JPH10298550A - 赤外発光蛍光体 - Google Patents

赤外発光蛍光体

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JPH10298550A
JPH10298550A JP12505397A JP12505397A JPH10298550A JP H10298550 A JPH10298550 A JP H10298550A JP 12505397 A JP12505397 A JP 12505397A JP 12505397 A JP12505397 A JP 12505397A JP H10298550 A JPH10298550 A JP H10298550A
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JP
Japan
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phosphor
composition
fluorescent material
infrared light
emission
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP12505397A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoji Takeuchi
要二 竹内
Masayuki Yamada
将之 山田
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Maxell Holdings Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の蛍光体の発光波長と異なる発光波長を
有する新規な赤外発光蛍光体を提供する。 【解決手段】 Yb及びErからなる群から選択される
少なくとも1種類の元素と、Ho元素とを含む赤外発光
蛍光体。該蛍光体はSc、Y、Gd、Bi、Lu及びL
aからなる群から選択される少なくとも1種類の元素を
更に含有することもでき、蛍光体母体材料としては、ペ
ロプスカイト型チタン酸塩又はガーネットなどのフォノ
ン遮断周波数が1200cm-1未満の材料を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は赤外発光蛍光体に関
する。更に詳細には、本発明は、特定の発光波長を有す
るステルス・バーコード用の赤外発光蛍光体に関する。
【0002】
【従来の技術】赤外線により励起され、その赤外波長領
域が発光スペクトル分布を有する蛍光体は、ステルス性
の蛍光体として使用されてきた。この蛍光体で必要な情
報を用紙に記録し、この記録部分を蛍光体の所定の励起
波長の光源で照射し、蛍光体からの発光のみを選択的に
検出することにより、用紙に記録された記録情報を正確
に読取ることができる。この蛍光体で用紙に記録された
情報は肉眼では目視できない。従って、この蛍光体は、
いわゆる“ステルス”性を有する。
【0003】従来のステルス性カードリーダ用蛍光体と
しては、LiNdYbP4O12, LiNdP4O12,K3Nd(PO4)2, NaNd(WO
4)2などが用いられてきた(特公昭53−40594号
公報)。これらの蛍光体は発光ダイオードによりNdの
4f電子を励起し、エネルギー伝達を経てYbの4f電
子の発光をもたらす。すなわち、約810nmの光源で
励起し、980nmの発光を得る。上記組成の蛍光体か
らYbを取り除いたものは、約810nmの光源で励起
し、約880nmと1050nmの発光を得る。しか
し、Ndのみで賦活した蛍光体の発光強度はNd,Yb
共賦活蛍光体より低い。何れにしろ、現状では蛍光体の
波長の種類から分けると、2種類しか存在しない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、従来の蛍光体の発光波長と異なる発光波長を有する
新規な赤外発光蛍光体を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題は、Yb及びE
rからなる群から選択される少なくとも1種類の元素
と、Hoとを含む赤外発光蛍光体により解決される。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の赤外発光蛍光体は、Yb
及びErと共にHoを含有する。本発明の蛍光体は98
0nm又は1500nmの励起波長を有する励起光源で
照射するが、Yb及びEr自体からは何も発光されな
い。Yb及びErが吸収したエネルギーをHoに与える
ことにより、Hoを発光させ、2000nmの波長を有
する光を効率的に発生させることが可能となる。従っ
て、本発明の蛍光体は、従来の赤外発光蛍光体の発光波
長と異なる波長を有する光を発生するので、高度なセキ
ュリティーを必要とする分野で使用するのに特に適して
いる。
【0007】Yb及びErとHoとの配合比率は特に限
定されないが、一般的に、200:1〜4:1の範囲内
であることが好ましい。配合比率が4:1未満の場合、
Hoを十分び発光させることができない。一方、配合比
率が200:1超の場合、励起エネルギーがYb,Er
同士で移動し、発光強度が低くなるため好ましくない。
また、Yb及び/又はErとHoとの蛍光体組成物全体
における配合量は特に限定されないが、一般的に、蛍光
体組成物全体の重量を基準にして、0.0001wt%〜
80wt%の範囲内であることが好ましい。Yb及び/又
はErとHoの配合量が0.0001wt%未満の場合、
十分な発光強度が得られないことがある。一方、Yb及
び/又はErとHoの配合量が80wt%超の場合、濃度
が高くなることによりエネルギーが散逸し、発光強度が
低下するため好ましくない。
【0008】また、本発明の蛍光体は、前記組成の元素
に加えて、光学的には不活性な元素であるSc、Y、G
d、Bi、Lu又はLaを含有することもできる。これ
らの元素を添合することにより、蛍光体の粒径、発光強
度及び残光時間を制御することが可能となる。Scなど
の追加元素の配合量は特に限定されないが、一般的に、
蛍光体組成物全体の重量を基準にして、0.1wt%〜3
0wt%の範囲内であることが好ましい。Yなどの追加元
素の配合量が0.1wt%未満の場合、蛍光体の粒径、発
光強度及び残光時間を制御する所期の効果が得られない
ことがある。一方、Yなどの追加元素の配合量が30wt
%を超える場合には、母体である結晶の品質が低下し、
発光強度が低下するため好ましくない。
【0009】本発明の蛍光体の発光波長は約2000n
mであり、エネルギーが小さいため、母体材料のフォノ
ン遮断周波数は小さくする必要がある。すなわち、Ho
の発光のエネルギーは約5000cm-1であり、比較的
小さい。それに対して、リン酸塩のフォノン遮断周波数
は約1200cm-1であるため、非輻射遷移確率が高く
なる。そのため、母体にはリン酸塩やホウ酸塩などは好
ましくなく、フォノン遮断周波数の小さい、ペロプスカ
イト型チタン酸塩やガーネットなどが好ましい。母体材
料の配合量は特に限定されないが、一般的に、蛍光体組
成物全体の重量を基準にして、0.1wt%〜30wt%の
範囲内であることが好ましい。母体材料の配合量が0.
1wt%未満の場合、発光強度が低いため好ましくない。
一方、母体材料の配合量が30wt%を超える場合も発光
強度が低くなるため好ましくない。
【0010】本発明の蛍光体により記録された情報の検
出システムには、従来のシリコンフォトダイオードの代
わりに、InGaAsフォトダイオードを使用する。シ
リコンフォトダイオードは波長1100nm以下の光し
か検出することはできない。一方、InGaAsフォト
ダイオードは可視領域から最大2600nmまでの光を
検出することが可能である。従って、Hoからの約20
00nmの発光をInGaAsフォトダイオードで検出
することにより、従来と異なるシステムを構築すること
が可能となる。
【0011】更に、2000nmの発光は共通で、励起
元素をYb又はErあるいはYbとErの両方とするこ
とにより、励起系からも2種類の蛍光体とすることが可
能となる。
【0012】
【実施例】実施例1 下記の組成の原料、原 料 重 量(g) Yb23 3.94 Ho23 0.19 Al23 1.02 CaCO3 17.92 TiO2 14.30 LiF 1.56 を十分に混合し、アルミナルツボに充填した後、115
0℃で90分間焼成した。焼成後、濃度1モルの塩酸で
洗浄し、その後、水洗し、乾燥させた。斯くして、(Yb
0.1Ho0.005Ca0.895)(Ti0.895Al0.105)03の組成式で表さ
れる蛍光体組成物が得られた。この組成物の平均粒径は
1.5μmであった。
【0013】実施例2 下記の組成の原料、原 料 重 量(g) Yb23 3.94 Er23 3.83 Ho23 0.19 Al23 4.18 CaCO3 15.91 TiO2 12.70 LiF 1.56 を十分に混合し、アルミナルツボに充填した後、115
0℃で90分間焼成した。焼成後、濃度1モルの塩酸で
洗浄し、その後、水洗し、乾燥させた。斯くして、(Yb
0.1Er0.1Ho0.005Ca0.795)(Ti0.795Al0.205)03の組成式
で表される蛍光体組成物が得られた。この組成物の平均
粒径は1.2μmであった。
【0014】実施例3 下記の組成の原料、原 料 重 量(g) Er23 3.83 Ho23 3.78 Al23 4.18 CaCO3 17.92 TiO2 14.30 LiF 1.56 を十分に混合し、アルミナルツボに充填した後、115
0℃で90分間焼成した。焼成後、濃度1モルの塩酸で
洗浄し、その後、水洗し、乾燥させた。斯くして、(Er
0.1Ho0.005Ca0.895)(Ti0.895Al0.10)03の組成式で表さ
れる蛍光体組成物が得られた。この組成物の平均粒径は
1.5μmであった。
【0015】実施例4 下記の組成の原料、原 料 重 量(g) Yb23 22.72 Ho23 0.23 Al23 10.20 LiF 0.16 を十分に混合し、アルミナルツボに充填した後、115
0℃で90分間焼成した。焼成後、濃度1モルの塩酸で
洗浄し、その後、水洗し、乾燥させた。斯くして、(Yb
2.97Ho0.03)Al5012の組成式で表される蛍光体組成物が
得られた。この組成物の平均粒径は2.8μmであっ
た。
【0016】比較例1 下記の組成の原料、原 料 重 量(g) Nd23 12.11 Yb23 1.58 NH42PO4 368.00 を十分に混合し、アルミナルツボに充填した後、750
℃で120分間焼成した。焼成後、濃度1モルの硝酸で
洗浄し、その後、水洗し、乾燥させた。斯くして、Nd
0.9Yb0.14012の組成式で表される蛍光体組成物が得られ
た。この組成物の平均粒径は7.2μmであった。
【0017】比較例1 下記の組成の原料、原 料 重 量(g) Yb23 21.28 Ho23 0.23 Y23 28.05 NH42PO4 149.66 を十分に混合し、アルミナルツボに充填した後、750
℃で120分間焼成した。焼成後、濃度1モルの硝酸で
洗浄し、その後、水洗し、乾燥させた。斯くして、(Yb
0.3Ho0.09Y0.69)PO4の組成式で表される蛍光体組成物が
得られた。この組成物の平均粒径は1.6μmであっ
た。
【0018】本発明の蛍光体からの発光を検出するため
に下記に示す検出方法(A,B)を使用した。更に、従
来の蛍光体からの発光を検出するための検出器Cを準備
した。InGaAsフォトダイオードは2100nmま
で検出可能な浜松ホトニクス社製のG5852−01を
使用した。励起光源を遮断するために短波長カットフィ
ルタを検出器の前に設置した。下記の表1に示す数値
は、50%の光量をカットする波長を示す。また、下記
の表2に、各検出法により得られた相対発光強度を示
す。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】表2に示された結果から明らかなように、
本発明による実施例1〜4の蛍光体は従来の検出器Cで
は検出することができない。また、比較例1及び2の蛍
光体は、本発明による検出法A及びBでは高いS/N比
で検出することができない。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の蛍光体の発光波長と異なる発光波長を有する新規
な赤外発光蛍光体が得られる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Yb及びErからなる群から選択される
    少なくとも1種類の元素と、Ho元素とを含むことを特
    徴とする赤外発光蛍光体。
  2. 【請求項2】 Sc、Y、Gd、Bi、Lu及びLaか
    らなる群から選択される少なくとも1種類の元素を更に
    含有する請求項1の蛍光体。
  3. 【請求項3】 蛍光体母体材料として、フォノン遮断周
    波数が1200cm-1未満の材料を使用する請求項1の
    蛍光体。
  4. 【請求項4】 母体材料はペロプスカイト型チタン酸塩
    又はガーネットである請求項3の蛍光体。
JP12505397A 1997-04-28 1997-04-28 赤外発光蛍光体 Withdrawn JPH10298550A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013515095A (ja) * 2009-12-21 2013-05-02 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド 貴重文書を認証するための方法および認証装置
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CN103525422A (zh) * 2013-09-26 2014-01-22 苏州微之陶新材料有限公司 一种白光发光二极管用荧光粉及其制备方法
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Effective date: 20040706