JP3469425B2 - 蛍光体およびその製造方法 - Google Patents
蛍光体およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光体およびその
製造方法に関する。
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】陰極線管や蛍光ランプに用いられる蛍光
体は、電子線や紫外線によって励起したときの発光効率
の観点から数μｍの粒径が必要とされている。この程度
の粒径を有する結晶粒からなる蛍光体を得るためには、
通常、フラックスを用いた固相反応による合成法が採用
される。しかし、フラックスを用いて合成された蛍光体
の形状は完全な球形ではなく、原料粒子の形状や結晶構
造を反映して多面体に近い形となる。こうした蛍光体を
用いて例えば陰極線管の蛍光面を形成した場合、電子線
励起によって生じる発光が蛍光面からの光出力としては
必ずしも十分に利用されないという欠点がある。すなわ
ち、蛍光体粒子の形状が多面体に近いと、緻密な蛍光膜
が得られず空隙が生じるうえ、光反射膜としてのアルミ
バックの表面にも凹凸が生じる。このため、発光した光
の乱反射が大きくなり、これが光の損失の原因となる。
同様に前記のような蛍光体を蛍光ランプに用いた場合に
も、緻密な蛍光膜が得られないため、紫外線励起による
発光が十分有効に利用されない。したがって、光の散乱
を少なくし、かつ最密充填を得るためには、蛍光体粒子
の形状が球状であることが望ましい。
体は、電子線や紫外線によって励起したときの発光効率
の観点から数μｍの粒径が必要とされている。この程度
の粒径を有する結晶粒からなる蛍光体を得るためには、
通常、フラックスを用いた固相反応による合成法が採用
される。しかし、フラックスを用いて合成された蛍光体
の形状は完全な球形ではなく、原料粒子の形状や結晶構
造を反映して多面体に近い形となる。こうした蛍光体を
用いて例えば陰極線管の蛍光面を形成した場合、電子線
励起によって生じる発光が蛍光面からの光出力としては
必ずしも十分に利用されないという欠点がある。すなわ
ち、蛍光体粒子の形状が多面体に近いと、緻密な蛍光膜
が得られず空隙が生じるうえ、光反射膜としてのアルミ
バックの表面にも凹凸が生じる。このため、発光した光
の乱反射が大きくなり、これが光の損失の原因となる。
同様に前記のような蛍光体を蛍光ランプに用いた場合に
も、緻密な蛍光膜が得られないため、紫外線励起による
発光が十分有効に利用されない。したがって、光の散乱
を少なくし、かつ最密充填を得るためには、蛍光体粒子
の形状が球状であることが望ましい。
【０００３】球状蛍光体を得る試みとして特開昭６２−
２０１９８９号公報（特公平７−４５６５５号公報）に
は、高温プラズマ中において浮遊または落下状態の蛍光
体原料を、その表面が溶融する温度以上に加熱した後に
冷却する方法が開示されている。この公報には具体的な
製造方法として、高周波熱プラズマを用いることが開示
されている。また、原料を造粒して用いること、供給す
る原料の凝集を防ぐために原料に同じ電荷を与えて分離
させること、細粒子原料の分散や付活剤の被覆のために
ポリアクリル酸アンモニウム塩などの分散剤やポリビニ
ルアルコールなどのバインダーを用いることなども開示
されている。さらに、この方法で得られた蛍光体は、透
明で真球に近い形状の粒子からなるため、蛍光膜を構成
した場合に輝度およびコントラストが優れていることが
開示されている。しかし、本発明者らがこの方法を追試
したところ、以下に示すような種々の問題点があること
が判明した。
２０１９８９号公報（特公平７−４５６５５号公報）に
は、高温プラズマ中において浮遊または落下状態の蛍光
体原料を、その表面が溶融する温度以上に加熱した後に
冷却する方法が開示されている。この公報には具体的な
製造方法として、高周波熱プラズマを用いることが開示
されている。また、原料を造粒して用いること、供給す
る原料の凝集を防ぐために原料に同じ電荷を与えて分離
させること、細粒子原料の分散や付活剤の被覆のために
ポリアクリル酸アンモニウム塩などの分散剤やポリビニ
ルアルコールなどのバインダーを用いることなども開示
されている。さらに、この方法で得られた蛍光体は、透
明で真球に近い形状の粒子からなるため、蛍光膜を構成
した場合に輝度およびコントラストが優れていることが
開示されている。しかし、本発明者らがこの方法を追試
したところ、以下に示すような種々の問題点があること
が判明した。
【０００４】まず、この方法で蛍光体母体および付活剤
のみからなる蛍光体原料を用いた場合、得られる蛍光体
の粒径は３０μｍ以上であることが示されている（実施
例１、第１表）。すなわち、この方法で蛍光体原料とし
て蛍光体母体および付活剤のみを用いた場合には、実用
上有用な粒径０．５〜１５μｍの蛍光体を得ることはで
きない。一方、蛍光体母体および付活剤を分散剤を用い
て分散させ、バインダーを用いて蛍光体母体の表面に付
活剤を被覆させた蛍光体原料を用いれば、得られる蛍光
体の粒径は１０μｍ以下であることが示されている（実
施例３、第２表）。しかし、本発明者らの実験によれ
ば、上記のような有機物を用いた場合には得られる蛍光
体が着色しており、市販の蛍光体に比べて輝度が劣ると
いう問題点があった。しかも、この方法では個々の原料
粒について混合物の組成を厳密に制御することが困難で
あるため、所望の蛍光体組成以外に異相が生成したり、
得られた蛍光体の粒子ごとに付活剤濃度が異なるという
問題が生じる。
のみからなる蛍光体原料を用いた場合、得られる蛍光体
の粒径は３０μｍ以上であることが示されている（実施
例１、第１表）。すなわち、この方法で蛍光体原料とし
て蛍光体母体および付活剤のみを用いた場合には、実用
上有用な粒径０．５〜１５μｍの蛍光体を得ることはで
きない。一方、蛍光体母体および付活剤を分散剤を用い
て分散させ、バインダーを用いて蛍光体母体の表面に付
活剤を被覆させた蛍光体原料を用いれば、得られる蛍光
体の粒径は１０μｍ以下であることが示されている（実
施例３、第２表）。しかし、本発明者らの実験によれ
ば、上記のような有機物を用いた場合には得られる蛍光
体が着色しており、市販の蛍光体に比べて輝度が劣ると
いう問題点があった。しかも、この方法では個々の原料
粒について混合物の組成を厳密に制御することが困難で
あるため、所望の蛍光体組成以外に異相が生成したり、
得られた蛍光体の粒子ごとに付活剤濃度が異なるという
問題が生じる。
【０００５】また、酸素酸塩化合物または複合酸化物の
ように複雑な組成を有する蛍光体粒子を熱プラズマを用
いて球状化する場合にも、良好な特性を有する球状蛍光
体が得られないことが多い。すなわち、これらの蛍光体
粒子が高温のプラズマに触れると、蛍光体母体成分が蒸
発し、分解や組成変動により異相が生成し、原料蛍光体
とは組成の異なる蛍光体となる。この結果、着色が起こ
り、輝度が低下する原因となる。
ように複雑な組成を有する蛍光体粒子を熱プラズマを用
いて球状化する場合にも、良好な特性を有する球状蛍光
体が得られないことが多い。すなわち、これらの蛍光体
粒子が高温のプラズマに触れると、蛍光体母体成分が蒸
発し、分解や組成変動により異相が生成し、原料蛍光体
とは組成の異なる蛍光体となる。この結果、着色が起こ
り、輝度が低下する原因となる。
【０００６】また、原料粉を互いに分離して原料の供給
を円滑にするための分散性を改善する方法として、原料
粉を帯電させる方法が用いられる。しかし、この方法で
は原料粉を帯電させるために静電高圧発生器という特別
な装置を必要とする。しかも、原料粉をキャリアガスに
分散させて熱プラズマ中に供給する際に、原料粉の経路
（樹脂や金属の管）が原料粉との摩擦によって帯電する
ため、原料粉を帯電させてもその効果がなくなる。この
結果、原料粉が目詰まりを起こし、初期の粉体供給量を
維持することが不可能になり、長時間処理しても総処理
量を増加させることができなくなるという問題がある。
を円滑にするための分散性を改善する方法として、原料
粉を帯電させる方法が用いられる。しかし、この方法で
は原料粉を帯電させるために静電高圧発生器という特別
な装置を必要とする。しかも、原料粉をキャリアガスに
分散させて熱プラズマ中に供給する際に、原料粉の経路
（樹脂や金属の管）が原料粉との摩擦によって帯電する
ため、原料粉を帯電させてもその効果がなくなる。この
結果、原料粉が目詰まりを起こし、初期の粉体供給量を
維持することが不可能になり、長時間処理しても総処理
量を増加させることができなくなるという問題がある。
【０００７】以上のように従来の熱プラズマを用いた方
法では、真球に近い粒子形状の蛍光体を得ることができ
るものの、実用蛍光体として有用な０．５〜１５μｍの
粒径を有し、かつ輝度が高い蛍光体を高い収量で製造す
ることはできなかった。
法では、真球に近い粒子形状の蛍光体を得ることができ
るものの、実用蛍光体として有用な０．５〜１５μｍの
粒径を有し、かつ輝度が高い蛍光体を高い収量で製造す
ることはできなかった。
【０００８】さらに、蛍光体表面の付活剤濃度を高く設
定することができれば、表面近傍からの発光の寄与が大
きくなるため、粒子内部の付活剤濃度が多少低くとも、
十分な発光特性が得られると考えられる。この場合、全
体としては高価な付活剤元素量を少なくすることができ
るので、コストを低減することができる。
定することができれば、表面近傍からの発光の寄与が大
きくなるため、粒子内部の付活剤濃度が多少低くとも、
十分な発光特性が得られると考えられる。この場合、全
体としては高価な付活剤元素量を少なくすることができ
るので、コストを低減することができる。
【０００９】この点に関しては、フラックス法で製造し
た蛍光体の表面に付活剤を付着させて再焼成すれば表面
の付活剤濃度を変えることも可能である。しかし、上述
したようにフラックス法では真球に近い形状を有する蛍
光体を得ることはできないので、光の乱反射や最密充填
が得られないことによる影響が大きく、陰極線管や蛍光
ランプに用いた場合に輝度の高い蛍光面を得ることは困
難である。
た蛍光体の表面に付活剤を付着させて再焼成すれば表面
の付活剤濃度を変えることも可能である。しかし、上述
したようにフラックス法では真球に近い形状を有する蛍
光体を得ることはできないので、光の乱反射や最密充填
が得られないことによる影響が大きく、陰極線管や蛍光
ランプに用いた場合に輝度の高い蛍光面を得ることは困
難である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、陰極
線管や蛍光ランプに用いた場合に、緻密かつ均質で高輝
度の蛍光面を形成できる、真球に近い形状を持ち粒径が
数μｍの蛍光体を提供することにある。本発明の他の目
的は、このような蛍光体を高い収率で製造することがで
きる方法を提供することにある。
線管や蛍光ランプに用いた場合に、緻密かつ均質で高輝
