TWI838523B - α型矽鋁氮氧化物螢光體、發光構件、以及發光裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種α型矽鋁氮氧化物螢光體，含有α型矽鋁氮氧化物粒子，利用雷射繞射散射法測定的該α型矽鋁氮氧化物螢光體之體積頻率粒度分佈中，將累積值成為5%之粒徑作為D5，成為50%之粒徑作為D50，成為98%之粒徑作為D98時，符合(D98-D5)/D50)為1.00以上且10.00以下。相對於波長455nm之激發光之內部量子效率為75%以上。
Description
本發明關於α型矽鋁氮氧化物螢光體、發光構件、以及發光裝置。
至今已開發出各式各樣的α型矽鋁氮氧化物螢光體。就此種技術而言，例如，已知有專利文獻1記載之技術。專利文獻1記載了調整α型矽鋁氮氧化物螢光體之組成成分之技術(專利文獻1之請求項1)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2003-124527號公報
[發明所欲解決之課題]
然而，本案發明人探討後，結果發現上述專利文獻1記載之α型矽鋁氮氧化物螢光體在外部量子效率之觀點仍有改善之餘地。
[解決課題之手段]
近年來，針對使用了α型矽鋁氮氧化物螢光體之發光裝置，在小型化方面的開發已有進展。伴隨於此，要求亦有α型矽鋁氮氧化物粒子之小粒徑化。
然而，關於α型矽鋁氮氧化物粒子之粒徑之探討，目前仍尚未稱得上已充分。
本案發明人關注在粒徑而進行探討，發現將經適度地小粒徑化之α型矽鋁氮氧化物粒子所含的微粉適當地去除，可藉此使含有如此之α型矽鋁氮氧化物粒子之α型矽鋁氮氧化物螢光體之外部量子效率。此外，藉由使用相對於波長455nm之激發光之內部量子效率為75%以上之α型矽鋁氮氧化物螢光體，可更提升外部量子效率。
依據如此之知識見解進一步深入研究後，發現將利用雷射繞射散射法測定的α型矽鋁氮氧化物螢光體之體積頻率粒度分佈中之累積值成為5%之粒徑作為D5，成為50%之粒徑作為D50，成為98%之粒徑作為D98時，以((D98-D5)/D50)作為指標，可針對微粉去除後之α型矽鋁氮氧化物粒子之性狀穩定地評價，藉由使用該指標之((D98-D5)/D50)落在適當之數值範圍內且內部量子效率為預定值以上者，可提升含有α型矽鋁氮氧化物粒子之α型矽鋁氮氧化物螢光體之外部量子效率，從而完成本發明。
依據本發明，
可提供一種α型矽鋁氮氧化物螢光體，含有α型矽鋁氮氧化物粒子，
利用雷射繞射散射法測定的該α型矽鋁氮氧化物螢光體之體積頻率粒度分佈中，將累積值成為5%之粒徑作為D5，成為50%之粒徑作為D50，成為98%之粒徑作為D98時，
((D98-D5)/D50)為1.00以上且8.00以下、
D50為10μm以下，且
依據下述程序測定的相對於波長455nm之激發光之內部量子效率為75%以上；
程序：
(1)使用該α型矽鋁氮氧化物螢光體作為試樣，將該試樣以使凹型光析管之表面成為平滑之方式進行填充，將該凹型光析管安裝於積分球之開口部後，從發光光源發出之預定波長之單色光作為激發光，導入至積分球內；
在25℃，以激發光照射凹型光析管內之試樣，利用分光光度計測定試樣之光譜。從得到的光譜資料算出激發反射光光子數(Qref)及螢光光子數(Qem)；
(2)不使用凹型光析管，而係使用反射率為99%之標準反射板，除此之外，與上述(1)同樣進行，將標準反射板安裝於積分球之開口部，將激發光照射至標準反射板，測定波長455nm之激發光之光譜，從得到的光譜資料算出激發光光子數(Qex)；
依據下述式，求出上述之內部量子效率；
內部量子效率=(Qem/(Qex-Qref))×100。
此外，依據本發明，
可提供一種發光構件，具備：
發光元件，以及
波長轉換體，將從該發光元件照射之光轉換並發光；
該波長轉換體具有上述α矽鋁氮氧化物螢光體。
再者，依據本發明，可提供一種發光裝置，具備上述發光構件。
[發明之效果]
依據本發明，可提供外部量子效率優異之α型矽鋁氮氧化物螢光體、使用其之發光構件及發光裝置。
