WO2008001623A1 - Phosphore - Google Patents

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WO2008001623A1
WO2008001623A1 PCT/JP2007/062095 JP2007062095W WO2008001623A1 WO 2008001623 A1 WO2008001623 A1 WO 2008001623A1 JP 2007062095 W JP2007062095 W JP 2007062095W WO 2008001623 A1 WO2008001623 A1 WO 2008001623A1
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phosphor
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less
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metal compound
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PCT/JP2007/062095
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Inventor
Yoshiko Nakamura
Satoru Kuze
Yoshihiro Nishisu
Original Assignee
Sumitomo Chemical Company, Limited
National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01J61/02—Details
    • H01J61/38—Devices for influencing the colour or wavelength of the light
    • H01J61/42—Devices for influencing the colour or wavelength of the light by transforming the wavelength of the light by luminescence
    • H01J61/44—Devices characterised by the luminescent material
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    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/59—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09K11/7728—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/77342—Silicates

Definitions

  • the present invention relates to a phosphor.
  • a phosphor is used in a light emitting element because it emits light when excited by an excitation source.
  • an electron beam excited light emitting element for example, a cathode ray tube, a field emission display, a surface electric field display, etc.
  • an ultraviolet light excited light emitting element for example, an ultraviolet ray is used as the excitation source of the phosphor
  • a vacuum ultraviolet-excited light emitting element whose excitation source of the phosphor is vacuum ultraviolet eg, a plasma display panel, a rare gas lamp, etc.
  • white LED that emits light from a blue LED or light emitted from an ultraviolet LED is used as the excitation source of the phosphor.
  • Patent Document 1 specifically describes a silicate phosphor for a vacuum ultraviolet ray-excited light emitting device.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-332481 (US6, 802, 990)
  • the conventional silicate phosphor represented by CaMgSi 2 O: Eu has a sufficient luminance.
  • An object of the present invention is to provide a phosphor exhibiting higher emission luminance.
  • the present inventors have made extensive studies on a silicate phosphor in which most or all of the Ca component of a conventional silicate phosphor is substituted with an Sr component. It has been found that when the silicate phosphor contains a specific amount of a halogen element, it exhibits higher emission luminance, and the present invention has been achieved.
  • the present invention provides the following inventions. ⁇ l> Sr, Ca, Eu, Mg, Si and halogen elements in molar ratios a: b: c: d: e: f (where a is a value in the range of 0.5 to less than 1, b Is a value in the range of 0 or more and less than 0.5, is a value in the range of more than 0 and less than 0.3, d is a value in the range of 0.8 or more and 1.2 or less, and e is 1. A value in the range of 9 or more and 2.1 or less, and f is a value in the range of 0.0008 or more and 0.3 or less)) and further comprising an oxide containing oxygen.
  • the characteristic phosphor is a value in the range of 0.5 to less than 1
  • b Is a value in the range of 0 or more and less than 0.5 is a value in the range of more than 0 and less than 0.3
  • d is a value in the range of
  • ⁇ 4> The phosphor according to ⁇ 1>, wherein the halogen elements are C1 and F.
  • ⁇ 5> The phosphor according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein f is a value in the range of 0.005 or more and 0.2 or less.
  • ⁇ 6> The phosphor according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein b is a value in the range of 0 to 0.01.
  • Acidic power The phosphor according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, which has a pyroxene-type crystal structure.
  • ⁇ 8> A method for producing a phosphor by firing a metal compound mixture, wherein the metal compound mixture contains Sr, Ca, Eu, Mg, and Si in a molar ratio of a: b: c: d: e (Where a is a value in the range of 0.5 to less than 1, b is a value in the range of 0 to less than 0.5, c is a value in the range of greater than 0 and less than 0.3, and d Is a value in the range of 0.8 or more and 1.2 or less, and e is a value in the range of 1.9 or more and 2.1 or less), and the metal compound mixture contains SrCl.
  • a method for producing a phosphor by firing a metal compound mixture wherein the metal compound mixture contains Sr, Ca, Eu, Mg, and Si in a molar ratio of a: b: c: d: e (Where a is a value in the range of 0.5 to less than 1, b is a value in the range of 0 to less than 0.5, c is a value in the range of greater than 0 and less than 0.3, and d Is a value in the range of 0.8 or more and 1.2 or less, and e is a value in the range of 1.9 or more and 2.1 or less), and the metal compound mixture contains EuF.
  • a method for producing a phosphor by firing a metal compound mixture comprising: In the compound mixture, Sr, Ca, Eu, Mg, and Si in molar ratios a: b: c: d: e (where a is in the range of 0.5 or more and less than 1, and b is 0 or more. A value in the range of less than 0.5, c is a value in the range of more than 0 and less than 0.3, d is a value in the range of 0.8 or more and 1.2 or less, and e is 1.9 or more 2.
  • a phosphor paste comprising the phosphor according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>.
  • the phosphor provided by the present invention exhibits higher emission luminance, and is particularly suitably used for an ultraviolet-excited light emitting device such as a backlight for liquid crystal displays, a three-wavelength fluorescent lamp, and a high load fluorescent lamp. It can also be applied to vacuum UV-excited light-emitting elements such as plasma display panels and rare gas lamps, electron-beam-excited light-emitting elements such as field emission displays, and light-emitting elements such as white LEDs, making it extremely useful industrially. It is. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the phosphor of the present invention has a molar ratio of Sr, Ca, Eu, Mg, Si and a halogen element, respectively: a: b: c: d: e: f (where a is in the range of 0.5 or more and less than 1) B is a value in the range of 0 or more and less than 0.5, c is a value in the range of more than 0 and less than 0.3, d is a value in the range of 0.8 or more and 1.2 or less E is a value in the range of 1.9 or more and 2.1 or less, f is a value in the range of 0.0008 or more and 0.3 or less), and an oxide further containing oxygen It is characterized by becoming substantive.
  • the phosphor of the present invention becomes a phosphor exhibiting high light emission luminance due to its substantial acidity.
  • Each of a, b, c, d, e and f above is If the above range is not satisfied, the light emission luminance may not be sufficient, which is not preferable.
  • the halogen element force capable of mentioning F, Cl, Br, and I.
  • the halogen element may be C1, Z, or F. It is preferable to contain at least C1 as a preferred halogen element.
  • the halogen elements are C1 and F, the total content satisfies the range of f.
  • the value is in the range of 0.005 or more and 0.2 or less in the sense that the phosphor of the present invention exhibits even higher emission luminance.
  • the phosphor of the present invention is preferable in the sense that it exhibits even higher emission luminance.
  • the oxide has a pyroxene-type crystal structure, so that a phosphor having high emission luminance power and excellent deterioration characteristics can be obtained.
  • the phosphor of the present invention further contains Al, Sc, Y, La, Gd, Ce, Pr, Nd, Sm, Tb, Dy, Ho, Er, and Tm as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • One or more elements selected from the group consisting of Yb, Lu, Bi, and Mn force may be contained. The content of these elements is usually from lOOppm to 50000ppm with respect to the total weight of the phosphor.
  • the phosphor of the present invention can be produced by firing a metal compound mixture that becomes the phosphor of the present invention by firing. That is, it can be produced by firing the metal compound mixture obtained after weighing and mixing the compound containing the corresponding metal element to have a predetermined composition.
  • the metal compound mixture is composed of Sr, Ca, Eu, Mg and Si in molar ratios a: b: c: d: e (where a is in the range of 0.5 to less than 1, and b is A value in the range of 0 or more and less than 0.5, c is a value in the range of greater than 0 and less than 0.3, (1 is a value in the range of 0.8 or more and 1.2 or less, and e is 1 In the range of 9 or more and 2.1 or less), and the metal compound mixture contains a halogen element, for example, Sr, Eu, Mg, Si and halogen elements which are one of the preferred compositions
  • the phosphors composed of oxides each containing 0.1 to 98: 0.0.02: 1: 2: 0.12 and an oxygen-containing oxide are SrCl, EuO, MgCO and SiO with a Sr: Eu: Mg: Si molar ratio of 0.9
  • 02: 1: 2 can be prepared by weighing, mixing, and firing. wear.
  • the content of C1 which is a halogen element, can be controlled by controlling the firing time and firing temperature described later.
