JP2967559B2 - Phosphor and manufacturing method thereof - Google Patents

Phosphor and manufacturing method thereof

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JP2967559B2 JP9316191A JP9316191A JP2967559B2 JP 2967559 B2 JP2967559 B2 JP 2967559B2 JP 9316191 A JP9316191 A JP 9316191A JP 9316191 A JP9316191 A JP 9316191A JP 2967559 B2 JP2967559 B2 JP 2967559B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波プラズマ法
により蛍光体粒子表面上にダイヤモンド薄膜層を形成さ
せ、ダイヤモンドの優れた熱伝導性、光透過特性及び化
学的安定性を利用することによって温度消光、化学的安
定性及び寿命の改善をした新規な蛍光体及びその製造方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method of forming a diamond thin film layer on a phosphor particle surface by a microwave plasma method and utilizing the excellent thermal conductivity, light transmission characteristics and chemical stability of diamond. The present invention relates to a novel phosphor having improved temperature quenching, improved chemical stability and lifetime, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、基板表面に膜状ダイヤモンドを安
定して合成する方法として、マイクロ波プラズマ法が注
目されている。このマイクロ波プラズマ法では、例え
ば、特開昭58−110494号公報に示されるよう
に、マイクロ波プラズマ中を透過させた水素−メタン混
合ガスを、300℃〜1300℃に加熱した基板表面に
導入し、炭化水素の熱分解によりダイヤモンドを基板表
面に析出させることができる。
2. Description of the Related Art In recent years, a microwave plasma method has attracted attention as a method for stably synthesizing film diamond on a substrate surface. In this microwave plasma method, for example, as shown in JP-A-58-110494, a mixed gas of hydrogen and methane permeated through microwave plasma is introduced onto a substrate surface heated to 300 ° C. to 1300 ° C. Then, diamond can be deposited on the substrate surface by thermal decomposition of hydrocarbons.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
マイクロ波プラズマ法では、モリブデン、シリコンウエ
ハー等の基板表面にダイヤモンドを析出するものであ
り、基板と異なる粉体粒子に直接に適用するには特別な
工夫が必要であり、例えば、特開昭59−137311
号公報、特開昭63−270394号公報等のように流
動層を形成し粉体表面にダイヤモンドを析出させる方法
が提案されているけれども、これらの方法は本質的にバ
ッチ処理であって、工業的に量産化を図る場合の連続的
な処理には、装置が煩雑になるので、不向きである。ま
た、蛍光体粒子のように数μmの微粒子の流動化は極め
て困難であり、数μmの粉体粒子表面にダイヤモンドを
析出する新規な方法の開発が望まれている。
However, in the above-mentioned microwave plasma method, diamond is deposited on the surface of a substrate such as molybdenum or a silicon wafer. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-133731.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-270394 and Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 63-270394 have proposed methods of forming a fluidized bed and depositing diamond on the powder surface. The apparatus is complicated and is not suitable for continuous processing in the case of mass production. Also, fluidization of fine particles of several μm like phosphor particles is extremely difficult, and development of a new method for depositing diamond on the surface of powder particles of several μm is desired.

【0004】一方、蛍光体においては、近年、テレビや
ディスプレイの画面の高精細化及び大型化に伴って発光
面の高輝度化が望まれているにもかかわらず、励起する
電子線における高負荷、高電流によって蛍光面の蛍光体
粒子における輝度飽和特性、温度特性、寿命等の問題が
発生し、蛍光面の輝度向上が停滞している。特に、蛍光
体を励起する電流、電圧の高い投写管において、蛍光体
の輝度飽和特性、温度特性及び寿命を改善することが顕
著に望まれている。
[0004] On the other hand, in the case of phosphors, despite the recent demand for higher luminance of the light-emitting surface in accordance with higher definition and larger screens of televisions and displays, a higher load on the excited electron beam has been desired. The high current causes problems such as luminance saturation characteristics, temperature characteristics, and life of the phosphor particles on the phosphor screen, and the improvement of the brightness of the phosphor screen is stagnant. In particular, in a projection tube having a high current and voltage for exciting the phosphor, it is remarkably desired to improve the luminance saturation characteristics, the temperature characteristics, and the life of the phosphor.

【0005】従って、本発明の目的は、ダイヤモンドの
持つ優れた熱伝導性、光透過特性及び化学的安定性を利
用することによって温度消光、化学的安定性及び寿命の
改善をした新規な蛍光体及びその製造方法を提供するこ
とにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel phosphor having improved temperature quenching, chemical stability and lifetime by utilizing the excellent thermal conductivity, light transmission characteristics and chemical stability of diamond. And a method for manufacturing the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、マイクロ
波プラズマ法によって蛍光体粒子表面に良質のダイヤモ
ンド薄膜層を形成させるべく、まず、数μmの蛍光体粒
子に適合し、しかも、工業的に有用な粉体粒子の連続運
転可能な装置を新たに開発し、蛍光体粒子の表面に所望
の厚みのダイヤモンド薄膜層を形成させることに新たに
成功した。
In order to form a high-quality diamond thin film layer on the surface of a phosphor particle by a microwave plasma method, the present inventors have first adapted to a phosphor particle of several μm, and We developed a new device that can continuously operate powder particles, which is useful in practice, and succeeded in forming a diamond thin film layer of a desired thickness on the surface of phosphor particles.

【0007】即ち、本発明の蛍光体は、マイクロ波プラ
ズマ法により付着されたダイヤモンド薄膜層を蛍光体粒
子表面に有してなることを特徴とする。
That is, the phosphor of the present invention is characterized in that it has a diamond thin film layer deposited by a microwave plasma method on the surface of the phosphor particles.

【0008】また、本発明の蛍光体の製造方法は、外気
から気密に遮断され内部が減圧に保持された回転反応容
器内の一部にマイクロ波プラズマを発生させ、このマイ
クロ波プラズマ発生領域に水素−メタン混合ガスを導入
すると同時に、回転反応容器の回転と勾配により蛍光体
粒子をマイクロ波プラズマ発生領域に連続的に供給し、
これにより、蛍光体粒子表面にダイヤモンド薄膜層を形
成することを特徴とする。
Further, according to the method for producing a phosphor of the present invention, a microwave plasma is generated in a part of a rotary reaction vessel which is hermetically shut off from the outside air and the inside of which is maintained at a reduced pressure, and the microwave plasma is generated in the microwave plasma generation region. At the same time as introducing the hydrogen-methane mixed gas, the phosphor particles are continuously supplied to the microwave plasma generation region by the rotation and gradient of the rotary reaction vessel,
Thereby, a diamond thin film layer is formed on the phosphor particle surface.

【0009】[0009]

【作用】マイクロ波プラズマ法により蛍光体粒子表面上
に均一なダイヤモンド薄膜層を形成させることにより、
ダイヤモンドの優れた熱伝導性、光透過特性及び化学的
安定性を利用することができ、温度消光、化学的安定性
及び寿命を改善することができる。このことを以下に箇
条書きする。特に、蛍光膜の昇温が大きい場合に使用
する蛍光体、例えば、投写管用蛍光体にダイヤモンド薄
膜層を被覆することにより、熱発散性ができ、温度消光
による輝度劣化が改善できる。均一なダイヤモンド薄
膜層により、イオン焼けや粒子表面の組成変化がない。
外部からの不純物の拡散によるカラーセンタの形成が
ない。従来、加水分解により劣化が著しい蛍光体、例
えば、アルカリ土類金属塩蛍光体、ランタン酸硫化物蛍
光体等の改善が図れる。蛍光体表面が同種のダイヤモ
ンド薄膜層であるので、蛍光体の母体組成が異なって
も、塗布特性の均一化が図れる。蛍光体表面が均一な
ダイヤモンド薄膜層であるので、塗膜するガラス表面と
の密着性を図ることができる。
[Function] By forming a uniform diamond thin film layer on the phosphor particle surface by microwave plasma method,
The excellent thermal conductivity, light transmission properties and chemical stability of diamond can be used to improve temperature quenching, chemical stability and lifetime. This is itemized below. In particular, by coating a diamond thin film layer on a phosphor used when the temperature rise of the phosphor film is large, for example, a phosphor for a projection tube, heat dissipation can be achieved and luminance degradation due to temperature quenching can be improved. Due to the uniform diamond thin film layer, there is no ion burning and no change in the composition of the particle surface.
No color center is formed due to diffusion of impurities from the outside. Conventionally, it is possible to improve a phosphor which is remarkably deteriorated by hydrolysis, for example, an alkaline earth metal salt phosphor, a lanthanum sulfide phosphor and the like. Since the surface of the phosphor is the same type of diamond thin film layer, the coating properties can be made uniform even if the base composition of the phosphor is different. Since the phosphor surface is a uniform diamond thin film layer, adhesion to the glass surface to be coated can be achieved.