以下，針對本發明之實施形態，利用圖式進行說明。又，全部的圖式中，同樣的構成要件賦予同樣的符號，適當地省略說明。此外，圖為概略圖，並非和實際之尺寸比率一致。
針對本實施形態之α型矽鋁氮氧化物螢光體進行說明。
本實施形態之α型矽鋁氮氧化物螢光體，含有α型矽鋁氮氧化物粒子，且利用雷射繞射散射法測定而得的該α型矽鋁氮氧化物螢光體之體積頻率粒度分佈中，將累積值成為5%之粒徑作為D5，成為50%之粒徑作為D50，成為98%之粒徑作為D98時，((D98-D5)/D50)為1.00以上且8.00以下，D50為10μm以下，依據下述程序測定的相對於波長455nm之激發光之內部量子效率為75%以上。
(程序)
(1)使用該α型矽鋁氮氧化物螢光體作為試樣，將該試樣以使凹型光析管之表面成為平滑之方式進行填充，將該凹型光析管安裝於積分球之開口部後，從發光光源發出之預定波長之單色光作為激發光，導入至積分球內。
在25℃，以激發光照射凹型光析管內之試樣，利用分光光度計測定試樣之光譜。從得到的光譜資料算出激發反射光光子數(Qref)及螢光光子數(Qem)；
(2)不使用凹型光析管，而係使用反射率為99%之標準反射板，除此之外，與上述(1)同樣進行，將標準反射板安裝於積分球之開口部，將激發光照射至標準反射板，測定波長455nm之激發光之光譜，從得到的光譜資料算出激發光光子數(Qex)。
依據下述式，求出上述之內部量子效率；
內部量子效率=(Qem/(Qex-Qref))×100。
依據本案發明人的知識見解，發現將經適度地小粒徑化之α型矽鋁氮氧化物粒子所含的微粉予以適當地去除，可藉此使含有如此之α型矽鋁氮氧化物粒子之α型矽鋁氮氧化物螢光體之外部量子效率更好。並且，已明確得知藉由將((D98-D5)/D50)作為指標，能針對微粉去除後之α型矽鋁氮氧化物粒子之性狀可穩定地評價，藉由將該指標之((D98-D5)/D50)設在適當之數值範圍內，可提升含有α型矽鋁氮氧化物粒子之α型矽鋁氮氧化物螢光體之外部量子效率。
雖詳細之機制尚未確定，可推測由於粒子之細微化處理等而產生之微粉之比表面積相對較大，反射多，且結晶缺陷相對較多，故藉由去除如此之微粉，可提升455nm之內部量子效率及反射率，從而提升455nm之外部量子效率。
((D98-D5)/D50)之上限可為8.00以下，較佳為7.70以下，更佳為7.30以下。藉此，含有已適當地去除微粉後之α型矽鋁氮氧化物粒子之α型矽鋁氮氧化物螢光體，其外部量子效率可受到提升。
另一方面，((D98-D5)/D50)之下限，例如，可為1.00以上，較佳為3.00以上，更佳為4.00以上。藉此，含有已適當地去除微粉後之α型矽鋁氮氧化物粒子之α型矽鋁氮氧化物螢光體，其在700nm的吸收率可降低。
此外，藉由將((D98-D5)/D50)設在上述數值範圍內，可提升455nm之螢光強度、光吸收率。
D50，例如，可為1.0μm~10.0μm，較佳為2.5μm~9.0μm，更佳為3.0μm~9.0μm。藉由將D50設為上述上限值以下，可達成含有適度小粒子化之α型矽鋁氮氧化物粒子之α型矽鋁氮氧化物螢光體。藉由將D50設為上述下限值以上，可提升455nm之螢光強度。
本說明書中，若無特別限制，則「~」表示包含上限值及下限值。
利用雷射繞射散射法測定的該α型矽鋁氮氧化物螢光體之體積頻率粒度分佈中，將累積值成為90%之粒徑作為D90。
D90，例如，可為5.5μm~35.0μm，較佳為8.5μm~27.0μm，更佳為10.0μm~25.0μm。藉由將D90設為上述上限值以下，可達成含有適度小粒子化之α型矽鋁氮氧化物粒子之α型矽鋁氮氧化物螢光體。藉由將D90設為上述下限值以上，可提升455nm之螢光強度。
又，利用雷射繞射散射法測定粉體之粒徑時，先在測定前將粉體彼此之凝集解開，並在分散介質中充分地分散係重要，但由於分散條件的不同，有時測定值會產生差異，故本發明之α型矽鋁氮氧化物螢光體之利用雷射繞射散射法而得的D5、D50、D90、D98、Dmax等之測定值，係依據JIS R1622及R1629，將待測定之螢光體0.5g投入至混合了0.05wt%之六偏磷酸鈉之離子交換水溶液100ml中，使用傳輸頻率19.5±1kHz、尖端尺寸20φ、振幅31±5μm之超音波均質機，將尖端配置在液體的中央部並進行3分鐘分散處理後之液體之測定值而確定。此處19.5±1之標示係表示18.5以上且20.5以下之範圍，31±5係表示26以上且36以下之範圍。
