JP2000516296A - ルミネセント材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は一般式Ｌｎ_y/3Ｎａ_x-y（Ａｌ_xＳｉ_192-xＯ₃₈₄）（ＭＯ₃）_z（式中０＜ｘ＜９６、０＜ｙ＜９６、ｙ＜ｘ及びＺ＜２０で、ＬｎはＳｃ，Ｙ，Ｌａ及びランタニドから成る群より選ばれる１又はそれ以上の元素であり、ＭはＭｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ及びＴａから成る群より選ばれる１又はそれ以上の元素を示す）で表わされるルミネセント材料に関する。かかる一般式で表わされるルミネセント材料は比較的安価で、スリーバンド型の低圧水銀放電ランプへの使用に極めて適している。

Description

【発明の詳細な説明】 ルミネセント材料 本発明はルミネセント材料、ルミネセントスクリーン及び、かかるルミネセン トスクリーンを備える低圧水銀ランプに関する。本発明は更に、該ルミネセント 材料の製造方法に関する。 近年の低圧水銀放電ランプには、しばしば、いわゆるスリーバンド（three ba nd）型のルミネセントスクリーンが備えられている。かかる低圧水銀放電ランプ のルミネセントスクリーンは、３種のルミネセント材料を含み、各々は比較的狭 い発光バンドを有する。これらの発光バンドは、各々可視スペクトルの青色、緑 色及び赤色域にある。かかる低圧水銀放電ランプは、例えばオランダ国特許第１ ６４，６９７号に開示されている。これらのランプは比較的高い効能と優れた演 色を有する。これらのランプに使用されるルミネセント材料は一般的に、ランタ ニドから選ばれる元素のイオンにより活性化されるホスト格子から成る。３価の ランタニドイオンの発光バンドは比較的狭く、特にＴｂ³⁺及びＥｕ³⁺の発光バン ドは、ルーメン／ワット比が極めて望ましいような可視スペクトル域にある。例 えば、スリーバンド型の低圧水銀放電ランプを市場へ導入するために、実際の全 製造業者により用いられている可視スペクトルの赤色域において発光バンドを有 するルミネセント材料は、３価のユーロピウムにより活性化されるイットリウム 酸化物である。かかるルミネセント材料は高い吸収及び高い量子率を有する。更 に、デグラデーションは比較的低い。しかし、かかるルミネセント材料の重大な 欠点は、イットリウム酸化物が極めて高価なものであることで、更にルミネセン トスクリーン中に比較的多量（例えば６０重量％）に存在しているからである。 本発明の目的は、スリーバンド型の低圧水銀放電ランプのルミネセントスクリ ーンに用いるのに適する比較的安価なルミネセント材料を提供することである。 本発明のルミネセント材料は、次の一般式 Ｌｎ_y/3Ｎａ_x-y（Ａｌ_xＳｉ_192-xＯ₃₈₄）（ＭＯ₃）_z （式中、０＜ｘ＜９６，０＜ｙ＜９６，ｙ＜Ｘ及びｚ＜２０で、ＬｎはＳｃ，Ｙ ， Ｌａ及びランタニドから成る群より選ばれる１又はそれ以上の元素であり、Ｍは Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ及びＴａから成る群より選ばれる１又はそれ以上の元素を示 す）で表される。 本発明のルミネセント材料は、該材料を製造するためのほとんどの出発物質が 比較的高価でなく、この出発物質を用いて該材料を製造する方法が比較的簡易な 方法であるため、比較的高価なものではなくなる。本発明のルミネセント材料は 、ルミネセントスクリーンに使用するのに特に適切であるとこを見出した。かか るルミネセントスクリーンは、例えば低圧水銀放電ランプ、特にスリーバンド型 の低圧水銀放電ランプに使用するのに特に適切である。 本発明のルミネセント材料に関して、ＬｎがＥｕを含有する場合に、良好な結 果が得られた。