JPH03207787A - Rare earth metal silicate salt fluorescent substance and preparation thereof - Google Patents

Rare earth metal silicate salt fluorescent substance and preparation thereof

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JPH03207787A
JPH03207787A JP287890A JP287890A JPH03207787A JP H03207787 A JPH03207787 A JP H03207787A JP 287890 A JP287890 A JP 287890A JP 287890 A JP287890 A JP 287890A JP H03207787 A JPH03207787 A JP H03207787A
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JP
Japan
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rare earth
powder
crystals
homogeneous solution
sol
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Application number
JP287890A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Takada
良雄 高田
Noritsuna Hashimoto
橋本 典綱
Takao Sawada
隆夫 沢田
Chie Nagao
長尾 千恵
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PURPOSE:To prepare the subject fluorescent substance reduced in the lowering of brightness and highly useful for CRT, fluorescent lights, etc., by subjecting a gel or sol to a hydrothermal reaction to allow a crystal to grow for forming a polyhedron having a clear crystal habit. CONSTITUTION:A homogeneous solution containing rare earth ions for forming the center of emission, other rare earth element ions for forming matrix salts and a silicic acid alkoxide is prepared, and a solvent is removed before or after a gel product is prepared from the solution or after a co-precipitated sol is formed. The prepared gel or sol is subjected to a hydrothermal reaction to form the nuclei of crystals, and evaporative decomposed components are removed to pulverize. The prepared powder is reacted with water in a closed container under high temperature and pressure to allow crystals to grow. The crystals are dehydrated and heated in the atmosphere or in a reducing atmosphere to stabilize the surfaces of the crystals for providing the objective fluorescent substance.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は電子線や紫外線の刺激によって発光する蛍光体
であって、陰極線管(CRT) ,放電ランプ、プラズ
マディスプレイなどの製造に用いられる希土類ケイ酸塩
蛍光体およびその製法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] The present invention is a phosphor that emits light when stimulated by electron beams or ultraviolet rays, and is a rare earth phosphor used in the manufacture of cathode ray tubes (CRTs), discharge lamps, plasma displays, etc. This invention relates to a silicate phosphor and its manufacturing method.

[従来の技術] 希土類ケイ酸塩、たとえばケイ酸イットリウム(Y2 
Sins)を母塩とし、種々の付活剤(Tb%Ce+T
bs Ces Gdなど)を含むものは、単結晶の合成
などを含めた検討により紫外〜緑色に発光することが知
られている(ジエイ シュムロピッチ(J.Shsul
ovich)ら、「ジャーナル オプ エレクトロケミ
カル ソサイアテ{ (J.E1ectroches.
Soc.)J  L35[12](1988)L314
1〜3151参照)。その代表例として、投写型CRT
や水銀蒸気の主発光(254ns)を利用する三波長形
蛍光体の緑色成分としても使用されるY2 810, 
: Tb緑色蛍光体について説明する。
[Prior Art] Rare earth silicates, such as yttrium silicate (Y2
Sins) as the mother salt and various activators (Tb%Ce+T
bs Ces Gd, etc.) are known to emit light in the ultraviolet to green range through studies including the synthesis of single crystals (J. Shsul Pitch).
J. Electroches.
Soc. ) J L35 [12] (1988) L314
1-3151). As a typical example, projection type CRT
Y2 810, which is also used as the green component of a three-wavelength phosphor that utilizes the main emission (254 ns) of mercury vapor,
: Explain about Tb green phosphor.

Y2 Sins : Tb蛍光体は、電子線励起のばあ
い主発光ピークを543nsに有し、比較的高輝度で、
刺激電流密度が大きくなっても発光強度が飽和しない、
いわゆるγ特性がよいという特徴のある蛍光体であるが
、今後の高品位テレビ(HDTV)に対応して、さらな
る高輝度化、低劣化性が要求されるようになってきてい
る。
Y2 Sins: Tb phosphor has a main emission peak at 543 ns when excited with an electron beam, and has relatively high brightness.
Even if the stimulation current density increases, the luminescence intensity does not saturate.
Phosphors are characterized by good so-called γ characteristics, but in response to future high-definition televisions (HDTV), higher brightness and lower deterioration are required.

このようなYz SIOs : Tb蛍光体は、たとえ
ば米国特許1 3.758,413号明細書に記載され
ているように酸化物の固相反応によって製造されており
、さらにその製法や組成に改良が加えられて高輝度化、
低劣化が図られてきている(特公昭48−37670号
公報参照)。
Such Yz SIOs:Tb phosphors are manufactured by solid phase reaction of oxides as described in, for example, US Pat. Added high brightness,
Efforts have been made to reduce deterioration (see Japanese Patent Publication No. 48-37670).

以下に従来のY2SiOs : Tb蛍光体の製法を説
明する。
The conventional manufacturing method of Y2SiOs:Tb phosphor will be explained below.

この製法は、イットリウム酸化物およびテルビウム酸化
物と二酸化ケイ素とを混合し、高温で焼成する際、テル
ビウムの均一分散性を改善するため、一旦イットリウム
酸化物およびテルビウム酸化物を酸溶解せしめ、シュウ
酸を加えてシュウ酸塩複合共沈物をえたのち、これを枦
過したのち1000℃付近で気中焼成してイットリウム
・テルビウム複合酸化物をえ、この複合酸化物と二酸化
ケイ素とをよく混合して弱還元性雰囲気中で1600℃
以上の温度で焼成し、そののち粒度を調整するため、ボ
ールミルなどによって粉砕して分級するという方法であ
る。通常、えられた粉末の蛍光体は適当な手段で管球に
塗布され、ラ て使用される。
In this manufacturing method, yttrium oxide and terbium oxide are mixed with silicon dioxide and fired at high temperature. In order to improve the uniform dispersion of terbium, the yttrium oxide and terbium oxide are first dissolved in acid, and then oxalic acid is added. was added to obtain an oxalate composite coprecipitate, which was filtered and then fired in the air at around 1000°C to yield a yttrium-terbium composite oxide, and this composite oxide and silicon dioxide were thoroughly mixed. 1600℃ in a slightly reducing atmosphere
This method involves firing at a temperature above, and then crushing and classifying with a ball mill or the like in order to adjust the particle size. Usually, the obtained powdered phosphor is applied to a tube by a suitable means and then used as a lamp.

[発明が解決しようとする課題] 前記従来法においては、式(I): ンプやCRT と し で示される固相反応により Yz SIOs : Tb
蛍光体が製造される。この反応はイオンの相互拡散を含
み、高温になるほど右向きの反応が進み転化率が向上す
る。またイットリウムサイトへのテルビウムイオンの拡
散も充分に起こり、より均質化が達成され、濃度消光(
付活剤の凝集やイオン対の形成により、非発光中心やキ
ラーが生じ、発光輝度が低下すること)が減少する方向
に進む。この意味において、反応温度は溶融しない程度
に高い方が望ましいが、イオン拡散の結果、マクロには
結晶化が促進され粗大化してしまう。この粗大化した粒
子は、塗布などの後工程に適応させるべくボールミルな
どで適切な粒度のものに粉砕する必要が生じる。しかし
ながら、ボールミルなどの外部の機械的エネルギーによ
って粉砕する方法には、粒子表面に各種の欠陥が生じ、
結晶性の悪化(表面の非発光層の形成や、各種トラップ
センタの形成)にともなう輝度劣化や粒子粒度分布が大
きく広がることなどの本質的な問題点のあることが最近
明らかになった。
[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional method, Yz SIOs: Tb is obtained by a solid phase reaction represented by formula (I):
A phosphor is manufactured. This reaction involves interdiffusion of ions, and the higher the temperature, the more the reaction proceeds in the right direction, increasing the conversion rate. In addition, sufficient diffusion of terbium ions to the yttrium site occurs, achieving more homogenization and concentration quenching (
Non-luminescent centers and killers are generated due to aggregation of the activator and the formation of ion pairs, leading to a decrease in luminescence brightness). In this sense, it is desirable that the reaction temperature is high enough to prevent melting, but as a result of ion diffusion, macroscopic crystallization is promoted and coarsening occurs. These coarse particles need to be ground to an appropriate particle size using a ball mill or the like in order to be suitable for subsequent processes such as coating. However, methods of grinding using external mechanical energy such as a ball mill cause various defects on the particle surface.
It has recently become clear that there are essential problems such as brightness deterioration and particle size distribution greatly expanding due to deterioration of crystallinity (formation of a non-emissive layer on the surface and formation of various trap centers).

