JP3484774B2 - アルミン酸塩蛍光体 - Google Patents
アルミン酸塩蛍光体Info
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Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2価のユーロピウム付
活あるいは、2価のユーロピウム及び2価のマンガン共
付活したアルミン酸塩蛍光体に関し、特に、この蛍光体
は、3波長域発光形蛍光ランプに適した物である。
活あるいは、2価のユーロピウム及び2価のマンガン共
付活したアルミン酸塩蛍光体に関し、特に、この蛍光体
は、3波長域発光形蛍光ランプに適した物である。
【0002】
【従来の技術】近年、一般照明用蛍光ランプの分野に於
いて、3波長域発光形蛍光ランプが開発され、実用に供
されている。このランプに使用される蛍光体は、比較的
狭帯域の発光スペクトル分布を有する青色、緑色、赤色
の3種の発光蛍光体を適当な割合で混合した物であり、
高効率、高演色性を実現した物である。又、最近は、こ
の3種の蛍光体に加え、青緑色蛍光体や、深赤色蛍光体
を付加した3波長域発光形蛍光ランプも実用化してい
る。
いて、3波長域発光形蛍光ランプが開発され、実用に供
されている。このランプに使用される蛍光体は、比較的
狭帯域の発光スペクトル分布を有する青色、緑色、赤色
の3種の発光蛍光体を適当な割合で混合した物であり、
高効率、高演色性を実現した物である。又、最近は、こ
の3種の蛍光体に加え、青緑色蛍光体や、深赤色蛍光体
を付加した3波長域発光形蛍光ランプも実用化してい
る。
【0003】この3波長域発光形蛍光ランプは、各々の
蛍光体についてランプ点灯中の光出力の低下及び発光色
の変化が大きいと、蛍光体間で、光出力及び発光色のバ
ランスを崩して、色ずれ現象を起こす事が知られてい
る。2価のユーロピウム付活および2価のユーロピウム
とマンガンで共付活されたアルミン酸塩蛍光体は、紫外
線励起時の発光効率が高く(特公昭52−22836号
公報参照)、3波長域発光形蛍光ランプの青色及び青緑
色発光蛍光体として、しばしば用いられてきた(JOU
RNAL OF ELECTROCHEMICAL S
OCIETY 121(1974)1627−163
1)。
蛍光体についてランプ点灯中の光出力の低下及び発光色
の変化が大きいと、蛍光体間で、光出力及び発光色のバ
ランスを崩して、色ずれ現象を起こす事が知られてい
る。2価のユーロピウム付活および2価のユーロピウム
とマンガンで共付活されたアルミン酸塩蛍光体は、紫外
線励起時の発光効率が高く(特公昭52−22836号
公報参照)、3波長域発光形蛍光ランプの青色及び青緑
色発光蛍光体として、しばしば用いられてきた(JOU
RNAL OF ELECTROCHEMICAL S
OCIETY 121(1974)1627−163
1)。
【0004】しかし、この蛍光体を3波長域発光形蛍光
ランプの青色成分として用いた蛍光ランプは、上記色ず
れが大きいという欠点があった。この問題を解決する方
法としてアルミン酸塩蛍光体の組成をきわめて狭い範囲
に限定する事(特開平3−106987号公報)や、マ
ンガンを微量添加する事(特開平3−106988号公
報)があるが、更なる改良が望まれている。
ランプの青色成分として用いた蛍光ランプは、上記色ず
れが大きいという欠点があった。この問題を解決する方
法としてアルミン酸塩蛍光体の組成をきわめて狭い範囲
に限定する事(特開平3−106987号公報)や、マ
ンガンを微量添加する事(特開平3−106988号公
報)があるが、更なる改良が望まれている。
【0005】また、Eu添加量を増量する事(蛍光体同
学会講演予稿集180(1980)19−25、Z.P
hys.Chem.271(1990)1181−11
90)もこの欠点を改良するための一手段であるが、還
元焼成条件が適切でない場合にはEuAlO3 等の不純
物が析出してしまうために、高価なEuを多量に使用す
るにも関わらず、色ずれの改善効果は小さかった。
学会講演予稿集180(1980)19−25、Z.P
hys.Chem.271(1990)1181−11
90)もこの欠点を改良するための一手段であるが、還
元焼成条件が適切でない場合にはEuAlO3 等の不純
物が析出してしまうために、高価なEuを多量に使用す
るにも関わらず、色ずれの改善効果は小さかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】蛍光ランプ点灯時に発
光強度の低下の少ない2価のユーロピウムあるいは2価
のユーロピウム及び2価のマンガン共付活のアルミン酸
塩蛍光体を提供する事にある。
光強度の低下の少ない2価のユーロピウムあるいは2価
のユーロピウム及び2価のマンガン共付活のアルミン酸
塩蛍光体を提供する事にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、色ずれの
問題を解決する方法として、2価のユーロピウムあるい
は2価のユーロピウム及び2価のマンガン共付活のアル
ミン酸塩蛍光体について詳細に検討を行った結果、特定
のアルミン酸蛍光体は蛍光ランプ点灯時に発光強度の低
下が少ないことを見出し、本発明に到達した。
問題を解決する方法として、2価のユーロピウムあるい
は2価のユーロピウム及び2価のマンガン共付活のアル
ミン酸塩蛍光体について詳細に検討を行った結果、特定
のアルミン酸蛍光体は蛍光ランプ点灯時に発光強度の低
下が少ないことを見出し、本発明に到達した。
