JP2012241028A - 赤色蛍光体、赤色蛍光体の製造方法、白色光源、照明装置、および液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 赤色蛍光体は、アルカリ土類金属元素A、ユーロピウム(Eu)、シリコン(Si)、炭素(C)、酸素(O)、および窒素(N)を主結晶として含み、X線回折パターンにおいて、回折角が36.0°〜36.6°の位置に存在するピークの強度が、回折角が35.0°〜36.0°の位置に存在するピークに対してピーク強度比0.52以上を示す。
【選択図】図29
Description
1.赤色蛍光体の構成
2.赤色蛍光体の製造方法
3.白色光源の構成例
4.照明装置の構成例
5.液晶表示装置の構成例
6.実施例
本発明の一実施の形態に係る赤色蛍光体は、アルカリ土類金属元素A、ユーロピウム(Eu)、シリコン(Si)、炭素(C)、酸素(O)、および窒素(N)を主結晶として含み、X線回折パターンにおいて、回折角が36.0°〜36.6°の位置に存在するピークの強度が、回折角が35.0°〜36.0°の位置に存在するピークに対してピーク強度比0.58以上を示す。このような範囲のピーク強度比を示す結晶構造を有することにより、60%を越える外部量子効率を得ることができる。なお、ピーク強度比が異なることは、赤色蛍光体の結晶構造が異なることを意味する。
次に、本発明の一実施の形態に係る赤色蛍光体の製造方法を、図1に示すフローチャートによって以下に説明する。
次に、本発明の一実施の形態に係る白色光源を、図2に示す概略断面図を用いて説明する。
次に、本発明の一実施の形態に係る照明装置を、図3の概略平面図を用いて説明する。図3に示すように、照明装置5は、照明基板51上に図2を用いて説明した白色光源1が複数配置されている。その配置例は、例えば、図3(A)に示すように、正方格子配列としてもよく、または図3(B)に示すように、1行おきに例えば1/2ピッチずつずらした配列としてもよい。また、ずらすピッチは、1/2に限らず、1/3ピッチ、1/4ピッチであってもよい。さらには、1行ごとに、もしくは複数行(例えば2行)ごとにずらしてもよい。
次に、本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置を、図4の概略構成図を用いて説明する。
[赤色蛍光体の作製]
各赤色蛍光体について、メラミン添加量及びカルシウム含有量を変化させたときのX線回折パターン及び量子効率を測定した。X線回折パターンは、粉末X線解析計(株式会社リガク製)を用いて、Cu−Kα線のX線回折パターンを調べた。量子効率は、日本分光社製分光蛍光光度計FP−6500を用いて測定した。専用セルに蛍光体粉末を充填し、波長450nmの青色励起光を照射させて、蛍光スペクトルを測定した。その結果を、分光蛍光光度計付属の量子効率測定ソフトを用いて、赤色の量子効率を算出した。蛍光体の効率は、例えば、励起光を吸収する効率(吸収率)、吸収した励起光を蛍光に変換する効率(内部量子効率)、及びそれらの積である励起光を蛍光に変換する効率(外部量子効率)の三種で表されるが、外部量子効率が重要である。ここでは、重要な外部量子効率について算出した。
図5は、メラミン添加量を変化させたときの赤色蛍光体の発光スペクトルを示す図である。図5は、カルシウムの含有量(α/(α+β))が0の各赤色蛍光体(m=3.6、Eu濃度(x)=0.135、γ=0)に関する結果を示す。図5に示すように、メラミンの添加量を増加させるにつれて、発光強度が向上し、発光が短波長側にシフトすることが分かった。
<カルシウムの含有量(α/(α+β))=0.1の場合>
図21は、メラミン添加量を変化させたときの赤色蛍光体の発光スペクトルを示す。図21は、カルシウムの含有量(α/(α+β))が0.2の各赤色蛍光体(m=3.6、Eu濃度(x)=0.135、γ=0)に関する結果を示す。図21に示すように、メラミンの添加量を増加させるにつれて、発光強度が向上し、発光が短波長側にシフトすることが分かった。
<カルシウムの含有量(α/(α+β))=0、0.1、0.2の場合のまとめ>