さらに固相反応によるため、二酸化ケイ素の種類、ロッ
ト差などによる二酸化ケイ素の表面性状の変動がその反
応性にきわめて大きな影響を及ぼし、発光特性の原料依
存性がきわめて大きいという欠点もある。
Furthermore, since it is based on a solid-phase reaction, variations in the surface properties of silicon dioxide due to the type of silicon dioxide, lot differences, etc. have an extremely large effect on its reactivity, and there is also the drawback that the luminescent properties are extremely dependent on the raw materials.

本発明は前記のような問題を解決するためになされたも
のであり、結晶性がすぐれ、粒径の揃った希土類ケイ酸
塩蛍光体および高温固相反応を採用しないで該蛍光体を
製造する方法に関する。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and provides a rare earth silicate phosphor with excellent crystallinity and uniform particle size, and a method for producing the phosphor without employing a high-temperature solid phase reaction. Regarding the method.

[課題を解決するための手段] 本発明者らは前記のような問題点を解決するため、Zn
2 Si04 : MnをZn(NO3)2水溶液およ
びテトラエチルオルソシリケートより合成し、高輝度化
した例(アール モリモ(R. Moriso)ら、「
マテリアル リサーチ ビ二リテン(Mat. Res
. Bull.) J24(1989)L175〜17
9) 、YAG : Tb(Y3#sO+r :Tb)
を均一粒径に合成する水熱法(ティー タカモリ(T.
 Takamori)ら、「アメリカンセラミック ソ
サエティ ビュリテン(Aj Cerag+. Soc
.Bull.) J 65 [9](1986)p.1
282 〜1286、この報告にはイットリウムイオン
およびテルビウムを含む水溶液と水酸化アルミニウムと
から金バイブで封管する方法により水熱合成するばあい
が詳述され、立方晶のきれいな結晶が約5一程度の大き
さに揃って合成されているが、蛍光体特性については不
明である)、水晶を水熱合成法で育成すること、水熱合
成法により非品質から結晶をうろこと(たとえば宗宮ら
、「粉末冶金J 31[8](1984)I). 25
3〜259、宗宮ら、「粉末冶金J a6[el (1
9g9)p.101〜105)などに関して種々検討を
重ね、本発明に到達した。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors developed Zn
2 Si04: An example in which Mn was synthesized from an aqueous Zn(NO3)2 solution and tetraethyl orthosilicate to achieve high brightness (R. Moriso et al., “
Material Research Vinylten (Mat. Res
.. Bull. ) J24 (1989) L175-17
9) , YAG: Tb (Y3#sO+r: Tb)
Hydrothermal method to synthesize particles with uniform particle size (T. Takamori (T.
Takamori et al., “American Ceramic Society Bulletin (Aj Cerag+. Soc.
.. Bull. ) J 65 [9] (1986) p. 1
282 - 1286, this report details the case of hydrothermal synthesis from an aqueous solution containing yttrium ions and terbium and aluminum hydroxide by sealing the tube with a gold vibrator. (Although the phosphor properties are unknown), crystals are grown using hydrothermal synthesis, and crystals are scaled due to poor quality using hydrothermal synthesis (for example, Munemiya et al. “Powder Metallurgy J 31 [8] (1984) I). 25
3-259, Somiya et al., “Powder Metallurgy J a6[el (1
9g9) p. 101 to 105), etc., and the present invention was arrived at.

すなわち、本発明は、 水熱反応によって結晶成長せしめられた粒径が5〜20
洞の希土類ケイ酸塩蛍光体であって、各結晶面が少なく
ともその水熱反応前の粒子よりもよく発達し、品へきが
明らかな多面体形状を有する希土類ケイ酸塩蛍光体なら
びに (A)発光中心となりうる希土類元素イオン、母塩を形
成する他の希土類元素イオンおよびケイ酸アルコキシド
を含む均質溶液を調製する工程、(B) (b−1>均
質溶液がゲル化する前にスプレイドライまたはフリーズ
ドライにより溶媒を除去する工程、 (b−2)均質溶液中のケイ酸アルコキシドを重合させ
てゲル化物を製造したのち、ゲル化物中の溶媒を加熱除
去する工程または (b−3)均質溶液のpHを高めることにより、希土類
元素イオンおよびケイ酸アルコキシドの共沈ゾルを形成
したのち、共沈ゾル中の溶媒を除去する工程、 (C) (B)工程でえられたものを加熱して結晶核を
発生せしめ、揮発分解成分を除去し、粉末にする工程、 (D) (C)工程でえられた粉末と水とを、密閉容器
中、高温、高圧下で作用させ、結晶を成長させる工程お
よび (E)えられた結晶を脱水し、大気中または還元性雰囲
気中で加熱して表面を安定化させる工程を含むことを特
徴とする希土類ケイ酸塩蛍光体の製法に関する。
That is, in the present invention, the grain size of crystals grown by hydrothermal reaction is 5 to 20.
A rare earth silicate phosphor having a polyhedral shape in which each crystal face is at least better developed than its pre-hydrothermally-reacted particles and has clear separation; and (A) a light emitting material. Step of preparing a homogeneous solution containing a rare earth element ion that can be the center, other rare earth element ions forming a mother salt, and a silicate alkoxide, (B) (b-1> Spray drying or freezing before the homogeneous solution gels) a step of removing the solvent by drying, (b-2) a step of polymerizing the silicic acid alkoxide in the homogeneous solution to produce a gelled product, and then removing the solvent in the gelled product by heating; or (b-3) a step of removing the solvent in the homogeneous solution. After forming a coprecipitated sol of rare earth element ions and silicate alkoxide by increasing the pH, the solvent in the coprecipitated sol is removed (C) The product obtained in step (B) is heated to crystallize it. Step of generating nuclei, removing volatile decomposition components, and turning into powder; (D) The powder obtained in step (C) is made to interact with water in a closed container at high temperature and high pressure to grow crystals. and (E) dehydrating the obtained crystal and heating it in air or a reducing atmosphere to stabilize the surface.

[作 用コ 本発明においては、原料を全て溶液とし、希土類元素が
イオン状態で混合されるので、イオンの分散状態がよく
なり、濃度消光が減り、付活剤の添加効率が向上する。
[Function] In the present invention, all of the raw materials are made into a solution and the rare earth elements are mixed in an ionic state, so that the ion dispersion state is improved, concentration quenching is reduced, and the addition efficiency of the activator is improved.

また、(B)〜(E)工程によりきわめて表面欠陥の少
ない結晶性にすぐれ、かつ粒径の揃った結晶かえられる
Moreover, by the steps (B) to (E), crystals with very few surface defects, excellent crystallinity, and uniform grain size can be obtained.

[実施例コ 本発明の蛍光体は、発光中心となる希土類元素イオン(
以下、発光中心イオンともいう)および母塩を形成する
他の希土類元素イオンを含有するケイ酸塩である。
[Example] The phosphor of the present invention contains rare earth element ions (
It is a silicate containing other rare earth element ions (hereinafter also referred to as luminescent center ions) and other rare earth element ions forming the mother salt.

前記発光中心イオンとしては、たとえばTb (テルビ
ウム) 、Ce (セリウム) 、Gd (ガドリニウ
ム)、Eu(ユーロビウム)、Sl(サマリウム)、T
I(ツリウム)などのイオンがあげられ、これらの1種
または2種以上が含有される。
Examples of the luminescent center ions include Tb (terbium), Ce (cerium), Gd (gadolinium), Eu (eurobium), Sl (samarium), and Tb.
Examples include ions such as I (thulium), and one or more of these may be contained.

前記母塩を形或する他のイオンとしては、Y(イットリ
ウム)やLa(ランタン”) 、Cd (ガドリニウム
)などのイオンがあげられ、これらの1種または2種以
上が含有される。
Other ions forming the mother salt include ions such as Y (yttrium), La (lanthanum), and Cd (gadolinium), and one or more of these ions may be contained.

前記発光中心イオンを含有する希土類ケイ酸塩の組成と
しては、たとえばYzSiOs : Tb,Y2SiO
s   :Gd,   YzSiOs   :Ce% 
 Y2SiOs   :Ts、YzSiOs : Ce
.Tb s  YzSiOs  : Cd.Tb %Y
2S10S :Eu%YzSiOs : Eu.Tb 
s  YzSiOs : Sa、Y2SiOs :Sm
.Ce , LazSjOs  : Tb, GdzS
iOs  ; Tbなどがあげられるが、これらに限定
されるものではない。
The composition of the rare earth silicate containing the luminescent center ion is, for example, YzSiOs:Tb,Y2SiO
s:Gd, YzSiOs:Ce%
Y2SiOs: Ts, YzSiOs: Ce
.. Tb s YzSiOs: Cd. Tb%Y
2S10S: Eu%YzSiOs: Eu. Tb
s YzSiOs: Sa, Y2SiOs: Sm
.. Ce, LazSjOs: Tb, GdzS
Examples include, but are not limited to, iOs; Tb.

前記希土類ケイ酸塩は水熱合成によって結晶成長せしめ
られたものであるため、各結晶面が少なくともその水熱
反応前の粒子形状よりもよく発達し、品へきが明らかで
ある。また前記希土類ケイ酸塩の粒径は5〜20−、好
ましくは5〜faxである。該粒径が5血未満では表面
の発光効率の低い部分があるため輝度低下がおこり、ま
た逆に20項をこえると効率はあがるものの沈降塗布法
などによる塗布面質がわるくなる。とくにl〇一程度の
大きさが好ましい。
Since the rare earth silicate is crystal-grown by hydrothermal synthesis, each crystal face is developed better than the particle shape before the hydrothermal reaction, and the quality is clearly seen. Further, the particle size of the rare earth silicate is 5 to 20 mm, preferably 5 to 20 mm. If the particle size is less than 5, the brightness will decrease because there are parts of the surface with low luminous efficiency, and conversely, if the particle size exceeds 20, the efficiency will increase, but the quality of the surface coated by the sedimentation coating method will deteriorate. In particular, a size of about l〇1 is preferable.

本発明の希土類ケイ酸塩蛍光体は前記のごとき結晶から
なるため、粉砕などすることなく管球に塗布できる輝度
劣化が従来の蛍光体と比べて数%〜10%程度少ない蛍
光体である(第3図参照)。
Since the rare earth silicate phosphor of the present invention is composed of the crystals described above, it is a phosphor that can be applied to tubes without pulverization and has a luminance deterioration of several to 10% less than conventional phosphors. (See Figure 3).

つぎに本発明の蛍光体の製法を説明する。Next, a method for manufacturing the phosphor of the present invention will be explained.

本発明の製法においては、まず、発光中心となりうる希
土類元素のイオン、母塩を形成する他の希土類元素のイ
オンおよびケイ酸アルコキシドを含む均質溶液が調製さ
れる(囚工程)。
In the production method of the present invention, first, a homogeneous solution containing ions of a rare earth element that can serve as a luminescence center, ions of other rare earth elements forming a mother salt, and a silicate alkoxide is prepared (containing step).

前記発光中心イオン、母塩を形成するイオンおよびケイ
酸アルコキシドを含む均質溶液の調製法にとくに限定は
ないが、たとえば発光中心イオンとなる希土類元素の酸
化物、母塩を形成するイオンとなる希土類元素の酸化物
および水からなる懸濁液に硝酸、塩酸、硫酸などの強酸
を加え、加熱してこれらの希土類を完全に溶解させたの
ち、ケイ酸アルコキシドを添加して混合する方法などが
あげられる。この際、ケイ酸アルコキシドを均質に分散
させるために、アルコール類、N.N“−ジメチルホル
ムアミドなどを添加してもよい。
There is no particular limitation on the method for preparing the homogeneous solution containing the luminescent center ion, the ion forming the mother salt, and the silicate alkoxide, but for example, an oxide of a rare earth element serving as the luminescent center ion, a rare earth element serving as the ion forming the mother salt, etc. Examples include adding a strong acid such as nitric acid, hydrochloric acid, or sulfuric acid to a suspension consisting of an oxide of an element and water, heating it to completely dissolve these rare earths, and then adding and mixing a silicate alkoxide. It will be done. At this time, in order to homogeneously disperse the silicate alkoxide, alcohols, N. N"-dimethylformamide or the like may also be added.

前記発光中心イオンとなる希土類元素の酸化物としては
Tb40 7 、CeOz、Gd203、Eu203、
Sl203、Tm203など、母塩を形成するイオンと
なる希土類元素の酸化物としてはY203 、La20
3 , Gd203などがあげられる。
The rare earth element oxides serving as the luminescence center ions include Tb40 7 , CeOz, Gd203, Eu203,
Rare earth element oxides such as Sl203 and Tm203, which become ions forming the mother salt, include Y203 and La20.
3, Gd203, etc.

前記ケイ酸アルコキシドにとくに限定はないが、炭素数
1〜4のアルコキシ基、たとえばメトキシ基、エトキシ
基、イソブロボキシ基、ターシャリブチロキシ基などを
有する常温で液体状のアルコキシドが好ましい。該ケイ
酸アルコキシドの具体例としては、たとえば( C2 
}Is O)4 Si、(CH30)4 Si、(1−
C3H 70 )4 ], (t−C+8 90)4S
iなどがあげられるが、実用上の観点(融点など)から
、とりわけ(C2H sO )4 81、(C}l30
)+ Sl、(1−C3H 70 )4. Stが使用
しやすいので好ましい。均質溶液にはこれらの1種また
は2種以上が含有される。
The silicate alkoxide is not particularly limited, but an alkoxide having an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, such as a methoxy group, an ethoxy group, an isobroboxy group, a tertiary butyroxy group, etc., and is liquid at room temperature is preferred. Specific examples of the silicate alkoxide include (C2
}IsO)4Si, (CH30)4Si, (1-
C3H 70 )4 ], (t-C+8 90)4S
i, etc., but from a practical point of view (melting point, etc.), especially (C2H sO )4 81, (C}l30
)+Sl, (1-C3H70)4. St is preferred because it is easy to use. A homogeneous solution contains one or more of these.

