JPH02247279A - 発光アルカリ土類金属オルトシリケート、かかるシリケートを備えた発光スクリーン及びかかるスクリーンを備えた低圧水銀放電灯 - Google Patents
発光アルカリ土類金属オルトシリケート、かかるシリケートを備えた発光スクリーン及びかかるスクリーンを備えた低圧水銀放電灯Info
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- JPH02247279A JPH02247279A JP2032600A JP3260090A JPH02247279A JP H02247279 A JPH02247279 A JP H02247279A JP 2032600 A JP2032600 A JP 2032600A JP 3260090 A JP3260090 A JP 3260090A JP H02247279 A JPH02247279 A JP H02247279A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/38—Devices for influencing the colour or wavelength of the light
- H01J61/42—Devices for influencing the colour or wavelength of the light by transforming the wavelength of the light by luminescence
- H01J61/44—Devices characterised by the luminescent material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/77062—Silicates
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、希土類金属により活性化される発光（ルミネ
センス）アルカリ土類金属に関するものである。更に本
発明は、かかるシリケートを備えた発光（ルミネセンス
）スクリーン、及びかかるスクリーンを備えた低圧水銀
放電灯に関するものである。
センス）アルカリ土類金属に関するものである。更に本
発明は、かかるシリケートを備えた発光（ルミネセンス
）スクリーン、及びかかるスクリーンを備えた低圧水銀
放電灯に関するものである。
（従来の技術）
英国特許第５４４１６０号明細書に、２価のユーロピウ
ムを、カルシウム、バリウム及びストロンチウムのオル
トシリケートにおける活性剤として用いることができる
ことが開示されている。選定アルカリ土類金属又はアル
カリ土類金属混合物に依存して、スペクトルの緑色、黄
色又は青色部における発光が紫外線による励起で生じる
。
ムを、カルシウム、バリウム及びストロンチウムのオル
トシリケートにおける活性剤として用いることができる
ことが開示されている。選定アルカリ土類金属又はアル
カリ土類金属混合物に依存して、スペクトルの緑色、黄
色又は青色部における発光が紫外線による励起で生じる
。
米国特許第３．２６０．６７５号に、テルビウムによる
カルシウム及びマグネシウムのオルトシリケートの活性
化が開示されている。スペクトルの緑色部における綿発
光（ｌｉｎｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ）が紫外線による励
起で生じる。該特許には、テルビウムを、例えばサマリ
ウム若しくはジスプロシウムのような他の希土類金属活
性剤と、部分的に置換することができることが示されて
いる。
カルシウム及びマグネシウムのオルトシリケートの活性
化が開示されている。スペクトルの緑色部における綿発
光（ｌｉｎｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ）が紫外線による励
起で生じる。該特許には、テルビウムを、例えばサマリ
ウム若しくはジスプロシウムのような他の希土類金属活
性剤と、部分的に置換することができることが示されて
いる。
ジスプロシウムによるＣａ２ＳｉＯ４の活性化は、米国
特許第４４９５０８５号に開示されている。発光（ルミ
