JP4221358B2 - 発光物質 - Google Patents

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Description

本発明は鉛及び／又は銅を含有する化合物を含んでなる紫外線及び／又は可視光線励起用発光物質に関する。
例えば、低圧水銀ランプには、短波長光の励起のために、鉛により活性化されたバリウム・ジシリケート（例えば、非特許文献１参照。）、オルソシリケート（例えば、非特許文献２参照。）、オケルマナイト（ａｋｅｒｍａｎｉｔｅｓ）、あるいはＰｂ2+により活性化されたカルシウム−メタシリケートなどが使われている。
鉛により活性化された蛍光体の最大の発光帯域は、通常、２５４ｎｍの励起条件下で２９０ｎｍから３７０ｎｍを示す。このため、鉛により活性化されたバリウム・ジシリケートは、現在、リビングやバルコニーなどに設けられる自然光ランプに紫外線（ＵＶ）向け蛍光体として採用されている。
鉛は、基底状態（1Ｓ0）において２つの仮電子を有する。その基底状態はｄ10ｓ2に分類され、最低に励起された状態ではｄ10ｓｐの構造を有する。励起されたｓｐ構造は４つのエネルギー準位、つまり、3Ｐ0、3Ｐ1、3Ｐ2及び1Ｐ1で表されるエネルギー状態を有し、これらは自由イオンにより１０４．８８ｎｍ（1Ｐ1）から１６５．５７ｎｍ（3Ｐ0）の帯域波長が提供可能である。1Ｓ0と1Ｐ1相互間の遷移（エネルギー準位の変化）は、全ての選択法則により達成可能である。ところが、1Ｓ0と3Ｐ0間の遷移は最も低い対称状態でしか行われ得ず、一方、1Ｓ0と3Ｐ1及び3Ｐ2間の遷移は特定の条件下でしか行われ得ない。１８０ｎｍないし３７０ｎｍ範囲における励起は、同じ発光特性を有する。しかし、３７０ｎｍよりも長波長においては、励起ができない。
一方、発光物質の中ではホスト・ラチス要素として鉛を含むものもある。１９９５年に紹介されたものであって、ＭｏＯ4 2-を中心構造として含むモリブデン酸蛍光体がその一例である（例えば、非特許文献３参照。）。
ＰｂＭｏＯ4は、約２０℃の実温状態における３６０ｎｍの励起条件下で最大の発光ピークが６２０ｎｍである赤色光を発光する。
しかしながら、モリブデン酸による発光は、必ずしも鉛そのものによってのみ成し遂げられるとは限らない。換言すれば、モリブデン酸による発光特性は、金属イオンＭ2+（Ｍ2+ＭｏＯ4、ここで、Ｍ2+はカルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、カドミウム（Ｃｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、バリウム（Ｂａ）、鉛（Ｐｂ）などに置換え可能である。）により決められるものではない。これは、ＭｏＯ4 2-イオンの欠陥中心がＯ2-イオン・ベイカンシーと結合されるためであると見られる。それにも拘わらず、Ｐｂ2+イオンがホスト・ラチスを安定化させるため、良好な発光特性が得られるのである。
よくある例として、結晶含有タングステン酸塩（Ｃａ，Ｐｂ）ＷＯ4は、７５％以上と高い量子出力を有する強力な緑色を発光する（例えば、非特許文献４参照。）。
ＰｂＷＯ4は、２５０ｎｍの励起条件下で青色を発光し、３１３ｎｍの励起条件下で燈色を発光する。かかる結果は、ショットキー欠陥又は不純物イオンにより引き起こされる（例えば、非特許文献５参照。）。
一方、銅は、４９０ｎｍの最大発光ピークを有するオルソフォスフェイトに１価活性体として使われる（例えば、非特許文献６参照。）。基底状態（1Ｓ0）における１価銅は、エネルギー・シェル３ｄ10が満たされる。即ち1Ｓ0レベルである。一方、励起後における最低の励起構造は３ｄ9４Ｓであり、その構造は２種類のタイプ、つまり、3Ｄと1Ｄで表される。次に高い励起構造は３ｄ9４ｐであり、６種類のタイプ、つまり、3Ｐ0、3Ｆ0、3Ｄ0、1Ｆ0、1Ｄ0又は1Ｐ0を有する。基底状態の1Ｓ0と1Ｄ又は1Ｄ間のエネルギー遷移は、パリティ又はスピンによって許諾されるものではない。銅イオンにおいては、４Ｐの結晶場レベル構造の励起が認められる。発光は結晶場オッド状態から基底状態へと直接的に戻る場合、あるいは、先ずオッド状態から結晶場レベルに遷移結合し、３ｄ9４Ｓ構造の3Ｄ又は1Ｄ状態から基底状態へと更に遷移する場合に得られる。
２価銅は基底状態において３ｄ9構造を有し、この時のレベルは2Ｄ5/2である。２価銅においては、ｄ電子のうち何れか一つが４ｓ又は４ｐオルビタルにより励起可能である。最低の励起構造の電子配置は、２つのカルテット、例えば、4Ｆ、4Ｐ及び４つのダブルレット、例えば、2Ｆ、2Ｄ、2Ｐ及び2Ｇを有する３ｄ8４ｓの形であって、禁止された遷移によって発光が引き起こされることはない。より高い励起構造は４種類のタイプ、つまり、4Ｄ0、4Ｇ0、4Ｆ0、及び4Ｐ0を有する３ｄ8４ｐの電子配置を有し、発光が行われる。
活性体あるいは補助活性体として働く銅により活性化されたスルフィド蛍光体が陰極線管（ＣＲＴ）に商用されているということは、周知の事実である。緑色発光ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ（ここで、Ｃｕは活性体として使われ、Ａｌは補助活性体として使われる。）は、ＣＲＴの応用製品に採用されて極めて重要な役割を果たす。
亜鉛スルフィド蛍光体においては、発光物質を活性体と補助活性体の濃度比に応じて５種類に類分できる（例えば、非特許文献７参照。）。ここで、発光中心はデープ・ドナーやデープ・アクセプタ、あるいは隣り合うもの同士の相互結合により形成される（例えば、非特許文献８参照。）。
銅により活性化されたオルソフォスフェイト（例えば、非特許文献９参照。）及びピロフォスフェイト、アルモシリケート、シリケート、トリポリフォスフェイトなどはペンシルベニア州立大学による出版物に開示されている（例えば、非特許文献１０参照。）。
但し、かかる蛍光体は、短波長の紫外線励起用としてしか使えない。つまり、これらの蛍光体は、化学的な特性及び温度条件に対する不安定性のために、蛍光ランプに採用できないのが現状である。
一方、希土類イオン、例えば、Ｅｕ2+、Ｃｅ3+及びその他の成分により活性化された、酸素が優勢になった化合物において、鉛及び／又は銅をホスト・ラチス要素として用いることにより得られる効果については、まだ知られていない。鉛及び／又は銅をホスト・ラチス要素として混合して用いる場合、発光強度の向上に加えて、発光ピーク、色座標及び発光スペクトルの好適な方向への変化、及びラチスの安定化など良好な発光特性の獲得といった肯定的な効果が期待される。
ホスト・ラチス要素として含まれる鉛イオン及び／又は銅イオンは、３６０ｎｍよりも長波長励起に使われて発光特性を高める効果を奏する。かかる長波長領域において、両イオンはそれらの電子構造のエネルギーレベルのために自体的な発光特性の変化は見られず、その結果、励起発光特性が低下するおそれはまったくない。
鉛及び銅を含有する発光物質は、ホスト・ラチスにこれらの成分を含まない発光物質と比べて優れた発光強度を有する。かかる鉛及び銅を含有する発光物質における一層好適な効果は、発光波長の変化量が調節可能であるということである。これらのイオンは鉛又は銅を含有する化合物に悪影響を及ぼす活性体として働くことはないが、場合によって、予期しない結晶構造の層間剥離又は共有結合を引き起こす可能性はある。
イオン半径が１１９ｐｍである鉛イオンは、アルカリ土類イオン、つまり、イオン半径は１００ｐｍであるカルシウム（Ｃａ）、又はイオン半径が１１８ｐｍであるストロンチウム（Ｓｒ）を容易に代えられる。鉛は電気陰性度が１．５５であって、カルシウム（Ｃａ）の１．０４及びストロンチウム（Ｓｒ）の０．９９よりも遥かに高い。しかし、鉛を含む物質はイオン酸化可能性のために環境に悪影響を及ぼすおそれがあり、特別な製造工程が望まれるため、提案しがたいところがある。
