專利名稱：熒光體及其制造方法及使用熒光體的發(fā)光裝置和顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熒光體(phosphor )，并且特別是涉及一種包括 作為基材(base material)的(Sr^, Bax)3Si05和作為活化劑的銪(Eu ) 并發(fā)射橙色熒光的熒光體，用于制造該熒光體的方法，以及〗吏用該 熒光體的發(fā)光裝置和顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，已經(jīng)開發(fā)并廣泛4吏用了主要由可以有效地發(fā)射在藍(lán)光 波長(zhǎng)范圍中光的氮化鎵構(gòu)成的藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)。通過(guò)使這 樣的藍(lán)色LED與黃色熒光體結(jié)合已經(jīng)開發(fā)了白色發(fā)光裝置(白色 LED )，該黃色熒光體在用由藍(lán)色LED輻射的藍(lán)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光 激發(fā)下發(fā)射黃色熒光。由于白色LED具有覆蓋寬波長(zhǎng)范圍的光譜， 因此考慮可見(jiàn)度曲線的亮度很高。因此，白色LED被用于諸如連 接至便攜式電話或便攜式攝像機(jī)的顯示裝置的光學(xué)裝置。其還被用作液晶顯示器的背光作為用于現(xiàn)有小型燈或熒光燈等的替z氏品。例
如，使用(Y， Gd)3(Al, Ga)sOi2:Ce作為黃色熒光體。
通過(guò)使藍(lán)色LED與黃色熒光體結(jié)合獲得的白色LED具有的問(wèn) 題在于由于缺少紅光發(fā)射，在紅色區(qū)域中的顯色性(color rendering)較低。因此，當(dāng)用在藍(lán)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光激發(fā)時(shí)，發(fā)射 紅色熒光的紅色熒光體和發(fā)射橙色熒光的橙色熒光體被有效地開 發(fā)。然而，具有600 nm以上的發(fā)射波長(zhǎng)的紅色熒光體在其晶體結(jié) 構(gòu)中必然具有高比例的共價(jià)鍵。因此，僅少數(shù)晶體是可利用的，并 且石克化物和氮化物是大多數(shù)才艮道為紅色熒光體的晶體。
存在一些關(guān)于由堿土金屬的硅酸鹽構(gòu)成的橙色熒光體的報(bào)道。
題為"PHOSPHOR AND TEMPERATURE SENSOR USING THE SAME"的曰本未審查專矛J申"i青z^開號(hào)2005-68269 (第0010
至0014 >a)(專利文獻(xiàn)i) ^是供以下描述。
構(gòu)成根據(jù)專利文獻(xiàn)1的發(fā)明的熒光體的基材是堿土金屬的硅酸
鹽并且由通式Mx(SiOn)y表示，其中n是3以上的整數(shù)，優(yōu)選3~5。 換句話說(shuō)，優(yōu)選三氧化硅(Si03)、四氧化硅(Si04)和五氧化硅(Si05) 作為硅酸鹽。這可能是因?yàn)樗鼈兛梢孕纬蛇m合作為熒光體的基材的
晶體結(jié)構(gòu)。
在該通式中，M表示一種或多種堿土金屬元素。；咸土金屬的實(shí) 例包4舌4美(Mg)、鈣(Ca)、名愁(Sr)、鋇(Ba)和4雷(Ra )。在這 些石成土金屬之中，Sr和Ba是Y尤選的，因?yàn)樗鼈兛梢孕纬蛇m合作為 熒光體的基材的晶體結(jié)構(gòu)。堿土金屬M(fèi)可以特別地由(Ba^a, Sra) 表示，其中a是混合晶體比(0SaS 1)。在該通式中，x和y各自 表示1以上的整數(shù)，并且x根據(jù)n和y來(lái)確定。在該通式中y = 1 的情況下，x》l是優(yōu)選的。這意味著，對(duì)于均包含在基材中的堿土金屬與硅酸鹽基于摩爾數(shù)進(jìn)行比較，堿土金屬的摩爾數(shù)大于或等于 硅酸鹽的摩爾數(shù)。這可能是因?yàn)檫@樣的組成是形成適合作為熒光體 的基材的晶體結(jié)構(gòu)所必需的。
滿足上述條件的堿土金屬的硅酸鹽的實(shí)例包括Ba3Si05、 Sr3SiOs、 (Ba,.a, Sra)3SiOs、 Ba2Si04和0t陽(yáng)BaSiO3。在它們之中，Ba3SiOs、 Sr3SiOs和(Bara, Sra)3SiOs具有正方晶系Cs3CoCl5型晶體結(jié)構(gòu)。
該熒光體包括作為基材的堿土金屬的石圭酸鹽和作為活化劑的 鑭系元素離子，并且由通式La:Mx(SiOn)y表示，其中La是鑭系元素。 鑭系元素是銪(Eu)和鈰(Ce)中的一種，并且例如如果其是Eu 則通過(guò)采取E」+的形式并且如果其是Ce則通過(guò)采取Ce"的形式被 包含在熒光體中。將Eu或Ce作為氧化物加入到基材中，如果其是 Eu則通過(guò)采耳又Eu203的形式并且如果其是Ce則通過(guò)采取Ce02的 形式。在這種情況下，優(yōu)選加入相對(duì)于1原子的堿土金屬(M)的 0.001至0.2原子百分比的鑭系元素(La)。在小于0.001原子百分 比的情況下，發(fā)光強(qiáng)度降低并且不能獲得足夠的亮度。在大于0.2 原子百分比的情況下，可能會(huì)發(fā)生稱為濃度猝滅的光猝滅。
焚光體的實(shí)例包括Eu2+:Ba3SiOs、 Ce3+:Ba3Si05、 Eu2+:Sr3Si05、 Ce3+:Sr3Si05 、 Eu2+:(Bai_a ,Sra)3Si05 、Ce3+:(Bai_a,Sra)3Si05 、 Eu2+:Ba2Si04、 Ce3+:Ba2Si04、 Eu2+:BaSi03和Ce3+:BaSi03。
在曰本未審查專禾寸申{青/>開號(hào)2006-36943 (第0012 — 0014 ^: 和第0019 ~ 0020段)(專利文獻(xiàn)2)以及日本未審查專利申i青乂〉開 號(hào)2007-227928 (第0017和0027 ,殳以及圖4 )(專矛J文獻(xiàn)3 )中， 描述了 Sr3SiOs熒光體，并且題為"ORANGE PHOSPHOR (橙色熒 光體)"的專利文獻(xiàn)2提供了以下描述。
7才艮據(jù)專利文獻(xiàn)2的發(fā)明的橙色熒光體具有由通式(Sr^， Eux)3Si05 (0 < x S 0.10)表示的單相晶體結(jié)構(gòu)并且顯示出具有在580 nm附近的峰的高強(qiáng)度橙色光發(fā)射。
在1300°C以上的燒成溫度下或當(dāng)在高于1300。C下進(jìn)行燒成 時(shí)，獲得了具有與在粉末衍射標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合委員會(huì)(JCPDS)卡片號(hào) 26-984中記錄的Sr3Si05的粉末X-射線衍射圖相匹配的單相晶體結(jié) 構(gòu)的熒光體。這種熒光體顯示出具有在580 nm附近的峰的高強(qiáng)度
橙色光發(fā)射。
橙色熒光體具有Sr3SiOs的晶體結(jié)構(gòu)以及一部分Sr用Eu代替 (置換)作為活化劑的結(jié)構(gòu)。Sr用Eu代^辦的比率為大于Sr的原子 量的0%但不大于10%。這是因?yàn)槿绻鸖r沒(méi)有用Eu代替，則不能 發(fā)生光發(fā)射。而且，如果大于10%的Sr用Eu代替，則由于由濃度 猝滅、多相晶體結(jié)構(gòu)的形成等引起的在紫外線范圍到可見(jiàn)光范圍中 的光激發(fā)，焚光體并不呈現(xiàn)出高強(qiáng)度光發(fā)射。
在非專利文獻(xiàn)1 ( J. K. Park et al， "Embodiment of the warm white-light-emitting diodes by using a Ba codoped Sr3SiO5:Eu phosphor", Appl. Phys. Lett., 88, 043511-1至-3 (2006)(圖1和 043511-1右欄第12 4亍至043511-2右欄第15《亍))中，描述了作為 Ba2+濃度的函數(shù)的Sr3SiOs:Eu樣品((Sr2.93-X， Bax)Si05:Euo.。7 (x = 0.0、 0.05、 0.10和0.20))的焚光光謙。在該描述中，隨著Ba2+濃度增力口， 整個(gè)光^普偏移到更長(zhǎng)的波長(zhǎng)，并且峰值波長(zhǎng)/人570 nm偏移到585 nm。此夕卜，當(dāng)Ba2+濃度超過(guò)0.5 molo/o時(shí)，形成第二相BaSi409。
