氧氮化物熒光體及其制造方法以及使用該氧氮化物熒光體的發光裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種熒光體，該熒光體通過氧氮化物熒光體，被紫外到可見光區域的激發光源所激發，在藍綠色系至黃色系具有發光色，所述氧氮化物熒光體由含有從由Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及Ｚｎ組成的群組中選擇的至少１種以上的第Ⅱ族元素、和從由Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ及Ｈｆ組成的群組中選擇的至少１種以上的第Ⅳ族元素、和作為激活劑Ｒ的稀土元素的結晶構成。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
本申請是分案申請，其母案申請的申請號：200380101648.8，申請日：2003.10.15，專利技術名稱：氧氮化物熒光體及其制造方法以及使用該氧氮化物熒光體的發光裝置
本專利技術涉及一種熒光體，該熒光體可被光、X射線等電磁波、電子束或熱等激發而發光，尤其涉及熒光燈等普通照明、車載照明、液晶用背光燈、顯示器等的發光裝置。尤其涉及采用半導體發光元件的白光系及多色系的發光裝置。
技術介紹
采用發光元件的發光裝置，小型、電力效率良好，發出鮮明顏色的光。另外，該發光元件由于是半導體元件，因此不用擔心燈泡斷絲等。此外，該發光元件還具有起始驅動性質優異，且耐振動及耐反復開關照明的特點。由于具有如此優異的特征，因此使用LED及LD等半導體發光元件的發光裝置，已被用作各種光源。正在開發一種利用熒光體轉換發光元件的光的一部分或全部光的波長，并將該波長被轉換的光和波長未被轉換的發光元件的光混合后發出，從而發出不同于發光元件的光的發光色的發光裝置。在此等發光裝置中，在熒光燈等照明、裝載照明、顯示器及液晶用背光板等廣泛領域，需求白色系發光裝置。另外，通過組合半導體發光元件和熒光體，需求淺色等種種色調的發光裝置。使用白色系的半導體發光元件的發光裝置的發光色，是基于光的混色原理得到的。發光元件放出的藍色光，在入射到熒光體層中后，在層內重復吸收和散射幾次后，向外放出。另一方面，被熒光體中吸收的藍色光以激發光-->源工作，發出黃色的熒光。通過混合該黃色光和藍色光，能使人的眼睛看成白色。例如，在發光元件中采用藍色系發光元件，且在該藍色系發光元件的表面上涂敷薄薄的熒光體。該發光元件是使用InGaN系材料的藍色發光元件。另外，熒光體，使用以(Y、Gd)3(Al、Ga)5O12:Ce的組成式表示的YAG系熒光體。可是，具有藍色系發光元件及YAG系熒光體的白色發系光裝置，通過460nm附近的藍色光及565nm附近的黃綠色光的混色，發白色系光，但在500nm附近的發光強度不足。另外，近年來，提出采用可見光的短波長側區域的發光元件，組合發出藍色系光的熒光體和發出黃色系光的YAG系熒光體而成的白色系發光裝置。在此種情況下，發出黃色系光的YAG系熒光體，幾乎不被可見光的短波長側區域的光激發，不進行發光。因此，利用該發光元件激發藍色系熒光體，使其發藍色系光。接著，利用該藍色系光激發YAG系熒光體，使其發黃色系光。由此，通過混合藍色系熒光體的藍色光和YAG系熒光體的黃色光，使其發白色系光。用于該發光裝置的熒光體，開發有多種。例如，在發光中心采用稀土元素的氧化物系的熒光體，已廣為人知，一部分已實用化。但是，關于氮化物熒光體及氧氮化物熒光體，還沒有太多的研究，與氧化物系熒光體相比，只有極少的研究報道。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熒光體(特開2001-214162號公報，以下稱為專利文獻1)。另外，有Eu被激活的以Ca-Al-Si-O-N表示的氧化物滲氮玻璃的熒光體(特開2002-76434號公報，以下稱為專利文獻2)。但是，以往的熒光體，發光亮度低，不足以用于發光裝置。在作為激發光源采用近紫外等區域的發光元件的發光裝置中，是利用該發光元件激發藍色系熒光體，利用該激發光激發YAG系熒光體的二段激發，因此難得到高效率的白光。為此，需求通過利用可見光的短波長側區域的光直接轉換波長而發出綠光至黃光的熒光體。另外，采用可見光的短波長側區域的發光元件和熒光體的白光發光裝-->置，不能制造適當的熒光體，達到實用的發光裝置還未出售。為此，需求在可見光的短波長區域有效發光的熒光體。另外，上述專利文獻1及2的氧氮化物熒光體等發光亮度低，還不足以用于發光裝置。此外，由于氧氮化物玻璃的熒光體為玻璃體，因此一般難加工。
技術實現思路
