专利名称：荧光体材料的制造方法、荧光体材料及发光装置的制作方法
技术领域：
本发明关于在荧光体颗粒的表面具有覆盖层的荧光体材料的制造方法、及由其所得的荧光体材料及使用其的发光装置。
背景技术：
目前作为液晶电视的背光或下一代照明，LED灯备受瞩目。为了使LED灯发光成白色，必须将LED组件本身的发光通过涂布或混入有红/蓝/绿等荧光体的透镜，通过将来自荧光体的发光相叠加来获得白色。但是，荧光体若曝露在水分、热或紫外线中时，会有发光特性降低的弱点。因此，通过以陶瓷覆盖荧光体颗粒防止特性劣化，且达成长寿命化(参照例如专利文献I)。以覆盖方法而言虽有各种方法，但是若将陶瓷微粒使用于原料以进行覆盖，则可得到较高的特性，故较为理想。具体而言，例如将荧光体颗粒与陶瓷微粒与液体混合而成为浆液，通过喷雾干燥、温风干燥、或自然干燥来使其干燥的方法已为人所知(参照例如专利文献2)。[现有技术文献][专利文献][专利文献I]日本特开2010-280877号公报[专利文献2]日本特开2008-291251号公报
发明内容
(发明要解决的课题)但是，喷雾干燥或温风干燥必须通过使大量的气体与粉末在空气中混合或流动而使液体干燥，因此会有荧光体颗粒及陶瓷微粒也从本来用于使所送入的气体逸逃的路径逃脱的问题。为了防止该问题，例如设法通过透过袋滤器来捕集粉末从而减少损失，但是即使如此也不易提高收率。此外，即使收率的问题获得改善，由于以袋滤器未完全捕集到的小粒径侧的颗粒会通过过滤器而逸逃，因此作为母材的荧光体颗粒的粒度分布会改变，也会有在实用时发生故障的情形的问题。此外，荧光体颗粒大多数非常昂贵，即使少量发生损失时，损害也会变得极大。此外，也会发生陶瓷微粒不会附着于荧光体颗粒而发生干燥的问题。另一方面，若为自然干燥的情形，与喷雾干燥或温风干燥相比，接触到干燥气体的比表面积明显变小，因此会有在干燥时需要长时间、而且在干燥中环境中的水分会吸附而使荧光体颗粒劣化的问题。例如，作为控制环境而在脱水环境中使其干燥的方法，有利用手套箱(glovebox)等的方法，但是必须一面经常排气，一面导入脱水环境气体，在成本、时间上均造成大量的耗费，并不具现实性。本发明根据如上所示的问题而进行研讨，目的在于提供可高效地在荧光体颗粒的表面形成覆盖层，而且可得到高特性及高收率的荧光体材料的制造方法、及由其所得的荧光体材料以及使用其的发光装置。
(解决课题的手段)本发明的荧光体材料的制造方法为制造在荧光体颗粒的表面具有覆盖层的荧光体材料的方法，其中，通过减压蒸发干燥法使包含荧光体颗粒、陶瓷微粒及液体的浆液干燥，通过将液体去除，在荧光体颗粒的表面形成覆盖层。本发明的荧光体材料通过本发明的荧光体材料的制造方法所制造，本发明的发光装置包含由该方法制造的荧光体材料。(发明的效果)依据本发明的荧光体材料的制造方法，通过减压蒸发干燥法使包含荧光体颗粒、陶瓷微粒及液体的浆液干燥，因此进行排气的气体量极少，可使荧光体颗粒及陶瓷微粒被排出至处理装置外的量极少。因此，可提高荧光体颗粒的收率，并且可防止荧光体颗粒的粒度分布的变化，而可维持荧光体材料的质量。此外，可减少陶瓷微粒不会附着于荧光体颗粒而被单独干燥的量，可提高成膜效率。此外，干燥时间短，可有效率地制造，并且水分的影响小，可防止特性劣化。此外，在使浆液干燥之后，若在不活泼气体环境中，例如在包含由氮及长周期表第18族元素所组成的群组中的至少一种不活泼气体环境中进行热处理，可一面防止荧光体颗粒的特性劣化，一面提高覆盖层的密接性。此外，若在使浆液干燥时搅拌浆液，可更加缩短干燥时间。此外，若使陶瓷微粒的平均粒径为40nm以下，或陶瓷微粒包含由稀土类氧化物、氧化锆、氧化钛、氧化锌、氧化铝、钇与铝的复合氧化物、氧化镁及铝与镁的复合氧化物所组成的群组中的至少一种金属氧化物，则可进`一步提升耐水性或耐紫外光等特性。
