WO2019216083A1 - 蛍光体、光源および生化学分析装置 - Google Patents

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今村　伸
猛 石田
山崎　功夫
定光 麻生
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株式会社日立ハイテクノロジーズ
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Definitions

  • the present disclosure relates to a phosphor, a light source, and a biochemical analyzer using the phosphor.
  • a reagent is added to a sample and irradiated with light, and the concentration of the biological sample is observed by measuring the emission intensity.
  • a light source capable of emitting light in a wavelength range of 340 to 800 nm is used in a wide wavelength range of light irradiated to a sample.
  • LEDs Light Emitting Diodes
  • the sample is analyzed using light in a wide wavelength range of 340 to 800 nm.
  • the near-infrared wavelength region excited by near-ultraviolet light is used. It is necessary to use a phosphor that emits light up to.
  • Patent Document 1 discloses a phosphor that is excited by a near-ultraviolet LED and emits near-infrared light. Specifically, in Patent Document 1, as an example of the phosphor, LiAlO 2 : Fe (peak wavelength of emission spectrum: 746 nm) and Al 2 O 3 : Cr (light emission wavelength of light emission device) emitting infrared light in a light emitting device are disclosed. Not described) (see abstract, paragraph 0066, FIG. 3).
  • Patent Document 2 discloses LiGaO 2 : Fe as a fluorescent component that emits near-infrared light.
  • Patent Document 3 discloses, as a preferable example, a technique in which an ultraviolet-excited phosphor (BAM) having an average particle diameter of 5 ⁇ m or less is used for a light emitting device (see paragraph 0026). The phosphor emits visible light (see paragraph 0021 and Table 3).
  • BAM ultraviolet-excited phosphor
  • Non-Patent Document 1 discloses a phosphor crystal synthesis method using Al 2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O as a raw material.
  • Non-Patent Document 2 discloses a synthesis example of a phosphor using a metal Al dissolved as a starting material.
  • Non-Patent Document 3 describes an example in which a phosphor is synthesized using AlOOH or Al (NO 3 ) ⁇ 9H 2 O as a starting material.
  • a plurality of types of LED light sources having different wavelength regions may be used instead of using a tungsten lamp having a short lamp life.
  • a plurality of types of LED light sources there has been a problem of uneven brightness in the light emitting region.
  • LiAlO 2 : Fe and Al 2 O 3 : Cr are known as near-infrared phosphors.
  • these phosphors do not have many excitation bands in the near ultraviolet region (wavelength is in the range of about 300 nm to 405 nm). Therefore, when using a light source that combines a near-ultraviolet LED and a phosphor, there is a problem that the emission intensity of near-infrared emission is low. Therefore, it has been necessary to search for a new near-infrared light emitting phosphor in order to produce a light source that can be applied to a biochemical analyzer in combination with an LED that emits near-ultraviolet light.
  • This disclosure has been made in view of the above problems, and provides a technique for improving the performance of an analyzer and facilitating maintenance.
  • a phosphor having an emission intensity peak in the range of 760 to 790 nm, a quantum efficiency of 50% or more, and an absorptance of 25% or more.
  • This specification includes the disclosure of Japanese Patent Application No. 2018-090854, which is the basis of the priority of the present application.
  • the performance of the analyzer can be improved and maintenance can be facilitated. Problems, configurations, and effects other than those described above will become apparent from the following description of embodiments.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a light source used in the biochemical analyzer of the present disclosure.
  • the light source 1 includes an LED module 2, a transparent resin 3, LED elements 4 (for example, LED elements include a plurality of LED elements having different emission wavelengths), a heat sink 5, and wiring 6.
  • LED elements 4 for example, LED elements include a plurality of LED elements having different emission wavelengths
  • a heat sink 5 for example, a heat sink 5
  • a plurality of types of phosphors 7 are mixed in the transparent resin 3.
  • the phosphors of the present disclosure described later are included in the plurality of types of phosphors 7.
  • LED elements for the LED module 2 from the viewpoint of suppressing luminance unevenness.
  • a configuration may be adopted in which the power of light emission is improved by using a plurality of LED elements that emit light having a wavelength of 340 nm.
  • LED elements having different emission wavelengths such as LED elements that emit light having a wavelength of 340 nm and LED elements that emit light having a wavelength of 405 nm can be combined and incorporated into the LED module 2.
  • the transparent resin 3 when the transmitted light is visible light, a silicone resin is mainly used. Further, when the transmitted light is near-ultraviolet light, a fluororesin or the like that transmits near-ultraviolet light can be used. These transparent resins can be easily mixed with phosphors and can be solidified by firing at a temperature of approximately 250 ° C. or lower.
  • the transparent resin 3 mixed with the phosphor 7 may be directly placed on the LED element 4 or may be placed on a quartz glass or the like that transmits near-ultraviolet light and placed in the path of the emitted LED light. Moreover, the adhesiveness of a resin layer can be improved by apply
  • the LED module 2 may be formed of a transparent resin in a single layer form, or may be formed in a multilayer form in which a plurality of layers are stacked by changing the kind of phosphor to be mixed for each layer.
  • the transparent resin may contain light scattering material fine particles.
  • a reflective material may be provided between the resin layer and the wall surface of the LED module 2.
  • the LED module 2 since the LED module 2, particularly the LED element 4, becomes hot, a heat radiating plate 5 may be provided.
  • a water-cooling or air-cooling cooling mechanism may be provided on the opposite side of the radiator plate from the LED module 2. The efficiency with which the phosphor 7 absorbs light having a wavelength of near ultraviolet to blue and emits light tends to decrease when the temperature of the phosphor 7 increases. Therefore, as described above, the light source 1 is desirably provided with a cooling mechanism.
  • the light source 1 having such a configuration excites a phosphor with LED light (near ultraviolet to blue wavelength), and has a wavelength region of 340 to 800 nm between LED light and light emitted from the wavelength-converted phosphor. Light is emitted from the light source 1.
  • the biochemical analyzer to which the light source 1 is applied can monitor light absorption (transmitted light amount) through a sample cell with a light receiving device.
  • FIG. 2 is a table showing the raw material compositions of the phosphors of the comparative example and the example.
  • FIG. 3 is a table showing the firing conditions of the phosphors of the comparative example and the example.
  • FIG. 4 is a table showing characteristics of phosphors of comparative examples and examples.
  • a phosphor was synthesized using ⁇ -alumina as a raw material.
  • the raw materials used to synthesize the phosphor are 1.22 g of BaCO 3 , 3.77 g of alpha alumina, 10 mg of FeCl 2 ⁇ 4H 2 O, and 5 mg of flux (AlF 3 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired at 1200 ° C. in an air atmosphere for 2 hours. After firing and cooling, the fired phosphor was taken out and lightly ground in a mortar to obtain a phosphor.
  • the target phosphor composition is BaAl 12 O 19 : Fe ( ⁇ -alumina) (however, it is difficult to simply describe the exact composition ratio of BaAl 12 O 19 : Fe).
  • FeCl 2 ⁇ 4H 2 O used as a raw material is Fe 2+ and has a bronze color, but the raw material is mixed in a mortar and left for about 1 hour, so that it is oxidized in the air and becomes reddish brown Change to Fe 3+ .
  • Quantum efficiency and absorptance when the phosphor of Comparative Example 1 was excited with light having a wavelength of 340 nm were measured using a quantum yield measuring apparatus. As a result, the quantum efficiency was 1% and the absorption rate was 10%. Therefore, when the phosphor was synthesized using ⁇ -alumina as a raw material, light emission of the phosphor could hardly be confirmed.
  • a phosphor was synthesized using calcined alumina as a raw material.
  • the calcined alumina is a product (product name: S powder) manufactured by Shinko Co., Ltd., and is a calcined alumina.
  • the raw materials for synthesizing the phosphor are 1.22 g of BaCO 3 , 3.65 g of calcined alumina, 120 mg of FeCl 2 ⁇ 4H 2 O, and 5 mg of flux (AlF 3 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired at 1200 ° C. in an air atmosphere for 2 hours.
  • the quantum efficiency and the absorptance were measured when the phosphor of Comparative Example 2 was excited with light having a wavelength of 340 nm. As a result, the quantum efficiency was 17%, the absorptance was 61%, and the emission intensity was 178.
  • the phosphor synthesized in Comparative Example 2 had an emission peak at 790 nm.
  • the emission intensity is the intensity of light having a wavelength showing an emission peak, and is a unit of Energy (a.u.) in the quantum yield measuring apparatus.
  • a phosphor was synthesized using calcined alumina as a raw material.
  • the calcined alumina is a product manufactured by Shinko Co., Ltd., and is a calcined alumina.
  • the raw materials for synthesizing the phosphor are 0.47 g of BaCO 3 , 1.45 g of calcined alumina, 47 mg of FeCl 2 ⁇ 4H 2 O, and 27 mg of flux (AlF 3 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired at 1450 ° C. in an air atmosphere for 2 hours.
  • the quantum efficiency and the absorptance were measured when the phosphor of Comparative Example 3 was excited with light having a wavelength of 340 nm. As a result, the quantum efficiency was 40%, the absorption rate was 35%, and the emission intensity was 255.
  • the phosphor synthesized in Comparative Example 3 had an emission peak at 788 nm.
  • a phosphor was synthesized using calcined alumina as a raw material.
  • the calcined alumina is a product manufactured by Shinko Co., Ltd., and is a calcined alumina.
  • the raw materials for synthesizing the phosphor are 0.43 g of BaCO 3 , 1.49 g of calcined alumina, 24 mg of FeCl 2 .4H 2 O, and 55 mg of flux (AlF 3 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired at 1450 ° C. in an air atmosphere for 2 hours.
  • the quantum efficiency and the absorptance were measured when the phosphor of Comparative Example 5 was excited with light having a wavelength of 340 nm. As a result, the quantum efficiency was 73%, the absorption rate was 26%, and the emission intensity was 327.
  • the phosphor synthesized in Comparative Example 4 had an emission peak at 787 nm.
  • a phosphor was synthesized using calcined alumina as a raw material.
  • the calcined alumina is a product manufactured by Shinko Co., Ltd., and is a calcined alumina.
  • the raw materials for synthesizing the phosphor are 0.38 g of BaCO 3 , 1.48 g of calcined alumina, 24 mg of FeCl 2 ⁇ 4H 2 O, and 110 mg of flux (AlF 3 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired at 1450 ° C. in an air atmosphere for 2 hours.
  • the quantum efficiency and the absorptance were measured when the phosphor of Comparative Example 5 was excited with light having a wavelength of 340 nm. As a result, the quantum efficiency was 71%, the absorptance was 29%, and the emission intensity was 361.
  • the phosphor synthesized in Comparative Example 5 had an emission peak at 785 nm.
  • a phosphor was synthesized using calcined alumina as a raw material.
  • the calcined alumina is a product manufactured by Shinko Co., Ltd., and is a calcined alumina.
  • the raw materials for synthesizing the phosphor are 0.39 g of BaCO 3 , 1.49 g of calcined alumina, 8 mg of FeCl 2 .4H 2 O, and 110 mg of flux (AlF 3 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired at 1450 ° C. in an air atmosphere for 2 hours.
  • the quantum efficiency and the absorptance were measured when the phosphor of Comparative Example 6 was excited with light having a wavelength of 340 nm. As a result, the quantum efficiency was 104%, the absorption rate was 16%, and the emission intensity was 264.
  • the phosphor synthesized in Comparative Example 6 had an emission peak at 787 nm.
  • the particle size (D50) was 6.5 ⁇ m.
  • a phosphor was synthesized using calcined alumina as a raw material.
  • the calcined alumina is a product manufactured by Shinko Co., Ltd., and is a calcined alumina.
  • the raw materials for synthesizing the phosphor are 0.48 g of BaCO 3 , 1.49 g of calcined alumina, 10 mg of FeCl 2 ⁇ 4H 2 O, and 25 mg of flux (AlF 3 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired at 1450 ° C. in an air atmosphere for 2 hours.
  • Quantum efficiency and absorptance when the phosphor of Comparative Example 7 was excited with light having a wavelength of 340 nm were measured using a quantum yield measuring apparatus. As a result, the quantum efficiency was 112%, the absorption rate was 15%, and the emission intensity was 301.
  • the phosphor synthesized in Comparative Example 7 had an emission peak at 788 nm.
  • a phosphor was synthesized using calcined alumina as a raw material.
  • the calcined alumina is a product manufactured by Shinko Co., Ltd., and is a calcined alumina.
  • the raw materials for synthesizing the phosphor are 0.39 g of BaCO 3 , 1.50 g of calcined alumina, 4.9 mg of FeCl 2 ⁇ 4H 2 O, and 111 mg of flux (AlF 3 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired at 1450 ° C. in an air atmosphere for 2 hours.
  • Quantum efficiency and absorptance when the phosphor of Comparative Example 8 was excited with light having a wavelength of 340 nm were measured using a quantum yield measuring apparatus. As a result, the quantum efficiency was 119%, the absorption rate was 12%, and the emission intensity was 262.
  • the phosphor synthesized in Comparative Example 8 had an emission peak at 784 nm.
  • a phosphor was synthesized using calcined alumina as a raw material.
  • the calcined alumina is a product manufactured by Shinko Co., Ltd., and is a calcined alumina.
  • the raw materials for synthesizing the phosphor are 0.39 g of BaCO 3 , 1.50 g of calcined alumina, 2.5 mg of FeCl 2 ⁇ 4H 2 O, and 111 mg of flux (AlF 3 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired at 1450 ° C. in an air atmosphere for 2 hours.
  • the quantum efficiency and the absorptance were measured when the phosphor of Comparative Example 9 was excited with light having a wavelength of 340 nm. As a result, the quantum efficiency was 121%, the absorptance was 8%, and the emission intensity was 177.
  • the phosphor synthesized in Comparative Example 9 had an emission peak at 783 nm.
  • Comparative Examples 2 to 9 calcined alumina was used as the alumina raw material.
  • the addition amount of Fe was mainly adjusted. The smaller the amount of Fe added, the higher the quantum efficiency and the lower the absorption rate.
