JP2014221705A - Glass ceramic - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluorescent glass ceramic having a stronger emission peak in a desired wavelength range due to excitation by ultraviolet light or visible light.SOLUTION: There is provided a glass ceramic containing ABO:αF crystals (wherein, A is one or more selected from Y, Gd, Tb, Dy, Yb and Lu; B is Al and/or Ga; a combination of α and β is one or more selected from Eu, Eu, Ce, Mn, Mn, Sn, Cu, Bi, Pband Cr.

Description

本発明は、ガラスセラミックスに関する。   The present invention relates to glass ceramics.

物質が外部から電子線や紫外線等の電磁波のエネルギーを受け取って励起され、基底状態に戻るときに、受け取ったエネルギーを特定波長の光として放出する光を蛍光といい、このような特性を有する物質を蛍光体という。蛍光体は、その種類によって吸収する光の波長や放出する蛍光の波長が異なり、光増幅器やレーザー、照明、ディスプレイ用発光素子等で幅広い応用が期待されている。特に近年、短波長LEDの開発が進むにつれて、LED素子と、このLED素子からの紫外光や可視光によって励起されて発光する蛍光体を組み合わせた発光素子が注目を浴びており、少ない電力で効率よく駆動する新しい光源としてその用途が広がりつつある。また、このような状況の中、長寿命であり且つ発光強度の高い蛍光体の開発が必要とされている。   When a substance receives the energy of an electromagnetic wave such as an electron beam or ultraviolet light from the outside and is excited to return to the ground state, light that emits the received energy as light of a specific wavelength is called fluorescence, and the substance has such characteristics Is called a phosphor. The wavelength of light to be absorbed and the wavelength of emitted fluorescence differ depending on the type of phosphor, and a wide range of applications are expected for optical amplifiers, lasers, lighting, display light emitting elements, and the like. In particular, as the development of short-wavelength LEDs progresses in recent years, light-emitting elements that combine LED elements and phosphors that emit light by being excited by ultraviolet light or visible light from the LED elements have attracted attention, and are efficient with less power. Its use is expanding as a new light source that drives well. In such a situation, it is necessary to develop a phosphor having a long lifetime and high emission intensity.

このような蛍光体として、YAG系酸化物にCeをドープした蛍光体が知られている。この蛍光体は、青色光の励起で黄色の蛍光を発するので、LED素子と蛍光体から出る二つの光の混色によって白色光の光源を実現できる。   As such a phosphor, a phosphor in which Ce is doped into a YAG-based oxide is known. Since this phosphor emits yellow fluorescence when excited by blue light, a light source of white light can be realized by mixing two light emitted from the LED element and the phosphor.

そして、このような蛍光体を結晶相として析出させたガラスセラミックスとして、特許文献1〜3に代表されるようなガラスセラミックスが知られている。このような蛍光体をガラスセラミックスに析出させることで、LED素子から発生する光や発熱による劣化を抑え、且つ、均一な分布状態を実現させて発光むらを低減させている。   And the glass ceramics represented by patent documents 1-3 are known as glass ceramics which precipitated such fluorescent substance as a crystal phase. By depositing such a phosphor on glass ceramics, deterioration due to light and heat generated from the LED element is suppressed, and a uniform distribution state is realized to reduce unevenness in light emission.

特開2009−286681号公報JP 2009-268681 A 特開2007−031196号公報JP 2007-031196 A 特開2006−117511号公報JP 2006-117511 A

しかし、特許文献1〜3のガラスセラミックスでは、波長500〜600nmの範囲における発光ピークの強度が未だ十分ではないため、励起光と混色させたときの色調の調整された発光素子を得ることが困難であった。   However, in the glass ceramics of Patent Documents 1 to 3, since the intensity of the emission peak in the wavelength range of 500 to 600 nm is not yet sufficient, it is difficult to obtain a light-emitting element having a color tone adjusted when mixed with excitation light. Met.

本発明は、紫外光又は可視光による励起によって、所望の波長範囲に発光ピークがより強く現れる、蛍光性のガラスセラミックスを得ることを目的とする。   An object of the present invention is to obtain a fluorescent glass ceramic in which an emission peak appears more strongly in a desired wavelength range by excitation with ultraviolet light or visible light.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意試験研究を重ねた結果、ガーネット結晶を析出しうるガラスセラミックスの組成にF成分と、発光中心となるような成分を含有させることで、強い発光ピークが現れるA12:αβ+F結晶がガラスセラミックスに多く析出することを見出し、本発明を完成するに至った。
具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
As a result of intensive studies and research in order to solve the above problems, the inventors of the present invention are strong by including an F component and a component that becomes a luminescent center in the composition of glass ceramics capable of depositing garnet crystals. The inventors have found that a large amount of A 3 B 5 O 12 : α β + F crystal in which a light emission peak appears is precipitated on glass ceramics, and have completed the present invention.
Specifically, the present invention provides the following.

(1) A12:αβ+F結晶(AはY、Gd、Tb、Dy、Yb、Luの中から選ばれる1種以上とし、BはAl又は/及びGaとし、αとβの組合せはEu3+、Eu2+、Ce3+、Mn4+、Mn2+、Sn2+、Cu2+、Bi3+、Pb2+、Cr3+の中から選ばれる1種以上とする。)を含有するガラスセラミックス。 (1) A 3 B 5 O 12 : α β + F crystal (A is one or more selected from Y, Gd, Tb, Dy, Yb, and Lu, B is Al or / and Ga, α and β Is a glass ceramic containing at least one selected from Eu 3+ , Eu 2+ , Ce 3+ , Mn 4+ , Mn 2+ , Sn 2+ , Cu 2+ , Bi 3+ , Pb 2+ and Cr 3+ ).

(2) 波長460nmの光を入射させたときに500〜600nmの範囲に発光ピークを有する(1)記載のガラスセラミックス。   (2) The glass ceramic according to (1), which has an emission peak in a range of 500 to 600 nm when light having a wavelength of 460 nm is incident.

(3) 酸化物基準のモル%で、
Al+Gaを20〜50%、
Ln(LnはY、Gd、Tb、Dy、Yb、Luの中から選ばれる少なくとも1種以上を示す)を10〜50%、
Eu+CeO+MnO+SnO+CuO+Bi+PbO+Crを0.1〜10%
含有し、
酸化物基準の全モル数に対する外割りのモル%で、F成分を0%超含有する(1)又は(2)記載のガラスセラミックス。
(3) mol% on oxide basis,
Al 2 O 3 + Ga 2 O 3 is 20 to 50%,
10 to 50% of Ln 2 O 3 (Ln represents at least one selected from Y, Gd, Tb, Dy, Yb, and Lu),
Eu 2 O 3 + CeO 2 + MnO 2 + SnO 2 + CuO + Bi 2 O 3 + PbO + Cr 2 O 3 is 0.1 to 10%
Contains,
The glass ceramic according to (1) or (2), which contains an F component in excess of 0% by mole% based on the total moles of oxides.