本発明の一実施の形態に係る赤色蛍光体は、アルカリ土類金属元素A、ユーロピウム(Eu)、シリコン(Si)、炭素(C)、酸素(O)、および窒素(N)を主結晶として含み、X線回折パターンにおいて、回折角が36.0°〜36.6°の位置に存在するピークの強度が、回折角が35.0°〜36.0°の位置に存在するピークに対してピーク強度比0.52以上を示す。このような範囲のピーク強度比を示す結晶構造を有することにより、60%を越える外部量子効率を得ることができる。なお、ピーク強度比が異なることは、赤色蛍光体の結晶構造が異なることを意味する。
Claims (8)
- アルカリ土類金属元素A、ユーロピウム(Eu)、シリコン(Si)、炭素(C)、酸素(O)、および窒素(N)を主結晶として含み、
X線回折パターンにおいて、回折角が36.0°〜36.6°の位置に存在するピークの強度が、回折角が35.0°〜36.0°の位置に存在するピークに対してピーク強度比0.58以上を示す赤色蛍光体。 - 上記アルカリ土類金属元素Aは、少なくともカルシウム(Ca)およびストロンチウム(Sr)を含み、
Caの原子数比をα、Srの原子数比をβ、その他の2族元素の原子数比をγとしたとき(m=α+β+γ)、0≦α/(α+β)≦0.3なる関係を満たす請求項1又は2記載の赤色蛍光体。 - 上記組成式(1)で示される化合物が、斜方晶系空間点群Pmn21に属する結晶構造で構成されている請求項2記載の赤色蛍光体。
- アルカリ土類金属元素Aの炭酸化合物、窒化ユーロピウム、窒化シリコン、およびメラミンを混合して混合物とし、
上記混合物の焼成と、当該焼成によって得られた焼成物の粉砕とを行い、
アルカリ土類金属元素A、ユーロピウム(Eu)、シリコン(Si)、炭素(C)、酸素(O)、および窒素(N)を主結晶として含む赤色蛍光体を製造する赤色蛍光体の製造方法であって、
X線回折パターンにおいて、回折角が36.0°〜36.6°の位置に存在するピークの強度が、回折角が35.0°〜36.0°の位置に存在するピークに対してピーク強度比0.58以上を示す赤色蛍光体の製造方法。 - 素子基板上に形成された青色発光ダイオードと、
上記青色発光ダイオード上に配置されていて赤色蛍光体と緑色蛍光体もしくは黄色蛍光体とを透明樹脂に混練した混練物とを有し、
上記赤色蛍光体は、
アルカリ土類金属元素A、ユーロピウム(Eu)、シリコン(Si)、炭素(C)、酸素(O)、および窒素(N)を主結晶として含み、
X線回折パターンにおいて、回折角が36.0°〜36.6°の位置に存在するピークの強度が、回折角が35.0°〜36.0°の位置に存在するピークに対してピーク強度比0.58以上を示す白色光源。 - 照明基板上に複数の白色光源が配置された照明装置であって、
上記白色光源は、
素子基板上に形成された青色発光ダイオードと、
上記青色発光ダイオード上に配置されていて赤色蛍光体と緑色蛍光体もしくは黄色蛍光体を透明樹脂に混練した混練物を有し、
上記赤色蛍光体は、
アルカリ土類金属元素A、ユーロピウム(Eu)、シリコン(Si)、炭素(C)、酸素(O)、および窒素(N)を主結晶として含み、
X線回折パターンにおいて、回折角が36.0°〜36.6°の位置に存在するピークの強度が、回折角が35.0°〜36.0°の位置に存在するピークに対してピーク強度比0.58以上を示す照明装置。 - 液晶表示パネルと、
上記液晶表示パネルを照明する複数の白色光源を用いたバックライトとを有し、
上記白色光源は、
素子基板上に形成された青色発光ダイオードと、
上記青色発光ダイオード上に配置されていて赤色蛍光体と緑色蛍光体もしくは黄色蛍光体を透明樹脂に混練した混練物を有し、
上記赤色蛍光体は、
アルカリ土類金属元素A、ユーロピウム(Eu)、シリコン(Si)、炭素(C)、酸素(O)、および窒素(N)を主結晶として含み、
X線回折パターンにおいて、回折角が36.0°〜36.6°の位置に存在するピークの強度が、回折角が35.0°〜36.0°の位置に存在するピークに対してピーク強度比0.58以上を示す液晶表示装置。
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