  • Comparative Example 10 a phosphor was synthesized using molten alumina as a raw material.
  • Fused alumina is a product of High Purity Chemical Company.
  • the raw materials for synthesizing the phosphor are 0.42 g of Na 2 CO 3 , 0.92 g of molten alumina, 36 mg of FeCl 2 .4H 2 O, and 190 mg of flux (BaCl 2 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired at 1450 ° C. in an air atmosphere for 2 hours.
  • the quantum efficiency and the absorptance were measured when the phosphor of Comparative Example 10 was excited with light having a wavelength of 340 nm. As a result, the quantum efficiency was 3%, the absorptance was 40%, and the emission intensity was 27.
  • the phosphor synthesized in Comparative Example 10 had an emission peak at 766 nm. When molten alumina was used as a raw material, although luminescence could be confirmed, the luminescence intensity was small. Molten alumina contains a small amount of ⁇ -alumina, but its amount is very small, about 1%.
  • Comparative Example 11 a phosphor was synthesized using molten alumina as a raw material.
  • Fused alumina is a product of High Purity Chemical Company.
  • the raw materials for synthesizing the phosphor are 2.17 g of Na 2 CO 3 , 2.32 g of molten alumina, 41 mg of FeCl 2 .4H 2 O, and 470 mg of flux (BaCl 2 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired at 1450 ° C. in an air atmosphere for 2 hours.
  • the quantum efficiency and the absorptance were measured when the phosphor of Comparative Example 11 was excited with light having a wavelength of 340 nm. As a result, the quantum efficiency was 20%, the absorptance was 35%, and the emission intensity was 135.
  • the phosphor synthesized in Comparative Example 11 had an emission peak at 772 nm. It was confirmed that even when molten alumina was used, the amount of luminescence could be increased by increasing the amount of Na.
  • Comparative Example 12 a phosphor was synthesized using ⁇ -alumina as a raw material for the purpose of Na-nAl 2 O 3 : Fe. ⁇ -alumina having a shape of Powder ca. 3 ⁇ m was obtained from the High Purity Chemical Laboratory and used.
  • Quantum efficiency and absorptance when the phosphor of Comparative Example 12 was excited with light having a wavelength of 340 nm were measured using a quantum yield measuring apparatus. As a result, the quantum efficiency was 2%, the absorptance was 17%, and the emission intensity was 18.
  • the phosphor synthesized in Comparative Example 12 had an emission peak at 779 nm.
  • the particle size (D50) was 5.9 ⁇ m.
  • Example 1 a phosphor was synthesized using ⁇ -alumina as a raw material.
  • ⁇ -alumina is a mixed phase product (sintered product) of NaAl 11 O 17 ( ⁇ phase) and NaAl 5 O 8 ( ⁇ ′′ phase) containing Na in the alumina raw material.
  • ⁇ phase and ⁇ ′′ phase Are collectively called ⁇ -alumina (or ⁇ -Al 2 O 3 ).
  • ⁇ -alumina means a material containing 50% or more of a ⁇ -alumina component and having ⁇ -alumina as a main component.
  • ⁇ -alumina having a shape of Powder ca. 3 ⁇ m was obtained from the High Purity Chemical Laboratory and used.
  • the ⁇ -alumina was confirmed to have heterogeneous phases considered to be ⁇ -alumina and ⁇ -alumina by X-ray analysis, but contained 90% or more of ⁇ -alumina.
  • the ⁇ -alumina contains 6.5% Na by weight.
  • the raw materials for the synthesis of the phosphor are 0.38 g of BaCO 3 , 1.48 g of ⁇ -alumina (mixed phase product), 30 mg of FeCl 2 .4H 2 O, and 110 mg of flux (BaCl 2 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired for 2 hours at a firing temperature of 1450 ° C. in an air atmosphere.
  • the quantum efficiency and the absorptance were measured when the phosphor of Example 1 was excited with light having a wavelength of 340 nm. As a result, the quantum efficiency was 69%, the absorption rate was 46%, and the emission intensity was 556.
  • the phosphor synthesized in Example 1 had an emission peak at 771 nm.
  • the particle size (D50) was 5.3 ⁇ m. In the phosphor of Example 1, the amount of the raw material was almost the same as that of Comparative Example 5, but the emission intensity was higher than that in the case of using calcined alumina (emission intensity 361).
  • Example 2 a phosphor was synthesized using ⁇ -alumina as a raw material.
  • ⁇ -alumina having a shape of Powder ca. 3 ⁇ m was obtained from the High Purity Chemical Laboratory and used.
  • the raw materials for the synthesis of the phosphor are 0.38 g of BaCO 3 , 1.48 g of ⁇ -alumina (mixed phase product), 47 mg of FeCl 2 .4H 2 O, and 110 mg of flux (BaCl 2 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired for 2 hours at a firing temperature of 1450 ° C. in an air atmosphere.
  • Quantum efficiency and absorptance when the phosphor of Example 2 was excited with light having a wavelength of 340 nm were measured using a quantum yield measuring apparatus. As a result, the quantum efficiency was 52%, the absorption rate was 55%, and the emission intensity was 511.
  • the phosphor synthesized in Example 2 had an emission peak at 777 nm.
  • the particle size (D50) was 3.7 ⁇ m.
  • Example 3 a phosphor was synthesized using ⁇ -alumina as a raw material.
  • ⁇ -alumina having a shape of Powder ca. 3 ⁇ m was obtained from the High Purity Chemical Laboratory and used.
  • the raw materials for the synthesis of the phosphor are 0.43 g of BaCO 3 , 1.45 g of ⁇ -alumina (mixed phase product), 47 mg of FeCl 2 .4H 2 O, and 55 mg of flux (BaCl 2 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired for 2 hours at a firing temperature of 1450 ° C. in an air atmosphere.
  • Quantum efficiency and absorptance when the phosphor of Example 3 was excited with light having a wavelength of 340 nm were measured using a quantum yield measuring apparatus. As a result, the quantum efficiency was 52%, the absorption rate was 54%, and the emission intensity was 494.
  • the phosphor synthesized in Example 3 had an emission peak at 775 nm. Moreover, when the particle size of the phosphor was measured with a particle size distribution measuring device, the particle size (D50) was 2.6 ⁇ m.
  • Example 4 a phosphor was synthesized using ⁇ -alumina as a raw material.
  • ⁇ -alumina having a shape of Powder ca. 3 ⁇ m was obtained from the High Purity Chemical Laboratory and used.
  • the raw materials used to synthesize the phosphor are 0.43 g of BaCO 3 , 1.49 g of ⁇ -alumina (mixed phase product), 8 mg of FeCl 2 .4H 2 O, and 55 mg of flux (BaCl 2 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired for 2 hours at a firing temperature of 1450 ° C. in an air atmosphere.
  • Quantum efficiency and absorptance when the phosphor of Example 4 was excited with light having a wavelength of 340 nm were measured using a quantum yield measuring apparatus. As a result, the quantum efficiency was 90%, the absorption rate was 31%, and the emission intensity was 503.
  • the phosphor synthesized in Example 4 had an emission peak at 771 nm.
  • the particle size (D50) was 2.4 ⁇ m.
  • Example 5 a phosphor was synthesized using ⁇ -alumina as a raw material.
  • ⁇ -alumina having a shape of Powder ca. 3 ⁇ m was obtained from the High Purity Chemical Laboratory and used.
  • the raw materials used to synthesize the phosphor are 0.43 g of BaCO 3 , 1.48 g of ⁇ -alumina (mixed phase product), 24 mg of FeCl 2 .4H 2 O, and 55 mg of flux (BaCl 2 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired for 2 hours at a firing temperature of 1450 ° C. in an air atmosphere.
  • Quantum efficiency and absorptance when the phosphor of Example 5 was excited with light having a wavelength of 340 nm were measured using a quantum yield measuring apparatus. As a result, the quantum efficiency was 79%, the absorption rate was 38%, and the emission intensity was 533.
  • the phosphor synthesized in Example 5 had an emission peak at 769 nm. Moreover, when the particle size of the phosphor was measured with a particle size distribution measuring device, the particle size (D50) was 3.2 ⁇ m.
  • Example 6 a phosphor was synthesized for the purpose of Na—nAl 2 O 3 : Fe using ⁇ -alumina as a raw material. ⁇ -alumina having a shape of Powder ca. 3 ⁇ m was obtained from the High Purity Chemical Laboratory and used.
  • the raw materials for synthesizing the phosphor are 0.42 g of Na 2 CO 3 , 1.11 g of ⁇ -alumina (mixed phase product), 8 mg of FeCl 2 .4H 2 O, and 55 mg of flux (BaCl 2 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired for 2 hours at a firing temperature of 1450 ° C. in an air atmosphere.
  • Quantum efficiency and absorptance when the phosphor of Example 6 was excited with light having a wavelength of 340 nm were measured using a quantum yield measuring apparatus. As a result, the quantum efficiency was 76%, the absorption rate was 37%, and the emission intensity was 503.
  • the phosphor synthesized in Example 6 had an emission peak at 770 nm.
  • the particle size (D50) was 4.7 ⁇ m.
  • Example 7 a phosphor was synthesized using ⁇ -alumina as a raw material for the purpose of Na-nAl 2 O 3 : Fe. ⁇ -alumina having a shape of Powder ca. 3 ⁇ m was obtained from the High Purity Chemical Laboratory and used.
  • the raw materials for synthesizing the phosphor are 1.11 g of ⁇ -alumina (mixed phase product), 8 mg of FeCl 2 .4H 2 O, and 55 mg of flux (BaCl 2 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired for 2 hours at a firing temperature of 1450 ° C. in an air atmosphere. In Example 7, Na 2 CO 3 was not included in the raw material.
  • Quantum efficiency and absorptance when the phosphor of Example 7 was excited with light having a wavelength of 340 nm were measured using a quantum yield measuring apparatus. As a result, the quantum efficiency was 88%, the absorption rate was 26%, and the emission intensity was 413.
  • the phosphor synthesized in Example 7 had an emission peak at 773 nm. Moreover, when the particle size of the phosphor was measured with a particle size distribution measuring device, the particle size (D50) was 2.2 ⁇ m.
  • Example 8 a phosphor was synthesized using ⁇ -alumina as a raw material for the purpose of Na-nAl 2 O 3 : Fe. ⁇ -alumina having a shape of Powder ca. 3 ⁇ m was obtained from the High Purity Chemical Laboratory and used.
  • the raw materials used to synthesize the phosphor are 0.27 g of Na 2 CO 3 , 1.15 g of ⁇ -alumina (mixed phase product), 9 mg of FeCl 2 .4H 2 O, and 260 mg of flux (BaCl 2 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired for 2 hours at a firing temperature of 1450 ° C. in an air atmosphere.
  • Quantum efficiency and absorptance when the phosphor of Example 8 was excited with light having a wavelength of 340 nm were measured using a quantum yield measuring apparatus. As a result, the quantum efficiency was 90%, the absorptance was 34%, and the emission intensity was 530.
  • the phosphor synthesized in Example 8 had an emission peak at 770 nm. Further, when the particle size of the phosphor was measured with a particle size distribution measuring device, the particle size (D50) was 3.8 ⁇ m.
  • Example 9 a phosphor was synthesized using ⁇ -alumina as a raw material for the purpose of Na-nAl 2 O 3 : Fe. ⁇ -alumina having a shape of Powder ca. 3 ⁇ m was obtained from the High Purity Chemical Laboratory and used.
  • the raw materials for the synthesis of the phosphor are 0.27 g of Na 2 CO 3 , 1.15 g of ⁇ -alumina (mixed phase product), 23 mg of FeCl 2 .4H 2 O, and 260 mg of flux (BaCl 2 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired for 2 hours at a firing temperature of 1450 ° C. in an air atmosphere.
  • Quantum efficiency and absorptance when the phosphor of Example 9 was excited with light having a wavelength of 340 nm were measured using a quantum yield measuring apparatus. As a result, the quantum efficiency was 45%, the absorption rate was 79%, and the emission intensity was 646.
  • the phosphor synthesized in Example 9 had an emission peak at 771 nm. Moreover, when the particle size of the phosphor was measured with a particle size distribution measuring device, the particle size (D50) was 3.7 ⁇ m.
  • Example 10 a phosphor was synthesized using ⁇ -alumina as a raw material for the purpose of Na-nAl 2 O 3 : Fe. ⁇ -alumina having a shape of Powder ca. 3 ⁇ m was obtained from the High Purity Chemical Laboratory and used.
  • the raw materials for synthesizing the phosphor are 0.27 g of Na 2 CO 3 , 1.15 g of ⁇ -alumina (mixed phase product) and 23 mg of FeCl 2 .4H 2 O. They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired for 2 hours at a firing temperature of 1450 ° C. in an air atmosphere. In Example 10, the flux was not mixed into the raw material.
  • Quantum efficiency and absorptance when the phosphor of Example 10 was excited with light having a wavelength of 340 nm were measured using a quantum yield measuring apparatus. As a result, the quantum efficiency was 56%, the absorption rate was 43%, and the emission intensity was 439.
  • the phosphor synthesized in Example 10 had an emission peak at 771 nm. Moreover, when the particle size of the phosphor was measured with a particle size distribution measuring device, the particle size (D50) was 4.2 ⁇ m.
  • Example 11 a phosphor was synthesized for the purpose of Na—nAl 2 O 3 : Fe using ⁇ -alumina as a raw material.
  • ⁇ -alumina having a shape of Powder ca. 3 ⁇ m was obtained from the High Purity Chemical Laboratory and used.
  • the raw materials for the synthesis of the phosphor are 0.27 g of Na 2 CO 3 , 1.15 g of ⁇ -alumina (mixed phase product), 23 mg of FeCl 2 .4H 2 O, and 260 mg of flux (BaCl 2 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired at a firing temperature of 1350 ° C. for 2 hours in an air atmosphere.
  • Quantum efficiency and absorptance when the phosphor of Example 11 was excited with light having a wavelength of 340 nm were measured using a quantum yield measuring apparatus. As a result, the quantum efficiency was 61%, the absorptance was 40%, and the emission intensity was 464.
  • the phosphor synthesized in Example 11 had an emission peak at 771 nm. Moreover, when the particle size of the phosphor was measured with a particle size distribution measuring device, the particle size (D50) was 3.3 ⁇ m.
  • Example 12 a phosphor was synthesized using ⁇ -alumina as a raw material for the purpose of Na-nAl 2 O 3 : Fe. ⁇ -alumina having a shape of Powder ca. 3 ⁇ m was obtained from the High Purity Chemical Laboratory and used.
  • Quantum efficiency and absorptance when the phosphor of Example 12 was excited with light having a wavelength of 340 nm were measured using a quantum yield measuring apparatus. As a result, the quantum efficiency was 63%, the absorption rate was 59%, and the emission intensity was 682.
  • the phosphor synthesized in Example 12 had an emission peak at 771 nm.
  • the particle size (D50) was 4.8 ⁇ m. As can be seen from the comparison with Example 11, the higher the firing temperature, the better the emission intensity.
  • Example 13 a phosphor was synthesized using calcined alumina as a raw material.
  • the calcined alumina is a product manufactured by Shinko Co., Ltd., and is a calcined alumina.
  • Na 2 CO 3 was included in the raw material instead of BaCO 3 .
  • NaBr was used as the flux.
  • the target phosphor composition is Na-nAl 2 O 3 : Fe (Described as Na 2 O-n'Al 2 O 3 , but in this specification, Na 2 CO 3 was added as a raw material. , Na-nAl 2 O 3 : Fe).
  • the raw materials for synthesizing the phosphor are 0.42 g of Na 2 CO 3 , 1.11 g of calcined alumina, 8 mg of FeCl 2 .4H 2 O, and 210 mg of flux (NaBr). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired for 2 hours at a firing temperature of 1450 ° C. in an air atmosphere.
  • Quantum efficiency and absorptance when the phosphor of Example 13 was excited with light having a wavelength of 340 nm were measured using a quantum yield measuring apparatus. As a result, the quantum efficiency was 78%, the absorption rate was 31%, and the emission intensity was 410.
  • the phosphor synthesized in Example 13 had an emission peak at 770 nm.
  • Example 14 a phosphor was synthesized for the purpose of CaAl 12 O 19 : Fe using ⁇ -alumina as a raw material. ⁇ -alumina having a shape of Powder ca. 3 ⁇ m was obtained from the High Purity Chemical Laboratory and used.
  • the raw materials for synthesizing the phosphor are 0.23 g of CaCO 3 , 1.59 g of ⁇ -alumina (mixed phase product), 8 mg of FeCl 2 .4H 2 O, and 59 mg of flux (BaCl 2 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired for 2 hours at a firing temperature of 1450 ° C. in an air atmosphere.
  • Quantum efficiency and absorptance when the phosphor of Example 14 was excited with light having a wavelength of 340 nm were measured using a quantum yield measuring apparatus. As a result, the quantum efficiency was 98%, the absorption rate was 25%, and the emission intensity was 469.
  • the phosphor synthesized in Example 14 had an emission peak at 767 nm.
  • Example 15 a phosphor was synthesized using ⁇ -alumina as a raw material for the purpose of SrAl 12 O 19 : Fe. ⁇ -alumina having a shape of Powder ca. 3 ⁇ m was obtained from the High Purity Chemical Laboratory and used.
  • the raw materials for the synthesis of the phosphor are 0.34 g of SrCO 3 , 1.59 g of ⁇ -alumina (mixed phase product), 8 mg of FeCl 2 .4H 2 O, and 59 mg of flux (BaCl 2 ). They were mixed in a mortar, placed in an alumina crucible, and fired for 2 hours at a firing temperature of 1450 ° C. in an air atmosphere.
  • Quantum efficiency and absorptance when the phosphor of Example 15 was excited with light having a wavelength of 340 nm were measured using a quantum yield measuring apparatus. As a result, the quantum efficiency was 99%, the absorptance was 28%, and the emission intensity was 478.
  • the phosphor synthesized in Example 15 had an emission peak at 771 nm.
  • the temperature at which the phosphor raw material is fired is, for example, 1300 ° C. or higher, and preferably 1500 ° C. or higher.
  • the average particle size (value where volume% is 50%) of the phosphors prepared in Examples 1 to 12 was 5.3 ⁇ m or less.
  • As the flux AlF 3 or NaBr can be used. However, since the degree of sintering of the phosphor is somewhat large, the particle size of the phosphor can be controlled to be smaller by using BaCl 2 .
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an excitation spectrum of the near-infrared light emitting phosphor (BaAl 12 O 19 : Fe) of the present disclosure.
  • the excitation band of BaAl 12 O 19 : Fe is in the range of 300 to 400 nm, and the peak of the excitation band is particularly 340 nm. Therefore, BaAl 12 O 19 : Fe is suitable for excitation with an LED that emits light having a wavelength of 340 nm.
  • FIG. 6 is a diagram showing an emission spectrum when the phosphor (BaAl 12 O 19 : Fe) is excited by near-ultraviolet light having a wavelength of 340 nm.
  • the phosphor of the present disclosure (BaAl 12 O 19 : Fe) has an emission peak wavelength near 774 nm, a full width at half maximum of 86 nm, and a sufficiently high emission intensity at a wavelength of 800 nm. That is, the phosphor (BaAl 12 O 19 : Fe) of the present disclosure has a light emitting component on the longer wavelength side than 750 nm.
  • the full width at half maximum is 50 nm or more.
  • a known phosphor LiAlO 2 : Fe
  • Al 2 O 3 : Cr has a sharp emission spectrum with a narrow full width at half maximum.
  • analysis is performed using 12 types of light having specific wavelengths existing between 340 nm and 800 nm. Therefore, it is necessary to use a phosphor that has a sufficiently wide full width at half maximum to cover these wavelengths and has a sufficient emission intensity in near-infrared light having a wavelength of 800 nm. With known phosphors it is difficult to meet the above requirements.
  • FIG. 7 is a diagram showing an excitation spectrum of a near-infrared light emitting phosphor (Na—nAl 2 O 3 : Cr ( ⁇ -alumina)) of the present disclosure.
  • the peak wavelength of the excitation spectrum of the Cr-activated phosphor having a Ga-based matrix composition is around 460 nm, whereas the near-infrared light-emitting phosphor of the present disclosure (Na-nAl 2 O 3 : Cr ( ⁇ -alumina)
  • the peak wavelength of the excitation spectrum of is around 420 nm.
  • the near-infrared light emitting phosphor (Na-nAl 2 O 3 : Cr ( ⁇ -alumina)) of the present disclosure is suitable for excitation with an LED element that emits light having a wavelength of 405 nm.
  • the above characteristics are excitation band characteristics based on a combination of ⁇ -alumina and Cr emission center.
  • a light source When a light source is produced by combining an LED element that emits light having a wavelength of 405 nm and an LED element that emits light having a wavelength of 340 nm, the light emission intensity of light having a wavelength of 405 nm is high, and thus the near-infrared emission fluorescence.
  • An example of such a phosphor is Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Cr.
  • Bi, Tl, Ce, Tb, Eu or Mn to the raw material as an additive element in addition to Fe and Cr.
  • These elements may be added alone, but may be added to the raw material in combination of multiple types such as Ce and Fe, or Eu and Cr. These elements not only serve as emission centers, but also form trap levels in the phosphor and contribute to light emission.
  • Fluorescent material used for light source In order to emit light having a wavelength of 340 to 800 nm from the light source, it is effective to use a near-infrared light emitting phosphor, a near ultraviolet light emitting phosphor, a blue light emitting phosphor, a green light emitting phosphor and a red light emitting phosphor. It is.
  • Y 2 SiO 5 Ce (P47) phosphor is used as a near-ultraviolet phosphor
  • BaMgAl 10 O 17 Eu (BAM) phosphor (excitation at 340 nm) or (Sr, Ca, Ba) is used as a blue light-emitting phosphor.
  • 10 (PO 4 ) 6 C l2 Eu (SCA) phosphor (excitation at 405 nm)
  • green light emitting phosphor Sr, Ba, Mg
  • 2 SiO 4 Eu (BOS) phosphor
  • red light emitting phosphor CaAlSiN 3 Eu (CASN) phosphor
  • CaAlSiN 3 Eu (CASN) phosphor
  • Sr 5 (PO 4 ) 3 Cl Eu
  • Ba 5 SiO 4 Cl 6 Eu
  • (Sr, Ba) Al 2 Si 2 O 8 Eu
  • BaMg 2 Al 16 O 27 Eu
  • Sr 4 Al 14 O 25 Eu
  • Sr 2 P 2 O 7 Eu
  • Sr 3 (PO 4 ) 2 Eu
  • LiSrPO 4 Eu
  • Ba 3 MgSi 2 O 8 Eu
  • BaAl 2 S 4 Eu
  • CaF 2 Eu
  • AlN Eu
  • BaSi 2 O 2 N 2 Eu
  • YBO 3 Ce
  • Sr 3 (BO 3 ) 2 Ce
  • LaAl (Si, Al) 6 (N , O) 10 Ce, Y 2 O 3 : Bi
  • GaN Zn, ZnS: Ag, Cl, ZnS: Ag, Br.
  • Examples of phosphors that emit green light when excited by near ultraviolet light include Sr 2 SiO 4 : Eu, Ba 2 SiO 4 : Eu, SrAl 2 O 4 : Eu, CaAl 2 S 4 : Eu, and SrAl 2 S 4 : Eu , CaGa 2 S 4 : Eu, SrGa 2 S 4 : Eu, ⁇ -SiAlON: Eu, CaSi 2 O 2 N 2 : Eu, SrSi 2 O 2 N 2 : Eu, Ba 3 Si 6 O 12 N 2 : Eu, ⁇ -SiAlON: Yb, BaMgAl 10 O 17 : Eu, Mn, Zn 2 GeO 4 : Mn, ZnS: Cu, Al, ZnO: Zn, LiTbW 2 O 8 , NaTbW 2 O 8 , KTbW 2 O 8 it can.
  • Examples of phosphors that emit yellow light and orange light by near ultraviolet light excitation include Ca 3 SiO 5 : Eu, Sr 3 SiO 5 : Eu, Ba 3 SiO 5 : Eu, Li 2 SrSiO 4 : Eu, and Sr 2 Ga. 2 SiO 7 : Eu, Sr 3 (BO 3 ) 2 : Eu, ⁇ -SiAlON: Eu, Sr 3 SiO 5 : Ce, ZnS: Mn.
  • Examples of phosphors that emit red light when excited by near ultraviolet light include LiEuW 2 O 8 , NaEuW 2 O 8 , KeuW 2 O 8 , Li 5 EuW 4 O 16 , Na 5 EuW 4 O 16 , and K 5 EuW 4 O. 16 , Ca 2 ZnSi 2 O 7 : Eu, SrS: Eu, Sr 2 Si 5 N 8 : Eu, Ba 2 Si 5 N 8 : Eu, Sr 2 P 2 O 7 : Eu, Mn, Ba 3 MgSi 2 O 8 : Eu, Mn, CuAlS 2 : Mn, Ba 2 ZnS 3 : Mn.
  • Examples of phosphors that emit near-infrared light when excited by near ultraviolet to blue light include, for example, Y 3 Al 5 O 12 : Cr, BaMgAl 10 O 17 : Cr, Lu 3 Ga 5 O 12 : Cr, and Lu 3 Al 5 O.
  • Y 3 Al 5 O 12 Fe, Y 3 Al 5 O 12 : Ce, Fe, BaMgAl 10 O 17 : Fe, BaMgAl 10 O 17 : Eu, Fe, ZnAl 2 O 4 : Fe, LiAl 5 O 8 : Fe, GdAlO 3 : Fe, BeAl 2 O 4 : Fe, MgAl 2 O 4 : Fe, GdMgAl 11 O 19 : Fe, LaAlO 3 : Fe, YAl 3 (BO 3 ) 4 : Fe, GdAl 3 (BO 3 ) 4 : Fe, (Al, Ga) 2 O 3 : Fe, (Al, Ga) 2 O 3 : Eu, Fe, and the like.
  • these near-infrared phosphors can be synthesized using ⁇ -alumina described in the present disclosure as a raw material. Furthermore, these near-infrared light emitting phosphors can be synthesized by mixing at least one element of Pr, Sm, Yb, Er, Nd, Dy and Tm.
  • the average particle size of the phosphor used in the light source of the present disclosure is desirably 5 ⁇ m or less.
  • the average particle diameter of the phosphor can be defined as follows. As a method for examining the average particle diameter of the particles (phosphor particles), there are a method of measuring with a particle size distribution measuring device and a method of directly observing with an electron microscope.
  • the near-infrared light-emitting phosphor of the present disclosure is suitable as a wavelength conversion material combined with an LED element that emits near-ultraviolet light having an excitation band wavelength. Therefore, when used as a light source for biochemical analysis, an excellent effect is exhibited. Moreover, since the said fluorescent substance has a small average particle diameter, it mixes in resin and is suitable for making the transmitted light of the light which an LED element emits become excitation light.
  • ⁇ -alumina having a shape of Powder ca. 3 ⁇ m was obtained from the High Purity Chemical Laboratory, but the starting material ⁇ -alumina has a particle size of 0.1 to A thing of about 3 ⁇ m may be used.
  • a light source was fabricated by placing a transparent resin mixed with a phosphor on an LED element that emits near-ultraviolet light.
  • the light source of the structural example 1 used the LED element which light-emits light with a wavelength of 340 nm as an LED element, and used the fluororesin as transparent resin.
  • the upper part of the LED module is covered with quartz glass, and only one LED element is incorporated therein.
  • near-infrared emitting phosphors Na-nAl 2 O 3 : Fe synthesized using ⁇ -alumina, near-ultraviolet emitting phosphors (Y 2 SiO 5 : Ce (P47)), blue emitting phosphors Body (BaMgAl 10 O 17 : Eu (BAM)), green-emitting phosphor ((Sr, Ba, Mg) 2 SiO 4 : Eu (BOS)) and red-emitting phosphor (CaAlSiN 3 : Eu (CASN)) It was.
