron beam passes through the low-efficiency layer is high.

本発明の白色蛍光体では、上記赤色蛍光体、上記緑色蛍光体及び上記青色蛍光体を構成する粒子の平均粒子径が3〜15μmであるので、形成する塗膜の緻密度をある程度高く保つことができるとともに、発光効率が低下するのを抑制することができる。
上記蛍光体を構成する粒子の平均粒子径が3μm未満であると、発光効率が低下してしまう。一方、上記蛍光体の平均粒子径が15μmを超えると、発光効率は高くなるが、緻密性の高い蛍光体の層を形成するのが難しくなり、良好な塗膜を形成するのが難しくなる。
In the white phosphor of the present invention, since the average particle diameter of the particles constituting the red phosphor, the green phosphor and the blue phosphor is 3 to 15 μm, the density of the coating film to be formed is kept high to some extent. In addition, it is possible to suppress a decrease in luminous efficiency.
Luminous efficiency will fall that the average particle diameter of the particle | grains which comprise the said fluorescent substance is less than 3 micrometers. On the other hand, when the average particle diameter of the phosphor exceeds 15 μm, the luminous efficiency increases, but it becomes difficult to form a highly dense phosphor layer, and it becomes difficult to form a good coating film.

本発明の白色蛍光体の製造方法は特に限定されず、従来から行われている蛍光体を含むスラリをスプレー塗布するスプレー塗布法、沈降法、ドクターブレード法等を用いることができる。沈降法、ドクターブレード法等を用いる場合には、スラリーをよく、混練することが望ましい。 The production method of the white phosphor of the present invention is not particularly limited, and a spray coating method, a sedimentation method, a doctor blade method, and the like, which are conventionally applied to a slurry containing a phosphor, can be used. When using a sedimentation method, a doctor blade method, or the like, it is desirable that the slurry be well kneaded.

(実施例)
以下、本発明の第一実施形態をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
(Example)
Examples that more specifically disclose the first embodiment of the present invention will be described below. In addition, this invention is not limited only to these Examples.

(実施例1)
昼光色、昼白色で発光させるためのFEL用白色蛍光体を作製する際、青色蛍光体としてZnS:Ag,Al (直径中間値:9.6μm)、緑色蛍光体としてY(Al,Ga)12:Tb (直径中間値:7.2μm)、赤色蛍光体としてY:Eu(直径中間値:8.2μm) を使用した。なお、直径中間値は、平均粒子径ともいう。
Example 1
When producing a white phosphor for FEL for emitting in daylight and daylight, ZnS: Ag, Al (diameter intermediate value: 9.6 μm) as a blue phosphor and Y 3 (Al, Ga) 5 as a green phosphor O 12 : Tb (median diameter: 7.2 μm) and Y 2 O 3 : Eu (median diameter: 8.2 μm) were used as the red phosphor. The median diameter is also called the average particle size.

総重量に対する重量パーセントをそれぞれ、青色蛍光体51重量%、緑色蛍光体26.2重量%、赤色蛍光体を22.8重量%とし、緑色蛍光体と赤色蛍光体との重量比(緑色蛍光体重量/赤色蛍光体重量)=1.15とし、これを珪酸カリウムを100g/L含むカリ水ガラス水溶液(東京応化工業株式会社製 オーカシールB)中で混合してスラリーとし、これをアルミニウム製の陽極にスプレー塗布することにより蛍光板を作製した。 The weight percentage with respect to the total weight is 51% by weight of the blue phosphor, 26.2% by weight of the green phosphor, and 22.8% by weight of the red phosphor, respectively, and the weight ratio of the green phosphor to the red phosphor (green phosphor). Weight / red phosphor weight) = 1.15, and this was mixed in a potassium water glass aqueous solution (Okaseal B, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) containing 100 g / L of potassium silicate to form a slurry. A fluorescent plate was prepared by spray coating.

(白色蛍光体の発光スペクトルの時間経過による変化の測定)
次に、この蛍光板に真空中で電界電子放出素子からの電子線をパルス的に照射することで励起発光させ、その発光強度ならびにそのスペクトルの経過時間変化を、分光輝度計(株式会社トプコン製 トプコンSR−3)を用いて3分ごとに計測を行った。パルス電流の印加方法は、6kVの電圧で出力させた直流高圧電源からの高圧スイッチを電界電子放出素子に接続し、高圧スイッチを繰り返し周波数500Hz、オン/オフ比2%で駆動させることで駆動電圧をパルス化した。蛍光体への電子線照射密度は、高圧スイッチがオンの時で0.4mA/cmであった。
(Measurement of change in emission spectrum of white phosphor over time)
Next, this fluorescent plate is excited and emitted by irradiating an electron beam from a field electron-emitting device in a vacuum in a vacuum, and the emission intensity and the change in the elapsed time of the spectrum are measured with a spectral luminance meter (Topcon manufactured by Topcon Corporation). Measurement was performed every 3 minutes using SR-3). The pulse current is applied by connecting a high-voltage switch from a DC high-voltage power supply output at a voltage of 6 kV to a field electron-emitting device, and driving the high-voltage switch at a repetition frequency of 500 Hz and an on / off ratio of 2%. Was pulsed. The electron beam irradiation density to the phosphor was 0.4 mA / cm 2 when the high voltage switch was on.

図2は、実施例1で得られた白色蛍光体の発光の輝度と色温度の経過時間変化を示すグラフであり、図3は、上記白色蛍光体の時間経過によるCIE1931色度図上の変化を示すグラフである。 FIG. 2 is a graph showing changes in luminance and color temperature of the white phosphor obtained in Example 1, and FIG. 3 shows changes in the CIE1931 chromaticity diagram over time of the white phosphor. It is a graph which shows.

