JP4836229B2 - 蛍光体および発光装置 - Google Patents
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Description
B.L.Abrams, W.Roos,P.H.Holloway,H.C.Swart, Surface Science 451(2000) p.174-181.
本発明の一態様にかかる発光装置は、電子エネルギーを照射するエネルギー源と、前記エネルギー源上に配置された蛍光体層とを具備し、前記蛍光体層は、前述の蛍光体を含むことを特徴とする。
(上記一般式(1)中、MはAlを除く一種類以上の金属、XはNを除く一種類以上の非金属であり、aおよびbは正の値である。)
上記一般式(1)におけるa,bの値は、例えば材料の混合比により決定されるものであり、化学分析等によって確認することができる。
(上記一般式(2)中、M’はアルカリ土類金属および希土類金属からなる群から選択される金属であり、vは金属M’のイオン価数である。pおよびnは、それぞれ次の関係を満たす数値である。0<p<10、1≦n)
上記一般式(2)におけるpおよびnの値は、HREM(高分解能電子顕微鏡)、EDS等(電子線回折)によって求められたものである。nはポリタイポイド積層周期に関する値で、積層周期に上限は無いことから、nの値には上限は存在しない。
(上記一般式(4)中、M’はアルカリ土類金属および希土類金属からなる群から選択される金属であり、pは0<p<10を満たす数値である。)
上記一般式(4)は、上記一般式(2)においてv=2、n=6としたものである。
(上記一般式(3)中、M’はアルカリ土類金属および希土類金属からなる群から選択される金属であり、Qは発光中心元素であり、pおよびqは、それぞれ次の関係を満たす数値である。0<p<10、0<q≦1)
この場合、発光中心元素は、金属M’の少なくとも0.1モル%を置換することが望まれる。置換量が0.1モル%未満の場合には、十分な発光効果を得ることが困難となる。アルカリ土類金属M’の100%が発光中心元素で置換されてもよい。この場合には、効率がよりいっそう高められるといった効果が得られる。
図示する発光装置においては、樹脂ステム200はリードフレームを成形してなるリード201およびリード202と、これに一体成形されてなる樹脂部203とを有する。樹脂部203は、上部開口部が底面部より広い凹部205を有しており、この凹部の側面には反射面204が設けられる。
出発原料としてSrCO3,AlN,Si3N4およびEu2O3を用い、これらを各々7.308g、38.939g、21.047gおよび0.088g秤量し、脱水イソプロパノール(IPA)中で24hボールミル混合した。室温乾燥によりIPAを揮発・除去させた後に大気中120℃で一晩乾燥させ、乳鉢で解砕後にモリブデンるつぼに充填した。これらを7.5気圧のN2雰囲気中、1800℃で4時間焼成して本実施例の蛍光体を合成した。化学分析の結果、本実施例の蛍光体は(Sr0.99Eu0.01)Si9Al19ON31で表わされる組成を有することが確認された。焼成後の蛍光体は白色の焼結体であり、ブラックライト励起で青色発光が観察された。
実施例1と同様に秤量、混合、乾燥および解砕を行なった原料を窒化ホウ素るつぼに充填し、実施例1と同様に7.5気圧のN2雰囲気中、1800℃で4時間焼成して本実施例の蛍光体を合成した。化学分析の結果、本実施例の蛍光体は、(Sr0.99Eu0.01)Si9Al19ON31で表わされる組成を有することが確認された。
SrCO3の配合量を7.234gに変更し、Eu2O3の配合量を0.176gに変更した以外は、実施例1と同様に混合、乾燥、解砕および焼成を行なって本実施例の蛍光体を合成した。化学分析の結果、本実施例の蛍光体は(Sr0.98Eu0.02)Si9Al19ON31で表わされる組成を有することが確認された。
SrCO3の配合量を7.012gに変更し、Eu2O3の配合量を0.440gに変更した以外は、実施例1と同様に混合、乾燥、解砕および焼成を行なって本実施例の蛍光体を合成した。化学分析の結果、本実施例の蛍光体は、(Sr0.95Eu0.05)Si9Al19ON31で表わされる組成を有することが確認された。
