JP3268761B2 - High brightness and long afterglow aluminate phosphor with excellent heat and weather resistance - Google Patents

High brightness and long afterglow aluminate phosphor with excellent heat and weather resistance

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JP3268761B2 JP24781598A JP24781598A JP3268761B2 JP 3268761 B2 JP3268761 B2 JP 3268761B2 JP 24781598 A JP24781598 A JP 24781598A JP 24781598 A JP24781598 A JP 24781598A JP 3268761 B2 JP3268761 B2 JP 3268761B2
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高輝度・長残光性
を特徴とする耐熱・耐候性に優れた新規なアルミン酸塩
蓄光体に関するものである。更に詳しくは、本発明は、
耐候性に優れ、屋内や屋外、更には水中などの暗所にお
いて、電子線などの高速度粒子エネルギー、X線、紫外
線又は可視光、あるいはそれらの複数による励起によっ
て、高輝度かつ長寿命の残光性を有し、特に輝度と残光
性が飛躍的に向上したアルミン酸塩蓄光体に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel aluminate phosphor having high luminance and long afterglow and having excellent heat and weather resistance. More specifically, the present invention provides:
It has excellent weather resistance and has high brightness and long life when excited by high-velocity particle energy such as electron beam, X-ray, ultraviolet ray or visible light, or a combination thereof in dark places such as indoors and outdoors, and even underwater. The present invention relates to an aluminate luminous body having light properties, in particular, dramatically improved luminance and afterglow.

【0002】[0002]

【従来の技術】蛍光体とは、粒子エネルギー、X線、光
など、何らかの外部刺激によって励起され発光するもの
を指すが、励起を停止した後も引き続き発光を持続する
ことができる残光性(長寿命)の発光体を、ここでは
「蓄光体」と呼ぶ。こうした蓄光体においては、省エネ
ルギーや新エネルギーなどの観点から興味が持たれ、ま
た表示の多様化や高機能化に伴って、多色化や高輝度化
することが期待されている。
2. Description of the Related Art Phosphor refers to a substance that emits light when excited by some external stimulus such as particle energy, X-rays, and light. The luminous body having a long life is referred to as a “luminous body” here. Such luminous bodies are of interest from the viewpoint of energy saving and new energy, and are expected to be multi-colored and have high brightness with the diversification of displays and the enhancement of functions.

【0003】無機蓄光体として、これまでに硫化物とス
トロンチウムアルミン酸塩などの酸化物の発光体が報告
されている。硫化物系蛍光体には、例えば、青色発光の
(Ca,Sr)S:Bi3+蛍光体、黄緑色発光のZn
S:Cu3+蛍光体、赤色発光の(Zn,Cd)S:Cu
蛍光体などが知られている。
[0003] As an inorganic phosphorescent body, a luminous body of a sulfide and an oxide such as strontium aluminate has been reported. Examples of the sulfide-based phosphor include (Ca, Sr) S: Bi 3+ phosphor that emits blue light and Zn that emits yellow-green light.
S: Cu 3+ phosphor, red emitting (Zn, Cd) S: Cu
Phosphors and the like are known.

【0004】Biを賦活した(Ca,Sr)S蛍光体
は、化学的安定性に乏しいことから、合成における再現
性が低く、輝度及び残光特性も十分でないため実用化に
は至っていない。また、Cuを賦活した(Zn,Cd)
S蛍光体は、毒性物質であるCdを含んでおり、かつ輝
度及び残光特性も十分でないことから、現在ではほとん
ど使用されていない。一方、Cuを賦活したZnS蛍光
体は、空気中(特に高湿度)で紫外線により容易に分解
し、黒化するなどの問題点はあるが、安価である利点を
活かして、現在時計の文字盤や避難誘導標識などとして
屋内で使用されている。
[0004] Bi-activated (Ca, Sr) S phosphors have not been put to practical use because of poor chemical stability, low reproducibility in synthesis, and insufficient luminance and afterglow characteristics. In addition, Cu was activated (Zn, Cd)
S phosphors are hardly used at present because they contain Cd, which is a toxic substance, and have insufficient luminance and afterglow characteristics. On the other hand, the ZnS phosphor activated with Cu has a problem that it is easily decomposed and blackened by ultraviolet rays in the air (particularly in high humidity). It is used indoors as evacuation guidance signs.

【0005】一方、酸化物系蛍光体には、例えば、ユウ
ロピウムで賦活された化学組成式AAl24 (ここ
で、Aはマグネシウム、カルシウム、ストロンチウムま
たはバリウムからなる)で表わされるカリカスミ石類縁
構造からなるアルミン酸塩があり、これは、Journal of
Electrochemical Society,118巻、6 号、930 頁(1971
年)に詳しく報告されている。
On the other hand, oxide-based phosphors include, for example, a calycasite-like structure represented by the chemical composition AAl 2 O 4 (where A is composed of magnesium, calcium, strontium or barium) activated with europium. There is an aluminate consisting of the Journal of
Electrochemical Society, Vol. 118, No. 6, p. 930 (1971
Year).

【0006】発光スクリーン用蛍光体の開発を目的とし
て、特開昭58-213080 号では、化学組成式A1-m Eum
Alq1.5q+1(式中のAはストロンチウムもしくは最
大25モル%のカルシウムで置換したストロンチウム、m
及びqは、0.00≦m ≦0.1 および2 ≦q≦5 の範囲の数
値)に相当する組成のアルミン酸塩蛍光体が報告されて
おり、これは斜方晶系(単位格子:a=24.75 Å,b=4.88
Å,c=8.47 Å)からなる結晶である。この蛍光体は、発
光輝度の改善を目的として開発されたものであり、蛍光
寿命のデータから判断すると、実用上の残光性は不十分
である。
For the purpose of developing a phosphor for a light-emitting screen, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-213080 discloses a chemical composition formula A 1-m Eu m
Al q O 1.5q + 1 (where A is strontium or strontium substituted with up to 25 mol% of calcium, m
And q are reported as aluminate phosphors having compositions corresponding to 0.00 ≦ m ≦ 0.1 and 2 ≦ q ≦ 5, which are orthorhombic (unit cell: a = 24.7575). , b = 4.88
結晶, c = 8.47 Å). This phosphor has been developed for the purpose of improving the emission luminance, and judging from the data of the fluorescence lifetime, the afterglow in practical use is insufficient.

【0007】米国特許第5,376,303 号(1994年12月27
日)及び日本特許第2,543,825 号(1996年10月16日)に
は、残光性をもつ酸化物発光体が報告されている。前者
は、一般式AO・a(Al1-bb23 :cLn
(そのうち、a,b,cは、それぞれ、0.5 ≦a≦10.
0、0 <b≦0.5 、0 <c≦0.2 であり、AOは、Mg
o,CaO,SrO及びZnOの群から選ばれる酸化
物、LnはEuのほかにPr,Nd,Dy,Tmの群か
ら選ばれた少なくとも一種類の希土類金属元素)で表せ
るEu2+で賦活されたアルカリ土類アルミン酸塩を開示
している。また、後者には、AAl24 (Aはマグネ
シウム、カルシウム、ストロンチウムまたはバリウム)
で表わされ、Euにより主賦活されたアルカリ土類アル
ミン酸塩が開示されている。
No. 5,376,303 (December 27, 1994)
Japanese Patent No. 2,543,825 (October 16, 1996) and an oxide luminous body having afterglow are reported. The former is represented by the general formula AO.a (Al 1-b B b ) 2 O 3 : cLn
(Wherein, a, b, and c are respectively 0.5 ≦ a ≦ 10.
0, 0 <b ≦ 0.5, 0 <c ≦ 0.2, and AO is Mg
An oxide selected from the group consisting of o, CaO, SrO and ZnO, and Ln is activated by Eu 2+ represented by at least one rare earth metal element selected from the group consisting of Pr, Nd, Dy and Tm in addition to Eu. Alkaline earth aluminates are disclosed. In the latter, AAl 2 O 4 (A is magnesium, calcium, strontium or barium)
And alkaline earth aluminates mainly activated by Eu are disclosed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、SrO
−Al23 系において生成する単斜晶系ならびに斜方
晶系のアルミン酸塩に関して、アルカリ土類金属元素、
希土類金属元素、ガリウム、あるいはケイ素やゲルマニ
ウムなどを一部組み合わせ、固溶置換することによっ
て、発光色が制御された飛躍的に高輝度、長残光性で、
耐熱、耐候性に優れたアルミン酸塩蓄光体が得られるこ
とを見出し、その結果に基づいて、以下に詳述する新し
いアルミン酸塩蓄光体を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have found that SrO
-Al 2 O 3 with respect to the monoclinic system and the orthorhombic system aluminates produced in systems, alkaline earth metal element,
Rare earth metal elements, gallium, or silicon or germanium, etc. are partially combined and replaced by solid solution, so that the emission color is controlled and dramatically high brightness, long afterglow,
The present inventors have found that an aluminate phosphor having excellent heat resistance and weather resistance can be obtained, and based on the results, provide a new aluminate phosphor described in detail below.

【0009】即ち、前記米国特許第5,376,303 号及び日
本の特許第2,543,825 号の明細書では、SrO−Al
系において斜方晶系からなるアルカリ土類アルミ
ン酸塩発光体の存在が報告されている。一方、本発明者
らは、同じSrO−Al 系において、Sr:A
l=1:3(モル比)の組成比から、単斜晶系で指数づ
けられるSr Al11を合成できることを初め
て知見し、別途出願においてその技術を開示している。
これは、395nm 付近に最大発光ピークをもつ自己賦活型
青紫色発光体である。
That is, in the specification of the aforementioned US Pat. No. 5,376,303 and Japanese Patent No. 2,543,825, SrO—Al 2
The existence of an alkaline earth aluminate luminous body composed of orthorhombic system in the O 3 system has been reported. On the other hand, the present inventors have found that in the same SrO—Al 2 O 3 system, Sr: A
It was discovered for the first time that Sr 2 Al 6 O 11 indexed in a monoclinic system can be synthesized from a composition ratio of l = 1: 3 (molar ratio), and the technique is disclosed in a separate application.
This is a self-activating blue-violet luminescent material having a maximum emission peak near 395 nm.

【0010】このような状況の下で、本発明者らは、更
なる輝度ならびに発光寿命の向上、ならびに最大発光波
長位置の制御を図るため、上記発光体に対して一種類以
上の希土類元素の賦活、アルミニウムと原子価数の異な
る元素の固溶置換などを指針として、新たな発光体の合
成を行った。別途出願でも開示しているように、上記単
斜晶相の合成に際して、反応性や結晶性、さらには粒子
形状や大きさを改善するために、酸化硼素ないしは硼酸
を加えると、単斜晶系であるSr2 Al611は斜方晶
系へと変化する。加えて、得られた斜方晶相は、490nm
に最大発光波長を有する青緑色発光を呈した。さらに
は、単斜晶相であるSr2 Al611に、Eu2+を賦活
すると、結晶相は容易に斜方晶系へと変化させることが
できた。結果的には、これは、反応系内に硼酸が存在す
るか否かに関わらない。また、Eu2+の添加量に依存し
て、斜方晶相の発光色は、490nm の青緑色から515nm の
黄緑色へと変化することがわかった。
Under these circumstances, the inventors of the present invention have made it possible to further improve the luminance and emission life and to control the position of the maximum emission wavelength by using one or more kinds of rare-earth elements with respect to the luminous body. A new luminous body was synthesized based on activation, solid-solution substitution of an element having a different valence number from aluminum, and the like. As disclosed in a separate application, when synthesizing the monoclinic phase, boron oxide or boric acid is added to improve the reactivity and crystallinity, and further the particle shape and size. Sr 2 Al 6 O 11 changes to an orthorhombic system. In addition, the resulting orthorhombic phase is 490 nm
Exhibited blue-green emission having the maximum emission wavelength. Furthermore, when Eu 2+ was activated in Sr 2 Al 6 O 11 which is a monoclinic phase, the crystal phase could be easily changed to an orthorhombic system. Consequently, this is regardless of whether boric acid is present in the reaction system. It was also found that the emission color of the orthorhombic phase changed from blue-green at 490 nm to yellow-green at 515 nm depending on the amount of Eu 2+ added.

