JP2009167328A - Phosphor, method for producing it, and light emission apparatus - Google Patents

Phosphor, method for producing it, and light emission apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2009167328A
JP2009167328A JP2008008588A JP2008008588A JP2009167328A JP 2009167328 A JP2009167328 A JP 2009167328A JP 2008008588 A JP2008008588 A JP 2008008588A JP 2008008588 A JP2008008588 A JP 2008008588A JP 2009167328 A JP2009167328 A JP 2009167328A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phosphor
light
crystal
wavelength
peak
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008008588A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5294245B2 (en
Inventor
Naoto Hirosaki
尚登 広崎
Enkyo Ri
遠強 李
Eigun Kai
栄軍 解
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute for Materials Science
Original Assignee
National Institute for Materials Science
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute for Materials Science filed Critical National Institute for Materials Science
Priority to JP2008008588A priority Critical patent/JP5294245B2/en
Publication of JP2009167328A publication Critical patent/JP2009167328A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5294245B2 publication Critical patent/JP5294245B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a phosphor consisting of materials different from those of conventional rare earth-activated sialon phosphor and oxide phosphor. <P>SOLUTION: The phosphor includes AAl<SB>2</SB>Si<SB>5</SB>O<SB>2</SB>N<SB>8</SB>crystal (A is Mg, Ca, Sr, Ba or Zn) or its solid solution crystal in which metal ions M (M is at least one selected from Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Tm, and Yb) is solid-soluted. The phosphor emits fluorescent light having a peak at a wavelength ranging from 450-700 nm. The phosphor is produced when a raw material mixture comprising metals, oxides, carbonates, nitrides, and the like of A, Al, and Si respectively is burnt at 1,200-2,200°C in a nitrogen atmosphere. The phosphor is used for luminaire and an image display device. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、AAlSi結晶(ただし、Aは、Mg、Ca、Sr、Ba、Znから選ばれる少なくとも1種以上である)、またはその固溶体結晶を母体結晶とする蛍光体と、その製造方法、およびその用途に関する。さらに詳細には、該用途は該蛍光体の有する性質、すなわち300nm以上700nm以下の波長にピークを持つ光を発する特性を利用した照明器具および画像表示装置の発光器具に関する。 The present invention relates to an AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal (where A is at least one selected from Mg, Ca, Sr, Ba, and Zn), or a phosphor having a solid solution crystal as a base crystal. And its manufacturing method and its application. More specifically, the application relates to a lighting apparatus and a light emitting apparatus for an image display device that utilize the property of the phosphor, that is, the property of emitting light having a peak at a wavelength of 300 nm to 700 nm.

蛍光体は、蛍光表示管(VFD(Vacuum−Fluorescent Display))、フィールドエミッションディスプレイ(FED(Field Emission Display)またはSED(Surface−Conduction Electron−Emitter Display))、プラズマディスプレイパネル(PDP(Plasma Display Panel))、陰極線管(CRT(Cathode−Ray Tube))、白色発光ダイオード(LED(Light−Emitting Diode))などに用いられている。これらのいずれの用途においても、蛍光体を発光させるためには、蛍光体を励起するためのエネルギーを蛍光体に供給する必要があり、蛍光体は真空紫外線、紫外線、電子線、青色光などの高いエネルギーを有した励起源により励起されて、可視光線を発する。しかしながら、蛍光体は前記のような励起源に曝される結果、蛍光体の輝度が低下し易く、輝度低下のない蛍光体が求められている。そのため、従来のケイ酸塩蛍光体、リン酸塩蛍光体、アルミン酸塩蛍光体、硫化物蛍光体などの蛍光体に代わり、輝度低下の少ない蛍光体として、サイアロン蛍光体、酸窒化物蛍光体、窒化物蛍光体などの、結晶構造に窒素を含有する無機結晶を母体とする蛍光体が提案されている。   The phosphor is a fluorescent display tube (VFD (Vacuum-Fluorescent Display)), a field emission display (FED (Field Emission Display)), or an SED (Surface-Conduction Electron-Emitter Display (P panel)). ), Cathode ray tube (CRT (Cathode-Ray Tube)), white light emitting diode (LED (Light-Emitting Diode)), and the like. In any of these applications, in order to make the phosphor emit light, it is necessary to supply the phosphor with energy for exciting the phosphor, and the phosphor is not limited to vacuum ultraviolet rays, ultraviolet rays, electron beams, blue light, etc. When excited by a high energy excitation source, it emits visible light. However, as a result of exposure of the phosphor to the excitation source as described above, there is a demand for a phosphor that is liable to lower the luminance of the phosphor and has no luminance reduction. For this reason, sialon phosphors and oxynitride phosphors are used as phosphors with little reduction in luminance instead of phosphors such as conventional silicate phosphors, phosphate phosphors, aluminate phosphors, and sulfide phosphors. For example, phosphors based on inorganic crystals containing nitrogen in the crystal structure, such as nitride phosphors, have been proposed.

このサイアロン蛍光体の一例は、概略以下に述べるような製造プロセスによって製造される。まず、窒化ケイ素(Si)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化ユーロピウム(Eu)、を所定のモル比に混合し、1気圧(0.1MPa)の窒素中において1700℃の温度で1時間保持してホットプレス法により焼成して製造される(例えば、特許文献1参照)。このプロセスで得られるEu2+イオンを付活したαサイアロンは、450から500nmの青色光で励起されて550から600nmの黄色の光を発する蛍光体となることが報告されている。また、β型サイアロンに希土類元素を添加した蛍光体(特許文献2参照)が知られており、Tb、Yb、Agを付活したものは525nmから545nmの緑色を発光する蛍光体となることが示されている。さらに、β型サイアロンにEu2+を付活した緑色の蛍光体(特許文献3参照)が知られている。 An example of this sialon phosphor is manufactured by a manufacturing process generally described below. First, silicon nitride (Si 3 N 4 ), aluminum nitride (AlN), and europium oxide (Eu 2 O 3 ) are mixed at a predetermined molar ratio, and the temperature is 1700 ° C. in nitrogen at 1 atm (0.1 MPa). And is fired by a hot press method (for example, see Patent Document 1). It has been reported that α sialon activated by Eu 2+ ions obtained by this process becomes a phosphor that emits yellow light of 550 to 600 nm when excited by blue light of 450 to 500 nm. In addition, a phosphor obtained by adding a rare earth element to β-type sialon (see Patent Document 2) is known. A phosphor activated with Tb, Yb, or Ag becomes a phosphor emitting green light of 525 nm to 545 nm. It is shown. Furthermore, a green phosphor obtained by activating Eu 2+ on a β-type sialon (see Patent Document 3) is known.

酸窒化物蛍光体の一例は、JEM相(LaAl(Si6−zAl)N10−z)を母体結晶としてCeを付活させた青色蛍光体(特許文献4参照)、LaSi11を母体結晶としてCeを付活させた青色蛍光体(特許文献5参照)が知られている。 An example of an oxynitride phosphor, JEM phase (LaAl (Si 6-z Al z) N 10-z O z) blue phosphor were activated with Ce as host crystals (see Patent Document 4), La 3 A blue phosphor in which Ce is activated using Si 8 N 11 O 4 as a base crystal (see Patent Document 5) is known.

窒化物蛍光体の一例は、CaAlSiNを母体結晶としてEu2+を付活させた赤色蛍光体(特許文献6参照)が知られている。また、AlNを母体とする蛍光体として、非特許文献1には、3価のEuイオンを添加した蛍光体(即ちAlN:Eu3+)を室温でマグネトロンスパッタリング法により非晶質セラミックス薄膜を合成し、580nm〜640nmにEu3+イオンからの発光ピークを有するオレンジ色あるいは赤色蛍光体が得られたと報告されている。非特許文献2には、非晶質AlN薄膜にTb3+を付活した蛍光体が電子線励起で543nmにピークを持つ緑色に発光すると報告されている。非特許文献3にはAlN薄膜にGd3+を付活した蛍光体が報告されている。しかし、これらのAlN基の蛍光体はいずれも照明や画像表示装置用途に向かない非晶質の薄膜である。 As an example of a nitride phosphor, a red phosphor (see Patent Document 6) in which Eu 2+ is activated using CaAlSiN 3 as a base crystal is known. In addition, as a phosphor having AlN as a base material, Non-Patent Document 1 synthesizes an amorphous ceramic thin film by magnetron sputtering of a phosphor added with trivalent Eu ions (ie, AlN: Eu 3+ ) at room temperature. It is reported that an orange or red phosphor having an emission peak from Eu 3+ ions at 580 nm to 640 nm was obtained. Non-Patent Document 2 reports that a phosphor obtained by activating Tb 3+ on an amorphous AlN thin film emits green light having a peak at 543 nm by electron beam excitation. Non-Patent Document 3 reports a phosphor in which Gd 3+ is activated on an AlN thin film. However, all of these AlN-based phosphors are amorphous thin films that are not suitable for illumination and image display device applications.

電子線を励起源とする画像表示装置(VFD、FED、SED、CRT)用途の青色蛍光体としては、YSiOを母体結晶としてCeを固溶させた蛍光体(特許文献7)やZnSにAgなどの発光イオンを固溶させた蛍光体(特許文献8)が報告されている。 As a blue phosphor for use in an image display device (VFD, FED, SED, CRT) using an electron beam as an excitation source, a phosphor in which Ce is solid-solved with Y 2 SiO 5 as a base crystal (Patent Document 7) or ZnS A phosphor (Patent Document 8) in which a light-emitting ion such as Ag is dissolved is reported.

特許第3668770号明細書Japanese Patent No. 3668770 特開昭60−206889号公報JP-A-60-206889 特開2005−255895号公報JP 2005-255895 A 国際公開第2005/019376号パンフレットInternational Publication No. 2005/019376 Pamphlet 特開2005−112922号公報JP 2005-112922 A 国際公開第2005/052087号パンフレットInternational Publication No. 2005/052087 Pamphlet 特開2003−55657号公報JP 2003-55657 A 特開2004−285363号公報JP 2004-285363 A 国際公開第2006/016711号パンフレットInternational Publication No. 2006/016711 Pamphlet Meghan L. Caldwell、他、「Visible Luminescent Activation of Amorphous AlN:Eu Thin−Film Phosphors with Osygen」、MRS Internet Journal Nitride Semiconductor Research、6巻、13号、1〜8ページ、2001年。Meghan L. Caldwell, et al., “Visible Luminescent Activation of Amorphous AIN: Eu Thin-Film Phosphorus with Osygen,” MRS Internet Journal Nitride, 6th page, 1st. H.H.Richardson、他、「Thin−film electroluminescent devices grown on plastic substrates using an amorphous AlN:Tb3+ phosphor」、Applied Physics Letters、80巻、12号、2207〜2209ページ、2002年。H. H. Richardson, et al., “Thin-film electroluminescent devices grown on plastic substituting using an amorphous AIN: Tb3 + phosphor”, Vol. 9, pages 207, vol. U.Vetter,他、「Intense ultraviolet cathodoluminescence at 318 nm from Gd3+−doped AlN」、Physics Letters、83巻、11号、2145〜2147ページ、2003年。U. Vetter, et al., “Intense ultraviolet cathodoluminescence at 318 nm from Gd3 + -doped AlN”, Physics Letters, 83, 11, 2145-2147, 2003.

紫外LEDや青色LEDを励起源とする白色LEDの用途には、耐久性に優れ高い輝度を有する蛍光体が必要とされている。さらに、照明としての色の再現性(演色性)を向上させるために、紫色、青色、緑色、黄色、橙色、赤色などの様々な色の蛍光体が求められている。さらに、従来の酸窒化物をホストとする蛍光体は絶縁物質であり、電子線を照射しても、発光強度は低く、FEDなどの電子線励起の画像表示装置の用途には電子線で高輝度に発光する蛍光体が求められている。また、従来のサイアロン蛍光体、酸窒化物蛍光体に加えて、種々の材料からなる蛍光体があれば、用途に応じて適宜選択できるので、設計上好ましい。   For use of a white LED using an ultraviolet LED or a blue LED as an excitation source, a phosphor having excellent durability and high luminance is required. Furthermore, in order to improve color reproducibility (color rendering) as illumination, phosphors of various colors such as purple, blue, green, yellow, orange and red are required. Furthermore, conventional phosphors using oxynitride as a host are insulating materials, and even when irradiated with an electron beam, the emission intensity is low, and the electron beam excitation is high for electron beam-excited image display devices such as FED. There is a need for phosphors that emit light with high brightness. In addition to conventional sialon phosphors and oxynitride phosphors, phosphors made of various materials can be appropriately selected according to the application, which is preferable in terms of design.

電子線励起で用いられる特許文献7に開示される酸化物の蛍光体は、使用中に劣化して発光強度が低下するおそれがあり、画像表示装置で色バランスが変化するおそれがあった。特許文献8に開示される硫化物の蛍光体は、使用中に分解が起こり、硫黄が飛散してデバイスを汚染するおそれがあった。   The oxide phosphor disclosed in Patent Document 7 used for electron beam excitation may deteriorate during use and decrease the emission intensity, and the color balance may change in the image display device. The sulfide phosphor disclosed in Patent Document 8 may be decomposed during use, and sulfur may be scattered to contaminate the device.

本発明の目的は、このような要望に応えようとするものであり、従来の希土類付活サイアロン蛍光体および酸化物蛍光体とは異なる材料からなる蛍光体を提供することである。さらに、電子線で効率よく発光する蛍光体粉体を提供しようというものである。   An object of the present invention is to respond to such a demand and to provide a phosphor made of a material different from conventional rare earth activated sialon phosphors and oxide phosphors. Furthermore, it is intended to provide a phosphor powder that emits light efficiently with an electron beam.

本発明者においては、かかる状況の下で、AAlSi結晶(ただし、A元素は、Mg、Ca、Sr、BaおよびZnからなる群から選ばれる少なくとも1種以上の元素である)に着目し、AAlSi結晶、またはAAlSi固溶体結晶に、少なくとも金属イオンM(ただし、Mは、Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、TmおよびYbからなる群から選ばれる少なくとも1種以上の元素である)を固溶させた酸窒化物について鋭意研究を重ねた結果、特定の組成領域範囲、特定の固溶状態および特定の結晶相を有するものは、300nm以上700nm以下の範囲の波長に発光ピークを持つ蛍光体となることを見いだした。なかでも、A元素としてCa、M元素としてCeが固溶した特定の組成範囲のものは、紫外線や電子線励起で高い輝度の青色から緑色の発光を有し、照明用途や、電子線で励起される画像表示装置に適することを見いだした。さらに、A元素としてCa、M元素としてEuが固溶した特定の組成範囲のものは、紫外線や電子線励起で高い輝度の黄色から赤色の発光を有し、照明用途や、電子線で励起される画像表示装置に適することを見いだした。 In the present inventors, under such circumstances, AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal (where A element is at least one element selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba and Zn). Focusing on AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal or AAl 2 Si 5 O 2 N 8 solid solution crystal, at least metal ions M (where M is Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu) , Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, and Yb, which are at least one element selected from the group consisting of oxynitrides in solid solution. It has been found that those having a specific solid solution state and a specific crystal phase become a phosphor having an emission peak at a wavelength in the range of 300 nm to 700 nm. Among them, those with a specific composition range in which Ca as an A element and Ce as an M element are in a solid solution have light emission of blue to green with high luminance by excitation with ultraviolet rays or electron beams, and are excited by illumination applications or electron beams. It was found to be suitable for an image display device. Furthermore, those having a specific composition range in which Ca as the A element and Eu as the M element are in a solid solution have a light emission of yellow to red with high luminance when excited by ultraviolet rays or electron beams, and are excited by illumination applications or electron beams. It was found to be suitable for an image display device.

特許文献1から9および非特許文献から3によれば、窒化物や酸窒化物セラミックスをホスト結晶としてEuやCeイオンなどの光学活性なイオンを添加すると蛍光体となることは報告されているが、励起可能な波長や発光波長はホスト結晶の種類と添加する光学活性イオンにより異なることが知られており、用途が異なる。   According to Patent Documents 1 to 9 and Non-Patent Documents 3 to 3, it has been reported that phosphors can be obtained by adding optically active ions such as Eu and Ce ions using nitride or oxynitride ceramics as host crystals. It is known that the excitable wavelength and emission wavelength are different depending on the type of host crystal and the optically active ion to be added, and the use is different.

AAlSi結晶は本発明者において初めて見いだされた結晶であり、光学活性なイオンを固溶させたAAlSi結晶または固溶体結晶が紫外線および可視光や電子線またはX線で励起され高い輝度の発光を有する蛍光体として使用し得るという重要な発見は、本発明者において初めて見出されたものである。 The AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal was found for the first time by the present inventor, and the AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal or solid solution crystal in which optically active ions are solid-solved is an ultraviolet ray, visible light or electron. The important discovery that it can be used as a phosphor having high-luminance emission when excited by X-rays or X-rays has been found for the first time by the present inventors.

