[发明专利]荧光粉及其制备方法以及使用该荧光粉的照明器具

说明书

技术领域

本发明涉及荧光粉及其制备方法以及使用该荧光粉的照明 器具。更详细地说，本发明涉及通过紫外线或蓝色光激发而发 射可见光线的β型赛隆构成的荧光粉及其制备方法以及使用该 荧光粉的白色发光二极管这样的照明器具。

背景技术

作为荧光粉，众所周知使用硅酸盐、磷酸盐、铝酸盐、硫 化物作为母体材料并使用过渡金属或稀土金属作为发光中心的 荧光粉。

另一方面，通过紫外线或蓝色光等具有高能量的激发源激 发而发射可见光线的白色发光二极管(以下称为白色LED)引 起了人们的关注并且正在开发。

然而，前述现有的荧光粉受激发源照射的结果，产生荧光 粉亮度降低的问题。

作为亮度降低少的荧光粉，最近，氮化物、氮氧化物荧光 粉由于是晶体结构稳定并且能够将激发光和发光向长波长侧迁 移的材料而受到人们关注。

作为氮化物、氮氧化物荧光粉，已知的是，使特定稀土元 素活化的α型赛隆具有有用的荧光特性，并且研究了其在白色 LED等中的应用(参见专利文献1～5、非专利文献1)。

另外，还发现，使稀土元素活化的Ca₂(Si，Al)₅N₈、CaSiAlN₃或β型赛隆也具有同样的荧光特性(参见专利文献6、7和8，非 专利文献2、3)。

另外，提出了以氮化铝、氮化硅镁、氮化硅钙、氮化硅钡、 氮化镓、氮化硅锌等氮化物、氮氧化物作为母体材料的荧光粉。

β型赛隆是β型氮化硅的固溶体，并且是β型氮化硅的Si位置 被Al取代固溶、N位置被O取代固溶的物质。因在晶胞(unit cell) 中有2式量的原子，所以使用Si_6-zAl_zO_zN_8-z作为通式。此处，组 成Z为0～4.2，固溶范围非常的广，而且(Si、Al)/(N、O) 的摩尔比需要维持在3/4。因此，通常作为原料，除了氮化硅以 外，还添加氧化硅和氮化铝或者添加氧化铝和氮化铝并进行加 热而得到β型赛隆。

将Eu离子充分固溶在β型赛隆的晶体结构内时，通过紫外～ 蓝色的光激发，发射500～550nm的绿色光～黄色光。

可是，白色LED的白色光与单色光不同，需要多种颜色的 组合，例如如专利文献9～10所示，普通的白色LED将紫外LED 或蓝色LED和它们的光作为激发源，通过与发射可见光的荧光 粉组合来构成。因而，荧光粉发射的光的强度小时，LED发射 的白色光的强度也降低。

与信号灯、标识灯中使用的有色光不同，白色光更多作为 照亮物体的照明用的光来使用。因而，使用白色LED作为液晶 装置等显示装置的背光源和各种室内外的一般照明等的照明器 具的情况下，发射充分强度的白色光成为重要的课题。

专利文献1：日本特开2002-363554号公报

专利文献2：日本特开2003-336059号公报

专利文献3：日本特开2003-124527号公报

专利文献4：日本特开2003-206481号公报

专利文献5：日本特开2004-186278号公报

专利文献6：日本特开2004-244560号公报

专利文献7：日本特开2005-255895号公报

非专利文献1：J.W.H.van Krebel“On new rare-earth doped M-Si-A l-O-N materials”，TU Eindhoven，The Netherlands， P.145-161(1998)

非专利文献2：第65次应用物理学会学术讲演会讲演予稿集 (2004年9月、东北学院大学)No.3p.1282-1284

非专利文献3：第52次应用物理学关连连合讲演会讲演予稿 集(2005年3月、埼玉大学)No.3p.1615

专利文献8：日本特开2005-255895号公报

专利文献9：日本特开平5-152609号公报

专利文献10：日本特开平7-99345号公报

专利文献11：日本特许第2927279号公报

发明内容

发明要解决的问题