JPH04279693A - 蛍光体の表面被覆方法 - Google Patents

蛍光体の表面被覆方法

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JPH04279693A
JPH04279693A JP41700290A JP41700290A JPH04279693A JP H04279693 A JPH04279693 A JP H04279693A JP 41700290 A JP41700290 A JP 41700290A JP 41700290 A JP41700290 A JP 41700290A JP H04279693 A JPH04279693 A JP H04279693A
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、蛍光体表面に金属酸
化物を均一に被覆する蛍光体の表面被覆方法に関する。
【0002】
【従来の技術及びその問題点】蛍光体を表面処理すると
、粒子が保護され、また、塗布特性を改善することがで
きる。例えば、下記の蛍光体は次の目的で表面処理され
る。 ■  ZnS系、Y2O2S系の蛍光体は表面の改質、
■  CaS系、La2O2S系、Y2O3系の蛍光体
は、加水分解防止、 ■  ZnS系、Y2O2S系の蛍光体は、耐酸、耐ア
ルカリ性向上、 ■  ZnS系の蛍光体はUV劣化の防止、■  Zn
S系、Zn3(PO4)2系、Zn2SiO4系の蛍光
体、及び弁柄やアルミン酸コバルト等の顔料付き蛍光体
は、電子線劣化防止。
【0003】これらの目的を実現するために蛍光体粒子
の表面に無機質の微細粒子を付着する方法が刊行物に発
表されている。(特公昭62−21675号公報)この
公報には、蛍光体粒子表面に付着する無機質微粒子とし
て、ケイ酸を使用している。ケイ酸を使用して、蛍光体
粒子表面をケイ酸塩もしくはシリカで被覆するには、お
およそ下記の工程による。 ■  蛍光体を水に懸濁する。 ■  蛍光体の懸濁液に、シリケート化合物を添加する
。 ■  かくはんしながら硫酸亜鉛の溶液を添加し、所定
のpHに調整する。 ■  ケイ酸化合物が生成して、蛍光体粒子の表面に付
着する。 また特公昭49−43076号公報には、ケイ酸塩に代
わって、蛍光体粒子の表面に、アルミニウムリン酸塩を
付着する方法が開示されている。この方法は、リン酸イ
オンを添加した蛍光体懸濁液に、アルミニウムイオンを
添加し、金属イオンとリン酸イオンとを結合させ、不溶
性金属リン酸塩として蛍光体の粒子表面に付着する技術
である。また特公昭59−37037号公報には、シリ
カを溶解したコリンのアルカリ溶液を用いて、蛍光体の
表面をシリカの連続被膜で被覆する方法が開示されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来、蛍
光体の表面処理方法において、表面処理物質として、蛍
光体表面に付着または被覆されていた物質は、取扱いの
容易性、価格、ガラスパネルへの塗布特性等の要因から
、そのほとんどがケイ酸塩化合物またはシリカであった
。しかしながら従来のシリカを付着させる表面処理方法
では、蛍光体の表面に均一な膜を設けることが非常に難
しい欠点があった。例えば特公昭62−21675号公
報のように、シリカを亜鉛イオン、又はアルミニウムイ
オン等の金属イオンで凝集させて、蛍光体表面にケイ酸
塩を付着させる技術は、ケイ酸イオンが亜鉛イオンによ
って凝集され、シリカとなる速度が速く、蛍光体表面に
シリカが微粒子となって不均一に付着した。またリン酸
アルミニウムを付着させる技術も同様に微粒子を付着さ
せる技術である。特公昭59−37037号公報に記載
された技術は、製造工程が長く、また連続被膜も不均一
な膜となりやすい欠点があった。
【0005】この発明は、上記欠点を解決することを目
的に開発されたもので、この発明の重要な目的は、シリ
カを用いずに、蛍光体粒子の表面を均一な膜で被覆でき
、蛍光体粒子を効果的に保護して表面を改質できる蛍光
体の表面処理方法を提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、前述の目的
を達成するために、金属アルコラートの溶液中に蛍光体
を分散状態とし、金属アルコラートの加水分解反応を利
