JPH0526837B2 - - Google Patents

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JPH0526837B2
JPH0526837B2 JP14201084A JP14201084A JPH0526837B2 JP H0526837 B2 JPH0526837 B2 JP H0526837B2 JP 14201084 A JP14201084 A JP 14201084A JP 14201084 A JP14201084 A JP 14201084A JP H0526837 B2 JPH0526837 B2 JP H0526837B2
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JP
Japan
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phosphor
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rare earth
cerium
numerical value
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Takashi Nakamura
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の分野] 本発明は、蛍光体およびその製造法に関するも
のである。さらに詳しくは、本発明は、セリウム
により賦活されている希土類複合ハロゲン化物蛍
光体およびその製造法に関するものである。
[発明の技術的背景] セリウムで賦活したハロゲン化物系蛍光体の一
種として、従来よりセリウム賦活希土類オキシハ
ロゲン化物蛍光体(LnOX:Ce、ただしLnはY、
La、GbおよびLuからなる群より選ばれる少なく
とも一種の希土類元素であり;XはClおよびBr
からなる群より選ばれる少なくとも一種のハロゲ
ンである)が知られている。たとえば特開昭55−
12144号公報に開示されているように、この蛍光
体はX線、電子線および紫外線などの放射線で励
起したのち可視乃至赤外領域の電磁波で励起する
と近紫外発光(輝尽発光)を示し、放射線像変換
方法に用いられる輝尽性蛍光体として有用である
ことが見出されている。
[発明の要旨] 本発明は、上記セリウム賦活希土類オキシハロ
ゲン化物蛍光体とは異なる新規なセリウム賦活希
土類ハロゲン化物系蛍光体およびその製造法を提
供することを目的とするものである。
本発明の蛍光体は、組成式(): LnX3・aLn′X′3:xCe3+ () (ただし、LnおよびLn′はそれぞれLaおよびGb
からなる群より選ばれる少なくとも一種の希土類
元素であり;XおよびX′はそれぞれClおよびBr
からなる群より選ばれる少なくとも一種のハロゲ
ンであつて、かつX≠X′であり;そしてaは0.1
≦a≦10.0の範囲の数値であり、xは0<x≦
0.2の範囲の数値である) で表わされるセリウム賦活希土類複合ハロゲン化
物蛍光体である。
また、本発明のセリウム賦活希土類複合ハロゲ
ン化物蛍光体の製造法は、化学量論的に組成式
(): LnX3・aLn′X′3:xCe () (ただし、LnおよびLn′はそれぞれLaおよびGd
からなる群より選ばれる少なくとも一種の希土類
元素であり;XおよびX′はそれぞれClおよびBr
からなる群より選ばれる少なくとも一種のハロゲ
ンであつて、かつX≠X′であり;そしてaは0.1
≦a≦10.0の範囲の数値であり、xは0<x≦
0.2の範囲の数値である) に対応する相対比となるように蛍光体原料混合物
を調製したのち、この混合物を弱還元性雰囲気中
で500乃至1400℃の範囲の温度で焼成することを
特徴とする。
組成式()で表わされる本発明のセリウム賦
活希土類複合ハロゲン化物蛍光体は、X線、紫外
線、電子線などの放射線を照射した後、450〜
850nmの波長領域の電磁波で励起すると近紫外
乃至青色領域に輝尽発光を示す。
また、組成式()で表わされる本発明のセリ
ウム賦活希土類複合ハロゲン化物蛍光体は、X
線、紫外線、電子線などの放射線を照射して励起
する場合にも近紫外乃至青色領域に発光(瞬時発
光)を示す。
[発明の構成] 本発明のセリウム賦活希土類複合ハロゲン化物
蛍光体は、たとえば、以下に記載するような製造
法により製造することができる。
まず、蛍光体原料として、 (1) LaCl3、LaBr3、GdCl3およびGdBr3、から
なる群より選ばれる少なくとも二種の希土類元
素ハロゲン化物、 (2) ハロゲン化物、酸化物、硝酸塩、硫酸塩など
のセリウムの化合物からなる群より選ばれる少
なくとも一種の化合物、 を用意する。場合によつては、さらにハロゲン化
アンモニウム(NH4X″;ただし、X″はCl、Brま
たはIである)などをフラツクスとして使用して
もよい。
蛍光体の製造に際しては、上記(1)の希土類元素
ハロゲン化物および(2)のセリウム化合物を用い
て、化学量論的に、組成式(): LnX3・aLn′X′3:xCe () (ただし、LnおよびLn′はそれぞれLaおよびGd
からなる群より選ばれる少なくとも一種の希土類
元素であり;XおよびX′はそれぞれClおよびBr
からなる群より選ばれる少なくとも一種のハロゲ
ンであつて、かつX≠X′であり;そしてaは0.1
≦a≦10.0の範囲の数値であり、xは0<x≦
0.2の範囲の数値である) に対応する相対比となるように秤量混合して、蛍
光体原料の混合物を調製する。
本発明の蛍光体の製造法において、組成式
()において希土類元素を表わすLnおよび
Ln′は同一であつてもよいし、異なつていてもよ
い。また、ハロゲンを表わすXはClであるのが、
同じくハロゲンを表わすX′はBrであるのが好ま
しく、この場合にLnX3とLn′X′3との割合を表わ
すa値は0.25≦a≦5.0範囲にあるのが好ましい。
同じく輝尽発光輝度並びに瞬時発光輝度の点か
ら、組成式()においてセリウムの賦活量を表
わすx値は10-5≦x≦10-2の範囲にあるのが好ま
しい。
蛍光体原料混合物の調製は、 (i) 上記(1)および(2)の蛍光体原料を単に混合する
ことによつて行なつてもよく、あるいは、 (ii) まず、上記(1)の蛍光体原料を混合し、この混
合物を100℃以上の温度で数時間加熱したのち、
得られた熱処理物に上記(2)の蛍光体原料を混合
することによつて行なつてもよいし、あるい
は、 (iii) まず、上記(1)の蛍光体原料を溶液の状態で混
合し、この溶液を加温下(好ましくは50〜200
℃)で減圧乾燥、真空乾燥、噴霧乾燥などによ
り乾燥し、しかるのち得られた乾燥物に上記(2)
の蛍光体原料を混合することによつて行なつて
もよい。
なお、上記(ii)の方法の変法として、上記(1)およ
び(2)の蛍光体原料を混合し、得られた混合物に上
記熱処理を施す方法を利用してもよい。また、上
記(iii)の方法の変法として、上記(1)および(2)の蛍光
体原料を溶液の状態で混合し、この溶液を乾燥す
る方法を利用してもよい。
上記(i)、(ii)、および(iii)のいずれの方法において
も、混合には、各種ミキサー、V型ブレンダー、
ボールミル、ロツドミルなどの通常の混合機が用
いられる。
次に、上記のようにして得られた蛍光体原料混
合物を石英ボート、アルミナルツボ、石英ルツボ
などの耐熱性容器に充填し、電気炉中で焼成を行
なう。焼成温度は500〜1400℃の範囲が適当であ
り、好ましくは700〜1000℃の範囲である。焼成
時間は蛍光体原料混合物の充填量および焼成温度
などによつても異なるが、一般には0.5〜6時間
が適当である。焼成雰囲気としては、少量の水素
ガスを含有する窒素ガス雰囲気、あるいは、一酸
化炭素を含有する二酸化炭素雰囲気などの弱還元
性の雰囲気を利用する。上記(2)の蛍光体原料とし
