JP2019521217A - 窒化ルテチウム蛍光粉末、及びその蛍光粉末を有する発光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
さらに、前記無機化合物はY3Si6N11と同一の結晶構造を有する。
さらに、前記A元素はSiである。
さらに、前記D元素はNである。
さらに、前記R元素はCeである。
本発明の前記蛍光粉末の製造方法は、背景技術に記載の特許文献中の方法が適用される。好適には、本発明で提供する以下の製造方法で製造される。
ステップ2)、ステップ1)で得られた混合体を容器に入れて、窒素或いは他の非酸化性雰囲気中で焼成し、焼成生成物を得る。ここで、最高焼結温度は1500〜2000℃とし、焼成時間は5〜20hとする。
ステップ3)、ステップ2で得られた生成物を粉砕、洗浄、篩通及び乾燥処理を行った後、蛍光粉末を得る。
化学式Lu2.9Si6N11:0.1Ce3+の化学量論配合比に基づいて、LuN(99.9%),Si3N4(99.9%),CeO2(99.99%)の原料を正確に秤取り、原料を混合し、原料混合物を作製した。原料混合物は、グローブボックス中で30分間十分に混合粉砕した後、混合体を得た。混合体は、純窒素雰囲気下で、昇温速度10℃/minで1850℃まで昇温し、その後1850℃で10時間保持し、自然降温することにより焼成生成物を得た。焼成生成物を取り出した後、粉砕、洗浄、篩通及び乾燥処理を行って、実施例1のLu2.9Si6N11:0.1Ce3+蛍光粉末を得た。この蛍光粉末に対してX線スキャンを行い、図1を得た。ここで、スキャニングブラッグ角度は10〜68°であり、スキャン速度は6°/minである。この蛍光粉末に対して蛍光スペクトル試験を行った。励起監視波長は490nmであり、発光監視波長は440nmである。監視結果を図2に示す。
図1の結果から、本発明のLu2.9Si6N11:0.1Ce3+はY3Si6N11と同一の結晶構造を有することが分かる。
上記実施例1で得られたLu2.9Si6N11:0.1Ce3+、白色光LED黄色蛍光物質Y3Al5O12:Ce3+、赤色光蛍光物質CaAlSiN3:Eu2+の3種類の蛍光物質を、質量比15:70:15でシリカゲルに混合して接着物を作製する。接着物を430nmの青色光LEDチップに塗布し、白色光LED素子を得た。遠方SIS-3_1.0m鋼質測光積分球_R98を用いて、駆動電流が60mAである条件で、この白色光LED素子から、86の演色評価数、(0.32,0.36)の色座標、140 lm/Wの発光効率を測定した。
La2.86Si6N11:0.14Ce3+の化学量論配合比に基づいて、43.76g のLaN(99.9%),28.56g のSi3N4(99.9%),2.156g のCeN(99.99%)の原料を正確に秤取り、原料を混合し、原料混合物を作製した。原料混合物は、グローブボックス中で30分間十分に混合粉砕した後、混合体を得た。混合体は、純窒素雰囲気下で、昇温速度10℃/minで1850℃まで昇温し、その後1850℃で10時間保持し、自然降温することにより焼成生成物を得た。焼成生成物を取り出した後、粉砕、洗浄、篩通及び乾燥処理を行って、比較例1のLa2.86Si6N11:0.14Ce3+蛍光粉末を得た。
Y2.9Si6N11:0.1Ce3+の化学量論配合比に基づいて、29.87g のLaN(99.9%),28.56g のSi3N4(99.9%),1.54g のCeN(99.99%)の原料を正確に秤取り、原料を混合し、原料混合物を作製した。原料混合物は、グローブボックス中で30分間十分に混合粉砕した後、混合体を得た。混合体は、純窒素雰囲気下で、昇温速度10℃/minで1850℃まで昇温し、その後1850℃で10時間保持し、自然降温することにより焼成生成物を得た。焼成生成物を取り出した後、粉砕、洗浄、篩通及び乾燥処理を行って、比較例2のY2.9Si6N11:0.1Ce3+蛍光粉末を得た。
Lu2.1Si6N11:0.9Ce3+の化学量論配合比に基づいて、39.69g のLuN(99.9%),28.56g のSi3N4(99.9%),13.86g のCeN(99.99%)の原料を正確に秤取り、原料を混合し、原料混合物を作製した。原料混合物は、グローブボックス中で30分間十分に混合粉砕した後、混合体を得た。混合体は、純窒素雰囲気下で、昇温速度10℃/minで1850℃まで昇温し、その後1850℃で10時間保持し、自然降温することにより焼成生成物を得た。焼成生成物を取り出した後、粉砕、洗浄、篩通及び乾燥処理を行って、実施例3のLu2.1Si6N11:0.9Ce3+蛍光粉末を得た。