SrCO3の配合量を6.643gに変更し、Eu2O3の配合量を0.880gに変更した以外は、実施例1と同様に混合、乾燥、解砕および焼成を行なって本実施例の蛍光体を合成した。化学分析の結果、本実施例の蛍光体は、(Sr0.9Eu0.1)Si9Al19ON31で表わされる組成を有することが確認された。
SrCO3の配合量を5.905gに変更し、Eu2O3の配合量を1.760gに変更した以外は、実施例1と同様に混合、乾燥、解砕および焼成を行なって本実施例の蛍光体を合成した。化学分析の結果、本実施例の蛍光体は、(Sr0.8Eu0.2)Si9Al19ON31で表わされる組成を有することが確認された。
SrCO3の配合量を3.691gに変更し、Eu2O3の配合量を4.399gに変更した以外は、実施例1と同様に混合、乾燥、解砕および焼成を行なって本実施例の蛍光体を合成した。化学分析の結果、本実施例の蛍光体は、(Sr0.5Eu0.5)Si9Al19ON31で表わされる組成を有することが確認された。
AlN,Si3N4,およびEu2O3を各々38.939g、21.047g、および8.798g秤量し、実施例1と同様に混合、乾燥、解砕および焼成を行なって本実施例の蛍光体を合成した。化学分析の結果、本実施例の蛍光体は、EuSi9Al19ON31で表わされる組成を有することが確認された。
実施例8と同様に混合、乾燥、解砕を行ったものをカーボンるつぼに充填し、実施例1と同様に焼成を行ない、EuSi9Al19ON31を合成した。
得られた蛍光体を、350nmのピーク波長を有するUVランプにより励起し、得られた発光スペクトルを図12に示す。また、図13には、393nmのピーク波長を有する発光ダイオードにより励起した際の発光スペクトルを示す。図12および図13において、各々350nmおよび393nmにピークを示すバンドは、励起光の反射によるものである。電子線励起の場合と同様に、490nmにピーク波長を有する単一バンドの発光が得られた。各々の波長における吸収率、量子効率、および発光効率の値を表3にまとめて示す。
SrCO3,Si3N4,およびEu2O3を、各々26.573g、23.385g、および3.519g秤量し、ボールミルで混合した混合粉末をカーボンるつぼ中に充填した。これを、7気圧のN2雰囲気中、1650℃で8時間焼成して本比較例の蛍光体を合成した。化学分析の結果、本比較例の蛍光体は、(Sr0.9Eu0.1)2Si5N8で表わされる組成を有することが確認された。得られた蛍光体は朱色の焼結体であり、ブラックライト励起で赤色発光が観察された。
実施例5と同様に秤量、混合、乾燥および解砕を行なった原料を7.5気圧のN2雰囲気中、1900℃で4時間焼成して本実施例の蛍光体を合成した。化学分析の結果、本実施例の蛍光体の組成は、(Sr0.9Eu0.1)Si9Al19ON31で表わされることが確認された。
SrCO3,AlN,Si3N4,およびMnCO3を、各々7.308g、38.939g、21.047g、および0.057g秤量し、実施例2と同様に混合、乾燥、解砕および焼成を行なって本実施例の蛍光体を合成した。化学分析の結果、本実施例の蛍光体は、(Sr0.99Mn0.01)Si9Al19ON31で表わされることが確認された。
SrCO3の使用量を7.234gに変更し、MnCO3の使用量を0.115gに変更した以外は、実施例2と同様に混合、乾燥、解砕および焼成を行なって本実施例の蛍光体を合成した。化学分析の結果、本実施例の蛍光体は、(Sr0.98Mn0.02)Si9Al19ON31で表わされる組成を有することが確認された。
SrCO3の使用量を7.012gに変更し、MnCO3の使用量を0.287gに変更した以外は、実施例2と同様に混合、乾燥、解砕および焼成を行なって本実施例の蛍光体を合成した。化学分析の結果、本実施例の蛍光体は、(Sr0.95Mn0.05)Si9Al19ON31で表わされる組成を有することが確認された。
SrCO3の使用量を6.643gに変更し、MnCO3の使用量を0.575gに変更した以外は、実施例2と同様に混合、乾燥、解砕および焼成を行なって本実施例の蛍光体を合成した。化学分析の結果、本実施例の蛍光体は、(Sr0.9Mn0.1)Si9Al19ON31で表わされる組成を有することが確認された。
SrCO3,AlN,Si3N4,およびMnCO3を、各々7.308g、38.939g、21.047g、および0.057g秤量し、実施例1と同様に混合、乾燥、解砕および焼成を行なって本実施例の蛍光体を合成した。化学分析の結果、本実施例の蛍光体は(Sr0.99Mn0.01)Si9Al19ON31で表わされる組成を有することが確認された。