【0008】すなわち、本発明の要旨はBa、Sr及び
Caから成る群より選択される少なくとも一種の元素、
Eu、Mg及び/又はZn、必要に応じてMn、並びに
Alを含有するアルミン酸塩蛍光体であって、且つCu
Kα1 特性X線を入射した際に得られる粉末X線回折パ
ターンにおいて、ミラー指数008の位置にミラー指数
110の回折ピークと独立したピークを有さない結晶質
無機化合物を含有することを特徴とするアルミン酸塩蛍
光体に存する。
Caから成る群より選択される少なくとも一種の元素、
Eu、Mg及び/又はZn、必要に応じてMn、並びに
Alを含有するアルミン酸塩蛍光体であって、且つCu
Kα1 特性X線を入射した際に得られる粉末X線回折パ
ターンにおいて、ミラー指数008の位置にミラー指数
110の回折ピークと独立したピークを有さない結晶質
無機化合物を含有することを特徴とするアルミン酸塩蛍
光体に存する。
【0009】以下に本発明につき詳細に説明する。本発
明のアルミン酸塩蛍光体は、Ba、Sr及びCaから成
る群より選択される少なくとも一種の元素、Eu、Mg
及び/又はZn、必要に応じてMn、並びにAlを含有
するアルミン酸塩蛍光体であって、且つCuKα1 特性
X線を入射した際に得られる粉末X線回折パターンにお
いて、ミラー指数008の位置にミラー指数110の回
折ピークと独立したピークを有さない結晶質無機化合物
を含有することを特徴とし、特に該結晶質無機化合物が
一般式
明のアルミン酸塩蛍光体は、Ba、Sr及びCaから成
る群より選択される少なくとも一種の元素、Eu、Mg
及び/又はZn、必要に応じてMn、並びにAlを含有
するアルミン酸塩蛍光体であって、且つCuKα1 特性
X線を入射した際に得られる粉末X線回折パターンにお
いて、ミラー指数008の位置にミラー指数110の回
折ピークと独立したピークを有さない結晶質無機化合物
を含有することを特徴とし、特に該結晶質無機化合物が
一般式
【0010】
【数7】(M1 1-x ,Eux )O・a(M2 1-y,M
ny )O・(5.5−0.5a)Al2 O3
ny )O・(5.5−0.5a)Al2 O3
【0011】(式中、M1 はBa、Sr及びCaから成
る群より選択される少なくとも一種の元素を表し、M2
はMg及び/又はZnを表し、aは0<a≦2の実数を
表し、x及びyはそれぞれ0<x<1、0≦y<1の実
数を表す)で表されるアルミン酸塩蛍光体であることが
好ましい。
る群より選択される少なくとも一種の元素を表し、M2
はMg及び/又はZnを表し、aは0<a≦2の実数を
表し、x及びyはそれぞれ0<x<1、0≦y<1の実
数を表す)で表されるアルミン酸塩蛍光体であることが
好ましい。
【0012】上記一般式中の、a、x、yの好ましい値
は、以下の理由で決められる。xは結晶構造的には、0
から1迄可変であるが、十分な発光強度を得られ、しか
も、蛍光灯点灯時の発光強度の低下を防止するのに有効
なのは、0.1以上0.5以下である。xが0.1未満
でも0.5を越えても発光強度が低くなってしまう。中
でも更に、xが0.15未満では発光強度の低下防止効
果が少ないが、0.1≦x≦0.15の場合には式中M
1 の元素の構成比が0.2≦Sr/(Ba+Sr+Ca
+Eu)<1を満足する組成とすると、蛍光灯点灯時の
発光強度の低下防止に有効である。xが大きいほど発光
強度の低下防止に有効だが、0.5を越えるとEuAl
O3 の析出が顕著になり、低下防止効果が飽和する。y
も結晶構造的には、0から1迄可変であるが、十分な発
光強度を得られるのは、0.2以下であり、特にy=0
であっても好ましい。又、M1 はBa、Sr、Caの少
なくとも1種であるが、Caの構成比が0.01≦Ca
/(M1 +Eu)≦0.17の範囲の化学組成とする
と、不純物が生成せずに蛍光体合成温度の低減が可能と
なる。一方、Caの構成比が0.17<Ca/(M1 +
Eu)の範囲の化学組成とすると、非発光物質である不
純物の混在が顕著となり、発光強度の低下に繋がる。
は、以下の理由で決められる。xは結晶構造的には、0
から1迄可変であるが、十分な発光強度を得られ、しか
も、蛍光灯点灯時の発光強度の低下を防止するのに有効
なのは、0.1以上0.5以下である。xが0.1未満
でも0.5を越えても発光強度が低くなってしまう。中
でも更に、xが0.15未満では発光強度の低下防止効
果が少ないが、0.1≦x≦0.15の場合には式中M
1 の元素の構成比が0.2≦Sr/(Ba+Sr+Ca
+Eu)<1を満足する組成とすると、蛍光灯点灯時の
発光強度の低下防止に有効である。xが大きいほど発光
強度の低下防止に有効だが、0.5を越えるとEuAl
O3 の析出が顕著になり、低下防止効果が飽和する。y
も結晶構造的には、0から1迄可変であるが、十分な発
光強度を得られるのは、0.2以下であり、特にy=0
であっても好ましい。又、M1 はBa、Sr、Caの少
なくとも1種であるが、Caの構成比が0.01≦Ca
/(M1 +Eu)≦0.17の範囲の化学組成とする
と、不純物が生成せずに蛍光体合成温度の低減が可能と
なる。一方、Caの構成比が0.17<Ca/(M1 +
Eu)の範囲の化学組成とすると、非発光物質である不
純物の混在が顕著となり、発光強度の低下に繋がる。
【0013】本発明の蛍光体に含有される結晶質無機化
合物の空間群は、通常P63 /mmcである。空間群の
決定は、電子回折法、X線回折法、中性子回折法などに
より決定される。色調の良好な蛍光体を得るためには、
それに含有される結晶質無機化合物の格子定数aが5.
