JPH0940946A - 残光特性を有する蛍光成形体 - Google Patents

残光特性を有する蛍光成形体

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JPH0940946A
JPH0940946A JP21136495A JP21136495A JPH0940946A JP H0940946 A JPH0940946 A JP H0940946A JP 21136495 A JP21136495 A JP 21136495A JP 21136495 A JP21136495 A JP 21136495A JP H0940946 A JPH0940946 A JP H0940946A
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JP
Japan
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phosphor
afterglow
composition ratio
fluororesin
fluorescent
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Application number
JP21136495A
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English (en)
Inventor
Hirofumi Moriyama
浩文 森山
Tomofumi Moriyama
智文 森山
Teruo Goto
輝夫 後藤
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Tokyo Kagaku Kenkyusho KK
Original Assignee
Tokyo Kagaku Kenkyusho KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い長残光性を有し、高い不燃性,耐候性,
耐水性を備えた蛍光成形体を得る。 【解決手段】 Eu2+付活ストロンチウム・アルミネイト
系蛍光体を母体とする蛍光体を、フッ素樹脂で覆ったも
のであり、次の組成を有するものである。 (Sr,Eu,Pb)O・y(Al,Bi)2O3 (但し、Sr+Eu+Pb=1, Al+
Bi=2y) (Sr,Eu,Pb,Dy)O・y(Al,Bi)2O3(但し、 Sr+Eu+Pb+Dy=
1, Al+Bi=2y) (Sr,Eu,Pb,Dy)O・y(Al,Bi)2O3(但し、 Sr+Eu+Pb+Dy=
1, Al+Bi=2y,y≒1) (Sr,Zn,Eu,Pb,Dy)O・(Al,Bi)2O3(但し、Sr+Zn+Eu+Pb+Dy
=1, Al+Bi=2)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は5〜6時間にわたる
長時間の残光特性を有した蛍光成形体に関するものであ
り、特に、不燃性,耐候性,耐水性等を備えた長残光特
性を有する蛍光成形体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、蛍光体の一つの特性として、
硅酸亜鉛(Zn.SiO4:Mn2+等に多少組成を変えた方法や焼
成条件等の選択によって所謂「残光現象」が起こること
がある。このことはストロンチウム・アルミネイト蛍光
体SAE(4SrO.7Al2O3:Eu2+)等にも見られる現象であ
る。
【0003】しかしながら、これらの残光はたかだか数
秒程度の発光であり、一般的には蛍光体の特性としては
残光のあることは、好ましいことではなく、むしろ蛍光
体の特性を下げるものとされる。前述のSAE( 490nm
) , 2SrO.3Al2O3( 460nm )等従来のストロンチウム・
アルミネイト塩とは異なった化合物として、B.Sme
tらが報告している。
【0004】しかしながら、これら「青色」又は「青緑
色」の発光をもつストロンチウム・アルミネイト塩の場
合、ランプ用発光蛍光体としてでなく、所謂「夜光塗
料」のような用途に合わせた研究はあまり例を見ない。
【0005】最近、ジスプロシウム(Dy)等の添加による
発光中心的な条件を与え得る長残光の性質を有する蛍光
体の開発が見られるようになった。詳細には、ユーロピ
ウムを賦活剤とし、更に、ランタン、セリウム,プラセ
オジム,サマリウム,ガドリニウム,テルビウム,ジス
プロシウム,ホルミニウム,エルビウム,ツリウム,イ
ッテルビウム,ルテチウム,マンガン,スズ,ビスマス
を共賦活剤とした化合物MAl24 (但し、Mはカル
シウム,ストロンチウム,バリウムから選ばれる)で表
わされる蛍光体が提案されている(特開平7−1125
0号公報参照)。尚、これらの残光発光は緑色の色調を
帯びたものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】発明者らは、前述のス
トロンチウムとアルミネイトとが同モル配合された蛍光
体(SrO・Al2O3:Eu2+)を母体とせず、ストロンチウムと
アルミネイトとの組成比が相違した蛍光体 Srx.Aly.Oz:
Eu2+を母体として、鋭意努力の結果、前述の共賦活剤が
添加されたEu2+付活ストロンチウム・アルミネイト系蛍
光体(SrO・Al2O3:Eu2+)と比べて、より高い長残光性を
有する蛍光体を作り出すことを得た(特願平7−112
574号)。
【0007】更に、この得られた蛍光体を成形するに当
り、例えば屋外や、水中等で使用することを目的に種々
の樹脂基材と組み合わせて、高い不燃性,耐候性,耐水
性を備えた蛍光成形体を得て本発明に至った。
【0008】本発明は、高い長残光性を有し、高い不燃
性,耐候性,耐水性を備えた蛍光成形体を得ることを目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る残光特性を
有する蛍光成形体では、次の組成を有するEu2+付活スト
ロンチウム・アルミネイト系蛍光体を母体とする蛍光体
を、フッ素樹脂で覆ったものである。 (Sr,Eu,Pb)O・y(Al,Bi)2O3 (但し、Sr+Eu+Pb=1, A
l+Bi=2y)
【0010】また、別の発明に係る残光特性を有する蛍
光成形体では、次の組成を有するEu2+付活ストロンチウ
ム・アルミネイト系蛍光体を母体とする蛍光体を、フッ
素樹脂で覆ったものである。 (Sr,Eu,Pb,Dy)O・y(Al,Bi)2O3 (但し、 Sr+Eu+Pb+Dy=
1, Al+Bi=2y)
【0011】更に別の発明に係る残光性を有する蛍光成
形体では、次の組成を有するEu2+付活ストロンチウム・
アルミネイト系蛍光体を母体とする蛍光体を、フッ素樹
脂で覆ったものである。 (Sr,Eu,Pb,Dy)O・y(Al,Bi)2O3 (但し、 Sr+Eu+Pb+Dy=
1, Al+Bi=2y,y≒1)
【0012】また、更に別の発明に係る残光性を有する
蛍光成形体では、前述の3種類の蛍光成形体を構成する
蛍光体の組成のうち、ストロンチウム(Sr)の一部を亜鉛
(Zn)で置換したものである。
【0013】更に、好ましい残光特性を有する蛍光成形
体では、次の組成を有するEu2+付活ストロンチウム・ア
ルミネイト系蛍光体を母体とする蛍光体を、フッ素樹脂
で覆ったものである。 (Sr,Zn,Eu,Pb,Dy)O・(Al,Bi)2O3 (但し、Sr+Zn+Eu+Pb+
Dy=1, Al+Bi=2)
【0014】以上のように、本発明では、Srの一部をZn
に置換可能な蛍光体((Sr,Eu,Pb)O・y(Al,Bi)2O3 ,(Sr,
Eu,Pb,Dy)O・y(Al,Bi)2O3,(Sr,Eu,Pb,Dy)O・(Al,Bi)2O
3 )及び蛍光体((Sr,Zn,Eu,Pb,Dy)O・(Al,Bi)2O3)が水
によって分解され易い特性を有するため、フッ素樹脂で
覆うものである。
【0015】蛍光体をフッ素樹脂で覆うとは、粉体,粒
体,成形された固形の蛍光体の表面を樹脂で被覆すれば
良い。例えば、フッ素樹脂を基材として粉体を混練して
所望の形状に成形したり、フッ素樹脂を基材として粉体
又は粒体の蛍光体を分散させて所望の形状に成形した
り、更には、定められた形状に成形された固形の蛍光体
表面にフッ素樹脂を塗布しても良い。また、必要に応じ
て、これらの成形体を更にフッ素樹脂被膜で覆っても良
い。
【0016】フッ素樹脂としては、水分を樹脂内に吸収
することのないフッ素樹脂を用いることができる。例え
ば、ポリテトラフルオロエチレン,ポリクロロトリフル
オロエチレン,テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオ
ロプロピレン共重合体,ポリフッ化ビニリデン,ポリフ
ッ化ビニル等の1種又は2種以上を選択して用いること
ができる。
【0017】蛍光成形体は、適用する部品の一部とし
て、球状,棒状,板状,シート状等の様々な予め定めら
れた形状に成形することが可能であり、特に高い不燃
性,耐候性,耐水性が要求される部分の部品全部又は一
部に成形が可能である。例えば、潜水用時計のバンド,
車のバンパーの一部,ガードレールの一部等に用いる。
また、フッ素樹脂繊維にしてこれを織りあげて生地を作
ることも可能である。
【0018】例えば、粉末の蛍光体を分散させたフッ素
樹脂で繊維を作成する場合は、分散される蛍光体が水で
分解され易く比較的高温に耐えられため、湿式紡糸方法
やエマルジョン紡糸方法ではなく、水を加えない紡糸方
法が採用される。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明では、SrO と Al2O3とを1
対1の割合で含まない蛍光体を母体として用い、これに
種々の微量元素を種々の割合で混ぜ合せて、残光性の高
い第1の蛍光体を得た。具体的には、第1の蛍光体は、
(Sr,Eu,Pb)O・y(Al,Bi)2O3 (但し、Sr+Eu+Pb=1, Al+
Bi=2y)で与えられる。
【0020】それら Pb と Bi の量は、母体となる Sr
及び Al と比較して微量でよく、例えば、1単位分子中
の Sr (SrO) の組成割合が1に対して、 Al の組成割合
が3( Al2O3の組成割合が 1.5)の場合には、 Sr の組
成割合1に対して、置換される Pb の組成割合が 0.01
5, Al の組成割合3に対して、 Bi の組成割合が 0.00
9であるものが好ましい。また、この蛍光体の場合、 Pb
と Bi は、どちらがかけても、残光は欠落する。
【0021】この(Sr,Eu,Pb)O・y(Al,Bi)2O3 (但し、Sr
+Eu+Pb=1, Al+Bi=2y)で与えられる第1の蛍光体の
残光は、比較的強く色調も良いが、割合に短時間の発光
のため、更なる長寿命の残光を得るためには、やはり、
Dy を併用する方がよい( Pb , Bi のみでは発光は高
いが、減衰が速い)。従って、本発明の好ましい第2の
蛍光体は、(Sr,Eu,Pb,Dy)O・y(Al,Bi)2O3(但し、 Sr+Eu
+Pb+Dy=1, Al+Bi=2y)で与えられる。
【0022】またこれら第1の蛍光体と第2の蛍光体と
は、 Sr の一部を Zn 等の金属に置換することにより効
率のよい残光を得ることができる。その濃度は Sr の割
合の2〜4%程度でよい。
【0023】この第2の蛍光体((Sr,Eu,Pb,Dy)O・y(Al,
Bi)2O3)の Dy の組成割合については、優れた残光性を
示す幅がある。例えば、1単位分子中の Sr (SrO) の組
成割合が1に対して、 Al の組成割合が3( Al2O3の組
成割合が 1.5)の場合には、0.09では残光性はあるが不
足である。また、0.12〜0.15の幅で優れた残光性を示
し、0.18〜0.20の量であっても発光強度はやや下降する
が、反面、残光性の維持能力は Dy の割合に応じて優れ
たものになる。
【0024】このように第2の蛍光体((Sr,Eu,Pb,Dy)O
・y(Al,Bi)2O3)の場合では、 Dy の組成割合をアップす
ることで残光性の向上をもたらすことができる。
【0025】また、この第2の蛍光体((Sr,Eu,Pb,Dy)O
・y(Al,Bi)2O3(但し、 Sr+Eu+Pb+Dy=1, Al+Bi=2
y))の (Sr+Eu+Pb+Dy)/(Al+Bi) については、例えば
(Al+Bi)の組成割合が3に対しては、 (Sr+Eu+Pb+Dy)の
組成割合は 1.0〜1.8 の幅を有するが、好ましい濃度は
1.3〜1.5 であることが確認された。また、この (Sr+E
u+Pb+Dy)/(Al+Bi) の比率は(Al+Bi) の組成割合が4及
び5に付いても同様である。
【0026】この (Sr+Eu+Pb+Dy)と(Al+Bi) との関係に
付いては、 (Sr+Eu+Pb+Dy)の組成割合が(Al+Bi) に対し
て高過ぎる場合には、残光性能は著しく劣り、 (Sr+Eu+
Pb+Dy)の組成割合が(Al+Bi) に対して低過ぎる場合に
は、その残光性能は劣り、維持能力も下がることが認め
られた。
【0027】このことから、 (Sr+Eu+Pb+Dy)O と (Al+B
i)2O3 とが同じ組成割合となるようにするのが最も好ま
しい。言い換えれば、 (Sr+Eu+Pb+Dy)の組成割合の2倍
の割合になるように(Al+Bi) を調整するのが最も好まし
いことが確認された。これは、期せずして、比較とした
(Sr,Eu,Dy)O・Al2O3 (但し、Sr+Eu+Dy=1)で与えられ
る蛍光体について、 Pb ( Sr の一部に置換)及び Bi
( Al の一部に置換)を置換することによって得られる
蛍光体と同じになった。
【0028】しかしながら、前述の比較とした(Sr,Eu,D
y)O・Al2O3 (但し、Sr+Eu+Dy=1)では厳密な組成割合
の管理が必要であるのに対して、 Sr の一部を Pb に置
換し、 Al の一部を Bi に置換したこの第3の蛍光体
((Sr,Eu,Pb,Dy)O・y(Al,Bi)2O3(但し、y≒1))で
は、確かに (Sr+Eu+Pb+Dy)の組成割合の2倍の割合にな
るように(Al+Bi) を調整するのが最も好ましいのである
が、厳密な組成割合の管理を行わなくても充分な残光特
性が得られる点が大きく相違する。
【0029】これは、蛍光体中に Pb を添加することに