非專利文獻(xiàn)2 ( H. S. Jang, W. B. Im and D. Y. Jeon: "Luminescent properties of (Sr^MxhSiO^Eu(M = Ca, Ba) phosphor for white emitting light source using blue/near UV LEDs，' Proc. IDW/AD'05 (2005) pp. 539-pp. 542)(圖3、圖4、摘要、結(jié)果和討論、結(jié)論))提供了以下描述。當(dāng)在Sr3SiOs主晶格中的Eu"離子 數(shù)增加時(shí)，實(shí)際上觀察到發(fā)光波長(zhǎng)偏移到較長(zhǎng)的波長(zhǎng)。在具有0 mol%、 20 mol%、 40 mol%、 60 molo/o和80 molo/o的Ba濃度的(Sr", Bax)3SiOs:Eu2+的光致發(fā)光(PL)光譜中，當(dāng)Si"2+位置用20 mol。/o的 Ba"替代時(shí)，發(fā)射帶偏移到較長(zhǎng)的波長(zhǎng)，即，發(fā)生紅移。當(dāng)Ba濃 度超過(guò)20mol。/o時(shí)，發(fā)射帶偏移到較短的波長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
在通過(guò)結(jié)合藍(lán)色LED和黃色熒光體而獲得的白色LED中，由 于缺少紅光發(fā)射，因此在紅色區(qū)域中的顯色性低。為了改善顯色性， 期望開發(fā)一種通過(guò)吸收藍(lán)光波長(zhǎng)范圍(400-480 nm)內(nèi)的光而發(fā) 射橙色到紅色焚光的熒光體。舉例說(shuō)明硫化物熒光體和氮化物焚光 體作為具有600 nm以上的發(fā)射波長(zhǎng)的紅色熒光體。然而，H2S氣體 對(duì)于合成石克化物焚光體是必需的。在高溫和高壓下、在昂貴的高溫 高壓燒成爐和復(fù)雜的合成工藝中燒成是合成氮化物熒光體所必需 的，其增加制造成本。由于易于受水影響的氮化物凈皮用作合成氮化 物熒光體的原料，因此在手套箱中對(duì)這樣的材料進(jìn)行干混。因此， 關(guān)注每一 細(xì)節(jié)對(duì)于合成來(lái)說(shuō)是必需的。
在非專利文獻(xiàn)l中，描述了(Sr2.9k, Bax)Si05:Euo.o7熒光體(x: 0.0、 0.05、 0.10和0.20)。在該描述中，隨著Sr3SiOs:Eu中Ba"濃 度的增力口，峰值波長(zhǎng)乂人570 nm偏移到585 nm,并且偏移4亭止于585 nm處。此外，當(dāng)Ba2+濃度超過(guò)0.5molo/o時(shí)，形成了 BaSi409。
假定，在非專利文獻(xiàn)1中描述的(Sr2.93.x， Bax)Si05:Euo.Q7中， Ba位置用Eu替代。于是，熒光體的基材由(Sr2.93-x， Bax+o.。7)Si05 表示。在(l) x = 0.2的情況下，熒光體的基材由(Sr2.73, Ba027)SiO5 表示。在(2) x = 0.5的情況下，熒光體的基材由(Sr2.43, Ba0.57)SiO5 表示。如果(1 )和(2)的基材由(Sr!-x， Bax)3SiOs表示，則在(1 )的基才才中4尋到x = 0.27/3 =0.09，而在(2 )的基才才中4f到x = 0.57/3 = 0.19。
非專利文獻(xiàn)1描述了一種包括7 mol。/。用作活化劑的Eu的 (Sr2.93_x， Bax)3Si05:Euo.o7熒光體，^f旦是沒(méi)有記載除了 7 mol。/。以外的 Eu濃度的焚光體。非專利文獻(xiàn)1并沒(méi)有教導(dǎo)具有超過(guò)585 nm的峰 值波長(zhǎng)(發(fā)光中心波長(zhǎng))的熒光體或包括作為由(Sr^， Bax)3Si05 表示的基材的(SiVx， Bax)3Si05 (其中x 2 0.1)以及作為活化劑的 Eu的熒光體。而且，沒(méi)有描述包括作為基材的(Sr^， Bax)3Si05(其 中x 2 0.2 )和4乍為活4b劑的Eu的熒光體。
非專利文獻(xiàn)2披露了當(dāng)Eu濃度改變?yōu)?.5 mol%、 1.0 mol%、 1.5 mol%、 2.0 molo/。和3.0 mol。/o時(shí)，在405 nm激發(fā)下Sr3Si05:Eu2+ 的PL光譜，并且隨著Eu濃度增加，發(fā)射波長(zhǎng)偏移到較長(zhǎng)的波長(zhǎng)。 非專利文獻(xiàn)2還教導(dǎo)了 ，在具有0 mol%、 20 mol%、 40 mol%、 60 mol。/。和80 mol。/o的Ba濃度的(Sru， Bax)3Si05:Eu21々PL光i普中， 當(dāng)Ba濃度為20 mol。/。時(shí)發(fā)射帶偏移到較長(zhǎng)的波長(zhǎng)，并且當(dāng)Ba濃度 超過(guò)20 mol。/。時(shí)發(fā)射帶偏移到較短的波長(zhǎng)。
然而，非專利文獻(xiàn)2并沒(méi)有教導(dǎo)具有超過(guò)600 nm的峰值波長(zhǎng) (發(fā)光中心波長(zhǎng))并包括作為由(Sn-x, Bax)3Si05表示的基材的(Sr,-x， Bax)3Si05 (其中x S 0.1 )以及3 mol% ~ 6 mol。/o的^f乍為活4匕劑的Eu 的熒光體。
因此，期望提供一種包括作為基材的(Sn.x， Bax)3SiOs(其中1> x^O.l)和作為活化劑的銪(Eu)并發(fā)射橙色焚光的熒光體，用于 制造該熒光體的方法，以及使用該熒光體的發(fā)光裝置和顯示裝置。
本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種熒光體，其包括作為基材的 (Sr!-x， Bax)3Si05,其中l(wèi)〉x^0.1;以及作為活化劑的銪(Eu )。基
10于Sr、 Ba和Eu的組成比，將該熒光體的發(fā)光中心波長(zhǎng)4空制為600 nm以上。
本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了 一種用于制造包括作為基材的 (Sr.x， Ba》3Si05和作為活化劑的銪(Eu)的熒光體的方法，包括以 下步驟制備分別包括Sr、 Ba、 Si和Eu的化合物的混合物，使得 Sr、 Ba和Si的摩爾比為Sr:Ba:Si = 3(1 -x):3x:l (其中1 >x^0.1 ), 并且Eu的摩爾凄t與Sr、 Ba和Eu的總摩爾凄t的比率為0.02 -0.08; 以及在1300。C~ 1700。C的溫度下燒制(燒成)該混合物。在該方 法中，基于Sr、 Ba和Eu的組成比，將發(fā)光中心波長(zhǎng)控制為600 nm 以上。
本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種使用上述熒光體的發(fā)光裝置。
本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了 一種具有使用上述熒光體的發(fā)光 裝置作為用于照射顯示部的光源的顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的熒光體包括作為基材的(Sr", Bax)3Si05 (其中1 > x 2 0.1 )和作為活4匕劑的銪(Eu)，并且基于Sr、 Ba和 Eu的組成比，將其發(fā)光中心波長(zhǎng)控制為600nm以上。因此，可以 提供一種發(fā)射橙色熒光并可以改善在紅色區(qū)域中的顯色性的熒光體。