Lu2.2Si6N11:0.8Ce3+の化学量論配合比に基づいて、41.58g のLuN(99.9%),28.56g のSi3N4(99.9%),12.32g のCeN(99.99%)の原料を正確に秤取り、原料を混合し、原料混合物を作製した。原料混合物は、グローブボックス中で30分間十分に混合粉砕した後、混合体を得た。混合体は、純窒素雰囲気下で、昇温速度10℃/minで1850℃まで昇温し、その後1850℃で10時間保持し、自然降温することにより焼成生成物を得た。焼成生成物を取り出した後、粉砕、洗浄、篩通及び乾燥処理を行って、実施例4のLu2.1Si6N11:0.9Ce3+蛍光粉末を得た。
Lu2.2Si6N11:0.7Ce3+,0.1Dy3+の化学量論配合比に基づいて、39.69g のLuN(99.9%),28.56g のSi3N4(99.9%),10.78g のCeN(99.99%),2.19g のDyF3(99.99%)の原料を正確に秤取り、原料を混合し、原料混合物を作製した。原料混合物は、グローブボックス中で30分間十分に混合粉砕した後、混合体を得た。混合体は、純窒素雰囲気下で、昇温速度10℃/minで1850℃まで昇温し、その後1850℃で10時間保持し、自然降温することにより焼成生成物を得た。焼成生成物を取り出した後、粉砕、洗浄、篩通及び乾燥処理を行って、実施例5のLu2.2Si6N11:0.7Ce3+,0.1Dy3+蛍光粉末を得た。
La1.16Lu1.74Si6N11:0.1Ce3+の化学量論配合比に基づいて、17.88g のLaN(99.9%),32.89g のLuN(99.9%),28.56g のSi3N4(99.9%),1.54g のCeN(99.99%)の原料を正確に秤取り、原料を混合し、原料混合物を作製した。原料混合物は、グローブボックス中で30分間十分に混合粉砕した後、混合体を得た。混合体は、純窒素雰囲気下で、昇温速度10℃/minで1850℃まで昇温し、その後1850℃で10時間保持し、自然降温することにより焼成生成物を得た。焼成生成物を取り出した後、粉砕、洗浄、篩通及び乾燥処理を行って、実施例6のLa1.16Lu1.74Si6N11:0.1Ce3+蛍光粉末を得た。
La0.7375Lu2.2125Si6N11:0.05Ce3+の化学量論配合比に基づいて、11.28g のLaN(99.9%),41.82g のLuN(99.9%),28.56g のSi3N4(99.9%),0.77g のCeN(99.99%)の原料を正確に秤取り、原料を混合し、原料混合物を作製した。原料混合物は、グローブボックス中で30分間十分に混合粉砕した後、混合体を得た。混合体は、純窒素雰囲気下で、昇温速度10℃/minで1850℃まで昇温し、その後1850℃で10時間保持し、自然降温することにより焼成生成物を得た。焼成生成物を取り出した後、粉砕、洗浄、篩通及び乾燥処理を行って、実施例7のLa0.7375Lu2.2125Si6N11:0.05Ce3+蛍光粉末を得た。
La0.575Lu2.325Si6N11:0.1Ce3+の化学量論配合比に基づいて、8.8g のLaN(99.9%),43.85g のLuN(99.9%),28.56g のSi3N4(99.9%),1.54g のCeN(99.99%)の原料を正確に秤取り、原料を混合し、原料混合物を作製した。原料混合物は、グローブボックス中で30分間十分に混合粉砕した後、混合体を得た。混合体は、純窒素雰囲気下で、昇温速度10℃/minで1850℃まで昇温し、その後1850℃で10時間保持し、自然降温することにより焼成生成物を得た。焼成生成物を取り出した後、粉砕、洗浄、篩通及び乾燥処理を行って、実施例8のLa0.575Lu2.325Si6N11:0.1Ce3+蛍光粉末を得た。
Lu3Si5N10:0.3Ce3+の化学量論配合比に基づいて、56.7g のLuN(99.9%),23.38g のSi3N4(99.9%),4.63g のCeN(99.99%)の原料を正確に秤取り、原料を混合し、原料混合物を作製した。原料混合物は、グローブボックス中で30分間十分に混合粉砕した後、混合体を得た。混合体は、純窒素雰囲気下で、昇温速度10℃/minで1850℃まで昇温し、その後1850℃で10時間保持し、自然降温することにより焼成生成物を得た。焼成生成物を取り出した後、粉砕、洗浄、篩通及び乾燥処理を行って、実施例9のLu3Si5N10:0.3Ce3+蛍光粉末を得た。
Lu2.57Si7N12:0.1Ce3+の化学量論配合比に基づいて、48.57g のLuN(99.9%),32.7g のSi3N4(99.9%),1.54g のCeN(99.99%)の原料を正確に秤取り、原料を混合し、原料混合物を作製した。原料混合物は、グローブボックス中で30分間十分に混合粉砕した後、混合体を得た。混合体は、純窒素雰囲気下で、昇温速度10℃/minで1850℃まで昇温し、その後1850℃で10時間保持し、自然降温することにより焼成生成物を得た。焼成生成物を取り出した後、粉砕、洗浄、篩通及び乾燥処理を行って、実施例10のLu2.57Si7N12:0.1Ce3+蛍光粉末を得た。
Lu3.07Si5.5N10.5:0.1Ce3+の化学量論配合比に基づいて、58.023g のLuN(99.9%),25.67g のSi3N4(99.9%),1.54g のCeN(99.99%)の原料を正確に秤取り、原料を混合し、原料混合物を作製した。原料混合物は、グローブボックス中で30分間十分に混合粉砕した後、混合体を得た。混合体は、純窒素雰囲気下で、昇温速度10℃/minで1850℃まで昇温し、その後1850℃で10時間保持し、自然降温することにより焼成生成物を得た。焼成生成物を取り出した後、粉砕、洗浄、篩通及び乾燥処理を行って、実施例11のLu3.07Si5.5N10.5:0.1Ce3+蛍光粉末を得た。
Lu2.73Si6.5N11.5:0.1Ce3+の化学量論配合比に基づいて、51.6g のLuN(99.9%),30.33g のSi3N4(99.9%),1.54g のCeN(99.99%)の原料を正確に秤取り、原料を混合し、原料混合物を作製した。原料混合物は、グローブボックス中で30分間十分に混合粉砕した後、混合体を得た。混合体は、純窒素雰囲気下で、昇温速度10℃/minで1850℃まで昇温し、その後1850℃で10時間保持し、自然降温することにより焼成生成物を得た。焼成生成物を取り出した後、粉砕、洗浄、篩通及び乾燥処理を行って、実施例12のLu2.73Si6.5N11.5:0.1Ce3+蛍光粉末を得た。
Lu2.5Si6N11:0.5Ce3+の化学量論配合比に基づいて、47.25g のLuN(99.9%),28.56g のSi3N4(99.9%),7.7g のCeN(99.99%)の原料を正確に秤取り、原料を混合し、原料混合物を作製した。原料混合物は、グローブボックス中で30分間十分に混合粉砕した後、混合体を得た。混合体は、純窒素雰囲気下で、昇温速度10℃/minで1850℃まで昇温し、その後1850℃で10時間保持し、自然降温することにより焼成生成物を得た。焼成生成物を取り出した後、粉砕、洗浄、篩通及び乾燥処理を行って、実施例13のLu2.5Si6N11:0.5Ce3+蛍光粉末を得た。
Lu2.86Si6N11:0.14Ce3+の化学量論配合比に基づいて、54.05g のLuN(99.9%),28.56g のSi3N4(99.9%),2.156g のCeN(99.99%)の原料を正確に秤取り、原料を混合し、原料混合物を作製した。原料混合物は、グローブボックス中で30分間十分に混合粉砕した後、混合体を得た。混合体は、純窒素雰囲気下で、昇温速度10℃/minで1850℃まで昇温し、その後1850℃で10時間保持し、自然降温することにより焼成生成物を得た。焼成生成物を取り出した後、粉砕、洗浄、篩通及び乾燥処理を行って、実施例14のLu2.86Si6N11:0.14Ce3+蛍光粉末を得た。
Lu2.8Si6N11:0.2Ce3+の化学量論配合比に基づいて、52.92g のLuN(99.9%),28.56g のSi3N4(99.9%),3.08g のCeN(99.99%)の原料を正確に秤取り、原料を混合し、原料混合物を作製した。原料混合物は、グローブボックス中で30分間十分に混合粉砕した後、混合体を得た。混合体は、純窒素雰囲気下で、昇温速度10℃/minで1850℃まで昇温し、その後1850℃で10時間保持し、自然降温することにより焼成生成物を得た。焼成生成物を取り出した後、粉砕、洗浄、篩通及び乾燥処理を行って、実施例15のLu2.8Si6N11:0.2Ce3+蛍光粉末を得た。
Lu2.7Si6N11:0.3Ce3+の化学量論配合比に基づいて、51.03g のLuN(99.9%),28.56g のSi3N4(99.9%),4.62g のCeN(99.99%)の原料を正確に秤取り、原料を混合し、原料混合物を作製した。原料混合物は、グローブボックス中で30分間十分に混合粉砕した後、混合体を得た。混合体は、純窒素雰囲気下で、昇温速度10℃/minで1850℃まで昇温し、その後1850℃で10時間保持し、自然降温することにより焼成生成物を得た。焼成生成物を取り出した後、粉砕、洗浄、篩通及び乾燥処理を行って、実施例16のLu2.7Si6N11:0.3Ce3+蛍光粉末を得た。
Lu2.86Si5.9N10.5O0.5:0.14Ce3+の化学量論配合比に基づいて、54.05g のLuN(99.9%),26.4g のSi3N4(99.9%),2.156g のCeN(99.99%),1.5 g のSiO2(99.99%)の原料を正確に秤取り、原料を混合し、原料混合物を作製した。原料混合物は、グローブボックス中で30分間十分に混合粉砕した後、混合体を得た。混合体は、純窒素雰囲気下で、昇温速度10℃/minで1850℃まで昇温し、その後1850℃で10時間保持し、自然降温することにより焼成生成物を得た。焼成生成物を取り出した後、粉砕、洗浄、篩通及び乾燥処理を行って、実施例17のLu2.86Si5.9N10.5O0.5:0.14Ce3+蛍光粉末を得た。
なお、a、x、yは、それぞれ各実施例サンプルの詳しい分子式中の異なる元素に対応する化学量論比を示す。
以上の説明から明らかなように、本発明の実施例は以下の技術的効果が奏される。
Claims (12)
- 無機化合物を含む窒化ルテチウム蛍光粉末であって、前記無機化合物は少なくともM元素、A元素、D元素及びR元素を構成元素として含み、前記M元素は、Lu、La、Pr、Nd、Sm、Y、Tb及びGdから構成される群の中の1種又は2種の元素から選択され、かつ、必ずLuを含み、前記A元素はSi及び/又はGeであり、前記D元素はO、N及びFから構成される群の中の1種又は2種の元素から選択され、かつ、必ずNを含み、R元素はCe及び/又はDyであり、前記Lu元素は前記M元素中の原子モル比が50%以上であることを特徴とする窒化ルテチウム蛍光粉末。
- 前記無機化合物はY3Si6N11と同一の結晶構造を有することを特徴とする請求項1に記載の窒化ルテチウム蛍光粉末。
- 前記無機化合物の組成式はM3-aAxDy:aRであり、ここで、パラメーターa、x及びyは、以下の条件0<a≦0.8,5≦x≦7,10≦y≦12を満たすことを特徴とする請求項2に記載の窒化ルテチウム蛍光粉末。
- 前記Lu元素は前記M元素中のモル比が≧70%であり、≧80%であることを特徴とする請求項3に記載の窒化ルテチウム蛍光粉末。
- 前記A元素はSiであることを特徴とする請求項3に記載の窒化ルテチウム蛍光粉末。
- 前記D元素はNであることを特徴とする請求項3に記載の窒化ルテチウム蛍光粉末。
- 前記R元素はCeであることを特徴とする請求項3〜6のいずれか一項に記載の窒化ルテチウム蛍光粉末。
- 0.1≦a≦0.5;5.5≦x≦6.5(x=6であることが好ましい);10.5≦y≦11.5(y=11であることが好ましい)であることを特徴とする請求項7に記載の窒化ルテチウム蛍光粉末。
- 前記窒化ルテチウム蛍光粉末の励起スペクトルのピーク波長は400〜460 nmの区間にあり、また、発光ピーク波長は475〜540 nm区間にあることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の窒化ルテチウム蛍光粉末。
- 蛍光体と励起光源を含む発光装置であって、前記蛍光体は請求項1〜9のいずれか一項の窒化ルテチウム蛍光粉末を含むことを特徴とする発光装置。
- 前記励起光源は半導体発光ダイオード又はレーザ光源であり、前記励起光源の発光ピーク波長は400〜490nm区間にあることを特徴とする請求項10に記載の発光装置。
- 前記蛍光体は他の蛍光粉末も含み、前記他の蛍光粉末は(Y,Gd,Lu,Tb)3(Al,Ga)5O12:Ce3+、β-SiAlON:Eu2+、(Ca,Sr)AlSiN3:Eu2+、(Li,Na,K)2(Ti,Zr,Si,Ge)F6:Mn4+及び(Ca,Sr,Ba)MgAl10O17:Eu2+の組成の群のいずれか一種又は複数種から選択されることを特徴とする請求項10に記載の発光装置。
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