螢光體及紫外線激勵發光元件的製作方法

2023-04-29 17:20:51 1

專利名稱：螢光體及紫外線激勵發光元件的製作方法
技術領域：
本發明涉及顯示出高亮度的螢光體及紫外線激勵發光元件。
背景技術：
螢光體用於液晶顯示器用背光和三波長形螢光燈等的紫外線激勵發光元件。紫外線是波長約200nm～約400nm的光，例如波長254nm的水銀輝線。作為這樣的紫外線激勵發光元件用螢光體，例如提出有CaMgSi2O6:Eu(特開2000-285147號公報)，不過近來年，從紫外線激勵發光元件的性能提高的觀點出發，要求顯示出更高亮度的螢光體。

發明內容
本發明的目的在於，提供一種顯示出高亮度的螢光體及紫外線激勵發光元件。
本發明者們就用於解決上述課題的螢光體進行反覆研究，其結果達到完成本發明。
即本發明提供的螢光體包含由式(I)所表示的化合物。
Ca1-b-cSrbEucMgSi2O6(I)
另外本發明提供包含上述的螢光體的紫外線激勵發光元件。
具體實施例方式本發明的螢光體包含由上述式(I)表示的化合物。
在式(I)中，b超過0.5，優選在0.55以上，更優選在0.6以上，另外低於1，優選在0.9以下，更優選在0.7以下。
另外c超過0，優選超過0.003，更優選在0.005以上，另外在0.05以下，優選在0.04以下。
作為上述的化合物，可列舉例如Ca0.392Sr0.6Eu0.008MgSi2O6、Ca0.342Sr0.65Eu0.008MgSi2O6、Ca0.36Sr0.6Eu0.02MgSi2O6、Ca0.36Sr0.6Eu0.04MgSi2O6。組成可以通過例如螢光X射線分析求得。
螢光體通常是粒子，其平均粒徑從螢光體的亮度提高的觀點出發，越大越好，例如優選在0.5μm以上。另一方面，平均粒徑的上限通常為15μm，優選為8μm，更優選為5μm。
螢光體通過紫外線(例如波長約200nm～約400nm)的照射被激勵而發出高亮度的藍光，因此被作為紫外線激勵發光元件使用。另外，因為螢光體即使在100℃時也與25℃一樣，會發出高亮度的藍光，所以也適用於高輸出功率的紫外線激勵發光元件。
所述的螢光體例如是金屬化合物的混合物，通過煅燒，將能夠成為由上述式(I)所示的化合物的混合物煅燒，由此進行調製即可。
作為金屬化合物，可列舉例如鈣化合物、鍶化合物、銪化合物、鎂化合物、矽化合物。
鈣化合物例如是純度99％以上的氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、滷化物、草酸鹽這樣的由高溫分解而能夠成為氧化物的化合物，或純度99.9％以上的氧化物。
鍶化合物例如是純度99％以上的氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、滷化物、草酸鹽這樣的由高溫分解而能夠成為氧化物的化合物，或純度99.9％以上的氧化物。
銪化合物例如是純度99％以上的氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、滷化物、草酸鹽這樣的由高溫分解而能夠成為氧化物的化合物，或純度99.9％以上的氧化物。
鎂化合物例如是純度99％以上的氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、滷化物、草酸鹽這樣的由高溫分解而能夠成為氧化物的化合物，或純度99.9％以上的氧化物。
矽化合物例如是純度99％以上的氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、滷化物、草酸鹽這樣的由高溫分解而能夠成為氧化物的化合物，或純度99.9％以上的氧化物。
另外，金屬化合也可以是含有鈣化合物、鍶化合物、銪化合物、鎂化合物或矽化合物2種以上的複合鹽。
