JP2019521218A - 蛍光粉末、製造方法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Lu元素は、M元素中のモル比が1〜40%であり、更に好ましくは15〜35%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又はCeとDyの組み合わせである。
本発明では、蛍光体と励起光源を含み、その蛍光体は上記に記載の蛍光粉末を含む発光装置を提供する。
さらに、前記励起光源は、半導体発光ダイオード、レーザ光源であり、励起光源の発光ピーク波長は400〜490nmであることが好ましい。
さらに、化学式M3-aAxDy:aRの各元素のモル比に基づいて原料を秤量する。
化学式La2.7Si6N11:0.3Ce3+の化学量論配合比に基づいて、LaN(純度99.9%)、Si3N4(純度99.9%)及びCeN(純度99.99%)の原料を正確に秤取り、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、昇温速度10℃/minで1900℃まで昇温し、その後1900℃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La2.7Si6N11:0.3Ce3+蛍光粉末を取得した。
化学式La2.86Si6N11:0.14Ce3+の化学量論配合比に基づいて、LaN(純度99.9%)、Si3N4(純度99.9%)及びCeN(純度99.99%)の原料を正確に秤取り、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、昇温速度10℃/minで1900℃まで昇温し、その後1900℃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La2.86Si6N11:0.14Ce3+蛍光粉末を取得した。
化学式La2Lu0.85Si6N11:0.15Ce3+の化学量論配合比に基づいて、LuN(純度99.9%)、LaN (純度99.9%)、Si3N4(純度99.9%)及びCeN(純度99.99%)の原料を正確に秤取り、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、昇温速度10℃/minで1900℃まで昇温し、その後1900℃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La2Lu0.85Si6N11:0.15Ce3+蛍光粉末を取得した。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10〜70°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525nmであり、発光監視波長は440nmである。監視結果を図2に示す。
上記実施例1で得られたLa2Lu0.85Si6N11:0.15Ce3+と赤色蛍光物質CaAlSiN3:Eu2+の2種の蛍光物質を、質量比30:70でシリカゲルに混合して接着物を作製する。接着物を460nmの青色光LEDチップに塗布し、白色光LED素子を得る。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、82の演色評価数、160 lm/Wの発光効率を測定した。
化学式La2.65Lu0.05Si6N11:0.3Ce3+の化学量論配合比に基づいて、LuN (純度99.9%)、LaN (純度99.9%)、Si3N4(純度99.9%)及びCeN(純度99.99%)の原料を正確に秤取り、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、昇温速度10℃/minで1900℃まで昇温し、その後1900℃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La2.65Lu0.05Si6N11:0.3Ce3+蛍光粉末を取得した。
化学式La2.6Lu0.1Si6N11:0.3Ce3+の化学量論配合比に基づいて、LuN (純度99.9%)、LaN (純度99.9%)、Si3N4(純度99.9%)及びCeN(純度99.99%)の原料を正確に秤取り、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、昇温速度10℃/minで1900℃まで昇温し、その後1900℃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La2.6Lu0.1Si6N11:0.3Ce3+蛍光粉末を取得した。
化学式La2.6Lu0.1Si6N11:0.25Ce3+, 0.05Dy3+の化学量論配合比に基づいて、LuN (純度99.9%)、LaN (純度99.9%)、Si3N4(純度99.9%)及びCeN(純度99.99%)の原料を正確に秤取り、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、昇温速度10℃/minで1900℃まで昇温し、その後1900℃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La2.6Lu0.1Si6N11:0.25Ce3+, 0.05Dy3+蛍光粉末を取得した。
化学式Lu1.43La1.43Si6N11:0.14Ce3+の化学量論配合比に基づいて、LuN (純度99.9%)、LaN (純度99.9%)、Si3N4(純度99.9%)及びCeN(純度99.99%)の原料を正確に秤取り、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、昇温速度10℃/minで1900℃まで昇温し、その後1900℃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Lu1.434La1.43Si6N11:0.14Ce3+蛍光粉末を取得した。
化学式Lu1.144La1.716Si6N11:0.14Ce3+の化学量論配合比に基づいて、LuN (純度99.9%)、LaN (純度99.9%)、Si3N4(純度99.9%)及びCeN(純度99.99%)の原料を正確に秤取り、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、昇温速度10℃/minで1900℃まで昇温し、その後1900℃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Lu1.144La1.716Si6N11:0.14Ce3+蛍光粉末を取得した。
化学式Lu1.001La1.859Si6N11:0.14Ce3+の化学量論配合比に基づいて、LuN (純度99.9%)、LaN (純度99.9%)、Si3N4(純度99.9%)及びCeN(純度99.99%)の原料を正確に秤取り、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、昇温速度10℃/minで1900℃まで昇温し、その後1900℃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Lu1.001La1.859Si6N11:0.14Ce3+蛍光粉末を取得した。
化学式Lu0.572La2.288Si6N11:0.14Ce3+の化学量論配合比に基づいて、LuN (純度99.9%)、LaN (純度99.9%)、Si3N4(純度99.9%)及びCeN(純度99.99%)の原料を正確に取り、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、昇温速度10℃/minで1900℃まで昇温し、その後1900℃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Lu0.572La2.288Si6N11:0.14Ce3+蛍光粉末を取得した。
