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YAG系蛍光体およびその製造方法 NEW

国内特許コード P180015457
整理番号 84-P2014-152-JP01
掲載日 2018年11月19日
出願番号 特願2015-122976
公開番号 特開2017-008162
出願日 平成27年6月18日(2015.6.18)
公開日 平成29年1月12日(2017.1.12)
発明者
  • 秋山 友宏
  • 大山 純平
  • 朱 春宇
  • 齊藤 元貴
出願人
  • 国立大学法人北海道大学
発明の名称 YAG系蛍光体およびその製造方法 NEW
発明の概要 【課題】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の提供。
【解決手段】本発明に係るYAG系蛍光体の製造方法では、Y23粉末とAl23粉末と金属Al粉末を含む素粉末を原料とし、金属Al粉末の酸化熱を利用してYAG系蛍光体を燃焼合成する。原料中のY23粉末とAl23粉末と金属Al粉末の比をモル比でY23:Al23:Al=1.5:x:(5-2x)としたときに、xを1.5~1.8の範囲に設定することが好ましい。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


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、Y23とAl23の複合酸化物であるY3Al512(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。

産業上の利用分野


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。

特許請求の範囲 【請求項1】
酸化イットリウム(Y23)粉末と酸化アルミニウム(Al23)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(Y3Al512)系蛍光体を燃焼合成する、YAG系蛍光体の製造方法。

【請求項2】
前記原料中のY23粉末と前記Al23粉末と前記金属Al粉末の比をモル比でY23:Al23: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、請求項1に記載のYAG系蛍光体の製造方法。

【請求項3】
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Y23粉末と前記CeO2粉末と前記Al23粉末と前記金属Al粉末の比をモル比でY23:CeO2:Al23: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4】
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3に記載のYAG系蛍光体の製造方法。

【請求項5】
前記xを1.70~1.75の範囲に設定する、請求項2~4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1~5の何れか1項に記載のYAG系蛍光体の製造方法。

【請求項7】
前記酸素供給剤はNaClO4である、請求項6に記載のYAG系蛍光体の製造方法。

【請求項8】
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3~7の何れか1項に記載のYAG系蛍光体の製造方法。

【請求項9】
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8に記載のYAG系蛍光体の製造方法。

【請求項10】
前記Al23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1~9の何れか1項に記載のYAG系蛍光体の製造方法。

【請求項11】
請求項1~10の何れか1項に記載の方法で合成されたYAG系蛍光体。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2015122976thum.jpg
出願権利状態 公開
参考情報 (研究プロジェクト等) 各種機能性材料の燃焼合成
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