JPH026590A - 蛍光体の製造方法 - Google Patents

蛍光体の製造方法

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JPH026590A JP15489788A JP15489788A JPH026590A JP H026590 A JPH026590 A JP H026590A JP 15489788 A JP15489788 A JP 15489788A JP 15489788 A JP15489788 A JP 15489788A JP H026590 A JPH026590 A JP H026590A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばX線用シンチレータとして優れた特性
を示す、透明度の高い希土類オキシサルファイドセラミ
ックスを得るために好適な大粒径の希土類オキシサルフ
ァイド系の螢光体の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
希土類オキシサルファイド系の螢光体については、米国
特許第3418246号に付活剤で活性化した該螢光体
が開示されている。また、米国特許第3502590号
に、該螢光体の実用的な製造方法についての記載がある
。後者の製造方法は、酸化ガドリニウム(adzoa)
−酸化ランタン(Laioi)および酸化イツトリウム
(y z○3)の中から選ばれる少なくとも1種の酸化
物と、付活剤としての希土類酸化物および加熱によって
硫化アルカリおよびポリ硫化アルカリを生ずる組成物と
からなる混合物を700〜1250℃で加熱する工程と
、次いでその加熱生成物を冷却する工程とからなる方法
で、上記工程を経て得られた試料を水洗して水溶性物質
(硫化アルカリ)を除去することによって、平均粒径1
〜8μmの希土類オキシサルファイド螢光体が得られて
いる。
また、上記製造方法の改良として、希土類酸化物の一部
を希土類リン酸塩で置換する方法が特開昭第55−15
7678号に開示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕 X線用シンチレータとして優れた特性を示す希土類オキ
シサルファイドセラミックスについて、透明度の高い高
効率の該セラミックスを得るためには、その原材料とな
る希土類オキシサルファイド螢光体ができるだけ大粒径
であることが望ましいが、上記従来技術の方法によって
得られる螢光体は平均粒径が高々10μmに止まってい
た。
本発明の目的は、平均粒径が少なくとも20μm以上の
希土類オキシサルファイド螢光体を得ることのできる製
造方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、−数式(Ln、−x Mx )x Oa 
(但し、LnはY、La、Gdの中から選ばれる少なく
とも1種の元素、MはPr、Eu、Tbの中から選ばれ
る少なくとも1種の元素、Xは0.00001〜0.1
の範囲の値)で表わされる酸化物、LnおよびMのリン
酸塩化合物、加熱分解によってCe2o3を生ずるCe
化合物、加熱により硫化アルカリおよびポリ硫化アルカ
リを生ずる組成物、ホウ素化合物およびフッ素化合物か
らなる混合物を900〜1400℃の温度で加熱焼成す
る工程と、次いで、該焼成生成物を冷却した後水洗する
工程とからなる製造方法を適用することによって達成す
ることができる。
〔作  用〕
本発明方法のもっとも特徴とするところは、希土類オキ
シサルファイド螢光体の製造方法において、従来技術に
おける材料組成に加えて、さらに、ホウ素化合物を用い
たことにある。ここで、該ホウ素化合物としては、H,
BO,、B、O,、Li。
B40t、Na、B、O,、x * B2Ot、K、B
、O,、NaBO,およびLiBO,の中から選ばれる
少なくとも1種のホウ素化合物を用いることが望ましく
、平均粒径20μm以上の希土類オキシサルファイド螢
光体を得るための該ホウ素化合物の量は、ホウ素原子に
換算して、希土類元素1グラム原子当り0.02〜0.
