DE19827252A1 - New trivalent terbium activated rare earth metal borate phosphor - Google Patents

New trivalent terbium activated rare earth metal borate phosphor

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DE19827252A1
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Abstract

Rare earth metal borate phosphors (I) are new. A rare earth metal borate phosphor of formula (I) is new: x = 0.08 to 0.8; y = 0.05 to 0.25; x + y = 0.13 to 1.0. (Y1-x-yGdxTby)2O3.B2O3 (I).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen durch dreiwertiges Terbium akti­ vierten Seltenerdborat-Leuchtstoff. Insbesondere betrifft sie einen Leuchtstoff bzw. Luminophor, welcher unter Anregung mit Vakuum-Ul­ traviolettstrahlen von 172 nm hocheffizient Licht emittiert, und welcher beispielsweise geeignet ist für eine Fluoreszenzlampe mit Vakuum-Ultra­ violettstrahlen-Anregung oder eine Plasma-Anzeigetafel (PDP).The present invention relates to a trivalent terbium acti fourth rare earth borate phosphor. In particular, it affects one Phosphor or luminophore, which under excitation with vacuum ul traviolet rays of 172 nm highly efficient light, and which one is suitable for example for a fluorescent lamp with vacuum ultra violet ray excitation or a plasma scoreboard (PDP).

Bislang war es auf dem Gebiet herkömmlicher Licht-Fluoreszenzlampen üblich, Leuchtstoffe zu verwenden, welche unter Anregung mit Ultravio­ lettstrahlen mit Wellenlängen von 200 bis 400 nm, welche durch Entla­ dung von Quecksilber abgestrahlt werden, Licht emittieren. In den jüng­ sten Jahren besteht jedoch die Tendenz, die Verwendung von Quecksilber unter dem Gesichtspunkt der Umweltprobleme zu beschränken. Daher sind als eine quecksilberfreie Fluoreszenzlampe eine Fluoreszenzlampe, welche als Anregungsquelle Vakuum-Ultraviolettstrahlen mit einer Wel­ lenlänge von 172 nm durch Xenon (Xe)-Excimer-Emission (Xe2* → 2Xe + h) anwendet, und ein Leuchtstoff für eine solche Fluoreszenzlampe er­ wünscht.So far it has been customary in the field of conventional light fluorescent lamps to use phosphors which emit light under excitation with ultraviolet rays with wavelengths of 200 to 400 nm, which are emitted by discharging mercury. However, in recent years there has been a tendency to limit the use of mercury from an environmental point of view. Therefore, as a mercury-free fluorescent lamp, a fluorescent lamp which uses vacuum ultraviolet rays with a wavelength of 172 nm by xenon (Xe) excimer emission (Xe 2 * → 2Xe + h) as the excitation source, and a phosphor for such a fluorescent lamp wishes.

Als Leuchtstoff unter Anwendung eines Anregungslichtes im Vakuum-Ul­ traviolettbereich ist ein Leuchtstoff für eine Plasma-Anzeigetafel (plasma display panel bzw. PDP) bekannt, welcher als Anregungsquelle Vakuum- Ultraviolettstrahlen mit einer Wellenlänge von 147 nm durch Resonanze­ mission von Xe (Xe* → Xe + h) verwendet.As a phosphor using an excitation light in vacuum ul traviolet area is a phosphor for a plasma display panel (plasma display panel or PDP), which is used as the excitation source for vacuum Ultraviolet rays with a wavelength of 147 nm through resonance mission used by Xe (Xe * → Xe + h).

