JP2010232381A - Semiconductor light-emitting device, and image display and lighting device - Google Patents

Semiconductor light-emitting device, and image display and lighting device Download PDF

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史子 與安
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor light-emitting device which can utilize a phosphor that is superior in light-emitting characteristic but has a problem in chemical stability, and to provide an image display using the same, and a lighting device. <P>SOLUTION: The light-emitting device includes a light source and a phosphor absorbing at least a part of light from a light source and having a wavelength different from that of light from the light source, and also includes a semiconductor light-emitting element formed on a substrate having conductivity as a light source, and a fluorine complex phosphor activated by Mn<SP>4+</SP>as the phosphor. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体発光素子と蛍光体を用いた発光装置、並びにその発光装置を用いた画像表示装置及び照明装置に関する。より詳しくは、半導体発光素子と、当該半導体発光素子からの光の照射によって異なる波長の光を発生する、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を有する発光装置、並びにその発光装置を用いた画像表示装置及び照明装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device using a semiconductor light emitting element and a phosphor, and an image display device and an illumination device using the light emitting device. More specifically, a semiconductor light-emitting device, a light-emitting device having a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ that generates light of different wavelengths by irradiation of light from the semiconductor light-emitting device, and the light-emitting device were used. The present invention relates to an image display device and an illumination device.

最近、窒化ガリウム(GaN)系半導体発光素子と、波長変換材料としての蛍光体とを組み合わせて構成される白色発光装置が、消費電力が小さく長寿命であるという特徴を活かして画像表示装置や照明装置の発光源として注目されている。例えば、In添加GaN系青色LEDと、Ce付活イットリウム・アルミニウム・ガーネット系黄色蛍光体とを組み合わせた白色発光装置が代表的な発光装置として挙げられる。このような白色発光装置は、近年、ディスプレイ用バックライトなどの新たな用途への使用が期待されており、それに伴い、半導体発光素子と組み合わせる蛍光体の研究開発も進められている。   Recently, a white light-emitting device composed of a combination of a gallium nitride (GaN) semiconductor light-emitting element and a phosphor as a wavelength conversion material takes advantage of the feature of low power consumption and long life. It attracts attention as a light source of the device. For example, a white light emitting device in which an In-doped GaN blue LED and a Ce-activated yttrium / aluminum / garnet yellow phosphor are combined can be cited as a typical light emitting device. In recent years, such white light-emitting devices are expected to be used for new applications such as backlights for displays, and accordingly, research and development of phosphors combined with semiconductor light-emitting elements are being promoted.

半導体発光素子を有する発光装置(以下、「半導体発光装置」と称する場合がある。)は、半導体発光素子の周囲を、蛍光体を含む樹脂で封止する形態が多く採用されている。このような形態では、蛍光体が半導体発光素子から発せられる熱などの影響を受けやすい状態にある。そのため、これまで半導体発光装置に使用する蛍光体は、水分など使用環境の影響を受けにくく、化学的に安定であることを第一優先として選定されることが多かった。   A light-emitting device having a semiconductor light-emitting element (hereinafter sometimes referred to as “semiconductor light-emitting device”) often employs a form in which the periphery of the semiconductor light-emitting element is sealed with a resin containing a phosphor. In such a form, the phosphor is in a state of being easily affected by heat or the like emitted from the semiconductor light emitting element. For this reason, phosphors used in semiconductor light-emitting devices have been often selected as a first priority because they are less susceptible to the use environment such as moisture and are chemically stable.

一方で、近年、半導体発光装置は、表示用、照明用などの用途に加え、ディスプレイ用などの新たな用途への使用が期待されるに至り、従来の物質の範囲内では所望の発光特性を有する蛍光体が得られず、従来範囲を超えた物質の使用が検討されている。
この中で、Mn4+付活フッ素錯体蛍光体を使用した発光装置が知られており、例えば、(1)半導体発光素子直上に蛍光体を堆積し、封止部材を用いて封止する方法、(2)封止部材中に蛍光体を均一に分散させる方法、及び(3)封止カプセルの表面、または内壁に蛍光体を塗布する方法等が例示されている(特許文献1〜3参照)。
On the other hand, in recent years, semiconductor light-emitting devices have been expected to be used for new applications such as displays as well as displays and lighting, and have desired emission characteristics within the range of conventional substances. However, the use of substances exceeding the conventional range has been studied.
Among them, a light emitting device using a Mn 4+ activated fluorine complex phosphor is known. For example, (1) a method of depositing a phosphor directly on a semiconductor light emitting element and sealing with a sealing member, (2) A method of uniformly dispersing the phosphor in the sealing member, and (3) a method of applying the phosphor to the surface or inner wall of the sealing capsule are exemplified (see Patent Documents 1 to 3). .

また、蛍光体の劣化を防ぐために、蛍光体の表面に化学気相反応法(CVD法)や溶液中で蛍光体の粒子表面に被覆層を析出させる等により、被覆層を形成させる方法が知られている(特許文献4参照)。   In addition, in order to prevent the phosphor from deteriorating, there is known a method of forming a coating layer on the surface of the phosphor by a chemical vapor reaction method (CVD method) or by depositing a coating layer on the particle surface of the phosphor in a solution. (See Patent Document 4).

米国特許公開2006/0071589号公報US Patent Publication 2006/0071589 米国特許公開2006/0169998号公報US Patent Publication No. 2006/0169998 米国特許公開2007/0205712号公報US Patent Publication No. 2007/0205712 特開2005−82788号公報JP 2005-82788 A

しかしながら、これらの前述の特許文献に記載の方法を用いて半導体発光装置を作成した場合、経時劣化が激しく実用に耐えないものであることが発明者らの検討により明らかとなった。
加えて、特許文献4に記載の、CVD法により蛍光体をコーティングする方法は、特殊な装置を必要とするものである。また、特許文献4に、もう一つの方法として、溶液中で蛍光体の粒子表面に被覆層を析出させることによりコーティングする方法も開示されているが、耐水性の低い蛍光体には不向きであったり、すべての蛍光体に適用することは難しい。
However, when the semiconductor light-emitting device is produced using the method described in the above-mentioned patent documents, it has been clarified by the inventors that the deterioration with time is severe and it cannot be put into practical use.
In addition, the method for coating the phosphor by the CVD method described in Patent Document 4 requires a special apparatus. Further, Patent Document 4 discloses another method of coating by depositing a coating layer on the surface of the phosphor particles in a solution, but is not suitable for a phosphor having low water resistance. Or difficult to apply to all phosphors.

さらに、本発明者らが予備的な検討を行なったところ、付活元素であるMn4+を含有していない、蛍光体の母体結晶を用いて発光装置を作製しても、時間の経過と共に半導体発光装置の性能が低下することが分かった。この現象をより詳細に検討したところ、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を使用した半導体発光装置では、半導体発光素子自身の劣化と、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体自身の劣化という二つの要因があることが分かった。 Furthermore, as a result of preliminary investigations by the present inventors, even when a light-emitting device is manufactured using a host crystal of a phosphor that does not contain Mn 4+ that is an activating element, a semiconductor with time elapses. It has been found that the performance of the light emitting device is degraded. Was examined this phenomenon in more detail, in the semiconductor light-emitting device using activated with fluorine complex phosphor Mn 4+ is a deterioration of the semiconductor light-emitting element itself, fluorine complex phosphor itself is activated with Mn 4+ It turns out that there are two factors of deterioration.

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、その目的は、発光特性に優れているものの、化学的安定性に問題のある蛍光体を実用化可能とする半導体発光装置と、この半導体発光装置を用いた画像表示装置及び照明装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device capable of putting a phosphor having a problem in chemical stability to a practical use although it has excellent light emission characteristics, and the semiconductor. An object of the present invention is to provide an image display device and a lighting device using a light emitting device.

本発明者等は上記課題に鑑み、半導体発光素子自体の構造と、Mn4+付活フッ素錯体蛍光体との関係を詳細に検討した。その結果、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を使用する場合には、半導体発光素子の中でも、導電性を有する基板上に形成されたものを使用することにより、半導体発光装置の耐久性を向上させることができることを見出した。 In view of the above problems, the present inventors have studied in detail the relationship between the structure of the semiconductor light emitting device itself and the Mn 4+ activated fluorine complex phosphor. As a result, when using a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ , the durability of the semiconductor light emitting device can be obtained by using a semiconductor light emitting element formed on a conductive substrate. It was found that can be improved.

また、本発明者等は、前記半導体発光装置が、表示装置、照明装置等の用途に好適に使用できることを見出して、本発明を完成させた。
即ち、本発明の要旨は、次の(1)〜(9)に存する。
(1)光源と、該光源からの光の少なくとも一部を吸収し、該光源からの光とは異なる波長を有する光を発する蛍光体とを備える発光装置において、該光源として導電性を有する基板上に形成された半導体発光素子を備え、かつ、該蛍光体としてMn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を備えることを特徴とする、半導体発光装置。
(2)前記Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体が、200℃における、蛍光体1gあたりの加熱発生フッ素量が0.01μg/分以上のものであることを特徴とする、(1)に記載の半導体発光装置。
(3)前記Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体が、20℃における、100gの水に対する溶解度が0.005g以上、7g以下のものであることを特徴とする、(1)または(2)に記載の半導体発光装置。
(4)前記Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体蛍光体が、610nm以上、650nm以下の波長範囲に主発光ピークを有することを特徴とする、(1)〜(3)のいずれかに記載の半導体発光装置。
(5)前記主発光ピークの半値幅が、10nm以下であることを特徴とする、(4)に記載の半導体発光装置。
(6)前記Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体が、励起光の波長が455nmの場合の、25℃のときの発光ピーク強度に対する100℃における発光ピーク強度の変化率が、40%以下であることを特徴とする、(1)〜(5)のいずれかに記載の半導体発光装置。
(7)前記Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体が、下記式[1]〜[8]のいずれかで表される化学組成を有する結晶相を含有するものであることを特徴とする、(1)〜(6)のいずれかに記載の半導体発光装置。
In addition, the present inventors have found that the semiconductor light emitting device can be suitably used for applications such as a display device and a lighting device, and have completed the present invention.
That is, the gist of the present invention resides in the following (1) to (9).
(1) In a light emitting device including a light source and a phosphor that absorbs at least part of light from the light source and emits light having a wavelength different from that of the light from the light source, a conductive substrate as the light source It includes a semiconductor light emitting device formed above and characterized in that it comprises a fluorine complex phosphors activated with Mn 4+ as phosphor, the semiconductor light-emitting device.
(2) the Mn 4+ activated with a fluorine complex phosphor, at 200 ° C., wherein the heating occurs fluorine amount per phosphor 1g is of more than 0.01 [mu] g / min, (1) The semiconductor light-emitting device described in 1.
(3) The fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ has a solubility in 100 g of water at 20 ° C. of 0.005 g or more and 7 g or less, (1) or (2) The semiconductor light-emitting device described in the above.
(4) The fluorine complex phosphor activated by Mn 4+ has a main emission peak in a wavelength range of 610 nm or more and 650 nm or less, wherein any of (1) to (3) The semiconductor light-emitting device as described.
(5) The semiconductor light emitting device according to (4), wherein the half width of the main light emission peak is 10 nm or less.
(6) The rate of change of the emission peak intensity at 100 ° C. with respect to the emission peak intensity at 25 ° C. when the wavelength of the excitation light is 455 nm is 40% or less in the fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ The semiconductor light-emitting device according to any one of (1) to (5), wherein
(7) The fluorine complex phosphor activated by Mn 4+ contains a crystal phase having a chemical composition represented by any one of the following formulas [1] to [8]. , (1)-(6) The semiconductor light-emitting device in any one of (6).

[MIV 1−x] ・・・[1]
[MIII 1−x] ・・・[2]
II[MIV 1−x] ・・・[3]
[MIV 1−x] ・・・[4]
[MIII 1−x] ・・・[5]
Zn[MIII 1−x] ・・・[6]
[MIII 2−2x2x] ・・・[7]
Ba0.65Zr0.352.70:Mn4+ ・・・[8]
(但し、前記式[1]〜[8]において、MはLi、Na、K、Rb、Cs、及びNHからなる群より選ばれる1種以上の1価の基を表わし、MIIはアルカリ土類金属元素を表し、MIIIは周期律表第3族及び第13族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、MIVは周期律表第4族及び第14族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、Rは、少なくともMnを含有する付活元素を表す。xは、0<x<1で表される範囲の数値である。)
(8)(1)〜(7)のいずれかに記載の発光装置を備えることを特徴とする、画像表示装置。
(9)(1)〜(7)のいずれかに記載の発光装置を備えることを特徴とする、照明装置。
M I 2 [M IV 1-x R x F 6 ] ... [1]
M I 3 [M III 1-x R x F 6 ] ... [2]
M II [M IV 1-x R x F 6 ] ... [3]
M I 3 [M IV 1-x R x F 7 ] ... [4]
M I 2 [M III 1-x R x F 5 ] ... [5]
Zn 2 [M III 1-x R x F 7] ··· [6]
M I [M III 2-2x R 2x F 7 ] ... [7]
Ba 0.65 Zr 0.35 F 2.70 : Mn 4+ ... [8]
(In the above formulas [1] to [8], M I represents one or more monovalent groups selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb, Cs, and NH 4 , and M II represents Represents an alkaline earth metal element, M III represents one or more metal elements selected from the group consisting of groups 3 and 13 of the periodic table, and M IV represents groups 4 and 14 of the periodic table And one or more metal elements selected from the group consisting of R and R represents an activating element containing at least Mn, and x is a numerical value in a range represented by 0 <x <1.)
(8) An image display device comprising the light-emitting device according to any one of (1) to (7).
(9) An illumination device comprising the light-emitting device according to any one of (1) to (7).

本発明によれば、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を用いた場合であっても、耐久性に優れた半導体発光装置を提供することができる。
また、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体の発光特性を活かして、高演色性の半導体発光装置を提供することができる。
さらに、本発明の半導体発光装置を用いて、耐久性に優れた画像表示装置、及び照明装置を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor light emitting device with excellent durability even when a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ is used.
In addition, a semiconductor light emitting device having high color rendering properties can be provided by utilizing the light emission characteristics of the fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ .
Furthermore, it is possible to provide an image display device and an illumination device with excellent durability using the semiconductor light emitting device of the present invention.

図1(a)は縦型半導体発光素子の断面図である。図1(b)は横型半導体発光素子の断面図である。FIG. 1A is a cross-sectional view of a vertical semiconductor light emitting device. FIG. 1B is a cross-sectional view of a horizontal semiconductor light emitting device. 本発明の一実施形態(縦型構造)による発光素子の断面図である。It is sectional drawing of the light emitting element by one Embodiment (vertical structure) of this invention. 本発明の半導体発光装置の一実施例を示す模式的斜視図である。It is a typical perspective view which shows one Example of the semiconductor light-emitting device of this invention. 図4(a)は、本発明の砲弾型発光装置の一実施例を示す模式的断面図であり、図4(b)は、本発明の表面実装型発光装置の一実施例を示す模式的断面図である。FIG. 4A is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the bullet-type light emitting device of the present invention, and FIG. 4B is a schematic view showing an embodiment of the surface-mounted light-emitting device of the present invention. It is sectional drawing. 本発明の照明装置の一実施例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows one Example of the illuminating device of this invention.

以下、本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の説明に限定されるものではなく、その要旨の範囲内において種々に変更して実施することができる。
1)なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
2)また、明細書における色名と色度座標との関係は、すべてJIS規格に基づく(JISZ8110)。
3)なお、本明細書中の蛍光体の組成式において、各組成式の区切りは読点(、)で区切って表わす。また、カンマ(,)で区切って複数の元素を列記する場合には、列記された元素のうち一種又は二種以上を任意の組み合わせ及び組成で含有していてもよいことを示している。例えば、「(Ba,Sr,Ca)Al:Eu」という組成式は、「BaAl:Eu」と、「SrAl:Eu」と、「CaAl:Eu」と、「Ba1−xSrAl:Eu」と、「Ba1−xCaAl:Eu」と、「Sr1−xCaAl:Eu」と、「Ba1−x−ySrCaAl:E
u」とを全て包括的に示しているものとする(但し、前記式中、0<x<1、0<y<1、0<x+y<1)。
Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following description, and various modifications can be made within the scope of the gist thereof.
1) In addition, the numerical range represented using “to” in this specification means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
2) In addition, the relationship between the color name and the chromaticity coordinates in the specification is based on the JIS standard (JISZ8110).
3) In the phosphor composition formulas in this specification, each composition formula is delimited by a punctuation mark (,). In addition, when a plurality of elements are listed separated by commas (,), one or two or more of the listed elements may be included in any combination and composition. For example, the composition formula “(Ba, Sr, Ca) Al 2 O 4 : Eu” has “BaAl 2 O 4 : Eu”, “SrAl 2 O 4 : Eu”, and “CaAl 2 O 4 : Eu”. If: the "Ba 1-x Sr x Al 2 O 4 Eu ": the "Ba 1-x Ca x Al 2 O 4 Eu ": a "Sr 1-x Ca x Al 2 O 4 Eu " "Ba 1-x-y Sr x Ca y Al 2 O 4: E
u ”are all shown comprehensively (where 0 <x <1, 0 <y <1, 0 <x + y <1).

[1.半導体発光素子]
半導体発光素子の発光波長は使用する蛍光体の吸収波長と重複するものであれば、特に制限されず、幅広い発光波長領域の発光体を使用することができるが、通常200nm以上が望ましい。このうち、青色光を励起光として用いる場合には、通常420nm以上、好ましくは430nm以上、より好ましくは440nm以上、更に好ましくは450nm以上、また、通常490nm以下、好ましくは480nm以下、より好ましくは470nm以下、さらに好ましくは460nm以下の発光ピーク波長を有する発光体を使用することが望ましい。一方、近紫外光、又は紫外光を励起光として用いる場合には、通常300nm以上、好ましくは330nm以上、より好ましくは360nm以上、また、通常420nm以下、好ましくは410nm以下、より好ましくは400nm以下の発光ピーク波長を有する発光体を使用することが望ましい。
[1. Semiconductor light emitting device]
The light emitting wavelength of the semiconductor light emitting device is not particularly limited as long as it overlaps with the absorption wavelength of the phosphor used, and a light emitting material in a wide light emitting wavelength region can be used. Among these, when blue light is used as excitation light, it is usually 420 nm or more, preferably 430 nm or more, more preferably 440 nm or more, still more preferably 450 nm or more, and usually 490 nm or less, preferably 480 nm or less, more preferably 470 nm. Hereinafter, it is more preferable to use a light emitter having an emission peak wavelength of 460 nm or less. On the other hand, when using near ultraviolet light or ultraviolet light as excitation light, it is usually 300 nm or more, preferably 330 nm or more, more preferably 360 nm or more, and usually 420 nm or less, preferably 410 nm or less, more preferably 400 nm or less. It is desirable to use a light emitter having an emission peak wavelength.

