JPS6042484A - 螢光体 - Google Patents

螢光体

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JPS6042484A
JPS6042484A JP14963383A JP14963383A JPS6042484A JP S6042484 A JPS6042484 A JP S6042484A JP 14963383 A JP14963383 A JP 14963383A JP 14963383 A JP14963383 A JP 14963383A JP S6042484 A JPS6042484 A JP S6042484A
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JP
Japan
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phosphor
activated
phosphors
fluorescent lamp
brightness
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JP14963383A
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English (en)
Inventor
Junji Yamaguchi
山口 潤二
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Asahi Kasei Corp
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Asahi Kasei Kogyo KK
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Publication date
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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】 本発明れ高輝度の新規組成螢光体すなわちTb付活希土
類正ホウ酸塩螢光体に関する。
Tb付活の螢光体は540nm付近に半値巾の狭い発光
スペクトルを有しているので、三波長型螢光ランプ(f
f、緑および赤に発光する3色の螢光体を組み合せた高
効率かつ高演色性の螢光ランプ)の緑色螢光体と1して
最適である。また普通紙複写機(PPC)用螢光ランプ
の螢光体としても適している0 螢光ランプ用の螢光体は主に254 nmの紫外線(H
fの輝綜)により発光するものであり、代表的な緑色螢
光体には(Cet ’rb ) MfA4zOu+ e
 YzSiOs :Tb、 Ce、 (Ce、 La 
) PO4: Tb等がある。
しかしながらこれらの螢光体は、輝度において十分満足
なものとは言えず、さらに高輝度の螢光体が望まれてい
る。管に三波長型螢光ランプにおいて、緑色発光は人間
の目の視感度のピークと一致しているため、H色螢光体
のn度を高めることね、螢光ランプの明るさを高めるこ
とになる。
また、輝度が高くなれに螢光体の塗布)役を少なくして
も同じ明るさが得られるので、高価な希土類螢光体の使
用量を減らすことができ、螢光ランプのコスト低下につ
ながる。
従来よりTbで付活された希土類正ポウ酸塩が、紫外線
刺激により発光することは知られている。
例えば特開昭52−133091号公報には、Tbで付
活された希土類ホウ酸塩螢光体(組成式C(Mz−z、
 Bz h−yTby)20aただしyおよび2はそれ
ぞれ0.003 <7 <0.1および0.25 < 
Z < 0.75なる条件を満たす数値であり、MはY
、 Gd+ 、Lal Lu。
ScおよびInのうち少なくともひとつである)が20
0nm以下の紫外線で発光することが示されている。し
かしこれら螢光体は同公報に記載されているように、2
54 nmではきわめて弱い発光しか得られないのて、
螢光ランプ用螢光体としては不適当である。
ブラッセ(Bムsse )およびグリル(Br1t)は
正ホウ酸イツトリウム(YBO3)にTbとCeを共付
活した螢光体の可能性を示している( J、 Chem
Physics VOl、 47 P、 1920 (
1967) )。 しかし、YBO3:Tb、Ceiζ
