荧光体、发光装置、照明装置以及图像显示装置的制作方法

文档序号:17550660发布日期:2019-04-30 18:15阅读:169来源:国知局
本发明涉及荧光体、发光装置、照明装置以及图像显示装置。
背景技术
::近年来,受到节能的潮流的影响,使用led的照明、背光源的需求正在增加。在此使用的led是在发出蓝色或近紫外波长的光的led芯片上配置有荧光体的白色发光led。作为这种类型的白色发光led,近年来使用在蓝色led芯片上使用了将来自蓝色led芯片的蓝色光作为激发光而发出红色光的氮化物荧光体和发出绿色光的荧光体的白色发光led。特别是在显示器用途中,蓝色、绿色和红色这3种颜色中,人眼对绿色的可见度特别高,大大有助于显示器整体的明度,因此,与其它2种颜色相比,尤其重要,期望开发一种发光特性优异的绿色荧光体。作为发出绿色光的荧光体,例如公开了由sr2.7si13al3o2n21:eu0.3的组成式表示的荧光体(专利文献1);由si6-zalzozn8-z(0<z<4.2)的组成式表示的荧光体(专利文献2);以及包含eu固溶于具有β型si3n4晶体结构的晶体而成的赛隆晶体的荧光体(专利文献3)等。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开第2012/124480号公报专利文献2:日本特开2005-255895号公报专利文献3:国际公开第2006/101095号公报技术实现要素:虽然如上所述已开发了各种荧光体,但仍寻求发光特性优异的荧光体。本发明鉴于上述课题,提供一种新的荧光体,该新的荧光体具有不同于以往的荧光体的晶体结构,发光特性良好,能够有效地用于led用途。本发明人等鉴于上述课题,对荧光体的新探索进行了深入研究,结果想到了一种能够有效地用于led用途的不同于以往的荧光体的新的荧光体,完成了本发明。本发明如下所述。[1]一种荧光体,其特征在于,包含下述式[2]所示的晶相。mmalaoxsibnd[2](上述式[2]中,m表示激活元素,0<m≤0.04,a+b=3,0<a≤0.08,3.6≤d≤4.2,x<a)[2]一种荧光体,其特征在于,包含下述式[1]所示的晶相。mmalasibnd[1](上述式[1]中,m表示激活元素,0<m≤0.04,a+b=3,0<a≤0.08,3.6≤d≤4.2)[3]根据上述[1]或[2]所述的荧光体,其中,所述式[1]或[2]中的m元素为eu,所述荧光体是eu固溶于具有β型si3n4晶体结构的晶体而成的赛隆晶体的晶体结构。[4]根据上述[1]~[3]中任一项所述的荧光体,其特征在于,通过照射具有300nm以上且460nm以下的波长的激发光,在500nm以上且560nm以下的范围具有发光峰值波长。[5]一种发光装置,其特征在于,具备第一发光体以及通过照射来自该第一发光体的光而发出可见光的第二发光体,该第二发光体包含上述[1]~[4]中任一项所述的荧光体。[6]一种照明装置,其特征在于,具备上述[5]所述的发光装置作为光源。[7]一种图像显示装置,其特征在于,具备上述[5]所述的发光装置作为光源。本发明的新荧光体具有不同于以往的荧光体的晶体结构,由于发光特性优异而能够有效地用于led用途。因此,使用本发明的新荧光体的发光装置的显色性优异。进而,包含本发明的发光装置的照明装置和图像显示装置为高品质。附图说明图1是实施例1中得到的荧光体的通过扫描式电子显微镜得到的图像(代替附图的照片)。图2是表示实施例1中得到的荧光体的激发·发光光谱的图。虚线表示激发光谱,实线表示发光光谱。图3是表示实施例3、4、5、7中得到的荧光体的粉末x射线衍射(xrd)图案的图。图4是表示实施例2、3、5、7中得到的荧光体的发光光谱的图。图5是表示实施例4、8中得到的荧光体的发光光谱的图。具体实施方式以下,示出实施方式、例示物对本发明进行说明,但本发明并不限定于以下的实施方式、例示物等,可以在不脱离本发明的主旨的范围内任意地变形而实施。应予说明,本说明书中使用“~”表示的数值范围是指包含“~”的前后所记载的数值作为下限值和上限值的范围。另外,本说明书中的荧光体的组成式中,各组成式的分隔用顿号(、)隔开来表示。另外,用逗号(,)隔开而列出多个元素时,表示可以以任意的组合和组成含有所列出的元素中的一种或两种以上。例如,“(ca,sr,ba)al2o4:eu”的组成式概括表示以下全部:“caal2o4:eu”、“sral2o4:eu”、“baal2o4:eu”、“ca1-xsrxal2o4:eu”、“sr1-xbaxal2o4:eu”、“ca1-xbaxal2o4:eu”、“ca1-x-ysrxbayal2o4:eu”(其中,式中,0<x<1,0<y<1,0<x+y<1)。本发明包含作为第一实施方案的荧光体、作为第二实施方案的发光装置、作为第三实施方案的照明装置、作为第四实施方案的图像显示装置。[荧光体]本发明的第一实施方案的荧光体包含下述式[1]所示的晶相。