度の蛍光面を形成できる、真球に近い形状を持ち粒径が
数μｍの蛍光体を提供することにある。本発明の他の目
的は、このような蛍光体を高い収率で製造することがで
きる方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の蛍光体は、Ｙ 2
Ｏ 3 ：Ｅｕ、Ｙ 2 Ｏ 2 Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ 2 Ｏ 2 Ｓ：Ｐｒまたは
下記一般式 Ｌｎ 3 Ｍ 5 Ｏ 12 ：Ｒ、もしくはＬｎ 2 ＳｉＯ 5 ：Ｒ （ここで、ＬｎはＹ，Ｇｄ，ＬａおよびＬｕからなる群
より選択される少なくとも１種の元素、ＭはＡｌおよび
Ｇａからなる群より選択される少なくとも１種の元素、
Ｒはランタニド族ならびにＣｒ，ＴｉおよびＦｅからな
る群より選択される少なくとも１種の元素である。）で
表され、平均粒径が０．５〜１５μｍで、長径と短径と
の比が１．０〜１．５の球状粒子からなり、粒子表面か
ら０．１μｍ以内の付活剤濃度が、それより内側の付活
剤濃度に対して２０％以上大きいことを特徴とする。
Ｏ 3 ：Ｅｕ、Ｙ 2 Ｏ 2 Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ 2 Ｏ 2 Ｓ：Ｐｒまたは
下記一般式 Ｌｎ 3 Ｍ 5 Ｏ 12 ：Ｒ、もしくはＬｎ 2 ＳｉＯ 5 ：Ｒ （ここで、ＬｎはＹ，Ｇｄ，ＬａおよびＬｕからなる群
より選択される少なくとも１種の元素、ＭはＡｌおよび
Ｇａからなる群より選択される少なくとも１種の元素、
Ｒはランタニド族ならびにＣｒ，ＴｉおよびＦｅからな
る群より選択される少なくとも１種の元素である。）で
表され、平均粒径が０．５〜１５μｍで、長径と短径と
の比が１．０〜１．５の球状粒子からなり、粒子表面か
ら０．１μｍ以内の付活剤濃度が、それより内側の付活
剤濃度に対して２０％以上大きいことを特徴とする。
【００１２】本発明の他の蛍光体は、下記一般式 Ｌｎ 3 Ｍ 5 Ｏ 12 ：Ｒ、またはＬｎ 2 ＳｉＯ 5 ：Ｒ （ここで、ＬｎはＹ，Ｇｄ，ＬａおよびＬｕからなる群
より選択される少なくとも１種の元素、ＭはＡｌおよび
Ｇａからなる群より選択される少なくとも１種の元素、
Ｒはランタニド族ならびにＣｒ，ＴｉおよびＦｅからな
る群より選択される少なくとも１種の元素である。）で
表され、平均粒径が０．５〜１５μｍで、長径と短径と
の比が１．０〜１．５の球状粒子からなり、所望の蛍光
体の各金属イオンの化学量論組成比に対する、粒子表面
から粒径の５％以内の表面領域における各金属イオンの
組成比の差が３０％以内であり、前記表面領域より内部
の各金属イオンの組成比の差が５０％以上であることを
特徴とする。
より選択される少なくとも１種の元素、ＭはＡｌおよび
Ｇａからなる群より選択される少なくとも１種の元素、
Ｒはランタニド族ならびにＣｒ，ＴｉおよびＦｅからな
る群より選択される少なくとも１種の元素である。）で
表され、平均粒径が０．５〜１５μｍで、長径と短径と
の比が１．０〜１．５の球状粒子からなり、所望の蛍光
体の各金属イオンの化学量論組成比に対する、粒子表面
から粒径の５％以内の表面領域における各金属イオンの
組成比の差が３０％以内であり、前記表面領域より内部
の各金属イオンの組成比の差が５０％以上であることを
特徴とする。
【００１３】本発明の蛍光体の製造方法は、蛍光体母体
と付活剤とを含有する蛍光体粉を、熱プラズマ中におい
て蛍光体成分の一部が気化する温度で加熱し冷却して球
状蛍光体粉を得る工程と、得られた球状蛍光体粉を１３
００〜１６００℃で熱処理する工程とを有する。
と付活剤とを含有する蛍光体粉を、熱プラズマ中におい
て蛍光体成分の一部が気化する温度で加熱し冷却して球
状蛍光体粉を得る工程と、得られた球状蛍光体粉を１３
００〜１６００℃で熱処理する工程とを有する。
【００１４】本発明の蛍光体の他の製造方法は、蛍光体
母体と付活剤とを含有する蛍光体粉を、熱プラズマ中に
おいて蛍光体成分の一部が気化する温度で加熱し冷却し
て球状蛍光体粉を得る工程と、得られた球状蛍光体粉に
蛍光体母体を構成する元素の酸化物の微粒子を混合し、
１２００〜１７００℃で熱処理する工程とを有する。
母体と付活剤とを含有する蛍光体粉を、熱プラズマ中に
おいて蛍光体成分の一部が気化する温度で加熱し冷却し
て球状蛍光体粉を得る工程と、得られた球状蛍光体粉に
蛍光体母体を構成する元素の酸化物の微粒子を混合し、
１２００〜１７００℃で熱処理する工程とを有する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明の蛍光体の製造方法において用いられる原
料は、目的とする蛍光体と同一の母体と付活剤とを含有
するものである。したがって、不可避の不純物を除き、
分散剤やバインダーなど所望の蛍光体を構成する元素以
外のものを含まない。なお、原料中の付活剤濃度と得ら
れる蛍光体中の付活剤濃度とは必ずしも一致する必要は
ない。また、母体が多元化合物である場合には、原料の
構成元素と得られる蛍光体の構成元素の種類が一致して
いればよく、両者の比は必ずしも一致する必要はない。
する。本発明の蛍光体の製造方法において用いられる原
料は、目的とする蛍光体と同一の母体と付活剤とを含有
するものである。したがって、不可避の不純物を除き、
分散剤やバインダーなど所望の蛍光体を構成する元素以
外のものを含まない。なお、原料中の付活剤濃度と得ら
れる蛍光体中の付活剤濃度とは必ずしも一致する必要は
ない。また、母体が多元化合物である場合には、原料の
構成元素と得られる蛍光体の構成元素の種類が一致して
いればよく、両者の比は必ずしも一致する必要はない。
【００１６】本発明の蛍光体の製造方法においては、原
料蛍光体粉を熱プラズマ処理した後、さらに１２００〜
１７００℃で熱処理する。このような温度で熱処理すれ
ば、熱プラズマ中での処理により引き起こされる蛍光体
の特性の低下を回復することができる。具体的には、例
えばテルビウム付活イットリウムアルミニウムガーネッ
ト蛍光体を熱プラズマにより製造すると異相が生成する
が、熱プラズマ処理後の１２００〜１７００℃での熱処
理によって異相を有効に低減させることができる。ま
た、熱プラズマ中での処理により生成した欠陥に起因す
る蛍光体の着色を効果的に回復できる。より好ましい熱
処理の温度範囲は１３００〜１６００℃である。
料蛍光体粉を熱プラズマ処理した後、さらに１２００〜
１７００℃で熱処理する。このような温度で熱処理すれ
ば、熱プラズマ中での処理により引き起こされる蛍光体
の特性の低下を回復することができる。具体的には、例
えばテルビウム付活イットリウムアルミニウムガーネッ
ト蛍光体を熱プラズマにより製造すると異相が生成する
が、熱プラズマ処理後の１２００〜１７００℃での熱処
理によって異相を有効に低減させることができる。ま
た、熱プラズマ中での処理により生成した欠陥に起因す
る蛍光体の着色を効果的に回復できる。より好ましい熱
処理の温度範囲は１３００〜１６００℃である。
【００１７】また、蛍光体母体が多元化合物で、熱プラ
ズマ処理により母体組成が変動するような場合には、蛍
光体母体と付活剤とを含有する蛍光体粉を、熱プラズマ
中において蛍光体成分の一部が気化する温度で加熱し冷
却して球状蛍光体粉を得た後、得られた球状蛍光体粉に
蛍光体母体を構成する元素の酸化物の微粒子を混合し、
１２００〜１７００℃で熱処理することが有効である。
ズマ処理により母体組成が変動するような場合には、蛍
光体母体と付活剤とを含有する蛍光体粉を、熱プラズマ
中において蛍光体成分の一部が気化する温度で加熱し冷
却して球状蛍光体粉を得た後、得られた球状蛍光体粉に
蛍光体母体を構成する元素の酸化物の微粒子を混合し、
１２００〜１７００℃で熱処理することが有効である。
【００１８】この方法は、酸素酸塩化合物または複合酸
化物のように複雑な組成を有する蛍光体に対して有効で
ある。具体的には、下記一般式で表される蛍光体の特性
を改善するのに有効である。
化物のように複雑な組成を有する蛍光体に対して有効で
ある。具体的には、下記一般式で表される蛍光体の特性
を改善するのに有効である。
【００１９】Ｌｎ3 Ｍ5 Ｏ12：Ｒ、またはＬｎ2 ＳｉＯ
5 ：Ｒ （ただし、ＬｎはＹ，Ｇｄ，ＬａおよびＬｕからなる群
より選択される少なくとも１種の元素、ＭはＡｌおよび
Ｇａからなる群より選択される少なくとも１種の元素、
Ｒはランタニド族ならびにＣｒ，ＴｉおよびＦｅからな
る群より選択される少なくとも１種の元素である。） なお、フラックス法などにより製造された通常の蛍光体
を１２００〜１７００℃の温度で熱処理した場合には粒
子の成長や粒子どうしの焼結が起こり、蛍光体の分散性
が損なわれてしまう。ところが、熱プラズマにより製造
した球形の粒子形状をもつ蛍光体は、１２００〜１７０
０℃という高温で熱処理しても、顕著な焼結は起きな
い。ただし、１７００℃を超える温度で熱処理した場合
には、熱プラズマにより製造した蛍光体でも焼結を起こ
すようになる。
5 ：Ｒ （ただし、ＬｎはＹ，Ｇｄ，ＬａおよびＬｕからなる群
より選択される少なくとも１種の元素、ＭはＡｌおよび
Ｇａからなる群より選択される少なくとも１種の元素、
Ｒはランタニド族ならびにＣｒ，ＴｉおよびＦｅからな
る群より選択される少なくとも１種の元素である。） なお、フラックス法などにより製造された通常の蛍光体
を１２００〜１７００℃の温度で熱処理した場合には粒
子の成長や粒子どうしの焼結が起こり、蛍光体の分散性
が損なわれてしまう。ところが、熱プラズマにより製造
した球形の粒子形状をもつ蛍光体は、１２００〜１７０
０℃という高温で熱処理しても、顕著な焼結は起きな
い。ただし、１７００℃を超える温度で熱処理した場合
には、熱プラズマにより製造した蛍光体でも焼結を起こ
すようになる。
【００２０】本発明においては、熱プラズマの処理に先
だって原料となる蛍光体粉を酸で洗浄した後、乾燥する
ことが好ましい。本発明者らは酸洗浄により原料粉の表
面状態が変化し、流動性が向上し、キャリアガスへの分
散が良好になり、粉体供給路への原料粉の付着も少なく
なって、熱プラズマ処理時に原料供給量を一定に保つこ
とが容易になることを見い出した。ここで好適に用いら
れる酸としては、塩酸を含むものが挙げられる。また、
ギ酸、酢酸、酪酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アク
リル酸、メタクリル酸、オレイン酸、リノール酸、リノ
レン酸、シュウ酸、アジピン酸、マレイン酸、フマール
酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、安息香酸、サリチル酸、
フタル酸、プロピオン酸、イソ酪酸、吉草酸、ピバル
酸、ラウリン酸、ミスチリン酸、プロピオール酸、クロ
トン酸などのカルボン酸も有効である。酸の濃度は洗浄
時間や温度にも依存するが、おおよそ０．０１〜１規定
が好適である。
