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(In Japanese)蛍光体、及び蛍光体の製造方法

Patent code P180015601
File No. 4418
Posted date Nov 22, 2018
Application number P2015-555055
Date of filing Dec 26, 2014
International application number JP2014084590
International publication number WO2015099145
Date of international filing Dec 26, 2014
Date of international publication Jul 2, 2015
Priority data
  • P2013-273573 (Dec 27, 2013) JP
  • P2014-079558 (Apr 8, 2014) JP
Inventor
  • (In Japanese)上田 純平
  • (In Japanese)黒石 景友
  • (In Japanese)田部 勢津久
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人京都大学
Title (In Japanese)蛍光体、及び蛍光体の製造方法
Abstract (In Japanese)本発明の課題は、紫外線励起による長残光特性に優れ、且つ、青色光励起による長残光特性に優れた蛍光体及びその製造方法を提供することである。本発明は、下記組成式 (1):
A3B2C3O12 (1)
(式中、
Aは、(i) Mg、Ca、Sr、La、Gd、Tb、Lu、及びYからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素、並びに、(ii)Ceであり、
BはAl、Ga、Sc、In、Mg、Lu、及びYからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素であり、
CはSi、Ge、Al及びGaからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素である)で表される化合物に、
Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Hf、Si、Yb、Eu、Pr及びTbからなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素がドープされていることを特徴とする蛍光体に関する。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

蓄光型長残光蛍光体は、外部からのエネルギー(例:紫外線、紫光等)によって生成した電子・ホール等のキャリアを一時的に結晶内欠陥にトラップ(trap)し、当該トラップされたキャリアが気温の熱エネルギーによって徐々に解放し、発光中心で再結合することにより長時間持続する発光を示すものである。この長残光蛍光体は、日中の太陽光エネルギー、室内照明の光エネルギー等を蓄えて、夜間時や消灯後に光るため、視認性夜光塗料として使用できる。そのため、当該長残光蛍光体は、安全標識や避難誘導システムに使用されている。

現在までに報告されている長残光蛍光体(例:SrAl2O4:Eu2+-Dy3+等)は、一般的に、紫外光(紫外線)や紫光等の短波長の光に対して励起効率が高い。このような長残光蛍光体を太陽光や蛍光灯の下で使用する場合、当該太陽光や蛍光灯からの光には紫外線等が含まれているので、上記長残光蛍光体を問題なく使用することができる。

しかしながら、近年、上記蛍光灯に代わって、長期安定性、省エネルギー、高い発光量子効率等の特徴を有する白色LED(Light Emitting Diode)が固体照明デバイスとして多く使用されてきている。一般的に普及している白色LEDは、青色LEDと黄色蛍光体との組み合わせ、又は青色LEDと赤色蛍光体と緑色蛍光体との組み合わせで構成されている。つまり、上記白色LEDからの光には最も短い波長の光として青色光が含まれているだけであり、紫外線が含まれていない。そのため、近年の室内照明が白色LEDに移行されていくことに起因して、長残光蛍光体に求められる特性として蛍光灯からの蓄光だけでなく白色LEDからの光から蓄光も可能かどうか(言い換えれば、紫外線等による蓄光だけでなく、青色光による蓄光も可能かどうか)が求められている。

青色領域での光を吸収する蛍光体としては、Ce3+添加A3B2C3O12ガーネット蛍光体(例えば、Ce3+:Y3Al2Al3O12、以後Ce3+:YAG蛍光体ともいう)が知られている。当該Ce3+:YAG蛍光体は、青色領域での光を吸収し、高い量子効率を有する黄色発光を示すため、白色LEDを構成する蛍光体(即ち、青色LEDと組み合わせて使用する上記黄色蛍光体)として実用化されている。しかしながら、Ce3+:YAGは、青色光励起による残光特性を示さない。

また、青色領域での光を吸収する別の組成のCe3+添加ガーネット蛍光体として、Ce3+添加Y3Al5-xGaxO12(以下、Ce3+:YAGGともいう)(x=3、3.5)が知られている(非特許文献1)。この非特許文献1には、Ce3+:YAGG(x=3、3.5)が、紫外光励起において残光を示すという記述がある。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、蛍光体、及び蛍光体の製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
下記組成式 (1):
A3B2C3O12 (1)
(式中、
Aは、(i) Mg、Ca、Sr、La、Gd、Tb、Lu、及びYからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素、並びに、(ii)Ceであり、
BはAl、Ga、Sc、In、Mg、Lu、及びYからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素であり、
CはSi、Ge、Al及びGaからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素である)で表される化合物に、
Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Hf、Si、Yb、Eu、Pr及びTbからなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素がドープされていることを特徴とする蛍光体。

【請求項2】
 
前記金属元素のドープ量が、前記式(1)で表される化合物に対して0.001~5モル%である、請求項1に記載の蛍光体。

【請求項3】
 
前記(i)の元素と前記(ii)Ceとのモル比が、0.9999:0.0001~0.95:0.05である、請求項1又は2に記載の蛍光体。

【請求項4】
 
蓄光蛍光体、白色LED、蓄光セラミックス、蓄光樹脂、蓄光塗料、蓄光式避難誘導システム、又はバイオイメージング用マーカーに用いられる、請求項1~3のいずれかに記載の蛍光体。

【請求項5】
 
下記組成式 (1):
A3B2C3O12 (1)
(式中、
Aは、(i) Mg、Ca、Sr、La、Gd、Tb、Lu、及びYからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素、並びに、(ii)Ceであり、
BはAl、Ga、Sc、In、Mg、Lu、及びYからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素であり、
CはSi、Ge、Al及びGaからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素である)で表される化合物に、
Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Hf、Si、Yb、Eu、Pr及びTbからなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素がドープされている蛍光体の製造方法であって、
(1) 前記(i)の元素含有化合物、B元素含有化合物、C元素含有化合物、Ce含有化合物及び前記金属元素含有化合物を含む組成物を用意する工程1、及び
(2) 前記組成物を1200~1800℃で加熱する工程2
を順に含む、蛍光体の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2015555055thum.jpg
State of application right Published
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