用して、蛍光体粒子の表面を金属酸化物で均一に被覆す
る。
【0007】この発明の表面被覆方法は、金属アルコラ
ートを加水分解することによって、蛍光体粒子の表面に
金属酸化物を容易に被覆している。金属アルコラートは
加水分解反応と、脱水縮合反応とを経過して、蛍光体の
表面に付着される。すなわちこの発明の表面被覆方法は
、金属アルコラートを加水分解させて水酸化物と、脱水
縮合反応によって、金属酸化物として直接蛍光体表面に
被覆させる。この反応は連鎖反応的な逐次反応であり、
加水分解に必要な水分で反応速度を調整できる。つまり
添加された金属アルコラートは、反応を開始した部分か
ら徐々に反応して、蛍光体の表面に均一な膜として付着
する。さらに得られた金属酸化物被膜は、この状態で効
果的に蛍光体粒子表面を保護するが、450度付近の温
度でベーキングすることによってさらに強固に蛍光体粒
子表面を被覆することができる。
【0008】この反応経過の一例を図1ないし図4に示
している。但し、これらの図において、Rは炭化水素基
(CnH2n+1)を示す。またこれらの図は4価金属
(M)の反応を示している。加水分解する前の金属アル
コラートは比較的安定な状態にある。この状態にある金
属アルコラートに水が添加され、図1に示す状態に反応
すると、電荷のバランスが崩れて反応性が高くなり、加
水分解を起こしやすい状態となる。図1の反応は金属ア
ルコラートのORと、水のHとが反応してアルコールと
なり、金属アルコラートにはORに代わってOHが結合
する。さらに金属アルコラートは図2に示すようにHと
O−Rとが分離してアルコールとなり、それ自体は、蛍
光体に結合する。さらにまた、図3に示すように、蛍光
体に結合した金属アルコラートのORと水のHとが反応
してアルコールができ、蛍光体に被覆する金属アルコラ
ートのORがOHに置換される。その後、図4に示すよ
うに蛍光体に結合した金属アルコラートのOHと、図1
の状態で加水分解して蛍光体のHとが反応して、脱水反
応が起こり、蛍光体の表面に連鎖的に金属酸化物が結合
されると考えられる。
【0009】このように、この発明の表面被覆方法は、
安定な金属アルコラートの一部を反応性を高くして、そ
の部分から徐々に反応させて蛍光体表面に付着させてい
る。金属アルコラートの反応性は、電荷のバランスが崩
れることによって高くなる。金属アルコラートは、一部
を水酸基に置換し、あるいはこれを蛍光体の表面に付着
することによって電荷のバランスが崩れる特性がある。
【0010】このように、この発明の蛍光体の表面被覆
方法は、有機溶媒中で安定な金属アルコラートを使用す
ることによって、反応速度を調節し、徐々に反応する連
鎖反応的な逐次反応を利用して蛍光体粒子表面に均一な
被膜を形成している。さらに金属アルコラートの加水分
解反応は、単位時間に添加する水量を調節して簡単に制
御できる。単位時間に添加する水量を多くすると反応が
速くなり、反対に水量を少なくすると反応が遅くなる。
【0011】蛍光体懸濁液に、単位時間に添加する金属
アルコラートの量と、水量とは、蛍光体の表面に均一な
薄膜ができる範囲に添加量を調整する。単位時間に添加
する金属アルコラート及び水の添加量が多すぎると、蛍
光体の表面に均一な膜を形成することができない。金属
アルコラートの添加量は、有機溶媒中に分散された蛍光
体100gに対して、0.2モル/hour以下、好ま
しくは、0.0005モル〜0.1モル/hourの範
囲に調整されていることが好ましい。さらに水の添加量
は、添加する金属アルコラート1モルに対し、好ましく
は0.01〜5.0モルの範囲に調整される。
【0012】
【実施例】(実施例1) ■  ZnS:Ag,Al蛍光体100gを300cc
のn−ブタノールに懸濁し、かくはんして分散させる。 ■  蛍光体の懸濁液を35℃に加温する。 ■  蛍光体懸濁液に、Zr(OC4H9)4[日本曹
達製  濃度89.9%]と、nブタノールとの混合液
を滴下する。 Zr(OC4H9)4の使用量は6.7g、n−ブタノ
ールの使用量は50ccとする。滴下流量は2.5cc
/分とする。 ■  ■の操作と同時に、水と、n−ブタノールとの混
合液を滴下する。 水の使用量は3cc、n−ブタノールの使用量は100
