CN109943333B - 稀土类铝酸盐荧光体及其制造方法 - Google Patents
稀土类铝酸盐荧光体及其制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种能够提高饱和亮度的稀土类铝酸盐荧光体及其制造方法。一种稀土类铝酸盐荧光体,其特征在于,含有:从由Y、La、Lu、Gd和Tb组成的组中选出的至少一种稀土元素Ln;Ce;和Al;根据需要还含有从Ga和Sc中选出的至少一种元素M1,所述稀土类铝酸盐的组成为:稀土元素Ln和Ce的合计摩尔比为3,Al和所述元素M1的合计摩尔比为5与0.95以上且1.05以下的变量k的积,Ce的摩尔比为0.003以上且0.017以下的变量n与3的积,并且,激发波长450nm处的发光峰值波长λp(nm)与所述变量n满足关系式λp≥1590n+531。
Description
技术领域
本发明涉及稀土类铝酸盐荧光体及其制造方法。
背景技术
作为与发光二极管(Light Emitting Diode:以下也称为“LED”)或半导体激光二极管(Laser Diode:以下也称为“LD”)的发光元件一起用在车载用或普通照明用的发光装置、液晶显示装置的背光、投影仪用的光源装置中的荧光体,已知含有钇等稀土元素的钇铝石榴石系荧光体(以下,也称为“YAG系荧光体”)。另外,也已知含有镥的镥铝石榴石系荧光体(以下,也称为“LuAG系荧光体”)。在本说明书中,包含YAG系荧光体和LuAG系荧光体在内,将含有稀土元素并具有石榴石晶体结构的铝酸盐的荧光体称为稀土类铝酸盐荧光体。
在稀土类铝酸盐荧光体中,以Ce活化的稀土类铝酸盐荧光体通过电子束、真空紫外线、蓝光等的粒子束或者电磁波的照射而被激发,发光从黄色变为绿色。以Ce活化的稀土类铝酸盐荧光体由于是短余辉,因此,能够得到清晰的图像。以Ce激活的稀土类铝酸盐荧光体由于是短余辉,因此可用在例如专利文献1示出的投影仪用的光源装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2015-138168号公报
发明内容
发明欲解决的技术问题
然而,在发光装置或光源装置中,对于以Ce活化的稀土类铝酸盐荧光体,如果激发光的光密度高到一定程度以上,则荧光体的发光过程无法跟随激发能量密度的上升,存在荧光体发生亮度饱和的倾向。由于激光器光源的光密度非常高,随着激光器输出的增加,以特定的激光器输出照射的稀土类铝酸盐荧光体会发生亮度饱和,从而使发光强度急剧下降。图5是表示在对荧光体照射半导体激光的情况下照射到荧光体的激光器输出与荧光体的发光强度的关系、并且示出荧光体的亮度相对于激光器输出饱和的情形的示意图。如图5所示,对于以Ce活化的稀土类铝酸盐荧光体,如果作为激发光的激光器输出变大,则发光强度线性地变高,但如果超过饱和亮度,则发光强度急剧下降。因此,期望发光强度的输出相对于激发光的输入的增长线性地增大且具有高饱和亮度的稀土类铝酸盐荧光体。
因此,本发明的一个方式的目的是提供能够提高饱和亮度的稀土类铝酸盐荧光体及其制造方法。
用于解决问题的技术手段
用于解决所述课题的手段包含以下的方式。
本发明的第一方式是一种稀土类铝酸盐荧光体,其特征在于,含有:从由Y、La、Lu、Gd和Tb组成的组中选出的至少一种稀土元素Ln;Ce;以及Al;根据需要还含有从Ga和Sc中选出的至少一种元素M1,所述稀土类铝酸盐荧光体中,稀土类铝酸盐的组成为:所述稀土元素Ln和Ce的合计摩尔比为3,Al和所述元素M1的合计摩尔比为5与0.95以上且1.05以下的变量k的积,Ce的摩尔比为0.003以上且0.017以下的变量n与3的积,并且,激发波长450nm处的发光峰值波长λp(nm)与所述变量n满足关系式λp≥1590n+531。
本发明的第二方式是一种稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,包含第一烧成工序和至少一次第二烧成工序,所述第一烧成工序为,对含有从由Y、La、Lu、Gd和Tb组成的组中选出的至少一种稀土元素Ln的化合物、含有Ce的化合物和含有Al的化合物以及根据需要还含有从Ga和Sc中选出的至少一种元素M1的化合物,以所述稀土元素Ln和Ce的合计摩尔比为3、Al和所述元素M1的合计摩尔比为5、Ce的摩尔比为0.003以上且0.017以下的变量n与3的积的方式调整投料组成并混合而得到的第一原料混合物进行烧成,得到第一烧成物,所述第二烧成工序为,对含有所述第一烧成物,和将含有从由Y、La、Lu、Gd和Tb组成的组中选出的至少一种稀土元素Ln的化合物、含有Ce的化合物、含有Al的化合物以及根据需要还含有从Ga和Sc中选出的至少一种元素M1的化合物,以所述稀土元素Ln和Ce的合计摩尔比为3、Al和所述元素M1的合计摩尔比为5、Ce的摩尔比为0.003以上且0.017以下的变量n与3的积的方式调整投料组成并混合而得到的第二原料混合物的混合物进行烧成,得到第二烧成物。
发明效果
根据本发明的一个方式,能够提供一种能提高饱和亮度的稀土类铝酸盐荧光体及其制造方法。
附图说明
图1是绘制出实施例1-1至1-3所涉及的稀土类铝酸盐荧光体以及比较例1-1至1-3所涉及的稀土类铝酸盐荧光体的各组成中Ce的摩尔比除以稀土元素Ln和Ce的合计摩尔比3而得到的变量n与各稀土类铝酸盐荧光体的发光峰值波长(nm)的关系的图表。
图2是示出对于实施例1-2所涉及的稀土类铝酸盐荧光体和比较例1-2所涉及的稀土类铝酸盐荧光体,照射到荧光体的激光二极管的输出(LD输出)与各荧光体的发光强度的关系的图表。
图3是示出实施例1-2所涉及的稀土类铝酸盐荧光体的截面的SEM照片。
图4是示出比较例1-2所涉及的稀土类铝酸盐荧光体的截面的SEM照片。
图5是示出照射到荧光体的激光器光的输出(激光器输出)与相对于激光器光的输入的荧光体的发光强度之间的关系的图像图。
具体实施方式
以下,根据实施方式来说明本发明所涉及的稀土类铝酸盐荧光体及其制造方法。其中,以下示出的实施方式是用于将本发明的技术构思具体化的示例,本发明不限于以下的稀土类铝酸盐荧光体及其制造方法。需要说明的是,色名与色度坐标的关系、光的波长范围与单色光的色名的关系等遵循JIS Z8110。
稀土类铝酸盐荧光体
