CN109476990A - 红色荧光体及其制造方法、以及使用该红色荧光体的白色光源、照明装置和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供使绿色区域中的反射率增大的红色荧光体及其制造方法、以及使用该红色荧光体的白色光源、照明装置和显示装置。本发明的特征在于，红色荧光体按照下式(1)的原子数比而含有碱土金属元素(A)、铕(Eu)、硅(Si)、铝(A1)、氧(O)和氮(N)，并且在组成中还含有碳(C)，所述碱土金属元素(A)至少包含钡(Ba)。化学式1[A_(m‑x)Eu_x]Si₉Al_yO_nN_{12+y‑_2(n‑m)/3}…(1)在式(1)中，m、n、x、y分别满足3＜m＜5、0＜n＜10、0＜x＜1、0＜y＜2。

Description

红色荧光体及其制造方法、以及使用该红色荧光体的白色光 源、照明装置和显示装置

本申请要求基于日本专利申请2016-146477号(2016年7月26日申请)和日本专利申请2016-199406号(2016年10月7日申请)的优先权，为参照而将该申请所公开的全部内容引入本说明书中。

技术领域

本发明涉及红色荧光体及其制造方法、以及使用该红色荧光体的白色光源、照明装置和显示装置。

背景技术

以往，作为照明装置和液晶显示装置的背光，一直使用采用了发光二极管的白色光源。并且，在这样的白色光源中，在蓝色发光二极管的发光面侧配置含有铈的钇铝石榴石(以下记为“YAG：Ce”)黄色荧光体的白色光源被广泛使用。

但是，对于在蓝色发光二极管的发光面侧配置YAG：Ce黄色荧光体的白色光源而言，由于在YAG：Ce荧光体的发光光谱中没有红色成分，所以会变为略带蓝色的白色光，导致色域变得狭窄。因此，使用这样的白色光源的照明装置难以得到纯白色的光，难以进行显色性优异的照明。

因此，近年来，通过将发光波长为长波长侧的红色荧光体与绿色荧光体或黄色荧光体一起使用，从而发出更接近自然光的光的技术逐渐被实用化，提高了显色性的白色光源也正在被积极地开发。

为了提高白色光的显色性，由红色荧光体发出的红色光的强度很重要，例如在专利文献1中，提出了采用II族元素的氮氧化物类的红色荧光体。另外，在专利文献2中，提出了采用含有碱土金属元素、铕、硅、铝、氧、氮和碳的氮氧化物类的红色荧光体的白色光源。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-001530号公报

专利文献2：日本特开2012-178580号公报

发明内容

技术问题

利用专利文献1所记载的氮氧化物类的红色荧光体，能够发出发光强度比以往的红色荧光体更高的红色光。但是，专利文献1所记载的红色荧光体在提高显色性方面尚有改善的余地。因此，本发明人深入研究了针对以蓝色发光二极管作为激发光源、将绿色荧光体或黄色荧光体与红色荧光体一起使用而得到的白色光的显色性进行改善的方案。

这里，图1是普遍公知的表示可见度特性的概略的曲线图。即使是相同发光强度的光，如果波长不同，则人通过肉眼所感到的亮度的感觉也会大有不同。如图1所示，可见光中的绿色区域(波长范围大致为495nm～580nm)的光、尤其是波长为555nm的光最会被人的眼睛敏感地感知。因此，波长为555nm的发光强度的细微差距也会大幅影响显色性。

如果红色荧光体将绿色区域中的波长的光吸收，则从一起使用的绿色荧光体或黄色荧光体发出的绿色区域中波长的光强度会下降。其结果是，本发明人认为难以得到想要达到的亮度和高显色性。因此，本发明人着眼于红色荧光体的绿色区域、尤其是红色荧光体对波长为555nm的光的反射率。如果能够得到绿色区域中的反射率高的红色荧光体，就能够抑制红色荧光体对绿色区域中的光的吸收。因此，在使用该红色荧光体时，能够实现显色性优异的白色光。

因此，本发明的目的在于，提供使绿色区域中的反射率增大的红色荧光体。进一步，本发明的目的在于，提供这样的红色荧光体的制造方法、以及使用该红色荧光体的白色光源、照明装置和显示装置。

技术方案

本发明人为了达成上述各目的而进行了深入研究，想到了使用钡(Ba)作为红色荧光体的组成元素的方案。并且，本发明人发现，通过该方案，能够得到使绿色区域中的反射率增大的红色荧光体。

