(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022146260
(43)【公開日】2022-10-05
(54)【発明の名称】Ｍｎ賦活蛍光体、波長変換体、及び発光装置
(51)【国際特許分類】
C09K 11/64 20060101AFI20220928BHJP
H01L 33/50 20100101ALI20220928BHJP
G02B 5/20 20060101ALI20220928BHJP
【ＦＩ】
C09K11/64
H01L33/50
G02B5/20
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021047138
(22)【出願日】2021-03-22
(71)【出願人】
【識別番号】000003296
【氏名又は名称】デンカ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110928
【弁理士】
【氏名又は名称】速水 進治
(72)【発明者】
【氏名】坂野 広樹
(72)【発明者】
【氏名】豊島 広朗
【テーマコード（参考）】
2H148
4H001
5F142
【Ｆターム（参考）】
2H148AA07
2H148AA19
4H001CA02
4H001XA07
4H001XA08
4H001XA12
4H001XA13
4H001XA14
4H001XA25
5F142AA22
5F142DA44
5F142DA52
5F142DA56
5F142DA63
5F142DA72
5F142DA73
5F142GA33
5F142HA01
(57)【要約】
【課題】波長が２５４ｎｍの光が照射されたとき、発光スペクトルにおいて、６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有するＭｎ賦活蛍光体を提供する。
【解決手段】本発明のＭｎ賦活蛍光体は、波長が２５４ｎｍの光が照射されたとき、６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長範囲に発光ピークを有する光を発光するＭｎ賦活蛍光体であって、一般式：Ｍｇ１－ｘＳｉ１Ａｌ３＋ｐＭｎｙＯ２＋ｑＮ３＋ｚ（ただし、０．２≦ｘ≦１、０＜ｙ≦０．１、０．１≦ｐ≦１．５、０≦ｑ≦１．５、０．５≦ｚ≦１．５）で表される化合物を含むものである。
【選択図】なし
【解決手段】本発明のＭｎ賦活蛍光体は、波長が２５４ｎｍの光が照射されたとき、６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長範囲に発光ピークを有する光を発光するＭｎ賦活蛍光体であって、一般式：Ｍｇ１－ｘＳｉ１Ａｌ３＋ｐＭｎｙＯ２＋ｑＮ３＋ｚ（ただし、０．２≦ｘ≦１、０＜ｙ≦０．１、０．１≦ｐ≦１．５、０≦ｑ≦１．５、０．５≦ｚ≦１．５）で表される化合物を含むものである。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
波長が２５４ｎｍの光が照射されたとき、６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長範囲に発光ピークを有する光を発光するＭｎ賦活蛍光体であって、
一般式：Ｍｇ１－ｘＳｉ１Ａｌ３＋ｐＭｎｙＯ２＋ｑＮ３＋ｚ（ただし、０．２≦ｘ≦１、０＜ｙ≦０．１、０．１≦ｐ≦１．５、０≦ｑ≦１．５、０．５≦ｚ≦１．５）で表される化合物を含むＭｎ賦活蛍光体。
一般式：Ｍｇ１－ｘＳｉ１Ａｌ３＋ｐＭｎｙＯ２＋ｑＮ３＋ｚ（ただし、０．２≦ｘ≦１、０＜ｙ≦０．１、０．１≦ｐ≦１．５、０≦ｑ≦１．５、０．５≦ｚ≦１．５）で表される化合物を含むＭｎ賦活蛍光体。
【請求項2】
請求項１に記載のＭｎ賦活蛍光体であって、
波長が２５４ｎｍの光が照射されたときの発光スペクトルにおいて、６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長範囲における発光ピークの半値幅が、１００ｎｍ以上１７０ｎｍ以下である、Ｍｎ賦活蛍光体。
波長が２５４ｎｍの光が照射されたときの発光スペクトルにおいて、６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長範囲における発光ピークの半値幅が、１００ｎｍ以上１７０ｎｍ以下である、Ｍｎ賦活蛍光体。
