CN103119126B - 荧光体以及发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的荧光体是含有下述通式（1）表示的铕活化硅铝氧氮陶瓷晶体、且通过被紫外光～蓝光激发而发出绿光的荧光体，该荧光体以1ppm以上且5000ppm以下的比例含有碳，通式（1）：（Sr1-x,Eux）αSiβAlγOδNω（1）（通式中，x为0＜x＜1、α为0＜α≤4，β、γ、δ以及ω是α为3时换算得到的数值满足9＜β≤15、1≤γ≤5、0.5≤δ≤3、10≤ω≤25的数）。

Description

荧光体以及发光装置
技术领域
本发明的实施方式涉及荧光体以及发光装置。
背景技术
荧光体粉末例如被用于发光二极管（LED：Light Emitting Diode）等发光装置中。发光装置例如具备：半导体发光元件，其配置于基板上，发射规定颜色的光；和发光部，其在作为密封树脂的透明树脂固化物中包含荧光体粉末，所述荧光体粉末通过从该半导体发光元件发射的紫外光、蓝光等光激发而产生可见光。
作为发光装置的半导体发光元件，例如可以使用GaN、InGaN、AlGaN、InGaAlP等。另外，作为荧光体粉末的荧光体，例如可以使用被来自半导体发光元件的发射光激发而分别发射蓝光、绿光、黄光、红光的光的蓝色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体等。
发光装置通过在密封树脂中含有红色荧光体等各种荧光体粉末，能够调节发射光的颜色。即，通过组合使用半导体发光元件、以及吸收由半导体发光元件发射的光并发出规定波长区域的光的荧光体粉末，在由半导体发光元件发射的光和由荧光体粉末发射的光的作用下，能够发出可见光区域的光或白光。
以往，作为荧光体，已知有含有锶的铕活化硅铝氧氮陶瓷（sialon）（Si-Al-O-N）结构的荧光体。
现有技术文献 
专利文献
专利文献1：国际公开第2007/105631号
发明内容
发明所要解决的课题
但是，硅铝氧氮陶瓷(Si-Al-O-N)结构的荧光体在100℃左右的高温区域使用时，与在常温(25℃)区域使用时相比，存在发光强度低的问题。以下，将与在常温区域使用时相比在100℃左右的高温区域使用时荧光体的发光强度不降低或降低的程度小的情况称作温度特性良好。另外，将与在常温区域使用时相比在100℃左右的高温区域使用时荧光体的发光强度降低的程度大的情况称作温度特性差。
本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种温度特性良好的荧光体以及发光装置。
用于解决课题的手段
实施方式的荧光体以及发光装置通过在特定组成的荧光体中含有特定量的碳，使得温度特性良好，从而完成了本发明。
实施方式的荧光体是解决上述问题的荧光体，其特征在于，其是含有下述通式(1)表示的铕活化硅铝氧氮陶瓷晶体、通过被紫外光～蓝光激发而发出绿光的荧光体，该荧光体以1ppm以上且5000ppm以下的比例含有碳，
[化学式1]
通式：(Sr1-x,Eux)αSiβAlγOδNω  (1) 
(通式中，x为0＜x＜1、α为0＜α≤4，β、γ、δ以及ω是α为3时换算得到的数值满足9＜β≤15、1≤γ≤5、0.5≤δ≤3、10≤ω≤25的数)。
另外，实施方式的荧光体是解决上述问题的荧光体，其特征在于，其是含有下述通式(2)表示的铕活化硅铝氧氮陶瓷晶体、通过被紫外光～蓝光激发而发出红光的荧光体，该荧光体以1ppm以上且5000ppm以下的比例含有碳，
通式：(Sr1-x,Eux)αSiβAlγOδNω  (2) 
(通式中，x为0＜x＜1、α为0＜α≤3，β、γ、δ以及ω是α为3时换算得到的数值满足5≤β≤9、1≤γ≤5、0.5≤δ≤2、5≤ω≤15的数)。
进一步，实施方式的发光装置是解决上述问题的装置，其特征在于，其具备：基板；配置在该基板上且发射紫外光～蓝光的半导体发光元件；以及以覆盖该半导体发光元件的发光面的方式形成且包含被来自所述半导体发光元件的发射光激发而发出可见光的荧光体的发光部；所述荧光体包含上述实施方式的荧光体。
附图说明
图1是发光装置的发光光谱的一个例子；
图2是发光装置的发光光谱的另一个例子。
具体实施方式
对实施方式的荧光体以及发光装置进行说明。实施方式的荧光体具有通过被紫外光～蓝光激发而发出绿光的绿色荧光体、以及通过被紫外光～蓝光激发而发出红光的红色荧光体。
［绿色荧光体］
绿色荧光体为含有下述通式（1）表示的铕活化硅铝氧氮陶瓷晶体、通过被紫外光～蓝光激发而发出绿光的荧光体。以下也将该含有Sr的铕活化硅铝氧氮陶瓷荧光体称作“Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体”。Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体的晶体系是斜方晶。
［化学式3］
通式：（Sr1-x,Eux）αSiβAlγOδNω    （1）
（通式中，x为0＜x＜1、α为0＜α≤4，β、γ、δ以及ω是α为3时换算得到的数值满足9＜β≤15、1≤γ≤5、0.5≤δ≤3、10≤ω≤25的数）。
在通式（1）中，x为满足0＜x＜1、优选满足0.025≤x≤0.5、进一步优选满足0.25≤x≤0.5的数。
