Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4161193B2 - Fluorescent glass and method for producing the same - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4161193B2 - Fluorescent glass and method for producing the same - Google Patents

Fluorescent glass and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP4161193B2
JP4161193B2 JP2003011950A JP2003011950A JP4161193B2 JP 4161193 B2 JP4161193 B2 JP 4161193B2 JP 2003011950 A JP2003011950 A JP 2003011950A JP 2003011950 A JP2003011950 A JP 2003011950A JP 4161193 B2 JP4161193 B2 JP 4161193B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
rare earth
porous glass
fluorescent
pores
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2003011950A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004224604A (en
Inventor
哲郎 神
紅 林
広平 角野
哲夫 矢澤
信 斎藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP2003011950A priority Critical patent/JP4161193B2/en
Publication of JP2004224604A publication Critical patent/JP2004224604A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4161193B2 publication Critical patent/JP4161193B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光ガラス及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、希土類元素を使用した蛍光ガラスが知られており、例えば、ランプ用蛍光体、ブラウン管用蛍光体等として実用化されている。この様な蛍光ガラスとしては、例えば、SiO2やB23等のガラス成分と、Tb23やEu23の希土類元素とから構成されるガラスが知られている(例えば、下記特許文献1、特許文献2参照)。また、リン、酸素、及びフッ素を含むガラスであって、蛍光剤として、Eu又はTbを含有するフッ燐酸塩蛍光ガラス、あるいは蛍光剤として、Eu、Tb、Sm、Mnを含有するフッ燐酸塩蛍光ガラスも知られている(下記特許文献3、特許文献4参照)。
【0003】
しかしながら、特許文献1に記載されたガラスは、蛍光剤としてEu23を最大1.5モル%しか含有しておらず、また、特許文献2に記載されたガラスは、蛍光剤としてTb23を最大1.5モル%しか含有していないので、この程度のEu23又はTb23の濃度では充分な蛍光強度が得られない。
【0004】
また、特許文献3、4等に記載されたガラスは、蛍光剤を多く含んでいるが、フッ燐酸塩ガラスであるために熱的耐久性やガラス強度が小さく、蛍光ランプ用ガラスや大型のガラス板の作製が困難である。
【0005】
【特許文献1】
特公昭57−27047号公報
【0006】
【特許文献2】
特公昭57−27048号公報
【0007】
【特許文献3】
特開平8−133780号公報
【0008】
【特許文献4】
特開平9−202642号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術の現状に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、充分な耐久性や強度を有するガラスであって、しかも優れた発光強度を有する蛍光ガラスを提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した目的を達成すべく鋭意研究を重ねてきた。その結果、希土類化合物として特定の錯体を用い、これを化学蒸気輸送法によって多孔質ガラスの細孔中に導入する方法によれば、高い発光強度を有すると共に、透明性も阻害されることのない優れた特性の蛍光ガラスを得ることができ、しかも基材とする多孔質ガラスを適宜選択することによって、充分な耐久性や強度を有する蛍光ガラスが得られることを見出し、ここに本発明を完成するに至った。
【0011】
即ち、本発明は、下記の蛍光ガラス及びその製造方法を提供するものである。1. 多孔質ガラスの細孔内に、希土類酸化物を含む金属酸化物を担持してなる蛍光ガラス。
2. 希土類酸化物が、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム及びイッテルビウムから選ばれた少なくとも一種の希土類元素の酸化物である上記項1に記載の蛍光ガラス。
3. 多孔質ガラスの母体ガラスが、SiO2 を55〜80重量%含むSiO2-B2O3-Na2O-Al2O3系ガラス、SiO2を35〜55重量%含むSiO2-B2O3-Na2O系ガラス、又はSiO2を20〜75重量%含むSiO2-P2O5-Na2O系ガラスである上記項1又は2に記載の蛍光ガラス。
4. 多孔質ガラスの細孔径が2〜50nmである上記項1〜3のいずれかに記載の蛍光ガラス。
5. 原料として希土類元素のβ−ジケトナート錯体を用い、化学蒸気輸送法によって多孔質ガラスの細孔内に該錯体を導入し、該細孔内において、希土類酸化物を蒸着させることを特徴とする、上記項1〜4のいずれかに記載された蛍光ガラスを製造する方法。
6. 原料として、更に、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び遷移金属から選ばれた少なくとも一種の金属のβ−ジケトナート錯体を用いることを特徴とする上記項5に記載の蛍光ガラスの製造方法。
7. 多孔質ガラスの片面側を減圧状態とし、他方の面からキャリアーガスに伴われた原料ガスを細孔内に導入することを特徴とする上記項5又は6に記載の蛍光ガラスの製造方法。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の蛍光ガラスは、多孔質ガラスの細孔内に、希土類酸化物を含む金属酸化物を担持してなるものである。
【0013】
以下、該蛍光ガラスについて、具体的に説明する。
【0014】
多孔質ガラス
本発明で用いる多孔質ガラスとは、貫通した細孔を多数有するガラスである。多孔質ガラスの組成は、特に限定されるものではなく、蛍光ガラスの使用目的に応じて、公知の組成のガラスを適宜選択することができ、用途に応じた充分な耐久性や強度を有する蛍光ガラスとすることができる。この様な多孔質ガラスとしては、例えば、シリカ系多孔質ガラスA(母体ガラスガラス組成: SiO2(55〜80wt%)-B2O3-Na2O-Al2O3)、シリカ系多孔質ガラスB(母体ガラスガラス組成: SiO2(35〜55wt%)-B2O3-Na2O)、シリカ系多孔質ガラスC(母体ガラスガラス組成: SiO2-B2O3-CaO-Al2O3)、シリカ系多孔質ガラスD(母体ガラスガラス組成: SiO2(20〜75wt%)-P2O5-Na2O)、シリカ系多孔質ガラスE(SiO2-B2O3-Na2O-RO(R = アルカリ土類、Zn)、TiO2系多孔質ガラス(母体ガラスガラス組成: SiO2-B2O3-CaO-MgO-Al2O3-TiO2(TiO2は49.5mol%まで添加可能))、希土類系多孔質ガラス(母体ガラスガラス組成: B2O3-Na2O-(CeO2、ThO2、HfO2、La2O3))などが挙げられる。
【0015】
特に、シリカ系多孔質ガラスA、B又はDの組成を有するもの、即ち、SiO2を55〜80重量%含むSiO2-B2O3-Na2O-Al2O3系ガラス、SiO2を35〜55重量%含むSiO2-B2O3-Na2O系ガラス、又はSiO2を20〜75重量%含むSiO2-P2O5-Na2O系ガラスが、高い透明性を有する点で好ましい。
【0016】
これらのガラスは、熱処理を行うことにより、組成の異なる2種類のガラス相に分相をすることが知られており、分相によって生成した第2相を溶解・除去すると、その部分が空隙となり、貫通している細孔を多数有する多孔質ガラスが得られることとなる。
【0017】
本発明で用いる多孔質ガラスにおいて、細孔径は特に限定されるものではないが、好ましい細孔径は、1〜100nm程度であり、より好ましくは2〜50nm程度である。また、多孔質ガラスの比表面積は、通常4〜3400m2/g程度であって、好ましくは、9〜900m2/gである。
【0018】
多孔質ガラスの細孔径や表面積は、熱処理の時間、温度によって制御することができる。
【0019】
また多孔質ガラスの形状も、特に制限されるものではなく、使用目的に応じた任意の形状でよく、例えば、平板状、管状等の各種の形状の多孔質ガラスを用いることができる。
【0020】
蛍光ガラスの製造方法
本発明では、多孔質ガラスの細孔内に希土類酸化物を含む金属酸化物を担持させる方法として、化学蒸気輸送法を採用する。ここで、化学蒸気輸送法とは、通常用いられている化学蒸気輸送法、いわゆるCVDと同様の手法であり、原料ガスを、キャリアーガスや反応ガスと共に、加熱された多孔質ガラスの細孔内に導入し、化学反応による生成物である酸化物を細孔内に蒸着させて担持させる方法である。反応装置としては、図1に記載されるような装置などが用いられる。
【0021】
原料としては、希土類元素のジピバロイルメタナト(DPM)錯体等のβ―ジケトナート錯体を用いることができる。該錯体は、常温では粉末状であるから取扱しやすく、融点が175〜225℃と比較的狭い温度域にあることから、はじめに混合した複数の希土類の組成比で同時に気相を形成することが出来る。その結果、平板状の多孔質ガラスのみならず複雑な形状の多孔質ガラスにも所望する組成で希土類酸化物を担持させることが可能となる。
