β 型赛隆的制备方法技术

本发明专利技术是一种β型赛隆的制备方法，其具有对原料粉末进行烧成的烧成工序，所述β型赛隆用通式：Si6-zAlzOzN8-z：Eu表示，在所述原料粉末中，Al含量为0.3~1.2质量％，O含量为0.15~1质量％，O/Al摩尔比为0.9~1.3，Si含量为58~60质量％，N含量为37~40质量%，N/Si摩尔比为1.25~1.45，以及Eu含量为0.3~0.7质量%，所述烧成工序是在氮化气氛中，于1850~2050℃的温度范围对所述原料粉末进行烧成的烧成工序，制备出的β型赛隆在CIExy色度坐标中显示为0.280≤x≤0.340、0.630≤y≤0.675。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及能够用于白色发光二极管等发光装置的β型赛隆的制备方法，所述白色发光二极管使用蓝色发光二极管芯片或紫外发光二极管芯片。
技术介绍
在专利文献1中，将在第一加热工序中生成的β型赛隆经第二加热工序后进行酸处理，由此提高结晶性，从而实现高亮度化。在专利文献2中公开了以下内容：通过降低β型赛隆的氧的固溶量，能够实现β型赛隆的荧光光谱的短波长化和窄带化。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2008/062781号说明书专利文献2：国际公开第2007/066733号说明书非专利文献非专利文献1：久保和明等著，「NBS標準蛍光体の量子効率の測定」（NBS标准荧光体的量子效率的测定），照明学会杂志，平成11年，第83卷，第2号，p87-p93
技术实现思路
以往的固溶有Eu的β型赛隆在进行了荧光光谱的短波长化以及窄带化时，其发光效率显著降低，即使以相同条件反复进行制备，发光特性的再现性也不足。鉴于上述问题，本专利技术的目的在于，提供一种即使在进行β型赛隆的荧光光谱的短波长化和窄带化时，也能够实现高发光效率的β型赛隆的制备方法。本专利技术人在使固溶有Eu的β型赛隆进行短波长化以及窄带化时，对原料粉末的组成、平均粒径、光学特性等、与得到的β型赛隆的荧光体的特性之间的关系进行了解析，基于该解析结果而得到本专利技术，本专利技术通过将原料粉末的物性控制在特定范围，从而制备具有高发光效率且实现了短波长化和窄带化的β型赛隆。即，本专利技术是β型赛隆的制备方法，该制备方法具有对原料粉末进行烧成的烧成工序，所述β型赛隆用通式：Si6-zAlzOzN8-z：Eu表示，在原料粉末中，Al含量为0.3~1.2质量％，O含量为0.15~1质量%，O/Al摩尔比为0.9~1.3，Si含量为58~60质量%，N含量为37~40质量％，N/Si摩尔比为1.25~1.45，以及Eu含量为0.3~0.7质量％，在烧成工序中，在氮化气氛中于1850~2050℃的温度范围对原料粉末进行烧成，制备出的β型赛隆在CIExy色度坐标中显示为0.280≤x≤0.340、0.630≤y≤0.675。本专利技术中原料粉末的一部分或全部是β型赛隆。优选原料粉末对455nm的激发波长的吸光率为40%以上，并优选原料粉末的粒度为，D50在1μm以上至12μm以下，且D90在20μm以下。在测定原料粉末的电子自旋共振光谱时，与25℃下的g=2.00±0.02的吸收对应的自旋密度优选为9.0×1017个/g以下。在烧成工序后可以具有退火工序。该退火工序优选是如下退火工序中的一者或两者：即在真空中于1200℃以上至1550℃以下的温度范围进行热处理的退火工序；或者在氮气分压为10kPa以下的以氮气之外的气体为主要成分的惰性气氛中、于1300℃以上至1600℃以下的温度进行热处理的退火工序。在烧成工序后或者退火工序后，可以设置酸处理工序。在该酸处理工序中，优选将β型赛隆含浸在65℃以上的含有HF和HNO3的水溶液中。根据本专利技术的制备方法，即使在进行了β型赛隆作为荧光体的短波长化和窄带化时，也能够很好地实现高发光效率。具体实施方式下面对本专利技术的实施方式进行详细说明。