(57)【要約】      （修正有）【課題】小型であり、長寿命であり、被照射物を加熱する事が無く、検出性の高い波長域で赤外発光する赤外発光装置を提供する事を課題とする。【解決手段】半導体発光素子と、該半導体発光素子の光を吸収し赤外領域で発光する蛍光体とを有する発光装置であって、該蛍光体は、結晶性酸化物母体および発光中心であるＣｒ４＋を有する結晶性酸化物蛍光体を含み、該結晶性酸化物蛍光体の赤外領域におけるピーク発光波長が波長１０００ｎｍから２０００ｎｍまでの間にあり、該ピーク発光波長の半値幅が２００ｎｍ以上である発光装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子と、該半導体発光素子の光を吸収し赤外領域で発光する蛍光体とを有す
る発光装置であって、該蛍光体は、結晶性酸化物母体および発光中心であるＣｒ４＋を有
する結晶性酸化物蛍光体を含み、該結晶性酸化物蛍光体の赤外領域におけるピーク発光波
長が波長１０００ｎｍから２０００ｎｍまでの間にあり、該ピーク発光波長の半値幅が２
００ｎｍ以上であることを特徴とする、発光装置。
【請求項２】
前記半導体発光素子の光が、前記ピーク発光波長未満の波長の赤外光または可視光であ
る、請求項１の発光装置。
【請求項３】
前記半導体発光素子の光が、前記ピーク発光波長未満の波長の赤外光または赤色光であ
る、請求項２の発光装置。
【請求項４】
前記半導体発光素子が、発光ダイオード（ＬＥＤ）である、請求項１〜３のいずれか１
項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記蛍光体として、２種以上の蛍光体を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発
光装置。
【請求項６】
前記結晶性酸化物母体が、下記式（１）または式（２）で表される化学組成を有する、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置。
Ａ２ＧｅＯ４      ・・・（１）
ただし、Ａはアルカリ土類金属元素の中から選ばれる一つ以上の金属元素を示す。
Ｍ２ＳｉＯ４      ・・・（２）
ただし、Ｍは典型金属元素の中から選ばれる一つ以上の金属元素を示す。
【請求項７】
下記式（１’）または式（２’）で表される化学組成を有する結晶相を含有し、波長１
０００ｎｍから２０００ｎｍまでの間にピーク発光波長を有することを特徴とする蛍光体
。
Ａ２ＧｅＯ４：Ｃｒ４＋    ・・・（１’）
ただし、Ａはアルカリ土類金属元素の中から選ばれる一つ以上の金属元素を示す。
Ｍ２ＳｉＯ４：Ｃｒ４＋      ・・・（２’）
ただし、Ｍは典型金属元素の中から選ばれる一つ以上の金属元素を示す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子と蛍光体を含む発光装置に関し、特に半導体発光素子と赤外
発光蛍光体との組み合わせによる赤外発光装置に関する。また、本発明は、赤外発光装置
を作製するために好適な赤外発光を呈する蛍光体にも関する。
【背景技術】
【０００２】
近赤外光は、物質に対して照射されると、物質構成分子の固有振動に対応した波長に於
いて、物質により吸収される。また近赤外光は、物質に対する高い透過性を持つ。従って
近赤外光を用いたスペクトル分析は、非破壊的または非侵襲的に、物質を定量または定性
する手段として注目されてきた。
例えば食品分野に於いては、青果物の非破壊糖度計や米の非破壊食味計といった非破壊
食品成分分析機器が、既に生産者向けに普及している。また例えばヘルスケア分野に於い
ては、非侵襲血糖値計といった非侵襲バイタルデータ計測機器が盛んに研究されている。
【０００３】
近年、食品成分やバイタルデータを計測するための機器に対しては、高い携帯性が求め
られており、小型化、軽量化、または多機能携帯端末や多機能ウェアラブル端末への搭載
などが期待される。これに伴い、赤外発光装置に対しては小型化や軽量化が求められてい
る。
現在、スペクトル分析に多く用いられている近赤外発光装置は、ハロゲンランプである
。しかしハロゲンランプには、サイズが大きい、寿命が短い、そして、被照射物を加熱す
るといった欠点が存在する。
【０００４】
ＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（半導体レーザー）は、ハロゲンランプに比べてサイ
ズが小さく、寿命が長く、そして、被照射物を加熱しない。しかし、ＬＥＤやＬＤは狭帯
域発光を示すため、スペクトル分析用途の近赤外発光装置としては必ずしも適当ではない
。
これに対して、発光波長の異なるＬＥＤやＬＤを複数個組合せることで、疑似的な広帯