【0022】
希土類元素としては、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジウム(Pr)、ネオジウム(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、ユーロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tr)、ジスプロシウム(Dy)、エルビウム(Er)、ホルミウム(Ho)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、ルテチウム(Lu)等を例示できる。本発明では、これらの希土類元素のβ―ジケトナート錯体を一種単独又は二種以上混合して用いることができる。これらの希土類元素を含む錯体を用いて、化学蒸気輸送(CVD)法によって多孔質ガラスの細孔内に希土類錯体を導入し、希土類酸化物を担持させることによって、照射した紫外線を有効に蛍光に変えることができ、優れた蛍光性や透明性を有する蛍光ガラスが得られる。
【0023】
上記した希土類元素の内で、特に、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム及びイッテルビウムから選ばれた少なくとも一種の元素のβ―ジケトナート錯体を用いる場合には、良好な蛍光性を有する蛍光ガラスが得られる。
【0024】
更に、上記した希土類元素のβ―ジケトナート錯体に加えて、Na、K等のアルカリ金属、Sr、Ba等のアルカリ土類金属、Ti、Pb、Zr、Cu等の遷移金属等の各種金属のジピバロイルメタナト(DPM)錯体等のβ―ジケトナート錯体も原料として用いることができる。これらの希土類元素以外の金属のβ―ジケトナート錯体を原料として用いる場合には、これらの金属の酸化物を母材として、これに希土類酸化物が分散した状態の複合酸化物が多孔質ガラスの細孔内に担持され、この場合にも良好な蛍光性能を発揮することができる。希土類元素以外の金属のβ―ジケトナート錯体を原料として用いる場合には、全金属元素中、希土類元素が、0.01〜10原子%程度含まれることが好ましい。
【0025】
本発明の方法では、原料として用いる金属錯体を反応室に導入するために、キャリアーガスを利用する。キャリアーガスは、反応性でないガスなら、特に限定なく使用できる。例えば、アルゴンガス、窒素ガス、ヘリウムガスなどが好適に用いられる。
【0026】
通常、原料として用いる金属錯体は、その溶融温度、或いはそれ以上の温度に加熱される。これにより、気化した金属錯体がキャリアーガスに伴われて反応室に導入される。
【0027】
更に、酸素による酸化反応、または加熱による分解によって、目的の酸化物を形成するため、必要に応じて、酸素、空気等の含酸素ガスが供給される。
【0028】
原料錯体の導入量は、原料錯体の蒸気圧などに基づいて決定され、キャリアーガスの流量などにより、適宜それらの導入量を調整できる。
【0029】
原料などを反応室に導入するためのノズル管とノズル先端から多孔質ガラスまでの距離は、例えば、1〜30mm程度に調整される。
【0030】
多孔質ガラスの温度は室温〜800℃程度、好ましくは300〜600℃程度、より好ましくは400〜550℃程度に制御される。反応時間は、導入される希土類酸化物の量などによって異なるが、通常、10分〜100時間程度、好ましくは0.5〜10時間程度とすればよい。
【0031】
多孔質ガラスの細孔内に、効率良く希土類酸化物を含む金属酸化物を担持させるためには、多孔質ガラスの片面側を減圧状態とし、もう一方の面側からキャリアーガスに伴われた原料錯体(場合により酸素又は空気も)を導入し、両面の圧力の差により、原料を多孔質ガラスの貫通している細孔内部まで導入して、細孔の内表面に酸化物を蒸着することが好ましい。減圧は、ロータリーポンプなどにより調整することができ、真空度は、圧力コントローラーにより制御することができる。減圧の範囲は、特に限定的ではないが、通常、0.1Pa〜大気圧より低い圧力程度とすればよい。
【0032】
また、多孔質ガラスの一方の面側を減圧状態として、CVD法によって希土類酸化物を担持させた後、多孔質ガラスを裏返して再び同様の方法で反対面側から希土類酸化物を担持させても良い。
【0033】
蛍光ガラス
以上の方法によって、多孔質ガラスの細孔内に、希土類酸化物を含む金属酸化物が担持された蛍光ガラスが得られる。上記した方法によれば、通常、希土類酸化物を含む金属酸化物は、多孔質ガラスの細孔内にナノメーターオーダーの超微粒子として担持される。希土類酸化物の導入量については、特に限定的ではなく、要求される発光強度に応じて、適宜導入量を決めればよい。導入される酸化物の量の上限については、通常、使用する多孔質ガラスの細孔径によって決まるが、本発明方法では、上限値まで酸化物を導入することも可能である。
【0034】
形成される希土類酸化物は、多孔質ガラスの温度が低い場合には、結晶化の程度が低くアモルファスに近い状態であるが、多孔質ガラスの温度が、500℃程度以上となると結晶化が進行し、より強い発光を示すものとなる。
【0035】
本発明の蛍光ガラスは、希土類酸化物を含む金属酸化物を導入することにより透明性が低下することがほとんど無く、しかも優れた蛍光性を有するものであり、非常に有用性の高い蛍光ガラスである。
【0036】
この様な蛍光ガラスは、紫外光を高効率で視覚的に観察可能な可視光に変換できる材料であり、例えば、ランプ用蛍光管、蛍光ファイバー、LCDのバックライトや表示装置、ELやFEDを始めとするフラットディスプレー用表示材などの各種用途に有効に用いることができる。
【0037】
【発明の効果】
本発明によれば、基材として用いる多孔質ガラスの透明性を大きく変化させること無く、優れた発光性能を有する蛍光ガラスを得ることができる。また、基材として用いる多孔質ガラスを適宜選択することによって、充分な耐久性や強度を有する蛍光ガラスとすることができる。
【0038】
また、希土類のβ−ジケトナート錯体を原料として用い、化学蒸気輸送法を採用することによって、任意の組成の希土類酸化物を簡単に製造することができ、目的に応じた発光性能を有する蛍光ガラスを容易に作製することができる。また、平板状の基板のみならず、複雑な形状の多孔質ガラスにも所望する組成で希土類酸化物を担持させることが可能となり、多様な用途に使用し得る種々の形状の蛍光ガラスを容易に得ることができる。
【0039】
【実施例】
以下、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
【0040】
実施例1
原料錯体としては、母結晶源としてトリス(ジピバロイルメタナト)イットリウム(Y(DPM)3)を用い、付活剤源としてトリス(ジピバロイルメタナト)ユーロピウム(Eu(DPM)3)を用いた。いずれも、昭和電工(株)製の純度99%以上の希土類DPM錯体を用いた。これらの原料を用いて下記の方法で多孔質ガラス基材の細孔内にY2O3:Eu3+の微粒子を担持させた。
【0041】
多孔質ガラスとしては、主として孔径50nmの細孔を有する赤川硬質硝子製のシリカ系多孔質ガラスを用いた。
【0042】
図1に、使用した希土類蛍光体担持装置の概略の構成を示す。上記した希土類DPM錯体を所定量パイレックス製ガラスボートに入れ、電気炉で205℃に加熱して気化させた。装置の上流側(多孔質ガラスを挟んで左側)に希土類錯体を位置させ下流側(同じく右側)をポンプで減圧して反応ガスを基材の細孔内に導入した。反応は10分間行った。
【0043】
この様にして得られた希土類酸化物担持多孔質ガラスを、UV-VISスペクトル、蛍光スペクトル、XRDおよび組成分析の各測定に供した。
【0044】
得られた多孔質ガラスは反応前のそれとほとんど変わりなく透光性を有していた。UV-VIS透過スペクトルの結果、処理前後で大きな変化は無く、特に可視域における吸収等は見られなかった。
【0045】
蛍光スペクトルにおいては、5D0-7F2に帰属される赤色の発光のピークのみが観察された。
【0046】
一方、XRDではY2O3に帰属される結晶のピークは観察されなかった。このことから、細孔中に導入されたY2O3:Eu3+はアモルファスである可能性が高いと推察された。
【0047】
更に、発光強度を比較するために、Eu3+イオンの種々の付活量のY2O3:Eu3+を合成して、その発光強度を相対比較した。その結果を図2に示す。Y2O3:Eu3+を担持した多孔質ガラスはEu3+イオンの導入量が少ない場合でも、それと同等のEu3+イオン導入量の粉末状のY2O3:Eu3+より強く発光することがわかった。
【0048】
実施例2
多孔質ガラスの温度を500℃に加熱する以外は、実施例1と同様の方法で希土類酸化物担持多孔質ガラスを作製した。
【0049】
得られた多孔質ガラスでは、実施例1と比較して細孔中に導入されたY2O3:Eu3+の結晶化が進行しており、実施例1のガラスと比較して、高い発光強度を有するものであった。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で用いた希土類蛍光体担持装置の概略の構成を示す図面。
【図2】実施例1で得たEu3+イオンの種々の付活量のY2O3:Eu3+について、発光強度を相対比較するグラフ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluorescent glass and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, fluorescent glass using rare earth elements has been known, and has been put to practical use, for example, as a fluorescent material for a lamp or a fluorescent material for a cathode ray tube. Examples of such fluorescent glass, for example, a glass component such as SiO 2 or B 2 O 3, glass composed of a rare earth element Tb 2 O 3 and Eu 2 O 3, and has been known (for example, the following (See Patent Document 1 and Patent Document 2). Further, it is a glass containing phosphorus, oxygen, and fluorine, and a fluorescent phosphate glass containing Eu or Tb as a fluorescent agent, or a fluorescent phosphate fluorescent containing Eu, Tb, Sm, or Mn as a fluorescent agent. Glass is also known (see Patent Document 3 and Patent Document 4 below).
