技术领域
[0001] 本发明涉及荧光体、发光装置、照明装置、图像显示装置和车辆用显示灯。
相关背景技术
[0002] 近年来,受到节能趋势的影响,使用LED的照明、背光灯的需求不断增加。这里使用的LED为在发生蓝或近紫外波长的光的LED芯片上配置有荧光体的白色发光LED。
[0003] 作为这种类型的白色发光LED,近年来一直使用在蓝色LED芯片上采用以来自蓝色LED芯片的蓝色光为激发光而发出红光的氮化物荧光体和发出绿色光的荧光体而得到的
LED。作为LED,不断要求更高的发光效率,期望具备作为红色荧光体的发光特性也优异的荧光体的发光装置。
[0004] 作为发光装置中使用的红色荧光体,已知有例如通式K2(Si,Ti)F6:Mn、K2Si1-xNaxAlxF6:Mn(0<x<1)表示的KSF荧光体、通式(Sr,Ca)AlSiN3:Eu表示的CASN荧光体和SCASN荧光体等,但KSF荧光体是由Mn激活的剧毒物质,因此需要对人体和环境更友好的荧
光体。另外,对于CASN荧光体和SCASN荧光体,由于大多半峰宽(FWHM)较大、为80nm~90nm左右,需要半峰宽更小的新型红色荧光体。
[0005] 另外,作为近年来的可用于发光装置的红色荧光体,例如,在专利文献1在实施例中记载了一种由SrLiAl3N4:Eu的组成式表示的荧光体、以及使用该荧光体的发光装置
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1:日本专利第6335884号公报
具体实施方式
[0073] 以下,示出实施方式、例示物对本发明进行说明,但本发明并不限定于以下的实施方式、例示物等,可以在不脱离本发明的主旨的范围内任意变形而实施。
[0074] 应予说明,在本说明书中使用“~”表示的数值范围是指包含“~”的前后记载的数值作为下限值和上限值的范围的意思。另外,在本说明书中的荧光体的组成式中,各组成式的划分用顿号(、)断开表示。另外,用逗号(,)断开列举多个元素的情况下,表示可以以任意的组合和组成含有所列举的元素中一种或两种以上。例如,“(Ca,Sr,Ba)Al2O4:Eu”这样的组成式表示“CaAl2O4:Eu”、“SrAl2O4:Eu”、“BaAl2O4:Eu”、“Ca1-xSrxAl2O4:Eu”、“Sr1-xBaxAl2O4:Eu”、“Ca1-xBaxAl2O4:Eu”、“Ca1-x-ySrxBayAl2O4:Eu”,(其中,式中,0<x<1、0<y<1、0<x+y<1。)全部包括在内。
[0075] 在一个实施方式中,本发明是包含具有下述式[1]表示的组成的晶相的荧光体。
[0076] 另外,在另一个实施方式中,本发明是具备该荧光体的发光装置。
[0077] Rex(Sr1-yMAy)aMBbMCcNdOeXf [1]
[0078] (上述式[1]中,
[0079] MA包含选自Ca、Ba、Na、K、Y、Gd和La中的一种以上的元素,
[0080] MB包含选自Li、Mg和Zn中的一种以上的元素,
[0081] MC包含选自Al、Si、Ga、In和Sc中的一种以上的元素,
[0082] X包含选自F、Cl、Br和I中的一种以上的元素,
[0083] Re包含选自Eu、Ce、Pr、Tb和Dy中的一种以上的元素,
[0084] a、b、c、d、e、f、x、y分别满足下述式。
[0085] 0.8≤a≤1.2
[0086] 1.4≤b≤2.6
[0087] 1.4≤c≤2.6
[0088] 1.1≤d≤2.9
[0089] 1.1≤e≤2.9
[0090] 0.0≤f≤0.1
[0091] 0.0<x≤0.2
[0092] 0.0<y≤0.7)
[0093] 式[1]中,Re可以使用铕(Eu)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)和镱(Yb)等,但在本发明中,从波高波长和发光量子效率的观点考虑,Re包含选自Eu、Ce、Pr、Tb和Dy中的一种以上的元素,优选包含Eu,更优选Re的80摩尔%以上为Eu,进一步优选Re为Eu。
