特許ウォッチ

公開番号2025050399
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023159168
出願日2023-09-22
発明の名称ガラス組成物
出願人国立大学法人京都工芸繊維大学
代理人弁理士法人三枝国際特許事務所
主分類C03C 4/12 20060101AFI20250327BHJP(ガラス;鉱物またはスラグウール)
要約【課題】白色又は白色に極めて近い発光色を示すことが可能であるガラス組成物を提供する。
【解決手段】本発明のガラス組成物は、
(a)成分;SiO₂
(b)成分;Al₂O₃、並びに
(c)成分;B₂O₃、MgO、CaO、SrO及びZrO₂からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有する成分を特定の含有割合で含み、300nm以上の波長で発光する性質を有し、下記の式(I)
-0.01≦d_uv≦0.01・・・(I)
(式(I)中、d_uvは、波長365nmの紫外線照射によって得られる発光スペクトルのuv色度図上の点及び黒体放射軌跡に基づいて算出される色差の値を表す)
を満たす。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記の（ａ）成分、（ｂ）成分及び（ｃ）成分
（ａ）成分；ＳｉＯ
２
（ｂ）成分；Ａｌ
２
Ｏ
３
、並びに
（ｃ）成分；Ｂ
２
Ｏ
３
、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＺｒＯ
２
からなる群より選ばれる少なくとも１種を含有する成分
を含み、
前記（ａ）成分、前記（ｂ）成分及び前記（ｃ）成分の総量に対し、
ＳｉＯ
２
の含有割合は６０～７３モル％、
Ａｌ
２
Ｏ
３
の含有割合は１０～２０モル％、
Ｂ
２
Ｏ
３
の含有割合は１５モル％以下、
ＭｇＯの含有割合は２０モル％以下、
ＣａＯの含有割合は２０モル％以下、
ＳｒＯの含有割合は８モル％以下、
ＺｒＯ
２
の含有割合は２モル％以下、かつ、
ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯの総含有割合は１２～２５モル％
であり、
Ａｌ
２
Ｏ
３
及びＳｉＯ
２
の全量に対するＡｌ
２
Ｏ
３
のモル比（Ａｌ
２
Ｏ
３
／（Ａｌ
２
Ｏ
３
＋ＳｉＯ
２
）の値）が０．１３～０．２３であり、
Ｒ´Ｏ及びＡｌ
２
Ｏ
３
の全量に対するＲ´Ｏのモル比（Ｒ´Ｏ／（Ｒ´Ｏ＋Ａｌ
２
Ｏ
３
）の値、ただし、Ｒ´ＯはＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯを表す）が０．４０～０．６５であり、
前記（ａ）成分、前記（ｂ）成分、前記（ｃ）成分、Ｃｕ
２
Ｏ及びＳｎＯ
２
の総量に対する、Ｃｕ
２
Ｏの含有割合が０．１～３モル％、かつ、ＳｎＯ
２
の含有割合が１モル％以下であり、
Ｃｕ
２
Ｏに対するＳｎＯ
２
のモル比（ＳｎＯ
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
前記（ａ）成分、前記（ｂ）成分及び前記（ｃ）成分の総量に対し、
ＳｉＯ
２
の含有割合は６２～７３モル％、
Ａｌ
２
Ｏ
３
の含有割合は１３～１９モル％、
Ｂ
２
Ｏ
３
の含有割合は１モル％以下、
ＭｇＯの含有割合は１１～１９モル％、
ＣａＯの含有割合は６モル％以下、
ＳｒＯの含有割合は５モル％以下、
かつ、
ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯの総含有割合は１３～１９モル％
であり、
上記のＡｌ
２
Ｏ
３
／（Ａｌ
２
Ｏ
３
＋ＳｉＯ
２
）の値が０．１５５～０．２３であり、
前記Ｒ´Ｏに対するＭｇＯのモル比（ＭｇＯ／Ｒ´Ｏの値）が０．４０～１であり、
上記のＲ´Ｏ／（Ｒ´Ｏ＋Ａｌ
２
Ｏ
３
）の値が０．４０～０．５５である、請求項１に記載のガラス組成物。
【請求項３】
下記の式（ＩＩ）
－０．００５≦ｄ
ｕｖ
≦０．００５・・・（ＩＩ）
（式（ＩＩ）中、ｄ
ｕｖ
は前記式（Ｉ）のｄ
ｕｖ
と同義である）
を満たす、請求項１又は２に記載のガラス組成物。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス組成物に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
