JP3560085B2 - Aluminate phosphor - Google Patents

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JP3560085B2
JP3560085B2 JP23970995A JP23970995A JP3560085B2 JP 3560085 B2 JP3560085 B2 JP 3560085B2 JP 23970995 A JP23970995 A JP 23970995A JP 23970995 A JP23970995 A JP 23970995A JP 3560085 B2 JP3560085 B2 JP 3560085B2
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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。
【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。
【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。
又、蛍光ランプの製造時には、400℃から800℃のベーキング処理が1回以上行われ、このベーキング時に蛍光体が劣化し、ランプの発光効率を落としている事も知られている。
【0004】
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(JOURNAL OF ELECTROCHEMICAL SOCIETY 121(1974)1627−1631)。
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。
【0005】
更に、この蛍光体は、ランプ製造時に受けるベーキング処理による発光強度の低下も大きいという欠点も持っていた。この問題の解決によって、3波長域発光形蛍光ランプの発光効率が更に上昇すると期待されている。
更に、我々は、上記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のアルミン酸塩蛍光体の結晶構造を特定する事が有効である事を見いだした。この特定された結晶構造を得る1手段としてユーロピウム濃度をアップする事が挙げられるが、ユーロピウム濃度をアップするとベーキング処理による発光強度の低下が大きくなるという問題が生じた。
【0006】
又、特開平6−17049号公報には、(M1−x−y EuMn)O・aAl・bRE(式中、MはMg、Ca、SrおよびBaから選ばれた少なくとも1種の元素を、REはSmおよびYbから選ばれた少なくとも1種の元素を表す)が色ずれの問題を解決したアルミン酸塩蛍光体であることが開示され、特にbの値を0.1以上とするのが効果的であるとされている。しかし、我々の追試では、bを0.1以上としたときアルミン酸塩蛍光体とは別の不純物が現れ純粋な蛍光体が得られない事が確かめられた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記ベーキング処理時の発光強度の低下の少ない高純度な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のアルミン酸塩蛍光体を提供する事にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
我々は、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価のマンガンで共付活されたアルミン酸塩蛍光体にLn(LnはSm、Tm、Ybの少なくとも1種)を添加する事によってベーキング時の劣化が緩和される事を見いだし、本発明に至った。すなわち、本発明の要旨は、一般式
(M 1 1-x-y ux ny ) O・a(M 2 1-z nz )O・bAl 2 3
(式中、M 1 はBa、Sr及びCaから成る群より選択される少なくとも1種の元素を表し、M 2 はMg及び/又はZnを表し、LnはSm、Tm及びYbから成る群より選択される少なくとも1種の元素を表し、a、b、x、y及びzはそれぞれ1≦a≦2、4.5≦b≦5、0<x<1、0<y<0.1、0≦z<1、(ただしx+y<1)の実数を表す)で表されることを特徴とするアルミン酸塩蛍光体に存する。
【0009】
尚、ランプ製造時におけるベーキング処理時の発光強度の低下の評価法として、5gの蛍光体を坩堝に入れ空気中で750℃10分間ベーク後の発光強度の維持率を測定した。
また、青色、青緑色発光の蛍光体の輝度は、視感度の影響を大きく受けるため、同じ発光効率であっても発光色によって大きく変化するので、発光強度の簡便的な評価値としては、輝度Brをその発光色のy値で割った値Br/yを用いた。つまり、ベーク前の輝度と発光色y値を各々Br、yとし、ベーク後のそれをBr、yとすると、ベーキング発光強度維持率Mbは、
【0010】
【数2】
Mb=(Br/y)/(Br/y)×100%
【0011】
となる。尚、ベーキング発光強度維持率Mbは、付活剤濃度や粒径によって変わるので、その改良の効果は、同じ付活剤濃度でフラックス濃度や焼成法が同じ物質同士で評価すべき数値である。
我々は、空気中のベーキングによって2価のユーロピウムが酸化される事により、3価のユーロピウムに変化し、EuAlOが生じ、発光強度が低下すると推定している。添加されたLn(LnはSm、Tm、Ybの少なくとも1種の元素)は、アルミン酸塩蛍光体の結晶中のスピネルブロック間に、2価の形で存在し、ベーク時にユーロピウムが酸化する代わりに酸化されることによって発光強度の低下を抑制していると推定している。
【0012】
本発明の蛍光体は、(a)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、(b)Eu、(c)Sm、Tm及びYbから成る群より選択される少なくとも一種の元素、(d)Mg及び/又はZn、及び(e)Al、(f)必要に応じてMnを含有することを特徴とするアルミン酸塩蛍光体であれば、特に限定されるものではないが、具体的には一般式
【0013】
【数3】
a(M 1−x−yEuLn)O・a(M 1−zMn)O・bAl
【0014】
(式中、M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、M はMg及び/又はZnを表し、LnはSm、Tm及びYb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、a、b、x、y及びzはそれぞれ1≦a≦2、4.5≦b≦5、0<x<1、0<y<1、0≦z<1(ただしx+y<1)の実数を表す)で表すことができる。上記一般式中、aは通常1と考えられるが、結晶中のMの入るサイトによっては2迄可変と考えられる。bも通常は5と考えられるが、前記aの変化に伴い4.5〜5迄変化する事が考えられる。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るのは0.05以上0.5以下である。Ln量yは、0.1より少ない量で本発明の効果が見られた事、0.1以上にすると初期発光強度が低下する傾向にある事から好ましくは0<y<0.1である。z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以下である。LnとしてはTmが好ましい。
