蛍光体
【課題】意図的に結晶場の反転対称をくずして遷移強度を増大させることにより、発光量子効率が向上した蛍光体を提供する。
【解決手段】少なくとも第１の金属イオンと第２の金属イオンとを含有する酸化物結晶を母体とする蛍光体であって、前記第１の金属イオンは、アルミニウム、ガリウム、バナジウム、スカンジウム、アンチモンおよびインジウムからなる群から選択される１種以上のＩＩＩ価金属イオンを含み、かつ、前記ＩＩＩ価金属イオンの一部は、発光体となる１種以上のＩＩＩ価希土類イオンで置換されていることを特徴とする蛍光体。
【解決手段】少なくとも第１の金属イオンと第２の金属イオンとを含有する酸化物結晶を母体とする蛍光体であって、前記第１の金属イオンは、アルミニウム、ガリウム、バナジウム、スカンジウム、アンチモンおよびインジウムからなる群から選択される１種以上のＩＩＩ価金属イオンを含み、かつ、前記ＩＩＩ価金属イオンの一部は、発光体となる１種以上のＩＩＩ価希土類イオンで置換されていることを特徴とする蛍光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な蛍光体、より詳しくは、結晶場の反転対称をくずして遷移強度を増大させることにより、発光量子効率が向上した蛍光体に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光体とは、無機、有機あるいは両者の複合化合物を母体とし、当該母体中に発光体となる元素イオンを添加したものであり、これに励起源となる電磁波を照射して励起エネルギーを発光体で光に変換し放出するものである。励起源となる電磁波には、光、電子線、Ｘ線などが用いられるが、特に４００ｎｍ以下の紫外光を照射し、蛍光体から可視光を得る構成が、最も多く実用化されている。
【０００３】
発光体としては、希土類元素や遷移元素のイオンが用いられ、元素種およびイオン価数は、所望する発光波長やスペクトル幅などの性質に沿って適宜選択される。特に希土類元素は、遷移元素と比較して吸収発光遷移の安定性、遷移強度の強さ、発光量子効率の高さなどから、種々の蛍光材料における発光体として多く用いられている。
【０００４】
希土類元素の吸収発光遷移にはいくつかの過程があるが、このうち分裂した４ｆn軌道準位間の遷移は、母体材料に影響を受けにくい、選択的な励起光吸収および発光が可能である、といった特長を有する。なお、以下、４ｆ軌道に少なくとも１個の電子を持ち、吸収発光遷移を生じ得るランタニド(ＣｅからＬｕまでの１４元素)を発光体となる希土類元素と定義し、Ｓｃ、ＹおよびＬａは希土類元素に含めないものとする。
【０００５】
ここで、希土類元素の４ｆn準位間遷移は同じパリティ間での遷移であり、電気双極子による遷移は本来禁制である。しかし、母体が形成する結晶場の反転対称がくずれると、４ｆnとは別のパリティを持った状態が混じるため、著しく遷移強度が増大する。このことにより、４ｆn準位間遷移を利用し実用的な発光量子効率を有する蛍光体がこれまで実用化されてきた。
【０００６】
ＳｍやＥｕなどの希土類元素において、固有の４ｆn準位間遷移を得るには、希土類元素がＩＩＩ価イオンの状態で母体の結晶場と相互作用している必要がある。このような構成を実現するために、蛍光体材料の設計においては、ＩＩＩ価希土類のイオン半径と略同程度のイオン半径を有する同じ価数の金属イオンを母体の構成に含め、これと格子置換することで、希土類イオンを付活する手法が採られる。
【０００７】
たとえば、Ｙ2Ｏ3:Ｅｕ3+赤色蛍光体においては、ＹのＩＩＩ価イオン半径が０.９０Åであるため、ＩＩＩ価イオン半径が０.９５ÅであるＥｕは、容易にＹと格子置換される。このような観点から、希土類イオンの４ｆn準位間遷移を利用する蛍光体においては、ＩＩＩ価のＹ、Ｌａを構成元素に含めた酸化物を母体とする蛍光体が多く開示されている(例えば、特許文献１)。
【０００８】
同様に、４ｆ−５ｄ準位間遷移を利用した発光を得たい場合には、ＳｍやＥｕをＩＩ価イオンとする場合があり、上記特許文献１にもＩＩ価のＳｒ、Ｍｇ、Ｃａを構成元素に含めて格子置換させた蛍光体が開示されている。
【特許文献１】特公平８−１９４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
蛍光体の発光量子効率の向上は、これまで主にフォノン損失の抑制や濃度・温度消光を回避する観点から改善がなされてきた。しかし、吸収発光の遷移強度を増大させるという観点からの試みは少なく、また顕著な効果が得られていない。
【００１０】
上述した４ｆn準位間の遷移機構を鑑みると、遷移強度の増大には結晶場の反転対称を大きくくずせばよいことが想定されるが、希土類イオンに影響を与える結晶場は近接する高々数個の原子であり、このような微細な結晶場を意図的に制御することは非常に困難であった。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑み、意図的に結晶場の反転対称をくずして遷移強度を増大させることにより、発光量子効率が向上した蛍光体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、少なくとも第１の金属イオンと第２の金属イオンとを含有する酸化物結晶を母体とする蛍光体であって、前記第１の金属イオンは、アルミニウム、ガリウム、バナジウム、スカンジウム、アンチモンおよびインジウムからなる群から選択される１種以上のＩＩＩ価金属イオンを含み、かつ、前記ＩＩＩ価金属イオンの一部は、発光体となる１種以上のＩＩＩ価希土類イオンで置換されていることを特徴とする蛍光体を提供する。
【００１３】
ここで、第２の金属イオンは、Ｉ価、ＩＶ価またはＶ価の金属イオンを含むことが好ましい。
【００１４】
また、上記ＩＩＩ価希土類イオンは、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウムおよびイッテルビウムからなる群から選択される１種以上の希土類イオンであることが好ましい。
【００１５】
