JP2011003786A - Light emitting device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting device which has high light emitting intensity by using a phosphor efficiently excited by an ultraviolet ray or short-wavelength visible light to emit light.SOLUTION: The light emitting device 10 is equipped with: a semiconductor light emitting element 18 that emits the ultraviolet ray or the short-wavelength visible light; a first phosphor which is excited by the ultraviolet ray or the short-wavelength visible light to emit visible light; a second phosphor which is excited by the ultraviolet ray or the short-wavelength visible light to emit visible light, which is complimentary to the visible light emitted from the first phosphor; and a third phosphor which is excited by the ultraviolet ray or the short-wavelength visible light to emit visible light, and has a peak wavelength between the peak wavelength in the visible light emitted from the first phosphor and the peak wavelength in the visible light emitted from the second phosphor. White light is obtained by additive color mixture of the lights from each phosphor.

Description

本発明は、蛍光体を用いた発光装置に関し、例えば、紫外線又は短波長可視光で効率よく励起され発光する蛍光体を用いた発光装置に関する。   The present invention relates to a light emitting device using a phosphor, and for example, relates to a light emitting device using a phosphor that is efficiently excited and emitted by ultraviolet light or short wavelength visible light.

発光素子と、当該発光素子が発生する光により励起され当該発光素子とは異なる波長域の光を発生する蛍光体とを組み合わせることにより、所望の色の光を得るように構成された種々の発光装置が知られている。   Various light-emitting elements configured to obtain light of a desired color by combining a light-emitting element and a phosphor that is excited by light generated by the light-emitting element and generates light having a wavelength region different from that of the light-emitting element. The device is known.

特に近年、長寿命かつ消費電力が少ない白色発光装置として、紫外線又は短波長可視光を発光する発光ダイオード(LED)やレーザダイオード(LD)等の半導体発光素子と、これらを励起光源とする蛍光体とを組み合わせることで白色光を得るように構成された発光装置が注目されている。   In particular, in recent years, as a white light emitting device with long life and low power consumption, semiconductor light emitting diodes such as light emitting diodes (LED) and laser diodes (LD) that emit ultraviolet light or short wavelength visible light, and phosphors using these as light sources for excitation A light-emitting device configured to obtain white light by combining the above is drawing attention.

このような白色発光装置の具体例として、紫色光又は紫外線を発光するLEDと、紫色光又は紫外線によって励起され、青や黄等の色の光をそれぞれ発光する蛍光体を複数組み合わせる方式等が知られている(特許文献1参照)。   As a specific example of such a white light emitting device, there is known a method of combining a plurality of phosphors that emit violet light or ultraviolet light, and phosphors that are excited by violet light or ultraviolet light and emit light of a color such as blue or yellow. (See Patent Document 1).

特開2009−38348号公報JP 2009-38348 A

しかしながら、上述の白色発光装置において用いられている黄色発光する蛍光体は、発光スペクトルのピーク波長が575nm付近であり、視感度曲線と一致しておらず、また、視感度が最大となる波長よりもピーク波長が長波長側にシフトしたものである。そのため、蛍光体単体としての変換効率は良好であるものの、白色発光装置としては光束、発光効率の観点から更なる改善が求められている。   However, the phosphor that emits yellow light used in the white light emitting device described above has a peak wavelength of the emission spectrum near 575 nm, does not coincide with the visibility curve, and has a maximum visibility. Also, the peak wavelength is shifted to the long wavelength side. Therefore, although the conversion efficiency as a single phosphor is good, the white light emitting device is required to be further improved from the viewpoint of luminous flux and light emission efficiency.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、紫外線又は短波長可視光で効率よく励起され発光する蛍光体を用いて、高光束の発光装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a light-emitting device having a high luminous flux using a phosphor that is efficiently excited and emitted by ultraviolet light or short-wavelength visible light. is there.

上記課題を解決するために、本発明のある態様の発光装置は、紫外線又は短波長可視光を発する発光素子と、紫外線又は短波長可視光により励起され可視光を発光する第1の蛍光体と、紫外線又は短波長可視光により励起され、第1の蛍光体が発光する可視光と補色の関係にある可視光を発光する第2の蛍光体と、紫外線又は短波長可視光により励起され、第1の蛍光体が発光する可視光のピーク波長と第2の蛍光体が発光する可視光のピーク波長との間にピーク波長を有する、可視光を発光する第3の蛍光体と、を備え、各蛍光体からの光を加色混合して白色光を得るように構成されている。   In order to solve the above problems, a light-emitting device according to an aspect of the present invention includes a light-emitting element that emits ultraviolet light or short-wavelength visible light, and a first phosphor that emits visible light when excited by ultraviolet light or short-wavelength visible light. Excited by ultraviolet light or short-wavelength visible light and excited by ultraviolet light or short-wavelength visible light; a second phosphor that emits visible light complementary to the visible light emitted by the first phosphor; A third phosphor that emits visible light and has a peak wavelength between the peak wavelength of visible light emitted by the first phosphor and the peak wavelength of visible light emitted by the second phosphor; The light from each phosphor is additively mixed to obtain white light.

第1の蛍光体が発光する可視光と第2の蛍光体が発光する可視光とは、互いに補色の関係にあるため、白色光を得ることはできる。しかしながら、それぞれの可視光のピーク波長は、一方が視感度曲線のピーク波長より短波長側、他方が長波長側にシフトしたものである場合、これらの可視光を合成した発光スペクトルのピーク波長は、視感度曲線のピーク波長からずれたものとなる。そこで、この態様によると、第3の蛍光体は、第1の蛍光体が発光する可視光のピーク波長と第2の蛍光体が発光する可視光のピーク波長との間にピーク波長を有するため、視感度曲線のピーク波長により近いピーク波長を有する可視光を発光することができる。その結果、これら3つの蛍光体が発光する可視光を合成した発光スペクトルは、第1の蛍光体と第2の蛍光体のみしかない場合と比較して、視感度曲線のピーク波長により近いピーク波長を有することとなり、高い光束の白色光が得られる。   Since the visible light emitted from the first phosphor and the visible light emitted from the second phosphor are complementary to each other, white light can be obtained. However, when one of the peak wavelengths of visible light is shifted to the shorter wavelength side than the peak wavelength of the visibility curve and the other is shifted to the longer wavelength side, the peak wavelength of the emission spectrum obtained by synthesizing these visible lights is , Deviated from the peak wavelength of the visibility curve. Therefore, according to this aspect, the third phosphor has a peak wavelength between the peak wavelength of visible light emitted from the first phosphor and the peak wavelength of visible light emitted from the second phosphor. Visible light having a peak wavelength closer to the peak wavelength of the visibility curve can be emitted. As a result, the emission spectrum obtained by synthesizing the visible light emitted by these three phosphors has a peak wavelength closer to the peak wavelength of the visibility curve than when only the first phosphor and the second phosphor are present. Thus, white light with a high luminous flux can be obtained.

第1の蛍光体は、一般式がM・aMO・bM:M (但し、MはSi、Ge、Ti、Zr及びSnからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素、MはMg、Ca、Sr、Ba及びZnからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素、MはMg、Ca、Sr、Ba及びZnからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素、Xは少なくとも1種のハロゲン元素、Mは希土類元素及びMnからなる群より選ばれるEu2+を必須とする少なくとも1種の元素を示す。aは0.1≦a≦1.3、bは0.1≦b≦0.25、cは0.03<c/(a+c)<0.8の範囲である。)で表されてもよい。あるいは、一般式がM・a(M 1−z,M )O・bM:(但し、MはSi、Ge、Ti、Zr及びSnからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素、MはMg、Ca、Sr、Ba及びZnからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素、MはMg、Ca、Sr、Ba及びZnからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素、Xは少なくとも1種のハロゲン元素、Mは希土類元素及びMnからなる群より選ばれるEu2+を必須とする少なくとも1種の元素を示す。aは0.7≦a≦1.3、bは0.1≦b≦0.25、zは0.01<z<0.3の範囲である。)で表されてもよい。これらにより、より発光特性の良好な第1の蛍光体が得られる。 The first phosphor has a general formula of M 1 O 2 .aM 2 O.bM 3 X 2 : M 4 c (where M 1 is at least 1 selected from the group consisting of Si, Ge, Ti, Zr and Sn) seed elements, M 2 is Mg, Ca, Sr, at least one element selected from the group consisting of Ba and Zn, M 3 is Mg, Ca, Sr, at least one selected from the group consisting of Ba, and Zn Element, X is at least one halogen element, M 4 is at least one element essential to Eu 2+ selected from the group consisting of rare earth elements and Mn, a is 0.1 ≦ a ≦ 1.3, b may be 0.1 ≦ b ≦ 0.25, and c may be 0.03 <c / (a + c) <0.8.) Alternatively, the general formula M 1 O 2 · a (M 2 1-z, M 4 z) O · bM 3 X 2 :( However, M 1 is selected from the group consisting of Si, Ge, Ti, Zr and Sn At least one element, M 2 is at least one element selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba and Zn, and M 3 is at least one selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba and Zn X represents at least one halogen element, M 4 represents at least one element essential to Eu 2+ selected from the group consisting of rare earth elements and Mn, a is 0.7 ≦ a ≦ 1. 3, b may be 0.1 ≦ b ≦ 0.25, and z may be in the range of 0.01 <z <0.3. As a result, a first phosphor with better emission characteristics can be obtained.