【0015】
調合を上記規定範囲外にしても本発明の蛍光体とAl、MgAl、EuAlO等の不純物との混合物が得られる事があるが、これによって本発明の主旨からはずれる物では無い。
本発明の蛍光体の応用としては、その製造工程でベーキングを行う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、プラズマディスプレイに応用する事ができる。
【0016】
図1は、(Ba0.8−y Eu0.2 Ln)O・MgO・5AlでLnを各々、Sm、Tm、Ybとした調合組成で作製した蛍光体のベーキング発光強度維持率Mbを示した物である。
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、
【0017】
【表1】
(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)酸化サマリウム、硝酸サマリウム、塩化サマリウム、炭酸サマリウム、フッ化サマリウム等のサマリウム化合物
(6)酸化ツリウム、硝酸ツリウム、塩化ツリウム、炭酸ツリウム、フッ化ツリウム等のツリウム化合物
(7)酸化イッテルビウム、硝酸イッテルビウム、塩化イッテルビウム、炭酸イッテルビウム、フッ化イッテルビウム等のイッテルビウム化合物
(8)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
(9)酸化亜鉛、水酸化亜鉛、炭酸亜鉛等の亜鉛化合物
(10)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
(11)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
【0018】
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2〜40時間かけて1回以上焼成する。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。この焼成物に分散、水洗、乾燥、篩別を行い、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。
【0019】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例1
【表2】
BaCO 0.799 mol
Eu 0.1 mol
Sm 0.0005mol
3MgCO・Mg(OH) 0.25 mol
Al(アルファタイプ) 5.0 mol
AlF 0.010 mol
【0020】
上記原料を湿式で混合し、乾燥、篩別後、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時間掛けて焼成した。次いで、焼成粉を分散、洗浄、乾燥、篩別の処理を行い、(Ba0.799 Eu0.2 Sm0.001 )O・MgO・5Al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。この蛍光体のベーキング発光強度維持率Mb=76.5%であった。
【0021】
実施例2
【表3】
BaCO 0.79 mol
Eu 0.1 mol
Sm 0.005 mol
3MgCO・Mg(OH) 0.25 mol
Al(アルファタイプ) 5.0 mol
AlF 0.010 mol
【0022】
上記原料に実施例1と同様の処理を施し、(Ba0.79Eu0.2 Sm0.01)O・MgO・5Al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。この蛍光体のベーキング発光強度維持率Mb=80.0%であった。
【0023】
実施例3
【表4】
BaCO 0.799 mol
Eu 0.1 mol
Tm 0.0005mol
3MgCO・Mg(OH) 0.25 mol
Al(アルファタイプ) 5.0 mol
AlF 0.010 mol
【0024】
上記原料に実施例1と同様の処理を施し、(Ba0.799 Eu0.2 Tm0.001 )O・MgO・5Al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。この蛍光体のベーキング発光強度維持率Mb=83.9%であった。
【0025】
実施例4
【表5】
BaCO 0.79 mol
Eu 0.1 mol
Tm 0.005 mol
3MgCO・Mg(OH) 0.25 mol
Al(アルファタイプ) 5.0 mol
AlF 0.010 mol
【0026】
上記原料に実施例1と同様の処理を施し、(Ba0.79Eu0.2 Tm0.01)O・MgO・5Al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。この蛍光体のベーキング発光強度維持率Mb=89.1%であった。
【0027】
実施例5
【表6】
BaCO 0.79 mol
Eu 0.1 mol
Yb 0.005 mol
3MgCO・Mg(OH) 0.25 mol
Al(アルファタイプ) 5.0 mol
AlF 0.010 mol
【0028】
上記原料に実施例1と同様の処理を施し、(Ba0.79Eu0.2 Yb0.01)O・MgO・5Al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。この蛍光体のベーキング発光強度維持率Mb=82.2%であった。
【0029】
比較例1
【表7】
BaCO 0.8 mol
Eu 0.1 mol
3MgCO・Mg(OH) 0.25 mol
Al(アルファタイプ) 5.0 mol
AlF 0.010 mol
【0030】
上記原料に実施例1と同様の処理を施し、(Ba0.8 Eu0.2 )O・MgO・5Al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。この蛍光体のベーキング発光強度維持率Mb=74.8%であった。
比較例1、実施例1、2、3、4、5はLn(LnはSm、Tm、Ybの少なくとも1種)の含有以外は全て同じ物であり、Lnの含有によるベーキング発光強度維持率の改良が認められる。
【0031】
実施例6
【表8】
BaCO 0.895 mol
Eu 0.05 mol
Tm 0.0025mol
3MgCO・Mg(OH) 0.25 mol
Al(アルファタイプ) 5.0 mol
AlF 0.012 mol
【0032】
上記原料を湿式で混合し、乾燥、篩別後、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、篩別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、篩別の処理を行い、(Ba0.895 Eu0.1 Tm0.005 )O・MgO・5Al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。この蛍光体のベーキング発光強度維持率Mb=76.8%であった。
【0033】
実施例7
【表9】
BaCO 0.895 mol
Eu 0.05 mol
Yb 0.0025mol
3MgCO・Mg(OH) 0.25 mol
Al(ガンマタイプ) 5.0 mol
AlF 0.012 mol
【0034】
上記原料に実施例6と同様の処理を施し、(Ba0.895 Eu0.1 Yb0.005 )O・MgO・5Al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。この蛍光体のベーキング発光強度維持率Mb=77.7%であった。
【0035】
比較例2
【表10】
BaCO 0.9 mol
Eu 0.05 mol
3MgCO・Mg(OH) 0.25 mol
Al(ガンマタイプ) 5.0 mol
AlF 0.012 mol
【0036】
上記原料に実施例6と同様の処理を施し、(Ba0.9 Eu0.1 )O・MgO・5Al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。この蛍光体のベーキング発光強度維持率Mb=74.5%であった。
比較例2、実施例6、7はLn(LnはSm、Tm、Ybの少なくとも1種の元素)の含有以外は全て同じ物であり、Lnの含有によるベーキング発光強度維持率の改良が認められる。
【0037】
実施例8
【表11】
BaCO 0.79 mol
Eu 0.1 mol
Sm 0.005 mol
MgO 0.98 mol
MnO 0.02 mol
Al(ガンマタイプ) 5.0 mol
AlF 0.01 mol
【0038】
上記原料に実施例1と同様の処理を施し、(Ba0. Eu0. Sm0.0 )O・(Mg0.98Mn0.02)O・5Al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マンガンアルミン酸塩蛍光体を得た。この蛍光体のベーキング発光強度維持率Mb=75.3%であった。
【0039】
比較例3
【表12】
BaCO 0.8 mol
Eu 0.1 mol
MgO 0.98 mol
MnO 0.02 mol
Al(ガンマタイプ) 5.0 mol
AlF 0.01 mol
【0040】
上記原料に実施例1と同様の処理を施し、(Ba0. Eu0. )O・(Mg0.98Mn0.02)O・5Al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マンガンアルミン酸塩蛍光体を得た。この蛍光体のベーキング発光強度維持率Mb=70.5%であった。
実施例8、比較例3はLn(LnはSm、Tm、Ybの少なくとも1種の元素)の含有以外は全て同じ物であり、Lnの含有によるベーキング発光強度維持率の改良が認められる。
【0041】
実施例9
【表13】
BaCO 0.59 mol
SrCO 0.3 mol
Eu 0.05 mol
Tm 0.005 mol
MgO 0.98 mol
MnO 0.02 mol
Al(ガンマタイプ) 5.0 mol
AlF 0.01 mol
【0042】
上記原料に実施例1と同様の処理を施し、(Ba0. Sr0.3 Eu0. Tm0.0 )O・(Mg0.98Mn0.02)O・5Al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マンガンアルミン酸塩蛍光体を得た。この蛍光体のベーキング発光強度維持率Mb=84.3%であった。
【0043】
比較例4
【表14】
BaCO 0.6 mol
SrCO 0.3 mol
Eu 0.05 mol
MgO 0.98 mol
MnO 0.02 mol
Al(ガンマタイプ) 5.0 mol
AlF 0.01 mol
【0044】
上記原料に実施例1と同様の処理を施し、(Ba0. Sr0.3 Eu0. )O・(Mg0.98Mn0.02)O・5Al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マンガンアルミン酸塩蛍光体を得た。この蛍光体のベーキング発光強度維持率Mb=82.0%であった。
実施例9、比較例4はLn(LnはSm、Tm、Ybの少なくとも1種の元素)の含有以外は全て同じ物であり、Lnの含有によるベーキング発光強度維持率の改良が認められる。
【0045】
【発明の効果】
本発明により、ベーキングによる発光強度低下の少ない青色及び青緑色発光蛍光体が得られ、色ずれ現象のない良好な蛍光ランプを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蛍光体におけるLn(LnはSm、Tm、Ybの少なくとも1種の元素)含有量yとベーキング発光強度維持率Mbの関係の一例。
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a divalent europium-activated or divalent europium- and divalent manganese co-activated aluminate phosphor, and more particularly, this phosphor is suitable for a three-wavelength band fluorescent lamp. It is.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in the field of fluorescent lamps for general illumination, a three-wavelength band fluorescent lamp has been developed and put to practical use. The phosphor used in this lamp is a mixture of three kinds of phosphors of blue, green and red having a relatively narrow band emission spectrum distribution at an appropriate ratio, and has a high efficiency and a high color rendering property. It has been realized. Also, recently, in addition to these three kinds of phosphors, a blue-green phosphor and a three-wavelength-band emission fluorescent lamp to which a deep red phosphor has been added have been put to practical use.
[0003]
In the three-band fluorescent lamp, when the light output of the phosphors decreases and the emission color changes greatly during lamp operation, the balance between the light output and the emission color between the phosphors is lost, and the color shift phenomenon occurs. Is known to cause
It is also known that baking at 400 ° C. to 800 ° C. is performed one or more times during the manufacture of a fluorescent lamp, and the phosphor deteriorates during this baking to lower the luminous efficiency of the lamp.
[0004]
Aluminate phosphors activated with divalent europium and coactivated with divalent europium and manganese have high luminous efficiency when excited by ultraviolet light (see Japanese Patent Publication No. 52-22836), and emit light in a three-wavelength region. It has often been used as a blue and blue-green emitting phosphor for fluorescent lamps (JOURNAL OF ELECTROCHEMICAL SOCIETY 121 (1974) 1627-1631).
However, a fluorescent lamp using this phosphor as a blue component of a three-wavelength band fluorescent lamp has a disadvantage that the color shift is large. To solve this problem, the composition of the aluminate phosphor is limited to an extremely narrow range (JP-A-3-106987), and a small amount of manganese is added (JP-A-3-106988). However, further improvement is desired.
[0005]
Further, this phosphor also has a drawback that the luminous intensity is greatly reduced due to baking treatment performed during lamp production. It is expected that the solution of this problem will further increase the luminous efficiency of the three-band fluorescent lamp.
Furthermore, as a method of solving the above-mentioned problem of the color shift, it is effective to specify the crystal structure of a divalent europium-activated or divalent europium- and divalent manganese co-activated aluminate phosphor. Was found. One way to obtain the specified crystal structure is to increase the europium concentration. However, increasing the europium concentration causes a problem that the emission intensity is greatly reduced by the baking treatment.
[0006]
Further, at least JP-A-6-17049, was chosen (M 1-x-y Eu x Mn y) O · aAl 2 O 3 · bRE ( wherein, M is Mg, Ca, Sr and Ba It is disclosed that one kind of element, RE represents at least one kind of element selected from Sm and Yb) is an aluminate phosphor which has solved the problem of color shift. It is said that setting to 1 or more is effective. However, our follow-up test confirmed that when b was set to 0.1 or more, impurities different from the aluminate phosphor appeared and a pure phosphor could not be obtained.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
It is an object of the present invention to provide a high-purity divalent europium-activated or divalent europium- and divalent manganese co-activated aluminate phosphor with a small decrease in emission intensity during the baking treatment.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
We add Ln (Ln is at least one of Sm, Tm and Yb) to a divalent europium-activated or aluminate phosphor co-activated with divalent europium and divalent manganese. The present inventors have found that deterioration during baking is alleviated, and have reached the present invention. That is, the gist of the present invention is represented by the general formula
(M 1 1-xy E ux L ny) O · a (M 2 1-z M nz) O · bAl 2 O 3
( Wherein , M 1 represents at least one element selected from the group consisting of Ba, Sr and Ca, M 2 represents Mg and / or Zn, and Ln selected from the group consisting of Sm, Tm and Yb. A, b, x, y, and z represent 1 ≦ a ≦ 2, 4.5 ≦ b ≦ 5, 0 <x <1, 0 <y <0.1, 0, respectively. ≦ z <1, (where x represents a real number of x + y <1) .