【0010】また、本発明の蛍光体の製造方法により、
簡単にしかも工業的に連続的に、蛍光体粒子表面上に所
望の厚さのダイヤモンド薄膜層を形成させることがで
き、温度消光、化学的安定性及び寿命の改善をした蛍光
体を得ることができる。
Further, according to the method for producing a phosphor of the present invention,
A diamond thin film layer of a desired thickness can be easily and industrially continuously formed on a phosphor particle surface, and a phosphor having improved temperature quenching, chemical stability and life can be obtained. it can.

【0011】[0011]

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
について詳述するが、実施例の説明に先立ち、本発明の
実施に際して、本発明者等が新規に開発したダイヤモン
ド被覆装置について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to the description of the embodiments, a diamond coating apparatus newly developed by the present inventors in carrying out the present invention will be described. I do.

【0012】図1には、粉体粒子表面上に所望のダイヤ
モンド薄膜層を被覆することのできるダイヤモンド被覆
装置の概略断面図が示されている。この装置は、基台に
好適なローラ手段2を介して両端部を回転可能に支持さ
れると共に任意の傾斜角度を保持可能である管状の回転
反応容器4を有している。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a diamond coating apparatus capable of coating a desired diamond thin film layer on the surface of a powder particle. This apparatus has a tubular rotary reaction vessel 4 rotatably supported at both ends by a suitable roller means 2 on a base and capable of holding an arbitrary inclination angle.

【0013】回転反応容器4の傾斜上部側の一端部(図
1左側)には、ロータージョイント6を介して、粉体供
給のためのスクリューフィーダ8に気密に接続されてい
る。このスクリューフィーダ8の一端部は、ダイヤモン
ドを析出するため、原料ガス供給口を介して少なくとも
メタン−水素混合ガスを含む原料ガス源10に気密に接
続されており、また、スクリューフィーダ8の一端部の
上部には、粉体供給器12が設けられており、この粉体
供給器12は背圧ガス口を介して水素ガスの背圧ガス源
14に接続されている。
One end (the left side in FIG. 1) of the rotary reaction vessel 4 on the inclined upper side is airtightly connected to a screw feeder 8 for supplying powder through a rotor joint 6. One end of the screw feeder 8 is air-tightly connected to a source gas source 10 containing at least a methane-hydrogen mixed gas through a source gas supply port for depositing diamond. A powder supply device 12 is provided at the upper part of the device, and the powder supply device 12 is connected to a back pressure gas source 14 of hydrogen gas through a back pressure gas port.

【0014】一方、回転反応容器4の傾斜下部側の一端
部(図1右側)には、ロータージョイント16を介し
て、粉体を補集するための補集器18が気密に設けられ
ており、この補集器18の下部には粉体補集部20が設
けられている。そして、この補集器18の上部にはガス
輸送管22が接続され、このガス輸送管22はバグフィ
ルタ24を介してさらに別な輸送管26に接続されてい
る。粉体の粒径によっては、即ち、微粒子の粉体の場合
には、バグフィルタ24の下部に粉体が補集される。
On the other hand, at one end (right side in FIG. 1) of the rotary reaction vessel 4 on the inclined lower side, a collector 18 for collecting powder is airtightly provided via a rotor joint 16. A powder collection unit 20 is provided below the collection unit 18. A gas transport pipe 22 is connected to an upper portion of the collector 18, and the gas transport pipe 22 is connected to another transport pipe 26 via a bag filter 24. Depending on the particle size of the powder, that is, in the case of fine powder, the powder is collected at the lower part of the bag filter 24.

【0015】ところで、回転反応器4はマイクロ波キャ
ビティ28の中を通過するように設置されており、この
マイクロ波キャビティ28は導波管30を通じてマイク
ロ波発振器32に連結されている。このマイクロ波発振
器32と回転反応器4を挟んで対向した導波管30の他
方には、マイクロ波を反射さすためのプランジャ34が
配置されている。運転時、回転反応器4内の中央部に
は、マイクロ波発振器32からのマイクロ波が回転反応
容器4を通過し、マイクロ波キャビティ28及びプラン
ジャ34の働きによってマイクロ波プラズマ反応領域3
6が形成される。
The rotary reactor 4 is installed so as to pass through a microwave cavity 28, and the microwave cavity 28 is connected to a microwave oscillator 32 through a waveguide 30. On the other side of the waveguide 30 facing the microwave oscillator 32 with the rotary reactor 4 interposed therebetween, a plunger 34 for reflecting microwaves is arranged. During operation, the microwave from the microwave oscillator 32 passes through the rotary reaction vessel 4 in the center of the rotary reactor 4, and the microwave plasma reaction region 3
6 are formed.

【0016】また、図2を参照すれば、明きらかなよう
に、回転反応器4の内部には、粉体粒子を安定供給する
と共にマイクロ波プラズマ反応領域26への送りにおい
て各粒子上にダイヤモンドを析出させるため、撹拌羽3
8が形成されており、回転反応器4の回転に伴い、粉体
が回転反応器4における傾斜方向に沿って漸次粒子分散
状態で安定して供給される。
Referring to FIG. 2, it is apparent that powder particles are stably supplied to the inside of the rotary reactor 4, and that the diamond particles Stirring blade 3 to precipitate
8 are formed, and the powder is stably supplied in a gradually dispersed state along the inclined direction in the rotary reactor 4 with the rotation of the rotary reactor 4.

【0017】次に、このように構成されたダイヤモンド
被覆装置の作動について述べる。
Next, the operation of the thus configured diamond coating apparatus will be described.

【0018】まず、図示しない真空ポンプによって輸送
管26、バグフィルタ24、輸送管22及び補集器18
を介して、回転反応容器4内、導波管30及びスクリュ
ーフィーダ8内が所定圧力まで減圧される。同時に、原
料ガス源10から原料ガスがスクリューフィーダを介し
て回転反応容器4内及び導波管30内に供給され、同時
にマイクロ波発振器32の稼働により、導波管30及び
プランジャ34によってマイクロ波プラズマが開口26
を介して回転反応容器4内に導入され、原料ガスから励
起状態の炭化水素、励起状態又は原子状態の水素が生成
され、これにより、マイクロ波プラズマ反応領域36が
形成される。
First, the transport pipe 26, the bag filter 24, the transport pipe 22, and the collector 18 are moved by a vacuum pump (not shown).
, The pressure inside the rotary reaction vessel 4, the waveguide 30 and the screw feeder 8 is reduced to a predetermined pressure. At the same time, the source gas is supplied from the source gas source 10 into the rotary reaction vessel 4 and the waveguide 30 via the screw feeder. At the same time, the microwave oscillator 32 operates, and the microwave plasma is generated by the waveguide 30 and the plunger 34. Is opening 26
, And is introduced into the rotary reaction vessel 4 to generate an excited state hydrocarbon, an excited state or an atomic state hydrogen from the raw material gas, thereby forming a microwave plasma reaction region 36.

【0019】一方、粉体粒子が粉体供給器12及びスク
リューフィーダ8を介して回転反応容器4内に供給さ
れ、回転反応容器4内に供給された粉体は、原料ガス源
10からの原料ガスの供給により流動性を増して、撹拌
羽38によりマイクロ波プラズマ反応領域26に漸次供
給される。尚、粒子はマイクロ波とプラズマの作用によ
り、所定の温度に加熱されている。
On the other hand, the powder particles are supplied into the rotary reaction vessel 4 via the powder feeder 12 and the screw feeder 8, and the powder supplied into the rotary reaction vessel 4 The fluidity is increased by the supply of the gas, and the gas is gradually supplied to the microwave plasma reaction region 26 by the stirring blade 38. The particles are heated to a predetermined temperature by the action of microwaves and plasma.