通常、結晶場においては、鉛がいかなるイオンを代えられるかによってその発光特性に違いがある。鉛がＥｕにより活性化されたアルミネート及び／又はシリケートのストロンチウム（Ｓｒ）又はバリウム（Ｂａ）を代える場合には、鉛（Ｐｂ）のイオン半径がバリウム（Ｂａ）及びストロンチウム（Ｓｒ）のそれよりも短いため、最大の発光波長が長波長側にシフトされる。これは、活性体イオンを取り囲む強力な結晶場を示す。
銅もまた、アルカリ土類イオンを代えて同じ効果を奏する。また銅は、鉛の場合に加えてさらなる効果を与える。電荷水及び相対的に大きなイオン半径などによりイオン化が困難なアルカリイオンに比べて容易にイオン化できる銅は、隣り合う酸素イオンとの結合力がアルカリ土類イオンよりも強固である。これは、発光スペクトルの形状に一層大きな影響を及ぼしてピーク波長を長波長に変換すると同時に、その発光帯域内の発光スペクトル曲線を更に広げる効果がある。これらに加えて、アルカリ土類イオンを銅及び／又は鉛イオンに置き換えれば、発光強度も高められる。発光ピークを長波長又は短波長にシフトできるということは、発光装置における発光技術分野に肯定的な影響を及ぼすと思われる。というのは、光学装置においては、その明るさを高めたり所望とする色座標を有する波長を得るためにきめ細かい微細調整が必要である。この微細調整は、正イオン銅及び鉛を適切に使うことにより成し遂げられる。
一方、ほとんどの発光物質及び蛍光体は、水、湿気、水蒸気及び極性溶媒により極めて不安定になる。例えば、スピネル構造のアルミネート及び斜方晶系あるいはオケルマナイト構造のシリケートはその高い塩基度のため、水、湿気、水蒸気及び極性溶媒にやや敏感な性質を示す。しかし、鉛及び／又は銅は結合力が高くて塩基性が低いため、高い塩基度を有する正イオンの代わりに使用する場合、ホスト・ラチス内に混合されて水、水蒸気及び極性溶媒に強い発光特性を示す。
Ｋｅｉｔｈ Ｈ．Ｂｕｔｌｅｒ，Ｔｈｅ Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ Ｓｔａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ，１９８０，Ｓ １７５ Ｋｅｉｔｈ Ｈ．Ｂｕｔｌｅｒ，Ｔｈｅ Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ Ｓｔａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ，１９８０，Ｓ １８１ Ｂｅｒｎｈａｒｄｔ，Ｈ．Ｊ．，Ｐｈｙｓ．Ｓｔａｔ．Ｓｏｌ．（ａ），９１，６４３，１９８５ Ｂｌａｓｓｅ， Ｇ．， Ｒａｄｉａｔｉｏｎｌｅｓｓ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｉｎ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ｉｎ Ｒａｄｉａｔｉｏｎｌｅｓｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ， Ｄｉｂａｒｔｏｌｏ， Ｂ．， Ｅｄ． Ｐｌｅｎｕｍ Ｐｒｅｓｓ， Ｎｅｗ ｙｏｒｋ，１９８０，２８７ Ｐｈｏｓｐｈｏｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ， ｅｄｉｔｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ Ａｕｓｐｉｃｅ ｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｏｃｉｅｔｙ， ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ， １９９８，Ｓ ２０５ Ｗａｎｍａｋｅｒ， Ｗ．Ｌ． ａｎｄ Ｂａｋｋｅｒ， Ｃ．， Ｊ． Ｅｌｈｅｍ． Ｓｏｃ．， １０６，１０２７，１９５９ ｖａｎ Ｇｏｏｌ， Ｗ．， Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｒｅｓ． Ｒｅｐｔ． Ｓｕｐｐｌ．，３，１， １９６２ Ｐｈｏｓｐｈｏｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ， ｅｄｉｔｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ Ａｕｓｐｉｃｅ ｏｆ Ｐｈｏｓｐｈｏｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｏｃｉｅｔｙ， ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ， １９８８，Ｓ．２３８ Ｗａｎｍａｋｅｒ， Ｗ．Ｌ．， ａｎｄ Ｓｐｉｅｒ， Ｈ．Ｌ．， ＪＥＣＳ １０９（１９６２），１０９ Ｋｅｉｔｈ Ｈ． Ｂｕｔｌｅｒ， Ｔｈｅ Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ Ｓｔａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ，１９８０，Ｓ．２８１
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、鉛及び／又は銅を含有し、かつ、発光ピークを長波長又は短波長の領域にシフト可能なアルカリ土類イオンを代えられる高効率性発光物質を提供するところにある。
本発明の他の目的は、色温度の範囲が広く、演色性に優れた発光物質を提供するところにある。
本発明の更に他の目的は、発光特性の向上を図ることができ、かつ、水、湿気及び極性溶媒への耐性に優れた発光物質を提供するところにある。
本発明によれば、前記諸目的は、紫外線光又は可視光励起用発光物質において、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｃｅ及びＭｎからなる群より選ばれた少なくとも１種の元素により活性化され、鉛及び／又は銅を含有するアルミネート系化合物、シリケート系化合物、ゲルマネート系化合物、ゲルマネート−シリケート系化合物、フォスフェイト系化合物又はこれらの混合物のうち何れか一つを含み、前記アルミネート系化合物は、Ｃｕ 0.02 Ｓｒ 3.98 Ａｌ 14 Ｏ 25 ：Ｅｕ、Ｐｂ 0.05 Ｓｒ 3.95 Ａｌ 14 Ｏ 25 ：Ｅｕ、Ｃｕ 0.5 Ｓｒ 3.5 Ａｌ 14 Ｏ 25 ：Ｅｕ、Ｃｕ 0.01 Ｓｒ 3.99 Ａｌ 13.995 Ｓｉ 0.005 Ｏ 25 ：Ｅｕ、Ｃｕ 0.01 Ｓｒ 3.395 Ｂａ 0.595 Ａｌ 14 Ｏ 25 ：Ｅｕ，Ｄｙ及びＰｂ 0.05 Ｓｒ 3.95 Ａｌ 13.95 Ｇａ 0.05 Ｏ 25 ：Ｅｕ、Ｃｕ 0.05 Ｓｒ 0.95 Ａｌ 1.9997 Ｓｉ 0.0003 Ｏ 4 ：Ｅｕ、Ｃｕ 0.12 ＢａＭｇ 1.88 Ａｌ 16 Ｏ 27 ：Ｅｕ、Ｐｂ 0.1 Ｓｒ 0.9 Ａｌ 2 Ｏ 4 ：Ｅｕ、Ｃｕ 0.2 Ｍｇ 0.7995 Ｌｉ 0.0005 Ａｌ 1.9 Ｇａ 0.1 Ｏ 4 ：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｃｕ 0.05 ＢａＭｇ 1.95 Ａｌ 16 Ｏ 27 ：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｃｕ 0.01 ＢａＭｇ 0.99 Ａｌ 10 Ｏ 17 ：Ｅｕ、Ｐｂ 0.1 ＢａＭｇ 0.9 Ａｌ 9.5 Ｇａ 0.5 Ｏ 17 ：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｐｂ 0.08 Ｓｒ 0.902 Ａｌ 2 Ｏ 4 ：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｐｂ 0.2 Ｓｒ 0.8 Ａｌ 2 Ｏ 4 ：Ｍｎ、Ｃｕ 0.06 Ｓｒ 0.94 Ａｌ 2 Ｏ 4 ：Ｅｕ、Ｃｕ 0.05 Ｂａ 0.94 Ｐｂ 0.06 Ｍｇ 0.95 Ａｌ 10 Ｏ 17 ：Ｅｕ、Ｐｂ 0.3 Ｂａ 0.7 Ｃｕ 0.1 Ｍｇ 1.9 Ａｌ 16 Ｏ 27 ：Ｅｕ及びＰｂ 0.3 Ｂａ 0.7 Ｃｕ 0.1 Ｍｇ 1.9 Ａｌ 16 Ｏ 27 ：Ｅｕ，Ｍｎからなる群より選ばれた化合物であることを特徴とする発光物質によって成し遂げられる。