cc、また滴下流量は2.5cc/分とする。 ■  滴下終了後、30分かくはんする。 ■  かくはんを止め、静置して蛍光体を沈降させる。 ■  脱水して、蛍光体を分離する ■  分離した蛍光体を100〜130℃で乾燥した後
、300メッシュのフルイにかけ、表面にZrO2膜を
被覆したZnS:Ag,Al蛍光体を得た。
【0013】(実施例2) ■  ZnS:Ag,Al蛍光体を、300ccのn−
ブタノールに懸濁し、かくはんして分散させる。 ■  蛍光体の懸濁液を35℃に加温する。 ■  蛍光体懸濁液に、Sn(OC4H9)2[日本化
学産業製  濃度40.23%]と、n−ブタノールと
の混合液を滴下する。 Sn(OC4H9)2の使用量は8.7g、n−ブタノ
ールの使用量は50cc、滴下流量は2.5cc/分と
した。 ■〜■の工程は実施例1と同様にして、表面にSnO膜
を被覆したZnS:Ag,Al蛍光体を得た。
【0014】(実施例3)実施例2で有られた蛍光体を
、空気雰囲気、450℃で1時間焼成した。ここで得ら
れた蛍光体は、表面がSnO2膜で被覆されていた。
【0015】(実施例4) ■  ZnS:Ag,Al蛍光体を、300ccのn−
ブタノールに懸濁し、かくはんして分散させる。 ■  蛍光体の懸濁液を35℃に加温する。 ■  蛍光体懸濁液に、Ti(OisoC3H7)4[
和光純薬製  濃度95%]とn−ブタノールとの混合
液を滴下する。 Ti(OisoC3H7)4の使用量は6.2g、n−
ブタノールの使用量は50cc、滴下流量は2.5cc
/分とした。 ■〜■の工程は実施例1と同様にして、表面にTiO2
膜を被覆したZnS:Ag,Al蛍光体を得た。
【0016】(実施例5) ■  ZnS:Ag,Al蛍光体を、300ccのn−
ブタノールに懸濁し、かくはんして分散させる。 ■  蛍光体の懸濁液を35℃に加温する。 ■  蛍光体懸濁液に、Al(OisoC3H7)3[
和光純薬製  固形  純度約100%]のトルエン溶
液を滴下する。Al(OisoC3H7)3の使用量は
8.0g、トルエンの使用量は50cc、滴下流量は2
.5cc/分とした。 ■〜■の工程は実施例1と同様にして、表面にAl2O
3膜を被覆したZnS:Ag,Al蛍光体を得た。
【0017】(実施例6) ■  ZnS:Ag,Al蛍光体を、300ccのn−
ブタノールに懸濁し、かくはんして分散させる。 ■  蛍光体の懸濁液を35℃に加温する。 ■  蛍光体懸濁液に、In(OisoC3H7)3[
和光純薬製  固形  純度約100%]のトルエン溶
液を滴下する。In(OisoC3H7)3の使用量は
4.2g、トルエンの使用量は50cc、滴下流量は2
.5cc/分とした。 ■〜■の工程は実施例1と同様にして、表面にIn2O
3膜を被覆したZnS:Ag,Al蛍光体を得た。
【0018】(実施例7) ■  CaS:Eu蛍光体100gを、300ccのn
−ブタノールに懸濁し、かくはんして、分散させる。 ■  蛍光体の懸濁液を35℃に加温する。 ■  蛍光体懸濁液に、Zr(OC4H9)4[日本曹
達製  濃度89.9%]とn−ブタノールとの混合液
を滴下する。 Zr(OC4H9)4の使用量は6.7g、n−ブタノ
ールの使用量は50cc、滴下流量は2.5cc/分と
した。 ■〜■の工程は実施例1と同様にして、表面にZrO2
膜を被覆したCaS:Eu蛍光体を得た。
【0019】(実施例8) ■  CaS:Eu蛍光体100gを、300ccのn
−ブタノールに懸濁し、かくはんして、分散させる。 ■  蛍光体の懸濁液を35℃に加温する。 ■  蛍光体懸濁液に、Ta(OC2H5)5[高純度
化学研究所製]とエタノールとの混合液を滴下する。T
a(OC2H5)5の使用量は5.0g、エタノールの
使用量は50cc、滴下流量は2.5cc/分とした。 ■〜■の工程は実施例1と同様にして、表面にTa2O
5膜を被覆したCaS:Eu蛍光体を得た。
【0020】(実施例9) ■  CaS:Eu蛍光体100gを、300ccのエ
タノールに懸濁し、かくはんして、分散させる。 ■  蛍光体の懸濁液を35℃に加温する。 ■  蛍光体懸濁液に、Nb(OC2H5)5[高純度
化学研究所製]とエタノールとの混合液を滴下する。N
b(OC2H5)5の使用量は5.0g、エタノールの
使用量は50cc、滴下流量は2.5cc/分とした。 ■〜■の工程は実施例1と同様にして、表面にNb2O