[0009]
In addition, as a method for evaluating the decrease in the light emission intensity during the baking treatment during lamp production, 5 g of the phosphor was placed in a crucible, and the retention rate of the light emission intensity after baking at 750 ° C. for 10 minutes in air was measured.
Further, since the luminance of the phosphors emitting blue and blue-green light is greatly affected by the visibility, the luminance varies greatly depending on the emission color even at the same luminous efficiency. The value Br / y obtained by dividing Br by the y value of the emission color was used. That is, baking before the luminance and luminous color y values each Br i, and y i, it Br b after baking, when y b, baking luminous intensity retention ratio Mb is
[0010]
(Equation 2)
Mb = (Br b / y b ) / (Br i / y i ) × 100%
[0011]
It becomes. Since the baking emission intensity maintenance ratio Mb varies depending on the activator concentration and the particle size, the effect of the improvement is a numerical value to be evaluated between substances having the same activator concentration and the same flux concentration and the same baking method.
We presume that divalent europium is oxidized by baking in the air and changes to trivalent europium, EuAlO 3 is generated, and the emission intensity is reduced. The added Ln (Ln is at least one element of Sm, Tm and Yb) exists between the spinel blocks in the crystal of the aluminate phosphor in a divalent form, instead of oxidizing europium during baking. It is presumed that the decrease in the light emission intensity is suppressed by being oxidized.
[0012]
The phosphor of the present invention comprises (a) at least one element selected from the group consisting of Ba, Sr and Ca, and (b) at least one element selected from the group consisting of Eu, (c) Sm, Tm and Yb. There is no particular limitation on the aluminate phosphor characterized by containing the elements, (d) Mg and / or Zn, and (e) Al, and (f) Mn as necessary. Specifically, the general formula:
(Equation 3)
a (M 1 1-x- y Eu x Ln y) O · a (M 2 1-z Mn z) O · bAl 2 O 3
[0014]
(Wherein, M 1 represents at least one element selected from the group consisting of Ba, Sr and Ca, M 2 represents Mg and / or Zn, and Ln is selected from the group consisting of Sm, Tm and Yb. A, b, x, y and z are respectively 1 ≦ a ≦ 2, 4.5 ≦ b ≦ 5, 0 <x <1, 0 <y <1, 0 ≦ z <1 (Where x + y <1 represents a real number). In the above formula, a is is considered generally 1, is believed to 2 variable by the site of the start of M 2 in the crystal. Although b is usually considered to be 5, it can be considered that it changes from 4.5 to 5 with the change of a. x is variable from 0 to 1 in terms of crystal structure, but sufficient emission intensity can be obtained from 0.05 to 0.5. The Ln amount y is preferably 0 <y <0.1 because the effect of the present invention was observed at an amount less than 0.1, and the initial light emission intensity tends to decrease when it is 0.1 or more. . Although z is also variable from 0 to 1 in crystal structure, sufficient emission intensity can be obtained at 0.2 or less. Lm is preferably Tm.
[0015]
Even if the blending is out of the specified range, a mixture of the phosphor of the present invention and impurities such as Al 2 O 3 , MgAl 2 O 4 , and EuAlO 3 may be obtained, but this departs from the gist of the present invention. Not.
The application of the phosphor of the present invention is effective for an object that is baked in the manufacturing process, and is not limited to a fluorescent lamp. For example, it can be applied to a plasma display.
[0016]
Figure 1, (Ba 0.8-y Eu 0.2 Ln y) respectively Ln at O · MgO · 5Al 2 O 3 , Sm, Tm, baking luminous intensity maintenance of the phosphor prepared in formulated composition was Yb It is a thing which showed rate Mb.
The phosphor of the present invention can be synthesized as follows. As a phosphor material,
[0017]
[Table 1]
(1) barium compounds such as barium oxide, barium hydroxide and barium carbonate (2) strontium compounds such as strontium oxide, strontium hydroxide and strontium carbonate (3) calcium compounds such as calcium oxide, calcium hydroxide and calcium carbonate (4) ) Europium compounds such as europium oxide and europium fluoride (5) Samarium compounds such as samarium oxide, samarium nitrate, samarium chloride, samarium carbonate and samarium fluoride (6) Thulium oxide, thulium nitrate, thulium chloride, thulium carbonate, fluoride Thulium compounds such as thulium (7) ytterbium compounds such as ytterbium oxide, ytterbium nitrate, ytterbium chloride, ytterbium carbonate, ytterbium fluoride (8) magnesium oxide, magnesium hydroxide Magnesium compounds such as magnesium carbonate (9) Zinc compounds such as zinc oxide, zinc hydroxide and zinc carbonate (10) Manganese compounds such as manganese oxide, manganese hydroxide and manganese carbonate (11) Aluminum such as aluminum oxide and aluminum hydroxide Compound [0018]
Is weighed in a predetermined amount, and a flux such as barium fluoride, aluminum fluoride, or magnesium fluoride is blended, and the raw material mixture is sufficiently mixed. The obtained mixture is filled in a crucible and fired at least once in a reducing atmosphere at 1200 to 1700 ° C. for 2 to 40 hours. As a method of obtaining a reducing atmosphere, there are a method of embedding a crucible filled with a raw material in a crucible filled with carbon, and a method of putting a carbon substance such as a lump of graphite or coconut hull into a crucible filled with a raw material. To ensure reduction, these crucibles may be further fired in an atmosphere of nitrogen or nitrogen-hydrogen. Further, these atmospheres may contain water vapor. The fired product is dispersed, washed with water, dried and sieved to obtain the blue or blue-green luminescent aluminate phosphor of the present invention.
