熒光體、深紫外光發(fā)光器件以及熒光體的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及射出深紫外光的熒光體、深紫外光發(fā)光器件以及熒光體的制造方法。
【背景技術】
[0002]波長為約200?350nm的深紫外光，被利用于殺菌、凈水、光刻、照明等各種各樣的領域。以往，作為深紫外光的光源，廣泛使用了水銀燈。但是，從環(huán)境負荷的角度出發(fā)，例如像歐洲的WEEE&RoHS指令那樣的、對水銀等環(huán)境有害物質(zhì)的限制日益嚴格。因此，期望開發(fā)取代水銀燈的光源。此外，由于水銀燈是點發(fā)光，因此在利用于大面積需要均勻強度的光的光刻等的情況下，還存在需要復雜的光學設計等的問題。
[0003]為了解決這種課題，專利文獻1至3公開了不使用水銀的面發(fā)光的深紫外發(fā)光元件。具體來說，專利文獻1公開了利用氮化物半導體，射出深紫外線的半導體LED。專利文獻2公開了利用通過氣體的放電而產(chǎn)生的等離子體，來使氮化物半導體發(fā)光的發(fā)光元件。專利文獻3公開了將在內(nèi)部形成了發(fā)出紫外光的熒光體層的多個放電細長管并列配置，并利用通過放電而產(chǎn)生的紫外光來激勵熒光體層，由此使紫外光進行面發(fā)光的器件。
[0004]現(xiàn)有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:JP特開2006-278554號公報
[0007]專利文獻2:JP特開2011-124000號公報
[0008]專利文獻3:JP特開2011-193929號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所公開的例示性的某實施方式提供一種能夠發(fā)出深紫外線的熒光體以及利用了該熒光體的深紫外光發(fā)光器件。
[0010]本發(fā)明的熒光體含有包含鹵素原子的氧化鎂的粒子群，且射出深紫外光，所述粒子群，在使用CuKa射線的粉末X射線衍射測量中，在將衍射角2 Θ存在于109.0°以上且110.0°以下的范圍內(nèi)的(420)衍射峰的半峰全寬設為FWHM(420)時，滿足0.16° 彡 FffHM(420)彡 0.20°。
[0011]本發(fā)明的熒光體高效地射出深紫外光。因此，能夠利用該熒光體來實現(xiàn)可面發(fā)光的發(fā)光器件。
【附圖說明】
[0012]圖1是表示實施方式1所涉及的發(fā)光器件的構成的圖。
[0013]圖2是表示實施方式2所涉及的發(fā)光器件的構成的圖。
[0014]圖3是表示實施方式3所涉及的發(fā)光器件的構成的圖。
[0015]圖4表示通過粉末X射線衍射測量而得到的實施例的衍射圖的一例。
[0016]圖5是表示實施例以及比較例1?3的FWHM(420)的值與發(fā)光強度的關系的圖。
[0017]圖6是表示實施例以及比較例1?3的發(fā)光光譜的例子的圖。
[0018]圖7是表示實施例以及比較例的氟的含有量與發(fā)光強度的關系的圖。
【具體實施方式】
[0019]首先，對成為本發(fā)明的基礎的見解進行說明。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了在現(xiàn)有技術中存在如下課題。即，為了實現(xiàn)專利文獻1、2所公開的發(fā)光元件，必須使AlGaN等氮化物半導體在真空中進行外延生長來進行多層化。因此，需要繁雜的制造工藝以及大規(guī)模的裝置。此外，為了使半導體層生長，必須使用藍寶石這樣的基板，因此難以大面積化。專利文獻3的器件使用釓等稀土類系的紫外發(fā)光熒光體作為熒光體。因此難以發(fā)出311nm以下的波長的光。對于殺菌或凈化的目的而言，需要300nm以下的深紫外光。