この知見を基礎にしてさらに鋭意研究を重ねた結果、特定波長領域で高い輝度の発光現象を示す蛍光体とその蛍光体の製造方法、および優れた特性を有する照明器具、画像表示装置を提供することに成功した。以下に、それぞれより具体的に述べる。   As a result of further diligent research based on this knowledge, a phosphor exhibiting a high-luminance light emission phenomenon in a specific wavelength region, a method for producing the phosphor, a lighting device having excellent characteristics, and an image display device are provided. Succeeded. The details will be described below.

(発明1)発明1の蛍光体は、AAlSi結晶(ただし、A元素は、Mg、Ca、Sr、BaおよびZnからなる群から選ばれる少なくとも1種以上の元素である)、あるいは、AAlSiの固溶体結晶に、M元素(ただし、Mは、Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、TmおよびYbからなる群から選ばれる少なくとも1種以上の元素である)を少なくとも含有することを特徴とする。
(発明2)発明1に記載の蛍光体であって、前記AAlSiがCaAlSiであることを特徴とする。
(発明3)発明1に記載の蛍光体であって、前記A元素としてCaを含み、前記M元素としてEuを含み、励起源を照射することにより、550nm以上700nm以下の範囲の波長にピークを持つ蛍光を発光することを特徴とする。
(発明4)発明1に記載の蛍光体であって、前記A元素としてCaを含み、前記M元素としてCeを含み、励起源を照射することにより、450nm以上550nm以下の範囲の波長にピークを持つ蛍光を発光することを特徴とする。
(発明5)発明4に記載の蛍光体であって、Liをさらに含む、蛍光体。
(発明6)発明1に記載の蛍光体であって、前記A元素としてZnを含み、前記M元素としてEuを含み、励起源を照射することにより、500nm以上600nm以下の範囲の波長にピークを持つ蛍光を発光することを特徴とする。
(発明7)発明1に記載の蛍光体であて、前記A元素としてSrを含み、前記M元素としてEuを含み、励起源を照射することにより、450nm以上550nm以下の範囲の波長にピークを持つ蛍光を発光することを特徴とする。
(発明8)発明1に記載の蛍光体であって、前記A元素としてBaを含み、前記M元素としてEuを含み、励起源を照射することにより、450nm以上550nm以下の範囲の波長にピークを持つ蛍光を発光することを特徴とする。
(発明9)発明1に記載の蛍光体であって、組成式MAlSi(ただし、Lは、M、A、Al、Si以外の金属元素、式中a+b+c+d+e+f+g=1とする)で示され、パラメータa、b、c、d、e、fおよびgは、
0.00001≦ a ≦0.05
0.045≦ b ≦0.065
0.09≦ c ≦0.13
0.25≦ d ≦0.30
0≦ e ≦0.20
0.09≦ f ≦0.13
0.35≦ g ≦0.55
以上の条件を満たすことを特徴とする。
(発明10)発明1に記載の蛍光体であって、組成式M1−xAl2−ySi5+y2−y8+yで示され、パラメータx、yは、
0.00018≦ x ≦0.5
−2≦ y ≦1.5
の条件を満たすことを特徴とする。
(発明11)発明1に記載の蛍光体を製造する発明11の方法は、Mの金属、酸化物、炭酸塩、窒化物、フッ化物、塩化物、酸窒化物、Mを含む化合物、または、それらの組合せと、Aの金属、酸化物、炭酸塩、窒化物、フッ化物、塩化物、酸窒化物、Aを含む化合物、または、それらの組合せと、Alの金属、酸化物、炭酸塩、窒化物、フッ化物、塩化物、酸窒化物、Alを含む化合物、または、それらの組合せと、Siの金属、酸化物、炭酸塩、窒化物、フッ化物、塩化物、酸窒化物、Siを含む化合物、または、それらの組合せとを少なくとも含む原料混合物を、相対嵩密度40%以下の充填率に保持した状態で容器に充填した後に、0.1MPa以上100MPa以下の窒素雰囲気中において、1200℃以上2200℃以下の温度範囲で焼成することを特徴とする。
(発明12)発明12の照明器具は、330〜470nmの波長の光を発する発光光源と蛍光体とを含み、前記蛍光体は、発明1に記載の蛍光体を含むことを特徴とする。
(発明13)発明12に記載の照明器具であって、前記発光光源はLEDまたはLDを含み、前記蛍光体は、520nm〜570nmの波長に発光ピークを持つ緑色蛍光体をさらに含むことを特徴とする。
(発明14)発明14の画像表示装置は、励起源と蛍光体とを含み、前記蛍光体は発明1に記載の蛍光体を含むことを特徴とする。
(発明15)発明14に記載の画像表示装置であって、前記画像表示装置は、蛍光表示管(VFD)、フィールドエミッションディスプレイ(FEDまたはSED)または陰極線管(CRT)のいずれかであり、前記励起源が加速電圧10V以上30kV以下の電子線であることを特徴とする。
(Invention 1) The phosphor of Invention 1 is an AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal (where A element is at least one element selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba and Zn) ) Or a solid solution crystal of AAl 2 Si 5 O 2 N 8 and M element (where M is Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm and Yb) And at least one element selected from the group consisting of:
(Invention 2) The phosphor according to Invention 1, wherein the AAl 2 Si 5 O 2 N 8 is CaAl 2 Si 5 O 2 N 8 .
(Invention 3) The phosphor according to Invention 1, wherein Ca is contained as the A element, Eu is contained as the M element, and a peak is observed in a wavelength range of 550 nm to 700 nm by irradiating an excitation source. It emits the fluorescence which it has.
(Invention 4) The phosphor according to Invention 1, which includes Ca as the A element, Ce as the M element, and irradiation with an excitation source, thereby causing a peak in a wavelength range of 450 nm to 550 nm. It emits the fluorescence which it has.
(Invention 5) The phosphor according to Invention 4, further comprising Li.
(Invention 6) The phosphor according to Invention 1, wherein Zn is included as the A element, Eu is included as the M element, and an excitation source is irradiated to cause a peak in a wavelength range of 500 nm to 600 nm. It emits the fluorescence which it has.
(Invention 7) The phosphor according to Invention 1, comprising Sr as the A element, Eu as the M element, and having a peak in a wavelength range of 450 nm or more and 550 nm or less when irradiated with an excitation source. It emits fluorescence.
(Invention 8) The phosphor according to Invention 1, wherein Ba is contained as the A element, Eu is contained as the M element, and irradiation with an excitation source causes a peak in a wavelength range from 450 nm to 550 nm. It emits the fluorescence which it has.
(Invention 9) The phosphor according to Invention 1, wherein the composition formula M a A b Al c Si d Le O f N g (where L is a metal element other than M, A, Al, Si, a formula A + b + c + d + e + f + g = 1), and the parameters a, b, c, d, e, f and g are
0.00001 ≦ a ≦ 0.05
0.045 ≦ b ≦ 0.065
0.09 ≦ c ≦ 0.13
0.25 ≦ d ≦ 0.30
0 ≦ e ≦ 0.20
0.09 ≦ f ≦ 0.13
0.35 ≦ g ≦ 0.55
It is characterized by satisfying the above conditions.
(Invention 10) The phosphor according to the invention 1, is represented by a composition formula M x A 1-x Al 2 -y Si 5 + y O 2-y N 8 + y, parameter x, y is
0.00018 ≦ x ≦ 0.5
-2 ≦ y ≦ 1.5
It satisfies the following conditions.
(Invention 11) The method of Invention 11 for producing the phosphor according to Invention 1 includes M metal, oxide, carbonate, nitride, fluoride, chloride, oxynitride, a compound containing M, or A combination thereof, and a metal, oxide, carbonate, nitride, fluoride, chloride, oxynitride of A, a compound containing A, or a combination thereof, and a metal, oxide, carbonate of Al, Nitrides, fluorides, chlorides, oxynitrides, compounds containing Al, or combinations thereof, and Si metals, oxides, carbonates, nitrides, fluorides, chlorides, oxynitrides, Si 1200 ° C. in a nitrogen atmosphere of 0.1 MPa or more and 100 MPa or less after filling a container with a raw material mixture containing at least a compound containing them or a combination thereof in a state where the relative bulk density is maintained at a filling rate of 40% or less. Above 2200 ° C And firing in circumference.
(Invention 12) A lighting fixture according to Invention 12 includes a light emitting source that emits light having a wavelength of 330 to 470 nm and a phosphor, and the phosphor includes the phosphor according to Invention 1.
(Invention 13) The lighting apparatus according to Invention 12, wherein the light emission source includes an LED or an LD, and the phosphor further includes a green phosphor having an emission peak at a wavelength of 520 nm to 570 nm. To do.
(Invention 14) An image display device according to Invention 14 includes an excitation source and a phosphor, and the phosphor includes the phosphor according to Invention 1.
(Invention 15) The image display device according to Invention 14, wherein the image display device is one of a fluorescent display tube (VFD), a field emission display (FED or SED), or a cathode ray tube (CRT), The excitation source is an electron beam having an acceleration voltage of 10 V to 30 kV.

本発明の蛍光体は、発光中心となる金属イオンが固溶したAAlSi結晶またはその固溶体結晶相を主成分として含有していることにより、450nm〜700nmでの発光強度が高く、白色LEDの用途の蛍光体として優れている。励起源に曝された場合でも、この蛍光体は、輝度が低下し難い。さらに、電子線で効率よく発光するため、VFD、FED、SED、CRTなどに好適に使用され得る有用な蛍光体である。本発明の蛍光体の母体結晶は、従来のサイアロン蛍光体または酸窒化物蛍光体とは異なるため、用途に応じて材料を適宜選択することができる有利である。 The phosphor of the present invention contains an AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal in which a metal ion serving as an emission center is dissolved, or a solid solution crystal phase thereof as a main component, so that the emission intensity at 450 nm to 700 nm can be obtained. It is high and excellent as a phosphor for use in white LEDs. Even when the phosphor is exposed to an excitation source, the luminance of the phosphor hardly decreases. Furthermore, it is a useful phosphor that can be suitably used for VFD, FED, SED, CRT and the like because it emits light efficiently with an electron beam. Since the host crystal of the phosphor of the present invention is different from the conventional sialon phosphor or oxynitride phosphor, it is advantageous that the material can be appropriately selected according to the application.

以下、本発明の実施例について詳しく説明する。   Examples of the present invention will be described in detail below.

本発明の蛍光体は、AAlSi結晶またはAAlSi固溶体結晶を主成分として含むことができる。ここで、A元素は、Mg、Ca、Sr、BaおよびZnからなる群から選ばれる少なくとも1種以上の元素である。AAlSi結晶の固溶体結晶とは、AAlSi結晶の結晶構造を保ったまま酸素/窒素比が変化したり、A、Al、Si、O、N元素が他の元素で置換されたり、他の元素が添加された結晶である。他の元素の添加としては、Li、Na、Sc、Y、La、Lu、B、Ga、C、Ge、P、S、F、Clなどを挙げることができる。固溶によりAAlSiは、AAlSi結晶の構造を保ったまま、A、Al、Si、O、Nの一部またはすべてが他の元素で置換される。 The phosphor of the present invention can contain an AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal or an AAl 2 Si 5 O 2 N 8 solid solution crystal as a main component. Here, the A element is at least one element selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba and Zn. AAL The 2 Si 5 O 2 N 8 crystal solid solution crystal, AAl 2 Si 5 O 2 N 8 remains oxygen / nitrogen ratio was maintained the crystal structure of crystals may change, A, Al, Si, O , N elemental Is a crystal in which other elements are substituted or other elements are added. Examples of addition of other elements include Li, Na, Sc, Y, La, Lu, B, Ga, C, Ge, P, S, F, and Cl. Due to the solid solution, AAl 2 Si 5 O 2 N 8 retains the structure of AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal, and some or all of A, Al, Si, O, and N are replaced with other elements. The

AAlSi結晶またはAAlSi固溶体結晶は、X線回折や中性子線回折により同定することができる。結晶構造の詳細は、本明細書に記載されており、これらに記載された格子定数、空間群、原子位置のデータから結晶構造やX線回折パターンは一義的に決定される。また、純粋なAAlSi結晶の他に、構成元素が他の元素と置き換わることにより格子定数が変化したものも本発明の一部として含まれる。 The AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal or the AAl 2 Si 5 O 2 N 8 solid solution crystal can be identified by X-ray diffraction or neutron diffraction. The details of the crystal structure are described in this specification, and the crystal structure and the X-ray diffraction pattern are uniquely determined from the lattice constant, space group, and atomic position data described therein. In addition to pure AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal, a crystal whose lattice constant is changed by replacing the constituent element with another element is also included as part of the present invention.

図1は、AAlSi結晶(ただし、A元素がCaである場合)のX線回折図を示す。
図1では、後述する光学活性な金属元素Mを添加していない純粋なAAlSi結晶のX線回折図を示す。六方晶で指数付けした場合の格子定数は、a=0.79045nm、c=0.57381nmであり、P31c、P−31C、P63mc、P−62c、P63/mmcのいずれかの空間群を持つ。また、本物質は測定誤差の範囲内で斜方晶でも指数付けすることができ、その場合の格子定数は、a=0.57427nm、b=0.68481nm、c=0.39540nmである。
FIG. 1 shows an X-ray diffraction pattern of an AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal (provided that the A element is Ca).
FIG. 1 shows an X-ray diffraction pattern of a pure AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal to which an optically active metal element M described later is not added. When the hexagonal crystal is indexed, the lattice constants are a = 0.79045 nm, c = 0.57381 nm, and have a space group of P31c, P-31C, P63mc, P-62c, and P63 / mmc. Moreover, this substance can be indexed even with orthorhombic crystals within the range of measurement error, and the lattice constants in that case are a = 0.574427 nm, b = 0.68481 nm, and c = 0.39540 nm.

本発明では、上述のAAlSi結晶またはAAlSi固溶体結晶を母体結晶として、これに光学活性な金属元素M(ただし、Mは、Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、TmおよびYbからなる群から選ばれる少なくとも1種以上の元素である)が固溶されることにより、優れた光学特性を持つ蛍光体となる。AAlSi結晶の中でも、A元素がCa、すなわちCaAlSi結晶を母体とする蛍光体は高輝度の蛍光体となる。
さらに、金属元素MがCeまたはEuが固溶した蛍光体は高輝度の蛍光体となる。
In the present invention, the above AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal or AAl 2 Si 5 O 2 N 8 solid solution crystal as a host crystal, which optically active metal element M (however, M is, Mn, Ce, Pr , Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, and Yb). Become a body. Among the AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystals, a phosphor having an A element as Ca, that is, a CaAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal as a base is a high-luminance phosphor.
Further, a phosphor in which the metal element M is Ce or Eu is a high-luminance phosphor.

金属元素MとしてEuを含有する蛍光体は、励起源を照射することにより、550nm以上700nm以下の範囲の波長にピークを持つ黄緑色、黄色、橙色あるいは赤色の蛍光を発する。励起源としては、紫外線、可視光、電子線、X線などで効率よく励起される。紫外線または可視光で励起する場合は、特に230nmから500nmの範囲の波長で効率よく励起される。本蛍光体は、真空紫外線や水銀原子が発する253.7nmの波長で発光するため、プラズマディスプレイ、蛍光灯、水銀ランプの用途に適している。また、可視光線で励起する場合は、特に、380nmから450nmの範囲の波長の光、具体的には、紫外LED、紫LED(405nm)、青色LED(450nm)が放つ光で効率よく発光するため、これらのLEDを励起源とする白色LEDまたは有色LEDの用途に適している。なかでも、CaAlSiにEuが固溶した蛍光体は、450nm近辺の波長で効率よく励起され、橙色の光を放つため、青色LEDと本蛍光体を組み合わせると色温度が低い電球色のLEDを作ることができる。 A phosphor containing Eu as the metal element M emits yellow-green, yellow, orange, or red fluorescence having a peak in a wavelength range of 550 nm to 700 nm when irradiated with an excitation source. As an excitation source, it is efficiently excited by ultraviolet rays, visible light, electron beams, X-rays, or the like. In the case of excitation with ultraviolet light or visible light, excitation is efficiently performed particularly at a wavelength in the range of 230 nm to 500 nm. Since this phosphor emits light at a wavelength of 253.7 nm emitted from vacuum ultraviolet rays or mercury atoms, it is suitable for use in plasma displays, fluorescent lamps, and mercury lamps. In addition, when excited by visible light, it emits light efficiently, particularly with light having a wavelength in the range of 380 nm to 450 nm, specifically, light emitted from an ultraviolet LED, a purple LED (405 nm), and a blue LED (450 nm). It is suitable for the use of white LED or colored LED using these LEDs as an excitation source. Among them, the phosphor in which Eu is dissolved in CaAl 2 Si 5 O 2 N 8 is excited efficiently at a wavelength around 450 nm and emits orange light. Therefore, when a blue LED and this phosphor are combined, the color temperature is increased. Low bulb color LED can be made.

