JP5360920B2 - 蛍光体 - Google Patents
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Description
原料粉末として、45μmの篩を通した純度99.99%のSi粉末(高純度化学製試薬級)、比表面積3.3m2/g、酸素含有量0.79%の窒化アルミニウム粉末(トクヤマ製、Fグレード)、純度99.9%の酸化ユーロピウム粉末(信越化学製)、さらに酸素含有量0.93質量%でα型含有量92%の窒化ケイ素粉末(宇部興産製、SN−E10グレード)を用いて、それぞれ表1に示すような混合量にて実施例1〜4、比較例1の各蛍光体を作製した。
原料粉末として、比表面積3.3m2/g、酸素含有量0.79%の窒化アルミニウム粉末(トクヤマ製、Fグレード)、純度99.9%の酸化ユーロピウム粉末(信越化学製)および酸素含有量0.93質量%でα型含有量92%の窒化ケイ素粉末(宇部興産製、SN−E10グレード)を用いて、表4に示す混合比にて比較例2の蛍光体を作製した。
原料粉末に窒化ケイ素を用いずに、表5に示すような混合比としたこと以外は、上述した実施例2〜4、比較例1と同様にして、実施例5〜29、比較例3〜19の蛍光体をそれぞれ作製した。
上述した実施例6の蛍光体を用いて、図12に示したような本発明の発光装置1を作製した。すなわち、基体としてのプリント配線基板3上に、半導体発光素子2を載置し、同じくプリント配線基板3上に樹脂枠4を載置した。図12に示した例のように、半導体発光素子2のn側電極8を、プリント配線基板3の上面から背面にかけて設けられたn電極部9に、導電性を有する接着剤10を介して電気的に接続した。また半導体発光素子2のp側電極8を、上述したn電極部9とは別途プリント配線基板3の上面から背面にかけて設けられたp電極部11に金属ワイヤ12を介して電気的に接続した。
実施例7、13、19の蛍光体を用いたこと以外は、実施例30と同様にして、実施例31〜33の発光装置をそれぞれ作製した(半導体発光素子2の発光ピーク波長は445nmに設定)。ここで、図20は、実施例31の発光装置から発せられた発光スペクトルを示しており、縦軸は発光強度(任意単位)、横軸は波長(nm)である。図20からわかるように、半導体発光素子2から発せられた青色光、本発明の蛍光体(実施例7の蛍光体)から発せられた緑色光に加え、Eu賦活CaAlSiN3蛍光体から赤色光が発せられ、本発明の発光装置からはシャープな3原色発光が得られた。これは、図14に示した液晶バックライト用フィルタの透過スペクトルに非常によくマッチングしており、色再現性のよい画像処理装置に適したものであった。また、実施例31〜33から、本発明の発光装置が、酸窒化物蛍光体である本発明の蛍光体の結晶安定性、発光効率の温度依存性が少ないという利点を生かし、様々な環境で安定した発光スペクトルを提供できることが分かった。また発光装置の長期信頼性も酸化物蛍光体などの他の蛍光体を用いた場合と比較して格段に優れていた。
モールド樹脂5中に分散させる蛍光体として、実施例6の蛍光体、赤色蛍光を呈する蛍光体であるEu賦活CaAlSiN3蛍光体に加え、青色蛍光を呈する蛍光体であるBaMgAl10O17:Eu2+(BAM)も分散させたこと以外は実施例30と同様にして、実施例34の発光装置を作製した。また、半導体発光素子2の発光ピーク波長は405nmに設定した。
モールド樹脂5中に実施例6の蛍光体のみを分散させたこと以外は、実施例30と同様にして、実施例35の発光装置(緑色発光装置)を作製した。なお、半導体発光素子2の発光ピーク波長は405nmに設定した。図22は、実施例35の発光装置(緑色発光装置)から発せられた発光スペクトルを示しており、縦軸は発光強度(任意単位)、横軸は波長(nm)である。図22に示すように、半導体発光素子2から発せられた近紫外光は本発明の蛍光体(実施例6の蛍光体)により緑色光に変換された。この緑色発光装置は、図14に示したカラーフィルタの透過スペクトルに非常によくマッチングしており、色再現性のよい画像表示装置に適していることが分かった。
