JPH0959615A - 蓄光性蛍光体 - Google Patents
蓄光性蛍光体Info
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- JPH0959615A JPH0959615A JP21695295A JP21695295A JPH0959615A JP H0959615 A JPH0959615 A JP H0959615A JP 21695295 A JP21695295 A JP 21695295A JP 21695295 A JP21695295 A JP 21695295A JP H0959615 A JPH0959615 A JP H0959615A
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- mol
- phosphor
- europium
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Abstract
の添加がなくとも、赤色の燐光色を発する。 【解決手段】 CaS:Eu,Tmで表される化合物を
主体とし、Caに対して、Euを10X mol%含有
し、Tmを10Y mol%含有すると共に、−3≦X≦
−1、−3≦Y≦0の範囲であり、かつ0≦Y−X≦2
である。
Description
に詳しくは燐光色が赤色となる蓄光性蛍光体に関するも
のである。
る間で、種々の蓄光性蛍光体が提供されてきた。このよ
うな中で、比較的長波長に発光ピークを有し、燐光色が
赤色となる蓄光性蛍光体としては、従来、ZnS:C
u,Mn蛍光体や、(Zn,Cd)S:Cu蛍光体、及
び有機蛍光顔料混合ZnS:Cu蛍光体等があった。
ち、ZnS:Cu,Mn蛍光体は、蛍光色を長波長にす
るためにMn濃度を高くしなければならないものの、そ
れにともない著しい残光性の低下が見られ、実用的な使
用が行えないものであった。一方、(Zn,Cd)S:
Cu蛍光体は、Cdの毒性に起因して、現在では全く使
用されていない。
体のうち、現在では有機蛍光顔料混合ZnS:Cu蛍光
体が市場の大半を占めているが、この蓄光性蛍光体にし
ても、有機顔料の褪色による発光色シフトという問題が
あった。更にこの有機蛍光顔料混合ZnS:Cu蛍光体
では、ZnS:Cuの残光によって有機顔料を励起、発
光させているために、発光色がZnS:Cuの燐光色
と、励起、発光される有機顔料の色との中間色となって
いた。それゆえ、この有機蛍光顔料混合ZnS:Cu蛍
光体を用いて赤色の蓄光性蛍光体を得るためには、多量
の有機蛍光顔料を混合する必要が生じ、いきおい著しい
残光性の低下を招いていた。
等の毒性を有する元素を使用することなく、さらには蓄
光性蛍光体自体が630nm以上の発光ピーク波長を有
し、有機蛍光顔料の添加がなくとも、蓄光性蛍光体自体
が赤色の燐光色を発する新規な蓄光性蛍光体を提供する
ことを目的としたものである。
体とはこととなり、アルカリ土類金属硫化物を母剤とし
た蛍光体もあった。この蛍光体は、青色傾向の燐光色を
発し、かつ残光性に優れているものの、加水分解性を有
し、強アルカリ性を示すことや金属を腐食する硫化水素
を発生することが原因となって、種々のディスプレィ用
蛍光体として研究されながらも実用化されていないもの
であった。
られているアルカリ土類金属硫化物を母剤とした蛍光体
のうち、Eu付活アルカリ土類金属硫化物蛍光体に着目
して種々の実験を行ったところ、Eu付活CaSのみで
は蛍光を有するものの燐光がないにもかかわらず、付活
剤としてTmを添加することによって、燐光を有し、か
つ赤色の蛍光を発することがわかった。
本発明は、CaS:Eu,Tmで表される化合物を主体
とし、Caに対して、Euを10X mol%含有し、T
mを10Y mol%含有すると共に、−3≦X≦−1、
−3≦Y≦0の範囲であり、かつ0≦Y−X≦2である
ことを特徴とする。ここで、CaS:Eu,Tmを用い
るのは、前述したようにCaS:Eu蛍光体の発光スペ
クトルの波長が650nmであり赤色となるものの、燐
光を有していないものであった。そこでこのCaS:E
u蛍光体にTmを付活すると燐光を有するようになるこ
とがわかったので、EuとTmとで付活したCaSとし
たものである。
含有し、Tmを10Y mol%含有すると共に、−3≦
X≦−1、−3≦Y≦0の範囲であり、かつ0≦Y−X
≦2であるとしたのは、視認可能輝度を0.32mcd
/m2 とした場合の、視認可能となる範囲である。
に、CaS:Eu蛍光体の特性を調べた。 (比較例1)母剤材料として、酸化カルシウムを50
g、硫黄を75g、融剤としてリン酸2水素アンモニウ
ムを5g、塩化リチウムを1g、酸化抑制剤としてぶど
う糖5gを混合する。
を使用し、カルシウムに対してユーロピウムが0.01
mol%になるように調製されたエタノール溶剤として
添加、混合した。このような試料を石英るつぼに充填
し、大気中1200℃にて2時間焼成することによっ
て、蛍光体母体の形成、付活剤の母体への拡散を行っ
た。
ある。 100 CaO+100 S+0.005 Eu→100 CaS:0.01E
u このようにして得られた粉体状の化合物を、#100ナ
イロンメッシュにて選別して、所望の蛍光体を得た。こ
の蛍光体は、254nmで励起した場合の発光スペクト
ルは、図1に示したように、2価のユーロピウムイオン
によるブロードな形状を有しており、ピークが650n
mとなった。したがって、蛍光色は赤色として視認され
る。
2に示したように、可視光線領域に吸収を有しており、
蓄光性蛍光体に適していることがわかる。なおこのよう
な、CaS:Eu蛍光体は、蛍光を有するものの、燐光
を有さないものであった。次にこのようなCaS:Eu
蛍光体にTmを添加した場合について、EuあるいはT
mの濃度を種々変化させて種々の実験を行った。
5標準光源によって200ルックスにて4分間励起した
後の燐光特性において、30分経過後の輝度が視認可能
輝度である0.32mcd/m2 以上のものを合格とし
た。 (実験例1)母剤材料として、酸化カルシウムを50
g、硫黄を75g、融剤としてリン酸2水素アンモニウ
ムを5g、塩化リチウムを1g、酸化抑制剤としてぶど
う糖5gを混合する。
を使用し、カルシウムに対してユーロピウムが0.00
1mol%になるように調製されたエタノール溶剤とし
て添加、混合した。また同時に、付活剤としてのツリウ
ム濃度を、濃度がカルシウムに対して0.0001〜
1.0000mol%になるように調製して加えた。
気中1200℃にて2時間焼成することによって、蛍光
体母体の形成、両付活剤の母体への拡散を行った。この
ようにして得られた粉体状の化合物を、#100ナイロ
ンメッシュにて選別して、所望の蓄光性蛍光体を得た。
図3に燐光特性を示した。
ーロピウムを0.001mol%添加した場合、ツリウ
ムが0.0010mol%〜0.0100mol%の範
囲であれば、完全に合格の評価が得られた。更に、この
実験結果から、カルシウムに対してユーロピウムを0.
001mol%添加した場合、ツリウムが0.1000
mol%であれば、一応合格としての評価が得られた。
範囲及び一応合格としての評価が得られた範囲を、Ca
に対して、Euを10X mol%含有し、Tmを10Y
mol%含有したとして行うと、 X=−3 Y=−1〜−3 となり、0≦Y−X≦2 となるものである。 (実験例2)母剤材料として、酸化カルシウムを50
g、硫黄を75g、融剤としてリン酸2水素アンモニウ
ムを5g、塩化リチウムを1g、酸化抑制剤としてぶど
う糖5gを混合する。
を使用し、カルシウムに対してユーロピウムが0.01
0mol%になるように調製されたエタノール溶剤とし
て添加、混合した。また同時に、付活剤としてのツリウ
ム濃度を、濃度がカルシウムに対して0.001〜1
0.00mol%になるように調製して加えた。
気中1200℃にて2時間焼成することによって、蛍光
体母体の形成、両付活剤の母体への拡散を行った。この
ようにして得られた粉体状の化合物を、#100ナイロ
ンメッシュにて選別して、所望の蓄光性蛍光体を得た。
図4に燐光特性を示した。
ーロピウムを0.010mol%添加した場合、ツリウ
ムが0.010mol%〜1.000mol%の範囲で
あれば、完全に合格の評価が得られた。更に、合格の評
価が得られた範囲を、Caに対して、Euを10X mo
l%含有し、Tmを10Y mol%含有したとして行う
と、 X=−2 Y=0〜−2 となり、0≦Y−X≦2 となるものである。 (実験例3)母剤材料として、酸化カルシウムを50
g、硫黄を75g、融剤としてリン酸2水素アンモニウ
ムを5g、塩化リチウムを1g、酸化抑制剤としてぶど
う糖5gを混合する。
を使用し、カルシウムに対してユーロピウムが0.10
0mol%になるように調製されたエタノール溶剤とし
て添加、混合した。また同時に、付活剤としてのツリウ
ム濃度を、濃度がカルシウムに対して0.010〜10
0.0mol%になるように調製して加えた。
気中1200℃にて2時間焼成することによって、蛍光
体母体の形成、両付活剤の母体への拡散を行った。この
ようにして得られた粉体状の化合物を、#100ナイロ
ンメッシュにて選別して、所望の蓄光性蛍光体を得た。
図5に燐光特性を示した。
ーロピウムを0.100mol%添加した場合、ツリウ
ムが0.100mol%〜1.000mol%の範囲で
あれば、完全に合格の評価が得られた。更に、この実験
結果から、カルシウムに対してユーロピウムを0.10
0mol%添加した場合、ツリウムが10.00mol
%であれば、一応合格としての評価が得られた。
範囲及び一応合格としての評価が得られた範囲を、Ca
に対して、Euを10X mol%含有し、Tmを10Y
mol%含有したとして行うと、 X=−1 Y=1〜−1 となり、0≦Y−X≦2 となるものである。以上の各実験から、カルシウムに対
するユーロピウム及びツリウムの添加量は、総量でも決
定できないし、割合だけでも決定できず、結局、Caに
対して、Euを10X mol%含有し、Tmを10Y m
ol%含有した場合、−3≦X≦−1、−3≦Y≦0の
範囲であり、かつ0≦Y−X≦2の範囲にあれば、完全
に合格の評価が得られた範囲及び一応合格としての評価
が得られた範囲となることがわかる。
してユーロピウムを0.010mol%添加し、ツリウ
ムを0.100mol%添加した場合が、30分経過時
の輝度がもっとも高いことも確認された。そこで、次
に、30分経過時の輝度がもっとも高い添加量の付近を
更に詳細に実験した。 (実験例4)実験例1乃至3と同様な方法で、ツリウム
濃度が0.100mol%の時、ユーロピウム濃度が
0.005mol%、0.010mol%、0.015
mol%となる試料を用意し、燐光輝度を比較した。
ックスにて4分間励起した後の燐光特性を示した。また
ここで、ツリウム濃度を0.100mol%にした時、
ユーロピウム濃度が0.005mol%、0.010m
ol%、0.015mol%となる試料においては、カ
ルシウムに対してユーロピウムを0.010mol%添
加し、ツリウムを0.100mol%添加した場合が、
30分経過時の輝度がもっとも高いことも確認された。
特性を示した。この図7から、120℃付近の熱発光ピ
ークと100℃以下の熱発光ピークとが確認できた。ま
たここで、100℃以下のピークは、ユーロピウム濃度
によってシフトしていることがわかる。具体的には、ユ
ーロピウム濃度が薄くなるにしたがって、熱発光ピーク
が高温側にシフトしていることがわかる。このように熱
発光ピークが高温側にシフトすると、トラップ準位が深
くなり、残光時定数を大きくし、残光特性が良好になる
ことを意味している。このことは、図6において、ツリ
ウム濃度を0.100mol%にした時、ユーロピウム
濃度が0.005mol%である試料が、時間経過に伴
う燐光輝度の低下の比率が小さくなっていることでも理
解できる。 (実験例5)実験例1乃至3と同様な方法で、ユーロピ
ウム濃度が0.010mol%の時、ツリウム濃度が
0.050mol%、0.100mol%、0.150
mol%となる試料を用意し、燐光輝度を比較した。
ックスにて4分間励起した後の燐光特性を示した。また
ここで、ユーロピウム濃度を0.010mol%にした
時、ツリウム濃度が0.050mol%、0.100m
ol%、0.150mol%となる試料においては、カ
ルシウムに対してユーロピウムを0.010mol%添
加し、ツリウムを0.100mol%添加した場合が、
30分経過時の輝度がもっとも高いことも確認された。
特性を示した。この図9から、ツリウム濃度を変更して
も、熱発光ピークのシフトが行われないことがわかる。
このことから、ツリウム濃度はトラップ準位を深くさせ
ることはないものの、トラップ密度を増大させる効果が
あると思われる。以上の各実験の結果からは、カルシウ
ムに対してユーロピウムを0.010mol%添加し、
ツリウムを0.100mol%添加した場合が、残光特
性が最大となることが確認された。カルシウムに対して
ユーロピウムを0.010mol%添加し、ツリウムを
0.100mol%添加した場合の発光スペクトルを図
10に、励起スペクトルを図11に示した。
示した励起スペクトルと比較すると、ツリウムの添加に
よって可視光領域の吸収が増大していることがわかる。
の毒性を有する元素を使用することなく、さらには蓄光
性蛍光体自体が630nm以上の発光ピーク波長を有
し、有機蛍光顔料の添加がなくとも、蓄光性蛍光体自体
が赤色の燐光色を発するものである。
グラフである。
グラフである。
mol%添加し、ツリウムを0.0001〜1.000
0mol%の範囲で添加したCaS:Eu,Tm蓄光性
蛍光体の燐光特性を示したグラフである。
mol%添加し、ツリウムを0.001〜10.000
mol%の範囲で添加したCaS:Eu,Tm蓄光性蛍
光体の燐光特性を示したグラフである。
mol%添加し、ツリウムを0.010〜100.00
mol%の範囲で添加したCaS:Eu,Tm蓄光性蛍
光体の燐光特性を示したグラフである。
%添加し、ユーロピウムを0.005、0.010、
0.015mol%の範囲で添加したCaS:Eu,T
m蓄光性蛍光体の燐光特性を示したグラフである。
%添加し、ユーロピウムを0.005、0.010、
0.015mol%の範囲で添加したCaS:Eu,T
m蓄光性蛍光体の熱発光特性を示したグラフである。
mol%添加し、ツリウムを0.050、0.100、
0.150mol%の範囲で添加したCaS:Eu,T
m蓄光性蛍光体の燐光特性を示したグラフである。
