JPS604855B2 - けい光体 - Google Patents

けい光体

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JPS604855B2
JPS604855B2 JP54036887A JP3688779A JPS604855B2 JP S604855 B2 JPS604855 B2 JP S604855B2 JP 54036887 A JP54036887 A JP 54036887A JP 3688779 A JP3688779 A JP 3688779A JP S604855 B2 JPS604855 B2 JP S604855B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、二価のユウロピウムで付活された主として青
色領域に発光スペクトル分布を有するハロリン酸塩けし
、光体及びその製造方法に関する。
従来、二価のユウロピウムで付活されたハロリン酸塩け
し、光体は、特公昭46−40604号又は椿公昭48
一3315y号などに記載されているようにアパタィト
の母体結晶構造を有し、一般式aM3(P04)2・b
M′X2、ただしM、M′は、アルカリ士類金属、×は
、ハロゲン元素を表わし、a/b=3、で表わされるも
のである。すなわちこのけし、光体は、正リン酸塩とハ
ロゲン化合物のモル比が3:1の組成に二価のユウロピ
ウムが付活されたものであり、添加剤としてアンチモン
、鉛、カドミウムなどが有効であるとしている。しかし
ながら、これら従来のけい光体は、色調、発光効率など
の点で十分満足すべきものでなかつた。
本発明の目的は、これら問題点を改良した、新規なけし
、光体及びその製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、紫外線又は電子線で励起して発光
効率、刺激純度がともに大の発光をもたらすけし、光体
及びその製造方法を提供することにある。本発明のけし
、光体は、一般式 a(Sr.〜一YM蔓M史Euぞ)3(P。
4)2‐bM′X2(ただし、Mhは、Zn、Ca及び
舷からなる群から選ばれた少なくとも一種の元素、Mm
は、AI、Y、仏及びGdからなる群から選ばれた少な
くとも一種の元素、Mは、Ca、Sr及び舷からなる群
から選ばれた少なくとも一種の元素、Xは、一種又はそ
れ以上のハロゲンを表わし、ただしXとして1を用いる
ときはXの総量の20モル%未満とし、zは、0.00
15ミx三0.20の範囲の値、x及びyは、それぞれ
0ミxミ0.999及び0ミyミ0.999の範囲の値
、x+y十zは、x十y十zミ1の範囲の値、a/bは
、0.3ミa/b三1.2の範囲の値である)で表わさ
れるもので、照明用光源ならびに各種の受像管に塗布し
て用いることができる。
zの値は、0.0015未満では輝度が十分でなく、0
.20を越えると色調が変化するため上記の如く決めら
れる。a/bの値を上記の範囲に限定した理由は、後に
詳述するようにこの範囲において従釆のけい光体よりE
が十の発光効率が増大するためである。
さらにこの値を0.4〜0.7の範囲とすることは、よ
り大なる発光効率が得られるため好ましいことである。
上記×としては、CI及び/又はBrが50モル%以上
含まれる方がEu2十の発光効率が増大するため好まし
い。
とくにCI及び/又はBrのみ若しくはCI及び/又は
Brを80モル%以上含むものはより大なる発光効率を
示すためより好ましい。さらにx+yの値を0<×十y
とすること、より好ましくは0<x+y三0.2とする
ことは発光効率が著しく増大するので好ましい。またX
として1が含まれるときは1の量が20モル%禾満であ
ることが好ましい。1が20モル%以上であると発光輝
度が減少し、色調も赤味を帯びてくる。
さらにまた上記M′としては、Caのみ又はCaを90
モル%以上含むものが、色純度に優れるので好ましい。
本発明のけし、光体は、平均して発光ピーク波長456
nm、半値幅41nmであり、一例として(Sr。.9
0の Z比.。,67Eu。.083)3(P04)2
・本aC12なるけし・光体は、色度座標x=0.14
9 y=0.108であり、公知のけし、光体$r3(
P04)2SrC12:Eu2十の色度座標x=0.1
50 y:0.032と比較して、よりNTSC方式青
色原点に近い値をとる。また比表面積は、平均して25
00の′夕である。
本発明のけし、光体は、照明用光源やディスプレイ装置
に適用して効果があるが、とりわけ他のけし、光体と混
合して白色を出す高効率高演色性けし・光ランプの青色
成分けし、光体として著しく優れた効果がある。本発明
のけし、光体を製造するためには、種々の原料混合物が
使用され、必要な量のアルカリ士類金属、燐酸塩基、ハ
ロゲン並びにMU及びMmで表わされる金属が供給され
る。
これらの原料の例として、Srの炭酸塩、リン酸塩、ハ
ロゲン化物など、MO又はMmで表わされる金属の炭酸
塩、リン酸塩、ハロゲン化物など、アルカリ士類金属の
ハロゲン化物又は炭酸塩とハロゲン化アンモニウムなど
及びリン酸アンモニウムなどである。
本発明のけし、光体を製造するより優れた方法は、けし
、光体の成分元素であるハロゲン元素を、化学量論組成
配合量よりも過剰量、より好ましくは1.25〜3.5
倍量ハロゲン化合物として用い、還元性雰囲気中で焼成
して前記一般式で示されたけし、光体とする方法である
ここで用いられるハロゲン化合物としては、Sr×2、
Mn×2、Mm×3(ここで×、Mh及びMmは、前述
の意味を表わす)がある。
この場合、Sr、M山及びMmの元素はけし・光体の構
成元素であるから、これらの元素の量は、化学量論量以
上とすることはできない。従って加えるハロゲン元素の
量もまたある量以上にはできない。換言すれば、このよ
うなハロゲン化合物を用いることは、原料中のSて、M
m、Mmの元素の一部又は全部をハロゲン化物の形で用
いることを意味する。この場合、輝度向上の点から好ま
しいハロゲン化合物は、Mh、Mmの元素のハロゲン化
物であり、好ましいハロゲンは、塩素である。
他のハロゲン化合物としては、ハロゲン化アンモニウム
がある。
この場合、アンモニウム基は、けし、光体中に含まれな
いので任意の量のハロゲン化アンモニウムを加えること
ができる。輝度向上の点から好ましいハロゲンは、塩素
である。前記のハロゲン元素の過剰量は、つぎの理由か
らさめられる。ハロゲン化合物の量がハロゲン元素とし
て化学量論量よりも、わずかでも過剰であれば、それ相
応の効果は認められるが一般には1.2球音以上におい
て、輝度向上の効果が明らかであり、特に1.5倍以上
で著しく向上する。また、原料中のハロゲン元素の量が
化学量論量の3.母音を越えても輝度は向上しているが
、例えばハロゲン元素の原料としてN比CIを用いる場
合には、余りにも過剰に加えると焼成時の昇華NH4C
Iによる配管の詰まりなどの点で好ましくない。よって
、原料中のハロゲン元素が過剰に加えられる量は化学量
論量の1.25〜3.5倍が好ましく、より好ましくは
1.5〜2.ぴ苦である。焼成は、900〜13000
0で1〜6時間行なうのが好ましい。
また、所要のSr、Mm、Mm及びEuイオンを含む第
1反応物溶液と所要のリン酸イオン及びハロゲンイオン
を含む第2反応物溶液とを混合し、得られた共沈物を乾
燥して原料とすることも出釆る。
以下実施例により本発明を説明する。
実施例1 SrC。
3 2,75 モ ル(NH4)2H
P04 2.00 ″CaCゑ2
2.00 ″Eu203 0.12
5 ″を正確に秤量し、十分混合した後、水素5%
を含む窒素雰囲気中で1000qC、3時間焼成し、水
洗乾0燥の後処理を行ない、一般式におけるxこ0、y
=0、z=0.083、a/b;0.ふMニCa、X=
CIなるけい光体、すなわち(Sto.9,7 E〜.
o83)3(PQ)2・汐aC12を得た。
このけし、光体の254n仇の水銀蒸気共鳴線励起では
、粉末輝度339(公知けし、光体$て3(P04)2
・SrC12:Euを100として、以下とくに記載し
ない限り同じ)、発光スペクトルは、第1図の1の通り
であった。
実施例 2〜4 表1の原料混合物を実施例1と同様に処理し、一般式に
おけるx=00伍7、y=0、z=0.0833 a/
b=o.5 M正=zn、M′=Ca、X=CIなるけ
し・光体(実施例2)、x=0、y=0.0667、z
=0.0833、a/b=o.5、Mm=M、M=Ca
、×=CIなるけし、光体(実施例3)及び、x=0、
y=0.0167、z=0.083入 a/b=o.5
、Mm=Y、M=Ca、×=CIなるけし、光体(実施
例4)を得た。
表1 これらのけし、光体の発光スペクトルは、第1図2,3
及び第2図4の通りであり、粉末輝度は、それぞれ44
0、512、432であった。
また、実施例2のCaC12量を増減させて、a/bの
比率を変化させた場合の相対輝度を第3図に示す。図の
ようにa/bの比が0.3〜1.2の範囲で輝度が増大
する。とくに0.4〜0.7の範囲で粉末輝度が著しく
増大し、従釆のけし、光体に比して3.0倍以上となる
。第4図は、X線による回折強度と面間隔との関係を実
施例2のけし、光体(下図)と公知けし、光体$r3(
P04)2・SrC12:Eu2十(上図)について比
較対照させたものである。
図から明らかなように、上図と下図の回折強度分布は異
なっており、a/b=0.3〜1.2の領域では下図と
同様な強度分布を示す。したがって相対強度の増大は、
アパタィトと異なる結晶構造に起因しているものと考え
られる。また、第5図は、Eぜ+発光の励起スペクトル
を、ZnC12を添加した実施例2のけい光体(破線)
とZnC12を添加しない実施例1のけし・光体(実線
)について比較したもので、発光強度は水銀共鳴線25
4nの以外の領域でも破線は実線に比し一様に増大して
いることがわかる。
実施例 5 実施例1と同様の原料混合物を1200qoで焼成した
得られたけし、光体の発光スペクトルは、第6図5の通
りであり、粉末輝度は、355であった。実施例6Sr
C03 2.700 モルZnC仏2
0.050 ″(NH4)2HP04 2.
000 ″BaCム2 2.000 〃E
u203 0.125 〃なる組成の原
料を用い、焼成温度を1200午0としたほか実施例1
と同様に処理し、(Sro.9の。
Z〜.o,67E比.o833)3(P04)2・宏2
CI2なるけし、光体を得た。このけし、光体の発光ス
ペクトルは、第6図6の通りであり、粉末輝度は、50
4であった。実施例 7実施例6におけるSrC03に
代えて母CQを用いて同様に処理して(Bも.9。
帆Zno.oM Eu側斑3)3(P04)2・がaC
12なるけし、光体を得た。このけし・光体の発光スペ
クトルは、第6図7の通りであり、粉末輝度は、178
であった。実施例 8、9 実施例6におけるBaC12に代えて、CaC12の1
.80モルとBaC12の0.20モルを(実施例8)
、CaC12の1.00モルとBaC12の1.00モ
ルを(実施例9)用いて1000qoで焼成し、(Sr
側oのZn側,67E比.O83)3(P04)2・2
(Cら.9B熱.,)CI2及び(S〜.9oooZn
〇.の67E比.鑓33)3(P04)2・2(Ca〇
.5Ba〇.5)CI2なるけし、光体を得た。
このけし、光体の発光スペクトルは、第7図8(実施例
8)及び9(実施例9)の通りであり、粉末輝度は、4
33及び548であった。
実施例 10、11 実施例1のCaC12に代えてCaF2を(実施例10
)また実施例2のCaC12に代えてCaF2を(実施
例11)用いて同様に処理し、それぞれ対応するけし、
光体を得た。
このけい光体の発光スペクトルは、第8図10(実施例
10)及び11(実施例11)の通りであり、ZnC1
2を添加した実施例11の粉末輝度は、ZnC12を添
加しない実施例10の1.61倍であつた。実施例 1
2〜14 表2の原料混合物を用い実施例1と同機に処理し、表3
のけし、光体を得た。
表2 表 3 これらのけし・光体の発光スペクトルは、第9図の12
(実施例12)、13(同13)及び14(同14)の
通りであり、粉末輝度は、それぞれ29玖269及び2
69であった。
実施例15 SrC。
3 2.7 モルGdP04・日2
0 0.051 ″(NH4)2HP04 2.
0 ″CaC必2 2.0 〃
Eu203 0.1245 〃なる原料混合
物を実施例2と同様に処理し、(Sro.9Gdo.o
,7E比.の3)3(P04)2・本aC12なるけし
、光体を得た。
このけい光体の発光スペクトルは、第10図の15の通
りであり、粉末輝度は422であった。実施例 16 実施例6の故CI2に代えてCaBr2を用い、焼成温
度を1000ooとし、X=Brのけし、光体を合成し
た。
このけし・光体の発光スペクトルは、第10図の16の
通りであり、粉末輝度は、336であった。実施例 1
7 実施例6のBaC12に代えてNH41とCaC12を
用い、焼成温度を1000ooとし、X=lo.,CI
■のけし、光体を得た。
このけし、光体の発光スペクトルも実施例1とほぼ同様
であり、粉末輝度は、280であった。実施例18 SrC。
3 2,652 モルYCム3
0.099 ″(NH4)2HP04 2.0
00 ″CaC必2 2.000 ″E
u203 0.1245 ″なる原料混合物
を実施例2と同様に処理し、(S【雌84Y側33 8
u肌83)3(P04)2・次aC12なるけし、光体
を得た。
このけし、光体の発光スペクトルは、第11図の17の
通りであり、粉末輝度は、454であった。実施例 1
9 実施例15のGdP04・日20に代えていCI3を用
いMm=仏なるけし・光体を得た。
このけし、光体の発光スペクトルは、第11図の18の
通りであり、粉末輝度は、394であった。実施例 2
0 実施例18のYC13のモル数を0.051モルとし、
さらにLaC13の0.051モルを加えて同様の処理
を行ない、Mm=Y十Laなるけし・光体を得た。
このけし、光体の発光スペクトルは、実施例19とほぼ
同様であり、粉末輝度は、405であった。実施例 2
1 実施例16のCaBr2に代えてSに12を用い同様に
処理してM′=Srのけし、光体を得た。
このけし、光体の発光スペクトルは、第11図の19の
通りであり、粉末輝度は、123発光ピーク波長44物
肋、半値幅3仇のであった。実施例 22 実施例1におけるEu203の量を増減させ、それに応
じてSrC03の量も増減させ以下同様に処理し種々の
Eぜ+の濃度のけし、光体を得た。
これらのけし・光体の粉末輝度は、Eu203が0.0
025(z=0.00167)モルで122であり、E
〆十の量が増すに従って輝度も増す。しかし0.075
モル(z=0.05)を越えるとピーク高さは減少し、
0.225モル(z=0.15)を越えると発光がやや
青線色を帯びる。そして0.275モル(z=0.18
3)を越えると青線色がやや強くなる。実施例 23 SrC。
32.4モル、BaC。
30.3モル、ZnC120.05モル、(NH4)2
HP042.0モル、E均030.125モル、CaC
122.0モル及びN比CII.0モルをよく混合して
アルミナボートに入れ、鴇5%、N295%の還元性雰
囲気中で1000qo、3時間焼成した。
焼成後ボ−トごと水中に数時間浸して焼成物を分離し、
270メッシュの節で水節し、水洗と傾斜をくり返した
のち、140〜160ooで数時間乾燥し、(Sro.
8BaMZn肌,67E比.蛇33)3(P04)2・
本aC12なるけい光体を得た。NACIの量を変化さ
せた場合の相対輝度(NHCIを添加しない場合を10
0とする)を第12図に示す。図にみられるようにNH
4CIを1モル(CaC122.0モルに対しハロゲン
量として25%、合計ハロゲン量として化学量論量の1
.25音)以上加えることにより相対輝度が1.2倍以
上向上する。実施例 24実施例23のZnC12の代
りにYC13を用い、かつN止CIの代りにNH3・H
Fを用いて実施例23と同様な処理を行なって、(Sr
o.8 欧o.,Yo.o,釘E比.。
83)3(P04)2・Xa(FM CI側)2なるけ
し、光体を得た。
このけし、光体は、Y203として同じイットリウム量
を用いかつハロゲンを過剰に用いないで得たけし、光体
に対し、1.1針音の粉末輝度を示した。
実施例 25SrC03、SrHP04、ZnC12、
BaC03、Eu203、CaC03及びNH4CIを
用いて実施例23と同様な処理を行なって、(Sら.8
BaM Zn側,67 Euo.側3)3(P04)
2・にaC12なるけし、光体を得た。NH4CIをこ
のけし・光体の塩素の化学量論量に対して、1.5、1
.75及び2.M音用いた場合、化学量論量用いたもの
に対し、いずれも1.2倍以上粉末輝度が向上した。実
施例 26 実施例2と同じけし、光体を加速電圧10〜2歌Vの電
子線で励起したところ、このけし、光体は青色に発光し
た。
輝度は$ら(P04)2・SrC12:Euに対し30
9%(10KV、1ムA′の)であった。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第6図、第7図、第8図、第9図、第
10図及び第11図は、本発明の一実施例のけし、光体
の発光スペクトルを示す図、第3図、第4図、第5図及
び第12図は、本発明を説明するための図である。 弟′図 治Z図 界3図 第4図 第5図 界3図 第7図 治〃図 群?図 治 ′o 図 猪 ′′ 図 兼 ’Z 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式 a(Sr_1_−_x_−_y_−_zM^I^I_xM
    ^I^I^I_yEu^2^+_2)_3(PO_4)_
    2・bM′X_2(ただし、M^I^Iは、Zn、Ca及
    びBaからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素、
    M^I^I^Iは、Al、Y、La及びGdからなる群か
    ら選ばれた少なくとも一種の元素、M′は、Ca、Sr
    及びBaからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素
    、Xは、一種又はそれ以上のハロゲンを表わし、ただし
    XとしてIを用いるときはXの総量の20モル%未満と
    し、zは、0.0015≦z≦0.20の範囲の値、x
    及びyは、0≦x≦0.999、0≦y≦0.999、
    x+y+z≦1の範囲の値、a/bは、0.3≦a/b
    ≦1.2の範囲の値である)で表わされるけい光体。 2 一般式におけるXがCl又はBr若しくはその両者
    を50モル%以上含むものである特許請求の範囲第1項
    記載のけい光体。 3 一般式におけるXがCl又はBr若しくはその両者
    を80モル%以上含むものである特許請求の範囲第1項
    又は第2項記載のけい光体。 4 一般式におけるXがCl又はBr若しくはその両者
    からなるものである特許請求の範囲第1項乃至第3項の
    いずれかに記載のけい光体。 5 一般式におけるa/bとの比率が0.4≦a/b≦
    0.7の範囲の値である特許請求の範囲第1項乃至第4
    項のいずれかに記載のけい光体。 6 一般式 a(Sr_1_−_x_−_y_−_zM^I^I_xM
    ^I^I^I_yEu^2^+_z)_3(PO_4)_
    2・bM′X_2(ただし、M^I^Iは、Zn、Ca及
    びBaからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素、
    M^I^I^Iは、Al、Y、La及びGdからなる群か
    ら選ばれた少なくとも一種の元素、M′は、Ca、Sr
    及びBaからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素
    、Xは、一種又はそれ以上のハロゲンを表わし、ただし
    XとしてIを用いるときはXの総量の20モル%未満と
    し、zは0.0015≦z≦0.20の範囲の値、x及
    びyは、0≦x≦0.999、0≦y≦0.999、x
    +y+z≦1の範囲の値である)で表わされるけい光体
    の製造方法において、原料組成物を、a/bの比率が0
    .3≦a/b≦1.2の範囲の値であり、かつハロゲン
    元素が化学量論組成配合量よりも過剰量となるようハロ
    ゲン化合物として配合し、還元性雰囲気中で焼成するこ
    とを特徴とするけい光体の製造方法。 7 ハロゲン元素が化学量論組成配合量よりも、少なく
    とも1.25倍となるようハロゲン化合物として過剰に
    配合することを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の
    けい光体の製造方法。 8 ハロゲン元素が化学量論組成配合量よりも1.25
    〜3.5倍となるようハロゲン化合物として過剰に配合
    することを特徴とする特許請求の範囲第6項記載のけい
    光体の製造方法。 9 ハロゲン化合物がSrX_2、M^I^I_xX_2
    、M^I^I^I_yX_3及びNH_4Xからなる群か
    ら選ばれた少なくとも一種の化合物である特許請求の範
    囲第6項乃至第8項のいずれかに記載のけい光体の製造
    方法。 10 ハロゲン化合物がNH_4Xである特許請求の範
    囲第9項記載のけい光体の製造方法。 11 Xが塩素である特許請求の範囲第6項乃至第10
    項のいずれかに記載のけい光体の製造方法。 12 焼成が900〜1300℃の温度で行なわれる特
    許請求の範囲第6項乃至第11項のいずれかに記載のけ
    い光体の製造方法。
JP54036887A 1979-03-30 1979-03-30 けい光体 Expired JPS604855B2 (ja)

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