(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の一般式で示される蛍光体。
Ｍ１Ｍ２（Ｍ３１−ｘ−ｙＭｎｘＭｇｙ）Ｏ４＋ｘ/２−ｙ/２
（ただし、Ｍ１はＣａ、Ｓｒ、Ｂａの第２族元素から選ばれる少なくとも１種以上であり、Ｍ２はＳｃ、Ｙ、Ｌｎ（ランタノイド）の第３族元素から選ばれる少なくとも１種以上であり、Ｍ３はＡｌ、Ｇａ、Ｉｎの第１３族元素から選ばれる少なくとも１種以上である。ｘ、ｙは、０．００１≦ｘ≦０．２、０≦ｙ≦０．２である。）
【請求項２】
前記蛍光体は、４価Ｍｎで付活されており、Ｍ１はＣａ、Ｓｒの第２族元素から選ばれる少なくとも１種以上であり、Ｍ２はＹ、Ｇｄ、Ｌａの第３族元素から選ばれる少なくとも１種以上であり、Ｍ３はＡｌ、Ｇａの第１３族元素から選ばれる少なくとも１種以上であり、ｘ、ｙは、０．００１≦ｘ≦０．０３、０≦ｙ≦０．０３である、請求項１に記載の蛍光体。
【請求項３】
前記蛍光体は、可視光の短波長側の光に励起されて遠赤色に発光す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】
前記蛍光体は、７００ｎｍから７４０ｎｍの遠赤色域に発光ピークを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の蛍光体。
【請求項５】
可視光の短波長側の光を発する光源と、該光源からの光を吸収して遠赤色に発光する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の蛍光体と、を有する発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード等に使用される蛍光体に関し、特に可視光の短波長側の光によって励起され、遠赤色域に発光スペクトルを有するＭｎ付活の酸化物蛍光体およびそれを用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（Light emitting diode：LED）は、白熱灯のような光源の代用品として使用される発光装置である。発光ダイオードはバックライト、ディスプレイ灯、警告灯、表示用灯具、照明用灯具として有用である。またレーザーダイオード（Laser diode:LD）も発光ダイオードと同様に蛍光体と組み合わせた発光装置が種々提案されている。
【０００３】
一般に、植物の栽培用光源として、赤色発光蛍光体と青色発光蛍光体とを配合してなる蛍光体層を具備した蛍光ランプが普及している。
【０００４】
また三波長系蛍光体に遠赤色発光蛍光体を混合した蛍光体層を具備した植物栽培用の蛍光ランプも提案されている。遠赤色光が所定の品種の植物に照射されると、植物のフィトクロム反応によって植物の成長を制御することが可能になることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
さらに、この遠赤色光を放射する蛍光体として、鉄付活アルミン酸リチウム（ＬｉＡｌＯ２：Ｆｅ）などが知られており、紫外線を励起源とする植物育成用ランプに使用されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−４１５０６
【特許文献２】特開平１１−２６３９７１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来においては、可視光の短波長側の光に励起されて、発光強度の高い遠赤色発光蛍光体が知られていない。特に植物育成用途に好適とされる、遠赤色発光の蛍光体およびそれを用いた発光装置の実用化が望まれているが、従来品では充分な発光特性が得られていない。
【０００８】
以上のことから、本発明は従来の問題を解決すべく、可視光の短波長側の光に励起されて、発光強度の高い遠赤色発光の蛍光体及びそれを用いた発光装置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】
【０００９】
上記の問題点を解決すべく、本発明者は鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに到った。本明細書において、可視光の短波長側の光は、特に限定されないが４００ｎｍ〜５００ｎｍの領域をいう。
【００１０】
本発明は、以下の一般式で示される蛍光体に関する。
【００１１】
Ｍ１Ｍ２（Ｍ３１−ｘ−ｙＭｎｘＭｇｙ）Ｏ４＋ｘ/２−ｙ/２
（ただし、Ｍ１はＣａ、Ｓｒ、Ｂａの第２族元素から選ばれる少なくとも１種以上であり、Ｍ２はＳｃ、Ｙ、Ｌｎ（ランタノイド）の第３族元素から選ばれる少なくとも１種以上であり、Ｍ３はＡｌ、Ｇａ、Ｉｎの第１３族元素から選ばれる少なくとも１種以上である。ｘ、ｙは、０．００１≦ｘ≦０．２、０≦ｙ≦０．２である。）これにより、可視光の短波長側の光に励起されて遠赤色域に発光する、発光強度の高い酸化物蛍光体を提供することができる。
【００１２】
前記蛍光体は、４価Ｍｎで付活されており、Ｍ１はＣａ、Ｓｒの第２族元素から選ばれる少なくとも１種以上であり、Ｍ２はＹ、Ｇｄ、Ｌａの第３族元素から選ばれる少なくとも１種以上であり、Ｍ３はＡｌ、Ｇａの第１３族元素から選ばれる少なくとも１種以上であり、ｘ、ｙは、０．００５≦ｘ≦０．０１５、０≦ｙ≦０．０３であることが好ましい。これにより、発光強度の高い蛍光体を提供することができる。
【００１３】
前記蛍光体は、可視光の短波長側の光に励起されて遠赤色に発光する。
【００１４】
前記蛍光体は、７００ｎｍから７４０ｎｍの遠赤色域に発光ピークを有する。
【００１５】
本発明は、可視光の短波長側の光を発する光源と、該光源からの光を吸収して遠赤色に発光する前記蛍光体と、を有する発光装置に関する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、以上説明したように構成されているので、可視光の短波長側の光に励起されて遠赤色域に発光する、発光強度に優れた遠赤色発光蛍光体を得ることができる。さらに、本発明の酸化物蛍光体を用いることで、従来よりも発光特性に優れた発光装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１に係る蛍光体の励起スペクトルである。
【図２】実施例１に係る蛍光体の発光スペクトルである。
【図３】実施例４に係る蛍光体の励起スペクトルである。
【図４】実施例４に係る蛍光体の発光スペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る蛍光体及びそれを用いた発光装置、並びに、それらの製造方法について、実施の形態及び実施例を用いて説明する。だたし、本発明は、この実施の形態及び実施例に限定されない。
＜蛍光体＞
実施の形態に係る酸化物の蛍光体は、４価Ｍｎで付活され、可視光の短波長側の光に励起されて遠赤色域に発光する。該蛍光体は、一般式がＭ１Ｍ２（Ｍ３１−ｘ−ｙＭｎｘＭｇｙ）Ｏ４＋ｘ/２−ｙ/２で示され、式中のＭ１はＣａ、Ｓｒ、Ｂａの第２族元素から選ばれる少なくとも１種以上であり、Ｍ２はＳｃ、Ｙ、Ｌｎ（ランタノイド）の第３族元素から選ばれる少なくとも１種以上であり、Ｍ３はＡｌ、Ｇａ、Ｉｎの第１３族元素から選ばれる少なくとも１種以上である。ｘ、ｙは、０．００１≦ｘ≦０．２、０≦ｙ≦０．２である。ここでＬｎ（ランタノイド）とは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕを意味する。
【００１９】
特に、Ｍ１はＣａ、Ｓｒであり、Ｍ２はＹ、Ｇｄ、Ｌａであり、Ｍ３はＡｌ、Ｇａであり、ｘ、ｙは、０．００１≦ｘ≦０．０３、０≦ｙ≦０．０３であることが好ましい。さらに、Ｍ１はＣａであり、Ｍ２はＹであり、Ｍ３はＡｌであり、ｘ、ｙは、０．００５≦ｘ≦０．０１５、０≦ｙ≦０．０３であることが好ましい。Ｍｎは付活剤として働くため、０．００１ｍｏｌ以上有していればよく、０．２ｍｏｌ以下であれば効率よく作用する。
