TWI403570B - 螢光體與其製造方法,含螢光體組成物,發光裝置及其用途 - Google Patents

螢光體與其製造方法,含螢光體組成物,發光裝置及其用途 Download PDF

Info

Publication number
TWI403570B
TWI403570B TW095129345A TW95129345A TWI403570B TW I403570 B TWI403570 B TW I403570B TW 095129345 A TW095129345 A TW 095129345A TW 95129345 A TW95129345 A TW 95129345A TW I403570 B TWI403570 B TW I403570B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
phosphor
light
emitting device
emitting
peak
Prior art date
Application number
TW095129345A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200712174A (en
Inventor
Takahashi Tomoko
Kodama Nobuhiro
Shimomura Yasuo
Kijima Naoto
Kurushima Tomoyuki
Hase Takashi
Hattori Eiji
Adachi Kouichi
Seki Keiichi
Mori Yutaka
Original Assignee
Mitsubishi Chem Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2006216855A external-priority patent/JP2008038081A/ja
Application filed by Mitsubishi Chem Corp filed Critical Mitsubishi Chem Corp
Publication of TW200712174A publication Critical patent/TW200712174A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI403570B publication Critical patent/TWI403570B/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/7734Aluminates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/58Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing copper, silver or gold
    • C09K11/582Chalcogenides
    • C09K11/584Chalcogenides with zinc or cadmium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/64Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing aluminium
    • C09K11/641Chalcogenides
    • C09K11/642Chalcogenides with zinc or cadmium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/66Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing germanium, tin or lead
    • C09K11/664Halogenides
    • C09K11/665Halogenides with alkali or alkaline earth metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/77342Silicates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/7737Phosphates
    • C09K11/7738Phosphates with alkaline earth metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/7737Phosphates
    • C09K11/7738Phosphates with alkaline earth metals
    • C09K11/7739Phosphates with alkaline earth metals with halogens
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/774Borates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/7741Sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7767Chalcogenides
    • C09K11/7768Chalcogenides with alkaline earth metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7774Aluminates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/77742Silicates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/7784Chalcogenides
    • C09K11/7787Oxides
    • C09K11/7789Oxysulfides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/77922Silicates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144Gold (Au) as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48257Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a die pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85909Post-treatment of the connector or wire bonding area
    • H01L2224/8592Applying permanent coating, e.g. protective coating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/12Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204Optical Diode
    • H01L2924/12044OLED
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/501Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502Wavelength conversion materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Description

