ブラックライト照射により発光するセリウム（III）及びテルビウム（III）共付活バテライト蛍光体の合成とその蛍光特性

摘要

近年，表示板，標識,ビルの外壁などに可視光線に近い近紫外線を照射することにより発光する景観材用蛍光体が注目されている．また，これまでの蛍光体の合成は母体結晶と付活剤を混合して1000°C以上の高温で焼成しているが，今後低エネルギー型の蛍光体の合成が望まれる．著者らは，非晶質炭酸カルシウムが生成時に付活剤としての陽イオンを取り込みやすい性質を利用して，低エネルギー型の液相反応による炭酸カルシウム蛍光体の合成に関する一連の研究を行っていが．これまでに，付活剤にスズ（II）イオンあるいは鉛（II）とマンガン（II）イオンの両者を用いることにより254nmの紫外線を照射して青又は赤色発光，セリウム（III）とマンガン（II）イオンの両者を用いることによりブラックライト照射により赤色発光する炭酸カルシウム蛍光体を合成した．炭酸カルシウムを母体結晶としてブラックライト照射により緑及び青色発光する蛍光体を合成すれば，光の三原色をすべて合成することができるため多彩な発光色を演出することができ沈降炭酸カルシウムの付加価値を高めることができる．これまでに，テレビ，モニターなどの陰極線管などへの利用を目的とした緑色発光する蛍光体の母体結晶としては，硫化物,酸化物，ケイ酸塩及びリソ酸塩など多種類のものがある．また，これらの蛍光体の付活剤としては，銅（II），マンガン（II）及びセリウム（III）イオンなどを用いているが，三色蛍光ランプ，Ⅹ線の蛍光板などにはテルビウム（III）イオンも使用されている．セリウム（III）イオン，マンガン（II）イオンなどを付活剤として用いると母体結晶の影響を受けて発光ピーク波長は変化する．こわは励起された電子が基底状態にもどるとき外部のfあるいはd準位にあった電子が内部のfあるいはd準位に落ちながら光を放出するためである．これに対して，テルビウム（III）イオンを付活した蛍光体の場合，外部のf準位はその外殻にd準位があるため母体結晶の影響を減少させる．このため，テルビウム（III）イオンを付活させた蛍光体は母体結晶の種類に関係なく緑色発光する,しかし，テルビウム（III）付活蛍光体の励起波長は275nm付近であり，テルビウム（III）イオンを単独で付活する蛍光体ではブラックライト照射により緑色発光することは困難である。 これに対して，セリウム（III）イオンはブラックライトの発光波長領域に励起波長を待つため，これとテルビウムイオン（III）とを組み合わせることによりブラックライト照射により緑色発光する蛍光体を合成することが可能と考えられる.なお，テルビウム（III）イオンに対してセリウム（III）イオンが増感剤の役割をはたしていることは既に知られているそこで，本研究では，液相反応によるブラックライト照射にょり緑色発光するセリウム（III）及びテルビウム（III）共付活炭酸カルシウム蛍光体の合成を目的とし，このときの合成条件及び蛍光体の蛍光特性について検討を行った．