JP5649723B2 - 金属ナノ粒子を被覆するアルミン酸塩基蛍光粉及びその調製方法 - Google Patents
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Description
本発明は蛍光粉材料及びその調製方法に関し、具体的には陰極線励起のアルミン酸塩基蛍光粉及びその調製方法に関する。
【背景技術】
現在、商用のFED蛍光粉は主に硫化物系及び酸化物系の2種類を有する。硫化物系は青粉SrGa2S4:Ce、緑粉SrGa2S4:Eu及び赤粉Y2O2S:Euを含む。硫化物系は比較的高い発光明度を有するが、安定性が悪い。酸化物系は主に青粉Y2SiO5:Ce、緑粉ZnGa2O4:Mn, Y2SiO5:Tb,Y3Al5O12:Tb及び赤粉Y2O3:Euを含む。酸化物系は比較的高い安定性を有するが、その発光明度及び導電率が硫化物系より悪い。その原因で、FED蛍光粉の導電性を向上するため、以下の複数の方法が人々に研究され、ある程度の導電性を有する蛍光材料を使用し、または蛍光粉顆粒の表面に導電物質例えばIn2O3、SnO2、ZnO等を被覆し、または導電イオン例えばIn3+、Li+、Na+、K+等をドーピングし、または高濃度の不純物をドーピングして、ドナー物質とすることによって、蛍光粉の導電率を下げまたは従来の商用の蛍光粉に対して改質を行い、例えば調製方法の違いまたは異なる調製方法の組み合わせまたはコアシェル材料の長所などを利用して蛍光粉の形態及び粒度サイズと均一性を制御する。このようにすれば、蛍光粉の応用に有利であるだけでなく、蛍光粉の発光性も向上できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする技術的課題は、安定性がよく、粒度が均一で、及び発光強度が高く、ナノ金属粒子をコアとするアルミン酸塩基蛍光粉及びその調製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
本発明の技術的課題を解決する技術的手段は、金属ナノ粒子を被覆するアルミン酸塩基蛍光粉を提供し、前記金属ナノ粒子を被覆するアルミン酸塩基蛍光粉の化学式が(Y1−xTbx)3(Al1−yGay)5O12@zMであり、式中、xの取る値の範囲が0<x≦1.0、yの取る値の範囲が0≦y≦1.0、@が被覆、MがAg、Au、Pt、Pd、及びCu金属ナノ粒子のうちの1種、zが金属ナノ粒子と蛍光粉とのモル比であって、取る値の範囲が0<z≦1×10−2である。xの取る値の範囲は0.20≦x≦0.60が好ましく、yの取る値の範囲は0.25≦y≦0.75が好ましく、zの取る値の範囲は1×10−4≦z≦5×10−3が好ましい。
本発明の蛍光粉において、前記金属ナノ粒子MがAg、Au、Pt、PdまたはCu金属ナノ粒子である。好ましくは、xの取る値の範囲が0.20≦x≦0.60、yの取る値の範囲が0.25≦y≦0.75、zの取る値の範囲が1×10−4≦z≦5×10−3である。
また、金属ナノ粒子を被覆するアルミン酸塩基蛍光粉の調製方法を提供し、
金属ナノ粒子コロイドを調製するステップ1と、
金属ナノ粒子コロイドを、ポリビニルピロリドンが溶解された溶液に加え、金属ナノ粒子に対して表面処理を行うステップ2と、
Al(NO3)3、Tb(NO3)3、Ga(NO3)3及びY(NO3)3溶液を取ってコニカルフラスコに入れ、撹拌下で、水浴加熱を行い、さらにステップ2において処理された最終溶液に直接加え、均一に撹拌して混合溶液を形成するステップ3と、
クエン酸一水和物を取ってエタノールに溶かして混合液を形成し、且つ前記混合液をステップ3からの最終混合溶液に加え、その後アンモニア水でpHを3〜5に調節し、密封し、保温して、乾燥した後前駆体を得るステップ4と、
ステップ4からの前駆体を事前焼結し、その後室温まで冷却し、研磨した後それを還元雰囲気に置いて焼成を行い、冷却して、取り出して研磨した後、前記金属ナノ粒子を被覆するアルミン酸塩基蛍光粉を得るステップ5と、を含む。