金屬化合物的混合，例如採用球磨機、V型混合機、攪拌機等進行即可。金屬化合物通常是以Ca∶Sr∶Eu∶Mg∶Si的摩爾比滿足1-b-c∶b∶c∶1∶2[0.5＜b＜1，0＜c≤0.1＝的方式進行稱量、混合。
煅燒例如可以在如下的條件下進行1000℃以上，優選在1100℃以上，1500℃以下，優選在1200℃以下，在0.3小時以上，優選為1小進以上，100小時以內，優選在10小時以內。煅燒可以在如下的氣氛中進行氮、氬這樣的惰性氣體氣氛；空氣、氧、含氧氮、含氧氬這樣的氧化性氣氛；含有從0.1至10體積％的氫的含氫氮、含有從0.1至10體積％的氫的含氫氬這樣的還原性氣氛，優選在還原氣氛下進行。另外，煅燒前也可以在金屬化合物的混合物中添加適量的碳。通過添加碳，煅燒在更強的還原氣氛中進行。為了提高螢光體的結晶性，煅燒前也可以在金屬化合物的混合物中添加適量的助熔劑(flux)。作為助熔劑，可列舉例如LiF、NaF、KF、LiCl、NaCl、KCl、Li2CO3、Na2CO3、K2CO3、NaHCO3、NH4F·HF、NH4Cl、NH4I。煅燒也可以進行2次以上。
金屬化合物為氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、滷化物、草酸鹽等能夠由高溫分解而成為氧化物時，也可以在煅燒前預燒金屬化合物。預燒可以在將金屬化合物變成氧化物的條件下、或在除去結晶水的條件下進行，例如可以保持在400℃以上、低於1000℃，從而進行。預燒可以在惰性氣體氣氛、大氣氣氛這樣的氧化氣氛、還原性氣氛中的任一種氣氛下進行。
可以粉碎得到的煅燒物，另外也可以進行清洗、分級。通過粉碎、分級能夠得到調整了粒度的螢光體。粉碎例如可以採用球磨機、噴射式粉碎機進行。
本發明的紫外線激勵發光元件含上述的螢光體，通常含有螢光體及電極。作為紫外線激勵發光元件，可列舉例如三波長型螢光燈、液晶顯示器用背光等。三波長型螢光燈例如可以根據特開2004-2569號公報記載的方法製造，其製造方法包括如下工序(i)～(vii)。
(i)按照作為發光元件的發光色所要求的顏色(例如白色)，稱量紅色發光螢光體，綠色發光螢光體及上述的藍色發光螢光體，將它們和溶劑(例如聚氧化乙烯(polyethylene oxide)水溶液)進行混合而得到塗布液的工序，(ii)將塗布液塗布於玻璃真空管的內面的工序，(iii)以約400～約900℃將得到的玻璃真空管進行烘焙而形成螢光膜的工序，(iv)向玻璃真空管的端部裝填、密封電極的工序，(v)對真空管內進行排氣，封入水銀及稀有氣體的工序，(vi)封切排氣管的工序，(vii)裝配管頭的工序。
紅色發光螢光體通過紫外線照射發出紅光即可，可列舉例如帶3價銪的活氧化釔(Y2O3:Eu)、帶3價銪的活氧硫化釔(Y2O3S:Eu)的螢光體。
綠色發光螢光體通過紫外線照射發出綠光即可，可列舉含有例如鈰、帶鋱的活磷鹽鑭(LaPO4:Ce、Tb)或帶鋱的活鈰·鈰·鎂·鋁((CeTb)MgAl11O19:Tb)的螢光體。
藍色發光螢光體含有上述式(I)的化合物即可。藍色發光螢光體也可以含有上述式(I)以外的其他化合物。其他化合物通過紫外線照射發出藍光即可，例如帶銪的活鍶磷酸鹽Sr5(PO4)3Cl:Eu、帶銪的活鍶·鋇·鈣磷酸鹽(Sr、Ca、Ba)5(PO4)3Cl:Eu及帶銪的活鋇·鎂·鋁BaMg2Al16O27:Eu、BaMgAl10O17:Eu。
關於三波長型螢光燈以外的紫外線激勵發光元件(例如液晶顯示器用背光)，例如遵循特開2005-068403記載的方法，採用上述螢光體進行同樣的製造即可。
實施例通過實施例更詳細地說明本發明，但本發明並不受這些實施例限定。
平均粒徑(μm)用掃描型電子顯微鏡拍攝試料，根據截取法(intercept)對於該像中的50個粒子進行粒子直徑測定，將它們的平均值作為平均粒徑。
色度x及y
求得由CIE(Commission Internationale de I』Eclairage)規定的CIE-XYZ表色系中的色度x及y。
參照例1稱量碳酸鈣(CaCO3，宇部材料工業公司制，商品名「高純度碳酸鈣CS·3N-A」、氧化銪(Eu2O3，信越化學工業制)、碳酸鎂(MgCO3，協和化學工業制，商品名「高純度碳酸鎂」，MgO含量42.0％)、二氧化矽(SiO2，日本AEROSIL制，商品名「AEROSIL200」)進行混合，得到Ca∶Eu∶Mg∶Si的摩爾比為0.992∶0.008∶1∶2的混合物，將混合物在含有H2為2體積％的N2氣氛下，以1200℃保持2小時，冷卻，這樣的操作合計進行三次後進行煅燒，得到含有Ca0.992Eu0.008MgSi2O6的螢光體。
螢光體的組成、平均粒徑顯示在表1中。另外，在25℃及100℃時，對螢光體照射紫外線(波長254nm的水銀輝線)時的亮度測定的結果顯示在表2中。另外色度顯示在表2中。
在25℃時的亮度，以參照例1的25℃的亮度作為100來表示，100℃時的亮度，以參照例1的100℃的亮度作為100來表示。
參照例2除了將Ca∶Sr∶Eu∶Mg∶Si的摩爾比變更為0.49∶0.49∶0.02∶1∶2以外，均進行與參照例1相同操作，得到含有Ca0.49Sr0.49Eu0.02MgSi2O6的螢光體。該螢光體的組成、平均粒徑顯示在表1中，亮度及色度的測定結果顯示在表2中。
實施例1稱量碳酸鈣(CaCO3，宇部材料工業公司制，商品名「高純度碳酸鈣CS·3N-A」、碳酸鍶(SrCO3，堺化學工業制，商品名「」高純度碳酸鍶SW-K)，氧化銪(Eu2O3，信越化學工業制)、碳酸鎂(MgCO3，協和化學工業制，商品名「高純度碳酸鎂」，MgO含量42.0％)、二氧化矽(SiO2，日本AEROSIL制，商品名「AEROSIL200」)進行混合，得到Ca∶Sr∶Eu∶Mg∶Si的摩爾比為0.392∶0.6∶0.008∶1∶2的混合物。將混合物在含有H2為2體積％的N2氣氛下，以1150℃保持2小時，接著冷卻至室溫，這樣的操作合計進行兩次後進行煅燒，得到含有Ca0.392Sr0.6Eu0.008MgSi2O6的螢光體。該螢光體的組成、平均粒徑顯示在表1中，亮度及色度的測定結果顯示在表2中。
實施例2除了將Ca∶Sr∶Eu∶Mg∶Si的摩爾比變更為0.342∶0.65∶0.008∶1∶2以外，進行與實施例1同樣的操作，得到含有Ca0.342Sr0.65Eu0.008MgSi2O6的螢光體。該螢光體的組成、平均粒徑顯示在表1中，亮度及色度的測定結果顯示在表2中。
工業上的利用可能性根據本發明，能夠提供一種由紫外線激勵而發出高亮度的光的螢光體。另外根據本發明，能夠提供一種顯示出高亮度的紫外線激勵發光元件。
表1螢光體的組成、平均粒徑

表2螢光體的發光特性

權利要求
1.一種螢光體，其中，含有由式(I)表示的化合物，Ca1-b-cSrbEucMgSi2O6(I)其中，0.5＜b＜1、0＜c≤0.1。
2.根據權利要求1所述的螢光體，其中，b為0.55以上。
3.根據權利要求1所述的螢光體，其中，c超過0.003。
4.根據權利要求1所述的螢光體，其中，螢光體是粒子，其平均粒徑為0.5μm以上。
5.一種紫外線激勵發光元件，其中，該紫外線激勵發光元件含有權利要求1～4中任一項所述的螢光體。
6.一種紫外線激勵發光元件的使用，其中，該紫外線激勵發光元件含有權利要求1～4中任一項所述的螢光體。
全文摘要
本發明提供一種螢光體及紫外線激勵發光元件。螢光體含有由式(I)表示的化合物。引外線激勵發光元件含有所述螢光體。Ca
文檔編號H01J61/44GK101056962SQ20058003916
公開日2007年10月17日 申請日期2005年11月28日 優先權日2004年11月30日
發明者中村善子, 磯部敏典, 久世智, 宮崎進 申請人:住友化學株式會社