JP5134788B2 - 蛍光体の製造方法 - Google Patents
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Description
T.L.Barry、Journal of Electrochemical Society Vol.115,No.11,pp.1181−1184(1968)
(上記一般式(1)中、x,y,zおよびwは、下記関係式(2),(4)〜(7)を満たし、かつaを573,bを467,cを623,dを736としたときに、(3)式を満たす値である。)
x+y+z+w=1 (2)
600≦ax+by+cz+dw (3)
0≦x/(1−w)≦0.95 (4)
0≦y/(1−w)≦0.4 (5)
0<z/(1−w)≦0.95 (6)
0.02≦w≦0.2 (7)
(上記一般式(1)中、x,y,zおよびwは、下記関係式(2),(4)〜(7)を満たし、かつaを573,bを467,cを623,dを736としたときに、(3)式を満たす値である。)
600≦ax+by+cz+dw (3)
0≦x/(1−w)≦0.95 (4)
0≦y/(1−w)≦0.4 (5)
0<z/(1−w)≦0.95 (6)
0.02≦w≦0.2 (7)
正ケイ酸アルカリ土類化合物においては、SrとCaとBaとは、完全に固溶した状態で存在する。この条件と、数式(2)、(3)および(7)によって、アルカリ土類金属含有量に関する数値x,yおよびzの範囲が決定される。すなわち、数式(4)、(5)および(6)は、こうした条件によって導き出される。
なお、上記数式(3)の導出については後述する。
a,b,c,およびdは、合成した蛍光体の組成と測定した発光スペクトルのデータを最小二乗法により求められ、それぞれ、a=573、b=467、c=623、およびd=736である。
図5に、観測値と前述の一次関数式(8)から求められる予測値との関係を示す。このプロットの標準偏差は3.58であった。このことから、(3)により導出される発光予測ピーク波長と実測された観測ピーク波長との間には大きなずれがないこと、また、(3)から求められる本発明の実施形態にかかるユーロピウム付活正ケイ酸アルカリ土類蛍光体(Srx,Bay,Caz,Euw)2SiO4の組成範囲を求めることが可能なことがわかる。
図示する発光装置においては、樹脂ステム200はリードフレームを成形してなるリード201およびリード202と、これに一体成形されてなる樹脂部203とを有する。樹脂部203は、上部開口部が底面部より広い凹部205を有しており、この凹部の側面には反射面204が設けられる。
(Sr0.63Ca0.27Eu0.10)2SiO4で表わされる組成の蛍光体を調製した。原料粉末としては、SrCO3粉末37.20g、CaCO3粉末10.81g、SiO2粉末11.78g、およびEu2O3粉末7.04gを用意した。さらに、結晶成長剤として、2.00gのNH4Clを添加して、ボールミルで均一に混合した。
原料粉末の混合組成を変更する以外はNo.1蛍光体と同様の方法により、(Sr0.72Ca0.18Eu0.10)2SiO4で表わされる組成の蛍光体を作製し、No.2とした。
二次焼成を行なわない以外はNo.1蛍光体と同様の方法によりNo.3蛍光体を作製した。得られた蛍光体を254nmにピーク波長を有する紫外線で励起したところ、発光スペクトルのピーク波長は603nmであった。しかしながら、No.3蛍光体の発光スペクトルのピーク強度は、二次焼成を行なったNo.1蛍光体の3%程度の強度比であり、実用化に耐えられないものであった。
上記一般式(1)中、x,y,zおよびwは、下記の関係式(2),(4)〜(7)を満たし、かつaを573,bを467,cを623,dを736としたときに、(3)式を満たす値である。
600≦ax+by+cz+dw (3)
0≦x/(1−w)≦0.95 (4)
0≦y/(1−w)≦0.4 (5)
0<z/(1−w)≦0.95 (6)
0.02≦w≦0.2 (7)
すなわち、上記表1に示す蛍光体のうち、No.1、4〜7および9〜17の蛍光体が該当する。
まず、No.5の蛍光体と黄色発光蛍光体との混合物を作製した。黄色発光蛍光体としては、ピーク波長560nmの(Sr,Ba,Eu)2SiO4蛍光体を用い、これらの蛍光体は、製造の最終工程において水中での篩通しを行なって、粒子径が5〜30μmの範囲内に収まるように調整した。No.5の蛍光体と黄色発光蛍光体とを混合し、シリコーン樹脂中に30重量%加えて分散させた。
No.5の蛍光体を用いない以外は実施例1と同様にして、比較例1の白色LEDを作製した。実施例1と同様、色温度が4200Kになるように塗布量を調整した。得られたLEDの演色性は、Raが51.7であり、R9が−131.8であった。実施例1の白色LEDと比較すると、RaおよびR9は、いずれも大きく低下しているおり、実用的ではないことがわかる。比較例1の白色LEDの発光スペクトルを、図11に示す。図10と図11を比較すると、600nm以上の発光成分が少ないことがわかる。