Ｅｕは三価の状態でルミネセント材料中に存在する。かかるルミ ネセント材料は主に、可視スペクトルの赤色域で発光し、従ってスリーバンド型 の低圧水銀ランプ中、酸化イットリウムを三価のユーロピウムと置き換えること に適している。更に、Ｅｕとは別にＬｎはＧｄ及びＹから成る群の元素を１又は それ以上含む場合に比較的高い量子効率が得られることを見い出した。 ＬｎがＴｂを含む場合、可視スペクトルの緑色域で主に発光するルミネセント 材料が得られる。 ＬｎがＴｍ，Ｃｅ及びＰｒから成る群より選ばれる元素を１又はそれ以上含む 場合、可視スペクトルの青色域で主に発光するルミネセント材料が得られる。 本発明のルミネセント材料は、比較的簡易であって高価ではない方法により調 製することができることを見い出し、該方法は次の工程； − Ａｌ及びＳｉの多孔質混合酸化物をＬｎ塩の水溶液に浸漬し、 − 得られた結晶を分離し、 − 得られた結晶の混合物を、酸素を含むガス混合物の存在下、Ｍを含有する 固体化合物と加熱し、 − 得られた生成物を冷却し、 − 次いで得られた生成物を酸素を含むガス混合物の存在下で加熱する 工程を含むものである。 第２の熱処理の間、温度は混合酸化物の多孔質構造が崩壊するように選定される 。 混合酸化物がゼオライト、好ましくはゼオライトＸ，ゼオライトＹ及びＺＳＭ −５から成る群から選択されたゼオライトである場合に、良好な結果が得られた 。また、アンモニウムメタレート又は金属酸化物を、Ｍを含む固体化合物として 用いた方法に関して、良好な結果が得られた。 以下に、本発明のルミネセント材料の代表的な製造例を示す。 式Ｎａ_86.9（Ａｌ_86.9Ｓｉ_105.1Ｏ₃₈₄）で表されるゼオライト０．７ｇを、１ リットルあたり０．００２〜０．０４モルのＥｕＣｌ₃・Ｈ₂Ｏを含む溶液２５ml 中に懸濁させた。この懸濁液を、室温で６時間攪拌した。反応生成物を、濾過に より分離し、蒸留水で洗浄し、７０℃で乾燥した。 ３００mgの反応させたゼオライトを、６０mgのＭｏＯ₃と、１５分間十分に混 合した。該混合物の薄層を、オーブン中で、空気の存在下でか焼した。加熱に用 いた速度は、１℃／分であり、５００℃の最高温度を８時間維持した。２００℃ に冷却した後、生成物を、オーブンから取り出した。 次に、１℃／分の加熱速度を用いることにより、生成物に第２の熱処理を施し 、空気の存在下で、１０００℃の最高温度を、２時間維持した。冷却後、得られ た粉末をオーブンから取り出した。得られたルミネセント材料は、式；Ｅｕ₁₇Ｎ ａ_34.9（Ａｌ_85.9Ｓｉ_106.1）Ｏ₃₈₄（ＭｏＯ₃）_9.7であった。この性質は、以下 の通りであった。２５４nmの波長における紫外（ＵＶ）線吸収は、９５％であっ た。ルミネセント材料を、２５４nmの放射線により励起した際には、量子効率は 、２０％であった。発光スペクトルは、５９０nm、６１３nm及び６１５nmにおい て発光ピークを示した。発光スペクトルのルーメン当量は、２８３Ｌｍ／Ｗであ った。発せられた光の色座標値は、ｘ＝０．６４３及びｙ＝０．３５３であった 。 Ｅｕに加えてＧｄ及び／又はＹをも含むルミネセント材料を得るために、Ｅｕ Ｃｌ₃・Ｈ₂Ｏに加えて、Ｇｄ（ＮＯ₃）₃・６Ｈ₂Ｏ及び／又はＹ（ＮＯ₃）₃・６ Ｈ₂Ｏをも含む溶液を用いることができることを注記する。あるいはまた、この ことは、ゼオライトを続々に種々の塩を含む溶液中に懸濁させることにより、達 成することができる。 式ＥＵ_8.5Ｇｄ_8.5Ｎａ_34.9（Ａｌ_85.9Ｓｉ_106.1）Ｏ₃₈₄（ＭｏＯ₃）_9.7 で表されるルミネセント材料を製造するのに、前述の製造において用いたものと 同一の式で表されるゼオライトを、等しい量のＧｄ（ＮＯ₃）₃ ・６Ｈ₂Ｏ及び ＥｕＣｌ₃・Ｈ₂Ｏを含む溶液中に懸濁させた。