JP2010185009A - Raw material mixture for nitride-based or oxynitride-based fluorescent material and method for producing nitride-based or oxynitride-based fluorescent material - Google Patents

Raw material mixture for nitride-based or oxynitride-based fluorescent material and method for producing nitride-based or oxynitride-based fluorescent material Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nitride-based or oxynitride-based fluorescent material having light-emission intensity higher than heretofore. <P>SOLUTION: The nitride-based or oxynitride-based fluorescent material having light-emission intensity higher than that of a conventional fluorescent material obtained by a conventional method is obtained by using a raw material mixture for the nitride-based or oxynitride-based fluorescent material, which contains an europium siliconitride powder including trivalent europium. A method for producing the raw material mixture for the fluorescent material includes mechanically mixing the europium-containing siliconitride powder and a host crystal raw material compound. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、発光イオンとしてユーロピウムを含有する窒化物系または酸窒化物系の蛍光体の合成に用いる原料混合物に関するものであり、特にユーロピウム源としてユーロピウム含有珪窒化物粉末を含有する窒化物系または酸窒化物系の蛍光体原料粉末に関する。   The present invention relates to a raw material mixture used for the synthesis of a nitride-based or oxynitride-based phosphor containing europium as a light-emitting ion, and in particular, a nitride-based material containing europium-containing silicon nitride powder as a europium source or The present invention relates to an oxynitride-based phosphor raw material powder.

蛍光体は、蛍光表示管(VFD)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、陰極線管(CRT)、白色発光ダイオード(LED)などに広く用いられている。
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、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蛍光体は励起されて、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たり、或いは、励起源の出力の増大に起因する、蛍光体動作温度の上昇による蛍光体の輝度低下といった問題があり、輝度低下の少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、窒化物系の蛍光体や酸窒化物系の蛍光体が提案されている。
Phosphors are widely used in fluorescent display tubes (VFD), field emission displays (FED), plasma display panels (PDP), cathode ray tubes (CRT), white light emitting diodes (LEDs) and the like.
In any application, in order to make the phosphor emit light, it is necessary to supply the phosphor with energy for exciting the phosphor, and it has high energy such as vacuum ultraviolet rays, ultraviolet rays, electron beams, and blue light. The phosphor is excited by the excitation source and emits visible light.
However, as a result of exposure of the phosphor to the excitation source as described above, the brightness of the phosphor decreases or the brightness of the phosphor decreases due to an increase in the phosphor operating temperature due to an increase in the output of the excitation source. Thus, there is a demand for phosphors with less luminance reduction. Therefore, instead of conventional phosphors such as silicate phosphors, phosphate phosphors, aluminate phosphors, and sulfide phosphors, nitride-based phosphors and oxynitrides are used as phosphors with low luminance reduction. Physical phosphors have been proposed.

上記窒化物系または酸窒化物系の蛍光体の例として、α−サイアロン蛍光体がある(下記特許文献1参照)。このサイアロン蛍光体は、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)、炭酸カルシウム(CaCO)、酸化ユーロピウム(Eu)、を所定のモル比に混合し、10気圧(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Euイオンを固溶したαサイアロンは、450から500nmの青色光で励起されて550〜600nm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。 An example of the nitride-based or oxynitride-based phosphor is an α-sialon phosphor (see Patent Document 1 below). This sialon phosphor is manufactured by a manufacturing process generally described below. First, silicon nitride (Si 3 N 4 ), aluminum nitride (AlN), calcium carbonate (CaCO 3 ), europium oxide (Eu 2 O 3 ) are mixed at a predetermined molar ratio, and in nitrogen at 10 atm (1 MPa) In the above, it is manufactured by holding at a temperature of 1700 ° C. for 1 hour and firing by a hot press method (see, for example, Patent Document 1). It has been reported that α sialon in which Eu ions obtained by this process are dissolved is a phosphor that emits yellow light of 550 to 600 nm when excited by blue light of 450 to 500 nm.

特許文献2には、MSi(MはII価の元素または希土類元素)と同一の結晶構造を持つ蛍光体が記載されている。また、特許文献3には、MSi(MはII価の元素)からなる蛍光体が記載されている。この蛍光体は、M元素をCaとした場合は黄色の発光を、Srとした場合は黄緑色の発光を、Baとした場合は青緑色の発光を示す。 Patent Document 2 describes a phosphor having the same crystal structure as M 2 Si 5 N 8 (M is an II-valent element or rare earth element). Patent Document 3 describes a phosphor made of MSi 2 O 2 N 2 (M is a II-valent element). This phosphor emits yellow light when the element M is Ca, yellow-green light when it is Sr, and blue-green light when it is Ba.

別の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体として、例えば、特許文献4には、MSi、MSi、MSi11、MSi1123、M16Si1532、M13Si18Al121836、MSiAlON、MSiAlON10(ただし、MはII価の元素または希土類元素)を母体結晶として、これにEuやCeを付活した蛍光体が記載されており、これらの中には黄色に発光する蛍光体も記載されている。また、これらの蛍光体を用いたLED照明ユニットが知られている。 As another nitride-based or oxynitride-based phosphor, for example, Patent Document 4 includes MSi 3 N 5 , M 2 Si 4 N 7 , M 4 Si 6 N 11 , M 9 Si 11 N 23 , M 16 Si 15 O 6 N 32 , M 13 Si 18 Al 12 O 18 N 36 , MSi 5 Al 2 ON 9 , M 3 Si 5 AlON 10 (where M is a II-valent element or rare earth element) as a base crystal, In this, phosphors activated with Eu or Ce are described, and among these, phosphors emitting yellow light are also described. Also, LED lighting units using these phosphors are known.

更に、CaSiN(下記特許文献5参照)、CaSiAlN(下記非特許文献1参照)、SrSiAlN(下記非特許文献2参照)、Sr−α−サイアロン(下記非特許文献3参照)、β−サイアロン(下記非特許文献4参照)などが報告されている。 Furthermore, CaSiN 2 (see the following Patent Document 5), CaSiAlN 3 (see the following Non-Patent Document 1), SrSiAlN 3 (see the following Non-Patent Document 2), Sr-α-sialon (see the following Non-Patent Document 3), β- Sialon (see Non-Patent Document 4 below) has been reported.

蛍光体を用いた照明装置の従来技術として、青色発光ダイオード素子と青色吸収黄色発光蛍光体との組み合わせによる白色発光ダイオードが公知であり、各種照明用途に実用化されている。その代表例としては、特許第2900928号「発光ダイオード」(特許文献6)、特許第2927279号(特許文献7)「発光ダイオード」、特許第3364229号(特許文献8)「波長変換注型材料及びその製造方法並びに発光素子」などが例示される。
これらの発光ダイオードで、特によく用いられている蛍光体は一般式(Y、Gd)(Al、Ga)12:Ce3+で表わされる、セリウムで付活したイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体である。
As a prior art of a lighting device using a phosphor, a white light emitting diode using a combination of a blue light emitting diode element and a blue absorbing yellow light emitting phosphor is known and has been put to practical use in various lighting applications. Representative examples thereof include Japanese Patent No. 2900928 “Light Emitting Diode” (Patent Document 6), Japanese Patent No. 2927279 (Patent Document 7) “Light Emitting Diode”, Japanese Patent No. 3364229 (Patent Document 8) “Wavelength Conversion Casting Material and Examples of the manufacturing method and the light-emitting element ”are given.
In these light-emitting diodes, a phosphor that is particularly often used is a cerium-activated yttrium-aluminum-garnet-based fluorescence represented by the general formula (Y, Gd) 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce 3+ Is the body.

このような照明装置は、例えば、特許文献9、特許文献10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。   Such an illuminating device can be manufactured by the well-known method as described in patent document 9, patent document 10, etc., for example.

特開2002−363554号公報JP 2002-363554 A 特開2006−206729号公報JP 2006-206729 A 特開2004−277547号公報JP 2004-277547 A 特開2003−206481号公報JP 2003-206481 A 特開2002−322474号公報JP 2002-322474 A 特許第2900928号公報Japanese Patent No. 2900928 特許第2927279号公報Japanese Patent No. 2927279 特許第3364229号公報Japanese Patent No. 3364229 特開平5−152609号公報JP-A-5-152609 特開平7−99345号公報JP-A-7-99345

Physica Status Solodi, A 203 (2006) 2712Physica Status Solodi, A 203 (2006) 2712 J. Solid State Chemistry,ChemJ. et al. Solid State Chemistry, Chem 第55回応用物理学会講演会予稿集 No.3, 1522, 29p−ZJ−10 (2008)Proceedings of the 55th Japan Society of Applied Physics 3, 1522, 29p-ZJ-10 (2008) Appl. Phys. Lett.,(2005) 86:21195Appl. Phys. Lett. , (2005) 86: 2195

発光イオンとしてユーロピウムを用いる窒化物系または酸窒化物系の蛍光体の従来の製造過程では、III価の価数を持つ酸化ユーロピウム或いは窒化ユーロピウムを含有する原料混合物が一般に用いられてきた。この場合、III価のユーロピウムは焼成過程でII価に還元されて、母体結晶中に取り込まれる。しかしながら、近年、これらの蛍光体中にはIII価のユーロピウムが相当量残留していることが明らかとなった。III価のユーロピウムの残留は、蛍光体の化学量論組成からの乖離をもたらし、その結果、十分に高い発光強度が得られないと言った問題があった。
加えて、窒化ユーロピウムは化学的安定性に乏しく、大気中での取り扱いは困難である。そのため、十分に管理されたグローブボックス等により厳重に空気と遮断された環境下で試料調整を行う必要があり、工程の複雑化や製造コストの上昇と言った問題があった。更に、グローブボックスと焼成炉が一体となった構造の製造設備を用いない限りは、焼成炉への試料の設置、真空引き等の工程で空気と接触させざるを得ないため不純物酸素が多く混入し、これも発光強度低下の原因となっていた。
In a conventional manufacturing process of a nitride-based or oxynitride-based phosphor using europium as a light-emitting ion, a raw material mixture containing europium oxide or europium nitride having a valence of III has been generally used. In this case, the valence III europium is reduced to the valence II during the calcination process and taken into the host crystal. However, in recent years, it has been clarified that a considerable amount of trivalent europium remains in these phosphors. The residue of trivalent europium causes a deviation from the stoichiometric composition of the phosphor, and as a result, there is a problem that a sufficiently high emission intensity cannot be obtained.
In addition, europium nitride has poor chemical stability and is difficult to handle in the atmosphere. Therefore, it is necessary to prepare the sample in an environment that is strictly cut off from air by a well-controlled glove box or the like, and there are problems such as complicated processes and increased manufacturing costs. Furthermore, unless manufacturing equipment with a structure in which the glove box and the baking furnace are integrated is used, a large amount of impurity oxygen is mixed because the sample must be brought into contact with air in the steps of placing the sample in the baking furnace and vacuuming. However, this also caused a decrease in emission intensity.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、従来の方法よりもさらに高い発光強度を示す窒化物系または酸窒化物系の蛍光体の製造を可能とする原料混合物を提供するものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a raw material mixture that enables the production of a nitride-based or oxynitride-based phosphor exhibiting a higher emission intensity than conventional methods. is there.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、II価の価数を持つユーロピウムからなるユーロピウム珪窒化物粉末を含有する窒化物系または酸窒化物系の蛍光体原料混合物を用いることにより、III価の価数を持つ酸化ユーロピウム或いは窒化ユーロピウムを含有する原料を用いた場合よりも高い発光強度が得られることを見出し、以下に示す本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have obtained a nitride-based or oxynitride-based phosphor raw material containing europium siliconitride powder made of europium having a valence of II. By using the mixture, it has been found that a higher emission intensity can be obtained than when a raw material containing europium oxide or europium nitride having a valence of III is used, and the present invention shown below has been completed.

(1) ユーロピウム含有珪窒化物粉末を含有することを特徴とする窒化物系または酸窒化物系の蛍光体原料混合物。
(2) 前記ユーロピウム含有珪窒化物粉末が、(Eu,M1−x)SiN,(Eu,M1−xSi,(Eu,M1−x)Si(Mは、アルカリ土類金属元素、Euを除くII価のランタニド系希土類元素から選ばれる一種以上。0<x≦1)から選ばれる1種以上であることを特徴とする(1)に記載の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体原料混合物。
(3) 平均粒径が100μm以下であることを特徴とする(1)または(2)に記載の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体原料混合物。
(4) 前記ユーロピウム含有珪窒化物粉末と、Si,Al,アルカリ土類金属元素、Euを除くII価のランタニド系希土類元素、Sc、Y、III価のランタニド系希土類元素から選ばれる元素を含有する母体結晶原料化合物とを含むことを特徴とする(1)乃至(3)の何れか一項に記載の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体原料混合物。
(5) 前記母体結晶原料化合物が、Si、SrSi、AlN、Ca、Si、Sr、CaSi、SrSi、SrO、SrCO、BaCO、SiO、CaSiN、SrSiN、の何れか2種以上を含むものであることを特徴とする(4)に記載の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体原料混合物。
(6) ユーロピウム含有珪窒化物粉末を含有する窒化物系または酸窒化物系の蛍光体原料混合物を用いることを特徴とする窒化物系または酸窒化物系の蛍光体の製造方法。
(7) ユーロピウム含有珪窒化物粉末を含有する窒化物系または酸窒化物系の蛍光体原料混合物を焼成することを特徴とする窒化物系または酸窒化物系の蛍光体の製造方法。
(8) 前記ユーロピウム含有珪窒化物粉末が、(Eu,M1−x)SiN,(Eu,M1−xSi,(Eu,M1−x)Si(Mは、アルカリ土類金属元素、Euを除くII価のランタニド系希土類元素から選ばれる一種以上。0<x≦1)から選ばれる1種以上であることを特徴とする(6)または(7)に記載の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体の製造方法。
(9) 前記蛍光体原料混合物として、(1)乃至(5)の何れか一項に記載の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体原料混合物を用いることを特徴とする(6)または(7)に記載の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体の製造方法。
(10) 前記蛍光体原料混合物を、嵩密度40%以下の充填率に保持した状態で焼成することを特徴とする(6)乃至(9)の何れか一項に記載の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体の製造方法。
(11) 種子物質として、目的とする蛍光体の粉末を、前記蛍光体原料混合物100質量部に対し1〜50質量部の範囲で添加して焼成することを特徴とする(6)乃至(10)の何れか一項に記載の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体の製造方法。
(12) 前記蛍光体原料混合物を、0.1MPa以上100MPa以下の圧力の窒素雰囲気中において、1400℃以上2200℃以下の焼成温度で焼成することを特徴とする(6)乃至(11)の何れか一項に記載の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体の製造方法。
(13) 前記蛍光体原料混合物を、炭素若しくは炭素含有化合物の共存下で焼成することを特徴とする(6)乃至(12)の何れか一項に記載の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体の製造方法。
(1) A nitride-based or oxynitride-based phosphor raw material mixture containing europium-containing siliconitride powder.
(2) the europium-containing珪窒compound powder, (Eu x, M 1- x) SiN 2, (Eu x, M 1-x) 2 Si 5 N 8, (Eu x, M 1-x) Si 6 N 8 (M is at least one selected from alkaline earth metal elements and II-valent lanthanide-based rare earth elements excluding Eu. 0 <x ≦ 1) (1) 4. A nitride-based or oxynitride-based phosphor raw material mixture described in 1.
(3) The nitride-based or oxynitride-based phosphor raw material mixture according to (1) or (2), wherein the average particle size is 100 μm or less.
(4) Contains the europium-containing silicon nitride powder and elements selected from Si, Al, alkaline earth metal elements, II-valent lanthanide rare earth elements excluding Eu, Sc, Y, and III-valent lanthanide rare earth elements The nitride-based or oxynitride-based phosphor raw material mixture according to any one of (1) to (3), including a base crystal raw material compound.
(5) The base crystal raw material compound is Si 3 N 4 , SrSi 2 , AlN, Ca 3 N 2 , Si 3 N 4 , Sr 3 N 2 , CaSi 2 , SrSi 2 , SrO, SrCO 3 , BaCO 3 , SiO 2 , the nitride-based or oxynitride-based phosphor raw material mixture according to (4), which contains any two or more of CaSiN 2 and SrSiN 2 .
(6) A method for producing a nitride-based or oxynitride-based phosphor, comprising using a nitride-based or oxynitride-based phosphor raw material mixture containing a europium-containing silicon nitride powder.
(7) A method for producing a nitride-based or oxynitride-based phosphor, comprising firing a nitride-based or oxynitride-based phosphor raw material mixture containing a europium-containing silicon nitride powder.
(8) the europium-containing珪窒compound powder, (Eu x, M 1- x) SiN 2, (Eu x, M 1-x) 2 Si 5 N 8, (Eu x, M 1-x) Si 6 N 8 (M is at least one selected from alkaline earth metal elements and II-valent lanthanide rare earth elements excluding Eu. 0 <x ≦ 1) (6) Or the method for producing a nitride-based or oxynitride-based phosphor according to (7).
(9) The phosphor raw material mixture according to any one of (1) to (5) is used as the phosphor raw material mixture (6) or (6) 7) A method for producing a nitride-based or oxynitride-based phosphor.
(10) The nitride material or the acid according to any one of (6) to (9), wherein the phosphor raw material mixture is fired in a state where the bulk density is maintained at a filling rate of 40% or less. A method for producing a nitride-based phosphor.
(11) The target phosphor powder is added in the range of 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the phosphor raw material mixture as a seed material, and fired. The method for producing a nitride-based or oxynitride-based phosphor according to any one of the above.
(12) The phosphor raw material mixture is fired at a firing temperature of 1400 ° C. to 2200 ° C. in a nitrogen atmosphere at a pressure of 0.1 MPa to 100 MPa. A method for producing a nitride-based or oxynitride-based phosphor according to claim 1.
(13) The phosphor raw material mixture is baked in the presence of carbon or a carbon-containing compound. The nitride or oxynitride type according to any one of (6) to (12) A method for producing a phosphor.