螢光體與其製造方法,含螢光體組成物,發光裝置及其用途
本發明係關於一種螢光體,使用該螢光體之含螢光體組成物以及發光裝置,暨使用有該發光裝置之影像顯示裝置以及照明裝置。詳細而言,本發明係關於一種發出橙色至紅色之光的螢光體、使用該螢光體之含螢光體組成物以及發光裝置、及使用該發光裝置之影像顯示裝置以及照明裝置。
作為關於具有激發光源與將來自該激發光源之光之至少一部分進行波長轉換之螢光體的發光裝置之先前技術,組合了藍色發光二極體與黃色螢光體之白色發光裝置已被實用於各種照明用途。作為其代表例,可列舉揭示於專利文獻1、專利文獻2、專利文獻3等中者。於該等白色發光裝置中,尤其被經常使用之螢光體係以通式(Y,Gd)3 (Al,Ga)5 O1 2 :Ce3 表示之以鈰活化之釔鋁石榴石系螢光體。
然而,組合了藍色發光二極體與釔鋁石榴石系螢光體之白色發光裝置,其發光中紅色成分不足,故而有發光色為青白色且演色性較低之問題。
考慮到此種背景,而研討了將使用了上述釔鋁石榴石系螢光體之白色發光裝置之發光中所不足之紅色成分以其他紅色螢光體進行補償之白色發光裝置的開發。此種發光裝置係揭示於專利文獻4等中。然而,即使於專利文獻4等中揭示之發光裝置中,關於演色性亦殘留有尚未完全改善之問題,故而需要解決該問題之發光裝置。再者,於專利文獻4中揭示之紅色螢光體係包含鎘,而於環境污染方面亦存在有問題。
於專利文獻5中揭示有以銪或者鈰活化之以通式Mx (SiOn )y (於此M係鹼土類金屬元素,表示Mg、Ca、Sr、Ba、以及Ra)所表示之螢光體。然而,於此,作為具體例僅揭示有Ba3 SiO5 :Eu2 於波長590 nm具有發光波峰。又,亦例示有(Ba1 a Sra )3 SiO5 :Eu2 ,但對a之具體數值並無記載。
於非專利文獻1中,揭示有Ba3 SiO5 :Eu2 螢光體之晶體結構。又,於非專利文獻2中,揭示有以波長405 nm之InGaN半導體雷射激發該Ba3 SiO5 :Eu2 螢光體之例。另一方面,於非專利文獻3中,揭示有螢光體Sr3 SiO5 :Eu2 ,且揭示有於Sr/Si為3/0.8、3/0.9、3/1以及3/1.1時,發光波峰波長分別為559 nm、564 nm、568 nm以及570 nm。
非專利文獻4係於本發明之最初申請日以後所揭示者,揭示有於(Ba1 x Srx )3 SiO5 :Eu2 中,若以Ba取代Sr部位之一部分,則Eu2 之發光移向(shift)長波長側,而發光強度降低。即,於此所揭示之(Ba1 x Srx )3 SiO5 :Eu2 螢光體之發光強度係小於Sr3 SiO5 :Eu2 之發光強度。又,關於Sr3 SiO5 :Eu2 ,揭示有將燒成溫度自1250℃提高至1350℃而亮度降低。因此,非專利文獻4並非教示可對(Ba1 x Srx )3 SiO5 :Eu2 螢光體中之發光特性進行改善者。
專利文獻1:日本專利第2900928號公報專利文獻2:日本專利第2927279號公報專利文獻3:日本專利第3364229號公報專利文獻4:日本專利特開平10-163535號公報專利文獻5:日本專利特開2005-68269號公報
非專利文獻1:Mitsuo Yamaga以及其他4人“Physical Review B”2005年,第71卷,第205102-1~7頁非專利文獻2:安田諭史以及其他3人「第51次應用物理學關係聯合講演會講演論文集」,第1607頁非專利文獻3:Joung Kyu Park以及其他4人“Applied Physics Letters”2004年,第84卷,第1647~1649頁非專利文獻4:Ho Seong Jang以及其他2人“Proceedings of the 12th International DisplayWorkshops in Conjunction with Asia,display 2005 volume 1”,第539~542頁
如上所述,習知,已知有以鹼土類金屬矽酸鹽作為母體之發出黃色乃至紅色之光的螢光體以及使用該等之發光裝置。
然而,其發光效率不充分,進而需要發光效率較高之螢光體以及發光裝置。又,已知裝入發光裝置之螢光體之溫度將上升至100℃至200℃左右,故而要求即使於溫度上升時,發光效率亦不降低之螢光體以及發光裝置。
因此,本發明之目的在於提供一種發光效率高,且高亮度之橙色乃至紅色發光螢光體。
本發明之又一目的在於提供一種使用此種發光效率高之螢光體,高效率且高演色性之發光裝置,以及使用該發光裝置之照明裝置及影像顯示裝置。
第1態樣之螢光體,滿足下述(1)~(3)。
(1)滿足下述式[2]以及/或者下述式[3]。
85≦{R4 5 5 (125)/R4 5 5 (25)}×100≦110………[2] 92≦{R4 0 5 (100)/R4 0 5 (25)}×100≦110………[3]
於式[2]中,R4 5 5 (25)係於25℃時,以波峰波長為455 nm之光激發該螢光體而獲得之發光波峰強度,R4 5 5 (125)係於125℃時,以波峰波長為455 nm之光激發該螢光體而獲得之發光波峰強度。
於式[3]中,R4 0 5 (25)係於25℃時,以波峰波長為405 nm之光激發該螢光體而獲得之發光波峰強度,R4 0 5 (100)係於100℃時,以波峰波長為405 nm之光激發該螢光體而獲得之發光波峰強度。
(2)發光波峰波長於570 nm以上、680 nm以下之波長範圍內。
(3)發光波峰之半高寬為90 nm以下。
以波峰波長為455 nm之光進行激發時之內部量子效率可為64%以上,以及/或者以波峰波長為405 nm之光進行激發時之內部量子效率可為56%以上。
該螢光體之重量中值粒徑(D5 0 )可為1 μm以上、40 μm以下。
該螢光體亦可含有Eu以及/或者Ce。
該螢光體亦可含有Eu以及Si。
第2態樣之螢光體係具有以下述式[1]所表示之化學組成。
M1 3 x y Bax M2 y M3 a M4 b M5 c M6 d ………[1]
式[1]中,M1 係選自由Ba除外之鹼土類金屬元素、以及Zn所組成之群中之至少1種元素。
M2 係選自由Eu、Ce、Cr、Mn、Sm、Tm、Tb、Er以及Yb所組成之群中之至少1種活化元素。
M3 係至少包含Si之4價元素。
M4 係選自由鹼金屬元素、La、Gd、P、Sb、Al、Pr、Sm、Yb以及Bi所組成之群中之至少1種元素。
M5 為選自鹵族元素之至少1種元素。
M6 係選自由N、O、S所組成之群中之至少1種元素。
x、y表示分別滿足0<x<3 0<y<1 0<3-x-y之數。
a、b、c、d表示分別滿足a為0.5≦a≦1.5 b為0≦b≦0.6 c為0≦c≦0.3 d為4.5≦d≦5.5且b+c≧0之數。
於上述式[1]中,亦可含有Eu作為M2
於上述式[1]中,亦可含有Sr作為M1
上述式[1]中,y之值亦可滿足0.01≦y≦0.1。
於上述式[1]中,x之值亦可滿足0.8≦x≦1.2。
於上述式[1]中,x之值亦可滿足0.5≦x≦0.8。
第3態樣之螢光體係具有由下述式[1B]所表示之化學組成。
Sr3 x y Bax Euy SiO5 ………[1B]
式[1B]中,x以及y表示滿足0<x<3、0<y<1、0<3-x-y之數。
於上述式[1B]中,亦可為x=1。
第1~第2態樣之螢光體係於表面亦可存在與該螢光體不同之物質。
第4態樣之螢光體之製造方法係製造第2態樣之螢光體的方法,其特徵為,燒成原料混合物,該原料混合物含有選自由鹼土類金屬鹵化物、鹼金屬磷酸鹽、鹼金屬鹵化物、鋅化合物、以及週期表第15族元素化合物所組成之群中之至少1種化合物。
第5態樣之螢光體組成物係含有第1~第2態樣之螢光體與液狀媒體。
第6態樣之發光裝置係具備:第1發光體;及第2發光體,係藉由照射來自該第1發光體之光而發出可見光;該第2發光體含有第1~第2態樣之螢光體之至少1種作為第1螢光體。
第6態樣亦可為如下態樣:上述第2發光體含有與上述第1螢光體之發光波長不同之至少1種螢光體作為第2螢光體。
於該態樣中,上述第1發光體係於420 nm以上、500 nm以下之波長範圍中具有發光波峰;上述第2發光體亦可含有於490 nm以上、560 nm以下之波長範圍中具有發光波峰之至少1種螢光體作為上述第2螢光體。
又,於該態樣中,上述第1發光體於300 nm以上、420 nm以下之波長範圍中具有發光波峰;上述第2發光體亦可含有於420 nm以上、490 nm以下之波長範圍中具有發光波峰之至少1種螢光體,與於490 nm以上、560 nm以下之波長範圍中具有發光波峰之至少1種螢光體作為上述第2螢光體。
第7態樣之影像顯示裝置係具備第6態樣之發光裝置作為光源。
第8態樣之照明裝置係具備第6態樣之發光裝置作為光源。
本發明者等人針對以鹼土類金屬矽酸鹽作為母體之螢光體的組成以及晶體結構進行潛心研究,結果發現,於以下述式[1]所表示之特定組成範圍中,呈現顯著且高效率發光的橙色乃至紅色螢光體。又,發現具有以下述式[1]所表示之組成之螢光體,係相對於螢光體之溫度變化的發光強度維持率優良,從而完成本發明。
根據本發明,可提供發出橙色乃至紅色之光的螢光體,且屬於發光效率高、高亮度之特性較高的螢光體。
又,根據本發明,可提供溫度特性優良之橙色乃至紅色螢光體。若為溫度特性良好之螢光體,亦可使用於使用有高輸出LED之發光裝置,並可提供高輸出且高亮度之發光裝置。
又,藉由使用含有該螢光體之組成物,可獲得高效率及高特性之發光裝置。
該發光裝置係可適用於影像顯示裝置或照明裝置之用途。
以下,對本發明加以更詳細之說明,但本發明並不限定於以下之說明,於其宗旨之範圍內可進行各種變形而實施。
[1.螢光體] [1-1.螢光體之特性] (溫度特性)
本發明之螢光體係溫度特性優良,較佳為滿足以下式[2]以及/或者[3]。於以下之式[2]以及[3]中,Rx (y)表示於溫度y℃時,以波長x nm之激發光進行激發時之發光波峰強度。即,R之後之下標數字x表示激發光之波長(單位nm),括號內之數值y表示螢光體之表面溫度(單位℃)。
85≦{R4 5 5 (125)/R4 5 5 (25)}×100≦110………[2]
92≦{R4 0 5 (100)/R4 0 5 (25)}×100≦110………[3]
於式[2]中,R4 5 5 (25)係於25℃時,以波峰波長為455 nm之光激發該螢光體而獲得之發光波峰強度,R4 5 5 (125)係於125℃時,以波峰波長為455 nm之光激發該螢光體而獲得之發光波峰強度。
於式[3]中,R4 0 5 (25)係於25℃時,以波峰波長為405 nm之光激發該螢光體而獲得之發光波峰強度,R4 0 5 (100)係於100℃時,以波峰波長為405 nm之光激發該螢光體而獲得之發光波峰強度。
上述式[2]表示溫度25℃之發光強度R4 5 5 (25)相對於溫度125℃之發光強度R4 5 5 (125)之比,即相對於螢光體之溫度變化的發光強度維持率。
上述式[2]之值通常為85以上、較佳87以上、更佳89以上,進而更佳91以上;又,通常為110以下。
又,上述式[3]表示溫度100℃之發光強度R4 0 5 (100)相對於溫度25℃之發光強度R4 0 5 (25)之比,即相對於螢光體之溫度變化的發光強度維持率。
上述式[3]之值通常為92以上、較佳93以上、更佳94以上;又,通常為110以下。
通常之螢光體由於溫度上升同時發光強度將降低,故而難以考慮到發光強度維持率超過100之情況,但即使有因為某種理由而超過100之情況亦無問題。但是,若發光強度維持率超過110,則與發光強度維持率較低之情況相同地,存在由於溫度變化而發光裝置產生色差之傾向。因此,較佳為發光強度維持率接近100,最佳為100。
本發明之螢光體,最好除上述式[2]、[3]之外,進一步滿足以下之式[2A]、[2B]、[3A]、[3B]之任一個以上。
92≦{R4 5 5 (100)/R4 5 5 (25)}×100≦110………[2A] 83≦{R4 5 5 (150)/R4 5 5 (25)}×100≦110………[2B] 88≦{R4 0 5 (125)/R4 0 5 (25)}×100≦110………[3A] 83≦{R4 0 5 (150)/R4 0 5 (25)}×100≦110………[3B]
於式[2A]、[2B]中,R4 5 5 (100)係於100℃時,以波峰波長為455 nm之光激發該螢光體而獲得之發光波峰強度,R4 5 5 (150)係於150℃時,以波峰波長為455 nm之光激發該螢光體而獲得之發光波峰強度,R4 5 5 (25)與式[2]中之意思相同。
於式[3A]、[3B]中,R4 0 5 (125)係於125℃時,以波峰波長為405 nm之光激發該螢光體而獲得之發光波峰強度,R4 0 5 (150)係於150℃時,以波峰波長為405 nm之光激發該螢光體而獲得之發光波峰強度,R4 0 5 (25)與式[3]中之意思相同。
上述式[2A]表示溫度100℃之發光強度R4 5 5 (100)相對於溫度25℃之發光強度R4 5 5 (25)之比,即相對於螢光體之溫度變化的發光強度維持率。
上述式[2A]之值通常為92以上、較佳93以上、更佳94以上,進而更佳95以上;又,通常為110以下。
上述式[2B]表示溫度150℃之發光強度R4 5 5 (150)相對於溫度25℃之發光強度R4 5 5 (25)之比,即相對於螢光體之溫度變化的發光強度維持率。
上述式[2B]之值通常為83以上、較佳84以上、更佳85以上,進而更佳86以上;又,通常為110以下。
上述式[3A]表示溫度125℃之發光強度R4 0 5 (125)相對於溫度25℃之發光強度R4 0 5 (25)之比,即相對於螢光體之溫度變化的發光強度維持率。
上述式[3A]之值通常為88以上、較佳90以上,更佳92以上。又,通常為110以下。
上述式[3B]表示溫度150℃之發光強度R4 0 5 (150)相對於溫度25℃之發光強度R4 0 5 (25)之比,即相對於螢光體之溫度變化的發光強度維持率。
上述式[3B]之值通常為83以上、較佳85以上、更佳87以上;又,通常為110以下。
於發光裝置中使用螢光體之情況時,有時藉由光源(後述之「第1發光體」)之發熱而使螢光體升溫。尤其是近年來要求更亮之發光裝置,故而使用高功率LED等高輸出之光源作為光源,但通常由於高輸出之光源之發熱程度較大,故而上述之升溫程度亦變大。
若上述發光強度維持率較低,則與GaN系LED等組合構成發光裝置之情況時,存在有若由於動作而螢光體之溫度上升,則發光強度降低,又由於溫度變化而發光裝置之發光色變化的傾向,故而欠佳。另一方面,存在有若上述發光強度維持率較高,則如上述之發光強度降低或發光色之變化變小之傾向,故而較佳。將伴隨此種溫度變化之發光強度降低或發光色之變化稱作溫度特性,並將伴隨溫度變化之發光強度或發光色變化較小之螢光體稱作溫度特性優良之螢光體。
本發明之螢光體係,如上所述般溫度特性優良,故而本發明之螢光體可適用於後述之發光裝置等中。
再者,上述之發光強度維持率係例如使用作為發光光譜測定裝置之大塚電子製MCPD7000多頻道光譜測定裝置、作為亮度測定裝置之色彩亮度計BM5A、具備珀耳帖元件之冷卻機構與加熱器之加熱機構的平臺、以及具備150W 氙氣燈作為光源之裝置而依以下之方式進行測定。
將裝有螢光體樣本之槽(cell)置於平臺上,使溫度於20℃至150℃之範圍內變化。確認螢光體之表面溫度固定於25℃、100℃、125℃、或者150℃。繼而,以自光源經繞射光柵分光後取出之405 nm、或者455 nm之光激發螢光體而測定發光光譜。由所測定之發光光譜求得發光波峰強度。
再者,螢光體之表面溫度之測定值係使用利用根據放射溫度計與熱電偶之溫度測定值所校正之值。
將自藉由光譜測定裝置所測定之發光光譜所求得的發光波峰強度中,相對於25℃之發光波峰強度之相對值作為發光強度維持率。
例如,455 nm激發、125℃之發光強度維持率可依以下之方式求出。
當將於25℃下、以波峰波長為455 nm之光激發而獲得之發光波峰強度設為R4 5 5 (25),且將於125℃下、以波峰波長為455 nm之光激發而獲得之發光波峰強度設為R4 5 5 (125)時,將以{R4 5 5 (125)/R4 5 5 (25)}×100所計算之值作為455 nm激發、125℃之發光強度維持率。
(關於發光光譜之特徵)
對本發明之螢光體所發出之螢光光譜(發光光譜)並無特別限制,若有鑒於作為橙色乃至紅色螢光體之用途,於以波長405 nm或者波長455 nm之光進行激發之情況時,其發光光譜最好具有以下之(2)、(3)之特性。
(2)發光波峰波長為570 nm以上、680 nm以下之波長範圍內。
(3)發光波峰之半高寬為90 nm以下。
即,本發明之螢光體於通常為570 nm以上、較佳580 nm以上、更佳590 nm以上,又,通常為680nm以下、較佳650 nm以下、更佳640 nm以下之波長範圍內具有發光波峰。若使發光波峰短波長化,則存在有於構成白色發光裝置之情況時,紅色成分變得過少,而不適合作為紅色螢光體之可能性,若使發光波峰長波長化,則存在有由於視感度低之光增加,而螢光體之亮度降低的可能性。
再者,本發明之螢光體於具有多個發光波峰之情況時,係將強度最高之波峰的波長設為發光波峰波長。
又,本發明之螢光體的發光波峰之半高寬(full width at half maximum,以下適當稱作「FWHM」),通常為90 nm以下,較佳87 nm以下,更佳84 nm以下。再者,發光波峰之半高寬通常為50 nm以上,較佳70 nm以上,更佳80 nm以上。由於半高寬狹窄,可獲得於螢光體之發光中所含有之紅色成分與亮度之平衡良好的發光。
再者,本發明之螢光體於具有多個發光波峰之情況時,係將具有強度最高之發光波峰之一半以上強度之波長區域的寬度作為半高寬。
再者,為對本發明之螢光體進行評估,而以波長為405 nm或者波長為455 nm之光進行激發時,例如可使用氙氣燈,該情況時,係藉由繞射光柵分光器等取出所需之波長的光進行照射。又,亦可使用GaN系LED或LD作為激發光源。又,本發明之螢光體之發光光譜的測定,可於室溫(例如25℃下)下使用具備作為激發光源之150W氙氣燈、作為光譜測定裝置之多頻道CCD檢測器C7041(濱松Photonics公司製)之螢光測定裝置(日本分光公司製)進行測定。可由所獲得之發光光譜計算發光波峰波長以及波峰半高寬。
(關於激發波長之特性)
本發明之螢光體若為可依200 nm以上、500 nm以下之波長範圍之光進行激發即可,激發波長並無特別限定,例如,若可依藍色區域之光以及/或者近紫外區域之光進行激發,則可適用於以半導體發光元件等作為第1發光體之發光裝置中。
再者,激發光譜之測定可於室溫、例如25℃下,使用具備作為激發光源之150W氙氣燈、作為光譜測定裝置之多頻道CCD檢測器C7041(濱松Photonics公司製)之螢光測定裝置(日本分光公司製造)進行測定。由所獲得之激發光譜可計算激發波峰波長。
(吸收效率)
本發明之螢光體其吸收效率越高越好,其值最好滿足以下之(4)以及/或者(5)。
(4)以波峰波長為455 nm之光激發該螢光體之情況時,其吸收效率通常為60%以上,較佳70%以上,更佳75%以上。
(5)以波峰波長為405 nm之光激發該螢光體之情況時,其吸收效率係通常為85%以上,較佳90%以上,更佳92%以上。
若吸收效率較上述範圍低,則存在為獲得特定之發光,所需要之激發光量變大,而消耗能量變大之傾向,故而欠佳。
再者,上述吸收效率之測定方法係如後所述。
(內部量子效率)
本發明之螢光體,其內部量子效率越高越好,其值最好滿足以下之(6)以及/或者(7)。
(6)以波峰波長為455 nm之光激發該螢光體之情況時,其內部量子效率通常為64%以上,較佳66%以上,更佳68%以上,進而更佳70%以上。
(7)以波峰波長為405 nm之光激發該螢光體之情況時,其內部量子效率通常為56%以上,較佳57%以上,更佳58%以上。
於此,所謂內部量子效率,係表示螢光體所發出之光子數相對於所吸收之激發光之光子數的比率。若內部量子效率較低,則有為了獲得特定之發光而所需要之激發光量變大,消耗能量變大之傾向,故而欠佳。
再者,上述內部量子效率之測定方法係如後所述。
(外部量子效率)
本發明之螢光體,其外部量子效率越高越好,其值最好滿足以下之(8)以及/或者(9)。
(8)以波峰波長為455 nm之光激發該螢光體之情況時,其外部量子效率通常為45%以上,較佳48%以上,更佳50%以上。
(9)以波峰波長為405 nm之光激發該螢光體之情況時,其外部量子效率係通常為48%以上,較佳50%以上,更佳52%以上,特佳54%以上。
若外部量子效率較低,則有為了獲得特定之發光而所需要之激發光量變大,消耗能量變大之傾向,故而欠佳。
再者,上述外部量子效率之測定方法係如後所述。
(吸收效率、內部量子效率、以及外部量子效率之測定方法)
以下,對求得螢光體之吸收效率α q、內部量子效率η i、外部量子效率η o之方法加以說明。
首先,將成為測定對象之螢光體樣本(例如粉末狀等),以保持測定精度之方式,充分地使表面平滑並裝入槽中,安裝於積分球等聚光裝置中。使用積分球等聚光裝置之原因在於:可將以螢光體樣本反射之光子,以及自螢光體樣本由於螢光現象所放出之光子全部計算在內,即,可去掉未計算在內之向測定系外飛去之光子。
於該積分球等聚光裝置安裝用以激發螢光體之發光源。該發光源係例如Xe燈等,使用濾光片或單色器(繞射光柵分光器)等進行調整以使其成為發光波峰波長為例如405 nm或455 nm之單色光。將已調整該發光波峰波長之來自發光源之光,照射至測定對象之螢光體樣本,使用分光測定裝置、例如使用大塚電子股份有限公司製造之MCPD2000、MCPD7000等測定包含發光(螢光)以及反射光之光譜。於此所測定之光譜中,實際上來自激發發光光源之光(以下簡稱為激發光)中,含有未被螢光體吸收之反射光、及螢光體吸收激發光而由於螢光現象所發出之其他波長之光(螢光)。即,激發光附近區域係相當於反射光譜,波長更長的區域係相當於螢光光譜(於此,有時亦將其稱作發光光譜)。
吸收效率α q係將藉由螢光體樣本所吸收之激發光的光子數Na b s 除以激發光之全光子數N之值。
首先,藉由如下方式求得後者之激發光之全光子數N。即,對於激發光具有大致100%之反射率R之物質、例如以Labsphere製造之「Spectralon」(對於450 nm之激發光具有98%之反射率R)等反射板作為測定對象,並以與螢光體樣本同樣之配置安裝於上述之積分球等聚光裝置中,使用該分光測定裝置測定反射光譜Ir e f (λ)。由該反射光譜Ir e f (λ)求得之下述(式I)之數值係與N成比例。
於此,積分區間係實質上可僅於Ir e f (λ)具有有意義之值的區間進行者。
藉由螢光體樣本所吸收之激發光之光子數Na b s 係與以下述(式Ⅱ)所求得之量成比例。
於此,I(λ)係安裝作為求得吸收效率α q之對象之螢光體樣本時的反射光譜。使(式Ⅱ)之積分區間與以(式I)所決定之積分區間相同。藉由如此般限定積分區間,(式Ⅱ)之第二項為對應作為測定對象之螢光體樣本反射激發光所產生之光子數者,即成為對應去除了來自作為測定對象之螢光體樣本產生之全光子中螢光現象之光子者。實際之光譜測定值,通常可作為以關於λ之某有限之帶寬所區分之數位資料而獲得,故而(式I)以及(式Ⅱ)之積分係藉由依據其帶寬之有限和而求得。
藉由以上,可求得α q=Na b s /N=(式Ⅱ)/(式I)。
其次,說明求得內部量子效率η i之方法。η i係將來自螢光現象之光子之數NPL除以螢光體樣本所吸收之光子之數Na b s 的值。
於此,NPL與由下述(式Ⅲ)所求得之量成比例。
[數3]∫λI (λ ) (式Ⅲ)
此時,積分區間限定於來自螢光體樣本之螢光現象之光子所具有的波長範圍內。其原因在於,為了將由螢光體樣本所反射之光子之貢獻自I(λ)中去除。具體而言,(式Ⅲ)之積分區間之下限係取(式I)之積分區間之上端,上限為包含來自螢光之光子所需要之充分的範圍。
藉由上述者,內部量子效率η i可求得為η i=(式Ⅲ)/(式Ⅱ)。
再者,關於自構成數位資料之光譜進行積分,係與求得吸收效率α q之情況相同。
繼而,藉由取得以上述之方式求得之吸收效率α q與內部量子效率η i之積,而求得外部量子效率η o。或者,可由η o=(式Ⅲ)/(式I)之關係求得。η o係將來自螢光之光子之數NPL除以激發光之全光子數N的值。
(重量中值粒徑(D5 0 ))
本發明之螢光體中,其重量中值粒徑較佳係如下之範圍:通常為1 μ m以上,較佳2 μ m以上,更佳10 μ m以上;又,通常為40 μ m以下,較佳30 μ m以下,更佳26 μ m以下。若重量中值粒徑過小,則有亮度降低,螢光體粒子產生凝集之傾向,故而欠佳。另一方面,若重量中值粒徑過大,則有產生塗佈不均或分注器等閉塞之傾向,故而欠佳。
再者,本發明之螢光體之重量中值粒徑,例如可使用雷射繞射/散射式粒度分佈測定裝置等之裝置進行測定。
(關於螢光之顏色的特徵)
本發明之螢光體,通常發出橙色乃至紅色之光。
於本發明之螢光體發出橙色乃至紅色之光的情況時,該螢光之色度座標,通常成為以(x,y)=(0.52,0.48)、(0.44,0.40)、(0.56,0.20)以及(0.72,0.28)包圍之區域內之座標,較佳為以(x,y)=(0.52,0.48),(0.48,0.44),(0.64,0.24)以及(0.72,0.28)包圍之區域內之座標。
再者,螢光之色度座標x、y,可使用螢光體之發光光譜,藉由以JIS Z 8724(顏色之測定方法-光源色)為基準予以計算而進行測定。但是,於本發明中,使用400 nm以上、480 nm以下之波長範圍之光作為激發光,為了去除未被吸收之激發光之影響,故而僅使用發光光譜之480 nm以上之部分進行計算。
(組成)
本發明之螢光體,最好含有Eu以及/或者Ce作為活化元素,由可容易獲得發光效率(內部量子效率、外部量子效率)高之螢光體的觀點而言,更佳為含有Eu,進而更佳為含有Eu以及Si。
[1-2.以式[1]所表示之螢光體] [1-2-1.組成]
本發明之螢光體,具有以下述式[1]所表示之化學組成。
M1 3 x y Bax M2 y M3 a M4 b M5 c M6 d ………[1]
式[1]中,M1 表示選自由Ba除外之鹼土類金屬元素、以及Zn所組成之群中之至少1種元素。
M2 表示選自由Eu、Ce、Cr、Mn、Sm、Tm、Tb、Er以及Yb所組成之群中之至少1種活化元素。
M3 表示至少包含Si之4價元素。
M4 表示選自由鹼金屬元素、La、Gd、P、Sb、Al、Pr、Sm、Yb以及Bi所組成之群中之至少1種元素。
M5 表示選自鹵族元素之至少1種元素。
M6 表示選自由N、O、S所組成之群中之至少1種元素。
x、y表示分別滿足0<x<3 0<y<1 0<3-x-y之數。
a、b、c、d表示分別滿足a為0.5≦a≦1.5 b為0≦b≦0.6 c為0≦c≦0.3 d為4.5≦d≦5.5且b+c≧0之數。
以上述式[1]所表示之螢光體,其特徵在於:必須含有Ba,進而至少含有1種Ba除外之鹼土類金屬元素。
以下,對式[1]加以之詳細說明。
<M1 >
上述式[1]中,M1 表示選自由Ba除外之鹼土類金屬元素、以及Zn所組成之群中之至少1種元素。於此,所謂鹼土類金屬元素指Be、Mg、Ca、Sr、Ba、以及Ra。作為M1 ,可單獨含有該等元素中之任1種,亦可以任意之組合以及比率並有2種以上。作為M1 ,更佳係選自由Be、Mg、Ca、Sr、以及Ba所組成之群中之1種或者2種以上,進而更佳係選自由Mg、Ca、以及Sr所組成之群中之1種或者2種以上。其中,較佳為至少含有Sr,進而更佳為以Sr為主體。作為相對於M1 整體之Sr之含量,較佳為60莫耳%以上,進而更佳80莫耳%以上,特佳100莫耳%。
再者,若含有Sr作為M1 ,則有改善對於螢光體水解之耐久性的效果。
<M2 >
上述式[1]中,M2 表示活化元素。作為M2 之具體例,可列舉Cr、Mn等過渡金屬元素,Eu、Sm、Tm、Yb、Ce、Tb、Er等稀土類元素等。作為M2 ,可單獨含有該等元素中之任1種,亦可以任意之組合以及比率並有2種以上。其中,作為M2 ,較佳為選自由Sm、Eu、以及Yb所組成之群中之1種或者2種以上之元素,並由可獲得較佳之紅色發光之理由而言,更佳為包含Eu作為M2 ,進而更佳為M2 之全部為Eu。
<M3 >
上述式[1]中,M3 表示至少包含Si之4價的金屬元素。較佳係M3 以Si作為主體,作為相對於M3 整體之Si之含量,較佳為80%以上,更佳95莫耳%以上,再更佳100莫耳%。作為M3 ,亦可以Ge、Ti、Zr等取代Si之一部分,但就紅色之發光強度等方面而言,以其他元素取代Si之比例最好盡可能地低,具體而言,Ge等其他元素之含量較佳為Si之20莫耳%以下,更佳為5莫耳%以下。
<M4 >
上述式[1]中,M4 表示選自由鹼金屬元素、La、Gd、P、Sb、Al、Pr、Sm、Yb以及Bi所組成之群中之至少1種元素。於此,所謂鹼金屬元素指Li、Na、K、Rb、Cs、以及Fr。作為M4 ,可單獨含有該等元素中之任1種,亦可以任意之組合以及比率並有2種以上。作為M4 ,較佳為選自由Li、Na、K、Rb、Cs、La、Gd、P、Sb、Al、Pr、Sm、Yb以及Bi所組成之群中之l種或者2種以上,進而更佳為選自由Na、K、Rb、Cs、La、Gd、P、Sb、Al、Pr、Sm、Yb以及Bi所組成之群中之1種或者2種以上。其中,由於使亮度提高之效果較高,故而作為M4 ,較佳為選自由P、Sb、以及Bi所組成之群中之1種或者2種以上,特佳為包含Bi。
<M5 >
上述式[1]中,M5 表示選自鹵族元素之至少1種元素。於此,所謂鹵族元素指F、Cl、Br、I、以及At。作為M5 ,可單獨含有該等元素中任1種,亦可以任意之組合以及比率並有2種以上。作為M5 更佳為選自由F、Cl、Br、以及I所組成之群中之1種或者2種以上。由於藉由促進結晶成長,並使光柵缺陷減少,而使亮度提高之效果較高,故而較佳為包含F以及/或者Cl作為M5
