JP5820510B1 - 複合蛍光粉の合成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】相転移を形成する複合蛍光粉の合成方法の提供。【解決手段】本発明の複合蛍光粉の合成方法は、焼結温度と時間を調整することにより、Ｍ２−ｙＳｉ５Ｎ８：Ｒｙ相のＭ１−ｘＳｉ６Ｎ８：Ｒｘ相への転移を制御し、合成条件の制御によって異なる割合の２種類の相を含む蛍光粉を形成することができ、実施例中のＣＩＥ色度座標図はＳｒ１．９８Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋０．０２蛍光粉の発光色が赤色からピンク色に、さらに青色に変化することを示しており、測定されたデータ点は線の接続により一直線であることが確認され、直線の両端点の色に偏差がなく、２色を混ぜて成る色も直線上に位置する。本発明は１回の焼結のみで、２回以上の焼結または別途その他の色の蛍光粉を追加する等の工程を必要とせずに、２種類の色の混合相を得ることができ、研磨・篩い分け後光色が均一な複合色蛍光粉が得られ、蛍光粉の合成コストを節約することができる。【選択図】図３

Description

本発明は蛍光粉の合成方法に関し、特に、３種類の反応物を１回に焼結する方法で、焼結温度及び温度持続時間を調整し、異なる割合のＭ_１−ｘＳｉ_６Ｎ_８：Ｒ_ｘ相とＭ_２−ｙＳｉ_５Ｎ_８：Ｒ_ｙ相の蛍光粉を作製して異なる発光色を生み出すことができる、蛍光粉の合成方法に関する。

公知の通り、近年来環境保護と省エネの議題が重視されており、白色光発光ダイオード（Ｗｈｉｔｅ Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、ＷＬＥＤ）はエネルギーの消費が小さい（転換効率約５０％は従来の白熱電球の１０倍、蛍光灯の２〜３倍）、熱輻射量が小さい、毒性物質を含まない、寿命が長い（１００，０００時間、白熱電球はわずか数百時間、蛍光灯は約６，０００〜３０，０００時間）、堆積が小さい、反応速度が速い等の利点があり、次世代の光源としての潜在力を備えている。最近、原子力発電所の建設問題がある台湾を例にとってみると、台湾の四分の一の白熱電球と蛍光灯を白色光発光ダイオードで置き換えると、毎年原子力発電所一年の発電量に相当する約１１０億度の電力を節約でき、現在新エネルギーの開発とエネルギー効率の向上の議題が注目を集めている。またここ十年間で、カラー発光ダイオードがカラー照明、ディスプレイ、エンターテイメント製品等で非常に一般的に用いられるようになっており、中でも電子ディスプレイ産業は発展が最も著しい領域であり、今後光電素子上の応用が重要な役割を果たすことが見込まれる。

現在国際的な大手ＬＥＤメーカーは、ＲＧＢ高演色性白色光ＬＥＤを発展の方向としており、青色光ＬＥＤにセリウムドープイットリウムアルミニウムガーネット（Ｃｅ−ｄｏｐｅｄ Ｙｔｔｒｉｕｍ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｇａｒｎｅｔ、ＹＡＧ、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋）黄色蛍光粉を配合した白色光ＬＥＤ系、紫外光発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）に赤色、緑色、青色の３色蛍光粉の組み合わせを配合した白色光ＬＥＤ系が、より高い発光効率と演色性を備えている。青色光ＬＥＤに黄光蛍光粉を組み合わせて成る白色光ＬＥＤ系においては、青色光はＬＥＤに由来するため、青色光の強度が入力される電流に伴って変化し、全体的な光色が不均一になるハロー現象が起きやすい。このほか、ＬＥＤチップが古くなると青色光の強度が低下して、光色が不均一になる現象が生じる。しかしながら、この方法はその高輝度と設計の簡単さのため、現在市場で主流となっている。ＵＶ−ＬＥＤはその励起源が不可視光であるため、励起源の強度が弱まっても、粉体の効率はその影響を受けず、演色性が低下しない。各種の蛍光粉体の発光効率は異なり、組み合わせの難度が比較的高いが、高い演色性と、波長範囲が自然光に近いため、ＵＶ−ＬＥＤは未来の照明の趨勢となるであろう。

