荧光体、光源以及生物化学分析装置的制作方法

2021-02-02 18:02:35|

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本公开涉及荧光体、光源以及使用其的生物化学分析装置。

背景技术：

在生物化学分析装置中，向试样中添加试剂并照射光，测量发光强度，从而观察生物试样的浓度。在生物化学分析装置中，对试样照射的光的波长区域为340～800nm这样的宽范围的波长区域，使用能够发出该波长区域的光的光源。

近年来，开发出了发出近紫外光的led(lightemittingdiode：发光二极管)，并用作试样分析用的光源。在生物化学分析装置中，如上所述，使用340～800nm这样的宽范围的波长区域的光来分析试样，为了利用上述led，需要使用由近紫外光激发而发出至近红外的波长区域为止的光的荧光体。

在专利文献1中，公开了利用近紫外发光led激发而产生近红外发光的荧光体。具体而言，在专利文献1中，作为上述荧光体的例子，公开了在发光装置中发出红外光的lialo2：fe(发光光谱的峰值波长：746nm)和al2o3：cr(没有记载发光波长)(参照摘要、段落0066、图3)。

另外，在专利文献2中，公开了作为发出近红外光的荧光成分的ligao2：fe。进而，在专利文献3中，作为优选的例子，公开了将平均粒径为5μm以下的紫外线激发的荧光体(bam)用于发光装置的技术(参照第0026段)。该荧光体射出可见光(参照段落0021、表3)。

另外，非专利文献1中公开了使用al2(so4)3·18h2o作为原料的荧光体的晶体的合成方法。另外，非专利文献2中公开了将溶解有金属al的物质作为起始原料的荧光体的合成例。进而，非专利文献3中记载了使用alooh或al(no3)·9h2o作为起始原料合成荧光体的例子。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-352101号公报

专利文献2：日本特开2015-60921号公报

专利文献3：日本特开2016-103556号公报

非专利文献

非专利文献1：react.kinet.catal.lett.vol.86，no.2，299-306(2005)

非专利文献2：j.electrochem.soc.vol.147，no.11，4368-4373(2000)

非专利文献3：displaysvol.19，197-203(1999)

技术实现要素：

发明所要解决的课题

作为生物化学分析装置的光源，有时使用波长区域不同的多种led光源来代替使用灯寿命短的钨灯。然而，在使用多种led光源的情况下，会产生发光区域中的亮度不均的问题。

另外，作为近红外发光荧光体，已知有lialo2：fe和al2o3：cr等。然而，这些荧光体在近紫外区域(波长为300nm～405nm左右的范围内)不具有较多的激发带。因此，在使用组合了近紫外发光led和荧光体的光源的情况下，存在近红外发光的发光强度低这样的课题。因此，为了制作能够与发出近紫外光的led组合而适用于生物化学分析装置的光源，需要探索新的近红外发光荧光体。

本公开是鉴于上述课题而完成的，提供一种提高分析装置的性能且容易进行维护的技术。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，提供一种荧光体，其是将如下原料进行烧成而制得的，所述原料包含氧化铝、以及fe、cr、bi、tl、ce、tb、eu、mn中的至少一种，且在全部原料中含有6.1～15.9重量％的钠。

另外，作为另一例，提供一种荧光体，其在760～790nm的范围内具有发光强度的峰值，量子效率为50％以上且吸收率为25％以上。

本说明书包含成为本申请优先权基础的日本专利申请号2018-090854号的公开内容。

发明效果

根据本公开，能够提高分析装置的性能且容易进行维护。通过以下实施方式的说明来明确上述以外的课题、构成及效果。

附图说明

图1是表示本公开的生物化学分析装置中使用的光源的构成的图。

图2是表示比较例及实施例的荧光体的原料组成的表。

图3是表示比较例及实施例的荧光体的烧成条件的表。

图4是表示比较例及实施例的荧光体的特性的表。

图5是表示本公开的近红外发光荧光体的激发光谱的图。

图6是表示利用近紫外光激发近红外发光荧光体时的发光光谱的图。

图7是表示本公开的近红外发光荧光体的激发光谱的图。

图8是表示构成例1的光源的发光光谱的图。

具体实施方式

以下，基于附图对本公开的实施例进行说明。需要说明的是，本公开的实施例不限定于后述的实施例，能够在其技术构思的范围内进行各种变形。另外，对在后述的各实施例的说明中使用的各图的对应部分标注相同的符号来表示，并省略重复的说明。

<生化分析装置中使用的光源的构成>

图1是表示本公开的生物化学分析装置中使用的光源的构成的图。光源1由led模块2、透明树脂3、led元件4(例如，led元件包含多个发光波长不同的led元件)、散热板5及配线6构成。另外，在透明树脂3中混合有多种荧光体7。在此，在多种荧光体7中包含后述的本公开的荧光体。

在此，在led模块2中，从抑制亮度不均的观点出发，理想的是使用一个led元件。然而，也可以为如下构成：使用发出波长为340nm的光的多个led元件来提高发光的功率。另外，也可以将发出波长为340nm的光的led元件与发出波长为405nm的光的led元件等发光波长不同的led元件组合，并组装到led模块2中。

另外，作为透明树脂3，在透过的光为可见光的情况下，主要使用硅树脂。另外，在透过的光为近紫外光的情况下，可以使用透过近紫外光的氟树脂等。这些透明树脂容易混合荧光体，能够通过在大致250℃以下的温度下进行烧成来固化。