<M6 >
上述式[1]中,M6 表示選自由N、O、以及S所組成之群中之至少1種元素,作為M6 可單獨含有該等元素中任1種,亦可以任意之組合以及比率並有2種以上。M6 係包含O,除O以外亦可包含N以及/或者S。其中,M6 最好以0作為主體,特佳為全部為O。
例如,包含N以及/或者0作為M6 之情況時,O與N之比率(O:N)較佳為0.9:0.1~1:0,更佳0.95:0.05~1:0。
<x、y之較佳範圍>
上述式[1]中,X係表示Ba之莫耳數的數,較佳為接近1,通常大於0,較佳為0.5以上,進而更佳0.7以上,特佳0.8以上,又,通常小於3,較佳2.5以下,更佳2以下,進而更佳1.5以下,特佳1.2以下。可藉由將x之值調整至上述範圍內而獲得發光強度高、且耐久性高之螢光體。
上述式[1]中,y係表示M2 之莫耳數之數,通常大於0,較佳為0.001以上,更佳0.005以上,進而更佳0.01以上,最佳0.015以上;又,通常小於1,較佳0.3以下,進而更佳0.15以下,特佳0.1以下,最佳0.05以下。可藉由調整y之值,而調整發光強度以及發光波長。若y之值過小,則有發光強度變小之傾向。另一方面,即使y之值過大,亦有因被稱作濃度消光之現象而造成發光強度降低之傾向。
可藉由於上述範圍內調節x以及y之值而獲得發光強度較高之螢光體。其中,M1 僅由Sr所組成,x之值係0.9以上,1.1以下,且3-x-y,即,於M1 之莫耳數為1.7以上、2.2以下之情況時,發光強度變得特別高,故而更佳。最佳係M1 僅由Sr所組成,且x=1之情況,且M1 與Ba之莫耳比為2:1之母體結晶Sr2 BaSiO5 中,部分取代活化元素M2 之情況。該情況時,螢光體之內部量子效率或發光強度顯著變高,又,溫度特性亦良好。進而,由於發光波峰波長移向長波長側,故而可獲得波長630 nm中之發光光譜之高度較高、亦即紅色成分較多之螢光體。上述x以及y為特定範圍之螢光體係亮度與紅色成分之平衡較好的螢光體,故而若使用該螢光體,則可製造特性較高之發光裝置。
於上述專利文獻5中揭示有(Ba1 a Sra)3 SiO5 :Eu2 ,但僅揭示為Sr3 SiO5 與Ba3 SiO5 之混晶。此種情況時,一般而言,可推測中間之組成特性為伴隨組成之變化進行單調的變化,但於本發明中,意外知悉母體結晶之Sr與Ba之組成比為2:1之情況為最佳。
再者,對於溫度特性以及內部量子效率之提高,並非僅與M1 與Ba之莫耳比有關,亦與上述式[1]中之活化元素M2 之組成比(y之值)有關,且存在y之值越小、溫度特性或內部量子效率越提高之傾向。
又,若x之值小於上述範圍,則可使螢光體之發光長波長化。藉此,於作為發光裝置時,於使用有習知YAG螢光體之發光裝置中可將不足之紅色發光增強,獲得演色性較高之白色發光裝置。該情況時,上述式[1]中,x通常為0.2以上,較佳0.5以上,又,通常為2以下,較佳為1.5以下,進而更佳1以下,特佳0.8以下。
<a~d之較佳的範圍>
上述式[1]中,a係表示M3 之莫耳數的數,具體而言,表示如下之數:較佳為接近1,通常為0.5以上,較佳0.7以上,進而更佳0.9以上,又,通常為1.5以下,較佳1.3以下,進而更佳1.1以下。無論a之值過小過大,均有出現異相結晶、發光特性降低之傾向。
上述式[1]中,b係表示M4 之莫耳數的數,具體而言,表示如下之數:通常為0以上,較佳1×10 5 以上,又,通常為0.6以下,較佳0.4以下,進而更佳0.2以下。
上述式[1]中,c係表示M5 之莫耳數的數,具體而言,表示如下之數:通常為0以上,較佳1×10 4 以上,又,通常為0.3以下,較佳0.2以下,進而更佳0.15以下。
上述式[1]中,d係表示M6 之莫耳數的數,具體而言,表示如下之數:較佳為接近5,通常為4.5以上,較佳4.7以上,更佳4.9以上,進而更佳4.95以上,又,通常為5.5以下,較佳5.3以下,更佳5.1以下,進而更佳5.05以下。無論d之值過小過大,均有出現異相結晶、發光特性降低之傾向。
<較佳的化學組成>
上述式[1]之化學組成,特佳為以下述式[1B]所表示。
Sr3 x y Bax Euy SiO5 ………[1B]
(式[1B]中,x以及y表示滿足0<x<3、0<y<1、0<3-x-y之數。)
於式[1B]中,x,y,0<3-x-y之較佳範圍係與上述式[1]相同,特佳為x=1。
<較佳組成之具體例>
式[1]、較佳為以式[1B]所表示之化學組成中,其較佳者之具體例可舉例如下,但本發明之螢光體之組成並不限定於以下之例示。
即,作為式[1]之化學組成中較佳之例,可列舉Sr1 . 9 8 Ba1 Si05 :Eu0 . 0 2 ,Sr1 . 9 7 Ba1 SiO5 :Eu0 . 0 3 等。該等發光強度較高,為較佳之例。
又,作為發光波長為較長波更長之具體例,可列舉Sr2 . 1 8 Ba0 . 8 SiO5 :Eu0 . 0 2 ,Sr2 . 4 8 Ba0 . 5 SiO5 :Eu0 . 0 2 等。
[1-2-2.晶體結構]
Sr3 SiO5 與Ba3 SiO5 之晶體結構已為公知,表1以及表2表示該等之晶體結構參數,該2個結構,雖然空間群不同,但為大致相同之結構(原子之排列狀況)。該等之晶格常數與各原子之原子座標有若干不同,尤其是氧原子之位置之對稱性不同,故而構成不同的空間群。
[表1]<晶體結構參數>化學式:Ba3 SiO5 結晶系:正方晶系空間群:I4/mcm空間群No.:140 典故之出處:Acta Cryst.,vol.B34,649-651(1978)
[表2]<晶體結構參數>化學式:Sr3 SiO5 結晶系:正方晶系空間群:P4/ncc空間群No.:130 典故之出處:Acta Cryst.,vol.18,453-454(1965)
本發明者等人對本發明之Sr2 BaSiO5 :Eu螢光體藉由Rietveld法對粉末X射線繞射資料進行圖案對合(pattern fitting),且對晶體結構加以詳細地解析。其結果發現,鹼土類金屬原子之結晶內之分佈處於如以下所揭示之特定狀態的螢光體為尤其是亮度等特性較高者。再者,Rietveld解析係參考中井泉、泉富士夫編著之「粉末X射線解析之實際-Rietveld法入門」朝倉書店刊(2002年),使用解析程式RIETAN2000進行解析。
作為本發明之螢光體代表組成的Sr2 BaSiO5 :Eu螢光體,係具有與Sr3 SiO5 或Ba3 SiO5 大致相同之晶體結構,且鹼土類金屬原子於結晶中之佔有位置有(以下,有時將其稱作部位)2種。該等3種類之螢光體,以1:2之比率存在有:氧之配位數較大、配位距離亦較大之部位(寬廣部位);及相反地配位數較小、配位距離亦較小之部位(狹窄部位)。其認為係藉由於Sr2 BaSiO5 :Eu螢光體中,Sr佔據其中的狹窄部位,Ba佔據寬廣部位,而可獲得晶體結構穩定、且高亮度發光者。特佳為寬廣部位之Ba之佔有率為50%以上,進而更佳為70%以上。又,較佳係狹窄部位之Sr之佔有率為50%以上,進而更佳為70%以上。
又,其後詳細表示資料作為實施例,根據Rietveld法之解析結果,得知本發明之螢光體係屬於以下之任一個空間群之結晶:與Sr3 SiO5 相同之空間群之P4/ncc(No.130);或者與Ba3 SiO5 相同之空間群之I4/mcm(No.140)。無論假定為哪一種空間群,均可獲得大致同等正確度之對合資料,故而無法確定其屬於哪一種空間群。I4/mcm(No.140)為對稱性若干較高的空間群,且與Cs3 CoCl5 屬於相同之空間群。
可認為無論本發明之螢光體為哪一個空間群,藉由將Ba選擇性配置於寬廣部位,將Sr選擇性配置於狹窄部位,則可獲得特性較高之螢光體。即,於P4/ncc之情況時,寬廣部位係歸屬於wyckoff記號4c之部位,狹窄部位係歸屬於wyckoff記號8f之部位。另一方面,於I4/mcm之情況時,寬廣部位係歸屬於wyckoff記號4a之部位,狹窄部位係歸屬於wyckoff記號8h之部位。
再者,關於結晶之空間群與對稱性的詳細情況,係依照INTERNATIONAL TABLES FOR CRYSTALLOGRAPHY(Third,revised edition),Volume A SPACE-GROUP SYMMETRY所述。
此種本發明之螢光體,並非僅藉由紫外線或可見光線,亦可藉由電子束、X射線、電場等而發光。因此,除了將後述之LED或LD等半導體發光元件作為激發光源之本發明之發光裝置以外,亦可有效地使用作為利用如上述激發機構之螢光體。
再者,若對本發明螢光體之發光特性以外的實用特性加以說明,雖然有Ba3 SiO5 易水解之問題,但本發明之螢光體不會產生如Ba3 SiO5 般之問題。
[1-2-3.表面處理]
本發明之螢光體係如上所述,耐水解性優良,但為了進一步提高其耐濕性等之耐候性,或者為了使相對於後述之發光裝置之螢光體含有部中之樹脂的分散性提高,亦可對本發明之螢光體進行表面處理,亦即以不同物質被覆螢光體之表面等,而使不同物質存在於螢光體之表面。
作為可存在於螢光體表面之物質(以下,任意稱作「表面處理物質」),可列舉有機化合物、無機化合物、以及玻璃材料。
作為有機化合物,可列舉例如丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、聚醯胺、聚乙烯等熱熔融性聚合體,乳膠、聚有機矽氧烷等。
作為無機化合物,可列舉例如氧化鎂、氧化鋁、氧化矽、氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、氧化鍺、氧化鉭、氧化鈮、氧化釩、氧化硼、氧化銻、氧化鋅、氧化釔、氧化鉍等之金屬氧化物,氮化矽、氮化鋁等之金屬氮化物,磷酸鈣、磷酸鋇、磷酸鍶等之原磷酸鹽、聚磷酸鹽。
作為玻璃材料,如可列舉例如硼矽酸鹽,磷矽酸鹽,鹼矽酸鹽等。
該等表面處理物質亦可組合使用2種以上。
藉由上述表面處理而獲得之螢光體,係以表面處理物質之存在為前提,其態樣可舉例如下所述之態樣。
(i)上述表面處理物質構成連續膜並被覆螢光體表面之態樣 (ii)上述表面處理物質成為多個微粒子,附著於螢光體之表面,藉此被覆螢光體表面之態樣
表面處理物質對螢光體表面之附著量乃至被覆量,係相對於螢光體之重量,通常為1重量%以上,較佳5重量%以上,進而更佳10重量%以上,且通常為50重量%以下,較佳30重量%以下,進而更佳20重量%以下。若相對於螢光體之表面處理物質量過多,則損及螢光體之發光特性;若過少,則表面被覆不完全,無法表現出耐濕性、分散性之改善。
又,藉由表面處理而形成之表面處理物質之膜厚(層厚),通常為10 nm以上,較佳50 nm以上,且通常為2000 nm以下,較佳1000 nm以下。若該膜厚過厚,則損及螢光體之發光特性;若過少,則表面被覆不完全,無法表現出耐濕性、分散性之改善。
表面處理之方法並無特別限定,可舉例如使用下述之金屬氧化物(氧化矽)所進行之被覆處理法。
將本發明之螢光體添加至乙醇等醇類中,並進行攪拌,進而添加氨水等鹼性水溶液,進行攪拌。其次,添加可水解之矽酸烷基酯、例如原矽酸四乙酯,並進行攪拌。將所得之溶液靜置3分鐘~60分鐘之後,藉由點滴器等去除含有未附著於螢光體表面之氧化矽粒子之上清液。繼而,數次反覆進行醇類添加、攪拌、靜置、上清液去除之後,於120℃~150℃下,經過10分~5小時、例如2小時之減壓乾燥步驟,獲得表面處理螢光體。
作為螢光體之表面處理方法,除此之外亦可使用如下公知之方法:例如使球形之氧化矽微粉附著於螢光體上之方法(日本專利特開平2-209989號公報、特開平2-233794號公報);使矽系化合物之皮膜附著於螢光體上之方法(日本專利特開平3-231987號公報);以聚合體微粒子被覆螢光體微粒子表面之方法(日本專利特開平6-314593號公報);以有機材料、無機材料以及玻璃材料等塗敷螢光體之方法(日本專利特開2002-223008號公報);藉由化學氣相反應法被覆螢光體表面之方法(日本專利特開2005-82788號公報);使金屬化合物之粒子附著之方法(日本專利特開2006-28458號公報)等。
[1-3.螢光體之製造方法]
本發明之螢光體之製造方法並無特別限制,例如,可藉由將上述式[1]中之金屬元素M1 之原料(以下適當稱作「M1 源」)、Ba之原料(以下適當稱作「Ba源」)、金屬元素M2 之原料(以下適當稱作「M2 源」)、金屬元素M3 之原料(以下適當稱作「M3 源」)、金屬元素M4 之原料(以下適當稱作「M4 源」),以及金屬元素M5 之原料(以下適當稱作「M5 源」)混合(混合步驟),將所獲得之混合物進行燒成(燒成步驟)而予以製造。
<原料>
作為本發明螢光體之製造中所使用之M1 源、Ba源、M2 源、M3 源、M4 源、以及M5 源,可列舉M1 、Ba、M2 、M3 、M4 、以及M5 之各元素的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、草酸鹽、羧酸鹽、鹵化物等。考慮到對複合氧化物之反應性,或燒成時之NOx 、SOx 等產生量較低等,可自該等化合物中加以適當選擇。
若以每種M1 金屬之種類分別列舉M1 源之具體例,則如以下所述。
作為Sr源之具體例,可列舉SrO、Sr(OH)2 .8H2 O、SrCO3 、Sr(NO3 )2 、SrSO4 、Sr(OCO)2 .H2 O、Sr(OCOCH3 )2 .0.5H2 O、SrCl2 等。其中,較佳為SrCO3 。其原因在於,空氣中之穩定性良好,又,藉由加熱容易分解,難以殘留目的外之元素,進而容易獲得高純度之原料。
作為Mg源之具體例,可列舉MgO、Mg(OH)2 、鹼性碳酸鎂(mMgCO3 .Mg(OH)2 .nH2 O)、Mg(NO3 )2 .6H2 O、MgSO4 、Mg(OCO)2 .2H2 O、Mg(OCOCH3 )2 .4H2 O、MgCl2 等。其中,較佳為MgO或鹼性碳酸鎂。
作為Ca源或者Be源之具體例,可列舉CaO、Ca(OH)2 、CaCO3 、Ca(NO3 )2 .4H2 O、CaSO4 .2H2 O、Ca(OCO)2 .H2 O、Ca(OCOCH3 )2 .H2 O、CaCl2 、BeO等。其中,較佳為CaCO3 、CaCl2 等。
作為Zn源之具體例,可列舉ZnO、ZnF2 、ZnCl2 、Zn(OH)2 等鋅化合物(其中,亦可為水合物)。其中,就促進粒子成長之效果較高之觀點而言,較佳為ZnF2 .4H2 O(其中,亦可為無水物)等。
作為Ba源之具體例,可列舉BaO、Ba(OH)2 .8H2 O、BaCO3 、Ba(NO3 )2 、BaSO4 、Ba(OCO)2 .H2 O、Ba(OCOCH3 )2 、BaCl2 等。其中較佳為BaCO3 。其原因在於,空氣中之穩定性良好,又,藉由加熱容易分解,故而難以殘留目的外之元素,進而容易獲得高純度之原料。
M2 源中,作為Eu源之具體例,可列舉Eu2 O3 、Eu2 (SO4 )3 、Eu2 (OCO)6 ,EuCl2 、EuCl3 、Eu(NO3 )3 .6H2 O等。其中,較佳為Eu2 O3 等。又,作為Sm源、Ce源、Tm源、Yb源、Cr源、Mn源、Tb源、Er源等之具體例,可列舉於作為Eu源之具體例所列舉之各化合物中,分別用Sm、Ce、Tm、Yb、Cr、Mn、Tb、Er等取代Eu之化合物。
M3 源中,作為Si源之具體例,可列舉SiO2 、H4 SiO4 、Si(OCOCH3 )4 等。其中,較佳為反應性較高之SiO2 。又,作為Ge源、Ti源、Zr源等具體例,可列舉於作為Si源之具體例所列舉之各化合物中,分別用Ge、Ti、Zr等取代Si之化合物。
作為M4 源,可較佳地使用鹼金屬磷酸鹽、鹼金屬鹵化物、以及15族元素化合物等。
M4 源中,作為鹼金屬元素之原料,可列舉Li、Na、K、Rb、Cs之氟化物、氯化物、溴化物、碘化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、醋酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽等。作為該等之具體例,可列舉LiF、NaF、KF、RbF、CsF、LiCl、NaCl、KCl、RbCl、CsCl、LiBr、NaBr、KBr、RbBr、CsBr、LiI、NaI、KI,RbI、CsI、Li2 CO3 、Na2 CO3 、K2 CO3 、Rb2 CO3 、Cs2 CO3 、LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH、LiNO3 、NaNO3 、KNO3 、RbNO3 、CsNO3 、Li2 (C2 O4 )、Na2 (C2 O4 )、K2 (C2 O4 )、Rb2 (C2 O4 )、Cs2 (C2 O4 ),CH3 COOLi、CH3 COONa、CH3 COOK、CH3 COORb、CH3 COOCs、Li2 SO4 、Na2 SO4 、K2 SO4 、Rb2 SO4 、CsX、Li3 PO4 、Na3 PO4 、K3 PO4 、Rb3 PO4 、Cs3 PO4 、Na2 HPO4 、NaH2 PO4 、K2 HPO4 、KH2 PO4 等,其中較佳為氟化物、氯化物,進而更佳為KCl、KF、CsCl、CsF。
作為La源、Gd源、Sb源、Pr源、Sm源、Yb源、Al源以及Bi源,可列舉該金屬之氧化物、草酸鹽、硝酸鹽、醋酸鹽、硫酸鹽、氟化物、氯化物、溴化物、碘化物等。作為該等之具體例,可列舉La2 O3 、Gd2 O3 、Sb2 O3 、Pr6 O1 1 、Sm2 O3 、Yb2 O3 、Al2 O3 、Bi2 O3 等,其中,較佳為Bi2 O3 、Sb2 O3 等。
作為P源之具體例,可列舉Li3 PO4 、Na3 PO4 、Na2 HPO4 、NaH2 PO4 、K3 PO4 、K2 HPO4 、KH2 PO4 、(NH4 )3 PO4 、(NH4 )2 HPO4 、(NH4 )H2 PO4 、Ca3 (PO4 )2 、CaHPO4 、Ca(H2 PO4 )2 、Sr3 (PO4 )2 、SrHPO4 、Ba3 (PO4 )2 、BaHPO4 等(其中,均亦可為水合物)。該等之中,特佳為鹼金屬磷酸鹽或(NH4 )2 HPO4 等磷酸銨鹽系。
作為M5 源之具體例,可列舉NH4 F、NH4 F.HF、NH4 Cl、NH4 Br、NH4 I、LiF、LiCl、LiBr、LiI、NaF、NaCl、NaBr、NaI、KF、KCl、KBr、KI、RbF、RbCl、RbBr、RbI、CsF、CsCl、CsBr、CsI、MgF2 、MgCl2 、MgBr2 、MgI2 、CaF2 、CaCl2 、CaBr2 、CaI2 、SrF2 、SrCl2 、SrBr2 、SrI2 、BaF2 、BaCl2 、BaBr2 、BaI2 、ZnF2 、ZnCl2 、ZnBr2 、ZnI2 、AlF3 、AlCl3 、AlBr3 、AlI3 等。進而,作為M5 源之具體例,亦可列舉Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ga、以及In之氟化物、氯化物、溴化物、碘化物等。其中,較佳為鹼金屬鹵化物、或鹼土類金屬鹵化物、Zn之鹵化物,其中,特佳為ZnF2 .4H2 O、BaF2 、KCl、CsCl、CsF。
該等之各元素源化合物,可分別單獨使用1種,亦可以任意組合以及比率並用2種以上。
<混合步驟>
混合M1 源、Ba源、M2 源、M3 源、M4 源、以及M5 源之方法並無特別限制,可列舉下述(A)以及(B)之方法為例。
(A)將使用錘磨機、輥磨混煉機、球磨機、噴射研磨機等乾式粉碎機或者使用研砵與研杵等之粉碎,與使用帶型攪拌器、V型攪拌器、漢歇爾混合機等混合機或者使用研砵與研杵之混合予以組合,對M1 源、Ba源、M2 源、M3 源、M4 源、以及M5 源等原料進行粉碎.混合之乾式混合法。
(B)於M1 源、Ba源、M2 源、M3 源、M4 源、以及M5 源等原料中添加水等溶劑或者分散劑,使用粉碎機、研砵與研杵、或者蒸發皿與攪拌棒等進行混合,製成溶液或者漿料之狀態後,藉由噴霧乾燥、加熱乾燥、或者自然乾燥等使其乾燥之濕式混合法。
又,於上述(B)中,為了使Eu均勻混合,故而亦可於Eu(NO3 )3 .6H2 O等之Eu水溶液中混合其他原料,對原料混合物進行加熱乾燥。
<助熔劑>
除了上述原料之外,由使良好之結晶成長之觀點而言,亦可混合助熔劑。助熔劑之種類並無特別限制,可列舉NH4 Cl或NH4 F.HF等鹵化銨,Na2 CO3 、LiCO3 等鹼金屬碳酸鹽,LiCl、NaCl、KCl等鹼金屬鹵化物,CaCl2 、CaF2 、BaF2 等鹼土類金屬鹵化物、B2 O3 、H3 BO3 、NaB4 O7 等硼酸鹽化合物,Li3 PO4 、NH4 H2 PO4 等磷酸鹽化合物,氧化鋅、鹵化鋅、硫化鋅等鋅化合物,Bi2 O3 等週期表第15族元素化合物等為例。其中,較佳為鹼金屬鹵化物、或鹼土類金屬鹵化物、Zn之鹵化物。又,該等鹵化物中,較佳為氟化物、氯化物。
助熔劑之使用量係根據原料之種類或助熔劑之材料等而不同,通常為0.01重量%以上、較佳0.1重量%以上,又,通常為20重量%以下、較佳10重量%以下之範圍。若助熔劑之使用量過少,則表現不出助熔劑之效果,若助熔劑之使用量過多,則有助熔劑效果飽和,或受到母體結晶吸收而使發光色變化,引起亮度降低之情況。該等助熔劑可單獨使用1種,亦可以任意之組合以及比率並用2種以上。
<燒成步驟> (燒成條件)
燒成步驟通常將藉由上述混合步驟所獲得之M1 源、Ba源、M2 源、M3 源、M4 源、以及M5 源等原料之混合物置入由與各原料反應性較低之材料所構成之坩堝或托盤等耐熱容器中,進行加熱而進行。
作為燒成時所使用之耐熱容器之材質,可列舉氧化鋁、石英、氮化硼等陶瓷,鉑、鉬、鎢、鉭、鈮、銥、銠等金屬,或者以該等作為主成分之合金,碳(石墨)等。於此,石英製之耐熱容器係可使用於比較低溫、即1200℃以下之熱處理,故而較佳之使用溫度範圍係1000℃以下。
上述耐熱容器之材質的例示中,可防止雜質元素混入於螢光體中,故而較佳係使用難以與本發明螢光體成分發生反應之金屬或者金屬合金。於大氣環境下或者弱還原性環境下進行燒成之情況時,較佳係使用鉑製之耐熱容器,於還原性環境中進行燒成之情況時,較佳係使用鉬製、鎢製、鉭製等耐熱容器。又,氮化硼係陶瓷,反應性較低,故而適合於還原性環境中進行燒成。
對於上述耐熱容器之材質,例如選擇鉑製或鉬製之情況時,耐熱容器全部無需為鉑或鉬,只要至少螢光體之原料混合物與耐熱容器接觸的部分為鉑製或鉬製即可。例如,亦可將鉑箔或鉬箔鋪於氧化鋁製耐熱容器之底部與側面。
又,將上述助熔劑添加至原料混合物之情況時,或將M4 源以及/或者M5 源添加至原料混合物之情況時,作為耐熱容器之材質,較佳為氧化鋁製、氧化鎂製、氧化鈣製、氧化鋯製、氮化硼製、氮化矽製、碳化矽製、碳製等,更佳為氧化鋁製。
再者,後述之一次燒成以及二次燒成中,可使用相同材質之耐熱容器,亦可使用不同材質之耐熱容器。
燒成時之溫度係視原料之種類、混合狀態、粒徑、形態等而不同,通常為500℃以上,較佳1000℃以上,更佳1200℃以上之溫度,進而更佳1400℃以上之溫度,最佳1500℃以上之溫度,又,通常為1800℃以下,較佳1700℃以下,進而更佳1600℃以下之範圍。若燒成時之溫度過高,則有由於與放入了原料之容器的反應、或原料成分之揮發等而發光強度降低之情況。若溫度過低,則有原料彼此之反應不充分,未能生成目標結晶相,或即使獲得目標結晶相,結晶性亦較低,故而發光強度降低之情況。
燒成時之壓力係依燒成溫度等而不同,通常為0.01 MPa以上,較佳0.08 MPa以上,又,通常為1 MPa以下,較佳0.12 MPa以下,進而更佳大氣壓下。無論壓力過低或過高,電爐等之設備費用變高,故而欠佳。
燒成時間係依燒成時之溫度或壓力等而不同,通常為10分鐘以上,較佳1小時以上,進而更佳2小時以上,通常為24小時以下,較佳10小時以下之範圍。
燒成時之環境最好選擇使活化元素成為有助於發光之離子狀態(價數)所必需的環境。例如,含有Eu作為活化元素之情況時,為了使Eu發光,必須為Eu2 。然而,於Eu源中通常使用以Eu2 O3 等Eu3 之形態所含有者。因此,為了將Eu3 還原為Eu2 ,較佳為於還原性環境下進行燒成,進而更佳為於強還原性環境下進行燒成。
作為燒成環境之具體例,可列舉一氧化碳環境、氫氣環境、含氫氣之氮氣環境、含有碳之強還原性環境、含有氫氣之氬環境等。其中,較佳為含有氫氣之氮氣環境、含有碳之強還原性環境,就經濟性觀點而言進而更佳為含有氫氣之氮氣。
使用含有氫氣之氮氣作為燒成環境之情況時,較佳為將電爐內之氧氣濃度降低至20 ppm以下。進而,較佳為環境中之氫氣含量為1體積%以上,進而更佳為2體積%以上,又,較佳為5體積%以下。其原因在於:環境中之氫氣之含量若過高,則將產生爆炸之危險,若過低,則無法實現充分的還原性環境。
再者,於後述之一次燒成以及二次燒成中,可使用同一燒成環境,亦可使用不同之燒成環境。
例如,後述之一次燒成之情況時,為了將揮發成分高效地自原料化合物中去除,較佳為依環境氣體之流通量較多之條件進行加熱。另一方面,後述之二次燒成中,例如,為了將Eu3 還原為Eu2 ,較佳為於包含氫氣或碳之還原性環境下進行加熱。
如上述般,較佳係藉由將燒成環境設為適當之還原性環境,而使螢光體中總Eu中之Eu2 的比例設為60%以上,更佳為80%以上,進而更佳為90%以上。若螢光體中之總Eu中之Eu2 的比例過低,則有發光強度降低之虞。
再者,螢光體中所含有之總Eu中之Eu2 的比例,例如可藉由X射線吸收精細結構[X-ray Absorption Fine Structure]之測定而進行調查。即,若對Eu原子之L3吸收端進行測定,則Eu2 與Eu3 表示各自之吸收波峰,故而可由其面積對比率進行定量。又,螢光體中所含有之總Eu中之Eu2 的比例,亦可藉由電子自旋共振(ESR)之測定得知。
(一次燒成以及二次燒成)
於燒成步驟中,最低進行1次1200℃以上之燒成,較佳為最終燒成於還原性環境下進行1000℃以上燒成。更佳為所將燒成步驟分為一次燒成與二次燒成,首先將藉由混合步驟而獲得之原料混合物進行一次燒成後,藉由球磨機等再度粉碎、篩分後進行二次燒成。
即,一次燒成中,為了從原料化合物高效率地去除揮發成分,較佳係依環境氣體之流通量較多之條件進行加熱。二次燒成中,例如為了將Eu3 還原為Eu2 ,較佳係於含有氫氣或碳之還原性環境下進行加熱。進而,於二次燒成中,為了使螢光體之結晶性提高,且充分進行對Eu2 之還原,較佳係於較一次燒成更高之溫度下進行加熱。
(後處理)
上述燒成步驟後,根據需要進行粉碎、洗淨、分級、表面處理等處理,藉此可獲得本發明之螢光體。於粉碎處理時,可使用列舉為可用於原料混合步驟中之粉碎機。洗淨可以去離子水等水、乙醇等有機溶劑、氨水等鹼性水溶液等進行。分級處理可藉由水篩進行,或者可藉由使用各種氣流分級機或振動篩等各種分級機而進行。其中,若使用尼龍篩網之乾式分級,則可獲得重量中值粒徑為20 μ m左右之分散性良好之螢光體。
再者,使用所獲得之螢光體,以後述方法製造發光裝置時,根據需要可實施於低溫下之退火燒成或使用無機物或者有機物之表面處理。其中,較佳係於進行[1-2-3.表面處理]中所述之表面處理後使用。
[1-4.螢光體之用途]
本發明之螢光體,可使用於使用螢光體之任意用途,尤其可以發揮以藍色光或者近紫外光進行激發之特性,故而可適用於各種發光裝置(後述之「本發明之發光裝置」)中。藉由調整所組合之螢光體之種類或使用比例,可製造各種各樣之發光色的發光裝置。尤其是由於,本發明之螢光體係橙色乃至紅色螢光體,故而若將發出藍色光之激發光源與綠色螢光體予以組合,則可製造白色發光裝置。該情況下之發光色,係藉由調整本發明之螢光體或綠色螢光體之發光波長,而可發出所需之發光色,例如,亦可獲得與所謂擬似白色(例如,組合了藍色LED與黃色螢光體之發光裝置的發光色)之發光光譜類似之發光光譜。進而,若於該白色發光裝置中組合紅色螢光體(發出紅色螢光之螢光體),則可實現於紅色演色性方面極優良之發光裝置或發出燈泡色(溫暖白色)之發光裝置。又,即使於發出近紫外光之激發光源中,組合本發明之螢光體、藍色螢光體(發出藍色螢光之螢光體)、及綠色螢光體(發出綠色螢光之螢光體),則亦可製造白色發光裝置。
作為發光裝置之發光色並不限制為白色,可根據需要組合黃色螢光體(發出黃色螢光之螢光體)、藍色螢光體、綠色螢光體、及其他種類之橙色乃至紅色螢光體等,並調整螢光體之種類或使用比例,藉此製造發出任意顏色之發光裝置。可使用以如此所獲得之發光裝置作為影像顯示裝置之發光部(尤其是液晶用背光等)或照明裝置。
[1-5.含螢光體組成物]
將本發明之螢光體使用於發光裝置等用途之情況時,最好以使螢光體分散於液狀媒體中之形態而使用。於液狀媒體中分散有本發明之螢光體者係適當稱作「本發明之含螢光體組成物」。本發明之含螢光體組成物可為僅包含本發明螢光體之1種者,亦可為包含2種以上者。
作為可使用於本發明之含螢光體組成物的液狀媒體,若為於所期望之使用條件下顯示液狀之性質,使本發明之螢光體較佳地分散,且不發生不良反應等者,則可根據目的等選擇任意之液狀媒體。作為液狀媒體之例,可列舉硬化前之熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂,例如可列舉加成反應型聚矽氧樹脂、縮合反應型聚矽氧樹脂、改質聚矽氧樹脂、環氧樹脂等。又,無機系材料可使用例如藉由溶膠-凝膠法將含有陶瓷前驅體聚合體或者金屬醇鹽之溶液進行水解聚合而成之溶液。該等液狀媒體可單獨使用1種,亦可以任意之組合以及比率並用2種以上。再者,於上述液狀媒體中亦可含有有機溶劑。
液狀媒體之使用量可根據用途等適當調整,一般而言,螢光體相對於本發明之液狀媒體的重量比,通常為3重量%以上,較佳5重量%以上,又,通常為30重量%以下,較佳15重量%以下之範圍。若液狀媒體變得過少,則來自螢光體之發光過強而亮度降低,若液狀媒體過多,則來自螢光體之發光變得過弱而亮度降低。
又,本發明之含螢光體組成物中,除了本發明之螢光體以及液狀媒體之外,根據其用途等亦可含有其他任意成分。作為其他之成分,可列舉擴散劑、增黏劑、增量劑、干擾劑等。具體而言,可列舉Aerosil等二氧化矽系微粉、氧化鋁等。再者,該等之其他成分可單獨使用1種,亦可以任意之組合以及比率並用2種以上。
[2.發光裝置]
其次,就本發明之發光裝置加以說明。本發明之發光裝置係至少具備作為激發光源之第1發光體、與可藉由照射來自第1發光體之光而發出可見光之第2發光體而構成。
[2-1.第1發光體] (第1發光體)
本發明之發光裝置中之第1發光體,係激發後述之第2發光體發光者。第1發光體之發光波長若為與後述第2發光體之吸收波長重複者,則無特別限制,可使用較廣之發光波長區域之發光體。通常,可使用具有自紫外區域至藍色區域之發光波長的發光體,特佳為使用具有自近紫外區域至藍色區域之發光波長的發光體。作為第1發光體之發光波長之具體數值,通常為200 nm以上,較佳300 nm以上,進而更佳360 nm以上,又,通常為500 nm以下,較佳480 nm以下之波峰發光波長之發光體。特佳為於360 nm以上、430 nm以下之近紫外區域中發光之發光體和於430 nm以上、480 nm以下之藍色區域中發光之發光體。作為該第1發光體,一般可使用半導體發光元件,具體而言可使用發光二極體(light emitting diode,以下適當簡稱為「LED」。)或半導體雷射二極體(semiconductor laser diode,以下適當簡稱為「LD」)等。
其中,作為第1發光體,較佳係使用了GaN系化合物半導體之GaN系LED或LD。其原因在於,GaN系LED或LD係與發出該區域之光的SiC系LED等相比,發光輸出或外部量子效率特別大,藉由與上述螢光體組合,可依非常低之電力獲得非常明亮的光。例如,相對於20 mA之電流負荷,通常GaN系LED或LD具有SiC系之100倍以上的發光強度。於GaN系LED或LD中,較佳係具有AlX GaY N發光層、GaN發光層、或者InX GaY N發光層者。於GaN系LED中,由於該等中具有InX GaY N發光層者之發光強度非常強,故而特佳,且於GaN系LED中,InX GaY N層與GaN層之多重量子井構造者之發光強度非常強,故而特佳。
再者,上述中,X+Y之值通常為0.8~1.2之範圍之值。於GaN系LED中,於該等發光層摻雜了Zn或Si者或無摻雜物者為於調節發光特性方面屬較佳。
GaN系LED係以該等發光層、p層、n層、電極、以及基板作為基本構成要素者,且具有以n型與p型之AlX GaY N層、GaN層、或者InX GaY N層等夾層發光層之異質構造,其發光效率高,故而較佳,而進一步使異質構造成為量子井戸構造者,其發光效率更高,故而更佳。
[2-2.第2發光體]
本發明之發光裝置中之第2發光體,係藉由照射來自上述第1發光體之光而發出可見光之發光體,且含有上述本發明之螢光體作為第1螢光體,並根據其用途等適當含有第2螢光體。又,例如,第2發光體係將第1以及第2螢光體分散至密封樹脂中而構成。
對螢光體之成分並無特別限制,較佳係於屬於結晶母體之以Y2 O3 、Zn2 SiO4 等為代表之金屬氧化物、以Sr2 Si5 N8 等為代表之金屬氮化物、以Ca5 (PO4 )3 Cl等為代表之磷酸鹽以及以ZnS、SrS、CaS等為代表之硫化物中,組合以Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb等稀土類金屬之離子或Ag、Cu、Au、Al、Mn、Sb等金屬之離子作為活化元素或者共活化元素者。
作為結晶母體之較佳例,可列舉:(Zn,Cd)S、SrGa2 S4 、SrS、ZnS等硫化物;Y2 O2 S等之氧硫化物;(Y,Gd)3 Al5 O1 2 、YAlO3 、BaMgAl1 0 O1 7 、(Ba,Sr)(Mg,Mn)Al1 0 O1 7 、(Ba,Sr,Ca)(Mg,Zn,Mn)Al1 0 O1 7 、BaAl1 2 O1 9 、CeMgAl1 1 O1 9 、(Ba,Sr,Mg)O.Al2 O3 、BaAl2 Si2 O8 、SrAl2 O4 、Sr4 Al1 4 O2 5 、Y3 Al5 O1 2 等鋁酸鹽;Y2 SiO5 、Zn2 SiO4 等矽酸鹽;SnO2 、Y2 O3 等氧化物;GdMgB5 O1 0 、(Y,Gd)BO3 等硼酸鹽;Ca1 0 (PO4 )6 (F,Cl)2 、(Sr,Ca,Ba,Mg)1 0 (PO4 )6 Cl2 等鹵磷酸鹽;Sr2 P2 O7 、(La,Ce)PO4 等磷酸鹽等。
但是,上述結晶母體以及活化元素或者共活化元素中,對元素組成並無特別限制,若可與同族之元素進行部分取代,並所獲得之螢光體可吸收近紫外至可見區域之光而發出可見光者,即可使用。
具體而言,可使用以下所列舉者作為螢光體者,但該等僅為例示,可於本發明中使用之螢光體並非限制於該等。再者,以下之例示中,適當省略地表示結構僅有一部分不同之螢光體。例如,將「Y2 SiO5 :Ce3 」、「Y2 SiO5 :Tb3 」以及「Y2 SiO5 :Ce3 ,Tb3 」統一表示為「Y2 SiO5 :Ce3 ,Tb3 」,將「La2 O2 S:Eu」、「Y2 O2 S:Eu」以及「(La,Y)2 O2 S:Eu」統一表示為「(La,Y)2 O2 S:Eu」。省略地方以逗號(,)隔開表示。
[2-2-1.第1螢光體]
本發明之發光裝置中之第2發光體,至少含有上述本發明之螢光體作為第1螢光體。本發明之螢光體可單獨使用任1種,亦可以任意之組合以及比率並用2種以上。又,除本發明之螢光體以外,亦可使用發出與本發明之螢光體同色之螢光的螢光體(同色並用螢光體)作為第1螢光體。通常,由於本發明之螢光體係橙色乃至紅色螢光體,故而可與本發明之螢光體一同並用橙色乃至紅色螢光體作為第1螢光體。
以下例示可與本發明之螢光體並用作為第1螢光體之橙色乃至紅色螢光體。再者,該等可單獨使用1種,亦可以任意之組合以及比率並用2種以上。
作為可與本發明之螢光體並用之橙色乃至紅色螢光體,例如可列舉:由具有紅色破斷面之破斷粒子所構成,以進行紅色區域之發光之(Mg,Ca,Sr,Ba)2 Si5 N8 :Eu所示之銪活化鹼土類矽氮化物系螢光體;由具有規則的結晶成長形狀之大致球狀的成長粒子所構成,以進行紅色區域之發光之(Y,La,Gd,Lu)2 O2 S:Eu所示之銪活化稀土類氧硫化物系螢光體等。
進而,於日本專利特開2004-300247號公報中揭示之含有選自由Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、W、以及Mo所組成之群中之至少1種元素之氧氮化物以及/或者含有氧硫化物之螢光體,且含有具有Al元素之一部分或者全部被Ga元素取代之α賽隆(α-sialon)結構之氧氮化物之螢光體,亦可於本實施形態中使用。再者,該等係含有氧氮化物以及/或者氧硫化物之螢光體。
又,除此之外,作為紅色螢光體亦可使用(La,Y)2 O2 S:Eu等Eu活化氧硫化物螢光體,Y(V,P)O4 :Eu、Y2 O3 :Eu等Eu活化氧化物螢光體,(Ba,Sr,Ca,Mg)2 SiO4 :Eu,Mn、(Ba,Mg)2 SiO4 :Eu,Mn等Eu,Mn活化矽酸鹽螢光體,LiW2 O3 :Eu、LiW2 O3 :Eu,Sm、Eu2 W2 O9 、Eu2 W2 O9 :Nb、Eu2 W2 O9 :Sm等Eu活化鎢酸鹽螢光體,(Ca,Sr)S:Eu等Eu活化硫化物螢光體,YAlO3 :Eu等Eu活化鋁酸鹽螢光體,LiY9 (SiO4 )6 O2 :Eu、Ca2 Y3 (SiO4 )6 O2 :Eu等Eu活化矽酸鹽螢光體,(Y,Gd)3 Al5 O1 2 :Ce、(Tb,Gd)3 Al5 O1 2 :Ce等Ce活化鋁酸鹽螢光體,(Ca,Sr,Ba)2 Si5 N8 :Eu、(Mg,Ca,Sr,Ba)SiN2 :Eu、(Mg,Ca,Sr,Ba)AlSiN3 :Eu等Eu活化氮化物螢光體,(Mg,Ca,Sr,Ba)AlSiN3 :Ce等Ce活化氮化物螢光體,(Sr,Ca,Ba,Mg)1 0 (PO4 )6 Cl2 :Eu,Mn等Eu,Mn活化鹵磷酸鹽螢光體(Ba3 Mg)Si2 O8 :Eu,Mn、(Ba,Sr,Ca,Mg)3 (Zn,Mg)Si2 O8 :Eu,Mn等Eu,Mn活化矽酸鹽螢光體,3.5MgO.0.5MgF2 .GeO2 :Mn等Mn活化鍺酸鹽螢光體,Eu活化α賽隆等Eu活化氧氮化物螢光體,(Gd,Y,Lu,La)2 O3 :Eu,Bi等Eu,Bi活化氧化物螢光體,(Gd,Y,Lu,La)2 O2 S:Eu,Bi等Eu,Bi活化氧硫化物螢光體,(Gd,Y,Lu,La)VO4 :Eu,Bi等Eu,Bi活化釩酸鹽螢光體,SrY2 S4 :Eu,Ce等Eu,Ce活化硫化物螢光體,CaLa2 S4 :Ce等Ce活化硫化物螢光體,(Ba,Sr,Ca)MgP2 O7 :Eu,Mn、(Sr,Ca,Ba,Mg,Zn)2 P2 O7 :Eu,Mn等Eu,Mn活化磷酸鹽螢光體,(Y,Lu)2 WO6 :Eu,MO等Eu,MO活化鎢酸鹽螢光體,(Ba,Sr,Ca)x Siy Nz :Eu,Ce(其中,x,y,z為1以上之整數)等Eu,Ce活化氮化物螢光體,(Ca,Sr,Ba,Mg)1 0 (PO4 )6 (F,Cl,Br,OH):Eu,Mn等Eu,Mn活化鹵磷酸鹽螢光體((Y,Lu,Gd,Tb)1 x SCx Cey )2 (Ca,Mg)1 r (Mg,Zn)2 r Siz q Geq O1 2 δ 等Ce活化矽酸鹽螢光體等。
作為紅色螢光體,亦可使用β-二酮酸鹽、β-二酮、芳香族羧酸、或者包含以布朗斯特酸等之陰離子作為配位基之稀土類元素離子錯合物之紅色有機螢光體、苝系顏料(例如,二苯{[f,f’]-4,4’,7,7’-四苯基}二茚並[1,2,3-cd:1’,2’,3-lm]苝)、蒽醌系顏料、色澱系顏料、偶氮系顏料、喹吖啶酮系顏料、蒽系顏料、異吲哚啉系顏料、異吲哚滿酮系顏料、酞菁系顏料、三苯甲烷系鹼性染料、陰丹士林系顏料、靛酚系顏料、菁系顏料、二系顏料。
又,紅色螢光體中,波峰波長為位於580 nm以上、較佳590 nm以上,又,620 nm以下、較佳610 nm以下之範圍內者,可適用為橙色螢光體。作為此種橙色螢光體之例,可列舉(Sr,Mg)3 (PO4 )2 :Sn2 等。
[2-2-2.第2螢光體]
本發明之發光裝置中之第2發光體,根據其用途,除了上述第1螢光體以外亦可含有螢光體(即,第2螢光體)。該第2螢光體係與第1螢光體發光波長不同之螢光體。通常,由於使用該等第2螢光體以調節第2發光體之發光色調,故而多使用發出與第1螢光體不同顏色之螢光的螢光體作為第2螢光體。如上述般,通常使用橙色乃至紅色螢光體作為第1螢光體,故而作為第2螢光體,係例如使用綠色螢光體、藍色螢光體、黃色螢光體等橙色乃至紅色螢光體以外之螢光體。
(綠色螢光體)
使用綠色螢光體作為第2螢光體之情況時,若該紅色螢光體不明顯損及本發明之效果則可使用任意者。此時,較佳係綠色螢光體之發光波峰波長位於如下之波長範圍:通常為490 nm以上,較佳510 nm以上,更佳515 nm以上,又,通常為560 nm以下,較佳540 nm以下,更佳535 nm以下。
作為此種綠色螢光體,例如可列舉:由具有破斷面之破斷粒子所構成,以進行綠色區域發光之(Mg,Ca,Sr,Ba)Si2 O2 N2 :Eu所示之銪活化鹼土類矽氧氮化物系螢光體;由具有破斷面之破斷粒子所構成,以進行綠色區域發光之(Ba,Ca,Sr,Mg)2 SiO4 :Eu所示之銪活化鹼土類矽酸鹽系螢光體等。
又,除此之外,作為綠色螢光體亦可列舉Sr4 Al1 4 O2 5 :Eu、(Ba,Sr,Ca)Al2 O4 :Eu等Eu活化鋁酸鹽螢光體,(Sr,Ba)Al2 Si2 O8 :Eu、(Ba,Mg)2 SiO4 :Eu、(Ba,Sr,Ca,Mg)2 SiO4 :Eu、(Ba,Sr,Ca)2 (Mg,Zn)Si2 O7 :Eu、(Ba,Ca,Sr,Mg)9 (Sc,Y,Lu,Gd)2 (Si,Ge)6 O2 4 :Eu等Eu活化矽酸鹽螢光體,Y2 SiO5 :Ce,Tb等Ce,Tb活化矽酸鹽螢光體,Sr2 P2 O7 -Sr2 B2 O5 :Eu等Eu活化硼酸磷酸鹽螢光體,Sr2 Si3 O8 -2SrCl2 :Eu等Eu活化鹵矽酸鹽螢光體,Zn2 SiO4 :Mn等Mn活化矽酸鹽螢光體,CeMgAl1 1 O1 9 :Tb、Y3 Al5 O1 2 :Tb等Tb活化鋁酸鹽螢光體,Ca2 Y8 (SiO4 )6 O2 :Tb、La3 Ga5 SiO1 4 :Tb等Tb活化矽酸鹽螢光體,(Sr,Ba,Ca)Ga2 S4 :Eu,Tb,Sm等Eu,Tb,Sm活化硫代鎵酸鹽螢光體,Y3 (Al,Ga)5 O1 2 :Ce、(Y,Ga,Tb,La,Sm,Pr,Lu)3 (Al,Ga)5 O1 2 :Ce等Ce活化鋁酸鹽螢光體,Ca3 Sc2 Si3 O1 2 :Ce、Ca3 (Sc,Mg,Na,Li)2 Si3 O1 2 :Ce等Ce活化矽酸鹽螢光體,CaSC2 04 :Ce等Ce活化氧化物螢光體,SrSi2 O2 N2 :Eu、(Sr,Ba,Ca)Si2 O2 N2 :Eu、Eu活化β賽隆、Eu活化α賽隆等Eu活化氧氟化物螢光體,BaMgAl1 0 O1 7 :Eu,Mn等Eu,Mn活化鋁酸鹽螢光體,SrAl2 O4 :Eu等Eu活化鋁酸鹽螢光體,(La,Gd,Y)2 O2 S:Tb等Tb活化氧硫化物螢光體,LaPO4 :Ce,Tb等Ce,Tb活化磷酸鹽螢光體,ZnS:Cu,Al、ZnS:Cu,Au,Al等硫化物螢光體,(Y,Ga,Lu,Sc,La)BO3 :Ce,Tb、Na2 Gd2 B2 O7 :Ce,Tb、(Ba,Sr)2 (Ca,Mg,Zn)B2 O6 :K,Ce,Tb等Ce,Tb活化硼酸鹽螢光體,Ca8 Mg(SiO4 )4 Cl2 :Eu,Mn等Eu,Mn活化鹵矽酸鹽螢光體,(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga,In)2 S4 :Eu等Eu活化硫代鋁酸鹽螢光體或硫代鎵酸鹽螢光體(Ca,Sr)8 (Mg,Zn)(SiO4 )4 Cl2 :Eu,Mn等Eu,Mn活化鹵矽酸鹽螢光體,MSi2 O2 N2 :Eu、M3 Si6 O9 N4 :Eu、M2 Si7 O1 0 N4 :Eu(其中,M表示鹼土類金屬元素)等Eu活化氧氮化物螢光體等。
又,作為綠色螢光體,亦可使用吡啶-鄰苯二甲醯亞胺縮合衍生物、苯并酮系、喹唑啉酮系、香豆素系、喹酞酮系、萘二甲酸醯亞胺系等螢光色素、鋱錯合物等有機螢光體。
(藍色螢光體)
使用藍色螢光體作為第2螢光體之情況下,若該藍色螢光體不明顯損及本發明之效果,則可使用任意者。此時,藍色螢光體之發光波峰波長最好位於如下之波長範圍:通常為420 nm以上,較佳430 nm以上,更佳440 nm以上,又,通常為490 nm以下,較佳470 nm以下,更佳460 nm以下。
作為此種藍色螢光體,可列舉:由具有大致六角形狀作為規則結晶成長形狀之成長粒子所構成,以進行藍色區域發光之BaMgAl1 0 O1 7 :Eu所示之銪活化鋇鎂鋁酸鹽系螢光體;由具有大致球狀作為規則結晶成長形狀之成長粒子所構成,以進行藍色區域發光之(Ca,Sr,Ba)5 (PO4 )3 Cl:Eu所示之銪活化鹵磷酸鈣系螢光體;由具有大致立方體形狀作為規則結晶成長形狀之成長粒子所構成,以進行藍色區域發光之(Ca,Sr,Ba)2 B5 O9 Cl:Eu所示之銪活化鹼土類氯硼酸鹽系螢光體;由具有破斷面之破斷粒子所構成,以進行藍綠色區域發光之(Sr,Ca,Ba)Al2 O4 :Eu或者(Sr,Ca,Ba)4 Al1 4 O2 5 :Eu所示之銪活化鹼土類鋁酸鹽系螢光體等。
又,除此之外,作為藍色螢光體亦可使用Sr2 P2 O7 :Sn等Sn活化磷酸鹽螢光體,Sr4 Al1 4 O2 5 :Eu、BaMgAl1 0 O1 7 :Eu、BaAl8 O1 3 :Eu等Eu活化鋁酸鹽螢光體,SrGa2 S4 :Ce、CaGa2 S4 :Ce等Ce活化硫代鎵酸鹽螢光體,(Ba,Sr,Ca)MgAl1 0 O1 7 :Eu、BaMgAl1 0 O1 7 :Eu,Tb,Sm等Eu活化鋁酸鹽螢光體,(Ba,Sr,Ca)MgAl1 0 O1 7 :Eu,Mn等Eu,Mn活化鋁酸鹽螢光體,(Sr,Ca,Ba,Mg)1 0 (PO4 )6 Cl2 :Eu、(Ba,Sr,Ca)5 (PO4 )3 (Cl,F,Br,OH):Eu,Mn,Sb等Eu活化鹵磷酸鹽螢光體,BaAl2 Si2 O8 :Eu、(Sr,Ba)3 MgSi2 O8 :Eu等Eu活化矽酸鹽螢光體,Sr2 P2 O7 :Eu等Eu活化磷酸鹽螢光體,ZnS:Ag、ZnS:Ag,Al等硫化物螢光體,Y2 SiO5 :Ce等Ce活化矽酸鹽螢光體,CaWO4 等鎢酸鹽螢光體,(Ba,Sr,Ca)BPO5 :Eu,Mn、(Sr,Ca)1 0 (PO4 )6 .nB2 O3 :Eu、2SrO.0.84P2 O5 .0.16B2 O3 :Eu等Eu,Mn活化硼酸磷酸鹽螢光體,Sr2 Si3 O8 .2SrCl2 :Eu等Eu活化鹵矽酸鹽螢光體等。
又,作為藍色螢光體亦可使用例如,萘二甲酸醯亞胺系、苯并唑系、苯乙烯基系、香豆素系、吡唑啉系、三唑系化合物之螢光色素、銩錯合物等有機螢光體等。
(黃色螢光體)
使用黃色螢光體作為第2螢光體之情況時,若該黃色螢光體不明顯損及本發明之效果,則可使用任意者。此時,黃色螢光體之發光波峰波長最好位於如下之波長範圍:通常530 nm以上,較佳540 nm以上,更佳550 nm以上,又,通常為620 nm以下,較佳600 nm以下,更佳580 nm以下。
作為此種黃色螢光體,可列舉各種氧化物系、氮化物系、氧氮化物系、硫化物系、氧硫化物系等螢光體。
尤其可列舉:具有以RE3 M5 O1 2 :Ce(於此,RE表示選自由Y、Tb、Gd、Lu、以及Sm所組成之群中之至少1種類之元素,M表示選自由Al、Ga、以及Sc所組成之群中之至少1種類之元素)或Ma 3 Mb 2 Mc 3 O1 2 :Ce(於此,Ma 表示2價之金屬元素,Mb 表示3價之金屬元素,Mc 表示4價之金屬元素。)等所表示之石榴石結構的石榴石系螢光體;以AE2 Md O4 :Eu(於此,AE表示選自由Ba、Sr、Ca、Mg以及Zn所組成之群中之至少1種之元素,Md 表示Si以及/或者Ge)等所表示之正矽酸鹽系螢光體;以氮取代該等系之螢光體構成元素之氧之一部分的氧氮化物系螢光體;具有AEAlSiN3 :Ce(於此,AE表示選自由Ba、Sr、Ca、Mg以及Zn所組成之群中之至少1種類之元素)等之CaAlSiN3 構造之氮化物系螢光體等之以Ce活化的螢光體。
又,除此之外,作為黃色螢光體亦可使用CaGa2 S4 :Eu、(Ca,Sr)Ga2 S4 :Eu、(Ca,Sr)(Ga,Al)2 S4 :Eu等硫化物系螢光體,具有Cax(Si,Al)1 2 (O,N)1 6 :Eu等SiAlON結構之氧氮化物系螢光體等之以Eu活化之螢光體。
又,作為黃色螢光體,例如亦可使用:brilliantsulfoflavine FF(色指數編號56205),basic yellow HG(色指數編號4 6040),eosine(色指數編號45380),rhodamine 6G(色指數編號45160)等螢光染料等。
再者,作為第2螢光體,可單獨使用1種螢光體,亦可以任意組合以及比率並用2種以上之螢光體。又,若第1螢光體與第2螢光體之比率不明顯損及本發明之效果,則可為任意者。因此,第2螢光體之使用量,以及,作為第2螢光體使用之螢光體的組合以及其比率等,係可根據發光裝置之用途等任意設定。
[2-2-3.第2螢光體之物性]
本發明之發光裝置所使用之第2螢光體之重量中值粒徑,最好為如下之範圍:通常為10 μ m以上,其中較佳為15 μ m以上,又,通常30 μ m以下,其中較佳為20 μ m以下。若重量中值粒徑過小,則有亮度降低、螢光體粒子產生凝集之傾向,故而欠佳。另一方面,若重量中值粒徑過大,則有產生塗佈不均或分注器等閉塞之傾向,故而欠佳。
[2-2-4.第2螢光體之選擇]
於本發明之發光裝置中,有無使用以上所說明之第2螢光體(紅色螢光體、藍色螢光體、綠色螢光體等)以及其種類,可根據發光裝置之用途適當選擇。例如,於本發明之發光裝置為橙色乃至紅色發光之發光裝置之情況時,可僅使用第1螢光體(橙色乃至紅色螢光體),通常無需使用第2螢光體。
另一方面,於將本發明之發光裝置構成作為白色發光之發光裝置之情況時,為了獲得所期望之白色光,可適當地組合第1發光體、第1螢光體(橙色乃至紅色螢光體)、及第2螢光體。具體而言,於將本發明之發光裝置構成作為白色發光之發光裝置之情況中,作為第1發光體、第1螢光體、及第2螢光體之較佳組合之例,可列舉例如以下(i)~(iv)組合。
(i)使用藍色發光體(藍色LED等)作為第1發光體,使用紅色螢光體(本發明之螢光體等)作為第1螢光體,使用綠色螢光體作為第2螢光體。
(ii)使用近紫外發光體(近紫外LED等)作為第1發光體,使用紅色螢光體(本發明之螢光體等)作為第1螢光體,並用藍色螢光體以及綠色螢光體作為第2螢光體。
(iii)使用藍色發光體(藍色LED等)作為第1發光體,使用橙色螢光體(本發明螢光體等)作為第1螢光體,使用綠色螢光體作為第2螢光體。
(iv)使用近紫外發光體(近紫外LED等)作為第1發光體,使用橙色螢光體(本發明螢光體等)作為第1螢光體,並用藍色螢光體以及綠色螢光體作為第2螢光體。
針對上述所揭示之螢光體之組合,進行更詳細之說明。
於本發明中,較佳係依下述所示之組合使用半導體發光元件與螢光體之發光裝置。
再者,於下述表中,適當省略表示構造上僅有一部分不同之螢光體。例如,將「Y2 SiO5 :Ce3 」、「Y2 SiO5 :Tb3 」以及「Y2 SiO5 :Ce3 ,Tb3 」表示為「Y2 SiO5 :Ce3 ,Tb3 」,將「La2 O2 S:Eu」、「Y2 O2 S:Eu」以及「(La,Y)2 O2 S:Eu」統一表示「(La,Y)2 O2 S:Eu」。於此情況下,( )內之元素之合計為1莫耳。又,省略之處以逗號(,)隔開表示。
[表3b]b)組合有藍色LED、下述表所表示之黃色螢光體中之1種或者2種以上之螢光體、及本發明之橙色螢光體之白色發光裝置
[表3f]f)組合有近紫外LED、下述表所示之藍綠色螢光體中之1種或者2種以上螢光體、及本發明之橙色螢光體之白色發光裝置
該等之組合中,特佳係依下述所示之組合使用半導體發光元件與螢光體之發光裝置。
又,本發明之螢光體,可與其他螢光體混合(於此,所謂混合係指組合不同種類之螢光體,而未必必須將螢光體彼此混合)使用。特別是若依表3a~表3n所揭示之組合混合螢光體,則可獲得較佳的螢光體混合物,再者,混合之螢光體的種類或其比例並無特別限制。
[2-2-4.密封材料]
第2發光體係例如將第1螢光體以及根據需要所使用之第2螢光體分散至密封材料而構成。
若列舉密封材料之例,則可列舉熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等。具體可列舉:聚甲基丙烯酸甲酯等甲基丙烯酸樹脂;聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物等苯乙烯樹脂;聚碳酸酯樹脂;聚酯樹脂;苯氧基樹脂;丁縮醛樹脂;聚乙烯醇;乙基纖維素、醋酸纖維素、醋酸-丁酸纖維素等纖維素系樹脂;環氧樹脂;苯酚樹脂;聚矽氧樹脂等。又,可使用無機系材料,例如可使用:使金屬醇鹽、將含有陶瓷前驅體聚合體或金屬醇鹽之溶液藉由溶膠-凝膠法進行水解聚合而成之溶液、或者該等之組合,予以固化之無機材料,例如可使用具有矽氧烷鍵結之無機系材料。
該等之中,由耐熱性、耐紫外線(UV)性等方面而言,較佳係:聚矽氧樹脂和金屬醇鹽;將含有陶瓷前驅體聚合體或金屬醇鹽之溶液藉由溶膠-凝膠法水解聚合而成之溶液、或者該等之組合予以固化之無機系材料,例如具有矽氧烷鍵結之無機系材料。
上述之中,與本發明之螢光體並用之情況時,較佳係使用聚矽氧樹脂或聚矽氧系材料,更佳為使用聚矽氧樹脂。
作為聚矽氧系樹脂,可列舉加成反應型聚矽氧樹脂、縮合反應型聚矽氧樹脂,其中,較佳係含有苯基之縮合反應型聚矽氧樹脂。又,更佳為聚矽氧樹脂或聚矽氧系材料之折射率為1.45以上者。
又,於此種密封材料中,特佳為具有以下特徵(1)~(3)中之1個以上之聚矽氧系材料或聚矽氧樹脂。
<1>於固體Si-核磁共振(NMR)光譜中,具有下述(a)以及/或者(b)波峰之至少1個。
(a)峰頂之位置位於化學位移-40 ppm以上、0 ppm以下之區域,波峰之半高寬為0.3 ppm以上、3.0 ppm以下之波峰(b)峰頂之位置位於化學位移-80 ppm以上,未滿-40 ppm之區域,波峰之半高寬為0.3 ppm以上、5.0 ppm以下之波峰
<2>矽含有率為20重量%以上。
<3>矽烷醇含有率為0.1重量%以上、10重量%以下。
本發明中,上述特徵<1>~<3>之中,較佳係具有特徵<2>之聚矽氧系材料或聚矽氧樹脂。更佳為具有上述特徵<1>以及<2>之聚矽氧系材料或聚矽氧樹脂較佳。特佳為上述特徵<1>~<3>全部具有之聚矽氧系材料或聚矽氧樹脂。
以下,針對該等之特徵<1>~<3>加以說明。於以下中,將具有上述特徵<1>~<3>之聚矽氧系材料稱作「本發明所使用之聚矽氧系材料」。
(固體Si-NMR光譜)
以矽為主成分之化合物係以SiO2 .nH2 O之示性式予以表示,但於構造上,係於矽原子Si之四面體的各頂點鍵結著氧原子O,且於該等氧原子O上進而鍵結矽原子Si,而具有擴展為網狀之構造。而且,以下所示之模式圖係無視上述之四面體構造,表示Si-O之網狀構造者,但於Si-O-Si-O-之重複單位中,亦有以其他成員(例如-H,-CH3 等)取代氧原子O之一部分者,在關注於1個矽原子Si時之情況下,存在如模式圖(A)所示般具有4個-OSi之矽原子Si(Q4 )、如模式圖(B)所示般具有3個-OSi之矽原子Si(Q3 )等。而且,於固體Si-NMR測定中,依據上述各矽原子Si之波峰,係依次被稱作Q4 波峰、Q3 波峰…。
鍵結了4個該等氧原子之矽原子,一般總稱為Q部位。本發明中,將來自Q部位之Q0 ~Q4 之各波峰稱作Qn 波峰群。未包含有機取代基之二氧化矽膜之Qn 波峰群,通常以於化學位移-80 ppm~-130 ppm之區域呈連續之多峰性波峰的型式被觀測到。
相對於此,鍵結3個氧原子、並鍵結1個氧原子以外之原子(通常為碳)之矽原子,一般總稱作T部位。來自T部位之波峰係與Q部位之情況同樣,以T0 ~T3 之各波峰被觀測到。將本發明中來自T部位之各波峰稱作Tn 波峰群。Tn 波峰群一般係以於較Qn 波峰群更高之磁場側(一般化學位移為-80 ppm~-40 ppm)之區域中呈連續之多峰性波峰的型式被觀測到。
進而,鍵結2個氧原子、並鍵結2個氧原子以外之原子(通常為碳)之矽原子,一般總稱作D部位。來自D部位之波峰亦與來自Q部位或T部位之波峰群同樣地,以D0 ~Dn 之各波峰(稱作Dn 波峰群)被觀測到,且以於較Qn 或Tn 之波峰群再更高磁場側之區域(一般化學位移為0 ppm~-40 ppm之區域)中之多峰性波峰的型式被觀測到。該等Dn 、Tn 、Qn 之各波峰群之面積比,分別與處於對應至各波峰群之環境下的矽原子之莫耳比相等,故若以全波峰之面積作為全矽原子之莫耳量,則Dn 波峰群以及Tn 波峰群之合計面積,係通常成為對應於與所相對之碳原子直接鍵結之全矽的莫耳量。
若測定本發明所使用之聚矽氧系材料之固體Si-NMR光譜,則來自直接鍵結了有機基之碳原子之矽原子的Dn 波峰群以及Tn 波峰群,及來自未與有機基之碳原子鍵結之矽原子的Qn 波峰群,將出現於分別不同之區域。該等波峰中,未滿-80 ppm之波峰係相當於上述Qn 波峰,-80 ppm以上之波峰係相當於Dn 、Tn 波峰。於本發明之矽氧系材料中,無需有Qn 波峰,但於Dn ,Tn 波峰區域中至少觀測到1個波峰,較佳為多個波峰。
又,本發明所使用之聚矽氧系材料中,於-80ppm以上之區域所觀測之波峰的半高寬特徵在於:小於(窄於)迄今藉由溶膠-凝膠法所公知之聚矽氧系材料之半高寬範圍。
若以化學位移為單位進行整理,則於本發明所使用之聚矽氧系材料中,於峰頂位置為-80 ppm以上、未滿-40 ppm所觀測到之Tn 波峰群之半高寬,通常為5.0 ppm以下,較佳4.0 ppm以下,又,通常為0.3 ppm以上,較佳0.4 ppm以上之範圍。
同樣地,於峰頂位置為-40 ppm以上、0 ppm以下所觀測到之Dn 波峰群之半高寬,由於分子運動之限制較小,故而整體小於Tn 波峰群之情況,通常為3.0 ppm以下,較佳2.0 ppm以下,又,通常為0.3 ppm以上之範圍。
若於上述化學位移區域中所觀測之波峰的半高寬大於上述範圍,則成為分子運動之限制較大、不對稱較大之狀態,而有容易產生裂縫、成為耐熱/耐候耐久性較差之構件之虞。例如,於經常使用四官能矽烷之情況、或於乾燥步驟中進行迅速乾燥而蓄積較大內部應力之狀態下等,半高寬範圍將變得大於上述範圍。
又,於波峰之半高寬小於上述範圍之情況時,處於該環境之Si原子係與矽氧烷交聯無關,而有三官能矽烷以未交聯狀態殘留之例等,成為耐熱.耐候耐久性較以矽氧烷鍵結主體所形成之物質更差之構件之虞。
再者,本發明所使用之聚矽氧系材料之組成,係限定於以系內交聯為主並藉由以二氧化矽為首之無機成分所形成之情況。即,即使於大量有機成分中含有少量Si成分之聚矽氧系材料中,於-80 ppm以上確認到上述半高寬範圍之波峰,亦無法獲得良好之耐熱/耐光性以及塗佈性能。