蛍光粉は白色光ＬＥＤ系の応用において、励起波長と発光色のマッチングが重要な先決条件となっており、無機蛍光材料のホスト材料、賦活剤またはその他ドーパントのいずれも蛍光材料の励起と発光材料に影響する可能性がある。多くの従来の蛍光材料は短波長ＵＶ波長の励起に比較的適しており、長波長ＵＶまたは可視光波長の励起効率は比較的悪く、ＬＥＤの光変換材料として応用することはできない。

蛍光粉の発光原理は、材料上固体発光材料に属する粉体が電磁放射を吸収して発光するフォトルミネセンス（Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）と呼ばれ、その粉体バルク（ｂｕｌｋ）（ＳｒＢａＭｇ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋がホスト（ｈｏｓｔ）材料、即ち（ＳｒＢａＭｇ）_２ＳｉＯ_４で構成され、発光体の発光性質は少量の外来イオン（ｆｏｒｅｉｇｎ ｉｏｎ）、例えばＥｕ^２＋をホストにドープする（ｄｏｐｉｎｇ）ことで得られる。この外来イオンはホスト格子に結合されて（ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）組み込まれ、励起されて１つの発光中心を形成するとき、賦活剤（ａｃｔｉｖａｔｏｒ）と呼ばれる。外来イオンがホスト格子に結合されて組み込まれ、かつその励起エネルギーを付近の賦活剤に遷移させ、賦活剤を発光させることができるとき、増感剤（ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒ）または共賦活剤（ｃｏ−ａｃｔｉｖａｔｏｒ）となる。発光できる賦活剤は励起エネルギーに対し顕著な吸収作用はなく、増感剤は励起エネルギーを吸収した後、このエネルギーを賦活剤に遷移させて発光させることができる。光励起過程は物質が外部の光源エネルギーを吸収し、電子基底状態Ｓ_０の電子を励起状態に励起させる。その後励起状態に励起した電子が電子励起状態中の最低振動準位まで緩和（ｒｅｌａｘ）する。

紫外光の波長範囲は非常に広く、青色光よりやや短い長波長紫外光、水銀灯から発せられる短波長紫外光、そして波長が僅か１００余ナノメートルの真空紫外光を含むいずれもこの範囲に属する。一般に、可視光の波長範囲とはλ＝４００〜８００ｎｍ（ナノメートル）、紫外（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、ＵＶ）光の波長範囲とはλ＝２００〜４００ｎｍ（ナノメートル）を指す。過去ＵＶ励起蛍光粉の研究は主に短波長（〜２５４ｎｍ）励起の蛍光粉、即ち３波長形蛍光灯に用いる蛍光粉に重きが置かれており、この類の蛍光粉でよく見受けられるものには、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ、（Ｃｅ，Ｔｂ）ＭｇＡｌ_１１Ｏ_１９、（Ｃｅ，Ｇｄ，Ｔｂ）ＭｇＡｌ_１１Ｏ_１９、ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕが含まれ、また別の用途には高圧水銀放電灯があり、高圧水銀のスペクトルは２５０〜５５０ｎｍに分布し、そのものの光色は青緑色であるため、必要な蛍光粉はＵＶ及び青色光励起の赤色蛍光粉で、高圧水銀放電灯は動作温度が３００℃に達するために、蛍光粉が高い消光温度（ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）を備えている必要がある。早期、高圧水銀放電灯に応用される蛍光粉は（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕであったが、硫化物の温度特性が優れないため、後にＭｇ_４ＧｅＯ_５.５：Ｍｎと（Ｓｒ，Ｍｇ）_３（ＰＯ_４）_２：Ｓｎにより取って代わられた。近年、高圧水銀放電灯の蛍光粉は、ナローバンドのスペクトルを備え、かつその発光効率及び温度安定性が極めて優れているため、主にＹ（Ｐ，Ｖ，Ｂ）Ｏ_４：Ｅｕである。

