JPS6334915B2 - - Google Patents

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JPS6334915B2
JPS6334915B2 JP55050569A JP5056980A JPS6334915B2 JP S6334915 B2 JPS6334915 B2 JP S6334915B2 JP 55050569 A JP55050569 A JP 55050569A JP 5056980 A JP5056980 A JP 5056980A JP S6334915 B2 JPS6334915 B2 JP S6334915B2
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luminescent
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sial
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JP55050569A
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Reenderuto Koneinendeiku Uiremu
Marinusu Boogerudo Geruto
Ranberutausu Maruchinusu Tonnea Henrikausu
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Koninklijke Philips NV
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Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication date
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    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/77344Aluminosilicates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09K11/7743Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing terbium
    • C09K11/77494Aluminosilicates

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はアルカリ土類金属シリケート アルミ
ネート ホスト格子を有する発光材料に関する。
更に、本発明は該発光材料を具えた発光スクリー
ンおよび該発光スクリーンを有する低圧水銀蒸気
放電灯に関する。 アルカリ土類金属シリケート アルミネート格
子からなる発光材料はすでに知られている。公開
ドイツ特許明細書第2028376号には、例えば
BaAl2Si2O8(Ba−長石)およびSrAl2Si2O8(Sr−
灰長石)からなる発光材料が記載されている。こ
れらの格子を二価ユーロビウムで活性化する場合
に十分に発光する材料が得られる。また、例えば
SrMg2Al2Si2O10F2;Eu2+のマイカ構造を有する
二価ユーロビウムで活性化した材料は知られてい
る(オランダ国特許出願第7504440号)。 本発明の目的は実際使用するのに必要とされる
十分な輝度を有する新規な発光材料を提供するこ
とにある。 本発明のアルカリ土類金属シリケート アルミ
ネート ホスト格子を有する発光材料は 式 Sr3-a-bBaaCabSiAl10O20 ;Cep 3+、Euq 2+、Tbr3+ (この式において、CeまたはEuで活性化する場
合(r=0)には 0a+b1.5 0p0.75 0q0.25 0.001p+q の要件を有し、およびTbで活性化する場合(p
+q=0)には 0a3.0 0b1.5 a+b3.0 0.01r1.0 の要件を有する)で表わされることを特徴とす
る。 本発明の発光材料は化合物Sr3SiAl10O20からな
るホスト格子(host lattice)を有する。この材
料はモナトシヤフト ヒユル ヘミ
(Monatsheft fiir Chemie)101275(1970)に記
載されているPb3SiAl10O20の構造に類似するオル
ト斜方結晶構造(格子定数:a=14.32±0.03、
b=11.32+0.02、C=4.907±0.007を有する)を
有する新規な化合物である。本発明の材料は三価
セリウムで、二価ユーロピウムで、または三価テ
ルビウムで活性化する。これらの活性剤はSr−
位置の格子に固定する。三価活性剤を用いる場合
には、チヤージ補償(charge compensation)を
行う必要がある。この事は、例えばSr−位置に
おける等量の一価アルカリイオンをかかる活性剤
で置換することによつて行うことができる。或い
は、またSi−位置における三価Alおよび/また
はAl−位置におけるMgの如き二価イオンを置換
することができる。本発明の材料において、少量
のSiをGeで置換することができ、また少量のAl
をGgで置換することができる。この置換は結晶
構造を攪乱することなく維持し、また発光特性に
あまり影響を与えることなく達成できる。しかし
ながら、50モル%以上のSiをGeで置換する場合、
または20モル%以上のAlをGaで置換する場合に
は、光束に望ましくない作用を与える。SrをBa
および/またはCaで置換できる可能性はCe−ま
たはEu−活性の場合とTb−活性の場合とで相違
する。セリウムまたはユーロピウムで活性化する
材料においては、ストロンチウムをバリウムおよ
び/またはカルシウムで1部分置換することがで
き、オルト斜方構造を維持し、かつ高い光束を得
るためにSrを50%までBaおよび/またはCeで置
換することができる。上記において、Ba+Ca含
有量a+bを最大1.5に選択する場合には、低い
光束が得られる。Srを少量割合だけ置換する場
合に、オルト斜方構造を保持することができる。
多量のBaを用いる場合に、新規化合物
Ba3SiAl10O20の単斜晶系構造(格子定数:a=
7.630±0.007、b=8.892±0.007、c=13.113±
0.012、β=89゜31′±4′)がSr3SiAl10O20−構造の
外に生ずる。単斜晶系Ba−化合物は、セリウム
またはユーロピウムで活性化する場合に効果的に
発光しない。テルビウム−活性材料においては、
Srを約50モル%までCaで置換することができ、
上記式において、カルシウム含有量bは高い光束
を得るために最大1.5に制限する必要がある。し
かしながら、この場合にSrをBaで全部置換する
ことができ(a3.0)、この単斜晶系
Ba3SiAl10O20はテルビウムで置換した場合に極
めて効果的である。活性剤含有量p、qおよびr
は上述する規定範囲内に選択する。極めて少量の
活性剤元素は効果的な発光を生ずることができ
る。活性剤含有量は上記規定された上限を越えな
いよう選択する必要があり、さもなければ濃度の
稀釈(concentration quenching)のためにより
低い光束が得られるようになる。 Ce3+−活性材料は約365nmにおいて最大値お
よび約55nmの半減巾(half−value width)を
有するスペクトルの紫外部において強い発光バン
ド(emission kaud)を有する。かかる材料は短
波紫外線により適当に励起でき、このために低圧
水銀蒸気放電灯の発光スクリーンに極めて有利に
用いることができる(主として254nm励起)。こ
れらの灯は光化学プロセスに作用を及ぼすために
用いられる。 二価ユーロピウムで活性化した場合には、短波
および長波紫外線により適当に励起することので
きる材料を得ることができ、この材料はスペクト
ルの青色部において効果的で比較的に広い発光バ
ンド、約465nmにおける最大値および約95nmの
半減巾を有する。例えば、これらの材料を低圧水
銀蒸気放電灯の発光スクリーンに使用する場合、
特に一般に照明の目的のためにかかる灯において
上記材料に他の発光材料を組合せて用いることが
できる。 Tb3+−活性材料は、例えば短波紫外線で励起
した場合に特有の主として緑色Tb−発光を有す
る。これらの材料は、特別目的(例えば、電子写
真)のために低圧水銀蒸気放電灯の発光スクリー
ンにおよび一般照明の目的のためにかかる灯にお
いて他の発光材料と組合せる緑色成分として適当
に用いることができる。 本発明においては式Sr3-a-bBaaCabSiAl10O20
Cep 3+(式中、0a+b1.0および0.10p
0.50の要件を有する)で表わされる材料が好適で
あり、この場合セリウムに対するチヤージ補償は
Sr−位置におけるNaおよび/またはKの置換に
よりおよび/またはSi−位置におけるAlの置換
により行う。すなわち、Ceで置換する場合に最
大の放射束はGe−およびGa−の存在しない材料
に対して見出され、含有量a、bおよびpは上記
規定範囲に選択する。 本発明において他の好適な材料は式 Sr3-a-bBaaCabSiAl10O20;Euq 2+(式中0a+
b1.0および0.01q0.15の要件を有する)で
表わす材料である。すなわち、最も効果的な
Eu2+−発光はこれらの材料により得られる。二
価ユーロピウムをSr−イオンと置換する場合に
は、チヤージ補償は必要としない。 本発明において更に他の好適な材料は式 Sr3-aBaaSiAl10O20;Tbr 3+(式中0a3.0およ
び0.10r0.50の要件を有する)で表わされる
材料であり、テルビウムに対するチヤージ補償は
Sr−位置におけるNaおよび/またはKの置換に
よりおよび/またはSi−位置におけるAlの置換
により行うことができる。最も効果的なTb−発
光はaおよびrに対する上記規定値によつて得ら
れ、チヤージ補償は上記のように行う。 本発明の発光材料は成分元素、例えば酸化物ま
たは該酸化物を加熱して生成する化合物を含有す
る出発材料の混合物を高温度におけるソリツドス
テート反応によつて作ることができる。一般に、
発光材料は弱い還元雰囲気において加熱すること
により作る。加熱操作は二三の段階で行い、反応
生成物は各段階の間で冷却し、均質化するのがし
ばしば有利である。僅かに過剰のSiO2の使用は
反応を促進する。一般に過剰のSiO2は反応生成
物から除去する必要がない。 次に、本発明の添付図面について説明する。 第1図において1は本発明における低圧水銀蒸
気放電灯のガラス壁を示す。電極2および3を灯
の各端部に配置し、灯の作動中これらの電極間に
放電を生ずるようにする。灯にはスターテイング
ガスとして作用する希ガスおよび少量の水銀を含
有する。壁1の内側は本発明の発光材料を含有す
る発光層4で被覆する。該発光層4は壁1上に普
通のようにして、例えば発光材料を含有する懸濁
物によつて被着することができる。 次に、本発明を例について説明する。 実施例 1 次に示す成分の混合物を作つた: SrCO3 6.503g SiO2 0.942g CeO2 0.258g Al2O3 7.723g この混合物を炉内において1550℃の温度で加熱
した。炉内には20℃の水に通した2容量%の水素
を含有する窒素を通した。冷却および微粉砕後、
得られ生成物を再び同じ温度で処理した。冷却お
よび微粉砕後、式Sr2.9Ce0.1Si0.9Al10.1O20で規定さ
れた発光シリケート−アルミネートを得たことを
確めた。短波紫外線(主として254nm)で励起
した場合に、この材料は紫外線の近い部分におい
て発光した。第2図は発光輻射線のスペクトルを
示している。この第2図において、波長λを横軸
軸にnmでプロツトし、輻射線エネルギーEを縦
軸に任意単位でプロツトした。発光バンドのピー
ク高さPはスペクトルの同じ部分において放射す
る既知の鉛−活性珪酸バリウムのピーク高さに対
して57%であるが、狭い発光バンドを有すること
がわかる。励起(254nm)輻射線の吸収値Aは
79%であつた。 上記例に記載するようにして多数のCe−活性
材料を得た。これらの材料の式およびピーク高さ
Pの測定値(上記基準の%)並びに吸収値A(%)
を次の表1に示す。例1〜5はCe−濃度の影響
を示している。例6〜9はBa−およびCa−含有
材料についての値を示している。例10〜11におい
てはNaまたはKによるチヤージ補償の影響を示
している。
【表】 例 12 Euで活性化した材料を次に示す成分の混合物
を用いて例1に記載する方法によつて作つた; SrCO3 6.723g SiO2 1.571g(50%過剰) Al2O3 7.647g Eu2O3 0.027g かようにして得た材料は式Sr2.99Eu0.01
SiAl10O20で規定され、この材料の発光スペクト
ル(254nm励起において)を第3図に示す。 更に3種類のEu−活性材料を例12に記載する
ようにして作つた。これらの得られた材料の式お
よびピーク高さPh並びに吸収Aの測定結果を次
の表に示す。ピーク高さは既知のEu−活性Ba
−Mgアルミネートに対する%で示した。
【表】 を有していた。
例 16 本発明のTb−活性材料を例1に記載するよう
にして作り、式Sr2.4Tb0.3Na0.3SiAl10O20で規定
した材料を得た。第4図はこの材料の特有なTb
−発光(254nm励起において)を示している。
この材料の量子効率は約45%であつた。また、約
53%の量子効率を有する式Ba2.7Tb0.3Si0.7Al10.3
O20で規定された材料を作つた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における発光スクリーンから構
成した低圧水銀蒸気放電灯の断面を示す説明用線
図、および第2図〜第4図はそれぞれCe、Euお
よびTbで活性化した材料の発光スペクトルを示
す曲線図である。 1……低圧水銀蒸気放電灯のガラス壁、2,3
……電極、4……発光層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 式 Sr3-a-bBaaCabSiAl10O20; Cep 3+、Euq 2+、Tbr 3+ (この式において、CeまたはEuで活性化する場
    合(r=0)には 0ab1.5 0p0.75 0q0.25 0.001p+q の要件を有し、およびTbで活性化する場合(p
    +q=0)には 0a3.0 0b1.5 a+b3.0 0.01r3.0 の要件を有する)で表わされるアルカリ土類金属
    シリケート アルミネート ホスト格子を有する
    発光材料。 2 材料は式Sr3-a-bBaaCabSiAl10O20;Cep 3+(式
    中、0a+b1.0および0.10p0.50の要件
    を有する)で表わされ、この場合セシウムに対す
    るチヤージ補償をSr−位置におけるNaおよび/
    またはKの置換によりおよび/またはSi−位置に
    おけるAlの置換により行う特許請求の範囲第1
    項記載の発光材料。 3 材料は式Sr3-a-bBaaCabSiAl10O20;Euq 2+(式
    中、0a+b1.0および0.01q0.15の要件
    を有する)で表わされる特許請求の範囲第1項記
    載の発光材料。 4 材料は式Sr3-a-bBaaCabSiAl10O20;Tbr 3+(式
    中、0a3.0および0.10r0.50の要件を有
    する)で表わされ、この場合テルビウムに対する
    チヤージ補償はSr−位置におけるNaおよび/ま
    たはKの置換によりおよびSi−位置におけるAl
    の置換により行う特許請求の範囲第1項記載の発
    光材料。
JP5056980A 1979-04-20 1980-04-18 Light emitting material having alkali earth metal silicate aluminate host lattice * light emitting screen and low pressure mercury vapor lamp Granted JPS55142083A (en)

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JP5056980A Granted JPS55142083A (en) 1979-04-20 1980-04-18 Light emitting material having alkali earth metal silicate aluminate host lattice * light emitting screen and low pressure mercury vapor lamp

Country Status (6)

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DE (1) DE3014355A1 (ja)
FR (1) FR2454456A1 (ja)
GB (1) GB2047262B (ja)
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