上記の構成によれば、従来の方法よりもさらに高い発光強度を有する窒化物系または酸窒化物系の蛍光体を得ることが出来る。   According to the above configuration, a nitride-based or oxynitride-based phosphor having higher emission intensity than the conventional method can be obtained.

以下、本発明の実施形態である窒化物系または酸窒化物系の蛍光体原料混合物について詳しく説明する。
本発明の実施形態である窒化物系または酸窒化物系の蛍光体原料混合物(以下、蛍光体原料混合物という)は、発光イオンとしてユーロピウムを含有する窒化物系または酸窒化物系の蛍光体の合成に用いる原料混合物である。目的とする蛍光体の母体結晶としては、ASiN,ASi,ASi,ASi10,AAlSiN,AAl,AAlN,ARSi、ASi、ASi、ASi11、ASi1123、A16Si1532、A13Si18Al121836、ASiAlON、ASiAlON10、ASi,AlN,α−サイアロン、β−サイアロン、SrSi30−nAl2+n46−n,BaSi12、AAlSi(A;アルカリ土類金属元素、Euを除くII価のランタニド系希土類元素から選ばれる一種以上、R;Sc、Y及びIII価のランタニド系希土類元素から選ばれる一種以上)などを例示することができる。
Hereinafter, the nitride-based or oxynitride-based phosphor raw material mixture which is an embodiment of the present invention will be described in detail.
A nitride-based or oxynitride-based phosphor raw material mixture (hereinafter referred to as a phosphor raw material mixture) according to an embodiment of the present invention is a nitride-based or oxynitride-based phosphor containing europium as a light-emitting ion. It is a raw material mixture used for synthesis. As the host crystal of the target phosphor, ASiN 2 , A 2 Si 5 N 8 , ASi 6 N 8 , ASi 7 N 10 , AAlSiN 3 , A 3 Al 2 N 4 , A 3 AlN 3 , ARSi 4 N 7 , ASi 3 N 5, A 2 Si 4 N 7, A 4 Si 6 N 11, A 9 Si 11 N 23, A 16 Si 15 O 6 N 32, A 13 Si 18 Al 12 O 18 N 36, ASi 5 Al 2 ON 9 , A 3 Si 5 AlON 10 , ASi 2 N 2 O 2 , AlN, α-sialon, β-sialon, Sr 6 Si 30-n Al 2 + n On N 46-n , Ba 3 Si 6 O 12 N 2, AAlSi 4 N 7 (a ; alkaline earth metal elements, one or more selected from II-valent lanthanide rare earth elements except Eu, R; Sc, Y and III valent La One or more selected from Tanido rare earth element) and the like can be exemplified.

上記の蛍光体原料混合物には、発光イオンであるEu源として、(Eu,M1−x)SiN,(Eu,M1−xSi,(Eu,M1−x)Si(Mは、アルカリ土類金属元素、Euを除くII価のランタニド系希土類元素から選ばれる一種以上。0<x≦1)から選ばれる1種以上のユーロピウム含有珪窒化物粉末と、所望の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体の母体結晶組成を得るための、Si,Al,アルカリ土類金属元素、Euを除くII価のランタニド系希土類元素、Sc、Y、III価のランタニド系希土類元素から選ばれる元素を含有する母体結晶原料化合物とからなる。 The above phosphor raw material mixture, as Eu source is a light emitting ion, (Eu x, M 1- x) SiN 2, (Eu x, M 1-x) 2 Si 5 N 8, (Eu x, M 1 -X ) Si 6 N 8 (M is at least one selected from alkaline earth metal elements and II-valent lanthanide-based rare earth elements excluding Eu. One or more europium-containing silicon nitrides selected from 0 <x ≦ 1) Si, Al, alkaline earth metal elements, II-valent lanthanide rare earth elements excluding Eu, Sc, Y, for obtaining a host crystal composition of a desired powder and a desired nitride or oxynitride phosphor And a parent crystal raw material compound containing an element selected from trivalent lanthanide-based rare earth elements.

発光イオンであるEu源として、(Eu,M1−x)SiN,(Eu,M1−xSi,(Eu,M1−x)Si(Mは、アルカリ土類金属元素、Euを除くII価のランタニド系希土類元素から選ばれる一種以上。0<x≦1)から選ばれる1種以上のユーロピウム含有珪窒化物粉末を用いることにより、酸化ユーロピウムや窒化ユーロピウムを用いた場合よりも高い発光強度を得ることが出来る。 As Eu source is a light emitting ion, (Eu x, M 1- x) SiN 2, (Eu x, M 1-x) 2 Si 5 N 8, (Eu x, M 1-x) Si 6 N 8 (M Is one or more selected from alkaline earth metal elements and II-valent lanthanide rare earth elements excluding Eu. By using one or more europium-containing silicon nitride powders selected from 0 <x ≦ 1), europium oxide Further, it is possible to obtain a higher emission intensity than when using europium nitride.

また、本発明の蛍光体原料混合物に、種子として予め合成した目的とする蛍光体の粉末を添加してもよい。種子が添加されると、合成反応が促進されるため、低温での合成が可能となったり、より結晶度の高い蛍光体が得られて、発光強度が向上したりする。種子の添加量は、蛍光体原料混合物100質量部に対し、1〜50質量部の範囲である。
さらに、必要に応じて本発明の蛍光体原料混合物にフラックスを加えても良い。フラックスとしては、アルカリ金属のハロゲン化物あるいはアルカリ土類金属のハロゲン化物などが使用可能であるが、例えば、蛍光体原料混合物100質量部に対し、0.01〜20質量部の範囲で添加する。
本発明の蛍光体原料混合物は、平均粒径として100μm以下の粉体であることが好ましい。蛍光体原料混合物の平均粒径を100μm以下とすることで、均一な蛍光体原料混合物とすることができ、蛍光体の合成反応を容易にすることが出来る。
Moreover, you may add the powder of the target fluorescent substance beforehand synthesize | combined as a seed to the fluorescent substance raw material mixture of this invention. When seeds are added, the synthesis reaction is promoted, so that synthesis at a low temperature is possible, and a phosphor with higher crystallinity is obtained, and the emission intensity is improved. The amount of seed added is in the range of 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the phosphor raw material mixture.
Furthermore, you may add a flux to the fluorescent substance raw material mixture of this invention as needed. As the flux, an alkali metal halide or an alkaline earth metal halide can be used. For example, the flux is added in the range of 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the phosphor raw material mixture.
The phosphor raw material mixture of the present invention is preferably a powder having an average particle diameter of 100 μm or less. By setting the average particle size of the phosphor raw material mixture to 100 μm or less, a uniform phosphor raw material mixture can be obtained, and the phosphor synthesis reaction can be facilitated.

本発明の蛍光体原料混合物の製造方法は、ユーロピウム含有珪窒化物粉末と母体結晶原料化合物とを機械的に混合することにより得ることが出来る。   The method for producing the phosphor raw material mixture of the present invention can be obtained by mechanically mixing the europium-containing silicon nitride powder and the base crystal raw material compound.

母体結晶原料化合物には、Si、SrSi、AlN、Ca、Si、Sr、CaSi、SrSi、SrO、SrCO、BaCO、SiO、CaSiN、SrSiN、の何れか2種以上を含むものを用いることができる。これらの化合物は、目的とする蛍光体の母結晶の組成に合わせて適宜選択すればよい。 The matrix crystal raw material compounds include Si 3 N 4 , SrSi 2 , AlN, Ca 3 N 2 , Si 3 N 4 , Sr 3 N 2 , CaSi 2 , SrSi 2 , SrO, SrCO 3 , BaCO 3 , SiO 2 , CaSiN. 2 and SrSiN 2 can be used. These compounds may be appropriately selected in accordance with the composition of the target phosphor crystal.

混合方法は、溶媒を用いない乾式ミルによっても混合可能だが、一般には湿式ミルにより溶媒とともに混合される。溶媒を用いた湿式ミル法を用いたほうが、短時間で微視的に均一な蛍光体原料混合物を得ることができる。ミルの種類としては、ボールミル、振動ミル、アトリッションミル等を用いることができるが、設備費用の観点からはボールミルが適している。   The mixing method can be performed by a dry mill that does not use a solvent, but is generally mixed with a solvent by a wet mill. When the wet mill method using a solvent is used, a microscopically uniform phosphor raw material mixture can be obtained in a short time. As the type of mill, a ball mill, a vibration mill, an attrition mill, or the like can be used, but a ball mill is suitable from the viewpoint of equipment cost.

混合に用いる溶媒は、エタノール、メタノール、イソプロパノール、ヘキサン、アセトン、水等を用いることができるが、安全性等及び材料の酸化防止を勘案すると、エタノール、ヘキサンの何れかが好ましい。蛍光体原料混合物を構成する各種の材料と混合溶媒との比率は、混合スラリーの粘度によって決定される。好ましい混合スラリーの粘度は、50から500cps程度である。混合スラリーの粘度が50cpsより小さいと、混合スラリーの乾燥に要するエネルギー量が増大するため好ましくない。一方、混合スラリーの粘度が500cpsを越えると、均一な混合粉末を得るのに長時間を要するため好ましくない。   As the solvent used for mixing, ethanol, methanol, isopropanol, hexane, acetone, water, or the like can be used, but ethanol or hexane is preferable in consideration of safety and the prevention of oxidation of the material. The ratio of various materials constituting the phosphor raw material mixture to the mixed solvent is determined by the viscosity of the mixed slurry. The viscosity of the preferred mixed slurry is about 50 to 500 cps. If the viscosity of the mixed slurry is less than 50 cps, the amount of energy required for drying the mixed slurry increases, which is not preferable. On the other hand, when the viscosity of the mixed slurry exceeds 500 cps, it takes a long time to obtain a uniform mixed powder, which is not preferable.

得られた混合スラリーは、乾燥機等に静置して溶媒を蒸発させてもよいが、スプレードライヤーを用いると、原料粉末の再分離を心配することなく、短時間で溶媒を除去した蛍光体原料混合物を得ることができる。また、スプレードライヤーを用いて得られた蛍光体原料混合物は、数十から数百μmの顆粒状を呈しているため、流動性に優れ、取り扱いが容易となる。   The obtained mixed slurry may be left in a dryer or the like to evaporate the solvent. However, when a spray dryer is used, the phosphor from which the solvent is removed in a short time without worrying about re-separation of the raw material powder. A raw material mixture can be obtained. Moreover, since the phosphor raw material mixture obtained by using a spray dryer has a granular form of several tens to several hundreds μm, it is excellent in fluidity and easy to handle.

本発明の蛍光体原料混合物を用いた蛍光体の製造方法においては、通常の蛍光体の合成方法を用いることが出来る。
上記の蛍光体原料混合物は、嵩密度40%以下の充填率に保持した状態で焼成するとよい。嵩密度とは粉末の体積充填率であり、一定容器に充填したときの質量と体積の比を金属化合物の理論密度で割った値である。容器の材質としては、アルミナ、カルシア、マグネシア、黒鉛或いは窒化硼素を使用することが出来るが、金属化合物との反応性が低いことから、窒化ホウ素焼結体が適している。
嵩密度を40%以下の状態に保持したまま焼成するのは、蛍光体原料混合物を構成する粉末粒子の周りに自由な空間がある状態で焼成すると、反応生成物が自由な空間に結晶成長することによる結晶同士の接触が少なくなるため、欠陥が少ない結晶を合成することが出来るためである。
In the method for producing a phosphor using the phosphor raw material mixture of the present invention, an ordinary phosphor synthesis method can be used.
The phosphor raw material mixture is preferably fired in a state where the bulk density is maintained at a filling rate of 40% or less. The bulk density is a volume filling rate of the powder, and is a value obtained by dividing the ratio of mass to volume when filling a certain container by the theoretical density of the metal compound. As the material of the container, alumina, calcia, magnesia, graphite, or boron nitride can be used. However, since the reactivity with the metal compound is low, a boron nitride sintered body is suitable.
Firing with the bulk density kept at 40% or less is when the firing is performed in a state where there is a free space around the powder particles constituting the phosphor raw material mixture, and the reaction product crystal grows in the free space. This is because the contact between crystals due to this is reduced, so that a crystal with few defects can be synthesized.

蛍光体原料混合物の充填量は、嵩密度40%以下の充填率を保持した状態で、蛍光体原料混合物の嵩体積と使用する容器体積の比率として20体積%以上であることが好ましい。蛍光体原料混合物の充填量を、使用する容器の20体積%以上として焼成するのは、蛍光体原料混合物に含まれる揮発性成分の揮散が抑制され、焼成過程での組成のずれが抑制されるためである。更に、充填量を20体積%以上とすると、容器中への蛍光体原料混合物の充填量が増大し、経済的でもある。   The filling amount of the phosphor raw material mixture is preferably 20% by volume or more as a ratio of the bulk volume of the phosphor raw material mixture to the container volume to be used in a state where the filling rate is 40% or less. Baking the phosphor raw material mixture with a filling amount of 20% by volume or more of the container to be used suppresses the volatilization of volatile components contained in the phosphor raw material mixture and suppresses the compositional deviation during the baking process. Because. Furthermore, when the filling amount is 20% by volume or more, the filling amount of the phosphor raw material mixture into the container increases, which is economical.

焼成は、0.1MPa以上100MPa以下の圧力の窒素雰囲気中において行う。窒素雰囲気圧力が0.1MPaより小さいと、蛍光体原料混合物の揮散が顕著となり、組成のずれを生じ、発光強度が低下する。一方、窒素雰囲気圧力が100MPaより大きくても、蛍光体原料混合物の揮散を抑制する効果は変わらないため、不経済であり、何れも好ましくない。
焼成温度は、一般に1400℃以上2200℃以下の範囲で行なう。焼成温度が1400℃より低いと目的とする蛍光体を得るのに長時間を要し、2200℃より高いと、原料の溶融が始まるため、何れも好ましくない。
Firing is performed in a nitrogen atmosphere at a pressure of 0.1 MPa to 100 MPa. When the nitrogen atmosphere pressure is less than 0.1 MPa, the volatilization of the phosphor raw material mixture becomes remarkable, the composition shifts, and the emission intensity decreases. On the other hand, even if the nitrogen atmosphere pressure is higher than 100 MPa, the effect of suppressing the volatilization of the phosphor raw material mixture does not change.
The firing temperature is generally in the range of 1400 ° C to 2200 ° C. If the firing temperature is lower than 1400 ° C., it takes a long time to obtain the target phosphor. If the firing temperature is higher than 2200 ° C., melting of the raw material starts, which is not preferable.

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を含有する不活性雰囲気であることから、金属抵抗加熱方式または黒鉛抵抗加熱方式が好適であり、炉の高温部の材料として後述する理由からも、炭素を用いた電気炉が特に好適である。焼成の手法は、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手法が、嵩密度を低く保ったまま焼成するために好ましい。   The furnace used for firing has a high firing temperature and the firing atmosphere is an inert atmosphere containing nitrogen. Therefore, the metal resistance heating method or the graphite resistance heating method is suitable, and will be described later as a material for the high temperature portion of the furnace. For the reason as well, an electric furnace using carbon is particularly suitable. As a firing method, a method in which mechanical pressure is not applied from the outside, such as an atmospheric pressure sintering method or a gas pressure sintering method, is preferable because firing is performed while keeping the bulk density low.

また、炭素若しくは炭素含有化合物の共存下で蛍光体原料混合物を焼成すると、蛍光体原料混合物が還元性雰囲気と接するため、特に酸素含有量が多い蛍光体原料混合物を用いた場合には、高輝度の蛍光体が得られるため好ましい。
ここで用いられる炭素若しくは炭素含有化合物は、無定形炭素、黒鉛、炭化珪素等であればよく、特に限定されないが、好ましくは無定形炭素、黒鉛等である。カーボンブラック、黒鉛粉末、活性炭、炭化珪素粉末等及びこれらの成型加工品、焼結体等が例示可能だが、何れも同様の効果を得ることが出来る。
共存の態様としては、粉末状炭素を蛍光体原料混合物中に含有させる場合、炭素若しくは炭素含有化合物からなる容器を用いる場合、炭素或いは炭素含有化合物以外の材質からなる容器の内部あるいは外部に配置する場合、炭素若しくは炭素含有化合物からなる発熱体や断熱体として用いる場合等があるが、何れの配置方法を採用しても同様の効果を得ることが出来る。
In addition, when the phosphor raw material mixture is baked in the presence of carbon or a carbon-containing compound, the phosphor raw material mixture comes into contact with the reducing atmosphere, so that a high luminance is obtained particularly when a phosphor raw material mixture having a high oxygen content is used. This is preferable because a phosphor of the above is obtained.
The carbon or carbon-containing compound used here may be amorphous carbon, graphite, silicon carbide or the like, and is not particularly limited, but is preferably amorphous carbon, graphite or the like. Carbon black, graphite powder, activated carbon, silicon carbide powder, and the like, as well as these molded products, sintered bodies, and the like can be exemplified, but all can obtain the same effect.
As a coexistence mode, when powdered carbon is contained in the phosphor raw material mixture, when a container made of carbon or a carbon-containing compound is used, it is arranged inside or outside a container made of a material other than carbon or a carbon-containing compound. In some cases, it may be used as a heating element or a heat insulator made of carbon or a carbon-containing compound, but the same effect can be obtained by adopting any arrangement method.

