CN114574199A - 氧化物荧光体、发光装置和氧化物荧光体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供在红色光至近红外光的波长范围具有发光峰的氧化物荧光体、发光装置和氧化物荧光体的制造方法。所述氧化物荧光体包含:选自Li、Na、K、Rb和Cs的第一元素M1、选自Mg、Ca、Sr、Ba和Zn的第二元素M2、选自B、Al、Ga、In和稀土类元素的第三元素M3、选自Si、Ti、Ge、Zr、Sn、Hf和Pb的第四元素M4、O以及Cr,在将组成1摩尔中的第四元素M4的摩尔比设为5时,第一元素M1、第二元素M2、第三元素M3、氧、Cr的摩尔比分别为0.7~1.3、1.5~2.5、0.7~1.3、12.9~15.1、0.2以下,在发光光谱中,在700nm~1050nm的范围内具有发光峰值波长。
Description
技术领域
本发明涉及氧化物荧光体、发光装置和氧化物荧光体的制造方法。
背景技术
在红色光至近红外光的波长范围具有发光强度的发光装置期望用于例如红外线照相机、红外线通信、植物培育、栽培用的光源、作为生物体认证的一种的静脉认证、非破坏性地测定果蔬等食品的糖度的食品成分分析设备等。还期望在红色光至近红外光的波长范围内,并且在可见光的波长范围内也进行发光的发光装置。
作为这样的发光装置,可举出将发光二极管(LED)与荧光体组合而成的发光装置。
另外,作为组合于发光装置的荧光体,可举出在红色光至近红外光的波长范围内具有比较大的发光光谱的发光强度的荧光体(以下,也称为“近红外发光荧光体”。)。
在专利文献1中,作为近红外发光荧光体,公开了在680nm以上且760nm以下的波长范围内具有发光峰值波长、组成例如由CaYAlO4:Mn4+表示的荧光体。有时也要求适合于上述那样的各用途的、具有半值宽度更大、发光峰值波长处于更长的波长范围的发光光谱的近红外发光荧光体。
专利文献
专利文献1:日本特表2020-528486号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的课题在于提供在红色光至近红外光的波长范围具有发光峰值波长、且发光光谱的半值宽度宽的氧化物荧光体、使用其的发光装置和氧化物荧光体的制造方法。
用于解决课题的手段
第一方式的氧化物荧光体具有以下组成:包含选自Li、Na、K、Rb和Cs中的至少1种的第一元素M1、选自Mg、Ca、Sr、Ba和Zn中的至少1种的第二元素M2、选自B、Al、Ga、In和稀土类元素中的至少1种的第三元素M3、选自Si、Ti、Ge、Zr、Sn、Hf和Pb中的至少1种的第四元素M4、O(氧)以及Cr,根据需要可以包含选自Eu、Ce、Tb、Pr、Nd、Sm、Yb、Ho、Er、Tm、Ni和Mn中的至少1种的第五元素M5,在将上述氧化物荧光体的组成1摩尔中的上述第四元素M4的摩尔比设为5时,上述第一元素M1的摩尔比为0.7以上且1.3以下的范围内,上述第二元素M2的摩尔比为1.5以上且2.5以下的范围内,上述第三元素M3的摩尔比为0.7以上且1.3以下的范围内,上述O(氧)的摩尔比为12.9以上且15.1以下的范围内,上述Cr的摩尔比为0.2以下,在荧光体的发光光谱中,在700nm以上且1050nm以下的范围内具有发光峰值波长。
第二方式的发光装置具备上述氧化物荧光体和在365nm以上且500nm以下的范围内具有发光峰值波长并且照射上述氧化物荧光体的发光元件。
第三方式的氧化物荧光体的制造方法包括以下工序:准备包含选自Li、Na、K、Rb和Cs中的至少1种的第一元素M1第一化合物、包含选自Mg、Ca、Sr、Ba和Zn中的至少1种的第二元素M2第二化合物、包含选自B、Al、Ga、In和稀土类元素中的至少1种的第三元素M3的第三化合物、包含选自Si、Ti、Ge、Zr、Sn、Hf和Pb中的至少1种的第四元素M4的第四化合物、包含Cr的第六化合物、以及根据需要准备包含选自Eu、Ce、Tb、Pr、Nd、Sm、Yb、Ho、Er、Tm、Ni和Mn中的至少1种的第五元素M5的第五化合物;准备原料混合物,所述原料混合物是以在氧化物荧光体的组成1摩尔中的上述第四元素M4的摩尔比为5时,上述第一元素M1的摩尔比成为0.7以上且1.3以下的范围、上述第二元素M2的摩尔比成为1.5以上且2.5以下的范围、上述第三元素M3的摩尔比成为0.7以上且1.3以下的范围、上述Cr的摩尔比成为0.2以下的方式调整上述第一化合物、上述第二化合物、上述第三化合物、上述第四化合物、上述第六化合物和根据需要的上述第五化合物并进行混合而成的;以及在包含氧的气氛中,在1000℃以上且1500℃以下的范围内的温度下对上述原料混合物进行热处理,得到氧化物荧光体,其中,选自上述第一化合物、上述第二化合物、上述第三化合物、上述第四化合物和上述第六化合物中的至少1种以上为氧化物。
发明的效果
根据本发明,能够提供在红色光至近红外光的波长范围具有发光峰值波长、且发光光谱的半值宽度宽的氧化物荧光体、使用其的发光装置和氧化物荧光体的制造方法。
附图说明
图1是表示发光装置的一个例子的示意截面图。
图2是表示发光装置的另一例的示意截面图。
图3A是表示发光装置的第二构成例的示意俯视图。
图3B是表示发光装置的第二构成例的示意截面图。
图4是表示实施例1~4的氧化物荧光体的发光光谱的图。
图5是表示实施例5~7的氧化物荧光体的发光光谱的图。
图6是表示实施例8~10的氧化物荧光体的发光光谱的图。
图7是表示实施例11~13的氧化物荧光体的发光光谱的图。
图8是表示实施例14~15的氧化物荧光体的发光光谱的图。
图9是表示实施例16~18的氧化物荧光体的发光光谱的图。
图10是表示实施例2的氧化物荧光体的激发光谱的图。
图11是表示实施例的发光装置的发光光谱的图。
图12是表示比较例的发光装置的发光光谱的图。
图13表示比较例的发光装置的发光光谱,是将一部分放大的放大图。
附图标记说明
10:发光元件,11:半导体元件,20:第一引线,30:第二引线,40:成形体,42:树脂部,50、51:波长转换构件,52:波长转换体,53:透光体,60:导线,61:导电构件,70:荧光体,71:第一荧光体,72:第二荧光体,73:第三荧光体,74:第四荧光体,75:第五荧光体,80:粘接层,90:被覆构件,100、200:发光装置。
具体实施方式
以下,对本发明的氧化物荧光体、使用其的发光装置和氧化物荧光体的制造方法进行说明。然而,以下所示的实施方式是用于将本发明的技术思想具体化的例示,本发明并不限定于以下的氧化物荧光体、发光装置和氧化物荧光体的制造方法。需要说明的是,色名与色度坐标的关系、光的波长范围与单色光的色名的关系等依据JIS ZS110。
对于使用了荧光体的发光装置,要求根据视觉辨认对象、使用状况而射出最佳波长范围的光。例如在医疗现场等,有时要求简单地得到生物体内的信息。在生物体内,作为光吸收体,例如包含水、血红蛋白、黑色素等。例如血红蛋白对波长小于650nm的可见光的波长范围的光的吸收率高,在射出可见光的波长范围的光的发光装置中,可见光的波长范围的光难以透过生物体内,难以得到生物体内的信息。存在光容易透过生物体内的被称为“生物体之窗”的波长范围。存在以下情况:要求包括射出该被称为“生物体之窗”的波长范围的至少一部分的、例如650nm以上且1050nm以下的近红外光的波长范围的光的发光装置。例如,如果能够通过与氧结合的血红蛋白的光的吸收的增减来测定生物体内的血液中的氧浓度的增减,则能够通过来自于发光装置的光的照射而简单地得到生物体内的信息。因此存在以下情况:发光装置中使用的荧光体被要求在650nm以上且1050nm以下的范围内具有发光峰值波长的荧光体。
例如在食品领域中,要求非破坏性地测定果蔬的糖度的非破坏糖度计、米的非破坏食味计等。作为非破坏性地测定果蔬的糖度、酸度、熟度、内部损伤等内部品质、异常干燥等在果蔬的果皮表面、该果皮表面附近的果皮表层出现的表层品质的方法,有时使用近红外光谱法。近红外光谱法向果蔬照射近红外光的波长范围的光,接收透过果蔬的透过光、果蔬反射的反射光,通过光的强度的减少(光的吸收)来测定果蔬的品质。这样的在食品领域中使用的近红外光谱法的分析装置可以使用钨灯、氙灯那样的光源。在本说明书中,红色光的波长范围依据JIS Z8110。
另外,在气候变化等环境变化中,期望稳定地供给蔬菜等植物,提高植物的生产效率。能够进行人为管理的植物工厂可向市场稳定地供给安全的蔬菜,作为下一代的产业备受期待。在这样的植物工厂中,要求照射能够促进植物的成长的光的发光装置。植物对光的反应分为光合作用和光形态发生。光合作用是利用光能分解水,产生氧并将二氧化碳固定于有机物的反应,是为了植物的成长所需的反应。光形态发生是利用光作为信号,进行种子的发芽、分化(发芽形成、叶的形成等)、运动(气孔开闭、叶绿体运动)、光折射等的形态性反应。已知在光形态发生反应中,690nm以上且800nm以下的波长范围的光对植物的光受体产生影响。因此,对于在植物工厂等中使用的发光装置而言,有时要求能够照射对植物的光受体(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、光敏色素、隐花色素、向光素)造成影响、促进植物生长的波长范围的光。
关于上述的近红外发光荧光体,在将发出紫色至蓝色的蓝色发光二极管(LED)、激光二极管(LD:Laser Diode)等发光元件作为激发光源而制成发光装置时,为了能够进行适于用途的发光,还有改良作为荧光体的发光特性的余地。
有时也要求在700nm以上且1050nm以下的近红外光的波长范围内发光的同时,在365nm以上且小于700nm的波长范围内也发光的发光装置。例如,存在不仅为了得到生物体、果蔬的内部信息,还为了提高对象物的可视性而需要可见光的波长范围的发光的情况。另外,例如在膜厚等的测定中使用的反射光谱式的测定装置中,有时也要求在从包含365nm以上且小于700nm的包含可见光的波长范围的一部分的波长范围至包含700nm以上且1050nm以下的近红外光的波长范围的宽波长范围内以相对于发光光谱中的最大发光强度为10%以上的发光强度进行发光的发光装置。
氧化物荧光体
本发明的一个实施方式的氧化物荧光体具有如下组成:包含选自Li、Na、K、Rb和Cs中的至少1种的第一元素M1、选自Mg、Ca、Sr、Ba和Zn中的至少1种的第二元素M2、选自B、Al、Ga、In和稀土类元素中的至少1种的第三元素M3、选自Si、Ti、Ge、Zr、Sn、Hf和Pb中的至少1种的第四元素M4、O(氧)、以及Cr,根据需要可以包含选自Eu、Ce、Tb、Pr、Nd、Sm、Yb、Ho、Er、Tm、Ni和Mn中的至少1种的第五元素M5,在将氧化物荧光体的组成1摩尔中的第四元素M4的摩尔比设为5时,第一元素M1的摩尔比为0.7以上且1.3以下的范围内,第二元素M2的摩尔比为1.5以上且2.5以下的范围内,第三元素M3的摩尔比为0.7以上且1.3以下的范围内,O(氧)的摩尔比为12.9以上且15.1以下的范围内,Cr的摩尔比为0.2以下,在荧光体的发光光谱中,在700nm以上且1050nm以下的范围内具有发光峰值波长。氧化物荧光体吸收激发光,可发出能够测定生物体内、果蔬等食品的内部信息的、在700nm以上且1050nm以下的范围内具有发光峰值波长的光。在本说明书中,只要没有特别说明,则“摩尔比”表示荧光体的化学组成1摩尔中的各元素之比。
氧化物荧光体优选具有由下述式(1)所示的组成式中所含的组成。
M1 tM2 uM3 vM4 5Ow:Crx,M5 y (1)
(上述式(1)中,t、u、v、w、x和y满足0.7≤t≤1.3、1.5≤u≤2.5、0.7≤v≤1.3、12.9≤w≤15.1、0<x≤0.2、0≤y≤0.10,y<x。)
氧化物荧光体中,第一元素M1为选自Li、Na、K和Rb中的至少1种元素,第二元素M2为选自Mg、Ca和Sr中的至少1种元素,第三元素M3为选自Sc、Al、Ga和In中的至少1种元素,第四元素M4必须包含Ge,可以包含选自Si、Ti、Zr、Sn、Hf和Pb中的至少1种元素,第五元素M5可以为选自Yb、Nd、Tm和Er中的至少1种元素。
在氧化物荧光体的组成1摩尔中,在将第四元素M4的摩尔比设为5时,第一元素M1的摩尔比为0.7以上且1.3以下的范围内,可以为0.8以上且1.2以下的范围内,也可以为0.9以上且1.1以下的范围内。在氧化物荧光体具有上述式(1)所示的组成的情况下,在氧化物荧光体的组成1摩尔中,表示第一元素M1的摩尔比的变量t满足0.7≤t≤1.3,可以满足0.8≤t≤1.2,也可以满足0.9≤t≤1.1。
关于第二元素M2的摩尔比,在氧化物荧光体的组成1摩尔中,在将第四元素M4的摩尔比设为5时,第二元素M2的摩尔比为1.5以上且2.5以下的范围内,可以为1.7以上且2.3以下的范围内,也可以为1.8以上且2.2以下的范围内,还可以为2。在氧化物荧光体具有上述式(1)所示的组成的情况下,在氧化物荧光体的组成1摩尔中,表示第二元素M2的摩尔比的变量u满足1.5≤u≤2.5,可以满足1.7≤u≤2.3,也可以满足1.8≤u≤2.2,还可以为u=2。
第三元素M3是选自B、Al、Ga、In和稀土类元素中的至少1种。在此,稀土类元素可举出Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu。第三元素M3优选为选自B、Al、Ga、In、Sc、Y、La、Gd和Lu中的至少1种,更优选为选自Sc、Al、Ga和In中的至少1种。在第三元素M3为稀土类元素且第五元素M5被包含于氧化物荧光体的情况下,第三元素M3优选不是与第五元素M5相同的稀土类元素。
在氧化物荧光体的组成1摩尔中,在将第四元素M4的摩尔比设为5时,第三元素M3的摩尔比为0.7以上且1.3以下的范围内,可以为0.8以上且1.2以下的范围内,也可以为0.9以上且1.1以下的范围内。在氧化物荧光体具有上述式(1)所示的组成的情况下,在氧化物荧光体的组成1摩尔中,表示第三元素M3的摩尔比的变量v满足0.7≤v≤1.3,可以满足0.8≤v≤1.2,也可以满足0.9≤v≤1.1。
第四元素M4为选自Si、Ti、Ge、Zr、Sn、Hf和Pb中的至少1种,也可以包含2种以上。第四元素M4必须包含Ge,可以包含选自Si、Ti、Zr、Sn、Hf和Pb中的至少1种元素。第四元素M4可以为Ge。在第四元素M4必须包含Ge,且包含选自Si、Ti、Zr、Sn、Hf和Pb中的至少1种的情况下,对于Ge和M4的摩尔比而言,优选Ge的摩尔比大,在将Ge和M4的合计的摩尔比设为5的情况下,优选Ge的摩尔比为3~4,M4的摩尔比为1~2。
在氧化物荧光体的组成1摩尔中,在将第四元素M4的摩尔比设为5时,氧化物荧光体中所含的O(氧)的摩尔比为12.9以上且15.1以下的范围内,可以为13以上且15以下的范围内,也可以为13.5以上且14.5以下的范围内,还可以为14。在氧化物荧光体具有上述式(1)所示的组成的情况下,在氧化物荧光体的组成1摩尔中,表示O(氧)的摩尔比的变量w满足12.9≤w≤15.1,可以满足13.0≤w≤15.0,也可以满足13.5≤w≤14.5,还可以为w=14。
氧化物荧光体中所含的Cr是氧化物荧光体的活化元素。在氧化物荧光体的组成1摩尔中,在将第四元素M4的摩尔比设为5时,氧化物荧光体的Cr的摩尔比为0.2以下。为了通过来自于发光元件等激发光源的光的照射而使氧化物荧光体发光,氧化物荧光体的Cr的摩尔比为超过0的数值,超过0且为0.2以下,在0.001以上且0.2以下的范围内,可以在0.002以上且0.18以下的范围内,也可以在0.003以上且0.15以下的范围内。在氧化物荧光体具有上述式(1)所示的组成的情况下,在氧化物荧光体的组成1摩尔中,表示Cr的摩尔比的变量x满足0<x≤0.2,可以满足0.001≤x≤0.2,也可以满足0.002≤x≤0.18,还可以满足0.003≤x≤0.15。
氧化物荧光体中根据需要含有的第五元素M5与Cr一起是活化元素,可以是选自Eu、Ce、Tb、Pr、Nd、Sm、Yb、Ho、Er、Tm、Ni和Mn中的至少1种元素,也可以是选自Yb、Nd、Tm和Er中的至少1种。
关于氧化物荧光体中根据需要含有的第五元素M5的摩尔比,在氧化物荧光体的组成1摩尔中,在将第四元素M4的摩尔比设为5时,Cr与第五元素M5的合计的摩尔比优选为0.2以下,可以为0以上且0.10以下的范围内,也可以为0.001以上且0.09以下的范围内,还可以为0.002以上且0.08以下的范围内。第五元素M5的摩尔比优选小于Cr的摩尔比。在氧化物荧光体具有上述式(1)所示的组成的情况下,在氧化物荧光体的组成1摩尔中,表示第五元素M5的摩尔比的变量y,满足0≤y≤0.10,可以满足0.001≤y≤0.10,也可以满足0.001≤y≤0.09,还可以满足0.002≤y≤0.08。在氧化物荧光体具有上述式(1)所示的组成的情况下,在氧化物荧光体的组成1摩尔中,表示Cr的摩尔比的变量x和表示第五元素M5的摩尔比的变量y优选满足y<x,优选满足0<x+y≤0.2。
氧化物荧光体优选在700nm以上且1050nm以下的范围内具有发光峰值波长,具有发光峰值波长的发光光谱的半值宽度为100nm以上。在氧化物荧光体的发光光谱中,具有发光峰值波长的发光光谱的半值宽度优选为110nm以上,更优选为120nm以上。氧化物荧光体优选发光光谱的半值宽度更大。具有发光峰值波长的发光光谱的半值宽度可以为400nm以下,也可以为350nm以下,还可以为300nm以下。在本说明书中,半值宽度是指在发光光谱中,相对于表示最大发光强度的发光峰值波长发光强度而成为50%的波长宽度。在生物体内,产生光的吸收和散射,为了测定生物体内的血液中的微妙的光的传播行为的变化,优选照射具有半值宽度宽的发光峰的光。另外,为了即使在非破坏性地测定果蔬、米等食品的情况下也得到食品内部的信息,优选照射具有半值宽度宽的发光峰的光。为了非破坏性地得到生物体内的信息、食品内部的信息,优选氧化物荧光体的具有发光峰值波长的发光峰的半值宽度宽。另外,光照射时的物体的颜色的外观(以下,也称为“显色性”。)优选在宽的波长范围具有发光光谱,半值宽度宽的情况下能够射出显色性优异的光。例如,在植物工厂中,即使在射出对植物的成长造成影响的波长范围的光的情况下,有时也要求射出不会破坏光的光谱平衡的光,以使操作者容易操作。
氧化物荧光体优选具有单斜晶系的晶体结构,空间群属于P321。如果氧化物荧光体具有上述组成,属于单斜晶系的空间群P321,则通过来自于发光元件的光的照射,可以高效地得到在700nm以上且1050nm以下的范围内具有发光峰值波长的发光。
发光装置
发光装置具备氧化物荧光体和照射氧化物荧光体的发光元件。氧化物荧光体可以与透光性材料一起用作构成波长转换构件的构件。
发光装置优选具备例如使用了氮化物系半导体的LED芯片或LD芯片来作为照射氧化物荧光体的发光元件。
发光元件优选在360nm以上且700nm以下的范围内具有发光峰值波长,更优选在365nm以上且600nm以下的范围内具有发光峰值波长,进一步优选在365nm以上且500nm以下的范围内具有发光峰值波长。通过将发光元件用作氧化物荧光体的激发光源,能够构成发出来自于发光元件的光和来自于包含氧化物荧光体的荧光体的荧光的所期望的波长范围的混色光的发光装置。发光元件的发光光谱中的发光峰的半值宽度例如可以设为30nm以下。作为发光元件,例如优选使用利用了氮化物系半导体的发光元件。通过使用利用了氮化物系半导体的发光元件作为激发光源,能够得到高效率且输出相对于输入的线性度高、耐受机械冲击也强的稳定的发光装置。