  • the light source was produced as follows. First, near-infrared emitting phosphor: the (Na-nAl 2 O 3 Fe ) 8mg, near ultraviolet emitting phosphor (Y 2 SiO 5: Ce) was 8mg weighed and mixed in a fluororesin 160 [mu] l. After mixing, the mixture was left for about a day, and a fluororesin in which a near-infrared phosphor and an ultraviolet phosphor were mixed on the quartz glass of the LED module was potted. The fluorine resin was naturally dried for about 30 minutes and then baked at 50 ° C. for 30 minutes to solidify the surface of the fluorine resin.
  • blue phosphor (BaMgAl 10 O 17 : Eu (BAM)
  • green phosphor (Sr, Ba, Mg) 2 SiO 4 : Eu (BOS)
  • red phosphor (CaAlSiN 3 : Eu) (CASN)) was weighed 8 mg each and mixed in 240 ⁇ l of fluororesin.
  • Potting a resin mixed with a blue light emitting phosphor, a green light emitting phosphor and a red light emitting phosphor for about a day on a resin layer containing a near-infrared light emitting phosphor already formed A two-layer structure of a layer in which a near-infrared light-emitting phosphor and a near-ultraviolet light-emitting phosphor were mixed and a layer in which a blue light-emitting phosphor, a green light-emitting phosphor and a red light-emitting phosphor were mixed was formed.
  • the fluorine resin was naturally dried for about 30 minutes, it was baked at 50 ° C. for 30 minutes to solidify the surface of the fluorine resin. Thereafter, it was naturally dried for several days to solidify the fluororesin, thereby producing a light source.
  • FIG. 8 is a diagram showing an emission spectrum of the light source of Configuration Example 1. As shown in FIG. 8, it was confirmed that near-infrared emission has a peak of emission intensity near 800 nm.
  • the light source of Configuration Example 1 is formed by combining an LED element and a phosphor having a wide emission wavelength band. Since the light source has one LED element, luminance unevenness can be suppressed, and light is emitted in a wide wavelength region near near infrared light. In addition, when the light source is applied to an analyzer, the life of the light source is long, unlike the case where a tungsten lamp is used as the light source, and the maintenance cost of the apparatus can be suppressed.
  • the light source of the structural example 1 contains the near-infrared light emitting phosphor in the resin layer closer to the LED element, it is often excited by near-ultraviolet light and emits near-infrared light with high emission intensity.
  • Configuration example 2 A light source was fabricated by placing a transparent resin mixed with a phosphor on an LED element that emits near-ultraviolet light.
  • an LED element that emits light having a wavelength of 340 nm and an LED element that emits light having a wavelength of 405 nm were used as the LED elements, and a fluororesin was used as the transparent resin.
  • the upper part of the LED module is covered with quartz glass, and one LED element (wavelength 340 nm) and one LED element (wavelength 405 nm) are incorporated therein.
  • a near-infrared emitting phosphor (Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Cr) synthesized using ⁇ -alumina, a blue emitting phosphor ((Sr, Ca, Ba) 10 (PO 4 )).
  • Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Cr a blue emitting phosphor
  • Ba, Ca, Ba blue emitting phosphor
  • BOS green light emitting phosphor
  • CaAlSiN 3 Eu (CASN)
  • the light source was produced as follows. First, 8 mg of near-infrared light emitting phosphor (Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Cr) was weighed and mixed in 80 ⁇ l of a fluororesin. After mixing, the mixture was left for about a day, and a fluororesin in which a near-infrared light emitting phosphor was mixed on the quartz glass of the LED module was potted. The fluorine resin was naturally dried for about 30 minutes and then baked at 50 ° C. for 30 minutes to solidify the surface of the fluorine resin.
  • blue-emitting phosphor (Sr, Ca, Ba) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu (SCA)
  • green-emitting phosphor ((Sr, Ba, Mg) 2 SiO 4 : Eu (BOS)
  • red light emitting phosphor (CaAlSiN 3 : Eu (CASN)) were weighed in an amount of 8 mg each and mixed in 240 ⁇ l of fluororesin.
  • SiO 2 fine particles may be mixed in the fluororesin as a light diffusing material. Potting a resin mixed with a blue light emitting phosphor, a green light emitting phosphor and a red light emitting phosphor for about a day on a resin layer containing a near-infrared light emitting phosphor already formed, A two-layer structure of a layer in which a near-infrared phosphor is mixed and a layer in which a blue phosphor, a green phosphor and a red phosphor are mixed is used.
  • the produced light source 1 was good as a light source for biochemical analysis because the light power was improved by adding a 405 nm light emitting LED element.
  • a light source was fabricated by placing a transparent resin mixed with a phosphor on an LED element that emits near-ultraviolet light.
  • the light source of the structural example 3 used the LED element which emits light with a wavelength of 340 nm as an LED element, and used fluororesin as transparent resin.
  • the upper part of the LED module is covered with quartz glass, and three LED elements are incorporated therein.
  • a near-infrared emitting phosphor (BaAl 12 O 19 : Fe) synthesized using ⁇ -alumina, a near-ultraviolet emitting phosphor (Y 2 SiO 5 : Ce (P47)), a blue emitting phosphor ( BaMgAl 10 O 17 : Eu (BAM)), green light emitting phosphor ((Sr, Ba, Mg) 2 SiO 4 : Eu (BOS)) and red light emitting phosphor (CaAlSiN 3 : Eu (CASN)) were used.
  • the light source was produced as follows. First, 8 mg of near-infrared phosphor (BaAl 12 O 19 : Fe) and 8 mg of near-ultraviolet phosphor (Y 2 SiO 5 : Ce) were weighed and mixed in 160 ⁇ l of a fluororesin. After mixing, the mixture was left for about a day, and a fluororesin in which a near-infrared phosphor and an ultraviolet phosphor were mixed on the quartz glass of the LED module was potted. The fluorine resin was naturally dried for about 30 minutes and then baked at 50 ° C. for 30 minutes to solidify the surface of the fluorine resin.
  • blue phosphor (BaMgAl 10 O 17 : Eu (BAM)
  • green phosphor (Sr, Ba, Mg) 2 SiO 4 : Eu (BOS)
  • red phosphor (CaAlSiN 3 : Eu) (CASN)) was weighed 8 mg each and mixed in 240 ⁇ l of fluororesin.
  • Potting a resin mixed with a blue light emitting phosphor, a green light emitting phosphor and a red light emitting phosphor for about a day on a resin layer containing a near-infrared light emitting phosphor already formed A two-layer structure of a layer in which a near-infrared light-emitting phosphor and a near-ultraviolet light-emitting phosphor were mixed and a layer in which a blue light-emitting phosphor, a green light-emitting phosphor and a red light-emitting phosphor were mixed was formed.
  • the fluorine resin was naturally dried for about 30 minutes, it was baked at 50 ° C. for 30 minutes to solidify the surface of the fluorine resin. Furthermore, after baking at 80 ° C. for 30 minutes, baking was performed at 150 ° C. for 60 minutes to solidify the fluororesin.
  • the light source thus produced was good as a light source for biochemical analysis.
  • a light source was fabricated by placing a transparent resin mixed with a phosphor on an LED element that emits near-ultraviolet light.
  • the light source of the structural example 4 used as a LED element the LED element which light-emits light with a wavelength of 340 nm, and the LED element which light-emits light with a wavelength of 405 nm, and used fluororesin as transparent resin.
  • the upper part of the LED module is covered with quartz glass, and three LED elements (wavelength 340 nm) and one LED element (wavelength 405 nm) are incorporated therein.
  • a near-infrared emitting phosphor (Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Cr) synthesized using ⁇ -alumina, a blue emitting phosphor ((Sr, Ca, Ba) 10 (PO 4 )).
  • Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Cr a blue emitting phosphor
  • Ba, Ca, Ba blue emitting phosphor
  • BOS green light emitting phosphor
  • CaAlSiN 3 Eu (CASN)
  • the light source was produced as follows. First, 8 mg of near-infrared light emitting phosphor (Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Cr) was weighed and mixed in 80 ⁇ l of a fluororesin. After mixing, the mixture was left for about a day, and a fluororesin in which a near-infrared light emitting phosphor was mixed on the quartz glass of the LED module was potted. The fluorine resin was naturally dried for about 30 minutes and then baked at 50 ° C. for 30 minutes to solidify the surface of the fluorine resin.
  • blue-emitting phosphor (Sr, Ca, Ba) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu (SCA)
  • green-emitting phosphor ((Sr, Ba, Mg) 2 SiO 4 : Eu (BOS)
  • red light emitting phosphor (CaAlSiN 3 : Eu (CASN)) were weighed in an amount of 8 mg each and mixed in 240 ⁇ l of fluororesin.
  • SiO 2 fine particles may be mixed in the fluororesin as a light diffusing material. Potting a resin mixed with a blue light emitting phosphor, a green light emitting phosphor and a red light emitting phosphor for about a day on a resin layer containing a near-infrared light emitting phosphor already formed, A two-layer structure of a layer in which a near-infrared phosphor is mixed and a layer in which a blue phosphor, a green phosphor and a red phosphor are mixed is used.
  • the produced light source was baked at 80 ° C. for 30 minutes and then baked at 200 ° C. for 60 minutes to solidify the fluororesin.
  • Light emission of the produced light source 1 was good as a light source for biochemical analysis because the light power was improved by adding a 405 nm light emitting LED element.
  • a light source was fabricated by placing a transparent resin mixed with a phosphor on an LED element that emits near-ultraviolet light.
  • the light source of the structural example 5 used as a LED element the LED element which light-emits light with a wavelength of 340 nm, and the LED element which light-emits light with a wavelength of 405 nm, and used fluororesin as transparent resin.
  • the upper part of the LED module is covered with quartz glass, and one LED element (wavelength 340 nm) and one LED element (wavelength 405 nm) are incorporated therein.
  • near-infrared emitting phosphors (BaAl 12 O 19 : Fe) synthesized using ⁇ -alumina, blue emitting phosphors ((Sr, Ca, Ba) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu (SCA)), green light emitting phosphor ((Sr, Ba, Mg) 2 SiO 4 : Eu (BOS)) and red light emitting phosphor (CaAlSiN 3 : Eu (CASN)) were used.
  • the light source was produced as follows. First, 8 mg of near-infrared light emitting phosphor (BaAl 12 O 19 : Fe) was weighed and mixed in 80 ⁇ l of a fluororesin. After mixing, the mixture was left for about a day, and a fluororesin in which a near-infrared light emitting phosphor was mixed on the quartz glass of the LED module was potted. The fluorine resin was naturally dried for about 30 minutes and then baked at 50 ° C. for 30 minutes to solidify the surface of the fluorine resin.
  • near-infrared light emitting phosphor BaAl 12 O 19 : Fe
  • blue-emitting phosphor (Sr, Ca, Ba) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu (SCA)
  • green-emitting phosphor ((Sr, Ba, Mg) 2 SiO 4 : Eu (BOS)
  • red light emitting phosphor (CaAlSiN 3 : Eu (CASN)) were weighed in an amount of 8 mg each and mixed in 240 ⁇ l of fluororesin.
  • SiO 2 fine particles may be mixed in the fluororesin as a light diffusing material. Potting a resin mixed with a blue light-emitting phosphor, a green light-emitting phosphor and a red light-emitting phosphor for about a day on a resin layer containing a near-infrared light-emitting phosphor that has already been formed, A two-layer structure of a layer in which a near-infrared phosphor is mixed and a layer in which a blue phosphor, a green phosphor, and a red phosphor are mixed is used.
  • the produced light source was baked at 80 ° C. for 30 minutes and then baked at 200 ° C. for 60 minutes to solidify the fluororesin.
  • Light emission of the produced light source 1 was good as a light source for biochemical analysis because the light power was improved by adding a 405 nm light emitting LED element.
  • the light source of the present disclosure can be used as, for example, a light source for a biochemical analyzer, a light source for an analytical instrument such as a spectrophotometer, and a light source for plant growth.
  • the phosphor of the present disclosure can be used as a fluorescent material for living body observation, a wavelength conversion material for solar cells, and the like.
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications.
  • the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present disclosure, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.

