JP6009091B2 - アルミン酸塩発光材料及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、発光材料分野に関し、特にアルミン酸塩発光材料及びその製造方法に関する。

２０世紀の６０年代に、ＫｅｎＳｈｏｕｌｄｅｒは、電界放出陰極アレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｖｅ Ａｒｒａｙｓ、ＦＥＡｓ）に基づく電子ビーム微小化装置の構想を提案した。そして、ＦＥＡｓによってパネルディスプレー及び光源素子（すなわち電界放出表示素子、ＦｉｅｌｄＥｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＦＥＤ）の設計及び製造に関する研究は、大きく関心を引いている。この新型の電界放出表示素子の作動原理は、従来の陰極線管（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙ Ｔｕｂｅ，ＣＲＴ）の作動原理と類似して、即ち、電子ビームで赤、緑及び青の三色蛍光粉に衝撃を与え発光させることによって、結像又は照明への適用を実現することである。この素子は、輝度、視角、応答時間、使用温度の範囲、及びエネルギー消費量等の面で、潜在的優位性を持つ。

性能が優れている電界放出素子を製造するためには、高性能の発光材料の調製が主要因の１つである。現在、電界放出素子に用いられる発光材料は、主として従来の陰極線管及びプロジェクションテレビイメージ管に用いられる硫化物系及び酸硫化物系の蛍光粉である。これらの硫化物及び酸硫化物系の発光材料は、発光輝度が高く、一定の導電性を持つが、大電流電子ビームの衝撃において分解し易く、硫黄元素の放出によって陰極針を汚染し、且つ他の沈殿物を生成して発光材料の表面を覆うことがあるため発光材料の発光効率を低下させ、電界放出素子の実用寿命を縮める。

そのため、発光強度が高く、安定性の良いアルミン酸塩発光材料及びその製造方法を提供する必要がある。

アルミン酸塩発光材料であって、その一般式がＹ_３−ｘＡｌ_５Ｏ_１２：Ｌｎ_ｘ，Ｍ_ｙであり、ここで、ＬｎはＣｅ及びＴｂから選ばれる少なくとも１種であり、ＭはＡｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、及びＣｕナノ粒子から選ばれる少なくとも１種であり、ｘは０＜ｘ≦０．５であり、ｙはＭとＡｌとのモル比で、０＜ｙ≦１×１０^−２である。

１つの実施形態において、ｘは０．０１≦ｘ≦０．３である。

１つの実施形態において、ｙは１×１０^−５≦ｙ≦５×１０^−３である。

アルミン酸塩発光材料の製造方法であって、
酸化アルミニウムエアロゲルをＭ（ここで、ＭはＡｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ及びＣｕから選ばれる少なくとも１種である）含有のエタノール溶液に溶解させ、撹拌してから超音波処理を行い、乾燥して得られる固体を研磨した後、６００℃〜１２００℃で０．５時間〜４時間焼成してＭ含有の酸化アルミニウムエアロゲルを得る工程と、
一般式Ｙ_３−ｘＡｌ_５Ｏ_１２：Ｌｎ_ｘ，Ｍ_ｙ（ここで、ＬｎはＣｅ及びＴｂから選ばれる少なくとも１種であり、ｘは０＜ｘ≦０．５であり、ｙはＭとＡｌとのモル比で、０＜ｙ≦１×１０^−２である）の化学量論比に応じて、Ｙに対応する化合物及びＬｎに対応する化合物と上記Ｍ含有の酸化アルミニウムエアロゲルとを混合して均一に研磨し、得られる混合物を還元雰囲気において１３００℃〜１７００℃で２時間〜８時間焼成し、冷却した後、研磨して一般式がＹ_３−ｘＡｌ_５Ｏ_１２：Ｌｎ_ｘ，Ｍ_ｙであるアルミン酸塩発光材料を得る工程と、を含む。