(4) 酸化物基準のモル%で、
Al成分 15.0〜50.0%
Ga成分 0〜20.0%
成分 10.0〜50.0%
Gd成分 0〜20.0%
Dy成分 0〜10.0%
Yb成分 0〜10.0%
Lu成分 0〜10.0%
含有する(1)から(3)のいずれか記載のガラスセラミックス。
(4) mol% on oxide basis,
Al 2 O 3 component 15.0-50.0%
Ga 2 O 3 component from 0 to 20.0%
Y 2 O 3 component 10.0-50.0%
Gd 2 O 3 component 0 to 20.0%
Dy 2 O 3 component 0 to 10.0%
Yb 2 O 3 component 0 to 10.0%
Lu 2 O 3 component 0 to 10.0%
The glass ceramic according to any one of (1) to (3).

(5) 酸化物基準のモル%で、SiO成分+GeO成分を20.0〜60.0%含有する(1)から(4)のいずれか記載のガラスセラミックス。 (5) The glass ceramic according to any one of (1) to (4), which contains 20.0 to 60.0% of SiO 2 component + GeO 2 component in mol% based on oxide.

(6) 酸化物基準のモル%で、
SiO成分 10.0〜60.0%
GeO成分 0〜20.0%
含有する(1)から(5)のいずれか記載のガラスセラミックス。
(6) mol% on oxide basis,
SiO 2 component 10.0-60.0%
GeO 2 component 0-20.0%
The glass ceramic according to any one of (1) to (5).

(7) モル和(TiO+ZrO)が10.0%以下である(1)から(6)のいずれか記載のガラスセラミックス。 (7) The glass ceramic according to any one of (1) to (6), wherein a molar sum (TiO 2 + ZrO 2 ) is 10.0% or less.

(8) 酸化物基準のモル%で、
TiO成分 0〜10.0%
ZrO成分 0〜10.0%
である(1)から(7)のいずれか記載のガラスセラミックス。
(8) mol% on oxide basis,
TiO 2 component 0 to 10.0%
ZrO 2 component 0 to 10.0%
The glass ceramic according to any one of (1) to (7).

(9) 酸化物基準で、RO成分(式中、RはMg、Ca、Sr、Ba及びZnからなる群より選択される1種以上)のモル和が20.0%以下である(1)から(8)のいずれか記載のガラスセラミックス。   (9) The molar sum of the RO component (wherein R is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba and Zn) is 20.0% or less on the oxide basis (1) To (8).

(10) 酸化物基準のモル%で、
MgO成分 0〜15.0%
CaO成分 0〜15.0%
SrO成分 0〜15.0%
BaO成分 0〜15.0%
ZnO成分 0〜15.0%
である(1)から(9)のいずれか記載のガラスセラミックス。
(10) mol% on oxide basis,
MgO component 0 to 15.0%
CaO component 0 to 15.0%
SrO component 0 to 15.0%
BaO component 0 to 15.0%
ZnO component 0 to 15.0%
The glass ceramic according to any one of (1) to (9).

(11) 酸化物基準のモル%で、
LiO成分 0〜20.0%
NaO成分 0〜20.0%
O成分 0〜20.0%
である(1)から(10)のいずれか記載のガラスセラミックス。
(11) mol% on oxide basis,
Li 2 O component 0 to 20.0%
Na 2 O component 0 to 20.0%
K 2 O component 0 to 20.0%
The glass ceramic according to any one of (1) to (10).

(12) 酸化物基準で、RnO成分(式中、RはLi、Na、Kからなる群より選択される1種以上)のモル和が20.0%以下である(1)から(11)のいずれか記載のガラスセラミックス。 (12) On the oxide basis, the molar sum of the Rn 2 O component (wherein R is one or more selected from the group consisting of Li, Na and K) is 20.0% or less (1) to ( The glass ceramic according to any one of 11).

(13) 酸化物基準のモル%で、
成分 0〜30.0%
成分 0〜10.0%
Nb成分 0〜10.0%
Ta成分 0〜10.0%
WO成分 0〜10.0%
TeO成分 0〜10.0%
Sb成分 0〜1.0%
である(1)から(12)のいずれか記載のガラスセラミックス。
(13) mol% on oxide basis,
B 2 O 3 component 0 to 30.0%
P 2 O 5 component 0 to 10.0%
Nb 2 O 5 component 0 to 10.0%
Ta 2 O 5 component 0 to 10.0%
WO 3 components 0 to 10.0%
TeO 2 component 0 to 10.0%
Sb 2 O 3 component 0-1.0%
The glass ceramic according to any one of (1) to (12).

(14) 原料組成のモル%で、AlF+GaFを0%超20.0%以下含有する(1)から(13)のいずれか記載のガラスセラミックス。 (14) The glass ceramic according to any one of (1) to (13), which contains AlF 3 + GaF 3 in an amount of mol% of the raw material composition of more than 0% and 20.0% or less.

本発明によれば、紫外光又は可視光による励起によって、所望の波長範囲に発光ピークがより強く現れる、蛍光性のガラスセラミックスを得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a fluorescent glass ceramic in which a light emission peak appears more strongly in a desired wavelength range by excitation with ultraviolet light or visible light.

実施例6と比較例1のガラスセラミックスについてのXRDパターンである。It is an XRD pattern about the glass ceramics of Example 6 and Comparative Example 1.

本発明のガラスセラミックスは、A12:αβ+F結晶(AはY、Gd、Tb、Dy、Yb、Luの中から選ばれる1種以上とし、BはAl又は/及びGaとし、αとβの組合せはEu3+、Eu2+、Ce3+、Mn4+、Mn2+、Sn2+、Cu2+、Bi3+、Pb2+、Cr3+の中から選ばれる1種以上とする。)を含有する。YAG系の結晶をはじめとするガーネット結晶を析出しうるガラスセラミックスの組成にF成分と、発光中心となるような成分を含有させることで、強い発光ピークが現れるA12:αβ+F結晶がガラスセラミックスに多く析出する。このため、紫外光又は可視光による励起によって、所望の波長範囲に発光ピークがより強く現れる、蛍光性のガラスセラミックスを得ることができる。 The glass ceramic of the present invention comprises an A 3 B 5 O 12 : α β + F crystal (A is one or more selected from Y, Gd, Tb, Dy, Yb, and Lu, and B is Al or / and Ga. The combination of α and β contains at least one selected from Eu 3+ , Eu 2+ , Ce 3+ , Mn 4+ , Mn 2+ , Sn 2+ , Cu 2+ , Bi 3+ , Pb 2+ , and Cr 3+ . To do. A 3 B 5 O 12 : α β + in which a strong emission peak appears by adding an F component and a component that becomes a light emission center to a glass ceramic composition capable of precipitating garnet crystals including YAG-based crystals. Many F crystals are deposited on the glass ceramic. For this reason, fluorescent glass ceramics in which a light emission peak appears more strongly in a desired wavelength range by excitation with ultraviolet light or visible light can be obtained.

以下、本発明の光学ガラスの実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。   Hereinafter, embodiments of the optical glass of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and may be implemented with appropriate modifications within the scope of the object of the present invention. be able to. In addition, although description may be abbreviate | omitted suitably about the location where description overlaps, the meaning of invention is not limited.

