JPS62215685A - 発光材料 - Google Patents
発光材料Info
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- JPS62215685A JPS62215685A JP62004247A JP424787A JPS62215685A JP S62215685 A JPS62215685 A JP S62215685A JP 62004247 A JP62004247 A JP 62004247A JP 424787 A JP424787 A JP 424787A JP S62215685 A JPS62215685 A JP S62215685A
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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
- C09K11/7777—Phosphates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- C09K11/778—Borates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ランタンを主成分の1種として含有する結晶
性無機化合物からなる主格子(hostlattice
)を有する発光化合物を含有し、ガドリニウムにより活
性化され、更に第2活性剤元素および第3活性剤元素を
含有する発光材料に関するものである。
性無機化合物からなる主格子(hostlattice
)を有する発光化合物を含有し、ガドリニウムにより活
性化され、更に第2活性剤元素および第3活性剤元素を
含有する発光材料に関するものである。
既に公開されているオランダ国特許出願第760772
4号には、ガドリニウムを含有し、ビスマスのほかテル
ビウムおよび/またはジスプロシウムにより活性化され
、式: Lal−x−y−gGdxBlyAzBsos
(式中のAはテルビウムふよび/またはジスプロシウム
を示し、0≦X≦L O,0旧≦y≦0.80.0≦
2≦0.61よびx+y+z≦1である)で表わされる
メタホウ酸ランタンが披瀝されている。
4号には、ガドリニウムを含有し、ビスマスのほかテル
ビウムおよび/またはジスプロシウムにより活性化され
、式: Lal−x−y−gGdxBlyAzBsos
(式中のAはテルビウムふよび/またはジスプロシウム
を示し、0≦X≦L O,0旧≦y≦0.80.0≦
2≦0.61よびx+y+z≦1である)で表わされる
メタホウ酸ランタンが披瀝されている。
かかる物質は、八として選定した活性剤元素によって、
テルビウムまたはジスプロシウムの発光特性を示す。効
率の良いテルビウムまたはジスプロシウムの発光を得る
ための条件は、その物質がガドリニウムを好ましくは比
較的多量含有することである。その理由は不詳であるが
、ガドリニウムのみが主格子の主成分の役割を果してい
るからであると考えられる。
テルビウムまたはジスプロシウムの発光特性を示す。効
率の良いテルビウムまたはジスプロシウムの発光を得る
ための条件は、その物質がガドリニウムを好ましくは比
較的多量含有することである。その理由は不詳であるが
、ガドリニウムのみが主格子の主成分の役割を果してい
るからであると考えられる。
普通、発光材料は結晶性無機化合物を主格子とし、これ
に普通少量の活性剤元素を混入したものである。発光材
料にとって重要な主格子群はイツトリウム、ランタンお
よびランタニドからなる群から選定した元素を主成分の
1種として含有する化合物により形成される。かかる主
格子は希土類格子で示され、Y、Laおよびランタニド
といった上記陽イオンのほかに他の陽イオン、例えばア
ルカリ金属およびアルカリ土類金属を主成分として含有
することができる。
に普通少量の活性剤元素を混入したものである。発光材
料にとって重要な主格子群はイツトリウム、ランタンお
よびランタニドからなる群から選定した元素を主成分の
1種として含有する化合物により形成される。かかる主
格子は希土類格子で示され、Y、Laおよびランタニド
といった上記陽イオンのほかに他の陽イオン、例えばア
ルカリ金属およびアルカリ土類金属を主成分として含有
することができる。
ガドリニウムで活性化した発光材料は古くから知られて
いる(例えば、エフ・ニー・クレーゲル(F、A、Kr
oger)著:「サム・アスペクツ、オブ・ザ・ルミネ
ッセンス・オブ・ソリッド(Sorne八5peへts
of the Lun+1nescence
of 5olids)J (1948)第293
頁参照)。Gdで活性化した希土類格子、特にGdで活
性化したタンクル酸イツトリウムは[ジャーナル・オブ
・ルミネッセンス(J、Lum1nescence)
J3 (1970)第109頁に披瀝されている。
いる(例えば、エフ・ニー・クレーゲル(F、A、Kr
oger)著:「サム・アスペクツ、オブ・ザ・ルミネ