4グラム原子の範囲が適当である。0.4グラム原子よ
りも多量に添加した場合には得られる螢光体粒子径はさ
らに大きくなるが、螢光体中に非発光物質が混入してく
るので好ましくない、なお、ホウ素化合物としては、上
記した化合物以外に、加熱によってホウ素化合物を生ず
るような混合物成分を用いてもよい6 フッ素化合物あるいは塩素化合物およびCe化合物を添
加した理由は特公昭第60−4856号に開示されてい
るので割愛する。
また、付活剤としての希土類酸化物としては、酸化プラ
セオジム、酸化テルビウムおよび酸化ユーロピウムの中
から選ばれる少なくとも1種の酸化物を用いることが望
ましいが、他の希土類酸化物を用いてもよい。
上述の製造方法を用いて作成した平均粒径38μmのG
d、O,S : Pr螢光体を用いてXQCT用固体検
出器を作成して、その特性を調べた。すなわち、まず、
上記Gd、O,S : Pr螢光体に焼結助剤として0
.1重量パーセントのLi、GeF、を加えて混合し、
これを鉄製のカプセルに詰め、真空封止した後、 13
00℃、1000気圧、3時間の条件で熱間静水圧加圧
成形(Hot l5ostatic Pressing
、 HIF)を行った0次いで、鉄容器を除去して焼結
成形体を取り出し、厚さ1.2fflに加工した後、シ
リコンホトダイオードと組合わせて固体検出器を作製し
た。この検出器にX線(管電圧tzokv、電流200
mA)を照射した場合の発光出力は、従来の製造方法で
作成した平均粒径5μmの同一組成の螢光体を用いて上
記と同様の方法で作製した固体検出器の発光出力と比べ
、約1.7倍の値を示した。
ここで、平均粒径38μmの螢光体を用いて作製した固
体検出器の方が発光出力が高い値を示すのは、焼結体に
おける粒界が少なく、光の散乱や吸収が少なくなるため
と思われる。この焼結体シンチレータはX線CT用とし
て極めて有用である。
〔実施例〕
以下、本発明の螢光体の製造方法について、実施例によ
って具体的に説明する。
実施例 1〜8 まず、下記材料をビーカーに秤量採取し、これに水を加
えて十分混合した後乾燥する。
G d、 0 、         0.9191モル
GdPO40,1598モル Pr、 O,、0,00033モル Go(N O,)、 ・6 H2O0,0OOOL2モ
ル次いで、上記混合物をアクリル製のびんに入れ。
さらに下記材料を加え、びんを回転して内容物を良く混
合させる。
8            3.29モルNa、 C0
,0,452モル LL、C0,0,452モル に、 P O40,121モ/l/ N H,P F、         0.030モルホ
ウ素化合物      希土類元素1グラ(第1表第2
欄)    ム原子当り0.12グラム原子のホウ素 を含む量 この混合材料をアルミするつぼに詰め、アルミナのふた
をした後、空気中1250℃で6時間焼成する。
焼成物をるつぼから取り出し、純水を加えてスタージー
で攪拌する。このとき、N a 2 S xが純水に溶
出するため溶液が黄色となるが、これが無色となるまで
水洗を繰り返す1次いで、0.15規定のH(11で処
理した後、再び水洗し、得られた螢光体を140℃で乾
燥する。
このようにして得られた螢光体はいずれも(Gdo 5
ssPro lllllcem to−b)zozs 
: (F)の組成からなるものであり、その平均粒径(
顕微鏡写真から求めた)を、添加したホウ素化合物の種
類とともに、第1表に示した。なお、表中で、Lnは配
合したすべての希土類元素を示すものである。
表の結果かられかるように、螢光体製造の材料成分とし
てホウ素化合物を加えることによって。
添加しないものに比べて、非常に大きな平均粒径を有す
る螢光体を得ることができる。
第   1   表 実施例 9 下記材料をビーカーに秤量採取し、これに水を加えて十
分混合した後乾燥する。
Lato、          0.9191モルLa
P 0.         0.1598モルPr、0
1□0.00033モル C6(N 03)3 ・6 Hz OO,000012
モ)t/次いで、上記混合物をアクリル製のびんに入れ
、さらに下記材料を加え、びんを回転して内容物を良く
混合させる。
S             3.29モルNa、 C
0,0,452モル Li2C0,0,452モル に3PO40,121モル NH4PF、        0.030モルLi、B
2O,0,060モル この後の工程は実施例1〜8の場合と同様にして焼成、
水洗、酸洗処理等を行った。
得られた螢光体は(L 861gg P rg、 61
)ICeGx、、−4)、 o2S : (F )の組
成を有するものであり、その平均粒径は38μmであっ
た。
実施例 10 実施例9におけるLa20.およびLaPO4の代りに
それぞれY、O,およびypo、を用い、他は実施例9
の場合と同様にして螢光体を製造した。
得られた螢光体は(Y、、 、、、 Pr、、、。1C
atx1o−6)、 Ox S : (F )の組成を
有するものであり、その平均粒径は36μmであった。
実施例 11 実施例3におけるホウ素化合物Li2B、O,の量を0
.01モル(希土類元素1グラム原子に対して0.02
グラム原子のホウ素を含む)とし、他は実施例1〜8の
場合と同様条件で処理して螢光体を製造した。
