JPH0710975B2 - バリウム―アルミネイト系蛍光体の製造方法 - Google Patents
バリウム―アルミネイト系蛍光体の製造方法Info
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- JPH0710975B2 JPH0710975B2 JP2322602A JP32260290A JPH0710975B2 JP H0710975 B2 JPH0710975 B2 JP H0710975B2 JP 2322602 A JP2322602 A JP 2322602A JP 32260290 A JP32260290 A JP 32260290A JP H0710975 B2 JPH0710975 B2 JP H0710975B2
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Description
−アルミネイト系螢光体に関するものである。
き、物体色が自然に見える尺度)を得るには、波長450n
m(青),540nm(緑),610(赤)nmの3色狭帯域スペク
トルを組み合わせて、黒色のスペクトルに近い発光スペ
クトルを作ることが行なわれている。このため、青から
赤色にわたり、種々の螢光体が必要となる。
起されて450nmに発光波長のピーク(以下単にピークと
いう)を有するバリウム−マグネシウム−アルミネイト
系螢光体が用いられている。また、青緑色発光を得るた
めに、ユーロピウムで付活された(母材結晶中に発光原
因となる発光中心を組み込むために添加されるイオンを
付活剤という)バリウム−マグネシウム−アルミネイト
系螢光体、例えばBa Mg2 Al14 O24:Eu2+を、更に2
価のマンガンで供付活してサブピーク(マンガンの付加
により緑色のサブピークが生じる)を利用したり、490n
m付近にピークをもつ螢光体を添加する等のことが行な
われている。
ウム−マグネシウム−アルミネイト系螢光体としては、
例えば特公昭58−22496号公報に開示されたものがあ
り、ユーロピウムだけで付活されたものに比べて、劣化
が少ないとされている。
のために、バリウム−マグネシウム−アルミネイト系螢
光体をユーロピウムとマンガンの供付活としたり、異な
る波長にピークを有する螢光体を添加したりすると、青
色領域の発光強度の低下をもたらすという問題点があっ
た。
い演色性を得ることができ、かつ、従来に比べて青色領
域の発光強度の向上を図ることのできる青色螢光体を提
供することを目的とするものである。
価のユーロピウム及び2価のマンガンで供付活されたバ
リウム−アルミネイト系螢光体において、式中x,y,zを 1.20≦x≦1.29,5.00≦y≦7.00,0.005≦z≦0.20 の範囲としたことによって上記の課題を達成しており、
Ba,Ca,Eu及びMnの総和に対するCaのモル濃度を7〜9mol
%とすることが好ましい。また、本発明のバリウム−ア
ルミネイト系螢光体は、バリウム,カルシウム,ユーロ
ピウム,マンガン及びアルミニウムの化合物からなる原
料中にフラックスとしてをホウ酸を添加して大気中で焼
成した後、得られた酸化物の混合物を粉砕し、しかる
後、還元性雰囲気中で焼成することにより製造される。
することが好ましい。
系螢光体よりやや短波長側にピークを有するバリウム−
ヘキサアルミネイト系螢光体x(Ba,Ca)O,6Al2O3:Eu
2+に着目し、演色性を改善するために、2価のマンガン
との供付活とした。
ついて、発光強度は 1.26<1.27<1.28<1.29 とx=1.29で最大となり、1.30で急速に低下することを
見い出し、xの範囲を1.20〜1.29、好ましくは1.26〜1.
