TWI774768B - 發光裝置及螢光體 - Google Patents
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Abstract
本發明課題在於提供：藉由與在可見光範圍發光的半導體發光元件組合，而在檢測器之高感度波長域發光的紅外發光螢光體，以及使用其的紅外發光裝置。本發明的發光裝置其特徵為，係含有：發出紫外光或可見光之半導體發光元件；及吸收由該半導體發光元件發出的紫外光或可見光，並在紅外區域發光的螢光體；該在紅外區域發光的螢光體於紅外區域的發光尖峰波長係在波長750至1050nm間，且該發光尖峰的波形之半高寬係超過50nm。藉由該發光裝置可解決該課題。
Description
本發明係關於含有半導體發光元件與螢光體的發光裝置，特別係關於由半導體發光元件與紅外發光螢光體組合而成的紅外發光裝置。又，本發明亦關於供製作紅外發光裝置用且呈較佳紅外發光的螢光體。
發出紅外光的發光裝置，已知有將GaAs系化合物半導體使用為材料的紅外線發光二極體，紅外線發光二極體被廣泛利用於感測器等領域。
但是，GaAs系化合物半導體發光二極體有溫度特性差、通用性低等問題。又，以GaAs系化合物半導體為材料的紅外線發光二極體，會因製造條件的微妙變化，導致製品間出現發光波長振盪情形，為能獲得既定的發光波長，亦有紅外線發光二極體產率下降、價格提高的問題。所以，期待能解決該等問題的更佳紅外發光裝置。因而嘗試有藉由組合高通用性GaN系化合物半導體發光二極體元件、與紅外發光螢光體，而製作紅外發光裝置。
專利文獻1所揭示的發光裝置，係由：GaN系化合物半導體藍 色發光二極體元件、吸收藍色光並發出黃色與紅外光的YAG：Ce,Er系螢光體、以及使紫外光或可見光不通過的濾波器構成。
再者，專利文獻2記載有相關特定認證系統所使用的發光化合物，係合併具有磁氣特性與紅外發光特性的紅外發光材料YAG：Fe,Er。
另一方面，非專利文獻1揭示有：利用紫外光激發而發出紅外光的發光材料，係CaAl12O19：Pr3+,Cr3+及SrAl12O19：Pr3+,Cr3。
非專利文獻2揭示有：廣帶域近紅外螢光體係SrGa12O19：Cr3。
再者，專利文獻3所揭示的紅外發光裝置，係使用以Cr3+或Ni2+為激活元素的紅外發光螢光體。
[專利文獻1]日本專利特開2011-233586號公報
[專利文獻2]日本專利特表2013-508809號公報
[專利文獻3]WO2016/174236
[非專利文獻1]Journal of Physics Condensed Matter,19(2007) 076204
[非專利文獻2]Chemistry An Asian journal, February 2014, 1020-1025
但是，專利文獻1所揭示之屬於紅外發光螢光體的YAG：Ce,Er，因為發光波長在1500nm附近，因而有較檢測器受光元件Si所能檢測範圍之波長更長，即使受光而檢測器仍無法偵測的課題。又，本螢光體僅藉由能藍色激發的課題。又，因為使用強力發出可見光的螢光體，因而為能製作僅能獲得紅外光的發光裝置，必需使用濾波器等手段，導致出現發光裝置的構造趨於複雜之問題。
專利文獻2所使用紅外線發光螢光體材料，係在主體晶格(host lattice)中含有非常多例如Fe般之用於合併具有磁氣特性的元素，導致有發光特性明顯降低的問題。又，因為Er的發光係在1500nm附近，因而如前述，有較檢測器檢測範圍之波長更長而檢測器無法偵測的課題。
另一方面，非專利文獻1記載有：將CaAl12O19：Cr3+與SrAl12O19：Cr3+使用為發出紅外光的發光材料，但其屬於發光尖峰半高寬較狹窄的窄帶域發光，使用該發光材料的紅外發光裝置，有檢測器檢測範圍受限制，導致可適用用途受限的問題。又，其教示記載為激活離子的Pr3+有能量轉移於Cr3+的可能性，但此現象可認為並不會使上述發光尖峰特徵有所變化。
再者，非專利文獻2、專利文獻3雖揭示有將Cr3+當作激活元素的紅外發光螢光體，但一般將Cr3+使用為激活元素的螢光體係發光波長係在紅外區域中屬於較短波長，有殘光時間長的傾向，在實用為發光裝置時尚有問題存在。
本發明係有鑑於此種課題而完成，目的在於提供：藉由與在可見光範圍發光的半導體發光元件組合，而在檢測器高感度之波長域依廣帶域發光的紅外發光螢光體，以及使用其的紅外發光裝置。
本發明者等為解決上述課題經深入鑽研，結果發現一種在Si檢測器高感度之波長域發出紅外光的紅外發光螢光體，係利用藍色、綠色、紅色任一半導體發光元件的發光均可激發的紅外發光螢光體，藉由使用其可解決上述課題，遂完成本發明。
即，本發明主旨係存在有以下的[1]~[20]：
〔1〕一種發光裝置，其特徵為，係含有下述者：半導體發光元件，其發出紫外光或可見光；以及螢光體，其吸收由該半導體發光元件發出的紫外光或可見光，並在紅外區域發光；該在紅外區域發光的螢光體於紅外區域的發光尖峰波長係在波長750至1050nm間，且該發光尖峰的波形之半高寬係超過50nm。
〔2〕如〔1〕所記載的發光裝置，其中，上述在紅外區域發光的螢光體，係僅由直到發光尖峰強度成為初期發光尖峰強度1/10為止所需時間的殘光時間在10ms以下的螢光體所構成。
〔3〕如〔1〕或〔2〕所記載的發光裝置，其中，上述在紅外區域發光的螢光體，係僅由波長700至850nm間之反射率為80% 以上的螢光體所構成。
〔4〕如〔3〕所記載的發光裝置，其中，上述在紅外區域發光的螢光體，在波長700至850nm間的反射率較在波長300至700nm間的反射率高，二者差為20%以上。
〔5〕如〔1〕~〔4〕中任一項所記載的發光裝置，其中，上述在紅外區域發光的螢光體係至少含有Cr作為激活元素。
〔6〕如〔1〕~〔5〕中任一項所記載的發光裝置，其中，上述在紅外區域發光的螢光體係至少含有Eu2+或Sm2+作為激活元素。
〔7〕如〔1〕~〔6〕中任一項所記載的發光裝置，其中，上述在紅外區域發光的螢光體係具有磁鐵鉛礦(magnetoplumbite)結構作為結晶相。
〔8〕如〔1〕~〔7〕中任一項所記載的發光裝置，其中，上述在紅外區域發光的螢光體係下式(1)所示：(M11-bM2b)(M31-dM4d)12O19‧‧‧(1)
其中，M1係表示從Mg以外的鹼土族金屬元素中選擇之一個以上的金屬元素；M2係表示從Sc以外的稀土族金屬元素中選擇之一個以上的金屬元素；M3係表示至少含有Ga，且含有從Mg、Zn、B、Al、In、Sc、Si、Ge、Ti、Sn、Zr、及Hf中選擇之一個以上的金屬元素之二個以上金屬元素；M4係表示從Cr、Mn、Fe、Ni、及Cu中選擇之一個以上的金屬元素； O係表示氧；且0≦b≦1、0<d≦0.5。
〔9〕一種螢光體，係含有下式(2)所示化學組成的結晶相，在波長750nm至1050nm間具有發光尖峰波長；(A11-aA2a)(A31-cA4c)12O19‧‧‧(2)
其中，A1係表示從Mg以外的鹼土族金屬元素中選擇之一個以上的金屬元素；A2係表示從Sc以外的稀土族金屬元素中選擇之一個以上的金屬元素；A3係表示至少包含Al的一個以上之金屬元素；A4係表示從Cr、Mn、Fe、Ni、及Cu中選擇之一個以上的金屬元素；O係表示氧；0≦a≦1、0<c≦0.5。
〔10〕如〔9〕所記載的螢光體，其中，上述式(2)中的金屬元素A3係更進一步含有從Mg、Zn、B、Ga、In、Sc、Si、Ge、Ti、Sn、Zr、及Hf中選擇之一個以上的金屬元素。
〔11〕如〔9〕或〔10〕所記載的螢光體，其中，上述式(2)中的金屬元素A3係含有Al與Ga。
〔12〕如〔9〕~〔11〕中任一項所記載的螢光體，其中，上述式(2)中，0<a≦1。
〔13〕如〔9〕~〔12〕中任一項所記載的螢光體，其中，上述式(2)中的金屬元素A2係至少含有Tm。
〔14〕如〔9〕~〔13〕中任一項所記載的螢光體，其中，上述式(2)中的金屬元素Al係至少含有Ca或Sr。
〔15〕如〔9〕~〔14〕中任一項所記載的螢光體，其中，上述式(2)中的金屬元素A4係至少含有Cr。
〔16〕如〔9〕~〔15〕中任一項所記載的螢光體，其中，直到發光尖峰強度成為初期發光尖峰強度1/10為止所需時間的殘光時間係10ms以下。
〔17〕如〔9〕~〔16〕中任一項所記載的螢光體，其中，上述發光尖峰的波形半高寬係超過50nm。
〔18〕一種發光裝置，其特徵為，係含有下述者：半導體發光元件，其發出紫外光或可見光；以及螢光體，其吸收由該半導體發光元件發出的紫外光或可見光，並在紅外區域發光；該在紅外區域發光的螢光體係〔9〕~〔17〕中任一項所記載的螢光體。
〔19〕一種影像辨識裝置，其特徵為包含有：半導體受光元件，其在波長750至1050nm間具有分光感度；以及發光裝置，係〔1〕~〔8〕及〔18〕中任一項所記載的發光裝置。
〔20〕一種分析裝置，係分析血液及/或食品，其特徵為含有：半導體受光元件，其在波長750至1050nm間具有分光感度；以及發光裝置，係〔1〕~〔8〕及〔18〕中任一項所記載的發光裝 置。
根據本發明可提供在Si檢測器之高檢測感度的750~1050nm，於廣帶域發光的紅外發光裝置。又，可提供不需濾波器等複雜構成，能獲得僅所需紅外發光的發光裝置。
再者，本發明可提供在Si檢測器之高檢測感度750~1050nm發光的紅外發光螢光體。因為該螢光體係屬於發出所需的紅外波長、且除此以外波長的發光極少之螢光體，因而屬於高發光效率的螢光體。
圖1係實施例1的螢光體之激發‧發光光譜。
圖2係實施例1的螢光體之XRD圖案。
圖3係實施例2的螢光體之激發‧發光光譜。
圖4係實施例2的螢光體之XRD圖案。
圖5係實施例3的螢光體之激發‧發光光譜。
