TW202104550A - 螢光體粉末及發光裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之一態樣為一種螢光體粉末，包含經Eu活化的β型矽鋁氮氧化物螢光體粒子作為主成分。將未施以超音波均質機處理之該螢光體粉末中之藉由使用雷射繞射式粒度分布測定裝置之濕式測定測得之中值粒徑(D50 )設為D1，並將經以下列條件實施了超音波均質機處理之該螢光體粉末中之藉由使用雷射繞射式粒度分布測定裝置之濕式測定所測定之中值粒徑(D50 )設為D2時，D1/D2為1.05以上1.70以下。條件：將使該螢光體粉末30mg均勻地分散於濃度0.2%之六偏磷酸鈉水溶液100ml中所成之分散液裝入底面內徑為5.5cm的圓柱狀容器中。然後於將超音波均質機之外徑為20mm的圓柱狀末端在該分散液中浸漬1.0cm以上的狀態下，以頻率19.5kHz、輸出功率150W的條件對該分散液照射超音波3分鐘。

Description

螢光體粉末及發光裝置
本發明關於螢光體粉末及發光裝置。
近年有人進行了將LED等半導體發光元件，與吸收來自該半導體發光元件的光的一部分後將吸收的光變換成長波長的波長變換光而發光之螢光體予以組合而成之發光裝置的開發。就螢光體而言，結晶結構比較穩定的氮化物螢光體、氮氧化物螢光體係受到注目。尤其經Eu活化的β型矽鋁氮氧化物螢光體除了耐熱性、耐久性優異，且隨著溫度上昇的亮度變化小的特徵以外，因為能受紫外光到藍色光之寬的波長範圍的光激發而發出在520~550nm之波長區域具有峰部的綠色光，所以作為對白色LED有幫助的螢光體而向實用化進展(參照專利文獻1)。 例如，專利文獻2揭示一種β型矽鋁氮氧化物螢光體，係滿足平均粒度(d1)(空氣通過法)為9~16μm、粒度分布之中值粒徑(50%D)為12.5~35μm、且50%D/d1＝1.4~2.2的條件。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2010/143590號 [專利文獻2]國際公開第2011/083671號
[發明所欲解決之課題]
近年隨著對白色LED的需求增加而要求更進一步的高亮度化，針對用於白色LED之β型矽鋁氮氧化物螢光體之特性的要求水準正逐漸提高。
有鑑於上述課題，本發明之目的為提供有關能使白色LED之亮度提高的β型矽鋁氮氧化物螢光體之技術。 [解決課題之手段]
根據本發明，提供一種螢光體粉末，包含經Eu活化的β型矽鋁氮氧化物螢光體粒子作為主成分， 將未施以超音波均質機處理之該螢光體粉末中之藉由使用雷射繞射式粒度分布測定裝置之濕式測定所測定之中值粒徑(D50 )定義為D1， 將經以下列條件實施了超音波均質機處理之該螢光體粉末中之藉由使用雷射繞射式粒度分布測定裝置之濕式測定所測定之中值粒徑(D50 )定義為D2時， D1/D2為1.05以上1.70以下。 (條件) 將使該螢光體粉末30mg均勻地分散於濃度0.2%之六偏磷酸鈉水溶液100ml中所成之分散液裝入底面內徑為5.5cm的圓柱狀容器中，然後於將超音波均質機之外徑為20mm的圓柱狀末端在該分散液中浸漬1.0cm以上的狀態下，以頻率19.5kHz、輸出功率150W的條件對該分散液照射超音波3分鐘。
又，根據本發明，提供一種發光裝置，具備發光元件與上述螢光體粉末。 [發明之效果]
藉由本發明之螢光體粉末，可使白色LED之亮度提高。
以下針對本發明之實施形態進行詳細說明。