＜発光スペクトル＞
酸化物の蛍光体は、可視光の短波長側の光を吸収して、励起光の発光ピーク波長よりも長波長側に蛍光体の発光ピーク波長を有する。可視光の短波長側の光は、主に青色光領域となる。具体的には４００ｎｍ〜５００ｎｍに発光ピーク波長を有する励起光源からの光により励起され、７００から７４０ｎｍの波長の範囲に発光ピーク波長を有する。励起光源には４２０ｎｍ〜５００ｎｍに主発光ピーク波長を有する光源を用いることが好ましく、更に４４０〜４８０ｎｍに発光ピーク波長を有する光源を用いることが好ましい。
＜製造方法＞
原料となるＣａＣＯ３、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＭｎＣＯ３を所定の組成となるように秤量する。また、ＡｌＦ３のようなフラックスを用いることもできる。フラックスも含むこれらの原料混合物を坩堝に充填し、蓋をして、大気中１０００℃〜１８００℃で数時間焼成を行う。これにより、所定の酸化物蛍光体を生成することができる。
【００２０】
ＣａＣＯ３の全部若しくは一部をＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３に代えることもできる。また、Ｙ２Ｏ３の全部若しくは一部をＳｃ２Ｏ３、Ｌｎ２Ｏ３に代えることもできる。また、Ａｌ２Ｏ３の全部若しくは一部をＧａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３に代えることもできる。さらに、ＭｎＣＯ３の全部若しくは一部をＭｎＯ２に代えることもできる。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例１〜１０に係る４価Ｍｎ付活酸化物蛍光体について説明する。
【００２２】
表１は、実施例１〜１０に係る酸化物蛍光体の仕込み組成、励起ピーク波長（４Ａ２→４Ｔ２）、発光ピーク波長（２Ｅ→４Ａ２）、相対発光ピーク強度（％）を示す。図１は、実施例１に係る酸化物蛍光体の励起スペクトルを示す。図２は、実施例１に係る酸化物蛍光体の発光スペクトルを示す。図３は、実施例４に係る酸化物蛍光体の励起スペクトルを示す。図４は、実施例４に係る酸化物蛍光体の発光スペクトルを示す。
【００２３】
【表１】
0005811041.tif 000002
【実施例１】
【００２４】
実施例１に係る、一般式がＣａ１．００Ｙ１．００Ａｌ０．９９０Ｍｎ０．０１０Ｏ４．００５で表わされる４価Ｍｎ付活酸化物蛍光体は、以下の方法により作製した。
【００２５】
所定の仕込み組成比となるように、原料となるＣａＣＯ３を７．５３ｇ、Ｙ２Ｏ３を８．５０ｇ、Ａｌ２Ｏ３を３．７５ｇ、ＭｎＣＯ３を０．０９ｇ秤量し、フラックスとしてＡｌＦ３を０．１３ｇ添加して混合した原料混合物をアルミナ坩堝に充填し、蓋をして、大気中１４００℃で６時間焼成を行った。これにより４価Ｍｎ付活酸化物蛍光体を得た。この蛍光体は、４６０ｎｍ付近の青色光で励起することにより、主発光ピークが７１２ｎｍの遠赤色発光を示した。
【実施例２】
【００２６】
原料としてＣａＣＯ３を７．５４ｇ、Ｙ２Ｏ３を８．５１ｇ、Ａｌ２Ｏ３を３．７８ｇ、ＭｎＣＯ３を０．０５ｇ、ＡｌＦ３を０．１３ｇ使用する以外は実施例１と同様に行い、一般式がＣａ１．００Ｙ１．００Ａｌ０．９９５Ｍｎ０．００５Ｏ４．００２５で表わされる実施例２に係る酸化物蛍光体を得た。実施例２に係る蛍光体の４６０ｎｍ励起での相対発光ピーク強度は実施例１の９７％であった。
【実施例３】
【００２７】
原料としてＣａＣＯ３を７．５２ｇ、Ｙ２Ｏ３を８．４８ｇ、Ａｌ２Ｏ３を３．７３ｇ、ＭｎＣＯ３を０．１４ｇ、ＡｌＦ３を０．１３ｇ使用する以外は実施例１と同様に行い、一般式がＣａ１．００Ｙ１．００Ａｌ０．９８５Ｍｎ０．０１５Ｏ４．００７５で表わされる実施例３に係る酸化物蛍光体を得た。実施例３に係る蛍光体の４６０ｎｍ励起での相対発光ピーク強度は実施例１の８５％であった。
【実施例４】
【００２８】
原料としてＣａＣＯ３を７．５５ｇ、Ｙ２Ｏ３を８．５１ｇ、Ａｌ２Ｏ３を３．７２ｇ、ＭｎＣＯ３を０．０９ｇ、ＭｇＯを０．０３ｇ、ＡｌＦ３を０．１３ｇ使用する以外は実施例１と同様に行い、一般式がＣａ１．００Ｙ１．００Ａｌ０．９８Ｍｇ０．０１Ｍｎ０．０１Ｏ４．０００で表わされる実施例４に係る酸化物蛍光体を得た。実施例４に係る蛍光体の４６０ｎｍ励起での相対発光ピーク強度は実施例１の１４４％であり、Ｍｇ２＋による電荷保障の効果が確認された。
【実施例５】
【００２９】
原料としてＣａＣＯ３を７．５６ｇ、Ｙ２Ｏ３を８．５３ｇ、Ａｌ２Ｏ３を３．６９ｇ、ＭｎＣＯ３を０．０９ｇ、ＭｇＯを０．０６ｇ、ＡｌＦ３を０．１３ｇ使用する以外は実施例１と同様に行い、一般式がＣａ１．００Ｙ１．００Ａｌ０．９７Ｍｇ０．０２Ｍｎ０．０１Ｏ３．９９５で表わされる実施例５に係る酸化物蛍光体を得た。実施例５に係る蛍光体の４６０ｎｍ励起での相対発光ピーク強度は実施例１の１３５％であった。
【実施例６】
【００３０】
原料としてＣａＣＯ３を７．５７ｇ、Ｙ２Ｏ３を８．５４ｇ、Ａｌ２Ｏ３を３．６６ｇ、ＭｎＣＯ３を０．０９ｇ、ＭｇＯを０．０９ｇ、ＡｌＦ３を０．１３ｇ使用する以外は実施例１と同様に行い、一般式がＣａ１．００Ｙ１．００Ａｌ０．９６Ｍｇ０．０３Ｍｎ０．０１Ｏ３．９９０で表わされる実施例６に係る酸化物蛍光体を得た。実施例６に係る蛍光体の４６０ｎｍ励起での相対発光ピーク強度は実施例１の１２８％であった。
【実施例７】
【００３１】
原料としてＣａＣＯ３を５．９９ｇ、Ｇｄ２Ｏ３を１０．８５ｇ、Ａｌ２Ｏ３を２．９６ｇ、ＭｎＣＯ３を０．０７ｇ、ＭｇＯを０．０２ｇ、ＡｌＦ３を０．１０ｇ使用する以外は実施例１と同様に行い、一般式がＣａ１．００Ｇｄ１．００Ａｌ０．９８Ｍｇ０．０１Ｍｎ０．０１Ｏ４．００で表わされる実施例７に係る酸化物蛍光体を得た。実施例７に係る蛍光体の４６０ｎｍ励起での相対発光ピーク強度は実施例１の５２％であった。
【実施例８】
【００３２】
原料としてＳｒＣＯ３を８．１７ｇ、Ｌａ２Ｏ３を８．９４ｇ、Ａｌ２Ｏ３を２．７１ｇ、ＭｎＣＯ３を０．０７ｇ、ＭｇＯを０．０２ｇ、ＡｌＦ３を０．０９ｇ使用する以外は実施例１と同様に行い、一般式がＳｒ１．００Ｌａ１．００Ａｌ０．９８Ｍｇ０．０１Ｍｎ０．０１Ｏ４．００で表わされる実施例８に係る酸化物蛍光体を得た。実施例８に係る蛍光体の４６０ｎｍ励起での相対発光ピーク強度は実施例１の４％であった。
【実施例９】
【００３３】
原料としてＳｒＣＯ３を７．７８ｇ、Ｇｄ２Ｏ３を９．４７ｇ、Ａｌ２Ｏ３を２．５８ｇ、ＭｎＣＯ３を０．０６ｇ、ＭｇＯを０．０２ｇ、ＡｌＦ３を０．０９ｇ使用する以外は実施例１と同様に行い、一般式がＳｒ１．００Ｇｄ１．００Ａｌ０．９８Ｍｇ０．０１Ｍｎ０．０１Ｏ４．００で表わされる実施例９に係る酸化物蛍光体を得た。実施例９に係る蛍光体の４６０ｎｍ励起での相対発光ピーク強度は実施例１の２７％であった。
【実施例１０】
【００３４】
原料としてＳｒＣＯ３を７．３５ｇ、Ｌａ２Ｏ３を８．０４ｇ、Ｇａ２Ｏ３を４．４４ｇ、ＭｎＣＯ３を０．０６ｇ、ＭｇＯを０．０２ｇ、ＡｌＦ３を０．０８ｇ使用する以外は実施例１と同様に行い、一般式がＳｒ１．００Ｌａ１．００Ｇａ０．９８Ｍｇ０．０１Ｍｎ０．０１Ｏ４．００で表わされる実施例１０に係る酸化物蛍光体を得た。実施例１０に係る蛍光体の４６０ｎｍ励起での相対発光ピーク強度は実施例１の１１％であった。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の４価Ｍｎ付活酸化物蛍光体及びこれらを用いた発光装置は、特に青色発光ダイオードを光源とする植物育成用照明に好適に利用できる。
【図１】
0005811041.tif 000003
【図２】
0005811041.tif 000004
【図３】
0005811041.tif 000005
【図４】
0005811041.tif 000006