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JP2865216B2 - アルミン酸塩蛍光体およびこれを用いた蛍光ランプ - Google Patents

アルミン酸塩蛍光体およびこれを用いた蛍光ランプ

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JP2865216B2
JP2865216B2 JP1631991A JP1631991A JP2865216B2 JP 2865216 B2 JP2865216 B2 JP 2865216B2 JP 1631991 A JP1631991 A JP 1631991A JP 1631991 A JP1631991 A JP 1631991A JP 2865216 B2 JP2865216 B2 JP 2865216B2
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JP
Japan
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phosphor
fluorescent lamp
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mol
luminance
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克昭 岩間
亨 東
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は低圧水銀放電の紫外線に
より緑色に発光するアルミン酸塩蛍光体およびこれを用
いた蛍光ランプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、屋外でも使用できる大型カラー映
像表示装置が開発され、その普及が進んでいる。このよ
うな大型ディスプレイの画素等に使用される平面発光形
の可変色蛍光ランプが特開昭61−55851号公報お
よび特開平2−129847号公報に示されている。こ
れらの可変色蛍光ランプは大型ディスプレイの画素とす
るために、G(緑色),R(赤色)およびB(青色)に
発光する蛍光体をそれぞれ単色発光させる一つまたは複
数組の絵素で構成されている。これらの蛍光体のうちで
G成分蛍光体としては、たとえばテルビウム付活セリウ
ムマグネシウムアルミネート(以下、CATと略す)が
使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図3に示すように、従
来の大型ディスプレイ用の平面発光形蛍光ランプに使用
されるG成分蛍光体としては、CATで代表されるよう
に3価のテルビウムによる発光を利用しているため、緑
色の色純度が満足なものでなく、一般のカラーテレビに
比べてディスプレイ装置としての色再現範囲が狭いとい
う問題があり、その改善が望まれていた。図3におい
て、R成分蛍光体は3価のユーロピウムで付活されたイ
ットリウムオキサイド、B成分蛍光体は2価のユーロピ
ウムで付活されたバリウムマグネシウムアルミネートで
ある。緑色発光の色純度が良い蛍光体としては2価のマ
ンガンによる発光が適しており蛍光ランプ用としては、
2価のマンガン付活ケイ酸亜鉛、2価のユーロピウムと
2価のマンガンで付活されたバリウムマグネシウムアル
ミネート、2価のマンガンで付活されたセリウムマグネ
シウムアルミネートおよび2価のマンガンと3価のテル
ビウムで付活されたセリウムマグネシウムアルミネート
(特公昭57−52390号公報)等が知られている。
上記大型ディスプレイ用の蛍光ランプは通常高負荷点灯
されるため、2価のマンガン付活ケイ酸亜鉛および2価
のユーロピウムと2価のマンガンで付活されたバリウム
マグネシウムアルミネートの場合は寿命中の輝度維持率
が劣っており、2価のマンガンで付活されたセリウムマ
グネシウムアルミネートおよび2価のマンガンと3価の
テルビウムで付活されたセリウムマグネシウムアルミネ
ートの場合は寿命中の輝度維持率は良好であるが輝度そ
のものが低いという欠点があった。
【0004】本発明は大型ディスプレイ用等の高負荷条
件で点灯される蛍光ランプに用いられる蛍光体におい
て、良好な色純度と寿命中を通じて輝度低下の少ないア
ルミン酸塩蛍光体およびこれを用いた蛍光ランプを提供
するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この問題を解決するため
に、本発明のアルミン酸塩蛍光体は、一般式:(Ce,
Tb)(M,Mn)Al2z2.5+3z(ただし、MはB
a,SrおよびCaの中から選ばれる少なくとも一種の
元素であり、zは4.5≦z≦15なる条件を満たす数
である)で表されるものである。
【0006】また、本発明の蛍光ランプは、一般式:
(Ce,Tb)(M,Mn)Al2z 2.5+3z(ただし、
MはBa,SrおよびCaの中から選ばれる少なくとも
一種の元素であり、zは4.5≦z≦15なる条件を満
たす数である)で表されるアルミン酸塩蛍光体からなる
蛍光体膜を管内面に備えたものである。
【0007】
【作用】本発明のアルミン酸塩蛍光体は、前記一般式で
示されるように新規な化学組成を有する蛍光体および蛍
光ランプであり、このような組成を選ぶことにより2価
のマンガン発光および3価のテルビウム発光が顕著に向
上し、従来の蛍光体((Ce,Tb)(Mg,Mn)A
1119)に比べて輝度が向上する。また、蛍光ランプ
に適用した場合にも上記組成の選択が良好に働き、寿命
中を通じて輝度低下の少ない特性が得られる。
【0008】以下、本発明の実施例について説明する。
【0009】
【実施例】図1は本発明にかかるアルミン酸塩蛍光体C
0.6Tb0.4Ba0.98Mn0.02Al 1119の254nm紫外
線励起による発光スペクトルを従来のCe0.6Tb0.4
0.98Mn0.02Al1119のものと比較して示したもの
である。図1において、曲線1はCe0.6Tb0.4Ba0.98
Mn0.02Al1119、曲線2はCe0.6Tb0.4Mg 0.98
Mn0.02Al1119の発光スペクトルを示している。図
1から明らかなように、本発明にかかる蛍光体では51
7nm付近の2価のマンガンによる発光および543nm付
近の3価のテルビウムによる発光が著しく向上すること
が見いだされた。また、図2はCe0.6Tb0.4Ba0.98
Mn0.02Al1525で表わされる本発明にかかる蛍光体
の254nm紫外線励起による発光の色度点Pを従来の大
型ディスプレイ用の平面発光形蛍光ランプに用いられて
いるCAT,YOXおよびBAMのものとともに、x,
y座標上に示したものである。図2においてG,Rおよ
びBは一般のカラーテレビに用いられているNTSC方
式の色度座標である。さらに、本発明にかかる蛍光体の
発光の色度点は元素Mの種類によらず、ほぼ同等の色純
度を示すことを確認した。すなわち、図2から本発明に
かかる蛍光体の色純度は良好であり、従来の例えばYO
XおよびBAMと組み合わせることにより一般のカラー
テレビと同等の色再現を実現していることがわかる。
【0010】本発明にかかるアルミン酸塩蛍光体は、以
下の製造方法により得ることができる。
【0011】蛍光体原料にはセリウム源として酸化セリ
ウム,硝酸第1セリウム等のセリウム化合物の中から選
ばれる化合物の少なくとも一種、テルビウム源として酸
化テルビウム,フッ化テルビウム等のテルビウム化合物
の中から選ばれる化合物の少なくとも一種、元素Mがバ
リウムの場合はバリウム源として炭酸バリウム,酸化バ
リウム,フッ化バリウム等のバリウム化合物の中より選
ばれる化合物の少なくとも一種、ストロンチウムの場合
は炭酸ストロンチウム,塩化ストロンチウム等のストロ
ンチウム化合物の中から選ばれる化合物の少なくとも一
種、カルシウムの場合は炭酸カルシウム,水酸化カルシ
ウム等のカルシウム化合物の中から選ばれる化合物の少
なくとも一種、マンガン源として炭酸マンガン等のマン
ガン化合物の中から選ばれる化合物の少なくとも一種、
アルミニウム源として酸化アルミニウム,水酸化アルミ
ニウム等のアルミニウム化合物の中から選ばれる化合物
の少なくとも一種を用いる。これらの原料を所定量秤量
し、十分に混合する。この混合物をるつぼに入れて空気
中1200〜1600℃で2〜4時間焼成する。得られ
た焼成物を粉砕後、るつぼに再び入れ、還元雰囲気にお
いて1400〜1600℃で2〜4時間焼成する。焼成
物を粉砕,水洗等の処理を行い本発明の緑色発光アルミ
ン酸塩蛍光体を得た。上記本発明にかかる蛍光体の製造
方法において、アルミン酸塩蛍光体に用いられるフラッ
クス材料としてよく知られているフッ化アルミニウムや
フッ化バリウム,フッ化ストロンチウム等のフッ化物ま
たはホウ酸や酸化ホウ素等の添加は適当量であれば輝度
向上に効果的であることが認められた。一方、蛍光ラン
プによる試作評価は大型ディスプレイ用の平面発光形蛍
光ランプによる評価が一般的でないため、蛍光ランプと
しては最も管璧負荷の高いFCL30/28ランプを用
いることとした。
【0012】以下、実施例1、実施例2、実施例3およ
び実施例4について述べる。 実施例1 CeO2 0.60 モル Tb47 0.10 モル BaCO3 0.98モル MnCO3 0.02 モル Al23 5.50 モル 上記原料を十分に混合し、空気中において1300℃で
3時間焼成する。得られた焼成物を粉砕混合後、還元性
雰囲気において1500℃で4時間焼成し粉砕、水洗、
混合して蛍光体を得た。得られた蛍光体の組成は Ce
0.6Tb0.4(Ba0.98Mn0.02)Al1119 であっ
た。この蛍光体をガラス管内面に塗布し、FCL30/
28ランプを作製した。このランプの輝度は、比較とし
て焼成した従来知られている蛍光体であるCe0.6Tb
0.4(Mg0.98Mn0.02)Al1119を用いて同様に作
製した蛍光ランプの輝度に対して127%であった。ま
た、定格電圧での2000時間点灯後の輝度維持率に関
しても本発明実施例の蛍光ランプでは91.7%であ
り、比較として作製した蛍光ランプでは87.5%であ
った。すなわち、本発明にかかる蛍光体を用いた蛍光ラ
ンプでは輝度および輝度維持率の両面で明らかに改善さ
れた特性が得られた。
【0013】実施例2 Ce2(NO33・6H2O 0.30 モル Tb47 0.10 モル BaCO3 0.90モル MnCO3 0.10モル Al23 7.50 モル AlF3 0.015 モル 上記原料を用い実施例1と同様の処理により蛍光体を得
た。得られた蛍光体の組成はCe0.6Tb0.4(Ba0.90
Mn0.10)Al1525であった。この蛍光体をガラス管
内面に塗布し、FCL30/28蛍光ランプを作製し
た。このランプの輝度は、比較として焼成したCe0.6
Tb0.4(Mg0.9Mn0.10)Al1525を用いて同様に
作製した蛍光ランプの輝度に対して120%であった。
また、定格電圧での2000時間点灯後の輝度維持率に
関しても本発明実施例の蛍光ランプでは92.0%であ
り、比較として作製したランプでは89.0%であっ
た。すなわち、本発明にかかる蛍光体を用いた蛍光ラン
プでは輝度および輝度維持率の両面で明らかに改善され
た特性が得られ、本発明の効果が認められる。
【0014】実施例3 CeO2 0.96 モル Tb47 0.01 モル BaCO3 0.75 モル CaCO3 0.10 モル MnCO3 0.15 モル Al23 6.00 モル H3BO3 0.003 モル 上記原料を用い実施例1と同様の処理により蛍光体を得
た。得られた蛍光体の組成はCe0.96Tb0.04(Ba
0.75Ca0.10Mn0.15)Al1220.5であった。
【0015】この蛍光体をガラス管内面に塗布し、FC
L30/28蛍光ランプを作製した。このランプの輝度
は、比較として焼成したCe0.96Tb0.04(Mg0.85
0. 15)Al1220.5を用いて同様に作製した蛍光ラン
プの輝度に対して135%であった。また、定格電圧で
の2000時間点灯後の輝度維持率に関しても本発明実
施例の蛍光ランプでは92.0%であり、比較として作
製した蛍光ランプでは88.5%であった。すなわち、
本発明にかかる蛍光体を用いた蛍光ランプでは輝度およ
び輝度維持率の両面で明らかに改善された特性が得ら
れ、本発明の効果が認められる。
【0016】実施例4 Ce2(CO33・6H2O 0.40 モル Tb47 0.05 モル BaCO3 0.40モル SrCO3 0.20 モル MnCO3 0.40モル Al(OH)3 20.00 モル H3BO3 0.005 モル 上記原料を用い実施例1と同様の処理により蛍光体を得
た。得られた蛍光体の組成はCe0.8Tb0.2(Ba0.4
Sr0.2Mn0.4)Al2032.5であった。この蛍光体を
ガラス管内面に塗布し、FCL30/28蛍光ランプを
作製した。このランプの輝度は、比較として焼成したC
0.8Tb0.2(Mg0.6Mn0.4)Al2032.5を用いて
同様に作製した蛍光ランプの輝度に対して110%であ
った。また、定格電圧での2000時間点灯後の輝度維
持率に関しても本発明実施例の蛍光ランプでは90.0
%であり、比較として作製した蛍光ランプでは87.0
%であった。
【0017】なお、本発明の蛍光体は前記大型ディスプ
レイ用の平面発光形蛍光ランプや高負荷で点灯される一
般照明用の蛍光ランプにおいてのみならず、真空紫外域
の励起を利用する蛍光ランプ分野においてもその効果が
認められるものである。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
前記一般式で示されるように新規な化学組成を有する蛍
光体および蛍光ランプであり、このような組成を選ぶこ
とにより2価のマンガン発光および3価のテルビウム発
光の顕著な向上が認められ、従来の蛍光体((Ce,T
b)(Mg,Mn)Al1119)に比べて明かな輝度向
上が得られる。また、本発明にかかる蛍光体を蛍光ラン
プに適用した場合にも上記組成の選択が良好に働き、寿
命中を通じて輝度低下の少ない特性が得られる。また、
本発明にかかる蛍光体を大型ディスプレイ用の平面発光
形蛍光ランプや高負荷で点灯される蛍光ランプに適用す
ることにより、その色純度の良好な緑色発光を利用でき
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるアルミン酸塩蛍光体の発光スペ
クトルを従来のものと比較して示す図
【図2】本発明の実施例1に示した蛍光体の色度をx,
y色度図上に示す図
【図3】従来の大型ディスプレイ用に用いられている平
面発光形蛍光ランプのB,GおよびRの色度をx,y色
度図上に示す図
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−5283(JP,A) 特開 昭51−126984(JP,A) 特開 昭49−77893(JP,A) 特開 平4−214791(JP,A) 特公 昭46−33003(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C09K 11/80

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式:(Ce,Tb)(M,Mn)Al
    2z2.5+3z(ただし、MはBa,SrおよびCaの中か
    ら選ばれる少なくとも一種の元素であり、zは4.5≦
    z≦15なる条件を満たす数である)で表されることを
    特徴とするアルミン酸塩蛍光体。
  2. 【請求項2】一般式:(Ce,Tb)(M,Mn)Al
    2z2.5+3z ただし、MはBa,SrおよびCaの中か
    ら選ばれる少なくとも一種の元素であり、zは4.5≦
    z≦15なる条件を満たす数である)で表されるアルミ
    ン酸塩蛍光体からなる蛍光体膜を管内面に備えたことを
    特徴とする蛍光ランプ。
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