JP2010174181A - Phosphor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve durability of a phosphor, which particularly emits green light. <P>SOLUTION: The phosphor is an oxynitride phosphor exhibiting a ratio of 85% to 105% of the emission intensity expressed by a photon number at 300K to the emission intensity expressed by a photon number at 4K, and contains a crystal phase having a chemical composition expressed by formula [I]: Ba<SB>3-x</SB>Eu<SB>x</SB>Si<SB>6</SB>O<SB>12</SB>N<SB>2</SB>. In formula [I], x represents a number satisfying 0.00001≤x≤3. The phosphor is preferably produced through a step of firing a phosphor precursor in the presence of a flux and an annealing step. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、蛍光体に関するものである。詳しくは、半導体発光素子等の励起光源からの光の照射によって緑色光を発光する蛍光体に関するものである。   The present invention relates to a phosphor. Specifically, the present invention relates to a phosphor that emits green light when irradiated with light from an excitation light source such as a semiconductor light emitting element.

近年、窒化珪素をベースとした多元系窒化物や酸窒化物において、優れた特性を有する蛍光体材料が開発されている。これらの蛍光体材料は、青色LED又は近紫外LEDによって励起され、黄色ないし赤色の発光を示すことが知られている。このような青色LED又は近紫外LEDとこれらの蛍光体との組み合わせによって白色を発光する発光装置を構成することが出来る。   In recent years, phosphor materials having excellent characteristics have been developed for multi-component nitrides and oxynitrides based on silicon nitride. These phosphor materials are known to emit yellow to red light when excited by a blue LED or a near ultraviolet LED. A light emitting device that emits white light can be configured by a combination of such a blue LED or near-ultraviolet LED and these phosphors.

照明用途及びディスプレイの用途においてしばしば用いられる白色光は、光の加算混合原理により、青色、緑色及び赤色の発光を組み合わせることによって得るのが一般的である。ディスプレイ用途の一分野であるカラー液晶表示装置用バックライトにおいては、色度座標上の広い範囲の色を効率よく再現するために、青色、緑色及び赤色の発光体は、それぞれ出来るだけ発光強度が高いこと、色純度が良いこと、及び、長時間に亘って照明やディスプレイが使用できるように耐久性が高いことが望ましい。   White light, often used in lighting and display applications, is generally obtained by combining blue, green and red emission by the additive mixing principle of light. In a backlight for color liquid crystal display devices, which is one field of display applications, in order to efficiently reproduce a wide range of colors on the chromaticity coordinates, each of the blue, green and red light emitters has an emission intensity as much as possible. High durability, good color purity, and high durability are desirable so that lighting and displays can be used for a long time.

これらの用途に好適な緑色蛍光体として、特許文献1に示されているようにBa3Si6122:Eu蛍光体が見出された。この蛍光体は、波長400nm近傍、及び450nm
近傍の励起光に対して、発光ピーク波長が525nm近傍である緑色光を示し、発光強度の点では優れているものである。
As a green phosphor suitable for these uses, a Ba 3 Si 6 O 12 N 2 : Eu phosphor has been found as disclosed in Patent Document 1. This phosphor has a wavelength near 400 nm and 450 nm.
Green light having an emission peak wavelength of around 525 nm is shown with respect to nearby excitation light, which is excellent in terms of emission intensity.

特開2008-138156号公報JP 2008-138156 A

照明用及びディスプレイ用の緑色発光体は、発光ピーク波長が525nm付近であって、発光効率が高く、耐久性が高いことが望ましい。しかしながら、特許文献1に記載された従来の緑色蛍光体Ba3Si6122:Euは、青色光又は近紫外光に対する変換効率が
高く、色純度の点でも良好なものの、耐久性が不十分であった。このため、この緑色蛍光体の耐久性の向上が望まれていた。
It is desirable that the green light emitters for illumination and display have a light emission peak wavelength of around 525 nm, high luminous efficiency, and high durability. However, the conventional green phosphor Ba 3 Si 6 O 12 N 2 : Eu described in Patent Document 1 has high conversion efficiency with respect to blue light or near-ultraviolet light, and has good color purity, but has durability. It was insufficient. For this reason, improvement in durability of this green phosphor has been desired.

本発明は上記の課題に鑑みて創案されたもので、耐久性の高い緑色蛍光体を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a highly durable green phosphor.

本発明者等は、フラックスを使用して焼成した後にアニール処理することにより、室温より低温における温度消光特性に影響する結晶欠陥を低減し、耐久性の高い緑色蛍光体を合成することに成功した。   The present inventors succeeded in synthesizing a highly durable green phosphor by reducing crystal defects that affect the temperature quenching characteristics at a temperature lower than room temperature by annealing after firing using a flux. .

即ち、本発明の要旨は、フォトン数で示される4Kにおける発光強度に対する、300Kにおける発光強度の比が85%以上105%以下であり、かつ、下記式[I]で表される化学組成を有する結晶相を含有することを特徴とする酸窒化物蛍光体に存する。
Ba3-xEuSi6122 [I]
(但し、上記式[I]中、 xは、0.00001≦x≦3を満たす数を表す。)
That is, the gist of the present invention is that the ratio of the emission intensity at 300 K to the emission intensity at 4 K represented by the number of photons is 85% or more and 105% or less, and has a chemical composition represented by the following formula [I]. It exists in the oxynitride fluorescent substance characterized by containing a crystal phase.
Ba 3-x Eu x Si 6 O 12 N 2 [I]
(However, in the above formula [I], x represents a number satisfying 0.00001 ≦ x ≦ 3.)

本発明によれば、青色光又は近紫外光に対する変換効率が高く、色純度の点でも良好であり、緑色に発光しうる耐久性の高い蛍光体を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the conversion efficiency with respect to blue light or near-ultraviolet light is high, the point of color purity is also favorable, and the highly durable fluorescent substance which can light-emit green can be provided.

本発明の比較例1〜2と実施例1〜3の室温以下の低温での発光フォトン数の温度依存性を示す図である。It is a figure which shows the temperature dependence of the number of emitted photons in the low temperature below room temperature of Comparative Examples 1-2 of this invention and Examples 1-3. 本発明の比較例1の、熱ルミネセンスグローカーブを示す図である。It is a figure which shows the thermoluminescence glow curve of the comparative example 1 of this invention. 本発明の比較例1〜2と実施例1〜3のFT−IRスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the FT-IR spectrum of Comparative Examples 1-2 of this invention, and Examples 1-3. 本発明の比較例1〜2と実施例1〜3のFT−IRスペクトル(図3)の、900cm-1付近の拡大図である。It is an enlarged view of 900 cm < -1 > vicinity of the FT-IR spectrum (FIG. 3) of Comparative Examples 1-2 of this invention, and Examples 1-3. 本発明の比較例2の熱ルミネセンスグローカーブを示す図である。It is a figure which shows the thermoluminescence glow curve of the comparative example 2 of this invention. 本発明の実施例1の熱ルミネセンスグローカーブを示す図である。It is a figure which shows the thermoluminescence glow curve of Example 1 of this invention.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更して実施できる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be arbitrarily modified without departing from the scope of the present invention.

[蛍光体の組成]
本発明の酸窒化物蛍光体(以下適宜、「本発明の蛍光体」という)は、組成範囲が下記式[I]で表される化学組成を有する結晶相を含有する酸窒化物蛍光体である。
Ba3-xEuSi6122 [I]
(但し、上記式[I]中、 xは、0.00001≦x≦3を満たす数を表す。)
[Composition of phosphor]
The oxynitride phosphor of the present invention (hereinafter appropriately referred to as “the phosphor of the present invention”) is an oxynitride phosphor containing a crystal phase having a chemical composition represented by the following formula [I]. is there.
Ba 3-x Eu x Si 6 O 12 N 2 [I]
(However, in the above formula [I], x represents a number satisfying 0.00001 ≦ x ≦ 3.)

