JP2011032488A - Production method for composite nitride phosphor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing a composite nitride phosphor of a powdered form, low in baking cost and high in emission intensity. <P>SOLUTION: There is provided the method of producing the composite nitride phosphor represented by general formula (I) and containing a small amount of oxygen, by baking a powder of mixed raw materials containing a monomer and/or a compound of an activating element M<SP>1</SP>, a nitride of a divalent metal M<SP>2</SP>, a nitride of a trivalent metal M<SP>3</SP>and a nitride of a tetravalent metal M<SP>4</SP>. The powder of mixed raw materials is baked on a state of the bulk density of ≥0.05 g/cm<SP>3</SP>and ≤1 g/cm<SP>3</SP>, at a baking temperature of ≥1,200°C and ≤1,750°C, and in the presence of the oxygen in the raw material to be baked and of ≥1% and ≤20% molar number of oxygen to the total molar number of nitrogen and oxygen in the raw material to be baked. M<SP>1</SP><SB>a</SB>M<SP>2</SP><SB>b</SB>M<SP>3</SP><SB>c</SB>M<SP>4</SP><SB>d</SB>N<SB>e</SB>O<SB>f</SB>(I), (wherein 0.00001≤a≤0.15, 0.5≤b≤2, 0.5≤c≤2, 0.5≤d≤2, 1.5≤e≤6, 0<f≤1.2, and 0<f/(e+f)≤0.2). <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、複合窒化物蛍光体の製造方法に関する。さらに詳細には、微量酸素を含有する複合窒化物蛍光体を製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a composite nitride phosphor. More specifically, the present invention relates to a method for producing a composite nitride phosphor containing a trace amount of oxygen.

蛍光体は、蛍光灯、蛍光表示管(VFD)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、陰極線管(CRT)、白色発光ダイオード(LED)などに用いられている。これらのいずれの用途においても、蛍光体を発光させるためには、蛍光体を励起するためのエネルギーを蛍光体に供給する必要があり、蛍光体は真空紫外線、紫外線、可視光線、電子線などの高いエネルギーを有した励起源により励起されて、紫外線、可視光線、赤外線を発する。   Phosphors are used in fluorescent lamps, fluorescent display tubes (VFD), field emission displays (FED), plasma display panels (PDP), cathode ray tubes (CRT), white light emitting diodes (LEDs) and the like. In any of these applications, in order to make the phosphor emit light, it is necessary to supply the phosphor with energy for exciting the phosphor, and the phosphor is not limited to vacuum ultraviolet rays, ultraviolet rays, visible rays, electron beams, etc. When excited by an excitation source having high energy, it emits ultraviolet rays, visible rays, and infrared rays.

しかしながら、蛍光体は前記のような励起源に曝される結果、蛍光体の輝度が低下するという問題があり、輝度低下のない蛍光体が求められている。そのため、従来のケイ酸塩蛍光体、リン酸塩蛍光体、アルミン酸塩蛍光体、ホウ酸塩蛍光体、硫化物蛍光体、酸硫化物蛍光体などの蛍光体に代わり、輝度低下の少ない酸窒化物蛍光体として、Eu2+イオンを付活したCa−アルファサイアロン蛍光体が提案されている。 However, the phosphor has a problem that the luminance of the phosphor is reduced as a result of being exposed to the excitation source as described above, and there is a demand for a phosphor having no luminance reduction. Therefore, instead of conventional phosphors such as silicate phosphor, phosphate phosphor, aluminate phosphor, borate phosphor, sulfide phosphor, oxysulfide phosphor, etc. As a nitride phosphor, a Ca-alpha sialon phosphor activated with Eu 2+ ions has been proposed.

このEu2+イオンを付活したCa−アルファサイアロン蛍光体は、概略以下に述べるような製造プロセスによって製造される。まず、窒化ケイ素(Si)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化ユーロピウム(Eu)の原料粉末をモル比でSi:Al:Eu=13:9:1となるように混合し、原料混合粉末を200気圧の圧力を加えて圧縮成形した状態で、1気圧の窒素ガス中において1700℃の温度で1時間保持するホットプレス法により焼成してEu−アルファサイアロンを製造する。別に、窒化ケイ素(Si)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化カルシウム(CaO)の原料粉末をモル比でSi:Al:Ca=13:9:3となるように混合し、原料混合粉末を200気圧の圧力を加えて圧縮成形した状態で、1気圧の窒素ガス中において1700℃の温度で1時間保持するホットプレス法により焼成してCa−アルファサイアロンを製造する。そして、この様にして得られたEu−アルファサイアロンの粉末とCa−アルファサイアロンの粉末をモル比で50:50の割合で混合し、1気圧の窒素ガス中において1700℃の温度で1時間保持するホットプレス法により焼成して、目的のEu2+イオンを付活したCa−アルファサイアロン蛍光体を得る(例えば、特許文献1参照)。 The Ca-alpha sialon phosphor activated with Eu 2+ ions is manufactured by a manufacturing process generally described below. First, raw material powders of silicon nitride (Si 3 N 4 ), aluminum nitride (AlN), and europium oxide (Eu 2 O 3 ) are mixed at a molar ratio of Si: Al: Eu = 13: 9: 1, Eu-alpha sialon is manufactured by calcining the raw material mixed powder in a state of compression molding by applying a pressure of 200 atmospheres by a hot press method in which the raw material mixture powder is kept at a temperature of 1700 ° C. for 1 hour in a nitrogen gas atmosphere of 1 atmosphere. Separately, raw material powders of silicon nitride (Si 3 N 4 ), aluminum nitride (AlN), and calcium oxide (CaO) are mixed so that the molar ratio is Si: Al: Ca = 13: 9: 3, and the raw material mixed powder In a state of compression molding by applying a pressure of 200 atm, Ca-alpha sialon is manufactured by firing by a hot press method of keeping at 1700 ° C. for 1 hour in nitrogen gas at 1 atm. The Eu-alpha sialon powder and Ca-alpha sialon powder thus obtained were mixed at a molar ratio of 50:50 and held at 1700 ° C. for 1 hour in nitrogen gas at 1 atm. The hot-press method is used to obtain a Ca-alpha sialon phosphor activated with the target Eu 2+ ions (see, for example, Patent Document 1).

このプロセスで得られるEu2+イオンを付活したCa−アルファサイアロンは、波長450nmから500nmの青色光で励起されて波長550nmから600nmの黄色の光を発する蛍光体となることが報告されている。 It has been reported that Ca-alpha sialon activated by Eu 2+ ions obtained by this process becomes a phosphor that emits yellow light having a wavelength of 550 nm to 600 nm when excited by blue light having a wavelength of 450 nm to 500 nm.

しかしながら、紫外線や青色光を励起源とする白色LEDやプラズマディスプレイなどの用途には、使用時の劣化が小さく、黄色以外に発光する蛍光体、特に波長600nm以上の赤色に発光する蛍光体も求められていた。   However, for applications such as white LEDs and plasma displays that use ultraviolet light or blue light as an excitation source, there is a demand for phosphors that emit light other than yellow, particularly phosphors that emit red light with a wavelength of 600 nm or more. It was done.

また、この様にして得られる蛍光体は、使用される原料粉末の反応性がいずれも低いことから、焼成時に原料混合粉末の間でなされる固相反応を促進する目的で高温において圧縮成形した状態で原料混合粉末間の接触面積を多くして加熱されるために、非常に硬い焼結体の状態で合成される。しかし、前記の蛍光体用途に適する粉末状態の蛍光体を得るためには、この様にして得られる蛍光体からなる焼結体を微粉末状態まで粉砕する必要があった。ところが、硬い焼結体からなる蛍光体をジョークラッシャーやボールミルなどを使用して長時間と多大なエネルギーをかけて機械的に粉砕する際に、蛍光体の結晶母体中に多数の欠陥を発生させてしまい、蛍光体の発光強度を著しく低下させてしまうという不都合が生じていた。   Moreover, since the phosphors obtained in this way are low in the reactivity of the raw material powder used, they were compression-molded at a high temperature for the purpose of promoting the solid phase reaction between the raw material mixed powders during firing. In this state, since the contact area between the raw material mixed powders is increased and heated, it is synthesized in the state of a very hard sintered body. However, in order to obtain a phosphor in a powder state suitable for the above phosphor use, it is necessary to pulverize the sintered body made of the phosphor thus obtained to a fine powder state. However, when a phosphor made of a hard sintered material is mechanically pulverized over a long period of time and with a large amount of energy using a jaw crusher or a ball mill, a large number of defects are generated in the phosphor crystal matrix. As a result, there is a disadvantage that the emission intensity of the phosphor is significantly reduced.

このために、加熱時に圧縮成形せずに粉末状態で焼成する方法が試みられたが、低温では原料の窒化物粉末間での固相反応が促進せずに、目的の蛍光体が生成しないため、1800℃以上の高温で蛍光体を合成する必要があった。ところが、この様な高温での焼成時には窒化物原料からの窒素の脱離を伴う分解反応が起こるという不都合が発生するために、それを抑制する目的で5気圧以上の窒素ガス雰囲気下で焼成する必要があり、高い焼成エネルギーが必要とされるだけではなく、非常に高価な高温高圧焼成炉が必要となり、蛍光体の製造コストを上昇させる原因となっていた。   For this reason, a method of firing in a powder state without compression molding at the time of heating has been attempted, but since the solid phase reaction between the nitride powders of the raw material is not promoted at a low temperature, the target phosphor is not generated. It was necessary to synthesize the phosphor at a high temperature of 1800 ° C. or higher. However, when firing at such a high temperature, there arises a disadvantage that a decomposition reaction accompanied by desorption of nitrogen from the nitride raw material occurs, and thus firing is performed in a nitrogen gas atmosphere of 5 atm or more for the purpose of suppressing it. Therefore, not only high firing energy is required, but also a very expensive high-temperature and high-pressure firing furnace is required, which increases the manufacturing cost of the phosphor.