【0011】次いで、上記斜方晶相、Sr2 Al611
に格子欠陥を導入することを目的として、アルミニウム
3価サイトをケイ素やゲルマニウムの4価イオンで置換
した結果、電荷の収支のためにカチオンサイトに欠陥が
生じ、斜方晶相としてのアルミン酸塩が得られることを
知見した。ケイ素またはゲルマニウムイオンの置換によ
り非化学量論組成となるにもかかわらず、斜方晶系とし
ての結晶構造は安定化した。また、輝度を改善するた
め、上記斜方晶相にEu2+と同時に例えばDy3+やY3+
などを共賦活することによって、長残光性も達成でき
た。
Next, the above-mentioned orthorhombic phase, Sr 2 Al 6 O 11
As a result of replacing the trivalent aluminum site with a tetravalent ion of silicon or germanium for the purpose of introducing lattice defects into the silicon, defects occur in the cation site due to charge balance, and the aluminate as an orthorhombic phase Was obtained. Despite the non-stoichiometric composition due to the replacement of silicon or germanium ions, the crystal structure as orthorhombic has stabilized. Further, in order to improve the luminance, Eu 2+ simultaneously eg Dy 3+ and Y 3+ to the orthorhombic phase
By co-activating such elements, a long afterglow was also achieved.

【0012】加えて、Al23 /SrOのモル比pの
値が、p<1.5 の場合において、アルミニウムを一部ケ
イ素で置換すると、発光色が黄緑色から青緑色に変化す
ることを見出した。さらに、p>1.5 の場合において
は、アルミニウムをゲルマニウムで置換すると、発光色
が青緑色から黄緑色に変化することがわかった。これ
は、硼酸などのフラックスを加えなくても、単斜晶系の
アルミン酸塩で高輝度長残光性を特徴とする黄緑色蓄光
体となることを表している。
In addition, it has been found that, when the molar ratio p of Al 2 O 3 / SrO is p <1.5, when aluminum is partially replaced with silicon, the emission color changes from yellow-green to blue-green. Was. Further, in the case of p> 1.5, it was found that when aluminum was replaced with germanium, the emission color changed from blue-green to yellow-green. This indicates that even without adding a flux such as boric acid or the like, a monoclinic aluminate can be a yellow-green luminous body characterized by high luminance and long persistence.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる知見に
基づくもので、本発明によれば、化学組成式が、 A (Al1−z3/4z1/4z11 ・・・(1) (A1−m Eu (Al1−z3/4z1/4z11 ・・・(2) (A1−n−m Eu (Al1−y−z Ga3/4z1/ 4z11・・(3) (A1−n−m−k E'Eu Ln (Al1−y−z Ga /4z1/4z11 ・・・(4) (但し、Aは、マグネシウム、カルシウム、ストロンチ
ウム及びバリウムから選択された一種類以上のアルカリ
土類金属元素、Dはケイ素またはゲルマニウム、Eはマ
ンガン、亜鉛から選択された一種類以上の2価金属元
素、E' はマンガン、亜鉛、ビスマスから選択された一
種類以上の金属元素、□は格子欠損、LnはEu以外の
ランタニド元素を表わし、m,n,k,y,zは、それ
ぞれ、下記の範囲の数値からなる。 0 ≦m≦0.1 0 ≦n≦0.2 0 <k≦0.1 0 <y≦0.3 0 <z<0.05 ) で表わされ、結晶系が単斜晶系もしくは斜方晶系に帰属
する結晶構造からなるアルミン酸塩を含んだ高輝度・長
残光性アルミン酸塩蓄光体が提供される。
Means for Solving the Problems The present invention is based on this finding, and according to the present invention, the chemical composition formula is A 2 (Al 1 -z D 3 / 4z1 / 4z ) 6 O 11 ··· (1) (A 1- m Eu m) 2 (Al 1-z D 3 / 4z □ 1 / 4z) 6 O 11 ··· (2) (A 1-n-m E n Eu m) 2 (Al 1-y-z Ga y D 3 / 4z □ 1 / 4z) 6 O 11 ·· (3) (A 1-n-m-k E 'n Eu m Ln k) 2 (Al 1-y -z Ga y D 3 / 4z □ 1 / 4z) 6 O 11 ··· (4) ( where, a is magnesium, calcium, strontium, and one or more alkaline earth metal elements selected from barium, D Is silicon or germanium; E is one or more divalent metal elements selected from manganese and zinc; E 'is manganese , Zinc, bismuth, at least one metal element, □ represents a lattice defect, Ln represents a lanthanide element other than Eu, and m, n, k, y, and z are numerical values in the following ranges, respectively. 0 ≦ m ≦ 0.10 ≦ n ≦ 0.20 <k ≦ 0.10 <y ≦ 0.30 <z <0.05), and the crystal system belongs to a monoclinic system or an orthorhombic system.
The present invention provides a high-brightness, long-lasting aluminate phosphor containing an aluminate having a crystal structure that:

【0014】また、本発明によれば、化学組成式が、 (A1-n-m-k E'nEum Lnk )O・p((Al1-y-z Gay3/4z1/4z23 ) ・・・(5) (A 1-n-m-k E' n Eu m Ln' k )O・p( (Al 1-y-z Ga y 3/4z 1/4z ) 2 3 ・・・(5') (但し、kは、0 ≦k≦0.1 の範囲の数値) で表わされる単斜晶系のアルミン酸塩において、pの値
を 1.1<p<1.5 とすることにより、単斜晶系の青もし
くは青緑色アルミン酸塩を含んだ高輝度・長残光性アル
ミン酸塩蓄光体が、更に、pの値を 1.5<p≦1.75とす
ることにより、単斜晶系の黄緑色アルミン酸塩を含んだ
高輝度・長残光性アルミン酸塩蓄光体が提供される。
らに、これらの化学組成式(4')と(5')とにおけるLn'
のランタニド元素は、ジスプロシウムまたはネオジムと
し、ほかの希土類元素をイットリウムとするのが有効で
ある。
Further, according to the present invention, the chemical composition formula, (A 1-nmk E ' n Eu m Ln k) O · p ((Al 1-yz Ga y D 3 / 4z □ 1 / 4z) 2 O 3) ··· (5) ( A 1-nmk E 'n Eu m Ln' k) O · p ((Al 1-yz Ga y D 3 / 4z □ 1 / 4z) 2 O 3) ··· (5 ′) (where k is a numerical value in the range of 0 ≦ k ≦ 0.1) In a monoclinic aluminate represented by the formula: A high-brightness and long-lasting aluminate phosphor containing a blue or blue-green aluminate is further improved by setting the value of p to 1.5 <p ≦ 1.75. A high-brightness and long-lasting aluminate phosphor containing an acid salt is provided. Sa
Furthermore, Ln ′ in these chemical composition formulas (4 ′) and (5 ′)
Lanthanide elements are dysprosium or neodymium
It is effective to use yttrium as another rare earth element.
is there.

【0015】本発明におけるアルミン酸塩は、前述した
ところからわかるように、その組成や構造が作製条件に
極めて敏感ではあるが、以下に開示する実施例から分か
るように、作製条件を正確に制御することにより、所定
の輝度、長残光性、発光色をもった蓄光体を実現するこ
とが可能になる。
Although the composition and structure of the aluminate according to the present invention are extremely sensitive to the production conditions, as described above, the production conditions can be precisely controlled as can be seen from the examples disclosed below. By doing so, it becomes possible to realize a luminous body having a predetermined luminance, long afterglow, and emission color.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明に係る高輝度・長残光性ア
ルミン酸塩蓄光体は、基本的には、母体構成成分とし
て、一般的化学組成式が、前記式(4) または式(5) によ
って表される構成を有するものである。そして、当該式
(4) において、例えば、A=Sr、n=m=l=z=y
=0としたときには、 Sr2 Al611 の化学組成式で表わされる結晶となり、これは単斜晶系
に帰属する。更に、単斜晶相に硼酸を添加して再焼成す
ることにより斜方晶相へと変化し、残光輝度の向上なら
びに発光波長のシフトが認められる。例えば、最大発光
波長が、395nm から490nm の蓄光体へと変化する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The high-brightness and long-lasting aluminate phosphor according to the present invention basically has a general chemical composition represented by the formula (4) or ( 5). And the expression
In (4), for example, A = Sr, n = m = l = z = y
When = 0, it becomes a crystal represented by the chemical composition formula of Sr 2 Al 6 O 11 , which belongs to a monoclinic system. Further, by adding boric acid to the monoclinic phase and re-baking, the phase is changed to the orthorhombic phase, and the afterglow luminance is improved and the emission wavelength is shifted. For example, the maximum emission wavelength changes from 395 nm to a phosphor of 490 nm.

【0017】また、式(4) において、A=Sr、n=k
=y=z=0のときには、 (Sr1-m Eum2 Al611 の化学組成式で表わす蓄光体となる。これに硼酸を0.1
〜0.5 wt%添加して焼成すると、斜方晶相と単斜晶相の
割合がほぼ50%からなる混合物が得られる。さらに、硼
酸量を1 wt%にして焼成すると、斜方晶相が80%程度を
占め、硼酸の添加量が増加するに伴って斜方晶相の割合
も増加し、約3 wt%で斜方晶相の単一相となる。一方、
硼酸を添加することなく焼成する場合には、ユウロピウ
ムの添加量に依存して、単斜晶相から斜方晶相への変化
が認められる。ユウロピウムの添加量mが、m<0.03で
は単一相の単斜晶が、また、mが0.03≦m≦0.05では、
斜方晶相が徐々に混在するようになり、m>0.05で斜方
晶の単一相となる。一方、発光色は、単斜晶相では、最
大発光波長が515nm 付近の黄緑色であるが、斜方晶相で
は最大発光波長が490nm 付近の青緑色となる。従って、
単斜晶相と斜方晶相との混合割合を調整することによっ
て、蓄光体の発光色を490nm から515nm へと自在に変化
させることが可能になる。
In the equation (4), A = Sr, n = k
When = y = z = 0, it becomes a luminous body represented by the chemical composition formula of (Sr 1-m Eu m ) 2 Al 6 O 11 . 0.1% boric acid
When the mixture is calcined with addition of about 0.5 wt%, a mixture in which the ratio of the orthorhombic phase to the monoclinic phase is almost 50% is obtained. Further, when baking with 1 wt% boric acid, the orthorhombic phase occupies about 80%, and as the amount of boric acid increases, the proportion of the orthorhombic phase also increases. It becomes a single phase of the tetragonal phase. on the other hand,
When baking is performed without adding boric acid, a change from a monoclinic phase to an orthorhombic phase is observed depending on the amount of europium added. When the addition amount m of europium is m <0.03, a single-phase monoclinic crystal is formed. When m is 0.03 ≦ m ≦ 0.05,
The orthorhombic phase gradually becomes mixed, and becomes a single orthorhombic phase when m> 0.05. On the other hand, the emission color of the monoclinic phase is yellow-green having a maximum emission wavelength of around 515 nm, while that of the orthorhombic phase is bluish green having a maximum emission wavelength of around 490 nm. Therefore,
By adjusting the mixing ratio of the monoclinic phase and the orthorhombic phase, the emission color of the phosphor can be freely changed from 490 nm to 515 nm.

【0018】式(4) において、A=Sr、D=Si,n
=m=k=y=0のときには、 Sr2 (Al1-z Si3/4z611 の化学組成式で表わされる蓄光体となる。この場合に、
3価のアルミニウムサイトに4価のケイ素が置き換わる
ことによって、電荷収支のために格子欠陥が生ずる。z
≦0.005 では、最大発光波長が513nm 付近にある黄緑色
発光性の単斜晶相としての蓄光体となるが、硼酸を微量
フラックスとして用いた場合、最大発光波長が490nm 付
近にある青緑色発光性の斜方晶相による蓄光体が得られ
る。一方、z>0.005 の場合、反応系に硼酸を添加する
しないにかかわらず、最大発光波長が495nm 付近の青緑
色発光を示す。更に、ケイ素含有量の増加と共に、最大
発光波長は、短波長側にシフトする。
In equation (4), A = Sr, D = Si, n
= When m = k = y = 0 is a phosphorescent article represented by the chemical formula of Sr 2 (Al 1-z Si 3 / 4z) 6 O 11. In this case,
Substitution of tetravalent silicon for trivalent aluminum sites causes lattice defects due to charge balance. z
At ≦ 0.005, the phosphor becomes a yellow-green luminescent monoclinic phase with a maximum emission wavelength near 513 nm, but when boric acid is used as a trace flux, a blue-green luminescence with a maximum emission wavelength near 490 nm is obtained. Is obtained. On the other hand, when z> 0.005, blue-green emission with a maximum emission wavelength near 495 nm is exhibited regardless of whether boric acid is added to the reaction system. Furthermore, the maximum emission wavelength shifts to the shorter wavelength side as the silicon content increases.

【0019】フラックスとして硼酸を用いた場合には、
斜方晶系からなる蓄光体が得られるが、硼酸とケイ素と
の相対含有量や[硼酸+ケイ素]と希土類元素との相対
含有量、希土類元素の種類及び相対含有量などの諸因子
の変化に応じて、結晶相の構造(結晶系)と発光色が微
妙に変化することが明らかになっている。単一の斜方晶
相が得られる組成範囲は、実施例などからわかるよう
に、特定の狭い範囲に限定される。本発明に係るアルミ
ン酸塩蓄光体では、斜方晶相の割合が80%を越えると、
発光色は主として490nm を中心とする青緑色であり、単
斜晶相の割合が増加すると、460 〜515nm の範囲内で変
化した蓄光体を得ることができる。
When boric acid is used as the flux,
An orthorhombic phosphor is obtained, but changes in various factors such as the relative content of boric acid and silicon, the relative content of [boric acid + silicon] and the rare earth element, the type and relative content of the rare earth element. It has been clarified that the structure of the crystal phase (crystal system) and the luminescent color slightly change depending on the temperature. The composition range in which a single orthorhombic phase is obtained is limited to a specific narrow range as can be seen from the examples and the like. In the aluminate phosphor according to the present invention, when the ratio of the orthorhombic phase exceeds 80%,
The emission color is mainly blue-green with a center at 490 nm, and as the proportion of the monoclinic phase increases, a phosphorescent material changed within the range of 460 to 515 nm can be obtained.

【0020】また、硼酸の添加量が、出発原料の総量に
対して3 wt%以上である場合には、より安定な発光色
(青緑色)が得やすい傾向にある。しかし、例えば、18
wt%と言うように、硼酸の添加量を増やしても、上記の
ケイ素を添加した場合のように最大発光波長を490nm か
ら460nm へと変化させることはできない。一方、硼酸の
添加量を3 wt%未満とした場合には、単斜晶相と斜方晶
相との混合相によって、励起後の時間の経過に伴って発
光色が変化する。例えば、励起直後の発光色は513nm 付
近の黄緑色であり、30秒を経過すると490nm 付近の青緑
色に発光する。
When the amount of boric acid is 3 wt% or more based on the total amount of the starting materials, a more stable emission color (blue-green) tends to be easily obtained. But, for example, 18
Even if the amount of boric acid is increased, as in wt%, the maximum emission wavelength cannot be changed from 490 nm to 460 nm as in the case of adding silicon. On the other hand, when the added amount of boric acid is less than 3 wt%, the emission color changes with the lapse of time after the excitation due to the mixed phase of the monoclinic phase and the orthorhombic phase. For example, the emission color immediately after the excitation is yellow-green around 513 nm, and after 30 seconds, it emits blue-green around 490 nm.

【0021】(Sr,Eu)(Al1-z Si3/4z2
4 については、反応系に硼酸を過剰添加した場合(例え
ば、18wt%)においても、得られる結晶は単斜晶系であ
り、斜方晶系にはならない。また、zが0.0005以下のよ
うな、わずかなケイ素量の固溶によっても、発光色は52
0nm 付近の黄緑発光色から490nm の青緑発光色に変化す
る。本発明の式(4) の組成においては、出発原料に対し
て0.1 wt%の硼酸を添加しても、結晶相が単斜晶相から
斜方晶相へと変化することを考えると、大きな相違であ
る。つまり、単斜晶相においても発光色を513nm 付近の
黄緑色から490nmの青緑発光色に変化させることが可能
で、ケイ素添加量zは、少なくともz≧0.005 を必要と
する。本発明を完成させるに当たって行った実験結果に
よれば、反応系での硼酸の有無は生成する結晶の結晶構
造(結晶系の違いとして表現)に敏感であったことに対
して、ケイ素の固溶置換は、得られた蓄光体の最大発光
波長を大きく短波長側にシフトするのに有効であること
がわかった。
(Sr, Eu) (Al 1 -z Si 3 / 4z ) 2 O
With respect to 4 , even when boric acid is excessively added to the reaction system (for example, 18 wt%), the obtained crystals are monoclinic and do not become orthorhombic. Also, even when a small amount of silicon forms a solid solution, such as when z is 0.0005 or less, the emission color is 52%.
The color changes from yellow-green emission at around 0 nm to blue-green emission at 490 nm. In the composition of the formula (4) of the present invention, considering that the crystal phase changes from the monoclinic phase to the orthorhombic phase even when 0.1 wt% of boric acid is added to the starting material, It is a difference. That is, even in the monoclinic phase, the emission color can be changed from yellowish green at around 513 nm to blue-green emission at 490 nm, and the silicon addition amount z needs to be at least z ≧ 0.005. According to the results of experiments conducted to complete the present invention, the presence or absence of boric acid in the reaction system was sensitive to the crystal structure (expressed as a difference in the crystal system) of the generated crystals, while the solid solution of silicon The substitution was found to be effective in shifting the maximum emission wavelength of the obtained phosphor to a large wavelength.

【0022】前述したようにアルミニウムサイトをケイ
素で固溶置換すると、格子欠陥が生ずるが、ゲルマニウ
ムについても同様で、これはユウロピウムを賦活した場
合に観測される長残光性を改善している。また、アルミ
ニウムサイトを一部ガリウムで固溶置換すると、発光輝
度の更なる向上を得ることができた。上記式(4) 及び式
(5) 中のガリウムの含有量を決める前記yの値(モル
値)は、0 <y≦0.3 であり、好ましくは、0.01≦y≦
0.15の範囲がより適している。
As described above, when the aluminum site is solid-solution-substituted with silicon, lattice defects occur. The same applies to germanium, which improves the long afterglow observed when europium is activated. Further, when the aluminum site was partially replaced by solid solution with gallium, it was possible to further improve the emission luminance. Equation (4) and Equation
(5) The value (molar value) of y that determines the content of gallium in the glass is 0 <y ≦ 0.3, preferably 0.01 ≦ y ≦
A range of 0.15 is more suitable.

【0023】化学組成式(4) 及び(5) の構成成分として
のA元素を、マンガン、亜鉛またはビスマスからなる
E' 元素で固溶置換すると、発光輝度は向上する。更に
詳しくは、E' 元素の置換量(モル値)は、0 ≦n≦0.
2 、好ましくは、0.001 <n≦0.05の範囲とするのが、
発光輝度の向上には適しており、n>0.2 ではむしろ低
下する。また、ビスマスは通常3価であることから、上
記のように2価のサイトを占めると、電荷の収支のため
に格子欠陥を形成し、かつ残光性が改善する傾向を示し
た。一方で、発光中心となる2価のマンガンを置換した
場合には、置換量の増加と共に発光色は青緑色から黄緑
色に変化した。特に、硼酸を添加しなかった場合におい
ては、黄緑色の発光輝度は増大した。
When the element A as a component of the chemical composition formulas (4) and (5) is solid-solution-substituted with the element E 'made of manganese, zinc or bismuth, the emission luminance is improved. More specifically, the substitution amount (molar value) of the element E ′ is 0 ≦ n ≦ 0.
2, preferably in the range of 0.001 <n ≦ 0.05,
It is suitable for improving the light emission luminance, and rather decreases when n> 0.2. Since bismuth is usually trivalent, occupying a divalent site as described above tends to form lattice defects due to charge balance and improve afterglow. On the other hand, when the divalent manganese serving as the emission center was substituted, the emission color changed from blue-green to yellow-green with an increase in the substitution amount. In particular, when no boric acid was added, the yellow-green emission luminance increased.

【0024】本発明のアルミン酸塩蓄光体に含まれるE
2+の組成を決めるところの前記mの値は、0 ≦m≦0.
1 、好ましくは、0.001 ≦m≦0.06の範囲が適してい
る。mの値が 0.0001 未満の場合、自己賦活型蓄光体と
はいえ、発光中心となるイオン量が少ないことから、所
定の発光強度が得られない。一方、mが0.1 を超える値
をとると、発光中心イオン間の相互作用による「濃度消
光」が起こる。同時に、目的とする組成の相以外の化合
物が副生成したり、原料としてのユウロピウム酸化物が
未反応物として残存するため、蓄光体の輝度は大きく低
下する。
E contained in the aluminate phosphor of the present invention
The value of m, which determines the composition of u 2+ , is 0 ≦ m ≦ 0.
1, preferably in the range of 0.001 ≦ m ≦ 0.06. When the value of m is less than 0.0001, a predetermined luminous intensity cannot be obtained because the amount of ions serving as a luminescence center is small even though the phosphor is a self-activated luminous body. On the other hand, when m exceeds 0.1, "concentration quenching" occurs due to the interaction between emission center ions. At the same time, a compound other than the phase having the desired composition is produced as a by-product, and europium oxide as a raw material remains as an unreacted substance, so that the luminance of the phosphor is greatly reduced.

【0025】発光中心となるEu2+の量は、輝度以外
に、結晶形態や発光色にも微妙な影響を与える。特に、
Eu2+とDy3+などの共賦活剤の相対含有率及び硼酸の
含有量は、結晶形態と発光色に影響する。共賦活剤は、
期待する発光色に応じて共賦活剤の種類、組合せを選択
する必要がある。例えば、Dy3+とY3+、Nd3+とY3+
などの適当なランタニド元素Lnとほかの希土類元素の
組み合わせを用いると、高輝度かつ長残光性の蓄光体と
なる。また、Dy3+とY3+の組合せは、青緑色から黄緑
色に発光する蓄光体に、更に、Nd3+とY3+の組合せ
は、青色から青緑色に発光する蓄光体として好ましい。
一方、共賦活剤の添加量は、0 <k≦0.1 、好ましくは
0.001≦k≦0.03の範囲がより好ましい。特に3種類相
当の希土類元素を共用すると、高輝度・長残光性に対す
る効果は大きくなる。
The amount of Eu 2+ serving as the emission center has a subtle effect on the crystal form and emission color in addition to the luminance. In particular,
The relative content of coactivators such as Eu 2+ and Dy 3+ and the content of boric acid affect the crystal morphology and emission color. The co-activator is
It is necessary to select the type and combination of co-activators according to the expected emission color. For example, Dy 3+ and Y 3+ , Nd 3+ and Y 3+
When an appropriate combination of a lanthanide element Ln and another rare earth element is used, a phosphor having high luminance and long afterglow can be obtained. Further, a combination of Dy 3+ and Y 3+ is preferable as a light accumulator that emits light from blue green to yellow green, and a combination of Nd 3+ and Y 3+ is preferable as a light accumulator that emits light from blue to blue green.
On the other hand, the added amount of the co-activator is 0 <k ≦ 0.1, preferably
The range of 0.001 ≦ k ≦ 0.03 is more preferable. In particular, when three types of rare earth elements are used in common, the effect on high luminance and long afterglow is enhanced.