此外，依據本案發明人的知識見解，已明確得知藉由將適度小粒徑化後之α型矽鋁氮氧化物粒子所含的微粉適當地去除，可提升相對於波長455nm之激發光之內部量子效率。
α型矽鋁氮氧化物螢光體中，相對於波長455nm之激發光之內部量子效率之下限，為75%以上，較理想為76%以上，更理想為77%以上。藉由將455nm之內部量子效率之下限設為上述下限值以上，含有小粒徑之α型矽鋁氮氧化物粒子之α型矽鋁氮氧化物螢光體之外部量子效率可得到提升。又，455nm之內部量子效率之上限，無特別限制，例如，可為100%以下，99%以下亦可。
依據本實施形態，藉由使用((D98-D5)/D50)為預定範圍內且455nm之內部量子效率為預定值以上之α型矽鋁氮氧化物螢光體，可提升外部量子效率，故可實現亮度優異之發光裝置。再者，可提供適用於小型化之發光裝置之α型矽鋁氮氧化物螢光體。
α型矽鋁氮氧化物螢光體，相對於波長700nm之激發光之光吸收率之上限，例如，為10%以下，較佳為9%以下，更佳為7%以下，還更佳為5%以下。藉由將700nm之光吸收率之上限設為上述上限值以下，可達成亮度優異之發光裝置。又，700nm之光吸收率之下限，無特別限制，為0%以上亦可。
700nm之光吸收率，係將激發光之波長從455nm變更至700nm，且激發光光子數(Qex)、激發反射光光子數(Qref)係從695~710nm之波長範圍之光譜算出，除此之外，和上述之程序同樣地進行，依據下述式求得，
光吸收率=((Qex-Qref)/Qex)×100
α型矽鋁氮氧化物螢光體中，相對於波長800nm之激發光之擴散反射率之下限，例如，為90%以上，較佳為92%以上，更佳為93%以上。藉由將800nm之擴散反射率之下限設為上述下限值以上，可達成亮度優異之發光裝置。又，800nm之擴散反射率之上限，無特別限制，為100%以下亦可。
本實施形態之α型矽鋁氮氧化物螢光體，亦可包含：下述通式(1)表示之含有Eu元素之α型矽鋁氮氧化物。
(M)m(1-x)/p
(Eu)mx/2
(Si)12-(m+n)
(Al)m+n
(O)n
(N)16-n
･･通式(1)
上述通式(1)中，M表示選自於由Li、Mg、Ca、Y及鑭系元素(排除La及Ce)構成之群組中之1種以上之元素，p為M元素之價數，表示0＜x＜0.5，1.5≦m≦4.0，0≦n≦2.0。n，例如，可為2.0以下，亦可為1.0以下，也可為0.8以下。
α型矽鋁氮氧化物之固溶組成，係α型氮化矽之單位晶胞(Si12
N16
)之m個Si-N鍵被取代為Al-N鍵，n個Si-N鍵被取代為Al-O鍵，且為了維持電中性，m/p個陽離子(M、Eu)侵入固溶至結晶格子內，從而如上述通式表示。尤其就M而言，使用Ca的話，能以廣泛的組成範圍使α型矽鋁氮氧化物穩定化，藉由以成為發光中心之Eu取代其之一部分，可得到因紫外至藍色之寬廣的波長域之光而被激發，顯示出黃至橙色之可見光發光之螢光體。
一般而言，α型矽鋁氮氧化物螢光體會因為係與上述α型矽鋁氮氧化物不同的第二結晶相、不可避免存在的非晶質相，無法藉由組成分析等而將固溶組成嚴格地規定。就α型矽鋁氮氧化物之結晶相而言，宜為α型矽鋁氮氧化物單相較理想，就其他之結晶相而言亦可含有β型矽鋁氮氧化物、氮化鋁或其類多型體(polytypoid)、Ca2
Si5
N8
、CaAlSiN3
等。
就α型矽鋁氮氧化物螢光體之製造方法而言，有將由氮化矽、氮化鋁及侵入固溶元素之化合物構成之混合粉末在高溫之氮氣環境中予以加熱而使其反應之方法。
製造α型矽鋁氮氧化物粒子之步驟，可使用公知的方法，例如，亦可具有將原料混合粉末予以煅燒而得到煅燒物之煅燒步驟；及對於煅燒步驟後之煅燒物更進行解碎粉碎處理、分級處理、退火處理及酸處理等後處理步驟。此外，後處理步驟中，可更進行球磨粉碎及/或傾析處理。