本發明所使用之聚矽氧系材料之化學位移值,可使用例如以下之方法進行固體Si-NMR測定,依據其結果計算出。又,測定資料之解析(半高寬或矽烷醇量解析),係依藉由使用了例如高斯函數或羅倫斯函數之波形分離解析等,分割各波峰然後提取之方法進行。
(固體Si-NMR光譜測定以及矽烷醇含有率之計算)於針對聚矽氧系材料進行固體Si-NMR光譜之情況時,依以下條件進行固體Si-NMR光譜測定以及波形分離解析。又,由所獲得之波形資料,針對聚矽氧系材料求得各個波峰之半高寬。又,以來自矽烷醇之波峰面積相對於全波峰面積的比率,求出構成全矽原子中之矽烷醇之矽原子的比率(%),並與其他分析之矽含有率相進行比較,藉此求得矽烷醇含有率。
{裝置條件}
裝置:Chemagnetics公司Infinity CMX-400核磁共振分光裝置2 9 Si共振頻率:79.436 MHz探針:7.5 mmΦCP/MAS用探針測定溫度:室溫試料旋轉數:4 kHz測定法:單脈衝法1 H退耦頻率:50 kHz2 9 Si偏離角度(flip angle):90°2 9 Si90°脈衝寬度:5.0 μ s重複時間:600 s累計次數:128次觀測寬度:30 kHz展寬因子(broadening factor):20 Hz
{資料處理法}
針對聚矽氧系材料,以512點作為測定資料取入,於8192點填零(zero filling)進行傅立葉轉換。
{波形分離解析法}
以傅立葉轉換後之光譜之各波峰,將根據羅倫斯波形以及高斯波形或者兩者之混合而作成之波峰形狀之中心位置、高度、半高寬作為可變參數,藉由非線性最小平方法而進行最適化計算。
再者,波峰之鑒定係參考AIChE Journal,44(5),p.1141,1998年等。
(矽含有率)
本發明所使用之聚矽氧系材料中,矽含有率為20重量%以上(特徵<2>)。
習知之聚矽氧系材料之基本骨架為以碳-碳以及碳-氧鍵作為基本骨架之環氧樹脂等有機樹脂,相對於此,本發明之聚矽氧系材料之基本骨架為與玻璃(矽酸鹽玻璃)等相同之無機質的矽氧烷鍵。該矽氧烷鍵係如下述表4之化學鍵結之比較表明顯可知,作為聚矽氧系材料具有優良之以下特徵。
(I)鍵結能量較大,難以進行熱分解/光分解,故而耐光性良好。
(Ⅱ)進行若干電性極化。
(Ⅲ)可為鏈狀結構之自由度較大,並富有可撓性之構造,且可於矽氧烷鏈中心自由旋轉。
(Ⅳ)氧化度大,故而無法進一步氧化。
(V)富有電絕緣性。
就該等特徵而言,可理解如下:矽氧烷鍵結為三維、且以高交聯度鍵結之骨架所形成之聚矽氧系之聚矽氧系材料,係成為接近玻璃或者岩石等無機質,並富有耐熱性/耐光性之保護皮膜。尤其以甲基作為取代基之聚矽氧系材料,由於在紫外區域未具有吸收,故而難以產生光分解,而耐光性優良。
本發明所使用之聚矽氧系材料之矽含有率,係如上述般為20重量%以上,其中較佳為25重量%以上,更佳30重量%以上。另一方面,作為上限,就僅由SiO2 組成之玻璃之矽含有率為47重量%之理由而言,通常為47重量%以下之範圍。
再者,聚矽氧系材料之矽含有率,例如可使用以下之方法進行感應耦合電漿光譜(inductively coupled plasma spectrometry,以下適當稱作「ICP」)分析,並且依據其結果進行計算。
{矽含有率之測定}
將聚矽氧系材料之單獨硬化物粉碎至100 μ m左右,於鉑坩堝中在大氣中,於450℃下保持1小時,繼而於750℃下保持1小時,於950℃下保持1.5小時而進行燒成,去除碳成分之後,於所獲得之殘渣中少量添加10倍量以上之碳酸鈉並進行燃燒器加熱並使之熔融,將其冷卻後添加去礦物質水,進而以鹽酸將pH值調整至中性左右,並且將矽定容為數ppm左右,進行ICP分析。
(矽烷醇含有率)
本發明所使用之聚矽氧系材料,矽烷醇含有率通常為0.1重量%以上,較佳0.3重量%以上,又,通常為10重量%以下,較佳8重量%以下,進而更佳5重量%以下之範圍(特徵(3))。本發明所使用之聚矽氧系材料,係具有如下優良性能:由於矽烷醇含有率較低故而經時變化較少,長期之性能穩定性優良,吸濕/透濕性均較低。但,完全未含有矽烷醇之構件由於密黏性差,故而矽烷醇含有率存在如上述之最佳範圍。
再者,聚矽氧系材料之矽烷醇含有率,例如可使用(固體Si-NMR光譜)之(固體Si-NMR光譜測定以及矽烷醇含有率之計算)中所說明之方法進行固體Si-NMR光譜測定,根據來自矽烷醇之波峰面積相對於全波峰面積的比率,求得全矽原子中構成矽烷醇之矽原子的比率(%),與另外分析之矽含有率相比較,藉此進行計算。
又,本發明所使用之聚矽氧系材料,由於含有適當量之矽烷醇,故而於存在於裝置表面之極性部分氫鍵結著矽烷醇,表現出密黏性。作為極性部分,例如可列舉羥基或金屬氧簇基(metalloxan bond)之氧等。
又,本發明所使用之聚矽氧系材料,係藉由於適當觸媒的存在下進行加熱,可於與裝置表面之羥基之間形成脫水縮合之共價鍵,進而表現出牢固之密黏性。
另一方面,若矽烷醇過多,則有如下之虞:系內增黏而難以進行塗佈,或者活性變高,或因加熱而於低沸點成分揮發前發生固化,藉此發生發泡或內部應力增大,而引發裂縫等。
(硬度測定值)
本發明所使用之聚矽氧系材料最好呈現彈性體狀。具體而言,根據硬度計型號A之硬度測定值(蕭氏A),通常為5以上,較佳7以上,更佳10以上,又,通常為90以下,較佳80以下,更佳70以下(特徵<4>)。藉由具有上述範圍之硬度測定值,可獲得難以產生裂縫,耐迴焊性以及耐溫度循環性優良的優點。
再者,上述硬度測定值(蕭氏A)可藉由JIS K6253所揭示之方法進行測定。具體而言,可使用古里精機製作所製造之A型橡膠硬度計進行測定。又,所謂迴焊係指將焊錫膏印刷於基板,並於基板上搭載零件後進行加熱、接合之焊接方法。又,所謂耐迴焊性係指可忍耐最高溫度260℃、10秒鐘熱衝擊之性質。
(其他添加劑)
本發明所使用之聚矽氧系材料中,為了調整密封構件之折射率,可使可賦予具有較高折射率之金屬氧化物的金屬元素存在於密封構件中。作為賦予具有較高折射率之金屬氧化物的金屬元素之例,可列舉Si、Al、Zr、Ti、Y、Nb、B等。該等金屬元素可單獨使用,亦可以任意組合以及比率並用2種以上。
此種金屬元素之存在形態,若不損及密封構件之透明度則並無特別限定,例如即使作為金屬氧簇基而形成均勻的玻璃層,亦可以粒子狀存在於密封構件中。於以粒子狀存在之情況下,其粒子內部之構造可為非晶體狀、亦可為晶體結構,但為賦予高折射率,較佳係晶體結構。又,為了不損及密封構件之透明度,其粒子徑通常為半導體發光元件之發光波長以下,較佳100 nm以下,進而更佳50 nm以下,特佳30 nm以下。例如,藉由於聚矽氧系材料中添加氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、氧化釔、氧化鈮等粒子,可使上述金屬元素以粒子狀存在於密封構件中。
又,本發明所使用之聚矽氧系材料,亦可進一步含有擴散劑、填充料、黏度調整劑、紫外線吸收劑等公知之添加劑。
作為本發明所使用之聚矽氧系材料,具體而言可列舉例如日本專利特願2006-176468號說明書中所揭示之聚矽氧系材料。
[2-3.發光裝置之構成]
本發明發光裝置,若具備上述第1發光體以及第2發光體,則對其他構成並無特別限制,通常係於適當之框架上配置上述第1發光體以及第2發光體而成。此時,以藉由第1發光體之發光使第2發光體受到激發(即,第1以及第2螢光體受到激發)而發光,且該第1發光體之發光以及/或者第2發光體之發光可被取出至外部的方式進行配置。該情況下,第1螢光體與第2螢光體無需混合於同一層中,例如亦可將含有第2螢光體之層積層於含有第1螢光體之層上等,以每種螢光體發出之顏色分別於各個層含有螢光體。
又,本發明之發光裝置中,亦可使用上述第1發光體、第2發光體以及框架以外之構件。作為其例可列舉[2-2-4.密封材料]中所述之密封材料。若列舉具體例,則可於發光裝置中,以使第2螢光體分散之目的而使用密封材料,或者以黏接第1發光體、第2發光體以及框架間之目的而使用密封材料。
[2-4.發光裝置之實施形態]
以下,就本發明之發光裝置,列舉具體的實施形態,加以更詳細地說明,但本發明並不限定於以下實施形態,於不偏離本發明宗旨之範圍內可任意變形而實施。
圖1a係模式性表示本發明一實施形態之發光裝置之構成。本實施形態之發光裝置1包含:框架2;作為光源之藍色LED(第1發光體)3;及螢光體含有部(第2發光體)4,其吸收由藍色LED3發出之光之一部分,並發出具有與其不同波長之光。
框架2係用以保持藍色LED3、螢光體含有部4之金屬製基部。於框架2之上面形成有朝圖1a中上側開口之剖面梯形狀之凹部(凹陷)2A。藉此,框架2形成為杯狀,故而可使由發光裝置1發出之光具有定向性,並可有效利用所發出之光。進而,框架2之凹部2A內面,係藉由銀等金屬電鍍,而提高可見光區域所有之光之反射率,藉此,照射至框架2之凹部2A內面之光亦可自發光裝置1向特定方向射出。
於框架2之凹部2A之底部,設置有作為光源之藍色LED3。藍色LED3係藉由被供給電力而發出藍色光之LED。自該藍色LED3所發出之藍色光之一部分被螢光體含有部4內之發光物質(第1螢光體以及第2螢光體)吸收作為激發光,又,另外的一部分可自發光裝置1向特定方向射出。
又,藍色LED3係如上述般設置於框架2之凹部2A之底部,於此,框架2與藍色LED3之間為藉由銀漿料(於黏接劑中混合銀粒子者)5而黏接,藉此,藍色LED3設置於框架2上。進而,該銀漿料5亦發揮將藍色LED3所產生之熱高效地向框架2放熱之作用。
進而,於框架2安裝有用以供給電力至藍色LED3之金製導線6。即,於藍色LED3上面所設置之電極(省略圖示),係使用導線6藉由線結合而連接,藉由對該導線6通電而將電力供給至藍色LED3,故而可使藍色LED3發出藍色光。再者,配合藍色LED3之構造安裝1根或者多根導線6。
進而,於框架2之凹部2A,設置有螢光體含有部4,其吸收自藍色LED3發出之光之一部分而發出具有不同波長之光。螢光體含有部4係由螢光體與透明樹脂(密封材料)所形成。螢光體係受到藍色LED3發出之藍色光而被激發,發出較藍色光更長波長之光的物質。構成螢光體含有部4之螢光體可為1種,亦可包含多種混合物,可選擇以使藍色LED3發出之光與螢光體含有部4發出之光的總和變為所期望之顏色。顏色並非僅為白色,亦可為黃色、橙色、粉紅色、紫色、藍綠色等。又,亦可為該等顏色與白色之間的中間色。於此,例如可使用包含本發明之螢光體的橙色螢光體(第1螢光體)與綠色螢光體(第2螢光體)作為螢光體,使發光裝置發出白色光。
又,透明樹脂為螢光體含有部4之密封材料,於此,係使用上述密封材料。
模具部7係自外部保護藍色LED3、螢光體含有部4、導線6等,並具有作為用以控制配光特性之透鏡的功能。模具部7主要可使用聚矽氧樹脂。
由於本實施形態之發光裝置係如以上般構成,故而若藍色LED3發光,則螢光體含有部4內之橙色螢光體與綠色螢光體受到激發而發光。藉此,可自發光裝置發出包含藍色LED3發出之藍色光、橙色螢光體發出之橙色光、以及綠色螢光體發出之綠色光的白色光。
此時,本實施形態之發光裝置中,係使用溫度特性優良之本發明之螢光體作為橙色螢光體。因此,即使藍色LED3發熱,橙色螢光體發出光之亮度亦不會大幅度降低,其結果可抑制因藍色LED3之發熱所引起之發光裝置之發光強度降低,同時可防止發光裝置發出之顏色因橙色光之亮度降低而變化。因此,即使於使用高輸出之LED作為第1發光體之情況下,含有本發明之螢光體的螢光體含有部4,其發光強度降低或發光色變化較少。
本發明之發光裝置,並不限定於上述實施形態,可於不偏離其宗旨之範圍內實施任意變更。
例如,可使用面發光型者作為第1發光體,且可使用膜狀者作為第2發光體。該情況下,較佳係將膜狀之第2發光體設為與第1發光體之發光面直接接觸之形狀。再者,於此所謂之接觸,係指形成第1發光體與第2發光體不介隔空氣或氣體而精密接著之狀態。其結果,可避免來自第1發光體之光被第2發光體之膜面反射而滲至外部的光量損失,故而可提高裝置整體之發光效率。
圖2係模式性表示如此般使用面發光型者作為第1發光體,並使用膜狀者作為第2發光體之發光裝置之一例的立體圖。圖2所示之發光裝置8中,於基板9上設置有作為第1發光體之面發光型GaN系LD10,於面發光型GaN系LD10之上形成有膜狀之第2發光體11。於此,為了形成相互接觸之狀態,可分別各自準備作為第1發光體之LD10與第2發光體11,使其等之面彼此藉由黏接劑或其他方法接觸,亦可於LD10之發光面上使第2發光體11成膜(成型)。該等結果,可使LD11與第2發光體11成為接觸狀態。
根據如此構成之發光裝置8,除了有與上述實施形態同樣之優點之外,亦可避免光量損失而使發光效率提高。
[2-5.發光裝置之用途]
本發明之發光裝置之用途並無特別限制,可使用於通常之發光裝置所使用之各種領域。其中,由於溫度特性良好,故而本發明之發光裝置可特別適合使用作為影像顯示裝置以及照明裝置之光源。
再者,於將本發明之發光裝置使用作為影像顯示裝置之光源之情況時,較佳係與彩色濾光片一併使用。例如,以利用彩色液晶顯示元件之彩色影像顯示裝置作為影像顯示裝置之情況時,可將上述發光裝置作為背光照明,將利用液晶之光擋板與具有紅、綠、藍像素之彩色濾光片予以組合,藉此形成影像顯示裝置。
又,例如上述般,於影像顯示裝置中使用本發明之發光裝置之情況時,較佳為與彩色濾光片一併使用本發明之螢光體、以及(Ba,Sr)2 SiO4 :Eu作為第2發光體。原因在於:若使用該組合,則與將僅使用黃色螢光體(例如,YAG螢光體)之發光裝置用於影像顯示裝置中之情況相比較,紅色成分較多,故演色性極高,進而光之利用效率優良,亮度亦較高。
組裝有發光裝置1之面發光照明裝置12之一例模式性地示於圖3。該面發光照明裝置12中,於內面為白色之平滑面等光不透過性的方形保持箱13之底面,設置多個發光裝置1,於其外側設置用以驅動發光裝置1之電源以及電路等(未圖示)而進行配置。又,為了使發光均勻化,於相當於保持箱13之蓋部處,固定有乳白色之壓克力板等之擴散板14。
使用該面發光照明裝置12時,係使發光裝置1發光。該光透過擴散板14,射出至圖面上方,故而可於保持箱13之擴散板14面內獲得均勻亮度之照明光。
(實施例)
以下,就本發明使用實施例加以更詳細之說明,但本發明只要不超過其宗旨,並不限定於以下實施例。
[螢光體之測定/評估等]
後述之各實施例以及各比較例中,螢光體粒子之各種評估係藉由以下方法進行。
(發光光譜)
螢光體之發光光譜係使用具備作為激發光源之150 W氙氣燈、作為光譜測定裝置之多頻道CCD檢測器C7041(濱松Photonics公司製造)之螢光測定裝置(日本分光公司製造)進行測定。來自激發光源之光通過焦點距離為10 cm之繞射光柵分光器,僅有波長為400 nm、405 nm、455 nm、或者460 nm之激發光通過光纖照射至螢光體上。將照射激發光而自螢光體產生之光藉由焦點距離為25 cm之繞射光柵分光器進行分光,於300 nm以上、800 nm以下之波長範圍中,藉由光譜測定裝置測定各波長之發光強度,經過個人電腦之靈敏度校正等信號處理而獲得發光光譜。
(發光波峰波長、發光波峰強度以及半高寬)
發光波峰波長與半高寬,可自所獲得之發光光譜讀取。發光波峰強度係藉由以比較例3之螢光體(化成OPTONIX公司製造之P46-Y3)之波峰強度為基準之相對值表示。
(色度座標)
由發光光譜之420 nm~800 nm(激發波長為400 nm、405 nm之情況)或者480 nm~800 nm(激發波長為455 nm、460 nm之情況)的波長區域之資料,計算以JIS Z8701規定之XYZ表色系中之色度座標x與y。
(相對亮度)
由於以JIS Z8701所規定之刺激值Y與亮度成比例,故而將刺激值Y之相對值作為相對亮度。使用比較例3之螢光體作為基準。
(激發光譜)
激發光譜係藉由日立製作所製造之F4500分光螢光光度計進行測定。
(發光強度維持率、以及亮度維持率)
使用具備如下者之裝置進行測定:作為發光光譜測定裝置之大塚電子製造之MCPD7000多頻道光譜測定裝置、作為亮度測定裝置之色彩亮度計BM5A、具備珀耳帖元件之冷卻機構與加熱器之加熱機構的平臺、以及作為光源之150W氙氣燈。
將放入有螢光體樣本之槽放置於平臺,且使溫度於20℃至150℃之範圍內變化。確認使螢光體之表面溫度固定為20℃、25℃、100℃、125℃、或者150℃。繼而,以自光源經繞射光柵分光而取出之405 nm、455 nm、或者465 nm之光激發螢光體,並測定發光光譜以及亮度。由所測定之發光光譜求得發光波峰強度。
再者,螢光體之表面溫度之測定值,係使用將利用放射溫度計與熱電偶溫度測定之溫度測定值予以校正後的值。
將20℃中之亮度值相對於藉由亮度測定裝置所測定之亮度值的相對值設為亮度維持率。
又,將20℃或者25℃中之發光波峰強度相對於自藉由光譜測定裝置所測定之發光光譜而求得之發光波峰強度的相對值設為發光強度維持率。
例如,455 nm激發、125℃之發光強度維持率可依以下之方式求得。
將25℃下以波峰波長為455 nm之光激發而獲得之發光波峰強度設為R4 5 5 (25),125℃下以波峰波長為455 nm之光激發而獲得之發光波峰強度設為R4 5 5 (125)時,以下式之值作為455 nm激發、125℃之發光強度維持率。
{R4 5 5 (125)/R4 5 5 (25)}×100
再者,於隨後揭示之表中,將{R4 5 5 (100)/R4 5 5 (25)}×100以及{R4 0 5 (100)/R4 0 5 (25)}×100稱作「發光強度維持率100℃」,將{R4 5 5 (125)/R4 5 5 (25)}×100以及{R4 0 5 (125)/R4 0 5 (25)}×100稱作「發光強度維持率125℃」,且將{R4 5 5 (150)/R4 5 5 (25)}×100以及{R4 0 5 (150)/R4 0 5 (25)}×100稱作「發光強度維持率150℃」。
(內部量子效率、外部量子效率、以及吸收效率)
依以下之方式,求得螢光體之吸收效率α q、內部量子效率η i、外部量子效率效率η o。
首先,將成為測定對象之螢光體樣本,以保持測定精度之方式,使表面充分平滑地裝入至槽中,並安裝至積分球。
使用光纖自用以激發螢光體之發光光源(150 W之Xe燈)將光導入至該積分球。使用單色器(繞射光柵分光器)調整來自上述發光光源之光的發光波峰波長以使其成為405 nm或者455 nm之單色光。以該單色光作為激發光,照射至測定對象之螢光體樣本,使用分光測定裝置(大塚電子股份有限公司製造之MCPD7000),對螢光體樣本之發光(螢光)以及反射光進行光譜測定。使用光纖將積分球內之光導入分光測定裝置。
吸收效率α q係將藉由螢光體樣本所吸收之激發光之光子數Na b s 除以激發光之全光子數N的值。
首先,後者之激發光之全光子數N係與依下述(式I)所求得之數值成比例。因此,以相對於激發光具有大致100%之反射率R之反射板、Labsphere製造之「Spectralon」(相對於450 nm之激發光具有98%之反射率R)作為測定對象,以與螢光體樣本同樣之配置安裝於上述積分球,照射激發光,以分光測定裝置進行測定,藉此測定反射光譜1r e f (λ),求得下述(式I)之值。
於此,積分區間,於激發波長為405 nm之情況時,為351 nm~442 nm;於激發波長為455 nm之情況時,為410 nm~480 nm。
藉由螢光體樣本所吸收之激發光之光子數Na b s 係與以下述(式Ⅱ)所求得之量成比例。
因此,求得安裝作為求取吸收效率α q之對象的螢光體樣本時之反射光譜I(λ)。(式Ⅱ)之積分範圍係與以(式I)所決定之積分範圍相同。實際之光譜測定值,由於一般可依以與λ相關之某有限帶寬予以區分之數位資料的型式獲得,故而(式I)以及(式Ⅱ)之積分可藉由依據其帶寬之有限和而求得。
藉此,計算α q=Na b s /N=(式Ⅱ)/(式I)。
其次,依以下之方式求出內部量子效率η i。內部量子效率η i係將來自螢光現象之光子數NPL除以螢光體樣本吸收之光子數Na b s 的值。
於此,NPL係與以下述(式Ⅲ)所求得之量成比例。因此,求得以下述(式Ⅲ)所求得之量。
[數6]∫λI (λ ) (式Ⅲ)
積分區間係於激發波長為405 nm之情況時,為443 nm~800 nm;於激發波長為455 nm之情況時,為481 nm~800 nm。
藉此,計算η i=(式Ⅲ)/(式Ⅱ),求得內部量子效率η i。
再者,關於由成為數位資料之光譜進行積分,係與求得吸收效率α q之情況同樣地進行。
繼而,藉由取得以如上述求得之吸收效率α q與內部量子效率η i之積,而求得外部量子效率η o。
(重量中值粒徑)
使用堀場製作所製造之雷射繞射/散射式粒子徑分佈測定裝置LA-300,並使用乙醇作為分散劑進行測定。
(粉末X射線繞射測定)
粉末X射線繞射係經由PANalytical製造之粉末X射線繞射裝置X’Pert進行精密測定。測定條件如以下所述。
使用CuK α管球X射線輸出=40 KV,30 mA透光狹縫(solar slit)=0.04 rad發散狹縫=自動可變(將向試料之X射線照射寬度固定為10 mm)檢測器=使用半導體陣列檢測器X’Celerator,使用Ni濾光片掃描範圍2 θ=5~155度讀入寬度=0.015度計數時間=99.7秒
[螢光體之製造I] (實施例1~2、以及比較例1~2)
稱量SrCO3 、BaCO3 、SiO3 以及Eu2 O3 以使Sr:Ba:Si:Eu成為表6所示之莫耳比率,於瑪瑙研砵與乙醇一併進行粉碎/混合。使乙醇氣化而去除,獲得原料混合物。將所獲得之原料混合物成形為直徑10 mm之錠劑,置於鉬箔上,於含有氫氣之氮氣環境(氫氣:氮氣=3:97(體積比))中,以表5所示之加熱溫度(最高溫度)以及加熱時間進行加熱,藉此使之反應。繼而,藉由進行所獲得燒成物之粉碎處理而製造螢光體。
再者,無論於何種情況下,燒成均於大氣壓下進行。於以下之實施例以及比較例中,亦將燒成時之壓力條件設為為大氣壓。
[表5]
(比較例3)
使用市售之黃色螢光體(化成OPTONIX公司製造之黃色螢光體(Y,Gd,Ce)3 Al5 O1 2 (型號P46-Y3)]作為比較例3之螢光體。
(實施例3~8)
稱量SrCO3 、BaCO3 、SiO2 以及Eu2 O3 使Sr:Ba:Si:Eu成為表6所示之莫耳比率,於瑪瑙研砵與乙醇一併進行粉碎/混合。使乙醇氣化而去除,獲得原料混合物。將所獲得之原料混合物成形為直徑10 mm之錠劑,置於鉬箔上,於含有氫氣之氮氣環境(氫氣:氮氣=3:97(體積比))中,以1450℃加熱6小時,藉此使之反應。繼而,藉由進行所獲得燒成物之粉碎處理而製造螢光體,進行其評估。
(實施例9)
稱量SrCO3 、BaCO3 、SiO2 、以及Eu2 O3 以使Sr:Ba:Si:Eu=1.98:1:1:0.02,以乾式充分混合而獲得原料混合物,將所獲得之原料混合物放置入於底面與側面鋪有鉑箔之氧化鋁坩堝,一面將氮氣吹入至烙室爐(muffle furnace)內,一面以1400℃加熱6小時。將所獲得燒成物充分粉碎,放入氧化鋁坩堝,於含有氫氣之氮氣環境(氫氣:氮氣=4:96(體積比))中,以1550℃加熱6小時。粉碎處理所獲得之燒成物,使之通過孔眼37 μ m之尼龍篩網,藉此製造螢光體。該螢光體之重量中值粒徑(D5 0 )為19.8 μ m。
(實施例10)
於實施例9中,第1次燒成中,不使用鉑箔而將原料混合物直接放入氧化鋁坩堝,除此之外,其他以與實施例9相同之方式製造螢光體。
(實施例11~16、比較例4)
稱量SrCO3 、BaCO3 、SiO2 、以及Eu2 O3 以使其成為表6所示之莫耳比率,以乾式充分混合而獲得原料混合物。將所獲得之原料混合物放入於底面與側面鋪有鉑箔之氧化鋁坩堝中,一面氮氣吹入至烙室爐內,一面以1400℃加熱3小時。將所獲得之燒成物充分粉碎,放入於底面與側面鋪有鉬箔之氧化鋁坩堝內,於含有氫氣之氮氣環境(氫氣:氮氣=4:96(體積比))下,以1550℃加熱3小時。粉碎處理所獲得之燒成物,使之通過孔眼37 μ m之尼龍篩網,藉此製造螢光體。
(實施例17~19)
除了將螢光體之組成比(Sr/Ba/Eu比)變更為表6所示之值之外,其他以與實施例9相同之方式製造實施例17~19之螢光體。
(實施例20)
稱量SrCO3 、BaCO3 、SiO2 、以及Eu2 O3 以使Sr:Ba:Si:Eu=1.98:1:1:0.02,以乾式充分混合而獲得原料混合物。將所獲得之原料混合物放入於底面與側面鋪有鉑箔之氧化鋁坩堝中,於含有氫氣之氮氣環境(氫氣:氮氣=4:96(體積比))中,以1400℃加熱6小時。將其充分粉碎,放入至氧化鋁坩堝中,於含有氫氣之氮氣環境(氫氣:氮氣=4:96(體積比))中,以1550℃加熱6小時。粉碎處理所獲得之燒成物,使之通過孔眼37 μ m之尼龍篩網,藉此製造螢光體。
(實施例21)
稱量SrCO3 、BaCO3 、SiO2 、以及Eu2 O3 以使Sr:Ba:Si:Eu=1.98:1:1:0.02,以乾式充分混合而獲得原料混合物。將所獲得之原料混合物放入於底面與側面鋪有鉑箔之氧化鋁坩堝中,一面將氮氣體吹入至烙室爐內,一面以1400℃加熱6小時。將其充分粉碎,放入至氧化鋁坩堝中,於含有氫氣之氮氣環境(氫氣:氮氣=4:96(體積比))中,以1550℃加熱6小時。粉碎處理所獲得之燒成物,使之通過孔眼37 μ m之尼龍篩網,藉此製造螢光體。
(實施例22)
將以實施例21所獲得之螢光體放入至5倍重量之水中進行充分攪拌,並過濾。再進行一次相同操作後,於大氣中以120℃進行乾燥直到乾燥為止。
[螢光體之評估I-A] <405 nm激發、以及455 nm激發中之發光特性>
對實施例1~22以及比較例2、4之螢光體,藉由上述之方法,測定受到405 nm之光、以及455 nm之光激發時之發光波峰波長、發光波峰強度、半高寬、亮度、色度座標、發光強度維持率、內部量子效率、外部量子效率、以及吸收效率、及重量中值粒徑(D5 0 )。結果示於表7、8。
自表7、8可知,以實施例1~22所製造之螢光體,係於高溫下之發光強度維持率較高、且溫度特性優良之螢光體。
自實施例3~8之結果可知,關於活化元素Eu之量,將Sr與Ba與Eu之合計莫耳量設為3時之Eu莫耳量(上述式[1]中之y)為0.02之情況時,發光強度最高。即,可知較佳係依約該Eu量製造螢光體。
自實施例11~19之結果可知,關於Sr與Ba之莫耳比率,於Sr/Ba莫耳比率為大致2/1~2.2/0.8附近之情況時,發光波峰強度最高。進而若使Ba減少,則發光波峰強度若干降低,發光波峰波長位移至較長波長(x值上升,y值降低),故而成為紅色成分若干多之螢光體。該螢光體係紅色成分較多,故而可適用於要求高演色性之用途。
若如實施例22般對螢光體進行水洗處理,則可去除附著於螢光體表面之雜質,又,可去除由於粉碎等所產生之微粒子,故而實用性較佳。
於如實施例20般進行2次燒成之情況時,第1次之燒成亦可與第2次燒成同樣地於還原性環境(氮氣與氫氣之混合氣體)下進行。
[螢光體之評估I-B] (粉末X射線繞射圖案)
實施例1之螢光體之測定結果係與使用Rietveld法之解析結果一併示於圖4a中。於該圖中,將最上面(圖4a中,A)所獲得之螢光體之繞射亮度的實測值(×號)與依圖案對合所求得之繞射強度資料(實線)重疊表示,自上第2條豎線之排列(圖4a中,B)係表示於圖案符合結果中,繞射波峰之存在位置,第3條曲線(圖4a中,C)係表示螢光體之繞射亮度的實測值與圖案對合結果之差。又,圖4b表示將所獲得之螢光體之繞射亮度的實測值以實線連結者。
再者,使用Rietveld法之解析,係設為實施例1之螢光體之空間群為I4/mcm(No.140),為進行圖案對合者。於此雖並未表示,但即使對設為實施例1之螢光體之空間群為P4/ncc(No.130)進行解析,亦可以大致同等之正確度進行圖案對合。因此,可認為實施例1之螢光體係空間群屬於I4/mcm(No.140)或者空間群屬於P4/ncc(No.130)者。
表9a~表9e表示圖案對合之結果所獲得之各繞射波峰之平面指數(Plane indices)、繞射角度(2 θ)、平面間距(interplanar spacing)、實測強度、以及計算強度。再者,螢光體之繞射強度之實測資料中,可確認到非來自實施例1螢光體之結晶的雜質相之波峰,但與此相關之內容並未揭示於表中。計算值係自以下之[8]式求得,其中將正方晶之a軸、b軸、c軸之晶格常數分別設為a、b、c,並將平面指數設為(hkl)。自表9a~表9e可知各繞射角度之繞射強度的實測值與計算值大致一致。
2 θ=2sin 1 [0.5 λ(h2 /a2 +k2 /b2 +l2 /c2 )0 . 5 ]………[8]
再者,λ係使用作為X射線源之CuK α線的波長1.54056
將自圖案對合之結果所獲得之晶格常數、原子座標等晶體結構參數總結示於表10。
<400 nm激發、以及460 nm激發中之發光特性I>
對實施例1~2(以及後述之實施例23)、以及比較例1~2之螢光體,測定400 nm激發、以及460 nm激發中之發光特性。
將實施例1~2(以及後述之實施例23)、以及比較例1~2之發光光譜示於圖5(460 nm激發)以及圖6(400 nm激發)中。
又,將實施例1~2(以及後述之實施例23)、以及比較例1~2之螢光體的發光波峰波長、相對發光波峰強度、色度座標、相對亮度總結示於表11以及表12。
表11表示由以波峰波長為460 nm所激發之情況時之發光光譜所計算出之相對發光波峰強度以及相對亮度。相對發光波峰強度與相對亮度,係將以比較例3之螢光體受波長460 nm所激發之情況時的發光波峰強度與亮度設為102而求得之相對值。
表12表示由以波峰波長400 nm所激發之情況時之發光光譜所計算出之相對發光波峰強度以及相對亮度。相對發光波峰強度與相對亮度,係將以比較例3之螢光體受波長460 nm所激發之情況時的發光波峰強度與亮度設為100而求得之相對值。