圖6係實施例3的螢光體之XRD圖案。
圖7係實施例4的螢光體之激發‧發光光譜。
圖8係實施例4的螢光體之XRD圖案。
圖9係實施例5的螢光體之激發‧發光光譜。
圖10係實施例5的螢光體之XRD圖案。
圖11係實施例6的螢光體之激發‧發光光譜。
圖12係實施例6的螢光體之XRD圖案。
圖13係實施例7的螢光體之激發‧發光光譜。
圖14係實施例7的螢光體之XRD圖案。
圖15係實施例8的螢光體之激發‧發光光譜。
圖16係實施例8的螢光體之XRD圖案。
圖17係實施例9的螢光體之激發‧發光光譜。
圖18係實施例9的螢光體之XRD圖案。
圖19係實施例10的螢光體之激發‧發光光譜。
圖20係實施例10的螢光體之XRD圖案。
圖21係實施例11的螢光體之激發‧發光光譜。
圖22係實施例11的螢光體之XRD圖案。
圖23係實施例12的螢光體之激發‧發光光譜。
圖24係實施例12的螢光體之XRD圖案。
圖25係實施例1的螢光體之反射率光譜。
圖26係實施例2的螢光體之反射率光譜。
圖27係實施例13的螢光體之激發‧發光光譜。
圖28係實施例13的螢光體之XRD圖案。
圖29係實施例14的螢光體之激發‧發光光譜。
圖30係實施例14的螢光體之XRD圖案。
圖31係實施例15的螢光體之激發‧發光光譜。
圖32係實施例15的螢光體之XRD圖案。
圖33係實施例16的螢光體之激發‧發光光譜。
圖34係實施例16的螢光體之XRD圖案。
圖35係實施例17的螢光體之激發‧發光光譜。
圖36係實施例17的螢光體之XRD圖案。
圖37係實施例18的螢光體之XRD圖案。
圖38係實施例18的螢光體之激發‧發光光譜。
圖39係實施例19的螢光體之發光光譜。
圖40係實施例19的螢光體之XRD圖案。
圖41係實施例20的螢光體之發光光譜。
圖42係實施例20的螢光體之XRD圖案。
圖43係實施例21的發光裝置之發光光譜。
以下，針對本發明實施形態進行詳細說明。另外，本發明並不侷限於以下所說明的內容，在不變更主旨範圍內均可任意變更實施。
另外，本說明書中使用「~」表示的數值範圍，係指包含於「~」前後所記載數值為下限值與上限值在內的範圍。
再者，本說明書中的螢光體組成式中，各組成式的區隔係利用頓號(、)區隔表示。又，當利用逗號(,)區隔列記複數元素的情況，係表示亦可依任意組合與組成含有所列記元素中一種或二種以上。
本發明第一發明的發光裝置係包含有：發出紫外光或可見光的半導體發光元件；以及吸收由該半導體發光元件發出的紫外光或可見光，並在紅外區域發光的螢光體(以下亦稱「紅外螢光體」)；其特徵在於：該在紅外區域發光的螢光體中，在紅外區域的發光尖峰波長係在波長750至1050nm間，且該發光尖峰的波形半高寬超過 50nm。
此處，本說明書中所謂「紫外光」係指波長未滿400nm的光，而所謂「可見光」係指波長400nm~700nm的光。
本發明第一發明的發光裝置所使用之半導體發光元件，係在發出紫外光或可見光，具有當作激發光源機能之前提下，其餘並無特別的限定。從能通用為半導體發光元件、且價格便宜、取得容易的觀點，來自半導體發光元件的發光尖峰波長較佳係在波長300至700nm間。發光尖峰波長更佳係350~680nm、特佳係420~480nm或600~650nm。較佳係使用藍色發光元件或紅色發光元件。
此處所謂「發光尖峰波長」係指波長300至700nm間的發光尖峰中之最大尖峰。
本發明第一發明的發光裝置所使用螢光體，係吸收從半導體發光元件所發出之紫外光或可見光，並在紅外區域發光的紅外螢光體，在紅外區域的發光尖峰波長係在波長750至1050nm間，且該發光尖峰的波形半高寬超過50nm。
此處，所謂「紅外螢光體在紅外區域的發光尖峰」係指單一種螢光體中，在波長750至1050nm間所存在的一個或複數個發光尖峰。較佳係指在波長750至1050nm間的發光尖峰中之最大發光尖峰。所以，所謂「紅外區域的發光尖峰波長」係指產生在波長750至1050nm間所存在之一個或複數個發光尖峰的一種或複數種波 長，較佳係指會產生在波長750至1050nm間的發光尖峰中最大發光尖峰之波長。
再者，所謂「發光尖峰的波形半高寬」通常係指成為波長750至1050nm間之發光尖峰之半值的波長2點間。又，當發光尖峰重疊時，係指成為重疊發光尖峰中最大發光尖峰之半值的波長2點間。例如圖9所示實施例螢光體的發光光譜中，在773nm與793nm處分別具有發光尖峰，且波形呈部分重疊狀態，最大發光尖峰位於793nm，測定成為該最大發光尖峰半值的波長756nm與848nm之2點間，而計算出半高寬。
再者，所謂「紅外螢光體的發光尖峰半高寬超過50nm」，係指波長750至1050nm間的發光尖峰中有一個以上發光尖峰的半高寬超過50nm。
本發明第一發明的發光裝置所使用之紅外螢光體，較佳係當依尖峰波長300nm以上且700nm以下的光激發，並測定發光光譜時，具有以下特徵。
上述發光光譜的發光尖峰波長λp(nm)通常係750nm以上、較佳係770nm以上、更佳係780nm以上，又，通常係1050nm以下、較佳係1000nm以下、更佳係950nm以下。
若在上述範圍內，從具有較佳紅外發光的觀點而言屬較佳。
再者，本發明第一發明的發光裝置所使用紅外螢光體，在上述發光光譜中的發光尖峰波長半高寬通常超過50nm、較佳係60nm以 上、更佳係70nm以上、特佳係100nm以上、最佳係150nm以上，且通常係500nm以下的範圍。
若發光光譜中的發光尖峰波長半高寬在上述範圍內，則本發明第一發明的發光裝置具有可輕易使用為寬波長範圍紅外光源的傾向，故較佳。通常來自紅外發光裝置的發光係配合用途使用各種檢測器進行檢測，因而最好對應檢測器之檢測波長的發光較強。
另一方面，因為檢測器的檢測波長係區分使用各種波長，因而從製品效率的觀點而言，要求製作對應於該等多樣化檢測波長的紅外發光裝置。習知係組合具不同發光尖峰波長的各種紅外螢光體，而開發出具廣帶域發光的發光裝置。但是，此種發光裝置的發光波長係發生不均，實用上並無法使用為對應各種檢測波長的紅外光源。
根據本發明者等的檢討，發現藉由使用具更廣帶域發光尖峰波長的螢光體製作發光裝置，可獲得在紅外區域無不均的寬波長範圍紅外發光。又，因為不需要併用安定性、殘光時間等發光波長以外性能方面差的螢光體，因而發光裝置可獲得優異特性。此種紅外發光裝置可適用於多數用途的紅外光源，故較佳。
另外，當對上述紅外螢光體利用尖峰波長300nm以上且700nm以下的光進行激發時，可使用例如氙光源。又，螢光體發光光譜的測定係可使用例如螢光分光光度計F-4500、F-7000(日立製作所製)等實施。發光尖峰波長與發光尖峰的波形半高寬，係可從所獲得發 光光譜計算出。
本發明第一發明的發光裝置所使用紅外螢光體，係在通常300nm以上、較佳350nm以上、更佳400nm以上，且通常700nm以下、較佳650nm以下、更佳600nm以下波長範圍內具有激發尖峰。即，被近紫外至深紅色區域的光激發。
本發明第一發明的發光裝置所使用之紅外螢光體中，直到發光尖峰強度成為初期發光尖峰強度1/10為止所需時間的殘光時間，較佳係10ms以下。更佳係8ms以下、特佳係6ms以下，且通常1ns以上。殘光時間較短時，有能減少發光裝置所使用螢光體使用量的傾向。又，當進行影像顯示時，有較容易顯示動作較快之影像的傾向，故較佳。又，上述發光尖峰強度較佳係紅外區域的發光尖峰強度。
另外，殘光時間係可利用普通的螢光分光光度計進行測定。例如可依照以下方法進行測定。
使用螢光分光光度計F-7000(日立製作所製)，在室溫(25℃)下先照射波長455nm的激發光，停止照射後，測定發光尖峰的強度變化。初期強度設為1.0，將成為初期強度1/10的時間設為殘光時間。
本發明第一發明的發光裝置係可組合使用複數紅外螢光體，任一紅外螢光體均最好殘光時間在上述範圍內。即，本發明第一發明的發光裝置所使用紅外螢光體，最好僅由直到發光尖峰強度成為初 期發光尖峰強度1/10為止所需時間的殘光時間在10ms以下的螢光體所構成。藉此可將所獲得發光裝置自體的殘光時間調整於10ms以下的範圍內。
本發明第一發明的發光裝置所使用之紅外螢光體，最好在發光波長區域的反射率高。藉由選擇此種螢光體，可提高本發明第一發明發光裝置的發光效率。
具體而言，本發明發光裝置所使用的紅外螢光體，較佳係僅由波長700至850nm的反射率為80%以上、更佳係85%以上、特佳係90%以上之螢光體構成。
再者，本發明第一發明的發光裝置所使用之紅外螢光體，係波長700至850nm的反射率(R1)較於波長300至700nm的反射率(R2)高，二者差值較佳係達20%以上、更佳係25%以上、特佳係30%以上。
本發明第一發明的發光裝置所使用之紅外螢光體，最好耐水性、耐熱性高且安定。
藉由選擇此種螢光體，可提升本發明第一發明發光裝置的耐久性，俾能長時間使用。
本發明第一發明的發光裝置所使用之紅外螢光體中，其外部量子效率(ηo)通常係25%以上、較佳係40%以上、更佳係50%以上。 外部量子效率越高，則螢光體的發光效率越高，故較佳。
本發明第一發明的發光裝置所使用之紅外螢光體中，其內部量子效率(ηi)通常係30%以上、較佳係50%以上、更佳係70%以上、特佳係90%以上。內部量子效率係指紅外螢光體發光的光子數相對於所吸收之激發光光子數的比率。所以，內部量子效率越高，則紅外螢光體的發光效率、發光強度越高，故較佳。
本發明第一發明發光裝置所使用之紅外螢光體的吸收效率，通常係30%以上、較佳係40%以上、更佳係50%以上、特佳係60%以上。吸收效率越高，則螢光體的發光效率越高、紅外螢光體的使用量越少，故較佳。
本發明第一發明的發光裝置所使用之紅外螢光體，係在具所需發光尖峰波長的前提下，其組成與結晶結構並無特別的限定。尤其為了使在紅外區域的發光尖峰波長成為波長750至1050nm間，因而激活元素較佳係含有從Cr、Eu2+、及Sm2+所構成群組中選擇一種以上的元素。藉由含有Cr，可輕易獲得所需波長的發光。又，藉由含有Eu2+或Sm2+，可獲得寬激發帶與高吸收強度，且有減少發光裝置所使用紅外螢光體使用量的傾向。
再者，作為吸收來自半導體發光元件的激發光並增感的增感劑、或發出紅外光的激活元素，亦可含有稀土族金屬元素及Cr以外的過渡金屬元素。稀土族金屬元素及Cr以外的過渡金屬元素係可舉例如：Mn、Cu等。
再者，當欲使所獲得發光尖峰波長λp(nm)變更時，較佳亦併用Cr以外的元素作為激活元素。例如併用稀土族金屬元素時，因為於Cr的發光中尚加入來自稀土族金屬元素的發光，因而可成為更寬的發光波長範圍。
另外，紅外螢光體的組成係可利用一般週知的手法確認。利用例如：X射線繞射(XRD)、螢光X射線分析(XRF)、利用掃描式電子顯微鏡與能量散佈式X射線分光器進行組成分析(SEM-EDX)、電子微探儀(EPMA)、感應耦合電漿原子發射光譜(ICP-OES)、感應耦合電漿質譜分析(ICP-MS)、原子吸收光譜(AAS)、離子色層分析儀(IC)等可測定。
本發明第一發明發光裝置所使用之紅外螢光體的結晶相係可具有各種結晶結構，例如：鈣鈦礦、石榴石、磁鐵鉛礦結構等。
本發明第一發明的發光裝置所使用紅外螢光體，具體可舉例如下式(1)所示螢光體：(M11-bM2b)(M31-dM4d)12O19‧‧‧(1)
其中，M1係表示從Mg以外的鹼土族金屬元素中選擇一種以上的金屬元素；M2係表示從Sc以外的稀土族金屬元素中選擇一種以上的金屬元素；M3係表示至少含有Ga，且含有從Mg、Zn、B、Al、In、Sc、Si、Ge、Ti、Sn、Zr、及Hf中選擇一種以上的金屬元素的二種以上金屬元素； M4係表示從Cr、Mn、Fe、Ni、及Cu中選擇一種以上的金屬元素；O係表示氧；且0≦b≦1、0<d≦0.5。
M1係表示從鎂(Mg)以外的鹼土族金屬元素中選擇一種以上的金屬元素。此種金屬元素係可舉例如：鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)。
再者，在不致損及本發明第一發明發光裝置所使用紅外螢光體的效果範圍內，M1亦可利用其他元素進行部分取代。其他元素係可舉例如：鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)等。
M2係表示從鈧(Sc)以外的鹼土族金屬元素中選擇一種以上的金屬元素。此種金屬元素係可舉例如：釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鎦(Lu)。其中較佳係可舉例如：La、Nd、Tm、Yb。
M3係表示至少含有鎵(Ga)，且含有從鎂(Mg)、鋅(Zn)、硼(B)、鋁(Al)、銦(In)、鈧(Sc)、矽(Si)、鍺(Ge)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鋯(Zr)、及鉿(Hf)中選擇一種以上的金屬元素的二種以上金屬元素。相較於M3僅由Ga構成的情況，若含有Ga以外的金屬元素，則螢光體的耐水性、耐熱性高，可成為安定的螢光體，故較佳。特別在使用為紅外發光裝置時，將提高發光裝置自體的安定性，故較佳。
M3係從針對激活元素較容易激活的理由，較佳係至少含有Ga與Al、更佳係M3的10莫耳%以上為Al及/或Ga、特佳係M3的50莫耳%以上為Al及/或Ga、最佳係Al及Ga。
再者，M3中除Ga以外的金屬元素比率較佳係10莫耳%以上、更佳係20莫耳%以上、特佳係30莫耳%以上。
藉由M3係含有Ga、及除Ga以外的金屬元素，可調整激發波長與發光波長，具有能輕易提供適合於目標發光裝置之紅外螢光體的傾向。
M4係表示從鉻(Cr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、及銅(Cu)中選擇一種以上的金屬元素。從較容易吸收紫外光、可見光的理由，較佳係至少含有Cr或Mn、較佳係M4的10莫耳%以上為Cr及/或Mn、更佳係Cr或Mn。又，例如Fe等具磁氣特性的金屬元素最好在50莫耳%以下。
O係表示氧，在不致損及本發明第一發明發光裝置所使用紅外螢光體的效果範圍內，亦可利用其他元素進行部分取代。其他元素係可舉例如：氯(Cl)、氟(F)、溴(Br)、碘(I)、硫(S)、氮(N)等。
1-b係表示M1的含有量，範圍通常係0≦1-b≦1，下限值較佳係0.5以上、更佳係0.7以上，又上限值較佳係0.99以下、更佳係0.90以下。
b係表示M2的含有量，範圍通常係0≦b≦1，下限值較佳係0.01以上、更佳係0.05以上，又上限值較佳係0.5以下、更佳係 0.3以下。
1-d係表示M3的含有量，範圍通常係0.5≦1-d<1，下限值較佳係0.7以上、更佳係0.8以上，又上限值較佳係0.999以下、更佳係0.990以下。
d係表示M4的含有量，範圍通常係0<d≦0.5，下限值較佳係0.001以上、更佳係0.005以上、特佳係0.01以上，又上限值較佳係0.3以下、更佳係0.2以下、特佳係0.015以下。
本發明第一發明的發光裝置所使用之紅外螢光體，特佳具體例係可舉例如後述的Cr3+激活氧化物螢光體。又，上述式(1)所示螢光體可根據後述的Cr3+激活氧化物螢光體之製造方法進行製作。
本發明第一發明的發光裝置係具備有作為第1發光體(激發光源)的上述半導體發光元件，與作為吸收從該第1發光體所發出紫外光或可見光並發出紅外光之第2發光體的上述紅外螢光體。此處，作為該紅外螢光體係可單獨使用任一種、亦可依任意組合與比率併用二種以上。發光裝置最好依能獲得後述發光光譜的方式，任意組合使用二種以上的紅外螢光體。更具體而言，最好含有：一種以上至少在波長750至900nm間具有發光尖峰的紅外螢光體、以及一種以上在波長900至1050nm間具發光尖峰的紅外螢光體。
發光裝置係除了具有第1發光體(激發光源)，且至少使用上述 紅外螢光體作為第2發光體之外，其構成並無限制，可任意使用公知的裝置構成。
裝置構成與發光裝置的實施形態，係可舉例如日本專利特開2007-291352號公報所記載者。
其他，發光裝置形態係可舉例如：砲彈式、杯形、板上晶片、遠程螢光粉(remote-phosphor)等。
本發明第一發明的發光裝置係當測定發光光譜時，最好具有以下的特徵。當發光裝置所使用紅外螢光體係單一種的情況，發光裝置的發光光譜係可考慮對應於所使用紅外螢光體的發光光譜，但當使用複數種紅外螢光體的情況，最好依具備以下特徵的方式選擇紅外螢光體。
發光光譜的發光尖峰最好在通常750至1050nm間存在更多。又，雖依照發光裝置的用途而異，其下限較佳係770nm以上、更佳係780nm以上，另一方面，上限較佳係1050nm以下。
再者，使用複數種紅外螢光體的情況，由紅外螢光體組合而成的發光裝置之發光光譜中，該發光尖峰所鄰接發光尖峰間的峰谷發光強度(P2)、相對於發光尖峰強度(P1)的發光強度比(P2/P1)最好較小。P2/P1通常係0.01以上、較佳係0.02以上、更佳係0.03以上、特佳係0.05以上，又通常係0.5以下、較佳係0.4以下、特佳係0.3以下、最佳係0.2以下。
再者，本發明第一發明發光裝置的發光光譜中，各發光尖峰的波形半高寬通常超過50nm、較佳係60nm以上、更佳係70nm以上、特佳係100nm以上、最佳係150nm以上，又通常係500nm以下、較佳係475nm以下、更佳係450nm以下、特佳係400nm以下、最佳係350nm以下。
另外，發光裝置的發光光譜中，所謂「發光尖峰的波形半高寬」通常係指成為波長750至1050nm間之發光尖峰半值的波長2點間。又，使用複數種紅外螢光體的情況，有複數個發光尖峰重疊的情況。此情況，只要將重疊的發光尖峰中成為最大發光尖峰半值的波長2點間設為半高寬即可。
本發明第一發明的發光裝置中，直到發光尖峰強度成為初期發光尖峰強度1/10為止所需時間的殘光時間最好在10ms以下。更佳係8ms以下、特佳係6ms以下，且通常係1ns以上。殘光時間較短的情況，當使用為脈衝光源時、或使用作為於伴隨有發光波長切換之用途的光源時，可減輕殘光影響，故較佳。又，上述發光尖峰強度最好係紅外區域的發光尖峰強度。
另外，發光裝置的殘光時間係利用普通LED發光裝置的測定裝置便可測定。
發光裝置的用途並無特別的限制，可使用於通常使用紅外發光裝置的各種領域。可使用於例如：紅外監視裝置的光源、紅外感測 器的光源、醫療用診斷裝置的紅外光源、以及光電開關/電視遊戲/搖桿般之傳輸元件的光源等。
具體而言，可作為例如：含有在波長750至1050nm間具分光感度之半導體受光元件與該發光裝置的影像辨識裝置；或含有在波長750至1050nm間具分光感度之半導體受光元件與該發光裝置，對血液及/或食品進行分析的分析裝置等。
本發明第二發明的螢光體，其特徵在於：含有具下式(2)所示化學組成的結晶相，且在波長750至1050nm間具有發光尖峰波長。
(A11-aA2a)(A31-cA4c)12O19‧‧‧(2)
其中，A1係表示從Mg以外的鹼土族金屬元素中選擇一種以上的金屬元素；A2係表示從Sc以外的稀土族金屬元素中選擇一種以上的金屬元素；A3係表示至少含Al的一種以上金屬元素；A4係表示從Cr、Mn、Fe、Ni、及Cu中選擇一種以上的金屬元素；O係表示氧；且0≦a≦1、0<c≦0.5。
A1係表示從鎂(Mg)以外的鹼土族金屬元素中選擇一種以上的 金屬元素。此種金屬元素係可舉例如：鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)。其中，較佳係至少含有Ca或Sr、更佳係50莫耳%以上為Ca或Sr、特佳係80莫耳%以上為Ca或Sr。後述A3中，當增加Al以外之金屬元素的比例時，為能提高螢光體的安定性，最好含有Sr。
再者，A1係在不致損及紅外螢光體效果的範圍內，亦可利用其他元素進行部分取代。其他元素係可舉例如：鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)等。該等元素最好使用於將部分A1取代為A2時的電荷補償用。
A2係表示從鈧(Sc)以外的鹼土族金屬元素中選擇一種以上的金屬元素。此種金屬元素係可舉例如：釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、(holmium)鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鎦(Lu)。其中，較佳係可舉例如：La、Nd、Tm、Yb，最好係至少含有Tm。Tm更佳係達50莫耳%以上、更佳係達80莫耳%以上、特佳係僅為Tm。
A3係表示至少含有鋁(Al)的一種以上之金屬元素。A3亦可更進一步含有Al以外的二種以上金屬元素。此處，Al以外的金屬元素係只要不同於A1、A2、及A4的金屬元素即可，其餘並無特別的限定。當未含有不同於前述A1、A2、及A4的金屬元素時，最好A3的20莫耳%以上係Al、更佳係50莫耳%以上為Al、特佳係80莫耳%以上為Al、最佳係A3僅為Al。
A3係除Al之外，最好更進一步含有從鎂(Mg)、鋅(Zn)、硼(B)、鎵(Ga)、銦(In)、鈧(Sc)、矽(Si)、鍺(Ge)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鋯(Zr)、 及鉿(Hf)中選擇一種以上的金屬元素。特別較佳係含有Al與Ga，A3中的Al與Ga比率，最好Al/(Al+Ga)達10莫耳%以上。相較於A3僅由Al構成的情況，藉由含有Al以外的金屬元素，可輕易控制螢光體的激發波長與發光波長，故較佳。特別係使用為紅外發光裝置時，因為較容易控制發光裝置自體的發光波長，故較佳。此情況係如後述，可認為螢光體的結晶結構中，在與取代Al而被導入的激活元素所配位之氧間之鍵結距離朝拉長方向變化，或者鍵結角產生變化，導致有發光波長容易被調整為長波長側的傾向所致。
從較容易將激活元素激活的理由，A3較佳係至少含有Al與Ga、更佳係A3的10莫耳%以上為Al與Ga、特佳係50莫耳%以上為Al與Ga、最佳係A3僅為Al與Ga。
再者，A3中除Al以外的金屬元素比率較佳係達10莫耳%以上、更佳係20莫耳%以上、特佳係30莫耳%以上。又，上限值並無特別的限定，當Ga的情況，該Ga較佳係80莫耳%以下、更佳係70莫耳%以下、特佳係60莫耳%以下。若Al以外的金屬元素比率過高，則有螢光體安定性降低的傾向，故非較佳。
A4係表示從鉻(Cr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、及銅(Cu)之中選擇一種以上的金屬元素，從較容易吸收紫外光、可見光的理由，較佳係至少含有Cr、更佳係A4的10莫耳%以上為Cr、特佳係50莫耳%以上為Cr、最佳係A4僅為Cr。Cr係紫外光或可見光的吸收強，在紅外區域中能依寬範圍發光。
再者，Fe等具有磁氣特性的金屬元素較佳係在50莫耳%以下。
O係表示氧，在不致損及本發明第二發明螢光體的效果範圍內，亦可利用其他元素進行部分取代。其他元素係可舉例如：氯(Cl)、氟(F)、溴(Br)、碘(I)、硫(S)、氮(N)等。
式(2)中，1-a係表示Al的含有量，其範圍通常係0≦1-a≦1，下限值較佳係0.5以上、更佳係0.7以上，又，上限值較佳係0.99以下、更佳係0.90以下。
式(2)中，a係表示A2的含有量，其範圍通常係0≦a≦1、較佳係0<a≦1。下限值更佳係0.01以上、特佳係0.05以上，又，上限值較佳係0.5以下、更佳係0.3以下。
0<a≦1的情況，成為激活元素含有二種以上的螢光體。二種以上的激活元素分別可發揮作為增感離子與發光離子的機能，可輕易調整所需的發光波長，故較佳。
式(2)中，1-c係表示A3的含有量，其範圍通常係0.5≦1-c<1，下限值較佳係0.7以上、更佳係0.8以上，又，上限值較佳係0.999以下、更佳係0.990以下。
式(2)中，c係表示A4的含有量，其範圍通常係0<c≦0.5，下限值較佳係0.001以上、更佳係0.005以上、特佳係0.01以上，又，上限值較佳係0.3以下、更佳係0.2以下、特佳係0.015以下。
本發明第二發明的螢光體較佳係具有屬於磁鐵鉛礦結構的結晶相。
本發明第二發明的螢光體，較佳係螢光體的結晶相晶格體積在585.8Å3以上且未滿661.10Å3的範圍。藉由將晶格體積調整於上述範圍內，可輕易將發光波長範圍調整於750nm以上。尤其是已知習知主發光尖峰在700nm以下的發光，且使用Cr作為激活元素的螢光體中，經本發明者等的檢討，意外發現亦可作成為依750nm以上波長範圍發光的螢光體。
用於使晶格體積成為上述範圍內的達成手段並無特別的限定，可舉例如：針對式(2)中的A3，部分性取代較大於Al的元素(例如Ga)；或針對式(2)中的Al，部分性取代較大於鹼土族金屬元素Ca的元素(例如Sr或Ba)；或利用高溫煅燒而導入缺陷，結果使晶格體積在目標範圍內等。
針對本發明第二發明的螢光體特性(發光光譜、激發光譜、殘光時間、安定性、量子效率‧吸收效率)說明，係可援用第一發明的「紅外螢光體」說明。
本發明第二發明的螢光體，係可與發出紫外光或可見光的半導體發光元件組合，而形成發光裝置。
即，可構成下述發光裝置：發出紫外光或可見光之半導體發光元件、以及吸收由該半導體發光元件發出的紫外光或可見光並在紅外區域發光之螢光體的發光裝置，而該在紅外區域發光的螢光體係 含有上述式(2)所示化學組成的結晶相，在波長750nm至1050nm間具有發光尖峰波長的螢光體。該發光裝置的特性說明係可援用第一發明的「發光裝置」說明。
本發明第三發明的Cr3+激活氧化物螢光體，係後述式(1')所示化學組成，含有具磁鐵鉛礦結構的結晶相，在波長750至1050nm間具有發光尖峰波長，且該發光尖峰的波形半高寬達50nm以上。
(M11-bM2b)(M31-dM4d)12O19‧‧‧(1')
其中，M1係表示從Mg以外的鹼土族金屬元素中選擇一種以上的金屬元素；M2係表示從Sc以外的稀土族金屬元素中選擇一種以上的金屬元素；M3係表示至少含有Ga，且含有從Mg、Zn、B、Al、In、Sc、Si、Ge、Ti、Sn、Zr、及Hf中選擇一種以上金屬元素的二種以上金屬元素；M4係表示從Cr、Mn、Fe、Ni、及Cu中選擇一種以上的金屬元素；O係表示氧；且0≦b≦1、0<d≦0.5。
M1係表示從除Mg以外的鹼土族金屬元素中選擇一種以上的金屬元素。具體例及較佳範圍等係與前述式(1)的M1同樣。
M2係表示從除Sc以外的鹼土族金屬元素中選擇一種以上的金屬元素。具體例及較佳範圍等係與前述式(1)的M2同樣。
M3係至少含有Ga，且含有從Mg、Zn、B、Al、In、Sc、Si、Ge、Ti、Sn、Zr、及Hf中選擇一種以上金屬元素的二種以上金屬元素。具體例與較佳範圍等係與前述式(1)的M3同樣。特佳係含有Al與Ga，且M3的Al與Ga比率Al/(Al+Ga)較佳係達10莫耳%以上。
M4係表示從Cr、Mn、Fe、Ni、及Cu中選擇一種以上的金屬元素。更佳係M4達10莫耳%以上為Cr、特佳係M4僅為Cr。Cr係紫外光或可見光的吸收強，在紅外區域能依寬範圍發光。具體例與較佳範圍等係與前述式(1)的M4同樣。
O係表示氧，在不致損及本發明第三發明螢光體的效果範圍內，亦可利用其他元素進行部分取代。其他元素係可舉例如：氯(Cl)、氟(F)、溴(Br)、碘(I)、硫(S)、氮(N)等。
式(1')中的1-b、b、1-d、d係表示各元素的含有量，所規定的數值範圍與較佳範圍可認為與上述式(1)所詳述範圍同樣。
本發明第三發明螢光體的特性(發光光譜、激發光譜、殘光時間、安定性、量子效率‧吸收效率)說明，係可援用第一發明的「紅外螢光體」說明。
以下，將本發明第一發明所使用的螢光體、以及第二發明與第三發明的螢光體，統籌稱為「本發明螢光體」、或「本發明的螢光體」等。
本發明螢光體之製造方法，係可包括有：將各元素的氯化物、氟化物、氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽等原料予以混合的步驟、以及施行煅燒的步驟、施行破碎的步驟、施行洗淨並分級的步驟。
本發明螢光體之製造方法中所使用的螢光體原料，在不致損及本發明效果之前提下，亦可使用公知物。M1源、M2源、M3源、及M4源的具體例係如下述，惟本發明並不侷限於該等。又，M1源、M2源、M3源、及M4源在本發明第二發明中，分別改稱為A1源、A2源、A3源、及A4源。
M1源係可使用含有M1元素的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、氯化物、氟化物、溴化物、碘化物及該等的水合物。
M2源係可使用含有M2元素的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、氯化物、氟化物、溴化物、碘化物及該等的水合物。
M3源係可使用含有M3元素的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、氯化物、氟化物、溴化物、碘化物及該等的水合物。