尚、本発明で用いられるMn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体(以下、単に「フッ素錯体蛍光体」と称する場合がある。)は通常青色光で励起される。従って、近紫外光又は紫外光を用いる場合には、前記フッ素錯体蛍光体は、通常これらの光により励起される青色蛍光体が発する青色光で励起(間接励起)されることとなるので、当該青色蛍光体の励起帯に合うような波長を有する励起光を選ぶことが好ましい。 The fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ used in the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “fluorine complex phosphor”) is usually excited with blue light. Therefore, when using near-ultraviolet light or ultraviolet light, the fluorine complex phosphor is normally excited (indirectly excited) by blue light emitted by the blue phosphor excited by these lights. It is preferable to select excitation light having a wavelength that matches the excitation band of the blue phosphor.

半導体発光素子としては、例えば、シリコンカーバイドやサファイア、窒化ガリウム等の基板にMOCVD法等で結晶成長されたInGaN系、GaAlN系、InGaAlN系、ZnSeS系の半導体発光素子等を好適に用いることができる。高出力にするには、光源サイズを大型化したり、光源の数を複数にしたりすればよい。また、端面発光型や面発光型のレーザーダイオードであっても良い。青色又は近紫外LEDは、蛍光体を効率良く励起できる波長を有しているため、光量の大きい光源を得ることができる点で、好適に用いられる。   As the semiconductor light emitting device, for example, an InGaN-based, GaAlN-based, InGaAlN-based, ZnSeS-based semiconductor light-emitting device or the like grown on a substrate such as silicon carbide, sapphire, or gallium nitride by MOCVD or the like can be preferably used. . In order to achieve high output, the light source size may be increased or the number of light sources may be increased. Further, it may be an edge emitting type or a surface emitting type laser diode. Blue or near-ultraviolet LEDs are preferably used in that a light source with a large amount of light can be obtained because they have a wavelength that can excite phosphors efficiently.

中でも、半導体発光素子としては、GaN系化合物半導体を使用したGaN系発光ダイオード(以下、「LED」と称する場合がある。)やLD(レーザーダイオード)が好ましい。なぜなら、GaN系LEDやLDは、この領域の光を発するSiC系LED等に比し、発光出力や外部量子効率が格段に大きく、前記蛍光体と組み合わせることによって、低電力で非常に明るい発光が得られるからである。例えば、20mAの電流負荷に対し、通常GaN系LEDやLDはSiC系の100倍以上の発光強度を有する。GaN系LEDやLDとしては、AlGaN発光層、GaN発光層又はInGaN発光層を有しているものが好ましい。中でも、発光強度が非常に高いことから、GaN系LEDとしては、InGaN発光層を有するものが特に好ましく、InGaN層とGaN層との多重量子井戸構造のものがさらに好ましい。 Among these, GaN-based light emitting diodes (hereinafter sometimes referred to as “LEDs”) and LDs (laser diodes) using GaN-based compound semiconductors are preferable as the semiconductor light-emitting elements. This is because GaN-based LEDs and LDs have significantly higher emission output and external quantum efficiency than SiC-based LEDs that emit light in this region, and emit very bright light with low power when combined with the phosphor. It is because it is obtained. For example, for a current load of 20 mA, GaN-based LEDs and LDs usually have a light emission intensity 100 times or more that of SiC-based. As the GaN-based LED and LD, those having an Al X Ga Y N light emitting layer, a GaN light emitting layer, or an In X Ga Y N light emitting layer are preferable. Among them, since the emission intensity is very high, the GaN-based LED is particularly preferably one having an In X Ga Y N light emitting layer, and more preferably a multiple quantum well structure having an In X Ga Y N layer and a GaN layer. preferable.

なお、上記において、「」は通常0.8〜1.2の範囲の値である。GaN系LEDにおいて、これら発光層にZnやSiをドープしたものやドーパント無しのものが発光特性を調節する上で好ましいものである。
GaN系LEDはこれら発光層、p層、n層、電極、及び基板を基本構成要素としたものであり、発光層をn型とp型のAlGaN層、GaN層、又はInGaN層等でサンドイッチにしたヘテロ構造を有しているものが、発光効率が高くて好ましく、更にヘテロ構造を量子井戸構造にしたものが、発光効率が更に高いため、より好ましい。
In the above, “ X + Y ” is usually a value in the range of 0.8 to 1.2. In the GaN-based LED, those in which the light emitting layer is doped with Zn or Si or those without a dopant are preferable for adjusting the light emission characteristics.
A GaN-based LED has these light-emitting layer, p-layer, n-layer, electrode, and substrate as basic components, and the light-emitting layer is an n-type and p-type Al X Ga Y N layer, GaN layer, or In X Those having a heterostructure sandwiched between Ga Y N layers and the like are preferable because of high light emission efficiency, and those having a heterostructure having a quantum well structure are more preferable because of high light emission efficiency.

なお、半導体発光素子は、1個のみを用いてもよく、2個以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
上記半導体発光素子は、図1(a)及び図1(b)に示すように縦型素子構造を有するものと横型素子構造を有するものとがある。このうち、導電性を有する基板上に形成された縦型素子構造を有する半導体発光素子を用いた場合、フッ素錯体蛍光体を用いた場合に、発光装置の耐久性向上、具体的には温度85℃、湿度85%における発光装置の経時劣化が抑えられるという点で好ましい。
Only one semiconductor light emitting element may be used, or two or more semiconductor light emitting elements may be used in any combination and ratio.
As shown in FIGS. 1A and 1B, the semiconductor light emitting device includes a device having a vertical device structure and a device having a horizontal device structure. Among these, when a semiconductor light-emitting element having a vertical element structure formed on a conductive substrate is used, when a fluorine complex phosphor is used, the durability of the light-emitting device is improved. This is preferable in that deterioration of the light emitting device over time at 85 ° C. and humidity of 85% is suppressed.

ここで、縦型素子構造とは、導電性を有する基板の上に所望の発光素子構造をエピタキシャル成長させ、当該基板に一方の電極を形成し、当該エピタキシャル成長層の上にもさらに一方の電極を形成することで、エピタキシャル成長方向に電流を流す、いわゆる上下導通型(縦型)の発光素子の構造をいう。
pn接合型素子を用いて半導体発光装置を作製する場合について、以下に図を用いて説明する。図1(a)に、縦型素子構造とその電流分布を示し、図1(b)に、横型素子構造とその電流分布を示す。
Here, the vertical element structure means that a desired light emitting element structure is epitaxially grown on a conductive substrate, one electrode is formed on the substrate, and one electrode is further formed on the epitaxial growth layer. By doing so, it means a structure of a so-called vertical conduction type (vertical type) light emitting element in which current flows in the epitaxial growth direction.
A case where a semiconductor light emitting device is manufactured using a pn junction type element will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A shows a vertical element structure and its current distribution, and FIG. 1B shows a horizontal element structure and its current distribution.

図1(a)に示す縦型素子構造は、導電性基板(105)上にn型層(104)、p型層(103)が積層され、p型層(103)にp型電極(101)、及び導電性基板(105)にn型電極(102)が形成された構造となっている。この場合、各層間の界面に垂直な方向を縦方向とすると、電流は導電性基板(105)、n型層(104)、p型層(103)内を縦方向にのみ流れる。   In the vertical element structure shown in FIG. 1A, an n-type layer (104) and a p-type layer (103) are stacked on a conductive substrate (105), and a p-type electrode (101) is formed on the p-type layer (103). ) And a conductive substrate (105), and an n-type electrode (102) is formed. In this case, assuming that the direction perpendicular to the interface between the layers is the vertical direction, current flows only in the vertical direction in the conductive substrate (105), the n-type layer (104), and the p-type layer (103).

図1(b)に示す横型素子構造は、サファイア等の絶縁性基板上に素子を作製する場合にとられる構造である。絶縁性基板(106)上にn型層(104)、p型層(103)が積層され、p型層(103)にp型電極(101)、及びドライエッチング等により露出されたn型層(104)にn型電極(102)が形成された構造となっている。この場合、各層間の界面と水平な方向を横方向とすると、電流がn型層(104)中を横方向に流れるため素子抵抗が増加し、かつ、電界がn型電極(102)側に集中して電流分布が不均一になる傾向にある。   The horizontal element structure shown in FIG. 1B is a structure taken when an element is formed on an insulating substrate such as sapphire. An n-type layer (104) and a p-type layer (103) are stacked on an insulating substrate (106), and the p-type layer (103) is exposed by a p-type electrode (101) and dry etching. The n-type electrode (102) is formed on (104). In this case, assuming that the horizontal direction to the interface between the layers is the horizontal direction, the current flows in the n-type layer (104) in the horizontal direction, so that the element resistance increases and the electric field is on the n-type electrode (102) side. The current distribution tends to be non-uniform due to concentration.

以下、縦型素子構造の代表的な一例を示す。
本発明の実施形態による半導体発光素子(20)は、図2に示すように、基板(21)と、基板(21)の一方に積層された化合物半導体薄膜結晶層(以下、単に薄膜結晶層ともいう)とを有する。薄膜結晶層は、例えばバッファ層(22)、第一導電型クラッド層(24)を含む第一導電型半導体層、活性層構造(25)、第二導電型クラッド層(26)を含む第二導電型半導体層、及びコンタクト層(23)が基板(21)側からこの順番に積層されて構成されている。
A typical example of the vertical element structure will be shown below.
As shown in FIG. 2, a semiconductor light emitting device (20) according to an embodiment of the present invention includes a substrate (21) and a compound semiconductor thin film crystal layer (hereinafter simply referred to as a thin film crystal layer) laminated on one of the substrates (21). Say). The thin film crystal layer includes, for example, a buffer layer (22), a first conductive type semiconductor layer including a first conductive type cladding layer (24), an active layer structure (25), and a second type including a second conductive type cladding layer (26). A conductive semiconductor layer and a contact layer (23) are laminated in this order from the substrate (21) side.

コンタクト層(23)の表面の一部に、電流注入用の第二導電型側電極(27)が配置されており、コンタクト層(23)と第二導電型側電極(27)の接触している部分が、第二導電型半導体層に電流を注入する第二電流注入領域(29)となっている。
また、基板(21)の前記薄膜結晶層と反対側の面、即ち裏面には第一導電型側電極(28)が配置されている。
A second conductivity type side electrode (27) for current injection is disposed on a part of the surface of the contact layer (23), and the contact layer (23) and the second conductivity type side electrode (27) are in contact with each other. The part which becomes this becomes the 2nd electric current injection area | region (29) which inject | pours an electric current into a 2nd conductivity type semiconductor layer.
Moreover, the 1st conductivity type side electrode (28) is arrange | positioned at the surface on the opposite side to the said thin film crystal layer of a board | substrate (21), ie, a back surface.

第二導電型側電極(27)及び第一導電型側電極(28)が上記のように配置されることによって、両者は基板(21)を挟んで、反対側に配置され、半導体発光素子(20)は、いわゆる縦型の半導体発光素子として構成されている。
基板(21)は、導電性基板か、絶縁性の基板の一部に導電性材料を貫通したものを用いることができる。導電性基板を用いる場合は、SiC基板のほかに、GaN基板、ZnO基板等が挙げられる。特に、電気抵抗を低く抑え導電性を高くできるので、SiC基板とGaN基板が好ましい。
By arrange | positioning a 2nd conductivity type side electrode (27) and a 1st conductivity type side electrode (28) as mentioned above, both are arrange | positioned on both sides of a board | substrate (21), and a semiconductor light-emitting device ( 20) is configured as a so-called vertical semiconductor light emitting device.
As the substrate (21), a conductive substrate or a part of an insulating substrate penetrated by a conductive material can be used. When using a conductive substrate, a GaN substrate, a ZnO substrate, etc. are mentioned besides a SiC substrate. In particular, an SiC substrate and a GaN substrate are preferable because the electrical resistance can be reduced and the conductivity can be increased.

Mn4+付活フッ素錯体蛍光体を含有する発光装置に用いる半導体発光素子として、縦型素子構造が好ましい理由は明らかではないが、耐久試験後の電極面を顕微鏡観察すると横型素子構造と比較して、縦型素子構造のLEDチップは電極面の変色が少ないことが観測されている。
半導体発光装置に通電していると、Mn4+付活フッ素錯体蛍光体から腐食性の物質(フッ素を含むもの)が発生し、ワイヤーにダメージを与え、ダメージのあったワイヤーは、抵抗が大きくなるものと考えられる。縦型素子構造を有する半導体発光素子は、横型素子構造と比較して、上側にある電極が1個なので、ワイヤーや電極へのダメージが小さく、電気伝導度の変化が少ないので好ましいと推測される。
The reason why the vertical element structure is preferable as the semiconductor light emitting element used in the light emitting device containing the Mn 4+ activated fluorine complex phosphor is not clear, but when the electrode surface after the durability test is observed with a microscope, it is compared with the horizontal element structure. It has been observed that LED chips having a vertical element structure have little electrode surface discoloration.
When the semiconductor light emitting device is energized, a corrosive substance (containing fluorine) is generated from the Mn 4+ activated fluorine complex phosphor, causing damage to the wire, and the damaged wire has increased resistance. It is considered a thing. A semiconductor light-emitting element having a vertical element structure is presumed to be preferable because it has one electrode on the upper side as compared with a horizontal element structure, so that damage to wires and electrodes is small and change in electrical conductivity is small. .

さらに、通電時にMn4+付活フッ素錯体蛍光体から発生する腐食性の物質には、イオン伝導性のものが含まれていると考えられる。横型素子構造を有するものでは、2つの電極間の距離が短いので電極間に漏れ電流が流れてしまう可能性が高くなるが、縦型素子構造を有する半導体発光素子では、2つの電極間の距離が長いのでその可能性が小さいと考えられる。 Furthermore, it is considered that the corrosive substance generated from the Mn 4+ activated fluorine complex phosphor when energized contains an ion conductive substance. In the case of having a horizontal element structure, since the distance between two electrodes is short, there is a high possibility that a leakage current flows between the electrodes. However, in a semiconductor light emitting element having a vertical element structure, the distance between two electrodes is high. Is likely to be less likely.

[2.Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体]
本発明の半導体発光装置は、前記半導体発光素子が発する光により、直接的又は間接的に励起されて発光する蛍光体を備えるものである。本発明の半導体発光装置は、該蛍光体として、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を必須とする。
Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体は、化学的安定性が劣る傾向にあるので、従来公知の半導体発光素子の構成においては、長時間使用した場合に色ズレなどの諸問題を生じることがあった。これに対し、本発明の半導体発光装置は、このようなMn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体であっても、半導体発光素子と共に半導体発光装置を構成する蛍光体として好適に用いることができるものである。
本発明の半導体発光装置は、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体の中でも、以下の特性を有するような蛍光体に好適に用いることができる。
[2. Fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ ]
The semiconductor light-emitting device of the present invention includes a phosphor that emits light when directly or indirectly excited by light emitted from the semiconductor light-emitting element. In the semiconductor light emitting device of the present invention, a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ is essential as the phosphor.
Fluorine complex phosphors activated with Mn 4+ tend to be poor in chemical stability, and in the structure of a conventionally known semiconductor light emitting device, various problems such as color misregistration occur when used for a long time. was there. On the other hand, the semiconductor light-emitting device of the present invention can be suitably used as a phosphor constituting a semiconductor light-emitting device together with a semiconductor light-emitting element, even if such a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ is used. Is.
The semiconductor light-emitting device of the present invention can be suitably used for a phosphor having the following characteristics among fluorine complex phosphors activated with Mn 4+ .

[2−1.加熱発生フッ素量]
フッ素錯体蛍光体は、200℃における蛍光体1g当たりの加熱発生フッ素量(以下、「加熱発生F量」と称する場合がある。)が0.01μg/分以上、中でも0.1μg/分以上、さらには1μg/分以上となる場合があるが、前述の通り、縦型素子構造を有する半導体発光素子と組み合わせることにより、高温、かつ、高湿度(例えば、温度85℃、湿度85%)の状態で発光装置を保管又は点灯したときの経時劣化を抑えることが可能となる。なお、蛍光体1gあたりの加熱発生F量としては、環境基準から好ましくは2μg/分以下である。また、蛍光体周辺へのダメージを小さくするために、1.5μg/分以下の蛍光体の方が、好適に用いることができる。
[2-1. Heat generated fluorine amount]
The fluorine complex phosphor has a heat generation fluorine amount per 1 g of the phosphor at 200 ° C. (hereinafter sometimes referred to as “heat generation F amount”) of 0.01 μg / min or more, particularly 0.1 μg / min or more. Furthermore, although it may be 1 μg / min or more, as described above, when combined with a semiconductor light emitting element having a vertical element structure, it is in a high temperature and high humidity state (for example, a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85%). Thus, it is possible to suppress deterioration over time when the light emitting device is stored or lit. The amount of heat generated F per gram of the phosphor is preferably 2 μg / min or less from the environmental standard. Moreover, in order to reduce damage to the periphery of the phosphor, a phosphor of 1.5 μg / min or less can be preferably used.

上記加熱発生F量は、下記の方法で測定することができる。
一定量の蛍光体を精秤後、白金ボートに入れ、横型電気炉のアルミナ製炉心管中にセットする。次いで、流量400ml/分でアルゴンガスを流通させながら、炉内温度を昇温させて蛍光体の温度が200℃になったところで2時間保持する。ここで、炉内を流通していたアルゴンガス全量をKOH水溶液(濃度67mM)に吸収させ、吸収液を液体クロマトグラフィー法により分析し、蛍光体1g当たりの毎分の加熱発生F量を求める。
The amount of F generated by heating can be measured by the following method.
A certain amount of phosphor is precisely weighed, placed in a platinum boat, and set in an alumina furnace core tube of a horizontal electric furnace. Next, while flowing argon gas at a flow rate of 400 ml / min, the temperature in the furnace is raised and the temperature of the phosphor reaches 200 ° C., and is held for 2 hours. Here, the entire amount of argon gas flowing through the furnace is absorbed in a KOH aqueous solution (concentration: 67 mM), and the absorbed solution is analyzed by a liquid chromatography method to determine the amount of F generated per minute per 1 g of phosphor.

[2−2. 水に対する溶解度]
さらに、フッ素錯体蛍光体は、室温20℃における100gの水に対する溶解度が、通常0.005g以上、好ましくは0.010g以上、より好ましくは0.015g以上であり、また、通常7g以下、好ましくは2g以下のものである。このように、水に対する
溶解度が比較的高い蛍光体であっても、前述の通り、縦型素子構造を有する半導体発光素
子と組み合わせることにより、高温、かつ、高湿度(例えば、温度85℃、湿度85%)の状態で発光装置を保管又は点灯したときの経時劣化が抑えることが可能となる。
尚、参考として下記表にヘキサフルオロ錯体の溶解度を示す。また、当該表に記載の値は、森田化学社製の試薬に添付されていた製品安全データシート(MSDS)に基づく。
[2-2. Solubility in water]
Further, the fluorine complex phosphor has a solubility in 100 g of water at room temperature of 20 ° C. of usually 0.005 g or more, preferably 0.010 g or more, more preferably 0.015 g or more, and usually 7 g or less, preferably 2g or less. As described above, even a phosphor having a relatively high solubility in water can be combined with a semiconductor light-emitting element having a vertical element structure as described above to achieve high temperature and high humidity (for example, temperature 85 ° C., humidity 85%), it is possible to suppress deterioration over time when the light emitting device is stored or lit.
For reference, the solubility of the hexafluoro complex is shown in the following table. The values listed in the table are based on the product safety data sheet (MSDS) attached to the reagent manufactured by Morita Chemical.