x为0时，烧成工序中得到的烧成体不形成荧光体；x为1时，绿色荧光体粉末的发光效率变低。
另外，x在0＜x＜1的范围内越是小的数，绿色荧光体的发光效率越容易变低。另外，x在0＜x＜1的范围内越是大的数，由于Eu浓度过剩，因此越容易引起浓度消光。
因此，即使在0＜x＜1中，x优选为满足0.025≤x≤0.5的数，进一步优选为满足0.25≤x≤0.5的数。
在通式（1）中，Sr的总下标（1－x）α为满足0＜（1－x）α＜4的数。另外，Eu的总下标xα为满足0＜xα＜4的数。即，在通式（1）中，Sr以 及Eu的总下标分别为超过0且低于4的数。
在通式（1）中，β、γ、δ以及ω是α为3时换算得到的数值。
在通式（1）中，作为Si的下标的β是α为3时换算得到的数值满足9＜β≤15的数。
在通式（1）中，作为Al的下标的γ是α为3时换算得到的数值满足1≤γ≤5的数。
在通式（1）中，作为Ｏ的下标的δ是α为3时换算得到的数值满足0.5≤δ≤3的数。
在通式（1）中，作为N的下标的ω是α为3时换算得到的数值满足10≤ω≤25的数。
在通式（1）中，下标β、γ、δ以及ω分别为上述范围外的数时，有利用烧成得到的荧光体的组成与通式（1）表示的斜方晶系的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体不同的可能性。
通式（1）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体通常具有单晶粉末的形态。
通式（1）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体以1ppm以上且5000ppm以下、优选以5ppm以上且1000ppm以下、进一步优选以50ppm以上且300ppm以下的比例含有碳。
在此，碳的含量是碳的质量相对于含有碳的绿色荧光体总质量的比例。此外，Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体通常具有单晶粉末的形态，但是，碳多数存在于构成荧光体粉末的各粒子的表面附近的内部。
碳的含量为上述范围内时，Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体在室温（25℃）下的亮度高，并且在150℃左右的高温时的亮度的降低小，因此优选。
碳的含量小于1ppm时，有Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体在高温时的亮度的降低变大的可能性。
碳的含量超过5000ppm时，有Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体在室温下的亮度变低的可能性。
Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体的粉末的平均粒径优选为1μm以上且100μm以下、进一步优选为5μm以上且20μm以下、更优选为10μm以上且20μm以下。在此，所谓的平均粒径是通过库尔特计数法得到的测定值， 是指体积累积分布的中央值D50。
Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体粉末的平均粒径小于1μm或超过100μm时，在制作使Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体粉末或其它颜色的荧光体粉末分散在透明树脂固化物中、且通过照射来自半导体发光元件的紫外光～蓝光而发射绿光或其它颜色的光的结构的发光装置时，有来自发光装置的光的取出效率降低的可能性。
通式（1）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体接受紫外光～蓝光而被激发，发射绿光。
在此，所谓的紫外光～蓝光是指在紫外光～蓝光的波长区域内具有峰值波长的光。紫外光～蓝光优选为在370nm以上且470nm以下的范围内具有峰值波长的光。
通过接受紫外光～蓝光而被激发的通式（1）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体发出发光峰值波长在500nm以上且540nm以下的范围内的绿光。
［红色荧光体］
红色荧光体为含有下述通式（2）表示的铕活化硅铝氧氮陶瓷晶体、通过被紫外光～蓝光激发而发出红光的荧光体。以下也将该含有Sr的铕活化硅铝氧氮陶瓷荧光体称作“Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体”。Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体的晶体系是斜方晶。
［化学式4］
通式：（Sr1-x,Eux）αSiβAlγOδNω    （2）
（通式中，x为0＜x＜1、α为0＜α≤3，β、γ、δ以及ω是α为3时换算得到的数值满足5≤β≤9、1≤γ≤5、0.5≤δ≤2、5≤ω≤15的数）
在通式（2）中，x为满足0＜x＜1、优选满足0.025≤x≤0.5、进一步优选满足0.25≤x≤0.5的数。
x为0时，烧成工序中得到的烧成体不形成荧光体；x为1时，红色荧光体粉末的发光效率变低。