62<a<5.65Å、格子定数cが22.50<c<
22.65Åを満足する値である必要があるが、この範
囲内で格子定数cが小さければ小さいほど蛍光灯点灯時
の発光強度の低下が少ない。イオン半径の大きいBaの
添加量を減らし、イオン半径の小さいEuとSrの添加
量を増すと、格子定数cは小さくなる。
合物の空間群は、通常P63 /mmcである。空間群の
決定は、電子回折法、X線回折法、中性子回折法などに
より決定される。色調の良好な蛍光体を得るためには、
それに含有される結晶質無機化合物の格子定数aが5.
62<a<5.65Å、格子定数cが22.50<c<
22.65Åを満足する値である必要があるが、この範
囲内で格子定数cが小さければ小さいほど蛍光灯点灯時
の発光強度の低下が少ない。イオン半径の大きいBaの
添加量を減らし、イオン半径の小さいEuとSrの添加
量を増すと、格子定数cは小さくなる。
【0014】本発明の蛍光体に含有される結晶質無機化
合物を構成する元素の原子位置は、粉末X線回折パター
ンに基づくリートベルト解析法により求められるが、こ
の方法によれば表1又は表2に示す原子座標位置を占有
すると解析される。Euはアルカリ土類金属M1 と同一
位置を占有する。一方、MnはM2 と同一位置を占有す
る。イオン半径の小さいEuとSrをイオン半径の大き
いBaの代わりにアルカリ土類金属M1 の位置に置換す
ると、この席の空隙が小さくなり、劣化防止効果が大き
くなる。M2 とMnの占有する位置は2種類考えられる
が、4f席を占有する場合にはaは1≦a≦2の範囲の
値をとり、2a席を占有する場合にはa=1となる。
尚、a<1の場合にはEuの緑色発光が顕著となり、色
純度の良い青色や青緑色が得られ難い傾向にある。格子
定数と原子位置の決定は前述の種々の回折法により決定
される。
合物を構成する元素の原子位置は、粉末X線回折パター
ンに基づくリートベルト解析法により求められるが、こ
の方法によれば表1又は表2に示す原子座標位置を占有
すると解析される。Euはアルカリ土類金属M1 と同一
位置を占有する。一方、MnはM2 と同一位置を占有す
る。イオン半径の小さいEuとSrをイオン半径の大き
いBaの代わりにアルカリ土類金属M1 の位置に置換す
ると、この席の空隙が小さくなり、劣化防止効果が大き
くなる。M2 とMnの占有する位置は2種類考えられる
が、4f席を占有する場合にはaは1≦a≦2の範囲の
値をとり、2a席を占有する場合にはa=1となる。
尚、a<1の場合にはEuの緑色発光が顕著となり、色
純度の良い青色や青緑色が得られ難い傾向にある。格子
定数と原子位置の決定は前述の種々の回折法により決定
される。
【0015】この結晶構造を持つ結晶質無機化合物から
の粉末X線回折パターンは、例えば(Ba0.8 ,Eu
0.2 )O・MgO・5Al2 O3 の組成の場合には図1
に示すようなものであるが、Al2 O3 やMgAl2 O
4 などの発光に悪影響を殆ど及ぼさない透明な不純物が
蛍光体中に混在している場合には、上記の回折ピーク以
外に不純物の回折ピークが加わったパターンとなる。
の粉末X線回折パターンは、例えば(Ba0.8 ,Eu
0.2 )O・MgO・5Al2 O3 の組成の場合には図1
に示すようなものであるが、Al2 O3 やMgAl2 O
4 などの発光に悪影響を殆ど及ぼさない透明な不純物が
蛍光体中に混在している場合には、上記の回折ピーク以
外に不純物の回折ピークが加わったパターンとなる。
【0016】蛍光灯点灯中の劣化が起こりにくい本発明
の蛍光体に含有される結晶質無機化合物に銅陰極X線管
球から発生するCuKα1 特性X線を入射した際の粉末
X線回折パターンにおいて、図1に示すように、ミラー
指数008の回折ピークがミラー指数110の回折ピー
クと独立して極大値を持たないパターンを示すことであ
る。一方、極大値を持つ場合には、図2に示すような粉
末X線回折パターンとなる。ここで、独立して極大値を
持たないとは、X線回折強度をI、回折角度2θをt度
とした場合に、一次微分値dI/dtがミラー指数00
8の回折ピークとミラー指数110の回折ピークの間に
おいて、負の値を持たないことを意味する。結晶質無機
化合物の蛍光灯点灯中の劣化を起こりにくくするために
は、この結晶内においてc軸に垂直なBa−O層内の酸
素の位置を安定させる必要がある。そのためには、格子
定数cを短くし、22.50<c<22.65Åを満足
する値にする必要がある。格子定数cが短いと言うこと
は、ミラー指数008の回折ピークが高角度側に存在す
ると言うことと同一の事象に基づいており、上記Ba−
O層内の酸素の位置の安定化に繋がる。一方、ミラー指
数110の回折ピーク位置は、格子定数cの短縮とは相
関がない。従って、一次微分値dI/dtがミラー指数
008の回折ピークとミラー指数110の回折ピークの
間において、負の値を持たないと言うことは、格子定数
cが短く、蛍光灯点灯時の発光強度の低下が少ないこと
を定性的に意味している。
の蛍光体に含有される結晶質無機化合物に銅陰極X線管
球から発生するCuKα1 特性X線を入射した際の粉末
X線回折パターンにおいて、図1に示すように、ミラー
指数008の回折ピークがミラー指数110の回折ピー
クと独立して極大値を持たないパターンを示すことであ
る。一方、極大値を持つ場合には、図2に示すような粉
末X線回折パターンとなる。ここで、独立して極大値を
持たないとは、X線回折強度をI、回折角度2θをt度
とした場合に、一次微分値dI/dtがミラー指数00
8の回折ピークとミラー指数110の回折ピークの間に
おいて、負の値を持たないことを意味する。結晶質無機
化合物の蛍光灯点灯中の劣化を起こりにくくするために
は、この結晶内においてc軸に垂直なBa−O層内の酸
素の位置を安定させる必要がある。そのためには、格子