実施例31の発光装置1を用いて、図13(a)に示したような本発明の画像表示装置21を作製した。すなわち、透明の導光板22の側面に、6個の実施例31の発光装置1を配置し、また導光板22に隣接して、複数の液晶表示装置24で構成された液晶表示部21を隣接して設け、発光装置1からの出射光25が導光板22内で散乱して散乱光26として液晶表示部23の全面に照射されるように構成した。液晶表示部21を構成する液晶表示装置24としては、図13(b)に示したように、偏光板27、透明導電膜28(薄膜トランジスタ28aを有する)、配向膜29a、液晶層30、配向膜29b、上部薄膜電極31、色画素を表示するためのカラーフィルタ32、上部偏光板33が順次積層されてなる構造を備えるものを用いた。またカラーフィルタ32は、透明導電膜28の各画素に対応する大きさの部分に分割されており、赤色光を透過する赤カラーフィルタ32r、緑色光を透過する緑カラーフィルタ32gおよび青色光を透過する青カラーフィルタ32bから構成され、図14に示すような透過スペクトルを有するものを用いた。なお、青色光を透過する青カラーフィルタ32bとしては、波長530nmにおける透過率が、透過率の最大値の20%以下であるものを用いた。このようなカラーフィルタ32と、実施例31の発光装置1とを組み合わせることにより、赤、青、緑の3原色を表示できる画像表示装置21が実現できた。
実施例35で作製した発光装置(緑色発光装置)1を用いたこと以外は実施例36と同様にして、図15に示した構造を備える実施例37の画像表示装置41を作製した。なお、赤色発光装置42としては、モールド樹脂中に赤色蛍光を呈する蛍光体としてEu賦活CaAlSiN3蛍光体のみを分散させたこと以外は実施例35の発光装置と同様の構成を備えるものを作製して用いた。図23は、実施例37で用いた赤色発光装置42から発せられた発光スペクトルを示しており、縦軸は発光強度(任意単位)、横軸は波長(nm)である。図23から、赤色発光装置では、半導体発光素子から発せられた近紫外光はEu賦活CaAlSiN3蛍光体により赤色光に変換されていることが確認された。また、青色発光装置43としては、モールド樹脂中に蛍光体を分散させず、半導体発光素子の発光ピーク波長を445nmとしたこと以外は実施例35の発光装置と同様の構成を備えるものを作製して用いた。図24は、実施例37で用いた青色発光装置43から発せられた発光スペクトルを示しており、縦軸は発光強度(任意単位)、横軸は波長(nm)である。図24から、赤色発光装置では、半導体発光素子から発せられた近紫外光は青色光として発光していることが確認された。これら緑色発光装置1、赤色発光装置42および青色発光装置43により、図14に示したカラーフィルタの透過スペクトルに非常にマッチングした緑、赤、青のシャープな3原色発光が得られた。実施例37の画像表示装置41では、図15にこれら緑色発光装置1、赤色発光装置42および青色発光装置43を2個ずつ導光板22の側面に配置し、緑色発光装置1、赤色発光装置42および青色発光装置43からの出射光44が導光板22内で散乱して散乱光45として液晶表示部23の全面に照射されるように構成した。このような実施例37の画像表示装置41は、色再現性に優れたものであることが確認された。
実施例37で用いた緑色発光装置1、赤色発光装置42および青色発光装置43を用い、カラーフィルタを備えない液晶表示装置53で構成された液晶表示部52を用いたこと以外は実施例37と同様にして、図16に示した構造を備える実施例38の画像表示装置51を作製した。なお、緑色発光装置1、赤色発光装置42および青色発光装置43について、いずれも発光ピーク波長が405nmの半導体発光素子2を用いた。実施例38の画像表示装置では、原色の発光装置として、スペクトル幅が狭い発光装置を使用しているため、カラーフィルタが不要であり、3透過損失を低減できた。なお、実施例38の画像表示装置51では、青、緑、赤の3原色の発光装置を独立して設けてあるため、それぞれの色の発光装置を180Hzの周波数で各色を点滅させ、液晶によりコントラスト調整を行ない、これを時系列的に加色混合することにより、時分割駆動で画像表示できることが確認された。
Claims (7)
- β型Si3N4結晶構造を有する酸窒化物の結晶中に、AlとEuとが固溶してなり、
結晶中に含まれる酸素濃度が0.1質量%以上0.4質量%未満であり、かつ、結晶中のEu濃度が0.5〜4質量%である蛍光体。 - 前記結晶中のAl濃度が0.13〜0.8質量%である請求項1に記載の蛍光体。
- 前記結晶中のAl濃度に対する酸素濃度の比率が0.15〜1である請求項2に記載の蛍光体。
- 前記結晶中のEu濃度に対するAl濃度の比率が0.15〜1.5である請求項2または3に記載の蛍光体。
- 励起光の吸収により520〜550nmの範囲の発光ピーク波長を有する緑色蛍光を呈するものである請求項1〜4のいずれかに記載の蛍光体。
- 励起光の吸収により520〜530nmの範囲の発光ピーク波長を有する緑色蛍光を呈するものである請求項1〜4のいずれかに記載の蛍光体。
- 励起光の吸収によりピークの半値全幅が53nm以下の緑色蛍光を呈するものである請求項1〜6のいずれかに記載の蛍光体。
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