第一实施方式涉及的稀土类铝酸盐荧光体含有从由Y、La、Lu、Gd和Tb组成的组中选出的至少一种稀土元素Ln;Ce;Al;以及根据需要还含有从Ga和Sc中选出的至少一种元素M1,该稀土类铝酸盐荧光体具有以下的稀土类铝酸盐组成:所述稀土元素Ln和Ce的合计摩尔比为3,Al与所述元素M1的合计摩尔比为5与0.95以上且1.05以下的变量k的积,Ce的摩尔比为0.003以上且0.017以下的变量n与3的积,并且,激发波长450nm处的发光峰值波长λp(nm)和所述变量n满足关系式λp≥1590n+531。
对于所述稀土类铝酸盐荧光体,在荧光体的组成中,在Ce的摩尔比除以稀土元素Ln和Ce的合计摩尔比3而得到的变量n为0.003以上且0.017以下的范围的情况下,激发波长450nm处的发光峰值波长λp(nm)和所述变量n满足关系式λp≥1590n+531,发光强度的增长相对于向荧光体照射的激发光的输出大幅地线性变大、具有高饱和亮度。即,对于在激发波长450nm处的发光峰值波长λp为一定值的情况下稀土类铝酸盐荧光体的组成中Ce的摩尔比除以稀土元素Ln和Ce的合计摩尔比3而得到的变量n的值以变量n值满足关系式λp≥1590n+531的方式为小值的稀土类铝酸盐荧光体,亮度饱和得到缓和,稀土类铝酸盐荧光体的饱和亮度变高。在稀土类铝酸盐荧光体的组成中,如果变量n变小,则虽然饱和亮度变高,但是稀土类铝酸盐荧光体的发光峰值波长有变短的倾向。所述稀土类铝酸盐荧光体中,所述发光峰值波长λp(nm)和所述变量n满足关系式λp≥1590n+531。即,即使为了提高饱和亮度而降低荧光体的组成中含有的Ce的摩尔比,也能够抑制发光峰值波长向短波侧偏移。在稀土类铝酸盐荧光体的组成中,如果所述变量n小于0.003,则Ce的激活量过少,无法得到充分的发光亮度。在稀土类铝酸盐荧光体的组成中,如果所述变量n大于0.017,则Ce的激活量过多,容易引起浓度猝灭,即使在所述发光峰值波长λp和所述变量n满足关系式λp≥1590n+531的情况下,有时也无法提高饱和亮度。
在所述稀土类铝酸盐荧光体的组成中,为了在将所述稀土类铝酸盐荧光体用于发光装置时改善发光强度相对于激发光的输入的亮度饱和,所述变量n优选为0.003以上且0.016以下的范围,更优选为0.003以上且0.015以下的范围。
所述稀土类铝酸盐荧光体的组成优选由下述式(I-1)表示。
(Ln1-nCen)3(Al1-mM1m)5kO12 (I-1)
(式(I-1)中,Ln是从由Y、La、Lu、Gd和Tb组成的组中选出的至少一种稀土元素,M1是从Ga和Sc中选出的至少一种元素,k、n、m分别是满足0.95≤k≤1.05、0.003≤n≤0.017、0≤m≤0.02的数。)
对于具有由所述式(I-1)表示的组成的稀土类铝酸盐荧光体,激发波长450nm处的发光峰值波长λp(nm)和所述变量n满足关系式λp≥1590n+531,发光强度的增长相对于向稀土类铝酸盐荧光体照射的激发光的输入大幅地线性变大,具有高饱和亮度。
在所述稀土类铝酸盐荧光体的组成中,稀土元素Ln是与Al和根据需要从Ga和Sc中选出的至少一种元素M1一起构成石榴石构造的晶体结构的元素。在所述稀土类铝酸盐荧光体的组成中,稀土元素Ln优选含有从由Y、Lu和Tb组成的组中选出的至少一种,更优选含有从Y和Lu中选出的至少一种,进一步优选含有Y。在所述稀土类铝酸盐荧光体的组成中,稀土元素Ln含有Y,从而能够得到包含黄色的发光光谱。
在所述稀土类铝酸盐荧光体的组成中,Ce是激活元素,变量n是激活元素的激活量。在所述稀土类铝酸盐荧光体的组成中,所述稀土类铝酸盐荧光体中含有的Ce的摩尔比除以稀土元素Ln和Ce的合计摩尔比3而得到的值即变量n优选是0.003以上且0.017以下的范围。在所述稀土类铝酸盐荧光体的组成中,在激发波长450nm处的发光峰值波长λp(nm)和所述变量n满足关系式λp≥1590n+531的情况下,所述变量n为0.003≤n≤0.017,优选为0.003≤n≤0.016,更优选为0.003≤n≤0.015。
在所述稀土类铝酸盐荧光体的组成中,根据需要而含有的从Ga和Sc中选出的至少一种元素M1与Al一起形成石榴石构造的晶体骨架。所述元素M1更优选含有Ga。在所述稀土类铝酸盐荧光体的组成中,变量m是元素M1的摩尔比除以Al和元素M1的合计摩尔比5k而得到的值。变量m可以为0,也可以为0<m≤0.02。在所述稀土类铝酸盐荧光体的组成中,如果变量m为0≤m≤0.02,则具有稳定的石榴石构造,能够得到具有期望的发光亮度的稀土类铝酸盐荧光体。
在所述稀土类铝酸盐荧光体的组成中,变量k是Al和元素M1的合计摩尔比5的系数,在稀土类铝酸盐荧光体的组成中,Al和元素M1的合计摩尔比有时小于5,有时大于5。变量k从晶体结构的稳定性的观点考虑,优选为0.95以上且1.05以下,更优选为0.98以上且1.02以下,进一步优选为0.99以上且1.01以下。
所述稀土类铝酸盐荧光体优选根据FSSS法(Fisher sub-sieve sizer,费希尔微粒测量仪)测出的平均粒径(Fisher sub-sieve sizer’s number)为15μm以上。如果所述稀土类铝酸盐荧光体的根据FSSS法测定的平均粒径为15μm以上,则具有期望的高发光亮度。
所述稀土类铝酸盐荧光体的根据FSSS法测出的平均粒径更优选为16μm以上,进一步优选为17μm以上,更进一步优选为18μm以上。虽然所述稀土类铝酸盐荧光体的平均粒径越大越好,但为了使相对于照射到稀土类铝酸盐荧光体的激发光的输入的饱和亮度高、即使利用光密度高的激光器光的激发也得到均匀的色调,稀土类铝酸盐荧光体的根据FSSS法测出的平均粒径为50μm以下即可,优选为40μm以下。
所述稀土类铝酸盐荧光体在荧光体粒子的截面图中,能够具有包含所述稀土类铝酸盐荧光体的组成的多层。所述稀土类铝酸盐荧光体粒子的截面图中的多层能够通过后述的制造方法,利用由第一烧成工序得到的第一烧成物和使用第一烧成物的至少1次以上的第二烧成工序来形成。
稀土类铝酸盐荧光体的制造方法
