氧氮化物荧光体及其制造方法以及使用该氧氮化物荧光体的发光装置制造方法及图纸

一种氧氮化物荧光体，其特征在于，由含有从由Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及Ｚｎ组成的群组中选择的至少１种以上的第Ⅱ族元素、和从由Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ及Ｈｆ组成的群组中选择的至少１种以上的第Ⅳ族元素、和作为激活剂Ｒ的稀土元素的结晶构成。（*该技术在2023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荧光体，该荧光体可被光、X射线等电磁波、电子束或热等激发而发光，尤其涉及荧光灯等普通照明、车载照明、液晶用背光灯、显示器等的发光装置。尤其涉及采用半导体发光元件的白光系及多色系的发光装置。
技术介绍
采用发光元件的发光装置，小型、电力效率良好，发出鲜明颜色的光。另外，该发光元件由于是半导体元件，因此不用担心灯泡断丝等。此外，该发光元件还具有起始驱动性质优异，且耐振动及耐反复开关照明的特点。由于具有如此优异的特征，因此使用LED及LD等半导体发光元件的发光装置，已被用作各种光源。正在开发一种利用荧光体转换发光元件的光的一部分或全部光的波长，并将该波长被转换的光和波长未被转换的发光元件的光混合后发出，从而发出不同于发光元件的光的发光色的发光装置。在此等发光装置中，在荧光灯等照明、装载照明、显示器及液晶用背光板等广泛领域，需求白色系发光装置。另外，通过组合半导体发光元件和荧光体，需求浅色等种种色调的发光装置。使用白色系的半导体发光元件的发光装置的发光色，是基于光的混色原理得到的。发光元件放出的蓝色光，在入射到荧光体层中后，在层内重复吸收和散射几次后，向外放出。另一方面，被荧光体中吸收的蓝色光以激发光源工作，发出黄色的荧光。通过混合该黄色光和蓝色光，能使人的眼睛看成白色。例如，在发光元件中采用蓝色系发光元件，且在该蓝色系发光元件的表面上涂敷薄薄的荧光体。该发光元件是使用InGaN系材料的蓝色发光元件。另外，荧光体，使用以(Y、Gd)3(Al、Ga)5O12:Ce的组成式表示的YAG系荧光体。可是，具有蓝色系发光元件及YAG系荧光体的白色发系光装置，通过460nm附近的蓝色光及565nm附近的黄绿色光的混色，发白色系光，但在500nm附近的发光强度不足。另外，近年来，提出采用可见光的短波长侧区域的发光元件，组合发出蓝色系光的荧光体和发出黄色系光的YAG系荧光体而成的白色系发光装置。在此种情况下，发出黄色系光的YAG系荧光体，几乎不被可见光的短波长侧区域的光激发，不进行发光。因此，利用该发光元件激发蓝色系荧光体，使其发蓝色系光。接着，利用该蓝色系光激发YAG系荧光体，使其发黄色系光。由此，通过混合蓝色系荧光体的蓝色光和YAG系荧光体的黄色光，使其发白色系光。用于该发光装置的荧光体，开发有多种。例如，在发光中心采用稀土元素的氧化物系的荧光体，已广为人知，一部分已实用化。但是，关于氮化物荧光体及氧氮化物荧光体，还没有太多的研究，与氧化物系荧光体相比，只有极少的研究报道。例如，有以Si-O-N、Mg-Si-O-N、Ca-Al-Si-O-N等表示的氧氮化物玻璃的荧光体(特开2001-214162号公报，以下称为专利文献1)。另外，有Eu被激活的以Ca-Al-Si-O-N表示的氧化物渗氮玻璃的荧光体(特开2002-76434号公报，以下称为专利文献2)。但是，以往的荧光体，发光亮度低，不足以用于发光装置。在作为激发光源采用近紫外等区域的发光元件的发光装置中，是利用该发光元件激发蓝色系荧光体，利用该激发光激发YAG系荧光体的二段激发，因此难得到高效率的白光。为此，需求通过利用可见光的短波长侧区域的光直接转换波长而发出绿光至黄光的荧光体。另外，采用可见光的短波长侧区域的发光元件和荧光体的白光发光装置，不能制造适当的荧光体，达到实用的发光装置还未出售。为此，需求在可见光的短波长区域有效发光的荧光体。另外，上述专利文献1及2的氧氮化物荧光体等发光亮度低，还不足以用于发光装置。此外，由于氧氮化物玻璃的荧光体为玻璃体，因此一般难加工。
技术实现思路