mmalasibnd[1](上述式[1]中,m表示激活元素,0<m≤0.04,a+b=3,0<a≤0.08,3.6≤d≤4.2)m元素表示选自铕(eu)、锰(mn)、铈(ce)、镨(pr)、钕(nd)、钐(sm)、铽(tb)、镝(dy)、钬(ho)、铒(er)、铥(tm)和镱(yb)中的一种以上的元素。m优选至少包含eu,更优选为eu。进而,eu的一部分可以被选自ce、pr、sm、tb和yb中的至少一种元素置换,从发光量子效率的方面考虑,更优选为ce。即,m进一步优选为eu和/或ce,更优选为eu。eu相对于激活元素整体的比例优选为50摩尔%以上,更优选为70摩尔%以上,特别优选为90摩尔%以上。al表示铝。al可以被化学上类似的其它3价元素例如硼(b)、镓(ga)、铟(in)、钪(sc)、钇(y)、镧(la)、钆(gd)、镥(lu)等进行部分置换。si表示硅。si可以被化学上类似的其它4价元素例如锗(ge)、锡(sn)、钛(ti)、锆(zr)、铪(hf)等进行部分置换。式[1]中,n表示氮元素。n的一部分可以被其它元素例如氧(o)、卤素原子(氟(f)、氯(cl)、溴(br)、碘(i))等置换。此外,考虑到作为原料金属中的杂质而混入的情况、在粉碎工序、氮化工序等制造工艺时导入的情况等,氧在本实施方案的荧光体中是不可避免地混入的元素。另外,对于包含卤素原子的情况,考虑到作为原料金属中的杂质的混入、在粉碎工序、氮化工序等制造工艺时导入的情况等,特别是在使用卤化物作为助焊剂的情况下,有时包含在荧光体中。m表示激活元素m的含量,其范围通常为0<m≤0.04,下限值优选为0.0001,更优选为0.0005,进一步优选为0.001,进一步优选为0.005,另外,其上限值优选为0.02,进一步优选为0.01,特别优选为0.005。a表示al的含量,其范围通常为0<a≤0.08,下限值优选为0.0001,更优选为0.001,进一步优选为0.005,另外,上限值优选为0.06,更优选为0.04。b表示si元素的含量。a与b的相互关系满足a+b=3。d表示n的含量,其范围通常为3.6≤d≤4.2,下限值优选为3.8,更优选为3.9,特别优选为3.95,另外,上限值优选为4.1,更优选为4.05。如果任一含量均为上述的范围,则在得到的荧光体的发光特性、特别是发光亮度良好的方面是优选的。本实施方案的荧光体即使在混入氧的情况下,也可以通过将晶体结构内的si-n部分置换成al-o来维持其晶体结构。使al多于si时,能够保持电荷补偿的关系并在n位点放入o。另一方面,本实施方案的荧光体的特征在于,组成中不含氧或者含量极少。应予说明,本说明书中,组成中不含氧与利用后述的epma、氧氮氢分析装置对荧光体的粉体进行元素分析时氧为检测限以下含义相同。本实施方案的荧光体的氧的含量少于al时,虽然尚未确定如何补偿电荷平衡,但认为通过一部分al与eu成对地被置换或者导入缺陷,有可能局部保持平衡。此时,al/eu优选为0.05以上,更优选为0.10以上,进一步优选为0.2以上,更进一步优选为0.5以上,特别优选为1.0以上。作为本实施方案的荧光体的其它方案,可举出一种荧光体,其特征在于,包含下述式[2]所示的晶相。mmalaoxsibnd[2](上述式[2]中,m表示激活元素,0<m≤0.04,a+b=3,0<a≤0.08,3.6≤d≤4.2,x<a)式中,关于m元素、al、si、n和m、a、b、d的值,认为与式[1]同样。x表示氧(o)的含量,其范围没有特别限定,但优选为x<a。即,优选o的含量少于al。这是指如上所述通过以不是al-o的形态将al导入晶体结构中,能够得到氧减少的荧光体。x优选为0.05以下,更优选为0.04以下,进一步优选为0.03以下,进一步优选为0.01以下,特别优选为根据使用epma、氧氮氢分析装置的元素分析,o为检测限以下,在组成式中不含氧(即,x=0)。因此,x优选为0以上,x=0的情况相当于上述式[1]。x/a优选为1.0以下,更优选为0.8以下,进一步优选为0.6以下,更进一步优选为0.4以下,特别优选为0.2以下,尤其优选与上述同样地,根据使用epma、氧氮氢分析装置的元素分析,氧为检测限以下,组成式中不含氧(即,通过x=0而x/a=0)。另外,如果因o的含量少于al而可能产生的缺陷的导入过多,则有时成为淬灭位点(killersite)而使发光特性降低。因此,x+d优选为3.6以上,更优选为3.7以上,进一步优选为3.8以上,更进一步优选为3.9以上,特别优选为3.95以上。{关于荧光体的物性}[晶体结构]本实施方案的荧光体的晶体结构优选为eu固溶于具有β型si3n4晶体结构的晶体而成的赛隆晶体的晶体结构。作为si3n4晶体结构,一般已知有α型和β型,在本实施方案的荧光体中,通过为β型,得到具有期望的发光波长和半峰宽的发光峰,因此优选。[晶格常数]本实施方案的荧光体的晶格常数根据构成晶体的元素的种类而变化,但在下述的范围。