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Abstract

分析装置の性能を向上させ且つメンテナンスを容易にする。　蛍光体は、アルミナと、Fe、Cr、Bi、Tl、Ce、Tb、Eu、Mnの少なくとも一種と、を含む原料であって、全原料中にナトリウムを６．１～１５．９重量％含有する原料を焼成して製造される。

Description

蛍光体、光源および生化学分析装置
　本開示は、蛍光体、光源およびそれを用いた生化学分析装置に関する。
　生体化学分析装置では、試料に試薬を添加して光を照射し、発光強度を計測して生体試料の濃度を観察している。生化学分析装置においては、試料に照射する光の波長域が３４０～８００ｎｍといった広範囲な波長域であり、当該波長領域の光を発光できる光源が用いられている。
　近年、近紫外光を発光するＬＥＤ（Light Emitting Diode）が開発され、試料分析用の光源として用いられている。生化学分析装置においては、上記のとおり３４０～８００ｎｍといった広範囲な波長域の光を用いて試料を分析しており、上記ＬＥＤを利用するには、近紫外光で励起され近赤外の波長領域まで発光する蛍光体を用いる必要がある。
　特許文献１には、近紫外発光ＬＥＤで励起し、近赤外発光を起こす蛍光体が開示されている。具体的には、特許文献１には、上記蛍光体の例として、発光装置において赤外を発光するLiAlO2:Fe（発光スペクトルのピーク波長：７４６ｎｍ）およびAl2O3:Cr（発光波長の記載なし）が開示されている（要約、段落００６６、図３参照）。
　また、特許文献２には、近赤外発光をする蛍光成分としてLiGaO2:Feが開示されている。さらに、特許文献３には、好ましい例として、平均粒径が５μｍ以下の紫外線励起の蛍光体（ＢＡＭ）を発光装置に用いる技術が開示されている（段落００２６参照）。当該蛍光体は可視光を出射するものである（段落００２１、表３参照）。
　また、非特許文献１には、原料としてAl2(SO4)3・18H2Oを用いる蛍光体の結晶合成の方法が開示されている。また、非特許文献２には、金属Alを溶解したものを出発原料とする蛍光体の合成例が開示されている。さらに、非特許文献３には、AlOOHまたはAl(NO3)・9H2Oを出発原料として用いて蛍光体を合成した例が記載されている。
特開２００１－３５２１０１号公報 特開２０１５－６０９２１号公報 特開２０１６－１０３５５６号公報
React.Kinet.Catal.Lett. Vol. 86, No. 2, 299-306 (2005) J.Electrochem.Soc. Vol.147, No.11, 4368-4373 (2000) Displays Vol.19, 197-203 (1999)
　生化学分析装置の光源として、ランプ寿命が短いタングステンランプを用いる代わりに、波長領域が異なる複数種類のＬＥＤ光源が用いられることがある。しかしながら、複数種類のＬＥＤ光源を用いた場合、発光領域での輝度ムラの問題が生じていた。
　また、近赤外発光蛍光体としては、LiAlO2:FeおよびAl2O3:Crなどが知られている。しかしながら、それらの蛍光体は、近紫外領域（波長が３００ｎｍ～４０５ｎｍ程度の範囲内）に励起帯を多く有さない。そのため、近紫外発光ＬＥＤと蛍光体を組み合わせた光源を用いる場合には、近赤外発光の発光強度が低いという課題があった。したがって、近紫外光を発光するＬＥＤと組み合わせて生化学分析装置に適用できる光源を作製するために新たな近赤外発光蛍光体を探索する必要があった。
　本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、分析装置の性能を向上させ且つメンテナンスを容易にする技術を提供する。
　上記課題を解決するために、アルミナと、Fe、Cr、Bi、Tl、Ce、Tb、Eu、Mnの少なくとも一種と、を含む原料であって、全原料中にナトリウムを６．１～１５．９重量％含有する原料を焼成して製造された蛍光体を提供する。
　また、別の例として、７６０～７９０ｎｍの範囲内に発光強度のピークを持ち、量子効率が５０％以上であり且つ吸収率が２５％以上である、蛍光体を提供する。
　本明細書は本願の優先権の基礎となる日本国特許出願番号2018-090854号の開示内容を包含する。
　本開示によれば、分析装置の性能を向上させ且つメンテナンスを容易にすることができる。上記以外の課題、構成および効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
本開示の生化学分析装置に用いる光源の構成を示す図である。 比較例および実施例の蛍光体の原料組成を示す表である。 比較例および実施例の蛍光体の焼成条件を示す表である。 比較例および実施例の蛍光体の特性を示す表である。 本開示の近赤外発光蛍光体の励起スペクトルを示す図である。 近紫外光で近赤外発光蛍光体を励起した場合の発光スペクトルを示す図である。 本開示の近赤外発光蛍光体の励起スペクトルを示す図である。 構成例１の光源の発光スペクトルを示す図である。
　以下、図面に基づいて、本開示の実施例を説明する。なお、本開示の実施例は、後述する実施例に限定されるものではなく、その技術思想の範囲において、種々の変形が可能である。また、後述する各実施例の説明に使用する各図の対応部分には同一の符号を付して示し、重複する説明を省略する。
＜生化学分析装置に用いる光源の構成＞
　図１は、本開示の生化学分析装置に用いる光源の構成を示す図である。光源１はＬＥＤモジュール２、透明樹脂３、ＬＥＤ素子４（例えば、ＬＥＤ素子は発光波長が異なるものを複数含む）、放熱板５、および配線６からなる。また、透明樹脂３中には、複数種の蛍光体７が混合されている。ここで、複数種の蛍光体７の中には、後述する本開示の蛍光体が含まれる。
　ここで、ＬＥＤモジュール２には、輝度ムラを抑制する観点から一個のＬＥＤ素子を用いることが理想的である。しかしながら、波長が３４０ｎｍの光を発光する複数個のＬＥＤ素子を用いて発光のパワーを向上させる構成としてもよい。また、波長が３４０ｎｍの光を発光するＬＥＤ素子と、波長が４０５ｎｍの光を発光するＬＥＤ素子など、異なる発光波長のＬＥＤ素子を組み合わせて、ＬＥＤモジュール２に組み込むことができる。
　また、透明樹脂３としては、透過させる光が可視光の場合には、主にシリコーン樹脂が用いられる。また、透過させる光が近紫外光の場合には、近紫外光を透過するフッ素樹脂等を用いることができる。これらの透明樹脂は、蛍光体を混合することが容易であり、概ね２５０℃以下の温度にて焼成することによって固化できる。
　蛍光体７が混合された透明樹脂３は、ＬＥＤ素子４上に直接盛る他、近紫外光を透過する石英ガラスなどの上に盛り、放射されるＬＥＤ光の経路中に設置してもよい。また、樹脂層を盛る前に、シランカップリング剤等をＬＥＤ素子４上または石英ガラス上に塗布することによって、樹脂層の接着性を向上させることができる。
　また、ＬＥＤモジュール２は、透明樹脂を単層の形態で形成してもよく、混合する蛍光体の種類を層毎に変えて複数の層を積層する多層の形態で形成してもよい。また、透明樹脂は、光散乱材微粒子を含んでもよい。
　また、樹脂層とＬＥＤモジュール２の壁面との間には反射材（不図示せず）が設けられてもよい。上記のように蛍光体７を混合した透明樹脂をＬＥＤ素子４の発光領域に設けることにより、ＬＥＤ光が蛍光体７に当たり、近紫外～青色の波長の光が、可視～近赤外の波長の光に変換されて、元のＬＥＤ光とともに、蛍光体７の発光が光源１より放射される。
　また、ＬＥＤモジュール２、特にＬＥＤ素子４の周囲は熱くなるため、放熱板５を設けてもよい。また、放熱板のＬＥＤモジュール２とは反対側に水冷または空冷の冷却機構を設けてもよい。蛍光体７が近紫外～青色の波長の光を吸収して発光する効率は、蛍光体７の温度が上昇した場合に低下する傾向を示すものがある。それ故、上記のように、光源１には冷却機構が設けられることが望ましい。
　このような構成を有する光源１は、ＬＥＤ光（近紫外～青色の波長）によって蛍光体を励起し、ＬＥＤ光と波長変換された蛍光体から放射される光とで３４０～８００ｎｍの波長領域の光を光源１から放射する。上記光源１を適用した生化学分析装置は、試料セルを通して光の吸収（透過光量）を受光装置でモニタすることができる。
＜近赤外発光蛍光体の合成＞
　近赤外発光蛍光体の合成を行い、合成した蛍光体を透明樹脂中に混合し、生化学分析装置に用いる光源を作製した。以下、図２～４を参照しながら比較例および実施例の蛍光体について説明する。図２は、比較例および実施例の蛍光体の原料組成を示す表である。図３は、比較例および実施例の蛍光体の焼成条件を示す表である。図４は、比較例および実施例の蛍光体の特性を示す表である。
＜比較例１＞
　比較例１では、α－アルミナを原料に用いて蛍光体を合成した。蛍光体を合成する際の原料は、BaCO3が１．２２ｇ、アルファアルミナが３．７７ｇ、FeCl2・4H2Oが１０ｍｇ、フラックス（AlF3）が５ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、１２００℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。焼成して冷却後、焼成した蛍光体を取り出し、乳鉢で軽く粉砕して、蛍光体を得た。
　目的とする蛍光体組成は、BaAl12O19:Fe（α－アルミナ）である（ただし、BaAl12O19:Feの正確な組成比を簡単に記述することは困難とされている）。なお、原料として用いたFeCl2・4H2OはFe2+であり、青銅色を呈しているが、原料を乳鉢で混合し、１時間程度放置することで、空気中で酸化され、赤褐色のFe3+へ変化する。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で比較例１の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が１％であり、吸収率が１０％であった。したがって、α－アルミナを原料として蛍光体を合成した場合、蛍光体の発光はほとんど確認できなかった。
＜比較例２＞
　比較例２では、焼成アルミナを原料に用いて蛍光体を合成した。焼成アルミナは、信光社の製品（製品名：Ｓパウダー）であり、焼成して作製されたアルミナである。蛍光体を合成する際の原料は、BaCO3が１．２２ｇ、焼成アルミナが３．６５ｇ、FeCl2・4H2Oが１２０ｍｇ、フラックス（AlF3）が５ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、１２００℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で比較例２の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が１７％、吸収率が６１％であり、発光強度は１７８であった。比較例２で合成した蛍光体は、７９０ｎｍに発光のピークを有した。発光強度は発光ピークを示す波長の光の強度であり、量子収率測定装置においては、Energy(a.u.)の単位である。
＜比較例３＞
　比較例３では、焼成アルミナを原料に用いて蛍光体を合成した。焼成アルミナは、信光社の製品であり、焼成して作製されたアルミナである。蛍光体を合成する際の原料は、BaCO3が０．４７ｇ、焼成アルミナが１．４５ｇ、FeCl2・4H2Oが４７ｍｇ、フラックス（AlF3）が２７ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で比較例３の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が４０％、吸収率が３５％であり、発光強度は２５５であった。比較例３で合成した蛍光体は、７８８ｎｍに発光のピークを有した。
＜比較例４＞
　比較例４では、焼成アルミナを原料に用いて蛍光体を合成した。焼成アルミナは、信光社の製品であり、焼成して作製されたアルミナである。蛍光体を合成する際の原料は、BaCO3が０．４３ｇ、焼成アルミナが１．４９ｇ、FeCl2・4H2Oが２４ｍｇ、フラックス（AlF3）が５５ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で比較例５の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が７３％、吸収率が２６％であり、発光強度は３２７であった。比較例４で合成した蛍光体は、７８７ｎｍに発光のピークを有した。
＜比較例５＞
　比較例５では、焼成アルミナを原料に用いて蛍光体を合成した。焼成アルミナは、信光社の製品であり、焼成して作製されたアルミナである。蛍光体を合成する際の原料は、BaCO3が０．３８ｇ、焼成アルミナが１．４８ｇ、FeCl2・4H2Oが２４ｍｇ、フラックス（AlF3）が１１０ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で比較例５の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が７１％、吸収率が２９％であり、発光強度は３６１であった。比較例５で合成した蛍光体は、７８５ｎｍに発光のピークを有した。
＜比較例６＞
　比較例６では、焼成アルミナを原料に用いて蛍光体を合成した。焼成アルミナは、信光社の製品であり、焼成して作製されたアルミナである。蛍光体を合成する際の原料は、BaCO3が０．３９ｇ、焼成アルミナが１．４９ｇ、FeCl2・4H2Oが８ｍｇ、フラックス（AlF3）が１１０ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で比較例６の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が１０４％、吸収率が１６％であり、発光強度は２６４であった。比較例６で合成した蛍光体は、７８７ｎｍに発光のピークを有した。また、蛍光体の粒径を粒度分布測定装置で測ったところ、その粒径（Ｄ５０）は６．５μｍであった。
＜比較例７＞
　比較例７では、焼成アルミナを原料に用いて蛍光体を合成した。焼成アルミナは、信光社の製品であり、焼成して作製されたアルミナである。蛍光体を合成する際の原料は、BaCO3が０．４８ｇ、焼成アルミナが１．４９ｇ、FeCl2・4H2Oが１０ｍｇ、フラックス（AlF3）が２５ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で比較例７の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が１１２％、吸収率が１５％であり、発光強度は３０１であった。比較例７で合成した蛍光体は、７８８ｎｍに発光のピークを有した。
＜比較例８＞
　比較例８では、焼成アルミナを原料に用いて蛍光体を合成した。焼成アルミナは、信光社の製品であり、焼成して作製されたアルミナである。蛍光体を合成する際の原料は、BaCO3が０．３９ｇ、焼成アルミナが１．５０ｇ、FeCl2・4H2Oが４．９ｍｇ、フラックス（AlF3）が１１１ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で比較例８の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が１１９％、吸収率が１２％であり、発光強度は２６２であった。比較例８で合成した蛍光体は、７８４ｎｍに発光のピークを有した。
＜比較例９＞
　比較例９では、焼成アルミナを原料に用いて蛍光体を合成した。焼成アルミナは、信光社の製品であり、焼成して作製されたアルミナである。蛍光体を合成する際の原料は、BaCO3が０．３９ｇ、焼成アルミナが１．５０ｇ、FeCl2・4H2Oが２．５ｍｇ、フラックス（AlF3）が１１１ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で比較例９の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が１２１％、吸収率が８％であり、発光強度は１７７であった。比較例９で合成した蛍光体は、７８３ｎｍに発光のピークを有した。
　比較例２～９までは、アルミナ原料として焼成アルミナを用いた。比較例２～９においては、主にFeの添加量を調整した。Feの添加量が少ないほど、量子効率は向上し、吸収率は低下した。
＜比較例１０＞
　比較例１０では、溶融アルミナを原料に用いて蛍光体を合成した。溶融アルミナは、高純度化学社の製品である。蛍光体を合成する際の原料は、Na2CO3が０．４２ｇ、溶融アルミナが０．９２ｇ、FeCl2・4H2Oが３６ｍｇ、フラックス（BaCl2）が１９０ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で比較例１０の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が３％、吸収率が４０％であり、発光強度は２７であった。比較例１０で合成した蛍光体は、７６６ｎｍに発光のピークを有した。溶融アルミナを原料とする場合には、発光を確認することはできるものの、その発光強度は小さかった。溶融アルミナはβ－アルミナを僅かに含むが、その量は１％程度と極僅かである。
＜比較例１１＞
　比較例１１では、溶融アルミナを原料に用いて蛍光体を合成した。溶融アルミナは、高純度化学社の製品である。蛍光体を合成する際の原料は、Na2CO3が２．１７ｇ、溶融アルミナが２．３２ｇ、FeCl2・4H2Oが４１ｍｇ、フラックス（BaCl2）が４７０ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で比較例１１の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が２０％、吸収率が３５％であり、発光強度は１３５であった。比較例１１で合成した蛍光体は、７７２ｎｍに発光のピークを有した。溶融アルミナを用いても、Na量を多くすることで、発光量を大きくできることを確認した。
＜比較例１２＞
　比較例１２では、β－アルミナを原料に用いてNa-nAl2O3:Feを目的として蛍光体を合成した。β－アルミナは、形状がPowder ca.３μｍのものを高純度化学研究所より入手して使用した。
　蛍光体を合成する際の原料は、Na2CO3が１．０８ｇ、β－アルミナ（混相品）が１．１５ｇ、FeCl2・4H2Oが９ｍｇ、フラックス（BaCl2）が２６０ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、焼成温度１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で比較例１２の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が２％、吸収率が１７％であり、発光強度は１８であった。比較例１２で合成した蛍光体は、７７９ｎｍに発光のピークを有した。また、蛍光体の粒径を粒度分布測定装置で測ったところ、その粒径（Ｄ５０）は５．９μｍであった。
＜実施例１＞
　実施例１では、β－アルミナを原料に用いて蛍光体を合成した。β－アルミナは、Naをアルミナ原料に含み、NaAl11O17（β相）およびNaAl5O8（β”相）の混相品（焼結品）である。ここでは、β相およびβ”相を総称して、β－アルミナ（またはβ－Al2O3）と呼ぶこととする。ここで、本明細書中において「β－アルミナ」とは、β－アルミナ成分を５０％以上含み、主成分をβ－アルミナとするものを意味する。β－アルミナは、形状がPowder ca.３μｍのものを高純度化学研究所より入手して使用した。当該β－アルミナは、Ｘ線分析によるとα－アルミナおよびγ－アルミナと考えられる異相を確認したが、β－アルミナを９０％以上含んでいた。また、当該β－アルミナにはNaが重量比で６．５％含有している。
　蛍光体を合成する際の原料は、BaCO3が０．３８ｇ、β－アルミナ（混相品）が１．４８ｇ、FeCl2・4H2Oが３０ｍｇ、フラックス（BaCl2）が１１０ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、焼成温度１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で実施例１の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が６９％、吸収率が４６％であり、発光強度は５５６であった。実施例１で合成した蛍光体は、７７１ｎｍに発光のピークを有した。また、蛍光体の粒径を粒度分布測定装置で測ったところ、その粒径（Ｄ５０）は５．３μｍであった。実施例１の蛍光体は、原料の分量は比較例５とほぼ同じであるが、焼成アルミナを用いた場合（発光強度３６１）と比較して、発光強度が大きかった。
＜実施例２＞
　実施例２では、β－アルミナを原料に用いて蛍光体を合成した。β－アルミナは、形状がPowder ca.３μｍのものを高純度化学研究所より入手して使用した。
　蛍光体を合成する際の原料は、BaCO3が０．３８ｇ、β－アルミナ（混相品）が１．４８ｇ、FeCl2・4H2Oが４７ｍｇ、フラックス（BaCl2）が１１０ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、焼成温度１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で実施例２の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が５２％、吸収率が５５％であり、発光強度は５１１であった。実施例２で合成した蛍光体は、７７７ｎｍに発光のピークを有した。また、蛍光体の粒径を粒度分布測定装置で測ったところ、その粒径（Ｄ５０）は３．７μｍであった。
＜実施例３＞
　実施例２では、β－アルミナを原料に用いて蛍光体を合成した。β－アルミナは、形状がPowder ca.３μｍのものを高純度化学研究所より入手して使用した。
　蛍光体を合成する際の原料は、BaCO3が０．４３ｇ、β－アルミナ（混相品）が１．４５ｇ、FeCl2・4H2Oが４７ｍｇ、フラックス（BaCl2）が５５ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、焼成温度１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で実施例３の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が５２％、吸収率が５４％であり、発光強度は４９４であった。実施例３で合成した蛍光体は、７７５ｎｍに発光のピークを有した。また、蛍光体の粒径を粒度分布測定装置で測ったところ、その粒径（Ｄ５０）は２．６μｍであった。
＜実施例４＞
　実施例４では、β－アルミナを原料に用いて蛍光体を合成した。β－アルミナは、形状がPowder ca.３μｍのものを高純度化学研究所より入手して使用した。
　蛍光体を合成する際の原料は、BaCO3が０．４３ｇ、β－アルミナ（混相品）が１．４９ｇ、FeCl2・4H2Oが８ｍｇ、フラックス（BaCl2）が５５ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、焼成温度１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で実施例４の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が９０％、吸収率が３１％であり、発光強度は５０３であった。実施例４で合成した蛍光体は、７７１ｎｍに発光のピークを有した。また、蛍光体の粒径を粒度分布測定装置で測ったところ、その粒径（Ｄ５０）は２．４μｍであった。
＜実施例５＞
　実施例５では、β－アルミナを原料に用いて蛍光体を合成した。β－アルミナは、形状がPowder ca.３μｍのものを高純度化学研究所より入手して使用した。
　蛍光体を合成する際の原料は、BaCO3が０．４３ｇ、β－アルミナ（混相品）が１．４８ｇ、FeCl2・4H2Oが２４ｍｇ、フラックス（BaCl2）が５５ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、焼成温度１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で実施例５の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が７９％、吸収率が３８％であり、発光強度は５３３であった。実施例５で合成した蛍光体は、７６９ｎｍに発光のピークを有した。また、蛍光体の粒径を粒度分布測定装置で測ったところ、その粒径（Ｄ５０）は３．２μｍであった。
＜実施例６＞
　実施例６では、β－アルミナを原料に用いてNa-nAl2O3:Feを目的として蛍光体を合成した。β－アルミナは、形状がPowder ca.３μｍのものを高純度化学研究所より入手して使用した。
　蛍光体を合成する際の原料は、Na2CO3が０．４２ｇ、β－アルミナ（混相品）が１．１１ｇ、FeCl2・4H2Oが８ｍｇ、フラックス（BaCl2）が５５ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、焼成温度１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で実施例６の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が７６％、吸収率が３７％であり、発光強度は５０３であった。実施例６で合成した蛍光体は、７７０ｎｍに発光のピークを有した。また、蛍光体の粒径を粒度分布測定装置で測ったところ、その粒径（Ｄ５０）は４．７μｍであった。
＜実施例７＞
　実施例７では、β－アルミナを原料に用いてNa-nAl2O3:Feを目的として蛍光体を合成した。β－アルミナは、形状がPowder ca.３μｍのものを高純度化学研究所より入手して使用した。
　蛍光体を合成する際の原料は、β－アルミナ（混相品）が１．１１ｇ、FeCl2・4H2Oが８ｍｇ、フラックス（BaCl2）が５５ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、焼成温度１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。なお、実施例７では、Na2CO3を原料に含めなかった。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で実施例７の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が８８％、吸収率が２６％であり、発光強度は４１３であった。実施例７で合成した蛍光体は、７７３ｎｍに発光のピークを有した。また、蛍光体の粒径を粒度分布測定装置で測ったところ、その粒径（Ｄ５０）は２．２μｍであった。
＜実施例８＞
　実施例８では、β－アルミナを原料に用いてNa-nAl2O3:Feを目的として蛍光体を合成した。β－アルミナは、形状がPowder ca.３μｍのものを高純度化学研究所より入手して使用した。
　蛍光体を合成する際の原料は、Na2CO3が０．２７ｇ、β－アルミナ（混相品）が１．１５ｇ、FeCl2・4H2Oが９ｍｇ、フラックス（BaCl2）が２６０ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、焼成温度１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で実施例８の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が９０％、吸収率が３４％であり、発光強度は５３０であった。実施例８で合成した蛍光体は、７７０ｎｍに発光のピークを有した。また、蛍光体の粒径を粒度分布測定装置で測ったところ、その粒径（Ｄ５０）は３．８μｍであった。
＜実施例９＞
　実施例９では、β－アルミナを原料に用いてNa-nAl2O3:Feを目的として蛍光体を合成した。β－アルミナは、形状がPowder ca.３μｍのものを高純度化学研究所より入手して使用した。
　蛍光体を合成する際の原料は、Na2CO3が０．２７ｇ、β－アルミナ（混相品）が１．１５ｇ、FeCl2・4H2Oが２３ｍｇ、フラックス（BaCl2）が２６０ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、焼成温度１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で実施例９の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が４５％、吸収率が７９％であり、発光強度は６４６であった。実施例９で合成した蛍光体は、７７１ｎｍに発光のピークを有した。また、蛍光体の粒径を粒度分布測定装置で測ったところ、その粒径（Ｄ５０）は３．７μｍであった。
＜実施例１０＞
　実施例１０では、β－アルミナを原料に用いてNa-nAl2O3:Feを目的として蛍光体を合成した。β－アルミナは、形状がPowder ca.３μｍのものを高純度化学研究所より入手して使用した。
　蛍光体を合成する際の原料は、Na2CO3が０．２７ｇ、β－アルミナ（混相品）が１．１５ｇ、FeCl2・4H2Oが２３ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、焼成温度１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。なお、実施例１０ではフラックスを原料に混入しなかった。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で実施例１０の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が５６％、吸収率が４３％であり、発光強度は４３９であった。実施例１０で合成した蛍光体は、７７１ｎｍに発光のピークを有した。また、蛍光体の粒径を粒度分布測定装置で測ったところ、その粒径（Ｄ５０）は４．２μｍであった。
＜実施例１１＞
　実施例１１では、β－アルミナを原料に用いてNa-nAl2O3:Feを目的として蛍光体を合成した。β－アルミナは、形状がPowder ca.３μｍのものを高純度化学研究所より入手して使用した。
　蛍光体を合成する際の原料は、Na2CO3が０．２７ｇ、β－アルミナ（混相品）が１．１５ｇ、FeCl2・4H2Oが２３ｍｇ、フラックス（BaCl2）が２６０ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、焼成温度１３５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で実施例１１の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が６１％、吸収率が４０％であり、発光強度は４６４であった。実施例１１で合成した蛍光体は、７７１ｎｍに発光のピークを有した。また、蛍光体の粒径を粒度分布測定装置で測ったところ、その粒径（Ｄ５０）は３．３μｍであった。
＜実施例１２＞
　実施例１２では、β－アルミナを原料に用いてNa-nAl2O3:Feを目的として蛍光体を合成した。β－アルミナは、形状がPowder ca.３μｍのものを高純度化学研究所より入手して使用した。
　蛍光体を合成する際の原料は、Na2CO3が０．２７ｇ、β－アルミナ（混相品）が１．１５ｇ、FeCl2・4H2Oが２３ｍｇ、フラックス（BaCl2）が２６０ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、焼成温度１５００℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で実施例１２の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が６３％、吸収率が５９％であり、発光強度は６８２であった。実施例１２で合成した蛍光体は、７７１ｎｍに発光のピークを有した。また、蛍光体の粒径を粒度分布測定装置で測ったところ、その粒径（Ｄ５０）は４．８μｍであった。実施例１１との比較からわかるように、焼成温度は高い方が、発光強度が高く良好であった。
＜実施例１３＞
　実施例１３では、焼成アルミナを原料に用いて蛍光体を合成した。焼成アルミナは、信光社の製品であり、焼成して作製されたアルミナである。実施例１３では、比較例２～９と異なり、BaCO3の代わりにNa2CO3を原料に含めた。また、フラックスはNaBrを用いた。目的とする蛍光体組成は、Na-nAl2O3:Feである（Na2O-n’Al2O3のように記述されるが、本明細書ではNa2CO3を原料として加えたため、Na-nAl2O3:Feのように記述することとする）。
　蛍光体を合成する際の原料は、Na2CO3が０．４２ｇ、焼成アルミナが１．１１ｇ、FeCl2・4H2Oが８ｍｇ、フラックス（NaBr）が２１０ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、焼成温度１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で実施例１３の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が７８％、吸収率が３１％であり、発光強度は４１０であった。実施例１３で合成した蛍光体は、７７０ｎｍに発光のピークを有した。
＜実施例１４＞
　実施例１４では、β－アルミナを原料に用いてCaAl12O19:Feを目的として蛍光体を合成した。β－アルミナは、形状がPowder ca.３μｍのものを高純度化学研究所より入手して使用した。
　蛍光体を合成する際の原料は、CaCO3が０．２３ｇ、β－アルミナ（混相品）が１．５９ｇ、FeCl2・4H2Oが８ｍｇ、フラックス（BaCl2）が５９ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、焼成温度１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で実施例１４の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が９８％、吸収率が２５％であり、発光強度は４６９であった。実施例１４で合成した蛍光体は、７６７ｎｍに発光のピークを有した。
＜実施例１５＞
　実施例１５では、β－アルミナを原料に用いてSrAl12O19:Feを目的として蛍光体を合成した。β－アルミナは、形状がPowder ca.３μｍのものを高純度化学研究所より入手して使用した。
　蛍光体を合成する際の原料は、SrCO3が０．３４ｇ、β－アルミナ（混相品）が１．５９ｇ、FeCl2・4H2Oが８ｍｇ、フラックス（BaCl2）が５９ｍｇである。それらを乳鉢で混合して、アルミナルツボに入れ、焼成温度１４５０℃、大気雰囲気下で２時間焼成した。
　量子収率測定装置を用いて、波長３４０ｎｍの光で実施例１５の蛍光体を励起させた場合の量子効率および吸収率を測定した。結果は、量子効率が９９％、吸収率が２８％であり、発光強度は４７８であった。実施例１５で合成した蛍光体は、７７１ｎｍに発光のピークを有した。
［結果］
　上記のとおり、β－アルミナを原料に５０％以上含めて蛍光体を作成すると、量子効率、吸収率および発光強度において良好な結果を得た。また、比較例１０および比較例１１を比較すると、溶融アルミナを原料にして蛍光体を作成した場合であっても、Naを多く含有させると、量子効率、吸収率および発光強度が向上することが理解できる。例えば、実施例１３では、焼成アルミナを原料にして蛍光体を作成しているが、Na2CO3を多く加えることによって、高い量子効率、吸収率および発光強度を示している。一方、比較例１２の実験結果からわかるとおり、β－アルミナを原料として蛍光体を作成した場合であっても、Naを過剰に加えると、蛍光体の粒径が大きくなりすぎてしまい、所望の量子効率、吸収率および発光強度が得られなくなる。Naは、例えば、全原料中６．１～１５．９重量％含有されていることが望ましい。今回実施例１～１２、１４、１５および比較例１２で使用したβ－アルミナは、Naを６．０～７．０重量％含んでいた。また、実施例１１および実施例１２の実験結果からわかるとおり、蛍光体の原料を焼成する際の温度は高温の方が吸収率および発光強度が向上する。蛍光体の原料を焼成する際の温度は、例えば、１３００℃以上であり、好ましくは１５００℃以上である。実施例１～１２で作成した蛍光体の平均粒径（体積％が５０％の値）は５．３μｍ以下であった。なお、フラックスとしては、AlF3またはNaBrを用いることができるが、蛍光体の焼結度合いがやや大きいため、BaCl2を用いる方が蛍光体の粒径を小さく制御することができる。また、賦活剤としては、例えば、Fe、Cr、Bi、Tl、Ce、Tb、Eu、Mnの少なくとも一種またはそれらの組み合わせを添加してもよい。
［近赤外発光蛍光体の励起・発光スペクトル］
　続いて、本開示の励起スペクトルおよび発光スペクトルについて説明する。
　図５は、本開示の近赤外発光蛍光体（BaAl12O19:Fe）の励起スペクトルを示す図である。BaAl12O19:Feの励起帯は３００～４００ｎｍの範囲にあり、特に励起帯のピークが３４０ｎｍである。そのため、BaAl12O19:Feは、波長が３４０ｎｍの光を発光するＬＥＤで励起するのに適している。
　図６は、波長が３４０ｎｍの近紫外光で蛍光体（BaAl12O19:Fe）を励起した場合の発光スペクトルを示す図である。本開示の蛍光体（BaAl12O19:Fe）は、発光ピーク波長が７７４ｎｍ付近であり、半値全幅が８６ｎｍであり、８００ｎｍの波長における発光強度が十分に大きい。即ち、本開示の蛍光体（BaAl12O19:Fe）は、７５０ｎｍより長波長側に発光成分を有している。また、その半値全幅は５０ｎｍ以上である。
　これに対して、周知の蛍光体（LiAlO2:Fe）は発光ピーク波長が７５０ｎｍ以下である。また、Al2O3:Crは半値全幅が狭いシャープな発光スペクトルを有している。上述のとおり、生化学分析装置においては、波長が３４０ｎｍから８００ｎｍの間に存在する１２種類の特定の波長の光を用いて分析を行う。そのため、それらの波長をカバーする十分に広い半値全幅を有し、且つ、波長が８００ｎｍの近赤外光において十分な発光強度を有する蛍光体を用いる必要がある。周知の蛍光体では、上述の要件を満たすことが困難である。
　図７は、本開示の近赤外発光蛍光体（Na-nAl2O3:Cr（β－アルミナ））の励起スペクトルを示す図である。Ga系の母体組成のCr付活蛍光体の励起スペクトルのピーク波長が４６０ｎｍ付近であるのに対して、本開示の近赤外発光蛍光体（Na-nAl2O3:Cr（β－アルミナ））の励起スペクトルのピーク波長は４２０ｎｍ付近である。したがって、本開示の近赤外発光蛍光体（Na-nAl2O3:Cr（β－アルミナ））は、波長が４０５ｎｍの光を発光するＬＥＤ素子で励起するのに適している。なお、上記特性はβ－アルミナとCr発光中心との組み合わせに基づいた励起帯特性である。
　波長が４０５ｎｍの光を発光するＬＥＤ素子と波長が３４０ｎｍの光を発光するＬＥＤ素子とを組み合わせて光源を作製する場合には、波長が４０５ｎｍの光の発光強度が大きいため、近赤外発光蛍光体として、Na-nAl2O3:Cr（β－アルミナ）より発光スペクトルの半値全幅が広いCr付活のAl系蛍光体またはAl,Ga系蛍光体を用いることが考えられる。そのような蛍光体の例として、Y3(Al,Ga)5O12:Crを挙げることができる。
　また、添加元素として、FeおよびCrの他、Bi、Tl、Ce、Tb、EuまたはMnを原料に添加することが有効である。これらの元素は単独で添加してもよいが、CeとFe、またはEuとCrなど、複数種組み合わせて原料に添加することができる。これらの元素は、発光中心としての役割をするのみならず、蛍光体にトラップ準位を形成し、発光に寄与する。
［光源に用いる蛍光体の材料］
　光源から波長が３４０～８００ｎｍの光を発光させるには、近赤外発光蛍光体の他、近紫外発光蛍光体、青色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および赤色発光蛍光体等を用いることが有効である。
　例えば、近紫外発光蛍光体としてはY2SiO5:Ce（P47）蛍光体、青色発光蛍光体としてはBaMgAl10O17:Eu（BAM）蛍光体（３４０ｎｍ励起）または(Sr,Ca,Ba)10(PO4)6Cl2:Eu（SCA）蛍光体（４０５ｎｍ励起）、緑色発光蛍光体としては(Sr,Ba,Mg)2SiO4:Eu（BOS）蛍光体、赤色発光蛍光体としてはCaAlSiN3:Eu（CASN）蛍光体を用いることができる。
　また、近紫外光励起で青色発光する蛍光体としては、例えば、Sr5(PO4)3Cl:Eu、Ba5SiO4Cl6:Eu、(Sr,Ba)Al2Si2O8:Eu、BaMg2Al16O27:Eu、Sr4Al14O25:Eu、Sr2P2O7:Eu、Sr3(PO4)2:Eu、LiSrPO4:Eu、Ba3MgSi2O8:Eu、BaAl2S4:Eu、CaF2:Eu、AlN:Eu、BaSi2O2N2:Eu、YBO3:Ce、Sr3(BO3)2:Ce、LaAl(Si,Al)6(N,O)10:Ce、Y2O3:Bi、GaN:Zn、ZnS:Ag,Cl、ZnS:Ag,Brを挙げることができる。
　また、近紫外光励起で緑色発光する蛍光体としては、例えば、Sr2SiO4:Eu、Ba2SiO4:Eu、SrAl2O4:Eu、CaAl2S4:Eu、SrAl2S4:Eu、CaGa2S4:Eu、SrGa2S4:Eu、β-SiAlON:Eu、CaSi2O2N2:Eu、SrSi2O2N2:Eu、Ba3Si6O12N2:Eu、α-SiAlON:Yb、BaMgAl10O17:Eu,Mn、Zn2GeO4:Mn、ZnS:Cu,Al、ZnO:Zn、LiTbW2O8、NaTbW2O8、KTbW2O8を挙げることができる。
　また、近紫外光励起で黄色発光および橙色発光する蛍光体としては、例えば、Ca3SiO5:Eu、Sr3SiO5:Eu、Ba3SiO5:Eu、Li2SrSiO4:Eu、Sr2Ga2SiO7:Eu、Sr3(BO3)2:Eu、α-SiAlON:Eu、Sr3SiO5:Ce、ZnS:Mnを挙げることができる。
　また、近紫外光励起で赤色発光する蛍光体としては、例えば、LiEuW2O8、NaEuW2O8、KEuW2O8、Li5EuW4O16、Na5EuW4O16、K5EuW4O16、Ca2ZnSi2O7:Eu、SrS:Eu、Sr2Si5N8:Eu、Ba2Si5N8:Eu、Sr2P2O7:Eu,Mn、Ba3MgSi2O8:Eu,Mn、CuAlS2:Mn、Ba2ZnS3:Mnを挙げることができる。
　また、近紫外～青色光励起で近赤外発光する蛍光体としては、例えば、Y3Al5O12:Cr、BaMgAl10O17:Cr、Lu3Ga5O12:Cr、Lu3Al5O12:Cr、Y3Ga5O12:Cr、Ga2O3:Cr、Y3(Al,Ga)5O12:Cr、(Al,Ga)2O3:Cr、Gd3Ga5O12:Cr、Gd3(Al,Ga)5O12:Cr、SrSnO3:Bi、Gd3Sc2Al3O12:Cr、Zn3Ga2Ge2O10:Cr、La3GaGe5O16:Cr、ZnGa2O4:Cr、Zn(Al,Ga)2O4:Crを挙げることができる。
　また、近赤外発光蛍光体としては、例えば、Y3Al5O12:Fe、Y3Al5O12:Ce,Fe、BaMgAl10O17:Fe、BaMgAl10O17:Eu,Fe、ZnAl2O4:Fe、LiAl5O8:Fe、GdAlO3:Fe、BeAl2O4:Fe、MgAl2O4:Fe、GdMgAl11O19:Fe、LaAlO3:Fe、YAl3(BO3)4:Fe、GdAl3(BO3)4:Fe、(Al,Ga)2O3:Fe、(Al,Ga)2O3:Eu,Feなどを挙げることができる。また、これらの近赤外発光蛍光体では、本開示記載のβ-アルミナを原料に用いて合成することができる。さらに、これらの近赤外発光蛍光体は、Pr、Sm、Yb、Er、Nd、DyおよびTmの元素の少なくとも一種を混合して合成することができる。
　また、本開示の光源に用いられる蛍光体の平均粒径は５μｍ以下であることが望ましい。ここで、蛍光体の平均粒径は、以下のように規定することができる。粒子（蛍光体粒子）の平均粒径を調べる方法としては、粒度分布測定装置で測定する方法および電子顕微鏡で直接観察する方法などがある。
　電子顕微鏡で調べる場合を例にとると、平均粒径は以下のように算出することができる。粒子の粒径の変量（・・・、０．８～１．２μｍ、１．３～１．７μｍ、１．８～２．２μｍ、・・・、６．８～７．２μｍ、７．３～７．７μｍ、７．８～８．２μｍ、・・・など）の各区間を階級値（・・・、１．０μｍ、１．５μｍ、２．０μｍ、・・・、７．０μｍ、７．５μｍ、８．０μｍ、・・・）で表し、これをｘｉとする。そして、電子顕微鏡で観察された各変量の度数をｆｉで示すことにすれば、平均値Ａは次のように表される。
　Ａ＝Σｘｉｆｉ／Σｆｉ＝Σｘｉｆｉ／Ｎ
　ただし、Σｆｉ＝Ｎである。
　上に述べたとおり、本開示の近赤外発光蛍光体は励起帯波長が近紫外光を発光するＬＥＤ素子と組み合わせる波長変換材料として適している。そのため、生化学分析用の光源に用いた場合優れた効果を奏する。また、当該蛍光体は平均粒径が小さいため、樹脂中に混ぜてＬＥＤ素子が発する光の透過光を励起光とするのに適している。
　なお、上記の実験例では、β－アルミナは、形状がPowder ca.３μｍのものを高純度化学研究所より入手して使用したが、出発原料となるβ－アルミナは粒径が０．１～３μｍ程度のものを用いてよい。
［生化学分析装置に用いる光源の作製］
　以下に、本開示の蛍光体を適用した種々の光源について説明する。
（構成例１）
　近紫外光を発光するＬＥＤ素子の上に蛍光体を混合した透明樹脂を盛って光源を作製した。構成例１の光源は、ＬＥＤ素子として波長が３４０ｎｍの光を発光するＬＥＤ素子を用い、透明樹脂としてフッ素樹脂を用いた。ＬＥＤモジュールの上部は石英ガラスで覆われており、その内部にＬＥＤ素子が一つのみ組み込まれている。
　蛍光体としては、β－アルミナを用いて合成した近赤外発光蛍光体（Na-nAl2O3:Fe）、近紫外発光蛍光体（Y2SiO5:Ce（P47））、青色発光蛍光体（BaMgAl10O17:Eu（BAM））、緑色発光蛍光体（(Sr,Ba,Mg)2SiO4:Eu（BOS））および赤色発光蛍光体（CaAlSiN3:Eu（CASN））を用いた。