图1为表示发明的一个实施形态的荧光体材料的制造方法的工序的流程图。图2为表示通过本发明的一个实施形态的荧光体材料的制造方法所制作的荧光体材料的构成的模式图。图3为表示使用通过本发明的一个实施形态的荧光体材料的制造方法所制作的荧光体材料的发光装置的构成图。
具体实施例方式以下参照图示，详细说明本发明的实施形态。图1表示本发明的一个实施形态的荧光体材料的制造方法的工序，图2以模式表示由其所制作的荧光体材料10。本实施形态的荧光体材料10的制造方法用来制造在荧光体颗粒11的表面具有覆盖层12的荧光体材料10，本实施形态的荧光体材料10通过该荧光体材料10的制造方法所得。在该荧光体材料10的制造方法中，首先调制例如包含荧光体颗粒11、陶瓷微粒12A及液体的浆液(步骤S101)。以荧光体颗粒11而言，可使用任意成分，列举如=BaMgAl10O17:Eu ；ZnS:Ag, Cl ；BaAl2S4:Eu 或 CaMgSi2O6:Eu 等蓝色系突光体，(Ba, Ca, Sr) 2SiO4: Eu ；Zn2Si04:Mn ； (Y, Gd) BO3: Tb ；ZnS:Cu, Al 或(Ba, Sr, Mg) O · aAl203:Mn 等绿色系荧光体，(Y，Gd) BO3 = Eu ;Y2O2S:Eu或YPVO4 = Eu等红色系荧光体。荧光体颗粒11的粒径基本上没有限制，但是优选为平均粒径为5 μ m至20 μ m左右，优选粒径尽可能一致，因为可使特性稳定。陶瓷微粒12A用来形成覆盖层12，优选为例如包含金属氧化物为主成分，该金属氧化物为由稀土类氧化物、氧化锆、氧化钛、氧化锌、氧化铝、钇 铝·石榴石(garnet)等钇与铝的复合氧化物、氧化镁及MgAl2O4等铝与镁的复合氧化物所组成的群组中的至少一种。因为可使耐水性及耐紫外光等特性提升。其中优选稀土类氧化物，更优选包含由钇、钆、铈及镧所组成的群组中的至少一种元素的稀土类氧化物，尤其以Y2O3为宜。因为可得到更高的效果，可抑制成本。陶瓷微粒12A可单独使用一种，也可混合使用两种以上。此外，可使用一种金属氧化物构成的陶瓷微粒12A，也可使用包含两种以上金属氧化物的陶瓷微粒12A。优选陶瓷微粒12A的平均粒径为40nm以下，更优选30nm以下，最优选25nm以下。因为平均粒径较小的场合，会使陶瓷微粒12A较易于附着于荧光体颗粒11，可在颗粒间的间隙极小的状态下堆积，因此可形成良好的覆盖层12。此外，优选陶瓷微粒12A的平均粒径为IOnm以上，更优选15nm以上。因为若陶瓷微粒12A的平均粒径太小，容易发生粗大的二次凝聚颗粒，且不易均一覆盖荧光体颗粒U。优选陶瓷微粒12A的平均粒径为荧光体颗粒11的平均粒径的1/100以下至1/500以下左右。因为可更加稳定地形成覆盖层12。此外，平均粒径指一次颗粒的平均粒径。此外，优选陶瓷微 粒12A的最大粒径例如为50nm以下。因为若存在较大的颗粒时，则容易发生露出荧光体颗粒11的缺陷。优选微粒12A的最大粒径例如为40nm以下，更优选为30nm以下。在使陶瓷微粒12A进行分散的液体优选为例如采用有机溶剂。液体的材质基本上不限，但是优选使用乙醇、IPA(异丙醇)来作为廉价且在常温常压下容易蒸发且毒性较低的材料。其中，以对作为母材的荧光体颗粒11的影响的观点来看，水及含大量水的材质并不理想。此外，在常温常压下不易蒸发的材质也不理想。接着，通过减压蒸发干燥法使浆液干燥以去除液体，使陶瓷微粒12A附着于荧光体颗粒11的表面，形成覆盖层12(步骤S102)。减压蒸发干燥法为通过形成为减压环境而促进液体蒸发且使其干燥的方法。