專利名稱：：熒光體粒子組以及使用其的發光裝置的制作方法
技術領域：
：本發明涉及作為發光裝置用較為合適的熒光體粒子的粒子組(熒光體粒子組)以及將其用于波長變換部的發光裝置。
背景技術：
：將半導體發光元件和熒光體組合后的發光裝置，低消耗電力、小型、高亮度、廣范圍的色再現性，并且作為能夠期待高色重現性的下一代的發光裝置而被注目，并正在積極地被究/開發著。從發光元件發出的一次光，通常使用從長波長的紫外線到藍色的范圍，即380480nm的光。并且，提案了適合于該用途的使用各種熒光體的波長變換部。現在，作為這種的白色的發光裝置，藍色發光的發光元件(峰值波長46Onm左右)以及由該藍色光所激勵而顯示出黃色發光的3價的由鈰所活化(活化)的(Y，Gd)3(Al，Ga)5012熒光體或2價的由銪所活化的2(Sr，Ba，Ca)0'Si02熒光體的組合為主而被使用。然而，在這些的發光裝置中，色再現性(NTSC比)是70%左右，近年來，在小型LCD中尋求色再現性更加良好的器件。此外，最近對于這種的發光裝置，不僅變換效率(亮度)，而且也進一步提高了所輸入的能量，并且進行著使之更加明亮的嘗試。在提高了輸入能量的情況下，需要包含波長變換部的發光裝置全體的有效的散熱。為此，發光裝置全體的構造、材質等的開發也在進展，現狀是動作時的發光元件以及波長變換部的溫度上升難以避免。然而，特別是在由3價的鈰所活化的(Y，Gd)3(Al，Ga)5012熒光體中，在將25'C下的亮度(亮度)設為100%的情況下，IO(TC下的亮度降低到了85%左右，因此而具有不能夠較高地設定輸入能量技術課題。因此，對于這種的發光裝置，所使用的熒光體的溫度特性的改善是當務之急。對于這些技術課題，已知能夠通過使用由EUaSibAlcOdNs所實質地表示的e型SiA10N即2價的銪活化氧氮化物綠色系發光熒光體，而得到色再現性(NTSC比)以及溫度特性的良好的發光裝置。然而，作為e型SiA10N的2價的銪活化氧氮化物綠色系發光熒光體，基本上是柱狀結晶體，關于熒光體的粒子組(熒光體粒子組)，容易生成長徑與短徑的比值超過5的物質。在使用長徑與短徑的比值超過5的粒子較多地存在的熒光體粒子組的情況下，在將其熒光體粒子組分散于樹脂中時，發生被推測為形狀因子的凝集等現象，具有不能得到勻質的分布，不能夠得到良好的特性(亮度)的技術課題。因此，在控制了形狀后的作為由EUaSibAl幾Ne所實質性地表達的3型SiAlON的2價的銪活化氧氮化物綠色系發光熒光體粒子，以及使用此的高效率的發光裝置的開發是當務之急。例如，在特開2005—255895號公報(專利文獻l)中，關于P型SiA10N，記載了具有縱橫(縱橫)比(以短軸的長度除粒子的長軸的長度后的值)的平均值為1.5以上20以下的值。然而，專利文獻l的實施例中，沒有記載各實施例的熒光體粒子的縱橫比，并且關于縱橫比和特性，也沒有任何言及。這里，長軸相當于本申請的長徑，短軸相當于本申請短徑。并且專利文獻l中，圖2是表示柱狀形狀(照片)的圖。專利文獻1特開2005—255895號公報
發明內容本發明為解決上述課題而提出，其目的在于提供一種使用0型SiA10N的、高效率穩定的發光裝置以及用于其的熒光體粒子組。本發明者們，為解決上述課題而進行銳意研究以及開發結果，發現為通過使用控制了結晶形狀的0型SiAlON的粒子組，特性(亮度)良好的發光裝置。也即，本發明如下。本發明的熒光體粒子組特征在于是由一般式EuaSibAlcOdNe所實質地表達的e型SiA10N、即2價的銪活化氧氮化物綠色系發光熒光體粒子的粒子組，由長徑與短徑的比值超過1.0而為3.0以下的熒光體粒子(1)構成60%以上，式中的數滿足O.005^aSO.4，b+c=12，d+e=16。優選為，本發明的熒光體粒子組由長徑與短徑的比值超過l.0而為3.O以下的熒光體粒子(1)構成80%以上優選為，發明的熒光體粒子組中，上述式中0.01Sa^0.2。另外，優選為，本發明的熒光體粒子組中，中值徑是620um的范圍內。