域発光を得るという方法も存在するが、この方法ではＬＥＤやＬＤの発光波長に応じた駆
動回路が必要となるため、光源が大型化するという欠点が存在する。
【０００５】
そのため、赤外領域に広帯域発光を示す赤外発光装置として、励起光源と蛍光体とを組
合せた赤外発光装置が提案されている。
特許文献１には、何らかの励起光源からの光によって広帯域発光を示すガラスセラミッ
クスファイバからなる近赤外発光装置が記載されている。
また、特許文献２においては、紫外から青色の光を発する光源とガラス蛍光体からなる
近赤外発光装置が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、青色から青緑色の光を発する光源と特定の組成の蛍光体からなる近赤
外発光装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００４−５２６３３０号公報
【特許文献２】ＷＯ２０１２／００８３２５号パンフレット
【特許文献３】ＷＯ２０１６／１７４２３６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載されるファイバの使用は近赤外発光装置の大きさを大きくす
るため、このような近赤外発光装置は先述の多機能携帯端末や多機能ウェアラブル端末等
への組込みには適さない。
また、特許文献２のガラス蛍光体の量子効率は、一般に結晶質蛍光体よりも低いという
欠点がある。加えて、ガラス蛍光体は、成形性が悪く、物理的衝撃に弱い、または熱衝撃
に弱いといった問題もある。
【０００９】
特許文献３には、複数種の蛍光体を用いた赤外発光装置が記載されているが、これらの
蛍光体を用いた場合には、いずれも発光ピーク波長が１０００ｎｍ以下であるため、ピー
ク検出が困難であるため、食品成分やバイタルデータの測定用途には不向きである。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものである。即ち、小型であり、長寿命であり、
被照射物を加熱する事が無く、検出性の高い波長域で赤外発光する赤外発光装置を提供す
る事を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、半導体発光素子および発光中心としてＣｒ４＋を
有する結晶性酸化物蛍光体を用いた発光装置によって、上記課題を解決しうることを見出
し、本発明に到達した。
本発明はこのような知見に基づいて達成されたものであり、以下を要旨とする。
［１］半導体発光素子と、該半導体発光素子の光を吸収し赤外領域で発光する蛍光体とを
有する発光装置であって、該蛍光体は、結晶性酸化物母体および発光中心であるＣｒ４＋
を有する結晶性酸化物蛍光体を含み、該結晶性酸化物蛍光体の赤外領域におけるピーク発
光波長が波長１０００ｎｍから２０００ｎｍまでの間にあり、該ピーク発光波長の半値幅
が２００ｎｍ以上である、発光装置。
［２］前記半導体発光素子の光が、前記ピーク発光波長未満の波長の赤外光または可視光
である、［１］の発光装置。
［３］前記半導体発光素子の光が、前記ピーク発光波長未満の波長の赤外光または赤色光
である、［２］の発光装置。
［４］前記半導体発光素子が、発光ダイオード（ＬＥＤ）である、［１］〜［３］のいず
れかに記載の発光装置。
［５］前記蛍光体として、２種以上の蛍光体を含む、［１］〜［４］のいずれかに記載の
発光装置。
［６］前記結晶性酸化物母体が、下記式（１）または式（２）で表される化学組成を有す
る、［１］〜［５］のいずれか１項に記載の発光装置。
【００１１】
Ａ２ＧｅＯ４      ・・・（１）
ただし、Ａはアルカリ土類金属元素の中から選ばれる一つ以上の金属元素を示す。   
Ｍ２ＳｉＯ４      ・・・（２）
ただし、Ｍは典型金属元素の中から選ばれる一つ以上の金属元素を示す。
［７］下記式（１’）または式（２’）で表される化学組成を有する結晶相を含有し、波
長１０００ｎｍから２０００ｎｍまでの間にピーク発光波長を有することを特徴とする蛍
光体。
【００１２】
Ａ２ＧｅＯ４：Ｃｒ４＋    ・・・（１’）
ただし、Ａはアルカリ土類金属元素の中から選ばれる一つ以上の金属元素を示す。   
Ｍ２ＳｉＯ４：Ｃｒ４＋      ・・・（２’）
ただし、Ｍは典型金属元素の中から選ばれる一つ以上の金属元素を示す。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、小型であり、長寿命であり、被照射物を加熱する事が無く、検出性の
高い波長域である１０００ｎｍ〜２０００ｎｍの波長範囲に広帯域発光を示し、そして、
エネルギー変換効率の高い赤外発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１の蛍光体の発光スペクトルを示す。
