[发明专利]荧光体及其制备方法、发光装置及图像显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及以Sr₁Si₃Al₂O₄N₄及具有与Sr₁Si₃Al₂O₄N₄相同的结晶结构的结晶(以下，称作Sr₁Si₃Al₂O₄N₄系结晶)为基体结晶的荧光体、其制备方法及其用途。

背景技术

荧光体被用于真空荧光显示器(VFD(Vacuum-Fluorescent Display))、场发射显示器(FED(Field Emission Display))或表面传导电子发射显示器(SED(Surface-Conduction Electron-Emitter Display))、等离子显示器面板(PDP(Plasma Display Panel))、阴极射线管(CRT(Cathode-Ray Tube))、液晶显示器背光(Liquid-Crystal Display Backlight)、白色发光二极管(LED(Light-Emitting Diode))等。在这些的任一用途中，为了使荧光体发光，都需要向荧光体提供用于激发荧光体的能量。荧光体可以由真空紫外线、紫外线、电子束、蓝色光等具有高能量的激发源激发，从而发出蓝色光、绿色光、黄色光、橙色光、红色光等可见光线。但是，荧光体暴露于所述激发源的结果，存在荧光体的亮度容易下降的问题，因此需要亮度下降少的荧光体。因此提出了塞隆荧光体、氮氧化物荧光体、氮化物荧光体等以在结晶结构中含有氮的无机结晶为基体的荧光体，来作为即使在高能量的激发源的激发下也会亮度下降少的荧光体，从而替代现有的硅酸盐荧光体、磷酸盐荧光体、铝酸盐荧光体、硫化物荧光体等荧光体。

该塞隆荧光体的一个例子，可以通过如下所述的制备工艺来制备。首先，以规定的摩尔比将氮化硅(Si₃N₄)、氮化铝(AlN)、氧化铕(Eu₂O₃)混合，在1气压(0.1MPa)的氮气中，1700℃的温度下保持一小时，从而通过热压法进行灼烧来制备(参见例如专利文献1)。由该工艺得到的激活Eu²⁺离子的α型塞隆(α-sialon)，是由450至500nm的蓝色光激发而发出550至600nm的黄色光的荧光体。此外，已知在保持α塞隆的结晶结构的状态下，通过改变Si与Al的比例或氧与氮的比例，可使发光波长发生变化(参见例如专利文献2及专利文献3)。

作为塞隆荧光体的其他例子，已知β型赛隆(β-sialon)中激活Eu²⁺的绿色荧光体(参见专利文献4)。在该荧光体中，在保持结晶结构的状态下，通过改变氧含量，可使发光波长变化为短波长(参见例如专利文献5)。此外，已知激活Ce³⁺则成为蓝色荧光体(参见例如专利文献6)。

氮氧化物荧光体的一个例子，已知以JEM相(LaAl(Si_6-zAl_z)N_10-zO_z)作为基体结晶使Ce激活的蓝色荧光体(参见专利文献7)。在该荧光体中，已知在保持结晶结构的状态下，通过以Ca置换La的一部分，可以使激发波长为长波长，同时可以使发光波长为长波长。

作为氮氧化物荧光体的其他例子，已知以La-N结晶La₃Si₈N₁₁O₄作为基体结晶使Ce激活的蓝色荧光体(参见专利文献8)。

氮化物荧光体的一个例子，已知以CaAlSiN₃作为基体结晶使Eu²⁺激活的红色荧光体(参见专利文献9)。通过使用该荧光体，具有提高白色LED的显色性的效果。作为光学活性元素添加有Ce的荧光体是橙色的荧光体。

如此，荧光体通过成为基体的结晶和固溶于其中的金属离子(激活离子)的组合，来决定发光颜色。进而，由于基体结晶和激活离子的组合决定发光光谱、激发光谱等发光特性或化学稳定性、热稳定性，因此在基体结晶不同或激活离子不同的情况下，视为不同的荧光体。此外，即使化学组成相同而结晶结构不同的材料，由于基体结晶不同而使发光特性或稳定性不同，因此视为不同的荧光体。