特開2002−363554号公報JP 2002-363554 A

本発明の目的は、従来の希土類付活サイアロン蛍光体とは異なる発光色、特にEuで付活する場合には長波長の赤色に発光する蛍光特性を有し、圧縮成形せずに嵩密度の低い粉末状態で比較的低温において低い雰囲気ガス圧力の下で焼成できるために焼成コストが低く、大きな粉砕エネルギーをかけずに短時間の粉砕処理により発光強度の高い微粉末状態の複合窒化物蛍光体を安価に製造する方法を提供しようとするものである。   It is an object of the present invention to have an emission color different from that of a conventional rare earth activated sialon phosphor, in particular, a fluorescence characteristic of emitting a long wavelength red light when activated by Eu, and a bulk density without compression molding. Low-cost firing because it can be fired in a low-powder state at a relatively low temperature under low atmospheric gas pressure, and a fine-powder composite nitride phosphor with high emission intensity by short-time grinding without applying large grinding energy The present invention intends to provide a method for manufacturing a product at low cost.

本発明者らは、上記実情に鑑み、複合窒化物蛍光体の製造方法について鋭意研究を重ねた結果、以下の(1)〜(6)の製造方法を選択することにより、使用時の劣化の少ない複合窒化物蛍光体を安価に製造する方法を見出し、本発明を完成した。特に、複合窒化物蛍光体の中でも、酸素を微量含有するCaAlSiN:Euに代表される蛍光体は、紫外から緑色にかけての励起光により効率良く励起されて高輝度に赤色発光を示すが、本発明の方法はこの蛍光体の製造法に好適である。 In view of the above circumstances, the present inventors have conducted extensive research on a method for producing a composite nitride phosphor, and as a result, by selecting the following production methods (1) to (6), A method for producing a small amount of composite nitride phosphor at low cost has been found, and the present invention has been completed. In particular, among composite nitride phosphors, phosphors typified by CaAlSiN 3 : Eu containing a small amount of oxygen are efficiently excited by excitation light from ultraviolet to green and emit red light with high luminance. The method of the invention is suitable for the production method of this phosphor.

(1)付活元素の単体及び/又は化合物、2価の金属の窒化物、3価の金属の窒化物、並びに、4価の金属の窒化物を含む原料混合粉末を焼成して、下記一般式(I)で示される微量酸素を含有する複合窒化物蛍光体を製造する方法であって、原料混合粉末を嵩密度0.05g/cm以上1g/cm以下の状態とし、焼成温度を1200℃以上1750℃以下とし、被焼成原料中の窒素と酸素の合計モル数に対する酸素のモル数が1%以上20%以下となるように被焼成原料中に酸素を存在させて焼成することを特徴とする複合窒化物蛍光体の製造方法。
(I)
(一般式(I)において、Mは付活元素、Mは2価の金属元素、Mは3価の金属元素、Mは4価の金属元素であり、a、b、c、d、e、fはそれぞれ下記の範囲の値である。
0.00001≦a≦0.15
0.5≦b≦2
0.5≦c≦2
0.5≦d≦2
1.5≦e≦6
0<f≦1.2
0<f/(e+f)≦0.2)
(1) A raw material mixed powder containing a single element and / or compound of an activating element, a bivalent metal nitride, a trivalent metal nitride, and a tetravalent metal nitride is fired, and the following general a method of producing a composite nitride phosphor containing trace oxygen formula (I), the raw material mixed powder was used as a bulk density of 0.05 g / cm 3 or more 1 g / cm 3 or less states, the firing temperature Firing at 1200 ° C. or higher and 1750 ° C. or lower, in which oxygen is present in the raw material to be fired so that the number of moles of oxygen with respect to the total number of moles of nitrogen and oxygen in the raw material to be fired is 1% or more and 20% or less. A method for producing a composite nitride phosphor characterized.
M 1 a M 2 b M 3 c M 4 d N e O f (I)
(In general formula (I), M 1 is an activating element, M 2 is a divalent metal element, M 3 is a trivalent metal element, M 4 is a tetravalent metal element, and a, b, c, d, e, and f are values in the following ranges, respectively.
0.00001 ≦ a ≦ 0.15
0.5 ≦ b ≦ 2
0.5 ≦ c ≦ 2
0.5 ≦ d ≦ 2
1.5 ≦ e ≦ 6
0 <f ≦ 1.2
0 <f / (e + f) ≦ 0.2)

(2)付活元素MがCr,Mn,Fe,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,及びYbよりなる群から選ばれる1種以上の元素であり、2価の金属元素MがMg,Ca,Sr,Ba,及びZnよりなる群から選ばれる1種以上の元素であり、3価の金属元素MがAl,Ga,In,及びScよりなる群から選ばれる1種以上の元素であり、4価の金属元素MがSi,Ge,Sn,Ti,Zr,及びHfよりなる群から選ばれる1種以上の元素であることを特徴とする前記(1)に記載の複合窒化物蛍光体の製造方法。 (2) activating element M 1 is Cr, Mn, Fe, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, and be one or more elements selected from the group consisting of Yb , divalent metal elements M 2 is Mg, Ca, Sr, Ba, and at least one element selected from the group consisting of Zn, 3-valent metal element M 3 is Al, Ga, in, and from Sc And the tetravalent metal element M 4 is one or more elements selected from the group consisting of Si, Ge, Sn, Ti, Zr, and Hf. The method for producing a composite nitride phosphor according to (1) above.

(3)付活元素Mが少なくともEuを含むことを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の複合窒化物蛍光体の製造方法。 (3) The method of producing a composite nitride phosphor according to (1) or (2) the activator elements M 1 is characterized in that it comprises at least Eu.

(4)2価の金属元素Mの50モル%以上がCa及び/又はSrであり、3価の金属元素Mの50モル%以上がAlであり、4価の金属元素Mの50モル%以上がSiであることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の複合窒化物蛍光体の製造方法。 (4) is a divalent metal elements M 2 of 50 mol% or more Ca and / or Sr, a trivalent 50 mol% or more Al metal elements M 3, 50 of the tetravalent metal elements M 4 Mol% or more is Si, The manufacturing method of the composite nitride fluorescent substance in any one of said (1)-(3) characterized by the above-mentioned.

(5)酸化ユーロピウムを含むEu原料を使用することを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載の複合窒化物蛍光体の製造方法。   (5) The method for producing a composite nitride phosphor according to any one of (1) to (4), wherein an Eu raw material containing europium oxide is used.

(6)焼成雰囲気が不活性雰囲気又は還元性雰囲気であり、焼成時のガス圧力が9気圧以下であることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれかに記載の複合窒化物蛍光体の製造方法。   (6) The composite nitride fluorescence according to any one of (1) to (5), wherein the firing atmosphere is an inert atmosphere or a reducing atmosphere, and the gas pressure during firing is 9 atm or less. Body manufacturing method.

なお、以下において、本発明における被焼成原料中の窒素と酸素の合計モル数に対する酸素のモル数の割合(百分率)を「原料中酸素存在割合」と称す場合がある。   In the following, the ratio (percentage) of the number of moles of oxygen to the total number of moles of nitrogen and oxygen in the raw material to be fired in the present invention may be referred to as “the ratio of oxygen present in the raw material”.

本発明において、原料中酸素存在割合とは、焼成時に被焼成原料中に存在する窒素と酸素の合計モル数に対する酸素のモル数の割合(百分率)であり、被焼成原料中の窒素とは、原料粉末由来の窒素であり、一方、酸素は、予め原料粉末中に含まれているものの他、焼成時に焼成雰囲気中から被焼成物中に取り込まれる酸素も含むものである。この原料中酸素存在割合は、酸素窒素分析計を用いて測定することにより求めることができる。   In the present invention, the oxygen content ratio in the raw material is the ratio (percentage) of the number of moles of oxygen to the total number of moles of nitrogen and oxygen present in the raw material to be fired at the time of firing. Nitrogen derived from the raw material powder, on the other hand, oxygen includes oxygen previously incorporated in the raw material powder and oxygen taken into the material to be fired from the firing atmosphere during firing. The proportion of oxygen in the raw material can be determined by measurement using an oxygen nitrogen analyzer.

本発明の製造方法により、高輝度の発光を示し、使用時の劣化の少ない複合窒化物蛍光体を安価に提供することが可能になる。即ち、本発明においては、前述の所定の原料中酸素存在割合となるような酸素の存在下で焼成するため、圧縮成形を行うことなく、比較的低い嵩密度の状態で、しかも過度の高温焼成や高圧焼成を行うことなく、比較的低い焼成温度と焼成圧力で窒化物原料間の固相反応を円滑に促進させて、発光特性に優れた蛍光体を安価に製造することができる。   The production method of the present invention makes it possible to provide a composite nitride phosphor that exhibits high-luminance emission and little deterioration during use at low cost. In other words, in the present invention, since firing is performed in the presence of oxygen such that the oxygen content in the predetermined raw material described above is present, firing is performed at an excessively high temperature in a relatively low bulk density state without performing compression molding. In addition, a phosphor having excellent light emission characteristics can be produced at low cost by smoothly promoting a solid-phase reaction between nitride materials at a relatively low firing temperature and firing pressure without performing high-pressure firing.

本発明の製造方法により生産される複合窒化物蛍光体は、従来のサイアロン蛍光体より高輝度に発光し、特にEuを付活元素として選択した場合には、高輝度で長波長の赤色発光を示す。また、励起源に曝された場合でも、この蛍光体は、輝度が低下することなく、蛍光灯、VFD、FED、PDP、CRT、白色LEDなどに好適に使用される有用な蛍光体を提供するものである。   The composite nitride phosphor produced by the production method of the present invention emits light with higher luminance than the conventional sialon phosphor, and particularly when Eu is selected as an activator, emits red light with high luminance and a long wavelength. Show. Further, even when exposed to an excitation source, this phosphor provides a useful phosphor that is suitably used for fluorescent lamps, VFDs, FEDs, PDPs, CRTs, white LEDs, and the like, without a decrease in luminance. Is.