【0020】そして、マイクロ波プラズマ反応領域36
で励起した水素及び炭化水素が搬送して、複数の種類の
炭化水素ラジカルが生じ、これらが素になって、マイク
ロ波プラズマ反応領域内での粉体表面にダイヤモンド薄
膜層が被覆される。その後、再び、回転反応容器4の回
転により、漸次、回転反応容器4内を移動し、粉体は粉
体補集部20に補集される。他方、残余の微粒子及びガ
ス成分は、輸送管22を介してバグフィルタ24に導入
され、残余の微粒子はバグフィルタ24の下部に分離さ
れ、ガス成分は、輸送管26及び、図示しない真空ポン
プを経て排気される。
The microwave plasma reaction region 36
The hydrogen and hydrocarbons excited in the step are transported to generate a plurality of types of hydrocarbon radicals, which become elementary, and coat the powder surface in the microwave plasma reaction region with the diamond thin film layer. Thereafter, the inside of the rotary reaction container 4 is gradually moved by the rotation of the rotary reaction container 4 again, and the powder is collected in the powder collection unit 20. On the other hand, the remaining fine particles and the gas component are introduced into the bag filter 24 via the transport pipe 22, the remaining fine particles are separated at the lower part of the bag filter 24, and the gas component is passed through the transport pipe 26 and a vacuum pump (not shown). Exhausted.

【0021】以下、マイクロ波プラズマ反応領域26で
のダイヤモンド析出条件について、特に数μmないし十
数μmの蛍光体粒子に適用する場合に限定して述べる。
ガス供給量の総量 100sccm。原料ガス源10か
らのガス供給量 50sccm。背圧ガス源14からの
ガス供給量 50sccm。
Hereinafter, the conditions for depositing diamond in the microwave plasma reaction region 26 will be described, particularly when applied to phosphor particles of several μm to tens of μm.
Total gas supply amount 100 sccm. The gas supply amount from the source gas source 10 is 50 sccm. Gas supply rate from back pressure gas source 14 50 sccm.

【0022】原料ガス源10のガス成分には、メタン−
水素混合ガスに添加ガスとして、プラズマとの溶融によ
って蛍光体の母体組成が変化するのを防いで良質のダイ
ヤモンドを析出させるため、水蒸気及び硫化水素ガスが
混合されてもよく、一方、背圧ガス源14からのガスは
水素ガスであり、この水素ガスを加味して、ガスの混合
比率は以下の通りである。 CH4濃度(CH4/H2比 ) O.1〜10%。 好ましくは、0.1〜1.0%。 H2O濃度(H2O/CH4比 ) O〜500%。 好ましくは、30〜100%。 H2S濃度(H2S/CH4比 ) O〜500%。 好ましくは、50〜150%。
The gas component of the source gas source 10 includes methane
As an additive gas to the hydrogen mixed gas, water vapor and hydrogen sulfide gas may be mixed to prevent a change in the base composition of the phosphor due to melting with the plasma and precipitate high-quality diamond. The gas from the source 14 is hydrogen gas, and the gas mixture ratio is as follows, taking this hydrogen gas into consideration. CH4 concentration (CH4 / H2 ratio) 1-10%. Preferably, it is 0.1 to 1.0%. H2O concentration (H2O / CH4 ratio) O-500%. Preferably, 30 to 100%. H2S concentration (H2S / CH4 ratio) O to 500%. Preferably, 50 to 150%.

【0023】マイクロ波プラズマ反応領域36での圧
力、処理温度及び処理時間は以下の通りである。 圧力 10〜100トル(torr)。 好ましくは 20〜40トル(torr)。 処理温度 90〜900℃。 好ましくは、300〜500℃。 処理時間 0.2〜20時間(hrs)。 好ましくは、0.5〜5時間(hrs)。
The pressure, processing temperature and processing time in the microwave plasma reaction region 36 are as follows. Pressure 10-100 torr. Preferably 20 to 40 torr. Processing temperature 90-900 ° C. Preferably, 300-500 ° C. Processing time 0.2-20 hours (hrs). Preferably, 0.5-5 hours (hrs).

【0024】また、マイクロ波出力は、2.45ギロヘ
ルツ(Ghz)で、50〜500Wであり、好適には、
100〜300Wである。
The microwave output is 2.45 gigahertz (Ghz) and 50 to 500 W.
100-300W.