焼成によって得られた蛍光体を含有する焼成塊は、アルミナ、窒化ケイ素またはαサイアロン製の粉砕媒体もしくはライニング材からなるボールミル、ジェットミル等の通常用いられる粉砕機により粉砕する。粉砕は平均粒径50μm以下となるまで施す。平均粒径が50μmを越えると、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となる。
平均粒径の下限は特に限定されないが、一般に0.5μm以下の粒度に粉砕するためには長時間を要し、更に、蛍光体の欠陥が多くなることから、発光強度の低下をもたらすことがある。
The fired mass containing the phosphor obtained by firing is pulverized by a commonly used pulverizer such as a ball mill or jet mill made of a pulverizing medium or lining material made of alumina, silicon nitride or α-sialon. Grinding is performed until the average particle size is 50 μm or less. When the average particle size exceeds 50 μm, the fluidity of the powder and the dispersibility in the resin are deteriorated, and when the light emitting device is formed in combination with the light emitting element, the light emission intensity becomes uneven depending on the part.
The lower limit of the average particle size is not particularly limited, but generally it takes a long time to grind to a particle size of 0.5 μm or less, and furthermore, the phosphor has many defects, which may lead to a decrease in emission intensity. is there.

粉砕媒体もしくはライニング材をアルミナ、窒化ケイ素またはαサイアロン製とするのは、粉砕過程での不純物混入が少なく、また、混入した不純物も発光強度を大きく低下させることがないためである。特に、鉄や鉄属元素を含有する粉砕媒体もしくはライニング材からなる粉砕機を用いて粉砕すると、蛍光体が黒色に着色し、更に後述する熱処理工程で鉄や鉄属元素が蛍光体中に取り込まれ、著しく発光強度が低下するため好ましくない。   The reason why the grinding medium or lining material is made of alumina, silicon nitride, or α sialon is that there is little contamination with impurities during the grinding process, and the mixed impurities do not greatly reduce the emission intensity. In particular, when pulverized using a pulverizer made of a pulverizing medium or lining material containing iron or an iron group element, the phosphor is colored black, and further, an iron or iron group element is taken into the phosphor in a heat treatment step described later. This is not preferable because the emission intensity is significantly reduced.

粉砕により得られた蛍光体粉末は、必要に応じて分級を行い、所望の粒度分布とする。分級の方法としては、篩い分け、風力分級、液体中での沈降法、淘汰管分級などの方法を用いることができる。また、分級工程は表面処理工程の後で行っても差し支えない。   The phosphor powder obtained by pulverization is classified as necessary to obtain a desired particle size distribution. As classification methods, methods such as sieving, air classification, sedimentation in liquid, and soot tube classification can be used. The classification process may be performed after the surface treatment process.

焼成後の蛍光体粉末、粉砕処理後の蛍光体粉末または分級による粒度調整後の蛍光体粉末は、必要に応じて窒素、アンモニア、水素から選ばれる1種または2種以上の雰囲気中、600℃以上2200℃以下の温度で熱処理する工程に供される。アルミナ、窒化ケイ素またはαサイアロン製の粉砕媒体もしくはライニング材からなる粉砕装置を用いると、粉砕工程での不純物の混入が抑制される。また、粉砕後の粉末を窒素、アンモニア、水素から選ばれる1種または2種以上の雰囲気中、600℃以上2200℃以下の温度で熱処理することにより、粉砕工程で導入された欠陥が低減し、発光強度を回復させることができる。   The phosphor powder after firing, the phosphor powder after pulverization, or the phosphor powder after particle size adjustment by classification is performed at 600 ° C. in one or more atmospheres selected from nitrogen, ammonia, and hydrogen as necessary. The heat treatment is performed at a temperature of 2200 ° C. or lower. When a pulverization apparatus made of a pulverization medium or lining material made of alumina, silicon nitride or α sialon is used, contamination of impurities in the pulverization process is suppressed. Moreover, defects introduced in the pulverization step are reduced by heat-treating the pulverized powder at a temperature of 600 ° C. or higher and 2200 ° C. or lower in one or more atmospheres selected from nitrogen, ammonia, and hydrogen. The emission intensity can be recovered.

熱処理温度が600℃より低いと、蛍光体の欠陥除去の効果が少なく、発光強度を回復させるためには長時間を要するため好ましくない。一方、熱処理温度が2200℃より高いと、蛍光体粉末の一部が融解したり、粒子同士が再度固着するため好ましくない。   When the heat treatment temperature is lower than 600 ° C., the effect of removing the phosphor defects is small, and it takes a long time to recover the emission intensity, which is not preferable. On the other hand, when the heat treatment temperature is higher than 2200 ° C., part of the phosphor powder is melted or particles are fixed again, which is not preferable.

熱処理は、窒素、アンモニア、水素から選ばれる1種または2種以上の雰囲気中で行うのがよい。これらの雰囲気中で熱処理を行うと、蛍光体粉末が酸化されることなく、欠陥を除去することができる。また、雰囲気圧力は、焼成と同様、0.1MPa以上100MPa以下の圧力の下で行うのが好ましい。
雰囲気圧力が0.1MPaより小さいと、熱処理温度によっては蛍光体構成元素の一部が揮散し、発光強度が低下する。一方、窒素雰囲気圧力が100MPaより大きくても、蛍光体粉末の分解を抑制する効果は変わらないため、不経済であり、何れも好ましくない。
The heat treatment is preferably performed in one or more atmospheres selected from nitrogen, ammonia, and hydrogen. When heat treatment is performed in these atmospheres, the phosphor powder can be removed without being oxidized. Moreover, it is preferable to perform atmospheric pressure under the pressure of 0.1 Mpa or more and 100 Mpa or less similarly to baking.
When the atmospheric pressure is smaller than 0.1 MPa, part of the phosphor constituent elements is volatilized depending on the heat treatment temperature, and the emission intensity is lowered. On the other hand, even if the nitrogen atmosphere pressure is higher than 100 MPa, the effect of suppressing the decomposition of the phosphor powder does not change, so it is uneconomical and neither is preferable.

さらに、焼成後に生成物を水または酸の水溶液からなる溶剤で洗浄することにより、生成物に含まれるガラス相、第二相、または不純物相の含有量を低減させることができ、輝度が向上する。この場合、酸は、硫酸、塩酸、硝酸、フッ化水素酸、有機酸等の単体または混合物から選ぶことができ、なかでもフッ化水素酸と硫酸の混合物を用いると不純物の除去効果が大きい。   Furthermore, by washing the product with a solvent comprising an aqueous solution of water or an acid after firing, the content of the glass phase, the second phase, or the impurity phase contained in the product can be reduced, and the luminance is improved. . In this case, the acid can be selected from a simple substance or a mixture of sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, hydrofluoric acid, organic acid, etc. Among them, the effect of removing impurities is great when a mixture of hydrofluoric acid and sulfuric acid is used.

本発明の蛍光体原料混合物を構成するユーロピウム含有珪窒化物粉末は、(Eu,M1−x)SiN,(Eu,M1−xSi,(Eu,M1−x)Si(Mは、アルカリ土類金属元素、Euを除くII価のランタニド系希土類元素から選ばれる一種以上。0<x≦1)から選ばれる1種以上の粉末からなる。Mを構成する元素は、目的とする蛍光体に応じて、アルカリ土類金属元素、Euを除くII価のランタニド系希土類元素から選ばれる一種以上の中から選択される。言うまでもなく、Mを含有しない場合(x=0)も本発明の蛍光体原料混合物を構成することが出来る。 Europium-containing珪窒hydride powder constituting the phosphor raw material mixture of the present invention, (Eu x, M 1- x) SiN 2, (Eu x, M 1-x) 2 Si 5 N 8, (Eu x, M 1-x ) Si 6 N 8 (M is at least one selected from alkaline earth metal elements, II-valent lanthanide rare earth elements excluding Eu. 0 <x ≦ 1). . The element constituting M is selected from at least one selected from alkaline earth metal elements and II-valent lanthanide rare earth elements excluding Eu in accordance with the target phosphor. Needless to say, the phosphor raw material mixture of the present invention can be constituted even when M is not contained (x = 0).

ユーロピウム含有珪窒化物粉末の粒度は、平均粒径として100μm以下であることが好ましい。平均粒径として100μm以下であることにより、均一な蛍光体原料混合物とすることが可能となり、それにより、蛍光体の合成反応を容易にすることが出来る。   The particle size of the europium-containing silicon nitride powder is preferably 100 μm or less as an average particle size. When the average particle size is 100 μm or less, a uniform phosphor raw material mixture can be obtained, thereby facilitating the phosphor synthesis reaction.

ユーロピウム含有珪窒化物粉末の純度は可能な限り高純度であることが望ましいが、特に、Fe,Co,Niの含有量はトータルとして1000ppm以下が望ましい。Fe,Co,Niの含有量がトータルとして1000ppmを越えると、目的とする蛍光体中に深い準位が形成され、発光強度の低下をもたらすため好ましくない、   The purity of the europium-containing silicon nitride powder is desirably as high as possible. In particular, the total content of Fe, Co, and Ni is desirably 1000 ppm or less. If the total content of Fe, Co, Ni exceeds 1000 ppm, it is not preferable because a deep level is formed in the target phosphor and the emission intensity is reduced.

ユーロピウム含有珪窒化物粉末の製造方法は、珪窒化物合成用原料を非酸化性雰囲気中で加熱すればよい。珪窒化物合成用原料としては、酸化物もしくは加熱により酸化物を形成するEuの化合物、酸化物もしくは加熱により酸化物を形成するM(Mは、アルカリ土類金属元素、Euを除くII価のランタニド系希土類元素から選ばれる一種以上。)の化合物単体、炭素もしくは加熱により炭素を形成する化合物、珪素、窒化珪素もしくは加熱により窒化珪素を形成する化合物、窒化物もしくは加熱により窒化物を形成するEuの化合物もしくは単体、窒化物もしくは加熱により窒化物を形成するMの化合物もしくは単体を適宜組み合わせて用いることができる。   The method for producing the europium-containing siliconitride powder may be performed by heating the raw material for synthesizing the nitride in a non-oxidizing atmosphere. The raw materials for synthesizing nitrides include oxides or compounds of Eu that form oxides by heating, oxides or M that forms oxides by heating (M is an alkaline earth metal element, II-valent excluding Eu) 1 or more compounds selected from lanthanide-based rare earth elements), carbon or a compound that forms carbon by heating, silicon, silicon nitride or a compound that forms silicon nitride by heating, nitride or Eu that forms nitride by heating These compounds or simple substances, nitrides, or M compounds or simple substances that form nitrides by heating can be used in appropriate combination.

ユーロピウム含有珪窒化物粉末の製造方法には、大別して、
(i)酸化物もしくは加熱により酸化物を形成するEuの化合物と、必要に応じて酸化物もしくは加熱により酸化物を形成するM(Mは、アルカリ土類金属元素、Euを除くII価のランタニド系希土類元素から選ばれる一種以上。)の化合物と、炭素もしくは加熱により炭素を形成する化合物と、珪素、窒化珪素、もしくは加熱により窒化珪素を形成する化合物とを均一に混合し、少なくとも窒素もしくはアンモニアを含有する非酸化性雰囲気中で加熱する方法、
(ii)窒化物もしくは加熱により窒化物を形成するEuの化合物もしくは単体と、必要に応じて窒化物物もしくは加熱により窒化物物を形成するM(Mは、アルカリ土類金属元素、Euを除くII価のランタニド系希土類元素から選ばれる一種以上。)の化合物もしくは単体と、珪素、窒化珪素、もしくは加熱により窒化珪素を形成する化合物とを均一に混合し、少なくとも窒素もしくはアンモニアを含有する非酸化性雰囲気中で加熱する方法、
(iii)酸化物もしくは加熱により酸化物を形成するEuの化合物と、必要に応じて酸化物もしくは加熱により酸化物を形成するM(Mは、アルカリ土類金属元素、Euを除くII価のランタニド系希土類元素から選ばれる一種以上。)の化合物と、珪素、窒化珪素、もしくは加熱により窒化珪素を形成する化合物とを均一に混合し、少なくとも窒素もしくはアンモニアを含有する還元性雰囲気中で加熱する方法、
(vi)(i)〜(iii)の方法を組み合わせた方法があるが、いずれの方法を用いても所望のユーロピウム含有珪窒化物粉末を得ることが出来る。
The production method of the europium-containing silicon nitride powder is roughly classified as follows:
(I) an oxide or an Eu compound that forms an oxide by heating, and an oxide or an oxide that forms an oxide by heating, if necessary (where M is an alkaline earth metal element, a divalent lanthanide excluding Eu) A compound of at least one selected from rare earth elements), carbon or a compound that forms carbon by heating, and silicon, silicon nitride, or a compound that forms silicon nitride by heating, and at least nitrogen or ammonia A method of heating in a non-oxidizing atmosphere containing
(Ii) Nitride or Eu compound that forms nitride by heating, or simple substance, and M that forms nitride by heating or nitride if necessary (M is an alkaline earth metal element, excluding Eu) A compound or a simple substance selected from II-valent lanthanide-based rare earth elements) and silicon, silicon nitride, or a compound that forms silicon nitride by heating is uniformly mixed, and contains at least nitrogen or ammonia. Heating in a sex atmosphere,
(Iii) an oxide or an Eu compound that forms an oxide by heating, and an oxide or an oxide that forms an oxide by heating if necessary (M is an alkaline earth metal element, a divalent lanthanide excluding Eu) A compound of one or more selected from rare earth elements) and silicon, silicon nitride, or a compound that forms silicon nitride by heating, and heating in a reducing atmosphere containing at least nitrogen or ammonia ,
(Vi) Although there is a method in which the methods (i) to (iii) are combined, the desired europium-containing silicon nitride powder can be obtained by any method.

上記した製造方法の内、(i)及び(iii)の方法で用いられる、加熱により酸化物を形成する化合物は、炭酸塩、水酸化物等、(i)の方法で用いられる炭素もしくは加熱により炭素を形成する化合物は、無定形炭素、黒鉛、樹脂等であり、カーボンブラック、黒鉛粉末、活性炭粉末、フェノール樹脂等である。
(i)から(iii)の方法で用いられる加熱により窒化珪素を形成する化合物としては、シリコンジイミド、ポリシラザン等がある。
(i)の方法で用いられる、加熱により酸化物及び炭素を形成する化合物としては、カルボン酸塩がある。
また、(i)もしくは(ii)の方法で用いられる窒素、アンモニア以外の非酸化性雰囲気としては、水素、アルゴン等を挙げることができる。
更に、(iii)の方法で用いられる窒素、アンモニア以外の還元性雰囲気としては、水素、シアン化水素、浸炭性ガスである天然ガス、メタン(CH)、プロパン(C)、ブタン(C10)などの炭化水素や、一酸化炭素(CO)などの炭素酸化物などを挙げることが出来る。
Among the above-described production methods, the compounds used in the methods (i) and (iii) that form oxides by heating are carbonates, hydroxides, etc., such as carbon used in the method (i) or by heating. The compound that forms carbon is amorphous carbon, graphite, resin, and the like, and carbon black, graphite powder, activated carbon powder, phenol resin, and the like.
Examples of the compound that forms silicon nitride by heating used in the methods (i) to (iii) include silicon diimide and polysilazane.
As a compound used in the method (i) that forms oxide and carbon by heating, there is a carboxylate.
Moreover, hydrogen, argon, etc. can be mentioned as non-oxidizing atmospheres other than nitrogen and ammonia used by the method (i) or (ii).
Further, the reducing atmosphere other than nitrogen and ammonia used in the method (iii) includes hydrogen, hydrogen cyanide, carburizing gas, natural gas, methane (CH 4 ), propane (C 3 H 8 ), butane (C And hydrocarbons such as 4 H 10 ) and carbon oxides such as carbon monoxide (CO).

ユーロピウム含有珪窒化物粉末の製造方法に於いては、予め合成した目的とするユーロピウム含有珪窒化物粉末を、種子物質として原料中に添加してもよい。このようにすることにより、合成反応が促進され、より不純物相の少ないユーロピウム含有珪窒化物を得ることができる。   In the method for producing the europium-containing silicate nitride powder, the objective europium-containing silicate nitride powder synthesized in advance may be added to the raw material as a seed material. By doing so, the synthesis reaction is promoted, and a europium-containing silicon nitride having a smaller impurity phase can be obtained.

種子物質として添加するユーロピウム含有珪窒化物粉末の添加量は、原料100質量部に対し、1〜50質量部の範囲とすることが好ましい。ユーロピウム含有珪窒化物粉末の添加量が1質量部未満の場合には、添加量が少なすぎるので、合成反応を促進する効果がほとんど見られない。逆に、ユーロピウム含有珪窒化物粉末の添加量が50質量部を超える場合には、合成反応に用いられる原料の量が少なくなり、生成するユーロピウム含有珪窒化物粉末の量が少なくなり好ましくない。   The addition amount of the europium-containing silicon nitride powder added as a seed material is preferably in the range of 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw material. When the addition amount of the europium-containing silicon nitride powder is less than 1 part by mass, since the addition amount is too small, the effect of promoting the synthesis reaction is hardly seen. On the contrary, when the addition amount of the europium-containing silicon nitride powder exceeds 50 parts by mass, the amount of the raw material used for the synthesis reaction decreases, and the amount of the europium-containing silicon nitride powder to be generated decreases, which is not preferable.

また、反応物同士の反応性を高めるために、フラックスを添加して反応させてもよい。フラックスとしては、アルカリ金属化合物(LiCl,NaC1、KCl,LiF,NaF,KF等)やアルカリ土類金属化合物(CaF,SrF,BaF,CaC1,SrCl,BaCl等)やハロゲン化アンモニウム(NHCl,NHF等)やハロゲン化アルミニウム(AlCl,AlF等)などから、適宜選択して用いる。フラックスの添加量は特に限定されないが、通常は、蛍光体原料混合物に対し、外割で0.1〜5質量%程度である。 Moreover, in order to improve the reactivity of reactants, you may make it react by adding a flux. The flux, an alkali metal compound (LiCl, NaC1, KCl, LiF , NaF, KF , etc.) or an alkaline earth metal compound (CaF 2, SrF 2, BaF 2, CaC1 2, SrCl 2, BaCl 2 , etc.) or a halide Ammonium (NH 4 Cl, NH 4 F, etc.), aluminum halide (AlCl 3 , AlF 3 etc.), etc. are appropriately selected and used. Although the addition amount of a flux is not specifically limited, Usually, it is about 0.1-5 mass% by the outer part with respect to a fluorescent substance raw material mixture.

