JPS63265990A - けい光体の製造方法 - Google Patents

けい光体の製造方法

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JPS63265990A
JPS63265990A JP63082848A JP8284888A JPS63265990A JP S63265990 A JPS63265990 A JP S63265990A JP 63082848 A JP63082848 A JP 63082848A JP 8284888 A JP8284888 A JP 8284888A JP S63265990 A JPS63265990 A JP S63265990A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、SrO,Al2O:l及びEuz03又は
温度上昇によりこれらの酸化物を生ずる化合物より成る
混合物を弱還元性雰囲気中1100〜1500℃の温度
で加熱し、しかも該混合物にフラックスを添加する、式
Sr4八114025:ELI2′″で表されるけい光
Eu24活性化アルミン酸ストロンチウムの製造方法に
関する。
また、この発明は、前記方法に従って得られるけい光ア
ルミン酸ストロンチウム及びこのようなけい光アルミン
酸ストロンチウムをそなえるけい光スクリーンを設けた
低圧水銀蒸気放電ランプにも関する。
存在するSrに関して0.1〜10モル%のEu含量を
有する、弐Sraへ1+4025:EIJ2+で表され
るけい光アルミン酸塩は、オランダ国特許出願第820
1943号明細書から知られている。これらのアルミン
酸塩は、前記オランダ国特許出願明細書に示される固有
X線粉末図を有する結晶性化合物である。これらのアル
ミン酸塩は、1/2〜115のSr/Al比から出発す
ることにより得ることができるけれども、結晶相は、は
とんど組成Sr4Al、40□5を有すると考えられる
。前記オランダ国特許出願明細書に、SrO,Al2O
3及びEu、03より成る混合物の高温固相反応により
アルミン酸塩を生成させる製造方法が記載される。この
方法においてフラックスすなわち融解塩の使用は、極め
て望ましい。例としてフラックスlI+803.Bz(
h及びSrF2が記載される。冷却後、得られた生成物
を水洗して存在するフラックス残留物の大部分を除くよ
うにすることができる。
既知方法に従って得られた最終生成物は、水洗後、なお
少量のフラックス残留物を含む。これらの残留物の存在
は、Eu”発光に有害な形容を及ぼしうる。また、妨害
副相を含まない所望の結晶相を得ることも困難であるよ
うに見える。既知方決の大きな欠点は、得られるアルミ
ン酸塩が結晶化が不十分であり、かつ不利な粒度及び粒
度分布を有するので、得られる光束が最適でないという
ことである。
前記オランダ国特許出願明細書は、アルミン酸塩が少量
の(多くとも10モル%までの)バリウムを含有しうる
ことを述べる。しかし、このような少量のバリウムの存
在は、何らの利点も与えず、−I’lQに効率を低下さ
せることが分かっている。
この発明の目的は、アルミン酸塩が極めて効率のよいE
u”発光を有するように、アルミン酸塩の所望の結晶格
子を極めて満足に形成するように式SrJl+aO□s
:Eu2+で表されるけい光アルミン酸ストロンチウム
を製造する方法を提供することである。
この発明に従って、冒頭に述べる式Sr4AlzO□。
:Eu2+で表されるけい光Eu”活性化アルミン酸ス
トロンチウムの製造方法は、存在するAlのモル当り0
.1〜5モル%の、B2O3又は温度上昇によりB2O
3を生ずる化合物と、0.1〜10モル%の、Ba。
Sr、 Cs及びAlのフン化物及び塩化物並びにRb
CIより成る群の中から選ばれた少なくとも1種のハロ
ゲン化物との組合せを混合物にフラックスとして添加し
、次いで混合物を1100〜1500’Cでの最初の熱
処理にかけること、このようにして得られた生成物乙こ
存在するAJのモル当りにハロゲン化アンモニウムの少
なくとも1種0.1〜10モル%をフラックスとして添
加すること並びにこのようにして得られた混合物を次い
で700〜1200℃の温度で第二の熱処理にかけるこ
とを特徴とする。
この発明に至った実験は、1100〜1500℃での最
初の熱処理において、B2O3と、Ba、Sr、Cs及
び八lのフッ化物及び塩化物並びにRbC1より成る群
の中から選ばれた少なくとも1種のハロゲン化物との両
方を酸化物混合物中にフラックスとして用いる場合、S
r4A1.402.、:Eu”°の所望の結晶格子が極
めて満足に形成されることを明らかにした。上記フラッ
クス量を超える量を用いる場合、多過ぎる、望ましくな
い化合物が副相として生成する。反対に、前記量より小
さい量を使用する場合、フラックス効果が不十分である
ので、所望の結晶相の形成は不完全である。この発明に
従う方法において、最初の熱処理後に得られた生成物に
ハロゲン化アンモニウムの少なくとも1種を添加し、次
いでこのようにして得られた混合物を第二の時間の間加
熱する。この第二の熱処理中に、可能性のあるフラック
ス残留物が少なくとも一部分除去される。この第二の熱
処理の効果は、得られたアルミン酸塩粉末のルミネセン
ス特性においてそれほど明白でない。これらの特性がほ
とんど変わらないことが怖かめられた。しかし、第二の
熱処理は、けい光アルミン酸塩を低圧水恨蕉気放電ラン
プに用いる場合、必要である。実際、第二の熱処理によ
り、光束の大きな改良が得られ、この光束がランプの寿
命の間維持される。第二の熱処理の間にハロゲン化NH
4の添加量が上記量より小さい場合、第二熱処理の効果
は、不十分である。上記最大量より大きい量は、何らの
改良をももたらさず、実際上欠点を生ずる。しかし、実
際には、使用したフラックスに由来する少量の金属元素
は、けい光アルミン酸塩に常に残留する。
この発明に従う方法の好ましい例では、最初の熱処理に
おいてBzO3,IhBO3又は両者の混合物をBaF
2と組み合わせてフラックスとして使用する。
最初の熱処理の間のフラックスとしての8203と13
aF2とのこの組合せによって結晶形成に関して最良の
結果が得られる。Baは、第二の熱処理の間にN11.