以下に、付活元素の単体及び/又は化合物、2価の金属の窒化物、3価の金属の窒化物、並びに、4価の金属の窒化物を含む原料混合粉末を焼成することにより、下記一般式(I)で示される複合窒化物蛍光体を製造する本発明の複合窒化物蛍光体の製造方法の実施の形態について詳しく説明する。
(I)
(一般式(I)において、Mは付活元素、Mは2価の金属元素、Mは3価の金属元素、Mは4価の金属元素であり、a、b、c、d、e、fはそれぞれ下記の範囲の値である。
0.00001≦a≦0.15
0.5≦b≦2
0.5≦c≦2
0.5≦d≦2
1.5≦e≦6
0<f≦1.2
0<f/(e+f)≦0.2)
By firing a raw material mixed powder containing a single element and / or compound of an activator element, a divalent metal nitride, a trivalent metal nitride, and a tetravalent metal nitride, An embodiment of a method for producing a composite nitride phosphor of the present invention for producing a composite nitride phosphor represented by the general formula (I) will be described in detail.
M 1 a M 2 b M 3 c M 4 d N e O f (I)
(In general formula (I), M 1 is an activating element, M 2 is a divalent metal element, M 3 is a trivalent metal element, M 4 is a tetravalent metal element, and a, b, c, d, e, and f are values in the following ranges, respectively.
0.00001 ≦ a ≦ 0.15
0.5 ≦ b ≦ 2
0.5 ≦ c ≦ 2
0.5 ≦ d ≦ 2
1.5 ≦ e ≦ 6
0 <f ≦ 1.2
0 <f / (e + f) ≦ 0.2)

本発明の複合窒化物蛍光体の製造方法において、付活元素Mとしては、複合窒化物蛍光体を構成する結晶母体に含有可能な各種の発光イオンを使用することができるが、Cr,Mn,Fe,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,及びYbよりなる群から選ばれる1種以上の元素を使用すると、発光特性の高い蛍光体が製造可能なので好ましい。また、付活元素Mとして少なくともEuを含むこと、特に、Euを付活元素Mの10モル%以上、好ましくは50モル%以上、より好ましくは80モル%以上含むことが高輝度の赤色発光を示す蛍光体を得ることができるので好ましい。また、輝度を上げることや蓄光性を付与するなど様々な機能を持たせるために、付活元素MとしてはEu以外に共付活剤を1種又は複数含有させても良い。 The method of manufacturing a composite nitride phosphor of the present invention, the activating element M 1, can be used, emitting ions that can be contained various crystal matrix of the composite nitride phosphor, Cr, Mn When one or more elements selected from the group consisting of Fe, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, and Yb are used, a phosphor with high emission characteristics can be manufactured. preferable. Further, it is highly bright red that contains at least Eu as the activating element M 1 , in particular, contains Eu at least 10 mol%, preferably at least 50 mol%, more preferably at least 80 mol% of the activating element M 1. Since the fluorescent substance which shows light emission can be obtained, it is preferable. Further, in order to provide a variety of functions such as to impart the or phosphorescent increasing the luminance may be one or to more containing coactivator in addition to Eu as activator elements M 1.

は、2価の金属元素であるが、Mg,Ca,Sr,Ba,及びZnよりなる群から選ばれる1種以上の元素であることが、発光特性の高い蛍光体を得ることができるので好ましく、中でも、Mの50モル%以上がCa及び/又はSrとなるように原料を混合することが好ましく、Mの80モル%以上をCa及び/又はSrとするのがより好ましく、90モル%以上をCa及び/又はSrとするのが更に好ましく、Mの全てをCa及び/又はSrとするのが最も好ましい。 M 2 is a divalent metal element, but when it is at least one element selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba, and Zn, a phosphor having high emission characteristics can be obtained. since preferred, is preferably more than 50 mol% of M 2 are mixed raw material so that the Ca and / or Sr, more than 80 mole% of M 2 is more preferable to be Ca and / or Sr, More preferably, 90 mol% or more is Ca and / or Sr, and most preferably all M 2 is Ca and / or Sr.

は、3価の金属元素であるが、Al,Ga,In,及びScよりなる群から選ばれる1種以上の元素であることが、発光特性の高い蛍光体を得ることができるので好ましく、中でも、Mの50モル%以上がAlとなるように原料を混合することが好ましく、Mの80モル%以上をAlとするのが好ましく、90モル%以上をAlとするのがより好ましく、Mの全てをAlとするのが最も好ましい。 M 3 is a trivalent metal element, but is preferably at least one element selected from the group consisting of Al, Ga, In, and Sc because a phosphor with high emission characteristics can be obtained. Among them, it is preferable to mix the raw materials so that 50 mol% or more of M 3 is Al, 80 mol% or more of M 3 is preferably Al, and 90 mol% or more is more Al. Preferably, all of M 3 is Al.

は、4価の金属元素であるが、Si,Ge,Sn,Ti,Zr,Hfから選ばれる1種以上の元素であることが、発光特性の高い蛍光体を得ることができるので好ましく、中でも、Mの50モル%以上がSiとなるように原料を混合することが好ましく、Mの80モル%以上をSiとするのが好ましく、90モル%以上をSiとするのがより好ましく、Mの全てをSiとするのが好ましい。 M 4 is a tetravalent metal element, but is preferably at least one element selected from Si, Ge, Sn, Ti, Zr, and Hf because a phosphor with high emission characteristics can be obtained. In particular, it is preferable to mix the raw materials so that 50 mol% or more of M 4 is Si, 80 mol% or more of M 4 is preferably Si, and 90 mol% or more is more preferably Si. Preferably, all of M 4 is Si.

特に、Mの50モル%以上がCa及び/又はSrであり、かつ、Mの50モル%以上がAlであり、かつ、Mの50モル%以上がSiとなるようにすることにより、発光特性が特に高い蛍光体が製造できるので好ましい。 In particular, 50 mol% or more of M 2 is Ca and / or Sr, 50 mol% or more of M 3 is Al, and 50 mol% or more of M 4 is Si. It is preferable because a phosphor having particularly high emission characteristics can be produced.

上記一般式(I)中のaは、0.00001≦a≦0.15であるが、aの値の下限としては、a≧0.0001であることが好ましく、a≧0.001であることがより好ましく、a≧0.005であることがさらに好ましく、a≧0.008であることが最も好ましい。aの値の上限としては、a≦0.1であることが好ましく、a≦0.05であることがより好ましく、a≦0.04であることがさらに好ましく、a≦0.02であることが最も好ましい。   A in the general formula (I) is 0.00001 ≦ a ≦ 0.15, and the lower limit of the value of a is preferably a ≧ 0.0001, and a ≧ 0.001. More preferably, a ≧ 0.005 is more preferable, and a ≧ 0.008 is most preferable. The upper limit of the value of a is preferably a ≦ 0.1, more preferably a ≦ 0.05, further preferably a ≦ 0.04, and a ≦ 0.02. Most preferred.

bは、0.5≦b≦2であるが、bの値の下限としては、b≧0.7であることが好ましく、b≧0.9であることがより好ましい。bの値の上限としては、b≦1.5であることが好ましく、b≦1.2であることがより好ましい。b=1であることが最も好ましい。   Although b is 0.5 ≦ b ≦ 2, the lower limit of the value of b is preferably b ≧ 0.7, and more preferably b ≧ 0.9. As an upper limit of the value of b, b ≦ 1.5 is preferable, and b ≦ 1.2 is more preferable. Most preferably, b = 1.

cは、0.5≦c≦2であるが、cの値の下限としては、c≧0.7であることが好ましく、c≧0.9であることがより好ましい。cの値の上限としては、c≦1.5であることが好ましく、c≦1.2であることがより好ましい。c=1であることが最も好ましい。   c is 0.5 ≦ c ≦ 2, but the lower limit of the value of c is preferably c ≧ 0.7, and more preferably c ≧ 0.9. As an upper limit of the value of c, c ≦ 1.5 is preferable, and c ≦ 1.2 is more preferable. Most preferably c = 1.

dは、0.5≦d≦2であるが、dの値の下限としては、d≧0.7であることが好ましく、d≧0.9であることがより好ましい。dの値の上限としては、d≦1.5であることが好ましく、d≦1.2であることがより好ましい。d=1であることが最も好ましい。   d is 0.5 ≦ d ≦ 2, but the lower limit of the value of d is preferably d ≧ 0.7, and more preferably d ≧ 0.9. As an upper limit of the value of d, d ≦ 1.5 is preferable, and d ≦ 1.2 is more preferable. Most preferably, d = 1.

eは、1.5≦e≦6であるが、eの値の下限としては、e≧2.1であることが好ましく、e≧2.7であることがより好ましい。eの値の上限としては、e≦4.5であることが好ましく、e≦3.6であることがより好ましい。   Although e is 1.5 ≦ e ≦ 6, the lower limit of the value of e is preferably e ≧ 2.1, and more preferably e ≧ 2.7. The upper limit of the value of e is preferably e ≦ 4.5, and more preferably e ≦ 3.6.