a轴的晶格常数(晶格常数la)通常为的范围,其下限值优选为更优选为进一步优选为另外,上限值优选为更优选为应予说明,b轴的晶格常数(晶格常数lb)与a轴的晶格常数相同。c轴的晶格常数(晶格常数lc)通常为的范围,其下限值优选为更优选为另外,上限值优选为更优选为进一步优选为此外,如果任一情况均在上述范围内,则稳定地生成本实施方案的荧光体,并且杂质相的生成得到抑制,因此,得到的荧光体的发光亮度良好。[晶胞体积]本实施方案的荧光体的由晶格常数算出的晶胞体积(v)优选为以上,更优选为以上,进一步优选为以上,另外,优选为以下,更优选为以下,进一步优选为以下。如果晶胞体积过大或者晶胞体积过小,则存在骨架结构不稳定化而副产生其它结构的杂质,导致发光强度降低、色纯度降低的趋势。[空间群]本实施方案的荧光体中的晶体系为六方晶系(hexagonal)。本实施方案的荧光体中的空间群只要在能够通过单晶x射线衍射进行区别的范围内统计学上认为的平均结构显示上述长度的重复周期就没有特别限定,优选属于基于“internationaltablesforcrystallography(third,revisededition),volumeaspace-groupsymmetry”的173号(p63)或176号(p63/m)。在此,晶格常数和空间群可以依照常规方法求出。如果为晶格常数,则可以对x射线衍射和中子束衍射的结果进行里特沃尔德(rietveld)解析而求出,如果为空间群,则可以通过电子束衍射而求出。[发光色]本实施方案的荧光体的发光色可以通过调整化学组成等,以波长300nm~500nm这样的近紫外区域~蓝色区域的光进行激发,形成蓝色、蓝绿色、绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色等期望的发光色。[发光光谱]本实施方案的荧光体优选在以300nm以上且460nm以下的波长(特别是波长400nm或450nm)的光进行激发的情况下测定发光光谱时具有以下的特性。本实施方案的荧光体的上述发光光谱中的峰值波长通常为500nm以上,优选为510nm以上,更优选为520nm以上。另外,通常为560nm以下,优选为550nm以下,更优选为545nm以下。如果为上述范围内,则得到的荧光体呈现良好的绿色,因而优选。[发光光谱的半峰宽]本实施方案的荧光体的上述发光光谱中的发光峰的半峰宽通常为70nm以下,优选为60nm以下,另外,通常为25nm以上,优选为30nm以上。通过为上述范围内,能够用于液晶显示器等图像显示装置。为了在不降低色纯度的情况下扩大图像显示装置的颜色再现范围而使用时,发光峰的半峰宽优选为50nm以下,更优选为48nm以下,进一步优选为45nm以下,特别优选为43nm以下。[发光光谱中的强度比]上述的图像显示装置中,为了在不降低色纯度的情况下扩大颜色再现范围而使用本实施方案的荧光体时,除了上述半峰宽的范围以外,优选发光光谱的峰值比为下述的范围。将发光光谱中的512nm的强度设为p1、将525nm的强度设为p2时,p1/p2的值通常为0.1以上,优选为0.3以上,更优选为0.5以上,进一步优选为0.7以上,更进一步优选为0.9以上,特别优选为1.1以上,尤其优选为1.3以上,通常为3.0以下,优选为2.5以下。此外,以波长400nm的光激发本实施方案的荧光体时,例如可以使用gan系led。另外,例如可以使用150w氙灯作为激发光源,使用具备多通道ccd检测器c7041(hamamatsuphotonics公司制)的荧光测定装置(日本分光公司制)作为光谱测定装置进行本实施方案的荧光体的发光光谱的测定以及其发光峰值波长、峰相对强度和峰半峰宽的算出。[cie色度坐标]本实施方案的荧光体的cie色度坐标的x值通常为0.240以上,优选为0.250以上,更优选为0.260以上,通常为0.420以下,优选为0.400以下,更优选为0.380以下,进一步优选为0.360以下,更进一步优选为0.340以下。另外,本实施方案的荧光体的cie色度坐标的y值通常为0.575以上,优选为0.580以上,更优选为0.620以上,进一步优选为0.640以上,通常为0.700以下,优选为0.690以下。通过cie色度坐标在上述的范围,在用于液晶显示器等图像显示装置时,能够在不降低色纯度的情况下扩大图像显示装置的颜色再现范围。[温度特性(发光强度维持率)]本实施方案的荧光体的温度特性也优异。具体而言,照射450nm的波长的光时,150℃下的发光光谱图中的发光峰强度值相对于25℃下的发光光谱图中的发光峰强度值的比例通常为50%以上,优选为60%以上,特别优选为70%以上。另外,通常的荧光体在温度上升的同时发光强度降低,因此,难以认为该比例超过100%,但也可以存在因某些原因而超过100%的情况。但是,如果超过100%,则存在因温度变化而引起色移的趋势。