本发明是基于本发明人的上述见解而做出的，所述各技术方案如下。即，

<1>一种红色荧光体，其特征在于，按照下式(1)的原子数比而含有碱土金属元素(A)、铕(Eu)、硅(Si)、铝(Al)、氧(O)和氮(N)，并且所述红色荧光体在组成中还含有碳(C)，

化学式1

[A_(m-x)Eu_x]Si₉Al_yO_nN_{{12+y-2(n-m)/3}}…(1)

(在式(1)中，m、n、x、y、z分别满足3<m<5、0<n<10、0<x<1、0<y<2。)

所述碱土金属元素(A)至少包含钡(Ba)。

根据该<1>所记载的红色荧光体，能够提供使绿色区域中的反射率增大的红色荧光体。

根据所述<1>所记载的红色荧光体，所述红色荧光体的组成式用下式(2)来表示。

化学式2

[A_(m-x)Eu_x]Si₉Al_yO_nN_{{12+y-2(n-m)/3}}：C…(2)

(在式(2)中，m、n、x、y分别满足3<m<5、0<n<10、0<x<1、0<y<2。)

<3>根据所述<1>或<2>所记载的红色荧光体，在所述式(1)中，所述铕(Eu)的物质的量相对于所述铕(Eu)与所述碱土金属元素(A)的物质的量之和的比是0.06以上且0.09以下。

<4>根据所述<1>～<3>中任一项所记载的红色荧光体，在所述式(1)中，所述碱土金属元素(A)至少含有钙(Ca)和锶(Sr)，

所述钡(Ba)的物质的量相对于所述钙(Ca)、所述锶(Sr)和所述钡(Ba)的物质的量之和的比是0.75以上。

<5>根据所述<1>～<4>中任一项所记载的荧光体，其在波长为555nm处的反射率是38％以上。

<6>根据所述<1>～<5>中任一项所记载的荧光体，其在波长为580nm处的反射率是58％以上。

<7>一种红色荧光体的制造方法，其特征在于，包含：

混合工序，得到将碱土金属元素(A)的化合物、氮化铕、氮化硅、氮化铝和三聚氰胺混合而成的混合物；

第一烧成工序，对所述混合物进行烧成而得到烧成体；

粉碎工序，将所述烧成体粉碎而得到烧成体粉末；以及

第二烧成工序，对所述烧成体粉末进行烧成，

所述碱土金属元素(A)至少包含钡(Ba)，

红色荧光体的制造方法得到如下红色荧光体，在所述红色荧光体中，所述碱土金属元素(A)、铕(Eu)、硅(Si)、铝(Al)、氧(O)和氮(N)成为上式(1)的原子数比，且所述红色荧光体在组成中还含有碳(C)。

根据该<7>所记载的荧光体的制造方法，能够提供使绿色区域中的反射率增大的红色荧光体的制造方法。

<8>根据所述<7>所记载的红色荧光体的制造方法，所述红色荧光体的组成式用上式(2)来表示。

<9>一种白色光源，其特征在于，具有：

蓝色发光二极管，其设置于元件基板上；以及

搅拌物，其配置于所述蓝色发光二极管上，是将绿色荧光体或黄色荧光体与所述<1>～<6>中任一项所记载的红色荧光体搅拌到透明树脂中而得。

根据该<9>所记载的白色光源，能够提供可实现高显色性的白色光源。

<10>一种照明装置，其特征在于，

在基板上配置有多个白色光源，

所述白色光源具有：

蓝色发光二极管，其设置于元件基板上；以及

搅拌物，其配置于所述蓝色发光二极管上，是将绿色荧光体或黄色荧光体与所述<1>～<6>中任一项所记载的红色荧光体搅拌到透明树脂中而得。

根据该<10>所记载的照明装置，能够提供可实现高显色性的照明装置。

<11>一种显示装置，其特征在于，

具有显示面板、以及对所述显示面板进行照明的照明装置，

在所述照明装置中，在基板上配置有多个白色光源，

所述白色光源具有：

蓝色发光二极管，其设置于元件基板上；以及

搅拌物，其配置于所述蓝色发光二极管上，是将绿色荧光体或黄色荧光体与所述<1>～<6>中任一项所记载的红色荧光体搅拌到透明树脂中而得。

根据该<11>所记载的显示装置，能够提供可实现高显色性的显示装置。

发明效果

根据本发明，能够解决以往的上述各问题并达成上述各目的，能够提供使绿色区域中的反射率增大的红色荧光体及其制造方法、以及使用该红色荧光体的白色光源、照明装置和显示装置。