【請求項3】
請求項１又は２に記載のＭｎ賦活蛍光体であって、
波長が２５４ｎｍの光が照射されたときの発光スペクトルにおいて、６５０ｎｍにおける蛍光強度をＩ６５０、６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長範囲における発光ピークにおける蛍光強度をＩＭＡＸとしたとき、Ｉ６５０、ＩＭＡＸが、１．５≦ＩＭＡＸ／Ｉ６５０を満たす、Ｍｎ賦活蛍光体。
波長が２５４ｎｍの光が照射されたときの発光スペクトルにおいて、６５０ｎｍにおける蛍光強度をＩ６５０、６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長範囲における発光ピークにおける蛍光強度をＩＭＡＸとしたとき、Ｉ６５０、ＩＭＡＸが、１．５≦ＩＭＡＸ／Ｉ６５０を満たす、Ｍｎ賦活蛍光体。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか一項に記載のＭｎ賦活蛍光体であって、
上記一般式中、０＜１－ｘ＋ｙ≦１．０を満たす化合物を含む、Ｍｎ賦活蛍光体。
上記一般式中、０＜１－ｘ＋ｙ≦１．０を満たす化合物を含む、Ｍｎ賦活蛍光体。
【請求項5】
請求項１～４のいずれか一項に記載のＭｎ賦活蛍光体であって、
当該Ｍｎ賦活蛍光体が、組成式ＭｇｆＳｉｇＡｌｈＯｊ１Ｎｊ２Ｍｎｉで表され、
前記組成比ｆ、ｇ、ｈ、ｊ１、ｊ２及びｉが、
０．００≦ｆ≦０．８８、
０．７０≦ｇ≦１．３０、
０．７０≦ｈ≦４．５０、
５．５０≦ｊ１＋ｊ２≦７．５０、
０．００＜ｉ≦１．３０、及び
０．７０≦ｈ＋ｉ≦５．３０を満たすように構成される、Ｍｎ賦活蛍光体。
当該Ｍｎ賦活蛍光体が、組成式ＭｇｆＳｉｇＡｌｈＯｊ１Ｎｊ２Ｍｎｉで表され、
前記組成比ｆ、ｇ、ｈ、ｊ１、ｊ２及びｉが、
０．００≦ｆ≦０．８８、
０．７０≦ｇ≦１．３０、
０．７０≦ｈ≦４．５０、
５．５０≦ｊ１＋ｊ２≦７．５０、
０．００＜ｉ≦１．３０、及び
０．７０≦ｈ＋ｉ≦５．３０を満たすように構成される、Ｍｎ賦活蛍光体。
【請求項6】
請求項１～５のいずれか一項に記載のＭｎ賦活蛍光体であって、
レーザー回折散乱法で測定される体積頻度粒度分布において、累積値が５０％となる粒子径Ｄ５０が、１μｍ以上５０μｍ以下である、Ｍｎ賦活蛍光体。
レーザー回折散乱法で測定される体積頻度粒度分布において、累積値が５０％となる粒子径Ｄ５０が、１μｍ以上５０μｍ以下である、Ｍｎ賦活蛍光体。
【請求項7】
請求項６に記載のＭｎ賦活蛍光体であって、
レーザー回折散乱法で測定される体積頻度粒度分布において、累積値が１０％となる粒子径Ｄ１０、累積値が９０％となる粒子径をＤ９０としたとき、
（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０が、１．０以上２０．０以下である、Ｍｎ賦活蛍光体。
レーザー回折散乱法で測定される体積頻度粒度分布において、累積値が１０％となる粒子径Ｄ１０、累積値が９０％となる粒子径をＤ９０としたとき、
（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０が、１．０以上２０．０以下である、Ｍｎ賦活蛍光体。
【請求項8】
請求項１～７のいずれか一項に記載のＭｎ賦活蛍光体を含む、波長変換体。
【請求項9】
請求項８に記載の波長変換体を備える、発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、Ｍｎ賦活蛍光体、波長変換体、及び発光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
これまで化学組成がＭｇ１Ｓｉ１Ａｌ３Ｏ３Ｎ３で示される結晶を含む蛍光体について様々な開発がなされてきた。この種の技術として、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、化学組成がＭｇ１Ｓｉ１Ａｌ３Ｏ３Ｎ３で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶にＥｕが固溶し、２５０ｎｍから５００ｎｍの光を照射すると４５０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の青色から緑色の蛍光を発する蛍光体が記載されている（特許文献１の請求項２３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１５－０００９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に記載のＥｕ賦活蛍光体は、２５４ｎｍの光が照射されたとき、発光スペクトルにおいて、６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有するものではなかった。
