JPS63100039A - 発光アルミノ珪酸塩および／またはアルミノ硼酸塩ガラス - Google Patents

発光アルミノ珪酸塩および／またはアルミノ硼酸塩ガラス

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JPS63100039A
JPS63100039A JP62250038A JP25003887A JPS63100039A JP S63100039 A JPS63100039 A JP S63100039A JP 62250038 A JP62250038 A JP 62250038A JP 25003887 A JP25003887 A JP 25003887A JP S63100039 A JPS63100039 A JP S63100039A
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JP
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mol
glass
luminescent
glasses
aluminosilicate
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JP62250038A
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ヘリット・オベルシュルイツェン
アンネ‐マリー・アンドレー・ファン・ドンヘン
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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    • H01J63/04—Vessels provided with luminescent coatings; Selection of materials for the coatings
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    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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    • C03C4/12—Compositions for glass with special properties for luminescent glass; for fluorescent glass

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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】 本発明はランタンおよび／またはガドリニウムを含み、
希土類金属により活性化された発光アルミノ珪酸塩およ
び／またはアルミノ硼酸塩ガラスに関するものである０
本発明はまたかかるガラスを備えた発光スクリーンに関
するものである。
上記型の発光ガラスは米国特許筒４，１０２．８０５号
により知られており、この米国特許明細占には２価のユ
ーロピウムにより活性化され、また他の酸化物、例えば
ランタン酸化物を含む発光アルミノ珪酸塩ガラスが記載
されている。特開昭４９−９９６１０号公報には３価の
テルビウムおよび３価のユーロピウムにより活性化され
、アルミニウム、ランタンおよびアルカリ土類金属から
成る群から選ばれた１種または２種以上の金属の酸化物
および更にアルカリ金属酸化物を含む発光珪酸塩および
／または硼酸塩ガラスが記載されている。
既知ガラスの欠点は、一般にこれ等のガラスが効率の低