第二实施方式涉及的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法包含第一烧成工序和至少1次第二烧成工序,该第一烧成工序是对将含有从由Y、La、Lu、Gd和Tb组成的组中选出的至少一种稀土元素Ln的化合物、含有Ce的化合物、含有Al的化合物以及根据需要还含有从Ga和Sc中选出的至少一种元素M1的化合物,以所述稀土元素Ln和Ce的合计摩尔比为3、Al与所述元素M1的合计摩尔比为5、Ce的摩尔比为0.003以上且0.017以下的变量n与3的积的方式调整投料组成而混合成的第一原料混合物进行烧成,并得到第一烧成物,该第二烧成工序是对含有所述第一烧成物,和将含有从由Y、La、Lu、Gd和Tb组成的组中选出的至少一种稀土元素Ln的化合物、含有Ce的化合物、含有Al的化合物以及根据需要还含有从Ga和Sc中选出的至少一种元素M1的化合物以所述稀土元素Ln和Ce的合计摩尔比为3、Al和所述元素M1的合计摩尔比为5、Ce的摩尔比为0.003以上且0.017以下的变量n与3的积的方式调整投料组成而混合成的第二原料混合物的混合物进行烧成,并得到第二烧成物。
第一原料混合物或第二原料混合物的准备工序
原料可以使用含有从由Y、La、Lu、Gd和Tb组成的组中选出的至少一种稀土元素Ln的化合物、含有Ce的化合物、含有Al的化合物以及根据需要还含有从Ga和Sc中选出的至少一种元素M1的化合物。使用这些化合物,准备第一原料混合物或第二原料混合物。在本说明书中,第一原料混合物是指通过对第一原料混合物进行烧成而得到的不含后述的第一烧成物或第二烧成物的原料混合物。另外,在本说明书中,第二原料混合物是指含有第一烧成物或者第二烧成物的原料混合物。
含有稀土元素Ln的化合物、含有Ce的化合物、含有Al的化合物、含有从Ga和Sc中选出的至少一种元素M1的化合物可以列举:氧化物、金属盐。作为金属盐,例如可以列举:草酸盐、碳酸盐、氯化物、硝酸盐或者硫酸盐。作为原料使用的化合物也可以是水合物的方式。
作为氧化物,具体而言,可以列举:Y2O3、La2O3、Lu2O3、Gd2O3、Tb4O7、CeO2、Al2O3、Ga2O3、Sc2O3。
作为金属盐,具体而言,可以列举:YCl3、Y2(C2O4)3、Y2(CO3)3、Y(NO3)3、Y2(SO4)3、LaCl3、La2(C2O4)3、La2(CO3)3、La(NO3)3、La2(SO4)3、LuCl3、Lu2(C2O4)3、Lu(NO3)3、Lu2(SO4)3、GdCl3、TbCl3、CeCl3、Ce2(SO4)3、AlCl3、Al(NO3)3、Al2(SO4)3、GaCl3、Ga(NO3)3、ScCl3、Sc(NO3)3。
作为第一原料混合物或第二原料混合物的投料组成,以所述稀土元素Ln和Ce的合计摩尔比为3、Al和所述元素M1的合计摩尔比为5、Ce的摩尔比为0.003以上且0.017以下的变量n与3的积的方式,调整各原料。作为第一原料混合物或第二原料混合物的投料组成,优选以Ce的摩尔比为0.003以上且0.016以下的变量n与3的积的方式调整含有Ce的化合物,更优选以Ce的摩尔比为0.003以上且0.015以下的变量n与3的积的方式调整含有Ce的化合物。
第一原料混合物或第二原料混合物在使用含有所述元素M1的化合物的情况下,作为投料组成,优选以所述元素M1的摩尔比为0以上且0.02以下的变量m与5的积的方式调整各原料并混合。第一原料混合物或第二原料混合物也可以不包含含有所述元素M1的化合物。
第一原料混合物或第二原料混合物优选以投料组成如下述式(I-2)所示的方式混合各原料。
(Ln1-nCen)3(Al1-mM1m)5O12 (I-2)
(式(I-2)中,Ln是从由Y、La、Lu、Gd和Tb组成的组中选出的至少一种稀土元素,M1是从Ga和Sc中选出的至少一种元素,n、m分别是满足0.003≤n≤0.017、0≤m≤0.02的数。)
第一原料混合物或第二原料混合物以投料组成如上述式(I-2)所示的方式混合各原料,从而得到具有期望的发光亮度的稀土类铝酸盐荧光体。第一原料混合物或第二原料混合物优选具有含有Y的化合物。
第一原料混合物或第二原料混合物优选含有0.5质量%以上且10质量%以下的含有从由Ba、Sr、Ca、Mg和Mn组成的组中选出的至少一种元素的化合物作为助熔剂。第一烧成工序和/或第二烧成工序中的第一原料混合物或第二原料混合物优选含有0.5质量%以上且10质量%以下的所述化合物作为所述助熔剂。如果第一原料混合物或第二原料混合物中含有助熔剂,则促进原料间的反应,固相反应容易更均匀地进行。其理由可以认为是,由于烧成第一原料混合物或第二原料混合物的温度与作为助熔剂所使用的卤化物的液相的生成温度大致相同、或者是比所述生成温度高的温度,因此促进反应。
用作助熔剂的含有从由Ba、Sr、Ca、Mg和Mn组成的组中选出的至少一种元素的化合物,优选为卤化物。用作助熔剂的化合物在卤化物中优选是氟化物和/或氯化物,更优选是氟化物。用作助熔剂的化合物更优选为BaF2。这是因为,通过在助熔剂中使用BaF2,从而稀土类铝酸盐荧光体的石榴石晶体结构稳定,容易成为石榴石晶体结构的组成。作为助熔剂使用的化合物在将含有助熔剂的第一原料混合物或第二原料混合物的总量视为100质量%的情况下,作为助熔剂的化合物的含量优选为0.5质量%以上且10质量%以下。如果第一原料混合物或第二原料混合物中的助熔剂的含量是所述范围,则更加促进原料间的反应,使固相反应更均匀地进行,容易得到具有目标组成的稀土类铝酸盐荧光体。在将含有助熔剂的第一原料混合物或第二原料混合物的总量视为100质量%的情况下,第一原料混合物或第二原料混合物中的助熔剂的含量更优选为1.0质量%以上且8.0质量%以下,进一步优选为1.5质量%以上且7.0质量%以下。
将第一原料混合物或第二原料混合物调制成目标投料组成,并在称量各原料之后,可以使用例如球磨机、振动磨机、锤磨机、辊磨机、喷射磨等的干式粉碎机粉碎混合,可以使用乳钵和乳棒等进行粉碎混合,可以使用例如带式混合机、亨舍尔混合机、V型混合机等混合机进行混合,也可以使用干式粉碎机和混合机双方进行粉碎混合。另外,混合可以是干式混合,也可以添加溶剂等进行湿式混合。混合优选进行干式混合。这是由于,与湿式相比,干式可缩短工序时间,并带来生产力的提高。
第一烧成工序
第一烧成工序是对第一原料混合物进行烧成以得到第一烧成物的工序。在本说明书中,第一烧成物是指对未含有烧成物的第一原料混合物进行烧成而得到的。在第一烧成工序中,原料混合物能够配置在石墨等碳材质、氮化硼(BN)、氧化铝、钨(W)、钼(Mo)的材质的坩埚、舟皿等中进行第一烧成。第一烧成例如能够使用电炉、燃气炉等。
从得到的第一烧成物的晶体结构的稳定性的观点考虑,第一烧成工序中的烧成温度优选为1400℃以上且1800℃以下,更优选为1450℃以上且1700℃以下。