Als Tb-aktivierter Seltenerdborat-Leuchtstoff wird beispielsweise in J. Chem. Phys. 47, 1920 (1967) ein YBO3:Tb-Leuchtstoffbeschrieben, und YBO3:Tb und GdBO3:Tb werden in j. Elektrochem. Soc. 114, 613 (1967) berichtet. Weiterhin beschreibt die JP-A-7-3261, daß durch Einstellen der Menge von Tb in einem Tb-aktivierten Seltenerdborat-Leuchtstoff es mög­ lich ist, die Emissionseffizienz unter Anregung mit Vakuum-Ultraviolett­ strahlen eine Wellenlänge von 147 nm durch Edelgasentladung zu verbes­ sern, was beispielsweise für PDP brauchbar ist. Die Beziehung zwischen der Zusammensetzung des Leuchtstoffs und den Eigenschaften des Leuchtstoffs wird jedoch nicht speziell beschrieben. Weiterhin werden die Eigenschaften des Leuchtstoffs, wenn Vakuum-Ultraviolettstrahlen mit einer Wellenlänge von 172 nm als Anregungsquelle verwendet werden, ebenfalls nicht erwähnt.The Tb-activated rare earth borate phosphor is described, for example, in J. Chem. Phys. 47, 1920 (1967) describes a YBO 3 : Tb phosphor, and YBO 3 : Tb and GdBO 3 : Tb are described in j. Electrochem. Soc. 114, 613 (1967). Furthermore, JP-A-7-3261 describes that by adjusting the amount of Tb in a Tb-activated rare earth borate phosphor, it is possible to improve the emission efficiency under excitation with vacuum ultraviolet rays to improve a wavelength of 147 nm by noble gas discharge , which is useful for example for PDP. However, the relationship between the composition of the phosphor and the properties of the phosphor is not specifically described. Furthermore, the properties of the phosphor when vacuum ultraviolet rays with a wavelength of 172 nm are used as the excitation source are also not mentioned.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben genannten Probleme zu lösen und einen Seltenerdborat-Leuchtstoff vorzusehen, der als Anre­ gungsquelle Vakuum-Ultraviolettstrahlen mit einer Wellenlänge von 172 nm durch Edelgasentladung verwendet und welcher eine höhere Lumi­ nanz ergibt als herkömmliche, durch Vakuum-Ultraviolettstrahlen ange­ regte Leuchtstoffe.An object of the present invention is to address the above problems solve and provide a rare earth borate phosphor, which as an Anre Vacuum ultraviolet rays with a wavelength of 172 nm used by noble gas discharge and which has a higher Lumi Nanz results than conventional, by vacuum ultraviolet rays excited phosphors.

Dieses Ziel wird durch einen Leuchtstoff gemäß Anspruch 1 erreicht. Das heißt, die obigen Probleme wurden gemäß der Erfindung erfolgreich gelö­ ste durch Vorsehen eines Seltenerdborat-Leuchtstoffs der folgenden For­ mel:
This goal is achieved by a phosphor according to claim 1. That is, the above problems have been successfully solved according to the invention by providing a rare earth borate phosphor of the following formulas:

(Y1-x-y, Gdx, Tby)2 O3 . B2O3
(Y 1-xy , Gd x , Tb y ) 2 O 3 . B 2 O 3

worin x ein numerischer Wert innerhalb eines Bereichs von 0,08 ≦ x ≦ 0.8 ist, y ein numerischer Wert innerhalb eines Bereichs von 0.05 ≦ y ≦ 0,25 ist und x + y ein numerischer Wert innerhalb eines Bereichs von 0,13 ≦ x + y < 1,0 ist.where x is a numerical value within a range of 0.08 ≦ x ≦ 0.8 , y is a numerical value within a range of 0.05 ≦ y ≦ 0.25 and x + y is a numerical value within a range of 0.13 ≦ x + y < Is 1.0.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird der erfindungsgemäße Seltenerdborat-Leuchtstoff zur Anregung durch Vakuum-Ultraviolett­ strahlen verwendet.According to a further aspect of the invention, the invention Rare earth borate phosphor for excitation by vacuum ultraviolet rays used.

Fig. 1 ist ein Diagramm, welches die Wechselbeziehung zwischen der Menge eines Feststoff-solubilisierten Gd in dem Wirtsmaterial in dem er­ findungsgemäßen Leuchtstoffs und der Emissionsluminanz zeigt; Fig. 1 is a graph showing the relationship between the amount of a solid-solubilized Gd in the host material in the phosphor of the present invention and the emission luminance;

Fig. 2 ist ein Diagramm, welches die Wechselbeziehung zwischen der Konzentration an Tb als Aktivator für den erfindungsgemäßen Leuchtstoff und der Emissionsluminanz zeigt. Fig. 2 is a graph showing the correlation between the concentration of Tb as an activator for the phosphor of the present invention and the emission luminance.