だって原料となる蛍光体粉を酸で洗浄した後、乾燥する
ことが好ましい。本発明者らは酸洗浄により原料粉の表
面状態が変化し、流動性が向上し、キャリアガスへの分
散が良好になり、粉体供給路への原料粉の付着も少なく
なって、熱プラズマ処理時に原料供給量を一定に保つこ
とが容易になることを見い出した。ここで好適に用いら
れる酸としては、塩酸を含むものが挙げられる。また、
ギ酸、酢酸、酪酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アク
リル酸、メタクリル酸、オレイン酸、リノール酸、リノ
レン酸、シュウ酸、アジピン酸、マレイン酸、フマール
酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、安息香酸、サリチル酸、
フタル酸、プロピオン酸、イソ酪酸、吉草酸、ピバル
酸、ラウリン酸、ミスチリン酸、プロピオール酸、クロ
トン酸などのカルボン酸も有効である。酸の濃度は洗浄
時間や温度にも依存するが、おおよそ０．０１〜１規定
が好適である。
【００２１】本発明の蛍光体の製造方法において、熱プ
ラズマ中への蛍光体原料の供給量は２〜５０ｇ／分とす
ることが好ましい。供給量が２ｇ／分より少ないと、長
時間の熱処理を行っても製造できる蛍光体の量が少な
く、コストが上昇するうえ、原料粉のうち気化して微粒
子になる割合が多くなるため球状の粒子として得られる
量がさらに少なくなる。一方、供給量が５０ｇ／分より
多いと、熱プラズマ中への供給量に脈動が見られ、完全
な球形でない粒子が増加したり、原料粉の密度が高くな
って凝集状態となるために、得られる蛍光体の粒径が予
想以上に大きくなったり、目詰まりを起こしやすくなる
などの製造の不安定さが増す。また、熱プラズマを発生
させるための電力は５〜１００ｋＷとすることが好まし
い。５ｋＷより小さい電力では、球形でない粒子が多く
なり、プラズマの不安定さも増す。一方、１００ｋＷよ
り大きい電力では、原料粉のうち気化して微粒子になっ
てしまう割合が多くなるため、好ましい粒径を持つ球状
粒子の量が少なくなる。
ラズマ中への蛍光体原料の供給量は２〜５０ｇ／分とす
ることが好ましい。供給量が２ｇ／分より少ないと、長
時間の熱処理を行っても製造できる蛍光体の量が少な
く、コストが上昇するうえ、原料粉のうち気化して微粒
子になる割合が多くなるため球状の粒子として得られる
量がさらに少なくなる。一方、供給量が５０ｇ／分より
多いと、熱プラズマ中への供給量に脈動が見られ、完全
な球形でない粒子が増加したり、原料粉の密度が高くな
って凝集状態となるために、得られる蛍光体の粒径が予
想以上に大きくなったり、目詰まりを起こしやすくなる
などの製造の不安定さが増す。また、熱プラズマを発生
させるための電力は５〜１００ｋＷとすることが好まし
い。５ｋＷより小さい電力では、球形でない粒子が多く
なり、プラズマの不安定さも増す。一方、１００ｋＷよ
り大きい電力では、原料粉のうち気化して微粒子になっ
てしまう割合が多くなるため、好ましい粒径を持つ球状
粒子の量が少なくなる。
【００２２】以上のような製造方法によって得られる本
発明の蛍光体の平均粒径は、０．５〜１５μｍの範囲に
ある。平均粒径が０．５μｍより小さいと、陰極線管な
どの蛍光面に用いた場合、蛍光面内での光の散乱が大き
くなり、発光を有効に利用できなくなるために蛍光面の
輝度が低くなる。一方、１５μｍより大きいと、陰極線
管などの蛍光面に用いた場合、解像度が悪くなる。ま
た、本発明の蛍光体は透明球状粒子である。球状粒子の
目安は、粒子表面に光の波長と同等の大きさの凹凸がな
く、長径と短径との比（アスペクト比）が１．５以下で
あることである。透明粒子の定義は、粒子内部に光と相
互作用を起こすような気孔、界面、異相などが存在しな
いことである。さらに、本発明の蛍光体は、付活剤を構
成する少なくとも１種の元素の濃度または母体を構成す
る金属イオンの比が、粒子表面と粒子内部とで異なって
いる。
発明の蛍光体の平均粒径は、０．５〜１５μｍの範囲に
ある。平均粒径が０．５μｍより小さいと、陰極線管な
どの蛍光面に用いた場合、蛍光面内での光の散乱が大き
くなり、発光を有効に利用できなくなるために蛍光面の
輝度が低くなる。一方、１５μｍより大きいと、陰極線
管などの蛍光面に用いた場合、解像度が悪くなる。ま
た、本発明の蛍光体は透明球状粒子である。球状粒子の
目安は、粒子表面に光の波長と同等の大きさの凹凸がな
く、長径と短径との比（アスペクト比）が１．５以下で
あることである。透明粒子の定義は、粒子内部に光と相
互作用を起こすような気孔、界面、異相などが存在しな
いことである。さらに、本発明の蛍光体は、付活剤を構
成する少なくとも１種の元素の濃度または母体を構成す
る金属イオンの比が、粒子表面と粒子内部とで異なって
いる。
【００２３】本発明の蛍光体において、付活剤の濃度分
布が生じるメカニズムは以下の通りである。すなわち、
熱プラズマにより一部が気化する温度で加熱すると、粒
子表面に付活剤濃度が高い微粒子が付着した粒子が得ら
れることがある。このような粒子を１２００〜１７００
℃で熱処理すると、球状粒子を溶融させることなく微粒
子を球状粒子に融合させることができるので、表面の付
活剤濃度を高くすることができる。なお、付活剤濃度が
高い微粒子で被覆されているのは蛍光体表面のごく一部
だけであるので、１２００℃より低い温度で熱処理を行
った場合には微粒子の拡散が不十分となり、表面全体の
付活剤濃度を高くすることはできない。このため、粒子
内部を含む粒子全体の付活剤濃度を最適値にする必要が
生じ、高価な付活剤元素の使用量が多くなる。一方、１
７００℃より高い温度で熱処理した場合には、上述した
ように粒子どうしの焼結が起こってしまい、分散性や球
形の粒子形状が損なわれてしまう。この方法によれば、
粒子表面から０．１μｍ以内の付活剤濃度が、それより
内側の付活剤濃度に対して２０％以上大きい蛍光体が得
られる。このように粒子表面の付活剤濃度が高い蛍光体
は、特に電子線で励起した場合に表面近傍の発光の寄与
が大きいため、粒子表面で最適な付活剤濃度が実現され
ていれば、粒子内部の付活剤濃度が多少低くとも、発光
色や輝度などの発光特性を十分に保つことができる。し
たがって、全体としては高価な付活剤元素量を少なくし
ても十分な発光特性が得られるので、蛍光体のコストを
低減できる。ただし、付活剤の種類にもよるが、表面近
傍の付活剤濃度が１５重量％を超えるような高濃度にな
ると濃度消光のために発光特性が損なわれてしまう。
布が生じるメカニズムは以下の通りである。すなわち、
熱プラズマにより一部が気化する温度で加熱すると、粒
子表面に付活剤濃度が高い微粒子が付着した粒子が得ら
れることがある。このような粒子を１２００〜１７００
℃で熱処理すると、球状粒子を溶融させることなく微粒
子を球状粒子に融合させることができるので、表面の付
活剤濃度を高くすることができる。なお、付活剤濃度が
高い微粒子で被覆されているのは蛍光体表面のごく一部
だけであるので、１２００℃より低い温度で熱処理を行
った場合には微粒子の拡散が不十分となり、表面全体の
付活剤濃度を高くすることはできない。このため、粒子
内部を含む粒子全体の付活剤濃度を最適値にする必要が
生じ、高価な付活剤元素の使用量が多くなる。一方、１
７００℃より高い温度で熱処理した場合には、上述した
ように粒子どうしの焼結が起こってしまい、分散性や球
形の粒子形状が損なわれてしまう。この方法によれば、
粒子表面から０．１μｍ以内の付活剤濃度が、それより
内側の付活剤濃度に対して２０％以上大きい蛍光体が得
られる。このように粒子表面の付活剤濃度が高い蛍光体
は、特に電子線で励起した場合に表面近傍の発光の寄与
が大きいため、粒子表面で最適な付活剤濃度が実現され
ていれば、粒子内部の付活剤濃度が多少低くとも、発光
色や輝度などの発光特性を十分に保つことができる。し
たがって、全体としては高価な付活剤元素量を少なくし
ても十分な発光特性が得られるので、蛍光体のコストを
低減できる。ただし、付活剤の種類にもよるが、表面近
傍の付活剤濃度が１５重量％を超えるような高濃度にな
ると濃度消光のために発光特性が損なわれてしまう。
【００２４】また、フィールドエミッションディスプレ
イやプラズマディスプレイなどのように、蛍光体材料に
よる励起エネルギーの吸収係数が大きい励起方法が用い
られる発光ディスプレイにおいては、蛍光体粒子の中で
主に発光に寄与するのは表面近傍となる。このような励
起条件下においては、粒子内部の付活剤は発光にほとん
ど寄与しないばかりか、濃度が高すぎると付活剤イオン
どうしの相互作用により発光を妨げる。これに対して、
表面近傍の付活剤濃度が高い蛍光体は、表面付近での十
分な発光を得るとともに、粒子内部での光損失を少なく
することができる。その結果、発光ディスプレイの輝度
を改善することができる。
イやプラズマディスプレイなどのように、蛍光体材料に
よる励起エネルギーの吸収係数が大きい励起方法が用い
られる発光ディスプレイにおいては、蛍光体粒子の中で
主に発光に寄与するのは表面近傍となる。このような励
起条件下においては、粒子内部の付活剤は発光にほとん
ど寄与しないばかりか、濃度が高すぎると付活剤イオン
どうしの相互作用により発光を妨げる。これに対して、
表面近傍の付活剤濃度が高い蛍光体は、表面付近での十
分な発光を得るとともに、粒子内部での光損失を少なく
することができる。その結果、発光ディスプレイの輝度
を改善することができる。
【００２５】本発明の蛍光体において、母体を構成する
金属イオンの組成比に分布が生じるメカニズムは以下の
通りである。所望の蛍光体が複雑な組成を有している場
合、原料が数千℃から１万℃以上に達するプラズマに触
れると、蛍光体母体の構成元素のうち特に蒸気圧の高い
特定の元素が蒸発する。この結果、得られる蛍光体粒子
では、分解、組成変動、異相の生成などが起こる。特定
元素の蒸発は粒子が溶融している間に起こるため、得ら
れる球状粒子の全体に均一に異相が存在する。一方、蒸
発した元素は、冷却凝固して別個に微粒子として捕集さ
れる。
金属イオンの組成比に分布が生じるメカニズムは以下の
通りである。所望の蛍光体が複雑な組成を有している場
合、原料が数千℃から１万℃以上に達するプラズマに触
れると、蛍光体母体の構成元素のうち特に蒸気圧の高い
特定の元素が蒸発する。この結果、得られる蛍光体粒子
では、分解、組成変動、異相の生成などが起こる。特定
元素の蒸発は粒子が溶融している間に起こるため、得ら
れる球状粒子の全体に均一に異相が存在する。一方、蒸
発した元素は、冷却凝固して別個に微粒子として捕集さ
れる。
【００２６】例えば、Ｙ3 （Ａｌ，Ｇａ）5 Ｏ12：Ｔｂ
蛍光体を例に取ると、（Ｙ＋Ｔｂ）：（Ａｌ＋Ｇａ）の
モル比が、化学量論比である３：５の相以外に、上記モ
ル比が１：１や１：２になっている異相が生成する。こ
のような異相が生成するのは、主にＧａが他の元素より
蒸発しやすいためであると考えられる。