才艮據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，用于制造熒光體的方法包括以下步 驟制備分別包括Sr、 Ba、 Si和Eu的化合物的混合物，使得Sr、 Ba和Si的摩爾比為Sr:Ba:Si = 3(l - x):3x:l (其中1 〉x^0.1 ),并 且Eu的摩爾凄t與Sr、 Ba和Eu的總摩爾凄史的比率為0.02-0.08; 以及在1300。C- 1700。C的溫度下燒制該混合物。因此，可以提供 一種用于制造熒光體的方法，該熒光體包括作為基材的(Sr", Bax)3SiOs和作為活化劑的Eu，具有基于Sr、 Ba和Eu的組成比控制的600 nm以上的發(fā)光中心波長(zhǎng)，發(fā)射橙色熒光，并且可以改善 在紅色區(qū)域中的顯色性。在比率為0.02-0.08的情況下，該熒光體 的發(fā)光強(qiáng)度是該比率為0.1的熒光體的發(fā)光強(qiáng)度的約1.8倍至約2倍。
由于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)光裝置使用上述熒光體，因此可 以提供一種可以改善顯色性的發(fā)光裝置。
由于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的顯示裝置包括使用上述熒光體的 發(fā)光裝置作為用于照射顯示部的光源，因此可以提供一種顯色性被 改善的顯示裝置。


圖1是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中(Sr^x, Bax)3Si05:Eu熒光體
的熒光光譜的曲線圖2A和圖2B是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中(Sr!-x，Bax)3Si05:Eu 熒光體的組成x和熒光特性之間的相互關(guān)系的曲線圖3是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中在用各種Eu濃度合成(Sr^， Bax)3Si05:Eu熒光體(x = 0.5 )中混合的原料的量的圖表；
圖4是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中發(fā)光強(qiáng)度作為(Sr"， Bax)3Si05:Eu焚光體(x = 0.5 )的Eu濃度的函數(shù)的曲線圖5是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中在合成(Sr^， Bax)3Si05:Eu 熒光體(x^0.25、 0.5和0.75; Eu = 8 mol% )中；昆合的原泮+的量的
圖表；圖6是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中Ba3SiOs:Eu熒光體的測(cè)量的 X射線衍射圖(主要部分)的曲線圖7是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中(Sro.25, Bao.75)3Si05:Eu熒光 體的測(cè)量的X射線衍射圖(主要部分)的曲線圖8是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中(Sr。.5， Ba0.5)3SiO5:Eu熒光體 的測(cè)量的X射線衍射圖(主要部分)的曲線圖9是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中(Sro.7s, Ba0.25)3SiO5:Eu熒光 體的測(cè)量的X射線衍射圖(主要部分)的曲線圖10是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中Sr3Si05:Eu熒光體的測(cè)量 的X射線書f射圖(主要部分)的曲線圖11是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中(SiVx, Bax)3Si05:Eu熒光體 的組成x與測(cè)量的X射線衍射圖(主要部分)之間的相互關(guān)系的曲 線圖12是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中(Sr!-x, Bax)3Si05:Eu熒光體 的組成x與由測(cè)量的X射線衍射圖導(dǎo)出的晶格常數(shù)之間的相互關(guān)系 的曲線圖；以及
圖13是在本發(fā)明的實(shí)施方式中白色發(fā)光裝置的截面圖。
具體實(shí)施例方式
在才艮據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的熒光體中，優(yōu)選x2 0.2。當(dāng)x 2 0.2 時(shí)，可以獲得具有600 nm以上的發(fā)光中心波長(zhǎng)并可以改善在紅色 區(qū)域中的顯色性的熒光體。尤其是在x^0.5的情況下，可以獲得具 有的熒光強(qiáng)度高于發(fā)射黃色熒光的黃色4乙鋁石榴石(YAG)熒光體
13((YL5， GdL5)(Al2， Ga3)On:Ce)并具有606 nm以上的發(fā)光中心波長(zhǎng) 以及可以改善在紅色區(qū)域中的顯色性的熒光體。在0.5 2x2 0.1的 情況下，(Sr"， Bax)3SiOs:Eu熒光體的熒光強(qiáng)度是黃色YAG熒光體 的熒光強(qiáng)度的約1.07至約1.20倍。
優(yōu)選0.8 2x。當(dāng)0.8 2x時(shí)，可以獲4尋具有600nm以上的發(fā)光
x S 0.5的情況下，該熒光體具有比黃色YAG熒光體更高的熒光強(qiáng) 度。在0.5 2x20.1的情況下，(Sr!-x, Bax)3Si05:Eu熒光體的熒光強(qiáng) 度是黃色YAG熒光體的熒光強(qiáng)度的約1.07至約1.20倍。
優(yōu)選0.5 2x。當(dāng)0.5Sx時(shí)，可以獲得具有的熒光強(qiáng)度高于黃色 YAG熒光體并具有600 nm以上的發(fā)光中心波長(zhǎng)以及可以改善在紅 色區(qū)域中的顯色性的焚光體。在0.5 2 x 2 0.1的情況下，(SiVx， Bax)3Si05:Eu熒光體的熒光強(qiáng)度是黃色YAG熒光體的熒光強(qiáng)度的約 1.07至約1.20倍。
活化劑的濃度優(yōu)選為2 mol%~8 mol%。在這樣的濃度下，熒 光體的發(fā)光強(qiáng)度是具有10 molQ/?；罨瘎舛鹊臒晒怏w的發(fā)光強(qiáng)度高 的約1.8至約2倍。因此，可以獲得具有高熒光強(qiáng)度并可以改善在 紅色區(qū)域中的顯色性的熒光體。
活化劑的濃度優(yōu)選為6 mol%~8 mol%。在這樣的濃度下，熒 光體的發(fā)光強(qiáng)度是具有10 moin/。活化劑濃度的熒光體的發(fā)光強(qiáng)度的 約1.9至約2倍。因此，可以獲得具有較高熒光強(qiáng)度并可以改善在 紅色區(qū)域中的顯色性的焚光體。
當(dāng)用藍(lán)光激發(fā)時(shí)熒光體優(yōu)選發(fā)射熒光。這樣的焚光體可以通過(guò) 發(fā)射藍(lán)光的發(fā)光元件來(lái)激發(fā)?？梢酝ㄟ^(guò)混合藍(lán)光和由熒光體發(fā)射的 橙色熒光來(lái)構(gòu)造白色發(fā)光裝置。此外，可以獲得使用該發(fā)光裝置作為用于照射顯示部的光源的顯示元件。這里提及的"藍(lán)光"是指"在
藍(lán)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光"，其具有400至480nm的波長(zhǎng)(這同沖羊適用 于下文)。
焚光體優(yōu)選通過(guò)在1300。C ~ 1700°C的溫度下燒制分別包括Sr、 Ba、 Si和Eu的4匕合物的混合物來(lái)合成，制備該混合物^吏得Sr、 Ba 和Si的摩爾比為Sr:Ba:Si = 3(1 - x):3x:l其中1 〉 x 2 0.1，并且Eu 的摩爾凄t與Sr、 Ba,口Eu的總摩爾凄史的比率為0.02 — 0.08。在l〉x 之O.l并且比率為0.02-0.08的情況下，焚光體的發(fā)光強(qiáng)度是在比率 為0.1的情況下的約1.8至約2倍。因此，可以獲4尋具有高焚光強(qiáng) 度、發(fā)射發(fā)光中心波長(zhǎng)為600 nm以上的橙色熒光，并且可以 文善 在紅色區(qū)域中的顯色性的熒光體。