29とした。
ン中のカルシウムのモル濃度に着目し、これを7〜9mol
%とすることで青色領域の発光強度の向上を図った。
明する。
螢光体1.29BaO・6Al2O3:Eu2+の発光スペクトルは、波
長390nmから立上がり450nmをピークとして長波長域650n
mあたりまでなだらかな下降曲線を示す。従って、発光
色の中に緑成分が多く、波長254nmの水銀線で励起した
場合、白色に近い青色となる。そこで、本発明では、結
晶中のEu2+を短波長416nmにピークをもち、長波長の発
光域が少ないカルシウムで一部置換することにより、44
3nmに強いピークをつくるようにしている。この際、バ
リウム,カルシウム,ユーロピウムの総和に対するカル
シウムのモル濃度が7〜9mol%の範囲にあるとき、波長
443nmの発光強度が高く、10mol%を超えると紫の発光が
入り、青色発光強度は低下する。
ルシウムはそのままではアルミネートの中になかなか入
りにくいという問題があるが、本発明では、原料中にホ
ウ酸を添加することによって、バリウム中のカルシウム
による置換を促進している。
量添加すると、青色領域の発光強度は更に向上する。
塩,ハロゲン化物など高温で分解して、酸化物になりう
るものが使用できる。具体的には、炭酸バリウム(BaCO
3),フツカカルシウム(CaF2),酸化ユーロピウム(E
u2O3),酸化アルミニウム(Al2O3),塩化アルミニウ
ム(AlCl36H2O),フッ化イットリウム(YF3)等を用い
ることができる。
50℃〜1300℃が好ましく、次いで還元雰囲気中にて焼成
するときの温度は1300℃〜1500℃の範囲内が好ましい。
還元焼成を効率良く行なうためには、ALF3をごく少量添
加すると良い。
いてユーロピウム量を固定し、カルシウムとバリウムの
濃度を変えて発光特性を検討した結果を以下に述べる。
発光特性は第2表に示す。また、第1図に各試料の発光
スペクトルを示し、第2図にカルシウム,バリウムの濃
度比と相対発光強度の関係をす。なお、表中、IPは各螢
光体の発光エネルギーの最も高ところで比較した相対発
光強度であり、Re1.Yは螢光体の発光を視感度補正した
数字で発光強度を示す。また、H.Wは半値幅であり、ラ
ンプ用螢光体の場合、光量及び演色効果の増大の重要な
要件となる。
の試料1(ユーロピウムは一定量含有)から、試料2,3,
4とバリウム量が増すにつれて青色領域の発光強度が増
大し、カルシウム濃度8%で最大となり、半値幅も小さ
くなって鋭いピークが生じる。しかし、更に、バリウム
の含有量を増して試料5のようにバリウム100%(ユー
ロピウムは一定量含有)とすると、発光強度は低下し、
半値幅も増大して長波長域側に裾をひいたスペクトルと
なってしまう。
が、バリウム100%の試料5は色度座標上他の試料とか
け離れたところにある。これは、前述したように試料5
では発光スペクトルが長波長域(390〜650nm)に裾を引
いているためであり、発光色は白色に近い色に見える。
試料4及びカルシウム濃度8%の基準試料で青色を示
し、カルシウム100%の試料1では紫色の発光を示す。
強度が変動し、8mol%付近で青色発光が最大となること
がわかる。
に、1.29(Bap,Caq,Eu0.1)O・6Al2O3で示される螢光
体について( )内の金属の濃度の割合をユーロピウム
を10mol%に固定し、カルシウム濃度を2.5〜9.0mol%の
範囲で変動させ、螢光体の発光特性を調べた。
度(カルシウム濃度8mol%の強度を100%とする)の関
係を第4図に示す。
青色の発光強度が高くなっており、カルシウム濃度が5m
ol%及び9mol%以上では発光強度が不足である。また、
カルシウム濃度2.5mol%ではカルシウム濃度8mol%の場
合の88.5%の発光強度しかなく、色度座標からわかるよ
うに短波長域に裾をひいたスペクトルとなる。
る。
造した螢光体1.29(Ba0.82,Ca0.08,Eu0.1)O・6Al2O3
と、ホウ酸を添加しないで製造した螢光体について発光
特性を調べた。
光スペクトルを示すグラフである。
発光強度が低下し、青色発光強度が向上していることが
わかる。
82:0.08:0.1であるとき、ホウ酸によって、ある種の結
晶場内の電子やりとり(例えば酸素イオンの欠落等によ
る)がなされるものと考えられる。
イト螢光体を試作するに先立って、ユーロピウム単付活
のバリウム−ヘキサ−アルミネイト螢光体を試作した例
を実施例4,5に示す。