[0020]因此，本發(fā)明的發(fā)明人為了提供能夠發(fā)出深紫外線的熒光體以及利用了該熒光體的深紫外光發(fā)光器件而進行了專心研究。在該研究中，本發(fā)明的發(fā)明人著眼于在對單晶的氧化鎂進行了 X射線衍射測量的情況下衍射角2 Θ存在于109.0°以上且110.0°以下的范圍內(nèi)的(420)衍射峰。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若將以往認為應避免的大量的鹵素添加于氧化鎂，則(420)衍射峰的半峰全寬擴大，能夠得到高效地射出深紫外光的熒光體。另外，雖然氧化鎂所具有的其他衍射峰也存在半峰全寬擴大的可能性，但發(fā)明人認為(420)衍射峰尤其重要。這是因為，(420)衍射峰是存在于高角側(cè)的波峰，在X射線衍射測量中，與(200)衍射峰等低角側(cè)的氧化鎂的衍射峰相比能夠靈敏度良好地得到從結(jié)晶表面附近獲得的信號。進而，還因為與(422)衍射峰等其他高角側(cè)的衍射峰相比峰值大，容易判別半峰全寬。
[0021]本發(fā)明的一個方式的概要如下。
[0022]本發(fā)明的一個方式所涉及的熒光體，是含有包含鹵素原子的氧化鎂的微粒子、且射出深紫外光的熒光體，所述微粒子，在使用CuKa射線的粉末X射線衍射測量中，在將衍射角2 Θ存在于109.0°以上且110.0°以下的范圍內(nèi)的(420)衍射峰的半峰全寬設為FffHM(420)時，滿足 0.16。彡 FffHM(420)彡 0.20。。
[0023]所述鹵素可以是氟或氯。
[0024]所述鹵素可以是氟，所述微粒子以相對于鎂而言1.7atm%以上且19.3atm%以下的比例包含氟。
[0025]所述微粒子可以具有l(wèi)OOnm以上且8 μπι以下的平均粒徑。在本發(fā)明中，平均粒徑是指，用掃描式電子顯微鏡(SEM)對所述微粒子進行觀察，測量3個以上且100個以下的粒子像的外接圓的直徑，并對該測量值進行了平均而得到的粒徑。作為掃描式電子顯微鏡，可以使用HITACH S-4200。所測量的微粒子，可以通過噴射法或印刷而涂敷在玻璃等的基板上。在作成了熒光體層之后，微粒子的粒徑通過用SEM來觀察熒光體層的表面或者剖面來進行測量。另外，作為求出粒子尺寸的其他方法，可以使用激光衍射/散射式粒徑分布測量。即，可以使用將從所制作的粉體群中任意取出的粒子的集團的整體體積作為100%而求出了累積曲線時的累積曲線成為50%的粒徑。在此情況下，作為測量裝置，可以使用日機裝株式會社的Micro Track。
[0026]所述熒光體可以被真空紫外光激勵，射出200nm以上且300nm以下的所述深紫外光。
[0027]所述微粒子可以通過對包含從氫氧化鎂、碳酸鎂、醇鎂、硝酸鎂以及醋酸鎂所構成的群中選擇的至少一種的前體(precursor)、和含有包含所述鹵素的鹵素化合物的燒結(jié)助劑進行混合，并在1000°C以上且1400°C以下的溫度下對混合物進行燒成而獲得。
[0028]本發(fā)明的其他方式所涉及的熒光體，含有含氟的氧化鎂的微粒子，且射出深紫外光，所述微粒子以相對于鎂而言1.7atm%以上且19.3atm%以下的比例包含氟。
[0029]本發(fā)明的一個方式所涉及的發(fā)光器件具備:放電空間；在所述放電空間中封入的放電氣體；和與所述放電空間接觸地配置的上述任意一項所述的熒光體。
[0030]所述發(fā)光器件還可以具備:第1基板，其具有第1電極、第2電極、以及覆蓋所述第1電極以及第2電極的電介質(zhì)層；和第2基板，其相對于所述第1基板配置為與所述電介質(zhì)層對向，將所述第1基板以及所述第2基板之間密封，使得在所述第1基板以及所述第2基板之間形成包含所述放電氣體的所述放電空間，所述第1基板以及所述第2基板的至少一方支承所述熒光體，所述熒光體與所述放電空間接觸。所述第1基板以及所述第2基板的至少一方可以由透過所述深紫外光的材料構成。
[0031]透過所述深紫外光的材料可以是從石英玻璃、氟化鎂、氟化鈣以及氟化鋰所構成的群中選擇的1種。
[0032]所述發(fā)光器件還可以具備:具有所述放電空間的放電管；和使所述放電管的內(nèi)部產(chǎn)生放電的至少一對電極，在所述放電管的內(nèi)部配置有所述熒光體。
[0033]所述發(fā)光器件還可以具備:具有所述放電空間的多個放電管；使所述放電管的內(nèi)部產(chǎn)生放電的至少一對電極；和支承所述多個放電管的撓性片，在所述放電管的內(nèi)部配置有所述熒光體。
[0034]所述發(fā)光器件還可以具備位于所述多個放電管與所述撓性片之間的反射層。
[0035]所述放電管可以包含形成所述放電空間的框體，所述框體由從石英玻璃、氟化鎂、氟化鈣以及氟化鋰所構成的群中選擇的1種構成。
[0036]本發(fā)明的一個方式所涉及的熒光體的制造方法包括:對包含從氫氧化鎂、碳酸鎂、醇鎂、硝酸鎂以及醋酸鎂所構成的群中選擇的至少一種的前體、和含有包含所述鹵素的鹵素化合物的燒結(jié)助劑進行混合，獲得混合物的工序；和通過在1000°C以上且1400°C以下的溫度下對所述混合物進行燒成而獲得包含鹵素原子的氧化鎂的微粒子的工序，所述微粒子，在使用CuKa射線的粉末X射線衍射測量中，在將衍射角2 Θ存在于109.0°以上且110.0°以下的范圍內(nèi)的(420)衍射峰的半峰全寬設為FWHM(420)時，滿足0.16° 彡 FffHM(420)彡 0.20°
[0037]所述前體可以包含所述氫氧化鎂。
[0038]所述燒結(jié)助劑可以包含從氟化鎂、氯化鎂、氟化鋁、氟化鈣、氟化鋰以及氯化鈉所構成的群中選擇的至少1種。
[0039]所述燒結(jié)助劑可以是鎂鹵化物。
[0040]所述混合物中的、所述燒結(jié)助劑相對于所述前體以及所述燒結(jié)助劑的合計的比例可以為0.lOmol %以上且lmol %以下。
[0041]以下，對本發(fā)明的實施方式以及實施例進行說明。本發(fā)明不限定于這些方式，能夠進行各種各樣的改變。另外，在本發(fā)明中，將包括深紫外線以及真空紫外線在內(nèi)的紫外區(qū)域的電磁波也稱作“光”。
[0042](實施方式1)
[0043]對熒光體的實施方式進行說明。本發(fā)明的熒光體含有包含鹵素原子的氧化鎂的微粒子，且射出深紫外光。如以下的實施例中詳細說明的那樣，微粒子，在使用CuKa射線的粉末X射線衍射測量中，在109.0°以上且110.0°以下的衍射角2 Θ的范圍內(nèi)具有(420)衍射峰。該(420)衍射峰來源于氧化鎂的結(jié)晶。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人的詳細的研究可知，(420)衍射峰的半峰全寬(Full width Half Maximum)的值，與氧化鎂中的深紫外光的發(fā)光強度密切關聯(lián)。具體來說，可以知到，在將(420)衍射峰的半峰全寬設為FWHM(420)時，只要滿足下述式(1)的關系，則在含有氧化鎂的微粒子的熒光體中，深紫外光的發(fā)光強度被大幅提高。CuK α射線，在包含CuK a i射線以及CuK α 2射線的情況下，通過洛倫茲(Lorent