5膜を被覆したCaS:Eu蛍光体を得た。
【0021】(実施例10) ■  CaS:Eu蛍光体100gを、300ccのエ
タノールに懸濁し、かくはんして、分散させる。 ■  蛍光体の懸濁液を35℃に加温する。 ■  蛍光体懸濁液に、Sb(OC2H5)3[高純度
化学研究所製]とエタノールとの混合液を滴下する。S
b(OC2H5)3の使用量は5.0g、エタノールの
使用量は50cc、滴下流量は2.5cc/分とした。 ■〜■の工程は実施例1と同様にして、表面にSb2O
3膜を被覆したCaS:Eu蛍光体を得た。
【0022】(実施例11) ■  CaS:Eu蛍光体100gを、300ccのエ
タノールに懸濁し、かくはんして、分散させる。 ■  蛍光体の懸濁液を35℃に加温する。 ■  蛍光体懸濁液に、VO(OC2H5)3[高純度
化学研究所製]とエタノールとの混合液を滴下する。V
O(OC2H5)3の使用量は5.0g、エタノールの
使用量は50cc、滴下流量は2.5cc/分とした。 ■〜■の工程は実施例1と同様にして、表面にV2O5
膜を被覆したCaS:Eu蛍光体を得た。
【0023】(実施例12) ■  ZnS:Ag,Al蛍光体100gを300cc
のisoプロピルアルコールに懸濁し、かくはんして、
分散させる。 ■  蛍光体の懸濁液を35℃に加温する。 ■  蛍光体懸濁液に、In(OisoC3H7)3[
和光純薬製  濃度100%]とSn(OC4H9)2
[日本化学産業製  濃度40.23%]との混合is
oプロピルアルコール溶液を滴下する。 In(OisoC3H7)2の使用量は7.2g、Co
(OisoC4H9)2の使用量は0.87g、iso
プロピルアルコールエタノールの使用量は50cc、滴
下流量は2.5cc/分とした。 ■〜■の工程は実施例1と同様にして、表面処理した蛍
光体を得た。その後、得られた蛍光体を石英坩堝に充填
し、実施例3と同様に空気中で450℃で焼成して、表
面にITO(Indium Tin Oxide)膜を
被覆したZnS:Ag,Al蛍光体を得た。
【0024】(実施例13) ■  ZnS:Ag,Al蛍光体100gを300cc
のisoプロピルアルコールに懸濁し、かくはんして、
分散させる。 ■  蛍光体の懸濁液を35℃に加温する。 ■  蛍光体懸濁液に、Co(OisoC3H7)2[
日亜化学工業株式会社製]とAl(OisoC3H7)
3[和光純薬製  固形  純度約100%]との混合
isoプロピルアルコール溶液を滴下する。 Co(OisoC3H7)2の使用量は9.35g、A
l(OisoC3H7)3の使用量は4.8g、iso
プロピルアルコールエタノールの使用量は50cc、滴
下流量は2.5cc/分とした。 ■〜■の工程は実施例1と同様にして、表面に顔料とし
てのアルミン酸コバルト膜を被覆したZnS:Ag,A
l蛍光体を得た。
【0025】(比較例)ZnS:Ag,Al蛍光体10
0gを水200ccに分散させた懸濁液に、SiO2換
算含量10%のカリ水ガラス5ccと、Zn含量5%硫
酸亜鉛水溶液1ccとを添加し、さらにアンモニア水で
懸濁液のpHを調整して、蛍光体の表面にSiO2を付
着させ、得られた蛍光体を110℃で乾燥した。
【0026】
【発明の効果】この発明の蛍光体の表面被覆方法は、蛍
光体粒子表面を、金属酸化物の均一な膜で保護できる。 蛍光体の表面処理は、均一な薄膜で保護するのを理想と
する。この発明の表面被覆方法は、金属アルコラートの
加水分解反応を利用して蛍光体粒子表面を保護している
。金属アルコラートの加水分解は連鎖反応的な逐次反応
である。金属アルコラートの逐反応は、安定な状態から
電荷のバランスを崩して反応性を高くして徐々に進行さ
せるものである。この反応は、従来のように亜鉛イオン
と水酸化イオンのように反応性の高いものを反応させる
ものではない。この発明は、本来は安定である金属アル
コラートを、蛍光体表面に付着して反応性を高くし、あ
るいは、一部に水酸基を置換することによって反応性を
高くして徐々に反応させている。
【0027】さらにこのことに加えて、この発明の表面
被覆方法は、金属アルコラートの反応速度を、反応に必
要な水の添加量を調整して、さらに制御することができ
る。このため、この発明の表面被覆方法は、本来は安定
な金属アルコラートの加水分解を利用し、さらに水の添
加量を制御して、反応速度を調整することによって、徐
々に反応を進行させ、蛍光体の表面に均一な膜を被覆で
きる。従って、この発明の表面被覆方法は、従来の方法
で表面処理された蛍光体のように、表面が不均一な粗い
膜で被覆されることがなく、均一膜で表面全体を被覆で
きる。
【0028】また、例えばInアルコラートと、Snア
ルコラートとを併用して、ITO膜を得るなど、使用目
的に応じた膜特性を有する蛍光体を得ることができる。
【0029】以上のことによって、この発明の方法で得
られた蛍光体は、表1及び表2に示す優れた特性を実現
する。ただし、これらの表の作成において、各試験は下
記の条件で試験した。
【0030】
【表1】
【0031】
【表2】
【0032】■  耐酸性・・・5%塩酸100ccに
、5gの蛍光体を入れてかくはんし、蛍光体が溶解する
までの時間を測定した。(単位  min)■  UV
劣化特性・・・波長365nmのUVを30分間照射し
て、輝度の低下を測定した。ただし測定環境の湿度を9
0%とした。 ■  バーニング・・・蛍光体を、加速電圧27kV、
電流密度42μA/cm2の電子線で30分間励起し、
輝度の低下を測定した。 ■  Cu汚染・・・Cu2+イオンを含む溶液を蛍光
体に添加し、Cuが沈澱塗布された蛍光体を450℃で
30分間焼成して、発光色の変化(Δデルタy)を測定
した。 ただし、蛍光体に添加するCu量は、蛍光体に対して1
0ppmとした。 ■  導電性・・・一定量の蛍光体を対向する電極の間
に充填して、蛍光体の表面導電性を測定した。導電性の
優れたものから順に、○、△、×、××と表示した。 ■  親水性・・・蛍光体をゆっくりと水に入れ、水面
での親水性を観察した。水にいれて水面から速やかに親
水し、沈降するものを○、短時間経過した後に沈降する
ものを△、沈降しないものを×と表示した。 ■  分散性・・・主としてPVA、ADC(重クロム
酸アンモニウム)と界面活性剤とを含む溶液に蛍光体を
添加し、蛍光体スラリーとした状態での分散性を測定し
た。 スラリー中の蛍光体を自然沈降させ、沈降状態を観察し
、沈降しないものから順に、○、△、×で表示した。
【0033】表1に示すように、この方法で表面処理さ
れた蛍光体は、各蛍光体に要求される特性に応じて優れ
た特性を有する。またシリカで表面処理された従来の蛍
光体に比べても優れた特性を有していた。
【0034】またこの発明の方法は、電子管の陰極に塗
布されるエミッター粒子の表面処理にも使用できる。こ
の発明の方法で表面処理されたエミッター粒子は表面が
安定な被膜で被覆されているため、成分の揮発が防止で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】金属アルコラートの反応の一例を示す化学構造
式。
【図2】金属アルコラートの反応の一例を示す化学構造
式。
【図3】金属アルコラートの反応の一例を示す化学構造
式。
【図4】金属アルコラートの反応の一例を示す化学構造
式。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  有機溶媒中に蛍光体を分散状態とし、
    1種または複数の金属アルコラートの加水分解反応を利
    用して、蛍光体粒子の表面を金属酸化物、または金属の
    複合酸化物で被覆することを特徴とする蛍光体の表面処
    理方法。
  2. 【請求項2】  蛍光体を有機溶媒中に分散した蛍光体
    懸濁液に、前記蛍光体100重量部に対し、0.2モル
    /hour以下の割合で金属アルコラートを添加し、同
    時に添加する金属アルコラート1モルに対し0.01〜
    5.0モルの割合で水を添加しながら、蛍光体粒子の表
    面を前記金属アルコラートの酸化物又は複合酸化物で被
    覆することを特徴とする請求項1に記載の蛍光体の表面
    被覆方法。
  3. 【請求項3】  前記金属アルコラートがZr、Sn、
    Ti、Al、In、Ta、Co、V、Sb、Nbよりな
    る群から選ばれた少なくとも一種の金属を含むアルコラ
    ートであることを特徴とする、請求項1または2に記載
    の蛍光体の表面処理方法。
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