[发明专利]表面处理荧光体及表面处理荧光体的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及显著地改善了耐湿性的表面处理荧光体及该表面处理荧光体的制造方法。

背景技术

近年来，发出白色光的半导体发光元件(白色LED)由于兼具低耗电、高效率、对环境友好、长寿命等长处，而作为下一代光源备受关注。

在白色LED中，作为产生白色光的方法，一般使用将蓝色或紫外光的LED与可以受这些光激发的荧光体(红、黄、绿色荧光体等)组合的方法。

另外，具有碱土类金属元素的硅酸盐(也被称作silicate)荧光体由于具有可以利用组成调节很容易地获得宽范围的发光波长、发光效率高等特征而受到关注。其中，作为代表例可以举出具有专利文献1中记载的(Sr，Ba，Ca)₂SiO₄:Eu²⁺、专利文献2中记载的(Sr，Ba，Ca)₃SiO₅:Eu²⁺等结构的硅酸盐荧光体。该硅酸盐荧光体中，通过调节Sr与Ba或Ca的相对量可以实现发光波长的调整。

但是，此种具有碱土类金属元素的硅酸盐荧光体存在因空气中的水蒸气或水分容易使表面分解劣化的问题。由此，在大气中的长时间使用的情况下，容易引起发光强度的降低或色调的变化，作为荧光体的特性降低，在耐久性方面有很大的问题。

针对于此，作为改善荧光体的耐湿性的方法，研究过使用气相法(干式法)、液相法(湿式法)等将荧光体粒子的表面用氧化物等覆盖的方法。

例如，作为借助气相法的方法，公开过利用使用化学气相生长法(CVD)的方法(专利文献3)、使用等离子体法的方法(专利文献4)在硫化物荧光体粒子的表面涂布氧化铝膜的方法。

另外，作为借助液相法的方法，可以举出溶胶-凝胶反应法和中和沉淀法，例如，在专利文献5中，公开过通过在0～20℃的反应温度下将Si、Ti等的醇盐和/或其衍生物在大量的氨水的存在下水解、脱水聚合而对荧光体粒子进行表面处理的方法。另外，在专利文献6中，公开过在表面载放有粒子状或层状的含有Si的化合物的荧光体。

此外，在专利文献7中，公开过使用了溶胶-凝胶法的氧化锆膜的被覆方法。在专利文献8中，公开过将含有铝等的离子的酸性溶液添加到分散有荧光体的碱性溶液中、利用中和反应在荧光体粒子的表面析出金属氢氧化物的方法。

但是，专利文献3及4中公开的气相法中，由于很难将作为微粉末的荧光体粒子完全地分散，因此难以在现实中在1个个的荧光体粒子的表面均匀并且全面地被覆，存在容易产生针孔或被覆不均等的问题。另外，由于气相法通常在400℃以上的高温下进行，因此根据荧光体的种类还会有在处理后荧光特性显著地降低的问题。此外，由于装置变得大型化，因此制造成本变高。

另一方面，在使用作为液相法的溶胶-凝胶法的情况下(专利文献5、6及7)，虽然被覆物种类的选择自由度大，然而作为起始原料的金属醇盐通常反应性高，非常难以控制用于仅在荧光体粒子的表面引起水解反应的反应条件。另外，由于在利用溶胶-凝胶法得到的膜中，含有因不完全的水解而残留的烷氧基或水解反应中脱离的醇等有机成分，因此通常难以获得致密的膜。

此外，专利文献5中公开的被覆方法由于水解反应在大量的氨水的存在下进行，因此大部分的原料在荧光体粒子表面以外的溶液中被反应、消耗，在反应效率和成本方面也存在问题。而且，由于含有大量的氨水，因此在处理过程中荧光体还有可能因水解而劣化。

专利文献6中公开的方法中，作为被覆物的含有Si的化合物以粒子状或层状载放在荧光体粒子的表面，然而实际上，基本上看不到耐湿性的改善。另外，在专利文献6的实施例中记载的反应条件下，在荧光体粒子的表面基本上没有产生被覆反应，即使一部分形成了被覆，在粒子状被覆的情况下也有难以将水蒸气有效地阻断的问题。

专利文献7中公开的方法需要长时间的反应和精密的温度及过程的控制，在效率和成本的方面存在问题。

另一方面，专利文献8中公开的中和沉淀法中，事实上很难将被覆物在荧光体粒子的表面作为连续膜析出。

在先技术文献

专利文献

[专利文献1]日本特表2009-515030号公报

[专利文献2]日本特开1997-104863号公报

[专利文献3]日本特开2001-139941号公报

[专利文献4]日本特表2009-524736号公报

[专利文献5]日本特开2008-111080号公报

[专利文献6]日本特开2007-224262号公报