Figure 2010232381
Figure 2010232381

[2−3. 発光スペクトル]
本発明に用いられるフッ素錯体蛍光体は、ピーク波長455nmの光で励起して発光スペクトルを測定した場合に、以下の特徴を有することが好ましい。
[2-3. Emission spectrum]
The fluorine complex phosphor used in the present invention preferably has the following characteristics when the emission spectrum is measured by excitation with light having a peak wavelength of 455 nm.

上述の発光スペクトルにおけるピーク波長λp(nm)が、通常600nmより大きく、中でも605nm以上、さらには610nm以上、また、通常660nm以下、中でも650nm以下の範囲であることが好ましい。この発光ピーク波長λpが短過ぎると黄味を帯びる傾向がある一方で、長過ぎると暗赤味を帯びる傾向があり、何れも橙色ないし赤色光としての特性が低下する場合がある。   The peak wavelength λp (nm) in the above-mentioned emission spectrum is usually larger than 600 nm, preferably 605 nm or more, more preferably 610 nm or more, and usually 660 nm or less, especially 650 nm or less. If the emission peak wavelength λp is too short, it tends to be yellowish, while if it is too long, it tends to be dark reddish, and the characteristics as orange or red light may be deteriorated.

また、本発明の蛍光体は、上述の発光スペクトルにおける発光ピークの半値幅(Full width at half maximum。以下適宜「FWHM」と略称する。)が、通常1nmより大きく、中でも2nm以上、更には3nm以上、また、通常50nm未満、中でも30nm以下、更には10nm以下、また更には8nm以下であり、この中でも7nm以下の範囲であることが好ましい。この半値幅(FWHM)が狭過ぎると発光ピーク強度が低下する場合があり、広過ぎると色純度が低下する場合がある。   In addition, the phosphor of the present invention has a full width at half maximum (hereinafter, abbreviated as “FWHM” where appropriate) in the above-described emission spectrum, which is usually larger than 1 nm, particularly 2 nm or more, and more preferably 3 nm. In addition, it is usually less than 50 nm, particularly 30 nm or less, more preferably 10 nm or less, and even more preferably 8 nm or less. Among these, a range of 7 nm or less is preferable. If this half-value width (FWHM) is too narrow, the emission peak intensity may decrease, and if it is too wide, the color purity may decrease.

なお、上記の蛍光体をピーク波長455nmの光で励起するには、例えば、キセノン光源を用いることができる。また、本発明の蛍光体の発光スペクトルの測定は、例えば、励起光源として150Wキセノンランプを、スペクトル測定装置としてマルチチャンネルCCD検出器C7041(浜松フォトニクス社製)を備える蛍光測定装置(日本分光社製)等を用いて行うことができる。発光ピーク波長、及び発光ピークの半値幅は、得られる発光スペクトルから算出することができる。   In order to excite the phosphor with light having a peak wavelength of 455 nm, for example, a xenon light source can be used. The emission spectrum of the phosphor of the present invention can be measured by, for example, a fluorescence measuring apparatus (manufactured by JASCO Corporation) equipped with a 150 W xenon lamp as an excitation light source and a multichannel CCD detector C7041 (manufactured by Hamamatsu Photonics) as a spectrum measuring apparatus. ) Or the like. The emission peak wavelength and the half width of the emission peak can be calculated from the obtained emission spectrum.

[2−4.量子効率・吸収効率]
本発明に用いられるフッ素錯体蛍光体は、その内部量子効率が高いほど好ましい。その値は、通常50%以上、好ましくは75%以上、更に好ましくは85%以上、特に好ましくは90%以上である。内部量子効率が低いと発光効率が低下する傾向にある。
本発明に用いられるフッ素錯体蛍光体は、その外部量子効率が高いほど好ましい。その値は、通常20%以上、好ましくは25%以上、更に好ましくは30%以上、特に好ましくは35%以上である。外部量子効率が低いと発光効率が低下する傾向にある。
本発明に用いられるフッ素錯体蛍光体は、その吸収効率も高いほど好ましい。その値は通常25%以上、好ましくは30%以上、更に好ましくは42%以上、特に好ましくは50%以上である。吸収効率が低いと発光効率が低下する傾向にある。
なお、上記内部量子効率、外部量子効率、及び吸収効率は、後述の実施例に記載の方法で測定することができる。
[2-4. Quantum efficiency and absorption efficiency]
The fluorine complex phosphor used in the present invention is more preferable as its internal quantum efficiency is higher. The value is usually 50% or more, preferably 75% or more, more preferably 85% or more, and particularly preferably 90% or more. If the internal quantum efficiency is low, the light emission efficiency tends to decrease.
The fluorine complex phosphor used in the present invention is more preferable as its external quantum efficiency is higher. The value is usually 20% or more, preferably 25% or more, more preferably 30% or more, and particularly preferably 35% or more. If the external quantum efficiency is low, the light emission efficiency tends to decrease.
The fluorine complex phosphor used in the present invention is more preferable as its absorption efficiency is higher. The value is usually 25% or more, preferably 30% or more, more preferably 42% or more, and particularly preferably 50% or more. When the absorption efficiency is low, the light emission efficiency tends to decrease.
In addition, the said internal quantum efficiency, external quantum efficiency, and absorption efficiency can be measured by the method as described in the below-mentioned Example.

[2−5.フッ素錯体蛍光体粒子の粒径、及び形状]
<重量メジアン径D50
本発明に用いられる蛍光体の粒径には特に制限はないが、蛍光体の粒径が大きいほど、比表面積が小さく、水分との反応が少なくなる傾向にあるため、好ましい。本発明に用いられるフッ素錯体蛍光体の重量メジアン径D50は、通常3μm以上、中でも10μm以上、また、通常50μm以下、中でも30μm以下であることが好ましい。重量メジアン径D50が小さすぎると、輝度が低下する場合や、蛍光体粒子が凝集してしまう場合がある。一方、重量メジアン径D50が大きすぎると、塗布ムラやディスペンサー等の閉塞が生じる傾向がある。
なお、本発明における蛍光体の重量メジアン径D50は、例えばレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置等の装置を用いて測定することができる。
[2-5. Particle size and shape of fluorine complex phosphor particles]
<Weight average median diameter D 50>
Although there is no restriction | limiting in particular in the particle size of the fluorescent substance used for this invention, since the specific surface area is small and there exists a tendency for reaction with a water | moisture content to decrease, it is preferable that the particle size of fluorescent substance is large. Fluorine complex phosphor weight median diameter D 50 which is used in the present invention is usually 3μm or more and preferably 10μm or more, and usually 50μm or less, and preferably among them 30μm or less. When the weight-average median diameter D 50 is too small, and if the luminance is lowered, there is a case where phosphor particles tend to aggregate. On the other hand, when the weight-average median diameter D 50 is too large, there is a tendency for blockage, such as uneven coating or a dispenser.
The weight-average median diameter D 50 of the phosphor in the present invention, for example, can be measured using a device such as a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus.

<比表面積>
本発明に用いられるフッ素錯体蛍光体の比表面積は、通常1.3m/g以下、好ましくは1.1m/g以下、特に好ましくは1.0m/g以下であり、また、通常0.05m/g以上、中でも0.1m/g以上であることが好ましい。蛍光体の比表面積が小さすぎると蛍光体粒子が大きいことから、塗布ムラやディスペンサー等の閉塞を生じる傾向にあり、大きすぎると蛍光体粒子が小さいことから外部との接触面積が大きくなり、耐久性に劣るものとなる。
なお、本発明において蛍光体の比表面積は、BET1点法により、例えば、大倉理研社製全自動比表面積測定装置(流動法)(AMS1000A)を用いて測定される。
<Specific surface area>
The specific surface area of the fluorocomplex phosphor used in the present invention is usually 1.3 m 2 / g or less, preferably 1.1 m 2 / g or less, particularly preferably 1.0 m 2 / g or less, and usually 0. .05m 2 / g or more and among them 0.1 m 2 / g or more. If the specific surface area of the phosphor is too small, the phosphor particles are large, which tends to cause coating unevenness and clogging of the dispenser, etc. If too large, the phosphor particles are small, so the contact area with the outside increases and durability It becomes inferior.
In the present invention, the specific surface area of the phosphor is measured by the BET one-point method, for example, using a fully automatic specific surface area measuring device (flow method) (AMS1000A) manufactured by Okura Riken.

<粒度分布>
本発明に用いられるフッ素錯体蛍光体は、その粒度分布において、ピーク値が一つであることが好ましい。
ピーク値が2以上あることは、単粒子によるピーク値と、その凝集体によるピーク値とがあることを示す。そのため、ピーク値が2以上あることは、単粒子が非常に小さいことを意味する。
従って、その粒度分布のピーク値が一つである蛍光体は、単粒子が大きく、凝集体が非常に少ないものである。これにより、輝度が向上するという効果や、また、単粒子が大きく成長できたことに起因して比表面積が小さくなり、耐久性が向上するという効果を有する。
<Particle size distribution>
The fluorine complex phosphor used in the present invention preferably has one peak value in the particle size distribution.
A peak value of 2 or more indicates that there are a peak value due to single particles and a peak value due to aggregates thereof. Therefore, a peak value of 2 or more means that single particles are very small.
Therefore, a phosphor having a single particle size distribution peak value has large single particles and very few aggregates. As a result, the luminance is improved, and the specific surface area is reduced due to the large growth of single particles, thereby improving the durability.

なお、本発明においては、蛍光体の粒度分布は、例えば、堀場製作所社製レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(LA−300)により測定することができる。測定にあたっては、分散溶媒としてエタノールを用い、蛍光体を分散させてから、光軸上の初期透過率を90%前後に調整し、マグネット回転子で分散溶媒を攪拌しながら凝集による影響を最小限に抑えて測定することが好ましい。   In the present invention, the particle size distribution of the phosphor can be measured by, for example, a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus (LA-300) manufactured by Horiba, Ltd. In the measurement, ethanol was used as a dispersion solvent, the phosphor was dispersed, the initial transmittance on the optical axis was adjusted to around 90%, and the influence of aggregation was minimized while stirring the dispersion solvent with a magnet rotor. It is preferable to perform measurement while suppressing the pressure to about 1.

また、上記粒度分布のピークの幅は、狭い方が好ましい。具体的には、蛍光体粒子の粒度分布の四分偏差(QD)が、通常0.18以上、好ましくは0.20以上であり、また
通常0.60以下であり、好ましくは0.40以下、より好ましくは0.35以下、さらに好ましくは0.30以下、特に好ましくは0.25である。
なお、粒度分布の四分偏差とは、蛍光体粒子の粒径が揃っているほど、小さくなる。即ち、粒径分布の四分偏差が小さいということは、粒度分布のピークの幅が狭く、蛍光体粒子の大きさが揃っていることを意味する。
また、粒度分布の四分偏差は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置を用いて測定した粒度分布曲線を用いて算出することができる。
Further, the peak width of the particle size distribution is preferably narrow. Specifically, the quadrature deviation (QD) of the particle size distribution of the phosphor particles is usually 0.18 or more, preferably 0.20 or more, and usually 0.60 or less, preferably 0.40 or less. More preferably, it is 0.35 or less, More preferably, it is 0.30 or less, Most preferably, it is 0.25.
In addition, the quarter deviation of the particle size distribution becomes smaller as the particle diameters of the phosphor particles are uniform. That is, the fact that the quarter deviation of the particle size distribution is small means that the peak width of the particle size distribution is narrow and the sizes of the phosphor particles are uniform.
The quadrant deviation of the particle size distribution can be calculated using a particle size distribution curve measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device.

<粒子形状>
走査型顕微鏡(以下、「SEM」と称する場合がある。)写真の観察から認められる本発明に用いられるフッ素錯体蛍光体の粒子形状は、3軸方向に均等に成長した粒状であることが好ましい。粒子形状が3軸方向に均等に成長すると比表面積が小さくなり、外部との接触面積が小さいので耐久性に優れる。
なお、このSEM写真は例えば日立製作所社製SEM(S−3400N)により撮影することができる。
<Particle shape>
The particle shape of the fluorine complex phosphor used in the present invention recognized from observation of a scanning microscope (hereinafter sometimes referred to as “SEM”) is preferably a granular shape that grows evenly in the triaxial direction. . When the particle shape grows evenly in the triaxial direction, the specific surface area becomes small, and the contact area with the outside is small, so the durability is excellent.
In addition, this SEM photograph can be image | photographed, for example by Hitachi Ltd. SEM (S-3400N).

[2−6.発光ピーク強度の温度依存性]
本発明で用いられるフッ素錯体蛍光体は、発光ピーク強度の変化率が小さいことが好ましい。具体的には、励起光の波長が455nmの場合の、蛍光体の温度が25℃のときの発光ピーク強度に対する100℃における発光ピーク強度の変化率が、通常40%以下、好ましくは30%以下、より好ましくは25%以下、さらに好ましくは22%以下、特に好ましくは18%以下、最も好ましくは15%以下のものを用いる。
[2-6. Temperature dependence of emission peak intensity]
The fluorine complex phosphor used in the present invention preferably has a small rate of change in emission peak intensity. Specifically, when the wavelength of the excitation light is 455 nm, the rate of change of the emission peak intensity at 100 ° C. with respect to the emission peak intensity when the phosphor temperature is 25 ° C. is usually 40% or less, preferably 30% or less. More preferably, it is 25% or less, more preferably 22% or less, particularly preferably 18% or less, most preferably 15% or less.

半導体発光素子から発せられた光は、蛍光体及び蛍光体を保持しているバインダに吸収される。これによってバインダが発熱し、蛍光体を加熱する。また、半導体発光素子から発せられた光が蛍光体に吸収されることによって蛍光体自身も発熱する。更には、半導体発光素子が通電され発光する際には、半導体発光素子内部の電気抵抗により発光素子が発熱し、その温度が上昇することにより、伝熱により蛍光体が加熱される。これらの加熱作用により蛍光体の温度は100℃程度に到達する。蛍光体の発光ピーク強度は温度に依存し、蛍光体が高温になるほど発光ピーク強度は低下する傾向にある。   The light emitted from the semiconductor light emitting element is absorbed by the phosphor and the binder holding the phosphor. As a result, the binder generates heat and heats the phosphor. In addition, the phosphor itself generates heat by the light emitted from the semiconductor light emitting element being absorbed by the phosphor. Furthermore, when the semiconductor light emitting element is energized to emit light, the light emitting element generates heat due to the electrical resistance inside the semiconductor light emitting element, and the temperature rises, whereby the phosphor is heated by heat transfer. The temperature of the phosphor reaches about 100 ° C. by these heating actions. The emission peak intensity of the phosphor depends on the temperature, and the emission peak intensity tends to decrease as the temperature of the phosphor increases.

一方、本発明の半導体発光装置は、通常の場合、赤色領域に発光ピークを有するフッ素錯体蛍光体と共に、他種の蛍光体(例えば、後述する緑色蛍光体や青色蛍光体)を組み合わせて所望の発光色を有する発光装置とすることができる。
よって、半導体発光素子から光が発せられ続けた状態においても全体としての色調が変わらないようにするためには、温度上昇によって各色蛍光体の発光ピーク強度が変化したとしても、そのバランスが大きく崩れないようにすることが重要である。
On the other hand, the semiconductor light-emitting device of the present invention is usually combined with a fluorine complex phosphor having a light emission peak in the red region and other kinds of phosphors (for example, a green phosphor or a blue phosphor described later) in combination with a desired one. A light-emitting device having an emission color can be obtained.
Therefore, in order to prevent the overall color tone from changing even when light is continuously emitted from the semiconductor light emitting device, even if the emission peak intensity of each color phosphor changes due to a temperature rise, the balance is greatly lost. It is important not to.

フッ素錯体蛍光体と共に用いる他種の蛍光体も、励起光の波長が400nm又は455nmの場合において、25℃での発光ピーク強度に対する100℃での発光ピーク強度の変化率が上記範囲であるように組成等を調製することが好ましい。これにより、各色蛍光体の温度上昇によって各色蛍光体の発光ピーク強度が変化しても、その変化が各色蛍光体間で比較的小さくなるので、本発明の半導体発光装置から発せられる光の色調は全体として変化が小さくなる。
ここで、蛍光体の温度依存性は、具体的には、例えば以下のように測定することができる。
For other types of phosphors used together with the fluorine complex phosphor, the change rate of the emission peak intensity at 100 ° C. with respect to the emission peak intensity at 25 ° C. is within the above range when the wavelength of the excitation light is 400 nm or 455 nm. It is preferable to prepare the composition and the like. As a result, even if the emission peak intensity of each color phosphor changes due to the temperature rise of each color phosphor, the change is relatively small between each color phosphor, so the color tone of the light emitted from the semiconductor light emitting device of the present invention is Overall, the change is small.
Here, specifically, the temperature dependence of the phosphor can be measured, for example, as follows.

[温度依存性の測定例]
温度依存性の測定は、発光スペクトル測定装置として、例えば大塚電子社製MCPD7000マルチチャンネルスペクトル測定装置、輝度測定装置として、例えば色彩輝度計BM5A、ペルチェ素子による冷却機構とヒーターによる加熱機構を備えたステージ及び光源として150Wキセノンランプを備える装置を用いて、下記手順で行なう。
[Temperature dependence measurement example]
The temperature dependence is measured by using, for example, a MCPD7000 multi-channel spectrum measurement device manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. as an emission spectrum measurement device, a stage equipped with, for example, a color luminance meter BM5A, a cooling mechanism using a Peltier element, and a heating mechanism using a heater. Then, using a device equipped with a 150 W xenon lamp as the light source, the following procedure is performed.

ステージに蛍光体のサンプルを入れたセルを載せ、温度を25℃、及び100℃と変化させ、蛍光体の表面温度を確認し、次いで、光源から回折格子で分光して取り出した波長400nm又は455nmの光で蛍光体を励起して、輝度値及び発光スペクトルを測定する。測定された発光スペクトルから、発光ピーク強度を求める。ここで、蛍光体の励起光照射側の表面温度の測定値としては、放射温度計と熱電対による温度測定値を利用して補正した値を用いる。   Place the cell containing the phosphor sample on the stage, change the temperature to 25 ° C and 100 ° C, check the surface temperature of the phosphor, and then remove the spectrum from the light source with a diffraction grating, wavelength 400nm or 455nm The phosphor is excited with the light, and the luminance value and the emission spectrum are measured. The emission peak intensity is obtained from the measured emission spectrum. Here, as a measured value of the surface temperature on the excitation light irradiation side of the phosphor, a value corrected by using a temperature measured value by a radiation thermometer and a thermocouple is used.