また、ＩＩＩ価希土類イオン中のユウロピウム、サマリウム、テルビウム、ツリウムのいずれか１種が占める割合は、ＩＩＩ価希土類イオンの全原子数に対して５０％以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、意図的に結晶場の反転対称をくずして遷移強度を増大させているため、発光量子効率が向上した蛍光体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の蛍光体は、第１の金属イオンである１種以上のＩＩＩ価金属イオンと、第２の金属イオンとを少なくとも含有する酸化物結晶の母体および、該ＩＩＩ価金属イオンの一部を置換する、発光体となる１種以上のＩＩＩ価希土類イオンを含んでなる。
【００１８】
＜第１の金属イオン＞
母体に含まれるＩＩＩ価金属イオンのイオン半径は、発光体となるＩＩＩ価希土類イオンのイオン半径より小さいことが好ましい。このように、ＩＩＩ価金属イオンを含む母体結晶に対して、ＩＩＩ価希土類イオンを発光体として用いることにより、該ＩＩＩ価金属イオンの格子サイトに、ＩＩＩ価希土類イオンが置換されやすくなる。さらに、希土類イオンのＩＩＩ価イオン半径より小さなイオン半径を有するＩＩＩ価金属イオンを用いることにより、該希土類イオンで置換された周囲の結晶が若干の歪みを有し、結晶場の反転対称がくずれ、遷移強度が増大する。
【００１９】
ここで、表１に、母体に含まれる第１の金属イオンとして用い得るイオン種の具体例とそのＩＩＩ価イオン半径（配位数６）、および発光体に用い得る希土類イオン種の具体例とそのＩＩＩ価イオン半径（配位数６）を示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
表１に示されるように、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、バナジウム（Ｖ）、スカンジウム（Ｓｃ）、アンチモン（Ｓｂ）、インジウム（Ｉｎ）のＩＩＩ価イオンは、発光体に用いられ得る希土類イオンのＩＩＩ価イオン半径より小さなイオン半径を有し、これらは母体を構成する第１の金属イオンとして好適に用いることができる。これらＡｌ、Ｇａ、Ｖ、Ｓｃ、Ｓｂ、Ｉｎから選択される金属イオンは、１種であってもよく、２種以上であってもよい。
【００２２】
Ａｌよりさらに小さいＩＩＩ価イオン半径有するＩＩＩ価金属イオンを母体に用いると、ＩＩＩ価希土類イオンによって置換されにくく、また、過大な格子歪みにより、かえって発光量子効率が低下する傾向にある。また、ＩＩＩ価希土類イオンと同程度のＩＩＩ価イオン半径を有するイットリウム（Ｙ）、ビスマス（Ｂｉ）、ルテチウム（Ｌｕ）、ランタン（Ｌａ）が母体構成要素として含まれていると、ＩＩＩ価希土類イオンが優先的に格子置換されるが、ほとんど結晶歪みを生じないため，遷移強度は増大しない。
【００２３】
＜ＩＩＩ価希土類イオン＞
発光体として用いられるＩＩＩ価希土類イオンとしては、たとえばセリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）のＩＩＩ価イオンを挙げることができる。なかでも、本発明において蛍光体として利用できる程度の発光を生じる、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂのＩＩＩ価イオンが好ましく用いられる。
【００２４】
上記ＩＩＩ価希土類イオンは１種のみを用いてもよく、２種以上を共付活させてもよい。２種以上のＩＩＩ価希土類イオンを共付活させることにより、吸収発光のスペクトルを微細に制御したり、一方の希土類イオンから他方の希土類イオンへのエネルギー移動によって、発光効率を向上させることができる。ただし、共付活させるＩＩＩ価希土類イオンの濃度が同程度である場合、双方の吸収発光が競合し、全体的な発光効率が低下する。したがって、産業利用において重要な可視光を高効率で発するＳｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｔｍについては、共付活においても蛍光体の発光量子効率が向上させるために、これら単独でＩＩＩ価希土類イオンの５０％以上を占めるようにすることが好ましい。
【００２５】
＜第２の金属イオン＞
本発明の蛍光体の酸化物結晶母体は、上記第１の金属イオンとしてのＩＩＩ価金属イオンとともに、第２の金属イオンを含む。第２の金属イオンとしては、Ｉ価、ＩＶ価またはＶ価の金属イオンを用いることが好ましく、たとえば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ等を挙げることができる。第２の金属イオンとしてＩＩ価金属イオンを用いることもできるが、たとえばＩＩ価のＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａイオンが存在すると、発光体となるＩＩＩ価希土類イオンが容易にＩＩ価に還元置換されるため、所望の４ｆn準位間遷移発光が得られなくなる虞がある。母体に用いられる第２の金属イオンは１種であってもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２６】
以上のように、酸化物結晶母体は、２種以上の金属イオンを含む。すなわち、少なくとも上記第１の金属イオンと上記第２の金属イオンとを含む。このように、２種以上の金属イオンを用いることにより、結晶性の悪化を生じさせることなく適度な結晶歪みを内在させ、遷移強度を向上させることができる。
【００２７】
なお、蛍光体の結晶構造としては、特に限定されるものではなく、たとえばペロブスカイト構造、スピネル構造、パイロクロア構造、ガーネット構造などを採ることができる。
【００２８】
本発明の蛍光体の構成金属元素および組成は、蛍光Ｘ線法、ＩＣＰ発光分光法、電子線マイクロアナライザ法などによって確認することができる。蛍光体の結晶構造は、Ｘ線回折により確認することができる。また、希土類イオンがＩＩＩ価であることは、蛍光体の励起発光スペクトルにより確認することが出来る。また、ＩＩＩ価希土類イオンがＩＩＩ価金属イオンの格子サイトを置換していることは、Ｘ線吸収微細構造(ＥＸＡＦＳ)の解析によって確認することが出来る。
