荧光物质和采用其的光发射器件制造技术

本发明专利技术涉及一种荧光物质和采用其的光发射器件。本实施方案提供一种具有高光效率的黄色发光物质。该荧光物质由式（1）表示，（M1-xREx）2yAlzSi10-zOuNwClα （1）（式中，M为选自Ba、Sr、Ca、Mg、Li、Na和K中的至少一种元素），且其在250-500nm的光的激励时发出在500-600nm具有峰的发光。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种荧光物质和采用其的光发射器件。本实施方案提供一种具有高光效率的黄色发光物质。该荧光物质由式（1）表示，（M1-xREx）2yAlzSi10-zOuNwClα?（1）（式中，M为选自Ba、Sr、Ca、Mg、Li、Na和K中的至少一种元素），且其在250-500nm的光的激励时发出在500-600nm具有峰的发光。【专利说明】荧光物质和采用其的光发射器件相关申请的交叉引用本申请基于2013年3月15日提交的日本专利申请N0.2013-054006并要求其优先权，通过引用将其全文并入本文。
本实施方案涉及可用于光发射器件的荧光物质，采用该物质的光发射器件，以及用于制备该突光物质的方法。
技术介绍
已结合蓝色LED和黄光发射荧光物质Y3A15012:Ce3+ (YAG)来产生白色LED，且其后进行了关于将其应用于光发射器具、液晶显示器背光源等的各种研究。 【专利附图】【附图说明】 图1显示示意地表示采用根据实施方案的荧光物质的光发射器件的纵截面图。 图2显示实施例1中获得的荧光物质的发射光谱。 图3显示实施例1中获得的荧光物质的吸收光谱。 图4显示实施例2中获得的荧光物质的发射光谱。 图5显示实施例2中获得的荧光物质的吸收光谱。 图6显示实施例3中获得的荧光物质的发射光谱。 图7显示实施例4中获得的荧光物质的吸收光谱。 图8显示比较例2中获得的荧光物质的发射光谱。 图9显示组成与发射峰波长下的吸收率的关系。 【具体实施方式】 现在参考附图解释实施方案。 黄光发射费光物质 根据本专利技术实施方案的荧光物质由下式(I)表示: (MhREx)2yAlzSiltl-ANwCla (I) 其中，M为选自Ba、Sr、Ca、Mg、L1、Na和K中的至少一种元素， RE为选自Ce、Tb、Eu和Mn中的元素，和 x、y、z、u、w和α为各自满足如下条件的数字， 0〈χ ≤ 1， 0.8≤ y ≤ 1.1, 2≤ z ≤ 3 .5, 0〈u ≤ 1, 1.8 ≤ z-u, 13 ≤ u+w ≤ 15，和 0〈α ≤ 0.0017， 其中所述荧光物质在250-500nm波长范围的光的激励下发出在500_600nm的波长范围具有峰的发光。 该黄光发射荧光物质的特征在于，具有特定的组成，及在250_500nm波长范围的光的激励下发出在500-600nm的波长范围具有峰的发光。下文描述该突光物质。 根据本实施方案的荧光物质由下式(I)表示， (MhREx) 2yAlzSi10_zOuNwCla (I) 其中，M为选自Ba、Sr、Ca、Mg、L1、Na和K中的至少一种元素， RE为选自Ce、Tb、Eu和Mn中的元素，和 x、y、z、u、w和α为各自满足如下条件的数字， 0〈χ ≤ I, 0.8 ≤ y ≤ 1.1, 2 ≤ z ≤ 3.5, 0〈u ≤ I, 1.8 ≤ z-u, 13 ≤ u+w ≤ 15,和 0〈α ≤ 0.0017， 并通常归类为SiAlON磷光体的一类。在由250_500nm波长范围的光的激励时，该荧光物质发出在500-600nm的波长范围具有峰的发光，因此为黄光发射磷光体。该荧光物质的基本晶体结构基本上与(Sr, Ce) 2Si7Al30N13相同。 在式(I)中，M为选自Ba、Sr、Ca、Mg、L1、Na和K中的至少一种元素。其中，最优选Sr。金属元素M可为单一元素，但也可将两种以上元素一起用作金属元素M。用作材料之一的含M化合物优选为氮化物或碳化物。 金属元素RE起到荧光物质的发射中心的作用。具体而言，根据实施方案的荧光物质具有基本上包含元素M、Al、S1、0和N的晶体结构，但元素M部分地由发射中心元素RE取代。元素RE选自Ce、Tb、Eu和Mn。