蛍光体を例に取ると、（Ｙ＋Ｔｂ）：（Ａｌ＋Ｇａ）の
モル比が、化学量論比である３：５の相以外に、上記モ
ル比が１：１や１：２になっている異相が生成する。こ
のような異相が生成するのは、主にＧａが他の元素より
蒸発しやすいためであると考えられる。
【００２７】このような異相は、着色や輝度の低下を伴
うため、蛍光体の発光特性の観点からは、好ましくな
い。このような異相の生成を避けるためには、プラズマ
のパワーを下げて、異相が生成しない条件で熱プラズマ
処理を行うことが考えられる。しかし、パワーを下げた
場合、球状蛍光体を得ることが困難になる。
うため、蛍光体の発光特性の観点からは、好ましくな
い。このような異相の生成を避けるためには、プラズマ
のパワーを下げて、異相が生成しない条件で熱プラズマ
処理を行うことが考えられる。しかし、パワーを下げた
場合、球状蛍光体を得ることが困難になる。
【００２８】そこで、本発明においては、生成した異相
をなくすために、熱プラズマ処理により得られた球状粒
子に不足した元素を含む酸化物の微粒子を加え、熱処理
により反応させ、球状粒子の表面領域において金属元素
の組成比を調整する。この方法にれば、所望の蛍光体の
各金属イオンの化学量論組成比に対する、粒子表面から
粒径の５％以内の表面領域における各金属イオンの組成
比の差が３０％以内であり、前記表面領域より内部の各
金属イオンの組成比の差が５０％以上である蛍光体が得
られる。なお、表面領域における各金属イオンの組成比
は化学量論組成比と一致していてもよいことはもちろん
である。
をなくすために、熱プラズマ処理により得られた球状粒
子に不足した元素を含む酸化物の微粒子を加え、熱処理
により反応させ、球状粒子の表面領域において金属元素
の組成比を調整する。この方法にれば、所望の蛍光体の
各金属イオンの化学量論組成比に対する、粒子表面から
粒径の５％以内の表面領域における各金属イオンの組成
比の差が３０％以内であり、前記表面領域より内部の各
金属イオンの組成比の差が５０％以上である蛍光体が得
られる。なお、表面領域における各金属イオンの組成比
は化学量論組成比と一致していてもよいことはもちろん
である。
【００２９】この場合、添加する微粒子中の元素が球状
粒子中に均一に拡散して再結合反応により所定の化学量
論組成を回復させるためには、微粒子は粒径が小さいこ
とが好ましい。平均粒径が１μｍ以下、好ましくは０．
５μｍ以下の微粒子を使用すると、反応温度を低下し反
応時間を短縮でき、しかも反応むらを少なくできる。一
方、微粒子の粒径が大きくなると、上記の再結合反応よ
りも、粒子間の焼結が起こる確率が高くなる。
粒子中に均一に拡散して再結合反応により所定の化学量
論組成を回復させるためには、微粒子は粒径が小さいこ
とが好ましい。平均粒径が１μｍ以下、好ましくは０．
５μｍ以下の微粒子を使用すると、反応温度を低下し反
応時間を短縮でき、しかも反応むらを少なくできる。一
方、微粒子の粒径が大きくなると、上記の再結合反応よ
りも、粒子間の焼結が起こる確率が高くなる。
【００３０】球状粒子に添加する微粒子の量は、粉末Ｘ
線回折（ＸＲＤ）パターンから得られる所望の蛍光体の
主ピーク値および異相の主ピーク値の比に基づいて決定
することができる。なお、熱プラズマの条件（粉体供給
量、プラズマガスの種類や供給量、パワーなど）、原料
蛍光体の特性（組成、粒径、粒子形状、流動性）によっ
ても、得られる球状粒子の特性（粒径、異相の種類や割
合）も変化するため、その都度、添加する微粒子の種類
や量を決定することが好ましい。混合する微粒子として
は、球状粒子と別個に捕集された微粒子を用いてもよい
が、添加すべき元素を含む市販の試薬を用いることが好
ましい。混合方法に関しては、球状粒子の表面に微粒子
を均一に付着させるために、微粒子を十分に分散させた
後、ビーズミルや攪拌などにより球状粒子と混合するこ
とが好ましい。
線回折（ＸＲＤ）パターンから得られる所望の蛍光体の
主ピーク値および異相の主ピーク値の比に基づいて決定
することができる。なお、熱プラズマの条件（粉体供給
量、プラズマガスの種類や供給量、パワーなど）、原料
蛍光体の特性（組成、粒径、粒子形状、流動性）によっ
ても、得られる球状粒子の特性（粒径、異相の種類や割
合）も変化するため、その都度、添加する微粒子の種類
や量を決定することが好ましい。混合する微粒子として
は、球状粒子と別個に捕集された微粒子を用いてもよい
が、添加すべき元素を含む市販の試薬を用いることが好
ましい。混合方法に関しては、球状粒子の表面に微粒子
を均一に付着させるために、微粒子を十分に分散させた
後、ビーズミルや攪拌などにより球状粒子と混合するこ
とが好ましい。
【００３１】熱処理の温度および時間は、１２００〜１
７００℃で１０分〜３０時間とすることが好ましい。１
２００℃未満の温度で熱処理を行った場合、球状粒子の
内部に微粒子中の元素が十分に拡散せず、異相を効果的
になくすことができない。１７００℃を超える温度で熱
処理を行った場合、微粒子中の元素の拡散は十分に起こ
るが、球状粒子どうしの焼結が起こり、真球状の粒子形
状が得られなくなる。熱処理時間についても同様のこと
がいえる。
７００℃で１０分〜３０時間とすることが好ましい。１
２００℃未満の温度で熱処理を行った場合、球状粒子の
内部に微粒子中の元素が十分に拡散せず、異相を効果的
になくすことができない。１７００℃を超える温度で熱
処理を行った場合、微粒子中の元素の拡散は十分に起こ
るが、球状粒子どうしの焼結が起こり、真球状の粒子形
状が得られなくなる。熱処理時間についても同様のこと
がいえる。
【００３２】なお、蛍光体における各金属イオンの比と
は、同一のサイトを占めるイオンの群を一まとめにして
考え、それぞれの群の総モル数どうしの比として求め
る。例えば、Ｙ3 （Ａｌ，Ｇａ）5 Ｏ12：Ｔｂの場合に
は、ＹとＴｂは同じサイトを占め、ＡｌとＧａは同じサ
イトを占めるので、（Ｙ＋Ｔｂ）／（Ａｌ＋Ｇａ）のモ
ル比を金属イオンの比とみなす。そして、Ｙ3 （Ａｌ，
Ｇａ）5 Ｏ12：Ｔｂ蛍光体の（Ｙ＋Ｔｂ）／（Ａｌ＋Ｇ
ａ）の化学量論比３／５に対する、実際に得られた蛍光
体粒子における各金属イオンの比の差が求められる。
は、同一のサイトを占めるイオンの群を一まとめにして
考え、それぞれの群の総モル数どうしの比として求め
る。例えば、Ｙ3 （Ａｌ，Ｇａ）5 Ｏ12：Ｔｂの場合に
は、ＹとＴｂは同じサイトを占め、ＡｌとＧａは同じサ
イトを占めるので、（Ｙ＋Ｔｂ）／（Ａｌ＋Ｇａ）のモ
ル比を金属イオンの比とみなす。そして、Ｙ3 （Ａｌ，
Ｇａ）5 Ｏ12：Ｔｂ蛍光体の（Ｙ＋Ｔｂ）／（Ａｌ＋Ｇ
ａ）の化学量論比３／５に対する、実際に得られた蛍光
体粒子における各金属イオンの比の差が求められる。
【００３３】蛍光体粒子の粒径方向の付活剤濃度分布ま
たは化学組成の変化を分析するには、以下のような方法
を用いることができる。例えば、エッチングによって粒
子表面から徐々に溶解させ、ＩＣＰなどの手法で溶液を
定量分析する方法が挙げられる。この方法では、溶液の
定量分析により溶解した部分の付活剤濃度や化学組成を
求めることができ、同時にこのときの重量変化を測定す
ることにより溶解した部分の厚みを推算できる。したが
って、エッチングと分析を何段階かに分けて実施するこ
とにより付活剤濃度分布または組成の変化を知ることが
できる。また、蛍光体粒子を薄片化し、ＥＤＸ（エネル
ギー分散型Ｘ線分析) などの分析装置を備えた電子顕微
鏡で観察することにより、粒子内の化学組成分布を測定
できる。この方法は、精度は劣るが、個々の粒子内の分
布を測定することもできる。
たは化学組成の変化を分析するには、以下のような方法
を用いることができる。例えば、エッチングによって粒
子表面から徐々に溶解させ、ＩＣＰなどの手法で溶液を
定量分析する方法が挙げられる。この方法では、溶液の
定量分析により溶解した部分の付活剤濃度や化学組成を
求めることができ、同時にこのときの重量変化を測定す
ることにより溶解した部分の厚みを推算できる。したが
って、エッチングと分析を何段階かに分けて実施するこ
とにより付活剤濃度分布または組成の変化を知ることが
できる。また、蛍光体粒子を薄片化し、ＥＤＸ（エネル
ギー分散型Ｘ線分析) などの分析装置を備えた電子顕微
鏡で観察することにより、粒子内の化学組成分布を測定
できる。この方法は、精度は劣るが、個々の粒子内の分
布を測定することもできる。
【００３４】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。以下の実
施例においては、図１に製造装置を用いた。図１におい
て、１０はプラズマガス供給ボンベ、１１は電磁フィー
ダを改良した粉体供給器、１２はキャリアガス供給ボン
ベ、１３は粉体供給口（ノズル構造は略す）、１４は高
周波発振器、１５は高周波コイル、１６はプラズマフレ
ーム、１７は反応容器、１８はサイクロン、１９はプラ
ズマ発生部外囲円筒、２０は冷却ガス供給ボンベを示
す。
施例においては、図１に製造装置を用いた。図１におい
て、１０はプラズマガス供給ボンベ、１１は電磁フィー
ダを改良した粉体供給器、１２はキャリアガス供給ボン
ベ、１３は粉体供給口（ノズル構造は略す）、１４は高
周波発振器、１５は高周波コイル、１６はプラズマフレ
ーム、１７は反応容器、１８はサイクロン、１９はプラ
ズマ発生部外囲円筒、２０は冷却ガス供給ボンベを示
す。
【００３５】実施例１
原料として市販のＹ2 Ｏ3 ：Ｅｕ蛍光体を用いた。この
蛍光体の平均粒径をブレーン法により測定したところ
４．５μｍであった。また、原料粉を洗浄するために、
濃塩酸をイオン交換水で６０倍に希釈した溶液を調製し
た。原料粉を、塩酸溶液中で２０分間撹拌した後、洗
浄、ろ過、乾燥した。
蛍光体の平均粒径をブレーン法により測定したところ
４．５μｍであった。また、原料粉を洗浄するために、
濃塩酸をイオン交換水で６０倍に希釈した溶液を調製し
た。原料粉を、塩酸溶液中で２０分間撹拌した後、洗
浄、ろ過、乾燥した。
【００３６】図１に示す装置を用い、１５％の酸素を含
むアルゴンガスを供給し、周波数４ＭＨｚ、出力１５ｋ
Ｗの条件で高周波熱プラズマを発生させた。上記の原料
粉を１５Ｌ／分の流量のアルゴンガスに分散させ、並列
に４本設置した内径２ｍｍのテフロンチューブを通じて
高周波熱プラズマ中に供給した。原料粉の供給量を１０
ｇ／分として、６０分間熱プラズマ処理を行った。この
熱プラズマ処理により、総量で５５０ｇの蛍光体を得る
ことができた。さらに得られた蛍光体を電気炉に入れ、
大気雰囲気中、１３００℃で５時間の熱処理を行った。
むアルゴンガスを供給し、周波数４ＭＨｚ、出力１５ｋ
Ｗの条件で高周波熱プラズマを発生させた。上記の原料
粉を１５Ｌ／分の流量のアルゴンガスに分散させ、並列
に４本設置した内径２ｍｍのテフロンチューブを通じて
高周波熱プラズマ中に供給した。原料粉の供給量を１０
ｇ／分として、６０分間熱プラズマ処理を行った。この
熱プラズマ処理により、総量で５５０ｇの蛍光体を得る
ことができた。さらに得られた蛍光体を電気炉に入れ、
大気雰囲気中、１３００℃で５時間の熱処理を行った。
【００３７】得られた蛍光体を加速電圧１０ｋＶ、電流
密度１μＡ／ｃｍ2 の電子線で励起して粉体輝度を測定
したところ、原料蛍光体の１０３％の輝度を示した。ま
た、電子顕微鏡でこの蛍光体を観察したところ、粒子形
状はほぼ球状で、平均粒径は６．０μｍであり、陰極線
管や蛍光ランプの用途に好適なものであった。
密度１μＡ／ｃｍ2 の電子線で励起して粉体輝度を測定
したところ、原料蛍光体の１０３％の輝度を示した。ま
た、電子顕微鏡でこの蛍光体を観察したところ、粒子形
状はほぼ球状で、平均粒径は６．０μｍであり、陰極線
管や蛍光ランプの用途に好適なものであった。
【００３８】比較例１−１
原料として実施例１と同一のＹ2 Ｏ3 ：Ｅｕ蛍光体を用
いた。予めこの原料粉に何ら処理を施すことなく、特開
昭６２−２０１９８９号公報の方法にしたがって以下の
ように熱プラズマ処理を行った。
いた。予めこの原料粉に何ら処理を施すことなく、特開
昭６２−２０１９８９号公報の方法にしたがって以下の
ように熱プラズマ処理を行った。
【００３９】図１の構成に加えて、粉体供給器１１と反
応容器１７との間のテフロンチューブの周囲に静電高圧
発生器を設けた装置を用い、１５％の酸素を含むアルゴ
ンガスを供給し、周波数４ＭＨｚ、出力１５ｋＷの条件
で高周波熱プラズマを発生させた。原料粉を３０Ｌ／分
の流量のアルゴンガスに分散させ、静電高圧発生器によ
り−７ｋＶの電圧を加えて蛍光体を帯電させながら、内
径２ｍｍのテフロンチューブ４本を通じて高周波熱プラ
ズマ中に供給した。この場合、最初は原料粉の供給量を
１００ｇ／分としたが、処理開始後まもなく熱プラズマ
への粉体供給量が少なくなり、熱プラズマ処理が継続不
能になった。この結果、熱プラズマ処理により得られた
蛍光体の総量はわずかに２０ｇであった。熱プラズマ処
理後に原料供給用のテフロンチューブを観察すると目詰
まりを起こしていた。
応容器１７との間のテフロンチューブの周囲に静電高圧
発生器を設けた装置を用い、１５％の酸素を含むアルゴ
ンガスを供給し、周波数４ＭＨｚ、出力１５ｋＷの条件
で高周波熱プラズマを発生させた。原料粉を３０Ｌ／分
の流量のアルゴンガスに分散させ、静電高圧発生器によ
り−７ｋＶの電圧を加えて蛍光体を帯電させながら、内
径２ｍｍのテフロンチューブ４本を通じて高周波熱プラ
ズマ中に供給した。この場合、最初は原料粉の供給量を
１００ｇ／分としたが、処理開始後まもなく熱プラズマ
への粉体供給量が少なくなり、熱プラズマ処理が継続不
能になった。この結果、熱プラズマ処理により得られた
蛍光体の総量はわずかに２０ｇであった。熱プラズマ処
理後に原料供給用のテフロンチューブを観察すると目詰
まりを起こしていた。
【００４０】得られた蛍光体の粉体輝度を測定したとこ
ろ、原料蛍光体の９０％であった。また、電子顕微鏡で
この蛍光体を観察したところ、粒子形状が真球状ではな
いものが体積比で７０％以上含まれ、粒径が２０μｍ以
上のものも体積比で２０％以上存在していた。このよう
な蛍光体は、陰極線管や蛍光ランプの用途に不適であ
る。
ろ、原料蛍光体の９０％であった。また、電子顕微鏡で
この蛍光体を観察したところ、粒子形状が真球状ではな
いものが体積比で７０％以上含まれ、粒径が２０μｍ以
上のものも体積比で２０％以上存在していた。このよう
な蛍光体は、陰極線管や蛍光ランプの用途に不適であ
る。
【００４１】比較例１−２
原料として実施例１と同一のＹ2 Ｏ3 ：Ｅｕ蛍光体を用
いた。この比較例１−２では、粉体を造粒によりおおよ
そ７５μｍの粒径としたものを原料として用いた。
いた。この比較例１−２では、粉体を造粒によりおおよ
そ７５μｍの粒径としたものを原料として用いた。
【００４２】この原料粉を実施例１と同一の条件で高周
波熱プラズマ中に供給し、１０ｇ／分の原料供給速度で
６０分間の熱プラズマ処理を行った。この熱プラズマ処
理により得られた蛍光体の総量は２５０ｇであった。
波熱プラズマ中に供給し、１０ｇ／分の原料供給速度で
６０分間の熱プラズマ処理を行った。この熱プラズマ処
理により得られた蛍光体の総量は２５０ｇであった。
【００４３】得られた蛍光体はわずかに灰色味を帯びた
体色を呈し、粉体輝度は原料蛍光体の６０％と低かっ
た。また、電子顕微鏡でこの蛍光体を観察したところ、
平均粒径は６２μｍであり、陰極線管や蛍光ランプの用
途には不適なものであった。
体色を呈し、粉体輝度は原料蛍光体の６０％と低かっ
た。また、電子顕微鏡でこの蛍光体を観察したところ、
平均粒径は６２μｍであり、陰極線管や蛍光ランプの用
途には不適なものであった。
【００４４】実施例２
原料としてＴｂ濃度が３．８重量％である市販のＹ3 Ａ
ｌ5 Ｏ12：Ｔｂを用いた。この蛍光体の平均粒径をブレ
ーン法により測定したところ３．７μｍであった。
ｌ5 Ｏ12：Ｔｂを用いた。この蛍光体の平均粒径をブレ
ーン法により測定したところ３．７μｍであった。
【００４５】図１に示す装置を用い、プラズマガスとし
て純アルゴンガスを用いた以外は実施例１と同様にして
熱プラズマ処理を行った。すなわち、周波数４ＭＨｚ、
出力１５ｋＷの条件で高周波熱プラズマを発生させた。
原料粉を１５Ｌ／分の流量のアルゴンガスに分散させ、
内径２ｍｍのテフロンチューブ４本を通じて高周波熱プ
ラズマ中に供給した。原料粉の供給量を１０ｇ／分とし
て、６０分間熱プラズマ処理を行った。
て純アルゴンガスを用いた以外は実施例１と同様にして
熱プラズマ処理を行った。すなわち、周波数４ＭＨｚ、
出力１５ｋＷの条件で高周波熱プラズマを発生させた。
原料粉を１５Ｌ／分の流量のアルゴンガスに分散させ、
内径２ｍｍのテフロンチューブ４本を通じて高周波熱プ
ラズマ中に供給した。原料粉の供給量を１０ｇ／分とし
て、６０分間熱プラズマ処理を行った。
【００４６】得られた粉体をＸ線回折により分析したと
ころ、立方晶のＹ3 Ａｌ5 Ｏ12相以外に、正方晶のＹ3
Ａｌ5 Ｏ12相、ＹＡｌＯ3 相、Ｙ4 Ａｌ2 Ｏ9 相などの
回折線も認められた。これらの異相のうち最も大きいＹ
ＡｌＯ3 相の主回折線の強度はＹ3 Ａｌ5 Ｏ12相の主回
折線の強度とほぼ同等であった。また、粉体輝度は原料
として用いた市販のＹ3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｔｂ蛍光体の１８
％であった。
ころ、立方晶のＹ3 Ａｌ5 Ｏ12相以外に、正方晶のＹ3
Ａｌ5 Ｏ12相、ＹＡｌＯ3 相、Ｙ4 Ａｌ2 Ｏ9 相などの
回折線も認められた。これらの異相のうち最も大きいＹ
ＡｌＯ3 相の主回折線の強度はＹ3 Ａｌ5 Ｏ12相の主回
折線の強度とほぼ同等であった。また、粉体輝度は原料
として用いた市販のＹ3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｔｂ蛍光体の１８
％であった。
【００４７】次に、この蛍光体を電気炉に入れ、大気雰
囲気中、１５００℃で２時間の熱処理を行った。得られ
た蛍光体をＸ線回折により分析したところ、異相のＸ線
回折強度はＹ3 Ａｌ5 Ｏ12相の主回折線の強度の５％未
満であり、ほとんどがＹ3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｔｂとなってい
ることがわかった。この蛍光体を電子顕微鏡で観察した
ところ、平均粒径は６．２μｍであり、球状の蛍光体の
体積比は約９７％であった。得られた蛍光体の粉体輝度
を測定したところ、原料蛍光体の９３％にまで回復して
いた。
囲気中、１５００℃で２時間の熱処理を行った。得られ
た蛍光体をＸ線回折により分析したところ、異相のＸ線
回折強度はＹ3 Ａｌ5 Ｏ12相の主回折線の強度の５％未
満であり、ほとんどがＹ3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｔｂとなってい
ることがわかった。この蛍光体を電子顕微鏡で観察した
ところ、平均粒径は６．２μｍであり、球状の蛍光体の
体積比は約９７％であった。得られた蛍光体の粉体輝度
を測定したところ、原料蛍光体の９３％にまで回復して
いた。
【００４８】比較例２
特開昭６２−２０１９８９号公報の記載に従い、分散剤
およびバインダーを用いて蛍光体母体の表面に付活剤を
被覆したものを原料として用いた。具体的には、イオン
交換水１Ｌに対して塩化テルビウム０．００２モルを溶
解し、この水溶液に酸化イットリウム３モルおよびアル
ミナ５モルを分散させ、さらに４０体積％ポリアクリル
酸アンモニウム溶液を固形分に対して０．０１重量％添
加して十分に混合した後、蒸発乾固したものを５００メ
ッシュのふるいを通して得た粉体を原料として用いた。
この原料粉を用いて実施例２と同一の条件で熱プラズマ
処理を行った。
およびバインダーを用いて蛍光体母体の表面に付活剤を
被覆したものを原料として用いた。具体的には、イオン
交換水１Ｌに対して塩化テルビウム０．００２モルを溶
解し、この水溶液に酸化イットリウム３モルおよびアル
ミナ５モルを分散させ、さらに４０体積％ポリアクリル
酸アンモニウム溶液を固形分に対して０．０１重量％添
加して十分に混合した後、蒸発乾固したものを５００メ
ッシュのふるいを通して得た粉体を原料として用いた。
この原料粉を用いて実施例２と同一の条件で熱プラズマ
処理を行った。
【００４９】得られた蛍光体をＸ線回折により分析した
ところ、目的とする立方晶のＹ3 Ａｌ5 Ｏ12相以外に、
正方晶のＹ3 Ａｌ5 Ｏ12相、ＹＡｌＯ3 相、Ｙ4 Ａｌ2
Ｏ9相、Ａｌ2 Ｏ3 などの回折線も認められた。特に、
ＹＡｌＯ3 相の主回折線の強度は、Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12相の
主回折線の強度の２．２倍になっており、異相がかなり
生成していることがわかった。粉体輝度を測定したとこ
ろ、市販のＹ3 Ａｌ5Ｏ12：Ｔｂ蛍光体の７％と低かっ
た。
ところ、目的とする立方晶のＹ3 Ａｌ5 Ｏ12相以外に、
正方晶のＹ3 Ａｌ5 Ｏ12相、ＹＡｌＯ3 相、Ｙ4 Ａｌ2
Ｏ9相、Ａｌ2 Ｏ3 などの回折線も認められた。特に、
ＹＡｌＯ3 相の主回折線の強度は、Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12相の
主回折線の強度の２．２倍になっており、異相がかなり
生成していることがわかった。粉体輝度を測定したとこ
ろ、市販のＹ3 Ａｌ5Ｏ12：Ｔｂ蛍光体の７％と低かっ
た。
【００５０】実施例３および比較例３
フラックス法によりＥｕ濃度が４．０重量％のＹ2 Ｏ2
Ｓ：Ｅｕ蛍光体を作製した。この蛍光体の平均粒径をブ
レーン法により測定したところ、４．１μｍであった。
実施例１と同様に、原料を洗浄するために、濃塩酸をイ
オン交換水で６０倍に希釈した溶液を調製した。原料粉
を塩酸溶液中で２０分間撹拌した後、洗浄、ろ過、乾燥
した。実施例２と同様に、図１に示す装置を用い、プラ
ズマガスとして純アルゴンガスを用い、周波数４ＭＨ
ｚ、出力１５ｋＷの条件で高周波熱プラズマを発生させ
た。原料粉を１５Ｌ／分の流量のアルゴンガスに分散さ
せ、内径２ｍｍのテフロンチューブ４本を通じて高周波
熱プラズマ中に供給した。原料粉の供給量を１０ｇ／分
として、６０分間熱プラズマ処理を行った。この熱プラ
ズマ処理により得られた粉体の総量は５００ｇであっ
た。
Ｓ：Ｅｕ蛍光体を作製した。この蛍光体の平均粒径をブ
レーン法により測定したところ、４．１μｍであった。
実施例１と同様に、原料を洗浄するために、濃塩酸をイ
オン交換水で６０倍に希釈した溶液を調製した。原料粉
を塩酸溶液中で２０分間撹拌した後、洗浄、ろ過、乾燥
した。実施例２と同様に、図１に示す装置を用い、プラ
ズマガスとして純アルゴンガスを用い、周波数４ＭＨ
ｚ、出力１５ｋＷの条件で高周波熱プラズマを発生させ
た。原料粉を１５Ｌ／分の流量のアルゴンガスに分散さ
せ、内径２ｍｍのテフロンチューブ４本を通じて高周波
熱プラズマ中に供給した。原料粉の供給量を１０ｇ／分
として、６０分間熱プラズマ処理を行った。この熱プラ
ズマ処理により得られた粉体の総量は５００ｇであっ
た。
【００５１】得られた粉体を５重量％の硫黄とともに、
アルゴン雰囲気中、８００℃という比較的低温で１時間
熱処理して蛍光体を得た（比較例３）。電子顕微鏡で観
察すると表面に０．２μｍ以下の微粒子が半ば溶融して
付着しているのが認められた。この蛍光体の発光色は、
Ｅｕ濃度が５．０重量％の市販のＹ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ蛍光
体と比較して、黄色味を帯びていた。
アルゴン雰囲気中、８００℃という比較的低温で１時間
熱処理して蛍光体を得た（比較例３）。電子顕微鏡で観
察すると表面に０．２μｍ以下の微粒子が半ば溶融して
付着しているのが認められた。この蛍光体の発光色は、
Ｅｕ濃度が５．０重量％の市販のＹ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ蛍光
体と比較して、黄色味を帯びていた。
【００５２】一方、比較例３と同様の熱プラズマ処理を
行って得られた粉体を５重量％の硫黄とともに、アルゴ
ン雰囲気中、１４００℃で２時間熱処理して蛍光体を得
た（実施例３）。この蛍光体の平均粒径は４．８μｍで
あった。電子顕微鏡で観察すると、表面の微粒子はほと
んど消失しており、微粒子の割合はわずか２％以下とな
っていた。この蛍光体の粉体輝度は原料として用いた蛍
光体の１０２％と高かった。
行って得られた粉体を５重量％の硫黄とともに、アルゴ
ン雰囲気中、１４００℃で２時間熱処理して蛍光体を得
た（実施例３）。この蛍光体の平均粒径は４．８μｍで
あった。電子顕微鏡で観察すると、表面の微粒子はほと
んど消失しており、微粒子の割合はわずか２％以下とな
っていた。この蛍光体の粉体輝度は原料として用いた蛍
光体の１０２％と高かった。
【００５３】次に、得られた蛍光体粒子を酸により表面
から徐々に溶解させていき、溶液に含まれる希土類元素
の濃度を順次測定することにより、この蛍光体粒子内の
Ｅｕの濃度分布を調べた。この結果、表面から０．１μ
ｍ以内の濃度は５．２重量％、それより内側では濃度は
ほとんど一定で２．１重量％であり、表面において付活
剤濃度が高いことが確かめられた。また、電子線励起下
でこの蛍光体の発光色を観察したところ、市販のＹ2 Ｏ
2 Ｓ：Ｅｕとほぼ同じであった。
から徐々に溶解させていき、溶液に含まれる希土類元素
の濃度を順次測定することにより、この蛍光体粒子内の
Ｅｕの濃度分布を調べた。この結果、表面から０．１μ
ｍ以内の濃度は５．２重量％、それより内側では濃度は
ほとんど一定で２．１重量％であり、表面において付活
剤濃度が高いことが確かめられた。また、電子線励起下
でこの蛍光体の発光色を観察したところ、市販のＹ2 Ｏ
2 Ｓ：Ｅｕとほぼ同じであった。
【００５４】実施例４
ブレーン法により測定した平均粒径が４．５μｍの市販
のＹ2 Ｏ3 ：Ｅｕ蛍光体を、０．５Ｎの酢酸水溶液中で
３０分間撹拌した後、ろ過、流水洗浄したものを原料と
して用いた。３０Ｌ／分の流量のアルゴンガスに蛍光体
を分散させ、内径２ｍｍのテフロンチューブ４本を通じ
て、１５％の酸素を含むアルゴン雰囲気、４ＭＨｚ、１
５ｋＷの高周波熱プラズマ中に供給した。６０分間で熱
プラズマ処理できた蛍光体の総量は６００ｇであった。
処理後に原料供給用のテフロンチューブに目詰まりはな
かった。また、得られた蛍光体粒子の平均粒径は５μｍ
であった。球状化率（プラズマ処理後の粒子のうち、球
状となった粒子の数の割合）は９８％と高かった。この
蛍光体に実施例１と同様に１３００℃、５時間の熱処理
を施し、粉体輝度を測定したところ、原料蛍光体の１０
１％であった。
のＹ2 Ｏ3 ：Ｅｕ蛍光体を、０．５Ｎの酢酸水溶液中で
３０分間撹拌した後、ろ過、流水洗浄したものを原料と
して用いた。３０Ｌ／分の流量のアルゴンガスに蛍光体
を分散させ、内径２ｍｍのテフロンチューブ４本を通じ
て、１５％の酸素を含むアルゴン雰囲気、４ＭＨｚ、１
５ｋＷの高周波熱プラズマ中に供給した。６０分間で熱
プラズマ処理できた蛍光体の総量は６００ｇであった。
処理後に原料供給用のテフロンチューブに目詰まりはな
かった。また、得られた蛍光体粒子の平均粒径は５μｍ
であった。球状化率（プラズマ処理後の粒子のうち、球
状となった粒子の数の割合）は９８％と高かった。この
蛍光体に実施例１と同様に１３００℃、５時間の熱処理
を施し、粉体輝度を測定したところ、原料蛍光体の１０
１％であった。
【００５５】実施例５
ブレーン法により測定した平均粒径が４．２μｍの市販
のＹ2 Ｏ3 ：Ｅｕ蛍光体を、０．１Ｎのギ酸水溶液中で
３０分間撹拌した後、ろ過、流水洗浄したものを原料と
して用いた。３０Ｌ／分の流量のアルゴンガスに蛍光体
を分散させ、内径２ｍｍのテフロンチューブ４本を通じ
て、１５％の酸素を含むアルゴン雰囲気、４ＭＨｚ、１
５ｋＷの高周波熱プラズマ中に供給した。６０分間で熱
プラズマ処理できた蛍光体の総量は７００ｇであった。
処理後に原料供給用のテフロンチューブに目詰まりはな
かった。また、得られた蛍光体粒子の平均粒径は５μｍ
であった。球状化率は９３％と高かった。熱処理を施し
た後の粉体輝度は原料蛍光体の９８％であった。
のＹ2 Ｏ3 ：Ｅｕ蛍光体を、０．１Ｎのギ酸水溶液中で
３０分間撹拌した後、ろ過、流水洗浄したものを原料と
して用いた。３０Ｌ／分の流量のアルゴンガスに蛍光体
を分散させ、内径２ｍｍのテフロンチューブ４本を通じ
て、１５％の酸素を含むアルゴン雰囲気、４ＭＨｚ、１
５ｋＷの高周波熱プラズマ中に供給した。６０分間で熱
プラズマ処理できた蛍光体の総量は７００ｇであった。
処理後に原料供給用のテフロンチューブに目詰まりはな
かった。また、得られた蛍光体粒子の平均粒径は５μｍ
であった。球状化率は９３％と高かった。熱処理を施し
た後の粉体輝度は原料蛍光体の９８％であった。
【００５６】実施例６
ブレーン法により測定した平均粒径が４．２μｍの市販
のＹ2 Ｏ3 ：Ｅｕ蛍光体を、０．１Ｎの酪酸水溶液中で
３０分間撹拌した後、ろ過、流水洗浄したものを原料と
して用いた。３０Ｌ／分の流量のアルゴンガスに蛍光体
を分散させ、内径２ｍｍのテフロンチューブ４本を通じ
て、１５％の酸素を含むアルゴン雰囲気、４ＭＨｚ、１
５ｋＷの高周波熱プラズマ中に供給した。６０分間で熱
プラズマ処理できた蛍光体の総量は６００ｇであった。
処理後に原料供給用のテフロンチューブに目詰まりはな
かった。また、得られた蛍光体粒子の平均粒径は５μｍ
であった。球状化率は９０％と高かった。熱処理を施し
た後の粉体輝度は原料蛍光体の１００％であった。
のＹ2 Ｏ3 ：Ｅｕ蛍光体を、０．１Ｎの酪酸水溶液中で
３０分間撹拌した後、ろ過、流水洗浄したものを原料と
して用いた。３０Ｌ／分の流量のアルゴンガスに蛍光体
を分散させ、内径２ｍｍのテフロンチューブ４本を通じ
て、１５％の酸素を含むアルゴン雰囲気、４ＭＨｚ、１
５ｋＷの高周波熱プラズマ中に供給した。６０分間で熱
プラズマ処理できた蛍光体の総量は６００ｇであった。
処理後に原料供給用のテフロンチューブに目詰まりはな
かった。また、得られた蛍光体粒子の平均粒径は５μｍ
であった。球状化率は９０％と高かった。熱処理を施し
た後の粉体輝度は原料蛍光体の１００％であった。
【００５７】実施例７
ブレーン法により測定した平均粒径が４．２μｍの市販
のＹ2 Ｏ3 ：Ｅｕ蛍光体粉を、０．１Ｎのメタクリル酸
水溶液中で３０分間撹拌した後、ろ過、流水洗浄したも
のを原料として用いた。３０Ｌ／分の流量のアルゴンガ
スに蛍光体粉を分散させ、内径２ｍｍのテフロンチュー
ブ４本を通じて、１５％の酸素を含むアルゴン雰囲気、
４ＭＨｚ、３０ｋＷの高周波熱プラズマ中に供給した。
６０分間で熱プラズマ処理できた蛍光体粉の総量は１０
００ｇであった。処理後に原料供給用のテフロンチュー
ブに目詰まりはなかった。また、得られた蛍光体粒子の
平均粒径は５μｍであった。球状化率は８８％と高かっ
た。熱処理を施した後の粉体輝度は原料蛍光体の９８％
であった。
のＹ2 Ｏ3 ：Ｅｕ蛍光体粉を、０．１Ｎのメタクリル酸
水溶液中で３０分間撹拌した後、ろ過、流水洗浄したも
のを原料として用いた。３０Ｌ／分の流量のアルゴンガ
スに蛍光体粉を分散させ、内径２ｍｍのテフロンチュー
ブ４本を通じて、１５％の酸素を含むアルゴン雰囲気、
４ＭＨｚ、３０ｋＷの高周波熱プラズマ中に供給した。
６０分間で熱プラズマ処理できた蛍光体粉の総量は１０
００ｇであった。処理後に原料供給用のテフロンチュー
ブに目詰まりはなかった。また、得られた蛍光体粒子の
平均粒径は５μｍであった。球状化率は８８％と高かっ
た。熱処理を施した後の粉体輝度は原料蛍光体の９８％
であった。
【００５８】実施例８、比較例８−１および比較例８−
２ 通常のフラックス法により製造されたＹ3 （Ａｌ，Ｇ
ａ）5 Ｏ12：Ｔｂ蛍光体粉を用意した。図２にこの蛍光
体粉の走査型電子顕微鏡写真を示す。この写真に示され
るように、蛍光体粉は不定形の粒子の凝集体からなって
いる。図４にこの蛍光体粉のＸ線回折（ＸＲＤ）パター
ンを示す。この蛍光体粉はガーネット構造の立方晶Ｙ3
Ａｌ5 Ｏ12型化合物（ｃ−ＹＡＧ）のみからなってい
る。
２ 通常のフラックス法により製造されたＹ3 （Ａｌ，Ｇ
ａ）5 Ｏ12：Ｔｂ蛍光体粉を用意した。図２にこの蛍光
体粉の走査型電子顕微鏡写真を示す。この写真に示され
るように、蛍光体粉は不定形の粒子の凝集体からなって
いる。図４にこの蛍光体粉のＸ線回折（ＸＲＤ）パター
ンを示す。この蛍光体粉はガーネット構造の立方晶Ｙ3
Ａｌ5 Ｏ12型化合物（ｃ−ＹＡＧ）のみからなってい
る。
【００５９】この蛍光体粒子を原料として用い、１５％
の酸素を含むアルゴンガス雰囲気、周波数４ＭＨｚ、出
力３０ｋＷの条件で、熱プラズマ処理を行い、球状蛍光