另外，x在0＜x＜1的范围内越是小的数，红色荧光体的发光效率越容易变低。另外，x在0＜x＜1的范围内越是大的数，由于Eu浓度过剩，因此越容易引起浓度消光。
因此，即使在0＜x＜1中，x优选为满足0.025≤x≤0.5的数，进一步优选为满足0.25≤x≤0.5的数。
在通式（2）中，Sr的总下标（1－x）α为满足0＜（1－x）α＜3的数。另外，Eu的总下标xα为满足0＜xα＜3的数。即，在通式（2）中，Sr以及Eu的总下标分别为满足超过0且小于3的数。
在通式（2）中，β、γ、δ以及ω是α为3时换算得到的数值。
在通式（2）中，作为Si的下标的β是α为3时换算得到的数值满足5≤β≤9的数。
在通式（2）中，作为Al的下标的γ是α为3时换算得到的数值满足1≤γ≤5的数。
在通式（2）中，作为Ｏ的下标的δ是α为3时换算得到的数值满足0.5≤δ≤2的数。
在通式（2）中，作为N的下标的ω是α为3时换算得到的数值满足5≤ω≤15的数。
在通式（2）中，下标β、γ、δ以及ω分别为上述范围外的数时，有利用烧成得到的荧光体的组成与通式（2）表示的斜方晶系的Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体不同的可能性。
通式（2）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体通常具有单晶粉末的形态。
通式（2）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体以1ppm以上且5000ppm以下、优选以5ppm以上且1000ppm以下、进一步优选以50ppm以上且300ppm以下的比例含有碳。
在此，碳的含量是碳的质量相对于含有碳的红色荧光体总质量的比例。此外，Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体通常具有单晶粉末的形态，但是，碳多数存在于构成荧光体粉末的各粒子的表面附近的内部。
碳的含量为上述范围内时，Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体在室温（25℃）下的亮度高，并且在150℃左右的高温时的亮度的降低小，因此优选。
碳的含量小于1ppm时，有Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体在高温时的亮度的降低变大的可能性。
碳的含量超过5000ppm时，有Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体在室温下的 亮度变低的可能性。
Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体的粉末的平均粒径优选为1μm以上且100μm以下、进一步优选为5μm以上且20μm以下、更优选为10μm以上且20μm以下。在此，所谓的平均粒径是通过库尔特计数法得到的测定值，是指体积累积分布的中央值D50。
Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体粉末的平均粒径小于1μm或超过100μm时，在制作使Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体粉末或其它颜色的荧光体粉末分散在透明树脂固化物中、且通过照射来自半导体发光元件的紫外光～蓝光而发射红光或其它颜色的光的结构的发光装置时，有来自发光装置的光的取出效率降低的可能性。
通式（2）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体接受紫外光～蓝光时被激发，发射红光。
在此，所谓的紫外光～蓝光是指在紫外光～蓝光的波长区域内具有峰值波长的光。紫外光～蓝光优选为在370nm以上且470nm以下的范围内具有峰值波长的光。
通过接受紫外光～蓝光而被激发的通式（2）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体发出发光峰值波长在550nm以上且650nm以下的范围内的红光。
［绿色荧光体以及红色荧光体的制造方法］
通式（1）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体、以及通式（2）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体例如可以通过将碳酸锶SrCO3、氮化铝AlN、氮化硅Si3N4、氧化铕Eu2O3、以及碳化硅SiC等各原料干式混合，调制荧光体原料混合物，在氮气氛中将该荧光体原料混合物烧成来制作。