ユーロピウム含有珪窒化物粉末の製造方法における珪窒化物合成用原料は、ボールミル等を用いた、粉末の乾式、湿式混合の他に、溶剤等に溶解した原料を用いて、液相状態を経て、珪窒化物合成用原料とすることもできる。この場合、全ての原料を液相としても良いが、一部の原料を液相とし、他の原料を固相としても差し支えない。   The raw material for synthesizing nitride in the method for producing the europium-containing siliconitride powder uses a raw material dissolved in a solvent, etc., in addition to dry and wet mixing of the powder using a ball mill, etc. It can also be used as a raw material for synthesizing silicon nitride. In this case, all the raw materials may be in the liquid phase, but some raw materials may be in the liquid phase and other raw materials may be in the solid phase.

珪窒化物合成用原料は、空隙率80%以下とされて焼成されるのが好ましい。空隙率が80%以上の状態で焼成された場合には、珪窒化物合成用原料同士の接触が少ないことから、目的とするユーロピウム含有珪窒化物粉末の合成に長時間を要したり、残留酸素や残留炭素が増大したりするため好ましくない。
珪窒化物合成用原料を収容する容器の材質としては、アルミナ、カルシア、マグネシア、黒鉛或いは窒化硼素などを挙げることができるが、この中では、金属化合物との反応性が低いことから、黒鉛もしくは窒化ホウ素焼結体が好ましい。
また、珪窒化物合成用原料は、前記の容器に充填しても良いが、予め金型等で加圧を行い所望の空隙率とした成型体を用いると、合成反応の促進や残留酸素、残留炭素の低減に効果的であるばかりでなく、一度の焼成で合成できるユーロピウム含有珪窒化物粉末の量が増えるため経済的でもある。
The raw material for synthesizing silicon nitride is preferably fired with a porosity of 80% or less. When fired in a state where the porosity is 80% or more, since there is little contact between the raw materials for synthesizing silicon nitride, it takes a long time to synthesize the desired europium-containing silicon nitride powder, Since oxygen and residual carbon increase, it is not preferable.
Examples of the material of the container containing the raw material for synthesizing silicon nitride can include alumina, calcia, magnesia, graphite, boron nitride, etc., and among these, since the reactivity with the metal compound is low, graphite or A boron nitride sintered body is preferred.
In addition, the raw material for synthesizing silicon nitride may be filled in the above-mentioned container, but if a molded body that has been previously pressurized with a mold or the like to have a desired porosity is used, the synthesis reaction is promoted or residual oxygen, Not only is this effective in reducing residual carbon, but it is also economical because the amount of europium-containing siliconitride powder that can be synthesized by a single firing increases.

ユーロピウム含有珪窒化物粉末の製造方法において、好ましい焼成温度は1400〜2200℃であり、更に好ましい焼成温度は、目的とするユーロピウム含有珪窒化物粉末が(Eu,M1−x)SiN,(Eu,M1−xSiの場合は1400〜1800℃であり、目的とするユーロピウム含有珪窒化物粉末が(Eu,M1−x)Siの場合は1500〜2200℃である。尚、Mは、アルカリ土類金属元素、Euを除くII価のランタニド系希土類元素から選ばれる一種以上であり、xは、0<x≦1の範囲である。 In the method for producing the europium-containing silicate nitride powder, the preferable calcination temperature is 1400 to 2200 ° C., and the more preferable calcination temperature is that the intended europium-containing silicate nitride powder is (Eu x , M 1-x ) SiN 2 , In the case of (Eu x , M 1-x ) 2 Si 5 N 8 , the temperature is 1400 to 1800 ° C., and in the case where the target europium-containing siliconitride powder is (Eu x , M 1-x ) Si 6 N 8 It is 1500-2200 degreeC. M is one or more selected from alkaline earth metal elements and II-valent lanthanide rare earth elements excluding Eu, and x is in the range of 0 <x ≦ 1.

焼成工程は、一次焼成を行った後、再度混合を行った上で、二次焼成を行ってもよい。さらにまた、前記焼成工程を繰り返し、複数回に分けて実施してもよい。このようにすることにより、反応性を一層向上することができ、残留酸素、残留炭素等の不純物を更に低減することができる。   In the firing step, secondary firing may be performed after performing primary firing and then mixing again. Furthermore, the firing step may be repeated and performed in a plurality of times. By doing so, the reactivity can be further improved, and impurities such as residual oxygen and residual carbon can be further reduced.

上記のように、複数回の焼成を行う場合には、使用する雰囲気ガスを各焼成工程において適宜選択することができる。たとえば、焼成次数及び焼成温度が低い場合に、還元効果が大きな雰囲気ガス(例えば、窒素と水素の混合ガス、アンモニアガス等)を使用し、二次焼成以降の焼成次数及び焼成温度が高い場合に窒素ガスを用いれば、高価な焼成設備を用いなくても本発明の実施が可能となり、製造コストを低減することができる。   As described above, when performing firing a plurality of times, the atmosphere gas to be used can be appropriately selected in each firing step. For example, when the firing order and firing temperature are low, an atmosphere gas having a large reduction effect (for example, a mixed gas of nitrogen and hydrogen, ammonia gas, etc.) is used, and the firing order and firing temperature after the secondary firing are high. If nitrogen gas is used, the present invention can be implemented without using expensive baking equipment, and the manufacturing cost can be reduced.

また、1200℃以下の低い焼成温度域もしくは昇温過程では焼成炉内を減圧状態とすると、酸素を含む分解ガスを炉外に排気することができるので、残留酸素量の低減に効果的である。特に、EuもしくはM(Mは、アルカリ土類金属元素、Euを除くII価のランタニド系希土類元素から選ばれる一種以上である。)を含有するカルボン酸塩を原料混合物に含む場合は、加熱により、酸素を含む分解ガスが多く放出されるため、最終的に合成される窒化物中の酸素量の低減には有効である。   In addition, in a low firing temperature range of 1200 ° C. or lower or in the temperature rising process, if the inside of the firing furnace is in a reduced pressure state, the decomposition gas containing oxygen can be exhausted outside the furnace, which is effective in reducing the amount of residual oxygen. . In particular, when a carboxylate containing Eu or M (M is at least one selected from alkaline earth metal elements and II-valent lanthanide rare earth elements excluding Eu) is included in the raw material mixture, Since a large amount of cracked gas containing oxygen is released, it is effective in reducing the amount of oxygen in the finally synthesized nitride.

焼成開始時は、一旦減圧もしくは真空状態として、炉内の残留空気を炉外に排気するか、使用する雰囲気ガスを用いて炉内に残留している空気をパージする必要があるが、後者の場合、残留空気の除去には長時間を要するため、減圧もしくは真空状態とする方が好ましい。   At the start of firing, it is necessary to once reduce the pressure or vacuum and exhaust the residual air in the furnace to the outside of the furnace or purge the air remaining in the furnace with the atmospheric gas used. In this case, since it takes a long time to remove residual air, it is preferable to reduce the pressure or vacuum.

雰囲気ガスの好ましい圧力は、焼成温度によって異なるが、高温での窒化物の分解抑制のため、1500〜1800℃は5気圧とし、1800℃以上では9気圧以上とすることが好ましい。   The preferable pressure of the atmospheric gas varies depending on the firing temperature, but in order to suppress the decomposition of nitride at a high temperature, 1500 to 1800 ° C. is 5 atm, and preferably 1800 ° C. or more and 9 atm or more.

ユーロピウム含有珪窒化物の製造方法における昇温速度は20℃/分以下が好ましい。先に記載したように、本発明の蛍光体原料混合物を構成するユーロピウム含有珪窒化物の製造方法では、珪窒化物合成用原料同士を十分に接触させて、窒化物の合成反応を促進させるために、空隙率が80%以下となるようにしている。このような状況で、20℃/分を超える昇温速度とすると、酸素を含む分解ガスが急激に発生し、ルツボから試料が突出して炉内に飛散してしまうため好ましくない。特に、EuもしくはM(Mは、アルカリ土類金属元素、Euを除くII価のランタニド系希土類元素から選ばれる一種以上である。)を含有するするカルボン酸塩を珪窒化物合成用原料に含む場合には、酸素を含む分解ガスの発生量が多いため、昇温速度は20℃/分以下とすることが好ましい。   The rate of temperature increase in the method for producing europium-containing silicon nitride is preferably 20 ° C./min or less. As described above, in the method for producing the europium-containing siliconitride constituting the phosphor raw material mixture of the present invention, the raw materials for synthesizing silicon nitride are sufficiently brought into contact with each other to promote the nitride synthesis reaction. In addition, the porosity is set to 80% or less. In such a situation, if the rate of temperature rise exceeds 20 ° C./min, decomposition gas containing oxygen is generated abruptly, and the sample protrudes from the crucible and scatters into the furnace, which is not preferable. In particular, the raw material for synthesizing nitrides contains Eu or M (M is at least one selected from alkaline earth metal elements and II-valent lanthanide rare earth elements excluding Eu). In this case, since the amount of cracked gas containing oxygen is large, the rate of temperature rise is preferably 20 ° C./min or less.

焼成して得られた窒化物が粉体凝集体として固く固着している場合には、ボールミル、ジェットミル等の一般に用いられる粉砕機により粉砕して、粉体としてもよい。更に、篩い分け、水簸分級、淘汰管分級等により粒度を調整してもよい。   When the nitride obtained by firing is firmly fixed as a powder aggregate, it may be pulverized by a commonly used pulverizer such as a ball mill or a jet mill to form a powder. Furthermore, the particle size may be adjusted by sieving, water tank classification, soot tube classification, and the like.

焼成して得られたユーロピウム含有珪窒化物、粉砕処理を行った後のユーロピウム含有珪窒化物粉末または粒度を調整した後のユーロピウム含有珪窒化物粉末に対して、さらに、1000℃以上の温度で熱処理を行っても良い。この熱処理を行うことにより、窒化物に存在する様々な欠陥、たとえば、粉砕時に導入された欠陥などを減少させることができ、ユーロピウム含有珪窒化物粉末の化学的安定性やその他の諸特性を向上させることができる。   With respect to the europium-containing silicon nitride obtained by firing, the europium-containing silicon nitride powder after the grinding treatment or the europium-containing silicon nitride powder after adjusting the particle size, further at a temperature of 1000 ° C. or more Heat treatment may be performed. By performing this heat treatment, it is possible to reduce various defects present in the nitride, such as defects introduced during grinding, and improve the chemical stability and other characteristics of the europium-containing siliconitride powder. Can be made.

さらに、焼成して得られたユーロピウム含有珪窒化物粉末を、水または酸水溶液からなる溶剤で洗浄してもよい。この洗浄工程を行うことにより、ユーロピウム含有珪窒化物粉末に含まれるガラス相、第二相、または不純物相の含有量を低減させることができ、ユーロピウム含有珪窒化物粉末の純度を向上させることができる。前記酸水溶液に用いる酸としては、硫酸、塩酸、硝酸、フッ化水素酸、有機酸の単体またはこれらの混合物を用いることができる。特に、前記酸水溶液に用いる酸として、フッ化水素酸と硫酸の混合物を用いることが好ましい。不純物を除去する効果を大きくすることができるためである。   Furthermore, you may wash | clean the europium containing silicon nitride powder obtained by baking with the solvent which consists of water or an acid aqueous solution. By performing this washing step, the content of the glass phase, the second phase, or the impurity phase contained in the europium-containing silicate nitride powder can be reduced, and the purity of the europium-containing silicate nitride powder can be improved. it can. As the acid used in the acid aqueous solution, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, hydrofluoric acid, an organic acid alone or a mixture thereof can be used. In particular, it is preferable to use a mixture of hydrofluoric acid and sulfuric acid as the acid used in the acid aqueous solution. This is because the effect of removing impurities can be increased.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. However, the present invention is not limited only to these examples.

<実施例1〜9>
珪窒化物合成用原料として、平均粒径0.5μmで酸素含有量0.93質量%でα型含有率92%の窒化ケイ素粉末(Si)と、純度99.9%の酸化ユーロピウム粉末(Eu)と、純度99.9999%の炭素粉末(C)とを用いた。
<Examples 1-9>
Silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) having an average particle size of 0.5 μm, an oxygen content of 0.93% by mass and an α-type content of 92% as a raw material for synthesizing silicon nitride, and europium oxide having a purity of 99.9% Powder (Eu 2 O 3 ) and carbon powder (C) having a purity of 99.9999% were used.

窒化ケイ素粉末(Si)、酸化ユーロピウム粉末(Eu)及び炭素粉末(C)を表1に示す割合で秤取し、エタノールを用いた湿式ボールミルにより均一に混合した。次に、得られたスラリーを蒸発乾固し、hBN製容器に配置し、焼成炉に装填した。
焼成雰囲気は、室温から1000℃までを減圧状態とし、1000℃以上は1MPaの窒素雰囲気とした。昇温速度5℃/分とし、表1に示す温度で2時間保持を行ったのち、室温まで炉冷した。
得られた生成物(ユーロピウム含有珪窒化物粉末)について、誘導結合プラズマ発光分光分析装置を用いてEu及びSiの化学分析を行い、併せて酸素・窒素分析装置を用いて、窒素の化学分析を行った。化学分析結果から明らかとなった生成物の化学組成を表1に示す。
Silicon nitride powder (Si 3 N 4 ), europium oxide powder (Eu 2 O 3 ) and carbon powder (C) were weighed in the proportions shown in Table 1, and uniformly mixed by a wet ball mill using ethanol. Next, the obtained slurry was evaporated to dryness, placed in a container made of hBN, and loaded into a firing furnace.
The firing atmosphere was a reduced pressure from room temperature to 1000 ° C., and a nitrogen atmosphere of 1 MPa was used at 1000 ° C. or higher. The temperature was raised at a rate of 5 ° C./min, held at the temperature shown in Table 1 for 2 hours, and then cooled to room temperature.
The obtained product (europium-containing siliconitride powder) is subjected to chemical analysis of Eu and Si using an inductively coupled plasma emission spectroscopic analyzer and combined with chemical analysis of nitrogen using an oxygen / nitrogen analyzer. went. Table 1 shows the chemical composition of the product, which was clarified from the chemical analysis results.

Figure 2010185009
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<実施例10〜12>
珪窒化物合成用原料として、平均粒径0.5μmで酸素含有量0.93質量%でα型含有率92%の窒化ケイ素粉末(Si)と、純度99.9%の酢酸ユーロピウム(Eu(CHCOO)・3HO)とを用いた。
窒化ケイ素粉末(Si)、酢酸ユーロピウム(Eu−Ace)を表2に示す割合で秤取し、エタノールを用いた湿式ボールミルにより均一に混合した。
次に、得られたスラリーを蒸発乾固し、hBN製容器に配置し、焼成炉に装填した。
室温で真空脱気後、炉内をアンモニア雰囲気とし、5℃/分の速度で表1に示す温度まで昇温し、2時間保持を行ったのち室温まで炉冷した。
得られた生成物(ユーロピウム含有珪窒化物粉末)について、誘導結合プラズマ発光分光分析装置を用いてEu及びSiの化学分析を行い、併せて酸素・窒素分析装置を用いて、窒素の化学分析を行った。化学分析結果から明らかとなった生成物の化学組成を表2に示す。
<Examples 10 to 12>
Silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) having an average particle size of 0.5 μm, an oxygen content of 0.93% by mass and an α-type content of 92%, and europium acetate having a purity of 99.9% (Eu (CH 3 COO) 3 .3H 2 O) was used.
Silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) and europium acetate (Eu-Ace) were weighed in the proportions shown in Table 2, and mixed uniformly by a wet ball mill using ethanol.
Next, the obtained slurry was evaporated to dryness, placed in a container made of hBN, and loaded into a firing furnace.
After vacuum deaeration at room temperature, the inside of the furnace was placed in an ammonia atmosphere, heated to the temperature shown in Table 1 at a rate of 5 ° C./min, held for 2 hours, and then cooled to room temperature.
The obtained product (europium-containing siliconitride powder) is subjected to chemical analysis of Eu and Si using an inductively coupled plasma emission spectroscopic analyzer and combined with chemical analysis of nitrogen using an oxygen / nitrogen analyzer. went. Table 2 shows the chemical composition of the product as revealed from the chemical analysis results.