ＵＶ−ＬＥＤに応用する蛍光粉は主に３６０〜４００ｎｍの紫外線を励起光源とし、例えば米国Ｇｅｎｅｒａｌ ＥｌｅｃｔｒｉｃのＡ_２−２ｘＮａ_１＋ｘＥ_ｘＤ_２Ｖ_３Ｏ_１２（Ａ＝Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒ；Ｅ＝Ｅｕ，Ｄｙ，Ｓｍ，Ｔｍ，Ｅｒ；Ｄ＝Ｍｇ，Ｚｎ；ｘ＝０．０１〜０．３）（ＥＰ１１３８７４７）、（Ｂａ_{１−ｘ−ｙ−ｚ}，Ｃａ_ｘ，Ｓrｙ，Ｅｕ_ｚ）_２（Ｍｇ_１−ｗ，Ｚｎ_ｗ）Ｓｉ_２Ｏ_７（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１；０．０５＞ｚ＞０；０．０５＞ｗ）（ＵＳ６２５５６７０）、ＡＰ_２Ｏ_７：Ｅｕ，Ｍｎ（Ａ＝Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）（ＷＯ０１８９０００）、３.５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ_２・ＧｅＯ_２：Ｍｎ^４＋（ＷＯ０１８９００１）がある。最近では窒化物材料の発展により、窒化物蛍光粉も優れた化学及び熱安定性によって重視されており、例えばＥｉｎｄｈｏｖｅｎ理工学院のＨｉｎｔｚｅｎ教授らが発表したＭ_２−ｘＳｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ_ｘ（ＥＰ１１０４７９９Ａ１）；台湾大学劉如熹教授研究グループが報告したＭ_１−ｘＳｉ_６Ｎ_８：Ｅｕ_ｘ（ＵＳ２０１３００７５６６０）と、Ｓｒ_１-２ｘＳｉ_６Ｎ_８：Ｃｅ^３＋ _ｘ、Ｌｉ^＋ _ｘの３つはいずれもＵＶ励起により発光し、前者は赤色蛍光粉、後者２つは青色蛍光粉である。

これまで複合色の蛍光粉、例えばピンク色蛍光粉などの製造は、赤色蛍光粉と青色蛍光粉を常温で均一に混合した後スラリーが励起光を受けてピンク色を発するが、２種類の粉体の混合は往々にして粒径が同じでないため、封止材中で沈殿分離の現象を生じ、最終的にＬＥＤ光色が不均一になり、発せられる光色の品質が不安定になってしまう。

第ＥＰ１１３８７４７号明細書 第ＵＳ６２５５６７０号明細書 第ＷＯ０１８９０００号明細書 第ＷＯ０１８９００１号明細書 第ＥＰ１１０４７９９Ａ１号明細書 第ＵＳ２０１３００７５６６０号明細書

本発明は、焼結法を利用してＭ_１−ｘＳｉ_６Ｎ_８：Ｒ_ｘとＭ_２−ｙＳｉ_５Ｎ_８：Ｒ_ｙ（ＲはＥｕ^２＋、Ｃｅ^３＋等の希土類金属イオン）のＣＩＥ色度座標上にある化学配合を形成でき、Ｓｒ_２−ｙＳｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋ _ｙを例とすると、本発明の方法で焼結した後、Ｓｒ_１−ｘＳｉ_６Ｎ_８：Ｅｕ^２＋とＳｒ_２−ｙＳｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ_２＋ｙの複合相のピンク色蛍光粉を形成することができる。本発明は固体合成の方法で、１回の高温焼結を利用して２種類の色の蛍光粉の混合相を産生し、かつ焼結温度と焼結時間を変えて２種類の色の蛍光粉が産生する割合を制御する。また本発明の蛍光粉は紫外（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、ＵＶ）光または青色光の励起後に発光することができ、本発明のいう複合色の蛍光粉は、本方法で作製する蛍光粉が温度持続時間の違いによって得ることができるＣＩＥ色度座標上の異なる色区域のＭ_１−ｘＳｉ_６Ｎ_８：Ｒ_ｘ相とＭ_２−ｙＳｉ_５Ｎ_８：Ｒ_ｙ相を含む蛍光粉であり、この蛍光粉はＣＩＥ色度座標上で、いずれもこの蛍光粉を組成する２つの純相蛍光粉のＣＩＥ座標を接続する直線上に位置する。この方法の合成では２種類の色の蛍光粉を分けて焼結する必要がなく、産生した蛍光粉は２種類の色の混合相であり、研磨・篩い分け後、光色が均一な複合色蛍光粉を得ることができ、蛍光粉合成コストを節約することができる。