[ガラスセラミックスの組成]
本発明のガラスセラミックスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中で特に断りがない場合、各成分の含有量は、全て酸化物換算組成の総モル数に対するモル%で表示されるものとする。ここで、「酸化物換算組成」とは、本発明のガラスセラミックスの構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属弗化物等が熔融時に全て分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の総モル数を100モル%として、ガラスセラミックス中に含有される各成分のモル分率を表記した組成である。
[Composition of glass ceramics]
The composition range of each component constituting the glass ceramic of the present invention will be described below. Unless otherwise specified in the present specification, the content of each component is all expressed in mol% with respect to the total number of moles of the oxide conversion composition. Here, the “oxide equivalent composition” means that the oxides, composite salts, metal fluorides, etc. used as raw materials of the constituent components of the glass ceramic of the present invention are all decomposed during melting and changed to oxides. In addition, the total mole number of the generated oxide is 100 mol%, and the mole fraction of each component contained in the glass ceramic is described.

Al成分及びGa成分は、ガーネット結晶からなる結晶相を形成するのに必須の成分であり、且つ、ガラス(以下、原ガラスとガラスセラミックスを総称して「ガラス」という場合がある。)の安定性を高められる成分である。ガラスの安定性が高められることで、結晶化率のコントロールを行い易くなり、且つ、所望でない結晶相の析出を抑えられるため、より多くの発光中心を含有させることができる。特に、Ga成分を含有することで、ガラスの溶解温度を大幅に下げることができ、且つ、ガーネット結晶をより析出し易くできる。従って、Al成分及びGa成分の合計含有量は、好ましくは20.0%、より好ましくは25.0%、さらに好ましくは30.0%を下限とする。
一方で、Al成分及びGa成分の合計含有量を50.0%以下にすることで、これらの過剰な含有によるガラス原料の溶融性やガラスの安定性の低下を抑えられる。従って、Al成分及びGa成分の合計含有量は、好ましくは50.0%、より好ましくは45.0%、さらに好ましくは40.0%を上限とする。
The Al 2 O 3 component and the Ga 2 O 3 component are essential components for forming a crystal phase composed of a garnet crystal, and glass (hereinafter, the original glass and glass ceramic are collectively referred to as “glass”). It is a component that can improve the stability of By increasing the stability of the glass, it becomes easy to control the crystallization rate and suppress the precipitation of an undesired crystal phase, so that more luminescent centers can be contained. In particular, by containing the Ga 2 O 3 component, the melting temperature of the glass can be greatly lowered, and garnet crystals can be more easily precipitated. Therefore, the total content of the Al 2 O 3 component and the Ga 2 O 3 component is preferably 20.0%, more preferably 25.0%, and even more preferably 30.0%.
On the other hand, by making the total content of the Al 2 O 3 component and the Ga 2 O 3 component 50.0% or less, it is possible to suppress a decrease in the meltability of the glass material and the stability of the glass due to the excessive content thereof. . Therefore, the total content of the Al 2 O 3 component and the Ga 2 O 3 component is preferably 50.0%, more preferably 45.0%, and even more preferably 40.0%.

このうち、Al成分の含有量は、ガーネット結晶からなる結晶相を形成し易くし、且つガラスの安定性を高めるため、好ましくは15.0%、より好ましくは20.0%、さらに好ましくは25.0%を下限とする。
一方で、Al成分の含有量は、ガラス原料の溶融性やガラスの安定性の低下を抑えるため、好ましくは50.0%、より好ましくは45.0%、さらに好ましくは40.0%、さらに好ましくは37.0%を上限とする。
また、Ga成分の含有量は、ガーネット結晶からなる結晶相を形成し易くし、ガラスの溶解温度を下げ、且つガラスの安定性を高めるため、好ましくは0.3%、より好ましくは0.5%、さらに好ましくは1.0%を下限としてもよい。
一方で、Ga成分の含有量は、原料コストの上昇を抑えるため、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、さらに好ましくは10.0%を上限とする。
Of these, the content of the Al 2 O 3 component is preferably 15.0%, more preferably 20.0%, in order to facilitate the formation of a crystal phase composed of garnet crystals and increase the stability of the glass. Preferably, the lower limit is 25.0%.
On the other hand, the content of the Al 2 O 3 component is preferably 50.0%, more preferably 45.0%, and even more preferably 40.0 in order to suppress a decrease in meltability of the glass raw material and stability of the glass. %, More preferably 37.0%.
Further, the content of the Ga 2 O 3 component is preferably 0.3%, more preferably in order to facilitate the formation of a crystal phase composed of garnet crystals, to lower the melting temperature of the glass, and to increase the stability of the glass. The lower limit may be 0.5%, more preferably 1.0%.
On the other hand, the content of the Ga 2 O 3 component is preferably 20.0%, more preferably 15.0%, and even more preferably 10.0% in order to suppress an increase in raw material cost.

Ln成分(式中、LnはY、Gd、Tb、Dy、Yb、Luの中から選ばれる少なくとも1種以上を示す)も、ガーネット結晶からなる結晶相を形成するのに必須の成分である。従って、Ln成分の合計含有量は、好ましくは10.0%、より好ましくは15.0%、さらに好ましくは18.0%を下限とする。
一方で、Ln成分の合計含有量を50.0%以下にすることで、これらの過剰な含有によるガラスの安定性の低下を抑えられる。従って、Ln成分の合計含有量は、好ましくは50.0%、より好ましくは40.0%、さらに好ましくは30.0%、さらに好ましくは25.0%を上限とする。
Ln 2 O 3 component (wherein Ln represents at least one selected from Y, Gd, Tb, Dy, Yb, and Lu) is also an essential component for forming a crystal phase composed of garnet crystals It is. Therefore, the total content of the Ln 2 O 3 components is preferably 10.0%, more preferably 15.0%, and still more preferably 18.0%.
On the other hand, when the total content of the Ln 2 O 3 components is 50.0% or less, a decrease in the stability of the glass due to the excessive content thereof can be suppressed. Accordingly, the total content of the Ln 2 O 3 components is preferably 50.0%, more preferably 40.0%, still more preferably 30.0%, and even more preferably 25.0%.

ここで、Y成分の含有量は、ガーネット結晶からなる結晶相を形成し易くする観点から、好ましくは10.0%、より好ましくは15.0%、さらに好ましくは18.0%を下限とする。
一方で、Y成分の含有量は、ガラスの安定性の低下を抑えるため、好ましくは50.0%、より好ましくは40.0%、さらに好ましくは30.0%、さらに好ましくは25.0%を上限とする。
また、Gd成分の含有量も、同様の観点から、好ましくは20.0%以下、より好ましくは10.0%未満、さらに好ましくは5.0%未満とする。
また、Dy成分、Yb成分及びLu成分の各々の含有量も、同様の観点から、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、さらに好ましくは5.0%を上限とする。
Here, the content of the Y 2 O 3 component is preferably 10.0%, more preferably 15.0%, and even more preferably 18.0% from the viewpoint of easily forming a crystal phase composed of garnet crystals. The lower limit.
On the other hand, the content of the Y 2 O 3 component is preferably 50.0%, more preferably 40.0%, still more preferably 30.0%, and even more preferably 25 in order to suppress a decrease in the stability of the glass. 0.0% is the upper limit.
Further, from the same viewpoint, the content of the Gd 2 O 3 component is preferably 20.0% or less, more preferably less than 10.0%, and even more preferably less than 5.0%.
In addition, the content of each of the Dy 2 O 3 component, the Yb 2 O 3 component, and the Lu 2 O 3 component is preferably 10.0%, more preferably 8.0%, and even more preferably 5 from the same viewpoint. 0.0% is the upper limit.