No.5の蛍光体をNo.12の蛍光体に変更した以外は実施例1と同様にして、実施例2の白色LEDを作製した。また、No.5の蛍光体をNo.15の蛍光体に変更した以外は実施例1と同様にして、実施例3の白色LEDを作製した。いずれにおいても、白色LEDの色温度が4200Kになるように、黄色発光蛍光体との混合比および塗布量を調整した。得られた白色LEDの演色評価数の値を、下記表2にまとめる。
黄色発光蛍光体をピーク波長570nmのYAG:Ce蛍光体に変更した以外は、実施例1〜3と同様にして、実施例4〜6の白色LEDを作製した。いずれにおいても、白色LEDの色温度が4200Kになるように、黄色発光蛍光体との混合比および塗布量を調整した。得られた白色LEDの演色評価数の値を、下記表2にまとめる。
黄色発光蛍光体を緑色発光蛍光体に変更した以外は、実施例1〜3と同様にして実施例7〜9の白色LEDを作製した。緑色発光蛍光体としては、ピーク波長545nmの(Sr,Ba,Eu)2SiO4蛍光体を用いた。いずれにおいても、白色LEDの色温度が4200Kになるように、緑色発光蛍光体との混合比および塗布量を調整した。得られた白色LEDの演色評価数の値を、下記表2にまとめる。
No.5の蛍光体を用いない以外は実施例4と同様にして、比較例2の白色LEDを作製した。また、No.5の蛍光体を用いない以外は実施例7と同様にして、比較例3の白色LEDを作製した。
青色発光蛍光体に加えて、緑色ないし黄色領域に発光を有する蛍光体(緑色系発光蛍光体)をNo.15の蛍光体と混合して混合物を作製した。青色発光蛍光体としては、発光ピーク波長444nmのBaMgAl10O17:Eu蛍光体を用い、緑色系発光蛍光体としては、ピーク波長514nmのBaMgAl10O17:Eu,Mn蛍光体を用いた。
緑色系発光蛍光体を発光ピーク波長558nmの(Ba,Sr,Eu)2SiO4蛍光体に変更した以外は実施例10と同様にして、実施例11の白色LEDを作製した。また、緑色系発光蛍光体を発光ピーク波長565nmの(Sr,Ba,Eu)2SiO4蛍光体に変更した以外は実施例10と同様にして、実施例12の白色LEDを作製した。さらに、緑色系発光蛍光体を発光ピーク波長540nmの(Ba,Sr,Eu)2SiO4蛍光体に変更した以外は実施例10と同様にして、実施例13の白色LEDを作製した。
No.15の蛍光体を用いない以外は実施例10と同様にして、比較例4の白色LEDを作製した。また、No.15の蛍光体をLa2O2S:Eu蛍光体に変更した以外は実施例10と同様にして、比較例5の白色LEDを作製した。得られた白色LEDの性能を、下記表3に示す。
No.5の蛍光体をNo.2の蛍光体に変更した以外は実施例1と同様にして、実施例14の白色LEDを作製し、No.5の蛍光体をNo.8の蛍光体に変更した以外は実施例4と同様にして、実施例15の白色LEDを作製した。また、No.15の蛍光体をNo.2の蛍光体に変更した以外は実施例10と同様にして、実施例16のLEDを作製し、No.4の蛍光体をNo.8の蛍光体に変更した以外は実施例12と同様にして実施例17の白色LEDを作製した。得られた白色LEDの演色評価数の値を、下記表4にまとめる。
204…反射面; 205…凹部; 206…発光チップ
207…ボンディングワイヤー; 208…ボンディングワイヤー
209…蛍光層; 210…蛍光体; 211…樹脂層。
Claims (1)
- 下記一般式(1)で表わされる組成を有し、波長254nmの紫外光で励起した際に、600nm以上のピーク波長を有する発光バンドを示すユーロピウム付活正ケイ酸アルカリ土類蛍光体の製造方法であって、
混合原料を容器に収容し、N 2 /H 2 の還元性雰囲気中で熱処理して一次焼成品を得る工程と、前記一次焼成品を粉砕して容器に収容する工程と、前記容器を炉内に配置し真空で窒素置換する工程と、前記一次焼成品を、水素濃度5%以上100%未満のN 2 /H 2 の還元性雰囲気中で熱処理して、二次焼成品を得る工程とを具備することを特徴とする製造方法。
(Srx,Bay,Caz,Euw)2SiO4 (1)
(上記一般式(1)中、x,y,zおよびwは、下記関係式(2),(4)〜(7)を満たし、かつaを573,bを467,cを623,dを736としたときに、(3)式を満たす値である。)
x+y+z+w=1 (2)
600≦ax+by+cz+dw (3)
0≦x/(1−w)≦0.95 (4)
0≦y/(1−w)≦0.4 (5)
0<z/(1−w)≦0.95 (6)
0.02≦w≦0.2 (7)
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