金属氧化物荧光体的制造方法技术

在制造金属氧化物系的荧光体时，使用以均匀的组成含有构成该金属氧化物的多个金属的有机金属螯合物粉末，将其烧成，据此得到作为粒径均匀、近似球形的粉末的，亮度特性优异的金属氧化物荧光体。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种，组成控制性良好、近似球形并具有近似均匀的直径、亮度特性优异的。作为进行粒度调整的方法，通常采用混合助熔剂(flux)后再烧成的方法，该方法主要通过对助熔剂的种类和添加量以及烧成温度的选择，进行粒度调整，但是该方法，虽然能够容易地调整荧光体的平均粒径，但对粒度分布的控制几乎不可能。另外，因使用了熔剂，所以金属组成必然会产生偏差，使得对原料成分的组成控制变得烦杂，也产生使过量成分成为多相析出的可能性。但是，为使起始物质本身为均匀的物质，有效的方法是，首先从原料开始经均相系状态合成。作为这样的方法，已知的是以溶胶法或者共沉淀法为例的重视化学工艺的液相法。但是这些以往的液相法，即使起始原料溶液是均匀的，但因随金属化合物种类的不同，水解速度或者溶度积等不同，所以在之后的水解或中和或者沉淀生成等的过程中，即使处于微粒状态，也不能避免系统变非均相的本质的倾向。作为解决这样的问题的方法，在美国专利第3,330,697号、特开平11-181419号公报中提出，在水系统中，于金属离子和羟基羧酸或者聚氨螯合剂等之间形成金属配位化合物，并通过向其中作为交联剂加入乙二醇等多元醇进行酯聚合而制造凝胶状的配位化合物聚合物，将其热分解的方法。但是，即使这些方法也存在，由于在酯聚合工序中金属从金属配位化合物脱离而产生偏析的可能性。并且，把它作为起始原料来使用时，烧成凝胶后再将烧成物粉碎的工序是必不可缺的，不仅难以使得到的复合氧化物的粒度保持恒定，并且也不能忽视操作烦杂且制造费用提高的经济上的理由。除上述方法外，提出了很多种起始原料的合成法，但所有方法均操作烦杂，制造费用变高，所以缺乏工业化规模的实用性。另外，目前正被实用化的金属氧化物体系粉末的制法，几乎不可能根据期望来任意地调整所得到的粉体的形状或粒径等。近年来，开发出由金属螯合物合成陶瓷的方法，该方法由于抑制金属组成的偏差的可能性高，所以受到瞩目。但是，该方法还没有开发出能够把固相状态的各金属螯合物以分子水平均匀混合的适当方法，使用金属螯合物的优势还没有被充分地发挥出来。能够完成上述课题的本专利技术的所具有的中心思想是，制造金属氧化物荧光体时，使用以均匀的组成含有构成该金属氧化物的金属的有机金属螯合物粉末，并将其烧结。可通过上述方法得到的金属氧化物体系的荧光体，可以作为粒径均匀的近似球形的粉末来得到。另外，作为实施该方法时所使用的上述有机金属螯合物，理想的是使用，按金属氧化物换算，以给定的金属组成混合金属或者其化合物和有机螯合剂或者金属螯合物而配制清澈的有机螯合物水溶液，喷雾干燥该水溶液，通过这种方法得到的有机金属螯合物。作为这时所使用的上述有机螯合剂，特别理想的是氨基酸系的螯合剂。实施本专利技术时，如果使用二亚乙基三胺五乙酸作为上述氨基酸系螯合物，则能够使烧成使用上述氨基酸系螯合物而得到的有机金属螯合物粉末时的体积收缩量变大，由此，能够得到更微细的金属氧化物荧光体微粒，所以理想。图2是，在实施例1中制造烧结原料时所使用的无晶形状有机金属螯合物粉末的SEM照片。图3是，实施例1中所得到的氧化物系荧光体的SEM照片。图4是，在实施例1和比较例1中所得到的氧化物系荧光体的X射线衍射图。图5是，表示实施例1中所得到的氧化物系荧光体粉末的粒度分布的图。图6是，在实施例4中制造烧结原料时所使用的有机金属螯合物粉末的SEM照片。图7是，在实施例5中制造烧结原料时所使用的有机金属螯合物粉末的SEM照片。图8是，在实施例4和5中得到的氧化物荧光体粉末的X射线衍射图。图9是，实施例4中所得到的氧化物荧光体粉末的SEM照片。附图说明图10是，实施例5中所得到的氧化物荧光体粉末的SEM照片。