0.2。當(dāng)x》0.2時(shí)，可以^是供一種用于制造具有600 nm以上的發(fā)光 中心波長(zhǎng)并且可以改善在紅色區(qū)域中的顯色性的熒光體的方法。尤 其是在x S 0.5的情況下，可以提供一種用于制造具有比黃色YAG 熒光體更高的熒光強(qiáng)度并具有606 nm以上的發(fā)光中心波長(zhǎng)以及可 以改善在紅色區(qū)i或中的顯色性的熒光體的方法。在0.5 2 x 2 0.1的 情況下，(Sr^， Bax)3Si05:Eu熒光體的熒光強(qiáng)度是黃色YAG熒光體 的熒光強(qiáng)度的約1.07至約1.20倍。
優(yōu)選0.8 2 x。當(dāng)0.8 kx時(shí)，可以才是供一種用于制造具有600 nm 以上的發(fā)光中心波長(zhǎng)并且可以改善在紅色區(qū)域中的顯色性的熒光 體的方法。尤其是在x^0.5的情況下，可以提供一種用于制造具有 比黃色YAG熒光體更高的熒光強(qiáng)度的熒光體的方法。在0.5 2 x 2 0.1的情況下，(SiVx, Bax)3Si05:Eu熒光體的熒光強(qiáng)度是黃色YAG 熒光體的熒光強(qiáng)度的約1.07至約1.20倍。
15優(yōu)選0.5^x。當(dāng)0.52x時(shí)，可以提供一種用于制造具有比黃色 YAG熒光體更高的熒光強(qiáng)度、具有600 nm以上的發(fā)光中心波長(zhǎng)以 及可以改善在紅色區(qū)域中的顯色性的焚光體的方法。在0.5 2x2 0.1 的情況下，(Sr^， Bax)3SiOs:Eu熒光體的熒光強(qiáng)度是黃色YAG熒光 體的約1.07至約1.20倍。
活化劑的濃度優(yōu)選為2 mol°/t)~8 mol%。在這樣的濃度下，該 熒光體的發(fā)光強(qiáng)度是具有10 mol。/?；罨瘎舛鹊臒晒怏w的約1.8至 約2倍。因此，可以獲得一種用于制造具有高熒光強(qiáng)度并且可以改 善在紅色區(qū)i^中的顯色性的焚光體的方法。
活化劑的濃度優(yōu)選為6 mol%~8 mol%。在這樣的濃度下，熒 光體的發(fā)光強(qiáng)度是具有10 moP/?；罨瘎舛鹊臒晒怏w的約1.9至約2 倍。因此，可以獲得一種用于制造具有較高熒光強(qiáng)度并且可以改善 在紅色區(qū)域中的顯色性的熒光體的方法。
當(dāng)用藍(lán)光激發(fā)時(shí)熒光體優(yōu)選發(fā)射熒光。在這種情況下，可以提 供一種用于制造可以通過(guò)發(fā)射藍(lán)光的發(fā)光元件激發(fā)的熒光體的方 法。在該方法中，可以通過(guò)混合藍(lán)光和由熒光體發(fā)射的橙色熒光來(lái) 構(gòu)造白色發(fā)光裝置。此外，可以獲得一種使用該發(fā)光裝置作為用于 照射顯示部的光源的顯示元件以及一種可以改善在紅色區(qū)域中的 顯色性的熒光體。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)光裝置中，熒光體優(yōu)選通過(guò)發(fā)射藍(lán) 光的發(fā)光元件來(lái)激發(fā)。在這種情況下，當(dāng)用由發(fā)光元件發(fā)射的藍(lán)光 激發(fā)時(shí)，熒光體發(fā)射橙色熒光，并且使該橙色熒光與藍(lán)光混合以實(shí) 現(xiàn)發(fā)射顯色性改善的白光的發(fā)光裝置。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的顯示裝置中，熒光體優(yōu)選通過(guò)發(fā)射藍(lán) 光的發(fā)光元件來(lái)激發(fā)。在這種情況下，當(dāng)用由發(fā)光元件發(fā)射的藍(lán)光激發(fā)時(shí)，熒光體發(fā)射橙色熒光，并且使該橙色熒光與藍(lán)光混合以實(shí) 現(xiàn)發(fā)射顯色性改善的白光的發(fā)光裝置。由于顯示裝置包括這樣的發(fā) 光裝置，因此可以獲得在紅色區(qū)域中具有強(qiáng)光的顯示裝置。
關(guān)于包括作為基材的(Sr^， Bax)3SiOs和作為活化劑的Eu的五 氧化-圭熒光體，基于Sr、 Ba和Eu的組成比，由用藍(lán)光激發(fā)產(chǎn)生的 其熒光光譜特性被認(rèn)為顯著不同。換句話說(shuō)，認(rèn)為熒光光鐠的寬度、 發(fā)光中心波長(zhǎng)、以及峰值熒光強(qiáng)度不僅基于Sr和Ba的組成比而且 基于Eu的《且成比而不同。
在本發(fā)明中，檢測(cè)了基于Sr、 Ba和Eu的組成比，五氧化硅熒 光體的熒光光譜特性的變化。因此，可以獲得這樣的熒光體，該熒 光體具有在橙色光波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有高峰值熒光強(qiáng)度的熒光光譜， 600 nm以上的發(fā)光中心波長(zhǎng)，以及/人黃光波長(zhǎng)范圍到紅光波長(zhǎng)范圍 的寬分布。可以發(fā)現(xiàn)，可以通過(guò)4吏用這種熒光體來(lái)改善在紅色區(qū)域 中的顯色性。
才艮據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的熒光體包4舌作為基材的(SrVx， Bax)3Si05 (其中1 >x^0.1 )和4乍為活4匕劑的Eu。該熒光體具有基于Sr、 Ba 和Eu的組成比控制的600 nm以上的發(fā)光中心波長(zhǎng)，通過(guò)在藍(lán)光波 長(zhǎng)范圍(藍(lán)光；400至480 nm)內(nèi)的光來(lái)激發(fā)，發(fā)射具有600 nm 以上的發(fā)光中心波長(zhǎng)的高強(qiáng)度橙色熒光，并且可以改善在紅色區(qū)域 中的顯色性。更優(yōu)選地，x2 0.2。優(yōu)選地，0.8 2 x，并且更優(yōu)選0.5 > x。
活化劑的濃度優(yōu)選為2 mol% ~ 8 mol°/o,更優(yōu)選為6 mol% ~ 8 mol%。在0.5 2 x 2 0.1的情況下，(Sr,-x, Bax)3Si05:Eu焚光體的熒 光強(qiáng)度是黃色YAG熒光體(Y!.5， Gdi5)(Al2, Ga3)012:Ce的熒光強(qiáng)度 高的約1.07至約1.20倍。在活化劑的濃度為2 mol。/。以上8 mol。/o以 下的情況下，熒光體的發(fā)光強(qiáng)度是具有10mol。/?；罨瘎舛鹊臒晒怏w的發(fā)光強(qiáng)度的約1.8至約2倍。在活化劑的濃度為6mol。/。以上8 mol。/。以下的情況下，熒光體的發(fā)光強(qiáng)度是具有10mol。/。活化劑濃度 的熒光體的發(fā)光強(qiáng)度的約1.9至約2倍。
在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的熒光體中，稱取分別包括Sr、 Ba、 Si和Eu的化合物使得金屬元素Sr、 Ba和Si的摩爾比(或原子比) 為Sr:Ba:Si = 3(l -x):3x:l其中1 〉x^0.1，并且Eu的摩爾數(shù)NEu(或 原子數(shù))與Sr、 Ba和Eu的總摩爾數(shù)Ni (NT = 3)(或熒光體的化學(xué)式 中的總原子數(shù))的比率(=NEu/NT)(摩爾比或原子比)為0.02 ~ 0.08, 優(yōu)選0.06~0.08。然后由該化合物合成熒光體。NSr、 N^和Neu分 別表示Sr、 Ba和Eu的摩爾凄丈，并且NT = NSr + NBa + NEu = 3。
在上述比率為0.02以上0.08以下的情況下，該焚光體的發(fā)光 強(qiáng)度是其比率為0.1的熒光體的發(fā)光強(qiáng)度的約1.8至約2倍。在上 述比率為0.06以上0.08以下的情況下，該熒光體的發(fā)光強(qiáng)度是其 比率為0.1的熒光體的發(fā)光強(qiáng)度的約1.9至約2倍。
