荧光体的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种荧光体的制造方法，该方法包括：准备钙元素原料；将钙元素原料、氮化锶、A元素的氧化物和/或氮化物、B元素的氧化物和/或氮化物、Z元素的氧化物、氮化物和/或金属单体、和/或M元素的氧化物分别称量、混合并置入坩埚中，其中A为选自于铝、镓、铟、钪、钇、镧、钆及镏所组成的群组，B为选自于硅、锗、锡、钛、锆及铪所组成的群组，Z元素为选自于铕及铈所组成的群组，M为选自于镁、钡、铍及锌所组成的群组；以及将前述混合的原料一起置入高温炉中以烧成所述荧光体，其中荧光体的组成式为CapSrqMm‑Aa‑Bb‑Ot‑Nn:Zr，其中，0＜p＜1，0≤q＜1，0≤m＜1，0≤t≤0.3，0.00001≤r≤0.1，a＝1，0.8≤b≤1.2，2.7≤n≤3.1。

【技术实现步骤摘要】
荧光体的制造方法本申请是奇美实业股份有限公司于2010年11月9日申请的名称为“荧光体及发光装置”、申请号为201010549155.2的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及关于显示器、液晶用背光源、荧光灯、发光二极管等照明单元中所使用的氮化物荧光体。本专利技术是关于该氮化物荧光体组成及使用该荧光体的发光装置。
技术介绍
近年，使用半导体发光的发光装置被广泛地使用，特别是发光二极管已被成功开发，此发光装置较习知的冷阴极灯管、白炽灯等发光设备，具有发光效率高、体积小、低耗电力与低成本等优点，因此可做为各种光源来使用。而半导体发光装置包含半导体发光组件与荧光体，荧光体可吸收并转换半导体发光组件所发出的光，藉由半导体发光组件所发出的光与荧光体转换发出的光两者混合使用。此种发光装置可作为荧光灯、车辆照明、显示器、液晶背光显示等各种领域使用，其中，以白色发光装置使用最为广泛。现行白色发光装置系采用铈为活性中心的YAG荧光体(Y3Al5O12：Ce)并搭配发出蓝光的半导体发光组件所组成。然而，使用Y3Al5O12：Ce荧光体并搭配发出蓝光的半导体发光组件所发出的混合光，其色度坐标位于发出蓝光的半导体发光组件的色度坐标与Y3Al5O12：Ce荧光体的色度坐标连接在线，因而，所发出的混合光为缺乏红色光的白光，演色性与色彩饱和度明显不足。此外，Y3Al5O12：Ce的较佳激发光谱区域和半导体发光组件的发光区域并不一致，因此，激发光的转换效率不佳，高辉度的白光光源不易获得。为解决此种色调不良和发光辉度低下的现象，近年积极开发将YAG：Ce荧光体中混入可发出红光之荧光体，并改良可发出红光的荧光体的质量，以提高发光辉度。然而，吸收蓝色光进而发出红色光或偏红色光的荧光体较为稀少，目前业界的开发研究以氮化物、氮氧化物荧光体为主。已知有使用铕(Eu)为活性中心的Sr2Si5N8：Eu荧光体、CaAlSiN3：Eu荧光体及一般式为MgSi12-(m+n)Alm+nOnN16-n：Eu的赛隆荧光体。然而，Sr2Si5N8：Eu荧光体由于晶体本身耐热性不佳，长期使用时有辉度和演色性下降的缺点；赛隆荧光体虽然本身无耐久性问题，但是荧光体发光辉度明显不足，商业使用上并不普及。CaAlSiN3：Eu荧光体虽然有较佳的耐久性，以及较赛隆荧光体为佳的辉度，但业界仍期待能更进一步提高荧光体的发光辉度，以使发光装置能具有较高的发光效率。
技术实现思路