【００２９】
本発明の蛍光体を製造する方法としては、特に限定されるものではなく、たとえば固相合成法、液相合成法、気相合成法などの手法を用いて合成することができる。特に、結晶性を均一に保ち、付活希土類の格子置換を適切に生ぜしめるには、非平衡状態を実現する合成手法が好ましく、液相合成法であれば超臨界合成法やグリコサーマル合成法、気相合成であれば、ＨＶＰＥ法やＭＢＥ法などが適している。
【００３０】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３１】
＜実施例１＞
ＬｉＡｌＴｉＯ4:Ｅｕ3+蛍光体
純度９９.９９％の炭酸リチウム（Ｌｉ2ＣＯ3）７.３９ｇ、純度９９.９９％の酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）１０.２０ｇ、純度９９.９９％の酸化チタン（ＴｉＯ2）１６.００ｇ、純度９９.９９％の酸化ユウロピウム（Ｅｕ2Ｏ3）０.４ｇを計量し、自動乳鉢で混合し、大気中１５００℃で３時間焼成した。その後、公知の処理工程（粉砕、分級および洗浄）を経て、ＬｉＡｌＴｉＯ4:Ｅｕ3+蛍光体を得た。
【００３２】
当該蛍光体の発光スペクトルを図１に示す。図１の発光スペクトルより、付活したＥｕがＩＩＩ価イオンとなって発光していることが確認された。また、蛍光体の構成元素をＩＣＰ発光分光法により分析したところ、Ｌｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｅｕの存在が確認された。また、蛍光体のＸ線回折により結晶構造を分析したところ、当該蛍光体がスピネル構造を有するＬｉＡｌＴｉＯ4であることが確認された。また、Ｘ線吸収微細構造(ＥＸＡＦＳ)の解析により、ＩＩＩ価Ｅｕイオンは、ＩＩＩ価Ａｌサイトを格子置換していることが推認できた。さらに、当該蛍光体の発光量子効率は、６０％であった。
【００３３】
＜比較例１＞
酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）を微量添加したこと以外は、実施例１と同様にして蛍光体を作製した。当該蛍光体の発光量子効率は、３０％であり、実施例１の１／２に低減した。Ｘ線回折およびＸ線吸収微細構造評価の結果、比較例１の蛍光体はＬｉ(Ａｌ、Ｙ)ＴｉＯ4であり、ＩＩＩ価Ｅｕイオンは、優先的にＩＩＩ価Ｙサイトを格子置換していることが推認できた。
【００３４】
＜実施例２＞
ＳｃＡｌＯ3:Ｓｍ3+蛍光体
純度９９.９９％の酸化スカンジウム（Ｓｃ2Ｏ3）１３.８０ｇ、純度９９.９９％の酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）１０.２０ｇ、純度９９.９９％の酸化サマリウム（Ｓｍ2Ｏ3）０.０７ｇを計量し、自動乳鉢で混合し、大気中１７００℃で３時間焼成した。その後、公知の処理工程（粉砕、分級および洗浄）を経て、ＳｃＡｌＯ3:Ｓｍ3+蛍光体を得た。
【００３５】
当該蛍光体の発光スペクトルを図２に示す。図２の発光スペクトルより、付活したＳｍがＩＩＩ価イオンとなって発光していることが確認された。また、蛍光体の構成元素をＩＣＰ発光分光法により分析したところ、Ｓｃ、Ａｌ、Ｓｍの存在が確認された。また、蛍光体のＸ線回折により結晶構造を分析したところ、当該蛍光体がペロブスカイト構造を有するＳｃＡｌＯ4であることが確認された。また、Ｘ線吸収微細構造(ＥＸＡＦＳ)の解析により、ＩＩＩ価Ｓｍイオンは、主にＩＩＩ価Ｓｃサイトを格子置換していることが推認できた。さらに、当該蛍光体の発光量子効率は、５５％であった。
【００３６】
＜比較例２＞
酸化スカンジウム（Ｓｃ2Ｏ3）に代えて炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ3）３０ｇを用いたこと以外は、実施例２と同様にして蛍光体を作製した。当該蛍光体の発光量子効率は、３０％であり、実施例２のおよそ１／２に低減した。発光スペクトルを測定したところ、実施例２の蛍光体とは異なる発光スペクトルが得られ、また、Ｘ線回折およびＸ線吸収微細構造評価の結果、比較例２の蛍光体はＳｒＡｌ2Ｏ4であり、ＳｍはＩＩ価イオンとして、ＩＩ価Ｓｒイオンを格子置換していることが推認できた。
【００３７】
＜実施例３＞
ＳｃＴａＯ7:Ｔｂ3+蛍光体
純度９９.９９％の酸化スカンジウム（Ｓｃ2Ｏ3）１３.８０ｇ、純度９９.９９％の５酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）４４.１８ｇ、純度９９.９９％の酸化テルビウム（Ｔｂ4Ｏ7）０.１５ｇを計量し、自動乳鉢で混合し、大気中１７００℃で３時間焼成した。その後、公知の処理工程(粉砕、分級および洗浄)を経て、ＳｃＴａＯ7:Ｔｂ3+蛍光体を得た。
【００３８】
当該蛍光体の発光スペクトルを図３に示す。図３の発光スペクトルより、付活したＴｂがＩＩＩ価イオンとなって発光していることが確認された。また、蛍光体の構成元素をＩＣＰ発光分光法により分析したところ、Ｓｃ、Ｔａ、Ｔｂの存在が確認された。また、蛍光体のＸ線回折により結晶構造を分析したところ、当該蛍光体がパイロクロア構造を有するＳｃＴａＯ7であることが確認された。また、Ｘ線吸収微細構造(ＥＸＡＦＳ)の解析により、ＩＩＩ価Ｔｂイオンは、ＩＩＩ価Ｓｃサイトを格子置換していることが推認できた。さらに、当該蛍光体の発光量子効率は、６０％であった。
【００３９】
＜比較例３＞
酸化スカンジウム（Ｓｃ2Ｏ3）に代えて酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3）３２．５８ｇを用いたこと以外は、実施例３と同様にして蛍光体を作製した。当該蛍光体の発光量子効率は、３０％であり、実施例３の１／２に低減した。Ｘ線回折およびＸ線吸収微細構造評価の結果、比較例３の蛍光体はＬａＴａＯ7であり、ＩＩＩ価Ｔｂイオンは、優先的にＩＩＩ価Ｌａサイトを格子置換していることが推認できた。