ネセンス）物質を陰極線管に使用することができ、電子
ビームによる励起で白色光を発光する。
特許第４４９５０８５号に開示されている。発光（ルミ
ネセンス）物質を陰極線管に使用することができ、電子
ビームによる励起で白色光を発光する。
セリウムによるＣａｚＳｉＯｎの活性化は、エフ、ニー
、クルーゲル（Ｆ、Ａ、Ｋｒｂ′ｇｅｒ）による文献、
“サム アスペツク オブ ザ ルミネセンス オブソ
リッズ（Ｓｏｍｅ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌ
ｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｏｆｓｏｌｉｄｓ ） ”
、 １９４８．２８８ページに開示されている。
、クルーゲル（Ｆ、Ａ、Ｋｒｂ′ｇｅｒ）による文献、
“サム アスペツク オブ ザ ルミネセンス オブソ
リッズ（Ｓｏｍｅ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌ
ｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｏｆｓｏｌｉｄｓ ） ”
、 １９４８．２８８ページに開示されている。
発光色は、青色である。
（発明が解決しようとする課題）
本発明の目的は、殺菌活性を有するＵＶ−照射目的用の
低圧水銀放電灯に使用するのに特に適する有効な発光物
質を提供することにある。
低圧水銀放電灯に使用するのに特に適する有効な発光物
質を提供することにある。
（課題を解決しようとする手段）
本発明の希土類金属により活性化される発光アルカリ土
類金属オルトシリケートにおいて、該シリケートはＰｒ
３＋により活性化され、−絞入Ｍｚ−＋ｚｚｘ−＋ｚｚ
ｙＰｒｘＭ ” 、ｓｉｏ、 （但し、式中のＭは元素
Ｃａ及びＳｒの少なくとも一種で、その５０モル％まで
はＢａにより置換することができ及び／又はその２０モ
ル％まではｈにより置換することができ、Ｍは元素Ｌｉ
、 Ｎａ及びＫの少なくとも一種で、Ｘは０．００４≦
ｘ≦０．１０、ｙは０≦ｙ≦０．１０を示す）で表わさ
れることを特徴とする。
類金属オルトシリケートにおいて、該シリケートはＰｒ
３＋により活性化され、−絞入Ｍｚ−＋ｚｚｘ−＋ｚｚ
ｙＰｒｘＭ ” 、ｓｉｏ、 （但し、式中のＭは元素
Ｃａ及びＳｒの少なくとも一種で、その５０モル％まで
はＢａにより置換することができ及び／又はその２０モ
ル％まではｈにより置換することができ、Ｍは元素Ｌｉ
、 Ｎａ及びＫの少なくとも一種で、Ｘは０．００４≦
ｘ≦０．１０、ｙは０≦ｙ≦０．１０を示す）で表わさ
れることを特徴とする。
驚くべきことに、プラセオジムは、２５４ｎｍ照射（水
銀共鳴線（ｌｉｎｅ））による本発明の発光シリケート
の励起で、スペクトルの紫外部において有効なバンド（
帯）発光を呈することを見い出した。
銀共鳴線（ｌｉｎｅ））による本発明の発光シリケート
の励起で、スペクトルの紫外部において有効なバンド（
帯）発光を呈することを見い出した。
Ｍにより示される元素Ｃａ及びＳｒの一定量を、Ｂａ（
最大５０モル％）により、及び／又はＭｇ （最大２０
モル％）により置換することができる。Ｂａ及びＭｇＯ
量がこれより多くなると、発光が不十分である。
最大５０モル％）により、及び／又はＭｇ （最大２０
モル％）により置換することができる。Ｂａ及びＭｇＯ
量がこれより多くなると、発光が不十分である。
Ｍ′により示される元素Ｌｉ、 Ｎａ及びＫは、３価の
Ｐｒにより２価のＣａ及び／又はＳｒを部分的に置換す
ることで、１価のカチオンとして電荷補償（ｃｈａｒｇ
ｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ）をなす。
Ｐｒにより２価のＣａ及び／又はＳｒを部分的に置換す
ることで、１価のカチオンとして電荷補償（ｃｈａｒｇ
ｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ）をなす。
パラセオジム含量Ｘは上記限定範囲内で選定される。Ｘ
が０．００４より小さく選定される場合には、励起照射
の吸収が掻めて小さいために発光が不十分である物質を
