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YAG-BASED FLUOPHOR AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR

Patent code P180015457
File No. 84-P2014-152-JP01
Posted date Nov 19, 2018
Application number P2015-122976
Publication number P2017-008162A
Patent number P6602066
Date of filing Jun 18, 2015
Date of publication of application Jan 12, 2017
Date of registration Oct 18, 2019
Inventor
  • (In Japanese)秋山 友宏
  • (In Japanese)大山 純平
  • (In Japanese)朱 春宇
  • (In Japanese)齊藤 元貴
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人北海道大学
Title YAG-BASED FLUOPHOR AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology excellent in energy cost and capable of manufacturing a YAG-based fluophor in short time.
SOLUTION: The manufacturing method of a YAG-based fluophor includes combustion synthesizing the YAG-based fluophor by using oxidation heat of metal Al powders with raw powders containing Y2O3 powders, Al2O3 powders and metal Al powders as a raw material. It is preferably to set x in a range of 1.5 to 1.8 when a ratio of the Y2O3 powders, the Al2O3 powders and the metal Al powders in the raw material, by molar ratio, is Y2O3:Al2O3:Al=1.5:x:(5-2x).
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

LEDは、その変換効率の高さや長寿命といった特長から、白熱電球や蛍光灯に代わる次世代照明として注目されており、現在では、発光素子から発生した光を蛍光体で色変換させて出力させるLEDが主流となっている。

このようなLEDで用いられる蛍光体の代表的なものとして、Ceで賦活したYAG系蛍光体がある。Ce賦活YAG(YAG:Ce)蛍光体は、Y2O3とAl2O3の複合酸化物であるY3Al5O12(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)中の一部のY原子をCe原子に置換した蛍光体であり、青色の光(波長約460nm)を吸収し黄色の光(波長約530nm)を放出する特性をもった物質で、1990年代の初めに開発された青色LEDとの組み合わせにより、青色光と黄色光を組み合わせた擬似白色光を得ることができるため、現在では白色LEDに広く使用されている(例えば、特許文献1(特許第3503139号明細書)および特許文献2(特許第3700502号明細書))。

このような蛍光体は、その製造時に大きなエネルギーを必要とする。例えば、特許文献3(特開2014-148677号公報)の段落0003には、「YAG蛍光体は、一般に、固相反応法を介し、(約1600℃を上回る)高い温度で調製される。」旨の記載があり、このような高温熱処理には数時間を要する。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、エネルギーコストに優れ且つ短時間にYAG系蛍光体を製造可能とする技術に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
酸化イットリウム(Y2O3)粉末と酸化アルミニウム(Al2O3)粉末と金属Al粉末を含む素粉末を原料とし、前記金属Al粉末の酸化熱を利用してYAG(Y3Al5O12)系蛍光体を燃焼合成する、YAG系蛍光体の製造方法であって、
前記原料中のY2O3粉末と前記Al2O3粉末と前記金属Al粉末の比をモル比でY2O3:Al2O3:Al=1.5:x:(5-2x)としたときに、前記xを1.5~1.8の範囲に設定する、YAG系蛍光体の製造方法。

【請求項2】
 
前記原料中に、さらにセリウム酸化物(CeO2)粉末を添加し、前記Y2O3粉末と前記CeO2粉末と前記Al2O3粉末と前記金属Al粉末の比をモル比でY2O3:CeO2:Al2O3:Al=(1.5-α):2α:x:(5-2x)としたときに、前記xを1.5~1.8の範囲に設定する、請求項1に記載のYAG系蛍光体の製造方法。

【請求項3】
 
2α/[2(1.5-α)+2α]で定義される前記αと(1.5-α)の比を、1.0%以上で5.0%以下に設定する、請求項2に記載のYAG系蛍光体の製造方法。

【請求項4】
 
前記xを1.70~1.75の範囲に設定する、請求項1~3の何れか1項に記載のYAG系蛍光体の製造方法。

【請求項5】
 
前記原料に、さらに酸素供給剤として過塩素酸物を加える、請求項1~4の何れか1項に記載のYAG系蛍光体の製造方法。

【請求項6】
 
前記酸素供給剤はNaClO4である、請求項5に記載のYAG系蛍光体の製造方法。

【請求項7】
 
前記原料に、更にフッ化バリウム(BaF2)粉末を添加する、請求項2~6の何れか1項に記載のYAG系蛍光体の製造方法。

【請求項8】
 
前記BaF2粉末の添加量を、原料の素粉末の全量に対して4~6wt%の範囲に設定する、請求項7に記載のYAG系蛍光体の製造方法。

【請求項9】
 
前記Al2O3粉末および金属Al粉末として、純度99.99%以上のものを用いる、請求項1~8の何れか1項に記載のYAG系蛍光体の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2015122976thum.jpg
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) (In Japanese)各種機能性材料の燃焼合成
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