(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成式 ＳｒＴｉＯ3 ：Ｐｒ，Ｍ'，Ｒｅで表されることを特徴とするチタン酸ストロンチウム蛍光体。（ただし、Ｍ'はＡｌ及び／又はＧａ、ＲｅはＧｄ及び／又はＤｙをそれぞれ表す）。
【請求項２】
前記Ｇｄの含有量が３×１０-4〜１０モル％であることを特徴とする請求項１に記載のチタン酸ストロンチウム蛍光体。
【請求項３】
前記Ｄｙの含有量が７×１０-4〜４×１０-1モル％であることを特徴とする請求項１又は２に記載のチタン酸ストロンチウム蛍光体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子線、紫外線等を照射して高輝度の赤色発光を呈する蛍光体に関し、詳しくは、希土類付活チタン酸ストロンチウム蛍光体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子線を照射して高輝度に発光する実用的な蛍光体は、その構成成分として硫黄元素を含むものが多い。この種の蛍光体は、電子線源を備えた真空外囲器内に蛍光膜として塗布し、蛍光表示管、陰極線管等のデバイスとして使用するため、真空中で刺激を受けて硫黄が解離し、飛散してデバイスの電子線源を劣化させる。それ故、硫黄を含まない酸化物系の蛍光体が望まれている。
【０００３】
このような要望を満す蛍光体の一つとして、希土類元素で付活したアルカリ土類チタン酸塩蛍光体が提案されている（特開平８ー８５７８８号公報参照）。
この蛍光体は、付活剤としてＣｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｔｍ等に加え、さらにＡｌ、Ｇａ等の周期律表の第３族元素を添加しており、付活剤元素の希土類元素の種類に応じた発光色で発光することが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この希土類元素付活アルカリ土類チタン酸塩蛍光体は、発光輝度の点では必ずしも十分ではなく、実用に供しうる高輝度の蛍光体の開発が要請されていた。
そこで、本発明では、上記の問題を解消し、実用に耐えうる高輝度の希土類元素付活２価金属チタン酸塩蛍光体を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するため、希土類元素で付活した２価金属チタン酸塩蛍光体の製造時に、蛍光体原料に添加する添加剤等について鋭意検討を行った結果、これらの希土類元素付活２価金属チタン酸塩蛍光体のうち、チタン酸ストロンチウム蛍光体にＧｄ及び／又はＤｙ元素を所定量加えると、蛍光体の発光輝度が著しく向上することを見いだし、本発明を完成させるに至った。
【０００６】
本発明の構成を記載すると以下のとおりである。
(1)  組成式 ＳｒＴｉＯ3 ：Ｐｒ，Ｍ'，Ｒｅで表されることを特徴とするチタン酸ストロンチウム蛍光体。（ただし、Ｍ'はＡｌ及び／又はＧａ、ＲｅはＧｄ及び／又はＤｙをそれぞれ表す）。
【０００８】
(2) 前記Ｇｄの含有量が３×１０-4〜１０モル％（１×１０-2〜２モル％）であることを特徴とする前記(1)に記載のチタン酸ストロンチウム蛍光体。
(3) 前記Ｄｙの含有量が７×１０-4〜４×１０-1モル％（よりこのましくは２×１０-3〜２×１０-1モル％）であることを特徴とする前記(1)又は(2)に記載のチタン酸ストロンチウム蛍光体。
【０００９】
(4) 前記Ｐｒの含有量がＰｒ2 Ｏ3 に換算して０．０１〜２モル％であることを特徴とする前記(1) 〜(3) のいずれか１つに記載のチタン酸ストロンチウム蛍光体。
(5) 前記Ａｌ及び／又はＧａの含有量が０．０５〜８０モル％であることを特徴とする前記(1) 〜(4) のいずれか１つに記載のチタン酸ストロンチウム蛍光体。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の蛍光体の製造には、下記の原料を用いる。
(i) Ｓｒの酸化物又は焼成によりＳｒの酸化物を生成するＳｒ化合物
(ii)ＴｉＯ2 又は焼成によりＴｉの酸化物を生成するＴｉ化合物
(iii) Ｐｒ（ＮＯ3 ）3 等のＰｒを含有する化合物
(iv) Ａｌ2 （ＳＯ4 ）3 、Ｇａ（ＮＯ3 ）3 等のＡｌ及びＧａ化合物
(v) ＧｄＣｌ3 、Ｄｙ（ＮＯ3 ）3 等のＧｄ及びＤｙ化合物
【００１１】
本発明の蛍光体は、上記原料を化学量論的に上記組成式 ＳｒＴｉＯ3 ：Ｐｒ，Ｍ'，Ｒｅ となるように秤取し、混合して、耐熱性の容器に充填し、空気中で１０００〜１４００℃の温度で０．５〜１０時間かけて焼成することによって製造することができる。
【００１２】
このようにして製造される本発明の希土類付活チタン酸ストロンチウム蛍光体は、特に加速電圧が２０ＫＶ以下の、比較的加速電圧の低い電子線励起下で高輝度の発光を示し、低速電子線励起蛍光表示管、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）等の電子線励起ディスプレイの蛍光膜用として推奨されるほか、紫外線励起下でも高輝度に発光するため、蛍光ランプ用としても利用することができる。
【００１３】
なお、本発明では、蛍光体の発光輝度を確保するために、付活剤プラセオジムの添加量はＰｒ2 Ｏ3 に換算して０．０１〜２モル％の範囲となるように添加することが望ましい。  
【００１４】
本発明の蛍光体において、その付活剤として、特開平８ー８５７８８号公報に記載されている、例えば、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｅｕ，Ｔｍ等のＰｒ以外の希土類元素を添加しても、Ｐｒで付活する場合と比較して十分な発光輝度を得ることができず、これにＲｅとしてＧｄ及び／又はＤｙを添加しても、発光輝度を向上させることができない。
【００１５】
図１は本発明の蛍光体の１例である、ＳｒＴｉＯ3 ：Ｐｒ，Ａｌ，Ｇｄ蛍光体において、蛍光体に添加するＧｄ量（Ｒｅ量）と、各蛍光体を１５ＫＶの電子線で励起した時の発光輝度との相関を示したグラフであり、縦軸の発光輝度はＧｄを添加していない、従来の蛍光体の発光輝度を１００とした時の各蛍光体の相対値を示したものである。この時、各蛍光体の付活剤であるＰｒの添加量はいづれも０．２モル％とした。
【００１６】
図１からわかるように、ＲｅがＧｄのとき、Ｇｄの添加量が３×１０-4〜１０モル％（Ｇｄ2 Ｏ3 に換算した値）の範囲では、Ｒｅ（Ｇｄ）を添加していない従来の希土類付活チタン酸ストロンチウム蛍光体よりも高輝度であり、さらに、Ｒｅ（Ｇｄ）の添加量が１×１０-2〜２モル％の範囲にあるときには、従来の同種の蛍光体よりも特に高輝度であった。そして、この傾向は、付活剤のＰｒの濃度を変えても同様の傾向を示すことが確認された。
【００１７】
図２は本発明の蛍光体の１例である、ＳｒＴｉＯ3 ：Ｐｒ，Ａｌ，Ｄｙ蛍光体において、蛍光体に添加されるＲｅ（Ｄｙ）の量と各蛍光体を１５ＫＶの電子線で励起した時の発光輝度との相関を例示したグラフであり、縦軸の発光輝度は、Ｒｅ（Ｄｙ）を添加していない従来の蛍光体の発光輝度を１００とした時の各蛍光体の相対値で示してある。この時の各蛍光体の付活剤であるＰｒの添加量は全て０．２モル％とした。
【００１８】
また、図２からわかるようにＲｅがＤｙである場合には、Ｒｅ（Ｄｙ）の添加量が７×１０-4〜４×１０-1モル％（Ｄｙ2 Ｏ3 に換算した値）の範囲内においては、Ｒｅ（Ｄｙ）を添加していない従来の希土類付活チタン酸ストロンチウム蛍光体よりも高輝度である。さらにＲｅ（Ｄｙ）の添加量が２×１０-3〜２×１０-1モル％である場合、従来の同種の蛍光体よりも特に高輝度であった。
【００１９】
図３は本発明の蛍光体の１例である、ＳｒＴｉＯ3 ：Ｐｒ，Ａｌ，Ｇｄ蛍光体を１５ＫＶの電子線で励起した時の発光スペクトルを例示したものである。図３から明らかなように、この蛍光体は約６２０ｎｍにそのピーク波長を有する発光スペクトルを示して赤色発光を呈した。図３は、ＲｅとしてＧｄを添加した蛍光体を例示したが、ＲｅがＤｙでもその発光スペクトルは図３の場合とほぼ同じであった。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。
（実施例１）
ＳｒＣＯ3                         ：１４７．６ｇ
ＴｉＯ2                           ：  ７９．９ｇ
Ａｌ2 Ｏ3                         ：  １５．３ｇ
Ｇｄ2 Ｏ3                         ：    ０．７３ｇ（０．２モル％）
ＰｒＣｌ3 ・７Ｈ2 ０              ：    ０．７５ｇ（０．２モル％）
上記蛍光体原料を十分に混合し、アルミナ坩堝に詰めて１２００℃で３時間電気炉で焼成して、実施例１のＳｒＴｉＯ3 ：Ｐｒ，Ａｌ，Ｇｄ蛍光体を得た。
【００２１】
（実施例２）
ＳｒＣＯ3                         ：１４７．６ｇ
ＴｉＯ2                           ：  ７９．９ｇ
Ａｌ2 Ｏ3                         ：  １５．３ｇ
Ｄｙ2 Ｏ3                         ：    ０．１１ｇ（０．０３モル％）
ＰｒＣｌ3 ・７Ｈ2 Ｏ              ：    ０．７５ｇ（０．２モル％）
上記蛍光体原料を十分に混合し、アルミナ坩堝に詰めて１２００℃で３時間電気炉に入れて、焼成し、実施例１のＳｒＴｉＯ3 ：Ｐｒ，Ａｌ，Ｄｙ蛍光体を得た。
【００２２】
（比較例１）
ＳｒＣＯ3                         ：１４７．６ｇ
ＴｉＯ2                           ：  ７９．９ｇ
Ａｌ2 Ｏ3                         ：  １５．３ｇ
ＰｒＣｌ3 ・７Ｈ２０              ：    ０．７５ｇ（０．２モル％)
上記蛍光体原料を十分に混合し、アルミナ坩堝に詰めて１２００℃で３時間電気炉に入れて、焼成し、比較例１のＳｒＴｉＯ3 ：Ｐｒ，Ａｌ蛍光体を得た。
【００２３】
次に、上記の実施例１、２及び比較例１の各蛍光体に１５ＫＶの電子線を照射して、その時の発光輝度を比較したところ、比較例の蛍光体の発光輝度を１００とした時、実施例１及び２の蛍光体の各相対発光輝度はそれぞれ１６０及び１３０の赤色発光を呈した。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は上記の構成を採用することにより、従来の希土類付活アルカリ土類チタン酸塩蛍光体に比べ、特に電子線や紫外線励起下において、より高輝度の赤色発光を呈し、電子線励起ディスプレイ用や蛍光ランプ用の蛍光体として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の蛍光体に添加する希土類元素（Ｇｄ）の添加量と発光輝度との相関を示したグラフである。
【図２】  本発明の蛍光体に添加する希土類元素（Ｄｙ）の添加量と発光輝度との相関を示したグラフである。
【図３】  本発明の蛍光体の発光スペクトルを例示するグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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