JPH01126391A - 螢光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、紫外線励起によって３５０ｎｍ付近の近紫
外線を放射するセリウム付活リン酸イツトリウム螢光体
に関する。

［従来技術及び問題点］ 最近、３５０ｎｍ付近の近紫外線を主成分として近紫外
線を放射する近紫外線放射螢光体を使用した健康線替光
ランプが特に皮膚を焦がす日焼は用として注目されてい
る。

従来、３５０ｎｍ付近の近紫外線をピーク波長とする螢
光体には鉛付活ケイ酸バリウム螢光体が知られているが
、この鉛付活ケイ酸バリウム螢光体を用いた螢光ランプ
は、光出力が弱く、また、この初期出力の時間経過に対
する出力維持率が充分でないという問題があった。

これらの問題を解決するため、従来フライングス゛ボッ
ト用陰極線管に使用され、陰極線刺激で極めて短い残光
特性を有したセリウム付活リン酸イツトリウム螢光体を
螢光ランプに用いられることが提案されている。例えば
、特公昭５０−２３６７０号公報にはトリウムを導入す
ることによって発光強度を向上させたセリウム及びトリ
ウム付活リン酸イツトリウム螢光体が提案され、又、特
開昭４９−９１０８４号公報にはイツトリウムを同じ三
価のアルミニウム及び／又はガリウムで置換することに
よって発光出力を向上させたセリウム及びトリウム付活
リン酸イツトリウム螢光体が開示されている。

ところが、これらセリウム及びトリウム付活リン酸イツ
トリウム螢光体は、高価なトリウムを使用することから
、極めて高価になるという問題がある。又、トリウムが
放射性同位元素であるため、取扱上の問題があり、さら
に、セリウム及びトリウム付活リン酸イツトリウム螢光
体の加熱劣化が大きいので、螢光体層が高温にさらされ
るランプ製造工程の加熱工程によって、初期輝度の低下
、光発光出力の維持率の低下を招くという欠点かある。

このため、本発明者等が先に特願昭６１−１０７４８１
号及び特願昭６１−１８２０９２号として開示したセリ
ウム付活リン酸イツトリウム螢光体が健康線替光ランプ
用として実用的である。

しかしながら、ランプ製造の加熱工程での低下率が低く
て、螢光ランプに用いたとき、さらに、発光効率がよく
、光出力の光束維持率が改善されたセリウム付活リン酸
イツトリウム螢光体が所望されている。

この発明は、上述の事情に鑑みなされたものであって、
その目的とするところは、ランプ製造の加熱工程での低
下率が低くて、螢光ランプに用いたとき、発光効率がよ
く、光出力の光束維持率が改善されたセリウム付活リン
酸イツトリウム螢光体を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ この発明の目的は、紫・外線励起により近紫外線を放射
し、組成式がＹｌ−ｘＣｅｘＰＯ４（但し、Ｘが０．０
０３〜０．６の範囲の値である）で表されるセリウム付
活リン酸イツトリウム螢光体において、ホウ素元素が５
〜２００ｐｐｍ含有されてなることを特徴とする螢光体
により、解決できる。

即ち、本発明者等は、螢光ランプ製造における加熱工程
に対し輝度劣化の少ないセリウム付活り′＞酸イツトリ
ウム螢光体を開発すべく種々の実験を繰り返した結果、
焼成時に、カオチン側原料、即ち、イツトリウム化合物
及びセリウム化合物とアニオン側原料、即ち、リン酸化
合物とを化学還御的に１対ｌの等モルであるイツトリウ
ムセリウムリン酸塩原料に、ホウ酸塩系原料、例えば、
ホウ酸、ホウ酸アンモニウム等を特定量だけ添加して焼
成することにより、特定量のホウ素元素が螢光体母体に
導入される場合、特定量のホウ素元素を添加しない従来
の螢光体に比較して、ランプ製造工程中の加熱工程にお
いても輝度低下の少なく、ランプ特性における発光強度
及び光出力の維持率が向上することを新規に見い出した
。

この発明は、特願昭６１−１０７４８１号多こ示されゼ
ノタイム構造とモナザイト構造との混晶であるセリウム
付活リン酸イツトリウム螢光体（セリウムの置換量が上
述の組成式におけるＸが０゜０８〜０．６である）と、
特願昭６１−１８２０９２号に示され主としてゼノタイ
ム構造からなり３００ｎｍから３２０ｎｍにわたる発光
紫外線をカットできるセリウム付活リン酸イツトリウム
螢光体くセリウムの置換量が上述の組成式におけるＸが
０．００３〜０．０８である）とに適用できる。