[0003]
However, the glass described in Patent Document 1 contains only up to 1.5 mol% of Eu 2 O 3 as a fluorescent agent, and the glass described in Patent Document 2 has Tb 2 as a fluorescent agent. O 3, because only contains up to 1.5 mol%, sufficient fluorescence intensity can not be obtained at a concentration of Eu 2 O 3 or Tb 2 O 3 of this degree.
[0004]
Moreover, although the glass described in patent documents 3, 4 etc. contains many fluorescent agents, since it is a fluorinate glass, thermal durability and glass strength are small, and glass for fluorescent lamps or large sized glass It is difficult to produce a plate.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No.57-27047 [0006]
[Patent Document 2]
Japanese Examined Patent Publication No. 57-27048 [0007]
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 8-133780
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-206422
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the current state of the prior art described above, and its main purpose is to provide a glass having sufficient durability and strength, and further providing a fluorescent glass having excellent emission intensity. That is.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been intensively studied to achieve the above-described object. As a result, according to the method in which a specific complex is used as the rare earth compound and this is introduced into the pores of the porous glass by the chemical vapor transport method, it has high emission intensity and transparency is not hindered. We have found that fluorescent glass with excellent properties can be obtained, and that fluorescent glass with sufficient durability and strength can be obtained by appropriately selecting a porous glass as a base material, and the present invention is completed here. It came to do.
[0011]
That is, this invention provides the following fluorescent glass and its manufacturing method. 1. A fluorescent glass in which a metal oxide containing a rare earth oxide is supported in the pores of a porous glass.
2. Item 2. The fluorescent glass according to Item 1, wherein the rare earth oxide is an oxide of at least one rare earth element selected from cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium and ytterbium. .
3. Base glass of the porous glass, SiO 2 -B 2 O 3 -Na 2 O-Al 2 O 3 based glass containing SiO 2 55 to 80 wt%, SiO 2 -B 2 comprising SiO 2 35 to 55 wt% Item 3. The fluorescent glass according to Item 1 or 2, which is O 3 —Na 2 O glass or SiO 2 —P 2 O 5 —Na 2 O glass containing 20 to 75% by weight of SiO 2 .
4). Item 4. The fluorescent glass according to any one of Items 1 to 3, wherein the porous glass has a pore diameter of 2 to 50 nm.
5. A rare earth element β-diketonate complex is used as a raw material, the complex is introduced into the pores of the porous glass by a chemical vapor transport method, and the rare earth oxide is deposited in the pores. Item 5. A method for producing the fluorescent glass according to any one of Items 1 to 4.
6). Item 6. The method for producing a fluorescent glass according to Item 5, wherein a β-diketonate complex of at least one metal selected from alkali metals, alkaline earth metals and transition metals is further used as a raw material.
7). Item 7. The method for producing fluorescent glass according to Item 5 or 6, wherein one side of the porous glass is in a reduced pressure state, and a raw material gas accompanying the carrier gas is introduced into the pores from the other side.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The fluorescent glass of the present invention is obtained by supporting a metal oxide containing a rare earth oxide in the pores of a porous glass.
[0013]
Hereinafter, the fluorescent glass will be specifically described.
[0014]