１つの実施形態において、上記Ｍ含有のエタノール溶液には、上記Ｍの濃度が５×１０^−６ｍｏｌ／Ｌ〜１×１０^−２ｍｏｌ／Ｌである。

１つの実施形態において、上記撹拌のステップは、５０℃〜７５℃で０．５時間〜３時間撹拌することである。

１つの実施形態において、上記超音波処理の時間は５分間〜２０分間である。

１つの実施形態において、上記乾燥の温度は６０℃〜１５０℃である。

１つの実施形態において、上記Ｙに対応する化合物はＹの酸化物、硝酸塩、炭酸塩、塩化物、又はシュウ酸塩であり、上記Ｌｎに対応する化合物はＬｎの酸化物、硝酸塩、炭酸塩、塩化物、又はシュウ酸塩である。

１つの実施形態において、上記還元雰囲気は、窒素ガスと水素ガスとの混合還元雰囲気、炭素粉末還元雰囲気、一酸化炭素還元雰囲気、及び水素ガス還元雰囲気から選ばれる少なくとも１種である。

上記アルミン酸塩発光材料は、ＬｎとＭとをＹ_３Ａｌ_５Ｏ_１２基材にドープしてなる一般式Ｙ_３−ｘＡｌ_５Ｏ_１２：Ｌｎ_ｘ，Ｍ_ｙの発光材料であり、そのうち金属ナノ粒子Ｍは発光材料の内部量子効率を向上させ、当該アルミン酸塩発光材料の発光強度の向上に寄与することができる。また、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２の性質が安定であるため、それを発光基材とする場合、当該アルミン酸塩発光材料に高い安定性を与え、従来の硫化物及び酸硫化物が、使用における分解により生成した沈殿物で発光材料の表面を被覆することで発光材料の発光効率を低下させるという現象を抑えることができる。

図１は、一実施形態に係るアルミン酸塩発光材料の製造方法のフロー図である。 図２は、実施例２で製造されたＹ_２．８８Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｔｂ_０．１２，Ａｇ_{２．５×１０−４}アルミン酸塩発光材料とＹ_２．８８Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｔｂ_０．１２アルミン酸塩発光材料とを加速電圧１．５ＫＶで陰極線により励起した発光スペクトルの比較図である。

以下、具体的な実施形態及び図面により、上記アルミン酸塩発光材料及びその製造方法をさらに説明する。

一実施形態に係るアルミン酸塩発光材料は、一般式がＹ_３−ｘＡｌ_５Ｏ_１２：Ｌｎ_ｘ，Ｍ_ｙである。

ここで、Ｌｎはセリウム(Ｃｅ)及びテルビウム(Ｔｂ)から選ばれる少なくとも１種である。

Ｍは銀(Ａｇ)、金(Ａｕ)、白金(Ｐｔ)、パラジウム(Ｐｄ)、及び銅(Ｃｕ)ナノ粒子から選ばれる少なくとも１種である。

ｘは０＜ｘ≦０．５であり、好ましくは０．０１≦ｘ≦０．３である。

ｙはＭとＡｌとのモル比で、０＜ｙ≦１×１０^−２であり、好ましくは１×１０^−５≦ｙ≦５×１０^−３である。

符号「：」はドーピングを表す。すなわちそのアルミン酸塩発光材料はＹ_３Ａｌ_５Ｏ_１２を発光基材とし、希土類元素Ｌｎと金属ナノ粒子ＭとをＹ_３Ａｌ_５Ｏ_１２基材にドープしてなる。

Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２はペロブスカイト構造を持つアルミン酸塩であり、優れたレーザ及びシンチレーターの基質である。希土類元素Ｌｎを発光中心として発光基材であるＹ_３Ａｌ_５Ｏ_１２にドープする場合、Ｙの一部が置き換えられてＹ_３−ｘＡｌ_５Ｏ_１２：Ｌｎ_ｘの構造を形成する。３価Ｌｎイオン（Ｌｎ^３＋）はアルミン酸塩発光材料の活性イオンとして機能するとともに、３価Ｃｅイオン（Ｃｅ^３＋）及び３価Ｔｂイオン（Ｔｂ^３＋）は半径が３価イットリウムイオン(Ｙ^３＋)と類似するので、アルミン酸塩Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２にドープされやすく、Ｙ^３＋イオンを置き換えて発光基材を励起して発光させることができる。