由該等測定結果可知Sr1 . 9 8 BaEu0 . 0 2 SiO5 組成之螢光體(實施例1)之發光強度為最高。
比較例3*表示以460 nm激發比較例3之螢光體之情況時之發光特性。
<400 nm激發,以及460nm激發中之發光特性Ⅱ>
對實施例3~8螢光體,測定發光波峰波長、相對發光波峰強度、色度座標、相對亮度,將其結果示於表13以及表14中。
表13表示由以波峰波長為460 nm激發之情況時之發光光譜所計算出之相對發光波峰強度以及相對亮度。相對波峰強度與相對亮度,係將以波長460 nm激發同時測定之比較例3之螢光體之情況時的發光波峰強度與亮度設為100所求得之相對值。
表14表示由以波峰波長為400 nm激發之情況時之發光光譜所計算出之相對發光波峰強度以及相對亮度。相對波峰強度與相對亮度,係將以波長460 nm激發比較例3之螢光體之情況時的發光波峰強度與亮度設為100所求得之相對值。
又,圖10表示激發波長為460 nm中之Eu添加量與發光波峰波長以及相對發光波峰強度之關係。
自實施例3~8之結果可知,活化元素之Eu量,係將Sr與Ba與Eu之合計莫耳量設為3時之Eu莫耳量(上述式[1]中之y)為0.02之情況時,發光強度成為最高。即,可知較佳係依該Eu量左右製造螢光體。
<455 nm激發之發光特性>
對實施例9以及10之螢光體,測定以455 nm所激發時之發光波峰波長、相對發光波峰強度、色度座標、相對亮度,將其結果示於表15。
相對波峰強度與相對亮度,係將以波長460 nm激發同時測定之比較例3之螢光體之情況時的發光波峰強度與亮度設為100而求得之相對值。
實施例10之螢光體係與實施例9之螢光體相比較,發光波峰強度較小。發明者認為其原因在於:因為於未使用鉑箔之氧化鋁坩堝進行於1400℃高溫下之加熱處理,故而螢光體之原料混合物與氧化鋁反應,Al成分混入螢光體中。
測定該等螢光體之Al含量,結果在實施例10之螢光體中,每1 g中含有380 μ g Al,在實施例9之螢光體中,每1 g中含有30 μ g Al。因此發明者認為實施例10之螢光體中係混入了來自氧化鋁坩堝之Al。
<激發光譜>
實施例1之螢光體之激發光譜係示於圖7,自該圖可知,實施例1之螢光體,可依300 nm以上、500 nm以下之波長範圍之光激發,尤其可高效率地吸收紫外區域、近紫外區域、以及較500 nm更短之波長之可見光區域的光而發光。
<激發波長465nm中之發光強度維持率以及亮度維持率>
對實施例1之螢光體進行相對於溫度變化之發光強度維持率以及亮度維持率的測定。
將藉由亮度計而測定之亮度值,以20℃中之亮度值進行規格化,並圖示於圖9中。
將藉由光譜測定裝置而測定之發光波峰強度,以20℃中之發光波峰強度進行規格化,並圖示於圖9中。
由圖9可知,該螢光體於室溫(20℃)至150℃左右之溫度範圍內,幾乎不產生溫度淬滅(temperature quenching)。
[螢光體之製造Ⅱ] (實施例23)
稱量SrCO3 ,BaCO3 ,SiO2 以及Eu2 O3 以使Sr:Ba:Si:Eu成為表16所示之莫耳比率,於瑪瑙研砵與乙醇一併進行粉碎/混合。使乙醇氣化而去除,獲得原料混合物。將所獲得之原料混合物成形為直徑10 mm之錠劑,置於鉬箔上於含有氫氣之氮氣環境(氫氣:氮氣=3:97(體積比))中,以加熱溫度(最高溫度)1250℃以及加熱時間6小時進行加熱,藉此使之反應。繼而,藉由進行所獲得之燒成物的粉碎處理而製造螢光體。
(實施例24~27)
稱量SrCO3 、BaCO3 、SiO2 、以及Eu2 O3 以使成為表16所示之莫耳比率,以乾式充分混合而獲得原料混合物。將所獲得之原料混合物放入於底面與側面鋪有鉑箔之氧化鋁坩堝中,將氮氣體吹入至烙室爐內,以1400℃加熱3小時。將其充分粉碎,放入於底面與側面鋪有鉑箔之氧化鋁坩堝中,於含有氫氣之氮氣環境(氫氣:氮氣=4:96(體積比))下,以1550℃加熱3小時。將所獲得之燒成物粉碎處理,使之通過孔眼37 μ m之尼龍篩網,藉此製造螢光體。
[螢光體之評估Ⅱ] <405 nm激發以及455 nm激發中之發光特性>
對實施例23~27之螢光體,藉由上述方法,測定以405 nm之光、以及455 nm之光激發時之發光波峰波長、發光波峰強度、半高寬、亮度、色度座標、發光強度維持率、內部量子效率、外部量子效率、以及吸收效率、及重量中值粒徑(D5 0 )。結果示於表17、18。
若Sr/Ba之莫耳比率超過2.5/0.5而Sr變多,則隨Sr增加而發光波長位移至短波長。於Sr/Ba大致為2.4/0.6~2.6/0.4附近,發光波峰波長變為最長之波長。於希望紅色成分較多之情況時,較佳係將Sr/Ba比率調節至於該範圍。
自該等結果可知,藉由將Ba之比率x設為0.5以上、0.8以下之範圍,可獲得發光波峰偏至長波長,發光波峰強度特別大之螢光體。
就以上結果而言,可知滿足上述式[1]之螢光體係溫度特性良好,且為內部量子效率或發光波峰強度較高之螢光體。進而,其係亮度與紅色成分平衡良好之螢光體,故而若使用該螢光體,則可製造特性較高的發光裝置。
[表面處理與耐久性評估] (實施例28)
使用以實施例1所獲得之橙色螢光體、及綠色螢光體(Ba1 . 3 9 Sr0 . 4 6 Eu0 . 1 5 )SiO4 ,藉由以下之步驟製作白色發光裝置。
將CREE公司製造之LED晶片「C460-MB290」(發光波長為461 nm)焊接於東洋電波公司製造之SMD LED封裝體「TY-SMD1202B」上。
以100重量份:80重量份之比例混合日本環氧樹脂公司製造之環氧樹脂「YL-7301」以及硬化劑「YLH-1230」,於該混合物100重量份中添加橙色螢光體5.3重量份、綠色螢光體5.8重量份,進一步添加作為填充料之日本Aerosil公司製造之「RY200」1.0重量份,且以THINKY公司製造之攪拌裝置「除泡練太郎AR-100」混練3分鐘製成含螢光體組成物。
將該組成物填充至附有上述LED晶片之封裝體的最上面,以100℃使之加熱硬化3小時,繼而以140℃使之加熱硬化3小時。
將所獲得之發光裝置,於室溫(約24℃)下,以20 mA進行驅動,測定CIE色度座標x。
其次,將上述發光裝置以85℃、85%RH之高溫高濕條件下靜置500小時之後,同樣測定CIE色度座標x。
繼而,計算經過高溫高濕暴露500小時後之色度座標x相對於上述發光裝置之製造即刻後之色度座標x的比率(x維持率:%),結果示於表19中。
(實施例29)
將3 g實施例1所獲得之橙色螢光體放入至50 ml之燒瓶中,添加20 ml乙醇,進行攪拌。其次,添加6.7 g之28重量%氨水,以電磁攪拌器攪拌1分鐘。
其次,一面以電磁攪拌器進行猛烈之攪拌,一面將20 ml原矽酸四乙酯分成2次慢慢地添加,繼而藉由電磁攪拌器攪拌90分鐘。
將所獲得之溶液靜置3分鐘後,藉由點滴器等去除上清液。
其後,反覆進行以下操作直至使上清液變為無色透明為止:添加30 ml乙醇,攪拌1分鐘,靜置3分鐘,去除上清液。
將所獲得之沈積物以真空乾燥器於150℃下減壓乾燥2小時,獲得表面處理橙色螢光體。
該表面處理橙色螢光體中,附著有相對於螢光體之重量為13.8重量%之氧化矽被膜。其被膜厚度為100 nm左右。
除了使用該表面處理橙色螢光體作為橙色螢光體之外,以與實施例28同樣之方式製作白色發光裝置,同樣調查發光裝置之製造即刻後之色度座標x、經過高溫高濕暴露500小時後之色度座標x、及x維持率,結果示於表19。
自實施例28、29之結果明顯可知,使用經表面處理之本發明之螢光體的情況時,白色發光裝置在曝露於高溫高濕環境下時之耐久性能方面將進一步發揮優良之效果。
[發光裝置之製作與評估] (實施例30)
藉由以下步驟製作圖1b所示之構成的表面安裝型白色發光裝置。再者,針對實施例30之各構成要素中描述對應至圖1b之構成要素者,適當將其符號加上括號予以表示。
使用以460 nm波長發光之Cree公司製造的藍色LED460-MB作為第1發光體(21)。使用銀漿料作為黏接劑將該藍色LED(21)片結(die bonding)於框架(23)之凹部之底的端子(26)上。其次,將藍色LED(21)之電極與框架(23)之端子(25)進行線結合。使用直徑25 μ m之金線作為導線(24)。
使用屬於橙色螢光體之上述實施例1之螢光體以及屬於綠色螢光體之Ce活化Ca3 (Sc,Mg)2 Si3 O1 2 作為螢光體含有部(22)之發光物質。又,使用聚矽氧樹脂作為密封材料。
將該等2種類之螢光體與聚矽氧樹脂混合,將所獲得之螢光體與聚矽氧樹脂之混合物注入至焊接有藍色LED(21)之框架(23)的凹部。將其於150℃下保持2小時,使聚矽氧樹脂硬化,藉此形成螢光體含有部(22)而製作表面安裝型白色發光裝置。
橙色螢光體與綠色螢光體之混合比率、聚矽氧樹脂相對於螢光體之合計重量的混合比率係如下所述。
<混合比率>
橙色螢光體:綠色螢光體=72:18(重量比)螢光體合計:聚矽氧樹脂=9:100(重量比)
又,屬於綠色螢光體之Ce活化Ca3 (Sc,Mg)2 Si3 O1 2 係依以下之方式而合成。
將CaCO3 、Mg(OH)2 .3MgCO3 .3H2 O、Sc2 O3 、SiO2 以及Ce(NO3 )3 (水溶液)之各原料與少量乙醇一併放入瑪瑙研砵中,充分混合後,使之乾燥而獲得原料混合物。將原料混合物包於鉑箔中,一面使含有氫氣之氮氣(氫氣:氮氣=4:96(體積比))流通,一面於大氣壓下以1500℃加熱3小時,藉此進行燒成。繼而,藉由粉碎以及分級處理所獲得之燒成物而合成綠色螢光體。
<原料>
CaCO3 :0.0297莫耳Mg(OH)2 .3MgCO3 .3H2 O:換算為Mg為0.0006莫耳Sc2 O3 :0.0097莫耳SiO2 :0.03莫耳Ce(NO3 )3 (水溶液):0.0003莫耳
於室溫(約24℃)中,對LED(21)通電20 mA之電流進行驅動而使所獲得之白色發光裝置發光。以積分球接受來自白色發光裝置之全部發光,進而藉由光纖導入至分光器,測定發光光譜與全光束。
該白色發光裝置之發光光譜係示於圖8。又,發光光譜之測定結果中,根據波長380 nm至780 nm之範圍的發光強度之數值,求得CIE色度座標值x以及y,結果為x=0.33、y=0.34。
又,全光束為2 lm(流明),發光效率為29 lm/W。
(比較例5)
使用化成OPTONIX公司製造之黃色螢光體(Y,Gd,Ce)3 Al5 O1 2 (型號:P46-Y3)](比較例3之螢光體)作為螢光體,除此之外,以與實施例12同樣之步驟製造表面安裝型白色發光裝置。又,進行與實施例12同樣的評估,CIE色度座標值x以及y為x=0.33、y=0.32,全光束為1.6 lm,發光效率為23 lm/W。
自實施例30與比較例5之結果明顯可知,使用有以實施例1所獲得之橙色螢光體與綠色螢光體Ce活化Ca3 (Sc,Mg)2 Si3 O1 2 之白色發光裝置,其發光效率高於使用有黃色螢光體(Y,Gd,Ce)3 Al5 O1 2 之白色發光裝置。
(實施例31~112)
藉由以下步驟製作表面安裝型白色發光裝置。
再者,所獲得之白色發光裝置,自嚴格意義上來講並非為白色,於此總稱作白色發光裝置。
所使用之螢光體係如下所示。
橙色螢光體A=實施例9中所獲得之螢光體黃色螢光體2=Y3 Al5 O1 2 :Ce3 ,Tb3 綠色螢光體1=Ca3 (Sc,Mg)2 Si3 O1 2 :Ce3 (與實施例30中使用者相同之綠色螢光體)綠色螢光體2=Ba1 . 3 9 Sr0 . 4 6 Eu0 . 1 5 SiO4 藍色螢光體1=Ba0 . 7 Eu0 . 3 MgAl1 0 O1 7
上述黃色螢光體2、綠色螢光體2以及藍色螢光體1係依以下之方式合成。
<黃色螢光體2>
將以特定量稱量之Y2 O3 、Tb4 O7 、CeO2 以及Al2 O3 之各原料,與屬於助熔劑之BaF2 充分混合之後,放入至氧化鋁製坩堝中,於含有氫氣之氮氣環境(氫氣:氮氣=4:96(體積比))中,以1450℃加熱2小時,藉此進行燒成。繼而,將所獲得之燒成物進行粉碎、洗淨、分級、乾燥處理,藉此合成黃色螢光體2(Y3 Al5 O1 2 :Ce3 ,Tb3 )。
<綠色螢光體2>
稱量BaCO3 、SrCO3 、SiO2 、以及Eu2 O3 以使其成為Sr:Ba:Eu:Si=1.39:0.46:0.15:1之莫耳比率,將其與少量乙醇一併放入至瑪瑙研砵中,進行充分混合之後,使之乾燥獲得原料混合物。將所獲得之原料混合物放入至氧化鋁製坩堝中,於含有氫氣之氮氣環境(氫氣:氮氣=4:96(體積比))中,以1200℃加熱6小時,藉此進行燒成。繼而,藉由將所獲得之燒成物粉碎以及分級處理,而合成綠色螢光體2A(Ba1 . 3 9 Sr0 . 4 6 Eu0 . 1 5 SiO4 )。
又,藉由與上述相同的合成方法,而合成不同之生產批量之綠色螢光體,以該綠色螢光體作為綠色螢光體2B(Ba1 . 3 9 Sr0 . 4 6 Eu0 . 1 5 SiO4 )。
<藍色螢光體1>
將稱量成Ba:Eu:Mg:Al=0.7:0.3:1:10之莫耳比的BaCO3 ,Eu2 O3 、鹼性碳酸鎂(MgCO3 .nMg(OH)2 )以及γ-Al2 O3 ,與相對於該等之總重量為0.3重量%之AlF3 ,與少量之乙醇一併放入至瑪瑙研砵中,進行充分混合之後,使之乾燥獲得原料混合物。將所獲得之原料混合物放入至氧化鋁製坩堝中,於含有氫氣之氮氣環境(氫氣:氮氣=4:96(體積比))中,以1450℃加熱3小時,藉此進行燒成。繼而,藉由粉碎以及分級處理所獲得之燒成物,而合成藍色螢光體1(Ba0 . 7 Eu0 . 3 MgAl1 0 O1 7 )。
藉由以下步驟製作圖1b所示之構成的表面安裝型白色發光裝置。再者,針對對應圖1b之構成要素進行描述者,適當將其符號加上括號予以表示。
使用以460 nm波長發光之Cree公司製造之藍色LED的460-MB作為第1發光體(21)。使用銀漿料作為黏接劑將該藍色LED(21)片結於框架(23)之凹部之底的端子(26)上。其次,將藍色LED(21)之電極與框架(23)之端子(25)進行線結合。使用直徑25 μ m之金線作為導線(24)。
使用上述橙色螢光體、以及黃色螢光體2、綠色螢光體1、綠色螢光體2A、綠色螢光體2B以及藍色螢光體1之1種或者2種以上作為螢光體含有部(22)之發光物質。又,使用環氧樹脂作為密封材料。
將橙色螢光體以及黃色螢光體2、綠色螢光體1、綠色螢光體2A、綠色螢光體2B以及藍色螢光體1之1種或者2種以上,與環氧樹脂(日本環氧樹脂公司製造之YL7301)、環氧樹脂硬化劑(日本環氧樹脂公司製造之YLH1230)以及添加劑(AEROSIL(註冊商標),日本Aerosil公司製造之AEROSIL 130)充分混合。
環氧樹脂、環氧樹脂硬化劑以及添加劑的混合比率,係設為環氧樹脂:環氧樹脂硬化劑:添加劑=100:80:3.6(重量比),螢光體相對於環氧樹脂以及環氧樹脂硬化劑之合計重量的混合比率,係如表20~27所示。
將所獲得之混合物注入至焊接有藍色LED(21)之框架(23)之凹部。將該混合物以100℃加熱處理3小時後,進而以140℃加熱3小時而使環氧樹脂硬化,藉此形成螢光體含有部(22)而製作表面安裝型白色發光裝置。
針對所製作之白色發光裝置,進行後述之評估,結果示於表20~27。
(實施例113~154)
如下所述,除了使用以395 nm之波長發光的近紫外LED代替藍色LED,改變螢光體之組合以及混合比率,使用聚矽氧樹脂作為密封材料,改變形成螢光體含有部時之加熱條件之外,其餘以與實施例31~112相同之方式製作表面安裝型發光裝置。
近紫外LED:Cree公司製造之C395-MB
螢光體之組合以及混合比率:如表28~32所示(混合比率為相對於聚矽氧樹脂重量之螢光體的混合比率)。
密封材料:聚矽氧樹脂(東麗道康寧公司製造之6101)加熱條件:於150℃下加熱2小時
對所製作之發光裝置,進行後述之評估,其結果(特性)示於表28~32。
[發光裝置之評估(實施例113~154)]
發光光譜:以與實施例30相同之方式進行測定。將以實施例41、54、86、108、112、127、142、144以及150所製作之發光裝置的發光光譜分別示於圖11~19。
CIE色度座標值之x以及y:按照JIS Z8701,自所獲得之發光裝置之發光光譜進行計算。
全光束(單位lm):以與實施例30相同之方式進行測定。
發光功率(單位lm/W):將全光束除以輻射通量W1之值,其中,該輻射通量W1之值係對螢光體含有部形成前之藍色LED或者近紫外LED通電20 mA之電流,使其驅動並發光時之輻射通量W1之值。
發光效率(單位lm/W):將全光束除以消費電力W2之值,其中,該消費電力W2之值係對螢光體含有部形成前之藍色LED或者近紫外LED通電20 mA之電流,使其驅動並發光時之消費電力W2之值。
平均演色評估數Ra:按照JIS Z8726之定義計算。
W1(單位mW):為了掌握LED之製造誤差,對螢光體含有部形成前之藍色LED或者近紫外LED通電20 mA之電流、進行驅動時之輻射通量。
通電電壓(單位V):對藍色LED或者近紫外LED通電20 mA之電流、進行驅動時之端子間電壓。
W2(單位mW):以通電電壓與通電電流之積所求得的消費電力。
表20係僅使用藍色LED與橙色螢光體A而製作之發光裝置的特性一覽表。如此,使用了藍色LED與本發明之橙色螢光體之發光裝置,係發出紫色、粉紅色、琥珀色、橙色、紅色等光,且亮度較高,故而可適用為各種顯示裝置或車輛用光源。
表21係使用藍色LED、橙色螢光體A以及黃色螢光體2而製作之白色發光裝置的特性一覽表。如此,使用了藍色LED、本發明之橙色螢光體以及黃色螢光體之白色發光裝置,係發出白色~燈泡色之光,與僅使用黃色螢光體之白色發光裝置相比較,紅色成分較多,故而演色性較高,可適用於照明。又,此種白色發光裝置亦可適用為影像顯示裝置、尤其是液晶顯示裝置之背光。
表22係使用藍色LED、橙色螢光體A以及綠色螢光體1而製作之白色發光裝置的特性一覽表。
表23係使用藍色LED、橙色螢光體A以及綠色螢光體1而製作之白色發光裝置的特性一覽表。表23之白色發光裝置相較於表22之白色發光裝置,其橙色螢光體A之混合比率較多。藉此,可獲得燈泡色之白色發光裝置。
如此,使用了藍色LED、本發明之橙色螢光體以及綠色螢光體之發光裝置,係發出白色~燈泡色之光,與僅使用黃色螢光體之發光裝置相比較,紅色成分或藍綠色成分較多,故而演色性非常高,可適用於照明。又,此種白色發光裝置亦可適用作為影像顯示裝置、尤其是液晶顯示裝置之背光。
表24係使用藍色LED、橙色螢光體A以及綠色螢光體2A而製作之白色發光裝置的特性一覽表。
表25係使用藍色LED、橙色螢光體A以及綠色螢光體2A而製作之白色發光裝置的特性一覽表。表25之白色發光裝置相較於表24之白色發光裝置,其橙色螢光體A之混合比率較多。藉此,可獲得燈泡色之白色發光裝置。
表26係使用藍色LED、橙色螢光體A以及綠色螢光體2B而製作之白色發光裝置的特性一覽表。
表27係使用藍色LED、橙色螢光體A以及綠色螢光體2B而製作之白色發光裝置的特性一覽表。表27之白色發光裝置相較於表26之白色發光裝置,其橙色螢光體A之混合比率較多。藉此,可獲得燈泡色之白色發光裝置。
如此,使用了藍色LED、本發明之橙色螢光體以及綠色螢光體之白色發光裝置,係發出白色~燈泡色之光,且與僅使用黃色螢光體之發光裝置相比較,紅色成分較多,故而演色性非常高,進而,亮度較高,故而可適用於照明。又,此種白色發光裝置可適用作為影像顯示裝置、尤其是液晶顯示裝置之背光。
表28係使用近紫外LED、橙色螢光體A、綠色螢光體2A、以及藍色螢光體1而製作之白色發光裝置的特性一覽表。
表29係使用近紫外LED、橙色螢光體A、綠色螢光體2A、以及藍色螢光體1而製作之白色發光裝置的特性一覽表。表29之白色發光裝置相較於表28之白色發光裝置,其橙色螢光體A之混合比率較多。藉此,可獲得燈泡色之白色發光裝置。
表30係使用近紫外LED、橙色螢光體A、綠色螢光體2B以及藍色螢光體1而製作之白色發光裝置的特性一覽表。
表31係使用近紫外LED、橙色螢光體A、綠色螢光體2B以及藍色螢光體1而製作之白色發光裝置的特性一覽表。表31之白色發光裝置相較於表30之白色發光裝置,其橙色螢光體A之混合比率較多。藉此,可獲得燈泡色之白色發光裝置。
如此,使用了近紫外LED、本發明之橙色螢光體、綠色螢光體、以及藍色螢光體之白色發光裝置,係發出白色~燈泡色之光,與使用了藍色LED之白色發光裝置相比較,顏色不均較少,且演色性較高,故而可適用於照明。又,此種白色發光裝置,可適用作為影像顯示裝置、尤其是液晶顯示裝置之背光。
進而,使用藍色LED作為第1發光體之白色發光裝置,其藍色光之透過比率影響白色發光裝置之發光色,但於使用近紫外LED作為第1發光體之情況時,可僅以螢光體之混合比率控制白色發光裝置之發光色,故而相較於使用藍色LED之情況,可更容易調整色調。
表32係使用近紫外LED以及橙色螢光體A而製作之發光裝置的特性一覽表。
如此,使用了近紫外LED以及本發明之橙色螢光體之發光裝置,發出橙色或粉紅色之光,且亮度較高,故而可適用作為各種顯示裝置或車載用光源。
[包含M4 以及/或者M5 之螢光體的實施例以及比較例] (實施例155)
使用粉碎機充分地混合下述原料,獲得原料混合物。
SrCO3 29.22 g BaCO3 19.73 g SiO2 6.01 g Eu2 O3 0.35 g ZnF2 .4H2 O 0.14 g KCl 0.14 g
將所獲得之原料混合物裝入至氧化鋁坩堝中,於含有氫氣之氮氣環境(氫氣:氮氣=4:96(體積比))下,於1300℃下燒成2小時。將所獲得之燒成物進行粉碎處理後,進而於含有氫氣之氮氣環境(氫氣:氮氣=4:96(體積比))下,於1550℃下燒成5小時。將所獲得之燒成物予以粉碎處理後,施行水洗處理,進行乾燥,從而獲得螢光體。
對所獲得之螢光體藉由粉末X射線繞射測定而調查其晶體結構,結果認為其係屬於空間群I4/mcm(No.140)或者空間群P4/ncc(No.130)者。
又,對所獲得之螢光體進行發光光譜測定,示於圖20。進而,由發光光譜計算出相對亮度以及色度座標(x,y),與螢光體之進料組成(feed composition)一併示於表33。
自表33可知,關於實施例155之螢光體(進料組成:Sr1 . 9 5 Zn0 . 0 0 8 BaSiO5 :Eu0 . 0 2 ,K0 . 0 2 ,Cl0 . 0 2 ,F0 . 0 2 ),若相較於實施例171之螢光體(進料組成:Sr1 . 9 8 BaSiO5 :Eu0 . 0 2 ),則藉由於原料混合物中添加ZnF2 .4H2 O以及KCl,將使其亮度提高。
又,根據GDMS法進行化學組成分析後,結果檢測出F為4 ppm,Al為180 ppm,Cl為28 ppm,K為0.5 ppm以下,Zn為2 ppm以下。
(實施例171)
除了使用了下述之原料以外,其餘以與實施例155相同之方法製造螢光體,並計算出其相對亮度、以及色度座標(x,y),與螢光體之進料組成一併示於表33。
SrCO3 29.22 g BaCO3 19.73 g SiO2 6.01 g Eu2 O3 0.35 g
(實施例156~168)
除了以成為表33所示之成分之方式混合原料之外,其餘以與實施例155相同的方法製造螢光體。再者,將Zn、Sb、La、Gd以及Bi以氧化物之形態,並將Zn、Rb、Cs、Ba、以及K以鹵化合物之形態,將P以銨鹽化合物之形態進行添加、混合。
對實施例156~168之螢光體,亦計算其相對亮度以及色度座標(x,y),且與螢光體之進料組成一併示於表33。自表33可確認到,若相較於實施例171之螢光體,則任一實施例之螢光體均為高亮度。
(實施例169)
藉由以下之步驟製作圖1b所示之發光裝置。再者,實施例169之各構成要素中,關於描述對應於圖1b之構成要素者,適當將其符號加上括號予以表示。
作為第1發光體(21),使用屬於藍色發光二極體(以下適當簡稱為「LED」)之Cree公司之460-MB。使用銀漿料作為黏接劑,將該藍色LED(21)片結於框架(23)之凹部之底的端子(26)上。此時,考慮到由藍色LED(21)所產生之熱量的放熱性,而較薄且均勻地塗佈屬於黏接劑的銀漿料。於150℃下加熱2小時,使銀漿料硬化之後,將藍色LED(21)之電極與框架(23)之端子(25)進行線結合。使用直徑25 μ m之金線作為導線(24)。
作為螢光體含有部(22)之發光物質,係使用屬於橙色螢光體之上述實施例155之螢光體(有時將該螢光體稱為「螢光體(A)」)。以相對於該等螢光體(A)之重量,成為30:70之重量比之方式添加加成型聚矽氧樹脂LPS-3400(信越化學公司製造),並予以混合而製造螢光體漿料(含螢光體組成物)。將所獲得之螢光體漿料注入於上述框架(23)之凹部中,加熱使之硬化,形成螢光體含有部(22)。
對該藍色LED(21)通電20 mA之電流而進行驅動,使所獲得之發光裝置發光。測定其色度座標,結果為x、y=0.47、0.35,且將該發光使用光纖多頻道分光器(OceanOptics公司(OceanOptics,Inc)製造,USB2000)進行測定,結果光束為1.82(lm),輻射通量為5810(μ W)。
(實施例172)
除了使用實施例171之螢光體代替螢光體(A)作為螢光體含有部(15)之發光物質之外,其餘與實施例155相同地製造發光裝置。
對該藍色LED(21)通電20 mA之電流而進行驅動,使所獲得之發光裝置發光。測定其色度座標,結果為x、y=0.40、0.31,又,將該發光與實施例169相同地進行測定,結果光束為1.37(lm),輻射通量為4790(μ W)。
自該等結果可知,實施例169之發光裝置係發光效率高於實施例172之發光裝置,且輸出亦較高。又,實施例169與實施例172中色度座標亦不同。為使兩者之色度座標一致,於實施例172中必須使螢光體含有部(22)含有之螢光體之重量增加為約1.5倍,於該情況下,推測其為發光效率進一步下降之螢光裝置。
(實施例170)
使用螢光體(A)、與大致發出波長為500 nm~545 nm之光之螢光體的Ba1 . 3 9 Sr0 . 4 6 Eu0 . 1 5 SiO4 (有時將該螢光體稱為「螢光體(B)」)作為螢光體含有部(22)之發光物質,以製造白色發光裝置。將螢光體(A)以及螢光體(B)之總量比設為50:50。以相對於該等螢光體(A)以及螢光體(B)之合計總量成為15:85之重量比的方式添加加成型聚矽氧樹脂LPS-3400(信越化學公司製造),並予以混合而製造螢光體漿料(含螢光體組成物)。將所獲得之螢光體漿料注入至上述框架(23)之凹部中,加熱使之硬化,形成螢光體含有部(15)。
對其藍色LED(14)通電20 mA之電流而進行驅動,使所獲得之實施例170之發光裝置,使其發光。測定其白色色度點,結果x、y=0.34、0.32,又,將該發光與實施例169相同地進行測定,結果光束為2.14(lm),輻射通量為6930(μ W)。
雖使用了特定態樣對本發明進行了詳細說明,但業者應清楚知悉,於不偏離本發明之意圖與範圍的前提下,可進行各種之變更。
再者,本申請案係依據2005年8月10日提出申請之日本專利申請案(特願2005-231876)、2006年1月18日提出申請之日本專利申請案(特願2006-010096)、2006年1月18日提出申請之日本專利申請案(特願2006-010097)、2006年7月26日提出申請之日本專利申請案(特願2006-203439)及2006年8月9日提出申請之日本專利申請案(特願2006-216855),並藉由引用而援引其整體。
1、8...發光裝置
2、23...框架
2A...凹部
3...藍色LED
4、22...螢光體含有部
5...銀漿料
6、24...導線
7...模具部
9...基板
10...第1發光體之LD
11...第2發光體
12...面發光照明裝置
13...保持箱
14...擴散板
21...第1發光體
25、26...端子
圖1a係模式性表示本發明之發光裝置之實施形態之剖面圖。
圖1b係模式性表示實施例30~154所製作之表面安裝型白色發光裝置之剖面圖。
圖2係模式性表示本發明之發光裝置的其他實施形態之立體圖。
圖3係模式性表示使用本發明之發光裝置之面發光照明裝置之一例之剖面圖。
圖4a係表示根據實施例1之螢光體之粉末X射線繞射圖案(X射線源:CuK α)與Rietveld法之圖案對合(pattern fitting)結果。
圖4b係以實線連接圖4a之螢光體觀測資料之圖。
圖5係表示實施例1、2、實施例23以及比較例1、2之螢光體之發光光譜(激發光波長:460 nm)之圖。
圖6係表示實施例1、2、實施例23以及比較例1、2之螢光體之發光光譜(激發光波長:400 nm)之圖。
圖7係表示實施例1之螢光體之激發光譜(發光檢測波長:593 nm)之圖。
圖8係表示實施例12所製作之白色發光裝置之發光光譜之圖。
圖9係表示實施例1之螢光體之發光強度之溫度依存性之圖。
圖10係表示實施例3~8中之螢光體之激發波長為460 nm之情況時,Eu添加量與發光波峰波長以及相對發光波峰強度之關係之圖。
圖11係表示實施例41所製作之白色發光裝置之發光光譜之圖。
圖12係表示實施例54所製作之白色發光裝置之發光光譜之圖。
圖13係表示實施例86所製作之白色發光裝置之發光光譜之圖。
圖14係表示實施例108所製作之白色發光裝置之發光光譜之圖。
圖15係表示實施例112所製作之白色發光裝置之發光光譜之圖。
圖16係表示實施例127所製作之白色發光裝置之發光光譜之圖。
圖17係表示實施例142所製作之白色發光裝置之發光光譜之圖。
圖18係表示實施例144所製作之白色發光裝置之發光光譜之圖。
圖19係表示實施例150所製作之發光裝置之發光光譜之圖。
圖20係表示實施例155之螢光體之發光光譜之圖。
21...第1發光體
22...螢光體含有部
23...框架
24...導線
25...端子
26...端子