また、化学組成がＭｇ１Ｓｉ１Ａｌ３Ｏ３Ｎ３で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶にＭｎが固溶することで、近赤外光を発する蛍光体が得られることは知られていなかった。
また、化学組成がＭｇ１Ｓｉ１Ａｌ３Ｏ３Ｎ３で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶にＭｎが固溶することで、近赤外光を発する蛍光体が得られることは知られていなかった。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者は、近赤外発光蛍光体の実現を目指して検討を行った結果、賦活元素としてＭｎ元素を選択し、一般式：Ｍｇ１－ｘＳｉ１Ａｌ３＋ｐＭｎｙＯ２＋ｑＮ３＋ｚ（ただし、０．２≦ｘ≦１、０＜ｙ≦０．１、０．１≦ｐ≦１．５、０≦ｑ≦１．５、０．５≦ｚ≦１．５）で表される化合物を用いることによって、波長が２５４ｎｍの光が照射されたとき、発光スペクトルにおいて、６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有する新規蛍光体を実現できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0006】
本発明によれば、
波長が２５４ｎｍの光が照射されたとき、６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長範囲に発光ピークを有する光を発光するＭｎ賦活蛍光体であって、
一般式：Ｍｇ１－ｘＳｉ１Ａｌ３＋ｐＭｎｙＯ２＋ｑＮ３＋ｚ（ただし、０．１≦ｘ≦１、０＜ｙ≦０．１、０．１≦ｐ≦１．５、０≦ｑ≦２、０≦ｚ≦１．５）で表される化合物を含むＭｎ賦活蛍光体が提供される。
波長が２５４ｎｍの光が照射されたとき、６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長範囲に発光ピークを有する光を発光するＭｎ賦活蛍光体であって、
一般式：Ｍｇ１－ｘＳｉ１Ａｌ３＋ｐＭｎｙＯ２＋ｑＮ３＋ｚ（ただし、０．１≦ｘ≦１、０＜ｙ≦０．１、０．１≦ｐ≦１．５、０≦ｑ≦２、０≦ｚ≦１．５）で表される化合物を含むＭｎ賦活蛍光体が提供される。
【0007】
また本発明によれば、上記のＭｎ賦活蛍光体を含む、波長変換体が提供される。
【0008】
また本発明によれば、上記の波長変換体を備える、発光装置が提供される。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、波長が２５４ｎｍの光が照射されたとき、発光スペクトルにおいて、６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有するＭｎ賦活蛍光体、それを用いた波長変換体、及び発光装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
本実施形態のＭｎ賦活蛍光体を概説する。
【0012】
Ｍｎ賦活蛍光体は、波長が２５４ｎｍの光が照射されたとき、６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長範囲に発光ピークを有する光を発光する蛍光体である。
このＭｎ賦活蛍光体は、一般式：Ｍｇ１－ｘＳｉ１Ａｌ３＋ｐＭｎｙＯ２＋ｑＮ３＋ｚ（ただし、０．２≦ｘ≦１、０＜ｙ≦０．１、０．１≦ｐ≦１．５、０≦ｑ≦１．５、０．５≦ｚ≦１．５）で表される化合物を含む。
このＭｎ賦活蛍光体は、一般式：Ｍｇ１－ｘＳｉ１Ａｌ３＋ｐＭｎｙＯ２＋ｑＮ３＋ｚ（ただし、０．２≦ｘ≦１、０＜ｙ≦０．１、０．１≦ｐ≦１．５、０≦ｑ≦１．５、０．５≦ｚ≦１．５）で表される化合物を含む。