金属ナノ粒子Ｍは、アルミン酸塩発光材料の内部量子効率を向上させ、さらに発光強度を向上するために用いられる。

上記アルミン酸塩発光材料は、希土類元素Ｌｎと金属ナノ粒子ＭとをＹ_３Ａｌ_５Ｏ_１２基材にドープしてなる一般式Ｙ_３−ｘＡｌ_５Ｏ_１２：Ｌｎ_ｘ，Ｍ_ｙの発光材料である。金属ナノ粒子Ｍは、表面プラズモン共鳴効果を発生させ、発光材料の内部量子効率を向上させ、さらにアルミン酸塩発光材料の発光強度の向上に寄与することができる。

また、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２は優れた熱伝導率、機械的強度及び安定した化学性質を有し、発光基材とする場合、当該アルミン酸塩発光材料に高い安定性を与え、従来の硫化物及び酸硫化物が使用における分解により生成した沈殿物で発光材料の表面を被覆することで発光材料の発光効率を低下させるという現象を抑えることができる。

上記アルミン酸塩発光材料は、金属ナノ粒子ＭをＹ_３−ｘＡｌ_５Ｏ_１２：Ｌｎ_ｘにドープしてなり、金属ナノ粒子Ｍのドーピングにより発光基材固有の構造を変更することはないので、Ｙ_３−ｘＡｌ_５Ｏ_１２：Ｌｎ_ｘの安定性を維持するのに有利である。

したがって、当該アルミン酸塩発光材料は電界放出表示素子に適用される場合、電界放出表示素子の発光性能及び実用寿命の向上に有利である。

図１に示すように、一実施形態に係るアルミン酸塩発光材料の製造方法は、工程Ｓ１１０及び工程Ｓ１２０を含む。

工程Ｓ１１０において、酸化アルミニウムエアロゲルをＭ含有のエタノール溶液に溶解させ、撹拌してから超音波処理を行い、乾燥して得られる固体を研磨した後、６００℃〜１２００℃で０．５時間〜４時間焼成してＭ含有の酸化アルミニウムエアロゲルを得る。

ここで、Ｍは銀(Ａｇ)、金(Ａｕ)、白金(Ｐｔ)、パラジウム(Ｐｄ)、及び銅(Ｃｕ)ナノ粒子から選ばれる少なくとも１種である。

Ｍ含有のエタノール溶液は、Ｍ含有の塩をエタノールに溶解して得られる。ここで、Ｍの濃度は５×１０^−６ｍｏｌ／Ｌ〜１×１０^−２ｍｏｌ／Ｌであることが好ましい。

Ｍと酸化アルミニウムエアロゲルとのモル比はｚであり、ｚは０≦ｚ≦５×１０^−３である。

酸化アルミニウム(Ａｌ_２Ｏ_３)エアロゲルをＭ含有のエタノール溶液に溶解した後、十分に溶解するように撹拌する。好ましくは、酸化アルミニウムエアロゲルを５０℃〜７５℃で０．５時間〜３時間撹拌する。

撹拌してから超音波処理を行い、Ｍを十分且つ均一に酸化アルミニウムエアロゲルに吸着させる。超音波処理の時間は１０分間であることが好ましい。

超音波処理した後、６０℃〜１５０℃で乾燥させ、研磨してから６００℃〜１２００℃で０．５時間〜４時間焼成し、Ｍ含有の酸化アルミニウムエアロゲルを得る。乾燥した後、焼成し、結晶水を取り除く。

工程Ｓ１２０において、一般式Ｙ_３−ｘＡｌ_５Ｏ_１２：Ｌｎ_ｘ，Ｍ_ｙ（ここで、ＬｎはＣｅ及びＴｂから選ばれる少なくとも１種であり、ｘは０＜ｘ≦０．５であり、ｙはＭとＡｌとのモル比で、０＜ｙ≦１×１０^−２である）の化学量論比に応じて、Ｙに対応する化合物及びＬｎに対応する化合物と上記Ｍ含有の酸化アルミニウムエアロゲルとを混合して均一に研磨し、混合物を得る。得られる混合物を還元雰囲気において１３００℃〜１７００℃で２時間〜８時間焼成し、冷却した後、研磨して一般式がＹ_３−ｘＡｌ_５Ｏ_１２：Ｌｎ_ｘ，Ｍ_ｙであるアルミン酸塩発光材料を得る。