[0019]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described.
Example 1
[Table 2]
BaCO 3 0.799 mol
Eu 2 O 3 0.1 mol
Sm 2 O 3 0.0005 mol
3MgCO 3 .Mg (OH) 2 0.25 mol
Al 2 O 3 (alpha type) 5.0 mol
AlF 3 0.010 mol
[0020]
After mixing the above raw materials in a wet manner, drying and sieving, filling the crucible, further placing the crucible containing beaded charcoal on the raw material, covering the raw material at a maximum temperature of 1450 ° C. in a nitrogen atmosphere containing steam. Firing was performed for 11 hours including the temperature rise and fall times. Next, the calcined powder is dispersed, washed, dried, and sieved to obtain a divalent europium-activated blue light-emitting barium (Ba 0.799 Eu 0.2 Sm 0.001 ) O.MgO.5Al 2 O 3 barium. A magnesium aluminate phosphor was obtained. The baking emission intensity maintenance ratio Mb of this phosphor was 76.5%.
[0021]
Example 2
[Table 3]
BaCO 3 0.79 mol
Eu 2 O 3 0.1 mol
Sm 2 O 3 0.005 mol
3MgCO 3 .Mg (OH) 2 0.25 mol
Al 2 O 3 (alpha type) 5.0 mol
AlF 3 0.010 mol
[0022]
The above-mentioned raw material is subjected to the same treatment as in Example 1 to give a divalent europium-activated blue-emitting barium magnesium aluminate fluorescent material of (Ba 0.79 Eu 0.2 Sm 0.01 ) O.MgO.5Al 2 O 3. Got a body. The baking emission intensity maintenance ratio Mb of this phosphor was 80.0%.
[0023]
Example 3
[Table 4]
BaCO 3 0.799 mol
Eu 2 O 3 0.1 mol
Tm 2 O 3 0.0005 mol
3MgCO 3 .Mg (OH) 2 0.25 mol
Al 2 O 3 (alpha type) 5.0 mol
AlF 3 0.010 mol
[0024]
The above-mentioned raw material was subjected to the same treatment as in Example 1 to obtain a divalent europium-activated blue-emitting barium magnesium aluminate fluorescent material of (Ba 0.799 Eu 0.2 Tm 0.001 ) O.MgO.5Al 2 O 3. Got a body. The baking emission intensity maintenance ratio Mb of this phosphor was 83.9%.
[0025]
Example 4
[Table 5]
BaCO 3 0.79 mol
Eu 2 O 3 0.1 mol
Tm 2 O 3 0.005 mol
3MgCO 3 .Mg (OH) 2 0.25 mol
Al 2 O 3 (alpha type) 5.0 mol
AlF 3 0.010 mol
[0026]
The above-mentioned raw material is subjected to the same treatment as in Example 1 to obtain a divalent europium-activated blue-emitting barium magnesium aluminate fluorescent material of (Ba 0.79 Eu 0.2 Tm 0.01 ) O.MgO.5Al 2 O 3. Got a body. The baking emission intensity maintenance ratio Mb of this phosphor was 89.1%.
[0027]
Example 5
[Table 6]
BaCO 3 0.79 mol
Eu 2 O 3 0.1 mol
Yb 2 O 3 0.005 mol
3MgCO 3 .Mg (OH) 2 0.25 mol
Al 2 O 3 (alpha type) 5.0 mol
AlF 3 0.010 mol
[0028]
The above-mentioned raw material was subjected to the same treatment as in Example 1 to obtain a divalent europium-activated blue-emitting barium magnesium aluminate fluorescent material of (Ba 0.79 Eu 0.2 Yb 0.01 ) O.MgO.5Al 2 O 3. Got a body. The baking emission intensity maintenance ratio Mb of this phosphor was 82.2%.