国際照明委員会（ＣＩＥ）が国際度量衡委員会（ＣＩＰＭ）で発表した表色系によると、該表色系係依視覚と可視光の関係に基づいた分析結果であり、本発明により作製された蛍光粉は紫外（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、ＵＶ）光での励起後ＣＩＥのｘｙ色度座標図上の青色光座標と赤色光座標間を結ぶ線が一直線の関係を成すことができる。そのうち、ＣＩＥ １９３１ ＲＧＢ表色系、即ち赤、緑、青の３色の既知の光源で未知の波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの間をマッチングする等エネルギースペクトルは、数学式の変換を経て色度座標を得るもので、例えばＣＩＥ ｘｙ色度座標図はそのｘ値が水平軸、ｙ値が垂直軸であり、この色度値を用いて色彩を数量化する方法である。ｘ色度座標は赤原色の割合、ｙ色度座標は緑原色の割合に相当し、その図は馬蹄形のスペクトル軌跡を呈し、スペクトルの赤色波長が図の右下部に集中し、緑色波長が図の上部に集中し、青色波長が軌跡図の左下部に集中する。中心白色光の飽和度が最低、光源軌跡線上の飽和度が最高であり、ある色の色度座標ｘ，ｙを計算すれば色度中に明確にその色の特徴を示すことができ、色度図中の点の位置は各種色彩の色の特徴を表す。

上述の従来技術の欠点に鑑み、本発明の第１の目的は、相転移（ｐｈａｓｅ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）を形成する複合蛍光粉の合成方法を提供することにある。本発明の方法は１回の焼結方式で、焼結温度と時間を調整してＭ_１−ｘＳｉ_６Ｎ_８:Ｒ_ｘとＭ_２−ｙＳｉ_５Ｎ_８:Ｒ_ｙ相または両相の混合を形成し、０≦ｘ＜１；０≦y＜２、そのうちＭがカルシウム、ストロンチウム、バリウムまたはその構成する群のうちの１つであり、ＲがＥｕ^２＋またはＣｅ^３＋等の希土類金属イオンであり、本方法により紫外（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、ＵＶ）光または青色光で励起され、かつ複合色を発することができる蛍光粉を形成すれば、１回の焼結のみを必要とし、２度以上に分けて焼結したり、別途他色の蛍光粉を追加したりする工程等を必要とせずに、２種類またはそれ以上の色の混合相を得ることができ、研磨・篩い分け後光色が均一な複合色蛍光粉が得られ、蛍光粉合成コストを節約することができる。

本発明の第２の目的は、焼結方式で蛍光粉の相転移を利用して別の色を産生する蛍光粉を提供することにある。これにより、蛍光粉に同時に２種類の結晶相を具備させることができ、前記２種類の結晶相の蛍光粉が同じ条件下で合成され、かつ一緒に研磨されるため、２種類の粉体の粒径が不均一になる状況が発生せず、より良好な混合効果が得られる。

本発明の一実施例は、Ｍ_３Ｎ_２（そのうちＭはＣａ、Ｓｒ、Ｂａを含む）、Ｓｉ_３Ｎ_４とＥｕＮを反応物として提供し、そのうちＭ：Ｓｉ：Ｅｕのモル数比がそれぞれ２：５：０．０２であり、１ａｔｍ〜１０ａｔｍの焼結気圧下で、焼結温度が１７００℃〜２１００℃であり、２時間〜８時間の温度持続により蛍光粉の相転移を調整する。