いことである。特に紫外線により励起さ他の欠点は、こ
れらのガラスが一般に実際の用途、例えば放電灯におい
て光束が著しく低下することである。
Ｔｂ”および／またはＣｅ”により活性化され、１種ま
たは２種以上のアルカリ土類金属酸化物を含む発光アル
ミノ硼酸塩および／またはアルミノ珪酸塩ガラスはオラ
ンダ国特許出願第５８５０１１０７号により知られてい
る。
本発明の目的は高い転化率および紫外線により励起され
た際著しく高い量子効率を有する新規な発光ガラスを提
供することにある。
本発明において、ランタンおよび／またはガドリニウム
を含み、希土類金属により活性化された発光アルミノ珪
酸塩および／またはアルミノ硼酸塩ガラスは、該ガラス
がＴｂ”およびＣｅ’“の少くとも１種の希土類金属に
より活性化され且つ３５〜８５モル％のＳｉＯ２および
／またはＢ２Ｏ３，１〜３５モル％′のＬａ２Ｏ３およ
び／またはＧｄ２Ｏ３，５〜４５モル％のＡｈ（ｈ　、
０．５〜３０モル％のＴｂ、０３および／またはＧｅ２
０３から成る組成を有し、Ｌａ２Ｏ３および／またはＧ
ｄ２Ｏ３の５０モル％以下をＹ２Ｏ３，５ｃ２０３　、
Ｌｕ２Ｏ３、ＺｒＯ□、Ｐ２Ｏ，およびアルカリ土類金
属酸化物から成る群から選ばれた少くとも１種の酸化物
により置き換えることができることを特徴とする。
本発明を達成する間に行った実験により、上記範囲の組
成を有するガラスは極めて有効な発光性物質を構成する
ことが分った。テルビエウムにより活性化すると、Ｔｂ
”°の特徴ある緑色発光（約５４０ｎｍで最高）を有す
るガラスが得られ、セリウムにより活性化するとスペク
トルの青または近紫外線部分のバンドにおいて発光が得
られる。ＣｅおよびＴｂを使用する場合には、Ｃｅから
Ｔｂへの励起エネルギーの移動がある。特に紫外線励起
すると８０％以上の量子効率が可能であることを確かめ
た。かかる高い効率を得るためには、ガラスマトリック
ス（即ち活性剤酸化物Ｔｂｔ０３および／またはＣｅ２
Ｏ３を含まないガラス組成物）が励起する紫外線を透過
することが重要であることを見出した。事実透明酸化物
Ｓｉｎｇおよび／またはＢｚＯｉ、Ｌａ、０３および／
またはＧｄｚ０３並びにＡｈ０３により構成され、最も
少い不純物を含有するガラスのマトリックス中に励起放
射が吸収されることにより、励起エネルギーが失われる
ことはない。励起紫外線の有効な吸収は活性剤Ｔｂ”お
よび／またはＣｅ”で行われる。
Ｔｂ”により励起する際、Ｔｂ１０３分を比較的高く選
定するのがよい。ｔｂｔｏｓ分が０．５モル％未満の場
合には、得られる光束が少なすぎる。この理由はこの場
合紫外線の吸収が少なすぎるからである。
３０モル％より多（のＴｂ２Ｏ３分は用いられない、こ
の理由は一方では濃度消光により得られる光束が少なす
ぎ、他方ではガラスの形成が極めて困難かまたは不可能
であるからである。Ｃｅ３＋により励起する際、Ｃｅ、
０．分はＴｂ”の場合と同様の理由のため０．５モル％
以上であるように選定する。実際にはＣｅｚＯ１分の上
限は約５モル％であり、これより濃度が高い場合にはＣ
ｅ’°の望ましくない形成を殆んど回避することができ
ない。
本発明の発光ガラスの組成は、上記の規定した範囲内で
選定しなければならない。この理由は、ガラスの形成は
高すぎる融解温度および／またはガラスの不可避の晶出
により上記範囲外では十分には可能でないことを見出し
たからである。ガラスの形成が可能である限り、Ｌａｔ
０３および／またはＧｅ、Ｏ，は５０モル％以下を妨害
するＵＶ吸収を行わないＹ２Ｏ１，５ｃ２０ｓ　、Ｌｕ
２Ｏ３、Ｚｒ０ｔ、　ｐｒｏｓおよびアルカリ土類金属
の１種または２種以上により置換することができる。本
明細書においてアルカリ土類金属と称するは、Ｍｇ、　
Ｃａ、　Ｓｒ、　［ｌａおよびＺｎ元素を意味するもの