CIの添加により少なくともその一部がBaFCIとし
て除去される。
この発明に従う方法により得られるEu 2 +活性化
アルミン酸ストロンチウムは、低圧水銀蒸気放電ランプ
に使用するのに極めて好適である。このアルミン酸塩は
、このランプ内で発生される水銀共鳴放射(約254n
m)により極めて良好に励起される。
次に、この発明に従う方法を添付図面を参照して例によ
っていっそう詳細に説明する。
第1図に示すように、低圧水銀蒸気放電ランプは、管状
ガラス壁1を有する。動作中、それらの間の放電が維持
される電極2及び3をランプの端部に設ける。ランプは
、少量の水銀と、スターターガスとして希ガスとを含む
。壁1は、けい光スクリーンを構成し、この発明に従う
方法により得られるEu24活性化アルミン酸ストロン
チウムを含んで成るけい光層4用支持体として役立つ。
層4は、通常例えば、けい光体を含む懸濁液によって壁
1上に設けることができる。
炎−上 下記化合物の混合物をつくる: SrCO:+    354.10g 八+へo、     432.14g EU20;1    10.66g 83BO37,48g(Alに関してB2O3の0.7
モル%) BaFz    20.62g この混合物を炉中で弱い還元性雰囲気中、1350℃で
2時間加熱した。この雰囲気は、6容量%のH2を含む
窒素流(1542/min )を最初24゛Cの水に通
し、次いで炉内に通すことにより得られた。このように
して得られた生成物を7.0gのNH4Cl (Alに
関して1.5モル%)と混合した。次いで、この混合物
を前記のような還元性雰囲気中で1時間1000℃で加
熱した。次いで、残存フラックス残留物をできるだけ除
くために得られた生成物を熱希HNO3(70℃)中で
洗浄した。254nm放射による励起時91.3%の量
子効率Qがこのようにして得られた最終生成物について
測定された。該励起放射の吸収Aは、92.0%であっ
た。発光最大値λff1axの位置は、492nmであ
った。
利」二:色 ハロゲン化アンモニウムのハロゲンの選択の影響を知る
ために、例1と類似の方法で4種のアルミン酸ストロン
チウムを調製したが、この場合、第二の熱処理において
NH4Clの外にハロゲン化アンモニウムNll4F、
NHJr及びNH,Iをも使用した。表1の例2〜5は
、第二熱処理中に用いたハロゲン化アンモニウムNH4
X、存在するAlのモル当りの、モル%で示したハロゲ
ン化アンモニウムの量、254nm放射における量子効
率Q(%)及び吸収A(%)並びに発光最大値λ1aえ
の位置(nm)を示す。
表1 イ列   NH,X    量(モル’1.)Q (t
)   A (X)     λmax  (nm)2
 NHaCl 3.8 84.291.74923°N
ll、F 5.4 84.292.44934 NH4
Br 2.1 84.191.84935 NH411
,482,991,8494例1に対応する仕方でアル
ミン酸ストロンチウムを得たが、この場合、最初の熱処
理中BaF2だけでなく塩BaCIz+ CsF+ C
sCl、 SrFz+ SrC12,AlF3゜AlC
l3及びRbciをもフラックスとして使用した。
第二熱処理は、全8例でN II 4 CI添加後行っ
た。表2、例2及び6〜13は、最初の熱処理中に用い
たフラックス、存在するA1のモル当りのフラックス量
(モル%)、Q、A及びλmaxを示す。
表2 2  BaFz  1.3 84.291.7 492
6  BaCIz 1.1 87.091.9 494
7  CsF  1.4 83.991.94938 
CsCl  1.2 84.987.84959SrF
z  1.6 87.789.348910SrCI2
1.3 85.389.4 49411   八IF3
 ”   1.5    78.9  9.1.−1 
  49412 AlCl31.5 85.490.8
 48813 RbC11,779゜687.3495
ネAlF3は、八IF、、 3120として用いた。
猶工七九胆 例1の方法と類似して、アルミン酸ストロンチウムを調
製したが、この場合、最初の熱処理中、異なる量の塩B
aF、及びCsFを用いた。表3は、使用した塩、存在
するA10モル当りのこれらの塩の量Cモル%)、Q及
びAを示す。
表3 14 BaF2 1.3 92.588.815 Ba
Fz  2.6 90.891.716 CsF  O
,687,385,917CsF  2.0 88.4
90.818 CsF  5.6  B2.494.4
TLD361m型の低圧水銀蒸気放電ランプを例1に従
う方法により得られたアルミン酸ストロンチウムで製造
した。更に、比較の目的で、この発明に従わない方法に
より得られた2種のアルミン酸ストロンチウムa及びb
から出発して同型の低圧水銀蒸気放電ランプをも製造し
た。アルミン酸塩a及びbは、ハロゲン化アンモニウム
による第二熱処理を用いることなしに調製された。アル
ミン酸塩aは、例1記載の最初の熱処理に類似の熱処理
中:BaF2をII、BO3とともにフラックスとして
使用することにより得られた。このアルミン酸塩aの量
子効率は88.2%で、吸収は90.9%であった。ア
ルミン酸塩すは、最初の熱処理においてBaF2の代わ
りにAlF3を用いる外はアルミン酸塩aと同様にして
得られた。このアルミン酸塩すの量子効率は78.7%
に過ぎず吸収は90.7%であった。表4は、ランプの
初期光効率及び100動作時間後の光効率(light
 output)を示す。初期光効率は、l m /I
/Iと、100動作時間後の光効率に関する%とで与え
られる。100動作時間後の光効率(=100%)は、
A m / klで与えられる。この表は、アルミン酸
ストロンチウムの調製におけるハロゲン化アンモニウム
の添加による第二熱処理がこのような第二熱処理なしで
得られたけい光アルミン酸塩より良好なランプ特性(初
期光効率及びランプの動作中の光効率の維持)を有する
けい光アルミン酸塩をもたらすことを示す。
1   84.3  101.7     82.9a
    81.5  103.2     79.1b
    77.2  103.0    ’   74
.9
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明に従う低圧水銀蒸気放電ランプの例
の断面略図である。 1・・・管状ガラス壁   2,3・・・電極4・・・
けい光層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.SrO,Al_2O_3及びEu_2O_3又は温
    度上昇によりこれらの酸化物を生ずる化合物より成る混
    合物を弱還元性雰囲気中1100〜1500℃の温度で
    加熱し、しかも該混合物にフラックスを添加することに
    より式Sr_4Al_1_4O_2_5:Eu^2^+
    で表されるけい光Eu^2^+活性化アルミン酸ストロ
    ンチウムを製造するに当り、存在するAlのモル当り0
    .1〜5モル%の、B_2O_3又は温度上昇によりB
    _2O_3を生ずる化合物と、0.1〜10モル%の、
    Ba,Sr,Cs及びAlのフッ化物及び塩化物並びに
    RbClより成る群の中から選ばれた少なくとも1種の
    ハロゲン化物との組合せを混合物にフラックスとして添
    加し、次いで混合物を1100〜1500℃での最初の
    熱処理にかけること、このようにして得られた生成物に
    存在するAlのモル当りにハロゲン化アンモニウムの少
    なくとも1種0.1〜10モル%をフラックスとして添
    加すること並びにこのようにして得られた混合物を次い
    で700〜1200℃の温度で第二の熱処理にかけるこ
    とを特徴とするけい光Eu^2^+活性化アルミン酸ス
    トロンチウムの製造方法。
  2. 2.B_2O_3,H_3BO_3又は両者の混合物を
    BaF_2と組み合わせて最初の熱処理におけるフラッ
    クスとして使用する請求項1記載の製造方法。
  3. 3.請求項1又は請求項2記載の製造方法により得られ
    る式Sr_4Al_1_4O_2_5:Eu^2^+で
    表されるけい光Eu^2^+活性化アルミン酸ストロン
    チウム。
  4. 4.請求項3記載のけい光アルミン酸塩をそなえるけい
    光スクリーンを設けた低圧水銀蒸気放電ランプ。
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