得る。Ｘが０．１０の値を超える場合にも、濃度が下が
りすぎるため発光が極めて弱くなりすぎる。
が０．００４より小さく選定される場合には、励起照射
の吸収が掻めて小さいために発光が不十分である物質を
得る。Ｘが０．１０の値を超える場合にも、濃度が下が
りすぎるため発光が極めて弱くなりすぎる。
前記した如く、Ｍ′により示される元素Ｌｉ、 Ｎａ及
びＫの含量ｙの低限はｙ−０（電荷補償がない）である
。実際、電荷補償がなくても有効な発光物質が得られる
ことを見い出した。電荷補償と関連して、含１１１ｙの
最大値はプラセオジム含ｉ１ｘの最大値から導かれ、そ
して等しくなる。従って含量ｙの上限は０．１０である
。
びＫの含量ｙの低限はｙ−０（電荷補償がない）である
。実際、電荷補償がなくても有効な発光物質が得られる
ことを見い出した。電荷補償と関連して、含１１１ｙの
最大値はプラセオジム含ｉ１ｘの最大値から導かれ、そ
して等しくなる。従って含量ｙの上限は０．１０である
。
さらに上記式より、存在する電荷補償剤の濃度ｙは、本
発明の発光シリケート中のプラセオジム濃度と異ならせ
ることができることが導かれる。
発明の発光シリケート中のプラセオジム濃度と異ならせ
ることができることが導かれる。
かかる場合においても、有効な発光物質が得られる。
本発明の好適な発光シリケートは、０．０１≦ｘ≦０．
０３及びｙ＝ｘで特徴づけられる。
０３及びｙ＝ｘで特徴づけられる。
最適な発光物質は、プラセオジム及び電荷補償剤の当モ
ル量を使用する一方、比較的低いプラセオジム濃度で示
されるものである。本発明の発光シリケートは高温度で
の固相反応により得ることができる。出発物質は複合酸
化物の混合物又は高温でかかる酸化物を得る化合物（例
えばカーボネート）の混合物である。形成されるべき化
合物の化学量論からの少しの偏差（ずれ）（１０モル％
まで）は出発混合物中において認容されるものである。
ル量を使用する一方、比較的低いプラセオジム濃度で示
されるものである。本発明の発光シリケートは高温度で
の固相反応により得ることができる。出発物質は複合酸
化物の混合物又は高温でかかる酸化物を得る化合物（例
えばカーボネート）の混合物である。形成されるべき化
合物の化学量論からの少しの偏差（ずれ）（１０モル％
まで）は出発混合物中において認容されるものである。
一般に、一種又はそれ以上の複合元素及び／又はフラン
クを少量過剰にすることで、反応を促進させることがで
きる。
クを少量過剰にすることで、反応を促進させることがで
きる。
出発混合物を温度１２００〜１５００°Ｃ１好ましくは
プラセオジムを３価状態に保持若しくはもたらすために
弱い還元雰囲気中で、１回若しくは数回に渡りしばらく
の間加熱する。
プラセオジムを３価状態に保持若しくはもたらすために
弱い還元雰囲気中で、１回若しくは数回に渡りしばらく
の間加熱する。
（実施例）
本発明を次の実施例により説明する。
第１図に示された低圧水銀放電灯は管状ガラス壁１を有
する。操作の間に放電が持続する電極２及び３をランプ
内に、そしてその端部に設置する。
する。操作の間に放電が持続する電極２及び３をランプ
内に、そしてその端部に設置する。
ランプには、少量の水銀と出発ガスとして希ガスが含ま
れる。壁１は、本発明のＰｒ”活性シリケートを含む発
光層４の支持体として提供される。壁１及び発光層４は
共同で発光スクリーンを形成する。核層４を、従来の方
法、例えば発光？ｌ質を含む懸濁の手段により壁１に提
供することができる。
れる。壁１は、本発明のＰｒ”活性シリケートを含む発
光層４の支持体として提供される。壁１及び発光層４は
共同で発光スクリーンを形成する。核層４を、従来の方
法、例えば発光？ｌ質を含む懸濁の手段により壁１に提
供することができる。
叉差雁土
混合物を
１０．２１７ ｇのＣａＣ０゜
１．７１２ ｇの５ｒＣＯ３
３，４８５ｇのＳｉｎ。
０．０４３ｇのＬｉ ２Ｃ０゜
０．１９１ ｇのＰｒ２Ｏ３
から製造する。かかる混合物を弱い還元雰囲気中Ｕｚ及
び数％のＨ２の混合物） １４００″Ｃで１時間、炉内
で加熱した。冷却した後、焼成生成物を、粉砕した。次
いで該焼成生成物を再び同様の雰囲気下１４００°Ｃで
