JPH083089B2 - 光変換体の形成方法 - Google Patents

光変換体の形成方法

Info

Publication number
JPH083089B2
JPH083089B2 JP2017131A JP1713190A JPH083089B2 JP H083089 B2 JPH083089 B2 JP H083089B2 JP 2017131 A JP2017131 A JP 2017131A JP 1713190 A JP1713190 A JP 1713190A JP H083089 B2 JPH083089 B2 JP H083089B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
forming
atoms
atom
luminescent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2017131A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03221585A (ja
Inventor
眞 東方
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP2017131A priority Critical patent/JPH083089B2/ja
Priority to US07/643,183 priority patent/US5227207A/en
Priority to GB9101275A priority patent/GB2242063B/en
Priority to FR9100850A priority patent/FR2657619B1/fr
Priority to DE19914102190 priority patent/DE4102190A1/de
Publication of JPH03221585A publication Critical patent/JPH03221585A/ja
Publication of JPH083089B2 publication Critical patent/JPH083089B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は二量子乃至多量子発光に用いる光変換体の製
造方法に関するものである。
[従来の技術] 二量子発光を行う光変換体は既に本発明者による特開
昭62−176044号や、米国特許第4,719,386号によって知
られている。
これらの従来の光変換体はラングミア膜形成法、超微
粒子形成法、超合金形成法、超薄膜形成法等の加工技術
により形成されていた。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら上述の従来の加工技術を用いた光変換体
の形成方法では、低圧水銀放電による発光紫外光を管内
面被膜の蛍光体に照射して可視光に変換発光する一般の
蛍光ランプの蛍光体の製造方法と同程度の経済性、能率
性を望む上では問題であった。
つまり一般の蛍光ランプの製造方法はガラス管内面に
蛍光体溶液を塗布して乾燥、焼成し、その後水銀及び希
ガスをガラス管内に封入して気密封止するのである。こ
の方法は工業的には極めて能率的であるという利点があ
る。
本発明は上述の問題点に鑑みて為されたもので、請求
項1記載の発明の目的とするところは従来の一般の蛍光
ランプの製造方法に互換し得る方法により、能率的に二
量子乃至多量子発光の光変換体を形成できる光変換体の
形成方法を提供するにある。
併せて、請求項4記載の発明は高効率で演色性の良い
白色系の光変換体を得たり、或は種々の発光色を容易に
得ることができる光変換体の形成方法を提供することを
目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明方法は、放射源からの入射光を吸収励起し、入
射光と異なった波長に変換して発光する発光原子を光変
換体を形成する方法において、入射光及び可視光を実質
吸収することなく透過する母体物質成分を含む、ゾル・
ゲル膜が形成可能な基体母体化合物と、発光原子を含む
酸塩化合物とを混合溶液化してゾルを形成し、このゾル
が形成された液をガラス管面からなる基板上にコーティ
ング後、焼成によって還元焼結することにより発光原子
を原子状として内在させた光変換体を形成するものであ
る。
尚上記母体物質としてはSiO2又はAl2O3を用い、発光
原子としてはFe、Mn、Sr、Li、Na又はNiのいずれかを用
い、また基体母体化合物としてはアモルファス・シリカ
からなる母体物質を含んだシリコン化合物を用い、酸塩
化合物としては金属原子塩を用いる。
更に赤色系、緑色系、青色系の一つ又は二つ以上に強
い発光性を持つ発光原子を2種以上混合して用いても良
く、また発光原子としては少なくともSr又はLiと、Mn及
びFe又はInを発光原子として用いたり或は少なくともMn
を発光原子として用いる。
[作用] 本発明によれば、入射光及び可視光を実質吸収するこ
となく透過する母体物質成分を含む、ゾル・ゲル膜が形
成可能な基体母体化合物と、発光原子を含む酸塩化合物
とを混合溶液化してゾルを形成し、このゾルを形成した
液をガラス管面からなる基板上にコーティング後、焼成
によって還元焼結して光変換体を形成するから、所謂ゾ
ル・ゲル薄膜形成法により、発光原子を原子状に固定し
た光変換体を形成することができ、特に通常の蛍光体と
比較的類似したプロセスにより光変換体を形成すること
ができるため、経済的且つ能率的に光変換体の形成が可
能となる。
更に赤色系、緑色系、青色系の一つ又は二つ以上に強
い発光性を持つ発光原子を2種以上を混合して用いるこ
とにより、各発光原子の配合比率を変えるだけで自在に
発光色が設定でき、高効率で、演色性のより白色系の光
変換体を得ることも容易となる。
[実施例] 以下本発明を実施例により説明する。
実施例1 第1図は実施例の光変換体の製法の流れ図を示し、ま
ず所謂発光原子の金属原子塩(実施例ではFe原子を含む
硝酸鉄[Fe(NO3]を最終、Fe原子対SiO2分子の密
度比が1:1000位になるよう、適量混合された水[H2O]
をアルコール(例えばエタノール[C2H5HO])と1:1
か、その前後の比率(体積比)で混合する。
この混合液に母体物質の基たる基体母体化合物液(実
施例ではテトラエトキシシランを使用。このテトラエト
キシシランは母体物質となるアモルファス・シリカ[Si
O2]の基)を等量以上と、発光原子の塩の基液(実施例
では濃硝酸[NO3])を数滴加える。
この混合液を常温(約20℃)乃至はやや加温(約50〜
60℃)して数時間乃至一昼夜攪拌する。
この攪拌工程により、第2図に示すようにゾル(実施
例ではシリカゲル)が形成される。Xはシリカコロイド
粒子を示す。
このゾルが形成された液を所望の基板(ランプのガラ
ス管の内面等)1上にコーティングする。
このコーティングされた基板1をまず空気中の高温下
で一次焼成させる。実施例では約500℃で、1〜2時間
焼成を行う。
この過程で、微小サイズのポーラスを無数に持つアモ
ルファス・シリカ[SiO2]からなる母体物質2と、ポー
ラスの中にFe(NO3が分解しNOx(NO2)を飛散させ
た後のFeOとが第3図に示すように生成される。
更に一酸化炭素や水素中の数100℃〜1000℃の高温下
で二次焼成して還元焼結させる。ここで焼成温度の履歴
は発光原子を含むポーラス空間が所望サイズになるよう
に予め設定管理しておくのは勿論である。
而して、FeOのFeが原子のみに還元され、この還元焼
結によりアモルファスシリ[SiO2]からなる母体物質2
の微小ポーラスの中にFe原子が孤絶した形で閉じ込めら
れて固定化された膜3が第4図に示すように形成され
る。
このようにして形成された膜3が所望する光変換体で
あり、この光変換体に水銀放電によって発光された紫外
光を照射すると、この紫外光を発光原子が吸収励起して
遷移発光が生じ、所望の可視光を発光する蛍光体として
作用させることができるのである。
本実施例にて発光原子たるFe原子の個数対Si原子の個
数の比率を1対1000に選んで成膜させた場合、第5図に
示すFe原子のエネルギ準位に略対応した原子状性質の第
6図(a)(b)に示すような励起特性及び発光特性の
光変換体が得られた。
第6図(a)の250nm近辺の3本の吸収スペクトルは
将にFe原子を示すもので、第7図(a)に示すように原
子そのもののスペクトラムから、第7図(b)に示すよ
うに隣接のシリカ物質との弱いファン・デル・ワールス
結合により若干のエネルギ準位のずれ[10〜20nm](即
ち原子状)を起こしたものである。
以上により低圧水銀放電による主発光紫外光254nmに
より第6図(b)に示すように有効に400〜450nmの青色
蛍光が得られ、蛍光ランプ用蛍光体として適しているこ
とが推察できる。
以上実施例を示したが、勿論膜の仕上げ状態(密度、
膜厚、原子状程度等)は必要によりポーラス分布(サイ
ズ、径、分散)のコントロール用添加物を加えたり、発
光原子の個数対母体原子の個数の比率や、溶液濃度やコ
ーティング回数、温度を変えたり、焼成温度履歴をコン
トロール)して成膜制御することができ、また発光原子
自体を変えれば蛍光色も自在に選べ、更に特開昭62−17
6044号に示されるようにある種の発光原子を用いれば高
効率な二量子発光も得られる。
例えばNa原子が発光原子となるように適当な金属原子
塩によりゾルを作り、上記と同様な方法で薄膜を形成す
れば、Na原子は第8図(a)のエネルギ準位を持ってい
るため、原子状固定により同図(b)のように若干のエ
ネルギシフトとブロードを持った準位となる。