図2に示すグラフより明らかなように、経過時間とともに、輝度と色温度が低下してきている。これは発光スペクトルにおいて低波長側にピークをもつ青色蛍光体が、緑色蛍光体や赤色蛍光体に比べて大きいことを示している。また、時間の経過とともに、青色蛍光体の発光の光の低減速度は緩やかとなり、それに合わせて全体の発光輝度ならびに色温度の変化もゆるやかとなっている。 As is clear from the graph shown in FIG. 2, the luminance and the color temperature are decreasing with the elapsed time. This indicates that the blue phosphor having a peak on the lower wavelength side in the emission spectrum is larger than the green phosphor and the red phosphor. In addition, with the passage of time, the light emission rate of the blue phosphor is gradually reduced, and the overall emission brightness and color temperature change gradually accordingly.

また、図3より明らかなように、発光開始時では青色蛍光体の発光強度が大きいために、色度図上においても青色蛍光体の色度x=0.145、y=0.06に近く、昼光色からずれていた。しかし、青色蛍光体が弱まることで緑色蛍光体、赤色蛍光体の発光強度比で決まる色度図上の点に向かって次第に移動していくことで、昼光色、昼白色、白色の領域で発光するようになった。この後は、殆ど移動しないと考えられる。 Further, as apparent from FIG. 3, since the emission intensity of the blue phosphor is high at the start of emission, the chromaticity x of the blue phosphor is close to x = 0.145 and y = 0.06 in the chromaticity diagram. , It was out of daylight. However, when the blue phosphor is weakened, it gradually moves toward the point on the chromaticity diagram determined by the emission intensity ratio of the green phosphor and the red phosphor, and emits light in the daylight color, day white, and white regions. It became so. After this, it is thought that it hardly moves.

(比較例1)
総重量に対する各蛍光体の重量パーセントを、それぞれ、青色蛍光体51重量%、緑色蛍光体37.5重量%、赤色蛍光体を11.5重量%と変え、緑色蛍光体と赤色蛍光体との重量比(緑色蛍光体重量/赤色蛍光体重量)=3.26と変えたほかは、実施例1と同様にして、白色蛍光体を作製し、白色蛍光体の発光スペクトルの時間経過による変化を測定した。
(Comparative Example 1)
The weight percentage of each phosphor with respect to the total weight is changed to 51 wt% of blue phosphor, 37.5 wt% of green phosphor, and 11.5 wt% of red phosphor, respectively. A white phosphor was produced in the same manner as in Example 1 except that the weight ratio (green phosphor weight / red phosphor weight) was changed to 3.26, and the change in the emission spectrum of the white phosphor over time was changed. It was measured.

図4は、その結果、すなわちCIE1931色度図上の時間経過による変化を示すグラフである。
比較例1では、緑色蛍光体と赤色蛍光体との重量比(緑色蛍光体重量/赤色蛍光体重量)が3.26であるために、時間が経過し、青色蛍光体が弱まるに従って、昼光色、昼白色、白色の領域から離れていき、白色とは言えない発光色となった。
FIG. 4 is a graph showing the result, that is, the change over time on the CIE1931 chromaticity diagram.
In Comparative Example 1, since the weight ratio of the green phosphor and the red phosphor (green phosphor weight / red phosphor weight) is 3.26, as the blue phosphor becomes weaker as time passes, The daylight white color moved away from the white area, and the emission color was not white.

Claims (2)

:Eu、及び、YS:Euのうち少なくとも1種の化合物を含む赤色蛍光体、
Al12:Tb、及び、Y(Al,Ga)12:Tbのうち少なくとも1種の化合物を含む緑色蛍光体、並びに、
ZnS:Ag、Al、ZnS:Ag、Cl、及び、ZnS:Ag、Al、Clのうち少なくとも1種の化合物を含む青色蛍光体からなる蛍光体であって、
全体の重量に対して前記青色蛍光体を50〜60重量%含み、
前記緑色蛍光体と前記赤色蛍光体との重量比(前記緑色蛍光体の重量/前記赤色蛍光体の重量)が0.5〜2.0であり、
前記赤色蛍光体、前記緑色蛍光体及び前記青色蛍光体を構成する粒子の平均粒子径が3〜15μmであることを特徴とする白色蛍光体。
A red phosphor containing at least one compound of Y 2 O 3 : Eu and Y 2 O 2 S: Eu,
A green phosphor containing at least one compound of Y 3 Al 5 O 12 : Tb and Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Tb, and
A phosphor comprising a blue phosphor containing ZnS: Ag, Al, ZnS: Ag, Cl, and at least one compound of ZnS: Ag, Al, Cl,
Containing 50-60% by weight of the blue phosphor with respect to the total weight;
The weight ratio of the green phosphor and the red phosphor (the weight of the green phosphor / the weight of the red phosphor) is 0.5 to 2.0,
An average particle diameter of particles constituting the red phosphor, the green phosphor and the blue phosphor is 3 to 15 μm.
電子線を照射したときの初期の発光の色度座標点が、CIE1931色度図上の座標で表示すると、色度座標点B(0.14〜0.17,0.024〜0.07)と色度座標点P(0.327, 0.367)と色度座標点Q(0.475,0.428)とを直線的に結ぶことにより形成される三角形PBQの内側に存在する請求項1に記載の白色蛍光体。
When the chromaticity coordinate point of the initial light emission when the electron beam is irradiated is displayed as a coordinate on the CIE1931 chromaticity diagram, the chromaticity coordinate point B (0.14 to 0.17, 0.024 to 0.07) And a chromaticity coordinate point P (0.327, 0.367) and a chromaticity coordinate point Q (0.475, 0.428) are present inside a triangle PBQ formed by connecting them linearly. The white phosphor according to 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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