依據本案發明人之知識見解，可明確得知藉由煅燒時以低溫進行煅燒，抑制粒子成長，並利用將球磨粉碎、傾析處理之微粉去除處理條件的合適化，能夠適當地去除小粒徑化後之α型矽鋁氮氧化物粒子所含之微粉。
本實施形態，例如係藉由適當地選擇α型矽鋁氮氧化物螢光體中所含之各成分之種類或摻合量、α型矽鋁氮氧化物螢光體之製備方法等而可控制上述((D98-D5)/D50)、D5、D50、D90、D98、455nm之內部量子效率、700nm之光吸收率、及800nm之擴散反射率。它們之中，例如，可列舉適當地進行後處理步驟、球磨粉碎、傾析處理或活用離心力之分級等，來作為上述((D98-D5)/D50)、D5、D50、D90、D98、455nm之內部量子效率、700nm之光吸收率、及800nm之擴散反射率落在預期之數值範圍內之要件。
(波長轉換體)
本實施形態之波長轉換體，係將從發光元件照射的光轉換而發光者，具有上述α型矽鋁氮氧化物螢光體。波長轉換體可僅由α型矽鋁氮氧化物螢光體構成，亦可包含分散α型矽鋁氮氧化物螢光體之母材。就母材而言，可使用公知者，可列舉例如：玻璃、樹脂、無機材料等。
上述波長轉換體，其形狀無特別限制，可構成板狀，亦可構成為密封發光元件之一部分或發光面整體。
(發光裝置)
針對本實施形態之發光裝置進行說明。
本實施形態之發光裝置，具備包含發光光源(發光元件)及上述波長轉換體之發光構件。
藉由將發光光源及波長轉換體組合，能發出具有高發光強度之光。
圖1係表示本實施形態之發光裝置之結構之一例之示意剖面圖。
圖1之發光裝置100，例如具備：發光元件120、散熱片130、殼體140、第1引線框架150、第2引線框架160、合接線170、合接線172及複合體40。
發光元件120係發出激發光之半導體元件。
就發光元件120而言，例如，可使用會發出相當於從近紫外光到藍色光之300nm以上且500nm以下之波長之光之LED晶片。
就發光元件120之具體例而言，亦可使用III族氮化物半導體發光元件。III族氮化物半導體發光元件，例如，係由AlGaN、GaN、InAlGaN系材料等III族氮化物半導體構成，且具備n層、發光層、及p層。就III族氮化物半導體發光元件而言，可使用發出藍色光之藍色LED。
裝設在發光元件120之頂面側之其中一電極(圖未表示)係經由金線等合接線170而與第1引線框架150之表面連接。此外，形成在發光元件120頂面之另一電極(圖未表示)係經由金線等合接線172而與第2引線框架160之表面連接。
發光元件120係安裝在散熱片130上方。經由散熱片130可使發光元件120的散熱性提高。亦可不使用散熱片130而使用封裝用基板。
在殼體140中形成從底面往上時孔徑係逐漸擴大之略為漏斗形狀的凹部。發光元件120係設置在上述凹部之底面。圍繞發光元件120之凹部的壁面係擔任反射板的角色。
複合體40係填充於利用殼體140形成壁面的該凹部。
就複合體40而言，係使用將從發光元件120發出之激發光的波長予以長波長化之波長轉換構件。複合體40之具體例，可使用含有α型矽鋁氮氧化物螢光體之螢光體粒子1分散在樹脂等之密封材料30中而得之波長轉換體。
發光裝置100，係發出從吸收發光元件120之發光而被激發之螢光體粒子1所發出之光，或發出與從發光元件120發出之光之混合光。發光裝置100亦可利用發光元件120之光與從螢光體粒子1發出之光之混色而發出白色之光。
又，圖1係表面安裝型之發光裝置之例示。惟，發光裝置不僅限於表面安裝型。發光裝置亦可為砲彈型、COB(晶片直接封裝)型。
以上，針對本發明之實施形態進行敘述，但該等僅為本發明之例示，亦可採用上述以外之各種構成。再者，本發明並未限定為上述之實施形態，在可達成本發明之目的的範圍內進行變更、改良等亦包含於本發明。
[實施例]
以下，參照實施例針對本發明進行詳細地說明，惟，本發明在該等實施例之記載並未有任何受限。
＜α矽鋁氮氧化物型螢光體之製作＞
(比較例1)
･混合步驟
在維持水分為1質量ppm以下，氧氣含量為1質量ppm以下之氮氣環境之手套箱中，將α型氮化矽粉末(Si3
N4
，SN-E10等級，宇部興產股份有限公司製)62.8g、氮化鈣粉末(Ca3
N2