上述の蛍光粉の相転移は、２種類の異なる結晶相の蛍光粉を産生し、前記２種類の結晶相の蛍光粉は２種類の異なる色の光を発するため、本発明の方法によりこの２種類の結晶相の蛍光粉中の割合を調整して、蛍光粉の発光色を調整することができる。

上述の蛍光粉は３００〜４００ｎｍの励起波長を受け、青色光を産生する窒化物蛍光粉の発する光の波長は４３５〜４７５ｎｍであり、赤色光を産生する窒化物蛍光粉の発する光の波長は６０３〜６２３ｎｍである。

以上の概要の説明と以下の詳細な説明は、本発明が予期した目的を達するために採用する方法、手段、及び効果を説明するためのものである。本発明のその他の目的及び利点については、後続の説明において述べる。

本発明の実施例の混合相蛍光粉末の回折パターンである。 本発明の実施例の混合相蛍光粉の発光スペクトル図である。 本発明の実施例の異なる温度持続時間下において得た蛍光粉のＣＩＥ分析図である。 本発明の実施例の異なる温度持続時間下で得た蛍光粉のＳＥＭ図である。

本発明の蛍光粉の光色のＣＩＥ色度座標変換は、ソフトウェアを通して蛍光分光法（Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、ＰＬ）で得た蛍光粉ＰＬスペクトルデータファイルをＣＩＥ計算ソフトウェアに取り込み、人の目の色の刺激値に対する差異を考慮した後、ＣＩＥ座標上の座標を算出することができる。以下、特定の具体的な実施例を挙げ、当業者が本明細書の開示内容に基づいて本発明のその他の利点と効果を容易に理解できるように、本発明の実施方法を説明する。本発明の実施例においてはＵＶ励起ピンク色蛍光粉の作製過程、スペクトル性質、ＣＩＥ分析の鑑定結果を説明する。

Ｍ_３Ｎ_２（そのうちＭはアルカリ土類元素、例：カルシウム、ストロンチウム、バリウムまたはその構成する群のうちの１つ）、Ｓｉ_３Ｎ_４とＲＮ_z（そのうちＲは希土類金属、かつｚ≦１）を合成原料とし、窒素ガス圧力０．５ ＭＰａ、温度１９００℃超かつ２１００℃未満、温度持続時間２〜６時間の条件下で焼結して、Ｍ_１−ｘＳｉ_６Ｎ_８：Ｒ_ｘとＭ_２−ｙＳｉ_５Ｎ_８：Ｒ_ｙの２種類の相を混合した蛍光粉が得られ、そのうち、０≦ｘ＜１；０≦ｙ＜２であり、そのうちＭはアルカリ土類元素（例：カルシウム、ストロンチウム、バリウムまたはその構成する群のうちの１つ）、そのうちＲは稀土イオン（例：Ｅｕ^２＋、Ｃｅ^３＋またはその構成する群のうちの１つ）である。本実施例はＳｒ_３Ｎ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４とＥｕＮを反応物として配合比で量りＳｒ_１．９８Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋ _０．０２のホストを合成し、１９８０℃の温度と０．５ＭＰａ（約５ａｔｍ）の窒素ガス雰囲気下で、それぞれ４〜５時間温度を持続させ、異なる温度持続時間を通じてＳｒ_１．９８Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋ _０．０２に異なる程度の相転移を発生させ、即ちＳｒ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋が相転移して生成するＳｒＳｉ_６Ｎ_８：Ｅｕ^２＋相の量が異なり、これにより２種類の異なるＳｒ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋とＳｒＳｉ_６Ｎ_８：Ｅｕ^２＋割合を含む混合相蛍光粉を得ることができる。