为此，本专利技术的目的在于，提供一种荧光体及采用该荧光体的发光装置，该荧光体被从紫外到可见光区域的激发光源所激发而具有波长转换的蓝绿色系到黄色系的发光色。另外，本专利技术的目的在于，提供一种发光效率高且再现性优良的发光装置。另外，本专利技术的目的在于，提供一种容易调整色调的荧光体和采用该荧光体的发光装置。为达到上述目的，本专利技术的第1氧氮化物荧光体，其特征在于，由含有从由Be、Mg、Ca、Sr、Ba及Zn组成的群组中选择的至少1种以上的第II族元素，从由C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr及Hf组成的群组中选择的至少1种以上的第IV族元素，及作为激活剂R的稀土元素的结晶构成。本专利技术的第1氧氮化物荧光体，由于是元素按一定的规则排列的的结晶，因此具有高的发光亮度，作为荧光体具有优异的特性。另外，本专利技术的第1种氧氮化物荧光体，通过选择其组成，能够在从蓝绿到黄色的区域，实现所需的发光光谱。此处，所谓氧氮化物，意指氮置于氧化物中的结构，作为其代表，以往，已知有无定型的氧氮化物玻璃。在本专利技术的第1氧氮化物荧光体中，为实现更高亮度，优选所述第II族元素是从由Ca、Sr、Ba及Zn组成的群组中选择的、以Ba作为必需的1种以上，且所述第IV族元素是从由C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr及Hf组成的群组中选择的、以Si作为必需的1种以上，并且作为激活剂R含有Eu。该含有Ba、Si及Eu的第1氧氮化物荧光体，具有在从蓝绿至绿色区具有发光峰的发光光谱，且具有极高的发光效率和优异的温度特性。此外，在此种情况下，所述激活剂R的含量，为达到更高亮度，优选相对于所述第II族元素，按摩尔比，为所述第II族元素∶所述R＝1∶0.005～1∶0.15，即使在该组成中，也能够最大地提高发光效率。在所述第1氧氮化物荧光体中，通过在组成中含有O和N，且将该O和该N的重量比，按照相对于O的1，N达到0.2～2.1范围的方式设定，可得到由来自激发光源的光被高效率激发而在从蓝绿色至黄色系区域具有发光色的荧光体。本专利技术的第2氧氮化物荧光体，其特征在于，以通式LXMYOZN((2/3)X+(4/3)Y-(2/3)Z):R、或者是LXMYQTOZN((2/3)X+(4/3)Y+T-(2/3)Z):R表示(L为从由Be、Mg、Ca、Sr、Ba及Zn组成的群组中选择的至少1种以上的第II族元素。M为从由C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr及Hf组成的群组中选择的至少1种以上的第IV族元素。Q为从由B、Al、Ga及In组成的群组中选择的至少1种以上的第III族元素。O为氧元素。N为氮元素。R为稀土类元素。0.5＜X＜1.5、1.5＜Y＜2.5、0＜T＜0.5、1.5＜Z＜2.5)。如此构成的本专利技术的第2氧氮化物荧光体，至少部分含有元素按一定规则排列的结晶，可从该结晶高效率发光，且具有优异的发光特性。此外，因为第2氧氮化物荧光体，其发光部不是玻璃体(无定型)，而是结晶，因此能够再现稳定的特性，且其制造及加工容易。另外，上述通式中，通过将所述X、Y及Z设定在所述范围内，能够比较容易形成成为发光部的结晶相，能够提供具有良好发光效率的荧光体。本专利技术的第2氧氮化物荧光体，被从近紫外到可见光的短波长侧区域的光激发，且具有在蓝绿色至黄色系区域具有发光峰的发光光谱。此外，该第2氧氮化物荧光体，与YAG系荧光体相比，具有同等以上的稳定性。此处，本专利技术的第2氧氮化物荧光体，也有氮缺损的情况，此情况下的通式以LXMYOZN((2/3)X+(4/3)Y-(2/3)Z-α):R或LXMYQTOZN((2/3)X+(4/3)Y+T-(2/3)Z-α):R(0≤α＜1)表示。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种氧氮化物荧光体，其特征在于，由含有从由Be、Mg、Ca、Sr、Ba及Zn组成的群组中选择的至少1种以上的第II族元素、和从由C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr及Hf组成的群组中选择的至少1种以上的第IV族元素、和作为激活剂R的稀土元素的结晶构成。2.如权利要求1所述的氧氮化物荧光体，其特征在于，所述第II族元素，为从由Ca、Sr、Ba及Zn组成的群组中选择的、以Ba作为必需的1种以上；所述第IV族元素，为从由C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr及Hf组成的群组中选择的、以Si作为必需的1种以上；作为激活剂R，含有Eu。3.如权利要求1或2所述的氧氮化物荧光体，其特征在于，所述激活剂R的含量相对于所述第II族元素，按摩尔比为，所述第II族元素∶所述R＝1∶0.005～1∶0.15。4.如权利要求1～3中任意一项所述的氧氮化物荧光体，其特征在于，所述氧氮化物荧光体在组成中含有O和N，该O和该N的重量比为，相对于O的1，N为0.2～2.1。5.