【0026】上記式(4) 及び式(5) 中のケイ素の含有量
を決める前記zの値(モル値)は、0 ≦z<0.05の範囲
にあることが必要であり、固溶量の増加に伴って、電荷
収支のために□で表わす欠損がカチオンサイトに生ず
る。輝度向上のためには、上記zの値は好ましくは 0.0
01≦z≦0.03の範囲がよく、この範囲を超えると輝度が
低下する。また、残光性にも影響する。zの値は、z<
0.05のとき、(A1-n-m-k E'nEum Lnk2 (Al
1-y-zGay3/4z1/4z611の単一相が得られ
る。z≧0.05のときには、上記化合物のほか、立方晶系
の6SrO・9Al23 ・2SiO2 などが副生成
し、これらが混合した蓄光体となる。さらに、ケイ素の
量が多くなると、蓄光体の発光の挙動が明らかに変化
し、最大発光波長がさらに紫外域側にシフトすると共に
残光輝度も低下する。
The value (molar value) of z for determining the silicon content in the above formulas (4) and (5) must be in the range of 0 ≦ z <0.05, and the solid solution amount With the increase, a deficiency represented by □ occurs at the cation site due to charge balance. In order to improve brightness, the value of z is preferably 0.0
The range of 01 ≦ z ≦ 0.03 is good, and if it exceeds this range, the brightness decreases. It also affects the afterglow. The value of z is z <
When 0.05, (A 1-nmk E 'n Eu m Ln k) 2 (Al
Single-phase 1-yz Ga y D 3 / 4z □ 1 / 4z) 6 O 11 is obtained. When z ≧ 0.05, in addition to the above compounds, cubic 6SrO.9Al 2 O 3 .2SiO 2 and the like are by-produced, and a phosphorescent body is obtained by mixing these. Further, when the amount of silicon is increased, the light emission behavior of the phosphor is clearly changed, the maximum emission wavelength is further shifted toward the ultraviolet region, and the afterglow luminance is also reduced.

【0027】式(4) 及び式(5) のうち、青色ないし青緑
色蓄光体を得るための焼成反応に用いたフラックスとし
て、最も好ましいのは硼酸であるが、硼酸を加えた場
合、最大発光波長が490nm 付近に固定されてしまうの
で、他の発光色を期待するには硼酸の使用を避けるのが
好ましい。前に述べたように、硼酸を加えるか否かで得
られるアルミン酸塩の結晶構造が異なる。過剰の硼酸
(例えば、18wt%以上)を用いると、得られたものにガ
ラス質が共存し、発光輝度も残光強度も極端に悪くな
る。しかし、3 〜8 wt%の適量の硼酸を加えた場合に
は、発光輝度も残光強度も改善される。したがって、上
記発光輝度と残光強度の悪化は、シリカと硼酸とが反応
し、ガラス質をアルミン酸結晶粒界に形成することによ
って生じるものと考えられる。
Of the formulas (4) and (5), boric acid is the most preferable as the flux used in the sintering reaction for obtaining a blue or blue-green phosphor, but when boric acid is added, the maximum emission is obtained. Since the wavelength is fixed at about 490 nm, it is preferable to avoid using boric acid in order to expect another emission color. As described above, the obtained aluminate has a different crystal structure depending on whether boric acid is added. If an excessive amount of boric acid (for example, 18 wt% or more) is used, vitreous coexists in the obtained one, and the emission luminance and the afterglow intensity are extremely deteriorated. However, when an appropriate amount of boric acid of 3 to 8 wt% is added, both the emission luminance and the afterglow intensity are improved. Therefore, it is considered that the deterioration of the emission luminance and the afterglow intensity is caused by the reaction between silica and boric acid to form vitreous material at the aluminate crystal grain boundaries.

【0028】また、式(5) において 1.1<p1.5 の場
合には、たとえアルカリ土類金属がストロンチウムのみ
であっても、ケイ素の固溶置換により、発光色は青緑色
から黄緑色まで変化させることができた。さらにまた、
ゲルマニウムの固溶置換においては、1.5 <p≦1.75
場合に、発光色を青緑色から黄緑色まで変化させること
ができる。これらは、いずれも硼酸を加えない限り、単
斜晶系のアルミン酸塩蓄光体である。
In the case where 1.1 <p < 1.5 in the formula (5), even if strontium is the only alkaline earth metal, the emission color changes from blue-green to yellow-green due to solid solution substitution of silicon. I was able to. Furthermore,
In the solid solution substitution of germanium, the emission color can be changed from blue-green to yellow-green when 1.5 <p ≦ 1.75 . These are monoclinic aluminate luminous bodies unless boric acid is added.

【0029】本発明の高輝度・長残光性アルミン酸塩蓄
光体は、電子線、プラズマ、200 〜450nm の範囲の紫外
線または可視光、あるいはそれらを組み合わせて励起を
行った後、室温もしくは室温以上において熱ルミネッセ
ンス(蛍光)特性を示す蓄光体である。本発明で得られ
た蓄光体は、その特徴として、結晶系が単斜晶系と斜方
晶系に帰属される二つの結晶構造からなるアルカリ土類
アルミン酸塩で、さらに発光中心となるランタニド元素
を賦活することによって、高輝度かつ長残光性を備える
ことが可能であることが実証されている。結晶構造の違
いは、アルカリ土類元素やランタニド元素の種類、ある
いはそれらの組み合わせ、ケイ素やゲルマニウムの添加
量などによって変化するものである。
The high-brightness and long-lasting aluminate phosphor of the present invention can be heated to room temperature or room temperature after excitation with an electron beam, plasma, ultraviolet or visible light in the range of 200 to 450 nm, or a combination thereof. Above, it is a luminous body exhibiting thermoluminescence (fluorescence) characteristics. The luminous body obtained by the present invention is characterized in that the crystal system is an alkaline earth aluminate having two crystal structures belonging to a monoclinic system and an orthorhombic system, and furthermore, a lanthanide as a luminescence center. It has been demonstrated that by activating the element, high luminance and long afterglow can be provided. The difference in the crystal structure varies depending on the kind of the alkaline earth element or the lanthanide element, or a combination thereof, and the amount of silicon or germanium added.

【0030】本発明に係る高輝度・長残光性アルミン酸
塩蓄光体の製造には、基本的には、主原料として、前記
化学組成式(4) または(5) におけるA元素を含む化合
物、E’元素を含む化合物、Al元素を含む化合物、G
a元素を含む化合物、D元素を含む化合物(Siの化合
物ないしケイ素、Geの化合物)、賦活剤のEu元素を
含む化合物及びLn希土類元素を含む化合物等を用い
る。具体的には、上記化合物を、上記の各元素を含む酸
化物、もしくは焼成により容易に酸化物となり得る炭酸
塩、硝酸塩、塩化物などの塩の形で用い、化学組成式
(4) または(5) で表わされる組成範囲になるように秤量
して、それらを湿式または乾式で十分に混合し、原料粉
末とする。
In the production of the high-brightness and long-lasting aluminate phosphor according to the present invention, basically, a compound containing the element A in the chemical composition formula (4) or (5) as a main raw material is used. , A compound containing E ′ element, a compound containing Al element, G
A compound containing element a, a compound containing element D (compound of Si or silicon or Ge), a compound containing Eu as an activator, a compound containing Ln rare earth element, and the like are used. Specifically, the compound is used in the form of an oxide containing each of the above-described elements, or a salt such as a carbonate, a nitrate, or a chloride which can be easily turned into an oxide by firing, and has a chemical composition formula
They are weighed so as to have a composition range represented by (4) or (5), and they are sufficiently mixed by a wet or dry method to obtain a raw material powder.

【0031】次に、この混合粉末を1000 kg/cm2 までの
圧力で加圧して成型したものを、アルミ坩堝などの耐熱
反応容器内に配置し、水素含有不活性ガスの還元性雰囲
気中で、1000〜1500℃、2 〜10時間で、1回以上焼成
し、上記蓄光体を粉末状生成物として得る。焼成を2回
以上反復して行うときには、1回目の焼成は空気中でも
良いが、最終焼成工程は必ず還元雰囲気中で行う必要が
ある。反応を促進したり、結晶形態の制御、粒径の制御
のために、酸化硼素や硼酸以外のフラックスを加えるこ
とは望ましいが、必ずしも必要ではない。また、目的と
する発光特性に応じて、フラックスの種類や量及びプロ
セスにおいてそれらを添加する手順、更には、固溶置換
を目的とした添加元素の種類や量を選択することによ
り、目的とする結晶構造や発光波長及び発光強度、発光
寿命をもつ蓄光体を合成することができる。得られた蓄
光体は、30μm 以下に粉砕し、この粉末をポリエステル
樹脂等と均一に混合して、各種成型体として成型使用す
るのが望ましい。
Next, the mixed powder was pressed and molded at a pressure of up to 1000 kg / cm 2 , placed in a heat-resistant reaction vessel such as an aluminum crucible, and placed in a reducing atmosphere of a hydrogen-containing inert gas. At a temperature of 1000 to 1500 ° C. for 2 to 10 hours to obtain the phosphorescent material as a powdery product. When baking is repeated twice or more, the first baking may be performed in air, but the final baking step must be performed in a reducing atmosphere. It is desirable, but not necessary, to add a flux other than boron oxide or boric acid to promote the reaction, control the crystal morphology, and control the particle size. In addition, depending on the intended luminescence characteristics, the type and amount of the flux and the procedure for adding them in the process, and further, by selecting the type and amount of the added element for the purpose of solid solution replacement, A phosphorescent material having a crystal structure, an emission wavelength, an emission intensity, and an emission lifetime can be synthesized. It is preferable that the obtained phosphor is pulverized to 30 μm or less, and this powder is uniformly mixed with a polyester resin or the like, and molded and used as various molded articles.

【0032】後述する発光強度の経時変化は、得られた
蓄光体の粉末をポリエステル樹脂等と均一に混合し、蓄
光体:ポリエステル樹脂が重量比で1:2の比率になる
ようにして、この混合物をシート状に成型、乾燥し、光
遮断24時間後に、暗室において15W卓上白色蛍光灯を用
いて100mm の距離で30分間試料を照射した後、その発光
強度の変化を測定した。
The time-dependent change in the luminescence intensity described later is determined by uniformly mixing the obtained powder of the phosphor with a polyester resin or the like so that the phosphor and the polyester resin have a weight ratio of 1: 2. The mixture was formed into a sheet, dried, and irradiated with the sample for 30 minutes at a distance of 100 mm using a 15 W tabletop white fluorescent lamp in a dark room 24 hours after light shielding, and the change in the emission intensity was measured.