A元素としてZnを含み、M元素としてEuを含有する蛍光体は、励起源を照射することにより、500nm以上600nm以下の範囲の波長にピークを持つ、緑色あるいは黄色の蛍光を発する。励起源としては、紫外線、可視光、電子線、X線などで効率よく励起される。紫外線または可視光で励起する場合は、特に230nmから500nmの範囲の波長で効率よく励起される。本蛍光体は、真空紫外線や水銀原子が発する253.7nmの波長で発光するため、プラズマディスプレイ、蛍光灯、水銀ランプの用途に適している。また、紫外LED、紫LED、青色LEDが放つ光で効率よく発光するため、これらのLEDを励起源とする白色LEDまたは有色LEDの用途に適している。なかでも、450nm近辺の波長で効率よく励起されるため、青色LEDと本蛍光体を組み合わせると白色LEDを作ることができる。   A phosphor containing Zn as the A element and Eu as the M element emits green or yellow fluorescence having a peak in a wavelength range of 500 nm to 600 nm when irradiated with an excitation source. As an excitation source, it is efficiently excited by ultraviolet rays, visible light, electron beams, X-rays, or the like. In the case of excitation with ultraviolet light or visible light, excitation is efficiently performed particularly at a wavelength in the range of 230 nm to 500 nm. Since this phosphor emits light at a wavelength of 253.7 nm emitted from vacuum ultraviolet rays or mercury atoms, it is suitable for use in plasma displays, fluorescent lamps, and mercury lamps. In addition, since the light emitted from the ultraviolet LED, the purple LED, and the blue LED is efficiently emitted, it is suitable for a white LED or a colored LED using these LEDs as an excitation source. Especially, since it is excited efficiently at a wavelength around 450 nm, a white LED can be made by combining a blue LED and the present phosphor.

A元素としてSrを含み、M元素としてEuを含有する蛍光体は、励起源を照射することにより450nm以上550nm以下の範囲の波長にピークを持つ青色あるいは緑色の蛍光を発する。励起源としては、紫外線、可視光、電子線、X線などで効率よく励起される。紫外線または可視光で励起する場合は、特に230nmから500nmの範囲の波長で効率よく励起される。本蛍光体は、真空紫外線や水銀原子が発する253.7nmの波長で発光するため、プラズマディスプレイ、蛍光灯、水銀ランプの用途に適している。また、紫外LED、紫LED、青色LEDが放つ光で効率よく発光するため、これらのLEDを励起源とする白色LEDまたは有色LEDの用途に適している。なかでも、405nm近辺の波長で効率よく励起されるため、紫LEDと本蛍光体を組み合わせると白色LEDを作ることができる。   A phosphor containing Sr as the A element and Eu as the M element emits blue or green fluorescence having a peak at a wavelength in the range of 450 nm to 550 nm when irradiated with the excitation source. As an excitation source, it is efficiently excited by ultraviolet rays, visible light, electron beams, X-rays, or the like. In the case of excitation with ultraviolet light or visible light, excitation is efficiently performed particularly at a wavelength in the range of 230 nm to 500 nm. Since this phosphor emits light at a wavelength of 253.7 nm emitted from vacuum ultraviolet rays or mercury atoms, it is suitable for use in plasma displays, fluorescent lamps, and mercury lamps. In addition, since the light emitted from the ultraviolet LED, the purple LED, and the blue LED is efficiently emitted, it is suitable for a white LED or a colored LED using these LEDs as an excitation source. Especially, since it is excited efficiently at a wavelength around 405 nm, a white LED can be made by combining a purple LED and the present phosphor.

A元素としてBaを含み、M元素としてEuを含有する蛍光体は、励起源を照射することにより450nm以上550nm以下の範囲の波長にピークを持つ青色あるいは緑色の蛍光を発する。励起源としては、紫外線、可視光、電子線、X線などで効率よく励起される。紫外線または可視光で励起する場合は、特に230nmから500nmの範囲の波長で効率よく励起される。本蛍光体は、真空紫外線や水銀原子が発する253.7nmの波長で発光するため、プラズマディスプレイ、蛍光灯、水銀ランプの用途に適している。また、紫外LED、紫LED、青色LEDが放つ光で効率よく発光するため、これらのLEDを励起源とする白色LEDまたは有色LEDの用途に適している。なかでも、405nm近辺の波長で効率よく励起されるため、紫LEDと本蛍光体を組み合わせると白色LEDを作ることができる。   A phosphor containing Ba as the A element and Eu as the M element emits blue or green fluorescence having a peak at a wavelength in the range of 450 nm to 550 nm when irradiated with the excitation source. As an excitation source, it is efficiently excited by ultraviolet rays, visible light, electron beams, X-rays, or the like. In the case of excitation with ultraviolet light or visible light, excitation is efficiently performed particularly at a wavelength in the range of 230 nm to 500 nm. Since this phosphor emits light at a wavelength of 253.7 nm emitted from vacuum ultraviolet rays or mercury atoms, it is suitable for use in plasma displays, fluorescent lamps, and mercury lamps. In addition, since the light emitted from the ultraviolet LED, the purple LED, and the blue LED is efficiently emitted, it is suitable for a white LED or a colored LED using these LEDs as an excitation source. Especially, since it is excited efficiently at a wavelength around 405 nm, a white LED can be made by combining a purple LED and the present phosphor.

金属元素MとしてCe含有する蛍光体、特に、A元素としてCaを含み、M元素としてCeを含有する蛍光体は、励起源を照射することにより450nm以上550nm以下の範囲の波長にピークを持つ青色、青緑色あるいは緑色の蛍光を発する。励起源としては、紫外線、可視光線、電子線、X線などで効率よく励起される。紫外線または可視光で励起する場合は、特に250nmから420nmの範囲の波長の光で効率よく励起される。本蛍光体は、真空紫外線や水銀原子が発する253.7nmの波長で発光するため、プラズマディスプレイ、蛍光灯、水銀ランプの用途に適している。また、紫外LEDおよび紫LED(405nm)が放つ光で効率よく発光するため、これらのLEDを励起源とする白色LEDまたは有色LEDの用途に適している。   A phosphor containing Ce as the metal element M, in particular, a phosphor containing Ca as the A element and Ce as the M element has a blue peak in a wavelength range of 450 nm to 550 nm when irradiated with an excitation source. Emits blue-green or green fluorescence. The excitation source is efficiently excited by ultraviolet rays, visible rays, electron beams, X-rays, and the like. In the case of excitation with ultraviolet light or visible light, excitation is particularly efficient with light having a wavelength in the range of 250 nm to 420 nm. Since this phosphor emits light at a wavelength of 253.7 nm emitted from vacuum ultraviolet rays or mercury atoms, it is suitable for use in plasma displays, fluorescent lamps, and mercury lamps. Moreover, since it emits light efficiently by the light emitted from the ultraviolet LED and the purple LED (405 nm), it is suitable for use as a white LED or a colored LED using these LEDs as an excitation source.

3価のイオンを添加する場合は電荷を補償するために1価の金属イオンを同時に添加することができる。Ce3+はCaAlSi結晶のCa2+と置換すると考えられるので、Ce3+と同量のLiを同時に添加することにより、電気的中性が保たれて結晶構造が安定化する。 When trivalent ions are added, monovalent metal ions can be added simultaneously to compensate for the charge. Since Ce 3+ is considered to be replaced with Ca 2+ of CaAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal, Ce 3+ and by adding the same amount of Li + at the same time the crystal structure is stabilized electrical neutrality kept in To do.

本発明の蛍光体の組成は特に規定しないが、組成式MAlSi(ただし、Lは、M、A、Al、Si以外の金属元素、式中a+b+c+d+e+f+g=1とする)で示され、パラメータa、b、c、d、e、fおよびgは、以下の条件を全て全て満たす値から選ばれる組成範囲は、発光強度が高いので好ましい。
0.00001≦ a ≦0.05
0.045≦ b ≦0.065
0.09≦ c ≦0.13
0.25≦ d ≦0.30
0≦ e ≦0.20
0.09≦ f ≦0.13
0.35≦ g ≦0.55
The composition of the phosphor of the present invention is not particularly defined, but the composition formula M a A b Al c Si d Le O f N g (where L is a metal element other than M, A, Al, Si, in the formula, a + b + c + d + e + f + g = 1), and the parameters a, b, c, d, e, f, and g are preferably selected from values that satisfy all of the following conditions because the emission intensity is high.
0.00001 ≦ a ≦ 0.05
0.045 ≦ b ≦ 0.065
0.09 ≦ c ≦ 0.13
0.25 ≦ d ≦ 0.30
0 ≦ e ≦ 0.20
0.09 ≦ f ≦ 0.13
0.35 ≦ g ≦ 0.55

ここで、aは発光中心となる金属イオンMの添加量を表し、原子比で0.00001以上0.1以下となるようにするのがよい。ここで、Mとして2種以上の金属イオンを用いる場合は、a値はそれぞれの金属イオンの添加量の合計を表す。a値が0.00001より小さいと発光中心となるイオンの数が少ないため発光輝度が低下するおそれがある。0.1より大きいとイオン間の干渉により濃度消光を起こして輝度が低下するおそれがある。bはA元素の量であり、原子比で0.045以上0.065以下となるようにするのがよい。b値がこの範囲をはずれると結晶中の結合が不安定になりAAlSi結晶または固溶体結晶以外の結晶相の生成割合が増え、発光強度が低下するおそれがある。A元素としては、Mg、Ca、Sr、Ba、Znなどを挙げることができる。cはAl元素の量であり、原子比で0.09以上0.13以下となるようにするのがよい。c値がこの範囲をはずれるとAAlSi結晶または固溶体結晶以外の結晶相の生成割合が増え、発光強度が低下するおそれがある。dはSi元素の量であり、原子比で0.25以上0.30以下となるようにするのがよい。d値がこの範囲をはずれるとAlON結晶またはAlON固溶体結晶以外の結晶相の生成割合が増え、発光強度が低下するおそれがある。e値は、金属元素L(ただし、LはM、A、Al、Si以外の1種または2種以上の金属元素)の量であり、金属元素Lを含まなくてもよいが、含む場合は0.2以下がよい。e値が0.2を越えると結晶構造が不安定になる恐れがあり、発光強度が低下する恐れがある。fは酸素の量であり、0.09以上0.13以下となるようにするのがよい。f値がこの範囲をはずれるとAAlSi結晶または固溶体結晶以外の結晶相の生成割合が増え、発光強度が低下するおそれがある。gは窒素の量であり、0.35以上0.55以下となるようにするのがよい。g値がこの範囲をはずれるとAAlSi結晶または固溶体結晶以外の結晶相の生成割合が増え、発光強度が低下するおそれがある。さらに、AAlSi結晶または固溶体結晶の結晶構造を崩さない範囲で、非金属イオンとしてフッ素や塩素などを含むことができる。 Here, a represents the amount of the metal ion M added as the emission center, and the atomic ratio is preferably 0.00001 or more and 0.1 or less. Here, when using 2 or more types of metal ions as M, a value represents the sum total of the addition amount of each metal ion. If the a value is smaller than 0.00001, the number of ions that become the emission center is small, and the emission luminance may be reduced. If it is larger than 0.1, there is a risk that the brightness is lowered due to concentration quenching due to interference between ions. b is the amount of element A, and it is preferable that the atomic ratio be 0.045 or more and 0.065 or less. If the b value is out of this range, the bond in the crystal becomes unstable, and the generation rate of a crystal phase other than the AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal or the solid solution crystal increases, and the light emission intensity may decrease. Examples of the A element include Mg, Ca, Sr, Ba, and Zn. c is the amount of Al element, and it is preferable that the atomic ratio be 0.09 or more and 0.13 or less. If the c value is out of this range, the rate of generation of crystal phases other than AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystals or solid solution crystals increases, and the light emission intensity may decrease. d is the amount of Si element, and the atomic ratio is preferably 0.25 or more and 0.30 or less. If the d value is out of this range, the rate of generation of crystal phases other than AlON crystals or AlON solid solution crystals increases, and the light emission intensity may decrease. The e value is the amount of the metal element L (where L is one or more metal elements other than M, A, Al, and Si) and does not need to include the metal element L. 0.2 or less is good. If the e value exceeds 0.2, the crystal structure may become unstable, and the light emission intensity may decrease. f is the amount of oxygen, and is preferably 0.09 or more and 0.13 or less. If the f value is out of this range, the generation ratio of crystal phases other than AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystals or solid solution crystals increases, and the light emission intensity may decrease. g is the amount of nitrogen, and is preferably 0.35 or more and 0.55 or less. If the g value is out of this range, the generation ratio of crystal phases other than AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystals or solid solution crystals increases, and the light emission intensity may decrease. Furthermore, within a range that does not disturb the crystalline structure of AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal or solid solution crystal may include such as fluorine or chlorine as the non-metal ions.

本発明の組成の中で、組成式M1−xAl2−ySi5+y2−y8+yで示され、パラメータx、yが、次式
0.00018≦ x ≦0.5
−2≦ y ≦1.5
を満たすものは、xおよびyの値によって、発光スペクトルおよび励起スペクトルの形が変化するので、用途によってxおよびyパラメータを選ぶとよい。この式では、結晶中のSiとAlの合計およびOとNの合計を一定に保つように組成が変化する。この関係を満たす領域では、固溶体の形成が容易であり、安定な固溶体結晶を合成することができる。
Among the compositions of the present invention, it is represented by a composition formula M x A 1-x Al 2 -y Si 5 + y O 2-y N 8 + y, parameter x, y is, the following equation 0.00018 ≦ x ≦ 0.5
-2 ≦ y ≦ 1.5
Since the shape of the emission spectrum and the excitation spectrum changes depending on the values of x and y, the x and y parameters may be selected depending on the application. In this formula, the composition changes so as to keep the sum of Si and Al and the sum of O and N in the crystal constant. In a region satisfying this relationship, it is easy to form a solid solution, and a stable solid solution crystal can be synthesized.

本発明の蛍光体を粉体として用いる場合は、樹脂への分散性や粉体の流動性などの点から平均粒径が0.1μm以上20μm以下が好ましい。また、粉体をこの範囲の単結晶粒子とすることにより、より発光輝度が向上する。   When the phosphor of the present invention is used as a powder, the average particle size is preferably 0.1 μm or more and 20 μm or less from the viewpoints of dispersibility in a resin and fluidity of the powder. Further, by making the powder into single crystal particles in this range, the emission luminance is further improved.

本発明の蛍光体は、100nm以上480nm以下の波長を持つ紫外線または可視光で励起すると効率よく発光するので、白色LED用途に好ましい。さらに、本発明の蛍光体は、電子線またはX線によっても励起することができる。特に、電子線励起では、他の窒化物蛍光体より効率よく発光するため、電子線励起の画像表示装置の用途に好ましい。   Since the phosphor of the present invention emits light efficiently when excited with ultraviolet rays or visible light having a wavelength of 100 nm or more and 480 nm or less, it is preferable for white LED applications. Furthermore, the phosphor of the present invention can be excited by an electron beam or an X-ray. In particular, electron beam excitation emits light more efficiently than other nitride phosphors, and therefore is preferable for use in electron beam excitation image display devices.

上述したように、本発明の蛍光体に励起源を照射することにより波長450nmから700nmの範囲の波長にピークを持つ蛍光を発光し、その発光する色は、添加元素により異なる。   As described above, by irradiating the phosphor of the present invention with an excitation source, fluorescence having a peak at a wavelength in the range of 450 nm to 700 nm is emitted, and the emitted color varies depending on the additive element.

本発明では、蛍光発光の点からは、その構成成分たるAAlSi結晶または固溶体結晶は、高純度で極力多く含むこと、できれば単相から構成されていることが望ましいが、特性が低下しない範囲で他の結晶相あるいはアモルファス相との混合物から構成することもできる。この場合、AAlSi結晶または固溶体結晶の含有量が10質量%以上、より好ましくは50質量%以上であることが高い輝度を得るために望ましい。本発明において主成分とする範囲は、AAlSi結晶または固溶体結晶の含有量が少なくとも10質量%以上である。含有量の割合はX線回折測定を行い、AAlSi結晶または固溶体結晶とそれ以外の結晶相についてリートベルト解析をすることにより求めることができる。簡易的には、AAlSi結晶または固溶体結晶とそれ以外の結晶相について、それぞれの相の最強ピークの強さの比から求めることができる。 In the present invention, from the viewpoint of fluorescence emission, it is desirable that the constituent AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal or solid solution crystal is contained in a high purity and as much as possible, and preferably composed of a single phase. It can also be composed of a mixture with other crystalline phase or amorphous phase as long as the characteristics do not deteriorate. In this case, the content of AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystals or solid solution crystals is preferably 10% by mass or more, more preferably 50% by mass or more in order to obtain high luminance. In the present invention, the main component is such that the content of AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal or solid solution crystal is at least 10% by mass or more. The content ratio can be determined by performing X-ray diffraction measurement and conducting Rietveld analysis on AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystals or solid solution crystals and other crystal phases. In a simple manner, it can be determined from the ratio of the strengths of the strongest peaks of the AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal or solid solution crystal and the other crystal phases.