Die hier genannten Erfinder haben umfangreiche Untersuchungen zur Lö­ sung der obigen Probleme durchgeführt und haben als Ergebnis gefunden, daß wenn ein Seltenerdelementborat, bei dem Yttrium (Y)-borat und Gado­ linium (Gd)-borat Feststoff-solubilisiert in einem bestimmten spezifi­ schen Verhältnis sind, als Wirtsmaterial eines Tb-aktivierten Seltenerd­ borat-Leuchtstoffs verwendet wird, und mit Terbium aktiviert wird, eine Emission mit hoher Luminanz unter Anregung mit Vakuum-Ultraviolett­ strahlen einer Wellenlänge von 172 nm erhalten werden kann. Die vorlie­ gende Erfindung wurde auf Grundlage dieser Erkenntnisse bewerkstelligt.The inventors named here have extensive studies on Lö solution to the above problems and as a result have found that if a rare earth element borate, in the yttrium (Y) borate and Gado linium (Gd) -borate solids solubilized in a specific ratio, as the host material of a Tb-activated rare earth borate phosphor is used and activated with terbium High luminance emission with vacuum ultraviolet excitation rays of a wavelength of 172 nm can be obtained. The present The present invention has been accomplished based on these findings.

Das heißt, der erfindungsgemäße Leuchtstoff ist ein Terbium-aktivierter Seltenerdborat-Leuchtstoff der folgenden Formel:
That is, the phosphor according to the invention is a terbium-activated rare earth borate phosphor of the following formula:

(Y1-x-y, Gdx, Tby)2 O3 . B2O3
(Y 1-xy , Gd x , Tb y ) 2 O 3 . B 2 O 3

worin x ein numerischer Wert innerhalb eines Bereichs von 0,08 ≦ x ≦ 0,8 ist, y ein numerischer Wert innerhalb eines Bereichs von 0,05 ≦ y ≦ 0.25 ist und x + y ein numerischer Wert innerhalb eines Bereichs von 0, 13 ≦ x + y < 1,0 ist. Vorzugsweise liegt x innerhalb eines Bereichs von 0. 10 ≦ x ≦ 0,75, y innerhalb eines Bereichs von 0,08 ≦ y ≦ 0,20. und x+y innerhalb eines Be­ reichs von 0.18 ≦ x+y ≦ 0,95.where x is a numerical value within a range of 0.08 ≦ x ≦ 0.8 , y is a numerical value within a range of 0.05 ≦ y ≦ 0.25 and x + y is a numerical value within a range of 0, 13 ≦ x + y < Is 1.0. X is preferably within a range of 0. 10 ≦ x ≦ 0.75, y within a range of 0.08 ≦ y ≦ 0.20. and x + y within a Be range from 0.18 ≦ x + y ≦ 0.95.

Der erfindungsgemäße Leuchtstoff kann wie folgt hergestellt werden.The phosphor according to the invention can be produced as follows.

Die Leuchtstoffmaterialien sind:
The phosphor materials are:

  • (1) Yttriumoxid (Y2O3) oder eine Yttriumverbindung, welche leicht in Y2O3 durch Sintern bei einer hohen Temperatur überführt werden kann, wie Yttriumhydroxid und Yttriumoxalat;(1) yttrium oxide (Y 2 O 3 ) or an yttrium compound which can be easily converted into Y 2 O 3 by sintering at a high temperature, such as yttrium hydroxide and yttrium oxalate;
  • (2) Gadoliniumoxid (Gd2O3) oder eine Gadoliniumverbindung, welche leicht in Gd2O3 durch Sintern bei einer hohen Temperatur überführt wer­ den kann, wie Gadoliniumhydroxid oder Gadoliniumoxalat;(2) Gadolinium oxide (Gd 2 O 3 ) or a gadolinium compound which can be easily converted into Gd 2 O 3 by sintering at a high temperature, such as gadolinium hydroxide or gadolinium oxalate;
  • (3) Terbiumoxid (Tb4O7) oder eine Terbiumverbindung, welche leicht zu Terbiumoxid durch Sintern bei einer hohen Temperatur überführt werden kann, wie Terbiumoxalat oder Terbiumchlorid; und(3) terbium oxide (Tb 4 O 7 ) or a terbium compound which can be easily converted to terbium oxide by sintering at a high temperature, such as terbium oxalate or terbium chloride; and
  • (4) Boroxid (B2O3) oder eine Borverbindung, welche leicht zu B2O3 durch Sintern bei einer hohen Temperatur überführt werden kann, wie Borsäure (H3BO3).(4) Boron oxide (B 2 O 3 ) or a boron compound which can be easily converted to B 2 O 3 by sintering at a high temperature, such as boric acid (H 3 BO 3 ).

