JPS5915158B2 - けい光体及びその製造方法 - Google Patents
けい光体及びその製造方法Info
- Publication number
- JPS5915158B2 JPS5915158B2 JP54131856A JP13185679A JPS5915158B2 JP S5915158 B2 JPS5915158 B2 JP S5915158B2 JP 54131856 A JP54131856 A JP 54131856A JP 13185679 A JP13185679 A JP 13185679A JP S5915158 B2 JPS5915158 B2 JP S5915158B2
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- range
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、テルビウム(Tb)付活ほう酸塩け10い光
体及びその製造方法に関する。
体及びその製造方法に関する。
従来、ほう酸塩が適当な付活によりけい光物質となるこ
とは知られている。
とは知られている。
例えばTb及びその他の元素を付活剤とした希土類ほう
酸塩けい光体は、特開昭53−33986号明細書など
に開示15されている。上記明細書に開示されているけ
い光体は、ビスマス(Bi)及びセリウム(Ce)のう
ちの少なくとも一種以上と、■及びジスプロシウム(D
y)のうちの少なくとも一種以上を付活剤とし、ランタ
ン(La)及びガドリニウムノ0 (Gd)の何れか一
方又は双方を含むメタほう酸塩である。そしてこのけい
光体は、一般照明用の低圧水銀蒸気放電燈に用いられ、
とくにTbで付活したほう酸塩が好適であることが示さ
れている。しかしながら、Tbの放射光は、GdとDy
が・5 所定量存在する場合にのみ極めて効率的である
ことが示されている。また、Ceを付活剤として用いる
ときは、Gd元素の使用は重要でなく、Tbで付活した
セリウムほう酸塩、すなわち、一般式Ce、−ZTbZ
B306で表わされるけい光体が大き一 ■o な光束
が得られることが示されている。本発明は、Tb及びC
eを付活剤とし、園及びイットリウム(Y)を含むほう
酸塩けい光体であつて一般式(Gdl−a−b−CYa
CebTbC)203・ 3B203;5(ただしa、
、b及びcは、それぞれ0.05<a二0.4、0.0
5<b<0.6及び0.05くc<0.5の範囲の値で
あり、かつafb+c<1の範囲の値である)で表わさ
れることを特徴とする。
酸塩けい光体は、特開昭53−33986号明細書など
に開示15されている。上記明細書に開示されているけ
い光体は、ビスマス(Bi)及びセリウム(Ce)のう
ちの少なくとも一種以上と、■及びジスプロシウム(D
y)のうちの少なくとも一種以上を付活剤とし、ランタ
ン(La)及びガドリニウムノ0 (Gd)の何れか一
方又は双方を含むメタほう酸塩である。そしてこのけい
光体は、一般照明用の低圧水銀蒸気放電燈に用いられ、
とくにTbで付活したほう酸塩が好適であることが示さ
れている。しかしながら、Tbの放射光は、GdとDy
が・5 所定量存在する場合にのみ極めて効率的である
ことが示されている。また、Ceを付活剤として用いる
ときは、Gd元素の使用は重要でなく、Tbで付活した
セリウムほう酸塩、すなわち、一般式Ce、−ZTbZ
B306で表わされるけい光体が大き一 ■o な光束
が得られることが示されている。本発明は、Tb及びC
eを付活剤とし、園及びイットリウム(Y)を含むほう
酸塩けい光体であつて一般式(Gdl−a−b−CYa
CebTbC)203・ 3B203;5(ただしa、
、b及びcは、それぞれ0.05<a二0.4、0.0
5<b<0.6及び0.05くc<0.5の範囲の値で
あり、かつafb+c<1の範囲の値である)で表わさ
れることを特徴とする。
このけい光体は、一般照明用の低圧水銀蒸気放電燈の緑
色発生成分として、他の発光材料と組合せて用いると非
常に有利である。
色発生成分として、他の発光材料と組合せて用いると非
常に有利である。
とくにこのけい光体を用いたランプは、長時間点灯して
も、けい光体の劣化が小さいので極めて優れている。Y
の量、すなわち上記一般式におけるaの値の範囲は、つ
ぎの理由によつてきめられる。第1図は、(GdO.8
−AYaCeO.lTbO.l)2q・3B2へなるけ
い光体のYの量を変化させた場合のaの値と粉末輝度を
示すものである。図にみられるように、aの値が0.0