，Materion股份有限公司製)13.4g、氮化鋁粉末(AlN，E等級，德山股份有限公司製)22.7g、氧化銪粉末(Eu2
O3
，RU等級，信越化學工業股份有限公司製)1.1g予以混合，得到原料混合粉末。將此原料混合粉末100g填充至內部容積為0.4公升之附蓋之圓筒型氮化硼製容器(電化股份有限公司製，N-1等級)。
･煅燒步驟
將此原料混合粉末連同容器整個以碳加熱器之電氣爐置於大氣壓氮環境氣體中，於1800℃進行16小時之加熱處理。又，由於含在原料混合粉末之氮化鈣在空氣中會輕易地水解，故將填充了原料混合粉末之氮化硼製容器從手套箱取出後迅速地置入電爐並立即進行真空排氣，防止氮化鈣的反應。以乳缽將從容器回收的橙色之塊狀物輕輕解碎，並使其全部通過網目網目150μm之篩，得到粉末。
之後，在水中使用球徑φ5尺寸之氮化矽球進行4小時解碎，再過濾，120℃乾燥5小時，使通過150μm之篩，得到螢光體粉末。
將得到的螢光體粉末作為α矽鋁氮氧化物型螢光體A使用。
(比較例2)
在維持水分為1質量ppm以下，氧氣含量為1質量ppm以下之氮氣環境之手套箱中，將α型氮化矽粉末(Si3
N4
，SN-E10等級，宇部興產股份有限公司製)56.56g、氮化鈣粉末(Ca3
N2
，Materion股份有限公司製)12.02g、氮化鋁粉末(AlN，E等級，德山股份有限公司製)20.41g，氧化銪粉末(Eu2
O3
，RU等級，信越化學工業股份有限公司製)1.00g、比較例1之螢光體粉末10.00g予以混合，得到原料混合粉末，除此之外，和比較例1同樣進行，得到螢光體粉末。
將得到的螢光體粉末作為α矽鋁氮氧化物型螢光體B使用。
(實施例1)
對於比較例1得到的螢光體粉末，依據下述條件，按順序進行球磨及傾析，得到螢光體粉末。
將得到的螢光體粉末作為α矽鋁氮氧化物型螢光體C使用。
･球磨
將離子交換水0.8L、及比較例1得到的螢光體粉末(樣品)50g放入釜容量2L之氧化鋁釜。
對於含有此樣品之氧化鋁釜，以氮化矽球φ5mm、球量1000g、迴轉數約150rpm之條件，進行球磨粉碎8小時。
之後，進行過濾，120℃乾燥5小時並予以保管。
･傾析
將經球磨處理之樣品分散在0.05wt%之六偏磷酸Na水溶液，靜置2小時，藉由去除從水面至4cm深度之上清液而進行微粉的去除。去除之後進行過濾，在120℃乾燥5小時，使通過150μm之篩，得到螢光體粉末。
(實施例2)
在維持水分為1質量ppm以下，氧氣含量為1質量ppm以下之氮氣環境之手套箱中，將α型氮化矽粉末(Si3
N4
，SN-E10等級，宇部興產股份有限公司製)56.56g、氮化鈣粉末(Ca3
N2
，Materion股份有限公司製)12.02g、氮化鋁粉末(AlN，E等級，德山股份有限公司製)20.41g，氧化銪粉末(Eu2
O3
，RU等級，信越化學工業股份有限公司製)1.00g、比較例1之螢光體粉末10.00g予以混合，得到原料混合粉末，除此之外，和實施例1同樣進行，得到螢光體粉末。
將得到的螢光體粉末作為α矽鋁氮氧化物型螢光體D使用。
(實施例3)
煅燒溫度變更為1900℃，除此之外，和實施例1同樣進行，得到螢光體粉末。
將得到的螢光體粉末作為α矽鋁氮氧化物型螢光體E使用。
針對實施例1~3、比較例1、2得到的螢光體粉末，利用使用CuKα線之粉末X射線繞射測定(XRD測定)來調查結晶相，確認到結晶相皆為含有Eu及Ca之α型矽鋁氮氧化物。此外，α矽鋁氮氧化物型螢光體A~E皆符合上述通式(1)。
[表1]
| 實施例2 | 實施例3 | 實施例1 | 比較例1 | 比較例2 | ||
| α型矽鋁氮氧化物螢光體 | D | E | C | A | B | |
| 體積頻率粒度分佈 | D5 | 1.10 | 1.33 | 0.93 | 0.56 | 0.78 |
| D50 | 4.00 | 7.70 | 3.50 | 1.60 | 3.58 | |
| D90 | 12.20 | 23.70 | 12.40 | 6.50 | 12.91 | |
| D98 | 24.00 | 47.98 | 26.20 | 16.80 | 31.14 | |