より、比較とした(Sr,Eu,Dy)O・Al2O3 蛍光体と相違した
結晶構造になったか、同じ結晶構造であっても、 Pb の
添加により、安定にその結晶を維持させることができる
ようになり、 Dy の更なる添加にも耐えられるようにな
ったかであると考えられる。
【0030】また、この(Sr,Eu,Dy)O・Al2O3 (但し、Sr
+Eu+Dy=1)で与えられる比較とした蛍光体に対して、
Sr の一部を Pb に置換し、 Al の一部を Bi に置換し
たこの第3の蛍光体((Sr,Eu,Pb,Dy)O・y(Al,Bi)2O3(但
し、y≒1))では、最高2倍以上特性がよくなる。
【0031】更に、この第3の蛍光体((Sr,Eu,Pb,Dy)O
・y(Al,Bi)2O3(但し、y≒1))においても、 Sr の一
部を Zn に置換することは、残光特性との係りに付いて
明確ではないが、 Zn が加わることにより、若干の特性
の向上に加えて、非常に応答性がよくなる。通常、蛍光
体は長波の光による刺激を受ける必要があるが、 Znが
加わることにより、その辺の励起に対するレスポンスが
よくなるのではないかと類推される。従って、度々刺激
を受ける状態のときに使用する方が効果が期待できると
思われる。
【0032】以上示した第1,第2,第3の蛍光体及び
これらの Sr の一部を Zn に置換した蛍光体は、耐熱性
は高いが、水に出会うと容易に結晶構造が崩壊して、残
光特性を消失してしまう特性を有する。従って、蛍光体
が水に触れないように配慮しなければならない。そこ
で、本発明では、これらの蛍光体をフッ素樹脂で覆った
蛍光成形体として、不燃性,耐候性,耐水性を高めた。
【0033】蛍光体をフッ素樹脂で覆うとは、粉体,粒
体,成形された固形の蛍光体の表面を樹脂で被覆すれば
良い。例えば、基材としてフッ素樹脂の粉体や粒体を、
粉体や粒体の蛍光体と混合して、金型に充填し加圧成型
した後に、炉に入れて焼結して成型体を得たり、更に
は、定められた形状に成形された固形の蛍光体表面にフ
ッ素樹脂を塗布しても良い。また必要に応じて、これら
得られた成形体の表面にフッ素樹脂被膜を被覆しても良
い。
【0034】フッ素樹脂としては、水分を樹脂内に吸収
することのないフッ素樹脂を用いることができる。例え
ば、ポリテトラフルオロエチレン,ポリクロロトリフル
オロエチレン,テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオ
ロプロピレン共重合体,ポリフッ化ビニリデン,ポリフ
ッ化ビニル等の1種又は2種以上を選択して用いること
ができる。
【0035】フッ素樹脂の成形は、水を用いないのであ
れば、例えば溶融押出,射出成形等の常法の成形法を行
うことができる。フッ素樹脂には、例えばポリテトラフ
ルオロエチレンのように、融点以上においてもその溶融
粘度が甚大で、通常のプラスチックの成型温度における
粘度に比べてはるかに高いものがある。従って、そのよ
うな場合には溶融押出、射出成形等の通常の手段は著し
く大きな抵抗のために不可能であり、粉体や粒体を予め
適当な圧力で圧縮した後、これを融点以上に加熱焼結す
る圧縮方法が取られる。その他の成形法として、ラム押
出法,ペースト押出法,含浸・塗装法等がある。
【0036】蛍光成形体は、適用する部品の一部とし
て、不定形状,立方体状,直方体状,球状,棒状,管
状,板状,シート状等の様々な予め定められた形状に成
形することが可能であり、特に高い不燃性,耐候性,耐
水性が要求される部分の部品全部又は一部に成形が可能
である。例えば、潜水用時計のバンド,車のバンパーの
一部,ガードレールの一部等に用いる。また、フッ素樹
脂繊維にしてこれを織りあげて生地を作ることも可能で
ある。
【0037】例えば、粉末の蛍光体を分散させたフッ素
樹脂で不燃性の繊維を作成する場合は、分散される蛍光
体が水で分解され易く比較的高温に耐えられため、湿式
紡糸方法や水を用いたエマルジョン紡糸方法ではなく、
溶融押出法等の水を加えない紡糸方法が採用される。
【0038】
【実施例】
実験例1.(使用原料) 蛍光体の製造に関して使用した原料を次に示す。 a) 炭酸ストロンチウム SrCO3 b) 酸化ユーロピウム Eu2O3 c) 酸化ジスプロシウム Dy2O3 d) 酸化アルミニウム α-Al2O3 e) フッ化鉛 PbF2 f) 塩基性炭酸ビスマス b-BiCO3 g) 炭酸亜鉛 ZnCO3 h) ホウ酸 H3BO3
【0039】また、各元素の1分子当りの使用範囲は、
次の通りである。 a) Sr 0.90 ≦ Sr ≦ 3.00 b) Eu 0.02 ≦ Eu ≦ 0.05 c) Dy 0.04 ≦ Dy ≦ 0.24 d) Al 2.00 ≦ Al ≦ 6.00 e) Pb 0.01 ≦ Pb ≦ 0.03 f) Bi 0.009≦ Bi ≦ 0.03 g) Zn 0.01 ≦ Zn ≦ 0.04 h) B 0.005≦ B ≦ 0.035
【0040】尚、fluxについては、一般のアルミン
酸塩と同じように Al 中にフッ化アルミを使用した。ま
た、同じくfluxとして、ホウ酸を微量添加した。こ
のような固溶体を精製するに付いては、フォーミングG
as中で数時間焼成することにより、極めて反応性の優
れた固溶体を得ることができた。
【0041】実験例2.((Sr,Eu,Dy)O・Al2O3 蛍光体
(比較例)) 本発明においては、本発明で得られる蛍光体の比較とし
て、前述の SrOと Al2O3とを1対1の割合で含んだ蛍光
体を用いた。比較として、 Sr を0.925mol, Eu を0.02
5mol, Dy を0.05mol , Al を2.00mol 混ぜ合せ、融剤
として0.03molの H3BO3を用いた蛍光体(SG-Dy-6) を作
成した。
【0042】実験例3.(残光特性の検証) 図1は残光性を示す蛍光体の残光特性を模式的に示す説
明図である。縦軸は発光強度、横軸は時間を示す。
【0043】残光特性を有する蛍光体とは、光により励
起され、光を遮断すると所謂残光を発光するものであ
る。Eu2+付活ストロンチウム・アルミネイト系蛍光体の
残光の開始時期の発光はかなり高い。しかし、一種の放
射であるから、その発光のエネルギーは時間経過により
減衰する。従って、本実験例の残光特性の検証は、急激
な減衰の状態を避けて比較的安定な状態になってから、
記録した。
【0044】具体的には、試料を入れたホルダーに 300
mmの高さから27ワットの蛍光灯を照射(10分間)し
て測定器(輝度計;松下電子工業R&Dセンター社製
作,ホストチューブ(光電管)R847浜松ホストニク
ス製,レコーダ;東亜電波(株)製フェニックスPRR
5000)に入れ、残光特性を測定した。図1に示すよ
うに、残光開始より数分後に輝度計のデジタルの読みが
1,000mvに達してからの所定の時間時(min)の数
値を記録し、減衰状態を記録した。
【0045】尚、本実験例においては、 1,000mvより
5分後の読み(mv)をその試料の残光強度とした。ま
た、記録は30分経過を以って終わりとして残光の維持
量とした。従って、本発明で論じる残光特性とは、残光
強度と維持量とを加味したものである。
【0046】実験例2で作成した蛍光体(SG-Dy-6) (比
較例)の残光特性の測定結果を次の表1に示す。
【0047】
【表1】
【0048】表1に示される通り、比較例の蛍光体(SG-
Dy-6) の残光強度(残光開始から5分後の強度)は、29
0mv であり、維持量(残光開始から30分後の強度)
は、50mvであった。尚、市販の(Sr,Eu,Dy)O・Al2O3 蛍光
体(根元特殊化学株式会社製)では、残光強度は220mv
、維持量は42mvであり、市販の蛍光体と同等の蛍光体
であることが確認された。従って、本発明の蛍光体の比
較例としてこの実験例2で作成した蛍光体(SG-Dy-6) を
用いることにした。
【0049】尚、比較例の蛍光体(SG-Dy-6) について、
次の表2に示す Dy の置換量を相違させた蛍光体を作成
して、その残光特性を測定したところ、 Dy の置換量に
応じて、徐々に残光特性の向上が見られた。しかしなが
ら、 Dy が0.10を越える蛍光体(SG-Dy-6-5) は、残光能
力のみならず、蛍光体の発光まで失うことが確認され
た。
【0050】
【表2】
【0051】このことは、残光性は Dy の置換量に応じ
て向上するが、 Dy の置換には限界があり、 Dy が0.10
を越えた場合には、SrO・Al2O3;Euの自体の結晶構造が崩
壊したものと推察された。
【0052】また、この結晶構造の崩壊は、母体となる
SrOとAl2O3 との割合を厳密に行わなければならない問
題を生じさせる。例えば SrOとAl2O3 との比が1:1を
おおきく外れると、例えば、1単位分子中の Sr (SrO)
の組成割合が1に対して、 Al の組成割合が3( Al2O3
の組成割合が 1.5)の場合には、 Dy の置換によっても
残光性は得られない。
【0053】実験例4.(Pb, Bi置換蛍光体1) この SrOとAl2O3 とが1対1の割合ない蛍光体( Srx.A
ly.Oz:Eu2+)において、例えば、 Al の組成割合が3以
上になると Dy の存在のみでは、強い残光の発揮を得る
ことができない。そこで、 Pb 及び Bi を併用すること
により、残光特性がもたらされることが明らかになっ
た。
【0054】具体的には、 Sr.Al3.O5.5:Eu2+におい
て、 Sr の一部に Pb を0.01置換すれば、残光が微弱な
がらある。また、この組成中の Al の一部に Bi を0.01
置換すれば、残光はない。更に、この組成中の Sr の一
部に Pb を0.01置換し、尚且 Al の一部に Bi を0.01置
換すると、残光は強くなった。
【0055】従って、 Pb, Bi の共用の条件を探ると、
次のことが確認された。 a) Pb, Bi の比は、上の組成の場合、 Pb 0.015, B
i 0.009に限定される。 b)aの割合で Pb が多くても、また Bi が多すぎても
発光は微弱になる。 c)上の組成では、aを満足させる場合の Al 量は、
2.8mol 〜2.3molの間でなければならない。
【0056】こうして得た補剤を式に加えると、 Eu の
組成割合を0.03として、 (Sr0.955 Eu0.03 Pb0.015 ) Al2.991 Bi0.009 O5.5 で示されるPb,Bi 併用蛍光体を得た。
【0057】この配合組成の残光特性としては、従来か
ら用いられている夜光塗料( ZnS:Cu2+)と比較して、
当所測定条件の元では、 初期残光 5分後 ZnS:Cu 0,900mv 0,070mv Pb,Bi併用蛍光体 2,500mv 0,050mv の値を示した。しかし、残光の維持については5分後の
値を見ても分かるように、あまり優れたものではない。
従って、優れた残光特性を得るためには、前述の蛍光体
と同様に、 Dy を( Sr の一部を置換)併用することを
考えた。
【0058】そこで、配合組成 Sr.Al3.O5.5:Eu2+
利用して、 Dy の組成割合を0.06とした蛍光体試料を作
成した。具体的には、(Sr0.895 Eu0.03 Pb0.015 D
y0.06) Al2.991 Bi0.009 O5.5 (ロットNo. SG-Al-3-3
)と、(Sr0.91 Eu0.03 Dy0.06 )Al2.991 Bi0.009 O
5.5 (ロットNo. SG-Al-3Dy )を作成して、初期残光、
残光強度を測定した。
【0059】
【表3】
【0060】表3に示すように、 Al の組成割合が3の
場合には、補剤として Dy を単独で用いた蛍光体より、
Pb, Bi とを共用した蛍光体の方が初期残光、残光強度
共に良好であることが確認された。
【0061】実験例5.( Dy,Pb,Bi 置換蛍光体1) そこで、(Sr,Eu,Pb,Dy)x.(Al,Bi)y.Oz なる蛍光体につ
いて、更に詳しく残光特性を検証した。次の表4に示す
通り、各元素の組成割合を、 Al+Bi+B=3に固定してお
き、 Eu の組成割合を 0.03 , Pb の組成割合を 0.01
5, Dy の組成割合を 0.09 に固定しておき、 Sr+Eu+Pb
+Dyの組成割合を 0.9〜2.0 の間に変化させた蛍光体試
料を作成した。
【0062】
【表4】
【0063】得られた試料について、実験例3と同様
に、残光特性を検証した。結果を次の表5に示す。ま
た、図2は表5の結果を示す線図である。
【0064】
【表5】
【0065】表5及び図2に示すように、 (Sr+Eu+Pb+D
y)/(Al+Bi) の比については、例えば(Al+Bi) の組成割
合が3に対しては、 (Sr+Eu+Pb+Dy)の組成割合は 1.0〜
1.8の幅を有するが、好ましい濃度は 1.3〜1.5 である
ことが確認された。
【0066】実験例6.( Dy,Pb,Bi 置換蛍光体2) (Sr,Eu,Pb,Dy)x.(Al,Bi)y.Oz なる蛍光体について、更
に詳しく残光特性を検証した。表6に示す通り、各元素
の組成割合を、 Al+Bi=3に固定しておき、(Sr+Eu+Pb
+Dy)を1.5molに固定して、 Dy の組成割合と Sr の組成
割合を変化させた蛍光体試料を作成した。
【0067】
【表6】
【0068】得られた試料について、実験例3と同様
に、残光特性を検証した。結果を次の表7に示す。
【0069】
【表7】
【0070】この表7に示した蛍光体試料は、( Sr+Eu
+Pb+Dy(=1.5))の組成割合の2倍の割合になるよ
うに( Al+Bi(=3))を調整したものである。これ
は、期せずして、実験例2,3の(Sr,Eu,Dy)O・Al2O3
(但し、Sr+Eu+Dy=1)で与えられる蛍光体について、
Pb ( Sr の一部に置換)及び Bi ( Al の一部に置
換)を置換するものと同じであった。
【0071】従って、表6,表7に示した蛍光体試料
(SG-Al-3-5, -3-12〜-3-17 )と、実験例2,3の表1
に示した蛍光体試料(SG-Dy-6 )との残光強度を比較し
た。図3は Dy の組成割合に対する残光強度を示した線
図である。図において、縦軸は残光強度(mv)、横軸
は Dy の組成割合を示す。尚、 Dy の組成割合は、 (Sr
+Eu+Pb+Dy)及び(Sr+Eu+Dy)の組成割合を1として変換
した値を示す。図中、●は表6,表7に示した蛍光体試