第3の蛍光体は、緑色発光してもよい。具体的には、第3の蛍光体は、その発光スペクトルのピーク波長が490〜560nmの波長域にあってもよい。これにより、視感度曲線のピーク波長により近いピーク波長の発光が可能となり、より高い光束の白色光が得られる。第3の蛍光体は、その発光スペクトルの半値幅が15〜120nmであってもよい。半値幅が適度に小さい場合、より少ない出力で高い視感度の波長を有する発光スペクトルの合成が可能となる。つまり、所望の波長域の光を効率よく得られる。   The third phosphor may emit green light. Specifically, the third phosphor may have a peak wavelength of its emission spectrum in a wavelength range of 490 to 560 nm. Thereby, it is possible to emit light having a peak wavelength closer to the peak wavelength of the visibility curve, and white light with a higher luminous flux can be obtained. The third phosphor may have a half width of its emission spectrum of 15 to 120 nm. When the full width at half maximum is moderately small, it is possible to synthesize an emission spectrum having a wavelength with high visibility with a smaller output. That is, light in a desired wavelength region can be obtained efficiently.

また、前記一般式で表される前記第1の蛍光体は、紫外線又は短波長可視光、特に400nm付近の波長域で効率よく励起され高い発光強度の可視光を発光することが新たに見いだされており、この蛍光体を発光装置に用いてもよい。   Further, it has been newly found that the first phosphor represented by the general formula emits visible light having a high emission intensity by being efficiently excited in the ultraviolet or short wavelength visible light, particularly in the wavelength region near 400 nm. This phosphor may be used in a light emitting device.

また、発光装置の演色性の観点から、第1の蛍光体の発光スペクトルは、ピーク波長が560〜590nmの波長域にあり、半値幅が100nm以上であることが好ましい。   Further, from the viewpoint of color rendering properties of the light emitting device, the emission spectrum of the first phosphor preferably has a peak wavelength in a wavelength range of 560 to 590 nm and a half width of 100 nm or more.

第2の蛍光体は、第1の蛍光体が発する可視光と補色の関係にある可視光を発光するものであればその発光スペクトルは特に限定されるものではない。なお、白色光の発光装置を得る目的においては、第1の蛍光体が黄色系の光を発光する場合、その補色光である青色光を発光する蛍光体を用いることが好ましい。また、同様の目的においては、演色性の観点から、第2の蛍光体の発光スペクトルは、ピーク波長が440nm〜470nmの波長域にあり、半値幅が30〜60nmであることが好ましい。   The emission spectrum of the second phosphor is not particularly limited as long as the second phosphor emits visible light having a complementary color relationship with the visible light emitted from the first phosphor. For the purpose of obtaining a light emitting device for white light, when the first phosphor emits yellow light, it is preferable to use a phosphor that emits blue light that is complementary color light. For the same purpose, from the viewpoint of color rendering properties, the emission spectrum of the second phosphor preferably has a peak wavelength in the wavelength range of 440 nm to 470 nm and a half width of 30 to 60 nm.

発光素子は、少なくとも紫外線又は短波長可視光を発するものであればその発光スペクトルは特に限定されるものではないが、発光装置の発光効率等の観点から、発光スペクトルのピーク波長が350nm〜430nmの範囲に含まれていることが好ましい。   The emission spectrum of the light-emitting element is not particularly limited as long as it emits at least ultraviolet light or short-wavelength visible light, but the peak wavelength of the emission spectrum is 350 nm to 430 nm from the viewpoint of the light emission efficiency of the light emitting device. It is preferable to be included in the range.

また、発光素子の具体例としては、例えば、LEDやLD等の半導体発光素子、真空放電や熱発光からの発光を得るための光源、電子線励起発光素子等の各種光源を用いることができる。より好ましくは、発光素子として半導体発光素子を用いることにより、小型で省電力、長寿命な発光装置を得ることができる。このような半導体発光素子の好適な例として、400nm付近の波長域の発光特性が良好であるInGaN系のLEDやLDを挙げることができる。   Moreover, as a specific example of a light emitting element, various light sources, such as semiconductor light emitting elements, such as LED and LD, a light source for obtaining light emission from a vacuum discharge or thermoluminescence, an electron beam excitation light emitting element, can be used, for example. More preferably, by using a semiconductor light emitting element as the light emitting element, a light emitting device with a small size, power saving, and long life can be obtained. As a suitable example of such a semiconductor light emitting device, an InGaN-based LED or LD having good light emission characteristics in a wavelength region near 400 nm can be given.

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。   It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a representation obtained by converting the expression of the present invention between a method, an apparatus, a system, and the like are also effective as an aspect of the present invention.

本発明によれば、紫外線又は短波長可視光で効率よく励起され発光する蛍光体を用いて、高光束の発光装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light-emitting device of a high luminous flux can be provided using the fluorescent substance which is efficiently excited and light-emitted with an ultraviolet-ray or short wavelength visible light.

本実施の形態に係る発光装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the light-emitting device concerning this Embodiment. 400nm励起下における蛍光体1の発光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the emission spectrum of the fluorescent substance 1 under 400 nm excitation. 蛍光体1の励起スペクトルを示す図である。2 is a diagram showing an excitation spectrum of phosphor 1. FIG. 400nm励起下における蛍光体2の発光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the emission spectrum of the fluorescent substance 2 under 400 nm excitation. 蛍光体2の励起スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the excitation spectrum of the fluorescent substance 2. 400nm励起下における蛍光体3の発光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the emission spectrum of the fluorescent substance 3 under 400 nm excitation. 蛍光体3の励起スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the excitation spectrum of the fluorescent substance 3. 発光装置に700mAの駆動電流を印加したときの実施例の発光スペクトル(実線)及び比較例の発光スペクトル(点線)を、視感度曲線とともに示した図である。It is the figure which showed the emission spectrum (solid line) of the Example when a 700 mA drive current is applied to a light-emitting device, and the emission spectrum (dotted line) of a comparative example with the visibility curve.

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate.

図1は、本実施の形態に係る発光装置の概略断面図である。図1に示す発光装置10は、基板12上に一対の電極14(陽極)及び電極16(陰極)が形成されている。電極14上には半導体発光素子18がマウント部材20により固定されている。半導体発光素子18と電極14はマウント部材20により導通されており、半導体発光素子18と電極16はワイヤー22により導通されている。半導体発光素子の上には蛍光層24が形成されている。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the light emitting device according to the present embodiment. In the light emitting device 10 shown in FIG. 1, a pair of electrodes 14 (anode) and an electrode 16 (cathode) are formed on a substrate 12. A semiconductor light emitting element 18 is fixed on the electrode 14 by a mount member 20. The semiconductor light emitting element 18 and the electrode 14 are electrically connected by a mount member 20, and the semiconductor light emitting element 18 and the electrode 16 are electrically connected by a wire 22. A fluorescent layer 24 is formed on the semiconductor light emitting device.

