JPH0841453A - 希土類酸硫化物蛍光体の製造方法 - Google Patents

希土類酸硫化物蛍光体の製造方法

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JPH0841453A
JPH0841453A JP18001294A JP18001294A JPH0841453A JP H0841453 A JPH0841453 A JP H0841453A JP 18001294 A JP18001294 A JP 18001294A JP 18001294 A JP18001294 A JP 18001294A JP H0841453 A JPH0841453 A JP H0841453A
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JP
Japan
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rare earth
phosphor
earth oxysulfide
particle size
oxysulfide phosphor
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JP18001294A
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Ryuji Adachi
隆二 安達
Chihiro Yoshida
千尋 吉田
Shinsuke Aoki
信介 青木
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Mitsubishi Chemical Corp
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Kasei Optonix Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 粒度分布の改善された希土類酸硫化物蛍光体
を効率的に製造する方法を提供しようとするものであ
る。 【構成】 希土類酸化物原料、アルカリ金属炭酸塩、Al
化合物、及び、S 原料を混合して焼成することを特徴と
する一般式(Ln1-x,Ln' x )2O2S で表される希土類酸硫
化物螢光体の製造方法である。(但し、LnはLa,Y,Gd 及
びLuの中の少なくとも1種、Ln’はEu、Sm及びTbの中の
少なくとも1種であり、xは0.001 ≦x≦0.2 の条件を
満たす数である。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、陰極線管などの蛍光膜
面、特に、ディスプレイ用陰極線管などの高精細でピン
ホールのない緻密な蛍光膜の形成に適した希土類酸硫化
物蛍光体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、焼成による結晶生成によって得ら
れる蛍光体は、比較的広い粒度分布を有し、特に多量の
融剤を用いて焼成するときには、正規分布に近い粒度分
布を有する蛍光体が得られる。そして、光印刷法で蛍光
膜を形成するときには、輝度が高く、緻密な蛍光膜を得
るために、微細粒子や粗大粒子が多量に存在するのは好
ましくない。これらの微細粒子や粗大粒子は必要に応じ
て分級操作により除去されるが、分級操作は作業性が悪
く、収率を低下させ、特に、粗大粒子の生成は所望粒径
の粒子の収率に大きく影響し、また、必ずしも確実に除
去することができない。したがって、高精細陰極線管用
蛍光膜の形成には、不要な微細粒子や粗大粒子、特に粗
大粒子を焼成時に生成させないことが重要となる。
【0003】ところで、希土類酸硫化物蛍光体は、所定
量の希土類化合物を硫黄等の硫化剤、アルカリ金属炭酸
塩等の融剤と共に焼成する方法で製造されているが、希
土類酸化物等の希土類化合物を他の原料と共に焼成して
希土類酸硫化物蛍光体を製造するときには、蛍光体の粒
子成長は硫化剤と融剤と焼成温度の影響を直接に受け、
粒径制御は主に融剤の種類と量及び焼成温度の選択によ
っていた。
【0004】しかし、これらの方法では、蛍光体の中央
粒径の制御は可能であるが、粒度分布を制御することは
できなかった。唯一、粒度分布を制御する方法として、
シード法と称する方法(特開平3−252495号公報
参照)が知られているが、この方法は目的とする蛍光体
と同じ生成物である希土類酸硫化物蛍光体を、別途製造