[2−7.Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体の組成]
本発明の半導体発光装置に用いられるMn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体としては、好ましくは、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素と、周期律表第3族、第4族、第13族、及び第14族からなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素と、ハロゲン元素から選ばれる少なくとも1種類の元素とを含有する蛍光体が挙げられる。
[2-7. Composition of Fluorine Complex Phosphor Activated with Mn 4+ ]
The fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ used in the semiconductor light emitting device of the present invention is preferably at least one element selected from the group consisting of alkali metal elements, alkaline earth metal elements, and Zn. A phosphor containing at least one element selected from the group consisting of Group 3, Group 4, Group 13, and Group 14 of the Periodic Table and at least one element selected from a halogen element; Can be mentioned.

Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体としては、下記の式[1]〜[8]で示される蛍光体であることが好ましい。
[MIV 1−x] ・・・[1]
[MIII 1−x] ・・・[2]
II[MIV 1−x] ・・・[3]
[MIV 1−x] ・・・[4]
[MIII 1−x] ・・・[5]
Zn[MIII 1−x] ・・・[6]
[MIII 2−2x2x] ・・・[7]
Ba0.65Zr0.352.70:Mn4+ ・・・[8]
(但し、前記式[1]〜[8]において、MはLi、Na、K、Rb、Cs、及びNHからなる群より選ばれる1種以上の1価の基を表わし、MIIはアルカリ土類金属元素を表し、MIIIは周期律表(以下、周期律表の記載は省略する場合がある。)第3族及び第13族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、MIVは第4族及び第14族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、Rは、少なくともMnを含有する付活元素を表す。xは、0<x<1で表される範囲の数値である。)
としては、K及びNaからなる群より選ばれる1種以上の元素を含有することが特に好ましい。
The fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ is preferably a phosphor represented by the following formulas [1] to [8].
M I 2 [M IV 1-x R x F 6 ] ... [1]
M I 3 [M III 1-x R x F 6 ] ... [2]
M II [M IV 1-x R x F 6 ] ... [3]
M I 3 [M IV 1-x R x F 7 ] ... [4]
M I 2 [M III 1-x R x F 5 ] ... [5]
Zn 2 [M III 1-x R x F 7] ··· [6]
M I [M III 2-2x R 2x F 7 ] ... [7]
Ba 0.65 Zr 0.35 F 2.70 : Mn 4+ ... [8]
(In the above formulas [1] to [8], M I represents one or more monovalent groups selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb, Cs, and NH 4 , and M II represents Represents an alkaline earth metal element, and M III represents one or more metal elements selected from the group consisting of Group 3 and Group 13 of the periodic table (hereinafter, description of the periodic table may be omitted). represents, M IV represents at least one metal element selected from the group consisting of group 4 and group 14, R represents, .x representing the activated element containing at least Mn is 0 <x <1 It is the numerical value of the range to be expressed.)
The M I, it is particularly preferable to contain one or more elements selected from the group consisting of K and Na.

IIとしては、少なくともBaを含有することが好ましく、特に好ましくはBaである。
IIIの好ましい具体例としては、Al、Ga、In、Y、及びScからなる群より選ばれる1種以上の金属元素が挙げられ、このうち、Al、Ga、及びInからなる群より選ばれる1種以上の金属元素が好ましく、さらには、少なくともAlを含有することがより好ましく、特にはAlが好ましい。
The M II, preferably contains at least Ba, and particularly preferably Ba.
Preferable specific examples of M III include one or more metal elements selected from the group consisting of Al, Ga, In, Y, and Sc, and among these, selected from the group consisting of Al, Ga, and In. One or more metal elements are preferable, and at least Al is more preferable, and Al is particularly preferable.

IVの好ましい具体例としては、Si、Ge、Sn、Ti、及びZrからなる群より選ばれる1種以上の金属元素が挙げられ、中でもSi、Ge、Ti、Zrが好ましく、このうち、少なくともSiを含有することが好ましく、特にはSiが好ましい。
xとしては、好ましくは0.004以上、より好ましくは0.010以上、特に好ましくは0.020以上であり、また、好ましくは0.30以下、より好ましくは0.25以下、更に好ましくは0.08以下、特に好ましくは0.06以下である。
Preferred examples of M IV, Si, Ge, Sn , Ti, and one or more metal elements selected from the group consisting of Zr, and among them Si, Ge, Ti, Zr are preferred, of which at least It is preferable to contain Si, and Si is particularly preferable.
x is preferably 0.004 or more, more preferably 0.010 or more, particularly preferably 0.020 or more, preferably 0.30 or less, more preferably 0.25 or less, and still more preferably 0. 0.08 or less, particularly preferably 0.06 or less.

上記式[1]〜[8]で表される化合物の好ましい具体例としては、K[AlF]:Mn4+、K[AlF]:Mn4+、K[GaF]:Mn4+、Zn[AlF]:Mn4+、K[In]:Mn4+、K[SiF]:Mn4+、Na[SiF]:Mn4+、K[TiF]:Mn4+、K[ZrF]:Mn4+、Ba[TiF]:Mn4+、K[SnF]:Mn4+、Na[TiF]:Mn4+、Na[ZrF]:Mn4+、KRb[TiF]:Mn4+、K[Si0.5Ge0.5]:Mn4+を挙げることができる。 Preferable specific examples of the compounds represented by the above formulas [1] to [8] include K 2 [AlF 5 ]: Mn 4+ , K 3 [AlF 6 ]: Mn 4+ , K 3 [GaF 6 ]: Mn 4+ , Zn 2 [AlF 7]: Mn 4+, K [In 2 F 7]: Mn 4+, K 2 [SiF 6]: Mn 4+, Na 2 [SiF 6]: Mn 4+, K 2 [TiF 6]: Mn 4+ , K 3 [ZrF 7 ]: Mn 4+ , Ba [TiF 6 ]: Mn 4+ , K 2 [SnF 6 ]: Mn 4+ , Na 2 [TiF 6 ]: Mn 4+ , Na 2 [ZrF 5 ]: Mn 4+ , KRb [TiF 6 ]: Mn 4+ , K 2 [Si 0.5 Ge 0.5 F 6 ]: Mn 4+ .

上記式[1]〜[8]で表される蛍光体の中でも、式[1]で表される化学組成を有する結晶相を含有することが特に好ましい。式[1]で表される化学組成を有する結晶相を含有する蛍光体は、結晶欠陥を生じにくく、安定性に優れるからである。また、Mn4+錯イオン[MnF2−を含むKMnFと、母体のKTiF、KSiF、KGeF、KZrFとは類似した結晶構造をとっており、これらの母体には[MnF2−錯イオンの状態で置換されやすいからである。 Among the phosphors represented by the above formulas [1] to [8], it is particularly preferable to contain a crystal phase having a chemical composition represented by the formula [1]. This is because the phosphor containing a crystal phase having the chemical composition represented by the formula [1] is less likely to cause crystal defects and is excellent in stability. Further, the K 2 MnF 6 containing Mn 4+ complex ion [MnF 6] 2-, and K 2 TiF 6, K 2 SiF 6, K 2 GeF 6, K 2 ZrF 6 maternal taking a similar crystal structure This is because these base materials are easily substituted in the state of [MnF 6 ] 2 -complex ion.

上記式[1]で表される化合物の中でも、下記式[1’]で表される化学組成を有する結晶相を含有し、MIV’とMnとの合計モル数に対するMnの割合が0.1モル%以上40モル%以下であり、かつ、比表面積が1.3m/g以下であるものを用いると、得られる半導体発光装置の輝度の点で好ましい。
IV’F:R ・・・[1’]
(但し、前記式[1’]中、M’は、K、及びNaからなる群から選ばれる1種以上の元素を含有し、MIV’は、少なくともSiを含有する周期律表第4族及び第14族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、Rは、少なくともMnを含有する付活元素を表す。)
前記式[1’]において、M’は、K及びNaからなる群より選ばれる1種以上の元素を含有する。これらの元素のうち何れか一方を単独で含有していてもよく、二種を任意の比率で併有していてもよい。また、上記のほかにその性能に影響を与えない限りにおいて、Li、Rb、Cs等のアルカリ金属元素や、(NH)を一部含有していても良い。Li、Rb、Cs、又は(NH)の含有量としては通常全M’量に対して10モル%以下である。
Among the compounds represented by the above formula [1], it contains a crystal phase having a chemical composition represented by the following formula [1 ′], and the ratio of Mn to the total number of moles of M IV ′ and Mn is 0.00. Use of a material having a specific surface area of not less than 1 mol% and not more than 40 mol% and having a specific surface area of 1.3 m 2 / g or less is preferred from the viewpoint of the luminance of the obtained semiconductor light emitting device.
M I ' 2 M IV ' F 6 : R ... [1 ']
(In the formula [1 ′], M I ′ contains one or more elements selected from the group consisting of K and Na, and M IV ′ contains at least Si in the periodic table 4th. And represents one or more metal elements selected from the group consisting of Group 14 and Group 14, and R represents an activating element containing at least Mn.)
In the formula [1 ′], M I ′ contains one or more elements selected from the group consisting of K and Na. Any one of these elements may be contained alone, or two of them may be contained in any ratio. In addition to the above, an alkali metal element such as Li, Rb, and Cs or a part of (NH 4 ) may be contained as long as the performance is not affected. The content of Li, Rb, Cs, or (NH 4 ) is usually 10 mol% or less with respect to the total M I ′ amount.

このうちM’としては、少なくともKを含有しているのが好ましく、通常、全M’量に対してKが90モル%以上、好ましくは97モル%以上、より好ましくは98モル%以上、さらに好ましくは99モル%以上を占める場合であり、Kのみを用いることが特に好ましい。
上記式[1’]において、MIV’は、少なくともSiを含有する。通常、全MIV’量に対してSiが90モル%以上、好ましくは97モル%以上、より好ましくは98モル%以上、さらに好ましくは99モル%以上を占める場合であり、Siのみを用いることが特に好ましい。即ち、下記式[1’’]で表される化学組成を有する結晶相を含有することが特に好ましい。
Among these, M I ′ preferably contains at least K, and usually K is 90 mol% or more, preferably 97 mol% or more, more preferably 98 mol% or more, based on the total M I ′ amount. More preferably, it occupies 99 mol% or more, and it is particularly preferable to use only K.
In the above formula [1 ′], M IV ′ contains at least Si. Usually, Si is 90 mol% or more, preferably 97 mol% or more, more preferably 98 mol% or more, and even more preferably 99 mol% or more with respect to the total amount of M IV ′, and only Si is used. Is particularly preferred. That is, it is particularly preferable to contain a crystal phase having a chemical composition represented by the following formula [1 ″].

SiF:R …[1’’]
(前記式[1’’]中、M’、及びRは、上記式[1’]と同義である。)
Rは、少なくともMnを含有する付活元素であり、RとしてMn以外に含まれていても良い付活元素としては、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Ru、及びAgよりなる群から選ばれる1種又は2種以上が挙げられる。
Rは、Mnを通常全R量に対して90モル%以上含むことが好ましく、より好ましくは95モル%以上、特に98モル%以上含むことが好ましく、Mnのみを含むことが特に好ましい。
M I2 SiF 6 : R ... [1 ″]
(In Formula [1 ″], M I ′ and R have the same meanings as in Formula [1 ′] above.)
R is an activation element containing at least Mn, and R may be included in addition to Mn, and the activation element may be selected from the group consisting of Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Ru, and Ag. 1 type, or 2 or more types.
R preferably contains 90 mol% or more of Mn relative to the total amount of R, more preferably 95 mol% or more, particularly preferably 98 mol% or more, and particularly preferably contains only Mn.

本発明の蛍光体は、MIV’とMnとの合計モル数に対するMnの割合(本発明において、この割合を以下「Mn濃度」と称す。)が0.1モル%以上40モル%以下であることを特徴とする。このMn濃度が少な過ぎると、蛍光体による励起光の吸収効率が小さくなるので、輝度が低下する傾向にあり、多過ぎると、吸収効率は大きくなるものの、濃度消光により内部量子効率及び輝度が低下する傾向にある。より好ましいMn濃度は、0.4モル以上、更に好ましくは1モル%以上、特に好ましくは2モル%以上、また、30モル%以下、さらに好ましくは25モル%以下、またさらに好ましくは8モル%以下、特に好ましくは6モル%以下である。 Phosphor of the present invention, (in the present invention, this ratio is referred to as the "Mn concentration".) The total proportion of Mn to moles of Mn and M IV 'is at least 0.1 mol% 40 mol% or less It is characterized by being. If the Mn concentration is too low, the absorption efficiency of the excitation light by the phosphor decreases, so the luminance tends to decrease. If it is too high, the absorption efficiency increases, but the internal quantum efficiency and luminance decrease due to concentration quenching. Tend to. More preferable Mn concentration is 0.4 mol or more, more preferably 1 mol% or more, particularly preferably 2 mol% or more, 30 mol% or less, more preferably 25 mol% or less, and still more preferably 8 mol%. Hereinafter, it is particularly preferably 6 mol% or less.

また、本発明の蛍光体は、好ましくは、後述の蛍光体の製造方法に記載される方法により製造されるが、当該蛍光体の製造方法において、以下の理由により、蛍光体原料の仕込み組成と得られる蛍光体の組成とに若干のずれが生じる。本発明の蛍光体は、蛍光体製造時の原料の仕込み組成ではなく、得られる蛍光体の組成として、上記の特定の組成を有することを特徴とする。   In addition, the phosphor of the present invention is preferably manufactured by the method described in the phosphor manufacturing method described later. In the phosphor manufacturing method, for the following reasons, There is a slight deviation from the composition of the phosphor obtained. The phosphor of the present invention is characterized by having the above-mentioned specific composition as the composition of the obtained phosphor, not the raw material composition at the time of phosphor production.

ここで、Mn4+のイオン半径(0.53Å)はSi4+のイオン半径(0.4Å)に比べて大きく、Mn4+は、KSiFに全固溶せず、部分固溶するので、本発明の蛍光体においては仕込み組成に比べて、実質的に付活されるMn4+濃度は制限され、少なくなる。ただし、蛍光体中に含有されるMn4+の濃度が低い場合でも、本発明の製造方法によれば、粒子成長が促進されるので十分な吸収効率及び輝度を提供することができる。 Here, the ionic radius of Mn 4+ (0.53 Å) is larger than the ionic radius (0.4 Å) of Si 4+, Mn 4+ is not totally dissolved in K 2 SiF 6, since the partial solid solution, In the phosphor of the present invention, the substantially activated Mn 4+ concentration is limited and reduced as compared with the charged composition. However, even when the concentration of Mn 4+ contained in the phosphor is low, according to the production method of the present invention, particle growth is promoted, so that sufficient absorption efficiency and luminance can be provided.

なお、本発明における蛍光体中に含まれるMn濃度の化学組成分析は、例えば、SEM−EDXにより測定することができる。この方法は、走査型電子顕微鏡(SEM)測定において、蛍光体に電子線(例えば、加速電圧20kV)を照射し、蛍光体中に含まれる各元素から放出される特性X線を検出して元素分析を行うものである。測定装置としては、例えば、日立製作所社製SEM(S−3400N)と、堀場製作所社製エネルギー分散X線分析装置(EDX)(EX−250x−act)とを用いて行うことができる。
また、上記蛍光体には、上述の蛍光体を構成する元素以外にAl、Ga、B、In、Nb、Mo、Zn、Ta、W、Re及びMgよりなる群から選ばれる1種又は2種以上の元素が、上記蛍光体の性能に悪影響を与えない範囲で含有されていてもよい。
In addition, the chemical composition analysis of the Mn concentration contained in the phosphor in the present invention can be measured by, for example, SEM-EDX. In this method, in scanning electron microscope (SEM) measurement, the phosphor is irradiated with an electron beam (for example, an acceleration voltage of 20 kV), and characteristic X-rays emitted from each element contained in the phosphor are detected to detect the element. Analyze. As the measuring device, for example, an SEM (S-3400N) manufactured by Hitachi, Ltd. and an energy dispersive X-ray analyzer (EDX) (EX-250x-act) manufactured by Horiba, Ltd. can be used.
In addition to the elements constituting the phosphor, the phosphor is one or two selected from the group consisting of Al, Ga, B, In, Nb, Mo, Zn, Ta, W, Re, and Mg. The above elements may be contained in a range that does not adversely affect the performance of the phosphor.

[2−8.Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体の製造方法]
本発明に用いられるフッ素錯体蛍光体は、各構成元素を含有する原料を混合し、公知の方法に準じて製造することができる。具体的には、各試薬をフッ化水素酸に溶解させてから、溶液を加熱して蛍光体を蒸発乾固させて得る方法(J. Electrochem. Soc. Vol. 120,
No.7, (1973), 942-947, US 2006169998A1)や、各試薬をフッ化水素酸に溶解させてか
ら、貧溶媒を添加することにより、蛍光体を析出させる貧溶媒析出法(米国特許第357
6756号参照)などを用いることができる。
[2-8. Activated process for the preparation of fluorinated complex phosphor Mn 4+]
The fluorine complex phosphor used in the present invention can be produced according to a known method by mixing raw materials containing each constituent element. Specifically, after dissolving each reagent in hydrofluoric acid, heating the solution and evaporating the phosphor to dryness (J. Electrochem. Soc. Vol. 120,
No.7, (1973), 942-947, US 2006169998A1) and a poor solvent precipitation method in which each reagent is dissolved in hydrofluoric acid and then a phosphor is precipitated by adding a poor solvent (US patent) No. 357
No. 6756) can be used.

また、上記式[1’]で表される蛍光体の場合には、上記のような貧溶媒析出法より、下記のような貧溶媒を用いない方法により製造されるものが好ましい。以下に、MIV’がSiの場合を代表例として、貧溶媒を用いない方法について説明する。
貧溶媒を用いない方法とは、「K、Na、Si、Mn、及びFからなる群から選ばれる1種以上の元素を含む溶液の2種以上を混合した後、混合により析出した析出物(蛍光体)を得る方法」が挙げられ、本方法では、混合する溶液に、目的とする蛍光体を構成する元素の全ての元素が含まれていることが好ましい。混合する溶液の組み合わせとしては、具体的には以下の2−1)と以下の2−2)が挙げられる。
In addition, in the case of the phosphor represented by the above formula [1 ′], those produced by the following method using no poor solvent are preferable to the above poor solvent precipitation method. Hereinafter, M IV 'is a typical example of the case of Si, a method will be described without using a poor solvent.
The method that does not use a poor solvent is “a mixture of two or more solutions containing one or more elements selected from the group consisting of K, Na, Si, Mn, and F, and then a precipitate ( In this method, it is preferable that all the elements constituting the target phosphor are contained in the solution to be mixed. Specific examples of the combination of the solutions to be mixed include the following 2-1) and the following 2-2).

2−1) 少なくともSiとFとを含有する溶液と、少なくともK(及び/又はNa)
とMnとFとを含有する溶液とを混合する方法。
2−2) 少なくともSiとMnとFとを含有する溶液と、少なくともK(及び/又はNa)とFとを含有する溶液とを混合する方法。
2-1) A solution containing at least Si and F, and at least K (and / or Na)
And a solution containing Mn and F.
2-2) A method of mixing a solution containing at least Si, Mn and F with a solution containing at least K (and / or Na) and F.

