(57)【要約】【課題】緑色蛍光体を提出する。【解決手段】焼結温度Ｔの合成反応雰囲気より作られ、緑色蛍光体の一般式は（Ｇｄ，Ｓｒ）3-x-yＭxＡｌ2Ｏ7：Ｒy，０≦ｘ≦１，０＜ｙ≦０．３（式１）である。そのうち、Ｍは二価のカルシウム、バリウムまたは両者の混合原子価化合物であり、Ｒはランタン系金属の元素である。かつ（Ｇｄ，Ｓｒ）3-x-yはＧｄzＳｒ3-x-y-z、０＜ｚ＜3−ｘ−ｙ（式２）の表式である。この種の蛍光体は紫外光により励起され、光出射の領域は緑色光である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
緑色蛍光体であって、焼結温度Ｔの合成反応雰囲気からなり、緑色蛍光体の一般式は（Ｇｄ，Ｓｒ）3-x-yＭxＡｌ2Ｏ7：Ｒy，０≦ｘ≦１，０＜ｙ≦０．３（式１）、Ｍは二価のカルシウム、バリウムまたは両者の混合原子価化合物、Ｒはランタン系金属の元素である、かつ（Ｇｄ，Ｓｒ）3-x-yは（Ｇｄ，Ｓｒ）3-x-yはＧｄzＳｒ3-x-y-z、０＜ｚ＜3-x-y（式２）の表式である。
【請求項２】
前記ＲはＣｅ、Ｅｕ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｄｙのいずれか一つまたは２つ以上の混合原子価化合物から選択することを特徴とする、請求項１記載の緑色蛍光体。
【請求項３】
前記緑色蛍光体は、波長が３００〜４５０ｎｍの発光ダイオードによって励起されることを特徴とする、請求項１記載の緑色蛍光体。
【請求項４】
前記緑色蛍光体の出射波長は４００〜７００ｎｍであることを特徴とする、請求項１記載の緑色蛍光体。
【請求項５】
前記焼結温度Ｔは１５００〜１７００℃であることを特徴とする、請求項１記載の緑色蛍光体。
【請求項６】
前記焼結温度Ｔは１６００℃であることを特徴とする、請求項５記載の緑色蛍光体。
【請求項７】
前記合成反応雰囲気はＨ2及びＮ2を含めることを特徴とする、請求項１記載の緑色蛍光体。
【請求項８】
前記合成反応雰囲気におけるＨ2とＮ2の比例はＨ2≒１０％、Ｎ2≒９０％であることを特徴とする、請求項７記載の緑色蛍光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は緑色蛍光体に関し、特に一般式が（Ｇｄ，Ｓｒ）3-x-yＭxＡｌ2Ｏ7：Ｒy，０≦ｘ≦１，０＜ｙ≦０．３（式１）である。
そのうち、Ｍは二価のカルシウム、バリウムまたは両者の混合原子価化合物であり、Ｒはランタン系金属の元素である。
かつ（Ｇｄ，Ｓｒ）3-x-yはＧｄzＳｒ3-x-y-z、０＜ｚ＜3-x-y（式２）の表式である。
【背景技術】
【０００２】
省エネと炭素軽減という環境保護意識の台頭から、世界各国とも白光の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ，  ＬＥＤ）の発展についてますます重視されると共に、従来の照明設備も次第に取って替わられている。白光の発光ダイオードは体積が小さく、電気消費が低く（従来の白熱電球の十分の一）、寿命が長く、発光効率が高く、反応速度が速いなど、多くの長所を有し、現在は表示装置、信号灯、照明など幅広く応用されている。一方、世界的なエネルギー不足並び省エネと炭素軽減がますます重視されていることから、発光ダイオードは従来の照明が克服できない問題を解決できるため、将来はもっとも重要な照明設備になることが確実視される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許Ｕ．Ｓ．５，９９８，９２５号
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  （ｖｏｌ．  １０，  ｐ．  ７５）ジャーナル
【非特許文献２】Ｒｕｓｓｉａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  （ｖｏｌ．  ７４，  ｐ．  ６５５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
