(57)【要約】【課題】希土類元素を多量に使用せずに高い発光を示す蛍光体を提供する。【解決手段】本発明のテルビウムを賦活したケイ酸塩緑色蛍光体は、一般式：Ｍ１（Ｍ２１−ｙＴｂｙ）ａ（Ｍ３１−ｘＡｌｘ）ｂＯｃ（Ｍ１は少なくともＢａを含む２価の金属元素、Ｍ２は少なくともＹを含む３価の金属元素、Ｍ３は少なくともＳｉを含む４価の金属元素であり、０＜ｘ＜０．２０，０＜ｙ＜０．２０，ａ，ｂ，ｃは０を含まない正の数）で表される組成からなる。【選択図】図４
2014169390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式：Ｍ１（Ｍ２１−ｙＴｂｙ）ａ（Ｍ３１−ｘＡｌｘ）ｂＯｃ（Ｍ１は少なくともＢａを含む２価の金属元素、Ｍ２は少なくともＹを含む３価の金属元素、Ｍ３は少なくともＳｉを含む４価の金属元素であり、０＜ｘ＜０．２０，０＜ｙ＜０．２０，ａ，ｂ，ｃは０を含まない正の数）で表される組成からなることを特徴とするテルビウムを賦活したケイ酸塩緑色蛍光体。
【請求項２】
一般式：Ｂａ（Ｙ１−ｙＴｂｙ）４（Ｓｉ１−ｘＡｌｘ）５Ｏ１７（０＜ｘ＜０．２０，０＜ｙ＜０．２０）で表される組成からなるテルビウムを賦活したケイ酸塩緑色蛍光体。
【請求項３】
ｙ＝０．１０である請求項２記載のテルビウムを賦活したケイ酸塩緑色蛍光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テルビウムを賦活したケイ酸塩緑色蛍光体に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存の蛍光ランプ用緑色蛍光体の多くは、希土類元素を多く使用している。しかし、希土類元素は、採取地が中国などに集中しており単価が高いという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２２２３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、希土類元素を多量に使用せずに高い発光を示す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】
【０００５】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を行い、ケイ酸塩ＢａＹ４Ｓｉ５Ｏ１７にＴｂを賦活剤として、Ｓｉサイトに一部Ａｌを固溶させた蛍光体を固相法で合成したところ、Ａｌを固溶させた試料はＡｌを含まない化合物に比べて高い発光強度の緑色発光を示すことを見出し、本発明に想到した。
【０００６】
すなわち、本発明の請求項１記載のテルビウムを賦活したケイ酸塩緑色蛍光体は、一般式：Ｍ１（Ｍ２１−ｙＴｂｙ）ａ（Ｍ３１−ｘＡｌｘ）ｂＯｃ（Ｍ１は少なくともＢａを含む２価の金属元素、Ｍ２は少なくともＹを含む３価の金属元素、Ｍ３は少なくともＳｉを含む４価の金属元素であり、０＜ｘ＜０．２０，０＜ｙ＜０．２０，ａ，ｂ，ｃは０を含まない正の数）で表される組成からなることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２記載のテルビウムを賦活したケイ酸塩緑色蛍光体は、一般式：Ｂａ（Ｙ１−ｙＴｂｙ）４（Ｓｉ１−ｘＡｌｘ）５Ｏ１７（０＜ｘ＜０．２０，０＜ｙ＜０．２０）で表される組成からなる。
【０００８】
本発明の請求項３記載のテルビウムを賦活したケイ酸塩緑色蛍光体は、請求項２においてｙ＝０．１０である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のテルビウムを賦活したケイ酸塩緑色蛍光体は、ケイ酸塩ＢａＹ４Ｓｉ５Ｏ１７にＴｂを賦活剤として、Ｓｉサイトに一部Ａｌを固溶させたものであって、希土類元素を多量に使用せずに高い発光を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】Ｂａ（Ｙ１−ｙＴｂｙ）４Ｓｉ５Ｏ１７，ｙ＝０．０１，０．０５，０．１０，０．２０の粉末Ｘ線回折パターンである。
【図２】Ｂａ（Ｙ１−ｙＴｂｙ）４Ｓｉ５Ｏ１７，ｙ＝０．０１，０．０５，０．１０，０．２０の励起スペクトル及び発光スペクトルである。
【図３】Ｂａ（Ｙ０．９０Ｔｂ０．１０）４（Ｓｉ１−ｘＡｌｘ）５Ｏ１７，ｘ＝０，０．１０，０．２０の粉末Ｘ線回折パターンである。
【図４】Ｂａ（Ｙ０．９０Ｔｂ０．１０）４（Ｓｉ１−ｘＡｌｘ）５Ｏ１７，ｘ＝０．０５，０．１０，０．２０の励起スペクトル及び発光スペクトルである。
【図５】Ｂａ（Ｙ０．９０Ｔｂ０．１０）４（Ｓｉ１−ｘＡｌｘ）５Ｏ１７の走査型電子顕微鏡画像であり、（ａ）はｘ＝０，（ｂ）はｘ＝０．１０，（ｃ）はｘ＝０．２０である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のテルビウムを賦活したケイ酸塩緑色蛍光体は、一般式：Ｍ１（Ｍ２１−ｙＴｂｙ）ａ（Ｍ３１−ｘＡｌｘ）ｂＯｃ（Ｍ１は少なくともＢａを含む２価の金属元素、Ｍ２は少なくともＹを含む３価の金属元素、Ｍ３は少なくともＳｉを含む４価の金属元素であり、０＜ｘ＜０．２０，０＜ｙ＜０．２０，ａ，ｂ，ｃは０を含まない正の数）で表される組成からなり、ケイ酸塩ＢａＹ４Ｓｉ５Ｏ１７にＴｂを賦活剤として、Ｓｉサイトに一部Ａｌを固溶させたものである。
【００１２】
Ａｌを固溶させた蛍光体はＡｌを含まない蛍光体に比べ、高い発光強度となる。このため、Ａｌを固溶させた蛍光体は、Ａｌを含まない蛍光体よりも少ない量でＡｌを含まない蛍光体と同等の発光強度が得られる。したがって、本発明の蛍光体を既存の蛍光ランプ用緑色蛍光体に置き換えることで、高価な希土類元素の使用量を節減することができ、新規蛍光ランプ用緑色蛍光体としての使用が期待できる。
【００１３】
Ｍ１は少なくともＢａを含む２価の金属元素であり、Ｍ１としてＢａのほかにＭｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｃｄを含んでいても良い。なお、緑色の蛍光体としては、Ｍ１の元素の７０モル％以上がＢａであることが好ましい。
【００１４】
また、Ｍ２は少なくともＹを含む３価の金属元素であり、Ｍ２としてＹのほかにＧａ、Ｓｃ、Ｉｎ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙｂ、Ｌｕを含んでいてもよい。なお、発光強度を高くするために、Ｍ２の元素の７０モル％以上がＹであることが好ましい。
【００１５】
また、Ｍ３は少なくともＳｉを含む４価の金属元素であり、Ｍ３としてＳｉのほかにＴｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｈｆを含んでいてもよい。なお、Ｍ３の元素の７０モル％以上がＳｉであることが好ましい。
【００１６】
さらに、発光強度の点から、０＜ｘ＜０．２０，０＜ｙ＜０．２０が好ましい。
【００１７】
本発明のテルビウムを賦活したケイ酸塩緑色蛍光体としては、例えば、一般式：Ｂａ（Ｙ０．９０Ｔｂ０．１０）４（Ｓｉ１−ｘＡｌｘ）５Ｏ１７（０＜ｘ＜０．２０）で表される組成からなる蛍光体が挙げられる。
【００１８】
本発明のテルビウムを賦活したケイ酸塩緑色蛍光体は、炭酸化物と酸化物を化学量論比に従って秤量し、混合した物を還元雰囲気中で焼成することにより得られる。また、本発明のテルビウムを賦活したケイ酸塩緑色蛍光体は、特別な合成装置を必要とせずに製造することができる。
【実施例１】