【0013】
本発明者の知見によれば、設計組成として一般式：Ｍｇ１－ｘＳｉ１Ａｌ３＋ｐ－ｙＭｎｙＯ２＋ｑＮ３＋ｚ（ただし、０．２≦ｘ≦１、０＜ｙ≦０．１、０．１≦ｐ≦１．５、０≦ｑ≦１．５、０．５≦ｚ≦１．５）を有する化合物を用いることによって、蛍光体中の賦活元素Ｍｎの賦活量を適切に制御できるため、近赤外領域及び／又は近赤外領域近傍における発光特性に優れたＭｎ賦活蛍光体を実現できることが見出された。
【0014】
詳細なメカニズムは定かでないが、蛍光体中の元素の一部をＭｎ元素に置換することで、発光ピーク位置が長波長側にシフトし、近赤外領域近傍における光を発光する蛍光体を実現できると考えられる。
また、蛍光体中のＭｇ元素の含有量を適切に制御することにより発光特性を高められると考えられる。
また、蛍光体中のＭｇ元素の含有量を適切に制御することにより発光特性を高められると考えられる。
【0015】
本実施形態のＭｎ賦活蛍光体は、２００ｎｍ～３００ｎｍのＵＶ光や４２０ｎｍ～５３０ｎｍの青色光で励起可能である。
【0016】
本実施形態のＭｎ賦活蛍光体を含む波長変換体は、照射された光（励起光）を変換して、励起光とは異なる波長範囲に発光ピークを有する光を発光する部材で構成される。波長変換体は、下記の発光装置の少なくとも一部を構成してもよい。波長変換体は、例えば、６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長範囲に発光ピークを有する光を発光してもよい。波長変換体は、本実施形態のＭｎ賦活蛍光体以外の公知の蛍光体を一または二以上含んでもよい。
【0017】
波長変換体は、Ｍｎ賦活蛍光体からのみで構成されてもよく、Ｍｎ賦活蛍光体が分散した母材を含んでもよい。母材としては、例えば、ガラス、樹脂、無機材料などが挙げられる。
【0018】
本実施形態の波長変換体を備える発光装置は、センサー・検査・分析用、セキュリティ用、光通信用、医療用などの各種の用途に用いることができるが、例えば、ＬＥＤパッケージ、光源、設置型の分光光度計、ハンド型の食品分析計、ウェアラブルデバイス、赤外線カメラ、水分測定装置、ガス検出装置等が挙げられる。
【0019】
発光装置の一例は、発光素子と、発光素子から照射された光を変換して発光するＭｎ賦活蛍光体を含む波長変換体と、を備える。このような波長変換体は、その形状が特に限定されず、プレート状に構成されてもよく、例えば、発光素子の一部または発光面全体を封止するように構成されてもよい。
【0020】
以下、本実施形態のＭｎ賦活蛍光体を詳述する。
【0021】
Ｍｎ賦活蛍光体は、波長が２５４ｎｍの光が照射されたとき、発光スペクトルにおいて、６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下、好ましくは６８０ｎｍ以上９００ｎｍ以下、より好ましくは７００ｎｍ以上８５０ｎｍ以下の波長範囲に発光ピークを有する。
【0022】
発光ピークの位置は、蛍光体に含まれるＭｎ元素の濃度、すなわち、一般式：Ｍｇ１－ｘＳｉ１Ａｌ３＋ｐＭｎｙＯ２＋ｑＮ３＋ｚ（ただし、０．２≦ｘ≦１、０＜ｙ≦０．１、０．１≦ｐ≦１．５、０≦ｑ≦１．５、０．５≦ｚ≦１．５）中のｙや１－ｘ等を適切に調整することによって、制御できる。
【0023】
波長が２５４ｎｍの光が照射されたときの、Ｍｎ賦活蛍光体の発光スペクトルにおいて、６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長範囲における発光ピークの半値幅は、例えば、１００ｎｍ以上１７０ｎｍ以下、好ましくは１１０ｎｍ以上１６０ｎｍ以下、より好ましくは１２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。半値幅を上記範囲内とすることで、ピーク波長における発光強度を向上できる。
【0024】
上記一般式中、１－ｘの下限は、例えば、０．０１以上、好ましくは０．０２以上、より好ましくは０．０５以上である。これにより、発光ピークの発光強度を高められる。
一方、１－ｘの上限は、０．９０以下、好ましくは０．５０以下、より好ましくは０．３０以下である。これにより、発光ピークの形状をよりシャープにすることができ、可視光成分を含まない発光が得られるため好ましい。