此外，通式（1）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体与通式（2）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体相比，含有较多的氮N。因此，通式（1）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体和通式（2）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体可以通过改变荧光体原料混合物中的SrCO3、AlN、Si3N4、Eu2O3、以及SiC等各原料的配合比率，或者改变烧成时炉内的氮气量而分别制作。例如，烧成时炉内氮气的压力为1个大气压左右的低压时，容易得到通式（2）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体，烧成时炉内氮气的压力为7个 大气压左右的高压时，容易得到通式（1）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体。
荧光体原料混合物还可以含有作为反应促进剂的氯化锶SrCl2等作为助熔剂。
荧光体原料混合物被填充于耐火坩埚中。作为耐火坩埚，例如可以使用氮化硼坩埚、碳坩埚等。
填充于耐火坩埚中的荧光体原料混合物被烧成。烧成装置可以使用配置有耐火坩埚的内部的烧成气氛的组成和压力以及烧成温度和烧成时间被保持在规定条件下的装置。作为这样的烧成装置，例如可以使用电炉。
作为烧成气氛，可以使用含N2气体。作为含N2气体，例如可以使用N2气体、或N2与H2的混合气体等。
一般，由荧光体原料混合物烧成荧光体粉末时，通过使适量的氧Ｏ从相对于荧光体粉末含有过量氧Ｏ的荧光体原料混合物中消失，得到规定组成的荧光体粉末。
在从荧光体原料混合物烧成荧光体粉末时，烧成气氛中的N2具有使适量的氧Ｏ从荧光体原料混合物中消失的作用。
另外，在从荧光体原料混合物烧成荧光体粉末时，烧成气氛中的H2作为还原剂起作用，与N2相比，使更多的氧Ｏ从荧光体原料混合物中消失。
因此，在含N2气体中含有H2时，与含N2气体中不含H2时相比，能够缩短烧成时间。但是，含N2气体中的H2的含量过多时，得到的荧光体粉末的组成易与通式（1）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体或通式（2）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体不同，因此，有荧光体粉末的发光强度变弱的可能性。
含N2气体为N2气体、或N2与H2的混合气体时，关于含N2气体中的N2与H2的摩尔比例，N2：H2通常为10：0～1：9，优选为8：2～2：8，进一步优选为6：4～4：6。
含N2气体中的N2与H2的摩尔比例为上述范围内、即通常为10：0～1：9时，通过短时间的烧成，能够得到晶体结构的缺陷小的高品质单晶的荧光体粉末。
通过以N2与H2的流量比例为上述比例的方式供给连续地供给到烧成 装置的腔内的N2与H2，并且连续排出腔内的混合气体，能够使含N2气体中的N2与H2的摩尔比例成为上述比例、即通常为10：0～1：9。
以在烧成装置的腔内形成气流的方式使作为烧成气氛的含N2气体流通时，烧成得以均匀地进行，因此优选。
作为烧成气氛的含N2气体的压力通常为0.1MPa（大致为1atm）～1.0MPa（大致为10atm）。
烧成气氛的压力小于0.1MPa时，与烧成前装在坩埚内的荧光体原料混合物相比，烧成后得到的荧光体粉末的组成容易与通式（1）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体或通式（2）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体不同，因此荧光体粉末的发光强度有变弱的可能性。
烧成气氛的压力超过1.0MPa时，即使与压力为1.0MPa以下时相比，烧成条件也没有特别的变化，造成能量的浪费，因此不优选。
此外，制造通式（1）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体时，作为烧成气氛的含N2气体的压力优选为0.5MPa～0.8MPa，进一步优选为0.6MPa～0.8MPa。
另外，制造通式（2）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体时，作为烧成气氛的含N2气体的压力优选为0.1MPa～0.4MPa，进一步优选为0.1MPa～0.2MPa。
烧成温度通常为1400℃～2000℃，优选为1700℃～1900℃。
烧成温度为1400℃～2000℃的范围内时，通过短时间的烧成，能够得到晶体结构的缺陷少的高品质的单晶荧光体粉末。
烧成温度小于1400℃时，有所得到的荧光体粉末被紫外光～蓝光激发而发射的光的颜色不是所希望的颜色的可能性。即，想制造通式（1）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体时，有被紫外光～蓝光激发而发射的光的颜色是绿色以外的颜色的可能性；想制造通式（2）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体时，有被紫外光～蓝光激发而发射的光的颜色是红色以外的颜色的可能性。
烧成温度超过2000℃时，通过烧成时N和O的消失程度变大而得到的荧光体粉末的组成容易与通式（1）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体或通式（2）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体不同，因此有荧光体粉末的 发光强度变弱的可能性。