省エネルギー推進の観点から、室内の照明用としてこれまで主流であった蛍光灯が、近年急速に白色ＬＥＤに置き換わりつつある。一般的な白色ＬＥＤは、４７０ｎｍ付近に発光ピークを持つ青色ＬＥＤに黄色発光する蛍光体を組み合わせており、これにより、人間の目に白色に見える光を作り出している。この方法では、光のスペクトルが可視光域でなだらかでなく、人間の目にとって最も自然な太陽光のスペクトル及びその元となっている黒体放射のスペクトルとは大きく異なるため、照明としては自然さを欠き、また演色性と呼ばれる対象物の色の見え方の再現性に劣るという問題が生じ得る。
【０００３】
斯かる問題を解決すべく、異なる発光波長域の蛍光体を複数組み合わせる方法、紫外線ＬＥＤによる発光を利用し可視光域に励起光の鋭いピークが存在しないようにする方法、あるいはそれらの組み合わせた方法などが考案されている。しかしながら、異なる発光波長域の蛍光体を複数組み合わせる方法では、異種の蛍光体粒子同士はお互い励起光を遮蔽する関係になり、発光効率が低下する問題がある。また、各蛍光体の励起波長域と発光波長域に重なりがあると、ある蛍光体から発する光で他の蛍光体が発光するカスケード励起が起き、製品間の発光色のばらつき、照射エリアの色収差の拡大などの問題も生じ得る。紫外線ＬＥＤによる発光を利用する方法においても、単一の蛍光体で可視域全域をカバーする広帯域な発光の蛍光体はなく、複数の蛍光体を用いると前記の問題が生じる。
【０００４】
この観点から、紫外線で励起し可視域で広帯域な発光を示す蛍光体は各種研究されている。例えば、非特許文献１には、一価の銅イオンにより２９０～３３８ｎｍの波長の紫外線により発光するアルミノシリケートオキシフロライド系ガラスが報告されている。非特許文献２には、Ｃｕ
２
ＯとＳｎＯ
２
とを添加したアルカリボロシリケート系ガラスの紫外線照射による発光が報告されている。
【０００５】
特許文献１には、波長２４０～４０５ｎｍの光による励起によって３８０～７５０ｎｍの領域の蛍光を発する結晶を含有しないガラスであって、ＳｎＯ
ｘ
（ｘ＝１～２，ただし典型的にはｘ＝１または２）、Ｐ
２
Ｏ
５
、ＺｎＯ、ＭｎＯ
ｙ
（ｙ＝１～２，ただし典型的にはｙ＝１または２）を含有する白色発光ガラスが開示されている。特許文献２には、ＳｉＯ
２
を５０～８５％、Ａｌ
２
Ｏ
３
を１～１５％、Ｌｉ
２
Ｏ、Ｎａ
２
ＯまたはＫ
２
Ｏのいずれか一種以上を合計で７～３０％、ＭｇＯまたはＣａＯのいずれか一種以上を合計で０～１８％、Ｃｕ
２
Ｏを０．１～１％、ＳｎＯを０．２～５％含有し、ＳｎＯとＣｕ
２
Ｏのモル比ＳｎＯ／Ｃｕ
２
Ｏが１～１０である発光ガラスが開示されている。
【０００６】
特許文献３には、ガラス形成酸化物として少なくともＢ
２
Ｏ
３
及びＭＯ（Ｍは第２族元素を示す。）を含有するガラスを母ガラスとする発光ガラスが、励起波長３６０ｎｍで黄色発光を示すことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
国際公開番号ＷＯ２０１２－０６３４９２号公報
特開２０１６－７９０４５号公報
特開２０１４－１３３６８２号公報
【非特許文献】
【０００８】
Y. Shi, R. Weil, J. Guo, X. Tian, F. Hu and H. Guo, “Influence of Optical Basicity on Cu+ Luminescence in Aluminosilicate Oxyfluoride Glasses”, Front. Mater., 6 (2019) 246.
安盛ら、第50回ガラスおよびフォトニクス材料討論会予稿集, 1B06 (2009) p23.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、非特許文献１に開示されるガラスは、その発光色がｘｙ色度図において白色点（０．３３３，０．３３３）を大きくはずれて黄緑色から黄色となっており、白色とは言い難いものであった。その原因は、発光スペクトルが十分広帯域ではなく、可視光域の短波長側と長波長側の両方の発光が弱いことにある。非特許文献２に開示されるガラスは発光スペクトルの可視光域の短波長側の発光が弱く、発光色は白色ではなく黄色である。
【００１０】
特許文献１に開示されるガラスは主に二価のＳｎイオンの発光を利用しているため、励起波長が３００ｎｍ以上では発光が弱いと考えられ、示されている実施例での励起波長も２５４～２８７ｎｍに限られており、特に出力が大きく入手しやすい発光波長が３６５ｎｍ付近の紫外線ＬＥＤでの励起では実用的な発光は得られず、不都合である。特許文献２には発光ガラスの励起波長３６０ｎｍでの発光効率が記されているだけで、発光色は何ら検討されておらず、白色は得られていないと考えられる。特許文献３に開示のガラスは黄色発光であり、色度図上で白色点に近い白色光にはなり得ない。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許