| Dmax | 43.70 | 87.50 | 51.40 | 36.40 | 86.90 | |
| D98-D5/D50 | 5.73 | 6.06 | 7.22 | 10.15 | 8.48 | |
| 455nm | 內部量子效率 | 82 | 78 | 78 | 77 | 77 |
| 外部量子效率 | 53 | 55 | 48 | 41 | 45 | |
| 螢光強度 | 144 | 145 | 131 | 121 | 125 | |
| 光吸收率 | 64 | 71 | 62 | 54 | 59 | |
| 700nm | 光吸收率 | 3 | 3 | 5 | 4 | 6 |
| 800nm | 擴散反射率 | 96.1 | 96.8 | 94.0 | 96.8 | 96.1 |
| 色度x | 0.548 | 0.551 | 0.546 | 0.545 | 0.548 | |
| 色度y | 0.447 | 0.445 | 0.448 | 0.448 | 0.447 | |
| 峰部波長 | 593.5 | 593.5 | 593.5 | 594.5 | 592.3 | |
| 半值寬 | 84.5 | 84.0 | 84.0 | 84.3 | 84.3 |
針對得到的α矽鋁氮氧化物型螢光體A~E，就下列評價項目進行評價。評價結果如表1所示。
(粒度分佈)
α矽鋁氮氧化物型螢光體之粒徑分佈，利用係雷射繞射散射法之粒徑測定裝置即Microtrac MT3300EXII(麥奇克拜爾股份有限公司)進行測定。就測定程序而言，將欲測定之螢光體0.5g投入至混合了0.05wt%之六偏磷酸鈉之離子交換水的水溶液100ml，使用超音波均質機即Ultrasonic Homogenizer US-150E(日本精機製作所股份有限公司，Amplitude100%，震盪頻率19.5±1kHz，尖端尺寸20φ，將尖端配置在液體中央部並以振幅約31μm進行3分鐘分散處理後，利用前述MT3300EXII進行粒度測定。測定結果如表1所示。
表1中，利用雷射繞射散射法測定的α型矽鋁氮氧化物螢光體之體積頻率粒度分佈中，將累積值成為5%之粒徑(μm)作為D5，成為50%之粒徑(μm)作為D50，成為90%之粒徑(μm)作為D90，成為98%之粒徑(μm)作為D98。
＜455nm內部量子效率、外部量子效率、螢光強度、光吸收率＞
α型矽鋁氮氧化物螢光體之455nm內部量子效率、外部量子效率、螢光強度、光吸收率，藉由以下程序而算出。
將α型矽鋁氮氧化物螢光體作為試樣使用，以使凹型光析管之表面成為平滑之方式進行填充。將該凹型光析管安裝在積分球之開口部。利用光纖將從發光光源(Xe燈)分光出455nm波長之單色光作為螢光體之激發光導入至此積分球內。以此單色光照射螢光體試樣，並針對試樣之螢光光譜使用分光光度計(大塚電子股份有限公司製MCPD-7000)進行測定。
從得到的光譜資料算出激發反射光光子數(Qref)及螢光光子數(Qem)。激發反射光光子數係在與激發光光子數相同之波長範圍算出，螢光光子數係在465nm以上且800nm以下之範圍算出。
此外，使用相同裝置，不使用凹型光析管而在積分球之開口部安裝反射率為99%之標準反射板(Labsphere股份有限公司製Spectralon(註冊商標))，測定波長455nm之激發光之光譜。此時，從450~465nm之波長範圍之光譜算出激發光光子數(Qex)。
α型矽鋁氮氧化物之455nm光吸收率、內部量子效率係由下述表示的計算式而求得。
455nm光吸收率(%)=((Qex-Qref)/Qex)×100
內部量子效率(%)=(Qem/(Qex-Qref))×100
又，外部量子效率由以下表示的計算式而求得，
外部量子效率(%)=(Qem/Qex)×100
因此，依據上述式，外部量子效率係以下表示的關係。
外部量子效率=455nm光吸收率×內部量子效率