体粉（比較例８−１）を得た。図３に得られた蛍光体粉
の走査型電子顕微鏡写真を示す。この写真から求めた球
状粒子の平均粒径は８．３μｍであった。図５にこの蛍
光体粉のＸＲＤパターンを示す。この蛍光体粉は、ｃ−
ＹＡＧのほかに、正方晶Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12型化合物（ｔｅ
ｔｒａ）、ペロブスカイト構造のＹＡｌＯ3 型化合物
（ＹＡＰ）、および単斜晶Ｙ4 Ａｌ2 Ｏ9 型化合物（Ｙ
ＡＭ）を含んでいる。ｃ−ＹＡＧの主ピーク値を１００
として各相のＸＲＤピーク値を比較すると、ｔｅｔｒａ
が２８、ＹＡＰが２３、ＹＡＭが５であった。この蛍光
体の粉体輝度は、原料蛍光体と比べて約５０％であっ
た。
の酸素を含むアルゴンガス雰囲気、周波数４ＭＨｚ、出
力３０ｋＷの条件で、熱プラズマ処理を行い、球状蛍光
体粉（比較例８−１）を得た。図３に得られた蛍光体粉
の走査型電子顕微鏡写真を示す。この写真から求めた球
状粒子の平均粒径は８．３μｍであった。図５にこの蛍
光体粉のＸＲＤパターンを示す。この蛍光体粉は、ｃ−
ＹＡＧのほかに、正方晶Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12型化合物（ｔｅ
ｔｒａ）、ペロブスカイト構造のＹＡｌＯ3 型化合物
（ＹＡＰ）、および単斜晶Ｙ4 Ａｌ2 Ｏ9 型化合物（Ｙ
ＡＭ）を含んでいる。ｃ−ＹＡＧの主ピーク値を１００
として各相のＸＲＤピーク値を比較すると、ｔｅｔｒａ
が２８、ＹＡＰが２３、ＹＡＭが５であった。この蛍光
体の粉体輝度は、原料蛍光体と比べて約５０％であっ
た。
【００６０】次に、比較例８−１の蛍光体粉を１４５０
℃で２時間処理した。図６に得られた蛍光体粉（比較例
８−２）のＸＲＤパターンを示す。この蛍光体粉は、ｃ
−ＹＡＧのほかに、ｔｅｔｒａおよびＹＡＭを含んでい
る。ｃ−ＹＡＧの主ピーク値を１００として各相のＸＲ
Ｄピーク値を比較すると、ｔｅｔｒａが３２、ＹＡＭが
９であった。この蛍光体の粉体輝度は、原料蛍光体と比
べて約７５％であった。
℃で２時間処理した。図６に得られた蛍光体粉（比較例
８−２）のＸＲＤパターンを示す。この蛍光体粉は、ｃ
−ＹＡＧのほかに、ｔｅｔｒａおよびＹＡＭを含んでい
る。ｃ−ＹＡＧの主ピーク値を１００として各相のＸＲ
Ｄピーク値を比較すると、ｔｅｔｒａが３２、ＹＡＭが
９であった。この蛍光体の粉体輝度は、原料蛍光体と比
べて約７５％であった。
【００６１】一方、比較例８−１の蛍光体粉１００重量
部に、市販のＧａ2 Ｏ3 微粒子１２重量部を混合した
後、１４５０℃で２時間処理した。この際、Ｇａ2 Ｏ3
微粒子の混合量は、比較例８−１のＸＲＤパターンの結
果を参考にして決定した。得られた蛍光体粉（実施例
８）は、熱処理前の蛍光体粉に比べ、粒子形状や粒子表
面の様子に変化は見られなかった。この蛍光体粉のＸＲ
Ｄパターンは、図５と比較して、ｔｅｔｒａとＹＡＭの
ピーク強度が低下し、ｃ−ＹＡＧのピーク強度が増加し
ていた。この蛍光体の粉体輝度は、原料蛍光体に比べて
９８％であった。
部に、市販のＧａ2 Ｏ3 微粒子１２重量部を混合した
後、１４５０℃で２時間処理した。この際、Ｇａ2 Ｏ3
微粒子の混合量は、比較例８−１のＸＲＤパターンの結
果を参考にして決定した。得られた蛍光体粉（実施例
８）は、熱処理前の蛍光体粉に比べ、粒子形状や粒子表
面の様子に変化は見られなかった。この蛍光体粉のＸＲ
Ｄパターンは、図５と比較して、ｔｅｔｒａとＹＡＭの
ピーク強度が低下し、ｃ−ＹＡＧのピーク強度が増加し
ていた。この蛍光体の粉体輝度は、原料蛍光体に比べて
９８％であった。
【００６２】さらに、実施例８の蛍光体粉を徐々にエッ
チングし、その都度溶液のＩＣＰ分析を行い、構成元素
の濃度を測定した結果を表１に示す。なお、Ｗｓはエッ
チングにより溶解した蛍光体の重量％であり、ｔs ／ｄ
0 は最初の平均粒径ｄ0 に対するエッチングされた領域
の表面からの深さｔs の比率を示す。
チングし、その都度溶液のＩＣＰ分析を行い、構成元素
の濃度を測定した結果を表１に示す。なお、Ｗｓはエッ
チングにより溶解した蛍光体の重量％であり、ｔs ／ｄ
0 は最初の平均粒径ｄ0 に対するエッチングされた領域
の表面からの深さｔs の比率を示す。
【００６３】
【表１】
【００６４】この表から、（Ｙ＋Ｔｂ）／（Ａｌ＋Ｇ
ａ）のモル比を求めた。ここで、化学量論組成を有する
Ｙ3 （Ａｌ，Ｇａ）5 Ｏ12：Ｔｂ蛍光体の（Ｙ＋Ｔｂ）
／（Ａｌ＋Ｇａ）のモル比は０．６である。表面から粒
径の５％の深さまでの領域のモル比は０．７６であり、
化学量論比からのずれは３０％未満である。表面から粒
径の５〜１０％の深さの領域のモル比は０．９３、表面
から粒径の１０％より深い領域のモル比は０．９５であ
り、いずれも化学量論比からのずれが５０％以上であっ
た。
ａ）のモル比を求めた。ここで、化学量論組成を有する
Ｙ3 （Ａｌ，Ｇａ）5 Ｏ12：Ｔｂ蛍光体の（Ｙ＋Ｔｂ）
／（Ａｌ＋Ｇａ）のモル比は０．６である。表面から粒
径の５％の深さまでの領域のモル比は０．７６であり、
化学量論比からのずれは３０％未満である。表面から粒
径の５〜１０％の深さの領域のモル比は０．９３、表面
から粒径の１０％より深い領域のモル比は０．９５であ
り、いずれも化学量論比からのずれが５０％以上であっ
た。
【００６５】実施例９
平均粒径１．８μｍ、Ｅｕ濃度４．０ｗｔ％のＹ2 Ｏ
3 ：Ｅｕ蛍光体粉を、１５％の酸素を含むアルゴンガス
雰囲気中において、周波数４ＭＨｚ、出力３０ｋＷの条
件で高周波熱プラズマ処理した。得られた蛍光体粉は、
平均粒径２．４μｍの球状粒子からなっていた。この蛍
光体粉を１４００℃で３時間熱処理した。
3 ：Ｅｕ蛍光体粉を、１５％の酸素を含むアルゴンガス
雰囲気中において、周波数４ＭＨｚ、出力３０ｋＷの条
件で高周波熱プラズマ処理した。得られた蛍光体粉は、
平均粒径２．４μｍの球状粒子からなっていた。この蛍
光体粉を１４００℃で３時間熱処理した。
【００６６】得られた蛍光体粉を表面から０．１μｍま
でエッチングし、溶液のＩＣＰ分析からＥｕ濃度を測定
したところ５．２ｗｔ％であった。残った蛍光体粉をす
べて溶解し、同様にＥｕ濃度を測定したところ３．４ｗ
ｔ％であった。
でエッチングし、溶液のＩＣＰ分析からＥｕ濃度を測定
したところ５．２ｗｔ％であった。残った蛍光体粉をす
べて溶解し、同様にＥｕ濃度を測定したところ３．４ｗ
ｔ％であった。
【００６７】硝酸バリウム水溶液に蛍光体粉と水ガラス
を分散させ、透明導電膜をコートしたガラス基板上に
２．５ｍｇ／ｃｍ2 のコーティングウェイトで蛍光膜を
形成した。加速電圧３ｋＶ、電流密度１０μＡ／ｃｍ2
の条件で電子線励起して輝度を測定した。市販のＹ2 Ｏ
3 ：Ｅｕの１２０％の輝度を示した。
を分散させ、透明導電膜をコートしたガラス基板上に
２．５ｍｇ／ｃｍ2 のコーティングウェイトで蛍光膜を
形成した。加速電圧３ｋＶ、電流密度１０μＡ／ｃｍ2
の条件で電子線励起して輝度を測定した。市販のＹ2 Ｏ
3 ：Ｅｕの１２０％の輝度を示した。
【００６８】実施例１０
平均粒径４．７μｍ、Ｐｒ濃度０．０６２ｗｔ％のＧｄ
2 Ｏ2 Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉を、１５％の酸素を含むアルゴ
ンガス雰囲気中において、周波数４ＭＨｚ、出力３０ｋ
Ｗの条件で高周波熱プラズマ処理した。得られた蛍光体
粉は、平均粒径４．９μｍの球状粒子からなっていた。
この蛍光体粉に５ｗｔ％の硫黄を添加し、アルゴン雰囲
気中において、１３００℃で２時間熱処理した。
2 Ｏ2 Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉を、１５％の酸素を含むアルゴ
ンガス雰囲気中において、周波数４ＭＨｚ、出力３０ｋ
Ｗの条件で高周波熱プラズマ処理した。得られた蛍光体
粉は、平均粒径４．９μｍの球状粒子からなっていた。
この蛍光体粉に５ｗｔ％の硫黄を添加し、アルゴン雰囲
気中において、１３００℃で２時間熱処理した。
【００６９】得られた蛍光体粉を表面から０．１μｍま
でエッチングし、溶液のＩＣＰ分析からＰｒ濃度を測定
したところ０．０８５ｗｔ％であった。残った蛍光体粉
をすべて溶解し、同様にＰｒ濃度を測定したところ、
０．０５９ｗｔ％であった。
でエッチングし、溶液のＩＣＰ分析からＰｒ濃度を測定
したところ０．０８５ｗｔ％であった。残った蛍光体粉
をすべて溶解し、同様にＰｒ濃度を測定したところ、
０．０５９ｗｔ％であった。
【００７０】硝酸バリウム水溶液に蛍光体粉と水ガラス
を分散させ、透明導電膜をコートしたガラス基板上に
２．５ｍｇ／ｃｍ2 のコーティングウェイトで蛍光膜を
形成した。加速電圧３ｋＶ、電流密度１０μＡ／ｃｍ2
の条件で電子線励起して輝度を測定した。原料のＧｄ2
Ｏ2 Ｓ：Ｐｒの１０５％の輝度を示した。
を分散させ、透明導電膜をコートしたガラス基板上に
２．５ｍｇ／ｃｍ2 のコーティングウェイトで蛍光膜を
形成した。加速電圧３ｋＶ、電流密度１０μＡ／ｃｍ2
の条件で電子線励起して輝度を測定した。原料のＧｄ2
Ｏ2 Ｓ：Ｐｒの１０５％の輝度を示した。
【００７１】実施例１１
平均粒径４．０μｍ、Ｃｅ濃度０．１０ｗｔ％のＬｕ2
ＳｉＯ5 ：Ｃｅ蛍光体粉を、アルゴンガス雰囲気中にお
いて、周波数４ＭＨｚ、出力２０ｋＷの条件で高周波熱
プラズマ処理した。得られた蛍光体粉は、平均粒径４．
７μｍの球状粒子からなっていた。この蛍光体粉に１５
ｗｔ％のＳｉＯ2 を添加し、大気中において、１４５０
℃で３時間熱処理した。
ＳｉＯ5 ：Ｃｅ蛍光体粉を、アルゴンガス雰囲気中にお
いて、周波数４ＭＨｚ、出力２０ｋＷの条件で高周波熱
プラズマ処理した。得られた蛍光体粉は、平均粒径４．
７μｍの球状粒子からなっていた。この蛍光体粉に１５
ｗｔ％のＳｉＯ2 を添加し、大気中において、１４５０
℃で３時間熱処理した。
【００７２】得られた蛍光体粉を表面から粒径の５％の
領域までエッチングし、溶液のＩＣＰ分析から構成元素
の濃度を測定したところ、（Ｌｕ＋Ｃｅ）／Ｓｉのモル
比は２．３：１であった。残った蛍光体粉をすべて溶解
し、同様に構成元素の濃度を測定したところ、（Ｌｕ＋
Ｃｅ）／Ｓｉのモル比は３．５：１であった。
領域までエッチングし、溶液のＩＣＰ分析から構成元素
の濃度を測定したところ、（Ｌｕ＋Ｃｅ）／Ｓｉのモル
比は２．３：１であった。残った蛍光体粉をすべて溶解
し、同様に構成元素の濃度を測定したところ、（Ｌｕ＋
Ｃｅ）／Ｓｉのモル比は３．５：１であった。
【００７３】硝酸バリウム水溶液に蛍光体粉と水ガラス
を分散させ、透明導電膜をコートしたガラス基板上に
２．５ｍｇ／ｃｍ2 のコーティングウェイトで蛍光膜を
形成した。加速電圧３ｋＶ、電流密度１０μＡ／ｃｍ2
の条件で電子線励起して輝度を測定した。原料のＬｕ2
ＳｉＯ5 ：Ｃｅの１２０％の輝度を示した。
を分散させ、透明導電膜をコートしたガラス基板上に