また、本発明によれば、前記諸目的は、紫外線光又は可視光励起用発光物質において、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｃｅ及びＭｎからなる群より選ばれた少なくとも１種の元素により活性化され、鉛及び／又は銅を含有するアルミネート系化合物、シリケート系化合物、ゲルマネート系化合物、ゲルマネート−シリケート系化合物、フォスフェイト系化合物又はこれらの混合物のうち何れか一つを含み、前記シリケート系化合物は、Ｃｕ 0.05 Ｓｒ 1.7 Ｃａ 0.25 ＳｉＯ 4 ：Ｅｕ、Ｐｂ 0.1 Ｂａ 0.95 Ｓｒ 0.95 Ｓｉ 0.998 Ｇｅ 0.002 Ｏ 4 ：Ｅｕ、Ｐｂ 0.25 Ｓｒ 3.75 Ｓｉ 3 Ｏ 8 Ｃｌ 4 ：Ｅｕ、Ｃｕ 0.02 （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｚｎ） 1.98 ＳｉＯ4：Ｅｕ、Ｃｕ 0.05 Ｌｉ 0.002 Ｓｒ 1.5 Ｂａ 0.448 ＳｉＯ 4 ：Ｇｄ，Ｅｕ、Ｃｕ 0.2 Ｓｒ 2 Ｚｎ 0.2 Ｍｇ 0.6 Ｓｉ 2 Ｏ 7 ：Ｅｕ、Ｃｕ 0.02 Ｂａ 2.8 Ｓｒ 0.2 Ｍｇ 0.98 Ｓｉ 2 Ｏ 8 ：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｃｕ 0.2 Ｂａ 2.2 Ｓｒ 0.75 Ｐｂ 0.05 Ｚｎ 0.8 Ｓｉ 2 Ｏ 8 ：Ｅｕ、Ｃｕ 0.2 Ｂａ 3 Ｍｇ 0.8 Ｓｉ 1.99 Ｇｅ 0.01 Ｏ 8 ：Ｅｕ、Ｃｕ 0.5 Ｚｎ 0.5 Ｂａ 2 Ｇｅ 0.2 Ｓｉ 1.8 Ｏ 7 ：Ｅｕ、Ｃｕ 0.8 Ｍｇ 0.2 Ｂａ 3 Ｓｉ 2 Ｏ 8 ：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｐｂ 0.15 Ｂａ 1.84 Ｚｎ 0.01 Ｓｉ 0.99 Ｚｒ 0.01 Ｏ 4 ：Ｅｕ及びＣｕ 0.2 Ｂａ 5 Ｃａ 2.8 Ｓｉ 4 Ｏ 16 ：Ｅｕからなる群より選ばれた化合物であることを特徴とする発光物質によって成し遂げられる。
また、本発明によれば、前記諸目的は、紫外線光又は可視光励起用発光物質において、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｃｅ及びＭｎからなる群より選ばれた少なくとも１種の元素により活性化され、鉛及び／又は銅を含有するアルミネート系化合物、シリケート系化合物、ゲルマネート系化合物、ゲルマネート−シリケート系化合物、フォスフェイト系化合物又はこれらの混合物のうち何れか一つを含み、前記ゲルマネート系化合物又は前記ゲルマネート−シリケート系化合物は、Ｐｂ 0.004 Ｃａ 1.99 Ｚｎ 0.006 Ｇｅ 0.8 Ｓｉ 0.2 Ｏ 4 ：Ｍｎ、Ｃｕ 0.46 Ｓｒ 0.54 Ｇｅ 0.6 Ｓｉ 0.4 Ｏ 3 ：Ｍｎ、Ｐｂ 0.002 Ｓｒ 0.954 Ｃａ 1.044 Ｇｅ 0.93 Ｓｉ 0.07 Ｏ 4 ：Ｍｎ、Ｃｕ 0.002 Ｓｒ 0.998 Ｂａ 0.99 Ｃａ 0.01 Ｓｉ 0.98 Ｇｅ 0.02 Ｏ 4 ：Ｅｕ、Ｃｕ 1.45 Ｍｇ 26.55 Ｇｅ 9.4 Ｓｉ 0.6 Ｏ 48 ：Ｍｎ、Ｃｕ 1.2 Ｍｇ 26.8 Ｇｅ 8.9 Ｓｉ 1.1 Ｏ 48 ：Ｍｎ、Ｃｕ 4 Ｍｇ 20 Ｚｎ 4 Ｇｅ 5 Ｓｉ 2.5 Ｏ 38 Ｆ 10 ：Ｍｎ、Ｐｂ 0.001 Ｂａ 0.849 Ｚｎ 0.05 Ｓｒ 1.1 Ｇｅ 0.04 Ｓｉ 0.96 Ｏ 4 ：Ｅｕ、Ｃｕ 0.05 Ｍｇ 4.95 ＧｅＯ 6 Ｆ 2 ：Ｍｎ及びＣｕ 0.05 Ｍｇ 3.95 ＧｅＯ 5.5 Ｆ：Ｍｎからなる群より選ばれた化合物であることを特徴とする発光物質によって成し遂げられる。
また、本発明によれば、前記諸目的は、紫外線光又は可視光励起用発光物質において、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｃｅ及びＭｎからなる群より選ばれた少なくとも１種の元素により活性化され、鉛及び／又は銅を含有するアルミネート系化合物、シリケート系化合物、ゲルマネート系化合物、ゲルマネート−シリケート系化合物、フォスフェイト系化合物又はこれらの混合物のうち何れか一つを含み、前記フォスフェイト系化合物は、Ｃｕ 0.02 Ｃａ 4.98 （ＰＯ 4 ） 3 Ｃｌ：Ｅｕ、Ｃｕ 0.02 Ｓｒ 4.98 （ＰＯ 4 ） 3 Ｃｌ：Ｅｕ、Ｃｕ 0.2 Ｍｇ 0.8 ＢａＰ 2 Ｏ 7 ：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｐｂ 0.5 Ｓｒ 1.5 Ｐ 1.84 Ｂ 0.16 Ｏ 6.84 ：Ｅｕ、Ｃｕ 0.5 Ｍｇ 0.5 Ｂａ 2 （Ｐ，Ｓｉ） 2 Ｏ 8 ：Ｅｕ、Ｃｕ 0.5 Ｓｒ 9.5 （Ｐ，Ｂ） 6 Ｏ 24 Ｃｌ 2 ：Ｅｕ、Ｃｕ 0.5 Ｂａ 3 Ｓｒ 6.5 Ｐ 6 Ｏ 24 （Ｆ，Ｃｌ） 2 ：Ｅｕ、Ｃｕ 0.05 （Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ） 4.95 Ｐ 3 Ｏ 12 Ｃｌ：Ｅｕ，Ｍｎ及びＰｂ 0.1 Ｂａ 2.9 Ｐ 2 Ｏ 8 ：Ｅｕからなる群より選ばれた化合物であることを特徴とする発光物質によって成し遂げられる。
ここで、前記化合物は、後述する化学式（１）、化学式（２）又は化学式（３）で表されるアルミネート系、化学式（４）で表されるシリケート系、化学式（５）で表されるゲルマネート及び／又はゲルマネート−シリケート系及び化学式（６）で表されるフォスフェイト系のうちいずれか１種又はそれ以上の化合物を含んでなる。
ａ（Ｍ'Ｏ）・ｂ（Ｍ''2Ｏ）・ｃ（Ｍ''Ｘ）・ｄＡｌ2Ｏ3・ｅ（Ｍ'''Ｏ）・ｆ（Ｍ''''2Ｏ3）・ｇ（Ｍ'''''OＯP）・ｈ（Ｍ''''''xＯy） ……（１）