これに約4.9eVのエネルギを有する254nmの紫外光を入
射させると、非常に効率良く、同エネルギの高励起準位
(例えばP系列準位)へ励起され、隣接する系との準位
重畳のため容易に隣接するS系列やD系列へ遷移し、そ
こから3P1/2,3/2準位への第1ステップの可視(青色
系)放射遷移が、続いて同準位から基底準位への第2ス
テップの黄色系共鳴放射遷移が効率良く生起する。つま
り第9図に示すような可視二量子発光が効率良く行われ
るのである。
実施例2 上記実施例1は単一の発光原子を用いたものである
が、本実施例はR,G,Bの各色発光の夫々に強い3種の発
光原子を混合して原子状に固定化して光変換体を得る方
法である。
まず第10図の流れ図に示すように上記実施例1と異な
るところはFe(NO3のみならず、Mn(NO3と、Sr
(NO3を適当な比率(例えば原子密度比で1:2:1)で
混合した点である。
そして焼成途中では第11図に示すように3種の酸化金
属原子が分散した状態となり、最終的に還元焼結して固
定化した状態では第12図に示すように成膜されて所望の
光変換体が得られることになる。
ここでSr,Mn,Feの3種の原子のエネルギ準位は夫々第
13図、第14図、第15図に示す通りで原子状固定の結果、
若干のエネルギシフトを伴って、水銀放電による254nm
の紫外光で励起すると、夫々第16図、第17図、第18図の
ようなやや、赤、緑、青の強い蛍光発光性を示す。これ
らSr,Mn,Feを略原子の個数で1:2:1位で混合させた場合
には全体としての発光は第19図のような分布となり、
赤、緑、青の基本3原色成分を適当量含んだ演色性の良
い白色系の光変換体が得られる。
勿論、Sr及びMn原子は高効率な二又は多量子発光性を
示すため全体としては極めて高効率な発光となる。
Sr原子の代わりにLi原子に代えても第20図のエネルギ
準位と原子状下では第21図のように蛍光発光性を示すた
め略同等の結果が得ることができる。
また同様に第22図及び第23図のエネルギ準位図、第24
図及び第25図の原子状での発光性を示すNa原子又はIn原
子をSr原子又はFe原子に代えても良い。
更にR,G,Bの内のいずれか2色に強い発光性を持つ原
子種を2種のみ組み合わせて、全体としてR,G,Bの3原
色成分を有効に有する一つの光変換体を形成しても良
い。例えば上記原子種にてはSr又はLi原子、又はIn原子
とMn原子等は好適な例である。また上記に示した各原子
の原子状下でも、強い励起、発光過程を示し、下表のよ
うになる。
尚、三原子の混合は第10図のような原段階混合でな
く、個々に、第4図のように成膜し、それらを積層化さ
せてもよい(第26図)。ここに、水銀放電により254nm
の紫外光による励起の場合にはNa,Li,Sr,Mn,Mg等の原子
に加えて、Al,Co,Sn,Ta,V,W,Hf,In,Ni,Re,Si,Yのような
発光原子を用いると、高効率な可視二〜多量子発光が可
能となる。また励起は水銀放電による紫外光のみでなく
他波長の可視光又は紫外光や励起光源を用いても良く、
また蛍光発光も目的用途に応じ、可視でない特性の原子
を用いて良い(例えばZn原子を固定化した光変換体に対
するキセノン放電よりの中紫外光入射によって発光する
近紫外光発光)ことは勿論である。
[発明の効果] 本発明の請求項1記載の発明は放射源からの入射光を
吸収励起し、入射光と異なった波長に変換して発光する
発光原子を光変換体を形成する方法において、入射光及
び可視光を実質吸収することなく透過する母体物質成分
を含む、ゾル・ゲル膜が形成可能な基体母体化合物と、
発光原子を含む酸塩化合物とを混合溶液化してゾルを形
成し、このゾルが形成された液をガラス管面からなる基
板植にコーティング後、焼成を経て還元焼結して発光原
子を原子状として内在させた光変換体を形成するので、
通常の蛍光体と比較的類似したプロセスを持つ所謂ゾル
・ゲル薄膜形成法によって、発光原子を原子状に固定し
た光変換体を得ることができ、そのため経済的且つ能率
的に光変換体の形成が可能となるという効果を奏する。
更に併せて請求項4記載の発明は赤色系、緑色系、青
色系の一つ又は二つ以上に強い発光性を持つ発光原子を
2種以上混合して用いることにより、各発光原子の配合
比率を変えるだけで自在に発光色が設定でき、高効率
で、演色性のより白色系の光変換体を得ることも容易と
なるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1の光変換体の形成過程を示す
流れ図、第2図は同上のゾル化状態を示す説明図、第3
図は同上の一次焼成後の形成膜の断面図、第4図は同上
の二次焼成時に形成された光変換体の断面図、第5図は
同上で発光原子として用いられるFe原子のエネルギ準位
の説明図、第6図(a)は同上でFe原子を用いて得られ
た光変換体の励起特性説明図、第6図(b)は同上光変