[0094] 式[1]中,Sr表示锶。
[0095] 式[1]中,MA包含选自钙(Ca)、钡(Ba)、钠(Na)、钾(K)、钇(Y)、钆(Gd)和镧(La)中的一种以上的元素,优选包含Ca,更优选MA为Ca。
[0096] 式[1]中,MB包含选自锂(Li)、镁(Mg)和锌(Zn)中的一种以上的元素,优选包含Li,更优选MB的80摩尔%以上为Li,进一步优选MB为Li。
[0097] 式[1]中,MC包含选自铝(Al)、硅(Si)、镓(Ga),铟(In)和钪(Sc)中的一种以上的元素,优选包含Al或Si,更优选包含Al,进一步优选MC的80摩尔%以上为Al,特别优选MC为Al。
[0098] 式[1]中,N表示氮元素,O表示氧元素。
[0099] 式[1]中,X是包含氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)和碘(I)中的一种以上的元素。即,特定的实施方式中,从晶体结构稳定化和取得荧光体整体的电荷平衡的观点考虑,N、O的一部分可以由X表示的上述卤素元素取代。
[0100] 上述式[1]中包括不可避免地、无意地包含或来自微量添加成分等而微量包含明确记载以外的成分的情况。
[0101] 作为明确记载以外的成分,可以举出与有意加入的元素相差一个原子序数的元素、有意加入的元素的同族元素、与有意加入的稀土元素不同的稀土元素、以及Re原料中使用卤化物时的卤素元素、以及各种原料中一般可以作为杂质而含有的元素等。
[0102] 作为不可避免地、或者无意地包含明确记载以外的成分的情况,例如可想到原料杂质来源和粉碎工序、合成工序等制造工艺中被导入的情况。另外,作为微量添加成分,可举出反应助剂和Re原料等。
[0103] 上述式[1]中,a、b、c、d、e、f、x表示各荧光体所含的MA、MB、MC、N、O、X和Re的摩尔含量。另外,y表示将Sr与MA的摩尔总量设为1时的MA的摩尔含量。
[0104] a的值通常为0.7以上,优选为0.8以上,更优选为0.85以上,进一步优选为0.9以上,通常为1.3以下,优选为1.2以下,更优选为1.1以下。
[0105] b、c的值分别独立地通常为1.4以上,优选为1.6以上,更优选为1.8以上,通常为2.6以下,优选为2.4以下,更优选为2.2以下。
[0106] d、e的值分别独立地通常为1.1以上,优选为1.4以上,更优选为1.7以上,通常2.9以下,优选为2.6以下,更优选为2.3以下。
[0107] f的值通常为0.0以上,通常为0.1以下,优选为0.06以下,更优选为0.04以下,进一步优选为0.02以下。
[0108] x的值大于0.0,通常为0.0001以上,优选为0.001以上,通常0.2以下,优选为0.15以下,更优选为0.1以下,进一步优选为0.08以下。
[0109] 通过b、c、d、e在上述范围而使晶体结构稳定化。另外,为了取得荧光体整体的电荷平衡,可以适度地调节d、e、f的值。
[0110] y的值大于0.0,通常为0.01以上,优选为0.05以上,更优选为0.1以上,进一步优选为0.2以上,通常为0.7以下,优选为0.6以下,更优选为0.5以下,进一步优选为0.4以下。
[0111] 通过y的值在上述范围而使晶体结构稳定化,并且成为发光峰值波长良好的荧光体。
[0112] 另外,通过a的值在上述范围而使晶体结构稳定化,并且可以得到异相少的荧光体。
[0113] b+c的值和d+e+f的值分别独立地优选为3.0以上,更优选为3.4以上,进一步优选为3.7以上,优选为5.0以下,更优选为4.6以下,进一步优选为4.3以下。
[0114] 通过b+c的值和d+e+f的值分别为上述范围而使晶体结构稳定化。