ここで、Ｍ'はＰｂ及びＣｕからなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなり、Ｍ''はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ及びＡｇからなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなり、Ｍ'''はＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ及びＭｎからなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなり、Ｍ''''はＳｃ、Ｂ、Ｇａ及びＩｎからなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなり、Ｍ'''''はＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ及びＭｏからなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなり、Ｍ''''''はＢｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕからなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなり、ＸはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩからなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなる。このとき、０＜ａ≦２、０≦ｂ≦２、０≦ｃ≦２、０≦ｄ≦８、０＜ｅ≦４、０≦ｆ≦３、０≦ｇ≦８、０＜ｈ≦２、１≦ｏ≦２、１≦ｐ≦５、１≦ｘ≦２及び１≦ｙ≦５である。
ａ（Ｍ'Ｏ）・ｂ（Ｍ''2Ｏ）・ｃ（Ｍ''Ｘ）・（４−ａ−ｂ−ｃ）（Ｍ'''Ｏ）・７（Ａｌ2Ｏ3）・ｄ（Ｂ2Ｏ3）・ｅ（Ｇａ2Ｏ3）・ｆ（ＳｉＯ2）・ｇ（ＧｅＯ2）・ｈ（Ｍ''''xＯy） ……（２）
ａ（Ｍ'Ｏ）・ｂ（Ｍ''Ｏ）・ｃ（Ａｌ2Ｏ3）・ｄ（Ｍ'''2Ｏ3）・ｅ（Ｍ''''Ｏ2）・ｆ（Ｍ'''''xＯy） ……（３）
ａ（Ｍ'Ｏ）・ｂ（Ｍ''Ｏ）・ｃ（Ｍ'''Ｘ）・ｄ（Ｍ'''2Ｏ）・ｅ（Ｍ''''2Ｏ3）・ｆ（Ｍ'''''OＯP）・ｇ（ＳｉＯ2）・ｈ（Ｍ''''''xＯy） ……（４）
ａ（Ｍ'Ｏ）・ｂ（Ｍ''2Ｏ）・ｃ（Ｍ''Ｘ）・ｄＧｅＯ2・ｅ（Ｍ'''Ｏ）・ｆ（Ｍ''''2Ｏ3）・ｇ（Ｍ'''''OＯP）・ｈ（Ｍ''''''xＯy） ……（５）
ａ（Ｍ'Ｏ）・ｂ（Ｍ''2Ｏ）・ｃ（Ｍ''Ｘ）・ｄＰ2Ｏ5・ｅ（Ｍ'''Ｏ）・ｆ（Ｍ''''2Ｏ3）・ｇ（Ｍ'''''Ｏ2）・ｈ（Ｍ''''''xＯy） ……（６）
また、好ましくは、前記化合物は、発光装置に取り付けられる１又はそれ以上の素子から発せられる３００ｎｍから４００ｎｍ波長領域の初期紫外線及び／又は３８０ｎｍから５００ｎｍ波長領域の初期青色光を演色評価数が９０以上である可視光スペクトル領域の光に波長変換することにより、家具、写真、顕微鏡、医学技術又は博物館内の一般照明用バックライト装置などに適用可能にする。
更に、前記発光物質は、高い演色評価数を有する白色光を得るために、化合物を単独で発光装置に適用しても良く、あるいは前記化合物を複数種混合して発光装置に適用しても良い。
本発明によれば、発光装置、例えば、紫外線発光装置及び青色発光装置に加えて、バックライトにも適用でき、しかも塗装顔料としても使用可能な鉛及び／又は銅を含有する発光物質を得ることができる。この発光物質は、紫外線光及び青色光からの励起波長を可視光領域の長波長に変換する。また、混色により得られる白色光の全範囲に亘ってブロードな色温度及び色座標が提供可能である。
以下、実施例などにより本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
第１実施例
この第１実施例による鉛及び／又は銅を含有するアルミネートは、
ａ（Ｍ'Ｏ）ｂ（Ｍ''2Ｏ）ｃ（Ｍ''Ｘ）（４−ａ−ｂ−ｃ）（Ｍ'''Ｏ）７（Ａｌ2Ｏ3）ｄ（Ｂ2Ｏ3）ｅ（Ｇａ2Ｏ3）ｆ（ＳｉＯ2）ｇ（ＧｅＯ2）ｈ（Ｍ''''xＯy）
で表される。
ここで、金属Ｍ'は鉛（Ｐｂ）及び銅（Ｃｕ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなり、金属Ｍ''はリチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）、金（Ａｕ）及び銀（Ａｇ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の１価物質からなり、金属Ｍ'''はベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）及びマンガン（Ｍｎ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の２価物質からなり、金属Ｍ''''はビスマス（Ｂｉ）、錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、インジウム（Ｉｎ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテニウム（Ｌｕ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなり、Ｘはフルオロ（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）及びヨード（Ｉ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなる。このとき、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｘ及びｙはそれぞれ、０＜ａ≦４、０≦ｂ≦２、０≦ｃ≦２、０≦ｄ≦１、０≦ｅ≦１、０≦ｆ≦１、０≦ｇ≦１、０＜ｈ≦２、１≦ｘ≦２及び１≦ｙ≦５の範囲で選択的である。
銅及び鉛を含有する発光物質は、基本的に、固相における混合反応を経て製造される。最初には、不純物、例えば、鉄をまったく含まない純粋な初期物質を使用することが好ましい。即ち熱処理工程を経れば酸化物に変わるおそれがある物質を最初に使用した方が良い。これは、酸素に優れた蛍光体構造を得るための基本的な原則である。
（製造の実施例）
下記式を有する発光物質を製造するために、
Ｃｕ0.02Ｓｒ3.98Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ
初期物質としてＣｕＯ、ＳｒＣＯ3、Ａｌ（ＯＨ）3及びＥｕ2Ｏ3が使用可能である。
先ず、オキシド、ヒドロキシド及びカーボネート類の初期物質を化学量論比で少量のフラックス、例えば、Ｈ3ＢＯ3と混合する。次に、このような混合結果物を１段階の工程、つまり、１２００℃のアルミナ坩堝において１時間加熱する。次いで、このように初期加熱して得られた結果物を２段階の工程、即ち空気が希薄な１４５０℃の温度条件下で約４時間加熱する。引き続き、このような１段階及び２段階の工程を経て得られた結果物を粉砕、洗浄、乾燥、最後に篩を通すことにより、最大の発光波長が４９４ｎｍである発光物質を得る。
下記表１は、銅を含有するＥｕ2+により活性化されたアルミネートと、銅を含有しないＥｕ2+により活性化されたアルミネートの発光特性を４００ｎｍの励起波長にて比較したものであって、発光強度及び発光波長をそれぞれ示している。
一方、下記式を有する発光物質を製造するためには、
Ｐｂ0.05Ｓｒ3.95Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ
初期物質としてＰｂＯ、ＳｒＣＯ3、Ａｌ2Ｏ3及びＥｕ2Ｏ3が使用可能である。
先ず、オキシド及びカーボネート又は他の成分、つまり、オキシドに分解可能な初期物質を化学量論比で少量のフラックス、例えば、Ｈ3ＢＯ3と混合する。このような混合結果物を１段階の工程、即ち空気が供給される１２００℃のアルミナ坩堝において１時間加熱する。次いで、このように初期加熱して得られた結果物を２段階の工程、即ち空気が十分な１４５０℃の温度条件下で約２時間加熱した後、更に空気が希薄な状態で約２時間加熱する。引き続き、このような１段階及び２段階の工程を経て得られた物質を粉砕、洗浄、乾燥、最後に篩を通すことにより、最大の発光波長が４９４．５ｎｍである発光物質を得る。
