JPH0320429B2 - - Google Patents
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- JPH0320429B2 JPH0320429B2 JP828082A JP828082A JPH0320429B2 JP H0320429 B2 JPH0320429 B2 JP H0320429B2 JP 828082 A JP828082 A JP 828082A JP 828082 A JP828082 A JP 828082A JP H0320429 B2 JPH0320429 B2 JP H0320429B2
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Classifications
-
- 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
- C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
- C09K11/778—Borates
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は次式：
（Ｙ，La）1-x-y-zCexGdyTbzMg1−pMnpB5O10
（上式において
Ｐ＝０でｚ≠０の場合には
0.01ｘ１−ｙ−ｚ
０＜ｙ0.98
ｙ＋ｚ0.99
0.01ｚ0.75，
ｚ＝０でｐ≠０の場合には
0.01ｘ１−ｙ
０＜ｙ0.99
0.01ｐ0.30，
ｐ≠０でｚ≠０の場合には
0.01ｙ１−ｙ−ｚ
０＜ｙ0.98
0.01ｚ0.75
ｙ＋ｚ0.99
0.01ｐ0.30）
で表わされる発光希土類金属メタホウ酸塩を担体
に担持させてなる発光スクリーンに関するもので
ある。 さらに本発明はかかかる発光スクリーンを具え
た低圧水銀蒸気放電灯に関するものである。 上記発光メタホウ酸塩はオランダ国特許出願第
7905680号（PHN9544）明細書（特願昭55−
99453号明細書、特開昭56−28282号公報）に記載
されている。これらのホウ酸塩は結晶性物質で、
その骨格格子は式：（Ｙ，La）MgB5O10で表わす
ことができ、SmCoB5O10およびLaCoB5O10の結
晶構造（J.of Solid State Chem.，34（1980）、
271〜277参照）に相当する単斜晶系結晶構造を有
する。ＹおよびLaの両者またはいずれか一方の
ほかにMgを含有するメタホウ酸塩は、活性剤元
素であるCe，Gd，TbおよびMnのうちの少くと
も１種により活性化した際に、極めて効率良く発
光する物質を形成することができることが分つ
た。これらの物質は紫外線、特に短波長紫外線に
よつて著しく励起させることができる。従つて、
これらの物質は低圧水銀蒸気放電灯の発光スクリ
ーンに実際に使用するのに極めて適している。さ
らに、これらのホウ酸塩は異なる方法、例えば、
電子により励起させることができることが分つ
た。これらのホウ酸塩により放出される放射のス
ペクトル分布は使用する活性剤によつて左右され
る。所定の活性剤の濃度は所定の範囲内で選定す
る。この理由は、ある最低濃度未満では励起エネ
ルギーの吸収が低くなりすぎかつ／または量子取
率が低くなりぎることが分り、かつある最大濃度
より大きい場合には濃度クエンテング
（concentration quenching）により放射束が低
すぎる値になるからである。 本発明の目的は発光スクリーンに使用した場合
に極めて望ましい発光特性を示す新規な発光希土
類金属ホウ酸塩は提供することにある。 本発明は、本明細書の冒頭に記載した種類の発
光スクリーンにおいて、上記メタホウ酸塩はMg
の25〜100モル％を置換する量のCdを含有し、か
つｘ＋ｙ＋ｚ＝１であることを特徴とする。 本発明では、上記メタホウ酸塩においてはマグ
ネシウムをCdによつて全部または一部置換する
ことができることを確かめた。Cdが比較的少量
であつても（例えば、Mgの25モル％がCdで置換
されている場合でも）、Cdが多量であつても
（Mgの100モル％までがCdが置換されている場合
でも）、ホウ酸塩の単斜晶系結晶構造は保持され、
Mgのみを含有する物質の量子収率と同程度の高