即，稱取分別包括Sr、 Ba、 Si和Eu的化合物的粉末使得所得 的熒光體包括作為基材的(Sr!.x， Bax)3Si05 (其中1 > x 2 0.1 )以及 作為活化劑的Eu,其中Eu濃度(摩爾百分比或原子百分比)為2% ~ 8%( 0.02 S (NEu/NT) S 0.08 )，優(yōu)選6% ~ 8%( 0.06《(NEu/NT) S 0.08 )。 對(duì)粉末進(jìn)行混合并粉碎以制備混合物。
在1300。C以上1700°C以下的溫度下燒制該混合物以合成焚光 體。為了獲得具有期望組成的熒光體，伊O選在1600°C下在包含4% 以下氫(基于體積)的惰性氣體氣氛中燒制該混合物。
分別包括Sr、 Ba、 Si和Eu的化合物主要是氧化物、碳酸鹽、 草酸鹽等，但并不限于這些。該化合物可以是其他無(wú)才幾鹽或有才幾化 合物諸如有一幾鹽。物4吏得基于Sr、 Ba和Eu的組成比，發(fā)光中心波長(zhǎng)^皮控制為600 nm 以上；金屬元素Sr、 Ba和Si的摩爾比(或原子比)為Sr:Ba:Si = 3(1 -x):3x:l其中l(wèi)>x^0.1;并且Eu的摩爾數(shù)Neu(或原子凄丈)與Sr、 Ba和Eu的總摩爾數(shù)NT (NT = 3)(或熒光體的化學(xué)式中的總原子數(shù)) 的比率(=NEu/NT)(摩爾比或原子比)為0.02 ~ 0.08，優(yōu)選0.06 ~ 0.08。 然后燒制該混合物以合成熒光體。
換句話說(shuō)，用于制造熒光體的方法包括稱取分別包括Sr、 Ba、 Si和Eu的化合物使得Eu濃度(摩爾百分比或原子百分比)為2% ~ 8%，優(yōu)選6%~8%,然后通過(guò)混合并粉石f該化合物來(lái)制備混合物的 原料制備步驟；以及在1300°C以上1700。C以下的溫度下燒制該混 合物的燒制步-驟。在該方法中，基于Sr、 Ba和Eu的組成比將發(fā)光 中心波長(zhǎng)控制為600 nm以上。
在燒制步驟中，優(yōu)選在1600°C下在包含4%以下的氬(基于體 積)的惰性氣體氣氛中燒制該混合物4小時(shí)。結(jié)果，可以制造包括 作為基材的(SrVx, Bax)3SK)5和作為活化劑的Eu，發(fā)射具有600 nm 以上的發(fā)光中心波長(zhǎng)的高強(qiáng)度橙色熒光，并且可以改善在紅色區(qū)域 中的顯色性的熒光體。
通過(guò)上述方法制造的具有2%以上8%以下的Eu濃度的熒光體 的發(fā)光強(qiáng)度是具有10%的Eu濃度的熒光體的發(fā)光強(qiáng)度的約1.8至 約2倍。具有6%以上8%以下的Eu濃度的熒光體的發(fā)光強(qiáng)度是具 有10%的Eu濃度的熒光體的發(fā)光強(qiáng)度的約1.9至約2倍。
現(xiàn)在，將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施方式。
19實(shí)施方式
才艮據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的熒光體通過(guò)在400至480 nm的藍(lán)光波 長(zhǎng)范圍內(nèi)的光來(lái)激發(fā)，具有600 nm以上的發(fā)光中心波長(zhǎng)，并包括 作為基材的(Sr^， Bax)3SiOs其中1 > x 2 0.1和作為活4匕劑的Eu。 伊C選i也，x2 0.2，更伊C選0.8 2x，更優(yōu)選0.5 2x。在0.5>乂2 0.1 的情況下，(Sr!-x， Bax)3Si05:Eu熒光體的熒光強(qiáng)度是黃色YAG熒光 體(Yls， Gd!.5)(Al2, Ga3)012:Ce的熒光強(qiáng)度的約1.07至約1.20倍。
才艮據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的熒光體可以適當(dāng)i也用于發(fā)光裝置和顯 示裝置。尤其是，熒光體可以適當(dāng)?shù)赜糜谑褂冒l(fā)光裝置(如白色 LED)的顯示裝置(如液晶顯示裝置)。
在下文的描述中，包括作為基材的(S巧-x, Bax)3Si05( 1 >x》0.1 ) 和作為活化劑的Eu的熒光體由(SiVx， Bax)3SiOs:Eu表示，其中x 表示基材的組成。Eu濃度由Eu的摩爾數(shù)NEu(或原子數(shù))與Sr、 Ba 和Eu的總摩爾數(shù)NT (NT = 3)(或熒光體的化學(xué)式中的總原子數(shù)) 的比率—Neu/Nt)(摩爾百分比或原子百分比)表示。尤其是當(dāng)熒光 體的元素組成^皮清楚i也描述時(shí)，熒光體由(Sra， Bab)SiO5:Euc(a>0, b>0， c>0， a + b + c二3)表示。
圖13是在本發(fā)明的實(shí)施方式中使用熒光體的白色發(fā)光裝置(發(fā) 光裝置，白色LED)的截面圖。
在白色發(fā)光裝置10中，如圖13所示，InGaN藍(lán)色LED 14安 裝在i殳置在殼體11中的反射杯的底部上，并且藍(lán)色LED 14通過(guò)4妄 合線15連接至端子電極13。反射杯具有帶反射面的凹部以通過(guò)反 射改善光發(fā)射的方向性。端子電極13連接至外部電源(未示出)。例如，將藍(lán)色LED 14密封在包含透明環(huán)氧樹脂以及分散的才艮 據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的橙色熒光體的模制部分16中。用于調(diào)節(jié)發(fā)射 光的發(fā)散角的透鏡可以設(shè)置在模制部分16和殼體11的上表面上。
當(dāng)用在由藍(lán)色LED 14發(fā)射的藍(lán)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光激發(fā)時(shí)，橙 色熒光體發(fā)射橙色熒光。使橙色熒光與在由藍(lán)色LED 14發(fā)射的藍(lán) 光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光混合，并且白色發(fā)光裝置10產(chǎn)生白光。由通過(guò) 使藍(lán)色LED與發(fā)射黃色熒光的YAG焚光體結(jié)合獲得的現(xiàn)有白色發(fā) 光裝置發(fā)射的白光包括較少的紅光成分，并且在紅色區(qū)域中呈現(xiàn)出 低顯色性。
由于由通過(guò)使藍(lán)色LED與根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的橙色熒光體 結(jié)合獲得的白色發(fā)光裝置發(fā)射的白光通過(guò)混合在由藍(lán)色LED發(fā)射 的藍(lán)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光與由橙色熒光體發(fā)射的橙色熒光而產(chǎn)生，因 此可以增加紅光成分并且可以改善顯色性。這才羊的白色發(fā)光裝置可 以適當(dāng)?shù)乇挥米饕壕э@示器的背后照明。
此外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的橙色熒光體可以與發(fā)射黃色熒光 的YAG焚光體混合。換句話說(shuō)，可以混合根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的 橙色熒光體和發(fā)射黃色熒光的YAG熒光體并且例如分散在構(gòu)成圖 13所示的才莫制部分16的樹脂諸如透明環(huán)氧樹脂中。這可以進(jìn)一步 增加紅光成分并改善顯色性以獲得具有低色溫的白色發(fā)光裝置。通 過(guò)使用這樣的白色發(fā)光裝置作為液晶顯示器的背后照明，可以獲得 在紅色區(qū)域中具有更明亮的光的液晶顯示器。
實(shí)施例