本発明の方法において、前記ステップ1における金属ナノ粒子コロイドを調製するステップは、金属の塩溶液をエタノールまたは水に溶解して希釈を行い、その後撹拌下で、1種または1種以上の助剤を加え、続けて還元剤を加え、反応した後金属ナノ粒子コロイドを得るステップを含む。前記助剤がポリビニルピロリドン、クエン酸ナトリウム、臭化セチルトリメチルアンモニウム、ラウリル硫酸ナトリウム及びラウリルスルホン酸ナトリウムのうちの少なくとも1種であり、前記還元剤がヒドラジン水和物、アスコルビン酸、クエン酸ナトリウム、及び水素化ホウ素ナトリウムのうちの少なくとも1種である。
本発明の方法において、前記ステップ3には、水浴加熱温度が80℃である。
本発明の方法において、前記ステップ4には、前記クエン酸一水和物と総金属イオンとのモル比が3:1であり、前記保温の条件が80℃の水浴で3時間〜6時間撹拌保温することである。前記ステップ4には、前記乾燥条件が60℃の送風乾燥箱内に12時間乾燥して、さらに100℃で乾燥することである。
本発明の方法において、前記ステップ5には、前記事前焼結の温度が600℃〜1250℃、事前焼結の時間が2時間〜6時間であって、前記焼成の温度が900℃〜1400℃、焼成の時間が2時間〜5時間である。前記還元雰囲気が窒素ガスと水素ガスとの混合雰囲気または純水素ガスまたは一酸化炭素である。
【発明の効果】
従来の技術と比べ、本発明により調製された (Y1−xTbx)3(Al1−yGay)5O12@zMコアシェル構造の蛍光粉は、ボールミルを行う必要がなく、安定性がよく、粒度が均一で、発光効率が高いなどの長所を有し、緑色蛍光粉としてFED領域に応用されることができる。本発明は金属ナノ粒子を被覆することによって蛍光粉の発光強度を増強でき、且つその発光強度が商用の蛍光粉YAGG:Tbより高い。本発明の方法は操作が簡単で、調製しやすく、汚染しなく、制御しやすく、工業化の生産には有利であり、また、本発明の方法はその他の不純物を導入せず、製品の品質が高く、蛍光粉の調製に汎用されることができる。
【図面の簡単な説明】
以下、図面及び実施例に合わせて本発明に対してさらに説明する。図中、
【図1】
本発明の、金属ナノ粒子を被覆するアルミン酸塩基蛍光粉の調製方法のフローシートである。
【図2】
本発明の実施例2により調製された蛍光粉の、加速電圧が1.0Kvである時の陰極線励起下の発光スペクトル対比図であり、曲線aが金属ナノ粒子Ag添加の(Y0.95Tb0.05)3Al5O12蛍光粉の発射スペクトル、曲線bが商用粉末YAGG:Tb蛍光粉の発射スペクトル、曲線cが金属ナノ粒子Ag未添加の(Y0.95Tb0.05)3Al5O12蛍光粉の発射スペクトルである。
【発明を実施するための形態】
本発明の目的、技術的解決手段及び長所をより明確にするため、以下、図面及び実施例に合わせて、本発明に対してさらに詳細に説明する。理解すべきなのは、ここで説明する具体的な実施例は本発明を解釈するために用いられるのみであり、本発明を限定することではない。
本発明は金属ナノ粒子を被覆するアルミン酸塩基蛍光粉を提供し、前記金属ナノ粒子を被覆するアルミン酸塩基蛍光粉の化学式が(Y1−xTbx)3(Al1−yGay)5O12@zMであり、式中、xの取る値の範囲が0<x≦1.0、yの取る値の範囲が0≦y≦1.0、@が被覆、MがAg、Au、Pt、Pd、及びCu金属ナノ粒子のうちの1種、zが金属ナノ粒子と蛍光粉とのモル比であって、取る値の範囲が0<z≦1×10−2である。
本発明の蛍光粉において、前記金属ナノ粒子MがAg、Au、Pt、PdまたはCu金属ナノ粒子である。好ましくは、xの取る値の範囲が0.20≦x≦0.60、yの取る値の範囲が0.25≦y≦0.75、zの取る値の範囲が1×10−4≦z≦5×10−3である。
図1を参照し、図1は本発明の調製方法のフローシートを示し、該調製方法は、
S01、金属ナノ粒子コロイドを調製するステップと、
S02、金属ナノ粒子コロイドを、ポリビニルピロリドン(PVP)が溶解された溶液に加え、金属ナノ粒子に対して表面処理を行うステップと、
S03、Al(NO3)3、Tb(NO3)3、Ga(NO3)3及びY(NO3)3溶液を取ってコニカルフラスコに入れ、撹拌下で、水浴加熱を行い、さらにステップS02において処理された最終溶液に直接加え、均一に撹拌して混合溶液を形成するステップと、
S04、クエン酸一水和物を取ってエタノールに溶かして混合液を形成し、且つ前記混合液をステップS03からの最終の混合溶液に加え、且つアンモニア水でpHを3〜5に調節し、密封し、保温して、乾燥した後前駆体を得るステップと、
S05、ステップS04からの前駆体を事前焼結し、その後室温まで冷却し、研磨した後それを還元雰囲気に焼成を行い、冷却して、取り出して研磨した後、前記金属ナノ粒子を被覆するアルミン酸塩基蛍光粉を得るステップと、を含む。
本発明の方法において、前記ステップS01における金属ナノ粒子コロイドを調製するステップは、金属の塩溶液をエタノールまたは水に溶解して希釈を行い、その後撹拌下で、1種または1種以上の助剤を加え、続けて還元剤を加え、反応した後金属ナノ粒子コロイドを得るステップを含む。前記助剤がポリビニルピロリドン、クエン酸ナトリウム、臭化セチルトリメチルアンモニウム、ラウリル硫酸ナトリウム及びラウリルスルホン酸ナトリウムのうちの少なくとも1種であり、前記還元剤がヒドラジン水和物、アスコルビン酸、クエン酸ナトリウム、及び水素化ホウ素ナトリウムのうちの少なくとも1種である。
本発明の方法において、前記ステップS03には、水浴加熱温度が80℃である。
本発明の方法において、前記ステップS04には、前記クエン酸一水和物と総金属イオンとのモル比が3:1であり、前記保温の条件が80℃の水浴で3時間〜6時間撹拌保温することであり、前記乾燥条件が60℃の送風乾燥箱内に12時間乾燥して、さらに100℃で乾燥することである。
本発明の方法において、前記ステップS05には、前記事前焼結の温度が600℃〜1250℃、事前焼結の時間が2時間〜6時間であって、前記焼成の温度が900℃〜1400℃、焼成の時間が2時間〜5時間である。前記還元雰囲気が窒素ガスと水素ガスとの混合雰囲気または純水素ガスまたは一酸化炭素である。
本発明により調製された (Y1−xTbx)3(Al1−yGay)5O12@zMコアシェル構造の蛍光粉は、ボールミルを行う必要がなく、安定性がよく、粒度が均一で、発光効率が高いなどの長所を有し、緑色蛍光粉としてFED領域に応用されることができる。本発明は金属ナノ粒子を被覆することによって蛍光粉の発光強度を増強でき、且つその発光強度が商用の蛍光粉YAGG:Tbより高い。本発明の方法は操作が簡単で、調製しやすく、汚染しなく、制御しやすく、工業化の生産には有利であり、また、本発明の方法はその他の不純物を導入せず、製品の品質が高く、蛍光粉の調製に汎用されることができる。
以下、複数の実施例を通じて例を挙げて、金属ナノ粒子を被覆するアルミン酸塩基蛍光粉の異なる調製方法及びその他の特徴などを説明する。
実施例1
ゾルゲル被覆法によって(Y0.5Tb0.5)3(Al0.5Ga0.5)5O12@1×10 −2 Au蛍光粉を調製する。
16.4mgクロロ金酸を秤量して7.5mlエタノールに溶解し、完全に溶解した後、撹拌下で56mgクエン酸ナトリウム及び24mg臭化セチルトリメチルアンモニウムを加え、7.6mg水素化ホウ素ナトリウムを秤量して10mlエタノールに溶解して、0.02mol/L濃度の水素化ホウ素ナトリウム水溶液10mlを得、磁力撹拌下で、クロロ金酸のアルコール溶液に2.5ml水素化ホウ素ナトリウム・アルコール溶液を加え、30分間続けて反応させて、Au含有量が4×10−3mol/LであるAuナノ顆粒コロイド溶液を得、その後0.2gポリビニルピロリドン(PVP)を秤量して5ml脱イオン水に溶解し、その後10mlの4×10−3mol/L濃度のAuナノ粒子コロイド溶液を加え、24時間撹拌して、使用待ちとする。
1.0mol/L濃度のAl(NO3)310ml、1 mol/L濃度のY(NO3)36.0ml、1mol/L濃度のGa(NO3)310ml及び1mol/L濃度のCe(NO3)36.0ml 溶液を取ってコニカルフラスコに加え、磁力撹拌下で、水浴加熱を行い、水浴温度を80℃に制御し、その後前記金属ナノ粒子コロイド溶液を加え、十分に均一に撹拌し、6.7245gクエン酸一水和物(金属イオン物質の量の1倍である)を取って30mlエタノールに溶かし、前記溶液に滴下し、さらにアンモニア水を加えてpHを約3に調節し、密封し、80℃水浴に入れて3時間撹拌保温した後、60℃の送風乾燥箱に入れて一夜乾燥し、その後100℃で完全に乾燥させて前駆体を得、前駆体を高温炉に入れて、600℃で6時間事前焼結し、室温まで冷却し、研磨した後それをさらに管式炉に入れて、1200℃の温度下で、窒素ガスと水素ガスとの混合ガスの還元雰囲気(体積比N2/H2=95:5)において3時間焼成した後、自然冷却し、取り出して研磨した後化学式が(Y0.5Tb0.5)3(Al0.5Ga0.5)5O12@1×10 −2 Auである蛍光粉を得る。
実施例2
ゾルゲル被覆法によって(Y0.95Tb0.05)3Al5O12@1×10 −4 Ag蛍光粉を調製する。
3.4mg硝酸銀及び35.28mgクエン酸ナトリウムを秤量して、18.4ml脱イオン水に溶解し、1.5分間撹拌し、その後、3.8mg水素化ホウ素ナトリウムを10mlエタノールに溶かして得た0.01mol/Lの水素化ホウ素ナトリウム・アルコール溶液1.6mlを徐々に滴下し、2分間継続に反応させて、1×10−3mol/LのAgナノ顆粒コロイド溶液を得、0.1gPVPを秤量して7ml脱イオン水に溶かして、その後0.5ml、1×10−3mol/LのAg金属ナノ粒子を加え、12時間撹拌して、使用待ちとする。
2.0 mol/LのAl(NO3)312.5ml、2mol/LのY(NO3)37.13ml及び0.2 mol/LのTb(NO3)33.75ml溶液を取ってコニカルフラスコに加え、磁力撹拌下で、水浴加熱を行い、水浴温度を80℃に制御し、さらに前記金属ナノ粒子コロイド溶液を加え、十分に均一に撹拌し、16.8096gクエン酸一水和物(金属イオン物質の量の2倍である)を取って30mlエタノールに溶かし、前記溶液に滴下し、さらにアンモニア水を加えてpHを約4に調節し、密封し、その後80℃水浴に入れて6時間撹拌保温し、60℃の送風乾燥箱に入れて一夜乾燥し、その後100℃で完全に乾燥させて前駆体を得、前駆体を高温炉に入れて、800℃で5時間事前焼結し、室温まで冷却し、研磨した後それをさらに管式炉に入れて、1300℃下で、還元雰囲気COにおいて4時間焼成し、自然冷却し、取り出して研磨した後化学式が(Y0.95Tb0.05)3Al5O12@1×10 −4 Agである蛍光粉を得る。また、同様な条件で、金属銀顆粒が被覆されておらず且つ化学式が(Y0.95Tb0.05)3Al5O12である蛍光粉を調製し得る。
図2に示すように、図2は本実施例2により調製された(Y0.95Tb0.05)3Al5O12@1×10 −4 Ag(曲線a)と商用蛍光粉YAGG:Tb(曲線b)及び(Y0.95Tb0.05)3Al5O12(曲線c)蛍光粉の、加速電圧が1.0kVである時の陰極線励起下の発光スペクトル対比図である。図から分かるように、546nmにおける発射ピックは、金属ナノ粒子が被覆された後の蛍光粉の発光強度が、被覆されなかったサンプルと比べ、76%も向上し、商用蛍光粉と比べ、16%も向上した。
実施例3
ゾルゲル被覆法によってTb3(Al0.25Ga0.75)5O12@6.25×10 −4 Pt蛍光粉を調製する。