第一烧成工序中的烧成时间因升温速度、热处理气氛等而不同,在达到烧成温度之后,优选为1小时以上,更优选为3小时以上,进一步优选为5小时以上,并且优选为20小时以下,更优选为18小时以下,进一步优选为15小时以下。第一烧成工序中的烧成时间在达到烧成温度之后,优选为5小时以上且20小时以下,更优选为8小时以上且15小时以下。
第一烧成工序中的气氛优选为还原性气氛。还原性气氛优选是含有具有还原性氢气的氮气氛。还原性气氛中,氢气优选为1体积%以上,更优选为5体积%以上,进一步优选为10体积%以上。还原性气氛中,氮气优选为70体积%以上,更优选为80体积%以上,进一步优选为90体积%以上。在还原力高的气氛中,第一原料混合物的反应性更好,不加压地在大气压下进行烧成也能够得到第一烧成物,另外,通过在还原力高的气氛中对第一原料混合物进行烧成,4价的Ce(Ce4+)被还原为3价的Ce(Ce3+),能够得到增大了第一烧成物中有助于发光的3价Ce所占比例的第一烧成物。
分散处理工序
得到的第一烧成物优选进行包含湿式分散、湿式筛分和沉降分级的分散处理工序。得到的第一烧成物具体而言优选进行湿式分散,并利用湿式筛分除去粗大粒子,然后进行沉降分级除去微小粒子。沉降分级也可以进行2次以上,从提高生产性的观点考虑,沉降分级的次数优选为20次以下。通过分散处理,能够使得到的第一烧成物的粒径一致。作为湿式分散中使用的水性溶剂,能够使用水。在湿式分散中,可以使用氧化铝球、氧化锆球等分散介质。另外,对于进行湿式分散的时间,考虑到生产性,优选为4小时以上且50小时以下,进一步优选为5小时以上且40小时以下。
酸洗处理工序
得到的第一烧成物优选进行酸洗处理。第一烧成物更优选在分散处理之后进行酸洗处理。第一烧成物通过酸洗处理除去附着在第一烧成物表面的杂质。在酸洗中,由于容易得到且便宜,优选使用盐酸水溶液。盐酸水溶液中含有的盐酸的浓度优选是除去表面的杂质但不影响第一烧成物的晶体结构的浓度,优选为1质量%以上且20质量%以下,更优选为5质量%以上且18质量%以下。
第二烧成工序
第二烧成工序是对含有第一烧成物和,将含有从由Y、La、Lu、Gd和Tb组成的组中选出的至少一种稀土元素Ln的化合物、含有Ce的化合物、含有Al的化合物以及根据需要还含有从Ga和Sc中选出的至少一种元素M1的化合物以所述稀土元素Ln和Ce的合计摩尔比为3、Al与所述元素M1的合计摩尔比为5、Ce的摩尔比为0.003以上且0.017以下的变量n与3的积的方式调整投料组成而混合成的第二原料混合物的混合物进行烧成以得到第二烧成物的工序。
在本说明书中,第二烧成工序是指对第一烧成物和第二原料混合物进行烧成,得到第二烧成物。第二烧成工序中的烧成物可以是对第一原料混合物进行烧成而得到的第一烧成物,也可以是对第一烧成物和第二原料混合物进行烧成而得到的第二烧成物。第二烧成工序至少进行1次。为了得到在用于发光装置的情况下饱和亮度高、即使降低荧光体的组成中Ce的摩尔比也能够抑制发光峰值波长向短波侧偏移的稀土类铝酸盐荧光体,第二烧成工序优选进行2次以上。从提高生产性的观点考虑,第二烧成工序更优选进行2次。
通过第二烧成工序得到的第二烧成物是以第一烧成物为芯,通过1次第二烧成工序,形成1层层状烧成物。如果反复进行2次第二烧成工序,则以第一烧成物为芯,得到通过第1次烧成工序而形成有1层层状烧成物的第二烧成物,并且通过第2次烧成工序,以第一烧成物为芯,在1层层状第二烧成物的表面进一步形成第2层的层状第二烧成物。
第二烧成工序也可以是对含有第一烧成物和原料混合物的第二原料混合物进行烧成,以第一烧成物为芯,通过第二烧成工序而形成有1层层状的第二烧成物,也可以进行2次以上第二烧成工序,以第一烧成物为芯,在每个第二烧成工序中形成有2层以上的第二烧成物。在本说明书中,在反复进行了2次以上第二烧成工序的情况下,即使是通过例如第2次的第二烧成工序得到的烧成物,也称为第二烧成物,即使是通过例如第3次的第二烧成工序得到的烧成物,也称为第二烧成物。
对于得到的稀土类铝酸盐荧光体,利用通过第一烧成工序得到的第一烧成物以及使用第一烧成物的至少一次第二烧成工序,在荧光体粒子的截面图中,能够具有包含稀土类铝酸盐荧光体组成的多层。
可以认为,通过进行多次烧成来得到较大粒径的荧光体,与仅烧成一次而得到较大粒径的荧光体的情况相比,能够提高荧光体的晶体性,因此,能够得到适合作为需要特别高的晶体性的LD用荧光体的荧光体。
可以推测,通过以由第一烧成工序得到的第一烧成物为芯来进行第二烧成工序,能够得到芯中扩散有Ce的较大粒径的稀土类铝酸盐荧光体。可以推测,如果以第一烧成物为芯进行第二烧成工序,则Ce在成为芯的第一烧成物的石榴石构造中进一步扩散,在作为第一烧成物的芯中,得到更均匀的烧成物。如果Ce偏析,则由于局部的Ce浓度增加,有可能由于作为激活剂的Ce与其他Ce相互作用而导致对发光特性产生不良影响。包含通过第二实施方式涉及的制造方法得到的第二烧成物的稀土类铝酸盐荧光体不会造成因局部的Ceの浓度增加而导致的对发光特性的不良影响,能够减少稀土类铝酸盐荧光体组成中Ce的摩尔比。另外,对于通过第二实施方式涉及的制造方法得到的第二烧成物,可以推测Ce在第一烧成物即芯中不会偏析,从而更均匀。因此,即使在减小了组成中Ce的摩尔比的情况下,发光峰值波长也不会变短,即,能够抑制色调的变动,并且能够提高饱和亮度。换言之,能够使色调相同,减小Ce的摩尔比,提高饱和亮度。另外,通过第二实施方式涉及的制造方法,即使减小了组成中Ce的摩尔比,也能够得到更均匀的第二烧成物。因此,对于包含所述第二烧成物的稀土类铝酸盐荧光体,所述变量n和激发波长450nm处的稀土类铝酸盐荧光体的发光峰值波长λp(nm)满足关系式λp≥1590n+531。
在第二烧成工序中使用的第二原料混合物也可以是在将原料混合物的准备工序中得到的一部分原料混合物作为第一原料混合物而用在第一烧成工序,并在第二烧成工序中,使用所述原料混合物的另一部分作为第二原料混合物。第二原料混合物除了在准备工序中得到的第一原料混合物之外,也可以与在准备工序中得到的第一原料混合物同样地,得到调整投料组成之后的第二原料混合物,并且使用新制造的第二原料混合物。在第二烧成工序中使用的第二原料混合物的原料优选使用与在准备工序中使用的第一原料混合物的原料同样的原料。在第二烧成工序中使用的第二原料混合物优选调整为与准备工序中的第一原料混合物的投料组成相同。在第二烧成工序中使用的第二原料混合物优选调整为由所述式(I-2)表示的投料组成。在第二烧成工序中使用的第二原料混合物与在准备工序中得到的第一原料混合物同样地,优选含有助熔剂。助熔剂可以使用与准备工序中第一原料混合物所含有的助熔剂相同的助熔剂及其含量。在第二烧成工序中使用的第二原料混合物能够利用与准备工序中的第一原料混合物同样的方法来混合各原料。第二烧成能够将含有第一烧成物和第二原料混合物的混合物放入与第一烧成同样的坩埚、舟皿中进行。