混合有荧光体7的透明树脂3除了直接堆叠在led元件4上之外，还可以堆叠在透过近紫外光的石英玻璃等上而设置在所放射的led光的路径中。另外，在堆叠树脂层之前，可以通过在led元件4上或石英玻璃上涂布硅烷偶联剂来提高树脂层的粘接性。

另外，led模块2可以以单层的形态形成透明树脂，也可以以每层改变混合的荧光体的种类而层叠多层的多层形态形成。另外，透明树脂也可以包含光散射材料微粒。

另外，也可以在树脂层与led模块2的壁面之间设置反射材料(未图示)。如上所述，通过将混合了荧光体7的透明树脂设置在led元件4的发光区域，led光与荧光体7接触，近紫外～蓝色的波长的光被转换为可见～近红外的波长的光，荧光体7的发光与原来的led光一起从光源1放射。

另外，由于led模块2、特别是led元件4的周围变热，因此可以设置散热板5。可以在散热板的与led模块2相反的一侧设置水冷或空冷的冷却机构。荧光体7吸收近紫外～蓝色的波长的光而发光的效率显示出在荧光体7的温度上升的情况下降低的倾向。因此，如上所述，优选在光源1设置冷却机构。

具有这样的结构的光源1通过led光(近紫外～蓝色的波长)激发荧光体，利用led光和从波长转换后的荧光体放射的光，从光源1放射340～800nm的波长区域的光。应用了上述光源1的生物化学分析装置能够透过试样池而利用受光装置对光的吸收(透射光量)进行监视。

<近红外发光荧光体的合成>

进行近红外发光荧光体的合成，将合成的荧光体混合到透明树脂中，制作用于生物化学分析装置的光源。以下，边参照图2～4边对比较例和实施例的荧光体进行说明。图2是表示比较例及实施例的荧光体的原料组成的表。图3是表示比较例及实施例的荧光体的烧成条件的表。图4是表示比较例及实施例的荧光体的特性的表。

<比较例1>

在比较例1中，原料使用了α-氧化铝来合成荧光体。合成荧光体时的原料中，baco3为1.22g，α-氧化铝为3.77g，fecl2·4h2o为10mg，助熔剂(alf3)为5mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在1200℃、大气气氛下烧成2小时。烧成并冷却后，取出烧成后的荧光体，用研钵轻轻粉碎，得到荧光体。

目标荧光体组成为baal12o19：fe(α-氧化铝)(但是，难以简单地记述baal12o19：fe的准确的组成比)。需要说明的是，作为原料使用的fecl2·4h2o为fe²⁺，呈现青绿色，但通过用研钵将原料混合并放置1小时左右，从而在空气中被氧化，转变为红褐色的fe³⁺。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发比较例1的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为1％，吸收率为10％。因此，在以α-氧化铝为原料合成荧光体的情况下，几乎无法确认荧光体的发光。

<比较例2>

在比较例2中，原料使用了煅烧氧化铝来合成荧光体。煅烧氧化铝是信光公司的制品(制品名：s粉末)，是烧成而制得的氧化铝。合成荧光体时的原料中，baco3为1.22g，煅烧氧化铝为3.65g，fecl2·4h2o为120mg，助熔剂(alf3)为5mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在1200℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发比较例2的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为17％，吸收率为61％，发光强度为178。比较例2中合成的荧光体在790nm具有发光的峰值。发光强度是显示出发光峰值的波长的光的强度，在量子产率测定装置中，是energy(a.u.)的单位。

<比较例3>

在比较例3中，原料使用了煅烧氧化铝来合成荧光体。煅烧氧化铝是信光公司的制品，是烧成而制得的氧化铝。合成荧光体时的原料中，baco3为0.47g，煅烧氧化铝为1.45g，fecl2·4h2o为47mg，助熔剂(alf3)为27mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在1450℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发比较例3的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为40％，吸收率为35％，发光强度为255。比较例3中合成的荧光体在788nm处具有发光的峰值。

<比较例4>

在比较例4中，原料使用了煅烧氧化铝来合成荧光体。煅烧氧化铝是信光公司的制品，是烧成而制得的氧化铝。合成荧光体时的原料中，baco3为0.43g，煅烧氧化铝为1.49g，fecl2·4h2o为24mg，助熔剂(alf3)为55mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在1450℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发比较例5的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为73％，吸收率为26％，发光强度为327。比较例4中合成的荧光体在787nm具有发光的峰值。

<比较例5>

在比较例5中，原料使用了煅烧氧化铝来合成荧光体。煅烧氧化铝是信光公司的制品，是烧成而制得的氧化铝。合成荧光体时的原料中，baco3为0.38g，煅烧氧化铝为1.48g，fecl2·4h2o为24mg，助熔剂(alf3)为110mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在1450℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发比较例5的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为71％，吸收率为29％，发光强度为361。比较例5中合成的荧光体在785nm具有发光的峰值。

<比较例6>

在比较例6中，原料使用了煅烧氧化铝来合成荧光体。煅烧氧化铝是信光公司的制品，是烧成而制得的氧化铝。合成荧光体时的原料中，baco3为0.39g，煅烧氧化铝为1.49g，fecl2·4h2o为8mg，助熔剂(alf3)为110mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在1450℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发比较例6的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为104％，吸收率为16％，发光强度为264。比较例6中合成的荧光体在787nm具有发光的峰值。另外，用粒度分布测定装置测定荧光体的粒径，结果其粒径(d50)为6.5μm。

<比较例7>

在比较例7中，原料使用了煅烧氧化铝来合成荧光体。煅烧氧化铝是信光公司的制品，是烧成而制得的氧化铝。合成荧光体时的原料中，baco3为0.48g，煅烧氧化铝为1.49g，fecl2·4h2o为10mg，助熔剂(alf3)为25mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在1450℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发比较例7的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为112％，吸收率为15％，发光强度为301。比较例7中合成的荧光体在788nm处具有发光的峰值。

<比较例8>

在比较例8中，原料使用了煅烧氧化铝来合成荧光体。煅烧氧化铝是信光公司的制品，是烧成而制得的氧化铝。合成荧光体时的原料中，baco3为0.39g，煅烧氧化铝为1.50g，fecl2·4h2o为4.9mg，助熔剂(alf3)为111mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在1450℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发比较例8的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为119％，吸收率为12％，发光强度为262。比较例8中合成的荧光体在784nm具有发光的峰值。

<比较例9>

在比较例9中，原料使用了煅烧氧化铝来合成荧光体。煅烧氧化铝是信光公司的制品，是烧成而制得的氧化铝。合成荧光体时的原料中，baco3为0.39g，煅烧氧化铝为1.50g，fecl2·4h2o为2.5mg，助熔剂(alf3)为111mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在1450℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发比较例9的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为121％，吸收率为8％，发光强度为177。比较例9中合成的荧光体在783nm处具有发光的峰值。

在比较例2～9中，使用了煅烧氧化铝作为氧化铝原料。在比较例2～9中，主要调整了fe的添加量。fe的添加量越少，量子效率越提高，吸收率越降低。

<比较例10>

在比较例10中，原料使用了熔融氧化铝来合成荧光体。熔融氧化铝是高纯度化学公司的制品。合成荧光体时的原料中，na2co3为0.42g、熔融氧化铝为0.92g、fecl2·4h2o为36mg、助熔剂(bacl2)为190mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在1450℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发比较例10的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为3％，吸收率为40％，发光强度为27。比较例10中合成的荧光体在766nm具有发光的峰值。在以熔融氧化铝为原料的情况下，虽然能够确认发光，但其发光强度小。熔融氧化铝稍微含有β-氧化铝，但其量为1％左右，极小。

<比较例11>

在比较例11中，原料使用了熔融氧化铝来合成荧光体。熔融氧化铝是高纯度化学公司的制品。合成荧光体时的原料中，na2co3为2.17g、熔融氧化铝为2.32g、fecl2·4h2o为41mg、助熔剂(bacl2)为470mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在1450℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发比较例11的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为20％，吸收率为35％，发光强度为135。比较例11中合成的荧光体在772nm处具有发光的峰值。确认了即使使用熔融氧化铝，也由于na量增多，而能够增大发光量。

<比较例12>

比较例12中，原料使用了β-氧化铝，以na-nal2o3：fe为目的合成荧光体。β-氧化铝由高纯度化学研究所获得形状为粉末、ca.3μm的β-氧化铝而使用。

合成荧光体时的原料中，na2co3为1.08g、β-氧化铝(混相品)为1.15g、fecl2·4h2o为9mg、助熔剂(bacl2)为260mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在烧成温度1450℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发比较例12的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为2％，吸收率为17％，发光强度为18。比较例12中合成的荧光体在779nm具有发光的峰值。另外，用粒度分布测定装置测定荧光体的粒径，结果其粒径(d50)为5.9μm。

<实施例1>

在实施例1中，原料使用了β-氧化铝来合成荧光体。β-氧化铝是氧化铝原料中含有na、naal11o17(β相)和naal5o8(β”相)的混相品(烧结品)。在此，将β相和β”相统称为β-氧化铝(或β-al2o3)。在此，本说明书中，“β-氧化铝”是指含有50％以上的β-氧化铝，并将主成分设为β-氧化铝的物质。β-氧化铝由高纯度化学研究所获得形状为粉末、ca.3μm的β-氧化铝而使用。该β-氧化铝根据x射线分析确认了被认为是α-氧化铝和γ-氧化铝的异相，但含有90％以上的β-氧化铝。另外，该β-氧化铝以重量比计含有6.5％的na。

合成荧光体时的原料中，baco3为0.38g，β-氧化铝(混相品)为1.48g，fecl2·4h2o为30mg，助熔剂(bacl2)为110mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在烧成温度1450℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发实施例1的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为69％，吸收率为46％，发光强度为556。实施例1中合成的荧光体在771nm具有发光的峰值。另外，用粒度分布测定装置测定荧光体的粒径，结果其粒径(d50)为5.3μm。实施例1的荧光体的原料的分量与比较例5大致相同，但与使用煅烧氧化铝的情况(发光强度361)相比，发光强度大。

<实施例2>

在实施例2中，原料使用了β-氧化铝来合成荧光体。β-氧化铝由高纯度化学研究所获得形状为粉末、ca.3μm的β-氧化铝而使用。

合成荧光体时的原料中，baco3为0.38g，β-氧化铝(混相品)为1.48g，fecl2·4h2o为47mg，助熔剂(bacl2)为110mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在烧成温度1450℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发实施例2的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为52％，吸收率为55％，发光强度为511。实施例2中合成的荧光体在777nm具有发光的峰值。另外，用粒度分布测定装置测定荧光体的粒径，结果其粒径(d50)为3.7μm。