しなければならず、合計2度の焼成が必要となる。した
がって、1回の焼成で粒度分布を制御することはできな
かった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
記の問題点を解消し、粒度分布の改善された希土類酸硫
化物蛍光体を効率的に製造する方法を提供しようとする
ものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、一般式(Ln
1-x,Ln' x ) 2 3 で表される希土類酸化物又は加熱
により上記一般式の希土類酸化物を生成する化合物若し
くは混合物、アルカリ金属炭酸塩、アルミニウム化合
物、及び、硫黄を含む原料を混合して焼成することを特
徴とする一般式(Ln1-x,Ln’x 2 2 Sで表され
る希土類酸硫化物蛍光体の製造方法である。(但し、L
nはLa、Y、Gd及びLuの中の少なくとも1種、L
n’はEu、Sm及びTbの中の少なくとも1種であ
り、xは0.001≦x≦0.2、好ましくは0.00
5≦x≦0.1の条件を満たす数である。)
【0007】
【作用】本発明者等は、1度の焼成で粒度分布を制御す
る方法について数々の研究を重ねた結果、希土類化合物
を硫化剤、融剤であるアルカリ金属炭酸塩及び特定量の
アルミニウム化合物と混合して焼成することにより、希
土類元素とアルミニウムとの複合酸化物が先に生成し、
この複合酸化物が、希土類酸硫化物蛍光体(Ln 2 2
S)の成長核となって結晶が成長するため、狭い粒径分
布を有する希土類酸硫化物蛍光体が得られることを見出
した。
【0008】即ち、本発明の希土類酸硫化物蛍光体の製
造方法においては、希土類化合物をアルカリ金属炭酸
塩、アルミニウム化合物及び硫化剤を含む混合物と共に
焼成するときに、LnAlO3 、Ln4 Al2 3 、L
3 Al5 12等の希土類アルミン酸塩がまず生成する
ものと考えられる。これらの希土類アルミン酸塩は、い
ずれも約900℃から生成し、その後の希土類酸硫化物
蛍光体の結晶成長時に核となると考えられる。即ち、最
初に生成したこれらの希土類アルミン酸塩の少なくとも
一つが希土類酸硫化物蛍光体の成長核となるため、生成
する蛍光体の粒度分布を狭くして、微細粒子や粗大粒子
を生成させないように作用すると考えられる。したがっ
て、これらの希土類アルミン酸塩の生成条件が蛍光体の
粒度分布を狭くするために重要な因子となる。そこで、
本発明者等は、数々の実験を行った結果、希土類アルミ
ン酸塩の生成にとって好ましい条件として、アルカリ金
属炭酸塩とアルミニウム化合物の共存下で焼成すること
にあることを見出した。
【0009】本発明の希土類酸硫化物蛍光体の製造方法
は、所定量の蛍光体原料、即ち、(1)(Ln1-x,
n' x 2 3 で表される希土類酸化物、又は、希土類
の蓚酸塩、水酸化物等の加熱により該酸化物を生成する
希土類化合物若しくは混合物、(2)Li2 CO3 、N
2 CO3 、K2 CO3 等のアルカリ金属炭酸塩、
(3)塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム等のアルミ
ニウ化合物、及び(4)硫黄粉末等の硫黄原料を必須原
料とし、更に必要に応じて燐酸カリウム等の他の焼成助
剤を加えてこれらを十分に混合し、アルミナ坩堝等の耐
熱性容器に詰めて焼成する。
【0010】なお、蛍光体原料の中、(Ln1-x,Ln'
x 23 は所定量のLn2 3 又は加熱によりLn2
3 に変わり得るLnの化合物と、Ln’23 又は加
熱によりLn’2 3 に変わり得るLn' の化合物を単
に混合してもよいが、これらの希土類化合物の混合物を
可溶性溶媒中に溶解した後、蓚酸、NH4 OH等のアル
カリ等を添加して蓚酸塩、水酸化物等として共沈させこ
れを加熱、分解して(Ln1-X,Ln' X ) 2 3 で表さ
れる希土類酸化物としたものを用いてもよい。
【0011】また、Li2 CO3 、Na2 CO3 、K2
CO3 等のアルカリ金属炭酸塩の配合量は、(Ln1-X,
Ln' x 2 3 100重量部に対し、10〜100重
量部、好ましくは30〜60重量部の範囲が適してい
る。10重量部を下回ると、目的とする希土類酸硫化物
の結晶成長が不十分となったり、蛍光体として有用な粒
子径や発光特性を有する蛍光体が得られず、100重量
部を上回ると、蛍光体としての品質は確保されるもの
の、蛍光体焼成のための設備や焼成容器の劣化を来すの
で好ましくない。
【0012】さらに、アルミニウム化合物の配合量は、