此外,测定上述温度特性时,只要依照常规方法即可,例如可举出日本特开2008-138156号公报中记载的方法等。[激发波长]本实施方案的荧光体通常在300nm以上,优选在320nm以上,更优选在400nm以上,另外,通常在480nm以下,优选在470nm以下,更优选在460nm以下的波长范围具有激发峰。即,以近紫外~蓝色区域的光进行激发。<荧光体的制造方法>关于用于得到本实施方案的荧光体的原料、荧光体制造法等,如下所述。本实施方案的荧光体的制造方法没有特别限制,例如可以通过如下工序制造:将作为激活元素的元素m的原料(以下适当称为“m源”)、元素al的原料(以下适当称为“al源”)、元素si的原料(以下适当称为“si源”)以成为式[1]的化学计量比的方式混合(混合工序),对得到的混合物进行烧成(烧成工序)。另外,以下,例如有时将元素eu的原料称为“eu源”等。[荧光体原料]作为本实施方案的荧光体的制造中使用的荧光体原料(即,m源、al源和si源),可举出m元素、al元素和si元素的各元素的金属、合金、酰亚胺化合物、氮氧化物、氮化物、氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、草酸盐、羧酸盐、卤化物等。只要考虑对复合氮氧化物的反应性、烧成时的nox、sox等的产生量低等而从这些化合物中适当选择即可。(m源)m源中,作为eu源的具体例,可举出eu2o3、eu2(so4)3、eu2(c2o4)3·10h2o、eucl2、eucl3、eu(no3)3·6h2o、eun、eunh等。其中,优选为eu2o3、eun等,特别优选为eun。另外,作为sm源、tm源、yb源等其它激活元素的原料的具体例,可举出在作为eu源的具体例而举出的各化合物中,将eu分别置换成sm、tm、yb等而成的化合物。(al源)作为al源的具体例,可举出aln、al2o3、al(oh)3、alooh、al(no3)3等。其中,优选为aln、al2o3,特别优选为aln。另外,作为aln,从反应性的方面考虑,优选粒径小的,从发光效率的方面考虑,优选纯度高的。al金属或aln中含有的氧的量通常为100ppm以下,更优选为50ppm以下,进一步优选为20ppm以下。作为其它3价元素的原料的具体例,可举出在作为上述al源的具体例而举出的各化合物中,将al置换成b、ga、in、sc、y、la、gd、lu等而成的化合物。此外,al源也可以使用单质的al。(si源)作为si源的具体例,可举出sio2、α型si3n4、β型si3n4,优选为α型si3n4、β型si3n4。另外,也可以使用成为sio2的化合物。作为这样的化合物,具体地可举出sio2、h4sio4、si(ococh3)4等。另外,作为α型si3n4,从反应性的方面考虑,优选粒径小的,从发光效率的方面考虑,优选纯度高的。此外,优选作为杂质的碳元素的含有比例少的。为了减少生成物内的氧的含量,优选使用氧含量更少的si源。可以使用si金属,也可以使用氧含量少的si3n4。α型si3n4、β型si3n4中的氧含量通常为100ppm以下,优选为80ppm以下,更优选为60ppm以下,进一步优选为40ppm以下,特别优选为20ppm以下。更优选在1.0mpa以下且1600℃以上的条件下对氧含量多的α型si3n4实施热处理,形成氧含量少的β型si3n4后而使用。作为其它4价元素的原料的具体例,可举出在作为上述si源的具体例而举出的各化合物中,将si分别置换成ge、ti、zr、hf等而成的化合物。此外,si源也可以使用单质的si。此外,上述的m源、al源和si源可以分别仅使用一种,也可以以任意的组合和比例并用两种以上。[混合工序]以得到目标组成的方式称量荧光体原料,使用球磨机等充分混合后,填充于坩埚,在规定温度、气氛下进行烧成,将烧成物粉碎、清洗,由此能够得到本实施方案的荧光体。作为上述混合方法,没有特别限定,可以为干式混合法、湿式混合法中的任一者。作为干式混合法,例如可举出球磨等。作为湿式混合法,例如为如下方法:在上述的荧光体原料中加入水等溶剂或分散介质,使用研钵与研杵进行混合,形成溶液或浆液的状态后,通过喷雾干燥、加热干燥或自然干燥等使其干燥。[烧成工序]将得到的混合物填充到由与各荧光体原料反应性低的材料构成的坩埚或脱盘等耐热容器中。作为这样的烧成时使用的耐热容器的材质,只要不损害本实施方案的效果就没有特别限制,例如可举出氮化硼等的坩埚。虽然烧成温度也根据压力等其它条件而不同,但通常可以在1700℃以上且2150℃以下的温度范围进行烧成。作为烧成工序中的最高到达温度,通常为1700℃以上,优选为1750℃以上,另外,通常2150℃以下,优选为2100℃以下。如果烧成温度过高,则存在氮飞散而在母体晶体生成缺陷而着色的趋势,如果过低,则存在固相反应的进行变慢的趋势,有时难以得到目标相作为主相。在进一步减少混入晶体结构中的氧的情况下,在1800℃以上,更优选1900℃以上,特别优选2000℃以上的最高到达温度下进行烧成为宜。虽然也根据烧成温度等而不同,但通常为0.2mpa以上,优选为0.4mpa以上,另外,通常200mpa以下,优选为190mpa以下。以烧成工序中的压力为10mpa以下进行烧成时,烧成时的最高到达温度通常为1800℃以上,优选为1900℃以上,另外,通常为2150℃以下,更优选为2100℃以下。通过以上述的温度进行烧成,能够得到氧含量少的晶相。如果烧成温度小于1800℃,则固相反应不进行,因此,存在仅出现杂质相或未反应相,难以得到目标相作为主相的情况。另外,即使得到极少量的目标晶相,也有可能在晶体内成为发光中心的元素、特别是eu元素未扩散而使量子效率降低。另外,如果烧成温度过高,则构成目标荧光体晶体的元素容易挥发,形成晶格缺陷或者分解而生成其它相作为杂质的可能性高。烧成工序中的升温速度通常为2℃/分钟以上,优选为5℃/分钟以上,更优选为10℃/分钟以上,另外,通常为30℃/分钟以下,优选为25℃/分钟以下。如果升温速度低于该范围,则烧成时间有可能变长。另外,如果升温速度超过该范围,则有时烧成装置、容器等破损。烧成工序中的烧成气氛只要得到本实施方案的荧光体就是任意的,但优选为含氮气氛。具体地可举出氮气氛、含氢的氮气氛等,其中,优选氮气氛。此外,烧成气氛的氧含量通常为10ppm以下,优选为5ppm以下为宜。烧成时间也根据烧成时的温度、压力等而不同,但通常为10分钟以上,优选为30分钟以上,另外,通常为72小时以下,优选为12小时以下。如果烧成时间过短,则无法促进晶粒生成和晶粒成长,因此,无法得到特性良好的荧光体,如果烧成时间过长,则促进构成的元素的挥发,因此,有时因原子缺失而在晶体结构内诱发缺陷,无法得到特性良好的荧光体。此外,烧成工序也可以根据需要反复进行多次。此时,第一次烧成和第二次烧成中,可以使烧成条件相同,也可以使烧成条件不同。在烧成在荧光体生成时原子均匀地扩散、内部量子效率高的荧光体的情况下、得到数μm的大粒子的情况下,反复烧成变得有效。另外,在制造本实施方案的荧光体的情况下,在上述烧成工序时,优选使用例如li3n、na3n、mg3n2、ca3n2、sr3n2、ba3n2等作为助焊剂(晶体生长辅助剂)。此外,在使用助焊剂制造荧光体的情况下,有时li、na、mg、ca、sr、ba等的助焊剂的构成元素混入荧光体。本实施方案中的助焊剂优选除了上述的作为晶体生长辅助剂的效果以外还具有减少得到的荧光体中的氧的比例的效果。除了使晶体生长的效果以外,通过减少荧光体中的氧的比例,能够制造发光光谱的半峰宽窄的荧光体。此外,为了减少得到的荧光体中的氧的比例,也可以使用si金属、al金属等作为添加的物质。此外,为了降低晶相内的氧的比例,出于捕获在烧成时产生的sio等构成元素中包含氧的气体的目的,优选使用吸附该气体这样的构件。特别优选由c(碳)构成的构件,将c制的毛毡、c立方体配置于bn坩埚的附近为宜。[后处理工序]对得到的烧成物组合破碎、粉碎和/或分级操作而制成规定尺寸的粉末。在此,以d50成为约30μm以下的方式进行处理为宜。作为具体的处理的例子,可举出将合成物进行网眼45μm左右的筛分级处理,将通过筛的粉末传送到下一工序的方法;使用球磨机、振动磨、喷射磨等一般的粉碎机将合成物粉碎成规定粒度的方法。在后者的方法中,过度粉碎不仅生成容易使光散射的微粒,而且有可能在粒子表面产生晶体缺陷,引起发光效率降低。另外,也可以根据需要设置清洗荧光体(烧成物)的工序。清洗工序后,使荧光体干燥直至附着水分消失为止,供于使用。此外,为了使凝聚松开,也可以根据需要进行分散·分级处理。此外,也可以用所谓的合金法形成本实施方案的荧光体,所述合金法预先使构成金属元素合金化,并使其氮化而形成。{含有荧光体的组合物}本发明的第一实施方案的荧光体也可以与液体介质混合使用。特别是在将本发明的第一实施方案的荧光体用于发光装置等用途的情况下,优选以使其分散于液体介质中的形态使用。将使本发明的第一实施方案的荧光体分散于液体介质中而得的组合物作为本发明的一实施方案,适当称为“本发明的一实施方案的含有荧光体的组合物”等。[荧光体]本实施方案的含有荧光体的组合物中含有的本发明的第一实施方案的荧光体的种类没有限制,可以从上述荧光体中任意地选择。另外,本实施方案的含有荧光体的组合物中含有的本发明的第一实施方案的荧光体可以仅为一种,也可以以任意的组合和比例并用两种以上。此外,在本实施方案的含有荧光体的组合物中,只要不明显损害本实施方案的效果,则也可以含有本发明的第一实施方案的荧光体以外的荧光体。[液体介质]作为本实施方案的含有荧光体的组合物中使用的液体介质,只要在目标范围内不损害该荧光体的性能就没有特别限定。例如,只要在期望的使用条件下呈现液状性质,使本发明的第一实施方案的荧光体适当地分散并且不产生不优选的反应,就可以使用任意的无机系材料和/或有机系材料,例如可举出有机硅树脂、环氧树脂、聚酰亚胺有机硅树脂等。