发光装置以包含上述氧化物荧光体的第一荧光体作为必须,可以进一步包含不同的荧光体。发光装置优选除了第一荧光体以外,还具备选自在各自荧光体的发光光谱中在455nm以上且小于495nm的范围内具有发光峰值波长的第二荧光体、在495nm以上且小于610nm的范围内具有发光峰值波长的第三荧光体、在610nm以上且小于700nm的范围内具有发光峰值波长的第四荧光体、以及在700nm以上且1050nm以下的范围内具有发光峰值波长的第五荧光体中的至少1种荧光体。发光装置优选具有如下发光光谱:发光光谱在发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内连续,将发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内的发光强度的最大值设为100%,则发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内的发光强度的最小值为10%以上。发光装置的发光光谱在发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内连续是指,发光光谱在发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的所有波长范围内,发光光谱的发光强度不为0%,发光光谱不间断地连续。根据生物体内、果蔬等测定对象或检测对象,有时需要射出具有在包含可见光至近红外光的一部分的波长范围内连续的发光光谱的光的光源。在使用钨灯、氙灯作为光源的情况下,射出从可见光至包含近红外光的一部分的波长范围为止发光光谱不间断而具有连续的发光光谱的光。然而,如果使用钨灯、氙灯作为光源,则难以实现装置的小型化。发光光谱在发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内连续,将发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内的发光强度的最大值设为100%,则发出发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内的发光强度的最小值为10%以上的光的发光装置与使用钨灯、氙灯作为光源的发光装置相比,能够小型化。小型的发光装置能够搭载于智能手机等小型移动设备而使用,如果可以得到生物体内的信息,则能够用于身体状况管理等。在此,所谓“发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内”,例如在发光元件的发光峰值波长为420nm情况下,是指420nm以上且1050nm以下的范围内。
对于发光装置,在发光光谱中,在发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内连续,将发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内的发光强度的最大值设为100%,发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内的发光强度的最小值可以为15%以上,也可以为20%以上,还可以为25%以上,可以为100%以下,也可以为80%以下,还可以为70%以下,还可以为60%以下。例如在发光元件的发光峰值波长为420nm以上的情况下,发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内是指420nm以上且1050nm以下的范围内。例如,在发光元件的发光光谱的发光峰值波长为450nm以上的情况下,发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内是指450nm以上且1050nm以下的范围内。
发光装置具有在发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内连续,将发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内的发光强度的最大值设为100%,则发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内的发光强度的最小值成为10%以上的发光光谱,在从可见光至近红外的宽波长范围内发光。这样的发光装置能够用于例如反射光谱式的测定装置、能够非破坏性地测定生物体内、果蔬等并且要求显色性也优异的光的照明装置。
与上述的包含氧化物荧光体的第一荧光体的组成不同的第二荧光体优选包含选自具有由下述式(2a)所示的组成式中所含的组成的磷酸盐荧光体、具有由下述式(2b)所示的组成式中所含的组成的铝酸盐荧光体和具有由下述式(2c)所示的组成式中所含的组成的铝酸盐荧光体中的至少1种荧光体,也可以包含2种以上的荧光体。
(Ca,Sr,Ba,Mg)10(PO4)6(F,Cl,Br,I)2:Eu (2a)
(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu (2b)
Sr4Al14O25:Eu (2c)
在本说明书中,组成式中,用逗号(,)分隔记载的多个元素表示在组成中含有这些多种元素中的至少1种元素。另外,在本说明书中,在表示荧光体的组成的组成式中,冒号(:)之前表示构成母体结晶的元素及其摩尔比,冒号(:)之后表示活化元素。
第三荧光体优选包含选自具有由下述式(3a)所示的组成式中所含的组成的硅酸盐荧光体、具有由下述式(3b)所示的组成式中所含的组成的铝酸盐荧光体或镓酸盐荧光体、具有由下述式(3c)所示的组成式中所含的组成的β赛隆荧光体、具有由下述式(3d)所示的组成式中所含的组成的卤化铯铅荧光体、以及具有由下述式(3e)所示的组成式中所含的组成的氮化物荧光体中的至少1种荧光体,也可以包含2种以上的荧光体。在第三荧光体包含2种以上的荧光体的情况下,优选2种以上的第三荧光体分别为在495nm以上且小于610nm的范围内在各自不同的范围具有发光峰值波长的荧光体。
(Ca,Sr,Ba)8MgSi4O16(F,Cl,Br)2:Eu (3a)
(Lu,Y,Gd,Tb)3(Al,Ga)5O12:Ce (3b)
Si6-zAlzOzN8-z:Eu (0<z≤4.2) (3c)
CsPb(F,Cl,Br)3 (3d)
(La,Y,Gd)3Si6N11:Ce (3e)
第四荧光体优选包含选自具有由下述式(4a)所示的组成的氮化物荧光体、具有由下述式(4b)所示的组成式中所含的组成的氟锗酸盐荧光体、具有由下述式(4c)所示的组成式中所含的组成的氧氮化物荧光体、具有由下述式(4d)所示的组成式中所含的组成的氟化物荧光体、具有由下述式(4e)所示的组成式中所含的组成的氟化物荧光体、具有由下述式(4f)所示的组成式中所含的组成的氮化物荧光体、以及具有(4g)所示的组成式中所含的组成的氮化物荧光体中的至少1种荧光体,可以包含2种以上的荧光体。在第四荧光体包含2种以上的荧光体的情况下,优选2种以上的第四荧光体分别为在610nm以上且小于700nmm的范围内在各自不同的范围具有发光峰值波长的荧光体。
(Sr,Ca)AlSiN3:Eu (4a)
3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Mn (4b)
(Ca,Sr,Mg)kSi12-(m+n)Alm+nOnN16-n:Eu (4c)
(上述式(4c)中,k、m、n满足0<k≤2.0、2.0≤m≤6.0、0≤n≤2.0。)
Ac[M6 1-bMn4+ bFd] (4d)
(上述式(4d)中,A包含选自K+、Li+、Na+、Rb+、Cs+和NH4 +中的至少1种,其中,优选K+。Mb包含选自第4族元素和第14族元素中的至少1种元素,其中,优选Si、Ge。b满足0<b<0.2,c为[M6 1-bMn4+ bFd]离子的电荷的绝对值,d满足5<d<7。)
A’c’[M6’1-b’Mn4+ b’Fd’] (4e)
(上述式(4e)中,A’包含选自K+、Li+、Na+、Rb+、Cs+和NH4 +中的至少1种,其中,优选K+。M6’包含第4族元素、第13族元素和第14族元素选自中的至少1种元素,其中,优选Si、Al。b’满足0<b’<0.2,c’为[M6’ 1-b’Mn4+ b’Fd’]离子的电荷的绝对值,d’满足5<d’<7。)
(Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Eu (4f)
(Sr,Ca)LiAl3N4:Eu (4g)
第五荧光体优选包含选自具有由下述式(5a)所示的组成的镓酸盐荧光体、具有由下述式(5b)所示的组成的铝酸盐荧光体、具有由下述式(5c)所示的组成的镓酸盐荧光体、以及具有由下述式(5d)所示的组成式中所含的组成的铝酸盐荧光体中的至少1种荧光体,也可以包含2种以上的荧光体。发光装置通过在包含一个实施方式的氧化物荧光体的第一荧光体的同时包含第五荧光体,能够发出如下的光:不仅在700nm以上且1050nm以下的近红外光的波长范围,而且在发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内连续,将发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内的发光强度的最大值设为100%,则发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内的发光强度的最小值为10%以上。
Ga2O3:Cr (5a)
Al2O3:Cr (5b)
ZnGa2O4:Cr (5c)
(Lu,Y,Gd,Tb)3(Al,Ga)5O12:Ce,Cr (5d)
基于附图说明发光装置的一个例子。图1是表示发光装置的第一构成例的一个例子的示意截面图。图2是表示发光装置的第一构成例的另一例的示意截面图。