この懸濁液を、室温で６時間攪拌 し、その後の製造方法は、前述の製造方法と同一であった。 得られたルミネセント材料の性質は、以下の通りであった。２５４nmの波長に おける紫外線吸収は、９４％であった。ルミネセント材料を、２５４nmの放射線 により励起した際には、量子効率は、２８％であった。発光スペクトルは、５９ ０nm、６１３nm及び６２６nmにおいて発光ピークを示した。発光スペクトルのル ーメン当量は、24７Ｌｍ／Ｗであった。発せられた光の色座標値は、ｘ＝０．６ ５６及びｙ＝０．３３９であつた。式Ｅｕ_8.5Ｇｄ_8.5Ｎａ_34.9（Ａｌ_85.9Ｓｉ_{10 6.1} ）Ｏ₃₈₄ＭｏＯ₃）_9.7で表されるルミネセント材料の量子効率は、式ＥＵ₁₇Ｎ ａ_34.9（Ａｌ_85.9Ｓｉ_106.1）Ｏ₃₈₄（ＭｏＯ₃）_9.7で表されるルミネセント材料 の量子効率よりも顕著に高く、一方他の性質はほぼ同一であることが、明らかと なった。 緑色ルミネセント材料Ｔｂ₁₇Ｎａ_34.9（Ａｌ_85.9Ｓｉ_106.1）Ｏ₃₈₄（ＭｏＯ₃ ）_9.7を製造するのに、式Ｎａ_86.9（Ａｌ_86.9Ｓｉ_105.1）Ｏ₃₈₄で表されるゼオ ライトを、１リットルあたり０．０４モルのＴｂＣｌ₃・Ｈ₂Ｏを含む溶液２５ml 中に懸濁させた。製造方法の他の工程は、前述の製造方法における工程と同一で あった。得られたルミネセント材料の性質は、以下の通りであった。２５４nmの 波長における紫外線吸収は、９６％であった。ルミネセント材料を、２５４nmの 放射線により励起した際には、量子効率は、９％であった。発光スペクトルは、 ５４５nmにおいて発光ピークを示した。発光スペクトルのルーメン当量は、４６ ５Ｌｍ／Ｗであった。発せられた光の色座標値は、ｘ＝０．３３９及びｙ＝０． ５６２であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．次の一般式 Ｌｎ_y/3Ｎａ_x-y（Ａｌ_xＳｉ_192-xＯ₃₈₄）（ＭＯ₃）_z （式中、０＜ｘ＜９６，０＜ｙ＜９６，ｙ＜ｘ及びｚ＜２０で、ＬｎはＳｃ， Ｙ，Ｌａ及びランタニドから成る群より選ばれる１又はそれ以上の元素であり 、ＭはＭｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ及びＴａから成る群より選ばれる１又はそれ以上の 元素を示す）で表されることを特徴とするルミネセント材料。 ２．Ｌｎは、Ｅｕを含む、請求項１記載のルミネセント材料。 ３．Ｌｎは、Ｇｄ及びＹから成る群より選ばれる１又はそれ以上の元素を含む請 求項１記載のルミネセント材料。 ４．Ｌｎは、Ｔｂを含む、請求項１記載のルミネセント材料。 ５．Ｌｎは、Ｔｍ，Ｃｅ及びＰｒから成る群より選ばれる１又はそれ以上の元素 を含む請求項１記載のルミネセント材料。 ６．ルミネセント材料を備えたベアラを有するルミネセントスクリーンであって 、該ルミネセントスクリーンは請求項１〜５いずれかの項記載のルミネセント 材料を含むことを特徴とするルミネセントスクリーン。 ７．請求項６記載のルミネセントスクリーンを備えた低圧水銀放電ランプ。 ８．請求項１〜５いずれかの項記載のルミネセント材料を製造するにあたり、次 の工程； − Ａｌ及びＳｉの多孔質混合酸化物をＬｎ塩の水溶液に浸漬し、 − 得られた結晶を分離し、 − 得られた結晶の混合物を、酸素を含むガス混合物の存在下、Ｍを含有する 固体化合物と加熱し、 − 得られた生成物を冷却し、 − 次いで得られた生成物を酸素を含むガス混合物の存在下で加熱する 工程を含むルミネセント材料の製造方法。 ９．多孔質混合酸化物は、好適には、ゼオライトＸ、ゼオライトＹ及びＺＳＭ− ５から成る群より選ばれるゼオライトである請求項８記載の方法。 10．固体化合物はアンモニウムメタレート又は金属酸化物を含む請求項８又は９ 記載の方法。