JPS5947288A - 螢光体 - Google Patents

螢光体

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JPS5947288A
JPS5947288A JP15672882A JP15672882A JPS5947288A JP S5947288 A JPS5947288 A JP S5947288A JP 15672882 A JP15672882 A JP 15672882A JP 15672882 A JP15672882 A JP 15672882A JP S5947288 A JPS5947288 A JP S5947288A
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JP
Japan
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phosphor
fluophor
mol
blue
luminous flux
Prior art date
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Application number
JP15672882A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Nakamoto
中本 正幸
Yoshio Kimura
吉雄 木村
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は二価のユーロピウムで付活した青色発光螢光体
に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、紫外線または陰極線で励起される青色発(1)7
^ 光螢光体としてタングステン酸カルシウム螢光体CaW
O4、タングステン酸マグネシウム螢光体MgWO4、
アンチモン付活ハロりん酸カルシウム螢光体Ca1 o
(PO416(F、 (J) 2 :Sbなどが知られ
ている。
これらの螢光体はその発光領域が広く、さらに純度の高
い青色発光ではないため、他の発光色を有する螢光体と
混合して用いる場合にはその使用が制限される場合が生
じる。
近年、照明の質的向上の観点から青色、緑色および赤色
の領域に狭帯域発光ピークを有する高効率、高演色性螢
光ランプが市販されている。この螢光ランプ用の青色発
光螢光体としては特に色純度の良い二価のユーロピウム
付活螢光体が用いられている。これらの螢光体の代表的
なものとしては特公昭46−40604号公報に記載の
二価のユーロピウム付活ハロりん酸塩螢光体38r、(
PO412MCIt2 : Eu  (ただし、MはS
r、CaおよびBaのうちいずれか1種またはそれらの
混合物)がある。
三色混合形螢光ランプの場合、青色発光螢光体の発光強
度は螢光ランプ全光束の強度に大きく影、      
      (2) 響する。このため、この螢光体は色純度が良く、発光効
率もかなり高い螢光体ではあるが、螢光ランプに使用し
た場合、100時間後のランプ光束維持率が92〜93
%(0時間点灯後のランプ光束を100%とする。)と
やや低く、このため、ランプ光束維持率の面い赤色発光
螢光体と混合して使用した場合には色ずれを起こしやす
く、螢光体混合や螢光体塗布工程で精密ガ色度調整が必
要であるという欠点を有している。
本発明者らは先に発光効率の同上のため、二価のユーロ
ピウムで付活されたアルカリ土類金属ハロりん酸塩螢光
体で、その化学式が一般式でX (Ml −p ” E
 up ’ O) ’ yP 205 ” !”M’ 
X2 ” bB 205 (ただし、MおよびM′はS
r、CaおよびBaのうちいずれか少なくとも1種、X
はC!、FおよびBrのうちいずれか少なくとも1種、
2.7≦X≦3.3.0.50≦y≦1.5.0.10
≦a≦0.50.0.01≦b≦0.50.0.001
≦p≦0.201を満足し、発光効率が従来のハロりん
酸塩青色発光螢光体より大きく、かっ色純度の良い青色
発光螢光体を見出し、特願昭55−178908号とし
て提案した。
この螢光体は紫外線、特に波長254 nmおよび36
5 nmの両種紫外線によって有効に励起し、高い発光
効率を有し、前述の)・口りん酸塩と同じく、アルカリ
土類金属の組み合わせおよび配合比により発光のピーク
波長は約440〜500 nm壕で変化するが、平均し
て452 nmにあり、狭帯域発光のため、混合形像光
ランプに使用した場合非常に良い特性を与えるものであ
る。
しかし、この螢光体もランプ光束維持率に関しては、従
来のハロりん酸塩青色発光螢光体とほとんど変らないう
えに、発光効率に関しても益々性能向上の要求が高くな
っているので、前記特願昭j5−178908号提案の
螢光体より優れたランプ光束維持率と発光効率とを有す
る青色発光螢光体の出現が望1れていた。
〔発明の目的〕
前述の特願昭55−178908号提案の螢光体より優
れた発光効率を有し、かつ高いランプ光束維持率を有す
る青色発光螢光体を提供するとと(3) を目的とする。
〔発明の概要〕
前述の特願昭55−178908号提案の2価のユーロ
ピウム付活ノ・口はうりん酸塩螢光体の母体構造中のア
ルカリ土類金属の一部をマグネシウムMg、亜鉛Znお
よびカドミウムCdのいずれか少なくとも1種の元素の
所定量で置換し、さらに母体構造中にアルミニウムA1
1=、ガリウムGa、イグジウムIn、タリウムT!、
スカンジウムSc、イツトリウムYおよびランタンLa
のいずれか少なくとも1種の元素を所定量導入したこと
により、発光効率およびランプ光束維持率を向上芒せた
ものでおる。
〔発明の詳細な説明〕
本発明の螢光体はその化学組成が一般式%式% (ただし、MおよびM′はSr、CaおよびBaのいず
れか少なくとも1他、fはMg、ZnおよびCdのいず
れか少なくとも1 m、 M”’はAL、  Ga、 
In。
TA、Se、YおよびLaのいずれか少なくとも1種、
(5) ・(4) 2.7 ≦ X≦ 3.3 、0.50≦ y≦ 1.