又，藉由上述測定方法測定β型矽鋁氮氧化物螢光體之標準試樣(NIMS Standard Green lot No.NSG1301,Sialon Co., Ltd.製)時，外部量子效率為55.6%，光吸收率為74.4%，內部量子效率為74.8%。量子效率及光吸收率有因測定裝置之製造商、製造批號等變更而導致測定值變動之情形，故當測定裝置之製造商、製造批號等變更時，係利用β型矽鋁氮氧化物螢光體之標準試樣作為基準值而進行測定數據的校正。
＜700nm光吸收率＞
激發光之波長從455nm變更為700nm，激發光光子數(Qex)、激發反射光光子數(Qref)係從695~710nm之波長範圍之光譜而算出，除此之外，與＜455nm光吸收率＞之測定程序同樣地基於下述式算出700nm光吸收率。
700nm光吸收率(%)=((Qex(700nm)-Qref(700nm))/Qex(700nm))×100
＜800nm擴散反射率＞
α型矽鋁氮氧化物螢光體之擴散反射率係利用將積分球裝置(ISV-469)安裝至日本分光股份有限公司製紫外可見分光光度計(V-550)而測定。使用標準反射板(Spectralon(註冊商標))進行基線校正，並安裝填充有α型矽鋁氮氧化物螢光體(螢光體粉末)之固體試樣固定器，於500~850nm之波長範圍測定擴散反射率。本發明所指800nm擴散反射率(%)係特別在800nm之擴散反射率之值。
又，藉由上述測定方法測定β型矽鋁氮氧化物螢光體之標準試樣(NIMS Standard Green lot No.NSG1301,Sialon Co., Ltd.製)時，800nm擴散反射率為95.7%。800nm擴散反射率有因測定裝置之製造商、製造批號等變更而導致測定值變動之情形，故當測定裝置之製造商、製造批號等變更時，係利用β型矽鋁氮氧化物螢光體之標準試樣作為基準值而進行測定數據的校正。
＜色度x、y＞
色度x、y係CIE1931之值，利用分光光度計(大塚電子股份有限公司製MCPD-7000)進行測定。和上述同樣地進行，照射波長455nm之單色光，於465~800nm之範圍測定激發反射光光譜，算出色度x、y。
又，藉由上述測定方法測定β型矽鋁氮氧化物螢光體之標準試樣(NIMS Standard Green lot No.NSG1301,Sialon Co., Ltd.製)時，色度x為0.356。色度x有因測定裝置之製造商、製造批號等變更而導致測定值變動之情形，故當測定裝置之製造商、製造批號等變更時，係利用β型矽鋁氮氧化物螢光體之標準試樣作為基準值而進行測定數據的校正。
＜峰部波長、半值寬＞
峰部波長、半值寬，係利用分光光度計(大塚電子股份有限公司製MCPD-7000)進行測定。與上述同樣地進行，照射波長455nm之單色光，於465~800nm之範圍測定激發反射光光譜，並算出螢光之峰部波長(nm)、半值寬。半值寬表示峰部波長之強度成為一半的強度之光譜之寬(nm)。
又，依據上述測定方法測定β型矽鋁氮氧化物螢光體之標準試樣(NIMS Standard Green lot No.NSG1301,Sialon Co., Ltd.製)時，峰部波長為543.3nm，半值寬為53.3nm。由於峰部波長、半值寬有因測定裝置之製造商、製造批號等變更而導致測定值變動之情形，故當測定裝置之製造商、製造批號等變更時，係利用β型矽鋁氮氧化物螢光體之標準試樣作為基準值而進行測定數據的校正。
可知實施例1~3之α型矽鋁氮氧化物螢光體，和比較例1、2相比較，外部量子效率優異，且螢光強度、455nm之光吸收率優異。因此，藉由使用實施例1~3之α型矽鋁氮氧化物螢光體，可達成亮度優異之發光裝置。
本申請案係主張以在2019年5月23日申請之日本申請案特願2019-097116號為基礎之優先權，其完整內容係全部納入本發明。
1:螢光體粒子
30:密封材料
40:複合體
100:發光裝置
120:發光元件
130:散熱片
140:殼體
150:第1引線框架
160:第2引線框架
170:合接線
172:合接線
[圖1]表示本實施形態之發光裝置之結構之一例的示意圖。
1:螢光體粒子
30:密封材料
40:複合體
100:發光裝置
120:發光元件
130:散熱片
140:殼體
150:第1引線框架
160:第2引線框架
170:合接線
172:合接線