在第二烧成工序中,第一烧成物或第二烧成物相对于100质量%的第二原料混合物的质量比例优选为20质量%以上且83质量%以下的范围内,较优选为22质量%以上且77质量%以下的范围内,更优选为25质量%以上且67质量%以下的范围内,进一步优选为29质量%以上且59质量%以下的范围内。
在第二烧成工序中,含有第一烧成物或第二烧成物和第二原料混合物的混合物可以配置在与第一烧成工序同样材质的坩埚、舟皿,进行第二烧成。第二烧成例如可以使用电炉、燃气炉等。
从得到的第二烧成物的晶体结构的稳定性的观点考虑,第二烧成工序中的烧成温度优选为1400℃以上且1800℃以下,更优选为1450℃以上且1700℃以下。
第二烧成工序中的烧成时间因升温速度、热处理气氛等而不同,在达到烧成温度之后,优选为1小时以上,更优选为3小时以上,进一步优选为5小时以上,并且优选为20小时以下,更优选为18小时以下,进一步优选为15小时以下。第二烧成工序中的烧成时间在达到烧成温度以后,优选为5小时以上且20小时以下,更优选为8小时以上且15小时以下。
第二烧成工序中的气氛优选为还原性气氛,作为还原性气氛,更优选在与第一烧成工序中的还原性气氛同样的气氛下进行第二烧成。
分散处理工序
得到的第二烧成物与第一烧成物同样地,优选进行分散处理,即,进行湿式分散,并利用湿式筛分去除了粗大粒子,然后,进行沉降分级,去除微小粒子。沉降分级可以进行多次,为了使得到的第二烧成物的粒径一致,沉降分级的次数也可以是2次以上,从提高生产性的观点考虑,优选为20次以下。分散处理工序可以在第一烧成工序之后进行,也可以在第二烧成工序之后进行。分散处理工序也可以在第一烧成工序之后不进行,而仅在第二烧成工序之后进行。在进行2次以上第二烧成工序的情况下,也可以对进行2次以上的第二烧成工序的每次,在第二烧成工序之后进行分散处理,也可以在连续进行多次第二烧成工序之后,在最后的第二烧成工序之后进行分散处理。
酸洗处理工序
得到的第二烧成物与第一烧成物同样地,优选进行酸洗处理。第二烧成物更优选在分散处理工序之后进行酸洗处理工序。第二烧成物通过酸洗处理来去除附着在第二烧成物表面的杂质。酸洗工序可以在第一烧成工序之后进行,也可以在第二烧成工序之后进行。酸洗处理工序也可以在第一烧成工序之后不进行,而仅在第二烧成工序之后进行。在进行2次以上第二烧成工序的情况下,可以对进行2次以上的第二烧成工序的每次,在第二烧成工序之后进行酸洗处理工序,也可以连续进行多次第二烧成工序之后,在最后的第二烧成工序之后进行酸洗处理工序。
对于第一实施方式涉及的稀土类铝酸盐荧光体或者通过第二实施方式涉及的制造方法得到的稀土类铝酸盐荧光体,通过与发光元件组合,能够构成对从发光元件发出的光进行改变并且发出来自发光元件的光和经稀土类铝酸盐荧光体转换波长后的混色光的发光装置。发光元件例如能够使用发出350nm以上且500nm以下的波长范围的光的发光元件。在发光元件中例如可以使用采用了氮化物类半导体(InXAlYGa1-X-YN、0≤X、0≤Y、X+Y≤1)的半导体发光元件。通过使用半导体发光元件作为激发光源,能够高效率地得到输出相对于输入的线性度高、抗机械冲击性也强的稳定的发光装置。
对于第一实施方式涉及的稀土类铝酸盐荧光体或者通过第二实施方式涉及的制造方法得到的稀土类铝酸盐荧光体,通过与激光器光源的组合,能够构成对从激光器光源发出并由二向色镜、准直光学系统聚光后的激发光进行转换的投影仪用的光源装置。所述稀土类铝酸盐荧光体由于将相对于激光器光源这样光密度大的激发光的输入的饱和亮度提高,因此即使在减小了组成中Ce的摩尔比,也能够抑制发光峰值波长向短波侧偏移。
对于第一实施方式涉及的稀土类铝酸盐荧光体或者通过第二实施方式涉及的制造方法得到的稀土类铝酸盐荧光体,能够被应用在包括具有这些稀土类铝酸盐荧光体的荧光体单元和光源的投影仪用光源装置。投影仪用光源装置中使用的荧光体单元具有例如包含所述稀土类铝酸盐荧光体的荧光体层。所述荧光体单元除了包含所述稀土类铝酸盐荧光体的荧光体层之外,也可以具有反射膜、基板、粘合层。荧光体单元也可以是在可旋转地支撑在马达的轮基板上具有荧光体层。投影仪用光源装置中使用的光源优选是半导体激光器。
对于使用了所述投影仪用光源装置的投影仪,将从所述投影仪用的光源装置发出的白色的混色光,通过具有二向色镜、反射镜和中继透镜等的分色光学系统,分离成红光成分、绿光成分和蓝光成分,并将已分离的各色的光成分入射到各色用的液晶面板的图像形成区域,将已入射的各色光根据图像信息进行调制,形成彩色的图像光。
[实施例]
以下,利用实施例对本发明进行具体说明。本发明不限于这些实施例。
实施例1-1至1-3
原料混合物的准备工序
将氧化钇(Y2O3)、氧化铈(CeO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化镓(Ga2O3)调制成表1所示的投料组成并称量。在投料组成中,以Ce的摩尔比为变量n和3的积、变量n分别为0.003、0.008、0.015的方式调整原料。在调整后的各原料中,添加氟化钡(BaF2)作为助熔剂,将各原料和助熔剂用球磨机混合,得到第一原料混合物。第一原料混合物中的BaF2的含量是相对于第一原料混合物100质量%为2.5质量%。
第一烧成工序
将得到的第一原料混合物放入矾土坩埚,在还原性气氛中,以1500℃烧成10小时,得到第一烧成物。
第二烧成工序
将得到的第一烧成物和以成为与所述投料组成相同的投料组成的方式调整并添加了氟化钡(BaF2)作为助熔剂而得到的第二原料混合物,以第一烧成物和第二原料混合物以质量比计为1:1的方式等量混合,将该混合物放入矾土坩埚,在与第一烧成工序相同的还原性气氛中,以1500℃烧成10小时,得到第二烧成物。反复进行该第二烧成工序2次。在第2次的第二烧成工序中,第二烧成物和第二原料混合物以质量比成为1:1的方式等量混合,进行第2次的第二烧成工序,得到第二烧成物。通过第1次的第二烧成工序得到的烧成物也是第二烧成物,通过第2次的第二烧成工序得到的烧成物也是第二烧成物。