附图说明

图1是普遍公知的表示可见度特性的概略的曲线图。

图2是使用了本发明的一个实施方式的红色荧光体的白色光源的示意图。

图3是使用了本发明的一个实施方式的红色荧光体的照明装置的示意图。

图4是使用了本发明的一个实施方式的红色荧光体的显示装置的示意图。

图5是表示实施例中的荧光体的反射光谱的曲线图。

图6是表示实施例中的荧光体的发光光谱的曲线图。

符号说明

10···元件基板

20···蓝色发光二极管

30···搅拌物

31···绿色荧光体31

32···红色荧光体32

50···基板

100···白色光源

200···照明装置

300···显示面板

400···显示装置

具体实施方式

(红色荧光体)

本发明的一个实施方式的红色荧光体的组成元素中含有碱土金属元素(A)、铕(Eu)、硅(Si)、铝(Al)、碳(C)、氧(O)和氮(N)。并且，该红色荧光体按照下式(1)的原子数比而含有上述组成元素中的碱土金属元素(A)、铕(Eu)、硅(Si)、铝(Al)、氧(O)和氮(N)。

化学式3

[A_(m-x)Eu_x]Si₉Al_yO_nN_{{12+y-2(n-m)/3}}…(1)

(在式(1)中，m、n、x、y分别满足3<m<5、0<n<10、0<x<1、0<y<2。)

式(1)所表示的荧光体由属于斜方晶系空间点群P_mn21的晶体结构构成。在这样的晶体结构中，铝(Al)与一部分的硅(Si)进行了置换。并且，碱土金属元素(A)的一部分被置换为作为活化元素的铕(Eu)。应予说明，式(1)中的氮(N)的原子数比[12+y-2(n-m)/3]是以式(1)内的各元素的原子数比之和为中性的方式而计算出的。即，在将式(1)中的氮(N)的原子数比设为α且设为构成式(1)的各元素的电荷被补偿的情况下，下式成立。

2(m-x)+2x+4×9+3y-2n-3α＝0

因此，氮(N)的原子数比α被计算为[12+y-2(n-m)/3]。在式(1)中，m、n、x、y只要满足上述范围则不受限制。此外，在本实施方式的红色荧光体中，只要是上述晶体结构，则不排除在制造工序中不可避免地混入其他元素的情况。

应予说明，碳(C)虽然与铝(Al)同样地与一部分的硅(Si)进行置换，但不限于碳(C)全部置换的情况，也存在进入荧光体的晶格之间并固溶的情况。因此，代替上式(1)，本发明的一个实施方式的红色荧光体的组成式也能够用下式(2)来表示。

化学式4

[A_(m-x)Eu_x]Si₉Al_yO_nN_{{12+y-2(n-m)/3}}：C…(2)

(在式(2)中，m、n、x、y分别满足3<m<5、0<n<10、0<x<1、0<y<2。)

另外，式(2)中的氮(N)的原子数比[12+y-2(n-m)/3]与式(1)同样地，是以式(2)内的各元素的原子数比之和为中性的方式而计算出的。

而且，在碳(C)全部与硅(Si)进行置换的情况下，代替上式(2)，本发明的一个实施方式的红色荧光体的组成式也能够用下式(3)来表示。

化学式5

[A_(m-x)Eu_x][Si_(9-z)C_z]Al_yO_nN_{{12+y-2(n-m)/3}}…(3)

(在式(3)中，m、n、x、y、z分别满足3<m<5、0<n<10、0<x<1、0<y<2、0<z<9。)

另外，式(3)中的氮(N)的原子数比[12+y-2(n-m)/3]与式(1)同样地，是以式(3)内的各元素的原子数比之和为中性的方式而计算出的。

并且，在本实施方式的红色荧光体中，碱土金属元素(A)至少包含钡(Ba)。本发明人通过实验而确认到如下事实：在式(1)所表示的红色荧光体中，由于碱土金属元素(A)含有钡(Ba)，所以与不含有钡(Ba)的红色荧光体相比，能够增大绿色区域中的反射率。如上所述，如果尤其是波长为555nm的反射率提高，则与其他波长范围相比，对可见度造成的影响极大。因此，通过使用本实施方式的红色荧光体，能够实现显色性优异的白色光。

<碱土金属元素(A)>

这里，本实施方式的碱土金属元素(A)如上所述至少包含钡(Ba)。除了上述钡(Ba)之外，碱土金属元素(A)还能够含有钙(Ca)、锶(Sr)和镭(Ra)。为了得到理想的发光特性，优选地，碱土金属元素(A)除了含有钡(Ba)之外，还含有上述钙(Ca)、锶(Sr)和镭(Ra)之中的一种或两种以上，更加优选地，还含有钙(Ca)和锶(Sr)之中的一者或两者。另外，作为碱土金属元素(A)，也能够仅使用钡(Ba)、钙(Ca)和锶(Sr)这三种。