[0029]
Comparative Example 1
[Table 7]
BaCO 3 0.8 mol
Eu 2 O 3 0.1 mol
3MgCO 3 .Mg (OH) 2 0.25 mol
Al 2 O 3 (alpha type) 5.0 mol
AlF 3 0.010 mol
[0030]
The above-mentioned raw material was subjected to the same treatment as in Example 1 to obtain a divalent europium-activated blue-emitting barium magnesium aluminate phosphor of (Ba 0.8 Eu 0.2 ) O.MgO.5Al 2 O 3 . . The baking emission intensity maintenance ratio Mb of this phosphor was 74.8%.
Comparative Example 1 and Examples 1, 2, 3, 4, and 5 are all the same except for the inclusion of Ln (Ln is at least one of Sm, Tm, and Yb). Improvements are noted.
[0031]
Example 6
[Table 8]
BaCO 3 0.895 mol
Eu 2 O 3 0.05 mol
Tm 2 O 3 0.0025 mol
3MgCO 3 .Mg (OH) 2 0.25 mol
Al 2 O 3 (alpha type) 5.0 mol
AlF 3 0.012 mol
[0032]
After mixing the above raw materials in a wet manner, drying and sieving, filling the crucible, further placing the crucible containing beaded charcoal on the raw material, covering the raw material at a maximum temperature of 1450 ° C. in a nitrogen atmosphere containing steam. The primary firing was performed for 11 hours including the temperature rise / fall time. Next, the calcined powder is pulverized, sieved, filled into the crucible again, placed on a crucible containing beaded charcoal, and covered with a nitrogen-hydrogen mixed atmosphere containing steam at a maximum temperature of 1450 ° C. The secondary firing was performed for 11 hours. Next, the calcined powder is dispersed, washed, dried and sieved to obtain a divalent europium-activated blue light-emitting barium (Ba 0.895 Eu 0.1 Tm 0.005 ) O.MgO.5Al 2 O 3. A magnesium aluminate phosphor was obtained. The baking emission intensity maintenance ratio Mb of this phosphor was 76.8%.
[0033]
Example 7
[Table 9]
BaCO 3 0.895 mol
Eu 2 O 3 0.05 mol
Yb 2 O 3 0.0025 mol
3MgCO 3 .Mg (OH) 2 0.25 mol
Al 2 O 3 (gamma type) 5.0 mol
AlF 3 0.012 mol
[0034]
The above-mentioned raw material is subjected to the same treatment as in Example 6 to obtain a divalent europium-activated blue-emitting barium magnesium aluminate fluorescent material of (Ba 0.895 Eu 0.1 Yb 0.005 ) O.MgO.5Al 2 O 3. Got a body. The baking emission intensity maintenance ratio Mb of this phosphor was 77.7%.
[0035]
Comparative Example 2
[Table 10]
BaCO 3 0.9 mol
Eu 2 O 3 0.05 mol
3MgCO 3 .Mg (OH) 2 0.25 mol
Al 2 O 3 (gamma type) 5.0 mol
AlF 3 0.012 mol
[0036]
The same treatment as in Example 6 was performed on the above raw material to obtain a divalent europium-activated blue-emitting barium magnesium aluminate phosphor of (Ba 0.9 Eu 0.1 ) O.MgO.5Al 2 O 3 . . The baking emission intensity maintenance ratio Mb of this phosphor was 74.5%.
Comparative Example 2, Examples 6 and 7 are all the same except for the inclusion of Ln (Ln is at least one element of Sm, Tm and Yb), and the improvement of the baking emission intensity maintenance rate by the inclusion of Ln is recognized. .
[0037]
Example 8
[Table 11]
BaCO 3 0.79 mol
Eu 2 O 3 0.1 mol
Sm 2 O 3 0.005 mol
MgO 0.98 mol
MnO 2 0.02 mol
Al 2 O 3 (gamma type) 5.0 mol
AlF 3 0.01 mol
[0038]
Subjected to the same treatment as in Example 1 to the raw material, (Ba 0. 7 9 Eu 0. 2 Sm 0.0 1) was obtained O · (Mg 0.98 Mn 0.02) 2 divalent europium-activated blue-emitting barium magnesium manganese aluminate phosphor O · 5Al 2 O 3. The baking emission intensity maintenance ratio Mb of this phosphor was 75.3%.