5 、0.10≦ a≦0.50.0.01≦b≦0.
50、O<c≦0.20、Odd≦0.1.0.001
≦p≦0.201を満足する。
この螢光体は紫外線、特に波長254 nmおよび36
5 nmの紫外線によって有効に発光し、その発光色は
前述の特願昭55−178908号の二価のユーロピウ
ム付活八ツはうりん酸塩螢光体とほとんど同じであるが
、発光効率およびランプの光束維持率が向上している。
つぎに、上記一般式におけるx、  y、  a、  
b。
c、dおよびpの値を上述の範囲に定めた理由を説明す
る。
Xおよびyが2.7≦X≦3.3および0.50≦y≦
1.50の範囲外にあるときは螢光体の輝度低下が著く
、実使用に耐えなくなる。
本発明螢光体として3(SrO,88”gO,10””
”0.02・0)・0、891 P2O5’aCa(J
2*0.079 B2O3”0.03 Aj&203の
aを種々変えたものをとり、この発光輝度を従来の38
r3(PO4)2”CaC#2: o、 02 Eu螢
光体のそれを基準として相対値でとり、その相対輝度と
aとの相関を求めて第1図に示した。この図からaの範
囲は0.10≦a≦0.50モルが好ましく 、 ![
jF K 0.25≦a≦0,42モルがさらに好まし
いことが解る。
つぎに、本発明螢光体として3(Sr、B−Mgolo
・””0.0200)・0.891 P2O5・0.3
3 CaCA2・bB、203・0.03A!203の
bを種々変えたものをとり、この発光輝度を第1図と同
様従来の3Sr3(PO412”CaC4:0.02F
、u螢光体のそれを基準とした相対値でとり、この相対
値とbとの相関を求めて第2図に示した。この図からb
の範囲は0.01≦b≦0.50モルが好ましく、特に
0.05≦b≦0.35モルが烙らに好ましいことが解
る。
つぎに、本発明螢光体として3(Sro98−c−M′
c・F、”0.02・0)−0,891p2o、・0.
33 CILC4・0079B205・0、03 AA
20.におけるCを種々変えたものを各種のM“すなわ
ちMg、ZnおよびCdのそれぞれについて試作し、こ
の発光輝度をe = Oを基準とした相対値でとり、M
“ごとに相対輝度とCとの相関を求めて第3図に示した
。図において、曲線(^(−0−1はMg、曲線(B)
(−ロー)はZn、曲線(C)(−△−)はCdのそれ
ぞれの特性曲線を示す。この図からCの範囲はO<C≦
0.20モルが好ましく、特に0.04≦C≦0.16
モルがさらに好ましいことが解る。
つぎに、本発明螢光体として3 (S r o、、ss
・MgG、10・Eu、)、。2”Ol”0.8 9 
1  P2O5’0.3 3 CaC72”0.0 7
 9 8205’dM″′203 におけるdを種々変
えたものを各種のM″′すなわちAA、 Ga、  I
n、 TA、  Sc、 YおよびL&のそれぞれにつ
いて試作し、この発光輝度をd=0を基準とした相対値
でとり、M′′′ごとに相対輝度とdとの相関を求めて
第4図に示した。図において曲線(A)(−0−1はA
!、曲線(B)(−△−)はGa、曲線(C)(−口−
)はIn、曲線(D) (−X −1はTA、曲線(E
)(−■−)はSc、曲aF(−A−aはY、曲線(G
)(−1i−1はLaのそれぞれの特性曲線を示す。こ
の図からdの範囲はO<d≦0.10モルが好ましく、
特に0.02≦d≦0.07モルがさらに好ましいこと
が解る。
つぎに、不発、明螢光体として3(Sro、o −、・
Mgo、10・Eu  ”Ol”0.891 P O”
0.33 CaCA2”0.079 B2O3”0.0
3p           25 AA203のpを種々変えたものをとり、この発光輝度
を第1図および第2図と同様従来の38r 5 (PO
412・CaC#2 :0.02 E u螢光体のそれ
を基準として相対値でと9、この相対輝度とpとの相関
を求めて第5図に示した。この図からpの範囲は0.0
01≦p≦0.20モルが好ましく、特に0.003≦
p≦0.15モルがさらに好ましいことが解る。
つぎに1本発明螢光体として3(STo88・MgO,
10・Euo、。2”01 ’0.891 P2O5”
0.33 Ca(J2”0.0798203”0、03
 AA206のものをとり、これを波長254 nmの
紫外線で発光させたところ第6図示のスばクトルを得た
。この発光スはクトルを従来の実願昭55−17890
8号の例として3””rO,98””0.02・01”
0.891 P2O5’0.33 CaCA2’0.0
798203すなわち上記本発明例からMgと■203