(Ln1-X,Ln' x 2 3 1モルに対して1×10-4
〜1×10-2グラム原子、好ましくは6×10-4〜8×
10 -3グラム原子の範囲が適しており、10-4グラム原
子を下回ると、得られる蛍光体の粒度分布が狭くする効
果が少なく、10-2グラム原子を上回ると、20μmを
越える巨大粒子が増えると共に、得られる蛍光体の発光
輝度が低下する。
【0013】硫黄原料の配合量は、少なくとも化学量論
的に(Ln1-x,Ln’x 2 2 Sなる組成式を満足す
る量よりも多い量が使用される。
【0014】これら原料混合物の焼成は、空気中におい
て、1000〜1300℃、好ましくは1100〜12
00℃の温度範囲で、0.5〜5時間、好ましくは1〜
3時間焼成され、得られた焼成物は塩酸、硫酸等の無機
酸や水で洗浄し、乾燥後、篩分けして所望の希土類酸硫
化物蛍光体を得る。
【0015】なお、本発明の希土類酸硫化物蛍光体の製
造方法において、得られる蛍光体の粒度分布をより狭く
し、粗大粒子や微細粒子の生成を抑制するためには、用
いられる蛍光体原料の中、アルカリ金属炭酸塩とアルミ
ニウム化合物とを予め混合しておき、この混合物を残り
の蛍光体原料である希土類化合物及び硫化剤と混合して
焼成するのがより好ましい。
【0016】
【実施例】
〔実施例1〕Y2 3 を226.0g、Eu2 3 を1
5.1g混合して硝酸に溶解し、次いで、この溶液に蓚
酸を加えて共沈法で蓚酸塩を生成し、この蓚酸塩を10
00℃で60分間焼成して熱分解し、Y2 3 とEu2
3 との混晶酸化物を生成させた。この混晶酸化物にA
lCl3 ・6H2 Oを1.13g(Y2 3 とEu2
3 の総量1モル当り4.48×10-3グラム原子に相当
するアルミニウム含有)を水溶液の状態で混合し、乾燥
した後、これに硫黄104.0g、Na2 CO 3 (融
剤)72.0g及びK3 PO4 (焼成助剤)11.0g
を混合し、アルミナ坩堝に入れ、1200℃で1時間焼
成し、得られた焼成物を水により十分に洗浄した後、1
20℃で10時間乾燥して実施例1の蛍光体を得た。
【0017】〔実施例2〕実施例1の配合原料を用い、
AlCl3 ・6H2 OとNa2 CO3 とを予め十分に混
合した後、これにY2 3 とEu2 3 との混晶酸化
物、硫黄及びK3 PO4 を混合する以外は、実施例1と
同様にして実施例2の蛍光体を得た。
【0018】〔比較例1〕実施例1において、AlCl
3 ・6H2 Oの配合を省略した以外は、実施例1と同様
にして比較例1の蛍光体を得た。
【0019】〔比較例2〕実施例1において、72.0
gのNa2 CO3 の代わりに、36.7gのNaClを
用いた以外は、実施例1と同様にして比較例2の蛍光体
を得た。
【0020】(評価)実施例1、2及び比較例1、2の
蛍光体の粒度分布を測定したところ、表1の結果を得
た。蛍光体原料にアルカリ金属炭酸塩とアルミニウム化
合物を配合して製造した実施例1の蛍光体は、アルミニ
ウム化合物の配合を省略した比較例1の蛍光体、及び、
アルカリ金属炭酸塩を塩化ナトリウムに置換した比較例
2の蛍光体に比べて微細粒子や粗大粒子が少なく、粒度
分布が狭いことが分かる。また、蛍光体原料の調製にお
いて、炭酸ナトリウムと塩化アルミニウムとを予め混合
しておき、これを他の蛍光体原料と共に混合して製造し
た実施例2の蛍光体は実施例1に比べて粒度分布がより
狭いことが分かる。
【0021】なお、表1において、粒度分布の欄に示し
た−log(d84/d50)及び+log(d 16/d50)は、累積
重量分布の比を示したもので、それぞれ小粒子側の粒度
分布の広がり、及び、大粒子側の粒度分布の広がりの程
度を示す指標となる数値である。その数値が小さい程、
粒度分布が狭く微細粒子、粗大粒子がそれぞれ少ないこ
とを意味する。特に、大粒子側の粒度分布の広がりを示
す+log(d16/d50)の値が10%小さくなると、収率
が約2〜4%改善され、さらに、塗布特性も著しく改善
される。−log(d84/d50)の値も小さい方が塗布特性
が良い。
【0022】
【表1】
【0023】〔実施例3〜6及び比較例3〜5〕実施例
1の配合原料において、AlCl3 ・6H2 Oの配合量
のみを表2のように変更した以外、実施例1と同様にし
て実施例3〜6及び比較例3〜5の蛍光体を製造し、そ
れらの蛍光体の粒度分布及び発光輝度を測定した。発光
輝度は、各蛍光体を加速電圧20kVの電子線で励起し
た時の発光輝度について、実施例3の発光輝度を100
とした相対値として示した。