ッセンス・オブ・ソリッド(Sorne八5peへts
of the Lun+1nescence
of 5olids)J (1948)第293
頁参照)。Gdで活性化した希土類格子、特にGdで活
性化したタンクル酸イツトリウムは[ジャーナル・オブ
・ルミネッセンス(J、Lum1nescence)
J3 (1970)第109頁に披瀝されている。
発光材料において有利に使用できる一般に知られている
現象は励起エネルギーがある種類の活性剤元素(いわゆ
る増感剤(sensitizer))から他の種類の活
性剤元素(実際の活性剤)に移行する現象である。かか
る移行は完全であることもあり、また一部分のみである
こともある。前者の場合には活性剤の発光のみが認めら
れ、後者の場合には活性剤の発光のほかに増感剤の発光
が認められる。
現象は励起エネルギーがある種類の活性剤元素(いわゆ
る増感剤(sensitizer))から他の種類の活
性剤元素(実際の活性剤)に移行する現象である。かか
る移行は完全であることもあり、また一部分のみである
こともある。前者の場合には活性剤の発光のみが認めら
れ、後者の場合には活性剤の発光のほかに増感剤の発光
が認められる。
多(の場合に、エネルギー移行の生起する条件は、活性
剤を励起させることのできるスペクトル部分において、
増感剤が発光を示すことである。
剤を励起させることのできるスペクトル部分において、
増感剤が発光を示すことである。
励起エネルギーのガドリニウムへの移行は発光材料中で
生起させることができることが知られている。「アプラ
イド・フィジークス・レター(^pp1. Phys、
Lett、) J21 (1972)第57頁には、
例えばタリウムで活性化したガラスおよびガドリニウム
で活性化したガラスが披瀝されている。かかる材料では
、励起させる放射は増感剤として作用するタリウムに吸
収され、ガドリニウムに移行する。更に、ガドリニウム
が増感剤の役割を果すことができることが知られている
。「ストラフチャー・アント″・ボンディング(Str
ucture andBonding)J 、13 (
1973)第53頁には発光材料中のガドリニウムから
テルビウムへのエネルギー移行について記載されている
。ドイツ国特許明細書第1、284.296号には、ガ
ドリニウム活性化およびテルビニウム活性化ホウ酸アル
カリ土類金属アルカリ金属塩が披瀝されている。
生起させることができることが知られている。「アプラ
イド・フィジークス・レター(^pp1. Phys、
Lett、) J21 (1972)第57頁には、
例えばタリウムで活性化したガラスおよびガドリニウム
で活性化したガラスが披瀝されている。かかる材料では
、励起させる放射は増感剤として作用するタリウムに吸
収され、ガドリニウムに移行する。更に、ガドリニウム
が増感剤の役割を果すことができることが知られている
。「ストラフチャー・アント″・ボンディング(Str
ucture andBonding)J 、13 (
1973)第53頁には発光材料中のガドリニウムから
テルビウムへのエネルギー移行について記載されている
。ドイツ国特許明細書第1、284.296号には、ガ
ドリニウム活性化およびテルビニウム活性化ホウ酸アル
カリ土類金属アルカリ金属塩が披瀝されている。
増感剤および活性剤を含有する多くの発光材料の重大な
欠点は、活性剤への完全なエネルギー移行を達成して所
望の活性剤の放射の最大可能発光を得るには、極めて高
い活性剤濃度を必要とすることが多いことである。しか
し、普通かかる高い活性剤濃度の場合にはいわゆる濃度
消光(quench ing)が生じ、この結果極めて
低い光束が得られる。従って少量の活性剤を使用する必
要があるが、この場合にはエネルギー移行が最適でない
。高い活性剤濃度でも濃度消光を生じない材料は極めて
高価であるという欠点を有することが多い。この理由は
普通高価な希土類金属を活性剤として使用するからであ
る。
欠点は、活性剤への完全なエネルギー移行を達成して所
望の活性剤の放射の最大可能発光を得るには、極めて高
い活性剤濃度を必要とすることが多いことである。しか
し、普通かかる高い活性剤濃度の場合にはいわゆる濃度
消光(quench ing)が生じ、この結果極めて
低い光束が得られる。従って少量の活性剤を使用する必
要があるが、この場合にはエネルギー移行が最適でない
。高い活性剤濃度でも濃度消光を生じない材料は極めて
高価であるという欠点を有することが多い。この理由は
普通高価な希土類金属を活性剤として使用するからであ
る。
本発明の目的は励起エネルギーの移行が生起し、かつそ
の放射が所望である活性剤の濃度を小さくすることがで
きるガドリニウムで活性化した材料を得ようとするにあ
る。
の放射が所望である活性剤の濃度を小さくすることがで
きるガドリニウムで活性化した材料を得ようとするにあ
る。
本発明の発光材料に適当な主格子はリン酸ランタンLa
PO5である。本発明の発光材料は次式:%式% (ただし、 0≦a≦0.2 0≦b≦0.1 0.001≦a+b O≦y≦0.1 0≦2≦0.1 0.001 ≦y+z 0.01≦X≦1−y−z−a−b) で表わされるかかるリン酸塩である。かかるリン酸塩は
、sbおよび/または旧のはかTbにより活性化した場
合に主として緑色のTb発光を示し、sbおよび/また
はBiのほかOyにより活性化した場合にほぼ白色のO
yの発光を放出する。
PO5である。本発明の発光材料は次式:%式% (ただし、 0≦a≦0.2 0≦b≦0.1 0.001≦a+b O≦y≦0.1 0≦2≦0.1 0.001 ≦y+z 0.01≦X≦1−y−z−a−b) で表わされるかかるリン酸塩である。かかるリン酸塩は
、sbおよび/または旧のはかTbにより活性化した場
合に主として緑色のTb発光を示し、sbおよび/また
はBiのほかOyにより活性化した場合にほぼ白色のO
yの発光を放出する。
本発明は、ガドリニウム、第2活性剤元素右よび第3活
性剤元素を含有する希土類金属格子において、ガドリニ
ウムを経由する第2活性剤元素から第3活性剤元累への
励起エネルギーの効率の良い移行を生起させることがで
きることを確かめたことに基く。原則として、この機構
は上述のように活性化されているすべての結晶性希土類
金属格子において生起させることができる。しかし、G
dおよび第2活性剤元素のみによって(すなわち、第3
活性剤元素の不存在下に)活性化された感光材料が、短
波長の紫外放射により励起させた場合に、310〜31
5nmの範囲においてGdの特性線発光を示し、また場
合によっては第2活性剤元素の発光特性を示すことが条
件である。Gdを含有する希土類格子が第2と第3の活
性剤元素のある組合せにより活性化するのに適当である
かどうかを求めるためのかかる試験において使用する紫
外放射は主として約254nmの波長からなる低圧水銀
蒸気放電の水銀共鳴放射である。
性剤元素を含有する希土類金属格子において、ガドリニ
ウムを経由する第2活性剤元素から第3活性剤元累への
励起エネルギーの効率の良い移行を生起させることがで
きることを確かめたことに基く。原則として、この機構
は上述のように活性化されているすべての結晶性希土類
金属格子において生起させることができる。しかし、G
dおよび第2活性剤元素のみによって(すなわち、第3
活性剤元素の不存在下に)活性化された感光材料が、短
波長の紫外放射により励起させた場合に、310〜31
5nmの範囲においてGdの特性線発光を示し、また場
合によっては第2活性剤元素の発光特性を示すことが条
件である。Gdを含有する希土類格子が第2と第3の活
性剤元素のある組合せにより活性化するのに適当である
かどうかを求めるためのかかる試験において使用する紫
外放射は主として約254nmの波長からなる低圧水銀
蒸気放電の水銀共鳴放射である。
上述の説明から、本発明の発光材料においては、エネル
ギー移行は第2活性剤からGdへの移行および6dから
第3活性剤への移行という2段階で行われることが分か
る。この過程において、Gdイオン間の相互移行を生起
させることができるので、第3活性剤濃度が低くても普
通この第3活性剤への完全な移行を達成することができ
る。
ギー移行は第2活性剤からGdへの移行および6dから
第3活性剤への移行という2段階で行われることが分か
る。この過程において、Gdイオン間の相互移行を生起
させることができるので、第3活性剤濃度が低くても普
通この第3活性剤への完全な移行を達成することができ
る。
本発明の発光材料の重要な利点は、第3活性剤濃度が低
くても第3活性剤元素からの効率の良い発光を示すこと
ができることである。
くても第3活性剤元素からの効率の良い発光を示すこと
ができることである。
従って濃度消光の危険が小さくなり、高い光束を達成す
ることができる。更に、普通第3活性剤濃度が低いと高
価でない材料が得られる。
ることができる。更に、普通第3活性剤濃度が低いと高
価でない材料が得られる。
上述の一゛般式における数値限定は、発光材料が所望の
発光を示す範囲を意味するものである。
発光を示す範囲を意味するものである。
本発明の発光材料は発光スクリーン、好ましくは低圧水
銀蒸気放電灯の発光スクリーンに使用することができる
。かかる放電灯においては、普通の照明用および特殊用
途において、上述の第3活性剤元素の1種または2種以
上の発光が所望であることが多い。
銀蒸気放電灯の発光スクリーンに使用することができる
。かかる放電灯においては、普通の照明用および特殊用
途において、上述の第3活性剤元素の1種または2種以
上の発光が所望であることが多い。
本発明の発光材料は従来の発光材料の製造方法より製造
することができる。化合物を構成する元素の出発混合物
を高温において固体反応させるのが普通である。
することができる。化合物を構成する元素の出発混合物
を高温において固体反応させるのが普通である。
次に本発明を図面を参照して実施例について説明する。
実施例1
次の物質:
Gd20a 8.881 g
La2032.281 g
(NH4)dlP049.244 g
sb2030.306 g
Tb、0. 0.916 g
からなる混合物を作った。この混合物を窒素雰囲気中に
おいて1100℃で1時間づつ2回加熱した。
おいて1100℃で1時間づつ2回加熱した。
生成物は式: Lao、2Gdo、7stlo、oJb
o、 a7POaで表わされる発光リン酸塩で、254
nmの放射で励起させた場合にTbの発光特性を示した
。このリン酸塩の量子収率は60%であった。第1図に
放出された放射のエネルギースペクトル分布を示す。第
1図では波長λ(nm)を横軸にとり、相対放射強度E
(任意の単位)を縦軸にとった。Gd発発光小さな寄与
が310〜315r+m lこおいてなおS忍められた
。
o、 a7POaで表わされる発光リン酸塩で、254
nmの放射で励起させた場合にTbの発光特性を示した
。このリン酸塩の量子収率は60%であった。第1図に
放出された放射のエネルギースペクトル分布を示す。第
1図では波長λ(nm)を横軸にとり、相対放射強度E
(任意の単位)を縦軸にとった。Gd発発光小さな寄与
が310〜315r+m lこおいてなおS忍められた
。
実施例2,3.4,5.6および7
実施例1と同様にして、活性剤としてGdのほかにBi
とDyと、sbとDVと、またはsbとTbとを異なる
濃度で含有する発光リン酸塩を作った。第1表にこれら
の物質を表わす式およびqの測定値を示す。
とDyと、sbとDVと、またはsbとTbとを異なる
濃度で含有する発光リン酸塩を作った。第1表にこれら
の物質を表わす式およびqの測定値を示す。
第 1 表
第2図に本発明の発光材料を用いた低圧水銀蒸気放電灯
の断面を示す。この低圧水銀蒸気放電灯は管状ガラス壁
1を具える。放電灯の各端部に1個づつ電極2および3
を設置し、作動中この電極間で放電を行わせる。この放
電灯に出発ガスとして作用する希ガス混合物を少量の水
銀と共に入れる。壁1の内面を発光層4で被覆する。発
光層4には本発明の発光材料を含有させる。発光層4を
、例えば発光材料を含有する懸濁液により、常法によっ
て被着させることができる。
の断面を示す。この低圧水銀蒸気放電灯は管状ガラス壁
1を具える。放電灯の各端部に1個づつ電極2および3
を設置し、作動中この電極間で放電を行わせる。この放
電灯に出発ガスとして作用する希ガス混合物を少量の水
銀と共に入れる。壁1の内面を発光層4で被覆する。発
光層4には本発明の発光材料を含有させる。発光層4を
、例えば発光材料を含有する懸濁液により、常法によっ
て被着させることができる。
第1図は本発明の発光材料から放出された放射のエネル
ギースペクトル分布を示すグラフ、第2図は本発明の発
光材料を用いた低圧水銀蒸気放電灯の断面図である。 ■・・・ガラス壁 2.3・・・電極 4・・・感
光層特許出願人 エヌ・ベー・フィリップス・フル
ーイランペンファブリケン 第1図 一一一中入(nm) 第2図
ギースペクトル分布を示すグラフ、第2図は本発明の発
光材料を用いた低圧水銀蒸気放電灯の断面図である。 ■・・・ガラス壁 2.3・・・電極 4・・・感
光層特許出願人 エヌ・ベー・フィリップス・フル
ーイランペンファブリケン 第1図 一一一中入(nm) 第2図
Claims (1)
- 1. 次式: La_1_−_x_−_y_−_z_−_a_−_b
Gd_xSb_yBi_zTb_aDy_bPO_4た
だし、0≦a≦0.2 0≦b≦0.1 0.001≦a+b 0≦y≦0.1 0≦z≦0.1 0.001≦y+z 0.01≦x≦1−y−z−a−b で表わされるリン酸塩である発光材料。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
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---|---|
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Family
ID=19830472
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JP62004248A Granted JPS62215683A (ja) | 1978-03-10 | 1987-01-13 | 発光材料 |
Family Applications After (2)
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JP62004246A Granted JPS62215684A (ja) | 1978-03-10 | 1987-01-13 | 発光材料 |
JP62004248A Granted JPS62215683A (ja) | 1978-03-10 | 1987-01-13 | 発光材料 |
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1987
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