JP7014952B2 - マグネシウムフルオロジャーマネート蛍光体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
第一の態様は、マグネシウム源と、ゲルマニウム源と、マンガン源と、第一フラックス及び第二フラックスとを含む混合物を準備することと、前記混合物を熱処理することと、を含み、前記第一フラックスは、リチウム、ナトリウム及びカリウムからなる群より選択される少なくとも1種を含む、ハロゲン化物及び炭酸塩の少なくとも一方を含み、前記第二フラックスは、カルシウム、ストロンチウム及び亜鉛からなる群より選択される少なくとも1種を含むハロゲン化物並びに酸化亜鉛の少なくとも一方を含み、前記混合物は、マグネシウム源、ゲルマニウム源及びマンガン源の総量に対して、前記第一フラックスの含有率が5重量%未満であり、前記第二フラックスの含有率が50重量%未満である、マグネシウムフルオロジャーマネート蛍光体の製造方法である。
本実施形態の製造方法は、マグネシウム源と、ゲルマニウム源と、マンガン源と、第一フラックス及び第二フラックスとを含む混合物を準備することと、前記混合物を熱処理することとを含む。前記第一フラックスは、リチウム、ナトリウム及びカリウムからなる群より選択される少なくとも1種を含む、ハロゲン化物及び炭酸塩の少なくとも一方を含む。前記第二フラックスは、カルシウム、ストロンチウム及び亜鉛からなる群より選択される少なくとも1種を含むハロゲン化物並びに酸化亜鉛の少なくとも一方を含む。前記混合物は、マグネシウム源、ゲルマニウム源及びマンガン源の総量に対して、前記第一フラックスの含有率が5重量%未満であり、前記第二フラックスの含有率が50重量%未満である。
マグネシウムフルオロジャーマネート蛍光体は、酸化マグネシウム(MgO)、フッ化マグネシウム(MgF2)、酸化ゲルマニウム(GeO2)及びマンガンを含む組成を有する。前記組成は、リチウム、ナトリウム及びカリウムからなる群から選択される少なくとも1種である第一金属成分と、カルシウム、ストロンチウム及び亜鉛からなる群から選択される少なくとも1種である第二金属成分とを更に含む。前記第一金属成分の含有率が0.5モル%以上25モル%以下であり、前記第二金属成分の含有率が2モル%以上110モル%以下である。
sMgO・tMgF2・uGeO2:vMn4+
式中、s、t、u及びvは、2.8≦s≦3.8、0.2≦t≦1.0、0.9≦u≦1.0、0.005≦v≦0.03、3.5≦s+t≦4.2を満たし、好ましくは3≦s≦3.7、0.3≦t≦0.9、0.95≦u≦0.99、0.01≦v≦0.02、3.7≦s+t≦4.2を満たす。
原料化合物として、MgO(純度98%)が3.5モル当量、MgF2(純度98%)が0.5モル当量、GeO2(純度96%)が1モル当量、及びMnCO3(純度92%)が0.015モル当量の配合比となるように精確に秤量し、羽根撹拌式混合機で混合した。次いで第一フラックスとしてLiF(純度98%)を原料化合物の総量に対して0.5重量%と、第二フラックスとしてCaCl2(純度95%)を原料化合物の総量に対して3重量%とを原料化合物に添加して更に羽根撹拌式混合機で混合して、混合物を得た。得られた混合物を大気雰囲気下、1150℃で6時間熱処理して、熱処理物として実施例1のMGF蛍光体を得た。
第一フラックス及び第二フラックスの種類及び添加量(重量%)を表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして混合物を調製し、これを同様に熱処理して実施例2から12及び比較例1から6のMGF蛍光体を得た。
上記で得られた蛍光体について、以下のような評価をおこなった。
<発光スペクトルの測定>
実施例6で得られたMGF蛍光体、比較例1で得られたMGF蛍光体、参考例としてのCASN蛍光体(組成式:CaAlSiN3:Eu2+)について、量子効率測定システム:QE-2000(大塚電子株式会社製)を用いて、励起波長450nmにおける発光スペクトルを測定した。CASN蛍光体の最大発光強度で規格化した発光スペクトルを図1に示す。
実施例6で得られたMGF蛍光体及び比較例1で得られたMGF蛍光体について、分光蛍光光度計:F-4500(株式会社日立ハイテクノロジーズ製)を用いて、波長380nm以上730nm以下の範囲における反射スペクトルを測定した。結果を図2に示す。