mol%添加し、ツリウムを0.050、0.100、
0.150mol%の範囲で添加したCaS:Eu,T
m蓄光性蛍光体の熱発光特性を示したグラフである。
0mol%添加し、ツリウムを0.100mol%添加
したCaS:Eu,Tm蓄光性蛍光体の発光スペクトル
を示したグラフである。
0mol%添加し、ツリウムを0.100mol%添加
したCaS:Eu,Tm蓄光性蛍光体の励起スペクトル
を示したグラフである。
Claims (1)
- 【請求項1】 CaS:Eu,Tmで表される化合物を
主体とし、Caに対して、Euを10X mol%含有
し、Tmを10Y mol%含有すると共に、−3≦X≦
−1、−3≦Y≦0の範囲であり、かつ0≦Y−X≦2
であることを特徴とする蓄光性蛍光体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21695295A JPH0959615A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 蓄光性蛍光体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21695295A JPH0959615A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 蓄光性蛍光体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0959615A true JPH0959615A (ja) | 1997-03-04 |
Family
ID=16696498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21695295A Pending JPH0959615A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 蓄光性蛍光体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0959615A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003041250A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Noritake Itron Corp | 蛍光体 |
JP2009256555A (ja) * | 2008-04-21 | 2009-11-05 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 蓄光性蛍光体およびその製造方法 |
KR100979468B1 (ko) * | 2007-10-10 | 2010-09-02 | 강준길 | 적색 형광체 및 이를 포함한 백색 발광 장치 |
-
1995
- 1995-08-25 JP JP21695295A patent/JPH0959615A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003041250A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Noritake Itron Corp | 蛍光体 |
KR100979468B1 (ko) * | 2007-10-10 | 2010-09-02 | 강준길 | 적색 형광체 및 이를 포함한 백색 발광 장치 |
JP2009256555A (ja) * | 2008-04-21 | 2009-11-05 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 蓄光性蛍光体およびその製造方法 |
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A521 | Written amendment |
Effective date: 20040628 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
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A521 | Written amendment |
Effective date: 20040826 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 |
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A02 | Decision of refusal |
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