[0115] 如果任一含量均在上述范围,则得到的荧光体的发光峰值波长和发光光谱的半峰宽良好而优选。
[0116] 应予说明,上述荧光体的元素组成的确定方法没有特别限定,可以用常规方法求出,例如可以通过GD-MS、ICP光谱分析法或能量分散型X射线分析装置(EDX)等来确定。
[0117] [晶相的粒径]
[0118] 本实施方式的上述荧光体的晶相的粒径以体积基准的平均粒径计通常为2μm~35μm,下限值优选为3μm,更优选为4μm,进一步优选为5μm,另外,上限值优选为30μm以下,更优选为25μm以下,进一步优选为20μm,特别优选为15μm。若体积基准的平均粒径为上述下限以上,则从晶相在LED封装体内表现出的发光特性这一点出发是优选的,若为上述上限以下,则从晶相在LED封装体的制造工序中能够避免噪音堵塞而优选。
[0119] 荧光体的晶相的体积基准的平均粒径可以通过激光粒度计来测定。这里体积基准的平均粒径被定义为使用以激光衍射·散射法为测定原理的粒度分布测定装置,测定试
样,求出粒度分布(累积分布)的体积基准的相对粒子量为50%的粒径(d50)。
[0120] {荧光体的物性等}
[0121] [空间群]
[0122] 本实施方式的上述荧光体中的晶系(空间群)更优选为P42/m。上述荧光体中的空间群只要统计上考虑的平均结构在粉末X射线衍射或单晶X射线衍射可区分的范围内表现
出上述的长度的重复周期即可,没有特别限定,优选为基于“International Tables for Crystallography(Third,revised edition),Volume ASPACE‑GROUP SYMMETRY”,属于第84种的空间群。
[0123] 由于上述的空间群,发光光谱中的半峰宽(FWHM)变小,可得到发光效率良好的荧光体。
[0124] 这里,空间群可以按照常规方法求出,例如可以通过电子束衍射、使用粉末或单晶的X射线衍射结构分析以及中子束衍射结构分析等求出。
[0125] 在本实施方式的上述荧光体的粉末X射线衍射图谱中,将2θ=10~12度的区域中出现的(110)的峰值强度设为Ix,将2θ=37~39度的区域中出现的(121)的峰值强度设为
Iy,2θ=30度的区域中出现的来自杂质相SrO相的(111)的峰值强度设为Iz时,Iy为1时的Ix的相对强度即Ix/Iy通常为0.3以下,优选为0.25以下,更优选为0.2以下,进一步优选为
0.15以下,另外,通常为0以上,但越小越好。
[0126] 另外,Iy为1时的Iz的相对强度即Iz/Iy通常为0.5以下,优选为0.4以下,更优选为0.3以下,进一步优选为0.25以下,特别是优选为0.2以下,尤其优选为0.15以下,另外,通常为0以上,但越小越好。
[0127] 上述(121)的峰值是晶系(空间群)为P42/m时观察到的特征峰值之一,由于Iy相对高,可以得到更高的P42/m相纯度的荧光体。
[0128] 通过使Ix/Iy或Iz/Iy在上述上限以下,由于是相纯度高且半峰宽(FWHM)小的荧光体,因此发光装置的发光效率提高。
[0129] [发光光谱的特性]
[0130] 本实施方式的上述荧光体是表现出良好的发光颜色的红色荧光体。即,通过照射具有适当波长的光而激发,释放出在发光光谱中表现出良好的发光峰值波长和半峰宽
(FWHM)的红光。以下,对上述发光光谱及其测定涉及的激发波长、发光峰值波长和半峰宽
(FWHM)进行记载。
[0131] (激发波长)
[0132] 本实施方式的上述荧光体在通常为270nm以上,优选为300nm以上,更优选为320nm以上,进一步优选为350nm以上,特别优选为400nm以上,另外,通常为500nm以下,优选为
480nm以下,更优选为460nm以下的波长范围内具有激发峰。即,被从近紫外到蓝色区域的光所激发。