Die jeweiligen Leuchtstoffmaterialien werden gewogen und gründlich ver­ mischt.The respective fluorescent materials are weighed and ver ver mixes.

Weiterhin ist es bevorzugt, eine Borverbindung als Flußmittel, wie Boroxid (B2O3) oder Borsäure (H3BO3) in diese Materialien einzubringen, wodurch es möglich ist, die Emissionsluminanz des resultierenden Leuchtstoffs weiter zu erhöhen. Unter den obigen Leuchtstoffmaterialien können die Verbindungen von Y, Gd und Tb als Seltenerdmetallelemente durch das sogenannte Copräzipitationsverfahren gemischt werden, bei dem die ent­ sprechenden Verbindungen einmal in einem Lösungsmittel gelöst und ver­ mischt werden und dann ein Präzipitationsmittel, wie Oxalsäure oder ein Alkali zugesetzt wird, um diese gleichzeitig als Oxalate oder Hydroxide die­ ser Seltenerdmetallelemente auszufällen.It is further preferred to incorporate a boron compound as a flux, such as boron oxide (B 2 O 3 ) or boric acid (H 3 BO 3 ), into these materials, which makes it possible to further increase the emission luminance of the resulting phosphor. Among the above phosphor materials, the compounds of Y, Gd and Tb as rare earth elements can be mixed by the so-called coprecipitation method, in which the corresponding compounds are once dissolved and mixed in a solvent and then a precipitant such as oxalic acid or an alkali is added, to precipitate these rare earth elements as oxalates or hydroxides at the same time.

Eine solche Mischung wird mindestens einmal bei einer Temperatur von 1000 bis 1350°C während 2 bis 40 Stunden, vorzugsweise bei einer Tem­ peratur von 1080 bis 1250°C während 2 bis 6 Stunden, an Luft oder in ei­ ner reduzierenden Atmosphäre gesintert. Um die Emissionsluminanz des resultierenden Leuchtstoffs weiter zu verbessern, ist es bevorzugt, das Sintern in einer reduzierenden Atmosphäre durchzuführen. Als Verfahren zur Erzielung einer solchen reduzierenden Atmosphäre kann ein wärme­ beständiger Behälter, wie ein Tigel, in welchen die Leuchtstoffmaterialien eingefüllt werden, in Stickstoff oder in einer Stickstoffatmosphäre, die ei­ ne kleine Menge Wasserstoff enthält, gebacken werden. Solch eine redu­ zierende Atmosphäre kann Dampf enthalten.Such a mixture is at least once at a temperature of 1000 to 1350 ° C for 2 to 40 hours, preferably at a temperature temperature from 1080 to 1250 ° C for 2 to 6 hours, in air or in egg sintering atmosphere. To the emission luminance of the resulting phosphor further, it is preferred that Carry out sintering in a reducing atmosphere. As a process To achieve such a reducing atmosphere, a warm resistant container, like a tigle, in which the fluorescent materials be filled in nitrogen or in a nitrogen atmosphere, the egg contains a small amount of hydrogen. Such a redu  decorative atmosphere can contain steam.

Nach Vervollständigung des Backens, wird das gesinterte Produkt mit Wasser gewaschen, getrocknet und dann gesiebt, um die Dispergierbar­ keit zu verbessern und die Teilchengröße zu regulieren, wodurch ein Terbi­ um-aktivierter Seltenerdborat-Leuchtstoff gemäß der Erfindung, wie durch die obige Formel angegeben, erhalten werden kann.After completing the baking, the sintered product is made with Washed water, dried and then sieved to make the dispersible improve and regulate the particle size, creating a Terbi um-activated rare earth borate phosphor according to the invention, such as indicated by the above formula can be obtained.