他の結晶相あるいはアモルファス相との混合物から構成される蛍光体において、導電性を持つ無機物質との混合物とすることができる。VFDやFEDなどにおいて、本発明の蛍光体を電子線で励起する場合には、蛍光体上に電子が溜まることなく外部に逃がすために、ある程度の導電性を持つことが好ましい。導電性物質としては、Zn、Ga、In、Snから選ばれる1種または2種以上の元素を含む酸化物、酸窒化物、または窒化物、あるいはこれらの混合物を挙げることができる。なかでも、酸化インジウムとインジウム−スズ酸化物(ITO)は、蛍光強度の低下が少なく、導電性が高いため好ましい。なお、A元素と同一の導電性物質を選択する場合には、組成の変動に注意する必要がある。   In a phosphor composed of a mixture with another crystal phase or an amorphous phase, it can be a mixture with a conductive inorganic substance. When the phosphor of the present invention is excited with an electron beam in VFD, FED, etc., it is preferable to have a certain degree of conductivity so that electrons do not accumulate on the phosphor and escape to the outside. As the conductive substance, an oxide, an oxynitride, a nitride, or a mixture thereof containing one or more elements selected from Zn, Ga, In, and Sn can be given. Among these, indium oxide and indium-tin oxide (ITO) are preferable because they have little decrease in fluorescence intensity and high conductivity. In addition, when selecting the same electroconductive substance as A element, it is necessary to pay attention to the variation of the composition.

本発明の蛍光体は組成により青、青緑色、緑色、黄色、橙色、赤色の何れかに発色するが、他の色との混合が必要な場合は、必要に応じてこれらの色を発色する無機蛍光体を混合することができる。他の無機蛍光体としては、酸化物、硫化物、酸硫化物、酸窒化物、窒化物結晶をホストとするものなどを使用することができるが、混合した蛍光体の耐久性が要求される場合は、酸窒化物や窒化物結晶をホストとするものがよい。酸窒化物や窒化物結晶をホストとする蛍光体としては、α−サイアロン:Euの黄色蛍光体、α−サイアロン:Ceの青色蛍光体、CaAlSiN:Euや(Ca、Sr)AlSiN:Euの赤色蛍光体(CaAlSiN結晶のCaの一部をSrで置換したもの)、JEM相をホストした青色蛍光体(LaAl(Si6−zAl)N10−z):Ce)、LaSi11:Ceの青色蛍光体、AlN:Euの青色蛍光体などを挙げることができる。 The phosphor of the present invention develops blue, blue-green, green, yellow, orange, or red depending on the composition, but if it is necessary to mix with other colors, these colors are developed as necessary. Inorganic phosphors can be mixed. Other inorganic phosphors that can be used include oxides, sulfides, oxysulfides, oxynitrides, and nitride crystals as hosts, but the durability of the mixed phosphor is required. In this case, it is preferable to use oxynitride or nitride crystal as a host. As phosphors having oxynitride or nitride crystal as a host, α-sialon: Eu yellow phosphor, α-sialon: Ce blue phosphor, CaAlSiN 3 : Eu and (Ca, Sr) AlSiN 3 : Eu Red phosphor (with a portion of Ca of CaAlSiN 3 crystal replaced with Sr), blue phosphor hosting the JEM phase (LaAl (Si 6-z Al z ) N 10-z O z ): Ce), Examples include La 3 Si 8 N 11 O 4 : Ce blue phosphor, AlN: Eu blue phosphor, and the like.

本発明の蛍光体は、組成により励起スペクトルと蛍光スペクトルが異なり、これを適宜選択組み合わせることによって、さまざまな発光スペクトルを有してなるものに設定することができる。その態様は、用途に基づいて必要とされるスペクトルに設定すればよい。   The phosphor of the present invention has a different excitation spectrum and fluorescence spectrum depending on the composition, and can be set to have various emission spectra by appropriately selecting and combining them. What is necessary is just to set the aspect to the spectrum required based on a use.

本発明の蛍光体の製造方法は、特に限定されないが、一例として次の方法を挙げることができる。   Although the manufacturing method of the fluorescent substance of this invention is not specifically limited, The following method can be mentioned as an example.

原料混合物を、相対嵩密度40%以下の充填率に保持した状態で容器に充填した後に、0.1MPa以上100MPa以下の窒素雰囲気中において、1200℃以上2200℃以下の温度範囲で焼成する。ここで、原料混合物は、Mの金属、酸化物、炭酸塩、窒化物、フッ化物、塩化物、酸窒化物、Mを含む化合物、または、それらの組合せと、Aの金属、酸化物、炭酸塩、窒化物、フッ化物、塩化物、酸窒化物、Aを含む化合物、または、それらの組合せと、Alの金属、酸化物、炭酸塩、窒化物、フッ化物、塩化物、酸窒化物、Alを含む化合物、または、それらの組合せと、Siの金属、酸化物、炭酸塩、窒化物、フッ化物、塩化物、酸窒化物、Siを含む化合物、または、それらの組合せとを少なくとも含む。これにより、AAlSi結晶または固溶体結晶に、少なくとも、Mが固溶してなる本発明の蛍光体を製造することができる。最適焼成温度は組成により異なる場合もあり、適宜最適化することができる。一般的には、1600℃以上2000℃以下の温度範囲で焼成することが好ましい。このようにして高輝度の蛍光体が得られる。焼成温度が1600℃より低いと、AAlSi結晶または固溶体結晶の生成速度が低いことがある。また、焼成温度が2200℃以上では特殊な装置が必要となり工業的に好ましくない。 The raw material mixture is filled in a container in a state in which the relative bulk density is maintained at a filling rate of 40% or less, and then fired in a temperature range of 1200 ° C. to 2200 ° C. in a nitrogen atmosphere of 0.1 MPa to 100 MPa. Here, the raw material mixture includes M metal, oxide, carbonate, nitride, fluoride, chloride, oxynitride, a compound containing M, or a combination thereof, and A metal, oxide, carbonate. Salts, nitrides, fluorides, chlorides, oxynitrides, compounds containing A, or combinations thereof and Al metals, oxides, carbonates, nitrides, fluorides, chlorides, oxynitrides, A compound containing Al, or a combination thereof and at least a metal, oxide, carbonate, nitride, fluoride, chloride, oxynitride, compound containing Si, or a combination of Si, or a combination thereof. Thereby, the phosphor of the present invention in which at least M is dissolved in the AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal or solid solution crystal can be produced. The optimum firing temperature may vary depending on the composition, and can be optimized as appropriate. In general, firing is preferably performed in a temperature range of 1600 ° C. or higher and 2000 ° C. or lower. In this way, a high-luminance phosphor can be obtained. When the firing temperature is lower than 1600 ° C., the production rate of AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystals or solid solution crystals may be low. Further, when the firing temperature is 2200 ° C. or higher, a special apparatus is required, which is not industrially preferable.

金属元素Mの出発原料として、金属、酸化物、炭酸塩、窒化物、フッ化物、塩化物、酸窒化物、Mを含む化合物、または、それらの組み合わせを用いることができる。MがMnの場合は炭酸マンガンまたは酸化マンガンを、Ceの場合は酸化セリウムを、Euの場合は酸化ユーロピウムを用いるのが好ましい。   As a starting material for the metal element M, a metal, an oxide, a carbonate, a nitride, a fluoride, a chloride, an oxynitride, a compound containing M, or a combination thereof can be used. It is preferable to use manganese carbonate or manganese oxide when M is Mn, cerium oxide when Ce is used, and europium oxide when Eu is used.

元素Aの出発原料として、金属、酸化物、炭酸塩、窒化物、フッ化物、塩化物、酸窒化物、Aを含む化合物、または、それらの組み合わせを用いることができる。AがCaの場合は炭酸カルシウムまたは酸化カルシウムを用いるのが好ましい。   As a starting material for the element A, a metal, an oxide, a carbonate, a nitride, a fluoride, a chloride, an oxynitride, a compound containing A, or a combination thereof can be used. When A is Ca, it is preferable to use calcium carbonate or calcium oxide.

ケイ素源の出発原料として、金属、酸化物、炭酸塩、窒化物、フッ化物、塩化物、酸窒化物、ケイ素を含む化合物、または、それらの組み合わせを用いることができる。ケイ素を含む化合物としては、ケイ素を含む有機物前駆体、シリコンジイミド、シリコンジイミドを加熱処理して得られたアモルファス体、などを用いることができるが、一般的には窒化ケイ素を用いることができる。これらは、反応性に富み、高純度な合成物を得ることができることに加えて、工業原料として生産されており入手しやすい利点がある。窒化ケイ素としては、α型、β型、アモルファス体、およびこれらの混合物を用いることができる。   As a starting material of the silicon source, a metal, an oxide, a carbonate, a nitride, a fluoride, a chloride, an oxynitride, a compound containing silicon, or a combination thereof can be used. As the compound containing silicon, an organic precursor containing silicon, silicon diimide, an amorphous material obtained by heat treatment of silicon diimide, and the like can be used, but generally silicon nitride can be used. In addition to being able to obtain a highly pure synthetic product with high reactivity, these have the advantage that they are produced as industrial raw materials and are easily available. As silicon nitride, α-type, β-type, amorphous body, and a mixture thereof can be used.

アルミニウム源の出発原料として、金属アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、アルミニウムを含む化合物、または、それらの組み合わせを用いることができる。アルミニウムを含む化合物は、例えば、アルミニウムを含む有機物前駆体である。アルミニウム源の出発原料として、好ましくは、窒化アルミニウムおよび酸化アルミニウムの混合物を用いるのがよい。これらは、反応性に富み、高純度な合成物を得ることができることに加えて、工業原料として生産されており入手しやすい利点がある。窒化アルミニウムと酸化アルミニウムの量は、目標とするAAlSiの酸素と窒素の割合から設計するとよい。 As a starting material for the aluminum source, metallic aluminum, aluminum oxide, aluminum nitride, a compound containing aluminum, or a combination thereof can be used. The compound containing aluminum is, for example, an organic precursor containing aluminum. As a starting material for the aluminum source, a mixture of aluminum nitride and aluminum oxide is preferably used. In addition to being able to obtain a highly pure synthetic product with high reactivity, these have the advantage that they are produced as industrial raw materials and are easily available. The amounts of aluminum nitride and aluminum oxide may be designed based on the target oxygen / nitrogen ratio of AAl 2 Si 5 O 2 N 8 .

焼成時の反応性を向上させるために、必要に応じて出発原料の混合物に、焼成温度以下の温度で液相を生成する無機化合物を添加することができる。無機化合物としては、反応温度で安定な液相を生成するものが好ましく、Li、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Alの元素のフッ化物、塩化物、ヨウ化物、臭化物、あるいはリン酸塩が適している。さらに、これらの無機化合物は、単体で添加するほか2種以上を混合してもよい。なかでも、フッ化カルシウムおよびフッ化アルミニウムは合成の反応性を向上させる能力が高いため好ましい。無機化合物の添加量は特に限定されないが、出発原料である金属化合物の混合物100重量部に対して、0.1重量部以上10重量部以下で、特に効果が大きい。0.1重量部より少ないと反応性の向上が少なく、10重量部を越えると蛍光体の輝度が低下するおそれがある。これらの無機化合物を添加して焼成すると、反応性が向上して、比較的短い時間で粒成長が促進されて粒径の大きな単結晶が成長し、蛍光体の輝度が向上する。なお、無機化合物の構成元素が蛍光体の構成元素と同一である場合には、組成の変動に注意する必要がある。   In order to improve the reactivity at the time of baking, the inorganic compound which produces | generates a liquid phase at the temperature below a calcination temperature can be added to the mixture of a starting material as needed. As the inorganic compound, those that generate a stable liquid phase at the reaction temperature are preferable, and fluoride, chloride, iodide, bromide, or phosphorus of Li, Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba, and Al elements. Acid salts are suitable. Furthermore, these inorganic compounds may be added alone or in combination of two or more. Of these, calcium fluoride and aluminum fluoride are preferable because of their high ability to improve the reactivity of synthesis. The addition amount of the inorganic compound is not particularly limited, but the effect is particularly great when it is 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the mixture of the metal compound as the starting material. When the amount is less than 0.1 parts by weight, the reactivity is not improved, and when the amount exceeds 10 parts by weight, the luminance of the phosphor may be lowered. When these inorganic compounds are added and baked, the reactivity is improved, grain growth is promoted in a relatively short time, and a single crystal having a large grain size grows, thereby improving the luminance of the phosphor. When the constituent element of the inorganic compound is the same as the constituent element of the phosphor, it is necessary to pay attention to the variation of the composition.

窒素雰囲気は0.1MPa以上100MPa以下の圧力範囲のガス雰囲気がよい。より好ましくは、0.5MPa以上10MPa以下がよい。窒化ケイ素を原料として用いる場合、0.1MPaより低い窒素ガス雰囲気中で1820℃以上の温度に加熱すると、原料が熱分解し易くなるのであまり好ましくない。0.5MPaより高いと原料の熱分解を生じず好ましい。10MPaあれば十分であり、100MPa以上となると特殊な装置が必要となり、工業生産に向かない。   The nitrogen atmosphere is preferably a gas atmosphere in a pressure range of 0.1 MPa to 100 MPa. More preferably, it is 0.5 MPa or more and 10 MPa or less. When silicon nitride is used as a raw material, heating to a temperature of 1820 ° C. or higher in a nitrogen gas atmosphere lower than 0.1 MPa is not preferable because the raw material is likely to be thermally decomposed. When the pressure is higher than 0.5 MPa, the raw material is not thermally decomposed, which is preferable. 10 MPa is sufficient, and if it exceeds 100 MPa, a special apparatus is required, which is not suitable for industrial production.

粒径数μmの微粉末を出発原料とする場合、混合工程を終えた金属化合物の混合物は、粒径数μmの微粉末が数百μmから数mmの大きさに凝集した形態をなす(以下「粉体凝集体」と呼ぶ)。本発明では、粉体凝集体を嵩密度40%以下の充填率に保持した状態で焼成する。さらに好ましくは嵩密度20%以下がよい。ここで、相対嵩密度とは、容器に充填された粉体の質量を容器の容積で割った値(嵩密度)と粉体の物質の真密度との比である。通常のサイアロンの製造では、加圧しながら加熱するホットプレス法や金型成形(圧粉)後に焼成を行なう製造方法が用いられるが、このときの焼成は粉体の充填率が高い状態で行われる。しかし、本発明では、粉体に機械的な力を加えることなく、また予め金型などを用いて成形することなく、混合物の粉体凝集体の粒度をそろえたものを、そのままの状態で容器などに嵩密度40%以下の充填率で充填する。必要に応じて、該粉体凝集体を、ふるいや風力分級などを用いて、平均粒径500μm以下に造粒して粒度制御することができる。また、スプレードライヤなどを用いて直接的に500μm以下の形状に造粒してもよい。また、容器は窒化ホウ素製を用いると蛍光体との反応が少ない利点がある。   When a fine powder having a particle size of several μm is used as a starting material, the mixture of metal compounds after the mixing step has a form in which fine powder having a particle size of several μm is aggregated to a size of several hundred μm to several mm (hereinafter referred to as “a fine powder”). Called "powder agglomerates"). In the present invention, the powder aggregate is fired in a state where the bulk density is maintained at a filling rate of 40% or less. More preferably, the bulk density is 20% or less. Here, the relative bulk density is a ratio of a value (bulk density) obtained by dividing the mass of the powder filled in the container by the volume of the container and the true density of the substance of the powder. In normal sialon production, a hot press method in which heating is performed while applying pressure, or a production method in which baking is performed after mold forming (compacting) is used. In this case, the firing is performed with a high powder filling rate. . However, in the present invention, the powder powder aggregates having the same particle size without being mechanically applied to the powder or previously molded using a mold or the like are used as they are. Are filled at a filling rate of 40% or less in bulk density. If necessary, the powder aggregate can be granulated to an average particle size of 500 μm or less using a sieve or air classification, and the particle size can be controlled. Moreover, you may granulate directly in the shape of 500 micrometers or less using a spray dryer etc. Further, when the container is made of boron nitride, there is an advantage that there is little reaction with the phosphor.

嵩密度を40%以下の状態に保持したまま焼成するのは、原料粉末の周りに自由な空間がある状態で焼成するためである。最適な嵩密度は、顆粒粒子の形態や表面状態によって異なるが、好ましくは20%以下がよい。このようにすると、反応生成物が自由な空間に結晶成長するので結晶同士の接触が少なくなり、表面欠陥が少ない結晶を合成することが出来ると考えられる。これにより、輝度が高い蛍光体が得られる。嵩密度が40%を超えると焼成中に部分的に緻密化が起こって、緻密な焼結体となってしまい結晶成長の妨げとなり蛍光体の輝度が低下するおそれがある。また微細な粉体が得られ難い。また、粉体凝集体の大きさは500μm以下が、焼成後の粉砕性に優れるため特に好ましい。   The reason for firing with the bulk density kept at 40% or less is to fire in a state where there is a free space around the raw material powder. The optimum bulk density varies depending on the shape and surface state of the granular particles, but is preferably 20% or less. In this way, the reaction product grows in a free space, so that the contact between the crystals is reduced and a crystal with few surface defects can be synthesized. Thereby, a fluorescent substance with high brightness is obtained. If the bulk density exceeds 40%, partial densification occurs during firing, resulting in a dense sintered body, which hinders crystal growth and may reduce the luminance of the phosphor. Moreover, it is difficult to obtain a fine powder. Further, the size of the powder aggregate is particularly preferably 500 μm or less because of excellent grindability after firing.