【図２】実施例１の蛍光体の励起スペクトルを示す。
【図３】実施例１の蛍光体のＸＲＤパターンを示す。
【図４】実施例２の蛍光体の発光スペクトルを示す。
【図５】実施例２の蛍光体の励起スペクトルを示す。
【図６】実施例２の蛍光体のＸＲＤパターンを示す。
【図７】実施例３の蛍光体の発光スペクトルを示す。
【図８】実施例３の蛍光体のＸＲＤパターンを示す。
【図９】複数の蛍光体による発光スペクトルの和を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内
容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施す
ることが可能である。
なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載され
る数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
【００１６】
また、本明細書中の蛍光体の組成式において、各組成式の区切りは読点（、）で区切っ
て表わす。また、カンマ（，）で区切って複数の元素を列記する場合には、列記された元
素のうち一種又は二種以上を任意の組み合わせ及び組成で含有していてもよいことを示し
ている。
【００１７】
＜本発明の発光装置＞
本発明の発光装置は、紫外光、可視光、または赤外光を発する半導体発光素子と、該半
導体発光素子の光を吸収し赤外領域で発光する蛍光体（以下、「赤外蛍光体」と称する場
合がある）とを有し、該蛍光体は、結晶性酸化物母体および発光中心であるＣｒ４＋を有
する結晶性酸化物蛍光体を含み、該結晶性酸化物蛍光体の赤外領域におけるピーク発光波
長が波長１０００ｎｍから２０００ｎｍまでの間であって、該ピーク発光波長の半値幅が
２００ｎｍ以上であることを特徴とする。
ここで本明細書において、紫外光とは波長４００ｎｍ未満の光を意味する。可視光とは
、波長４００ｎｍ以上、７８０ｎｍ未満の光を意味する。赤外光とは波長７８０ｎｍ以上
の光を意味する。また、赤外領域におけるピーク発光波長とは、波長１０００ｎｍから２
０００ｎｍまでの間における発光ピークのうち最も大きいピークを意味する。
【００１８】
｛半導体発光素子｝
本発明の発光装置で用いられる半導体発光素子は、紫外光、可視光、または赤外光を発
し、励起光源として機能するものであれば特に限定されない。半導体発光素子の光が、結
晶性酸化物蛍光体の赤外領域におけるピーク発光波長未満の波長の赤外光または可視光で
あることが好ましく、より好ましくは該ピーク発光波長未満の波長の赤外光または赤色光
である。
【００１９】
流通量が多く入手が容易であることから、半導体発光素子からのピーク発光波長は、波
長３００ｎｍから１６００ｎｍまでの間にあることが好ましい。エネルギー変換効率が高
いことから、より好ましくは６００ｎｍ以上であって、安価であることから、より好まし
くは１１００ｎｍ以下である。
半導体発光素子としては、具体的には発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザー（Ｌ
Ｄ）、などを用いることができ、中でも発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることが好まし
い。
【００２０】
｛赤外蛍光体｝
本発明の発光装置で用いられる蛍光体は、半導体発光素子の光を吸収し赤外領域で発光
する赤外蛍光体である。中でも、少なくとも結晶性酸化物蛍光体を含むことを特徴とする
。
赤外蛍光体としては、２種以上の蛍光体を含んでいてもよく、後述する結晶性酸化物蛍
光体に加えてそれと異なる赤外蛍光体を含む、または２種以上の結晶性酸化物蛍光体を含
む場合であってもよい。
【００２１】
［結晶性酸化物蛍光体］
本発明で用いる結晶性酸化物蛍光体は、結晶性酸化物母体および発光中心であるＣｒ４
＋を有しており、赤外領域におけるピーク発光波長が波長１０００ｎｍから２０００ｎｍ
までの間にあって、該ピーク発光波長の半値幅が２００ｎｍ以上であること特徴とする。
本発明の発光装置で用いられる結晶性酸化物蛍光体は、Ｃｒ４＋を有する結晶性酸化物
蛍光体であって、所望のピーク発光波長およびピーク発光半値幅を有していれば、特にそ
の組成や結晶構造は限定されない。また、半導体発光素子からの励起光を吸収し増感する
増感剤となる元素を含んでいても良い。また、赤外発光する元素としてＣｒ以外の元素を
含んでいても良い。Ｃｒ以外の元素としては、Ｎｉなどがあげられる。
【００２２】
なお、蛍光体の組成は、一般的に知られる手法で確認することができる。例えば、 