hS後述するように本発明者の追試によれは輝度は高く
なかつブこ。
グラッセ(B!JLsse )およびグリル(Brtt
)はまた、Tb付活の正ホウ酸セリウム螢光体(CeB
O3:To)が紫外線刺激により発光することを示して
いる( J、 Chem、 Ph3’5icsVot、
 51 P、 a2Eiz (1969))。この螢光
体についても追試を行なったが、十分な輝度が得られな
かった。
正ホウ酸塩ではないが、LaとCeを含みTbを付活し
た希土類メタホウ酸塩(3価の希土類元素をLnで表わ
しだときLiB4O7の化学式で示される)が提案され
ている。
例えば特開昭53−33986号公報には一般式し&1
−X−y−,LGdxAyAz B306 (ただし、
AはBiおよびCeのうち少くともひとつ以上を示し、
AはTbおよびDyのうち少なくもひとつ以上を示し、
x、yおよび2はX+y+Z < 180 <X< 1
.0.001:y<0.QO。
o <z <0.60を満足する)で表わされる螢光体
が記載されている。しかしながら、A′元):七として
Ceを用い、A”KTbを用いた場合は、GdおよびL
aの使用は重膜でなく、Tbで伺活したメタホウ酸セリ
ウム、すなわち一般式Ce1−zTbz B506て表
わされる螢光体のときjilt度が高いことが示されて
いる。
本発明者はこの螢光体についても追試を行なったが十分
な;l+jL度が得られなかった。
そこで本発明者は、高層〔瓜の螢光体をうるべく鋭意研
究した結果、Tbを付活した正ホウr−ランクンセリウ
ムイ1に光体((La ;Ce )BO3: Tb、た
たし鑞の一部はY、 Gd、 Luで置換されていても
よい〕において、紫外線刺激(254nm )による輝
度が飛躍的に増大することを見い出し、本発明を完成す
るに至った。
すなわち本発明は、一般式Ln 1.、−z−y−z 
LaxCeyTbz BOa (ただしLnはY、Gd
及びLuのうち少なくとも一部の元素を示し、X+3’
+および2はそれぞれ0.2<x<0.98. o、o
t<y<o、s、 0.005<z≦0,3を満足する
)で表わされることを特徴とするTb付活希土類正ホウ
酸塩螢光体である。
上記一般式のx+yおよび2の数値は輝度の高さから決
められる。
すなわちLa濃度Xは、0.2未満では禅度が十分でな
(,0,98をこえると輝度が低下する。よって0.2
 <x <0.98であることが必要である。
ぞしてCe f8? M ’/は、0.0!未満では増
感の効果が少なく、0.8をこえると濃度消光のため)
輝度が低下1′る。よって0.01 < y <0.8
であることが必要でを)るが、より好咬しいf出回は0
.04 <)’ <0.4である。またTb濃度2は、
0.005未満では輝度が不十分であり、0.3を過ぎ
ると濃度消光のため十分な輝度が得られない。よって0
.005 < Z <0.3でわることが必要であるが
、さらに好ましい範囲は0.02 < Z 〈0.2で
aろ。
本発明の希土類正ホウ酸、頃螢光体は、各々の希土類酸
化物(例えばTb40y、 CeO2,La2O3’J
 )または高温に加熱−j′る仁とによって容易に酸化
物となる各々の希土類の化合物(例えは炭酸塩、硝酸塩
、価:酸塩、水酸化物、シュウ酸塩等)と、熱水ホウ酸
(B2O3)または高温で加計J1・、することによっ
て容易K B2O3となるホウ素の化合物〔例えばホウ
rll (IhB03)、ホウ能”y 7 モ= ウA
 (0’ll f示セば(NH4) t O・ぢB2O
3・8H20)等〕を所定の割合いで十分に混合し、焼
成して得られる。
混合はボールミル、ミキザーミル等の粉砕混合機を用い
て乾式あるいは湿式で行なうことがIJIましい。湿式
で行なった場合は乾燥しゾζ後、位成する。聾fc、 
螢光体一般式中の各々の希土ノ、11元ζにの6タ化物
あるいは化合物は、ホウ素化合物と混合−Jる前にちら
かしめ混合しておくことは、均一性を増加させM” 1
2jを高くする。この場合の混合は溶液状態でイテなう
とさらに好′ましいく例えば共沈法、噴緋乾炉)“:法
、アルコキシド法、ゾルゲル法、フリーズドライ法等)
1′占液状態で混合した混合物し、十分に乾燥した後、
ボールミル、ミキサーミルク9・の粉777曹b+合様
を用いてホウ素化合物と混合する。
上記ホウ素化合物は、その中のホウ素の(、tが本発明
螢光体一般式の中のホウ素の化学量論比よシも5〜50
%程度過剰に配合されるのが好ましい。
そしてこの過剰のホウ素は焼成後、反応生成物から洗浄
によシ除去することが望ましい。
なお、一般に螢光体製造において、反応促進および螢光
体のルF度、粉体特性等を向上させることを目的として
融剤を添加することが多いが、本発明の螢光体において
も融剤を用いてもよい。融剤は原料と混合しても、1回
目あるいは2回目の焼成の前に混合してもよい。
上記融剤としては例えばケイフッ化アンモニウム((N
H4)25iF6)、ホウフッ化アンモニウム((NH
4)4BF4 )、フッ化アンモニウム(NH4F )
、塩化アンモニウム(NH4C/−) 、Je 化アン
そニウム(NH4Br )、ヨウ化アンモニウム(NH
4I )、炭酸アンモニウム((NH4) z C03
)等が誉げられる。
次に、原料混合物をアルミナルツボ等の面j熱性容器に
入れて焼成を行なう。900〜1400 cのTli、
1度範囲、還元性雰囲気中で2〜10時間焼成を行なう
。焼成181度を1100〜1250 ℃の範囲にする
ことが好1しく、これにより、高輝度な螢光体がイ:l
られる。還元性雰囲気とれi、不発りJ螢光体の心拍成
分として含まれる CeおよびTbの原子価を確実に3
価にするような雰囲気のことてあり、例えば水素ガス(
N2) tたは不活性ガス(例えばAr * N2勢−
)とN2の温合ガス雰囲気をム味する。
焼成は一回でもよいが、二回以上行なうとさらに好まし
い。特に原料として酸化!i:;り以外の化合物を用い
る時は、あらかじめ700〜1000℃の温度で空気中
において2〜5時間予備焼成を行なうことが好ましい。
また、予備焼成後或いV1各焼成後、次の焼成を行なう
前に、粉砕してから焼成することが好ましい。
貌成時の昇温速度は遅い方が好ましく、特に−回目の焼
成では3℃/紬以下が好捷しい。
焼成後、得られた生成物を粉砕、洗浄、乾燥して本発明
の螢光体を得る。
本発明の螢光体はTb付活螢光体特有の半値巾の狭い発
光スペクトルを540 nm付近に持ち、しかも輝度が
高いので三波長型螢光ランプの紅色成分として好適であ
る。また、普通複写機(rpc)用螢光ランプの螢光体
としてもすぐれている。
次に実施例によって本発明をさらに具体的に説明する。
実施例1 、 La20B 10.43 f、 CeO21,3B
 f、 Tb4O71,50t 。
H,BO35,931Fを秤量し、ボールミルで3時間
混合した。この混合物をアルミナルツボに入れ、N2中
、2℃/iで昇温し、1150℃で2時間焼成した。冷
却後粉砕し、再4μ器計中、再びN2中、1200℃で
3時間焼成した。冷却後、粉砕、洗浄、乾燥して得られ
た生成!吻はLan、e Ceu、i Tbo、t B
O3なる組成を有していた。
X線回折分析の結果、この物夕パ(はLaBO3あるい
は同じ構造を有するCeBO3ど同桶なX線回折パター
ンを示し、単−相であった。
第1図にこの物質のX線回折パターンを示J0なお、後
述の本発明螢光体はすべて同4m ′lr、X線回折パ
ターンを示した。この物質は254 nmの循外綜で励
起すると強い緑色発光を示した。
実施例2 LazOa 9.12 f 、 Gd2031.45 
f 、 CeO2i、as fi’ 。
Tb4O71,50f、 )I3BO35,93fを秤
量し、実施例1と同様に混合し、混合物をアルミナルツ
ボに入れ、N2中、2℃/閣で昇温し、1100℃で2
時間焼成した。冷却後粉砕し、Ar95体積%H25休
friチのiJモ合ガス中、1200℃で4時間焼成し
た。冷却後、粉砕、洗浄、乾燥して得られた生成物はL
ao、7Gdo、xCeO,I TboJBo3の+t
11成を有し、254 nmの紫外υで励起すると強い
緑色発光を示した。
実施例3 La20s 10−04 f 、 Y2O5O,44f
 、 CeO21−38f 。
7b4Q、 1.5Of、 H,BO,5,93fを秤
量し、実施例2と同様に混合、焼成を行った。冷却後粉
砕、洗浄、乾燥して得られた生成物はLao、yy Y
o、01 Ceo、xo Too、t。
Boxの組成を有し、254 nmの紫外線で励起する
と強い緑色発光を示した。
比較例! La20m 11.73f、 Tb40y 1.50f
、 HsBOs 5.93fを秤量し、実施例1と同様
にして混合し、混合物をアルミナルツボに入れ、Ar9
5体積%H25体積チの混合ガス中、1100℃で2時
間焼成した。冷却後粉砕し、Ar95体積チH,5体積
チの混合ガス中、1200℃で4時間焼成した。冷却後
、粉砕、洗浄、乾燥してイqられた生成物はLao、s
 Tbo、i BOsの組成を有していた。しかしなが
ら254 nmの紫外線励起では、きわめて弱い発光し
か得られなかった。
比較例2 Ce0212.40 t、 Tb4O71,50f、 
H3BO35,93tを秤量し、実施例1と同様にして
混合および焼成を行なった。冷却後、粉砕、洗浄して得
られた生成物はCe6.* Tb6,1 BO3の組成
を有しており、254nmの紫外線励起で社弱い発光し
か得られなかった。
比較例3 YxOs 7.23 f 、 Tbn0y 1.50 
f、 CeO2i、as f。
HsBOs’ 5.93 fを秤量し、実施例2と同様
にして混合および焼成を行なった。冷却後、粉砕、洗浄
、乾燥上て得られた生成物はYOJ Ceo、t Tb
o、I BO3の組成を有していた。しかしながら25
4 nmの紫外線励起で社、弱い発光しか得られなかっ
た。
比較例4 GdzOs IL6Of、 Cease 1.38 f
、 Tb4O71,5Of 。
HsBOs 5.93 t を秤量し、実施例2と同様
にして混合および焼成を行なった。冷却後、粉砕、洗浄
、乾燥して得られた生成物tiGdo、s Ceo、t
 Tbo、t BOBの組成を有していた。これは25
4 nmの紫外線励起では、弱い発光しか得られなかっ
た。
比較例5 メタホウ酸塩螢光体の追試結果を示す4、CeO23,
36f、 Tb4O71,96f、 )bBO37,4
2f ’(!:朴−1+1シ、ボールミルで3時間混合
し、混合物をアルミナルツボに入れ、Ar 95体積%
 H25体f?Fチの混合ガス中、1030℃で2時間
帰−成した。冷却後、粉砕し、再びAr95休債%H2
5体程t%のvlL合ガス中、1030℃で3時間!g
+jQ成しlこ。冷却後、粉砕、洗浄、乾燥して得られ
た生成物はCeo、6s Tbo、as Ba5sの組
成を有していた。これは254 nmの紫外線励起では
十分袋発光が?Uられなかった 51!、施例1〜3で製造した螢光体および比較例1〜
5の仮光体の543 nmでの相対発光到i度(254
nrnの紫外靜励起)の測定結果を第1表に示した0相
対邦度は実施例1の本発明螢光体の)X11度を100
として表わした。
以下余白 第1表 実施例4〜10 実施例1に記した方法と同1fAKして、’if、 2
表に示す組成を有する希土力1正ホウ酸塩螢光体を製造
した。これらの螢光体の254 nmの紫外線で励起し
たときの543 nmでの発光か1度の測定結果を第2
表に示した。相対輝度は実施例1の不発明螢光体の輝度
を100として表わしlj0 第2表
【図面の簡単な説明】
第1図はLao、s Ceo、x Tbo、t BOs
の組成を有する本発明螢光体のX腺1回折パターンであ
る。 特許出願人 旭化成工業株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一般式Ln t −x−y−z LaxCeyTbz 
    BO3(ただしLnはY、 GdおよびLuのうち少な
    くともひとつの元素を示し、x + 3’ および2は
    それぞれ0・2<X<0.98 0.01 <7 <0・8 0、oo5 <z <o、3 を泊足する)で表わされることを!特徴とするTb付活
    希土類正ホウ酸塩螢光体
JP14963383A 1983-08-18 1983-08-18 螢光体 Pending JPS6042484A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2572735A1 (fr) * 1984-06-29 1986-05-09 Kemira Oy Matrice luminescente a base de borate
JPS6254786A (ja) * 1985-07-26 1987-03-10 Hitachi Ltd 蛍光体
JP2001311075A (ja) * 2000-04-20 2001-11-09 Osram Sylvania Inc 離散粒子モルホロジーを有する硼酸塩蛍光物質の製造法
JP2006299207A (ja) * 2005-04-25 2006-11-02 Toshiba Corp 緑色蛍光体、白色ledおよびそれを用いたバックライト並びに液晶表示装置

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