Porous glass The porous glass used in the present invention is a glass having many through-holes. The composition of the porous glass is not particularly limited, and a glass having a known composition can be appropriately selected according to the purpose of use of the fluorescent glass, and the fluorescent glass has sufficient durability and strength depending on the application. Can be glass. Examples of such porous glass include silica-based porous glass A (matrix glass glass composition: SiO 2 (55-80 wt%)-B 2 O 3 —Na 2 O—Al 2 O 3 ), silica-based porous glass Glass B (matrix glass glass composition: SiO 2 (35 to 55 wt%)-B 2 O 3 —Na 2 O), silica-based porous glass C (matrix glass glass composition: SiO 2 —B 2 O 3 —CaO— Al 2 O 3 ), silica-based porous glass D (matrix glass glass composition: SiO 2 (20 to 75 wt%)-P 2 O 5 -Na 2 O), silica-based porous glass E (SiO 2 -B 2 O 3 -Na 2 O-RO (R = alkaline earth, Zn), TiO 2 porous glass (matrix glass glass composition: SiO 2 -B 2 O 3 -CaO-MgO-Al 2 O 3 -TiO 2 (TiO 2 can be added up to 49.5 mol%)), rare earth-based porous glass (matrix glass composition: B 2 O 3 -Na 2 O- (CeO 2 , ThO 2 , HfO 2 , La 2 O 3 ))) It is done.
[0015]
In particular, those having silica-based porous glass A, the composition of B or D, i.e., SiO 2 -B 2 O 3 -Na 2 O-Al 2 O 3 based glass containing SiO 2 55 to 80 wt%, SiO 2 35 to 55 wt% including SiO 2 -B 2 O 3 -Na 2 O -based glass, or SiO 2 -P 2 O 5 -Na 2 O system glass containing SiO 2 20 to 75% by weight, high transparency It is preferable in that it has.
[0016]
These glasses are known to undergo phase separation into two types of glass phases with different compositions by heat treatment. When the second phase generated by phase separation is dissolved and removed, the portion becomes voids. Thus, a porous glass having a large number of penetrating pores can be obtained.
[0017]
In the porous glass used in the present invention, the pore diameter is not particularly limited, but the preferred pore diameter is about 1 to 100 nm, more preferably about 2 to 50 nm. The specific surface area of the porous glass is usually about 4 to 3400 m 2 / g, and preferably 9 to 900 m 2 / g.
[0018]
The pore diameter and surface area of the porous glass can be controlled by the heat treatment time and temperature.
[0019]
The shape of the porous glass is not particularly limited, and may be any shape according to the purpose of use. For example, porous glass having various shapes such as a flat plate shape and a tubular shape can be used.
[0020]
Method for producing fluorescent glass In the present invention, a chemical vapor transport method is employed as a method for supporting a metal oxide containing a rare earth oxide in the pores of a porous glass. Here, the chemical vapor transport method is a method similar to the commonly used chemical vapor transport method, so-called CVD, and the raw material gas is mixed with the carrier gas and the reaction gas in the pores of the heated porous glass. In this method, an oxide, which is a product of a chemical reaction, is deposited in the pores and supported. As the reaction apparatus, an apparatus as shown in FIG. 1 is used.
[0021]
As a raw material, a β-diketonate complex such as a dipivaloylmethanato (DPM) complex of a rare earth element can be used. The complex is easy to handle because it is in the form of a powder at room temperature, and since the melting point is in a relatively narrow temperature range of 175 to 225 ° C., a gas phase can be simultaneously formed with a composition ratio of a plurality of rare earths mixed first. I can do it. As a result, it is possible to support the rare earth oxide with a desired composition not only in the flat porous glass but also in the porous glass having a complicated shape.
[0022]
As rare earth elements, scandium (Sc), yttrium (Y), lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pm), samarium (Sm), europium (Eu), Examples thereof include gadolinium (Gd), terbium (Tr), dysprosium (Dy), erbium (Er), holmium (Ho), thulium (Tm), ytterbium (Yb), and lutetium (Lu). In the present invention, these β-diketonate complexes of rare earth elements can be used singly or in combination of two or more. Using these rare earth element-containing complexes, the rare earth complex is introduced into the pores of the porous glass by chemical vapor transport (CVD) method, and the rare earth oxide is supported to effectively irradiate the irradiated ultraviolet light. The fluorescent glass having excellent fluorescence and transparency can be obtained.
[0023]
Among the rare earth elements described above, particularly when a β-diketonate complex of at least one element selected from cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium and ytterbium is used. Gives a fluorescent glass having good fluorescence.
[0024]