本专利技术是用通式Si6-zAlzOzN8-z：Eu表示的β型赛隆（以下简称为“β型赛隆”）的制备方法，其具有对原料粉末进行烧成的烧成工序，在原料粉末中，Al含量为0.3~1.2质量％，O含量为0.15~1质量%，O/Al摩尔比为0.9~1.3，Si含量为58~60质量％，N含量为37~40质量%，N/Si摩尔比为1.25~1.45，以及Eu含量为0.3~0.7质量%，在烧成工序中，在氮化气氛中于1850~2050℃的温度范围对原料粉末进行烧成，所制备出的β型赛隆在CIExy色度坐标中显示为0.280≤x≤0.340、0.630≤y≤0.675。对本专利技术的原料粉末的成分比例进行调整，使得Al含量为0.3~1.2质量％，O含量为0.15~1质量％，O/Al摩尔比为0.9~1.3，Si含量为58~60质量%，N含量为37~40质量％，N/Si摩尔比为1.25~1.45，以及Eu含量为0.3~0.7质量%。原料粉末的Al含量为0.3~1.2质量%。如果原料粉末的Al含量低，则存在β型赛隆的发光效率下降的趋势，如果原料粉末的Al含量高，则存在无法进行短波长化和窄带化的趋势。原料粉末的O含量为0.15~1质量%。如果氧含量低，则导致烧成时晶粒生长不充分，晶体缺陷增加，并且β型赛隆的发光效率降低，无法充分进行短波长化和窄带化。如果氧含量升高，则在烧成时晶粒生长的长宽比（aspect ratio）变大，生成了形态为短径小的荧光体粒子，导致吸收率降低，并且发光中心即Eu从激发光转换成荧光的能力下降，从而使β型赛隆的发光效率降低。原料粉末的O/Al摩尔比为0.9~1.30。原料粉末的Si含量为58~60质量%。如果Si含量低，则存在烧成工序中的重量减少且合格率降低的趋势，如果Si含量高，则会破坏晶体的透明性，并且内部量子效率下降，导致发光效率降低。原料粉末的N含量为37~40质量%。N/Si摩尔比为1.25~1.45。N/Si摩尔比无论高还是低，都由于无法形成接近于化学计量比的β型赛隆，所以，无法得到充分的发光效率。原料粉末的Eu含量为0.3~0.7重量%。如果Eu含量低，则无法将激发光充分地转换成绿光，发光效率降低。相反，如果Eu含量高，则不能固溶的过剩的Eu原子在粒子间析出，并吸收一部分激发光和荧光，导致发光效率降低。本专利技术的β型赛隆的制备方法中的烧成工序是，在氮化气氛中于1850~2050℃的温度范围对原料粉末进行烧成。在上述烧成工序中所得到的β型赛隆显示出荧光特性，并得到在CIExy色度坐标中0.280≤x≤0.340、0.630≤y≤0.675的荧光特性。在烧成工序中，将原料粉末填充到至少与该原料粉末接触的表面部分由氮化硼构成的坩埚等容器内，并在氮气气氛中，于1850~2050℃的温度范围进行烧成。由此，晶粒生长，从而使粒子粗大化，并进一步改善结晶性。其结果为，由于Eu有效地显示出荧光发光，所以，发光效率提高，并且能够合成短波长化以及窄带化的β型赛隆。可以使原料粉末的一部分或全部为β型赛隆。在这种情况下，优选原料粉末对455nm的激发波长的吸光率为40%以上。原料粉末中所含的β型赛隆可以通过如下方法进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.09 JP 2010-2025121.一种β型赛隆的制备方法，其具有对原料粉末进行烧成的烧成工序，所
述β型赛隆用通式：Si6-zAlzOzN8-z：Eu表示，其中，
在所述原料粉末中，Al含量为0.3~1.2质量%，O含量为0.15~1质量%，
O/Al摩尔比为0.9~1.3，Si含量为58~60质量％，N含量为37~40质量%，N/Si
摩尔比为1.25~1.45，以及Eu含量为0.3~0.7质量％，
所述烧成工序是在氮化气氛中，于1850~2050℃的温度范围对所述原料粉末
进行烧成的烧成工序，
制备出的β型赛隆在CIExy色度坐标中显示为0.280≤x≤0.340、0.630≤y
≤0.675。
2.根据权利要求1所述的β型赛隆的制备方法，其中，所述原料粉末的一
部分或全部是β型赛隆，并且该原料粉末对455nm的激发波长的吸光率为40%
以上。
3.根据权利要求1或2所述的β型赛隆的制备方法，其中，所述原料粉末
的粒度为，D50在1μm以上至12μm以下，...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹田豪，桥本久之，江本秀幸，山田铃弥，
申请(专利权)人：电气化学工业株式会社，
类型：
国别省市：