蛍光粉とその分類のまとめ

蛍光粉（通称ルミナスパウダー）は、一般に、光誘起エネルギーを蓄える発光粉と、放射能を有する発光粉に分けられます。光蓄電蛍光体は、自然光、太陽光、紫外線などを照射することで光エネルギーを蓄え、光照射を止めるとゆっくりと蛍光として放出される蛍光体です。そのため、夜間や暗い場所でも見ることができ、数時間から10時間以上持続します。放射能を有する発光粉末は、放射性物質をドープした蛍光体の一種であり、放射性物質の連続的な放射線によって蛍光体が励起されて発光します。この種の発光粉末は長時間発光しますが、毒性、害、環境汚染のために慎重に使用されています。
ランプ用の蛍光粉には、主に 3 つのタイプがあります。第1類は普通蛍光灯や低圧水銀灯、第2類は高圧水銀灯や電球形蛍光灯、第3類は紫外線光源などに使われます。蛍光体の種類、価格が異なります。蛍光体は、優れた熱安定性、安全性、および環境保護の特性を備えています。あらゆる種類の白色光に適しており、赤、青、黄などのさまざまな色を調整できます。
蛍光灯・低圧水銀灯用蛍光粉
ハロゲン化カルシウムリン酸塩蛍光体と、アンチモンとマンガンで活性化された希土類三色蛍光体。
アンチモンおよびマンガン活性化ハロゲン化リン酸カルシウム蛍光体は、少量の活性化剤であるアンチモン (Sb) とマンガン (Mn) をフルオロクロル アパタイト マトリックス 3Ca3 (PO4) 2 ・ Ca (F、Cl) 2 に混合することによって作られた蛍光体で、通常次のように表されます。 :
3Ca3(PO4)2・Ca(F,Cl)2:Sb,Mn
この蛍光体の多くの製造方法で使用される原材料も異なる場合がありますが、原材料の純度に対する要件は高くなります。混合物を調製する場合、各原材料の量は、アパタイトの構造から理論的に計算する必要があります。ハロゲン化リン酸カルシウムにおいて、カルシウムおよびマンガンのモル原子番号の合計とリン酸基中のリンのモル原子番号とのモル比は４．９：３である。次に、特定の雰囲気（通常は窒素）内で、1150°Cの一定温度で数時間、計量、混合、粉砕、ふるい分け、および焼結します。取り出して冷やした後、紫外線ランプの下で選別し、すりつぶし、ふるいにかけて完成品です。
賦活剤Ｓｂが励起エネルギーを吸収すると、エネルギーの一部が光放射の形で放出される。この現象を利用して、Ｍｎの含有量を変える限り、色温度の異なるハロゲン化リン酸カルシウム蛍光体を得ることができる。
蛍光体が放射線を吸収する能力は、蛍光体の分散度に関連しているため、蛍光体の粒子サイズは発光輝度に大きな影響を与えます。ハロゲン化リン酸カルシウム蛍光体の粒子サイズは、原料の CaHPO4 の粒子サイズに依存します。したがって、蛍光体の粒子サイズは、特定のサイズと格子を持つ結晶 CaHPO4 を取得することにより、特定のサイズ (5 ~ 10 μ) に制御でき、高い発光輝度が得られます。
希土類三色蛍光体のうち、赤色粉末はユウロピウム賦活酸化イットリウム（Y2O3：Eu）、緑色粉末はセリウムおよびテルビウム賦活アルミン酸塩（MgAl11O19：Ce、Tb）、青色粉末は安価なユーロピウム賦活バリウムマグネシウムです。アルミン酸塩 (BaMg2Al16O27: Eu)。 3つの粉末を一定の割合で混合することにより、異なる色温度（2700～6500K）を得ることができます。対応するランプの発光効率は 80 ～ 100lm/W に達し、演色評価数は 85 ～ 90 です。一般に、緑色粉末の含有量が高く、青色粉末の含有量が少ないほど、ランプの発光効率は高くなります。さらに、青とピンクの増加とともに色温度が上昇しました。赤い粉が増え、色温度が下がります。
3つの基本的な色の粉末のマトリックスと活性化剤は異なりますが、ルミネセンスの鍵は、外側の希土類金属イオンの遷移（D→F ) 発光します。
希土類三色蛍光体を用いた三色蛍光灯には、優れた特長が数多くあります。しかし、希土類材料の価格が高いため、三色ランプのコストが高くなり、三色ランプの開発が制限されています。パイプの直径を小さくするか、新しいコーティング技術を使用して 3 色の粉末の量を減らし、1 つまたは 2 つの希土類の 3 色の粉末を安価な他の色の粉末に置き換えることで、発光効率が高く演色性の高い蛍光灯を製造することもできますが、光の減衰が大きくなる場合があります。
ハロゲンリン酸カルシウム蛍光体
ハロゲン化リン酸カルシウム蛍光体の発光は、アンチモン (Sb) とマンガン Mn によって活性化されます。活性化原子は、格子内のカルシウム原子の位置を占めています。この材料には増感現象があります。活性化剤 Sb が励起エネルギーを吸収すると、エネルギーの一部が光放射の形で放出され、残りの部分はいわゆる共鳴移動のプロセスで Mn に移動するため、Mn独自の放射線を発生します。したがって、総放射量は 2 つの活性剤の特性に依存し、その割合によって変化し、フッ素と塩素の割合にも依存します。 Sb活性化ハロゲン化リン酸カルシウムのマンガン含有量が増加すると、橙黄色の放射が増加し、それに応じて青色の放射が減少します。この現象を利用して、Ｍｎの含有量を変える限り、色温度の異なるハロゲン化リン酸カルシウム蛍光体を得ることができる。
高圧水銀灯用蛍光粉
高圧水銀灯の分光分布は、低圧水銀灯（蛍光灯）とは大きく異なります。高圧水銀ランプは、ランプの効率と光色を向上させるため、放電管の外側のガラスシェルの内側に蛍光体をコーティングし、主な放射波長の1つである365nmの紫外光を可視光に変換します。高圧水銀ランプの初期には、マンガン活性化フルオゲルマン酸マグネシウムまたはスズ活性化リン酸亜鉛ストロンチウム粉末が使用されていました。その後、カラーテレビに使用される蛍光体YVO4:Euが使用され、そのピーク値は619nmで、対応するランプは高い全光束と優れた演色性能を備えていました。 Y (PV) O4: 高圧水銀ランプの要件により適した Eu 蛍光体が開発されました。
紫外光源用蛍光粉
253.7nmなどの短波長紫外光で励起すると、さらに長波長紫外光を発生できる蛍光体です。たくさんの種類があります。 (BaSi2O3): Pb 蛍光体は、350nm のピーク値を持つ有効な紫外蛍光体です。害虫を捕まえて殺すためのブラックライトランプとして使用されます。オルトリン酸カルシウム [(Ca, Zn) 3 (PO4) 2: Tl] 蛍光体は、ヘルス ライン ランプを製造するための効率的な粉末です。発光波長は280～350nm、ピーク値は310nmです。コピー ランプには、使用する感光体または光電面の吸光度と一致するスペクトル線が必要です。そのため、ジアゾコピーランプはピロリン酸ストロンチウム（Sr2P2O7：Eu）、静電コピーランプは没食子酸マグネシウム（MgGa2O4：Mn）、ケイ酸亜鉛（Zn2SiO4：Mn）などの紫外線蛍光体を使用しています。