  • Examples of the compound containing the metal element include compounds of strontium, calcium, magnesium, silicon, and europium, for example, the power of using an oxide or a hydroxide
  • Carbonates, nitrates, halides, oxalates, and the like that can be decomposed at high temperatures to become oxides can be used.
  • the phosphor of the present invention in order for the phosphor of the present invention to contain a halogen element, when the halogen element is C1, one of the compounds containing the corresponding metal element is SrCl, EuCl or the like.
  • chloride is used, and chloride is not used as the compound containing the corresponding metal element, use salt ammonium.
  • a salty product a salty form may also be used.
  • SrCl the metal compound mixture is SrC.
  • halogen element in the present invention is F
  • a fluoride such as SrF or EuF may be used as one of the corresponding metal element-containing compounds.
  • fluoride fluoride When fluoride is not used as the compound containing the corresponding metal element, fluoride fluoride may be used. Similarly to the above, when fluoride is used, ammonium fluoride may be further used.
  • the halogen element in the present invention is C1 and F, for example, the metal compound mixture may contain SrCl and EuF.
  • a device that is usually used in industry such as a ball mill, a V-type mixer, and a stirrer, can be used. Further, when ammonium chloride or ammonium fluoride is used, it may be added at the time of mixing.
  • the phosphor of the present invention is obtained by holding and firing the metal compound mixture in a temperature range of 900 ° C to 1500 ° C, usually in a time range of 0.3 hours to 100 hours. It is done.
  • the content of the halogen element in the obtained phosphor can be controlled by controlling the firing time and the firing temperature. Within the above range, the longer the firing time and the higher the firing temperature, the more the halogen element content in the phosphor tends to decrease, and the appropriate firing time and firing temperature can be determined experimentally. .
  • [0018] Hydroxides, carbonates, nitrates, halides, oxalates, etc. in metal compound mixtures When using a compound that can be decomposed and Z or oxidized at high temperature, hold it in the temperature range of 400 ° C to 900 ° C, calcine it, make it an acid or remove crystallization water, It is also possible to perform the firing.
  • the atmosphere for calcination may be an inert gas atmosphere, an oxidizing atmosphere, or a reducing atmosphere, which may be shifted. It can also be milled after calcining.
  • Examples of the atmosphere during firing include an inert gas atmosphere such as nitrogen and argon; an oxidizing atmosphere such as air, oxygen, oxygen-containing nitrogen and oxygen-containing argon; and hydrogen containing 0.1 to 10 volume%
  • an inert gas atmosphere such as nitrogen and argon
  • an oxidizing atmosphere such as air, oxygen, oxygen-containing nitrogen and oxygen-containing argon
  • hydrogen containing 0.1 to 10 volume% Preferred is a reducing atmosphere such as hydrogen-containing nitrogen, hydrogen-containing argon containing 0.1 to 10% by volume of hydrogen.
  • the phosphor obtained by the above method can be pulverized using a ball mill, a jet mill or the like, and pulverization and firing may be repeated twice or more.
  • the obtained phosphor can be washed or classified as necessary.
  • the halogen element content can be controlled by washing.
  • an operation involving a change in the content of halogen elements such as washing is performed, it is included in the phosphor of the present application when the content after the change satisfies the molar ratio described above. According to the knowledge of the present inventor, the amount of the halogen element in the phosphor after firing is reduced by an operation such as washing, but thereafter, the amount hardly fluctuates and becomes stable.
  • the cleaning include bringing a fired product obtained after firing the metal compound mixture into contact with an acid, and in this case, the obtained phosphor has a higher emission luminance power. In some cases, it is preferable. In addition, when the fired product is brought into contact with an acid, the emission luminance at 100 ° C. is increased, and the temperature characteristics of the phosphor may be improved.
  • the method for bringing the calcined product into contact with the acid include a method in which the calcined product is immersed in an acid, a method in which the calcined product is stirred at the time of immersion, and a method in which the calcined product and the acid are mixed by a wet ball mill. In this method, the fired product is immersed in an acid and stirred.
  • the acid include organic acids such as acetic acid and oxalic acid, and inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, and sulfuric acid. Of these, hydrochloric acid, nitric acid, and sulfuric acid are preferable, and hydrochloric acid is preferable.
  • the hydrogen ion concentration of the acid is preferably about 0.001 mol ZL or more and 2 mol ZL or less for handling.
  • the temperature of the acid when contacting may be room temperature (about 25 ° C), You may heat to about 30 to 80 degreeC as needed.
  • the time for bringing the fired product into contact with the acid is usually about 1 second to 10 hours.
  • Solid-liquid separation can be carried out by methods commonly used in the industry such as filtration, suction filtration, pressure filtration, centrifugation, and decantation. Drying can be carried out by an apparatus commonly used in the industry such as a vacuum dryer, a hot air heating dryer, a co-dryer, and a rotary evaporator.
  • the solid obtained after the solid-liquid separation may be contacted with water (for example, ion-exchanged water) to perform solid-liquid separation again.
  • the phosphor paste of the present invention contains the phosphor of the present invention as a main component and an organic substance as another component.
  • the organic substance include a solvent and a binder.
  • the phosphor paste of the present invention can be used in the same manner as the phosphor paste used in the manufacture of conventional light emitting devices, and the organic substance in the phosphor paste is removed by volatilization, combustion, decomposition, etc. by heat treatment. This is a phosphor paste capable of obtaining a phosphor layer substantially composed of the phosphor of the present invention.
  • the phosphor paste of the present invention can be produced by a known method as disclosed in, for example, JP-A-10-255671.
  • the phosphor of the present invention a binder and a solvent are used. It can be obtained by mixing using a ball mill, three rolls or the like, and the mixing ratio is appropriately set.
  • binder examples include cellulose-based resin (ethylcellulose, methylcellulose, nitrosenorelose, acetinoresenorelose, cenorelose propionate, hydroxypropylcellulose, butinoresenorelose, benzylcellulose, and modified cellulose.
  • cellulose-based resin ethylcellulose, methylcellulose, nitrosenorelose, acetinoresenorelose, cenorelose propionate, hydroxypropylcellulose, butinoresenorelose, benzylcellulose, and modified cellulose.
  • Talyl resin (acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethinoremethacrylate, propyl acrylate, propinomethacrylate, isoporoleolate , Isopropylmetatalylate, n-Butinorea Talelate, n-Butinolemetatalylate, tert-Butyl Atalylate, tert-Butyl Metatalylate, 2-Hydroxyethyl Atalylate, 2-Hydroxyethyl Metatalylate, 2-Hydride Roxypropyl acrylate, 2-hydroxypropinoremethacrylate, benzyl acrylate, benzenomethacrylate, Phenoxyatalylate, Phenoxymetatalylate, Isobornyl Atallylate, Isobol Metatalylate, Glycidyl Metatalylate, Styrene
  • Methacrylamide, acrylonitrile, methacrylonitrile and other monomers ethylene vinyl acetate copolymer resin, polyvinyl butyral, polybutyl alcohol, propylene glycol, polyethylene oxide, urethane series Examples include rosin, melamine-based and phenol.
  • the solvent for example, those having a high boiling point among monohydric alcohols; polyhydric alcohols such as diols and triols typified by ethylene glycol glycerin; ethers etherified and Z or esterified Compound (Ethylene glycol monoalkyleneoleate, ethyleneglycolenorequinoleatenore, ethyleneglycololeanolenoquinol ether acetate, diethylene glycol monoalkyl ether acetate, jetylene glycol dialkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol dialkyl Ether, propylene glycol alkyl acetate) and the like.
  • monohydric alcohols such as diols and triols typified by ethylene glycol glycerin
  • ethers etherified and Z or esterified Compound Ethylene glycol monoalkyleneoleate, ethyleneglycolenorequinoleatenore, ethylenegly
  • the phosphor layer obtained by applying the phosphor paste obtained as described above to a substrate and then heat-treating it is excellent in moisture resistance.
  • the substrate include glass and resin
  • the flexible shape may be a plate shape or a container shape.
  • the coating method include a screen printing method and an ink jet method.
  • the heat treatment temperature is usually 300 ° C to 600 ° C. Also, after coating on the substrate, it may be dried at a temperature between room temperature and 300 ° C before heat treatment!