Ｘ線回折（ＸＲＤ）による結晶相の同定、蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）、走査型電子顕微鏡と
エネルギー分散型Ｘ線分光器による組成分析（ＳＥＭ−ＥＤＸ）、電子マイクロアナライ
ザー（ＥＰＭＡ）、誘導結合プラズマ発光分析（ＩＣＰ―ＯＥＳ）、誘導結合プラズマ質
量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）、原子吸光分析（ＡＡＳ）、イオンクロマトグラフ（ＩＣ）によ
り測定することができる。
【００２３】
本発明の発光装置で用いられる結晶性酸化物蛍光体は、結晶相として、種々の結晶構造
を有することができ、例えば、オリビン構造、ガーネット構造、フェナカイト構造、そし
て、歪んだβ−Ｋ２ＳＯ４構造、等が挙げられる。
結晶性酸化物蛍光体の結晶性酸化物母体としては、具体的には、下記式（１）または式
（２）で表される化学組成を有する結晶相が挙げられる。
【００２４】
Ａ２ＧｅＯ４      ・・・（１）
ただし、Ａはアルカリ土類金属元素の中から選ばれる一つ以上の金属元素を示す。アル
カリ土類金属元素としては、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、およびバリ
ウム（Ｂａ）が挙げられる。
Ｍ２ＳｉＯ４      ・・・（２）
ただし、Ｍは典型金属元素の中から選ばれる一つ以上の金属元素を示す。典型金属元素
としては、亜鉛（Ｚｎ）、およびマグネシウム（Ｍｇ）が挙げられる。
【００２５】
［その他の赤外蛍光体］
本発明で用いられる赤外蛍光体においては、上述した結晶性酸化物蛍光体以外の蛍光体
を含んでいてもよい。たとえば、２価バナジウム（Ｖ２＋）、２価コバルト（Ｃｏ２＋）
、または、２価ニッケル（Ｎｉ２＋）などの遷移金属元素を賦活剤として含む蛍光体が挙
げられる。Ｖ２＋を賦活剤として含む蛍光体としては、たとえば、ＣｓＣａＦ３やＲｂＭ
ｎＦ３やＫＭｎＦ３やＫＭｇＦ３などペロブスカイト構造の母体を有するものや、ＭｇＦ
２などルチル構造の母体を有するものが挙げられる。Ｃｏ２＋を賦活剤として含む蛍光体
としては、たとえば、ＫＭｇＦ３やＫＺｎＦ３などぺロブスカイト構造の母体を有するも
のや、ＺｎＦ２やＭｇＦ２などルチル構造の母体を有するものが挙げられる。Ｎｉ２＋を
賦活剤として含む蛍光体としては、たとえば、ＮａＭｇＦ３やＫＭｇＦ３などぺロブスカ
イト構造の母体を有するもの、Ｇｄ３Ｇａ５Ｏ１２やＣａＹ２Ｍｇ２Ｇｅ３Ｏ１２などガ
ーネット構造の母体を有するもの、ＺｎＦ２やＭｇＦ２などルチル構造を有するもの、Ｚ
ｎＡｌ２Ｏ４などスピネル構造の母体を有するもの、または、ＭｇＯなど岩塩構造の母体
を有するものが挙げられる。
赤外蛍光体の組み合わせとしては、結晶性酸化物蛍光体の発光を補完するような発光波
長を呈することが好ましい。異なる発光ピークの赤外蛍光体を２種以上組み合わせること
により、より広帯域での発光を呈する発光装置が得られる。
【００２６】
［発光スペクトル］
本発明の発光装置で用いられる前記結晶性酸化物蛍光体を含む赤外蛍光体は、ピーク波
長３００ｎｍから１６００ｎｍ以下の光で励起して発光スペクトルを測定した場合に、以
下の特徴を有することが好ましい。
上述の発光スペクトルにおけるピーク発光波長λｐ（ｎｍ）は、通常１０００ｎｍ以上
、２０００ｎｍ以下である。上記範囲内であると、本発明の発光装置によって分子振動の
1倍音および２倍音に由来するピークが多く現れる波長領域の赤外光スペクトルを測定す
ることが出来る。
【００２７】
赤外蛍光体の発光波長が１０００〜２０００ｎｍであると、食品成分やバイタルデータ
の測定に適した発光波長を有する発光装置が得られる。波長１０００〜２０００ｎｍ領域
には分子振動の１倍音および２倍音に由来するピークが多く現れる。分子振動の倍音には
Ｎ倍音（Ｎは１以上の整数）が存在し、Ｎが大きくなるほどピーク波長は短くなり、また
、ピーク強度は弱くなる。従って、３倍音等のより高次の倍音に由来するピークが多く現
れる波長＜１０００ｎｍ領域では、ピーク強度が弱いためピーク検出が困難になる。従っ
て、本発明の赤外発光装置が１０００〜２０００ｎｍの波長領域において広帯域発光を呈
することにより、検出性が高く好ましい。
【００２８】
また本発明の発光装置で用いられる赤外蛍光体は、上述の発光スペクトルにおけるピー
ク発光波長の半値幅が、通常２００ｎｍを超え、好ましくは２５０ｎｍ以上、より好まし
くは３００ｎｍ以上、さらに好ましくは４００ｎｍ以上である。上記範囲内であると、本
発明の発光装置によって分子振動の１倍音および２倍音に由来するピークが多く現れる波
長領域の赤外光スペクトルをより広い領域に渡って測定することが出来る。
【００２９】