次に、充填率40%以下の粉体凝集体を前記条件で焼成する。焼成に用いる炉は、焼成温度が高温であり焼成雰囲気が窒素であることから、金属抵抗加熱方式または黒鉛抵抗加熱方式であってよい。炉の高温部の材料として炭素を用いた電気炉が好ましい。焼成は、常圧焼結法やガス圧焼結法などの外部から機械的な加圧を施さない焼成方法によるのが、所定の範囲の嵩密度を保ったまま焼成するために好ましい。   Next, a powder aggregate having a filling rate of 40% or less is fired under the above conditions. The furnace used for firing may be a metal resistance heating method or a graphite resistance heating method because the firing temperature is high and the firing atmosphere is nitrogen. An electric furnace using carbon as the material for the high temperature part of the furnace is preferred. The firing is preferably performed by a firing method in which no mechanical pressure is applied from the outside, such as an atmospheric pressure sintering method or a gas pressure sintering method, in order to perform the firing while maintaining a bulk density in a predetermined range.

焼成して得られた粉体凝集体が固く凝集している場合は、例えばボールミル、ジェットミル等の工業的に通常用いられる粉砕機により粉砕する。なかでも、ボールミル粉砕は粒径の制御が容易である。このとき使用するボールおよびポットは、窒化ケイ素焼結体またはサイアロン焼結体製等が好ましい。粉砕は平均粒径20μm以下となるまで施す。特に好ましくは平均粒径20nm以上10μm以下である。平均粒径が20μmを超えると粉体の流動性と樹脂への分散性が悪くなり、発光素子と組み合わせて発光装置を形成する際に部位により発光強度が不均一になる。20nm以下となると、粉体を取り扱う操作性が悪くなる。粉砕だけで目的の粒径が得られない場合は、分級を組み合わせることができる。分級の手法としては、篩い分け、風力分級、液体中での沈殿法などを用いることができる。   When the powder aggregate obtained by firing is hard aggregated, it is pulverized by a pulverizer generally used industrially, such as a ball mill or a jet mill. Among these, ball milling makes it easy to control the particle size. The balls and pots used at this time are preferably made of a silicon nitride sintered body or a sialon sintered body. Grinding is performed until the average particle size becomes 20 μm or less. The average particle size is particularly preferably 20 nm or more and 10 μm or less. When the average particle diameter exceeds 20 μm, the fluidity of the powder and the dispersibility in the resin are deteriorated, and the light emission intensity becomes uneven depending on the part when the light emitting device is formed in combination with the light emitting element. When the thickness is 20 nm or less, the operability for handling the powder is deteriorated. If the desired particle size cannot be obtained only by grinding, classification can be combined. As a classification method, sieving, air classification, precipitation in a liquid, or the like can be used.

さらに、焼成後に無機化合物を溶解する溶剤で洗浄することにより、焼成により得られた反応生成物に含まれるガラス相、第二相、または不純物相などの蛍光体以外の無機化合物の含有量を低減すると、蛍光体の輝度が向上する。このような溶剤としては、水および酸の水溶液を使用することができる。酸の水溶液としては、硫酸、塩酸、硝酸、フッ化水素酸、有機酸とフッ化水素酸の混合物などを使用することができる。なかでも、硫酸とフッ化水素酸の混合物は効果が大きい。この処理は、焼成温度以下の温度で液相を生成する無機化合物を添加して高温で焼成した反応生成物に対しては、特にその効果が大きい。   Furthermore, by washing with a solvent that dissolves the inorganic compound after firing, the content of inorganic compounds other than phosphors such as glass phase, second phase, or impurity phase contained in the reaction product obtained by firing is reduced. As a result, the luminance of the phosphor is improved. As such a solvent, water and an aqueous solution of an acid can be used. As the acid aqueous solution, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, hydrofluoric acid, a mixture of organic acid and hydrofluoric acid, or the like can be used. Of these, a mixture of sulfuric acid and hydrofluoric acid is highly effective. This treatment is particularly effective for a reaction product obtained by adding an inorganic compound that generates a liquid phase at a temperature lower than the firing temperature and firing at a high temperature.

以上の工程で微細な蛍光体粉末が得られるが、輝度をさらに向上させるには熱処理が効果的である。この場合は、焼成後の粉末、あるいは粉砕や分級により粒度調整された後の粉末を、1000℃以上で焼成温度以下の温度で熱処理することができる。1000℃より低い温度では、表面の欠陥除去の効果が少ない。焼成温度以上では粉砕した粉体どうしが再度固着するため好ましくない。熱処理に適した雰囲気は、蛍光体の組成により異なるが、窒素、空気、アンモニア、水素から選ばれる1種又は2種以上の混合雰囲気中を使用することができ、特に窒素雰囲気が欠陥除去効果に優れるため好ましい。   Although a fine phosphor powder is obtained by the above steps, heat treatment is effective for further improving the luminance. In this case, the powder after firing or the powder whose particle size has been adjusted by pulverization or classification can be heat-treated at a temperature of 1000 ° C. or higher and lower than the firing temperature. At a temperature lower than 1000 ° C., the effect of removing surface defects is small. Above the firing temperature, the pulverized powders are fixed again, which is not preferable. Although the atmosphere suitable for the heat treatment varies depending on the composition of the phosphor, one or two or more mixed atmospheres selected from nitrogen, air, ammonia, and hydrogen can be used. Particularly, the nitrogen atmosphere is effective for defect removal. It is preferable because it is excellent.

以上のようにして得られる本発明の蛍光体は、通常の酸化物蛍光体や既存のサイアロン蛍光体と異なる材料であり、かつ、これら酸窒化物蛍光体またはサイアロン蛍光体を超えるまたは匹敵する高輝度の可視光発光を持つことが特徴であり、照明器具、画像表示装置に好適である。これに加えて、高温にさらしても劣化しないことから耐熱性に優れており、酸化雰囲気および水分環境下での長期間の安定性にも優れている。   The phosphor of the present invention obtained as described above is a material different from normal oxide phosphors and existing sialon phosphors, and has a high level that exceeds or is comparable to these oxynitride phosphors or sialon phosphors. It is characterized by having visible light emission with luminance, and is suitable for lighting equipment and image display devices. In addition, since it does not deteriorate even when exposed to high temperatures, it has excellent heat resistance, and excellent long-term stability in an oxidizing atmosphere and moisture environment.

本発明の照明器具は、少なくとも発光光源と本発明の蛍光体を用いて構成される。照明器具としては、LED照明器具、蛍光ランプなどがある。LED照明器具では、本発明の蛍光体を用いて、特開平5−152609号公報、特開平7−99345号公報、特許公報第2927279号などに記載されているような公知の方法により製造することができる。この場合、発光光源は330〜480nmの波長の紫外光、紫色光、または青色光を発するものまたはが望ましく、中でも380〜420nmの紫色や440nm〜470nmの青色LED発光素子またはLD発光素子が好ましい。   The lighting fixture of this invention is comprised using the light-emitting light source and the fluorescent substance of this invention at least. Examples of lighting fixtures include LED lighting fixtures and fluorescent lamps. The LED lighting apparatus is manufactured by using the phosphor of the present invention by a known method as described in JP-A-5-152609, JP-A-7-99345, JP-A-2927279, and the like. Can do. In this case, it is desirable that the light emission source emits ultraviolet light, purple light, or blue light having a wavelength of 330 to 480 nm, and among them, a blue LED light emitting element or an LD light emitting element of 380 to 420 nm purple or 440 nm to 470 nm is preferable.

これらの発光素子としては、GaNやInGaNなどの窒化物半導体からなるものがあり、組成を調整することにより所定の波長の光を発する発光光源となり得る。   These light emitting elements include those made of nitride semiconductors such as GaN and InGaN, and can be light emitting light sources that emit light of a predetermined wavelength by adjusting the composition.

照明器具において本発明の蛍光体を単独で使用する方法の他に、他の発光特性を持つ蛍光体と併用することによって、所望の色を発する照明器具を構成することができる。この一例として、330〜420nmの紫外LEDまたはLD発光素子と、この波長で励起されて550nm以上600nm以下の波長に発光ピークを持つ黄色蛍光体と、本発明の青色蛍光体の組み合わせがある。このような黄色蛍光体としては特開2002−363554号公報に記載のα−サイアロン:Eu2+や特開平9−218149号公報に記載の(Y、Gd)(Al、Ga)12:Ceを挙げることができる。この構成では、LEDまたはLDが発する紫外線が蛍光体に照射されると、青、黄の2色の光が発せられ、これの混合により白色の照明器具となる。 In addition to the method of using the phosphor of the present invention alone in a lighting fixture, a lighting fixture emitting a desired color can be configured by using it together with a phosphor having other light emission characteristics. As an example of this, there is a combination of a 330-420 nm ultraviolet LED or LD light emitting element, a yellow phosphor excited at this wavelength and having an emission peak at a wavelength of 550 nm to 600 nm, and the blue phosphor of the present invention. As such a yellow phosphor, α-sialon: Eu 2+ described in JP-A No. 2002-363554 and (Y, Gd) 2 (Al, Ga) 5 O 12 described in JP-A No. 9-218149: Ce can be mentioned. In this configuration, when the phosphors are irradiated with ultraviolet rays emitted from the LED or LD, light of two colors, blue and yellow, is emitted, and a white luminaire is obtained by mixing them.

別の一例として、330〜420nmの紫外LEDまたはLD発光素子と、この波長で励起され520nm以上550nm以下の波長に発光ピークを持つ緑色蛍光体と、590nm以上700nm以下の波長に発光ピークを持つ本発明の赤色蛍光体と、本発明の青色蛍光体の組み合わせがある。このような緑色蛍光体としては特開2005−255895号公報に記載のβ−サイアロン:Eu2+を挙げることができる。この構成では、LEDまたはLDが発する紫外線が蛍光体に照射されると、赤、緑、青の3色の光が発せられ、これの混合により白色の照明器具となる。 As another example, an ultraviolet LED or LD light emitting element of 330 to 420 nm, a green phosphor excited at this wavelength and having an emission peak at a wavelength of 520 to 550 nm, and a book having an emission peak at a wavelength of 590 to 700 nm There are combinations of the red phosphor of the invention and the blue phosphor of the invention. Examples of such a green phosphor include β-sialon: Eu 2+ described in JP-A-2005-255895. In this configuration, when the phosphors are irradiated with ultraviolet rays emitted from the LED or LD, light of three colors of red, green, and blue is emitted, and a white lighting device is obtained by mixing these.

別の手法として、430nm〜470nmの青色LEDまたはLD発光素子と、この波長で励起され520nm以上550nm以下の波長に発光ピークを持つ緑色蛍光体と、この波長で励起されて550nm以上600nm以下の波長に発光ピークを持つ黄色蛍光体と、この波長で励起されて620nm以上700nm以下の波長に発光ピークを持つ本発明の赤色蛍光体と、本発明の橙色蛍光体の組み合わせがある。このような緑色蛍光体としては特開2005−255895号公報に記載のβ−サイアロン:Eu2+を、このような黄色蛍光体としては特開2002−363554号公報に記載のα−サイアロン:Eu2+や特開平9−218149号公報に記載の(Y、Gd)(Al、Ga)12:Ceを、このような赤色蛍光体としては、国際公開第2005/052087号パンフレットに記載のCaSiAlN:Euを挙げることができる。この構成では、LEDまたはLDが発する青色光が蛍光体に照射されると、緑、黄、橙、赤の4色の光が発せられ、LEDが放つ青色光とともに混合されて白色の照明器具となる。 As another method, a blue LED or LD light emitting element of 430 nm to 470 nm, a green phosphor excited at this wavelength and having an emission peak at a wavelength of 520 to 550 nm, and a wavelength of 550 to 600 nm excited at this wavelength. There is a combination of a yellow phosphor having a light emission peak at the same time, a red phosphor of the present invention having an emission peak at a wavelength of 620 nm to 700 nm when excited at this wavelength, and an orange phosphor of the present invention. As such a green phosphor, β-sialon: Eu 2+ described in JP-A-2005-255895 is used. As such a yellow phosphor, α-sialon: Eu 2+ described in JP-A-2002-363554 is used. (Y, Gd) 2 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce described in JP-A-9-218149 and CaSiAlN described in WO 2005/052087 pamphlet as such a red phosphor. 3 : Eu can be mentioned. In this configuration, when blue light emitted from the LED or LD is irradiated onto the phosphor, light of four colors of green, yellow, orange, and red is emitted, and mixed with the blue light emitted by the LED, Become.

別の一例として、450nmの青色LEDまたはLD発光素子と、この波長で励起され580nm以上620nm以下の波長に発光ピークを持つ本発明の橙色蛍光体の組み合わせがある。この構成では、LEDまたはLDが発する青色光が蛍光体に照射されると、橙色の光が発せられ、LEDの青色と橙色が混合されて、色温度が低い白色(電球色や温白色)の照明器具となる。   As another example, there is a combination of a 450 nm blue LED or LD light emitting element and the orange phosphor of the present invention having an emission peak at a wavelength of 580 nm or more and 620 nm or less excited at this wavelength. In this configuration, when blue light emitted from the LED or LD is irradiated on the phosphor, orange light is emitted, and the blue and orange colors of the LED are mixed, and the color temperature is white (bulb color or warm white). It becomes a lighting fixture.

本発明の画像表示装置は少なくも励起源と本発明の蛍光体で構成され、蛍光表示管(VFD)、フィールドエミッションディスプレイ(FEDまたはSED)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、陰極線管(CRT)などがある。本発明の蛍光体は、100〜190nmの真空紫外線、190〜380nmの紫外線、電子線などの励起で発光することが確認されており、これらの励起源と本発明の蛍光体との組み合わせで、上記のような画像表示装置を構成することができる。   The image display device of the present invention is composed of at least an excitation source and the phosphor of the present invention, such as a fluorescent display tube (VFD), a field emission display (FED or SED), a plasma display panel (PDP), a cathode ray tube (CRT), etc. There is. The phosphor of the present invention has been confirmed to emit light by excitation of vacuum ultraviolet rays of 100 to 190 nm, ultraviolet rays of 190 to 380 nm, electron beams, etc., and in combination of these excitation sources and the phosphor of the present invention, An image display apparatus as described above can be configured.

本発明の蛍光体は、電子線の励起効率が優れるため、加速電圧10V以上30kV以下で用いる、VFD、FED、SED、CRT用途に適している。   Since the phosphor of the present invention has excellent excitation efficiency of electron beams, it is suitable for VFD, FED, SED, and CRT applications that are used at an acceleration voltage of 10 V or more and 30 kV or less.

FEDは、電界放射陰極から放出された電子を加速して陽極に塗布した蛍光体に衝突させて発光する画像表示装置であり、5kV以下の低い加速電圧で光ることが求められており、本発明の蛍光体を組み合わせることにより、表示装置の発光性能が向上する。   The FED is an image display device that emits light by accelerating electrons emitted from a field emission cathode and colliding with a phosphor applied to the anode, and is required to emit light at a low acceleration voltage of 5 kV or less. By combining these phosphors, the light emission performance of the display device is improved.

次に本発明を以下に示す実施例によってさらに詳しく説明するが、これはあくまでも本発明を容易に理解するための一助として開示したものであって、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。   Next, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, which are disclosed as an aid for easy understanding of the present invention, and the present invention is limited to these examples. It is not a thing.

原料粉末は、比表面積3.3m/g、酸素含有量0.79%の窒化アルミニウム粉末(トクヤマ製Fグレード)、平均粒径0.5μm、酸素含有量0.93重量%、α型含有量92%の窒化ケイ素粉末、比表面積13.6m/g、純度99.99%の酸化アルミニウム粉末(大明化学製タイミクロングレード)、純度99.99%の炭酸カルシウム粉末(高純度化学製試薬級)、純度99.99%の炭酸ストロンチウム粉末(高純度化学製試薬級)、純度99.99%の炭酸バリウム粉末(高純度化学製試薬級)、純度99.9%の酸化ユーロピウム粉末(信越化学製)、および純度99.9%の酸化セリウム粉末(信越化学製)を用いた。 The raw material powder is a specific surface area of 3.3 m 2 / g, an oxygen content of 0.79% aluminum nitride powder (F grade made by Tokuyama), an average particle size of 0.5 μm, an oxygen content of 0.93% by weight, and α-type 92% silicon nitride powder, specific surface area 13.6m 2 / g, 99.99% pure aluminum oxide powder (Taimicron grade manufactured by Daimei Chemical), 99.99% pure calcium carbonate powder (high purity chemical reagent) Grade), 99.99% purity strontium carbonate powder (high purity chemical reagent grade), 99.99% purity barium carbonate powder (high purity chemical reagent grade), 99.9% purity europium oxide powder (Shin-Etsu) Chemical) and a cerium oxide powder (manufactured by Shin-Etsu Chemical) with a purity of 99.9% were used.