換体の発光特性説明図、第7図(a)はFe原子の吸収ス
ペクトルの説明図、第7図(b)は本発明の実施例1で
得られたFe原子を用いた光変換体の発光原子の主ピーク
吸収スペクトル、第8(a)は同上で発光原子として用
いられるNa原子のエネルギ準位の説明図、第8図(b)
は同上で原子状に固定されたNa原子のエネルギ準位の説
明図、第9図はNa原子を用いて得られた光変換体の発光
特性説明図、第10図は本発明の実施例2の光変換体の形
成過程を示す流れ図、第11図は同上の一次焼成後の形成
膜の断面図、第12図は同上の二次焼成時に形成された光
変換体の断面図、第13図は同上で発光原子として用いら
れるSr原子のエネルギ準位の説明図、第14図は同上で発
光原子として用いられるMn原子のエネルギ準位の説明
図、第15図は同上で発光原子として用いられるFe原子の
エネルギ準位の説明図、第16図は同上で原子状に固定さ
れたSr原子の発光特性説明図、第17図は同上で原子状に
固定されたMn原子の発光特性説明図、第18図は同上で原
子状に固定されたFe原子の発光特性説明図、第19図は同
上で形成された光変換体の発光特性説明図、第20図は同
上で発光原子として用いられるLi原子のエネルギ準位の
説明図、第21図は同上で原子状に固定されたLi原子によ
る発光特性説明図、第22図は同上で発光原子として用い
られるNa原子のエネルギ準位の説明図、第23図は同上で
発光原子として用いられるIn原子のエネルギ準位の説明
図、第24図は同上で原子状に固定されたNa原子による発
光特性説明図、第25図は同上で原子状に固定されたIn原
子による発光特性説明図、第26図は別の実施例の断面図
である。 1は基板、2は母体物質、3は膜である。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】放射源からの入射光を吸収励起し、入射光
    と異なった波長に変換して発光する発光原子を有する光
    変換体を形成する方法において、入射光及び可視光を実
    質吸収することなく透過する母体物質成分を含む、ゾル
    ゲル膜が形成可能な基体母体化合物と、発光原子を含む
    酸塩化物とを混合溶液化してゾルを形成し、このゾルが
    形成された液をガラス管面からなる基板上にコーティン
    グ後焼成を経て還元焼結することにより発光原子を原子
    状として内在させた光変換体を形成することを特徴とす
    る光変換体の形成方法。
  2. 【請求項2】上記母体物質としてはSiO2又はAl2O3を用
    い、発光原子としてはFe,Mn、Sr、Li、Na又はNiのいず
    れかを用いたことを特徴とする請求項1記載の光変換体
    の形成方法。
  3. 【請求項3】基体母体化合物としてはアモルファス・シ
    リカからなる母体物質を含んだシリコン化合物を用い、
    酸塩化合物としては金属原子塩を用いたことを特徴とす
    る請求項1記載の光変換体の形成方法。
  4. 【請求項4】赤色系、緑色系、青色系の一つ又は二つ以
    上に強い発光性を持つ発光原子を2種以上混合して用い
    たことを特徴とする請求項1記載の光変換体の形成方
    法。
  5. 【請求項5】少なくともSr又はLiと、Mn及びFe又はInを
    発光原子として用いたことを特徴とする請求項4記載の
    光変換体の形成方法。
  6. 【請求項6】少なくともMnを発光原子として用いたこと
    を特徴とする請求項1記載の光変換体の形成方法。
  7. 【請求項7】少なくともFeを発光原子として用いたこと
    を特徴とする請求項1記載の光変換体の形成方法。
JP2017131A 1990-01-26 1990-01-26 光変換体の形成方法 Expired - Fee Related JPH083089B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017131A JPH083089B2 (ja) 1990-01-26 1990-01-26 光変換体の形成方法
US07/643,183 US5227207A (en) 1990-01-26 1991-01-18 Photoconverter
GB9101275A GB2242063B (en) 1990-01-26 1991-01-21 Method for manufacturing photoconverter
FR9100850A FR2657619B1 (fr) 1990-01-26 1991-01-25 Procede pour fabriquer un element convertisseur transformant une lumiere d'une longueur d'onde donnee en une lumiere de longueur d'onde differente.
DE19914102190 DE4102190A1 (de) 1990-01-26 1991-01-25 Verfahren zur herstellung eines fotokonverters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017131A JPH083089B2 (ja) 1990-01-26 1990-01-26 光変換体の形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03221585A JPH03221585A (ja) 1991-09-30
JPH083089B2 true JPH083089B2 (ja) 1996-01-17

Family

ID=11935481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017131A Expired - Fee Related JPH083089B2 (ja) 1990-01-26 1990-01-26 光変換体の形成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH083089B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021177539A1 (ko) * 2020-03-02 2021-09-10 셀바이오코리아 주식회사 광테라피용 자발광 타입 광변환 물질, 이를 포함하는 기능성 패치 및 기능성 마스크팩

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4131437B2 (ja) * 2003-10-28 2008-08-13 独立行政法人科学技術振興機構 発光体の製造方法
JP5032043B2 (ja) * 2006-03-27 2012-09-26 豊田合成株式会社 フェラスメタルアルカリ土類金属ケイ酸塩混合結晶蛍光体およびこれを用いた発光装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57153080A (en) * 1981-03-18 1982-09-21 Nec Kagoshima Ltd Fluorescent display tube
JPS59138291A (ja) * 1983-01-27 1984-08-08 Kasei Optonix Co Ltd 高透光性螢光膜の形成方法
GB2167428B (en) * 1984-11-24 1988-08-10 Matsushita Electric Works Ltd Photoconverter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021177539A1 (ko) * 2020-03-02 2021-09-10 셀바이오코리아 주식회사 광테라피용 자발광 타입 광변환 물질, 이를 포함하는 기능성 패치 및 기능성 마스크팩

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03221585A (ja) 1991-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI374176B (en) Alkaline earth aluminate phosphor for a cold cathode fluorescent lamp and cold cathode fluorescent lamp
JP2006232949A (ja) 蛍光体粒子の処理方法、発光装置、蛍光体粒子
JP2012520818A (ja) アルミナ、発光体及びこれらの混合化合物、並びにそれらの製造方法
JP3988337B2 (ja) 燐・バナジン酸塩蛍光体およびそれを用いた表示装置並びに発光装置
JP2002080843A (ja) 真空紫外線励起発光蛍光体
JP2000510647A (ja) コンパクトな省エネルギーランプ
US6597104B2 (en) Lanthanum phosphate phosphor for vacuum ultraviolet radiation, and rare gas discharge lamp
JPH083089B2 (ja) 光変換体の形成方法
JP2003027051A (ja) 複合蛍光体及びそれを用いた蛍光ランプ
JPH08277109A (ja) 蛍光体として用いられる酸化物材料
RU2383579C1 (ru) Способ получения люминесцентного наноструктурного композиционного керамического материала
JP2002038150A (ja) 真空紫外線励起蛍光体およびそれを用いた発光装置
JP2001172622A (ja) プラズマディスプレイパネル用緑色発光蛍光体及びその製造方法
JP5092686B2 (ja) 蛍光体及びそれを用いた蛍光ランプ
JP2004263088A (ja) 蛍光体の製造方法
GB2242063A (en) Method for manufacturing photoconverter
JP2003183644A (ja) ケイ酸塩蛍光体の製造方法
JP2003176480A (ja) アルミネート蛍光体のための保護スピネル被覆
RU2236432C2 (ru) Красноизлучающий фотолюминофор для экранов плазменных панелей и способ его получения
KR100447936B1 (ko) 진공자외선 여기 녹색발광 형광체와 그 제조방법
JP4373670B2 (ja) 真空紫外線励起発光体の製造方法およびプラズマディスプレイパネルの製造方法
JP2003238952A (ja) 蛍光体の製造方法
JP2536752B2 (ja) 螢光体
JP4016724B2 (ja) 真空紫外線励起発光素子用蛍光体
JP2007099909A (ja) 混合蛍光体、蛍光体ペースト組成物及び真空紫外線励起発光素子

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees