JP2997107B2 - 部分的に被覆された燐光体及びその製造方法 - Google Patents
部分的に被覆された燐光体及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燐光体（ケイ光体）、
燐光体の初期出力及び維持を改良するために燐光体粒子
を部分的に被覆する方法に関する。また、本発明は、蛍
光ランプ中で用いる紫外線を放射する鉛で賦活した珪酸
バリウム燐光体（ケイ光体）の初期出力及び維持を改良
するための方法に関する。
燐光体の初期出力及び維持を改良するために燐光体粒子
を部分的に被覆する方法に関する。また、本発明は、蛍
光ランプ中で用いる紫外線を放射する鉛で賦活した珪酸
バリウム燐光体（ケイ光体）の初期出力及び維持を改良
するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】燐光体
は、蛍光ランプ、水銀蒸気放電ランプ及び種々の電子装
置の視覚用スクリーンに用いられる。燐光体材料が保護
フィルムまたは顔料により被覆されるならば、燐光体の
性能における種々の改良が得られることが認められてき
た。かかるコーティングは、例えば、ランプのコーティ
ング懸濁液に選択的添加を用いてまたはコーティング材
料を含む溶液中に燐光体の粒子を懸濁して次いで溶媒を
蒸発して被覆された燐光体粒子を形成することによって
被覆されてきた。
は、蛍光ランプ、水銀蒸気放電ランプ及び種々の電子装
置の視覚用スクリーンに用いられる。燐光体材料が保護
フィルムまたは顔料により被覆されるならば、燐光体の
性能における種々の改良が得られることが認められてき
た。かかるコーティングは、例えば、ランプのコーティ
ング懸濁液に選択的添加を用いてまたはコーティング材
料を含む溶液中に燐光体の粒子を懸濁して次いで溶媒を
蒸発して被覆された燐光体粒子を形成することによって
被覆されてきた。
【０００３】シガイ(Sigai) に付与された米国特許第
４，５８５，６７３号に記載された一つの方法は、燐光
体粒子を流動床中に浮遊させながら、コーティング材料
を燐光体粒子上に化学気相堆積させることによって連続
したコーティングを形成することを含み、その教示を援
用して本文中の記載の一部とする。
４，５８５，６７３号に記載された一つの方法は、燐光
体粒子を流動床中に浮遊させながら、コーティング材料
を燐光体粒子上に化学気相堆積させることによって連続
したコーティングを形成することを含み、その教示を援
用して本文中の記載の一部とする。
【０００４】サカキバラらに付与された米国特許第４，
６９１，１４０号は、鉛がドープされた珪酸バリウム燐
光体が連続した金属酸化物コーティングと共に被覆され
た蛍光ランプを使用することを教示する。この金属酸化
物コーティングは、ガラスバルブと該ガラスと類似の化
学構造を有する燐光体との間の接触を防止する。燐光体
とガラスバルブとの相互作用は、バルブの機械的強度を
減じそしてまた燐光体の発光効率を減じる。
６９１，１４０号は、鉛がドープされた珪酸バリウム燐
光体が連続した金属酸化物コーティングと共に被覆され
た蛍光ランプを使用することを教示する。この金属酸化
物コーティングは、ガラスバルブと該ガラスと類似の化
学構造を有する燐光体との間の接触を防止する。燐光体
とガラスバルブとの相互作用は、バルブの機械的強度を
減じそしてまた燐光体の発光効率を減じる。
【０００５】発明の要約 本発明の目的は、燐光体粒子上に部分的な保護コーティ
ングを形成する方法を提供することにある。さらに、本
発明の目的は、鉛がドープされた珪酸バリウム燐光体の
初期出力及び維持を改良する方法を提供することにあ
る。
ングを形成する方法を提供することにある。さらに、本
発明の目的は、鉛がドープされた珪酸バリウム燐光体の
初期出力及び維持を改良する方法を提供することにあ
る。
【０００６】本発明の一態様に従えば、燐光体粒子上に
部分的な保護コーティングを形成する方法であって、流
動床中で燐光体粉末の粒子を流動化して；流動化した粒
子を、第１の温度で、蒸発したコーティング先駆体に暴
露して該粒子をコーティング先駆体材料で部分的に包囲
し、第１の温度がコーティング先駆体材料が分解する温
度未満の温度であり；流動化した粒子を包囲するコーテ
ィング先駆体材料を第２の温度で反応させて個々の燐光
体粒子の表面の一部分上に保護層を形成させ、第２の温
度がコーティング先駆体材料が反応して保護コーティン
グを形成する温度以上の温度であり；そして被覆した燐
光体粒子を個々の燐光体粒子の表面部分を露出するのに
十分な時間、十分な温度にてアニールする工程を含み、
それによって個々の燐光体粒子が保護コーティングによ
って部分的に被覆される上記方法が提供される。
部分的な保護コーティングを形成する方法であって、流
動床中で燐光体粉末の粒子を流動化して；流動化した粒
子を、第１の温度で、蒸発したコーティング先駆体に暴
露して該粒子をコーティング先駆体材料で部分的に包囲
し、第１の温度がコーティング先駆体材料が分解する温
度未満の温度であり；流動化した粒子を包囲するコーテ
ィング先駆体材料を第２の温度で反応させて個々の燐光
体粒子の表面の一部分上に保護層を形成させ、第２の温
度がコーティング先駆体材料が反応して保護コーティン
グを形成する温度以上の温度であり；そして被覆した燐
光体粒子を個々の燐光体粒子の表面部分を露出するのに
十分な時間、十分な温度にてアニールする工程を含み、
それによって個々の燐光体粒子が保護コーティングによ
って部分的に被覆される上記方法が提供される。
【０００７】本発明の別の態様に従えば、蛍光ランプに
用いられる鉛で賦活した珪酸バリウム燐光体の初期出力
及び維持を改良する方法であって、鉛で賦活した珪酸バ
リウム燐光体粉末の粒子を流動床中で流動化して；流動
化した粒子を、第１の温度にて、蒸発したコーティング
先駆体に暴露して、該粒子をコーティング先駆体材料で
部分的に包囲して、上記第１の温度がコーティング先駆
体材料が分解する温度未満の温度であり；流動化した粒
子を包囲するコーティング先駆体材料を、第２の温度に
て、反応して個々の鉛で賦活した珪酸バリウム燐光体粒
子の表面の一部分を覆う保護コーティングを形成して、
上記第２の温度がコーティング先駆体材料が反応して保
護コーティングを形成する温度以上であり；そして被覆
した鉛で賦活した珪酸バリウム燐光体粒子を、個々の鉛
で賦活した珪酸バリウム燐光体粒子の表面部分を露出さ
せるのに十分な時間、十分な温度にてアニールする工程
を含み、それによって、個々の鉛で賦活した珪酸バリウ
ム燐光体粒子を保護コーティングにより部分的に被覆す
る上記方法が提供される。
用いられる鉛で賦活した珪酸バリウム燐光体の初期出力
及び維持を改良する方法であって、鉛で賦活した珪酸バ
リウム燐光体粉末の粒子を流動床中で流動化して；流動
化した粒子を、第１の温度にて、蒸発したコーティング
先駆体に暴露して、該粒子をコーティング先駆体材料で
部分的に包囲して、上記第１の温度がコーティング先駆
体材料が分解する温度未満の温度であり；流動化した粒
子を包囲するコーティング先駆体材料を、第２の温度に
て、反応して個々の鉛で賦活した珪酸バリウム燐光体粒
子の表面の一部分を覆う保護コーティングを形成して、
上記第２の温度がコーティング先駆体材料が反応して保
護コーティングを形成する温度以上であり；そして被覆
した鉛で賦活した珪酸バリウム燐光体粒子を、個々の鉛
で賦活した珪酸バリウム燐光体粒子の表面部分を露出さ
せるのに十分な時間、十分な温度にてアニールする工程
を含み、それによって、個々の鉛で賦活した珪酸バリウ
ム燐光体粒子を保護コーティングにより部分的に被覆す
る上記方法が提供される。
【０００８】詳細な説明 本発明の方法は、燐光体を流動床内で浮遊させながら、
気相化学蒸気堆積法によって燐光体粒子上に部分的な保
護コーティングを形成することを含む。流動化した粒子
は、蒸発した先駆体材料に第１の温度で暴露される。第
１の温度は先駆体材料が分解する温度未満である。粒子
が先駆体材料によって完全に包囲される前に、先駆体材
料は第２の温度で反応して個々の燐光体粒子の表面の一
部分上に保護コーティングを形成する。ここに、第２の
温度は、先駆体材料が反応して保護コーティング材料を
形成する温度以上である。こうして保護コーティングが
形成された燐光体粒子は、次いで、アニールされて個々
の燐光体粒子の表面の一部分が露出され、それによって
個々の燐光体の表面上に部分的な保護コーティングを形
成する。
気相化学蒸気堆積法によって燐光体粒子上に部分的な保
護コーティングを形成することを含む。流動化した粒子
は、蒸発した先駆体材料に第１の温度で暴露される。第
１の温度は先駆体材料が分解する温度未満である。粒子
が先駆体材料によって完全に包囲される前に、先駆体材
料は第２の温度で反応して個々の燐光体粒子の表面の一
部分上に保護コーティングを形成する。ここに、第２の
温度は、先駆体材料が反応して保護コーティング材料を
形成する温度以上である。こうして保護コーティングが
形成された燐光体粒子は、次いで、アニールされて個々
の燐光体粒子の表面の一部分が露出され、それによって
個々の燐光体の表面上に部分的な保護コーティングを形
成する。
【０００９】流動床は、粒子を不活性ガス流中に浮遊さ
せるために、不活性ガスを燐光体粒子を通して上方に送
ることによって形成する。この方法で用いるのに好適な
不活性ガスの例は、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン
またはそれらの混合物を含む。流動床中に燐光体粒子を
支持することに加えて、不活性ガスはキャリアーガスと
して働く。揮発性コーティング先駆体材料を、不活性ガ
スが燐光体粒子が浮遊することになる反応容器に入る前
に、不活性ガス中に蒸発させる。好ましくは、キャリア
ーガスをコーティング先駆体材料の蒸気で飽和する。蒸
発したコーティング先駆体材料を含むキャリアーガス
は、燐光体粒子を上向きに通って流動床中で粒子を支持
するので、粒子はキャリアーガス中に含まれるコーティ
ング先駆体材料の蒸気により包囲される。
せるために、不活性ガスを燐光体粒子を通して上方に送
ることによって形成する。この方法で用いるのに好適な
不活性ガスの例は、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン
またはそれらの混合物を含む。流動床中に燐光体粒子を
支持することに加えて、不活性ガスはキャリアーガスと
して働く。揮発性コーティング先駆体材料を、不活性ガ
スが燐光体粒子が浮遊することになる反応容器に入る前
に、不活性ガス中に蒸発させる。好ましくは、キャリア
ーガスをコーティング先駆体材料の蒸気で飽和する。蒸
発したコーティング先駆体材料を含むキャリアーガス
は、燐光体粒子を上向きに通って流動床中で粒子を支持
するので、粒子はキャリアーガス中に含まれるコーティ
ング先駆体材料の蒸気により包囲される。
【００１０】流動床は、最も低い温度から最も高い温度
に渡って傾斜する温度に維持するのが好ましい。最も低
い温度は、コーティング先駆体材料が分解する温度未満
にすべきであり、一方、最も高い温度は、コーティング
先駆体材料が反応して保護コーティングを形成する温度
以上にすべきである。
に渡って傾斜する温度に維持するのが好ましい。最も低
い温度は、コーティング先駆体材料が分解する温度未満
にすべきであり、一方、最も高い温度は、コーティング
先駆体材料が反応して保護コーティングを形成する温度
以上にすべきである。
【００１１】もし必要ならば、酸化ガスを、蒸発したコ
ーティング先駆体材料を含むキャリアーガスとは別に流
動床に導入する。酸化ガスの好適な例は、空気または酸
素である。酸化ガスは希釈不活性ガスと混合し得る。
ーティング先駆体材料を含むキャリアーガスとは別に流
動床に導入する。酸化ガスの好適な例は、空気または酸
素である。酸化ガスは希釈不活性ガスと混合し得る。
【００１２】本発明の方法において、流動床中の燐光体
粉末粒子の滞留時間は、個々の燐光体粒子上に連続した
保護コーティングを形成するのに要する時間よりかなり
短い。流動床中の滞留時間は、燐光体上に完全な、連続
した保護コーティングを形成するのに少なくとも４時間
で十分であることがわかっていた。部分的なコーティン
グだけが望ましいので、流動床中の燐光体の滞留時間
は、最小時間、例えば、３０分間から精々１時間に維持
して、そうして先駆体のコーティング材料の部分的なコ
ーティングがだけが粒子上に形成されることが重要であ
る。従って、流動床中の燐光体の滞留時間は、燐光体粉
末粒子が蒸発した先駆体コーティング材料によって完全
に包囲されない程度に短時間である。
粉末粒子の滞留時間は、個々の燐光体粒子上に連続した
保護コーティングを形成するのに要する時間よりかなり
短い。流動床中の滞留時間は、燐光体上に完全な、連続
した保護コーティングを形成するのに少なくとも４時間
で十分であることがわかっていた。部分的なコーティン
グだけが望ましいので、流動床中の燐光体の滞留時間
は、最小時間、例えば、３０分間から精々１時間に維持
して、そうして先駆体のコーティング材料の部分的なコ
ーティングがだけが粒子上に形成されることが重要であ
る。従って、流動床中の燐光体の滞留時間は、燐光体粉
末粒子が蒸発した先駆体コーティング材料によって完全
に包囲されない程度に短時間である。
【００１３】反応段階の間に、コーティング先駆体材料
は反応して、蒸発したコーティング先駆体材料によって
包囲された燐光体粒子の表面の部分上に保護コーティン
グを形成する。例えば、鉛で賦活した珪酸バリウム燐光
体を、流動床中で約３０分後に十分に部分的に被覆する
ことができる。次いで、部分的に被覆した燐光体を流動
床から取り出してアニール用のオーブンまたは炉中に移
動する。
は反応して、蒸発したコーティング先駆体材料によって
包囲された燐光体粒子の表面の部分上に保護コーティン
グを形成する。例えば、鉛で賦活した珪酸バリウム燐光
体を、流動床中で約３０分後に十分に部分的に被覆する
ことができる。次いで、部分的に被覆した燐光体を流動
床から取り出してアニール用のオーブンまたは炉中に移
動する。
【００１４】反応工程に続くアニール工程は、個々の燐
光体粒子の表面上の保護コーティングを燐光体粒子の表
面上の所定の位置の一部分上を選択的に被覆する。アニ
ール工程は、保護コーティングと下層の燐光体との間の
イオン拡散を促進して、得られる部分的なコーティング
に、元のコーティングとかかるイオン拡散から形成され
た新規な化合物、例えば、珪酸アルミニウムとの混合物
を含ませる。
光体粒子の表面上の保護コーティングを燐光体粒子の表
面上の所定の位置の一部分上を選択的に被覆する。アニ
ール工程は、保護コーティングと下層の燐光体との間の
イオン拡散を促進して、得られる部分的なコーティング
に、元のコーティングとかかるイオン拡散から形成され
た新規な化合物、例えば、珪酸アルミニウムとの混合物
を含ませる。
【００１５】本発明の方法により被覆することができる
燐光体コーティング材料は、例えば、金属または非金属
酸化物を含む。好ましいコーティング材料は、酸化アル
ミニウム及び二酸化ケイ素である。本発明の方法におい
て、コーティング先駆体材料として用いるのに好適な化
合物または化学組成物として、該化合物及び化学組成物
は揮発性でなければならない。本方法の条件下で揮発性
である、金属または非金属のオルガノ及びアルコキシド
化合物の所望の酸化物コーティング材料を、本発明にお
けるコーティング先駆体材料として用い得る。金属のア
セチルアセトネートの所望の酸化物コーティングを、本
方法における先駆体材料としてまた用いることができ
る。
燐光体コーティング材料は、例えば、金属または非金属
酸化物を含む。好ましいコーティング材料は、酸化アル
ミニウム及び二酸化ケイ素である。本発明の方法におい
て、コーティング先駆体材料として用いるのに好適な化
合物または化学組成物として、該化合物及び化学組成物
は揮発性でなければならない。本方法の条件下で揮発性
である、金属または非金属のオルガノ及びアルコキシド
化合物の所望の酸化物コーティング材料を、本発明にお
けるコーティング先駆体材料として用い得る。金属のア
セチルアセトネートの所望の酸化物コーティングを、本
方法における先駆体材料としてまた用いることができ
る。
【００１６】例えば、いくつかの好適な酸化アルミニウ
ム先駆体材料は下記一般式：
ム先駆体材料は下記一般式：
【化１】ＲX （ＯＲ’）3-X Ａｌ （式中、Ｘは０〜３の整数であり、Ｒ及びＲ’は−ＣＨ
3 ；−Ｃ2 Ｈ5 ；−Ｃ3 Ｈ7 ；または−Ｃ4 Ｈ9 のよう
な低級アルキル基である）により表される。好適な二酸
化珪素先駆体材料の例は、下記一般式：
3 ；−Ｃ2 Ｈ5 ；−Ｃ3 Ｈ7 ；または−Ｃ4 Ｈ9 のよう
な低級アルキル基である）により表される。好適な二酸
化珪素先駆体材料の例は、下記一般式：
【化２】ＲX （ＯＲ’）4-X Ｓｉ （式中、Ｘは０〜４の整数であり、Ｒ及びＲ’は−ＣＨ
3 ；−Ｃ2 Ｈ5 ；−Ｃ3 Ｈ7 ；−Ｃ4 Ｈ9 または−Ｃ5
Ｈ11のような低級アルキル基である）により表される。
3 ；−Ｃ2 Ｈ5 ；−Ｃ3 Ｈ7 ；−Ｃ4 Ｈ9 または−Ｃ5
Ｈ11のような低級アルキル基である）により表される。
【００１７】酸化アルミニウムまたは二酸化珪素コーテ
ィングに関する好適なコーティング先駆体材料に挙げた
例は、必ずしもそれに限定されると解釈すべきではな
い。本方法の条件の下で不活性なキャリアーガス中に蒸
発することができるアルミニウムまたは珪素の任意のア
ルキル、アルコキシ、またはアセチルアセトネート化合
物を、それぞれ、酸化アルミニウムコーティングまたは
二酸化珪素コーティング用のコーティング先駆体材料と
して用い得る。
ィングに関する好適なコーティング先駆体材料に挙げた
例は、必ずしもそれに限定されると解釈すべきではな
い。本方法の条件の下で不活性なキャリアーガス中に蒸
発することができるアルミニウムまたは珪素の任意のア
ルキル、アルコキシ、またはアセチルアセトネート化合
物を、それぞれ、酸化アルミニウムコーティングまたは
二酸化珪素コーティング用のコーティング先駆体材料と
して用い得る。
【００１８】約２０〜８０ミクロンの範囲及びそれより
大きい平均粒度を有する燐光体粉末を殆どまたは全く困
難なく流動化することができる。しかしながら、微細な
燐光体粉末、すなわち、約２０ミクロン未満の平均粒度
を有する燐光体粉末を流動化しようとする際に困難に出
くわす。微細な燐光体の粉末の粒子を流動化する際の困
難は、粒子間の粘着力から生じ、それは集塊及び集塊物
間の橋かけを起こす。かかる集塊及び集塊物間の橋かけ
は、通常、床を通る溝の形成を生じ、それによって、粒
子を流動化しないでガスが溝を通るようにする。これら
の状況の下では、粉末床は殆どまたは全く膨張しない。
大きい平均粒度を有する燐光体粉末を殆どまたは全く困
難なく流動化することができる。しかしながら、微細な
燐光体粉末、すなわち、約２０ミクロン未満の平均粒度
を有する燐光体粉末を流動化しようとする際に困難に出
くわす。微細な燐光体の粉末の粒子を流動化する際の困
難は、粒子間の粘着力から生じ、それは集塊及び集塊物
間の橋かけを起こす。かかる集塊及び集塊物間の橋かけ
は、通常、床を通る溝の形成を生じ、それによって、粒
子を流動化しないでガスが溝を通るようにする。これら
の状況の下では、粉末床は殆どまたは全く膨張しない。
【００１９】ゲルダルト(Geldart) の分類等級のクラ
ス”Ｃ”に含まれる鉛賦活バリウムシリケート燐光体の
ような微細な燐光体粉末の粒子を、本発明の方法によっ
て流動化して被覆することができる。ゲルダルト(Gelda
rt) の分類等級は周知であり例えばPowder Technolotg
y, 7(1973)285-292に記載されている。本発明の方法に
おいて、微細な燐光体の粉末粒子を流動化するには、燐
光体について約１重量％までの少量の流動化助剤を燐光
体粉末と混合して均一な混合物を形成すべきである。好
ましくは、燐光体について約０．０５重量％未満の量の
流動化助剤が用いられる。好適な流動化助剤は小粒度の
酸化アルミニウム、例えば、酸化アルミニウムＣまたは
小粒度のシリカを含む。また、微細な燐光体の粉末の流
動化は、キャリアーガスの流れ中に漂う燐光体粉末粒子
を追加攪拌することによっても達成することができる。
この追加の攪拌は、種々の攪拌手段、例えば、機械的攪
拌機、そして好ましくは高速振動混合器によって達成す
ることができる。
ス”Ｃ”に含まれる鉛賦活バリウムシリケート燐光体の
ような微細な燐光体粉末の粒子を、本発明の方法によっ
て流動化して被覆することができる。ゲルダルト(Gelda
rt) の分類等級は周知であり例えばPowder Technolotg
y, 7(1973)285-292に記載されている。本発明の方法に
おいて、微細な燐光体の粉末粒子を流動化するには、燐
光体について約１重量％までの少量の流動化助剤を燐光
体粉末と混合して均一な混合物を形成すべきである。好
ましくは、燐光体について約０．０５重量％未満の量の
流動化助剤が用いられる。好適な流動化助剤は小粒度の
酸化アルミニウム、例えば、酸化アルミニウムＣまたは
小粒度のシリカを含む。また、微細な燐光体の粉末の流
動化は、キャリアーガスの流れ中に漂う燐光体粉末粒子
を追加攪拌することによっても達成することができる。
この追加の攪拌は、種々の攪拌手段、例えば、機械的攪
拌機、そして好ましくは高速振動混合器によって達成す
ることができる。
【００２０】先駆体材料の蒸気が燐光体粒子の表面を完
全に包囲する前に先駆体材料を反応することによって、
得られる保護コーティングは燐光体粒子表面を部分的に
だけ被覆する。
全に包囲する前に先駆体材料を反応することによって、
得られる保護コーティングは燐光体粒子表面を部分的に
だけ被覆する。
【００２１】アニール工程は、燐光体粒子の表面上の燐
光体成分と保護コーティング材料との間のイオン拡散を
促進し、おそらく燐光体のコーティングの一部として新
たな化合物の薄い層を形成させると考えられる。珪酸バ
リウム燐光体の場合には、かかる新規な化合物は、例え
ば、珪酸アルミニウムを含む。保護コーティング材料を
燐光体粒子の表面上の所定の位置に優先的に被覆させる
のはこのイオン拡散である。アニール工程の間のこのイ
オン拡散の全体的な効果は、移動性の高いイオン程、互
いに親和性を有し、一方、移動性の低いイオン程、比較
的影響を受けず、従って、保護コーティングは燐光体粒
子の表面上で所定の位置を他の位置よりも優先的に被覆
する。例えば、シリカやアルミニウムのような移動性の
高いイオン程、互いに親和性を有し、一方、バリウムの
ような移動性の低いイオン程、比較的影響を受けず、従
って、保護酸化アルミニウムコーティングは燐光体粒子
の表面上で一層多くのシリカ位置を優先的に被覆しそし
てバリウム位置を一層少なく被覆する。それゆえ、燐光
体に関する保護は、下層の燐光体の所定の成分に関する
コーティングの親和性による部分的な保護コーティング
のみによって得られ、出力及び維持における結果として
生じる改良を伴う。
光体成分と保護コーティング材料との間のイオン拡散を
促進し、おそらく燐光体のコーティングの一部として新
たな化合物の薄い層を形成させると考えられる。珪酸バ
リウム燐光体の場合には、かかる新規な化合物は、例え
ば、珪酸アルミニウムを含む。保護コーティング材料を
燐光体粒子の表面上の所定の位置に優先的に被覆させる
のはこのイオン拡散である。アニール工程の間のこのイ
オン拡散の全体的な効果は、移動性の高いイオン程、互
いに親和性を有し、一方、移動性の低いイオン程、比較
的影響を受けず、従って、保護コーティングは燐光体粒
子の表面上で所定の位置を他の位置よりも優先的に被覆
する。例えば、シリカやアルミニウムのような移動性の
高いイオン程、互いに親和性を有し、一方、バリウムの
ような移動性の低いイオン程、比較的影響を受けず、従
って、保護酸化アルミニウムコーティングは燐光体粒子
の表面上で一層多くのシリカ位置を優先的に被覆しそし
てバリウム位置を一層少なく被覆する。それゆえ、燐光
体に関する保護は、下層の燐光体の所定の成分に関する
コーティングの親和性による部分的な保護コーティング
のみによって得られ、出力及び維持における結果として
生じる改良を伴う。
【００２２】アニール工程は、空気中で約７００℃〜約
８５０℃の温度で約１５分〜約２０時間の時間で実施さ
れる。鉛で賦活した珪酸バリウム燐光体に関する好まし
いアニール条件は、４時間で７８０℃である。アニーリ
ング工程は燐光体の粒子上の保護コーティング、例え
ば、酸化アルミニウムを燐光体の表面上の所定の位置、
例えば、シリカ位置に優先的に被覆させ、他の位置が露
出されたままにする。この理論は、アニール工程前に燐
光体の所定の成分の減衰の程度が一層大きいことを示す
電子分光分析によって支持される。アニール工程は保護
コーティングまたは燐光体中に存在する任意の水分を除
去し得る。それはまた燐光体粒子表面上の保護コーティ
ングの接着性を改良し得る。前記のように、燐光体成分
及び保護コーティング成分、例えば、シリカ、アルミニ
ウムそして一層少ない程度であるがバリウムイオンのイ
オン拡散は燐光体の表面上に新規な化合物の形成をもた
らし得る。
８５０℃の温度で約１５分〜約２０時間の時間で実施さ
れる。鉛で賦活した珪酸バリウム燐光体に関する好まし
いアニール条件は、４時間で７８０℃である。アニーリ