先ず、理論組成のCaAlSiを合成すべく、CaCO、Al、AlNおよびSi粉末をモル比でCaCO:Al:AlN:Siが、3:1:4:5の組成となるように秤量し、窒化ケイ素製の乳鉢と乳棒を用いて混合した後に、直径20mm高さ20mmの大きさの窒化ホウ素製るつぼに投入し、黒鉛抵抗加熱方式の電気炉にセットした。焼成操作は、まず、拡散ポンプにより焼成雰囲気を真空とし、室温から800℃まで毎時500℃の速度で加熱し、800℃で純度が99.9995体積%の窒素を導入してガス圧力を1MPaとし、毎時500℃で1800℃まで昇温し、1800℃で4時間保持した。得られた焼成粉末を窒化ケイ素製の乳鉢と乳棒を用いて粉砕し、CuのKα線を用いた粉末X線回折測定(XRD)を行った。その結果、図1および表1に示すように、ほぼ単相のCaAlSiの生成が確認された。 First, in order to synthesize a CaAl 2 Si 5 O 2 N 8 of theoretical composition, CaCO 3, Al 2 O 3 , AlN and Si 3 N 4 powder CaCO in a molar ratio of 3: Al 2 O 3: AlN : Si 3 N 4 was weighed so as to have a composition of 3: 1: 4: 5, mixed using a silicon nitride mortar and pestle, and then charged into a boron nitride crucible having a diameter of 20 mm and a height of 20 mm, It was set in a graphite resistance heating type electric furnace. In the firing operation, first, the firing atmosphere is evacuated by a diffusion pump, heated from room temperature to 800 ° C. at a rate of 500 ° C. per hour, and nitrogen having a purity of 99.9995 vol% is introduced at 800 ° C. to a gas pressure of 1 MPa. The temperature was raised to 1800 ° C. at 500 ° C. per hour and held at 1800 ° C. for 4 hours. Calcined powder was pulverized using a mortar and pestle made of silicon nitride, it was subjected to powder X-ray diffraction measurement using a K alpha line Cu (XRD). As a result, as shown in FIG. 1 and Table 1, almost single-phase CaAl 2 Si 5 O 2 N 8 was confirmed to be generated.

X線回折測定の結果から、この結晶は六方晶で指数付けすることができた。六方晶で指数付けした格子定数は、a=0.79045nm、c=0.57381nmであった。X線回折の結果から、本結晶は、P31c、P−31C、P63mc、P−62c、P63/mmcのいずれかの空間群を持つことが判明した。空間群の決定には、透過型電子顕微鏡を用いた電子線回折や収束電子線回折の結果が必要であるが、未だ決定できていない。また、本物質は測定誤差の範囲内で斜方晶でも指数付けすることができた。その場合の格子定数は、a=0.57427nm、b=0.68481nm、c=0.39540nmであった。   From the results of X-ray diffraction measurement, this crystal could be indexed with hexagonal crystals. The lattice constant indexed with hexagonal crystals was a = 0.79045 nm and c = 0.57381 nm. From the result of X-ray diffraction, it was found that the present crystal has any one of the space groups of P31c, P-31C, P63mc, P-62c, and P63 / mmc. The determination of the space group requires the results of electron diffraction and convergent electron diffraction using a transmission electron microscope, but it has not been determined yet. In addition, this substance could be indexed even with orthorhombic crystals within the range of measurement error. In that case, the lattice constants were a = 0.574427 nm, b = 0.68481 nm, and c = 0.39540 nm.

次に、Euを付活したCaAlSiを合成すべく、CaCO、Al、AlN、SiおよびEu粉末をモル比でCaCO:Al:AlN:Si:Euが、2.97:1:4:5:0.015の組成となるように秤量し、窒化ケイ素製の乳鉢と乳棒を用いて混合した後に、直径20mm高さ20mmの大きさの窒化ホウ素製るつぼに投入し、黒鉛抵抗加熱方式の電気炉にセットした。焼成操作は、まず、拡散ポンプにより焼成雰囲気を真空とし、室温から800℃まで毎時500℃の速度で加熱し、800℃で純度が99.9995体積%の窒素を導入してガス圧力を1MPaとし、毎時500℃で1800℃まで昇温し、1800℃で4時間保持した。得られた焼成粉末を窒化ケイ素製の乳鉢と乳棒を用いて粉砕し、CuのKα線を用いた粉末X線回折測定(XRD)を行った。その結果、図2および表2に示すように、ほぼ単相のEuを含んだCaAlSiの生成が確認された。 Next, in order to synthesize a CaAl 2 Si 5 O 2 N 8 was activated by Eu, CaCO 3, Al 2 O 3, AlN, Si 3 N 4 and Eu 2 O 3 powder CaCO in a molar ratio of 3: Al 2 O 3 : AlN: Si 3 N 4 : Eu 2 O 3 was weighed so as to have a composition of 2.97: 1: 4: 5: 0.015, and mixed using a mortar and pestle made of silicon nitride. Later, it was put into a boron nitride crucible having a diameter of 20 mm and a height of 20 mm, and set in a graphite resistance heating type electric furnace. In the firing operation, first, the firing atmosphere is evacuated by a diffusion pump, heated from room temperature to 800 ° C. at a rate of 500 ° C. per hour, and nitrogen having a purity of 99.9995 vol% is introduced at 800 ° C. to a gas pressure of 1 MPa. The temperature was raised to 1800 ° C. at 500 ° C. per hour and held at 1800 ° C. for 4 hours. Calcined powder was pulverized using a mortar and pestle made of silicon nitride, it was subjected to powder X-ray diffraction measurement using a K alpha line Cu (XRD). As a result, as shown in FIG. 2 and Table 2, it was confirmed that CaAl 2 Si 5 O 2 N 8 containing almost single-phase Eu was generated.

X線回折測定の結果から、この結晶は六方晶で指数付けすることができた。六方晶で指数付けした格子定数は、a=0.78938nm、c=0.57338nmであった。X線回折の結果から、本結晶は、P31c、P−31C、P63mc、P−62c、P63/mmcのいずれかの空間群を持つことが判明した。空間群の決定には、透過型電子顕微鏡を用いた電子線回折や収束電子線回折の結果が必要であるが、未だ決定できていない。   From the results of X-ray diffraction measurement, this crystal could be indexed with hexagonal crystals. The lattice constant indexed with hexagonal crystals was a = 0.78938 nm and c = 0.573338 nm. From the result of X-ray diffraction, it was found that the present crystal has any one of the space groups of P31c, P-31C, P63mc, P-62c, and P63 / mmc. The determination of the space group requires the results of electron diffraction and convergent electron diffraction using a transmission electron microscope, but it has not been determined yet.


<実施例1〜7>

<Examples 1-7>

つぎに、金属元素Euを含む蛍光体を合成した。表3には、実施例1〜7の設計組成をまとめる。表3に示す設計組成式MAlSi(a+b+c+d+e+f+g=1)で示される化合物を得るべく、表4に示す質量比で原料粉末を秤量し、窒化ケイ素焼結体製の乳鉢と乳棒を用いて混合した後に、目開き125μmのふるいを通すことにより流動性に優れる粉体凝集体を得た。この粉体凝集体を直径20mm高さ20mmの大きさの窒化ホウ素製るつぼに自然落下させて入れたところ、嵩密度は15〜30体積%であった。嵩密度は、投入した粉体凝集体の重量とるつぼの内容積と粉体の真密度から計算した。つぎに、るつぼを黒鉛抵抗加熱方式の電気炉にセットした。焼成操作は、まず、拡散ポンプにより焼成雰囲気を真空とし、室温から800℃まで毎時500℃の速度で加熱し、800℃で純度が99.9995体積%の窒素を導入してガス圧力を1MPaとし、毎時500℃で1700℃まで昇温し、その温度で4時間保持した。合成した試料を窒化ケイ素製の乳鉢と乳棒を用いて粉砕し、CuのKα線を用いた粉末X線回折測定(XRD)を行った。全ての組成で、CaAlSi結晶あるいは固溶体の生成が確認された。主ピークの高さの比より、CaAlSi結晶あるいは固溶体の結晶の生成比は90%以上と判断された。 Next, a phosphor containing the metal element Eu was synthesized. Table 3 summarizes the design compositions of Examples 1-7. To obtain the design formula shown in Table 3 M a A b Al c Si d L e O f N g compound represented by (a + b + c + d + e + f + g = 1), were weighed raw material powders in a mass ratio shown in Table 4, silicon nitride sintered After mixing using a mortar and pestle made of a knot, a powder aggregate having excellent fluidity was obtained by passing through a sieve having an opening of 125 μm. When this powder aggregate was naturally dropped into a boron nitride crucible having a diameter of 20 mm and a height of 20 mm, the bulk density was 15 to 30% by volume. The bulk density was calculated from the weight of the charged powder aggregate, the inner volume of the crucible, and the true density of the powder. Next, the crucible was set in a graphite resistance heating type electric furnace. In the firing operation, first, the firing atmosphere is evacuated by a diffusion pump, heated from room temperature to 800 ° C. at a rate of 500 ° C. per hour, and nitrogen having a purity of 99.9995 vol% is introduced at 800 ° C. to a gas pressure of 1 MPa. The temperature was raised to 1700 ° C. at 500 ° C. per hour and held at that temperature for 4 hours. The synthesized sample was ground with a mortar and pestle made of silicon nitride, it was conducted a powder X-ray diffraction measurement using a K alpha line of Cu (XRD). In all compositions, formation of CaAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystals or solid solutions was confirmed. From the ratio of the height of the main peak, the production ratio of CaAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystals or solid solution crystals was determined to be 90% or more.

この様にして得られた粉末に、波長365nmの光を発するランプで照射した結果、橙色に発光することを確認した。この粉末の発光スペクトルおよび励起スペクトルを、蛍光分光光度計を用いて測定した。表5に、ホトルミネッセンス測定における、励起ピーク波長、発光ピーク波長、蛍光発光強度結果をまとめる。表5に示す様に、これらの粉末は250〜470nmの範囲の波長に励起スペクトルのピークがあり、励起スペクトルのピーク波長での励起において、550〜700nmの範囲の波長に発光スペクトルのピークを持つ光を発する蛍光体であることが分かった。なお、励起スペクトルおよび発光スペクトルの発光強度(カウント値)は測定装置や条件によって変化するため単位は任意単位である。すなわち、同一条件で測定した本実施例内でしか比較できない。実施例3および実施例6の励起発光スペクトルを、それぞれ図3および図4に示す。尚、図中、縦軸の表示範囲を超えているピークは励起光の直接光や倍光が表示されているものであり、本来のスペクトルではないので、無視してよい。   As a result of irradiating the powder thus obtained with a lamp emitting light having a wavelength of 365 nm, it was confirmed that the powder emitted light in orange. The emission spectrum and excitation spectrum of this powder were measured using a fluorescence spectrophotometer. Table 5 summarizes the excitation peak wavelength, emission peak wavelength, and fluorescence emission intensity results in the photoluminescence measurement. As shown in Table 5, these powders have an excitation spectrum peak at a wavelength in the range of 250 to 470 nm, and have an emission spectrum peak at a wavelength in the range of 550 to 700 nm upon excitation at the peak wavelength of the excitation spectrum. It was found to be a phosphor that emits light. In addition, since the emission intensity (count value) of the excitation spectrum and the emission spectrum varies depending on the measurement apparatus and conditions, the unit is an arbitrary unit. That is, the comparison can be made only within the present embodiment measured under the same conditions. Excitation emission spectra of Example 3 and Example 6 are shown in FIGS. 3 and 4, respectively. In the figure, the peak that exceeds the display range of the vertical axis represents the direct light or doubled light of the excitation light, and is not the original spectrum, and can be ignored.

電子線を当てたときの発光特性(カソードルミネッセンス、CL)を、CL検知器を備えたSEMで観察し、CL像を評価した。この装置は、電子線を照射して発生する可視光を検出して二次元情報である写真の画像として得ることにより、どの場所でどの波長の光が発光しているかを明らかにするものである。発光スペクトル観察により、この蛍光体は電子線で励起されて橙色発光を示すことが確認された。
<比較例8と実施例9〜41>
The light emission characteristics (cathode luminescence, CL) when irradiated with an electron beam were observed with an SEM equipped with a CL detector, and a CL image was evaluated. This device detects visible light generated by irradiating an electron beam and obtains it as a photographic image that is two-dimensional information, thereby clarifying which wavelength of light is emitted at which location. . By observation of the emission spectrum, it was confirmed that this phosphor was excited by an electron beam and emitted orange light.
<Comparative Example 8 and Examples 9 to 41>

つぎに、金属元素Ceを含む蛍光体を合成した。表6には、比較例8と実施例9〜41の設計組成をまとめる。表6に示す設計組成式MAlSi(a+b+c+d+e+f+g=1)で示される化合物を得るべく、表7に示す質量比で原料粉末を秤量し、窒化ケイ素焼結体製の乳鉢と乳棒を用いて混合した後に、目開き125μmのふるいを通すことにより流動性に優れる粉体凝集体を得た。この粉体凝集体を直径20mm高さ20mmの大きさの窒化ホウ素製るつぼに自然落下させて入れたところ、嵩密度は15〜30体積%であった。嵩密度は、投入した粉体凝集体の重量とるつぼの内容積と粉体の真密度から計算した。つぎに、るつぼを黒鉛抵抗加熱方式の電気炉にセットした。焼成操作は、まず、拡散ポンプにより焼成雰囲気を真空とし、室温から800℃まで毎時500℃の速度で加熱し、800℃で純度が99.9995体積%の窒素を導入してガス圧力を1MPaとし、毎時500℃で1700℃または1900℃まで昇温し、その温度で4時間保持した。合成した試料を窒化ケイ素製の乳鉢と乳棒を用いて粉砕し、CuのKα線を用いた粉末X線回折測定(XRD)を行った。全ての組成で、CaAlSi結晶あるいは固溶体の生成が確認された。主ピークの高さの比より、CaAlSi結晶あるいは固溶体の結晶の生成比は90%以上と判断された。 Next, a phosphor containing the metal element Ce was synthesized. Table 6 summarizes the design compositions of Comparative Example 8 and Examples 9-41. To obtain a compound represented by Table 6 the design formula shown M a A b Al c Si d L e O f N g (a + b + c + d + e + f + g = 1), were weighed raw material powders in a mass ratio shown in Table 7, silicon nitride sintered After mixing using a mortar and pestle made of a knot, a powder aggregate having excellent fluidity was obtained by passing through a sieve having an opening of 125 μm. When this powder aggregate was naturally dropped into a boron nitride crucible having a diameter of 20 mm and a height of 20 mm, the bulk density was 15 to 30% by volume. The bulk density was calculated from the weight of the charged powder aggregate, the inner volume of the crucible, and the true density of the powder. Next, the crucible was set in a graphite resistance heating type electric furnace. In the firing operation, first, the firing atmosphere is evacuated by a diffusion pump, heated from room temperature to 800 ° C. at a rate of 500 ° C. per hour, and nitrogen having a purity of 99.9995 vol% is introduced at 800 ° C. to a gas pressure of 1 MPa. The temperature was raised to 1700 ° C. or 1900 ° C. at 500 ° C. per hour and held at that temperature for 4 hours. The synthesized sample was ground with a mortar and pestle made of silicon nitride, it was conducted a powder X-ray diffraction measurement using a K alpha line of Cu (XRD). In all compositions, formation of CaAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystals or solid solutions was confirmed. From the ratio of the height of the main peak, the production ratio of CaAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystals or solid solution crystals was determined to be 90% or more.

この様にして得られた粉末に、波長365nmの光を発するランプで照射した結果、青緑色に発光することを確認した。この粉末の発光スペクトルおよび励起スペクトルを、蛍光分光光度計を用いて測定した。表8に、ホトルミネッセンス測定における、励起ピーク波長、発光ピーク波長、蛍光発光強度結果をまとめる。これらの粉末は250〜420nmの範囲の波長に励起スペクトルのピークがあり、励起スペクトルのピーク波長での励起において、450〜550nmの範囲の波長に発光スペクトルのピークを持つ光を発する蛍光体であることが分かった。なお、励起スペクトルおよび発光スペクトルの発光強度(カウント値)は測定装置や条件によって変化するため単位は任意単位である。すなわち、同一条件で測定した本実施例内でしか比較できない。実施例12、実施例25および実施例29の励起発光スペクトルを、それぞれ、図5、図6および図7に示す。尚、図中、縦軸の表示範囲を超えているピークは励起光の直接光や倍光が表示されているものであり、本来のスペクトルではないので、無視してよい。   As a result of irradiating the powder thus obtained with a lamp emitting light having a wavelength of 365 nm, it was confirmed that the powder emitted blue-green light. The emission spectrum and excitation spectrum of this powder were measured using a fluorescence spectrophotometer. Table 8 summarizes the excitation peak wavelength, emission peak wavelength, and fluorescence emission intensity results in the photoluminescence measurement. These powders are phosphors having an excitation spectrum peak at a wavelength in the range of 250 to 420 nm, and emitting light having an emission spectrum peak at a wavelength in the range of 450 to 550 nm upon excitation at the peak wavelength of the excitation spectrum. I understood that. In addition, since the emission intensity (count value) of the excitation spectrum and the emission spectrum varies depending on the measurement apparatus and conditions, the unit is an arbitrary unit. That is, the comparison can be made only within the present embodiment measured under the same conditions. Excitation emission spectra of Example 12, Example 25, and Example 29 are shown in FIGS. 5, 6, and 7, respectively. In the figure, the peak that exceeds the display range of the vertical axis represents the direct light or doubled light of the excitation light, and is not the original spectrum, and can be ignored.