[液体介质和荧光体的含有率]本实施方案的含有荧光体的组合物中的荧光体和液体介质的含有率只要不明显损害本实施方案的效果就是任意的,关于液体介质,相对于本实施方案的含有荧光体的组合物整体,通常为50重量%以上,优选为75重量%以上,通常为99重量%以下,优选为95重量%以下。[其它成分]此外,在本实施方案的含有荧光体的组合物中,只要不明显损害本实施方案的效果,则除了荧光体和液体介质以外,也可以含有其它成分。另外,其它成分可以仅使用一种,也可以以任意的组合和比例并用两种以上。{发光装置}本发明的第二实施方案是包含第一发光体(激发光源)以及通过照射来自该第一发光体的光而发出可见光的第二发光体的发光装置,该第二发光体含有本发明的第一实施方案的荧光体。在此,本发明的第一实施方案的荧光体可以单独使用任一种,也可以以任意的组合和比例并用两种以上。作为本发明的第一实施方案的荧光体,例如使用在来自激发光源的光的照射下发出绿色区域的荧光的荧光体。具体而言,在构成发光装置的情况下,作为本发明的第一实施方案的绿色荧光体,优选在500nm以上且560nm以下的波长范围具有发光峰的绿色荧光体。此外,关于激发源,也可以使用在小于420nm的波长范围具有发光峰的激发源。以下,对使用本发明的第一实施方案的荧光体和第一发光体时的发光装置的方式进行记载,该第一实施方案的荧光体在500nm以上且560nm以下的波长范围具有发光峰且该第一发光体在300nm以上且460nm以下的波长范围具有发光峰,但本实施方案并不限定于这些。在上述情况下,本实施方案的发光装置例如可以为以下的方式。即,可以为如下方式:使用在300nm以上且460nm以下的波长范围具有发光峰的荧光体作为第一发光体,使用在500nm以上且560nm以下的波长范围具有发光峰的至少一种荧光体(本发明的第一实施方案的荧光体)作为第二发光体的第一荧光体,使用在580nm以上且680nm以下的波长范围具有发光峰的荧光体(红色荧光体)作为第二发光体的第二荧光体。(红色荧光体)作为上述方式中的红色荧光体,例如优选使用下述的荧光体。作为mn激活氟化物荧光体,例如可举出k2(si,ti)f6:mn、k2si1-xnaxalxf6:mn(0<x<1);作为硫化物荧光体,例如可举出(sr,ca)s:eu(cas荧光体)、la2o2s:eu(los荧光体);作为石榴石系荧光体,例如可举出(y,lu,gd,tb)3mg2alsi2o12:ce;作为纳米粒子,例如可举出cdse;作为氮化物或氮氧化物荧光体,例如可举出:(sr,ca)alsin3:eu(s/casn荧光体)、(caalsin3)1-x·(sio2n2)x:eu(cason荧光体)、(la,ca)3(al,si)6n11:eu(lsn荧光体)、(ca,sr,ba)2si5(n,o)8:eu(258荧光体)、(sr,ca)al1+xsi4-xoxn7-x:eu(1147荧光体)、mx(si,al)12(o,n)16:eu(m为ca、sr等)(α-赛隆荧光体)、li(sr,ba)al3n4:eu(上述x均为0<x<1)等。其中,作为颜色再现范围宽的图像显示装置使用时,上述方式中的红色荧光体的发光光谱的半峰宽通常为90nm以下,优选为70nm以下,更优选为50nm以下,进一步优选为30nm以下,通常为5nm以上,更优选为10nm以上。上述荧光体中,优选使用mn激活氟化物荧光体、srlial3n4:eu荧光体。(黄色荧光体)在上述方式中,也可以根据需要使用在550~580nm的范围具有发光峰的荧光体(黄色荧光体)。作为黄色荧光体,例如优选使用下述的荧光体。作为石榴石系荧光体,例如可举出(y,gd,lu,tb,la)3(al,ga)5o12:(ce,eu,nd);作为原硅酸盐,例如可举出(ba,sr,ca,mg)2sio4:(eu,ce);作为(氧)氮化物荧光体,例如可举出(ba,ca,mg)si2o2n2:eu(sion系荧光体)、(li,ca)2(si,al)12(o,n)16:(ce,eu)(α-赛隆荧光体)、(ca,sr)alsi4(o,n)7:(ce,eu)(1147荧光体)、(la,ca,y)3(al,si)6n11:ce(lsn荧光体)等。此外,在上述荧光体中,优选石榴石系荧光体,其中,最优选y3al5o12:ce所示的yag系荧光体。(绿色荧光体)在上述方式中,作为绿色荧光体,也可以含有本发明的第一实施方案的荧光体以外的荧光体,例如优选使用下述荧光体。作为石榴石系荧光体,例如可举出(y,gd,lu,tb,la)3(al,ga)5o12:(ce,eu,nd)、ca3(sc,mg)2si3o12:(ce,eu)(csms荧光体);作为硅酸盐系荧光体,例如可举出(ba,sr,ca,mg)3sio10:(eu,ce)、(ba,sr,ca,mg)2sio4:(ce,eu)(bss荧光体);作为氧化物荧光体,例如可举出(ca,sr,ba,mg)(sc,zn)2o4:(ce,eu)(caso荧光体);作为(氧)氮化物荧光体,例如可举出(ba,sr,ca,mg)si2o2n2:(eu,ce)、si6-zalzozn8-z:(eu,ce)(β-赛隆荧光体)(0<z≤1)、(ba,sr,ca,mg,la)3(si,al)6o12n2:(eu,ce)(bson荧光体);作为铝酸盐荧光体,例如可举出(ba,sr,ca,mg)2al10o17:(eu,mn)(gbam系荧光体)等。