ング工程は燐光体の粒子上の保護コーティング、例え
ば、酸化アルミニウムを燐光体の表面上の所定の位置、
例えば、シリカ位置に優先的に被覆させ、他の位置が露
出されたままにする。この理論は、アニール工程前に燐
光体の所定の成分の減衰の程度が一層大きいことを示す
電子分光分析によって支持される。アニール工程は保護
コーティングまたは燐光体中に存在する任意の水分を除
去し得る。それはまた燐光体粒子表面上の保護コーティ
ングの接着性を改良し得る。前記のように、燐光体成分
及び保護コーティング成分、例えば、シリカ、アルミニ
ウムそして一層少ない程度であるがバリウムイオンのイ
オン拡散は燐光体の表面上に新規な化合物の形成をもた
らし得る。
【００２３】こうして得られた、被覆され、アニールさ
れた、燐光体は、被覆されず、アニールされていない燐
光体と比較したときに、改良された初期出力及び改良さ
れた１００時間の維持を示す。以下に例を示すが、それ
らは本発明を限定するものでない。
れた、燐光体は、被覆されず、アニールされていない燐
光体と比較したときに、改良された初期出力及び改良さ
れた１００時間の維持を示す。以下に例を示すが、それ
らは本発明を限定するものでない。
【００２４】
【実施例】鉛で賦活した珪酸バリウム燐光体粉末の粒子
を本発明の方法により酸化アルミニウムにより部分的に
被覆した。４インチの内径を有する石英管反応容器を備
えた流動床を用いた。７kgの鉛で賦活した珪酸バリウム
（シルバニア型２０１１：ペンシルベニア州、トワンダ
のＧＴＥプロダクト・コーポレーションの化学及び冶金
部門から得られた）及び７ｇ（０．１重量％）の酸化ア
ルミニウムＣ流動化助剤（デグサ・インコーポレーショ
ンから入手できる）をポリエチレンジャー中で乾燥ブレ
ンドして珪酸バリウム燐光体粉末中の酸化アルミニウム
Ｃの均一な分散物を得る。珪酸バリウム燐光体の粉末と
流動化助剤の混合物を石英管反応容器中に導入した。液
体トリメチルアルミニウムを、コーティング先駆体材料
としてステンレス鋼噴水装置中で用いた。窒素ガスを液
体トリメチルアルミニウム中に気泡化して蒸発したトリ
メチルアルミニウムを含むキャリアーガスを形成する。
得られる蒸気含有ガス流を追加の窒素ガスで希釈して次
いで反応容器中に導入した。
を本発明の方法により酸化アルミニウムにより部分的に
被覆した。４インチの内径を有する石英管反応容器を備
えた流動床を用いた。７kgの鉛で賦活した珪酸バリウム
（シルバニア型２０１１：ペンシルベニア州、トワンダ
のＧＴＥプロダクト・コーポレーションの化学及び冶金
部門から得られた）及び７ｇ（０．１重量％）の酸化ア
ルミニウムＣ流動化助剤（デグサ・インコーポレーショ
ンから入手できる）をポリエチレンジャー中で乾燥ブレ
ンドして珪酸バリウム燐光体粉末中の酸化アルミニウム
Ｃの均一な分散物を得る。珪酸バリウム燐光体の粉末と
流動化助剤の混合物を石英管反応容器中に導入した。液
体トリメチルアルミニウムを、コーティング先駆体材料
としてステンレス鋼噴水装置中で用いた。窒素ガスを液
体トリメチルアルミニウム中に気泡化して蒸発したトリ
メチルアルミニウムを含むキャリアーガスを形成する。
得られる蒸気含有ガス流を追加の窒素ガスで希釈して次
いで反応容器中に導入した。
【００２５】燐光体粉末を流動化ガスとして純粋な窒素
を１５リットル／分で用いて加熱した。窒素を５０℃に
予備加熱してそして流動床を７００℃に予備加熱した。
流動床が４００℃の温度に達したとき、酸素を８リット
ル／分の流量で反応器に導入し、そして窒素流を７リッ
トル／分に減じた。５分後、５リットル／分の窒素を噴
水器を通じてわきへそらせそして蒸気を含んだ気泡化出
口流を２リットル／分の純粋な窒素流により希釈して流
動化−コーティングガスを構成した。
を１５リットル／分で用いて加熱した。窒素を５０℃に
予備加熱してそして流動床を７００℃に予備加熱した。
流動床が４００℃の温度に達したとき、酸素を８リット
ル／分の流量で反応器に導入し、そして窒素流を７リッ
トル／分に減じた。５分後、５リットル／分の窒素を噴
水器を通じてわきへそらせそして蒸気を含んだ気泡化出
口流を２リットル／分の純粋な窒素流により希釈して流
動化−コーティングガスを構成した。
【００２６】この工程を３０分間続けた。燐光体の０．
４７重量％を含む酸化アルミニウムコーティングが燐光
体粒子上に形成された。電子分光分析は、燐光体粒子の
表面上で約８０％のバリウム及び約８４％のシリカが酸
化アルミニウムコーティングによって被覆されたことを
示した。
４７重量％を含む酸化アルミニウムコーティングが燐光
体粒子上に形成された。電子分光分析は、燐光体粒子の
表面上で約８０％のバリウム及び約８４％のシリカが酸
化アルミニウムコーティングによって被覆されたことを
示した。
【００２７】次いで、燐光体を空気中で７８０℃にて４
時間アニールした。アニール工程後の電子分光分析は、
燐光体粒子の表面上でシリカの１７％だけが酸化アルミ
ニウムコーティングにより被覆され、バリウムは被覆さ
れなかったことを示した。
時間アニールした。アニール工程後の電子分光分析は、
燐光体粒子の表面上でシリカの１７％だけが酸化アルミ
ニウムコーティングにより被覆され、バリウムは被覆さ
れなかったことを示した。
【００２８】次いで、被覆し、アニールした燐光体を、
標準的な有機懸濁法を用いて７２インチＴ１２ＨＯ（高
出力）の蛍光ランプに加工した。これらのランプを、被
覆しておらずアニールしていない珪酸バリウム燐光体の
ベースロットにより加工したランプと一緒に試験した。
これらのランプの試験からの初期出力及び維持データを
表１中に示す。
標準的な有機懸濁法を用いて７２インチＴ１２ＨＯ（高
出力）の蛍光ランプに加工した。これらのランプを、被
覆しておらずアニールしていない珪酸バリウム燐光体の
ベースロットにより加工したランプと一緒に試験した。
これらのランプの試験からの初期出力及び維持データを
表１中に示す。
【００２９】
【表１】 表１ 被覆／アニールありのＢａＳｉ2 Ｏ5 ：Ｐｂ燐光体及び
被覆／アニールなしのＢａＳｉ2 Ｏ5 ：Ｐｂ燐光体の出
力及び維持統合した反射鏡付き ＵＶＡ ＵＶＢ 100 時間の維持 被覆ありアニールあり １０．４mW ７．３mW ７９．７％ 被覆なしアニールなし １０．０mW ７．１mW ６２．６％統合した反射鏡なし 覆ありアニールあり １０．８２mW ５．２５mW ８２．３％ 被覆なしアニールなし １０．５６mW ５．１５mW ７０．８％
被覆／アニールなしのＢａＳｉ2 Ｏ5 ：Ｐｂ燐光体の出
力及び維持統合した反射鏡付き ＵＶＡ ＵＶＢ 100 時間の維持 被覆ありアニールあり １０．４mW ７．３mW ７９．７％ 被覆なしアニールなし １０．０mW ７．１mW ６２．６％統合した反射鏡なし 覆ありアニールあり １０．８２mW ５．２５mW ８２．３％ 被覆なしアニールなし １０．５６mW ５．１５mW ７０．８％
【００３０】データは、被覆し、アニールした燐光体に
より作られたランプに関する初期のＵＶＡ出力は被覆せ
ずアニールしていない燐光体よりできたランプのそれよ
り４％に至るまで大きかった。被覆し、アニールした燐
光体により作ったランプの維持は被覆しておらずアニー
ルしていない燐光体により作ったランプのそれより２７
％に至るまで改善される。統合した反射鏡を使ったラン
プは統合した反射鏡のないランプよりも初期の出力及び
１００時間の維持の両方において一層大きな改善を示
す。
より作られたランプに関する初期のＵＶＡ出力は被覆せ
ずアニールしていない燐光体よりできたランプのそれよ
り４％に至るまで大きかった。被覆し、アニールした燐
光体により作ったランプの維持は被覆しておらずアニー
ルしていない燐光体により作ったランプのそれより２７
％に至るまで改善される。統合した反射鏡を使ったラン
プは統合した反射鏡のないランプよりも初期の出力及び
１００時間の維持の両方において一層大きな改善を示
す。
【００３１】現時点で本発明の好ましい具体例と考えら
れるものを示し且つ記載してきたが、当業者にとって、
特許請求の範囲に記載したような本発明の範囲を離れな
いで種々の変更及び改良を成し得る。
れるものを示し且つ記載してきたが、当業者にとって、
特許請求の範囲に記載したような本発明の範囲を離れな
いで種々の変更及び改良を成し得る。
フロントページの続き (72)発明者 デイル・イー・ベンジャミン 米国ペンシルベニア州アセンズ、ボック ス230、アールディー１ (72)発明者 デボラ・ヴィー・ルッツ 米国ペンシルベニア州トロイ、ボックス 49、アールディー１ (56)参考文献 特開 昭63−264693（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−52381（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C09K 11/00 - 11/89
Claims (21)
- 【請求項１】 燐光体粒子上に部分的な保護コーティン
グを形成する方法であって、 ａ）流動で燐光体粉末の粒子を流動化して； ｂ）流動化床中した粒子を蒸発したコーティング先駆体
に第１の温度で露出して上記粒子をコーティング先駆体
材料で部分的に包囲させ、その際に上記コーティング先
駆体材料が分解する温度未満であるように上記第１の温
度を定め； ｃ）上記流動化した粒子を包囲する上記コーティング先
駆体材料を第２の温度で反応させて個々の燐光体粒子の
表面の一部分上に保護コーティングを形成して、上記第
２の温度が上記コーティング先駆体が反応して上記保護
コーティングを形成する温度以上であり、そして、 ｄ）コーティングした燐光体粒子を、上記個々の燐光体
粒子の上記表面部分を露出させるのに十分な時間で十分
な温度でアニールすることを含み、 それによって、上記個々の燐光体粒子が上記保護コーテ
ィングにより部分的に保護される上記方法。 - 【請求項２】 蛍光ランプに用いられる鉛で賦活した珪
酸バリウム燐光体の初期出力及び維持を改良する方法で
あって、 ａ）鉛で賦活した珪酸バリウム燐光体粉末の粒子を流動
床中で流動化して； ｂ）流動化した粒子を、第１の温度にて、蒸発したコー
ティング先駆体に暴露して、該粒子をコーティング先駆
体材料で部分的に包囲して、上記第１の温度が上記コー
ティング先駆体材料が分解する温度未満の温度であり； ｃ）上記流動化した粒子を包囲する上記コーティング先
駆体材料を、第２の温度にて、反応させて個々の鉛で賦
活した珪酸バリウム燐光体粒子の表面の一部分を覆う保
護コーティングを形成して、上記第２の温度が上記コー
ティング先駆体材料が反応して上記保護コーティングを
形成する温度以上であり； ｄ）被覆した鉛で賦活した珪酸バリウム燐光体粒子を、
上記個々の燐光体粒子の上記表面部分を露出させるのに
十分な時間、十分な温度にてアニールする工程を含み、
それによって、上記個々の鉛で賦活した珪酸バリウム燐
光体粒子を上記保護コーティングにより部分的に被覆す
る上記方法。 - 【請求項３】 上記保護コーティングが金属酸化物であ
る請求項１または２の方法。 - 【請求項４】 上記保護コーティングが酸化アルミニウ
ムである請求項１から３のいずれか一項の方法。 - 【請求項５】 上記保護コーティングが非金属酸化物で
ある請求項１または２の方法。 - 【請求項６】 上記保護コーティングが二酸化珪素であ
る請求項１、２または５のいずれか一項の方法。 - 【請求項７】 上記燐光体の粉末が微細な燐光体の粉末
及び約１重量％までの流動化助剤の均一な混合物を含む
請求項１または２の方法。 - 【請求項８】 上記流動化助剤が小粒度の酸化アルミニ
ウムである請求項７の方法。 - 【請求項９】 上記アニーリング工程を約７００℃〜約
８５０℃で約１５分〜約２０時間で行う請求項１または
２の方法。 - 【請求項１０】 上記アニーリング工程を約７８０℃の
温度で約４時間で行う請求項９の方法。 - 【請求項１１】 上記アニーリング工程を空気中で行う
請求項１または２の方法。 - 【請求項１２】 上記流動床中の上記燐光体粒子の滞留
時間が上記燐光体粒子上に連続した保護コーティングを
形成するのに要する時間未満である請求項１または２の
方法。 - 【請求項１３】 上記流動床中の上記燐光体粒子の滞留
時間が上記燐光体粒子上に連続した保護コーティングを
形成するのに要する時間の半分未満である請求項１また
は２の方法。 - 【請求項１４】 上記流動床中の上記燐光体粒子の滞留
時間が約３０分間〜１時間である請求項１または２の方
法。 - 【請求項１５】 上記燐光体の粉末が鉛で賦活した珪酸
バリウムの燐光体である請求項１の方法。 - 【請求項１６】 上記アニーリング工程が、上記保護コ
ーティングで、上記燐光体の粉末の上記粒子の表面上の
所定の位置の一部分を選択的に被覆させる請求項１の方
法。 - 【請求項１７】 請求項１の方法によって製造された部
分的に被覆された燐光体。 - 【請求項１８】 上記鉛で賦活した珪酸バリウム燐光体
粉末が、微細な鉛で賦活した珪酸バリウム燐光体粉末と
約１重量％までの流動化剤との均一な混合物を含む請求
項２の方法。 - 【請求項１９】 上記流動化剤が、小さい粒度の酸化ア
ルミニウムである請求項１８の方法。 - 【請求項２０】 上記アニール工程が、上記保護コーテ
ィングを、上記鉛で賦活した珪酸バリウム燐光体の上記
粒子の上記表面のシリカ位置の部分に選択的に被覆させ
る請求項２の方法。 - 【請求項２１】 請求項２の方法により製造された、部
分的に被覆された、鉛で賦活した珪酸バリウム燐光体。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US584226 | 1975-06-05 | ||
| US58422690A | 1990-09-17 | 1990-09-17 | |
| US58423590A | 1990-09-17 | 1990-09-17 | |
| US584235 | 1990-09-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04314782A JPH04314782A (ja) | 1992-11-05 |
| JP2997107B2 true JP2997107B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=27079042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3262561A Expired - Lifetime JP2997107B2 (ja) | 1990-09-17 | 1991-09-17 | 部分的に被覆された燐光体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2997107B2 (ja) |
-
1991
- 1991-09-17 JP JP3262561A patent/JP2997107B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04314782A (ja) | 1992-11-05 |
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