化学式Lu0.429La2.431Si6N11:0.14Ce3+の化学量論配合比に基づいて、LuN (純度99.9%)、LaN (純度99.9%)、Si3N4(純度99.9%)及びCeN(純度99.99%)の原料を正確に秤取り、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、昇温速度10℃/minで1900℃まで昇温し、その後1900℃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Lu0.429La2.431Si6N11:0.14Ce3+蛍光粉末を取得した。
化学式La2.8Lu0.1Si5.5N10O0.5:0.1Ce3+の化学量論配合比に基づいて、LuN (純度99.9%)、LaN (純度99.9%)、Si3N4(純度99.9%)及びCeN(純度99.99%)、SiO2原料を正確に秤取り、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、昇温速度10℃/minで1900℃まで昇温し、その後1900℃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La2.8Lu0.1Si5.5N10O0.5:0.1Ce3+蛍光粉末を取得した。
化学式La2.73Lu0.17Si6.5N11.67:0.1Ce3+の化学量論配合比に基づいて、LuN (純度99.9%)、LaN (純度99.9%)、Si3N4(純度99.9%)及びCeN(純度99.99%)の原料を正確に秤取り、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、昇温速度10℃/minで1900℃まで昇温し、その後1900℃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La2.73Lu0.17Si6.5N11.67:0.1Ce3+蛍光粉末を取得した。
化学式La2Lu0.5Si6N11:0.5Ce3+の化学量論配合比に基づいて、LuN (純度99.9%)、LaN (純度99.9%)、Si3N4(純度99.9%)及びCeN(純度99.99%)の原料を正確に秤取り、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、昇温速度10℃/minで1900℃まで昇温し、その後1900℃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La2Lu0.5Si6N11:0.5Ce3+蛍光粉末を取得した。
化学式La2Lu0.2Si6.75N12:0.8Ce3+の化学量論配合比に基づいて、LuN (純度99.9%)、LaN (純度99.9%)、Si3N4(純度99.9%)及びCeN(純度99.99%)の原料を正確に秤取り、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、昇温速度10℃/minで1900℃まで昇温し、その後1900℃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La2Lu0.2Si6.75N12:0.8Ce3+蛍光粉末を取得した。
化学式La2.66Lu0.2Si5N9.67:0.14Ce3+の化学量論配合比に基づいて、LuN (純度99.9%)、LaN (純度99.9%)、Si3N4(純度99.9%)及びCeN(純度99.99%)の原料を正確に秤取り、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、昇温速度10℃/minで1900℃まで昇温し、その後1900℃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La2.66Lu0.2Si5N9.67:0.14Ce3+蛍光粉末を取得した。
実施例16
化学式La2.56Lu0.1Si7N12:0.04Ce3+の化学量論配合比に基づいて、LuN (純度99.9%)、LaN (純度99.9%)、Si3N4(純度99.9%)及びCeN(純度99.99%)の原料を正確に秤取り、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、昇温速度10℃/minで1900℃まで昇温し、その後1900℃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La2.56Lu0.1Si7N12:0.04Ce3+蛍光粉末を取得した。
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こととなる。
Claims (15)
- 無機化合物を含む蛍光粉末であって、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であることを特徴とする蛍光粉末。
- 前記Lu元素は、前記M元素中のモル比が1〜50%であり、また、前記無機化合物はLa3Si6N11と同一の結晶構造を有することを特徴とする請求項1に記載の蛍光粉末。
- 前記無機化合物の組成式はM3-aAxDy:aRであり、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に記載の蛍光粉末。
- 前記Lu元素は、前記M元素中のモル比が1〜40%であり、15〜35%であることを特徴とする請求項3に記載の蛍光粉末。
- 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に記載の蛍光粉末。
- 前記R元素はCe又はCeとDyの組み合わせ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に記載の蛍光粉末。
- 前記M元素はLu元素とLa元素を含み、前記Lu元素と前記La元素の総原子モル数は前記M元素の原子モル数の80〜100%を占めることを特徴とする請求項8に記載の蛍光粉末。
- 前記蛍光粉末の励起スペクトルのピーク波長は420〜460nmの範囲にあり、また、515〜540nmの範囲のピーク波長スペクトルを励起することができる請求項1〜9のいずれか一項の前記蛍光粉末。
- 発光装置であって、蛍光体と励起光源を含み、前記蛍光体は請求項1〜10のいずれか一項の前記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、レーザ光源が用いられ、前記励起光源の発光ピーク波長は400〜490nmであることを特徴とする請求項11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11に記載の発光装置。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の蛍光粉末の製造方法であって、
M元素、A元素、D元素及びR元素から選択される単体、窒化物、酸化物或いは合金を原料として、前記原料を混合することによって混合体を得るステップ1)と、
前記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、生成物を得、最高焼結温度は1500〜2000℃であり、保温時間は5〜20hであるステップ2)と、
前記得られた生成物を順に粉砕、洗浄、篩通及び乾燥処理を行って、蛍光粉末を取得するステップ3)と、を含むことを特徴とする製造方法。 - 化学式M3-aAxDy:aR中の各元素のモル比に基づいて各元素の前記原料を秤量することを特徴とする請求項14に記載の製造方法。
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