発光装置から対象物へ赤外光を照射した際に、検出器で検出される赤外スペクトルは、
互いに重なった複数のブロードなピークから構成される。従って、高精度な分析、または
、複数種類の対象に対して汎用性のある分析を実現するためには、発光装置からの出射光
は広い波長範囲に及ぶ赤外光であることが好ましい。
また、本発明で用いられる赤外蛍光体の発光スペクトルの測定は、例えば、分光蛍光光
度計ＦＰ−８７００（日本分光製）、モジュール型蛍光分光光度計Ｆｌｕｏｒｏｌｏｇ３
（堀場製作所製）等を用いて行うことができる。発光ピーク波長および発光ピークの半値
幅は、得られた発光スペクトルから算出することができる。
【００３０】
［励起スペクトル］
本発明の発光装置で用いられる赤外蛍光体は、通常３００ｎｍ以上、好ましくは６００
ｎｍ以上、また、通常２０００ｎｍ以下、好ましくは１６００ｎｍ以下、より好ましくは
１１００ｎｍ以下の波長範囲に励起ピークを有する。即ち、近紫外から近赤外領域の光で
励起される。
【００３１】
［安定性］
本発明の発光装置で用いられる赤外蛍光体は、耐水性、耐熱性が高く安定であることが
好ましい。このような蛍光体を選択することにより、本発明の発光装置の耐久性が向上し
長時間使用を可能にすることができる。
【００３２】
｛その他蛍光体｝
本発明の発光装置においては、用途に応じて、上述した赤外蛍光体以外の蛍光体を含ん
でいてもよい。たとえば、光照射部位を目視にて確認するためのガイド光が必要とされる
場合は、可視光領域で発光を示す蛍光体をさらに含んでいてもよい。
【００３３】
｛発光装置｝
本発明の発光装置としては、第１の発光体（励起光源）として上述の半導体発光素子と
、当該第１の発光体からの光の照射によって赤外光を発する第２の発光体として上述の赤
外蛍光体、とを含む発光装置である。ここで、本発明で用いられる赤外蛍光体としては、
何れか１種を単独で使用してもよく、２種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用して
もよい。
【００３４】
［発光装置の構成］
発光装置は、第１の発光体（励起光源）を有し、且つ、第２の発光体として少なくとも
上述の赤外蛍光体を使用している他は、その構成は制限されず、公知の装置構成を任意に
とることが可能である。
装置構成および発光装置の実施形態としては、例えば、特開２００７−２９１３５２号
公報に記載のものが挙げられる。
その他、発光装置の形態としては、砲弾型、カップ型、チップオンボード、リモートフ
ォスファー等が挙げられる。
【００３５】
［発光装置の用途］
発光装置の用途は特に制限されず、通常の近赤外発光装置が用いられる各種の分野に使
用することが可能である。例えば、センサ、認証、分析、通信、治療、そして、加工等に
も用いることが出来る。
【００３６】
＜本発明の蛍光体＞
本発明の別の態様として、下記式（１’）または式（２’）で表される化学組成を有す
る結晶相を含有し、波長１０００ｎｍから２０００ｎｍまでの間にピーク発光波長を有す
る蛍光体が挙げられる。以下、Ｃｒ４＋賦活結晶性活酸化物蛍光体と称する場合がある。
Ａ２ＧｅＯ４：Ｃｒ４＋    ・・・（１’）
ただし、Ａはアルカリ土類金属元素の中から選ばれる一つ以上の金属元素を示す。アル
カリ土類金属元素としては、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、およびバリ
ウム（Ｂａ）が挙げられる。
Ｍ２ＳｉＯ４：Ｃｒ４＋      ・・・（２’）
ただし、Ｍは典型金属元素の中から選ばれる一つ以上の金属元素を示す。典型金属元素と
しては、亜鉛（Ｚｎ）、およびマグネシウム（Ｍｇ）が挙げられる。
【００３７】
｛特性など｝
本発明の蛍光体は、上述の赤外蛍光体の特性と同様の特性を示す。
【００３８】
｛蛍光体の製造方法｝
本発明のＣｒ４＋賦活結晶性活酸化物蛍光体の製造方法は、それぞれの元素の塩化物、
フッ化物、酸化物、炭酸塩、硝酸塩などの原料を混合する工程、焼成する工程、解砕する
工程、洗浄・分級する工程を含むことができる。
なお、上述の本発明の発光装置に用いる式（１）または（２）で表される化学組成を有
する結晶相を結晶性酸化物母体とする結晶性酸化物蛍光体も同様にして製造することがで
きる。
【００３９】
［蛍光体原料］
本発明の蛍光体の製造方法において使用される蛍光体原料としては、本発明の効果を損
なわない限り公知のものを用いることができる。Ａ源、Ｇｅ源、Ｍ源、Ｓｉ源、及びＣｒ
源の具体例を下記に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Ａ源としては、Ａ元素を含む酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、
