紅色磷光體的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本非臨時申請在35U.S.C. § 119(a)下要求于2014年10月30日在日本提交的專 利申請No. 2014-220993的優(yōu)先權(quán)，由此通過引用將其全部內(nèi)容并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及可用于白色LED的紅色磷光體（復(fù)合氟化物磷光體）。
【背景技術(shù)】
[0004] 為了在將白色LED用作液晶顯示器的背光的情況下改善白色LED(發(fā)光二極管） 的顯色性或者改善色再現(xiàn)性，已需要用對應(yīng)于近紫外至藍(lán)色LED的光激發(fā)并且能夠發(fā)紅 光的磷光體，為此一直在進(jìn)行研究。特別的，專利文獻(xiàn)1CJP-T 2009-528429,對應(yīng)于TO 2007/100824)記載了磷光體（復(fù)合氟化物磷光體）的有用性，其中將Μη添加到由六21^6表 示的復(fù)合氟化物中，其中Α表示Na、K、Rb等，和Μ表示Si、Ge、Ti等。
[0005] 另一方面，最近已進(jìn)行了其中使LED的發(fā)光強(qiáng)度變化的所謂的光調(diào)制。光調(diào) 制法中的一種稱為脈沖寬度調(diào)制（PWM)，其中使脈沖電流通過并且基于脈沖寬度使點(diǎn)亮 (lightning)和光熄滅的時間之比變化，由此控制光量，如專利文獻(xiàn)2 (JP-A 2009-99701， 對應(yīng)于US2009/096724(A1))中所述。在這樣的目的中，認(rèn)為由于如何從觀察者側(cè)看被照射 的物體的方式應(yīng)保持不變，因此在補(bǔ)償用作白色LED激發(fā)源的藍(lán)色LED的光熄滅過程中的 光的意義上，磷光體的激發(fā)后較長發(fā)射持續(xù)時間（熒光壽命）更好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供可用于白色LED的具有長熒光壽命的紅色磷光體。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，我們進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)具有特定類型的組成的Μη活 化的復(fù)合氟化物磷光體顯示長熒光壽命并因此已對其需求進(jìn)行了研究，由此完成本發(fā)明。
[0008] 更具體地，本發(fā)明旨在提供：
[0009] 紅色磷光體，其特征在于，發(fā)射光譜的峰在600和650nm之間，峰寬為10nm以下， 并且室溫下的熒光壽命為至少5毫秒。
[0010] 該紅色磷光體中，優(yōu)選含有錳作為發(fā)光元素。
[0011] 該紅色磷光體中，該磷光體優(yōu)選由下式（1)表示的Μη活化的復(fù)合氟化物磷光體制 成：
[0012] K2SiF6:Mn ⑴
[0013] 其中Μη的量為5摩爾％以下，相對于Μη和Si的合計。
[0014] 該紅色磷光體中，用430-470nm的范圍內(nèi)的藍(lán)光激發(fā)該磷光體時，內(nèi)部量子效率 優(yōu)選為至少0.8。
[0015] 本發(fā)明的紅色磷光體，用于白色LED并且進(jìn)行脈沖點(diǎn)亮?xí)r具有抑制光量的變化的 效果和長熒光壽命，并且具有良好的發(fā)射效率。
【附圖說明】
[0016] 圖1是表示本發(fā)明的紅色磷光體的熒光光譜和熒光激發(fā)光譜的圖；和
[0017] 圖2是表示本發(fā)明的紅色磷光體的發(fā)光衰減曲線的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 現(xiàn)在對根據(jù)本發(fā)明的紅色磷光體進(jìn)行說明。
[0019] 本發(fā)明的紅色磷光體具有600_650nm的發(fā)射光譜峰、10nm以下的峰寬和至少5毫 秒的室溫下的焚光壽命。
[0020] 紅色磷光體應(yīng)優(yōu)選含有錳作為發(fā)光元素。
[0021] 這種情況下，本發(fā)明的紅色磷光體優(yōu)選由下式（1)表示的Μη活化的復(fù)合氟化物磷 光體制成：
[0022] K2SiF6:Mn (1)
[0023] 其中Μη的量為Μη和Si的合計的5摩爾％以下。
[0024] 此外，用430-470nm的范圍內(nèi)的藍(lán)光激發(fā)時，本發(fā)明的紅色磷光體應(yīng)優(yōu)選具有至 少0. 8的內(nèi)部量子效率。
[0025] 對于紅色磷光體，發(fā)射峰在600_650nm的范圍內(nèi)并且發(fā)射峰寬為10nm以下是有利 的。波長比600nm短時，顏色接近橙色。超過650nm時，對人眼的靈敏度變差。寬的峰寬意 味著含有橙色區(qū)域中的光和紅外波長，因此色純度可能差或者可能大量包括可見性低的不 必要的區(qū)域。
[0026] 以在非常短的時間內(nèi)用脈沖激發(fā)光施加于樣品的方式確定熒光壽命，并且隨后分 析從樣品發(fā)出的熒光隨時間的變化。通常，將達(dá)到初始Ι/e(其中e為自然對數(shù)的底）所需 的時間稱為焚光壽命。
[0027] 在PWM良好地使用的脈沖周期為大約0. 1-50毫秒、優(yōu)選地大約1-10毫秒。使用 具有至少這些所示的熒光壽命的磷光體時，認(rèn)為激發(fā)源的光熄滅時使發(fā)光殘留，由此能夠 減輕光減少。在這種意義上，具有至少5毫秒的熒光壽命的紅色磷光體是有用的。
[0028] 能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的的磷光體應(yīng)優(yōu)選地含有四價錳（Mn4+)。已知的紅色磷光體 包括用二價銪（Eu 2+)活化的磷光體和用三價銪（Eu3+)活化的磷光體。Eu2+磷光體通常具有 短達(dá)約1-10微秒的熒光壽命。盡管Eu 3+磷光體顯示長的熒光壽命，但以藍(lán)色LED波長范圍 內(nèi)的光高效率發(fā)射遇到難題。已知許多用三價鈰（Ce3+)活化的磷光體，它們中的許多能夠 用藍(lán)光激發(fā)。其典型的Y 3Al5012:Ce(YAGCe)的產(chǎn)品，熒光壽命更短并且為大約10納秒。Ce 3+ 磷光體的發(fā)射峰波長取決于添加的基體的種類而變化并且對于YAGCe在黃色區(qū)域中，但可 變?yōu)樵诩t色區(qū)域中。但是，在這方面，保持著短焚光壽命的特征（Phosphor Handbook，由 Ohmsha, Ltd.出版，由Phosphor Research Society 編輯，1987,第 104-105 頁，116-120)。
[0029] 已知幾種使用Mn4+作為發(fā)射中心的磷光體，其中K2SiF 6:Mn是一種，其中將藍(lán)光用 作激發(fā)源時，可能獲得具有良好的發(fā)射效率的磷光體。而且，Μη的量優(yōu)選為10摩爾％以下， 相對于Μη和Si的合計。更優(yōu)選地，該量為5摩爾％以下。該量超過10摩爾％時，熒光壽 命可能變短，并且進(jìn)一步更多的量具有發(fā)射效率降低的擔(dān)心。該Μη的量（比例）實(shí)質(zhì)上不 具有下限，但優(yōu)選為至少〇. 1摩爾％。小于〇. lmol %的量時，激發(fā)光的吸收變得太弱。
[0030] 如上所述，盡管磷光體的熒光壽命在很大程度上取決于用作發(fā)射中心的元素的種 類及其狀態(tài)以及基體的種類，其也可受到純度和制備方式的影響。例如，如果存在大的由于 雜質(zhì)或晶體缺陷的影響損失能量而在激發(fā)條件下沒有發(fā)光的可能性，熒光的衰減變快。換 言之，熒光壽命可能變短。
[0031] 盡管對本發(fā)明的磷光體的制備方法并不嚴(yán)格，但優(yōu)選采用其中盡可能在最終產(chǎn)物 中不可能引入構(gòu)成元素以外的元素的方法，即，其中盡可能不使用這樣的元素或者使其量 最小化的方法。
[0032] 這種情況下，為了將Μη的量設(shè)定在Μη和Si的合計的10摩爾％以下的水平上，優(yōu) 選如后面出現(xiàn)的實(shí)施例中所示，使預(yù)先制