１時間加熱し、冷却後再び粉砕した。次の弐Ｃａ、、
７ｂｓｒｏ、 ２Ｐｒｏ、 ｏｚＬｉｏ、 ｏｚｓｊ０
４により表わされるＰｒ”によって活性化される発光シ
リケートをこのようにして得た。２５４ｎｍ励起照射の
もと、量子効率は５１％でＵＶ吸収は８０％であった。
び数％のＨ２の混合物） １４００″Ｃで１時間、炉内
で加熱した。冷却した後、焼成生成物を、粉砕した。次
いで該焼成生成物を再び同様の雰囲気下１４００°Ｃで
１時間加熱し、冷却後再び粉砕した。次の弐Ｃａ、、
７ｂｓｒｏ、 ２Ｐｒｏ、 ｏｚＬｉｏ、 ｏｚｓｊ０
４により表わされるＰｒ”によって活性化される発光シ
リケートをこのようにして得た。２５４ｎｍ励起照射の
もと、量子効率は５１％でＵＶ吸収は８０％であった。
第２図は２５４ｎｍ励起照射のもと、かかるシリケート
の発光スペクトルを示す。波長λ（ｎｍ）を水平軸方向
に、発光照射エネルギーＥ（任意の単位）を垂直軸方向
にプロットする。発光スペクトルの最大値は、ＵＶ−Ｂ
範囲（２８０〜３１５ｎｍ ）中で２８４ｎｍの時であ
る。
の発光スペクトルを示す。波長λ（ｎｍ）を水平軸方向
に、発光照射エネルギーＥ（任意の単位）を垂直軸方向
にプロットする。発光スペクトルの最大値は、ＵＶ−Ｂ
範囲（２８０〜３１５ｎｍ ）中で２８４ｎｍの時であ
る。
尖施七２〜２５
実施例１に記載したのと同様の方法で、多くの本発明の
ｐ ｒ ３ ＋活性シリケートを製造した。下記の表に
かかるシリケートの式、２５４ｎｍ励起照射の量子効率
Ｑ（％）、υＶ吸収Ａ（％）、発光が最大となる時の波
長λｎａｘ （ｎｍ）及びＥ＋ｚ−ｓｓ （ｎｍ）を示
す。
ｐ ｒ ３ ＋活性シリケートを製造した。下記の表に
かかるシリケートの式、２５４ｎｍ励起照射の量子効率
Ｑ（％）、υＶ吸収Ａ（％）、発光が最大となる時の波
長λｎａｘ （ｎｍ）及びＥ＋ｚ−ｓｓ （ｎｍ）を示
す。
表示Ｅ＋ｚ−８ｓは連続波長範囲の幅を示し、該範囲内
で全照射エネルギーの７６％を発光する。残りの２４％
の発光エネルギーは、かかる範囲外で見い出され、より
小さい波長で１２％、そしてより大きい波長で１２％と
均等に配分される。
で全照射エネルギーの７６％を発光する。残りの２４％
の発光エネルギーは、かかる範囲外で見い出され、より
小さい波長で１２％、そしてより大きい波長で１２％と
均等に配分される。
ａ）フラックスとして１ＩｉＢＯｚを使用ｂ）出如毘合
物１つ、１モノｔ７ｓｉｏ、を過剰
物１つ、１モノｔ７ｓｉｏ、を過剰
第１図は、本発明のＰｒ”活性シリケートを備えた発光
スクリーンを含む低圧水銀放電灯の縦断面図、 第２図は、２５４ｎｍ励起照射条件下本発明のＰｒ”活
性シリケートにより発光される線（ｒａｄｉａｔｉｏｎ
）のスペクトルエネルギー分布を示す線図である。 １・・・壁 ２．３・・・電極 ４・・・発光層
スクリーンを含む低圧水銀放電灯の縦断面図、 第２図は、２５４ｎｍ励起照射条件下本発明のＰｒ”活
性シリケートにより発光される線（ｒａｄｉａｔｉｏｎ
）のスペクトルエネルギー分布を示す線図である。 １・・・壁 ２．３・・・電極 ４・・・発光層
Claims (4)
- １．希土類金属により活性化される発光アルカリ土類
金属オルトシリケートにおいて、該シリケートはＰｒ＾
３＾＋により活性化され、一般式Ｍ＿２＿−＿３＿／＿
２＿ｘ＿−＿１＿／＿２＿ｙＰｒ＿ｘＭ´＿ｙＳｉＯ＿
４（但し、式中のＭは元素Ｃａ及びＳｒの少なくとも一
種で、その５０モル％まではＢａにより置換することが
でき及び／又はその２０モル％まではＭｇにより置換す
ることができ、Ｍ′は元素Ｌｉ，Ｎａ及びＫの少なくと
も一種で、ｘは０．００４≦ｘ≦０．１０、ｙは０≦ｙ
≦０．１０を示す）で表わされることを特徴とする発光
アルカリ土類金属オルトシリケート。 - ２．０．０１≦ｘ≦０．０３及びｙ＝ｘであることを特
徴とする請求項１記載の発光シリケート。 - ３．請求項１又は２記載の発光シリケートを上部に備え
る支持体を含む発光スクリーン。 - ４．請求項３記載の発光スクリーンを備える低圧水銀放
電灯。
Applications Claiming Priority (2)
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