て、セリウムの価数が四価のセリウム化合物が用
いられる場合には、焼成過程において上記弱還元
性の雰囲気によつて四価のセリウムは三価のセリ
ウムに還元される。
上記焼成によつて粉末状の本発明の蛍光体が得
られる。なお、得られた粉末状の蛍光体について
は、必要に応じて、さらに、洗浄、乾燥、ふるい
分けなどの蛍光体の製造における各種の一般的な
操作を行なつてもよい。
以上に説明した製造法によつて製造されるセリ
ウム賦活希土類複合ハロゲン化物蛍光体は、組成
式(): LnX3・aLn′X′3:xCe3+ () (ただし、LnおよびLn′はそれぞれLaおよびGd
からなる群より選ばれる少なくとも一種の希土類
元素であり;XおよびX′はそれぞれClおよびBr
からなる群より選ばれる少なくとも一種のハロゲ
ンであつて、かつX≠X′であり;そしてaは0.1
≦a≦10.0の範囲の数値であり、xは0<x≦
0.2の範囲の数値である) で表わされるものである。
本発明のセリウム賦活希土類複合ハロゲン化物
蛍光体はX線、紫外線、電子線などの放射線で励
起すると近紫外乃至青色領域(発光のピーク波
長:約380〜410nm)に瞬時発光を示す。
第1図および第2図は、本発明のセリウム賦活
希土類複合ハロゲン化物蛍光体の瞬時発光スペク
トルおよびその励起スペクトルを例示するもので
ある。第1図において曲線1および2は、それぞ
れLaCl3・LaBr3:0.001Ce3+蛍光体の発光スペク
トルおよび励起スペクトルである。また、第2図
において曲線1および2は、それぞれGdCl3
GdBr3:0.001Ce3+蛍光体の発光スペクトルおよ
び励起スペクトルである。
第1図および第2図から、本発明の蛍光体は紫
外線励起下において近紫外乃至青色領域に瞬時発
光を示すことが明らかである。また、その発光ス
ペクトルのピーク波長は、蛍光体を構成するLn
およびLn′がともにLaである場合には380nmであ
り、またGdである場合には405nmである。
以上二種類の蛍光体を例にとつて、本発明のセ
リウム賦活希土類複合ハロゲン化物蛍光体の紫外
線励起の場合の瞬時発光スペクトルおよびその励
起スペクトルを説明したが、本発明のその他の蛍
光体についてもその発光スペクトルおよび励起ス
ペクトルは、上記二種類の蛍光体の発光スペクト
ルおよび励起スペクトルとほぼ同様であることが
確認されている。また、本発明のX線および電子
線励起の場合の瞬時発光スペクトルは、第1図ま
たは第2図に示される紫外線励起の場合の瞬時発
光スペクトルとほぼ同様であることも確認されて
いる。
また、本発明のセリウム賦活希土類複合ハロゲ
ン化物蛍光体はX線、紫外線、電子線などの放射
線を照射したのち、450〜850nmの可視乃至赤外
領域の電磁波で励起すると近紫外乃至青色領域に
輝尽発光を示す。
第3図は、本発明のセリウム賦活希土類複合ハ
ロゲン化物蛍光体の具体例であるLaCl3
LaBr3:0.001Ce3+蛍光体の輝尽励起スペクトル
である。
第3図から、本発明の蛍光体は放射線照射後
450〜850nmの波長領域の電磁波で励起すると輝
尽発光を示すことが明らかである。
なお、上記本発明の蛍光体の輝尽発光スペクト
ルは、瞬時発光スペクトル(第1図の曲線1)に
一致する。
以上、LaCl3・LaBr3:0.001Ce3+蛍光体の場合
を例にとつて、本発明のセリウム賦活希土類複合
ハロゲン化物蛍光体の輝尽励起スペクトルおよび
その輝尽発光スペクトルを説明したが、本発明の
その他の蛍光体についてもその輝尽励起スペクト
ルおよびその輝尽発光スペクトルは上述とほぼ同
様であることが確認されている。
第4図は、本発明のLaCl3・aLaBr3
0.001Ce3+蛍光体におけるa値と輝尽発光強度
[80KVpのX線を照射した後、He−Neレーザー
光(632.8nm)で励起した時の輝尽発光強度]と
の関係を示すグラフである。
第4図から明らかなように、a値が0.1≦a≦
10.0の範囲にある本発明のLaCl3・aLaBr3
0.001Ce3+蛍光体のうちでも、a値が0.25≦a≦
5.0の範囲にある蛍光体は高輝度の輝尽発光を示
す。
なお、上記蛍光体についてのa値と瞬時発光強
度との関係も第4図と同じような関係にある。さ
らに、LaCl3・aLaBr3:0.001Ce3+蛍光体以外の
本発明の蛍光体についても、a値と輝尽発光強度
および瞬時発光強度それぞれとの関係は第4図と
同じような傾向にあることが確認されている。
以上に説明した発光特性から、本発明の蛍光体
は、特に医療診断を目的とするX線撮影等の医療
用放射線撮影および物質の非破壊検査を目的とす
る工業用放射線撮影などにおいて使用される輝尽
性蛍光体利用の放射線像交換方法に用いられる放
射線像交換パネル用の蛍光体として、あるいは同
じく医療診断および非破壊検査等を目的とする放
射線撮影に利用される放射線写真法に用いられる
放射線増感スクリーン用の蛍光体として非常に有
用である。
次に本発明の実施例を記載する。ただし、これ
らの各実施例は本発明を限定するものではない。
実施例 1 塩化ランタン(LaCl3)245.27g、臭化ランタ
ン(LaBr3)378.91gおよび酸化セリウム
(CeO2)0.34gを蒸留水(H2O)800mlに添加し、
混合して水溶液とした。この水溶液を60℃で3時
間減圧乾燥した後、さらに150℃で3時間の真空
乾燥を行なつた。
次に、得られた蛍光体原料混合物をアルミナル
ツボに充填し、これを高温電気炉に入れて焼成を
行なつた。焼成は、一酸化炭素を含む二酸化炭素
雰囲気中にて900℃の温度で1.5時間かけて行なつ
た。焼成が完了したのち焼成物を炉外に取り出し
て冷却した。このようにして、粉末状のセリウム
賦活塩化臭化ランタン蛍光体(LaCl3・LaBr3
0.001Ce3+)を得た。
実施例 2 実施例1において、塩化ランタンおよび臭化ラ
ンタンの代りに塩化ガトリニウム(GdCl3
263.61gおよび臭化ガトリニウム(GdBr3
396.98gを用いること以外は、実施例1の方法と
同様の操作を行なうことにより、粉末状のセリウ
ム賦活塩化臭化ガトリニウム蛍光体(GdCl3
GdBr3:0.001Ce3+)を得た。
次に、実施例1および2で得られた各蛍光体を
紫外線で励起した時の発光スペクトルおよびその
励起スペクトルを測定した。その結果を第1図お
よび第2図に示す。
上述のように第1図において曲線1,2はそれ
ぞれ、 1: LaCl3・LaBr3:0.001Ce3+蛍光体の発光ス
ペクトル 2: LaCl3・LaBr3:0.001Ce3+蛍光体の励起ス
ペクトル を示す。
また、第2図において曲線1,2はそれぞれ、 1: GdCl3・GdBr3:0.001Ce3+蛍光体の発光ス
ペクトル 2: GdCl3・GdBr3:0.001Ce3+蛍光体の励起ス
ペクトル を示す。
さらに、実施例1で得られたLaCl3・LaBr3
0.001Ce3+蛍光体に管電圧80KVpのX線を照射し
た後450〜850nmの波長領域の光で励起した時
の、輝尽発光のピーク波長(380nm)における
輝尽励起スペクトルを測定した。その結果を第3
図に示す。
実施例 3 実施例1において、臭化ランタンの量を塩化ラ
ンタン1モルに対して0〜10.0モルの範囲で変化
させること以外は、実施例1の方法と同様の操作
を行なうことにより、臭化ランタンの含有量の異
なる各種のセリウム賦活塩化臭化ランタン蛍光体
(LaCl3・LaBr3:0.001Ce3+)を得た。
次に、実施例3で得られた各蛍光体に管電圧
80KVpのX線を照射した後、He−Neレーザー
(波長:632.8nm)で励起した時の輝尽発光強度
を測定した。その結果を第4図に示す。
第4図は、LaCl3・aLaBr3:0.001Ce3+蛍光体
における臭化ランタンの含有量(a値)と輝尽発
光強度との関係を示すグラフである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のセリウム賦活希土類複合ハ
