JP2013507455A - ビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の発光材料は、化学式(Y1−x−y−zAxBiyLnz)2GeO5で表す化合物である。本発明の発光材料の製造方法は、Y、A、Bi、Ln、Geの酸化物、炭酸塩、シュウ酸塩、アセテート、硝酸塩又はハロゲン化物を原料として、Aは、Gd、Lu、Sc、Laの中の一種であり、LnはTm、Ho、Sm、Tb、Eu、Dyの中の少なくとも一種であり、前記原料を均一に研磨してから、1300℃〜1500℃で6時間〜24時間焼結し、焼結物を室温に冷却してからビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料を獲得する。本発明のビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料は、発光材料の発光性能をさらに高めることができ、本発明の発光材料の製造方法は、工程が簡単であり且つコストが低い。
【選択図】図1
Description
純度が99.99%の0.9825mmolのY2O3、0.0075mmolのBi2O3、0.01mmolのTm2O3及び1mmolのGeO2を秤とって、瑪瑙乳鉢に放置して均一に混合するまで十分に研磨してから、研磨した粉末をコランダム坩堝に入れたまま高温箱形炉に放置して、1350℃で10時間焼結し、焼結物を室温に冷却してからモルタルに入れて研磨して、ビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料(Y0.9825Bi0.0075Tm0.01)2GeO5を獲得し、この材料は青色光を発することができる。図1は、波長が314nmである励起光に励起される場合、本実施例に係わる方法で製造された(Y0.9825Bi0.0075Tm0.01)2GeO5の発射スペクトルと(Y0.99Tm0.01)2GeO5の発射スペクトルの対比結果を示し、図1に示されたように、波長が314nmである励起光に励起されて、Bi3+はTm3+の発光強度を大きく増強し、製造された(Y0.9825Bi0.0075Tm0.01)2GeO5の発光強度は、(Y0.99Tm0.01)2GeO5の発光強度の12倍であり、強度は相対的数値であり、その単位は任意に選び取ることができる。
1.965mmolのLu(NO3)3、0.015mmolのBi(NO3)3、0.02mmolのTm(NO3)3及び1mmolのGeO2を秤とって、瑪瑙乳鉢に放置して均一に混合するまで十分に研磨してから、研磨した粉末をコランダム坩堝に入れたまま高温箱形炉に放置して、1450℃で8時間焼結し、焼結物を室温に冷却してからモルタルに入れて研磨して、ビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料(Lu0.9825Bi0.0075Tm0.01)2GeO5を獲得し、この材料は青色光を発することができる。
0.986mmolのY2O3、0.004mmolのBi2O3、0.01mmolのHo2O3及び1mmolのGeO2を秤とって、瑪瑙乳鉢に放置して均一に混合するまで十分に研磨してから、研磨した粉末をコランダム坩堝に入れたまま高温箱形炉に放置して、1300℃で24時間焼結し、焼結物を室温に冷却してからモルタルに入れて研磨して、ビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料(Y0.986Bi0.004Ho0.01)2GeO5を獲得し、この材料は緑色光を発することができる。
0.976mmolのY2O3、0.004mmolのBi2O3、0.02mmolのSm2O3及び1mmolのGeO2を秤とって、瑪瑙乳鉢に放置して均一に混合するまで十分に研磨してから、研磨した粉末をコランダム坩堝に入れたまま高温箱形炉に放置して、1500℃で6時間焼結し、焼結物を室温に冷却してからモルタルに入れて研磨して、ビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料(Y0.976Bi0.004Sm0.02)2GeO5を獲得し、この材料は赤色光を発することができる。
0.976mmolのY2O3、0.004mmolのBi2O3、0.02mmolのDy2O3及び1mmolのGeO2を秤とって、瑪瑙乳鉢に放置して均一に混合するまで十分に研磨してから、研磨した粉末をコランダム坩堝に入れたまま高温箱形炉に放置して、1380℃で20時間焼結し、焼結物を室温に冷却してからモルタルに入れて研磨して、ビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料(Y0.976Bi0.004Dy0.02)2GeO5を獲得し、この材料は白色光を発することができる。
0.9525mmolのY2O3、0.0075mmolのBi2O3、0.02mmolのTb4O7及び1mmolのGeO2を秤とって、瑪瑙乳鉢に放置して均一に混合するまで十分に研磨し、後のステップは、前記実施例1と同じであり、従ってビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料(Y0.9525Bi0.0075Tb0.04)2GeO5を獲得し、この材料は緑色光を発することができる。図2は、波長が314nmである励起光に励起される場合、本実施例に係わる方法で製造された(Y0.9525Bi0.0075Tb0.04)2GeO5の発射スペクトルと(Y0.96Tb0.04)2GeO5の発射スペクトルの対比結果を示し、図2に示されたように、波長が314nmである励起光に励起されて、Bi3+はTb3+の発光強度を大きく増強し、製造された(Y0.9525Bi0.0075Tb0.04)2GeO5の発光強度は、(Y0.96Tb0.04)2GeO5の発光強度の11倍である。
