JP2851006B2 - 蛍光体 - Google Patents
蛍光体Info
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Description
を用いることにより各色の高輝度な発光が得られる3価
金属燐酸塩の蛍光体に関する。
としては(Ln1-xLn′x)PO4(但しLnはイットリウム、
ガドリニウム又はランタン、Ln′はユーロピウム、テル
ビウム、サマリウム、ディスプロシウム、プラセオジ
ム、ネオジウム、イッテルビウム、ホロミウム及びエル
ビウム)[R.C.Roop,J.Electrochem.Soc.115,8,841(19
68)],(Ln,Ce)PO4(但しLnはイットリウム、ガドリ
ニウム又はランタン)[R.C.Roop,J.Electrochem.Soc.1
15,5,531(1968)],(La,Ce,Tb)PO4[J.C.Bourcet e
t.al.,Rare Eearth Reseach Conf.441(1971)],(La
1-xGdx)P3O9:Ce,Tb[H.S.Kiliaan et.al.,J.Solid Sta
te Chem.74,1,39(1988)]が知られている。
塩でモナザイト構造(Ln′:例えばランタン、ガドリニ
ウム)又はゼノタイム構造(Ln′:例えばイットリウ
ム)を持つ結晶母体であり、Ln′P3O9系は希土類メタ燐
酸塩である。
線、真空紫外線等の種々の励起下で各々の付活希土類に
応じた発光を示す事が知られており、その一部はすでに
特定の用途に実用化されている。しかし、実用性の点か
らこれらの蛍光体よりさらに発光輝度の高いものが望ま
れている。
体よりもさらに高輝度な発光を示す新規燐酸塩の蛍光体
を提供することにある。
元素を付活するのに適した希土類燐酸塩系母体の探索を
行ってきた。その結果従来公知であるLnPO4(Ln:前述)
希土類オルソ燐酸塩又はLnP3O9((Ln:前述)希土類メ
タ燐酸塩母体とは異るLn3PO7希土類燐酸塩を母体とし、
この母体に適当量の希土類を付活した場合には、紫外
線、電子線、X線、真空紫外線等の励起下で高輝度の発
光を示し、特に紫外線及び真空紫外線励起下で高輝度で
各付活希土類に応じた発光を示す蛍光体が得られること
を見出し、本発明を完成させるに至った。
ら選ばれる少なくとも1種、Ln′はテルビウム、ユーロ
ピウム、プラセオジム、サマリウム、ディスプロシウム
及びツリウムから選ばれる少なくとも1種の付活剤であ
り、xは0.0001≦x≦0.5を満す数である。) で表される3価金属燐酸塩の蛍光体である。
塩蛍光体は、例えば付活剤をテルビウム(Tb)のみにし
た場合、紫外線(例えば254nm)励起下では効率良い発
光を示す事は難しかった。そこでセリウム(Ce)を共付
活し効率を上げる必要が有った。本発明の蛍光体は現在
実用化されているLnPO4:Ce,Tb例えば特にLaPO4:Ce,Tb蛍
光体に比しTb単独でも同等以上の発光を示す新規蛍光体
である。
製造方法によって製造される。
(La2O3)、酸化ガドリニウム(Gd2O3)からなる第1の
化合物群、ならびに高温で容易にY2O3、La2O3、Gd2O3に
変わり得るイットリウム化合物、ランタン化合物、ガド
リニウム化合物からなる第2の化合物群、からなる化合
物群より選ばれる化合物の少なくとも1種 (イ−2)酸化テルビウム(Tb4O7)、酸化ユーロピウ
ム(Eu2O3)、酸化プラセオジム(Pr6O11)、酸化サマ
リウム(Sm2O3)、酸化ディスプロシウム(Dy2O3)、酸
化ツリウム(Tm2O3)からなる第1の化合物群、ならび
に高温で容易にTb4O7、Eu2O3、Pr6O11、Sm2O3、Dy2O3、
Tm2O3に変わり得るテルビウム化合物、ユーロピウム化
合物、プラセオジム化合物、サマリウム化合物、ディス
プロシウム化合物、ツリウム化合物からなる第2の化合
物群、からなる化合物群より選ばれる化合物の少なくと
も1種、 (ロ)第1リン酸アンモニウム((NH4)H2PO4)及び第
