JPH0841454A - 希土類酸硫化物蛍光体発光組成物 - Google Patents

希土類酸硫化物蛍光体発光組成物

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JPH0841454A
JPH0841454A JP18137494A JP18137494A JPH0841454A JP H0841454 A JPH0841454 A JP H0841454A JP 18137494 A JP18137494 A JP 18137494A JP 18137494 A JP18137494 A JP 18137494A JP H0841454 A JPH0841454 A JP H0841454A
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phosphor
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rare earth
oxysulfide phosphor
earth oxysulfide
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JP18137494A
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Kunihiko Yoneshima
邦彦 米島
Hiroyasu Yamada
裕康 山田
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Mitsubishi Chemical Corp
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Kasei Optonix Ltd
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Abstract

(57)【要約】 希土類酸硫化物蛍光体発光組成物 【目的】 加速電圧が数KV以下、特に数百V 以下の低速
電子線励起により実用レベルの高輝度な赤色発光を示
す、Cdを含有しない希土類酸硫化物蛍光体発光組成物を
提供しようとするものである。 【構成】 下記組成式で表される酸硫化イットリウム系
螢光体に導電性物質を混合または付着させてなる希土類
酸硫化物蛍光体発光組成物。 (Y1-x-y-z,Lax,Lny,Tbz 2 2 S:kM (但し、LnはEu及び/又はSm、M はSi、Ge、Sn、Pb、T
i、Zr及びHfの中の少なくとも1種であり、x,y,z 及びk
はそれぞれ0.001 ≦x ≦0.035 、0.001 ≦y ≦0.20、z
=0 又は10-6≦z ≦10-4、及び、0 <k ≦0.5 なる条件
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、加速電圧が数kV、特
に数百V以下の低速電子線励起により高輝度の赤色発光
を示す希土類酸硫化物蛍光体発光組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、加速電圧が数KV以下、特に
数百V以下の低速電子線励起によって高輝度に発光する
発光材料として、青緑色に発光するZnO:Zn蛍光体
やCdSの固溶量によって発光色を青色から緑色、黄
色、さらには、赤色まで随意に変えることのできる(Z
1-x,Cdx )S:Ag(0≦x≦1)蛍光体にIn2
3 、ZnO、SnO2 等の導電性物質を混合又は付着
させた発光組成物がよく知られている。これらの発光材
料を蛍光膜として用いた蛍光表示管は、VTR、電子レ
ンジ等の電気製品や車載用等の表示素子として広く使用
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの発光
材料の中、(Zn1-x,Cdx )S:Ag蛍光体を用いた
発光組成物はZnS:Ag蛍光体(上記式でx=0の場
合)を除いて特定化学物質であるCdを含有するため、
発光組成物の製造及びその取扱い上、公害防止措置をと
る必要があり、また、蛍光表示管についても使用済み品
を廃棄する時、産業廃棄物として取扱われるため、廃棄
処分に際しても多くの費用がかかる等の問題があった。
【0004】ところで、導電性物質と混合又は付着させ
て発光組成物として用いる蛍光体の中で、Cdを含有し
ない、青、緑及び黄色発光の主な蛍光体は、上記のZn
S:Ag蛍光体(青色発光)、ZnO:Zn蛍光体(青
緑色発光)の外に、ZnS:Cu,Al(緑色発光)、
ZnS:Au,Al(黄色発光)等があり、また、赤色
発光蛍光体としてはユ−ロピウム付活酸硫化イットリウ
ム蛍光体(Y2 2 S:Eu)が代表的であるが、Y2
2 S:Eu蛍光体と導電性物質からなる赤色発光の発
光組成物は発光輝度が低いため、これを蛍光表示管の蛍
光膜として用いた場合、視認性が悪く実用化レベルには
到っていない。そのため、Cdを含まず、しかも低速電
子線励起によってより高輝度の赤色発光を示す発光材料
の開発が望まれていた。
【0005】本発明は、上記の問題点を解消し、加速電
圧が数KV以下、特に数百V以下の低速電子線励起によ
り実用レベルの高輝度な赤色発光を示す、Cdを含有し
ない希土類酸硫化物蛍光体発光組成物を提供しようとす
るものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、次のとおりで
ある。 (1) 下記組成式で表される酸硫化イットリウム系蛍光体
に導電性物質を混合又は付着させてなる希土類酸硫化物
蛍光体発光組成物。 (Y1-x-y,Lax,Lny 2 2 S:kM (但し、LnはEu及び/又はSm、MはSi、Ge、
Sn、Pb、Ti、Zr及びHfの中の少なくとも1種
であり、x、y及びkはそれぞれ0.001≦x≦0.
035、0.001≦y≦0.20、及び、0<k≦
0.5なる条件を満たす数である)
【0007】(2) 下記組成式で表される酸硫化イットリ
ウム系蛍光体に導電性物質を混合又は付着させてなる希
土類酸硫化物蛍光体発光組成物。 (Y1-x-y-z,Lax,Lny,Tbz 2 2 S:kM (但し、LnはEu及び/又はSm、MはSi、Ge、
Sn、Pb、Ti、Zr及びHfの中の少なくとも1種
であり、x、y、z及びkはそれぞれ0.001≦x≦
0.035、0.001≦y≦0.20、10-6≦z≦
10-4、及び、0<k≦0.5なる条件を満たす数であ
る)
【0008】(3) 上記k値が5×10-6≦k≦5×10
-2の範囲にあることを特徴とする上記(1) 又は(2) 記載
の希土類酸硫化物蛍光体発光組成物。
【0009】(4) 上記希土類酸硫化物蛍光体発光組成物
の全量に対して、5〜30重量%の上記導電性物質と上
記酸硫化イットリウム系蛍光体とを混合してなる上記
(1) 〜(3) のいづれか1つに記載の希土類酸硫化物蛍光
体発光組成物。
【0010】(5) 上記希土類酸硫化物蛍光体発光組成物
の全量に対して、1〜25重量%の上記導電性物質を上
記酸硫化イットリウム系螢光体の表面に付着させてなる
上記(1) 〜(3) のいずれか1つに記載の希土類酸硫化物
蛍光体発光組成物。
【0011】
【作用】本発明者等は、先に低速電子線励起下で高輝度
の発光を呈する発光組成物として、特定量のランタン
(La)を含有する酸硫化イットリウム蛍光体(以下、
「酸硫化イットリウム系蛍光体」という)に導電性物質
を混合又は付着させてなる発光組成物を提案した(特願
平6−103752号参照)。そして、上記目的のた
め、導電性物質と混合又は付着させて使用する螢光体に
ついて更に研究をすすめたところ、酸硫化イットリウム
系螢光体に、Si、Ge、Sn、Pb、Ti、Zr、H
f等の、特定の4価金属を含有させると、加速電圧が数
KV以上の高速電子線励起下では発光輝度がほとんど変
化しないのに、この蛍光体に導電性物質を混合又は付着
させ、加速電圧が数kV以下の低速電子線で励起すると
きに、高輝度の発光を呈することを見出した。
【0012】以下、本発明の発光組成物の製造方法につ
いて詳述する。本発明の発光組成物の構成成分の一方で
ある(Y1-x-y,Lax,Lny 2 2S:kM蛍光体、
並びに、(Y1-x-y-z,Lax,Lny,Tbz 2 2 S:
kM蛍光体は、それぞれ所定量のY2 3 等のY化合
物、La2 3 等のLa化合物、Eu2 3 等のEu化
合物、Sm2 3 等のSm化合物及びTb2 3 等のT
b化合物と、SiO2 、GeO2 、SnO2 、Pb
2 、TiO2 、ZrO2 、HfO2 等のSi、Ge、
Sn、Pb、Ti、Zr及びHfの化合物の少なくとも
1つに加えて、硫黄(S)等の硫化剤とNa2 CO3
3 PO4 等の融剤を混合し、1000〜1300℃の
温度で30〜120分間焼成することによって製造する
ことができる。
【0013】なお、これらの(Y1-x-y,Lax,Lny
2 2 S:kM蛍光体、又は、(Y 1-x-y-z,Lax,Ln
y,Tbz 2 2 S:kM蛍光体を導電性物質と混合又
は付着させて発光組成物とするときには、高発光輝度を
維持するために、(Y1-x-y,Lax,Lny 2 2 S:
kM蛍光体のLaの含有量(x)及びLnの含有量
(y)は、0.001≦x≦0.035及び0.001
≦y≦0.20、好ましくは0.005≦x≦0.03
0及び0.01≦y≦0.10の範囲が適しており、ま
た、(Y1-x-y-z,Lax,Lny,Tbz 2 2 S:kM
螢光体の場合はLaの含有量(x)、Lnの含有量
(y)及びTbの含有量(z)は、 0.001≦x≦
0.035、0.001≦y≦0.20及び1×10-6
≦z≦1×10 -4、好ましくは0.005≦x≦0.0
30、0.01≦y≦0.10及び2×10-6≦z≦5
×10-5の範囲が適している。
【0014】本発明の発光組成物のもう一方の構成成分
である導電性物質は、従来の発光組成物の場合と同様に
In2 2 、ZnO、SnO2 、TiO2 、WO3 、N
25 等の導電性金属酸化物やCdS、In2 S、L
2 S、Cu2 S等の導電性金属硫化物が使用され得る
が、得られる発光組成物の発光輝度等の点からは導電性
金属酸化物を用いるのが好ましく、その中でも特にIn
2 3 を用いるのがより好ましい。
【0015】これらの導電性物質は蛍光体と任意の混合
手段により単に機械的に混合するか、バインダ−等を用
いて蛍光体表面に付着して本発明の発光組成物を得るこ
とができる。具体的には、ゼラチン、アラビアゴム等の
接着剤を用いる方法(特公昭54−3677号公報)、
静電塗布法(特公昭54−44275号公報)、エチレ
ンセルロ−ス、ニトロセルロ−ス等の有機バインダ−を
用いる方法(特公昭62−33266号公報)などの方
法で蛍光体粒子表面に導電性物質を付着させることがで
きる。
【0016】導電性物質の混合割合は、発光組成物の発
光輝度を考慮して決定される。蛍光体と導電性物質とを
単に混合する場合、導電性物質の混合量は発光組成物の
全量に対して5〜30重量%、好ましくは10〜25重
量%の範囲が適している。一方、導電性物質を蛍光体表
面に付着させる場合、その付着量は発光組成物の全量に
対して1〜25重量%、好ましくは5〜20重量%の範
囲が適している。
【0017】図1は、本発明の発光組成物におけるSn
の含有量と相対発光輝度との関係を示したグラフであ
る。曲線Aは、Euを付活剤として用い、Snを含有さ
せた(Y0.957 ,La0.02,Eu0.023 2 2 S:k
Sn蛍光体に導電性物質として18%のIn2 3 を混
合してなる発光組成物に対し、加速電圧60Vの低速電
子線を照射した時の、Snの含有量(k)と発光輝度と
の相関を示すグラフである。曲線Bは、In2 3 の混
合を省略した上記の蛍光体に対し、加速電圧12KVの
高速電子線を照射した時の、蛍光体中に含まれるSnの
含有量(k)と発光輝度との関係を例示するグラフであ
る。図中の相対発光輝度は、Snを含まない
(Y0.957 ,La0.02,Eu0.023 2 2 S蛍光体の
発光輝度を100とした時の相対値で示してあり、曲線
Aと曲線Bの絶対値は相互には比較できない。
【0018】図1から分かるように、In2 3 の混合
を省略した蛍光体(曲線B)は、Snの含有量(k)が
変わっても高速電子線励起下で発光輝度がほとんど変わ
らないのに対し、この蛍光体にIn2 3 を混合してな
る発光組成物は、低速電子線で励起すると、Sn含有量
(k)が酸硫化イットリウム系螢光体1モルに対し、5
×10-1グラム原子以下、即ち、0<k≦0.5の範囲
にある時、Snを含有しない蛍光体(k=0)を用いた
発光組成物より発光輝度が向上し、特にSn含有量
(k)が、5×10-6≦k≦5×10-2の範囲にある
時、発光輝度がより向上することが分かる。
【0019】図1には、4価金属元素としてSnを含有
する酸硫化イットリウム系蛍光体を用いた発光組成物に
ついて例示したが、Snの代わりにSi、Ge、Pb、
Ti、Zr並びにHfを含有する酸硫化イットリウム系
蛍光体を用いた発光組成物についても、Snと同様の範
囲で発光輝度が向上し、低速電子線励起下でより高輝度
の発光を示すことが確認された。
【0020】また、図1には(Y0.957 ,La0.02,E
0.023 2 2 S:kSn蛍光体に18重量%のIn
2 3 を混合してなる発光組成物について、Sn含有量
(k)と低速電子線励起下での発光輝度との関係につい
て示したが、In2 3 の混合量を変化させた場合、I
2 3 を蛍光体に付着させた場合、酸硫化イットリウ
ム系螢光体のEu付活量(y)及びLaの含有量(x)
を変化させた場合、In2 3 以外の導電性物質を用い
た場合、及び、蛍光体として(Y1-x-y-z La x ,Ln
y Tbz 2 2 S:kM螢光体を用いた場合において
も、酸硫化イットリウム系蛍光体中の4価金属元素の含
有量(k)と、得られる発光組成物の低速電子線励起下
での発光輝度との間には図1と類似の相関が認められ
た。
【0021】さらに、付活剤(Ln)としてSmを用い
た酸硫化イットリウム系蛍光体は、Sm添加による赤橙
色発光を示す発光組成物が得られる以外、蛍光体の組成
と得られる発光組成物の発光輝度特性との間には、付活
剤(Ln)としてEuを用いた発光組成物の場合とほぼ
同様の相関が認められた。なお、本発明の発光組成物
は、加速電圧数百V〜数kVの電子線による励起下にお
いても十分高輝度の発光を示すので、蛍光表示管用蛍光
膜の外に、フィ−ルドエミッションディスプレイ用蛍光
膜等にも利用できる。また、加速電圧数kVの電子線励
起下においては、導電性物質を混合又は付着させなくて
も高輝度の発光を示す。
【0022】
【実施例】
(実施例1〜7) Y2 3 216. 0 g La2 3 6. 52g Eu2 3 . 10g SnO2 . 301g S 101 g Na2 CO3 70. 4 g K3 PO4 11. 0 g 上記原料を充分に混合し、アルミナ坩堝に詰めて110
0℃で1時間焼成した後、得られた焼成物を水で洗浄
し、濾過し、120℃で16時間乾燥した後、篩い分け
し粒子径を揃え、組成式(Y0.957 ,La0.02,Eu
0.023 2 2 S:(0.002 )Snで表わされる酸硫化
イットリウム・ランタン蛍光体(蛍光体[1])を得
た。
【0023】次に、この蛍光体[1]82gとIn2
3 18gとをボ−ルミルを用いて充分に混合して発光組
成物(発光組成物[1])を製造した。これとは別に、
0.301gのSnO2 に代えて、それぞれ0.541
gのSiO2 、0.418gのGeO2 、0.239g
のPbO、0.40gのTiO 2 、0.185gのZr
2 、又は0.211gのHfO2 を用いた以外、上記
蛍光体[1]と同様にして、蛍光体[2]〜[7]を製
造した。次にこれら6種類の各蛍光体(蛍光体[2]〜
[7])82gをそれぞれ18gのIn2 3 と共にボ
−ルミルを用いて充分に混合して6種類の発光組成物
(発光組成物[2]〜[7])を製造した。
【0024】(比較例1)実施例1の蛍光体原料からS
nO2 を省略した以外は実施例1と同様にして酸硫化イ
ットリウム・ランタン蛍光体(蛍光体[R1])を得
た。次に蛍光体[1]に代えてこの蛍光体[R1]を用
いる以外は実施例1の発光組成物[1]と同様にして発
光組成物[R1]を製造した。次いで、このようにして
得られた発光組成物[1]〜[7]、[R1]に加速電
圧60Vの低速電子線を照射し、その発光輝度を測定し
て表1に示した。
【0025】
【表1】
【0026】(実施例8)実施例1において、蛍光体原
料として8.10gのEu2 3 に代え、7. 04gの
Eu2 3 を用い、さらに、1. 05gのSm2 3
加えた以外、実施例1と同様にして組成式(Y0.957
La0.020 ,Eu0.02,Sm0.003 2 2 S:(0.002)
Snで表される酸硫化イットリウム・ランタン蛍光体
(蛍光体[8])を得た。次に、蛍光体[1]に代えて
この蛍光体[8]を用いる以外、実施例1と同様にして
発光組成物(発光組成物[8])を製造した。
【0027】(比較例2)実施例8において、蛍光体原
料のSnO2 を省略した以外は実施例8と同様にして組
成式(Y0.957 ,La0.020 ,Eu0.02,Sm0.003
2 2 Sで表される酸硫化イットリウム・ランタン蛍光
体(蛍光体[R2])を得た。次に、蛍光体[8]に代
えてこの蛍光体[R2]を用いる以外は実施例8と同様
にして発光組成物(発光組成物[R2])を製造した。
【0028】(評価)上記の発光組成物[8]及び発光
組成物[R2]にそれぞれ加速電圧60Vの低速電子線
を照射し、発光輝度を比較したところ、発光組成物
[8]の発光輝度は発光組成物[R2]の1.40倍で
あった。
【0029】(実施例9)実施例1において、蛍光体原
料として8.10gのEu2 3 に代えて8.08gの
Eu2 3 を用い、更に0. 0183g のTb2 3
用いる以外は実施例1と同様にして組成式(Y0.957
La0.020 ,Eu0.02295 ,Tb0.000052 2 S:
(0.002)Snで表される酸硫化イットリウム・ランタン
蛍光体(蛍光体[9])を得た。次に、蛍光体[1]に
代えてこの蛍光体[9]を用いて実施例1と同様にして
を発光組成物(発光組成物[9])を製造した。
【0030】(比較例3)実施例9において、蛍光体原
料のSnO2 を省略した以外は実施例9と同様にして組
成式(Y0.957 ,La0.020 ,Eu0.02995 ,Tb
0.00005 2 2 Sで表される酸硫化イットリウム・ラ
ンタン蛍光体(蛍光体[R3])を得た。次に、蛍光体
[9]に代えてこの蛍光体[R3]を用いて実施例9と
同様にしてを発光組成物(発光組成物[R3])を製造
した。
【0031】(評価)上記の発光組成物[9]及び発光
組成物[R3]にそれぞれ加速電圧60Vの低速電子線
を照射し、発光輝度を比較したところ、発光組成物
[9]の発光輝度は発光組成物[R3]の1.35倍で
あった。
【0032】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、特定量の4価金属を含有する酸硫化イットリウム
系蛍光体と導電性物質からなる発光組成物において、加
速電圧数kV以下、特に数百V以下の低速電子線励起下
で高輝度の赤色発光を示し、蛍光表示管の蛍光膜、フィ
−ルドエミッションディスプレイ、その他の電子ディス
プレイ用の蛍光膜に適した発光組成物を提供できるよう
になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の発光組成物の構成成分である(Y
0.957 ,La0.02,Eu0.023 22 S:kSn蛍光
体中のSnの含有量(k)と該発光組成物の相対発光輝
度との関係を示すグラフである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記組成式で表される酸硫化イットリウ
    ム系螢光体に導電性物質を混合又は付着させてなる希土
    類酸硫化物蛍光体発光組成物。 (Y1-x-y,Lax,Lny 2 2 S:kM (但し、LnはEu及び/又はSm、MはSi、Ge、
    Sn、Pb、Ti、Zr及びHfの中の少なくとも1種
    であり、x、y及びkはそれぞれ0.001≦x≦0.
    035、0.001≦y≦0.20、及び、0<k≦
    0.5なる条件を満たす数である)
  2. 【請求項2】 下記組成式で表される酸硫化イットリウ
    ム系蛍光体に導電性物質を混合又は付着させてなる希土
    類酸硫化物蛍光体発光組成物。 (Y1-x-y-z,Lax,Lny,Tbz 2 2 S:kM (但し、LnはEu及び/又はSm、MはSi、Ge、
    Sn、Pb、Ti、Zr及びHfの中の少なくとも1種
    であり、x、y、z及びkはそれぞれ0.001≦x≦
    0.035、0.001≦y≦0.20、10-6≦z≦
    10-4、及び、0<k≦0.5なる条件を満たす数であ
    る)
  3. 【請求項3】 上記k値が5×10-6≦k≦5×10-2
    の範囲にあることを特徴とする請求項1又は2記載の希
    土類酸硫化物蛍光体発光組成物。
  4. 【請求項4】 上記希土類酸硫化物蛍光体発光組成物の
    全量に対して、5〜30重量%の上記導電性物質と上記
    酸硫化イットリウム系蛍光体とを混合してなる請求項1
    〜3のいづれか1項に記載の希土類酸硫化物蛍光体発光
    組成物。
  5. 【請求項5】 上記希土類酸硫化物蛍光体発光組成物の
    全量に対して、1〜25重量%の上記導電性物質を上記
    酸硫化イットリウム系蛍光体の表面に付着させてなる請
    求項1〜3のいずれか1項に記載の希土類酸硫化物蛍光
    体発光組成物。
JP18137494A 1994-08-02 1994-08-02 希土類酸硫化物蛍光体発光組成物 Pending JPH0841454A (ja)

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