酸素の固溶量であるfは、0<f≦1.2の範囲となるが、結晶相中の酸素量が増加すると窒素の量が減少し、それに伴って3価の金属元素Mが増加して4価の金属元素Mが減少する。fが1.2を越えると、発光波長が短波長にシフトして好ましくない。一方、酸素を全く含有しない蛍光体は、非常に高い焼成温度と高い圧力の焼成雰囲気が必要となり、製造コストが高くなるので好ましくない。fの値の下限としては、f≧0.03が好ましく、f>0.03がより好ましく、f≧0.06がさらに好ましく、f≧0.09が最も好ましい。fの値の上限としては、f≦0.8が好ましく、f≦0.5がより好ましく、f≦0.3が最も好ましい。 The amount of solid solution of oxygen f is in the range of 0 <f ≦ 1.2. However, as the amount of oxygen in the crystal phase increases, the amount of nitrogen decreases, and accordingly, the trivalent metal element M 3 is reduced. The tetravalent metal element M 4 increases and decreases. If f exceeds 1.2, the emission wavelength shifts to a short wavelength, which is not preferable. On the other hand, a phosphor containing no oxygen is not preferable because it requires a very high firing temperature and a high pressure firing atmosphere, which increases the production cost. The lower limit of the value of f is preferably f ≧ 0.03, more preferably f> 0.03, still more preferably f ≧ 0.06, and most preferably f ≧ 0.09. As an upper limit of the value of f, f ≦ 0.8 is preferable, f ≦ 0.5 is more preferable, and f ≦ 0.3 is most preferable.

また、一般式(I)において、酸素と窒素の合計モル量に対する酸素のモル量の比率を表すf/(e+f)は、0<f/(e+f)≦0.2の関係を満たす。f/(e+f)が0.2を越えると、発光強度が著しく低下すると共に、発光波長が短波長にシフトして好ましくない。一方、f/(e+f)=0の酸素を全く含有しない蛍光体は、非常に高い焼成温度と高い圧力の焼成雰囲気が必要となり、製造コストが高くなるので好ましくない。f/(e+f)の値の下限としては0.01≦f/(e+f)が好ましく、0.01<f/(e+f)がより好ましく、0.02≦f/(e+f)がさらに好ましく、0.03≦f/(e+f)が最も好ましい。f/(e+f)の値の上限としては、f/(e+f)≦0.2が好ましく、f/(e+f)≦0.15がより好ましく、f/(e+f)≦0.1が最も好ましい。   In the general formula (I), f / (e + f) representing the ratio of the molar amount of oxygen to the total molar amount of oxygen and nitrogen satisfies the relationship of 0 <f / (e + f) ≦ 0.2. When f / (e + f) exceeds 0.2, the emission intensity is significantly lowered and the emission wavelength is shifted to a short wavelength, which is not preferable. On the other hand, a phosphor containing no oxygen of f / (e + f) = 0 is not preferable because a very high baking temperature and a high pressure baking atmosphere are required, and the manufacturing cost is high. The lower limit of the value of f / (e + f) is preferably 0.01 ≦ f / (e + f), more preferably 0.01 <f / (e + f), still more preferably 0.02 ≦ f / (e + f), 0 0.03 ≦ f / (e + f) is most preferable. The upper limit of the value of f / (e + f) is preferably f / (e + f) ≦ 0.2, more preferably f / (e + f) ≦ 0.15, and most preferably f / (e + f) ≦ 0.1.

本発明の複合窒化物蛍光体の製造方法において、原料として使用される付活元素の単体及び/又は化合物としては、付活元素の金属(単体)、酸化物、窒化物、硫化物、ハロゲン化物、水素化物の他、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩などの無機酸塩、しゅう酸塩、酢酸塩などの有機酸塩、有機金属化合物など、付活元素が高温で蛍光体の結晶母体に取り込まれるものであれば良く、その種類に制約はない。しかし、他の窒化物原料との反応性が良い点から、付活元素の金属、酸化物、窒化物、ハロゲン化物が好ましく、特に、原料が安価に得られ蛍光体の合成温度を低下させられる点で酸化物が好ましい。   In the method for producing a composite nitride phosphor of the present invention, the element and / or compound of the activator used as a raw material may be a metal (element), oxide, nitride, sulfide, or halide of the activator. In addition to hydrides, activating elements such as inorganic acid salts such as nitrates, sulfates and carbonates, organic acid salts such as oxalates and acetates, and organometallic compounds are incorporated into the phosphor crystal matrix at high temperatures. Anything can be used, and there are no restrictions on its type. However, from the viewpoint of good reactivity with other nitride materials, metals, oxides, nitrides and halides of activators are preferred, and in particular, the materials can be obtained at low cost and the synthesis temperature of the phosphor can be lowered. An oxide is preferable at this point.

付活元素として少なくともEuを使用する場合には、Eu原料として、Euを構成元素とするEu金属、EuOやEu等の酸化ユーロピウム、EuN、EuH、Eu、EuF、EuF、EuCl、EuCl、Eu(NO、Eu(SO、Eu(CO、Eu(C、Eu(O−i−Cなど各種化合物の1種又は2種以上を使用できるが、EuF、EuF、EuCl、EuClなどのEuハロゲン化物は結晶成長を促進する効果があるので好ましい。また、EuやEu金属も特性の高い蛍光体が合成できるので好ましい。その中でも、原料コストが安く潮解性が少なく高輝度の蛍光体を比較的低温度で合成できるEuが特に好ましい。 When at least Eu is used as the activating element, the Eu raw material is Eu metal having Eu as a constituent element, europium oxide such as EuO and Eu 2 O 3 , EuN, EuH 3 , Eu 2 S 3 , EuF 2 , EuF 3 , EuCl 2 , EuCl 3 , Eu (NO 3 ) 3 , Eu 2 (SO 4 ) 3 , Eu 2 (CO 3 ) 3 , Eu (C 2 O 4 ) 3 , Eu (O-i-C 3 H 7 ) One or more of various compounds such as 3 can be used, but Eu halides such as EuF 2 , EuF 3 , EuCl 2 and EuCl 3 are preferable because they have an effect of promoting crystal growth. Eu 2 O 3 and Eu metal are also preferable because phosphors having high characteristics can be synthesized. Among them, Eu 2 O 3 that can synthesize a high-luminance phosphor at a relatively low temperature with low raw material cost and low deliquescence is particularly preferable.

付活元素以外の元素の原料、即ち、2価、3価及び4価の金属元素の原料としては、通常、それらの窒化物を使用するが、2価の金属の窒化物としては、例えば、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn等の1種又は2種以上が挙げられ、3価の金属の窒化物としては、例えば、AlN、GaN、InN、ScN等の1種又は2種以上が挙げられ、4価の金属の窒化物としては、例えば、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Hf等の1種又は2種以上が挙げられ、それらの粉末を使用することが発光特性の高い蛍光体を製造できるので好ましい。 As a raw material of an element other than the activator element, that is, a raw material of a divalent, trivalent or tetravalent metal element, those nitrides are usually used, but as a divalent metal nitride, for example, One or more of Mg 3 N 2 , Ca 3 N 2 , Sr 3 N 2 , Ba 3 N 2 , Zn 3 N 2 and the like can be mentioned. Examples of the trivalent metal nitride include AlN, One or more of GaN, InN, ScN and the like can be mentioned, and examples of the tetravalent metal nitride include Si 3 N 4 , Ge 3 N 4 , Sn 3 N 4 , Ti 3 N 4 , and Zr. One or two or more of 3 N 4 , Hf 3 N 4 and the like can be mentioned, and it is preferable to use those powders because a phosphor having high emission characteristics can be produced.

特に、付活元素以外の2価の元素の原料として窒素と酸素の合計モル数に対する酸素のモル数が1%以上20%以下の活性が高く反応性の高い窒化物原料を使用することが、窒化物原料混合粉末間の固相反応を著しく進めることができ、その結果として、原料混合粉末を圧縮成形することなく焼成温度や焼成時の雰囲気ガス圧力を低くすることが可能となる。同様の理由で、付活元素以外の2価の元素の原料として、窒素と酸素の合計モル数に対する酸素のモル数が特に2%以上15%以下の窒化物原料、とりわけ3%以上12%以下の窒化物原料を使用することがより一層好ましい。   In particular, as a raw material for a divalent element other than the activator element, using a highly active and highly reactive nitride raw material having a mole number of oxygen of 1% to 20% with respect to the total mole number of nitrogen and oxygen, The solid phase reaction between the nitride raw material mixed powders can be significantly advanced, and as a result, the firing temperature and the atmospheric gas pressure during firing can be lowered without compression molding the raw material mixed powder. For the same reason, as a raw material of a divalent element other than the activator element, a nitride raw material in which the number of moles of oxygen with respect to the total number of moles of nitrogen and oxygen is 2% to 15%, particularly 3% to 12%. It is even more preferable to use the nitride raw material.