一方、１－ｘの上限は、０．９０以下、好ましくは０．５０以下、より好ましくは０．３０以下である。これにより、発光ピークの形状をよりシャープにすることができ、可視光成分を含まない発光が得られるため好ましい。
【0025】
上記一般式中、ｙの下限は、好ましくは０．００５以上、より好ましくは０．０１以上である。ピーク位置を所望の範囲内とすることができる。
一方、ｙの上限は、好ましくは０．０９以下、より好ましくは０．０７以下である。これにより、近赤外領域近傍における光を発光させることができる。
一方、ｙの上限は、好ましくは０．０９以下、より好ましくは０．０７以下である。これにより、近赤外領域近傍における光を発光させることができる。
【0026】
Ｍｎ賦活蛍光体は、上記一般式中、０＜１－ｘ＋ｙ≦１．０、好ましくは０＜１－ｘ＋ｙ≦０．９、より好ましくは０＜１－ｘ＋ｙ≦０．５を満たす化合物を含んでもよい。これにより、近赤外領域近傍における光を発光させることができ、発光ピークの発光強度を高められる。
【0027】
Ｍｎ賦活蛍光体が、組成式ＭｇｆＳｉｇＡｌｈＯｊ１Ｎｊ２Ｍｎｉで表され、
組成比ｆ、ｇ、ｈ、ｊ１、ｊ２及びｉが、
０．００≦ｆ≦０．８８、
０．７０≦ｇ≦１．３０、
０．７０≦ｈ≦４．５０、
５．５０≦ｊ１＋ｊ２≦７．５０、
０．００＜ｉ≦１．３０、及び
０．７０≦ｈ＋ｉ≦５．３０を満たすように構成されてもよい。
組成比ｆ、ｇ、ｈ、ｊ１、ｊ２及びｉが、
０．００≦ｆ≦０．８８、
０．７０≦ｇ≦１．３０、
０．７０≦ｈ≦４．５０、
５．５０≦ｊ１＋ｊ２≦７．５０、
０．００＜ｉ≦１．３０、及び
０．７０≦ｈ＋ｉ≦５．３０を満たすように構成されてもよい。
【0028】
波長が２５４ｎｍの光が照射されたときの、Ｍｎ賦活蛍光体の発光スペクトルにおいて、６５０ｎｍにおける蛍光強度をＩ６５０、６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長範囲における発光ピークにおける蛍光強度をＩＭＡＸとする。
Ｍｎ賦活蛍光体は、Ｉ６５０、ＩＭＡＸが、例えば、１．５≦ＩＭＡＸ／Ｉ６５０、好ましくは５．０≦ＩＭＡＸ／Ｉ６５０、より好ましくは１０．０≦ＩＭＡＸ／Ｉ６５０を満たすように構成されてもよい。これにより、発光ピークを長波長側にシフトさせたり、発光ピークの形状をよりシャープにしたりすることが可能であり、可視光成分を含まない発光が得られるため好ましい。
一方、Ｍｎ賦活蛍光体は、Ｉ６５０、ＩＭＡＸが、例えば、ＩＭＡＸ／Ｉ６５０≦１０００を満たすように構成されてもよい。
Ｍｎ賦活蛍光体は、Ｉ６５０、ＩＭＡＸが、例えば、１．５≦ＩＭＡＸ／Ｉ６５０、好ましくは５．０≦ＩＭＡＸ／Ｉ６５０、より好ましくは１０．０≦ＩＭＡＸ／Ｉ６５０を満たすように構成されてもよい。これにより、発光ピークを長波長側にシフトさせたり、発光ピークの形状をよりシャープにしたりすることが可能であり、可視光成分を含まない発光が得られるため好ましい。
一方、Ｍｎ賦活蛍光体は、Ｉ６５０、ＩＭＡＸが、例えば、ＩＭＡＸ／Ｉ６５０≦１０００を満たすように構成されてもよい。
【0029】
Ｍｎ賦活蛍光体について、レーザー回折散乱法を用いて測定した体積頻度粒度分布において、累積値が５０％となる粒子径をＤ５０、累積値が１０％となる粒子径をＤ１０、累積値が９０％となる粒子径をＤ９０とする。
【0030】
Ｄ５０は、例えば、１μｍ以上５０μｍ以下、好ましくは２μｍ以上４０μｍ以下、より好ましくは３μｍ以上３０μｍ以下である。上記の範囲内とすることで、発光特性のバランスを図ることができる。
【0031】
（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０の下限は、例えば、１．０以上、好ましくは１．５以上、より好ましくは２．０以上である。一方、（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０の上限は、例えば、２０．０以下、好ましくは１０．０以下、より好ましくは７．０以下である。上記の範囲内とすることで、発光特性のバランスを図ることができる。
【0032】
以下、本実施形態のＭｎ賦活蛍光体の製造方法について説明する。
【0033】
Ｍｎ賦活蛍光体の製造方法の一例は、一般式：Ｍｇ１－ｘＳｉ１Ａｌ３＋ｐＭｎｙＯ２＋ｐＮ３＋ｐ（ただし、０．２≦ｘ≦１、０＜ｙ≦０．１、０．１≦ｐ≦１．５、０≦ｑ≦１．５、０．５≦ｚ≦１．５）で表される化合物の組成を構成する各元素を含む原料混合物を得る混合工程と、原料混合物を焼成する焼成工程と、を含んでもよい。
【0034】
Ｍｇ元素を含む原料としては、Ｍｇを含む、金属、ケイ化物、酸化物、炭酸塩、窒化物、酸窒化物、塩化物、フッ化物、及び酸フッ化物から選ばれる単体または２種以上の混合物等が挙げられる。
Ｓｉ元素を含む原料としては、Ｓｉを含む、金属、酸化物、炭酸塩、窒化物、酸窒化物、塩化物、フッ化物、及び酸フッ化物から選ばれる単体または２種以上の混合物等が挙げられる。
Ａｌ元素を含む原料としては、Ａｌを含む、金属、ケイ化物、酸化物、炭酸塩、窒化物、酸窒化物、塩化物、フッ化物、及び酸フッ化物から選ばれる単体または２種以上の混合物等が挙げられる。
Ｓｉ元素を含む原料としては、Ｓｉを含む、金属、酸化物、炭酸塩、窒化物、酸窒化物、塩化物、フッ化物、及び酸フッ化物から選ばれる単体または２種以上の混合物等が挙げられる。
Ａｌ元素を含む原料としては、Ａｌを含む、金属、ケイ化物、酸化物、炭酸塩、窒化物、酸窒化物、塩化物、フッ化物、及び酸フッ化物から選ばれる単体または２種以上の混合物等が挙げられる。
【0035】
Ｍｎ元素を含む原料としては、Ｍｎを含む、金属、ケイ化物、酸化物、炭酸塩、窒化物、酸窒化物、塩化物、フッ化物、及び酸フッ化物から選ばれる単体または２種以上の混合物等が用いられる。
【0036】
原料混合物は、例えば、Ｍｎの窒化物または酸化物、Ｍｇの窒化物または酸化物、Ａｌの窒化物または酸化物、及び酸化ケイ素または窒化ケイ素を含むものを用いてもよい。これにより、焼成時における反応を促進させることができる。
【0037】
原料を混合する方法は、特に限定されないが、例えば、乳鉢、ボールミル、Ｖ型混合機、遊星ミルなどの混合装置を用いて十分に混合する方法がある。
【0038】
焼成工程は、上述した原料混合物を、例えば、電気炉等の焼成用炉の内部で焼成する工程である。
焼成用炉内部における焼成雰囲気は、アルゴン、ヘリウム、水素、窒素等の非酸化性ガスの雰囲気ガスであってもよい。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
焼成用炉内部における焼成雰囲気は、アルゴン、ヘリウム、水素、窒素等の非酸化性ガスの雰囲気ガスであってもよい。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0039】
焼成工程における焼成温度は、焼成工程終了後の未反応原料の低減、主成分の分解抑制の観点から、適当な温度範囲が選択される。
焼成工程における焼成温度の下限は、１０００℃以上が好ましく、１２００℃以上がより好ましく、１５００℃以上がさらに好ましい。一方、焼成温度の上限は、２２００℃以下が好ましく、２０００℃以下がより好ましく、１９００℃以下がさらに好ましい。
焼成工程における焼成温度の下限は、１０００℃以上が好ましく、１２００℃以上がより好ましく、１５００℃以上がさらに好ましい。一方、焼成温度の上限は、２２００℃以下が好ましく、２０００℃以下がより好ましく、１９００℃以下がさらに好ましい。
【0040】
焼成雰囲気ガスの圧力は、焼成温度に応じて選択されるが、通常０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下の範囲である。工業的生産性を考慮すると０．５ＭＰａ以上１ＭＰａ以下とすることが好ましい。
【0041】
焼成工程における焼成時間は、未反応物の低減、生産性の向上の観点から、適当な時間範囲が選択される。
焼成時間の下限は、０．５時間以上が好ましく、１時間以上がより好ましく、２時間以上がさらに好ましい。また、焼成時間の上限は、４８時間以下が好ましく、２４時間以下がより好ましく、１０時間以下がさらに好ましい。
焼成時間の下限は、０．５時間以上が好ましく、１時間以上がより好ましく、２時間以上がさらに好ましい。また、焼成時間の上限は、４８時間以下が好ましく、２４時間以下がより好ましく、１０時間以下がさらに好ましい。
【0042】
以上により、焼成工程後の原料混合物（焼成物）が得られる。
【0043】
本実施形態のＭｎ賦活蛍光体の製造方法は、焼成工程後の原料混合物（焼成物）を、粉砕して粉砕物を得る粉砕工程をさらに含んでもよい。