烧成时间通常为0.5小时～20小时，优选为2小时～10小时，进一步优选为3小时～5小时。
烧成时间小于0.5小时时或超过20小时时，所得到的荧光体粉末的组成容易与通式（1）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体或通式（2）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体不同，因此有荧光体粉末的发光强度变弱的可能性。
烧成温度高时，烧成时间优选为0.5小时～20小时的范围内的短时间，烧成温度低时，优选为0.5小时～20小时的范围内的长时间。
在烧成后的耐火坩埚中生成由荧光体粉末形成的烧成体。烧成体通常为较弱地凝结而成的块状。使用碾槌等轻轻将烧成体粉碎时，能够得到荧光体粉末。通过粉碎得到的荧光体粉末为通式（1）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体或通式（2）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体的粉末。
根据实施方式的绿色荧光体以及红色荧光体，能够得到温度特性好的荧光体。
［发光装置］ 
发光装置为使用上述通式（1）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体或通式（2）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体的发光装置。
具体地，发光装置具备：基板；配置在该基板上且发射紫外光～蓝光的半导体发光元件；以及以覆盖该半导体发光元件的发光面的方式形成且包含被来自半导体发光元件的发射光激发而发出可见光的荧光体的发光部，荧光体包含通式（1）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体或通式（2）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体。
关于发光装置，发光部中所包含的荧光体仅为Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体时，从发光装置的发射面发射绿光，发光部中所含的荧光体仅为Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体时，从发光装置的发射面发射红光。
另外，发光装置中，在发光部中除Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体以外，含有蓝色荧光体以及红色荧光体等荧光体，或者除Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体以外，含有蓝色荧光体以及绿色荧光体等荧光体时，通过利用从各色荧光体发射的红光、蓝光以及绿光等各色光的混色，也能制成从发光装置 的发射面发射白光的白光发光装置。
进一步，发光装置除Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体以外，还可以含有其它绿色荧光体，或者除Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体以外，还可以含有其它红色荧光体。
此外，发光装置还可以含有通式（1）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体和通式（2）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体作为荧光体。作为荧光体，含有Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体和用通式（2）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体这两者时，能够得到温度特性良好的发光装置。
（基板）
作为基板，例如可以使用氧化铝、氮化铝（AlN）等陶瓷、玻璃环氧树脂等。基板为氧化铝板或氮化铝板时，导热性高，能够抑制LED光源的温度上升，因此优选。
（半导体发光元件）
半导体发光元件被配置在基板上。
作为半导体发光元件，可以使用发射紫外光～蓝光的半导体发光元件。在此，所谓的紫外光～蓝光是指在紫外光～蓝光的波长区域内具有峰值波长的光。紫外光～蓝光优选为在370nm以上且470nm以下的范围内具有峰值波长的光。
作为发射紫外光～蓝光的半导体发光元件，例如可以使用紫外发光二极管、紫色发光二极管、蓝色发光二极管、紫外激光二极管、紫色激光二极管以及蓝色激光二极管等。此外，半导体发光元件为激光二极管时，上述峰值波长是指峰振动波长。
（发光部） 
发光部在透明树脂固化物中含有被作为来自半导体发光元件的发射光的紫外光～蓝光激发而发射可见光的荧光体，以被覆半导体发光元件的发光面的方式形成。
用于发光部的荧光体至少含有上述Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体、或Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体。另外，荧光体还可以含有Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体和Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体这两者。
另外，用于发光部的荧光体还可以含有Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体或 Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体、与除Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体或Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体以外的荧光体。作为Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体或Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体以外的荧光体，例如可以使用红色荧光体、蓝色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、紫色荧光体、橙色荧光体等。作为荧光体，通常使用粉末状的荧光体。
在发光部中，荧光体被包含在透明树脂固化物中。通常，荧光体被分散在透明树脂固化物中。
用于发光部的透明树脂固化物为使透明树脂、即透明性高的树脂固化而成的固化物。作为透明树脂，例如可以使用硅树脂、环氧树脂等。硅树脂比环氧树脂的耐UV性高，因此优选。另外，在硅树脂中，二甲基硅树脂的耐UV性高，因此进一步优选。
发光部优选按照下所比例构成：相对于100质量份的荧光体，透明树脂固化物为20～1000质量份。透明树脂固化物相对于荧光体的比例在该范围内时，发光部的发光强度高。
发光部的膜厚通常为80μm以上且800μm以下，优选为150μm以上且600μm以下。发光部的膜厚为80μm以上且800μm以下时，在从半导体发光元件发射的紫外光～蓝光的漏出量少的状态下能够确保实用的亮度。发光部的膜厚为150μm以上且600μm以下时，能够使来自发光部的发光更明亮。
发光部例如通过首先将透明树脂和荧光体混合，调制在透明树脂中分散有荧光体的荧光体浆料，接着将荧光体浆料涂布在半导体发光元件或灯泡内表面上并使之固化而得到。
将荧光体浆料涂布在半导体发光元件上时，发光部成为与半导体发光元件接触并被覆的形态。另外，将荧光体浆料涂布在灯泡内表面上时，发光部成为与半导体发光元件分离、形成于灯泡内表面的形态。该发光部形成于灯泡内表面的形态的发光装置被称作远程荧光粉（remote phosphor）型LED发光装置。
荧光体浆料例如可以通过加热到100℃～160℃而使之固化。
图1是发光装置的发光光谱的一个例子。
具体地，是使用发射峰值波长为400nm的紫光的紫色LED作为半导体 发光元件、并且只使用由Sr2.7Eu0.3Si13Al3O2N21表示的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体作为荧光体的25℃下的绿色发光装置的发光光谱。
此外，紫色LED的正向下降电压Vf是3.195V，正向电流If是20mA。
如图1所示，使用了通式（1）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色荧光体作为荧光体的绿色发光装置即使使用紫光等短波长的激发光时，发光强度也高。
图2是发光装置的发光光谱的另一个例子。
具体地，是使用发射峰值波长为400nm的紫光的紫色LED作为半导体发光元件、并且只使用由Sr1.6Eu0.4Si7Al3ON13表示的Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体作为荧光体的25℃下的红色发光装置的发光光谱。
此外，紫色LED的正向下降电压Vf是3.190Ｖ，正向电流If是20mA。
如图2所示，使用了通式（2）表示的Sr硅铝氧氮陶瓷红色荧光体作为荧光体的红色发光装置即使使用紫光等短波长的激发光时，发光强度也高。
根据实施方式的发光装置，能够得到温度特性良好的发光装置。
实施例
以下表示实施例，但是，本发明并不被解释为限于这些实施例。
［实施例1］
（荧光体的制作）
首先，称量337g的SrCO3、104g的AlN、514g的Si3N4、45g的Eu2Ｏ3、以及0.003g的SiC，在其中加入适量的助熔剂，进行干式混合，调制荧光体原料混合物。之后，将该荧光体原料混合物填充于氮化硼坩埚中。SrCO3等原料的配合量表示在表1中。
在电炉内、在0.7MPa（大致7个大气压）的氮气氛中、在1800℃下将填充有荧光体原料混合物的氮化硼坩埚烧成4小时，在坩埚中得到烧成粉末块。
粉碎该块后，在烧成粉末中加入烧成粉末的质量的10倍量的纯水，搅拌10分钟，过滤，得到烧成粉末。进一步重复该烧成粉末的洗涤操作2次，共洗涤3次。将洗涤后的烧成粉末过滤、干燥后，用网眼为75微米的尼龙 筛网过筛，得到烧成粉末。
分析烧成粉末后，为由表2所示的组成构成的单晶Sr硅铝氧氮陶瓷绿色发光荧光体。另外，烧成粉末中含有表2所示的量的碳。碳的含量为碳的质量相对于含有碳的烧成粉末总质量的比例。碳大多存在于构成荧光体粉末（烧成粉末）的各粒子的表面附近的内部。
（荧光体的分析）
对所得到的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色发光荧光体，调查平均粒径、发光峰值波长以及亮度。
平均粒径为利用库尔特计数法得到的测定值，是体积累积分布的中央值D50的值。
另外，亮度在室温（25℃）和150℃下测定。将在室温下的亮度用将该实施例1的室温下的亮度设为100时的相对值（％）（以下称作相对亮度）表示。
此外，在以下表示的实施例以及比较例中，将室温下的亮度用将该实施例1的室温下的亮度设为100时的相对值（％）（相对亮度）表示。
另外，在150℃下测定的亮度换算成在150℃下的相对亮度后，由（在室温下的相对亮度－在150℃下的相对亮度）/（在室温下的相对亮度）的式子，计算出在150℃下的亮度相对于室温的亮度的降低率（％）。表中表示在150℃下的亮度的降低率（％）。
测定结果表示在表2以及表3中。
[表1]
[表2]
［实施例2～9、比较例1～6］
（荧光体的制作）
为了得到表2中所示的组成、碳含量的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色发光荧光体，除了如表1所示改变荧光体原料混合物中的SrCO3、AlN、Si3N4、Eu2Ｏ3、以及SiC的配合量以外，与实施例1同样地，得到烧成粉末（实施例2～9、比较例1～6）。
分析各个烧成粉末，为由表2所示的组成构成的单晶Sr硅铝氧氮陶瓷绿色发光荧光体。另外，烧成粉末中含有表2所示的量的碳。荧光体粉末含有碳时，碳大多存在于构成荧光体粉末（烧成粉末）的各粒子的表面附近的内部。
（荧光体的分析）
对所得到的Sr硅铝氧氮陶瓷绿色发光荧光体，与实施例1同样地，调查平均粒径、发光峰值波长以及亮度。
此外，一部分实施例（实施例2～7）以及比较例（比较例1～3）的亮度与实施例1同样地在室温（25℃）与150℃下测定，但是，其它实施例（实施例8、9）以及比较例（比较例4～6）的亮度在室温（25℃）与100℃下测定。
在100℃下测定的亮度换算成在100℃下的相对亮度后，从（在室温下的相对亮度－在100℃下的相对亮度）／（在室温下的相对亮度）的式子，计算出在100℃下的亮度相对于室温的亮度的降低率（％）。表中表示在100℃下的亮度的降低率（％）。
将测定结果表示在表2以及表3中。
［实施例10］
（荧光体的制作）
为了得到表5中所示的组成、碳含量的Sr硅铝氧氮陶瓷红色发光荧光体，除了如表4所示改变荧光体原料混合物中的SrCO3、AlN、Si3N4、Eu2Ｏ3、以及SiC的配合量以外，与实施例1同样地，得到红色粉末。
分析红色粉末后，为有表5所示的组成构成的单晶Sr硅铝氧氮陶瓷红色发光荧光体。另外，红色粉末中含有表5所示的量的碳。碳大多存在于构成荧光体粉末（红色粉末）的各粒子的表面附近的内部。
（荧光体的分析）
对所得到的Sr硅铝氧氮陶瓷红色发光荧光体，与实施例1同样地，调查平均粒径、发光峰值波长以及亮度。
测定结果表示在表5以及表6中。
[表4] 
[表5] 
[表6]
［实施例11～18、比较例7～10］
（荧光体的制作）
为了得到表5中所示的组成、碳含量的Sr硅铝氧氮陶瓷红色发光荧光体，除了如表4所示改变荧光体原料混合物中的SrCO3、AlN、Si3N4、Eu2Ｏ3、以及SiC的配合量以外，与实施例1同样地，得到红色粉末（实施例11～16、比较例7～10）。
分析红色粉末后，为由表5所示的组成构成的单晶Sr硅铝氧氮陶瓷红色发光荧光体。另外，红色粉末中含有表5所示的量的碳。荧光体粉末含有碳时，碳大多存在于构成荧光体粉末（红色粉末）的各粒子的表面附近的内部。
（荧光体的分析）
对所得到的Sr硅铝氧氮陶瓷红色发光荧光体，与实施例1同样地，调查平均粒径、发光峰值波长以及亮度。
此外，一部分实施例（实施例11～16）以及比较例（比较例7）的亮度与实施例1同样地在室温（25℃）与150℃下测定，但是，其它实施例（实施例17、18）以及比较例（比较例8～10）的亮度与比较例1同样地，在室温（25℃）与100℃下测定。
测定结果表示在表5以及表6中。
从表1～表6可以看出，碳含量为0ppm时，高温时亮度的降低较大，碳含量为5000ppm以上时，在室温下的亮度较低。
此外，说明了本发明的几种实施方式，但是，这些实施方式只是作为例子示出，并不意味着限定发明的范围。这些新实施方式可以以其它各种方式实施，可以在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围和主旨内，并且包含在权利要求书中记载的发明及其等同的范围内。
根据以上说明的实施例，能够得到温度特性良好的荧光体以及发光装置。

Claims (7)

1.一种荧光体，其特征在于，其是通过将碳酸锶SrCO3、氮化铝AlN、氮化硅Si3N4、氧化铕Eu2O3及碳化硅SiC干式混合而调制荧光体原料混合物、将该荧光体原料混合物在氮气氛中使用氮化硼坩埚进行烧成而制作的Sr硅铝氧氮陶瓷荧光体，所述荧光体含有下述通式(1)表示的铕活化硅铝氧氮陶瓷晶体，通过被紫外光～蓝光激发而发出绿光，该荧光体以1ppm以上且5000ppm以下的比例含有碳，
通式：(Sr1-x,Eux)αSiβAlγOδNω    (1)
通式中，x为0＜x＜1、α为0＜α≤4，β、γ、δ以及ω是α为3时换算得到的数值满足9＜β≤15、1≤γ≤5、0.5≤δ≤3、10≤ω≤25的数。
2.一种荧光体，其特征在于，其是通过将碳酸锶SrCO3、氮化铝AlN、氮化硅Si3N4、氧化铕Eu2O3及碳化硅SiC干式混合而调制荧光体原料混合物、将该荧光体原料混合物在氮气氛中使用氮化硼坩埚进行烧成而制作的Sr硅铝氧氮陶瓷荧光体，所述荧光体含有下述通式(2)表示的铕活化硅铝氧氮陶瓷晶体，通过被紫外光～蓝光激发而发出红光，该荧光体以1ppm以上且5000ppm以下的比例含有碳，
通式：(Sr1-x,Eux)αSiβAlγOδNω    (2)
通式中，x为0＜x＜1、α为0＜α≤3，β、γ、δ以及ω是α为3时换算得到的数值满足5≤β≤9、1≤γ≤5、0.5≤δ≤2、5≤ω≤15的数。
3.根据权利要求1或2所述的荧光体，其特征在于，平均粒径为1μm以上且100μm以下。
4.根据权利要求1所述的荧光体，其特征在于，通过被在370nm以上且470nm以下的范围内具有峰值波长的紫外光～蓝光激发，从而发出发光峰值波长为500nm以上且540nm以下的绿光。
5.根据权利要求2所述的荧光体，其特征在于，通过被在370nm以上且470nm以下的范围内具有峰值波长的紫外光～蓝光激发，从而发出发光峰值波长为550nm以上且650nm以下的红光。
6.一种发光装置，其特征在于，具备：
基板；
配置在该基板上且发射紫外光～蓝光的半导体发光元件；以及
以覆盖该半导体发光元件的发光面的方式形成、且包含被来自所述半导体发光元件的发射光激发而发出可见光的荧光体的发光部，
所述荧光体包含权利要求1～5中任一项所述的荧光体。
7.根据权利要求6所述的发光装置，其特征在于，所述半导体发光元件为发射在370nm以上且470nm以下的范围内具有峰值波长的光的发光二极管或激光二极管。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9512359B2 (en) * 2012-03-16 2016-12-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Phosphor, method for producing phosphor and light emitting device
KR102171446B1 (ko) * 2013-10-21 2020-10-29 엘지전자 주식회사 적색 발광 형광체, 그 제조 방법 및 이를 이용한 발광 소자 패키지
KR20150045650A (ko) * 2013-10-21 2015-04-29 엘지전자 주식회사 녹색 발광 형광체, 그 제조 방법 및 이를 이용한 발광 소자 패키지
CN105441078B (zh) * 2014-09-30 2017-07-14 中国科学院上海硅酸盐研究所 稀土离子Eu2+掺杂的Y5Si3O12N荧光粉及其制备方法
CN105462579A (zh) * 2015-12-04 2016-04-06 许昌学院 一种长余辉红色荧光材料及其制备方法
CN110513605B (zh) * 2019-08-20 2020-12-29 西安鸿钧睿泽新材料科技有限公司 一种具有自发光功能的园林景观灯及其制造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5016187B2 (ja) * 2004-07-14 2012-09-05 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 窒化物蛍光体、窒化物蛍光体の製造方法、並びに上記窒化物蛍光体を用いた光源及びｌｅｄ
WO2007105631A1 (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Kabushiki Kaisha Toshiba 蛍光体および発光装置
US8142685B2 (en) * 2007-01-12 2012-03-27 National Institute For Materials Science Fluorescent material, process for producing the same, and luminescent device
JP5592602B2 (ja) * 2008-07-31 2014-09-17 株式会社東芝 蛍光体およびそれを用いた発光装置
JP4869317B2 (ja) * 2008-10-29 2012-02-08 株式会社東芝 赤色蛍光体およびそれを用いた発光装置
JP5833918B2 (ja) * 2009-02-26 2015-12-16 日亜化学工業株式会社 蛍光体及びその製造方法並びにこれを用いた発光装置

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