塩化物、フッ化物、臭化物、ヨウ化物およびそれらの水和物を用いることができる。
【００４０】
Ｇｅ源としては、Ｇｅを含む酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、
塩化物、フッ化物、臭化物、ヨウ化物およびそれらの水和物を用いることができる。
Ｍ源としては、Ｍ元素を含む酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、
塩化物、フッ化物、臭化物、ヨウ化物およびそれらの水和物を用いることができる。
Ｓｉ源としては、Ｓｉを含む酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、
塩化物、フッ化物、臭化物、ヨウ化物およびそれらの水和物を用いることができる。
Ｃｒ源としては、Ｃｒを含む酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、
塩化物、フッ化物、臭化物、ヨウ化物およびそれらの水和物を用いることができる。
【００４１】
［混合工程］
目的組成が得られるように蛍光体原料を秤量し、ボールミル等を用いて十分混合したの
ち、容器に充填し、所定温度、雰囲気下で焼成し、焼成物を粉砕、洗浄すればよい。
具体的には、上記Ａ源、Ｇｅ源、Ｍ源、Ｓｉ源、及びＣｒ源を、各元素のモル比が、目
的の組成式におけるモル比と一致するように秤量して、混合すればよい。
上記混合手法としては、特に限定はされず、乾式混合法や湿式混合法のいずれであって
もよい。乾式混合法としては、例えば、ボールミルなどが挙げられる。湿式混合法として
は、例えば、前述の蛍光体原料に溶媒又は分散媒を加え、乳鉢と乳棒、を用いて混合し、
溶液又はスラリーの状態とした上で、噴霧乾燥、加熱乾燥、又は自然乾燥等により乾燥さ
せる方法である。
【００４２】
［焼成工程］
得られた混合物を、各蛍光体原料と反応性の低い材料からなる容器に充填する。このよ
うな焼成時に用いる容器の材質としては、本発明の効果を損なわない限り特に制限はない
が、例えば、アルミナ製の容器が挙げられる。
焼成温度は、圧力など、その他の条件によっても異なるが、通常３００℃以上、２００
０℃以下の温度範囲で焼成を行なうことができる。焼成工程における最高到達温度として
は、通常３００℃以上、好ましくは８００℃以上、より好ましくは１０００℃以上、また
、通常２０００℃以下、好ましくは１７００℃以下である。
【００４３】
焼成温度が高すぎると、蛍光体の原子欠損により結晶構造内に欠陥が誘発されたりして
発光特性が著しく低下する場合や、Ｃｒ原子がＣｒ４＋として存在しにくくなる場合があ
る。焼成温度が低すぎると、固相反応の進行が遅くなる傾向にあり、目的相の生成や粒成
長が進みにくくなる場合がある。
焼成工程時の圧力は、焼成温度等によっても異なるが、通常０．０１ＭＰａ以上、好ま
しくは０．０５ＭＰａ以上であり、また、通常２００ＭＰａ以下、好ましくは１９０ＭＰ
ａ以下である。
【００４４】
焼成工程における焼成雰囲気は、所望の蛍光体が得られる限り任意であるが、具体的に
は、大気雰囲気、窒素雰囲気、水素または炭素を含む還元雰囲気等が挙げられ、中でも還
元雰囲気が好ましい。焼成回数は、所望の蛍光体が得られる限り任意であるが、一度、焼
成した後に、得られる焼成体を解砕した後に、再び焼成しても良く、焼成回数に特に制限
は無い。また、複数回焼成する際において、各焼成の雰囲気が異なっても良い。
【００４５】
焼成時間は、焼成時の温度や圧力等によっても異なるが、通常１分間以上、好ましくは
３０分間以上、また、通常７２時間以下、好ましくは４８時間以下、より好ましくは２４
時間以下である。焼成時間が短すぎると粒子が成長しないため、特性のよい蛍光体を得る
ことができず、焼成時間が長すぎると構成元素の揮発が促されるため、原子欠損により結
晶構造内に欠陥が誘発され特性のよい蛍光体を得ることができない。
【００４６】
［洗浄工程］
焼成して得られた蛍光体を分散・分級前に洗浄する工程（洗浄工程）を有しても良い。
蛍光体を合成する際に用いた、未反応の残留分を主とする不純物や原料の未反応分が蛍光
体中に残留したり、副反応分などが蛍光体スラリー中に生成する傾向にある。特性向上の
ためには、未反応の残留分や焼成時に生成した不純物をできる限り除去する必要がある。
不純物を除去することができれば洗浄方法に特に制限はない。例えば塩酸、フッ化水素酸
、硝酸、酢酸、硫酸などの酸類や水溶性の有機溶剤やアルカリ性溶液とその混合溶液など
、生成した蛍光体を任意の液で洗浄することができる。発光特性を著しく低下させない範
囲内で、洗浄液に過酸化水素などの還元剤を含ませたり、洗浄液を加熱、冷却してもよい
。
【００４７】