鉴于上述问题，因此本专利技术的目的在于提供一高辉度的荧光体材料，可用于搭配半导体发光组件而制作一高辉度的发光装置。根据本公开的一个方面，提供一种荧光体的制造方法，该方法包括：准备钙元素原料，其中所述钙元素原料是通过将钙金属置于纯度达99.99％以上的高纯度氮气气氛下烧成而制备的氮化物，其烧成温度为700-800℃并且烧成时间为3-12小时；将所述钙元素原料、氮化锶、A元素的氧化物和/或氮化物、B元素的氧化物和/或氮化物、Z元素的氧化物、氮化物和/或金属单体、和/或M元素的氧化物分别称量、混合并置入坩埚中，其中A为选自于铝、镓、铟、钪、钇、镧、钆及镏所组成的群组，B为选自于硅、锗、锡、钛、锆及铪所组成的群组，Z元素为选自于铕及铈所组成的群组，M为选自于镁、钡、铍及锌所组成的群组；以及将前述混合的原料一起置入高温炉中以烧成温度为1200℃以上2200℃以下且升温速度为3～15℃/分的条件烧成，而制成所述荧光体；其中所述荧光体的组成式为CapSrqMm-Aa-Bb-Ot-Nn:Zr，其中，0＜p＜1，0≤q＜1，0≤m＜1，0≤t≤0.3，0.00001≤r≤0.1，a＝1，0.8≤b≤1.2，2.7≤n≤3.1。所述氮气流速可以为10～70升/分。所述氮气流速可以为30～50升/分。钙元素原料的烧成升温速度可以于钙金属熔点150℃以下时为3-5℃/分。在所述钙元素原料的烧成期间，从室温开始升温至中间温度时的升温速度可以为10℃/分，从中间温度开始升温至维持温度时的升温速度可以为3-5℃/分，其中所述中间温度可以为650℃，维持温度可以为700-800℃。所述荧光体的烧成温度可以为1400℃以上2000℃以下。所述荧光体的烧成时间可以为1～10小时。所述荧光体的烧成压力可以为0.5MPa以下。所述荧光体的烧成压力可以为0.1MPa以下。所述钙元素原料的烧成时间可以为3-10小时。在上述荧光体中，0.05≤p≤0.9，0.1≤q≤0.95。在上述荧光体中，0.2≤p≤0.65，0.342≤q≤0.792。在上述荧光体中，0.2≤p≤0.45，0.542≤q≤0.792。根据本公开的另一个方面，本专利技术提供一种荧光体，包含组成式为CapSrqMm-Aa-Bb-Ot-Nn：Zr的组成物，其中，M为选自于镁、钡、铍及锌所组成的群组，A为选自于铝、镓、铟、钪、钇、镧、钆及镏所组成的群组，B为选自于硅、锗、锡、钛、锆及铪所组成的群组，Z元素为选自于铕及铈所组成的群组，0＜p＜1，0≤q＜1，0≤m＜1，0≤t≤0.3，0.00001≤r≤0.1，a＝1，0.8≤b≤1.2，2.7≤n≤3.1；且，该荧光体的正规化钙溶出含量为1～25ppm；前述正规化钙溶出含量采用以下述方法测定：取导电度200μs/cm以下的荧光体水洗至导电度200μs/cm以下，依照荧光体比纯水为1：100的重量比添加纯水，形成荧光体与水的混合溶液，混合后密封该容器，经80℃、40小时加热后，冷却该混合溶液至室温，取该混合溶液的水相，测定其正规化钙溶出含量。本专利技术亦提供以下的荧光体：上述荧光体，其中，正规化钙的溶出含量为5～20ppm。上述荧光体，其中，q＝0。上述荧光体，其中，0＜p＜1，0＜q＜1。上述荧光体，其中，正规化钙溶出含量为1～25ppm，且正规化锶溶出含量进一步可为1～20ppm；前述正规化锶的溶出含量采用以下述方法测定：取导电度200μs/cm以下的荧光体，依照荧光体比纯水为1：100的重量比添加纯水，形成荧光体与水的混合溶液，经80℃、40小时加热后，冷却该混合溶液至室温，取该混合溶液的水相测定其正规化锶的溶出含量。上述荧光体，其中，正规化钙的溶出含量为5～20ppm，且正规化锶的溶出含量为3～17ppm。上述荧光体，其中，0.05≤p≤0.9，0.1≤q≤0.95。上述荧光体，其中：M为选自于镁及锌所组成的群组；A为选自于铝及镓所组成的群组；B为选自于硅及锗所组成的群组。