【0044】
焼成工程により得られる焼成物の状態は、原料配合や焼成条件によって、粉体状、塊状と様々である。粉砕工程及び／又は分級操作工程によって、焼成物を、所定のサイズの粉体状にできる。
なお、上記の他に、蛍光体の分野で公知の工程を追加してもよい。
なお、上記の他に、蛍光体の分野で公知の工程を追加してもよい。
【0045】
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
【実施例0046】
以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。
【0047】
［実施例１～４、比較例１］
（Ｍｎ賦活蛍光体の製造）
表１に示す設計組成に従って、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、及び酸化マンガン（ＭｎＯ２）を秤量し、乳鉢を用いて混合して、原料混合物を得た。
得られた原料混合物を、電気炉に入れ、窒素雰囲気中、１７００℃、０．８ＭＰａの焼成条件にて、２時間焼成を行った。
得られた焼成物を、乳鉢で粉砕後、目開き１５０μｍの篩で篩分け（分級処理）を行い、篩通過分を回収して、粉末状のＭｎ賦活蛍光体（蛍光体粒子）を得た。
（Ｍｎ賦活蛍光体の製造）
表１に示す設計組成に従って、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、及び酸化マンガン（ＭｎＯ２）を秤量し、乳鉢を用いて混合して、原料混合物を得た。
得られた原料混合物を、電気炉に入れ、窒素雰囲気中、１７００℃、０．８ＭＰａの焼成条件にて、２時間焼成を行った。
得られた焼成物を、乳鉢で粉砕後、目開き１５０μｍの篩で篩分け（分級処理）を行い、篩通過分を回収して、粉末状のＭｎ賦活蛍光体（蛍光体粒子）を得た。
【0048】
【表1】
【0049】
得られた実施例１～４、比較例１のＭｎ賦活蛍光体について、ＩＣＰ発光分光分析を用いて、Ｍｎ賦活蛍光体中の各元素の含有量（ｗｔ％）を測定した。結果を表２に示す。
【0050】
【表2】
【0051】
［比較例２］
酸化マンガン（ＭｎＯ２）を、酸化ユーロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）に変更した以外は、比較例１と同様にして、Ｍｇ１Ｓｉ１Ａｌ３Ｏ３Ｎ３：Ｅｕで表される粉末状のＥｕ賦活蛍光体（蛍光体粒子）を得た。
酸化マンガン（ＭｎＯ２）を、酸化ユーロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）に変更した以外は、比較例１と同様にして、Ｍｇ１Ｓｉ１Ａｌ３Ｏ３Ｎ３：Ｅｕで表される粉末状のＥｕ賦活蛍光体（蛍光体粒子）を得た。
【0052】
【表3】
【0053】
実施例１～４、比較例１で得られたＭｎ賦活蛍光体、比較例２で得られたＥｕ賦活蛍光体について、Ｃｕ－Ｋα線を用いた粉末Ｘ線回折測定（ＸＲＤ測定）を行った。その結果、いずれの蛍光体のＸＲＤパターンにおいても、Ｍｇ１Ｓｉ１Ａｌ３Ｏ３Ｎ３に帰属されるピークが確認された。
なお、実施例１、４、比較例１、２におけるＸＲＤパターンを図１に示す。
なお、実施例１、４、比較例１、２におけるＸＲＤパターンを図１に示す。
【0054】
（Ｄ１０、Ｄ５０、Ｄ９０）
実施例１～４、比較例１のＭｎ賦活蛍光体の粒子径分布について、レーザー回折・散乱法の粒子径測定装置（Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ社製、ＬＳ １３ ３２０）を用いて測定した。
実施例１～４、比較例１のＭｎ賦活蛍光体の粒子径分布について、レーザー回折・散乱法の粒子径測定装置（Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ社製、ＬＳ １３ ３２０）を用いて測定した。
【0055】
（発光スペクトル）
実施例１～４、比較例１のＭｎ賦活蛍光体、比較例２のＥｕ賦活蛍光体について、次のように分光蛍光光度計を用いて、発光スペクトルを得た。