Ｙに対応する化合物はＹの酸化物、硝酸塩、炭酸塩、塩化物、又はシュウ酸塩である。

例えば、Ｙに対応する化合物は、酸化イットリウム(Ｙ_２Ｏ_３)、硝酸イットリウム(Ｙ(ＮＯ_３)_３・６Ｈ_２Ｏ)、炭酸イットリウム(Ｙ_２(ＣＯ_３)_３)、塩化イットリウム(ＹＣｌ_３)、又はシュウ酸イットリウム(Ｙ_２(Ｃ_２Ｏ４)_３・１０Ｈ_２Ｏ)などである。

Ｌｎに対応する化合物はＬｎの酸化物、硝酸塩、炭酸塩、塩化物、又はシュウ酸塩である。

例えば、Ｌｎに対応する化合物は、七酸化四テルビウム(Ｔｂ_４Ｏ_７)、硝酸セリウム(Ｃｅ(ＮＯ_３)_３・６Ｈ_２Ｏ)、硝酸テルビウム(Ｔｂ(ＮＯ_３)_３・６Ｈ_２Ｏ)、炭酸セリウム(Ｃｅ_２(ＣＯ_３)_３)、シュウ酸セリウム(Ｃｅ_２(Ｃ_２Ｏ_４)_３)、三塩化テルビウム(ＴｂＣｌ_３)などである。

還元雰囲気は、窒素ガスと水素ガス（窒素ガスの体積百分率は９５ｖ％であり、水素ガスの体積百分率は５ｖ％である）との混合還元雰囲気、炭素粉末還元雰囲気、一酸化炭素還元雰囲気、及び水素ガス還元雰囲気から選ばれる少なくとも１種である。

室温まで冷却した後、さらに研磨して小粒径且つ均一に分布するアルミン酸塩発光材料を得る。当該アルミン酸塩発光材料の一般式はＹ_３−ｘＡｌ_５Ｏ_１２：Ｌｎ_ｘ，Ｍ_ｙである。ここで、ＬｎはＣｅ及びＴｂから選ばれる少なくとも１種であり、Ｍは銀(Ａｇ)、金(Ａｕ)、白金(Ｐｔ)、パラジウム(Ｐｄ)、及び銅(Ｃｕ)ナノ粒子から選ばれる少なくとも１種であり、ｘは０＜ｘ≦０．５であり、ｙはＭとＡｌとのモル比で、０＜ｙ≦１×１０^−２である。

上記アルミン酸塩発光材料の製造方法は、酸化アルミニウムエアロゲルを用いて金属ナノ粒子Ｍを吸着し、金属ナノ粒子を含有する酸化アルミニウムエアロゲルを得た後、金属ナノ粒子を含有する酸化アルミニウムエアロゲルを原料として高温固相法で希土類元素Ｌｎと金属ナノ粒子ＭとをＹ_３Ａｌ_５Ｏ_１２基材にドープしてなる一般式Ｙ_３−ｘＡｌ_５Ｏ_１２：Ｌｎ_ｘ，Ｍ_ｙのアルミン酸塩発光材料を製造する方法である。その方法により製造されたアルミン酸塩発光材料は純度が高いというメリットを有する。

上記アルミン酸塩発光材料の製造方法は、プロセスが簡単で、デバイスに対する要求が低く、非汚染で、コントロールし易く、工業的生産に適している。製造されたアルミン酸塩発光材料は、発光強度が高く、安定が優れるというメリットを有する。

以下、具体的な実施例で説明する。

（実施例１）
＜高温固相法によるＹ_２．９９Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ_０．０１，Ｐｔ_{５×１０−３}の製造＞
(１)Ｐｔ含有のＡｌ_２Ｏ_３エアロゲルの製造
酸化アルミニウム(Ａｌ_２Ｏ_３)エアロゲルを０．６１１７ｇ秤量して５×１０^−３ｍｏｌ／Ｌの塩化白金酸（Ｈ_２ＰｔＣｌ_６・６Ｈ_２Ｏ）含有のエタノール溶液１２ｍｌに溶解させ、５０℃で３時間撹拌してから１０分間超音波処理を行い、その後、６０℃で乾燥して得られたサンプルを均一に研磨し、６００℃で４時間焼成してＰｔ含有のＡｌ_２Ｏ_３エアロゲルを得た。