　光源の作製は以下のように実施した。まず、近赤外発光蛍光体（Na-nAl2O3:Fe）を８ｍｇ、近紫外発光蛍光体（Y2SiO5:Ce）を８ｍｇ秤量し、フッ素樹脂１６０μｌ中に混合した。混合後、１日程度放置し、ＬＥＤモジュールの石英ガラス上に近赤外発光蛍光体および紫外発光蛍光体が混合されたフッ素樹脂をポッティングした。フッ素樹脂を３０分程度自然乾燥した後、５０℃で３０分ベークし、フッ素樹脂表面を固化した。
　次に、青色発光蛍光体（BaMgAl10O17:Eu（BAM））、緑色発光蛍光体（(Sr,Ba,Mg)2SiO4:Eu（BOS））および赤色発光蛍光体（CaAlSiN3:Eu（CASN））をそれぞれ８ｍｇずつ秤量し、フッ素樹脂２４０μｌ中に混合した。青色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および赤色発光蛍光体が混合された樹脂を１日程度放置したものを、既に形成された近赤外発光蛍光体が含有された樹脂層の上にポッティングし、近赤外発光蛍光体および近紫外発光蛍光体が混合された層と、青色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および赤色発光蛍光体が混合された層の二層構造とした。
　フッ素樹脂を３０分程度自然乾燥した後、５０℃で３０分ベークし、フッ素樹脂表面を固化した。その後、数日自然乾燥してフッ素樹脂を固化して光源を作製した。
　図８は、構成例１の光源の発光スペクトルを示す図である。図８に示されているとおり、近赤外発光が８００ｎｍ付近に発光強度の山があることを確認した。上記のとおり、構成例１の光源は、ＬＥＤ素子と発光波長帯が広い蛍光体を組み合わせて形成されている。上記光源は、ＬＥＤ素子が一つであるため輝度ムラを抑制することができ、かつ近赤外光付近の広い幅の波長領域で発光する。また、上記光源を分析装置に適用した場合は、タングステンランプを光源として使用した場合と異なり光源の寿命が長く、装置のメンテナンスコストを抑制できる。また、構成例１の光源は、近赤外光発光の蛍光体がＬＥＤ素子に近い方の樹脂層に含まれるため、近紫外光による励起が多く、高い発光強度で近赤外発光をする。
（構成例２）
　近紫外光を発光するＬＥＤ素子の上に蛍光体を混合した透明樹脂を盛って光源を作製した。構成例２の光源は、ＬＥＤ素子として波長が３４０ｎｍの光を発光するＬＥＤ素子および波長が４０５ｎｍの光を発光するＬＥＤ素子を用い、透明樹脂としてフッ素樹脂を用いた。ＬＥＤモジュールの上部は石英ガラスで覆われており、その内部にＬＥＤ素子（波長３４０ｎｍ）およびＬＥＤ素子（波長４０５ｎｍ）がそれぞれ一つずつ組み込まれている。
　蛍光体としては、β－アルミナを用いて合成した近赤外発光蛍光体（Y3(Al,Ga)5O12:Cr）、青色発光蛍光体（(Sr,Ca,Ba)10(PO4)6Cl2:Eu（SCA））、緑色発光蛍光体（(Sr,Ba,Mg)2SiO4:Eu（BOS））および赤色発光蛍光体（CaAlSiN3:Eu（CASN））を用いた。
　光源の作製は以下のように実施した。まず、近赤外発光蛍光体（Y3(Al,Ga)5O12:Cr）を８ｍｇ秤量し、フッ素樹脂８０μｌ中に混合した。混合後、１日程度放置し、ＬＥＤモジュールの石英ガラス上に近赤外発光蛍光体が混合されたフッ素樹脂をポッティングした。フッ素樹脂を３０分程度自然乾燥した後、５０℃で３０分ベークし、フッ素樹脂表面を固化した。
　次に、青色発光蛍光体（(Sr,Ca,Ba)10(PO4)6Cl2:Eu（SCA））、緑色発光蛍光体（(Sr,Ba,Mg)2SiO4:Eu（BOS））および赤色発光蛍光体（CaAlSiN3:Eu（CASN））をそれぞれ８ｍｇずつ秤量し、フッ素樹脂２４０μｌ中に混合した。
　また、上記フッ素樹脂中に光拡散材として、SiO2微粒子（またはAl2O3微粒子でもよい）を混合した。青色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および赤色発光蛍光体が混合された樹脂を１日程度放置したものを、既に形成された近赤外発光蛍光体が含有された樹脂層の上にポッティングし、近赤外発光蛍光体が混合された層と、青色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および赤色発光蛍光体が混合された層の二層構造とした。
　ポッティング後、３０分程度自然乾燥し、その後、５０℃で３０分ベークし、フッ素樹脂表面を固化した。さらに、作製した光源を、８０℃で３０分ベークし、フッ素樹脂を固化した。作製した光源１の発光は４０５ｎｍ発光ＬＥＤ素子を加えて光パワーを向上したため、生化学分析用光源として良好であった。
（構成例３）
　近紫外光を発光するＬＥＤ素子の上に蛍光体を混合した透明樹脂を盛って光源を作製した。構成例３の光源はＬＥＤ素子として、波長が３４０ｎｍの光を発光するＬＥＤ素子を用い、透明樹脂としてフッ素樹脂を用いた。ＬＥＤモジュールの上部は石英ガラスで覆われており、その内部にＬＥＤ素子が三つ組み込まれている。
　蛍光体としては、β－アルミナを用いて合成した近赤外発光蛍光体（BaAl12O19:Fe）、近紫外発光蛍光体（Y2SiO5:Ce（P47））、青色発光蛍光体（BaMgAl10O17:Eu（BAM））、緑色発光蛍光体（(Sr,Ba,Mg)2SiO4:Eu（BOS））および赤色発光蛍光体（CaAlSiN3:Eu（CASN））を用いた。
　光源の作製は以下のように実施した。まず、近赤外発光蛍光体（BaAl12O19:Fe）を８ｍｇ、近紫外発光蛍光体（Y2SiO5:Ce）を８ｍｇ秤量し、フッ素樹脂１６０μｌ中に混合した。混合後、１日程度放置し、ＬＥＤモジュールの石英ガラス上に近赤外発光蛍光体および紫外発光蛍光体が混合されたフッ素樹脂をポッティングした。フッ素樹脂を３０分程度自然乾燥した後、５０℃で３０分ベークし、フッ素樹脂表面を固化した。
　次に、青色発光蛍光体（BaMgAl10O17:Eu（BAM））、緑色発光蛍光体（(Sr,Ba,Mg)2SiO4:Eu（BOS））および赤色発光蛍光体（CaAlSiN3:Eu（CASN））をそれぞれ８ｍｇずつ秤量し、フッ素樹脂２４０μｌ中に混合した。青色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および赤色発光蛍光体が混合された樹脂を１日程度放置したものを、既に形成された近赤外発光蛍光体が含有された樹脂層の上にポッティングし、近赤外発光蛍光体および近紫外発光蛍光体が混合された層と、青色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および赤色発光蛍光体が混合された層の二層構造とした。
　フッ素樹脂を３０分程度自然乾燥した後、５０℃で３０分ベークし、フッ素樹脂表面を固化した。さらに、８０℃で３０分ベーク後、１５０℃で６０分ベークし、フッ素樹脂を固化した。このようにして作製した光源は、生化学分析用光源として良好であった。
（構成例４）
　近紫外光を発光するＬＥＤ素子の上に蛍光体を混合した透明樹脂を盛って光源を作製した。構成例４の光源はＬＥＤ素子として、波長が３４０ｎｍの光を発光するＬＥＤ素子および波長が４０５ｎｍの光を発光するＬＥＤ素子を用い、透明樹脂としてフッ素樹脂を用いた。ＬＥＤモジュールの上部は石英ガラスで覆われており、その内部にＬＥＤ素子（波長３４０ｎｍ）が三つおよびＬＥＤ素子（波長４０５ｎｍ）が一つ組み込まれている。
　蛍光体としては、β－アルミナを用いて合成した近赤外発光蛍光体（Y3(Al,Ga)5O12:Cr）、青色発光蛍光体（(Sr,Ca,Ba)10(PO4)6Cl2:Eu（SCA））、緑色発光蛍光体（(Sr,Ba,Mg)2SiO4:Eu（BOS））および赤色発光蛍光体（CaAlSiN3:Eu（CASN））を用いた。
　光源の作製は以下のように実施した。まず、近赤外発光蛍光体（Y3(Al,Ga)5O12:Cr）を８ｍｇ秤量し、フッ素樹脂８０μｌ中に混合した。混合後、１日程度放置し、ＬＥＤモジュールの石英ガラス上に近赤外発光蛍光体が混合されたフッ素樹脂をポッティングした。フッ素樹脂を３０分程度自然乾燥した後、５０℃で３０分ベークし、フッ素樹脂表面を固化した。
　次に、青色発光蛍光体（(Sr,Ca,Ba)10(PO4)6Cl2:Eu（SCA））、緑色発光蛍光体（(Sr,Ba,Mg)2SiO4:Eu（BOS））および赤色発光蛍光体（CaAlSiN3:Eu（CASN））をそれぞれ８ｍｇずつ秤量し、フッ素樹脂２４０μｌ中に混合した。
　また、上記フッ素樹脂中に光拡散材として、SiO2微粒子（またはAl2O3微粒子でもよい）を混合した。青色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および赤色発光蛍光体が混合された樹脂を１日程度放置したものを、既に形成された近赤外発光蛍光体が含有された樹脂層の上にポッティングし、近赤外発光蛍光体が混合された層と、青色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および赤色発光蛍光体が混合された層の二層構造とした。
　ポッティング後、３０分程度自然乾燥し、その後、５０℃で３０分ベークし、フッ素樹脂表面を固化した。さらに、さらに、作製した光源を、８０℃で３０分ベーク後、２００℃で６０分ベークし、フッ素樹脂を固化した。作製した光源１の発光は４０５ｎｍ発光ＬＥＤ素子を加えて光パワーを向上したため、生化学分析用光源として良好であった。
（構成例５）
　近紫外光を発光するＬＥＤ素子の上に蛍光体を混合した透明樹脂を盛って光源を作製した。構成例５の光源はＬＥＤ素子として、波長が３４０ｎｍの光を発光するＬＥＤ素子および波長が４０５ｎｍの光を発光するＬＥＤ素子を用い、透明樹脂としてフッ素樹脂を用いた。ＬＥＤモジュールの上部は石英ガラスで覆われており、その内部にＬＥＤ素子（波長３４０ｎｍ）およびＬＥＤ素子（波長４０５ｎｍ）がそれぞれ一つずつ組み込まれている。
　蛍光体としては、β－アルミナを用いて合成した近赤外発光蛍光体（BaAl12O19:Fe）、青色発光蛍光体（(Sr,Ca,Ba)10(PO4)6Cl2:Eu（SCA））、緑色発光蛍光体（(Sr,Ba,Mg)2SiO4:Eu（BOS））および赤色発光蛍光体（CaAlSiN3:Eu（CASN））を用いた。
　光源の作製は以下のように実施した。まず、近赤外発光蛍光体（BaAl12O19:Fe）を８ｍｇ秤量し、フッ素樹脂８０μｌ中に混合した。混合後、１日程度放置し、ＬＥＤモジュールの石英ガラス上に近赤外発光蛍光体が混合されたフッ素樹脂をポッティングした。フッ素樹脂を３０分程度自然乾燥した後、５０℃で３０分ベークし、フッ素樹脂表面を固化した。
　次に、青色発光蛍光体（(Sr,Ca,Ba)10(PO4)6Cl2:Eu（SCA））、緑色発光蛍光体（(Sr,Ba,Mg)2SiO4:Eu（BOS））および赤色発光蛍光体（CaAlSiN3:Eu（CASN））をそれぞれ８ｍｇずつ秤量し、フッ素樹脂２４０μｌ中に混合した。
　また、上記フッ素樹脂中に光拡散材として、SiO2微粒子（またはAl2O3微粒子でもよい）を混合した。青色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および赤色発光蛍光体が混合された樹脂を１日程度放置したものを、既に形成された近赤外発光蛍光体が含有された樹脂層の上にポッティングし、近赤外発光蛍光体が混合された層と、青色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および赤色発光蛍光体が混合された層の二層構造とした。
　ポッティング後、３０分程度自然乾燥し、その後、５０℃で３０分ベークし、フッ素樹脂表面を固化した。さらに、さらに、作製した光源を、８０℃で３０分ベーク後、２００℃で６０分ベークし、フッ素樹脂を固化した。作製した光源１の発光は４０５ｎｍ発光ＬＥＤ素子を加えて光パワーを向上したため、生化学分析用光源として良好であった。
［光源の用途］
　本開示の光源は、例えば、生化学分析装置用の光源の他、分光光度計など分析機器用の光源、植物育成用の光源に利用することができる。また、本開示の蛍光体は、生体観察用蛍光材、太陽電池用波長変換材などに利用することができる。
　なお、本開示は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本開示を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　１…光源
　２…ＬＥＤモジュール
　３…透明樹脂
　４…ＬＥＤ素子
　５…放熱板
　６…配線
　７…蛍光体
　本明細書で引用した全ての刊行物、特許及び特許出願はそのまま引用により本明細書に組み入れられるものとする。

Claims (19)

  1. 　アルミナと、
    　Fe、Cr、Bi、Tl、Ce、Tb、Eu、Mnの少なくとも一種と、
    　を含む原料であって、
    　全原料中にナトリウムを６．１～１５．９重量％含有する原料を焼成して製造された蛍光体。
  2. 　請求項１に記載の蛍光体において、
    　前記アルミナはβ－アルミナである、
    　蛍光体。
  3. 　請求項２に記載の蛍光体において、
    　前記β－アルミナは前記ナトリウムを６．０～７．０重量％含む、
    　蛍光体。
  4. 　請求項１に記載の蛍光体において、
    　前記原料はβ－アルミナを５０重量％以上含む、
    　蛍光体。
  5. 　請求項２に記載の蛍光体において、
    　前記β－アルミナの粒径は、０．１～３μｍの範囲内である、
    　蛍光体。
  6. 　請求項１に記載の蛍光体において、
    　前記原料は少なくともFeを含む、
    　蛍光体。
  7. 　請求項１に記載の蛍光体において、
    　前記原料は少なくともCrを含む、
    　蛍光体。
  8. 　請求項１に記載の蛍光体において、
    　前記原料は１３５０℃以上で焼成される、
    　蛍光体。
  9. 　７６０～７９０ｎｍの範囲内に発光強度のピークを持ち、量子効率が５０％以上であり且つ吸収率が２５％以上である、
    　蛍光体。
  10. 　請求項９に記載の蛍光体において、
    　前記吸収率が３０％以上である、
    　蛍光体。
  11. 　請求項９に記載の蛍光体において、
    　前記発光強度の半値全幅が５０ｎｍ以上である、
    　蛍光体。
  12. 　請求項９に記載の蛍光体において、
    　粒径が２．４～５．３μｍの範囲内である、
    　蛍光体。
  13. 　請求項９に記載の蛍光体を複数含む蛍光体粒子群であって、
    　前記蛍光体の平均粒径が５μｍ以下である、
    　蛍光体粒子群。
  14. 　請求項９に記載の蛍光体において、
    　近紫外光によって励起され近赤外光を発光する、
    　蛍光体。
  15. 　請求項１４に記載の蛍光体と近紫外光を発光するＬＥＤ素子とを備える光源。
  16. 　請求項１５に記載の光源において、
    　前記ＬＥＤ素子を備えるＬＥＤモジュールと、
    　前記蛍光体を含み、前記ＬＥＤ素子が放射する光の経路上に設けられた樹脂層と、
    　を備える、
    　光源。
  17. 　請求項１６に記載の光源において、
    　前記樹脂層に積層され、前記蛍光体とは発光する光の波長が異なる別の蛍光体を含む樹脂層をさらに備える、
    　光源。
  18. 　請求項１７に記載の光源において、
    　近赤外光を発光する前記蛍光体を含む樹脂層が、前記別の蛍光体を含む樹脂層よりも前記ＬＥＤ素子に近い側に形成されている、
    　光源。
  19. 　請求項１５に記載の光源を用いた生化学分析装置。
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