これらの付活元素と金属元素を含有する原料混合粉末中の金属元素組成は、原料混合粉末中のM元素のモル比をa’、M元素のモル比をb’、M元素のモル比をc’、M元素のモル比をd’としたとき、下記の組成範囲とすることが特性の高い蛍光体を収率良く製造できるので好ましい。
0.00001≦a’≦0.15
0.5≦b’≦2
0.5≦c’≦2
0.5≦d’≦2
Metal element composition of the raw material mixed powder containing these activation element and the metal element, the molar ratio of M 1 element raw material mixed powder a ', the molar ratio of M 2 element b', of M 3 element the molar ratio c when ', the molar ratio of M 4 element d' was preferable since a high phosphor characteristics to the composition the following ranges can be produced in good yield.
0.00001 ≦ a ′ ≦ 0.15
0.5 ≦ b ′ ≦ 2
0.5 ≦ c ′ ≦ 2
0.5 ≦ d ′ ≦ 2

また、下記の金属元素組成比となるように原料混合粉末中の金属元素組成を調整しても発光特性の良い蛍光体が得られる。
0.00001≦a’≦0.15
a’+b’=1
0.2≦c’≦10
0.2≦d’≦5
Moreover, a phosphor with good light emission characteristics can be obtained even if the metal element composition in the raw material mixed powder is adjusted so as to have the following metal element composition ratio.
0.00001 ≦ a ′ ≦ 0.15
a ′ + b ′ = 1
0.2 ≦ c ′ ≦ 10
0.2 ≦ d ′ ≦ 5

上記金属元素組成において、a’が0.00001より小さいと十分な発光強度が得られない。a’が0.15より大きいと濃度消光が大きくなって発光強度が低くなる。同様の理由で、下限としては、a’≧0.0001が好ましく、a’≧0.001がより好ましく、a’≧0.005がさらに好ましく、a’≧0.008となるように原料混合粉末の金属元素組成を調整することがもっとも好ましい。上限としては、a’≦0.1が好ましく、a’≦0.05がより好ましく、a’≦0.04がさらに好ましく、a’≦0.02となるように原料混合粉末の金属元素組成を調整することが最も好ましい。   In the above metal element composition, if a 'is smaller than 0.00001, sufficient light emission intensity cannot be obtained. When a 'is larger than 0.15, concentration quenching increases and the emission intensity decreases. For the same reason, the lower limit is preferably a ′ ≧ 0.0001, more preferably a ′ ≧ 0.001, more preferably a ′ ≧ 0.005, and mixing of raw materials so that a ′ ≧ 0.008. It is most preferable to adjust the metal element composition of the powder. As an upper limit, a ′ ≦ 0.1 is preferable, a ′ ≦ 0.05 is more preferable, a ′ ≦ 0.04 is further preferable, and the metal element composition of the raw material mixed powder is set so that a ′ ≦ 0.02. Is most preferably adjusted.

a’とb’の合計は、蛍光体の結晶母体中において付活元素Mが2価の金属元素Mの原子位置を置換するので、1となるように原料混合組成を調整する。 The raw material mixture composition is adjusted so that the sum of a ′ and b ′ becomes 1 because the activating element M 1 replaces the atomic position of the divalent metal element M 2 in the crystal base of the phosphor.

c’が0.2より小さいとM で表される蛍光体の製造時の収率が低くなる傾向がある。一方、10より大きい場合にも前記蛍光体の収率が低くなる傾向がある。従って、c’は通常、0.2≦c’≦10の範囲となるように原料を混合する。しかし、発光強度の観点からはc’の下限としては、c’≧0.4が好ましく、c’≧0.5がより好ましく、c’≧0.6がさらに好ましく、c’≧0.8が最も好ましい。上限としては、c’≦5が好ましく、c’≦2.5がより好ましく、c’≦2がさらに好ましく、c’≦1.8が最も好ましい。 c 'tends to yield during manufacture of the phosphor is lowered represented by less than 0.2 and M 1 a M 2 b M 3 c M 4 d N e O f. On the other hand, when the ratio is larger than 10, the yield of the phosphor tends to be low. Accordingly, the raw materials are usually mixed so that c ′ is in the range of 0.2 ≦ c ′ ≦ 10. However, from the viewpoint of emission intensity, the lower limit of c ′ is preferably c ′ ≧ 0.4, more preferably c ′ ≧ 0.5, still more preferably c ′ ≧ 0.6, and c ′ ≧ 0.8. Is most preferred. As an upper limit, c ′ ≦ 5 is preferable, c ′ ≦ 2.5 is more preferable, c ′ ≦ 2 is further preferable, and c ′ ≦ 1.8 is most preferable.

d’が0.2より小さいと、前記一般式(I)のM で表される蛍光体の収率が低くなる傾向がある。一方、d’が5より大きい場合にも前記蛍光体の収率が低くなる傾向がある。従って、dは通常、0.2≦d’≦5の範囲となるように原料を混合する。しかし、発光強度の観点からはd’の下限としては、d’≧0.4が好ましく、d’≧0.5がより好ましく、d’≧0.6がさらに好ましく、d’≧0.8が最も好ましい。上限としては、d’≦2.5が好ましく、d’≦2がより好ましく、d’≦1.7がさらに好ましく、≦d’≦1.2が最も好ましい。 and d 'is less than 0.2, the phosphor of the yield expressed by M 1 a M 2 b M 3 c M 4 d N e O f in the general formula (I) tends to be low. On the other hand, when d ′ is larger than 5, the yield of the phosphor tends to be low. Therefore, the raw materials are usually mixed so that d is in the range of 0.2 ≦ d ′ ≦ 5. However, from the viewpoint of emission intensity, the lower limit of d ′ is preferably d ′ ≧ 0.4, more preferably d ′ ≧ 0.5, further preferably d ′ ≧ 0.6, and d ′ ≧ 0.8. Is most preferred. As an upper limit, d ′ ≦ 2.5 is preferable, d ′ ≦ 2 is more preferable, d ′ ≦ 1.7 is further preferable, and ≦ d ′ ≦ 1.2 is most preferable.

上記の様な金属元素組成比となるように原料混合粉末の組成を調整することにより、発光特性の高い、前記一般式(I)のM で表される蛍光体を収率良く製造することが可能となる。 By adjusting the composition of the raw material mixed powder so that the metal element composition ratio is as described above, M 1 a M 2 b M 3 c M 4 d N e O of the general formula (I) having high light emission characteristics It becomes possible to produce the phosphor represented by f with good yield.

なお、原料混合粉末の調製量により、所望の前記一般式(I)のM で表される蛍光体以外の不純物が生成される場合があるが、その場合は、前記一般式(I)で表される所望のM 蛍光体の生成量が、20重量%以上となるように原料混合粉末の金属元素組成を調整することが好ましい。また、前記一般式(I)で表される所望のM 蛍光体の生成量が、50重量%以上となるように原料混合粉末の金属元素組成を調整することがより好ましく、80重量%以上となるように調整することが更に好ましく、不純物を含まずM で表される蛍光体が単相として生成するように原料混合粉末の金属元素組成を調整するのが最も好ましい。 Incidentally, the amount the preparation of raw material mixed powder, may M 1 a M 2 b M 3 c M 4 d N e O f impurities other than phosphor represented by the desired Formula (I) is produced some, but as this case, the amount of the desired M 1 a M 2 b M 3 c M 4 d N e O f phosphor represented by the general formula (I), and 20 wt% or more It is preferable to adjust the metal element composition of the raw material mixed powder. Further, the amount of the desired M 1 a M 2 b M 3 c M 4 d N e O f phosphor represented by the general formula (I), the raw material mixed powder so that 50 wt% or more metals it is more preferable to adjust the elemental composition, the fluorescence expressed by more preferably be adjusted to be 80 wt% or more, it does not contain impurities M 1 a M 2 b M 3 c M 4 d N e O f It is most preferable to adjust the metal element composition of the raw material mixed powder so that the body is formed as a single phase.

本発明においては、原料混合粉末の金属元素組成を好ましくは上述の如く調整した上で、原料中酸素存在割合が1%以上20%以下となるように酸素を焼成時において存在させることにより、窒化物原料粉末間の固相反応を促進させ、低温度での蛍光体の製造を可能とする。   In the present invention, the metal element composition of the raw material mixed powder is preferably adjusted as described above, and oxygen is present during firing so that the oxygen content in the raw material is 1% to 20%. The solid phase reaction between the raw material powders is promoted, and the phosphor can be produced at a low temperature.

ここで、原料中酸素存在割合が1%未満であると、窒化物原料間の固相反応が促進せずに比較的低温での蛍光体の合成が難しくなる。また、原料中酸素存在割合が20%を越えると、蛍光体の発光強度が低下すると共に好ましい発光色が得られない。特に、少なくとも付活元素としてEuを含有する蛍光体の場合には、原料中酸素存在割合が20%を越えると発光波長が短波長となり所望の赤色発光を示す蛍光体が得られない。同様の理由で、原料中酸素存在割合は、2%以上15%以下とするのが好ましい。   Here, if the oxygen content in the raw material is less than 1%, the solid phase reaction between the nitride raw materials is not promoted, and it becomes difficult to synthesize the phosphor at a relatively low temperature. On the other hand, if the oxygen content in the raw material exceeds 20%, the emission intensity of the phosphor is lowered and a preferable emission color cannot be obtained. In particular, in the case of a phosphor containing at least Eu as an activating element, if the proportion of oxygen in the raw material exceeds 20%, the emission wavelength becomes short and a phosphor exhibiting a desired red emission cannot be obtained. For the same reason, the oxygen content in the raw material is preferably 2% or more and 15% or less.

焼成時にこのような原料中酸素存在割合で酸素を存在させる方法としては、
(1) 原料窒化物として酸素を所望の濃度だけ含有するものを被焼成原料とする方法
(2) 原料窒化物を予め酸素含有雰囲気下で加熱して酸素を所望の濃度だけ含有させて被焼成原料とする方法
(3) 原料窒化物粉末に酸素含有化合物粉末を混合させて被焼成原料とする方法
(4) 原料窒化物を焼成する際に焼成雰囲気に酸素を含有させて焼成時に原料窒化物を酸化させることにより、被焼成原料中に酸素を導入する方法
などが挙げられるが、工業的に安定に高輝度の蛍光体を製造するためには、(1)原料窒化物として酸素を所望の濃度だけ含有するものを被焼成原料とする方法や、(3)原料窒化物粉末に酸素含有化合物粉末を混合させて被焼成原料とする方法が好ましく、特に、上記(1)の方法と(3)の方法を併用して、原料窒化物として酸素を所望の濃度だけ含有する被焼成原料を使用すると共に、原料窒化物粉末に酸素含有化合物粉末を混合させて用いる方法がより好ましい。
As a method of causing oxygen to exist at such a ratio of oxygen in the raw material during firing,
(1) A method of using a raw material nitride containing oxygen in a desired concentration as a raw material to be fired
(2) A method in which a raw material nitride is heated in advance in an oxygen-containing atmosphere to contain oxygen in a desired concentration to obtain a raw material to be fired.
(3) Method of mixing raw material nitride powder with oxygen-containing compound powder to make raw material to be fired
(4) The method includes introducing oxygen into the material to be fired by adding oxygen to the firing atmosphere when oxidizing the material nitride and oxidizing the material nitride during firing. In order to produce a high-luminance phosphor, (1) a method of using a raw material nitride containing a desired concentration of oxygen as a raw material to be fired, and (3) a raw material nitride powder containing an oxygen-containing compound powder It is preferable to use a raw material containing oxygen in a desired concentration as a raw material nitride by combining the method (1) and the method (3). In addition, a method in which the raw material nitride powder is mixed with the oxygen-containing compound powder is more preferable.

