JP3438188B2 - 赤外発光蛍光体 - Google Patents
赤外発光蛍光体Info
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Description
る。更に詳細には、本発明は、赤外線によって励起さ
れ、赤外波長領域の発光スペクトルを有する赤外発光蛍
光体の微粒子化とその構造と組成の変更に関する。
バーコードによる商品管理などが盛んに行われている。
また、各種プリベートカードあるいは通行カードなどに
もバーコードが印刷されており、スキャナーなどの光学
読取装置を用いてこのバーコードを読取ることが行われ
ている。また、これらのカードに加えて、クレジットカ
ードなどでは、これらのカードに偽造防止手段を施した
り、あるいは、カードが偽造されたものであるか否かを
判定する方法が種々提案されている。その一つとして、
バーコードなどのマークを蛍光体含有インクにより印刷
して潜像マークを形成し、その潜像マークに半導体レー
ザを照射して蛍光体を励起せしめ、蛍光体から発する光
を受光してバーコード情報を読み取る光学読取装置が提
案されている。
る場合にのみ蛍光信号を検出するために、偽造あるいは
変造されたカードを確実に発見することができる。ま
た、潜像マークの内容は真正なカード製造者にしか分か
らないので、カードを偽造あるいは変造すること自体、
極めて困難である。
一般式、 QD1−x−yNdxYbyP4O12 (式中、QはLi,Na,K,RbおよびCsからなる
群から選択される少なくとも1種の元素であり、DはS
c,Y,La,Ce,Gd,Lu,GaおよびInから
なる群から選択される少なくとも1種の元素であり、
0.05≦x≦0.999,0.001≦y≦0.95
0,x+y≦1.0である。)で表されるリン酸系蛍光
体が使用されている(例えば、特公昭53−40594
号公報参照)。
光体は粒子サイズが7μm以上と大きく、オフセット印
刷やインクリボンに使用する際、粉砕する必要があっ
た。この粉砕により、蛍光体の結晶性および組成が損な
われ、発光強度が大幅に低下するという問題があった。
持っていた、粒子サイズの問題を解決し、発光強度の高
い超微粒子状の赤外発光蛍光体を提供することである。
に、本発明では、下記の一般式、 D1−x−yNdxYbyPO4 (式中、DはAl,Bi,B,In,Ga,Y,Lu,
Sc,Gd,LaおよびCeからなる群から選択される
少なくとも2種以上の元素である、但しY−Lu,Y−
La,La−LuおよびY−La−Luの元素の組合わ
せは除く;0<x≦0.5;0<y≦0.5および0<
x+y<1である。);または、で表される赤外発光蛍
光体を提供する。これらの蛍光体の粒径は0.1μm〜
3μmの範囲内である。
ありながら、赤外励起光に対して高い発光強度を示すこ
とが見いだされた。
原材料として、従来一般的に用いられているリン酸アン
モニウム[(NH4)aHbPO4 ,但しa+b=
3]の代わりに、オルトリン酸(H3P04)またはリ
ン酸塩(A3−zHzPO4、但し、Aはアルカリ金属
またはアルカリ土類金属のうちの少なくとも1種以上の
元素である)を用いることによって、焼成時にアンモニ
アガスが発生することを防止し、このガスの無毒化処理
工程の不要化により製造工程全体を簡略化できるばかり
か、生産性を向上させると共に、得られる蛍光体の粒径
を一層小さくすることができる。
HbPO4 ,但しa+b=3]を使用する方法で得ら
れた蛍光体の粒径はせいぜい7μm程度までしか小さく
することができなかったが、本発明の方法によれば、リ
ン酸アンモニウム[(NH4)a HbPO4,但しa
+b=3]を用いた蛍光体の粒径の1/10以下にまで
粒径を低下させることができる。特に、上記リン酸塩を
用いる方法によれば、蛍光体の粒径を3μm以下、例え
ば、平均粒径で0.8μm以下にまで低下させることが
できる。また、この方法によれば、0.1μmの粒径を
有する蛍光体を得ることもできる。
体は使用に際し、微粉砕などの二次加工処理を行うこと
なく直接使用することができる。従来のリン酸アンモニ
ウムを使用する方法で得られた蛍光体を微粉砕処理する
と発光強度が低下するが、本発明の赤外発光蛍光体は超
微粒子の状態で非常に高い発光強度を有する。本発明の
赤外発光蛍光体は超微粒子のため、オフセット印刷やイ
ンクリボンに使用する際、塗料作製が極めて容易になる
ばかりか、マイクロカプセル化することも可能になる。
はリン酸塩を単独で、あるいは混合して使用することも
できる。また、高い発光強度を得るためには、リン酸塩
(A3−zHzPO4、但し、Aはアルカリ金属または
アルカリ土類金属のうちの少なくとも1種以上の元素で
ある)のなかでも、zの値の大きいほうが好ましい。
4f電子の禁制遷移により発光するもので、超微粒子に
も拘らず発光強度が高い理由は、母体とするオルトリン
酸塩の結晶性が良いこと、および多くのNdおよびYb
を含有できることによるものと思われる。また、アルカ
リ金属またはアルカリ土類金属を少量加えることで更に
結晶性が良くなり、発光強度が向上するものと思われ
る。
(式中、DはAl,Bi,B,In,Ga,Y,Lu,
Sc,Gd,LaおよびCeからなる群から選択される
少なくとも2種以上の元素である、但しY−Lu,Y−
La,La−LuおよびY−La−Luの元素の組合わ
せは除く;0<x≦0.5;0<y≦0.5および0<
x+y<1である)で表される赤外発光蛍光体を製造す
る場合、ネオジウムおよびイッテルビウムのうちの少な
くとも1種の化合物と、Al,Bi,B,In,Ga,
Y,Lu,Sc,Gd,LaおよびCeからなる群から
選択される少なくとも2種以上の元素(但し、Y−L
u,Y−La,La−LuおよびY−La−Luの元素
の組合わせは除く)の化合物とからなる原料粉末に、オ
ルトリン酸(H3 PO4 )またはA3−zHzPO4
(但し、Aはアルカリ金属またはアルカリ土類金属のう
ちの少なくとも1種以上の元素である)で示されるリン
酸塩を加え、400〜1500℃の範囲内の温度で焼成
し、次いで空冷し、その後50℃以上の水熱で処理する
ことにより過剰のリン酸塩などの不純物を除去する。
ウムおよびイッテルビウムの化合物としては例えば、こ
れらの酸化物、塩化物、炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩などを
好適に使用することができる。同様に、Al,Bi,
B,In,Ga,Y,Lu,Sc,Gd,LaおよびC
eの元素の化合物としては例えば、これらの酸化物、塩
化物、炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩などを好適に使用するこ
とができる。これらの化合物は焼成前に希鉱酸(例え
ば、希硫酸、希塩酸、希硝酸など)に溶解させて使用す
ることもできる。
400〜1500℃、好ましくは、650℃〜1000
℃の温度で約2時間〜24時間程度加熱することにより
行われる。
光体の製造を具体的に例証する。
O3:10.9g,Y2O3:11.3gおよびH3P
O4:60.0gからなる原料を十分に混合し、アルミ
ナ製の蓋付きルツボに充填した後、電気炉に入れ、室温
から700℃位まで、一定昇温速度で2時間かけて昇温
し、その後、700℃で6時間焼成した。焼成終了後、
直ちに電気炉から取り出し、空気中で放冷した。次い
で、ルツボに100℃の熱湯を入れ、煮沸し、蛍光体を
ルツボから取り出し、1規定の硝酸で洗浄し、水洗し、
乾燥を行い、目的とする蛍光体を得た。得られた蛍光体
の組成は、Nd0.1Yb0.1Gd0.3Y0.5P
O4であった。
Yb2O3:4.0g,Gd2O3:3.6g,Y2O
3:15.3gおよびLiH2PO4:65.0gに変
更したこと以外は実施例1に述べた方法と同様な方法に
より蛍光体を得た。得られた蛍光体の組成は、Nd
0.1Yb0.1Gd0.1Y0.7PO4であった。
以外は実施例2に述べた方法と同様な方法により蛍光体
を得た。得られた蛍光体の組成は、Nd0.1Yb
0.1Gd0.1Y0.7PO4であった。
8H2O:6.1g,Yb2(CO3 )3:5.2
g,Gd2(CO3 )3・2H2O:5.3g,Y2
(CO3)3・2H2O:27.6gおよびLiH2P
O4:65.0gに変更したこと以外は実施例1に述べ
た方法と同様な方法により蛍光体を得た。得られた蛍光
体の組成は、Nd0.1Yb0.1Gd0.1Y0.7
PO4であった。
Yb2O3:4.0g,In2O3:2.8g,Lu2
O3:27.9gおよびLiH2PO4:65.0gに
変更したこと以外は実施例1に述べた方法と同様な方法
により蛍光体を得た。得られた蛍光体の組成は、Nd
0.1Yb0.1In0.1Lu0.7PO4であっ
た。
b2O3:4.0g,Li2CO3:11.0gおよび
(NH4)H2PO4:140gに変更したこと以外は
実施例1に述べた方法と同様な方法により蛍光体を得
た。得られた蛍光体の組成は、LiNd0.9Yb
0.1P4O12であった。
に入れ、水を媒体として湿式粉砕を行った。得られた蛍
光体の組成は比較例1のままであった。
Y2O3:20.0g,Li2CO3:11.0gおよ
び(NH4)H2PO4 :140gに変更したこと以
外は実施例1に述べた方法と同様な方法により蛍光体を
得た。得られた蛍光体の組成は、LiY0.9Yb
0.1P4O12であった。
に入れ、水を媒体として湿式粉砕を行った。得られた蛍
光体の組成は比較例3のままであった。
得られた各蛍光体の平均粒径と発光特性を下記の表1に
示す。蛍光体の平均粒径は遠心沈降粒度分布計を用いて
測定した。発光特性は波長810nmの光源で励起を行
い、980nmで発光をシリコン光検出器で受光するこ
とにより発光強度を測定した(測定A)。また、Yb単
独の蛍光体は波長950nmの光源で励起し、消灯30
0μs後、ピーク感度980nmのシリコン光検出器で
残光を受光することにより発光強度を測定した(測定
B)。発光強度は比較例1のサンプルの値を100とし
て表示した。
うに、本発明によれば平均粒径が3μm以下で、発光強
度が高い赤外発光蛍光体を得ることができる。
られた蛍光体の発光スペクトルを図1に示す。図1
(a)は実施例2で得られた蛍光体の発光スペクトルで
あり、図1(b)は比較例1で得られた蛍光体の発光ス
ペクトルである。図1(a)および図1(b)に示され
た発光スペクトルを比較すれば明らかなように、本発明
の赤外発光蛍光体は比較例1の赤外発光蛍光体とは全く
異なる特性を有する赤外発光蛍光体であることが理解で
きる。
られた蛍光体の粒子構造を示す走査型電子顕微鏡写真を
図2に示す。図2(a)は実施例2で得られた蛍光体の
粒子構造を示す走査型電子顕微鏡写真であり、図2
(b)は比較例1で得られた蛍光体の粒子構造を示す走