本發明還提供一種發光裝置，其特征在于，備有發光元件(12)，其為發出峰值波長為430480nm的一次光的氮化鎵系半導體；波長變換部(13)，其對上述一次光的一部進行吸收，并發出具有比一次光的波長更長的波長的二次光，所述波長變換部(13)包含熒光體粒子組，所述熒光體粒子組是由一般式EUaSibAl。OdNe實質地表達的P型SiA10N、即2價的銪活化氧氮化物綠色系發光熒光體粒子的粒子組，由長徑與短徑的比值超過1.0而為3.0以下的熒光體粒子(1)構成60。/^以上，式中的數滿足a^0.4，b+c=12，d+e二16。優選為，本發明的發光裝置中，上述熒光體粒子組由長徑與短徑的比值超過1.0而為3.0以下的熒光體粒子(1)構成80%以上。優選為，本發明的發光裝置中，上述熒光體粒子組中，上述式中，0.01^aSO.2。優選為，本發明的發光裝置中，上述熒光體粒子組的中值徑處于620um的范圍內。根據本發明，能夠提供一種對來自發光元件的一次光高效率地進行吸收，并能夠得到高效率且優良的色再現性(NTSC比)以及良好的溫度特性的白色光的發光裝置，以及適合使用于此的熒光體粒子組。圖l是示意性地表示構成本發明的熒光體粒子組的熒光體粒子l的圖。圖2是示意性地表示本發明的優選的一例的發光裝置11的剖面圖。圖中1-熒光體粒子，11-發光裝置，12-發光元件，13-波長變換部，14-本發明的熒光體粒子組以外的熒光體粒子具體實施例方式本發明的熒光體粒子組，作為由下述一般式所實質地表達的e型SiA10N(廿,7口y)的2價的銪活化(付活)氧氮化物綠色系發光熒光體的粒子所構成。一般式EmSibAlcOdNe上述式中，a的值是滿足0.005SaS0.4的數，b以及c的值是滿足b+c二12的數，d以及e的值是滿足d+e=16的數。上述式中，若a的值不足0.005，則存在不能夠得到足夠的亮度問題，并且若a的值超過0.4，則存在因濃度消光(消光)等亮度大幅度降低的問題。另外，在Eu的添加量不足0.01的情況下，有可能包含在熒光體粒子組中不包含Eu的熒光體粒子，并且，在Eu的添加量超過O.2的情況下，有可能產生Eu的偏析而在熒光體粒子組中含有較多地包含Eu的熒光體粒子，作為粉體特性的穩定性，從維持母體的均一性觀點出發，上述式中的a的值，也可以是滿足0.01Sa^0.2的數。作為由上述式所實質地表達的P型SiA10N(廿^7□的2價的銪活化氧氮化物綠色系發光熒光體，具體來說，可以列舉出EU().05Siu.5()Alo.5()Oo.05N!5.95、EUo.l()Sill.O()Al1.o()Of).10N15.90、Ello.30Si9.8oAl2.2oOo.3()Ni5.70、Elio.15Sii().ooAl2.(K)Oo.2oNi5.80、EUo.OlSiu.6t)A1().4()Oo.0lNi5.99、Eu().005Si11.7oAlo.30〇0.O3N15.97、EU().25Sill.65Alo.3500.06N15.94、Euo.40Siu.35A10.650。.15N15.85等，不用說也可以不限于此。這里，圖l是示意性地表示構成本發明的熒光體粒子組的熒光體粒子l的圖。本發明的熒光體粒子組，是圖l所示那樣的柱狀形狀的粒子，且特征為由其長徑x(沿長軸的直線距離)被短徑y(沿短軸的直線距離)分割后的值(縱橫比)超過1.0且為3.0以下的熒光體粒子，構成其60%以上。在長徑與短徑的比值超過l.0而為3.0以下的熒光體粒子不足熒光體粒子組的60%的情況下，在使用這種熒光體粒子組的發光裝置的波長變換部(后述)中，不能夠精密地分散熒光體粒子，不能夠得到足夠的亮度。并且，由于能夠形成非常精密地分散了熒光體粒子的良好的波長變換部，且能夠實現特性極為穩定的發光裝置，因此優選為，由長徑與短徑的比值超過l.0而為3.O以下的熒光體粒子構成熒光體粒子組的80%以上，更優選為構成90%以上。另外，構成上述的熒光體粒子組的熒光體粒子的長徑與短徑的比值，能夠利用掃描型電子顯微鏡(SEM)、透過型電子顯微鏡(TEM)或光學顯微鏡而進行測定。并且，在熒光體粒子組中，長徑與短徑的比值超過1.0而為3.0以下的熒光體粒子以何種比例被包含，能夠利用例如掃描型電子顯微鏡(SEM)、透過型電子顯微鏡(TEM)或光學顯微鏡而進行測定。本發明的熒光體粒子組，優選為中值(>^V7>0徑(D50值)處于620pm的范圍內，更優選為處于712um的范圍內。這是因為如下緣故，即本發明的熒光體粒子組的中值徑不足6iim的情況下，晶體生長不充分，在使用這種熒光體粒子組的發光裝置中，存在不能夠得到足夠的亮度憂慮，并且，在超過20nm的情況下，存在難于形成將熒光體粒子勻質分散的波長變換部的憂慮。另外，上述中值徑(D50值)，是指使用粒度分布測定裝置(LA—920，堀場制作所制)而測定的值。本發明的熒光體粒子組，除了按照由長徑與短徑的比值超過1.0而為3.0以下的熒光體粒子構成60%以上的方式進行控制以外，能夠利用以往公知的適當的方法來制作。作為構成本發明的熒光體粒子組的60%以上的熒光體粒子，作為熒光體粒子的長徑與短徑的比值超過l.0而為3.O以下進行控制的方法，例如可以列舉出精度更高地控制氧濃度，或精度更高地控制燒成容器中的原材料的密度以及體積(燒成容器中的原材料的填塞(詰&込^)情況)，或者能夠將合成時的溫度曲線最佳化的方法，但是也可以不限于此。本發明也是針對使用上述的本發明的熒光體粒子組的發光裝置而提供發明。也即，本發明的發光裝置，基本上具備發出一次光的發光元件；吸收上述一次光的一部分而發出具有一次光的波長以上的長度的波長的二次光的波長變換部，該波長變換部，包含上述的本發明的熒光體粒子組。這里，圖2是示意性地表示本發明的優選的一例的發光裝置ll的剖面圖。圖2所示例的發光裝置11，基本上具備發光元件12和波長變換部13，波長變換部13包含多個的熒光體粒子l。該多個的熒光體粒子l,構成上述那樣的本發明的熒光體粒子組。本發明的發光裝置，具備波長變換部，該波長變換部包含由上述的長徑與短徑的比值超過1.0而在3.0以下的熒光體粒子構成60%以上的、本發明的熒光體粒子組。這種本發明的發光裝置，能夠高效率地將來自發光元件的一次光吸收，并能夠得到高效率且優良的色再現性(NTSC比)，并能夠得到良好的溫度特性的白色光。在本發明的發光裝置11中使用的發光元件12中，從效率的觀點出發，能夠使用淡化鎵(GaN)系半導體。并且，作為本發明的發光裝置ll中的發光元件12，能夠使用發出峰值波長為430480nm的范圍的一次光的器件。在使用峰值波長不足430nm的發光元件的情況下，藍色成分的貢獻變小，色重現性(演色性)惡化，不實用。并且，在使用峰值波長超過480nm的發光元件的情況下，白色的亮度降低，不實用。從效率性的觀點出發，優選為，本發明的發光裝置ll中的發光元件12是發出440470nm的范圍的一次光的器件。圖2所示的例子的本發明的發光裝置11中，若波長變換部13含有上述的本發明的熒光體粒子組，并能夠對從發光元件12發出的一次光的一部分進行吸收，而發出具有一次光的波長以上的長度的波長的二次光，則作為其介質并不做特別限定。作為介質(透明樹脂)，能夠使用例如環氧樹脂、硅酮(、乂];3一V)樹脂、尿素樹脂等，但是也不限于這些。并且，不用說，波長變換部13也可以在不損害本發明的效果的范圍中含有適當的Si02、Ti02、Zr02、A1A、YA等的添加劑。在本發明的發光裝置11的波長變換部13中，如圖2所示例子那樣，不用說也可以包含上述的本發明的熒光體粒子組以外的熒光體粒子14。作為除了本發明的熒光體粒子組以外能夠在波長變換部13包含的其他的熒光體粒子，沒有特別地被限制，但是本發明的熒光體粒子組可以由綠色系發光熒光體粒子構成，因此從能夠實現因混色而呈現出白色光的發光裝置的觀點出發，下述一般式所表達的2價的銪活化氮化物紅色系發光熒光體的粒子是合適的。一般式(MIwEuf)MIISiN3上述式中，MI是堿土類金屬，表示從Mg、Ca、Sr以及Ba中選擇的至少1種元素。并且上述式中，MII是3價的金屬元素，表示從A1、Ga、In、Sc、Y、La、Gd以及Lu中選擇的至少l禾中的元素。其中，由于能夠更有效率地發出紅色系，因此優選為MII是從A1、Ga以及In中選擇的至少l種元素。并且上述式中，f的值是O.001^fSO.10，優選為0.005SfSO.05。這是因為如下緣故若f的值不足O.OOl，具有不能夠得到足夠的亮度的傾向，若f的值超過O.10，則由于濃度消光等，存在亮度大幅度降低的傾向。作為這種2價的銪活化氮化物紅色系發光熒光體，具體來說，能夠列舉出Ca().99Eu0.01SiAlN3、(Ca0.97Mg0.02Eu0.0I)(A10.99Ga0.01)SiN3、(Ca0.g8Eu0.02)AlSiN3、(Ca0.97Sr0.01Eu0.02)(Al0.98Ina()2)SiN3、(Ca0.999Eu0.001)AlSiN3、(Ca0.895Mg0.100Eu0.005)AlSiN3、(Cao.79Sr0.20Eu0.0i)AlSiN3、(Ca0.98Eu0.02)(Al()95Ga。.5)SiN3等，但是不用說不限于此。另外，在使用上述的2價的銪活化氮化物紅色系發光熒光體的情況下，作為和波長變換部13中本發明的熒光體粒子組的混合比率，沒有特別地被限制，但是優選為對本發明的熒光體粒子組，按照重量比為135%的范圍內，更優選為525%的范圍內。本發明的發光裝置11中的波長變換部13，不用說，也可以在不損害本發明的效果的范圍中，包含上述的2價的銪活化氮化物紅色系發光熒光體以外的、本發明的熒光體粒子組以外的熒光體粒子。并且，這種本發明的熒光體粒子組、上述的2價的銪活化氮化物紅色系發光熒光體以外的熒光體粒子，除了本發明的熒光體粒子組以及上述的2價的銪活化氮化物紅色系發光熒光體外，還可以包含于波長變換部13中。本發明的發光裝置ll，能夠利用以往公知的適當的方法來制造，其制造方法沒有特別地被限制。例如，例示了作為介質，使用熱硬化型的硅酮樹脂制的密封材，將本發明的熒光體粒子組(以及根據必要還有本發明的熒光體粒子組以外的熒光體粒子)混煉于其中，并對發光元件12進行密封而成形、制造的情況。以下，列舉實施例以及比較例而對本發明更詳細地進行了說明，但是本發明不限于此。<實施例1，比較例l〉作為發光元件，使用在450nm具有峰值波長的氮化鎵(GaN)系半導體。并在波長變換部，使用具有Eu。.o5Sin.5。Alo.5()0。.o5N腿(P型SiA10N)(D50值7.8um)的組成的綠色系發光熒光體粒子的粒子組，去誒由長徑與短徑的比值超過l.0而在3.0以下的粒子構成其85%的熒光體粒子組。該熒光體粒子組，通過將氧濃度最佳化而進行調制。另外，作為粒度分布測定裝置，使用LA_920(堀場制作所制)。將該熒光體粒子組以規定的比例分散于作為介質的熱硬化型的硅酮樹脂制的密封材中而進行分散，并對發光元件進行密封，而制作波長變換部，并制作實施例l的發光裝置。對于如此制作的實施例l的發光裝置，以順電流(IF)20mA進行點燈，并對來自發光裝置的光出力(光電流)進行測定，并對其特性(亮度)進行評價。另一方面，除了利用是具有EuO.05Sill.50A10.5000.05N15.95(P型SiA10N)(D50值7.6um)的組成的綠色系發光熒光體粒子的粒子組、且長徑與短徑的比值是超過l.0而不足3.0以下的粒子構成40%的熒光體粒子組外，與上述同樣地，制作比較例l的發光裝置，同樣對特性進行評價。表l表示實施例l、比較例l的結果。根據表l，可知實施例l的發光裝置，與比較例l的發光裝置相比較，特性(亮度)較為優良。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>除了使用表2所示那樣的長徑與短徑的比值為超過1.0而為3.0以下的粒子的比例(％)、D50值以及發光元件以外，與實施例l同樣，制作各實施例27的發光裝置、比較例27的發光裝置。與實施例l同樣地測定的特性(亮度)的結果一起在表2中表示。根據表2，可知實施例27的發光裝置與比較例27的發光裝置相比特性(亮度)優良。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><實施例8，比較例8>作為發光元件，使用在460nm具有峰值波長的氮化鎵(GaN)系半導體。在波長變換部，使用具有成為Eii。.。Si錯Al。.2。