い量子収率を示すことのできる発光物質が得られ
る。 上述の一般式で表わされかつMgの25〜100モ
ル％がCdで置換されているメタホウ酸塩は、Ｙ
およびLaがCeおよびGdによつて全部置換されて
いる場合およびＹおよびLaがCe、GdおよびTb
によつて全部置換されている場合に、最も効率の
良い発光を示す。 Cdを含有しているがMnを含有しておらず（従
つてＰ＝０であり）、すべてのＹおよびLaの位置
がCe、GdおよびTbで占められている（従つてｚ
≠０；ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である）上記メタホウ酸塩
は、最も効率の良い緑色Tb発光を示す。これら
の物質において、励起エネルギーはCeによつて
吸収され、部分的にGdイオンを経由してTbに伝
達される。Ce含有量ｘは0.01以上である。Tb含
有量ｚは0.01以上で0.75以下であることが必要で
ある。Ce含有量ｘは0.01以上であるので、Gd含
有量とTb含有量との合計（ｙ＋ｚ）は0.99以下
であることが必要である。緑色発光を示すTbで
活性化したホウ酸塩は特殊目的用（例えば、電子
写真用）の低圧水銀蒸気放電灯に使用するか、あ
るいは他の発光物質と組合せて一般照明用の同様
な放電灯に使用する。 Cdを含有し、ＹおよびLaがCeおよびGdによつ
て全部置換され（従つてｘ＋ｙ＋ｚ＝１であり）、
Tbを含有していない（従つててｚ＝０であり）
Mnで活性化した（従つてｐ≠０である）メタホ
ウ酸塩はスペクトルの赤色部の約635nmに最大を
有するバンド（半値幅約80nm）で発光する。従
つて、これらのメタホウ酸塩は一般照明用低圧水
銀蒸気放電灯の発光スクリーンにおいて赤色成分
または色補正成分として使用するのに極めて適し
ている。また、これらの物質では、励起エネルギ
ーはCe（Ce含有量：0.01〜１−ｙ）からMnに直
接およびGdイオンをを介して伝達される。Mn含
有量ｐは0.01ｐ0.30であり、Gd含有量は０＜
ｙ0.99である。 Cdを含有し、ＹおよびLaがCe、GdおよびTb
によつて全部置換され（従つてｘ＋ｙ＋ｚ＝１で
あり）、かつMnおよびTbの両者を含有する（従
つてｐ≠０かつｚ≠０である）ホウ酸塩は極めて
効率良く赤色Mn発光ならびに緑色Tb発光を示
す。これらの物質は一般照明用低圧水銀蒸気放電
灯のスクリーンに使用するのに適している。これ
らの物質では、Ceを0.01以上かつ１−ｙ−ｚ以下
の濃度で存在させる。Gd含有量ｙは０＜ｙ
0.98である。Tb含有量およびMn含有量の範囲は
Tb発光のみまたはMn発光のみを示す物質の範囲
と等しい（従つて0.01ｚ0.75および0.01ｐ
0.30である）。 次に本発明を図面を参照して例について説明す
る。 第１図において、符号１は本発明の発光スクリ
ーンを具えた低圧水銀蒸気放電灯のガラス壁を示
す。電極２および３を放電灯の各端部に設ける。
放電灯の作動中両電極間に放電が生起する。この
放電灯には少量の水銀のほかに始動ガスとして作
用する希ガス混合物を入れる。この放電灯はガラ
ス壁１の内側に発光層４の形態の発光スクリーン
を具え、この発光源４は本発明に係る発光希土類
金属メタホウ酸塩を含有する。発光層４は常法に
より、例えば発光物質を含有する懸濁液によりガ
ラス壁１上に設けることができる。 次に本発明を実施例について説明する。 実施例 １ 下記物質から混合物を作つた。 Gd2O3 2.714ｇ CeO2 0.861ｇ Tb4O7 0.935ｇ MgO 0.757ｇ H3BO3 8.038ｇ CdCO3 1.122ｇ この混合物を弱還元性雰囲気（２容量％の水素
を含有する窒素）中で1000℃において１時間加熱
した。得られた生成物を冷却および粉砕後に再度
同様に熱処理した。冷却および粉砕後に式： Gd0.6Ce0.2Tb0.2Mg0.75Cd0.25B5O10で表わされる
発光希土類金属メタホウ酸塩を得た。Ｘ線回折分
析により、この物質は後述の本発明にて使用する
物質の他の例と同じく、例えば、LaCoB5O10の
構造に類似した単斜晶系結晶構造を有することが
分つた。このホウ酸塩は、短波長紫外線（主とし
て254nm）で励起した場合に、量子収率ｑ＝84％