[发光装置的构成]本实施方案的发光装置具有第一发光体(激发光源),且至少使用本发明的第一实施方案的荧光体作为第二发光体,除此以外,其构成没有限制,可以任意地采取公知的装置构成。作为装置构成和发光装置的实施方式,例如可举出日本特开2007-291352号公报中记载的方式。除此之外,作为发光装置的形态,可举出炮弹型、杯型、板上芯片、远程荧光粉(remotephosphor)等。{发光装置的用途}本发明的第二实施方案的发光装置的用途没有特别限制,可以在通常的使用发光装置的各种领域中使用,但从颜色再现范围宽且显色性也高的方面考虑,其中尤其适合用作照明装置、图像显示装置的光源。[照明装置]本发明的第三实施方案为一种照明装置,其特征在于,具备本发明的第二实施方案的发光装置作为光源。在将本发明的第二实施方案的发光装置应用于照明装置的情况下,只要将如上所述的发光装置适当组装于公知的照明装置而使用即可。例如可举出在保持壳体的底面排列有多个发光装置的面发光照明装置等。[图像显示装置]本发明的第四实施方案为一种图像显示装置,其特征在于,具备本发明的第二实施方案的发光装置作为光源。在将本发明的第二实施方案的发光装置用作图像显示装置的光源的情况下,该图像显示装置的具体构成没有限制,但优选与滤色器一起使用。例如,在采用利用了彩色液晶显示元件的彩色图像显示装置作为图像显示装置的情况下,可以将上述发光装置作为背光源,将利用了液晶的光闸与具有红、绿、蓝的像素的滤色器组合,由此形成图像显示装置。实施例以下,通过实施例进一步具体地说明本发明,但本发明只要不脱离其主旨,则并不限定于下述的实施例。<测定方法>[发光特性]将试样装入铜制试样支架,使用荧光分光光度计fp-6500(jasco公司制)测定激发发光光谱和发光光谱。此外,在测定时,将受光侧分光器的狭缝宽度设为1nm而进行测定。另外,发光峰值波长(以下,有时称为“峰值波长”)和发光峰的半峰宽从得到的发光光谱读取。[色度坐标]由通过上述的方法得到的发光光谱的460nm~800nm的波长区域的数据,通过依据jisz8724的方法,以jisz8701中规定的xyz表色系中的色度坐标ciex和ciey的形式算出x、y表色系(cie1931表色系)的色度坐标。[利用epma的元素分析]为了调查本发明的第一实施方案中得到的荧光体的元素,实施下述的元素分析。通过利用扫描式电子显微镜(sem)的观察选出数个晶体后,使用电子探针显微分析仪(波长分散型x射线分析装置:epma)jxa-8200(jeol公司制)实施各元素的分析。此外,本装置的氧的检测限值为100ppm。[利用icp的元素分析]si、al、eu、mg的定量除了epma元素分析以外,也可以用下述的icp元素分析来替代。将试样进行碱熔融后,添加酸使其溶解,将得到的试样溶液适当稀释,用感应耦合等离子体发光分析装置icap7600duo(thermofisherscientific公司制)进行定量。测定条件如下。rf功率:1200w雾化器气体流量:0.60l/min冷却气体流量:12l/min辅助气体:1.0l/min[o、n定量]在氧氮氢分析装置(leco公司制tch600)中,在非活性气体气氛下,通过脉冲炉加热提取-nir(o)检测法/tcd(n)检测法进行定量。此外,本装置的氧的检测限值为0.2重量%,在实施例和比较例中,测定约0.1g的样品。[粉末x射线衍射测定]粉末x射线衍射利用粉末x射线衍射装置d2phaser(bruker公司制)进行精密测定。测定条件如下。使用cukα球管x射线输出=30kv,10ma扫描范围2θ=5°~65°读取宽度=0.025°[晶格常数精密化]根据各实施例的粉末x射线衍射测定数据,提取源自空间群被分类为(p63/m)(intarnationaltablesforcrystallography,no.176)的晶体结构的峰,使用数据处理用软件topas4(bruker公司制)进行精密化,由此求出晶格常数。{荧光体的制造}[实施例1~7]使用eun、si3n4、aln作为荧光体原料,如下制备荧光体。以成为下述表1所示的各重量的方式用电子天平称量上述原料,放入氧化铝研钵,进行粉碎和混合直至变得均匀。进一步在该混合粉中加入1.00g的mg3n2(shellac公司制)作为助焊剂,进一步实施粉碎、混合。这些操作在充满ar气体的手套箱中进行。[表1]表1从得到的原料混合粉末称量约0.5g,直接填充于氮化硼制坩埚。将该坩埚放置于真空加压烧成炉(岛津mectem公司制)内。接着,减压至8×10-3pa以下后,以升温速度20℃/分钟从室温真空加热至800℃。到达800℃后,在该温度下维持并导入氮气5分钟直至炉内压力成为0.85mpa。导入氮气后,一边将炉内压力保持在0.85mpa一边进一步升温至1600℃,保持1小时。进一步加热至1950℃,到达1950℃后,维持4小时。烧成后冷却至1200℃,接着放冷。然后,将生成物破碎,得到实施例3~7的荧光体。此外,对于实施例1~2,将生成物破碎后,选出绿色晶体,得到实施例1~2的荧光体。将对实施例1的荧光体进行sem观察而得的结果示于图1。另外,由sem观察选出实施例1的单晶,为了调查构成的元素和其比例而实施元素分析(epma测定)。在epma中检测出的元素为eu、al、si、n,镁和氧为检测限以下。定量分析的结果,eu:al:si的原子比为0.016(1):0.048(1):2.95(2)。括号内的数字表示标准偏差。确认到烧成时的混入的氧大致为零。接着,实施实施例1的单晶结构解析。由通过单晶x射线衍射而得到的基本反射进行考虑,结果实施例1的荧光体的晶体系为六方晶系,晶格常数的指数为α=90°、β=90°、γ=120°。另外,实施例1的荧光体的晶胞体积为另外,将实施例1的荧光体的激发·发光光谱示于图2。激发光谱监测540nm的发光。另外,发光光谱是以450nm激发时的测定结果。能够确认实施例1的荧光体显示发光峰值波长540nm、半峰宽70nm的发光光谱,显示绿色的发光。对于实施例2、3的荧光体,由sem观察选出实施例2、3的单晶,实施epma组成分析。在epma中检测出的元素与实施例1同样地为eu、al、si、n,镁和氧为检测限以下。另外,定量分析的结果,eu:al:si的原子比在实施例2中为0.008(1):0.039(1):2.96(2),在实施例3中为0.006(1):0.030(1):2.97(2)。括号内的数字表示标准偏差。确认到烧成时的混入的氧大致为零。对于实施例4的荧光体,实施利用icp的组成分析和利用氧氮氢分析装置的o/n分析。其结果,氧为检测限以下,eu:al:si的原子比为0.003:0.04:2.96。将实施例3、4、5、7的荧光体的粉末x射线衍射图案示于图3。另外,将由得到的粉末x射线衍射图案进行精密化的实施例2~7的荧光体的晶格常数以及晶胞体积示于表2。在实施例2~7中,大致以单相得到具有与实施例1同样的结构的荧光体。[表2]表2可知由本发明的第一实施方案得到的荧光体通过改变晶体内的eu:al:si的比例,a轴从变化至c轴从变化至与此同时,晶胞体积也从变化至对于实施例2、3、5、7的荧光体,将以波长450nm的光激发时的发光光谱示于图4。另外,对于实施例2~7的荧光体,将从以波长450nm的光激发时的发光光谱读取的发光峰值波长、半峰宽和色度示于表3。[表3]表3明确了由本发明的第一实施方案得到的荧光体通过改变晶体内的eu:al:si的比例,能够使发光光谱中的发光峰值波长从513nm变化至540nm,并且使半峰宽从40nm变化至76nm。即,通过采用任意的组成,能够得到从蓝绿色至黄绿色的发光。[实施例8]使用eu2o3、si3n4、aln、al2o3作为荧光体原料,如下制备荧光体。作为si3n4,使用在压力0.92mpa的氮气氛下对α型si3n4(宇部兴产制:sn-e10)实施1950℃、12小时的热处理而全部成为β型的si3n4。以成为下述表4所示的各重量的方式用电子天平称量上述原料,放入氧化铝研钵,在大气中进行粉碎和混合直至变得均匀。实施例8中未使用氮化镁。从得到的原料混合粉末称量约2.0g,直接填充于氮化硼制坩埚。将该坩埚放置于真空加压烧成炉(岛津mectem公司制)内。接着,减压至8×10-3pa以下后,以升温速度20℃/分钟从室温真空加热至800℃。到达800℃后,在该温度下维持并导入氮气5分钟直至炉内压力成为0.85mpa。导入氮气后,一边将炉内压力保持在0.85mpa一边进一步升温至1600℃,保持1小时。进一步加热至2000℃,到达2000℃后,维持4小时。烧成后冷却至1200℃,接着放冷。然后,将生成物破碎,得到实施例8的荧光体。实施例8均为β-sialon单相。[表4]表4对实施例8实施利用icp的组成分析和利用氧氮氢分析装置的o/n分析。其结果,检测出氧,eu:al:si:о:n的原子比为0.003:0.05:2.95:0.04:3.91。对于实施例4、实施例8的荧光体,将以波长450nm的光激发时的发光光谱示于图5。另外,对于实施例4和实施例8的荧光体,将从以波长450nm的光激发时的发光光谱读取的发光峰值波长、半峰宽和色度示于表5。明确了通过减少晶体结构中的氧,发光峰值波长短波长化,半峰宽也变窄。[表5]表5当前第1页12当前第1页12
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