定数cを短くし、22.50<c<22.65Åを満足
する値にする必要がある。格子定数cが短いと言うこと
は、ミラー指数008の回折ピークが高角度側に存在す
ると言うことと同一の事象に基づいており、上記Ba−
O層内の酸素の位置の安定化に繋がる。一方、ミラー指
数110の回折ピーク位置は、格子定数cの短縮とは相
関がない。従って、一次微分値dI/dtがミラー指数
008の回折ピークとミラー指数110の回折ピークの
間において、負の値を持たないと言うことは、格子定数
cが短く、蛍光灯点灯時の発光強度の低下が少ないこと
を定性的に意味している。
【0017】本発明の蛍光体は、次のように合成する事
ができる。蛍光体原料として、 (1)酸化バリウム、水酸化バリウム、炭酸バリウム等
のバリウム化合物 (2)酸化ストロンチウム、水酸化ストロンチウム、炭
酸ストロンチウム等のストロンチウム化合物 (3)酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシ
ウム等のカルシウム化合物 (4)酸化ユーロピウム、フッ化ユーロピウム等のユー
ロピウム化合物 (5)酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マ
グネシウム等のマグネシウム化合物 (6)酸化亜鉛、水酸化亜鉛、炭酸亜鉛等の亜鉛化合物 (7)酸化マンガン、水酸化マンガン、炭酸マンガン等
のマンガン化合物 (8)酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム等のアル
ミニウム化合物 を所定量秤量し、フッ化バリウム、フッ化アルミニウ
ム、フッ化マグネシウム等のフラックスを配合し、原料
混合物を十分に混合する。得られた混合物を坩堝に充填
し、還元性雰囲気にて、1200〜1700℃で2〜4
0時間かけて1回以上焼成する。焼成温度が高いほど、
発光強度の高い蛍光体を得ることが出来るが、1700
℃を越えると焼成コストが発光強度の上昇効果に見合わ
ない。還元性雰囲気を得る方法として、原料の充填され
た坩堝をカーボンの充填された坩堝内に埋め込む方法、
黒鉛の塊や、ヤシガラ等の炭素物質を原料の充填された
坩堝内に入れる方法がある。還元を確実にする為に、更
にこれらの坩堝を窒素あるいは窒素水素の雰囲気中で焼
成しても良い。又これらの雰囲気に水蒸気が含まれてい
ても良い。還元焼成条件を適切にすることは、本発明の
蛍光体を製造するために非常に重要である。即ち、焼成
の開始から終了までの全ての段階において、炭素もしく
は一酸化炭素によって強く還元することによって初めて
本発明の蛍光体を製造する事ができる。この焼成物に分
散、水洗、乾燥、篩を行い、本発明の青色あるいは青緑
色発光のアルミン酸塩蛍光体を得る事ができる。
ができる。蛍光体原料として、 (1)酸化バリウム、水酸化バリウム、炭酸バリウム等
のバリウム化合物 (2)酸化ストロンチウム、水酸化ストロンチウム、炭
酸ストロンチウム等のストロンチウム化合物 (3)酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシ
ウム等のカルシウム化合物 (4)酸化ユーロピウム、フッ化ユーロピウム等のユー
ロピウム化合物 (5)酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マ
グネシウム等のマグネシウム化合物 (6)酸化亜鉛、水酸化亜鉛、炭酸亜鉛等の亜鉛化合物 (7)酸化マンガン、水酸化マンガン、炭酸マンガン等
のマンガン化合物 (8)酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム等のアル
ミニウム化合物 を所定量秤量し、フッ化バリウム、フッ化アルミニウ
ム、フッ化マグネシウム等のフラックスを配合し、原料
混合物を十分に混合する。得られた混合物を坩堝に充填
し、還元性雰囲気にて、1200〜1700℃で2〜4
0時間かけて1回以上焼成する。焼成温度が高いほど、
発光強度の高い蛍光体を得ることが出来るが、1700
℃を越えると焼成コストが発光強度の上昇効果に見合わ
ない。還元性雰囲気を得る方法として、原料の充填され
た坩堝をカーボンの充填された坩堝内に埋め込む方法、
黒鉛の塊や、ヤシガラ等の炭素物質を原料の充填された
坩堝内に入れる方法がある。還元を確実にする為に、更
にこれらの坩堝を窒素あるいは窒素水素の雰囲気中で焼
成しても良い。又これらの雰囲気に水蒸気が含まれてい
ても良い。還元焼成条件を適切にすることは、本発明の
蛍光体を製造するために非常に重要である。即ち、焼成
の開始から終了までの全ての段階において、炭素もしく
は一酸化炭素によって強く還元することによって初めて
本発明の蛍光体を製造する事ができる。この焼成物に分
散、水洗、乾燥、篩を行い、本発明の青色あるいは青緑
色発光のアルミン酸塩蛍光体を得る事ができる。
【0018】本発明においては、X線照射試験において
発光強度の維持率が92%以上、好ましくは94%以上
であるアルミン酸塩蛍光体を得ることが出来る。これま
でのアルミン酸塩蛍光体では、該X線照射試験において
も90%程度しか得られないが、本発明の蛍光体は、極
めて高い発光強度維持率を有する。一般式
発光強度の維持率が92%以上、好ましくは94%以上
であるアルミン酸塩蛍光体を得ることが出来る。これま
でのアルミン酸塩蛍光体では、該X線照射試験において
も90%程度しか得られないが、本発明の蛍光体は、極
めて高い発光強度維持率を有する。一般式
【0019】
【数8】(M1 1-x ,Eux )O・a(M2 1-y ,M
ny )O・(5.5−0.5a)Al2 O3 (式中、M1はBa、Sr及びCaから成る群より選択
される少なくとも一種の元素を表し、M2はMg及び/
又はZnを表す)において、
ny )O・(5.5−0.5a)Al2 O3 (式中、M1はBa、Sr及びCaから成る群より選択
される少なくとも一種の元素を表し、M2はMg及び/
又はZnを表す)において、
【0020】
【数9】1≦a≦2
0.1≦x≦0.5
0≦y≦0.2
を満足する値であって、かつ、0.1≦x≦0.15の
場合には更に式中M1の元素の構成比が 0.2≦Sr/(Ba+Sr+Ca+Eu)<1 を満足する場合において、高い発光強度維持率が達成さ
れる。
場合には更に式中M1の元素の構成比が 0.2≦Sr/(Ba+Sr+Ca+Eu)<1 を満足する場合において、高い発光強度維持率が達成さ
れる。
【0021】X線照射試験は、銅陰極管をX線発生源と
する粉末X線回折計において40kVの加速電圧で30
mAの電流を流した時に発生する白色X線を銅陰極から
18.5cm離れた試料に6時間照射した後に、波長2
53.7nmの紫外線励起による発光強度を測定し、照
射前発光強度に対する維持率として計算することにより
行われる。つまり、X線照射前の紫外線励起による発光
強度をIi とし、X線照射後のそれをIf とすると、X
線照射後の発光強度維持率Mxは、Mx=100×If
/Ii %となる。このX線照射試験は、蛍光ランプ点灯
時の発光強度の維持率と良い相関が取れる。
する粉末X線回折計において40kVの加速電圧で30
mAの電流を流した時に発生する白色X線を銅陰極から
18.5cm離れた試料に6時間照射した後に、波長2
53.7nmの紫外線励起による発光強度を測定し、照
射前発光強度に対する維持率として計算することにより
行われる。つまり、X線照射前の紫外線励起による発光
強度をIi とし、X線照射後のそれをIf とすると、X
線照射後の発光強度維持率Mxは、Mx=100×If
/Ii %となる。このX線照射試験は、蛍光ランプ点灯
時の発光強度の維持率と良い相関が取れる。
【0022】図3は、(Ba1-x ,Eux )O・MgO
・5Al2 O3 (但し、0<x≦0.5)の調合組成で
作製した蛍光体のX線照射試験後の発光強度維持率Mx
を示したものである。図4は、(Ba0.9-Z Srz Eu
0.1 )O・MgO・5Al2 O3 (但し、0≦z≦0.
4)の調合組成で作製した蛍光体のX線照射試験後の発
光強度維持率Mxを示したものである。本発明の蛍光体
の応用としては、紫外線励起により発光が得られる物に
ついて有効であり、蛍光ランプだけに限られない。例え
ば、プラズマデイスプレイや希ガス放電ランプに応用す
る事ができる。
・5Al2 O3 (但し、0<x≦0.5)の調合組成で
作製した蛍光体のX線照射試験後の発光強度維持率Mx
を示したものである。図4は、(Ba0.9-Z Srz Eu
0.1 )O・MgO・5Al2 O3 (但し、0≦z≦0.
4)の調合組成で作製した蛍光体のX線照射試験後の発
光強度維持率Mxを示したものである。本発明の蛍光体
の応用としては、紫外線励起により発光が得られる物に
ついて有効であり、蛍光ランプだけに限られない。例え
ば、プラズマデイスプレイや希ガス放電ランプに応用す
る事ができる。
【0023】
【発明の効果】本発明の2価のユーロピウムあるいは2
価のユーロピウム及び2価のマンガン共付活のアルミン
酸塩蛍光体を用いることにより、点灯時に発光強度の低
下の少ない蛍光ランプを製造する事が可能となる。従っ
て、長時間に亘って高輝度で高演色性を示す3波長域発
光形蛍光ランプを製造する事が可能となる。従って、長
時間に亘って高輝度で高演色性を示す3波長域発光形蛍
光ランプが得られる。
価のユーロピウム及び2価のマンガン共付活のアルミン
酸塩蛍光体を用いることにより、点灯時に発光強度の低
下の少ない蛍光ランプを製造する事が可能となる。従っ
て、長時間に亘って高輝度で高演色性を示す3波長域発
光形蛍光ランプを製造する事が可能となる。従って、長
時間に亘って高輝度で高演色性を示す3波長域発光形蛍
光ランプが得られる。
【0024】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
実施例1
【0025】
【表1】
BaCO3 :0.8mol
Eu2 O3 :0.1mol
MgO :1.0mol
Al2 O3 (ガンマタイプ):5.0mol
【0026】上記原料をエタノールを使用して湿式で混
合し、乾燥し、成形圧力1000kgf/cm2 でペレ
ット状に成形し、坩堝に入れて蓋を被せ、この坩堝をビ
ーズ炭を入れた別の坩堝内に入れて蓋を被せ、大気中で
最高温度1500℃で4時間焼成した。次いで、得られ
た焼成ペレットを粉砕し、(Ba0.8 ,Eu0.2 )O・
MgO・5Al2 O3 の2価のユーロピウム付活青色発
光バリウムマグネシウムアルミン酸塩蛍光体を得た。
合し、乾燥し、成形圧力1000kgf/cm2 でペレ
ット状に成形し、坩堝に入れて蓋を被せ、この坩堝をビ
ーズ炭を入れた別の坩堝内に入れて蓋を被せ、大気中で
最高温度1500℃で4時間焼成した。次いで、得られ
た焼成ペレットを粉砕し、(Ba0.8 ,Eu0.2 )O・
MgO・5Al2 O3 の2価のユーロピウム付活青色発
光バリウムマグネシウムアルミン酸塩蛍光体を得た。
【0027】この蛍光体のX線照射試験後の発光強度維
持率Mxは94.8%であった。また、この蛍光体の空
間群はP63 /mmc、格子定数はa=5.636Å、
c=22.643Åであり、構成元素が表1又は表2に
示す原子座標位置を占有していた。CuKα1 特性X線
を入射した際に図1の粉末X線回折パターンを示し、ミ
ラー指数008の位置にミラー指数110の回折ピーク
と独立したピークを持たないパターンを示した。
持率Mxは94.8%であった。また、この蛍光体の空
間群はP63 /mmc、格子定数はa=5.636Å、
c=22.643Åであり、構成元素が表1又は表2に
示す原子座標位置を占有していた。CuKα1 特性X線
を入射した際に図1の粉末X線回折パターンを示し、ミ
ラー指数008の位置にミラー指数110の回折ピーク
と独立したピークを持たないパターンを示した。
【0028】実施例2〜実施例9
表4に示す様に原料混合組成、焼成温度及びフラックス
であるAlF3 添加の有無を変更した以外は実施例1に
従ってアルミン酸塩蛍光体を得た。これらの蛍光体のX
線照射試験後の発光強度維持率Mxを表5に示す。ま
た、主な実施例については格子定数も併記した。尚、こ
れらの蛍光体の空間群、構成元素の原子座標位置、粉末
X線回折パターンは、実施例1とほぼ同一であり、ミラ
ー指数008の位置にミラー指数110の回折ピークと
独立したピークを持たないパターンを示した。実施例1
〜実施例9の合成方法と特性について表4と表5にまと
めて記載した。 実施例10
であるAlF3 添加の有無を変更した以外は実施例1に
従ってアルミン酸塩蛍光体を得た。これらの蛍光体のX
線照射試験後の発光強度維持率Mxを表5に示す。ま
た、主な実施例については格子定数も併記した。尚、こ
れらの蛍光体の空間群、構成元素の原子座標位置、粉末
X線回折パターンは、実施例1とほぼ同一であり、ミラ
ー指数008の位置にミラー指数110の回折ピークと
独立したピークを持たないパターンを示した。実施例1
〜実施例9の合成方法と特性について表4と表5にまと
めて記載した。 実施例10
【0029】
【表2】
BaCO3 :0.8mol
Eu2 O3 :0.1mol
3MgCO3 ・Mg(OH)2 :0.25mol
Al2 O3 (ガンマタイプ) :5.0mol
AlF3 :0.012mol
【0030】上記原料を乾式で混合し、乾燥、篩の後、
坩堝に充填し、更にビーズ炭を入れた坩堝を原料の上に
乗せ、蓋をして水蒸気を含んだ窒素雰囲気中で最高温度
1450℃で昇降温時間を含め11時間掛けて1次焼成
した。次いで、焼成粉を粉砕、篩し再度坩堝に充填し、
更にビーズ炭を入れた坩堝を乗せ、蓋をして水蒸気を含
んだ窒素水素混合雰囲気中で最高温度1450℃で昇降
温時間を含め11時間掛けて2次焼成を行った。次い
で、焼成粉を分散、洗浄、乾燥、篩の処理を行い、(B
a0.8 ,Eu0.2 )O・MgO・5Al2 O3 の2価の
ユーロピウム付活青色発光バリウムマグネシウムアルミ
ン酸塩蛍光体を得た。
坩堝に充填し、更にビーズ炭を入れた坩堝を原料の上に
乗せ、蓋をして水蒸気を含んだ窒素雰囲気中で最高温度
1450℃で昇降温時間を含め11時間掛けて1次焼成
した。次いで、焼成粉を粉砕、篩し再度坩堝に充填し、
更にビーズ炭を入れた坩堝を乗せ、蓋をして水蒸気を含
んだ窒素水素混合雰囲気中で最高温度1450℃で昇降
温時間を含め11時間掛けて2次焼成を行った。次い
で、焼成粉を分散、洗浄、乾燥、篩の処理を行い、(B
a0.8 ,Eu0.2 )O・MgO・5Al2 O3 の2価の
ユーロピウム付活青色発光バリウムマグネシウムアルミ
ン酸塩蛍光体を得た。
【0031】この蛍光体のX線照射試験後の発光強度維
持率Mxは94.8%であった。また、この蛍光体の空
間群、格子定数、構成元素の原子座標位置、粉末X線回
折パターンは、実施例1と同一であった。 実施例11
持率Mxは94.8%であった。また、この蛍光体の空
間群、格子定数、構成元素の原子座標位置、粉末X線回
折パターンは、実施例1と同一であった。 実施例11
【0032】
【表3】
BaCO3 :0.85mol
Eu2 O3 :0.075mol
3MgCO3 ・Mg(OH)2 :0.25mol
Al2 O3 (ガンマタイプ) :5.0mol
AlF3 :0.012mol
【0033】上記の原料混合組成に変更した以外は実施
例10に従ってバリウムマグネシウムアルミン酸塩蛍光
体を得た。この蛍光体のX線照射試験後の発光強度維持
率Mxは93.1%であった。また、この蛍光体の空間
群、格子定数、構成元素の原子座標位置、粉末X線回折
パターンは、実施例1とほぼ同一であった。実施例12
例10に従ってバリウムマグネシウムアルミン酸塩蛍光
体を得た。この蛍光体のX線照射試験後の発光強度維持
率Mxは93.1%であった。また、この蛍光体の空間
群、格子定数、構成元素の原子座標位置、粉末X線回折
パターンは、実施例1とほぼ同一であった。実施例12
【0034】
【表4】
BaCO3 :0.6mol
SrCO3 :0.2mol
Eu2 O3 :0.1mol
3MgCO3 ・Mg(OH)2 :0.25mol
Al2 O3 (ガンマタイプ) :5.0mol
AlF3 :0.03mol
【0035】上記の原料混合組成に変更した以外は実施
例10に従ってバリウムストロンチウムマグネシウムア
ルミン酸塩蛍光体を得た。この蛍光体のX線照射試験後
の発光強度維持率Mxは95.1%であった。また、こ
の蛍光体の空間群、格子定数、構成元素の原子座標位
置、粉末X線回折パターンは、実施例1とほぼ同一であ
った。 比較例1
例10に従ってバリウムストロンチウムマグネシウムア
ルミン酸塩蛍光体を得た。この蛍光体のX線照射試験後
の発光強度維持率Mxは95.1%であった。また、こ
の蛍光体の空間群、格子定数、構成元素の原子座標位
置、粉末X線回折パターンは、実施例1とほぼ同一であ
った。 比較例1
【0036】
【表5】
BaCO3 :0.99mol
Eu2 O3 :0.005mol
MgO3 :1.0mol
Al2 O3 (ガンマタイプ):5.0mol
【0037】上記原料混合組成にした以外は実施例1と
全く同一の合成方法により、(Ba 0.99,Eu0.01)O
・MgO・5Al2 O3 の2価のユーロピウム付活青色
発光バリウムマグネシウムアルミン酸塩蛍光体を得た。
この蛍光体のX線照射試験後の発光強度維持率Mxは7
0.4%であった。また、この蛍光体の空間群はP63
/mmc、格子定数はa=5.636Å、c=22.6
86Åであった。CuKα1 特性X線を入射した際に図
2に示すようにミラー指数008の位置にミラー指数1
10の回折ピークと独立した回折ピークを持つパターン
を示した。
全く同一の合成方法により、(Ba 0.99,Eu0.01)O
・MgO・5Al2 O3 の2価のユーロピウム付活青色
発光バリウムマグネシウムアルミン酸塩蛍光体を得た。
この蛍光体のX線照射試験後の発光強度維持率Mxは7
0.4%であった。また、この蛍光体の空間群はP63
/mmc、格子定数はa=5.636Å、c=22.6
86Åであった。CuKα1 特性X線を入射した際に図
2に示すようにミラー指数008の位置にミラー指数1
10の回折ピークと独立した回折ピークを持つパターン
を示した。
【0038】比較例2〜比較例6
表4に示す様に原料混合組成、焼成温度及びフラックス
であるAlF3 添加の有無を変更した以外は実施例1に
従ってアルカリ土類マグネシウムアルミン酸塩蛍光体を
得た。これらの蛍光体のX線照射試験後の発光強度維持
率Mxを表5に示す。また、主な比較例については格子
定数も併記した。尚、これらの蛍光体の粉末X線回折パ
ターンは、比較例1とほぼ同一であり、ミラー指数00
8の位置に独立した回折ピークを有していた。比較例1
〜比較例6の合成方法と特性について表4と表5にまと
めて記載した。 比較例7
であるAlF3 添加の有無を変更した以外は実施例1に
従ってアルカリ土類マグネシウムアルミン酸塩蛍光体を
得た。これらの蛍光体のX線照射試験後の発光強度維持
率Mxを表5に示す。また、主な比較例については格子
定数も併記した。尚、これらの蛍光体の粉末X線回折パ
ターンは、比較例1とほぼ同一であり、ミラー指数00
8の位置に独立した回折ピークを有していた。比較例1
〜比較例6の合成方法と特性について表4と表5にまと
めて記載した。 比較例7
【0039】
【表6】
BaCO3 :0.90mol
Eu2 O3 :0.05mol
3MgCO3 ・Mg(OH)2 :0.25mol
Al2 O3 (ガンマタイプ) :5.0mol
AlF3 :0.012mol
【0040】上記の原料混合組成に変更した以外は実施
例10に従ってバリウムマグネシウムアルミン酸塩蛍光
体を得た。この蛍光体のX線照射試験後の発光強度維持
率Mxは90.4%であった。この蛍光体の粉末X線回
折パターンは、比較例1とほぼ同一であり、ミラー指数
008の位置に独立した回折ピークを有していた。
例10に従ってバリウムマグネシウムアルミン酸塩蛍光
体を得た。この蛍光体のX線照射試験後の発光強度維持
率Mxは90.4%であった。この蛍光体の粉末X線回
折パターンは、比較例1とほぼ同一であり、ミラー指数
008の位置に独立した回折ピークを有していた。
【0041】
【表7】
【0042】
【表8】
【0043】
【表9】
【0044】
【表10】
【0045】
【表11】
【0046】
【表12】
【0047】
【表13】
【0048】
【表14】
【図1】実施例1における粉末X線回折パターン
【図2】比較例1における粉末X線回折パターン
【図3】(Ba1-x ,Eux )O・MgO・5Al2 O
3 の調合組成で作製した蛍光体のX線照射試験後の発光
強度維持率(0<x≦0.5)
3 の調合組成で作製した蛍光体のX線照射試験後の発光
強度維持率(0<x≦0.5)
【図4】(Ba0.9-z Srz Eu0.1 )O・MgO・5
Al2 O3 の調合組成で作製した蛍光体のX線照射試験
後の発光強度維持率(0<z≦0.4)
Al2 O3 の調合組成で作製した蛍光体のX線照射試験
後の発光強度維持率(0<z≦0.4)
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 三浦 千里
神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地
三菱化成株式会社総合研究所内
(72)発明者 久宗 孝之
神奈川県小田原市成田1060番地 化成オ
プトニクス株式会社内
(72)発明者 那部 正和
神奈川県小田原市成田1060番地 化成オ
プトニクス株式会社内
(72)発明者 鳥海 浩一
神奈川県小田原市成田1060番地 化成オ
プトニクス株式会社内
(56)参考文献 特開 平3−106987(JP,A)
特開 平3−106988(JP,A)
特開 昭49−184(JP,A)
特開 昭61−258893(JP,A)
Z.Phys.Chemie.Lei
pzig,1990年,271,1181−1190
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
C09K 11/64
C09K 11/08
Claims (8)
- 【請求項1】 Ba、Sr及びCaから成る群より選択
される少なくとも一種の元素、Eu、Mg及び/又はZ
n、必要に応じてMn、並びにAlを含有するアルミン
酸塩蛍光体であって、且つCuKα1特性X線を入射し
た際に得られる粉末X線回折パターンにおいて、ミラー
指数008の位置にミラー指数110の回折ピークと独
立したピークを有さない結晶質無機化合物を含有するこ
とを特徴とするアルミン酸塩蛍光体。 - 【請求項2】 該結晶質無機化合物が、一般式 【数1】(M1 1-x,Eux)O・a(M2 1-y,Mny)O
・(5.5−0.5a)Al2O3 (式中、M1はBa、Sr及びCaから成る群より選択
される少なくとも一種の元素を表し、M2はMg及び/
又はZnを表し、aは0<a≦2の実数を表し、x及び
yはそれぞれ0<x<1、0≦y<1の実数を表す)で
表されるアルミン酸塩蛍光体であることを特徴とする請
求項1に記載のアルミン酸塩蛍光体。 - 【請求項3】 x及びyが、それぞれ 【数2】0.1≦x≦0.5 0≦y≦0.2 であることを特徴とする請求項2に記載のアルミン酸塩