Der so erhaltene, erfindungsgemäße Leuchtstoff besteht im wesentlichen aus Kristallen, die hauptsächlich eine Zusammensetzung aus (Y1-x-y, Gdx, Tby)BO3 aufweisen. Ein Leuchtstoff mit einer Zusammensetzung, welche stöchiometrisch leicht von dieser Zusammensetzung abweicht, emittiert ebenso Licht mit hoher Luminanz in gleicher Weise wie Kristalle, welche lediglich aus der Zusammensetzung (Y1-x-y, Gdx, Tby)BO3 zusam­ mengesetzt sind, obwohl dies nicht genau durch Röntgenanalyse ermittelt wird. Daher wird in der vorliegenden Beschreibung die Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Leuchtstoffs durch (Y1-x-y. Gdx, Tby)2O3.B2O3 wiedergegeben, einschließlich eines Leuchtstoffs, welcher stöchiome­ trisch leicht von der Zusammensetzung (Y1-x-y. Gdx, Tby)BO3 abweicht. Dieser Leuchtstoff zeigt eine gelblich grüne Emission bei Anregung durch Ultraviolettstrahlen, Vakuum-Ultraviolettstrahlen, etc. Insbesondere bei Anregung mit Vakuum-Ultraviolettstrahlen von 172 nm zeigt er eine gelb­ lich grüne Emission hoher Luminanz. Somit ist der erfindungsgemäße Leuchtstoff insbesondere brauchbar als ein Leuchtstoff für die Anregung mit Vakuum-Ultraviolettstrahlen, welche brauchbar ist für einen Fluores­ zenzschirm für beispielsweise eine Plasmaanzeige (PDP) oder eine Fluores­ zenzlampe als Lichtquelle für ein Kopiergerät.The phosphor according to the invention obtained in this way essentially consists of crystals which mainly have a composition of (Y 1-xy , Gd x , Tb y ) BO 3 . A phosphor with a composition that differs slightly from this composition stoichiometrically also emits light with high luminance in the same way as crystals, which are only composed of the composition (Y 1-xy , Gd x , Tb y ) BO 3 , although this is not exactly determined by X-ray analysis. Therefore, in the present description the composition of the phosphor according to the invention is represented by (Y 1-xy . Gd x , Tb y ) 2 O 3 .B 2 O 3 , including a phosphor which is stoichiometrically slightly different from the composition (Y 1-xy Gd x , Tb y ) BO 3 differs. This phosphor shows a yellowish green emission when excited by ultraviolet rays, vacuum ultraviolet rays, etc. In particular when excited by vacuum ultraviolet rays of 172 nm, it shows a yellowish green emission of high luminance. Thus, the phosphor of the invention is particularly useful as a phosphor for excitation with vacuum ultraviolet rays, which is useful for a fluorescent screen for, for example, a plasma display (PDP) or a fluorescent lamp as a light source for a copying machine.

Fig. 1 ist ein Diagramm, welches die relative Emissionsluminanz eines Tb-aktivierten Boratleuchtstoffs {(Y0,88-x, Gdx, Tb0,12)2O3.B2O3} unter Anregung mit Vakuum-Ultraviolettstrahlen von 172 nm zeigt, wenn die Menge (Wert x) von Feststoff-solubilisiertem Gd in dem Leuchtstoff variiert wird, während die Konzentration (Wert y) an Tb als Aktivator konstant bei 0,12 gehalten wird. Das Diagramm zeigt die Emissionsluminanz des Leuchtstoffs, wenn die Menge an Feststoff-solubilisiertem Gd verändert wurde, auf der Grundlage, daß die Emissionsluminanz eines (Y0,88, Tb0,12)2O3.B2O3-Leuchtstoffs, d. h. eines Leuchtstoffs, worin x = 0 (Gd ist nicht Feststoff-solubilisiert) und y = 0. 12, 100 betrug. Weiterhin wurde be­ stätigt, daß selbst wenn die Konzentration (Wert y) von Tb von 0,12 ver­ schieden ist, die relative Emissionsluminanz des Tb-aktivierten Borat­ leuchtstoffs {(Y1-x-y, Gdx, Tby)2O3.B2O3} im wesentlichen die gleiche Wechselbeziehung wie in Fig. 1 aufweist. Fig. 1 is a graph showing the relative emission luminance of a Tb-activated borate phosphor {(Y 0.88-x , Gd x , Tb 0.12 ) 2 O 3 .B 2 O 3 } under excitation with vacuum ultraviolet rays of 172 nm shows when the amount (value x) of solid-solubilized Gd in the phosphor is varied while the concentration (value y) of Tb as the activator is kept constant at 0.12. The graph shows the emission luminance of the phosphor when the amount of solid-solubilized Gd was changed based on the emission luminance of a (Y 0.88 , Tb 0.12 ) 2 O 3 .B 2 O 3 phosphor, ie a phosphor where x = 0 (Gd is not solids solubilized) and y = 0. 12, 100. Furthermore, it was confirmed that even if the concentration (value y) of Tb differs from 0.12, the relative emission luminance of the Tb-activated borate phosphor {(Y 1-xy , Gd x , Tb y ) 2 O 3 . B 2 O 3 } has essentially the same correlation as in FIG. 1.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß beim erfindungsgemäßen Seltenerdborat- Leuchtstoff die Menge (Wert x) an Feststoff-solubilisiertem Gd in dem Bo­ rat von Y vorzugsweise im wesentlichen innerhalb eines Bereichs von 0,08 ≦ x ≦ 0,08, insbesondere bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 0, 10 ≦ x ≦ 0,75, liegt unter dem Gesichtspunkt der Emissionsluminanz des erhalte­ nen Leuchtstoffs unter Anregung mit Vakuum-Ultraviolettstrahlen von 172 nm.From Fig. 1 it can be seen that in the rare earth borate phosphor according to the invention the amount (value x) of solids-solubilized Gd in the Bo rat of Y is preferably substantially within a range of 0.08 ≦ x ≦ 0.08, particularly preferably within a range of 0, 10 ≦ x ≦ 0.75, is from the viewpoint of the emission luminance of the obtained phosphor under excitation with vacuum ultraviolet rays of 172 nm.