(２)Ｙ_２．９９Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ_０．０１，Ｐｔ_{５×１０−３}の製造
炭酸イットリウム(Ｙ_２(ＣＯ_３)_３)１．０６９８ｇ、炭酸セリウム(Ｃｅ_２(ＣＯ_３)_３)０．００４６ｇ、及びＰｔ^４＋含有のＡｌ_２Ｏ_３エアロゲル０．５０９８ｇを秤量してメノウ乳鉢において均一に混合するまで十分に研磨した後、得られた粉末を鋼玉るつぼに移して管状炉で９５ｖ％Ｎ_２と５ｖ％Ｈ_２との弱還元雰囲気において１７００℃で２時間焼成し、室温まで冷却して研磨した後、ＰｔがドープされるＹ_２．９９Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ_０．０１，Ｐｔ_{５×１０−３}アルミン酸塩発光材料を得た。

（実施例２）
＜高温固相法によるＹ_２．８８Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｔｂ_０．１２，Ａｇ_{２．５×１０−４}の製造＞
(１)Ａｇ含有のＡｌ_２Ｏ_３エアロゲルの製造
酸化アルミニウム(Ａｌ_２Ｏ_３)エアロゲルを０．６１１７ｇ秤量して２×１０^−４ｍｏｌ／Ｌの硝酸銀（ＡｇＮＯ_３）含有のエタノール溶液１５ｍｌに溶解させ、６０℃で２時間撹拌してから１０分間超音波処理を行い、その後、８０℃で乾燥して得られたサンプルを均一に研磨し、８００℃で２時間焼成してＡｇ含有のＡｌ_２Ｏ_３エアロゲルを得た。

(２)Ｙ_２．８８Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｔｂ_０．１２，Ａｇ_{２．５×１０−４}の製造
酸化イットリウム(Ｙ_２Ｏ_３)０．６５０３ｇ、七酸化四テルビウム(Ｔｂ_４Ｏ_７)０．０４４８ｇ、及びＡｇ^＋含有のＡｌ_２Ｏ_３エアロゲル０．５０９８ｇを秤量してメノウ乳鉢において均一に混合するまで十分に研磨した後、得られた粉末を鋼玉るつぼに移してマッフル炉において炭素粉末還元を行い、１５００℃で４時間焼成し、室温まで冷却して研磨した後、ＡｇがドープされるＹ_２．８８Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｔｂ_０．１２，Ａｇ_{２．５×１０−４}アルミン酸塩発光材料を得た。

図２は、本実施例２で製造されたＡｇナノ粒子がドープされるＹ_２．８８Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｔｂ_０．１２，Ａｇ_{２．５×１０−４}アルミン酸塩発光材料と金属ナノ粒子がドープされないＹ_２．８８Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｔｂ_０．１２アルミン酸塩発光材料とを１．５ｋｖ電圧における陰極線発光スペクトルの比較図である。ここで、曲線１はＹ_２．８８Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｔｂ_０．１２，Ａｇ_{２．５×１０−}４アルミン酸塩発光材料の発光スペクトル図であり、曲線２はＹ_２．８８Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｔｂ_０．１２アルミン酸塩発光材料の発光スペクトル図である。

図２に示すに、５４４ｎｍにおける発光ピークについて、Ｙ_２．８８Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｔｂ_０．１２，Ａｇ_{２．５×１０−}４アルミン酸塩発光材料の発光強度は、Ｙ_２．８８Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｔｂ_０．１２アルミン酸塩発光材料の発光強度より２５％強いことが分かる。

（実施例３）
＜高温固相法によるＹ_２．５Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｔｂ_０．５０，Ａｕ_{１×１０−２}の製造＞
(１)Ａｕ含有のＡｌ_２Ｏ_３エアロゲルの製造
酸化アルミニウム(Ａｌ_２Ｏ_３)エアロゲルを０．６１１７ｇ秤量して１×１０^−２ｍｏｌ／Ｌのクロロ金酸（ＨＡｕＣｌ_４）含有のエタノール溶液１２ｍｌに溶解させ、７５℃で０．５時間撹拌してから２０分間超音波処理を行い、その後、１５０℃で乾燥して得られたサンプルを均一に研磨し、１２００℃で０．５時間焼成してＡｕ含有のＡｌ_２Ｏ_３エアロゲルを得た。

