CN116507693A - 荧光体粉末、发光装置、图像显示装置和照明装置 - Google Patents

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Abstract

一种荧光体粉末，包含荧光体粒子，该荧光体粒子是由通式Mx(Si,Al)2(N,O)3±y(其中，M为Li和一种以上的碱土金属元素，0.52≤x≤0.9，0.06≤y≤0.36)表示且M的一部分被Ce元素取代的荧光体，Si/Al原子比为1.5～6，且O/N原子比为0～0.1，M的5～50mol％为Li，M的0.5～10mol％为Ce。该荧光体粉末在波长700nm处的光吸收率A700为10％以下。

Description

荧光体粉末、发光装置、图像显示装置和照明装置
技术领域
本发明涉及荧光体粉末、发光装置、图像显示装置和照明装置。
背景技术
为了制造白色LED(Light Emitting Diode，发光二极管)，通常使用荧光体。即，作为用于由从蓝色LED发出的蓝色光得到白光的波长转换材料，可使用荧光体。
伴随着白色LED在照明用途中的普及、白色LED向图像显示装置的应用的研究等，正在持续进行能够将蓝色光转换成更长波长的光的荧光体的开发。
作为改良荧光体的一个观点，可举出改变荧光体的化学组成。
例如，专利文献1中记载了一种荧光体，是由通式Mx(Si,Al)2(N,O)3±y(其中，M为Li和一种以上的碱土金属元素，0.52≤x≤0.9，0.06≤y≤0.23)表示且M的一部分被Ce元素取代的荧光体，Si/Al原子比为1.5～6，且O/N原子比为0～0.1，M的5～50mol％为Li，M的0.5～10mol％为Ce。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5969391号公报
发明内容
作为本发明人的发现，专利文献1中记载的荧光体在蓝色光的转换效率的方面、具体而言在提高内量子效率的方面尚有改善的余地。
本发明人的一个目的是提供内量子效率高且蓝色光的转换效率被改善的荧光体粉末，进行了本次的研究。
本发明人等经过研究，结果完成了以下提供的发明。
根据本发明，提供一种荧光体粉末，包含荧光体粒子，
上述荧光体粒子是由通式Mx(Si,Al)2(N,O)3±y(其中，M为Li和一种以上的碱土金属元素，0.52≤x≤0.9，0.06≤y≤0.36)表示且M的一部分被Ce元素取代的荧光体，Si/Al原子比为1.5～6，且O/N原子比为0～0.1，M的5～50mol％为Li，M的0.5～10mol％为Ce，
上述荧光体粉末在波长700nm处的光吸收率A700为10％以下。
另外，根据本发明，提供一种发光装置，具备上述的荧光体粉末和发光光源。
另外，根据本发明，提供一种图像显示装置，具备上述的发光装置。
另外，根据本发明，提供一种照明装置，具备上述的发光装置。
本发明的荧光体粉末具有高的内量子效率，而且具有良好的蓝色光的转换效率。
附图说明
图1是表示发光装置的结构的一个例子的截面示意图。
图2是对实施例1的荧光体进行X射线粉末衍射(XRD)测定而得的XRD图案。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
在附图中，对同样的构成要素标注同样的符号，适当地省略说明。
附图只是用于说明。附图中的各部件的形状、尺寸比等未必与现实的物品对应。
本说明书中，数值范围的说明中“X～Y”的记载只要没有特别说明，则是指X以上且Y以下。例如，“1～5质量％”是指“1质量％以上且5质量％以下”。
＜荧光体粉末＞
本实施方式的荧光体粉末包含由通式Mx(Si,Al)2(N,O)3±y表示的荧光体粒子。该通式中，M为Li和一种以上的碱土金属元素，0.52≤x≤0.9，0.06≤y≤0.36。另外，M的一部分被Ce元素取代，Si/Al原子比为1.5～6，O/N原子比为0～0.1，M的5～50mol％为Li，M的0.5～10mol％为Ce。
另外，本实施方式的荧光体粉末在波长700nm处的光吸收率A700为10％以下。