Fig. 2 ist ein Diagramm, welches die relative Emissionsluminanz eines Tb-aktivierten Boratphosphors {(Y0,56-y, Gd0,44, Tby)2O3.B2O3} unter Anregung mit Vakuum-Ultraviolettstrahlen von 172 nm zeigt, wenn die Konzentration (Wert y) von Tb als Aktivator verändert wurde, während die Menge (Wert x) an Feststoff-solubilisiertem Gd in dem Wirtsmaterial des Leuchtstoffs konstant bei 0,44 gehalten wurde. Weiterhin wurde bestätigt, daß selbst wenn die Menge (Wert x) an Feststoff-solubilisiertem Gd in dem Leuchtstoff von 0,44 verschieden ist, die Konzentration (Wert y) des Akti­ vators in dem Tb-aktivierten Boratleuchtstoff {(Y1-x-y, Gdx, Tby)2O3.B2O3} und die relative Luminanz des resultierenden Leuchtstoffs im wesentlichen die gleiche Wechselbeziehung wie in Fig. 2 aufweisen. Fig. 2 is a graph showing the relative emission luminance of a Tb-activated borate phosphor {(Y 0.56-y , Gd 0.44 , Tb y ) 2 O 3 .B 2 O 3 } under excitation with vacuum ultraviolet rays of 172 nm shows when the concentration (value y) of Tb as the activator was changed while the amount (value x) of solid-solubilized Gd in the host material of the phosphor was kept constant at 0.44. Furthermore, it was confirmed that even if the amount (value x) of solid-solubilized Gd in the phosphor is different from 0.44, the concentration (value y) of the activator in the Tb-activated borate phosphor {(Y 1-xy , Gd x , Tb y ) 2 O 3 .B 2 O 3 } and the relative luminance of the resulting phosphor have essentially the same correlation as in FIG. 2.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Konzentration (Wert y) des Aktivators (Tb) in dem erfindungsgemäßen Seltenerdborat-Leuchtstoff vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 0,05 ≦ y ≦ 0,25. insbesondere bevorzugt in­ nerhalb eines Bereichs von 0,08 ≦ y ≦ 0,20 liegt, unter dem Gesichtspunkt der Emissionsluminanz des resultierenden Leuchtstoffs unter Anregung mit Vakuum-Ultraviolettstrahlen von 172 nm.From Fig. 2 it can be seen that the concentration (value y) of the activator (Tb) in the rare earth borate phosphor according to the invention preferably within a range of 0.05 ≦ y ≦ 0.25. is particularly preferably within a range of 0.08 ≦ y ≦ 0.20, from the point of view of the emission luminance of the resulting phosphor under excitation with vacuum ultraviolet rays of 172 nm.