ロゲン化物蛍光体の具体例であるLaCl3
LaBr3:0.001Ce3+蛍光体の瞬時発光スペクトル
およびその励起スペクトル(それぞれ曲線1,
2)を示す図である。第2図は、本発明のセリウ
ム賦活希土類複合ハロゲン化物蛍光体の具体例で
あるGdCl3・GdBr3:0.001Ce3+蛍光体の瞬時発光
スペクトルおよびその励起スペクトル(それぞれ
曲線1,2)を示す図である。第3図は、本発明
のセリウム賦活希土類複合ハロゲン化物蛍光体の
具体例であるLaCl3・LaBr3:0.001Ce3+蛍光体の
輝尽励起スペクトルを示す図である。第4図は本
発明のセリウム賦活希土類複合ハロゲン化物蛍光
体の具体例であるLaCl3・aLaBr3:0.001Ce3+
光体におけるa値と輝尽発光強度との関係を示す
グラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 組成式(): LnX3・aLn′X′3:xCe3+ () (ただし、LnおよびLn′はそれぞれLaおよびGd
    からなる群より選ばれる少なくとも一種の希土類
    元素であり;XおよびX′はそれぞれClおよびBr
    からなる群より選ばれる少なくとも一種のハロゲ
    ンであつて、かつX≠X′であり;そしてaは0.1
    ≦a≦10.0の範囲の数値であり、xは0<x≦
    0.2の範囲の数値である) で表わされるセリウム賦活希土類複合ハロゲン化
    物蛍光体。 2 組成式()におけるaが0.25≦a≦5.0の
    範囲の数値である特許請求の範囲第1項記載の蛍
    光体。 3 組成式()におけるaが1である特許請求
    の範囲第1項記載の蛍光体。 4 組成式()におけるxが10-5≦x≦10-2
    範囲の数値である特許請求の範囲第1項記載の蛍
    光体。 5 化学量論的に組成式(): LnX3・aLn′X′3:xCe () (但し、LnおよびLn′はそれぞれLaおよびGbか
    らなる群より選ばれる少なくとも一種の希土類元
    素であり;XおよびX′はそれぞれClおよびBrか
    らなる群より選ばれる少なくとも一種のハロゲン
    であつて、かつX≠X′であり;そしてaは0.1≦
    a≦10.0の範囲の数値であり、xは0<x≦0.2
    の範囲の数値である) に対応する相対比となるように蛍光体原料混合物
    を調製したのち、この混合物を弱還元性雰囲気中
    で500乃至1400℃の範囲の温度で焼成することを
    特徴とする組成式(): LnX3・aLn′X′3:xCe3+ () (ただし、Ln、Ln′X、X′、aおよびxの定義は
    前述と同じである) で表わされるセリウム賦活希土類複合ハロゲン化
    物蛍光体の製造法。 6 組成式()におけるaが0.25≦a≦5.0の
    範囲の数値である特許請求の範囲第5項記載の蛍
    光体の製造法。 7 組成式()におけるaが1である特許請求
    の範囲第5項記載の蛍光体の製造法。 8 組成式()におけるxが10-5≦x≦10-2
    範囲の数値である特許請求の範囲第5項記載の蛍
    光体の製造法。 9 蛍光体原料混合物の焼成を700乃至1000℃の
    範囲の温度で行なう特許請求の範囲第5項記載の
    蛍光体の製造法。
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FR2865469B1 (fr) * 2004-01-22 2007-10-12 Saint Gobain Cristaux Detecteu Monochromateur lif dope pour analyse des rayons x
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