Claims (19)

  1. 一種螢光體,其特徵為,具有以下述式[1]所表示之化學組成;M1 3-x-y Bax M2 y M3 a M4 b M5 c M6 d …[1]式[1]中,M1 係表示選自由除了Ba以外之鹼土類金屬元素、以及Zn所組成之群中之至少1種元素;M2 係表示選自由Eu、Ce、Cr、Mn、Sm、Tm、Tb、Er以及Yb所組成之群中之至少1種活化元素;M3 係表示至少包含Si之4價元素;M4 係表示選自由鹼金屬元素、La、Gd、P、Sb、Al、Pr、Sm、Yb以及Bi所組成之群中之至少1種元素;M5 係表示選自鹵族元素之至少1種元素;M6 係表示選自由N、O、S所組成之群中之至少1種元素;x、y表示分別滿足0.5≦x≦1.2 0<y<1 0<3-x-y之數;a、b、c、d表示分別滿足a為0.5≦a≦1.5 b為0≦b≦0.6 c為0≦c≦0.3 d為4.5≦d≦5.5且b+c≧0 之數。
  2. 如申請專利範圍第1項之螢光體,其中,於上述式[1]中,含有Eu作為M2
  3. 如申請專利範圍第1項之螢光體,其中,於上述式[1]中,含有Sr作為M1
  4. 如申請專利範圍第1項之螢光體,其中,於上述式[1]中,y之值滿足0.01≦y≦0.1。
  5. 如申請專利範圍第1項之螢光體,其中,於上述式[1]中,x之值滿足0.8≦x≦1.2。
  6. 如申請專利範圍第1項之螢光體,其中,於上述式[1]中,x之值滿足0.5≦x≦0.8。
  7. 一種螢光體,其特徵為,具有以下述式[1B]所表示之化學組成;Sr3-x-y Bax Euy SiO5 …[1B]式[1B]中,x以及y表示滿足0.5≦x≦1.2、0<y<1、0<3-x-y之數。
  8. 如申請專利範圍第7項之螢光體,其中,於上述式[1B]中,x=1。
  9. 如申請專利範圍第1項之螢光體,其中,於表面存在選自無機化合物、有機化合物、玻璃材料之1種或2種以上,作為與該螢光體不同之物質。
  10. 如申請專利範圍第1項之螢光體,其中,與該螢光體不同之物質係選自氧化鎂、氧化鋁、氧化矽、氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、氧化鍺、氧化鉭、氧化鈮、氧化釩、氧 化硼、氧化銻、氧化鋅、氧化釔、氧化鉍、氮化矽、氮化鋁、磷酸鈣、磷酸鋇、磷酸鍶之1種或2種以上。
  11. 如申請專利範圍第10項之螢光體,其中,該與螢光體不同之物質,相對於螢光體重量為1重量%以上且50重量%以下。
  12. 一種螢光體之製造方法,係製造申請專利範圍第1項之螢光體者,其特徵為:將原料混合物進行燒成,該原料混合物係含有選自由鹼土類金屬鹵化物、鹼金屬磷酸鹽、鹼金屬鹵化物、鋅化合物、以及週期表第15族元素化合物所組成之群中之至少1種化合物。
  13. 一種含螢光體組成物,其特徵為:含有申請專利範圍第1項之螢光體、與液狀媒體。
  14. 一種發光裝置,係具備第1發光體、及藉由來自該第1發光體之光的照射而發出可見光之第2發光體者,其特徵為;該第2發光體係含有申請專利範圍第1項之螢光體之至少1種作為第1螢光體。
  15. 如申請專利範圍第14項之發光裝置,其中,上述第2發光體係含有與上述第1螢光體之發光波長不同的至少1種螢光體作為第2螢光體。
  16. 如申請專利範圍第15項之發光裝置,其中,上述第1發光體係於420 nm以上、500 nm以下之波長範圍中具有發光波峰; 上述第2發光體係含有於490 nm以上、560 nm以下之波長範圍中具有發光波峰之至少1種螢光體作為上述第2螢光體。
  17. 如申請專利範圍第15項之發光裝置,其中,上述第1發光體係於300 nm以上、420 nm以下之波長範圍中具有發光波峰;上述第2發光體係含有於420 nm以上、490 nm以下之波長範圍中具有發光波峰之至少1種螢光體,及於490 nm以上、560 nm以下之波長範圍中具有發光波峰之至少1種螢光體作為上述第2螢光體。
  18. 一種影像顯示裝置,其特徵為,具備申請專利範圍第14項之發光裝置作為光源。
  19. 一種照明裝置,其特徵為,具備申請專利範圍第14項之發光裝置作為光源。
TW095129345A 2005-08-10 2006-08-10 螢光體與其製造方法,含螢光體組成物,發光裝置及其用途 TWI403570B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005231876 2005-08-10
JP2006010096 2006-01-18
JP2006010097 2006-01-18
JP2006203439 2006-07-26
JP2006216855A JP2008038081A (ja) 2006-08-09 2006-08-09 蛍光体及びそれを用いた発光装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200712174A TW200712174A (en) 2007-04-01
TWI403570B true TWI403570B (zh) 2013-08-01