【００４０】
＜実施例４＞
Ｍｎ3Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ12:Ｓｍ3+蛍光体
純度９９.９９％の二酸化マンガン（ＭｎＯ2）２６.０８ｇ、純度９９.９９％の酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）１０.２ｇ、純度９９.９９％の二酸化シリコン（ＳｉＯ2）１８.０３ｇ、純度９９.９９％の酸化サマリウム（Ｓｍ2Ｏ3）０.０７ｇを計量し、自動乳鉢で混合し、大気中１６００℃で３時間焼成した。その後、公知の処理工程(粉砕、分級および洗浄)を経て、Ｍｎ3Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ12:Ｓｍ3+蛍光体を得た。
【００４１】
当該蛍光体の発光スペクトルを測定したところ、図２と同じ発光スペクトルが得られた。このことより、付活したＳｍがＩＩＩ価イオンとなって発光していることが確認された。また、蛍光体の構成元素をＩＣＰ発光分光法により分析したところ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｍの存在が確認された。また、蛍光体のＸ線回折により結晶構造を分析したところ、当該蛍光体がガーネット構造を有するＭｎ3Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ12であることが確認された。また、Ｘ線吸収微細構造(ＥＸＡＦＳ)の解析により、ＩＩＩ価Ｓｍイオンは、ＩＩＩ価Ａｌサイトを格子置換していることが推認できた。さらに、当該蛍光体の発光量子効率は、３０％であった。
【００４２】
＜比較例４＞
酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）を微量添加したこと以外は、実施例４と同様にして蛍光体を作製した。当該蛍光体の発光量子効率は、１０％であり、実施例４の１／３に低減した。Ｘ線回折およびＸ線吸収微細構造評価の結果、比較例４の蛍光体はＭｎ3（Ａｌ、Ｙ）2Ｓｉ3Ｏ12であり、ＩＩＩ価Ｓｍイオンは、優先的にＩＩＩ価Ｙサイトを格子置換していることが推認できた。
【００４３】
＜実施例５＞
Ｍｎ3Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ12:Ｓｍ3+，Ｅｕ3+蛍光体等
酸化サマリウム（Ｓｍ2Ｏ3）の添加量を０．０６ｇとし、酸化ユウロピウム（Ｅｕ2Ｏ3）を０．０１ｇ添加したこと以外は、実施例４と同様にしてＭｎ3Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ12:Ｓｍ3+，Ｅｕ3+蛍光体を得た。また、酸化ユウロピウム（Ｅｕ2Ｏ3）に代えてＰｒ2Ｏ3、Ｔｂ2Ｏ3、Ｅｒ2Ｏ3、またはＹｂ2Ｏ3をそれぞれ０．０１ｇ添加したこと以外は実施例４と同様にして蛍光体を作製した。
【００４４】
上記５種の蛍光体の発光量子効率は、それぞれ４０％（Ｅｕ2Ｏ3添加）、３５％（Ｐｒ2Ｏ3添加）、３３％（Ｔｂ2Ｏ3添加）、３２％（Ｅｒ2Ｏ3添加）、３０．５％（Ｙｂ2Ｏ3添加）であり、実施例４の蛍光体と比較して、それぞれ約３０％、２０％、１０％、５％、３％の向上がみられた。
【００４５】
＜実施例６＞
酸化サマリウム（Ｓｍ2Ｏ3）の添加量を０．０３５ｇとし、酸化ユウロピウム（Ｅｕ2Ｏ3）を０．３５ｇ添加したこと以外は、実施例４と同様にしてＭｎ3Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ12:Ｓｍ3+，Ｅｕ3+蛍光体を得た。また、酸化ユウロピウム（Ｅｕ2Ｏ3）に代えてＰｒ2Ｏ3、Ｔｂ2Ｏ3、Ｅｒ2Ｏ3、またはＹｂ2Ｏ3をそれぞれ０．０１ｇ添加したこと以外は実施例４と同様にして蛍光体を作製した。
【００４６】
上記５種の蛍光体の発光量子効率は、それぞれ２７％（Ｅｕ2Ｏ3添加）、２５．５％（Ｐｒ2Ｏ3添加）、２５．５％（Ｔｂ2Ｏ3添加）、２４％（Ｅｒ2Ｏ3添加）、２４％（Ｙｂ2Ｏ3添加）であり、比較例４の場合と比較すると、より高い発光量子効率が得られたが、実施例４の蛍光体と比較して、それぞれ約１０％、１５％、１５％、２０％、２０％低下した。
【００４７】
なお、上記蛍光体の特性評価のための各種測定は、以下の測定条件に従うものである。
（１）発光スペクトルの測定：蛍光分光光度計 ＦｌｕｏｒｏＭａｘ−３ 堀場製作所製を用いて測定した。
【００４８】
（２）Ｘ線回折：粉末Ｘ線回折測定装置 ＭＰＸ１８ マックサイエンス製を用いて測定した。
【００４９】
（３）発光量子効率：蛍光測定システム 大塚電子製を用いて測定した。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施例１で得られた蛍光体の発光スペクトルである。
【図２】実施例２および実施例４で得られた蛍光体の発光スペクトルである。
【図３】実施例３で得られた蛍光体の発光スペクトルである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な蛍光体、より詳しくは、結晶場の反転対称をくずして遷移強度を増大させることにより、発光量子効率が向上した蛍光体に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光体とは、無機、有機あるいは両者の複合化合物を母体とし、当該母体中に発光体となる元素イオンを添加したものであり、これに励起源となる電磁波を照射して励起エネルギーを発光体で光に変換し放出するものである。励起源となる電磁波には、光、電子線、Ｘ線などが用いられるが、特に４００ｎｍ以下の紫外光を照射し、蛍光体から可視光を得る構成が、最も多く実用化されている。
【０００３】
発光体としては、希土類元素や遷移元素のイオンが用いられ、元素種およびイオン価数は、所望する発光波長やスペクトル幅などの性質に沿って適宜選択される。特に希土類元素は、遷移元素と比較して吸収発光遷移の安定性、遷移強度の強さ、発光量子効率の高さなどから、種々の蛍光材料における発光体として多く用いられている。
【０００４】
希土類元素の吸収発光遷移にはいくつかの過程があるが、このうち分裂した４ｆn軌道準位間の遷移は、母体材料に影響を受けにくい、選択的な励起光吸収および発光が可能である、といった特長を有する。なお、以下、４ｆ軌道に少なくとも１個の電子を持ち、吸収発光遷移を生じ得るランタニド(ＣｅからＬｕまでの１４元素)を発光体となる希土類元素と定義し、Ｓｃ、ＹおよびＬａは希土類元素に含めないものとする。
【０００５】
ここで、希土類元素の４ｆn準位間遷移は同じパリティ間での遷移であり、電気双極子による遷移は本来禁制である。しかし、母体が形成する結晶場の反転対称がくずれると、４ｆnとは別のパリティを持った状態が混じるため、著しく遷移強度が増大する。このことにより、４ｆn準位間遷移を利用し実用的な発光量子効率を有する蛍光体がこれまで実用化されてきた。
【０００６】
ＳｍやＥｕなどの希土類元素において、固有の４ｆn準位間遷移を得るには、希土類元素がＩＩＩ価イオンの状態で母体の結晶場と相互作用している必要がある。このような構成を実現するために、蛍光体材料の設計においては、ＩＩＩ価希土類のイオン半径と略同程度のイオン半径を有する同じ価数の金属イオンを母体の構成に含め、これと格子置換することで、希土類イオンを付活する手法が採られる。
【０００７】
たとえば、Ｙ2Ｏ3:Ｅｕ3+赤色蛍光体においては、ＹのＩＩＩ価イオン半径が０.９０Åであるため、ＩＩＩ価イオン半径が０.９５ÅであるＥｕは、容易にＹと格子置換される。このような観点から、希土類イオンの４ｆn準位間遷移を利用する蛍光体においては、ＩＩＩ価のＹ、Ｌａを構成元素に含めた酸化物を母体とする蛍光体が多く開示されている(例えば、特許文献１)。
【０００８】
同様に、４ｆ−５ｄ準位間遷移を利用した発光を得たい場合には、ＳｍやＥｕをＩＩ価イオンとする場合があり、上記特許文献１にもＩＩ価のＳｒ、Ｍｇ、Ｃａを構成元素に含めて格子置換させた蛍光体が開示されている。
【特許文献１】特公平８−１９４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
蛍光体の発光量子効率の向上は、これまで主にフォノン損失の抑制や濃度・温度消光を回避する観点から改善がなされてきた。しかし、吸収発光の遷移強度を増大させるという観点からの試みは少なく、また顕著な効果が得られていない。
【００１０】
上述した４ｆn準位間の遷移機構を鑑みると、遷移強度の増大には結晶場の反転対称を大きくくずせばよいことが想定されるが、希土類イオンに影響を与える結晶場は近接する高々数個の原子であり、このような微細な結晶場を意図的に制御することは非常に困難であった。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑み、意図的に結晶場の反転対称をくずして遷移強度を増大させることにより、発光量子効率が向上した蛍光体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、少なくとも第１の金属イオンと第２の金属イオンとを含有する酸化物結晶を母体とする蛍光体であって、前記第１の金属イオンは、アルミニウム、ガリウム、バナジウム、スカンジウム、アンチモンおよびインジウムからなる群から選択される１種以上のＩＩＩ価金属イオンを含み、かつ、前記ＩＩＩ価金属イオンの一部は、発光体となる１種以上のＩＩＩ価希土類イオンで置換されていることを特徴とする蛍光体を提供する。
【００１３】
ここで、第２の金属イオンは、Ｉ価、ＩＶ価またはＶ価の金属イオンを含むことが好ましい。
【００１４】
また、上記ＩＩＩ価希土類イオンは、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウムおよびイッテルビウムからなる群から選択される１種以上の希土類イオンであることが好ましい。
【００１５】
また、ＩＩＩ価希土類イオン中のユウロピウム、サマリウム、テルビウム、ツリウムのいずれか１種が占める割合は、ＩＩＩ価希土類イオンの全原子数に対して５０％以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、意図的に結晶場の反転対称をくずして遷移強度を増大させているため、発光量子効率が向上した蛍光体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の蛍光体は、第１の金属イオンである１種以上のＩＩＩ価金属イオンと、第２の金属イオンとを少なくとも含有する酸化物結晶の母体および、該ＩＩＩ価金属イオンの一部を置換する、発光体となる１種以上のＩＩＩ価希土類イオンを含んでなる。
【００１８】
＜第１の金属イオン＞
母体に含まれるＩＩＩ価金属イオンのイオン半径は、発光体となるＩＩＩ価希土類イオンのイオン半径より小さいことが好ましい。このように、ＩＩＩ価金属イオンを含む母体結晶に対して、ＩＩＩ価希土類イオンを発光体として用いることにより、該ＩＩＩ価金属イオンの格子サイトに、ＩＩＩ価希土類イオンが置換されやすくなる。さらに、希土類イオンのＩＩＩ価イオン半径より小さなイオン半径を有するＩＩＩ価金属イオンを用いることにより、該希土類イオンで置換された周囲の結晶が若干の歪みを有し、結晶場の反転対称がくずれ、遷移強度が増大する。
【００１９】
ここで、表１に、母体に含まれる第１の金属イオンとして用い得るイオン種の具体例とそのＩＩＩ価イオン半径（配位数６）、および発光体に用い得る希土類イオン種の具体例とそのＩＩＩ価イオン半径（配位数６）を示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
表１に示されるように、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、バナジウム（Ｖ）、スカンジウム（Ｓｃ）、アンチモン（Ｓｂ）、インジウム（Ｉｎ）のＩＩＩ価イオンは、発光体に用いられ得る希土類イオンのＩＩＩ価イオン半径より小さなイオン半径を有し、これらは母体を構成する第１の金属イオンとして好適に用いることができる。これらＡｌ、Ｇａ、Ｖ、Ｓｃ、Ｓｂ、Ｉｎから選択される金属イオンは、１種であってもよく、２種以上であってもよい。
【００２２】
Ａｌよりさらに小さいＩＩＩ価イオン半径有するＩＩＩ価金属イオンを母体に用いると、ＩＩＩ価希土類イオンによって置換されにくく、また、過大な格子歪みにより、かえって発光量子効率が低下する傾向にある。また、ＩＩＩ価希土類イオンと同程度のＩＩＩ価イオン半径を有するイットリウム（Ｙ）、ビスマス（Ｂｉ）、ルテチウム（Ｌｕ）、ランタン（Ｌａ）が母体構成要素として含まれていると、ＩＩＩ価希土類イオンが優先的に格子置換されるが、ほとんど結晶歪みを生じないため，遷移強度は増大しない。
【００２３】
＜ＩＩＩ価希土類イオン＞
発光体として用いられるＩＩＩ価希土類イオンとしては、たとえばセリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）のＩＩＩ価イオンを挙げることができる。なかでも、本発明において蛍光体として利用できる程度の発光を生じる、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂのＩＩＩ価イオンが好ましく用いられる。
【００２４】
上記ＩＩＩ価希土類イオンは１種のみを用いてもよく、２種以上を共付活させてもよい。２種以上のＩＩＩ価希土類イオンを共付活させることにより、吸収発光のスペクトルを微細に制御したり、一方の希土類イオンから他方の希土類イオンへのエネルギー移動によって、発光効率を向上させることができる。ただし、共付活させるＩＩＩ価希土類イオンの濃度が同程度である場合、双方の吸収発光が競合し、全体的な発光効率が低下する。したがって、産業利用において重要な可視光を高効率で発するＳｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｔｍについては、共付活においても蛍光体の発光量子効率が向上させるために、これら単独でＩＩＩ価希土類イオンの５０％以上を占めるようにすることが好ましい。
【００２５】
＜第２の金属イオン＞
本発明の蛍光体の酸化物結晶母体は、上記第１の金属イオンとしてのＩＩＩ価金属イオンとともに、第２の金属イオンを含む。第２の金属イオンとしては、Ｉ価、ＩＶ価またはＶ価の金属イオンを用いることが好ましく、たとえば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ等を挙げることができる。第２の金属イオンとしてＩＩ価金属イオンを用いることもできるが、たとえばＩＩ価のＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａイオンが存在すると、発光体となるＩＩＩ価希土類イオンが容易にＩＩ価に還元置換されるため、所望の４ｆn準位間遷移発光が得られなくなる虞がある。母体に用いられる第２の金属イオンは１種であってもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２６】
以上のように、酸化物結晶母体は、２種以上の金属イオンを含む。すなわち、少なくとも上記第１の金属イオンと上記第２の金属イオンとを含む。このように、２種以上の金属イオンを用いることにより、結晶性の悪化を生じさせることなく適度な結晶歪みを内在させ、遷移強度を向上させることができる。
【００２７】
なお、蛍光体の結晶構造としては、特に限定されるものではなく、たとえばペロブスカイト構造、スピネル構造、パイロクロア構造、ガーネット構造などを採ることができる。
【００２８】
本発明の蛍光体の構成金属元素および組成は、蛍光Ｘ線法、ＩＣＰ発光分光法、電子線マイクロアナライザ法などによって確認することができる。蛍光体の結晶構造は、Ｘ線回折により確認することができる。また、希土類イオンがＩＩＩ価であることは、蛍光体の励起発光スペクトルにより確認することが出来る。また、ＩＩＩ価希土類イオンがＩＩＩ価金属イオンの格子サイトを置換していることは、Ｘ線吸収微細構造(ＥＸＡＦＳ)の解析によって確認することが出来る。
【００２９】
本発明の蛍光体を製造する方法としては、特に限定されるものではなく、たとえば固相合成法、液相合成法、気相合成法などの手法を用いて合成することができる。特に、結晶性を均一に保ち、付活希土類の格子置換を適切に生ぜしめるには、非平衡状態を実現する合成手法が好ましく、液相合成法であれば超臨界合成法やグリコサーマル合成法、気相合成であれば、ＨＶＰＥ法やＭＢＥ法などが適している。
【００３０】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３１】
＜実施例１＞
ＬｉＡｌＴｉＯ4:Ｅｕ3+蛍光体
純度９９.９９％の炭酸リチウム（Ｌｉ2ＣＯ3）７.３９ｇ、純度９９.９９％の酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）１０.２０ｇ、純度９９.９９％の酸化チタン（ＴｉＯ2）１６.００ｇ、純度９９.９９％の酸化ユウロピウム（Ｅｕ2Ｏ3）０.４ｇを計量し、自動乳鉢で混合し、大気中１５００℃で３時間焼成した。その後、公知の処理工程（粉砕、分級および洗浄）を経て、ＬｉＡｌＴｉＯ4:Ｅｕ3+蛍光体を得た。
【００３２】
当該蛍光体の発光スペクトルを図１に示す。図１の発光スペクトルより、付活したＥｕがＩＩＩ価イオンとなって発光していることが確認された。また、蛍光体の構成元素をＩＣＰ発光分光法により分析したところ、Ｌｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｅｕの存在が確認された。また、蛍光体のＸ線回折により結晶構造を分析したところ、当該蛍光体がスピネル構造を有するＬｉＡｌＴｉＯ4であることが確認された。また、Ｘ線吸収微細構造(ＥＸＡＦＳ)の解析により、ＩＩＩ価Ｅｕイオンは、ＩＩＩ価Ａｌサイトを格子置換していることが推認できた。さらに、当該蛍光体の発光量子効率は、６０％であった。