で、励起紫外線吸収率Ａ＝91％であつた。この物
質の発光スペクトルは特性Tb−放射からなり、
これを第２図に示した。この第２図では、波長入
をnm単位で水平軸線上にプロツトし、放射エネ
ルギーを任意の単位で垂直軸線上にプロツトし
た。 実施例 ２〜６ 実施例１に記載したと同様にして、Cd含有量
および活性剤の両方またはいずれか一方の異なる
５種のメタホウ酸塩を得た。これらのホウ酸塩を
製造する際の２回の熱処理における焼成温度は
Cd含有量に適合させた。実施例１〜６において
得た物質に関する測定量を次表にまとめた。Ｔ欄
は製造の際の焼成温度（℃）を示し、ｑ欄は
254nmで励起した際の量子収率（％）を示し、Ａ
欄は励起放射吸収率（％）を示す。比較のため
に、カドミウムを含有していない点を除き他のす
べての点では実施例１のメタホウ酸塩と全く同じ
であるメタホウ酸塩（本発明で用いないもの）に
関する測定結果を比較例ａとして表に示した。本
発明で用いるメタホウ酸塩の場合にはCdを含有
していないメタホウ酸塩の場合と同一の量子収率
を達成することができることが分る。従つて本発
明で用いるホウ酸塩はCdを含有していないホウ
酸塩より低い温度で製造できる利点があることが
分る。 【表】
に担持させてなる発光スクリーンに関するもので
ある。 さらに本発明はかかかる発光スクリーンを具え
た低圧水銀蒸気放電灯に関するものである。 上記発光メタホウ酸塩はオランダ国特許出願第
7905680号（PHN9544）明細書（特願昭55−
99453号明細書、特開昭56−28282号公報）に記載
されている。これらのホウ酸塩は結晶性物質で、
その骨格格子は式：（Ｙ，La）MgB5O10で表わす
ことができ、SmCoB5O10およびLaCoB5O10の結
晶構造（J.of Solid State Chem.，34（1980）、
271〜277参照）に相当する単斜晶系結晶構造を有
する。ＹおよびLaの両者またはいずれか一方の
ほかにMgを含有するメタホウ酸塩は、活性剤元
素であるCe，Gd，TbおよびMnのうちの少くと
も１種により活性化した際に、極めて効率良く発
光する物質を形成することができることが分つ
た。これらの物質は紫外線、特に短波長紫外線に
よつて著しく励起させることができる。従つて、
これらの物質は低圧水銀蒸気放電灯の発光スクリ
ーンに実際に使用するのに極めて適している。さ
らに、これらのホウ酸塩は異なる方法、例えば、
電子により励起させることができることが分つ
た。これらのホウ酸塩により放出される放射のス
ペクトル分布は使用する活性剤によつて左右され
る。所定の活性剤の濃度は所定の範囲内で選定す
る。この理由は、ある最低濃度未満では励起エネ
ルギーの吸収が低くなりすぎかつ／または量子取
率が低くなりぎることが分り、かつある最大濃度
より大きい場合には濃度クエンテング
（concentration quenching）により放射束が低
すぎる値になるからである。 本発明の目的は発光スクリーンに使用した場合
に極めて望ましい発光特性を示す新規な発光希土
類金属ホウ酸塩は提供することにある。 本発明は、本明細書の冒頭に記載した種類の発
光スクリーンにおいて、上記メタホウ酸塩はMg
の25〜100モル％を置換する量のCdを含有し、か
つｘ＋ｙ＋ｚ＝１であることを特徴とする。 本発明では、上記メタホウ酸塩においてはマグ
ネシウムをCdによつて全部または一部置換する
ことができることを確かめた。Cdが比較的少量
であつても（例えば、Mgの25モル％がCdで置換
されている場合でも）、Cdが多量であつても
（Mgの100モル％までがCdが置換されている場合
でも）、ホウ酸塩の単斜晶系結晶構造は保持され、
Mgのみを含有する物質の量子収率と同程度の高
い量子収率を示すことのできる発光物質が得られ
る。 上述の一般式で表わされかつMgの25〜100モ
ル％がCdで置換されているメタホウ酸塩は、Ｙ
およびLaがCeおよびGdによつて全部置換されて
いる場合およびＹおよびLaがCe、GdおよびTb
によつて全部置換されている場合に、最も効率の
良い発光を示す。 Cdを含有しているがMnを含有しておらず（従
つてＰ＝０であり）、すべてのＹおよびLaの位置
がCe、GdおよびTbで占められている（従つてｚ