Family

ID=37727440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW095129345A TWI403570B (zh) 2005-08-10 2006-08-10 螢光體與其製造方法,含螢光體組成物,發光裝置及其用途

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8277687B2 (zh)
EP (1) EP1935958A4 (zh)
TW (1) TWI403570B (zh)
WO (1) WO2007018260A1 (zh)

Families Citing this family (71)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007041563A2 (en) 2005-09-30 2007-04-12 The Regents Of The University Of California Cerium based phosphor materials for solid-state lighting applications
US8906262B2 (en) 2005-12-02 2014-12-09 Lightscape Materials, Inc. Metal silicate halide phosphors and LED lighting devices using the same
US20100237767A1 (en) * 2006-05-10 2010-09-23 Hideyuki Emoto Sialon phosphor, process for producing the same, and illuminator and luminescent element employing the same
US8529791B2 (en) 2006-10-20 2013-09-10 Intematix Corporation Green-emitting, garnet-based phosphors in general and backlighting applications
US8133461B2 (en) 2006-10-20 2012-03-13 Intematix Corporation Nano-YAG:Ce phosphor compositions and their methods of preparation
US9120975B2 (en) 2006-10-20 2015-09-01 Intematix Corporation Yellow-green to yellow-emitting phosphors based on terbium-containing aluminates
US8475683B2 (en) 2006-10-20 2013-07-02 Intematix Corporation Yellow-green to yellow-emitting phosphors based on halogenated-aluminates
KR101414243B1 (ko) * 2007-03-30 2014-07-14 서울반도체 주식회사 황화물 형광체 코팅 방법 및 코팅된 황화물 형광체를채택한 발광 소자
JP2008283155A (ja) * 2007-05-14 2008-11-20 Sharp Corp 発光装置、照明機器および液晶表示装置
JP5399617B2 (ja) * 2007-05-14 2014-01-29 デクセリアルズ株式会社 発光組成物及びこれを用いた光源装置並びにこれを用いた表示装置
US7905618B2 (en) 2007-07-19 2011-03-15 Samsung Led Co., Ltd. Backlight unit
DE102007035592B4 (de) * 2007-07-30 2023-05-04 Osram Gmbh Temperaturstabiler Leuchtstoff, Verwendung eines Leuchtstoffs und Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs
EP2180031A4 (en) * 2007-08-01 2011-05-25 Mitsubishi Chem Corp PHOSPHORUS AND METHOD OF PREPARATION THEREOF, CRYSTALLINE SILICONIUM NITRIDE AND METHOD OF PRODUCTION THEREOF, PHOSPHORUS COMPOSITION, LIGHT-EMITTING COMPONENT WITH THE PHOSPHORIC, IMAGE DISPLAY DEVICE AND LIGHTING APPARATUS
JP5374855B2 (ja) * 2007-10-19 2013-12-25 三菱化学株式会社 蛍光体含有組成物の製造方法
JP2009111099A (ja) * 2007-10-29 2009-05-21 Mitsubishi Chemicals Corp 集積型発光源およびその製造方法
JP5228442B2 (ja) * 2007-10-29 2013-07-03 三菱化学株式会社 集積型発光源およびその製造方法
JP2009111100A (ja) * 2007-10-29 2009-05-21 Mitsubishi Chemicals Corp 集積型発光源およびその製造方法
JP5228441B2 (ja) * 2007-10-29 2013-07-03 三菱化学株式会社 集積型発光源およびその製造方法
KR101559603B1 (ko) 2008-02-07 2015-10-12 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤 반도체 발광 장치, 백라이트, 컬러 화상 표시 장치, 및 그들에 사용하는 형광체
JP4594426B2 (ja) 2008-03-19 2010-12-08 住友化学株式会社 蛍光体
JP4618330B2 (ja) * 2008-05-21 2011-01-26 ソニー株式会社 蛍光体とその製造方法、及び、蛍光体を用いた発光デバイス並びに表示デバイス
JP2010080935A (ja) * 2008-08-28 2010-04-08 Panasonic Corp 半導体発光装置及びこれを用いたバックライト光源、バックライト光源システム、表示装置、電子機器
US8188665B2 (en) * 2008-10-07 2012-05-29 Intertechnique, S.A. Light emitting diode with energy recovery system
JP2010100743A (ja) * 2008-10-24 2010-05-06 Mitsubishi Chemicals Corp 蛍光体含有組成物の製造方法
CN102361953A (zh) * 2009-03-27 2012-02-22 柯尼卡美能达精密光学株式会社 荧光体部件、荧光体部件的制造方法以及照明装置
US8299473B1 (en) * 2009-04-07 2012-10-30 Soraa, Inc. Polarized white light devices using non-polar or semipolar gallium containing materials and transparent phosphors
JP5696964B2 (ja) * 2009-05-11 2015-04-08 ▲海▼洋王照明科技股▲ふん▼有限公司 フルカラー発光材料およびその調製方法
DE102009030205A1 (de) 2009-06-24 2010-12-30 Litec-Lp Gmbh Leuchtstoffe mit Eu(II)-dotierten silikatischen Luminophore
EP2446487B1 (en) * 2009-06-24 2016-07-13 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light emitting device employing luminescent substances with oxyorthosilicate luminophores
WO2011024818A1 (ja) 2009-08-26 2011-03-03 三菱化学株式会社 白色半導体発光装置
US8017038B2 (en) * 2009-09-04 2011-09-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Green phosphor and plasma display panel including the same
EP2516584B1 (en) 2009-12-21 2018-03-07 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light emitting device having strontium/barium oxyorthosilicate type phosphors
DE102009059798A1 (de) * 2009-12-21 2011-06-22 LITEC-LP GmbH, 17489 Mittel zur Verbesserung der Stabilität gegenüber der auftretenden Strahlenbelastung sowie Resistenz gegenüber dem Einfluß von Luftfeuchtigkeit bei Strontiumoxyorthosilikat-Leuchtstoffen
KR101116840B1 (ko) * 2010-01-15 2012-03-07 한양대학교 산학협력단 광소자의 내부 양자 우물 효율을 측정하는 방법 및 장치
KR101135536B1 (ko) * 2010-02-05 2012-04-17 삼성모바일디스플레이주식회사 유기 발광 장치
TWI452115B (zh) * 2010-04-02 2014-09-11 Wei Hung Lo 用於暖白光固體光源之螢光無機物
JP2011238811A (ja) * 2010-05-12 2011-11-24 Konica Minolta Opto Inc 波長変換素子および発光装置
TWI505509B (zh) * 2010-06-21 2015-10-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 發光二極體及光源模組
US20110315926A1 (en) * 2010-06-23 2011-12-29 Nitto Denko Corporation Silicon precursors for synthesizing multi-elemental inorganic silicon-containing materials and methods of synthesizing same
JP2012060097A (ja) 2010-06-25 2012-03-22 Mitsubishi Chemicals Corp 白色半導体発光装置
US8654064B2 (en) * 2010-10-18 2014-02-18 Samsung Display Co., Ltd. Backlight having blue light emitting diodes and method of driving same
US20120161170A1 (en) * 2010-12-27 2012-06-28 GE Lighting Solutions, LLC Generation of radiation conducive to plant growth using a combination of leds and phosphors
KR101528413B1 (ko) * 2011-03-16 2015-06-11 가부시끼가이샤 도시바 발광 장치용 형광체와 그 제조 방법, 및 그것을 사용한 발광 장치
US8754440B2 (en) * 2011-03-22 2014-06-17 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Light-emitting diode (LED) package systems and methods of making the same
CA2848917A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 General Electric Company Phosphor materials and related devices
RU2613963C2 (ru) * 2012-02-16 2017-03-22 Конинклейке Филипс Н.В. Имеющие покрытие фторсиликаты, излучающие красный узкополосный свет, для полупроводниковых светоизлучающих устройств
TW201349591A (zh) * 2012-05-30 2013-12-01 Jing-Heng Chen 具光觸媒與抑制短波長光功能之發光二極體
JP6175060B2 (ja) * 2012-06-08 2017-08-02 デンカ株式会社 蛍光体の表面処理方法、蛍光体、発光装置及び照明装置
TWI483902B (zh) * 2013-04-03 2015-05-11 國立臺灣大學 製作參雜金屬離子之硫化鋅奈米粒子的方法以及應用其進行光致發暖白光的方法
KR102122359B1 (ko) 2013-12-10 2020-06-12 삼성전자주식회사 발광장치 제조방법
JP6036728B2 (ja) * 2014-02-28 2016-11-30 信越化学工業株式会社 照明装置
WO2015153485A1 (en) 2014-04-01 2015-10-08 The Research Foundation For The State University Of New York Electrode materials for group ii cation-based batteries
KR102145207B1 (ko) * 2014-04-17 2020-08-19 삼성전자주식회사 발광장치, 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치
KR101476217B1 (ko) * 2014-05-28 2014-12-24 엘지전자 주식회사 황색 발광 형광체 및 이를 이용한 발광 소자 패키지
JP6156440B2 (ja) 2014-05-30 2017-07-05 日亜化学工業株式会社 赤色発光蛍光体及びこれを用いた発光装置
US9315725B2 (en) * 2014-08-28 2016-04-19 Lightscape Materials, Inc. Method of making EU2+ activated inorganic red phosphor
DE102014117448A1 (de) * 2014-11-27 2016-06-02 Osram Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip, Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips, Konversionselement und Leuchtstoff für ein Konversionselement
US9890328B2 (en) 2014-12-12 2018-02-13 General Electric Company Phosphor compositions and lighting apparatus thereof
WO2016203431A1 (en) * 2015-06-18 2016-12-22 Universita' Ca' Foscari Luminescent bismuth silicates, use and method for producing thereof
US9735323B2 (en) * 2015-06-30 2017-08-15 Nichia Corporation Light emitting device having a triple phosphor fluorescent member
JP2017088800A (ja) 2015-11-16 2017-05-25 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド 蛍光体およびその製造方法
DE102016104602A1 (de) * 2016-03-14 2017-09-14 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterlichtquelle
EP3249703B1 (en) 2016-05-26 2021-08-04 Nichia Corporation Light emitting device
DE112017007092T5 (de) * 2017-02-20 2019-11-28 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Lichtemittierende Vorrichtung
JP6940764B2 (ja) 2017-09-28 2021-09-29 日亜化学工業株式会社 発光装置
EP3844821A1 (en) * 2018-08-31 2021-07-07 Lumileds LLC Phosphor converted led with high color quality
US11233180B2 (en) * 2018-08-31 2022-01-25 Lumileds Llc Phosphor converted LED with high color quality
US11313671B2 (en) 2019-05-28 2022-04-26 Mitutoyo Corporation Chromatic confocal range sensing system with enhanced spectrum light source configuration
CN115298141A (zh) * 2020-03-31 2022-11-04 松下知识产权经营株式会社 卤化物的制造方法
EP4293732A4 (en) 2022-01-20 2024-05-15 Mitsubishi Chemical Corporation PHOSPHOR, LIGHT-EMITTING DEVICE, LIGHTING DEVICE, IMAGE DISPLAY DEVICE AND INDICATOR LIGHT FOR VEHICLES
KR102599819B1 (ko) 2022-01-20 2023-11-08 미쯔비시 케미컬 주식회사 형광체, 발광 장치, 조명 장치, 화상 표시 장치 및 차량용 표시등

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1345908A (zh) * 2000-09-29 2002-04-24 住友化学工业株式会社 用于真空紫外线辐射激发发光装置的荧光材料
US6576156B1 (en) * 1999-08-25 2003-06-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Phosphors with nanoscale grain sizes and methods for preparing the same
US20050168127A1 (en) * 2004-01-30 2005-08-04 Shih-Chang Shei [white light led]

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07113109B2 (ja) * 1988-04-15 1995-12-06 日亜化学工業株式会社 高演色性ランプ
DE19638667C2 (de) 1996-09-20 2001-05-17 Osram Opto Semiconductors Gmbh Mischfarbiges Licht abstrahlendes Halbleiterbauelement mit Lumineszenzkonversionselement
JP2927279B2 (ja) 1996-07-29 1999-07-28 日亜化学工業株式会社 発光ダイオード
JPH10163535A (ja) 1996-11-27 1998-06-19 Kasei Optonix Co Ltd 白色発光素子
JP2900928B2 (ja) 1997-10-20 1999-06-02 日亜化学工業株式会社 発光ダイオード
JP3756930B2 (ja) 2001-09-03 2006-03-22 松下電器産業株式会社 半導体発光デバイスの製造方法
JP3985486B2 (ja) * 2001-10-01 2007-10-03 松下電器産業株式会社 半導体発光素子とこれを用いた発光装置
JP4222059B2 (ja) 2002-09-24 2009-02-12 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP4225083B2 (ja) 2002-09-24 2009-02-18 日亜化学工業株式会社 蛍光体
DE10259946A1 (de) * 2002-12-20 2004-07-15 Tews, Walter, Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.habil. Leuchtstoffe zur Konversion der ultravioletten oder blauen Emission eines lichtemittierenden Elementes in sichtbare weiße Strahlung mit sehr hoher Farbwiedergabe
CN100412156C (zh) 2003-03-28 2008-08-20 韩国化学研究所 硅酸锶基磷光体、其制造方法和使用该磷光体的led
JP2005068269A (ja) * 2003-08-22 2005-03-17 Gifu Univ 蛍光体及びそれを応用した温度センサ
JP4916651B2 (ja) * 2003-08-28 2012-04-18 三菱化学株式会社 発光装置及び蛍光体
KR100605212B1 (ko) 2004-04-07 2006-07-31 엘지이노텍 주식회사 형광체 및 이를 이용한 백색 발광다이오드
KR100605211B1 (ko) 2004-04-07 2006-07-31 엘지이노텍 주식회사 형광체 및 이를 이용한 백색 발광다이오드
JP4530755B2 (ja) 2004-07-28 2010-08-25 株式会社東京化学研究所 橙色蛍光体
DE102005005263A1 (de) 2005-02-04 2006-08-10 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Gelb emittierender Leuchtstoff und Lichtquelle mit derartigem Leuchtstoff
WO2006098450A1 (ja) * 2005-03-18 2006-09-21 Mitsubishi Chemical Corporation 発光装置、白色発光装置、照明装置及び画像表示装置
US7474286B2 (en) * 2005-04-01 2009-01-06 Spudnik, Inc. Laser displays using UV-excitable phosphors emitting visible colored light
KR100927154B1 (ko) * 2005-08-03 2009-11-18 인터매틱스 코포레이션 실리케이트계 오렌지 형광체
JP5118837B2 (ja) 2005-10-25 2013-01-16 インテマティックス・コーポレーション シリケート系オレンジ色蛍光体
KR100626272B1 (ko) 2006-01-20 2006-09-20 씨엠에스테크놀로지(주) 바륨실리케이트계 형광체, 그의 제조 방법, 및 이를 이용한백색 발광소자 및 발광필름

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6576156B1 (en) * 1999-08-25 2003-06-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Phosphors with nanoscale grain sizes and methods for preparing the same
CN1345908A (zh) * 2000-09-29 2002-04-24 住友化学工业株式会社 用于真空紫外线辐射激发发光装置的荧光材料
US20050168127A1 (en) * 2004-01-30 2005-08-04 Shih-Chang Shei [white light led]

Also Published As

Publication number Publication date
EP1935958A1 (en) 2008-06-25
TW200712174A (en) 2007-04-01
WO2007018260A1 (ja) 2007-02-15
EP1935958A4 (en) 2010-10-27
US8277687B2 (en) 2012-10-02
US20090072255A1 (en) 2009-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI403570B (zh) 螢光體與其製造方法,含螢光體組成物,發光裝置及其用途
JP5245222B2 (ja) 蛍光体及びそれを用いた発光装置
JP4238269B2 (ja) 複合酸窒化物蛍光体、それを用いた発光装置、画像表示装置、照明装置及び蛍光体含有組成物、並びに、複合酸窒化物
JP5315616B2 (ja) 発光装置、バックライト用白色発光体、及び画像表示装置
US9777213B2 (en) Phosphor, phosphor-containing composition and light-emitting unit using phosphor, and image display device and lighting device using light-emitting unit
JP5493258B2 (ja) 蛍光体及びその製造方法、並びに、発光装置
JP5200741B2 (ja) 結晶性窒化珪素及びその製造方法、並びに、それを用いた蛍光体、該蛍光体含有組成物、発光装置、照明装置、画像表示装置、焼結体及び顔料
JP2008274254A (ja) 蛍光体及びその製造方法、蛍光体含有組成物、発光装置、並びに画像表示装置及び照明装置
JP2009173905A (ja) 蛍光体、蛍光体の製造方法、蛍光体含有組成物および発光装置
JP2008095091A (ja) 蛍光体及びその製造方法、蛍光体含有組成物、発光装置、並びに画像表示装置及び照明装置
JP2008285659A (ja) 蛍光体、蛍光体含有組成物、発光装置、照明装置、画像表示装置、及び窒素含有化合物
JP2008285662A (ja) 無機化合物の製造方法、蛍光体、蛍光体含有組成物、発光装置、照明装置及び画像表示装置
JP2009057554A (ja) 蛍光体の製造方法及びその製造方法で得られる蛍光体、並びに、その蛍光体を用いた蛍光体含有組成物、発光装置、照明装置及び画像表示装置
JP2008038081A (ja) 蛍光体及びそれを用いた発光装置
JP2009040918A (ja) 蛍光体及びその製造方法、蛍光体含有組成物、発光装置、並びに画像表示装置及び照明装置
JP2010121068A (ja) 蛍光体及び蛍光体含有組成物、並びに、それを用いた発光装置、照明装置及び画像表示装置
JP2011159809A (ja) 白色発光装置
JP2009030042A (ja) 蛍光体、蛍光体の製造方法、蛍光体含有組成物、並びに発光装置
JP2009040944A (ja) 蛍光体、蛍光体含有組成物、発光装置、照明装置、及び、画像表示装置
JP2008050493A (ja) 蛍光体及びそれを用いた発光装置
JP5590092B2 (ja) 蛍光体、蛍光体含有組成物、発光装置、並びに画像表示装置及び照明装置
JP2009161576A (ja) 蛍光体及びそれを用いた発光装置
JP2008266410A (ja) 蛍光体、蛍光体含有組成物、蛍光体の製造方法、発光装置、画像表示装置及び照明装置
JP2008174621A (ja) 蛍光体、蛍光体含有組成物、発光装置、画像表示装置、及び照明装置
JP2009203466A (ja) 蛍光体、蛍光体含有組成物、発光装置、画像表示装置及び照明装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees