JP5481641B2 - 蛍光体及びその利用 - Google Patents
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Description
:Eu蛍光体に代表される暖色又は赤色発光酸窒化物蛍光体が開示されている。
本発明はまた、このような蛍光体を用いて、発光効率が高く、設計自由度の高い発光装置と照明装置及び画像表示装置(ディスプレイ装置)を提供することを目的とする。
本発明はまた、このような蛍光体を用いた蛍光体混合物、蛍光体含有組成物、顔料、及び紫外線吸収剤を提供することを目的とする。
本発明はこのような知見のもとに達成されたものであり、以下を要旨とする。
(EuyLn''WMII 1-y-WMIIIMIVN3)1-x'(AMIV 2N3)x' …[30]
(上記一般式[30]において、Ln''はEuを除いたランタノイド、Mn及びTiからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素であり、MIIは、Mg、Ca、Sr、Ba、及びZnの合計が90mol%以上を占める2価の金属元素であり、MIIIは、Alが80mol%以上を占める3価の金属元素であり、MIVは、Siが90mol%以上を占める4価の金属元素であり、AはLi、Na、及びKからなる群から選ばれる1種以上の金属元素であり、x’は0<x’<1.0を満足する数であり、yは0<y≦0.2を満足する数であり、wは0≦w<0.2を満足する数である。)
(Ce y Ln z M II 1-y-z M III M IV N 3 ) 1-x' (AM IV 2 N 3 ) x' …[41]
(上記一般式[41]において、LnはCeを除いたランタノイド、Mn及びTiからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素であり、M II は、Mg、Ca、Sr、Ba、及びZnの合計が90mol%以上を占める2価の金属元素であり、M III は、Alが80mol%以上を占める3価の金属元素であり、M IV は、Siが90mol%以上を占める4価の金属元素であり、AはLi、Na、及びKからなる群から選ばれる1種以上の金属元素であり、x’は0<x’<1.0を満足する数であり、yは0<y≦0.2を満足する数であり、zは0≦z≦0.2を満足する数である。)
(4) 前記結晶相の結晶構造が空間群Cmc2 1 又はP2 1 に属することを特徴とする(1)〜(3)に記載の蛍光体。
(6) (1)〜(5)に記載の蛍光体を含むことを特徴とする蛍光体混合物。
この蛍光体では、Ceの添加量、第2の付活剤であるLnの種類及び/又は添加量並びに酸素イオンの割合をかえることにより、発光波長や発光ピーク幅を調節することができる。そして、発光ピークの低波長化により、視感度が増大するため、光束が顕著に増大する発光デバイスを得ることができる。
しかも、本発明の蛍光体は、励起源に曝された場合でも、輝度が低下することなく、蛍光灯、FED、PDP、CRT、白色発光装置などに好適に使用される。
本発明の蛍光体は、2価のアルカリ土類金属元素及び2価〜4価の希土類金属元素を含有する窒化物又は酸窒化物蛍光体であって、下記(i)及び/又は(ii)であることを特徴とする窒化物又は酸窒化物蛍光体である。
(i)前記アルカリ土類金属元素が、当該アルカリ土類金属元素よりも低原子価の元素及び/又は空孔で置換されている。
(ii)前記希土類金属元素が、当該希土類金属元素よりも低原子価の元素及び/又は空孔で置換されている。
(i)の場合、当該アルカリ土類金属元素より低原子価の元素としては、例えばLi、Na、K等が挙げられる。
(ii)の場合、当該希土類金属元素よりも低原子価の元素としては、アルカリ土類金属元素又はアルカリ金属元素が挙げられ、好ましくはCa、Sr、Ba、Li、Na、K等が挙げられる。
このような構造とすることにより、アルカリ土類金属元素の位置に欠陥を導入することができる。
上記のような構造とすることにより、蛍光体の化学安定性が良好になり、水や酸に対する耐性が良好になるため、輝度が高く、耐久性に優れる蛍光体を得ることができる。
Sr2Si5N8を母体とする本発明の蛍光体としては、例えばSr2AlqSi5-qN8-qOq:Eu、Sr2AlqSi5-qN8-qOq:Ce等が挙げられる。
また、蛍光体を構成する金属元素を少なくとも2種類以上含有する合金、好ましくは蛍光体を構成する金属元素を全て含有する合金を作成し、得られた合金を窒素含有雰囲気中、加圧下で加熱処理することにより、製造することができる。また、蛍光体を構成する金属元素の一部を含有する合金を作成し、得られた合金を窒素含有雰囲気中、加圧下で加熱処理した後、更に蛍光体を構成する残りの金属元素源となる原料化合物と混合して、加熱処理することにより、製造することもできる。このように合金を経て製造された蛍光体は、不純物が少なく、輝度が高い蛍光体となる。
(1−a−b)(Ln’pMII’ 1-pMIII’MIV’N3)・a(MIV’ (3n+2)/4NnO)・b(AMIV’ 2N3) …[1]
上記一般式[1]において、Ln’はランタノイド、Mn及びTiからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素であり、MII’はLn’元素以外の2価の金属元素からなる群から選ばれる1種又は2種以上の元素であり、MIII’は3価の金属元素からなる群から選ばれる1種又は2種以上の元素であり、MIV’は4価の金属元素からなる群から選ばれる1種又は2種以上の元素であり、AはLi、Na、及びKからなる群から選ばれる1種類以上の1価の金属元素であり、pは0<p≦0.2を満足する数であり、a、b及びnは、0≦a、0≦b、a+b>0、0≦n、及び0.002≦(3n+2)a/4≦0.9を満足する数である。
前記他の結晶相及び/又はアモルファス相は、前記一般式[1]で表される化学組成とは異なる化学組成の無機蛍光体であることが好ましい。
前記一般式[1]で表される化学組成を有する結晶相を含有する蛍光体は、励起源を照射することにより550nmから700nmの範囲の波長にピークを持つ蛍光を発光するものであることが好ましい。励起源としては、100nm〜570nmの波長を持つ紫外線又は可視光であることが好ましい。
(EuyLn''WMII 1-y-WMIIIMIVN3)1-x(MIV (3n+2)/4NnO)x …[10]
上記一般式[10]において、Ln''はEuを除いたランタノイド、Mn及びTiからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素であり、これらの中では、Ce、Tb、Sm、Mn、Dy、Ybから選ばれる少なくとも1種の金属元素が輝度の点から好ましい。MIIは、2価の金属元素であり、Mg、Ca、Sr、Ba、及びZnよりなる群から選ばれる1種又は2種以上を合計で90mol%以上含むものである。MIIIはAlが80mol%以上を占める3価の金属元素であり、MIVはSiが90mol%以上を占める4価の金属元素であり、yは0<y≦0.2を満足する数であり、wは0≦w<0.2を満足する数であり、xは0<x≦0.45を満足する数であり、nは0≦nを満足する数であり、nとxは、0.002≦(3n+2)x/4≦0.9を満足する数である。
(EuyMII 1-yMIIIMIVN3)1-x(MIV (3n+2)/4NnO)x …[11]
0.01≦x≦0.45かつ0.02≦(3n+2)x/4≦0.9が好ましく、
0.04≦x≦0.4かつ0.08≦(3n+2)x/4≦0.8がより好ましく、
0.1≦x≦0.4かつ0.16≦(3n+2)x/4≦0.8が更に好ましく、
0.2≦x≦0.4かつ0.4≦(3n+2)x/4≦0.8が最も好ましい。
そこで、先願に係る蛍光体と本発明の蛍光体との相違を以下に説明する。
先願に開示された蛍光体の結晶構造は図5に示すとおりCaの位置はすべて満たされており、酸素はSi−NをAl−Oで置き換えることにより導入される。組成式で示せばCaAl1+xSi1-xN3-xOxとなる。
先に本発明者らは、CaAlSiN3結晶の結晶構造解析により、本結晶がCmc21又はP21なる空間群に属し、下記表1に示す原子座標位置を占めることを明らかにし、リートベルト解析により原子座標を決定した。すなわち、CaAlSiN3 結晶自体は斜方晶系で、格子定数は、a=9.8007(4)Å、b=5.6497(2)Å、c=5.0627(2)Åである。またSi2N2Oの結晶構造についても表1にまとめた。両化合物が同一の空間群Cmc21又はP21に属することがわかる。
