JPH0439385A - 赤外可視変換蛍光体 - Google Patents
赤外可視変換蛍光体Info
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- JPH0439385A JPH0439385A JP2144393A JP14439390A JPH0439385A JP H0439385 A JPH0439385 A JP H0439385A JP 2144393 A JP2144393 A JP 2144393A JP 14439390 A JP14439390 A JP 14439390A JP H0439385 A JPH0439385 A JP H0439385A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phosphor
- infrared
- ppm
- concentration
- activator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は赤外可視変換蛍光体に係わり、特に、メモリ時
間の長い赤外可視変換蛍光体に関する。
間の長い赤外可視変換蛍光体に関する。
赤外輝尽蛍光体とは、あらかじめ短波長の光、あるいは
、Ｘ線、放射線等で励起した後、赤外光で刺激すると可
視域の発光を発生する蛍光体である。
、Ｘ線、放射線等で励起した後、赤外光で刺激すると可
視域の発光を発生する蛍光体である。
以後の記載事項に関する理解を深めるため、ここでは赤
外輝尽蛍光体の動作原理を［：ａＳ：Ｂｕ。
外輝尽蛍光体の動作原理を［：ａＳ：Ｂｕ。
Ｓｍを例にとり第１図に示したケラ−（Ｋｅｌｌｅｒ）
のモデルを用いて説明する。
のモデルを用いて説明する。
まず、■短波長の光を蛍光体に照射すると蛍光体が励起
され８ｕからＳｍに電子が移動する。次に、■赤外光を
照射すると、その刺激により５ｌ１１１に蓄積されてい
た電子がＢｕに移動する。■Ｂｕに移動した電子はＢｕ
の基底準位′に緩和しその際に光を放出する。この時の
発光を赤外輝尽発光と呼んでいる。
され８ｕからＳｍに電子が移動する。次に、■赤外光を
照射すると、その刺激により５ｌ１１１に蓄積されてい
た電子がＢｕに移動する。■Ｂｕに移動した電子はＢｕ
の基底準位′に緩和しその際に光を放出する。この時の
発光を赤外輝尽発光と呼んでいる。
この赤外輝尽発光は赤外線を可視化する手段として注目
され、第二次世界大戦中日米両国で活発に研究され、そ
の結果、硫化カルシウム（ＣａＳ）や硫化ストロンチウ
ム（ＳｒＳ）にユーロピウム（Ｂｕ）とサマリウム（Ｓ
ｍ）、あるいはセリウム（［ｅ）とサマリウム（Ｓｍ）
などを添加した蛍光体が赤外可視変換効率の高い蛍光体
として開発された。
され、第二次世界大戦中日米両国で活発に研究され、そ
の結果、硫化カルシウム（ＣａＳ）や硫化ストロンチウ
ム（ＳｒＳ）にユーロピウム（Ｂｕ）とサマリウム（Ｓ
ｍ）、あるいはセリウム（［ｅ）とサマリウム（Ｓｍ）
などを添加した蛍光体が赤外可視変換効率の高い蛍光体
として開発された。
第二次大戦前後の研究により、赤外輝尽蛍光体中に添加
する添加物の最適濃度が明らかにされ、主活性剤である
ユーロピウム濃度に関しては、蛍光体全重量に対して重
量比で２００ ｐｐｍから６００ ｐｐｍ 、セリウム
濃度に関しては、蛍光体全重量に対して重量比で２００
ｐｐｍから１５００ ｐｐｆｆｌの濃度範囲で添加す
ると最も赤外可視変換効率の高い蛍光体が得られること
が分かっている。
する添加物の最適濃度が明らかにされ、主活性剤である
ユーロピウム濃度に関しては、蛍光体全重量に対して重
量比で２００ ｐｐｍから６００ ｐｐｍ 、セリウム
濃度に関しては、蛍光体全重量に対して重量比で２００
ｐｐｍから１５００ ｐｐｆｆｌの濃度範囲で添加す
ると最も赤外可視変換効率の高い蛍光体が得られること
が分かっている。
ユーロピウム添加濃度について記載した文献には、例え
ば、１９４７年７月に頒布された「ジャーナル オブ
ジ アメリカン ソサイエティ（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ ＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃ
ｉｅｔｙ） Ｊ第１７２５頁〜第１７２９頁所載の［赤
外光によって刺激される蛍光体の基本材料としてのセレ
ン化ストロンチウムの製造方法とその特性（Ｔｈｅ Ｐ
ｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ ５
ｅｌｅｎｉｄｅ ａｎｄ ｉｔｓ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅ
ｓ ａｓ ａ Ｂａ５ｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒ Ｐ
ｈｏｓｐｈｏｒｓ Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｙ Ｉｎ
ｆｒａｒｅｄ） Ｊと題する論文があり、この論文の特
に［Ｂ、セレン化ストロンチウム蛍光体の作製法（Ｂ、
Ｐｒｅｐｅ−ｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｔｒｏｎｔｉｕ
ｍ ５ｅｌｅｎｉｄｅ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ） Ｊの章
にサマリウム濃度は２００ ｐｐ＋ｎと記載されている
。またセリウム濃度については、例えば１９５８年９月
に頒布された「フィジカル レビュー （Ｐｈｙｓｉｃ