【0025】蛍光体粒子表面に形成されるダイヤモンド
薄膜層の厚みは、マイクロ波プラズマ反応領域36での
滞留時間、処理時間、ガス濃度或いはガス成分を変える
ことによって自由に調製することができる。
The thickness of the diamond thin film layer formed on the phosphor particle surface can be freely adjusted by changing the residence time in the microwave plasma reaction region 36, the processing time, the gas concentration or the gas component.

【0026】このダイヤモンド被覆装置の場合、蛍光体
粒子のプラズマ中での滞留時間τ(時間)は、以下の式
で与えられる。 τ=0.0004θL/ΔnD ここで、θは粉体安息角(度)、Lはプラズマ全長(m
m)、Δは回転反応容器勾配、nは回転反応容器の回転
数(rpm)、Dは回転反応容器の径(mm)である。
In the case of this diamond coating apparatus, the residence time τ (time) of the phosphor particles in the plasma is given by the following equation. τ = 0.0004θL / ΔnD where θ is the powder angle of repose (degrees) and L is the total plasma length (m
m) and Δ are the gradients of the rotating reaction vessel, n is the number of rotations (rpm) of the rotating reaction vessel, and D is the diameter (mm) of the rotating reaction vessel.

【0027】(実施例1)以下、具体的な実施例につい
て説明する。
Embodiment 1 Hereinafter, a specific embodiment will be described.

【0028】内径40mmの石英製回転反応容器4を勾
配1/400で設定し、回転数を10rpmとした。ま
た、プラズマ波発振器32を2.45ギガヘルツのマイ
クロ波を発生させた。粉体供給器12には、平均粒子4
μmのY2O2S:Eu蛍光体粒子を充填した。背圧ガス
源14と原料ガス源10とを調製することにより、マイ
クロ波プラズマ反応領域36での原料ガスの組成をメタ
ン0.5%(水素比)、水蒸気20%(メタン比)、硫
化水素20%(メタン比)とし、処理温度は500℃、
圧力は20トル(torr)、マイクロ波出力は300
Wとし、この条件下で、上述の式から決定される滞留時
間は0.7時間であった。
The rotary reaction vessel 4 made of quartz having an inner diameter of 40 mm was set at a gradient of 1/400, and the number of rotation was 10 rpm. The plasma wave oscillator 32 generated a microwave of 2.45 GHz. The powder feeder 12 has an average particle 4
μm Y2O2S: Eu phosphor particles were filled. By preparing the back pressure gas source 14 and the source gas source 10, the composition of the source gas in the microwave plasma reaction region 36 is changed to 0.5% methane (hydrogen ratio), 20% steam (methane ratio), and hydrogen sulfide. 20% (methane ratio), treatment temperature is 500 ° C,
Pressure 20 torr, microwave power 300
W, and under these conditions, the residence time determined from the above equation was 0.7 hours.

【0029】このようにして、蛍光体表面にダイヤモン
ドを析出させた結果、約0.01μmのダイヤモンド薄
膜層が形成された。電顕写真で確認したところ、図3に
示されるように、蛍光体粒子40の表面にはダイヤモン
ド薄膜層42がほぼ均一に被覆されていた。また、ダイ
ヤモンド薄膜層42をラマン分析することにより、ダイ
ヤモンド薄膜層42は良質のダイヤモンドであることが
確かめられた。
As a result of depositing diamond on the phosphor surface, a diamond thin film layer of about 0.01 μm was formed. As confirmed by an electron micrograph, as shown in FIG. 3, the surface of the phosphor particles 40 was almost uniformly coated with the diamond thin film layer 42. Further, by performing Raman analysis on the diamond thin film layer 42, it was confirmed that the diamond thin film layer 42 was high quality diamond.

【0030】得られた蛍光体粒子、即ち、ダイヤモンド
被覆Y2O2S:Eu蛍光体粒子を用いて陰極線管用の蛍
光膜を作製したところ、本実施例のY2O2S:Eu蛍光
体粒子は、気相反応により、各粒子表面に均一にダイヤ
モンドを被覆しているため、塗布するガラスプレートと
蛍光体粒子との密着性が極めて均一に図れ、塗布特性と
しての分散性も優れていた。
When a phosphor film for a cathode ray tube was prepared using the obtained phosphor particles, that is, the diamond-coated Y2O2S: Eu phosphor particles, the Y2O2S: Eu phosphor particles of the present example were subjected to a gas phase reaction. Since the surface of each particle was uniformly coated with diamond, the adhesion between the glass plate to be coated and the phosphor particles was extremely uniform, and the dispersibility as coating characteristics was excellent.

