JP2013528554A - コア/シェル型ランタンセリウムテルビウムリン酸塩、および改善された熱安定性を有し前記リン酸塩を含有する蛍光体 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)La(1−x−y)CexTbyPO4
(式中、xおよびyは、以下の条件
0.2≦x≦0.35
0.19≦y≦0.22
を満たす。)
を満たすことを特徴とする。
本発明のリン酸塩は、特異なコア/シェル構造によって第一に特徴づけられ、これを以下で説明する。
(1)La(1−x−y)CexTbyPO4
(式中、xおよびyは、以下の条件
0.2≦x≦0.35
0.19≦y≦0.22
を満たす。)
を満たす。
I=(φ84−φ16)/(2×φ50)
(式中、φ84は、粒子の84%がφ84未満の直径を有する粒子の直径であり、
φ16は、粒子の16%がφ16未満の直径を有する粒子の直径であり、
φ50は、粒子の50%がφ50未満の直径を有する粒子の平均直径である。)
を意味することが理解される。
本発明の蛍光体は、上に説明した本発明のリン酸塩からなり、またはこれらを含む。
本発明のリン酸塩の調製方法は、以下のステップ:
−(a)ランタン、セリウムおよびテルビウムの可溶な塩の水溶液を、1から5の間の初期pHを有し、前述した無機コアの粒子を分散状態で含み、リン酸イオンを含んだ水性開始媒質に徐々に連続的に添加し、同時に反応媒質のpHを実質的に一定の値に保持し、これにより、表面にランタンセリウムテルビウム混合リン酸塩が堆積した無機コアを含んだ粒子を得るステップと、次いで、
−(b)得られた粒子を反応媒質から分離し、400℃から900℃の間の温度で熱処理するステップと
を含むことを特徴とする。
粒子の直径は、レーザー粒度分析計(Malvern2000)を用いて、1分30秒間、超音波(130W)によって水に分散された粒子のサンプルで測定する。
透過電子顕微鏡写真は、SEM電子顕微鏡を用いて、粒子の切片(切片法)で実施した。EDS(エネルギー分散分光法)による化学組成測定用のこの計器の空間分解能は、<2nmである。観察された形態と、測定された化学組成とを相関させることにより、顕微鏡写真上で、コア/シェル構造を実証し、シェルの厚さを測定することができる。
生成物の結晶相を実証するために、X線ディフラクトグラムを、Bragg−Brentano法に従い、対陰極として銅を用い、Kα線を用いて作製する。解像度は、LaPO4:Ce,Tb線をLaPO4線から分離するのに十分であるように選択し、この解像度はΔ(2θ)<0.02°であることが好ましい。
熱安定性は、蛍光体の分野で「ベーキング」試験という用語で知られる試験により評価することができる。この試験は、蛍光体を、1時間、空気中で、600℃でか焼すること、およびこうして処理した蛍光体の新しい変換収率を測定することからなる。
蛍光体のフォトルミネセンス効率(PL)は、Jobin−Yvon分光光度計を用いて、254nmでの励起下、450nmから700nmの間の発光スペクトルの積分により測定する。実施例1のフォトルミネセンス効率を値100として基準値とする。
ステップ1:リン酸ランタンの調製
500mlのリン酸(H3PO4)溶液(1.725モル/l)を、事前に水酸化アンモニウムの添加によってpH1.8とし、60℃にまで加熱しておき、そこへ500mlの硝酸ランタン溶液(1.5モル/l)を添加した。沈殿中のpHは、水酸化アンモニウムの添加によって1.8に調節した。
1リットルのビーカー中で、希土類硝酸塩の溶液(溶液A)を以下のとおり、2.78MのLa(NO3)3溶液29.5g、2.88MのCe(NO3)3溶液20.8g、および2.0MのTb(NO3)3溶液12.3g、ならびに脱イオン水462mlを混合して調製し、組成(La0.49Ce0.35Tb0.16)(NO3)3の希土類硝酸塩を総量0.2モル作製した。
ステップ2で得られた前駆体を、この前駆体の量に対して1重量%のホウ酸リチウムLi2B4O7と共に、Turbulat型ミキサーを用いて30分間混合した。この混合物を、次いで還元性雰囲気下(水素5%を含有するAr/H2)、2時間、1000℃でか焼した。
ステップ1:LaPo4−LaCeTbPO4コア/シェル前駆体の調製
1リットルのビーカー中で、希土類硝酸塩の溶液(溶液A)を以下のとおり、2.78MのLa(NO3)3溶液21.7g、2.88MのCe(NO3)3溶液26.8g、および2.0MのTb(NO3)3溶液14.7g、ならびに脱イオン水462mlを混合して調製し、組成(La0.49Ce0.45Tb0.19)(NO3)3の希土類硝酸塩を総量0.2モル作製した。
ステップ1で得られた前駆体を、実施例1のステップ3に記載の条件と同じ条件下、同じフラックスと混合し、か焼した。
ステップ1:LaPo4−LaCeTbPO4コア/シェル前駆体の調製
1リットルのビーカー中で、希土類硝酸塩の溶液(溶液A)を以下のとおり、2.78MのLa(NO3)3溶液39.6g、2.88MのCe(NO3)3溶液11.9g、および2.0MのTb(NO3)3溶液11.0g、ならびに脱イオン水462mlを混合して調製し、組成(La0.49Ce0.20Tb0.17)(NO3)3の希土類硝酸塩を総量0.2モル作製した。