Figure 2010185009
Figure 2010185009

<実施例13>
蛍光体原料混合物として、平均粒径0.5μmで酸素含有量0.93質量%でα型含有率92%の窒化ケイ素粉末(Si)と、純度99%の珪化ストロンチウム(SrSi)と、実施例6で合成したEuSi(ユーロピウム含有珪窒化物粉末)との混合物を用いて、以下のようにして、SrSi:Eu蛍光体を合成した。
まず、窒化ケイ素粉末(Si)を1.36g、珪化ストロンチウム(SrSi)8.38g及びEuSi粉末0.25gを秤取し、乾式ボールミルにより混合した。次に、得られた混合粉末をhBN製容器に充填し、焼成炉に装填した。
焼成雰囲気は、室温から1000℃までを減圧状態とし、1000℃以上は1MPaの窒素雰囲気とした。昇温速度は5℃/分とし、1800℃で2時間保持を行ったのち、室温まで炉冷した。
得られた生成物についてCuKα線を用いた粉末X線回折測定を行った結果、SrSiが生成していることが確認された。
この粉末に、紫外線ランプで波長365nmの光を照射した結果、赤橙色に発光することを確認した。また、蛍光分光光度計を用いて450nmの青色光励起におけるこの粉末の発光スペクトルを測定した結果、発光スペクトルのピーク高さは100カウントであった。なお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。
<Example 13>
As a phosphor raw material mixture, silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) having an average particle size of 0.5 μm, an oxygen content of 0.93% by mass and an α-type content of 92%, and strontium silicide (SrSi 2 ) having a purity of 99% And a mixture of Eu 2 Si 5 N 8 (europium-containing silicon nitride powder) synthesized in Example 6 was used to synthesize a Sr 2 Si 5 N 8 : Eu phosphor as follows.
First, 1.36 g of silicon nitride powder (Si 3 N 4 ), 8.38 g of strontium silicide (SrSi 2 ), and 0.25 g of Eu 2 Si 5 N 8 powder were weighed and mixed by a dry ball mill. Next, the obtained mixed powder was filled into a container made of hBN and loaded into a firing furnace.
The firing atmosphere was a reduced pressure from room temperature to 1000 ° C., and a nitrogen atmosphere of 1 MPa was used at 1000 ° C. or higher. The temperature increase rate was 5 ° C./min, and after holding at 1800 ° C. for 2 hours, the furnace was cooled to room temperature.
As a result of powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays for the obtained product, it was confirmed that Sr 2 Si 5 N 8 was produced.
As a result of irradiating the powder with light having a wavelength of 365 nm with an ultraviolet lamp, it was confirmed that the powder emitted reddish orange. Moreover, as a result of measuring the emission spectrum of this powder in the blue light excitation of 450 nm using the fluorescence spectrophotometer, the peak height of the emission spectrum was 100 counts. Since the count value varies depending on the measuring device and conditions, the unit is an arbitrary unit.

<実施例14>
蛍光体原料混合物として、平均粒径0.5μmで酸素含有量0.93質量%でα型含有率92%の窒化ケイ素粉末(Si)と、純度99.9%の窒化アルミニウム粉末(AlN)と、窒化カルシウム粉末(Ca)と、実施例9で合成したEuSi(ユーロピウム含有珪窒化物粉末)との混合物を用いて、以下のようにして、CaAlSiN:Eu蛍光体を合成した。
まず、窒化ケイ素粉末(Si)を3.18g、窒化アルミニウム粉末(AlN2.97g、窒化カルシウム粉末(Ca)3.54g及びEuSi粉末0.31gを秤取し、窒素ガスを充填した乾式ボールミルにより混合した。次に、得られた混合粉末をhBN製容器に充填し、焼成炉に装填した。
焼成雰囲気は、室温から1000℃までを減圧状態とし、1000℃以上は1MPaの窒素雰囲気とした。昇温速度は5℃/分とし、1850℃で2時間保持を行ったのち、室温まで炉冷した。
得られた生成物についてCuKα線を用いた粉末X線回折測定を行った結果、CaAlSiNが生成していることが確認された。
この粉末に、紫外線ランプで波長365nmの光を照射した結果、赤色に発光することを確認した。また、蛍光分光光度計を用いて450nmの青色光励起におけるこの粉末の発光スペクトルを測定した結果、発光スペクトルのピーク高さは125カウントであった。なお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。
<Example 14>
As a phosphor raw material mixture, silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) having an average particle size of 0.5 μm, an oxygen content of 0.93% by mass and an α-type content of 92%, and an aluminum nitride powder having a purity of 99.9% ( AlN), calcium nitride powder (Ca 3 N 2 ), and EuSi 6 N 8 (europium-containing siliconitride powder) synthesized in Example 9 were used as follows, and CaAlSiN 3 : Eu A phosphor was synthesized.
First, 3.18 g of silicon nitride powder (Si 3 N 4 ), aluminum nitride powder (AlN 2.97 g, calcium nitride powder (Ca 3 N 2 ) 3.54 g, and EuSi 6 N 8 powder 0.31 g were weighed. After mixing with a dry ball mill filled with nitrogen gas, the obtained mixed powder was filled into a container made of hBN and loaded into a firing furnace.
The firing atmosphere was a reduced pressure from room temperature to 1000 ° C., and a nitrogen atmosphere of 1 MPa was used at 1000 ° C. or higher. The temperature increase rate was 5 ° C./min, and after holding at 1850 ° C. for 2 hours, the furnace was cooled to room temperature.
As a result of powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays for the obtained product, it was confirmed that CaAlSiN 3 was produced.
As a result of irradiating the powder with light having a wavelength of 365 nm with an ultraviolet lamp, it was confirmed that the powder emitted red light. Moreover, as a result of measuring the emission spectrum of this powder in 450 nm blue light excitation using the fluorescence spectrophotometer, the peak height of the emission spectrum was 125 counts. Since the count value varies depending on the measuring device and conditions, the unit is an arbitrary unit.

<実施例15>
蛍光体原料混合物として、平均粒径0.5μmで酸素含有量0.93質量%でα型含有率92%の窒化ケイ素粉末(Si)と、純度99.9%の窒化アルミニウム粉末(AlN)と、窒化ストロンチウム粉末(Sr)と、実施例9で合成したEuSi(ユーロピウム含有珪窒化物粉末)との混合物を用いて、以下のようにして、SrAlSiN:Eu蛍光体を合成した。
まず、窒化ケイ素粉末(Si)を2.37g、窒化アルミニウム粉末(AlN)2.21g、窒化ストロンチウム粉末(Sr)5.18g及びEuSi粉末0.23gを秤取し、窒素ガスを充填した乾式ボールミルにより混合した。次に、得られた混合粉末をhBN製容器に充填し、焼成炉に装填した。
焼成雰囲気は、室温から1000℃までを減圧状態とし、1000℃以上は1MPaの窒素雰囲気とした。昇温速度は5℃/分とし、1850℃で2時間保持を行ったのち、室温まで炉冷した。
得られた生成物についてCuKα線を用いた粉末X線回折測定を行った結果、SrAlSiNが生成していることが確認された。
この粉末に、紫外線ランプで波長365nmの光を照射した結果、赤橙色に発光することを確認した。また、蛍光分光光度計を用いて450nmの青色光励起におけるこの粉末の発光スペクトルを測定した結果、発光スペクトルのピーク高さは132カウントであった。なお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。
<Example 15>
As a phosphor raw material mixture, silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) having an average particle size of 0.5 μm, an oxygen content of 0.93% by mass and an α-type content of 92%, and an aluminum nitride powder having a purity of 99.9% ( Using a mixture of AlN), strontium nitride powder (Sr 3 N 2 ), and EuSi 6 N 8 (europium-containing silicon nitride powder) synthesized in Example 9, SrAlSiN 3 : Eu A phosphor was synthesized.
First, 2.37 g of silicon nitride powder (Si 3 N 4 ), 2.21 g of aluminum nitride powder (AlN), 5.18 g of strontium nitride powder (Sr 3 N 2 ), and 0.23 g of EuSi 6 N 8 powder were weighed. And mixed by a dry ball mill filled with nitrogen gas. Next, the obtained mixed powder was filled into a container made of hBN and loaded into a firing furnace.
The firing atmosphere was a reduced pressure from room temperature to 1000 ° C., and a nitrogen atmosphere of 1 MPa was used at 1000 ° C. or higher. The temperature increase rate was 5 ° C./min, and after holding at 1850 ° C. for 2 hours, the furnace was cooled to room temperature.
As a result of powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays for the obtained product, it was confirmed that SrAlSiN 3 was produced.
As a result of irradiating the powder with light having a wavelength of 365 nm with an ultraviolet lamp, it was confirmed that the powder emitted reddish orange. Moreover, as a result of measuring the emission spectrum of this powder in 450 nm blue light excitation using the fluorescence spectrophotometer, the peak height of the emission spectrum was 132 counts. Since the count value varies depending on the measuring device and conditions, the unit is an arbitrary unit.

<実施例16>
蛍光体原料混合物として、平均粒径0.5μmで酸素含有量0.93質量%でα型含有率92%の窒化ケイ素粉末(Si)と、純度99.9%の窒化アルミニウム粉末(AlN)と、純度99%の珪化カルシウム粉末(CaSi)と、実施例9で合成したEuSi(ユーロピウム含有珪窒化物粉末)との混合物を用いて、以下のようにして、Ca−α−SiAlON:Eu蛍光体を合成した。
まず、窒化ケイ素粉末(Si)を8.72g、窒化アルミニウム粉末(AlN)0.55g、珪化カルシウム粉末(CaSi)0.62g及びEuSi粉末0.12gを秤取し、乾式ボールミルにより混合した。次に、得られた混合粉末をhBN製容器に充填し、焼成炉に装填した。
焼成雰囲気は、室温から1000℃までを減圧状態とし、1000℃以上は1MPaの窒素雰囲気とした。昇温速度は5℃/分とし、1900℃で2時間保持を行ったのち、室温まで炉冷した。
得られた生成物についてCuKα線を用いた粉末X線回折測定を行った結果、Ca−α−SiAlONが生成していることが確認された。
この粉末に、紫外線ランプで波長365nmの光を照射した結果、橙色に発光することを確認した。また、蛍光分光光度計を用いて450nmの青色光励起におけるこの粉末の発光スペクトルを測定した結果、発光スペクトルのピーク高さは116カウントであった。なお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。
<Example 16>
As a phosphor raw material mixture, silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) having an average particle size of 0.5 μm, an oxygen content of 0.93% by mass and an α-type content of 92%, and an aluminum nitride powder having a purity of 99.9% ( and AlN), with a purity of 99% calcium silicide powder (CaSi 2), a mixture of EuSi 6 N 8 synthesized in example 9 (europium-containing珪窒compound powder), as follows, Ca- α-SiAlON: Eu phosphor was synthesized.
First, 8.72 g of silicon nitride powder (Si 3 N 4 ), 0.55 g of aluminum nitride powder (AlN), 0.62 g of calcium silicide powder (CaSi 2 ), and 0.12 g of EuSi 6 N 8 powder were weighed. Mixed by a dry ball mill. Next, the obtained mixed powder was filled into a container made of hBN and loaded into a firing furnace.
The firing atmosphere was a reduced pressure from room temperature to 1000 ° C., and a nitrogen atmosphere of 1 MPa was used at 1000 ° C. or higher. The temperature increase rate was 5 ° C./min, and the temperature was kept at 1900 ° C. for 2 hours, and then cooled to room temperature.
As a result of performing powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays for the obtained product, it was confirmed that Ca-α-SiAlON was produced.
As a result of irradiating the powder with light having a wavelength of 365 nm with an ultraviolet lamp, it was confirmed that the powder emitted orange light. Moreover, as a result of measuring the emission spectrum of this powder in 450 nm blue light excitation using the fluorescence spectrophotometer, the peak height of the emission spectrum was 116 counts. Since the count value varies depending on the measuring device and conditions, the unit is an arbitrary unit.

<実施例17>
蛍光体原料混合物として、平均粒径0.5μmで酸素含有量0.93質量%でα型含有率92%の窒化ケイ素粉末(Si)と、純度99.9%の窒化アルミニウム粉末(AlN)と、純度99%の珪化ストロンチウム粉末(SrSi)と、実施例9で合成したEuSi(ユーロピウム含有珪窒化物粉末)との混合物を用いて、以下のようにして、Sr−α−SiAlON:Eu蛍光体を合成した。
まず、窒化ケイ素粉末(Si)を8.46g、窒化アルミニウム粉末(AlN)0.53g、珪化ストロンチウム粉末(SrSi)0.90g及びEuSi粉末0.11gを秤取し、乾式ボールミルにより混合した。次に、得られた混合粉末をhBN製容器に充填し、焼成炉に装填した。
焼成雰囲気は、室温から1000℃までを減圧状態とし、1000℃以上は1MPaの窒素雰囲気とした。昇温速度は5℃/分とし、1900℃で2時間保持を行ったのち、室温まで炉冷した。
得られた生成物についてCuKα線を用いた粉末X線回折測定を行った結果、Sr−α−SiAlONが生成していることが確認された。
この粉末に、紫外線ランプで波長365nmの光を照射した結果、橙色に発光することを確認した。また、蛍光分光光度計を用いて450nmの青色光励起におけるこの粉末の発光スペクトルを測定した結果、発光スペクトルのピーク高さは116カウントであった。なお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。
<Example 17>
As a phosphor raw material mixture, silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) having an average particle size of 0.5 μm, an oxygen content of 0.93% by mass and an α-type content of 92%, and an aluminum nitride powder having a purity of 99.9% ( AlN), a 99% pure strontium silicide powder (SrSi 2 ), and a mixture of EuSi 6 N 8 (europium-containing silicon nitride powder) synthesized in Example 9 was used as follows. α-SiAlON: Eu phosphor was synthesized.
First, 8.46 g of silicon nitride powder (Si 3 N 4 ), 0.53 g of aluminum nitride powder (AlN), 0.90 g of strontium silicide powder (SrSi 2 ), and 0.11 g of EuSi 6 N 8 powder are weighed. Mixed by a dry ball mill. Next, the obtained mixed powder was filled into a container made of hBN and loaded into a firing furnace.
The firing atmosphere was a reduced pressure from room temperature to 1000 ° C., and a nitrogen atmosphere of 1 MPa was used at 1000 ° C. or higher. The temperature increase rate was 5 ° C./min, and the temperature was kept at 1900 ° C. for 2 hours, and then cooled to room temperature.
As a result of performing powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays for the obtained product, it was confirmed that Sr-α-SiAlON was produced.
As a result of irradiating the powder with light having a wavelength of 365 nm with an ultraviolet lamp, it was confirmed that the powder emitted orange light. Moreover, as a result of measuring the emission spectrum of this powder in 450 nm blue light excitation using the fluorescence spectrophotometer, the peak height of the emission spectrum was 116 counts. Since the count value varies depending on the measuring device and conditions, the unit is an arbitrary unit.

<実施例18>
蛍光体原料混合物として、平均粒径0.5μmで酸素含有量0.93質量%でα型含有率92%の窒化ケイ素粉末(Si)と、純度99.9%の窒化アルミニウム粉末(AlN)と、純度98%の酸化ストロンチウム粉末(SrO)と、実施例9で合成したEuSi(ユーロピウム含有珪窒化物粉末)との混合物を用いて、以下のようにして、SrSi24Al40:Eu蛍光体を合成した。
まず、窒化ケイ素粉末(Si)を4.98g、窒化アルミニウム粉末(AlN)1.57g、酸化ストロンチウム粉末(SrO)2.83g及びEuSi粉末0.62gを秤取し、乾式ボールミルにより混合した。次に、得られた混合粉末をhBN製容器に充填し、焼成炉に装填した。
焼成雰囲気は、室温から1000℃までを減圧状態とし、1000℃以上は1MPaの窒素雰囲気とした。昇温速度は5℃/分とし、1900℃で2時間保持を行ったのち、室温まで炉冷した。
得られた生成物について、誘導結合プラズマ発光分光分析装置並びに酸素・窒素分析装置を用いて化学分析を行った結果、Sr5.7Eu0.3Si24Al40が生成していることが確認された。
この粉末に、紫外線ランプで波長365nmの光を照射した結果、緑青色に発光することを確認した。また、蛍光分光光度計を用いて450nmの青色光励起におけるこの粉末の発光スペクトルを測定した結果、発光スペクトルのピーク高さは188カウントであった。なお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。
<Example 18>
As a phosphor raw material mixture, silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) having an average particle size of 0.5 μm, an oxygen content of 0.93% by mass and an α-type content of 92%, and an aluminum nitride powder having a purity of 99.9% ( AlN), a strontium oxide powder (SrO) having a purity of 98%, and EuSi 6 N 8 (europium-containing silicon nitride powder) synthesized in Example 9 were used as follows, and Sr 6 Si was used as follows. A 24Al 8 O 6 N 40 : Eu phosphor was synthesized.
First, 4.98 g of silicon nitride powder (Si 3 N 4 ), 1.57 g of aluminum nitride powder (AlN), 2.83 g of strontium oxide powder (SrO) and 0.62 g of EuSi 6 N 8 powder are weighed and dried. Mix by ball mill. Next, the obtained mixed powder was filled into a container made of hBN and loaded into a firing furnace.
The firing atmosphere was a reduced pressure from room temperature to 1000 ° C., and a nitrogen atmosphere of 1 MPa was used at 1000 ° C. or higher. The temperature increase rate was 5 ° C./min, and the temperature was kept at 1900 ° C. for 2 hours, and then cooled to room temperature.
The obtained product was subjected to chemical analysis using an inductively coupled plasma emission spectrometer and an oxygen / nitrogen analyzer. As a result, Sr 5.7 Eu 0.3 Si 24 Al 8 O 6 N 40 was produced. It was confirmed that
As a result of irradiating the powder with light having a wavelength of 365 nm with an ultraviolet lamp, it was confirmed that the powder emitted greenish blue light. Moreover, as a result of measuring the emission spectrum of this powder in the blue light excitation of 450 nm using the fluorescence spectrophotometer, the peak height of the emission spectrum was 188 counts. Since the count value varies depending on the measuring device and conditions, the unit is an arbitrary unit.