<实施例3>

在实施例2中，原料使用了β-氧化铝来合成荧光体。β-氧化铝由高纯度化学研究所获得形状为粉末、ca.3μm的β-氧化铝而使用。

合成荧光体时的原料中，baco3为0.43g，β-氧化铝(混相品)为1.45g，fecl2·4h2o为47mg，助熔剂(bacl2)为55mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在烧成温度1450℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发实施例3的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为52％，吸收率为54％，发光强度为494。实施例3中合成的荧光体在775nm具有发光的峰值。另外，用粒度分布测定装置测定荧光体的粒径，结果其粒径(d50)为2.6μm。

<实施例4>

在实施例4中，原料使用了β-氧化铝来合成荧光体。β-氧化铝由高纯度化学研究所获得形状为粉末、ca.3μm的β-氧化铝而使用。

合成荧光体时的原料中，baco3为0.43g，β-氧化铝(混相品)为1.49g，fecl2·4h2o为8mg，助熔剂(bacl2)为55mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在烧成温度1450℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发实施例4的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为90％，吸收率为31％，发光强度为503。实施例4中合成的荧光体在771nm具有发光的峰值。另外，用粒度分布测定装置测定荧光体的粒径，结果其粒径(d50)为2.4μm。

<实施例5>

在实施例5中，原料使用了β-氧化铝来合成荧光体。β-氧化铝由高纯度化学研究所获得形状为粉末、ca.3μm的β-氧化铝而使用。

合成荧光体时的原料中，baco3为0.43g，β-氧化铝(混相品)为1.48g，fecl2·4h2o为24mg，助熔剂(bacl2)为55mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在烧成温度1450℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发实施例5的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为79％，吸收率为38％，发光强度为533。实施例5中合成的荧光体在769nm具有发光的峰值。另外，用粒度分布测定装置测定荧光体的粒径，结果其粒径(d50)为3.2μm。

<实施例6>

实施例6中，原料使用β-氧化铝，以na-nal2o3：fe为目的合成荧光体。β-氧化铝由高纯度化学研究所获得形状为粉末、ca.3μm的β-氧化铝而使用。

合成荧光体时的原料中，na2co3为0.42g，β-氧化铝(混相品)为1.11g，fecl2·4h2o为8mg，助熔剂(bacl2)为55mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在烧成温度1450℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发实施例6的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为76％，吸收率为37％，发光强度为503。实施例6中合成的荧光体在770nm具有发光的峰值。另外，用粒度分布测定装置测定荧光体的粒径，结果其粒径(d50)为4.7μm。

<实施例7>

实施例7中，原料使用β-氧化铝，以na-nal2o3：fe为目的合成荧光体。β-氧化铝由高纯度化学研究所获得形状为粉末、ca.3μm的β-氧化铝而使用。

合成荧光体时的原料中，β-氧化铝(混相品)为1.11g，fecl2·4h2o为8mg，助熔剂(bacl2)为55mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在烧成温度1450℃、大气气氛下烧成2小时。需要说明的是，在实施例7中，原料中不包含na2co3。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发实施例7的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为88％，吸收率为26％，发光强度为413。实施例7中合成的荧光体在773nm具有发光的峰值。另外，用粒度分布测定装置测定荧光体的粒径，结果其粒径(d50)为2.2μm。

<实施例8>

实施例8中，原料使用β-氧化铝，以na-nal2o3：fe为目的合成荧光体。β-氧化铝由高纯度化学研究所获得形状为粉末、ca.3μm的β-氧化铝而使用。

合成荧光体时的原料中，na2co3为0.27g，β-氧化铝(混相品)为1.15g，fecl2·4h2o为9mg，助熔剂(bacl2)为260mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在烧成温度1450℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发实施例8的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为90％，吸收率为34％，发光强度为530。实施例8中合成的荧光体在770nm具有发光的峰值。另外，用粒度分布测定装置测定荧光体的粒径，结果其粒径(d50)为3.8μm。

<实施例9>

实施例9中，原料使用β-氧化铝，以na-nal2o3：fe为目的合成荧光体。β-氧化铝由高纯度化学研究所获得形状为粉末、ca.3μm的β-氧化铝而使用。

合成荧光体时的原料中，na2co3为0.27g，β-氧化铝(混相品)为1.15g，fecl2·4h2o为23mg，助熔剂(bacl2)为260mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在烧成温度1450℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发实施例9的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为45％，吸收率为79％，发光强度为646。实施例9中合成的荧光体在771nm具有发光的峰值。另外，用粒度分布测定装置测定荧光体的粒径，结果其粒径(d50)为3.7μm。

<实施例10>

实施例10中，原料使用β-氧化铝，以na-nal2o3：fe为目的合成荧光体。β-氧化铝由高纯度化学研究所获得形状为粉末、ca.3μm的β-氧化铝而使用。

合成荧光体时的原料中，na2co3为0.27g，β-氧化铝(混相品)为1.15g，fecl2·4h2o为23mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在烧成温度1450℃、大气气氛下烧成2小时。需要说明的是，在实施例10中，在原料中没有混入助熔剂。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发实施例10的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为56％，吸收率为43％，发光强度为439。实施例10中合成的荧光体在771nm具有发光的峰值。另外，用粒度分布测定装置测定荧光体的粒径，结果其粒径(d50)为4.2μm。

<实施例11>

实施例11中，原料使用β-氧化铝，以na-nal2o3：fe为目的合成荧光体。β-氧化铝由高纯度化学研究所获得形状为粉末、ca.3μm的β-氧化铝而使用。

合成荧光体时的原料中，na2co3为0.27g，β-氧化铝(混相品)为1.15g，fecl2·4h2o为23mg，助熔剂(bacl2)为260mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在烧成温度1350℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发实施例11的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为61％，吸收率为40％，发光强度为464。实施例11中合成的荧光体在771nm具有发光的峰值。另外，用粒度分布测定装置测定荧光体的粒径，结果其粒径(d50)为3.3μm。

<实施例12>

实施例12中，原料使用β-氧化铝，以na-nal2o3：fe为目的合成荧光体。β-氧化铝由高纯度化学研究所获得形状为粉末、ca.3μm的β-氧化铝而使用。

合成荧光体时的原料中，na2co3为0.27g，β-氧化铝(混相品)为1.15g，fecl2·4h2o为23mg，助熔剂(bacl2)为260mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在烧成温度1500℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发实施例12的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为63％，吸收率为59％，发光强度为682。实施例12中合成的荧光体在771nm具有发光的峰值。另外，用粒度分布测定装置测定荧光体的粒径，结果其粒径(d50)为4.8μm。由与实施例11的比较可知，烧成温度越高，发光强度越高、越良好。

<实施例13>

在实施例13中，原料使用了煅烧氧化铝来合成荧光体。煅烧氧化铝是信光公司的制品，是烧成而制得的氧化铝。在实施例13中，与比较例2～9不同，代替baco3而将na2co3包含于原料中。另外，助熔剂使用nabr。目标荧光体组成为na-nal2o3：fe(记述为na2o-n’al2o3，由于在本说明书中，加入了na2co3作为原料，因此记述为na-nal2o3：fe)。

合成荧光体时的原料中，na2co3为0.42g，煅烧氧化铝为1.11g，fecl2·4h2o为8mg，助熔剂(nabr)为210mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在烧成温度1450℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发实施例13的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为78％，吸收率为31％，发光强度为410。实施例13中合成的荧光体在770nm具有发光的峰值。

<实施例14>

实施例14中，原料使用β-氧化铝，以caal12o19：fe为目的合成荧光体。β-氧化铝由高纯度化学研究所获得形状为粉末、ca.3μm的β-氧化铝而使用。

合成荧光体时的原料中，caco3为0.23g，β-氧化铝(混相品)为1.59g，fecl2·4h2o为8mg，助熔剂(bacl2)为59mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在烧成温度1450℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发实施例14的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为98％，吸收率为25％，发光强度为469。实施例14中合成的荧光体在767nm具有发光的峰值。

<实施例15>

实施例15中，原料使用β-氧化铝，以sral12o19：fe为目的合成荧光体。β-氧化铝由高纯度化学研究所获得形状为粉末、ca.3μm的β-氧化铝而使用。

合成荧光体时的原料中，srco3为0.34g，β-氧化铝(混相品)为1.59g，fecl2·4h2o为8mg，助熔剂(bacl2)为59mg。将它们用研钵混合，放入氧化铝坩埚中，在烧成温度1450℃、大气气氛下烧成2小时。

使用量子产率测定装置，测定以波长340nm的光激发实施例15的荧光体时的量子效率及吸收率。结果，量子效率为99％，吸收率为28％，发光强度为478。实施例15中合成的荧光体在771nm具有发光的峰值。

[结果]

如上所述，若在原料中含有50％以上的β-氧化铝来制作荧光体，则在量子效率、吸收率及发光强度中得到良好的结果。另外，若对比较例10和比较例11进行比较，则能够理解：即使在以熔融氧化铝为原料制作荧光体的情况下，若含有大量的na，则量子效率、吸收率和发光强度提高。例如，在实施例13中，虽然以煅烧氧化铝为原料来制作荧光体，但通过大量添加na2co3，从而显示出高的量子效率、吸收率及发光强度。另一方面，根据比较例12的实验结果可知，即使在以β-氧化铝为原料来制作荧光体的情况下，若过剩地添加na，则荧光体的粒径变得过大，无法得到所期望的量子效率、吸收率及发光强度。na例如优选在全部原料中含有6.1～15.9重量％。此次实施例1～12、14、15和比较例12中使用的β-氧化铝含有6.0～7.0重量％的na。另外，根据实施例11和实施例12的实验结果可知，对于将荧光体的原料进行烧成时的温度，在高温时，吸收率和发光强度提高。将荧光体的原料进行烧成时的温度例如为1300℃以上，优选为1500℃以上。实施例1～12中制作的荧光体的平均粒径(体积％为50％的值)为5.3μm以下。需要说明的是，作为助熔剂，可以使用alf3或nabr，但由于荧光体的烧结程度稍大，因此使用bacl2时，能够将荧光体的粒径控制得较小。另外，作为活化剂，例如可以添加fe、cr、bi、tl、ce、tb、eu、mn中的至少一种或它们的组合。

[近红外发光荧光体的激发·发光光谱]

接着，对本公开的激发光谱和发光光谱进行说明。

图5是表示本公开的近红外发光荧光体(baal12o19：fe)的激发光谱的图。baal12o19：fe的激发带在300～400nm的范围内，特别是激发带的峰值为340nm。因此，baal12o19：fe适于用发出波长为340nm的光的led进行激励。