图11是，表示在实施例4和5中得到的氧化物荧光体的粉末粒径分布的图。具体实施例方式首先，本专利技术中作为对象物的金属氧化物荧光体，可以例举，例如作为红色荧光体的Y2O3Eu3+，Y2O2SEu3+，YVO4Eu3+，(Y，Gd)BO3Eu3+，MgSiO3Mn，InBO4Eu3+，SrTiO3Pr等；作为浅蓝色荧光体的BaMgAl14O23Eu2+，CaAl2O4Eu2+，Sr2P2O7Eu2+，BaSO4Eu2+，Y2SiO5Ce3+，Ca2B5O9ClEu2+，ZnGa2O4等；作为绿色荧光体的ZnSiO4Mn，BaAl12O19Mn(Ba，Sr，Mg)O·6Al2O3Mn，SrAl2O4Eu2+，LaPO4(Ce3+，Tb3+)等；还有Zn(Ga，Al)2O4Mn，Y3(Al，Ga)5O12、Y2SiO5Tb等。本专利技术的中心思想在于，制造上述组成的金属氧化物荧光体时，作为原料，使用了均匀混合组成的有机金属螯合物粉末。这里所使用的均匀混合组成的有机金属螯合物是指，金属组分以分子水平均匀混合的有机金属螯合物，该螯合物可以通过以下方法得到，即，按目标金属氧化物的金属换算，以给定的组成含量，混合金属或金属化合物和有机螯合剂而配制清澈的有机金属螯合物水溶液，然后再喷雾干燥该水溶液。作为上述有机螯合剂使用，在200℃以下的温度下不会热分解的氨基酸系螯合剂是特别理想的。另外，在配制上述螯合物，特别是配制多元系的金属螯合物水溶液时，对各金属混合当量以上的螯合剂，以使全部的金属完全形成螯合盐，而制备澄清的水溶液。这时，当使用在水溶液中金属螯合物中的金属离子被空气氧化而变成金属氧化物或者容易转化为高价金属离子的金属的情况下，为了进一步提高金属螯合物在水溶液中的稳定性，理想的是，在上述有机金属螯合物水溶液中加入还原剂和/或防氧化剂，以防止金属离子的氧化。例如，作为金属，含有钛的场合下，通过加入还原剂来实现钛(III)的稳定化是有效的。本专利技术中使用的上述均匀混合组成的有机金属螯合物粉末，是无定形，并具有分子水平上均匀的组成，外观为近似球形。并且，如在后记的实施例中可知的那样，比起以往的，能够在非常低的温度下烧成，从而能够容易地得到粒径均匀的。本专利技术是以上述方式构成，它主要是，把含有以分子水平均匀混合的有机金属螯合物的粉末，作为金属氧化物荧光体粉末合成原料的方法，而含有这样的无定形螯合物的粉末，通过在比上述以往的复合氧化物的制法相对低的温度(比以往例如低100～250℃左右的温度)下烧成，可以变成金属氧化物。并且，得到的粉末，因为使用了被以分子水平均匀混合的有机金属螯合物粉末，所以成为近似球形、粒径均匀且组成被高度控制的粉末。本专利技术中作为原料而使用的上述被以分子水平均匀混合的有机金属螯合物，如后记的图1的X射线解析图那样，表示为入射X射线的散射而引起的光晕，是个结晶构造的无定形物质。即，把上述金属螯合物由均相的液相，通过喷雾干燥法等，瞬时进行干燥时，将保持均相的状态下成为固相，虽然是多元素系有机螯合物，但各螯合物以分子水平均匀地混合在一起，成为没有采用结晶形态而各分子直接凝聚的无定形物质。微观上，通常可见残留于构造内的规则性有差异，但与上述的以往技术相比，其规则性极小，能够明确地与雏晶的配位化合物区分开。并且如图2所示，因为有机金属螯合物粉末为近似球形且粒径均匀，所以如果将其烧成，则能够得到保持烧成前状态的金属氧化物荧光体。因此，通过控制喷雾干燥时的粉末化条件而调整无定形粉末的形状或粒径，或者通过分开使用所使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属氧化物荧光体的制造方法，其特征在于，在制造金属氧化物荧光体时，使用以均匀的组成含有构成该金属氧化物的多个金属的有机金属螯合物粉末，将其烧成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤秀俊，南部信义，中村淳，
申请(专利权)人：中部吉利斯德股份有限公司，斋藤秀俊，
类型：发明
国别省市：JP[日本]