<実施例19>
蛍光体原料混合物として、平均粒径0.5μmで酸素含有量0.93質量%でα型含有率92%の窒化ケイ素粉末(Si)と、純度99.9%の窒化アルミニウム粉末(AlN)と、純度99%の珪化ストロンチウム粉末(SrSi)と、純度99.9%の炭酸ストロンチウム粉末(SrCO)と、実施例9で合成したEuSi(ユーロピウム含有珪窒化物粉末)との混合物を用いて、以下のようにして、SrSi13Al21:Eu蛍光体を合成した。
まず、窒化ケイ素粉末(Si)を4.45g、窒化アルミニウム粉末(AlN)1.13g、珪化ストロンチウム粉末(SrSi)1.12g、炭酸ストロンチウム粉末(SrCO)2.70g及びEuSi粉末0.59gを秤取し、乾式ボールミルにより混合した。次に、得られた混合粉末をhBN製容器に充填し、焼成炉に装填した。
焼成雰囲気は、室温から1000℃までを減圧状態とし、1000℃以上は1MPaの窒素雰囲気とした。昇温速度は5℃/分とし、1900℃で2時間保持を行ったのち、室温まで炉冷した。
得られた生成物について、誘導結合プラズマ発光分光分析装置並びに酸素・窒素分析装置を用いて化学分析を行った結果、Sr0.85Eu0.15Si13Al21が生成していることが確認された。
この粉末に、紫外線ランプで波長365nmの光を照射した結果、青緑色に発光することを確認した。また、蛍光分光光度計を用いて450nmの青色光励起におけるこの粉末の発光スペクトルを測定した結果、発光スペクトルのピーク高さは181カウントであった。なお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。
<Example 19>
As a phosphor raw material mixture, silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) having an average particle size of 0.5 μm, an oxygen content of 0.93% by mass and an α-type content of 92%, and an aluminum nitride powder having a purity of 99.9% ( AlN), 99% pure strontium silicide powder (SrSi 2 ), 99.9% pure strontium carbonate powder (SrCO 3 ), and EuSi 6 N 8 synthesized in Example 9 (europium-containing silicon nitride powder) Was used to synthesize Sr 3 Si 13 Al 3 O 2 N 21 : Eu phosphor as follows.
First, 4.45 g of silicon nitride powder (Si 3 N 4 ), 1.13 g of aluminum nitride powder (AlN), 1.12 g of strontium silicide powder (SrSi 2 ), 2.70 g of strontium carbonate powder (SrCO 3 ) and EuSi 6 was weighed N 8 powder 0.59 g, it was mixed with a dry ball mill. Next, the obtained mixed powder was filled into a container made of hBN and loaded into a firing furnace.
The firing atmosphere was a reduced pressure from room temperature to 1000 ° C., and a nitrogen atmosphere of 1 MPa was used at 1000 ° C. or higher. The temperature increase rate was 5 ° C./min, and the temperature was kept at 1900 ° C. for 2 hours, and then cooled to room temperature.
The obtained product was subjected to chemical analysis using an inductively coupled plasma emission spectrometer and an oxygen / nitrogen analyzer. As a result, Sr 0.85 Eu 0.15 Si 13 Al 3 O 2 N 21 was produced. It was confirmed that
As a result of irradiating the powder with light having a wavelength of 365 nm with an ultraviolet lamp, it was confirmed that the powder emitted blue-green light. Moreover, as a result of measuring the emission spectrum of this powder in the blue light excitation of 450 nm using the fluorescence spectrophotometer, the peak height of the emission spectrum was 181 counts. Since the count value varies depending on the measuring device and conditions, the unit is an arbitrary unit.

<実施例20>
蛍光体原料混合物として、平均粒径0.5μmで酸素含有量0.93質量%でα型含有率92%の窒化ケイ素粉末(Si)と、純度99.9%の炭酸バリウム粉末(BaCO)と、純度99.9%の酸化珪素粉末(SiO)と、実施例3で合成したEuSiN(ユーロピウム含有珪窒化物粉末)との混合物を用いて、以下のようにして、BaSi12:Eu蛍光体を合成した。
まず、窒化ケイ素粉末(Si)を0.62g、炭酸バリウム粉末(BaCO)6.00g、酸化珪素粉末(SiO)2.97g及びEuSiN粉末0.40gを秤取し、乾式ボールミルにより混合した。次に、得られた混合粉末をhBN製容器に充填し、焼成炉に装填した。
焼成雰囲気は、室温から1000℃までを減圧状態とし、1000℃以上は1MPaの窒素雰囲気とした。昇温速度は5℃/分とし、1600℃で2時間保持を行ったのち、室温まで炉冷した。
得られた生成物について、誘導結合プラズマ発光分光分析装置並びに酸素・窒素分析装置を用いて化学分析を行った結果、Ba2.82Eu0.18Si12が生成していることが確認された。
この粉末に、紫外線ランプで波長365nmの光を照射した結果、緑色に発光することを確認した。また、蛍光分光光度計を用いて450nmの青色光励起におけるこの粉末の発光スペクトルを測定した結果、発光スペクトルのピーク高さは157カウントであった。なお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。
<Example 20>
As a phosphor raw material mixture, silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) having an average particle size of 0.5 μm, an oxygen content of 0.93% by mass and an α-type content of 92%, and a barium carbonate powder having a purity of 99.9% ( BaCO 3 ), a 99.9% pure silicon oxide powder (SiO 2 ), and EuSiN 2 (europium-containing silicon nitride powder) synthesized in Example 3 were used as follows. A 3 Si 6 O 12 N 2 : Eu phosphor was synthesized.
First, 0.62 g of silicon nitride powder (Si 3 N 4 ), 6.00 g of barium carbonate powder (BaCO 3 ), 2.97 g of silicon oxide powder (SiO 2 ) and 0.40 g of EuSiN 2 powder are weighed and dried. Mix by ball mill. Next, the obtained mixed powder was filled into a container made of hBN and loaded into a firing furnace.
The firing atmosphere was a reduced pressure from room temperature to 1000 ° C., and a nitrogen atmosphere of 1 MPa was used at 1000 ° C. or higher. The temperature increase rate was 5 ° C./min, and the temperature was kept at 1600 ° C. for 2 hours.
As a result of chemical analysis of the obtained product using an inductively coupled plasma emission spectrometer and an oxygen / nitrogen analyzer, Ba 2.82 Eu 0.18 Si 6 O 12 N 2 is generated. Was confirmed.
As a result of irradiating the powder with light having a wavelength of 365 nm with an ultraviolet lamp, it was confirmed that the powder emitted green light. Moreover, as a result of measuring the emission spectrum of this powder in the blue light excitation of 450 nm using the fluorescence spectrophotometer, the peak height of the emission spectrum was 157 counts. Since the count value varies depending on the measuring device and conditions, the unit is an arbitrary unit.

<実施例21>
蛍光体原料混合物として、平均粒径0.5μmで酸素含有量0.93質量%でα型含有率92%の窒化ケイ素粉末(Si)と、純度99.9%の窒化アルミニウム粉末(AlN)と、純度99%の珪化ストロンチウム粉末(SrSi)と、実施例3で合成したEuSiN(ユーロピウム含有珪窒化物粉末)との混合物を用いて、以下のようにして、SrSiAlN:Eu蛍光体を合成した。
まず、窒化ケイ素粉末(Si)を3.37g、窒化アルミニウム粉末(AlN)1.46g、珪化ストロンチウム粉末(SrSi)5.02g及びEuSiN粉末0.15gを秤取し、乾式ボールミルにより混合した。次に、得られた混合粉末をhBN製容器に充填し、焼成炉に装填した。
焼成雰囲気は、室温から1000℃までを減圧状態とし、1000℃以上は1MPaの窒素雰囲気とした。昇温速度は5℃/分とし、1800℃で2時間保持を行ったのち、室温まで炉冷した。
得られた生成物について、誘導結合プラズマ発光分光分析装置並びに酸素・窒素分析装置を用いて化学分析を行った結果、Sr0.98Eu0.02SiAlNが生成していることが確認された。
この粉末に、紫外線ランプで波長365nmの光を照射した結果、赤橙色に発光することを確認した。また、蛍光分光光度計を用いて450nmの青色光励起におけるこの粉末の発光スペクトルを測定した結果、発光スペクトルのピーク高さは102カウントであった。なお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。
<Example 21>
As a phosphor raw material mixture, silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) having an average particle size of 0.5 μm, an oxygen content of 0.93% by mass and an α-type content of 92%, and an aluminum nitride powder having a purity of 99.9% ( Using a mixture of AlN), 99% pure strontium silicide powder (SrSi 2 ), and EuSiN 2 (europium-containing silicon nitride powder) synthesized in Example 3, SrSi 4 AlN 7 was used as follows. : A Eu phosphor was synthesized.
First, 3.37 g of silicon nitride powder (Si 3 N 4 ), 1.46 g of aluminum nitride powder (AlN), 5.02 g of strontium silicide powder (SrSi 2 ) and 0.15 g of EuSiN 2 powder were weighed, and a dry ball mill Mixed. Next, the obtained mixed powder was filled into a container made of hBN and loaded into a firing furnace.
The firing atmosphere was a reduced pressure from room temperature to 1000 ° C., and a nitrogen atmosphere of 1 MPa was used at 1000 ° C. or higher. The temperature increase rate was 5 ° C./min, and after holding at 1800 ° C. for 2 hours, the furnace was cooled to room temperature.
As a result of chemical analysis using the inductively coupled plasma emission spectrometer and the oxygen / nitrogen analyzer, it was confirmed that Sr 0.98 Eu 0.02 Si 4 AlN 7 was produced. It was done.
As a result of irradiating the powder with light having a wavelength of 365 nm with an ultraviolet lamp, it was confirmed that the powder emitted reddish orange. Moreover, as a result of measuring the emission spectrum of this powder in 450 nm blue light excitation using the fluorescence spectrophotometer, the peak height of the emission spectrum was 102 counts. Since the count value varies depending on the measuring device and conditions, the unit is an arbitrary unit.

<実施例22>
蛍光体原料混合物として、平均粒径0.5μmで酸素含有量0.93質量%でα型含有率92%の窒化ケイ素粉末(Si)と、純度99.9%の炭酸ストロンチウム粉末(SrCO)と、純度99.9%の酸化珪素粉末(SiO)と、実施例6で合成したEuSi(ユーロピウム含有珪窒化物粉末)との混合物を用いて、以下のようにして、SrSiAl:Eu蛍光体を合成した。
まず、窒化ケイ素粉末(Si)を2.62g、炭酸ストロンチウム粉末(SrCO)5.76g、酸化珪素粉末(SiO)1.27g及びEuSi粉末0.35gを秤取し、エタノールを用いた湿式ボールミルにより均一に混合した。
次に、得られたスラリーを蒸発乾固し、hBN製容器に配置し、焼成炉に装填した。
焼成雰囲気は、室温から1000℃までを減圧状態とし、1000℃以上は1MPaの窒素雰囲気とした。昇温速度は5℃/分とし、1550℃で2時間保持を行ったのち、室温まで炉冷した。
得られた生成物についてCuKα線を用いた粉末X線回折測定を行った結果、SrSiAlが生成していることが確認された。
この粉末に、紫外線ランプで波長365nmの光を照射した結果、黄緑色に発光することを確認した。また、蛍光分光光度計を用いて450nmの青色光励起におけるこの粉末の発光スペクトルを測定した結果、発光スペクトルのピーク高さは132カウントであった。なお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。
<Example 22>
As a phosphor raw material mixture, silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) having an average particle size of 0.5 μm, an oxygen content of 0.93% by mass and an α-type content of 92%, and a strontium carbonate powder having a purity of 99.9% ( SrCO 3 ), a 99.9% pure silicon oxide powder (SiO 2 ), and a mixture of Eu 2 Si 5 N 8 (europium-containing silicon nitride powder) synthesized in Example 6 were used as follows. Thus, a SrSi 2 Al 2 O 2 N 2 : Eu phosphor was synthesized.
First, 2.62 g of silicon nitride powder (Si 3 N 4 ), 5.76 g of strontium carbonate powder (SrCO 3 ), 1.27 g of silicon oxide powder (SiO 2 ) and 0.35 g of Eu 2 Si 5 N 8 powder are weighed. And mixed uniformly by a wet ball mill using ethanol.
Next, the obtained slurry was evaporated to dryness, placed in a container made of hBN, and loaded into a firing furnace.
The firing atmosphere was a reduced pressure from room temperature to 1000 ° C., and a nitrogen atmosphere of 1 MPa was used at 1000 ° C. or higher. The temperature rising rate was 5 ° C./min, and after holding at 1550 ° C. for 2 hours, the furnace was cooled to room temperature.
As a result of performing powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays for the obtained product, it was confirmed that SrSi 2 Al 2 O 2 N 2 was produced.
As a result of irradiating the powder with light having a wavelength of 365 nm with an ultraviolet lamp, it was confirmed that the powder emitted yellowish green. Moreover, as a result of measuring the emission spectrum of this powder in 450 nm blue light excitation using the fluorescence spectrophotometer, the peak height of the emission spectrum was 132 counts. Since the count value varies depending on the measuring device and conditions, the unit is an arbitrary unit.

<実施例23>
蛍光体原料混合物として、平均粒径0.5μmで酸素含有量0.93質量%でα型含有率92%の窒化ケイ素粉末(Si)と、純度99.9%の炭酸バリウム粉末(BaCO)と、純度99.9%の酸化珪素粉末(SiO)と、実施例6で合成したEuSi(ユーロピウム含有珪窒化物粉末)との混合物を用いて、以下のようにして、BaSiAl:Eu蛍光体を合成した。
まず、窒化ケイ素粉末(Si)を2.20g、炭酸バリウム粉末(BaCO)6.45g、酸化珪素粉末(SiO)1.06g及びEuSi粉末0.29gを秤取し、エタノールを用いた湿式ボールミルにより均一に混合した。
次に、得られたスラリーを蒸発乾固し、hBN製容器に配置し、焼成炉に装填した。
焼成雰囲気は、室温から1000℃までを減圧状態とし、1000℃以上は1MPaの窒素雰囲気とした。昇温速度は5℃/分とし、1550℃で2時間保持を行ったのち、室温まで炉冷した。
得られた生成物についてCuKα線を用いた粉末X線回折測定を行った結果、BaSiAlが生成していることが確認された。
この粉末に、紫外線ランプで波長365nmの光を照射した結果、緑青色に発光することを確認した。また、蛍光分光光度計を用いて450nmの青色光励起におけるこの粉末の発光スペクトルを測定した結果、発光スペクトルのピーク高さは172カウントであった。なお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。
<Example 23>
As a phosphor raw material mixture, silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) having an average particle size of 0.5 μm, an oxygen content of 0.93% by mass and an α-type content of 92%, and a barium carbonate powder having a purity of 99.9% ( Using a mixture of BaCO 3 ), silicon oxide powder (SiO 2 ) having a purity of 99.9%, and Eu 2 Si 5 N 8 (europium-containing silicon nitride powder) synthesized in Example 6, the following was used: Thus, a BaSi 2 Al 2 O 2 N 2 : Eu phosphor was synthesized.
First, 2.20 g of silicon nitride powder (Si 3 N 4 ), 6.45 g of barium carbonate powder (BaCO 3 ), 1.06 g of silicon oxide powder (SiO 2 ), and 0.29 g of Eu 2 Si 5 N 8 powder were weighed. And mixed uniformly by a wet ball mill using ethanol.
Next, the obtained slurry was evaporated to dryness, placed in a container made of hBN, and loaded into a firing furnace.
The firing atmosphere was a reduced pressure from room temperature to 1000 ° C., and a nitrogen atmosphere of 1 MPa was used at 1000 ° C. or higher. The temperature rising rate was 5 ° C./min, and after holding at 1550 ° C. for 2 hours, the furnace was cooled to room temperature.
As a result of performing powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays for the obtained product, it was confirmed that BaSi 2 Al 2 O 2 N 2 was produced.
As a result of irradiating the powder with light having a wavelength of 365 nm with an ultraviolet lamp, it was confirmed that the powder emitted greenish blue light. Moreover, as a result of measuring the emission spectrum of this powder in 450 nm blue light excitation using the fluorescence spectrophotometer, the peak height of the emission spectrum was 172 counts. Since the count value varies depending on the measuring device and conditions, the unit is an arbitrary unit.

<実施例24>
蛍光体原料混合物として、平均粒径0.5μmで酸素含有量0.93質量%でα型含有率92%の窒化ケイ素粉末(Si)と、純度99.9%の窒化アルミニウム粉末(AlN)と、純度99.9%の酸化珪素粉末(SiO)と、実施例9で合成したEuSi(ユーロピウム含有珪窒化物粉末)との混合物を用いて、以下のようにして、β−SiAlON:Eu蛍光体を合成した。
まず、窒化ケイ素粉末(Si)を9.04g、窒化アルミニウム粉末(AlN)0.27g、酸化珪素粉末(SiO)0.06g及びEuSi粉末0.63gを秤取し、エタノールを用いた湿式ボールミルにより均一に混合した。
次に、得られたスラリーを蒸発乾固し、hBN製容器に配置し、焼成炉に装填した。
焼成雰囲気は、室温から1000℃までを減圧状態とし、1000℃以上は1MPaの窒素雰囲気とした。昇温速度は5℃/分とし、2000℃で2時間保持を行ったのち、室温まで炉冷した。
得られた生成物についてCuKα線を用いた粉末X線回折測定を行った結果、β−SiAlONが生成していることが確認された。
この粉末に、紫外線ランプで波長365nmの光を照射した結果、緑色に発光することを確認した。また、蛍光分光光度計を用いて450nmの青色光励起におけるこの粉末の発光スペクトルを測定した結果、発光スペクトルのピーク高さは91カウントであった。なお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。
<Example 24>
As a phosphor raw material mixture, silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) having an average particle size of 0.5 μm, an oxygen content of 0.93% by mass and an α-type content of 92%, and an aluminum nitride powder having a purity of 99.9% ( AlN), a 99.9% pure silicon oxide powder (SiO 2 ), and a mixture of EuSi 6 N 8 (europium-containing silicon nitride powder) synthesized in Example 9 were used as follows. A β-SiAlON: Eu phosphor was synthesized.
First, 9.04 g of silicon nitride powder (Si 3 N 4 ), 0.27 g of aluminum nitride powder (AlN), 0.06 g of silicon oxide powder (SiO 2 ), and 0.63 g of EuSi 6 N 8 powder were weighed, It mixed uniformly with the wet ball mill using ethanol.
Next, the obtained slurry was evaporated to dryness, placed in a container made of hBN, and loaded into a firing furnace.
The firing atmosphere was a reduced pressure from room temperature to 1000 ° C., and a nitrogen atmosphere of 1 MPa was used at 1000 ° C. or higher. The temperature increase rate was 5 ° C./min, and after holding at 2000 ° C. for 2 hours, the furnace was cooled to room temperature.
The obtained product was subjected to powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays. As a result, it was confirmed that β-SiAlON was produced.
As a result of irradiating the powder with light having a wavelength of 365 nm with an ultraviolet lamp, it was confirmed that the powder emitted green light. Moreover, as a result of measuring the emission spectrum of this powder in 450 nm blue light excitation using the fluorescence spectrophotometer, the peak height of the emission spectrum was 91 counts. Since the count value varies depending on the measuring device and conditions, the unit is an arbitrary unit.