Further, in addition to the β-diketonate complex of the rare earth elements described above, divalent metals such as alkali metals such as Na and K, alkaline earth metals such as Sr and Ba, and transition metals such as Ti, Pb, Zr and Cu are used. A β-diketonate complex such as pivaloylmethanato (DPM) complex can also be used as a raw material. When a β-diketonate complex of a metal other than these rare earth elements is used as a raw material, a composite oxide in which a rare earth oxide is dispersed in the oxide of these metals as a base material is a fine particle of the porous glass. In this case, good fluorescence performance can be exhibited. When a β-diketonate complex of a metal other than a rare earth element is used as a raw material, it is preferable that the rare earth element is contained in an amount of about 0.01 to 10 atomic% in all the metal elements.
[0025]
In the method of the present invention, a carrier gas is used to introduce a metal complex used as a raw material into the reaction chamber. The carrier gas can be used without particular limitation as long as it is not reactive. For example, argon gas, nitrogen gas, helium gas, etc. are preferably used.
[0026]
Usually, the metal complex used as a raw material is heated to its melting temperature or higher. Thereby, the vaporized metal complex is introduced into the reaction chamber along with the carrier gas.
[0027]
Furthermore, in order to form the target oxide by oxidation reaction with oxygen or decomposition by heating, oxygen-containing gas such as oxygen or air is supplied as necessary.
[0028]
The introduction amount of the raw material complex is determined based on the vapor pressure of the raw material complex and the like, and the introduction amount thereof can be appropriately adjusted by the flow rate of the carrier gas.
[0029]
The distance from the nozzle tube for introducing the raw material and the like into the reaction chamber and the tip of the nozzle to the porous glass is adjusted to about 1 to 30 mm, for example.
[0030]
The temperature of the porous glass is controlled at room temperature to about 800 ° C, preferably about 300 to 600 ° C, more preferably about 400 to 550 ° C. The reaction time varies depending on the amount of the rare earth oxide to be introduced and the like, but is usually about 10 minutes to 100 hours, preferably about 0.5 to 10 hours.
[0031]
In order to efficiently carry a metal oxide containing a rare earth oxide in the pores of the porous glass, one side of the porous glass is in a reduced pressure state, and the raw material accompanying the carrier gas from the other side Introduce a complex (or oxygen or air as the case may be), introduce a raw material into the pores penetrating the porous glass, and deposit an oxide on the inner surface of the pores due to the difference in pressure on both sides Is preferred. The reduced pressure can be adjusted by a rotary pump or the like, and the degree of vacuum can be controlled by a pressure controller. Although the range of pressure reduction is not particularly limited, it may be usually about 0.1 Pa to a pressure lower than atmospheric pressure.
[0032]
Alternatively, after one surface side of the porous glass is in a reduced pressure state and the rare earth oxide is supported by the CVD method, the porous glass is turned over and again the rare earth oxide is supported from the opposite surface side by the same method. good.
[0033]
Fluorescent glass By the above method, a fluorescent glass in which a metal oxide containing a rare earth oxide is supported in the pores of the porous glass is obtained. According to the above-described method, the metal oxide containing rare earth oxide is usually carried as nanometer-order ultrafine particles in the pores of the porous glass. The introduction amount of the rare earth oxide is not particularly limited, and the introduction amount may be appropriately determined according to the required light emission intensity. The upper limit of the amount of oxide to be introduced is usually determined by the pore diameter of the porous glass to be used, but in the method of the present invention, the oxide can be introduced up to the upper limit.
[0034]
When the temperature of the porous glass is low, the rare earth oxide to be formed has a low degree of crystallization and is close to an amorphous state, but crystallization proceeds when the temperature of the porous glass is about 500 ° C. or higher. In addition, the light emission is stronger.
[0035]
The fluorescent glass of the present invention is a highly useful fluorescent glass that is hardly deteriorated in transparency by introducing a metal oxide containing a rare earth oxide and has excellent fluorescence. is there.
[0036]
Such fluorescent glass is a material that can convert ultraviolet light into visible light that can be visually observed with high efficiency. For example, fluorescent lamps for fluorescent lamps, fluorescent fibers, LCD backlights and display devices, EL and FED It can be effectively used for various applications such as flat display materials.
[0037]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fluorescent glass which has the outstanding light emission performance can be obtained, without changing the transparency of the porous glass used as a base material largely. Moreover, it can be set as the fluorescent glass which has sufficient durability and intensity | strength by selecting suitably the porous glass used as a base material.
[0038]
Furthermore, by using a rare earth β-diketonate complex as a raw material and adopting a chemical vapor transport method, a rare earth oxide having an arbitrary composition can be easily produced, and a fluorescent glass having a light emitting performance according to the purpose can be obtained. It can be easily manufactured. In addition, it is possible to support rare earth oxides with a desired composition not only on a flat substrate but also on a porous glass having a complicated shape, and various shapes of fluorescent glass that can be used for various purposes can be easily obtained. Obtainable.
[0039]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
[0040]
Example 1
As a raw material complex, tris (dipivaloylmethanato) yttrium (Y (DPM) 3 ) is used as a parent crystal source, and tris (dipivaloylmethanato) europium (Eu (DPM) 3 ) is used as an activator source. Using. In each case, a rare earth DPM complex with a purity of 99% or more manufactured by Showa Denko Co., Ltd. was used. Using these raw materials, fine particles of Y 2 O 3 : Eu 3+ were supported in the pores of the porous glass substrate by the following method.
[0041]
As the porous glass, silica-based porous glass made mainly of Akagawa hard glass having pores with a pore diameter of 50 nm was used.
[0042]
FIG. 1 shows a schematic configuration of the rare earth phosphor supporting device used. A predetermined amount of the above-mentioned rare earth DPM complex was put in a Pyrex glass boat and vaporized by heating to 205 ° C. in an electric furnace. The rare earth complex was positioned on the upstream side (left side across the porous glass) of the apparatus, and the downstream side (also right side) was depressurized with a pump to introduce the reaction gas into the pores of the substrate. The reaction was carried out for 10 minutes.
[0043]
The thus obtained rare earth oxide-supported porous glass was subjected to each measurement of UV-VIS spectrum, fluorescence spectrum, XRD and composition analysis.
[0044]
The obtained porous glass had translucency almost the same as that before the reaction. As a result of the UV-VIS transmission spectrum, there was no significant change before and after the treatment, and absorption in the visible range was not observed.
[0045]
In fluorescence spectrum, 5 D 0 - only peak red emission attributed to 7 F 2 was observed.
[0046]
On the other hand, no crystal peak attributed to Y 2 O 3 was observed in XRD. From this, it was speculated that Y 2 O 3 : Eu 3+ introduced into the pores is highly likely to be amorphous.
[0047]
Furthermore, in order to compare the emission intensities, Y 2 O 3 : Eu 3+ with various activation amounts of Eu 3+ ions was synthesized, and the emission intensities were relatively compared. The result is shown in FIG. Y 2 O 3: porous glass carrying Eu 3+ even if a small amount of introduced Eu 3+ ions into equivalent Eu 3+ ion introduction amount powdered Y 2 O 3: stronger than Eu 3+ It turns out that it emits light.
[0048]
Example 2
A rare earth oxide-supported porous glass was produced in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the porous glass was heated to 500 ° C.
[0049]
In the obtained porous glass, crystallization of Y 2 O 3 : Eu 3+ introduced into the pores has progressed compared to Example 1, and is higher than that of the glass of Example 1. It had a luminescence intensity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a drawing showing a schematic configuration of a rare earth phosphor supporting device used in Example 1. FIG.
FIG. 2 is a graph comparing relative emission intensities of Y 2 O 3 : Eu 3+ with various activation amounts of Eu 3+ ions obtained in Example 1.

Claims (3)

原料として希土類元素のβ−ジケトナート錯体を用い、化学蒸気輸送法によって多孔質ガラスの細孔内に該錯体を導入し、該細孔内において、希土類酸化物を蒸着させることを特徴とする、多孔質ガラスの細孔内に、希土類酸化物を含む金属酸化物を担持してなる蛍光ガラスを製造する方法。Using a β-diketonate complex of a rare earth element as a raw material, introducing the complex into the pores of porous glass by a chemical vapor transport method, and depositing a rare earth oxide in the pores, For producing fluorescent glass in which a metal oxide containing a rare earth oxide is supported in the pores of a porous glass . 原料として、更に、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び遷移金属から選ばれた少なくとも一種の金属のβ−ジケトナート錯体を用いることを特徴とする請求項に記載の蛍光ガラスの製造方法。The method for producing a fluorescent glass according to claim 1 , wherein a β-diketonate complex of at least one metal selected from alkali metals, alkaline earth metals and transition metals is further used as a raw material. 多孔質ガラスの片面側を減圧状態とし、他方の面からキャリアーガスに伴われた原料ガスを細孔内に導入することを特徴とする請求項又はに記載の蛍光ガラスの製造方法。The method for producing a fluorescent glass according to claim 1 or 2 , wherein one side of the porous glass is in a reduced pressure state, and a raw material gas accompanying the carrier gas is introduced into the pores from the other side.
JP2003011950A 2003-01-21 2003-01-21 Fluorescent glass and method for producing the same Expired - Lifetime JP4161193B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003011950A JP4161193B2 (en) 2003-01-21 2003-01-21 Fluorescent glass and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003011950A JP4161193B2 (en) 2003-01-21 2003-01-21 Fluorescent glass and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004224604A JP2004224604A (en) 2004-08-12
JP4161193B2 true JP4161193B2 (en) 2008-10-08