図１に本発明の実施例の混合相蛍光粉末回折パターンを示す。本発明の実施例は焼結を経た後の蛍光粉の結晶体構造をＸ線粉末回折分析（ＸＲＤ）で鑑定し、そのうち２５８ ｓｔａｎｄａｒｄは純相Ｓｒ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋の赤色蛍光粉、ＳｒＳｉ_６Ｎ_８は純相ＳｒＳｉ_６Ｎ_８: Ｅｕ^２＋の青色蛍光粉のパターンを表し、本発明の方法により本実施例は２時間の温度持続下で得た結晶体がＳｒ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋の赤色蛍光粉で、４時間の温度持続時間では、Ｓｒ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋対ＳｒＳｉ_６Ｎ_８：Ｅｕ^２＋相の割合が約１:１で、そのうち符号「＊」がＳｒ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋の回折ピークを示し、符号「。」がＳｒＳｉ_６Ｎ_８：Ｅｕ^２＋の回折ピークを示す。5時間の温度持続時間では、Ｓｒ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋相の含量が既に明らかに少なくなり、ＳｒＳｉ_６Ｎ_８：Ｅｕ^２＋相の含量がより高くなっている。６時間の温度持続時間後、ＳｒＳｉ_６Ｎ_８：Ｅｕ^２＋相の含量が最多となる。

図２の本発明の実施例の混合相蛍光粉の発光スペクトル図は、本発明により作製された一連の温度持続時間（４〜５時間）を変えて焼結し、得られた二相窒化物蛍光粉の発光スペクトル図であり、これら一連の蛍光粉は波長３６５ｎｍの紫外光励起下で、ピーク値が４５５ｎｍと６１９ｎｍの青色光と赤色光を発し、４時間温度を持続した蛍光粉は波長６１９ｎｍの赤色光を主な発射波長であり、スペクトル中で若干の４５５ｎｍの青色光が観察され始めることが分かる。５時間の温度持続時間で得られる混合相蛍光粉はＳｒＳｉ_６Ｎ_８：Ｅｕ^２＋が比較的高い割合を占めているが、この条件下で蛍光粉の発光スペクトルは４５５ｎｍの青色光と６１９ｎｍの赤色光の強度が相当し、混合の結果ピンク色光が発せられることが示されており、本発明はピンク色蛍光粉に緑色または黄色の蛍光粉を組み合わせＵＶ励起の高演色性白色光発光ダイオードとすることができることを説明している。

図３の本発明の実施例の異なる温度持続時間下において得た蛍光粉のＣＩＥ分析図は、一連の温度持続時間を２、４、５、６時間に変えて焼結して得た二相窒化物蛍光粉のＣＩＥ分析図であり、そのうち温度持続時間の増加に伴い蛍光粉の発光色が示す色度座標（ｘ，ｙ）が温度持続時間２時間のオレンジ色（０．６１８９, ０．３７０３）から温度持続時間４時間の赤色（０．５１１３, ０．２９３２）に、さらに温度持続時間５時間のピンク色（０．３５３８, ０．１８５）に、そして最終的に為温度持続時間６時間の青色（０．１７２４, ０．０６３９）に変化することが示されており、これら４つのデータ点を線で接続すると一直線になることが確認され、直線の両端点の色に偏差がない場合、２つの色を混ぜて成る色も直線上に位置し、本発明の実施例では、２時間温度を持続したＳｒ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋相は焼結温度の持続時間が長くなるほどその含量が少なくなり、徐々にＳｒＳｉ_６Ｎ_８：Ｅｕ^２＋相に変化することが分かり、本発明は温度持続時間を通じて蛍光粉の発光色を調整し、組み合わせる黄色または緑色蛍光粉に合わせて白色光ＬＥＤの色温度を高める応用の潜在性があることを示している。

図４に本発明の実施例の異なる温度持続時間下で得た蛍光粉のＳＥＭ図は、前記蛍光粉体がＳｒ_３Ｎ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４とＥｕＮを０．５ＭＰａ、１９８０℃の窒素ガス雰囲気下で２時間、４時間、５時間、６時間温度を持続させて焼結した後に得られた蛍光粉のＳＥＭ図を示す。図（ａ）に温度持続時間２時間、図（ｂ）に温度持続時間４時間、図（ｃ）に温度持続時間５時間、図（ｄ）に温度持続時間６時間をそれぞれ示す。そのうち、得られた蛍光粉の粒径はいずれも１０〜５０μｍであった。