上記式[I]において、xは、0.00001以上、3以下の範囲の数値である。このうちxは、好ましくは0.03以上であり、より好ましくは0.06以上、さらに好ましくは0.12以上、中でも好ましくは0.18以上、特に好ましくは0.27以上である。一方、付活元素Euの含有割合が大きすぎると濃度消光が生じる場合もあるため、 好
ましくは1.5以下、より好ましくは1.2以下、さらに好ましくは0.9以下、特に好ましくは0.7以下、さらにより好ましくは0.45以下である。
In the above formula [I], x is a numerical value in the range of 0.00001 or more and 3 or less. Among these, x is preferably 0.03 or more, more preferably 0.06 or more, further preferably 0.12 or more, particularly preferably 0.18 or more, and particularly preferably 0.27 or more. On the other hand, if the content of the activating element Eu is too large, concentration quenching may occur. Therefore, it is preferably 1.5 or less, more preferably 1.2 or less, still more preferably 0.9 or less, and particularly preferably 0.8. 7 or less, still more preferably 0.45 or less.

[蛍光体の製造方法]
本発明の蛍光体は、通常、蛍光体原料粉及び/又は、これらを混合焼成して得られる焼成物(本明細書では、これらを合わせて「蛍光体前駆体」と称する。)をフラックス存在下で焼成を行う工程(焼成工程)、及び、その後のアニール工程を経て得られる。このときの蛍光体原料と蛍光体製造法等については以下の通りである。
[Phosphor production method]
In the phosphor of the present invention, the phosphor raw material powder and / or a fired product obtained by mixing and firing them (in the present specification, these are collectively referred to as “phosphor precursor”) are present in flux. It is obtained through a step of firing below (firing step) and a subsequent annealing step. The phosphor raw material and the phosphor production method at this time are as follows.

本発明の蛍光体の製造方法としては、一般式[I]における、付活元素Euの原料(以下適宜「Eu源」という。)、Baの原料(以下適宜「Ba源」という。)、及び、Siの原料(以下適宜「Si源」という。)を蛍光体原料として用意し、これらの蛍光体原料を混合し(混合工程)、得られた混合物(原料混合物)を焼成する(焼成工程)ことにより製造する方法が挙げられる。
Eu源としては、Euを含有する化合物が適宜選択されるが、EuまたはEuFが好ましい。Ba源としては、Baを含有する化合物が適宜選択されるが、BaCOが好ましい。Si源としては、Siを含有する化合物が適宜選択されるが、SiO及びSiが好ましい。
As a method for producing the phosphor of the present invention, in the general formula [I], the raw material of the activation element Eu (hereinafter referred to as “Eu source” as appropriate), the Ba raw material (hereinafter referred to as “Ba source” as appropriate), and , Si raw materials (hereinafter referred to as “Si source” as appropriate) are prepared as phosphor raw materials, these phosphor raw materials are mixed (mixing step), and the resulting mixture (raw material mixture) is fired (firing step). The method of manufacturing by this is mentioned.
As the Eu source, a compound containing Eu is appropriately selected, but Eu 2 O 3 or EuF 3 is preferable. As the Ba source, a compound containing Ba is appropriately selected, and BaCO 3 is preferable. As the Si source, a compound containing Si is appropriately selected, but SiO 2 and Si 3 N 4 are preferable.

混合工程では、目的組成が得られるように蛍光体原料を秤量し、焼成前にこれらを混合する。この際、混合はボールミル等を用いて十分に混合することが好ましい。   In the mixing step, the phosphor raw materials are weighed so as to obtain the target composition, and these are mixed before firing. At this time, it is preferable that the mixing is sufficiently performed using a ball mill or the like.

得られた混合物を焼成することにより、目的の組成を有する蛍光体を得る(焼成工程)。この焼成工程においては、蛍光体原料をルツボ等の容器に充填し、所定温度(例えば、1200℃〜1350℃)で焼成することによりなされる。焼成工程を行なう際の雰囲気としては、水素含有窒素雰囲気、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等が挙げられ、中でも水素含有窒素雰囲気が好ましい。また、焼成工程を行なう際の圧力は、通常、大気圧である。
なお、焼成工程において、反応系にフラックスを共存させることが好ましい。また、焼成工程を分割して2回以上焼成を行なうようにしてもよい。
By firing the obtained mixture, a phosphor having a target composition is obtained (firing step). In this firing step, the phosphor material is filled in a container such as a crucible and fired at a predetermined temperature (eg, 1200 ° C. to 1350 ° C.). Examples of the atmosphere for performing the firing step include a hydrogen-containing nitrogen atmosphere, a nitrogen atmosphere, and an argon atmosphere, and among them, a hydrogen-containing nitrogen atmosphere is preferable. Moreover, the pressure at the time of performing a baking process is normally atmospheric pressure.
In the firing step, it is preferable that a flux coexists in the reaction system. Further, the firing process may be divided and fired twice or more.

本発明の蛍光体においては、上述の焼成工程の加熱処理後は、再加熱(アニール)工程を経ることが特徴であり、必要に応じて、アニール前もしくはアニール後に粉砕、洗浄、乾燥、分級処理等がなされる。   The phosphor of the present invention is characterized by a reheating (annealing) step after the heat treatment in the above-described firing step, and if necessary, pulverized, washed, dried, and classified before or after annealing. Etc. are made.

アニール工程は、焼成工程で得られた蛍光体に対して、焼成温度よりも低い温度で加熱処理する工程である。蛍光体の耐久性向上のためには、この工程を有することが必要である。
アニール工程における加熱処理温度としては、加熱処理時の雰囲気にもよるが、通常1150℃より低く、好ましくは1050℃以下、また、通常300℃以上、好ましくは400℃以上、より500℃以上、更に好ましくは600℃以上、特に好ましくは700℃以上である。
The annealing process is a process in which the phosphor obtained in the firing process is heat-treated at a temperature lower than the firing temperature. In order to improve the durability of the phosphor, it is necessary to have this step.
The heat treatment temperature in the annealing step is usually lower than 1150 ° C., preferably 1050 ° C. or lower, preferably 300 ° C. or higher, preferably 400 ° C. or higher, more preferably 500 ° C. or higher, although it depends on the atmosphere during the heat treatment. Preferably it is 600 degreeC or more, Most preferably, it is 700 degreeC or more.

アニール工程における加熱処理時の雰囲気としては、焼成工程の項に記載したのと同様のものに加え、空気や酸素含有窒素等の酸素含有不活性ガスや、水素も用いることができる。上記に例示した雰囲気の中でも、水素を含有する雰囲気下でアニール工程を行なうことが好ましく、この場合の水素含有量としては、安全性を考慮して2体積%以上、5体積%以下とすることが好ましい。
また、雰囲気を変えて、複数回加熱処理をしても良い。
As an atmosphere during the heat treatment in the annealing step, an oxygen-containing inert gas such as air or oxygen-containing nitrogen, or hydrogen can be used in addition to the same atmosphere as described in the section of the baking step. Among the atmospheres exemplified above, it is preferable to perform the annealing step in an atmosphere containing hydrogen. In this case, the hydrogen content should be 2% by volume or more and 5% by volume or less in consideration of safety. Is preferred.
Further, the heat treatment may be performed a plurality of times by changing the atmosphere.