Eu成分、CeO成分、MnO成分、SnO成分、CuO成分、Bi成分、PbO成分及びCr成分は、発光中心の役割を果たし、ガラス及び結晶化ガラスに蛍光特性を付与するので、少なくともいずれかが必須成分である。本願発明のガラスセラミックスでは、より多くの発光中心を含有させた場合でも、ガラスの安定性がより高められるため、励起光による蛍光をより強めることができる。これらの成分の少なくとも1種以上の合計含有量は、好ましくは0.1%、より好ましくは0.2%、さらに好ましくは0.3%、さらに好ましくは0.5%を下限とする。
一方で、これらの成分の含有量が多すぎると、かえって蛍光が弱くなる傾向がある。従って、これらの成分の合計含有量は、好ましくは10.0%、より好ましくは5.0%、さらに好ましくは3.0%を上限とする。
Eu 2 O 3 component, CeO 2 component, MnO 2 component, SnO 2 component, CuO component, Bi 2 O 3 component, PbO component and Cr 2 O 3 component play the role of emission center, and can be used in glass and crystallized glass. Since it imparts fluorescence characteristics, at least one of them is an essential component. In the glass ceramic of the present invention, even when more luminescent centers are contained, the stability of the glass is further improved, so that fluorescence by excitation light can be further enhanced. The total content of at least one of these components is preferably 0.1%, more preferably 0.2%, still more preferably 0.3%, and still more preferably 0.5%.
On the other hand, if the content of these components is too large, the fluorescence tends to be weak. Therefore, the total content of these components is preferably 10.0%, more preferably 5.0%, and still more preferably 3.0%.

ここで、Eu成分は2価及び3価の状態で、CeO成分は3価の状態で、MnO成分は2価及び4価の状態で、SnO成分は2価の状態で、CuO成分は2価の状態で、Bi成分は3価の状態で、PbO成分は2価の状態で、Cr成分3価の状態で、それぞれガラスに含まれることが好ましい。それにより、これらの成分が発光中心として作用するため、紫外光又は可視光の励起による発光ピークのより強いガラスセラミックスを得ることができる。
一方で、これらの成分は、上述した以外の価数の状態での含有量を低減することが好ましく、上述した以外の価数の状態では含有しないことがより好ましい。これにより、発光中心として作用しない成分の含有量が低減されるため、発光中心として作用する金属イオンαβ+を増加し易くできる。
Here, the Eu 2 O 3 component is in a divalent and trivalent state, the CeO 2 component is in a trivalent state, the MnO 2 component is in a divalent and tetravalent state, and the SnO 2 component is in a divalent state. The CuO component is preferably contained in the glass in the divalent state, the Bi 2 O 3 component in the trivalent state, the PbO component in the divalent state, and the Cr 2 O 3 component in the trivalent state. . Thereby, since these components act as emission centers, glass ceramics having a stronger emission peak due to excitation of ultraviolet light or visible light can be obtained.
On the other hand, it is preferable to reduce the content of these components in a valence state other than those described above, and it is more preferable not to include them in a valence state other than those described above. Thereby, since the content of the component that does not act as the emission center is reduced, the metal ion α β + that acts as the emission center can be easily increased.

これらの成分は、蛍光の色調を調整する観点で複数種含有してもよいが、紫外光又は可視光の励起による発光ピークをより強めることができる観点で、いずれか1種のみを含有することが好ましい。
このうち、CeO成分を含有させた場合、ガラスセラミックスの結晶相が青色光によって黄色の蛍光を発するため、LED素子から出る青色光と結晶相から出る黄色光とを混色させることで、LED素子を白色光の光源として用いることができる。
These components may be contained in a plurality of types from the viewpoint of adjusting the color tone of the fluorescence, but from the viewpoint of further enhancing the emission peak due to excitation of ultraviolet light or visible light, contain only one of them. Is preferred.
Among these, when the CeO 2 component is contained, the crystal phase of the glass ceramics emits yellow fluorescence by blue light. Therefore, by mixing the blue light emitted from the LED element and the yellow light emitted from the crystal phase, the LED element Can be used as a light source of white light.

なお、これらの成分は、上述のような酸化物の形態に限られず、フッ化物又は塩化物の形態でガラス中に含まれていてもよい。   These components are not limited to the oxide form as described above, and may be contained in the glass in the form of fluoride or chloride.

F成分は、0%超含有することで、溶解温度を下げ、ガラスの溶融性と安定性の向上に寄与し、且つ、所望の結晶相の析出を促進する効果がある。また、所望の結晶相に固溶することで、発光色を調節したり発光効率を向上させたりする顕著な効果がある。特にCeO成分を含有する場合、Ce3+イオンの発光効率を向上させることもできる。従って、酸化物基準の全モル数に対する外割りでのF成分の含有量は、好ましくは0%超、より好ましくは5.0%超、さらに好ましくは10.0%超、さらに好ましくは13.0%超とする。
一方で、F成分の含有量を50.0%以下にすることで、ガラス安定性の低下や、所望でない結晶相の析出を抑えることができる。従って、酸化物基準の全モル数に対する外割りでのF成分の含有量は、好ましくは50.0%、より好ましくは40.0%、さらに好ましくは30.0%、さらに好ましくは25.0%を上限とする。
F成分は、原料として例えばZrF、AlF、NaF、CaF、KSiF、NaSiF、LaF等を用いてガラス内に含有することができる。
By containing more than 0% of the F component, there is an effect of lowering the melting temperature, contributing to improvement of the meltability and stability of the glass, and promoting the precipitation of a desired crystal phase. In addition, by dissolving in a desired crystal phase, there is a remarkable effect of adjusting the emission color or improving the emission efficiency. In particular, when a CeO 2 component is contained, the luminous efficiency of Ce 3+ ions can be improved. Therefore, the content of the F component on an external basis with respect to the total number of moles of oxide is preferably more than 0%, more preferably more than 5.0%, still more preferably more than 10.0%, and still more preferably 13. Over 0%.
On the other hand, by setting the content of the F component to 50.0% or less, it is possible to suppress a decrease in glass stability and precipitation of an undesired crystal phase. Therefore, the content of the F component in an external ratio with respect to the total number of moles of the oxide is preferably 50.0%, more preferably 40.0%, still more preferably 30.0%, still more preferably 25.0. % Is the upper limit.
The F component can be contained in the glass using, for example, ZrF 4 , AlF 3 , NaF, CaF 2 , K 2 SiF 6 , Na 2 SiF 6 , LaF 3 or the like as a raw material.

本明細書におけるF成分の含有量は、ガラスを構成するカチオン成分全てが電荷の釣り合うだけの酸素と結合した酸化物でできていると仮定し、それら酸化物でできたガラス全体のモル数を100%として、F成分のモル分率を表したもの(酸化物基準の全モル数に対する外割りモル%)である。   The content of the F component in this specification is based on the assumption that all of the cation components constituting the glass are made of oxides combined with oxygen that balances the charge, and the total number of moles of the glass made of these oxides. 100% represents the mole fraction of the F component (extra mol% relative to the total number of moles of oxide).