如图1所示,发光装置100具备:具有凹部的成形体40、成为激发光源的发光元件10、以及被覆发光元件10的波长转换构件50。成形体40是通过第一引线20和第二引线30与包含热塑性树脂或热固化性树脂的树脂部42一体成形而成的。成形体40配置有构成凹部底面的第一引线20和第二引线30,并且配置有构成凹部的侧面的树脂部42。在成形体40的凹部的底面载置有发光元件10。发光元件10具有一对正负电极,该一对正负电极分别经由导线60与第一引线20和第二引线30电连接。发光元件10被波长转换构件50被覆。波长转换构件50包含对发光元件10进行波长转换的荧光体70和透光性材料。荧光体70必须含有包含一个实施方式的氧化物荧光体的第一荧光体71。荧光体70可以包含在与第一荧光体71的发光峰值波长不同的波长范围具有发光峰值波长的荧光体。如图2所示,荧光体70优选分别包含选自上述第二荧光体72、第三荧光体73、第四荧光体74和第五荧光体75中的至少1种荧光体,也可以包含2种以上。荧光体70必须包含第一荧光体71,也可以包含第二荧光体72、第三荧光体73、第四荧光体74和第五荧光体75。波长转换构件50还作为用于保护发光元件10和荧光体70免受外部环境影响的构件发挥功能。发光装置100经由第一引线20和第二引线30接受来自于外部的电力供给而发光。
图3A和图3B表示发光装置的第二构成例。图3A是发光装置200的示意俯视图。图3B是图3A所示的发光装置200的III-III’线的示意截面图。发光装置200具备:在365nm以上且500nm以下的范围内具有发光峰值波长的发光元件10、以及包含波长转换体52和透光体53的波长转换构件51,所述波长转换体52包含被来自于发光元件10的光激发而发光的第一荧光体71,所述透光体53配置有该波长转换体52。发光元件10经由作为导电构件61的凸块倒装片安装于基板1上。波长转换构件51的波长转换体52经由粘接层80设置于发光元件10的发光面上。发光元件10和波长转换构件52的侧面被对光进行反射的被覆构件90覆盖。波长转换体52必须含有第一荧光体71,所述第一荧光体71被来自于发光元件10的光激发,包含氧化物荧光体。波长转换体52还可以包含选自第二荧光体、第三荧光体、第四荧光体和第五荧光体中的至少1种。发光元件10能够经由形成于基板1上的布线和导电构件61接受来自于发光装置200的外部的电力的供给,使发光装置200发光。发光装置200可以包含用于防止因施加过大的电压而导致发光元件10破坏的保护元件等半导体元件11。被覆构件90例如以覆盖半导体元件11的方式设置。以下,对用于发光装置的各构件进行说明。需要说明的是,详细情况例如也可以参照日本特开2014-112635号公报的公开。
与荧光体一起构成波长转换构件的透光性材料可举出选自树脂、玻璃和无机物中的至少1种。树脂可以使用选自有机硅树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸系树脂和它们的改性树脂中的至少1种树脂。在耐热性和耐光性优异方面,优选有机硅树脂和改性有机硅树脂。在波长转换构件中,除了荧光体和透光性材料以外,还可以根据需要包含填料、着色剂、光扩散材料。作为填料,例如可举出氧化硅、钛酸钡、氧化钛、氧化铝等。
在波长转换构件包含树脂和荧光体的情况下,优选在树脂中形成包含荧光体的波长转换构件形成用组合物,并使用波长转换构件形成用组合物形成波长转换构件。波长转换构件形成用组合物中,包含氧化物荧光体的第一荧光体的含量相对于树脂100质量份优选为30质量份以上且100质量份以下的范围内,可以为40质量份以上且90质量份以下的范围内,也可以为45质量份以上且85质量份以下的范围内。第一荧光体可以仅包含一个实施方式的氧化物荧光体。第一荧光体中所含的氧化物荧光体也可以包含组成不同的2种以上的氧化物荧光体。
波长转换构件形成用组合物中,使各荧光体的含量成为以下说明的范围。
波长转换构件形成用组合物中所含的第二荧光体的含量相对于树脂100质量份可以为10质量份以上且100质量份以下的范围内,也可以为20质量份以上且90质量份以下的范围内,还可以为30质量份以上且80质量份以下的范围内。
波长转换构件形成用组合物中所含的第三荧光体的含量相对于树脂100质量份可以为5质量份以上且100质量份以下的范围内,也可以为10质量份以上且90质量份以下的范围内,还可以为15质量份以上且80质量份以下的范围内,还可以为20质量份以上且70质量份以下的范围内,还可以为25质量份以上且60质量份以下的范围内。
波长转换构件形成用组合物中所含的第四荧光体的含量相对于树脂100质量份可以为1质量份以上且50质量份以下的范围内,也可以为2质量份以上且40质量份以下的范围内,还可以为3质量份以上且30质量份以下的范围内,还可以为4质量份以上且25质量份以下的范围内,还可以为5质量份以上且20质量份以下的范围内。
波长转换构件形成用组合物中所含的第五荧光体的含量相对于树脂100质量份可以为5质量份以上且100质量份以下的范围内,也可以为10质量份以上且80质量份以下的范围内,还可以为15质量份以上且60质量份以下的范围内,还可以为20质量份以上且50质量份以下的范围内。在波长转换构件形成用组合物中包含第五荧光体、且第五荧光体包含2种以上的荧光体的情况下,第五荧光体的含量是指2种以上的第五荧光体的合计的含量。在波长转换构件形成用组合物中包含2种以上第二荧光体至第四荧光体中的任一荧光体的情况下,也是指2种以上的荧光体的合计的含量。
波长转换构件形成用组合物中,相对于树脂100质量份,荧光体的合计的含量可以为50质量份以上且300质量份以下的范围内,也可以为100质量份以上且280质量份以下的范围内,还可以为120质量份以上且250质量份以下的范围内,还可以为150质量份以上且200质量份以下的范围内。
波长转换构件可以具备透光体。透光体可以使用由玻璃、树脂这样的透光性材料形成的板状体。玻璃例如可举出硼硅酸玻璃、石英玻璃。树脂可举出有机硅树脂、环氧树脂。在波长转换构件具备基板的情况下,基板优选由绝缘性材料且难以透过来自于发光元件的光、外部光的材料形成。作为基板的材料,可举出氧化铝、氮化铝等陶瓷、酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺三嗪树脂(BT树脂)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)树脂等树脂。在发光元件与波长转换构件之间夹设有粘接层的情况下,构成粘接层的粘接剂优选由将发光元件与波长转换构件光学连接的材料构成。作为构成粘接层的材料,优选为选自环氧树脂、有机硅树脂、酚醛树脂和聚酰亚胺树脂中的至少1种树脂。
根据需要设置于发光装置的半导体元件例如可举出用于控制发光元件的晶体管、用于抑制因施加过大的电压而导致的发光元件的破坏、性能劣化的保护元件。作为保护元件,可举出齐纳二极管(Zener Diode)。在发光装置具备被覆构件的情况下,作为被覆构件的材料,优选使用绝缘性材料。更具体而言,可举出酚醛树脂、环氧树脂、双马来酰亚胺三嗪树脂(BT树脂)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)树脂、有机硅树脂。也可以根据需要在被覆构件中添加着色剂、荧光体、填料。发光装置可以使用凸块作为导电构件。作为凸块的材料,可以使用Au或其合金,作为其他导电构件,可以使用共晶焊料(Au-Sn)、Pb-Sn、无铅焊料等。
发光装置的制造方法
对第一构成例的发光装置的制造方法的一个例子进行说明。需要说明的是,详细情况例如也可以参照日本特开2010-062272号公报的公开。发光装置的制造方法优选包括:成形体的准备工序、发光元件的配置工序、波长转换构件形成用组合物的配置工序和树脂封装体形成工序。作为成形体,在使用具有多个凹部的集合成形体的情况下,在树脂封装体形成工序后,还可以包括对各单位区域的每个树脂封装体进行分离的单片化工序。
在成形体的准备工序中,使用热固化性树脂或热塑性树脂将多个引线一体成形,准备具有凹部的成形体,该凹部具有侧面和底面。成形体可以是由包含多个凹部的集合基体构成的成形体。
在发光元件的配置工序中,在成形体的凹部的底面配置发光元件,发光元件的正负电极通过导线与第一引线和第二引线连接。
在波长转换构件形成用组合物的配置工序中,在成形体的凹部配置波长转换构件形成用组合物。
在树脂封装体成形工序中,使配置于成形体的凹部的波长转换构件形成用组合物固化,形成树脂封装体,制造发光装置。在使用由包含多个凹部的集合基体构成的成形体的情况下,在树脂封装体的形成工序后,在单片化工序中,按照具有多个凹部的集合基体的各单位区域的树脂封装体每一个被分离,制造各个发光装置。如上所述,能够制造图1或图2所示的发光装置。
对第二构成例的发光装置的制造方法的一个例子进行说明。需要说明的是,详细情况例如可以参照日本特开2014-112635号公报或日本特开2017-117912号公报的公开。发光装置的制造方法优选包括发光元件的配置工序、根据需要的半导体元件的配置工序、包含波长转换体的波长转换构件的形成工序、发光元件与波长转换构件的粘接工序、被覆构件的形成工序。
例如,在发光元件的配置工序中,在基板上配置发光元件。发光元件和半导体元件例如倒装片安装于基板上。接下来,在包含波长转换体的波长转换构件的形成工序中,波长转换体可以是通过利用印刷法、粘接法、压缩成形法、电沉积法在透光体的一面形成板状、片状或层状的波长转换体而得到的。例如,印刷法可以通过将包含荧光体和成为粘结剂或溶剂的树脂的波长转换体用组合物印刷于透光体的一面,形成包含波长转换体的波长转换构件。接下来,在发光元件和波长转换构件的粘接工序中,使波长转换构件与发光元件的发光面对置,在发光元件上通过粘接层接合波长转换构件。接下来,在被覆构件的形成工序中,发光元件和波长转换构件的侧面被被覆构件用组合物覆盖。该被覆构件用于使从发光元件射出的光反射,在发光装置还具备半导体元件的情况下,优选以该半导体元件被被覆构件埋设的方式形成。如上所述,能够制造图3A和图3B所示的发光装置。