2θ=2sin-1[0.5λ(h2/a2+k2/b2+l2/c2)0.5]
なお、λはX線源として用いたCuのKα線の波長1.54056Åである。
表2にみられる解析から、xの値を0,0.11,0.33と増大させると、a軸の格子定数が9.7873,9,6899,9.4588、b軸の格子定数が5.6545,5.6537,5.6604、c軸の格子定数が5.0600,5.0413,4.9864とそれぞれ変化していくことがわかる。
このように、本発明で得られた蛍光体はCaAlSiN3:EuとSi2N2Oが固溶化した結晶中に発光中心であるEu2+イオンが分布している無機化合物結晶であると結論できる。
(CeyLnzMII 1-y-zMIIIMIVN3)1-x(MIV (3n+2)/4NnO)x …[21]
y及びzは付活剤の量を表すパラメーターである。yは付活元素Ceのモル比であり、0<y≦0.2を満足する数である。付活剤がEu単独の場合に比較してCe単独の場合は発光波長が短波側に移動する。yが0.2を超えると濃度消光をおこし、0.0005を下回ると発光が不十分となる傾向がある。従って、yは好ましくは0.0005<y≦0.1である。
そこで、先願に係る蛍光体と本発明の蛍光体との相違を以下に説明する。
先願に開示された蛍光体の結晶構造は図5に示すとおりCaの位置はすべて満たされており、酸素はSi−NをAl−Oで置き換えることにより導入される。組成式で示せばCaAl1+xSi1-xN3-xOxとなる。
上記一般式[21]において、MII=Ca、MIII=Al、MIV=Siを選択し、x=0.18、y(1−x)=0.032、z(1−x)=0となるよう各原料を添加し、高温焼成すると、X線回折パターンの解析から、斜方晶系(又は単斜晶系)で空間群Cmc21(又はP21)を持ち、CaAlSiN3とSi2N2Oの中間領域の格子定数を持つ結晶が得られていることがわかった。図1に、CeO2及びAl2O3を酸素源として1900℃で、2時間焼成して得られた物質のX線回折パターンを示す。
特許文献13は一般式a((1−x−y)MO・xEuO・yCe2O3)・bSi3N4・cAlNの組成式を有する蛍光体が温色系、赤色系の発光が得られることを開示している。ここでMはアルカリ土類金属でSrが最も好ましいとしている。特許文献13では、上記一般式において「MO」の表記より明瞭なように、アルカリ土類金属イオンの数と同数の酸素イオンが含まれていることが必須であり、明細書中に焼成によりアルカリ土類金属酸化物に変化する物質を原料とする旨、記載していることからも裏付けられる。また、得られた蛍光体の結晶構造は明確に開示されていないが、Sr2Al2Si3O2N6を母体結晶とする蛍光体である可能性を示唆している。
以上のことから本発明と特許文献13とは母体の結晶構造が異なり、組成範囲も異なる別の発明といえる。
(EuyLn''WMII 1-y-WMIIIMIVN3)1-x'(AMIV 2N3)x' …[30]
(EuyMII 1-yMIIIMIVN3)1-x'(AMIV 2N3)x' …[31]
yはEuの量を表すパラメーターである。yはEuのモル比であり、0<y≦0.2を満足する数である。yが0.2を超えると濃度消光をおこし、0.003を下回ると発光が不十分となる傾向がある。従って、yは好ましくは0.003≦y≦0.2である。
本発明者らは、この系において付活剤をEuとすると、Euの添加量や、AMIV 2N3の固溶割合により発光特性を変化させることができることを見出した。
上記一般式[31]において、MII=Ca、MIII=Al、MIV=Si、A=Liを選択し、y(1−x’)=0.008と固定し、x'=0、x'=0.18、x'=0.33、となるよう各原料を添加し、高温焼成したものについて測定したX線回折のピーク位置と、空間群をCmc21と仮定して原子座標より計算したピーク位置は表5に示すように良い一致を示す。
2θ=2sin-1[0.5λ(h2/a2+k2/b2+l2/c2)0.5] …[2]
(CeyLnzMII 1-y-zMIIIMIVN3)1-x'(AMIV 2N3)x' …[41]