実施例１：Ｓｒ_１．９８Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋ _０．０２の合成
合成反応物の配合、焼結温度、圧力は上述の実施形態と同じであり、温度持続時間は２時間である。図１から分かるように、この条件下で得た蛍光粉は純相のＳｒ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋で、図２の発光スペクトルで改めて証明されているように、２時間の温度持続時間下で得た蛍光粉は純Ｓｒ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋相で、発する波長は６１９ｎｍの赤色光であり、そのうち青色光の産生はなく、図３のＣＩＥ分析から分かるようにその光色はオレンジ色で、色度座標は（０．６１８９, ０．３７０３）である。

実施例２：ＳｒＳｉ_６Ｎ_８：Ｅｕ^２＋の合成
合成反応物の配合、焼結温度、圧力は上述の実施形態と同じであり、温度持続時間は６時間である。図１から分かるように、この条件下で得た蛍光粉は純ＳｒＳｉ_６Ｎ_８：Ｅｕ^２＋相である。図２の発光スペクトルで改めて証明されているように、６時間の温度持続時間下で得た蛍光粉は純ＳｒＳｉ_６Ｎ_８：Ｅｕ^２＋相で、発する光は波長４５５ｎｍの青色光であり、そのうち赤色光の産生はなく、図３のＣＩＥ分析から分かるように、その光色は青色で、色度座標は（０．１７２４, ０．０６３９）である。

Claims (8)

1. 相転移を形成する複合蛍光粉の合成方法であって、前記方法が、
   （ａ）Ｍ_３Ｎ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４及びＲＮ_ｚの混合を合成原料とし、そのうちＭがアルカリ土類元素、Ｒが希土類金属であり、且つｚ≦１である工程と、
   （ｂ）工程（ａ）の合成原料を使用し、高温焼結プロセスで前記合成原料を焼結する工程と、
   を含み、そのうち前記高温焼結プロセスにおける焼結温度と温度持続時間を調整することにより、Ｍ_１−ｘＳｉ_６Ｎ_８:Ｒ_ｘ相の蛍光粉とＭ_２−ｙＳｉ_５Ｎ_８:Ｒ_ｙ相の蛍光粉を含む複合蛍光粉を形成し、そのうち０≦x＜１且つ０≦y＜２であることを特徴とする、相転移を形成する複合蛍光粉の合成方法。
2. 前記合成原料中、Ｍ：Ｓｉ：Ｒのモル数比がそれぞれ２−ｘ：５：ｘ（０＜ｘ＜２）であることを特徴とする、請求項１に記載の相転移を形成する複合蛍光粉の合成方法。
3. 前記高温焼結プロセスの温度持続時間が２時間から８時間の間であることを特徴とする、請求項１に記載の相転移を形成する複合蛍光粉の合成方法。
4. 前記高温焼結プロセスの焼結温度が１７００℃〜２１００℃であることを特徴とする、請求項１に記載の相転移を形成する複合蛍光粉の合成方法。
5. 前記高温焼結プロセスが圧力１ａｔｍ〜１０ａｔｍの条件下で行われることを特徴とする、請求項１に記載の相転移を形成する複合蛍光粉の合成方法。
6. 前記複合蛍光粉がＵＶを受けて励起する励起波長が３００〜４００ｎｍであり、青色光を受けて励起する励起波長が４２０〜４８０ｎｍであることを特徴とする、請求項１に記載の相転移を形成する複合蛍光粉の合成方法。
7. 前記焼結温度持続時間が３〜７時間であることを特徴とする、請求項１に記載の相転移を形成する複合蛍光粉の合成方法。
8. 前記２相の蛍光粉が互いに相転移の産物と反応物であることを特徴とする、請求項１に記載の相転移を形成する複合蛍光粉の合成方法。