寬頻帶發(fā)光材料和白色光發(fā)光材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及能夠以寬頻帶發(fā)光的寬頻帶發(fā)光材料和使用該寬頻帶發(fā)光材料的白 色光發(fā)光材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，作為照明光源的白熾燈逐漸被白色LED取代，要求省電力且高演色性的 白色LED?，F(xiàn)在，白色LED大多由組合了YAG-Ce黃色熒光體和藍(lán)色GaN系LED的偽白色構(gòu) 成。
[0003] 該現(xiàn)有的藍(lán)色LED和YAG-Ce的組合中，青色（~500nm)、紅色（600nm以上）的 成分少，因此通過添加多個熒光體，從而補(bǔ)充不足的波長成分。例如，專利文獻(xiàn)1中，通過在 YAG-Ce熒光體中添加發(fā)紅光的Eu絡(luò)合物，從而實(shí)現(xiàn)高演色的白色光源。
[0004] 另一方面，如此將多個熒光體混合來制作高演色的白色光源的情況下，如專利文 獻(xiàn)2所指出那樣，存在各個白色發(fā)光體的色偏差變大的問題。另外，即便將多個熒光體混合 來構(gòu)成白色發(fā)光體，各色熒光體的中心發(fā)光波長的中間波長處，發(fā)光強(qiáng)度也明顯低，因此， 難以實(shí)現(xiàn)顯示出高演色性的白色發(fā)光體。另外，前述現(xiàn)有的藍(lán)色LED和YAG-Ce的組合中， 雖然具有激發(fā)波長（約450nm)與熒光波長（中心波長約550nm、根據(jù)Gd和Y的添加量而發(fā) 生波長位移）的差異少，因此，有斯托克斯位移量小、發(fā)光效率良好的優(yōu)點(diǎn)，但使用藍(lán)色的 激發(fā)光的一部分作為照明光，因此由于藍(lán)色光穿過的熒光體層的厚度的不同，而有照明光 的色調(diào)變化的問題（專利文獻(xiàn)3)。因此暗示了，安裝在藍(lán)色LED上的黃色熒光體部中，在元 件中央部和周邊部的色調(diào)不同。
[0005] 作為單純發(fā)白光的材料，已知有：包含二價鐿離子（以下Yb2+)的氟化物玻璃（專 利文獻(xiàn)4)、包含可以得到藍(lán)色熒光的二價銪離子（以下Eu2+)和P(磷）的氟磷酸鹽玻璃 (專利文獻(xiàn)5、非專利文獻(xiàn)1)。
[0006]另外，專利文獻(xiàn)4中提出了一種白色光發(fā)光材料，其特征在于，在鹵化物玻璃中含 有作為發(fā)光中心的Yb2+，所述鹵化物玻璃以20~45摩爾％的范圍含有A1F3、以0~15摩 爾％的范圍含有作為堿土金屬氟化物的MgF2、以7~25摩爾％的范圍含有CaF2、以0~15 摩爾％的范圍含有SrF2和以5~25摩爾％的范圍含有BaF2且含有總計(jì)為40~65摩爾％ 的堿土金屬氟化物，進(jìn)而含有10~25摩爾％的選自Y、La、Gd和Lu中的一種以上元素的氟 化物。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :日本特愿2001-135116號公報
[0010] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2007-335495號公報
[0011] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2008-88257號公報
[0012] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開2008-201610號公報
[0013] 專利文獻(xiàn)5:日本專利第3961585號公報
[0014] 專利文獻(xiàn)6:日本專利第3700502號公報
[0015] 非專利文獻(xiàn)
[0016] 非專利文獻(xiàn)1 :澤登成人、熒光玻璃的開發(fā)（蛍光力'7只①開発）、MATERIALS INTEGRATIONVol. 17,No. 3(2004)
[0017] 非專利文獻(xiàn) 2 :Μ·Poulainetal. ,Chemtronics.Vol. 3,no. 2,ρρ· 77-85. 1988
[0018] 非專利文獻(xiàn) 3:J.W.M.Verweyetal.，JournalofPhysicsandChemistryof Solids,Volume53,Issue9,September1992,Pages1157-1162
[0019] 非專利文獻(xiàn)4:LihongLiuetal. ,"Photoliminescencepropertiesof β-SiAlON:Si2+,Anovelgreen-emittingphosphreforwhite-emittingdiodes"，Sci. Technol.Adv.Mater. , 12, 034404(2011)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020] 發(fā)明要解決的問題