洗浄液に蛍光体を浸漬する時間は、攪拌条件等によっても異なるが、通常１０分以上、
好ましくは１時間以上であり、また、通常７２時間以下、好ましくは４８時間以下である
。また複数回洗浄を行ってもよいし、洗浄する液の種類や濃度を変えてもよい。
洗浄工程において、蛍光体を浸漬して洗浄する作業を行った後に、ろ過を行い、乾燥さ
せることによって蛍光体を製造することができる。また、エタノールあるいはアセトン、
メタノールなどを用いた洗浄を中間に入れてもよい。
【００４８】
｛蛍光体含有組成物｝
本発明の蛍光体は、バインダと混合して用いることもできる。特に、本発明の蛍光体を
発光装置等の用途に使用する場合には、これをバインダ中に分散させた形態で用いること
が好ましい。
【００４９】
［蛍光体］
本発明の蛍光体を含有する組成物に含有させる場合、該蛍光体の種類に制限は無く、上
述したものから任意に選択することができる。また、該蛍光体は、１種のみであってもよ
く、２種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。更に、該組成物には、本
発明で得られる蛍光体の効果を著しく損なわない限り、本発明で得られる蛍光体以外の蛍
光体を含有させてもよい。
【００５０】
［バインダ］
該組成物に使用されるバインダとしては、該蛍光体の性能を目的の範囲で損なわない限
りにおいて特に限定されない。例えば、所望の使用条件下において本発明で得られる蛍光
体を好適に分散させるとともに、好ましくない反応を生じないものであれば、任意の無機
系材料および／又は有機系材料が使用でき、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リイミドシリコーン樹脂などが挙げられる。
【００５１】
［媒体および蛍光体の含有率］
該組成物中の蛍光体および媒体の含有率は、本発明の蛍光体の効果を著しく損なわない
限り任意であるが、媒体については、該組成物全体に対して、通常１０重量％以上、好ま
しくは３０重量％以上、より好ましくは５０重量％以上であり、通常９９重量％以下、好
ましくは９５重量％以下である。
【００５２】
［その他の成分］
なお、該組成物には、本発明で得られる蛍光体の効果を著しく損なわない限り、蛍光体
および媒体以外に、その他の成分を含有させてもよい。また、その他の成分は、１種のみ
を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。
【実施例】
【００５３】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない
限り以下の実施例に限定されるものではない。
なお、下記の実施例における各種の製造条件や評価結果の値は、本発明の実施態様にお
ける上限または下限の好ましい値としての意味を持つものであり、好ましい範囲は、前記
上限または下限の値と下記実施例の値または実施例同士の値との組合せで規定される範囲
であってもよい。
【００５４】
｛測定方法｝
［発光スペクトル］
発光スペクトルは、モジュール型蛍光分光光度計Ｆｌｕｏｒｏｌｏｇ３（堀場製作所製
）を用いて測定した。より具体的には、室温で６００ｎｍの励起光を照射して９００ｎｍ
以上１７００ｎｍ以下の波長範囲内の発光スペクトルを得た。また、発光ピーク波長（以
下、「ピーク波長」と称することがある。）は、得られた発光スペクトルから読み取った
。
【００５５】
［励起スペクトル］
励起スペクトルは、モジュール型蛍光分光光度計Ｆｌｕｏｒｏｌｏｇ３（堀場製作所製
）を用いて測定した。より具体的には、室温で発光ピークをモニターし、４００ｎｍ以上
１０００ｎｍ以下の波長範囲内の励起スペクトルを得た。
【００５６】
［粉末Ｘ線回折測定］
粉末Ｘ線回折は、粉末Ｘ線回折装置Ｄ８  ＡＤＶＡＮＣＥ  ＥＣＯ（ＢＲＵＫＥＲ社製
）にて精密測定した。測定条件は以下の通りである。
ＣｕＫα管球使用
Ｘ線出力＝４０ｋＶ、２５ｍＡ
発散スリット＝自動
検出器＝半導体アレイ検出器  ＬＹＮＸＥＹＥ、Ｃｕフィルター使用
走査範囲  ２θ＝５〜９０度
読み込み幅＝０．０２５度
【００５７】
｛蛍光体の製造｝
（実施例１）
原料として、市販のＣａＣＯ３粉末（白辰化学研究所社製）、ＧｅＯ２粉末（高純度化
学研究所社製、ＧＥＯ０７ＰＢ）、および、Ｃｒ２Ｏ３粉末（キシダ化学社製、０００−
１６８８２）、を用いて、合成後に得られる蛍光体がＣａ２Ｇｅ０．９９５Ｃｒ０．００
５Ｏ４となるように秤量した。
【００５８】
これら原料をアルミナ製乳鉢の中でエタノールを添加してから湿式混合し、エタノール
を自然乾燥してからアルミナ製の容器に入れ、混合原料を入れた容器を小型電気炉（モト
ヤマ社製  スーパーバーン）に設置し、大気下１２５０℃で８時間加熱することで、焼成