実施例1から12及び比較例1から6で得られたMGF蛍光体について、空気透過法を基本原理とするFisher Sub-Sieve Sizer Model95(Fisher Scientific社製)を用いてF.S.S.S.N.を測定し、これを平均粒径とした。結果を表1に示す。
実施例1から12及び比較例1から6で得られたMGF蛍光体について、粉体の発光スペクトルを量子効率測定システム:QE-2000(大塚電子株式会社製)を用い、励起光の波長を450nmとして測定した。比較例2で得られたMGF蛍光体の発光スペクトルのエネルギー値を100%とする各実施例及び比較例の発光スペクトルの相対エネルギー値(相対ENG)として粉体輝度を求めた。結果を表1に示す。なお、エネルギー値は発光スペクトルにおける波長460nm以上830nm以下の範囲における積分値である。結果を表1に示す。
分光蛍光光度計:F-4500(株式会社日立ハイテクノロジーズ製)を用いて、波長659nmにおける反射率を、リン酸水素カルシウム(CaHPO4)を基準とした相対反射率として測定した。結果を表1に示す。
実施例1から12及び比較例1~6で得られたMGF蛍光体について、ICP分析(誘導結合プラズマ発光分析)装置及びアルフッソン吸光光度法によるフッ素分析装置を用いて、MGF蛍光体に含まれる元素の組成比を分析した。結果を表2に示す。表2では、ゲルマニウム(Ge)とマンガン(Mn)の組成比の合計が1となるようにして各元素の組成比をモル基準で算出した。更に表2の結果を元に、検出されたフッ素元素がMgF2に由来するとして、蛍光体の基本組成を算出した。結果を表3に示す。
Claims (5)
- 酸化マグネシウム及びフッ化マグネシウムを含むマグネシウム源と、酸化ゲルマニウムを含むゲルマニウム源と、炭酸マンガンを含むマンガン源と、第一フラックス及び第二フラックスとを含む混合物を準備することと、
前記混合物を1000℃以上1300℃以下で熱処理することと、を含むマグネシウムフルオロジャーマネート蛍光体の製造方法であり、
前記第一フラックスは、フッ化リチウム及びフッ化ナトリウムからなる群より選択される少なくとも1種を含み、
前記第二フラックスは、フッ化カルシウムを含み、
前記混合物は、マグネシウム源、ゲルマニウム源及びマンガン源の総量に対して、前記第一フラックスの含有率が0.1重量%以上3重量%以下であり、前記第二フラックスの含有率が5重量%以上10重量%以下であり、
前記マグネシウムフルオロジャーマネート蛍光体は、下式で表される基本組成を有する、製造方法。
sMgO・tMgF 2 ・uGeO 2 :vMn 4+
(式中、s、t、u及びvは、3≦s≦3.7、0.3≦t≦0.9、0.95≦u≦0.99、0.01≦v≦0.02、3.7≦s+t≦4.2を満たす。) - 前記マグネシウムフルオロジャーマネート蛍光体は、前記基本組成に加えて、リチウム及びナトリウムからなる群から選択される少なくとも1種である第一金属成分と、カルシウムである第二金属成分と、を更に含み、
前記基本組成中のゲルマニウムとマンガンの組成比の合計を1モルとする場合に、前記第一金属成分の含有率が0.8モル%以上25モル%以下であり、前記第二金属成分の含有率が10モル%以上50モル%以下である、請求項1に記載の製造方法。 - 前記熱処理の時間が0.5時間以上20時間以下である、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化ゲルマニウム及びマンガンを含み、下式で表される基本組成を有し、
前記基本組成に加えて、リチウム及びナトリウムからなる群から選択される少なくとも1種である第一金属成分と、カルシウムである第二金属成分とを更に含み、
前記基本組成中のゲルマニウムとマンガンの組成比の合計を1モルとする場合に、
前記第一金属成分の含有率が0.8モル%以上25モル%以下であり、
前記第二金属成分の含有率が10モル%以上50モル%以下である、マグネシウムフルオロジャーマネート蛍光体。
sMgO・tMgF 2 ・uGeO 2 :vMn 4+
(式中、s、t、u及びvは、3≦s≦3.7、0.3≦t≦0.9、0.95≦u≦0.99、0.01≦v≦0.02、3.7≦s+t≦4.2を満たす。) - 659nmにおけるリン酸水素カルシウムを基準とする相対反射率が、93%以上である、請求項4に記載のマグネシウムフルオロジャーマネート蛍光体。
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