氧化物荧光体的制造方法
氧化物荧光体的制造方法包括:准备包含选自Li、Na、K、Rb和Cs中的至少1种的第一元素M1的第一化合物、包含选自Mg、Ca、Sr、Ba和Zn中的至少1种的第二元素M2的第二化合物、包含选自B、Al、Ga、In和稀土类元素中的至少1种的第三元素M3的第三化合物、包含选自Si、Ti、Ge、Zr、Sn、Hf和Pb中的至少1种的第四元素M4的第四化合物、包含Cr的第六化合物、以及根据需要准备包含选自Eu、Ce、Tb、Pr、Nd、Sm、Yb、Ho、Er、Tm、Ni和Mn中的至少1种的第五元素M5的第五化合物;准备原料混合物,所述原料混合物是以在氧化物荧光体的组成1摩尔中的第四元素M4的摩尔比为5时,第一元素M1的摩尔比成为1、第二元素M2的摩尔比成为2、第三元素M3的摩尔比成为1、Cr的摩尔比成为0.2以下的方式调整第一化合物、上述第二化合物、上述第三化合物、第四化合物、第六化合物和根据需要的第五化合物并进行混合而成的;以及在包含氧的气氛中,在1000℃以上且1500℃以下的范围内的温度下对原料混合物进行热处理,得到氧化物荧光体,其中,选自第一化合物、第二化合物、第三化合物、第四化合物和第六化合物中的至少1种为氧化物。
原料混合物的准备工序
原料
用于制造氧化物荧光体的原料含有:包含第一元素M1的第一化合物、包含第二元素M2的第二化合物、包含第三元素M3的第三化合物、包含第四元素M4的第四化合物、以及包含Cr的第六化合物。第一化合物、第二化合物、第三化合物、第四化合物和第六化合物分别可举出氧化物、碳酸盐、氯化物和它们的水合物等。选自第一化合物、第二化合物、第三化合物、第四化合物和第六化合物中的至少1种化合物为氧化物,可以是2种以上为氧化物。第三化合物、第四化合物和第六化合物可以为氧化物。第五化合物可以为氧化物。第一化合物、第二化合物、第三化合物、第四化合物、第五化合物和第六化合物优选为粉体。
第一化合物具体而言可举出Li2O、Li2CO3、LiCl、Na2O、Na2CO3、NaCl、K2O、K2CO3、KCl、Rb2O、Rb2CO3、RbCl、Cs2O、Cs2CO3、CsCl等。第二化合物具体而言可举出MgO、MgCO3、MgCl2、CaO、CaCO3、CaCl2、SrO、SrCO3、SiCl2、BaO、BaCO3、BaCl2等。
在第三化合物包含稀土类元素的情况下,第三化合物中所含的稀土类元素优选为选自Sc、Y、La、Gd和Lu中的至少1种元素。在使用包含第五元素M5的第五化合物作为原料的情况下,第三化合物中所含的稀土类元素优选不是与第五元素M5相同的稀土类元素。第三化合物具体而言可举出B2O3、BCl3、H3BO3、Al2O3、AlCl3、Ga2O3、GaCl3、In2O3、INCl3、Sc2(CO3)3、Sc2O3、ScCl3、Y2(CO3)3、Y2O3、YCl3、La2O3、Gd2(CO3)3、Gd2O3、GdCl3、Lu2(CO3)3、Lu2O3、LuCl3等。
第四化合物具体而言可举出SiO2、TiO2、TICl4、GeO2、GeCl2、ZrO2、ZrCl4、SnO2、SnCl2、HfO2、HfCl4、PbO、Pb3O4等。第六化合物具体而言可举出Cr2O3、Cr2(CO3)3、CRCl3·6H2O。上述化合物可以为水合物。
包含第五元素M5的第五化合物可举出氧化物、碳酸盐、氯化物和它们的水合物等。第五化合物可以为氧化物。第五化合物优选为粉体。第五化合物具体而言可举出Eu2O3、EuCl3、CeO2、Ce2O3、Ce2(CO3)3、Tb4O7、TbCl3、Pr6O11、PrCl3、Nd2(CO3)3、Nd2O3、NdCl3、Sm2(CO3)3、Sm2O3、SmCl3、Yb2O3、YbCl3、Ho2O3、HoCl3、Er2O3、ErCl3、Tm2O3、TmCl3、NiO、NiCl2、MnO、MnO2、Mn2O3、Mn3O4。这些化合物可以为水合物。
原料混合物
对于成为原料的各化合物,在将想要得到的氧化物荧光体的组成1摩尔中的第四元素M4的摩尔比设为5时,例如以第一元素M1的摩尔比成为1、第二元素M2的摩尔比成为2、第三元素M3的摩尔比成为1、Cr的摩尔比成为0.2以下的方式计量第一化合物、第二化合物、第三化合物、第四化合物和第六化合物,将各化合物混合而得到原料混合物。在包含第五化合物作为原料的情况下,可以以想要得到的氧化物荧光体的组成1摩尔中的第五元素M5的摩尔比成为0.1以下的方式计量第五化合物,将各化合物混合而得到原料混合物。将计量的第一化合物、第二化合物、第三化合物、第四化合物和第六化合物、根据需要包含的第五化合物以湿式或干式混合,得到原料混合物。计量的各化合物可以使用混合机混合。混合机除了工业上通常使用的球磨机以外,还可以使用振动磨机、辊磨机、气流磨机等。
优选作为原料的各化合物以各化合物中所含的第一元素M1、第二元素M2、第三元素M3、第四元素M4和Cr以及根据需要包含的第五元素M5成为上述式(1)所示的组成的方式计量各化合物,进行混合而准备原料混合物。
助熔剂
原料混合物可以包含助熔剂。通过原料混合物包含助熔剂,原料间的反应被进一步促进,进而固相反应更均匀地进行,因此粒径大,能够得到发光特性更优异的荧光体。如果用于得到荧光体的热处理的温度为与作为助熔剂使用的化合物的液相的生成温度相同程度的温度,则原料间的反应通过助熔剂被促进。作为助熔剂,可以使用包含选自稀土类元素、碱土类金属元素和碱金属元素中的至少1种元素的卤化物。作为助熔剂,在卤化物中,可以使用氟化物。在助熔剂中所含的元素为与构成氧化物荧光体的元素的至少一部分相同的元素的情况下,作为具有目标组成的氧化物荧光体的原料的一部分,可以以氧化物荧光体的组成成为目标组成的方式加入助熔剂,也可以以成为目标组成的方式混合原料后,以进一步添加的方式加入助熔剂。
进行热处理而得到氧化物荧光体的工序
原料混合物可以载置于石墨等碳、氮化硼(BN)、氧化铝(Al2O3)、钨(W)、钼(Mo)等材质的坩埚、舟皿,在炉内进行热处理。
热处理气氛
热处理优选在包含氧的气氛中进行。气氛中的氧的含有率没有特别限制。包含氧的气氛中的氧的含有率优选为5体积%以上,更优选为10体积%以上,进一步优选为15体积%以上。热处理优选在大气气氛(含氧率为20体积%以上)中进行。如果是氧的含有率小于1体积%的不含氧的气氛,则有时无法得到具有期望组成的氧化物荧光体。
热处理温度
热处理温度为1000以上且1500以下的范围内,优选为1100以上且1450以下的范围内,更优选为1200以上且1400以下的范围内。如果热处理温度为1000以上且1500以下,则由热导致的分解得到抑制,可以得到具有目标组成、具有稳定的晶体结构的荧光体。
热处理可以进行两个阶段以上的多次热处理。例如在进行两个阶段的热处理的情况下,可以在1000℃以上且1500以下进行第一次的热处理,在1100以上且1400以下的温度进行第二次的热处理。如果第一次的热处理温度为1000以上且1500℃以下,则容易得到具有目标组成的热处理物。如果第二次的热处理温度为1100℃以上且1400以下,则能够得到具有稳定的晶体结构的荧光体。
在热处理中,可以在规定温度下设置保持时间。例如可以在第一次的热处理与第二次的热处理之间在20℃以上且28℃以下的室温左右的温度下设置保持的时间。保持时间例如可以为0.5小时以上且48小时以内,也可以为1小时以上且40小时以内,还可以为2小时以上且30小时以内。通过将保持时间设置为0.5小时以上且48小时以内,能够促进结晶成长。
热处理气氛的压力可以为标准大气压(0.101MPa),也可以为0.101MPa以上,优选在0.11MPa以上且200MPa以下的加压气氛下进行。对于通过热处理而得到的热处理物而言,热处理温度越高,晶体结构越容易分解,但通过设为加压气氛,能够抑制晶体结构的分解,抑制发光强度的降低。热处理气氛的压力以表压计更优选为0.11MPa以上且100MPa以下,进一步优选为0.5MPa以上且10MPa以下,从制造的容易程度的方面出发,更进一步优选为1.0MPa以下。
热处理时间可以根据热处理温度、热处理时的气氛的压力适当选择,优选为0.5小时以上且20小时以内。即使在进行两个阶段以上的热处理的情况下,一次的热处理时间也优选为0.5小时以上且20小时以内。如果热处理时间为0.5小时以上且20小时以内,则能够抑制所得到的热处理物的分解,可以得到具有稳定的晶体结构、具有所期望的发光强度的荧光体。另外,也能够降低生产成本,能够使制造时间比较短。热处理时间更优选为1小时以上且10小时以内,进一步优选为1.5小时以上且9小时以内。
热处理而得到的热处理物可以进行粉碎、分散、固液分离、干燥等后处理。固液分离可以通过过滤、抽滤、加压过滤、离心分离、倾析等工业上通常使用的方法来进行。干燥可以通过真空干燥机、热风加热干燥机、锥形干燥机、旋转蒸发仪等工业上通常使用的装置来进行。
实施例
以下,通过实施例具体地说明本发明。本发明并不限定于这些实施例。
氧化物荧光体
实施例1
作为原料,使用按照K2CO3为2.77g、SrCO3为11.81g、Sc2O3为2.76g、GeO2为20.93g、Cr2O3为0.10g的方式计量的各原料。对于所得到的氧化物荧光体的组成1摩尔中的各元素,以投料组成中的各元素的摩尔比成为KSr2ScGe5O14∶Cr0.03的方式进行计量。在投料组成中,未记载摩尔比的元素的摩尔比为1。使用玛瑙研钵和玛瑙研杵,将各原料混合10分钟,得到原料混合物。将所得到的原料混合物配置于氧化铝坩埚中,在1150℃、标准大气压(0.101MPa)的大气气氛(氧20体积%)中进行8小时热处理。热处理后,对所得到的热处理物进行粉碎,得到实施例1的氧化物荧光体。