本案發明人們，調查經Eu活化的β型矽鋁氮氧化物螢光體粒子的凝聚狀態與使用該螢光體粒子之白色LED的亮度間的關係後，發現螢光體粒子經超音波均質機處理前後之中值粒徑的比，與使用該螢光體之白色LED的亮度間有著密切的關聯性。習知的經Eu活化的β型矽鋁氮氧化物螢光體粒子中，尚未對調節超音波均質機處理前後之中值粒徑的比進行任何研究，因此認為尚有藉由控制螢光體粒子之凝聚程度而使白色LED的亮度提高之餘地而完成本發明。
實施形態之螢光體粉末，包含經Eu活化的β型矽鋁氮氧化物螢光體粒子(以下，有時係簡單稱作「螢光體粒子」)作為主成分。在此所謂主成分，係指相對於螢光體粉末之整體，包含90質量%以上經Eu活化的β型矽鋁氮氧化物螢光體粒子的情況。此時，螢光體粉末亦可含有經Eu活化的β型矽鋁氮氧化物螢光體粒子以外的螢光體粒子。 又，本實施形態之螢光體粉末係由經Eu活化的β型矽鋁氮氧化物螢光體粒子構成，換言之，經Eu活化的β型矽鋁氮氧化物螢光體粒子的含有率為100質量%較為理想。 本實施形態之經Eu活化的β型矽鋁氮氧化物螢光體粒子的成分為在以通式：Si6-z Alz Oz N8-z (z＝0.005~1)表示之β型矽鋁氮氧化物中固溶有作為發光中心之二價銪(Eu2 ＋ )的螢光體。
實施形態之螢光體粉末，包含經Eu活化的β型矽鋁氮氧化物螢光體粒子作為主成分，將未施以超音波均質機處理之該螢光體粉末中之藉由使用雷射繞射式粒度分布測定裝置之濕式測定所測定之中值粒徑(D50 )定義為D1，並將經以下列條件實施了超音波均質機處理之該螢光體粉末中之藉由使用雷射繞射式粒度分布測定裝置之濕式測定所測定之中值粒徑(D50 )定義為D2時， D1/D2為1.05以上1.70以下。 (條件) 將使該螢光體粉末30mg均勻地分散於濃度0.2%之六偏磷酸鈉水溶液100ml中所成之分散液裝入底面內徑為5.5cm的圓柱狀容器中。然後於將超音波均質機之外徑為20mm的圓柱狀末端在該分散液中浸漬1.0cm以上的狀態下，以頻率19.5kHz、輸出功率150W的條件對該分散液照射超音波3分鐘。
本實施形態之螢光體粉末，為藉由進行上述特定條件之超音波均質機處理而使螢光體粒子的凝聚散開而單分散化者。換言之，本實施形態之螢光體粉末為螢光體粒子適度地凝聚所成者。又，在幾乎沒有凝聚的情況下，因為其接近單分散之狀態，所以即使藉由上述特定條件之超音波均質機處理使其分散，D1與D2仍幾乎相同，D1/D2接近為1。又，在螢光體粒子之凝聚程度過大的情況下，因為藉由上述特定條件之超音波均質機處理使凝聚散開並單分散化的螢光體粒子變多，所以D1/D2會變大。 本實施形態之螢光體粉末，藉由使D1/D2在1.05以上，可達成讓使用該螢光體粉末之白色LED的亮度提高。另一方面，若使D1/D2在1.70以下，可藉由抑制粒子的凝聚，使下述白色LED在密封材料中的分散性良好，並抑制亮度的降低。 如專利文獻1、2所記載，由通常技術水準之β型矽鋁氮氧化物螢光體粒子構成之螢光體粉末，即使進行超音波均質機處理，螢光體粉末的凝聚狀態也幾乎不會變動。亦即，可說是幾乎不凝聚。相對於此，本實施形態之螢光體粉末，藉由將D1/D2特定在預定的範圍內而使螢光體粉末適度地凝聚，可提高將本實施形態之螢光體粉末用於白色LED時的全光通量。
又，上述條件之分散液，係將螢光體粉末30mg與調整成0.2%之六偏磷酸鈉水溶液100ml置入200ml的燒杯內之後，在室溫(25℃)下使用刮勺在不生成沉澱的程度下均勻地攪拌所獲得。