本实施方式的荧光体粉末至少在A700为10％以下这点与专利文献1中记载的荧光体不同。本实施方式的荧光体粉末与专利文献1中记载的荧光体相比，例如在内量子效率方面能够将蓝色光高效地转换成长波长的光。
荧光体的吸收中存在伴随发光中心离子的电子跃迁的光吸收以及因杂质或母体材料的晶体缺陷等产生的与荧光发光无关的光吸收。对可见光发光的荧光体照射近红外区域，例如波长700nm的光时的光吸收与荧光发光无关。因此，认为波长700nm的光的吸收率与荧光特性有关。
本发明人等为了定量评价上述的光吸收率与荧光特性的关系，新试作了由通式Mx(Si,Al)2(N,O)3±y表示的各种荧光体，测定波长700nm的光的吸收率。其结果，发现当波长700nm处的光吸收率A700小时，有内量子效率变高的趋势。基于该发现，本发明人等重新制作了包含由通式Mx(Si,Al)2(N,O)3±y表示的荧光体且A700为10％以下的荧光体粉末。而且，成功提高了内量子效率。
本实施方式的荧光体粉末可以通过使用适当的材料且选择适当的制造方法·制造条件来制造。作为“适当的制造方法·制造条件”，例如，有(i)将荧光体粉末在特定的条件下进行酸处理、(ii)对荧光体粉末实施适当的分级处理(优选为沉降分级)、(iii)设计荧光体粉末的粉碎方法等中的1者或2者以上。制造方法·制造条件的详细情况在后面详述。
继续与本实施方式的荧光体粉末有关的说明。
(晶体结构、化学组成等)
荧光体晶体的骨架结构是通过(Si,Al)-(N,O)4正四面体键合而构成的，M元素位于其间隙。上述通式的组成在通过M元素的化合价及量、Si/Al比、N/O比的参数整体而维持电中性的广泛的范围内成立。作为上述通式表示的代表性荧光体，有M元素为Ca且x＝1、并且Si/Al＝1、O/N＝0的CaAlSiN3。CaAlSiN3的Ca的一部分被Eu取代时成为红色荧光体，被Ce取代时成为黄色～橙色荧光体。
本实施方式的荧光体粉末所含的荧光体粒子的晶体结构通常以CaAlSiN3晶体为基础。该荧光体粒子的特征之一是以即便Ce激活也可得到非常高的发光效率的方式大幅改变了构成元素、组成这点。
上述通式中，M元素为Li元素与碱土金属元素的组合，其一部分被成为发光中心的Ce元素取代。通过使用Li元素，并利用其与二价的碱土元素和三价的Ce元素的组合，能够广泛地控制M元素的平均化合价。另外，Li+的离子半径非常小，可以根据其量大幅改变晶体尺寸而得到多样的荧光发光。
上述通式中的M元素的系数x为0.52～0.9，优选为0.6～0.9，更优选为0.7～0.9。如果系数x超过0.9，也就是接近CaAlSiN3晶体，则有荧光强度下降的趋势，如果系数x小于0.52，则大量生成目标晶相以外的异相，因此有荧光强度明显下降的趋势。
本实施方式中，通过M元素的平均化合价或量、Si/Al比和O/N比而维持电中性，并且在单一晶体中没有缺陷等的情况下，y＝0。然而，当考虑荧光体整体的组成时，存在第二晶相或非晶相，或者当考虑晶体自身时，也会因晶体缺陷而导致电荷失衡。本实施方式中，从提高荧光强度的观点考虑，y优选为0.06～0.36，更优选为0.1～0.35，进一步优选为0.06～0.23。
本实施方式中，O/N原子比(摩尔比)为0～0.1，优选为0.01～0.08，进一步优选为0.02～0.07。如果O/N原子比过大，则有异相生成量增大，发光效率下降，并且晶体的共价性下降，导致温度特性的劣化(高温下的亮度下降)的趋势。
关于Si/Al原子比(摩尔比)，通常如果M元素的平均化合价或量和O/N原子比成为规定的范围，则必然确定Si/Al原子比。Si/Al原子比为1.5～6，优选为2～4，更优选为2.5～4。
荧光体粒子中的Li含量为M元素的5～50mol％，优选为15～45mol％，进一步优选为25～45mol％。Li的效果在5mol％以上时容易发挥，但如果超过50mol％，则无法维持作为目标的荧光体的晶体结构而生成异相，发光效率容易下降。
慎重起见在此说明，“Li含量”是指最终得到的荧光体粉末中的Li含量，并非原料配合基底的量。原料中使用的Li化合物的蒸气压高，容易挥发，想要在高温下合成氮化物·氮氧化物时，挥发很多的量。即，原料配合基底的Li量与最终产物中的含量相差甚远，不意味着荧光体中的Li含量。