yはCeの量を表すパラメーターである。yはCeのモル比であり、0<y≦0.2を満足する数である。yが0.2を超えると濃度消光をおこし、0.003を下回ると発光が不十分となる傾向がある。従って、yは好ましくは0.003≦y≦0.2である。
[蛍光体混合物及び蛍光体含有組成物]
本発明の蛍光体を発光装置等の用途に使用する場合には、これを液体媒体中に分散させた形態で用いることが好ましい。また、本発明の蛍光体を含有する蛍光体混合物として用いることもできる。本発明の蛍光体を液体媒体中に分散させたものを、適宜「蛍光体含有組成物」と呼ぶものとする。
次に、本発明の発光装置について説明する。本発明の発光装置は、第1の発光体と、第1の発光体からの光の照射によって可視光を発する第2の発光体とを、少なくとも備えて構成される。
420nm〜500nmの波長の光を発する青色LED発光素子と上述した本発明の蛍光体との組み合わせがある。この構成では、LEDが発する青色光が蛍光体に照射されると、本発明の蛍光体の発光色とLED自身の青色光が混合されて白色の発光装置となる。
本発明の発光装置においては、その他の蛍光体として以下のものを使用することができる。
これらの蛍光体粒子の平均粒径は特に限定されないが、通常100nm以上、好ましくは2μm以上、特に好ましくは5μm以上、また、通常100μm以下、好ましくは50μm以下、特に好ましくは20μm以下である。
1は蛍光体であり、例えば、本発明の蛍光体と青色蛍光体と緑色蛍光体の混合物、本発明の蛍光体と緑色蛍光体の混合物、或いは本発明の蛍光体と黄色蛍光体との混合物である。図3の照明器具は、この蛍光体1を分散させた樹脂層6で、容器7内に配置された発光光源としてのLED2を被覆した構造とされている。LED2は導電性端子3上に直接接続され、また、導電性端子4とワイヤーボンド5で接続されている。
導電性端子3,4に電流を流すと、LED2は所定の光を発し、この光で蛍光体1が励起されて蛍光を発し、LEDの光と蛍光、或いは蛍光同士が混合されて白色〜電球色の光を発する照明装置として機能する。
本発明の画像表示装置は少なくも励起源と本発明の蛍光体で構成される。好ましくは、さらにカラーフィルターを構成要素として有していることが好ましい。画像表示装置としては、蛍光表示管(VFD)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、陰極線管(CRT)などがある。
特定の化学組成を有する無機化合物結晶相よりなる本発明の蛍光体は、赤色の物体色を持つことから赤色顔料又は赤色蛍光顔料として使用することができる。すなわち、本発明の蛍光体に太陽光や蛍光灯などの照明を照射すると赤色の物体色が観察されるが、その発色がよいこと、そして長期間に渡り劣化しないことから、本発明の蛍光体は赤色無機顔料に好適である。このため、塗料、インキ、絵の具、釉薬、プラスチック製品に添加する着色剤などに用いると長期間に亘って良好な発色を高く維持することができる。
本発明の窒化物蛍光体は、紫外線を吸収するため紫外線吸収剤としても好適である。このため、塗料として用いたり、プラスチック製品の表面に塗布したり内部に練り込んだりすると、紫外線の遮断効果が高く、製品を紫外線劣化から効果的に保護することができる。
以下の実施例及び比較例では、原料粉末として次のものを用いた。
・平均粒径0.5μm、酸素含有量0.93重量%、α型含有量92%の窒化ケイ素(Si3N4)粉末
・比表面積3.3m2/g、酸素含有量0.79重量%の窒化アルミニウム(AlN)粉末
・窒化カルシウム(Ca3N2)粉末
・アルミナ(Al2O3)粉末
・金属ユーロピウムをアンモニア中で窒化して合成した窒化ユーロピウム(EuN)粉末
・二酸化ケイ素(SiO2)粉末
・酸化ユーロピウム(Eu2O3)粉末
表6に示す理論組成式の化合物を得るべく、表6に示す原料粉末をそれぞれ表6に示す重量(g)だけ秤量し、メノウ乳棒と乳鉢で10分間混合後、得られた混合物を窒化ホウ素製のるつぼに充填した(体積充填率38%)。なお、粉末の秤量、混合の各工程は全て、水分1ppm以下、酸素1ppm以下の窒素雰囲気を保持することができるグローブボックス中で操作を行った。
まず、試料50mgを白金るつぼに入れて、炭酸ナトリウム0.5gとホウ酸0.2gを添加して加熱融解した後に、塩酸2mlに溶かして100mlの定容として測定用溶液を作製した。この液体試料をICP発光分光分析することにより、粉体試料中の、Si、Al、Eu、Ca量を定量した。また、試料20mgをスズカプセルに投入し、これをニッケルバスケットに入れたものを、LECO社製TC−436型酸素窒素分析計を用いて、粉体試料中の酸素と窒素を定量した。
また、比較例で得られた蛍光体は、蛍光体に含まれるアルカリ土類金属元素が、当該アルカリ土類金属元素よりも低原子価の元素又は空孔で置換されていない、或いは、蛍光体に含まれる希土類金属元素が、当該希土類金属元素よりも低原子価の元素又は空孔で置換されていないものである。
なお、x=0(比較例I−2)、x=0.11(実施例I−3)、x=0.33(実施例I−2)の蛍光体の465nm励起下発光スペクトルは図2に示す通りである。
次に、Si2N2Oの代わりに一般式Si(3n+2)/4NnOを用いた場合についての実施例I−12〜22を示す。
実施例I−12〜22では、(Eu0.008/(1-x)Ca(1-0.008/(1-x))AlSiN3)1-x(Si(3n+2)/4NnO)xにおいてn及びxが異なる蛍光体を、実施例I−1と同様の製造方法により、製造した。試験方法も実施例I−1と同様に行った。
得られた各蛍光体を波長465nmの光を発するランプで励起したときの発光スペクトルを蛍光分光光度計で測定した。発光ピーク波長と、比較例I−3の蛍光体の発光輝度を100としたときの相対輝度を求め、結果を表8に示した。
なお、表8には実施例I−9と比較例I−3、5の値も併記した。
これらの結果より、n=0、0.5、1、1.5、2、3及び4の組成から得られた蛍光体は同一の結晶構造を有することがわかる。
図8に、実施例I−12〜18で得られた蛍光体の発光スペクトルを示す。
これらの実施例ではすべてx=0.11、y=0.008と一定の値である。
図8から、nが増加するにつれピーク波長が短波長側に移動し、半値幅が増大していることがわかる。
図9にn=2及び1の場合にxをそれぞれ0.11、0.18、0.33と変化させた蛍光体を波長465nmの光で励起したときの発光スペクトルを示す(実施例I−9、14及び19〜22)。参考のためx=0(比較例I−3及び5)の場合も図9中に示した。xの増加に伴いピーク波長が短波長側に移動し、半値幅が増大していることがわかる。nについてはn=1よりn=2の効果が大きいことがわかる。
以下の実施例及び比較例では、原料粉末として次のものを用いた。
・平均粒径0.5μm、酸素含有量0.93重量%、α型含有量92%の窒化ケイ素(Si3N4)粉末
・比表面積3.3m2/g、酸素含有量0.79重量%の窒化アルミニウム(AlN)粉末
・窒化カルシウム(Ca3N2)粉末
・アルミナ(Al2O3)粉末
・金属ユーロピウムをアンモニア中で窒化して合成した窒化ユーロピウム(EuN)粉末
・酸化セリウム(CeO2)粉末
表9に示す理論組成式の物質を得るべく、表9に示す原料粉末をそれぞれ表9に示す仕込み重量(g)だけ秤量し、メノウ乳棒と乳鉢で10分間混合後、得られた混合物を、内径20mm、内側高さ20mmの窒化ホウ素製のるつぼに充填した。なお、粉末の秤量、混合の各工程は全て、水分1ppm以下、酸素1ppm以下の窒素雰囲気を保持することができるグローブボックス中で操作を行った。
まず、試料50mgを白金るつぼに入れて、炭酸ナトリウム0.5gとホウ酸0.2gを添加して加熱融解した後に、塩酸2mlに溶かして100mlの定容として測定用溶液を作製した。この液体試料をICP発光分光分析することにより、粉体試料中の、Si、Al、Eu、Ce、Ca量を定量した。また、試料20mgをスズカプセルに投入し、これをニッケルバスケットに入れたものを、LECO社製TC−436型酸素窒素分析計を用いて、粉体試料中の酸素と窒素を定量した。
上記実施例II−5、7及び8得られた蛍光体は、蛍光体に含まれるアルカリ土類金属元素が、当該アルカリ土類金属元素よりも低原子価の元素又は空孔で置換されていない、或いは、蛍光体に含まれる希土類金属元素が、当該希土類金属元素よりも低原子価の元素又は空孔で置換されていないものである。
また、比較例で得られた蛍光体は、蛍光体に含まれるアルカリ土類金属元素が、当該アルカリ土類金属元素よりも低原子価の元素又は空孔で置換されておらず、蛍光体に含まれる希土類金属元素が、当該希土類金属元素よりも低原子価の元素又は空孔で置換されてもいないものである。