(２)Ｙ_２．５Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｔｂ_０．５０，Ａｕ_{１×１０−２}の製造
酸化イットリウム(Ｙ_２Ｏ_３)０．５６４５ｇ、七酸化四テルビウム(Ｔｂ_４Ｏ_７)０．１８６８ｇ、及びＡｕ^３＋含有のＡｌ_２Ｏ_３エアロゲル０．５０９８ｇを秤量してメノウ乳鉢において均一に混合するまで十分に研磨した後、得られた粉末を鋼玉るつぼに移して管状炉で９５ｖ％Ｎ_２と５ｖ％Ｈ_２との弱還元雰囲気において１４５０℃で６時間焼成し、室温まで冷却して研磨した後、ＡｕがドープされるＹ_２．５Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｔｂ_０．５０，Ａｕ_{１×１０−２}アルミン酸塩発光材料を得た。

（実施例４）
＜高温固相法によるＹ_２．７Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ_０．１０，Ｔｂ_０．２０，Ｐｄ_{４×１０−３}の製造＞
(１)Ｐｄ含有のＡｌ_２Ｏ_３エアロゲルの製造
酸化アルミニウム(Ａｌ_２Ｏ_３)エアロゲルを０．３０５８ｇ秤量して１×１０^−４ｍｏｌ／Ｌの塩化パラジウム（ＰｄＣｌ_２・２Ｈ_２Ｏ）含有のエタノール溶液１５ｍｌに溶解させ、６５℃で１．５時間撹拌してから１５分間超音波処理を行い、その後、１２０℃で乾燥して得られたサンプルを均一に研磨し、１１００℃で２時間焼成してＰｄ含有のＡｌ_２Ｏ_３エアロゲルを得た。

(２)Ｙ_２．７Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ_０．１０，Ｔｂ_０．２０，Ｐｄ_{４×１０−３}の製造
硝酸イットリウム(Ｙ(ＮＯ_３)_３・６Ｈ_２Ｏ)１．４８４４ｇ、硝酸セリウム(Ｃｅ(ＮＯ_３)_３・６Ｈ_２Ｏ)０．０６５２ｇ、硝酸テルビウム(Ｔｂ(ＮＯ_３)_３・６Ｈ_２Ｏ)０．１３７９ｇ、及びＰｄ含有のＡｌ_２Ｏ_３エアロゲル０．５０９８ｇを秤量してメノウ乳鉢において均一に混合するまで十分に研磨した後、得られた粉末を鋼玉るつぼに移して管状炉で９５ｖ％Ｎ_２と５ｖ％Ｈ_２との弱還元雰囲気において１４００℃で４時間焼成し、室温まで冷却して研磨した後、ＰｄがドープされるＹ_２．７Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ_０．１０，Ｔｂ_０．２０，Ｐｄ_{４×１０−３}アルミン酸塩発光材料を得た。

（実施例５）
＜高温固相法によるＹ_２．８８Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ_０．１２，Ａｇ_{１×１０−５}の製造＞
(１)Ａｇ^＋含有のＡｌ_２Ｏ_３エアロゲルの製造
酸化アルミニウム(Ａｌ_２Ｏ_３)エアロゲルを０．６１１７ｇ秤量して５×１０^−６ｍｏｌ／Ｌの硝酸銀（ＡｇＮＯ_３）含有のエタノール溶液２４ｍｌに溶解させ、６５℃で１．５時間撹拌してから５分間超音波処理を行い、その後、１２０℃で乾燥して得られたサンプルを均一に研磨し、９００℃で３時間焼成してＡｇ^＋含有のＡｌ_２Ｏ_３エアロゲルを得た。

(２)Ｙ_２．８８Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ_０．１２，Ａｇ_{１×１０−５}の製造
シュウ酸イットリウム(Ｙ_２(Ｃ_２Ｏ４)_３・１０Ｈ_２Ｏ)１．２７２３ｇ、シュウ酸セリウム(Ｃｅ_２(Ｃ_２Ｏ_４)_３)０．０６５３ｇ、及びＡｇ含有のＡｌ_２Ｏ_３エアロゲル０．５０９８ｇを秤量してメノウ乳鉢において均一に混合するまで十分に研磨した後、得られた粉末を鋼玉るつぼに移して管状炉で一酸化炭素還元雰囲気において１３００℃で８時間焼成し、室温まで冷却して研磨した後、Ａｇ^＋がドープされるＹ_２．８８Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ_０．１２，Ａｇ_{１×１０−５}アルミン酸塩発光材料を得た。