ａｌ Ｒｅｖｉｅｗ） Ｊ第１１１巻６号第１５３３頁
〜第１５３９頁所載の「赤外輝尽蛍光体に関するクエン
チング、刺激、消耗の研究（Ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ、 Ｓ
ｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ、 ａｎｄ Ｂｘｈａｕｔｉｏｎ
Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ Ｓｏｍｅ Ｉｎｆｒａｒ
ｅｄ Ｓｔｉｍｕ］ａｂｌｅ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ
） Ｊと題する論文に、蛍光体組成についてＳｒＳ、６
％５ｒＳＯａ、６％ＣａＦ２．０．０２％Ｃｅ。
ば、１９４７年７月に頒布された「ジャーナル オブ
ジ アメリカン ソサイエティ（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ ＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃ
ｉｅｔｙ） Ｊ第１７２５頁〜第１７２９頁所載の［赤
外光によって刺激される蛍光体の基本材料としてのセレ
ン化ストロンチウムの製造方法とその特性（Ｔｈｅ Ｐ
ｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ ５
ｅｌｅｎｉｄｅ ａｎｄ ｉｔｓ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅ
ｓ ａｓ ａ Ｂａ５ｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒ Ｐ
ｈｏｓｐｈｏｒｓ Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｙ Ｉｎ
ｆｒａｒｅｄ） Ｊと題する論文があり、この論文の特
に［Ｂ、セレン化ストロンチウム蛍光体の作製法（Ｂ、
Ｐｒｅｐｅ−ｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｔｒｏｎｔｉｕ
ｍ ５ｅｌｅｎｉｄｅ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ） Ｊの章
にサマリウム濃度は２００ ｐｐ＋ｎと記載されている
。またセリウム濃度については、例えば１９５８年９月
に頒布された「フィジカル レビュー （Ｐｈｙｓｉｃ
ａｌ Ｒｅｖｉｅｗ） Ｊ第１１１巻６号第１５３３頁
〜第１５３９頁所載の「赤外輝尽蛍光体に関するクエン
チング、刺激、消耗の研究（Ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ、 Ｓ
ｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ、 ａｎｄ Ｂｘｈａｕｔｉｏｎ
Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ Ｓｏｍｅ Ｉｎｆｒａｒ
ｅｄ Ｓｔｉｍｕ］ａｂｌｅ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ
） Ｊと題する論文に、蛍光体組成についてＳｒＳ、６
％５ｒＳＯａ、６％ＣａＦ２．０．０２％Ｃｅ。
及び０．０２％Ｓｍと記載しておりセリウム添加濃度を
ｐｐｍ表記で示すとほぼ２００ ｐｐｍとなる。
ｐｐｍ表記で示すとほぼ２００ ｐｐｍとなる。
以上例示したように従来の蛍光体では主活性剤の添加濃
度は、ユーロピウムに関しては、蛍光体全重量に対して
重量比で２００ ｐｐｍから６００ｐｐｍ％セリウムに
関し、では、蛍光体全重量に対して重量比で２００ ｐ
ｐｍから１５００ ｐｐｍの濃度範囲で添加されている
。
度は、ユーロピウムに関しては、蛍光体全重量に対して
重量比で２００ ｐｐｍから６００ｐｐｍ％セリウムに
関し、では、蛍光体全重量に対して重量比で２００ ｐ
ｐｍから１５００ ｐｐｍの濃度範囲で添加されている
。
また、赤外輝尽蛍光体に関する特許としては米国特許第
４８４２９６０号、第４８３９０９２号、第４８３０８
７５号、第４８２２５２０号、第４８１８４３４号、第
４８１２６６０号などがあるが、文献同様ユーロピウム
の添加濃度は、蛍光体全重量に対して重量比で２００
ｐｐｍから６００ ｐｐｍ 、また、セリウムの添加濃
度は、蛍光体全重量に対して重量比で２００ ＰｐＩｎ
から１５００ ｐｐｍの濃度範囲と記載されている。例
えば、米国特許第４８３０８７５号［蛍光体材料と作製
法及び赤外検知素子（Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎ
ｔＩＩａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ａｓｓｏｃｉａｔｅ
ｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ １ｎｆｒａ−ｒｅｄ ｓ
ｅｎｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ） Ｊのクレームにはユー
ロピウム濃度は蛍光体全重量に対して重量比で３００
ｐｐｍから８００ ｐｐｍ、セリウム濃度は蛍光体全重
量に対して重量比で３００ ｐｐｍから１５ｏｏｐｐｍ
と記載されている。この濃度領域で添加する理由として
は前記特許明細書第５コラム第６２行に「前述の添加濃
度の特定値は感度などの優れた特性を与える（Ｔｈｅ
５ｐｅｃｉｆｉｃｖａｌｕｅｓ ｆｏｒ ｐｏｒｔｉ