付活剤がCe単独である実施例II−5とEu単独である比較例II−1とを比較すると、EuがCeに換わったことにより発光波長ピークが短波長にシフトした。また、CeとEu両者を添加した実施例II−8ではほぼ両者の中間の波長範囲の発光が見られる。更に視点を変え、実施例II−3、4より、CaAlSiN3にSi2N2Oを固溶させた母体結晶に付活剤としてCeを添加すると赤色光のピーク波長が576nmから587nmの橙色光へと顕著にシフトし、また相対輝度も高くなっていることがわかる。一方、実施例II−10に示すように、この系にさらにEuを添加すると、波長変化の程度は小さくなる。
以下の実施例及び比較例では、原料粉末として次のものを用いた。
・平均粒径0.5μm、酸素含有量0.93重量%、α型含有量92%の窒化ケイ素(Si3N4)粉末
・比表面積3.3m2/g、酸素含有量0.79重量%の窒化アルミニウム(AlN)粉末
・窒化カルシウム(Ca3N2)粉末
・窒化リチウム(Li3N)粉末
・金属ユーロピウムをアンモニア中で窒化して合成した窒化ユーロピウム(EuN)粉末
表11に示す理論組成式の物質を得るべく、表11に示す原料粉末をそれぞれ表11に示す仕込み重量(g)だけ秤量し、メノウ乳棒と乳鉢で10分間混合後、得られた混合物を、窒化ホウ素製のるつぼに充填した。なお、粉末の秤量、混合の各工程は全て、水分1ppm以下、酸素1ppm以下の窒素雰囲気を保持することができるグローブボックス中で操作を行った。
まず、試料50mgを白金るつぼに入れて、炭酸ナトリウム0.5gとホウ酸0.2gを添加して加熱融解した後に、塩酸2mlに溶かして100mlの定容として測定用溶液を作製した。この液体試料をICP発光分光分析することにより、粉体試料中の、Si、Al、Eu、Ce、Ca量を定量した。また、試料20mgをスズカプセルに投入し、これをニッケルバスケットに入れたものを、LECO社製TC−436型酸素窒素分析計を用いて、粉体試料中の酸素と窒素を定量した。
窒化ホウ素の添加効果を見るために、比較例III−1の原料組成に外割りで窒化ホウ素を2000ppm及び4000ppm添加したこと以外は実施例III−1と同様に実施し、評価結果を表12に示した。
焼成温度又は焼成雰囲気の影響を見るために、比較例III−1の原料組成において、表11に示す焼成条件としたこと以外は実施例III−1と同様に実施し、評価結果を表12に示した。
比較例III−2,3のように、窒化ホウ素の使用法として、容器への使用の上に更に焼成前に原料中への混入を実施しても発光特性の向上は見られなかった。
比較例III−4,5の結果から、焼成温度や焼成雰囲気中の水素の有無は、得られる蛍光体の発光特性に大きな差を与えないことが分かる。
また、比較例III−1〜5で得られた蛍光体は、蛍光体に含まれるアルカリ土類金属元素が、当該アルカリ土類金属元素よりも低原子価の元素又は空孔で置換されていない、或いは、蛍光体に含まれる希土類金属元素が、当該希土類金属元素よりも低原子価の元素又は空孔で置換されていないものである。
以下の実施例及び比較例では、原料粉末として次のものを用いた。
・平均粒径0.5μm、酸素含有量0.93重量%、α型含有量92%の窒化ケイ素(Si3N4)粉末
・窒化リチウム(Li3N)粉末
・(Ca0.2Sr0.7925Ce0.0075)AlSi合金を190MPaの窒素雰囲気下、1900℃において焼成することによって窒化して合成した(Ca0.2Sr0.7925Ce0.0075)AlSiN3蛍光体
以下に示す理論組成式の化合物を得るべく、表13に示す原料粉末をそれぞれ表13に示す重量(g)だけ秤量し、メノウ乳棒と乳鉢で10分間混合後、得られた混合物を窒化ホウ素製のるつぼに充填した(体積充填率38%)。なお、粉末の秤量、混合の各工程は全て、水分1ppm以下、酸素1ppm以下の窒素雰囲気を保持することができるグローブボックス中で操作を行った。
理論組成式:(Ca0.2Sr0.7925Ce0.0075AlSiN3)0.61(LiSi2N3)0.39