【0031】そして、蛍光膜の特性を調べたところ、ダ
イヤモンドを被覆しない従来のY2O2S:Eu 蛍光体
粒子に比べて、熱発散性が極めて良好であり、電子線の
照射による蛍光膜の温度上昇が極めて低く抑えられるの
で、蛍光体の温度消光による劣化が抑制することができ
る。図4に示されるように、蛍光膜の昇温につれて、ダ
イヤモンドを被覆しない従来のY2O2S:Eu蛍光体粒
子を用いた蛍光膜では、図4中波線で示すように、輝度
が100℃で50%以下になるのに対し、本実施例のY
2O2S:Eu蛍光体粒子を用いた蛍光膜では、図4中実
線で示すように、輝度が約5%前後しか落ちず、極めて
改善された。また、寿命の点においても、イオン焼けや
粒子表面の組成変化がなく、特に、外部からの不純物の
拡散によるカラーセンタの形成がなく、優れたものであ
った。
When the characteristics of the fluorescent film were examined, it was found that the heat dissipating property was extremely good as compared with the conventional Y2O2S: Eu phosphor particles not coated with diamond, and that the temperature rise of the fluorescent film due to the irradiation of the electron beam. Since the phosphor is extremely low, deterioration of the phosphor due to temperature quenching can be suppressed. As shown in FIG. 4, as the temperature of the phosphor film rises, in the phosphor film using the conventional Y2O2S: Eu phosphor particles that do not coat diamond, as shown by the wavy line in FIG. On the other hand, Y
In the phosphor film using the 2O2S: Eu phosphor particles, as shown by the solid line in FIG. 4, the brightness was reduced only by about 5%, which was extremely improved. In addition, in terms of life, there was no ion burning and no change in the composition of the particle surface.

【0032】次に、ダイヤモンド被覆装置の回転反応容
器4の勾配及び回転数を変更することにより、ダイヤモ
ンド薄膜層42の膜厚を種々に設定し、得られた蛍光体
粒子を用いることによってダイヤモンド薄膜層の膜厚と
50℃での蛍光膜の相対輝度との関係を調べた。その結
果を図5に示す。
Next, the film thickness of the diamond thin film layer 42 is variously set by changing the gradient and the number of revolutions of the rotary reaction vessel 4 of the diamond coating apparatus, and the obtained phosphor particles are used to form the diamond thin film. The relationship between the layer thickness and the relative luminance of the fluorescent film at 50 ° C. was examined. The result is shown in FIG.

【0033】図5中、ダイヤモンドを被覆しない蛍光体
粒子を用いた蛍光膜の輝度を100%とした。図5から
明きらかなように、蛍光膜の熱発散特性のみでなく発光
輝度の点から、ダイヤモンド薄膜層の膜厚が0.1μm
以下であることが、発光輝度の点から好ましい。好適に
は、0.01μmである。
In FIG. 5, the luminance of a phosphor film using phosphor particles not coated with diamond is set to 100%. As is clear from FIG. 5, the thickness of the diamond thin film layer is 0.1 μm in terms of emission luminance as well as the heat dissipation characteristics of the fluorescent film.
The following is preferable from the viewpoint of light emission luminance. Preferably, it is 0.01 μm.

【0034】(実施例2及び3)蛍光体として、平均粒
子径4.2μmのZnS:Ag、Al蛍光体と、平均粒
子径4.5μmのY3Al5O12:Tb蛍光体とにそれぞ
れ厚さ0.01μmのダイヤモンド薄膜層42を被覆し
た。
(Examples 2 and 3) As a phosphor, a ZnS: Ag, Al phosphor having an average particle diameter of 4.2 μm and a Y3Al5O12: Tb phosphor having an average particle diameter of 4.5 μm were each 0.01 μm in thickness. Of the diamond thin film layer 42 was coated.