ｏｎｓ ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｇｉｖｅｎ ａｂｏｖｅ
ｐｒｏｖｉｄｅ ｈｉｇｈｌｙ ５ｕｐｅｒｉｏｒ ｃ
ｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃＳｓｕｃｈ ａｓ ５ｅｎ
ｓｉｔｉｖｉｔｙ）Ｊと記載されているように１、この
濃度領域で主活性剤を添加することにより赤外可視変換
効率が高くなるためである。
４８４２９６０号、第４８３９０９２号、第４８３０８
７５号、第４８２２５２０号、第４８１８４３４号、第
４８１２６６０号などがあるが、文献同様ユーロピウム
の添加濃度は、蛍光体全重量に対して重量比で２００
ｐｐｍから６００ ｐｐｍ 、また、セリウムの添加濃
度は、蛍光体全重量に対して重量比で２００ ＰｐＩｎ
から１５００ ｐｐｍの濃度範囲と記載されている。例
えば、米国特許第４８３０８７５号［蛍光体材料と作製
法及び赤外検知素子（Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎ
ｔＩＩａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ａｓｓｏｃｉａｔｅ
ｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ １ｎｆｒａ−ｒｅｄ ｓ
ｅｎｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ） Ｊのクレームにはユー
ロピウム濃度は蛍光体全重量に対して重量比で３００
ｐｐｍから８００ ｐｐｍ、セリウム濃度は蛍光体全重
量に対して重量比で３００ ｐｐｍから１５ｏｏｐｐｍ
と記載されている。この濃度領域で添加する理由として
は前記特許明細書第５コラム第６２行に「前述の添加濃
度の特定値は感度などの優れた特性を与える（Ｔｈｅ
５ｐｅｃｉｆｉｃｖａｌｕｅｓ ｆｏｒ ｐｏｒｔｉ
ｏｎｓ ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｇｉｖｅｎ ａｂｏｖｅ
ｐｒｏｖｉｄｅ ｈｉｇｈｌｙ ５ｕｐｅｒｉｏｒ ｃ
ｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃＳｓｕｃｈ ａｓ ５ｅｎ
ｓｉｔｉｖｉｔｙ）Ｊと記載されているように１、この
濃度領域で主活性剤を添加することにより赤外可視変換
効率が高くなるためである。
以上述べた様に赤外輝尽蛍光体は赤外可視変換機能を中
心として開発され、開発当初の１９４０年代の集中研究
により赤外可視変換効率の高い蛍光体が実現されたが、
戟後の半導体技術の飛躍的な進展により、シリコン光ダ
イオードなどの赤外線に対する感度の高い検出器が出現
し、赤外光検出に際して予備励起が必要な赤外輝尽蛍光
体は赤外光検出器としての価値が低下し現在では半導体
レーザーやＹＡＧレーザーなどの赤外光の発光検出や光
学系の調整などに用いられているにすぎない。
心として開発され、開発当初の１９４０年代の集中研究
により赤外可視変換効率の高い蛍光体が実現されたが、
戟後の半導体技術の飛躍的な進展により、シリコン光ダ
イオードなどの赤外線に対する感度の高い検出器が出現
し、赤外光検出に際して予備励起が必要な赤外輝尽蛍光
体は赤外光検出器としての価値が低下し現在では半導体
レーザーやＹＡＧレーザーなどの赤外光の発光検出や光
学系の調整などに用いられているにすぎない。
ところで、°従来の電子計算機による情報処理能力に限
界が見えはじめ、多数の情報を並列的に処理できる光コ
ンピュータの実現が望まれている現在、マカレー（Ａｌ
ａｓｔｅｒ Ｄ ＭｃＡｕｌａｙ）により赤外輝尽蛍光
体を用いて光情報の論理演算が可能であることが示され
光論理演算処理素子媒体として赤外輝尽蛍光体が再び注
目されるに至った。すなわち、赤外輝尽蛍光体を用いて
２つの画像情報の論理和を求めた場合、第２図に示すよ
うに緑色光で画像情報Ａを書き込んだ後、赤外光で画像
情報Ｂを書き込むと画像情報へと画像情報Ｂの論理和に
相当する部分（第２図中斜線部）のみが発光し発光検出
により論理和が得られる。この論理演算手法では赤外輝
尽蛍光体の動作原理の項で述べたように赤外光を照射す
るまで書き込み光による画像情報を保持しておくことが
できる性質、すなわち赤外輝尽蛍光体のもつメモリ機能
を利用することが大きな特徴である。このた袷、演算処
理を誤りなく行うためには、赤外輝尽蛍光体が安定なメ
モリ機能を有していることが必要である。
界が見えはじめ、多数の情報を並列的に処理できる光コ
ンピュータの実現が望まれている現在、マカレー（Ａｌ
ａｓｔｅｒ Ｄ ＭｃＡｕｌａｙ）により赤外輝尽蛍光
体を用いて光情報の論理演算が可能であることが示され
光論理演算処理素子媒体として赤外輝尽蛍光体が再び注
目されるに至った。すなわち、赤外輝尽蛍光体を用いて
２つの画像情報の論理和を求めた場合、第２図に示すよ
うに緑色光で画像情報Ａを書き込んだ後、赤外光で画像
情報Ｂを書き込むと画像情報へと画像情報Ｂの論理和に
相当する部分（第２図中斜線部）のみが発光し発光検出
により論理和が得られる。この論理演算手法では赤外輝
尽蛍光体の動作原理の項で述べたように赤外光を照射す
るまで書き込み光による画像情報を保持しておくことが
できる性質、すなわち赤外輝尽蛍光体のもつメモリ機能
を利用することが大きな特徴である。このた袷、演算処
理を誤りなく行うためには、赤外輝尽蛍光体が安定なメ
モリ機能を有していることが必要である。
しかし、赤外輝尽蛍光体のメモリ時間は、例えば１９４
６年７月に頒布された［ジャーナルオブ ジ オプティ
カル ソサイエティ オブアメリカ（Ｊｏｕｒｎａ］
ｏｆ ｔｈｅ ０ｐｔｉｃａｌ ５ｏｃｉｅｔｙ ｏｆ
＾ｍｅｒ １ｃａ） Ｊ第３７２頁〜第３８１頁所載の
［赤外感応蛍光体に関して（Ｏｎ Ｉｎｆｒａｒｅｄ
５ｅｎｓｉｔｉｖｅＰｈｏｓｐｈｏｒｓ） Ｊと題する
論文に記載されているように、数日間と非常に短いとい
う欠点がある。
６年７月に頒布された［ジャーナルオブ ジ オプティ
カル ソサイエティ オブアメリカ（Ｊｏｕｒｎａ］
ｏｆ ｔｈｅ ０ｐｔｉｃａｌ ５ｏｃｉｅｔｙ ｏｆ
＾ｍｅｒ １ｃａ） Ｊ第３７２頁〜第３８１頁所載の
［赤外感応蛍光体に関して（Ｏｎ Ｉｎｆｒａｒｅｄ
５ｅｎｓｉｔｉｖｅＰｈｏｓｐｈｏｒｓ） Ｊと題する
論文に記載されているように、数日間と非常に短いとい
う欠点がある。
本発明の目的は、これら欠点のない赤外可視変換蛍光体
を提供することにある。
を提供することにある。
〔課題を解決するための手段］
本発明を概説すれば、本発明は赤外可視変換蛍光体に関
する発明であって、アルカリ土類金属カルコゲナイドに
主活性剤と副活性剤を添加した赤外可視変換蛍光体にお
いて、前記主活性剤がユーロピウム及びセリウムのうち
の少なくとも１種であり、前記副活性剤がサマリウム、
ビスマス及びスズのうちの少なくとも１種であり、且つ
前記主活性剤の含有量が蛍光体全重量に対して重量比で
５ ｐｐｍ以上２００ ｐｐｍ以下であることを□特徴
とする。
する発明であって、アルカリ土類金属カルコゲナイドに
主活性剤と副活性剤を添加した赤外可視変換蛍光体にお
いて、前記主活性剤がユーロピウム及びセリウムのうち
の少なくとも１種であり、前記副活性剤がサマリウム、
ビスマス及びスズのうちの少なくとも１種であり、且つ
前記主活性剤の含有量が蛍光体全重量に対して重量比で
５ ｐｐｍ以上２００ ｐｐｍ以下であることを□特徴
とする。
本発明者らは、種々の赤外輝尽蛍光体についてメモリ時
間低下要因について詳細に検討した結果、■メモリ時間
は主活性剤濃度に依存すること■書き込み情報を長期に
わたり安定に保持するのに最適である主活性剤添加濃度
領域と従来から報告されていた赤外可視変換効率に関し
て最適である濃度領域が異なることを見出した。
間低下要因について詳細に検討した結果、■メモリ時間
は主活性剤濃度に依存すること■書き込み情報を長期に
わたり安定に保持するのに最適である主活性剤添加濃度
領域と従来から報告されていた赤外可視変換効率に関し
て最適である濃度領域が異なることを見出した。
本発明は以上の欠点にかんがみなされたものであり、主
活性剤の添加量を制御して蛍光体を製造することにより
メモリ時間の長い赤外可視変換蛍光体を実現し、誤り率
の少ない情報処理を可能にしたものである。
活性剤の添加量を制御して蛍光体を製造することにより
メモリ時間の長い赤外可視変換蛍光体を実現し、誤り率
の少ない情報処理を可能にしたものである。
以下、本発明の詳細な説明する。
第３図は赤外輝尽蛍光体に添加した活性剤濃度（ｐｐｍ
、横軸）と赤外可視変換効率（最大変換効率を１００
とした、縦軸）との関係を示す図であり、第３−１図は
サマリウム濃度を１５０ｐｐｍ一定としユーロピウム濃
度を５ ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍと変化させた場合の赤
外可視変換効率を示す図であり、第３−２図はサマリウ
ム濃度を１、５０ ｐｐｍ一定としセリウム濃度を５ｐ
ｐｍ〜５０００ｐｐｍと変化させた場合の赤外可視変換
効率を示す図である。最も高い変換効率に対して９０％
の変換効率を与える濃度領域は従来報告されているよう
にユーロピウム濃度に関しては２００ｐｐｍから６００
ｐｐｍ、セリウム濃度に関しては２００ ｐｐｍから
１５００ ｐｐｍに存在している。
、横軸）と赤外可視変換効率（最大変換効率を１００
とした、縦軸）との関係を示す図であり、第３−１図は
サマリウム濃度を１５０ｐｐｍ一定としユーロピウム濃
度を５ ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍと変化させた場合の赤
外可視変換効率を示す図であり、第３−２図はサマリウ
ム濃度を１、５０ ｐｐｍ一定としセリウム濃度を５ｐ
ｐｍ〜５０００ｐｐｍと変化させた場合の赤外可視変換
効率を示す図である。最も高い変換効率に対して９０％
の変換効率を与える濃度領域は従来報告されているよう
にユーロピウム濃度に関しては２００ｐｐｍから６００
ｐｐｍ、セリウム濃度に関しては２００ ｐｐｍから
１５００ ｐｐｍに存在している。
一方、第４図は赤外輝尽蛍光体に添加した主活性剤濃度
（ｐｐＩＴＩｚ横軸）とメモリ時間（時間、縦軸）との
関係を示す図であり、第４−１図はサマリウム濃度を１
５０ ｐｐｍ一定としユーロピウム濃度を！５ ｐｐｍ
〜５０００ ｐｐｔｎと変化させた場合のメモリ時間を
示す図であり、第４−２図はサマリウム濃度を１５０
ｐｐｍ一定としセリウム濃度を５ ｐｐｍ〜５ Ｑ Ｏ
Ｏｐｐｍと変化させた場合のメモリ時間を示す図である
。なお、ここでは赤外輝尽発光輝度が初期発光輝度の１
０分の１となるまでの時間をメモリ時間と定義すること
にする。第４図から明らかなようにメモリ時間は主活性
剤濃度に依存し主活性剤添加濃度を増加させることによ
りメモリ時間は低下していく。
（ｐｐＩＴＩｚ横軸）とメモリ時間（時間、縦軸）との
関係を示す図であり、第４−１図はサマリウム濃度を１
５０ ｐｐｍ一定としユーロピウム濃度を！５ ｐｐｍ
〜５０００ ｐｐｔｎと変化させた場合のメモリ時間を
示す図であり、第４−２図はサマリウム濃度を１５０
ｐｐｍ一定としセリウム濃度を５ ｐｐｍ〜５ Ｑ Ｏ
Ｏｐｐｍと変化させた場合のメモリ時間を示す図である
。なお、ここでは赤外輝尽発光輝度が初期発光輝度の１
０分の１となるまでの時間をメモリ時間と定義すること
にする。第４図から明らかなようにメモリ時間は主活性
剤濃度に依存し主活性剤添加濃度を増加させることによ
りメモリ時間は低下していく。
また、主活性剤であるユーロピウムあるいはセリウムの
濃度を一定として副活性剤であるサマリウム、スズ、ビ
スマスの濃度を５ ｐｐｍから１００００ ｐｐｍまで
変化させてメモリ時間の変化を調べたところ、メモリ時
間の変化はほとんど見られなかった。
濃度を一定として副活性剤であるサマリウム、スズ、ビ
スマスの濃度を５ ｐｐｍから１００００ ｐｐｍまで
変化させてメモリ時間の変化を調べたところ、メモリ時
間の変化はほとんど見られなかった。
以上第３図と第４図を比較すれば明らかなように最も高
い赤外可視変換効率を与える濃度領域と長期間にわたり
安定なメモリ機能を示す濃度領域は異なり、１力月（７
２０時間）以上の長期メモリを示す主活性剤添加濃度領
域は２００ｐｐｍ以下である。また、主活性剤添加濃度
を５ｐｐｍ未満とすると第３図から明らかなように赤外
可視変換効率は最大効率の１０％以下となり実用上問題
とあるため、５ ｐｐｍ以上の濃度で添加することが望
ましい。
い赤外可視変換効率を与える濃度領域と長期間にわたり
安定なメモリ機能を示す濃度領域は異なり、１力月（７
２０時間）以上の長期メモリを示す主活性剤添加濃度領
域は２００ｐｐｍ以下である。また、主活性剤添加濃度
を５ｐｐｍ未満とすると第３図から明らかなように赤外
可視変換効率は最大効率の１０％以下となり実用上問題
とあるため、５ ｐｐｍ以上の濃度で添加することが望
ましい。
以上述べたように、主活性剤濃度が５ ｐｐｍ以上２０
０ ｐｐｍ以下となるように添加することによりメモリ
時間の長い赤外可視変換蛍光体が得られる。
０ ｐｐｍ以下となるように添加することによりメモリ
時間の長い赤外可視変換蛍光体が得られる。
以下、本発明の赤外可視変換蛍光体について、実施例に
よって更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例
に限定されない。
よって更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例
に限定されない。
実施例１
硫化カルシウムにユーロピウムとサマリウムを添加した
ことを特徴とする赤外可視変換蛍光体について説明する
。
ことを特徴とする赤外可視変換蛍光体について説明する
。
上記蛍光体を作製するに当っては、硫化カルシウム１０
０ｇに対しフッ化カルシウムを６ｇ１酸化サマリウムを
０．０３ｇ、酸化ユーロピウムを０．０３ ｇ混合した
後、高温焼結炉中に混合粉末を設置し、１５００℃で２
時間加熱焼結する。
０ｇに対しフッ化カルシウムを６ｇ１酸化サマリウムを
０．０３ｇ、酸化ユーロピウムを０．０３ ｇ混合した
後、高温焼結炉中に混合粉末を設置し、１５００℃で２
時間加熱焼結する。
焼結の際蛍光体が酸化することを防ぐために＾ｒなどの
不活性ガスを導入することが望ましい。
不活性ガスを導入することが望ましい。
また不活性ガスに硫化水素を混合したガスや、硫化水素
ガスを導入して焼結すると焼結時の加熱により硫黄成分
が蒸発し蛍光体中に硫黄欠損が生じることを防止できる
ため更に高品質の蛍光体が得られる。
ガスを導入して焼結すると焼結時の加熱により硫黄成分
が蒸発し蛍光体中に硫黄欠損が生じることを防止できる
ため更に高品質の蛍光体が得られる。
この様にして得られた蛍光体のユーロピウム濃度をＩＣ
Ｐ分析により検査した結果ユーロピウム濃度は１４０
ｐｐｍで、書き込み光のメモリ時間は約１ｏｏｏｏ時間
でありメモリ特性に優れた赤外可視変換蛍光体が得られ
た。
Ｐ分析により検査した結果ユーロピウム濃度は１４０
ｐｐｍで、書き込み光のメモリ時間は約１ｏｏｏｏ時間
でありメモリ特性に優れた赤外可視変換蛍光体が得られ
た。
実施例２
硫化カルシウムにユーロピウムとサマリウムを添加した
ことを特徴とする赤外可視変換蛍光体について説明する
。
ことを特徴とする赤外可視変換蛍光体について説明する
。
上記蛍光体を作製するに当っては、硫化カルシウム１０
０ｇに対しフッ化カルシウムを６ｇ１酸化サマリウムを
０．０３ｇ、酸化ユーロピウムを０．０１ｇ混合した後
、高温焼結炉中に混合粉末を設置し、１５００℃で２時
間加熱焼結する。
０ｇに対しフッ化カルシウムを６ｇ１酸化サマリウムを
０．０３ｇ、酸化ユーロピウムを０．０１ｇ混合した後
、高温焼結炉中に混合粉末を設置し、１５００℃で２時
間加熱焼結する。
焼結の際蛍光体が酸化することを防ぐために＾ｒなどの
不活性ガスを導入することが望ましい。
不活性ガスを導入することが望ましい。
また不活性ガスに硫化水素を混合したガスや、硫化水素
ガスを導入して焼結すると焼結時の加熱により硫黄成分
が蒸発し蛍光体中に硫黄欠損が生じることを防止できる
ため更に高品質の蛍光体が得られる。
ガスを導入して焼結すると焼結時の加熱により硫黄成分
が蒸発し蛍光体中に硫黄欠損が生じることを防止できる
ため更に高品質の蛍光体が得られる。
この様にして得られた蛍光体のユーロピウム濃度をＩＣ
Ｐ分析により検査した結果ユーロピウム濃度は５ ｐｐ
ｍで、書き込み光のメモリ時間は約１００００００時間
でありメモリ特性に優れた赤外可視変換蛍光体が得られ
た。
Ｐ分析により検査した結果ユーロピウム濃度は５ ｐｐ
ｍで、書き込み光のメモリ時間は約１００００００時間
でありメモリ特性に優れた赤外可視変換蛍光体が得られ
た。
実施例３
硫化カルシウムにユーロピウムとサマリウムを添加した
ことを特徴とする赤外可視変換蛍光体について説明する
。
ことを特徴とする赤外可視変換蛍光体について説明する
。
上記蛍光体を作製するに当っては、硫化カルシウム１０
０ｇに対しフッ化カルシウムを６ｇ１酸化サマリウムを
０．０３ｇ、酸化ユーロピウムを０．０３８ｇ混合した
後、高温焼結炉中に混合粉末を設置し、１５００℃で２
時間加熱焼結する。焼結の際蛍光体が酸化することを防
ぐために＾ｒなどの不活性ガスを導入することが望まし
い。また不活性ガスに硫化水素を混合したガスや、硫化
水素ガスを導入して焼結すると焼結時の加熱により硫黄
成分が蒸発し蛍光体中に硫黄欠損が生じることを防止で
きるため更に高品質の蛍光体が得られる。
０ｇに対しフッ化カルシウムを６ｇ１酸化サマリウムを
０．０３ｇ、酸化ユーロピウムを０．０３８ｇ混合した
後、高温焼結炉中に混合粉末を設置し、１５００℃で２
時間加熱焼結する。焼結の際蛍光体が酸化することを防
ぐために＾ｒなどの不活性ガスを導入することが望まし
い。また不活性ガスに硫化水素を混合したガスや、硫化
水素ガスを導入して焼結すると焼結時の加熱により硫黄
成分が蒸発し蛍光体中に硫黄欠損が生じることを防止で
きるため更に高品質の蛍光体が得られる。
この様にして得られた蛍光体のユーロピウム濃度をＩＣ
Ｐ分析により検査した結果ユーロピウム濃度は１９０
ｐｐｍで、書き込み光のメモリ時間は約２００００時間
でありメモリ特性に優れた赤外可視変換蛍光体が得られ
た。
Ｐ分析により検査した結果ユーロピウム濃度は１９０
ｐｐｍで、書き込み光のメモリ時間は約２００００時間
でありメモリ特性に優れた赤外可視変換蛍光体が得られ
た。
実施例４
硫化ストロンチウムにセリウムとサマリウムを添加した
ことを特徴とする赤外可視変換蛍光体について説明する
。
ことを特徴とする赤外可視変換蛍光体について説明する
。
上記蛍光体を作製するに当っては、硫化ストロンチウム
１００ｇに対しフッ化リチウムを２ｇ、酸化サマリウム
を０．００３ｇ、酸化セリウムを０．００３ｇ混合した
後、高温焼結炉中に混合粉末を設置し、１５００℃で２
時間加熱焼結する。焼結の際蛍光体が酸化することを防
ぐためにＡｒなどの不活性ガスを導入することが望まし
い。また不活性ガスに硫化水素を混合したガスや、硫化
水素ガスを導入して焼結すると焼結時の加熱により硫黄
成分が蒸発し蛍光体中に硫黄欠損が生じることを防止で
きるため更に高品質の蛍光体が得られる。
１００ｇに対しフッ化リチウムを２ｇ、酸化サマリウム
を０．００３ｇ、酸化セリウムを０．００３ｇ混合した
後、高温焼結炉中に混合粉末を設置し、１５００℃で２
時間加熱焼結する。焼結の際蛍光体が酸化することを防
ぐためにＡｒなどの不活性ガスを導入することが望まし
い。また不活性ガスに硫化水素を混合したガスや、硫化
水素ガスを導入して焼結すると焼結時の加熱により硫黄
成分が蒸発し蛍光体中に硫黄欠損が生じることを防止で
きるため更に高品質の蛍光体が得られる。
この様にして得られた蛍光体のセリウム濃度をＩＣＰ分
析により検査した結果セリウム濃度は１５０ ｐｐｍで
、書き込み光のメモリ時間は約１ｏｏｏｏ時間でありメ
モリ特性に優れた赤外可視変換蛍光体が得られた。
析により検査した結果セリウム濃度は１５０ ｐｐｍで
、書き込み光のメモリ時間は約１ｏｏｏｏ時間でありメ
モリ特性に優れた赤外可視変換蛍光体が得られた。
実施例５
硫化ストロンチウムにセリウムとビスマスを添加したこ
とを特徴とする赤外可視変換蛍光体について説明する。
とを特徴とする赤外可視変換蛍光体について説明する。
上記蛍光体を作製するに当っては、硫化ストロンチウム
１００ｇに対しフッ化リチウムを２ｇ１ビスマスを０．
００３ｇ、酸化セリウムを０．００３ｇ混合した後、高
温焼結炉中に混合粉末を設置し、１５００℃で２時間加
熱焼結する。
１００ｇに対しフッ化リチウムを２ｇ１ビスマスを０．
００３ｇ、酸化セリウムを０．００３ｇ混合した後、高
温焼結炉中に混合粉末を設置し、１５００℃で２時間加
熱焼結する。
焼結の際蛍光体が酸化することを防ぐためにＡｒなどの
不活性ガスを導入することが望ましい。
不活性ガスを導入することが望ましい。
また不活性ガスに硫化水素を混合したガスや、硫化水素
ガスを導入して焼結すると焼結時の加熱により硫黄成分
が蒸発し蛍光体中に硫黄欠損が生じることを防止できる
ため更に高品質の蛍光体が得られる。
ガスを導入して焼結すると焼結時の加熱により硫黄成分
が蒸発し蛍光体中に硫黄欠損が生じることを防止できる
ため更に高品質の蛍光体が得られる。
この様にして得られた蛍光体のセリウム濃度をＩＣＰ分
析により検査した結果セリウム濃度はｉ ５０ ｐｐｍ
で、書き込み光のメモリ時間は約１００００時間であり
メモリ特性に優れた赤外可視変換蛍光体が得られた。ま
た、ビスマスの添加によりサマリウムを添加した場合と
比較して短波長の赤外光で刺激可能となった。
析により検査した結果セリウム濃度はｉ ５０ ｐｐｍ
で、書き込み光のメモリ時間は約１００００時間であり
メモリ特性に優れた赤外可視変換蛍光体が得られた。ま
た、ビスマスの添加によりサマリウムを添加した場合と
比較して短波長の赤外光で刺激可能となった。
実施例６
セレン化カルシウムにユーロピウムとスズを添加したこ
とを特徴とする赤外可視変換蛍光体について説明する。
とを特徴とする赤外可視変換蛍光体について説明する。
上記蛍光体を作製するに当っては、セレン化カルシウム
１００ｇに対しフッ化カルシウムを６ｇ１スズを０．０
３ｇ、酸化ユーロピウムを０、０３ ｇ混合した後、高
温焼結炉中に混合粉末を設置し、１５００℃で２時間加
熱焼結する。
１００ｇに対しフッ化カルシウムを６ｇ１スズを０．０
３ｇ、酸化ユーロピウムを０、０３ ｇ混合した後、高
温焼結炉中に混合粉末を設置し、１５００℃で２時間加
熱焼結する。
焼結の際蛍光体が酸化することを防ぐためにＡｒなどの
不活性ガスを導入することが望ましい。
不活性ガスを導入することが望ましい。
また不活性ガスにセレン化水素を混合したガスや、セレ
ン化水素ガスを導入して焼結すると焼結時の加熱により
セレン成分が蒸発し蛍光体中にセレン欠損が生じること
を防止できるため更に高品質の蛍光体が得られる。
ン化水素ガスを導入して焼結すると焼結時の加熱により
セレン成分が蒸発し蛍光体中にセレン欠損が生じること
を防止できるため更に高品質の蛍光体が得られる。
この様にして得られた蛍光体のユーロピウム濃度をＩＣ
Ｐ分析により検査した結果ユーロピウム濃度は１４０
ｐｐｍで、書き込み光のメモリ時間は約１００００時間
でありメモリ特性に優れた赤外可視変換蛍光体が得られ
た。また、スズの添加によりサマリウムを添加した場合
と比較して短波長の赤外光で刺激可能となった。
Ｐ分析により検査した結果ユーロピウム濃度は１４０
ｐｐｍで、書き込み光のメモリ時間は約１００００時間
でありメモリ特性に優れた赤外可視変換蛍光体が得られ
た。また、スズの添加によりサマリウムを添加した場合
と比較して短波長の赤外光で刺激可能となった。
実施例７
硫化カルシウムにユーロピウムとサマリウムを添加した
混合粉末を原料として物理的蒸着法により薄膜状の蛍光
体を作製した例について説明する。
混合粉末を原料として物理的蒸着法により薄膜状の蛍光
体を作製した例について説明する。
上記蛍光体を作製するに当っては、硫化カルシウム１０
０ｇに対し酸化サマリウムを０．００３ｇ１酸化ユーロ
ピウムを０．００３ｇ混合した粉末を、加圧形成し蒸着
用原料ペレットとする。
０ｇに対し酸化サマリウムを０．００３ｇ１酸化ユーロ
ピウムを０．００３ｇ混合した粉末を、加圧形成し蒸着
用原料ペレットとする。
この原料ペレットを電子ビーム加熱蒸着装置内に設置し
電子ビーム加熱により加熱蒸発させる。
電子ビーム加熱により加熱蒸発させる。
この時同じ真空容器内にあらかじめ洗浄したガラス基板
を設置しておき、ガラス基板上に蛍光体薄膜を形成した
。薄膜形成時の基板温度は５００℃であり、薄膜形成速
度は４００ ｎｍ／ｍｉｎとした。また、薄膜化により
硫黄欠損が生じることを防ぐため、薄膜形成時に硫化水
素を放電によりプラズマ化させ基板上に照射し硫黄欠損
発生防止を図った。
を設置しておき、ガラス基板上に蛍光体薄膜を形成した
。薄膜形成時の基板温度は５００℃であり、薄膜形成速
度は４００ ｎｍ／ｍｉｎとした。また、薄膜化により
硫黄欠損が生じることを防ぐため、薄膜形成時に硫化水
素を放電によりプラズマ化させ基板上に照射し硫黄欠損
発生防止を図った。
この様にして得られた薄膜を二次イオン質量スペクトロ
スコピー（Ｓ ＩＭＳ）法によって検査した結果、薄膜
中のユーロピウム添加濃度は１３０ ｐｐｍであり、書
き込み光のメモリ時間は約１００００時間でありメモリ
特性に優れた赤外可視変換蛍光体が得られた。
スコピー（Ｓ ＩＭＳ）法によって検査した結果、薄膜
中のユーロピウム添加濃度は１３０ ｐｐｍであり、書
き込み光のメモリ時間は約１００００時間でありメモリ
特性に優れた赤外可視変換蛍光体が得られた。
以上述べたように、赤外可視変換蛍光体を本発明構成の
赤外可視変換蛍光体とすること、すなわち、蛍光体全重
量に対して主活性剤の含有量が蛍光体全重量に対して重
量比で５ｐｐｍＪＵ上２００ ｐｐｍ以下であることを
特徴とする赤外輝尽蛍光体とすること、によって、従来
技術の有していた課題を解決して、メモリ時間の長い赤
外可視変換蛍光体を提供することができ、ひいてはメモ
リ機能を有し且つ長期にわたり安定に情報処理が可能な
光論理演算素子の実現を可能にした。
赤外可視変換蛍光体とすること、すなわち、蛍光体全重
量に対して主活性剤の含有量が蛍光体全重量に対して重
量比で５ｐｐｍＪＵ上２００ ｐｐｍ以下であることを
特徴とする赤外輝尽蛍光体とすること、によって、従来
技術の有していた課題を解決して、メモリ時間の長い赤
外可視変換蛍光体を提供することができ、ひいてはメモ
リ機能を有し且つ長期にわたり安定に情報処理が可能な
光論理演算素子の実現を可能にした。
第１図は本発明の赤外可視変換蛍光体の動作原理を示す
図、第２図は赤外輝尽蛍光体を用いて論理演算を行う場
合の演算手順を示す図、第３図は赤外輝尽蛍光体に添加
した活性剤濃度と赤外可視変換効率との関係を示す図で
あり、第３−１図はサマリウム濃度を１５０ ｐｐｍ一
定としユーロピウム濃度を５ ｐｐｍ〜５０００ ｐｐ
ｍと変化させた場合の赤外可視変換効率を示す図であり
、第３−２図はサマリウム濃度を１５０ ｐｐｍ一定と
しセリウム濃度を５ ｐｐｍ〜５０００ ｐｐｍと変化
させた場合の赤外可視変換効率を示す図である。第４図
は赤外輝尽蛍光体に添加した主活性剤濃度とメモリ時間
との関係を示す図であり、第４−１図はサマリウム濃度
を１５０ ｐｐｍ一定としユーロピウム濃度を５ ｐｐ
ｍ〜５０００ ｐｐｍと変化させた場合のメモリ時間を
示す図であり、第４−２図はサマリウム濃度を１５０
ｐｐｍ一定としセリウム濃度を５ ｐｐｍ〜５０００
ｐｐｍと変化させた場合のメモリ時間を示す図である。 特許出願人 日本電信電話株式会社 代 理 人 中 本 穴間
井 上 昭同
吉 嶺 桂第１図 画イ象小冑鳴りえＡ （眞蓑ト后５光）第 図 拓３−／ 図 第３−２図
図、第２図は赤外輝尽蛍光体を用いて論理演算を行う場
合の演算手順を示す図、第３図は赤外輝尽蛍光体に添加
した活性剤濃度と赤外可視変換効率との関係を示す図で
あり、第３−１図はサマリウム濃度を１５０ ｐｐｍ一
定としユーロピウム濃度を５ ｐｐｍ〜５０００ ｐｐ
ｍと変化させた場合の赤外可視変換効率を示す図であり
、第３−２図はサマリウム濃度を１５０ ｐｐｍ一定と
しセリウム濃度を５ ｐｐｍ〜５０００ ｐｐｍと変化
させた場合の赤外可視変換効率を示す図である。第４図
は赤外輝尽蛍光体に添加した主活性剤濃度とメモリ時間
との関係を示す図であり、第４−１図はサマリウム濃度
を１５０ ｐｐｍ一定としユーロピウム濃度を５ ｐｐ
ｍ〜５０００ ｐｐｍと変化させた場合のメモリ時間を
示す図であり、第４−２図はサマリウム濃度を１５０
ｐｐｍ一定としセリウム濃度を５ ｐｐｍ〜５０００
ｐｐｍと変化させた場合のメモリ時間を示す図である。 特許出願人 日本電信電話株式会社 代 理 人 中 本 穴間
井 上 昭同
吉 嶺 桂第１図 画イ象小冑鳴りえＡ （眞蓑ト后５光）第 図 拓３−／ 図 第３−２図
Claims (1)
- １． アルカリ土類金属カルコゲナイドに主活性剤と副
活性剤を添加した赤外可視変換蛍光体において、前記主
活性剤がユーロピウム及びセリウムのうちの少なくとも
１種であり、前記副活性剤がサマリウム、ビスマス及び
スズのうちの少なくとも１種であり、且つ前記主活性剤
の含有量が蛍光体全重量に対して重量比で５ｐｐｍ以上
２００ｐｐｍ以下であることを特徴とする赤外可視変換
蛍光体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2144393A JPH0439385A (ja) | 1990-06-04 | 1990-06-04 | 赤外可視変換蛍光体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2144393A JPH0439385A (ja) | 1990-06-04 | 1990-06-04 | 赤外可視変換蛍光体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0439385A true JPH0439385A (ja) | 1992-02-10 |
Family
ID=15361109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2144393A Pending JPH0439385A (ja) | 1990-06-04 | 1990-06-04 | 赤外可視変換蛍光体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0439385A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06264053A (ja) * | 1993-03-15 | 1994-09-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 赤外輝尽蛍光体の製造方法及び赤外可視変換素子 |
| WO2006006372A1 (ja) * | 2004-07-07 | 2006-01-19 | Tohoku University | 太陽電池パネル |
| JP2016033202A (ja) * | 2014-07-29 | 2016-03-10 | デクセリアルズ株式会社 | 蛍光体、及びその製造方法 |
| JP2022032021A (ja) * | 2020-08-10 | 2022-02-24 | インダストリー アカデミー コーオペレーション ファウンデーション オブ セジョン ユニバーシティー | 硫化物系蛍光体とその蛍光体を含む発光装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62501566A (ja) * | 1984-04-24 | 1987-06-25 | オ−ルタ−ネイテイブ エナ−ジイ リサ−チ センタ−，インコ−ポレイテツド | 赤外感光性燐光体およびその製造法 |
-
1990
- 1990-06-04 JP JP2144393A patent/JPH0439385A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62501566A (ja) * | 1984-04-24 | 1987-06-25 | オ−ルタ−ネイテイブ エナ−ジイ リサ−チ センタ−，インコ−ポレイテツド | 赤外感光性燐光体およびその製造法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06264053A (ja) * | 1993-03-15 | 1994-09-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 赤外輝尽蛍光体の製造方法及び赤外可視変換素子 |
| WO2006006372A1 (ja) * | 2004-07-07 | 2006-01-19 | Tohoku University | 太陽電池パネル |
| JP2006024716A (ja) * | 2004-07-07 | 2006-01-26 | Tohoku Univ | 太陽電池パネル |
| JP2016033202A (ja) * | 2014-07-29 | 2016-03-10 | デクセリアルズ株式会社 | 蛍光体、及びその製造方法 |
| JP2022032021A (ja) * | 2020-08-10 | 2022-02-24 | インダストリー アカデミー コーオペレーション ファウンデーション オブ セジョン ユニバーシティー | 硫化物系蛍光体とその蛍光体を含む発光装置 |
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