2リン酸アンモニウム((NH4)2HPO4)よりなる第1の
化合物群、ならびに高温で容易にリン酸源となり得る第
2の化合物群、からなる化合物群より選ばれる化合物の
少なくとも1種、 を用いるか、もしくは (イ)イットリウム、ランタン、ガドリニウムの少なく
とも1種と、テルビウム、ユーロピウム、プラセオジ
ム、サマリウム、ディスプロシウム、ツリウムの少なく
とも1種との共沈酸化物、 (ロ)第1リン酸アンモニウム((NH4)H2PO4)及び第
2リン酸アンモニウム((NH4)2HPO4)よりなる第1の
化合物群、ならびに高温で容易にリン酸源となり得る第
2化合物群、からなる化合物群より選ばれる化合物の少
なくとも1種、 を用いる。
は、例えば塩化マグネシウム(MgCl2・6H2O)、水酸化
マグネシウム[Mg(OH)2]、硝酸マグネシウム[Mg
(NO3)2・6H2O]及び炭酸マグネシウム(MgCO3)等か
らなる第1の化合物群、ならびに高温で容易にMgOに変
わり得る第2の化合物群より選ばれる化合物の少なくと
も1種を用いる。
実球寿命を向上させる目的で、アンチモン、錫、鉛、亜
鉛;リチウム、ナトリウム、カリウム等の1価金属;カ
ルシウム、バリウム、ストロンチウム等の2価金属;ビ
スマス、ケイ素、ハフニウム、ジルコニウム、インジウ
ム等が10〜1000ppm程度の微量含まれていてもよい。
01≦x≦0.5を満す数である。) 又、マグネシウムを含有せしめる場合は、組成式が (Ln1-xLn′x)3PO7・aMg3(PO4)2 (式中、Ln、Ln′、xは前記と同じ、aは0≦a≦1を
満す数である。) なる混合組成式を満たす様に、それぞれ所要量秤取し十
分に混合する。混合はボールミル、ミキサーミル、乳鉢
等を用いて乾式で行なってもよいし、水等を媒体として
ペースト状態にして湿式で行なってもよい。
ルツボ等の耐熱性容器に充填して、焼成を行なう。焼成
は、空気中、アルゴンガス雰囲気、窒素ガス雰囲気等の
中性雰囲気中、あるいは少量の水素ガスを含む窒素ガス
雰囲気、炭素ガス雰囲気等の還元性雰囲気中で約500℃
ないし1700℃の温度で1回もしくは2回行なう。2回焼
成を行なう場合には、1回目の焼成終了後に蛍光体混合
物を室温に戻した後、必要により該混合物をほぐし、次
いで再び焼成を行なう。
を確実に3価とするために、少なくとも最終回の焼成
(焼成が1回の場合には1回目の焼成)は、中性雰囲気
あるいは還元性雰囲気下で行なうのが好ましい。焼成時
間は耐熱性容器に充填される蛍光体原料混合物の重量等
によっても異なるが、一般に上記焼成温度範囲において
は2〜5時間が適当である。尚、焼成の際の反応を促進
させる融剤としてアルカリ金属元素の化合物、ホウ素化
合物等を使用すれば、より低温、短時間の焼成が可能と
なり、発光特性の改良となる。
わけ等、蛍光体製造において一般に採用される各操作に
よって処理することにより、本発明の蛍光体を得ること
ができる。
等の励起下で高輝度の青〜赤色発光を示すので、蛍光ラ
ンプ、陰極線管、X線像変換器、プラズマディプレイ装
置等に用いることができる。特に本発明の蛍光体は紫外
線および真空紫外線励起下で従来公知のセリウムおよび
テルビウム付活LaPO4系蛍光体よりも高輝度の発光を示
す。よって、例えば3又は4波長高演色性ランプの緑成
分としても有用である。
で、LnはYが最も好ましく次いで、Gd,Laの順であっ
た。よって、本発明の蛍光体の母体はYもしくはYを主
要部とし、残りをGd,Laの少なくとも1つの固溶体で構
成することが推奨される。このような場合のYのモル比
は0.7〜1モルの範囲で選ばれるのが好ましく、残りの
0.3モル以下はGd,Laの順で選択されるのが好ましい。
各種発色蛍光体として用いた場合、下記の諸特性を満足
するものである。
は450nm付近に、緑色発光蛍光体については510乃至560n
m好ましくは540nm付近に、赤色発色蛍光体については60
0乃至640nm好ましくは610nm付近に、それぞれ主発光波
長を有していること。さらに青緑色発光蛍光体について
は460乃至490nm好ましくは480nm付近に主発光波長を有
すること。
化が少ないこと。
用し次に挙げる従来の蛍光体と併用して高演色ランプの
蛍光膜に用いることもできる。従来の青色発色蛍光体と
しては2価のユーロピウムで付活されたバリウム・マグ
ネシウムアルミン酸塩蛍光体(以下BAM:Eu2+蛍光体と略
称する)およびアルカリ土類ハロ燐酸塩蛍光体が用いら
れている。緑色発光蛍光体として、セリウム・テルビウ
ムで付活された燐酸ランタン蛍光体およびマグネシウム
アルミン酸塩蛍光体が用いられている。赤色発色蛍光体
として3価のユーロピウムで付活された酸化イットリウ
ム蛍光体が用いられている。青緑色発光蛍光体としては
2価のユーロピウムで付活されたアルカリ土類アルミン
酸塩蛍光体、アルカリ土類ハロ燐酸塩系蛍光体、アルカ
リ土類ハロ硼燐酸塩系蛍光体が用いられている。
体について波長253.7nmの紫外線のもとで粉体輝度を測
定することにより行なった。
リン酸源として(NH4)2HPO4を化学量論的に所定の混合
組成式となる様に秤取し、融剤として塩化アンモニウム
を10重量%添加し、これらを十分混合した後に、該混合
粉末をアルミナルツボに入れて、空気中で500℃で2時
間仮焼した。室温に冷却後、焼成物を粉砕し、再びアル
ミナルツボに入れて還元性雰囲気中で1400℃で2時間焼
成し、所定の処理を加えることで第1表の実施例1〜3
に示す様な蛍光体を製造した。同時に比較のためにLaPO
4:Ce,Tb蛍光体も同様の方法で製造した(比較例)。
た。その結果を第1表に示す。
総合的に特性が向上している。又第1図に(Y0.9T
b0.1)3PO7の発光スペクトルを示した。
Dy、Prの共沈酸化物、リン酸源として(NH4)2HPO4を化
学量論的に所定の混合組成式となる様に秤取し、以下上
記実施例1〜3と同様に第1表の実施例4〜8に示す様
な蛍光体を製造し、特性測定を行なった。
の明るい発光が得られる。
成式となる様に秤取し、これを加える以外は実施例1〜
3と同様にして、第1表の実施例9〜11に示す蛍光体を
製造し、その特性測定を行なった。その結果、第1図に
示されるのとほぼ同様の良好な発光スペクトルが得られ
た。
蛍光体であり、従来の蛍光体に較べ著しく高輝度を得る
ことができるものである。
1)の発光スペクトル図であり、第2図〜第5図は各々
本発明のY3PO7を蛍光体母体としユーロピウム、サマリ
ウム、ツリウム又はディスプロシウムを付活剤とした蛍
光体の(それぞれ実施例4、5、6、7)の発光スペク
トル図である。
Claims (4)
- 【請求項1】組成式 (Ln1-xLn′x)3PO7 (但しLnはイットリウム、ランタン及びガドリニウムか
ら選ばれる少なくとも1種、Ln′はテルビウム、ユーロ
ピウム、プラセオジム、サマリウム、ディスプロシウム
及びツリウムから選ばれる少なくとも1種の付活剤であ
り、xは0.0001≦x≦0.5を満す数である。) で表される3価金属燐酸塩の蛍光体。 - 【請求項2】xが0.005≦x≦0.3を満す数である請求項
1記載の蛍光体。 - 【請求項3】イットリウムの含有量が、全Lnに対してモ
ル比で0.7〜1.0モルであり、Ln′がテルビウムである請
求項1記載の蛍光体。 - 【請求項4】上記組成に更にマグネシウムを含有するも
のである請求項1記載の蛍光体。
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JP63-329083 | 1988-12-28 | ||
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-
1989
- 1989-12-26 JP JP33516689A patent/JP2851006B2/ja not_active Expired - Fee Related
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