如果作为荧光体粒子的发光中心的Ce的含量过少，则有对发光的贡献变小的趋势，若Ce的含量过多，则有因Ce3+间的能量传递而引起荧光体的浓度猝灭的趋势。因此，Ce的含量为M元素的0.5～10mol％，优选为0.5～5mol％。
作为上述通式中的M元素使用的碱土金属元素，可以为任意的元素，但使用Ca时，可得到高的荧光强度，在广泛的组成范围内使晶体结构稳定。因此，M元素优选含有Ca。M元素可以为多个碱土金属元素的组合，例如Ca元素的一部分可以被Sr元素取代。
荧光体粒子的晶体结构为斜方晶系，可以为与上述的CaAlSiN3晶体相同的结构。作为CaAlSiN3晶体的晶格常数的一个例子，a＝0.98007nm，b＝0.56497nm，c＝0.50627nm。本实施方式中，晶格常数通常为a＝0.935～0.965nm，b＝0.550～0.570nm，c＝0.480～0.500nm，与CaAlSiN3晶体相比，均为较小的值。该晶格常数的范围反映了上述的构成元素和组成。
荧光体粒子中存在的晶相优选为上述的晶体单相。但是，只要对荧光特性没有大的影响，则荧光体粒子可以包含异相。作为在蓝色光激发的情况下对荧光特性的影响低的异相，可举出α赛隆、AlN、LiSi2N3、LiAlSi2N4等。异相的量优选为用X射线粉末衍射法评价时的其它晶相的衍射线强度相对于上述晶相的最强衍射线强度为40％以下的量。
本实施方式的荧光体粉末被紫外线～可见光的广泛的波长区域的光激发。例如照射波长455nm的蓝色光时，有时展现出峰值波长为570～610nm的橙色且荧光光谱的半峰宽为125nm以上的广阔的荧光发光。这样的荧光体粉末适合作为各种发光装置用荧光体。另外，本实施方式的荧光体粉末与以CaAlSiN3为代表的现有的氮化物·氮氧化物系荧光体同样，耐热性、耐化学稳定性优异，另外具有温度上升所致的亮度下降小的特性。这样的特性特别适合要求耐久性的用途。
(光吸收率)
如上所述，本实施方式的荧光体粉末在波长700nm处的光吸收率A700为10％以下。A700优选为1％～10％，进一步优选为2％～10％，特别优选为3％～10％。
作为其它的观点，将本实施方式的荧光体粉末在波长600nm处的光吸收率设为A600(％)时，A600-A700优选为6％～10％，更优选为7％～10％，进一步优选为7％～9％。A600-A700为适当的数值的荧光体粉末存在具有更良好的蓝色光的转换效率的趋势。
虽然详细原因不明，但由于对通式Mx(Si,Al)2(N,O)3±y表示的荧光体照射蓝色光时的发光(荧光)的峰值波长约为600nm，所以包含波长600nm处的光吸收率A600的上述指标(A600-A700)可能与蓝色光的转换效率相关。例如，A600-A700为6％～10％可能意味着用蓝色光激发时的吸收率增大所带来的荧光特性的提高与由再激发发光所致的荧光特性的下降的平衡良好。
此外，作为其它的观点，本实施方式的荧光体粉末在波长600nm处的光吸收率A600其自身的值优选为8％～20％，更优选为10％～20％，进一步优选为11％～17％。
对荧光体照射大致为荧光峰值波长的波长600nm的光时，不仅发生由杂质、晶体缺陷等所致的非发光的吸收，而且也会发生伴随发光中心离子的电子跃迁产生的吸收。因此，A600大于A700。但是，在峰值波长附近的光吸收可作为成为效率下降的因素的再激发发光的指标。即，A600不过大意味着激发发光的贡献小，认为通过使A600不过大，荧光特性进一步提高。
(粒径分布)
通过适当地设计本实施方式的荧光体粉末的粒径分布，有时能够进一步提高量子效率，或者提高各性能的平衡。
具体而言，本实施方式的荧光体粉末的用激光衍射散射法测定的体积基准累积50％直径D50(所谓的中值粒径)优选为8μm～25μm，更优选为10μm～20μm，进一步优选为12μm～20μm。
作为其它的观点，本实施方式的荧光体粉末的用激光衍射散射法测定的体积基准累积10％直径D10优选为2μm～15μm，更优选为5μm～12μm。D10为较大的值与荧光体粉末中的微粉(具有降低蓝色光的转换效率的趋势的过于微细的荧光体粒子)的量较少相对应。因此，通过使D10为一定程度较大的值，有蓝色光的转换效率进一步提高的趋势。