一种氧氮化物荧光体，以通式LXMYOZN((2/3)X+(4/3)Y-(2/3)Z)R表示，(L为从由Be、Mg、Ca、Sr、Ba及Zn组成的群组中选择的至少1种以上的第II族元素。M为从由C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr及Hf组成的群组中选择的至少1种以上的第IV族元素。O为氧元素。N为氮元素。R为由稀土类元素构成的激活剂。0.5＜X＜1.5、1.5＜Y＜2.5、1.5＜Z＜2.5)。6.一种氧氮化物荧光体，以通式LXMYQTOZN((2/3)X+(4/3)Y+T-(2/3)Z)R表示，(L是从由Be、Mg、Ca、Sr、Ba及Zn组成的群组中选择的至少1种以上的第II族元素。M是从由C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr及Hf组成的群组中选择的至少1种以上的第IV族元素。Q是从由B、Al、Ga及In组成的群组中选择的至少1种以上的第III元素。O是氧元素。N是氮元素。R是由稀土类元素构成的激活剂。0.5＜X＜1.5、1.5＜Y＜2.5、0＜T＜0.5、1.5＜Z＜2.5)。7.如权利要求5或6所述的氧氮化物荧光体，其特征在于，所述L是从由Ca、Sr、Ba及Zn组成的群组中选择的、以Ba为必需的至少1种以上的第II族元素；M是从由C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr及Hf组成的群组中选择的、以Si为必需的至少1种以上的第IV族元素；作为激活剂R，含有Eu。8.如权利要求5～7中任意一项所述的氧氮化物荧光体，其特征在于，所述X、所述Y及所述Z，为X＝1、Y＝2、Z＝2。9.如权利要求5～8中任意一项所述的氧氮化物荧光体，其特征在于，所述氧氮化物荧光体的至少一部分是结晶。10.如权利要求9所述的氧氮化物荧光体，在所述氧氮化物荧光体中，50重量％以上是所述结晶。11.如权利要求1、2、3、4、9及10中任意一项所述的氧氮化物荧光体，所述结晶具有斜方晶系的单位晶格。12.如权利要求9～11中任意一项所述的氧氮化物荧光体，其特征在于，所述R，其50重量％以上是Eu。13.如权利要求1～11中任意一项所述的氧氮化物荧光体，其特征在于，所述激活剂R，其70重量％以上是Eu。14.如权利要求1～13中任意一项所述的氧氮化物荧光体，其特征在于，所述氧氮化物荧光体被在490nm以下处具有发光峰波长的激发光源的光激发，并具有在比所述发光峰波长长的长波长侧具有发光峰波长的发光光谱。15.如权利要求1～13中任意一项所述的氧氮化物荧光体，其特征在于，所述氧氮化物荧光体含有Ba、Si和Eu，被来自在360nm～480nm处具有发光峰波长的激发光源的光激发，并具有在比所述发光峰波长长的长波长侧具有发光峰波长的发光光谱。16.如权利要求1～14中任意一项所述的氧氮化物荧光体，其特征在于，所述氧氮化物荧光体，具有在从蓝绿色到黄红色区具有发光峰波长的发光光谱。17.如权利要求1～15中任意一项所述的氧氮化物荧光体，其特征在于，所述氧氮化物荧光体含有Ba、Si和Eu，并具有从蓝绿色到绿色区域具有发光峰波长的发光光谱。18.如权利要求1～17中任意一项所述的氧氮化物荧光体，其特征在于，所述氧氮化物荧光体，与500nm的光相比，更被370nm的光强烈激发。19.如权利要求1～17中任意一项所述的氧氮化物荧光体，其特征在于，所述氧氮化物荧光体含有Ba、Si和Eu，且与350nm附近的光相比，更被460nm附近的光强烈激发。20.如权利要求1～18中任意一项所述的氧氮化物荧光体，其特征在于，所述氧氮化物荧光体具有至少2种以上的从由Be、Mg、Ca、Sr、Ba及Zn组成的群组中选择的第II族元素。21.如权利要求1～20中任意一项所述的氧氮化物荧光体，其特征在于，所述氧氮化物荧光体含有Sr和Ca，Sr和Ca的摩尔比为，Sr∶Ca＝6∶4～9∶1。22.如权利要求1～20中任意一项所述的氧氮化物荧光体，其特征在于，所述氧氮化物荧光体含有Sr和Ba，Sr和Ba的摩尔比为，Sr∶Ba＝6∶4～9∶1。23.如权利要求1～20中任意一项所述的氧氮化物荧光体，其特征在于，所述氧氮化物荧光体含有Ca及Ba、Ca和Ba的摩尔比为，Ca∶Ba＝6∶4～9∶1。24.一种氧氮化物荧光体，是权利要求1～23中任意一项所述的氧氮化物荧光体，其特征在于根据所述激活剂R的...

【专利技术属性】
技术研发人员：玉置宽人，高岛优，龟岛正敏，内藤隆宏，
申请(专利权)人：日亚化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：