圖1是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中(Sr^， Bax)3Si05:Eu熒光體 (基才才的纟且成x^0.0、 0.25、 0.5、 0.75和1.0 )的焚光光"i普的曲纟戔圖。在圖1中，橫坐標(biāo)表示波長(zhǎng)(nm)而縱坐標(biāo)表示相對(duì)熒光強(qiáng)度。 在該曲線圖中，(a)是Ba3SiOs:Eu熒光體(x=1.0)的熒光光譜，
(b)是(Sro.25, Bao.75)3Si05:Eu熒光體(x = 0.75)的熒光光譜，(c) 是(Sro.s， Bao.5)3Si05:Eu熒光體(x = 0.5 )的熒光光語(yǔ)，(d ) A(Sr0.75, Ba0 25)3SiO5:Eu熒光體(x = 0.25)的熒光光譜，(e)是Sr3Si05:Eu 熒光體(x = 0.0)的焚光光i普，以及(f)是黃色YAG熒光體的熒 光光譜。
黃色YAG熒光體是商業(yè)上可獲得的構(gòu)成其基材的元素的比率 為Y:Gd二l:l禾口 Al:Ga = 2:3的(Y, Gd)3(Al， Ga)5012:Ce,即(Y,.s， Gd15)(Al2， Ga3)012:Ce。在圖1中，各熒光體的Eu濃度為8 mol%， 并且下面描述用于合成焚光體(a)至(e)的方法(參照關(guān)于圖3 和圖5的描述)。
在圖1中，激發(fā)波長(zhǎng)為450 nm。如圖1的下部空間所示，熒光 體(a)至(f)的焚光光譜的峰值波長(zhǎng)(發(fā)光中心波長(zhǎng))分別為595 nm、 602 nm、 610 nm、 608 nm、 588 nm和565 nm。矛J用可由JOBIN YVON獲得的使用Xe作為激發(fā)光源的測(cè)量系統(tǒng)Florog 3來(lái)測(cè)量熒 光光謙。
(b) (Sr0.25, Bao.75)3Si05:Eu、 (c) (Sr0.5, Bao.5)3Si05:Eu和(d) (Sr0 75, Bao.25)3Si05:Eu的熒光光i普的各發(fā)光中心波長(zhǎng)X為600 nm以 上，其在橙色光波長(zhǎng)范圍內(nèi)。包含黃光波長(zhǎng)范圍和紅光波長(zhǎng)范圍的 波長(zhǎng)成分的熒光光譜較寬。
圖2A和圖2B是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中基材的組成x與 (Srvx, Bax)3Si05:Eu熒光體的熒光性能之間的相互關(guān)系的曲線圖， 其通過(guò)整理圖1所示的結(jié)果來(lái)描繪。圖2A示出了作為基材的組成x的函數(shù)的熒光光譜的峰值波長(zhǎng) (發(fā)光中心波長(zhǎng))。圖2B示出了作為基材的組成x的函數(shù)的熒光光 語(yǔ)的相對(duì)焚光強(qiáng)度。相對(duì)熒光強(qiáng)度作為相對(duì)值給出使得不同熒光體 的熒光強(qiáng)度可以相互比較。因此，任何熒光體的峰值強(qiáng)度可以被用
作基準(zhǔn)。
如圖2A所示，隨著組成x乂人x-O.O增力口， (Sn陽(yáng)x, Bax)3Si05:Eu 熒光體的熒光光譜的峰值波長(zhǎng)X (發(fā)光中心波長(zhǎng))從588 nm偏移到 更長(zhǎng)的波長(zhǎng)。在約x-0.4時(shí)，偏移量達(dá)到其峰值并且獲得了約610 nm的最大峰值波長(zhǎng)。隨著x進(jìn)一步增加至x = 1.0,發(fā)射波長(zhǎng)從最 大峰值波長(zhǎng)偏移到較短的波長(zhǎng)。在x = 1.0時(shí)，X為595 nm。
在1 > x之0.1的情況下，(Sr,-x， Bax)3Si05:Eu焚光體的熒光光 譜的各發(fā)光中心波長(zhǎng)人均比Ba3Si05:Eu和Sr3Si05:Eu熒光體的熒光 光譜的發(fā)光中心波長(zhǎng)人要長(zhǎng)，并且X大于595 nm且最大峰值波長(zhǎng)為 610nm。在0.8 2x20.1的情況下，熒光光譜的各發(fā)光中心波長(zhǎng)入為 600 nm以上并且最大峰值波長(zhǎng)為610 nm。在0.62 2 x 2 0.2的情況 下，熒光光i普的各發(fā)光中心波長(zhǎng)X為606nm以上并且最大峰值波長(zhǎng) 為610 nm 。
如圖2B所示，隨著組成x /人x = 0.0增加，(Srk， Bax)3Si05:Eu 熒光體的相對(duì)熒光強(qiáng)度增加，并且在x-0.25時(shí)達(dá)到其峰值。隨著 x進(jìn)一步增力a至x-l.O,相對(duì)熒光強(qiáng)度降低，并且最后，Ba3Si05:Eu 熒光體的相對(duì)熒光強(qiáng)度變得低于Sr3Si05:Eu熒光體。在x = 0.25的 情況下，(Sr!-x， Bax)3SiOs:Eu焚光體的熒光強(qiáng)度是黃色YAG熒光體 (Yl5, Gd,.5)(Ab， Ga3)012:Ce的焚光強(qiáng)度的約1.20倍。
在基材的組成x為0.5 2x^0.1的情況下，(SiVx, Bax)3Si05:Eu 熒光體的熒光光i普的相對(duì)熒光強(qiáng)度高于Ba3Si05:Eu和Sr3Si05:Eu熒 光體的相對(duì)熒光強(qiáng)度，并且還高于黃色YAG熒光體的相對(duì)熒光強(qiáng)
23度(用虛線表示)。即，在0.5 2x20.1的情況下，熒光光譜的各發(fā) 光中心波長(zhǎng)X為600 nm以上，并且熒光光譜的相對(duì)熒光強(qiáng)度高于 Ba3SiOs:Eu焚光體、Sr3Si05:Eu熒光體以及黃色YAG熒光體中的4壬 一種的相對(duì)熒光強(qiáng)度。
在0.5 2x2 0.2的情況下，熒光光"i普的各發(fā)光中心波長(zhǎng)X為606 nm以上，并且熒光光i普的相對(duì)熒光強(qiáng)度高于黃色YAG熒光體的相 對(duì)熒光強(qiáng)度。在0.5 2x20.1的情況下，(Sr-x, Bax)3Si05:Eu熒光體 的熒光強(qiáng)度是黃色YAG熒光體的熒光強(qiáng)度的約1.07至約1.20倍。
如上所述，具有在沖登色光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的600 nm以上的發(fā)光中 心波長(zhǎng)并且具有從黃光波長(zhǎng)范圍到紅光波長(zhǎng)范圍的寬分布的熒光 光i普的熒光體通過(guò)控制Sr和Ba的組成比來(lái)獲得。利用這種熒光體， 可以改善紅色區(qū)i或中的顯色性。
現(xiàn)在，將描述(Sr,-x， Bax)3Si05:Eu熒光體的熒光強(qiáng)度的活化劑 濃度依賴性(Eu濃度依賴性)。
濃度)合成(SiVx， Bax)3Si05:Eu熒光體(x = 0.5 )中混合的原料的
量的表。
合成包括作為基材的(SiVx, Bax)3SiOs的x = 0.5的(Sro.s， Ba05)3SiO5:Eu熒光體，使得金屬元素Sr、 Ba和Si的化學(xué)計(jì)量比(組 成比)(摩爾比或原子比)為Sr:Ba:Si = 1.5:1.5:1并且Eu濃度為2 mol%、 4mol%、 6mol%、 8 moP/o和10 mol%。
如圖3所示，使用碳酸鍶、碳酸鋇、二氧化硅和氧化銪作為分 別包括Sr、 Ba、 Si和Eu的化合物。稱取并混合這些化合物的粉末以制備〉'昆合物。4吏用可由Kojundo Chemical Laboratory Co. ， Ltd.獲
得的碳酸鍶、碳酸鋇、二氧化硅和氧化銪。
稱取并混合各粉末以合成(Sro.5, Bao.5)2.94Si05:Euo.o6、 (Sr0.5 ， Ba0 5)2.88SiO5:Eu012 、(Sr0.5 ,Ba0.5)2.82SiO5:Eu0.18 、(Sr0.5 , Ba0.5)2.76SiO5:Eu0.24和(Sro.s， Bao.5)2.70Si05:Eu0.30, W支定用活4匕劑Eu 同等地代替作為基材的(Sro.s， Bao.5)3Si05中的Sr和Ba。
圖4是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中作為(SiVx， Bax)3Si05:Eu熒 光體(x = 0.5)的Eu濃度的函凄t的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度的曲線圖。
