(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン交換性層状タンタル酸ルビジウムからなる３４０ｎｍに発光ピークを持つ紫外線発光体。
【請求項２】
交換イオンがＴｂ３＋、Ｅｕ３＋、Ｐｒ３＋、Ｄｙ３＋、Ｅｒ３＋またはＳｍ３＋であることを特徴とする請求項１に記載のイオン交換性層状タンタル酸ルビジウム。
【請求項３】
交換イオンがＴｂ３＋であり、Ｔｂ３＋の発光を示すことを特徴とする請求項１に記載のイオン交換性層状タンタル酸ルビジウムをホストとする発光体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イオン交換性層状タンタル酸ルビジウム（Ｒｂ４Ｔａ６Ｏ１７）からなる紫外線発光体（３４０ｎｍに発光ピークを持つ）およびイオン交換性層状タンタル酸ルビジウム（Ｒｂ４Ｔａ６Ｏ１７）（ホスト化合物）にＴｂ３＋を取り込ませたＴｂ３＋の発光（緑色）を示す発光体に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来からタンタル酸のアルカリ金属塩として、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫ塩などが知られており、これらはＰｔやＮｉＯ等の共触媒を必要とすることなく純水をＨ2とＯ2に化学的に分解する光触媒活性を有することが知られている。また、前記活性は、過剰のアルカリの存在下で前記タンタル酸アルカリを調製することによって改善されること、およびＮａＴａＯ３の場合、ＮｉＯを付加することによって前記活性はドラスチックに改善されること（水素の発生量2180μmol／ｈ、酸素発生量1100μmol／ｈ）などが知られている（Catalysis Letters 58(1999)153-155）。また、アルカリ元素をＳｒ又はアルカリ土類金属のＢａに替えたタンタル酸塩も光触媒活性を有することも知られている。またタンタル酸リチウムは光導波路の基板材料などとしても使用されている。
【０００３】
しかしながら、発光体としての研究はタンタル酸塩のバルク型化合物についてはされているけれども、層状構造などの構造規則性を持つタンタル塩の光物性に関してはあまり報告されていない。また、タンタル酸ルビジウム（Ｒｂ４Ｔａ６Ｏ１７）についても、水の水素と酸素への完全光分解反応に活性を持つマイクロポーラス構造を持つ光触媒であることが報告されているが、それ以外の特性についてはあまり研究されていないし、発光などの光物性についての報告はない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、イオン交換性層状タンタル酸ルビジウム（Ｒｂ４Ｔａ６Ｏ１７）に着目し、その新規な特性を発見することによって、前記タンタル酸塩の新しい用途を開発することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記新規な特性の発見の研究として、光物性について研究している中で、前記イオン交換性層状タンタル酸ルビジウムが２７０〜２８０ｎｍの励起光により３４０ｎｍに極大値を持つ紫外発光特性があることが観測された。また、前記層間化合物は層状構造のニオブ酸塩と同様にイオン交換性（層間にイオンを取り込む）を有し、そのイオン種を変化させると発光特性が変わる特性を有することを発見し、発光体としての有用性および種々のイオンを交換することにより発光性の異なる発光体を得ることができることの有用性に基づいて、本発明を完成した。特に、最近では、短波長レーザは、記録の高密度化、紫外線描画用（露光用）の手段として注目されており、本発明の発光体が３４０ｎｍに発光の極大値を持つ紫外発光特性を有する点は注目すべきものである。従って、本発明の第１は、イオン交換性層状タンタル酸ルビジウムからなる３４０ｎｍに発光ピークを持つ紫外線発光体であり、好ましくは交換イオンがＴｂ３＋、Ｅｕ３＋、Ｐｒ３＋、Ｄｙ３＋、Ｅｒ３＋、Ｓｍ３＋であることを特徴とする前記イオン交換性層状タンタル酸ルビジウムである。また、交換イオンとしてＴｂ３＋を導入し、Ｔｂ３＋の発光を示す前記イオン交換性層状タンタル酸ルビジウムをホストとする発光体である。本発明者は、イオン交換性層状タンタル酸ルビジウム（Ｒｂ４Ｔａ６Ｏ１７）が紫外線発光特性を有することおよびイオン交換することにより発光特性が変化することを発見することによって前記課題を解決したのである。