M4源係可使用含有M4元素的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、 硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、氯化物、氟化物、溴化物、碘化物及該等的水合物。
依能獲得目標組成的方式秤量螢光體原料，使用球磨機等施行充分混合後，填充於容器中，於既定溫度、環境下施行煅燒，再將煅燒物施行粉碎、洗淨即可。
具體而言，將上述M1源、M2源、M3源、及M4源，依M1~M4元素的莫耳比成為與目標組成式的莫耳比一致之方式進行秤量，並進行混合即可。
上述混合手法並無特別的限定，可任意使用乾式混合法、濕式混合法。
乾式混合法係可舉例如球磨機等。
濕式混合法有如在前述螢光體原料中添加溶劑或分散介質，使用研缽與杵進行混合而作成溶液或漿狀態，然後再利用噴霧乾燥、加熱乾燥、或自然乾燥等施行乾燥的方法。
將所獲得混合物填充於由與各螢光體原料呈低反應性之材料構成的容器中。作為此種煅燒時所使用容器的材質，在不致損及本發明效果之前提下，並無特別的限制，可舉例如氧化鋁製的容器。
煅燒溫度係依照壓力等其他條件而異，通常可依300℃以上且2000℃以下的溫度範圍施行煅燒。煅燒步驟時的最高到達溫度通常 係300℃以上、較佳係1000℃以上、更佳係1300℃以上，又通常係2000℃以下、較佳係1700℃以下。
若煅燒溫度過高，則因螢光體的原子缺損，造成在結晶結構內誘發缺陷，或有發光特性明顯降低的傾向，又若過低，則有固相反應進行變慢的傾向，有不易進行目標相生成、晶粒成長的情形。
煅燒步驟時的壓力係依照煅燒溫度等而異，通常係0.01MPa以上、較佳係0.05MPa以上，又通常係200MPa以下、較佳係190MPa以下。
煅燒步驟時的煅燒環境係在能獲得所需螢光體之前提下可為任意，具體係可舉例如：大氣環境、氮環境、含氫或碳的還原環境等，其中較佳係還原環境。煅燒次數係在能獲得所需螢光體之前提下可為任意，可先施行煅燒後，再將所獲得煅燒體予以破碎後，再度施行煅燒，而煅燒次數並無特別的限制。又，複數次煅燒時，各煅燒的環境亦可為不同。
煅燒時間係依照煅燒時的溫度、壓力等而異，通常係1分鐘以上、較佳係30分鐘以上，又通常係72小時以下、較佳係12小時以下。若煅燒時間過短，則粒子不成長，因而無法獲得特性佳的螢光體，又若煅燒時間過長，則促進構成元素的揮發，導致因原子缺損而在結晶結構內誘發缺陷，無法獲得特性佳的螢光體。
經煅燒而獲得的螢光體，在進行分散‧分級前，亦可具有施行洗淨的步驟(洗淨步驟)。
在合成螢光體時所使用之主要為未反應殘留份的雜質、或原料的未反應份係有殘留於螢光體中，或者在螢光體漿中生成副反應成分等的傾向。
為了提升特性，必需盡可能除去未反應的殘留份、及煅燒時所生成的雜質。可盡可能除去雜質的洗淨方法並無特別的限制。可將所生成的螢光體，利用例如：鹽酸、氫氟酸、硝酸、醋酸、硫酸等酸類；水溶性有機溶劑；鹼性溶液；及該等的混合溶液等任意溶液施行洗淨。在不致使發光特性明顯降低的範圍內，亦可使洗淨液含有過氧化氫等還原劑，或將洗淨液施行加熱、冷卻。
螢光體在洗淨液中的浸漬時間，係依照攪拌條件等而異，通常係10分鐘以上、較佳係1小時以上，又通常係72小時以下、較佳係48小時以下。又，亦可施行複數次洗淨，亦可改變施行洗淨的溶液種類與濃度。
洗淨步驟中，在浸漬螢光體並施行洗淨的作業後，施行過濾，經乾燥可製造螢光體。又，亦可在中途插入使用乙醇或丙酮、甲醇等的洗淨。
本發明的螢光體亦可經與液態介質混合後才使用。特別係將本發明螢光體使用於發光裝置等用途的情況，最好依使其分散於液態介質中的形態使用。
含有螢光體之組成物的螢光體種類並無限制，可從本發明螢光體中任意選擇。又，該螢光體可僅為一種、亦可依任意組合與比率併用二種以上。又，在不致損及本發明螢光體效果之前提下，該組成物中亦可含有本發明螢光體以外的螢光體。
該組成物所使用的液態介質係在為目標範圍內且不致損及該螢光體性能之前提下，其餘並無特別的限定。例如若在所需的使用條件下呈液狀性質、能使本發明螢光體良好分散、且不致發生不佳反應的前提下，可使用任意的無機系材料及/或有機系材料，可舉例如：聚矽氧樹脂、環氧樹脂、聚醯亞胺聚矽氧樹脂等。
該組成物中的螢光體及液態介質含有率，係在不致明顯損及本發明螢光體效果之前提下可為任意，針對液態介質，相對於該組成物全體，通常係30重量%以上、較佳係50重量%以上，又通常係99重量%以下、較佳係95重量%以下。
另外，該組成物中，在不致明顯損及本發明螢光體效果之前提下，除螢光體及液態介質之外，尚亦可含有其他成分。又，其他成分係可僅使用一種、亦可依任意組合及比率併用二種以上。
以下，針對本發明利用實施例進行更具體說明，惟本發明在不逾越主旨之前提下，並不侷限於以下實施例。
另外，下述實施例中，各種製造條件、評價結果值，係具有作為本發明實施態樣的上限或下限之較佳值的涵意，較佳範圍係可為由上述上限或下限值、與下述實施例值或實施例彼此間之值的組合所規定之範圍。
發光光譜係使用螢光分光光度計F-7000(日立製作所製)進行測定。更具體而言，在室溫(25℃)下，照射波長455nm激發光，而獲得500nm以上且900nm以下波長範圍內的發光光譜。又，發光尖峰波長(以下稱「尖峰波長」)係從所獲得發光光譜中讀取。
激發光譜係使用螢光分光光度計F-7000(日立製作所製)進行測定。更具體而言，在室溫(25℃)下監測發光尖峰，獲得300nm以上且750nm以下波長範圍內的激發光譜。
粉末X射線繞射係利用粉末X射線繞射裝置D8 ADVANCE ECO(BRUKER公司製)進行精密測定。測定條件係如下。
使用CuK α管球
X射線輸出=40kV、25mA
發散狹縫=自動
檢測器=半導體陣列檢測器LYNXEYE、使用Cu過濾器
掃描範圍2 θ=5~65度
讀取寬度=0.025度
使用螢光分光光度計F-7000(日立製作所製)，在室溫(25℃)下先照射波長455nm激發光，經停止照射後，測定發光尖峰的強度變化。將初期強度設為1.0，並將成為初期強度1/10的時間設為殘光時間。
反射率測定係使用分光光度計U-3310(日立製作所公司製)實施。更具體係將BaSO4粒子與實施例的螢光體粒子，分別鋪滿於石英槽中。以BaSO4粒子為基準試料，在300nm以上且900nm以下的波長範圍內，測定相對於BaSO4粒子反射率的相對值，設為實施例螢光體粒子的反射率。
原料係使用市售的CaCO3粉末(白辰化學公司製8071073)、Al2O3粉末(住友化學AKP-20)、Ga2O3粉末(三井金屬礦業公司製 90402)、及Cr2O3粉末(Kishida化學公司製B58840N)，依合成後所獲得螢光體成為Ca1.0Ga6.0Al5.88Cr0.12O19的方式進行秤量。
將該等原料在氧化鋁製研缽中，經添加乙醇後施行濕式混合，使乙醇自然乾燥後，裝入至氧化鋁製容器中，再將已裝入混合原料的容器設置於小型電爐(MOTOYAMA公司製SUPER BURN)中，於大氣下，依1500℃施行8小時加熱，而獲得煅燒體。將煅燒體在氧化鋁研缽內施行破碎直到不存在大塊為止，獲得實施例1的螢光體。
實施例1的螢光體之激發‧發光光譜，如圖1所示。實施例1的螢光體之發光尖峰波長係773nm，發光尖峰波長的半高寬係170nm。圖1中，實線係表示照射波長455nm激發光時的發光光譜，虛線係表示對發光尖峰波長773nm的激發光譜。由以上得知，實施例1的螢光體係藉由可見光的激發，可依寬範圍的紅外區域發光。對實施例1的螢光體先照射波長455nm激發光，經停止照射後，測定發光尖峰波長773nm下的發光強度變化，結果直到成為初期強度1/10為止的殘光時間係4ms。
再者，針對實施例1的螢光體施行粉末X射線繞射測定而獲得的XRD圖案，如圖2所示。得知實施例1的螢光體係由單相Ca(Al,Ga)12O19構成。
原料係使用市售的CaCO3粉末(白辰化學公司製8071073)、K2CO3粉末(和光純藥工業公司製STE4006)、Tm2O3粉末(信越化學 工業公司製TM-04-001)、Al2O3粉末(住友化學AKP-20)、Ga2O3粉末(三井金屬礦業公司製90402)、及Cr2O3粉末(Kishida化學公司製B58840N)，依合成後所獲得螢光體成為Ca0.98Tm0.01K0.01Ga6.0Al5.88Cr0.12O19的方式進行秤量。
將該等原料在氧化鋁製研缽中，經添加乙醇後施行濕式混合，使乙醇自然乾燥後，裝入至氧化鋁製容器中，再將已裝入混合原料的容器設置於小型電爐(MOTOYAMA公司製SUPER BURN)中，於大氣下，依1500℃施行8小時加熱，而獲得煅燒體。將煅燒體在氧化鋁研缽內施行破碎直到不存在大塊為止，放入氧化鋁製容器中，設置於小型電爐中，再度於大氣下，依1500℃施行10小時加熱，而獲得煅燒體。將煅燒體在氧化鋁研缽內施行破碎直到不存在大塊為止，獲得實施例2的螢光體。
實施例2的螢光體之激發‧發光光譜，如圖3所示。實施例2的螢光體之發光尖峰波長係803nm，發光尖峰波長的半高寬係89nm。圖3中，實線係表示照射波長455nm激發光時的發光光譜，虛線係表示對發光尖峰波長803nm的激發光譜。由以上得知，其可依可見光之寬範圍進行激發。
對實施例2的螢光體先照射波長455nm激發光，經停止照射後，測定發光尖峰波長803nm下的發光強度變化，結果直到成為初期強度1/10為止的殘光時間係4ms。
再者，針對實施例2的螢光體施行粉末X射線繞射測定而獲得 的XRD圖案，如圖4所示。得知實施例2的螢光體係由單相Ca(Al,Ga)12O19構成。
原料係使用市售的SrCO3粉末(白辰化學公司製307134)、Al2O3粉末(住友化學AKP-20)、Ga2O3粉末(三井金屬礦業公司製90402)、及Cr2O3粉末(Kishida化學公司製B58840N)，依合成後所獲得螢光體成為Sr1.0Ga9.0Al2.88Cr0.12O19的方式進行秤量。
將該等原料在氧化鋁製研缽中，經添加乙醇後施行濕式混合，經使乙醇自然乾燥後，裝入至氧化鋁製容器中，再將已裝入混合原料的容器設置於小型電爐(MOTOYAMA公司製SUPER BURN)中，於大氣下，依1450℃施行8小時加熱，而獲得煅燒體。將煅燒體在氧化鋁研缽內施行破碎直到不存在大塊為止，獲得實施例3的螢光體。
實施例3的螢光體之激發‧發光光譜，如圖5所示。實施例3的螢光體之發光尖峰波長係772nm，發光尖峰波長的半高寬係94nm。圖5中，實線係表示照射波長455nm激發光時的發光光譜，虛線係表示對發光尖峰波長772nm的激發光譜。由以上得知，可依可見光之寬範圍進行激發。
再者，針對實施例3的螢光體施行粉末X射線繞射測定而獲得的XRD圖案，如圖6所示。得知實施例3的螢光體係由單相SrGa9Al3O19構成。
除了依合成後所獲得螢光體組成成為Sr1.0Ga6.0Al5.88Cr0.12O19的方式之外，其餘均依照與實施例3同樣地獲得實施例4的螢光體。
實施例4的螢光體之激發‧發光光譜，如圖7所示。實施例4的螢光體之發光尖峰波長係774nm，發光尖峰波長的半高寬係100nm。圖7中，實線係表示照射波長455nm激發光時的發光光譜，虛線係表示對發光尖峰波長774nm的激發光譜。由以上得知，可依可見光之寬範圍進行激發。
對實施例4的螢光體先照射波長455nm激發光，經停止照射後，測定發光尖峰波長774nm下的發光強度變化，結果直到成為初期強度1/10為止的殘光時間係4ms。
再者，針對實施例4的螢光體施行粉末X射線繞射測定而獲得的XRD圖案，如圖8所示。得知實施例4的螢光體係由單相SrGa6Al6O19構成。
原料係使用市售的SrCO3粉末(RARE METALLIC公司製20820-61H-S)、Al2O3粉末(住友化學AKP-20)、Ga2O3粉末(三井金屬礦業公司製90402)、及Cr2O3粉末(Kishida化學公司製B58840N)，依合成後所獲得螢光體成為Sr1.0Ga1.0Al10.88Cr0.12O19的方式進行秤量，且為了促進結晶成長而另外添加0.5wt%的H3BO3(和光純藥工業公司製WAQ3766)。
將該等原料在氧化鋁製研缽中，經添加乙醇後施行濕式混合，使乙醇自然乾燥後，裝入至氧化鋁製容器中，再將已裝入混合原料的容器設置於小型電爐(MOTOYAMA公司製SUPER BURN)中，於大氣下，依1500℃施行8小時加熱，而獲得煅燒體。將煅燒體在氧化鋁研缽內施行破碎直到不存在大塊為止，獲得實施例5的螢光體。
實施例5的螢光體之激發‧發光光譜，如圖9所示。實施例5的螢光體之發光尖峰波長係793nm，發光尖峰波長的半高寬係92nm。圖9中，實線係表示照射波長455nm激發光時的發光光譜，虛線係表示對發光尖峰波長793nm的激發光譜。由以上得知，可依可見光之寬範圍進行激發。
再者，針對實施例5的螢光體施行粉末X射線繞射測定而獲得的XRD圖案，如圖10所示。得知實施例5的螢光體係由單相SrGaAl11O19構成。
原料係使用市售的SrCO3粉末(白辰化學公司製307134)、Al2O3粉末(住友化學AKP-20)、Ga2O3粉末(三井金屬礦業公司製90402)、及Cr2O3粉末(Kishida化學公司製B58840N)，依合成後所獲得螢光體成為Sr1.0Ga2.0Al9.88Cr0.12O19的方式進行秤量，且為了促進結晶成長而另外添加5wt%的H3BO3(和光純藥工業公司製WAQ3766)。
將該等原料在氧化鋁製研缽中，經添加乙醇後施行濕式混合， 使乙醇自然乾燥後，裝入至氧化鋁製容器中，再將已裝入混合原料的容器設置於小型電爐(MOTOYAMA公司製SUPER BURN)中，於大氣下，依1450℃施行8小時加熱，而獲得煅燒體。將煅燒體在氧化鋁研缽內施行破碎直到不存在大塊為止，獲得實施例6的螢光體。
實施例6的螢光體之激發‧發光光譜，如圖11所示。實施例6的螢光體之發光尖峰波長係774nm，發光尖峰波長的半高寬係96nm。圖11中，實線係表示照射波長455nm激發光時的發光光譜，虛線係表示對發光尖峰波長774nm的激發光譜。由以上得知，可依可見光之寬範圍進行激發。
對實施例6的螢光體先照射波長455nm激發光，經停止照射後，測定發光尖峰波長774nm下的發光強度變化，結果直到成為初期強度1/10為止的殘光時間係5ms。
再者，針對實施例6的螢光體施行粉末X射線繞射測定而獲得的XRD圖案，如圖12所示。得知實施例6的螢光體係由主相SrGa2Al10O19構成。
除了原料係使用市售的SrCO3粉末(白辰化學公司製307134)、Al2O3粉末(住友化學AKP-20)、Ga2O3粉末(三井金屬礦業公司製90402)、Cr2O3粉末(Kishida化學公司製B58840N)、K2CO3粉末(和光純藥工業公司製STE4006)、及Tm2O3粉末(信越化學工業公司製TM-04-001)，依合成後所獲得螢光體成為 Sr0.98Tm0.01K0.01Ga2.0Al9.88Cr0.12O19之方式進行之外，其餘均依照與實施例6同樣地獲得實施例7的螢光體。
實施例7的螢光體之激發‧發光光譜，如圖13所示。實施例7的螢光體之發光尖峰波長係810nm，發光尖峰波長的半高寬係79nm。圖13中，實線係表示照射波長455nm激發光時的發光光譜，虛線係表示對發光尖峰波長810nm的激發光譜。由以上得知，可依可見光之寬範圍進行激發。
再者，針對實施例7的螢光體施行粉末X射線繞射測定而獲得的XRD圖案，如圖14所示。得知實施例7的螢光體係由主相SrGa2Al10O19構成。
除了依合成後所獲得螢光體成為Sr0.90Tm0.05K0.05Ga2.0Al9.88Cr0.12O19之方式進行之外，其餘均依照與實施例7同樣地獲得實施例8的螢光體。
實施例8的螢光體之激發‧發光光譜，如圖15所示。實施例8的螢光體之發光尖峰波長係810nm，發光尖峰波長的半高寬係64nm。圖15中，實線係表示照射波長455nm激發光時的發光光譜，虛線係表示對發光尖峰波長810nm的激發光譜。由以上得知，可依可見光之寬範圍進行激發。
對實施例8的螢光體先照射波長455nm激發光，經停止照射後，測定發光尖峰波長810nm下的發光強度變化，結果直到成為初 期強度1/10為止的殘光時間係4ms。
再者，針對實施例8的螢光體施行粉末X射線繞射測定而獲得的XRD圖案，如圖16所示。得知實施例8的螢光體係由主相SrGa2Al10O19構成。
原料係使用市售的CaCO3粉末(白辰化學公司製8071073)、MgO粉末(和光純藥工業公司製LKG5947)、Tm2O3粉末(信越化學工業公司製TM-04-001)、Al2O3粉末(住友化學AKP-20)、及Cr2O3粉末(Kishida化學公司製B58840N)，依合成後所獲得螢光體成為Ca0.99Tm0.01Mg0.01Al11.87Cr0.12O19的方式進行秤量，且為了促進結晶成長而另外添加5wt%的H3BO3(和光純藥工業公司製WAQ3766)。
將該等原料在氧化鋁製研缽中，經添加乙醇後施行濕式混合，使乙醇自然乾燥後，裝入至氧化鋁製容器中，再將已裝入混合原料的容器設置於小型電爐(MOTOYAMA公司製SUPER BURN)中，於大氣下，依1500℃施行8小時加熱，而獲得煅燒體。將煅燒體在氧化鋁研缽內施行破碎直到不存在大塊為止，獲得實施例9的螢光體。
實施例9的螢光體之激發‧發光光譜，如圖17所示。實施例9的螢光體之發光尖峰波長係812nm，發光尖峰波長的半高寬係74nm。圖17中，實線係表示照射波長455nm激發光時的發光光譜，虛線係表示對發光尖峰波長812nm的激發光譜。由以上得知，可依可見光之寬範圍進行激發。
對實施例9的螢光體先照射波長455nm激發光，經停止照射後，測定發光尖峰波長812nm下的發光強度變化，結果直到成為初期強度1/10為止的殘光時間係5ms。
再者，針對實施例9的螢光體施行粉末X射線繞射測定而獲得的XRD圖案，如圖18所示。得知實施例9的螢光體係由主相CaAl12O19構成。
使用市售的SrCO3粉末(RARE METALLIC公司製20820-61H-S)、K2CO3粉末(和光純藥工業公司製STE4006)、Tm2O3粉末(信越化學工業公司製TM-04-001)、Al2O3粉末(住友化學AKP-20)、及Cr2O3粉末(Kishida化學公司製B58840N)，依合成後所獲得螢光體成為Sr0.98Tm0.01K0.01Al11.88Cr0.12O19的方式進行秤量，且為了促進結晶成長而另外添加5wt%的H3BO3(和光純藥工業公司製WAQ3766)。
將該等原料在氧化鋁製研缽中，經添加乙醇後施行濕式混合，使乙醇自然乾燥後，裝入至氧化鋁製容器中，再將已裝入混合原料的容器設置於小型電爐(MOTOYAMA公司製SUPER BURN)中，於大氣下，依1500℃施行8小時加熱，而獲得煅燒體。將煅燒體在氧化鋁研缽內施行破碎直到不存在大塊為止，獲得實施例10的螢光體。
實施例10的螢光體之激發‧發光光譜，如圖19所示。實施例10的螢光體之發光尖峰波長係810nm，發光尖峰波長的半高寬係83nm。圖19中，實線係表示照射波長455nm激發光時的發光光譜，虛線係表示對發光尖峰波長810nm的激發光譜。由以上得知，可依可見光之寬範圍進行激發。
對實施例10的螢光體先照射波長455nm激發光，經停止照射後，測定發光尖峰波長812nm下的發光強度變化，結果直到成為初期強度1/10為止的殘光時間係5ms。
