冷陰極蛍光ラ ンプ用青色発光アル力 リ 土類ク 口 口燐酸塩蛍光体、冷 陰極蛍光ラ ンプ、 及びカラー液晶表示装置。
技術分野
本発明は波長が 1 8 0〜 3 0 0 n mの紫外線によ り 高輝度の発 明
光を呈し、 経時的な発光輝度低下 (輝度劣化) および経時的な発光 田
色度の変化 (カ ラーシフ ト) が少ない冷陰極蛍光ランプ用青色発光 アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体、及びこの蛍光体を蛍光膜と して 使用 した、 高光束で液晶ディ スプレイ などのバック ライ トに用いた 場合に色再現範囲が広ぐ美 しい表示画像を実現する冷陰極蛍光ラ ンプ、及びこの冷陰極蛍光ランプをバック ライ 卜 と して用いたカラ 一液晶表示装置に関する。
背景技術
近年、 液晶ディ スプレイ ( L C D ) やプラ ズマディ スプレイ ( P D P ) などに代表されるフラ ッ トパネルディ スプレイ ( F P D ) の 普及は著しい。 F P Dは P D Pなどパネル上で画像を構成する画素 自体が発光するいわゆる発光形ディ スプレイ と、 L C Dのよ う にパ ネル上で画像を構成する画素自体は発光せず、バッ ク ライ ト と組み 合わせて使用される非発光形ディ スプレイがある。 L C Dではバッ ク ライ 卜 と液晶シャ ッ タ ーによ る組み合わせによ り パネル上に画 像を構成し、 さ らにカラーフィルターを組み合わせる こ とによ り画 像のカラー表示を可能にしている。
近年し C Dは従来のパーソナルコ ンピュータ用ディ ス プ レイ の 用途から、 モニターやカラーテ レビなどカラー画像表示を必要とす る用途へ急速に普及しつつある。 このよ う な用途では、 被写体の色 を忠実に再現する こ とが非常に重要であ り 、少なく と もカ ラーブラ ゥン管 ( C R T ) と同程度の色再現範囲が必要と なってきている。
と ころで、 L C Dに使用されるバック ライ 卜には、 主と して冷陰 極蛍光ランプが使用されているが、近年蛍光ランプはハロ燐酸塩蛍 光体の単一成分蛍光体からなる蛍光膜を有するタイプに代わって、 およそ 4 5 0 、 5 4 0および 6 1 0 n mの各波長域付近に、 強く 、 かつ半値幅の狭い発光スぺク トルの ピーク を有する蛍光体を蛍光 膜とする三波長タイプの蛍光ランプが急速に普及しており 、 これら 三波長形蛍光ランプ用の蛍光体は、照明用途と してその明る さゃ演 色性の改善を 目的に開発されてきた。
すなわち照明用蛍光ラ ンプの緑色発光蛍光体と しては、比視感度 に合致した発光スペク トルを有する 3価のセ リ ウム ( C e 3 +) と 3価のテルビ ウ ム ( T b 3 + ) と を共付活した燐酸ラ ンタ ン蛍光体 ( L A P蛍光体) が主と して用いられ、 青色発光蛍光体と しては比 較的半値幅の大き な発光スぺク トルを有する 2価のユーロ ピウム ( E u 2 + ) 付活のアルミ ン酸バ リ ウムマグネシウム系蛍光体 ( B a M g A 1 1 0 O 1 7 : E u等) や E u 2 +付活のアルカ リ 土類ク ロ 口 燐酸塩系蛍光体 { ( S r , B a , C a , M g ) 1 0 ( P 04) 6 C 1 2 : E u等 } が演色性向上のために主と して用いられてきた。
そのために L C Dな どのバッ ク ライ ト用途の冷陰極蛍光ラ ンプ にも照明用途に開発された蛍光体がそのまま使用 されてきたため、 冷陰極蛍光ラ ンプは高光束であっても これをそのまま L C Dのバ
ッ ク ライ トに使用 した場合色再現範囲が狭く なる。 その対策と して L C Dのカ ラーフ ィ ルターの膜厚を厚く する と色再現範囲は広が るが、透過率が低く な り L C Dの輝度が低下する とい う弊害があつ た。 そこで高光束で L C Dなどのバック ライ トに用いた場合に色再 現範囲が広く なる冷陰極蛍光ラ ンプの開発が望まれていた。
また、 例えば特開 2 0 0 1 — 2 2 8 3 1 9号公報には、 L C Dの 色再現範囲を広げる 目的から緑色発光蛍光体について検討し、 5 0 0 〜 5 4 0 n mの波長域に発光ピーク を有する光源を L C Dなど のバック ライ 卜 と して使用するこ と によ り 、 明る く て色再現範囲の 広い通常のカ ラー C R Tに匹敵する美 しい表示画面を実現でき る こ とが記載されている。 しかし色再現範囲を広げるこ と を目的と し て青色発光蛍光体を検討した例はない。
一方、 三波長形蛍光ランプ用の青色発光蛍光体の中でも E u 2 + 付活アル ミ ン酸バ リ ゥムマグネシウム系蛍光体は水銀の吸着によ る光束維持率の低下や、蛍光体の紫外線劣化によるカ ラーシフ 卜が 生じる と レ、 う 問題があ り 、 また、 E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口 燐酸塩系蛍光体は水銀の吸着による光束維持率の低下や蛍光体の 紫外線劣化によるカ ラーシフ トは小さいが、 E u 2 +付活アル ミ ン 酸バ リ ゥムマグネシウム系蛍光体に比べ光束が低いと い う 問題が ある。
水銀の吸着を防止 し光束維持率を向上させる方法と して蛍光体 粒子表面に希土類化合物を付着させるこ とによ り 、点灯後の光束維 持率に優れた放電ランプが得られる こ とが記載されている (特許第 2 7 8 4 2 5 5号明細書等参照) が、 蛍光体の種類によっては蛍光 ラ ンプと した場合には必ずしも光束維持率の改善効果は十分と は
いえない。
さ らにこれら照明用途に開発された半値幅の大きい青色発光蛍 光体をカ ラー液晶表示装置のバ ッ ク ライ ト を構成する冷陰極蛍光 ラ ンプの蛍光膜に用いる と、青色の色再現範囲が狭く なる という 問 題がある。
これに対し半値幅の比較的小さい E u 2 +付活ス ト ロ ンチウムク ロ ロ燐酸塩系蛍光体 { S r 1 0 ( P 04 ) 6 C 1 2 : E u、 ( S C A蛍 光体) } では E u 2 +付活アルミ ン酸バリ ゥムマグネシウム系蛍光体 に比べ光束が低いとい う 問題に加え、水銀の吸着による輝度劣化や 紫外線劣化によ り カ ラーシフ ト を生 じる と レ、 う 問題があ り 実用化 に至っていなレ、。 発明の開示
本発明は、 上記状況に鑑みてなされたものであ り 、 波長 1 8 0〜 3 0 0 n mの紫外線を照射したと き高輝度で、 しかも発光輝度の経 時変化が少ない冷陰極蛍光ラ ンプ用の青色発光 E u 2 +付活アル力 リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体、 およびこの蛍光体を蛍光膜と した、 高 光束で、経時的な輝度劣化や発光色のカラーシフ 卜が少なく て L C Dなどのバッ ク ライ ト と して使用 した場合、色再現範囲が広く なる 冷陰極蛍光ランプ、およびこの冷陰極蛍光ラ ンプを用いた色再現範 囲の広いカラー液晶表示装置の提供を目的とする。
本発明者は、 上記目的を達成するため、 L C Dのバック ライ 卜 と して用いる冷陰極蛍光ラ ンプ用の蛍光体と しては特に重要視され る特性である、 カ ラーフィルタ一とのマッチングが良好な発光スぺ ク トルを有する よ う 、 E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光
体、 特に E u 2 +付活ス ト ロ ンチ ウ ムク ロ 口燐酸塩蛍光体 ( S C A 蛍光体) について、 母体のアルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩を構成するァ ルカ リ 土類金属の種類やその含有比率、 付活剤の E u含有量等、 蛍 光体の組成を広範囲にわたって検討し、 その組成の違いによる発光 特性への影響に関して詳細に解析した。
その結果、 従来の考えでは S C A蛍光体 { ( S r , E u ) J 0 ( P O 4 ) 6 C 1 2 } に比べて B a 、 C a 、 M. g などの S r 以外のァルカ リ 土類のク ロ 口燐酸塩蛍光体では発光スぺク トルの半値幅を大き く し、 C I E表色系の発光色度 y値を高く する こ とが知られていた。 しかしなが ら こ の S C A蛍光体の母体結晶を構成する S r の一部 を特定量のアル力 リ 土類金属の B a 、 C a 及び、 M g 、 特に特定量 の B a で置換する こ と によ り 、意外にも発光スぺク トルの半値幅お よび C I E表色系の発光色度 y値が小さい状態 (青色の色純度がよ り 高い発光) に維持され、 かつ発光効率が向上し、 こ の蛍光体を冷 陰極蛍光ラ ンプの蛍光膜と して用いる こ と によ り 光束維持率の改 善が図れる との知見を得た。
図 1 の曲線 Aは、従来の代表的な L C Dのバック ライ ト用冷陰極 蛍光ラ ンプの青色成分蛍光体である、 E u 2 +付活アルミ ン酸バ リ ゥムマグネシウム系蛍光体 ( B a M g A l ! 0 O ! 7 : E u ) の発光 スぺク トルであ り 、 曲線 B及び Cはそれぞれ L C D表示装置に用い られている代表的な青色カラーフ ィ ルターの分光透過率曲線(曲線 B ) 及び緑色カ ラーフィルターの分光透過率曲線 (曲線 C ) を例示 するものである。
従来の青色発光蛍光体 (曲線 A ) は、 図 1 で示すよ う に発光スぺ ク トルと カ ラーフ イ ノレターの分光透過率曲線と のマ ッチングが悪
レ、 。 これに対して本発明においては、 S C A蛍光体の母体を構成す る S r を B a 、 C a 、 M g等のアルカ リ 土類金属で特定量置換する こ と によ り 、 5 0 0 n m付近の青緑色波長域の発光強度が大き く 減 少し、逆に 4 4 5 〜 4 5 5 n mの青色波長域の発光強度は強く させ るこ とができ る。 青色カラーフイ ノレター及び緑色カラーフイ ノレター ではその分光透過率が比較的高いため (曲線 B及び曲線 C参照)、 除去が難しいと される青色発光蛍光体の 4 5 5 n m〜 5 0 0 n m 波長域での発光成分を減少させるこ とができ、青色カラーフ ィ ルタ 一と緑色力 ラーフ ィノレターと を組み合わせた場合で.も青色の色純 度がよ り 良好で、効率の良い発光スぺク トルをもった青色発光蛍光 体とする こ とができるこ とがわかった。
そ して、 このよ う な蛍光体.を冷陰極蛍光ランプの蛍光膜と して使 用する と高光束の冷陰極蛍光ランプが得られ、 これを L C Dなどの バック ライ ト と して使用するこ とによ り 、色再現範囲の広い表示画 面が得られる こ と を見出 し本発明に至った。
即ち、 本発明は以下の構成からなる。
( 1 ) 光に対して透明な外囲器の内壁に蛍光膜を形成する と共に、 該外囲器内に水銀と希ガスを封入してな り 、該水銀の放電によって 放射される波長 1 8 0 〜 3 0 0 n mの紫外線によ り 前記蛍光膜を 発光させる冷陰極蛍光ランプにおいて、
前記蛍光膜が、 組成式 ( S r i o m_ n B a k C a i M g m E u n ) ( P O 4 ) 6 C 1 2で表される青色発光冷陰極蛍光ランプ用アル カ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体を含むこ と を特徴とする冷陰極蛍光 ランプ。