在碱土金属元素(A)除了含有钡(Ba)之外还至少含有钙(Ca)和锶(Sr)的情况下，优选地，钡(Ba)的物质的量相对于钙(Ca)、锶(Sr)和钡(Ba)的物质的量之和的比(摩尔比)为0.75以上。即，如果将钙(Ca)的物质的量表示为n_Ca，将锶(Sr)的物质的量表示为n_Sr，将钡(Ba)的物质的量表示为n_Ba，将钡(Ba)在碱土金属元素(A)中所占的摩尔比X_Ba用下式(4)表示，则X_Ba优选为0.75以上。碱土金属元素(A)仅含有钡(Ba)、钙(Ca)和锶(Sr)这三种元素的情况也是同样的。

数学式1

根据本发明人的研究，通过实验确认到如下事实：在X_Ba为0.75以上的情况下，能够更可靠地增大本实施方式的红色荧光体的绿色区域中的反射率。应予说明，X_Ba的上限虽不受特别的限制，但X_Ba优选为0.95以下，进一步优选为0.90以下。由此，能够更可靠地增大绿色区域中的反射率。另外，为了可靠地得到本发明效果，X_Ba优选为0.80以上。

另外，在碱土金属元素(A)含有钙(Ca)的情况下，为了更可靠地得到本发明效果，如果将钙(Ca)在碱土金属元素(A)中所占的摩尔比X_Ca用下式(5)来表示，则X_Ca优选为0.01以上且0.2以下，更优选为0.02以上且0.15以下。X_Ca进一步优选为0.1以上且0.13以下。

数学式2

另一方面，在碱土金属元素(A)含有锶(Sr)的情况下，为了更可靠地得到本发明效果，如果将锶(Sr)在碱土金属元素(A)中所占的摩尔比X_Sr用下式(6)来表示，则X_Sr优选为0.01以上且0.3以下，更优选为0.1以上且0.27以下。X_Sr进一步优选为0.1以上且0.15以下。

数学式3

<铕(Eu)>

这里，在本实施方式的红色荧光体中，作为活化元素的铕(Eu)只要在上式(1)中满足0<x<1则不受任何限制，但更优选满足以下的关系式。即，关于铕(Eu)与作为置换对象的碱土金属元素(A)的物质的量的关系，铕(Eu)的物质的量相对于铕(Eu)与碱土金属元素(A)的物质的量之和的比优选为0.06以上且0.09以下。即，如果将铕(Eu)的物质的量表示为n_Eu，将铕(Eu)在铕(Eu)与碱土金属元素(A)的物质的量之和中所占的摩尔比X_Eu用下式(7)来表示，则X_Eu优选为0.06以上且0.09以下。X_Eu也可以是0.07以上且0.09以下。

数学式4

本实施方式的红色荧光体能够使波长为555nm的反射率成为38％以上，也能够成为40％以上，进一步还能够成为44％以上。另外，本实施方式的红色荧光体能够使波长为550nm的反射率成为35％以上，也能够成为37％以上，进一步还能够成为41％以上。另外，本实施方式的红色荧光体能够使波长为580nm的反射率成为58％以上，也能够成为60％以上，进一步还能够成为63％以上。

<碳(C)>

应予说明，在本实施方式的红色荧光体中，碳(C)的含有量不受任何限制，但能够使碳(C)相对于红色荧光体整体的摩尔比为0.01mol％以上且0.50mol％以下。另外，碳(C)的含有量优选为0.05mol％以上，更优选为0.10mol％以上。另一方面，碳(C)的含有量优选为0.40mol％以下，更优选为0.20mol％以下。

(红色荧光体的制造方法)

本发明的红色荧光体的制造方法至少包含混合工序、第一烧成工序、粉碎工序和第二烧成工序，此外，还包含根据需要而适当选择的其他工序。

即，本发明的一个实施方式的红色荧光体的制造方法包含：混合工序，将碱土金属元素(A)的化合物、氮化铕、氮化硅、氮化铝和三聚氰胺混合而得到混合物；第一烧成工序，对所述混合物进行烧成而得到烧成体；粉碎工序，将所述烧成体粉碎而得到烧成体粉末；以及第二烧成工序，对所述烧成体粉末进行烧成。并且，通过经过上述各工序，从而得到红色荧光体，在所述红色荧光体中，所述碱土金属元素(A)至少包含钡(Ba)，所述碱土金属元素(A)、铕(Eu)、硅(Si)、铝(Al)、氧(O)和氮(N)成为上式(1)的原子数比，且在组成中还含有碳(C)。