再者，針對實施例10的螢光體施行粉末X射線繞射測定而獲得的XRD圖案，如圖20所示。得知實施例10的螢光體係由主相SrAl12O19構成。
原料係使用市售的CaCO3粉末(白辰化學公司製8071073)、Al2O3粉末(住友化學AKP-20)、及Cr2O3粉末(Kishida化學公司製B58840N)，依合成後所獲得螢光體成為CaAl11.88Cr0.12O19的方式進行秤量，且為了促進結晶成長而另外添加1wt%的H3BO3(和光純藥工業公司製WAQ3766)。
將該等原料在氧化鋁製研缽中，經添加乙醇後施行濕式混合，使乙醇自然乾燥後，裝入至氧化鋁製容器中，再將已裝入混合原料的容器設置於小型電爐(MOTOYAMA公司製SUPER BURN)中，於大氣下，依1500℃施行8小時加熱，而獲得煅燒體。將煅燒體在氧 化鋁研缽內施行破碎直到不存在大塊為止，獲得實施例11的螢光體。
實施例11的螢光體之激發‧發光光譜，如圖21所示。實施例11的螢光體之發光尖峰波長係786nm，發光尖峰波長的半高寬係81nm。圖21中，實線係表示照射波長455nm激發光時的發光光譜，虛線係表示對發光尖峰波長786nm的激發光譜。由以上得知，可依可見光之寬範圍進行激發。
對實施例11的螢光體先照射波長455nm激發光，經停止照射後，測定發光尖峰波長786nm下的發光強度變化，結果直到成為初期強度1/10為止的殘光時間係5ms。
再者，針對實施例11的螢光體施行粉末X射線繞射測定而獲得的XRD圖案，如圖22所示。得知實施例11的螢光體係由主相CaAl12O19構成。
使用市售的SrCO3粉末(白辰307134)、Al2O3粉末(高純度化學研究所公司製γ氧化鋁)、及Cr2O3粉末(Kishida化學公司製B58840N)，依合成後所獲得螢光體成為SrAl11.88Cr0.12O19的方式進行秤量，且為了促進結晶成長而另外添加1wt%的H3BO3(和光純藥工業公司製WAQ3766)。
將該等原料在氧化鋁製研缽中，經添加乙醇後施行濕式混合， 使乙醇自然乾燥後，裝入至氧化鋁製容器中，再將已裝入混合原料的容器設置於小型電爐(MOTOYAMA公司製SUPER BURN)中，於大氣下，依1650℃施行8小時加熱，而獲得煅燒體。將煅燒體在氧化鋁研缽內施行破碎直到不存在大塊為止，獲得實施例12的螢光體。
實施例12的螢光體之激發‧發光光譜，如圖23所示。實施例12的螢光體之發光尖峰波長係771nm，發光尖峰波長的半高寬係87nm。圖23中，實線係表示照射波長455nm激發光時的發光光譜，虛線係表示對發光尖峰波長771nm的激發光譜。由以上得知，可依可見光之寬範圍進行激發。
對實施例12的螢光體先照射波長455nm激發光，經停止照射後，測定發光尖峰波長771nm下的發光強度變化，結果直到成為初期強度1/10為止的殘光時間係5ms。
再者，針對實施例12的螢光體施行粉末X射線繞射測定而獲得的XRD圖案，如圖24所示。得知實施例12的螢光體係由主相SrAl12O19構成。
針對實施例1至實施例10的螢光體，施行波長範圍300~850nm內的反射率測定，波長範圍700~850nm內的反射率最小值R1、波長範圍300~700nm內的反射率最小值R2、以及反射率最小值差R1-R2，如表1所示。由表1得知，各實施例的螢光體在發光波長範圍700~850nm內的反射率高，而在涵蓋可見光的波長範圍 300~700nm內之反射率低，所以雖有效率地吸收可見光，但在發光波長範圍內的吸收較少。
再者，實施例1與實施例2的螢光體反射率光譜，分別如圖25與圖26所示。得知在發光波長範圍700~850nm內的反射率高，在涵蓋可見光的波長範圍300~700nm內之反射率低。
使用市售的CaCO3粉末(白辰化學5122136)、La(OH)3粉末(高純度化學研究所公司製4510551)、MgO粉末(和光純藥工業公司製LKG5947)、Al2O3粉末(住友化學AKP-20)、及Cr2O3粉末(Furuuchi化學公司製60211K2)，依合成後所獲得螢光體成為La0.5Ca0.5Mg0.5Al11.38Cr0.12O19的方式進行秤量，且為了促進結晶成長而另外添加5wt%的H3BO3(和光純藥工業公司製WAQ3766)。
將該等原料在氧化鋁製研缽中，經添加乙醇後施行濕式混合，使乙醇自然乾燥後，裝入至氧化鋁製容器中，再將已裝入混合原料的容器設置於小型電爐(MOTOYAMA公司製SUPER BURN)中，於大氣下，依1500℃施行8小時加熱，而獲得煅燒體。將煅燒體在氧化鋁研缽內施行破碎直到不存在大塊為止，獲得實施例13的螢光體。
實施例13的螢光體之激發‧發光光譜，如圖27所示。實施例13的螢光體之發光尖峰波長係755nm，發光尖峰波長的半高寬係107nm。圖27中，實線係表示照射波長455nm激發光時的發光光譜，虛線係表示對發光尖峰波長755nm的激發光譜。由以上得知，可依可見光之寬範圍進行激發。
再者，針對實施例13的螢光體施行粉末X射線繞射測定而獲得的XRD圖案，如圖28所示。
使用市售的CaCO3粉末(白辰化學5122136)、La(OH)3粉末(高純度化學研究所公司製4510551)、Tm2O3粉末(信越化學工業公司製TM-04-001)、MgO粉末(和光純藥工業公司製LKG5947)、Al2O3粉末(住友化學AKP-20)、及Cr2O3粉末(Furuuchi化學公司製60211K2)，依合成後所獲得螢光體成為La0.49Tm0.01Ca0.5Mg0.5Al11.38Cr0.12O19的方式進行秤量，且為了促進結晶成長而另外添加5wt%的H3BO3(和光純藥工業公司製WAQ3766)。
將該等原料在氧化鋁製研缽中，經添加乙醇後施行濕式混合，使乙醇自然乾燥後，裝入至氧化鋁製容器中，再將已裝入混合原料的容器設置於小型電爐(MOTOYAMA公司製SUPER BURN)中，於大氣下，依1500℃施行8小時加熱，而獲得煅燒體。將煅燒體在氧化鋁研缽內施行破碎直到不存在大塊為止，獲得實施例14的螢光體。
實施例14的螢光體之激發‧發光光譜，如圖29所示。實施例14的螢光體之發光尖峰波長係803nm，發光尖峰波長的半高寬係121nm。圖29中，實線係表示照射波長455nm激發光時的發光光譜，虛線係表示對發光尖峰波長803nm的激發光譜。由以上得知，可依可見光之寬範圍進行激發。
再者，針對實施例14的螢光體施行粉末X射線繞射測定而獲得的XRD圖案，如圖30所示。
使用市售的SrCO3粉末(白辰化學506149)、La(OH)3粉末(高純度化學研究所公司製4510551)、MgO粉末(和光純藥工業公司製LKG5947)、Al2O3粉末(住友化學AKP-20)、及Cr2O3粉末(Furuuchi化學公司製60211K2)，依合成後所獲得螢光體成為La0.5Sr0.5Mg0.5Al11.38Cr0.12O19的方式進行秤量，且為了促進結晶成長而另外添加5wt%的H3BO3(和光純藥工業公司製WAQ3766)。
將該等原料在氧化鋁製研缽中，經添加乙醇後施行濕式混合，使乙醇自然乾燥後，裝入至氧化鋁製容器中，再將已裝入混合原料的容器設置於小型電爐(MOTOYAMA公司製SUPER BURN)中，於大氣下，依1500℃施行8小時加熱，而獲得煅燒體。將煅燒體在氧化鋁研缽內施行破碎直到不存在大塊為止，獲得實施例15的螢光體。
實施例15的螢光體之激發‧發光光譜，如圖31所示。實施例15的螢光體之發光尖峰波長係760nm，發光尖峰波長的半高寬係108nm。圖31中，實線係表示照射波長455nm激發光時的發光光譜，虛線係表示對發光尖峰波長760nm的激發光譜。由以上得知，可依可見光之寬範圍進行激發。
再者，針對實施例15的螢光體施行粉末X射線繞射測定而獲得的XRD圖案，如圖32所示。
使用市售的SrCO3粉末(白辰化學506149)、La(OH)3粉末(高純度化學研究所公司製4510551)、Tm2O3粉末(信越化學工業公司製TM-04-001)、MgO粉末(和光純藥工業公司製LKG5947)、Al2O3粉末(住友化學AKP-20)、及Cr2O3粉末(Furuuchi化學公司製60211K2)，依合成後所獲得螢光體成為La0.49Tm0.01Sr0.5Mg0.5Al11.38Cr0.12O19的方式進行秤量，且為了促進結晶成長而另外添加5wt%的H3BO3(和光純藥工業公司製WAQ3766)。
將該等原料在氧化鋁製研缽中，經添加乙醇後施行濕式混合，使乙醇自然乾燥後，裝入至氧化鋁製容器中，再將已裝入混合原料的容器設置於小型電爐(MOTOYAMA公司製SUPER BURN)中，於大氣下，依1500℃施行8小時加熱，而獲得煅燒體。將煅燒體在氧化鋁研缽內施行破碎直到不存在大塊為止，獲得實施例16的螢光體。
實施例16的螢光體之激發‧發光光譜，如圖33所示。實施例16的螢光體之發光尖峰波長係803nm，發光尖峰波長的半高寬係119nm。圖33中，實線係表示照射波長455nm激發光時的發光光譜，虛線係表示對發光尖峰波長803nm的激發光譜。由以上得知，可依可見光之寬範圍進行激發。
再者，針對實施例16的螢光體施行粉末X射線繞射測定而獲得的XRD圖案，如圖34所示。
原料係使用市售的BaCO3粉末(高純度化學研究所公司製168713)、SrCO3粉末(RARE METALLIC公司製20820-61H-S)、MgO粉末(和光純藥工業公司製LKG5947)、Al2O3粉末(住友化學AKP-20)、及Sm2O3粉末(三津和公司製44208)，依合成後所獲得螢光體成為Ba0.4Sr0.5Sm0.1MgAl10O17的方式進行秤量，且為了促進結晶成長而另外添加1wt%的H3BO3(和光純藥工業公司製WAQ3766)。