査型電子顕微鏡写真である。図2(a)および図2
(b)の写真を比較すれば明らかなように、本発明の蛍
光体は比較例1の蛍光体に比べて、粒子形状が全く異な
り、粒径が著しく小さい超微粒子であることが理解でき
る。
微粒子で、発光強度が高い新規な赤外発光蛍光体を得る
ことができる。
クトルを示す波形図であり、(b)は比較例1で得られ
た蛍光体の発光スペクトルを示す波形図である。
を示す走査型電子顕微鏡による写真図であり、(b)は
比較例1で得られた蛍光体の粒子構造を示す走査型電子
顕微鏡による写真図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 下記の一般式、 D1−x−yNdxYbyPO4 (式中、DはAl,Bi,B,In,Ga,Y,Lu,
Sc,Gd,LaおよびCeからなる群から選択される
少なくとも2種以上の元素である、但しY−Lu,Y−
La,La−LuおよびY−La−Luの元素の組合わ
せは除く;0<x≦0.5;0<y≦0.5および0<
x+y<1である。)で表される赤外発光蛍光体。 - 【請求項2】 粒径が0.1μm〜3μmの範囲内であ
る請求項1の赤外発光蛍光体。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26163493A JP3438188B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 赤外発光蛍光体 |
US08/238,068 US5611958A (en) | 1993-05-11 | 1994-05-04 | Infrared phosphor and material having latent images and optical reading system using said phosphor |
CA002123274A CA2123274C (en) | 1993-05-11 | 1994-05-10 | Infrared phosphor and material having latent images and optical reading system using said phosphor |
EP94303355A EP0624636B1 (en) | 1993-05-11 | 1994-05-10 | Infrared phosphor and material having latent images and optical reading system using said phosphor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26163493A JP3438188B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 赤外発光蛍光体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0790266A JPH0790266A (ja) | 1995-04-04 |
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ID=17364625
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26163493A Expired - Lifetime JP3438188B2 (ja) | 1993-05-11 | 1993-09-24 | 赤外発光蛍光体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3438188B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006104081A1 (ja) | 2005-03-29 | 2006-10-05 | Nemoto & Co., Ltd. | 赤外発光蛍光体 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69513350T2 (de) | 1994-03-17 | 2000-07-27 | Hitachi Maxell, Ltd. | PHOSPHOR, PHOSPHORZUSAMMENSETZUNG und FLUORESZENTER MARK-TRÄGER |
EP1117060A1 (en) * | 2000-01-10 | 2001-07-18 | Sicpa Holding S.A. | Authentication of a security article |
-
1993
- 1993-09-24 JP JP26163493A patent/JP3438188B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2006104081A1 (ja) | 2005-03-29 | 2006-10-05 | Nemoto & Co., Ltd. | 赤外発光蛍光体 |
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JPH0790266A (ja) | 1995-04-04 |
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