專利名稱：熒光體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有β型Si3N4晶體結(jié)構(gòu)的熒光體及其制造方法，該熒光體在 250nm 500nm波長的紫外線或可見光或者電子束的激發(fā)下發(fā)出在500nm以上、600nm以下具有的波長的發(fā)光峰的綠色熒光。
背景技術(shù)：
熒光體用于熒光顯示管(VFD)、場致發(fā)射顯示器(FED)、等離子顯示板(PDP)、陰極射線管(CRT)、白色發(fā)光二極管(LED)等。在這些任一用途中，為了使熒光體發(fā)光，需要供給熒光體用于激發(fā)熒光體的能量，熒光體在受到真空紫外線、紫外線、電子束、藍(lán)光等具有高能量的激發(fā)源的激發(fā)下，發(fā)出可見光。熒光體被上述激發(fā)源照射的結(jié)果是，存在熒光體的輝度降低的問題，因而需要沒有輝度降低問題的熒光體。為此，提出了用輝度降低較少的賽綸 (sialon)熒光體來代替以往的硅酸鹽熒光體、磷酸鹽熒光體、鋁酸鹽熒光體、硫化物熒光體等熒光體。該賽綸熒光體的一個例子由下述制造工藝來制造。首先，按照規(guī)定的摩爾比將氮化硅(Si3N4)、氮化鋁(AlN)、氧化銪(Eu2O3)混合，在1個大氣壓(0. IMPa)的氮?dú)庵小?700°C 溫度下保持1小時，采用熱壓法燒成制造(例如參見專利文獻(xiàn)1)。由該工藝制成的Eu離子激活的α賽綸是由450 500nm的藍(lán)色光激發(fā)而發(fā)出550 600nm的黃色光的熒光體。。另外，人們還知道以JEM相(LaAl (Si6_zAlz) NichzOz)為母體晶體、使Ce激活的藍(lán)色熒光體(參見專利文獻(xiàn)2)，以La3Si8N11O4為母體晶體、使Ce激活的藍(lán)色熒光體(參見專利文獻(xiàn)幻、以CaAlSiN3為母體晶體、使Eu激活的紅色熒光體(參見專利文獻(xiàn)4)。但是，對于以紫外LED為激發(fā)源的白色LED和等離子顯示器等用途來說，不僅需要發(fā)出藍(lán)色、黃色，還需要發(fā)出綠色光的熒光體。專利文獻(xiàn)1 特開2002-363554號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 特願2003-208409號專利文獻(xiàn)3 特願2003-346013號專利文獻(xiàn)4 特願2003-394855號作為其它的賽綸熒光體，人們還知道在β型賽綸中加入稀土類元素的熒光體(參見專利文獻(xiàn)5)，Tb.Yb.Ag激活的熒光體是發(fā)出525nm M5nm的綠色光的熒光體。但是， 由于合成溫度較低，為1500°C，激活元素難以充分固溶于晶體中，據(jù)認(rèn)為大部分或者全部殘存于晶界相中，因而無法得到高亮度的熒光體。專利文獻(xiàn)5 特開昭60-206889號公報(bào)作為其它的賽綸熒光體，還有在β型賽綸中加入2價Eu的熒光體(參見專利文獻(xiàn)6)，該熒光體為綠色熒光體。當(dāng)然，如果綠色的發(fā)光強(qiáng)度特別優(yōu)異，作為賽綸熒光體就更加理想了。專利文獻(xiàn)6 特願2004-070894號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，應(yīng)對上述的要求，在通過添加Eu得到的稀土元素激活的賽綸熒光體中，提供綠色的亮度特別高、耐久性優(yōu)異的綠色熒光體。在這樣的情況下，本發(fā)明人對含有Eu和Si、Al、0、N元素的氮化物進(jìn)行了深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，具有特定的組成范圍、特定的固溶狀態(tài)以及特定的晶相的熒光體在500nm 600nm范圍的波長具有發(fā)光峰。即，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，以具有β型Si3N4晶體結(jié)構(gòu)的氮化物或氮氧化物為母體晶體、添加2價Eu離子作為發(fā)光中心的固溶體晶體，在500nm 600nm范圍的波長具有發(fā)光峰。其中，在1820°C以上的溫度合成的β型賽綸，通過在β型賽綸的晶體中固溶Eu，發(fā)出在500nm 550nm范圍的波長具有發(fā)光峰的色純度優(yōu)異的綠色熒光。β型Si3N4晶體結(jié)構(gòu)具有或者P63/m的對稱性，被定義為具有理想原子位置的結(jié)構(gòu)(參見非專利文獻(xiàn)1)。作為具有該晶體結(jié)構(gòu)的氮化物或氮氧化物，已知有β型Si3N4 和β型賽綸(Si6_zAlz0zN8_z，O彡ζ彡4. 2)。另外，人們還知道，β型賽綸在1700°C以下的合成溫度下晶體中不能固溶金屬元素，作為燒結(jié)助劑等添加的金屬氧化物殘留在晶界處形成玻璃相。如果想使金屬元素進(jìn)入賽綸晶體中，可以使用專利文件1中記載的α型賽綸。 表1中示出β型氮化硅的基于原子坐標(biāo)的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。非專利文件1 :CH0NG-MIN WANG et. al,"Journal of Materials Science”，1996， Vol. 31，pp5281 5298表1 β型Si3N4晶體的原子坐標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種熒光體的制造方法，所述熒光體為在具有β型Si3N4晶體結(jié)構(gòu)的晶體中固溶 Eu的賽綸晶體，該制造方法的特征在于，包含將氮化硅粉末、氮化鋁粉末和氧化銪粉末的混合物在氮?dú)鈿夥罩?、?820 2200°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行燒成的燒成工序，所述混合物的比例由fSi3N4 · gAIN · hEu203的摩爾組成式表示，且f、g和h滿足f+g吒 =1,0. 04彡g彡0. 14和0. 002彡h彡0. 006的關(guān)系式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光體的制造方法，其中，所述氮?dú)鈿夥諡?.IMPa以上、 IOOMPa以下的壓力范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熒光體的制造方法，其中，將所述混合物以保持堆積密度 40 %以下的填充率的狀態(tài)進(jìn)行燒成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熒光體的制造方法，其中，進(jìn)一步包括在所述燒成工序后，將燒成后的混合物粉碎成平均粒徑20nm以上、5 μ m以下的粉碎工序。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熒光體的制造方法，其中，還包括在所述燒成工序后，將燒成后的混合物粉碎成平均粒徑20nm以上、5 μ m以下的粉碎工序，將粉碎后的混合物在從氮?dú)?、空氣、氨、氫中選擇的一種或者兩種以上的氣氛中，在 1000°C以上、燒成溫度以下的溫度進(jìn)行熱處理的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熒光體的制造方法，所述熒光體為在具有β型Si3N4晶體結(jié)構(gòu)的晶體中固溶Eu的賽綸晶體。所述方法包含將氮化硅粉末、氮化鋁粉末和氧化銪粉末的混合物在氮?dú)鈿夥罩?、?820～2200℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行燒成的燒成工序；所述混合物的比例由fSi3N4·gAlN·hEu2O3的摩爾組成式表示，且f、g和h滿足f+g+h＝1、0.04≤g≤0.14和0.002≤h≤0.006的關(guān)系式。
文檔編號C09K11/80GK102226085SQ201110100509
公開日2011年10月26日 申請日期2006年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月22日
發(fā)明者廣崎尚登 申請人:獨(dú)立行政法人物質(zhì)·材料研究機(jī)構(gòu)