たとえばYzSiOs  : Tbのぱあい、前述のよ
うに式(I): で示される反応が最終的反応εなるが、均質溶液を調整
する際、発光効率その他の点からYとTbのアトム比お
よびS1のアトム比(モル比)は若干変更される。
For example, regarding the YzSiOs:Tb ratio, as mentioned above, the reaction represented by the formula (I): is the final reaction ε, but when preparing a homogeneous solution, the atom ratio of Y and Tb and S1 The atom ratio (molar ratio) of is slightly changed.

したがって、基本的にはY/Tb−  1.8B/(1
.14 (アトム比)付近の割合で使用され、S1は(
Y.Tb)/81−1〜 1.2程度になるように加え
られる。すなわち、Y203 、Tb40yをアトム比
で1.8670.14となるように秤量し、これを酸に
溶解せしめ、この両酸化物のモル数に対して、ケイ酸ア
ルコキシドを等モルまたは若干増量して添加する。
Therefore, basically Y/Tb-1.8B/(1
.. 14 (atom ratio), and S1 is (
Y. Tb)/81-1 to about 1.2. That is, Y203 and Tb40y are weighed so that the atom ratio is 1.8670.14, and this is dissolved in acid, and the amount of silicate alkoxide is equal to or slightly increased with respect to the number of moles of both oxides. Added.

つぎに前記均質溶液から下記(b−i)〜(b−3)の
いずれかの方法により溶媒が除去せしめられ、非品質の
乾燥物が製造される(03)工程〉。なお、前記溶媒と
は均質溶液を調製するために用いられた水、アルコール
類、ホルムアミドなどのことである。
Next, the solvent is removed from the homogeneous solution by any of the methods (b-i) to (b-3) below to produce a non-quality dried product (step (03)). Note that the above-mentioned solvent refers to water, alcohol, formamide, etc. used to prepare a homogeneous solution.

(b−1)の方法は、均質溶液がゲル化する前にスプレ
イドライまたはフリーズドライにより溶媒を除去する方
法である。この方法は、急速に溶媒を除去することがで
き、ミクロな意味において均質性を保ちうるという利点
がある。
Method (b-1) is a method in which the solvent is removed by spray drying or freeze drying before the homogeneous solution gels. This method has the advantage that the solvent can be rapidly removed and homogeneity can be maintained in a microscopic sense.

前記スプレイドライによって粒径5〜50燗程度のポー
ラスな球形の粉末、またフリーズドライによって粒径1
0〜100一程度のボーラスな球形の粉末かえられる。
The spray drying process produces a porous spherical powder with a particle size of about 5 to 50 mm, and the freeze drying process produces a porous spherical powder with a particle size of 1.
A bolus of spherical powder in the range of 0 to 100 can be exchanged.

(b−2)の方法は、均質溶液中のケイ酸アルコキシド
を重合させてゲル化物を製造したのち、ゲル化物中の溶
媒を加熱除去する方法である。この方法では、ゲル化に
より均一性が保持され、単に加熱による溶媒除去という
操作だけできわめて簡単に均質性のよい非晶質粉末をう
ることができる。
Method (b-2) is a method in which a gelled product is produced by polymerizing silicate alkoxide in a homogeneous solution, and then the solvent in the gelled product is removed by heating. In this method, uniformity is maintained through gelation, and an amorphous powder with good homogeneity can be obtained very easily by simply removing the solvent by heating.

前記ゲル化物は、均質溶液を40℃程度のオーブン中で
24〜48時間程度加熱することにより製造しうる。つ
いで120℃程度まで昇温することにより、溶媒を除去
しつる。えられたものは白色粉末または若干凝集した塊
状粉末集合体である。このようにゲル化物から溶媒を除
去することにより、均質溶液から直接溶媒を除去するば
あいのような突沸の危険や乾燥物が不均質になるなどの
問題が生じない。
The gelled product can be produced by heating a homogeneous solution in an oven at about 40° C. for about 24 to 48 hours. The solvent is then removed by raising the temperature to about 120°C. The result is a white powder or a slightly agglomerated lumpy powder aggregate. By removing the solvent from the gelled product in this manner, problems such as the danger of bumping and non-uniformity of the dried product, which occur when the solvent is directly removed from a homogeneous solution, do not occur.

(b−3)の方法は、均質溶液のpHを高めることによ
り、発光中心イオン、母塩を形成する他のイオンおよび
ケイ酸アルコキシドを含む共沈ゾルを形成し、共沈ゾル
中の溶媒を除去する方法である。
In method (b-3), a coprecipitated sol containing the luminescent center ion, other ions forming the mother salt, and silicate alkoxide is formed by increasing the pH of the homogeneous solution, and the solvent in the coprecipitated sol is This is a method of removing it.

この方法は溶媒除去の容易さという点で(b−2)の方
法と同様の利点があり、その変形方法である。
This method has the same advantage as method (b-2) in terms of ease of solvent removal, and is a modified method thereof.

前記共沈ゾルは、均質溶液にたとえば希アンモニア水、
濃アンモニア水などを添加してpHを7〜9程度にする
ことにより形成しうる。ついでえられたゾルをオーブン
中で 120℃程度に加熱することにより、溶媒を除去
しうる。えられたものは非晶質の白色粉末であり、一部
弱く凝集している。
The coprecipitated sol is prepared by adding dilute ammonia water, for example, to a homogeneous solution.
It can be formed by adding concentrated ammonia water or the like to adjust the pH to about 7 to 9. The solvent can then be removed by heating the resulting sol in an oven to about 120°C. The resulting product was an amorphous white powder with some weak agglomerations.

つぎに(B)工程でえられたものを加熱することにより
、粉末が製造される。この加熱処理により乾燥物中に残
存している溶媒などの揮発分解成分が除去され、所定の
粒子径をうるのに必要な結晶核が発生せしめられる((
C)工程)。
Next, powder is produced by heating the product obtained in step (B). This heat treatment removes volatile decomposition components such as solvent remaining in the dried material, and generates crystal nuclei necessary to obtain a predetermined particle size ((
C) process).

前記加熱処理としては、まず500〜800”Cで12
〜24時間加熱してアルコール、水、硝酸などの残存す
る不用分解揮発成分を除去してX線的に非品質(X線回
折パターンで明確な回折ピークが現れない、第1図参照
)の粉末を製造したのち、さらに800〜1200℃で
2〜lO時間加熱してX線的にある程度結晶化させるの
が好ましい。この加熱処理により、X線回折ピークが順
次強くなり、結晶化が明確になる。
The heat treatment is performed at 500 to 800"C for 12
By heating for ~24 hours to remove residual unused decomposed and volatile components such as alcohol, water, and nitric acid, the powder is of X-ray quality (no clear diffraction peaks appear in the X-ray diffraction pattern, see Figure 1). After producing, it is preferable to further heat the product at 800 to 1200° C. for 2 to 10 hours to crystallize it to some extent by X-rays. By this heat treatment, the X-ray diffraction peaks become progressively stronger and crystallization becomes clearer.

