JP2010195948A - 蛍光体及びこれを用いた発光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 実質的な組成がM8MgSi4O16X2:Eu(Mは、Ca、Sr、Ba、Zn、Mnの群から選ばれる少なくとも1つであり、XはF、Cl、Br、Iの群から選ばれる少なくとも1つである。)の一般式で表される蛍光体であって、該蛍光体は、Y、Sc、Lu、La、Ce、Pr、Tbから選ばれる少なくとも一種の元素が含有されている。
【選択図】 なし
Description
本発明は、実質的な組成が以下の一般式で表される蛍光体であって、該蛍光体は、Y、Sc、Lu、La、Ce、Pr、Tbから選ばれる少なくとも一種の元素が含有されている。
M8MgSi4O16X2:Eu
(Mは、Ca、Sr、Ba、Zn、Mnの群から選ばれる少なくとも1つであり、XはF、Cl、Br、Iの群から選ばれる少なくとも1つである。)
これにより、温度に対する輝度維持率の高い蛍光体を提供することができる。
前記Y、Sc、Lu、La、Ce、Pr、Tbから選ばれる少なくとも一種の元素は、0.002モルより多く0.010モル以下であることが好ましい。これにより輝度の高い蛍光体を提供することができる。
本発明は、近紫外線から可視光の短波長領域の光を発する光源と、前記光源からの光により励起され、前記光源と異なる波長の光を発する前記蛍光体と、を有する発光装置に関する。これにより発光特性に優れた発光装置を提供することができる。
実施の形態に係る蛍光体は、実質的な組成が以下の一般式で表される蛍光体であって、この蛍光体は、Y(イットリウム)、Sc(スカンジウム)、Lu(ルテチウム)、La(ランタン)、Ce(セリウム)、Pr(プラセオジム)、Tb(テルビウム)から選ばれる少なくとも一種の元素が含有されている。
M8MgSi4O16X2:Eu
(Mは、Ca、Sr、Ba、Zn、Mnの群から選ばれる少なくとも1つであり、XはF、Cl、Br、Iの群から選ばれる少なくとも1つである。Xのモル比は合成方法や処理方法によって変化する事がある。)
この蛍光体は、近紫外線から可視光の短波長領域の光を吸収して緑色に発光する。具体的には495nm以上548nm以下の波長範囲に発光ピークを有する緑色光である。ただし、含有する元素量や組成の調整によってこの発光ピークは変動する。したがって、組成の質量比を制御することで意図的に発光ピークを変位させることもできる。
この蛍光体は、希土類であるEuが発光中心となる。ただ、Euのみに限定されず、Euの一部を他の希土類金属やアルカリ土類金属に置き換えて、Euと共賦活させたものも使用できる。
以下に、実施の形態に係る蛍光体の製造方法について説明する。蛍光体は、その組成に含有される元素の単体や酸化物、炭酸塩あるいは窒化物などを原料とし、各原料を所定の組成比となるように秤量する。
実施の形態に係る蛍光体を用いた発光装置について説明する。本発明に係る蛍光体は、従来の発光装置に使用することができる。従来の発光装置には、例えば蛍光ランプ等の照明器具、ディスプレイやレーダ等の表示装置、液晶用バックライト等が挙げられる。このうち、励起光源として近紫外から可視光の短波長領域の光を放つ発光素子を備えた発光装置を使用することができる。
発光素子は、近紫外線から可視光の短波長領域の光を発するものを使用することができる。近紫外線から可視光の短波長領域の光は、特に限定されないが250〜485nmの領域をいう。特に、290nm〜470nmの範囲が好ましい。一層好ましくは445nm〜470nmに発光ピーク波長を有するものである。これにより、本発明に係る蛍光体を効率よく励起し、可視光を有効活用することができるからである。当該範囲の励起光源を用いることにより、発光効率の高い蛍光体を提供することができるからである。また、励起光源に発光素子を利用することによって、高効率で入力に対する出力のリニアリティが高く、機械的衝撃にも強い安定した発光装置を得ることができる。可視光の短波長側領域の光は、主に青色光領域となる。
本発明に係る蛍光体は、単独で用いることもできるが、他の蛍光体と組み合わせて使用することもできる。他の蛍光体は、発光素子からの光を吸収し異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、Eu、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体・サイアロン系蛍光体、Eu等のランタノイド系、Mn等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、又は、Ce等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩又はEu等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか1以上であることが好ましい。例えば、(Ca,Sr,Ba)2SiO4:Eu、(Y,Gd)3(Ga,Al)5O12:Ce、(Ca,Sr)2Si5N8:Eu、CaAlSiN3:Euなどである。
これにより種々の色調の発光装置を提供することができる。
実施例1の製造方法は、仕込み組成比において、CaCO3:Eu2O3:Lu2O3:MgO:SiO2:CaCl2=6.25:0.25:0.002:1:4:1.25(Ca:Cl:Mg:Si:Eu:Lu=7.5:2.5:1:4:0.5:0.004)となるように各原料を秤量する。具体的には、実施例1の蛍光体原料として以下の粉末を計量する。ただし、各蛍光体原料の純度を100%と仮定している。
炭酸カルシウム(CaCO3)・・・・53.10g
酸化ユーロピウム(Eu2O3)・・・・7.47g
酸化ルテチウム(Lu2O3)・・・・0.068g
酸化マグネシウム(MgO)・・・3.42g
酸化ケイ素(SiO2)・・・・20.39g
塩化カルシウム(CaCl2)・・・・15.61g
秤取した原料をボールミルによって乾式で十分に混合し、さらに坩堝に詰め、還元雰囲気中にて1170℃で4時間焼成する。焼成されたものを粉砕及び湿式分散を行い、目的の蛍光体粉末を得ることができた。
実施例2乃至12の製造方法は、実施例1のLuの量及び元素が異なる以外は同様の方法を用いた。
比較例1は、Luに代えて、Dyを0.004mol使用した以外は、実施例1と同様である。
比較例2は、Luを用いなかった以外は、実施例1と同様である。
実施例1乃至10に係る蛍光体の色度座標、発光輝度を測定した。また、実施例1乃至5、7、8、10乃至12に係る蛍光体の輝度維持率、相対輝度維持率を測定した。色度座標、発光輝度は460nm励起におけるものを示す。輝度維持率は、25℃における輝度に対する100℃および200℃における輝度の相対値を示す。また、相対輝度維持率(%)は、比較例2の100℃および200℃における輝度維持率をそれぞれ100%とした時の相対値である。これらの結果を表1及び表2に示す。
101 発光素子
102 蛍光体
103 封止樹脂
104 導電ワイヤ
110 パッケージ
111 リード電極
112 反射部材
Claims (3)
- 実質的な組成が以下の一般式で表される蛍光体であって、
該蛍光体は、Y、Sc、Lu、La、Ce、Pr、Tbから選ばれる少なくとも一種の元素が含有されている蛍光体。
M8MgSi4O16X2:Eu
(Mは、Ca、Sr、Ba、Zn、Mnの群から選ばれる少なくとも1つであり、XはF、Cl、Br、Iの群から選ばれる少なくとも1つである。) - 前記Y、Sc、Lu、La、Ce、Pr、Tbから選ばれる少なくとも一種の元素は、0.002モルより多く0.010モル以下である請求項1に記載の蛍光体。
- 近紫外線から可視光の短波長領域の光を発する光源と、
前記光源からの光により励起され、前記光源と異なる波長の光を発する請求項1又は2に記載の蛍光体と、を有する発光装置。
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