≠０；ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である）上記メタホウ酸塩
は、最も効率の良い緑色Tb発光を示す。これら
の物質において、励起エネルギーはCeによつて
吸収され、部分的にGdイオンを経由してTbに伝
達される。Ce含有量ｘは0.01以上である。Tb含
有量ｚは0.01以上で0.75以下であることが必要で
ある。Ce含有量ｘは0.01以上であるので、Gd含
有量とTb含有量との合計（ｙ＋ｚ）は0.99以下
であることが必要である。緑色発光を示すTbで
活性化したホウ酸塩は特殊目的用（例えば、電子
写真用）の低圧水銀蒸気放電灯に使用するか、あ
るいは他の発光物質と組合せて一般照明用の同様
な放電灯に使用する。 Cdを含有し、ＹおよびLaがCeおよびGdによつ
て全部置換され（従つてｘ＋ｙ＋ｚ＝１であり）、
Tbを含有していない（従つててｚ＝０であり）
Mnで活性化した（従つてｐ≠０である）メタホ
ウ酸塩はスペクトルの赤色部の約635nmに最大を
有するバンド（半値幅約80nm）で発光する。従
つて、これらのメタホウ酸塩は一般照明用低圧水
銀蒸気放電灯の発光スクリーンにおいて赤色成分
または色補正成分として使用するのに極めて適し
ている。また、これらの物質では、励起エネルギ
ーはCe（Ce含有量：0.01〜１−ｙ）からMnに直
接およびGdイオンをを介して伝達される。Mn含
有量ｐは0.01ｐ0.30であり、Gd含有量は０＜
ｙ0.99である。 Cdを含有し、ＹおよびLaがCe、GdおよびTb
によつて全部置換され（従つてｘ＋ｙ＋ｚ＝１で
あり）、かつMnおよびTbの両者を含有する（従
つてｐ≠０かつｚ≠０である）ホウ酸塩は極めて
効率良く赤色Mn発光ならびに緑色Tb発光を示
す。これらの物質は一般照明用低圧水銀蒸気放電
灯のスクリーンに使用するのに適している。これ
らの物質では、Ceを0.01以上かつ１−ｙ−ｚ以下
の濃度で存在させる。Gd含有量ｙは０＜ｙ
0.98である。Tb含有量およびMn含有量の範囲は
Tb発光のみまたはMn発光のみを示す物質の範囲
と等しい（従つて0.01ｚ0.75および0.01ｐ
0.30である）。 次に本発明を図面を参照して例について説明す
る。 第１図において、符号１は本発明の発光スクリ
ーンを具えた低圧水銀蒸気放電灯のガラス壁を示
す。電極２および３を放電灯の各端部に設ける。
放電灯の作動中両電極間に放電が生起する。この
放電灯には少量の水銀のほかに始動ガスとして作
用する希ガス混合物を入れる。この放電灯はガラ
ス壁１の内側に発光層４の形態の発光スクリーン
を具え、この発光源４は本発明に係る発光希土類
金属メタホウ酸塩を含有する。発光層４は常法に
より、例えば発光物質を含有する懸濁液によりガ
ラス壁１上に設けることができる。 次に本発明を実施例について説明する。 実施例 １ 下記物質から混合物を作つた。 Gd2O3 2.714ｇ CeO2 0.861ｇ Tb4O7 0.935ｇ MgO 0.757ｇ H3BO3 8.038ｇ CdCO3 1.122ｇ この混合物を弱還元性雰囲気（２容量％の水素
を含有する窒素）中で1000℃において１時間加熱
した。得られた生成物を冷却および粉砕後に再度
同様に熱処理した。冷却および粉砕後に式： Gd0.6Ce0.2Tb0.2Mg0.75Cd0.25B5O10で表わされる
発光希土類金属メタホウ酸塩を得た。Ｘ線回折分
析により、この物質は後述の本発明にて使用する
物質の他の例と同じく、例えば、LaCoB5O10の
構造に類似した単斜晶系結晶構造を有することが
分つた。このホウ酸塩は、短波長紫外線（主とし
て254nm）で励起した場合に、量子収率ｑ＝84％
で、励起紫外線吸収率Ａ＝91％であつた。この物
質の発光スペクトルは特性Tb−放射からなり、
これを第２図に示した。この第２図では、波長入
をnm単位で水平軸線上にプロツトし、放射エネ
ルギーを任意の単位で垂直軸線上にプロツトし
た。 実施例 ２〜６ 実施例１に記載したと同様にして、Cd含有量
および活性剤の両方またはいずれか一方の異なる
５種のメタホウ酸塩を得た。これらのホウ酸塩を
製造する際の２回の熱処理における焼成温度は
Cd含有量に適合させた。実施例１〜６において