[0133] 应予说明,发光光谱的形状,以及下述发光峰值波长和半峰宽的记载可以不依赖于激发波长而适用,但从提高量子效率的观点考虑,优选照射具有吸收和激发的效率良好
的上述范围的波长的光。
[0134] (发光峰值波长)
[0135] 本实施方式的上述荧光体的发光光谱中的峰值波长通常为620nm以上,优选为625nm以上,更优选为630nm以上。另外,该发光光谱中的峰值波长通常为649nm以下,优选为
645nm以下,更优选为640nm以下。
[0136] 通过使荧光体的发光光谱中的峰值波长为上述范围,发光色为良好的红色,通过在发光装置中使用这种荧光体,能够提供一种演色性或颜色再现性良好的发光装置。另外,通过使荧光体的发光光谱中的峰值波长为上述上限以下,能够提供一种红色的视觉灵敏度
良好且流明当量lm/W良好的发光装置。
[0137] (发光光谱的半峰宽)
[0138] 本实施方式的上述荧光体中,发光光谱中的发光峰的半峰宽通常为80nm以下,优选为70nm以下,更优选为60nm以下,进一步优选为55nm以下,特别优选为50nm以下,另外,通常为10nm以上。
[0139] 通过使发光峰的半峰宽为上述范围内,在液晶显示器等图像显示装置中使用时,可以在不降低色彩纯度的情况下扩大图像显示装置的颜色再现范围。
[0140] 另外,通过使发光峰值波长和半峰宽在上述上限以下,能够提供发光波长区域的视觉灵敏度相对高的荧光体,通过在发光装置中使用这种荧光体,能够提供转换效率高的
发光装置。
[0141] 应予说明,为了用波长450nm的光激发本实施方式的上述荧光体,例如可以使用GaN系LED。另外,上述荧光体的发光光谱的测定、以及该发光峰值波长、峰相对强度和半峰宽的计算,例如可以使用市售的氙灯等具有300~400nm的发光波长的光源和具备一般的光
检测器的荧光测定装置等市售的光谱测定装置而进行。
[0142] <荧光体的制造方法>
[0143] 本实施方式的荧光体可以通过将构成荧光体的各元素的原料以各元素的比例满足上述式[1]的方式进行混合并加热来合成。
[0144] 各元素(Sr、MA、MB、MC、Re)的原料没有特别限定,可以举出例如各元素的单体、氧化物、氮化物、氢氧化物、氯化物、氟化物等卤化物、硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐等无机盐,醋酸盐等有机酸盐等。此外,也可以使用包含两种以上的上述元素群的化合物。另外,各化合物也可以是水合物等。
[0145] 应予说明,后述的实施例中,使用Sr3N2、CA3N2、Li3N、AlN、Al2O3和EuF3或Eu2O3作为起始原料。
[0146] 各原料的获取方法没有特别限定,可以购入市售的原料来使用。
[0147] 各原料的纯度没有特别限定,但从使元素配比精确的观点和避免因杂质而出现异相的观点考虑,纯度越高越优选,通常为90摩尔%以上,优选为95摩尔%以上,更优选为97摩尔%以上,进一步优选为99摩尔%以上,上限没有特别限定,通常为100摩尔%以下,也可以包含不可避免地混入的杂质。
[0148] 后述的实施例中,均使用纯度为95摩尔%以上的原料。
[0149] 对于氧元素(O)、氮元素(N)、卤素元素(X)除了可以通过使用氧化物、氮化物和卤化物等作为上述各元素的原料来供给以外,也可以通过在合成反应时设为含有氧或氮的气
氛而使其适当含有。
[0150] [混合工序]
[0151] 原料的混合方法没有特别限定,可以使用常规方法。例如,称量荧光体原料以得到目标组成,使用球磨机等充分混合而得到荧光体原料混合物。作为上述混合方法,没有特别限定,具体而言,可以举出下述方法(a)和(b)。
[0152] (a)将使用例如锤磨机、辊磨机、球磨机、喷射磨机等干式粉碎机、或研钵和研棒等的粉碎与使用例如螺旋式混合机、V型混合机、亨舍尔混合机或研钵和研棒进行的混合组合起来,对上述的荧光体原料进行粉碎混合的干式混合法。