[0021] 如前述那樣，現(xiàn)在的藍(lán)色LED和YAG-Ce熒光體的組合中，青色和紅色的成分不足， 為了彌補(bǔ)該不足的色調(diào)成分而添加多種熒光體時，各色熒光體的中心發(fā)光波長的中間波長 處的發(fā)光強(qiáng)度低，因此難以實(shí)現(xiàn)高演色性的白色光發(fā)光材料。
[0022] 在氟化物玻璃中，為了得到由Yb2+產(chǎn)生的白色發(fā)光，在還原氣氛下等條件下將玻 璃熔融從而得到（非專利文獻(xiàn)2、非專利文獻(xiàn)3)，但由于為難以玻璃化的組成，因此存在如 下問題：需要流出到金屬模具中等、將熔融液驟冷來制作玻璃，或者玻璃著色為灰色等。即， 進(jìn)行氟化物玻璃中的稀土元素的還原時，能夠選擇的組成存在限制，難以提高氟化物玻璃 中的Yb2+離子的白色發(fā)光效率。
[0023] 專利文獻(xiàn)5中，有包含Eu2+和鋱和釤或錳等的氟磷酸鹽玻璃顯示出白色熒光的記 載，但其是通過將由Eu2+產(chǎn)生的藍(lán)色發(fā)光和由鋱產(chǎn)生的綠色發(fā)光與釤、錳的紅色熒光混合 從而近似得到白色，未得到如太陽光光譜那樣的連續(xù)光譜，因此用由該方式產(chǎn)生的白色照 明照射物體時，有時可見與在太陽光下看到的情況不同的顏色。
[0024] 鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于，得到能夠用于顯示出高演色性的白色光源的 發(fā)光材料。
[0025] 用于解決問題的方案
[0026] 本發(fā)明人等反復(fù)深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：通過在特定的氟化物玻璃中含有除了氟化 物以外的鹵化物，從而可以遍及寬頻帶地提高Yb2+的發(fā)光強(qiáng)度。通過使用該組成的氟化物 玻璃，在寬頻帶中熒光的發(fā)光強(qiáng)度上升，因此即使添加其他熒光體，也可以補(bǔ)充發(fā)光強(qiáng)度低 的波長區(qū)域，與以往相比，可以得到高演色的白色光發(fā)光材料。另外，基于上述發(fā)現(xiàn)進(jìn)行進(jìn) 一步研究，結(jié)果明確了，通過減少氟化物玻璃中所含的鋇的量，從而在不添加其他熒光體的 情況下也可以得到白色光發(fā)光材料。
[0027]S卩，本發(fā)明為一種寬頻帶發(fā)光材料，在氟化物玻璃中含有鐿離子作為用作發(fā)光中 心的二價稀土離子，所述氟化物玻璃含有20~45摩爾％的A1F3、總計(jì)為25~63摩爾％的 堿土金屬氟化物、總計(jì)為3~25摩爾％的選自由Y、La、Gd和Lu組成的組中的至少1種元 素的氟化物，其特征在于，該氟化物玻璃含有~15摩爾％的包含選自由 Mg組成的組中的至少1種和選自由Cl、Br和I組成的組中的至少1種的鹵化物，該堿土金 屬氟化物含有0~15摩爾％的MgF2、7~25摩爾％的CaF2、0~22摩爾％的SrFjP0~5 摩爾％的BaF2。
[0028] 作為前述二價稀土離子的鐿離子通過添加作為原料的￥&?3、￥1^1 3等Yb化合物，在 還原氣氛下將玻璃熔融從而可以得到Y(jié)b2+離子。此時，沒有被還原為Yb2+的Yb化合物殘留 在玻璃組成中。
[0029] 需要說明的是，本發(fā)明中的"寬頻帶"是指涉及可見的光的波長380~700nm左右 的范圍。
[0030] 另外，本發(fā)明為一種白色光發(fā)光材料，其特征在于，其包含前述寬頻帶發(fā)光材料， 氟化物玻璃中含有的Ba陽離子的總計(jì)為0~5摩爾％。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明，可以得到能夠用于顯示出高演色性的白色光源的發(fā)光材料。另外，通 過在本發(fā)明的發(fā)光材料中添加熒光體，從而可以得到提高了發(fā)光強(qiáng)度的白色光發(fā)光材料。 進(jìn)而，通過將氟化物玻璃的組成最佳化，從而可以在不添加多種熒光體的情況下得到能夠 用于白色光源的白色光發(fā)光材料。
【附圖說明】
[0032] 圖1為對于No. 1~No. 3的樣品、以波長365nm激發(fā)而得到的發(fā)光光譜。
[0033] 圖2為對于No. 3、No. 4的樣品、以波長365nm激發(fā)而得到的發(fā)光光譜。
[0034] 圖3為對于No. 1~No. 3的樣品、將發(fā)光波長設(shè)為520nm時的激發(fā)光譜。
[0035] 圖4為對于No. 10~No. 13的樣品、示出以波長365nm激發(fā)而得到的發(fā)光光譜的 發(fā)光強(qiáng)度的概要圖。
[0036] 圖5為對于實(shí)施例2的樣品、以波長365nm激發(fā)而得到的發(fā)光光譜。
[0037] 圖6為使用實(shí)施例3的光纖的裝置的示意圖。
[0038] 圖7為對于實(shí)施例3、以波長375nm激發(fā)而得到的發(fā)射光譜。
[0039] 圖8為對于實(shí)施例4、以波長365nm激發(fā)而得到的發(fā)光光譜。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 本發(fā)明的寬頻帶發(fā)光材料的特征在于，在氟化物玻璃中含有鐿離子作為用作發(fā)光 中心的二價稀土離子，所述氟化物玻璃含有20~45摩爾％的A1F3、總計(jì)為25~63