此外，作为其它的观点，本实施方式的荧光体粉末的用激光衍射散射法测定的体积基准累积90％直径D90优选为15μm～50μm，更优选为18μm～40μm。D90不过大与荧光体粉末中的粗大粒子的量少相对应。D90不过大的荧光体粉末对减少发光装置的色度偏差有效。
顺便说一下，一般而言，存在粉末所含的粒子的粒径越大，光散射的影响越小，光吸收率越大的趋势。作为其它的说法，也就是粒子的大小与光吸收率的值存在权衡的关系。但是，尽管本实施方式的荧光体粉末的优选粒径(D50等)较大，仍有本实施方式的荧光体粉末的光吸收率较小的趋势。
(制造方法)
本实施方式的荧光体粉末例如可以通过包括以下的(1)～(4)的一系列的工序、包括(1)～(3)和(5)的一系列的工序、或者包括(1)～(5)的一系列的工序来制造。从适当地调整荧光体粉末的非发光吸收的观点考虑，荧光体粉末的制造工序优选包括(4)酸处理工序和/或(5)分级工序(优选为沉降分级)。
(1)原料混合粉末的制备工序
(2)煅烧工序
(3)煅烧物的粉碎工序
(4)酸处理工序
(5)分级工序(优选为沉降分级)
以下，对(1)～(5)进行具体说明。
(1)原料混合粉末的制备工序
在原料混合粉末的制备工序中，通常将适当的原料粉末混合而得到原料混合粉末。
作为原料粉末，优选使用构成元素的氮化物、即氮化硅、氮化铝、氮化锂、氮化铈、碱土元素的氮化物(例如氮化钙)等。一般而言，氮化物粉末在空气中不稳定，粒子表面会被氧化物层覆盖，即便使用氮化物原料时，结果原料中也会含有一定程度的氧化物。控制荧光体的O/N比时，考虑这些的同时，当氧不足的情况下，可以使氮化物的一部分成为氧化物(含有通过加热处理变成氧化物的化合物)。作为氧化物的例子，可举出氧化铈等。
原料粉末中，锂化合物因加热而产生的挥发明显，有时根据煅烧条件绝大多数都会挥发。因此，锂化合物的配合量优选根据煅烧条件考虑煅烧过程的挥发量来确定。
氮化物原料粉末中，氮化锂、氮化铈、碱土元素的氮化物与空气中的水分激烈反应。因此，这些操作优选在被非活性气氛置换后的手套箱内进行。
从作业的效率性的观点考虑，优选(i)首先，将在空气中能够操作的氮化硅、氮化铝和各种氧化物原料粉末称量规定量，预先在空气中充分混合而制备预混粉末，(ii)其后，在手套箱内，将预混粉末与氮化锂等容易与水分反应的物质进行混合而制备原料混合粉末。
(2)煅烧工序
煅烧工序中，将(1)在原料混合粉末的制备工序中制备的原料混合粉末填充到适当的容器内，使用煅烧炉等加热。
从使反应充分进行的观点和抑制锂挥发的观点考虑，煅烧的温度优选为1600～2000℃，更优选为1700～1900℃。
从使反应充分进行的观点和抑制锂挥发的观点考虑，煅烧时间优选为2～24小时，更优选为4～16小时。
煅烧工序优选在氮气氛下进行。另外，优选适当地调整煅烧气氛的压力。具体而言，煅烧气氛的压力优选为0.5MPa·G以上。煅烧温度尤其为1800℃以上时，有荧光体容易分解的趋势，但通过使煅烧气氛的压力高，能够抑制荧光体的分解。
顺便说一下，从工业生产率考虑，煅烧气氛的压力优选小于1MPa·G。
填充原料混合粉末的容器优选由在高温的氮气氛下稳定且不与原料混合粉末或其反应产物反应的材质构成。容器的材质优选为氮化硼。
(3)煅烧物的粉碎工序
(2)中得到的煅烧物通常为块状，因此优选通过施加机械力而粉碎成一定程度的小尺寸。
粉碎可以使用粉碎机、研钵、球磨机、振动磨、喷射磨机、捣碎机等各种装置。可以组合这些装置中的2个以上进行粉碎。后述的实施例中，首先使用捣碎机得到煅烧物的粗粉碎物，其后，使用喷射磨机将该粗粉碎物粉碎得更精细。虽然详细原因不明，但通过进行这样的粉碎，容易得到A700为10％以下的荧光体粉末。
(4)酸处理工序
酸处理工序中，例如，在酸性水溶液中浸渍上述(3)中得到的粉碎物。虽然详细原因不明，但认为通过酸处理能够除去或减少荧光体中的对发光没有帮助的或者降低发光效率的“异相”。顺便说一下，荧光体粉末的A700为10％以下这件事可能与异相被除去或减少相对应。