Der erfindungsgemäße Seltenerdborat-Leuchtstoff emittiert Licht mit hö­ herer Luminanz als herkömmliche Seltenerdborat-Leuchtstoffe, insbe­ sondere unter Anregung mit Vakuum-Ultraviolettstrahlen von 172 nm. Es versteht sich jedoch von selbst, daß er gelblich grüne Emission mit hoher Luminanz zeigt, selbst unter Anregung mit Vakuum-Ultraviolettstrahlen von 147 nm oder Ultraviolettstrahlen von 200 bis 400 nm.The rare earth borate phosphor according to the invention emits light with high Luminance than conventional rare earth borate phosphors, esp especially with excitation with vacuum ultraviolet rays of 172 nm it goes without saying, however, that it has yellowish green emission with high Luminance shows even when excited with vacuum ultraviolet rays of 147 nm or ultraviolet rays of 200 to 400 nm.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.The invention is illustrated by the following examples.

Beispiel 1example 1

Die obigen Materialien wurden gewogen, gründlich vermischt, dann in ei­ nen Aluminiumoxid-Tigel eingefüllt und bei 1080°C während 3 Stunden in einer reduzierenden Atmosphäre gesintert, während ein 2% Wasserstoff enthaltendes Stickstoffgas zirkuliert wurde.The above materials were weighed, mixed thoroughly, then in an egg Alumina Tigel filled and in at 1080 ° C for 3 hours a reducing atmosphere sintered while a 2% hydrogen containing nitrogen gas was circulated.

Das gesinterte Produkt wurde gekühlt, dann mit Wasser gewaschen, ge­ trocknet und danach für die Dispersionsbehandlung gesiebt, um einen Leuchtstoff zu erhalten. Der Leuchtstoff war ein Tb-aktivierter Seltenerd­ borat-Leuchtstoff der folgenden Zusammensetzungsformel
The sintered product was cooled, then washed with water, dried, and then sieved for the dispersion treatment to obtain a phosphor. The phosphor was a Tb-activated rare earth borate phosphor of the following formula

(Y0,44, Gd0,44, Tb0,12)2O3.B2O3.(Y 0.44 , Gd 0.44 , Tb 0.12 ) 2 O 3 .B 2 O 3 .

Dieser Leuchtstoff wurde mit Vakuum-Ultraviolettstrahlen von 172 nm bestrahlt und seine Emissionsluminanz gemessen, wobei seine relative Emissionsluminanz 122% betrug, wenn die Emissionsluminanz eines her­ kömmlichen Seltenerdborat-Leuchtstoffs (Y0,91, Tb0,09)2O3.B2O3 (Ver­ gleichsbeispiel 1), der kein Gd enthält, mit 100% bewertet wurde. This phosphor was irradiated with 172 nm vacuum ultraviolet rays and its emission luminance was measured, and its relative emission luminance was 122% when the emission luminance of a conventional rare earth borate phosphor (Y 0.91 , Tb 0.09 ) 2 O 3 .B 2 O 3 (Comparative Example 1), which contains no Gd, was rated 100%.

Beispiele 2 bis 11Examples 2 to 11

Die Leuchtstoffe mit den Zusammensetzungen der Beispiele 2 bis 11 wur­ den in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Mischungsverhältnisse der entsprechenden Seltenerdmaterialien wie in Tabelle 1 gezeigt geändert wurden.The phosphors with the compositions of Examples 2 to 11 were prepared in the same manner as in Example 1, except that the mixing ratios of the corresponding rare earth materials such as shown in Table 1 were changed.

Die erhaltenen 10 Typen von Leuchtstoffen wurden mit Vakuum-Ultravio­ lettstrahlen in gleicher Weise wie in Beispiel 1 bestrahlt, und deren Emis­ sionsluminanzen wurden gemessen, wobei die relativen Emissionslumi­ nanzen der entsprechenden Leuchtstoffe wie in Tabelle 1 gezeigt waren.The 10 types of phosphors obtained were obtained using vacuum Ultravio irradiated in the same way as in Example 1, and their emis Sion luminances were measured, the relative emission Lumi of the corresponding phosphors as shown in Table 1.