[0153] (b)在上述的荧光体原料中加入水等溶剂或分散介质,例如使用粉碎机、研钵和研棒,或者蒸发皿和搅拌棒等进行混合而成为溶液或浆料的状态后,通过喷雾干燥、加热干燥或自然干燥等使其干燥的湿式混合法。
[0154] 荧光体原料的混合可以为上述干式混合法或湿式混合法中的任一者,为了避免因水分导致的荧光体原料的污染,优选干式混合法、使用非水溶性溶剂的湿式混合法。
[0155] 应予说明,在后述的实施例中采用方法(a)。
[0156] [加热工序]
[0157] 在加热工序中,例如将混合工序中得到的荧光体原料混合物放入坩埚,接着,将其在700℃~1200℃的温度、优选为750℃~1000℃的温度下加热。
[0158] 坩埚的材质优选不与荧光体原料或反应物反应的材质,可以举出氧化铝、石英、氮化硼、碳化硅、氮化硅等陶瓷、镍、铂、钼、钨、钽、铌、铱、铑等金属或以这些为主成分的合金等。后述的实施例中,使用镍制坩埚。
[0159] 加热优选在非活性气氛下进行,可以使用氮气、氩气、氦气等为主成分的气体。
[0160] 在加热工序中,在上述的温度区间内进行通常为1小时~400小时,优选为5小时~150小时,优选为10~120小时的加热。另外,本加热工序可以进行一次,也可以分成多次进行。作为分成多次进行的方式,可以举出包含为了修复缺陷而在加压下进行加热的退火工
序的方式、在得到一次粒子或中间体的一次加热后进行得到二次粒子或最终产物的二次加
热的方式等。。
[0161] 由此,得到本实施方式的荧光体。
[0162] <发光装置>
[0163] 在另一实施方式中,本发明是包含第一发光体(激发光源)和通过照射来自该第一发光体的光而发出可见光的第二发光体的发光装置,作为该第二发光体,提供一种包含本
实施方式的荧光体的发光装置,该荧光体包含具有上述式[1]表示的组成的晶相。这里,第二发光体可以单独使用一种,也可以以任意的组合和比例同时采用两种以上。
[0164] 本实施方式中的发光装置,作为该第二发光体,包含本实施方式的荧光体,该荧光体包含具有上述式[1]表示的组成的晶相,此外进一步在来自激发光源的光的照射下,可以使用产生黄色、绿色或红色区域(橙色或红色)的荧光的荧光体。具体而言,构成发光装置时,作为黄色荧光体,优选在550nm~600nm的波长范围具有发光峰,作为绿色荧光体,优选在500nm~560nm的波长范围具有发光峰。另外,橙色或红色荧光体在通常615nm以上、优选
620nm以上、更优选625nm以上、进一步优选630nm以上、通常660nm以下、优选650nm以下、更优选645nm以下、进一步优选640nm以下的波长范围具有发光峰。
[0165] 通过将上述波长区域的荧光体适当组合,能够提供一种表现出优异的颜色再现性的发光装置。应予说明,激发光源可以使用在小于420nm的波长范围具有发光峰的激发光
源。
[0166] 以下,作为红色荧光体,记载了使用在620nm~645nm的波长范围内具有发光峰的包含具有上述式[1]表示的组成的晶相的本实施方式的荧光体,且第一发光体使用在300nm
~460nm的波长范围内具有发光峰的荧光体时的发光装置的方式,但本实施方式不限于这
些。
[0167] 在上述的情况下,本实施方式的发光装置例如可以为下面的(A)、(B)或(C)的方式。
[0168] (A)使用在300nm~460nm的波长范围具有发光峰的发光材料作为第1发光体,使用在550nm~600nm的波长范围具有发光峰的至少1种荧光体(黄色荧光体)和包含具有上述
[1]表示的组成的结晶相的本实施方式的荧光体作为第2发光体的方式。
[0169] (B)使用在300nm~460nm的波长范围具有发光峰的发光材料作为第1发光体,使用在500nm~560nm的波长范围具有发光峰的至少1种荧光体(绿色荧光体)和包含具有上述