作为酸性水溶液，可举出含有选自氢氟酸、硝酸、盐酸等酸中的1种酸的酸性水溶液，或者混合上述酸中的2种以上而得的混合酸水溶液。作为酸，优选硝酸或盐酸，更优选盐酸。
酸性水溶液的浓度可根据使用的酸的强度适当地设定，例如为0.5～50质量％，优选为1～30质量％，更优选为1～10质量％。
实施酸处理时的温度优选为25℃～90℃，更优选为60℃～90℃。通过在较高温度下处理，容易得到A700为10％以下的荧光体粉末。
酸处理的时间(浸渍时间)优选为15分钟～80分钟，优选为15分钟～60分钟。
优选在酸处理后将荧光体粉末充分水洗，并使其干燥。
(5)分级工序
为了减少粉末中的微粉(具有降低蓝色光的转换效率的趋势的过于微细的荧光体粒子)的量，优选进行适当的分级处理。为了有效地除去微粉，分级的方法优选为如下说明的沉降分级。
首先，使(3)煅烧物的粉碎工序中得到的粉末、或者(4)经过酸处理工序的粉末分散于适当的液体、例如六偏磷酸钠水溶液而制成分散液。
接下来，使该分散液静置一定时间，使分散液中的粉末中的粒径较大的物质沉淀。
其后，排出上清液。
其后，进一步在沉淀物残留的容器内重新放入六偏磷酸钠水溶液，使粉末分散、静置，排出上清液，将此等操作反复进行多次。“多次”优选为5次以上。次数的上限没有特别限制，从成本等观点考虑，例如为15次以下，具体而言为10次以下。
通过分级能够减少粉末中的微粉(具有降低蓝色光的转换效率的趋势的过于微细的荧光体粒子)的量。顺便说一下，A700为10％以下这件事可能与荧光体粉末中的微粉少有关系。
分级的具体条件只要最终可得到A700为10％以下的荧光体粉末就没有特别限定。优选以除去粒径10μm以下的微粉的方式设定分级的条件，更优选以除去粒径7.5μm以下的微粉的方式设定分级的条件，但仅作为参考。沉降分级的情况下，设定条件时，可以参照与粒子的沉降速度有关的斯托克斯定律。
＜发光装置、图像显示装置和照明装置＞
通过组合本实施方式的荧光体粉末与发光光源，可以得到发光装置。
发光光源典型的是发出紫外线或可见光。例如，发光光源为蓝色LED时，从发光光源发出的蓝色光照射于荧光体粉末，然后蓝色光被转换成更长波长的光。即，本实施方式的荧光体粉末可以用作将蓝色光转换成更长波长的光的波长转换材料。
参照图1对发光装置的具体构成的一个例子进行说明。
图1是表示发光装置的结构的一个例子的截面示意图。如图1所示，发光装置100具备：发光元件120、散热片130、壳体140、第1引线框架150、第2引线框架160、焊线170、焊线172和复合体40。
发光元件120安装于散热片130上表面的规定区域。通过在散热片130上安装发光元件120，能够提高发光元件120的散热性。应予说明，也可以使用封装用基板来代替散热片130。
发光元件120为发出激发光的半导体元件。作为发光元件120，例如，可以使用发出相当于从近紫外线到蓝色光的300nm～500nm的波长的光的LED芯片。配设于发光元件120的上表面侧的一个电极(未图示)介由金属线等焊线170与第1引线框架150的表面连接。另外，形成于发光元件120的上表面的另一电极(未图示)介由金属线等焊线172与第2引线框架160的表面连接。
在壳体140形成孔径从底面向上方逐渐扩大的大致漏斗形状的凹部。发光元件120设置于上述凹部的底面。包围发光元件120的凹部的壁面起到反射板的作用。
复合体40被填充至由壳体140形成壁面的上述凹部。复合体40是将从发光元件120发出的激发光转换成更长波长的光的波长转换部件。
复合体40是在树脂等密封材料30中至少分散有本实施方式的荧光体粉末的物质。为了得到品质更高的白光，密封材料30不仅含有本实施方式的荧光体粉末，还可以含有其它的荧光体粉末。
发光装置100发出发光元件120的光与吸收从发光元件120发出的光而被激发的荧光体粒子1所发出的光的混合色。发光装置100优选通过发光元件120的光与由荧光体粒子1产生的光的混色而发出白光。
顺便说一下，图1中虽然例示了表面安装型的发光装置，但发光装置不限定于表面安装型，可以为子弹型、COB(板上芯片)型、CSP(芯片级封装)型等。