又，螢光體粉末之中值粒徑(D50 )，具體而言係藉由使用雷射繞射式粒度分布測定裝置之濕式測定、流量計法所算出。此時，將粉末供給至測量裝置時不施加超音波，使用附設之SDC(Sample Delivery Controller)作為試樣供給器，以泵流速75%供給試樣並進行測定。又，使用調整成0.2%之六偏磷酸鈉水溶液作為分散媒。
D1/D2之下限為1.10以上較為理想，1.15以上更為理想，1.20以上更甚理想。另一方面，D1/D2為1.65以下較為理想，1.55以下更為理想。藉由使D1/D2之下限及上限落在上述範圍，能讓使用該螢光體粉末之白色LED的亮度更提高。
D1之下限為10μm以上較為理想，13μm以上更為理想，16μm以上更甚理想。又，D1之上限為35μm以下較為理想，32μm以下更為理想，29μm以下更甚理想。藉由使D1之下限及上限落在上述範圍，能讓使用該螢光體粉末之白色LED的亮度更進一步地提高。
D2之下限為8μm以上較為理想，11μm以上更為理想，14μm以上更甚理想。D2之上限為25μm以下較為理想，22μm以下更為理想，19μm以下更甚理想。藉由使D2之下限及上限落在上述範圍，能讓使用該螢光體粉末之白色LED的亮度更進一步地提高。
又，實施形態之螢光體粉末之藉由使用雷射繞射式粒度分布測定裝置之濕式測定所測定的中值粒徑(D10 )為7.0~25μm較為理想，9.5~20μm更為理想。 又，本實施形態之螢光體粉末之藉由使用雷射繞射式粒度分布測定裝置之濕式測定所測定的中值粒徑(D90 )為20~60μm較為理想，25~55μm更為理想。 藉由使本實施形態之螢光體粉末的中值粒徑(D10 )、中值粒徑(D90 )若在上述數值範圍內，能抑制螢光體粉末間的差異，讓使用該螢光體粉末之白色LED的亮度更進一步地提高。
(螢光體粉末之製造方法) 本實施形態之螢光體粉末的製造方法如下列所述，例如以混合步驟、第1煅燒步驟、第2煅燒步驟、解碎･粉碎步驟、退火處理步驟、酸處理步驟及洗淨･過濾步驟所構成。藉由綜合且適當地組合上述各步驟並調節退火處理步驟中之填充方法(填充密度)、降溫速度等，以實現上述D1/D2。
＜混合步驟＞ 混合步驟中，分別將例如氮化矽等矽化合物，例如氮化鋁、氧化鋁等鋁化合物，以及選自於Eu的金屬、氧化物、碳酸鹽、鹵化物、氮化物或氮氧化物之Eu化合物(統稱原料化合物)進行秤量並混合以構成本實施形態之螢光體粉末，製備原料混合物。將原料化合物混合的方法並不特別限定，例如使用V型混合機等公知的混合裝置進行混合，更可列舉如使用研缽、球磨機、行星研磨機、噴射研磨機等進行充分混合的方法。又，在混合會與空氣中的水分及氧氣進行激烈反應的氮化銪等的時候，在經非活性氣體環境置換後之手套箱內進行處理較為適當。
就鋁化合物而言，亦可列舉如選自於藉由加熱而分解並產生氧化鋁之含鋁化合物中之1種以上的鋁化合物。
＜第1煅燒步驟＞ 將上述原料混合粉末填充於至少與該原料接觸的面係由氮化硼構成之坩堝等容器中，並在氮氣環境中以1550℃以上2100℃以下的溫度予以加熱，以使原料粉末內的反應進行。第1煅燒步驟，係以利用反應使Eu在混合粉末中達成高分散化為目的，在此階段若能生成部分的β型矽鋁氮氧化物即可，並無關乎其生成率的大小。Eu藉由在含有於原料中之氧化物成為高溫而生成之液相中擴散以高分散化。藉由使煅燒溫度在1550℃以上，可使此液相之存在量充足且Eu充分擴散。藉由使煅燒溫度在2100℃以下，可以不需要用以抑制β型矽鋁氮氧化物的分解之非常高的氮氣壓力，所以在工業上較為理想。第1煅燒步驟之煅燒時間係依煅燒溫度而定，但調整在2小時以上18小時以下的範圍內較為理想。