【００３３】
＜比較例１＞
酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）を微量添加したこと以外は、実施例１と同様にして蛍光体を作製した。当該蛍光体の発光量子効率は、３０％であり、実施例１の１／２に低減した。Ｘ線回折およびＸ線吸収微細構造評価の結果、比較例１の蛍光体はＬｉ(Ａｌ、Ｙ)ＴｉＯ4であり、ＩＩＩ価Ｅｕイオンは、優先的にＩＩＩ価Ｙサイトを格子置換していることが推認できた。
【００３４】
＜実施例２＞
ＳｃＡｌＯ3:Ｓｍ3+蛍光体
純度９９.９９％の酸化スカンジウム（Ｓｃ2Ｏ3）１３.８０ｇ、純度９９.９９％の酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）１０.２０ｇ、純度９９.９９％の酸化サマリウム（Ｓｍ2Ｏ3）０.０７ｇを計量し、自動乳鉢で混合し、大気中１７００℃で３時間焼成した。その後、公知の処理工程（粉砕、分級および洗浄）を経て、ＳｃＡｌＯ3:Ｓｍ3+蛍光体を得た。
【００３５】
当該蛍光体の発光スペクトルを図２に示す。図２の発光スペクトルより、付活したＳｍがＩＩＩ価イオンとなって発光していることが確認された。また、蛍光体の構成元素をＩＣＰ発光分光法により分析したところ、Ｓｃ、Ａｌ、Ｓｍの存在が確認された。また、蛍光体のＸ線回折により結晶構造を分析したところ、当該蛍光体がペロブスカイト構造を有するＳｃＡｌＯ4であることが確認された。また、Ｘ線吸収微細構造(ＥＸＡＦＳ)の解析により、ＩＩＩ価Ｓｍイオンは、主にＩＩＩ価Ｓｃサイトを格子置換していることが推認できた。さらに、当該蛍光体の発光量子効率は、５５％であった。
【００３６】
＜比較例２＞
酸化スカンジウム（Ｓｃ2Ｏ3）に代えて炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ3）３０ｇを用いたこと以外は、実施例２と同様にして蛍光体を作製した。当該蛍光体の発光量子効率は、３０％であり、実施例２のおよそ１／２に低減した。発光スペクトルを測定したところ、実施例２の蛍光体とは異なる発光スペクトルが得られ、また、Ｘ線回折およびＸ線吸収微細構造評価の結果、比較例２の蛍光体はＳｒＡｌ2Ｏ4であり、ＳｍはＩＩ価イオンとして、ＩＩ価Ｓｒイオンを格子置換していることが推認できた。
【００３７】
＜実施例３＞
ＳｃＴａＯ7:Ｔｂ3+蛍光体
純度９９.９９％の酸化スカンジウム（Ｓｃ2Ｏ3）１３.８０ｇ、純度９９.９９％の５酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）４４.１８ｇ、純度９９.９９％の酸化テルビウム（Ｔｂ4Ｏ7）０.１５ｇを計量し、自動乳鉢で混合し、大気中１７００℃で３時間焼成した。その後、公知の処理工程(粉砕、分級および洗浄)を経て、ＳｃＴａＯ7:Ｔｂ3+蛍光体を得た。
【００３８】
当該蛍光体の発光スペクトルを図３に示す。図３の発光スペクトルより、付活したＴｂがＩＩＩ価イオンとなって発光していることが確認された。また、蛍光体の構成元素をＩＣＰ発光分光法により分析したところ、Ｓｃ、Ｔａ、Ｔｂの存在が確認された。また、蛍光体のＸ線回折により結晶構造を分析したところ、当該蛍光体がパイロクロア構造を有するＳｃＴａＯ7であることが確認された。また、Ｘ線吸収微細構造(ＥＸＡＦＳ)の解析により、ＩＩＩ価Ｔｂイオンは、ＩＩＩ価Ｓｃサイトを格子置換していることが推認できた。さらに、当該蛍光体の発光量子効率は、６０％であった。
【００３９】
＜比較例３＞
酸化スカンジウム（Ｓｃ2Ｏ3）に代えて酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3）３２．５８ｇを用いたこと以外は、実施例３と同様にして蛍光体を作製した。当該蛍光体の発光量子効率は、３０％であり、実施例３の１／２に低減した。Ｘ線回折およびＸ線吸収微細構造評価の結果、比較例３の蛍光体はＬａＴａＯ7であり、ＩＩＩ価Ｔｂイオンは、優先的にＩＩＩ価Ｌａサイトを格子置換していることが推認できた。
【００４０】
＜実施例４＞
Ｍｎ3Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ12:Ｓｍ3+蛍光体
純度９９.９９％の二酸化マンガン（ＭｎＯ2）２６.０８ｇ、純度９９.９９％の酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）１０.２ｇ、純度９９.９９％の二酸化シリコン（ＳｉＯ2）１８.０３ｇ、純度９９.９９％の酸化サマリウム（Ｓｍ2Ｏ3）０.０７ｇを計量し、自動乳鉢で混合し、大気中１６００℃で３時間焼成した。その後、公知の処理工程(粉砕、分級および洗浄)を経て、Ｍｎ3Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ12:Ｓｍ3+蛍光体を得た。
【００４１】
当該蛍光体の発光スペクトルを測定したところ、図２と同じ発光スペクトルが得られた。このことより、付活したＳｍがＩＩＩ価イオンとなって発光していることが確認された。また、蛍光体の構成元素をＩＣＰ発光分光法により分析したところ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｍの存在が確認された。また、蛍光体のＸ線回折により結晶構造を分析したところ、当該蛍光体がガーネット構造を有するＭｎ3Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ12であることが確認された。また、Ｘ線吸収微細構造(ＥＸＡＦＳ)の解析により、ＩＩＩ価Ｓｍイオンは、ＩＩＩ価Ａｌサイトを格子置換していることが推認できた。さらに、当該蛍光体の発光量子効率は、３０％であった。
【００４２】
＜比較例４＞
酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）を微量添加したこと以外は、実施例４と同様にして蛍光体を作製した。当該蛍光体の発光量子効率は、１０％であり、実施例４の１／３に低減した。Ｘ線回折およびＸ線吸収微細構造評価の結果、比較例４の蛍光体はＭｎ3（Ａｌ、Ｙ）2Ｓｉ3Ｏ12であり、ＩＩＩ価Ｓｍイオンは、優先的にＩＩＩ価Ｙサイトを格子置換していることが推認できた。
【００４３】
＜実施例５＞
Ｍｎ3Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ12:Ｓｍ3+，Ｅｕ3+蛍光体等
酸化サマリウム（Ｓｍ2Ｏ3）の添加量を０．０６ｇとし、酸化ユウロピウム（Ｅｕ2Ｏ3）を０．０１ｇ添加したこと以外は、実施例４と同様にしてＭｎ3Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ12:Ｓｍ3+，Ｅｕ3+蛍光体を得た。また、酸化ユウロピウム（Ｅｕ2Ｏ3）に代えてＰｒ2Ｏ3、Ｔｂ2Ｏ3、Ｅｒ2Ｏ3、またはＹｂ2Ｏ3をそれぞれ０．０１ｇ添加したこと以外は実施例４と同様にして蛍光体を作製した。
【００４４】
上記５種の蛍光体の発光量子効率は、それぞれ４０％（Ｅｕ2Ｏ3添加）、３５％（Ｐｒ2Ｏ3添加）、３３％（Ｔｂ2Ｏ3添加）、３２％（Ｅｒ2Ｏ3添加）、３０．５％（Ｙｂ2Ｏ3添加）であり、実施例４の蛍光体と比較して、それぞれ約３０％、２０％、１０％、５％、３％の向上がみられた。
【００４５】
＜実施例６＞
酸化サマリウム（Ｓｍ2Ｏ3）の添加量を０．０３５ｇとし、酸化ユウロピウム（Ｅｕ2Ｏ3）を０．３５ｇ添加したこと以外は、実施例４と同様にしてＭｎ3Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ12:Ｓｍ3+，Ｅｕ3+蛍光体を得た。また、酸化ユウロピウム（Ｅｕ2Ｏ3）に代えてＰｒ2Ｏ3、Ｔｂ2Ｏ3、Ｅｒ2Ｏ3、またはＹｂ2Ｏ3をそれぞれ０．０１ｇ添加したこと以外は実施例４と同様にして蛍光体を作製した。
【００４６】
上記５種の蛍光体の発光量子効率は、それぞれ２７％（Ｅｕ2Ｏ3添加）、２５．５％（Ｐｒ2Ｏ3添加）、２５．５％（Ｔｂ2Ｏ3添加）、２４％（Ｅｒ2Ｏ3添加）、２４％（Ｙｂ2Ｏ3添加）であり、比較例４の場合と比較すると、より高い発光量子効率が得られたが、実施例４の蛍光体と比較して、それぞれ約１０％、１５％、１５％、２０％、２０％低下した。
【００４７】
なお、上記蛍光体の特性評価のための各種測定は、以下の測定条件に従うものである。
（１）発光スペクトルの測定：蛍光分光光度計 ＦｌｕｏｒｏＭａｘ−３ 堀場製作所製を用いて測定した。
【００４８】
（２）Ｘ線回折：粉末Ｘ線回折測定装置 ＭＰＸ１８ マックサイエンス製を用いて測定した。
【００４９】
（３）発光量子効率：蛍光測定システム 大塚電子製を用いて測定した。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施例１で得られた蛍光体の発光スペクトルである。
【図２】実施例２および実施例４で得られた蛍光体の発光スペクトルである。
【図３】実施例３で得られた蛍光体の発光スペクトルである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１の金属イオンと第２の金属イオンとを含有する酸化物結晶を母体とする蛍光体であって、
前記第１の金属イオンは、アルミニウム、ガリウム、バナジウム、スカンジウム、アンチモンおよびインジウムからなる群から選択される１種以上のＩＩＩ価金属イオンを含み、かつ、
前記ＩＩＩ価金属イオンの一部は、発光体となる１種以上のＩＩＩ価希土類イオンで置換されていることを特徴とする蛍光体。
【請求項２】
前記第２の金属イオンは、Ｉ価、ＩＶ価またはＶ価の金属イオンを含むことを特徴とする請求項１に記載の蛍光体。
【請求項３】
前記ＩＩＩ価希土類イオンは、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウムおよびイッテルビウムからなる群から選択される１種以上の希土類イオンであることを特徴とする請求項１または２に記載の蛍光体。
【請求項４】
前記ＩＩＩ価希土類イオン中のユウロピウム、サマリウム、テルビウム、ツリウムのいずれか１種が占める割合は、前記ＩＩＩ価希土類イオンの全原子数に対して５０％以上であることを特徴とする請求項３に記載の蛍光体。
【請求項１】
少なくとも第１の金属イオンと第２の金属イオンとを含有する酸化物結晶を母体とする蛍光体であって、
前記第１の金属イオンは、アルミニウム、ガリウム、バナジウム、スカンジウム、アンチモンおよびインジウムからなる群から選択される１種以上のＩＩＩ価金属イオンを含み、かつ、
前記ＩＩＩ価金属イオンの一部は、発光体となる１種以上のＩＩＩ価希土類イオンで置換されていることを特徴とする蛍光体。
【請求項２】
前記第２の金属イオンは、Ｉ価、ＩＶ価またはＶ価の金属イオンを含むことを特徴とする請求項１に記載の蛍光体。
【請求項３】
前記ＩＩＩ価希土類イオンは、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウムおよびイッテルビウムからなる群から選択される１種以上の希土類イオンであることを特徴とする請求項１または２に記載の蛍光体。
【請求項４】
前記ＩＩＩ価希土類イオン中のユウロピウム、サマリウム、テルビウム、ツリウムのいずれか１種が占める割合は、前記ＩＩＩ価希土類イオンの全原子数に対して５０％以上であることを特徴とする請求項３に記載の蛍光体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−８８３４９（Ｐ２００８−８８３４９Ａ）
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７２８３６（Ｐ２００６−２７２８３６）
【出願日】平成１８年１０月４日（２００６．１０．４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月４日（２００６．１０．４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]