基板12は、導電性を有しないが熱伝導性は高い材料によって形成されることが好ましく、例えば、セラミック基板(窒化アルミニウム基板、アルミナ基板、ムライト基板、ガラスセラミック基板)やガラスエポキシ基板等を用いることができる。   The substrate 12 is preferably formed of a material having no electrical conductivity but high thermal conductivity. For example, a ceramic substrate (aluminum nitride substrate, alumina substrate, mullite substrate, glass ceramic substrate), a glass epoxy substrate, or the like is used. be able to.

電極14及び電極16は、金や銅等の金属材料によって形成された導電層である。   The electrodes 14 and 16 are conductive layers formed of a metal material such as gold or copper.

半導体発光素子18は、本発明の発光装置に用いられる発光素子の一例であり、例えば、紫外線又は短波長可視光を発光するLEDやLD等を用いることができる。具体例として、InGaN系の化合物半導体を挙げることができる。InGaN系の化合物半導体は、Inの含有量によって発光波長域が変化する。Inの含有量が多いと発光波長が長波長となり、少ない場合は短波長となる傾向を示すが、ピーク波長が400nm付近となる程度にInが含有されたInGaN系の化合物半導体が発光における量子効率が最も高いことが確認されている。   The semiconductor light emitting element 18 is an example of a light emitting element used in the light emitting device of the present invention. For example, an LED or LD that emits ultraviolet light or short wavelength visible light can be used. Specific examples include InGaN-based compound semiconductors. The emission wavelength range of the InGaN-based compound semiconductor varies depending on the In content. When the In content is large, the emission wavelength becomes long, and when it is small, the wavelength tends to be short. However, the InGaN-based compound semiconductor containing In at such an extent that the peak wavelength is around 400 nm is a quantum efficiency in light emission. Has been confirmed to be the highest.

マウント部材20は、例えば銀ペースト等の導電性接着剤又は金錫共晶はんだ等であり、半導体発光素子18の下面を電極14に固定し、半導体発光素子18の下面側電極と基板12上の電極14を電気的に接続する。   The mount member 20 is, for example, a conductive adhesive such as silver paste or gold-tin eutectic solder, and the lower surface of the semiconductor light emitting element 18 is fixed to the electrode 14. The electrode 14 is electrically connected.

ワイヤー22は、金ワイヤー等の導電部材であり、例えば超音波熱圧着等により半導体発光素子18の上面側電極及び電極16に接合され、両者を電気的に接続する。   The wire 22 is a conductive member such as a gold wire, and is joined to the upper surface side electrode and the electrode 16 of the semiconductor light emitting element 18 by, for example, ultrasonic thermocompression bonding, and electrically connects both.

蛍光層24には、後述する各蛍光体がバインダー部材によって半導体発光素子18の上面を覆う膜状(層状)に封止されている。蛍光層24は、例えば、液状又はゲル状のバインダー部材に蛍光体を混入した蛍光体ペーストを作製した後、その蛍光体ペーストを半導体発光素子18の上面に塗布し、その後に蛍光体ペーストのバインダー部材を硬化することにより形成される。バインダー部材としては、例えば、シリコーン樹脂やフッ素樹脂等を用いることができる。また、本実施の形態に係る発光装置は、励起光源として紫外線又は短波長可視光を用いることから、耐紫外線性能に優れたバインダー部材が好ましい。   In the fluorescent layer 24, each phosphor described later is sealed in a film shape (layer shape) covering the upper surface of the semiconductor light emitting element 18 with a binder member. The phosphor layer 24 is prepared, for example, by preparing a phosphor paste in which a phosphor is mixed in a liquid or gel binder member, and then applying the phosphor paste to the upper surface of the semiconductor light emitting element 18, and thereafter binding the phosphor paste. It is formed by curing the member. As the binder member, for example, a silicone resin or a fluorine resin can be used. Moreover, since the light-emitting device according to this embodiment uses ultraviolet light or short-wavelength visible light as an excitation light source, a binder member having excellent ultraviolet resistance is preferable.

また、蛍光層24は、蛍光体以外の種々の物性を有する物質が混入されていてもよい。バインダー部材よりも屈折率の高い物質、例えば、金属酸化物、フッ素化合物、硫化物等が蛍光層24に混入されることにより、蛍光層24の屈折率を高めることができる。これにより、半導体発光素子18から発生する光が蛍光層24へ入射する際に生ずる全反射が低減され、蛍光層24への励起光の取り込み効率を向上させるという効果が得られる。更に、混入する物質の粒子径をナノサイズにすることで、蛍光層24の透明度を低下させることなく屈折率を高めることができる。また、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン等の平均粒径0.3〜3μm程度の白色粉末を光散乱剤として蛍光層24に混入することができる。これにより、発光面内の輝度,色度むらを防止することができる。   The fluorescent layer 24 may be mixed with substances having various physical properties other than the phosphor. A substance having a higher refractive index than the binder member, such as a metal oxide, a fluorine compound, or a sulfide, is mixed in the fluorescent layer 24, whereby the refractive index of the fluorescent layer 24 can be increased. As a result, total reflection that occurs when light generated from the semiconductor light emitting element 18 enters the fluorescent layer 24 is reduced, and an effect of improving the efficiency of capturing excitation light into the fluorescent layer 24 is obtained. Furthermore, the refractive index can be increased without reducing the transparency of the fluorescent layer 24 by making the particle size of the substance to be mixed nanosize. In addition, white powder having an average particle size of about 0.3 to 3 μm, such as alumina, zirconia, or titanium oxide, can be mixed in the fluorescent layer 24 as a light scattering agent. Thereby, uneven brightness and chromaticity in the light emitting surface can be prevented.

次に、本実施の形態に係る発光装置に用いられる各蛍光体について詳述する。   Next, each phosphor used in the light emitting device according to the present embodiment will be described in detail.

(第1の蛍光体)
第1の蛍光体は、例えば、次のようにして得ることができる。第1の蛍光体は、原料として下記組成式(1)〜(4)で表される化合物を用いることができる。
(1)M(MはSi、Ge、Ti、Zr、Sn等の4価の元素を示す。)
(2)MO(MはMg、Ca、Sr、Ba、Zn等の2価の元素を示す。)
(3)M(MはMg、Ca、Sr、Ba、Zn等の2価の元素、Xはハロゲン元素を示す。)
(4)M(MはEu2+等の希土類元素及び/又はMnを示す。)
(First phosphor)
The first phosphor can be obtained, for example, as follows. As the first phosphor, compounds represented by the following composition formulas (1) to (4) can be used as raw materials.
(1) M 1 O 2 (M 1 represents a tetravalent element such as Si, Ge, Ti, Zr, or Sn.)
(2) M 2 O (M 2 represents a divalent element such as Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, etc.)
(3) M 3 X 2 (M 3 is a divalent element such as Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, etc., and X is a halogen element.)
(4) M 4 (M 4 represents a rare earth element such as Eu 2+ and / or Mn.)

組成式(1)の原料として、例えば、SiO、GeO、TiO、ZrO、SnO等を用いることができる。組成式(2)の原料として、例えば、2価の金属イオンの炭酸塩、酸化物、水酸化物等を用いることができる。組成式(3)の原料として、例えば、SrCl、SrCl・6HO、MgCl、MgCl・6HO、CaCl、CaCl・2HO、BaCl、BaCl・2HO、ZnCl、MgF、CaF、SrF、BaF、ZnF、MgBr、CaBr、SrBr、BaBr、ZnBr、MgI、CaI、SrI、BaI、ZnI等を用いることができる。組成式(4)の原料として、例えば、Eu、Eu(CO、Eu(OH)、EuCl、MnO、Mn(OH)、MnCO、MnCl・4HO、Mn(NO・6HO等を用いることができる。 As a raw material of the composition formula (1), for example, SiO 2 , GeO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , SnO 2 and the like can be used. As a raw material of the composition formula (2), for example, a carbonate, oxide, hydroxide, or the like of a divalent metal ion can be used. Examples of the raw material of the composition formula (3) include SrCl 2 , SrCl 2 .6H 2 O, MgCl 2 , MgCl 2 .6H 2 O, CaCl 2 , CaCl 2 .2H 2 O, BaCl 2 , BaCl 2 .2H 2 O. the ZnCl 2, MgF 2, CaF 2 , SrF 2, BaF 2, ZnF 2, MgBr 2, CaBr 2, SrBr 2, BaBr 2, ZnBr 2, MgI 2, CaI 2, SrI 2, BaI 2, ZnI 2 or the like Can be used. As a raw material of the composition formula (4), for example, Eu 2 O 3 , Eu 2 (CO 3 ) 3 , Eu (OH) 3 , EuCl 3 , MnO, Mn (OH) 2 , MnCO 3 , MnCl 2 .4H 2 O , Mn (NO 3 ) 2 .6H 2 O, or the like can be used.