アニール工程における加熱処理時の圧力は焼成工程の項に記載したのと同様のものが挙げられる。
ここで、アニール工程において加熱時に蛍光体結晶中に取り込まれた水素を脱離させる必要がある場合には、減圧条件下とすることが好ましい。
このとき、真空中で蛍光体を1000℃まで加熱したときに昇温脱離式ガス分析装置を用いて測定したHガス放出量が、蛍光体に対して通常1cm/g以下、好ましくは0.2cm/g以下、より好ましくは0.1cm/g以下となるように、アニール工程を行なう際の雰囲気、圧力及び時間を適宜調整すると、高輝度かつ耐久性の高い蛍光体が得られる。
アニール工程における加熱処理時間としては、通常0.1時間以上、好ましくは0.5時間以上であり、また生産性の観点から、通常100時間以下、好ましくは50時間以下、より好ましくは24時間以下、さらに好ましくは12時間以下である。
Examples of the pressure during the heat treatment in the annealing step are the same as those described in the section of the firing step.
Here, when it is necessary to desorb hydrogen taken into the phosphor crystal during heating in the annealing step, it is preferable to use a reduced pressure condition.
At this time, when the phosphor is heated to 1000 ° C. in a vacuum, the H 2 gas emission amount measured using a temperature-programmed desorption gas analyzer is usually 1 cm 3 / g or less with respect to the phosphor, preferably When the atmosphere, pressure, and time during the annealing step are appropriately adjusted so as to be 0.2 cm 3 / g or less, more preferably 0.1 cm 3 / g or less, a phosphor having high luminance and high durability can be obtained. It is done.
The heat treatment time in the annealing step is usually 0.1 hour or more, preferably 0.5 hour or more, and from the viewpoint of productivity, usually 100 hours or less, preferably 50 hours or less, more preferably 24 hours or less. More preferably, it is 12 hours or less.

このアニール工程を有することにより、蛍光体結晶内にある過剰水素や、結晶のゆがみや欠陥を減少させ、蛍光体の結晶性を向上させると共に、蛍光体の表面の改質が期待でき、蛍光体の耐久性向上に寄与するものと考えられる。   By having this annealing step, the excess hydrogen in the phosphor crystal, distortion and defects of the crystal are reduced, the crystallinity of the phosphor is improved, and the phosphor surface can be expected to be modified. It is thought that it contributes to the improvement of durability.

[蛍光体の特性]
本発明の蛍光体は、以下のような特徴を有するものであることが好ましい。
水素を含む雰囲気下でアニール工程を1回以上行なうと、以下のような特徴を有する蛍
光体が得られる。これらの特徴については、後述の実施例で詳しく説明するが、耐久性試験における耐久性向上の一因と考えられる。
なお、本発明の蛍光体としては、下記(1)を満たすことが好ましく、下記(1)に加えて、さらに下記(2)〜(4)のいずれかを満たすことが特に好ましい。
[Characteristics of phosphor]
The phosphor of the present invention preferably has the following characteristics.
When the annealing step is performed once or more in an atmosphere containing hydrogen, a phosphor having the following characteristics can be obtained. Although these features will be described in detail in the examples described later, they are considered to contribute to the improvement of durability in the durability test.
The phosphor of the present invention preferably satisfies the following (1), and particularly preferably satisfies any of the following (2) to (4) in addition to the following (1).

(1)温度消光率
本発明の蛍光体は、4Kから300Kまでの温度消光率が小さいことが好ましい。
一般に、4Kにおける発光強度(フォトン数)と300Kにおける発光強度とを比較すると、300Kにおける発光強度のほうが小さくなる。これは温度消光と呼ばれ、温度消光が大きいということは、結晶欠陥などの無輻射失活経路が多いことを示していると考えられる。
アニール処理を行った蛍光体は、温度消光が小さい傾向にあり、無輻射失活経路が少ないと考えられ、発光効率だけでなく、耐久性の面でも好ましい。
4Kにおける発光強度(フォトン数)に対する、300Kにおける発光強度(フォトン数)の比を「温度消光率」とすると、温度消光率は、通常85%以上、好ましくは91%以上、より好ましくは96%以上であり、また、通常105%以下、より好ましくは100%以下である。
なお、温度消光率は、後述の実施例に記載の方法にて測定することができる。
(1) Temperature quenching rate The phosphor of the present invention preferably has a small temperature quenching rate from 4K to 300K.
In general, when the emission intensity at 4K (number of photons) is compared with the emission intensity at 300K, the emission intensity at 300K is smaller. This is called temperature quenching, and large temperature quenching is considered to indicate that there are many non-radiation deactivation paths such as crystal defects.
The phosphor subjected to the annealing treatment tends to have a low temperature quenching and is considered to have few non-radiation deactivation paths, and is preferable not only in terms of luminous efficiency but also in terms of durability.
When the ratio of the emission intensity (number of photons) at 300K to the emission intensity (number of photons) at 4K is “temperature quenching rate”, the temperature quenching rate is usually 85% or more, preferably 91% or more, more preferably 96%. In addition, it is usually 105% or less, more preferably 100% or less.
The temperature extinction rate can be measured by the method described in Examples described later.

(2)熱ルミネッセンス
本発明の蛍光体は、熱ルミネッセンスのグローカーブのサブピークが小さいことが好ましい。
本発明の蛍光体は、熱ルミネセンスのグローカーブにおいて、室温から200℃付近にピークを有するものである。なお、ピークを示す温度は、測定条件、特に、昇温速度に依存する。
従来の前記式[I]で表される蛍光体は、通常、前記のピーク(以下、「主ピーク」と称する。)の低温側に微小なピーク(以下、「サブピーク」と称する。)を有する。これに対し、アニール工程を、水素を含む雰囲気下で行った蛍光体は、このサブピークの強度が小さい傾向にある。これは、水素を含む雰囲気下でアニール工程を行った蛍光体は、耐久性に悪影響を及ぼすと推測される浅いトラップが少なくなっているか、または、存在しないものと考えられる。
本発明の蛍光体は、主ピーク強度に対するサブピーク強度の比率を「TLサブピーク比」とすると、昇温速度20K/分で測定した熱ルミネセンスのグローカーブにおいて、TLサブピーク比が、0.05%以下であることが好ましく、0.02%以下であることがさらに好ましく、TLサブピークが存在しないことが最も好ましい。
なお、熱ルミネッセンスは、後述の実施例に記載の方法にて測定することができる。
(2) Thermoluminescence The phosphor of the present invention preferably has a small subpeak of the thermoluminescence glow curve.
The phosphor of the present invention has a peak from room temperature to around 200 ° C. in the thermoluminescence glow curve. In addition, the temperature which shows a peak is dependent on measurement conditions, especially a temperature increase rate.
The conventional phosphor represented by the formula [I] usually has a minute peak (hereinafter referred to as “sub-peak”) on the low temperature side of the peak (hereinafter referred to as “main peak”). . On the other hand, a phosphor obtained by performing the annealing process in an atmosphere containing hydrogen tends to have a small intensity of the sub-peak. This is probably because phosphors subjected to an annealing process in an atmosphere containing hydrogen have few or no shallow traps presumed to adversely affect durability.
The phosphor of the present invention has a TL subpeak ratio of 0.05% in a thermoluminescence glow curve measured at a heating rate of 20 K / min, where the ratio of the subpeak intensity to the main peak intensity is “TL subpeak ratio”. Or less, more preferably 0.02% or less, and most preferably no TL subpeak is present.
In addition, thermoluminescence can be measured by the method as described in the below-mentioned Example.

(3)赤外吸収(FT−IR)スペクトル
本発明の蛍光体は、赤外吸収(FT−IR)スペクトルにおいて900cm−1付近の吸光度が減少していることが好ましい。
本発明の蛍光体は、FT−IRスペクトルにおいて、900cm−1付近にSi−OHに由来すると考えられる吸収ピークを有する。水素を含む雰囲気下でアニール工程を行った蛍光体は、この900cm−1付近での吸収が小さい傾向にある。これは、蛍光特性に悪影響を及ぼすと推測されるSi−OH基が少ないためと考えられる。
即ち、本発明の蛍光体は、FT−IRスペクトルにおいて、750cm−1の吸収ピークを100%として規格化した場合の900cm−1付近の吸収ピーク強度は小さい方が好ましい。換言すると、900cm−1付近(850〜930cmcm−1)に位置する吸収ピーク(透過率の最小値を示すものである。)は、大きい方が好ましい。
具体的には、本発明の蛍光体は、FT−IRスペクトルにおいて、750cm−1の吸収ピークを100%として規格化した場合の900cm−1付近の吸収ピーク強度(即ち
、透過率の最小値)は、90%以上が好ましく、92%以上が更に好ましく、94%以上であることが特に好ましい。
(3) Infrared absorption (FT-IR) spectrum It is preferable that the phosphor of the present invention has a reduced absorbance in the vicinity of 900 cm -1 in the infrared absorption (FT-IR) spectrum.
Phosphor of the present invention, the FT-IR spectrum has an absorption peak considered to be derived from Si-OH in the vicinity of 900 cm -1. A phosphor subjected to an annealing process in an atmosphere containing hydrogen tends to have a small absorption in the vicinity of 900 cm −1 . This is considered because there are few Si-OH groups estimated to have a bad influence on a fluorescence characteristic.
That is, the phosphor of the present invention, the FT-IR spectrum, absorption peak intensity near 900 cm -1 in the case of normalizing the absorption peak of 750 cm -1 as 100% preferably small is preferred. In other words, 900 cm (in which the minimum value of the transmittance.) -1 near the absorption peak located at (850~930Cmcm -1) is larger is preferable.
Specifically, the phosphor of the present invention, the FT-IR spectrum, absorption peak intensity near 900 cm -1 in the case of normalizing the absorption peak of 750 cm -1 as 100% (i.e., the minimum value of the transmittance) Is preferably 90% or more, more preferably 92% or more, and particularly preferably 94% or more.

(4)耐久性試験
本発明の蛍光体は、長時間使用した場合でもその発光強度が低下し難い性質を有する。具体的な範囲を挙げると、本発明の蛍光体は、気温85℃、相対湿度85%の環境下での耐久性試験において、通常200時間以上、好ましくは500時間以上、より好ましくは600時間以上、特に好ましくは800時間以上安定なものである。この場合、安定である時間は長ければ長い方が好ましいが、通常1000時間もあれば十分である。なお、ここで「安定である」とは、耐久性試験前の発光強度に対する耐久性試験後の発光強度の割合が70%以上となっていることを言う。該耐久性の評価は、山勝電子工業社のLEDエージングシステムを用いて、気温85℃、相対湿度85%の環境下で20mAを通電させることにより行えるが、この他同様の装置を用いて行ってもよい。
(4) Durability test The phosphor of the present invention has a property that its light emission intensity is hardly lowered even when used for a long time. As a specific range, the phosphor of the present invention is usually 200 hours or more, preferably 500 hours or more, more preferably 600 hours or more in a durability test under an environment where the temperature is 85 ° C. and the relative humidity is 85%. Particularly preferably, it is stable for 800 hours or more. In this case, the longer the stable time, the better. However, 1000 hours is usually sufficient. Here, “stable” means that the ratio of the emission intensity after the durability test to the emission intensity before the durability test is 70% or more. The durability can be evaluated by energizing 20 mA in an environment with a temperature of 85 ° C. and a relative humidity of 85% using an LED aging system of Yamakatsu Electronics Co., Ltd. May be.

中でも、アニール工程を経て得られた本発明の蛍光体は、この本発明の蛍光体を6重量%の濃度でシリコーン樹脂中に分散させ、気温85℃、相対湿度85%の環境下、電流密度255mA/mm、発光出力0.25〜0.35W/mmで500時間通電させた後のJIS Z 8701に基づく色度座標CIE色度座標値yが、通電前のJIS Z
8701に基づく色度座標CIE色度座標値yに対して、通常±30%の範囲内、好ましくは±25%の範囲内、より好ましくは±20の範囲内の値である。
Among them, the phosphor of the present invention obtained through the annealing step is obtained by dispersing the phosphor of the present invention in a silicone resin at a concentration of 6% by weight, under an environment where the temperature is 85 ° C. and the relative humidity is 85%, the current density. The chromaticity coordinate CIE chromaticity coordinate value y based on JIS Z 8701 after energizing for 500 hours at 255 mA / mm 2 and the light emission output of 0.25 to 0.35 W / mm 2 is JIS Z before energization.
The chromaticity coordinate CIE chromaticity coordinate value y based on 8701 is usually a value within a range of ± 30%, preferably within a range of ± 25%, and more preferably within a range of ± 20.

上記の電流密度、及び発光出力の励起光としては、例えば、C460EZ290(Cree社製、波長範囲455nm〜457.4nm)に20mAを通電し、蛍光体に励起光を照射すればよい。また、このとき蛍光体を分散するシリコーン樹脂としては、信越化学工業社製SCR1101が挙げられる。   For example, C460EZ290 (manufactured by Cree, wavelength range 455 nm to 457.4 nm) may be energized with 20 mA as the above-described current density and light emission output excitation light, and the phosphor may be irradiated with excitation light. Moreover, as a silicone resin which disperse | distributes fluorescent substance at this time, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. SCR1101 is mentioned.

本発明の蛍光体が、アニール工程を有することで前記のように優れた耐久性を発揮できる理由は明らかではないが、本発明者らの検討によれば、光によって励起された電子やホールがトラップされる格子欠陥の数が減少するためであると推察される。   The reason why the phosphor of the present invention can exhibit excellent durability as described above by having an annealing step is not clear, but according to the study by the present inventors, electrons and holes excited by light are not present. This is probably because the number of lattice defects trapped is reduced.

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。ただし、本発明はその要旨を逸脱しない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
[蛍光体の測定方法]
後述の各実施例、及び比較例において、蛍光体粒子の各種の評価は、特に断りのない限り、以下の手法で行なった。
(発光スペクトルの測定方法)
発光スペクトルは、励起光源として150Wキセノンランプを備え、スペクトル測定装置としてマルチチャンネルCCD検出器C7041(浜松フォトニクス社製)を備える蛍光測定装置(日本分光社製)を用いて測定した。励起光源からの光を焦点距離が10cmである回折格子分光器に通し、波長455nmの励起光のみを光ファイバーを通じて蛍光体に照射した。励起光の照射により蛍光体から発生した光を焦点距離が25cmである回折格子分光器により分光し、300nm以上800nm以下の波長範囲においてスペクトル測定装置により各波長の発光強度を測定し、パーソナルコンピュータによる感度補正等の信号処理を経て発光スペクトルを得た。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless departing from the gist thereof.
[Measurement method of phosphor]
In Examples and Comparative Examples described later, various evaluations of the phosphor particles were performed by the following methods unless otherwise specified.
(Measurement method of emission spectrum)
The emission spectrum was measured using a fluorescence measuring apparatus (manufactured by JASCO Corporation) equipped with a 150 W xenon lamp as an excitation light source and a multi-channel CCD detector C7041 (manufactured by Hamamatsu Photonics) as a spectrum measuring apparatus. The light from the excitation light source was passed through a diffraction grating spectrometer having a focal length of 10 cm, and only the excitation light having a wavelength of 455 nm was irradiated to the phosphor through the optical fiber. The light generated from the phosphor by the irradiation of the excitation light is dispersed by a diffraction grating spectroscope having a focal length of 25 cm, the emission intensity of each wavelength is measured by a spectrum measuring device in a wavelength range of 300 nm to 800 nm, and a personal computer is used. An emission spectrum was obtained through signal processing such as sensitivity correction.

(発光ピーク波長、色度座標、発光ピーク強度、輝度の測定方法)
発光ピーク波長は、得られた発光スペクトルから読み取った。色度座標x、及びy(以下、それぞれCIEx、CIEyと記す場合がある。)は、JIS Z8701で規定されるXYZ表色系における色度座標であり、480nm〜800nmの波長領域のデータ
から、JIS Z8724に準じた方法で算出した。
発光ピーク強度は、発光スペクトルから読み取ったピーク強度を化成オプトニクス社製LP−B4の波長365nm励起時のピーク強度を基準値100とした相対値で表した。
また、輝度は以下のように算出した。色度座標の算出の際に計算されるXYZ表色系の刺激値Yを求めた。化成オプトニクス社製LP−B4の波長365nm励起時の刺激値Yを前記の方法で算出し、LP−B4のY値を100とした場合の、蛍光体のY値の相対値を輝度とした。
(温度消光率の測定方法)
銅ブロックに直径1.2mm、深さ1mmの穴をあけて、励起光を反射しないように黒色の塗料で塗った。その穴に蛍光体粉末を充填し、蛍光体粉末がこぼれないように厚さ1mmの石英ガラスでカバーして、温度消光率測定用の蛍光体充填テストピースを得た。
(Measurement method of emission peak wavelength, chromaticity coordinates, emission peak intensity, luminance)
The emission peak wavelength was read from the obtained emission spectrum. Chromaticity coordinates x and y (hereinafter sometimes referred to as CIEx and CIEy, respectively) are chromaticity coordinates in the XYZ color system defined by JIS Z8701, and from the data in the wavelength region of 480 nm to 800 nm, It calculated by the method according to JISZ8724.
The peak emission intensity read from the emission spectrum was expressed as a relative value with the peak intensity at the time of excitation at 365 nm wavelength of LP-B4 manufactured by Kasei Optonix as a reference value of 100.
The luminance was calculated as follows. The stimulus value Y of the XYZ color system calculated when calculating the chromaticity coordinates was obtained. The stimulation value Y at the time of excitation of wavelength 365 nm of LP-B4 manufactured by Kasei Optonics Co. was calculated by the above method, and the relative value of the Y value of the phosphor when the Y value of LP-B4 was 100 was defined as the luminance. .
(Measurement method of temperature extinction rate)
A hole having a diameter of 1.2 mm and a depth of 1 mm was formed in the copper block, and painted with a black paint so as not to reflect the excitation light. The hole was filled with phosphor powder and covered with 1 mm thick quartz glass so as not to spill the phosphor powder, to obtain a phosphor-filled test piece for measuring the temperature quenching rate.

クライオスタット(岩谷産業株式会社社製、型式CRT-006-RK01)に前記蛍光体充填テストピースを装着し、装置内を10-4Torr台まで真空排気し、液体窒素と液体ヘリウムを用いて4Kまで冷却した。その状態で波長403nmの半導体レーザー(日亜化学工業株式会社製、型式NDHV220APAE1)の光を励起光として照射し、その時に蛍光体から発生する蛍光の蛍光スペクトルを、小型ファイバマルチチャンネル分光器(OceanOptics Inc., USB2000)を用いて測定した。なお、半導体レーザーの光の照射密度は、おおよそ1マイクロワット/cm2とした。 Cryostat (Iwatani Corporation Ltd., Model CRT-006-RK01) equipped with the phosphor filling test piece, and vacuum evacuating the system until 10 -4 Torr stand until 4K using liquid nitrogen and liquid helium Cooled down. In this state, light from a semiconductor laser having a wavelength of 403 nm (manufactured by Nichia Corporation, model NDHV220APAE1) is irradiated as excitation light. Inc., USB2000). The light irradiation density of the semiconductor laser was about 1 microwatt / cm 2 .

次に、温度を20Kに変更して約5分間待機したのち、蛍光スペクトルの測定を行った。同様にして、温度を300Kまで20K刻みで変更させながら蛍光スペクトルの測定を行った。 このようにして得られた各温度の蛍光スペクトルから見積もったフォトン数と
温度の関係としてグラフ化することにより、温度消光曲線を得た。
Next, after changing the temperature to 20 K and waiting for about 5 minutes, the fluorescence spectrum was measured. Similarly, the fluorescence spectrum was measured while changing the temperature in increments of 20K up to 300K. A temperature quenching curve was obtained by graphing the relationship between the number of photons and the temperature estimated from the fluorescence spectra at each temperature thus obtained.

また、温度消光の傾向を比較する指標として、300Kにおける発光強度に対する4Kにおける発光強度の比率をもちいた。なお、通常、発光強度は、発光エネルギー数で比較するが、ここでの発光強度は、発光フォトン数とした。その理由は、低温にすることでスペクトル形状が変化するため、正しく比較するためにはフォトン数で比較する方が好ましいためである。   In addition, as an index for comparing the tendency of temperature quenching, the ratio of the emission intensity at 4K to the emission intensity at 300K was used. Usually, the emission intensity is compared by the number of emission energy, but the emission intensity here is the number of emitted photons. The reason is that the spectrum shape changes by lowering the temperature, so it is preferable to compare by the number of photons in order to compare correctly.

(熱ルミネセンスの測定方法)
銅ブロックに直径1.2mm、深さ1mmの穴をあけて、励起光を反射しないように黒色の塗料で塗った。その穴に蛍光体粉末を充填し、蛍光体粉末がこぼれないように厚さ1mmの石英ガラスでカバーして、熱ルミネセンス測定用テストピースを得た。
(Measurement method of thermoluminescence)
A hole having a diameter of 1.2 mm and a depth of 1 mm was formed in the copper block, and painted with a black paint so as not to reflect the excitation light. The hole was filled with phosphor powder, and covered with quartz glass having a thickness of 1 mm so as not to spill the phosphor powder, to obtain a test piece for thermoluminescence measurement.

クライオスタット(岩谷産業株式会社社製、型式CRT-006-RK01)の所定位置に前記テストピースを装着した。装置内を10-4Torr台まで真空排気し、液体窒素で−180℃(93K)まで冷却した。
前記テストピースの試料面の直径1.2cmの領域に、波長222nmの深紫外ランプ(ウシオ電機株式会社、型式UER20H-222B)を30分間照射した。深紫外ランプ照射終了
後、1分間待機して残光成分の発光が検出されなくなった後、20℃/分の速度でサンプ
ルの温度を上昇させた。深紫外ランプ照射後、300K付近まで昇温する間に発生する光を、回折格子分光器(リツー応用光学株式会社性, 型式MC-30N )で分光して520nm
の光を取りだし、光電子増倍管(浜松ホトニクス株式会社性, H8259-10型)でその強度を測定した。温度と発光強度の関係をグラフ化し、熱発光グローカーブとした。
The test piece was mounted at a predetermined position of a cryostat (model I / T, manufactured by Iwatani Corporation, model CRT-006-RK01). The inside of the apparatus was evacuated to the 10 −4 Torr level and cooled to −180 ° C. (93 K) with liquid nitrogen.
A region of 1.2 cm in diameter on the sample surface of the test piece was irradiated with a deep ultraviolet lamp (USHIO Inc., model UER20H-222B) having a wavelength of 222 nm for 30 minutes. After the end of the deep ultraviolet lamp irradiation, the sample was waited for 1 minute, and after the emission of the afterglow component was not detected, the temperature of the sample was increased at a rate of 20 ° C./min. The light generated while the temperature is raised to about 300 K after irradiation with the deep ultraviolet lamp is spectroscopically analyzed by a diffraction grating spectrometer (manufactured by Retsu Applied Optics Co., Ltd., model MC-30N) at 520 nm.
The light was taken out and the intensity was measured with a photomultiplier tube (Hamamatsu Photonics Co., Ltd., H8259-10 type). The relationship between temperature and emission intensity was graphed to obtain a thermoluminescence glow curve.

(フーリエ変換赤外分光スペクトル(FT-IR)の測定方法)
蛍光体サンプルを、ハロゲン化アルカリ金属化合物(KBr)に対して1重量%の割合
で混合した。得られた蛍光体混合粉末を微粉砕して錠剤成形器を固定した状態で、フーリ
エ変換赤外分光光度計(日本分光株式会社製、FT/IR-4000型)に装着し、KBr法にて測定を行なった。
(Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) measurement method)
The phosphor sample was mixed at a ratio of 1% by weight with respect to the alkali metal halide compound (KBr). The obtained phosphor mixed powder is finely pulverized and attached to a Fourier transform infrared spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, FT / IR-4000 type) in a state where the tablet molding machine is fixed. Measurements were made.

(耐久性試験方法)
第1の発光体として、青色発光ダイオード(C460EZ290:cree社製)を用い、フレームの凹部の底の電極に接着剤として銀ペーストを用いてダイボンディングした。150℃で2時間加熱し、銀ペーストを硬化させた後、青色LEDとフレームの電極とをワイヤボンディングした。ワイヤとしては直径25μmの金線を用いた。
(Durability test method)
A blue light emitting diode (C460EZ290: manufactured by Cree) was used as the first light emitter, and die bonding was performed on the electrode at the bottom of the recess of the frame using silver paste as an adhesive. After heating at 150 ° C. for 2 hours to cure the silver paste, the blue LED and the frame electrode were wire-bonded. A gold wire with a diameter of 25 μm was used as the wire.

150℃で2時間乾燥させた各蛍光体0.08gに対し、シリコーン樹脂(SCR1011:信越化学工業社製)1.415gを混合して蛍光体スラリーを作製した。該スラリーをフレームの凹部に注入し、70℃で1時間、さらに150℃で5時間加熱して硬化させ蛍光体含有部を形成し、表面実装型緑色発光装置を作製した。   To 0.08 g of each phosphor dried at 150 ° C. for 2 hours, 1.415 g of a silicone resin (SCR1011: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was mixed to prepare a phosphor slurry. The slurry was poured into a concave portion of the frame, and cured by heating at 70 ° C. for 1 hour and further at 150 ° C. for 5 hours to form a phosphor-containing portion, thereby producing a surface mount green light emitting device.

得られた発光装置に対して、温度85℃、湿度85%の環境下で、青色LEDに20mAを通電して駆動し発光させた。緑色に対する影響の高い色度座標であるCIE色度座標値yを50時間毎に室温25℃で測定し、通電開始直後の値を100としたときの割合をCIEy保持率として求めた。   The obtained light emitting device was driven to emit light by energizing the blue LED with 20 mA in an environment of a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85%. The CIE chromaticity coordinate value y, which is a chromaticity coordinate having a high influence on green, was measured every 25 hours at room temperature of 25 ° C., and the ratio when the value immediately after the start of energization was taken as 100 was determined as the CIEy retention rate.

[比較例1]
蛍光体の各原料の仕込み組成がBa:Si:Eu=2.7:4.5:0.3(モル比)となるように蛍光体原料として、BaCO3(293g)、SiO2(149g)及びEu23(29g)を十分に攪拌混合した後、アルミナるつぼに充填した。これを温度調節器つき抵抗加熱式電気炉内に置き、大気圧の大気雰囲気下、4℃/分の昇温速度で1100℃まで加熱し、その温度で6時間保持した後、室温まで放冷した。得られた試料をアルミナ乳鉢上で、100μm以下まで粉砕した。
[Comparative Example 1]
BaCO 3 (293 g), SiO 2 (149 g) are used as the phosphor material so that the charged composition of each material of the phosphor is Ba: Si: Eu = 2.7: 4.5: 0.3 (molar ratio). And Eu 2 O 3 (29 g) were thoroughly mixed with stirring and then filled into an alumina crucible. This is placed in a resistance heating electric furnace with a temperature controller, heated to 1100 ° C. at a heating rate of 4 ° C./min in an atmospheric atmosphere at atmospheric pressure, held at that temperature for 6 hours, and then allowed to cool to room temperature. did. The obtained sample was pulverized to 100 μm or less on an alumina mortar.

上記で得られた試料(177g)とSi34(34g)とを十分に攪拌混合を行った後、一次焼成として、アルミナるつぼに充填し、これを大気圧下、水素含有窒素雰囲気(窒素:水素=96:4(体積比)。以下、「窒素96体積%+水素4体積%の混合ガス」と称する。)3リットル/分での流通下で1170℃まで加熱し、その温度で6時間保持したあと、室温まで放冷した。得られた焼成粉をアルミナ乳鉢上で100μm以下になるまで粉砕した。 The sample (177 g) obtained above and Si 3 N 4 (34 g) were sufficiently stirred and mixed, and then filled into an alumina crucible as primary firing, and this was filled with a hydrogen-containing nitrogen atmosphere (nitrogen) under atmospheric pressure. : Hydrogen = 96: 4 (volume ratio), hereinafter referred to as “mixed gas of 96% by volume of nitrogen + 4% by volume of hydrogen”.) Heated to 1170 ° C. under a flow rate of 3 liters / minute, and at that temperature, 6 After holding for a period of time, it was allowed to cool to room temperature. The obtained fired powder was pulverized on an alumina mortar until it became 100 μm or less.

上記一次焼成で得られた焼成粉200gと、フラックスであるBaF2(3g)と、B
aHPO4(6g)とを十分に攪拌混合を行った後、モリブデン内張付きアルミナるつぼ
に充填し、二次焼成と して大気圧下、窒素96体積%+水素4体積%の混合ガス3リッ
トル/分での流通下で1320℃まで加熱し、その温度で20時間保持したあと室温まで放冷した。得られた焼成粉をアルミナ乳鉢上で100μm以下になるまで粉砕した。
200 g of the fired powder obtained by the primary firing, BaF 2 (3 g) as the flux, B
After agitation and mixing with aHPO 4 (6 g), it is filled in an alumina crucible with molybdenum lining, and as a secondary firing, 3 liters of mixed gas of 96 volume% nitrogen + 4 volume% hydrogen under atmospheric pressure. The mixture was heated to 1320 ° C. under a flow rate of 1 minute, held at that temperature for 20 hours, and then allowed to cool to room temperature. The obtained fired powder was pulverized on an alumina mortar until it became 100 μm or less.

上記二次焼成で得られた試料(200g)と、フラックスであるBaF2(4g) と、BaCl2(20g) と、BaHPO4(10g)とを十分に攪拌混合を行った後、アル
ミナるつぼに充填し、三次焼成として大気圧下、窒素96体積%+水素4体積%の混合ガス3リットル/分での流通下で1170℃まで加熱し、その温度で6時間保持したあと室温まで放冷した。
得られた焼成粉を、ガラスビーズを用いてスラリー化して分散を行い、60μm以下を篩により分取した後、1N塩酸で洗浄処理を行い、脱水、乾燥し、60μm以下を篩い分けすることでBa2.7Eu0.3Si6122の化学組成を持つ緑色蛍光体を得た。
The sample obtained by the secondary firing (200 g), the flux BaF 2 (4 g), BaCl 2 (20 g), and BaHPO 4 (10 g) were sufficiently stirred and mixed, and then put into an alumina crucible. Filled and heated to 1170 ° C. under a flow of 3 liters / minute of mixed gas of 96% by volume of nitrogen and 4% by volume of hydrogen at the atmospheric pressure as the third firing, held at that temperature for 6 hours, and then allowed to cool to room temperature. .
The obtained fired powder is slurried and dispersed using glass beads, and after separating 60 μm or less with a sieve, it is washed with 1N hydrochloric acid, dehydrated and dried, and sieved to 60 μm or less. A green phosphor having a chemical composition of Ba 2.7 Eu 0.3 Si 6 O 12 N 2 was obtained.

この蛍光体の室温以下の低温での発光フォトン数の温度依存性(温度消光)を他の比較
例、及び実施例の結果と共に図1に示す。この蛍光体の300Kにおける発光強度に対する4Kにおける発光強度の比率(フォトン数にて比較)は、61%であった。この蛍光体は、温度消光が大きいので、無輻射失活中心が多いものと考えられる。
FIG. 1 shows the temperature dependence (temperature quenching) of the number of emitted photons at a low temperature of room temperature or lower, together with the results of other comparative examples and examples. The ratio of the emission intensity at 4K to the emission intensity at 300K (compared by the number of photons) of this phosphor was 61%. Since this phosphor has a large temperature quenching, it is considered that there are many non-radiative deactivation centers.

また、この蛍光体の昇温速度20K/分で測定した熱ルミネセンスグローカーブを図2に示す。200℃付近に現れる主ピーク強度に対する60℃付近に現れるサブピーク強度の比率(TLサブピーク比)は、0.07%だった。   In addition, a thermoluminescence glow curve measured at a heating rate of 20 K / min of this phosphor is shown in FIG. The ratio of the sub-peak intensity appearing near 60 ° C. to the main peak intensity appearing near 200 ° C. (TL sub-peak ratio) was 0.07%.

この蛍光体のFT−IRスペクトルを図3に、その拡大図を図4に示す。FT−IRスペクトルにおいて、この蛍光体は、800〜940cm−1にあらわれるSi−OH由来と
推測される吸収ピークが大きかった。すなわち、750cm−1付近の吸収ピークを100%として規格化したときの800〜940cm−1の透過率の最小値は、89%だった。
このため、この蛍光体表面には、OH基が比較的多く存在するものと考えられる。
この蛍光体のLED点灯試験500時間後の色度座標値y維持率は、65%と低かった。
他の比較例、及び実施例と共に、これらの各種解析値、耐久性評価結果、及び発光特性をまとめて表1に示す。
FIG. 3 shows an FT-IR spectrum of this phosphor, and FIG. 4 shows an enlarged view thereof. In the FT-IR spectrum, this phosphor had a large absorption peak estimated to be derived from Si—OH appearing at 800 to 940 cm −1 . That is, the minimum value of the transmittance from 800 to 940 cm −1 when normalized with the absorption peak near 750 cm −1 as 100% was 89%.
For this reason, it is considered that a relatively large amount of OH groups are present on the surface of the phosphor.
The chromaticity coordinate value y maintenance rate after 500 hours of the LED lighting test of this phosphor was as low as 65%.
These other analytical values, durability evaluation results, and light emission characteristics are shown together with other comparative examples and examples in Table 1.

[比較例2]
比較例1で得られた蛍光体を、大気圧下、空気中700℃で20時間加熱することにより、比較例2の蛍光体を得た。
この蛍光体の300Kにおける発光強度に対する、4Kにおける発光強度の比率(フォトン数にて比較)は、83%であった。この蛍光体は、温度消光がやや大きいので、無輻射失活中心がやや多いものと考えられる。
[Comparative Example 2]
The phosphor of Comparative Example 2 was obtained by heating the phosphor obtained in Comparative Example 1 in air at 700 ° C. for 20 hours under atmospheric pressure.
The ratio of the emission intensity at 4K to the emission intensity at 300K of this phosphor (compared by the number of photons) was 83%. Since this phosphor has a slightly large temperature quenching, it is considered that there are a few more radiationless deactivation centers.

この蛍光体の熱ルミネセンスを昇温速度20K/分で測定したところ、図5に示すように、160℃付近に現れる主ピーク強度に対する10℃付近に現れるサブピーク強度の比率(TLサブピーク比)は、0.7%だった。比較例1と比べると、大きなサブピークが検出されており、空気中加熱処理により結晶欠陥が生成したものと考えられ、これが輝度低下の一因と考えられる。   When the thermoluminescence of this phosphor was measured at a heating rate of 20 K / min, as shown in FIG. 5, the ratio of the sub-peak intensity appearing near 10 ° C. to the main peak intensity appearing near 160 ° C. (TL sub-peak ratio) is It was 0.7%. Compared with Comparative Example 1, a large sub-peak is detected, and it is considered that crystal defects are generated by the heat treatment in air, which is considered to be a cause of a decrease in luminance.

この蛍光体のFT−IRスペクトルを測定したところ、この蛍光体は、800〜940cm−1にあらわれるSi−OH由来と思われる吸収ピークが大きかった。すなわち、75
0cm−1付近の吸収ピークで規格化したときの900cm−1の透過率の最小値は87%
だった。この蛍光体表面には、OH基が比較的多く存在するものと考えられる。
When the FT-IR spectrum of this phosphor was measured, this phosphor had a large absorption peak that was considered to be derived from Si—OH appearing at 800 to 940 cm −1 . That is, 75
The minimum value of transmittance at 900 cm −1 when normalized with an absorption peak near 0 cm −1 is 87%.
was. It is considered that a relatively large amount of OH groups are present on the phosphor surface.

[実施例1]
比較例2で得られた蛍光体を、大気圧下、水素(100%)フロー雰囲気中、930℃で20時間加熱することにより、実施例1の蛍光体を得た。
この蛍光体の300Kにおける発光強度に対する、4Kにおける発光強度の比率(フォトン数にて比較)は、95%であった。この蛍光体は、温度消光が小さいので、無輻射失活中心が少ないものと考えられる。
[Example 1]
The phosphor of Example 1 was obtained by heating the phosphor obtained in Comparative Example 2 at 930 ° C. for 20 hours in a hydrogen (100%) flow atmosphere at atmospheric pressure.
The ratio of the emission intensity at 4K to the emission intensity at 300K of this phosphor (compared by the number of photons) was 95%. Since this phosphor has a small temperature quenching, it is considered that there are few non-radiation deactivation centers.

この蛍光体の昇温速度20K/分で測定した熱ルミネセンスのグローカーブを図6に示す。比較例1や比較例2とは異なり、160℃付近に現れる主ピークの低温側には、ピークが存在しなかった。このことは、水素含有雰囲気下での加熱処理(アニール工程)により結晶欠陥が消滅したことを示していると考えられる。   FIG. 6 shows a glow curve of thermoluminescence measured at a heating rate of 20 K / min of this phosphor. Unlike Comparative Example 1 and Comparative Example 2, no peak was present on the low temperature side of the main peak appearing near 160 ° C. This is considered to indicate that the crystal defects disappeared by the heat treatment (annealing step) in a hydrogen-containing atmosphere.

また、FT−IRスペクトルにおいて、この蛍光体は、800〜940cm−1にあらわ
れるSi−OH由来と思われる吸収ピークが小さかった。すなわち、750cm−1付近
の吸収ピークで規格化したときの900cm−1の透過率の最小値は96%だった。この蛍
光体の表面には、比較例1や比較例2の蛍光体と比較して、OH基が少ないものと考えられ、このことが、耐久性試験における耐久性向上に効果を及ぼしていると考えられる。
耐久性試験における500時間後の色度座標値y維持率は、比較例1の蛍光体が65%であるのに対し、本実施例の蛍光体の色度座標値y維持率は、88%だった。
Moreover, in the FT-IR spectrum, this phosphor had a small absorption peak that was considered to be derived from Si—OH appearing at 800 to 940 cm −1 . That is, the minimum value of the transmittance of 900 cm -1 when normalized by the absorption peak around 750 cm -1 was 96%. The surface of this phosphor is considered to have fewer OH groups than the phosphors of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, and this has an effect on improving durability in the durability test. Conceivable.
The chromaticity coordinate value y retention rate after 500 hours in the durability test is 65% for the phosphor of Comparative Example 1, whereas the chromaticity coordinate value y retention rate of the phosphor of this example is 88%. was.

[実施例2]
比較例1の蛍光体を、大気圧下、水素(100%)フロー雰囲気中930℃で20時間加熱することにより、実施例2の蛍光体を得た。
この蛍光体の300Kにおける発光強度に対する、4Kにおける発光強度の比率(フォトン数にて比較)は、98%であった。この蛍光体は、温度消光が小さいため、無輻射失活中心が少なものと考えられる。
[Example 2]
The phosphor of Example 2 was obtained by heating the phosphor of Comparative Example 1 at 930 ° C. for 20 hours in a hydrogen (100%) flow atmosphere under atmospheric pressure.
The ratio of the emission intensity at 4K to the emission intensity at 300K of this phosphor (compared by the number of photons) was 98%. Since this phosphor has low temperature quenching, it is considered that there are few non-radiative deactivation centers.

この蛍光体の熱ルミネセンスを昇温速度20K/分で測定したところ、実施例1と同様に、160℃付近に現れる主ピークの低温側には、ピークが存在しなかった。このことは、水素中での加熱処理により結晶欠陥が消滅したことを示していると考えられる。   When the thermoluminescence of this phosphor was measured at a heating rate of 20 K / min, no peak was present on the low temperature side of the main peak appearing near 160 ° C., as in Example 1. This is considered to show that the crystal defects disappeared by the heat treatment in hydrogen.

この蛍光体のFT−IRスペクトルにおいて、この蛍光体は、800〜940cm−1
あらわれるSi−OH由来と思われる吸収ピークが小さかった。すなわち、750cm−1付近の吸収ピークで規格化したときの900cm−1の透過率の最小値は96%だった。
この蛍光体の表面には、比較例1や比較例2と比較して、OH基が少ないものと考えられる。
これらのことが、点灯試験における耐久性向上に効果を及ぼしていると考えられる。なお、本実施例の蛍光体の耐久性試験における500時間後の色度座標値y維持率は、78%だった。
In the FT-IR spectrum of this phosphor, the phosphor had a small absorption peak that appears to be derived from Si—OH appearing at 800 to 940 cm −1 . That is, the minimum value of the transmittance of 900 cm -1 when normalized by the absorption peak around 750 cm -1 was 96%.
Compared with Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the surface of this phosphor is considered to have fewer OH groups.
These are considered to have an effect on durability improvement in the lighting test. In addition, the chromaticity coordinate value y maintenance rate after 500 hours in the durability test of the phosphor of this example was 78%.

[実施例3]
比較例1の蛍光体を、大気圧下、4体積%水素+96体積%窒素フロー雰囲気中、1000℃で10時間加熱することにより、実施例3の蛍光体を得た。
この蛍光体の300Kにおける発光強度に対する、4Kにおける発光強度の比率(フォトン数にて比較)は、89%であった。この蛍光体は、温度消光が小さいので、無輻射失活中心が少ないものと考えられる。
[Example 3]
The phosphor of Example 3 was obtained by heating the phosphor of Comparative Example 1 at 1000 ° C. for 10 hours in an atmosphere of 4% by volume hydrogen + 96% by volume nitrogen under atmospheric pressure.
The ratio of the emission intensity at 4K to the emission intensity at 300K (compared by the number of photons) of this phosphor was 89%. Since this phosphor has a small temperature quenching, it is considered that there are few non-radiation deactivation centers.

この蛍光体の熱ルミネセンスを昇温速度20K/分で測定したところ、実施例1と同様に、160℃付近に現れる主ピークの低温側には、ピークが存在しなかった。このことは、水素窒素混合ガス中での加熱処理により結晶欠陥が消滅したことを示していると考えられる。   When the thermoluminescence of this phosphor was measured at a heating rate of 20 K / min, no peak was present on the low temperature side of the main peak appearing near 160 ° C., as in Example 1. This is considered to indicate that the crystal defects disappeared by the heat treatment in the hydrogen nitrogen mixed gas.

この蛍光体のFT−IRスペクトルにおいて、この蛍光体は、800〜940cm−1
あらわれるSi−OH由来と思われる吸収ピークが小さかった。すなわち、750cm−1付近の吸収ピークで規格化したときの900cm−1の透過率の最小値は94%だった。
この蛍光体の表面には、比較例1や比較例2と比較して、OH基が少ないものと考えられる。
このことが、耐久性試験における耐久性向上に効果を及ぼしていると考えられる。なお、本実施例の蛍光体の耐久性試験500時間後の色度座標値y維持率は、87%だった。

Figure 2010174181
In the FT-IR spectrum of this phosphor, the phosphor had a small absorption peak that appears to be derived from Si—OH appearing at 800 to 940 cm −1 . That is, the minimum value of the transmittance of 900 cm -1 when normalized by the absorption peak around 750 cm -1 was 94%.
Compared with Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the surface of this phosphor is considered to have fewer OH groups.
This is considered to have an effect on the durability improvement in the durability test. In addition, the chromaticity coordinate value y maintenance rate after 500 hours of the durability test of the phosphor of this example was 87%.
Figure 2010174181

本発明の蛍光体は、産業上の任意の分野で使用することができ、例えば、発光装置に用いることができる。中でも、本発明の蛍光体は、従来から白色発光装置に多く使用されているYAG:Ce蛍光体に比べて温度上昇に伴う発光効率の低下が通常は小さいため、白
色発光装置に用いて好適である。
The phosphor of the present invention can be used in any industrial field, for example, in a light emitting device. Among them, the phosphor of the present invention is suitable for use in a white light-emitting device because the decrease in light emission efficiency accompanying a temperature rise is usually smaller than that of a YAG: Ce phosphor that has been widely used in white light-emitting devices. is there.

また、本発明の蛍光体の用途は広く、照明又はディスプレイ等の画像表示装置の分野に使用できる。中でも一般照明用LEDで特に高出力ランプ、とりわけ高輝度で色再現範囲の広いバックライト用白色LEDを実現する目的に適している。   The phosphor of the present invention is widely used and can be used in the field of image display devices such as lighting or displays. Among them, the LED for general illumination is particularly suitable for the purpose of realizing a high-power lamp, particularly a white LED for backlight having a high luminance and a wide color reproduction range.

Claims (1)

4Kにおけるフォトン数で示される発光強度に対する、300Kにおけるフォトン数で示される発光強度の比が85%以上105%以下であり、かつ、
下記式[I]で表される化学組成を有する結晶相を含有する
ことを特徴とする、酸窒化物蛍光体。
Ba3-xEuSi6122 [I]
(但し、上記式[I]中、 xは、0.00001≦x≦3を満たす数を表す。)
The ratio of the emission intensity indicated by the number of photons at 300K to the emission intensity indicated by the number of photons at 4K is 85% or more and 105% or less, and
An oxynitride phosphor containing a crystal phase having a chemical composition represented by the following formula [I].
Ba 3-x Eu x Si 6 O 12 N 2 [I]
(However, in the above formula [I], x represents a number satisfying 0.00001 ≦ x ≦ 3.)
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