この場合、酸素含有化合物粉末としては、焼成時に金属酸化物になる物質から選ばれる。これらの物質としては、各金属、即ち、原料窒化物を構成する金属の酸化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩などの無機酸塩、しゅう酸塩、酢酸塩などの有機酸塩、酸素含有有機金属化合物などが使用できるが、酸素の濃度を制御しやすく焼成雰囲気中への不純物ガスの同伴を低く抑制できる点から金属酸化物を使用することが好ましい。   In this case, the oxygen-containing compound powder is selected from substances that become metal oxides during firing. These materials include each metal, that is, an oxide of metal constituting the raw material nitride, an inorganic acid salt such as nitrate, sulfate and carbonate, an organic acid salt such as oxalate and acetate, and an oxygen-containing organic material. Although a metal compound etc. can be used, it is preferable to use a metal oxide from the point which can control oxygen concentration easily and can suppress the accompanying of impurity gas in a calcination atmosphere low.

原料中酸素存在割合は、全原料の化学分析を実施することで容易に判別できる。特に、窒素と酸素の濃度を分析することにより、窒素と酸素の比率を決定できる。また、それらの分析値から前記一般式におけるeとfと比率f/(e+f)を決定することができる。   The proportion of oxygen present in the raw material can be easily determined by performing a chemical analysis of all raw materials. In particular, the ratio of nitrogen and oxygen can be determined by analyzing the concentration of nitrogen and oxygen. Further, e and f and the ratio f / (e + f) in the general formula can be determined from the analysis values.

原料の混合は、ハンマーミル、ロールミル、ボールミル、ジェットミル等の乾式粉砕機を用いて粉砕した後、原料粉末を十分に均一に混合できる通常の方法が使用できる。これらの方法としては、ボールミル、パールミル、振動ボールミルなど分散メディアを使用する方法、V型ブレンダーなど重力を利用する方法、リボンブレンダー、ヘンシェルミキサー等の撹拌翼を有する混合機を利用する方法などが挙げられる。原料を混合する際は、原料粉末を乾式粉砕機を用いて粉砕し混合する乾式法、又は、水等の媒体中に原料粉末を加え湿式粉砕機を用いて粉砕し混合する方法があるが、窒化カルシウムなど水と反応しやすい原料粉末を使用する際は乾式混合することが好ましい。   The raw materials can be mixed by a normal method in which the raw material powders can be mixed sufficiently uniformly after being pulverized using a dry pulverizer such as a hammer mill, a roll mill, a ball mill, or a jet mill. Examples of these methods include a method using a dispersion medium such as a ball mill, a pearl mill, and a vibrating ball mill, a method using gravity such as a V-type blender, and a method using a mixer having stirring blades such as a ribbon blender and a Henschel mixer. It is done. When mixing the raw materials, there is a dry method of pulverizing and mixing the raw material powder using a dry pulverizer, or a method of adding the raw material powder in a medium such as water and pulverizing and mixing using a wet pulverizer, When using a raw material powder that easily reacts with water, such as calcium nitride, dry mixing is preferred.

原料混合粉末の焼成に用いる容器としては、従来から高温焼成で使用されてきた様々な耐熱容器が使用できるが、中でも窒化硼素製の坩堝やトレイ等の耐熱容器を使用すると、原料の窒化物との反応性が低く不純物濃度が低いために発光特性の良好な蛍光体が得られるので好ましい。   As the container used for firing the raw material mixed powder, various heat-resistant containers that have been conventionally used in high-temperature firing can be used, but among these, when using a heat-resistant container such as a crucible or tray made of boron nitride, This is preferable because a phosphor with good emission characteristics can be obtained because of its low reactivity and low impurity concentration.

焼成装置としては、通常、不活性雰囲気や還元雰囲気を保つことが可能な各種の高温焼成炉を使用する。中でも酸素濃度を精密に制御可能な高温焼成炉が好ましく、炭素製のヒーターと炭素製の断熱材を有する焼成炉で酸素濃度を0.1%以下、好ましくは100ppm以下、より好ましくは10ppm以下に制御できる密閉容器を有する焼成炉が特に好ましい。   As a baking apparatus, various high-temperature baking furnaces that can maintain an inert atmosphere or a reducing atmosphere are usually used. Among them, a high-temperature firing furnace capable of precisely controlling the oxygen concentration is preferable, and the oxygen concentration is 0.1% or less, preferably 100 ppm or less, more preferably 10 ppm or less in a firing furnace having a carbon heater and a carbon heat insulating material. A firing furnace having a controllable sealed vessel is particularly preferred.

本発明においては、付活元素の単体及び/又は化合物、2価の金属の窒化物、3価の金属の窒化物、並びに、4価の金属の窒化物よりなる原料混合粉末を、嵩密度0.05g/cm以上1g/cm以下の状態として焼成する。この焼成時の原料混合粉末の嵩密度が小さすぎると原料粉末間の接触面積が小さいために固相反応が進みにくく、好ましい蛍光体を合成し得ない不純物相が多量に残存するものとなる。一方、嵩密度が大きすぎると、得られる蛍光体は硬い焼結体となってしまい、焼成後に長時間の粉砕工程が必要となるばかりでなく、蛍光体の輝度が低下するという問題が発生する。原料混合粉末を嵩密度0.05g/cm以上1g/cm以下の状態として焼成する場合には、焼成後に得られる蛍光体には不純物相が少なく、好ましい発光特性を示す結晶相を多量に含有し、しかもその焼成により得られる粉末から比較的短時間の粉砕工程により輝度の高い蛍光体微粉末を得ることができる。同様の理由で焼成時の原料混合粉末の嵩密度の下限は、0.15g/cm以上が好ましく、0.25g/cm以上がより好ましい。上限は、0.8g/cm以下が好ましく、0.6g/cm以下がより好ましい。 In the present invention, a raw material mixed powder comprising a single element and / or compound of an activator element, a divalent metal nitride, a trivalent metal nitride, and a tetravalent metal nitride is mixed with a bulk density of 0. .05g / cm 3 is fired as the state of more than 1 g / cm 3 or less. If the bulk density of the raw material mixed powder at the time of firing is too small, the contact area between the raw material powders is small, so that the solid phase reaction is difficult to proceed, and a large amount of impurity phase that cannot synthesize a preferred phosphor remains. On the other hand, if the bulk density is too large, the resulting phosphor becomes a hard sintered body, which not only requires a long pulverization step after firing, but also causes a problem that the brightness of the phosphor is lowered. . When firing the raw material mixed powder as the state of less bulk density 0.05 g / cm 3 or more 1 g / cm 3 has less impurity phase, and the phosphor obtained after calcination, a large amount of crystalline phase of a preferred emission characteristics In addition, a phosphor fine powder with high luminance can be obtained from the powder obtained by firing by a relatively short grinding process. For the same reason, the lower limit of the bulk density of the raw material mixed powder during firing is preferably 0.15 g / cm 3 or more, and more preferably 0.25 g / cm 3 or more. The upper limit is preferably 0.8 g / cm 3 or less, 0.6 g / cm 3 or less is more preferable.

本発明において、原料混合粉末の焼成温度は、1200℃以上1750℃以下とする。焼成温度が1200℃未満では原料混合粉末を加熱しても固相反応が進みにくく目的の蛍光体を合成できない。一方、1750℃を超える温度で焼成すると、無駄な焼成エネルギーを消費してしまうだけでなく、出発原料や生成物質からの窒素の揮散が多くなり、雰囲気ガスの一部となる窒素の圧力を非常に高くしないと目的の蛍光体を製造できない。同様の理由で、焼成温度の下限は、1300℃以上が好ましく、1400℃以上がより好ましく、1500℃以上がさらに好ましい。上限は、1700℃以下が好ましく、1650℃以下がより好ましく、1650℃以下がさらに好ましい。   In the present invention, the firing temperature of the raw material mixed powder is set to 1200 ° C. or higher and 1750 ° C. or lower. When the firing temperature is less than 1200 ° C., even if the raw material mixed powder is heated, the solid phase reaction is difficult to proceed and the target phosphor cannot be synthesized. On the other hand, when firing at a temperature exceeding 1750 ° C., not only wasteful firing energy is consumed, but also the volatilization of nitrogen from the starting material and the generated material increases, and the pressure of nitrogen that becomes a part of the atmospheric gas is greatly reduced. The target phosphor cannot be produced unless it is too high. For the same reason, the lower limit of the firing temperature is preferably 1300 ° C. or higher, more preferably 1400 ° C. or higher, and further preferably 1500 ° C. or higher. The upper limit is preferably 1700 ° C. or less, more preferably 1650 ° C. or less, and further preferably 1650 ° C. or less.

また、本発明においては、原料混合粉末の焼成雰囲気は、基本的には不活性雰囲気又は還元性雰囲気とするが、酸素濃度が0.1〜10ppmの範囲の微量酸素を含有する雰囲気とすることで比較的低温での蛍光体の合成が可能となるので好ましい。しかし、酸素濃度が0.1%を越えるような酸素含有ガス中や大気中など酸化雰囲気下で焼成すると原料及び生成物からの窒素の揮散が多くなり、目的の蛍光体を得ることができない。   In the present invention, the firing atmosphere of the raw material mixed powder is basically an inert atmosphere or a reducing atmosphere, but an atmosphere containing a trace amount of oxygen having an oxygen concentration in the range of 0.1 to 10 ppm. This is preferable because phosphors can be synthesized at a relatively low temperature. However, when firing in an oxidizing atmosphere such as an oxygen-containing gas or in the air where the oxygen concentration exceeds 0.1%, the volatilization of nitrogen from the raw materials and products increases, and the target phosphor cannot be obtained.