料(SG-Al-3-5, -3-12〜-3-17 )、○は表1に示した蛍
光体試料(SG-Dy-6 )を示す。
【0072】実験例3に述べたように、 Pb, Bi を含ま
ない蛍光体試料(SG-Dy-6 )については、 Dy の組成割
合が0.10を越えると残光特性のみならず蛍光特性をも喪
失してしまうが、これに対して、図3に示す通り、 Pb,
Bi を含む蛍光体試料(SG-Al-3-5, -3-12〜-3-17 )で
は、 (Sr+Eu+Pb+Dy)の組成割合を1とした場合に、 Dy
の組成割合が0.08〜0.11の幅で最良な残光強度が得ら
れ、それ以上では強度はやや下降するが、反面、維持能
力は Dy の割合に応じて優れたものになる(表7参
照)。
【0073】更に、実験例2,3の(Sr,Eu,Dy)O・Al2O3
(但し、Sr+Eu+Dy=1)で与えられる蛍光体では、良点
の幅が狭く工程としては作り難いところがあるが、 Pb,
Biを Dy と併用することにより、2倍以上の高い残光
性と、 Dy 置換量の幅を持たせることができる。特に P
b, Bi, Dy の併用の場合では、残光測定の初光時は、4,
500mv 程度の発光の強さを持つ。
【0074】実験例7.( Dy,Pb,Bi 置換蛍光体3) 実験例6では、(Sr,Eu,Pb,Dy)x.(Al,Bi)y.Oz なる蛍光
体について、 Al+Bi+B=3に固定しておき、(Sr+Eu+Pb
+Dy)を1.5molに固定して、 Dy の組成割合と Sr の組成
割合を変化させたが、表8に示す通り、 Al+Bi=3に固
定しておき、(Sr+Eu+Pb+Dy)を 1.8,1.3,1.6として、 D
y の組成割合と Sr の組成割合を変化させた蛍光体試料
を作成した。
【0075】
【表8】
【0076】表8に示した蛍光体試料に付いて、実験例
3と同様に、残光特性を検証した。結果を次の表9に示
す。
【0077】
【表9】
【0078】表8及び表9に示す通り、表4,5の蛍光
体試料(SG-Al-3-5,SG-Al-3-6,SG-Al-3-7 )と比較する
と、 Dy の組成割合を増加させることにより、残光特性
の向上が得られることが判るが、(Sr+Eu+Pb+Dy) と、(A
l+Bi)とが1対2の組成からはるかにはなれることによ
り、残光の強さ及び維持能力は低いことが(SG-Al-3-10
-2)示された。
【0079】また、これは組成上の問題だけでなく、Sr
/Alの割合がもたらす焼結性のこともあり、製造上の要
因も重なって良質の粉体を得ることができないことによ
るとも考えられる。
【0080】実験例8.( Dy,Pb,Bi 置換蛍光体4) 実験例6で、 (Sr+Eu+Pb+Dy)と、(Al+Bi+B)とが1対2
とした(Sr,Eu,Pb,Dy)Oy(Al,Bi)2O3 蛍光体に付いて検証
したが、 (Sr+Eu+Pb+Dy)の組成割合が2以上の場合に、
同様の残光特性が得られるかを検証した。表10に示す
ように、 (Sr+Eu+Pb+Dy)の組成割合を2、(Al+Bi)の組
成割合が4となる蛍光体試料を作成した。
【0081】
【表10】
【0082】得られた蛍光体に付いて、実験例3に示す
残光特性を検証した。結果を次の表11に示す。表11
に示す通り、 Pb, Bi の組成割合が相対的に低下したた
めに、残光特性は若干下がるが、同様の残光特性が得ら
れた。
【0083】
【表11】
【0084】実験例9.( Dy, Pb, Bi 置換蛍光体5) 更に、表12,表13に示す通り、 (Sr+Eu+Pb+Dy)の組
成割合が2以上の場合に、(Al+Bi)の組成割合が5とな
る蛍光体試料を作成したときの、残光特性を表14に示
す。
【0085】
【表12】
【0086】
【表13】
【0087】
【表14】
【0088】実験例10.( Zn 置換蛍光体) Sr の一部を Zn に置換した蛍光体試料を作成して、そ
の残光特性を検証した。具体的には、次の表15に示す
蛍光体を作成した。表15に示した蛍光体に付いて、残
光特性の検証結果を表16に示す。
【0089】
【表15】
【0090】
【表16】
【0091】表16の蛍光体試料(SG-Al-3-3)と表4の
蛍光体試料(SG-Al-3-5 )とを比較すると、 Sr の一部
を Zn 等の金属に置換すると非常にレスポンスのよい残
光発光を得ることができることが検証された。この場合
でも、Sr+Zn+Eu+Pb+Dy=1であることが好ましい。その
濃度は Sr の組成割合の1%程度でよい。この際も、付
活剤 Eu の組成割合は Sr の2%程度, Dy の組成割合
は Eu 量の2倍かそれ以上を必要とする。尚、 Pb, Bi
を含まない蛍光体や, Dy を含まない蛍光体でも同様の
結果を得た。
【0092】実施例11.(蛍光体の特徴) 第1,第2,第3の蛍光体及びこれらの Sr の一部を Z
n に置換した蛍光体は、耐熱性は高いが、水に出会うと
容易に結晶構造が崩壊して、残光特性を消失してしまう
特性を有する。
【0093】そこで、本発明では、これらの蛍光体をフ
ッ素樹脂で覆った蛍光成形体として、不燃性,耐候性,
耐水性を高めた。
【0094】実験例12.(蛍光成形体) 粉末のポリフッ化ビニリデン100部と、実験例10に
示したSG−Al−3−3の蛍光体の粉末50部とを蛍
光体が均一にポリフッ化ビニリンデン粉末中に分散する
ように混合した。これを、平板形状の金型に充填し、炉
で190〜205℃に加熱した。この場合、混合粉は別
の容器に入れ、180〜190℃の炉中で予熱止、予め
165℃に予熱した金型に充填した。尚、混合粉の予熱
時の厚みは20mm以下にした。所定の温度に達したら
70〜350kg/cm2 で5分間加圧した。加圧後圧
力を保ちながら冷却し金型が90℃になるのを待ってプ
レスから取り外した。得られた成形体に更にポリフッ化
ビニリデンの被膜を溶着させた。
【0095】実験例13.(蛍光成形体の特徴) 得られた蛍光成形体を長期間水中に漬けて蛍光成形体の
防水性を検証したが、3日間に亙り水中に放置した場合
でも、残光性の劣化は全くなかった。
【0096】
【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、第1の蛍
光体((Sr,Eu,Pb)O・y(Al,Bi)2O3 (但し、Sr+Eu+Pb=
1, Al+Bi=2y))、第2の蛍光体((Sr,Eu,Pb,Dy)O・y
(Al,Bi)2O3(但し、 Sr+Eu+Pb+Dy=1, Al+Bi=2
y))、第3の蛍光体((Sr,Eu,Pb,Dy)O・y(Al,Bi)2O
3(但し、 Sr+Eu+Pb+Dy=1, Al+Bi=2y,y≒1))
及びこれらのSr の一部を Zn に置換した蛍光体をフッ
素樹脂で覆ったため、不燃性,耐候性,耐水性が高ま
り、5〜6時間にわたる長時間の残光特性を有した蛍光
成形体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】残光性を示す蛍光体の残光特性を模式的に示す
説明図である。縦軸は発光強度、横軸は時間を示す。
【図2】(Sr,Eu,Pb,Dy)x.(Al,Bi)y.Oz なる蛍光体につ
いて、 Al+Biの組成割合を3に固定しておき、 Eu の組
成割合を 0.03 , Pb の組成割合を 0.015, Dy の組成
割合を 0.09 に固定しておき、 Sr+Eu+Pb+Dyの組成割合
を 0.9〜2.0 の間に変化させた蛍光体試料の残光特性の
結果を示す線図である。
【図3】蛍光体試料(SG-Al-3-5, -3-12〜-3-17 )と蛍
光体試料(SG-Dy-6 )との Dyの組成割合に対する残光
強度を示した線図である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次の組成を有するEu2+付活ストロンチウ
    ム・アルミネイト系蛍光体を母体とする蛍光体を、フッ
    素樹脂で覆ったことを特徴とする残光特性を有する蛍光
    成形体。 (Sr,Eu,Pb)O・y(Al,Bi)2O3 (但し、Sr+Eu+Pb=1, A
    l+Bi=2y)
  2. 【請求項2】 次の組成を有するEu2+付活ストロンチウ
    ム・アルミネイト系蛍光体を母体とする蛍光体を、フッ
    素樹脂で覆ったことを特徴とする残光特性を有する蛍光
    成形体。 (Sr,Eu,Pb,Dy)O・y(Al,Bi)2O3 (但し、 Sr+Eu+Pb+Dy=
    1, Al+Bi=2y)
  3. 【請求項3】 次の組成を有するEu2+付活ストロンチウ
    ム・アルミネイト系蛍光体を母体とする蛍光体を、フッ
    素樹脂で覆ったことを特徴とする残光特性を有する蛍光
    成形体。 (Sr,Eu,Pb,Dy)O・y(Al,Bi)2O3 (但し、 Sr+Eu+Pb+Dy=
    1, Al+Bi=2y,y≒1)
  4. 【請求項4】 請求項1〜3の何れかに記載の残光特性
    を有する蛍光成形体において、 ストロンチウム(Sr)の一部を亜鉛(Zn)で置換したことを
    特徴とする残光特性を有する蛍光成形体。
  5. 【請求項5】 次の組成を有するEu2+付活ストロンチウ
    ム・アルミネイト系蛍光体を母体とする蛍光体を、フッ
    素樹脂で覆ったことを特徴とする残光特性を有する蛍光
    成形体。 (Sr,Zn,Eu,Pb,Dy)O・(Al,Bi)2O3 (但し、Sr+Zn+Eu+Pb+
    Dy=1, Al+Bi=2)
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