Tabelle 1 Table 1

Vergleichsbeispiele 1 bis 8Comparative Examples 1 to 8

Leuchtstoffe mit den Zusammensetzungen der Vergleichsbeispiele 1 bis 8 wurden in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Mischungsverhältnisse der jeweiligen Seltenerdmaterialien wie in Tabelle 2 gezeigt geändert wurden, zum Zwecke des Vergleichs mit den er­ findungsgemäßen Beispielen. Phosphors with the compositions of Comparative Examples 1 to 8 were prepared in the same manner as in Example 1, except that the mixing ratios of the respective rare earth materials as in Table 2 were changed for the purpose of comparison with that shown examples according to the invention.  

Die erhaltenen acht Typen von Leuchtstoffen wurden mit Vakuum-Ultra­ violettstrahlen in gleicher Weise wie in Beispiel 1 bestrahlt, und deren Emissionsluminanzen wurden gemessen, wobei die relativen Emissions­ luminanzen der jeweiligen Leuchtstoffe wie in Tabelle 2 gezeigt waren.The eight types of phosphors obtained were vacuum ultra irradiated violet rays in the same manner as in Example 1, and their Emission luminances were measured, with the relative emissions luminances of the respective phosphors as shown in Table 2.

Tabelle 2 Table 2

Bewertungrating

Aus dem Vergleich zwischen den Tabellen 1 und 2 ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Seltenerdborat-Leuchtstoffe, bei denen Gd und Y in­ nerhalb bestimmter spezifischer Bereiche Feststoff-solubilisiert sind, wie In den Beispielen 1 bis 11 gezeigt, höhere Emissionsluminanzen zeigten als die herkömmlichen Seltenerdborat-Leuchtstoffe, wie in den Ver­ gleichsbeispielen 1 bis 8 gezeigt, unter Anregung mit Vakuum-Ultravio­ lettstrahlen von 172 nm.From the comparison between Tables 1 and 2 it can be seen that the Rare earth borate phosphors according to the invention, in which Gd and Y in are solubilized within certain specific ranges, such as Shown in Examples 1-11, showed higher emission luminances than the conventional rare earth borate phosphors, as in Ver same examples 1 to 8 shown, with excitation with vacuum Ultravio lett rays of 172 nm.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, einen Leuchtstoff vorzusehen, der eine gelblich grüne Emission mit höherer Luminanz zeigt als her­ kömmliche Tb-aktivierte Seltenerdborat-Leuchtstoffe, wobei die hohe Lu­ minanz insbesondere bemerkenswert ist unter Anregung mit Vakuum-Ul­ traviolettstrahlen einer Wellenlänge von 172 nm durch Edelgasentladung, und welcher somit brauchbar ist für Einrichtungen, bei denen Vakuum- Ultraviolettstrahlen oder Ultraviolettstrahlen als Anregungsquellen ein­ gesetzt werden, wie quecksilberfreie Fluoreszenzlampen mit eingeschlos­ senem Xenon oder PDP.The present invention makes it possible to provide a phosphor, which shows a yellowish green emission with a higher luminance than before conventional Tb-activated rare earth borate phosphors, the high Lu minance is particularly noteworthy when stimulated with vacuum ul  traviolet rays with a wavelength of 172 nm by noble gas discharge, and which is therefore useful for facilities where vacuum Ultraviolet rays or ultraviolet rays as excitation sources be put in like mercury-free fluorescent lamps senem xenon or PDP.

Claims (2)

1. Seltenerdborat-Leuchtstoff der folgenden Formel:
(Y1-x-y, Gdx, Tby)2O3.B2O3
worin x ein numerischer Wert innerhalb eines Bereichs von 0.08 ≦ x ≦ 0,8 ist, y ein numerischer Wert innerhalb eines Bereichs von 0,05 ≦y ≦ 0,25 ist und x + y ein numerischer Wert innerhalb eines Bereichs von 0, 13 ≦ x + y < 1,0 ist.1. Rare earth borate phosphor of the following formula:
(Y 1-xy , Gd x , Tb y ) 2 O 3 .B 2 O 3
where x is a numerical value within a range of 0.08 ≦ x ≦ 0.8, y is a numerical value within a range of 0.05 ≦ y ≦ 0.25 and x + y is a numerical value within a range of 0.13 ≦ x + y <1.0. 2. Seltenerdborat-Leuchtstoff nach Anspruch 1, welcher zur Anregung durch Vakuum-Ultraviolettstrahlen verwendet wird.2. Rare earth borate phosphor according to claim 1, which for excitation is used by vacuum ultraviolet rays.
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