また、焼成時の雰囲気ガスの圧力は、通常20気圧(2MPa)以下とする。20気圧を越える圧力にするには頑強な耐熱容器からなる高温焼成設備が必要となり、焼成に必要となるコストが高くなり好ましくない。高温耐圧焼成炉の装置コストを下げるために雰囲気ガス圧力を10気圧(1MPa)以下とするのが好ましく、10気圧未満とするのがより好ましく、9.5気圧(0.95MPa)以下とするのがさらに好ましく、9気圧(0.9MPa)以下とするのが特に好ましい。また、装置コストを下げ、窒素の揮散を防止するには0.5気圧(0.05MPa)以上2気圧(0.2MPa)以下とするのが好ましい。焼成炉の設備費をより安価にするためには、雰囲気ガス圧力は0.9気圧(0.09MPa)から1.5気圧(0.15MPa)とするのが更に好ましい。大気中の酸素の混入を防ぐためには1気圧(0.1MPa)をわずかに越え1.2気圧(0.12MPa)以下とするのが特に好ましい。焼成炉の密閉性が悪い場合には、1気圧(0.1MPa)以下にすると多量の酸素が混入して特性の高い蛍光体を得ることが難しい。   Moreover, the pressure of the atmospheric gas at the time of baking shall normally be 20 atmospheres (2 MPa) or less. In order to achieve a pressure exceeding 20 atmospheres, a high-temperature baking facility composed of a robust heat-resistant container is required, which increases the cost required for baking, which is not preferable. In order to reduce the apparatus cost of the high-temperature pressure-resistant firing furnace, the atmospheric gas pressure is preferably 10 atm (1 MPa) or less, more preferably less than 10 atm, and 9.5 atm (0.95 MPa) or less. Is more preferably 9 atm (0.9 MPa) or less. Further, in order to reduce the apparatus cost and prevent the volatilization of nitrogen, the pressure is preferably set to 0.5 atm (0.05 MPa) or more and 2 atm (0.2 MPa) or less. In order to further reduce the equipment cost of the firing furnace, the atmospheric gas pressure is more preferably 0.9 atm (0.09 MPa) to 1.5 atm (0.15 MPa). In order to prevent oxygen from being mixed in the atmosphere, it is particularly preferable that the pressure is slightly over 1 atm (0.1 MPa) and 1.2 atm (0.12 MPa) or less. If the firing furnace is poorly sealed, if it is 1 atm (0.1 MPa) or less, a large amount of oxygen is mixed and it is difficult to obtain a phosphor with high characteristics.

また、焼成時の最高温度での保持時間は、通常1分間以上100時間以下とする。保持時間が短すぎると原料混合粉末間の固相反応が十分に進まずに目的の蛍光体が得られない。また、保持時間が長すぎる場合には、無駄な加熱エネルギーが消費されるだけではなく、蛍光体の表面から窒素が脱離して蛍光特性が低下する。同様の理由により、保持時間の下限は、10分間以上とするのが好ましく、30分間以上とするのがより好ましい。上限は、24時間以下とするのが好ましく、12時間以下とするのがより好ましい。   The holding time at the maximum temperature during firing is usually 1 minute to 100 hours. If the holding time is too short, the solid phase reaction between the raw material mixed powders does not proceed sufficiently and the target phosphor cannot be obtained. In addition, when the holding time is too long, not only wasteful heating energy is consumed, but also nitrogen is desorbed from the surface of the phosphor and the fluorescence characteristics are deteriorated. For the same reason, the lower limit of the holding time is preferably 10 minutes or more, and more preferably 30 minutes or more. The upper limit is preferably 24 hours or less, and more preferably 12 hours or less.

本発明を以下に示す実施例によってさらに詳しく説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

[実施例1]
原料粉末として、Eu粉末、窒素と酸素の合計モル数に対する酸素のモル数で示される酸素含有量9モル%のCa粉末、同酸素含有量2モル%のSi粉末、同酸素含有量2モル%のAlN粉末を使用し、金属元素組成比(モル比)がEu:Ca:Al:Si=0.008:0.992:1:1となるように各粉末を秤量し、混合して原料混合粉末を得た。この原料混合粉末の窒素と酸素の合計モル数に対する酸素のモル数で示される酸素含有量は、5モル%であった。なお、Ca粉末は酸素を所望の濃度だけ含有するものを被焼成原料とすることにより酸素を含有させたものであり、Si粉末は酸素を所望の濃度だけ含有するものを被焼成原料とすることにより酸素を含有させたものであり、AlN粉末は酸素を所望の濃度だけ含有するものを被焼成原料とすることにより酸素を含有させたものである。
[Example 1]
As raw material powders, Eu 2 O 3 powder, Ca 3 N 2 powder having an oxygen content of 9 mol% represented by the number of moles of oxygen relative to the total number of moles of nitrogen and oxygen, Si 3 N 4 having the same oxygen content of 2 mol% Each powder uses AlN powder having the same oxygen content of 2 mol%, and the metal element composition ratio (molar ratio) is Eu: Ca: Al: Si = 0.008: 0.992: 1: 1. Were weighed and mixed to obtain a raw material mixed powder. The oxygen content indicated by the number of moles of oxygen with respect to the total number of moles of nitrogen and oxygen of this raw material mixed powder was 5 mol%. The Ca 3 N 2 powder contains oxygen by using a material containing oxygen in a desired concentration as a raw material to be fired, and the Si 3 N 4 powder contains oxygen in a desired concentration. Oxygen is contained by using a raw material to be fired, and the AlN powder contains oxygen by using a raw material containing oxygen in a desired concentration.

この原料混合粉末を圧縮せずに、嵩密度0.35g/cmとなるように窒化硼素製坩堝に入れ、酸素濃度を10ppm以下にした高純度窒素雰囲気中にて窒素圧力1.1気圧として電気炉を使用して1600℃で10時間焼成した。このとき、焼成時の原料中酸素存在割合は、各原料中の酸素濃度と各原料の混合割合から算出することにより5モル%である。 This raw material mixed powder was put into a boron nitride crucible so as to have a bulk density of 0.35 g / cm 3 without being compressed, and the nitrogen pressure was adjusted to 1.1 atm in a high purity nitrogen atmosphere with an oxygen concentration of 10 ppm or less. Firing was performed at 1600 ° C. for 10 hours using an electric furnace. At this time, the proportion of oxygen present in the raw material during firing is 5 mol% by calculation from the oxygen concentration in each raw material and the mixing proportion of each raw material.

得られた蛍光体中に生成している結晶相を粉末X線回折法で同定した結果、CaAlSiNの結晶が生成していることが確認された。蛍光分光光度計でこの蛍光体の波長465nm励起による蛍光特性を測定したところ、市販のCe付活イットリウムアルミニウムガーネット系蛍光体のピーク強度を100とした場合に、得られた蛍光体のピーク強度は128と発光強度が高く、ピーク波長652nmの赤色光を示した。また、得られた蛍光体試料20mgをスズカプセルに投入し、これをニッケルバスケットに入れたものを、LECO社製TC−436型酸素窒素分析計を用いて、粉体試料中の窒素と酸素の濃度を分析したところ、窒素と酸素との合計において、窒素94モル%と酸素6モル%を含有していた(即ち、f/(e+f)=0.06)。 As a result of identifying a crystal phase generated in the obtained phosphor by a powder X-ray diffraction method, it was confirmed that a crystal of CaAlSiN 3 was generated. When the fluorescence characteristics of the phosphor by excitation with a wavelength of 465 nm were measured with a fluorescence spectrophotometer, when the peak intensity of a commercially available Ce-activated yttrium aluminum garnet phosphor was 100, the peak intensity of the obtained phosphor was The emission intensity was as high as 128, and red light having a peak wavelength of 652 nm was shown. In addition, 20 mg of the obtained phosphor sample was put into a tin capsule, and this was put into a nickel basket, and the TC-436 type oxygen-nitrogen analyzer manufactured by LECO was used to measure the nitrogen and oxygen in the powder sample. When the concentration was analyzed, the total of nitrogen and oxygen contained 94 mol% nitrogen and 6 mol% oxygen (that is, f / (e + f) = 0.06).

[実施例2]
Euの代わりにEuFを用いたこと以外は、実施例1と同様にして蛍光体粉末を得た。この原料混合粉末の窒素と酸素の合計モル数に対する酸素のモル数で示される酸素含有量は、5モル%だった。また、焼成時の原料中酸素存在割合は、各原料中の酸素濃度と各原料の混合割合から算出することにより5モル%である。
[Example 2]
A phosphor powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that EuF 3 was used instead of Eu 2 O 3 . The oxygen content indicated by the number of moles of oxygen with respect to the total number of moles of nitrogen and oxygen of this raw material mixed powder was 5 mol%. Moreover, the oxygen existing ratio in the raw material at the time of baking is 5 mol% by calculating from the oxygen concentration in each raw material and the mixing ratio of each raw material.