作为发光装置的使用用途，可举出显示器等图像显示装置、照明装置。例如，可以使用发光装置100作为背光灯而制造液晶显示器。另外，也可以使用一个或多个发光装置100，并实施适当的配线等而制造照明装置。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但这些为本发明的例示，可以采用上述以外的各种构成。另外，本发明并不限定于上述的实施方式，能够实现本发明的目的的范围内的变形、改进等包含于本发明。
实施例
基于实施例和比较例对本发明的实施方式进行详细说明。慎重起见事先说明，本发明不限于实施例。
＜荧光体粉末的制造＞
(实施例1)
(1)原料混合粉末的制备
首先进行预混。具体而言，使用小型V型混合机将表1所记载的原料中的Si3N4、AlN和CeO2混合30分钟(干混)，其后，用网孔150μm的尼龙制的筛子进行过筛。由此得到预混粉末。
接下来，在氮气氛的手套箱内，向预混粉末中加入表1中记载的剩余原料(Ca3N2和Li3N)，充分干混，其后，用网孔500μm的筛子进行过筛。由此得到原料混合粉末。
(2)煅烧
将原料混合粉末填充到氮化硼制的容器中。将该容器放入炉中，将原料混合粉末在0.72MPa·G的N2气氛下于1800℃煅烧8小时。
(3)煅烧物的粉碎
使用捣碎机将(2)中得到的煅烧物粉碎。利用捣碎机的粉碎反复进行直至网孔250μm的振动筛的通过率超过90％。
进一步使用喷射磨机(Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.制，PJM-80SP)对经过捣碎机的粉碎而得的煅烧物进行粉碎。粉碎条件为试样供给速度：50g/min、粉碎气压：0.3MPa。
(4)酸处理
将经粉碎的煅烧物投入到盐酸中进行酸处理。
具体而言，首先，准备将35～37质量％盐酸与蒸馏水按体积比50mL：300mL混合并加热至80℃的盐酸水溶液。在该盐酸水溶液中投入(3)中粉碎的煅烧物，搅拌0.5小时进行酸处理。
将经酸处理的煅烧物用蒸馏水充分清洗，其后，在110℃干燥3h。然后，使其通过网孔45μm的筛子而除去粗大/凝集粒子。
(5)通过沉降分级除去微粉
首先，制备0.05质量％六偏磷酸钠水溶液。然后，将该水溶液加入到内径70mm、高度120mm的容器中直至成为高度110mm。
接下来，向上述的加入了水溶液的容器内投入经酸处理的煅烧物，充分搅拌使其分散，其后静置22分钟。静置后，排出从上面起算为90mm份的上清液。其后，加入六偏磷酸钠水溶液直至成为高度110mm，再次通过搅拌使粉末分散后进行同样的处理。将该操作反复进行7次，除去酸处理粉末中含有的微粉。(顺便说一下，基于斯托克斯定律，分级点为7.5μm。)
其后，边对容器底部的浆料进行水洗边进行过滤，回收固体成分，将其在110℃、3小时的条件下干燥，使其通过网孔45μm的筛子，使凝集粒子破碎。
通过以上操作得到荧光体粉末。
(实施例2)
除不进行沉降分级以外，与实施例1同样进行而得到荧光体粉末。
(实施例3)
(a)使用表1中记载的物质作为原料；(b)不进行酸处理(将由喷射磨机粉碎的煅烧物不经过酸处理而供于沉降分级)；以及(c)使喷射磨机粉碎中的粉碎气压为0.6MPa，除此之外，与实施例1同样进行而得到荧光体粉末。
(实施例4)
(a)使用表1中记载的物质作为原料；以及(b)不进行沉降分级，除此之外，与实施例1同样进行而得到荧光体粉末。
(实施例5)
对于酸处理，使用浓度60质量％的硝酸代替盐酸，除此之外，与实施例4同样进行而得到荧光体粉末。
(实施例6)
(a)使用表1中记载的物质作为原料；以及(b)不进行酸处理(将由喷射磨机粉碎的煅烧物不经过酸处理而供于沉降分级)，除此之外，与实施例1同样进行而得到荧光体粉末。
(比较例1)
除不进行酸处理之外，与实施例4同样进行而得到荧光体粉末。
(实施例7)
(a)使用表1中记载的物质作为原料；(b)不进行酸处理(将由喷射磨机粉碎的煅烧物不经过酸处理而供于沉降分级)；以及(c)使由喷射磨机粉碎的煅烧物通过网孔45μm的筛子，除去粗大/凝集粒子后，供于沉降分级，除此之外，与实施例1同样进行而得到荧光体粉末。
＜化学组成/晶体结构的确认＞
对一部分的荧光体粉末如下分析组成。