上述荧光体，其中，较佳为使用455nm光源照射时，荧光体发光波长为600～680nm，其发光色调的1931色度坐标(x,y)为，0.45≤x≤0.72，0.2≤y≤0.5。上述荧光体，更佳为使用455nm光源照射时，荧光体发光色调的CIE色度坐标(x,y)为，0.6≤x≤0.7，0.3≤y≤0.4。本专利技术亦提供一种发光装置，包含：一半导体发光组件；及如前所述的荧光体，其中，该荧光体可受该半导体发光组件所发出的光激发，并转换发出相异于激发光的光。如前所述的发光装置，其中，该半导体发光组件可发出300～550nm波长的光。本专利技术主要藉由控制荧光体的正规化钙的溶出含量于一定范围内，而获得高辉度的荧光体，本专利技术进一步可藉由同时控制正规化钙溶出含量及正规化锶溶出含量于一定范本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种荧光体的制造方法，其特征在于，所述方法包括：准备钙元素原料，其中所述钙元素原料是通过将钙金属置于纯度达99.99％以上的高纯度氮气气氛下烧成而制备的氮化物，其烧成温度为700‑800℃并且烧成时间为3‑12小时；将所述钙元素原料、氮化锶、A元素的氧化物和/或氮化物、B元素的氧化物和/或氮化物、Z元素的氧化物、氮化物和/或金属单体、和/或M元素的氧化物分别称量、混合并置入坩埚中，其中A为选自于铝、镓、铟、钪、钇、镧、钆及镏所组成的群组，B为选自于硅、锗、锡、钛、锆及铪所组成的群组，Z元素为选自于铕及铈所组成的群组，M为选自于镁、钡、铍及锌所组成的群组；以及将前述混合的原料一起置入高温炉中以烧成温度为1200℃以上2200℃以下且升温速度为3～15℃/分的条件烧成，而制成所述荧光体；其中，所述荧光体的组成式为CapSrqMm‑Aa‑Bb‑Ot‑Nn:Zr，其中，0＜p＜1，0≤q＜1，0≤m＜1，0≤t≤0.3，0.00001≤r≤0.1，a＝1，0.8≤b≤1.2，2.7≤n≤3.1。

【技术特征摘要】
1.一种荧光体的制造方法，其特征在于，所述方法包括：准备钙元素原料，其中所述钙元素原料是通过将钙金属置于纯度达99.99％以上的高纯度氮气气氛下烧成而制备的氮化物，其烧成温度为700-800℃并且烧成时间为3-12小时；将所述钙元素原料、氮化锶、A元素的氧化物和/或氮化物、B元素的氧化物和/或氮化物、Z元素的氧化物、氮化物和/或金属单体、和/或M元素的氧化物分别称量、混合并置入坩埚中，其中A为选自于铝、镓、铟、钪、钇、镧、钆及镏所组成的群组，B为选自于硅、锗、锡、钛、锆及铪所组成的群组，Z元素为选自于铕及铈所组成的群组，M为选自于镁、钡、铍及锌所组成的群组；以及将前述混合的原料一起置入高温炉中以烧成温度为1200℃以上2200℃以下且升温速度为3～15℃/分的条件烧成，而制成所述荧光体；其中，所述荧光体的组成式为CapSrqMm-Aa-Bb-Ot-Nn:Zr，其中，0＜p＜1，0≤q＜1，0≤m＜1，0≤t≤0.3，0.00001≤r≤0.1，a＝1，0.8≤b≤1.2，2.7≤n≤3.1。2.根据权利要求1所述的荧光体的制造方法，其特征在于，所述氮气流速为10～70升/分。3.根据权利要求1所述的荧光体的制造方法，其特征在于，所述氮气流速为30～50升/分。4.根据权利要求1所述的荧光体的制造方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄渊仁，温正雄，林志龙，
申请(专利权)人：奇美实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71