JPH0526839B2 - - Google Patents

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JPH0526839B2
JPH0526839B2 JP16336184A JP16336184A JPH0526839B2 JP H0526839 B2 JPH0526839 B2 JP H0526839B2 JP 16336184 A JP16336184 A JP 16336184A JP 16336184 A JP16336184 A JP 16336184A JP H0526839 B2 JPH0526839 B2 JP H0526839B2
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phosphor
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rare earth
cerium
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JP16336184A
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Takashi Nakamura
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Fujifilm Holdings Corp
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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ハロ燐酸塩蛍光体お
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、Gd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(): LnPO4・aLnX3:xCe3+ () (ただし、LnはYおよびLa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
F、Cl、BrおよびI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ハロ燐酸塩蛍光
体である。
また、本発明のセリウム賦活希土類ハロ燐酸塩
蛍光体の製造法は、化学量論理的組成式(): LnPO4・aLnX3:xCe () (ただし、LnはYおよびLa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
F、Cl、BrおよびI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
活希土類ハロ燐酸塩蛍光体は、X線、紫外線、電
子線などの放射線を照射した後、500〜850nm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
ウム賦活希土類ハロ燐酸塩蛍光体は、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ハロ燐酸塩蛍光体
は、たとえば、以下に記載するような製法により
製造することができる。
まず、蛍光体原料として、 (1) Y2O3およびLa2O3からなる群より選ばれる
少なくとも一種の希土類酸化物、 (2) P2O5、 (3) YF3、YCl3、YBr3、YI3、LaF3、LaCl3
LaBr3、LaI3からなる群より選ばれる少なくと
も一種の希土類ハロゲン化物、 (4) 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)の希土類酸化
物、(2)の五酸化リン、(3)の希土類ハロゲン化物お
よび(4)のセリウム化合物を用いて、化学量論理的
に組成式(): LnPO4・aLnX3:xCe () (ただし、LnはYおよびLaからなる群より選ば
れた少なくとも一種の希土類元素であり;Xは
F、Cl、BrおよびI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、ハロゲンを
表わすXはClおよびBrのうち少なくとも一種で
あるのが好ましい。希土類ハロゲン化物の含有量
を表わすa値は0.5≦a≦9.5の範囲にあるのが好
ましく、特に好ましくは1.0≦a≦8.0の範囲にあ
る。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)、(2)、(3)および(4)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)、(2)および(3)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(4)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)、
(2)、(3)および(4)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。
上記(i)および(ii)のいずれかの方法においても、
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700〜1200℃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
ウム賦活希土類ハロ燐酸塩蛍光体は、 組成式(): LnPO4・aLnX3:xCe3+ () (ただし、LnはYおよびLa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
F、Cl、BrおよびI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ハロ燐酸塩蛍光体
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
420nm)に瞬時発光を示す。
第1図は、本発明のセリウム賦活希土類ハロ燐
酸塩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、 1:LaPO4・0.5LaBr3:0.001Ce3+蛍光体の発光
スペクトル2:LaPO4・0.5LaBr3:0.001Ce3+
蛍光体の励起スペクトルである。
第1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。
以上、本発明の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励起スペクトルについて
説明したが、X線および電子線励起の場合の瞬時
発光スペクトルも、第1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
とが確認されている。
本発明のセリウム賦活希土類ハロ燐酸塩蛍光体
はX線、紫外線、電子線などの放射線を照射した
のち、500〜850nmの可視乃至赤外線領域の電磁
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2図は、本発明はのセリウム賦活希土類ハロ
燐酸塩蛍光体の具体例であるLaPO4
0.5LaBr3:0.001Ce3+蛍光体の輝尽励起スペクト
ルである。
第2図から、本発明の蛍光体は放射線照射後
500〜850nm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。