組成式(1)の原料としては、Mが少なくともSiを必須とし、Si、Ge、Ti、Zr及びSnからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素であり、Siの割合が80mol%以上である化合物が好ましい。組成式(2)の原料としては、Mが少なくともCa及び/又はSrを必須とし、Mg、Ca、Sr、Ba及びZnからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素であり、Ca及び/又はSrの割合が60mol%以上である化合物が好ましい。組成式(3)の原料としては、Mが少なくともSrを必須とし、Mg、Ca、Sr、Mg、Ba及びZnからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素であり、Srが30mol%以上である化合物が好ましう。また、組成式(3)の原料としては、Xが少なくともClを必須とする少なくとも1種のハロゲン元素であり、Clの割合が50mol%以上である化合物が好ましい。組成式(4)の原料としては、Mが2価のEuを必須とする希土類元素であることが好ましく、Mn又はEu以外の希土類元素等を含んでもよい。 In As the raw material in the composition formula (1), and essentially includes at least Si is M 1, Si, Ge, Ti, at least one element selected from the group consisting of Zr and Sn, the proportion of Si is more than 80 mol% Certain compounds are preferred. As a raw material of the composition formula (2), M 2 is at least one element selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba, and Zn, at least Ca and / or Sr essential, and Ca and / or The compound whose ratio of Sr is 60 mol% or more is preferable. As a raw material of the composition formula (3), M 3 is at least Sr essential, is at least one element selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Mg, Ba and Zn, and Sr is 30 mol% or more. Some compounds are preferred. Further, as the raw material of the composition formula (3), a compound in which X is at least one halogen element in which at least Cl is essential and the proportion of Cl is 50 mol% or more is preferable. As a raw material of the composition formula (4), M 4 is preferably a rare earth element in which divalent Eu is essential, and may contain a rare earth element other than Mn or Eu.

組成式(1)〜(4)の原料のモル比を、(1):(2)=1:0.1〜1.0、(2):(3)=1:0.2〜12.0、(2):(4)=1:0.05〜4.0、好ましくは、(1):(2)=1:0.25〜1.0、(2):(3)=1:0.3〜6.0、(2):(4)=1:0.05〜3.0、より好ましくは(1):(2)=1:0.25〜1.0、(2):(3)=1:0.3〜4.0、(2):(4)=1:0.05〜3.0の割合で秤量し、秤量した各原料をアルミナ乳鉢に入れ約30分粉砕混合し、原料混合物を得る。この原料混合物をアルミナ坩堝に入れ、還元雰囲気の電気炉で、所定の雰囲気(H:N=5:95)、温度700℃以上1100℃未満で3〜40時間焼成し、焼成物を得る。この焼成物を温純水で丹念に洗浄し、余剰の塩化物を洗い流すことにより第1の蛍光体を得ることができる。第1の蛍光体は、紫外線又は短波長可視光により励起され可視光を発光する。 The molar ratio of the raw materials of the composition formulas (1) to (4) is (1) :( 2) = 1: 0.1 to 1.0, (2) :( 3) = 1: 0.2 to 12. 0, (2) :( 4) = 1: 0.05-4.0, preferably (1) :( 2) = 1: 0.25-1.0, (2) :( 3) = 1 : 0.3-6.0, (2): (4) = 1: 0.05-3.0, more preferably (1) :( 2) = 1: 0.25-1.0, (2 ): (3) = 1: 0.3-4.0, (2) :( 4) = 1: 0.05-3.0 Weighed and put each weighed raw material in an alumina mortar about 30 Minute pulverization and mixing are performed to obtain a raw material mixture. This raw material mixture is put in an alumina crucible and baked in a reducing atmosphere electric furnace at a predetermined atmosphere (H 2 : N 2 = 5: 95) at a temperature of 700 ° C. or higher and lower than 1100 ° C. for 3 to 40 hours to obtain a baked product. . The first phosphor can be obtained by carefully washing the fired product with warm pure water and washing away excess chloride. The first phosphor is excited by ultraviolet light or short wavelength visible light and emits visible light.

なお、組成式(3)の原料(2価の金属ハロゲン化物)については、化学量論比以上の過剰量を秤量することが好ましい。これは、焼成中にハロゲン元素の一部が気化蒸発してしまうことを考慮したものであり、ハロゲン元素の不足に起因する蛍光体の結晶欠陥の発生を防止するためである。また、過剰に加えられた組成式(3)の原料は、焼成温度では液化し、固相反応の融剤として働き、固相反応の促進及び結晶性を向上させる。   In addition, about the raw material (divalent metal halide) of a composition formula (3), it is preferable to weigh the excess amount beyond a stoichiometric ratio. This is because a part of the halogen element is vaporized and evaporated during firing, and is to prevent the occurrence of crystal defects in the phosphor due to the lack of the halogen element. Moreover, the raw material of the composition formula (3) added in excess is liquefied at the firing temperature and acts as a flux for the solid phase reaction, thereby promoting the solid phase reaction and improving the crystallinity.

なお、前述した原料混合物の焼成後においては、前述の過剰添加された組成式(3)の原料は、製造された蛍光体の中で不純物として存在する。そこで、純度及び発光強度が高い蛍光体を得るためには、これらの不純物を温純水で洗い流す必要がある。本実施の形態の第1の蛍光体の一般式に示された組成比は、不純物を洗い流した後の組成比であり、上記のように過剰添加され不純物となった組成式(3)の原料はこの組成比において加味されていない。   In addition, after baking the raw material mixture described above, the above-described excessively added raw material of the composition formula (3) is present as an impurity in the manufactured phosphor. Therefore, in order to obtain a phosphor having high purity and high emission intensity, it is necessary to wash away these impurities with warm pure water. The composition ratio shown in the general formula of the first phosphor of the present embodiment is the composition ratio after the impurities are washed away, and the raw material of the composition formula (3) that is added excessively and becomes impurities as described above. Is not taken into account in this composition ratio.

本実施の形態において発光効率の高い蛍光体を得るには、不純物となる金属元素を極力少なくすることが好ましい。特にFe、Co、Ni等の遷移金属元素は発光の阻害剤として作用するため、これらの元素の合計が500ppm以下になるように、純度の高い原料の使用、及び合成工程での不純物の混入を防ぐことが好ましい。   In order to obtain a phosphor with high luminous efficiency in this embodiment, it is preferable to reduce the number of metal elements as impurities as much as possible. In particular, since transition metal elements such as Fe, Co, and Ni act as light emission inhibitors, use high-purity raw materials and mix impurities in the synthesis process so that the total of these elements is 500 ppm or less. It is preferable to prevent.