实施例2
作为原料,使用按照Na2CO3为2.12g、SrCO3为11.81g、Sc2O3为2.76g、GeO2为20.93g、Cr2O3为0.10g的方式计量的各原料。对于所得到的氧化物荧光体的组成1摩尔中的各元素,以投料组成中的各元素的摩尔比成为NaSr2ScGe5O14∶Cr0.03的方式进行计量,除此以外,与实施例1同样地操作,得到实施例2的氧化物荧光体。
实施例3
作为原料,使用按照Na2CO3为2.12g、SrCO3为11.81g、Ga2O3为3.76g、GeO2为20.93g、Cr2O3为0.10g的方式计量的各原料。对于所得到的氧化物荧光体的组成1摩尔中的各元素,以投料组成中的各元素的摩尔比成为NaSr2GaGe5O14∶Cr0.03的方式进行计量,除此以外,与实施例1同样地操作,得到实施例3的氧化物荧光体。
实施例4
作为原料,使用按照Na2CO3为2.12g、CaCO3为8.01g、Sc2O3为2.76g、GeO2为20.93g、Cr2O3为0.10g的方式计量的各原料。对于所得到的氧化物荧光体的组成1摩尔中的各元素,以投料组成中的各元素的摩尔比成为NaCa2ScGe5O14∶Cr0.03的方式进行计量,除此以外,与实施例1同样地操作,得到实施例4的氧化物荧光体。
实施例5
作为原料,使用按照Na2CO3为2.12g、SrCO3为11.81g、Al2O3为2.04g、GeO2为20.93g、Cr2O3为0.10g的方式计量的各原料。对于所得到的氧化物荧光体的组成1摩尔中的各元素,以投料组成中的各元素的摩尔比成为NaSr2AlGe5O14∶Cr0.03的方式进行计量,除此以外,与实施例1同样地操作,得到实施例5的氧化物荧光体。
实施例6
作为原料,使用按照Na2CO3为2.12g、SrCO3为11.81g、In2O3为5.56g、GeO2为20.93g、Cr2O3为0.10g的方式计量的各原料。对于所得到的氧化物荧光体的组成1摩尔中的各元素,以投料组成中的各元素的摩尔比成为NaSr2InGe5O14∶Cr0.03的方式进行计量,除此以外,与实施例1同样地操作,得到实施例6的氧化物荧光体。
实施例7
作为原料,使用按照Na2CO3为2.12g、MgCO3为6.75g、Sc2O3为2.76g、GeO2为20.93g、Cr2O3为0.10g的方式计量的各原料。对于所得到的氧化物荧光体的组成1摩尔中的各元素,以投料组成中的各元素的摩尔比成为NaMg2ScGe5O14∶Cr0.03的方式进行计量,除此以外,与实施例1同样地操作,得到实施例7的氧化物荧光体。
实施例8
作为原料,使用按照Na2CO3为2.12g、CaCO3为8.01g、Al2O3为2.04g、GeO2为20.93g、Cr2O3为0.10g的方式计量的各原料。对于所得到的氧化物荧光体的组成1摩尔中的各元素,以投料组成中的各元素的摩尔比成为NaCa2AlGe5O14∶Cr0.03的方式进行计量,在1120℃下进行热处理,除此以外,与实施例1同样地操作,得到实施例8的氧化物荧光体。
实施例9
作为原料,使用按照Na2CO3为2.12g、CaCO3为8.01g、In2O3为5.56g、GeO2为20.93g、Cr2O3为0.10g的方式计量的各原料。对于所得到的氧化物荧光体的组成1摩尔中的各元素,以投料组成中的各元素的摩尔比成为NaCa2InGe5O14∶Cr0.03的方式进行计量,在1120℃下进行热处理,除此以外,与实施例1同样地操作,得到实施例9的氧化物荧光体。
实施例10
作为原料,使用按照K2CO3为2.77g、CaCO3为8.01g、Sc2O3为2.76g、GeO2为20.93g、Cr2O3为0.10g的方式计量的各原料。对于所得到的氧化物荧光体的组成1摩尔中的各元素,以投料组成中的各元素的摩尔比成为KCa2ScGe5O14∶Cr0.03的方式进行计量,在1120℃下进行热处理,除此以外,与实施例1同样地操作,得到实施例10的氧化物荧光体。
实施例11
作为原料,使用按照K2CO3为2.77g、CaCO3为8.01g、Al2O3为2.04g、GeO2为20.93g、Cr2O3为0.10g的方式计量的各原料。对于所得到的氧化物荧光体的组成1摩尔中的各元素,以投料组成中的各元素的摩尔比成为KCa2AlGe5O14∶Cr0.03的方式进行计量,在1120℃下进行热处理,除此以外,与实施例1同样地操作,得到实施例11的氧化物荧光体。
实施例12
作为原料,使用按照K2CO3为2.77g、CaCO3为8.01g、In2O3为5.56g、GeO2为20.93g、Cr2O3为0.10g的方式计量的各原料。对于所得到的氧化物荧光体的组成1摩尔中的各元素,以投料组成中的各元素的摩尔比成为KCa2InGe5O14∶Cr0.03的方式进行计量,在1120℃下进行热处理,除此以外,与实施例1同样地操作,得到实施例12的氧化物荧光体。
实施例13
作为原料,使用按照Na2CO3为2.12g、SrCO3为11.81g、Sc2O3为2.76g、GeO2为12.60g、SiO2为4.81g、Cr2O3为0.10g的方式计量的各原料。对于所得到的氧化物荧光体的组成1摩尔中的各元素,以投料组成中的各元素的摩尔比成为NaSr2ScGe3Si2O14∶Cr0.03的方式进行计量,在1180℃下进行热处理,除此以外,与实施例1同样地操作,得到实施例13的氧化物荧光体。
实施例14
作为原料,使用按照Rb2CO3为4.62g、CaCO3为8.01g、Sc2O3为2.76g、GeO2为20.93g、Cr2O3为0.10g的方式计量的各原料。对于所得到的氧化物荧光体的组成1摩尔中的各元素,以投料组成中的各元素的摩尔比成为RbCa2ScGe5O14∶Cr0.03的方式进行计量,在1120℃下进行热处理,除此以外,与实施例1同样地操作,得到实施例14的氧化物荧光体。
实施例15
作为原料,使用按照Li2CO3为1.48g、CaCO3为8.01g、Sc2O3为2.76g、GeO2为20.93g、Cr2O3为0.10g的方式计量的各原料。对于所得到的氧化物荧光体的组成1摩尔中的各元素,以投料组成中的各元素的摩尔比成为LiCa2ScGe5O14∶Cr0.03的方式进行计量,在1120℃下进行热处理,除此以外,与实施例1同样地操作,得到实施例15的氧化物荧光体。
实施例16
作为原料,使用按照K2CO3为2.77g、SrCO3为11.81g、Sc2O3为2.76g、GeO2为20.93g、Cr2O3为0.10g、Yb2O3为0.08g的方式计量的各原料。对于所得到的氧化物荧光体的组成1摩尔中的各元素,以投料组成中的各元素的摩尔比成为KSr2ScGe5O14∶Cr0.03、Yb0.01的方式进行计量,除此以外,与实施例1同样地操作,得到实施例16的氧化物荧光体。
实施例17
作为原料,使用按照Na2CO3为2.12g、SrCO3为11.81g、Sc2O3为2.76g、GeO2为20.93g、Cr2O3为0.10g、Yb2O3为0.08g的方式计量的各原料。对于所得到的氧化物荧光体的组成1摩尔中的各元素,以投料组成中的各元素的摩尔比成为NaSr2ScGe5O14∶Cr0.03、Yb0.01的方式进行计量,除此以外,与实施例1同样地操作,得到实施例17的氧化物荧光体。
实施例18
作为原料,使用按照Na2CO3为2.12g、SrCO3为11.81g、In2O3为5.56g、GeO2为20.93g、Cr2O3为0.10g、Yb2O3为0.08g的方式计量的各原料。对于所得到的氧化物荧光体的组成1摩尔中的各元素,以投料组成中的各元素的摩尔比成为NaSr2InGe5O14∶Cr0.03、Yb0.01的方式进行计量,除此以外,与实施例1同样地操作,得到实施例18的氧化物荧光体。
发光光谱和发光特性的测定
对于实施例的各氧化物荧光体的各荧光体,使用量子效率测定系统(QE-2000,大塚电子株式会社制)测定发光光谱。量子效率测定系统中使用的激发光的发光峰值波长为450nm。作为发光特性,由所得到的各荧光体的发光光谱求出相对发光强度、发光峰值波长和半值宽度。即,在各荧光体的发光光谱中,求出700nm以上且1050nm以下的范围内的发光峰的发光峰值波长(λp)(nm)和半值宽度(FWHM)(nm)。另外,将实施例1的氧化物荧光体的发光峰值波长处的发光强度设为100%,测定实施例2~18的各氧化物荧光体的发光峰值波长处的相对发光强度(%)。将结果示于表1。另外,在图4~图9中示出激发光和实施例1~8的各氧化物荧光体的发光光谱。图4和图5中,将实施例1的氧化物荧光体的最大发光峰值设为100%,示出了实施例的各氧化物荧光体的发光光谱。图6~图9将实施例12的氧化物荧光体的最大的发光峰值设为100%,示出了实施例的各氧化物荧光体的发光光谱。需要说明的是,在图4~图9中,具有400nm以上且500nm以下的范围内的发光峰值波长的发光光谱为激发光源的发光光谱。
激发光谱的测定
对于实施例2的氧化物荧光体,使用荧光分光光度计(F-4500,Hitachi High-Technologies公司制),以氧化物荧光体的发光峰值波长,在室温(20℃~25℃)下在350nm以上且750nm以下的范围测定激发光谱。将氧化物荧光体的激发光谱的最大强度设为100%,将各波长处的相对强度(%)设为激发光谱谱图。在图10中示出了实施例2的氧化物荧光体的激发光谱。
【表1】
表1
实施例1~18的氧化物荧光体在发光光谱中,在700nm以上且1050nm以下的范围内具有发光峰值波长,半值宽度为100nm以上。实施例1~18的氧化物荧光体在红色光至近红外光的波长范围具有发光峰值波长,具有100nm以上的宽的半值宽度的发光光谱。