２．５ｍｇ／ｃｍ2 のコーティングウェイトで蛍光膜を
形成した。加速電圧３ｋＶ、電流密度１０μＡ／ｃｍ2
の条件で電子線励起して輝度を測定した。原料のＬｕ2
ＳｉＯ5 ：Ｃｅの１２０％の輝度を示した。
【００７４】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、陰
極線管や蛍光ランプに用いた場合に、緻密かつ均質で高
輝度の蛍光面を形成できる、真球に近い形状を持ち粒径
が数μｍの蛍光体を提供でき、このような蛍光体を高い
収率で製造することができる方法を提供できる。
極線管や蛍光ランプに用いた場合に、緻密かつ均質で高
輝度の蛍光面を形成できる、真球に近い形状を持ち粒径
が数μｍの蛍光体を提供でき、このような蛍光体を高い
収率で製造することができる方法を提供できる。
【図１】本発明の方法を実施するために用いられた製造
装置の構成図。
装置の構成図。
【図２】ＹＡＧ：Ｔｂ原料蛍光体の電子顕微鏡写真。
【図３】比較例８−１の蛍光体の電子顕微鏡写真。
【図４】ＹＡＧ：Ｔｂ原料蛍光体ののＸ線回折図。
【図５】比較例８−１の蛍光体のＸ線回折図。
【図６】比較例８−２の蛍光体のＸ線回折図。
１０…プラズマガス供給ボンベ
１１…粉体供給器
１２…キャリアガス供給ボンベ
１３…粉体供給口
１４…高周波発振器
１５…高周波コイル
１６…プラズマフレーム
１７…反応容器
１８…サイクロン
１９…プラズマ発生部外囲円筒
２０…冷却ガス供給ボンベ
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｃ０９Ｋ 11/84 ＣＰＤ Ｃ０９Ｋ 11/84 ＣＰＤ
(72)発明者 玉谷 正昭
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地
株式会社東芝研究開発センター内
(72)発明者 奥村 美和
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地
株式会社東芝研究開発センター内
(72)発明者 川嵜 一博
神奈川県平塚市田村5893 高周波熱錬株
式会社内
(72)発明者 横田 誠二
神奈川県平塚市田村5893 高周波熱錬株
式会社内
(72)発明者 元木 信二郎
神奈川県平塚市田村5893 高周波熱錬株
式会社内
(72)発明者 井上 好明
神奈川県平塚市田村5893 高周波熱錬株
式会社内
(56)参考文献 特開 平９−310067（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−134443（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C09K 11/00 - 11/89
Claims (12)
- 【請求項１】 Ｙ 2 Ｏ 3 ：Ｅｕ、Ｙ 2 Ｏ 2 Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ 2
Ｏ 2 Ｓ：Ｐｒまたは下記一般式 Ｌｎ 3 Ｍ 5 Ｏ 12 ：Ｒ、もしくはＬｎ 2 ＳｉＯ 5 ：Ｒ （ここで、ＬｎはＹ，Ｇｄ，ＬａおよびＬｕからなる群
より選択される少なくとも１種の元素、ＭはＡｌおよび
Ｇａからなる群より選択される少なくとも１種の元素、
Ｒはランタニド族ならびにＣｒ，ＴｉおよびＦｅからな
る群より選択される少なくとも１種の元素である。）で
表され、平均粒径が０．５〜１５μｍで、長径と短径と
の比が１．０〜１．５の球状粒子からなり、粒子表面か
ら０．１μｍ以内の付活剤濃度が、それより内側の付活
剤濃度に対して２０％以上大きい ことを特徴とする蛍光
体。 - 【請求項２】 粒子表面から０．１μｍ以内の付活剤濃
度が、１５重量％以下であることを特徴とする請求項１
記載の蛍光体。 - 【請求項３】 下記一般式 Ｌｎ 3 Ｍ 5 Ｏ 12 ：Ｒ、またはＬｎ 2 ＳｉＯ 5 ：Ｒ （ここで、ＬｎはＹ，Ｇｄ，ＬａおよびＬｕからなる群
より選択される少なくとも１種の元素、ＭはＡｌおよび
Ｇａからなる群より選択される少なくとも１種の元素、
Ｒはランタニド族ならびにＣｒ，ＴｉおよびＦｅからな
る群より選択される少なくとも１種の元素である。）で
表され、平均粒径が０．５〜１５μｍで、長径と短径と
の比が１．０〜１．５の球状粒子からなり、所望の蛍光
体の各金属イオンの化学量論組成比に対する、粒子表面
から粒径の５％以内の表面領域における各金属イオンの
組成比の差が３０％以内であり、前記表面領域より内部
の各金属イオンの組成比の差が５０％以上であることを
特徴とする蛍光体。 - 【請求項４】 蛍光体母体と付活剤とを含有する蛍光体
粉を、熱プラズマ中において蛍光体成分の一部が気化す
る温度で加熱し冷却して球状蛍光体粉を得る工程と、得
られた球状蛍光体粉を１３００〜１６００℃で熱処理す
る工程とを有することを特徴とする蛍光体の製造方法。 - 【請求項５】 蛍光体が、Ｙ 2 Ｏ 3 ：Ｅｕ、Ｙ 2 Ｏ 2 Ｓ：Ｅ
ｕ、Ｇｄ 2 Ｏ 2 Ｓ：Ｐ ｒまたは下記一般式 Ｌｎ 3 Ｍ 5 Ｏ 12 ：Ｒ、もしくはＬｎ 2 ＳｉＯ 5 ：Ｒ （ここで、ＬｎはＹ，Ｇｄ，ＬａおよびＬｕからなる群
より選択される少なくとも１種の元素、ＭはＡｌおよび
Ｇａからなる群より選択される少なくとも１種の元素、
Ｒはランタニド族ならびにＣｒ，ＴｉおよびＦｅからな
る群より選択される少なくとも１種の元素である。）で
表されることを特徴とする請求項４記載の蛍光体の製造
方法。 - 【請求項６】 熱プラズマ処理の前に、蛍光体母体と付
活剤とを含有する蛍光体粉を酸で洗浄し乾燥することを
特徴とする請求項４記載の蛍光体の製造方法。 - 【請求項７】 蛍光体母体と付活剤とを含有する蛍光体
粉を、熱プラズマ中において蛍光体成分の一部が気化す
る温度で加熱し冷却して球状蛍光体粉を得る工程と、得
られた球状蛍光体粉に蛍光体母体を構成する元素の酸化
物の微粒子を混合し、１２００〜１７００℃で熱処理す
る工程とを有することを特徴とする蛍光体の製造方法。 - 【請求項８】 １３００〜１６００℃で熱処理すること
を特徴とする請求項７記載の蛍光体の製造方法。 - 【請求項９】 前記熱処理時間が１０分〜３０時間であ
ることを特徴とする請求項７記載の蛍光体の製造方法。 - 【請求項１０】 蛍光体が、下記一般式 Ｌｎ3Ｍ5Ｏ12：Ｒ、またはＬｎ2ＳｉＯ5：Ｒ （ここで、ＬｎはＹ，Ｇｄ，ＬａおよびＬｕからなる群
より選択される少なくとも１種の元素、ＭはＡｌおよび
Ｇａからなる群より選択される少なくとも１種の元素、
Ｒはランタニド族ならびにＣｒ，ＴｉおよびＦｅからな
る群より選択される少なくとも１種の元素である。）で
表されることを特徴とする請求項７記載の蛍光体の製造
方法。 - 【請求項１１】 蛍光体母体を構成する元素の酸化物の
微粒子の粒径が１μｍ以下であることを特徴とする請求
項７記載の蛍光体の製造方法。 - 【請求項１２】 熱プラズマ処理の前に、蛍光体母体と
付活剤とを含有する蛍光体粉を酸で洗浄し乾燥すること
を特徴とする請求項７記載の蛍光体の製造方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-59156 | 1996-03-15 | ||
| JP5915696 | 1996-03-15 | ||
| JP06312297A JP3469425B2 (ja) | 1996-03-15 | 1997-03-17 | 蛍光体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09328681A JPH09328681A (ja) | 1997-12-22 |
| JP3469425B2 true JP3469425B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=26400204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06312297A Expired - Fee Related JP3469425B2 (ja) | 1996-03-15 | 1997-03-17 | 蛍光体およびその製造方法 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3469425B2 (ja) |
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| JP2003292950A (ja) * | 2002-04-04 | 2003-10-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蛍光体とその製造方法 |
| JP4526904B2 (ja) * | 2003-08-29 | 2010-08-18 | パナソニック株式会社 | 蛍光体及びプラズマディスプレイ装置 |
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| JP2007332324A (ja) * | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Denki Kagaku Kogyo Kk | サイアロン蛍光体とその製造方法、およびそれを用いた発光素子 |
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| US20100272650A1 (en) * | 2007-11-21 | 2010-10-28 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | Semiconductor nanoparticle, and fluorescent labeling substance and molecule/cell imaging method by use thereof |
| JP5323131B2 (ja) * | 2010-06-09 | 2013-10-23 | 信越化学工業株式会社 | 蛍光粒子及び発光ダイオード並びにこれらを用いた照明装置及び液晶パネル用バックライト装置 |
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| CN113416544B (zh) * | 2021-06-29 | 2022-05-10 | 有研稀土新材料股份有限公司 | 一种石榴石结构荧光粉及包含该荧光粉的发光装置 |
-
1997
- 1997-03-17 JP JP06312297A patent/JP3469425B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH09328681A (ja) | 1997-12-22 |
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