【0033】また、耐熱試験は次のように行った。すな
わち、アルミン酸蓄光体を30μm 以下に粉砕した粉末を
10g だけ秤量し、これをアルミナ坩堝に入れて、電気炉
により、大気中、750 ℃で、2 時間加熱した。こうして
得られた試料について、加熱前後の輝度測定の結果から
輝度の維持率を求めた。
The heat resistance test was performed as follows. That is, the powder obtained by grinding the aluminate phosphor to 30 μm or less
Only 10 g was weighed, placed in an alumina crucible, and heated in an electric furnace at 750 ° C. for 2 hours in the air. With respect to the sample thus obtained, a luminance retention ratio was obtained from the results of luminance measurement before and after heating.

【0034】更に、耐水性については次のようにして検
討した。すなわち、200 ml の蒸留水を入れた容量300
ml ビーカーに、30μm 以下に粉砕した蓄光体粉末を正
確に10g に秤量し加え、マグネットスタラーにより2 時
間撹拌した後、40℃、80℃に100 時間保持した。そし
て、処理前後の輝度測定の結果から、輝度の維持率を求
めた。
Further, the water resistance was examined as follows. That is, a volume of 300 ml containing 200 ml of distilled water
Into a ml beaker, exactly 10 g of the phosphor powder pulverized to 30 μm or less was weighed, added, stirred for 2 hours with a magnetic stirrer, and kept at 40 ° C. and 80 ° C. for 100 hours. Then, from the results of the luminance measurement before and after the processing, a luminance maintenance ratio was obtained.

【0035】[0035]

【実施例】以下に実施例を示し、更に詳しく本発明を説
明する。なお、以下においては、便宜のため、前記式
(4) は、 (A1-n-m-k E'nEum Lnk2 (Al1-y-z Gay
3/4z611 と記し、また、式(5) は、 (A1-n-m-k E'nEum Lnk )O・p( (Al1-y-z
Gay3/4z)23 ) と記す。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. In the following, for convenience, the above formula
(4), (A 1-nmk E ' n Eu m Ln k) 2 (Al 1-yz Ga y
It marked D 3 / 4z) 6 O 11 , also Equation (5) is, (A 1-nmk E ' n Eu m Ln k) O · p ((Al 1-yz
Ga y D 3 / 4z) 2 O 3) and referred.

【0036】[実施例1]Sr2 (Al1-z Si3/4z
611の化学組成式において、ケイ素の添加量をz=0.
01とし、実施例1−1では硼酸を添加せず、実施例1−
2では硼酸(H3BO3 )を3 wt%添加の条件で、表1
に示す出発原料配合比(量)になるように、原料SrC
3 、Al23 、SiO2 を正確に秤量し、適量の蒸
留水を加えて、ボールミルにて20時間湿式混合を行っ
た。次いで、100 ℃で乾燥した混合粉末を金型成型器に
より1000 kg/cm2 の荷重で、直径40mmφの円板状に成型
し、これをアルミナ坩堝に入れ、電気炉を用いて3 %水
素含有アルゴンガス中、1400℃で2 時間焼成した。冷却
後回収した試料は、さらにアルミナ乳鉢を用いて細かく
粉砕し、金型成型器により円板に成型後、始めと同条件
で再焼成を行った。
Example 1 Sr 2 (Al 1 -z Si 3 / 4z )
In the chemical composition formula of 6 O 11, the amount of silicon added is z = 0.
01, and no boric acid was added in Example 1-1.
In Table 2 under the condition of adding boric acid (H 3 BO 3 ) at 3 wt%, Table 1
Raw material SrC so that the starting raw material mixing ratio (amount) shown in
O 3 , Al 2 O 3 , and SiO 2 were accurately weighed, an appropriate amount of distilled water was added, and wet mixing was performed in a ball mill for 20 hours. Next, the mixed powder dried at 100 ° C. is molded into a disc having a diameter of 40 mmφ with a load of 1000 kg / cm 2 by a mold molding machine, placed in an alumina crucible, and containing 3% hydrogen in an electric furnace. It was calcined at 1400 ° C. for 2 hours in argon gas. The sample collected after cooling was further finely pulverized using an alumina mortar, molded into a disk by a mold molding machine, and rebaked under the same conditions as at the beginning.

【0037】得られた試料については、粉末X線回折法
と励起・発光スペクトルの測定を行った。その結果、硼
酸を添加しなかった実施例1−1では単斜晶相であるこ
とがわかった。また、硼酸を3 wt%添加した実施例1−
2では斜方晶相であることを確認した。図1の(a) に、
単斜晶系Sr2 (Al0.99Si0.0075611の励起ス
ペクトルを、同図(b) に、246nm の紫外線により励起し
た試料の発光スペクトルを示す。この図から、実施例1
−1の試料は最大発光波長が395nm 付近にある自己賦活
型蓄光体であることがわかる。一方、実施例1−2の斜
方晶系Sr2 (Al0.99Si0.0075611では最大発
光波長が400nm 付近にあった。
The obtained sample was subjected to powder X-ray diffraction and measurement of excitation and emission spectra. As a result, it was found that Example 1-1 in which boric acid was not added had a monoclinic phase. Example 1 in which boric acid was added at 3 wt%
In No. 2, it was confirmed that it was an orthorhombic phase. In FIG. 1 (a),
The excitation spectrum of monoclinic Sr 2 (Al 0.99 Si 0.0075 ) 6 O 11 and the emission spectrum of the sample excited by 246 nm ultraviolet light are shown in FIG. From this figure, it can be seen that the first embodiment
It can be seen that the sample of -1 is a self-activating phosphor having a maximum emission wavelength near 395 nm. On the other hand, the maximum emission wavelength of the orthorhombic Sr 2 (Al 0.99 Si 0.0075 ) 6 O 11 of Example 1-2 was around 400 nm.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】[実施例2][Example 2]

【表2】 [Table 2]

【0040】[0040]

【表3】 [Table 3]

【0041】表2において、実施例2−1〜実施例2−
6として示す出発原料配合比(量)で、(Sr0.995
0.0052 (Al1-z Si3/4z611のケイ素の量
zを、z=0 、0.005 、0.02、0.05、0.1 、0.20と変化
させて、さらに硼酸を5wt %添加して各試料を作製し
た。図2の(a) にz=0.02の場合の、同図(b) にz=0.
05の場合の粉末X線回折図形を示す。硼酸を5wt %添加
した本実施例では、z≦0.2 では単一相の斜方晶系(S
0.995 Eu0.0052 (Al1-z Si3/4z611
得られた。一方、z≧0.05では、立方晶系に帰属する6
SrO・9Al23 ・2SiO2 が副生成し、z≧0.1
で単一相となった。表3に、これら試料の最大励起波
長、246nm の紫外線照射により励起した試料の最大発光
波長をまとめている。ケイ素の添加量の増加に伴い、最
大発光波長が、403 〜407nm にあるものと、465 〜488n
m と幅広くシフトするものがあることがわかった。
In Table 2, Examples 2-1 to 2-
At the starting raw material mixing ratio (amount) shown as 6, (Sr 0.995 E
u 0.005 ) 2 (Al 1 -z Si 3 / 4z ) 6 O 11 The amount z of silicon is changed to z = 0, 0.005, 0.02, 0.05, 0.1 and 0.20, and 5 wt% of boric acid is further added. Each sample was prepared. FIG. 2A shows a case where z = 0.02, and FIG. 2B shows a case where z = 0.
5 shows a powder X-ray diffraction pattern in the case of No. 05. In this example in which boric acid was added in an amount of 5 wt%, a single-phase orthorhombic system (S
r 0.995 Eu 0.005 ) 2 (Al 1 -z Si 3 / 4z ) 6 O 11 was obtained. On the other hand, when z ≧ 0.05, 6 belonging to the cubic system
SrO.9Al 2 O 3 .2SiO 2 is by-produced and z ≧ 0.1
Became a single phase. Table 3 summarizes the maximum excitation wavelengths of these samples and the maximum emission wavelengths of the samples excited by irradiation with ultraviolet light of 246 nm. With the increase in the amount of silicon added, the maximum emission wavelength is between 403 and 407 nm and between 465 and 488 nm.
It turns out that there is something that shifts widely with m.

【0042】実施例1と同様の方法で、後述する実施例
2−7及び比較例1として、硼酸を添加せずに、z=0.
005(実施例2−7) 、0.05、0.20の試料を合成した。
z=0.005 では、単斜晶系(Sr0.995 Eu
0.005 (Al0.995
0.003811であり、z=0.05では、単
斜晶と立方晶のとの混合相、z=0.2 では、立方晶相と
なることがわかった。ここで、立方晶相は、6SrO・
9Al ・2SiO である。また、最大発光
波長は、それぞれの添加量で513nm 、508nm と465nm に
あり、ケイ素の添加量に応じて、513nm から465nm まで
シフトした。ケイ素添加によるブルーシフトは、結晶相
が単斜晶系でも斜方晶系でも見られたため、立方晶相の
生成と深く関わっていることがわかる。しかも、硼酸添
加無しの場合の方が、シフト幅が広い。
In the same manner as in Embodiment 1, an embodiment to be described later
2-7 and Comparative Example 1 without adding boric acid, z = 0.
005 (Example 2-7) , 0.05 and 0.20 samples were synthesized.
When z = 0.005, the monoclinic system (Sr 0.995 Eu
0.005 ) 2 (Al 0.995 S
i 0.0038 ) 6 O 11 , and it was found that at z = 0.05, a mixed phase of monoclinic and cubic was obtained, and at z = 0.2, a cubic phase was obtained. Here, the cubic phase is 6SrO.
It is a 9Al 2 O 3 · 2SiO 2. The maximum emission wavelengths were 513 nm, 508 nm and 465 nm at the respective added amounts, and shifted from 513 nm to 465 nm according to the added amount of silicon. Since the blue phase due to the addition of silicon was observed in both monoclinic and orthorhombic crystal phases, it was found that the blue shift was deeply related to the formation of the cubic phase. Moreover, the shift width is wider in the case where boric acid is not added.

【0043】[実施例3](Sr0.999 Eu0.0012
(Al0.98Ge0.015611を、表2に実施例3とし
て示す原料の混合割合で、実施例1と同じ方法により合
成した。なお、硼酸を3 wt%添加した。粉末X線回折図
形より、得られた試料が斜方晶系の相であると同定され
た。図3の(a) 及び(b) に、この試料の励起スペクト
ル、ならびに260nm の紫外線により励起した発光スペク
トルを示す。ゲルマニウム元素の置換により、発光波長
が硼酸を加えた系であるにもかかわらず、最大発光波長
が513nm 付近にある。つまり、ゲルマニウム元素の添加
は(Sr,Eu)2 Al611の発光波長を490nm より
長波長側にシフトする効果があった。
Example 3 (Sr 0.999 Eu 0.001 ) 2
(Al 0.98 Ge 0.015 ) 6 O 11 was synthesized by the same method as in Example 1 with the mixing ratio of the raw materials shown as Example 3 in Table 2. In addition, 3 wt% of boric acid was added. From the powder X-ray diffraction pattern, the obtained sample was identified to be an orthorhombic phase. FIGS. 3 (a) and 3 (b) show the excitation spectrum of this sample and the emission spectrum excited by ultraviolet light of 260 nm. Due to the substitution of germanium element, the maximum emission wavelength is around 513 nm even though the emission wavelength is a system to which boric acid is added. That is, the addition of the germanium element has the effect of shifting the emission wavelength of (Sr, Eu) 2 Al 6 O 11 to a longer wavelength side than 490 nm.