【０００６】
【本発明の実施の態様】
本発明を詳細に説明する。
１．イオン交換性層状タンタル酸ルビジウム（Ｒｂ４Ｔａ６Ｏ１７）の合成；Ｒｂ２ＣＯ３（和光純薬株式会社、純度＞９７％）とＴａ２Ｏ５（Rare metallic、９９．９９％，）の混合物を白金ルツボで1470Ｋ，４０時間空気中で焼成し、その後、1020Ｋまで３０時間かけて降下させ、その後室温まで炉内で放冷した。得られた化合物はＸＲＤ〔Ｘ線回折装置（理学、型；RINT1400）〕で確認された。拡散反射スペクトルは、紫外可視近赤分光光度計（日本分光、型；UbestV-570）を用いて室温で測定した。拡散スペクトルはKubelka-Munk変換され吸光度が求められる。
【０００７】
２．イオン交換性層状タンタル酸ルビジウム（Ｒｂ４Ｔａ６Ｏ１７）の発光特性。図１に、Ｒｂ４Ｔａ６Ｏ１７の室温での拡散反射（ａ）と７７Ｋでの励起（ｂ）・発光（ｃ）スペクトル特性を示す。吸収端は２７０〜２８０ｎｍ付近にあり、そのエネルギーギャップは４．４ｅＶと見積もることができる。該エネルギーギャップ励起により、３４０ｎｍに極大を持つ紫外発光が観測された。ストークスシフトは8500ｃｍ−１である。励起スペクトルは、拡散反射スペクトルとよく一致した。
【０００８】
３．図２、３は、Ｒｂ４Ｔａ６Ｏ１７のフォトルミネセンス強度、および励起発光スペクトルの温度依存性を示す。室温においてもＲｂ４Ｔａ６Ｏ１７の発光が観察された。すなわち、紫外線発光材料として使用可能であることを示している。ちなみに、Ｒｂ４Ｔａ６Ｏ１７と同様の層構造を持つＲｂ４Ｔａ６Ｏ１７が室温において発光が観察されないのとは対称的であり、Ｒｂ４Ｔａ６Ｏ１７の消光温度が高いこと示す。
【０００９】
４．イオン交換性層状タンタル酸ルビジウム（Ｒｂ４Ｔａ６Ｏ１７）のプロトン交換と発光特性；図４は、イオン交換性層状タンタル酸ルビジウムの励起−発光（ａ）、Ｈ+をイオン交換したものを励起した時の現象（ｂ）、およびＴｂ３＋をイオン交換した場合の励起−発光（ｃ）を模式的に示している。（ｃ）では、層状タンタル酸層中の励起エネルギーが層間に取り込まれたＴｂ３＋に転移し、Ｔｂ３＋固有の緑色の発光をしている。従って、種々のイオン交換をするホスト化合物として有用であることを示す。
【００１０】
図５は、Ｔｂ３＋をイオン交換した層状タンタル酸ルビジウムの発光の温度依存特性を示している。温度が高くなるにしたがって、ホストの発光は減少するが、Ｔｂ３＋の発光強度は変わらない。
【００１１】
【発明の効果】
以上述べたように、３４０ｎｍに発光ピークを持つ紫外線発光体提供は、最近では、短波長レーザは、記録の高密度化、紫外線描画用（露光用）の手段として注目されていることから考えて、これらへの適用の可能性の点から、優れた効果がもたらすものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のイオン交換性層状タンタル酸ルビジウムの室温での拡散反射（ａ）と７７Ｋでの励起（ｂ）・発光（ｃ）スペクトル特性を示す
【図２】本発明のイオン交換性層状タンタル酸ルビジウムの発光強度の温度依存性を示す
【図３】本発明のイオン交換性層状タンタル酸ルビジウムの励起発光スペクトルの温度依存性を示す
【図４】イオン交換性層状タンタル酸ルビジウムの励起−発光（ａ）、Ｈ＋をイオン交換したものを励起した時の現象（ｂ）、およびＴｂ３＋をイオン交換した場合の励起−発光（ｃ）の模式図
【図５】Ｔｂ３＋をイオン交換した層状タンタル酸ルビジウムの発光の温度依存特性を示す
【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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