5以上において粉末輝度が向上し、0.4を越えると粉
末輝度が低下する。よつてaの値は、前記の範囲に゜定
められる。けい光体中のCe3+は、励起光を吸収し、
そのエネルギーの一部を緑色発光センターであるTb3
+ に伝達する重要な成分である。
も、けい光体の劣化が小さいので極めて優れている。Y
の量、すなわち上記一般式におけるaの値の範囲は、つ
ぎの理由によつてきめられる。第1図は、(GdO.8
−AYaCeO.lTbO.l)2q・3B2へなるけ
い光体のYの量を変化させた場合のaの値と粉末輝度を
示すものである。図にみられるように、aの値が0.0
5以上において粉末輝度が向上し、0.4を越えると粉
末輝度が低下する。よつてaの値は、前記の範囲に゜定
められる。けい光体中のCe3+は、励起光を吸収し、
そのエネルギーの一部を緑色発光センターであるTb3
+ に伝達する重要な成分である。
第2図に、(GdO.8−BYO.lCebTbO.l
)203・3B203なるけい光体のCe量を変化させ
た場合のbの値と粉末輝度との関係を示す。bの値は、
0.05以上で粉末輝度が向上し、0.5を越えると粉
末輝度がやや低下し、0.6を越えると著しく低下する
。よつてbの値は前記の値に定められ、さらに0.05
くb<0.5の範囲とすることはより好ましい。なお、
本けい光体の製造方法については後に詳述するが、弱い
還元性ふんい気中で焼成して製造する。この場合、bが
0.4を越えるものは、ふんい気の条件や焼成温度によ
り輝度が低下する場合がある。よつてbの値として0.
05くb<0.4の範囲の値がもつとも好ましい。第3
図は、 (GdO.8−0Y0.1Ce0.1TbC)203・
3B203なるけい光体のTbの量を変化させた場合の
cの値と粉末輝度との関係を示す図である。
)203・3B203なるけい光体のCe量を変化させ
た場合のbの値と粉末輝度との関係を示す。bの値は、
0.05以上で粉末輝度が向上し、0.5を越えると粉
末輝度がやや低下し、0.6を越えると著しく低下する
。よつてbの値は前記の値に定められ、さらに0.05
くb<0.5の範囲とすることはより好ましい。なお、
本けい光体の製造方法については後に詳述するが、弱い
還元性ふんい気中で焼成して製造する。この場合、bが
0.4を越えるものは、ふんい気の条件や焼成温度によ
り輝度が低下する場合がある。よつてbの値として0.
05くb<0.4の範囲の値がもつとも好ましい。第3
図は、 (GdO.8−0Y0.1Ce0.1TbC)203・
3B203なるけい光体のTbの量を変化させた場合の
cの値と粉末輝度との関係を示す図である。
図にみられるようにeの値が0.05以上、0.5以下
において粉末輝度が向上し、さらに0.4以下において
一層向上する。そのためcの値は、前記の範囲に定めら
れ、さらに0.05〜0.4の範囲がより好ましい。本
発明のけい光体の特徴の一つは、365.0nmの励却
光により励起すると、公知のけい光体に比較して極めて
優れた粉末輝度を示すことである。
において粉末輝度が向上し、さらに0.4以下において
一層向上する。そのためcの値は、前記の範囲に定めら
れ、さらに0.05〜0.4の範囲がより好ましい。本
発明のけい光体の特徴の一つは、365.0nmの励却
光により励起すると、公知のけい光体に比較して極めて
優れた粉末輝度を示すことである。
次表に、(GdO.8−AYaCeO.lTbO.l)
203・3B203なる一般式のYの量、すなわちaの
値を変えた種種のけい光体の粉末輝度を示す。
203・3B203なる一般式のYの量、すなわちaの
値を変えた種種のけい光体の粉末輝度を示す。
表にみられるように公知のけい光体、すなわちa−0の
ものに比較し、本発明のけい光体の優れることは明らか
である。ノ 本発明のけい光体は、構成元素の酸化物、若しくは焼成
により酸化物となる炭酸塩又はしゆう酸塩など及びほう
酸又は無水ほう酸などを含有する原料物質の混合物を高
温で加熱して得ることができる。
ものに比較し、本発明のけい光体の優れることは明らか
である。ノ 本発明のけい光体は、構成元素の酸化物、若しくは焼成
により酸化物となる炭酸塩又はしゆう酸塩など及びほう
酸又は無水ほう酸などを含有する原料物質の混合物を高
温で加熱して得ることができる。
例えば700℃程度の比較的低温で予熱処理を行ない、
冷却粉砕後900〜1050℃好ましくは950〜10
50℃程度の高温で1回乃至2回、2乃至4時間程度の
加熱を行なう。この際弱い還元性ふんい気例えば水素を
含む窒素ガス中で加熱することが必要である。一般にけ
い酸塩、アルミン酸塩けい光体は、非常に高温での温度
焼成を要するが、それに比較し本発明のけい光体の製造
にはそれ程の高温が要求されず経済的である。
冷却粉砕後900〜1050℃好ましくは950〜10
50℃程度の高温で1回乃至2回、2乃至4時間程度の
加熱を行なう。この際弱い還元性ふんい気例えば水素を
含む窒素ガス中で加熱することが必要である。一般にけ
い酸塩、アルミン酸塩けい光体は、非常に高温での温度
焼成を要するが、それに比較し本発明のけい光体の製造
にはそれ程の高温が要求されず経済的である。
前記還元性ふんい気の状態、加熱回数、Ce濃度は、そ
れぞれ互に関係する。
れぞれ互に関係する。
例えば、窒素ガス31中に水素ガス3CCを含む極めて
弱い還元性ふんい気では1020℃で4時間加熱しても
十分でなく、得られたけい光体の粉末輝度は低い。これ
を同じ条件で2回目の加熱をすることにより、その粉末
輝度は、数%〜10%程度向上する。還元性ふんい気を
窒素ガス31と水素ガス10CCの状態にすると、(G
dO.8−BYO.lCebTbO.l)203・3B
203なる一般式でb−0.2のけい光体を製造する場
合は、1020℃で4時間加熱すれば十分粉末輝度が向
上し、2回加熱しても粉末輝度はほとんど変化しない。
弱い還元性ふんい気では1020℃で4時間加熱しても
十分でなく、得られたけい光体の粉末輝度は低い。これ
を同じ条件で2回目の加熱をすることにより、その粉末
輝度は、数%〜10%程度向上する。還元性ふんい気を
窒素ガス31と水素ガス10CCの状態にすると、(G
dO.8−BYO.lCebTbO.l)203・3B
203なる一般式でb−0.2のけい光体を製造する場
合は、1020℃で4時間加熱すれば十分粉末輝度が向
上し、2回加熱しても粉末輝度はほとんど変化しない。
しかしながらCe量が多いもの、例えば上記一般式でb
−0,4なるけ(・光体では同じ条件で1回加熱したの
みでは加熱が不十分であり、2回加熱することにより粉
末輝度を数%向上させることができる。このけい光体の
製造の場合でも水素ガス量を窒素ガス31中40CCと
するならば1020℃、4時間の加熱1回で十分である
。上記製造方法において、原料のほう酸又は無水ほう酸
の量として、化学量論量よりやや過剰に用いる方が製造
したけい光体の輝度が向上する。すなわち、けい光体の
一般式を(Gdl−8−b−0YaCebTb0)20
3・αB2O3としたときαとして化学量論量である3
よりやや過剰である3.5乃至5.5に相当する量のほ
う酸又は無水ほう酸を原料として用いて製造したけい光
体は、αとして3.0に相当する量を用いた場合より、
粉末輝f′ 的6%程度上昇する。
−0,4なるけ(・光体では同じ条件で1回加熱したの
みでは加熱が不十分であり、2回加熱することにより粉
末輝度を数%向上させることができる。このけい光体の
製造の場合でも水素ガス量を窒素ガス31中40CCと
するならば1020℃、4時間の加熱1回で十分である
。上記製造方法において、原料のほう酸又は無水ほう酸
の量として、化学量論量よりやや過剰に用いる方が製造
したけい光体の輝度が向上する。すなわち、けい光体の
一般式を(Gdl−8−b−0YaCebTb0)20
3・αB2O3としたときαとして化学量論量である3
よりやや過剰である3.5乃至5.5に相当する量のほ
う酸又は無水ほう酸を原料として用いて製造したけい光
体は、αとして3.0に相当する量を用いた場合より、
粉末輝f′ 的6%程度上昇する。
この場合得られたけい光体の結晶構造は、X線回折の結
果からαとして3.0に相当する量を用いた場合と同一
であることが確認され、過剰のB2O3は、遊離して存
在し反応時にフラツクス効果を示すものと考えられる。
このような方法で合成した場合、得られたけい光体を水
洗し過剰のB2O3を除くことが必要である。
果からαとして3.0に相当する量を用いた場合と同一
であることが確認され、過剰のB2O3は、遊離して存
在し反応時にフラツクス効果を示すものと考えられる。
このような方法で合成した場合、得られたけい光体を水
洗し過剰のB2O3を除くことが必要である。
本発明のけい光体の製造方法としてより好ましい方法は
、けい光体を構成する金属元素の共沈しゆう酸塩を80
0〜1000℃で空気中において焼成して共沈酸化物と
し、この共沈酸化物とほう酸又は無水ほう酸と混合物を
前記と同じ条件で加熱処理する方法である。
、けい光体を構成する金属元素の共沈しゆう酸塩を80
0〜1000℃で空気中において焼成して共沈酸化物と
し、この共沈酸化物とほう酸又は無水ほう酸と混合物を