【0044】[実施例4]表2に実施例4−1及び実施
例4−2として示すように、硼酸を5wt %添加した場合
について、化学式(Sr0.982 Eu0.005 Dy0.008
0.0052 (Al1-z Si3/4z611で表され、ケイ
素の割合を(a) z=0 と(b) z=0.02とした試料を実施
例1と同様の方法を用いて合成した。
Example 4 As shown in Table 2 as Examples 4-1 and 4-2, when boric acid was added at 5 wt%, the chemical formula (Sr 0.982 Eu 0.005 Dy 0.008 Y
0.005 ) 2 (Al 1-z Si 3 / 4z ) 6 O 11 , and a sample in which the proportion of silicon is (a) z = 0 and (b) z = 0.02 was used in the same manner as in Example 1. And synthesized.

【0045】図4(a) 及び(b) に、CuKα線による粉
末X線回折図形を、また、表4にX線回折データ(格子
面間隔距離)を示す。(a) 及び(b) の試料はともに斜方
晶系で指数づけられる。(Sr0.982 Eu0.005 Dy
0.0080.0052 Al611では、格子定数がa=24.
795 Å,b=4.894Å,c=8.510Åと求まった。一方、
(Sr0.982 Eu0.005 Dy0.0080.0052 (Al
0.98Si0.015611では、格子定数がa=24.816
Å,b=4.894Å,c=8.519Åと求まった。a軸およびb
軸が伸びていることから、アルミニウムより大きなイオ
ン半径をもつケイ素が固溶したものと考えられる。図5
(a) に、試料の励起スペクトルを、図5(b) に240nm の
紫外線により励起した試料の発光スペクトルを示す。図
より、最大発光強度のピークが、487nm 付近である青緑
色蓄光体であることがわかる。ケイ素を含まない(Sr
0.982 Eu0.005 Dy0.0080.0052 Al611
試料についても、490nm 付近に最大発光強度をもつこと
が確認できた。
FIGS. 4A and 4B show X-ray powder diffraction patterns by CuKα radiation, and Table 4 shows X-ray diffraction data (distance between lattice planes). Samples (a) and (b) are both indexed in the orthorhombic system. (Sr 0.982 Eu 0.005 Dy
0.008 Y 0.005 ) 2 Al 6 O 11 has a lattice constant of a = 24.
795Å, b = 4.894Å, c = 8.510Å. on the other hand,
(Sr 0.982 Eu 0.005 Dy 0.008 Y 0.005 ) 2 (Al
In 0.98 Si 0.015 ) 6 O 11 , the lattice constant is a = 24.816
B, b = 4.894Å, c = 8.519Å. a-axis and b
Since the axis is elongated, it is considered that silicon having an ionic radius larger than that of aluminum was dissolved. FIG.
(a) shows the excitation spectrum of the sample, and FIG. 5 (b) shows the emission spectrum of the sample when excited by 240 nm ultraviolet light. From the figure, it can be seen that the peak of the maximum light emission intensity is a blue-green phosphor having a peak near 487 nm. Contains no silicon (Sr
It was also confirmed that the sample of 0.982 Eu 0.005 Dy 0.008 Y 0.005 ) 2 Al 6 O 11 had the maximum emission intensity around 490 nm.

【0046】また、本実施例で得られた試料について、
48時間暗室で放置した後、100mm の距離から試料に15W
卓上白色蛍光灯を30分間照射し、487nm の発光強度の
時間変化(残光特性)を測定した。表5に、後述の比較
例2として合成したSr0.98 2 Eu0.005 Dy0.008
0.005 Al1.98Si0.0154 の発光輝度を100 %とし
て得られる相対輝度を表す。1〜3時間後の残光輝度
が、比較例の試料の約3倍の輝度を保っている。
The sample obtained in this example was
After leaving it in a dark room for 48 hours, apply 15 W to the sample from a distance of 100 mm.
A tabletop white fluorescent lamp was irradiated for 30 minutes, and the time change (afterglow characteristic) of the emission intensity at 487 nm was measured. Table 5 shows that Sr 0.98 2 Eu 0.005 Dy 0.008 Y synthesized as Comparative Example 2 described later.
0.005 Al 1.98 Si 0.015 O 4 represents the relative luminance obtained with the emission luminance of 100%. The afterglow luminance after 1 to 3 hours is about three times as high as that of the sample of the comparative example.

【0047】[0047]

【表4】 [Table 4]

【0048】[0048]

【表5】 [Table 5]

【0049】[実施例5][Embodiment 5]

【表6】 [Table 6]

【0050】表6の出発原料配合比(量)に示すよう
に、実施例5−1では、z=0.03で、 (Sr0.982 Eu0.005 Dy0.0080.0052 (Al
0.97Si0.0225611 の化学式、実施例5−2では、z=0.04で、 (Sr0.982 Eu0.005 Dy0.0080.0052 (Al
0.95Ga0.01Si0.03611の化学式、及び、実施例
5−3では、z=0.05で、 (Sr0.982 Eu0.005 Dy0.0080.0052 (Al
0.95Si0.038611 の化学式、になるように調整された原料に、H3 BO3
を8wt %加えて、実施例1と同様の方法で合成を行っ
た。
As shown in the starting material mixing ratio (amount) in Table 6, in Example 5-1, z = 0.03 and (Sr 0.982 Eu 0.005 Dy 0.008 Y 0.005 ) 2 (Al
In Example 5-2, the chemical formula of 0.97 Si 0.0225 ) 6 O 11 , where z = 0.04, (Sr 0.982 Eu 0.005 Dy 0.008 Y 0.005 ) 2 (Al
In the chemical formula of 0.95 Ga 0.01 Si 0.03 ) 6 O 11 and Example 5-3, when z = 0.05, (Sr 0.982 Eu 0.005 Dy 0.008 Y 0.005 ) 2 (Al
0.95 Si 0.038 ) 6 O 11 , and H 3 BO 3
Was added in an amount of 8 wt%, and synthesis was performed in the same manner as in Example 1.

【0051】粉末X線回折図形より、実施例5−1の試
料は、斜方晶系(Sr0.982 Eu0. 005 Dy0.008
0.0052 (Al0.97Si0.0225611であることが
わかった。実施例5−2の試料では、斜方晶系の他に、
少量の立方晶系6Sr・9Al23 ・2SiO2 が混
在し、実施例5−3では、立方晶相が多くなった。化学
組成(Sr,Eu,Dy,Y)2 (Al1-y-z Gay
3/4z611においては、ケイ素の固溶体が得られる
組成領域が非常に狭くなり、固溶限界も低くなることが
わかった。
[0051] than the powder X-ray diffraction pattern, the sample of Example 5-1, orthorhombic (Sr 0.982 Eu 0. 005 Dy 0.008 Y
0.005) was found to be 2 (Al 0.97 Si 0.0225) 6 O 11. In the sample of Example 5-2, in addition to the orthorhombic system,
A small amount of cubic 6Sr · 9Al 2 O 3 · 2SiO 2 are mixed, in Example 5-3, was much cubic phase. Chemical composition (Sr, Eu, Dy, Y ) 2 (Al 1-yz Ga y S
In i 3 / 4z ) 6 O 11 , it was found that the composition region in which a solid solution of silicon was obtained was very narrow, and the solid solution limit was also low.

【0052】485nm 付近の発光強度について、経時変化
(残光特性)を測定した結果、上記試料において、ケイ
素添加量が多くなると立方晶相との混合試料となるため
に、発光強度は減少する傾向が見られた。長残光蓄光体
であるには、ケイ素添加量は、0.001 ≦z<0.05の範囲
が適しており、さらに好ましくは0.001 ≦z≦0.03の範
囲にあることがわかった。
With respect to the emission intensity around 485 nm, the change with time (afterglow characteristic) was measured. As a result, in the above sample, when the added amount of silicon was large, the sample became a mixed sample with a cubic phase, so that the emission intensity tended to decrease. It was observed. It has been found that the addition amount of silicon is suitably in the range of 0.001 ≦ z <0.05, and more preferably in the range of 0.001 ≦ z ≦ 0.03, as a long afterglow phosphor.

【0053】[実施例6][Embodiment 6]

【表7】 [Table 7]

【0054】表7の出発原料配合比(量)で、式(4) の
p=1.6に相当する、(Sr0.982 Eu0.005 Dy0.008
0.005 )O・1.6(Al1。99Ge0。00753)を、硼酸を加
えずに、3%水素含有アルゴンガス中、1500℃で2時
間、2回の焼成を繰り返すことにより合成した。得られ
た生成物は、単斜晶系に帰属する相であり、最大発光強
度を与えるピークは、513.5nm となる黄緑蓄光体であっ
た。
In the mixing ratio (amount) of the starting materials in Table 7, (Sr 0.982 Eu 0.005 Dy 0.008 ) corresponding to p = 1.6 in the formula (4).
Y 0.005 ) O.1.6 (Al 1.99 Ge 0.0075 O 3 ) was synthesized by repeating baking twice at 1500 ° C. for 2 hours in an argon gas containing 3% hydrogen without adding boric acid. . The obtained product was a phase belonging to a monoclinic system, and the peak giving the maximum emission intensity was a yellow-green phosphor having a wavelength of 513.5 nm.

【0055】[実施例7]耐熱テスト: 本発明で得られた(Sr0.982 Eu0.005 Dy0.008
0.0052 Al611の粉末及び(Sr0.982 Eu
0.005 Dy0.0080.0052 (Al0.98Si0.01 5
611の粉末(30μm 以下)をアルミナ坩堝に入れ、電
気炉を用いて、空気中、750 ℃で、2時間加熱した。比
較のために、後述する比較例3の試料Sr0.982 Eu
0.005 Dy0.0080. 005 Al24 を、本実施例の条
件で同様に処理した。本実施例の試料は、熱処理後も外
観的には特に色変化などは見られなかったが、比較例の
試料については、処理後、肉眼で白くなっている様子が
確認された。
[Example 7] Heat resistance test: (Sr 0.982 Eu 0.005 Dy 0.008 Y obtained in the present invention)
0.005 ) 2 Al 6 O 11 powder and (Sr 0.982 Eu)
0.005 Dy 0.008 Y 0.005) 2 ( Al 0.98 Si 0.01 5)
6 O 11 powder (30 μm or less) was placed in an alumina crucible and heated at 750 ° C. for 2 hours in air using an electric furnace. For comparison, a sample Sr 0.982 Eu of Comparative Example 3 described later was used.
The 0.005 Dy 0.008 Y 0. 005 Al 2 O 4, was treated in the same manner under the conditions of the present embodiment. The sample of this example did not show any particular color change in appearance even after the heat treatment, but the sample of the comparative example was confirmed to be white with the naked eye after the treatment.

【0056】表8に、486nm の発光強度の時間変化(残
光特性)の結果をまとめている。同表では、それぞれの
試料について、熱処理前の輝度を100 %として、相対残
光輝度を維持率の形で表している。このテスト結果によ
れば、熱処理後、ケイ素を含まない試料では、極端に残
光輝度が低下するのに対し、(Sr0.982 Eu0.005
0.0080.0052 (Al0。98Si0。015611
は、180 分後においてもほぼ同じ輝度を呈している。つ
まり、この新規蓄光体は、特にケイ素を添加することに
よって耐熱性に優れることがわかる。
Table 8 summarizes the results of the change over time (afterglow characteristics) of the 486 nm emission intensity. In the same table, the relative afterglow luminance is expressed in the form of a maintenance ratio, with the luminance before the heat treatment being 100% for each sample. According to the test results, after heat treatment, the sample containing no silicon has extremely low afterglow luminance, whereas the sample containing no silicon (Sr 0.982 Eu 0.005 D
y 0.008 Y 0.005 ) 2 (Al 0.98 Si 0.015 ) 6 O 11 shows almost the same luminance even after 180 minutes. In other words, it can be seen that this new phosphor has excellent heat resistance especially when silicon is added.

【0057】[実施例8]耐水テスト: ボールミルにて30μm 以下の粉末に粉砕した(Sr
0.982 Eu0.005 Dy0.00 80.0052 (Al0。98
0。015611を10g に秤量し、200 ml の蒸留水を
入れた300 ml ビーカーに加えて、スラリーを調製し
た。次いで、マグネットスタラーにより2 時間撹拌した
後、40℃、80℃で100 時間保持した。 この処理前の輝
度を100 として、処理後の輝度を相対的に表9に示す。
本発明で得られた蓄光体は、80℃の処理条件にも関わら
ず、輝度は全く変化しなかった。
[Example 8] Water resistance test: Pulverized to a powder of 30 µm or less with a ball mill (Sr
0.982 Eu 0.005 Dy 0.00 8 Y 0.005 ) 2 (Al 0.98 S
The i 0.015) 6 O 11 were weighed into 10 g, in addition to the 300 ml beaker containing 200 ml of distilled water to prepare a slurry. Next, the mixture was stirred with a magnetic stirrer for 2 hours, and then kept at 40 ° C and 80 ° C for 100 hours. Assuming that the luminance before the processing is 100, the luminance after the processing is relatively shown in Table 9.
The luminance of the luminous body obtained in the present invention did not change at all despite the processing conditions of 80 ° C.

【0058】[0058]

【表8】 [Table 8]

【0059】[0059]

【表9】 [Table 9]

【0060】[0060]

【表10】 [Table 10]

【0061】[比較例1,実施例2−7] 表10の出発原料配合比(量)に示すような(Sr
0.995 Eu0.005(Al1−z Si
3/4z11の組成で、z=0.005(実施例2−
7)、0.05、0.2とし、硼酸を添加しない場合を、実施
例2−7及び比較例1として、実施例1と同様の方法で
合成した。試料の粉末X線回析図形と励起・発光スペク
トルの測定結果は、[実施例2]の項で述べている。
[Comparative Example 1 , Example 2-7 ] As shown in Table 10, the starting material compounding ratio (amount) (Sr
0.995 Eu 0.005 ) 2 (Al 1-z Si
3 / 4z ) 6 O 11 and z = 0.005 (Example 2)
7), and 0.05,0.2, a case of not adding boric acid, implementation
As Example 2-7 and Comparative Example 1, they were synthesized in the same manner as in Example 1. The measurement results of the powder X-ray diffraction pattern and the excitation / emission spectrum of the sample are described in the section of [Example 2].

【0062】[比較例2]比較例2として、表10に示
すように、硼酸を5wt %添加した系のSr0.982Eu
0.005 Dy0.0080.005 Al1.98Si0.0154 につ
いて、実施例1と同様の方法により合成した。得られた
相は単斜晶系に帰属できるもので、490nm 付近に最大発
光強度を有する耐熱性・耐水性に優れた蓄光体である
(特願平9-238966号参考)。[実施例4]の項におい
て、その残光特性を実施例4の試料との比較において示
している。
Comparative Example 2 As Comparative Example 2, as shown in Table 10, Sr 0.982 Eu of a system to which boric acid was added at 5 wt% was used.
0.005 Dy 0.008 Y 0.005 Al 1.98 Si 0.015 O 4 was synthesized in the same manner as in Example 1. The obtained phase can be assigned to a monoclinic system, and is a phosphorescent substance having a maximum emission intensity around 490 nm and having excellent heat resistance and water resistance (see Japanese Patent Application No. 9-238966). In the section of [Example 4], the afterglow characteristic is shown in comparison with the sample of Example 4.

【0063】[比較例3]比較例3として、表10に示
すように、硼酸を5wt %添加した系のSr0.982Eu
0.005 Dy0.0080.005 Al24 についても、実施
例1と同様の方法で合成した。得られたものは単斜晶系
からなり、粉末X線回折図形より既に公知のスタッフド
トリジマイト型構造の単一相であることがわかった。こ
れは、360nmの紫外線により励起した場合、520nm 付近
に最大発光強度を与えるピークの黄緑色発光体である。
その耐熱性については、本発明の発光体と比較して[実
施例7]の項に記載している。
Comparative Example 3 As Comparative Example 3, as shown in Table 10, Sr0.982Eu of a system containing 5 wt% of boric acid was added.
0.005 Dy 0.008 Y 0.005 Al 2 O 4 was also synthesized in the same manner as in Example 1. The obtained product was composed of a monoclinic system, and the powder X-ray diffraction pattern showed that it was a single phase having a known stuffed tridymite structure. This is a yellow-green luminescent material having a peak at around 520 nm which gives the maximum emission intensity when excited by ultraviolet light of 360 nm.
The heat resistance is described in [Example 7] in comparison with the luminous body of the present invention.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上に詳述した本発明の高輝度・長残光
性アルミン酸塩蓄光体によれば、自己賦活型の発光体で
あるのみならず、固溶体元素の選択、量の制御により、
多色性に富むことに加え、ランタニド元素などの賦活に
よって高い発光輝度と残光特性(残光輝度と残光時間)
を備え、しかも、耐熱性、耐候性を有し、高温・多湿か
らなる過酷な自然環境条件ばかりでなく、水中や海中、
温水に置かれても十分性能を保持できる蓄光体を得るこ
とができる。
According to the high-brightness and long-lasting aluminate phosphor of the present invention described in detail above, not only is it a self-activating luminous body, but also by controlling the selection and amount of solid solution elements. ,
High emission brightness and afterglow characteristics (afterglow brightness and afterglow time) due to activation of lanthanide element, etc. in addition to rich polychromaticity
It has heat resistance, weather resistance, not only severe natural environmental conditions consisting of high temperature and humidity, but also underwater, underwater,
It is possible to obtain a luminous body that can maintain sufficient performance even when placed in warm water.

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

【図1】(a) は、本発明の実施例1−1の発光体の励起
スペクトル(モニター:395nm)を示し、(b) は同実施
例の発光体の発光スペクトル(モニター:246nm )を示
すグラフである。
1 (a) shows the excitation spectrum (monitor: 395 nm) of the luminous body of Example 1-1 of the present invention, and FIG. 1 (b) shows the emission spectrum (monitor: 246 nm) of the luminous body of Example 1-1. It is a graph shown.

【図2】(a) は、本発明の実施例2−3(z=0.02)の
発光体の粉末X線回折図形を示す線図、(b) は、本発明
の実施例2−4(z=0.05)の発光体の粉末X線回折図
形を示す線図である。
2 (a) is a diagram showing a powder X-ray diffraction pattern of the luminous body of Example 2-3 (z = 0.02) of the present invention, and FIG. 2 (b) is a diagram showing Example 2-4 of the present invention (z = 0.02). FIG. 3 is a diagram showing a powder X-ray diffraction pattern of the luminous body (z = 0.05).

【図3】(a) は、本発明の実施例3の発光体の励起スペ
クトル(モニター:513nm )を示し、(b) は、同実施例
の発光体の発光スペクトル(モニター:260nm )を示す
グラフである。
FIG. 3 (a) shows the excitation spectrum (monitor: 513 nm) of the luminous body of Example 3 of the present invention, and FIG. 3 (b) shows the luminous spectrum (monitor: 260 nm) of the luminous body of the same example. It is a graph.

【図4】(a) は、本発明の実施例4のz=0 の場合、
(b) は同z=0.01の場合の粉末X線回折図形を示す線図
である。
FIG. 4A shows a case where z = 0 in Example 4 of the present invention.
(b) is a diagram showing a powder X-ray diffraction pattern when z = 0.01.

【図5】(a) は、本発明の実施例4の蓄光体の励起スペ
クトル(モニター:487nm )を示し、(b) は、同実施例
の蓄光体の発光スペクトル(モニター:240nm )を示す
グラフである。
FIG. 5 (a) shows an excitation spectrum (monitor: 487 nm) of the phosphor of Example 4 of the present invention, and FIG. 5 (b) shows an emission spectrum (monitor: 240 nm) of the phosphor of the embodiment. It is a graph.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09K 11/64 CPM C09K 11/66 CA(STN)Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C09K 11/64 CPM C09K 11/66 CA (STN)

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】化学組成式が、 A (Al1−z3/4z1/4z11 (但し、式中のAは、マグネシウム、カルシウム、スト
ロンチウム及びバリウムから選択された一種類以上のア
ルカリ土類金属元素、Dはケイ素またはゲルマニウム、
□は格子欠損を表し、zは下記の範囲を満足する数値か
らなる。0 <z<0.05 ) で表わされ、結晶系が単斜晶系もしくは斜方晶系に帰属
する結晶構造からなるアルミン酸塩を含む耐熱・耐候性
に優れたアルミン酸塩蓄光体。
The chemical composition is represented by A 2 (Al 1-z D 3 / 4z1 / 4z ) 6 O 11 (where A is one selected from magnesium, calcium, strontium and barium). More than one kind of alkaline earth metal element, D is silicon or germanium,
□ represents a lattice defect, and z is a numerical value satisfying the following range. 0 <z <0.05 ), and the crystal system belongs to monoclinic system or orthorhombic system
Aluminate phosphor with excellent heat and weather resistance containing aluminate having a crystalline structure .
【請求項2】化学組成式が、 (A1−m Eu (Al1−z3/4z1/4z11 (但し、式中のAは、マグネシウム、カルシウム、スト
ロンチウム及びバリウムから選択された一種類以上のア
ルカリ土類金属元素、Dはケイ素またはゲルマニウム、
□は格子欠損を表し、m,zはそれぞれ下記の範囲を満
足する数値からなる。 0 <m≦0.1 0 <z<0.05 ) で表わされ、結晶系が単斜晶系もしくは斜方晶系に帰属
する結晶構造からなるアルミン酸塩を含む耐熱・耐候性
に優れた高輝度アルミン酸塩蓄光体。
2. A chemical composition formula, (A 1-m Eu m ) 2 (Al 1-z D 3 / 4z □ 1 / 4z) 6 O 11 ( where, A in the formula is magnesium, calcium, strontium And at least one alkaline earth metal element selected from barium and D is silicon or germanium;
□ indicates a lattice defect, and m and z are numerical values satisfying the following ranges. 0 <m ≦ 0.10 <z <0.05), and the crystal system belongs to monoclinic system or orthorhombic system
High-luminance aluminate phosphor with excellent heat and weather resistance containing aluminate with a crystalline structure .
【請求項3】化学組成式が、 (A1−n−m Eu (Al1−y−z Ga3/4z /4z11 (但し、式中のAはマグネシウム、カルシウム、ストロ
ンチウム及びバリウムから選択された一種類以上のアル
カリ土類金属元素、Eはマンガン、亜鉛から選択された
一種類以上の2価金属元素、Dはケイ素またはゲルマニ
ウム、□は組成欠損を表し、m,n,y,zはそれぞれ
下記の範囲を満足する数値からなる。 0 ≦m≦0.1 0 ≦n≦0.2 0 <y≦0.3 0 <z<0.05 ) で表わされ、結晶系が単斜晶系もしくは斜方晶系に帰属
する結晶構造からなる単斜晶系もしくは斜方晶系アル
ミン酸塩を含む耐熱・耐候性に優れた高輝度アルミン酸
塩蓄光体。
3. A chemical composition formula, (A 1-n-m E n Eu m) 2 (Al 1-y-z Ga y D 3 / 4z □ 1 / 4z) 6 O 11 ( where in the formula A is at least one kind of alkaline earth metal element selected from magnesium, calcium, strontium and barium, E is at least one kind of divalent metal element selected from manganese and zinc, D is silicon or germanium, and □ is composition represents a defect, m, n, y, z are represented respectively of numbers satisfying the following range. 0 ≦ m ≦ 0.1 0 ≦ n ≦ 0.2 0 <y ≦ 0.3 0 <z <0.05), crystals System belongs to monoclinic or orthorhombic system
Of crystalline structure monoclinic or orthorhombic Al <br/> heat and weather resistance in good high luminance aluminate phosphorescent article comprising a Min acid salt of the.
【請求項4】化学組成式が、 (A1−n−m−k E'Eu Ln (Al
1−y−z Ga3/4z1/4z11
(但し、式中のAは、マグネシウム、カルシウム、スト
ロンチウム及びバリウムから選択された一種類以上のア
ルカリ土類金属元素、E' はマンガン、亜鉛、ビスマス
から選択された一種類以上の金属元素、Dはケイ素また
はゲルマニウム、LnはEu以外のランタニド元素を表
わし、m,n,k,y,zは、それぞれ下記の範囲を満
足する数値からなる。 0 ≦m≦0.1 0 ≦n≦0.2 0 <k≦0.1 0 <y≦0.3 0 <z<0.05 ) で表わされ、結晶系が単斜晶系もしくは斜方晶系に帰属
する結晶構造からなるアルミン酸塩を含む耐熱・耐候性
に優れた高輝度・長残光性アルミン酸塩蓄光体。
4. A chemical composition formula, (A 1-n-m -k E 'n Eu m Ln k) 2 (Al
1-y-z Ga y D 3 / 4z □ 1 / 4z) 6 O 11
(Where A is one or more alkaline earth metal elements selected from magnesium, calcium, strontium and barium, E ′ is one or more metal elements selected from manganese, zinc, bismuth, D Represents silicon or germanium, Ln represents a lanthanide element other than Eu, and m, n, k, y, and z are numerical values satisfying the following ranges, respectively: 0 ≦ m ≦ 0.10 ≦ n ≦ 0.20 <k ≦ 0.10 <y ≦ 0.30 <z <0.05), and the crystal system belongs to monoclinic system or orthorhombic system
High luminance and long afterglow aluminate phosphor with excellent heat and weather resistance containing aluminate with a crystalline structure .
【請求項5】化学組成式が、 (A1−n−m−k E'Eu Ln )O・p( (Al1−y−z Ga3/4z1/4z) ) (但し、式中のAは、マグネシウム、カルシウム、スト
ロンチウム及びバリウムから選択された一種類以上のア
ルカリ土類金属元素、E' はマンガン、亜鉛、ビスマス
から選択された一種類以上の金属元素、Dはケイ素また
はゲルマニウム、LnはEu以外のランタニド元素を表
わし、m,n,k,p,y,zは、それぞれ下記の範囲
を満足する数値からなる。 0 ≦m≦0.1 0 ≦n≦0.2 0 ≦k≦0.1 1.1<p<1.5 0 <y≦0.3 0 <z<0.05 ) で表わされる単斜晶系の青もしくは青緑色アルミン酸塩
を含む耐熱・耐候性に優れた高輝度・長残光性アルミン
酸塩蓄光体。
5. The chemical composition formula, (A 1-n-m -k E 'n Eu m Ln k) O · p ((Al 1-y-z Ga y D 3 / 4z □ 1 / 4z) 2 O 3 ) (where A is one or more kinds of alkaline earth metal elements selected from magnesium, calcium, strontium and barium, and E ′ is one or more kinds of metal elements selected from manganese, zinc and bismuth) The element, D is silicon or germanium, Ln is a lanthanide element other than Eu, and m, n, k, p, y, and z are numerical values satisfying the following ranges, respectively: 0 ≦ m ≦ 0.10 ≦ n ≦ 0.20 ≦ k ≦ 0.1 1.1 <p <1.50 <y ≦ 0.30 <z <0.05) High brightness with excellent heat and weather resistance including a monoclinic blue or bluish green aluminate Long afterglow aluminate phosphor.
【請求項6】化学組成式が、 (A1−n−m−k Eu Ln )O・p( (Al1−y−z Ga3/4z1/4z) ) (但し、式中のAはマグネシウム、カルシウム、ストロ
ンチウム及びバリウムから選択された一種類以上のアル
カリ土類金属元素、Eはマンガン、亜鉛、ビスマスから
選択された一種類以上の金属元素、Dはケイ素またはゲ
ルマニウム、LnはEu以外のランタニド元素を表わ
し、m,n,k,p,y,zは、それぞれ下記の範囲を
満足する数値からなる。 0 ≦m≦0.1 0 ≦n≦0.2 0 ≦k≦0.1 1.5<p≦1.75 0 <y≦0.3 0 <z<0.05 ) で表わされる単斜晶系の黄緑色アルミン酸塩を含む耐熱
・耐候性に優れた高輝度・長残光性アルミン酸塩蓄光
体。
6. The chemical composition formula, (A 1-n-m -k E n Eu m Ln k) O · p ((Al 1-y-z Ga y D 3 / 4z □ 1 / 4z) 2 O 3 ) (where A is at least one kind of alkaline earth metal element selected from magnesium, calcium, strontium and barium, E is at least one kind of metal element selected from manganese, zinc, bismuth, D Represents silicon or germanium, Ln represents a lanthanide element other than Eu, and m, n, k, p, y, and z are numerical values satisfying the following ranges, respectively: 0 ≦ m ≦ 0.10 ≦ n ≦ 0.20 ≦ k ≦ 0.1 1.5 <p ≦ 1.75 0 <y ≦ 0.30 <z <0.05) A high-brightness and long-lasting alumina having excellent heat and weather resistance containing a monoclinic yellow-green aluminate Phosphate phosphor.
【請求項7】化学組成式が、 (A1−n−m−k E'Eu Ln' (Al
1−y−z Ga3/4z1/4z11
(但し、式中のAは、マグネシウム、カルシウム、スト
ロンチウム及びバリウムから選択された一種類以上のア
ルカリ土類金属元素、E' はマンガン、亜鉛、ビスマス
から選択された一種類以上の金属元素、Dはケイ素また
はゲルマニウム、Ln' はEu以外のランタニド元素と
ほかの希土類元素との組み合わせを表わし、m,n,
k,y,zは、それぞれ下記の範囲を満足する数値から
なる。 0 ≦m≦0.1 0 ≦n≦0.2 0 <k≦0.1 0 <y≦0.3 0 <z<0.05 ) で表わされ、結晶系が単斜晶系もしくは斜方晶系に帰属
する結晶構造からなるアルミン酸塩を含む耐熱・耐候性
に優れた高輝度・長残光性アルミン酸塩蓄光体。
7. A chemical composition formula, (A 1-n-m -k E 'n Eu m Ln' k) 2 (Al
1-y-z Ga y D 3 / 4z □ 1 / 4z) 6 O 11
(Where A is one or more alkaline earth metal elements selected from magnesium, calcium, strontium and barium, E ′ is one or more metal elements selected from manganese, zinc, bismuth, D Represents silicon or germanium, Ln 'represents a combination of a lanthanide element other than Eu and another rare earth element, and m, n,
k, y, and z are numerical values that satisfy the following ranges. 0 ≦ m ≦ 0.10 ≦ n ≦ 0.20 <k ≦ 0.10 <y ≦ 0.30 <z <0.05), and the crystal system belongs to monoclinic system or orthorhombic system
High luminance and long afterglow aluminate phosphor with excellent heat and weather resistance containing aluminate with a crystalline structure .
【請求項8】化学組成式が、 (A1−n−m−k E'Eu Ln')O・p( (Al1−y−z Ga3/4z1/4z) ) (但し、式中のAは、マグネシウム、カルシウム、スト
ロンチウム及びバリウムから選択された一種類以上のア
ルカリ土類金属元素、E' はマンガン、亜鉛、ビスマス
から選択された一種類以上の金属元素、Dはケイ素また
はゲルマニウム、Ln' はEu以外のランタニド元素と
ほかの希土類元素との組み合わせを表わし、m,n,
k,p,y,zは、それぞれ下記の範囲を満足する数値
からなる。 0 ≦m≦0.1 0 ≦n≦0.2 0 ≦k≦0.1 1.1<p<1.5 0 <y≦0.3 0 <z<0.05 ) で表わされる単斜晶系の青もしくは青緑色アルミン酸塩
を含む耐熱・耐候性に優れた高輝度・長残光性アルミン
酸塩蓄光体。
8. The chemical composition formula, (A 1-n-m -k E 'n Eu m Ln' k) O · p ((Al 1-y-z Ga y D 3 / 4z □ 1 / 4z) 2 O 3 ) (where A is one or more alkaline earth metal elements selected from magnesium, calcium, strontium and barium, and E ′ is one or more alkaline earth metal elements selected from manganese, zinc and bismuth. A metal element, D is silicon or germanium, Ln 'is a combination of a lanthanide element other than Eu and another rare earth element, m, n,
k, p, y, and z are numerical values that satisfy the following ranges. Heat resistance including monoclinic blue or bluish green aluminate represented by 0 ≦ m ≦ 0.10 ≦ n ≦ 0.20 ≦ k ≦ 0.1 1.1 <p <1.50 <y ≦ 0.30 <z <0.05) High brightness and long afterglow aluminate phosphor with excellent weather resistance.
【請求項9】化学組成式が、 (A1−n−m−k Eu Ln')O・p( (Al1−y−z Ga3/4z1/4z) ) (但し、式中のAは、マグネシウム、カルシウム、スト
ロンチウム及びバリウムから選択された一種類以上のア
ルカリ土類金属元素、Eはマンガン、亜鉛、ビスマスか
ら選択された一種類以上の金属元素、Dはケイ素または
ゲルマニウム、Ln' はEu以外のランタニド元素とほ
かの希土類元素との組み合わせを表わし、m,n,k,
p,y,zは、それぞれ下記の範囲を満足する数値から
なる。 0 ≦m≦0.1 0 ≦n≦0.2 0 ≦k≦0.1 1.5<p≦1.75 0 <y≦0.3 0 <z<0.05 ) で表わされる単斜晶系の黄緑色アルミン酸塩を含む耐熱
・耐候性に優れた高輝度・長残光性アルミン酸塩蓄光
体。
9. The chemical composition formula, (A 1-n-m -k E n Eu m Ln 'k) O · p ((Al 1-y-z Ga y D 3 / 4z □ 1 / 4z) 2 O 3 ) (where A is one or more kinds of alkaline earth metal elements selected from magnesium, calcium, strontium and barium, and E is one or more kinds of metal elements selected from manganese, zinc and bismuth) , D represents silicon or germanium, Ln ′ represents a combination of a lanthanide element other than Eu and another rare earth element, and m, n, k,
p, y, and z are numerical values that satisfy the following ranges. Heat resistance and weather resistance including a monoclinic yellow-green aluminate represented by 0 ≦ m ≦ 0.10 ≦ n ≦ 0.20 ≦ k ≦ 0.1 1.5 <p ≦ 1.75 0 <y ≦ 0.30 <z <0.05) High brightness and long afterglow aluminate phosphor.
【請求項10】請求項7ないし請求項9のいずれかに記
載した耐熱・耐候性に優れた高輝度・長残光性アルミン
酸塩蓄光体において、 ランタニド元素をジスプロシウムまたはネオジムとし、
ほかの希土類元素をイットリウムとしたもの。
10. A high-brightness, long-lasting aluminate phosphor excellent in heat resistance and weather resistance according to claim 7, wherein the lanthanide element is dysprosium or neodymium.
The other rare earth element is yttrium.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006064982A (en) * 2004-08-26 2006-03-09 Nippon Flour Mills Co Ltd Clay composition, manufacturing method therefor and molding kit
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