上記「少なくともSiとFとを含有する溶液」としては、SiF源を含有するフッ化水素酸(以下、「HF水溶液」と称する。)が挙げられ、上記「少なくともK(及び/又はNa)とMnとFとを含有する溶液」としてはK(及び/又はNa)源とMn源とを含むHF水溶液が挙げられる。 Examples of the “solution containing at least Si and F” include hydrofluoric acid containing an SiF 6 source (hereinafter referred to as “HF aqueous solution”), and the above “at least K (and / or Na)”. Examples of the “solution containing Mn, M and F” include an HF aqueous solution containing a K (and / or Na) source and a Mn source.

また、上記「少なくともSiとMnとFとを含有する溶液」としては、SiF源とMn源とを含むHF水溶液が挙げられ、上記「少なくともK(及び/又はNa)とFとを含有する溶液」としては、K(及び/又はNa)源を含むHF水溶液が挙げられる。
ここで、SiF源としては、SiとFとを含む化合物であって、溶液への溶解性に優れるものであればよく、HSiF、NaSiF、(NHSiF、RbSiF、CsSiFを用いることができ、これらのうち、水への溶解度が高く、不純物としてアルカリ金属元素を含まないことにより、HSiFが好ましい。これらのSiF源は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The “solution containing at least Si, Mn, and F” includes an HF aqueous solution containing a SiF 6 source and a Mn source, and contains the above “at least K (and / or Na) and F. Examples of the “solution” include an aqueous HF solution containing a K (and / or Na) source.
Here, the SiF 6 source is a compound containing Si and F, and any compound having excellent solubility in a solution may be used. H 2 SiF 6 , Na 2 SiF 6 , (NH 4 ) 2 SiF 6 , Rb 2 SiF 6 , and Cs 2 SiF 6 can be used. Among these, H 2 SiF 6 is preferable because it has high solubility in water and does not contain an alkali metal element as an impurity. These SiF 6 sources may be used alone or in combination of two or more thereof.

K源としては、KF、KHF、KOH、KCl、KBr、KI、酢酸カリウム、KCO等の水溶性カリウム塩を用いることができるが、中でも溶液中のHF濃度を下げることなく溶解することができ、また、溶解熱が小さいために安全性が高いことによりKHFが好ましい。
Mn源としては、KMnF、KMnO、KMnCl等を用いることができ、中でも、結晶格子を歪ませて不安定化させる傾向にあるCl元素を含まないこと等から、付活することのできる酸化数(4価)を維持しながら、MnF錯イオンとしてHF酸水溶液中に安定して存在することができることによりKMnFが好ましい。なお、Mn源のうち、Kを含むものは、K源を兼ねるものとなる。
The K source, KF, KHF 2, KOH, KCl, KBr, KI, potassium acetate, may be a water-soluble potassium salts such as K 2 CO 3, dissolved without lowering the concentration of HF among others solution In addition, KHF 2 is preferable because of its low heat of dissolution and high safety.
As the Mn source, K 2 MnF 6 , KMnO 4 , K 2 MnCl 6, etc. can be used, and among them, the Cl element that does not tend to destabilize the crystal lattice is not included. K 2 MnF 6 is preferable because it can stably exist in the HF acid aqueous solution as a MnF 6 complex ion while maintaining the oxidation number (tetravalent) that can be obtained. Of the Mn sources, those containing K also serve as the K source.

これらHF水溶液のHF濃度は、通常10重量%以上、好ましくは20重量%以上、より好ましくは30重量%以上、また、通常70重量%以下、好ましくは60重量%以下、より好ましくは50重量%以下であることが好ましい。
SiF源濃度は、通常10重量%以上、好ましくは20重量%以上、また、通常60重量%以下、好ましくは40重量%以下であることが好ましい。
The HF concentration of these HF aqueous solutions is usually 10% by weight or more, preferably 20% by weight or more, more preferably 30% by weight or more, and usually 70% by weight or less, preferably 60% by weight or less, more preferably 50% by weight. The following is preferable.
The SiF 6 source concentration is usually 10% by weight or more, preferably 20% by weight or more, and usually 60% by weight or less, preferably 40% by weight or less.

K源及びMn源濃度は、合計で通常5重量%以上、好ましくは10重量%以上、より好ましくは15重量%以上、また、通常45重量%以下、好ましくは40重量%以下、より好ましくは35重量%以下であることが好ましい。
反応後、目的とする蛍光体の結晶が析出するため、この結晶を濾過等により固液分離して回収し、エタノール、水、アセトン等の溶媒で洗浄した後、通常100℃以上、好ましくは120℃以上、より好ましくは150℃以上、また、通常300℃以下、好ましくは250℃以下、より好ましくは200℃以下で乾燥することが好ましい。乾燥する時間としては、蛍光体に付着した水分を蒸発することができれば、特に制限はないが、例えば、1〜2時間程度乾燥する。
The total concentration of K source and Mn source is usually 5% by weight or more, preferably 10% by weight or more, more preferably 15% by weight or more, and usually 45% by weight or less, preferably 40% by weight or less, more preferably 35%. It is preferable that it is below wt%.
After the reaction, crystals of the target phosphor are precipitated. The crystals are recovered by solid-liquid separation by filtration or the like, washed with a solvent such as ethanol, water, acetone, etc., and usually 100 ° C. or higher, preferably 120 It is preferable to dry at a temperature of not less than 150 ° C, more preferably not less than 150 ° C, usually not more than 300 ° C, preferably not more than 250 ° C, more preferably not more than 200 ° C. The drying time is not particularly limited as long as the water adhering to the phosphor can be evaporated, but for example, it is dried for about 1 to 2 hours.

上記の貧溶媒を用いない方法によって上記式[1’]で表される蛍光体を製造すると、その比表面積が、小さくなる傾向にあり、好ましい。また、上記の貧溶媒を用いない方法によって製造された上記式[1’]で表される蛍光体は、さらに、粒度分布のピーク値が一つとなる傾向もあり、その粒度分布のピークの幅が狭くなる傾向もある。この場合の比表面積、粒度分布等の具体的な数値範囲は、[2−5.フッ素錯体蛍光体粒子の粒径、及び形状]に記載したのと同様である。   When the phosphor represented by the above formula [1 '] is produced by the above method without using a poor solvent, the specific surface area tends to be small, which is preferable. In addition, the phosphor represented by the above formula [1 ′] produced by the method using no poor solvent has a tendency that the peak value of the particle size distribution becomes one, and the width of the peak of the particle size distribution. There is also a tendency to narrow. Specific numerical ranges such as specific surface area and particle size distribution in this case are as described in [2-5. This is the same as described in [Particle size and shape of fluorine complex phosphor particles].

[2−9.蛍光体の表面処理]
本発明に使用される蛍光体は、蛍光体粒子の不要な凝集を防ぐ目的で、公知の手法を適用し、表面処理が行われていてもよい。ただし、かかる表面処理によって蛍光体を劣化させることがないように留意する必要がある。
[2-9. Surface treatment of phosphor]
The phosphor used in the present invention may be subjected to a surface treatment by applying a known method for the purpose of preventing unnecessary aggregation of the phosphor particles. However, care must be taken so that the phosphor is not deteriorated by such surface treatment.

[3.フッ素錯体蛍光体と共に用いることのできる蛍光体]
本発明の半導体発光装置には、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を単独で使用してもよく、2種以上のフッ素錯体蛍光体を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。また、本発明の効果を著しく損なわない限り、フッ素錯体蛍光体に、他種の蛍光体を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。即ち、用いる蛍光体の組み合わせ及びその比率等は、半導体発光装置の用途等に応じて任意に設定すればよい。
[3. Phosphors that can be used with fluorocomplex phosphors]
The semiconductor light-emitting device of the present invention may be used activated with fluorine complex phosphor Mn 4+ alone, two or more fluorine complex phosphor may be used together in any combination and in any ratio. Moreover, unless the effect of this invention is impaired remarkably, you may use together with a fluorine complex fluorescent substance other types of fluorescent substance by arbitrary combinations and a ratio. That is, the combination of phosphors to be used and the ratio thereof may be arbitrarily set according to the use of the semiconductor light emitting device.

具体的には、所望の発光色が得られるように、半導体発光素子と、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体と、当該フッ素錯体蛍光体とは異なる発光ピーク波長を有する蛍光体とを適切に組み合わせることが好ましい。
例えば、本発明の半導体発光装置を赤色発光としたい場合には、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を少なくとも1種以上使用すればよい。
Specifically, a semiconductor light emitting device, a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ , and a phosphor having an emission peak wavelength different from that of the fluorine complex phosphor so that a desired emission color can be obtained. Appropriate combinations are preferred.
For example, when the semiconductor light emitting device of the present invention is desired to emit red light, at least one fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ may be used.

また、例えば、本発明の半導体発光装置を白色発光としたい場合には、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体が通常赤色発光であるので、近紫外発光の半導体発光素子を用いる場合には、青色蛍光体、及び緑色蛍光体を組み合わせればよく、青色発光の半導体発光素子を用いる場合には、緑色蛍光体を組み合わせればよい。
なお、後述するように、必要に応じて、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体以外の橙色ないし赤色蛍光体(同色併用蛍光体)を併用してもよい。
本発明の半導体発光装置において、用いることのできる蛍光体を以下に例示する。
For example, when the semiconductor light-emitting device of the present invention is intended to emit white light, the fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ usually emits red light. The blue phosphor and the green phosphor may be combined. When a blue light emitting semiconductor light emitting element is used, the green phosphor may be combined.
As will be described later, if necessary, an orange or red phosphor (same color combination phosphor) other than the fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ may be used in combination.
Examples of phosphors that can be used in the semiconductor light emitting device of the present invention are shown below.

<青色蛍光体>
Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体に加えて青色蛍光体を使用する場合、当該青色蛍光体は本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを使用することができる。この際、青色蛍光体の発光ピーク波長は、通常420nm以上、好ましくは430nm以上、より好ましくは440nm以上、また、通常490nm以下、好ましくは480nm以下、より好ましくは470nm以下、更に好ましくは460nm以下の波長範囲にあることが好適である。使用する青色蛍光体の発光ピーク波長がこの範囲にあると、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体の励起帯と重なり、当該青色蛍光体からの青色光により、本発明の蛍光体を効率良く励起することができるからである。
このような青色蛍光体として使用できる蛍光体を下表に示す。
<Blue phosphor>
When a blue phosphor is used in addition to the fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ , any blue phosphor can be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. At this time, the emission peak wavelength of the blue phosphor is usually 420 nm or more, preferably 430 nm or more, more preferably 440 nm or more, and usually 490 nm or less, preferably 480 nm or less, more preferably 470 nm or less, and further preferably 460 nm or less. It is preferable to be in the wavelength range. When the emission peak wavelength of the blue phosphor used is within this range, it overlaps with the excitation band of the fluorine complex phosphor activated by Mn 4+ , and the phosphor of the present invention is efficiently used by the blue light from the blue phosphor. This is because it can be excited well.
The following table shows phosphors that can be used as such blue phosphors.

Figure 2010232381
以上の中でも、青色蛍光体としては、(Ca,Sr,Ba)MgAl1017:Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO(Cl,F):Eu、(Ba,Ca,Mg,Sr)SiO:Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO(Cl,F):Eu、(Ba,Ca,Sr)MgSi:Euが好ましく、(Ba,Sr)MgAl1017:Eu、(Ca,Sr,Ba)10(PO(Cl,F):Eu、BaMgSi:Euがより好ましく、Sr10(POCl:Eu、BaMgAl1017:Euが特に好ましい。
Figure 2010232381
Among these, as the blue phosphor, (Ca, Sr, Ba) MgAl 10 O 17 : Eu, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 (Cl, F) 2 : Eu, (Ba , Ca, Mg, Sr) 2 SiO 4 : Eu, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 (Cl, F) 2 : Eu, (Ba, Ca, Sr) 3 MgSi 2 O 8 : Eu is preferred, (Ba, Sr) MgAl 10 O 17 : Eu, (Ca, Sr, Ba) 10 (PO 4 ) 6 (Cl, F) 2 : Eu, Ba 3 MgSi 2 O 8 : Eu is more preferred, Sr 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu, BaMgAl 10 O 17 : Eu are particularly preferable.

<緑色蛍光体>
Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体に加えて緑色蛍光体を使用する場合、当該緑色蛍光体は本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを使用することができる。この際、緑色蛍光体の発光ピーク波長は、通常500nmより大きく、中でも510nm以上、更には515nm以上、また、通常550nm以下、中でも542nm以下、更には535nm以下の範囲であることが好ましい。この発光ピーク波長が短過ぎると青味を帯びる傾向がある一方で、長過ぎると黄味を帯びる傾向があり、何れも緑色光としての特性が低下する場合がある。
このような緑色蛍光体として利用できる蛍光体を下表に示す。
<Green phosphor>
When a green phosphor is used in addition to the fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ , any green phosphor can be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. At this time, the emission peak wavelength of the green phosphor is usually larger than 500 nm, preferably 510 nm or more, more preferably 515 nm or more, and usually 550 nm or less, especially 542 nm or less, and further preferably 535 nm or less. If this emission peak wavelength is too short, it tends to be bluish, while if it is too long, it tends to be yellowish, and the characteristics as green light may deteriorate.
The phosphors that can be used as such green phosphors are shown in the table below.

Figure 2010232381
以上の中でも、緑色蛍光体としては、Y(Al,Ga)12:Ce、CaSc:Ce、Ca(Sc,Mg)Si12:Ce、(Sr,Ba)SiO:Eu、(Si,Al)(O,N):Eu(β−sialon)、(Ba,Sr)Si12:N:Eu、SrGa:Eu、BaMgAl1017:Eu,Mnが好ましい。
Figure 2010232381
Among these, as the green phosphor, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, CaSc 2 O 4 : Ce, Ca 3 (Sc, Mg) 2 Si 3 O 12 : Ce, (Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu, (Si, Al) 6 (O, N) 8 : Eu (β-sialon), (Ba, Sr) 3 Si 6 O 12 : N 2 : Eu, SrGa 2 S 4 : Eu, BaMgAl 10 O 17 : Eu, Mn is preferred.

得られる発光装置を照明装置に用いる場合には、Y(Al,Ga)12:Ce、CaSc:Ce、Ca(Sc,Mg)Si12:Ce、(Sr,Ba)SiO:Eu、(Si,Al)(O,N):Eu(β−sialon)、(Ba,Sr)Si12:N:Euが好ましい。
また、得られる発光装置を画像表示装置に用いる場合には、(Sr,Ba)SiO:Eu、(Si,Al)(O,N):Eu(β−sialon)、(Ba,Sr)Si12:N:Eu、SrGa:Eu、BaMgAl1017:Eu,Mnが好ましい。
When the obtained light-emitting device is used for a lighting device, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, CaSc 2 O 4 : Ce, Ca 3 (Sc, Mg) 2 Si 3 O 12 : Ce, (Sr , Ba) 2 SiO 4 : Eu, (Si, Al) 6 (O, N) 8 : Eu (β-sialon), (Ba, Sr) 3 Si 6 O 12 : N 2 : Eu are preferable.
When the obtained light emitting device is used for an image display device, (Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu, (Si, Al) 6 (O, N) 8 : Eu (β-sialon), (Ba, sr) 3 Si 6 O 12: N 2: Eu, SrGa 2 S 4: Eu, BaMgAl 10 O 17: Eu, Mn are preferable.

<黄色蛍光体>
Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体に加えて黄色蛍光体を使用する場合、当該黄色
蛍光体は本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを使用することができる。この際、黄色蛍光体の発光ピーク波長は、通常530nm以上、好ましくは540nm以上、より好ましくは550nm以上、また、通常620nm以下、好ましくは600nm以下、より好ましくは580nm以下の波長範囲にあることが好適である。
このような黄色蛍光体として利用できる蛍光体を下表に示す。
<Yellow phosphor>
When a yellow phosphor is used in addition to the fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ , any yellow phosphor can be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. At this time, the emission peak wavelength of the yellow phosphor is usually in the wavelength range of 530 nm or more, preferably 540 nm or more, more preferably 550 nm or more, and usually 620 nm or less, preferably 600 nm or less, more preferably 580 nm or less. Is preferred.
The phosphors that can be used as such yellow phosphors are shown in the table below.

Figure 2010232381

以上の中でも、黄色蛍光体としては、YAl12:Ce、(Y,Gd)Al12:Ce、(Sr,Ca,Ba,Mg)SiO:Eu、(Ca,Sr)Si:Euが好ましい。
Figure 2010232381

More in even, as the yellow phosphor, Y 3 Al 5 O 12: Ce, (Y, Gd) 3 Al 5 O 12: Ce, (Sr, Ca, Ba, Mg) 2 SiO 4: Eu, (Ca, Sr) Si 2 N 2 O 2 : Eu is preferred.

<橙色ないし赤色蛍光体>
必要に応じて、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体以外の橙色ないし赤色蛍光体(同色併用蛍光体)を併用してもよい。Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体と併用し得る橙色ないし赤色蛍光体としては、本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを使用することができる。
<Orange to red phosphor>
If necessary, an orange to red phosphor (same color combination phosphor) other than the fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ may be used in combination. Any orange or red phosphor that can be used in combination with the fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ can be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.

この際、同色併用蛍光体である橙色ないし赤色蛍光体の発光ピーク波長は、通常570nm以上、好ましくは580nm以上、より好ましくは585nm以上、また、通常780nm以下、好ましくは700nm以下、より好ましくは680nm以下の波長範囲にあることが好適である。
このような橙色ないし赤色蛍光体として使用できる蛍光体を下表に示す。
At this time, the emission peak wavelength of the orange to red phosphor, which is the same color combination phosphor, is usually 570 nm or more, preferably 580 nm or more, more preferably 585 nm or more, and usually 780 nm or less, preferably 700 nm or less, more preferably 680 nm. It is preferable to be in the following wavelength range.
The phosphors that can be used as such orange or red phosphors are shown in the following table.

Figure 2010232381
以上の中でも、赤色蛍光体としては、(Ca,Sr,Ba)Si(N,O):Eu、(Ca,Sr,Ba)Si(N,O):Eu、(Ca,Sr,Ba)AlSi(N,O):Eu、(Sr,Ba)SiO:Eu、(Ca,Sr)S:Eu、(La,Y)S:Eu、Eu(ジベンゾイルメタン)・1,10−フェナントロリン錯体等のβ−ジケトン系Eu錯体、カルボン酸系Eu錯体、KSiF:Mnが好ましく、(Ca,Sr,Ba)Si(N,O):Eu、(Sr,Ca)AlSi(N,O):Eu、(La,Y)S:Eu、KSiF:Mnがより好ましい。
また、橙色蛍光体としては、(Sr,Ba)SiO:Eu、(Sr,Ba)SiO:Eu、(Ca,Sr,Ba)Si(N,O):Eu、(Ca,Sr,Ba)AlSi(N,O):Ceが好ましい。
Figure 2010232381
Among these, as red phosphors, (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 (N, O) 8 : Eu, (Ca, Sr, Ba) Si (N, O) 2 : Eu, (Ca, Sr , Ba) AlSi (N, O) 3 : Eu, (Sr, Ba) 3 SiO 5 : Eu, (Ca, Sr) S: Eu, (La, Y) 2 O 2 S: Eu, Eu (dibenzoylmethane) ) 3 · 1,10-phenanthroline complexes of β- diketone Eu complex, a carboxylic acid Eu complex, K 2 SiF 6: Mn is preferred, (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 (N, O) 8: Eu, (Sr, Ca) AlSi (N, O): Eu, (La, Y) 2 O 2 S: Eu, and K 2 SiF 6 : Mn are more preferable.
As the orange phosphor, (Sr, Ba) 3 SiO 5 : Eu, (Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu, (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 (N, O) 8 : Eu, ( Ca, Sr, Ba) AlSi (N, O) 3 : Ce is preferred.