得られた蛍光体中に生成している結晶相を粉末X線回折法で同定した結果、CaAlSiNの結晶が生成していることが確認された。蛍光分光光度計でこの蛍光体の波長465nm励起による蛍光特性を測定したところ、市販のCe付活イットリウムアルミニウムガーネット系蛍光体のピーク強度を100とした場合に、得られた蛍光体のピーク強度は114と発光強度が高く、ピーク波長650nmの赤色光を示した。また、得られた蛍光体試料20mgをスズカプセルに投入し、これをニッケルバスケットに入れたものを、LECO社製TC−436型酸素窒素分析計を用いて、粉体試料中の窒素と酸素の濃度を分析したところ、窒素と酸素との合計において、窒素95モル%と酸素5モル%を含有していた(即ち、f/(e+f)=0.05)。 As a result of identifying a crystal phase generated in the obtained phosphor by a powder X-ray diffraction method, it was confirmed that a crystal of CaAlSiN 3 was generated. When the fluorescence characteristics of the phosphor by excitation with a wavelength of 465 nm were measured with a fluorescence spectrophotometer, when the peak intensity of a commercially available Ce-activated yttrium aluminum garnet phosphor was 100, the peak intensity of the obtained phosphor was The emission intensity was as high as 114, and red light having a peak wavelength of 650 nm was shown. In addition, 20 mg of the obtained phosphor sample was put into a tin capsule, and this was put into a nickel basket, and the TC-436 type oxygen-nitrogen analyzer manufactured by LECO was used to measure the nitrogen and oxygen in the powder sample. When the concentration was analyzed, the total of nitrogen and oxygen contained 95 mol% nitrogen and 5 mol% oxygen (that is, f / (e + f) = 0.05).

[実施例3]
Euの代わりにEuNを用い、焼成時間を2時間としたこと以外は、実施例1と同様にして蛍光体粉末を得た。この原料混合粉末の窒素と酸素の合計モル数に対する酸素のモル数で示される酸素含有量は、5モル%だった。また、焼成時の原料中酸素存在割合は、各原料中の酸素濃度と各原料の混合割合から算出することにより5モル%である。
[Example 3]
A phosphor powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that EuN was used instead of Eu 2 O 3 and the firing time was 2 hours. The oxygen content indicated by the number of moles of oxygen with respect to the total number of moles of nitrogen and oxygen of this raw material mixed powder was 5 mol%. Moreover, the oxygen existing ratio in the raw material at the time of baking is 5 mol% by calculating from the oxygen concentration in each raw material and the mixing ratio of each raw material.

得られた蛍光体中に生成している結晶相を粉末X線回折法で同定した結果、CaAlSiNの結晶が生成していることが確認された。蛍光分光光度計でこの蛍光体の波長465nm励起による蛍光特性を測定したところ、市販のCe付活イットリウムアルミニウムガーネット系蛍光体のピーク強度を100とした場合に、得られた蛍光体のピーク強度は112と発光強度が高く、ピーク波長649nmの赤色光を示した。また、得られた蛍光体試料20mgをスズカプセルに投入し、これをニッケルバスケットに入れたものを、LECO社製TC−436型酸素窒素分析計を用いて、粉体試料中の窒素と酸素の濃度を分析したところ、窒素と酸素との合計において、窒素95モル%と酸素5モル%を含有していた(即ち、f/(e+f)=0.05)。 As a result of identifying a crystal phase generated in the obtained phosphor by a powder X-ray diffraction method, it was confirmed that a crystal of CaAlSiN 3 was generated. When the fluorescence characteristics of the phosphor by excitation with a wavelength of 465 nm were measured with a fluorescence spectrophotometer, when the peak intensity of a commercially available Ce-activated yttrium aluminum garnet phosphor was 100, the peak intensity of the obtained phosphor was The emission intensity was high at 112, and red light with a peak wavelength of 649 nm was shown. In addition, 20 mg of the obtained phosphor sample was put into a tin capsule, and this was put into a nickel basket, and the TC-436 type oxygen-nitrogen analyzer manufactured by LECO was used to measure the nitrogen and oxygen in the powder sample. When the concentration was analyzed, the total of nitrogen and oxygen contained 95 mol% nitrogen and 5 mol% oxygen (that is, f / (e + f) = 0.05).

[実施例4]
Euの代わりにEuNを用い、窒素圧カを10気圧、焼成時間を2時間としたこと以外は、実施例1と同様にして蛍光体粉末を得た。この原料混合粉末の窒素と酸素の合計モル数に対する酸素のモル数で示される酸素含有量は、5モル%だった。また、焼成時の原料中酸素存在割合は、各原料中の酸素濃度と各原料の混合割合から算出することにより5モル%である。
[Example 4]
A phosphor powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that EuN was used instead of Eu 2 O 3 , the nitrogen pressure was 10 atm, and the firing time was 2 hours. The oxygen content indicated by the number of moles of oxygen with respect to the total number of moles of nitrogen and oxygen of this raw material mixed powder was 5 mol%. Moreover, the oxygen existing ratio in the raw material at the time of baking is 5 mol% by calculating from the oxygen concentration in each raw material and the mixing ratio of each raw material.

得られた蛍光体中に生成している結晶相を粉末X線回折法で同定した結果、CaAlSiNの結晶が生成していることが確認された。蛍光分光光度計でこの蛍光体の波長465nm励起による蛍光特性を測定したところ、市販のCe付活イットリウムアルミニウムガーネット系蛍光体のピーク強度を100とした場合に、得られた蛍光体のピーク強度は109と発光強度が高く、ピーク波長650nmの赤色光を示した。また、得られた蛍光体試料20mgをスズカプセルに投入し、これをニッケルバスケットに入れたものを、LECO社製TC−436型酸素窒素分析計を用いて、粉体試料中の窒素と酸素の濃度を分析したところ、窒素と酸素との合計において、窒素95モル%と酸素5モル%を含有していた(即ち、f/(e+f)=0.05)。 As a result of identifying a crystal phase generated in the obtained phosphor by a powder X-ray diffraction method, it was confirmed that a crystal of CaAlSiN 3 was generated. When the fluorescence characteristics of the phosphor by excitation with a wavelength of 465 nm were measured with a fluorescence spectrophotometer, when the peak intensity of a commercially available Ce-activated yttrium aluminum garnet phosphor was 100, the peak intensity of the obtained phosphor was The emission intensity was as high as 109, and red light having a peak wavelength of 650 nm was shown. In addition, 20 mg of the obtained phosphor sample was put into a tin capsule, and this was put into a nickel basket, and the TC-436 type oxygen-nitrogen analyzer manufactured by LECO was used to measure the nitrogen and oxygen in the powder sample. When the concentration was analyzed, the total of nitrogen and oxygen contained 95 mol% nitrogen and 5 mol% oxygen (that is, f / (e + f) = 0.05).

上記の結果を表1にまとめて示す。   The results are summarized in Table 1.

Figure 2011032488
Figure 2011032488

本発明の複合窒化物蛍光体の製造方法により、高輝度の発光を示し使用時の劣化の少ない複合窒化物蛍光体を安価に提供することが可能になる。本発明の製造方法により生産される複合窒化物蛍光体は、従来のサイアロン蛍光体より高輝度に発光し、特にEuを付活元素として選択した場合には、高輝度で長波長の赤色発光を示す。また、励起源に曝された場合でも、この蛍光体は、輝度が低下することがない。従って、本発明により製造される複合窒化物蛍光体は、蛍光灯、VFD、FED、PDP、CRT、白色LEDなどに好適に使用される。   According to the method for producing a composite nitride phosphor of the present invention, it is possible to provide a composite nitride phosphor that exhibits high-luminance emission and little deterioration during use at low cost. The composite nitride phosphor produced by the production method of the present invention emits light with higher luminance than the conventional sialon phosphor, and particularly when Eu is selected as an activator, emits red light with high luminance and a long wavelength. Show. Further, even when the phosphor is exposed to an excitation source, the luminance does not decrease. Therefore, the composite nitride phosphor produced according to the present invention is suitably used for fluorescent lamps, VFDs, FEDs, PDPs, CRTs, white LEDs and the like.

Claims (1)

付活元素の単体及び/又は化合物、2価の金属の窒化物、3価の金属の窒化物、並びに、4価の金属の窒化物を含む原料混合粉末を焼成して、下記一般式(I)で示される微量酸素を含有する複合窒化物蛍光体を製造する方法であって、
原料混合粉末を嵩密度0.05g/cm以上1g/cm以下の状態とし、
焼成温度を1200℃以上1750℃以下とし、
被焼成原料中の窒素と酸素の合計モル数に対する酸素のモル数が1%以上20%以下となるように被焼成原料中に酸素を存在させて
焼成することを特徴とする複合窒化物蛍光体の製造方法。
(I)
(一般式(I)において、Mは付活元素、Mは2価の金属元素、Mは3価の金属元素、Mは4価の金属元素であり、a、b、c、d、e、fはそれぞれ下記の範囲の値である。
0.00001≦a≦0.15
0.5≦b≦2
0.5≦c≦2
0.5≦d≦2
1.5≦e≦6
0<f≦1.2
0<f/(e+f)≦0.2)
A raw material mixed powder containing a single element and / or compound of an activator element, a divalent metal nitride, a trivalent metal nitride, and a tetravalent metal nitride is fired, and the following general formula (I And a method for producing a composite nitride phosphor containing a trace amount of oxygen represented by:
Raw material mixed powder was used as a following state bulk density of 0.05 g / cm 3 or more 1 g / cm 3,
The firing temperature is 1200 ° C. or higher and 1750 ° C. or lower,
A composite nitride phosphor characterized by firing in the presence of oxygen in the raw material to be fired so that the number of moles of oxygen relative to the total number of moles of nitrogen and oxygen in the raw material to be fired is 1% to 20% Manufacturing method.
M 1 a M 2 b M 3 c M 4 d N e O f (I)
(In general formula (I), M 1 is an activating element, M 2 is a divalent metal element, M 3 is a trivalent metal element, M 4 is a tetravalent metal element, and a, b, c, d, e, and f are values in the following ranges, respectively.
0.00001 ≦ a ≦ 0.15
0.5 ≦ b ≦ 2
0.5 ≦ c ≦ 2
0.5 ≦ d ≦ 2
1.5 ≦ e ≦ 6
0 <f ≦ 1.2
0 <f / (e + f) ≦ 0.2)
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