<実施例42〜67>

<Examples 42 to 67>

つぎに、さまざまな組成の蛍光体を合成した。表9および表12に示す設計組成式MAlSi(a+b+c+d+e+f+g=1)で示される化合物を得るべく、表10および表13に示す質量比で原料粉末を秤量し、窒化ケイ素焼結体製の乳鉢と乳棒を用いて混合した後に、目開き125μmのふるいを通すことにより流動性に優れる粉体凝集体を得た。この粉体凝集体を直径20mm高さ20mmの大きさの窒化ホウ素製るつぼに自然落下させて入れたところ、嵩密度は15〜30体積%であった。嵩密度は、投入した粉体凝集体の重量とるつぼの内容積と粉体の真密度から計算した。つぎに、るつぼを黒鉛抵抗加熱方式の電気炉にセットした。焼成操作は、まず、拡散ポンプにより焼成雰囲気を真空とし、室温から800℃まで毎時500℃の速度で加熱し、800℃で純度が99.9995体積%の窒素を導入してガス圧力を1MPaとし、毎時500℃で1800℃まで昇温し、1800℃で4時間保持した。合成した試料を窒化ケイ素製の乳鉢と乳棒を用いて粉砕し、CuのKα線を用いた粉末X線回折測定(XRD)を行った。全ての組成で、CaAlSi結晶あるいは固溶体の生成が確認された。主ピークの高さの比より、CaAlSi結晶あるいは固溶体の結晶の生成比は90%以上と判断された。 Next, phosphors with various compositions were synthesized. To obtain a compound represented by the design formula shown in Tables 9 and 12 M a A b Al c Si d L e O f N g (a + b + c + d + e + f + g = 1), the raw material powder at a mass ratio shown in Table 10 and Table 13 After weighing and mixing using a mortar and pestle made of sintered silicon nitride, a powder aggregate having excellent fluidity was obtained by passing through a sieve having an opening of 125 μm. When this powder aggregate was naturally dropped into a boron nitride crucible having a diameter of 20 mm and a height of 20 mm, the bulk density was 15 to 30% by volume. The bulk density was calculated from the weight of the charged powder aggregate, the inner volume of the crucible, and the true density of the powder. Next, the crucible was set in a graphite resistance heating type electric furnace. In the firing operation, first, the firing atmosphere is evacuated by a diffusion pump, heated from room temperature to 800 ° C. at a rate of 500 ° C. per hour, and nitrogen having a purity of 99.9995 vol% is introduced at 800 ° C. to a gas pressure of 1 MPa. The temperature was raised to 1800 ° C. at 500 ° C. per hour and held at 1800 ° C. for 4 hours. The synthesized sample was ground with a mortar and pestle made of silicon nitride, it was conducted a powder X-ray diffraction measurement using a K alpha line of Cu (XRD). In all compositions, formation of CaAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystals or solid solutions was confirmed. From the ratio of the height of the main peak, the production ratio of CaAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystals or solid solution crystals was determined to be 90% or more.

この様にして得られた粉末に、波長365nmの光を発するランプで照射した結果、発光することを確認した。この粉末の発光スペクトルおよび励起スペクトルを、蛍光分光光度計を用いて測定した。表11および表14に、ホトルミネッセンス測定における、励起ピーク波長、発光ピーク波長、蛍光発光強度結果をまとめる。これらの粉末は250〜480nmの範囲の波長に励起スペクトルのピークがあり、励起スペクトルのピーク波長での励起において、450〜700nmの範囲の波長に発光スペクトルのピークを持つ光を発する蛍光体であることが分かった。なお、励起スペクトルおよび発光スペクトルの発光強度(カウント値)は測定装置や条件によって変化するため単位は任意単位である。すなわち、同一条件で測定した本実施例内でしか比較できない。実施例58および実施例66を1900℃で焼成した試料の励起発光スペクトルを、それぞれ図8および図9に示す。尚、図中、縦軸の表示範囲を超えているピークは励起光の直接光や倍光が表示されているものであり、本来のスペクトルではないので、無視してよい。   As a result of irradiating the powder thus obtained with a lamp emitting light having a wavelength of 365 nm, it was confirmed that the powder emitted light. The emission spectrum and excitation spectrum of this powder were measured using a fluorescence spectrophotometer. Tables 11 and 14 summarize the excitation peak wavelength, emission peak wavelength, and fluorescence emission intensity results in the photoluminescence measurement. These powders are phosphors that have an excitation spectrum peak at a wavelength in the range of 250 to 480 nm, and emit light having an emission spectrum peak at a wavelength in the range of 450 to 700 nm upon excitation at the peak wavelength of the excitation spectrum. I understood that. In addition, since the emission intensity (count value) of the excitation spectrum and the emission spectrum varies depending on the measurement apparatus and conditions, the unit is an arbitrary unit. That is, the comparison can be made only within the present embodiment measured under the same conditions. Excitation emission spectra of samples obtained by firing Example 58 and Example 66 at 1900 ° C. are shown in FIGS. 8 and 9, respectively. In the figure, the peak that exceeds the display range of the vertical axis represents the direct light or doubled light of the excitation light, and is not the original spectrum, and can be ignored.

本発明の窒化物からなる蛍光体を用いた照明器具について説明する。図10に、照明器具としての白色LEDの概略構造図を示す。本発明の窒化物からなる蛍光体及びその他の蛍光体を含む混合物蛍光体1と、発光素子として450nmの青LEDチップ2を用いる。本発明の実施例3の橙色蛍光体と、β−サイアロン:Euの緑色蛍光体と、CaAlSiN:Euの赤色蛍光体とを樹脂層に分散させた混合物蛍光体1をLEDチップ2上にかぶせた構造とし、容器7の中に配置する。導電性端子3、4に電流を流すと、ワイヤーボンド5を介して電流がLEDチップ2に供給され、450nmの光を発し、この光で緑色蛍光体、橙色蛍光体、および赤色蛍光体の混合物蛍光体1が励起されてそれぞれ緑色、橙色、および赤色の光を発し、これらとLEDチップ2からの青色光が混合されて白色の光を発する照明装置として機能する。 The lighting fixture using the phosphor of the present invention will be described. In FIG. 10, the schematic structural drawing of white LED as a lighting fixture is shown. The phosphor mixture made of the nitride of the present invention and other phosphors and a blue LED chip 2 having a wavelength of 450 nm are used as a light emitting element. The mixture phosphor 1 in which the orange phosphor of Example 3 of the present invention, the green phosphor of β-sialon: Eu, and the red phosphor of CaAlSiN 3 : Eu are dispersed in the resin layer is placed on the LED chip 2. The structure is arranged in the container 7. When a current is passed through the conductive terminals 3 and 4, a current is supplied to the LED chip 2 through the wire bond 5 to emit light of 450 nm, and this light is a mixture of a green phosphor, an orange phosphor and a red phosphor. The phosphor 1 is excited to emit green, orange, and red light, respectively, and the blue light from the LED chip 2 is mixed to function as an illumination device that emits white light.

次ぎに、図10の白色LEDにおける別の方式の照明器具について説明する。本発明の窒化物からなる蛍光体及びその他の蛍光体を含む混合物蛍光体1と、発光素子として405nmの紫LEDチップ2を用いる。本発明の実施例12の青緑色蛍光体と、α−サイアロン:Euの黄色蛍光体と、CaAlSiN:Euの赤色蛍光体とを樹脂層に分散させた混合物蛍光体1をLEDチップ2上にかぶせた構造とし、容器7の中に配置する。導電性端子3、4に電流を流すと、ワイヤーボンド5を介して電流がLEDチップ2に供給され、405nmの光を発し、この光で青緑色蛍光体、黄色蛍光体、および赤色蛍光体の混合物蛍光体1が励起されてそれぞれ青緑色、黄色、および赤色の光を発し、これらの光が混合されて白色の光を発する照明装置として機能する。 Next, another type of lighting fixture in the white LED of FIG. 10 will be described. The phosphor mixture made of the nitride of the present invention and other phosphors and a violet LED chip 2 having a wavelength of 405 nm are used as a light emitting element. A mixture phosphor 1 in which a blue-green phosphor of Example 12 of the present invention, a yellow phosphor of α-sialon: Eu, and a red phosphor of CaAlSiN 3 : Eu are dispersed in a resin layer is provided on the LED chip 2. The structure is covered and placed in the container 7. When a current is passed through the conductive terminals 3 and 4, a current is supplied to the LED chip 2 through the wire bond 5, and 405 nm light is emitted. The blue-green phosphor, yellow phosphor, and red phosphor are emitted by this light. The mixture phosphor 1 is excited to emit blue-green, yellow and red light, respectively, and these lights are mixed to function as an illuminating device that emits white light.

本発明の窒化物蛍光体を用いた画像表示装置の設計例について説明する。図11は、画像表示装置としてのプラズマディスプレイパネルの原理的概略図である。赤色蛍光体(Y(PV)O:Eu)8と本発明の実施例29の緑色蛍光体9と青色蛍光体(BaMgAl1017:Eu)10とがそれぞれのセル11、12、13の内面に塗布されている。電極14、15、16、17に通電するとセル中でXe放電により真空紫外線が発生し、これにより蛍光体が励起されて、赤、緑、青の可視光を発し、この光が保護層20、誘電体層19、ガラス基板22を介して外側から観察され、画像表示として機能する。 A design example of an image display device using the nitride phosphor of the present invention will be described. FIG. 11 is a principle schematic diagram of a plasma display panel as an image display device. The red phosphor (Y (PV) O 4 : Eu) 8, the green phosphor 9 of Example 29 of the present invention, and the blue phosphor (BaMgAl 10 O 17 : Eu) 10 are included in the respective cells 11, 12, 13. It is applied to the inner surface. When the electrodes 14, 15, 16, and 17 are energized, vacuum ultraviolet rays are generated by Xe discharge in the cell, thereby exciting the phosphors to emit red, green, and blue visible light, and this light is emitted from the protective layer 20, It is observed from the outside through the dielectric layer 19 and the glass substrate 22 and functions as an image display.

図12は、画像表示装置としてのフィールドエミッションディスプレイパネルの原理的概略図である。本発明の実施例29の緑色蛍光体が陽極53の内面に塗布されている。陰極52とゲート54の間に電圧をかけることにより、エミッタ55から電子57が放出される。電子は陽極53と陰極の電圧により加速されて、蛍光体56に衝突して蛍光体が発光する。全体はガラス51で保護されている。図は、1つのエミッタと1つの蛍光体からなる1つの発光セルを示したが、実際には緑色の他に、青色、赤色のセルが多数配置されて多彩な色を発色するディスプレイが構成される。青色や赤色のセルに用いられる蛍光体に関しては特に指定しないが、低速の電子線で高い輝度を発するものを用いるとよい。   FIG. 12 is a schematic diagram of the principle of a field emission display panel as an image display device. The green phosphor of Example 29 of the present invention is applied to the inner surface of the anode 53. By applying a voltage between the cathode 52 and the gate 54, electrons 57 are emitted from the emitter 55. The electrons are accelerated by the voltage of the anode 53 and the cathode, collide with the phosphor 56, and the phosphor emits light. The whole is protected by glass 51. The figure shows one light-emitting cell consisting of one emitter and one phosphor. Actually, however, a display that can produce various colors is constructed by arranging a large number of blue and red cells in addition to green. The Although it does not specify in particular about the fluorescent substance used for a blue or red cell, what emits high brightness | luminance with a low-speed electron beam is good to use.

本発明の蛍光体は、従来のサイアロン蛍光体および酸窒化物蛍光体とは異なる母体結晶からなり、かつ、それらを超えるまたは匹敵する発光強度の発光を示し、さらに励起源に曝された場合の蛍光体の輝度の低下が少ないので、VFD、FED、PDP、CRT、白色LEDなどに好適に使用される窒化物蛍光体である。今後、電子線励起の各種表示装置において大いに活用され、産業の発展に寄与することが期待できる。   The phosphor of the present invention comprises a host crystal different from conventional sialon phosphors and oxynitride phosphors, and emits light having an emission intensity exceeding or comparable to that of the host crystal, and further when exposed to an excitation source. Since there is little decrease in the luminance of the phosphor, it is a nitride phosphor suitably used for VFD, FED, PDP, CRT, white LED and the like. In the future, it is expected to contribute greatly to industrial development by being widely used in various electron beam excitation display devices.

純粋なCaAlSiのX線回折チャート。X-ray diffraction chart of pure CaAl 2 Si 5 O 2 N 8 . Euを付活したCaAlSiのX線回折チャート。X-ray diffraction chart of CaAl 2 Si 5 O 2 N 8 was activated by eu. 実施例3の蛍光測定による励起スペクトルと発光スペクトル。The excitation spectrum and emission spectrum by the fluorescence measurement of Example 3. 実施例6の蛍光測定による励起スペクトルと発光スペクトル。The excitation spectrum and emission spectrum by the fluorescence measurement of Example 6. 実施例12の蛍光測定による励起スペクトルと発光スペクトル。The excitation spectrum and emission spectrum by the fluorescence measurement of Example 12. 実施例25の蛍光測定による励起スペクトルと発光スペクトル。The excitation spectrum and emission spectrum by the fluorescence measurement of Example 25. 実施例29の蛍光測定による励起スペクトルと発光スペクトル。The excitation spectrum and emission spectrum by the fluorescence measurement of Example 29. 実施例58の蛍光測定による励起スペクトルと発光スペクトル。The excitation spectrum and emission spectrum by the fluorescence measurement of Example 58. 実施例66の蛍光測定による励起スペクトルと発光スペクトル。The excitation spectrum and emission spectrum by the fluorescence measurement of Example 66. 本発明による照明器具(LED照明器具)の概略図。Schematic of the lighting fixture (LED lighting fixture) by this invention. 本発明による画像表示装置(プラズマディスプレイパネル)の概略図。1 is a schematic view of an image display device (plasma display panel) according to the present invention. 本発明による画像表示装置(フィールドエミッションディスプレイ)の概略図。1 is a schematic view of an image display device (field emission display) according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 本発明の橙色蛍光体(実施例3)と緑色蛍光体と赤色蛍光体との混合物、または、本発明の青緑色蛍光体(実施例12)と黄色蛍光体と赤色蛍光体との混合物
2 LEDチップ
3、4 導電性端子
5 ワイヤーボンド
6 樹脂層
7 容器
8 赤色蛍光体
9 緑色蛍光体
10 青色蛍光体
11、12、13 紫外線発光セル
14、15、16、17 電極
18、19 誘電体層
20 保護層
21、22 ガラス基板
51 ガラス
52 陰極
53 陽極
54 ゲート
55 エミッタ
56 蛍光体
57 電子
1 A mixture of an orange phosphor of the present invention (Example 3) and a green phosphor and a red phosphor, or a mixture of a blue-green phosphor of the present invention (Example 12), a yellow phosphor and a red phosphor 2 LED chip 3, 4 Conductive terminal 5 Wire bond 6 Resin layer 7 Container 8 Red phosphor 9 Green phosphor 10 Blue phosphor 11, 12, 13 Ultraviolet light emitting cell 14, 15, 16, 17 Electrode 18, 19 Dielectric layer 20 Protective layer 21, 22 Glass substrate 51 Glass 52 Cathode 53 Anode 54 Gate 55 Emitter 56 Phosphor 57 Electron

Claims (15)