(ただし、 k 、 1 、 mおよび nはそれぞれ 0 ≤ k ≤ l . 5 、 0 ≤
1 ≤ 1 . 2、 0 ≤ m≤ 0. 2 5および 0 . 0 5 ≤ n ≤ 0. 3 なる条 件を満たす数である)
( 2 ) 前記 k が 0 < k ≤ l . 5 なる条件を満たす数であるこ と を特 徴とする前記 ( 1 ) に記載の冷陰極蛍光ランプ。
( 3 ) 前記 k 力 S O . 0 0 5 ≤ k ≤ 1 . 5 なる条件を満たす数である こ と を特徴とする前記 ( 1 ) 又は ( 2 ) に記載の冷陰極蛍光ラ ンプ。
( 4 )前記青色発光冷陰極蛍光ランプ用アル力 リ 土類ク ロ 口燐酸塩 蛍光体の発光スぺク トルのピーク波長 ([え e m P]) 力 S 4 4 5 〜 4 5 5 n mの波長範囲にあ り 、 その発光ピーク の半値幅 ([ Δ λ Ρ] ι κ 2 ) が 3 5 n m以下であ り 、発光色の C I E表色系の発光色度 ( x , y ) 力 0. 1 4 ≤ x ≤ 0 . 1 6 、 0 . 0 2 ≤ y ≤ 0 . 0 6 である発 光を呈するこ と を特徴とする前記 ( 1 ) 〜 ( 3 ) のいずれかに記載 の冷陰極蛍光ランプ。
( 5 ) 前記発光スぺク トルのピーク波長 ([え e m P]) における発光 強度を I B、 5 0 0 n mにおける発光強度を I Gと したと き、 その 発光強度比 ( I C Z I B) が 0 . 1 2以下である こ と を特徴とする 前記 ( 4 ) に記載の冷陰極蛍光ランプ。
( 6 )前記青色発光冷陰極蛍光ランプ用アル力 リ 土類ク ロ 口燐酸塩 蛍光体の粒子表面に金属の酸化物、 水酸化物、 炭酸塩化合物の少な く と も 1 種が被覆されている こ と を特徴とする前記 ( 1 ) 〜 ( 5 ) のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
( 7 ) 前記蛍光膜中に 5 0 5〜 5 3 5 n mの波長域に発光ピーク を もった緑色発光蛍光体を含むこ と を特徴とする前記 ( 1 ) 〜 ( 6 ) のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
( 8 ) 前記緑色発光蛍光体が、 E u 2 +および M n 2 +共付活アル力
リ 土類アルミ ン酸塩蛍光体であるこ と を特徴とする前記 ( 7 ) に記 載の冷陰極蛍光ランプ。
( 9 ) 前記 E u 2 +および M n 2 +共付活アルカ リ 土類アルミ ン酸塩 蛍光体の組成式が、
a ( P J _ c E u c ) O ' i Q i d M n d ) 0 ' b A l 2 0 3で表され る蛍光体である こ と を特微とする前記 ( 8 ) に記載の冷陰極蛍光ラ ンプ。
(ただし、 Pは B a 、 S r および C a の中の少なく と も 1 種のァ ノレ力 リ 土類金属元素を表し、 Qは M gおよび Z nの中の少なく と も 1 種の 2価金属元素を表し、 a 、 b 、 c および d はそれぞれ 0 . 8 ≤ a ≤ 1 . 2 、 4 . 5 ≤ b ≤ 5 . 5 、 0 . 0 5 ≤ c ≤ 0 . 2 5およ び 0 . 2 ≤ d ≤ 0 . 4 を満たす数を表す)
( 1 0 )前記蛍光膜が 6 1 0 〜 6 3 O n mの波長域に発光ピーク を もった赤色発光蛍光体を含むこ と を特徴とする前記 ( 7 ) 〜 ( 9 ) のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
( 1 1 ) 前記赤色発光蛍光体が、 E u 3 +付活希土類酸化物蛍光体、 E u 3 +付活希土類バナジン酸塩蛍光体、 および E u 3 +付活希土類 燐バナジン酸塩蛍光体の中の少なく と も 1 種である こ と を特徴と する前記 ( 1 0 ) に記載の冷陰極蛍光ランプ。
( 1 2 ) 発光色の C I E表色系の発光色度 ( X , y ) が 0 . 2 3 ≤ X ≤ 0 . 3 5 、 0 . 1 8 ≤ y ≤ 0 . 3 5 の範囲にある事を特徴とす る前記 ( 1 ) 〜 ( 1 1 ) のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。 ( 1 3 )光シャ ッターと して機能する液晶からなる複数の液晶素子 と、 該複数の液晶素子のそれぞれに対応する少なく と も赤、 緑、 青 の 3色の色素を有するカラーフィルターと、透過照明用のバック ラ
イ ト と を組み合わせて構成されるカラー液晶表示装置において、前 記バッ ク ライ 卜が前記 ( 1 ) 〜 ( 1 2 ) のいずれかに記載の冷陰極 蛍光ランプからなるこ と を特徴とするカラー液晶表示装置。
( 1 4 ) 冷陰極蛍光ランプ用の蛍光体であって、 組成式が
( S r 1 0 _ k _ 1 _m_ n B a k C a 1 M g m E u n ) ( P 04 ) 6 C 1 2 で表される こ と を特徴とする青色発光アル力 リ 土類ク 口 口燐酸塩 蛍光体。
(ただし、 k 、 1 、 mおよび nはそれぞれ 0 く k ≤ 1 . 5 、 0 ≤ 1 ≤ 1 . 2 、 0 ≤ m≤ 0 . 2 5および 0. 0 5 ≤ n ≤ 0 . 3 なる条件 を満たす数である)。
( 1 5 ) 前記 k が 0 . 0 0 5 ≤ k ≤ 1 . 5 なる条件を満たす数であ る と を特徴とする前記 ( 1 4 ) に記載の青色発光アルカ リ 土類ク
Π 口燐酸塩蛍光体。
( 1 6 )発光スぺク トルの ピーク波長が 4 4 5 〜 4 5 5 n mにあ り その発光ピーク の半値幅が 3 5 n m以下であ り 、発光色の C I E表 色系の発光色度 ( x, y ) 力 S O . 1 4 ≤ x ≤ 0 . 1 6 、 0 . 0 2 ≤ y < 0 . 0 6 である発光を呈するこ と を特徴とする前記 ( 1 4 ) 又 は ( 1 5 ) に記載の青色発光アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体。
( 1 7 ) 前記発光スペク トルのピーク波長における発光強度を I B
5 0 0 n mにおける発光強度を I e と した と き 、 その発光強度比
( I C Z I B) が 0 . 1 2以下である こ と を特徴とする前記 ( 1 4 )
〜 ( 1 6 ) の何れかに記載の青色発光アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍 光体
( 1 8 ) 表面に金属の酸化物、 水酸化物、 炭酸塩化合物の少なく と
1種が被覆されている こ と を特徴とする前記 ( 1 4 ) 〜 ( 1 7 )
のいずれかに記載の青色発光アル力 リ 土類ク 口 口燐酸塩蛍光体。 図面の簡単な説明
図 1 は従来の E u 2 +付活アルミ ン酸バ リ ゥムマグネシウム蛍光 体の発光スぺク トルと青色及び緑色カ ラーフ ィ ルターの分光透過 率曲線を例示する図である。
図 2 は本発明の E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体の 発光スぺク ト ルと青色及び緑色カ ラーフ ィ ルタ ーの分光透過率曲 線を例示する図である。
図 3 は本発明の E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体の B a の含有量 ( k ) と波長 4 4 5〜 4 5 5 n mの波長域にある発光 ピーク の強度 ( I B)及び 5 0 0 n mでの発光ピーク の強度 ( I G) の発光強度比( I eノ I B )と の相関を例示する図である。
図 4 は本発明の E u 2 +付活アル力 リ 土類ク 口 口燐酸塩蛍光体の B a の含有量と相対発光輝度との相関を例示する図である。
図 5 は本発明の E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体の B a の含有量と、 この蛍光体を蛍光膜とする冷陰極蛍光ラ ンプの光 束維持率との相関を例示する図である。
図 6 は本発明の E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体の C a の含有量と波長 4 4 5 〜 4 5 5 n mの波長域にある発光ピー ク の強度 ( I B)及び 5 0 0 n mでの発光ピーク の強度 ( I c)の発 光強度比( I c / I B)との相関を例示する図である。
図 7 は本発明の E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体の C a の含有量と相対発光輝度との相関を例示する図である。
図 8 は本発明の E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体の
M g の含有量と波長 4 4 5 〜 4 5 5 n mの波長域にある発光ピー クの強度 ( I B)及び 5 0 0 n mでの発光ピーク の強度 ( I G) の発 光強度比( I eノ I B )との相関を例示する図である。
図 9 は本発明の E u 2 +付活アル力 リ 土類ク 口 口燐酸塩蛍光体の M g の含有量と相対発光輝度との相関を例示する図である。
図 1 0 は本発明の E u 2 +付活アル力 リ 土類ク 口 口燐酸塩蛍光体 の E uの濃度と相対発光輝度との相関を例示する図である。
図 1 1 は本発明の E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体 の E u の濃度と波長 4 4 5 〜 4 5 5 n mの波長域にある発光ピー クの強度 ( I B)及び 5 0 0 n mでの発光ピークの強度 ( I G) の発 光強度比( I eノ I B )との相関を例示する図である。 発明の効果
本発明の冷陰極蛍光ラ ンプ用アル力 リ 土類ク 口 口燐酸塩蛍光体 は上記組成を有し、 5 0 0 n m付近の青緑色波長域の発光強度が弱 く 、 4 4 5〜 4 5 5 n mの青色波長域の発光強度が強いため、 カラ —フ イノレターとのマ ッチングが改善され、 E u 2 +付活のアルミ ン 酸バリ ゥムマグネシウム系蛍光体 ( B AM蛍光体) を代表とする従 来の冷陰極蛍光ラ ンプ用青色発光蛍光体に比べて青色の色純度が 良好である。
特に母体組成中に一定量の B a を含む冷陰極蛍光ラ ンプ用アル カ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体は、水銀の吸着による光束維持率の低 下や紫外線劣化によるカ ラーシフ 卜が少ないため、 この蛍光体を青 色発光成分と して蛍光膜に用いた本発明の冷陰極蛍光ランプは、 高 光束であ り 、 これを継続して点灯しても経時的に高輝度を維持する
こ とができ る。
従って、本発明の蛍光体を冷陰極蛍光ラ ンプの青色発光成分と し て蛍光膜に用いる と、 高光束の冷陰極蛍光ランプが得られ、 このラ ンプを L C Dなどのバッ ク ライ トに用いる と、 明る く て色再現範囲 が広く 、 美しい画像を表示できる。
また前記効果は冷陰極蛍光ランプの色温度が高い場合や、 冷陰極 蛍光ラ ンプの蛍光膜に 5 0 5 〜 5 3 5 n mの波長域に発光ピーク をもった緑色発光蛍光体、及び 6 1 0〜 6 3 0 n mの波長域に発光 ピーク をもった赤色発光蛍光体を含む場合に特に顕著である。 発明を実施するための最良の形態
本発明の冷陰極蛍光ラ ンプ用 E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐 酸塩蛍光体 (以下、 単に本発明の青色発光蛍光体と もいう) は、 所 定の組成になる よ う に蛍光体原料を配合して調製する以外は従来 の E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体と 同様に して製造 するこ とができ る。
すなわち、 本発明の青色発光蛍光体は化学量論的に組成式 ( S r 1 o- k - . -m- n B a k C a , M g m E u n ) ( P 04) 6 C 1 2 (ただし、 k 、 1 、 mおよび n はそれぞれ 0 < k ≤ l . 5 、 0 ≤ 1 ≤ 1 . 2 、 0 ≤ m≤ 0 . 2 5および 0 . 0 5 n 0 . 3 なる条件を満たす数 である) と なる割合で、 1 ) アルカ リ 土類金属の燐酸塩の他、 燐酸 水素二アンモニゥム、 燐酸水素塩などの、 アルカ リ 土類金属と反応 して高温でアル力 リ 土類金属の燐酸塩に変わ り 得る燐酸を含む化 合物と、 2 ) アルカ リ 土類金属の酸化物、 硝酸塩、 炭酸塩、 水酸化 物などの高温でアル力 リ 土類金属の酸化物に変わ り 得るアル力 リ
土類金属の化合物と、 3 ) アルカ リ 土類金属の塩化物と、 4 ) E u の酸化物、 も しく は E u の硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、 ハロ ゲン化物、 水酸化物などの高温で E uの酸化物に変わり得る E u の化合物、 と の混合物からなる蛍光体原料化合物を耐熱性容器に詰めてァルゴ ンガスや窒素ガスな どの中性ガス雰囲気あるいは少量の水素ガス を含む窒素ガスや一酸化炭素ガスなどの還元性雰囲気中において 9 0 0 〜 1 2 0 0 °Cで 1 回も しく は複数回焼成する方法によって 製造するこ とができる。
また、 上記蛍光体原料化合物を焼成する際、 こ の原料化合物中に さ らにハ ロ ゲンを含む化合物や硼素を含む化合物などをフ ラ ッ ク ス と して加えておいて焼成しても よい。 なお本発明の蛍光体の製造 方法は上述の方法に限定されるものではなく 、組成が上記化学量論 量の範囲内にあれば従来から知られているいずれの方法によって も製造するこ とができる。
前記のよ う に して得られた蛍光体粒子の表面には、 さ らに所定量 のラ ンタ ン、 イ ッ ト リ ウム、 アルミ ニ ウム、 ノく リ ウム、 ス ト ロ ンチ ゥム等の金属の酸化物、 水酸化物、 及び炭酸塩化合物の少なく と も 1 種を付着させておく こ とによ り 、 こ の蛍光体を蛍光膜と して用い た冷陰極蛍光ラ ンプのラ ンプ点灯中における水銀やその化合物な どによ る蛍光膜中の蛍光体の汚染によ る光束維持率の低下を効果 的に抑制する こ とができ る。 さ らに、 冷陰極蛍光ランプ点灯中に冷 陰極蛍光ラ ンプ内に放射されている波長 1 8 5 n mの紫外線や 2 0 0 n m以下の短波長紫外線によ る蛍光体表面のダメ ージを効果 的に抑制する こ とができ る。 その結果、 発光強度の経時的な輝度劣 化が防止され、冷陰極蛍光ラ ンプの光束維持率低下が抑制されるの
でよ り好ま しい。
得られた蛍光体の粒子表面に金属の酸化物、 水酸化物、 及び炭酸 塩化合物の少なく と も 1 種を付着させるには、 前記のよ う に して製 造された E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体と所定量の ラ ンタ ン、 イ ツ ト リ ウム、 ァノレ ミ ニゥム、 ' ノく リ ウム 、 ス ト ロ ンチウ ム等の酸化物、 水酸化物、 及び炭酸塩化合物の少なく と も 1 種の微 粉末と を溶媒中で混合して蛍光体ス ラ リ ーと し、 こ のス ラ リ ーを十 分に混合した後、脱水、乾燥するこ と によ り製造する こ とができ る。 こ の時用いられる溶媒と しては水を用いるのが取 り扱い上好ま し いが、例えばエタ ノールなどのアルコールゃァセ ト ンなどの有機溶 媒を使用 しても よい。 また、 蛍光体のス ラ リ ー中に水酸イ オンや炭 酸イ オンを含有する溶液と、水酸イ オンあるいは炭酸イオンと化学 反応 して金属水酸化物や金属炭酸塩を生成し得るだけの金属ィ ォ ンを含有する溶液と を投入するカ または所定量の水に所望とする 金属の可溶性水酸化物や炭酸塩化合物および金属化合物を蛍光体 ス ラ リ ー中に投入して十分に混合し、 その蛍光体ス ラ リ ー中で反応 して生成した金属水酸化物あるいは金属炭酸塩化合物を蛍光体表 面に沈積、 付着させる こ と によつても製造する こ とができる。 さ ら に金属酸化物を付着させるには、 上記方法によ り金属の水酸化物、 又は炭酸塩化合物を 面に付着させた蛍光体を耐熱性容器に詰め てアルゴンガスや窒素ガスなどの中性ガス雰囲気あるいは少量の 水素ガスを含む窒素ガスや一酸化炭素ガスな どの還元性雰囲気中 において 4 0 0 〜 9 0 0 °Cで 1 回も しく は複数回焼成する方法に よっても得る こ とができる。
金属の酸化物、 水酸化物、 及び炭酸塩化合物の少なく と も 1 種の
付着量は付着効果を得るためには該蛍光体に対して 0 . 0 1 重量% 以上付着させる必要があ り 、 5重量。 /0以上付着させる と蛍光体の発 光輝度が低下するので好ま しく ない。
次に組成式が ( S r 1 0— k— m— n B a k C a 1 M g m E u n ) ( P O 4 ) 6 C 1 2で表される、 E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩 蛍光体を例に、 こ の蛍光体の母体組成および付活剤 ( E u ) の濃度 と発光輝度との相関、 2つの特定波長域におけるそれぞれの発光強 度の相関について検討した結果について示す。
上記組成式において、 アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩 ( S r !。― k— , _ m_ n B a k C a , M g m E u n ) ( P O 4 ) 6 C 1 2 1 モル中に含まれ るバリ ウム ( B a )、 カルシウム ( C a )、 及びマグネシウム (M g ) の各含有量 (モル数) および E uの濃度 (モル数) はそれぞれ k 、 1 、 mおよび nである。 なお、 以下に示す相対発光輝度とは、 組成 式力 ( S r 9. 8 4 C a 0 0 1 M g 0 0 5 E u 0. ! ) P O 4 ) 6 C 1 2 で表される蛍光ラ ンプ用青色発光蛍光体を 2 5 3 . 7 n mの紫外線 で励起した時の発光輝度 (発光スぺク トルの ピーク波長が 4 4 7 n mでの発光輝度) を 1 0 0 と した時の各蛍光体の発光輝度の相対値 である。
図 3 は C a含有量 ( 1 )、 M g含有量 (m)、 及び E u濃度 ( n ) がそれぞれ 0. 0 1 モル、 0. 0 5 モノレ、 及び 0. 1 モルである、 E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体 { ( S r 9. 8 4 _ k B a k C a 0. o i g 0. 0 5 E u 0. ( P 04 ) 6 C 1 2 } を例に、 この 蛍光体を 2 5 3 . 7 n mの紫外線で励起したと き の発光スぺク トル における、 4 4 5 〜 4 5 5 n mの波長域にある発光ピーク の強度 ( I B ) と、 5 0 0 n mにおける発光ピークの強度 ( I G) との発
光強度比 ( I cノ I B ) と B a含有量 ( k ) との相関を示したダラ フである。
以下、 各蛍光体を 2 5 3 . 7 n mの紫外線で励起したと き の発光 スぺク トノレにおける、 4 4 5 〜 4 5 5 n m (青色波長域) にある発 光ピーク の強度を ( I B )、 5 0 0 n m (録色波長域) における発 光ピークの強度を ( I c ) と略記し、 その蛍光体の 5 0 0 n m (緑 色波長域) における発光ピーク の強度に対する 4 4 5〜 4 5 5 n m (青色波長域) にある発光ピーク の強度の比を 「発光強度比 ( I e / I B ) J とレ、 う こ と にする。
なお、 前記の発光強度比 ( I CZ I B ) は、 その蛍光体の青色発 光成分の発光強度に対する緑色発光成分の発光強度の比で、 その蛍 光体の発光の色純度、又は青色カラーフィルターと のマッチング性 の良し悪しの尺度を示す評価値である。 この発光強度比 ( i eZ i B ) が小さいほど、 緑色成分の発光よ り も青色成分の発光の方が相 対的に多いために青色と しての色純度が高く 、 その蛍光体の発光の 青色カ ラーフ ィ ノレターと のマ ッチングが良好である こ と を意味す る。
青色発光蛍光体の場合、 発光色の色純度、 及び青色カラーフィル ターの透過スぺク トル (分光透過率曲線) とのマッチングを高める ためには、 こ の発光強度比 ( I c Z I B ) がほぼ 0 . 1 2 よ り 小さ く なるよ う な発光スぺク トルをもった発光を示すこ とが望ま しレ、。 また、 発光色の色純度、 及び青色カラーフ ィ ルターの分光透過率曲 線とのマッチングを高め得る点で、発光色の C I E表色系による色 度座標の y値はほぼ 0 . 0 6 0以下とするのが好ま しい。
本発明の青色発光蛍光体においても前記の発光強度比 ( I e/ I
B ) 力 S O . 1 2 よ り 小さ く 、 発光色の C I E表色系の発光色度の y 値が 0. 0 6 0以下の発光を呈する ものをその目標と した。
図 3 からわかる よ う に、 E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩 蛍光体の発光強度比 ( I e/ I B) は、 母体中に B a を含有させる ( 0 < k である) と上昇し、 B a含有量 ( k ) がおよそ 1 . 0モル よ り大き く なる と急激に增大してく る。
B a 含有量が 1 . 5 モル以下 ( k ≤ 1 . 5 ) ではこ の発光強度比 ( I G/ I B ) はおよそ 0 . 1 2 と な り 、 B a 含有量 ( k値) が少 なく なればなるほど小さ く なっている。 これは B a 支配の結晶場に 存在する E uの濃度が減少し、 S r 支配の結晶場に存在する E uの 濃度が增加するためである。 その結果と して相対的に 5 0 0 n m付 近での緑色の波長域の発光強度 ( I e ) が弱く な り 、 青色の色純度 が高く なる。
図 2 の曲線 Dは本発明の青色発光蛍光体 { ( S r 9. 7 1 9 5 B a 0. 0 2 5 C a 0 . o o 5 5 M g 0 . J 5 E U o . x ) ( P 04 ) 6 C 1 2 } の発光ス ぺク トルであ り 、 曲線 B及び Cはそれぞれ L C D表示装置に用いら れている代表的な青色カ ラーフ ィ ルターの分光透過率曲線 (曲線 B ) 及び緑色カ ラーフ ィ ルターの分光透過率曲線 (曲線 C ) である が、 本発明の青色発光蛍光体の発光スぺク トル (図 2 の曲線 D ) と 青色カ ラーフイ ノレターの透過率曲線 (図 2 の曲線 B ) との比較から わかる よ う に本発明の青色発光蛍光体の発光スぺク トルと青色力 ラーフィ ルターの分光透過率分布とのマ ッチングはよ り 良好と な り 、青色カラーフ ィ ルタ一による発光量の損失が少ない方へ改善さ れる。
また、 図示 していないが発光スペク トルの半値幅は B a 含有量
( k値) が 1 . 0モル以上で増加する ものの、 B a の含有量 ( k値) 力 S 1 . 5モル以下 ( k ≤ l . 5 ) であれば 3 5 n m以下となるこ と が確認された。 さ らに C I E表色系で表される発光色度の y値は B a含有量 ( k値) の増加につれ連続的に増加するものの、 B a含有 量力 S 1 . 5モル以下 ( k ≤ l . 5 ) では 0. 0 6 0以下 ( y ≤ 0 . 0 6 ) となるこ と も確認された。
これら発光スぺク トルの半値幅も発光色の C I E表色系によ る 発光色度の y値及び発光強度比 ( I CZ I B) と 同様に、 その蛍光 体の発光と青色カ ラーフ ィ ルターと のマ ッチングの度合いを示す パラメータであ り 、 発光スぺク トルの半値幅、 及び発光色を表す色 度座標の y値がよ り 小と なる こ と は青色カ ラーフ ィ ノレターと のマ ツチングが良好で青色の色純度が向上し、損失の少ない方へ改善さ れているこ と を示している。
ただし、前記のよ う に発光スぺク トルの構成のみに着目 した場合、 青色カラーフ ィルターと のマ ッチングの観点からは B a 濃度を低 下させる こ とが一義的には好ま しいと言えるが、輝度の面から見る と必ずしも満足な結果は得られない。
図 4 は前記の E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体 { ( S r 9 . a 4 - k B a k C a 0. 0 i M g 0. 0 5 E u 0 1 ) 04 ) 6 C 1 2 } を例に、 この蛍光体の B a の含有量 ( k値) と波長 2 5 3 . 7 n m の紫外線で励起した場合の発光輝度 (相対値) との関係を示したグ ラフである。
図 4 からわかる よ う に、 E u 2 +付活アル力 リ 土類ク ロ 口燐酸塩 蛍光体を波長 2 5 3 . 7 n mの紫外線で励起した場合の発光輝度は、 母体組成中の B a の含有量 ( k ) に大き く 依存し、 B a の含有量が
増加する と高く なる現象を示す。
また、 図 5 は前記の E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光 体 { ( S r 9. 8 4 - k B a k C a o. o i M g o. 0 5 E u 。」) ( P 04 ) 6 C 1 2 } を例に、 こ の蛍光体の B a 含有量 ( k値) の異なる青色 発光蛍光体と、 下記実施例 1 で用いた緑色発光蛍光体、 及び赤色発 光蛍光体と を蛍光膜中に含み、 白色に発光する冷陰極蛍光ラ ンプ (下記の実施例 1 と 同様のラ ンプ) を作製し、 それぞれの冷陰極蛍 光ランプについて、連続して点灯した時の点灯開始から 5 0 0時間 後の光束と 、 点灯開始時の光束との比 (光束維持率) を求め、 蛍光 膜と して用いた蛍光体中の B a の含有量 ( k値) と前記光束維持率 との関係をプロ ッ 卜 したグラフである。
図 5 からわかる よ う に、 E u 2 +付活アル力 リ 土類ク ロ ロ燐酸塩 蛍光体 { ( S r 9 8 4— k B a k C a 0. 0 1 M g 0. 0 5 E u 。 . , ) ( P O 4 ) 6 C 1 2 } 中の B a含有量 ( k値) が增加するに したがつてこの 蛍光体を蛍光膜と して用いた冷陰極蛍光ラ ンプの光束維持率が向 上し、 特に B a含有量 ( k値) がおよそ 0 . 0 0 5モル以上である 蛍光体を蛍光膜と して用いる と、得られる冷陰極蛍光ラ ンプの光束 維持率が著しく 向上する。
そ して、 図 4 、 及び図 5 の結果からわかる よ う に、 発光輝度を向 上させ、 冷陰極蛍光ランプに適用 したと きの光束維持率を向上 (経 時的な輝度劣化を低減) させるためには蛍光体中の B a の含有量 ( k ) を多く する方が好ま しい。 しかしながら、 図 3 の結果からわ かるよ う に蛍光体中の B a を多く する と前記の発光強度比 ( I CZ I B) が上昇して緑色成分の発光が増え、 青色カラーフ ィ ルター と のマ ッチングが低下する。
従って、 発光輝度ができ るだけ高く 、 比較的発光強度比 ( I c /
I B ) の小さい発光を呈し、 青色カラーフ ィ ルター と のマッチング が良好であって、 しかも、 冷陰極蛍光ランプと したと きのランプの 光束維持率を一定値以上に保っためには、 実用的な観点から、 本発 明の青色発光蛍光体 ( E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光 体) では、 母体組成中に必須成分と して 1 . 5モルを上限と して B a を含有させる ( 0 < k ≤ l . 5 とする) のがよ く 、 よ り好ま しく は B a の含有量 ( k ) を 0. 0 0 5〜 : I . 5モル ( 0 . 0 0 5 ≤ k ≤ 1 . 5 )、 さ らに好ま しく は 0 . 0 0 5 〜 : 1 . 0モノレ ( 0 . 0 0 5 ≤ k ≤ 1 . 0 ) とする。
次に、 本発明の青色発光蛍光体について、 特定の B a の含有量の も と での C a の含有量 ( l )、 M g の含有量 (m) 及び E u濃度 ( n ) と、 こ の蛍光体の発光強度比 ( I CZ I B) 及び発光輝度について 検討を行なった。
図 6 は B a 含有量 ( k )、 M g の含有量 (m)、 及び E u濃度 ( n ) がそれぞれ 0 . 0 2 5モル、 0 . 0 5モル、 及び 0 . 1 モルである、 E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体 { ( S r 9. 8 2 5 _ , B a o . o 2 5 し a ! M g 0 . 0 5 E U o . J ) ( P O 4 ) 6 C 1 2 } を例に、 こ の蛍光体を 2 5 3 . 7 n mの紫外線で励起して前記と 同様に して測 定した時の、 蛍光体母体中の C a の含有量( 1 値) と発光強度比 ( I c / I B ) との相関を示したグラフである。
図 6 からわかる よ う に、 E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩 蛍光体の発光強度比 ( I CZ I B) は、 C a の含有量 ( 1 ) が増え る と增加傾向を示 し、 〇 3 が 0 . 5モル以上では特に大き く 増大し てく る。
前記のよ う に発光色の色純度と青色カ ラ一フ イ ノレターの透過ス ベク トルと のマ ッチングを高めるには発光強度比 ( I G / I B ) を およそ 0 . 1 2 よ り 小さ く する こ と が好ま しいが、 C a の含有量 ( 1 ) 力 S 1 . 3モル以下 ( 1 ≤ 1 . 3 ) ではこ の発光強度比 ( I c ノ I B ) は 0. 1 2以下となって、 C a の含有量が低く なればなる ほど小さ く な り 、 結果と して 5 0 0 n m付近での発光 ( I e ) が弱 く なって青色の色純度が高く なる。 図 2からわかる よ う に青色カラ 一フ ィルター と のマ ッチングは良好で損失の少ない方へと改善さ れている。 また発光色の C I E表色系の発光色度 y値も C a の含有 量 ( 1 ) の増加につれ連続的に増加するが、 C a の含有量 ( 1 ) が 1 . 2モル以下 ( 1 ^ 1 . 2 ) では y値は 0 . 0 6 0以下と な り 、 青色カ ラ ーフ ィ ルタ ー と のマ ッチングは良好で損失の少ない方へ 改善される。
図 7 は組成式が { ( S r 9. 8 2 5 _! B a 0. 。 2 5 C a ! M g 0. 。 5 E u 。. ( P 04 ) 6 C 1 2 } で表される前記の E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体を例に、こ の蛍光体の C a の含有量( 1 値) と波長 2 5 3 . 7 n mの紫外線で励起した場合の発光輝度(相対値) との関係を示したグラフである。
図 7 からわかる よ う に、 これらの蛍光体を波長 2 5 3. 7 n mの 紫外線で励起 した場合の発光輝度はその C a の含有量 ( 1 ) に大き く依存し、 C a の含有量 ( 1 ) が増加する と向上する。
したがって、 図 6及び図 7 の結果から、 輝度が高く 青色カ ラーフ ィルター と のマ ッチングが良好である こ と の両方を満足する条件 と しては、 C a の含有量 ( 1 ) 力 S O〜 : I . 2モノレ ( 0 ≤ 1 ≤ 1 . 2 ) である こ とが好ま しく 、 よ り好ま しく は 0〜 0 . 7モル ( 0 ≤ 1 ≤
0. 7 ) とするこ とである。
図 8 は B a の含有量( k ) 、 C a の含有量( 1 )、及び E u濃度( n ) がそれぞれ 0 . 5モノレ、 0. 0 1 モノレ ( 1 = 0 . 0 1 )、 及び 0 . 1 モルである E u 2 +付活アル力 リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体 { ( S r 9. 3 9 -m B a 0. 5 C a o . 0 x M g m E u 0. ! ) ( P 04 ) 6 C 1 2 } を 例に、 こ の蛍光体を 2 5 3 . 7 n mの紫外線で励起 して前記と同様 に して測定した、 蛍光体母体中の M g の含有量 (m) と発光強度比 ( I G/ I B) との関係を示したグラフである。
図 8 からわかる よ う に、 これらの蛍光体における こ の発光強度比 ( I CZ I B) は、 M g の含有量が 0 . 1 5モル以上で増大してく る。
前記のよ う に発光色の色純度と青色カ ラーフ ィ ルタ ーの透過ス ベク トルと のマ ッチングを高めるには発光強度比 ( I c Z l B ) を およそ 0 . 1 2 よ り 小さ く するこ とが好ま しいが、 M g の含有量が 0. 2 8モル以下 (m ^ O . 2 8 ) であれば、 こ の発光強度比 ( I G/ I B ) は 0 . 1 2以下と なって、 M g の含有量が少ないほど小 さ く な り 、 結果と して 5 0 0 n m付近での発光 ( I c) が弱く なつ て青色の色純度が高く な り 、 図 2からわかるよ う に青色カラーフ ィ ルター と のマッチングは良好で損失の少ない方へ改善されている。 また発光色の C I E表色系の発光色度 y値も M g の含有量の増加 につれ連続的に増加するが、 M g の含有量 (m) が 0 . 2 5モル以 下 (m≤ 0 . 2 5 ) では y値は 0. 0 6 0以下とな り 、 青色カラー フ ィ ルターとのマ ッチングは良好で損失の少ない方へ改善される。 図 9 は組成式が { ( S r 9. 3 9— m B a o. s C a o. o i M g m E u o. ! ) ( P 04 ) 6 C 1 2 } で表される前記の E u 2 +付活アルカ リ 土類
ク ロ 口燐酸塩蛍光体を例に、 この蛍光体の M g の含有量 (m値) と 波長 2 5 3 . 7 n mの紫外線で励起した場合の発光輝度 (相対値) との関係を示したグラフである。
図 9 からわかるよ う に、 これらの蛍光体を波長 2 5 3. 7 n mの 紫外線で励起 した場合の発光輝度は母体組成中の M g の含有量に 大き く 依存し、 M g の含有量が増加する と高く なる現象を示す。
したがって、 輝度が高く 、 青色カラーフィノレター と のマ ッチング が良好であるこ と の両方を満足するため、 M g の含有量 (m) は 0 〜 0 . 2 5 モル ( 0 ≤ m≤ 0. 2 5 )、 よ り好ま しく は 0〜 0. 1 5モノレ ( 0 ≤ m≤ 0. 1 5 ) とするの力 Sよレヽ。
図 1 0 は B a の含有量 ( k )、 C a の含有量 ( 1 )、 及び M g の含 有量 (m) がそれぞれ 0 . 5モル ( k = 0 . 5 )、 0. 0 1 モノレ ( 1 = 0. 0 1 )、 及び 0 . 1 5モノレ (m = 0. 1 5 ) である E u 2 +付 活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体 { ( S r 9.3 4— n B a 。 .5 C a 。. Q i M g o. 1 5 E u n ) ( P O 4 ) 6 C 1 2 } を例に、 こ の蛍光体の E u 濃度 ( n ) と波長 2 5 3 . 7 n mの紫外線で励起した場合の発光輝 度 (相対値) との関係を示したグラフである。
図 1 0力、らわかるよ う に、 この蛍光体を波長 2 5 3 . 7 n mの紫 外線で励起した場合の発光輝度は E u濃度 ( n ) に大き く 依存し、 E u濃度 ( n ) が増加する と高く なる。
図 1 1 は組成式 { ( S r 9. 3 4— n B a 。. 5 C a 。. 0 1 M g 。 . 1 5 E u n ) ( P O 4 ) 6 C 1 2 } で表される前記の E u 2 +付活アルカ リ 土 類ク ロ 口燐酸塩蛍光体を例に、 この蛍光体を 2 5 3 . 7 n mの紫外 線で励起して前記と 同様に して測定した、 E u濃度 ( n値) と発光 強度比 ( I Gノ I B ) との相関関係を示したグラフである。
図 l l カゝらわかるよ う に、 この蛍光体のピーク強度比 ( i GZ i
B) は E u濃度 ( n ) にも依存し、 この発光強度比 ( I ClZ l B ) は E u濃度 ( n ) が高く なるにつれて大き く なる。 これは E u濃度が 高く なる と 4 4 5 〜 4 5 5 n mの発光ピーク が長波長側にシフ ト し、結果 5 0 0 n m付近の青緑色波長域の発光強度が強く なって青 色の色純度が低く なるためである。 また、 発光色の C I E表色系の 発光色度 y値は E u濃度が 0. 2モル以上で増大してく る。 ' 表 1 は E uの濃度 ( n ) が 0 . 1 モルの E u 2 +付活ス ト ロ ンチ ゥムク ロ 口燐酸塩蛍光体を青色発光蛍光体と して用い、 この各青色 発光蛍光体と下記実施例 1 で用いた緑色発光蛍光体、及び赤色発光 蛍光体と を蛍光膜中に含み、 白色に発光する冷陰極蛍光ランプ (下 記の実施例 1 と 同様のランプ) を作製し、 これらの冷陰極蛍光ラン プについて、各冷陰極蛍光ラ ンプの蛍光膜と して用いた青色発光蛍 光体組成と 、 それぞれの冷陰極蛍光ランプについて継続して点灯し たと きの、 点灯開始直後及び 5 0 0時間後における冷陰極蛍光ラ ン プの光束及び発光色度 ( X , y ) をそれぞれ測定し、 各冷陰極蛍光 ラ ンプの光束維持率、 (すなわち、 点灯開始直後のラ ンプ光束に対 する 5 0 0時間点灯後におけるランプ光束を百分率で表 した値)、 及び発光色のカラーシフ ト 、 {すなわち、 X値及ぴ y値の点灯開始 直後における値と 5 0' 0時間点灯後における値と の差 ( Δ X , Δ y ) } について例示するものである。
表 1
表 1
表 1 からわかる よ う に、 E u
2 +付活ス ト ロ ンチウムク ロ ロ燐酸 塩蛍光体を青色発光蛍光体と して用いた冷陰極蛍光ラ ンプでは蛍 光体母体組成中の S r を少量の B a で置換する と B a の置換量 ( k ) が増加する と と もに発光輝度維持率が徐々 に高 く なるため、 これを蛍光ラ ンプの青色発光蛍光体と して用いる と冷陰極蛍光ラ ンプの光束維持率が向上し、継続して点灯したと きのカ ラーシフ ト が低減される。
従って、 本発明の蛍光体は波長 2 5 3 . 7 n mによる励起下にお いてよ り 青色の色純度が高く て青色カ ラーフィ ルターと のマ ッチ ングが良好である点、 発光輝度の高い発光を呈し、 冷陰極蛍光ラ ン プの蛍光膜と して用いた時のランプの光束維持率が高く 、経時的な 発光色の変化 (カ ラーシフ ト) が少ない点において、 アルカ リ 土類 ク ロ 口燐酸塩 { ( S r i 。 - n B a k C a ! M g m E U n) ( P O 4 ) 6 C 1 2 } 1 モル Φに含まれるノく リ ウム ( B a ) のモル数 ( k ) は 0〜 : I . 5 モノレ ( 0 < k ≤ l . 5 ) の範囲、 よ り 好ま しく は 0. 0 0 5 〜 : 1 . 5モル ( 0 . 0 0 5 k ≤ l . 5 ) の範囲であ り 、 0 . 0 0 5 〜 : 1 . 0 ( 0 . 0 0 5 ≤ k ≤ l . 0 ) の範囲にある と青色発 光蛍光体の青色の色純度が高い点で特に好ま しい。
そ して、 波長 2 5 3 . 7 n mの紫外線による励起下において発光
輝度が高く 、 かつよ り 色純度の高い青色発光を呈する点において、 上記組成に加え、 C a含有量 ( 1 )、 M g含有量 (m) および E u 濃度 ( n ) がそれぞれ 0〜 : 1 . 2モルの範囲 ( 0 ≤ 1 ≤ 1 . 2 )、 0〜 0. 2 5モノレの範囲 ( 0 ≤ m≤ 0. 2 5 ) 及び 0. 0 5〜 0. 3モルの範囲 ( 0. 0 5 ≤ n 0. 3 )、 にある こ とが好ま しい。 以上のよ う に、 本発明の E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍 光体では、. B a含有量の設定に合わせて母体組成の構成を特定する こ とによ り 、 更に好ま しい冷陰極蛍光ランプ用青色発光蛍光体とす るこ とができる。
なお、 本発明の蛍光体はその原料に含まれる リ ン酸根 ( P O 4 ) の総モル数を化学量論量よ り 少 し過剰にする こ と が発光輝度をよ り 向上させ得る点で好ま しい。 そのため リ ン酸根 ( P O 4 ) の総モ ノレ数力 S 6. 0〜 6. 0 9モノレ { 6. 0 < ( P 04) / ( S r 1 0_ k _ , _m_ n B a k C a i M g m E u n) < 6. 0 9 } 程度になる割合で原 料を配合して混合した原料混合物を用いて調製するのがよい。
本発明のアル力 リ 土類ク 口 口燐酸塩蛍光体は冷陰極蛍光ラ ンプ 用蛍光膜の他に、 L E Dや希ガスラ ンプ、 フィ ール ドェミ ッ シ ョ ン ランプ等、 負荷の高いデバイス用の蛍光体と しても有用である。 次に、 本発明の冷陰極蛍光ランプについて説明する。 本発明の冷 陰極蛍光ラ ンプは、 ガ ^ス管の内壁に形成される蛍光膜中に上記本 発明の蛍光体を含め、 組成式 ( S r i o - k — , — m_ n B a k C a , M g m E u n ) ( P O 4 ) 6 C 1 2 (ただし、 k、 1 、 mおよび nはそれぞ れ 0 k ≤ l . 5 、 0 ≤ 1 ≤ 1 . 2、 0 ≤ m≤ 0. 2 5および 0. 0 5 ≤ n ≤ 0. 3 なる条件を満たす数である) で表される青色発光 の E u 2 +付活アル力 リ 土類ク 口 口燐酸塩蛍光体を含有する以外は
従来の冷陰極蛍光ランプと同様である。
すなわち、 水、 酢酸ブチルなどの溶媒中に前記組成式で表される E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体をポ リ エチ レンォキ サイ ド、 二 ト ロセルロースなどのバイ ンダーと共に分散させてなる 蛍光体ス ラ リ 一をガラス等の光透過性の細管中に吸い上げて管の 内壁に塗布して乾燥 · ベーキング処理した後、 所定の位置に一対の 電極を取り 付け、 管の内部を排気し、 管内にアルゴン—ネオン ( A r — N e ) などの希ガスおよび水銀蒸気を封入してから管の両端を 封ずる こ と によって製造される。 電極は従来の冷陰極,蛍光ランプと 同様、 管の両端に取り付けられる。
なお、本発明の冷陰極蛍光ラ ンプの蛍光膜と して用いられる E u 2 +付活アル力 リ 土類ク ロ ロ燐酸塩蛍光体と しては蛍光体の母体構 成成分中に B a を含有しない (前記式中、 k値が 0 である) 蛍光体 も用いる こ とができ るが、冷陰極蛍光ラ ンプの光束がよ り 向上する 点、 及び光束維持率がよ り 向上し、 経時的な発光色のカラーシフ ト がよ り 少ない点で、 前記組成式中の k値が 0 < k ≤ 1 . 5 の範囲に あって、母体構成成分中に必須成分の 1 つと して B a を含有する前 記の本発明の蛍光体を用いるのがよ り好ま しい。
また、本発明の冷陰極蛍光ラ ンプの経時的な発光色のカラーシフ トをよ り少なく し、 ラ ンプの光束維持率の低下をよ り抑制 し得る点 で、 前記の蛍光体粒子の表面に金属の酸化物、 水酸化物、 炭酸塩化 合物の少な く と も 1 種が被覆されている本発明の蛍光体を用いる のが好ま しく 、 特に母体構成成分中に B a を含まないか、 B a の含 有量( k ) が 0 . 0 0 5 モル以下である本発明の青色発光蛍光体 ( E u 2 +付活アルカ リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体) に対して金属の酸化
物、 水酸化物、 炭酸塩化合物の少なく と も 1種を被覆させ、 これを 蛍光膜と して用いた冷陰極蛍光ランプは、経時的な発光色のカラー シフ ト、 及びラ ンプの光束維持率の低下抑制効果が大きレ、。
前記の本発明の青色発光蛍光体を冷陰極蛍光ラ ンプの蛍光膜と して使用する場合、比較的高い色温度の冷陰極蛍光ラ ンプに本発明 の蛍光体を用いた方が、 従来から使用 されている E u 2 +付活アル ミ ン酸バリ ゥムマグネシウム蛍光体 ( B A M蛍光体) を青色発光蛍 光体と して使用 した冷陰極蛍光ラ ンプよ り 、得られる該冷陰極蛍光 ラ ンプからの光束が増 し、 よ り 高輝度の発光を呈する冷陰極蛍光ラ ンプが得られる。 これは色温度の高い冷陰極蛍光ランプほど白色に 占める青色の発光成分の比率が高いため、色純度の高い青色発光蛍 光体を用いる こ と によ り緑色発光蛍光体の配合比率を高く する こ とができるからである。
従って、本発明の青色発光蛍光体を用いる冷陰極蛍光ランプと し ては、 本発明の冷陰極蛍光ラ ンプの中でも、 例えば発光色の C I E 表色系の発光色度 ( x , y ) 力 S O . 2 3 ≤ x ≤ 0 . 3 5 、 0 . 1 8 ≤ y ≤ 0 . 3 5 の範囲にある冷陰極蛍光ラ ンプに用いるのが、 得ら れる冷陰極蛍光ランプの光束の点で特に好ま しい。
また、本発明の冷陰極蛍光ランプを本発明の液晶表示装置のバッ ク ライ ト と して使用す'る場合、従来から使用されている冷陰極蛍光 ラ ンプを用いた場合よ り も液晶画面の輝度が増 し、 よ り色再現範囲 の広い液晶表示装置が得られる。 これは本発明の冷陰極蛍光ランプ の青色発光成分の色純度が高いためである。
従って本発明の液晶表示装置に用いる冷陰極蛍光ラ ンプの中で も、 例えば発光色の C I E表色系の発光色度 ( X , y ) 力 0 . 2 3
≤ x ≤ 0 . 3 5 、 0 . 1 8 ≤ y ≤ 0 . 3 5 の範囲にある発光色を有 する冷陰極蛍光ラ ンプを液晶表示装置に用いる と色再現範囲が広 く なる点で好ま しく 、 また、 液晶表示装置の白色輝度が高く なる点 でも好ま しく 、 このよ う な冷陰極蛍光ランプをバック ライ ト と して 用いる こ と によ り 、色再現範囲が広く 高輝度の液晶表示装置が得ら れる。
さ らに本発明の青色発光蛍光体を本発明の冷陰極蛍光ラ ンプの 蛍光膜に使用する場合、蛍光膜にこれと 同時に使用する緑色発光蛍 光体と して、 5 0 5 〜 5 3 5 n mの波長域に発光ピーク を有する蛍 光体を用いる と よ り 色再現範囲の広い液晶表示装置を実現する冷 陰極蛍光ランプが得られる。
これはカ ラーフ ィ ズレターと のマ ッチング'性の良さによ る もので ある。従来の 5 4 0 n m付近の波長域に発光ピーク を有する緑色発 光蛍光体に代えて、 5 0 5 〜 5 3 5 n mの波長域に発光ピーク を有 する緑色発光蛍光体を冷陰極蛍光ラ ンプに用いる と緑色の色再現 範囲は広く なる も のの、青色の色再現範囲を狭く する とい う弊害が あつたが、 冷陰極蛍光ランプの青色発光成分 (本発明の青色発光蛍 光体) は 5 0 5 〜 5 3 5 n mの波長域の発光成分が極めて少なく 色 純度が高いため、 青色のカラーフ ィ ルタ一に緑色発光蛍光体の 5 0 5〜 5 3 5 n mの波長'域発光の一部が透過 しても、青色発光領域で の色純度の低下が少なく な り色純度が良好となる。
5 0 5 〜 5 3 5 n mにピーク を持つ緑色発光蛍光体と しては E u 2 +および M n 2 +共付活アル力 リ 土類アルミ ン酸塩蛍光体との組 み合わせがよ く 、 その中でも組成式が a ( P ! _ c E u c ) O · ( Q! _ d M n ri ) Ο · b A l 2 0 3で表され、 波長 1 8 0 〜 3 0 0 n mの
紫外線を照射 した と き発光する冷陰極蛍光ラ ンプ用アルカ リ 土類 アルミ ン酸塩蛍光体 (ただし、 Pは B a 、 S r および C a の中の少 なく と も 1 種のアル力 リ 土類金属元素を表し、 Qは M gおよび Z n の中の少なく と も 1 種の 2価金属元素を表し、 a 、 b 、 c および d はそれぞれ 0 . 8 ≤ a ≤ l . 2 、 4 . 5 ≤ b ≤ 5 . 5 、 0. 0 5 ≤ c ≤ 0. 2 5および 0 . 2 d ≤ 0 . 4 を満たす数を表す) は 4 4 5 〜 4 5 5 n mの波長域に発光ピーク を有さない力 、 も しく は有し てもその強度が低く 、 そのブロー ドな青色発光が青色発光成分に与 える影響が小さ く なるため、本発明の青色発光蛍光体を用いる効果 が絶大となる。
同様に本発明の青色発光蛍光体を本発明の冷陰極蛍光ラ ンプの 蛍光膜に使用する場合、蛍光膜に本発明の青色発光蛍光体と 同時に 使用する赤色発光蛍光体と して、 6 1 0〜 6 3 0 n mの波長域に発 光ピーク を有する蛍光体を用いる と よ り 色再現範囲の広い液晶表 示装置を実現する冷陰極蛍光ランプが得られる。
6 1 0 〜 6 3 0 n mの波長域に発光ピーク を有する赤色発光蛍 光体と しては E u 3 +付活の希土類酸化物蛍光体、 E u 3 +付活の希 土類バナジン酸塩蛍光体、 E u 3 +付活の希土類燐バナジン酸塩蛍 光体が特に好ま しく 、 また、 6 1 0 〜 6 3 O n mの波長域に発光ピ ーク を有する蛍光体の'中でも、特にピーク波長がよ り長波長にある 赤色発光蛍光体を用いる と よ り 色再現範囲を広げる こ とができ る。
また、 本発明の青色発光蛍光体、 及び上記緑色発光蛍光体と と も に前記の赤色発光蛍光体を冷陰極蛍光ラ ンプの蛍光膜に用いる と さ らに広い色再現範囲を有する本発明の液晶表示装置を実現する 本発明の冷陰極蛍光ランプが得られる。
本発明の液晶表示装置は、 そのバッ ク ライ ト と して前記の本発明 の冷陰極蛍光ラ ンプを用いる以外は従来の液晶表示装置と その構 成は同様である。 本発明の冷陰極蛍光ランプは高輝度で色再現範囲 が広いため、 これを用いたパック ライ トを有する本発明の液晶表示 装置は高輝度で色再現範囲が広い。 実施例
次に実施例によ り本発明を説明する。
〔実施例 1 〕
S r H P O 4 1 . 1 8 m o 1
E u 2 O 3 0. 0 0 9 7 m o 1
S r C O 3 0. 4 3 0 m o 1
B a C O 3 0. 0 9 7 m o 1
M g C O 3 0. 0 2 9 m o 1
C a C O 3 0. 0 0 0 5 m o 1
S r C 1 2 0. 3 9 0 m o 1 蛍光体原料と して上記原料を十分に混合して得た蛍光体原料混 合物を、 坩堝に充填し、 蓋を して水蒸気を含んだ窒素水素雰囲気中 で最高温度 1 0 0 0 °Cで昇降温時間を含めて 1 2 時間かけて焼成 した。
次いで、 焼成粉を分散、 洗浄、 乾燥、 篩の処理を行い、 その組成 式力 s ( S r 9. 2 4 7 5 B a o . 5 C a o . 0 0 2 5M g 0. i 5 E u 0. x ) ( P O 4 ) 6 C 1 2で表わされる実施例 1 の E u 2 +付活ス ト ロ ンチ ウ ム . バ リ ゥム · カルシウム · マグネシウムク 口 口燐酸塩蛍光体を得 た。 なお、 S r C l 2 0. 3 9モルの内 0 . 1 9 5モルは蛍光体の
製造にしばしば用いられるフラ ッ ク ス と して用いた。
こ の実施例 1 の蛍光体の発光スペク トルは半値幅 ([ Δ λ Ρ] ! / 2) 力 S 3 3 n mで、 4 4 7 n mに発光ピーク ([ t e m P]) を有して レヽる。 こ こ で 4 4 7 n mの発光ピーク の発光強度を Ι Β、 5 0 0 η mの発光強度を I Gと した時の発光強度比 ( I GZ I B) は 0 . 0 6 で、 発光色の C I E表色系による発光色度 ( X , y ) は x = 0 . 1 5 2、 y = 0 . 0 4 1 であ り 、 青色発光蛍光体と して実用的な発光 色であった。
こ の実施例 1 の蛍光体に 2 5 3 . 7 n mの紫外線を照射してその と きの発光輝度を測定したと ころ、 これと 同一の条件で測定した比 較例 1 の S C A蛍光体 ( S r 9. 8 4 C a 。. 0 1 M g 。. 。 5 E u 。.
( P O 4 ) 6 C 1 2の 1 4 0 %であった。 なお、 得られた蛍光体の組 成を表 2 に、 発光スペク トルの半値幅 ([ Δ λ Ρ] 1 / 2 )、 発光のピ ーク波長 ([ i e m P])、 発光強度比 ( I e/ I B)、 発光色度点 ( X , y ) 及び相対発光輝度を表 3 に示す。
次に、 実施例 1 の蛍光体 (青色発光成分蛍光体)、 E u 3 +付活酸 化ィ ッ ト リ ゥム蛍光体 (赤色発光成分蛍光体) 及び C e 3 +及び T b 3 +共付活燐酸ラ ンタ ン蛍光体 (緑色発光成分蛍光体) を所定混 合比で混合してなる混合物 1 0 0重量部を、 1 . 1 %ニ ト ロセル口 ースを含む酢酸ブチル 2 0 0重量部と 0 . 7重量部の硼酸塩系結合 剤と と もに十分に混合して蛍光体ス ラ リ一を調製し、 この蛍光体ス ラ リ ーを管径が外径 2 . 6 mm、 内径 2 . 0 mmで管長が 2 5 0 m mのガラスバルブ内面に塗布し乾燥させ、 6 5 0 °Cで 1 5分間べ一 キング処理を して、 内部に水銀 5 m g と N e - A r の混合ガスをお よそ 1 0 k P a の封入圧で封入して電極を取り 付け、 ランプ電流 6
m Aの実施例 1 の冷陰極蛍光ラ ンプを製造した。 なお冷陰極蛍光ラ ンプはその発光色度 ( X , y ) 力 S x = 0 . 2 7 、 y = 0 . 2 4 にな る よ う に、 実施例 1 の蛍光体と E u 3 +付活酸化イ ッ ト リ ウム蛍光 体と C e 3 +及び T b 3 +共付活燐酸ラ ンタ ン蛍光体との混合比を調 整した。
この実施例 1 の冷陰極蛍光ラ ンプの光束は、 青色発光成分蛍光体 と して実施例 1 の蛍光体に代えて比較例 3 の B A M蛍光体を使用 した以外はこれと 同様に して製造された下記比較例 3 の冷陰極蛍 光ランプの光束の 1 0 4 . 9 %であった。
また、上記の実施例 1 の冷陰極蛍光ランプを 5 0 0時間連続して 点灯し、 5 0 0時間点灯後の光束を測定し、 その光束の点灯直後に おける光束に対する割合 (光束維持率) を算出 したと ころ、 光束維 持率は 9 3 %であった (下記表 3 に記載) のに対して、 下記の比較 例 1 の冷陰極蛍光ラ ンプについて実施例 1 の冷陰極蛍光ラ ンプと 同様に して測定された光束維持率は 8 7 %であ り 、実施例 1 の冷陰 極蛍光ラ ンプでは下記の比較例 1 の冷陰極蛍光ラ ンプに比べて光 束維持率は向上していた。
さ らに、 前記の光束維持率を測定した際、 各冷陰極蛍光ラ ンプの 発光色の発光色度 ( X , y ) をそれぞれ測定し、 点灯直後の発光色 度と 5 0 0 時間連続して点灯した後の発光色度と の差から求めた カラーシフ ト ( Δ χ , Δ y ) を算出 したと ころ、 実施例 1 の冷陰極 蛍光ラ ンプのカ ラーシフ ト は、 Δ χ 力 S O . 0 0 3 4 で、 A y 力 S O . 0 0 5 0 であった。 これに対して比較例 1 の冷陰極蛍光ランプの力 ラーシフ ト は、 Δ χ 力 S O . 0 0 8 7 、 A y 力 S O . 0 1 2 8 であ り 、 実施例 1 の冷陰極蛍光ラ ンプでは下記の比較例 1 の冷陰極蛍光ラ
ンプに比べてカラーシフ トが著しく 改善されていた。
この実施例 1 の冷陰極蛍光ラ ンプをバッ ク ライ ト の光源と して 用いて赤、 緑、 青のカラ一フ ィ ルターを有する液晶表示装置を製造 し、 液晶画面において赤、 緑、 青の色表示を行ったと ころ、 発光色 の C I E表色系の発光色度 ( X , y ) が、 青色表示では x = 0. 1 4 8 、 y = 0. 0 6 5、 緑色表示では x = 0. 3 0 2 、 y = 0. 6 0 7 であ り 、 赤色表示では x = 0. 6 2 4 、 y = 0 . 3 1 7 であつ て、 N T S C比 6 9. 3 %の広い色再現範囲が実現できた。
〔実施例 2〜 6〕
実施例 1 において用いた蛍光体原料をそれぞれ化学量論的に表 2 に示す組成と なる よ う に配合 して蛍光体原料混合物と した以外 は実施例 1 と 同様にして、 その組成式がそれぞれ表 2 に示す組成を 有する実施例 2 〜 6 の E u 2 +付活ス ト ロ ンチウム · バ リ ゥム ♦ 力 ルシゥム , マグネシウムク ロ口燐酸塩蛍光体を得た。 なお、 実施例 1 の場合と 同様に S r C 1 2の配合量はフ ラ ッ ク ス と しての作用 を持たせるために化学量論的に各組成と なる割合よ り も多い配合 量と した。
表 2
蛍光体
得られた実施例 2 〜 6 の蛍光体について実施例 1 と 同様に し て 2 5 3 . 7 n mの紫外線で励起して、 その発光スぺク トルの半値 幅 ([ Δ λ
Ρ]
1 / 2 )、 発光のピーク波長 ([ i
e m P])、 発光強度比 ( I
CZ I
B)、 発光色度 ( X , y ) 及び相対発光輝度を測定した結果を 表 3 に示す。 表 3 に示す結果からわかるよ う に実施例 2〜 6 の蛍光 体は青色発光蛍光体と して実用的な発光色であった。
【 0 0 4 9 】
次に、 青色発光成分蛍光体と して実施例 1 の蛍光体に代えて、 そ れぞれ実施例 2 〜 6 の蛍光体を用いた以外は実施例 1 の冷陰極蛍 光ランプと 同様に して'青、 緑、 赤色発光蛍光体の混合量を調整する こ とによって発光色の C I E表色系の発光色度 ( X , y ) がいずれ も x = 0. 2 7 0 、 y = 0 . 2 4 0 である実施例 2〜 6 の冷陰極蛍 光ランプを製造した。
得られた実施例 2 〜 6 の冷陰極蛍光ラ ンプを点灯した時の光束 (青色発光成分蛍光体と して実施例 1 の蛍光体に代えて下記比較
例 3 の B AM蛍光体を使用 した以外はこれと 同様に して製造され た比較例 3 の冷陰極蛍光ランプの光束に対する相対値)、 実施例 1 と 同様に して測定した光束維持率、 及び経時的なカラー'シフ ト ( Δ χ、 Δ γ ) を表 4 に示す。
〔比較例 1 〕
S r Η Ρ Ο 4 1 . 2 0 7 7 m ο 1
Ε u 2 Ο 3 0. 0 1 0 1 m ο 1
S Γ C Ο 3 0. 5 7 1 5 m ο 1
Μ g C Ο 3 0. 0 1 0 1 m ο 1
C a C Ο 3 0. 0 0 2 0 m ο 1
S Γ C 1 2 0. 4 0 2 6 m ο 1
蛍光体原料と して上記原料を用いる以外は実施例 1 と 同様に し て、 組成式が ( S r 9. 8 4 C a 0 . 0! M g 0. 。 5 E u 。 . , ) ( Ρ Ο 4 ) 6 C 1 2で表わされる比較例 1 の E u 2 +付活ク ロ 口燐酸ス ト ロ ンチ ゥム · カルシウム · マグネシウム蛍光体を製造し、 本発明の蛍光体 に 2 5 3 . 7 n mの紫外線を照射した際の発光輝度の比較に供した。
この比較例 1 の蛍光体を実施例 1 と 同様に 2 5 3 . 7 n mの紫外 線で励起して、 その発光スペク トルの半値幅 ([ Δ λ Ρ] 1 / 2 )、 発 光のピーク波長 ([ i e m P])、 発光強度比 ( I CZ I B)、 発光色の C I E表色系による発光色度 ( x , y )、 及び相対発光輝度を測定 した結果を表 3 に示す。
次に、 青色発光成分蛍光体と して、 実施例 1 の蛍光体に代えてこ の比較例 1 の蛍光体を用いた以外は実施例 1 の冷陰極蛍光ランプ と同様に して、 青色、 緑色及び赤色発光蛍光体の混合比を調整する こ と によって発光色の C I E表色系の発光色度( x , y )が x = 0.
2 7 0 、 y = 0 . 2 4 0 である比較例 1 の冷陰極蛍光ランプを製造 した.。
この比較例 1 の冷陰極蛍光ランプの光束は、 青色発光成分蛍光体 と して実施例 1 の蛍光体に代えて比較例 3 の B AMを使用 した以 外はこれと 同様に して製造された下記比較例 3 の冷陰極蛍光ラ ン プの光束の 9 9 . 5 %であった。 また、 実施例 1 と 同様に して測定 した光束維持率は 8 7 %であり光束維持率が著しく 低かった。
〔比較例 2〕
実施例 1 において用いた蛍光体原料を化学量論的に表 2 の比較 例 2 に示す組成と なる よ う に配合して蛍光体原料混合物と した以 外は実施例 1 と 同様に して、 比較例 2 の E u 2 +付活ス ト ロ ンチウ ム ' バ リ ゥム · カルシウ ム ' マグネシウムク ロ 口燐酸塩蛍光体を製 造した。
得られた比較例 2 の蛍光体について、 その組成を表 2 に、 また、 実施例 1 と 同様に して 2 5 3 . 7 n mの紫外線で励起して、 その発 光スぺク トルの半値幅 ([ Δ λ ρ] 1 / 2)、 発光のピーク波長 ([え e m P])、 発光強度比 ( I CZ I B)、 発光色度 ( X , y ) 及び相対発光 輝度を測定した結果を表 3 にそれぞれ示す。
表 3 からわかる よ う に、比較例 2 の蛍光体は発光色の色純度の点 で青色発光蛍光体と しては実用的ではない。
次に、 青色発光成分蛍光体と して実施例 1 の蛍光体に代えて、 比 較例 2 の蛍光体を用いた以外は実施例 1 の冷陰極蛍光ラ ンプと 同 様に して、 青色、 緑色及び赤色発光蛍光体の混合比を調整するこ と によって発光色の C I E表色系の発光色度 ( X , y ) 力 S x = 0. 2 7 0、 y = 0 . 2 4 0 である比較例 2 の冷陰極蛍光ランプを製造し
た。
この比較例 2 の冷陰極蛍光ランプの光束は、 表 4 に示すよ う に下 記比較例 3 の冷陰極蛍光ランプ(青色発光成分蛍光体と して実施例 1 の蛍光体に代えて下記比較例 3 の B A M蛍光体を使用 した以外 は実施例 1 の冷陰極蛍光ラ ンプと 同様にして製造された冷陰極蛍 光ランプ) の光束の 9 2 . 4 %であ り 、 光束維持率は 9 3 %であつ た。
さ らにこの比較例 2 の冷陰極蛍光ラ ンプをバッ ク ライ トの光源 と して用いた液晶表示装置を製造し、 赤、 緑、 青の色表示を行った と ころ 、 発光色の C I E表色系の発光色度 ( x、 y ) は、 緑色表示 で X = 0. 2 5 6 、 y = 0 . 5 8 9 、 青色表示で x = 0 . 1 3 6 、 y ― 0 . 1 0 4 、 赤色表示で x = 0. 6 3 2 、 y = 0 . 3 2 0 であ り 、 N T S C比 6 7 . 8 %であった。
〔比較例 3〕
青色発光成分蛍光体と して、実施例 1 の蛍光体に代えて蛍光ラン プ用の青色発光蛍光体と して代表的な B AM蛍光体 {組成式が ( B a 0. 9 E u 0. ! ) O · M g O · 5 A 1 2 O 3である E u 2 +を付活し たアルミ ン酸バ リ ゥムマグネシウム蛍光体 } を用いた以外は実施例 1 の冷陰極蛍光ラ ンプと同様にして、 青色、 緑色及び赤色発光蛍光 体の混合比を調整する こ と によって発光色度 ( X , y ) が x = 0 . 2 7 0 、 y = 0 . 2 4 0である、 比較例 3 の冷陰極蛍光ランプを製 造して、 本発明の冷陰極蛍光ランプとの発光特性の比較に供した。
さ らにこの比較例 3 の冷陰極蛍光ラ ンプをバッ ク ライ トの光源 と して用いた比較例 3 の液晶表示装置を製造し、液晶画面において 白色表示を行った際の輝度の比較に供した。
また、液晶画面において赤、緑及び青の各色表示を行ったと ころ、 発光色の C I E表色系の発光色度( x , y ) が、青色表示で x ^ O . 1 4 1 、 y = 0 . 0 8 0 であり 、 緑色表示で x = 0 . 2 8 6 、 y = 0 . 5 8 8 であ り 、 赤色表示で x = 0 . 6 2 7 、 y = 0 . 3 1 8で あって、 N T S C比 6 7 . 1 %であった。
表 3 表 3
冷陰極蛍光ランプ (CCF L)
表 3 からわかる よ う に本発明の青色発光蛍光体 (実施例 1 〜 6 ) は、 従来の B a 含有量の多いアル力 リ 土類ク 口 口燐酸塩蛍光体 (下 記の比較例 2 の S C A蛍光体) に比べて、 波長 4 4 5 〜 4 5 5 n m の波長域にある発光ピー ク の強度と 5 0 0 n mでの発光ピー ク の 強度と の発光強度比( I
C/ I
B)が低く て青色の色純度が高く 、 ま た、 B a を含まないアル力 リ 土類ク 口 口燐酸塩蛍光体 (下記の比較 例 1 の S C A蛍光体) に比べて特に冷陰極蛍光ランプにしたと き の 光束維持率の向上も顕著であった。
また、 表 4 からわかる よ う に本発明の冷陰極蛍光ラ ンプ (実施例 1 〜 6 ) は、 光束維持率及びカラーシフ ト と もに、 下記の比較例 1 の冷陰極蛍光ランプに比べて向上していた。
〔実施例 7 、 8〕
組成式が ( S r 9. 8 4 C a 0 . 0 J M g 0. 。 5 E u 。 . , ) ( Ρ 04 ) 6 C 1 2で表わされる比較例 1 の蛍光体、 及び組成式が ( S r 9. 7 1 9
5 B a o . o 2 5 C a o . 0 0 5 5 M g 0. i 5 E u 0. J ( P 04 ) 6 C 1 2 で表わされる実施例 3 の蛍光体をコア蛍光体と し、 これらの蛍光体 それぞれ 1 0 0 g と重炭酸アンモニゥム 3 . 5 g を純水 3 0 0 m 1 中に投入して十分に攪拌してコア蛍光体スラ リ ーを調製した。
次に、 このコア蛍光体スラ リ ー中に 1 . 2 m o l Z l の硝酸イ ツ ト リ ゥム水溶液を 2 . 3 5 m 1 添加し、 その蛍光体スラ リ ー中にお いて炭酸イ ツ ト リ ゥムの沈殿を生成させ、 さ らにこの蛍光体スラ リ 一を十分に攪拌してから濾過 した後、 水洗と脱水を行って乾燥し、 蛍光体に対して 0 . 5重量%の炭酸ィ ッ ト リ ゥムが表面に付着した 実施例 7 の E u 2 +付活ク ロ 口燐酸ス ト ロ ンチウム · カルシウム · マグネシウム蛍光体、 及び実施例 8 の E u 2 +付活ク ロ 口燐酸ス ト ロ ンチウム · ノく リ ゥム · カルシウム ' マグネシウム蛍光体を得た。
このよ う にして得た実施例 7、 8 の蛍光体に 2 5 3 . 7 n mの紫 外線を照射してそのと きの発光輝度を測定したと ころ、 これと同一 条件で測定した比較例 1 の ( S r 9. 8 4 C a 。 . 。 , M g 。 . 。 5 E u 0. ! ) ( P O 4 ) 6 C 1 2蛍光体 ( S C A蛍光体) のそれぞれ 1 0 0 %、 及び 1 3 8 %であった。
次に、 青色発光蛍光体と して実施例 1 の蛍光体に代えて、 実施例 7 、及び 8 の蛍光体を用いた以外は実施例 1 の冷陰極蛍光ランプと 同様に して、 青、 緑、 赤色発光蛍光体の混合比を調整するこ とによ つて、 発光色の C I E表色系の発光色度 ( X , y ) 力 χ = 0. 2 7 0、 y = 0. 2 4 0である実施例 7 、 及び 8 の冷陰極蛍光ランプを 製造した。
この実施例 7 、及び 8 の冷陰極蛍光ランプについて実施例 1 と 同 様に して測定した光束、 光束維持率及びカラーシフ ト ( Δ X , Δ y )
について表 4 に示す。
表 4 の比較例 1 と実施例 7 との冷陰極蛍光ラ ンプの比較、及び実 施例 3 と実施例 8 との冷陰極蛍光ラ ンプの比較からわかるよ う に、 E u 2 +付活アル力 リ 土類ク ロ 口燐酸塩蛍光体の表面を炭酸ィ ッ ト リ ゥムで被覆する こ と によって、蛍光膜への水銀の吸着を防止する。 それによ り 光束維持率が向上し、 青色発光蛍光体の紫外線劣化を低 減させ、 カラーシフ トが低減される。
また、上記のよ う にして得られた実施例 7 の冷陰極蛍光ラ ンプを バッ ク ライ トの光源と して用いた以外は実施例 1 と 同様に して実 施例 7 の液晶表示装置を製造し、 液晶画面において青色、 緑色及び 赤色の各色表示をそれぞれ行ったと ころ、発光色の C I E表色系の 発光色度 ( X , y ) が青色表示では χ = 0 · 1 4 9 、 y = 0 . 0 6 3であ り 、 緑色表示では x = 0 . 3 0 4 、 y = 0 . 6 0 8 であ り 、 赤色表示では x = 0. 6 2 3 、 y = 0 . 3 1 7 でぁって、 ^[丁 3 〇 比 6 9 . 2 %の広い色再現範囲が実現できた。
〔実施例 9〕
次に、実施例 1 の冷陰極蛍光ランプに用いた赤色発光蛍光体及び 緑色発光蛍光体に代えて、 それぞれ E u 3 +付活バナジン酸イ ッ ト リ ウム蛍光体 (赤色発光成分蛍光体) 及び組成式が ( B a 。. 9 E u o . ! ) O · (M g 0 . 8 M n o . 2 ) Ο · 5 A 1 203の E u 2 +と M n 2 +と を共付活したアルミ ン酸バリ ウムマグネシウム蛍光体 (緑色発 光成分蛍光体) を用いた以外は実施例 1 の冷陰極蛍光ランプと同様 にして青色、 緑色及び赤色発光蛍光体の混合比を調整して、 発光色 の C I E表色系の発光色度 ( X , y ) 力 S x = 0 . 2 7 0 、 y = 0 . 2 4 0である実施例 9 の冷陰極蛍光ランプを製造した。
この実施例 9 の冷陰極蛍光ラ ンプをバッ ク ライ トの光源と して 用いた以外は実施例 1 と 同様に して実施例 9 の液晶表示装置を製 造し、 液晶画面において赤、 緑及び青の各色表示をそれぞれ行った と ころ、 発光色の C I E表色系の発光色度 ( X , y ) が青色表示で は x = 0 . 1 4 1 、 y = 0 . 1 2 0 であ り 、 緑色表示では x = 0. 2 0 7 、 y = 0 . 6 6 9 であり 、 赤色表示では x = 0 . 6 4 7 、 y = 0 . 3 1 3 でぁって、 N T S C比 8 3 . 8 %の広い色再現範囲が 実現できた。
〔実施例 1 0〕
実施例 9 の冷陰極蛍光ラ ンプの緑色発光蛍光体と して用いた、組 成式力 S ( B a 。 . 9 E u 0 . J ) O · (M g 0. 8 M n 0. 2 ) O - 5 A 1 2 O 3で表される蛍光体に代えて、 組成式が [ ( B a 。 . 8 5 E u 。. 1 5 ) O · (M g 0. 7M n 。 . 3 ) Ο · 5 A 1 203 ] で表される E u 2 +と Μ η 2 +を共付活したアル ミ ン酸バ リ ゥムマグネシウム蛍光体を用い た以外は実施例 9 の冷陰極蛍光ランプと 同様にして、 青色、 緑色及 び赤色発光蛍光体の混合比を調整して発光色度( X , y )が χ = 0. 2 7 0 、 y = 0 . 2 4 0 である、 実施例 1 0 の冷陰極蛍光ランプを 製造した。
この実施例 1 0 の冷陰極蛍光ラ ンプをバッ ク ライ トの光源と し て用いた以外は実施例 1 と 同様に して実施例 1 0 の液晶表示装置 を製造し、 液晶画面において赤、 緑及び青の各色表示をそれぞれ行 つたと ころ、 発光色の C I E表色系の発光色度 ( x, y ) が青色表 示では x = 0 . 1 4 2 、 y = 0 . 1 1 8 であ り 、 緑色表示では x = 0. 2 1 0、 y = 0 . 6 7 0 であ り 、 赤色表示では x = 0. 6 4 7 、 y = 0. 3 1 3 であって、 N T S C比 8 3 . 9 %の広い色再現範囲
が実現できた。
〔実施例 1 1 〜 1 6〕
青色、緑色及び赤色発光蛍光体と してそれぞれ実施例 1 の冷陰極 蛍光ラ ンプに用いた各蛍光体を用い、青色発光蛍光体と緑色発光蛍 光体と赤色発光蛍光体の混合比を調整して各ラ ンプの発光色の C I E表色系の発光色度 ( X , y ) がそれぞれ、 x = 0 . 2 3 、 y = 0. 1 8 (実施例 1 1 )、 X = 0 . 2 5 、 y = 0 . 2 1 (実施例 1 2 )、 X = 0 . 2 9 、 y = 0. 2 7 (実施例 1 3 )、 x = 0 . 3 1 、 y = 0 . 3 0 (実施例 1 4 )、 x = 0. 3 3 、 y - 0 . 3 2 (実施 例 1 5 )、 x = 0 . 3 5 、 y = 0 . 3 5 (実施例 1 6 ) と なる よ う にした以外は実施例 1 の冷陰極蛍光ランプと 同様に して、実施例 1 1 〜 1 6 の冷陰極蛍光ランプを製.造した。
この実施例 1 1 〜 1 6 の冷陰極蛍光ランプの特性は、青色発光成 分蛍光体と して実施例 1 の蛍光体に代えて比較例 3 の B A M蛍光 体を使用 した以外はこれと 同様に して製造された下記比較例 4 〜 9の冷陰極蛍光ラ ンプと比較 して前記実施例 1 の冷陰極蛍光ラ ン プの特性と と もに表 5 に示す。
前記のよ う に して製造された実施例 1 1 〜 1 6 の冷陰極蛍光ラ ンプの光束は、表 5 に示すよ う に青色発光成分蛍光体と して実施例 1 :! 〜 1 6 (すなわち、 実施例 1 の蛍光体) に使用 した各蛍光体に 代えて、比較例 3 で使用 した B A Mを使用 した以外はこれと 同様に して製造された下記に例示の比較例 4 〜 9 の冷陰極蛍光ラ ンプの 光束よ り 高く なつた。
〔比較例 4〜 9〕
青色発光成分蛍光体と して実施例 1 の蛍光体に代えて、比較例 3
に用いた蛍光ラ ンプ用蛍光体の青色発光蛍光体 ( B AM蛍光体) を 用い、青色発光蛍光体と緑色発光蛍光体と赤色発光蛍光体の混合比 を調整して各ランプの発光色の C I E表色系の発光色虔 ( X , y ) がそれぞれ、 x = 0 . 2 3 、 y = 0 . 1 8 (比較例 4 )、 x = 0 . 2 5 、 y = 0 . 2 1 (比較例 5 )、 x = 0 .. 2 9 、 y = 0. 2 7 (比 較例 6 )、 X = 0 . 3 1 、 y = 0 . 3 0 (比較例 7 )、 x = 0. 3 3 、 y = 0. 3 2 (比較例 8 )、 及び X = 0.. 3 5 、 y = 0. 3 5 (比 較例 9 ) となる よ う に した以外は実施例 1 1 〜 1 6 の冷陰極蛍光ラ ンプと同様に して、 比較例 4 〜 9 の冷陰極蛍光ラ ンプを製造した。 〔実施例 1 7〕
実施例 1 の冷陰極蛍光ランプに用いた青色発光蛍光体、赤色発光 蛍光体、 及び緑色発光蛍光体を用いて、 これらの各蛍光体の混合比 を変えた以外は実施例 1 の冷陰極蛍光ラ ンプと 同様に して発光色 の C I E表色系の発光色度 ( x, y ) 力 S x = 0 . 3 1 0 、 y = 0 . 2 9 5 である実施例 1 7 の冷陰極蛍光ランプを製造し、 この冷陰極 蛍光ラ ンプをバッ ク ライ トの光源と して用いた以外は実施例 1 の 液晶表示装置と 同様にして、液晶表示画面における青色表示の際の 発光色の C I E表色系の発光色度 y値が y = 0 . 0 8 0 と なる実施 例 1 7 の液晶表示装置を製造した。
この液晶表示装置の画面において赤、緑及び青の各色表示を行つ たと ころ、 発光色の C I E表色系の発光色度 ( x , y ) が青色表示 で x = 0 . 1 4 8 、 y = 0. 0 8 0 、 緑色表示で x = 0. 3 1 2 、 y = 0. 6 1 4 、 赤色表示で x = 0 . 6 4 0、 y = 0. 3 2 5 であ つて、 N T S C比は 7 0. 3 %であった。
これに対して、 前記比較例 3 の冷陰極ランプ (青色発光蛍光体が
従来の B A M蛍光体) をバック ライ 卜の光源に用いた液晶画面 (比 較例 3 の液晶表示装置) では青色表示した時の発光色の C I E表色 系によ る発光色度 y値は、 y = 0 . 0 8 0 であ り 、 前記の実施例 1 7 の液晶表示装置は こ の i 較例 3 の液晶表示装置よ り も緑色およ び赤色の色再現範囲が広く 、 また、 液晶画面において白色表示を行 つた際の画面輝度が比較例 3 の液晶表示装置の白色表示の際の画 面輝度の 1 1 5. 6 %となった。 表 5
表 5 亟蛍光ランプ (CCFL)
実施例 用いた青色蛍光体 CCFL ¾光色(X, y) 光束(相対儺
X y (%)
実施例 1 実施例 1 C ®光体 0. 270 0. 240 104. 9
比棚 3 比侧 3(??¾光体 0. 270 0. 240 100. 0
実施例 1 1 実施例 1 (D¾光体 0. 230 0. 1 & 0 82. 6
比棚 4 比較例 3の蛍光体 0. 230 0. 180 79. 6
実施例 12 実施例 1 w¾光体 0. 250 0. 210 94. 0
比■ 5 比御」3^>¾光体 0. 250 0. 210 90. 1
魏例 13 実施例 光体 0. 290 ひ. 270 113. 7
比糊 6 比糊 3 com光体 0. 290 0. 270 109. 0
実施例 14 実施例 光体 0. 310 ひ. 300 122. 6
比糊 7 比糊 3ί ¾光体 0. 310 0. 300 117. 7
実施例 15 実施例 1 (^光体 0. 330 0. 320 125. 3 i t^J 8 比糊 3 ^光体 0. 330 0. 320 120. 8
実施例 16 実施例 1 ¾光体 0. 350 0. 350 130. 3
比, 9 比 3c ¾光体 0. 350 0. 350 125. 7