JP5323286B1

JP5323286B1 - 蓄光性蛍光体

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Publication number: JP5323286B1
Application number: JP2013518890A
Authority: JP
Inventors: 幸子後藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2012-09-03
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2032-09-03
Also published as: JPWO2014033951A1; WO2014033951A1

Abstract

従来困難であった発光色を有し、かつ、十分な長残光性をも有する新規な蓄光性蛍光体を提供する。本発明の蓄光性蛍光体は、（Ｓｒ_1-xＭ_x）_yＳｉＯ₅：Ｅｕ²⁺（ただし、ＭはＭｇ及び／又はＺｎを表し、０．００５≦ｘ≦０．２であり、２．９≦ｙ≦３．１）で表される第１の蛍光粉末と、前記第１の蛍光粉末の励起スペクトルの波長域と少なくとも一部で重なる波長域において長残光性の発光をする第２の蛍光粉末とを含むことを特徴とする。

Description

本発明は、少なくとも２種類の蛍光粉末を併用した蓄光性蛍光体に関する。

無機化合物の結晶とその中に分散して発光中心として働く不純物イオンとから構成されてなる種々の蛍光体が知られている。
このような蛍光体として、夜間や停電時において長時間発光する蓄光性の蛍光体についても種々のものが知られているが（例えば、特許文献１，２参照）、発光色が非常に限定されていた。
そこで、多色化のために、蛍光体を２種以上組み合せる提案もなされている。例えば、紫外線を吸収して第１の波長域に長残光性の発光をする特定の第１の蛍光体と、前記第１の波長域の発光の少なくとも１部を吸収して第２の波長域の発光をする特定の第２の蛍光体とを混合、もしくは互いに付着させてなる蓄光性蛍光体が提案されている（特許文献３参照）。

特許第２５４３８２５号公報特許第３９６４４４９号公報特開２００９−２４９３９５号公報

特許文献３に記載の技術のように、蛍光体を２種以上組み合せることで、従来にない発光色の蓄光性蛍光体を提供する場合、単に組み合せればよいというのではなく、長残光性の一方の蛍光体の発光色と他方の蛍光体の発光色との混色を考慮しつつ、長残光性の一方の蛍光体の発光スペクトルの波長域と、他方の蛍光体の励起スペクトルの波長域とが重なるように考慮する必要もあり、所望の発光色を有する蓄光性蛍光体を提供することは非常に困難である。
そこで、本発明は、かかる困難性を克服して、従来困難であった発光色を有し、かつ、十分な長残光性をも有する新規な蓄光性蛍光体を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、その結果、Ｓｒ₃ＳｉＯ₅で表されるストロンチウムシリケート系の蛍光粉末において、Ｓｒサイトの一部がＭｇイオン及び／又はＺｎイオンで置換されて、励起スペクトルが長波長側に広がったものを用いることが極めて重要であることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明にかかる蓄光性蛍光体は、（Ｓｒ_1-xＭ_x）_yＳｉＯ₅：Ｅｕ²⁺（ただし、ＭはＭｇ及び／又はＺｎを表し、０．００５≦ｘ≦０．２であり、２．９≦ｙ≦３．１）で表される第１の蛍光粉末と、Ｓｒ ₄ Ａｌ ₁₄ Ｏ ₂₅ ：Ｅｕ ²⁺ ，Ｄｙ ³⁺ ，Ａｇ ⁺ で表され、前記第１の蛍光粉末の励起スペクトルの波長域と少なくとも一部で重なる波長域において長残光性の発光をする第２の蛍光粉末とを含む、ことを特徴とする。

本発明によれば、従来困難であった発光色について、安定して長残光性の発光を発揮させることができる。

製造例１にかかる第１の蛍光粉末のＸＲＤによる結晶構造の解析結果を示すグラフである。製造例１にかかる第１の蛍光粉末の励起スペクトル及び発光スペクトルを示すグラフである。製造例２にかかる第２の蛍光粉末のＸＲＤによる結晶構造の解析結果を示すグラフである。製造例２にかかる第２の蛍光粉末の励起スペクトル及び発光スペクトルを示すグラフである。実施例１〜３にかかる蓄光性蛍光体の発光スペクトルを示すグラフである。実施例１の蓄光性蛍光体の残光特性を示すグラフである。

以下、本発明にかかる蓄光性蛍光体について詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更実施し得る。

〔第１の蛍光粉末〕
第１の蛍光粉末は、（Ｓｒ_1-xＭ_x）_yＳｉＯ₅：Ｅｕ²⁺（ただし、ＭはＭｇ及び／又はＺｎを表し、０．００５≦ｘ≦０．２であり、２．９≦ｙ≦３．１）で表される。
ｘが０．００５未満では蛍光粉末の励起スペクトルを長波長側に十分に広げることができない。ｘが０．２を超えると発光スペクトルが下がる。ｙが２．９未満であるか、３．１を超えた場合も発光スペクトルが下がる。

Ｍは好ましくはＭｇ又はＺｎである。また、０．１≦ｘ≦０．１５であることが好ましい。

第１の蛍光粉末は、Ｓｒサイトの一部がＭで置換されることによって励起スペクトルが５００ｎｍ以上にまで広がっているものが特に好ましい。
第１の蛍光粉末は、その励起スペクトルのピーク波長が、２５０〜５４０ｎｍの範囲内にあることが好ましく、２５０〜５３０ｎｍの範囲内にあることがより好ましい。
第１の蛍光粉末は、その発光スペクトルのピーク波長が、５００〜６７５ｎｍの範囲内にあることが好ましく、５２０〜６６０ｎｍの範囲内にあることがより好ましい。

第１の蛍光粉末の粒径としては、平均粒径が１０〜６０μｍであることが好ましく、２０〜５０μｍであることがより好ましい。この範囲であれば、均一混合が容易であり、均一の発光色を得る上で有利である。

〔第２の蛍光粉末〕
第２の蛍光粉末は、第１の蛍光粉末の励起スペクトルの波長域と少なくとも一部で重なる波長域において長残光性の発光をするものであれば特に限定されない。アルミン酸ストロンチウム系の蛍光粉末が好ましく例示でき、Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ²⁺，Ｄｙ³⁺，Ａｇ⁺で表されるアルミン酸ストロンチウム系の蛍光粉末が特に好ましい。

第２の蛍光粉末は、その励起スペクトルのピーク波長が、３００〜４１０ｎｍの範囲内にあることが好ましく、３１０〜４００ｎｍの範囲内にあることがより好ましい。
第２の蛍光粉末は、第１の蛍光粉末の励起スペクトルの波長域と少なくとも一部で重なる波長域において長残光性の発光をすることが必要であり、第１の蛍光粉末の励起スペクトルによっても異なるが、その発光スペクトルのピーク波長が、４１０〜５５０ｎｍの範囲内にあることが好ましく、４１０〜５４０ｎｍの範囲内にあることがより好ましい。

第２の蛍光粉末の粒径としては、平均粒径が１０〜６０μｍであることが好ましく、２０〜５０μｍであることがより好ましい。この範囲であれば、均一混合が容易であり、均一の発光色を得る上で有利である。

〔透明材料〕
本発明の蓄光性蛍光体は、第１の蛍光粉末と第２の蛍光粉末を含む混合粉末であっても良いが、混合粉末が透明材料で結合一体化されたものであっても良い。透明材料の透明性は、蓄光性蛍光体の発光を阻害しない程度であれば良い。

透明材料としては、透明樹脂、ガラス材料などが好ましく挙げられる。
前記透明樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、透明ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネートなどが好適に挙げられ、特に、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などが好ましく挙げられる。通常、硬化剤と組み合わされ、加熱や紫外線照射により硬化可能なものを使用する。
前記ガラス材料としては、ガラスフリットなどが好ましく挙げられる。

〔その他の成分〕
本発明の蓄光性蛍光体は、本発明の効果を害しない範囲であれば、さらにその他の成分を含んでいても構わない。
その他の成分としては、例えば、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ²⁺，Ｄｙ³⁺，Ｂ³⁺などが挙げられる。

〔配合〕
第１の蛍光粉末と第２の蛍光粉末の混合比率は、所望の発光色に応じた割合とすることができるが、例えば、重量基準で、１．０：２．０〜２．０：１．０であることが好ましく、１．０：１．５〜１．５：１．０であることがより好ましい。第１の蛍光粉末の割合が少なすぎると、第１の蛍光粉末の発光色が十分に反映されなくなるおそれがある。第２の蛍光粉末の割合が少なすぎると、長残光性が十分に発揮されなくなるおそれがある。

第１の蛍光粉末と第２の蛍光粉末とを含む混合粉末が、透明材料で一体化されたものである場合、第１の蛍光粉末と第２の蛍光粉末の合計含有量は、蓄光性蛍光体全量に対し、２０〜８０重量％であることが好ましく、４０〜６０重量％であることがより好ましい。

〔蓄光性蛍光体の製造〕
本発明の蓄光性蛍光体の製造方法は特に限定されない。
例えば、まず、上記第１の蛍光粉末と上記第２の蛍光粉末とを混合する。混合は、従来公知の粉体混合手段が適用できる。
第１の蛍光粉末と第２の蛍光粉末とを含む混合粉末が、透明材料で一体化されたものを製造する場合は、次に、混合粉末を透明材料と混合する。この場合、透明材料は、粉体、粒体、溶液など材料に適した形態で混合される。
最後に、透明材料の硬化手段に対応した手段、例えば、熱硬化性樹脂やガラスフリットを用いた場合には適切な温度で加熱することにより、また、紫外線硬化樹脂を用いた場合には紫外線照射により、混合粉末と透明材料を一体的に硬化する。

以下、実施例を用いて、本発明にかかる蓄光性蛍光体について詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。以下では、便宜上、「重量部」を「部」と表記する。

〔製造例１：第１の蛍光粉末の製造〕
原料としてＳｒＣＯ₃を０．８５３部、ＳｉＯ₂を０．１２１部、Ｅｕ₂Ｏ₃を０．１０部、ＺｎＯを０．０１６部用い、これらを混合焼成することにより、第１の蛍光粉末として、組成Ｓｒ₃ＳｉＯ₅：Ｅｕ²⁺，Ｚｎ²⁺の蛍光粉末を得た。
得られた蛍光粉末について、ＸＲＤによる結晶構造の解析結果を図１に示す。
また、「Ｑｕａｎｔａｕｒｕｓ−ＱＹ」（浜松ホトニクス社製）により蛍光粉末の励起スペクトルと発光スペクトルを測定した。結果を図２に示す。図２中、励起スペクトルは点線で表し、発光スペクトルは実線で表す。

〔製造例２：第２の蛍光粉末の製造〕
原料としてＳｒＣＯ₃を０．４２３５部、Ａｌ₂Ｏ₃を０．５３８８部、Ｅｕ₂Ｏ₃を０．００５３部、Ｄｙ₂Ｏ₃を０．０１１２部、Ａｇ₂Ｏを０．００２６部、Ｈ₃ＢＯ₃を０．０１８７部用い、これらを混合焼成することにより、第２の蛍光粉末として、組成Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ²⁺，Ｄｙ³⁺，Ａｇ⁺の蛍光粉末を得た。
得られた蛍光粉末について、ＸＲＤによる結晶構造の解析結果を図３に示す。
また、「Ｑｕａｎｔａｕｒｕｓ−ＱＹ」（浜松ホトニクス社製）により蛍光粉末の励起スペクトルと発光スペクトルを測定した。結果を図４に示す。図４中、励起スペクトルは点線で表し、発光スペクトルは実線で表す。

〔実施例：蓄光性蛍光体の製造〕
＜実施例１＞
上記製造例１で得た第１の蛍光粉末１部と上記製造例２で得た第２の蛍光粉末１．２５部とを、ボールミルを用いて粉体混合することにより、蓄光性蛍光体を混合粉末として製造した。

＜実施例２＞
上記実施例１の混合粉末１部と、透明樹脂としての「ＥＴ」（エポキシ樹脂、ＩＴＷインダストリー社製）２部とを混合することにより、混合粉末が透明樹脂で結合された蓄光性蛍光体を製造した。

＜実施例３＞
上記実施例１の混合粉末１部と、ガラスフリット２部とを、スキージオイルと混合して焼成することにより、透明セラミックス内に実施例１の混合粉末が分散された蓄光性蛍光体を製造した。

〔性能評価〕
図２，４を対比しつつ参照すると、第１の蛍光粉末の励起スペクトル（図２の点線で示すスペクトル）と第２の蛍光粉末の発光スペクトル（図４の実線で示すスペクトル）は、４００〜５００ｎｍ付近の波長域において重なっていることが分かる。
実施例１〜３の蓄光性蛍光体について、ブライトネスメーター（コニカミノルタ社製）により発光スペクトルを測定した。結果を図５に示す。図５の結果から、実施例１〜３の蛍光体は十分な蛍光性を発揮することが分かる。
また、実施例１の蓄光蛍光体の残光特性を、「Ｑｕａｎｔａｕｒｕｓ−ＱＹ」（浜松ホトニクス社製）により評価した。結果を図６に示す。図６の結果から、実施例１〜３の蛍光体が長残光特性をも発揮することが分かる。

本発明の蓄光性蛍光体は、従来困難であった発光色において長残光特性を発揮する蓄光性蛍光体として、従来蓄光性蛍光体が利用されてきたあらゆる場面において利用することができる。

Claims

（Ｓｒ_1-xＭ_x）_yＳｉＯ₅：Ｅｕ²⁺（ただし、ＭはＭｇ及び／又はＺｎを表し、０．００５≦ｘ≦０．２であり、２．９≦ｙ≦３．１）で表される第１の蛍光粉末と、
Ｓｒ ₄ Ａｌ ₁₄ Ｏ ₂₅ ：Ｅｕ ²⁺ ，Ｄｙ ³⁺ ，Ａｇ ⁺ で表され、前記第１の蛍光粉末の励起スペクトルの波長域と少なくとも一部で重なる波長域において長残光性の発光をする第２の蛍光粉末と、
を含む、蓄光性蛍光体。
前記第１の蛍光粉末と前記第２の蛍光粉末の混合比率が、重量基準で、１．０：２．０〜２．０：１．０である、請求項１に記載の蓄光性蛍光体。
前記第１の蛍光粉末及び／又は前記第２の蛍光粉末は、その平均粒径が１０〜６０μｍである、請求項１又は２に記載の蓄光性蛍光体。
前記第１の蛍光粉末と前記第２の蛍光粉末とを含む混合粉末が透明材料で一体化されてなる、請求項１から３までのいずれかに記載の蓄光性蛍光体。
前記透明材料が透明樹脂である、請求項４に記載の蓄光性蛍光体。
前記透明材料がガラス材料である、請求項４に記載の蓄光性蛍光体。