蛍光体。 - 【請求項4】 aが、 【数3】1≦a≦2 の実数であることを特徴とする請求項2又は3に記載の
アルミン酸塩蛍光体。 - 【請求項5】 xが、 【数4】0.1≦x≦0.15 である場合、M1の元素の構成比が 【数5】0.2≦Sr/(Ba+Sr+Ca+Eu)<
1 を満足するものであることを特徴とする請求項3又は4
に記載のアルミン酸塩蛍光体。 - 【請求項6】 y=0であることを特徴とする請求項2
乃至5に記載のアルミン酸塩蛍光体。 - 【請求項7】 該結晶質無機化合物の単層からなること
を特徴とする請求項1乃至6に記載のアルミン酸塩蛍光
体。 - 【請求項8】 X線照射試験における発光強度の維持率
が92%以上であることを特徴とする請求項1乃至7に
記載のアルミン酸塩蛍光体。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19314194A JP3484774B2 (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | アルミン酸塩蛍光体 |
| TW084108503A TW353678B (en) | 1994-08-17 | 1995-08-15 | Aluminate phosphor |
| CN95115119A CN1087332C (zh) | 1994-08-17 | 1995-08-16 | 铝酸盐荧光粉 |
| DE69533684T DE69533684T2 (de) | 1994-08-17 | 1995-08-16 | Aluminat-Phosphor |
| EP95112873A EP0697453B1 (en) | 1994-08-17 | 1995-08-16 | Aluminate phosphor |
| US08/515,807 US5611959A (en) | 1994-08-17 | 1995-08-16 | Aluminate phosphor |
| KR1019950025280A KR100232395B1 (ko) | 1994-08-17 | 1995-08-17 | 알루미네이트 형광물질 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19314194A JP3484774B2 (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | アルミン酸塩蛍光体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0860147A JPH0860147A (ja) | 1996-03-05 |
| JP3484774B2 true JP3484774B2 (ja) | 2004-01-06 |
Family
ID=16302972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19314194A Expired - Lifetime JP3484774B2 (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | アルミン酸塩蛍光体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3484774B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998006793A1 (fr) * | 1996-08-08 | 1998-02-19 | Kabushiki Kaisha Tokyo Kagaku Kenkyusho | Procede de preparation de luminophore a base d'aluminate |
| WO1999017340A1 (fr) * | 1997-09-29 | 1999-04-08 | Conseil Des Ecoles Polytechniques Federales De La Confederation Helvetique | Lampe electrique a decharge |
| JP4790256B2 (ja) * | 2004-11-19 | 2011-10-12 | 根本特殊化学株式会社 | 蛍光増白用蛍光体 |
| EP2141215A4 (en) * | 2007-03-30 | 2011-11-30 | Mitsubishi Chem Corp | FLUORESCENT AND MANUFACTURING METHOD, FLUORESCENT COMPOSITION, LIGHTING DEVICE, IMAGE DISPLAY DEVICE AND LIGHTING DEVICE |
| DE102007060199A1 (de) | 2007-12-14 | 2009-06-18 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Leuchtstoff und Beleuchtungssystem mit derartigem Leuchtstoff |
-
1994
- 1994-08-17 JP JP19314194A patent/JP3484774B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Z.Phys.Chemie.Leipzig,1990年,271,1181−1190 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0860147A (ja) | 1996-03-05 |
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