0.9525mmolのY2O3、0.0075mmolのBi2O3、0.04mmolのEu2O3及び1mmolのGeO2を秤とって、瑪瑙乳鉢に放置して均一に混合するまで十分に研磨し、後のステップは、前記実施例1と同じであり、従ってビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料(Y0.9525Bi0.0075Eu0.04)2GeO5を獲得し、この材料は赤色光を発することができる。図3は、波長が314nmである励起光に励起される場合、本実施例に係わる方法で製造された(Y0.9525Bi0.0075Eu0.04)2GeO5の発射スペクトルと(Y0.96Eu0.04)2GeO5の発射スペクトルの対比結果を示し、図3に示されたように、波長が314nmである励起光に励起されて、Bi3+はEu3+の発光強度を大きく増強し、製造された(Y0.9525Bi0.0075Eu0.04)2GeO5の発光強度は、(Y0.96Eu0.04)2GeO5の発光強度の6倍である。
0.886mmolのY2O3、0.1mmolのGd2O3、0.004mmolのBi2O3、0.01mmolのTm2O3及び1mmolのGeO2を秤とって、瑪瑙乳鉢に放置して均一に混合するまで十分に研磨し、後のステップは、前記実施例1と同じであり、従ってビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料(Y0.886Gd0.1Bi0.004Tm0.01)2GeO5を獲得し、この材料は青色光を発することができる。
0.686mmolのY2O3、0.3mmolのGd2O3、0.004mmolのBi2O3、0.01mmolのHo2O3及び1mmolのGeO2を秤とって、瑪瑙乳鉢に放置して均一に混合するまで十分に研磨し、後のステップは、前記実施例1と同じであり、従ってビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料(Y0.686Gd0.3Bi0.004Ho0.01)2GeO5を獲得し、この材料は緑色光を発することができる。
0.196mmolのY2O3、0.7mmolのSc2O3、0.004mmolのBi2O3、0.1mmolのSm2O3及び1mmolのGeO2を秤とって、瑪瑙乳鉢に放置して均一に混合するまで十分に研磨し、後のステップは、前記実施例1と同じであり、従ってビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料(Y0.196Sc0.7Bi0.004Sm0.1)2GeO5を獲得し、この材料は赤色光を発することができる。
0.076mmolのY2O3、0.9mmolのLa2O3、0.004mmolのBi2O3、0.02mmolのDy2O3及び1mmolのGeO2を秤とって、瑪瑙乳鉢に放置して均一に混合するまで十分に研磨し、後のステップは、前記実施例1と同じであり、従ってビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料(Y0.094La0.9Bi0.004Dy0.02)2GeO5を獲得し、この材料は白色光を発することができる。
1.192mmolのY(CH3COO)3、0.2mmolのGd(CH3COO)3、0.008mmolのBi(CH3COO)3、0.6mmolのTb(CH3COO)3及び1mmolのGeO2を秤とって、瑪瑙乳鉢に放置して均一に混合するまで十分に研磨し、後のステップは、前記実施例1と同じであり、従ってビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料(Y0.596Gd0.1Bi0.004Tb0.3)2GeO5を獲得し、この材料は緑色光を発することができる。
1.492mmolのYCl3、0.2mmolのGdCl3、0.008mmolのBiCl3、0.3mmolのEuCl3及び1mmolのGeO2を秤とって、瑪瑙乳鉢に放置して均一に混合するまで十分に研磨し、後のステップは、前記実施例1と同じであり、従ってビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料(Y0.746Gd0.1Bi0.004Eu0.15)2GeO5を獲得し、この材料は赤色光を発することができる。
0.485mmolのY2O3、0.5mmolのLa2O3、0.005mmolのBi2O3、0.01mmolのTm2O3及び1mmolのGeO2を秤とって、瑪瑙乳鉢に放置して均一に混合するまで十分に研磨し、後のステップは、前記実施例1と同じであり、従ってビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料(Y0485La0.5Bi0.005Tm0.01)2GeO5を獲得し、この材料は青色光を発することができる。
0.88mmolのY2(C2O4)3、0.1mmolのLu2(C2O4)3、0.01mmolのBi2(C2O4)3、0.01mmolのTm2O3及び1mmolのGeO2を秤とって、瑪瑙乳鉢に放置して均一に混合するまで十分に研磨し、後のステップは、前記実施例1と同じであり、従ってビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料(Y0.88Lu0.1Bi0.01Tm0.01)2GeO5を獲得し、この材料は青色光を発することができる。