[0039]
Comparative Example 3
[Table 12]
BaCO 3 0.8 mol
Eu 2 O 3 0.1 mol
MgO 0.98 mol
MnO 2 0.02 mol
Al 2 O 3 (gamma type) 5.0 mol
AlF 3 0.01 mol
[0040]
Subjected to the same treatment as in Example 1 to the raw material, (Ba 0. 8 Eu 0. 2 ) A bivalent europium-activated blue-emitting barium magnesium manganese aluminate phosphor of O · (Mg 0.98 Mn 0.02 ) O · 5Al 2 O 3 was obtained. The baking emission intensity maintenance ratio Mb of this phosphor was 70.5%.
Example 8 and Comparative Example 3 are all the same except for the inclusion of Ln (Ln is at least one element of Sm, Tm, and Yb), and the improvement of the baking emission intensity maintenance rate by the inclusion of Ln is recognized.
[0041]
Example 9
[Table 13]
BaCO 3 0.59 mol
SrCO 3 0.3 mol
Eu 2 O 3 0.05 mol
Tm 2 O 3 0.005 mol
MgO 0.98 mol
MnO 2 0.02 mol
Al 2 O 3 (gamma type) 5.0 mol
AlF 3 0.01 mol
[0042]
Subjected to the same treatment as in Example 1 to the raw material, (Ba 0. 5 9 Sr 0.3 Eu 0. 1 Tm 0.0 1) was obtained O · (Mg 0.98 Mn 0.02) 2 divalent europium-activated blue-emitting barium magnesium manganese aluminate phosphor O · 5Al 2 O 3. The baking emission intensity maintenance ratio Mb of this phosphor was 84.3%.
[0043]
Comparative Example 4
[Table 14]
BaCO 3 0.6 mol
SrCO 3 0.3 mol
Eu 2 O 3 0.05 mol
MgO 0.98 mol
MnO 2 0.02 mol
Al 2 O 3 (gamma type) 5.0 mol
AlF 3 0.01 mol
[0044]
Subjected to the same treatment as in Example 1 to the raw material, (Ba 0. 6 Sr 0.3 Eu 0. 1 ) A bivalent europium-activated blue-emitting barium magnesium manganese aluminate phosphor of O · (Mg 0.98 Mn 0.02 ) O · 5Al 2 O 3 was obtained. The baking emission intensity maintenance ratio Mb of this phosphor was 82.0%.
Example 9 and Comparative Example 4 are all the same except for the inclusion of Ln (Ln is at least one element of Sm, Tm, and Yb), and the improvement of the baking emission intensity maintenance rate by the inclusion of Ln is recognized.
[0045]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain a blue and blue-green light-emitting phosphor with a small decrease in light emission intensity due to baking, and to provide a good fluorescent lamp without a color shift phenomenon.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an example of the relationship between the content y of Ln (Ln is at least one element of Sm, Tm, and Yb) in a phosphor of the present invention and a baking emission intensity maintenance ratio Mb.

Claims (4)

一般式
(M1 1-x-yuxny)O・a(M2 1-znz)O・bAl23
(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1種の元素を表し、M2はMg及び/又はZnを表し、LnはSm、Tm及びYbから成る群より選択される少なくとも1種の元素を表し、a、b、x、y及びzはそれぞれ1≦a≦2、4.5≦b≦5、0<x<1、0<y<0.1、0≦z<1、(ただしx+y<1)の実数を表す)で表されることを特徴とするアルミン酸塩蛍光体。
Formula (M 1 1-xy E ux L ny) O · a (M 2 1-z M nz) O · bAl 2 O 3
(Wherein, M1 is Ba, represents at least one element selected from the group consisting of Sr and Ca, M 2 represents Mg and / or Zn, Ln is selected from the group consisting of Sm, Tm and Yb A, b, x, y, and z represent 1 ≦ a ≦ 2, 4.5 ≦ b ≦ 5, 0 <x <1, 0 <y <0.1 , and 0 ≦, respectively. z <1, (provided that x + y <1), wherein a to luer Rumin phosphor that is represented by representing the real) of.
LnがTm、又はTm並びにSm及びYbから成る群から選択される少なくとも1種の元素を表すことを特徴とする請求項1記載のアルミン酸塩蛍光体。The aluminate phosphor according to claim 1, wherein Ln represents Tm or at least one element selected from the group consisting of Tm and Sm and Yb. M 2Two がMg又はMg及びZnを表すことを特徴とする請求項1又は2に記載のアルミン酸塩蛍光体。Represents Mg or Mg and Zn, the aluminate phosphor according to claim 1 or 2, wherein xが0.05≦x≦0.5、zが0≦z≦0.2であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のアルミン酸塩蛍光体。x is 0.05 ≦ x ≦ 0.5, aluminate phosphor according to any one of claims 1, characterized in that z is 0 ≦ z ≦ 0.2 3.
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