得た物質に関する測定量を次表にまとめた。Ｔ欄
は製造の際の焼成温度（℃）を示し、ｑ欄は
254nmで励起した際の量子収率（％）を示し、Ａ
欄は励起放射吸収率（％）を示す。比較のため
に、カドミウムを含有していない点を除き他のす
べての点では実施例１のメタホウ酸塩と全く同じ
であるメタホウ酸塩（本発明で用いないもの）に
関する測定結果を比較例ａとして表に示した。本
発明で用いるメタホウ酸塩の場合にはCdを含有
していないメタホウ酸塩の場合と同一の量子収率
を達成することができることが分る。従つて本発
明で用いるホウ酸塩はCdを含有していないホウ
酸塩より低い温度で製造できる利点があることが
分る。 【表】
第１図は本発明の発光スクリーンを具えた低圧
水銀蒸気放電灯の１例の断面図、第２図は本発明
の発光スクリーンに用いるCeおよびTbで活性化
されたホウ酸塩の１例の発光スペクトル図、第３
図は本発明の発光スクリーンに用いるCeおよび
Mnで活性化されたホウ酸塩１例の発光スペクト
ル図、第４図は本発明の発光スクリーンに用いる
Ce、TbおよびMnで活性化されたホウ酸塩の１
例の発光スペクトル図である。 １……ガラス壁、２，３……電極、４……発光
層。
水銀蒸気放電灯の１例の断面図、第２図は本発明
の発光スクリーンに用いるCeおよびTbで活性化
されたホウ酸塩の１例の発光スペクトル図、第３
図は本発明の発光スクリーンに用いるCeおよび
Mnで活性化されたホウ酸塩１例の発光スペクト
ル図、第４図は本発明の発光スクリーンに用いる
Ce、TbおよびMnで活性化されたホウ酸塩の１
例の発光スペクトル図である。 １……ガラス壁、２，３……電極、４……発光
層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 次式： （Ｙ，La）1-x-y-zCexGdyTbｚ Ｍ ｇ １−pMnp
B5O10 （上式において Ｐ＝０でｚ≠０の場合には 0.01ｘ１−ｙ−ｚ ０＜ｙ0.98 ｙ＋ｚ0.99 0.01ｚ0.75， ｚ＝０でｐ≠０の場合には 0.01ｘ１−ｙ ０＜ｙ0.99 0.01ｐ0.30， ｐ≠０でｚ≠０の場合には 0.01ｙ１−ｙ−ｚ ０＜ｙ0.98 0.01ｚ0.75 ｙ＋ｚ0.99 0.01ｐ0.30） で表わされる発光希土類金属メタホウ酸塩を担体
に担持させてなる発光スクリーンにおいて、 上記メタホウ酸塩はMgの25〜100モル％を置
換する量のCdを含有し、かつｘ＋ｙ＋１である
ことを特徴とする発光スクリーン。 ２ 次式： （Ｙ，La）1-x-y-zCexGdyTbｚ Ｍ ｇ １−pMnp
B5O10 （上式において Ｐ＝０でｚ≠０の場合には 0.01ｘ１−ｙ−ｚ ０＜ｙ0.98 ｙ＋ｚ0.99 0.01ｚ0.75， ｚ＝０でｐ≠０の場合には 0.01ｘ１−ｙ ０＜ｙ0.99 0.01ｐ0.30， ｐ≠０でｚ≠０の場合には 0.01ｘ１−ｙ−ｚ ０＜ｙ0.98 0.01ｚ0.75 ｙ＋ｚ0.99 0.01ｐ0.30） で表わされるメタホウ酸塩においてMgの25〜
100モル％を置換する量のCdを含有し、かつｘ＋
ｙ＋ｚ＝１である発光希土類金属メタホウ酸塩を
担体に担持させてなる発光スクリーンを具えた低
圧水銀蒸気放電灯。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8100346A NL8100346A (nl) | 1981-01-26 | 1981-01-26 | Luminescerend scherm. |
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| JPH0320429B2 true JPH0320429B2 (ja) | 1991-03-19 |
Family
ID=19836918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP828082A Granted JPS57151685A (en) | 1981-01-26 | 1982-01-23 | Luminescent screen |
Country Status (7)
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