0.87mmolのY2(CO3)3、0.1mmolのSc2(CO3)3、0.02mmolのBi2(CO3)3、0.01mmolのTm2O3及び1mmolのGeO2を秤とって、瑪瑙乳鉢に放置して均一に混合するまで十分に研磨し、後のステップは、前記実施例1と同じであり、従ってビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料(Y0.87Sc0.1Bi0.02Tm0.01)2GeO5を獲得し、この材料は青色光を発することができる。
0.9625mmolのY2O3、0.0075mmolのBi2O3、0.01mmolのTm2O3、0.005mmolのTb4O7、0.01mmolのEu2O3及び1mmolのGeO2を秤とって、瑪瑙乳鉢に放置して均一に混合するまで十分に研磨し、後のステップは、前記実施例1と同じであり、従ってビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料(Y0.9625Bi0.0075Tm0.01Tb0.01Eu0.01)2GeO5を獲得し、この材料は白色光を発することができる。図4は、波長が360nmである励起光に励起される場合、本実施例に係わる方法で製造された(Y0.9625Bi0.0075Tm0.01Tb0.01Eu0.01)2GeO5の発射スペクトルと(Y0.97Tm0.01Tb0.01Eu0.01)2GeO5の発射スペクトルの対比結果を示し、図4に示されたように、波長が360nmである励起光に励起されて、Bi3+はTm3+の発光強度を増強しなかったが、発光材料が470nm〜630nmのTb3+及びEu3+の青色、緑色、赤色の発光強度を大きく増強して、本実施例によって製造された(Y0.9625Bi0.0075Tm0.01Tb0.01Eu0.01)2GeO5がさらに高い演色指数を有することにする。図5は、波長が314nmである励起光に励起される場合、本実施例に係わる方法で製造された(Y0.9625Bi0.0075Tm0.01Tb0.01Eu0.01)2GeO5の発射スペクトルと(Y0.97Tm0.01Tb0.01Eu0.01)2GeO5の発射スペクトルの対比結果を示し、図5に示されたように、波長が314nmである励起光に励起されて、Bi3+はTm3+、Tb3+及びEu3+の発光強度を大きく増強し、本実施形態によって製造された(Y0.9625Bi0.0075Tm0.01Tb0.01Eu0.01)2GeO5がさらに高い発光輝度を有することにする。
Claims (8)
- 化学式(Y1−x−y−zAxBiyLnz)2GeO5で表す化合物であることを特徴とするビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料。
(ただし、x、y、zの値は、別々に0≦x<1、0<y≦0.02、0<z≦0.3であり、且つx+y+z≦1であり、Aは、Gd、Lu、Sc、Laの中の一種であり、LnはTm、Ho、Sm、Tb、Eu、Dyの中の少なくとも一種である。) - x、y、zの値は、別々に0≦x≦0.5、0<y≦0.01、0<z≦0.2であることを特徴とする請求項1に記載のビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料。
- Y、A、Bi、Ln及びGeの酸化物、炭酸塩、シュウ酸塩、アセテート、硝酸塩又はハロゲン化物を原料として、Aは、Gd、Lu、Sc、及びLaの中の一種であり、LnはTm、Ho、Sm、Tb、Eu、及びDyの中の少なくとも一種であり、前記原料を均一に研磨してから、1300℃〜1500℃で6〜24時間焼結し、焼結物を室温に冷却してからビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料を獲得することを特徴とするビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料の製造方法。
- 前記原料を均一に研磨してから、1350℃〜1450℃で10時間〜20時間焼結し、焼結物を室温に冷却してからビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料を獲得することを特徴とする請求項3に記載のビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料の製造方法。
- 前記原料は、化学式(Y1−x−y−zAxBiyLnz)2GeO5の中の各元素の間のモル比に基づいて秤とることを特徴とする請求項3に記載のビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料の製造方法。
(ただし、x、y、zの値は、別々に0≦x<1、0<y≦0.02、0<z≦0.3であり、且つx+y+z≦1である。) - x、y、zの値は、別々に0≦x≦0.5、0<y≦0.01、0<z≦0.2であることを特徴とする請求項5に記載のビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料の製造方法。
- 前記原料は、Y、A、Bi、Ln、又はGeの酸化物であり、その純度は99.99%以上であることを特徴とする請求項3〜6のいずれか一項に記載のビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料の製造方法。
- 前記原料は、Y、A、Bi、Ln及びGeの炭酸塩、シュウ酸塩、アセテート、硝酸塩、又はハロゲン化物であり、その純度は分析用試薬以上であることを特徴とする請求項3〜6のいずれか一項に記載のビスマスイオン増感の希土類ゲルマニウム酸塩発光材料の製造方法。
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