を除いたものの発光スはクトルと比較したところ、ピー
クを一致させるとほとんど一致して区別ができなかった
。そこで第6図では本発明例を実線で示し、従来例を破
線で示し、両者をわずかに位置をずらして識別でき(9
) るようにした。そこで、本発明例の組成を変えても、こ
の組成からfおよびM″′を欠いたものと比較すればみ
なスペクトルがほぼ同じであった。
本発明の螢光体を得るには、たとえばSrHPO4*C
aHPO4、BaHPO4、SrCO3、CaCO3,
BaCO3、Et1203 。
EuCO5、H4BO3、B2O5、Ca(J2 、5
rCA’2 、 Mgco3. ZnO。
CdO、Aj&203 、 Ga2O3、In2O5、
’r#203 、5c205 、 Y2O3゜La2O
3などの伽々の原料化合物を用いる。また、これらの代
シに高温でこれらの成分元素を含む酸化物を容易に形成
する化合物を用いてもさしつかえない。まず、これらの
原料化合物を所定量混合し、還元性雰囲気、たとえば9
5チ窒素と5チ水素との混合雰囲気中で900〜120
0℃付近の温度、望ましくは1000〜1150°Cの
温度で1〜4時間焼成する。ついでこれを粉砕し、未反
応物を除去するため蒸留水で洗浄し、乾燥して得られる
。反応をさらに完全にするため、900〜1200℃の
温度、特に1000〜1150℃の温度で再焼成しても
よい。
〔発明の第1の実施例〕 t1八− SrHPO4i、 782モル、SrCO30,858
モル、Eu2O30,03モル、MgC060,30モ
ル、H3BO30、158モル、CaCj%20.33
モル、AA2030.03モルの各原料の混合物に対し
、さらにCac720.87モルを加え混合したのち石
英容器に入れて、95饅窒素と5%水素とからなる還元
性雰囲気中で1100℃の温度で2時間焼成する。この
とき、過剰に加えたCaCA2は焼成中融剤として作用
する。
このようにして得られた焼成物を冷却したのち蒸溜水に
浸漬し、粉砕し、さらに70〜80℃の温水で洗浄し、
未反応物を除去する。ついで、乾燥し、篩別後、110
0℃の温度で2時間再焼成する。冷却後粉砕し、篩別し
て3(Sro、88・Mgo、10化uo、02−0)
・0.891 P2O5・0.33 CacA2・0.
079 B20.・0.03届、03なる組成の螢光体
を得た。
この螢光体の発光のピーク波長は452 nm近傍にあ
り、その発光スはクトルは前述の特願昭55−1789
08号の螢光体のそれに近似し、しかも発光輝度はこれ
より約5%向上し、100時間後のランプ光束維持率も
従来は92〜93%であったが、本発明では95〜96
%と優れている。
〔発明の第2の実施例〕 SrHPO41,782モル、SrCO30,858モ
ル、Eu2030.03モル、CdCO30,30モル
、H3BO60、158モル、cacA2o、 33モ
ル、5e2o30.03モルの!原料混合物に対し、さ
らにCaCA2 o、 87モルを加え混合したのち石
英容器に入れて、95%窒素と5%水素とからなる還元
性雰囲気中で1100℃の温度で2時間焼成する。この
とき、過剰に加えたC a CA2は焼成中融剤として
作用する。このようにして得られた焼成物を冷却したの
ち蒸留水に浸漬し、粉砕し、さらに70〜80℃の温水
で洗浄し未反応物を除去する。ついで、乾燥し、篩別後
、1100°Cの温度で2時間再焼成する。冷却後粉砕
し、篩別して3(Sr0.88”Cd0.10・F2u
O,02・0111O,891P O・0.33 Ca
CA ”0.079 B O・0.035c20525
           2         23なる
組成の螢光体を得た。
この螢光体の発光のピーク波長は452 nm近傍にあ
シ、その発光スはクトルは前述の特願昭55−1789
08号の螢光体のそれに近似し、しかも発光輝度はこれ
より約3%向上し、100時間後のランプ光束維持率も
従来は92〜93%であったが本発明では94〜95%
と優れている。
〔発明の第3の実施例〕 SrHPO41,782モル、5rCOs 0.858
モル、Eu20300.03モル、MgCO30,30
モル、H5BO30、158モル、CaCA20.33
モル、AA2050.02モル、5e2020.01モ
ルの各原料混合物に対し、さらにCaC720,87モ
ルを加え混合したのち石英容器に入れて95%窒素と5
%水素からなる還元性雰囲気中で1100℃の温度で2
時間焼成する。
このとき過剰に加えたC a C60は焼成中融剤とし
て作用する。このようにして得られた焼成物を冷却した
のち蒸留水に浸漬し、粉砕し、さらに70〜80°0の