5.2mg塩化白金酸を秤量して、17mlエタノールに溶解し、完全に溶解した後、撹拌下で、8mgクエン酸ナトリウム及び1.2mgラウリルスルホン酸ナトリウムを加え、その後、0.4mg水素化ホウ素ナトリウムを10mlエタノールに溶かして得た1×10−3mol/Lの水素化ホウ素ナトリウム・アルコール溶液0.4mlを徐々に滴下し、5分間反応させて、1×10−2mol/Lのヒドラジン水和物溶液2.6mlを加え、40分間反応させて、Pt含有量が5×10−4mol/LであるPtナノ顆粒コロイド溶液を得る。0.15gPVPを秤量して6ml脱イオン水に溶かして、その後5×10−4mol/LのPt金属ナノ粒子5mlを加え、18時間撹拌して、使用待ちとする。
1.0mol/LのAl(NO3)35ml、1mol/LのGa(NO3)315ml及び1mol/LのTb(NO3)312ml溶液を取ってコニカルフラスコに加え、磁力撹拌下で、水浴加熱を行い、水浴温度を80℃に制御し、さらに前記金属ナノ粒子コロイド溶液を加え、十分に均一に撹拌し、13.4490gクエン酸一水和物(金属イオン物質の量の2倍である)を取って30mlエタノールに溶かし、前記溶液に滴下し、さらにアンモニア水を加えてpHを約5に調節し、密封し、その後80℃水浴に入れて3時間撹拌保温し、60℃の送風乾燥箱に入れて一夜乾燥し、その後100℃で完全に乾燥させて前駆体を得る。前駆体を高温炉に入れて、1000℃で3時間事前焼結し、室温まで冷却し、研磨した後それをさらに管式炉に入れて、1200℃下で、還元雰囲気の窒素ガスと水素ガスとの混合ガス(体積比N2:H2=90:10)において5時間焼成し、自然冷却し、取り出して研磨した後化学式がTb3(Al0.25Ga0.75)5O12@6.25×10 −4 Ptである蛍光粉を得る。
実施例4
ゾルゲル被覆法によって(Y0.4Tb0.6)3(Al0.75Ga0.25)5O12@5×10 −3 Pd蛍光粉を調製する。
0.133g塩化パラジウムを秤量して15ml脱イオン水に溶解し、完全に溶解した後、撹拌下で、1.1gクエン酸ナトリウム及び0.4gラウリル硫酸ナトリウムを加え、その後、0.038g水素化ホウ素ナトリウムを10mlエタノールに溶かして得た0.1mol/Lの水素化ホウ素ナトリウム・アルコール溶液5mlを徐々に滴下し、20分間反応させて、Pd含有量が5×10−3mol/LであるPdナノ顆粒コロイド溶液を得る。0.3gPVPを秤量して5ml脱イオン水に溶かして、その後5×10−3mol/LのPd金属ナノ粒子4mlを加え、16時間撹拌して、使用待ちとする。
1.0mol/LのAl(NO3)315ml、1mol/LのGa(NO3)35ml、1mol/LのY(NO3)34.8ml、及び1mol/LのTb(NO3)37.2ml溶液を取ってコニカルフラスコに加え、磁力撹拌下で、水浴加熱を行い、水浴温度を80℃に制御し、さらに前記金属ナノ粒子コロイド溶液を加え、十分に均一に撹拌し、20.1734gクエン酸一水和物(金属イオン物質の量の3倍である)を取って30mlエタノールに溶かし、前記溶液に滴下し、さらにアンモニア水を加えてpHを約5に調節し、密封し、その後80℃水浴に入れて5時間撹拌保温し、60℃の送風乾燥箱に入れて一夜乾燥し、その後100℃で完全に乾燥させて前駆体を得る。前駆体を高温炉に入れて、1250℃で2時間事前焼結し、室温まで冷却し、研磨した後それをさらに管式炉に入れて、900℃下で、還元雰囲気の窒素ガスと水素ガスとの混合ガス(体積比N2:H2=90:10)において5時間焼成し、自然冷却し、取り出して研磨した後化学式が(Y0.4Tb0.6)3(Al0.75Ga0.25)5O12@5×10 −3 Pdである蛍光粉を得る。
実施例5
ゾルゲル被覆法によって(Y0.8Tb0.2)3Ga5O12@5×10 −5 Cu蛍光粉を調製する。
2.9mg硝酸銅を秤量して16mlエタノールに溶解し、完全に溶解した後、撹拌下で、12mgPVPを加え、その後、0.4mg水素化ホウ素ナトリウムを10mlエタノールに溶かして得た1×10−3mol/Lの水素化ホウ素ナトリウム・アルコール溶液4mlを徐々に滴下し、2分間続けて反応させて、4×10−4mol/LのCuナノ顆粒コロイド溶液を得る。0.05gPVPを秤量し5ml脱イオン水に溶かして、その後4×10−4mol/LのCu金属ナノ粒子0.5mlを加え、24時間撹拌して、使用待ちとする。