日亜化学工業株式会社は１９９６年に青色光のＬＥＤをもって、イットリウムアルミニウムガーネット（Ｃｅｒｉｕｍ−ｄｏｐｅｄ  ｙｔｔｒｉｕｍ  ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｇａｒｎｅｔ；  ＹＡＧ：Ｃｅ）ドープの蛍光体を励起させ、黄色蛍光体を形成し、この黄色蛍光体を青色と混合したものが白色光（米国特許Ｕ．Ｓ．  ５，９９８，９２５号（特許文献１））の発光を成功した。しかし、この種の白色光ダイオードの出射光は冷色の白光であり、発光領域に赤色光を欠けており演色性も低い。このため、現在の白色光ダイオードは、青色のダイオードに黄色の蛍光体との組合せのほか、青色のダイオードに緑色、赤色の蛍光体及び紫外光発光ダイオード紫外線発光ダイオード（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ、以下ＵＶ−ＬＥＤという）を青色と緑色と赤色３色の蛍光体との組合せにより白色光を形成する方式が使用されている。そのうち、ＵＶ−ＬＥＤと３色の蛍光体と組合せたものが良い演色性がえられるため、紫外光の励起に適する青色、緑色及び赤色の蛍光体の開発は現在の重要な研究課題である。
【０００６】
１９７５年Ｆａｖａ氏とＦｌｅｍ氏がＭａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  （ｖｏｌ．  １０，  ｐ．  ７５）ジャーナル（非特許文献１）にて、Ｇｄ2ＳｒＡｌ2Ｏ7の構造を発表した。それは一種のＳｒ3Ｔｉ2Ｏ7の構造結に属し、空間群はＩ４／ｍｍｍであり、結晶構造は[ＡｌＯ4]四面体を構成し、一種の層状構造である。このほか、Ｚｖｅｒｅｖａらは１９９４年、Ｒｕｓｓｉａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  （ｖｏｌ．  ７４，  ｐ．  ６５５）（非特許文献２）で、Ｇｄ3＋とＳｒ2＋は結晶において、２つの同じ配位格子を有し、２つの異なる格子点位置（ｌａｔｔｉｃｅ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を同時に占めており、配位数はそれぞれ１２配位と９配位、配位原子は両者とも酸素原子である。この種の結晶化合物は簡単に作られるが、緑色光を励起する特性を有しない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者は蛍光体分野における長年の研究開発経験に基づき、（Ｇｄ，Ｓｒ）3-ｘＭｘＡｌ2Ｏ7系統のうち、０≦ｘ≦１，Ｍを二価のカルシウムまたはバリウムもしくは両者の混合原子価化合物を使用し、（Ｇｄ，Ｓｒ）3-xＭxの格子点位置に活性剤としてランタン系元素Ｒをドープすることによって、（Ｇｄ，Ｓｒ）3-x-yＭｘＡｌ2Ｏ7：Ｒy（式３）が形成される。そのうち、もし、Ｒがユロピユムイオンのとき、当化合物を紫外光によって励起されると、緑色の蛍光を発光する。
【０００８】
本発明の一目的は、紫外光の励起によって、緑色光を発光できる緑色蛍光体を提供する。
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明の緑色蛍光体は焼結温度Ｔの合成反応雰囲気からなり、緑色蛍光体の一般式は（Ｇｄ，Ｓｒ）3-x-yＭxＡｌ2Ｏ7：Ｒy，０≦ｘ≦１，０＜ｙ≦０．３（式１）である。そのうち、Ｍは二価のカルシウム、バリウムまたは両者の混合原子価化合物であり、Ｒはランタン系金属の元素である。かつ（Ｇｄ，Ｓｒ）3-x-yはＧｄzＳｒ3-x-y-z、０＜ｚ＜3-x-y（式２）の表式である。前記緑色蛍光体は波長３００〜４５０ｎｍの光によって励起される。かつ、緑色蛍光体は出射する波長の領域は４００〜７００ｎｍである。そのうち、焼結温度Ｔは１５００〜１７００℃である。かつ、合成反応の雰囲気はＨ2及びＮ2を含める。
【００１０】
一実施例において、焼結温度Ｔは１６００℃である。かつ、合成反応雰囲気のＨ2とＮ2の比例はＨ2≒１０％、Ｎ2≒９０％である。
【発明の効果】
【００１１】
前述配合設計に基づき、本発明より斬新なアルミン酸塩化合物を提供し、紫外光領域の光波を有効に吸収して、緑色光領域の光波を励起できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の好ましい実施例におけるＧｄ2Ｓｒ０．９７Ａｌ2Ｏ7：Ｅｕ０．０3のＸ線粉末回折スペクトル図である。
【図２】本発明の好ましい実施例Ｇｄ2Ｓｒ０．９７Ａｌ2Ｏ７：Ｅｕ０．０３のＸ励起光スペクトル図である。
【図３】本発明の好ましい実施例Ｇｄ2Ｓｒ０．９７Ａｌ2Ｏ７：Ｅｕ０．０３の放射スペクトル図である。
【図４】本発明の好ましい実施例Ｇｄ2Ｓｒ0.97Ａｌ2Ｏ７：Ｅｕ０．０３の色度座標図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の内容のさらなる理解を図るため、以下にて図面と合わせて説明する。
【実施例】
【００１４】
本発明の緑色蛍光体の一般式は（Ｇｄ，Ｓｒ）3-x-yＭxＡｌ2Ｏ7：Ｒy，０≦ｘ≦１，０＜ｙ≦０．３（式１）である。そのうち、Ｍは二価のカルシウム、バリウムまたは両者の混合原子価化合物であり、Ｒはランタン系金属の元素である。Ｃｅ、Ｅｕ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｄｙのいずれか一つまたは２つ以上の混合原子価化合物から選択することができる。例えば、ランタン系金属が２つ以上の混合原子価化合物のとき、Ｒ１y1Ｒ２y2Ｒ３y3…で表すことができる。そのうち、０＜ｙ1≦０．３、０＜y２≦０．３、０＜y３≦０．３、…である。さらに、（Ｇｄ，Ｓｒ）３−ｘ−ｙはＧｄｚＳｒ3−ｘ−ｙ−ｚ、０＜ｚ＜3-x-yの表式である。緑色蛍光体の製造は、焼結温度Ｔが１５００〜１７００℃、Ｈ2及びＮ2を含める合成反応雰囲気にて、ヒートセットにより合成する。
【００１５】
一好ましい実施例において、本発明のアルミン酸塩化合物の化学式は（Ｇｄ，Ｓｒ）3-x-yＭxＡｌ2Ｏ7：Ｒyである。そのうち、Ｍはカルシウムとバリウムの混合原子価化合物であり、Ｒはランタン系元素ユロピユムイオン（Ｅｕ）、かつｘ＝０、ｙ＝０．０３である。本実施例において、製造に使用された出発原料はＧｄ2Ｏ3、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＢａＣＯ3、Ａｌ2Ｏ3とＥｕ2Ｏ3をその比例に基づいて、適量を取り、乳鉢にて均一にすりつぶし混合した後、管状炉に入れ１６００℃、水素（１０％）／窒素（９０％）還元雰囲気にて１０時間を焼結した後に生成物を獲得できる。精算プロセスが簡単、かつ大量生産に適している。
【００１６】
図１の本発明の好ましい実施例Ｇｄ2Ｓｒ0.97Ａｌ2Ｏ7：Ｅｕ0.03のＸ線粉末回折スペクトル図を参照する。図示のとおり、本発明の好ましい実施例における（Ｇｄ，Ｓｒ）3-x-yＭxＡｌ2Ｏ7：Ｒy （ｘ＝０，ｙ＝０．０３）（式３）のサンプルはＸ線粉末回折スペクトル図により、結晶相の純度を観察した結果は既知構造のＧｄ2Ｓｒ0.97Ａｌ2Ｏ7標準スペクトルに一致する（ＪＣＰＤＳ  ｆｉｌｅ  ＮＯ：００−０７６−００７５）。よって、合成されたサンプルは純相（ｐｕｒｅ  ｐｈａｓｅ）を裏付けることができる。
【００１７】
図２の本発明の好ましい実施例Ｇｄ2Ｓｒ0.97Ａｌ2Ｏ7：Ｅｕ0.03のＸ励起光スペクトル図を参照する。図示のとおり、本実施例において、サンプルに一定の波長５１３ｎｍの光波を出射させることによって、本実施例は３００ｎｍから４５０ｎｍの光源による励起に適することが分かり、紫外線発光ダイオードの励起波長範囲に一致することが分かる。
【００１８】
引き続き図３の本発明の好ましい実施例Ｇｄ2Ｓｒ0.97Ａｌ2Ｏ7：Ｅｕ0.03の放射スペクトル図を参照する。図示のとおり、本実施例において、アルミン酸塩化合の緑色蛍光体は３６５ｎｍの励起波長において、出射光スペクトルが５１３ｎｍに波の高点を観察できると共に緑色蛍光体の出射波長の範囲は４００〜７００ｎｍである。
【００１９】
図４の本発明の好ましい実施例Ｇｄ2Ｓｒ0.97Ａｌ2Ｏ7：Ｅｕ0.03の色度座標図を参照する。本発明の好ましい実施例において、（Ｇｄ，Ｓｒ）3-x-yＭxＡｌ2Ｏ7：Ｒy （ｘ＝０，ｙ＝０．０３）（式３）は励起波長３６５ｎｍにおける出射光スペクトルの数値を国際照明委員会が制定された色度座標図に基づき公式換算を行った結果、出射光の色度座標（０．２４６６、０．４４７６）を算出した上、色度座標図に表示すると、図４に示す本発明の好ましい実施例の出射光は緑色光の領域であることが分かる。
【００２０】
前述のとおり、本発明の緑色蛍光体は斬新なアルミン酸塩化合物を使用し、３００〜４５０ｎｍ波長の光波を有効に吸収して、４００〜７００ｎｍ波長の光波を出射できる。
【００２１】
【数１】
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【００２２】
【数２】
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【００２３】
【数３】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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