一般に、セリウム付活リン酸イツトリウム螢光体の発光
スペクトルにおいては、ゼノタイムタイプの結晶構造が
多い場合、３３６ｎｍ及び３５２〜３５５ｎｍの波長に
双ピークが得られ、一方、モナザイトタイプの結晶構造
が多い場合、３１５〜３２０ｎｍのピークが追加される
。

本発明を適用した場合、発光スペクトルのピーク波長が
変化することはない。

次に、本発明において、セリウム付活リン酸イツトリウ
ム螢光体に対しホウ素元素含有量を変化させた実験結果
を示す第１図及び第２図を参照しながら、ホウ素元素の
含有量を特定した理由について述べる。

第１図には、組成式がＹ　０．９Ｃｅ　Ｏ，ｌＰ　Ｏ４
であるセリウム付活リン酸イツトリウム螢光体において
、ホウ素元素の含有量と加熱処理による粉体での発光輝
度の低下率との関係についての測定結果がグラフにして
示されている。

第１図中の曲線で示されるように、ホウ素元素を含有し
ない従来の螢光体では、加熱処理による発光輝度の低下
率が８．０％まで低下するのに比べて、組成式が同一の
本発明の螢光体では、ホウ素元素の含有量が５〜２００
ｐｐｍである場合、発光輝度の低下率、は小さい。好ま
しくは、含有量が１０〜４０ｐｐｍである場合、従来よ
り、約６％前後低下率を低くすることができる。

ここで、発光輝度の低下率は以下の式から算出している
。

低下率（％）＝　（１−１１／ｌ０）Ｘ１００但し、■
！は熱処理６００℃×３０分後の常温発光強度、ＩＯは
常温２０℃の発光強度である。

第２図には、ホウ素元素の含有量と粉体での発光強度と
の関係がグラフで示されている。

第１図の場合と同様にホウ酸元素の含有量が５〜２００
ｐｐｍである場合、ホウ素元素を含有しない従来の螢光
体に比べて、粉体での発光強度は向上し、好ましくは添
加量が１１０−４０ｐｐの範囲である場合、従来より発
光強度を約２０％向上さすことができる。

第１図及び第２図において、ホウ素元素は焼成時にホウ
酸アンモニウムを添加することにより、母体内に導入さ
れたものであるが、ホウ酸、例えばオルトホウ酸及び熱
分解にて容易にホウ酸成分となるその他のホウ酸塩化合
物、例えばホウ酸イツトリウムとして添加しても上述と
同様な結果が得られた。

第１図及び第２図では、組成式がＹ　Ｏ，９Ｃｅ　Ｏ，
ｌＰＯ４である場合を図示したが、これは例示に過ぎず
、セリウム付活リン酸イツトリウム螢光体において、セ
リウムの置換１ｋｘが０．００３〜０゜６の範囲の値で
ある場合、第１図及びと同様な発光輝度の低下率曲線及
び発光強度曲線が得られる。

このことを以下に実施例で詳述する。

［実施例］ 以下、この発明の実施例１〜６について説明する。

実施例１〜６ては、焼成時に螢光体１モルに対しホウ酸
基として３．３モル％に相当するホウ酸アンモニウムを
螢光体原料に添加して焼成した。

酸化イツトリウムと炭酸セリウムとの割合を除く螢光体
の製造方法及びランプの劣化試験については実施例１〜
６共同様であるので、螢光体の組成式がＹ　Ｏ，９７５
Ｃｅ　０．０２５Ｐ　Ｏ４である場合について以下に詳
述する。

高純度の酸化イツトリウム１１００．８ｇ及び炭酸セリ
ウム５７．５ｇを３０％塩酸３リツトルに溶解する。そ
して、この溶液に５０％リン酸溶液１９６０ｇを混合す
る。この混合液を撹拌しながら徐々に１５％アンモニア
水を添加してｐＨ４に調整し、イツトリウムセリウムリ
ン酸塩を沈澱さす。

この沈澱物をろ過水洗乾燥させてから、螢光体１モルに
対しホウ酸基として３．３モル％に相当するホウ酸アン
モニウム［（ＮＨ４）２０５Ｂ２０３・８Ｈ２０］　１
８ｇとよく混合し、アルミナルツボにて弱還元性雰囲気
下に１２００℃の温度で４後方焼成する。