得られた螢光体は(Gd、、sss p r、、 aa
xCe、xl、−6)202S:(F)の組成を有する
ものであり、その平均粒径は25μmであった。
実施例 12 実施例3におけるホウ素化合物Li、B、07の量を0
.2モル(希土類元素1グラム原子に対して0.4ダラ
ム原子のホウ素を含む)とし、他は実施例1〜8の場合
と同様条件で処理して螢光体を製造した。
得られた螢光体は(Gd、、 sss P r、、 o
。、CeGXl、−6)、 o、 S : (F )の
組成を有するものであり、その平均粒径は45μmであ
った。
実施例 13 下記材料をビーカーに秤量採取し、これに水を加えて十
分混合した後乾燥する。
G d、 030.4196モル L a、 0 、         0.4995モル
GdP O40,1598モル Pr、Ol、          0.00033モル
Ce(NO3)3 ” 6 Hz○  0,00001
2モル次いで、上記混合物をアクリル製のびんに入れ、
さらに下記材料を加え、びんを回転して内容物を良く混
合させる。
S             3.29モルNa、 G
 O30,452モル Li、 G O,0,452モ/L/ に、 P O40,121モル NH4PF、         0.030モルLL、
B40.        0.060モルこの混合材料
をアルミするつぼに詰め、アルミナのふたをした後、空
気中1250℃で6時間の焼成を行った。その後の工程
は実施例1〜8の場合と同様の条件で処理して螢光体の
作製を行った。
得られた螢光体は(Gd0.4に9MG La、、 4
sssPrl、、、、、CeBlo−リ、02S:(F
)の組成を有するものであり、その平均粒径は36μm
であった。
実施例 14 実施例13におけるLa、0,0.4995モルの代り
にY2O,0,4995モルを用い、他は実施例13の
場合と同様条件で螢光体を製造した。
得られた螢光体は(Gdo、sss y、、4sssP
 ro、 oo、Ce、Xi、−6)2o2S : (
F )の組成を有するものであり、その平均粒径は35
μmであった。
上記の諸実施例においては材料成分の一つとしてフッ素
化合物NH4PF、を用いた場合について説明してきた
が、この代りにKCQ等の塩素化合物を用いても同様の
結果が得られている。
また、ホウ素化合物の混合形態として上記諸実施例にお
イテはH2BO3、B、O,、Li、B4O7、K、B
40.、に、B、04.NaBO2およびLiB O。
の中から選ばれる少なくとも1種の化合物を用いた場合
について説明したが、混合形態としてはこれに限定する
ものではなく、例えばLi、B、O□の代りにLi、G
o、とB2O3との混合物。
Na、B40.の代りにNa、Go、とB20.との混
合物など反応によって容易に上記化合物を生ずるような
原材料を用いても同様の結果が得られることは言うまで
もない。
〔発明の効果〕
以上述べてきたように、シンチレータ用希土類オキシサ
ルファイドセラミックス製造用材料としての希土類オキ
シサルファイド螢光体の製造において、本発明の製造方
法、特に焼成材料成分の一つとしてホウ素化合物を希土
類元素1グラム原子当り0.02〜0.4グラム原子の
範囲の量で用いること、によって、従来技術の有してい
た課題を解決して、平均粒径の大きな希土類オキシサル
ファイド螢光体を得ることができた。
また、この螢光体を用いて熱間静水圧加圧法でセラミッ
クシンチレータを作製することによって、極めて発光効
率の高いX1iCT用検出器を得ることができた。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 1. 下記(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、
    (F)の成分からなる混合物を加熱焼成する工程と、次
    いで、該焼成物を冷却後水洗する工程とからなることを
    特徴とする螢光体の製造方法。 (A) 一般式(Ln_1_−_x M_x)_2O_
    3で表わされる酸化物。但し、LnはY、La、Gdの
    中から選ばれる少なくとも1種の元素、MはPr、Eu
    、Tbの中から選ばれる少なくとも1種の元素、xは0
    .00003〜0.1の範囲の値。 (B) 元素LnおよびMのリン酸塩化合物。量はLn
    とMとの総原子数の3〜30原子パーセントの範囲。 (C) 加熱分解によってCe_2O_3を生ずるCe
    化合物。 (D) 加熱により硫化アルカリおよびポリ硫化アルカ
    リを生ずる組成物。 (E) ホウ素化合物。 (F) フッ素化合物あるいは塩素化合物。
  2. 2. 上記ホウ素化合物がH_3BO_3、B_2O_
    3、Li_2B_4O_7、Na_8B_4O_7、K
    _2B_4O_7、K_2B_2O_4、NaBO_2
    およびLiBO_2の中から選ばれる少なくとも1種の
    ホウ素化合物であることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の螢光体の製造方法。
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