【００１９】
（１）Ｂａ（Ｙ１−ｙＴｂｙ）４Ｓｉ５Ｏ１７の合成と評価
原料にＢａＣＯ３、Ｙ２Ｏ３、超微粒子ＳｉＯ２、Ｔｂ４Ｏ７を用い、原料を化学量論比に従って秤量し、アセトンによる湿式混合を行った。その後、アルミナボートにその混合物を移し、電気炉を用いて、空気中１０００℃で１時間の仮焼を行った。仮焼後、試料を粉砕してアルミナボートに再度移し、Ｎ２／Ｈ２（９５％／５％）雰囲気中１４００℃で６時間焼成した。そして、得られた粉末を粉砕後、粉末Ｘ線回折装置、蛍光分光光度計を用いて評価した。
【００２０】
図１に得られた粉末の粉末Ｘ線回折パターンを示す。Ｂａ（Ｙ１−ｙＴｂｙ）４Ｓｉ５Ｏ１７，ｙ＝０．０１，０．０５，０．１０，０．２０がそれぞれ単一相で合成されたことが確認された。なお、比較のため、ＰｂＹ４Ｓｉ５Ｏ１７と同結晶構造とされているＢａＹ４Ｓｉ５Ｏ１７のシミュレーションパターンも示した。ＢａＹ４Ｓｉ５Ｏ１７のシミュレーションパターンとパターンが一致した。
【００２１】
図２に励起スペクトル及び発光スペクトルを示す。短波長側が励起スペクトルで長波長側が発光スペクトルである。いずれの試料もＴｂに由来する緑色の発光が観測された。また、蛍光ランプの発光領域である２５４ｎｍ付近で強い吸収を有し、Ｔｂの置換量の増加に伴い発光強度は増大したが、ｙ＝０．１０とｙ＝０．２０の間に顕著な違いは見られなかった。これより、Ｔｂの置換量はｙ＝０．１０が最適であることが確認された。
【００２２】
（２）Ｂａ（Ｙ０．９０Ｔｂ０．１０）４（Ｓｉ１−ｘＡｌｘ）５Ｏ１７の合成と評価
原料にＢａＣＯ３、Ｙ２Ｏ３、超微粒子ＳｉＯ２、Ｔｂ４Ｏ７、Ａｌ２Ｏ３を用い、原料を化学量論比に従って秤量し、アセトンによる湿式混合を行った。その後、アルミナボートにその混合物を移し、電気炉を用いて、空気中１０００℃で１時間の仮焼を行った。仮焼後、試料を粉砕してアルミナボートに再度移し、Ｎ２／Ｈ２（９５％／５％）雰囲気中１４００℃で６時間焼成した。そして、得られた粉末を粉砕後、粉末Ｘ線回折装置、蛍光分光光度計、走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
【００２３】
図３に得られた粉末の粉末Ｘ線回折パターンを示す。Ｂａ（Ｙ０．９０Ｔｂ０．１０）４（Ｓｉ１−ｘＡｌｘ）５Ｏ１７，ｘ＝０，０．１０，０．２０がそれぞれ合成されたが、ｘ＝０．１０，０．２０の場合は、不純物であるＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８との混相となっていることが確認された。なお、比較のため、ＰｂＹ４Ｓｉ５Ｏ１７と同結晶構造とされているＢａＹ４Ｓｉ５Ｏ１７のシミュレーションパターンも示した。
【００２４】
図４に励起スペクトル及び発光スペクトルを示す。短波長側が励起スペクトルで長波長側が発光スペクトルである。いずれの試料もＴｂに由来する緑色の発光が観測された。また、蛍光ランプの発光領域である２５４ｎｍ付近で強い吸収を有し、Ａｌの置換量の増加に伴い発光強度は増大した。なお、不純物であるＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８についても同様に測定したが、非常に弱い発光であった。
【００２５】
図５に走査型電子顕微鏡画像を示す。いずれの試料も粒径は５μｍ程度であった。また、Ａｌの置換量の増加に伴い、粒子表面が円滑になっていることが確認された。
【図１】
2014169390.tif 000003
【図２】
2014169390.tif 000004
【図３】
2014169390.tif 000005
【図４】
2014169390.tif 000006
【図５】
2014169390.tif 000007