分散处理工序
将反复2次第二烧成工序而得到的第二烧成物、作为分散介质的氧化铝球和纯水放入容器,边旋转边分散30小时。然后,利用湿式筛分,去除粗大粒子。接着,进行沉降分级,去除微小粒子。
酸洗处理工序
将通过沉降分级得到的第二烧成物用盐酸浓度为17质量%的盐酸水溶液进行酸洗,之后进行水洗,分离干燥,得到酸洗处理后的第二烧成物作为实施例1-1至1-3的稀土类铝酸盐荧光体。
比较例1-1至1-3
原料混合物的准备工序
将氧化钇(Y2O3)、氧化铈(CeO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化镓(Ga2O3)调制成表1所示的投料组成并称量。在投料组成中,在Ce的摩尔比由变量n和3的积表示的情况下,以变量n分别为0.005、0.01、0.017的方式调整原料。在调整后的各原料中添加氟化钡(BaF2)作为助熔剂,将各原料和助熔剂用球磨机混合,得到第一原料混合物。第一原料混合物中的BaF2的含量是相对于第一原料混合物100质量%为2.5质量%。
烧成工序
将得到的第一原料混合物放入矾土坩埚,在还原性气氛中,以1500℃烧成10小时,得到第一烧成物。
分散处理工序
将得到的第一烧成物、作为分散介质的氧化铝球和纯水放入容器,一边旋转一边分散6小时。然后,利用湿式筛分,去除粗大粒子。接着,进行沉降分级,去除微小粒子。
酸洗处理工序
将通过沉降分级而得到的第一烧成物用盐酸浓度为17质量%的盐酸水溶液进行酸洗,然后进行水洗,分离干燥,得到酸洗处理后的第一烧成物作为比较例1-1至1-3的稀土类铝酸盐荧光体。
平均粒径
针对烧成物,使用Fisher Sub-Sieve Sizer Model 95(Fisher Scientific社制),在气温25℃、湿度70%RH的环境下,测出1cm3量的试样,装入专用的管状容器中,然后,使一定压力的干燥空气流动,根据差压读取比表面积,算出基于FSSS法的平均粒径。将结果示于表1。
组成分析
针对得到的荧光体,利用ICP-AES(电感耦合等离子体发射光谱仪)(Perkin Elmer社制),测定构成稀土类铝酸盐荧光体的各元素(Y、Ce、Al、Ga、O)的质量百分率(质量%),根据各元素的质量百分率的值算出各元素的摩尔比。表1示出的Y、Ce、Al、Ga、O的摩尔比是以Y和Ce的合计摩尔比即3为基准地算出的值。将Ce的摩尔比除以Y和Ce的合计摩尔比3而得到的值作为变量n。将Ga的摩尔比除以Al和Ga的合计摩尔比5与变量k的积而得到的值作为变量m。变量k是5的系数,变量k与5的积是Al与元素M1的合计摩尔比。将变量n、变量m、变量k记载于表1。另外,将把变量n代入1590n+531的式而算出的计算值记载于表1。图1是绘制出实施例1-1至1-3所涉及的稀土类铝酸盐荧光体组成中Ce的摩尔比除以Y和Ce的合计摩尔比3而得到的变量n与发光峰值波长λp的关系的图表以及绘制出比较例1-1至1-3所涉及的稀土类铝酸盐荧光体组成中Ce的摩尔比除以Y和Ce的合计摩尔比3而得到的变量n与发光峰值波长(nm)的关系的图表。
发光峰值波长
针对实施例1-1至1-3所涉及的稀土类铝酸盐荧光体、比较例1-1至1-3所涉及的稀土类铝酸盐荧光体,使用量子效率测量装置(大塚电子株式会社制、QE-2000),将激发波长450nm的光照射到各荧光体,测定室温(25℃±5℃)时的发光光谱,测定发光光谱最大的波长,作为发光峰值波长(nm)。将结果示于表1。
发光强度(%)
对包含实施例1-2所涉及的稀土类铝酸盐荧光体、比较例1-2所涉及的稀土类铝酸盐荧光体的样品,从激光二极管以点径2.29×2.53mm2照射波长为455nm的激光器光,使从样品放出的光穿过截止滤波器,用光电二极管进行检测,并且用光电二极管监视单元,测定包含各稀土类铝酸盐荧光体的样品的发光强度。将结果示于图2。
SEM图像
将实施例1-2所涉及的稀土类铝酸盐荧光体、比较例1-2所涉及的稀土类铝酸盐荧光体埋入环氧树脂,并进行切削以使稀土类铝酸盐荧光体的截面出现,并在用砂纸研磨表面之后,用截面抛光机(CP)对表面进行后加工,使用扫描型电子显微镜(ScanningElectron Microscope:SEM),得到各稀土类铝酸盐荧光体的截面SEM图像。图3是示出实施例1-2所涉及的稀土类铝酸盐荧光体的截面的SEM照片,图4是示出比较例1-2所涉及的稀土类铝酸盐荧光体的截面的SEM照片。
[表1]
如表1所示,对于实施例1-1至1-3的稀土类铝酸盐荧光体,这些稀土类铝酸盐荧光体的组成中Ce的摩尔比除以Ce和Y的合计摩尔比3而得到的变量n为0.003以上且0.017以下,发光峰值波长λp比将所述变量n代入到1590n+531的式而算出的计算值大。即,对于实施例1-1至1-3的稀土类铝酸盐荧光体,所述变量n和450nm处的荧光体的发光峰值波长λp(nm)满足关系式λp≥1590n+531。
另一方面,对于比较例1-1至1-3的稀土类铝酸盐荧光体,虽然这些稀土类铝酸盐荧光体的组成中Ce的摩尔比除以Ce和Y的合计摩尔比3而得到的变量n满足0.003以上且0.017以下的范围,但是发光峰值波长λp比将所述变量n代入到1590n+531的式而算出的计算值小。即,对于比较例1-1至1-3的稀土类铝酸盐荧光体,所述变量n和450nm处的荧光体的发光峰值波长λp(nm)之间的关系为λp<1590n+531,不满足关系式λp≥1590n+531。
图1是绘制了实施例1-1至1-3所涉及的稀土类铝酸盐荧光体的组成中Ce的摩尔比除以Ce和Y的合计摩尔比3而得到的变量n与各稀土类铝酸盐荧光体的发光峰值波长λp的关系的图表以及绘制了比较例1-1至1-3所涉及的稀土类铝酸盐荧光体的组成中Ce的摩尔比除以Ce和Y的合计摩尔比3而得到的变量n与各稀土类铝酸盐荧光体的发光峰值波长(nm)的关系的图表。如图1所示,即使450nm处的各荧光体的发光峰值波长λp与537nm、544nm、555nm相同,相比于比较例所涉及的稀土类铝酸盐荧光体,实施例所涉及的稀土类铝酸盐荧光体的组成中Ce的摩尔比更小。因此,能够减小Ce的摩尔比,提高饱和亮度。实施例的稀土类铝酸盐荧光体即使在荧光体的组成中Ce的摩尔比小于比较例的稀土类铝酸盐荧光体的Ce的摩尔比的情况下,发光峰值波长也不会变短。
图2是示出对于实施例1-2所涉及的稀土类铝酸盐荧光体和比较例1-2所涉及的稀土类铝酸盐荧光体,照射到荧光体的激光器光的输出(LD输出)与各荧光体的发光强度的关系的图表。如图2所示,实施例1-2所涉及的稀土类铝酸盐荧光体与比较例1-2所涉及的稀土类铝酸盐荧光体相比,发光强度相对于向荧光体照射的激光器输出的直线性增长很大,具有高的饱和亮度。
图3是示出实施例1-2所涉及的稀土类铝酸盐荧光体的截面的SEM照片。如图3所示,对于实施例1-2所涉及的稀土类铝酸盐荧光体,以通过第一烧成工序而得到的第一烧成物为芯,利用2次的第二烧成工序,在第一烧成物的芯周围形成有2层烧成物。如图3的SEM照片所示,对于实施例1-2所涉及的稀土类铝酸盐荧光体,在荧光体粒子的截面图中,具有芯、第1层、第2层这3层,各层的边界的颜色变浓。如图3的SEM照片所示,对于实施例1-2所涉及的稀土类铝酸盐荧光体,在荧光体粒子的截面图中,虽然能够区别芯、第1层、第2层这3层,但是在芯、第1层和第2层的边界以外,无法确认大的颜色深浅。由此可以推测,实施例1-2所涉及的稀土类铝酸盐荧光体在芯、第1层、第2层都是均匀的。
图4是示出比较例1-2所涉及的稀土类铝酸盐荧光体的截面的SEM照片。如图4所示,在比较例1-2所涉及的稀土类铝酸盐荧光体的截面中,能够确认在SEM照片上颜色变化的部分,可以推测是不均匀的。
产业实用性
本发明的一个方式的稀土类铝酸盐荧光体或者通过该制造方法得到的稀土类铝酸盐荧光体通过与LED、LD的发光元件组合,能够用在车载用、普通照明用的发光装置、液晶显示装置的背光、投影仪用的光源装置中。
Claims (38)
1.一种稀土类铝酸盐荧光体,其特征在于,
含有:从由Y、La、Lu、Gd和Tb构成的组中选出的至少一种稀土元素Ln;Ce;以及Al;根据需要还含有从Ga和Sc中选出的至少一种元素M1,
所述稀土类铝酸盐荧光体中,稀土类铝酸盐的组成为:所述稀土元素Ln和Ce的合计摩尔比为3,Al和所述元素M1的合计摩尔比为5与0.95以上且1.05以下的变量k的积,Ce的摩尔比为0.003以上且0.017以下的变量n与3的积,
激发波长450nm处的发光峰值波长λp(nm)与所述变量n满足关系式λp≥1590n+531,
所述组成由下述式(I-1)表示,
(Ln1-nCen)3(Al1-mM1m)5kO12(I-1)
式(I-1)中,Ln为从由Y、La、Lu、Gd和Tb构成的组中选出的至少一种稀土元素,M1为从Ga和Sc中选出的至少一种元素,k、n、m分别是满足0.95≤k≤1.05、0.003≤n≤0.017、0≤m≤0.02的数,
根据FSSS法测定的平均粒径为15μm以上,
所述稀土类铝酸盐荧光体通过包含第一烧成工序和至少一次第二烧成工序的方法制成,
所述第一烧成工序为,对含有从由Y、La、Lu、Gd和Tb构成的组中选出的至少一种稀土元素Ln的化合物、含有Ce的化合物、含有Al的化合物以及根据需要还含有从Ga和Sc中选出的至少一种元素M1的化合物,以所述稀土元素Ln和Ce的合计摩尔比为3、Al和所述元素M1的合计摩尔比为5、Ce的摩尔比为0.003以上且0.017以下的变量n与3的积的方式调整投料组成并混合而得到的第一原料混合物进行烧成,得到第一烧成物,
所述第二烧成工序为,对含有所述第一烧成物、和以得到与所述第一原料混合物相同的投料组成的方式调整投料组成并混合而得到的第二原料混合物的混合物进行烧成,得到第二烧成物。
2.根据权利要求1所述的稀土类铝酸盐荧光体,其中,
所述Ln含有Y。
3.根据权利要求1所述的稀土类铝酸盐荧光体,其中,
所述M1含有Ga。
4.根据权利要求1所述的稀土类铝酸盐荧光体,其中,
所述变量k为0.98以上且1.02以下。
5.根据权利要求1所述的稀土类铝酸盐荧光体,其中,
所述变量k为0.99以上且1.01以下。
6.根据权利要求1所述的稀土类铝酸盐荧光体,其中,
在所述稀土类铝酸盐荧光体粒子的截面图中,具有多个包含所述组成的层。
7.根据权利要求6所述的稀土类铝酸盐荧光体,其中,
所述稀土类铝酸盐荧光体粒子的截面图中的多个层含有第一烧成物和层状的第二烧成物。
8.根据权利要求7所述的稀土类铝酸盐荧光体,其中,
以所述第一烧成物为芯,含有1层第二烧成物。
9.根据权利要求7所述的稀土类铝酸盐荧光体,其中,
以所述第一烧成物为芯,含有2层以上第二烧成物。
10.根据权利要求6所述的稀土类铝酸盐荧光体,其中,
在所述稀土类铝酸盐荧光体粒子的截面图中,具有芯、第1层以及第2层。
11.根据权利要求1所述的稀土类铝酸盐荧光体,其中,
在所述稀土类铝酸盐的组成中,Ce的摩尔比为0.003以上且0.016以下的变量n与3的积。
12.根据权利要求1所述的稀土类铝酸盐荧光体,其中,
在所述稀土类铝酸盐的组成中,Ce的摩尔比为0.003以上且0.015以下的变量n与3的积。
13.一种投影仪用光源装置,其中,
具备:具有权利要求1至12中任一项所述的稀土类铝酸盐荧光体的荧光体单元;以及光源。
14.根据权利要求13所述的投影仪用光源装置,其中,
所述光源为半导体激光器。
15.一种投影仪,其中,
所述投影仪使用了权利要求13或14所述的光源装置。
16.一种稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,包含第一烧成工序和至少一次第二烧成工序,
所述第一烧成工序为,对含有从由Y、La、Lu、Gd和Tb构成的组中选出的至少一种稀土元素Ln的化合物、含有Ce的化合物、含有Al的化合物以及根据需要还含有从Ga和Sc中选出的至少一种元素M1的化合物,以所述稀土元素Ln和Ce的合计摩尔比为3、Al和所述元素M1的合计摩尔比为5、Ce的摩尔比为0.003以上且0.017以下的变量n与3的积的方式调整投料组成并混合而得到的第一原料混合物进行烧成,得到第一烧成物,
所述第二烧成工序为,对含有所述第一烧成物、和以得到与所述第一原料混合物相同的投料组成的方式调整投料组成并混合而得到的第二原料混合物的混合物进行烧成,得到第二烧成物,
所述第一原料混合物和所述第二原料混合物以得到由下述式(I-1)表示的组成的方式调整投料组成,
(Ln1-nCen)3(Al1-mM1m)5kO12(I-1)
式(I-1)中,Ln是从由Y、La、Lu、Gd和Tb构成的组中选出的至少一种稀土元素,M1是从Ga和Sc中选出的至少一种元素,k、n、m分别是满足0.95≤k≤1.05、0.003≤n≤0.017、0≤m≤0.02的数。
17.根据权利要求16所述的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,
得到激发波长450nm处的发光峰值波长λp(nm)和所述变量n满足关系式λp≥1590n+531的稀土类铝酸盐荧光体。
18.根据权利要求16所述的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,
在所述稀土类铝酸盐的组成中,Ce的摩尔比为0.003以上且0.016以下的变量n与3的积。
19.根据权利要求16所述的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,
在所述稀土类铝酸盐的组成中,Ce的摩尔比为0.003以上且0.015以下的变量n与3的积。
20.根据权利要求16所述的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,
所述含有稀土元素Ln的化合物、所述含有Ce的化合物、所述含有Al的化合物以及所述含有元素M1的化合物是氧化物。
21.根据权利要求20所述的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,
所述含有稀土元素Ln的氧化物是从由Y2O3、La2O3、Lu2O3、Gd2O3和Tb4O7构成的组中选出的至少一种,所述含有Ce的氧化物是CeO2,所述含有Al的氧化物是Al2O3,所述含有元素M1的氧化物是从由Ga2O3和Sc2O3构成的组中选出的至少一种。
22.根据权利要求16所述的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,
包含对所述第一烧成物和/或所述第二烧成物进行酸洗处理的工序。
23.根据权利要求16所述的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,
所述第一烧成工序中的第一原料混合物和/或所述第二烧成工序中的第二原料混合物含有0.5质量%以上且10质量%以下的包含从由Ba、Sr、Ca、Mg和Mn构成的组中选出的至少一种元素的化合物作为助熔剂。
24.根据权利要求23所述的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,
所述助熔剂是含有从由Ba、Sr、Ca、Mg以及Mn构成的组中选出的至少一种元素的卤化物。
25.根据权利要求23所述的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,
所述第一烧成工序和/或所述第二烧成工序中的第一原料混合物或第二原料混合物含有0.5质量%以上且10质量%以下的所述化合物作为助熔剂。
26.根据权利要求23所述的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,
所述助熔剂是BaF2。
27.根据权利要求16所述的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,
所述第一烧成工序和/或所述第二烧成工序中的烧成温度为1400℃以上且1800℃以下,烧成时间为5小时以上且20小时以下。
28.根据权利要求16所述的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,
所述第一烧成工序和/或所述第二烧成工序中的气氛是还原性气氛。
29.根据权利要求28所述的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,
所述还原性气氛是含有氢气的氮气氛。
30.根据权利要求29所述的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,
所述还原性气氛中,含有1体积%以上的氢气。
31.根据权利要求28所述的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,
所述还原性气氛中,含有70体积%以上的氮气。
32.根据权利要求16所述的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,
在所述第二烧成工序中,以所述第一烧成物为芯,在其上形成层状的烧成物。
33.根据权利要求16所述的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,
对所述第一烧成物及/或所述第二烧成物进行包含湿式分散、湿式筛分以及沉降分级的分散处理工序。
34.根据权利要求16所述的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,
包括进行2次以上所述第二烧成工序。
35.根据权利要求16所述的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,
在所述第二烧成工序中,相对于所述第二原料混合物100质量%,所述第一烧成物或所述第二烧成物的质量比例为20质量%以上且83质量%以下的范围内。
36.根据权利要求16所述的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,
在所述第二烧成工序中,相对于所述第二原料混合物100质量%,所述第一烧成物或所述第二烧成物的质量比例为29质量%以上且59质量%以下的范围内。
37.根据权利要求16所述的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,
在所述第一烧成工序和所述第二烧成工序的至少一个中,配置在碳材质、氮化硼、氧化铝、钨、钼的材质的坩埚或舟皿中而进行烧成。
38.根据权利要求16所述的稀土类铝酸盐荧光体的制造方法,其中,
得到根据FSSS法测定的平均粒径为15μm以上的稀土类铝酸盐荧光体。
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