1.0mol/LのY(NO3)39.6ml、1mol/LのTb(NO3)32.4ml、及び1mol/LのGa(NO3)320ml溶液を取ってコニカルフラスコに加え、磁力撹拌下で、水浴加熱を行い、水浴温度を80℃に制御し、さらに前記金属ナノ粒子コロイド溶液を加え、十分に均一に撹拌し、13.4490gクエン酸一水和物(金属イオン物質の量の2倍である)を取って30mlエタノールに溶かし、前記溶液に滴下し、さらにアンモニア水を加えてpHを約4に調節し、密封し、その後80℃水浴に入れて6時間撹拌保温し、60℃の送風乾燥箱に入れて一夜乾燥し、その後100℃で完全に乾燥させて前駆体を得る。前駆体を高温炉に入れて、900℃で6時間事前焼結し、室温まで冷却し、研磨した後それをさらに管式炉に入れて、1400℃下で、還元雰囲気COにおいて2時間焼成し、自然冷却し、取り出して研磨した後化学式が(Y0.8Tb0.2)3Ga5O12@5×10 −5 Cuである蛍光粉を得る。
実施例6
ゾルゲル被覆法によって(Y0.8Tb0.2)3(Al0.8Ga0.2)5O12@1.25×10 −3 Ag蛍光粉を調製する。
0.0429gのAgNO3、0.0733gクエン酸ナトリウム、0.05gのPVPをそれぞれ秤量して、10mL、0.025mol/LのAgNO3水溶液、10mL、0.025Mol/Lのクエン酸ナトリウム水溶液、及び10mL、5mg/mLのPVP水溶液を調製し得る。その後1.6mLAgNO3水溶液を取って30ml脱イオン水に加え、同時にPVP4mlを加えて撹拌し、100℃まで加熱し、その後4mlクエン酸ナトリウム水溶液を滴下し、15分間反応した後、1×10−3mol/LのAgナノ顆粒コロイド溶液を得る。0.05gPVPを秤量し4ml脱イオン水に溶かして、その後1×10−3mol/LのAg金属ナノ粒子5mlを加え、24時間撹拌して、使用待ちとする。1.0mol/LのY(NO3)39.6ml、1mol/LのTb(NO3)32.4ml、1mol/LのAl(NO3)316ml、及び1mol/LのGa(NO3)34ml溶液を取ってコニカルフラスコに加え、磁力撹拌下で、水浴加熱を行い、水浴温度を80℃に制御し、さらに前記金属ナノ粒子コロイド溶液を加え、十分に均一に撹拌し、10.0868gクエン酸一水和物(金属イオン物質の量の1.5倍である)を取って30mlエタノールに溶かし、前記溶液に滴下し、さらにアンモニア水を加えてpHを約4に調節し、密封し、その後80℃水浴に入れて6時間撹拌保温し、60℃の送風乾燥箱に入れて一夜乾燥し、その後100℃で完全に乾燥させて前駆体を得る。前駆体を高温炉に入れて、900℃で6時間事前焼結し、室温まで冷却し、研磨した後それをさらに管式炉に入れて、1300℃下で、還元雰囲気H2において3時間焼成し、自然冷却し、取り出して研磨した後化学式が(Y0.8Tb0.2)3(Al0.8Ga0.2)5O12@1.25×10 −3 Agである蛍光粉を得る。
以上に説明した実施例は本発明の好適な実施例にすぎず、本発明を制限するものではない。本発明の主旨及び原則内に行われたいずれの修正、等価の変更及び改良等は、すべて本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
Claims (9)
- 金属ナノ粒子を被覆するアルミン酸塩基蛍光粉において、
前記金属ナノ粒子を被覆するアルミン酸塩基蛍光粉の化学式が(Y1−xTbx)3(Al1−yGay)5O12@zMであり、式中、xの取る値の範囲が0.05≦x≦1.0、yの取る値の範囲が0≦y≦1.0、@が被覆、Mが金属ナノ粒子、zが前記金属ナノ粒子とアルミン酸塩基蛍光粉とのモル比であって、取る値の範囲が5×10 −5 ≦z≦1×10 −2 であり、
