专利名称：荧光体的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种具有β型Si3N4晶体结构的荧光体及其制造方法，该荧光体在 250nm 500nm波长的紫外线或可见光或者电子束的激发下发出在500nm以上、600nm以下具有的波长的发光峰的绿色荧光。
背景技术：
荧光体用于荧光显示管(VFD)、场致发射显示器(FED)、等离子显示板(PDP)、阴极射线管(CRT)、白色发光二极管(LED)等。在这些任一用途中，为了使荧光体发光，需要供给荧光体用于激发荧光体的能量，荧光体在受到真空紫外线、紫外线、电子束、蓝光等具有高能量的激发源的激发下，发出可见光。荧光体被上述激发源照射的结果是，存在荧光体的辉度降低的问题，因而需要没有辉度降低问题的荧光体。为此，提出了用辉度降低较少的赛纶 (sialon)荧光体来代替以往的硅酸盐荧光体、磷酸盐荧光体、铝酸盐荧光体、硫化物荧光体等荧光体。该赛纶荧光体的一个例子由下述制造工艺来制造。首先，按照规定的摩尔比将氮化硅(Si3N4)、氮化铝(AlN)、氧化铕(Eu2O3)混合，在1个大气压(0. IMPa)的氮气中、1700°C 温度下保持1小时，采用热压法烧成制造(例如参见专利文献1)。由该工艺制成的Eu离子激活的α赛纶是由450 500nm的蓝色光激发而发出550 600nm的黄色光的荧光体。。另外，人们还知道以JEM相(LaAl (Si6_zAlz) NichzOz)为母体晶体、使Ce激活的蓝色荧光体(参见专利文献2)，以La3Si8N11O4为母体晶体、使Ce激活的蓝色荧光体(参见专利文献幻、以CaAlSiN3为母体晶体、使Eu激活的红色荧光体(参见专利文献4)。但是，对于以紫外LED为激发源的白色LED和等离子显示器等用途来说，不仅需要发出蓝色、黄色，还需要发出绿色光的荧光体。专利文献1 特开2002-363554号公报专利文献2 特願2003-208409号专利文献3 特願2003-346013号专利文献4 特願2003-394855号作为其它的赛纶荧光体，人们还知道在β型赛纶中加入稀土类元素的荧光体(参见专利文献5)，Tb.Yb.Ag激活的荧光体是发出525nm M5nm的绿色光的荧光体。但是， 由于合成温度较低，为1500°C，激活元素难以充分固溶于晶体中，据认为大部分或者全部残存于晶界相中，因而无法得到高亮度的荧光体。专利文献5 特开昭60-206889号公报作为其它的赛纶荧光体，还有在β型赛纶中加入2价Eu的荧光体(参见专利文献6)，该荧光体为绿色荧光体。当然，如果绿色的发光强度特别优异，作为赛纶荧光体就更加理想了。专利文献6 特願2004-070894号公报
发明内容
本发明的目的是，应对上述的要求，在通过添加Eu得到的稀土元素激活的赛纶荧光体中，提供绿色的亮度特别高、耐久性优异的绿色荧光体。在这样的情况下，本发明人对含有Eu和Si、Al、0、N元素的氮化物进行了深入的研究，结果发现，具有特定的组成范围、特定的固溶状态以及特定的晶相的荧光体在500nm 600nm范围的波长具有发光峰。即，本发明人发现，以具有β型Si3N4晶体结构的氮化物或氮氧化物为母体晶体、添加2价Eu离子作为发光中心的固溶体晶体，在500nm 600nm范围的波长具有发光峰。其中，在1820°C以上的温度合成的β型赛纶，通过在β型赛纶的晶体中固溶Eu，发出在500nm 550nm范围的波长具有发光峰的色纯度优异的绿色荧光。β型Si3N4晶体结构具有或者P63/m的对称性，被定义为具有理想原子位置的结构(参见非专利文献1)。作为具有该晶体结构的氮化物或氮氧化物，已知有β型Si3N4 和β型赛纶(Si6_zAlz0zN8_z，O彡ζ彡4. 2)。另外，人们还知道，β型赛纶在1700°C以下的合成温度下晶体中不能固溶金属元素，作为烧结助剂等添加的金属氧化物残留在晶界处形成玻璃相。如果想使金属元素进入赛纶晶体中，可以使用专利文件1中记载的α型赛纶。 表1中示出β型氮化硅的基于原子坐标的晶体结构数据。非专利文件1 :CH0NG-MIN WANG et. al,"Journal of Materials Science”，1996， Vol. 31，pp5281 5298表1 β型Si3N4晶体的原子坐标
权利要求
1.一种荧光体的制造方法，所述荧光体为在具有β型Si3N4晶体结构的晶体中固溶 Eu的赛纶晶体，该制造方法的特征在于，包含将氮化硅粉末、氮化铝粉末和氧化铕粉末的混合物在氮气气氛中、在1820 2200°C的温度范围内进行烧成的烧成工序，所述混合物的比例由fSi3N4 · gAIN · hEu203的摩尔组成式表示，且f、g和h满足f+g吒 =1,0. 04彡g彡0. 14和0. 002彡h彡0. 006的关系式。
2.根据权利要求1所述的荧光体的制造方法，其中，所述氮气气氛为0.IMPa以上、 IOOMPa以下的压力范围。
3.根据权利要求1或2所述的荧光体的制造方法，其中，将所述混合物以保持堆积密度 40 %以下的填充率的状态进行烧成。
4.根据权利要求1或2所述的荧光体的制造方法，其中，进一步包括在所述烧成工序后，将烧成后的混合物粉碎成平均粒径20nm以上、5 μ m以下的粉碎工序。
5.根据权利要求1或2所述的荧光体的制造方法，其中，还包括在所述烧成工序后，将烧成后的混合物粉碎成平均粒径20nm以上、5 μ m以下的粉碎工序，将粉碎后的混合物在从氮气、空气、氨、氢中选择的一种或者两种以上的气氛中，在 1000°C以上、烧成温度以下的温度进行热处理的工序。
全文摘要
本发明提供一种荧光体的制造方法，所述荧光体为在具有β型Si3N4晶体结构的晶体中固溶Eu的赛纶晶体。所述方法包含将氮化硅粉末、氮化铝粉末和氧化铕粉末的混合物在氮气气氛中、在1820～2200℃的温度范围内进行烧成的烧成工序；所述混合物的比例由fSi3N4·gAlN·hEu2O3的摩尔组成式表示，且f、g和h满足f+g+h＝1、0.04≤g≤0.14和0.002≤h≤0.006的关系式。
文档编号C09K11/80GK102226085SQ201110100509
公开日2011年10月26日 申请日期2006年3月20日 优先权日2005年3月22日
发明者广崎尚登 申请人:独立行政法人物质·材料研究机构