Claims (8)
- 一種α型矽鋁氮氧化物螢光體，含有α型矽鋁氮氧化物粒子， 利用雷射繞射散射法測定的該α型矽鋁氮氧化物螢光體之體積頻率粒度分佈中，將累積值成為5%之粒徑作為D5，成為50%之粒徑作為D50，成為98%之粒徑作為D98時， ((D98-D5)/D50)為1.00以上且8.00以下、 D50為10μm以下、且 依據下述程序測定的相對於波長455nm之激發光之內部量子效率為75%以上； 程序： (1)使用該α型矽鋁氮氧化物螢光體作為試樣，將該試樣以使凹型光析管之表面成為平滑之方式進行填充，將該凹型光析管安裝於積分球之開口部後，從發光光源發出之預定波長之單色光作為激發光，導入至積分球內； 在25℃，以激發光照射凹型光析管內之試樣，利用分光光度計測定試樣之光譜，從得到的光譜資料算出激發反射光光子數(Qref)及螢光光子數(Qem)； (2)不使用凹型光析管，而係使用反射率為99%之標準反射板，除此之外，與上述(1)同樣地進行，將標準反射板安裝於積分球之開口部，將激發光照射至標準反射板，測定波長455nm之激發光之光譜，從得到的光譜資料算出激發光光子數(Qex)； 依據下述式，求出上述之內部量子效率； 內部量子效率(%)=(Qem/(Qex-Qref))×100。
- 如請求項1之α型矽鋁氮氧化物螢光體，其中， 將激發光之波長從455nm變更為700nm，激發光光子數(Qex)、激發反射光光子數(Qref)係從695~710nm之波長範圍之光譜算出，除此之外，與上述之程序同樣地進行，依據下述式求出之相對於波長700nm之激發光之光吸收率為10%以下； 光吸收率=(%)((Qex-Qref)/Qex)×100。
- 如請求項1或2之α型矽鋁氮氧化物螢光體，其中， 相對於波長800nm之激發光之擴散反射率為90%以上。
- 如請求項1或2之α型矽鋁氮氧化物螢光體，其中， 該α型矽鋁氮氧化物粒子，係由下述通式(1)表示之含Eu元素之α型矽鋁氮氧化物構成； (M)m(1-x)/p (Eu)mx/2 (Si)12-(m+n) (Al)m+n (O)n (N)16-n ･･通式(1) 上述通式(1)中，M表示選自於由Li、Mg、Ca、Y及不包括La及Ce之鑭系元素構成之群組中之1種以上之元素，p為M元素之價數，表示0＜x＜0.5，1.5≦m≦4.0，0≦n≦2.0。
- 如請求項1或2之α型矽鋁氮氧化物螢光體，其中， 利用雷射繞射散射法測定的該α型矽鋁氮氧化物螢光體之體積頻率粒度分佈中，將累積值成為90%之粒徑作為D90時， D90為5.5μm以上且35.0μm以下。
- 如請求項1或2之α型矽鋁氮氧化物螢光體，其中， D50為1.0μm以上且10.0μm以下。
- 一種發光構件，具備： 發光元件、及 波長轉換體，將從該發光元件照射之光轉換並發光； 該波長轉換體具有如請求項1至6中任一項之α矽鋁氮氧化物螢光體。
- 一種發光裝置，具備如請求項7之發光構件。
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| JP2019097116 | 2019-05-23 |
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ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005255885A (ja) | 2004-03-12 | 2005-09-22 | National Institute For Materials Science | 蛍光体とその製造方法 |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005255885A (ja) | 2004-03-12 | 2005-09-22 | National Institute For Materials Science | 蛍光体とその製造方法 |
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