Oo.MN,5.96(e型SiA讓)(D50值10.5ixm)的組成的綠色系發光熒光體粒子的粒子組、且長徑與短徑的比值超過1.0而在3.0以下的粒子構成85%的熒光體粒子組，和具有成為(Ca。.99EiJ。.。》AlSiN3(D50值9.3nm)組成的2價的銪活化氮化物紅色系發光熒光體。上述熒光體粒子組，通過將合成時的溫度曲線(7°口77<AO最佳化而進行調制。另外，作為粒度分布測定裝置，使用LA—92Q(堀場制作所制)。將該熒光體粒子組以及紅色系發光熒光體，以規定的比例分散到作為介質的熱硬化型的硅酮樹脂制的密封材中而進行分散，并對發光元件進行密封，從而制作波長變換部，并制作實施例8的發光裝置。另一方面，利用作為具有EU。.05Siu.5。Alo.5oOo.05Ni5.95(P型SiA麗)(D50值7.6tim)的組成的綠色系發光熒光體粒子的粒子組的、40%由長徑與短徑的比值超過l.0而在3.0以下的粒子構成的熒光體粒子組，這與實施例8同樣，而制作比較例8的發光裝置。對于這些實施例8、比較例8的發光裝置，與實施例l同樣而進行特性(亮度)的評價。并且，以順電流(IF)20mA的條件進行點燈，并利用MCPD—2000(大塚電子社製)測定來自發光裝置的白色光，由此針對Tc一duv也進行評價。表3表示結果。根據表3，可知實施例8的發光裝置，與比較例8的發光裝置相比較，特性(亮度)較為優良。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>應該認為這次公開的實施的方式、實施例以及比較例在所有方面是例示并非限制性的。本發明的范圍并非上述的說明，可以由權利要求的范圍所表示，并能夠尋求與權利要求的范圍均等的意思以及范圍內的所有的變更。權利要求1、一種熒光體粒子組，其特征在于，是由一般式EuaSibAlcOdNe所實質地表達的β型SiAlON、即2價的銪活化氧氮化物綠色系發光熒光體粒子的粒子組，由長徑與短徑的比值超過1.0而為3.0以下的熒光體粒子(1)構成60％以上，式中的數滿足0.005≤a≤0.4，b+c＝12，d+e＝16。2、根據權利要求1所述的熒光體粒子組，其特征在于，由長徑與短徑的比值超過1.0而為3.0以下的熒光體粒子(1)構成80%以上。3、根據權利要求1所述的熒光體粒子組，其特征在于，上述式中，0.01^a^0.2。4、根據權利要求1所述的熒光體粒子組，其特征在于，中值徑是620um的范圍內。5、一種發光裝置，其特征在于，備有發光元件(12)，其為發出峰值波長為430480nm的一次光的氮化鎵系半導體；波長變換部(13)，其對上述一次光的一部進行吸收，并發出具有比一次光的波長更長的波長的二次光，所述波長變換部(13)包含熒光體粒子組，所述熒光體粒子組是由一般式EiuSibALOdN。實質地表達的P型SiAlON、即2價的銪活化氧氮化物綠色系發光熒光體粒子的粒子組，由長徑與短徑的比值超過1.0而為3.0以下的熒光體粒子(1)構成60%以上，式中的數滿足O.005^a4，b+c=12，d+e二16。6、根據權利要求5所述的發光裝置，其特征在于，上述熒光體粒子組由長徑與短徑的比值超過1.0而為3.0以下的熒光體粒子(1)構成80%以上。7、根據權利要求5所述的發光裝置，其特征在于，上述式中，0.01^aSO.2。8、根據權利要求5所述的發光裝置，其特征在于，上述熒光體粒子組的中值徑處于620um的范圍內。全文摘要本發明公開一種熒光體粒子組以及將該熒光體粒子組用于波長變換部的發光裝置，該熒光體粒子組是由一般式EuaSibAlcOdNe所實質地表達的β型SiAlON、即2價的銪活化氧氮化物綠色系發光熒光體粒子的粒子組，由長徑與短徑的比值超過1.0而為3.0以下的熒光體粒子(1)構成60％以上，式中的數滿足0.005≤a≤0.4，b+c＝12，d+e＝16。從而能夠得到使用β型SiAlON的、高效率且穩定的發光裝置以及用于其的熒光體粒子組。文檔編號H01L33/00GK101688115SQ20088002387公開日2010年3月31日申請日期2008年6月18日優先權日2007年7月9日發明者增田昌嗣,寺島賢二,花本哲也申請人:夏普株式會社