℃で5時間大気中で分解焼成したのち、得た酸化物をボ
ール・ミルでよく粉砕した。この粉末をアルミナトレイ
に充填して、再び1350℃〜1500℃の範囲内で数時間還元
焼成した。このようにして得られた蛍光体の組成は、次
の通りである。
リウム−マグネシウム−アルミネイト蛍光体(Ba0.90Eu
0.1)Mg1.6,Al11O19.1の発光ピーク高さと比べて106%と
明らかに向上が認められた。
た。この蛍光体の組成はつぎの通りである。
ウム−マグネシウム−アルミネイト蛍光体(Ba0.9Eu0.1)
Mg1.6,Al11O20の発光ピーク高さと比べて105%と明らか
に向上が認められた。
0.82Ca0.08)0.6Al2O3:Eu2+を、2価のマンガンとの供
付活とし、マンガンの濃度を変化させた場合の発光スペ
クトルを測定した。この結果を第6図に示す。また、こ
の際のピーク強度等の諸特性を第4表に、色度座標の変
化を第7図に示す。更に第5表は、マンガン濃度変化に
よるピーク位置の移りかた、及びサブピークの強さをま
とめたものである。
てマンガンの量を変えた場合、その量が試料No.3程度で
あれば、443nmのメインピークは強い。しかし、マンガ
ンモル濃度が0.05mol%以上ともなるとサブピークがし
だいに517nmにシフトしてくる。これによって、メイン
ピークが影響をうけ短波側に移動する。試料No.6になる
と、メインピークが入れ替わって、ユーロピウムによる
発光波長がサブピークとなり、発光色としては青緑色を
呈する。
強度を、ユーロピウム単付活の青色発光強度を100%と
してその85%以上とするには、バリウムに置換えるマン
ガン濃度zは、 青色発光 0<z<0.0015モル 青緑発光 0.005<z<0.20モル が有効な範囲である。
置はほぼ517nmにあり、マンガンMn2+の緑色発光はユー
ロピウムEu2+のエネルギーによって得られるのであるか
ら、マンガン濃度を高めると、当然第4表及び第6図に
示されるように青色発光は減衰してゆくことになる。青
緑色発光を得ようとすればこの事を利用すればよく、マ
ンガン濃度の設定によって、色度座標の値を調整でき
る。
−ヘキサアルミネイト螢光体の実施例を示す。
した。この蛍光体の組成はつぎの通りである。
ガン濃度を実施例と同一にした2価のユーロピウムおよ
び2価のマンガンによる共付活のバリウム・マグネシウ
ム・アルミネイト蛍光体(Ba0.9Eu0.1)(Mg1.595Mn0.005)
Al11O19.1の発光ピーク高さと比べて104%と明らかに向
上が認められた。
した。この蛍光体の組成はつぎの通りである。
ガン濃度を実施例と同一にした2価のユーロピウム及び
2価のマンガンによる共付活のバリウム−マグネシウム
−アルミネイトの蛍光体(Ba0.9Eu0.1)(Mg1.595Mn0.005)
O,5.5Al2O3の発光ピークの高さと比べて103.5%と明ら
かに向上が認められた。
2O3)に微量の塩化アルミニウム(AlCl3・6H2O)を添加
として使用することの効果を確認する。
O,6Al2O3の蛍光体を作成する際に、アルミニウム源とし
て、酸化アルミニウム(Al2O3)に微量の塩化アルミニ
ウム(AlCl3・6H2O)を添加(0.005/Almol%)する操作
と、ホウ酸(H3BO3)をフラックスとして添加(0.005
g)する操作とを組み合わせて得られた蛍光体の発光特
性を示す。
発光の効率は向上せず、しかも、塩化アルミニウムを微
量添加した場合には、ホウ酸単独のものよりも、青色領
域の発光強度は更に向上することが確認された。
ト系螢光体中のカルシウム濃度を特定の範囲とするとと
もに、フラックスとしてホウ酸を用いることによって、
従来のバリウム−マグネシウム−アルミネイト系螢光体
に比べて青色発光強度を向上させ、ユーロピウムとマン
ガンの供付活とすることにより、発光波長の微調整して
演色効果を高めている。即ち、本発明によれば、高い発
光強度と優れた演色性を合わせもつ青色螢光体を実現で
き、かかる螢光体は、3波長螢光ランプに好適に用いら
れる。
ムの濃度を変えて製造した各螢光体の発光スペクトルを
示すグラフ、第2図はバリウムとカルシウムの濃度比と
相対発光強度の関係を示すグラフ、第3図はカルシウム
濃度を変えた各螢光体の色度座標を示す色度図、第4図
はカルシウム濃度と相対発光強度の関係を示すグラフ、
第5図はホウ酸の有無による発光スペクトルの違いを示
すグラフ、第6図は、ユーロピウム及びマンガン供付活
バリウム−ヘキサ−アルミネイト蛍光体においてマンガ