また、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FaPO4・0.5LaBr3:0.001Ce3+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ハ
ロ燐酸塩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3図は、本発明のLaPO4・aLaBr3
0.001Ce3+蛍光体におけるa値と輝尽発光強度
[80KVpのX線を照射したのちHe−Neレーザー
光(632.8nm)で励起した時の輝尽発光度]との
関係を示すグラフである。
第3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LaPO4・aLaBr3
0.001Ce3+蛍光体のうちでも、a値が0.5≦a≦9.5
の範囲にある蛍光体は高輝度の輝尽発光を示す。
なお、上記発光体についてのa値と瞬時発光強
度との関係も第3図と同じような関係にある。さ
らに、LaPO4・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3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変換方法に用いられる放
射線像変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物質の非破壊検査を目的とす
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はない。
実施例 1 酸化ランタン(La2O3)325.8g、五酸化リン
(P2O5)141.9g、臭化ランタン(LaBr3)378.9
gおよび酸化セリウム(CeO2)0.344gをボール
ミルを用いて充分混合した。
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1100℃の温度で2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
賦活臭化燐酸ランタン蛍光体(LaPO4・LaBr3
0.001Ce3+)を得た。
実施例 2 実施例1において、臭化ランタンの代りに塩化
ランタン(LaCl3)245.3g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燐酸ランタン蛍光体
(LaPO4・0.5LaCl3:0.001Ce3+)を得た。
実施例 3 実施例1において、酸化ランタンおよび臭化ラ
ンタンの代りにそれぞれ、酸化イツトリウム
(Y2O3)225.8gおよび臭化イツトリウム(YBr3
328.9g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
賦活臭化燐酸イツトリウム蛍光体(YPO4
0.5LaBr3:0.001Ce3+)を得た。
次に、実施例1で得られた蛍光体を紫外線で励
起した時の瞬時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、LaPO4・0.5LaBr3:0.001Ce3+蛍光体(実
施例1)についての 1:発光スペクトル 2:励起スペクトル である。
また、実施例1で得られたLaPO4・0.5LaCl3
0.001Ce3+蛍光体に管電圧80KVpのX線を照射し
た後500〜850nmの波長領域の光で励起した時
の、輝尽発光のピーク波長(420nm)における
輝尽励起スペクトルを測定した。その結果を第2
図に示す。
さらに、実施例1〜3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1表に示す。
第1表 相対輝尽発光強度 実施例1 100 実施例2 60 実施例3 65 実施例 4 実施例1において、臭化ランタンの量を燐酸ラ
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、臭化ランタン含有量の異なる
各種のセリウム賦活臭化燐酸ランタン蛍光体
(LaPO4・aLaBr3:0.001Ce3+)を得た。
次に、実施例4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3図に示す。
第3図は、LaPO4・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ハロ燐
酸塩蛍光体の具体例であるLaPO4・0.5LaBr3
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および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ハロ燐酸
塩蛍光体の具体例であるLaPO4・0.5LaBr3
0.001Ce3+蛍光体の輝尽励起スペクトルを示す図
である。第3図は、本発明のセリウム賦活希土類
ハロ燐酸塩蛍光体の具体例であるLaPO4
aLaBr3:0.001Ce3+蛍光体における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(): LnPO4・aLnX3:xCe3+ () (ただし、LnはYおよびLa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
    F、Cl、BrおよびI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ハロ燐酸塩蛍光
    体。 2 組成式()におけるaが0.5≦a≦9.5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1.0≦a≦8.0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ClおよびBrのう
    ちの少なくとも一種である特許請求の範囲第1項
    記載の蛍光体。 5 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。 6 化学量論的に組成式(): LnPO4・aLnX3:xCe () (ただし、LnはYおよびLa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
    F、Cl、BrおよびI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(): LnPO4・aLnX3:xCe3+ () (ただし、Ln、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ハロ燐酸塩蛍光
    体の製造法。 7 組成式()におけるaが0.5≦a≦9.5の範
    囲の数値である特許請求の範囲第6項記載の蛍光
    体の製造法。 8 組成式()におけるaが1.0≦a≦8.0であ
    る特許請求の範囲第6項記載の蛍光体の製造法。 9 組成式()におけるXがClおよびBrのう
    ちの少なくとも一種である特許請求の範囲第6項
    記載の蛍光体の製造法。 10 組成式()におけるxが10-5≦x≦10-2
    の範囲の数値である特許請求の範囲第6項記載の
    蛍光体の製造法。 11 蛍光体原料混合物の焼成を700乃至1200℃
    の範囲の温度で行なう特許請求の範囲第6項記載
    の蛍光体の製造法。
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