图6是表示用波长为340nm的近紫外光激发荧光体(baal12o19：fe)时的发光光谱的图。本公开的荧光体(baal12o19：fe)的发光峰值波长为774nm附近，半峰全宽为86nm，在800nm的波长下的发光强度足够大。即，本公开的荧光体(baal12o19：fe)在比750nm长的波长侧具有发光成分。另外，其半峰全宽为50nm以上。

与此相对，公知的荧光体(lialo2：fe)的发光峰值波长为750nm以下。另外，al2o3：cr具有半峰全宽窄的尖锐的发光光谱。如上所述，在生物化学分析装置中，使用在340nm至800nm之间存在波长的12种特定波长的光来进行分析。因此，需要使用具有覆盖这些波长的充分宽的半峰全宽，且在波长800nm的近红外光中具有充分的发光强度的荧光体。在公知的荧光体中，难以满足上述要件。

图7是表示本公开的近红外发光荧光体(na-nal2o3：cr(β-氧化铝))的激发光谱的图。ga系母体组成的cr活化荧光体的激发光谱的峰值波长为460nm附近，与此相对，本公开的近红外发光荧光体(na-nal2o3：cr(β-氧化铝))的激发光谱的峰值波长为420nm附近。因此，本公开的近红外发光荧光体(na-nal2o3：cr(β-氧化铝))适于用发出波长为405nm的光的led元件激发。需要说明的是，上述特性是基于β-氧化铝与cr发光中心的组合的激发带特性。

在组合发出波长为405nm的光的led元件和发出波长为340nm的光的led元件来制作光源的情况下，由于波长为405nm的光的发光强度大，因此作为近红外发光荧光体，可考虑使用发光光谱的半峰全宽比na-nal2o3：cr(β-氧化铝)宽的cr活化的al系荧光体或al、ga系荧光体。作为这样的荧光体的例子，可举出y3(al,ga)5o12：cr。

另外，作为添加元素，除了fe和cr以外，在原料中添加bi、tl、ce、tb、eu或mn也是有效的。这些元素可以单独添加，也可以将ce和fe、或eu和cr等多种组合添加到原料中。这些元素不仅起到作为发光中心的作用，还在荧光体上形成陷阱能级，有助于发光。

[用于光源的荧光体的材料]

为了从光源发出波长为340～800nm的光，除了近红外发光荧光体以外，使用近紫外发光荧光体、蓝色发光荧光体、绿色发光荧光体和红色发光荧光体等也是有效的。

例如，作为近紫外发光荧光体，可以使用y2sio5：ce(p47)荧光体；作为蓝色发光荧光体，可以使用bamgal10o17：eu(bam)荧光体(340nm激发)或(sr,ca,ba)10(po4)6cl2：eu(sca)荧光体(405nm激发)；作为绿色发光荧光体，可以使用(sr,ba,mg)2sio4：eu(bos)荧光体；作为红色发光荧光体，可以使用caalsin3：eu(casn)荧光体。

另外，作为由近紫外光激发而发出蓝色光的荧光体，例如可举出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。

另外，作为由近紫外光激发而发出绿色光的荧光体，例如可举出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。

另外，作为由近紫外光激发而发出黄色光和橙色光的荧光体，例如可举出ca3sio5：eu、sr3sio5：eu、ba3sio5：eu、li2srsio4：eu、sr2ga2sio7：eu、sr3(bo3)2：eu、α-sialon：eu、sr3sio5：ce、zns：mn。

另外，作为由近紫外光激发而发出红色光的荧光体，例如可举出lieuw2o8、naeuw2o8、keuw2o8、li5euw4o16、na5euw4o16、k5euw4o16、ca2znsi2o7：eu、srs：eu、sr2si5n8：eu、ba2si5n8：eu、sr2p2o7：eu,mn、ba3mgsi2o8：eu,mn、cuals2：mn、ba2zns3：mn。

另外，作为由近紫外～蓝色光激发而发出近红外光的荧光体，例如可举出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。

另外，作为近红外发光荧光体，例如可举出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等。另外，这些近红外发光荧光体中，可以在原料中使用本公开记载的β-氧化铝来进行合成。进而，这些近红外发光荧光体可以混合pr、sm、yb、er、nd、dy和tm的元素中的至少一种来进行合成。

另外，本公开的光源中使用的荧光体的平均粒径优选为5μm以下。此处，荧光体的平均粒径可如下规定。作为调查粒子(荧光体粒子)的平均粒径的方法，有通过粒度分布测定装置进行测定的方法以及由电子显微镜直接观察的方法等。

如果以通过电子显微镜来进行调查的情况为例，那么可如下算出平均粒径。将粒子的粒径的变量(···、0.8～1.2μm、1.3～1.7μm、1.8～2.2μm、···、6.8～7.2μm、7.3～7.7μm、7.8～8.2μm、···等)的各区间用等级值(···、1.0μm、1.5μm、2.0μm、···、7.0μm、7.5μm、8.0μm、···)表示，将其作为xi。而且，如果用fi表示通过电子显微镜观察到的各变量的频数，那么平均值a如下表示。

a＝σxifi/σfi＝σxifi/n

其中，σfi＝n。

如上所述，本公开的近红外发光荧光体适合作为与激发带波长发出近紫外光的led元件组合的波长转换材料。因此，在用于生物化学分析用的光源时具有优异的效果。另外，该荧光体的平均粒径小，因此适合于将混合于树脂中的led元件所发出的光的透射光作为激发光。

需要说明的是，在上述实验例中，β-氧化铝由高纯度化学研究所获得形状为粉末、ca.3μm的β-氧化铝而使用，但作为起始原料的β-氧化铝也可以使用粒径为0.1～3μm程度的β-氧化铝。

[用于生物化学分析装置的光源的制作]

以下，对应用了本公开的荧光体的各种光源进行说明。

(构成例1)

在发出近紫外光的led元件上堆叠混合有荧光体的透明树脂来制作光源。构成例1的光源使用发出波长为340nm的光的led元件作为led元件，使用氟树脂作为透明树脂。led模块的上部用石英玻璃覆盖，在其内部仅组装有一个led元件。

作为荧光体，使用了利用β-氧化铝合成的近红外发光荧光体(na-nal2o3：fe、近紫外发光荧光体(y2sio5：ce(p47))、蓝色发光荧光体(bamgal10o17：eu(bam))、绿色发光荧光体((sr,ba,mg)2sio4：eu(bos))及红色发光荧光体(caalsin3：eu(casn))。

光源的制作如下实施。首先，称量近红外发光荧光体(na-nal2o3：fe)8mg、近紫外发光荧光体(y2sio5：ce)8mg，在160μl的氟树脂中混合。混合后，放置1天左右，在led模块的石英玻璃上灌封混合有近红外发光荧光体和紫外发光荧光体的氟树脂。将氟树脂自然干燥30分钟左右后，在50℃烘烤30分钟，使氟树脂表面固化。

接着，分别称量蓝色发光荧光体(bamgal10o17：eu(bam))、绿色发光荧光体((sr,ba,mg)2sio4：eu(bos))及红色发光荧光体(caalsin3：eu(casn))各8mg，混合在240μl的氟树脂中。将混合有蓝色发光荧光体、绿色发光荧光体和红色发光荧光体的树脂放置1天左右，将放置后的树脂灌封在已经形成的含有近红外发光荧光体的树脂层上，形成混合有近红外发光荧光体和近紫外发光荧光体的层、以及混合有蓝色发光荧光体、绿色发光荧光体和红色发光荧光体的层的二层结构。

将氟树脂自然干燥30分钟左右后，在50℃烘烤30分钟，使氟树脂表面固化。然后，自然干燥数日，使氟树脂固化，制作光源。

图8是表示构成例1的光源的发光光谱的图。如图8所示，确认了近红外发光在800nm附近具有发光强度的峰。如上所述，构成例1的光源是将led元件和发光波段宽的荧光体组合而形成的。上述光源中，由于led元件为一个，因此能够抑制亮度不均，并且在近红外光附近的较宽的宽度的波长区域发光。另外，将上述光源应用于分析装置时，与将钨灯用作光源时不同，光源的寿命长，能够抑制装置的维护成本。另外，构成例1的光源中，由于发出近红外光的荧光体包含于靠近led元件的一侧的树脂层中，因此基于近紫外光的激发多，以高的发光强度进行近红外发光。

(构成例2)

在发出近紫外光的led元件上堆叠混合有荧光体的透明树脂来制作光源。构成例2的光源使用发出波长为340nm的光的led元件及发出波长为405nm的光的led元件作为led元件，使用氟树脂作为透明树脂。led模块的上部用石英玻璃覆盖，在其内部分别组装有一个led元件(波长340nm)和led元件(波长405nm)。

作为荧光体，使用了利用β-氧化铝合成的近红外发光荧光体(y3(al,ga)5o12：cr)、蓝色发光荧光体((sr,ca,ba)10(po4)6cl2：eu(sca))、绿色发光荧光体((sr,ba,mg)2sio4：eu(bos))和红色发光荧光体(caalsin3：eu(casn))。

光源的制作如下实施。首先，称量近红外发光荧光体(y3(al,ga)5o12：cr)8mg，混合到80μl的氟树脂中。混合后，放置1天左右，在led模块的石英玻璃上灌封混合有近红外发光荧光体的氟树脂。将氟树脂自然干燥30分钟左右后，在50℃烘烤30分钟，使氟树脂表面固化。

接着，分别称量蓝色发光荧光体((sr,ca,ba)10(po4)6cl2：eu(sca))、绿色发光荧光体((sr,ba,mg)2sio4：eu(bos))及红色发光荧光体(caalsin3：eu(casn))各8mg，混合在240μl的氟树脂中。

另外，在上述氟树脂中混合sio2微粒(或者也可以为al2o3微粒)作为光扩散材料。将混合有蓝色发光荧光体、绿色发光荧光体和红色发光荧光体的树脂放置1天左右，将放置后的树脂灌封在已经形成的含有近红外发光荧光体的树脂层上，形成混合有近红外发光荧光体的层、以及混合有蓝色发光荧光体、绿色发光荧光体和红色发光荧光体的层的二层结构。

灌封后，自然干燥30分钟左右，然后，在50℃烘烤30分钟，使氟树脂表面固化。进而，将制作的光源在80℃烘烤30分钟，使氟树脂固化。所制作的光源1的发光通过添加405nm发光led元件来提高了光功率，因此作为生物化学分析用光源是良好的。

(构成例3)

在发出近紫外光的led元件上堆叠混合有荧光体的透明树脂来制作光源。构成例3的光源使用发出波长为340nm的光的led元件作为led元件，使用氟树脂作为透明树脂。led模块的上部用石英玻璃覆盖，在其内部组装有三个led元件。