加熱温度は、I))工程における水熱反応条件との兼ね
合いにもよるが、結晶面のよく戊長じた結晶は結晶化温
度(非品質から結晶質への変化領域温度)付近での加熱
でえられる傾向が強いため、結晶化温度で加熱するのが
好ましい。結晶化温度はDTA (示差熱分析)、TG
(熱天秤)、高温X線装置などにより求められる。なお
、非品質粉末が結晶化する温度は、ケイ酸アルコキシド
の種類や溶解に使用した酸の種類などにより異なり、た
とえばテトラエトキシオルソシリケートおよび硝酸を使
用したぱあいは約1000℃、テトラエトキシオルソシ
リケートおよび塩酸を使用したぱあいは約800℃であ
る。
The heating temperature depends on the balance with the hydrothermal reaction conditions in step I)), but crystals with well elongated crystal faces may be heated near the crystallization temperature (temperature in the transition region from non-quality to crystalline). It is preferable to heat at the crystallization temperature. Crystallization temperature is DTA (differential thermal analysis), TG
(Thermobalance), high temperature X-ray equipment, etc. The temperature at which non-quality powder crystallizes varies depending on the type of silicate alkoxide and the type of acid used for dissolution. and the temperature of the test using hydrochloric acid is about 800°C.

つぎに、(0工程でえられた粉末と水(純水)とを密閉
容器中で高温、高圧下で作用させるいわゆる水熱反応に
より、結晶が所定の大きさまで成長せしめられる(0)
工程)。
Next, crystals are grown to a predetermined size by a so-called hydrothermal reaction in which the powder obtained in step (0) and water (pure water) are reacted at high temperature and high pressure in a closed container (0)
process).

前記加熱加圧条件としては、結晶化を促進し、粒径を5
〜2QA!Il1程度に揃えるために、通常380〜6
00℃、さらに好ましくは400〜600℃、30〜2
50MPa,さらに好ましくは50 〜150 MPa
 , 3 〜50時間、さらに好ましくは10〜30時
間のごとき条件が採用される。なお、量産性を考慮すれ
ば、できるだけ低い圧力、低い温度で反応させることが
好ましい。
The heating and pressurizing conditions promote crystallization and reduce the particle size to 5.
~2QA! Usually 380-6 to make it about Il1
00℃, more preferably 400-600℃, 30-2
50 MPa, more preferably 50 to 150 MPa
, 3 to 50 hours, more preferably 10 to 30 hours. Note that in consideration of mass productivity, it is preferable to carry out the reaction at as low a pressure and as low a temperature as possible.

前記(ト)工程において均質溶液を調製するために塩酸
を用いたぱあい、(O工程でえられる粉末に塩素イオン
が含まれているため、このイオンが結晶化を促進し、該
イオンが含まれていないぱあいに比べて結晶粒の大きさ
が1桁程度(数百一)大きくなる。また、水熱反応させ
る際、アンモニアなどを添加してp}Iを調整したり、
Na”  (ナトリウムイオン)、K”(カリウムイオ
ン〉などのアルカリイオン金属を加えて結晶化を促進し
てもよい。
In step (g) above, when hydrochloric acid is used to prepare a homogeneous solution, (because the powder obtained in step O contains chlorine ions, these ions promote crystallization and The size of the crystal grains is about one order of magnitude (several hundred and one) larger than that of the uncontained crystals.Also, when performing a hydrothermal reaction, ammonia etc. are added to adjust p}I,
Crystallization may be promoted by adding an alkali ion metal such as Na'' (sodium ion) or K'' (potassium ion).

これらのイオンは発光特性への影響などを考慮して添加
される。また、均質溶液中の発光中心イオン、母結晶を
形威するイオンおよびケイ酸アルコキシドの割合によっ
ても結晶成長速度を変化させることができる。
These ions are added in consideration of their influence on luminescence characteristics. Further, the crystal growth rate can also be changed by changing the proportions of luminescent center ions, ions forming the mother crystal, and silicate alkoxide in the homogeneous solution.

また、水熱反応させる際、(C)工程でえられる粉末を
溶解、析出可能なアルコールのような水溶性溶媒を一部
添加してもよい。
Furthermore, during the hydrothermal reaction, a portion of a water-soluble solvent such as alcohol that can dissolve and precipitate the powder obtained in step (C) may be added.

前記水熱反応は、材料を金管などに封じ込めたのち、こ
れを水熱合成装置の圧力容器中に入れて加熱加圧する封
管法や、金や白金をライニングした圧力容器を使用する
方法など、不純物の混入を防止しうる方法により行なう
のが好ましい。
The hydrothermal reaction can be carried out using the sealed tube method, in which the material is sealed in a brass tube, etc., and then placed in a pressure vessel of a hydrothermal synthesis equipment to heat and pressurize it, or a method that uses a pressure vessel lined with gold or platinum. It is preferable to use a method that can prevent contamination with impurities.

つぎに、えられた結晶を大気中、またはCOを含む雰囲
気やチッ素と水素の混合ガスなどの還元性雰囲気中で加
熱することにより、脱水され、結晶の表面が安定化され
た希土類ケイ酸塩蛍光体が製造される((E)工程〉。
Next, the obtained crystal is heated in the air or in a reducing atmosphere such as an atmosphere containing CO or a mixed gas of nitrogen and hydrogen to dehydrate the rare earth silicic acid whose surface is stabilized. A salt phosphor is manufactured (Step (E)).

前記加熱は、まず120℃程度で60分間程度加熱して
脱水し、そののち300〜500”Cで1〜5時間程度
行なうのが好ましい。
It is preferable that the heating is first carried out at about 120°C for about 60 minutes to dehydrate, and then at 300-500''C for about 1-5 hours.

以上のごとき囚〜(転)工程を含む本発明の製法により
、輝度劣化が低減された粒径が5〜2o一の希土類ケイ
酸塩蛍光体が製造される。
By the manufacturing method of the present invention including the above-mentioned conversion process, a rare earth silicate phosphor having a particle size of 5 to 2 degrees and which is reduced in brightness deterioration is manufactured.

以下実施例に基づき、本発明をさらに具体的に説明する
The present invention will be described in more detail below based on Examples.

実施例1 酸化イットリウム(Y203、純度99.99%以上)
42gおよび酸化テルビウム(Tb40y、純度99.
9%以上)  5.24gを水[iDmlに懸濁し、マ
グネチックスタラを用いてよく撹拌しながらゆっくり濃
硝酸( HNOs )  100mlを加え、充分反応
させ、完全に両者を溶解させたのち冷却した。えられた
溶液とTEOS (テトラエトキシオルソシリケート(
 C2 HS O)4 S1、純度99.99%以上、
密度0.94g/一以上) 45.8ml、エチルアル
コール( C2 H5 0H) 50mlおよびN.N
’−ジメチルホルムアミド((CHi) 2N CHO
) 25mlをよく撹拌混合した溶液とを撹拌混合した
。なお、この配合では(Y.Tb)zOs /St02
−1である。エチルアルコールおよびN.N’−ジメチ
ルホルムアミドはTEOSの均質分散性を考慮して添加
した。
Example 1 Yttrium oxide (Y203, purity 99.99% or more)
42g and terbium oxide (Tb40y, purity 99.
9% or more) was suspended in water (iDml), 100ml of concentrated nitric acid (HNOs) was slowly added while stirring well using a magnetic stirrer, and the mixture was thoroughly reacted to completely dissolve the two, and then cooled. The obtained solution and TEOS (tetraethoxyorthosilicate (
C2 HSO)4 S1, purity 99.99% or more,
density 0.94g/1) 45.8ml, ethyl alcohol (C2H50H) 50ml and N. N
'-Dimethylformamide ((CHi) 2N CHO
) and a solution obtained by stirring and mixing 25 ml thoroughly. In addition, in this formulation, (Y.Tb)zOs /St02
-1. Ethyl alcohol and N. N'-dimethylformamide was added in consideration of homogeneous dispersibility of TEOS.

該混合を約30分間行なって溶液が均一化したことを確
認したのち、約40℃のオーブン中で48時間加熱して
ゆっくりと重合反応を起させ、ゲル化させた。このゲル
化物から溶媒を除去するため、120℃まで昇温し、4
8時間前後加熱して脱水、脱アルコールを行なった。こ
の状態では、溶媒は完全に除去されていないので、アル
ミナルツボ中に材料を移し500℃で24時間加熱し、
大部分のアルコール、硝酸、水、他の添加有機物を除去
し、うすい褐色の粉末をえた。えられた粉末のX線回折
を調べた結果を第1図に示す。第1図から、この粉末は
X線的には非晶質であることがわかる。
After mixing for about 30 minutes and confirming that the solution was homogeneous, it was heated in an oven at about 40° C. for 48 hours to slowly cause a polymerization reaction and form a gel. In order to remove the solvent from this gelled product, the temperature was raised to 120°C and
Dehydration and dealcoholization were performed by heating for about 8 hours. In this state, the solvent has not been completely removed, so the material is transferred to an alumina crucible and heated at 500°C for 24 hours.
Most of the alcohol, nitric acid, water, and other added organic substances were removed to obtain a pale brown powder. The results of X-ray diffraction analysis of the obtained powder are shown in FIG. From FIG. 1, it can be seen that this powder is X-ray amorphous.

つぎに1000℃で4時間加熱してある程度X線的に結
晶化した粉末を製造した。
Next, the powder was heated at 1000° C. for 4 hours to produce a powder that was X-ray crystallized to some extent.

つぎにえられた粉末約5011gと純水約0.3mlを
一方の端を溶接により封じた金管(直径4wa,長さ5
cm)に入れたのち、のこりの端を溶接により封じ、こ
れを水熱合成装置の圧力容器中に入れ、500℃、10
0 MPaで約24時間放置したのち、冷却速度10℃
/hr程度で室温まで冷却した。封管から内容物を取出
し、120℃で60分間乾燥したのち、大気中、300
℃で2時間加熱して表面を安定化し、40■の結晶粉末
をえた。
Next, approximately 5,011 g of the obtained powder and approximately 0.3 ml of pure water were sealed in a brass tube (diameter 4 wa, length 5 ml) sealed at one end by welding.
cm), the ends of the residue were sealed by welding, and this was placed in a pressure vessel of a hydrothermal synthesis equipment and heated at 500°C for 10
After being left at 0 MPa for about 24 hours, the cooling rate was 10°C.
The mixture was cooled to room temperature at a rate of about 1/hr. The contents were taken out from the sealed tube, dried at 120°C for 60 minutes, and then dried at 300°C in the air.
The surface was stabilized by heating at .degree. C. for 2 hours, yielding 40 .mu.m of crystalline powder.

えられた結晶は、第4図および第5図のそれぞれ833
倍、6579倍のSEX (走査型電子顕微鏡)写真に
示すように粒径が5〜15.程度の各結晶面のよく成長
した多面体形状を有する結晶粉末であることがわかる。
The obtained crystals are 833 in Figs. 4 and 5, respectively.
As shown in the SEX (scanning electron microscope) photograph at 6579 times, the particle size is 5 to 15. It can be seen that the crystal powder has a polyhedral shape with well-grown crystal planes.

これに対して、水熱反応させる前(500℃・24時間
加熱後)の粉末の形状は第6図の2500倍のSEX写
真に示すように一定化せず、結晶性はきわめてよくなか
った。
On the other hand, the shape of the powder before the hydrothermal reaction (after heating at 500° C. for 24 hours) was not constant as shown in the SEX photograph at 2500 times magnification in FIG. 6, and the crystallinity was extremely poor.

また、えられた結晶のX線回折を調べた結果を第2図に
示す。第2図から、えられた結晶はX線的にもケイ酸イ
ットリウムの回折パターンに一致し、単相であることが
確認された。
Moreover, the results of examining the X-ray diffraction of the obtained crystal are shown in FIG. From FIG. 2, it was confirmed that the obtained crystal also matched the diffraction pattern of yttrium silicate in terms of X-rays, and was single-phase.

実施例2および比較例l 実施例1よりも多量の蛍光体を製造するため、金管を内
径10clI1長さ l00csa程度の金バイブにか
え、内容積の大きい水熱合成装置を用いて実施例1と同
様にして、約0.3gの結晶粉末をえた。
Example 2 and Comparative Example 1 In order to produce a larger amount of phosphor than in Example 1, the same procedure as in Example 1 was carried out by replacing the brass tube with a gold vibrator with an inner diameter of 10 clI and a length of 100 csa, and using a hydrothermal synthesis apparatus with a large internal volume. In the same manner, about 0.3 g of crystal powder was obtained.

えられた粉末の結晶相がY2SIOsの単相の回折ピー
クのみを示し、粒子形状がSEHによる形状観察により
実施例1 (小スケールの例)でえられた粉末とほぼ同
様な大きさを有する多面体であることを確認したのち、
この粉末の電子線照射による発光強度変化を調べた。す
なわち、蛍光体そのものの発光を見るため、粉末をベレ
ット状にして直接電子線を照射(加速電圧20kV,通
電電流密度1.5μ^/cd)L、その輝度変化を連続
的に計測し、その相対的な経時変化を調べた。結果を第
3図に実線で示す。また、比較のため従来の固相焼結法
によりえられた粉末の発光強度変化を調べた結果を第3
図に破線で示す。第3図から、本発明の製法によりえら
れる蛍光体の方が従来の固相焼結法によりえられる蛍光
体よりも、より安定した劣化の少ない輝度特性を示すこ
とがわかる。
The crystalline phase of the obtained powder showed only the diffraction peak of the single phase of Y2SIOs, and the particle shape was polyhedral in size, which was almost the same as that of the powder obtained in Example 1 (small scale example), as observed by SEH. After confirming that
The change in luminescence intensity of this powder by electron beam irradiation was investigated. That is, in order to observe the luminescence of the phosphor itself, the powder was shaped into a pellet and directly irradiated with an electron beam (acceleration voltage 20 kV, current density 1.5 μ^/cd), and the change in brightness was continuously measured. We investigated relative changes over time. The results are shown in FIG. 3 as a solid line. In addition, for comparison, the results of investigating the change in luminescence intensity of powder obtained by the conventional solid-phase sintering method are shown in the third section.
Indicated by dashed lines in the figure. From FIG. 3, it can be seen that the phosphor obtained by the manufacturing method of the present invention exhibits more stable luminance characteristics with less deterioration than the phosphor obtained by the conventional solid phase sintering method.

この原因は、その結晶性に負うところが多いと思われる
。比較のため、従来の固相焼結法(Y20 3( Tb
) + 8102、1600℃・4時間)によりえられ
る粉末の2500倍のSEX写真を第7図に示す。
This seems to be largely due to its crystallinity. For comparison, the conventional solid phase sintering method (Y203(Tb
) + 8102, 1600° C. for 4 hours) SEX photograph of the powder obtained by 2500 times magnification is shown in FIG.