発光中心元素としてEuおよびMnを用い、下記表5に示すように仕込みのEu濃度およびMn濃度を変更した以外は、実施例1と同様の手法により実施例16〜19の蛍光体を合成した。ここで得られた蛍光体の組成は、{Sr1-q(Eu1-wMnw)q}Si9Al19ON31で表わされる。
下記表6に示すように、M’としての含有されるアルカリ土類金属の種類およびEu濃度を変更した以外は、実施例1と同様の手法により実施例20〜23の蛍光体を合成した。ここで得られた蛍光体の組成は、(M’1-qEuq)Si9Al19ON31で表わされる。
103…アルミニウムまたはシリコン
A…M’を中心とする12配位の層;B…互いに頂点を共有する正四面体からなる層
C…互いに面を共有する正四面体からなる層
D…互いに頂点を共有した正四面体からなる層
200…樹脂システム; 201…リード; 202…リード; 203…樹脂部
204…反射面; 205…凹部; 206…発光チップ
207…ボンディングワイヤー; 208…ボンディングワイヤー; 209…蛍光層
210…蛍光体; 211…樹脂層; 301…フェースプレート; 302…蛍光膜
303…アルミニウム膜; 304…電子銃; 305…アノード
1…ディスプレイ装置; 2…カーボン・ナノ・チューブ; 3…蛍光膜; 4…基板
5…フェースプレート; 6…アルミニウム膜; 9…カソード
10,32…エミッタ素子; 11…絶縁材; 13…導電膜: 15…制御電極。
Claims (9)
- AlNポリタイポイド構造を有し、下記一般式(3)で表わされることを特徴とする蛍光体。
(M’ 1-q Q q )Si 10-p Al 18+p N 32-p O p (3)
(上記一般式(3)中、M’はアルカリ土類金属および希土類金属からなる群から選択される金属であり、Qは発光中心元素であり、pおよびqは、それぞれ次の関係を満たす数値である。0<p<10、0<q≦1) - 上記一般式(3)において、M’は、Ba,Ca,Sr,Mg,Y,Gd,およびLaからなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の蛍光体。
- 前記発光中心元素は、金属M’の少なくとも0.1モル%を置換することを特徴とする請求項1または2に記載の蛍光体。
- 前記発光中心元素は、Eu,Ce,Mn,Tb,Yb,Dy,Sm,Tm,Pr,Nd,Pm,Ho,Er,Gd,Cr,Sn,Cu,Zn,Ga,Ge,As,Ag,Cd,In,Sb,Au,Hg,Tl,Pb,Bi,およびFeからなる群から選択されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の蛍光体。
- 前記蛍光体は、酸素を重量比で0.3%乃至30%含有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の蛍光体。
- 前記発光中心元素は、EuおよびMnの少なくとも一方であり、電子のエネルギーによって励起した際に、400nm乃至700nmの間に発光ピークを有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の蛍光体。
- 前記発光中心金属は、EuおよびMnの少なくとも一方であり、波長250nmないし500nmの光で励起した際に、400nm乃至700nmの間に発光ピークを有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の蛍光体。
- 電子エネルギーを照射するエネルギー源と、前記エネルギー源上に配置された蛍光体層とを具備し、前記蛍光体層は、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の蛍光体を含むことを特徴とする発光装置。
- 250nm乃至500nmの波長の光を発光する発光素子と、前記発光素子上に配置された蛍光体層とを具備し、前記蛍光体層は、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の蛍光体を含むことを特徴とする発光装置。
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