下記表２は、鉛を含有するＥｕ2+により活性化されたアルミネートと、鉛を含有しないＥｕ2+により活性化されたアルミネートの発光特性を４００ｎｍの励起波長にて比較したものであって、発光強度及び発光波長をそれぞれ示している。
この第１実施例による銅及び／又は鉛を含有する希土類成分により活性化されたアルミネートを紫外線及び／又は可視光に適用して得られた光学的な発光特性は、下記表３の通りである。
第２実施例
この第２実施例による鉛及び／又は銅を含有するアルミネートは、下記式
ａ（Ｍ'Ｏ）・ｂ（Ｍ''Ｏ）・ｃ（Ａｌ2Ｏ3）・ｄ（Ｍ'''2Ｏ3）・ｅ（Ｍ''''Ｏ2）・ｆ（Ｍ'''''xＯy）
で表される。
ここで、金属Ｍ'は鉛（Ｐｂ）及び銅（Ｃｕ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなり、金属Ｍ''はベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）及びマンガン（Ｍｎ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の２価物質からなり、金属Ｍ'''はホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）及びインジウム（Ｉｎ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなり、金属Ｍ''''はケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）及びハフニウム（Ｈｆ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなり、金属Ｍ'''''はビスマス（Ｂｉ）、錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテニウム（Ｌｕ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなる。このとき、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｘ及びｙはそれぞれ、０＜ａ≦１、０≦ｂ≦２、０＜ｃ≦８、０≦ｄ≦１、０≦ｅ≦１、０＜ｆ≦２、１≦ｘ≦２及び１≦ｙ≦５の範囲で選択的である。
この第２実施例により得られる発光物質の発光ピーク及び発光強度は、下記表７に示す。
（製造の実施例）
下記式を有する発光物質を製造するために、
Ｃｕ0.05Ｓｒ0.95Ａｌ1.9997Ｓｉ0.0003Ｏ4：Ｅｕ
初期物質としてＣｕＯ、ＳｒＣＯ3、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2及びＥｕ2Ｏ3が使用可能である。
先ず、オキシド及びカーボネート類の初期物質を化学量論比で少量のフラックス、例えば、ＡｌＦ3と混合する。次いでこのような混合結果物を空気が希薄な１２５０℃のアルミナ坩堝において３時間加熱する。引き続き、このように加熱して得られた結果物を粉砕、洗浄、乾燥、最後に篩を通すことにより、最大の発光波長が５２１．５ｎｍである発光物質を得る。
下記表４は、銅を含有するＥｕ2+により活性化されたアルミネートと、銅を含有しないＥｕ2+により活性化されたアルミネートの発光特性を４００ｎｍの励起波長にて比較したものであって、発光強度及び発光波長をそれぞれ示している。
一方、下記式を有する発光物質を製造するためには、
Ｃｕ0.12ＢａＭｇ1.88Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ
初期物質としてＣｕＯ、ＭｇＯ、ＢａＣＯ3、Ａｌ（ＯＨ）3及びＥｕ2Ｏ3が使用可能である。
先ず、オキシド、ヒドロキシド及びカーボネート類の初期物質を化学量論比で少量のフラックス、例えば、ＡｌＦ3と混合する。次いで、このような混合結果物を空気が希薄な１４２０℃のアルミナ坩堝において２時間加熱する。引き続き、このように加熱して得られた結果物を粉砕、洗浄、乾燥、最後に篩を通すことにより、最大の発光波長が４５２ｎｍである発光物質を得る。
下記表５は、銅を含有するＥｕ2+により活性化されたアルミネートと、銅を含有しないＥｕ2+により活性化されたアルミネートの発光特性を４００ｎｍの励起波長にて比較したものであって、発光強度及び発光波長をそれぞれ示している。
一方、下記式を有する発光物質を製造するためには、
Ｐｂ0.1Ｓｒ0.9Ａｌ2Ｏ4：Ｅｕ
初期物質としてＰｂＯ、ＳｒＣＯ3、Ａｌ（ＯＨ）3及びＥｕ2Ｏ3が使用可能である。
先ず、オキシド及びカーボネート又は他の成分、即ちオキシドに分解可能な初期物質を化学量論比で少量のフラックス、例えば、Ｈ3ＢＯ3と混合する。このような混合結果物を１段階の工程、即ち空気が供給される１０００℃のアルミナ坩堝において２時間加熱する。次いで、このように初期加熱して得られた結果物を２段階の工程、即ち空気が十分な１４２０℃の温度条件下で約１時間加熱した後に、空気が希薄な状態で約２時間更に加熱する。引き続き、このような１段階及び２段階の工程を経て得られた結果物を粉砕、洗浄、乾燥、最後に篩を通すことにより、最大の発光波長が５２１ｎｍである発光物質を得る。
下記表６は、鉛を含有するＥｕ2+により活性化されたアルミネートと、鉛を含有しないＥｕ2+により活性化されたアルミネートの発光特性を４００ｎｍの励起波長にて比較したものであって、発光強度及び発光波長をそれぞれ示している。
この第２実施例による銅及び／又は鉛を含有する希土類成分により活性化されたアルミネートの光学的な発光特性は、下記表７の通りである。
第３実施例
この第３実施例による鉛及び／又は銅を含有するシリケートは、下記式
ａ（Ｍ'Ｏ）・ｂ（Ｍ''Ｏ）・ｃ（Ｍ'''Ｘ）・ｄ（Ｍ'''2Ｏ）・ｅ（Ｍ''''2Ｏ3）・ｆ（Ｍ'''''OＯP）・ｇ（ＳｉＯ2）・ｈ（Ｍ''''''xＯy）
で表される。
ここで、金属Ｍ'は鉛（Ｐｂ）及び銅（Ｃｕ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなり、金属Ｍ''はベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）及びマンガン（Ｍｎ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなり、金属Ｍ'''はリチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）、金（Ａｕ）及び銀（Ａｇ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の１価物質からなり、金属Ｍ''''はアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）及びインジウム（Ｉｎ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなり、金属Ｍ'''''は、ゲルマニウム（Ｇｅ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）及びハフニウム（Ｈｆ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなり、Ｍ''''''はビスマス（Ｂｉ）、錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテニウム（Ｌｕ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなり、Ｘはフルオロ（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）及びヨード（Ｉ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなる。このとき、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｏ、ｐ、ｘ及びｙはそれぞれ、０＜ａ≦２、０＜ｂ≦８、０≦ｃ≦４、０≦ｄ≦２、０≦ｅ≦２、０≦ｆ≦２、０≦ｇ≦１０、０＜ｈ≦５、１≦ｏ≦２、１≦ｐ≦５、１≦ｘ≦２及び１≦ｙ≦５の範囲で選択的である。