(第2の蛍光体)
第2の蛍光体は、例えば、次のようにして得ることができる。第2の蛍光体は、原料としてCaCO、MgCO、CaCl、CaHPO、及びEuを用い、これらの原料をモル比がCaCO:MgCO:CaCl:CaHPO:Eu=0.05〜0.35:0.01〜0.50:0.17〜0.50:1.00:0.005〜0.050となるよう所定の割合で秤量し、秤量した各原料をアルミナ乳鉢に入れ約30分粉砕混合し、原料混合物を得る。この原料混合物をアルミナ坩堝に入れ、2〜5%のHを含むN雰囲気中で、温度800℃以上1200℃未満で3時間焼成し、焼成物を得る。この焼成物を温純水で丹念に洗浄し、余剰の塩化物を洗い流すことにより第2の蛍光体を得ることができる。第2の蛍光体は、第1の蛍光体が発光する可視光と補色の関係にある可視光を発光する。
(Second phosphor)
The second phosphor can be obtained, for example, as follows. The second phosphor uses CaCO 3 , MgCO 3 , CaCl 2 , CaHPO 4 , and Eu 2 O 3 as raw materials, and the molar ratio of these raw materials is CaCO 3 : MgCO 3 : CaCl 2 : CaHPO 4 : Eu 2. O 3 = 0.05 to 0.35: 0.01 to 0.50: 0.17 to 0.50: 1.00: 0.005 to 0.050 Weighed at a predetermined ratio and weighed Each raw material is put in an alumina mortar and pulverized and mixed for about 30 minutes to obtain a raw material mixture. This raw material mixture is put in an alumina crucible and fired at a temperature of 800 ° C. or higher and lower than 1200 ° C. for 3 hours in an N 2 atmosphere containing 2 to 5% of H 2 to obtain a fired product. The second phosphor can be obtained by carefully washing the fired product with warm pure water and washing away excess chloride. The second phosphor emits visible light having a complementary color relationship with the visible light emitted from the first phosphor.

なお、前述の原料混合物を得る際のCaClの秤量(モル比)については、製造される第2の蛍光体の組成比に対して、その化学量論比よりも0.5mol以上の過剰量を秤量することが好ましい。これにより、Clの不足に起因する第2の蛍光体の結晶欠陥の発生を防止することができる。 Note that the basis weight of CaCl 2 in obtaining the aforementioned raw material mixture (molar ratio), with respect to the composition ratio of the second phosphor to be manufactured, an excess amount of more than 0.5mol than its stoichiometric ratio Is preferably weighed. Thereby, it is possible to prevent the occurrence of crystal defects in the second phosphor due to the lack of Cl 2 .

(第3の蛍光体)
第3の蛍光体としては、以下の各一般式(1)〜(6)で表される蛍光体を用いることができる。
(1)M SiO:Eu2+,RE(ここで、Mは、Ba,Sr,Ca及びMgからなる群より選ばれた少なくとも1種以上の元素、REはEu以外の希土類及びMnからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素)
(2)Ba5−x−ySi5+2m:Eu2+ (Mは、Ca及びSrから選ばれた少なくとも1種以上の元素、x,y,mは、0.001≦x≦0.3、0≦y≦0.8、x+y<5、2.5<m<3.5を満たす値)
(3)M 2−x :Eu2+ (Mは、Baを70モル%以上含むアルカリ土類元素、Mは、Mgを90モル%以上含むZn及びMnからなる群より選ばれる少なくとも1種以上の元素、Mは、Siを80モル%以上含む4価の金属元素群)
(4)MO・SiO:Eu2+(Mは、Ca,Sr及びBaからなる群から選ばれた少なくとも1種以上の元素)
(5)MSi12:Eu(Mは、Baを80モル%以上含むアルカリ土類元素)
(6)M1−aMg1−bAl1017:Eu2+ ,Mn2+ (Mは、Ba又はSr a,bは、0.05<a≦1、0.01<b≦0.9を満たす値)
(Third phosphor)
As the third phosphor, phosphors represented by the following general formulas (1) to (6) can be used.
(1) M 1 2 SiO 4 : Eu 2+ , RE (where M 1 is at least one element selected from the group consisting of Ba, Sr, Ca and Mg, RE is a rare earth other than Eu and Mn At least one element selected from the group consisting of
(2) Ba 5-x- y M y Si m O 5 + 2m: Eu 2+ x (M is at least one element selected from Ca and Sr, x, y, m is 0.001 ≦ x ≦ 0.3, 0 ≦ y ≦ 0.8, x + y <5, 2.5 <m <3.5)
(3) M 1 2-x M 2 M 3 2 O 7 : Eu 2+ x (M 1 is an alkaline earth element containing 70 mol% or more of Ba, M 2 is Zn and Mn containing 90 mol% or more of Mg And at least one element selected from the group consisting of M 3 is a tetravalent metal element group containing 80 mol% or more of Si)
(4) MO.Si 2 N 2 O: Eu 2+ (M is at least one element selected from the group consisting of Ca, Sr and Ba)
(5) M 3 Si 6 O 12 N 2 : Eu (M is an alkaline earth element containing 80 mol% or more of Ba)
(6) M 1-a Mg 1-b Al 10 O 17 : Eu 2+ a , Mn 2+ b (M is Ba or Sra, b is 0.05 <a ≦ 1, 0.01 <b ≦ 0 .9)

第3の蛍光体は、可視光(緑色)を発光する。緑色の可視光は、第1の蛍光体が発光する可視光(黄色)のピーク波長と第2の蛍光体が発光する可視光のピーク波長(黄色の補色である青色)との間にピーク波長を有する。   The third phosphor emits visible light (green). The green visible light has a peak wavelength between the peak wavelength of visible light (yellow) emitted from the first phosphor and the peak wavelength of visible light (blue which is a complementary color of yellow) emitted from the second phosphor. Have

本実施の形態における第1の蛍光体の結晶構造等の決定は、母体結晶の単結晶を成長させ、その分析結果に基づいて行った。詳細な方法については特開2009−38348号公報に記載されているため、ここでは説明を省略する。   Determination of the crystal structure and the like of the first phosphor in the present embodiment was performed based on the analysis result of growing a single crystal of the base crystal. Since a detailed method is described in Japanese Patent Laid-Open No. 2009-38348, description thereof is omitted here.

以上のように構成された発光装置について、以下、実施例を用いて更に具体的に説明するが、下記の発光装置の原料、製造方法、蛍光体の化学組成等の記載は本発明の発光装置の実施の形態を何ら制限するものではない。   The light-emitting device configured as described above will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following description of the light-emitting device, the manufacturing method, the chemical composition of the phosphor, and the like will be given below. The embodiment is not limited in any way.

はじめに、本実施例の発光装置において用いた蛍光体について詳述する。
<蛍光体1>
蛍光体1は、SiO・1.0(Ca0.54,Sr0.36,Eu2+ 0.1)O・0.17SrClで表される蛍光体であり、前述の第1の蛍光体の一例である。蛍光体1は、前述の一般式M・a(M 1−z,M )O・bMにおいて、M=Si、M=Ca/Sr(モル比60/40)、M=Sr、X=Cl、M=Eu2+、a=1.0、b=0.17、Mの含有量zが0.1となるように合成した蛍光体である。また、蛍光体1は、原料の混合比においてSiOを過剰に添加することで、蛍光体内にクリストバライトを生成させた蛍光体である。蛍光体1の製造は、まず、SiO、Ca(OH)、SrCl・6HO、及びEuの各原料をこれらのモル比がSiO:Ca(OH):SrCl・6HO:Eu=1.1:0.45:1.0:0.13となるように秤量し、秤量した各原料をアルミナ乳鉢に入れ約30分粉砕混合し、原料混合物を得た。この原料混合物をアルミナ坩堝に入れ、還元雰囲気の電気炉で所定の雰囲気(H:N=5:95)、温度1030℃で5〜40時間焼成し、焼成物を得た。得られた焼成物を温純水で丹念に洗浄し、余剰の塩化物を洗い流すことにより蛍光体1を得た。
First, the phosphor used in the light emitting device of this example will be described in detail.
<Phosphor 1>
The phosphor 1 is a phosphor represented by SiO 2 · 1.0 (Ca 0.54 , Sr 0.36, Eu 2+ 0.1 ) O · 0.17SrCl 2 , and the first phosphor described above. It is an example. The phosphor 1 has the general formula M 1 O 2 · a (M 2 1−z , M 4 z ) O · bM 3 X 2 , where M 1 = Si, M 2 = Ca / Sr (molar ratio 60 / 40), M 3 = Sr, X = Cl, M 4 = Eu 2+ , a = 1.0, b = 0.17, and a phosphor synthesized so that the content z of M 4 is 0.1. . The phosphor 1 is a phosphor in which cristobalite is generated in the phosphor by adding excessive SiO 2 at the mixing ratio of the raw materials. The phosphor 1 is manufactured by first using SiO 2 , Ca (OH) 2 , SrCl 2 .6H 2 O, and Eu 2 O 3 with a molar ratio of SiO 2 : Ca (OH) 2 : SrCl 2.・ 6H 2 O: Eu 2 O 3 = 1.1: 0.45: 1.0: 0.13 Weighed, each weighed raw material was put in an alumina mortar and pulverized and mixed for about 30 minutes. Got. This raw material mixture was put into an alumina crucible and fired at a predetermined atmosphere (H 2 : N 2 = 5: 95) at a temperature of 1030 ° C. for 5 to 40 hours in a reducing atmosphere electric furnace to obtain a fired product. The obtained fired product was carefully washed with warm pure water, and excess chloride was washed away to obtain phosphor 1.