とする。
本発明の発光ガラスは、高い量子効率のために、例えば
放電灯に結晶質発光物質の代りに用いることができる。
上記ガラスは結晶質物質に関して大きい利点を有する。
例えば発光特性の最適化がよりよくできるように組成を
変えることが一層よくできる。またガラスは特に好まし
い加工および設計の可能性を有する。ガラスは、例えば
発光ガラス繊維に用いることができる。本発明の発光ガ
ラスは陰掻線管にまた固体レーザーに有利に用いること
ができる。
本発明の発光ガラスでは、ガラスが５０〜８０モル％の
ＳｉＯ２および／またはＢ２０１．１〜２０モル％のＬ
ａｔ０３．１０〜３０モル％のＡＩ！０３および０．５
〜１５モル％の１ｂｚｏｉおよび／またはＣｅ、０３を
含むことを特徴とするものが好ましい。事実この好まし
い組成範囲で、ガラスの形成は最も容易に進み、最も高
い量子効率が得られることを確かめた。
発光ガラスは、本発明の発光ガラスを備える発光層を有
し、該発光層を支持体上に設けることができる発光スク
リーンに用いるのに好ましい。かかるスクリーンは例え
ば放電灯、好ましくは低圧水銀放電灯に用いられる。
本発明の発光ガラスは、複合酸化物、または高温でこれ
等の酸化物を生成する化合物の出発混合物を炉内で、少
くとも融点に達するまで、高温に加熱することにより得
ることができる。一般に融点は、１０００〜１８００’
Ｃの範囲であり、組成により決まる。加熱処理は、テル
ビウムおよび／またはセーリウムを３価の状態で得るか
または維持するため弱い還元性雰囲気内で実施するのが
好ましい。融解物は高温度に数時間維持すると、均質化
するので、次いで冷却する。
本発明を次の実施例につき説明する。
１血±土 ０．７０モルのＢｚＯ，，０，１５モルのＡｈＯ＊　、
０．１２モルのＬａ２Ｏ２および０．０１５モルのＴｂ
、Ｏ，の混合物をつくった。すべてが高純度を有する（
希土類金属酸化物は少くとも９９．９９％で、他の酸化
物は少くとも９９．９９９％）出発物質のこの混合物を
炉内で酸化アルミニウムるつぼ中で１２００″Ｃに加熱
した。融解した混合物をこの温度に１時間維持した。加
熱処理中、弱い還元性のガス（約５容量％の水素を含む
窒素）を混合物内に突出する管を介してその融解物中を
通過させた。次いで融解物を炭素の型中に注入すること
により迅速に冷却した。形成したＴｂ”活性化発光ガラ
スを破砕し、粉砕処理し、しかる後粉末生成物を使用に
供した。２５４ｎｎ＋の放射により励起すると（吸収Ａ
＝５２％）９１％の量子効率ｑであることが測定された
。
１施１ニエ 実施例１に記載したと同様にして異なる組成を有する７
種類のＴｂ活性化アルミノ珪酸塩およびアルミノ硼酸塩
ガラスを製造した。これ等のガラスはすべて弱い還元性
の雰囲気中石英るつぼ中で融解（実施例２のガラスは１
４５０°Ｃ１他のガラスは１５００゛Ｃの温度）した。
次表にこれ等のガラスのモル％で示す組成並びに２５４
ｎｍの励起放射の吸収Ａ（％）および２５４ｎａ＋の放
射で励起した際の量子効率ｑ（％）の測定結果を示す。
これ等のガラスは実施例１のガラスと同様にＴｂ”の特
徴ある緑色線の発光を示した。
実射列　　　　組　　成　（モル％）　　　　　　　　
　　　　　　Ａ（％）　９（％）２　　　６ＯＳｉＯ２
２５八ｈＯｉ　　１０　Ｌａｇ’ｓ　　５　ＴｂｔＯ＋
　　　　　　　　　　　　　　　　　６３　　　　　　
７７３　　６０５ｉＯｚ　２５＾ｈａｓ　１０　Ｇａ２
Ｏ：＋　５　Ｔｂ２Ｏ３６７７８４６０５ｉｆｔ　　１
０　Ｂ２Ｏ２２０Ａｌ２Ｏ５５Ｌａｔｅｘ　５　Ｔｂ２
Ｏ３　　　　　　　　　　　５７　　　　　　７２５　
　６０　Ｓｉｎｇ　１０　Ｂ２Ｏ２２ＯＡ１１０３３　
Ｌａｚ０３２　Ｙ２Ｏ３５ＴｂｚＯ＊　　　４８　　　
４６６　　６０　Ｓｉｎｇ　１０　Ｂｔｕｓ　２ＯＡｌ
ｔｏｓ　３　Ｌａｇ’ｓ　２　Ｇｄ１Ｏ３５ＴｂｚＯ＋
　　５８　　　６７７　　６０５ｉＯｚ　１０　ＢｚＯ
３２０Ａｌｔｏｓ　３１．ａｔｏｓ　２　Ｚｒ０ｚ　５
　Ｔｂｔ０３５６　　　６０８　　　６０　Ｓｉｎｇ　
　１０　Ｂｔｕｓ　　２０　ＡＩｚＯｘ　３　ＬａｚＯ
ｖ　　２　Ｃａ０５　ＴｂｔＯｔ　　　　　　５６　　
　　　　５３ス１」トし二Ｕ 実施例１に記載した方法と同様の方法で本発明の６種類
のガラスを製造した。すべてのガラスを１２００℃の弱
い還元性の雰囲気中酸化アルミニウムるつぼで融解した
。次表に組成および２５４ｎｍの放射により励起した際
の量子効率ｑ（％）並びに励起放射の吸収Ａ（％）を示
す。Ｃｅ”のみで活性化したガラスは約３７５ｎｇｅで
最高のバンドの発光を示した。（ｅ　３　＊とＴｂ’７
により活性化したガラスでは励起エネルギーの移動がＣ
ｅがらＴｂに有効に行われ、これらのガラスの場合特徴
あるＴｂ”発光が得られた。
９　７０　Ｂ２Ｏ２１５Ａｌ２Ｏ３１３ＬａｚＯ＋　２
　ＣｅｚＯ１８７６５１０７０８２０３１５＾１２０：
＋　１１　ＬａｚＯ＋　Ｉ　ＣｅｚＯ：＋　３　Ｔｂ２
Ｏ３　　　８３　　７４１１　７０　Ｂ２Ｏ３１５Ａｌ
ｚＯ：＋　８　Ｌａ２Ｏ３１ＣｅｚＯｚ　６　ＴｂｚＯ
ｉ　　　８５　　７２１２　７０　Ｂ２Ｏ２１５Ａｌ２
Ｏ３２Ｌａ２Ｏ２１Ｃｅｚ０３１２　Ｔｂｚ０３８０　
　７３１３　７０　Ｂ２Ｏ３１５Ａｌ２Ｏ３１０Ｌａｚ
Ｏ＊　２　ＣｅｚＯ＝　３　ＴｂｚＯｉ　　　８８　　
７２１４　７０　ＢｚＯｚ　１５　ＡＩＺＯ：ｌ　８　
Ｌａｔｉｎ　２　ＣｅｚＯ：＋　５　ＴｂｚＯ３８９７
２特許出願人　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイ
ランペンファプリケン

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）ランタンおよび／またはガドリニウムを含み、希土
    類金属により活性化された発光アルミノ珪酸塩および／
    またはアルミノ硼酸塩ガラスにおいて、該ガラスがＴｂ
    ＾３＾＋およびＣｅ＾３＾＋の少くとも１種の希土類金
    属により活性化され且つ３５〜８５モル％のＳｉＯ＿２
    および／またはＢ＿２Ｏ＿３、１〜３５モル％のＬａ＿
    ２Ｏ＿３および／またはＧｄ＿２Ｏ＿３、５〜４５モル
    ％のＡｌ＿２Ｏ＿３並びに０．５〜３０モル％のＴｂ＿
    ２Ｏ＿３および／またはＣｅ＿２Ｏ＿３から成る組成を
    有し、Ｌａ＿２Ｏ＿３および／またはＧｄ＿２Ｏ＿３の
    ５０モル％以下をＹ＿２Ｏ＿３、Ｓｃ＿２Ｏ＿３、Ｌｕ
    ＿２Ｏ＿３、ＺｒＯ＿２、Ｐ＿２Ｏ＿５およびアルカリ
    土類金属酸化物から成る群から選ばれた少くとも１種の
    酸化物によつて置換することができることを特徴とする
    発光アルミノ珪酸塩および／またはアルミノ硼酸塩ガラ
    スの製造方法。 ２．ガラスが５０〜８０モル％のＳｉＯ＿２および／ま
    たはＢ＿２Ｏ＿３、１〜２０モル％のＬａ＿２Ｏ＿３、
    １０〜３０モル％のＡ１＿２Ｏ＿３並びに０．５〜１５
    モル％のＴｂ＿２Ｏ＿３および／またはＣｅ＿２Ｏ＿３
    を含む特許請求の範囲第１項記載のガラス。
JP62250038A 1986-10-08 1987-10-05 発光アルミノ珪酸塩および／またはアルミノ硼酸塩ガラス Pending JPS63100039A (ja)

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NL8602518 1986-10-08

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