ステップ1で得られた前駆体を、実施例1のステップ3に記載の条件と同じ条件下、同じフラックスと混合し、か焼した。
ステップ1:LaPo4−LaCeTbPO4コア/シェル前駆体の調製
1リットルのビーカー中で、希土類硝酸塩の溶液(溶液A)を以下のとおり、2.78MのLa(NO3)3溶液31.1g、2.88MのCe(NO3)3溶液16.1g、および2.0MのTb(NO3)3溶液16.2g、ならびに脱イオン水462mlを混合して調製し、組成(La0.49Ce0.27Tb0.21)(NO3)3の希土類硝酸塩を総量0.2モル作製した。
ステップ1で得られた前駆体を、実施例1のステップ3に記載の条件と同じ条件下、同じフラックスと混合し、か焼した。
ステップ1:LaPo4−LaCeTbPO4コア/シェル前駆体の調製
実施例4のステップ1の手順に、同じ生成物を得るために従った。
ステップ1で得られた前駆体を、この前駆体の量に対して0.1重量%のホウ酸リチウムLi2B4O7と共に、Turbulat型ミキサーを使用して30分間混合した。この混合物を次いで還元性雰囲気下(水素5%を含有するAr/H2)、4時間、1100℃でか焼した。
ステップ1:LaPo4−LaCeTbPO4コア/シェル前駆体の調製
1リットルのビーカー中で、希土類硝酸塩の溶液(溶液A)を以下のとおり、2.78MのLa(NO3)3溶液38.6g、2.88MのCe(NO3)3溶液8.9g、および2.0MのTb(NO3)3溶液16.2g、ならびに脱イオン水462mlを混合して調製し、組成(La0.49Ce0.15Tb0.21)(NO3)3の希土類硝酸塩を総量0.2モル作製した。
ステップ1で得られた前駆体を、実施例1のステップ3に記載の条件と同じ条件下、同じフラックスと混合し、か焼した。
Claims (11)
- 1.5μmから15μmの間の平均直径を有し、無機コア、およびランタンセリウムテルビウムリン酸塩に基づき、300nm以上の厚さで無機コアを均等に覆うシェルからなる粒子を含むリン酸塩において、ランタンセリウムテルビウムリン酸塩が、以下の一般式(1):
(1)La(1−x−y)CexTbyPO4
(式中、xおよびyは、以下の条件
0.2≦x≦0.35
0.19≦y≦0.22
を満たす。)
を満たすことを特徴とする粒子を含むリン酸塩。 - 粒子の無機コアが、リン酸塩または無機酸化物に基づくことを特徴とする、請求項1に記載のリン酸塩。
- 粒子の無機コアが、希土類リン酸塩または酸化アルミニウムに基づくことを特徴とする、請求項2に記載のリン酸塩。
- 粒子が、3μmから8μmの間の平均直径を有することを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のリン酸塩。
- 無機コアが、最大で1m2/g、より具体的には最大で0.6m2/gの比表面積を有することを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載のリン酸塩。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載のリン酸塩を含むことを特徴とする蛍光体。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載のリン酸塩が、還元性雰囲気下で熱処理され、前記熱処理が、フラックスとして最大0.2重量%の量の四ホウ酸リチウム(Li2B4O7)の存在下、1050℃から1150℃の間の温度で、2時間から4時間の間にわたって行われる方法により得られることを特徴とする蛍光体。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載のリン酸塩を調製する方法であって、以下のステップ:
−(a)ランタン、セリウムおよびテルビウムの可溶な塩の水溶液を、1から5の間の初期pHを有し、前述した無機コアを分散状態で含み、リン酸イオンを含んだ水性開始媒質に徐々に連続的に添加し、同時に反応媒質のpHを実質的に一定の値に保持し、これにより、表面にランタンセリウムテルビウム混合リン酸塩が堆積した無機コアを含んだ粒子を得るステップと、次いで、
−(b)得られた粒子を反応媒質から分離し、400℃から900℃の間の温度で熱処理するステップと
を含むことを特徴とする、方法。 - 請求項1から5に記載のリン酸塩、または請求項8に記載の方法により得られたリン酸塩が、900℃超の温度、より具体的には少なくとも1000℃で熱処理されることを特徴とする、請求項6に記載の蛍光体を調製する方法。
- 請求項6または7に記載の蛍光体、または請求項9に記載の方法により得られた蛍光体を含むことを特徴とする、またはこれを用いて製造されることを特徴とする発光デバイス。
- 以下のタイプのデバイス:プラズマシステム、三原色水銀蒸気ランプ、バックライト式液晶システムランプ、水銀を用いない三原色ランプ、LED励起デバイス、またはUV励起マーキングシステムであることを特徴とする、請求項10に記載の発光デバイス。
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