<蛍光体2>
蛍光体2は、(Ca4.67Mg0.5)(POCl:Eu0.08で表される蛍光体であり、前述の第2の蛍光体の一例である。蛍光体2の製造は、まず、CaCO、MgCO、CaCl、CaHPO、及びEuの各原料を、これらのモル比がCaCO:MgCO:CaCl:CaHPO:Eu=0.42:0.5:3.0:1.25:0.04となるよう秤量し、秤量した各原料をアルミナ乳鉢に入れ約30分粉砕混合し、原料混合物を得た。この原料混合物をアルミナ坩堝に入れ、2〜5%のHを含むN雰囲気中で、温度800℃以上1200℃未満で3時間焼成し、焼成物を得た。得られた焼成物を温純水で丹念に洗浄し、余剰の塩化物を洗い流すことにより蛍光体2を得た。
<Phosphor 2>
The phosphor 2 is a phosphor represented by (Ca 4.67 Mg 0.5 ) (PO 4 ) 3 Cl: Eu 0.08 , and is an example of the second phosphor described above. The phosphor 2 is manufactured by first using the raw materials of CaCO 3 , MgCO 3 , CaCl 2 , CaHPO 4 , and Eu 2 O 3 with a molar ratio of CaCO 3 : MgCO 3 : CaCl 2 : CaHPO 4 : Eu 2. Weighed so that O 3 = 0.42: 0.5: 3.0: 1.25: 0.04, and put each weighed raw material in an alumina mortar for about 30 minutes to obtain a raw material mixture. This raw material mixture was put in an alumina crucible and fired at a temperature of 800 ° C. or more and less than 1200 ° C. for 3 hours in an N 2 atmosphere containing 2 to 5% of H 2 to obtain a fired product. The obtained fired product was carefully washed with warm pure water, and the phosphor 2 was obtained by washing away excess chloride.

<蛍光体3>
蛍光体3は、(Ba1.4Sr0.45SiO:Eu2+ 0.15で表される蛍光体であり、前述の第3の蛍光体の一例である。蛍光体3の製造は、まず、BaCO、SrCO、SiO、及びEuの各原料を、これらのモル比がBaCO:SrCO:SiO:Eu=1.4:0.45:1:0.075となるよう秤量し、秤量した各原料をアルミナ乳鉢に入れ約30分粉砕混合し、原料混合物を得た。この原料混合物をアルミナ坩堝に入れ、2〜5%のHを含むN雰囲気中で、温度1000℃以上1300℃未満で2〜8時間焼成し、焼成物を得た。得られた焼成物を温純水で丹念に洗浄し、余剰の塩化物を洗い流すことにより蛍光体3を得た。
<Phosphor 3>
The phosphor 3 is a phosphor represented by (Ba 1.4 Sr 0.45 ) 2 SiO 4 : Eu 2+ 0.15 , and is an example of the third phosphor described above. The phosphor 3 is manufactured by first using the raw materials of BaCO 3 , SrCO 3 , SiO 2 , and Eu 2 O 3 with a molar ratio of BaCO 3 : SrCO 3 : SiO 2 : Eu 2 O 3 = 1.4. : 0.45: 1: 0.075, each weighed raw material was placed in an alumina mortar and ground and mixed for about 30 minutes to obtain a raw material mixture. This raw material mixture was put in an alumina crucible and fired at a temperature of 1000 ° C. or higher and lower than 1300 ° C. for 2 to 8 hours in an N 2 atmosphere containing 2 to 5% of H 2 to obtain a fired product. The obtained fired product was carefully washed with warm pure water, and the phosphor 3 was obtained by washing away excess chloride.

<蛍光体1の評価結果>
蛍光体1について、400nm励起下における発光特性を測定した。図2は、400nm励起下における蛍光体1の発光スペクトルを示す図である。なお、図2におけるグラフの縦軸は各波長における相対的な発光強度(相対強度)を示すものである。
<Evaluation result of phosphor 1>
The phosphor 1 was measured for emission characteristics under 400 nm excitation. FIG. 2 is a diagram showing an emission spectrum of the phosphor 1 under 400 nm excitation. In addition, the vertical axis | shaft of the graph in FIG. 2 shows the relative light emission intensity (relative intensity) in each wavelength.

図2に示すように、蛍光体1は、発光スペクトルのピーク波長が579nm前後であり、半値幅が100nm以上であることがわかる。このことから、蛍光体1は演色性の高いブロードな黄色の可視光を発光可能であることがわかる。   As shown in FIG. 2, the phosphor 1 has an emission spectrum peak wavelength of around 579 nm and a half width of 100 nm or more. From this, it can be seen that the phosphor 1 can emit broad yellow visible light having high color rendering properties.

図3は、蛍光体1の励起スペクトルを示す図である。図3に示すように、蛍光体1は、励起スペクトルのピークが350〜430nmの波長域にあることがわかる。このことから、蛍光体1は400nm付近の波長域で効率よく励起されることがわかる。また、図3から、蛍光体1は、450〜480nmの波長域の光をほとんど吸収しないことがわかる。このことから、蛍光体1と450〜480nmの波長域の光を出す他の蛍光体とを組み合わせて用いた場合、例えば蛍光体1と青色発光蛍光体とを組み合わせて白色発光装置を構成した場合、青色蛍光体が発光した光を吸収することがないので、発光効率が高く色ずれの少ない発光装置を構成することができる。   FIG. 3 is a diagram showing an excitation spectrum of the phosphor 1. As shown in FIG. 3, it can be seen that the phosphor 1 has an excitation spectrum peak in the wavelength range of 350 to 430 nm. From this, it can be seen that the phosphor 1 is efficiently excited in the wavelength region near 400 nm. Further, FIG. 3 shows that the phosphor 1 hardly absorbs light in the wavelength region of 450 to 480 nm. From this, when the phosphor 1 is used in combination with another phosphor that emits light in the wavelength range of 450 to 480 nm, for example, when a white light emitting device is configured by combining the phosphor 1 and the blue light emitting phosphor. Since the blue phosphor does not absorb the light emitted, a light emitting device with high luminous efficiency and little color shift can be constructed.

<蛍光体2の評価結果>
蛍光体2について、400nm励起下における発光特性を測定した。図4は、400nm励起下における蛍光体2の発光スペクトルを示す図である。図4に示すように、蛍光体2は、発光スペクトルのピーク波長が460nm前後であり、半値幅は38nmと広い。このことから、蛍光体2は演色性の高いブロードな青色の可視光を発光可能なことがわかる。また、蛍光体2と蛍光体1を併用することで演色性の高い白色発光装置の実現が可能となる。図5は、蛍光体2の励起スペクトルを示す図である。図5に示すように、蛍光体2は380〜430nmの波長域の光により効率よく励起することがわかる。
<Evaluation result of phosphor 2>
The phosphor 2 was measured for light emission characteristics under 400 nm excitation. FIG. 4 is a diagram showing an emission spectrum of the phosphor 2 under 400 nm excitation. As shown in FIG. 4, the phosphor 2 has an emission spectrum peak wavelength around 460 nm and a wide half-value width of 38 nm. From this, it can be seen that the phosphor 2 can emit broad blue visible light having high color rendering properties. Further, by using the phosphor 2 and the phosphor 1 together, it is possible to realize a white light emitting device with high color rendering properties. FIG. 5 is a diagram showing an excitation spectrum of the phosphor 2. As shown in FIG. 5, it can be seen that the phosphor 2 is efficiently excited by light in the wavelength range of 380 to 430 nm.