第1煅燒步驟中獲得之試樣(第1煅燒粉)根據原料摻合組成、煅燒溫度的不同而成為粉末狀或塊狀。此時則視需要進行解碎、粉碎，例如使其成為能全部通過孔目45μm之網篩之程度的粉末狀。
＜第2煅燒步驟＞ 然後，對此第1煅燒粉添加選自於氮化矽、氧化矽、氮化鋁、氧化鋁、氧化銪中之一種以上，藉由與混合步驟同樣的方法進行混合，填充於容器中，在氮氣環境中以1900℃以上2100℃以下的溫度實施第2煅燒步驟，獲得固溶有Eu之β型矽鋁氮氧化物。第2煅燒步驟中，為了提高β型矽鋁氮氧化物的生成率，煅燒溫度為1900℃以上較為理想。第2煅燒步驟之煅燒時間係依煅燒溫度而定，但調整在6小時以上18小時以下的範圍內較為理想。
＜解碎･粉碎步驟＞ 因為第2煅燒步驟後的試樣(第2煅燒粉)會成為塊狀，因此將粉碎、解碎視需要和分級操作組合以獲得預定尺寸的粉末狀。就具體的處理操作的例子而言，可列舉如將第2煅燒粉予以解碎並粉碎，以孔目20μm以上45μm以下的範圍進行網篩分級處理而獲得通過網篩之粉末的方法，或是使用球磨機、振動研磨機、噴射研磨機等一般的粉碎機將第2煅燒粉粉碎至預定的粒度的方法。又，使用粉碎機的時候，應盡可能採用緩和的粉碎裝置、粉碎條件，以不對第2煅燒粉造成機械性的損傷的方式進行較為理想。
又，為了防止雜質元素在上述粉碎處理時混入，與係被粉碎物之第2煅燒粉接觸之粉碎裝置的零件為氮化矽、氧化鋁、矽鋁氮氧化物等高靭性陶瓷製者較為理想。解碎･粉碎步驟結束後之第2煅燒粉，考量最終欲獲得對激發光之吸收效率高，且用於可發揮充分發光效率之LED的氮氧化物螢光體的觀點，以使其成為平均粒徑為50μm以下之粉末狀的方式進行調整較為理想。
＜退火處理步驟＞ 將藉由上述方法合成之經Eu活化的β型矽鋁氮氧化物粉末在純氮以外的非氧化性氣體環境中以比第2煅燒步驟更低的溫度進行退火處理，一邊提高Eu中Eu2 ＋ 的比例，一邊使其變化成能將阻礙螢光發光的Eu在下一步驟之酸處理中予以溶解除去的狀態。就進行退火處理之氣體環境而言，宜為稀有氣體或還原性氣體。稀有氣體為例如氬氣、氦氣等第18族元素之氣體。還原性氣體為例如氨氣、二氧化碳、一氧化碳、氫氣等具有還原力之氣體。還原性氣體可做為單體使用，亦可為與氮氣、稀有氣體等中性氣體混合而成之氣體。
退火處理之溫度係根據使用之氣體環境而有不同的合適範圍。若溫度過低，則Eu之狀態變化不會進行且其特性亦不提升，若溫度過高則β型矽鋁氮氧化物會分解所以並不理想。在氬氣、氦氣等稀有氣體環境下進行退火處理時的合適溫度範圍為1350℃以上1600℃以下。退火處理步驟中之退火時間係依退火溫度而定，但調整在4小時以上12小時以下的範圍內較為理想。 又，考量使上述D1/D2為適合的數值的觀點，在進行上述退火處理時，將經Eu活化的β型矽鋁氮氧化物粉末一邊輕敲一邊填充至附蓋之容器(接觸原料的面為氮化硼構成之坩堝等)，使填充度適度地提高較為理想。就填充度而言，可列舉如經Eu活化的β型矽鋁氮氧化物粉末與蓋接觸之程度的緊密狀態。 又，考量使上述D1/D2為適當的數值的觀點，將退火處理後之經Eu活化的β型矽鋁氮氧化物粉末以比習知的水準更快的降溫速度進行冷卻較為理想。就冷卻條件而言，可列舉如1000℃~1500℃之溫度範圍3~10℃/分較為理想，在上述溫度範圍內以4~6℃/分的速度降溫更為理想。
＜酸處理步驟＞ 然後，對進行了退火處理之β型矽鋁氮氧化物粉末進行酸處理。就用於酸處理之酸而言，可使用選自於氫氟酸、硫酸、磷酸、鹽酸、硝酸中之1種或2種以上的酸，以包含這些酸之水溶液的形式使用。此酸處理的主要目的為除去在退火處理時生成之阻礙螢光、發光之化合物，使用氫氟酸與硝酸的混酸較為理想。此酸處理步驟，係藉由將進行了退火處理之β型矽鋁氮氧化物粉末在上述包含酸之水溶液中予以分散，並藉由數分鐘至數小時的程度(例如：10分鐘以上3小時以內)予以攪拌而使其與上述酸進行反應來進行。酸的溫度可為室溫，因為溫度越高則反應越容易進行，所以50℃以上80℃以下較為理想。
＜洗淨･過濾步驟＞ 酸處理步驟後，以濾材等將β型矽鋁氮氧化物粉末與酸分離，並將分離之β型矽鋁氮氧化物粉末予以水洗。使用濾材將水洗後之β型矽鋁氮氧化物粉末予以過濾，獲得以經Eu活化的β型矽鋁氮氧化物螢光體粒子作為主成分之螢光體粉末。
本實施形態之螢光體粉末亦可封入鋁層合薄膜製之包裝體中。亦即，該包裝體在包裝內部以乾燥狀態含有本實施形態之螢光體粉末。
(發光裝置) 本實施形態之發光裝置，具備發光元件，及使用了上述實施形態之螢光體粉末之波長變換部。更具體來說，該發光裝置為具備本實施形態之螢光體粉末的白色發光二極體(LED)。在此種LED中，將螢光體粉末密封在密封材料後再使用較為理想。就此種密封材料而言並無特別限定，可列舉如聚矽氧樹脂、環氧樹脂、全氟聚合物樹脂、玻璃等。在顯示器的背光用途等要求高功率、高亮度的用途時，宜為即使曝露在高溫、強光下仍具有耐久性之密封材料較為理想，考量此觀點，聚矽氧樹脂係特別理想。
又，就發光光源而言，發出補強β型矽鋁氮氧化物螢光體之綠色發光之波長的光、發出能以良好效率激發β型矽鋁氮氧化物螢光體之波長的光者較為理想，例如可使用藍色光源(藍色LED等)。能使來自該發光光源的光的峰部波長為包含藍色的範圍的波長(例如420nm以上560nm以下之範圍)較為理想，能落在420nm以上480nm以下的範圍更為理想。
又本實施形態之發光裝置，可更包含在接受波長455nm之激發光之後發出峰部波長為610nm以上670nm以下之紅色光的螢光體(以下，稱作「紅色螢光體」)。此紅色螢光體可為單一一種，亦可為2種以上。具有此種構成之本發明的發光裝置，藉由將發出綠色光之β型矽鋁氮氧化物螢光體、生成藍色光之發光光源、及發出紅色光之紅色螢光體予以組合可獲得白色光，同時可藉由改變這3種顏色的混合比來獲得各種色域的發光。尤其，就紅色螢光體而言，若使用具有半值寬窄的發光頻譜之Mn活化K2 SiF6 螢光體，因為可獲得高色域的發光裝置所以較為理想。
本實施形態之發光裝置，藉由將上述螢光體粉末作為波長變換構件使用，可達成亮度的提高。
以上，雖已對本發明之實施形態進行了說明，但這些僅為本發明之例示，亦可採用上述以外的各種構成。 [實施例]
以下，雖根據實施例及比較例對本發明進行說明，但本發明並不受它們限定。
(實施例1) 針對實施例1之螢光體粉末之製造方法進行說明。
＜混合步驟＞ 使用V型混合機(筒井理化學器械(股)公司製、S-3)將α型氮化矽粉末(宇部興產(股)公司製、SN-E10級、氧含量1.0質量%)95.90質量%、氮化鋁粉末(德山(股)公司製、F級、氧含量0.8質量%)2.75質量%、氧化鋁粉末(大明化學工業(股)公司製、TM-DAR級)0.56質量%、氧化銪粉末(信越化學工業(股)公司製、RU級)0.80質量%予以混合，再使其全部通過孔目250μm之網篩去除凝聚，獲得原料混合粉末。此處之摻合比(第1摻合組成(質量%))係以將β型矽鋁氮氧化物之通式：Si6-z Alz Oz N8-z 中去除氧化銪後從Si/Al之比算出的z＝0.22的方式所設計者。