この焼成物を湿式ボールミルで粉砕した後、水洗乾燥し
、２００メツシユのフルイふるい分けする。

これにより、セリウム付活リン酸イツトリウム螢光体が
得られ、Ｘ線回折測定の結果、その結晶構造がほぼ七ツ
タイムタイプであり、その組成式がＹ　０．９７５Ｃｅ
　０．０２５Ｐ　Ｏ４であり、ホウ素元素が３０ｐｐｍ
含有していた。

次にこのようにして製造された螢光体を使用する螢光ラ
ンプの作成方法について説明する。

酢酸ブチル９，９００ｇにニトロセルロース１００ｇを
溶解する。この溶液５００ｇを２１ビーカーに採取し、
本発明のＹ　０．９？５Ｃｅ　Ｏ，０２５Ｐ　Ｏ４螢光
体（フィッシャーサブシーブサイザー法による粒径５．
３μ）５００ｇをよく撹拌して塗布液とする。この塗布
液を立てられた管径３２ｍｍφ４０ワット用ガラス管５
本のそれぞれの上部から注入して内面に塗布し、乾燥さ
せる。５本の塗膜の平均重量は５．３ｇ／ｃｍ３てあり
、可視光の平均透過率は４０．８％であった。

次にこれ等の塗布されたガラス管を６００度に加熱した
電気炉中でｌＯ分閏ベークしてニトロセルロースを焼失
させる。さらに各々のガラス管にフィラメントを装着し
、排気台に装着してアルゴン及び水銀を注入し、ＦＬ４
０Ｓ型の螢光ランプを作製した。

これら螢光ランプの０時間、１００時間及び５００時閉
じおける３００から４００％ｍにわたる出力エネルギを
測定し、それらの平均数値を以下の表中実施例３に示す
。

尚、比較のため、焼成時にホウ酸基成分を添加しない以
外上述と同様な方法で製造した螢光体、即ち、ホウ素元
素を含有しない螢光体を使用して螢光ランプを作製して
ランプの出力エネルギを測定した。この結果を表中比較
例３として示す。

また、酸化イツトリウムと炭酸セリウムとの混合量を変
更すること以外、上述の方法と同様にして、セリウム付
活リン酸イツトリウム螢光体を製造し、これら螢光体を
使用してランプの出力エネルギを得た。これらの結果を
表中実施例Ｌ　　２及び４〜６として示す。

さらに、比較のため、焼成時にホウ酸アンモニウムを添
加せずに得られた螢光体を使用した螢光ランプの出力エ
ネルギの結果を表中比較例１．２及び４〜６として示す
。

分析の結果、表中実施例１．２．４．５及び６における
ホウ素元素の含有量は、夫々、３２．２９．３】、３０
及び２９ｐｐｍであった。

表から明らかなように本発明蟹光体を使用した螢光ラン
プがとの組成においても従来の螢光体を使用した螢光ラ
ンプよりもすぐれている。

即ち、初期出力において２〜４％、１００時間後で３〜
１２％５００時間においても６〜１３％も向上している
。

尚、表中においては、従来の方法によるＹ　Ｏ，９９７
Ｃｅ　Ｏ，００３Ｐ　Ｏ４螢光体を使用した螢光ランプ
における３００〜４００％ｍの出力エネルギを基準（１
００％）として相対的に表示している。

［発明の効果コ 以上説明したように、この発明の方法によれば、螢光体
母体にホウ素元素を特定量だけ含有せしめることにより
、ホウ素元素を含有しない従来の螢光体に比較して、ラ
ンプ製造工程中の加熱工程においても輝度低下の少なく
、ランプ特性における発光強度及び光出力の維持率の向
上した螢光体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の方法によるセリウム付活リン酸イ
ツトリウム螢光体におけるホウ素元素の含有量と発光輝
度の低下率との関係を示すグラフ図、第２図は、第１図
と同様な螢光体におけるホウ素元素の含有量と発光強度
との関係を示すグラフ図である。 特許出願人　日亜化学工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　紫外線励起により近紫外線を放射し、組成式がＹ＿１
   ＿−＿ｘＣｅ＿ｘＰＯ＿４（但し、ｘが０．００３〜０
   ．６の範囲の値である）で表されるセリウム付活リン酸
   イットリウム螢光体において、ホウ素元素が５〜２００
   ｐｐｍ含有されてなることを特徴とする螢光体。