此外，也可为了促进干燥而由容器外部加热而使浆液温度上升。在使浆液干燥时，优选搅拌浆液。因为可缩短干燥时间。此外，在使浆液作外部加热时，通过搅拌也可得到防止暴沸的效果。搅拌为例如可通过使收纳有浆液的容器旋转来进行，此外，也可通过设在收纳浆液的容器内的旋转翼等搅拌装置来进行。具体而言，例如优选使用旋转蒸发器或急速蒸发器。接着，优选为在使浆液干燥之后，将附着陶瓷微粒12A的荧光体颗粒11在不活泼气体环境中进行热处理(步骤S103)。因为可一面防止荧光体颗粒11的特性劣化，一面提高覆盖层12的密接性。以不活泼气体而言，列举如包含由氮及长周期表第18族元素所组成的群组中的至少一种。热处理温度例如优选为450°C以下。因为可防止特性劣化。此外，浆液的调制(步骤S101)、干燥(步骤S102)、热处理(步骤S103)的各工序为进行一次即可，但是也可反复数次。例如，关于进行浆液的调制(步骤S101)、干燥(步骤S102)、热处理(步骤S103)，形成有覆盖层12的荧光体颗粒11，也可再次连同陶瓷微粒12A及液体一起调制浆液(步骤S101)，使其干燥(步骤S102)且进行热处理(步骤S103)。因为可更加可靠地覆盖荧光体颗粒11。此外，在反复数次时，也可在浆液使用不同种类的陶瓷微粒12A。此外，覆盖层12优选为将陶瓷微粒12A朝厚度方向层积3颗粒层以上，覆盖层12的厚度优选为IOnm以上I μ m以下。因为陶瓷微粒12A的层积数较少时，或者覆盖层12的厚度较薄时，防止特性劣化的效果较小，若厚度较厚时，光透过性会降低而使发光效率降低。由此，可得到以覆盖层12覆盖荧光体颗粒11的表面的荧光体材料10。图3为表示使用该荧光体材料10的发光装置20的一个构成例。该发光装置20在基板21上装载有发光组件22，发光组件22通过形成在基板21上的配线23与线材24作电连接。此外，在发光组件22的周围形成有例如反射器框体25，在发光组件22上以覆盖发光组件22的方式形成有密封层26。密封层26例如通过分散有荧光体材料10的树脂构成。在发光组件22为使用例如发出紫外光、蓝色光或绿色光来作为激发光。以荧光体材料10而言，使用例如通过由发光组件22所发出的激发光来发出红色光、发出蓝色光、发出绿色光、发出黄色光的材料等的一种或视需要混合两种以上。如上所示，通过本实施形态，通过减压蒸发干燥法使包含荧光体颗粒11、陶瓷微粒12A及液体的浆液干燥，因此所排气的气体量极少，可大量减少荧光体颗粒11及陶瓷微粒12A被排出至处理装置外的量。因此，可提高荧光体颗粒11的收率，并且可防止荧光体颗粒11的粒度分布的变化，可维持荧光体材料10的质量。此外，可减少陶瓷微粒12A不会附着于荧光体颗粒11而单独干燥的量，可提高成膜效率。此外，干燥时间短，可有效率地制造，并且水分的影响小，可防止特性劣化。此外，在使浆液干燥之后，若在不活泼气体环境中，例如包含由氮及长周期表第18族元素所组成的群组中的至少一种的不活泼气体环境中，进行热处理，则可一面防止荧光体颗粒11的特性劣化，一面提高覆盖层12的密接性。此外，若在使浆液干燥时搅拌浆液，可更加缩短干燥时间。此外，若使陶瓷微粒12A的平均粒径为40nm以下，或者陶瓷微粒包含由稀土类氧化物、氧化锆、氧化钛、氧 化锌、氧化铝、钇与铝的复合氧化物、氧化镁及铝与镁的复合氧化物所组成的群组中的至少一种金属氧化物，则可使耐水性或耐紫外光等特性更加提升。[实施例](实施例1)在使由平均粒径20nm、最大粒径50nm的氧化乾(Y2O3)所构成的陶瓷微粒12A分散在有机溶剂后的产物中，混合平均粒径为 ο μ m左右的绿色系荧光体颗粒11而调制出浆液(步骤S101)。接着，使用旋转蒸发器，通过减压蒸发干燥法使该浆液干燥，而将有机溶剂去除(步骤S102)。