温水で洗浄し、未反応物を除去する。ついで乾燥し、篩
別後、1100℃の温度で2時間再焼成する。冷却後粉
砕し、篩別して3(Sro4.g・Mg6.10”gu
o、o2”O)”0.89 1 P2O5−0,33C
aC,−シ、、@0.079n2o5#o、o 2 A
j&203”0.OI 5e203なる組成の螢光体を
得た。
この螢光体の発光のピーク波長は452 nm近傍にあ
り、その発光スペクトルは前述の特願昭55−1789
08号の螢光体のそれに近似し、しかも発光輝度はこれ
より4.7%向上し、100時間後のランプ光束維持率
も従来は92〜93%であったが本発明では95〜96
%と優れている。
さらに、本発明において、M“はMg 、 Znおよび
Cdのいずれか1種以上であればよく、またM″′は)
J=、 Ga 、 In 、 ’r#、 SC,Yおよ
びLaのいずれか1種以上であればよく、2種以上の場
合、これらM“。
M″の各元素のそれぞれの合計モル数を上記限定の数値
の範囲にすればよい。また、アルカリ土類金属(Mおよ
びゾ)はその組合わせおよび配合比を変えることにより
発光のピーク波長を若干変化させることができる。
〔発明の効果〕
本発明の螢光体は一般式がX(Ml−c−P・M//e
” Eu p・0)”yP205saM’X2ebB2
03@dM”’203(ただし、MおよびM′はSr 
、 CaおよびBaのうちいずれか少なくとも1種、M
“はMg 、 ZnおよびCdのうちいずれか少なくと
も1種、M″′はklA、 Ga 、 In 、 TA
、 Sc 、 YおよびLaのうちいずれか少なくとも
144.2,7≦X≦3.3,050≦y≦1.5.0
.10≦a≦0.50.0.01≦b≦0,50、O<
c≦0,20、Odd≦0.10,0.001≦p≦0
.201を満足し、高効率で高いランプ光束維持率を有
し、螢光ランプの青色成分として有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の螢光体の一般式におけるaと相対輝度
との相関においてaの適当範囲を示すグラフ。第2図は
同じくbと相対輝度との相関においてbの適当範囲を示
すグラフ、第3図は同じくM“とCと相対輝度との相関
においてM“ごとにCの適当範囲を示すグラフ、第4図
は同じ<M″′とdと相対輝度との相関においてNT/
//ごとにdの適当範囲を示すグラフ、第5図は同じく
pと相対輝度との相関においてpの適当範囲を示すグラ
フ、第6図は同じく発光スはクトルを従来のもののそれ
と比較してほとんど同じであることを示すグラフである
。 代理人 弁理士  井 上 −男 第  3  図 o  n、to  azo  o、、s。 C(をンレン 第4図 d(王)L/) 第6図 ゛・     波長 (ルm)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一般式がx(Ml−aM/e弓upaolyP205*
    aM’X2s−p bB203−dM///、203(ただし、MおよびM
    ′はSr噂CaおよびBaのうちいずれか少なくとも1
    種、M“はMg、ZnおよびCdのうちいずれか少なく
    とも1種、M″′はAJb 、 Ga 、 In 、 
    TJ 、 Sc 、 YおよびLaのうちいずれか少な
    くとも1種、2.7≦X≦3.3.0.50≦y≦1.
    5.0.10≦a≦0.50,0.01≦b≦0.50
    、O< e≦0.20.0<d≦0.10 、0.00
    1≦p≦0.201で表わされることを特徴とする螢光
    体。
JP15672882A 1982-09-10 1982-09-10 螢光体 Pending JPS5947288A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5390201A (en) * 1992-12-04 1995-02-14 Fuji Xerox Co., Ltd. Self-frequency-doubler laser element
KR100649242B1 (ko) * 2000-04-24 2006-11-24 삼성에스디아이 주식회사 저전압용 적색 형광체의 제조 방법
EP1783192A4 (en) * 2004-06-18 2009-11-11 Daiden Co Ltd PHOSPHOR AND LIGHT EMITTING APPARATUS USING THE SAME

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