ンの濃度を変化させた場合の発光スペクトルを示す図、
第7図(a),(b)はマンガン濃度による色度座標の
変化を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】バリウム(Ba),カルシウム(Ca),ユー
ロピウム(Eu),マンガン(Mn)及びアルミニウム(A
l)の化合物からなる原料を大気中で焼成した後、得ら
れる酸化物の混合物を粉砕し、しかる後、還元性雰囲気
中で焼成することにより2価のユーロピウム及び2価の
マンガンで供付活された次の一般式で示されるバリウム
−アルミネイト系蛍光体を製造するに際して、 一般式x(Ba,Ca)O,yAl2O3:Eu2+・zMn2+ (但し、式中x,y,zが、1.20≦x≦1.29,5.00≦y≦7.0
0,0.005≦z≦0.20であり、バリウム(Ba),カルシウ
ム(Ca),ユーロピウム(Eu),及び,マンガン(Mn)
の総和に対するカルシウム(Ca)のモル濃度が7〜9mol
%である) 前記アルミニウム化合物として、酸化アルミニウム(Al
2O3)に微量の塩化アルミニウム(AlCl3・6H2O)を添加
し、 前記原料中に、フラックスとしてホウ酸を添加すること
を特徴とするバリウム−アルミネイト系蛍光体の製造方
法。 - 【請求項2】前記ホウ酸の濃度が原料全体に対して約0.
23wt%であることを特徴とする請求項1記載のバリウム
−アルミネイト系蛍光体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2322602A JPH0710975B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | バリウム―アルミネイト系蛍光体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2322602A JPH0710975B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | バリウム―アルミネイト系蛍光体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04198390A JPH04198390A (ja) | 1992-07-17 |
| JPH0710975B2 true JPH0710975B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=18145542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2322602A Expired - Lifetime JPH0710975B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | バリウム―アルミネイト系蛍光体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0710975B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3008899U (ja) * | 1994-08-04 | 1995-03-20 | 根本特殊化学株式会社 | 避難誘導灯 |
| JP4157324B2 (ja) * | 2001-08-13 | 2008-10-01 | 化成オプトニクス株式会社 | アルカリ土類アルミン酸塩蛍光体、蛍光体ペースト組成物及び真空紫外線励起発光素子 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7214860A (ja) * | 1972-11-03 | 1974-05-07 | ||
| JPS5445685A (en) * | 1978-08-23 | 1979-04-11 | Dainippon Toryo Co Ltd | Fluorescent lamp |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP2322602A patent/JPH0710975B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04198390A (ja) | 1992-07-17 |
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