前記実施例1および2ではイットリウム(Y)に付活剤
としてテルビウム(Tb)を加えた蛍光体を製造して評
価したが、付活剤をセリウム(Ce)、テルビウム(T
b)+セリウム(Ce)、ガドリニウム(Cd)、ユー
ロビウム(Eu) 、サマリウム(Ss)またはツリウ
ム(T■)に変化させたぱあいも同様の工程により、各
結晶面がよく発達し、結晶性がよく、粒度が揃った劣化
特性の改善された蛍光体かえられた。またイットリウム
をランタン、ガドリニウムなどにかえ、異なる母塩、ま
たはそれらの混晶としても同様の工程で、同じような結
果かえられた。このように、結晶性のよい希土類ケイ酸
塩をうるのに、水熱反応による結晶化法は極めてすぐれ
た方法であることがわかる。
In Examples 1 and 2, phosphors were manufactured and evaluated by adding terbium (Tb) as an activator to yttrium (Y).
b) + Cerium (Ce), gadolinium (Cd), eurobium (Eu), samarium (Ss), or thulium (T■) are changed through the same process, so that each crystal plane is well developed and the crystallinity is improved. The phosphor was replaced with a phosphor with a uniform particle size and improved deterioration characteristics. In addition, similar results were obtained by replacing yttrium with lanthanum, gadolinium, etc., and using different mother salts or mixed crystals of these. Thus, it can be seen that the crystallization method using a hydrothermal reaction is an extremely excellent method for obtaining rare earth silicates with good crystallinity.

比較例2 非品質粉末を1000”cで4時間加熱しなかったほか
は実施例1と同様にして蛍光体を製造したところ、結晶
化したが結晶の成長速度が低いため、粒径が小さく各結
晶面の成長も不充分であった。核の発生確立にも関連す
ると思われるが、粒子の粒径分布は大きくは改善されな
かった。
Comparative Example 2 A phosphor was produced in the same manner as in Example 1 except that the non-quality powder was not heated at 1000"C for 4 hours. Although it crystallized, the crystal growth rate was low, so the particle size was small and each The growth of crystal planes was also insufficient.This may be related to the establishment of nucleation, but the particle size distribution of the particles was not significantly improved.

実施例3 酸化イットリウム42gおよび酸化テルビウム5.24
gを濃硝酸100mlと水BOmlに溶解したのち、T
EOS 45.8 mlおよびエチルアルコール50m
lの混合物を加えてよく撹拌した。撹拌を続けながら、
希アンモニア水(!N)をゆっくり滴下した。硝酸が残
留している関係でかなり中和熱が発生するので冷却しな
がら滴下した。pHが高くなるにつれてイットリウム、
テルビウムの水酸化物と思われる自沈が生じはじめ、p
Hが7以上になると、TEOS自体も、OH−の存在で
重合沈澱を始めた。水が充分に多いのでいわゆるゾル状
態になったが、デヵンテーシヨンしながら枦遇して沈澱
物をえた。これを120℃のオーブン中で24時間程度
加熱したのち、ルッポに移して500 ’Cで24時間
加熱し、非品質粉末をえた。
Example 3 Yttrium oxide 42g and terbium oxide 5.24g
After dissolving T in 100ml of concentrated nitric acid and BOml of water,
45.8 ml EOS and 50 ml ethyl alcohol
1 of the mixture was added and stirred well. While continuing to stir,
Dilute ammonia water (!N) was slowly added dropwise. Since nitric acid remained, considerable heat of neutralization was generated, so the solution was added dropwise while cooling. As the pH increases, yttrium,
Sudden sedimentation, thought to be terbium hydroxide, began to occur, and p
When H exceeded 7, TEOS itself also began to polymerize and precipitate due to the presence of OH-. There was enough water to form a so-called sol state, but as it was decanted, a precipitate formed. This was heated in an oven at 120° C. for about 24 hours, then transferred to Luppo and heated at 500° C. for 24 hours to obtain non-quality powder.

つぎに実施例1と同様にして1000”c・4時間の加
熱、水熱反応、120’c・6o分間、300”C・2
時間の加熱を行ない、実施例1と同様の結晶粉末をえた
Next, in the same manner as in Example 1, heating at 1000"C for 4 hours, hydrothermal reaction, 120"C for 6O minutes, 300"C.
Heating was carried out for a period of time to obtain a crystalline powder similar to that of Example 1.

実施例4 酸化イットリウム42g1酸化テルビウム5.24gを
濃硝酸100mlと水Bowlに溶解したのち、TEO
S45.8 mlおよびエチルアルコール50mlの混
合物を加えてよく撹拌した。撹拌を続けながら濃アンモ
ニア水(試薬特級)  120mlを滴下したところ、
水酸化物の微粉も含めて全体が高粘化し、ゲル化し始め
た。この段階で撹拌できなくなった。
Example 4 After dissolving 42 g of yttrium oxide and 5.24 g of terbium oxide in 100 ml of concentrated nitric acid and a bowl of water, TEO
A mixture of 45.8 ml of S and 50 ml of ethyl alcohol was added and stirred well. While continuing to stir, 120 ml of concentrated ammonia water (reagent grade) was added dropwise.
The entire mixture, including the hydroxide fine powder, became highly viscous and began to gel. At this stage, stirring was no longer possible.

つぎにゲル化物を120 ”Cのオーブン中に48時間
程度入れて大むね乾燥させ、ついでルッポ中に移して5
00℃で24時間加熱し、不用分解発揮成分を除去し、
非品質粉末をえた。
Next, the gelled product was placed in an oven at 120"C for about 48 hours to dry it out, and then transferred to a Lupo oven for about 5 hours.
Heated at 00℃ for 24 hours to remove unnecessary decomposition components,
I received non-quality powder.

つぎに実施例1と同様にして1000”C・4時間の加
熱、水熱反応、120”C − 80分間、300”C
 − 2 時間の加熱を行ない、実施例1と同様の結晶
粉末をえた。
Next, in the same manner as in Example 1, heating at 1000"C for 4 hours, hydrothermal reaction, 120"C - 80 minutes, 300"C
- Heating was performed for 2 hours to obtain the same crystalline powder as in Example 1.

実施例5 硝酸で溶解した酸化イットリウムおよび酸化テルビウム
の溶液と、TEOSおよびエチルアルコール溶液とを充
分に混合均一化した実施例1で作製した液を、防爆形ス
プレイドライヤ(胴径約In)で熱風乾燥させた。スプ
レイドライヤはディスク形を使用し、そのディスクには
、強酸性を考慮してジルコニア(Zr02)製を選び、
さらにとくにアトマイザによる霧化水滴が、スプレイド
ライヤのステンレス内筒に直接付着しないようにテフロ
ンで部分的に補強した。ディスクへの溶液滴下速度20
ml/win (定量ポンプを使用)、熱風速度230
 ”C、回転数約10,ODOrpmで霧化した。
Example 5 The solution prepared in Example 1, in which the solution of yttrium oxide and terbium oxide dissolved in nitric acid and the TEOS and ethyl alcohol solution were thoroughly mixed and homogenized, was heated with hot air using an explosion-proof spray dryer (body diameter: approximately In). Dry. The spray dryer uses a disk type, and the disk is made of zirconia (Zr02), considering its strong acidity.
Furthermore, we partially reinforced the spray dryer with Teflon to prevent water droplets atomized by the atomizer from directly adhering to the stainless steel inner cylinder of the spray dryer. Solution dropping speed to disk 20
ml/win (using metering pump), hot air speed 230
"C, atomization was carried out at a rotational speed of about 10 and ODO rpm.

えられた粉末はポーラスな球形で、粒径は2o一中心と
した若干ばらつきのあるものであった。
The obtained powder had a porous spherical shape, and the particle size varied slightly with a center of 2o.