具体的に、本発明の半導体発光装置を白色発光の発光装置として構成する場合における、半導体発光素子と、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体と、他の蛍光体との好ましい組み合わせの例としては、以下の(A)〜(C)の組み合わせが挙げられる。
(A)半導体発光素子として青色発光体(青色LED等)を使用し、赤色蛍光体としてMn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を使用し、他の蛍光体として緑色蛍光体または黄色蛍光体を使用する。緑色蛍光体としては、(Ba,Sr,Ca,Mg)SiO:Eu系蛍光体、(Ca,Sr)Sc:Ce系蛍光体、Ca(Sc,Mg)Si12:Ce系蛍光体、SrGa:Eu系蛍光体、Eu付活β−サイアロン系蛍光体、(Mg,Ca,Sr,Ba)Si:Eu系蛍光体、及びMSi12:Eu(但し、Mはアルカリ土類金属元素を表わす。)からなる群より選ばれる一種又は二種以上の緑色蛍光体が好ましい。黄色蛍光体としてはYAl12:Ce系蛍光体、(Ba,Sr,Ca,Mg)SiO:Eu系蛍光体、及びα−サイアロン系蛍光体からなる群より選ばれる一種又は二種以上の黄色蛍光体が好ましい。なお、緑色蛍光体と黄色蛍光体を併用してもよい。
Specifically, in the case where the semiconductor light emitting device of the present invention is configured as a white light emitting device, an example of a preferable combination of a semiconductor light emitting element, a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ , and another phosphor. Examples of the combinations include the following combinations (A) to (C).
(A) A blue light emitter (blue LED or the like) is used as a semiconductor light emitting element, a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ is used as a red phosphor, and a green phosphor or a yellow phosphor is used as another phosphor. Is used. As the green phosphor, (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu phosphor, (Ca, Sr) Sc 2 O 4 : Ce phosphor, Ca 3 (Sc, Mg) 2 Si 3 O 12 : Ce-based phosphor, SrGa 2 S 4 : Eu-based phosphor, Eu-activated β-sialon-based phosphor, (Mg, Ca, Sr, Ba) Si 2 O 2 N 2 : Eu-based phosphor, and M One or two or more green phosphors selected from the group consisting of 3 Si 6 O 12 N 2 : Eu (where M represents an alkaline earth metal element) are preferred. The yellow phosphor is a kind selected from the group consisting of Y 3 Al 5 O 12 : Ce phosphor, (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu phosphor, and α-sialon phosphor Two or more yellow phosphors are preferred. A green phosphor and a yellow phosphor may be used in combination.

(B)半導体発光素子として近紫外発光体(近紫外LED等)を使用し、赤色蛍光体としてMn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を使用し、他の蛍光体として青色蛍光体及び緑色蛍光体を使用する。この場合、青色蛍光体としては、(Ba,Sr,Ca)MgAl1017:Eu、(Sr,Ba)MgSi:Eu、及び(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO(Cl,F):Euからなる群より選ばれる一種又は二種以上の青色蛍光体が好ましい。また、緑色蛍光体としては、前述の(A)の項で例示した緑色蛍光体に加え、(Ba,Sr)MgAl1017:Eu,Mn、(Ba,Sr,Ca)Al1425:Eu、及び(Ba,Sr,Ca)Al:Euからなる群より選ばれる一種又は二種以上の緑色蛍光体が好ましい。
(C)半導体発光素子として青色発光体(青色LED等)を使用し、赤色蛍光体としてMn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を使用し、さらに橙色蛍光体を使用する。この場合、橙色蛍光体としては(Sr,Ba)SiO:Euが好ましい。
(B) A near-ultraviolet light emitter (near-ultraviolet LED or the like) is used as a semiconductor light-emitting element, a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ is used as a red phosphor, and a blue phosphor and a green phosphor are used as other phosphors. Use phosphors. In this case, blue phosphors include (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu, (Sr, Ba) 3 MgSi 2 O 8 : Eu, and (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ). ) 6 (Cl, F) 2 : One or more blue phosphors selected from the group consisting of Eu are preferable. Further, as the green phosphor, in addition to the green phosphor exemplified in the above section (A), (Ba, Sr) MgAl 10 O 17 : Eu, Mn, (Ba, Sr, Ca) 4 Al 14 O 25 : Eu, and (Ba, Sr, Ca) Al 2 O 4: one or two or more of the green phosphor selected from the group consisting of Eu is preferred.
A blue luminous body (blue LED or the like) as (C) the semiconductor light emitting element, using activated with fluorine complex phosphor Mn 4+ as a red phosphor, further using the orange phosphor. In this case, (Sr, Ba) 3 SiO 5 : Eu is preferable as the orange phosphor.

なお、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体としては、前述したように、好ましくは前記式[1]で表される蛍光体を、より好ましくは前記式[1’]で表される蛍光体を、さらに好ましくは前記式[1’’]で表される蛍光体を組み合わせる。
また、上述した蛍光体の組み合わせについて、以下により具体的に説明する。
半導体発光素子として青色LED等の青色発光のものを使用し、画像表示装置のバックライトに用いるときは、下表に示す組み合わせとすることが好ましい。
As described above, the fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ is preferably a phosphor represented by the formula [1], more preferably a fluorescence represented by the formula [1 ′]. More preferably, the phosphor is combined with the phosphor represented by the formula [1 ″].
Further, the combination of the phosphors described above will be described more specifically below.
When a blue light emitting element such as a blue LED is used as a semiconductor light emitting element and used for a backlight of an image display device, the combinations shown in the following table are preferable.

Figure 2010232381
また、表6に示した組み合わせの中でもより好ましい組み合わせを表7に示す。
Figure 2010232381
Table 7 shows more preferable combinations among the combinations shown in Table 6.

Figure 2010232381

さらに、特に好ましい組み合わせを表8に示す。
Figure 2010232381

Further, particularly preferred combinations are shown in Table 8.

Figure 2010232381

表6〜8に示す各色蛍光体は、青色領域の光で励起され、それぞれ赤色領域、および緑色領域の中でも狭帯域で発光し、かつ温度変化による発光ピーク強度の変化が少ないという優れた温度特性を有している。
Figure 2010232381

Each color phosphor shown in Tables 6 to 8 is excited by the light in the blue region, emits light in a narrow band in the red region and the green region, respectively, and has excellent temperature characteristics that change in emission peak intensity due to temperature change is small. have.

よって、青色領域の光を発する半導体発光素子にこれら各色蛍光体を含む2種以上の蛍光体を組み合わせることで、発光効率を従来よりも高く設定しうる、本発明のカラー画像表示装置用のバックライトに用いる光源に適した半導体発光装置とすることができる。
また、近紫外ないし紫外領域の光を発する固体発光素子と蛍光体とを組み合わせて用いる場合は、上記表6〜8に記載の蛍光体の組み合わせにさらに(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO(Cl,F):Eu、及び(Sr,Ba)MgSi:Eu、(Ba,Sr,Ca)MgAl1017:Euからなる群から選ばれる1種以上の青色蛍光体を組み合わせることが好ましく、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO(Cl,F):Eu、又は(Ba,Sr,Ca)MgAl1017:Euを組み合わせることがより好ましい。この際、緑色蛍光体としては、BaMgAl1017:Eu,Mnを組み合わせることが好ましい。
Therefore, by combining two or more kinds of phosphors including these color phosphors with a semiconductor light emitting element that emits light in the blue region, the light emission efficiency for the color image display device of the present invention can be set higher than before. It can be set as the semiconductor light-emitting device suitable for the light source used for a light.
When a solid light emitting element that emits light in the near ultraviolet to ultraviolet region and a phosphor are used in combination, the phosphor combinations shown in Tables 6 to 8 above are further combined with (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 ( PO 4 ) 6 (Cl, F): Eu, and (Sr, Ba) 3 MgSi 2 O 8 : Eu, (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu selected from the group consisting of Eu It is preferable to combine phosphors, and it is more preferable to combine (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 (Cl, F): Eu or (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu. preferable. At this time, it is preferable to combine BaMgAl 10 O 17 : Eu, Mn as the green phosphor.

[4.封止材料]
[4−1.硬化材料]
半導体発光素子は、封止材によって封止されることが好ましい。半導体発光素子を封止材で封止する場合、蛍光体はこの封止材に含有されていてもよく、この封止材がバインダを兼ねていてもよい。
封止材の種類は特に限定されず、通常、半導体発光素子を覆ってモールディングすることのできる硬化性材料を用いることができる。硬化性材料とは、流体状の材料であって、何らかの硬化処理を施すことにより硬化する材料のことをいう。ここで、流体状とは、例えば液状又はゲル状のことをいう。硬化性材料は、固体発光素子から発せられた光を蛍光体へ導く役割を担保するものであれば、具体的な種類に制限は無い。また、硬化性材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。したがって、硬化性材料としては、無機系材料及び有機系材料並びに両者の混合物のいずれを用いることも可能である。
[4. Sealing material]
[4-1. Cured material]
The semiconductor light emitting element is preferably sealed with a sealing material. When the semiconductor light emitting element is sealed with a sealing material, the phosphor may be contained in the sealing material, and the sealing material may also serve as a binder.
The kind of the sealing material is not particularly limited, and a curable material that can be molded over the semiconductor light emitting element can be used. The curable material is a fluid material that is cured by performing some kind of curing treatment. Here, the fluid state means, for example, a liquid state or a gel state. The curable material is not particularly limited as long as it secures the role of guiding the light emitted from the solid light emitting element to the phosphor. Moreover, only 1 type may be used for a curable material and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. Therefore, as the curable material, any of inorganic materials, organic materials, and mixtures thereof can be used.

無機系材料としては、例えば、金属アルコキシド、セラミック前駆体ポリマー若しくは金属アルコキシドを含有する溶液をゾル−ゲル法により加水分解重合して成る溶液、またはこれらの組み合わせを固化した無機系材料(例えばシロキサン結合を有する無機系材料)等を挙げることができる。
一方、有機系材料としては、例えば、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等が挙げられる。具
体例を挙げると、ポリ(メタ)アクリル酸メチル等の(メタ)アクリル樹脂;ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリエステル樹脂;フェノキシ樹脂;ブチラール樹脂;ポリビニルアルコール;エチルセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート等のセルロース系樹脂;エポキシ樹脂;フェノール樹脂;シリコーン樹脂等が挙げられる。
As the inorganic material, for example, a solution obtained by hydrolytic polymerization of a solution containing a metal alkoxide, a ceramic precursor polymer or a metal alkoxide by a sol-gel method, or a combination thereof is solidified (for example, a siloxane bond). Inorganic materials having
On the other hand, examples of the organic material include a thermosetting resin and a photocurable resin. Specific examples include (meth) acrylic resins such as poly (meth) acrylic acid methyl; styrene resins such as polystyrene and styrene-acrylonitrile copolymers; polycarbonate resins; polyester resins; phenoxy resins; butyral resins; Cellulose resins such as cellulose acetate and cellulose acetate butyrate; epoxy resins; phenol resins; silicone resins and the like.

本発明の半導体発光装置は、フッ素錯体蛍光体を有するので、これら硬化性材料の中では、半導体発光素子からの発光に対して劣化が少なく、耐アルカリ性、耐酸性、耐熱性にも優れる珪素含有化合物を使用することが好ましい。珪素含有化合物とは分子中に珪素原子を有する化合物をいい、ポリオルガノシロキサン等の有機材料(シリコーン系化合物)、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素等の無機材料、及びホウケイ酸塩、ホスホケイ酸塩、アルカリケイ酸塩等のガラス材料を挙げることができる。中でも、透明性、接着性、ハンドリングの容易さ、機械的、熱適応力の緩和特性に優れる等の点から、シリコーン系材料が好ましい。   Since the semiconductor light-emitting device of the present invention has a fluorine complex fluorescent substance, among these curable materials, there is little deterioration with respect to light emission from the semiconductor light-emitting element, and the silicon-containing material also has excellent alkali resistance, acid resistance, and heat resistance. Preference is given to using compounds. The silicon-containing compound is a compound having a silicon atom in the molecule, organic materials such as polyorganosiloxane (silicone compound), inorganic materials such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, borosilicate, phosphosilicate Examples thereof include glass materials such as salts and alkali silicates. Of these, silicone materials are preferred from the viewpoints of transparency, adhesion, ease of handling, mechanical and thermal adaptability relaxation characteristics, and the like.

シリコーン系材料とは、通常、シロキサン結合を主鎖とする有機重合体をいい、例えば、縮合型、付加型、改良ゾルゲル型、光硬化型等のシリコーン系材料を用いることができる。
縮合型シリコーン系材料としては、例えば、特開2007−112973〜112975号公報、特開2007−19459号公報、特開2008−34833号公報等に記載の半導体発光デバイス用部材を用いることができる。縮合型シリコーン系材料は半導体発光デバイスに用いられるパッケージや電極、発光素子などの部材との接着性に優れるため、密着向上成分の添加を最低限とすることが出来、架橋はシロキサン結合主体のため耐熱性・耐光性に優れる利点がある。
The silicone-based material usually refers to an organic polymer having a siloxane bond as a main chain, and for example, condensation-type, addition-type, improved sol-gel type, photo-curing type silicone-based materials can be used.
As the condensed silicone material, for example, semiconductor light-emitting device members described in JP-A-2007-112973 to 112975, JP-A-2007-19459, JP-A-2008-34833, and the like can be used. Condensation-type silicone materials have excellent adhesion to components such as packages, electrodes, and light-emitting elements used in semiconductor light-emitting devices, so the addition of adhesion-improving components can be minimized, and crosslinking is mainly due to siloxane bonds. There is an advantage of excellent heat resistance and light resistance.

付加型シリコーン系材料としては、例えば、特開2004−186168号公報、特開2004−221308号公報、特開2005−327777号公報等に記載のポッティング用シリコーン材料、特開2003−183881号公報、特開2006−206919号公報等に記載のポッティング用有機変性シリコーン材料、特開2006−324596号公報に記載の射出成型用シリコーン材料、特開2007−231173号公報に記載のトランスファー成型用シリコーン材料等を好適に用いることができる。付加型シリコーン材料は、硬化速度や硬化物の硬度などの選択の自由度が高い、硬化時に脱離する成分が無く硬化収縮しにくい、深部硬化性に優れるなどの利点がある。   Examples of the addition-type silicone material include potting silicone materials described in JP-A-2004-186168, JP-A-2004-221308, JP-A-2005-327777, JP-A-2003-183881, Organically modified silicone materials for potting described in JP-A-2006-206919, silicone materials for injection molding described in JP-A-2006-324596, silicone materials for transfer molding described in JP-A-2007-231173, etc. Can be suitably used. The addition-type silicone material has advantages such as a high degree of freedom in selection such as a curing speed and a hardness of a cured product, a component that does not desorb during curing, hardly shrinking due to curing, and excellent deep part curability.

また、縮合型の一つである改良ゾルゲル型シリコーン系材料としては、例えば、特開2006−077234号公報、特開2006−291018号公報、特開2007−119569号公報等に記載のシリコーン材料を好適に用いることができる。改良ゾルゲル型のシリコーン材料は高架橋度で耐熱性・耐光性高く耐久性に優れ、ガス透過性低く耐湿性の低い蛍光体の保護機能にも優れる利点がある。   Moreover, as an improved sol-gel type silicone material that is one of the condensation types, for example, the silicone materials described in JP-A-2006-077234, JP-A-2006-291018, JP-A-2007-119569 and the like can be used. It can be used suitably. The improved sol-gel type silicone material has an advantage that it has a high degree of crosslinking, heat resistance, light resistance and durability, and is excellent in the protective function of a phosphor having low gas permeability and low moisture resistance.

光硬化型シリコーン系材料としては、例えば特開2007−131812号公報、特開2007−214543号公報等に記載のシリコーン材料を好適に用いることが出来る。紫外硬化方シリコーン材料は、短時間に硬化するため生産性に優れる、硬化に高い温度をかける必要が無く発光素子の劣化が起こりにくいなどの利点がある。
これらのシリコーン系材料は単独で使用してもよいし、混合することにより硬化阻害が起きなければ複数のシリコーン系材料を混合して用いてもよい。
As the photocurable silicone material, for example, silicone materials described in JP 2007-131812 A, JP 2007-214543 A, and the like can be suitably used. The ultraviolet curable silicone material has advantages such as excellent productivity because it cures in a short time, and it is not necessary to apply a high temperature for curing, so that the light emitting element is hardly deteriorated.
These silicone materials may be used alone, or a mixture of a plurality of silicone materials may be used if curing inhibition does not occur when mixed.

[4−3.蛍光体の含有率]
本発明の半導体発光装置における蛍光体の使用量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であり、その適用形態により自由に選定できる。
蛍光体含有部の総重量に対する、蛍光体の総重量の割合としては、通常3重量%以上、好ましくは10重量%以上、より好ましくは15重量%以上、また、通常50重量%以下、好ましくは28重量%以下、より好ましくは25重量%以下である。
なお、前記硬化性材料が溶媒等を含有している場合など、硬化性材料が硬化工程において重量変化する場合は、硬化工程後における硬化性材料と蛍光体との総重量に対する、蛍光体の含有率が、蛍光体含有部における蛍光体の含有率と同様になるようにすればよい。
[4-3. Phosphor content]
The amount of phosphor used in the semiconductor light emitting device of the present invention is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, and can be freely selected according to the application form.
The ratio of the total weight of the phosphor to the total weight of the phosphor-containing part is usually 3% by weight or more, preferably 10% by weight or more, more preferably 15% by weight or more, and usually 50% by weight or less, preferably It is 28 wt% or less, more preferably 25 wt% or less.
In addition, when the curable material changes in weight in the curing step, such as when the curable material contains a solvent or the like, the phosphor content relative to the total weight of the curable material and the phosphor after the curing step The rate may be the same as the phosphor content in the phosphor-containing portion.

前記の蛍光体の含有率は、特に白色の光を得る場合に好適なものである。したがって、具体的な蛍光体含有率は目的色、蛍光体の発光効率、混色形式、蛍光体比重、塗布膜厚、光学部材の形状により多様であり、この限りではない。   The phosphor content is particularly suitable for obtaining white light. Accordingly, the specific phosphor content varies depending on the target color, the luminous efficiency of the phosphor, the color mixture format, the specific gravity of the phosphor, the coating film thickness, and the shape of the optical member, and is not limited thereto.

[5.半導体発光装置]
以下、本発明の発光装置について、具体的な実施の形態を挙げて、より詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。
[5. Semiconductor light emitting device]
Hereinafter, the light-emitting device of the present invention will be described in more detail with reference to specific embodiments. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and does not depart from the gist of the present invention. It can be implemented with arbitrary modifications.

本発明の発光装置の一例における、励起光源となる半導体発光素子(以下、「第1の発光体」と称する場合がある。)と、蛍光体を有する蛍光体含有部として構成された第2の発光体との位置関係を示す模式的斜視図を図3に示す。図3中の符号1は蛍光体含有部(第2の発光体)、符号2は励起光源(第1の発光体)としての面発光型GaN系LD、符号3は基板を表す。相互に接触した状態をつくるために、LD(2)と蛍光体含有部(第2の発光体)(1)とそれぞれ別個に作製し、それらの面同士を接着剤やその他の手段によって接触させてもよいし、LD(2)の発光面上に蛍光体含有部(第2の発光体)を製膜(成型)させてもよい。これらの結果、LD(2)と蛍光体含有部(第2の発光体)(1)とを接触した状態とすることができる。   In the example of the light-emitting device of the present invention, a semiconductor light-emitting element serving as an excitation light source (hereinafter sometimes referred to as “first light-emitting body”) and a second phosphor configured as a phosphor-containing portion having a phosphor. A schematic perspective view showing the positional relationship with the light emitter is shown in FIG. In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a phosphor-containing portion (second light emitter), reference numeral 2 denotes a surface-emitting GaN LD as an excitation light source (first light emitter), and reference numeral 3 denotes a substrate. In order to create a state in which they are in contact with each other, LD (2) and phosphor-containing portion (second light emitter) (1) are produced separately, and their surfaces are brought into contact with each other by an adhesive or other means. Alternatively, the phosphor-containing portion (second light emitter) may be formed (molded) on the light emitting surface of the LD (2). As a result, the LD (2) and the phosphor-containing portion (second light emitter) (1) can be brought into contact with each other.

このような装置構成をとった場合には、励起光源(第1の発光体)からの光が蛍光体含有部(第2の発光体)の膜面で反射されて外にしみ出るという光量損失を避けることができるので、装置全体の発光効率を良くすることができる。
図4(a)は、一般的に砲弾型と言われる形態の発光装置の代表例であり、励起光源(第1の発光体)と蛍光体含有部(第2の発光体)とを有する半導体発光装置の一実施例を示す模式的断面図である。該半導体発光装置(4)において、符号5はマウントリード、符号6はインナーリード、符号7は励起光源である半導体発光素子(第1の発光体)、符号8は蛍光体含有部、符号9は導電性ワイヤー、符号10はモールド部材をそれぞれ指す。
When such an apparatus configuration is employed, the light loss is such that light from the excitation light source (first light emitter) is reflected by the film surface of the phosphor-containing portion (second light emitter) and oozes out. Therefore, the light emission efficiency of the entire device can be improved.
FIG. 4A is a typical example of a light emitting device of a form generally referred to as a shell type, and includes a semiconductor having an excitation light source (first light emitter) and a phosphor-containing portion (second light emitter). It is typical sectional drawing which shows one Example of a light-emitting device. In the semiconductor light emitting device (4), reference numeral 5 is a mount lead, reference numeral 6 is an inner lead, reference numeral 7 is a semiconductor light emitting element (first light emitter) as an excitation light source, reference numeral 8 is a phosphor-containing portion, and reference numeral 9 is A conductive wire, code | symbol 10 points out a mold member, respectively.

また、図4(b)は、表面実装型と言われる形態の半導体発光装置の代表例であり、励起光源(第1の発光体)と蛍光体含有部(第2の発光体)とを有する発光装置の一実施例を示す模式的断面図である。図中、符号7は励起光源(第1の発光体)、符号8は蛍光体含有部(第2の発光体)、符号15はフレーム、符号16は導電性ワイヤー、符号17及び符号18は電極をそれぞれ指す。   FIG. 4B is a typical example of a semiconductor light emitting device of a form called a surface mount type, and has an excitation light source (first light emitter) and a phosphor-containing portion (second light emitter). It is typical sectional drawing which shows one Example of a light-emitting device. In the figure, reference numeral 7 is an excitation light source (first light emitter), reference numeral 8 is a phosphor-containing portion (second light emitter), reference numeral 15 is a frame, reference numeral 16 is a conductive wire, reference numerals 17 and 18 are electrodes. Respectively.

[6.半導体発光装置の用途]
本発明の半導体発光装置の用途は特に制限されず、通常の半導体発光装置が用いられる各種の分野に使用することが可能であるが、演色性が高い、及び色再現範囲が広いことから、中でも照明装置や画像表示装置の光源として、とりわけ好適に用いられる。
<6−1.照明装置>
本発明の発光装置を照明装置に適用する場合には、前述のような発光装置を公知の照明装置に適宜組み込んで用いればよい。例えば、図5に示されるような、前述の半導体発光装置(4)を組み込んだ面発光照明装置(11)を挙げることができる。
[6. Application of semiconductor light emitting device]
The application of the semiconductor light-emitting device of the present invention is not particularly limited, and can be used in various fields in which ordinary semiconductor light-emitting devices are used. However, since the color rendering property is high and the color reproduction range is wide, It is particularly preferably used as a light source for an illumination device or an image display device.
<6-1. Lighting device>
When the light-emitting device of the present invention is applied to a lighting device, the above-described light-emitting device may be appropriately incorporated into a known lighting device. For example, a surface-emitting illumination device (11) incorporating the above-described semiconductor light-emitting device (4) as shown in FIG. 5 can be mentioned.

図5は、本発明の照明装置の一実施形態を模式的に示す断面図である。この図5に示すように、該面発光照明装置は、内面を白色の平滑面等の光不透過性とした方形の保持ケース(12)の底面に、多数の発光装置(13)(前述の半導体発光装置(4)に相当)を、その外側に発光装置(13)の駆動のための電源及び回路等(図示せず。)を設けて配置し、保持ケース(12)の蓋部に相当する箇所に、乳白色としたアクリル板等の拡散板(14)を発光の均一化のために固定してなる。   FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of the illumination device of the present invention. As shown in FIG. 5, the surface-emitting illumination device has a number of light-emitting devices (13) (described above) on the bottom surface of a rectangular holding case (12) whose inner surface is light-opaque such as a white smooth surface. A semiconductor light emitting device (4) corresponds to the lid of the holding case (12), and is provided with a power supply and a circuit (not shown) for driving the light emitting device (13) provided outside thereof. A diffusion plate (14) such as an acrylic plate made of milky white is fixed at a place to be made for uniform light emission.

そして、面発光照明装置(11)を駆動して、発光装置(13)の励起光源(第1の発光体)に電圧を印加することにより光を発光させ、その発光の一部を、蛍光体含有部(第2の発光体)としての蛍光体含有樹脂部における前記蛍光体が吸収し、可視光を発光し、一方、蛍光体に吸収されなかった青色光等との混色により演色性の高い発光が得られ、この光が拡散板(14)を透過して、図面上方に出射され、保持ケース(12)の拡散板(14)面内において均一な明るさの照明光が得られることとなる。   Then, the surface emitting illumination device (11) is driven to apply light to the excitation light source (first light emitter) of the light emitting device (13) to emit light, and part of the light emission is converted into the phosphor. The phosphor in the phosphor-containing resin part as the containing part (second light emitter) absorbs and emits visible light, while having high color rendering due to color mixing with blue light or the like that is not absorbed by the phosphor. Luminescence is obtained, and this light is transmitted through the diffusion plate (14) and emitted upward in the drawing, so that illumination light with uniform brightness can be obtained within the surface of the diffusion plate (14) of the holding case (12). Become.

<6−2.画像表示装置>
本発明の発光装置を画像表示装置の光源として用いる場合には、その画像表示装置の具体的構成に制限は無いが、カラーフィルターとともに用いることが好ましい。例えば、画像表示装置として、カラー液晶表示素子を利用したカラー画像表示装置とする場合は、上記発光装置をバックライトとし、液晶を利用した光シャッターと赤、緑、青の画素を有するカラーフィルターとを組み合わせることにより画像表示装置を形成することができる。
<6-2. Image display device>
When the light emitting device of the present invention is used as a light source of an image display device, the specific configuration of the image display device is not limited, but it is preferably used together with a color filter. For example, when the image display device is a color image display device using color liquid crystal display elements, the light emitting device is used as a backlight, a light shutter using liquid crystal, and a color filter having red, green, and blue pixels; By combining these, an image display device can be formed.

以下、実施例を用いて本発明をより具体的に詳説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
以下の半導体発光素子、蛍光体、蛍光体含有層形成液を用いて、後述する各実施例及び各比較例の半導体発光装置を作製し、点灯試験によりその耐久性評価を行った。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.
Using the following semiconductor light-emitting elements, phosphors, and phosphor-containing layer forming liquids, semiconductor light-emitting devices of Examples and Comparative Examples to be described later were prepared, and durability was evaluated by lighting tests.

<半導体発光素子>
(製造例1−1) 縦型半導体発光素子
半導体発光素子(A)として、クリー社製の290μm角チップ「C460EZ290」をシリコーン樹脂ベースの透明ダイボンドペーストで、3528SMD型PPA樹脂パッケージの凹部の底の端子に接着した。このとき、ボンディングワイヤは1本とした。
(製造例1−2) 横型半導体発光素子
半導体発光素子(A)として、昭和電工社製の350μm角チップ「GU35R460T」をシリコーン樹脂ベースの透明ダイボンドペーストで、3528SMD型PPA樹脂パッケージの凹部の底の端子に接着した。このとき、ボンディングワイヤは2本とした。
<Semiconductor light emitting device>
(Production Example 1-1) Vertical Semiconductor Light-Emitting Element As a semiconductor light-emitting element (A), a 290 μm square chip “C460EZ290” manufactured by Cree Co., Ltd. is a silicone resin-based transparent die-bond paste, and the bottom of the concave portion of the 3528 SMD type PPA resin package. Bonded to the terminal. At this time, one bonding wire was used.
(Production Example 1-2) Horizontal Semiconductor Light-Emitting Element As the semiconductor light-emitting element (A), a 350 μm square chip “GU35R460T” manufactured by Showa Denko KK is a silicone resin-based transparent die-bond paste, and the bottom of the concave portion of the 3528 SMD type PPA resin package is used. Bonded to the terminal. At this time, the number of bonding wires was two.

<蛍光体>
(合成例1) 赤色蛍光体KTiF:Mn4+
蛍光体の仕込み組成がKTi0.95Mn0.05となるように、原料化合物として、KTiFを4.743g、及びKMnFを0.2596g用いた。大気圧、室温の条件下、フッ化水素酸(濃度47.3重量%) 40mlに、これらの原料化合物を添加し、攪拌して溶解させた。各原料化合物が全部溶解したことを確認した後、溶液を攪拌しながら、アセトン60mlを240ml/時の速度で添加することにより、蛍光体を貧溶媒析出させた。得られた蛍光体を、アセトンで洗浄後、100℃で1時間乾燥させた。
<Phosphor>
(Synthesis Example 1) Red phosphor K 2 TiF 6 : Mn 4+
As raw material compounds, 4.743 g of K 2 TiF 6 and 0.2596 g of K 2 MnF 6 were used so that the charged composition of the phosphor was K 2 Ti 0.95 Mn 0.05 F 6 . Under the conditions of atmospheric pressure and room temperature, these raw material compounds were added to 40 ml of hydrofluoric acid (concentration: 47.3% by weight) and dissolved by stirring. After confirming that each raw material compound was completely dissolved, 60 ml of acetone was added at a rate of 240 ml / hour while stirring the solution to precipitate the phosphor in a poor solvent. The obtained phosphor was washed with acetone and then dried at 100 ° C. for 1 hour.

得られた蛍光体のX線回折パターンより、KTi1−xMnが合成されていることが確認できた。また、得られた赤色蛍光体主発光ピークのピーク波長は631nm、
主発光ピークの半値幅は7nmであり、また、以下に記載の方法で測定した内部量子効率は65%であった。
また、この蛍光体の加熱発生F量、及び発光ピーク強度の変化率を以下に記載の方法で測定し、その結果を表9に示す。
From the X-ray diffraction pattern of the obtained phosphor, it was confirmed that K 2 Ti 1-x Mn x F 6 was synthesized. Moreover, the peak wavelength of the obtained red phosphor main emission peak is 631 nm,
The half width of the main emission peak was 7 nm, and the internal quantum efficiency measured by the method described below was 65%.
Further, the amount of F generated by heating of this phosphor and the rate of change of the emission peak intensity were measured by the methods described below, and the results are shown in Table 9.

<量子効率の測定方法>
量子効率(吸収効率α、内部量子効率η及び外部量子効率η)を求めるに際し、まず、測定対象となる蛍光体サンプル(例えば蛍光体の粉末等)を、測定精度が保たれるように、十分に表面を平滑にしてセルに詰め、積分球等の集光装置に取り付けた。
該集光装置に、蛍光体サンプルを励起するための発光源として、Xeランプを取り付けた。また、発光源の発光ピーク波長が455nmの単色光となるように、フィルターやモノクロメーター(回折格子分光器)等を用いて調整を行なった。
この発光ピーク波長が調整された発光源からの光を、測定対象の蛍光体サンプルに照射し、発光(蛍光)及び反射光を含むスペクトルを分光測定装置(大塚電子社製 MCPD7000)で測定した。
<Measurement method of quantum efficiency>
When obtaining the quantum efficiency (absorption efficiency α q , internal quantum efficiency η i and external quantum efficiency η o ), first, the measurement accuracy of the phosphor sample (for example, phosphor powder) to be measured is maintained. Then, the surface was sufficiently smoothed and packed in a cell, and attached to a condenser such as an integrating sphere.
An Xe lamp was attached to the condensing device as an emission source for exciting the phosphor sample. In addition, adjustment was performed using a filter, a monochromator (diffraction grating spectrometer), or the like so that the emission peak wavelength of the emission source was monochromatic light of 455 nm.
The phosphor sample to be measured was irradiated with light from the light emission source having the adjusted emission peak wavelength, and a spectrum including light emission (fluorescence) and reflected light was measured with a spectrometer (MCPD7000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).

(吸収効率α
吸収効率αは、蛍光体サンプルによって吸収された励起光のフォトン数Nabsを、励起光の全フォトン数Nで割った値として算出した。
具体的な算出手順は以下の通りである。
まず、後者の励起光の全フォトン数Nを、次のようにして求めた。
すなわち、励起光に対してほぼ100%の反射率Rを持つ物質、例えばLabsphere製「Spectralon」(455nmの励起光に対して98%の反射率Rを持つ)等の白色反射板を測定対象として、蛍光体サンプルと同様の配置で上述の集光装置に取り付け、該分光測定装置を用いて反射スペクトルを測定した(この反射スペクトルを以下「Iref(λ)」とする)。
(Absorption efficiency α q )
The absorption efficiency α q was calculated as a value obtained by dividing the number of photons N abs of excitation light absorbed by the phosphor sample by the total number of photons N of excitation light.
The specific calculation procedure is as follows.
First, the total photon number N of the latter excitation light was obtained as follows.
That is, a white reflector such as a “Spectralon” manufactured by Labsphere (having a reflectivity R of 98% for 455 nm excitation light) such as a material having a reflectivity R of almost 100% with respect to the excitation light is measured. The sample was attached to the above-described light collecting device in the same arrangement as the phosphor sample, and the reflection spectrum was measured using the spectrometer (this reflection spectrum is hereinafter referred to as “I ref (λ)”).

この反射スペクトルIref(λ)から、下記(式I)で表わされる数値を求めた。なお、下記(式I)の積分区間は、435nm〜465nmとした。下記(式I)で表わされる数値は、励起光の全フォトン数Nに比例する。 From this reflection spectrum I ref (λ), a numerical value represented by the following (formula I) was obtained. In addition, the integration interval of the following (Formula I) was 435 nm-465 nm. The numerical value represented by the following (formula I) is proportional to the total photon number N of the excitation light.

Figure 2010232381
Figure 2010232381

また、吸収効率αの測定対象となる蛍光体サンプルを集光装置に取り付けたときの反射スペクトルI(λ)から、下記(式II)で表わされる数値を求めた。なお、上記(式II)の積分区間は、上記(式I)で定めた積分区間と同じとした。下記(式II)で求められる数値は、蛍光体サンプルによって吸収された励起光のフォトン数Nabsに比例する。 Moreover, the numerical value represented by the following (formula II) was calculated | required from the reflection spectrum I ((lambda)) when the fluorescent substance sample used as the measuring object of absorption efficiency (alpha) q was attached to the condensing apparatus. The integration interval in the above (formula II) is the same as the integration interval defined in the above (formula I). The numerical value obtained by the following (formula II) is proportional to the number of photons Nabs of the excitation light absorbed by the phosphor sample.

Figure 2010232381
Figure 2010232381

以上より、吸収効率αを次の式により算出した。
吸収効率α = Nabs/N =(式II)/(式I)
(内部量子効率η
内部量子効率ηは、蛍光現象に由来するフォトンの数NPLを、蛍光体サンプルが吸収したフォトンの数Nabsで割った値として算出した。
From the above, the absorption efficiency α q was calculated by the following equation.
Absorption efficiency α q = N abs / N = (Formula II) / (Formula I)
(Internal quantum efficiency η i )
The internal quantum efficiency η i was calculated as a value obtained by dividing the number of photons N PL derived from the fluorescence phenomenon by the number of photons N abs absorbed by the phosphor sample.

上記のI(λ)から、下記式(III)で表わされる数値を求めた。なお、(式III)の積分区間の下限は、466nm〜780nmとした。下記(式III)で求められる数値は、蛍光現象に由来するフォトンの数NPLに比例する。 A numerical value represented by the following formula (III) was determined from the above I (λ). In addition, the lower limit of the integration section of (Formula III) was set to 466 nm to 780 nm. Figures are calculated by the following (Formula III) is proportional to the number N PL of photons originating from the fluorescence phenomenon.

Figure 2010232381
Figure 2010232381

以上より、内部量子効率ηを次の式により算出した。
η = (式III)/(式II)
(外部量子効率η
外部量子効率ηは、上記の手順により求めた吸収効率αと内部量子効率ηとの積をとることで算出した。
From the above, the internal quantum efficiency η i was calculated by the following equation.
η i = (Formula III) / (Formula II)
(External quantum efficiency η o )
The external quantum efficiency η o was calculated by taking the product of the absorption efficiency α q obtained by the above procedure and the internal quantum efficiency η i .

<加熱発生F量の測定方法>
蛍光体1gを精秤後、白金ボートに入れ、横型電気炉のアルミナ製炉心管中にセットした。次いで、流量400ml/分でアルゴンガスを流通させながら、炉内温度を昇温させて蛍光体の温度が200℃になったところで2時間保持した。
ここで、炉内を流通していたアルゴンガス全量をKOH水溶液(濃度67mM)に吸収させ、吸収液を液体クロマトグラフィー法により分析し、蛍光体1g当たりの毎分の加熱発生F量を求めた。
<Measurement method of amount of F generated by heating>
After precisely weighing 1 g of the phosphor, it was placed in a platinum boat and set in an alumina furnace core tube of a horizontal electric furnace. Next, while circulating argon gas at a flow rate of 400 ml / min, the temperature in the furnace was increased and the phosphor was maintained at 200 ° C. for 2 hours.
Here, the total amount of argon gas flowing through the furnace was absorbed in a KOH aqueous solution (concentration: 67 mM), and the absorbed solution was analyzed by a liquid chromatography method to determine the amount of F generated per minute per 1 g of phosphor. .

<発光ピーク強度の変化率の測定方法>
発光ピーク強度の変化率の測定は、発光スペクトル測定装置として大塚電子製MCPD7000マルチチャンネルスペクトル測定装置、ペルチェ素子による冷却機構とヒーターによる加熱機構を備えたステージ及び光源として150Wキセノンランプを備える装置を用いて、下記手順で行なった。
<Measurement method of change rate of emission peak intensity>
The change rate of the emission peak intensity is measured by using an MCPD7000 multi-channel spectrum measurement device manufactured by Otsuka Electronics as a light emission spectrum measurement device, a stage equipped with a cooling mechanism using a Peltier element and a heating mechanism using a heater, and a device equipped with a 150 W xenon lamp as a light source. The following procedure was followed.

蛍光体のサンプルを入れたセルをステージに載せ、温度を25℃から150℃へと変化させ、蛍光体の表面温度を確認し、次いで、光源から回折格子で分光して取り出した波長455nmの光で蛍光体を励起して、発光スペクトルを測定した。測定された発光スペクトルから、25℃における発光ピーク強度と100℃における発光ピーク強度を求め、下記式[A]より発光ピーク強度の変化率(%)を求めた。
{1−(100℃における発光ピーク強度)/(25℃における発光ピーク強度)}×100 ・・・[A]
なお、蛍光体の励起光照射側の表面温度の測定値としては、放射温度計と熱電対による温度測定値を利用して補正した値を用いた。
(合成例2) 赤色蛍光体KSiF:Mn4+
蛍光体の仕込み組成がKSi0.9Mn0.1となるように、原料化合物として、KSiFを1.7783g、KMnFを0.2217g用いた。大気圧、室温の条件下、これらの原料化合物を、フッ化水素酸(47.3重量%) 70mlに添加し
、攪拌して溶解させた。各原料化合物が全部溶解したことを確認後、溶液を攪拌しながら、アセトン70mlを240ml/時の速度で添加して蛍光体を貧溶媒析出させた。
A cell containing a phosphor sample is placed on the stage, the temperature is changed from 25 ° C. to 150 ° C., the surface temperature of the phosphor is confirmed, and then light with a wavelength of 455 nm is extracted from the light source by a diffraction grating. The phosphor was excited with and the emission spectrum was measured. From the measured emission spectrum, the emission peak intensity at 25 ° C. and the emission peak intensity at 100 ° C. were obtained, and the change rate (%) of the emission peak intensity was obtained from the following formula [A].
{1- (luminescence peak intensity at 100 ° C.) / (Luminescence peak intensity at 25 ° C.)} × 100 (A)
In addition, as a measured value of the surface temperature on the excitation light irradiation side of the phosphor, a value corrected using a temperature measured value by a radiation thermometer and a thermocouple was used.
(Synthesis Example 2) the red phosphor K 2 SiF 6: Mn 4+
As raw material compounds, 1.7783 g of K 2 SiF 6 and 0.2217 g of K 2 MnF 6 were used so that the charged composition of the phosphor was K 2 Si 0.9 Mn 0.1 F 6 . Under the conditions of atmospheric pressure and room temperature, these raw material compounds were added to 70 ml of hydrofluoric acid (47.3% by weight) and dissolved by stirring. After confirming that all the raw material compounds were dissolved, 70 ml of acetone was added at a rate of 240 ml / hour while stirring the solution to precipitate the phosphor in a poor solvent.

得られた蛍光体をエタノールで洗浄後、130℃で1時間乾燥し、蛍光体1.7gを得た。得られた蛍光体のX線回折パターンよりKSiF:Mnが合成されていることが確認できた。また、得られた赤色蛍光体主発光ピークのピーク波長は630nm、主発光ピークの半値幅は7nmであり、また、前述した方法で測定した内部量子効率は94%であった。 The obtained phosphor was washed with ethanol and dried at 130 ° C. for 1 hour to obtain 1.7 g of the phosphor. From the X-ray diffraction pattern of the obtained phosphor, it was confirmed that K 2 SiF 6 : Mn was synthesized. Moreover, the peak wavelength of the obtained red phosphor main emission peak was 630 nm, the half width of the main emission peak was 7 nm, and the internal quantum efficiency measured by the method described above was 94%.

また、この蛍光体の加熱発生F量、及び発光ピーク強度の変化率を表9に示す。   In addition, Table 9 shows the amount of F generated by heating the phosphor and the rate of change of the emission peak intensity.

Figure 2010232381

(製造例2) フッ素錯体蛍光体含有層形成液の製造
信越化学社製シリコーン樹脂SCR1016を100重量部と、前述の合成例1又は合成例2で合成した蛍光体それぞれ12重量部とを、シンキー社製攪拌脱泡装置AR−100にて混合して、蛍光体含有層形成液(1)及び(2)を製造した。
[実施例1] 半導体発光装置の作製
手動ピペットを用いて、上述の製造例2で得られた蛍光体含有層形成液(1)を4μl計量し、上述の製造例1−1に記載の縦型半導体発光素子を設置した半導体発光装置に注液した。この半導体発光装置を、減圧することができるデシケーターボックス中、25℃、1kPaの条件下で5分間保持することにより、注液時に生じた巻き込み気泡や溶存空気・水分を除去した。その後、この半導体発光装置を、70℃で1時間保持し、次いで、150℃で5時間保持することにより形成液を硬化させ、半導体発光装置を得た。得られた半導体発光装置について以下に記載の方法で点灯試験を行うことにより、耐久性の評価を行った。
[比較例1]
半導体発光素子を上述の製造例1−2に記載の横型半導体発光素子に変更したこと以外は、実施例1と同様の操作で半導体発光装置を得、耐久性の評価を行った。
[実施例2]
蛍光体含有層形成液(1)の代わりに、蛍光体含有層形成液(2)を使用したこと以外は、実施例1と同様の操作で半導体発光装置を得、耐久性の評価を行った。
[比較例2]
半導体発光素子を上述の製造例1−2に記載の横型半導体発光素子に変更したこと以外は、実施例2と同様の操作で半導体発光装置を得、耐久性の評価を行った。
Figure 2010232381

(Production Example 2) Production of Fluorine Complex Phosphor-Containing Layer Forming Solution 100 parts by weight of Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. silicone resin SCR1016 and 12 parts by weight of each of the phosphors synthesized in Synthesis Example 1 or Synthesis Example 2 The phosphor-containing layer forming liquids (1) and (2) were produced by mixing with a stirring deaerator AR-100 manufactured by the company.
Example 1 Production of Semiconductor Light-Emitting Device Using a manual pipette, 4 μl of the phosphor-containing layer forming solution (1) obtained in Production Example 2 described above was weighed, and the vertical direction described in Production Example 1-1 above. The liquid was injected into a semiconductor light emitting device provided with a type semiconductor light emitting element. This semiconductor light-emitting device was held in a desiccator box capable of reducing pressure under conditions of 25 ° C. and 1 kPa for 5 minutes to remove entrained bubbles, dissolved air, and moisture generated during injection. Thereafter, the semiconductor light emitting device was held at 70 ° C. for 1 hour, and then held at 150 ° C. for 5 hours to cure the forming liquid, thereby obtaining a semiconductor light emitting device. The durability of the obtained semiconductor light emitting device was evaluated by performing a lighting test by the method described below.
[Comparative Example 1]
A semiconductor light emitting device was obtained in the same manner as in Example 1 except that the semiconductor light emitting element was changed to the horizontal semiconductor light emitting element described in Production Example 1-2 above, and durability was evaluated.
[Example 2]
A semiconductor light-emitting device was obtained in the same manner as in Example 1 except that the phosphor-containing layer forming liquid (2) was used instead of the phosphor-containing layer forming liquid (1), and durability was evaluated. .
[Comparative Example 2]
A semiconductor light-emitting device was obtained in the same manner as in Example 2 except that the semiconductor light-emitting element was changed to the horizontal semiconductor light-emitting element described in Production Example 1-2 above, and durability was evaluated.

<点灯試験>
半導体発光装置に20mAの電流を通電し、点灯開始直後(この時点を以下「0時間」という。)に、ファイバマルチチャンネル分光器(オーシャンオプティクス社製USB2000(積算波長範囲:200nm〜1100nm、受光方式:積分球(直径1.5インチ))を用いて、発光スペクトルを測定した。
<Lighting test>
A current of 20 mA is applied to the semiconductor light emitting device, and immediately after starting lighting (this time point is hereinafter referred to as “0 hour”), a fiber multichannel spectrometer (USB2000 manufactured by Ocean Optics (integrated wavelength range: 200 nm to 1100 nm, light receiving method) : An emission spectrum was measured using an integrating sphere (diameter 1.5 inches).

次いで、エージング装置、LED AGING SYSTEM 100ch LED環境試験装置(山勝電子工業社製、YEL−51005)を用いて、85℃、相対湿度85%の条件下、半導体発光装置を駆動電流20mAで連続通電し、通電開始から50時間、100時間、150時間、200時間の各時点において、前記0時間の場合と同様にして発光スペクトルを測定した。これと同時に、85℃、相対湿度85%の条件下で、半導体発光装置を通電せずに保管して、通電開始後、50時間、100時間、150時間、200時間の各時点において、測定時のみ通電して、前記0時間の場合と同様にして発光スペクトルを測定した。   Next, using a aging device, LED AGING SYSTEM 100ch LED environmental test device (YEL-50005, manufactured by Yamakatsu Electronics Co., Ltd.), the semiconductor light emitting device is continuously energized at a drive current of 20 mA under conditions of 85 ° C. and 85% relative humidity. Then, emission spectra were measured in the same manner as in the case of 0 hour at each time point of 50 hours, 100 hours, 150 hours, and 200 hours from the start of energization. At the same time, the semiconductor light emitting device is stored without being energized under the conditions of 85 ° C. and relative humidity of 85%, and measurement is performed at each time point of 50 hours, 100 hours, 150 hours, and 200 hours after the start of energization. Only when electricity was supplied, the emission spectrum was measured in the same manner as in the case of 0 hour.

200時間後に得られた発光スペクトルより算出された各種発光特性の値(全光束、輝度、色度座標Cx、Cy)を、0時間の測定値を100%とした相対値で表10に示す。
なお、点灯試験の際、発光スペクトルの測定には、分光器本体の温度変化によるデータ外乱を防ぐため、分光器を25℃恒温槽内に保持して測定した。
Table 10 shows the values of various emission characteristics (total luminous flux, luminance, chromaticity coordinates Cx, Cy) calculated from the emission spectrum obtained after 200 hours as relative values with the measured value at 0 hour as 100%.
In the lighting test, the emission spectrum was measured by holding the spectrometer in a thermostatic chamber at 25 ° C. in order to prevent data disturbance due to the temperature change of the spectrometer main body.

Figure 2010232381
Figure 2010232381

縦型半導体発光素子を使用した実施例1、及び実施例2は、横型半導体発光素子を使用した比較例1、及び比較例2よりも全光束、及び輝度の低下が小さく、色ずれも少なかった。
また、実施例1と実施例2とを比較すると、蛍光体としてKSi0.9Mn0.1は、KTi0.95Mn0.05より耐久性に優れることがわかった。KSi0.9Mn0.1の方が、水に対する溶解度が低いことと、加熱発生F量が少ないためと推測される。
In Example 1 and Example 2 using the vertical semiconductor light emitting element, the decrease in the total luminous flux and luminance was smaller and the color shift was less than those in Comparative Example 1 and Comparative Example 2 using the horizontal semiconductor light emitting element. .
Further, when Example 1 and Example 2 are compared, K 2 Si 0.9 Mn 0.1 F 6 as a phosphor may be more durable than K 2 Ti 0.95 Mn 0.05 F 6. all right. It is presumed that K 2 Si 0.9 Mn 0.1 F 6 has a lower solubility in water and a smaller amount of F generated by heating.

本発明は光を用いる任意の分野において用いることができ、例えば屋内及び屋外用の照明などのほか、携帯電話、家庭用電化製品、屋外設置用ディスプレイ等の各種電子機器の画像表示装置などに用いて好適である。   The present invention can be used in any field where light is used. For example, in addition to indoor and outdoor lighting, the present invention is used for image display devices of various electronic devices such as mobile phones, household appliances, and outdoor displays. It is preferable.

1 蛍光体含有部(第2の発光体)
2 励起光源(第1の発光体)(LD)
3 基板
4 半導体発光装置
5 マウントリード
6 インナーリード
7 励起光源(第1の発光体)
8 蛍光体含有部
9 導電性ワイヤー
10 モールド部材
11 面発光照明装置
12 保持ケース
13 半導体発光装置
14 拡散板
15 フレーム
16 導電性ワイヤー
17 電極
18 電極
20 半導体発光装置
21 基板
22 バッファ層
23 コンタクト層
24 第一導電型クラッド層
25 活性層構造
26 第二導電型クラッド層
27 第二導電型側電極
28 第一導電型側電極
29 第二電流注入領域
101 p型電極
102 n型電極
103 p型層
104 n型層
105 導電性基板
106 絶縁性基板
1 Phosphor-containing part (second light emitter)
2 Excitation light source (first light emitter) (LD)
3 Substrate 4 Semiconductor light emitting device 5 Mount lead 6 Inner lead 7 Excitation light source (first light emitter)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 Fluorescent substance containing part 9 Conductive wire 10 Mold member 11 Surface emitting illuminating device 12 Holding case 13 Semiconductor light-emitting device 14 Diffusion plate 15 Frame 16 Conductive wire 17 Electrode 18 Electrode 20 Semiconductor light-emitting device
21 Substrate
22 Buffer layer
23 Contact Layer 24 First Conductive Clad Layer
25 Active layer structure
26 Second conductivity type cladding layer
27 Second conductivity type side electrode
28 First conductivity type side electrode 29 Second current injection region 101 p-type electrode 102 n-type electrode 103 p-type layer 104 n-type layer 105 conductive substrate 106 insulating substrate

Claims (9)

光源と、該光源からの光の少なくとも一部を吸収し、該光源からの光とは異なる波長を有する光を発する蛍光体とを備える発光装置において、
該光源として導電性を有する基板上に形成された半導体発光素子を備え、かつ、
該蛍光体としてMn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を備える
ことを特徴とする、半導体発光装置。
In a light emitting device comprising a light source and a phosphor that absorbs at least a part of light from the light source and emits light having a wavelength different from that of the light from the light source.
A semiconductor light-emitting element formed on a conductive substrate as the light source; and
A semiconductor light emitting device comprising: a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ as the phosphor.
前記Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体が、200℃における、蛍光体1gあたりの加熱発生フッ素量が0.01μg/分以上のものである
ことを特徴とする、請求項1に記載の半導体発光装置。
Fluorine complex phosphors activated with the Mn 4+ is at 200 ° C., wherein the heating occurs fluorine amount per phosphor 1g is of more than 0.01 [mu] g / min, according to claim 1 Semiconductor light emitting device.
前記Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体が、20℃における、100gの水に対する溶解度が0.005g以上、7g以下のものである
ことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の半導体発光装置。
The fluorine complex phosphor activated by Mn 4+ has a solubility in 100 g of water at 20 ° C. of 0.005 g or more and 7 g or less. 3. Semiconductor light emitting device.
前記Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体蛍光体が、610nm以上、650nm以下の波長範囲に主発光ピークを有する
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体発光装置。
4. The semiconductor according to claim 1, wherein the phosphor complex phosphor activated by Mn 4+ has a main emission peak in a wavelength range of 610 nm or more and 650 nm or less. Light emitting device.
前記主発光ピークの半値幅が、10nm以下である
ことを特徴とする、請求項4に記載の半導体発光装置。
The semiconductor light emitting device according to claim 4, wherein a half width of the main light emission peak is 10 nm or less.
前記Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体が、
励起光の波長が455nmの場合の、25℃のときの発光ピーク強度に対する100℃における発光ピーク強度の変化率が、40%以下である
ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体発光装置。
The fluorine complex phosphor activated by Mn 4+
The rate of change of the emission peak intensity at 100 ° C. with respect to the emission peak intensity at 25 ° C. when the wavelength of the excitation light is 455 nm is 40% or less. The semiconductor light emitting device according to item.
前記Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体が、下記式[1]〜[8]のいずれかで表される化学組成を有する結晶相を含有するものである
ことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体発光装置。
[MIV 1−x] ・・・[1]
[MIII 1−x] ・・・[2]
II[MIV 1−x] ・・・[3]
[MIV 1−x] ・・・[4]
[MIII 1−x] ・・・[5]
Zn[MIII 1−x] ・・・[6]
[MIII 2−2x2x] ・・・[7]
Ba0.65Zr0.352.70:Mn4+ ・・・[8]
(但し、前記式[1]〜[8]において、MはLi、Na、K、Rb、Cs、及びNHからなる群より選ばれる1種以上の1価の基を表わし、MIIはアルカリ土類金属元素を表し、MIIIは周期律表第3族及び第13族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、MIVは周期律表第4族及び第14族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、Rは、少なくともMnを含有する付活元素を表す。xは、0<x<1で表される範囲の数値である。)
The activated with fluorine complex phosphor Mn 4+, characterized in that it is one containing the following formula [1] to crystal phase having a chemical composition represented by any one of [8], claim The semiconductor light-emitting device of any one of 1-6.
M I 2 [M IV 1- x R x F 6] ··· [1]
M I 3 [M III 1-x R x F 6 ] ... [2]
M II [M IV 1-x R x F 6 ] ... [3]
M I 3 [M IV 1-x R x F 7 ] ... [4]
M I 2 [M III 1-x R x F 5 ] ... [5]
Zn 2 [M III 1-x R x F 7] ··· [6]
M I [M III 2-2x R 2x F 7 ] ... [7]
Ba 0.65 Zr 0.35 F 2.70 : Mn 4+ ... [8]
(In the above formulas [1] to [8], M I represents one or more monovalent groups selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb, Cs, and NH 4 , and M II represents an alkaline earth metal element, M III represents one or more metal elements selected from the group consisting of group 3 and group 13 of the periodic table, M IV is from group 4 and group 14 of the periodic table And one or more metal elements selected from the group consisting of R and R represents an activating element containing at least Mn, and x is a numerical value in a range represented by 0 <x <1.)
請求項1〜7のいずれか1項に記載の発光装置を備える
ことを特徴とする、画像表示装置。
An image display device comprising the light-emitting device according to claim 1.
請求項1〜7のいずれか1項に記載の発光装置を備える
ことを特徴とする、照明装置。
An illumination device comprising the light-emitting device according to claim 1.
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