[1]表示的组成的结晶相的本实施方式的荧光体作为第2发光体的方式。
[0170] (C)使用在300nm~460nm的波长范围具有发光峰的发光材料作为第1发光体,使用在550nm~600nm的波长范围具有发光峰的至少1种荧光体(黄色荧光体)、在500nm~560nm
的波长范围具有发光峰的至少1种荧光体(绿色荧光体)和包含具有上述[1]表示的组成的
结晶相的本实施方式的荧光体作为第2发光体的方式。
[0171] 作为上述的方式中的绿色或黄色的荧光体,可以使用市售的荧光体,例如可以使用石榴石系荧光体、硅酸盐系荧光体、氮化物荧光体、氮氧化物荧光体等。
[0172] (黄色荧光体)
[0173] 作为可以用作黄色荧光体的石榴石系荧光体,例如可以举出(Y,Gd,Lu,Tb,La)3(Al,Ga)5O12:(Ce,Eu,Nd),作为硅酸盐系荧光体,例如可以举出(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:(Eu,Ce);作为氮化物荧光体和氮氧化物荧光体,例如可以举出(Ba,Ca,Mg)Si2O2N2:Eu(SION系荧光体)、(Li,Ca)2(Si,Al)12(O,N)16:(Ce,Eu)(α-塞隆荧光体)、(Ca,Sr)AlSi4(O,N)7:(Ce,Eu)(1147荧光体)、(La,Ca,Y,Gd)3(Al,Si)6N11:(Ce,Eu)(LSN荧光体)等。
[0174] 这些可以单独使用一种,也可以组合两种以上使用。
[0175] 作为黄色荧光体,在上述荧光体中优选石榴石系荧光体,其中,最优选由Y3Al5O12:Ce表示的YAG系荧光体。
[0176] (绿色荧光体)
[0177] 作为可以作为绿色荧光体使用的石榴石系荧光体,例如可以举出(Y,Gd,Lu,Tb,La)3(Al,Ga)5O12:(Ce,Eu,Nd)、Ca3(Sc,Mg)2Si3O12:(Ce,Eu)(CSMS荧光体),作为硅酸盐系荧光体,例如可以举出(Ba,Sr,Ca,Mg)3SiO10:(Eu,Ce)、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:(Ce,Eu)(BSS荧光体),作为氧化物荧光体,例如可以举出(Ca,Sr,Ba,Mg)(Sc,Zn)2O4:(Ce,Eu)(CASO荧光体),作为氮化物荧光体和氮氧化物荧光体,例如可以举出(Ba,Sr,Ca,Mg)Si2O2N2:(Eu,Ce)、Si6-zAlzOzN8-z:(Eu,Ce)(β-塞隆荧光体)(0<z≤1)、(Ba,Sr,Ca,Mg,La)3(Si,Al)6O12N2:(Eu,Ce)(BSON荧光体)、作为铝化物荧光体,例如可以举出(Ba,Sr,Ca,Mg)2Al10O17:(Eu,Mn)(GBAM系荧光体)等。
[0178] 这些可以单独使用一种,也可以组合两种以上使用。
[0179] (红色荧光体)
[0180] 作为红色荧光体,使用包含具有上述式[1]表示的组成的晶相的本实施方式的荧光体,但除了本实施方式的荧光体之外,还可以使用例如Mn活化氟化物荧光体、石榴石系荧光体、硫化物荧光体、纳米粒子荧光体、氮化物荧光体、氮氧化物荧光体等其他的橙色或者红色荧光体。作为其他的橙色或者红色荧光体,例如可以使用下述的荧光体。
[0181] 作为Mn活化氟化物荧光体,例如可以举出K2(Si,Ti)F6:Mn、K2Si1-xNAxAlxF6:Mn(0<x<1)(统称KSF荧光体),作为硫化物荧光体,例如可以举出(Sr,Ca)S:Eu(CAS荧光体)、La2O2S:Eu(LOS荧光体),作为石榴石系荧光体,例如可以举出(Y,Lu,Gd,Tb)3Mg2AlSi2O12:
Ce,作为纳米粒子,例如可以举出CdSe,作为氮化物或氮氧化物荧光体,例如可以举出(Sr,Ca)AlSiN3:Eu(S/CASN荧光体)、(CaAlSiN3)1-x·(SiO2N2)x:Eu(CASON荧光体)、(La,Ca)3(Al,Si)6N11:Eu(LSN荧光体)、(Ca,Sr,Ba)2Si5(N,O)8:Eu(258荧光体)、(Sr,Ca)Al1+xSi4-xOxN7-x:
Eu(1147荧光体)、Mx(Si,Al)12(O,N)16:Eu(M为Ca,Sr等)(α塞隆荧光体)、Li(Sr,Ba)Al3N4:Eu(上述的x均为0<x<1)等。
[0182] 这些可以单独使用一种,也可以组合两种以上使用。
[0183] [发光装置的构成]
[0184] 本实施方式涉及的发光装置具有第一发光体(激发光源),并且,作为第二发光体,至少可以使用包含具有上述式[1]表示的组成的晶相的本实施方式的荧光体,其构成没有限制,可以采用任意公知的装置构成。
[0185] 作为装置构成和发光装置的实施方式,例如可以举出日本特开2007-291352号公报中记载的内容。此外,作为发光装置的形态,可以举出子弹型、杯型、板上芯片、远程荧光粉等。
[0186] {发光装置的用途}
[0187] 本实施方式涉及的发光装置的用途没有特别限定,可以在通常使用发光装置的各种领域中使用,但由于演色性高这点,其中,尤其优选作为照明装置、图像显示装置的光源使用。
[0188] 另外,从具备发光波长良好的红色的荧光体的这点来看,还可以在红色的车辆用显示灯或包含该红色的白光的车辆用显示灯中使用。
[0189] [照明装置]
[0190] 本发明在一个实施方式中,可以为具备上述发光装置作为光源的照明装置。
[0191] 在将上述发光装置应用于照明装置的情况下,该照明装置的具体构成没有限制,上述那种发光装置可以适当地安装在公知的照明装置中使用。例如,可以举出在保持壳体
的底面排列有多数的发光装置的发光照明装置等。
[0192] [图像显示装置]
[0193] 本发明在一个实施方式中,可以作为以上述发光装置为光源的图像显示装置。
[0194] 在将上述发光装置用作图像显示装置的光源的情况下,该图像显示装置的具体构成没有限制,优选与彩色滤光片一起使用。例如,作为图像显示装置,在利用彩色液晶显示元件的彩色图像显示装置的情况下,可以将上述发光装置作为背光灯,利用液晶的光快门
和具有红、绿、蓝像素的彩色滤光片组合,由此形成图像显示装置。
[0195] [车辆用显示灯]
[0196] 本发明在一个实施方式中,可以作为具备上述发光装置的车辆用显示灯。
[0197] 车辆用显示灯中使用的发光装置在特定的实施方式中,优选发射白光的发光装置。发射白光的发光装置优选使其从发光装置中发射光与黑体辐射光色位点的偏差duv
为-0.0200~0.0200、且色温为5000K~30000K。
[0198] 车辆用显示灯中使用的发光装置在特定的实施方式中,优选发射红光的发光装置。在该实施方式中,例如,发光装置通过吸收从蓝色LED芯片照射的蓝光而发红光,从而可以作为红光的车辆用显示灯。
[0199] 车辆用显示灯包括车辆的前大灯、侧灯、倒车灯、指示灯、刹车灯、雾灯等车辆上为向其他车辆、人员等提供某些指示而设置的灯。
[0200] 实施例
[0201] 以下,通过实施例对本发明进行更具体地说明,本发明只要不脱离其要旨,不限于下述的实施例。
[0202] {测定方法}
[0203] [粉末X射线衍射测定]
[0204] 粉末X射线衍射(XRD)是利用粉末X射线衍射装置SmartLab 3(Rigaku公司制)进行精确测定。
[0205] 测定条件如下。
[0206] 使用CuKα管球
[0207] X射线输出=40kV,200mA
[0208] 发散狭缝=自动
[0209] 检测器=高速一维X射线检测器(D/teX Ultra 250)
[0210] 扫描范围2θ=5~80度
[0211] 读取宽度=0.02度
[0212] [发光光谱的测定]
[0213] 使用氙灯向荧光体照射波长365nm的光,使用荧光分光光度计测定450~800nm的波长区域的发光光谱。
[0214] [实施例1~5、比较例1、参考例1]
[0215] 在实施例1~5中,按照上述本实施方式的荧光体的制造方法,制造下表1所示的组成的红色荧光体(样品1~5)。
[0216] 另外,作为比较例1,制造由于Ca的含量为0而不满足上述式[1]的样品6的红色荧光体。
[0217] 各荧光体的组成、空间群、发光峰值波长、半峰宽如表1所示。另外,作为参考例1,将SrLiAl3N4的文献值一并标注在表1中。
[0218] 另外,作为代表例,分别在图1和图2中示出了实施例2的荧光体的XRD光谱图和发光光谱图。实施例样品2的荧光体的半峰宽良好,为65nm,XRD中的Ix/Iy和Iz/Iy相的纯度也良好,分别为0.194、0.216,在应用于发光装置的情况下,可以得到转换效率良好的发光装置。
[0219]
[0220] 本实施例涉及的样品1~5的荧光体的空间群均显示为P42/m,并且发光峰值波长在用于白色LED时的演色性或颜色再现性达到理想的620nm~640nm的范围。
[0221] 接着,记载了实施例涉及的具备满足式[1]的上述荧光体的发光装置的特性的模拟结果。
[0222] 按照上述方法导出白色LED的发光光谱,该白色LED具备:作为红色荧光体的实施例2的荧光体或发光峰值波长628nm的SCASN荧光体(三菱化学公司制,BR-102C),以及作为绿色荧光体的LuAG荧光体(三菱化学公司制,BG-801/A4)。全部的模拟是在假设释放449nm的光的蓝色LED芯片来实施的。另外,调整绿色荧光体和红色荧光体的量,使色度坐标与普朗克曲线上的3000K~8000K的白光的坐标一致,并比较了各种色温下的特性。将结果示于
图3(a)~(f)。另外,根据各光谱求出演色性评价指数Ra、红色的演色性评价指数R9、以及转换效率(LER),将结果示于表2。
[0223] 应予说明,表2中的“荧光体质量相对值”是指当红色荧光体+绿色荧光体的合计质量为100%时的各种颜色荧光体的质量比例。
[0224] [表2]
[0225]
[0226] 如表2所示可知,具备包含具有上述式[1]表示的组成的晶相的荧光体的发光装置,与使用以往的红色荧光体的情况相比,在较宽的色温区域中,其转换效率、演色性优异。
[0227] 另外,在相同的模拟中,对以上述白色LED作为背光灯的图像显示装置的特性进行了评价。使用实施例2(样品2)涉及的荧光体或者发光峰值波长628nm的SCASN荧光体(三菱
化学公司制,BR‑102C)作为红色荧光体,使用β-塞隆荧光体(三菱化学公司制,BG‑601/K)作为绿色荧光体,以将上述白色LED的光通过一般的图像显示装置(显示器等)中使用的彩
色滤光片后的色度坐标(x、y)为(0.3101、0.3162)的方式进行调节时的转换效率、以及算出该LED装置能够显示的色域覆盖NTSC的色域的多少%的结果(以下有时也称为覆盖率),将
其示于表3。
[0228] [表3]
[0229]
[0230] 如表3所示可知,实施例涉及的具备包含具有上述式[1]表示的组成的晶相的荧光体的发光装置和图像显示装置等在与使用以往的红色荧光体的情况相比,转换效率和色域
覆盖率均优异。
[0231] 如上所示,包含具有上述式[1]表示的组成的晶相的荧光体具有作为红色而优选的波长和优异的半峰宽,通过使用具备这样的荧光体的发光装置,能够提供演色性和其他
特性优异的发光装置、照明装置、图像显示装置和车辆用显示灯等。
[0232] 尽管本发明已使用特定的方式进行了详细说明,但本领域技术人员清楚地知道,在不偏离本发明的意图和范围的情况下,可以进行各种修改。
[0233] 本申请基于2021年10月11日提交的日本专利申请2021‑166903,以及2021年10月11日提交的日本专利申请2021‑166904,其全部内容通过引用而加入。