（実施例６）
＜高温固相法によるＹ_２．７０Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｔｂ_０．３０，Ｃｕ_{５×１０−４}の製造＞
(１)Ｃｕ含有のＡｌ_２Ｏ_３エアロゲルの製造
酸化アルミニウム(Ａｌ_２Ｏ_３)エアロゲルを０．６１１７ｇ秤量して５×１０^−４ｍｏｌ／Ｌの硝酸銅（Ｃｕ(ＮＯ_３)_２）含有のエタノール溶液１２ｍｌに溶解させ、７０℃で１時間撹拌してから１０分間超音波処理を行い、その後、７０℃で乾燥して得られたサンプルを均一に研磨し、８００℃で２時間焼成してＣｕ含有のＡｌ_２Ｏ_３エアロゲルを得た。

(２)Ｙ_２．７０Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｔｂ_０．３０，Ｃｕ_{５×１０−４}の製造
塩化イットリウム(ＹＣｌ_３)１．０５４４ｇ、三塩化テルビウム(ＴｂＣｌ_３)０．１５９１ｇ、及びＣｕ含有のＡｌ_２Ｏ_３エアロゲル０．５０９８ｇを秤量してメノウ乳鉢において均一に混合するまで十分に研磨した後、得られた粉末を鋼玉るつぼに移し、マッフル炉において１６００℃で３時間熱処理してから管状炉で９５ｖ％Ｎ_２と５ｖ％Ｈ_２との弱還元雰囲気において１４００℃で２時間焼成して還元させ、室温まで冷却した後、ＣｕがドープされるＹ_２．７０Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｔｂ_０．３０，Ｃｕ_{５×１０−４}発光材料を得た。

（実施例７）
＜高温固相法によるＹ_２．９０Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ_０．１０，(Ａｇ_０．５／Ａｕ_０．５)_{１．２５×１０−３}の製造＞
(１)Ａｇ及びＡｕ含有のＡｌ_２Ｏ_３エアロゲルの製造
酸化アルミニウム(Ａｌ_２Ｏ_３)エアロゲルを０．６１１７ｇ秤量して１×１０^−３ｍｏｌ／Ｌの硝酸銀（ＡｇＮＯ_３）及び１×１０^−３ｍｏｌ／Ｌのクロロ金酸（ＨＡｕＣｌ_４）を含有するエタノール溶液１５ｍｌに溶解させ、６０℃で２時間撹拌してから１０分間超音波処理を行い、その後、８０℃で乾燥して得られたサンプルを均一に研磨し、１０００℃で４時間焼成してＡｇ及びＡｕ含有のＡｌ_２Ｏ_３エアロゲルを得た。

(２)Ｙ_２．９０Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ_０．１０，(Ａｇ_０．５／Ａｕ_０．５)_{１．２５×１０−３}の製造
硝酸イットリウム(Ｙ(ＮＯ_３)_３・６Ｈ_２Ｏ)１．５９４４ｇ、硝酸セリウム(Ｃｅ(ＮＯ_３)_３・６Ｈ_２Ｏ)、Ａｇ及びＡｕ含有のＡｌ_２Ｏ_３エアロゲル０．５０９８ｇを秤量してメノウ乳鉢において均一に混合するまで十分に研磨した後、得られた粉末を鋼玉るつぼに移して炭素粉末と一酸化炭素とからなる還元雰囲気において１５００℃で３時間焼成し、室温まで冷却して研磨した後、Ａｇ及びＡｕがドープされるＹ_２．９０Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ_０．１０，(Ａｇ_０．５／Ａｕ_０．５)_{１．２５×１０−３}発光材料を得た。