比較のために、Ca0.2Sr0.7925Ce0.0075AlSiN3のXRDパターンも図13に示す。格子定数のシフトが起こるとして2θの計算値と実測値とがほぼ一致すること;結晶の空間群Cmc21、斜方晶の状態が維持されていること;(Ca0.2Sr0.7925Ce0.0075AlSiN3)1-x(LiSi2N3)xに関するCaAlSiN3構造の固溶体が形成されていること;がわかる。また、図13のXRDパターンの比較から(Ca0.2Sr0.7925Ce0.0075AlSiN3)1-x(LiSi2N3)xのピーク全てがCa0.2Sr0.7925Ce0.0075AlSiN3のそれら全てに対して高角側にシフトしていることがわかる
2 LED
3,4 導電性端子
5 ワイヤーボンド
6 樹脂層
7 容器
8 本発明の赤色蛍光体
9 緑色蛍光体
10 青色蛍光体
11,12,13 セル
14,15,16,17 電極
18,19 誘電体層
20 保護層
21,22 ガラス基板
Claims (8)
- 下記一般式[30]又は[41]で表される化学組成を有する結晶相を含有することを特徴とする蛍光体。
(Eu y Ln'' W M II 1-y-W M III M IV N 3 ) 1-x' (AM IV 2 N 3 ) x' …[30]
(上記一般式[30]において、Ln''はEuを除いたランタノイド、Mn及びTiからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素であり、M II は、Mg、Ca、Sr、Ba、及びZnの合計が90mol%以上を占める2価の金属元素であり、M III は、Alが80mol%以上を占める3価の金属元素であり、M IV は、Siが90mol%以上を占める4価の金属元素であり、AはLi、Na、及びKからなる群から選ばれる1種以上の金属元素であり、x’は0<x’<1.0を満足する数であり、yは0<y≦0.2を満足する数であり、wは0≦w<0.2を満足する数である。)
(Ce y Ln z M II 1-y-z M III M IV N 3 ) 1-x' (AM IV 2 N 3 ) x' …[41]
(上記一般式[41]において、LnはCeを除いたランタノイド、Mn及びTiからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素であり、M II は、Mg、Ca、Sr、Ba、及びZnの合計が90mol%以上を占める2価の金属元素であり、M III は、Alが80mol%以上を占める3価の金属元素であり、M IV は、Siが90mol%以上を占める4価の金属元素であり、AはLi、Na、及びKからなる群から選ばれる1種以上の金属元素であり、x’は0<x’<1.0を満足する数であり、yは0<y≦0.2を満足する数であり、zは0≦z≦0.2を満足する数である。) - 上記一般式[30]又は[41]において、M II は、CaとSrの合計が80mol%以上を占めることを特徴とする請求項1に記載の蛍光体。
- 上記一般式[30]又は[41]において、x’が0.03≦x’≦0.35を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載の蛍光体。
- 前記結晶相の結晶構造が空間群Cmc2 1 又はP2 1 に属す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。
- 上記一般式[30]又は[41]において、M II がCaであり、M III がAlであり、M IV がSiであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の蛍光体。
- 請求項1乃至5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蛍光体混合物。
- 330nm〜500nmの波長の光を発生する第1の発光体と、該第1の発光体からの光の照射によって可視光を発生する第2の発光体とを有する発光装置において、該第2の発光体が、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の蛍光体を含有してなることを特徴とする発光装置。
- 励起源と蛍光体とを有する画像表示装置において、該蛍光体として少なくとも請求項1乃至5のいずれか1項に記載の蛍光体を用いたことを特徴とする画像表示装置。
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