前記と同じ条件で加熱処理する方法である。
この方法により製造したけい光体は、前記の方法で得た
ものより粉末輝度が約5〜8%程度向上する。この方法
は、例えば構成金属元素の酸化物を濃硝酸に溶解し、こ
の溶液にしゆう酸の水溶液を人れ共沈しゆう酸塩を沈澱
させ▲過、乾燥し、上記のように焼成する。
ものより粉末輝度が約5〜8%程度向上する。この方法
は、例えば構成金属元素の酸化物を濃硝酸に溶解し、こ
の溶液にしゆう酸の水溶液を人れ共沈しゆう酸塩を沈澱
させ▲過、乾燥し、上記のように焼成する。
この方法の場合も、前記と同様にほう酸又は無水ほう酸
を化学量論量よりやや過剰に用いる方が好ましい。
を化学量論量よりやや過剰に用いる方が好ましい。
以下実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
実施例 1なる出発原料を十分よく混合し、この混合物
を700℃で2時間、空気中において焼成する。
を700℃で2時間、空気中において焼成する。
冷却した試料を粉砕し、窒素ガス31中に水素ガス約1
0CCを混合した弱還元性ふんい気中において、さらに
1000℃で2時間加熱する。生成物を冷却後粉砕し、
同じ条件でさらに2時間再加熱する。再加熱した生成物
は、冷却後粉砕し、水洗、乾燥する。得られた生成物は
、(GdO.7YO・1Ce0.1Tb0d)203゜
3B203なる組成であり、紫外線励起により第4図の
ように発光スペクトルを有する緑色の発光を示す。
0CCを混合した弱還元性ふんい気中において、さらに
1000℃で2時間加熱する。生成物を冷却後粉砕し、
同じ条件でさらに2時間再加熱する。再加熱した生成物
は、冷却後粉砕し、水洗、乾燥する。得られた生成物は
、(GdO.7YO・1Ce0.1Tb0d)203゜
3B203なる組成であり、紫外線励起により第4図の
ように発光スペクトルを有する緑色の発光を示す。
なお、このけい光体を用いて通常の方法により40Wの
けい光ランプを製造した。
けい光ランプを製造した。
このランプの500時間点灯後の光速維持率(100時
間点灯後の値に対するもの)は、97%で極めて優れて
いた。実施例 2 Gd203、Y2O3、CeO2及びTb4O7のそれ
ぞれ実施例1と同じ量を濃硝酸に溶解し、これに各金属
元素をしゆう酸塩とするに必要な量の1.2倍のしゆう
酸の水溶液を混合し、希土類共沈しゆう酸塩を沈澱させ
る。
間点灯後の値に対するもの)は、97%で極めて優れて
いた。実施例 2 Gd203、Y2O3、CeO2及びTb4O7のそれ
ぞれ実施例1と同じ量を濃硝酸に溶解し、これに各金属
元素をしゆう酸塩とするに必要な量の1.2倍のしゆう
酸の水溶液を混合し、希土類共沈しゆう酸塩を沈澱させ
る。
これをP過、乾燥し、空気中において1000℃で2時
間焼成し、共沈酸化物とし、冷却後粉砕し、8.66y
f)H3BO3と混合し、以下実施例1と同様に処理し
、同じけい光体を得た。このけい光体の発光スペクトル
は、実施例1のそれと同じであり、粉末輝度は実施例1
のそれより約6%増加した。
間焼成し、共沈酸化物とし、冷却後粉砕し、8.66y
f)H3BO3と混合し、以下実施例1と同様に処理し
、同じけい光体を得た。このけい光体の発光スペクトル
は、実施例1のそれと同じであり、粉末輝度は実施例1
のそれより約6%増加した。
実施例 3
実施例1におけるGd2O3とCeO2の量を変え、以
下実施例1と同様に処理し、(GdO.6YO・1Ce
0.2Tb0・1)203゜3B203なるけい光体を
得た。
下実施例1と同様に処理し、(GdO.6YO・1Ce
0.2Tb0・1)203゜3B203なるけい光体を
得た。
このけい光体の粉末輝度は、実施例1のそれより約1%
増加した。実施例 4 実施例3と同じ量の原料を用い、以下実施例2に示した
共沈法と同様に処理し、実施例3と同じ組成のけい光体
を得た。
増加した。実施例 4 実施例3と同じ量の原料を用い、以下実施例2に示した
共沈法と同様に処理し、実施例3と同じ組成のけい光体
を得た。
このけい光体の粉末輝度は実施例3のそれより約5%増
加した。実施例 5 実施例3におけるGd2O3とCeO2の量を変え、以
下実施例1と同様に処理し、(GdO.,YO.lCe
O.3TbO.l)203・3B203なるけい光体を
得た。
加した。実施例 5 実施例3におけるGd2O3とCeO2の量を変え、以
下実施例1と同様に処理し、(GdO.,YO.lCe
O.3TbO.l)203・3B203なるけい光体を
得た。
このけ(・光体の粉末輝度は、実施例3とほぼ同じであ
つた。
つた。
第1図、第2図及び第3図&ζ本発明の実施例の効果を
説明するための図、第4図は、本発明の実施例の発光ス
ペクトルを示す図である。
説明するための図、第4図は、本発明の実施例の発光ス
ペクトルを示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 一般式 (Gd_1_−_a_−_b_−_cY_aCe_bT
b_c)_2O_3・3B_2O_3(ただしa、b及
びcは、それぞれ0.05≦a≦0.4、0.05≦b
≦0.6及び0.05≦c≦0.5の範囲の値であり、
かつa+b+c<1の範囲の値である)で表わされるけ
い光体。 2 bの値が0.05≦b≦0.5の範囲の値である特
許請求の範囲第1項記載のけい光体。 3 cの値が0.05≦c≦0.4の範囲の値である特
許請求の範囲第1項又は第2項記載のけい光体。 4 Gd、Y、Ce及びTbの酸化物若しくは焼成によ
り酸化物となり得る化合物と、ほう酸又は無水ほう酸と
を空気中で焼成したのち、900〜1050℃の温度範
囲で弱還元性ふんい気中で加熱することを特徴とする一
般式(Gd_1_−_a_−_b_−_cY_aCe_
bTb_c)_2O_3・3B_2O_3(ただしa、
b及びcは、それぞれ0.05≦a≦0.4、0.05
≦b≦0.6及び0.05≦c≦0.5の範囲の値であ
り、かつa+b+c<1の範囲の値である)で表わされ
るけい光体の製造方法。 5 加熱が950〜1050℃の温度範囲である特許請
求の範囲第4項記載のけい光体の製造方法。 6 Gd、Y、Ce及びTbの酸化物が、Gd、Y、C
e及びTbの共沈しゅう酸塩を空気中で加熱してなる酸
化物である特許請求の範囲第4項又は第5項記載のけい
光体の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP54131856A JPS5915158B2 (ja) | 1979-10-15 | 1979-10-15 | けい光体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP54131856A JPS5915158B2 (ja) | 1979-10-15 | 1979-10-15 | けい光体及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5655480A JPS5655480A (en) | 1981-05-16 |
JPS5915158B2 true JPS5915158B2 (ja) | 1984-04-07 |
Family
ID=15067715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP54131856A Expired JPS5915158B2 (ja) | 1979-10-15 | 1979-10-15 | けい光体及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5915158B2 (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52133091A (en) * | 1976-04-30 | 1977-11-08 | Dainippon Toryo Co Ltd | Gas discharge luminous element |
JPS5333986A (en) * | 1976-07-13 | 1978-03-30 | Philips Nv | Luminescent screens |
-
1979
- 1979-10-15 JP JP54131856A patent/JPS5915158B2/ja not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52133091A (en) * | 1976-04-30 | 1977-11-08 | Dainippon Toryo Co Ltd | Gas discharge luminous element |
JPS5333986A (en) * | 1976-07-13 | 1978-03-30 | Philips Nv | Luminescent screens |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5655480A (en) | 1981-05-16 |
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