<蛍光体3の評価結果>
蛍光体2について、400nm励起下における発光特性を測定した。図6は、400nm励起下における蛍光体3の発光スペクトルを示す図である。図6に示すように、蛍光体3は、発光スペクトルのピーク波長が520nm前後にあり、半値幅が70nm程度であることがわかる。図7は、蛍光体3の励起スペクトルを示す図である。図7に示すように、蛍光体3は350〜480nmの波長域の光により効率よく励起することがわかる。
<Evaluation result of phosphor 3>
The phosphor 2 was measured for light emission characteristics under 400 nm excitation. FIG. 6 is a diagram showing an emission spectrum of the phosphor 3 under 400 nm excitation. As shown in FIG. 6, it can be seen that the phosphor 3 has an emission spectrum peak wavelength around 520 nm and a full width at half maximum of about 70 nm. FIG. 7 is a diagram showing an excitation spectrum of the phosphor 3. As shown in FIG. 7, it can be seen that the phosphor 3 is efficiently excited by light in the wavelength range of 350 to 480 nm.

次に、実施例に係る発光装置の構成について詳述する。   Next, the configuration of the light emitting device according to the example will be described in detail.

<発光装置の構成>
実施例に係る発光装置は、図1に示した発光装置において下記の具体的な構成を用いたものである。下記の発光装置の構成は、用いた蛍光体の種類を除き、実施例及び比較例において共通の構成である。
<Configuration of light emitting device>
The light-emitting device according to the example uses the following specific configuration in the light-emitting device shown in FIG. The configuration of the light emitting device described below is common in the examples and comparative examples except for the type of phosphor used.

はじめに、基板12として窒化アルミニウム基板を用い、その表面に金を用いて電極14(陽極)及び電極16(陰極)を形成した。半導体発光素子18としては、405nmに発光ピークを持つ1mm四方のLED(SemiLEDs社製:MvpLEDTMSL−V−U40AC)を用いる。そして、電極14(陽極)上にディスペンサーを用いて滴下した銀ペースト(エイブルスティック社製:84−1LMISR4)の上に前述のLEDの下面を接着させ、銀ペーストを175℃環境下で1時間硬化させた。また、ワイヤー22としてΦ45μmの金ワイヤーを用い、この金ワイヤーを超音波熱圧着にてLEDの上面側電極及び電極16(陰極)に接合した。また、バインダー部材としてのシリコーン樹脂(東レダウコーニングシリコーン社製:JCR6140)に各種の蛍光体の混合物を20vol%となるように混入し、蛍光体ペーストを作製した。そして、この蛍光体ペーストを半導体発光素子18の上面に100μm厚で塗布した後、80℃環境下で40分、その後に150℃環境下で60分のステップ硬化にて固定化することで蛍光層24を形成した。 First, an aluminum nitride substrate was used as the substrate 12, and an electrode 14 (anode) and an electrode 16 (cathode) were formed on the surface using gold. As the semiconductor light emitting element 18, a 1 mm square LED having a light emission peak at 405 nm (SemiLEDs, Inc .: MvpLED SL-V-U40AC) is used. Then, the lower surface of the LED is adhered on the silver paste (Able Stick 84-1LMRIS4) dripped on the electrode 14 (anode) using a dispenser, and the silver paste is cured at 175 ° C. for 1 hour. I let you. Further, a Φ45 μm gold wire was used as the wire 22, and this gold wire was bonded to the upper surface side electrode of the LED and the electrode 16 (cathode) by ultrasonic thermocompression bonding. Further, a phosphor paste was prepared by mixing a mixture of various phosphors in a silicone resin (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd .: JCR6140) as a binder member so as to be 20 vol%. And after apply | coating this fluorescent substance paste to the upper surface of the semiconductor light-emitting element 18 by 100 micrometer thickness, it is fixed by the step hardening for 40 minutes under an 80 degreeC environment, and then for 60 minutes under a 150 degreeC environment, and a fluorescent layer 24 was formed.

以上の蛍光体及び発光装置の構成に基づいて実施例及び比較例に係る発光装置を作製した。   Based on the configuration of the phosphor and the light emitting device described above, light emitting devices according to Examples and Comparative Examples were manufactured.

<実施例>
本実施例は、第1の蛍光体として蛍光体1を用い、第2の蛍光体として蛍光体2を用い、第3の蛍光体として蛍光体3を用いたものであり、これらが混合された蛍光体ペーストを用いて発光装置を作製した。本実施例では、蛍光体1、2及び3を体積比37:56:7で混ぜ合わせた混合蛍光体が用いられている。
<Example>
In this example, phosphor 1 was used as the first phosphor, phosphor 2 was used as the second phosphor, and phosphor 3 was used as the third phosphor, and these were mixed. A light emitting device was fabricated using the phosphor paste. In this embodiment, a mixed phosphor in which phosphors 1, 2, and 3 are mixed at a volume ratio of 37: 56: 7 is used.

<比較例>
比較例は、第1の蛍光体として蛍光体1を用い、第2の蛍光体として蛍光体2を用いたものであり、これらが混合された蛍光体ペーストを用いて発光装置を作製した。比較例では、蛍光体1及び蛍光体2を体積比40:60で混ぜ合わせた混合蛍光体が用いられている。
<Comparative example>
In the comparative example, the phosphor 1 was used as the first phosphor and the phosphor 2 was used as the second phosphor, and a light emitting device was fabricated using a phosphor paste in which these were mixed. In the comparative example, a mixed phosphor obtained by mixing phosphor 1 and phosphor 2 at a volume ratio of 40:60 is used.

<実施例の評価>
実施例及び比較例に係る発光装置を積分球内で700mAの電流を投入し発光させ、分光器(Instrument System社製:CAS140B−152)で発光光束比及び分光スペクトルを測定した。その測定結果を以下詳述する。
<Evaluation of Examples>
The light emitting devices according to the examples and the comparative examples were made to emit light by supplying a current of 700 mA in an integrating sphere, and the luminous flux ratio and the spectral spectrum were measured with a spectroscope (manufactured by Instrument System: CAS140B-152). The measurement results will be described in detail below.

表1に、各発光装置に700mAの駆動電流を印加したときの発光光束比及び色度座標(cx,cy)を示す。なお、発光光束比は、比較例の発光装置に700mAの駆動電流を印加したときの光束を100とする相対値として示す。
Table 1 shows the luminous flux ratio and chromaticity coordinates (cx, cy) when a driving current of 700 mA is applied to each light emitting device. The luminous flux ratio is shown as a relative value with a luminous flux of 100 when a driving current of 700 mA is applied to the light emitting device of the comparative example.

蛍光体1が発光する黄色の可視光と蛍光体2が発光する青色の可視光とは、互いに補色の関係にあるため、比較例の発光装置であっても白色光を得ることはできる。しかしながら、それぞれの可視光のピーク波長は、一方(青色)が視感度曲線のピーク波長より短波長側、他方(黄色)が長波長側にシフトしたものであるため、これら2つの可視光を合成した発光スペクトルのピーク波長は、視感度曲線のピーク波長からずれたものとなる。   Since the yellow visible light emitted from the phosphor 1 and the blue visible light emitted from the phosphor 2 are complementary to each other, white light can be obtained even with the light emitting device of the comparative example. However, the peak wavelength of each visible light is one (blue) is shifted to the shorter wavelength side than the peak wavelength of the visibility curve, and the other (yellow) is shifted to the longer wavelength side. The peak wavelength of the emission spectrum is shifted from the peak wavelength of the visibility curve.

それに対して、実施例の発光装置は、蛍光体1が発光する可視光(黄色)のピーク波長と蛍光体2が発光する可視光(青色)のピーク波長との間にピーク波長を有する、可視光(緑色)を発光する蛍光体3を備えている。そのため、各蛍光体からの光を合成した場合、視感度曲線のピーク波長(555nm)により近いピーク波長を有する可視光を発光することができる。その結果、これら3つの蛍光体が発光する可視光を合成した発光スペクトルは、第1の蛍光体と第2の蛍光体のみしかない比較例の場合と比較して、視感度曲線のピーク波長により近いピーク波長を有することとなり、高い光束の白色光が得られる。   In contrast, the light emitting device of the example has a peak wavelength between the peak wavelength of visible light (yellow) emitted from the phosphor 1 and the peak wavelength of visible light (blue) emitted from the phosphor 2. A phosphor 3 that emits light (green) is provided. Therefore, when the light from each phosphor is synthesized, visible light having a peak wavelength closer to the peak wavelength (555 nm) of the visibility curve can be emitted. As a result, the emission spectrum obtained by synthesizing the visible light emitted by these three phosphors depends on the peak wavelength of the visibility curve as compared to the comparative example in which only the first phosphor and the second phosphor are present. It has a close peak wavelength, and white light with a high luminous flux can be obtained.

具体的には、表1に示すように、実施例の発光装置は、比較例の発光装置に対して光束比が12%向上していることがわかる。また、実施例の発光装置が発光する光の色度座標は、車両用灯具の白色規定(JIS−D−5500)の領域であり、高い光束が求められる車両用の灯具に適用可能なことがわかる。なお、蛍光体3は、その発光スペクトルのピーク波長が490〜560nmの波長域にあることが好ましい。これにより、視感度曲線のピーク波長(555nm)により近いピーク波長の発光が可能となり、より高い光束の白色光が得られる。   Specifically, as shown in Table 1, it can be seen that the luminous ratio of the light emitting device of the example is improved by 12% compared to the light emitting device of the comparative example. Further, the chromaticity coordinates of the light emitted by the light emitting device of the embodiment are in the region of the white color specification (JIS-D-5500) of the vehicular lamp, and can be applied to a vehicular lamp that requires a high luminous flux. Recognize. In addition, it is preferable that the phosphor 3 has a peak wavelength of its emission spectrum in a wavelength range of 490 to 560 nm. Thereby, it becomes possible to emit light having a peak wavelength closer to the peak wavelength (555 nm) of the visibility curve, and white light with a higher luminous flux can be obtained.

図8は、発光装置に700mAの駆動電流を印加したときの実施例の発光スペクトル(実線)及び比較例の発光スペクトル(点線)を、視感度曲線とともに示した図である。なお、図8におけるグラフの縦軸は実施例と比較例との相対的な発光強度を示すものである。図8に示すように、実施例に係る発光装置のピーク波長は、比較例に係る発光装置のピーク波長よりも視感度曲線のピーク波長に近いものとなっている。また、実施例に係る発光装置は、比較例に係る発光装置と比較してブロードな発光スペクトルを示しており、高演色性であることがわかる。   FIG. 8 is a diagram showing an emission spectrum (solid line) of an example and a light emission spectrum (dotted line) of a comparative example when a driving current of 700 mA is applied to the light emitting device, together with a visibility curve. In addition, the vertical axis | shaft of the graph in FIG. 8 shows the relative light emission intensity of an Example and a comparative example. As shown in FIG. 8, the peak wavelength of the light emitting device according to the example is closer to the peak wavelength of the visibility curve than the peak wavelength of the light emitting device according to the comparative example. In addition, the light emitting device according to the example shows a broad emission spectrum as compared with the light emitting device according to the comparative example, and it can be seen that the light emitting device has high color rendering.

また、赤色、青色、緑色の可視光をそれぞれ発する3種類の蛍光体を用いて白色光を合成する場合と比較して、本実施例に係る発光装置は、赤色の可視光を発光する蛍光体の代わりに黄色の可視光を発光する蛍光体を備えている。黄色の可視光の発光スペクトルのピーク波長は、赤色の可視光と比較して視感度曲線のピーク波長に近いため、同じエネルギーの発光であっても黄色の可視光の方が赤色の可視光よりも明るく感じる。つまり、本実施例に係る発光装置は、青色、黄色、緑色の3色の可視光を加色混合することで高光束の白色光を得ることができる。   Further, in comparison with the case where white light is synthesized using three types of phosphors that emit red, blue, and green visible light, the light emitting device according to the present embodiment is a phosphor that emits red visible light. Instead of a fluorescent material that emits yellow visible light. Since the peak wavelength of the emission spectrum of yellow visible light is closer to the peak wavelength of the visibility curve compared to red visible light, yellow visible light is more visible than red visible light even if it emits the same energy. I feel bright. That is, the light emitting device according to this embodiment can obtain white light with a high luminous flux by additively mixing three colors of blue, yellow, and green visible light.

以上、本発明を実施の形態や実施例をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。   The present invention has been described based on the embodiments and examples. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there.

本発明の発光装置は種々の灯具、例えば照明用灯具、ディスプレイ、車両用灯具、信号機等に利用することができる。特に、本発明に係る白色発光装置は、車両用前照灯等の高出力の白色光が必要とされる灯具への適用が期待できる。   The light emitting device of the present invention can be used for various lamps, for example, lighting lamps, displays, vehicle lamps, traffic lights and the like. In particular, the white light emitting device according to the present invention can be expected to be applied to a lamp that requires high output white light such as a vehicle headlamp.

10 発光装置、 12 基板、 14,16 電極、 18 半導体発光素子、 20 マウント部材、 22 ワイヤー、 24 蛍光層。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light-emitting device, 12 Substrate, 14,16 Electrode, 18 Semiconductor light emitting element, 20 Mount member, 22 Wire, 24 Fluorescent layer.

Claims (5)

紫外線又は短波長可視光を発する発光素子と、
前記紫外線又は短波長可視光により励起され可視光を発光する第1の蛍光体と、
前記紫外線又は短波長可視光により励起され、前記第1の蛍光体が発光する可視光と補色の関係にある可視光を発光する第2の蛍光体と、
前記紫外線又は短波長可視光により励起され、前記第1の蛍光体が発光する可視光のピーク波長と前記第2の蛍光体が発光する可視光のピーク波長との間にピーク波長を有する、可視光を発光する第3の蛍光体と、
を備え、各蛍光体からの光を加色混合して白色光を得るように構成されていることを特徴とする発光装置。
A light emitting element emitting ultraviolet light or short wavelength visible light;
A first phosphor that emits visible light when excited by the ultraviolet or short wavelength visible light;
A second phosphor that emits visible light that is excited by the ultraviolet light or short-wavelength visible light and has a complementary color relationship with visible light emitted by the first phosphor;
Visible light having a peak wavelength between the peak wavelength of visible light that is excited by the ultraviolet light or short-wavelength visible light and emitted from the first phosphor and the peak wavelength of visible light that is emitted from the second phosphor. A third phosphor that emits light;
And a light emitting device configured to add white light from each phosphor to obtain white light.
前記第1の蛍光体は、一般式がM・aMO・bM:M
(但し、MはSi、Ge、Ti、Zr及びSnからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素、MはMg、Ca、Sr、Ba及びZnからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素、MはMg、Ca、Sr、Ba及びZnからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素、Xは少なくとも1種のハロゲン元素、Mは希土類元素及びMnからなる群より選ばれるEu2+を必須とする少なくとも1種の元素を示す。aは0.1≦a≦1.3、bは0.1≦b≦0.25、cは0.03<c/(a+c)<0.8の範囲である。)で表されることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
The first phosphor has a general formula of M 1 O 2 .aM 2 O.bM 3 X 2 : M 4 c
(Where M 1 is at least one element of Si, Ge, Ti, at least one element selected from the group consisting of Zr and Sn, M 2 is selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba and Zn , M 3 is at least one element selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba and Zn, X is at least one halogen element, M 4 is Eu 2+ selected from the group consisting of rare earth elements and Mn. It represents at least one element that is essential, a is 0.1 ≦ a ≦ 1.3, b is 0.1 ≦ b ≦ 0.25, and c is 0.03 <c / (a + c) <0.8. The light-emitting device according to claim 1, wherein the light-emitting device is expressed by:
前記第3の蛍光体は、緑色発光することを特徴とする請求項1または2に記載の発光装置。   The light emitting device according to claim 1, wherein the third phosphor emits green light. 前記第3の蛍光体は、その発光スペクトルのピーク波長が490〜560nmの波長域にあることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の発光装置。   The light emitting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the third phosphor has a peak wavelength of an emission spectrum in a wavelength range of 490 to 560 nm. 前記第3の蛍光体は、その発光スペクトルの半値幅が15〜120nmであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の発光装置。   5. The light emitting device according to claim 1, wherein the third phosphor has a half width of an emission spectrum of 15 to 120 nm.
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