Family

ID=32900702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003011950A Expired - Lifetime JP4161193B2 (en) 2003-01-21 2003-01-21 Fluorescent glass and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4161193B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008062797A1 (en) * 2006-11-21 2008-05-29 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Phosphor for vacuum ultraviolet excitation
JP5131841B2 (en) * 2008-07-09 2013-01-30 独立行政法人産業技術総合研究所 Red fluorescent glass
CN102985383A (en) * 2010-07-14 2013-03-20 海洋王照明科技股份有限公司 Rare earth ions doped alkali metal silicate luminescent glass and the preparation method thereof
CN114455832A (en) * 2022-02-24 2022-05-10 云南大学 Optical glass, preparation method thereof and application of optical glass in plant light fertilizer universal light source

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004224604A (en) 2004-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7938551B2 (en) Luminescent glass
EP2852655B1 (en) New phosphors, such as new narrow-band red emitting phosphors, for solid state lighting
Ferhi et al. Combustion synthesis and luminescence properties of LaPO4: Eu (5%)
Rakov et al. Strong photoluminescence and cathodoluminescence due to f–f transitions in Eu 3+ doped Al 2 O 3 powders prepared by direct combustion synthesis and thin films deposited by laser ablation
US6391273B1 (en) Process and apparatus for producing oxidic nanocrystals
Hao et al. Tuning of the blue emission from europium-doped alkaline earth chloroborate thin films activated in air
KR20070004883A (en) Oxynitride powder and preparation method thereof
JP2009530452A (en) Gas phase penetration of luminescent materials into the pore system of inverse opal
CN102625820A (en) Oxynitride phosphor powder, nitride phosphor powder and a production method therefor
US20080191607A1 (en) Phosphor, Method For Producing Same, And Light-Emitting Device Using Same
Armelao et al. Luminescent properties of Eu-doped lanthanum oxyfluoride sol− gel thin films
JP2012007096A (en) Method for producing rare earth metal nitride
Jung et al. Preparation of CaMgSi2O6: Eu blue phosphor particles by spray pyrolysis and its VUV characteristics
JP4161193B2 (en) Fluorescent glass and method for producing the same
Pellegrino et al. Energy conversion systems: Molecular architecture engineering of metal precursors and their applications to vapor phase and solution routes
CN101595200B (en) Luminescent substances
Jung et al. Boron nitride nanoparticle phosphors for use in transparent films for deep-UV detection and white light-emitting diodes
Krishnan et al. Synthesis and up/down conversion luminescence properties of Na 0.5 R 0.5 MoO 4: Ln 3+(R 3+= La, Gd),(Ln 3+= Eu, Tb, Dy, Yb/Er) thin phosphor films grown by pulsed laser deposition technique
Ltaief et al. Structural and optical investigations of new fluorophosphates solid solutions LixY1-yLny (PO4) 1-xF4x (0< x≤ 0.4; Ln= Eu, Tb) as phosphors for solid-state lighting
JP3769609B2 (en) High-brightness metal oxide fluorescent structure, manufacturing method and manufacturing apparatus thereof
Kang et al. Y2SiO5: Tb phosphor particles prepared from colloidal and aqueous solutions by spray pyrolysis
Hao et al. Cathodoluminescence of Sr2B5O9Cl thin films doped with Tm3+, Tb3+ and Mn2+
WO2003078543A1 (en) Novel methods for preparing rare-earth oxysulfide phosphors, and resulting materials
Jeoung et al. Preparation of spherical phosphor (Y, Gd) BO 3: Eu by polymeric-aerosol pyrolysis
Devi et al. Single-step deposition of Eu-doped Y2O3 phosphor coatings through a precursor plasma spraying technique

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050509

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070723

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070801

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20070928

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20071003

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071025

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20071025

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080618

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080708

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110801

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4161193

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110801

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120801

Year of fee payment: 4

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term