まず、光度計に付属の固体試料ホルダー（合成石英製セル）に、粉末状のＭｎ賦活蛍光体を充填し、次いで、カットフィルター（２９０ｎｍ以下の波長の光を吸収するフィルター）を具備した分光蛍光光度計（株式会社堀場製作所社製、Ｆｌｕｏｒｏｌｏｇ－３）を用いて、光源：Ｘｅランプを使用し、波長：２５４ｎｍの励起光を照射したときの発光スペクトルを測定した。なお、比較例２の場合のみ、励起光として、波長３６５ｎｍの光を発するランプを使用し、カットフィルターとして３９０ｎｍ以下の波長の光を吸収するフィルターを使用した。
実施例１、４、比較例１、２の発光スペクトルを図２に示す。各実施例、比較例１の発光スペクトルにおいて、実施例４における発光強度の最大値（ＩＭＡＸ）を１．００として規格化し、比較例２の発光スペクトルにおいて、発光強度の最大値を１．００として規格した。
また、実施例１～４、比較例１のＭｎ賦活蛍光体において、得られた発光スペクトルから発光ピークのピーク位置や半値幅の測定を行った。得られた発光スペクトルから６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長範囲におけるピークにおける発光強度の最大値（ＩＭＡＸ）、及び６５０ｎｍにおける蛍光強度Ｉ６５０を求め、ＩＭＡＸ／Ｉ６５０を算出した。
実施例１～４、比較例１のＭｎ賦活蛍光体、比較例２のＥｕ賦活蛍光体について、次のように分光蛍光光度計を用いて、発光スペクトルを得た。
まず、光度計に付属の固体試料ホルダー（合成石英製セル）に、粉末状のＭｎ賦活蛍光体を充填し、次いで、カットフィルター（２９０ｎｍ以下の波長の光を吸収するフィルター）を具備した分光蛍光光度計（株式会社堀場製作所社製、Ｆｌｕｏｒｏｌｏｇ－３）を用いて、光源：Ｘｅランプを使用し、波長：２５４ｎｍの励起光を照射したときの発光スペクトルを測定した。なお、比較例２の場合のみ、励起光として、波長３６５ｎｍの光を発するランプを使用し、カットフィルターとして３９０ｎｍ以下の波長の光を吸収するフィルターを使用した。
実施例１、４、比較例１、２の発光スペクトルを図２に示す。各実施例、比較例１の発光スペクトルにおいて、実施例４における発光強度の最大値（ＩＭＡＸ）を１．００として規格化し、比較例２の発光スペクトルにおいて、発光強度の最大値を１．００として規格した。
また、実施例１～４、比較例１のＭｎ賦活蛍光体において、得られた発光スペクトルから発光ピークのピーク位置や半値幅の測定を行った。得られた発光スペクトルから６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長範囲におけるピークにおける発光強度の最大値（ＩＭＡＸ）、及び６５０ｎｍにおける蛍光強度Ｉ６５０を求め、ＩＭＡＸ／Ｉ６５０を算出した。
【0056】
上記の発光スペクトルにおいて６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長範囲中における発光ピークの有無に基づいて、その範囲における発光の有り（○）、無し（×）を判断した。
６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長範囲における発光が、実施例１～４、及び比較例１のＭｎ賦活蛍光体に確認されたが、比較例２のＥｕ賦活蛍光体には確認されなかった。
一方、４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長範囲における発光については、比較例２のＥｕ賦活蛍光体にのみ確認された。
６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長範囲における発光が、実施例１～４、及び比較例１のＭｎ賦活蛍光体に確認されたが、比較例２のＥｕ賦活蛍光体には確認されなかった。
一方、４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長範囲における発光については、比較例２のＥｕ賦活蛍光体にのみ確認された。
【0057】
実施例１～４のＭｎ賦活蛍光体は、波長が２５４ｎｍの光が照射されたとき、６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長範囲に発光ピークが観察され、比較例１と比べて発光特性に優れる結果を示した。
このような実施例から、近赤外光を活用する各種デバイスに好適なＭｎ賦活蛍光体を実現できることが分かった。
このような実施例から、近赤外光を活用する各種デバイスに好適なＭｎ賦活蛍光体を実現できることが分かった。
【図1】
【図2】