上述した実施例は、具体的、かつ詳細に説明しており、本発明のいくつかの実施形態を示すものであるが、本発明の特許請求の範囲を限定するものではないと理解されるべきである。本発明の思想を逸脱しないことを前提とする場合、当業者が複数の変形及び変更をしても、本発明の保護範囲に属するものであると理解されるべきである。したがって、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲に基づくものである。

Claims (10)

1. アルミン酸塩発光材料であって、
   一般式がＹ_３−ｘＡｌ_５Ｏ_１２：Ｌｎ_ｘ，Ｍ_ｙである、
   （ここで、ＬｎはＣｅ及びＴｂから選ばれる少なくとも１種であり、
   ＭはＡｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、及びＣｕナノ粒子から選ばれる少なくとも１種であり、
   Ｌｎ _ｘ ，Ｍ _ｙ は、Ｌｎ _ｘ 及びＭ _ｙ がＹ _３−ｘ Ａｌ _５ Ｏ _１２ にドープされた状態で含まれており、
   ｘは０＜ｘ≦０．５であり、
   ｙはＭとＡｌとのモル比で、０＜ｙ≦１×１０^−２である。）
   ことを特徴とするアルミン酸塩発光材料。
2. 前記ｘは０．０１≦ｘ≦０．３である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアルミン酸塩発光材料。
3. 前記ｙは１×１０^−５≦ｙ≦５×１０^−３である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアルミン酸塩発光材料。
4. アルミン酸塩発光材料の製造方法であって、
   Ｍ（ここで、ＭはＡｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、及びＣｕから選ばれる少なくとも１種である）が溶解しているエタノール溶液に、酸化アルミニウムエアロゲルを溶解させ、撹拌してから超音波処理を行い、乾燥して得られる固体を研磨した後、６００℃〜１２００℃で０．５時間〜４時間焼成してＭ含有の酸化アルミニウムエアロゲルを得る工程と、
   一般式Ｙ_３−ｘＡｌ_５Ｏ_１２：Ｌｎ_ｘ，Ｍ_ｙ（ここで、ＬｎはＣｅ及びＴｂから選ばれる少なくとも１種であり、ｘは０＜ｘ≦０．５であり、ｙはＭとＡｌとのモル比で、０＜ｙ≦１×１０^−２である）の化学量論比に応じて、Ｙに対応する化合物及びＬｎに対応する化合物と前記Ｍ含有の酸化アルミニウムエアロゲルとを混合して均一に研磨し、得られる混合物を還元雰囲気において１３００℃〜１７００℃で２時間〜８時間焼成し、冷却した後、研磨して一般式がＹ_３−ｘＡｌ_５Ｏ_１２：Ｌｎ_ｘ，Ｍ_ｙであるアルミン酸塩発光材料を得る工程と、
   を含む、
   ことを特徴とするアルミン酸塩発光材料の製造方法。
5. 前記Ｍが溶解しているエタノール溶液における前記Ｍの濃度が５×１０^−６ｍｏｌ／Ｌ〜１×１０^−２ｍｏｌ／Ｌである、
   ことを特徴とする請求項４に記載のアルミン酸塩発光材料の製造方法。
6. 前記撹拌のステップは、５０℃〜７５℃で０．５時間〜３時間撹拌することである、
   ことを特徴とする請求項４に記載のアルミン酸塩発光材料の製造方法。
7. 前記超音波処理の時間は５分間〜２０分間である、
   ことを特徴とする請求項４に記載のアルミン酸塩発光材料の製造方法。
8. 前記乾燥の温度は６０℃〜１５０℃である、
   ことを特徴とする請求項４に記載のアルミン酸塩発光材料の製造方法。
9. 前記Ｙに対応する化合物はＹの酸化物、硝酸塩、炭酸塩、塩化物、又はシュウ酸塩であり、前記Ｌｎに対応する化合物はＬｎの酸化物、硝酸塩、炭酸塩、塩化物、又はシュウ酸塩である、
   ことを特徴とする請求項４に記載のアルミン酸塩発光材料の製造方法。
10. 前記還元雰囲気は、窒素ガスと水素ガスとの混合還元雰囲気、炭素粉末還元雰囲気、一酸化炭素還元雰囲気、及び水素ガス還元雰囲気から選ばれる少なくとも１種である、
    ことを特徴とする請求項４に記載のアルミン酸塩発光材料の製造方法。