在本实施方式中，首先进行混合工序。在该混合工序中，首先，作为含有构成式(1)的元素的原料化合物，在使用碱土金属元素(A)的化合物、氮化铕、氮化硅、氮化铝的同时，使用三聚氰胺(C₃H₆N₆)作为碳源和氮源。

作为碱土金属元素(A)的化合物所使用的原料化合物，能够使用碱土金属元素的碳酸盐化合物、氢氧化物、氮化物、氧化物等。作为钡(Ba)的原料化合物，能够使用碳酸钡(BaCO₃)、氢氧化钡(Ba(OH)₂)、氮化钡(Ba₂N₃)、氧化钡(BaO)等。

另外，作为钙(Ca)的原料化合物，能够使用碳酸钙(CaCO₃)、氢氧化钙(Ca(OH)₂)、氮化钙(Ca₂N₃)、氧化钙(CaO)等。此外，作为锶的原料化合物，能够使用碳酸锶(SrCO₃)、氢氧化锶(Sr(OH)₂)、氮化锶(Sr₂N₃)、氧化锶(SrO)等。

然后，将各化合物称量为预定的摩尔比，以使得准备的各原料化合物所包含的式(1)中的元素在烧成后成为式(1)的原子数比。然后，将称量的各化合物混合来生成混合物。例如，在氮气氛中的手套箱内，若在玛瑙研钵内进行混合，则生成混合物。

此外，由于三聚氰胺为熔剂，所以相对于除三聚氰胺以外的各原料化合物的全摩尔数之和以预定比例添加即可。

接下来，进行第一烧成工序。在该第一烧成工序中，对利用上述混合工序而得到的混合物进行烧成，从而生成作为红色荧光体的前体的第一烧成物。例如，能够将上述混合物放入氮化硼制坩埚内，在氢(H₂)和/或氮(N₂)气氛中进行热处理。在该第一烧成工序中，例如，可以将热处理温度设置在1200℃以上且1600℃以下的范围内，并且进行1小时以上且6小时以下的热处理。

这里，在该第一烧成工序中，融点在250℃以下的三聚氰胺被热解。此时，热解出的碳(C)、氢(H)与各原料化合物所含有的一部分的氧(O)等结合。例如，在与碳酸盐中的氧(O)结合的情况下，变成碳酸气体(CO或CO₂)和H₂O等，该碳酸气体和/或H₂O气化。另外，利用分解了的三聚氰胺所包含的氮(N)，促进还原和氮化。

在第一烧成工序之后，进行粉碎工序。在粉碎工序中，能够将上述烧成体粉碎而得到烧成体粉末。例如，在氮气氛中的手套箱内，用玛瑙研钵将上述烧成体粉碎，然后，在通过例如#100的网孔(网孔开口约200μm)之后，能够得到平均粒径为5μm以下左右的粒径的烧成体粉末。

然后，进行第二烧成工序。在该第二烧成工序中，通过对上述烧成体粉末进行热处理，能够得到本实施方式的红色荧光体。例如，将上述烧成体粉末放入氮化硼制坩埚内，在氮(N₂)和/或氢(H₂)气氛中进行热处理。在该第二烧成工序中，例如，可以将气氛加压为例如0.5MPa以上且1.1MPa以下的范围内，将热处理温度设定为1600℃以上且2000℃以下的范围内，进行1小时以上且6小时以下的热处理。另外，对于某些原料化合物，也能够在氮(N₂)和氢(H₂)的还原气氛中将热处理温度设为-30℃～0℃。

此外，也可以根据需要而进行将得到的红色荧光体进一步粉碎的工序，从而进行微粉末化。如果将这样得到的微粉末(例如平均粒径为几μm左右)的红色荧光体与例如绿色荧光体的粉末一起搅拌到透明树脂中，则能够均匀地进行搅拌。

应予说明，当然可以理解上述制造条件仅是一例而已，能够进行各种变更。并且，按照上述制造方法的实施方式，能够得到上述红色荧光体。此外，本发明的红色荧光体当然也可以通过除上述制造方法的实施方式以外的制造方法来获得。

(白色光源)