為此，本專利技術的目的在于，提供一種熒光體及采用該熒光體的發光裝置，該熒光體被從紫外到可見光區域的激發光源所激發而具有波長轉換的藍綠色系到黃色系的發光色。另外，本專利技術的目的在于，提供一種發光效率高且再現性優良的發光裝置。另外，本專利技術的目的在于，提供一種容易調整色調的熒光體和采用該熒光體的發光裝置。為達到上述目的，本專利技術的第1氧氮化物熒光體，其特征在于，由含有從由Be、Mg、Ca、Sr、Ba及Zn組成的群組中選擇的至少1種以上的第II族元素，從由C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr及Hf組成的群組中選擇的至少1種以上的第IV族元素，及作為激活劑R的稀土元素的結晶構成。本專利技術的第1氧氮化物熒光體，由于是元素按一定的規則排列的的結晶，因此具有高的發光亮度，作為熒光體具有優異的特性。另外，本專利技術的第1種氧氮化物熒光體，通過選擇其組成，能夠在從藍綠到黃色的區域，實現所需的發光光譜。此處，所謂氧氮化物，意指氮置于氧化物中的結構，作為其代表，以往，已知有無定型的氧氮化物玻璃。在本專利技術的第1氧氮化物熒光體中，為實現更高亮度，優選所述第II族元素是從由Ca、Sr、Ba及Zn組成的群組中選擇的、以Ba作為必需的1種以上，且所述第IV族元素是從由C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr及Hf組成的群組中選擇的、以Si作為必需的1種以上，并且作為激活劑R含有Eu。該含有Ba、Si及Eu的第1氧氮化物熒光體，具有在從藍綠至綠色區具有發光峰的發光光譜，且具有極高的發光效率和優異的溫度特性。此外，在此種情況下，所述激活劑R的含量，為達到更高亮度，優選相對于所述第II族元素，按摩爾比，為所述第II族元素∶所述R＝1∶0.005～1∶0.15，即使在該組成中，也能夠最大地提高發光效率。-->在所述第1氧氮化物熒光體中，通過在組成中含有O和N，且將該O和該N的重量比，按照相對于O的1，N達到0.2～2.1范圍的方式設定，可得到由來自激發光源的光被高效率激發而在從藍綠色至黃色系區域具有發光色的熒光體。本專利技術的第2氧氮化物熒光體，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為從由Be、Mg、Ca、Sr、Ba及Zn組成的群組中選擇的至少1種以上的第II族元素。M為從由C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr及Hf組成的群組中選擇的至少1種以上的第IV族元素。Q為從由B、Al、Ga及In組成的群組中選擇的至少1種以上的第III族元素。O為氧元素。N為氮元素。R為稀土類元素。0.5＜X＜1.5、1.5＜Y＜2.5、0＜T＜0.5、1.5＜Z＜2.5)。如此構成的本專利技術的第2氧氮化物熒光體，至少部分含有元素按一定規則排列的結晶，可從該結晶高效率發光，且具有優異的發光特性。此外，因為第2氧氮化物熒光體，其發光部不是玻璃體(無定型)，而是結晶，因此能夠再現穩定的特性，且其制造及加工容易。另外，上述通式中，通過將所述X、Y及Z設定在所述范圍內，能夠比較容易形成成為發光部的結晶相，能夠提供具有良好發光效率的熒光體。本專利技術的第2氧氮化物熒光體，被從近紫外到可見光的短波長側區域的光激發，且具有在藍綠色至黃色系區域具有發光峰的發光光譜。此外，該第2氧氮化物熒光體，與YAG系熒光體相比，具有同等以上的穩定性。此處，本專利技術的第2氧氮化物熒光體，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制造氧氮化物熒光體的方法，包括：第１工序，該工序中混合含有Ｌ的氮化物、Ｍ的氮化物、Ｍ的氧化物及Ｒ的氧化物的原料；第２工序，該工序中燒成由第１工序得到的混合物，Ｌ是從由Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及Ｚｎ組成的群組中選擇的至少１種以上的第Ⅱ元素，Ｍ是從由Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ及Ｈｆ組成的群組中選擇的至少１種以上的第Ⅳ族元素，Ｒ是稀土類元素。

【技術特征摘要】
JP 2002-10-16 2002-301637;JP 2002-10-16 2002-301631.一種制造氧氮化物熒光體的方法，包括：第1工序，該工序中混合含有L的氮化物、M的氮化物、M的氧化物及R的氧化物的原料；第2工序，該工序中燒成由第1工序得到的混合物，L是從由Be、Mg、Ca、Sr、Ba及Zn組成的群組中選擇的至少1種以上的第II元素，M是從由C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr及Hf組成的群組中選擇的至少1種以上的第IV族元素，R是稀土類元素。2.如權利要求1所述的氧氮化物熒光體的制造方法，其特征在于：所述第II族元素，為從由Ca、Sr、Ba及Zn組成的群組中選擇的、以Ba為必需的至少1種以上；所述第IV族元素，為從由C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr及Hf組成的群組中選擇的、以Si為必需的至少1種以上；所述稀土元素，為以Eu...

【專利技術屬性】
技術研發人員：玉置寬人，高島優，龜島正敏，內藤隆宏，
申請(專利權)人：日亞化學工業株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]