Ca、Li、Ce、Si和Al的量：通过碱熔法使荧光体粉末熔解，其后，利用ICP发射光谱分析装置(Rigaku Corporation制CIROS-120)进行测定。
O和N的量：利用氧氮分析装置(HORIBA公司制，EMGA-920)进行测定。
基于测定结果，求出通式Mx(Si,Al)2(N,O)3±y中的x、y、Si/Al原子比、O/N原子比、M的Li比率以及M的Ce比率。
另外，对于作为杂质的Cr元素和Fe元素，使用氢氟酸与硝酸的混合酸通过加压酸分解法使荧光体粉末溶解，其后，利用ICP发射光谱分析装置进行测定。
对实施例1的荧光体使用X射线衍射装置(Rigaku Corporation公司制UltimaIV-N)，也进行利用Cu-Kα射线的X射线粉末衍射(XRD)。将得到的XRD图案示于图2。根据得到的XRD图案的解析，确认了为斜方晶系且晶格常数a＝0.9486nm、b＝0.5586nm、c＝0.4933nm的晶体作为主相，存在少量的LiAlSi2N4作为异相。
顺便说一下，实施例3、4和5中，原料的混合比全部相同，另外，在这些实施例中直至煅烧物的粉碎为止的制造工序全部相同。由此认为实施例4和5的荧光体粉末的化学组成与实施例3的荧光体粉末的化学组成几乎相同，因此未测定实施例4和5的荧光体粉末的化学组成。
＜波长700nm处的光吸收率的测定＞
使用具备积分球的分光光度计(大塚电子株式会社制MCPD-7000)，按照以下的步骤求出各荧光体粉末在波长700nm处的光吸收率。
(1)在积分球内的规定位置(试样部)安装反射率为99％的标准反射板(Labsphere公司制Spectralon)，向标准反射板照射来自发光光源(Xe灯)且分光为700nm的波长的单色光。然后，在波长695～710nm的范围算出激发光的光子数(Qex)。
(2)除将标准反射板替换成测定样品以外，与(1)同样地进行，算出样品的激发反射光子数(Qref)。作为测定样品，使用将荧光体粉末以表面平滑的方式填充于凹型槽的凹陷部分的样品。
(3)根据式(Qex-Qref)/Qex，算出波长700nm处的光吸收率A700。
＜波长600nm处的光吸收率的测定＞
使用具备积分球的分光光度计(大塚电子株式会社制MCPD-7000)，按照以下的步骤求出各荧光体粉末在波长600nm处的光吸收率。
(1)在积分球内的规定位置(试样部)安装反射率为99％的标准反射板(Labsphere公司制Spectralon)，对标准反射板照射来自发光光源(Xe灯)且分光为600nm的波长的单色光。然后，在波长595～610nm的范围算出激发光的光子数(Qex)。
(2)除将标准反射板替换成测定样品以外，与(1)同样地进行，算出样品的激发反射光子数(Qref)。作为测定样品，使用将荧光体粉末以表面平滑的方式填充于凹型槽的凹陷部分的样品。
(3)根据式(Qex-Qref)/Qex，算出波长600nm处的光吸收率A600。
＜粒径分布的测定＞
粒径分布是使用LS13 320(Beckman Coulter,Inc.制)，通过基于JIS R1629：1997的激光衍射散射法测定的。测定溶剂使用水。
作为具体的步骤，首先，向加入0.05质量％的作为分散剂的六偏磷酸钠的水溶液中投入少量的荧光体粉末。接下来，用喇叭式的超声波均质机(输出300W、喇叭直径26mm)进行分散处理而制作分散液。使用该分散液测定粒径分布。由得到的累积体积频率分布曲线求出10％体积直径(D10)、50％体积直径(D50)和90％体积直径(D90)。
＜评价＞
(荧光峰值强度)
使用由罗丹明B和副标准光源进行了校正的荧光分光光度计(Hitachi High-TechCorporation.制，F-7000)，测定荧光体粉末的荧光光谱。具体而言，测定用波长455nm的单色光激发荧光体粉末所发出的荧光的光谱，求出荧光峰值强度和荧光峰值波长。
荧光峰值强度根据测定装置、条件而变化。后述的表中记载的荧光峰值强度是将标准试样(YAG，更具体为三菱化学公司制P46Y3)的荧光峰值强度设为100时的值。
(内量子效率和外部量子效率)
使用分光光度计(大塚电子株式会社制MCPD-7000)，按照以下的步骤求出各荧光体粉末的内量子效率和外量子效率。
(1)将荧光体粉末以表面平滑的方式填充至凹型槽的凹陷部分。将该凹型槽安装于积分球内的规定位置(试样部)。使用光纤向该积分球导入来自发光光源(Xe灯)并分光成455nm的波长的单色光。将该单色光(激发光)照射到填充于凹型槽的凹陷部分的荧光体粉末，测定荧光光谱。由得到的光谱数据求出峰值波长，另外，算出激发反射光光子数(Qref)和荧光光子数(Qem)。在450nm～465nm的波长范围内算出激发反射光光子数，在465nm～800nm的范围内算出荧光光子数。
(2)另外，在试样部安装反射率为99％的标准反射板(Labsphere公司制Spectralon)代替凹型槽，测定波长455nm的激发光的光谱。然后，由450nm～465nm的波长范围的光谱算出激发光光子数(Qex)。
(3)根据下式由上述(1)和(2)中求出的Qref、Qem和Qex算出内量子效率和外量子效率。
内量子效率＝(Qem/(Qex-Qref))×100
外量子效率＝(Qem/Qex)×100
将各种信息一并示于表1。
表1中，“N.D.”为未检出(Not Detected)的简称。
另外，表1中，“使用原料”栏中记载的各原料如下。
Ca3N2-1：TAIHEIYO CEMENT CORPORATION制的Ca3N2
Ca3N2-2：CERAC公司(现为Materion公司)制的Ca3N2
Li3N-1：Materion公司制的Li3N
Li3N-2：CERAC公司(现为Materion公司)制的Li3N
Li3N-3：高纯度化学研究所制的Li3N
CeO2-1：信越化学工业公司制的CeO2，C等级
Si3N4-1：宇部兴产公司制的Si3N4，E10等级
AlN-1：Tokuyama Corporation制的AlN，E等级[表1]
如表1所示，包含由通式Mx(Si,Al)2(N,O)3±y表示的荧光体粒子且波长700nm处的光吸收率A700为10％以下的荧光体粉末(实施例1～7)显示出良好的荧光峰值强度、内量子效率和外量子效率。
另一方面，A700大于10％的荧光体粉末(比较例1)至少在内量子效率方面比实施例1～7差。
若更仔细地观察表1，根据实施例1～6与实施例7的对比可知通过使A600-A700为6％～10％，相对荧光峰值强度、内量子效率和外量子效率进一步提高。
该申请基于2020年11月13日申请的日本申请特愿2020-189210号主张优先权，在此引用其公开的全部内容。
符号说明
1 荧光体粒子
30 密封材料
40 复合体
100 发光装置
120 发光元件
130 散热片
140 壳体
150 第1引线框架
160 第2引线框架
170 焊线
172 焊线

Claims (8)

1.一种荧光体粉末，包含荧光体粒子，所述荧光体粒子是由通式Mx(Si,Al)2(N,O)3±y表示且其中的M为Li和一种以上的碱土金属元素、0.52≤x≤0.9、0.06≤y≤0.36、M的一部分被Ce元素取代的荧光体，Si/Al原子比为1.5～6，且O/N原子比为0～0.1，M的5～50mol％为Li，M的0.5～10mol％为Ce，
所述荧光体粉末在波长700nm处的光吸收率A700为10％以下。
2.根据权利要求1所述的荧光体粉末，其中，将波长600nm处的光吸收率设为A600(％)时，A600-A700为6％～10％。
3.根据权利要求1或2所述的荧光体粉末，其中，用激光衍射散射法测定的体积基准累积50％直径D50为8μm～25μm。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的荧光体粉末，其中，用激光衍射散射法测定的体积基准累积10％直径D10为5μm～12μm。
5.一种发光装置，具备权利要求1～4中任一项所述的荧光体粉末和发光光源。
6.根据权利要求5所述的发光装置，其中，发光光源发出紫外线或可见光。
7.一种图像显示装置，具备权利要求5或6所述的发光装置。
8.一种照明装置，具备权利要求5或6所述的发光装置。
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