SiO成分及びGeO成分は、ガラス形成酸化物になりうる成分であり、安定であり、且つ耐久性や耐候性の良好なガラスを得るのに重要な成分である。従って、SiO成分及びGeO成分の合計含有量は、好ましくは20.0%、より好ましくは30.0%、さらに好ましくは35.0%を下限とする。
一方で、SiO成分及びGeO成分の合計含有量を60.0%以下にすることで、ガラス原料の溶融温度の上昇を抑えられる。従って、SiO成分及びGeO成分の合計含有量は、好ましくは60.0%、より好ましくは50.0%、さらに好ましくは45.0%を上限とする。
The SiO 2 component and the GeO 2 component are components that can be glass-forming oxides, and are important components for obtaining a glass that is stable and has good durability and weather resistance. Therefore, the total content of the SiO 2 component and the GeO 2 component is preferably 20.0%, more preferably 30.0%, and still more preferably 35.0%.
On the other hand, by making the total content of SiO 2 component and GeO 2 component below 60.0%, suppressed an increase in the melting temperature of the glass material. Accordingly, the total content of the SiO 2 component and the GeO 2 component is preferably 60.0%, more preferably 50.0%, and still more preferably 45.0%.

ここで、SiO成分の含有量は、ガーネット結晶からなる結晶相を形成し易くする観点から、好ましくは10.0%、より好ましくは20.0%、さらに好ましくは30.0%、さらに好ましくは35.0%を下限とする。
一方で、SiO成分の含有量は、ガラス原料の溶融温度の上昇を抑えるため、好ましくは60.0%、より好ましくは50.0%、さらに好ましくは45.0%を上限とする。
また、GeO成分の含有量も、同様の観点、及び、高価な材料である観点から、好ましくは20.0%以下、より好ましくは10.0%未満、さらに好ましくは5.0%未満とする。
Here, the content of the SiO 2 component is preferably 10.0%, more preferably 20.0%, still more preferably 30.0%, further preferably from the viewpoint of easily forming a crystal phase composed of garnet crystals. Has a lower limit of 35.0%.
On the other hand, the content of the SiO 2 component is preferably 60.0%, more preferably 50.0%, and further preferably 45.0% in order to suppress an increase in the melting temperature of the glass raw material.
Further, the content of the GeO 2 component is preferably 20.0% or less, more preferably less than 10.0%, and still more preferably less than 5.0% from the same viewpoint and from the viewpoint of being an expensive material. To do.

TiO成分及びZrO成分は、少なくとも1種を0%超含有する場合に、核形成剤の役割を果たすことで結晶相をより析出し易くできる任意成分である。
一方で、TiO成分及びZrO成分の合計含有量を10.0%以下にすることで、ガラスの安定性の低下を抑えられる。従って、TiO成分及びZrO成分の合計含有量は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、さらに好ましくは5.0%、さらに好ましくは3.0%を上限とする。
The TiO 2 component and the ZrO 2 component are optional components that can easily precipitate a crystal phase by playing the role of a nucleating agent when containing at least one kind in excess of 0%.
On the other hand, by making the total content of TiO 2 component and the ZrO 2 component to 10.0% or less, it is suppressed a decrease in stability of the glass. Therefore, the total content of the TiO 2 component and the ZrO 2 component is preferably 10.0%, more preferably 8.0%, still more preferably 5.0%, and even more preferably 3.0%.

ここで、TiO成分及びZrO成分の各々の含有量は、ガラスの安定性の低下を抑える観点から、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、さらに好ましくは5.0%、さらに好ましくは3.0%を上限とする。 Here, the content of each of the TiO 2 component and the ZrO 2 component is preferably 10.0%, more preferably 8.0%, and even more preferably 5.0%, from the viewpoint of suppressing a decrease in the stability of the glass. More preferably, the upper limit is 3.0%.

RO成分(式中、RはMg、Ca、Sr、Ba、Znからなる群より選択される1種以上)は、少なくとも1種を0%超含有する場合に、ガラス原料の融点を下げられ、且つ、ガラスの安定性及び発光効率を向上できる任意成分である。
一方で、RO成分の合計含有量を20.0%以下にすることで、RO成分の過剰な含有によるガラスの安定性の低下を抑えられる。従って、RO成分の合計含有量は、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、さらに好ましくは8.0%を上限とする。
When the RO component (wherein R is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba, Zn) contains at least one of more than 0%, the melting point of the glass raw material can be lowered, Moreover, it is an optional component that can improve the stability and luminous efficiency of glass.
On the other hand, the fall of stability of the glass by excessive inclusion of RO component can be suppressed by making the total content of RO component 20.0% or less. Therefore, the total content of RO components is preferably 20.0%, more preferably 15.0%, and still more preferably 8.0%.

ここで、MgO成分、CaO成分、SrO成分、BaO成分及びZnO成分の各々の含有量は、ガラスの安定性の低下を抑える観点から、好ましくは15.0%、より好ましくは10.0%、さらに好ましくは8.0%、さらに好ましくは5.0%を上限とする。   Here, the content of each of the MgO component, the CaO component, the SrO component, the BaO component and the ZnO component is preferably 15.0%, more preferably 10.0%, from the viewpoint of suppressing a decrease in the stability of the glass. More preferably, the upper limit is 8.0%, more preferably 5.0%.

RnO成分(式中、RnはLi、Na、Kからなる群より選択される1種以上)は、少なくとも1種を0%超含有する場合に、ガラス原料の融点を下げられ、且つ、ガラスの安定性を向上できる任意成分である。
一方で、RnO成分の合計含有量を20.0%以下にすることで、ガラスの発光効率の低下を抑えられる。従って、RnO成分の合計含有量は、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、さらに好ましくは8.0%を上限とする。
When the Rn 2 O component (wherein Rn is one or more selected from the group consisting of Li, Na, and K) contains at least one of more than 0%, the melting point of the glass raw material can be lowered, and It is an optional component that can improve the stability of glass.
On the other hand, by making the total content of Rn 2 O components below 20.0%, it suppressed the reduction in luminous efficiency of the glass. Therefore, the total content of the Rn 2 O component is preferably 20.0%, more preferably 15.0%, and still more preferably 8.0%.

ここで、LiO成分、NaO成分及びKO成分の各々の含有量は、発光効率の低下を抑える観点から、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、さらに好ましくは8.0%を上限とする。 Here, the content of each of the Li 2 O component, the Na 2 O component, and the K 2 O component is preferably 20.0%, more preferably 15.0%, and even more preferably from the viewpoint of suppressing a decrease in luminous efficiency. The upper limit is 8.0%.

成分は、0%超含有する場合に、ガラス原料の融点を下げられ、且つ、ガラスの安定性を向上できる任意成分である。
一方、B成分の含有量を30.0%以下にすることで、ガラスの発光効率の低下を抑えられる。従って、B成分の含有量は、好ましくは30.0%以下、より好ましくは20.0%以下、さらに好ましくは10.0%未満、さらに好ましくは5.0%未満とする。
The B 2 O 3 component is an optional component that can lower the melting point of the glass raw material and improve the stability of the glass when it contains more than 0%.
On the other hand, by setting the content of B 2 O 3 component below 30.0%, suppressed the reduction in luminous efficiency of the glass. Therefore, the content of the B 2 O 3 component is preferably 30.0% or less, more preferably 20.0% or less, still more preferably less than 10.0%, and even more preferably less than 5.0%.

成分は、0%超含有する場合に、ガラスセラミックスに結晶相を析出し易くできる任意成分である。
一方で、P成分の含有量を10.0%以下にすることで、ガラスの安定性の低下を抑えられる。従って、P成分の含有量は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、さらに好ましくは5.0%を上限とする。
The P 2 O 5 component is an optional component that can easily precipitate a crystal phase in the glass ceramic when it contains more than 0%.
On the other hand, when the content of P 2 O 5 component to 10.0% or less, is suppressed a decrease in stability of the glass. Therefore, the content of the P 2 O 5 component is preferably 10.0%, more preferably 8.0%, and still more preferably 5.0%.

Nb成分、Ta成分、WO成分及びTeO成分は、少なくとも1種を0%超含有する場合に、ガラス原料の融点を下げられ、且つガラスの安定性を向上できる任意成分である。
一方で、Nb成分、Ta成分、WO成分及びTeO成分の各々の含有量を10.0%以下にすることで、ガラスの安定性の低下を抑えられる。従って、これらの成分の含有量は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、さらに好ましくは5.0%を上限とする。
Nb 2 O 5 component, Ta 2 O 5 component, WO 3 component, and TeO 2 component are optional components that can lower the melting point of the glass raw material and improve the stability of the glass when containing at least one kind exceeding 0%. It is an ingredient.
On the other hand, when the content of each of the Nb 2 O 5 component, the Ta 2 O 5 component, the WO 3 component, and the TeO 2 component is 10.0% or less, a decrease in the stability of the glass can be suppressed. Accordingly, the upper limit of the content of these components is preferably 10.0%, more preferably 8.0%, and still more preferably 5.0%.

Sb成分は、0%超含有する場合に、溶融ガラスを脱泡できる任意成分である。また、特に発光中心としてCeO成分を含有する場合には、還元剤として作用することで、CeO成分のうち蛍光に寄与するCe3+の割合を増加できる一方で、蛍光に寄与しないCe4+の割合を低減できる。
一方で、Sb量が多すぎると、励起光のエネルギーがSbイオンに吸収され、発光効率が低下する。従って、Sb成分の含有量は、好ましくは1.0%、より好ましくは0.7%、さらに好ましくは0.5%を上限とする。
The Sb 2 O 3 component is an optional component that can degas the molten glass when it contains more than 0%. In particular, when a CeO 2 component is contained as the emission center, by acting as a reducing agent, the ratio of Ce 3+ contributing to fluorescence can be increased in the CeO 2 component, while Ce 4+ not contributing to fluorescence can be increased. The ratio can be reduced.
On the other hand, if the amount of Sb 2 O 3 is too large, the energy of excitation light is absorbed by Sb ions, and the light emission efficiency is lowered. Therefore, the content of the Sb 2 O 3 component is preferably 1.0%, more preferably 0.7%, and still more preferably 0.5%.

<含有すべきでない成分について>
次に、本発明のガラスセラミックスに含有すべきでない成分、及び含有することが好ましくない成分について説明する。
<About ingredients that should not be included>
Next, components that should not be contained in the glass ceramic of the present invention and components that are not preferably contained will be described.

本発明のガラスセラミックスには、他の成分をガラスセラミックスの特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加することができる。   If necessary, other components can be added to the glass ceramic of the present invention as long as the properties of the glass ceramic are not impaired.

但し、Th、Cd、Tl、Os、Be、Se、Hgの各成分は、近年有害な化学物資として使用を控える傾向にあり、ガラスセラミックスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要とされる。従って、環境上の影響を重視する場合には、不可避な混入を除き、これらを実質的に含有しないことが好ましい。これにより、ガラスセラミックスに環境を汚染する物質が実質的に含まれなくなる。そのため、特別な環境対策上の措置を講じなくとも、このガラスセラミックスを製造し、加工し、及び廃棄することができる。   However, each component of Th, Cd, Tl, Os, Be, Se, and Hg has tended to be refrained from being used as a harmful chemical material in recent years. Environmental measures are required until disposal. Therefore, when importance is placed on the environmental impact, it is preferable not to substantially contain them except for inevitable mixing. As a result, the glass ceramics are substantially free of substances that pollute the environment. Therefore, the glass ceramics can be manufactured, processed, and discarded without taking any special environmental measures.

[製造方法]
本発明のガラスセラミックスは、例えば以下のように作製される。すなわち、各出発原料を所定の比に秤量して均一に混合し、作製したガラス原料を白金坩堝、石英坩堝又はアルミナ坩堝に投入して1250〜1600℃で1〜20時間溶融した後、溶融ガラスを金型にキャストして原ガラスを得る。次いで、その原ガラスをガラス転移温度より10〜500℃高い温度で1〜24時間にわたり熱処理し、結晶相を析出させてガラスセラミックスを得る。
[Production method]
The glass ceramics of this invention are produced as follows, for example. That is, each starting material is weighed to a predetermined ratio and uniformly mixed, and the prepared glass material is put into a platinum crucible, quartz crucible or alumina crucible and melted at 1250 to 1600 ° C. for 1 to 20 hours, and then molten glass Is cast into a mold to obtain the original glass. Next, the original glass is heat-treated at a temperature 10 to 500 ° C. higher than the glass transition temperature for 1 to 24 hours to precipitate a crystal phase to obtain glass ceramics.

ここで、ガラス原料にはAlF+GaFを、原料組成のモル%で0%超20.0%以下含有させることが好ましい。これにより、フッ素の揮発が抑えられ、ガラスの安定性が向上するため、所望の結晶相をより析出しやくできる。従って、ガラス原料に含まれるAlF及びGaFの合計量は、原料組成のモル%で、好ましくは0%超、より好ましくは1.0%超、さらに好ましくは2.0%超とする。また、ガラス原料に含まれるAlF及びGaFの合計量は、原料組成のモル%で、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、さらに好ましくは10.0%、さらに好ましくは8.0%を上限とする。 Here, it is preferable that AlF 3 + GaF 3 is contained in the glass raw material in an amount of more than 0% and 20.0% or less in terms of mol% of the raw material composition. Thereby, volatilization of fluorine is suppressed and the stability of the glass is improved, so that a desired crystal phase can be more easily precipitated. Therefore, the total amount of AlF 3 and GaF 3 contained in the glass raw material is mol% of the raw material composition, preferably more than 0%, more preferably more than 1.0%, still more preferably more than 2.0%. The total amount of AlF 3 and GaF 3 contained in the glass raw material is mol% of the raw material composition, preferably 20.0%, more preferably 15.0%, still more preferably 10.0%, still more preferably. The upper limit is 8.0%.

[物性]
本発明のガラスセラミックスは、A12:αβ+F結晶相(AはY、Gd、Tb、Dy、Yb、Luの中から選ばれる1種以上とし、BはAl又は/及びGaとし、αとβの組合せはEu3+、Eu2+、Ce3+、Mn4+、Mn2+、Sn2+、Cu2+、Bi3+、Pb2+、Cr3+の中から選ばれる1種以上とする。)が析出されている。これにより、各発光中心に応じた波長において、強い発光ピークが現れるため、所望の波長範囲に発光ピークがより強く現れる、蛍光性のガラスセラミックスを得ることができる。
[Physical properties]
The glass ceramic of the present invention has an A 3 B 5 O 12 : α β + F crystal phase (A is one or more selected from Y, Gd, Tb, Dy, Yb, and Lu, and B is Al or / and Ga. And the combination of α and β is at least one selected from Eu 3+ , Eu 2+ , Ce 3+ , Mn 4+ , Mn 2+ , Sn 2+ , Cu 2+ , Bi 3+ , Pb 2+ and Cr 3+ ). It has been deposited. Thereby, since a strong emission peak appears at a wavelength corresponding to each emission center, a fluorescent glass ceramic in which the emission peak appears more strongly in a desired wavelength range can be obtained.

ここで、例えば発光中心としてCeO成分を含有する場合、結晶相としてA12:Ce3+F結晶相が析出することで、波長500〜600nmの範囲、特に波長500〜540nmの範囲における発光ピークの強度をより強くできる。 Here, for example, when the CeO 2 component is contained as the emission center, the A 3 B 5 O 12 : Ce 3+ F crystal phase is precipitated as the crystal phase, so that the wavelength range is 500 to 600 nm, particularly the wavelength range is 500 to 540 nm. The intensity of the luminescence peak at can be increased.

また、本発明のガラスセラミックスは、ガラスセラミックスの全体に対する、結晶相を示す粒子の存在比率である結晶化率が、体積比で1.0%以上95.0%以下であることが好ましい。結晶化率が1.0%以上であることにより、ガラスセラミックスが良好な蛍光特性を有することができる。一方で、結晶化率が95.0%以下であることにより、ガラスセラミックスが良好な機械的な強度を得ることができる。従って、ガラスセラミックスの結晶化率は、好ましくは1.0%、より好ましくは5.0%、最も好ましくは10.0%を下限とする。また、ガラスセラミックスの結晶化率は、好ましくは95.0%、より好ましくは90.0%、最も好ましくは85.0%を上限とする。   In the glass ceramics of the present invention, the crystallization rate, which is the abundance ratio of particles showing a crystal phase, with respect to the whole glass ceramics is preferably 1.0% or more and 95.0% or less by volume. When the crystallization rate is 1.0% or more, the glass ceramic can have good fluorescence characteristics. On the other hand, when the crystallization rate is 95.0% or less, the glass ceramic can obtain good mechanical strength. Therefore, the crystallization rate of the glass ceramic is preferably 1.0%, more preferably 5.0%, and most preferably 10.0%. The crystallization rate of the glass ceramic is preferably 95.0%, more preferably 90.0%, and most preferably 85.0%.

本発明のガラスセラミックスは、特定の波長の光を入射させたときに、所望の波長範囲に発光ピークを有する蛍光を発する。入射光(励起光)の波長は、可視光又は紫外光の領域にある波長であり、具体的には220nm〜500nmの範囲の波長である。一方で、蛍光の発光ピークの波長は、主に可視光の領域にある波長であり、具体的には410nm〜700nmの範囲の波長である。
特に発光中心としてCe3+を用いる場合、波長460nmの光を入射させたときに、波長500〜600nmの範囲、より好ましくは波長510〜540nmの範囲に発光ピークを有することが好ましい。これにより、青色光の励起によって黄色や緑色の蛍光を発するため、LED素子と蛍光体から出る二つの光が混色された光、例えば白色光の光源を実現できる。
The glass ceramic of the present invention emits fluorescence having an emission peak in a desired wavelength range when light having a specific wavelength is incident. The wavelength of the incident light (excitation light) is a wavelength in the visible light or ultraviolet light region, and specifically, a wavelength in the range of 220 nm to 500 nm. On the other hand, the wavelength of the fluorescence emission peak is a wavelength mainly in the visible light region, specifically, a wavelength in the range of 410 nm to 700 nm.
In particular, when Ce 3+ is used as the emission center, it is preferable to have an emission peak in the wavelength range of 500 to 600 nm, more preferably in the wavelength range of 510 to 540 nm when light having a wavelength of 460 nm is incident. Thereby, since yellow or green fluorescence is emitted by excitation of blue light, a light source in which two lights emitted from the LED element and the phosphor are mixed, for example, a white light source can be realized.

本発明のガラスセラミックスは、発光中心を固溶した結晶が析出することで、上述のように励起光によって効率的に発光できる。また、本発明のガラスセラミックスでは、ガラスの安定性が高められることで、結晶相の種類や結晶化率をコントロールし易くできる。また、本発明のガラスセラミックスは、ガラス相を有することで、耐久性や耐候性を高められ、且つ、特殊な雰囲気等を必要とせずに製造できる利点を有する。これらの利点により、本発明のガラスセラミックスは、発光素子等の光源用途をはじめとした、様々な光学テバイスへの応用が可能である。   The glass ceramics of the present invention can emit light efficiently by excitation light as described above, by precipitating crystals in which the emission center is dissolved. Moreover, in the glass ceramic of this invention, it can be made easy to control the kind and crystallization rate of a crystal phase because stability of glass is improved. Moreover, the glass ceramic of this invention has the advantage that durability and a weather resistance can be improved by having a glass phase, and can be manufactured without requiring a special atmosphere. Due to these advantages, the glass ceramics of the present invention can be applied to various optical devices including light source applications such as light emitting elements.

本発明の実施例(No.1〜No.6)及び比較例(No.1)のガラスセラミックス成形体の組成、析出結晶相の種類、発光ピークの波長及び発光強度を表1に示す。なお、以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例にのみ限定されるものではない。   Table 1 shows the compositions of the glass ceramic molded articles of the examples (No. 1 to No. 6) and the comparative example (No. 1) of the present invention, the type of precipitated crystal phase, the wavelength of the emission peak, and the emission intensity. The following examples are merely for illustrative purposes and are not limited to these examples.

各実施例及び比較例について、各成分の原料として純度99.99%以上の酸化物及び弗化物からなる原料を選定し、表に示した組成の割合になるように秤量して均一に混合してガラス原料を作製した後、白金坩堝に投入し、ガラス組成の熔融難易度に応じて電気炉で1500〜1600℃で1〜20時間溶融した後、予め温めた金型に鋳込み徐冷して原ガラスを作製した。得られた原ガラスについて、1300〜1400℃の結晶化温度で24時間保持して結晶化を行うことで、ガラスセラミックスを得た。得られたガラスセラミックスについて、30mm×20mm×2mmのサイズになるように両面を研磨し、諸物性を測定した。   For each of the examples and comparative examples, a raw material composed of oxide and fluoride having a purity of 99.99% or more was selected as a raw material for each component, and weighed and uniformly mixed so as to have the composition ratio shown in the table. After preparing the glass raw material, it is put into a platinum crucible, melted in an electric furnace at 1500-1600 ° C. for 1-20 hours according to the melting difficulty of the glass composition, then poured into a pre-warmed mold and gradually cooled. An original glass was produced. About the obtained original glass, glass ceramics were obtained by hold | maintaining for 24 hours with the crystallization temperature of 1300-1400 degreeC. About the obtained glass ceramic, both surfaces were grind | polished so that it might become a size of 30 mm x 20 mm x 2 mm, and various physical properties were measured.

実施例及び比較例のガラスセラミックスの析出結晶相の種類は、X線回折装置(フィリップス社製、商品名:X’Pert−MPD)で同定した。   The types of precipitated crystal phases of the glass ceramics of Examples and Comparative Examples were identified with an X-ray diffractometer (manufactured by Philips, trade name: X'Pert-MPD).

実施例及び比較例のガラスセラミックスの発光ピークの波長と発光強度は、分光蛍光光度計(日本分光社製FP−750)を用いて、波長460nmの光を入射させたときの発光スペクトルを測定することにより求めた。発光強度は、比較例1のガラスセラミックスの発光強度を100としたときの相対値で表している。   The emission peak wavelength and emission intensity of the glass ceramics of Examples and Comparative Examples are measured by using a spectrofluorometer (FP-750 manufactured by JASCO Corporation) and measuring an emission spectrum when light having a wavelength of 460 nm is incident. Was determined by The emission intensity is expressed as a relative value when the emission intensity of the glass ceramic of Comparative Example 1 is set to 100.

Figure 2014221705
Figure 2014221705

表1に表されるように、実施例のガラスセラミックスの結晶相として、Y(Al,Ga)12:Ce3+F結晶やYAl12:Ce3+F結晶等の、一般式A12:αβ+Fで表されるYAG系の結晶が析出していた。このことは、図1に示した実施例(No.6)のガラスセラミックスのXRDパターンにおいて、入射角2θ=33°付近をはじめ、「○」で表される入射角(2θ)にピークが生じていることからも明らかである。
一方、比較例(No.1)のガラスセラミックス体の結晶相としては、これらのYAG系の結晶は含まれていなかった。このことは、図1に示した比較例のガラスセラミックスのXRDパターンにおいて、上述の「○」とは一部異なる「×」で表される入射角(2θ)に、実施例(No.6)とは異なる強度の割合でピークが生じていることからも明らかである。
このため、本発明の実施例のガラスセラミックスは、比較例のガラスセラミックスとは異なり、励起光によって高い蛍光特性を有することが推察される。
As shown in Table 1, as a crystal phase of the glass ceramic of the example, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce 3+ F crystal, Y 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ F crystal, etc. YAG-type crystals represented by the formula A 3 B 5 O 12 : α β + F were precipitated. This is because, in the XRD pattern of the glass ceramic of Example (No. 6) shown in FIG. 1, a peak occurs in the incident angle (2θ) represented by “◯”, including the vicinity of the incident angle 2θ = 33 °. It is clear from that.
On the other hand, as a crystal phase of the glass ceramic body of the comparative example (No. 1), these YAG-based crystals were not included. This is because in the XRD pattern of the glass ceramic of the comparative example shown in FIG. 1, the incident angle (2θ) represented by “x”, which is partly different from the above “◯”, has the example (No. 6). It is clear from the fact that peaks occur at different intensity ratios.
For this reason, unlike the glass ceramic of the comparative example, it is guessed that the glass ceramic of the Example of this invention has a high fluorescence characteristic with excitation light.

実施例のガラスセラミックスは、波長460nmの光を入射させたときの発光ピークが500〜600nmの範囲内、より具体的には500〜540nmの範囲内に現れた。
また、実施例のガラスセラミックスは、比較例(No.1)の2.4倍以上の発光強度を有する。
すなわち、青色光の励起によって黄色や緑色の強い蛍光を発するため、LED素子と蛍光体から出る二つの光が混色された光、例えば白色光の光源を実現できることが推察される。
In the glass ceramics of the examples, the emission peak when light having a wavelength of 460 nm was incident appeared in the range of 500 to 600 nm, more specifically in the range of 500 to 540 nm.
Moreover, the glass ceramics of the examples have a light emission intensity of 2.4 times or more that of the comparative example (No. 1).
That is, since strong yellow or green fluorescence is emitted by the excitation of blue light, it can be inferred that a light source in which two lights emitted from the LED element and the phosphor are mixed, for example, a white light source can be realized.

従って、本発明の実施例のガラスセラミックスでは、紫外光又は可視光による励起によって、所望の波長範囲に発光ピークがより強く現れることが確認された。これは、一般式A12:αβ+Fで表されるYAG系の結晶が析出しているためであると推察される。 Therefore, it was confirmed that in the glass ceramic of the example of the present invention, the emission peak appears more strongly in the desired wavelength range by excitation with ultraviolet light or visible light. This is presumably because YAG-based crystals represented by the general formula A 3 B 5 O 12 : α β + F are precipitated.

以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、本実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者により成し得ることが理解されよう。   Although the present invention has been described in detail for the purpose of illustration, this embodiment is only for the purpose of illustration, and many modifications can be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention. Will be understood.

Claims (4)

12:αβ+F結晶(AはY、Gd、Tb、Dy、Yb、Luの中から選ばれる1種以上とし、BはAl又は/及びGaとし、αとβの組合せはEu3+、Eu2+、Ce3+、Mn4+、Mn2+、Sn2+、Cu2+、Bi3+、Pb2+、Cr3+の中から選ばれる1種以上とする。)を含有するガラスセラミックス。 A 3 B 5 O 12 : α β + F crystal (A is one or more selected from Y, Gd, Tb, Dy, Yb, and Lu, B is Al or / and Ga, and the combination of α and β is Glass ceramics containing at least one selected from Eu 3+ , Eu 2+ , Ce 3+ , Mn 4+ , Mn 2+ , Sn 2+ , Cu 2+ , Bi 3+ , Pb 2+ and Cr 3+ ). 波長460nmの光を入射させたときに500〜600nmの範囲に発光ピークを有する請求項1記載のガラスセラミックス。   The glass ceramic according to claim 1, which has an emission peak in a range of 500 to 600 nm when light having a wavelength of 460 nm is incident. 酸化物基準のモル%で、
Al+Gaを20〜50%、
Ln(LnはY、Gd、Tb、Dy、Yb、Luの中から選ばれる少なくとも1種以上を示す)を10〜50%、
Eu+CeO+MnO+SnO+CuO+Bi+PbO+Crを0.1〜10%
含有し、
酸化物基準の全モル数に対する外割りのモル%で、F成分を0%超含有する請求項1又は2記載のガラスセラミックス。
In mole percent on oxide basis,
Al 2 O 3 + Ga 2 O 3 is 20 to 50%,
10 to 50% of Ln 2 O 3 (Ln represents at least one selected from Y, Gd, Tb, Dy, Yb, and Lu),
Eu 2 O 3 + CeO 2 + MnO 2 + SnO 2 + CuO + Bi 2 O 3 + PbO + Cr 2 O 3 is 0.1 to 10%
Contains,
3. The glass ceramic according to claim 1, wherein the glass ceramic contains an F component in excess of 0% in an externally divided mol% based on the total number of moles of oxide.
酸化物基準のモル%で、SiO成分+GeO成分を20.0〜60.0%含有する請求項1から3のいずれか記載のガラスセラミックス。 The glass ceramic according to any one of claims 1 to 3, which contains 20.0 to 60.0% of a SiO 2 component + a GeO 2 component in mol% based on an oxide.
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