<実施例25>
平均粒径0.5μmで酸素含有量0.93質量%でα型含有率92%の窒化ケイ素粉末(Si)と、純度99.9%の酢酸カルシウム(Ca(CHCOO)・HO)とを、窒化ケイ素粉末(Si)6.14g、酢酸カルシウム3.86g秤取し、エタノールを用いた湿式ボールミルにより均一に混合した。次に、得られたスラリーを蒸発乾固し、hBN製容器に配置し、焼成炉に装填した。室温で真空脱気後、炉内をアンモニア雰囲気とし、5℃/分の速度で1500℃まで昇温し、2時間保持を行ったのち室温まで炉冷した。得られた生成物についてCuKα線を用いた粉末X線回折測定を行った結果、CaSiNが生成していることが確認された。
次に、蛍光体原料混合物として、上記の方法で得られたCaSiNと、純度99.9%の窒化アルミニウム粉末(AlN)と、実施例10で合成したEuSiN(ユーロピウム含有珪窒化物粉末)との混合物を用いて、以下のようにして、CaAlSiN:Eu蛍光体を合成した。
まず、CaSiN粉末を6.89g、窒化アルミニウム粉末(AlN)2.96g、及びEuSiN粉末0.15gを秤取し、エタノールを用いた湿式ボールミルにより均一に混合した。
次に、得られたスラリーを蒸発乾固し、hBN製容器に配置し、焼成炉に装填した。
焼成雰囲気は、室温から1000℃までを減圧状態とし、1000℃以上は1MPaの窒素雰囲気とした。昇温速度は5℃/分とし、1850℃で2時間保持を行ったのち、室温まで炉冷した。
得られた生成物についてCuKα線を用いた粉末X線回折測定を行った結果、CaAlSiNが生成していることが確認された。
この粉末に、紫外線ランプで波長365nmの光を照射した結果、赤色に発光することを確認した。また、蛍光分光光度計を用いて450nmの青色光励起におけるこの粉末の発光スペクトルを測定した結果、発光スペクトルのピーク高さは131カウントであった。なお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。
<Example 25>
Silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) having an average particle size of 0.5 μm, an oxygen content of 0.93% by mass and an α-type content of 92%, and calcium acetate (Ca (CH 3 COO) 2 having a purity of 99.9% · H with 2 O) and silicon nitride powder (Si 3 N 4) 6.14g, and weighed calcium acetate 3.86 g, they were uniformly mixed by a wet ball mill using ethanol. Next, the obtained slurry was evaporated to dryness, placed in a container made of hBN, and loaded into a firing furnace. After vacuum degassing at room temperature, the inside of the furnace was made an ammonia atmosphere, heated to 1500 ° C. at a rate of 5 ° C./min, held for 2 hours, and then cooled to room temperature. As a result of powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays for the obtained product, it was confirmed that CaSiN 2 was produced.
Next, as the phosphor raw material mixture, CaSiN 2 obtained by the above method, aluminum nitride powder (AlN) having a purity of 99.9%, and EuSiN 2 synthesized in Example 10 (europium-containing silicic nitride powder) Was used to synthesize a CaAlSiN 3 : Eu phosphor as follows.
First, 6.89 g of CaSiN 2 powder, 2.96 g of aluminum nitride powder (AlN), and 0.15 g of EuSiN 2 powder were weighed and mixed uniformly by a wet ball mill using ethanol.
Next, the obtained slurry was evaporated to dryness, placed in a container made of hBN, and loaded into a firing furnace.
The firing atmosphere was a reduced pressure state from room temperature to 1000 ° C., and a nitrogen atmosphere of 1 MPa was used at 1000 ° C. or higher. The temperature increase rate was 5 ° C./min, and after holding at 1850 ° C. for 2 hours, the furnace was cooled to room temperature.
As a result of powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays for the obtained product, it was confirmed that CaAlSiN 3 was produced.
As a result of irradiating the powder with light having a wavelength of 365 nm with an ultraviolet lamp, it was confirmed that the powder emitted red light. Moreover, as a result of measuring the emission spectrum of this powder in 450 nm blue light excitation using the fluorescence spectrophotometer, the peak height of the emission spectrum was 131 counts. Since the count value varies depending on the measuring device and conditions, the unit is an arbitrary unit.

<実施例26>
平均粒径0.5μmで酸素含有量0.93質量%でα型含有率92%の窒化ケイ素粉末(Si)と純度99.9%の酢酸ストロンチウム(Sr(CHCOO)・0.5HO)とを、窒化ケイ素粉末(Si)5.66g、酢酸ストロンチウム4.34g秤取し、エタノールを用いた湿式ボールミルにより均一に混合した。次に、得られたスラリーを蒸発乾固し、hBN製容器に配置し、焼成炉に装填した。室温で真空脱気後、炉内をアンモニア雰囲気とし、5℃/分の速度で1500℃まで昇温し、2時間保持を行ったのち室温まで炉冷した。得られた生成物についてCuKα線を用いた粉末X線回折測定を行った結果、SrSiNが生成していることが確認された。
次に、蛍光体原料混合物として、上記の方法で得られたSrSiN、純度99.9%の窒化アルミニウム粉末(AlN)及び実施例10で合成したEuSiN(ユーロピウム含有珪窒化物粉末)の混合物を用いて、以下のようにして、SrAlSiN:Eu蛍光体を合成した。
まず、CaSiN粉末を7.68g、窒化アルミニウム粉末(AlN)2.21g、及びEuSiN粉末0.11gを秤取し、エタノールを用いた湿式ボールミルにより均一に混合した。
次に、得られたスラリーを蒸発乾固し、hBN製容器に配置し、焼成炉に装填した。
焼成雰囲気は、室温から1000℃までを減圧状態とし、1000℃以上は1MPaの窒素雰囲気とした。昇温速度は5℃/分とし、1850℃で2時間保持を行ったのち、室温まで炉冷した。
得られた生成物についてCuKα線を用いた粉末X線回折測定を行った結果、SrAlSiNが生成していることが確認された。
この粉末に、紫外線ランプで波長365nmの光を照射した結果、赤橙色に発光することを確認した。また、蛍光分光光度計を用いて450nmの青色光励起におけるこの粉末の発光スペクトルを測定した結果、発光スペクトルのピーク高さは139カウントであった。なお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。
<Example 26>
Silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) having an average particle size of 0.5 μm, oxygen content of 0.93% by mass and α-type content of 92%, and strontium acetate (Sr (CH 3 COO) 2. 0.5H 2 O) was weighed 5.66 g of silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) and 4.34 g of strontium acetate, and uniformly mixed by a wet ball mill using ethanol. Next, the obtained slurry was evaporated to dryness, placed in a container made of hBN, and loaded into a firing furnace. After vacuum degassing at room temperature, the inside of the furnace was made an ammonia atmosphere, heated to 1500 ° C. at a rate of 5 ° C./min, held for 2 hours, and then cooled to room temperature. As a result of powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays for the obtained product, it was confirmed that SrSiN 2 was produced.
Next, as a phosphor raw material mixture, a mixture of SrSiN 2 obtained by the above method, aluminum nitride powder (AlN) with a purity of 99.9%, and EuSiN 2 (europium-containing siliconitride powder) synthesized in Example 10 Was used to synthesize SrAlSiN 3 : Eu phosphor as follows.
First, 7.68 g of CaSiN 2 powder, 2.21 g of aluminum nitride powder (AlN), and 0.11 g of EuSiN 2 powder were weighed and mixed uniformly by a wet ball mill using ethanol.
Next, the obtained slurry was evaporated to dryness, placed in a container made of hBN, and loaded into a firing furnace.
The firing atmosphere was a reduced pressure from room temperature to 1000 ° C., and a nitrogen atmosphere of 1 MPa was used at 1000 ° C. or higher. The temperature increase rate was 5 ° C./min, and after holding at 1850 ° C. for 2 hours, the furnace was cooled to room temperature.
As a result of powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays for the obtained product, it was confirmed that SrAlSiN 3 was produced.
As a result of irradiating the powder with light having a wavelength of 365 nm with an ultraviolet lamp, it was confirmed that the powder emitted reddish orange. Moreover, as a result of measuring the emission spectrum of this powder in 450 nm blue light excitation using the fluorescence spectrophotometer, the peak height of the emission spectrum was 139 counts. Since the count value varies depending on the measuring device and conditions, the unit is an arbitrary unit.

<実施例27〜30>
珪窒化物合成用原料として、平均粒径0.5μmで酸素含有量0.93質量%でα型含有率92%の窒化ケイ素粉末(Si)と、純度99.99%の炭酸カルシウム粉末(CaCO)と、純度99.9%の炭酸ストロンチウム粉末(SrCO)と、純度99.9%の酸化ユーロピウム粉末(Eu)と、純度99.9999%の炭素粉末(C)とを用いた。
<Examples 27 to 30>
Silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) having an average particle size of 0.5 μm, an oxygen content of 0.93% by mass and an α-type content of 92%, and calcium carbonate having a purity of 99.99% as raw materials for synthesizing silicon nitride Powder (CaCO 3 ), 99.9% pure strontium carbonate powder (SrCO 3 ), 99.9% pure europium oxide powder (Eu 2 O 3 ), and 99.9999% pure carbon powder (C) And were used.

窒化ケイ素粉末(Si)、酸化ユーロピウム粉末(Eu)、炭酸カルシウム粉末(CaCO)、炭酸ストロンチウム粉末(SrCO)及び炭素粉末(C)を表3に示す割合で秤取し、エタノールを用いた湿式ボールミルにより均一に混合した。次に、得られたスラリーを蒸発乾固し、hBN製容器に配置し、焼成炉に装填した。
焼成雰囲気は、室温から1000℃までを減圧状態とし、1000℃以上は1MPaの窒素雰囲気とした。昇温速度5℃/分とし、表1に示す温度で2時間保持を行ったのち、室温まで炉冷した。
得られた生成物(ユーロピウム含有珪窒化物粉末)について、誘導結合プラズマ発光分光分析装置を用いてEu、Ca、Sr及びSiの化学分析を行い、併せて酸素・窒素分析装置を用いて、窒素の化学分析を行った。化学分析結果から明らかとなった生成物の化学組成を併せて表3に示す。
Silicon nitride powder (Si 3 N 4 ), europium oxide powder (Eu 2 O 3 ), calcium carbonate powder (CaCO 3 ), strontium carbonate powder (SrCO 3 ) and carbon powder (C) are weighed in the proportions shown in Table 3. Then, they were mixed uniformly by a wet ball mill using ethanol. Next, the obtained slurry was evaporated to dryness, placed in a container made of hBN, and loaded into a firing furnace.
The firing atmosphere was a reduced pressure from room temperature to 1000 ° C., and a nitrogen atmosphere of 1 MPa was used at 1000 ° C. or higher. The temperature was raised at a rate of 5 ° C./min, held at the temperature shown in Table 1 for 2 hours, and then cooled to room temperature.
The obtained product (europium-containing silicon nitride powder) is subjected to chemical analysis of Eu, Ca, Sr and Si using an inductively coupled plasma emission spectroscopic analyzer, and combined with an oxygen / nitrogen analyzer. The chemical analysis was conducted. Table 3 shows the chemical composition of the product that was clarified from the chemical analysis results.

Figure 2010185009
Figure 2010185009

<実施例31>
蛍光体原料混合物として、純度99.9%の窒化アルミニウム粉末(AlN)と実施例27で合成したCa0.99Eu0.01SiN(ユーロピウム含有カルシウム珪窒化物粉末)との混合物を用いて、以下のようにして、CaAlSiN:Eu蛍光体を合成した。
まず、窒化アルミニウム粉末(AlN)2.96g及びCa0.99Eu0.01SiN粉末7.04gを秤取し、エタノールを用いた湿式ボールミルにより均一に混合した。次に、得られたスラリーを蒸発乾固し、hBN製容器に配置し、焼成炉に装填した。
焼成雰囲気は、室温から1000℃までを減圧状態とし、1000℃以上は1MPaの窒素雰囲気とした。昇温速度は5℃/分とし、1850℃で2時間保持を行ったのち、室温まで炉冷した。
得られた生成物についてCuKα線を用いた粉末X線回折測定を行った結果、CaAlSiNが生成していることが確認された。
この粉末に、紫外線ランプで波長365nmの光を照射した結果、赤色に発光することを確認した。また、蛍光分光光度計を用いて450nmの青色光励起におけるこの粉末の発光スペクトルを測定した結果、発光スペクトルのピーク高さは131カウントであった。なお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。
<Example 31>
As a phosphor raw material mixture, a mixture of 99.9% pure aluminum nitride powder (AlN) and Ca 0.99 Eu 0.01 SiN 2 (europium-containing calcium silicon nitride powder) synthesized in Example 27 was used. The CaAlSiN 3 : Eu phosphor was synthesized as follows.
First, 2.96 g of aluminum nitride powder (AlN) and 7.04 g of Ca 0.99 Eu 0.01 SiN 2 powder were weighed and mixed uniformly by a wet ball mill using ethanol. Next, the obtained slurry was evaporated to dryness, placed in a container made of hBN, and loaded into a firing furnace.
The firing atmosphere was a reduced pressure from room temperature to 1000 ° C., and a nitrogen atmosphere of 1 MPa was used at 1000 ° C. or higher. The temperature increase rate was 5 ° C./min, and after holding at 1850 ° C. for 2 hours, the furnace was cooled to room temperature.
As a result of powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays for the obtained product, it was confirmed that CaAlSiN 3 was produced.
As a result of irradiating the powder with light having a wavelength of 365 nm with an ultraviolet lamp, it was confirmed that the powder emitted red light. Moreover, as a result of measuring the emission spectrum of this powder in the blue light excitation of 450 nm using the fluorescence spectrophotometer, the peak height of the emission spectrum was 131 counts. Since the count value varies depending on the measuring device and conditions, the unit is an arbitrary unit.

<実施例32>
蛍光体原料混合物として、純度99.9%の窒化アルミニウム粉末(AlN)と実施例28で合成したSr0.99Eu0.01SiN(ユーロピウム含有ストロンチウム珪窒化物粉末)との混合物を用いて、以下のようにして、SrAlSiN:Eu蛍光体を合成した。
まず、窒化アルミニウム粉末(AlN)2.21g及びSr0.99Eu0.01SiN粉末7.79gを秤取し、エタノールを用いた湿式ボールミルにより均一に混合した。次に、得られたスラリーを蒸発乾固し、hBN製容器に配置し、焼成炉に装填した。
焼成雰囲気は、室温から1000℃までを減圧状態とし、1000℃以上は1MPaの窒素雰囲気とした。昇温速度は5℃/分とし、1850℃で2時間保持を行ったのち、室温まで炉冷した。
得られた生成物についてCuKα線を用いた粉末X線回折測定を行った結果、SrAlSiNが生成していることが確認された。
この粉末に、紫外線ランプで波長365nmの光を照射した結果、赤橙色に発光することを確認した。また、蛍光分光光度計を用いて450nmの青色光励起におけるこの粉末の発光スペクトルを測定した結果、発光スペクトルのピーク高さは136カウントであった。なお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。
<Example 32>
As a phosphor raw material mixture, a mixture of 99.9% pure aluminum nitride powder (AlN) and Sr 0.99 Eu 0.01 SiN 2 (europium-containing strontium silicon nitride powder) synthesized in Example 28 was used. The SrAlSiN 3 : Eu phosphor was synthesized as follows.
First, 2.21 g of aluminum nitride powder (AlN) and 7.79 g of Sr 0.99 Eu 0.01 SiN 2 powder were weighed and mixed uniformly by a wet ball mill using ethanol. Next, the obtained slurry was evaporated to dryness, placed in a container made of hBN, and loaded into a firing furnace.
The firing atmosphere was a reduced pressure from room temperature to 1000 ° C., and a nitrogen atmosphere of 1 MPa was used at 1000 ° C. or higher. The temperature increase rate was 5 ° C./min, and after holding at 1850 ° C. for 2 hours, the furnace was cooled to room temperature.
As a result of powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays for the obtained product, it was confirmed that SrAlSiN 3 was produced.
As a result of irradiating the powder with light having a wavelength of 365 nm with an ultraviolet lamp, it was confirmed that the powder emitted reddish orange. Moreover, as a result of measuring the emission spectrum of this powder in 450 nm blue light excitation using the fluorescence spectrophotometer, the peak height of the emission spectrum was 136 counts. Since the count value varies depending on the measuring device and conditions, the unit is an arbitrary unit.