在圖4中，坤黃坐標(biāo)表示Eu濃度(mol% )而縱坐標(biāo)表示在450 nm 的激發(fā)波長(zhǎng)處的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度(峰值熒光光譜強(qiáng)度)。利用用于測(cè) 量上述圖1所示的焚光光i普的激發(fā)光源和熒光分光計(jì)來(lái)測(cè)量在它 們的熒光光譜的峰值波長(zhǎng)(發(fā)光中心波長(zhǎng))處的熒光體的相對(duì)發(fā) 光強(qiáng)度。i口圖4所示，隨著Eu ;農(nóng)度乂人2 moP/o變4匕到8 mol%,才目 對(duì)發(fā)光強(qiáng)度緩慢增加。在這些Eu濃度下的發(fā)光強(qiáng)度是在10mol% 的Eu濃度處的發(fā)光強(qiáng)度的約1.8至約2倍。在Eu濃度超過(guò)8 mol% 之后，相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度快速降低。
因此，如上所述，由于峰值熒光光"i普強(qiáng)度耳又決于Eu的組成比， 因此Eu濃度優(yōu)選為2 mol% ~ 8 mol%，更l尤選6 mol% ~ 8 mol%。 在Eu濃度為6 mol。/。以上8 mol。/。以下的情況下，熒光體的發(fā)光強(qiáng) 度是具有10 mol。/。的Eu濃度的熒光體的發(fā)光強(qiáng)度的約1.9至約2倍。
現(xiàn)在，將描述用于合成(Sr!-x， Bax)3Si05:Eu熒光體的方法。在 8mol。/。的Eu濃度下，合成了(Sr!-x, Bax)3Si05:Eu熒光體，其中x-0.0、 0.25、 0.5、 0.75和1.0。圖5是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中在合成(Sr^x, Bax)3Si05:Eu 熒光體(乂 = 0.25、 0.5和0.75; Eu = 8 mol% )中混合的原泮牛的量的表。
合成包括作為基材的(Sr^， Bax)3Si05,其中x = 0.25、 0.5和0.75 的(Sr，-x， Bax)3Si05:Eu熒光體，使得金屬元素Sr、 Ba和Si的摩爾 比(或原子比)為Sr:Ba:Si = 3(l - x):3x:l，并且Eu濃度為8 mol%。
如圖5所示，使用碳酸鍶、碳酸鋇、二氧化硅和氧化銪作為分 別包括Sr、 Ba、 Si和Eu的化合物。稱取并混合這些化合物的粉末 以制備';昆合4勿。 <吏用可由Kojundo Chemical Laboratory Co. ， Ltd.獲 得的碳酸鍶、碳酸鋇、二氧化硅和氧化銪。
稱取并混合各4分末以合成Ba2.76Si05:Euo.24 、 (Sr0.21 , Ba0.71)3SiO5:Eu0.24、 (Sr046, Ba0.46)3SiO5:Eu0.24、 (Sr0.71, Bao.2i)3Si05:Eu0.24 和Sr2.76Si05:Eu。.24，假定用活化劑Eu同等地代替作為基材的(Sr"x， Bax)3Si05中的Sr和Ba 。省略了在合成Ba2.76SiO5:Eu0.24和 Sr2.76Si05:Euo.24中混合的原泮牛的量。
如下合成包括作為基材的(Sr^， Bax)3SiOs和作為活化劑的Eu 的熒光體。在將20 g通過(guò)稱取和混合如圖3和圖5所示的化合物制 備的混合物》文入到500 mL塑泮+并瓦中之后，向該混合物中力口入200 ml 的乙醇和200 g的5 (t)氧4匕4告J求。然后以50 rpm進(jìn)4亍3求磨混合持續(xù) 3 0分鐘。對(duì)球磨的混合物進(jìn)行抽濾并在80。C下干燥3小時(shí)。
以1 L/min供應(yīng)混合氣體(forming gas)(包含4安體積計(jì)4%以 下的氫的惰性氣體(氬氣、氮?dú)獾?)，并以300。C/min升高溫度來(lái) 產(chǎn)生干燥混合物周圍的氣氛。在1600。C下在上述混合氣體氣氛中 燒制混合物4小時(shí)。粉石卒所得的燒制產(chǎn)物，4吏用可由Rigaku Co.,
26Ltd.獲得的具有Ni過(guò)濾器和CuKa射線(波長(zhǎng)0.1541 nm)的X射線4汙 射儀(RADIII)來(lái)測(cè)量得到圖6至圖10所示的粉末X-射線衍射圖。
圖6是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中包括作為基材的Ba3Si05:Eu (x = 1.0 )的焚光體的測(cè)量的X-射線衍射圖(主要部分)的曲線圖。
圖7是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中包括作為基材的(Sro.25， Ba0.75)3SiO5:Eu (x = 0.75)并通過(guò)〉'昆合圖5所示的原并+而合成的熒 光體的測(cè)量的X-射線衍射圖(主要部分)的曲線圖。
圖8是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中包括作為基材的(Sro.5， Ba05)3SiO5:Eu (x = 0.5 )并通過(guò)混合圖5所示的原料而合成的焚光 體的測(cè)量的X-射線彩f射圖(主要部分)的曲線圖。
圖9是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中包括作為基材的(Sro.75, Ba025)3SiO5:Eu (x = 0.25)并通過(guò)混合圖5所示的原津牛而合成的熒 光體的測(cè)量的X-射線衍射圖(主要部分)的曲線圖。
圖IO是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中包括作為基材的Sr3SiOs:Eu 其中x = 0.0的熒光體的測(cè)量的X-射線衍射圖(主要部分)的曲線圖。
在圖6至圖10中，橫坐標(biāo)表示衍射角2e (度)而縱坐標(biāo)表示
相對(duì)衍射強(qiáng)度。晶格常數(shù)a和c按如下使用圖6至圖10所示的X-射線布于射圖來(lái)確定，4艮定(SrA， Bax)3Si05:Eu熒光體為正方晶系。
4汙射角2e的單位為度。
在Ba3Si05:Eu熒光體中，根據(jù)圖6 4吏用在書f射角29 = 28.45 ((h,k,l) = (2，1，1))、 29 = 29.15 ((h，k,l) = (2,0,2))、 26 = 31.8。 ((h,k，l)=(0,0,4))和20 = 34.7o ((h,k，l) = (2，2,0))處的衍射峰獲得a = 7.302 nm和 c = 11.24 nm。
在(Sr。.25， Bao.75)3Si05:Eu熒光體中，根據(jù)圖7使用在衍射角26= 28.65 ((h，k,l) = (2，1,1))、20 = 29.40 ((h，k,l) = (2，0，2))和26 = 32.05 ((h,k，l) =(0,0，4))處的衍射峰獲得a = 7.25 nm和c = 11.13 nm。
在(Sr。.5， Ba05)3SiO5:Eu熒光體中,根據(jù)圖8使用在衍射角20 = 29.35 ((h,k，l) = (2,1，1))、2e = 30.05 ((h,k,l) = (2，0,2))和2e = 32.60 ((h，k,l) =(0,0,4》處的書亍射峰獲得a = 7.08 nm和c = 10.96 nm。
在(Sro.7s, Ba0.25)3SiO5:Eu熒光體中，才艮據(jù)圖9使用在衍射角20 =29.60 ((h，k，l) = (2,1,1》、20 = 30.25 ((h,k,l) = (2,0，2))和20 = 32.75 ((h,k,l) = (0，0，4))處的衍射峰獲得a = 7.02 nm和c = 10.94 nm。
在Sr3Si05:Eu熒光體中，根據(jù)圖10使用在書f射角20 = 29.90 ((h,k,l) = (2，1,1))、 26 = 30.6。 ((h,k，l) = (2，0，2))和26 = 33.3。 ((h,k，l)= (0,0,4))處的^亍射峰獲得a = 6.95 nm和c = 10.76 nm。
圖11是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中(Sr"， Bax)3Si05:Eu熒光體 的組成x(x二O.O、 0.5和1.0)與測(cè)量的X射線衍射圖(主要部分) 之間的相互關(guān)系的曲線圖。
在圖11中，在圖6 (Ba3Si05:Eu熒光體)、圖8 ( (Sr0.5 ， Ba05)3SiO5:Eu熒光體)和圖10 ( Sr3Si05:Eu熒光體)所示的在27° 至34。的衍射角2e處測(cè)量的X射線衍射圖;f皮此重疊。圖11中的圓 形、三角形和方形分別表示來(lái)自Ba3Si05:Eu熒光體、(Sr0.5 ， Baa5)3Si05:Eu熒光體和Sr3Si05:Eu熒光體的衍射峰。參照?qǐng)D11， (Sro.s, Bao.5)3Si05:Eu熒光體的衍射峰存在于 Sr3Si05:Eu熒光體的衍射峰與Ba3Si05:Eu熒光體的衍射峰之間。因 此，在這種情況下Vegard定4聿有效，并且具有所期望的組成比，即 i人為已合成出Sr:Ba=l:l的焚光體。
圖12是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中(Sr"， Bax)3Si05:Eu熒光體 的纟且成x(x二O,O、 0.25、 0.5、 0.75和1.0)與由測(cè)量的X射線書亍射 圖導(dǎo)出的晶格常數(shù)a和c之間的相互關(guān)系的曲線圖。
圖12示出了作為(Sr,.x， Bax)3Si05:Eu熒光體的組成x的函凌t的 導(dǎo)出的晶格常數(shù)a和c (nm)。如圖12所示，晶格常數(shù)a和c在圖 中的虛線附近繪制出，并且隨組成x線性變化。因此，在這種情況 下Vegard定4聿有凌丈，并且i人為已合成出具有所期望的組成x的 (Sr!—x, Bax)3Si05:Eu熒光體。
雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的實(shí)施方式， <旦本發(fā)明并不限于上述實(shí) 施方式。在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思內(nèi)可以進(jìn)4亍各種更改。
本領(lǐng)域的普通才支術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以才艮據(jù)i殳計(jì)要求和其它因 素進(jìn)行各種變更、組合、子組合、以及改變，只要它們?cè)谒綑?quán)利 要求或其等同物的范圍內(nèi)。
29
權(quán)利要求
1.一種熒光體，包括作為基材的(Sr1-x，Bax)3SiO5，其中1＞x≥0.1，以及作為活化劑的銪(Eu)，其中，基于Sr、Ba和Eu的組成比將發(fā)光中心波長(zhǎng)控制為600nm以上。
2. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的焚光體，其中，x2 0.2。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光體，其中，0.82x。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光體，其中，0.5 2x。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光體，其中，所述活化劑的濃度為2 mol% ~ 8 mol%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光體，其中，所述活化劑的濃度為6 mol% ~ 8 mol%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光體，當(dāng)用藍(lán)光激發(fā)時(shí)所述熒光體發(fā) 射熒光。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光體，所述熒光體通過(guò)在1300。C~ 1700°C的溫度下燒制分別包括Sr、 Ba、 Si和Eu的化合物的 混合物而合成，所制備的所述混合物中Sr、 Ba和Si的摩爾比 為Sr:Ba:Si = 3(1 - x):3x:l，其中l(wèi)〉x20.1,并且Eu的摩爾 凌t與Sr、 Ba和Eu的總摩爾凄t的比率為0.02-0.08。
9. 一種熒光體制造方法，所述熒光體包括作為基材的(Sr!-x, Ba^3Si05和作為活化劑的銪(Eu)，該方法包括以下步驟制備分別包括Sr、 Ba、 Si和Eu的化合物的混合物， <吏得 Sr、 Ba和Si的摩爾比為Sr:Ba:Si = 3(l - x):3x:l，其中l(wèi)〉x^ 0.1，并且Eu的摩爾數(shù)與Sr、 Ba和Eu的總摩爾數(shù)的比率為 0.02 — 0.08;以及在1300°C~ 1700°C的溫度下燒制所述混合物，其中，基于Sr、 Ba和Eu的組成比，將發(fā)光中心波長(zhǎng)控 制為600 nm以上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的熒光體制造方法，其中，x2 0.2。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的熒光體制造方法，其中，0.8 2 x。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的熒光體制造方法，其中，0.5 2x。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的熒光體制造方法，其中，所述活化劑的 濃度為2 mol% ~ 8 mol%。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的熒光體制造方法，其中，所述活化劑的 濃度為6 mol% ~ 8 mol°/o。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的熒光體制造方法，當(dāng)用藍(lán)光激發(fā)時(shí)所述 熒光體發(fā)射熒光。
16. —種發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置使用根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng) 所述的熒光體。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)光裝置，其中，所述焚光體通過(guò)發(fā) 射藍(lán)光的發(fā)光元件來(lái)激發(fā)。
18. —種顯示裝置，該顯示裝置包括使用4艮據(jù)權(quán)利要求1至8中任 一項(xiàng)所述的熒光體的發(fā)光裝置作為用于照射顯示部的光源。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的顯示裝置，其中，所述熒光體通過(guò)發(fā)射藍(lán)光的發(fā)光元件來(lái)激發(fā)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種熒光體，其制造方法，以及使用該熒光體的發(fā)光裝置和顯示裝置。該熒光體包括作為基材的(Sr_1-x，Ba_x)₃SiO₅其中1＞x≥0.1和作為活化劑的銪(Eu)?；赟r、Ba和Eu的組成比將熒光體的發(fā)光中心波長(zhǎng)控制為600nm以上。
文檔編號(hào)H01L33/50GK101586025SQ20091014298
公開日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2009年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月21日
發(fā)明者五十嵐崇裕, 楠木常夫 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社