＜第1煅燒步驟＞ 在此將獲得之具有第1摻合組成的原料混合粉末200g填充至內徑10cm、高度10cm之附蓋的圓筒型氮化硼容器(電氣化學工業公司製、N-1級)中，以碳加熱器之電爐在0.8MPa的加壓氮氣環境中，以1850℃進行4小時的加熱處理(第1煅燒步驟)。使進行了上述加熱處理之粉末通過孔目45μm的網篩。又，粉末係全部通過網篩。實施此第1煅燒步驟，將通過網篩之粉末(稱作第1煅燒粉)與上述具有第1摻合組成的原料混合粉末以使質量比成為70：30之摻合比的方式(第2摻合組成(質量%))進行摻合，並以與上述同樣的方法進行混合。
＜第2煅燒步驟＞ 將獲得之混合粉末200g填充至內徑10cm、高度10cm之附蓋的圓筒型氮化硼容器中，以碳加熱器之電爐在0.8MPa的加壓氮氣環境中以2020℃實施12小時的加熱處理(第2煅燒步驟)。 ＜解碎･粉碎步驟＞ 因為加熱處理後之試樣會緩緩地形成凝聚之塊狀，所以藉由槌子將此塊狀予以粗碎後，藉由超音速噴射粉碎器(Japan Pneumatic Industry (股)公司製、PJM-80SP)進行粉碎。將粉碎條件設定為試樣供給速度50g/分、粉碎空氣壓力0.3MPa。將此粉碎粉末通過孔目45μm之網篩。又，網篩之通過率為96%。
＜退火處理步驟＞ 實施第2煅燒步驟，將通過孔目45μm之網篩的粉碎粉末600g一邊輕敲一邊填充至內徑10cm、高度10cm之附蓋的圓筒型氮化硼容器中。此時將粉末以與蓋接觸的程度緊密地填充。將填充後之容器以碳加熱器之電爐在大氣壓氬氣環境中以1500℃進行8小時的退火處理。又，在退火之降溫時於1000℃~1500℃的溫度範圍以5℃/分進行降溫。使進行了上述退火處理之粉末通過孔目45μm的網篩。網篩的通過率為95%。
＜酸處理步驟＞ 將進行了退火處理之粉末在50%氫氟酸與70%硝酸的1：1混酸中以75℃進行30分鐘浸漬的酸處理。
＜洗淨･過濾步驟＞ 使酸處理後之粉末沉澱，以溶液之pH在5以上的方式重複操作將上清液與微粉除去之傾析直到上清液變透明為止，將最終獲得之沉澱物予以過濾、乾燥，獲得實施例1之螢光體粉末。進行粉末X光繞射測定之結果，確認存在之結晶相為β型矽鋁氮氧化物單相，確認係以單相之形式獲得β型矽鋁氮氧化物螢光體。
(實施例2) 除了將實施例1之第2摻合組成(質量%)以使第1煅燒粉與具有上述第1摻合組成之原料混合粉末以質量比成為50：50之摻合比的方式進行摻合以外，係以與實施例1同樣的方法製備實施例2之螢光體粉末。又，使進行了退火處理後之粉末通過孔目45μm之網篩時之網篩通過率為95%。
(實施例3) 將實施例1之第2摻合組成(質量%)以使第1煅燒粉與具有上述第1摻合組成之原料混合粉末以質量比成為30：70之摻合比的方式進行摻合，並以與實施例1同樣的條件進行第2煅燒。將加熱處理後之粉碎條件設定為試樣供給速度50g/分、粉碎空氣壓力0.5MPa。除此以外，係根據與實施例1同樣的方法製備實施例3之螢光體粉末。又，使進行了退火處理之粉末通過孔目45μm的網篩時之網篩通過率為96%。
(比較例1) 除了在退火處理步驟中，將填充量定為100g，仿照β型矽鋁氮氧化物螢光體之通常製法，不輕敲而進行填充以外，係根據與實施例1同樣的方法製備比較例1之螢光體粉末。又，使進行了退火處理之粉末通過孔目45μm之網篩時，粉末係全部通過網篩。
(比較例2) 除了在退火處理步驟中，於退火之降溫時在1000℃~1500℃的溫度範圍內以0.5℃/分予以降溫以外，係根據與實施例1同樣的方法製備比較例2之螢光體粉末。又，使進行了退火處理之粉末通過孔目45μm的網篩時之網篩通過率為84%。
(螢光體粉末之發光特性評價) 對獲得之實施例1~3及比較例1、2的螢光體粉末進行以下的發光特性評價。結果如表1所示。 螢光體粉末之螢光特性，係於藉由羅丹明(rhodamine)B法及標準光源進行校正後之分光螢光光度計(日立先端科技公司製、F-7000)中，在專用的固體試樣支座上填充螢光體粉末，並測定以波長455nm分光之激發光予以照射時的螢光光譜而求得峰部強度及峰部波長。又，因為峰部強度係根據測定裝置、條件的不同而變化，因此單位為任意單位，以同一條件進行測定，並對實施例1~3及比較例1、2之螢光體粉末進行連續測定。將比較例1之螢光體粉末的峰部強度作為100%進行比較。
(螢光體粉末之粒度分布的評價) 對實施例1~3及比較例1、2之螢光體粉末經以下2條件進行粒徑分布的評價。結果如表1所示。 ＜條件1：有使用超音波均質機之前處理的中值粒徑＞ 將螢光體粉末30mg與調整成0.2%之六偏磷酸鈉水溶液100ml置入200ml的燒杯內之後，在室溫(25℃)下使用刮勺以不生成沉澱的程度進行均勻地攪拌，獲得分散液。 將獲得之分散液裝入底面半徑2.75cm的圓柱狀容器(內徑5.5cm)中，在分散液中將超音波均質機(日本精機製作所公司製、US-150E)之半徑10mm的圓柱狀末端(外徑20mm)浸漬1.0cm以上，以頻率19.5kHz、輸出功率150W的條件照射超音波3分鐘，獲得測定對象之溶液。 使用流量計法之雷射繞射散射式粒度分布測定裝置(Microtrac公司製、MT3300EXII)，將上述測定對象溶液投入已填充至循環系統中的分散媒，生成測定對象試樣之後，一邊使測定對象試樣循環，一邊測定螢光體粉末之粒徑，求得各中值粒徑D10 、D50 、D90 。
＜條件2：無超音波均質機前處理的中值粒徑＞ 以與上述條件1同樣的方式準備分散液，不進行上述超音波均質機處理而獲得測定對象溶液。將獲得之測定對象溶液以與上述條件1同樣的方式使用流量計法之雷射繞射散射式粒度分布測定裝置，測定螢光體粉末之粒徑，求得各中值粒徑D10 、D50 、D90 。
將實施例1~3及比較例1、2之各螢光體粉末的評價結果整理於下列表1。此結果中，將有使用超音波均質機之前處理的中值粒徑(D50 )設為D2，並將無超音波均質機前處理的中值粒徑(D50 )，換言之，即沒有進行超音波均質機處理而測定之中值粒徑設為D1，算出D50 比(D1/D2)。從D1/D2的數值，可理解比較例1之螢光體粉末相較於實施例1~3係凝聚程度較低，幾乎接近為單分散。又發現比較例2因為超音波均質機處理導致凝聚崩壞而有大程度的單分散化，相較於實施例1~3有更多的螢光體粉末間互相凝聚。
[表1]
  粒度分布(μm) ＜有超音波均質機前處理＞ 粒度分布(μm) ＜無超音波均質機前處理＞ D1/D2 螢光特性
D10 D50 (D2) D90 D10 D50 (D1) D90 峰部 強度 峰部波長(nm)
實施例1 12.2 22.4 41.9 19.5 32.9 53.5 1.47 100 541
實施例2 9.6 15.8 26.9 15.9 25.4 40.5 1.61 100 541
實施例3 8.3 12.4 19.1 9.1 14.3 23.3 1.15 99 540
比較例1 11.8 22.1 42.1 11.9 22.2 41.9 1.00 100 541
比較例2 12.5 23.1 44.1 21.8 44.1 82.3 1.91 101 541
(使用β型矽鋁氮氧化物螢光體之LED的發光特性評價) 將實施例1之螢光體粉末和作為紅色螢光體之係氟化物螢光體之K2 SiF6 螢光體(電氣化學工業公司製、KR-3K01)一起添加到聚矽氧樹脂(東麗･道康寧公司製、JCR6175)，以自轉公轉式之混合機(THINKY公司製之脫泡攪拌機練太郎：ARV-310)進行混合而獲得漿料。將上述漿料灌封在接合了峰部波長450nm之藍色LED元件之表面安裝型的封裝體，再藉由使其熱硬化以製得實施例4之白色LED。將β型矽鋁氮氧化物螢光體與氟化物螢光體的添加量比以使通電發光時的白色LED之色度座標(x,y)為(0.28,0.27)的方式進行調整。
除了使用實施例2之螢光體粉末替代實施例1之螢光體粉末以外，係以與實施例4同樣的方法製備實施例5之白色LED。又除了分別使用實施例3、比較例1、2之螢光體粉末以外，係以與實施例4同樣的方法分別製備實施例6、比較例3、4之白色LED。將任一者之β型矽鋁氮氧化物螢光體與氟化物螢光體之添加量比以使通電發光時的白色LED之色度座標(x,y)為(0.28,0.27)的方式進行調整。
(亮度之評價) 藉由全光通量測定裝置(大塚電子公司製、直徑300mm積分半球與分光光度計/MCPD-9800組合而成之裝置)測定使實施例4~6、比較例3、4之白色LED通電發光時的色度。從獲得之白色LED之挑選色度x落在0.275~0.284、色度y落在0.265~0.274之範圍內的各10個數值，算出使其通電發光時之全光通量的平均值。此評價結果係將比較例3之全光通量的平均值定義為100%時的相對評價。其結果如表2所示。
[表2]
  全光通量
實施例4 106
實施例5 106
實施例6 105
比較例3 100
比較例4 98
從表1~2中顯示之實施例與比較例的結果，確認本實施形態之螢光體粉末藉由使D1/D2之數值落在特定的範圍內，亦即具有適度的凝聚狀態，可在作為白色LED使用時的亮度較高。
本申請案基於以2019年4月23日申請之日本申請案特願2019-081456號主張優先權，並將其全部揭示內容納入本申請案。

Claims (4)

  1. 一種螢光體粉末，包含經Eu活化的β型矽鋁氮氧化物螢光體粒子作為主成分， 將未施以超音波均質機處理之該螢光體粉末中之藉由使用雷射繞射式粒度分布測定裝置之濕式測定測得之中值粒徑(D50 )設為D1， 將經以下列條件實施了超音波均質機處理之該螢光體粉末中之藉由使用雷射繞射式粒度分布測定裝置之濕式測定測得之中值粒徑(D50 )設為D2時， D1/D2為1.05以上1.70以下； 條件： 將使該螢光體粉末30mg均勻地分散於濃度0.2%之六偏磷酸鈉水溶液100ml中所成之分散液裝入底面內徑為5.5cm的圓柱狀容器中，然後於將超音波均質機之外徑為20mm的圓柱狀末端浸漬在該分散液中1.0cm以上的狀態下，以頻率19.5kHz、輸出功率150W的條件對該分散液照射超音波3分鐘。
  2. 如請求項1之螢光體粉末，其中，該D1為10μm以上35μm以下。
  3. 如請求項1或2之螢光體粉末，其中，該D2為8μm以上25μm以下。
  4. 一種發光裝置，具備：發光元件，及 使用了如請求項1至3中任一項之螢光體粉末之波長變換部。
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