体を得た。焼成体をアルミナ乳鉢内で大きな塊がなくなるまで解砕し、実施例１の蛍光体
を得た。
【００５９】
実施例１の蛍光体に励起光６００ｎｍを照射した際の発光スペクトルを図１に示す。実
施例１の蛍光体のピーク発光波長は１２５０ｎｍで、ピーク発光波長の半値幅は２１０ｎ
ｍであった。
また、実施例１の蛍光体に対し、ピーク発光波長１２５０ｎｍに対する励起スペクトル
を図２に示す。実施例１の蛍光体が可視光から赤外光にかけての広い波長範囲の光によっ
て励起され、また、特に赤色からピーク発光波長未満の赤外光にかけての光によって良く
励起されることがわかる。
【００６０】
以上のことから実施例１の蛍光体は、可視光から赤外光にかけての広い波長範囲の光に
よって励起され、また、特に赤色からピーク発光波長未満の赤外光にかけての光によって
良く励起され、赤外領域において広帯域発光を示すことがわかる。
また、実施例１の蛍光体について粉末Ｘ線回折測定を行って得られたＸＲＤパターンを
図３に示す。実施例１の蛍光体がＣａ２ＧｅＯ４の結晶相を有することが判る。
【００６１】
（実施例２）
原料として、市販のＳｒＣＯ３粉末（レアメタリック社製）、ＧｅＯ２粉末（高純度化
学研究所社製、ＧＥＯ０７ＰＢ）、および、Ｃｒ２Ｏ３粉末（キシダ化学社製、０００−
１６８８２）、を用いて、合成後に得られる蛍光体がＳｒ２Ｇｅ０．９９５Ｃｒ０．００
５Ｏ４となるように秤量した。
【００６２】
これら原料をアルミナ製乳鉢の中でエタノールを添加してから湿式混合し、エタノール
を自然乾燥してからアルミナ製の容器に入れ、混合原料を入れた容器を小型電気炉（モト
ヤマ社製  スーパーバーン）に設置し、大気下１２５０℃で８時間加熱することで、焼成
体を得た。焼成体をアルミナ乳鉢内で大きな塊がなくなるまで解砕し、実施例２の蛍光体
を得た。
【００６３】
実施例２の蛍光体に励起光６００ｎｍを照射した際の発光スペクトルを図４に示す。実
施例２の蛍光体のピーク発光波長は１３５０ｎｍで、ピーク発光波長の半値幅は２９０ｎ
ｍであった。
また、実施例２の蛍光体に対し、発光波長１３００ｎｍに対する励起スペクトルを図５
に示す。実施例２の蛍光体が可視光から赤外光にかけての広い波長範囲の光によって励起
され、また、特に赤色からピーク発光波長未満の赤外光にかけての光によって良く励起さ
れることがわかる。
【００６４】
以上のことから実施例２の蛍光体は、可視光から赤外光にかけての広い波長範囲の光に
よって励起され、また、特に赤色からピーク発光波長未満の赤外光にかけての光によって
良く励起され、赤外領域において広帯域発光を示すことがわかる。
また、実施例２の蛍光体について粉末Ｘ線回折測定を行って得られたＸＲＤパターンを
図６に示す。実施例２の蛍光体がＳｒ２ＧｅＯ４の結晶相を有することが判る。
【００６５】
（実施例３）
原料として、市販のＺｎＯ粉末（三井金属社製）、ＳｉＯ２粉末（アドマテックス社製
、アドマファインＳＯ−Ｅ２）、および、Ｃｒ２Ｏ３粉末（キシダ化学社製、０００−１
６８８２）、を用いて、合成後に得られる蛍光体がＺｎ２Ｓｉ０．９７Ｃｒ０．０３Ｏ４
となるように秤量した。
【００６６】
これら原料をアルミナ製乳鉢の中でエタノールを添加してから湿式混合し、エタノール
を自然乾燥してからアルミナ製の容器に入れ、混合原料を入れた容器を小型電気炉（モト
ヤマ社製  スーパーバーン）に設置し、大気下１２５０℃で８時間加熱することで、焼成
体を得た。焼成体をアルミナ乳鉢内で大きな塊がなくなるまで解砕し、実施例３の蛍光体
を得た。
【００６７】
実施例３の蛍光体に励起光６００ｎｍを照射した際の発光スペクトルを図７に示す。実
施例３の蛍光体のピーク発光波長は１４００ｎｍで、ピーク発光波長の半値幅は３００ｎ
ｍであった。従って、実施例３の蛍光体は、赤色光によって励起され、赤外領域において
広帯域発光を示すことがわかる。
また、実施例３の蛍光体について粉末Ｘ線回折測定を行って得られたＸＲＤパターンを
図８に示す。実施例２の蛍光体がＺｎ２ＳｉＯ４の結晶相を有することが判る。
【００６８】
（実施例４）
図４に示した実施例２の蛍光体に励起光６００ｎｍを照射した際の発光スペクトルと、
図７に示した実施例３の蛍光体に励起光６００ｎｍを照射した際の発光スペクトルとを、
其々に適当に定数倍した上で足し合わせたものを図９に示す。ピーク発光波長の異なる２
つ以上の蛍光体を混合して用いる事で、よりピーク発光半値幅の大きな赤外光を発する発
光装置が得られることが、概念的に示された。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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