用图2所示的示意图来说明本发明的一个实施方式的白色光源。本实施方式的白色光源100具有：蓝色发光二极管20，其设置于元件基板10上；以及搅拌物30，其配置于蓝色发光二极管20上，是将绿色荧光体31和本发明的红色荧光体32搅拌到透明树脂中而得。此外，代替绿色荧光体31，可以使用黄色荧光体，也可以两者一起使用。

元件基板10和蓝色发光二极管20、以及绿色荧光体31或黄色荧光体能够使用公知的材料，白色光源100也可以根据需要而具有垫部、电极、引线、反射膜等其他结构。

白色光源100由于具有本发明的红色荧光体32，所以能够实现高显色性。

(照明装置)

用图3所示的示意图来说明本发明的一个实施方式的照明装置。本实施方式的照明装置200是在基板50上配置有多个白色光源100的照明装置200。这里，白色光源100如上所述具有：蓝色发光二极管20，其设置于元件基板10上；以及搅拌物30，其配置于蓝色发光二极管20上，是将绿色荧光体31或黄色荧光体、以及本发明的红色荧光体32搅拌到透明树脂中而得。

基板50能够使用公知的元件，白色光源100如上所述。多个白色光源可以如图3所示地以正方格子状地排列，也可以错开间距地周期性排列，还可以不规则地排列。另外，照明装置200也可以具有未图示的控制电路。

由于照明装置200具有本发明的红色荧光体32，所以能够实现高显色性。

(照明装置)

用图4所示的示意图来说明本发明的一个实施方式的显示装置400。本实施方式的显示装置400具有显示面板300、以及对该显示面板300进行照明的照明装置200。这里，照明装置200在基板50上配置有多个白色光源100，白色光源100具有：蓝色发光二极管20，其设置于元件基板10上；以及搅拌物30，其配置于蓝色发光二极管20上，是将绿色荧光体31或黄色荧光体、以及本发明的红色荧光体32搅拌到透明树脂中而得。对于显示面板300，能够使用液晶面板等通常的结构。并且，在显示装置400中，光L从照明装置200照射并入射至显示面板300，从而能够显示图像。此外，白色光源100如上所述。

由于显示装置400具有本发明的红色荧光体32，所以能够实现高显色性。

实施例

以下，用实施例来进一步详细说明本发明，但本发明不受以下的实施例的任何限定。

(发明例1)

以下述的表1所记载的摩尔比(mol％)来称量碳酸钡(BaCO₃)、碳酸钙(CaCO₃)、碳酸锶(SrCO₃)、氮化铕(EuN)、氮化硅(Si₃N₄)和氮化铝(AlN)。并且，以上述化合物的全摩尔数之和的50mol％称量三聚氰胺(C₃H₆N₆)。然后，在氮气氛中的手套箱内，玛瑙研钵内进行混合，得到混合物。

接下来，将上述混合物放入氮化硼制坩埚内，在氢(H₂)气氛中以1550℃进行2小时的热处理，得到烧成体。然后，在氮气氛下将该烧成体粉碎成烧成体粉末。进一步，将该烧成体粉末放入氮化硼制坩埚内，在0.85Mpa的氮(N₂)气氛中以1800℃进行2小时的热处理，得到红色荧光体。最后，在氮气氛下将该红色荧光体粉碎分级，制成红色荧光体微粉末，将其作为发明例1的红色荧光体。

(现有例1)

除了在发明例1中不使用碳酸钡(BaCO₃)以及按照下述表1所记载的摩尔比(mol％)进行称量以外，都与发明例1相同地制出现有例1的红色荧光体。

表1

单位：mol％

	Ca	Sr	Ba	Eu	Si	Al
							发明例1	3.1	3.1	24.9	2.2	66.0	0.7
比较例1	9.4	21.8	0.0	2.2	65.7	1.0

(发明例2～15)

在发明例1中，使碳酸钡(BaCO₃)、碳酸钙(CaCO₃)、碳酸锶(SrCO₃)、氮化铕(EuN)、氮化硅(Si₃N₄)、氮化铝(AlN)和三聚氰胺(C₃H₆N₆)各自的原料的配合量增减，除了配合比以外的条件，与发明例1相同地制出发明例2～15的红色荧光体。

<评价>

针对以上发明例1～15和现有例1的红色荧光体，评价了A)成分分析、B)反射率和C)发光特性。

A)成分分析

对发明例1～15和现有例1进行组成元素的质量分析，并计算出各元素的原子数比(摩尔比)。关于钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、铕(Eu)、硅(Si)和铝(Al)各金属元素的成分比，使用电感耦合高频等离子体-发射光谱分析装置(岛津制作所制造；ICPS-8100)，通过ICP发射光谱分析法进行了质量分析。关于氧(O)和氮(N)，使用氧氮分析装置(LECO日本制造；ONH-836)，通过惰性气体输送熔融红外吸收法对氧(O)进行了质量分析，并通过惰性气体输送熔融电导率法对氮(N)进行了质量分析。并且，关于碳(C)，使用碳硫分析装置(LECO日本制造；CS-844)，通过高频加热炉方式燃烧红外线吸收法进行了质量分析。结果在下述表2中示出。

此外，在表2中X'_Ca、X'_Sr、X'_Ba、X'_Eu、RM_Si、RM_Al按照以下所示被定义。即，X'_Ca、X'_Sr、X'_Ba、X'_Eu是以百分率表示上述式(4)～(7)的参数，RM_Si、RM_Al分别相当于Si和Al各自相对于除红色荧光体中的O、N、C以外的全部金属元素的元素的原子数比(％)。另外，在这里将Si作为广义的金属元素来对待。

X'_Ca＝100x n_Ca/(n_Ba+n_Ca+n_Sr)

X'_Sr＝100x n_Sr/(n_Ba+n_Ca+n_Sr)

X'_Ba＝100x n_Ba/(n_Ba+n_Ca+n_Sr)

X'_Eu＝100x n_Eu/(n_Ba+n_Ca+n_Sr+n_Eu)

RM_Si＝100x n_Si/(n_Ba+n_Ca+n_Sr+n_Eu+n_Si+n_Al)

RM_Al＝100x n_Al/(n_Ba+n_Ca+n_Sr+n_Eu+n_Si+n_Al)

表2

此外，在发明例2、8、9中，虽然没有使用碳酸锶(SrCO₃)作为锶的原料化合物，但如表2所记载，检测到微量的锶。这是因为锶作为杂质包含在其他的原料化合物中。

B)反射率

对发明例1～15和现有例1的红色荧光体进行光谱评价，得到反射光谱。在光谱评价时，使用安装有积分球单元(日本分光社制、ISF-513)的荧光分光光度计(日本分光社制、FP-6000。作为测定试样，将发明例1～15和现有例1的红色荧光体分别设置于荧光分光光度计的粉体测定单元(日本分光社制、PSH-002)。粉体测定单元的窗玻璃是石英制的，通过穿过玻璃而反射的光学系统进行了测定。此外，作为标准试样，使用了由热塑性树脂形成的白板(Labsphere社制、)。

使分光而照射的测定光(激发光)的波长与分光而测定的反射光的波长相同，并将激发侧带通设定为5nm，将荧光侧带通设定为5nm，将波长扫描设定为200nm/分，将响应设定为2秒来进行波长扫描，从而得到了荧光体试样的同步光谱。另一方面，使试样为白板，同样地得到了同步光谱。通过用白板的同步光谱来将荧光体试样的同步光谱标准化，从而得到了除去荧光部分的荧光体的反射光谱。这样，在400nm～600nm的范围每1nm得到反射光谱。作为代表例，在图5中示出发明例1、2和现有例1的红色荧光体的反射光谱。另外，在表2中示出各试样在550nm、555nm和580nm的反射率。

C)发光特性

为了对发明例1～15和现有例1的红色荧光体评价发光特性，使用上述荧光分光光度计，在530nm～770nm的范围每1nm测定荧光体的发光光谱。作为代表例，在图6中示出发明例1、2和现有例1的红色荧光体的发光光谱。此外，图6中的发光强度比是将各红色荧光体的发光峰值波长处的发光强度作为1而标准化而得的值。发明例1～15和现有例1的中心发光波长都在644nm～661nm的范围内(平均：652nm)。此外，在使用相同的激发光源的情况下，相比于现有例1的中心发光波长处的发光强度，发明例1～15各自的中心发光波长处的发光强度都是相同程度，即使有下降也最多为5％左右。

根据以上的结果，确认到以下事实。

发明例1～15的红色荧光体含有钡(Ba)作为碱土金属元素。因此，在波长为550nm、555nm、580nm中的任一方处，与不含有钡(Ba)的现有例1相比，发明例1～15的反射率都增大。尤其是，在钡(Ba)在碱土金属元素中所占的原子数比(摩尔比)超过75％的发明例1～4、8～15的红色荧光体中，波长550nm的反射率为35％以上，波长555nm的反射率为38％以上，波长580nm的反射率为58％以上，与现有例1的反射率相比，能够显著地增大反射率。因此，如果将发明例1～15的红色荧光体与绿荧光体(或黄色荧光体)混合而配置于蓝色发光二极管的发光面侧，则能够实现显色性优异的白色光。

产业上的可利用性

根据本发明，能够提供使绿色区域中的反射率增大的红色荧光体及其制造方法、以及使用该红色荧光体的白色光源、照明装置和显示装置。

Claims (11)

1.一种红色荧光体，其特征在于，

所述红色荧光体按照下式(1)的原子数比而含有碱土金属元素(A)、铕(Eu)、硅(Si)、铝(Al)、氧(O)和氮(N)，并且所述红色荧光体在组成中还含有碳(C)，

化学式1

[A_(m-x)Eu_x]Si₉Al_yO_nN_{{12+y-2(n-m)/3}}…(1)

其中，在式(1)中，m、n、x、y分别满足3<m<5、0<n<10、0<x<1、0<y<2，

所述碱土金属元素(A)至少包含钡(Ba)。

2.根据权利要求1所述的红色荧光体，其特征在于，

所述红色荧光体的组成式用下式(2)来表示，

化学式2

[A_(m-x)Eu_x]Si₉Al_yO_nN_{{12+y-2(n-m)/3}}：C…(2)

其中，在式(2)中，m、n、x、y分别满足3<m<5、0<n<10、0<x<1、0<y<2。

3.根据权利要求1或2所述的红色荧光体，其特征在于，

在所述式(1)中，所述铕(Eu)的物质的量相对于所述铕(Eu)与所述碱土金属元素(A)的物质的量之和的比在0.06以上且0.09以下。

4.根据权利要求1或2所述的红色荧光体，其特征在于，

在所述式(1)中，所述碱土金属元素(A)至少含有钙(Ca)和锶(Sr)，

所述钡(Ba)的物质的量相对于所述钙(Ca)、所述锶(Sr)和所述钡(Ba)的物质的量之和的比在0.75以上。

5.根据权利要求1或2所述的红色荧光体，其特征在于，

所述红色荧光体在波长为555nm处的反射率是38％以上。

6.根据权利要求1或2所述的红色荧光体，其特征在于，

所述红色荧光体在波长为580nm处的反射率是58％以上。

7.一种红色荧光体的制造方法，其特征在于，包含：

混合工序，得到将碱土金属元素(A)的化合物、氮化铕、氮化硅、氮化铝和三聚氰胺混合而成的混合物；

第一烧成工序，对所述混合物进行烧成而得到烧成体；

粉碎工序，将所述烧成体粉碎而得到烧成体粉末；以及

第二烧成工序，对所述烧成体粉末进行烧成，

所述碱土金属元素(A)至少包含钡(Ba)，

得到红色荧光体，在所述红色荧光体中，所述碱土金属元素(A)、铕(Eu)、硅(Si)、铝(Al)、氧(O)和氮(N)成为下式(1)的原子数比，且所述红色荧光体在组成中还含有碳(C)，

化学式3

[A_(m-x)Eu_x]Si₉Al_yO_nN_{{12+y-2(n-m)/3}}…(1)

其中，在式(1)中，m、n、x、y分别满足3<m<5、0<n<10、0<x<1、0<y<2。

8.根据权利要求7所述的红色荧光体的制造方法，其特征在于，

所述红色荧光体的组成式用下式(2)来表示，

化学式4

[A_(m-x)Eu_x]Si₉Al_yO_nN_{{12+y-2(n-m)/3}}：C…(2)

其中，在式(2)中，m、n、x、y分别满足3<m<5、0<n<10、0<x<1、0<y<2。

9.一种白色光源，其特征在于，具有：

蓝色发光二极管，其设置于元件基板上；以及

搅拌物，其配置于所述蓝色发光二极管上，是将绿色荧光体或黄色荧光体与权利要求1或2所述的红色荧光体搅拌到透明树脂中而得。

10.一种照明装置，其特征在于，在基板上配置有多个白色光源，

所述白色光源具有：

蓝色发光二极管，其设置于元件基板上；以及

搅拌物，其配置于所述蓝色发光二极管上，是将绿色荧光体或黄色荧光体与权利要求1或2所述的红色荧光体搅拌到透明树脂中而得。

11.一种显示装置，其特征在于，具有显示面板、以及对所述显示面板进行照明的照明装置，

所述照明装置在基板上配置有多个白色光源，

所述白色光源具有：

蓝色发光二极管，其设置于元件基板上；以及

搅拌物，其配置于所述蓝色发光二极管上，是将绿色荧光体或黄色荧光体与权利要求1或2所述的红色荧光体搅拌到透明树脂中而得。