えられた粉末は若干水を含んでいるので、揮発物除去を
かねて一旦800℃まで昇温し、4時間加熱して核生成
を行なった。えられた粉末(一部結晶化)を用いて実施
例1と同様の水熱反応によって結晶育成を行ない、つい
で120℃・60分間、30D”C・2時間の加熱を行
ない、実施例1と同様の結晶粉末をえた。
Since the obtained powder contained some water, the temperature was once raised to 800° C. to remove volatiles, and the powder was heated for 4 hours to generate nuclei. The obtained powder (partially crystallized) was used to grow crystals by the same hydrothermal reaction as in Example 1, and then heated at 120°C for 60 minutes and 30D"C for 2 hours. A similar crystalline powder was obtained.

実施例6 酸化イットリウム42g1酸化テルビウム5.24gお
よび水60mlからなる懸濁液に、ゆっくり濃硝酸10
0mlを加えて完全に両者を溶解させ、さらにこれに等
量の水を加えた溶液と、TEOS 45.8 muおよ
びエチルアルコール50mlを混合した溶液とをさらに
手速く混合し、二流体方式のノズルを備えた霧化器で霧
化し、霧をドライアイス・トリクレンで冷却したヘキサ
ン中に吹き込んだ。この冷媒中に水分の固化した溶液が
沈んだ。所定量を冷却したのち、ヘキサンを除き、氷片
を集め、凍結乾燥器中で、減圧昇華させて粉末をえた。
Example 6 To a suspension consisting of 42 g of yttrium oxide, 5.24 g of terbium oxide and 60 ml of water, 10 g of concentrated nitric acid was slowly added.
Add 0 ml of ethyl alcohol to completely dissolve them, and then quickly mix the solution with an equal amount of water and the solution of TEOS 45.8 mu and 50 ml of ethyl alcohol. The mixture was atomized using an atomizer equipped with an atomizer, and the mist was blown into hexane cooled with dry ice and trichlene. A solidified solution of water sank into this refrigerant. After cooling a predetermined amount, hexane was removed, ice pieces were collected, and the mixture was sublimated under reduced pressure in a freeze dryer to obtain a powder.

えられた粉末の粒径は10〜100,isでポーラスな
球状粒子であった。つぎに実施例5と同様にして加熱、
水熱反応、加熱を行ない、実施例1と同様の結晶粉末を
えた。
The obtained powder had a particle size of 10 to 100, and was porous spherical particles. Next, heating in the same manner as in Example 5,
A hydrothermal reaction and heating were performed to obtain the same crystalline powder as in Example 1.

[発明の効果] 以上のように、本発明の製法では溶液状の原料から出発
することによって、希土類ケイ酸塩中での付活剤の均一
性が良好になり、また水熱法を組合わせることによって
結晶の大きさが揃い、かつ結晶性のきわめてよい蛍光体
かえられる。えられた蛍光体は、輝度低下が少ないため
、CRT ,蛍光灯などにきわめて有用である。
[Effects of the Invention] As described above, the production method of the present invention improves the homogeneity of the activator in the rare earth silicate by starting from a solution-like raw material, and also combines the hydrothermal method. This makes it possible to obtain a phosphor with uniform crystal size and excellent crystallinity. The resulting phosphor exhibits little reduction in brightness and is therefore extremely useful for CRTs, fluorescent lamps, and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は溶媒を除去した非品質粉末のX線回折のグラフ
、第2図は本発明の蛍光体のX線回折のグラフ、第3図
は本発明の蛍光体および従来の固相焼結法によりえられ
た蛍光体の発光強度変化を示すグラフ、第4図は本発明
の蛍光体の結晶構造を示す833倍のSEX写真、第5
図は本発明の蛍光体の結晶構造を示す6579倍のSE
M写真、第6図は水熱反応前の粉末の粒子構造を示す2
500倍のSEM写真、第7図は従来の固相焼結法によ
りえられる蛍光体の粒子構造を示す2500倍のSEM
写真である。 X線強度 X 線 強 度 才3回 0 800 時 (時間) 第 4 図 第 5 図 脅゛・ 、々 第
Figure 1 is a graph of X-ray diffraction of the non-quality powder from which the solvent has been removed, Figure 2 is a graph of X-ray diffraction of the phosphor of the present invention, and Figure 3 is a graph of the phosphor of the present invention and conventional solid phase sintering. Fig. 4 is a graph showing the change in emission intensity of the phosphor obtained by the method, Fig. 4 is an 833x SEX photograph showing the crystal structure of the phosphor of the present invention, Fig. 5
The figure shows the crystal structure of the phosphor of the present invention with a SE of 6579 times.
M photo, Figure 6 shows the particle structure of the powder before the hydrothermal reaction2
500x SEM photograph, Figure 7 is a 2500x SEM showing the particle structure of the phosphor obtained by the conventional solid phase sintering method.
It's a photo. X-ray intensity X-ray intensity 3 times 0 800 hours (hours) Figure 4 Figure 5

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) 水熱反応によって結晶成長せしめられた粒径が
5〜20μmの希土類ケイ酸塩蛍光体であって、各結晶
面が少なくともその水熱反応前の粒子よりもよく発達し
、晶へきが明らかな多面体形状を有する希土類ケイ酸塩
蛍光体。
(1) A rare earth silicate phosphor with a grain size of 5 to 20 μm grown by hydrothermal reaction, in which each crystal face is at least better developed than the grain before the hydrothermal reaction, and the crystal cleavage is Rare earth silicate phosphors with distinct polyhedral shapes.
(2) (A) 発光中心となりうる希土類元素イオン
、母塩を形成する他の希土類元素イオンおよびケイ酸ア
ルコキシドを含む均質溶液を調製する工程、 (B) (b−1) 均質溶液がゲル化する前にスプレ
イドライまたはフリーズドライにより溶媒を除去する工
程、 (b−2) 均質溶液中のケイ酸アルコキシドを重合さ
せてゲル化物を製造したのち、ゲル化物中の溶媒を加熱
除去する工程または (b−3) 均質溶液のpHを高めることにより、希土
類元素イオンおよびケイ酸アルコキシドの共沈ゾルを形
成したのち、共沈ゾル中の溶媒を除去する工程、 (C) (B)工程でえられたものを加熱して結晶核を
発生せしめ、揮発分解成分を除去し、粉末にする工程、 (D) (C)工程でえられた粉末と水とを、密閉容器
中、高温、高圧下で作用させ、結晶を成長させる工程お
よび (E) えられた結晶を脱水し、大気中または還元性雰
囲気中で加熱して表面を安定化させる工程を含むことを
特徴とする希土類ケイ酸塩蛍光体の製法。
(2) (A) Step of preparing a homogeneous solution containing a rare earth element ion that can serve as a luminescence center, other rare earth element ions forming a mother salt, and a silicate alkoxide, (B) (b-1) Gelation of the homogeneous solution (b-2) A step of polymerizing the silicic acid alkoxide in the homogeneous solution to produce a gelled product, and then removing the solvent in the gelled product by heating, or ( b-3) A step of forming a coprecipitated sol of rare earth element ions and silicate alkoxide by increasing the pH of the homogeneous solution, and then removing the solvent in the coprecipitated sol, (C) a step obtained in step (B). (D) The powder obtained in step (C) and water are heated in a closed container at high temperature and under high pressure. (E) dehydrating the obtained crystals and heating them in air or a reducing atmosphere to stabilize the surface of the rare earth silicate phosphor. manufacturing method.
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