【0035】いずれも、ガラスと蛍光体粒子との接着性
が著しく改善でき、また、蛍光膜の熱発散性に優れてお
り、さらに、寿命の点においても、イオン焼けや粒子表
面の組成変化がなく、特に、外部からの不純物の拡散に
よるカラーセンタの形成がなく、優れたものであった。
In any case, the adhesion between the glass and the phosphor particles can be remarkably improved, and the heat dissipation of the phosphor film is excellent. In particular, there was no formation of a color center due to diffusion of impurities from the outside, and the product was excellent.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マイクロ波プラズマ法により蛍光体粒子表面上にダイヤ
モンド薄膜層を形成させることにより、ダイヤモンドの
優れた熱伝導性、光透過特性及び化学的安定性を利用す
ることができ、温度消光、化学的安定性及び寿命を改善
した蛍光体粒子を提供することができ、また、本発明の
製造方法によれば、簡単でしかも工業的に連続して、マ
イクロ波プラズマ法により蛍光体粒子表面上にダイヤモ
ンド薄膜層を形成させることができる。
As described above, according to the present invention,
By forming a diamond thin film layer on the phosphor particle surface by microwave plasma method, it is possible to take advantage of diamond's excellent thermal conductivity, light transmission characteristics and chemical stability, temperature quenching, chemical stability In addition, according to the production method of the present invention, a diamond thin film layer can be provided on a phosphor particle surface by a microwave plasma method in a simple and industrially continuous manner. Can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るダイヤモンド被覆装置を一部断面
にして示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a diamond coating apparatus according to the present invention in a partial cross section.

【図2】図1の線Aでの断面を拡大して示す断面図であ
る。
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a section taken along line A in FIG.

【図3】本発明の一実施例に係るダイヤモンド被覆蛍光
体を示す模式断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a diamond-coated phosphor according to one embodiment of the present invention.

【図4】図3の蛍光体を塗膜した蛍光膜における膜温度
と相対輝度との関係を示すグラフ図である。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a film temperature and a relative luminance in a phosphor film coated with the phosphor of FIG. 3;

【図5】本発明の一実施例に係るダイヤモンド薄膜層の
膜厚と相対輝度との関係を示すグラフ図である。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the thickness of the diamond thin film layer and the relative luminance according to one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 回転反応容器 10 原料ガス源 12 蛍光体原料 14 背圧ガス源 18 補集器 24 バグフィルタ 28 マイクロ波キャビティ 30 導波管 32 マイクロ波発振器 36 マイクロ波プラズマ反応領域 40 蛍光体 42 ダイヤモンド薄膜層 Reference Signs List 4 rotating reaction vessel 10 raw material gas source 12 phosphor raw material 14 back pressure gas source 18 collector 24 bag filter 28 microwave cavity 30 waveguide 32 microwave oscillator 36 microwave plasma reaction region 40 phosphor 42 diamond thin film layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C09K 11/84 CPD C09K 11/84 CPD ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C09K 11/84 CPD C09K 11/84 CPD

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 マイクロ波プラズマ法により付着された
ダイヤモンド薄膜層を蛍光体粒子表面に有してなること
を特徴とする蛍光体。
1. A phosphor characterized in that it has a diamond thin film layer deposited on a phosphor particle surface by a microwave plasma method.
【請求項2】 外気から気密に遮断され内部が減圧に保
持された回転反応容器内の一部にマイクロ波プラズマを
発生させ、このマイクロ波プラズマ発生領域に水素−メ
タン混合ガスを導入すると同時に、前記回転反応容器の
回転と勾配によりにより蛍光体粒子をマイクロ波プラズ
マ発生領域に連続的に供給し、これにより、蛍光体粒子
表面にダイヤモンド薄膜層を形成することを特徴とする
蛍光体の製造方法。
2. A microwave plasma is generated in a part of a rotary reaction vessel which is airtightly shielded from the outside air and the inside of which is maintained at a reduced pressure, and a hydrogen-methane mixed gas is introduced into the microwave plasma generation region at the same time. A method for producing a phosphor, comprising continuously supplying phosphor particles to a microwave plasma generation region by rotation and gradient of the rotary reaction vessel, thereby forming a diamond thin film layer on the surface of the phosphor particles. .
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