  • a three-wavelength fluorescent lamp which is an ultraviolet-excited light-emitting element will be described and its manufacturing method will be described.
  • a method for producing a three-wavelength fluorescent lamp for example, a publicly known method as disclosed in JP-A-2004-2569 can be used. That is, a three-wavelength light emitting phosphor in which a blue light emitting phosphor, a green light emitting phosphor, and a red light emitting phosphor are appropriately mixed so as to obtain a white light emission color is dispersed in, for example, an aqueous polyethylene oxide solution. Prepare phosphor coating solution.
  • the phosphor film is formed by baking, for example, in a temperature range of 400 ° C to 900 ° C. After this, the stem to the end of the glass bulb A three-wavelength fluorescent lamp can be manufactured through normal processes such as sealing, exhaust in a bulb, sealing of mercury and a rare gas, sealing of an exhaust pipe, and attachment of a base.
  • red light-emitting phosphor examples include a trivalent yu-pium-activated yttrium oxide phosphor (Y
  • green light emitting phosphor examples include cerium, terbium activated lanthanum phosphate (LaPO: Ce, Tb) and terbium activated cerium, terbium, magnesium, and aluminum phosphor.
  • LaPO terbium activated lanthanum phosphate
  • terbium activated cerium, terbium, magnesium, and aluminum phosphor examples include cerium, terbium activated cerium, terbium, magnesium, and aluminum phosphor.
  • the phosphor of the present invention may be used alone, or the phosphor of the present invention may be mixed with other blue light emitting phosphors.
  • the other blue-emitting phosphors include a plutonium-activated strontium phosphate phosphor (Sr (PO) Cl: Eu), a plutonium-activated strontium '
  • Lithium calcium phosphate phosphor (Sr, Ca, Ba) (PO) CI: Eu)
  • a plasma display panel which is a vacuum ultraviolet ray-excited light-emitting element will be described and its manufacturing method will be described.
  • a method for producing a plasma display panel for example, a known method as disclosed in JP-A-10-195428 (US 6, 099, 753) can be used. That is, when the phosphor of the present invention emits blue light, the respective phosphors composed of the green phosphor, the red phosphor, and the blue phosphor of the present invention are, for example, cellulose-based resin, polybular alcohol, and the like.
  • a phosphor paste is prepared by mixing with a binder and a solvent which are also Luka.
  • the phosphor paste is applied to the inner surface of the back substrate by a method such as screen printing on the stripe-shaped substrate surface and the partition surface partitioned by the partition and provided with address electrodes, and heat-treated at a temperature range of 300 to 600 ° C.
  • Each phosphor layer is obtained.
  • a surface glass substrate provided with a transparent electrode and a bus electrode in a direction orthogonal to the phosphor layer and provided with a dielectric layer and a protective layer on the inner surface is laminated and bonded thereto.
  • a plasma display panel can be manufactured by evacuating the inside and enclosing a rare gas such as low-pressure Xe or Ne to form a discharge space.
  • a field emission display which is an electron beam excited light emitting element
  • a method for manufacturing the emission display for example, a known method as disclosed in JP-A-2002-138279 can be used. That is, when the phosphor of the present invention emits blue light, the green phosphor, the red phosphor, and the phosphor composed of the blue phosphor of the present invention are respectively added to, for example, an aqueous polybulu alcohol solution. Disperse to prepare phosphor paste. After applying the phosphor paste on a glass substrate, the phosphor layer is obtained by heat treatment to obtain a face plate. The face plate and the rear plate having a large number of electron-emitting devices are assembled through a support frame, and a field emission display is manufactured through a normal process such as hermetic sealing while evacuating these gaps. be able to.
  • a white LED will be described and a manufacturing method thereof will be described.
  • a method for producing a white LED for example, known methods such as those disclosed in JP-A-5-152609 and JP-A-7-99345 can be used. That is, a phosphor containing at least the phosphor of the present invention is dispersed in a translucent resin such as epoxy resin, polycarbonate, or silicone rubber, and the resin dispersed with the phosphor is a blue LED or an ultraviolet LED.
  • the white LED can be manufactured by molding so as to surround.
  • the emission luminance (A) was measured at room temperature (25 ° C.) using a spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, model FP-6500).
  • the emission brightness (B) is measured using an excimer 146nm lamp (Hushi Electric, model H0012) in a vacuum chamber of 6.7 Pa (5 X 10 " 2 Torr) or less.
  • Strontium chloride (SrCl ⁇ 6 ⁇ 0, made by ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ), salt ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇
  • phosphor 2 When phosphor 2 is excited by ultraviolet light having a wavelength of 254 nm, it emits blue light. When phosphor 1 has an emission luminance (A) of 100, phosphor 2 has an emission luminance (A) of 214. . An SEM photograph of phosphor 2 is shown in Fig. 1. Also, phosphor 2 is packed in a substrate for powder X-ray diffraction measurement. Obtained when powder X-ray diffraction measurement was performed using a powder X-ray diffractometer (RINT2500TTR type, manufactured by Rigaku Corporation) using a CuKa radiation source and a diffraction angle 20 in the range of 10 ° to 50 °. The powder X-ray diffraction pattern is shown in FIG. From Fig. 2, it was proved that phosphor 2 has a pyroxene-type crystal structure.
  • RINT2500TTR type manufactured by Rigaku Corporation
  • Phosphor 2 was washed with water and dried to obtain phosphor 3.
  • C1 content was measured for phosphor 3
  • phosphor 3 contained 7X10 pm of C1
  • phosphor 3 has a molar ratio of Sr: Eu: Mg: Si: Cl. was found to be 0.98: 0.02: 1: 2: 0.005.
  • phosphor 3 was excited by ultraviolet light having a wavelength of 254 nm, it emitted blue light.
  • phosphor 1 had an emission luminance (A) of 100, the emission luminance (A) was 214.
  • Strontium chloride (SrCl ⁇ 6 ⁇ 0, made by ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ), pyrium fluoride
  • Phosphor 4 was obtained by performing the firing three times. When the C1 and F contents were measured in phosphor 4, it was found that phosphor 4 contained 2.3X10 4 ppm of C1 and 1.7 X10 3 ppm of F, and phosphor 2 contained Sr: Eu The molar ratio of: Mg: Si: Cl: F was found to be 0.98: 0.02: 1: 2: 0.17: 0.03. Further, X-ray diffraction measurement showed that the phosphor 4 has a pyroxene-type crystal structure. When phosphor 4 was excited by ultraviolet light having a wavelength of 254 nm, blue light was emitted. When the light emission luminance (A) of phosphor 1 was 100, the light emission luminance (A) of phosphor 4 was 224.
  • Phosphor 4 was washed with water and dried to obtain phosphor 5.
  • Phosphor 5 contains 7X 10 pm C1 and 1 X 10 3 ppm F.
  • Phosphor 5 contains Sr: Eu : Mg: Si: Cl: F molar ratio is 0.98: 0.02: 1: 2: The power to be 0.005: 0.016.
  • the phosphor 5 was excited by ultraviolet light having a wavelength of 254 nm, blue light was emitted.
  • the light emission luminance (A) of the phosphor 1 was 100
  • the light emission luminance (A) of the phosphor 5 was 224.
  • Phosphor 4 (lg) was immersed in hydrochloric acid (50 ml) with a hydrogen ion concentration of 0.ImolZl and stirred for 3 minutes with a magnetic stirrer, followed by solid-liquid separation by suction filtration and contact with water. Then, solid-liquid separation was performed again. Subsequently, phosphor 6 was obtained by drying under reduced pressure at 100 ° C. under the pressure of 0. IMPa. When the contents of C1 and F were measured in phosphor 6, it was found that phosphor 6 contained 1.
  • Phosphor 7 (BaMgAl 2 O 3: baked by holding at 1450 ° C for 5 hours in 2 2
  • Each of the phosphor 6 of Example 5 and the phosphor 7 of Comparative Example 2 has a purple wavelength of 254 nm.
  • Luminescence obtained by excitation with an external line was measured spectroscopically (spectral measurement range, 380 ⁇ ! To 750 nm), and the obtained emission spectrum is shown in FIG.
  • the peak near 508 nm is derived from ultraviolet rays having a wavelength of 254 nm.
  • the phosphor 6 of Example 5 and the phosphor 7 of Comparative Example 2 were each measured at room temperature (25 ° C) by luminescence obtained by excitation with vacuum ultraviolet light having a wavelength of 146 nm.
  • the emission spectrum obtained when the light measurement range is 380 ⁇ ! To 750 nm is shown in FIG.
  • the phosphor of the present application is a general-purpose phosphor (BaMgAl 2 O 3:
  • the phosphor provided by the present invention exhibits higher emission luminance, and is particularly suitably used for an ultraviolet-excited light emitting device such as a liquid crystal display backlight, a three-wavelength fluorescent lamp, and a high-load fluorescent lamp. It can also be applied to vacuum UV-excited light-emitting elements such as plasma display panels and rare gas lamps, electron-beam-excited light-emitting elements such as field emission displays, and light-emitting elements such as white LEDs, making it extremely useful industrially. It is. Brief Description of Drawings
  • FIG. 1 SEM photograph of phosphor 2 (magnification is 10,000 times).
  • FIG. 2 is a powder X-ray diffraction pattern obtained by powder X-ray diffraction measurement of phosphor 2, and is obtained when the diffraction angle 20 is in the range of 10 ° to 50 °.
  • FIG. 3 is an emission spectrum diagram of phosphor 6 and phosphor 7.
  • FIG. 4 is an emission spectrum diagram of phosphor 6 and phosphor 7.

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Description

明 細 書
蛍光体
技術分野
[0001] 本発明は、蛍光体に関する。
背景技術
[0002] 蛍光体は、励起源により励起され発光することから、発光素子に用いられている。
発光素子としては、蛍光体の励起源が電子線である電子線励起発光素子 (例えば、 ブラウン管、フィールドェミッションディスプレイ、表面電界ディスプレイ等）、蛍光体の 励起源が紫外線である紫外線励起発光素子 (例えば、液晶ディスプレイ用バックライ ト、 3波長型蛍光ランプ、高負荷蛍光ランプ等)、蛍光体の励起源が真空紫外線であ る真空紫外線励起発光素子 (例えば、プラズマディスプレイパネル、希ガスランプ等） 、蛍光体の励起源が青色 LEDの発する光または紫外 LEDの発する光である白色 L ED等が挙げられる。従来の蛍光体として、式 CaMgSi O： Euで表される酸ィ匕物か
2 6
らなる真空紫外線励起発光素子用のケィ酸塩蛍光体が特許文献 1に具体的に記載 されている。
[0003] 特許文献 1 :特開 2002— 332481号公報（US6, 802, 990)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] しかしながら、 CaMgSi O： Euで表される従来のケィ酸塩蛍光体は発光輝度が十
2 6
分ではない。本発明の目的は、より高い発光輝度を示す蛍光体を提供することにあ る。
課題を解決するための手段
[0005] 本発明者らは、上記の課題を解決するために、従来のケィ酸塩蛍光体の Ca成分の 大部分または全部を Sr成分で置換したケィ酸塩蛍光体につき鋭意研究を重ね、当 該ケィ酸塩蛍光体が、ハロゲン元素を特定量含有すると、より高い発光輝度を示すこ とを見出し、本発明に至った。
[0006] すなわち本発明は、下記の発明を提供するものである。 <l>Sr、 Ca、 Eu、 Mg、 Siおよびハロゲン元素をモル比でそれぞれ a:b:c:d:e:f ( ただし、 aは 0. 5以上 1未満の範囲の値であり、 bは 0以上 0. 5未満の範囲の値であり 、。は0を超ぇ0. 3未満の範囲の値であり、 dは 0.8以上 1. 2以下の範囲の値であり、 eは 1. 9以上 2. 1以下の範囲の値であり、 fは 0.0008以上 0. 3以下の範囲の値で ある。）の量含有し、さらに酸素を含有してなる酸化物から実質的になることを特徴と する蛍光体。
< 2 >ハロゲン元素が C1である前記く 1 >記載の蛍光体。
< 3 >ハロゲン元素が Fである前記 < 1 >記載の蛍光体。
< 4 >ハロゲン元素が C1および Fである前記く 1 >記載の蛍光体。
<5>fが 0.005以上 0. 2以下の範囲の値である前記く 1>〜<4>のいずれかに 記載の蛍光体。
<6>bが 0以上 0.01以下の範囲の値である前記 <1>〜<5>のいずれかに記載 の蛍光体。
< 7 >酸ィ匕物力 輝石型の結晶構造を有する前記 < 1 >〜 < 6 >のいずれかに記載 の蛍光体。
< 8 >金属化合物混合物を焼成することによる蛍光体の製造方法であって、金属化 合物混合物が、 Sr、 Ca、 Eu、 Mgおよび Siをモル比でそれぞれ a:b:c:d:e (ただし、 aは 0. 5以上 1未満の範囲の値であり、 bは 0以上 0. 5未満の範囲の値であり、 cは 0 を超え 0. 3未満の範囲の値であり、 dは 0.8以上 1. 2以下の範囲の値であり、 eは 1. 9以上 2. 1以下の範囲の値である。）の量含有し、該金属化合物混合物が SrClを含
2 有することを特徴とする前記 < 2>記載の蛍光体の製造方法。
< 9 >金属化合物混合物を焼成することによる蛍光体の製造方法であって、金属化 合物混合物が、 Sr、 Ca、 Eu、 Mgおよび Siをモル比でそれぞれ a:b:c:d:e (ただし、 aは 0. 5以上 1未満の範囲の値であり、 bは 0以上 0. 5未満の範囲の値であり、 cは 0 を超え 0. 3未満の範囲の値であり、 dは 0.8以上 1. 2以下の範囲の値であり、 eは 1. 9以上 2. 1以下の範囲の値である。）の量含有し、該金属化合物混合物が EuFを含
3 有することを特徴とする前記 <3>記載の蛍光体の製造方法。
< 10 >金属化合物混合物を焼成することによる蛍光体の製造方法であって、金属 化合物混合物が、 Sr、 Ca、 Eu、 Mgおよび Siをモル比でそれぞれ a:b:c:d:e (ただ し、 aは 0. 5以上 1未満の範囲の値であり、 bは 0以上 0. 5未満の範囲の値であり、 c は 0を超え 0. 3未満の範囲の値であり、 dは 0.8以上 1. 2以下の範囲の値であり、 e は 1. 9以上 2. 1以下の範囲の値である。）の量含有し、該金属化合物混合物が SrCl および EuFを含有することを特徴とする前記 < 4 >記載の蛍光体の製造方法。
2 3
く 11 >金属化合物混合物を焼成することによる蛍光体の製造方法であって、金属 化合物混合物を焼成した後、酸と接触させる前記 <8>〜< 10>のいずれかに記 載の蛍光体の製造方法。
<12>前記 <1>〜<7>の ヽずれかに記載の蛍光体を含有することを特徴とする 蛍光体ペースト。
< 13 >前記く 12>に記載の蛍光体ペーストを基板に塗布後、熱処理することにより 得られる蛍光体層。
< 14 >前記 <1>〜<7>の！、ずれかに記載の蛍光体を有する発光素子。
発明の効果
[0007] 本発明が提供する蛍光体は、より高い発光輝度を示し、液晶ディスプレイ用バック ライト、 3波長型蛍光ランプ、高負荷蛍光ランプ等の紫外線励起発光素子用として特 に好適に使用され、また、プラズマディスプレイパネルおよび希ガスランプなどの真空 紫外線励起発光素子用、フィールドェミッションディスプレイ等の電子線励起発光素 子用、白色 LED等の発光素子用にも適用できるため、工業的に極めて有用である。 発明を実施するための最良の形態
[0008] 以下に本発明について詳しく説明する。
本発明の蛍光体は、 Sr、 Ca、 Eu、 Mg、 Siおよびハロゲン元素をモル比でそれぞ れ a:b:c:d:e:f (ただし、 aは 0. 5以上 1未満の範囲の値であり、 bは 0以上 0. 5未満 の範囲の値であり、 cは 0を超え 0. 3未満の範囲の値であり、 dは 0. 8以上 1. 2以下 の範囲の値であり、 eは 1. 9以上 2. 1以下の範囲の値であり、 fは 0.0008以上 0. 3 以下の範囲の値である。）の量含有し、さらに酸素を含有してなる酸化物から実質的 になることを特徴とする。本発明の蛍光体は該酸ィ匕物力も実質的になることにより、高 い発光輝度を示す蛍光体となる。上記の a、 b、 c、 d、 eおよび fそれぞれが、それぞれ の上記範囲を外れると、発光輝度が十分でない場合があり、好ましくない。
[0009] ハロゲン元素としては、 F、 Cl、 Br、 Iを挙げることができる力 本発明の蛍光体がさ らにより高い発光輝度を示す意味で、ハロゲン元素が C1および Zまたは Fであること が好ましぐハロゲン元素として C1を少なくとも含有することが好ましい。ハロゲン元素 が C1および Fである場合には、その含有量の合計が fの範囲を満たす。
[0010] 本発明において、上記 . 005以上 0. 2以下の範囲の値であると、本発明の蛍 光体がさらにより高い発光輝度を示す意味で好ましい。また上記 bが 0以上 0. 01以 下の範囲の値であると、本発明の蛍光体がさらにより高い発光輝度を示す意味で好 ましい。
[0011] また、本発明において、酸化物が輝石型の結晶構造を有することにより、発光輝度 力 り高ぐ劣化特性に優れた蛍光体になり、好ましい。
[0012] また、本発明の効果を損なわない範囲で、本発明の蛍光体は、さらに Al、 Sc、 Y、 La、 Gd、 Ce、 Pr、 Nd、 Sm、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Yb、 Lu、 Biおよび Mn力もなる 群より選ばれる 1種以上の元素を含有してもよい。これらの元素の含有量は、通常、 蛍光体全重量に対して lOOppm以上 50000ppm以下である。
[0013] 次に、本発明の蛍光体を製造する方法について説明する。
本発明の蛍光体は、焼成により本発明の蛍光体となる金属化合物混合物を焼成す ることにより製造することができる。すなわち、対応する金属元素を含有する化合物を 所定の組成となるように秤量し混合した後に得られた金属化合物混合物を焼成する ことにより製造することができる。すなわち、金属化合物混合物は、 Sr、 Ca、 Eu、 Mg および Siをモル比でそれぞれ a :b : c : d: e (ただし、 aは 0. 5以上 1未満の範囲の値で あり、 bは 0以上 0. 5未満の範囲の値であり、 cは 0を超え 0. 3未満の範囲の値であり 、（1は0. 8以上 1. 2以下の範囲の値であり、 eは 1. 9以上 2. 1以下の範囲の値である 。）の量含有し、該金属化合物混合物がハロゲン元素を含有する。例えば、好ましい 組成の一つである Sr、 Eu、 Mg、 Siおよびハロゲン元素である CIをモル比でそれぞ れ 0. 98 : 0. 02 : 1 : 2 : 0. 12の量含有し、さらに酸素を含有してなる酸化物からなる 蛍光体は、 SrCl、 Eu O、 MgCOおよび SiOを、 Sr:Eu: Mg : Siのモル比が0. 9
2 2 3 3 2
8 : 0. 02 : 1 : 2となるように秤量し、混合した後に焼成することにより製造することがで きる。ここで、後述の焼成時間、焼成温度を制御することによって、ハロゲン元素であ る C1の含有量を制御することができる。
[0014] 前記の金属元素を含有する化合物としては、ストロンチウム、カルシウム、マグネシ ゥム、ケィ素、ユウ口ピウムの化合物で、例えば、酸ィ匕物を用いる力、または水酸ィ匕物
、炭酸塩、硝酸塩、ハロゲンィ匕物、シユウ酸塩など高温で分解して酸ィ匕物になりうるも のを用いることができる。
[0015] 本発明の蛍光体にハロゲン元素を含有させるためには、ハロゲン元素が C1である 場合には、対応する金属元素を含有する化合物の一つとして SrCl、 EuClのような
2 3 塩化物を用いてもょ ヽし、対応する金属元素を含有する化合物として塩化物を用い ない場合には、塩ィ匕アンモニゥムを用いる。塩ィ匕物を用いた場合にもさらに塩ィ匕アン モ-ゥムを用いてもよい。これらの中でも、 SrClを用いて、金属化合物混合物が SrC
2
1
2を含有すると、結晶性が高い酸ィヒ物となり、発光輝度が高い蛍光体となる意味で、 好ましい。また、本発明におけるハロゲン元素が Fである場合には、対応する金属元 素を含有する化合物の一つとして SrF、EuFのようなフッ化物を用いればよいし、
2 3
対応する金属元素を含有する化合物としてフッ化物を用いな ヽ場合には、フッ化ァ ンモ-ゥムを用いればよい。上記と同様、フッ化物を用いた場合にもさらにフッ化アン モ-ゥムを用いてもよい。また、本発明におけるハロゲン元素が C1および Fである場 合には、例えば、金属化合物混合物が SrClおよび EuFを含有すればよい。
2 3
[0016] 前記金属元素を含有する化合物の混合には、例えばボールミル、 V型混合機、攪 拌機等の通常工業的に用いられている装置を用いることができる。また、塩化アンモ ユウム、フッ化アンモ-ゥムを用いる場合には、前記混合の際に添加すればよい。
[0017] 前記金属化合物混合物を、例えば 900°Cから 1500°Cの温度範囲にて通常は 0. 3 時間以上 100時間以下の時間範囲で保持して焼成することにより本発明の蛍光体が 得られる。ここで、焼成時間、焼成温度を制御することにより、得られる蛍光体中のハ ロゲン元素の含有量を制御することができる。前記範囲において、焼成時間が長くな ればなるほど、焼成温度が高くなればなるほど、蛍光体中のハロゲン元素の含有量 は減少する傾向にあり、適当な焼成時間および焼成温度は実験的に定め得る。
[0018] 金属化合物混合物に水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、ハロゲン化物、シユウ酸塩など 高温で分解および Zまたは酸ィ匕しうる化合物を使用した場合、 400°Cから 900°Cの 温度範囲で保持して仮焼を行い、酸ィヒ物としたり、結晶水を除去した後に、前記の焼 成を行うことも可能である。仮焼を行う雰囲気は不活性ガス雰囲気、酸化性雰囲気も しくは還元性雰囲気の 、ずれでもよ ヽ。また仮焼後〖こ粉砕することもできる。
[0019] 焼成時の雰囲気としては、例えば、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気;空気、 酸素、酸素含有窒素、酸素含有アルゴン等の酸化性雰囲気;水素を 0. 1から 10体 積％含有する水素含有窒素、水素を 0. 1から 10体積％含有する水素含有アルゴン 等の還元性雰囲気が好ま U、。強 、還元性の雰囲気で焼成する場合には適量の炭 素を金属化合物混合物に含有させて焼成してもよい。
[0020] 以上の方法により得られた蛍光体を、ボールミルやジェットミルなどを用いて粉砕す ることができ、粉砕と焼成を 2回以上繰り返してもよい。得られた蛍光体は必要に応じ て洗浄あるいは分級することもできる。洗浄により、ハロゲン元素の含有量を制御でき る場合もある。洗浄等のハロゲン元素の含有量の変動を伴う操作が行われる場合に は、変動後の含有量が先に述べたモル比を満たす場合に、本願の蛍光体に含まれ るものとする。本発明者の知見によれば、焼成後の蛍光体のハロゲン元素の量は洗 浄等の操作により減少するものの、その後、その量はほとんど変動せず、安定したも のとなる。
[0021] 上記の洗浄として、具体的には、金属化合物混合物を焼成した後に得られる焼成 品と、酸とを接触させることが挙げられ、この場合、得られる蛍光体はその発光輝度 力 り高まる場合があり、好ましい。また、焼成品と酸と接触させることにより、 100°C における発光輝度も高くなり、蛍光体の温度特性も向上する場合がある。焼成品と酸 と接触させる方法としては、酸に焼成品を浸漬させる方法、または前記浸漬時に攪拌 させる方法、焼成品と酸とを湿式ボールミルにより混合する方法が挙げられ、好まし V、のは、焼成品を酸に浸漬して攪拌する方法である。
[0022] 前記の酸として具体的には、酢酸ゃシユウ酸などの有機酸、または塩酸、硝酸、硫 酸などの無機酸が挙げられ、塩酸、硝酸、硫酸が好ましぐ中でも塩酸が好ましい。 酸の水素イオン濃度は、その取扱上、好ましいのは、 0. 001モル ZL以上 2モル ZL 以下程度である。また、接触させるときの酸の温度は、室温 (25°C程度)でもよいが、 必要に応じて 30°C〜80°C程度に加熱してもよい。また、焼成品と酸とを接触させる 時間は、通常、 1秒〜 10時間程度である。
[0023] また、焼成品と酸とを接触させた後、通常は、固液分離、乾燥を行う。固液分離はろ 過、吸引ろ過、加圧ろ過、遠心分離、デカンテーシヨンなどの工業的に通常用いられ る方法により行うことができる。乾燥は、真空乾燥機、熱風加熱乾燥機、コ-カルドラ ィヤー、ロータリーエバポレータなどの工業的に通常用いられる装置により行うことが できる。また、前記の固液分離後に得られる固体について、水（例えばイオン交換水 )と接触させて、再度、固液分離を行ってもよい。
[0024] 次に、本発明の蛍光体を有する蛍光体ペーストについて説明する。
本発明の蛍光体ペーストは、本発明の蛍光体を主成分として含有し、その他の成 分として有機物を含むものである。該有機物としては、溶剤、バインダー等が挙げら れる。本発明の蛍光体ペーストは、従来の発光素子の製造において使用されている 蛍光体ペーストと同様に用いることができ、熱処理することにより蛍光体ペースト中の 有機物を揮発、燃焼、分解等により除去し、本発明の蛍光体から実質的になる蛍光 体層を得ることができる蛍光体ペーストである。
[0025] 本発明の蛍光体ペーストは、例えば、特開平 10— 255671号公報に開示されてい るような公知の方法により製造することができ、例えば、本発明の蛍光体とバインダー と溶剤とを、ボールミルや三本ロール等を用いて混合することにより、得ることができ、 混合比は適宜、設定される。
[0026] 前記バインダーとしては、セルロース系榭脂（ェチルセルロース、メチルセルロース 、ニトロセノレロース、ァセチノレセノレロース、セノレロースプロピオネート、ヒドロキシプロピ ルセルロース、ブチノレセノレロース、ベンジルセルロース、変性セルロースなど）、アタリ ル系榭脂（アクリル酸、メタクリル酸、メチルアタリレート、メチルメタタリレート、ェチル アタリレート、ェチノレメタタリレート、プロピルアタリレート、プロピノレメタタリレート、イソプ 口ピノレアタリレート、イソプロピルメタタリレート、 n—ブチノレアタリレート、 n—ブチノレメタ タリレート、 tert—ブチルアタリレート、 tert—ブチルメタタリレート、 2—ヒドロキシェチ ルアタリレート、 2—ヒドロキシェチルメタタリレート、 2—ヒドロキシプロピルアタリレート 、 2—ヒドロキシプロピノレメタタリレート、ベンジルアタリレート、ベンジノレメタタリレート、 フエノキシアタリレート、フエノキシメタタリレート、イソボル-ルアタリレート、イソボル- ルメタタリレート、グリシジルメタタリレート、スチレン、 OC—メチルスチレンアクリルアミド
、メタアクリルアミド、アクリロニトリル、メタアクリロニトリルなどの単量体のうちの少なくと も 1種の重合体）、エチレン 酢酸ビニル共重合体榭脂、ポリビニルブチラール、ポリ ビュルアルコール、プロピレングリコール、ポリエチレンオキサイド、ウレタン系榭脂、メ ラミン系榭脂、フエノール榭脂などが挙げられる。
[0027] また前記溶剤としては、例えば 1価アルコールのうち高沸点のもの；エチレングリコ ールゃグリセリンに代表されるジオールやトリオールなどの多価アルコール；アルコー ルをエーテル化および Zまたはエステル化した化合物（エチレングリコールモノアル キノレエーテノレ、エチレングリコーノレジァノレキノレエーテノレ、エチレングリコーノレアノレキノレ エーテルアセテート、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、ジェチ レングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、プ ロピレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールアルキルアセテート）な どが挙げられる。
[0028] 前記のようにして得られた蛍光体ペーストを、基板に塗布後、熱処理して得られる 蛍光体層は耐湿性に優れる。基板としては、材質はガラス、榭脂等が挙げられ、フレ キシブルなものであってもよぐ形状は板状のもの、容器状のものであってもよい。ま た、塗布の方法としては、スクリーン印刷法、インクジェット法等が挙げられる。また、 熱処理の温度としては、通常、 300°C〜600°Cである。また、基板に塗布後、熱処理 を行う前に、室温〜 300°Cの温度で乾燥を行ってもよ!、。
[0029] ここで、本発明の蛍光体を有する発光素子の例として、紫外線励起発光素子であ る三波長形蛍光ランプを挙げてその製造方法につ!、て説明する。三波長形蛍光ラン プの製造方法としては例えば、特開 2004— 2569号公報に開示されているような公 知の方法が使用できる。すなわち、青色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および赤色発 光蛍光体を、発光色が求める白色になるように適宜に混合した三波長発光形蛍光体 を、例えば、ポリエチレンオキサイド水溶液などに分散して蛍光体塗布液を調製する 。この塗布液をガラスバルブの内面に塗布した後に、例えば 400°C〜900°Cの温度 範囲でベーキングして蛍光膜を形成させる。この後、ガラスバルブ端部へのステムの 封止、バルブ内の排気、水銀および希ガスの封入、排気管の封切、口金の装着など 通常の工程を経て、三波長形蛍光ランプを製造することができる。
[0030] 前記赤色発光蛍光体としては、 3価のユウ口ピウム付活酸化イットリウム蛍光体 (Y
2
O ： Eu)、 3価のユウ口ピウム付活酸硫化イットリウム蛍光体 (Y O S :Eu)などが挙げ
3 2 2
られ、前記緑色発光蛍光体としては、セリウム、テルビウム付活リン酸ランタン (LaPO ： Ce、 Tb)やテルビウム付活セリウム .テルビウム .マグネシウム .アルミニウム蛍光体
4
( (CeTb) MgAl O ： Tb)などが挙げられる。また、前記青色発光蛍光体として、本
11 19
発明の蛍光体を単独で使用するか、本発明の蛍光体と他の青色発光蛍光体とを混 合して使用してもよい。この場合、他の青色発光蛍光体としては、ユウ口ピウム付活ス トロンチウムリン酸塩蛍光体（Sr (PO ) Cl:Eu)、ユウ口ピウム付活ストロンチウム'バ
5 4 3
リウム.カルシウムリン酸塩蛍光体（（Sr, Ca, Ba) (PO ) CI :Eu)およびユウ口ピウム
5 4 3
付活バリウム ·マグネシウム ·アルミニウム蛍光体（BaMg Al O ： Eu, BaMgAl O
2 16 27 10 1
： Eu等)などが挙げられる。
[0031] 次に本発明の蛍光体を有する発光素子の例として、真空紫外線励起発光素子で あるプラズマディスプレイパネルを挙げてその製造方法にっ 、て説明する。プラズマ ディスプレイパネルの製造方法としては例えば、特開平 10— 195428号公報 (US6 , 099, 753)に開示されているような公知の方法が使用できる。すなわち、本発明の 蛍光体が青色発光を示す場合は、緑色蛍光体、赤色蛍光体、本発明の青色蛍光体 により構成されるそれぞれの蛍光体を、例えば、セルロース系榭脂、ポリビュルアルコ 一ルカもなるバインダーおよび溶剤と混合して蛍光体ペーストを調製する。背面基板 の内面の、隔壁で仕切られアドレス電極を備えたストライプ状の基板表面と隔壁面に 、蛍光体ペーストをスクリーン印刷などの方法によって塗布し、 300〜600°Cの温度 範囲で熱処理し、それぞれの蛍光体層を得る。これに、蛍光体層と直交する方向の 透明電極およびバス電極を備え、内面に誘電体層と保護層を設けた表面ガラス基板 を重ねて接着する。内部を排気して低圧の Xeや Ne等の希ガスを封入し、放電空間 を形成させることにより、プラズマディスプレイパネルを製造することができる。
[0032] 次に本発明の蛍光体を有する発光素子の例として、電子線励起発光素子であるフ ィールドエミッションディスプレイを挙げてその製造方法にっ 、て説明する。フィール ドエミッションディスプレイの製造方法としては例えば、特開 2002— 138279号公報 に開示されているような公知の方法が使用できる。すなわち、本発明の蛍光体が青 色発光を示す場合は、緑色蛍光体、赤色蛍光体、本発明の青色蛍光体により構成さ れるそれぞれの蛍光体を、それぞれ、例えば、ポリビュルアルコール水溶液などに分 散して蛍光体ペーストを調製する。その蛍光体ペーストをガラス基板上に塗布後、熱 処理することにより蛍光体層を得てフェイスプレートとする。そのフェイスプレートと多 数の電子放出素子を有するリアプレートとを支持枠を介して組立てるとともに、これら の間隙を真空排気しつつ気密封止するなど通常の工程を経て、フィールドエミッショ ンディスプレイを製造することができる。
[0033] 次に本発明の蛍光体を有する発光素子の例として、白色 LEDを挙げてその製造 方法について説明する。白色 LEDの製造方法としては例えば、特開平 5— 152609 号公報および特開平 7— 99345号公報等に開示されているような公知の方法が使 用できる。すなわち本発明の蛍光体を少なくとも含有する蛍光体を、エポキシ榭脂、 ポリカーボネート、シリコンゴムなどの透光性榭脂中に分散させ、その蛍光体を分散さ せた榭脂を青色 LEDまたは紫外 LEDを取り囲むように成形することにより、白色 LE Dを製造することができる。
実施例
[0034] 次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。
[0035] 発光輝度 (A)の測定は、室温 (25°C)にて、分光光度計（日本分光株式会社製、 F P— 6500型）を用いて行った。また、発光輝度（B)の測定は、 6. 7Pa (5 X 10"2Tor r)以下の真空槽内で、エキシマ 146nmランプ（ゥシォ電機社製、 H0012型）を用い て真空紫外線を蛍光体に照射して得られる発光について、分光放射計 (株式会社ト プコン製 SR— 3)を用いて行った。また蛍光体を、ピロリン酸で溶解し、水蒸気蒸留 後、イオンクロマト装置 (ダイォネックス製、 DX— 120)を用いて C1含有量、 F含有量 を測定した。
[0036] 比較例 1
炭酸ストロンチウム (SrCO、堺化学工業株式会社製、製品名は SW— K)、酸ィ匕ュ
3
ゥロピウム (Eu O、信越化学工業株式会社製)、炭酸マグネシウム (MgO含有量は 42.0%、協和化学工業株式会社製、製品名は高純度炭酸マグネシウム)、二酸ィ匕 ケィ素（SiO、日本ァエロジル株式会社製、商品名は AEROSIL200)の各原料を S
2
r:Eu:Mg:Siのモル比が0.98:0.02: 1： 2となるように秤量した原料を、混合した 後、大気中で 900°Cの温度で 2時間仮焼し、 2体積％H含有 N雰囲気中で 1100°C
2 2
の温度で 2時間保持して焼成した。焼成を 3回行うことにより蛍光体 1を得た。蛍光体 1にっき、 C1含有量を測定したところ、蛍光体 1には 50ppmの C1が含有されているこ とがわかり、蛍光体 1は、 Sr:Eu:Mg:Si:Clのモル比が0.98:0.02:1:2:4X10" 4となることがわ力つた。なお、この C1は、上記各原料に不純物として含まれていたも のと考えている。
[0037] 蛍光体 1を、波長 254nmの紫外線により励起すると、青色の発光を示し、そのとき の発光輝度 (A)を 100とした。
[0038] 蛍光体 1を、室温（25°C)にて、波長 146nmの真空紫外線により励起すると、青色 の発光を示し、その発光波長のピークは 436nmであった。そのときの発光輝度 (B) を 100とした。
[0039] 実施例 1
塩化ストロンチウム（SrCl ·6Η 0、堺ィ匕学工業株式会社製）、塩ィ匕ユウ口ピウム (Ε
2 2
uCl ·6Η 0、和光純薬工業株式会社製）、炭酸マグネシウム (MgO含有量は 42.0
3 2
%、協和化学工業株式会社製、製品名は高純度炭酸マグネシウム)、二酸化ケイ素（ SiO、日本ァエロジル株式会社製、商品名は AEROSIL200)の各原料を Sr:Eu:
2
Mg:Siのモル比が0.98:0.02: 1:2となるように秤量した原料を、混合した後、大気 中で 800°Cの温度で 2時間仮焼し、さらに 2体積％H含有 N雰囲気中で 1100°Cの
2 2
温度で 2時間保持して焼成した。焼成を 3回行うことにより蛍光体 2を得た。蛍光体 2 にっき、 C1含有量を測定したところ、蛍光体 2には 1.6X104ppmの C1が含有されて いることがわかり、蛍光体 2は、 Sr:Eu:Mg:Si:Clのモル比が0.98:0.02:1:2:0 . 12となることがわかった。
[0040] 蛍光体 2を、波長 254nmの紫外線により励起すると、青色の発光を示し、蛍光体 1 の発光輝度 (A)を 100とすると、蛍光体 2の発光輝度 (A)は 214であった。蛍光体 2 の SEM写真を図 1に示した。また、蛍光体 2を粉末 X線回折測定用の基板に充填し 、粉末 X線回折装置 (株式会社リガク製 RINT2500TTR型）を用いて、 CuKa線源 を用いて、回折角 20を 10° 〜50° の範囲として粉末 X線回折測定を行った際に得 られた粉末 X線回折図形を図 2に示した。図 2により、蛍光体 2は輝石型の結晶構造 を有することがわ力つた。
[0041] 実施例 2
蛍光体 2を、水洗、乾燥し、蛍光体 3を得た。蛍光体 3にっき、 C1含有量を測定した ところ、蛍光体 3には 7X 10 pmの C1が含有されていることがわかり、蛍光体 3は、 S r:Eu:Mg:Si:Clのモル比が0.98:0.02:1:2:0.005となることがわかった。蛍光 体 3を、波長 254nmの紫外線により励起すると、青色の発光を示し、蛍光体 1の発光 輝度 (A)を 100とすると、発光輝度 (A)は 214であった。
[0042] 実施例 3
塩化ストロンチウム (SrCl ·6Η 0、堺ィ匕学工業株式会社製)、フッ化ユウ口ピウム（
2 2
EuF、和光純薬工業株式会社製)、炭酸マグネシウム (MgO含有量は 42.0%、協
3
和化学工業株式会社製、製品名は高純度炭酸マグネシウム)、二酸ィ匕ケィ素 (SiO
2
、 日本ァエロジル株式会社製、商品名は AEROSIL200)の各原料を Sr： Eu:Mg:S iのモル比が 0.98:0.02: 1:2となるように秤量した原料を、混合した後、大気中で 8 00°Cの温度で 2時間仮焼し、さらに 2体積％H含有 N雰囲気中で 1100°Cの温度
2 2
で 2時間保持して焼成した。焼成を 3回行うことにより蛍光体 4を得た。蛍光体 4にっき 、 C1および F含有量を測定したところ、蛍光体 4には 2.3X104ppmの C1および 1.7 X103ppmの Fが含有されていることがわかり、蛍光体 2は、 Sr:Eu:Mg:Si:Cl:Fの モル比が 0.98:0.02:1:2:0.17:0.03となることがわかった。また、 X線回折測 定により、蛍光体 4は、輝石型の結晶構造を有することがわ力つた。蛍光体 4を、波長 254nmの紫外線により励起すると、青色の発光を示し、蛍光体 1の発光輝度 (A)を 1 00とすると、蛍光体 4の発光輝度 (A)は 224であった。
[0043] 実施例 4
蛍光体 4を、水洗、乾燥し、蛍光体 5を得た。蛍光体 5にっき、 C1および F含有量を 測定したところ、蛍光体 5には 7X 10 pmの C1および 1 X 103ppmの Fが含有されて いることがわかり、蛍光体 5は、 Sr:Eu:Mg:Si:Cl:Fのモル比が0.98:0.02:1:2: 0.005:0.016となること力 Sわ力つた。 光体 5を、波長 254nmの紫外線により励起 すると、青色の発光を示し、蛍光体 1の発光輝度 (A)を 100とすると、蛍光体 5の発光 輝度 (A)は 224であった。
[0044] 実施例 5
蛍光体 4 (lg)を水素イオン濃度が 0. ImolZlの塩酸（50ml)に浸漬して接触させ 、マグネチックスターラーにて 3分間撹拌した後、吸引濾過により固液分離を行い、水 に接触させ、再度固液分離を行った。次いで 0. IMPaの圧力のもと 100°Cで減圧乾 燥すること〖こよって、蛍光体 6を得た。蛍光体 6にっき、 C1および F含有量を測定した ところ、蛍光体 6には 1. lX103ppmの C1および 3.2X lOppmの Fが含有されてい ることがわかり、蛍光体 6は、 Sr:Eu:Mg:Si:Cl:Fのモル比が0.98:0.02:1:2:0 .008:0.0004となること力 Sわ力つた。 光体 6を、波長 254nmの紫外線により励起 すると、青色の発光を示し、蛍光体 1の発光輝度 (A)を 100とすると、蛍光体 6の発光 輝度 (A)は 218であった。
[0045] 蛍光体 6を、室温（25°C)にて、波長 146nmの真空紫外線により励起すると、青色 の発光を示し、その発光波長のピークは 436nmであった。そのときの発光輝度 (B) は、蛍光体 1の発光輝度（B)を 100とすると、 128であった。
[0046] 蛍光体 6を、 100°Cにて、波長 146nmの真空紫外線により励起すると、青色の発 光を示し、その発光波長のピークは 436nmであった。そのときの発光輝度（B)は、蛍 光体 1の発光輝度（B)を 100とすると、 116であった。
[0047] 比較例 2
炭酸バリウム (BaCO、日本ィ匕学工業株式会社製)、酸ィ匕ユウ口ピウム (Eu O、信
3 2 3 越ィ匕学工業株式会社製)、炭酸マグネシウム (MgO含有量は 42.0%、協和化学ェ 業株式会社製、製品名は高純度炭酸マグネシウム)、酸ィ匕アルミニウム (Al O、住
2 3 友化学株式会社製、商品名スミコランダム）の各原料をBa:Eu:Mg:Alのモル比が0 .9:0.1:1: 10となるように秤量した原料を、混合した後、 2体積％H含有 N雰囲気
2 2 中で 1450°Cの温度で 5時間保持して焼成を行うことにより蛍光体 7(BaMgAl O ：
10 17
Eu)を得た。
実施例 5の蛍光体 6と、本比較例 2の蛍光体 7のそれぞれにっき、波長 254nmの紫 外線により励起して得られる発光を分光測定 (分光測定範囲、 380ηπ！〜 750nm)し 、得られた発光スペクトルを図 3に示した。 508nm付近のピークは、波長 254nmの 紫外線由来のピークである。
また、同じく実施例 5の蛍光体 6と、本比較例 2の蛍光体 7のそれぞれにっき、室温（ 25°C)にて、波長 146nmの真空紫外線により励起し得られる発光を、分光測定 (分 光測定範囲、 380ηπ！〜 750nm)した際に得られる発光スペクトルを図 4に示した。 図 3及び図 4から明らかなように、本願の発光体は、汎用の蛍光体 (BaMgAl O ：
10 17
Eu、 BAM)と比べて、優れた発光輝度を示した。
産業上の利用可能性
[0048] 本発明が提供する蛍光体は、より高い発光輝度を示し、液晶ディスプレイ用バック ライト、 3波長型蛍光ランプ、高負荷蛍光ランプ等の紫外線励起発光素子用として特 に好適に使用され、また、プラズマディスプレイパネルおよび希ガスランプなどの真空 紫外線励起発光素子用、フィールドェミッションディスプレイ等の電子線励起発光素 子用、白色 LED等の発光素子用にも適用できるため、工業的に極めて有用である。 図面の簡単な説明
[0049] [図 1]蛍光体 2の SEM写真（倍率は 10000倍である。）。
[図 2]蛍光体 2の粉末 X線回折測定により得られる粉末 X線回折図形であり、回折角 2 0の範囲を 10° 〜50° とした際に得られた図形。
[図 3]蛍光体 6及び蛍光体 7の発光スペクトル図形。
[図 4]蛍光体 6及び蛍光体 7の発光スペクトル図形。

Claims

請求の範囲
[1] Sr、 Ca、 Eu、 Mg、 Siおよびハロゲン元素をモル比でそれぞれ a： b:c:d:e:f (ただ し、 aは 0. 5以上 1未満の範囲の値であり、 bは 0以上 0. 5未満の範囲の値であり、 c は 0を超え 0. 3未満の範囲の値であり、 dは 0.8以上 1. 2以下の範囲の値であり、 e は 1. 9以上 2. 1以下の範囲の値であり、 fは 0.0008以上 0. 3以下の範囲の値であ る。）の量含有し、さらに酸素を含有してなる酸化物から実質的になることを特徴とす る蛍光体。
[2] ハロゲン元素が C1である請求項 1記載の蛍光体。
[3] ハロゲン元素が Fである請求項 1記載の蛍光体。
[4] ハロゲン元素が C1および Fである請求項 1記載の蛍光体。
[5] .005以上 0. 2以下の範囲の値である請求項 1〜4のいずれかに記載の蛍光 体。
[6] bが 0以上 0.01以下の範囲の値である請求項 1〜5のいずれかに記載の蛍光体。
[7] 酸化物が、輝石型の結晶構造を有する請求項 1〜6のいずれかに記載の蛍光体。
[8] 金属化合物混合物を焼成することによる蛍光体の製造方法であって、金属化合物 混合物が、 Sr、 Ca、 Eu、 Mgおよび Siをモル比でそれぞれ a:b:c:d:e (ただし、 aは 0 . 5以上 1未満の範囲の値であり、 bは 0以上 0. 5未満の範囲の値であり、 cは 0を超え 0. 3未満の範囲の値であり、 dは 0. 8以上 1. 2以下の範囲の値であり、 eは 1. 9以上 2. 1以下の範囲の値である。）の量含有し、該金属化合物混合物が SrClを含有す
2 ることを特徴とする請求項 2記載の蛍光体の製造方法。
[9] 金属化合物混合物を焼成することによる蛍光体の製造方法であって、金属化合物 混合物が、 Sr、 Ca、 Eu、 Mgおよび Siをモル比でそれぞれ a:b:c:d:e (ただし、 aは 0 . 5以上 1未満の範囲の値であり、 bは 0以上 0. 5未満の範囲の値であり、 cは 0を超え 0. 3未満の範囲の値であり、 dは 0. 8以上 1. 2以下の範囲の値であり、 eは 1. 9以上 2. 1以下の範囲の値である。）の量含有し、該金属化合物混合物が EuFを含有する
3 ことを特徴とする請求項 3記載の蛍光体の製造方法。
[10] 金属化合物混合物を焼成することによる蛍光体の製造方法であって、金属化合物 混合物が、 Sr、 Ca、 Eu、 Mgおよび Siをモル比でそれぞれ a:b:c:d:e (ただし、 aは 0
. 5以上 1未満の範囲の値であり、 bは 0以上 0. 5未満の範囲の値であり、 cは 0を超え 0. 3未満の範囲の値であり、 dは 0. 8以上 1. 2以下の範囲の値であり、 eは 1. 9以上 2. 1以下の範囲の値である。）の量含有し、該金属化合物混合物が SrClおよび Eu
2
Fを含有することを特徴とする請求項 4記載の蛍光体の製造方法。
3
[11] 金属化合物混合物を焼成することによる蛍光体の製造方法であって、金属化合物 混合物を焼成した後、酸と接触させる請求項 8〜10のいずれかに記載の蛍光体の 製造方法。
[12] 請求項 1〜7のいずれかに記載の蛍光体を含有することを特徴とする蛍光体ペース
[13] 請求項 12に記載の蛍光体ペーストを基板に塗布後、熱処理することにより得られる 蛍光体層。
[14] 請求項 1〜7のいずれかに記載の蛍光体を有する発光素子。
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