この第３実施例により得られる発光物質の発光強度は、下記表８に示すように、極めて優れている。
（製造の実施例）
下記式を有する発光物質を製造するために、
Ｃｕ0.05Ｓｒ1.7Ｃａ0.25ＳｉＯ4：Ｅｕ
初期物質としてＣｕＯ、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＳｉＯ2及びＥｕ2Ｏ3が使用可能である。
先ず、極めて純粋なオキシド及びカーボネート類の初期物質を化学量論比で少量のフラックス、例えば、ＮＨ4Ｃｌと混合する。次いで、このような混合結果物を１段階の工程において、不活性ガス（Ｎ2又は腐食しないガス）が供給される１２００℃のアルミナ坩堝において２時間加熱する。次いで、このように加熱して得られた結果物を粉砕する。次いで、２段階の工程において、前記粉砕結果物を空気がやや希薄な１２００℃のアルミナ坩堝において約２時間加熱する。その後、２段階工程を経て得られた結果物を粉砕、洗浄、乾燥、最後に篩を通すことにより、最大の発光波長が５９２ｎｍである発光物質を得る。
下記表８は、銅を含有するＥｕ2+により活性化されたシリケートと、銅を含有しないＥｕ2+により活性化されたシリケートの発光特性を４５０ｎｍの励起波長にて比較したものであって、発光強度及び発光波長をそれぞれ示している。
また、下記式を有する発光物質を製造するためには、
Ｃｕ0.2Ｂａ2Ｚｎ0.2Ｍｇ0.6Ｓｉ2Ｏ7：Ｅｕ
初期物質としてＣｕＯ、ＢａＣＯ3、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ2及びＥｕ2Ｏ3が使用可能である。
先ず、オキシド及びカーボネート類の初期物質を化学量論比で少量のフラックス、例えば、ＮＨ4Ｃｌと混合する。次いで、このような混合結果物を、１段階の工程において、空気が希薄な１１００℃のアルミナ坩堝において２時間加熱する。次いで、このように加熱して得られた結果物を粉砕する。次いで、２段階の工程において、前記粉砕結果物を空気がやや希薄な１２３５℃のアルミナ坩堝において約２時間加熱する。その後、このように加熱して得られた結果物を粉砕、洗浄、乾燥、最後に篩を通すことにより、最大の発光波長が４６７ｎｍである発光物質を得る。
下記表９は、銅を含有するＥｕ2+により活性化されたシリケートと、銅を含有しないＥｕ2+により活性化されたシリケートの発光特性を４００ｎｍの励起波長にて比較したものであって、発光強度及び発光波長をそれぞれ示している。
一方、下記式を有する発光物質を製造するためには、
Ｐｂ0.1Ｂａ0.95Ｓｒ0.95Ｓｉ0.998Ｇｅ0.002Ｏ4：Ｅｕ
初期物質としてＰｂＯ、ＳｒＣＯ3、ＢａＣＯ3、ＳｉＯ2、ＧｅＯ2及びＥｕ2Ｏ3が使用可能である。
先ず、オキシド及びカーボネート類の初期物質を化学量論比で少量のフラックス、例えば、ＮＨ4Ｃｌと混合する。このような混合結果物を１段階の工程において、空気が十分な１０００℃のアルミナ坩堝において２時間加熱する。次いで、後続する２段階の工程において、前記加熱結果物を再び空気が十分な１２２０℃のアルミナ坩堝において約４時間加熱した後、更に空気が希薄な状態で２時間加熱する。その後、このように加熱して得られた結果物を粉砕、洗浄、乾燥、最後に篩を通すことにより、最大の発光波長が５２７ｎｍである発光物質を得る。
下記表１０は、鉛を含有するＥｕ2+により活性化されたシリケートと、鉛を含有しないＥｕ2+により活性化されたシリケートの発光特性を４５０ｎｍの励起波長にて比較したものであって、発光強度及び発光波長をそれぞれ示している。
一方、下記式を有する発光物質を製造するためには、
Ｐｂ0.25Ｓｒ3.75Ｓｉ3Ｏ8Ｃｌ4：Ｅｕ
初期物質としてＰｂＯ、ＳｒＣＯ3、ＳｒＣｌ2、ＳｉＯ2、ＧｅＯ2及びＥｕ2Ｏ3が使用可能である。
先ず、オキシド、クロライド及びカーボネート類の初期物質は、化学量論比で少量のフラックス、例えば、ＮＨ4Ｃｌと混合される。混合された物質は１段階の工程、即ち１１００℃の空気が十分なアルミナ坩堝において約２時間加熱される。１次加熱された物質は、２段階の工程中に再び空気が十分な１２２０℃において４時間加熱された後に、空気が希薄な状態で１時間更に加熱される。その後、加熱された結果物を粉砕、洗浄、乾燥、最後に及び篩を通すことにより、最大の発光波長が４９２ｎｍである発光物質を得る。
下記表１１は、鉛を含有するＥｕ2+により活性化されたクロロシリケートと、鉛を含有しないＥｕ2+により活性化されたクロロシリケート発光特性を４００ｎｍの励起波長にて比較したものであって、発光強度及び発光波長をそれぞれ示している。
この第３実施例による銅及び／又は鉛を含有する希土類成分により活性化されたシリケートの光学的な発光特性は、下記表１２の通りである。
第４実施例
この第４実施例による鉛及び／銅を含有するゲルマネート及び／又はゲルマネート−シリケートは、下記式
ａ（Ｍ'Ｏ）・ｂ（Ｍ''2Ｏ）・ｃ（Ｍ''Ｘ）・ｄＧｅＯ2・ｅ（Ｍ'''Ｏ）・ｆ（Ｍ''''2Ｏ3）・ｇ（Ｍ'''''OＯP）・ｈ（Ｍ''''''xＯy）
で表される。
ここで、金属Ｍ'は鉛（Ｐｂ）及び銅（Ｃｕ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなり、金属Ｍ''はリチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）、金（Ａｕ）及び銀（Ａｇ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の１価物質からなり、金属Ｍ'''はベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）及びカドミウム（Ｃｄ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の２価物質からなり、金属Ｍ''''はスカンジウム（Ｓｃ）、ホウ素（Ｂ）、イットリウム（Ｙ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）及びランタン（Ｌａ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の３価物質からなり、金属Ｍ'''''はケイ素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、マンガン（Ｍｎ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）及びモリブデン（Ｍｏ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなり、金属Ｍ''''''はビスマス（Ｂｉ）、錫（Ｓｎ）、プラセオジム（Ｐｒ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）及びジスプロシウム（Ｄｙ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなり、Ｘはフルオロ（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）及びヨード（Ｉ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなる。このとき、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｏ、ｐ、ｘ及びｙはそれぞれ、０＜ａ≦２、０≦ｂ≦２、０≦ｃ≦１０、０＜ｄ≦１０、０≦ｅ≦１４、０≦ｆ≦１４、０≦ｇ≦１０、０≦ｈ≦２、１≦ｏ≦２、１≦ｐ≦５、１≦ｘ≦２及び１≦ｙ≦５の範囲で選択的である。
この第４実施例によれば、下記表１５に示すように、鉛及び／又は銅を含有しない化合物と比較して優れた発光強度を得ることができる。
（製造の実施例）
下記式を有する発光物質を製造するために、
Ｐｂ0.004Ｃａ1.99Ｚｎ0.006Ｇｅ0.8Ｓｉ0.2Ｏ4：Ｍｎ
初期物質としてＰｂＯ、ＣａＣＯ3、ＺｎＯ、ＧｅＯ2、ＳｉＯ2及びＭｎＣＯ3が使用可能である。
先ず、オキシド及びカーボネート類の初期物質を化学量論比で少量のフラックス、例えば、ＮＨ4Ｃｌと混合する。次いで、この混合結果物を１段階の工程、即ち酸素が十分な１２００℃のアルミナ坩堝において２時間加熱する。次いで、このように加熱して得られた結果物を粉砕する。その後、２段階の工程において、更に酸素が十分な１２００℃の温度条件下で約２時間加熱する。引き続き、このような１段階及び２段階の工程を経て得られた結果物を粉砕、洗浄、乾燥、最後に篩を通すことにより、最大の発光波長が６５５ｎｍである発光物質を得る。
下記表１３は、鉛を含有するＭｎにより活性化されたゲルマネートと、鉛を含有しないＭｎにより活性化されたゲルマネートの発光特性を４００ｎｍの励起波長にてそれぞれ比較したものであって、発光強度及び波長をそれぞれ示している。
一方、下記式を有する発光物質を製造するためには、
Ｃｕ0.46Ｓｒ0.54Ｇｅ0.6Ｓｉ0.4Ｏ3：Ｍｎ
初期物質としてＣｕＯ、ＳｒＣＯ3、ＧｅＯ2、ＳｉＯ2及びＭｎＣＯ3が使用可能である。
先ず、オキシド及びカーボネート類の初期物質を化学量論比で少量のフラックス、例えば、ＮＨ4Ｃｌと混合する。次いで、この混合結果物を１段階の工程、即ち酸素が十分な１１００℃のアルミナ坩堝において約２時間加熱する。次いで、このように加熱して得られた結果物を粉砕する。その後、２段階の工程において、その粉砕結果物を酸素が十分な１１８０℃のアルミナ坩堝において約４時間加熱する。引き続き、このような１段階及び２段階の工程を経て得られた結果物を粉砕、洗浄、乾燥、最後に篩を通すことにより、最大の発光波長が６５８ｎｍである発光物質を得る。
下記表１４は、銅を含有するＭｎにより活性化されたゲルマネート−シリケートと、銅を含有しないＭｎにより活性化されたゲルマネート−シリケートの発光特性を４００ｎｍの励起波長にて比較したものであって、発光強度及び波長をそれぞれ示している。
この第４実施例による銅及び／又は鉛を含有するゲルマネート又はゲルマネート−シリケートと関連して得られた結果は、下記表１５の通りである。
第５実施例
この第５実施例による銅及び／又は鉛を含有するフォスフェイト系の化合物は、下記式
（Ｍ'Ｏ）・ｂ（Ｍ''2Ｏ）・ｃ（Ｍ''Ｘ）・ｄＰ2Ｏ5・ｅ（Ｍ'''Ｏ）・ｆ（Ｍ''''2Ｏ3）・ｇ（Ｍ'''''Ｏ2）・ｈ（Ｍ''''''xＯy）
で表わされる。
ここで、金属Ｍ'は鉛（Ｐｂ）及び銅（Ｃｕ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなり、金属Ｍ''はリチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）、金（Ａｕ）及び銀（Ａｇ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の１価物質からなり、金属Ｍ'''はベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）及びマンガン（Ｍｎ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の２価物質からなり、金属Ｍ''''はスカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ランタン（Ｌａ）、ガリウム（Ｇａ）及びインジウム（Ｉｎ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の３価物質からなり、金属Ｍ'''''は、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ネオジム（Ｎｄ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）及びモリブデン（Ｍｏ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなり、金属Ｍ''''''はビスマス（Ｂｉ）、錫（Ｓｎ）、プラセオジム（Ｐｒ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、セリウム（Ｃｅ）及びテルビウム（Ｔｂ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなり、Ｘはフルオロ（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）及びヨード（Ｉ）からなる群より選ばれる１種又はそれ以上の物質からなる。このとき、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｘ及びｙはそれぞれ、０＜ａ≦２、０≦ｂ≦１２、０≦ｃ≦１６、０＜ｄ≦３、０≦ｅ≦５、０≦ｆ≦３、０≦ｇ≦２、０＜ｈ≦２、１≦ｘ≦２及び１≦ｙ≦５の範囲で選択的である。
この第５実施例による化合物は、発光装置における紫外線用発光物質として使用可能である。
（製造の実施例）
下記式を有する発光物質を製造するために、
Ｃｕ0.02Ｃａ4.98（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ
初期物質としてＣｕＯ、ＣａＣＯ3、Ｃａ3（ＰＯ4）2、ＣａＣｌ2及びＥｕ2Ｏ3が使用可能である。
先ず、オキシド、フォスフェイト、サルフェートに加えて、カーボネート及びクロライド類の初期物質を化学量論比で少量のフラックスと混合する。次いで、この混合結果物を空気が希薄な１２４０℃のアルミナ坩堝において約２時間加熱する。引き続き、このように加熱して得られた結果物を粉砕、洗浄、乾燥、最後に篩を通すことにより、最大の発光波長が４５０ｎｍである発光物質を得る。
下記表１６は、銅を含有するＥｕ2+により活性化されたクロロフォスフェイトと、銅を含有しないＥｕ2+により活性化されたクロロフォスフェイトの発光特性を４００ｎｍの励起波長にて比較したものであって、発光強度及び波長をそれぞれ示している。
一方、この第５実施例による銅及び／又は鉛を含有する希土類成分により活性化された発光物質の特性は、下記表１７の通りである。

Claims (6)

  1. 紫外線光又は可視光励起用発光物質において、
    Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｃｅ及びＭｎからなる群より選ばれた少なくとも１種の元素により活性化され、鉛及び／又は銅を含有するアルミネート系化合物、シリケート系化合物、ゲルマネート系化合物、ゲルマネート−シリケート系化合物、フォスフェイト系化合物又はこれらの混合物のうち何れか一つを含み、