<実施例33>
蛍光体原料混合物として、平均粒径0.5μmで酸素含有量0.93質量%でα型含有率92%の窒化ケイ素粉末(Si)と、純度99.9%の窒化アルミニウム粉末(AlN)と、実施例29で合成したSr1.92Eu0.08Si(ユーロピウム含有ストロンチウム珪窒化物粉末)との混合物を用いて、以下のようにして、Sr−α−SiAlON:Eu蛍光体を合成した。
まず、窒化ケイ素粉末(Si)を8.12g、窒化アルミニウム粉末(AlN)0.52g及びSr1.92Eu0.08Si粉末1.37gを秤取し、エタノールを用いた湿式ボールミルにより均一に混合した。次に、得られたスラリーを蒸発乾固し、hBN製容器に配置し、焼成炉に装填した。
焼成雰囲気は、室温から1000℃までを減圧状態とし、1000℃以上は1MPaの窒素雰囲気とした。昇温速度は5℃/分とし、1900℃で2時間保持を行ったのち、室温まで炉冷した。
得られた生成物についてCuKα線を用いた粉末X線回折測定を行った結果、Sr−α−SiAlONが生成していることが確認された。
この粉末に、紫外線ランプで波長365nmの光を照射した結果、橙色に発光することを確認した。また、蛍光分光光度計を用いて450nmの青色光励起におけるこの粉末の発光スペクトルを測定した結果、発光スペクトルのピーク高さは122カウントであった。なお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。
<Example 33>
As a phosphor raw material mixture, silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) having an average particle size of 0.5 μm, an oxygen content of 0.93% by mass and an α-type content of 92%, and an aluminum nitride powder having a purity of 99.9% ( and AlN), with a mixture of Sr 1.92 Eu 0.08 Si 5 N 8 synthesized in example 29 (europium-containing strontium珪窒compound powder), as follows, Sr-α-SiAlON: Eu phosphor was synthesized.
First, 8.12 g of silicon nitride powder (Si 3 N 4 ), 0.52 g of aluminum nitride powder (AlN) and 1.37 g of Sr 1.92 Eu 0.08 Si 5 N 8 powder were weighed and ethanol was used. It was mixed uniformly with a wet ball mill. Next, the obtained slurry was evaporated to dryness, placed in a container made of hBN, and loaded into a firing furnace.
The firing atmosphere was a reduced pressure from room temperature to 1000 ° C., and a nitrogen atmosphere of 1 MPa was used at 1000 ° C. or higher. The temperature increase rate was 5 ° C./min, and the temperature was kept at 1900 ° C. for 2 hours, and then cooled to room temperature.
As a result of performing powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays for the obtained product, it was confirmed that Sr-α-SiAlON was produced.
As a result of irradiating the powder with light having a wavelength of 365 nm with an ultraviolet lamp, it was confirmed that the powder emitted orange light. Moreover, as a result of measuring the emission spectrum of this powder in 450 nm blue light excitation using the fluorescence spectrophotometer, the peak height of the emission spectrum was 122 counts. Since the count value varies depending on the measuring device and conditions, the unit is an arbitrary unit.

<実施例34>
蛍光体原料混合物として、平均粒径0.5μmで酸素含有量0.93質量%でα型含有率92%の窒化ケイ素粉末(Si)と、純度99.9%の窒化アルミニウム粉末(AlN)と、実施例30で合成したSr0.96Eu0.04Si(ユーロピウム含有ストロンチウム珪窒化物粉末)との混合物を用いて、以下のようにして、Sr−α−SiAlON:Eu蛍光体を合成した。
まず、窒化ケイ素粉末(Si)を7,43g、窒化アルミニウム粉末(AlN)0.47g及びSr0.96Eu0.04Si粉末2.10gを秤取し、エタノールを用いた湿式ボールミルにより均一に混合した。次に、得られたスラリーを蒸発乾固し、hBN製容器に配置し、焼成炉に装填した。
焼成雰囲気は、室温から1000℃までを減圧状態とし、1000℃以上は1MPaの窒素雰囲気とした。昇温速度は5℃/分とし、1900℃で2時間保持を行ったのち、室温まで炉冷した。
得られた生成物についてCuKα線を用いた粉末X線回折測定を行った結果、Sr−α−SiAlONが生成していることが確認された。
この粉末に、紫外線ランプで波長365nmの光を照射した結果、橙色に発光することを確認した。また、蛍光分光光度計を用いて450nmの青色光励起におけるこの粉末の発光スペクトルを測定した結果、発光スペクトルのピーク高さは128カウントであった。なお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。
<Example 34>
As a phosphor raw material mixture, silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) having an average particle size of 0.5 μm, an oxygen content of 0.93% by mass and an α-type content of 92%, and an aluminum nitride powder having a purity of 99.9% ( A mixture of Sr 0.96 Eu 0.04 Si 6 N 8 (europium-containing strontium silicate nitride powder) synthesized in Example 30 and using Sr-α-SiAlON as follows: Eu phosphor was synthesized.
First, weigh out 7,43 g of silicon nitride powder (Si 3 N 4 ), 0.47 g of aluminum nitride powder (AlN) and 2.10 g of Sr 0.96 Eu 0.04 Si 6 N 8 powder, and use ethanol. It was mixed uniformly with a wet ball mill. Next, the obtained slurry was evaporated to dryness, placed in a container made of hBN, and loaded into a firing furnace.
The firing atmosphere was a reduced pressure from room temperature to 1000 ° C., and a nitrogen atmosphere of 1 MPa was used at 1000 ° C. or higher. The temperature increase rate was 5 ° C./min, and the temperature was kept at 1900 ° C. for 2 hours, and then cooled to room temperature.
As a result of performing powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays for the obtained product, it was confirmed that Sr-α-SiAlON was produced.
As a result of irradiating the powder with light having a wavelength of 365 nm with an ultraviolet lamp, it was confirmed that the powder emitted orange light. Moreover, as a result of measuring the emission spectrum of this powder in 450 nm blue light excitation using the fluorescence spectrophotometer, the peak height of the emission spectrum was 128 counts. Since the count value varies depending on the measuring device and conditions, the unit is an arbitrary unit.

<比較例1>
蛍光体原料混合物として、平均粒径0.5μm、酸素含有量0.93質量%、α型含有率92%の窒化ケイ素粉末(Si)、純度99%の珪化ストロンチウム(SrSi)及び窒化ユーロピウム(EuN)を用いて、以下のようにして、SrSi:Eu蛍光体を合成した。
まず、窒化ケイ素粉末(Si)を1.49g、珪化ストロンチウム(SrSi)8.31g及び窒化ユーロピウム(EuN)粉末0.20gを秤取し、窒素ガスを充填した乾式ボールミルにより混合した。次に、得られた混合粉末をhBN製容器に充填し、焼成炉に装填した。
焼成雰囲気は、室温から1000℃までを減圧状態とし、1000℃以上は1MPaの窒素雰囲気とした。昇温速度は5℃/分とし、1800℃で2時間保持を行ったのち、室温まで炉冷した。
得られた生成物についてCuKα線を用いた粉末X線回折測定を行った結果、SrSiが生成していることが確認された。
この粉末に、紫外線ランプで波長365nmの光を照射した結果、赤橙色に発光することを確認した。また、蛍光分光光度計を用いて450nmの青色光励起におけるこの粉末の発光スペクトルを測定した結果、発光スペクトルのピーク高さは76カウントであった。なお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。
<Comparative Example 1>
As a phosphor raw material mixture, silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) having an average particle size of 0.5 μm, an oxygen content of 0.93% by mass and an α-type content of 92%, strontium silicide (SrSi 2 ) having a purity of 99%, and Sr 2 Si 5 N 8 : Eu phosphor was synthesized using europium nitride (EuN) as follows.
First, 1.49 g of silicon nitride powder (Si 3 N 4 ), 8.31 g of strontium silicide (SrSi 2 ), and 0.20 g of europium nitride (EuN) powder were weighed and mixed by a dry ball mill filled with nitrogen gas. . Next, the obtained mixed powder was filled into a container made of hBN and loaded into a firing furnace.
The firing atmosphere was a reduced pressure from room temperature to 1000 ° C., and a nitrogen atmosphere of 1 MPa was used at 1000 ° C. or higher. The temperature increase rate was 5 ° C./min, and after holding at 1800 ° C. for 2 hours, the furnace was cooled to room temperature.
As a result of powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays for the obtained product, it was confirmed that Sr 2 Si 5 N 8 was produced.
As a result of irradiating the powder with light having a wavelength of 365 nm with an ultraviolet lamp, it was confirmed that the powder emitted reddish orange. Moreover, as a result of measuring the emission spectrum of this powder in 450 nm blue light excitation using the fluorescence spectrophotometer, the peak height of the emission spectrum was 76 counts. Since the count value varies depending on the measuring device and conditions, the unit is an arbitrary unit.

<比較例2>
蛍光体原料混合物として、平均粒径0.5μm、酸素含有量0.93質量%、α型含有率92%の窒化ケイ素粉末(Si)、純度99.9%の窒化アルミニウム粉末(AlN)、窒化カルシウム粉末(Ca)及び窒化ユーロピウム(EuN)を用いて、以下のようにして、CaAlSiN:Eu蛍光体を合成した。
まず、窒化ケイ素粉末(Si)を3.24g、窒化アルミニウム粉末(AlN3.02g、窒化カルシウム粉末(Ca)3.61g及び窒化ユーロピウム(EuN)粉末0.12gを秤取し、窒素ガスを充填した乾式ボールミルにより混合した。次に、得られた混合粉末をhBN製容器に充填し、焼成炉に装填した。
焼成雰囲気は、室温から1000℃までを減圧状態とし、1000℃以上は1MPaの窒素雰囲気とした。昇温速度は5℃/分とし、1850℃で2時間保持を行ったのち、室温まで炉冷した。
得られた生成物についてCuKα線を用いた粉末X線回折測定を行った結果、CaAlSiNが生成していることが確認された。
この粉末に、紫外線ランプで波長365nmの光を照射した結果、赤色に発光することを確認した。また、蛍光分光光度計を用いて450nmの青色光励起におけるこの粉末の発光スペクトルを測定した結果、発光スペクトルのピーク高さは94カウントであった。なお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。
<Comparative example 2>
As a phosphor raw material mixture, silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) having an average particle size of 0.5 μm, an oxygen content of 0.93% by mass, an α-type content of 92%, and an aluminum nitride powder (AlN) of 99.9% purity ), Calcium nitride powder (Ca 3 N 2 ) and europium nitride (EuN), a CaAlSiN 3 : Eu phosphor was synthesized as follows.
First, 3.24 g of silicon nitride powder (Si 3 N 4 ), aluminum nitride powder (3.02 g of AlN, 3.61 g of calcium nitride powder (Ca 3 N 2 ), and 0.12 g of europium nitride (EuN) powder were weighed. The resulting mixed powder was filled in a container made of hBN and charged in a firing furnace.
The firing atmosphere was a reduced pressure state from room temperature to 1000 ° C., and a nitrogen atmosphere of 1 MPa was used at 1000 ° C. or higher. The temperature increase rate was 5 ° C./min, and after holding at 1850 ° C. for 2 hours, the furnace was cooled to room temperature.
As a result of powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays for the obtained product, it was confirmed that CaAlSiN 3 was produced.
As a result of irradiating the powder with light having a wavelength of 365 nm with an ultraviolet lamp, it was confirmed that the powder emitted red light. Moreover, as a result of measuring the emission spectrum of this powder in the blue light excitation of 450 nm using the fluorescence spectrophotometer, the peak height of the emission spectrum was 94 counts. Since the count value varies depending on the measuring device and conditions, the unit is an arbitrary unit.

本発明によれば、従来に比して高い発光強度を有する窒化物系または酸窒化物系の蛍光体を得ることが可能となる。今後、本発明が、大いに活用され、産業の発展に大きく寄与することが期待できる。   According to the present invention, it is possible to obtain a nitride-based or oxynitride-based phosphor having higher light emission intensity than conventional ones. In the future, it can be expected that the present invention will be greatly utilized and greatly contribute to industrial development.

Claims (13)

ユーロピウム含有珪窒化物粉末を含有することを特徴とする窒化物系または酸窒化物系の蛍光体原料混合物。   A nitride-based or oxynitride-based phosphor raw material mixture containing a europium-containing silicon nitride powder. 前記ユーロピウム含有珪窒化物粉末が、(Eu,M1−x)SiN,(Eu,M1−xSi,(Eu,M1−x)Si(Mは、アルカリ土類金属元素、Euを除くII価のランタニド系希土類元素から選ばれる一種以上。0<x≦1)から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1に記載の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体原料混合物。 The europium-containing珪窒compound powder, (Eu x, M 1- x) SiN 2, (Eu x, M 1-x) 2 Si 5 N 8, (Eu x, M 1-x) Si 6 N 8 ( 2. The M according to claim 1, wherein M is at least one selected from alkaline earth metal elements and II-valent lanthanide-based rare earth elements excluding Eu, and is at least one selected from 0 <x ≦ 1). Nitride-based or oxynitride-based phosphor raw material mixture. 平均粒径が100μm以下であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体原料混合物。   3. The nitride-based or oxynitride-based phosphor raw material mixture according to claim 1, wherein an average particle diameter is 100 μm or less. 前記ユーロピウム含有珪窒化物粉末と、Si,Al,アルカリ土類金属元素、Euを除くII価のランタニド系希土類元素、Sc、Y、III価のランタニド系希土類元素から選ばれる元素を含有する母体結晶原料化合物とを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体原料混合物。   A matrix crystal containing the europium-containing silicon nitride powder and an element selected from Si, Al, alkaline earth metal elements, II-valent lanthanide rare earth elements excluding Eu, Sc, Y, and III-valent lanthanide rare earth elements The nitride-based or oxynitride-based phosphor raw material mixture according to any one of claims 1 to 3, further comprising a raw material compound. 前記母体結晶原料化合物が、Si、SrSi、AlN、Ca、Si、Sr、CaSi、SrSi、SrO、SrCO、BaCO、SiO、CaSiN、SrSiN、の何れか2種以上を含むものであることを請求項4に記載の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体原料混合物。 The base crystal raw material compound is Si 3 N 4 , SrSi 2 , AlN, Ca 3 N 2 , Si 3 N 4 , Sr 3 N 2 , CaSi 2 , SrSi 2 , SrO, SrCO 3 , BaCO 3 , SiO 2 , CaSiN. 2. The nitride-based or oxynitride-based phosphor raw material mixture according to claim 4, comprising at least two of S 2 and SrSiN 2 . ユーロピウム含有珪窒化物粉末を含有する窒化物系または酸窒化物系の蛍光体原料混合物を用いることを特徴とする窒化物系または酸窒化物系の蛍光体の製造方法。   A method for producing a nitride-based or oxynitride-based phosphor, comprising using a nitride-based or oxynitride-based phosphor raw material mixture containing europium-containing silicon nitride powder. ユーロピウム含有珪窒化物粉末を含有する窒化物系または酸窒化物系の蛍光体原料混合物を焼成することを特徴とする窒化物系または酸窒化物系の蛍光体の製造方法。   A method for producing a nitride-based or oxynitride-based phosphor, comprising firing a nitride-based or oxynitride-based phosphor raw material mixture containing a europium-containing silicon nitride powder. 前記ユーロピウム含有珪窒化物粉末が、(Eu,M1−x)SiN,(Eu,M1−xSi,(Eu,M1−x)Si(Mは、アルカリ土類金属元素、Euを除くII価のランタニド系希土類元素から選ばれる一種以上。0<x≦1)から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体の製造方法。 The europium-containing珪窒compound powder, (Eu x, M 1- x) SiN 2, (Eu x, M 1-x) 2 Si 5 N 8, (Eu x, M 1-x) Si 6 N 8 ( 7. M is at least one selected from alkaline earth metal elements and II-valent lanthanide rare earth elements excluding Eu, and is at least one selected from 0 <x ≦ 1). 8. A method for producing a nitride-based or oxynitride-based phosphor according to 7. 前記蛍光体原料混合物として、請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体原料混合物を用いることを特徴とする請求項6または請求項7項に記載の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体の製造方法。   The nitride material or oxynitride-based phosphor material mixture according to any one of claims 1 to 5 is used as the phosphor material mixture. A method for producing a nitride-based or oxynitride-based phosphor as described in 1. above. 前記蛍光体原料混合物を、嵩密度40%以下の充填率に保持した状態で焼成することを特徴とする請求項6乃至請求項9の何れか一項に記載の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体の製造方法。   The nitride system or oxynitride system according to any one of claims 6 to 9, wherein the phosphor raw material mixture is fired in a state in which the bulk density is maintained at a filling rate of 40% or less. A method for manufacturing the phosphor. 種子物質として、目的とする蛍光体の粉末を、前記蛍光体原料混合物100質量部に対し1〜50質量部の範囲で添加して焼成することを特徴とする請求項6乃至請求項10の何れか一項に記載の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体の製造方法。   The powder of the target phosphor is added as a seed material in the range of 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the phosphor raw material mixture, and fired. A method for producing a nitride-based or oxynitride-based phosphor according to claim 1. 前記蛍光体原料混合物を、0.1MPa以上100MPa以下の圧力の窒素雰囲気中において、1400℃以上2200℃以下の焼成温度で焼成することを特徴とする請求項6乃至請求項11の何れか一項に記載の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体の製造方法。   The phosphor material mixture is fired at a firing temperature of 1400 ° C or higher and 2200 ° C or lower in a nitrogen atmosphere at a pressure of 0.1 MPa or higher and 100 MPa or lower. A method for producing a nitride-based or oxynitride-based phosphor as described in 1. above. 前記蛍光体原料混合物を、炭素若しくは炭素含有化合物の共存下で焼成することを特徴とする請求項6乃至請求項12の何れか一項に記載の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体の製造方法。   13. The nitride-based or oxynitride-based phosphor according to claim 6, wherein the phosphor raw material mixture is fired in the presence of carbon or a carbon-containing compound. Production method.
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