此时，通过使收纳有浆液的容器旋转，一面搅拌浆液一面使其干燥。接着，将经干燥的粉末，即附着陶瓷微粒12A的荧光体颗粒11在氮气环境中以400°C热处理2小时(步骤S103)。之后，关于所得粉末，即形成覆盖层12的荧光体颗粒11，同样地再反复进行一次浆液的调制(步骤S101)、干燥(步骤S102)、热处理(步骤S103)，而得到荧光体材料10。关于所得的荧光体材料10，经调查原料所使用的荧光体颗粒11的收率，结果为95%以上。此外，收率通过下述式收率=处理后的总重量/(处理前的荧光体颗粒重量+陶瓷微粒的重量)而求出。(比较例1-1)除了通过喷雾干燥使浆液干燥以外，其它与实施例1同样地制作荧光体材料。关于所得的荧光材料，经调查原料所使用的荧光体颗粒的收率，结果为约70%。(比较例1-2)除了通过自然干燥而使浆液干燥以外，其它与实施例1同样地制作荧光体材料。在比较例1-2中，在使其与实施例1同量的浆液干燥时，耗费实施例1的10倍以上的时间。在表I中显示实施例1及比较例1-1、1-2的结果。如下所示，可知若通过减压蒸发干燥法使浆液干燥，可提高荧光体颗粒11的收率，而且可缩短干燥时间，故较为理想。[表I]
权利要求
1.一种荧光体材料的制造方法，其为在荧光体颗粒的表面具有覆盖层的荧光体材料的制造方法，其特征为， 通过减压蒸发干燥法使包含荧光体颗粒、陶瓷微粒及液体的浆液干燥，通过将液体去除，在荧光体颗粒的表面形成覆盖层。
2.如权利要求1所述的荧光体材料的制造方法，其特征为，在使前述浆液干燥后，在不活泼气体环境中进行热处理。
3.如权利要求2所述的荧光体材料的制造方法，其特征为，前述热处理在不活泼气体环境中进行，该不活泼气体包含由氮及长周期表第18族元素所组成的群组中的至少一种。
4.如权利要求1所述的荧光体材料的制造方法，其特征为，在使前述浆液干燥时搅拌浆液。
5.如权利要求1所述的荧光体材料的制造方法，其特征为，在使前述浆液干燥时使用旋转蒸发器或快速蒸发器。
6.如权利要求1所述的荧光体材料的制造方法，其特征为，使前述陶瓷微粒的平均粒径为40nm以下。
7.如权利要求1所述的荧光体材料的制造方法，其特征为，前述陶瓷微粒包含从由稀土类氧化物、氧化锆、氧化钛、氧化锌、氧化铝、钇与铝的复合氧化物、氧化镁及铝与镁的复合氧化物所组成的群组中选出的至少一种金属氧化物。
8.一种荧光体材料，其为在荧光体颗粒的表面具有覆盖层的荧光体材料，其特征为， 该荧光体材料通过减压蒸发干燥法使包含荧光体颗粒、陶瓷微粒及液体的浆液干燥，通过将液体去除，在荧光体颗粒的表面形成覆盖层而得到。
9.一种发光装置，其包含荧光体材料，其特征为，前述荧光体材料在荧光体颗粒的表面形成覆盖层，前述覆盖层通过使包含荧光体颗粒、陶瓷微粒、及液体的浆液通过减压蒸发干燥法进行干燥而将液体去除，从而形成于荧光体颗粒的表面。
全文摘要
提供一种荧光体材料的制造方法、及由其所得的荧光体材料以及使用其的发光装置，该制造方法可高效地在荧光体颗粒的表面形成覆盖层，而且可得到高特性及高收率。解决方案为调制包含荧光体颗粒11、陶瓷微粒12A及液体的浆液(步骤S101)。接着，通过减压蒸发干燥法使浆液干燥而将液体去除，使陶瓷微粒12A附着在荧光体颗粒11的表面(步骤S102)。接着，在使浆液干燥之后，将附着陶瓷微粒12A的荧光体颗粒11在不活泼气体环境中进行热处理(步骤S103)。
文档编号C09K11/08GK103038310SQ20118003691
公开日2013年4月10日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年4月23日
发明者传井美史, 佐藤豊, 阿部誉史 申请人:株式会社日本陶瓷科技