前記金属ナノ粒子MがAg、Au、Pt、PdまたはCu金属ナノ粒子である、ことを特徴とする金属ナノ粒子を被覆するアルミン酸塩基蛍光粉。 - xの取る値の範囲が0.20≦x≦0.60、yの取る値の範囲が0.25≦y≦0.75、zの取る値の範囲が1×10−4≦z≦5×10−3である、ことを特徴とする請求項1に記載の金属ナノ粒子を被覆するアルミン酸塩基蛍光粉。
- 金属ナノ粒子を被覆するアルミン酸塩基蛍光粉の調製方法において、
クロロ金酸、硝酸銀、塩化白金酸、塩化パラジウム、及び硝酸銅のうちの少なくとも1種を用いて、金属ナノ粒子コロイドを調製するステップ1と、
金属ナノ粒子コロイドを、ポリビニルピロリドンが溶解された溶液に加え、金属ナノ粒子に対して表面処理を行うステップ2と、
Al(NO3)3、Tb(NO3)3、Ga(NO3)3及びY(NO3)3溶液を、モル比がY:Tb=1−x:x(0.05≦x≦1)、Al:Ga=1−y:y(0≦y≦1)、且つ(Y+Tb):(Al+Ga)=3:5となるように取ってコニカルフラスコに入れ加え、撹拌下で、水浴加熱を行い、さらにステップ2において処理された最終溶液に直接加え、均一に撹拌して混合溶液を形成するステップ3と、
クエン酸一水和物を取ってエタノールに溶かして混合液を形成し、且つ前記混合液をステップ3からの最終の混合溶液に加え、その後アンモニア水でpHを3〜5に調節し、密封を行って、保温して、乾燥した後前駆体を得るステップ4と、
ステップ4からの前駆体を事前焼結し、その後室温まで冷却し、研磨した後それを還元雰囲気に置かれて焼成を行い、冷却して、取り出して研磨した後、前記金属ナノ粒子を被覆するアルミン酸塩基蛍光粉を得るステップ5と、を含み、
前記ステップ3において、前記ステップ2において処理された最終溶液と、前記Al(NO 3 ) 3 、Tb(NO 3 ) 3 、Ga(NO 3 ) 3 及びY(NO 3 ) 3 の混合液とを混合する際に、それぞれのモル比を、前記処理された最終溶液中のAg、Au、Pt、PdまたはCuをMとすると、(Y+Tb):M=3:z(5×10 −5 ≦z≦1×10 −2 )とする、ことを特徴とする金属ナノ粒子を被覆するアルミン酸塩基蛍光粉の調製方法。 - 前記ステップ1における金属ナノ粒子コロイドを調製するステップは、金属の塩溶液をエタノールまたは水に溶解して希釈を行い、その後撹拌下で、1種または1種以上の助剤を加え、続けて還元剤を加え、反応した後金属ナノ粒子コロイドを得るステップを含む、ことを特徴とする請求項3に記載の調製方法。
- 前記助剤がポリビニルピロリドン、クエン酸ナトリウム、臭化セチルトリメチルアンモニウム、ラウリル硫酸ナトリウム及びラウリルスルホン酸ナトリウムのうちの少なくとも1種であり、前記還元剤がヒドラジン水和物、アスコルビン酸、クエン酸ナトリウム及び水素化ホウ素ナトリウムのうちの少なくとも1種である、ことを特徴とする請求項4に記載の調製方法。
- 前記ステップ3において、水浴加熱温度が80℃であり、前記ステップ5において、前記還元雰囲気が窒素ガスと水素ガスとの混合雰囲気または純水素ガスまたは一酸化炭素である、ことを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記ステップ4において、前記クエン酸一水和物と総金属イオンとのモル比が3:1であり、前記保温の条件が80℃の水浴で3時間〜6時間撹拌保温することである、ことを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記ステップ4において、前記乾燥条件が60℃の送風乾燥箱内に12時間乾燥して、さらに100℃で乾燥することである、ことを特徴とする請求項3に記載の調製方法。
- 前記ステップ5において、前記事前焼結の温度が600℃〜1250℃、事前焼結の時間が2時間〜6時間であって、前記焼成の温度が900℃〜1400℃、焼成の時間が2時間〜5時間である、ことを特徴とする請求項3に記載の調製方法。
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