AAlSi結晶(ただし、A元素は、Mg、Ca、Sr、BaおよびZnからなる群から選ばれる少なくとも1種以上の元素である)、あるいは、AAlSiの固溶体結晶に、M元素(ただし、Mは、Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、TmおよびYbからなる群から選ばれる少なくとも1種以上の元素である)を少なくとも含有することを特徴とする蛍光体。 AAl 2 Si 5 O 2 N 8 crystal (where A element is at least one element selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba and Zn), or AAl 2 Si 5 O 2 N In the solid solution crystal of 8 , M element (where M is at least one selected from the group consisting of Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm and Yb) A phosphor containing at least an element. 請求項1に記載の蛍光体であって、前記AAlSiがCaAlSiであることを特徴とする、蛍光体。 The phosphor according to claim 1, wherein the AAl 2 Si 5 O 2 N 8 is CaAl 2 Si 5 O 2 N 8 . 請求項1に記載の蛍光体であって、前記A元素としてCaを含み、前記M元素としてEuを含み、励起源を照射することにより、550nm以上700nm以下の範囲の波長にピークを持つ蛍光を発光することを特徴とする、蛍光体。   2. The phosphor according to claim 1, wherein Ca is contained as the A element, Eu is contained as the M element, and fluorescence having a peak in a wavelength range of 550 nm to 700 nm is irradiated by irradiating an excitation source. A phosphor that emits light. 請求項1に記載の蛍光体であって、前記A元素としてCaを含み、前記M元素としてCeを含み、励起源を照射することにより、450nm以上550nm以下の範囲の波長にピークを持つ蛍光を発光することを特徴とする、蛍光体。   2. The phosphor according to claim 1, wherein Ca is contained as the A element, Ce is contained as the M element, and fluorescence having a peak in a wavelength range of 450 nm to 550 nm is irradiated by irradiating an excitation source. A phosphor that emits light. 請求項4に記載の蛍光体であって、Liをさらに含む、蛍光体。   The phosphor according to claim 4, further comprising Li. 請求項1に記載の蛍光体であって、前記A元素としてZnを含み、前記M元素としてEuを含み、励起源を照射することにより、500nm以上600nm以下の範囲の波長にピークを持つ蛍光を発光することを特徴とする、蛍光体。   2. The phosphor according to claim 1, wherein Zn is contained as the A element, Eu is contained as the M element, and irradiation with an excitation source causes fluorescence having a peak in a wavelength range of 500 nm to 600 nm. A phosphor that emits light. 請求項1に記載の蛍光体であて、前記A元素としてSrを含み、前記M元素としてEuを含み、励起源を照射することにより、450nm以上550nm以下の範囲の波長にピークを持つ蛍光を発光することを特徴とする、蛍光体。   2. The phosphor according to claim 1, which emits fluorescence having a peak in a wavelength range of 450 nm to 550 nm by irradiating an excitation source containing Sr as the A element and Eu as the M element. A phosphor characterized in that: 請求項1に記載の蛍光体であって、前記A元素としてBaを含み、前記M元素としてEuを含み、励起源を照射することにより、450nm以上550nm以下の範囲の波長にピークを持つ蛍光を発光することを特徴とする、蛍光体。   2. The phosphor according to claim 1, wherein Ba is contained as the A element, Eu is contained as the M element, and irradiation with an excitation source causes fluorescence having a peak in a wavelength range of 450 nm to 550 nm. A phosphor that emits light. 請求項1に記載の蛍光体であって、組成式MAlSi(ただし、Lは、M、A、Al、Si以外の金属元素、式中a+b+c+d+e+f+g=1とする)で示され、パラメータa、b、c、d、e、fおよびgは、
0.00001≦ a ≦0.05
0.045≦ b ≦0.065
0.09≦ c ≦0.13
0.25≦ d ≦0.30
0≦ e ≦0.20
0.09≦ f ≦0.13
0.35≦ g ≦0.55
以上の条件を満たすことを特徴とする、蛍光体。
2. The phosphor according to claim 1, wherein the composition formula M a Ab Al cS i d Le O f N g (where L is a metal element other than M, A, Al, and Si, wherein a + b + c + d + e + f + g = 1), and parameters a, b, c, d, e, f and g are
0.00001 ≦ a ≦ 0.05
0.045 ≦ b ≦ 0.065
0.09 ≦ c ≦ 0.13
0.25 ≦ d ≦ 0.30
0 ≦ e ≦ 0.20
0.09 ≦ f ≦ 0.13
0.35 ≦ g ≦ 0.55
A phosphor characterized by satisfying the above conditions.
請求項1に記載の蛍光体であって、組成式M1−xAl2−ySi5+y2−y8+yで示され、パラメータx、yは、
0.00018≦ x ≦0.5
−2≦ y ≦1.5
の条件を満たすことを特徴とする、蛍光体。
The phosphor according to claim 1, wherein the phosphor is represented by a composition formula M x A 1-x Al 2 -y Si 5 + y O 2 -y N 8 + y , and parameters x and y are:
0.00018 ≦ x ≦ 0.5
-2 ≦ y ≦ 1.5
A phosphor characterized by satisfying the following condition.
Mの金属、酸化物、炭酸塩、窒化物、フッ化物、塩化物、酸窒化物、Mを含む化合物、または、それらの組合せと、Aの金属、酸化物、炭酸塩、窒化物、フッ化物、塩化物、酸窒化物、Aを含む化合物、または、それらの組合せと、Alの金属、酸化物、炭酸塩、窒化物、フッ化物、塩化物、酸窒化物、Alを含む化合物、または、それらの組合せと、Siの金属、酸化物、炭酸塩、窒化物、フッ化物、塩化物、酸窒化物、Siを含む化合物、または、それらの組合せとを少なくとも含む原料混合物を、相対嵩密度40%以下の充填率に保持した状態で容器に充填した後に、0.1MPa以上100MPa以下の窒素雰囲気中において、1200℃以上2200℃以下の温度範囲で焼成することを特徴とする請求項1に記載の蛍光体の製造方法。   M metals, oxides, carbonates, nitrides, fluorides, chlorides, oxynitrides, compounds containing M, or combinations thereof, and metals, oxides, carbonates, nitrides, fluorides of A , Chlorides, oxynitrides, compounds containing A, or combinations thereof, and Al metals, oxides, carbonates, nitrides, fluorides, chlorides, oxynitrides, compounds containing Al, or A raw material mixture containing at least a combination thereof and a metal, oxide, carbonate, nitride, fluoride, chloride, oxynitride, compound containing Si, or a combination of Si, or a relative bulk density of 40 2. The method according to claim 1, wherein the container is filled in a state of being held at a filling rate of not more than% and then fired in a temperature range of 1200 ° C. to 2200 ° C. in a nitrogen atmosphere of 0.1 MPa to 100 MPa. How to make phosphor . 330〜470nmの波長の光を発する発光光源と蛍光体とを含む照明器具において、前記蛍光体は、請求項1に記載の蛍光体を含むことを特徴とする、照明器具。   A lighting apparatus including a light emitting source that emits light having a wavelength of 330 to 470 nm and a phosphor, wherein the phosphor includes the phosphor according to claim 1. 請求項12に記載の照明器具であって、
前記発光光源はLEDまたはLDを含み、
前記蛍光体は、520nm〜570nmの波長に発光ピークを持つ緑色蛍光体をさらに含むことを特徴とする、照明器具。
The lighting fixture according to claim 12,
The light emitting source includes an LED or an LD,
The lighting apparatus according to claim 1, wherein the phosphor further includes a green phosphor having an emission peak at a wavelength of 520 nm to 570 nm.
励起源と蛍光体とを含む画像表示装置であって、前記蛍光体は請求項1に記載の蛍光体を含むことを特徴とする、画像表示装置。   An image display device including an excitation source and a phosphor, wherein the phosphor includes the phosphor according to claim 1. 請求項14に記載の画像表示装置であって、前記画像表示装置は、蛍光表示管(VFD)、フィールドエミッションディスプレイ(FEDまたはSED)または陰極線管(CRT)のいずれかであり、前記励起源が加速電圧10V以上30kV以下の電子線であることを特徴とする、画像表示装置。   15. The image display device according to claim 14, wherein the image display device is any one of a fluorescent display tube (VFD), a field emission display (FED or SED), or a cathode ray tube (CRT), and the excitation source is An image display device characterized by being an electron beam having an acceleration voltage of 10 V or more and 30 kV or less.
JP2008008588A 2008-01-18 2008-01-18 Phosphor, method for producing the same, and light emitting device Active JP5294245B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008008588A JP5294245B2 (en) 2008-01-18 2008-01-18 Phosphor, method for producing the same, and light emitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008008588A JP5294245B2 (en) 2008-01-18 2008-01-18 Phosphor, method for producing the same, and light emitting device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009167328A true JP2009167328A (en) 2009-07-30
JP5294245B2 JP5294245B2 (en) 2013-09-18

Family

ID=40968887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008008588A Active JP5294245B2 (en) 2008-01-18 2008-01-18 Phosphor, method for producing the same, and light emitting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5294245B2 (en)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010110457A1 (en) * 2009-03-26 2010-09-30 独立行政法人物質・材料研究機構 Phosphor, method for producing same, light-emitting device, and image display apparatus
WO2011024882A1 (en) * 2009-08-31 2011-03-03 シャープ株式会社 Liquid crystal display
JP2012003073A (en) * 2010-06-17 2012-01-05 Sharp Corp Liquid crystal display device
JP2012062440A (en) * 2010-09-17 2012-03-29 Toshiba Corp Phosphor, method of manufacturing the same, and light-emitting device
JP2012193305A (en) * 2011-03-17 2012-10-11 Toshiba Corp Phosphor and method for producing the same, and light-emitting device
JPWO2012014702A1 (en) * 2010-07-26 2013-09-12 シャープ株式会社 Light emitting device
JP2013194078A (en) * 2012-03-16 2013-09-30 National Institute For Materials Science Phosphor, method for producing the same, light-emitting device and image display device
CN103361057A (en) * 2012-04-02 2013-10-23 康普材料科技股份有限公司 Fluorescent material, fluorescent material composition containing same, and light-emitting device prepared from same
WO2014017613A1 (en) * 2012-07-25 2014-01-30 独立行政法人物質・材料研究機構 Fluorophore, method for producing same, light-emitting device using fluorophore, image display device, pigment, and ultraviolet absorbent
TWI458809B (en) * 2011-02-06 2014-11-01 Nat Inst For Materials Science Phosphor, method for manufacturing the same, and light-emitting device
WO2014185415A1 (en) * 2013-05-14 2014-11-20 独立行政法人物質・材料研究機構 Phosphor, production method for same, light-emitting device, image display device, pigment, and ultraviolet absorber
JP2015086360A (en) * 2013-09-25 2015-05-07 独立行政法人物質・材料研究機構 Phosphor, production method of the same, and light emitting device using the same
EP3075814A4 (en) * 2013-11-29 2016-12-14 Nat Inst For Materials Science Phosphor, light-emitting device, image display device, pigment, and ultraviolet absorber
JP2018086108A (en) * 2016-11-28 2018-06-07 国立研究開発法人物質・材料研究機構 Phototherapy device
WO2022123997A1 (en) * 2020-12-07 2022-06-16 デンカ株式会社 Phosphor powder, light-emitting device, image display device, and illumination device
WO2022244523A1 (en) * 2021-05-21 2022-11-24 国立研究開発法人物質・材料研究機構 Phosphor, method for producing same, light emitting element and light emitting device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003206481A (en) * 2001-09-25 2003-07-22 Patent Treuhand Ges Elektr Gluehlamp Mbh Illumination unit having at least one led as light source

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003206481A (en) * 2001-09-25 2003-07-22 Patent Treuhand Ges Elektr Gluehlamp Mbh Illumination unit having at least one led as light source

Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2010110457A1 (en) * 2009-03-26 2012-10-04 独立行政法人物質・材料研究機構 Phosphor, method for manufacturing the same, light emitting device, and image display device
WO2010110457A1 (en) * 2009-03-26 2010-09-30 独立行政法人物質・材料研究機構 Phosphor, method for producing same, light-emitting device, and image display apparatus
JP5540322B2 (en) * 2009-03-26 2014-07-02 独立行政法人物質・材料研究機構 Phosphor, method for manufacturing the same, light emitting device, and image display device
WO2011024882A1 (en) * 2009-08-31 2011-03-03 シャープ株式会社 Liquid crystal display
JP2012003073A (en) * 2010-06-17 2012-01-05 Sharp Corp Liquid crystal display device
JPWO2012014702A1 (en) * 2010-07-26 2013-09-12 シャープ株式会社 Light emitting device
JP5777032B2 (en) * 2010-07-26 2015-09-09 シャープ株式会社 Light emitting device
JP2012062440A (en) * 2010-09-17 2012-03-29 Toshiba Corp Phosphor, method of manufacturing the same, and light-emitting device
TWI458809B (en) * 2011-02-06 2014-11-01 Nat Inst For Materials Science Phosphor, method for manufacturing the same, and light-emitting device
JP2012193305A (en) * 2011-03-17 2012-10-11 Toshiba Corp Phosphor and method for producing the same, and light-emitting device
JP2013194078A (en) * 2012-03-16 2013-09-30 National Institute For Materials Science Phosphor, method for producing the same, light-emitting device and image display device
CN103361057A (en) * 2012-04-02 2013-10-23 康普材料科技股份有限公司 Fluorescent material, fluorescent material composition containing same, and light-emitting device prepared from same
WO2014017580A1 (en) * 2012-07-25 2014-01-30 独立行政法人物質・材料研究機構 Fluorophore, method for producing same, light-emitting device, and image display device
CN104024376A (en) * 2012-07-25 2014-09-03 独立行政法人物质·材料研究机构 Fluorophore, method for producing same, light-emitting device using fluorophore, image display device, pigment, and ultraviolet absorbent
KR101688337B1 (en) 2012-07-25 2016-12-20 코쿠리츠켄큐카이하츠호징 붓시쯔 자이료 켄큐키코 Fluorophore, method for producing same, light-emitting device using fluorophore, image display device, pigment, and ultraviolet absorbent
KR20150038200A (en) * 2012-07-25 2015-04-08 도쿠리츠교세이호징 붓시쯔 자이료 겐큐키코 Fluorophore, method for producing same, light-emitting device, and image display device
KR20150038244A (en) * 2012-07-25 2015-04-08 도쿠리츠교세이호징 붓시쯔 자이료 겐큐키코 Fluorophore, method for producing same, light-emitting device using fluorophore, image display device, pigment, and ultraviolet absorbent
US9666767B2 (en) 2012-07-25 2017-05-30 National Institute For Materials Science Fluorophore, method for producing same, light-emitting device using fluorophore, image display device, pigment, and ultraviolet absorbent
WO2014017613A1 (en) * 2012-07-25 2014-01-30 独立行政法人物質・材料研究機構 Fluorophore, method for producing same, light-emitting device using fluorophore, image display device, pigment, and ultraviolet absorbent
JP5885175B2 (en) * 2012-07-25 2016-03-15 国立研究開発法人物質・材料研究機構 Phosphor and production method thereof, light emitting device using phosphor, image display device, pigment, and ultraviolet absorber
JPWO2014017613A1 (en) * 2012-07-25 2016-07-11 国立研究開発法人物質・材料研究機構 Phosphor and production method thereof, light emitting device using phosphor, image display device, pigment, and ultraviolet absorber
KR101704942B1 (en) 2012-07-25 2017-02-08 코쿠리츠켄큐카이하츠호징 붓시쯔 자이료 켄큐키코 Fluorophore, method for producing same, light-emitting device, and image display device
WO2014185415A1 (en) * 2013-05-14 2014-11-20 独立行政法人物質・材料研究機構 Phosphor, production method for same, light-emitting device, image display device, pigment, and ultraviolet absorber
JP6083881B2 (en) * 2013-05-14 2017-02-22 国立研究開発法人物質・材料研究機構 Phosphor, production method thereof, light emitting device, image display device, pigment, and ultraviolet absorber
JPWO2014185415A1 (en) * 2013-05-14 2017-02-23 国立研究開発法人物質・材料研究機構 Phosphor, production method thereof, light emitting device, image display device, pigment, and ultraviolet absorber
JP2015086360A (en) * 2013-09-25 2015-05-07 独立行政法人物質・材料研究機構 Phosphor, production method of the same, and light emitting device using the same
EP3075814A4 (en) * 2013-11-29 2016-12-14 Nat Inst For Materials Science Phosphor, light-emitting device, image display device, pigment, and ultraviolet absorber
US9909060B2 (en) 2013-11-29 2018-03-06 National Institute For Materials Science Phosphor, light-emitting device, image display device, pigment, and ultraviolet absorber
JP2018086108A (en) * 2016-11-28 2018-06-07 国立研究開発法人物質・材料研究機構 Phototherapy device
WO2022123997A1 (en) * 2020-12-07 2022-06-16 デンカ株式会社 Phosphor powder, light-emitting device, image display device, and illumination device
WO2022244523A1 (en) * 2021-05-21 2022-11-24 国立研究開発法人物質・材料研究機構 Phosphor, method for producing same, light emitting element and light emitting device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5294245B2 (en) 2013-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5294245B2 (en) Phosphor, method for producing the same, and light emitting device
JP5234781B2 (en) Phosphor, method for producing the same, and light emitting device
JP5224439B2 (en) Phosphor and light emitting device using the same
JP5229878B2 (en) Luminescent device using phosphor
JP5660471B2 (en) Phosphor, method for producing the same, and light emitting device
US10662374B2 (en) Phosphor, production method for same, illumination instrument, and image display device
JP2005255895A (en) Phosphor and its manufacturing method
JPWO2006101096A1 (en) Phosphor, method for producing the same, and light emitting device
JP2007262417A (en) Fluorescent substance
JP2016216711A (en) Phosphor, production method of the same, lighting apparatus and image display device
JP3975451B2 (en) Luminaire and image display device using phosphor
JPWO2016186058A1 (en) Luminescent fixture and image display device
JP5071714B2 (en) Phosphor, method for producing the same, and light emitting device using the same
JP5187817B2 (en) Phosphors and light emitting devices
JP5071709B2 (en) Phosphors and light emitting devices
JP5881176B2 (en) Phosphor, lighting apparatus and image display device
JP5170640B2 (en) Phosphor, method for producing the same, and light emitting device
JP5187814B2 (en) Phosphors and light emitting devices

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110105

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121010

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121023

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121214

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130604

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130605

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5294245

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250