將該等原料在氧化鋁製研缽中，經添加乙醇後施行濕式混合，使乙醇自然乾燥後，裝入至氧化鋁製容器中，再將已裝入混合原料的容器設置於小型電爐(MOTOYAMA公司製SUPER BURN)中，於大氣下，依1600℃施行8小時加熱，而獲得煅燒體。將煅燒體在氧化鋁研缽內施行破碎直到不存在大塊為止，放入至氧化鋁製容器中之後，再放入管狀爐中，於碳存在下，一邊流通氮N2氣體，一邊依1500℃施行4小時加熱，而獲得煅燒體。煅燒體在氧化鋁研缽內施行破碎直到不存在大塊為止，藉此獲得實施例17的螢光體。
實施例17的螢光體之激發‧發光光譜，如圖35所示。實施例17的螢光體之發光尖峰波長係804nm，發光尖峰波長的半高寬係137nm。圖35中，實線係表示照射波長455nm激發光時的發光光譜，虛線係表示對發光尖峰波長804nm的激發光譜。由以上得知，可依可見光之寬範圍進行激發。
再者，針對實施例17的螢光體施行粉末X射線繞射測定而獲得的XRD圖案，如圖36所示。得知實施例17的螢光體係由主相(Ba、Sr)MgAl10O17構成。
原料係使用市售的CaCO3粉末(白辰化學公司製8071073)、Sc2O3粉末(信越化學公司製RSC-04-2801)、及Eu2O3粉末(RARE METALLIC公司製21211-13)，依合成後所獲得螢光體成為Ca0.995Eu0.005Sc2O4的方式進行秤量。
將該等原料在氧化鋁製研缽中，經添加乙醇後施行濕式混合，使乙醇自然乾燥後，裝入至氧化鋁製容器中，將已裝入混合原料的容器設置於管狀爐中，一邊流動N2與H2混合氣體(H2：4%)，一邊依1450℃施行8小時加熱，而獲得煅燒體。將煅燒體在氧化鋁研缽內施行破碎直到不存在大塊為止，經施行粉末X射線繞射測定而獲得的XRD圖案，如圖37所示。得知由主相CaSc2O4構成。將經破碎的粉末裝入至BN製容器中之後，再裝入至管狀爐中，於碳存在下，一邊流通氮N2氣體，一邊依1500℃施行4小時加熱，而獲得煅燒體。將煅燒體在氧化鋁研缽內施行破碎直到不存在大塊為止，藉此獲得實施例18的螢光體。
實施例18的螢光體之激發‧發光光譜，如圖38所示。實施例18的螢光體之發光尖峰波長係756nm，發光尖峰波長的半高寬係132nm。圖38中，實線係表示照射波長455nm激發光時的發光光譜，虛線係表示對發光尖峰波長756nm的激發光譜。由以上得知，可依可見光之寬範圍進行激發。
原料係使用市售的La(OH)3粉末(高純度化學研究所公司製4401411)、Al2O3粉末(住友化學AKP-20)、Ga2O3粉末(三井金屬礦業公司製90402)、GeO2(高純度化學研究所公司製313826)、及Cr2O3粉末(Kishida化學公司製B58840N)，依合成後所獲得螢光體成為La3.0Ga2.45Al2.50Cr0.05GeO14的方式進行秤量，且為了促進結晶成長而另外添加1wt%的H3BO3(和光純藥工業公司製WAQ3766)。
將該等原料在氧化鋁製研缽中，經添加乙醇後施行濕式混合，使乙醇自然乾燥後，裝入至氧化鋁製容器中，再將已裝入混合原料的容器設置於小型電爐(MOTOYAMA公司製SUPER BURN)中，於大氣下，依1300℃施行8小時加熱，而獲得煅燒體。將煅燒體在氧化鋁研缽內施行破碎直到不存在大塊為止，獲得實施例19的螢光體。
實施例19的螢光體發光光譜係如圖39所示。實施例19的發光光譜係對螢光體照射發光波長450nm的半導體雷射，並使用分光器與近紅外用光電倍增管(HAMAMATSU公司製R5509-43)測定發光光譜。實施例19的螢光體之發光尖峰波長係922nm，發光尖峰波長的半高寬係256nm。
再者，針對實施例19的螢光體施行粉末X射線繞射測定而獲得的XRD圖案，如圖40所示。得知實施例19的螢光體係由La3(Al,Ga)5GeO14構成。
原料係使用市售的La(OH)3粉末(高純度化學研究所公司製4401411)、Sc2O3粉末(信越化學公司製RSC-04-2801)、Cr2O3粉末(Kishida化學公司製B58840N)、及H3BO3(和光純藥工業公司製WAQ3766)，為了彌補在煅燒中B2O3因蒸發而減少之情形，將H3BO3設為過剩5%，並依合成後所獲得螢光體成為LaSc2.91Cr0.09B4O12的方式進行秤量。
將該等原料在氧化鋁製研缽中進行乾式混合，放於白金箔上，再將已裝入混合原料的容器設置於小型電爐(MOTOYAMA公司製SUPER BURN)中，於大氣下，依1300℃施行12小時加熱，而獲得煅燒體。將煅燒體在氧化鋁研缽內施行破碎直到不存在大塊為止，獲得實施例20的螢光體。
實施例20的螢光體發光光譜係如圖41所示。實施例20的發光光譜係對螢光體照射發光波長450nm的半導體雷射，並使用分光器與近紅外用光電倍增管(HAMAMATSU公司製R5509-43)測定發光光譜。實施例20的螢光體之發光尖峰波長係884nm，發光尖峰波長的半高寬係202nm。
再者，針對實施例20的螢光體施行粉末X射線繞射測定而獲得的XRD圖案，如圖42所示。得知實施例20的螢光體係由單相LaSc3B4O12構成。
組合實施例2的螢光體、與藍色LED，而製作紅外發光裝置。
原料係使用實施例2所獲得之螢光體、及熱硬化性聚矽氧樹脂。各原料係依重量比成為螢光體：熱硬化性聚矽氧樹脂=15：85的方式秤量。將該等原料使用EME公司製V-mini300進行混合，塗佈於已搭載市售藍LED(昭和電工公司製)的外殼上並使其硬化，獲得發光裝置。
發光裝置的發光光譜係如圖43所示。發光裝置在約800nm處具有紅外發光尖峰，得知呈廣範圍的紅外發光。
Claims (19)
- 一種發光裝置，其特徵為，係含有下述者：半導體發光元件，其發出紫外光或可見光；以及螢光體，其吸收由該半導體發光元件發出的紫外光或可見光，並在紅外區域發光；該在紅外區域發光的螢光體係下式(1)所示；該在紅外區域發光的螢光體於紅外區域的發光尖峰波長係在波長750至1050nm間，且該發光尖峰的波形之半高寬係超過50nm；(M11-bM2b)(M31-dM4d)12O19‧‧‧(1)其中，M1係表示從Mg以外的鹼土族金屬元素中選擇之一個以上的金屬元素；M2係表示從Sc以外的稀土族金屬元素中選擇之一個以上的金屬元素；M3係表示至少含有Ga，且含有從Mg、Zn、B、Al、In、Sc、Si、Ge、Ti、Sn、Zr、及Hf中選擇之一個以上的金屬元素之二個以上金屬元素；M4係表示從Cr、Mn、Fe、Ni、及Cu中選擇之一個以上的金屬元素；O係表示氧；且0≦b≦1、0<d≦0.5。
- 如請求項1之發光裝置，其中，上述在紅外區域發光的螢光體，係僅由直到發光尖峰強度成為初期發光尖峰強度1/10為止所需時間的殘光時間在10ms以下的螢光體所構成。
- 如請求項1之發光裝置，其中，上述在紅外區域發光的螢光體，係僅由波長700至850nm間之反射率為80%以上的螢光體所構成。
- 如請求項3之發光裝置，其中，上述在紅外區域發光的螢光體，在波長700至850nm間的反射率較在波長300至700nm間的反射率高，二者差為20%以上。
- 如請求項1之發光裝置，其中，上述在紅外區域發光的螢光體係至少含有Cr作為激活元素。
- 如請求項1之發光裝置，其中，上述在紅外區域發光的螢光體係至少含有Eu2+或Sm2+作為激活元素。
- 如請求項1之發光裝置，其中，上述在紅外區域發光的螢光體係具有磁鐵鉛礦(magnetoplumbite)結構作為結晶相。
- 一種螢光體，係含有下式(2)所示化學組成的結晶相，在波長750nm至1050nm間具有發光尖峰波長；(A11-aA2a)(A31-cA4c)12O19‧‧‧(2)其中，A1係表示從Mg以外的鹼土族金屬元素中選擇之一個以上的金屬元素；A2係表示從Sc以外的稀土族金屬元素中選擇之一個以上的金屬元素；A3係表示至少包含Al的一個以上之金屬元素；A4係表示從Cr、Mn、Fe、Ni、及Cu中選擇之一個以上的金屬元素；O係表示氧； 0≦a≦1、0<c≦0.5。
- 如請求項8之螢光體，其中，上述式(2)中的金屬元素A3係更進一步含有從Mg、Zn、B、Ga、In、Sc、Si、Ge、Ti、Sn、Zr、及Hf中選擇之一個以上的金屬元素。
- 如請求項8之螢光體，其中，上述式(2)中的金屬元素A3係含有Al與Ga。
- 如請求項8之螢光體，其中，上述式(2)中，0<a≦1。
- 如請求項8之螢光體，其中，上述式(2)中的金屬元素A2係至少含有Tm。
- 如請求項8之螢光體，其中，上述式(2)中的金屬元素A1係至少含有Ca或Sr。
- 如請求項8之螢光體，其中，上述式(2)中的金屬元素A4係至少含有Cr。
- 如請求項8之螢光體，其中，直到發光尖峰強度成為初期發光尖峰強度1/10為止所需時間的殘光時間係10ms以下。
- 如請求項8之螢光體，其中，上述發光尖峰的波形半高寬係超過50nm。
- 一種發光裝置，其特徵為，係含有下述者：半導體發光元件，其發出紫外光或可見光；以及螢光體，其吸收由該半導體發光元件發出的紫外光或可見光，並在紅外區域發光；該在紅外區域發光的螢光體係請求項8之螢光體。
- 一種影像辨識裝置，係包含有：半導體受光元件，其在波長750至1050nm間具有分光感度；以 及發光裝置，其係請求項1至7及17中任一項之發光裝置。
- 一種分析裝置，係分析血液及/或食品者，其特徵為含有：半導體受光元件，其在波長750至1050nm間具有分光感度；以及發光裝置，其係請求項1至7及17中任一項之發光裝置。
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