JP2000226575A - 三波長蛍光ランプ用青色蛍光体 - Google Patents

三波長蛍光ランプ用青色蛍光体

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JP2000226575A JP11029729A JP2972999A JP2000226575A JP 2000226575 A JP2000226575 A JP 2000226575A JP 11029729 A JP11029729 A JP 11029729A JP 2972999 A JP2972999 A JP 2972999A JP 2000226575 A JP2000226575 A JP 2000226575A
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phosphor
aluminate
blue
baking
present
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Shoshu Cho
書秀 張
Kaneyoshi Yokota
兼欣 横田
Kyoto Ko
競涛 顧
Shinka O
振華 王
Kenhei Sho
健平 蒋
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SHAGHAI YUELONG NONFERROUS MET
SHAGHAI YUELONG NONFERROUS METAL CO Ltd
Daiden Co Inc
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SHAGHAI YUELONG NONFERROUS MET
SHAGHAI YUELONG NONFERROUS METAL CO Ltd
Daiden Co Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛍光ランプ製造時のベーキングに因る発光効
率の低下や発光色の変化を無くしまたは激減させた三波
長蛍光ランプ用青色蛍光体を提供する。 【解決手段】 組成式 MMgAln:Eu
表されるアルミン酸塩(MはBaおよび/またはSr、
1.2≦i≦2.7、14.5≦j≦35.5、0.01≦k≦0.50、23.9
≦n≦57.5)から構成されている三波長蛍光ランプ用青
色蛍光体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、三波長蛍光ランプ
用青色蛍光体に関し、詳述すれば、ランプ製造工程中の
ベーキングによる発光効率の低下や発光色の変化の無い
または激減した新規な三波長蛍光ランプ用青色蛍光体に
関する。
【0002】
【従来の技術】アルミン酸塩蛍光体は省エネルギーの三
波長蛍光ランプ用蛍光体として実用化されている。例え
ば、青色蛍光体としてBaMg2Al1627:Eu
2+、SrMgAl1017:Eu2+またはBaMg
Al1017:Eu2+、緑色蛍光体としてBaMg2
Al1627:Eu2+,Mn2+、CeMgAl11
1 9:Ce3+,Tb3+またはBaMgAl1017:E
2+,Mn2+等が挙げられる(Phosphor Handboo
k、p392,p833、CRC Press LLC)。このような青色蛍
光体及び緑色蛍光体が赤色蛍光体と組み合わせて用いら
れ、白色の蛍光ランプが作られている。
【0003】このようなアルミン酸塩蛍光体の大きな問
題の一つはランプ製造工程におけるベーキング処理に因
る熱劣化である。すなわち、ランプに用いられる蛍光体
は、一般に有機溶剤または水を溶剤としてバインダー
(通常は有機系化合物)と混合して所定部分に塗布した
後、該バインダーを燃焼除去するために400〜700
℃に加熱処理されるが、この処理により、得られる蛍光
体の発光効率の低下及び発光色の変化などの劣化が認め
られる。
【0004】アルミン酸塩蛍光体の熱劣化現象への対策
として、加熱温度の低下や有効なバインダー材料の選定
等が試みられているが根本的な解決にはなっていない。
蛍光体の側面からの熱劣化対策として蛍光体の表面を安
定物質でコーティングする方法も提示されているが、表
面を覆ってしまうために初期段階での発光効率の低下は
否めない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、蛍光
ランプ製造時のベーキングに因る発光効率の低下や発光
色の変化を無くしまたは激減させた新しいタイプのアル
ミン酸塩三波長蛍光ランプ用青色蛍光体を提供すること
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、現在使用さ
れているアルミン酸塩青色蛍光体、例えば、BaMg 2
Al1627:Eu2+、SrMgAl1017:E
2+またはBaMgAl1017:Eu2+とは異
なる組成を有し異なる結晶構造から成り、ランプ製造時
のベーキングによる熱劣化現象がきわめて減少した新し
いタイプのアルミン酸塩蛍光体を見出した。
【0007】かくして、本発明は、組成式 MMgA
n:Euで表されるアルミン酸塩(MはBaお
よび/またはSr、1.2≦i≦2.7、14.5≦j≦35.5、0.
01≦k≦0.50、23.9≦n≦57.5)から構成されているこ
とを特徴とする三波長蛍光ランプ用青色蛍光体を提供す
る。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の蛍光体は、組成式 M
MgAln:Euで表されるアルミン酸塩(Mは
Baおよび/またはSr、1.2≦i≦2.7、14.5≦j≦3
5.5、0.01≦k≦0.50、23.9≦n≦57.5)から構成され
ていることを特徴とする。但し、酸素原子に関するnの
値は、このアルミン酸塩を構成する酸素原子およびその
他の原子の原子価から一義的に決まるものであり、具体
的には、式(2i+2+3j+2k)/2によって算出
される。
【0009】本発明者は、三波長蛍光ランプ用青色蛍光
体のベーキングによる劣化現象に注目し、研究を重ねた
結果、現在三波長蛍光ランプに使用されているBaMg
2Al1627:Eu2+、SrMgAl1017
Eu2+またはBaMgAl 1017:Eu2+青色
蛍光体より、バリウムおよび/またはストロンチウムと
アルミニウムの量を増やすと、得られる蛍光体はベーキ
ング処理後も発光効率の低下や発光色の変化が著しく減
少することを見出した。
【0010】本発明の組成式 MMgAln:E
で表されるアルミン酸塩青色蛍光体(MはBaおよ
び/またはSr、1.2≦i≦2.7、14.5≦j≦35.5、0.01
≦k≦0.50、23.9≦n≦57.5)は、現在三波長蛍光ラン
プに使用されているBaMgAl1017:Eu2+のよう
な青色蛍光体とは異なる結晶構造を有している。すなわ
ち、本発明のアルミン酸塩は、BaMgAl1017:E
2+のような従来のアルミン酸塩蛍光体に比べて、結
晶格子定数aおよびbが小さくなっており、明かに別異
の構造を呈している。このことは、図1のX線回折チャ
ートにおいて、例えば、(110)面が本発明のアルミ
ン酸塩(上段)が従来から知られたBaMgAl10
17:Eu2+(下段)より高角度側にシフトしている
ことから確認できる。
【0011】本発明に従い、組成式 MMgAl
n:Eu(MはBaおよび/またはSr、1.2≦i≦2.
7、14.5≦j≦35.5、0.01≦k≦0.50、23.9≦n≦57.
5)から成る蛍光体を採用することにより、ベーキング
に因る熱劣化現象が激減する詳細な理由は未だ明らかで
はないが、次のように推測される:BaMgAl10
17:Eu2+のようなアルミン酸塩蛍光体は、βーア
ルミナ構造を有し、これは主としてアルミナで構成され
るスピネルブロックを骨格としてそれが積層した構造を
とり、その層間に伝導層と呼ばれアルカリ土類金属と酸
素イオンのペアが位置し、且つ、発光センター(Eu
2+)がドープされた構造が存在する。本発明の組成式
MgAln:Euで表されるアルミン酸塩
(MはBaおよび/またはSr、1.2≦i≦2.7、14.5≦
j≦35.5、0.01≦k≦0.50、23.9≦n≦57.5)から成る
蛍光体は、BaMgAl1017:Eu2+のような
アルミン酸塩蛍光体と同様にβーアルミナ構造を有する
が、バリウム及びアルミニウムの量を増やしたために結
晶格子定数が変化し、スピネルブロック及び伝導層のイ
オン配置が異なる。これにより、発光センター(Eu
2+)がEu3+に酸化されることが困難となるか、ま
たは結晶構造自体がもっと安定になったかのため、本発
明の蛍光体においてはベーキングによる熱劣化が激減し
たかもしれない。
【0012】かくして、本発明に従えば、酸化雰囲気下
の400〜700℃でバインダーを除去するベーキング
によっても熱劣化現象の減少した三波長蛍光ランプ用青
色蛍光体を得ることができる。特に400〜700℃に
おけるベーキングによっても発光色の変化のきわめて少
ない青色蛍光体が得られる。
【0013】本発明の青色蛍光体は、各金属の原料(一
般には、酸化物、炭酸塩、または水酸化物として)を所
定の組成により配合し、または必要に応じて反応促進剤
(例えばフッ化アルミニウム)を添加し混合した後、焼
成することによって得られる。焼成の当初には酸化雰囲
気下に1回またはそれ以上の焼成を行ってもよいが、最
終的には、不活性ガスまたは還元雰囲気下、1300℃
以上において少なくとも1時間以上の焼成を行う。
【0014】本発明の青色蛍光体を製造するポイント
は、原料の配合比と焼成工程にあり、原料の配合比を厳
密に調整し且つ十分な時間と温度条件下に焼成すること
により所望の組成から成る青色蛍光体が得られる。ま
た、通常のアルミン酸塩と異なる結晶構造を有している
ことは、例えばX線回折により確認することができる。
【0015】
【実施例】以下に本発明の特徴をさらに明らかにするた
め、実施例を示すが、本発明はこの実施例によって制限
されるものではない。 実施例1: BaCO 1.37mol 4MgCO・Mg(OH)・3HO 0.20mol Al 8.63mol Eu 0.075mol AlF 0.27mol
【0016】上記の組成の原料を混合した後、焼成(最
高温度1600℃で3時間、雰囲気:10体積%H
)、粉砕、分級、乾燥を行い、Ba1.37MgAl
17.2628.41:Eu0.15なる組成式で表される2価のE
u付活青色発光バリウムアルミン酸塩蛍光体を得た。比
較のため、通常組成(従来組成)Ba0.9MgAl
17:Eu0.1の蛍光体を同条件で同時に作製した。
得られた蛍光体と通常組成のアルミン酸塩蛍光体(Ba
0.9MgAl1017:Eu0.1)のX線回折チャート
の1例を図1に示す(測定条件:X線源〜CuKα;管
球電圧〜40kV;管球電流〜30mA;走査速度〜2
度 2θ/min;散乱スリット(SS)〜1度;発散
スリット(DS)〜1度;受光スリット(RS)〜0.
3mm)。このX線回折チャートに示されるように、本
発明から成るBa1.37MgAl17 .2628.41:Eu0.15
蛍光体の結晶構造は、通常のBa0.9MgAl10
17:Eu0.1の結晶構造と異なる(2θ=31.5度
または33度等の付近)。それぞれの結晶格子定数は、
Ba1.37MgAl17.2628.41:Eu0.15のa=b=5.
6155(6)及びc=22.679(3)で、Ba0.9MgAl
1017:Eu0.1のa=b=5.6247(2)及びc=2
2.634(1)である。
【0017】得られた蛍光体と通常組成Ba0.9MgA
1017:Eu0.1の蛍光体を酸化雰囲気(大気)
中に700℃で30分間保持して同時にベーキング処理
を行った。ベーキング前後の蛍光体を、Xe紫外線光源
を用いて254nmの紫外線で照射し、発光輝度及び発
光色を測定した。ベーキング前後の発光効率の変化を図
るため、発光輝度(Br)と色度値yの比の変動率を求
めた。254nm励起によるベーキング前後発光効率の
変化を表1に示す。
【0018】ベーキング前後の蛍光体の輝度/色度y比
の変動率は次のように算出される。 輝度/色度y比の変動率(%)=(△(Br/y)/
(Br/y)0)×100=(((Br/y)t−(Br
/y)0)/(Br/y)0)×100 (Br/y)0はベーキング前の蛍光体の輝度Brと色
度yの比、(Br/y)tはベーキング(温度t℃におけ
る)後の蛍光体の輝度と色度yの比を表し、変動率
(%)=0のときはベーキング前後の発光効率が変わら
ないことを示す。
【0019】表1から理解されるように、本発明に従い
組成式 MMgAln:Eu で表されるアルミ
ン酸塩(MはBaおよび/またはSr、1.2≦i≦2.7、
14.5≦j≦35.5、0.01≦k≦0.50、23.9≦n≦57.5)か
ら成る蛍光体は、ベーキング後においても発光効率の低
下がきわめて少ない。
【0020】
【表1】
【0021】実施例2:実施例1に記載の方法と同様の
方法により、MMgAln:Eu(MはBaお
よび/またはSr、1.2≦i≦2.7、14.5≦j≦35.5、0.
01≦k≦0.50、23.9≦n≦57.5)なる組成で表され、
i,j,k,nの異なる各種の蛍光体及び本発明の組成
範囲からはずれた蛍光体を調製し、ベーキングの温度を
変えて(各温度に30分間保持)、輝度/色度y比の変
動率を測定した。それらの蛍光体の組成を表2に、ベー
キング後の蛍光体の輝度/色度y比の変動率を図2に示
す。この表2及び図2から理解されるように、本発明の
組成範囲における青色蛍光体は、500〜700℃のベ
ーキング処理によっても熱劣化が少ない。
【0022】
【表2】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蛍光体の1例と比較用通常組成の蛍光
体の構造を示すX線回折チャートである。
【図2】本発明の蛍光体及び比較例においてベーキング
処理後の輝度/色度y比の変動率を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横田 兼欣 佐賀県三養基郡北茂安町中津隈3330番地 大電株式会社佐賀工場内 (72)発明者 顧 競涛 中華人民共和国上海市宝山区東昇路1号 上海躍龍有色金属有限公司内 (72)発明者 王 振華 中華人民共和国上海市宝山区東昇路1号 上海躍龍有色金属有限公司内 (72)発明者 蒋 健平 中華人民共和国上海市宝山区東昇路1号 上海躍龍有色金属有限公司内 Fターム(参考) 4H001 CA04 CA07 XA08 XA12 XA13 XA38 XA56 YA63 5C043 AA02 AA03 AA05 CC09 DD28 EB01 EC06 EC20

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 組成式 MMgAln:Eu
    表されるアルミン酸塩(MはBaおよび/またはSr、
    1.2≦i≦2.7、14.5≦j≦35.5、0.01≦k≦0.50、23.9
    ≦n≦57.5)から構成されていることを特徴とする三波
    長蛍光ランプ用青色蛍光体。
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