【0024】(評価)表2から分かるように、1×10
-2グラム原子を越える量のAlを添加した実施例7〜9
の蛍光体は、発光輝度は低下したが、粒度分布の狭い蛍
光体が得られた。一方、実施例3〜6の蛍光体は、微細
粒子及び粗大粒子が少なく、発光輝度も優れていること
が分かる。
【0025】
【表2】
【0026】〔実施例10〕実施例1において、22
6.0gのY2 3 に代えて同量のGd2 3 を用い、
15.1gのEu2 3 に代えて1.2gのTb2 3
を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例7の蛍光
体を製造した。
【0027】〔比較例2〕実施例10において、AlC
3 ・6H2 Oの配合を省略した以外は、実施例10と
同様にして比較例2の蛍光体を製造した。
【0028】(評価)実施例10と比較例2の蛍光体の
粒度分布を測定したところ、表3の結果を得た。蛍光体
原料としてアルカリ金属炭酸塩とアルミニウム化合物と
を用いた実施例10の蛍光体は、アルミニウム化合物を
省略した比較例2の蛍光体に比べて粒度分布が狭く、微
細粒子や粗大粒子が少ないことが分かる。
【0029】
【表3】
【0030】〔実施例11〕実施例1〜9において、蛍
光体の付活剤原料としてEuの化合物と共に微量のTb
並びにSmの化合物を共付活剤原料として添加し、実施
例10と同様にして希土類酸硫化物蛍光体を製造したと
ころ、実施例10と同様に粒度分布の狭い蛍光体が得ら
れた。また、LnをLa又はLuに置換した場合におい
ても、得られる蛍光体の粒度分布は上記と同様に狭く、
微細粒子や粗大粒子が少なかった。
【0031】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、微細粒子や粗大粒子の含有率を低下させることが
でき、粒度分布の狭く、発光輝度の優れた希土類酸硫化
物蛍光体を得ることができるようになった。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(Ln1-x,Ln' x ) 2 3 で表
    される希土類酸化物又は加熱により上記一般式の希土類
    酸化物を生成する化合物若しくは混合物、アルカリ金属
    炭酸塩、アルミニウム化合物、及び、硫黄原料を混合し
    て焼成することを特徴とする一般式(Ln1-x,
    n’x 2 2 Sで表される希土類酸硫化物蛍光体の製
    造方法。(但し、LnはLa、Y、Gd及びLuの中の
    少なくとも1種、Ln’はEu、Sm及びTbの中の少
    なくとも1種であり、xは0.001≦x≦0.2の条
    件を満たす数である。)
  2. 【請求項2】 上記アルカリ金属炭酸塩と上記アルミニ
    ウム化合物を予め混合した後、残りの上記原料と混合す
    ることを特徴とする請求項1記載の希土類酸硫化物蛍光
    体の製造方法。
  3. 【請求項3】 上記アルカリ金属炭酸塩の配合量が上記
    の希土類酸化物100重量部に対して10〜100重量
    部であることを特徴とする請求項1記載の希土類酸硫化
    物蛍光体の製造方法。
  4. 【請求項4】 上記アルミニウム化合物の配合量が上記
    の希土類酸化物1モルに対して1×10-4〜1×10-2
    グラム原子であることを特徴とする請求項1記載の希土
    類酸硫化物蛍光体の製造方法。
  5. 【請求項5】 上記希土類酸化物並びに希土類酸硫化物
    の一般式中のxが、0.005≦x≦0.1の範囲にあ
    ることを特徴とする請求項1記載の希土類酸硫化物蛍光
    体の製造方法。
JP18001294A 1994-08-01 1994-08-01 希土類酸硫化物蛍光体の製造方法 Pending JPH0841453A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6268691B1 (en) 1998-08-26 2001-07-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Red emitting phosphor for cathode ray tube
KR100405182B1 (ko) * 2000-07-07 2003-11-12 티디케이가부시기가이샤 형광체박막, 그 제조방법 및 전계발광패널

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