    前記アルミネート系化合物は、Ｃｕ0.02Ｓｒ3.98Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ、Ｐｂ0.05Ｓｒ3.95Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ、Ｃｕ0.5Ｓｒ3.5Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ、Ｃｕ0.01Ｓｒ3.99Ａｌ13.995Ｓｉ0.005Ｏ25：Ｅｕ、Ｃｕ0.01Ｓｒ3.395Ｂａ0.595Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ，Ｄｙ及びＰｂ0.05Ｓｒ3.95Ａｌ13.95Ｇａ0.05Ｏ25：Ｅｕ、Ｃｕ0.05Ｓｒ0.95Ａｌ1.9997Ｓｉ0.0003Ｏ4：Ｅｕ、Ｃｕ0.12ＢａＭｇ1.88Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ、Ｐｂ0.1Ｓｒ0.9Ａｌ2Ｏ4：Ｅｕ、Ｃｕ0.2Ｍｇ0.7995Ｌｉ0.0005Ａｌ1.9Ｇａ0.1Ｏ4：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｃｕ0.05ＢａＭｇ1.95Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｃｕ0.01ＢａＭｇ0.99Ａｌ10Ｏ17：Ｅｕ、Ｐｂ0.1ＢａＭｇ0.9Ａｌ9.5Ｇａ0.5Ｏ17：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｐｂ0.08Ｓｒ0.902Ａｌ2Ｏ4：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｐｂ0.2Ｓｒ0.8Ａｌ2Ｏ4：Ｍｎ、Ｃｕ0.06Ｓｒ0.94Ａｌ2Ｏ4：Ｅｕ、Ｃｕ0.05Ｂａ0.94Ｐｂ0.06Ｍｇ0.95Ａｌ10Ｏ17：Ｅｕ、Ｐｂ0.3Ｂａ0.7Ｃｕ0.1Ｍｇ1.9Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ及びＰｂ0.3Ｂａ0.7Ｃｕ0.1Ｍｇ1.9Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ，Ｍｎからなる群より選ばれた化合物であることを特徴とする発光物質。
  2. 紫外線光又は可視光励起用発光物質において、
    Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｃｅ及びＭｎからなる群より選ばれた少なくとも１種の元素により活性化され、鉛及び／又は銅を含有するアルミネート系化合物、シリケート系化合物、ゲルマネート系化合物、ゲルマネート−シリケート系化合物、フォスフェイト系化合物又はこれらの混合物のうち何れか一つを含み、
    前記シリケート系化合物は、Ｃｕ0.05Ｓｒ1.7Ｃａ0.25ＳｉＯ4：Ｅｕ、Ｐｂ0.1Ｂａ0.95Ｓｒ0.95Ｓｉ0.998Ｇｅ0.002Ｏ4：Ｅｕ、Ｐｂ0.25Ｓｒ3.75Ｓｉ3Ｏ8Ｃｌ4：Ｅｕ、Ｃｕ0.02（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｚｎ）1.98ＳｉＯ4：Ｅｕ、Ｃｕ0.05Ｌｉ0.002Ｓｒ1.5Ｂａ0.448ＳｉＯ4：Ｇｄ，Ｅｕ、Ｃｕ0.2Ｓｒ2Ｚｎ0.2Ｍｇ0.6Ｓｉ2Ｏ7：Ｅｕ、Ｃｕ0.02Ｂａ2.8Ｓｒ0.2Ｍｇ0.98Ｓｉ2Ｏ8：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｃｕ0.2Ｂａ2.2Ｓｒ0.75Ｐｂ0.05Ｚｎ0.8Ｓｉ2Ｏ8：Ｅｕ、Ｃｕ0.2Ｂａ3Ｍｇ0.8Ｓｉ1.99Ｇｅ0.01Ｏ8：Ｅｕ、Ｃｕ0.5Ｚｎ0.5Ｂａ2Ｇｅ0.2Ｓｉ1.8Ｏ7：Ｅｕ、Ｃｕ0.8Ｍｇ0.2Ｂａ3Ｓｉ2Ｏ8：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｐｂ0.15Ｂａ1.84Ｚｎ0.01Ｓｉ0.99Ｚｒ0.01Ｏ4：Ｅｕ及びＣｕ0.2Ｂａ5Ｃａ2.8Ｓｉ4Ｏ16：Ｅｕからなる群より選ばれた化合物であることを特徴とする発光物質。
  3. 紫外線光又は可視光励起用発光物質において、
    Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｃｅ及びＭｎからなる群より選ばれた少なくとも１種の元素により活性化され、鉛及び／又は銅を含有するアルミネート系化合物、シリケート系化合物、ゲルマネート系化合物、ゲルマネート−シリケート系化合物、フォスフェイト系化合物又はこれらの混合物のうち何れか一つを含み、
    前記ゲルマネート系化合物又は前記ゲルマネート−シリケート系化合物は、Ｐｂ0.004Ｃａ1.99Ｚｎ0.006Ｇｅ0.8Ｓｉ0.2Ｏ4：Ｍｎ、Ｃｕ0.46Ｓｒ0.54Ｇｅ0.6Ｓｉ0.4Ｏ3：Ｍｎ、Ｐｂ0.002Ｓｒ0.954Ｃａ1.044Ｇｅ0.93Ｓｉ0.07Ｏ4：Ｍｎ、Ｃｕ0.002Ｓｒ0.998Ｂａ0.99Ｃａ0.01Ｓｉ0.98Ｇｅ0.02Ｏ4：Ｅｕ、Ｃｕ1.45Ｍｇ26.55Ｇｅ9.4Ｓｉ0.6Ｏ48：Ｍｎ、Ｃｕ1.2Ｍｇ26.8Ｇｅ8.9Ｓｉ1.1Ｏ48：Ｍｎ、Ｃｕ4Ｍｇ20Ｚｎ4Ｇｅ5Ｓｉ2.5Ｏ38Ｆ10：Ｍｎ、Ｐｂ0.001Ｂａ0.849Ｚｎ0.05Ｓｒ1.1Ｇｅ0.04Ｓｉ0.96Ｏ4：Ｅｕ、Ｃｕ0.05Ｍｇ4.95ＧｅＯ6Ｆ2：Ｍｎ及びＣｕ0.05Ｍｇ3.95ＧｅＯ5.5Ｆ：Ｍｎからなる群より選ばれた化合物であることを特徴とする発光物質。
  4. 紫外線光又は可視光励起用発光物質において、
    Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｃｅ及びＭｎからなる群より選ばれた少なくとも１種の元素により活性化され、鉛及び／又は銅を含有するアルミネート系化合物、シリケート系化合物、ゲルマネート系化合物、ゲルマネート−シリケート系化合物、フォスフェイト系化合物又はこれらの混合物のうち何れか一つを含み、
    前記フォスフェイト系化合物は、Ｃｕ0.02Ｃａ4.98（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ、Ｃｕ0.02Ｓｒ4.98（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ、Ｃｕ0.2Ｍｇ0.8ＢａＰ2Ｏ7：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｐｂ0.5Ｓｒ1.5Ｐ1.84Ｂ0.16Ｏ6.84：Ｅｕ、Ｃｕ0.5Ｍｇ0.5Ｂａ2（Ｐ，Ｓｉ）2Ｏ8：Ｅｕ、Ｃｕ0.5Ｓｒ9.5（Ｐ，Ｂ）6Ｏ24Ｃｌ2：Ｅｕ、Ｃｕ0.5Ｂａ3Ｓｒ6.5Ｐ6Ｏ24（Ｆ，Ｃｌ）2：Ｅｕ、Ｃｕ0.05（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）4.95Ｐ3Ｏ12Ｃｌ：Ｅｕ，Ｍｎ及びＰｂ0.1Ｂａ2.9Ｐ2Ｏ8：Ｅｕからなる群より選ばれた化合物であることを特徴とする発光物質。
  5. 前記化合物は、発光装置に取り付けられる１又はそれ以上の素子から発せられる３００ｎｍから４００ｎｍの波長領域の初期紫外線及び／又は３８０ｎｍから５００ｎｍの波長領域の初期青色光を演色評価数が９０以上である可視光スペクトル領域の光に波長変換することを特徴とする請求項１ないし４のうち何れか１項に記載の発光物質。
  6. 前記発光物質は、高い演色評価数を有する白色光を得るために、化合物を単独で発光装置に適用するか、あるいは前記化合物を複数種混合して発光装置に適用することを特徴とする請求項１ないし５のうち何れか１項に記載の発光物質。
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