如图4~图9所示,实施例1~18的各氧化物荧光体在700nm以上且1050nm以下的范围内具有发光峰值波长,半值宽度为100nm以上,具体而言,在750nm以上且850nm以下的范围内具有发光峰值波长,显示出半值宽度为120nm以上的宽的发光峰。另外,实施例1~18的氧化物荧光体具有半值宽度宽的发光峰值波长。
如图10所示,实施例2的氧化物荧光体在激发光谱中,在420nm以上且460nm以下的范围内以及570nm以上且630nm以下的范围内具有强度的峰。可知实施例2的氧化物荧光体通过波长为420nm以上且460nm以下的范围内以及570nm以上且630nm的范围内的发光而高效地发光。
实施例的发光装置
使用实施例2的氧化物荧光体和实施例7的氧化物荧光体作为第一荧光体。作为第二荧光体,使用具有上述式(2a)所示的组成式中所含的组成的磷酸盐荧光体。作为第三荧光体,使用具有上述式(3a)所示的组成式中所含的组成的硅酸盐荧光体和具有上述式(3b)所示的组成式中所含的组成的铝酸盐荧光体。作为第四荧光体,使用具有上述式(4a)所示的组成式中所含的组成的氮化物荧光体和具有上述式(4b)所示的组成式中所含的组成的氟锗酸盐荧光体。作为第五荧光体,使用具有上述式(5a)所示的组成的镓酸盐荧光体。将第一荧光体、第二荧光体、第三荧光体、第四荧光体和第五荧光体以成为表2所示的配合的方式与有机硅树脂混合分散后,进而进行脱泡,由此得到波长转换构件形成用组合物。相对于树脂100质量份,波长转换构件形成用组合物中的荧光体的合计为184.7质量份。接下来,准备如图2所示的具有凹部的成形体,在凹部的底面将发光峰值波长为420nm且具有氮化镓系化合物半导体的发光元件配置于第一引线后,将波长转换构件形成用组合物注入、填充于发光元件上,进而进行加热,由此使波长构件形成用组合物中的树脂固化。发光元件的发光光谱的半值宽度为15nm。通过这样的工序制作实施例的发光装置。
比较例的发光装置
将具有上述式(3b)所示的组成式中所含的组成的铝酸盐荧光体和有机硅树脂混合分散后,进而进行脱泡,由此得到波长转换部形成材用组合物。相对于树脂100质量份,波长转换构件形成用组合物中的荧光体的含量为35质量份。使用该波长转换构件形成用组合物,使用发光峰值波长为450nm且具有氮化镓系化合物半导体的发光元件,除此以外,与实施例的发光装置同样地制作,制成了发光装置的比较例。
发光光谱的测定
对于实施例的发光装置和比较例的发光装置,使用组合了分光测光装置(PMA-11,Hamamatsu Photonics株式会社)和积分球的光测量系统,测定室温(25℃±5℃)下的发光光谱。对于各发光装置,将各发光装置的发光光谱中发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内的发光强度的最大值设为100%,求出发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内的相对发光强度的最小值(相对发光强度的最小值(%)=发光强度的最小值/发光强度的最大值×100)。将结果示于表2。
【表2】
表2
图11是表示实施例的发光装置的发光光谱的图。在实施例的发光装置的发光光谱中,能够确认在420nm(发光元件的发光峰值波长)以上且1050nm的范围内连续地发光。实施例的发光装置发出了如下光:在发光光谱中,将420nm以上且1050nm以下的范围内的相对发光强度的最大值设为100%,420nm以上且1050nm以下的范围内的相对发光强度的最小值为11.2%。
图12是表示比较例的发光装置的发光光谱的图,图13是放大了比较例的发光装置的发光强度(纵轴)的发光光谱的放大图。发光装置的比较例发出白色的混色光。对于发光装置的比较例而言,在发光光谱中,在450nm以上(发光元件的发光峰值波长)以上且1050nm以下的范围内,在900nm以上的波长范围内存在发光强度为0%的部分,在450nm以上且1050nm以下的范围内不连续。根据发光装置的比较例的发光光谱,能够确认在近红外的波长范围中所含的900nm以上且1050nm的范围内不发光。
产业上的可利用性
本发明的氧化物荧光体也可以用于:用于得到生物体内的信息的医疗用的发光装置、用于搭载于智能手机等小型移动设备而进行身体状况管理的发光装置、非破坏性地测定果蔬、米等食品的内部信息的分析装置用的发光装置、对植物的光受体造成影响的植物栽培用的发光装置、膜厚等的测定中使用的反射光谱式测定装置的发光装置。使用了本发明的氧化物荧光体的发光装置可以用于医疗装置、小型移动设备、分析装置、植物栽培、反射光谱式测定装置。
Claims (15)
1.一种氧化物荧光体,其具有以下组成:
包含:
选自Li、Na、K、Rb和Cs中的至少1种的第一元素M1;
选自Mg、Ca、Sr、Ba和Zn中的至少1种的第二元素M2;
选自B、Al、Ga、In和稀土类元素中的至少1种的第三元素M3;
选自Si、Ti、Ge、Zr、Sn、Hf和Pb中的至少1种的第四元素M4;以及
O和Cr,所述O为氧,
根据需要任选包含选自Eu、Ce、Tb、Pr、Nd、Sm、Yb、Ho、Er、Tm、Ni和Mn中的至少1种的第五元素M5,
在将所述氧化物荧光体的组成1摩尔中的所述第四元素M4的摩尔比设为5时,所述第一元素M1的摩尔比为0.7以上且1.3以下的范围内,所述第二元素M2的摩尔比为1.5以上且2.5以下的范围内,所述第三元素M3的摩尔比为0.7以上且1.3以下的范围内,所述O的摩尔比为12.9以上且15.1以下的范围内,所述Cr的摩尔比为0.2以下,
在荧光体的发光光谱中,在700nm以上且1050nm以下的范围内具有发光峰值波长。
2.根据权利要求1所述的氧化物荧光体,其中,所述氧化物荧光体具有由下述式(1)所示的组成式中所含的组成,
M1 tM2 uM3 vM4 5Ow:Crx,M5 y (1)
所述式(1)中,t、u、v、w、x和y满足0.7≤t≤1.3、1.5≤u≤2.5、0.7≤v≤1.3、12.9≤w≤15.1、0<x≤0.2、0≤y≤0.10、y<x。
3.根据权利要求1或2所述的氧化物荧光体,其中,所述第一元素M1为选自Li、Na、K和Rb中的至少1种元素,所述第二元素M2为选自Mg、Ca和Sr中的至少1种元素,所述第三元素M3为选自Sc、Al、Ga和In中的至少1种,所述第四元素M4必须包含Ge,任选包含选自Si、Ti、Zr、Sn、Hf和Pb中的至少1种元素,所述第五元素M5任选为选自Yb、Nd、Tm和Er中的至少1种。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的氧化物荧光体,其中,所述第四元素M4为Ge。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的氧化物荧光体,其中,所述氧化物荧光体中,具有所述发光峰值波长的发光光谱的半值宽度为100nm以上。
6.一种发光装置,其具备:权利要求1~5中任一项所述的氧化物荧光体;和在365nm以上且500nm以下的范围内具有发光峰值波长且照射所述氧化物荧光体的发光元件。
7.根据权利要求6所述的发光装置,其中,必须具备包含所述氧化物荧光体的第一荧光体,并且
具备选自以下荧光体中的至少1种:在各荧光体的发光光谱中,在455nm以上且小于495nm的范围内具有发光峰值波长的第二荧光体、在495nm以上且小于610nm的范围内具有发光峰值波长的第三荧光体、在610nm以上且小于700nm的范围内具有发光峰值波长的第四荧光体、以及在700nm以上且1050nm以下的范围内具有发光峰值波长的第五荧光体,
在所述发光装置的发光光谱中,具有如下的发光光谱:将所述发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内的发光强度的最大值设为100%,所述发光元件的发光峰值波长以上且1050nm以下的范围内的发光强度的最小值为10%以上的发光光谱。
8.根据权利要求7所述的发光装置,其中,所述第二荧光体包含选自如下荧光体中的至少一种:具有由下述式(2a)所示的组成式中所含的组成的磷酸盐荧光体、具有由下述式(2b)所示的组成式中所含的组成的铝酸盐荧光体、以及具有由下述式(2c)所示的组成式中所含的组成的铝酸盐荧光体,
(Ca,Sr,Ba,Mg)10(PO4)6(F,Cl,Br,I)2:Eu (2a)
(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu (2b)
Sr4Al14O25:Eu (2c)。
9.根据权利要求7或8所述的发光装置,其中,所述第三荧光体包含选自如下荧光体中的至少一种:具有由下述式(3a)所示的组成式中所含的组成的硅酸盐荧光体、具有由下述式(3b)所示的组成式中所含的组成的铝酸盐荧光体或镓酸盐荧光体、具有由下述式(3c)所示的组成式中所含的组成的β赛隆荧光体、具有由下述式(3d)所示的组成式中所含的组成的卤化铯铅荧光体、以及具有由下述式(3e)所示的组成式中所含的组成的氮化物荧光体,
(Ca,Sr,Ba)8MgSi4O16(F,Cl,Br)2:Eu (3a)
(Lu,Y,Gd,Tb)3(Al,Ga)5O12:Ce (3b)
Si6-zAlzOzN8-z:Eu(0<z≤4.2) (3c)
CsPb(F,Cl,Br)3 (3d)
(La,Y,Gd)3Si6N11:Ce (3e)。
10.根据权利要求7~9中任一项所述的发光装置,其中,所述第四荧光体包含选自如下荧光体中的至少一种:具有由下述式(4a)所示的组成式中所含的组成的氮化物荧光体、具有由下述式(4b)所示的组成式中所含的组成的氟锗酸盐荧光体、具有由下述式(4c)所示的组成式中所含的组成的氧氮化物荧光体、具有由下述式(4d)所示的组成式中所含的组成的氟化物荧光体、具有由下述式(4e)所示的组成的氟化物荧光体、以及具有由下述式(4f)所示的组成的氮化物荧光体、以及具有由下述式(4g)所示的组成的氮化物荧光体,
(Sr,Ca)AlSiN3:Eu (4a)
3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Mn (4b)
(Ca,Sr,Mg)kSi12-(m+n)Alm+nOnN16-n:Eu (4c)
所述式(4c)中,k、m、n满足0<k≤2.0、2.0≤m≤6.0、0≤n≤2.0,
Ac[M6 1-bMn4+ bFd] (4d)
所述式(4d)中,A包含选自K+、Li+、Na+、Rb+、Cs+和NH4 +中的至少1种,M6包含选自第4族元素和第14族元素中的至少1种元素,b满足0<b<0.2,c为[M6 1-bMn4+ bFd]离子的电荷的绝对值,d满足5<d<7,
A’c’[M6,1-b’Mn4+ b’Fd’] (4e)
式(4e)中,A’包含选自K+、Li+、Na+、Rb+、Cs+和NH4 +中的至少1种,M6’包含选自第4族元素、第13族元素和第14族元素中的至少1种元素,b’满足0<b’<0.2,c’为[M6’1-b’Mn4+ b’Fd’]离子的电荷的绝对值,d’满足5<d’<7,
(Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Eu (4f)
(Sr,Ca)LiAl3N4:Eu (4g)。
11.根据权利要求7~10中任一项所述的发光装置,其中,所述第五荧光体包含选自如下荧光体中的至少一种:具有由下述式(5a)所示的组成的镓酸盐荧光体、具有由下述式(5b)所示的组成的铝酸盐荧光体、具有由下述式(5c)所示的组成的镓酸盐荧光体、以及具有由下述式(5d)所示的组成式中所含的组成的铝酸盐荧光体,
Ga2O3:Cr (5a)
Al2O3:Cr (5b)
ZnGa2O4:Cr (5c)
(Lu,Y,Gd,Tb)3(Al,Ga)5O12:Ce,Cr (5d)。
12.一种氧化物荧光体的制造方法,包括以下工序:
准备包含选自Li、Na、K、Rb和Cs中的至少1种的第一元素M1的第一化合物、包含选自Mg、Ca、Sr、Ba和Zn中的至少1种的第二元素M2的第二化合物、包含选自B、Al、Ga、In和稀土类元素中的至少1种的第三元素M3的第三化合物、包含选自Si、Ti、Ge、Zr、Sn、Hf和Pb中的至少1种的第四元素M4的第四化合物、包含Cr的第六化合物,并且
根据需要准备包含选自Eu、Ce、Tb、Pr、Nd、Sm、Yb、Ho、Er、Tm、Ni和Mn中的至少1种的第五元素M5的第五化合物;
准备原料混合物,所述原料混合物是以在氧化物荧光体的组成1摩尔中的所述第四元素M4的摩尔比为5时,所述第一元素M1的摩尔比成为0.7以上且1.3以下的范围、所述第二元素M2的摩尔比成为1.5以上且2.5以下的范围、所述第三元素M3的摩尔比成为0.7以上且1.3以下的范围、所述Cr的摩尔比成为0.2以下的方式调整所述第一化合物、所述第二化合物、所述第三化合物、所述第四化合物、所述第六化合物和根据需要所准备的所述第五化合物并进行混合而成的;以及
在包含氧的气氛中,在1000℃以上且1500℃以下的范围内的温度下对所述原料混合物进行热处理,得到氧化物荧光体,
其中,选自所述第一化合物、所述第二化合物、所述第三化合物、所述第四化合物和所述第六化合物中的至少1种为氧化物。
13.根据权利要求12所述的氧化物荧光体的制造方法,其中,以成为由下述式(1)所示的组成式中所含的组成的方式准备所述原料混合物,
M1 tM2 uM3 vM4 5Ow:Crx,M5 y (1)
所述式(1)中,t、u、v、w、x和y满足0.7≤t≤1.3、1.5≤u≤2.5、0.7≤v≤1.3、12.9≤w≤15.1、0<x≤0.2、0≤y≤0.10、y<x。
14.根据权利要求12或13所述的氧化物荧光体的制造方法,其中,进行所述热处理的气氛为大气气氛。
15.根据权利要求12~14中任一项所述的氧化物荧光体的制造方法,其中,所述热处理的温度为1100℃以上且1450℃以下的范围内。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116463119A (zh) * | 2023-03-02 | 2023-07-21 | 山东大学 | 一种蓝光激发高效宽带短波红外发光材料及制备方法和应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020015452A1 (en) * | 2000-05-03 | 2002-02-07 | Crystal Photonics, Incorporated | Electronic device including langasite structure compound and method for making such devices |
| CN104560041A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-04-29 | 华南理工大学 | 具备近红外长余辉和下转换荧光双模式生物成像材料及制备方法 |
| CN111647404A (zh) * | 2020-07-25 | 2020-09-11 | 陕西师范大学 | 一种Cr3+激活的宽带近红外荧光粉及其制备方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4071465A (en) * | 1977-04-18 | 1978-01-31 | Westinghouse Electric Corporation | Deep-red emitting phosphor |
| DE102015106757A1 (de) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement |
| CN108495911A (zh) * | 2016-01-26 | 2018-09-04 | 默克专利股份有限公司 | 组合物、色彩转换片材及发光二极管器件 |
| WO2018207703A1 (ja) * | 2017-05-11 | 2018-11-15 | 三菱ケミカル株式会社 | 発光装置、および蛍光体 |
| GB201712006D0 (en) * | 2017-07-26 | 2017-09-06 | Merck Patent Gmbh | An agriculture composition, a method manufacturing thereof, and a method using thereof |
| WO2019020653A1 (en) * | 2017-07-26 | 2019-01-31 | Merck Patent Gmbh | COMPOSITION |
-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020015452A1 (en) * | 2000-05-03 | 2002-02-07 | Crystal Photonics, Incorporated | Electronic device including langasite structure compound and method for making such devices |
| CN104560041A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-04-29 | 华南理工大学 | 具备近红外长余辉和下转换荧光双模式生物成像材料及制备方法 |
| CN111647404A (zh) * | 2020-07-25 | 2020-09-11 | 陕西师范大学 | 一种Cr3+激活的宽带近红外荧光粉及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| B.V. MILL’,ET AL.: "Germanates with the calcium gallium germanium oxide (Ca3Ga2Ge4O14) structure", 《TRANSLATED FROM IZVESTIYA AKADEMII NAUK SSSR,NEORGANICHESKIE MATERIALY》, vol. 19, 31 October 1983 (1983-10-31), pages 1715 - 1717 * |
| ZEHUA ZOU等: "An empirical energy level scheme to predict photoluminescent and long persistent luminescent properties of Ln3+ doped NaCa2GaGe5O14 materials", 《JOURNAL OF LUMINESCENCE》, vol. 179, 3 August 2016 (2016-08-03), pages 629 - 632, XP029719892, DOI: 10.1016/j.jlumin.2016.07.061 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116463119A (zh) * | 2023-03-02 | 2023-07-21 | 山东大学 | 一种蓝光激发高效宽带短波红外发光材料及制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20220169923A1 (en) | 2022-06-02 |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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