作为荧光体，使用了利用β-氧化铝合成的近红外发光荧光体(baal12o19：fe)、近紫外发光荧光体(y2sio5：ce(p47))、蓝色发光荧光体(bamgal10o17：eu(bam))、绿色发光荧光体((sr,ba,mg)2sio4：eu(bos))及红色发光荧光体(caalsin3：eu(casn))。

光源的制作如下实施。首先，称量近红外发光荧光体(baal12o19：fe)8mg、近紫外发光荧光体(y2sio5：ce)8mg，混合到160μl的氟树脂中。混合后，放置1天左右，在led模块的石英玻璃上灌封混合有近红外发光荧光体和紫外发光荧光体的氟树脂。将氟树脂自然干燥30分钟左右后，在50℃烘烤30分钟，使氟树脂表面固化。

接着，分别称取蓝色发光荧光体(bamgal10o17：eu(bam))、绿色发光荧光体((sr,ba,mg)2sio4：eu(bos))及红色发光荧光体(caalsin3：eu(casn))各8mg，混合到240μl的氟树脂中。将混合有蓝色发光荧光体、绿色发光荧光体和红色发光荧光体的树脂放置1天左右，将放置后的树脂灌封在已经形成的含有近红外发光荧光体的树脂层上，形成混合有近红外发光荧光体和近紫外发光荧光体的层、以及混合有蓝色发光荧光体、绿色发光荧光体和红色发光荧光体的层的二层结构。

将氟树脂自然干燥30分钟左右后，在50℃烘烤30分钟，使氟树脂表面固化。进而，在80℃烘烤30分钟后，在150℃烘烤60分钟，使氟树脂固化。这样制作的光源作为生物化学分析用光源是良好的。

(构成例4)

在发出近紫外光的led元件上堆叠混合有荧光体的透明树脂来制作光源。构成例4的光源使用发出波长为340nm的光的led元件及发出波长为405nm的光的led元件作为led元件，使用氟树脂作为透明树脂。led模块的上部用石英玻璃覆盖，在其内部组装有三个led元件(波长340nm)和一个led元件(波长405nm)。

接着，分别称取蓝色发光荧光体((sr,ca,ba)10(po4)6cl2：eu(sca))、绿色发光荧光体((sr,ba,mg)2sio4：eu(bos))及红色发光荧光体(caalsin3：eu(casn))各8mg，混合到240μl的氟树脂中。

另外，在上述氟树脂中混合sio2微粒(或者，也可以为al2o3微粒)作为光扩散材料。将混合有蓝色发光荧光体、绿色发光荧光体和红色发光荧光体的树脂放置1天左右，将放置后的树脂灌封在已经形成的含有近红外发光荧光体的树脂层上，形成混合有近红外发光荧光体的层、以及混合有蓝色发光荧光体、绿色发光荧光体和红色发光荧光体的层的二层结构。

灌封后，自然干燥30分钟左右，然后，在50℃烘烤30分钟，使氟树脂表面固化。进而，进一步将制作的光源在80℃烘烤30分钟后，在200℃烘烤60分钟，使氟树脂固化。所制作的光源1的发光通过添加405nm发光led元件来提高了光功率，因此作为生物化学分析用光源是良好的。

(构成例5)

在发出近紫外光的led元件上堆叠混合有荧光体的透明树脂来制作光源。构成例5的光源使用发出波长为340nm的光的led元件及发出波长为405nm的光的led元件作为led元件，使用氟树脂作为透明树脂。led模块的上部用石英玻璃覆盖，在其内部各组装有一个led元件(波长340nm)和led元件(波长405nm)。

作为荧光体，使用了利用β-氧化铝合成的近红外发光荧光体(baal12o19：fe)、蓝色发光荧光体((sr,ca,ba)10(po4)6cl2：eu(sca))、绿色发光荧光体((sr,ba,mg)2sio4：eu(bos))和红色发光荧光体(caalsin3：eu(casn))。

光源的制作如下实施。首先，称量近红外发光荧光体(baal12o19：fe)8mg，混合到80μl的氟树脂中。混合后，放置1天左右，在led模块的石英玻璃上灌封混合有近红外发光荧光体的氟树脂。将氟树脂自然干燥30分钟左右后，在50℃烘烤30分钟，使氟树脂表面固化。

灌封后，自然干燥30分钟左右，然后，在50℃烘烤30分钟，使氟树脂表面固化。进而，进一步将制作的光源在80℃烘烤30分钟后，在200℃烘烤60分钟，使氟树脂固化。所制作的光源1的发光通过添加405nm的发光led元件来提高了光功率，因此作为生物化学分析用光源是良好的。

[光源的用途]

本公开的光源例如除了用于生物化学分析装置用的光源以外，还能够用于分光光度计等分析设备用的光源、植物培育用的光源。另外，本公开的荧光体能够用于生物体观察用荧光材料、太阳能电池用波长转换材料等。

此外，本发明并不限定于上述的实施例，也包括各种变形例。例如，上述的实施例是为了便于理解本公开而进行详细说明的例子，并不一定限定于具备已说明的全部的构成。另外，可以将某实施例的构成的一部分替换为其他实施例的构成，另外，也可以在某实施例的构成中添加其他实施例的构成。另外，关于各实施例的构成的一部分，也可以追加、删除、置换其他的构成。

符号说明

1…光源

2…led模块

3…透明树脂

4…led元件

5…散热板

6…配线

7…荧光体

本说明书中引用的所有出版物、专利和专利申请直接通过引用并入本说明书中。

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