可一起使用其中的两种以上。其中，由于其可使荧光物质在有利的波长范围发出黄色发光，因此最优选Ce。 根据实施方案的荧光物质还含有Al和Si，其只要不损害本实施方案的效果，就可用类似元素取代。具体而言，Si可部分地用Ge、Sn、T1、Zr或Hf取代，且Al可部分地用B、Ga、In、Sc、Y、La、Gd 或 Lu 取代。 进一步地,根据本实施方案的突光物质具有特定的组成比。在式(I)中，x、y、z、u和w代表的比率需要各自满足如下特定条件:SP 0〈x ≤ 1，优选 0.001 ≤ X ≤ 0.5 ; 0.8 ≤ y ≤ 1.1,优选 0.85 ≤ y ≤ 1.06 ; 2 ≤ z ≤ 3.5，优选 2.5 ≤ z ≤ 3.3 ; 0〈u ≤ 1，优选 0.001 ≤ u ≤ 0.8 ; 1.8≤ z-u,优选 2.0 ≤ z-u ； 13 ≤ u+w ≤ 15,优选 13.2 ≤ u+w ≤ 14.2 ;和 0〈α ≤ 0.0017，优选 0.0002 ≤ α ≤ 0.0012。 如果金属元素M至少部分地由发射中心元素RE取代的话，则荧光物质可发出发光。然而，如果0.1mo 1%以上的金属元素M由元素RE取代(即，如果χ为0.001以上),则突光物质可具有充足的光效率。金属元素M可完全由RE取代(即χ可为1)，但Ce的取代率优选为50mol%以下(即χ优选为0.5以下)，以避免发射几率(这种降低也经常称为“浓度猝灭”)降低。相应地，数字χ优选满足条件0〈x ≤ 1，更优选满足条件0.001 ≤ χ≤ 0.5。 数字y优选为0.8以上，进一步优选为0.85以上，以避免形成晶体缺陷并避免效率降低。然而另一方面，数字y优选为1.1以下，进一步优选1.06以下，使得过多的碱土金属可不以变体相(variant phase)的形式沉积而降低光效率。相应地,数字y优选满足条件0.8 ≤ y ≤ 1.1，更优选满足条件0.85≤ y ≤ 1.06。 数字z优选为2以上，进一步优选为2.5以上，使得过多的Si可不以变体相的形式沉积而降低光效率。然而另一方面，如果其大于3.5，过多的Al可以变体相的形式沉积而降低光效率。因此数字z优选3.5以下，进一步优选3.3以下。相应地，数字z满足条件2 ≤ z ≤3.5,更优选满足条件2.5 ≤ z ≤ 3.3。 数字u优选为I以下，进一步优选0.8以下，使得晶体缺陷不会增加而降低光效率。荧光物质优选具有高的蓝光吸收率，以在被蓝光激励时非常高效地发出发光。出于上述目的，有必要使荧光物质的吸收光谱红移，因此数字u优选为0.5以下。这是因为随着数字u的减少，发射和吸收光谱都发生红移。自由Ce离子激发态的5d-轨道是五重简并的。但是，如果Ce离子构成晶体，晶体场影响Ce离子的电子态而消除简并。晶体场越强，5d轨道越分裂，并且相应地5d能级降低的越多。结果是，激励能量降低，并因此更倾向于吸收蓝光。在式(I)中，数字u越小，氮原子与Ce离子结合的越多，并且相应地晶体场越被增强的越多。因此，甚至用低能量的光、即甚至是用蓝光也变得能够激励荧光物质。出于该原因，优选数字u小。然而另一方面，数字u优选为0.001以上以维持所期望的晶体结构并适宜地保持发光光谱的波长。相应地，数字u优选满足条件(Ku本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由下式（1）表示的荧光物质，（M1‑xREx）2yAlzSi10‑zOuNwClα （1）其中，M为选自Ba、Sr、Ca、Mg、Li、Na和K中的至少一种元素，RE为选自Ce、Tb、Eu和Mn中的元素，和x、y、z、u、w和α为各自满足如下条件的数字，0<x≤1,0.8≤y≤1.1,2≤z≤3.5,0<u≤1,1.8≤z‑u,13≤u+w≤15，和0<α≤0.0017，其中所述荧光物质在250‑500nm波长范围的光的激励下发出在500‑600nm的波长范围具有峰的发光。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：冈田葵，加藤雅礼，阿尔贝萨惠子，福田由美，三石岩，服部靖，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP