荧光体、发光元件及照明装置制造方法及图纸

提供含有Li固溶的α-SiAlON荧光体，其中Li+制备成形成固溶，以稳定该结构，与现有技术的荧光体相比，所述荧光体具有优异的发光效率；还提供发光元件以及照明装置。对于含有Eu活化的Li固溶的α-SiAlON，晶格常数a为0.7820nm至0.7835nm，晶格常数c为0.5645nm至0.5670nm，氧含量为0.4质量％至1.2质量％，并且铕含量为0.3质量％至1.2质量％，并且当用峰值波长为450nm至460nm的单色光激发时，荧光谱的峰值波长为580nm至595nm。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】荧光体、发光元件及照明装置
本专利技术涉及荧光体，并且还涉及包括该荧光体的发光元件及照明装置。更具体地，其涉及发射由紫外光至蓝光所激发的橙光的荧光体、发光元件和照明装置。
技术介绍
SiAlON分类为α-SiAlON和β-SiAlON。α-SiAlON为由通式Si12-(m+n)Al(m+n)OnN16-n表示的氮氧化物材料，当它们被稀土元素固溶时产生荧光体，并且当它们包含固溶的金属元素时，该结构是稳定的。通常固溶以稳定荧光体的主晶结构的金属元素的实例包括Li、Ca、Mg、Y等(参见专利文献1至4)。专利文献1公开了Ca固溶的α-SiAlON荧光体，其由通式CaxEuySi12-(m+n)Al(m+n)OnN16-n表示(其中，x和y各自为大于0且小于2的值；x+y为大于0且2以下的值；m为2(x+y)且n为0.5以上且2以下的值)。如对专利文献1中所述荧光体所描述的，当Ca2+用作用于稳定该结构的金属离子时，可以在广泛的组成范围内得到稳定的结构并且获得高的发光效率。相反，专利文献2至4公开了Li固溶的α-SiAlON荧光体，其包含Li+作为用于稳定该结构的金属离子。引用目录专利文献[专利文献1]JP-ANo.2002-363554[专利文献2]WONo.2007/004493[专利文献3]WONo.2010/018873[专利文献4]JP-ANo.2010-202738专利技术概述技术问题Eu活化的Ca固溶的α-SiAlON荧光体，例如专利文献1中所述的那些，当它们发射橙光时呈现出最高的发光效率。另一方面，与Ca固溶的α-SiAlON荧光体相比，Li固溶的α-SiAlON荧光体，例如专利文献2至4中所述的那些，发射具有蓝移荧光谱(即，向更短的波长移动)的光，但存在荧光强度随着蓝移而下降的问题。因此，本专利技术的目的是提供：Li固溶的α-SiAlON荧光体，其包含用于稳定该结构的固溶的Li+，所述荧光体与目前可获得的任何荧光体相比在发光效率方面更高；以及包括该荧光体的发光元件及照明装置。问题的解决方案专利技术人深入地研究了Li固溶的α-SiAlON荧光体的组成与发光效率之间的关系，其中通常用于发射光蓝移的Li+用于稳定该结构，并且发现当Li固溶的α-SiAlON荧光体具有在不允许发射黄光但允许发射更长波长的橙光的特定范围内的组成时，其具有极高的发光效率，并完成本专利技术。本专利技术的荧光体是Eu活化的Li固溶的α-SiAlON，其晶格常数a为0.7820nm至0.7835nm，晶格常数c为0.5645nm至0.5670nm，氧含量为0.4质量％至1.2质量％，并且铕(Eu)含量为0.3质量％至1.2质量％，并且当用峰值波长为450nm至460nm的单色光激发时，所述Eu活化的Li固溶的α-SiAlON发射在荧光谱中峰值波长为580nm至595nm的光。本文所用的“峰值波长”是具有最大光强度的波长。在本专利技术的荧光体中的一部分Li优选被选自Mg、Ca、Y和镧系元素(然而，不包括La、Ce和Eu)的一种或多种元素置换，同时保持该荧光体的电中性。本专利技术的荧光体的整个结晶相中α-SiAlON晶体的含量优选为90质量％以上。本专利技术的发光元件包括上述荧光体以及将激发光照射该荧光体的光源。光源优选为峰值发射波长为240nm至480nm的发光二极管或激光二极管。本专利技术的照明装置包括上述发光元件。本专利技术的有益效果根据本专利技术可以获得具有迄今为止不可能实现的高发光效率的Eu活化的Li固溶的α-SiAlON，因为由此规定了其晶格常数以及氧含量和铕含量。附图简述图1是示出实施例1和比较例1的荧光体的激发光谱和荧光谱的图，其中在横坐标上绘制波长且在纵坐标上绘制相对光强度。实施方案描述在下文中，参考附图来详细地描述本专利技术的有利的实施方案。(第一实施方案)本专利技术的第一实施方案的荧光体是Eu活化的Li固溶的α-SiAlON，其晶格常数a为0.7820nm至0.7835nm，晶格常数c为0.5645nm至0.5670nm，氧含量为0.4质量％至1.2质量％，并且铕(Eu)含量为0.3质量％至1.2质量％以下。本实施方案中的荧光体当用峰值波长为450nm至460nm的单色光激发时在荧光谱中具有580nm至595nm的峰值波长。[组分]本实施方案中的荧光体的Eu活化的Li固溶的α-SiAlON由通式LixEuySi12-(m+n)Alm+nOnN16-n表示。在上式中，x和y各自为大于0且小于2的值；x+y为大于0且2以下的值；m为x+2y；并且n为0.5以上且2以下的值。[固溶的金属元素]在本实施方案的荧光体中，Li+用作用于稳定所述结构的金属离子，但不用于常规的光谱蓝移，而是用于制备荧光强度与Ca2+固溶时的荧光强度相比更高的荧光体，因为该荧光体的组成在特定范围内调节。在本实施方案的荧光体中，上述通式中的Li可以部分地被选自Mg、Ca、Y和镧系元素(然而，不包括La、Ce和Eu)的一种或多种元素置换，从而微调荧光性质，同时保持该荧光体的电中性。[晶格常数]在本实施方案中的荧光体中，α-SiAlON的晶格常数a被限制为0.7820nm至0.7835nm，并且晶格常数c为0.5645nm至0.5670nm，归因于以下原因。α-SiAlON的组成由通式的m和n来限定。α-SiAlON是经修饰的α-氮化硅晶体，其中一部分Si-N键被Al-N键和Al-O键置换，并且以固溶形式将Li和Eu引入晶体的空隙以保持电中性。m和n各自表示在晶胞中取代的Al-N键和Al-O键的数量。然而，微观上，α-SiAlON在颗粒(晶体)间具有组成波动，而在宏观上，其包含所产生的异相(结晶相和非晶相)以及在颗粒边界和表面上形成的氧化物层。因此，聚集态(bulkstate)的组成不总是表示发射荧光的α-SiAlON晶体的固溶组成。处于类似的原因，α-SiAlON的掺合组成与实际获得的α-SiAlON的组成不同。α-SiAlON具有与α-氮化硅相同的晶体结构。α-氮化硅晶体具有六方晶系并且其空间群为P63/m。当α-氮化硅的Si-N键被分别具有更大键长的Al-N键和Al-O键置换时，当它们在α-SiAlON中固溶时，沿着三个轴a、b和c的晶格常数随着固溶的量的增加而增加。沿着轴a的晶格常数与沿着轴b的晶格常数相同。因为Al-N键的长度大于Al-O键的长度，所以当m和n的数值波动时，晶格常数的变化不同。因此，可以通过晶格常数严格地限制α-SiAlON的组成范围。不可能获得具有过大的晶格常数a(具体地，晶格常数a大于0.7835nm)的α-SiAlON，这归因于Li的最大固体溶解度。另一方面，具有过小的晶格常数a(具体地，晶格常数a小于0.7820nm)并具有过小或过大的晶格常数c(具体地，晶格常数c小于0.5645nm或大于5670nm)的α-SiAlON具有显著更小的荧光强度。本文所用的晶格常数是通过X-射线衍射测量所测定的值。晶格常数a为0.7820nm至0.7835nm且晶格常数c为0.5645nm至0.5670nm的α-SiAlON产生具有高荧光峰值强度的荧光体。[氧含量：0.4质量％至1.3质量％]在具有过小的氧含量(具体地，氧含量小于0.4质量％)的Eu活化的Li固溶的α本文档来自技高网...

【技术保护点】
Eu活化的Li固溶的α‑SiAlON的荧光体，其晶格常数a为0.7820nm至0.7835nm，晶格常数c为0.5645nm至0.5670nm，氧含量为0.4质量％至1.2质量％，并且铕(Eu)含量为0.3质量％至1.2质量％，当用峰值波长为450nm至460nm的单色光激发时，所述荧光体发射在荧光谱中峰值波长为580nm至595nm的光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.13 JP 2012-2488851.Eu活化的Li固溶的α-SiAlON的荧光体，其由通式LixEuySi12-(m+n)Alm+nOnN16-n表示，其晶格常数a为0.7820nm至0.7835nm，晶格常数c为0.5645nm至0.5670nm，氧含量为0.4质量％至1.2质量％，并且铕(Eu)含量为0.3质量％至1.2质量％，当用峰值波长为450nm至460nm的单色光激发时，所述荧光体发射在荧光谱中峰值波长为580nm至595nm的光，所述通式中，x和y各自为大于0且小于2的值；x+y为大于0且...

【专利技术属性】
技术研发人员：江本秀幸，
申请(专利权)人：电气化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP