JP2012079883A - Led light emitting device - Google Patents

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Hitonori Son
孫  仁徳
Yasuhiro Nakatani
康弘 中谷
Takahiro Omura
貴宏 大村
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an LED light emitting device excellent in moisture resistance of a phosphor, thus hardly causing decrease in luminous intensity even under a high-temperature and high-humidity environment.SOLUTION: An LED light emitting device includes: an LED chip; a resin frame surrounding the LED chip; and a phosphor layer filled in a recessed part formed by the resin frame. The phosphor layer contains a phosphor and a sealing resin. The phosphor has a phosphor parent body 1, an intermediate layer 2 and a surface layer 3, toward an outermost surface, and has a molar ratio of an alkali earth metal to silicon of 1.5 or more. In addition, the LED light emitting device has a luminous intensity retention of 90% or more after electric conduction for 1,000 hours at the conditions where temperature is 60 to 90°C, relative humidity is 60 to 90%, and current is 20 to 120 mA.

Description

本発明は、LED発光装置に関する。 The present invention relates to an LED light emitting device.

近年、白色光を発する半導体発光素子(白色LED)は、低消費電力、高効率、環境にやさしい,長寿命等の長所を兼ね備えているため、次世代光源として注目を浴びている。
白色LEDにおいて、白色光を作り出す方法としては、青色や紫外光のLEDとそれらの光によって励起されうる蛍光体(赤、黄、緑色蛍光体等)とを組み合わせる方法が一般的用いられている。
In recent years, a semiconductor light emitting element (white LED) that emits white light has attracted attention as a next-generation light source because it has advantages such as low power consumption, high efficiency, environmental friendliness, and long life.
As a method for producing white light in a white LED, a method of combining a blue or ultraviolet LED and a phosphor (red, yellow, green phosphor, etc.) that can be excited by the light is generally used.

また、アルカリ土類金属元素を有するケイ酸塩(シリケートとも呼ばれる)蛍光体は、組成調節により広範囲な発光波長を容易に得られることと、発光効率が高いこと等の特徴を有するため注目されている。このようなケイ酸塩蛍光体の例として、例えば、特許文献1に記載の緑色蛍光体、特許文献2に記載の橙色蛍光体、及び、特許文献3に記載の黄色蛍光体が代表例として挙げられる。 In addition, silicate (also called silicate) phosphors having alkaline earth metal elements are attracting attention because they have characteristics such as easy emission of a wide range of emission wavelengths by composition adjustment and high emission efficiency. Yes. As examples of such silicate phosphors, for example, green phosphors described in Patent Document 1, orange phosphors described in Patent Document 2, and yellow phosphors described in Patent Document 3 are given as representative examples. It is done.

しかしながら、このようなアルカリ土類金属元素を有するケイ酸塩蛍光体は、空気中の水蒸気や水分によって表面が分解劣化しやすいという問題があった。そのため、大気中での長時間使用の場合に、発光強度の低下や色調の変化が起こりやすく、蛍光体としての特性が低下し、耐久性に大きな問題があった。
これに対して、蛍光体の耐湿性を改善する方法として、気相法(乾式法)、液相法(湿式法)等を用いて、蛍光体粒子の表面を酸化物等で被覆する方法が検討されている。
例えば、気相法による方法としては、化学的気相成長法(CVD)を用いる方法(特許文献4)や、プラズマ法を用いる方法(特許文献5)によって硫化物蛍光体粒子の表面に酸化アルミニウム膜をコーティングする方法が開示されている。
However, the silicate phosphor having such an alkaline earth metal element has a problem that its surface is easily decomposed and deteriorated by water vapor or moisture in the air. For this reason, when used for a long time in the atmosphere, the emission intensity and the color tone are liable to decrease, the characteristics as a phosphor are lowered, and there is a serious problem in durability.
On the other hand, as a method of improving the moisture resistance of the phosphor, there is a method of coating the surface of the phosphor particles with an oxide or the like using a gas phase method (dry method), a liquid phase method (wet method) or the like. It is being considered.
For example, as a method by a vapor phase method, aluminum oxide is formed on the surface of sulfide phosphor particles by a method using chemical vapor deposition (CVD) (Patent Document 4) or a method using plasma method (Patent Document 5). A method for coating a membrane is disclosed.

また、液相法による方法としては、ゾルーゲル反応法と中和沈殿法が挙げられ、例えば、特許文献6には、0〜20℃の反応温度でSi、Ti等のアルコキシド及び/又はその誘導体を多量のアンモニア水の存在下で加水分解、脱水重合により蛍光体粒子への表面処理方法を開示されている。
更に、特許文献7には、ゾルーゲル反応法を用いたジルコニア膜の被覆方法が開示されている。特許文献8には、アルミニウム等のイオン含有酸性溶液を、蛍光体を分散させたアルカリ性溶液中に添加し、中和反応によって蛍光体粒子の表面に金属水酸化物を析出する方法が開示されている。
Examples of the liquid phase method include a sol-gel reaction method and a neutralization precipitation method. For example, Patent Document 6 discloses an alkoxide such as Si and Ti and / or a derivative thereof at a reaction temperature of 0 to 20 ° C. A surface treatment method for phosphor particles by hydrolysis and dehydration polymerization in the presence of a large amount of ammonia water is disclosed.
Furthermore, Patent Document 7 discloses a method for coating a zirconia film using a sol-gel reaction method. Patent Document 8 discloses a method in which an ion-containing acidic solution such as aluminum is added to an alkaline solution in which a phosphor is dispersed, and a metal hydroxide is precipitated on the surface of the phosphor particles by a neutralization reaction. Yes.

しかしながら、特許文献4及び5に開示された気相法では、微粉末である蛍光体粒子を完全に分散することが困難であるため、1個1個の蛍光体粒子の表面に均一かつ全面に被覆することが現実的に難しく、ピンホールや被覆バラツキ等が生じやすいという問題があった。また、気相法は、通常400℃以上の高温で行われるため、蛍光体の種類によっては処理後に蛍光特性が著しく低下してしまうという問題もあった。更に、装置が大掛かりなものとなるため、製造コストが高くなっていた。 However, in the vapor phase methods disclosed in Patent Documents 4 and 5, it is difficult to completely disperse the fine particles of the phosphor particles, so that the surface of each of the phosphor particles is uniform and even on the entire surface. There is a problem that it is practically difficult to coat and pinholes, coating variations, and the like are likely to occur. In addition, since the vapor phase method is usually performed at a high temperature of 400 ° C. or higher, there is a problem that the fluorescence characteristics are remarkably deteriorated after the treatment depending on the kind of the phosphor. Furthermore, since the apparatus is large, the manufacturing cost is high.

一方、液相法であるゾルーゲル反応法を用いた場合(特許文献6、7)では、被覆物種類の選択自由度が大きいが、出発原料である金属アルコキシドは通常反応性が高く、蛍光体粒子の表面のみで加水分解反応を起させるための反応条件の制御が非常に難しかった。また、ゾルーゲル反応法で得られた膜には、不完全な加水分解のため残されたアルコキシル基や加水分解反応で脱離したアルコール等の有機成分が含まれるため、通常緻密な膜が得られにくかった。
更に、特許文献6に開示された被覆方法は、加水分解反応が多量のアンモニア水の存在下で行うため、殆どの原料が蛍光体粒子表面以外の溶液中に反応、消費され、反応効率とコストにも問題点があった。加えて、多量のアンモニア水が含まれるので、処理過程中に蛍光体が加水分解によって劣化する恐れもあった。
特許文献7に開示された方法は、長時間の反応と精密な温度及びプロセスの制御が必要であり、効率とコストの点に問題があった。
一方、特許文献8に開示された中和沈殿法では、被覆物を蛍光体粒子の表面に連続膜として析出することは事実上困難であった。
このように、従来の蛍光体は、耐湿性等の面で大きな問題があり、このような蛍光体をLED発光装置に用いた場合は、特に高温多湿の環境下で長時間使用した場合に、光度が大幅に低下するという課題があった。
On the other hand, when the sol-gel reaction method, which is a liquid phase method, is used (Patent Documents 6 and 7), the degree of freedom in selecting the type of coating is large, but the metal alkoxide as a starting material is usually highly reactive, and phosphor particles It was very difficult to control the reaction conditions for causing the hydrolysis reaction only on the surface. In addition, the film obtained by the sol-gel reaction method contains organic components such as an alkoxyl group left behind due to incomplete hydrolysis and alcohol removed by the hydrolysis reaction. It was difficult.
Furthermore, in the coating method disclosed in Patent Document 6, since the hydrolysis reaction is performed in the presence of a large amount of aqueous ammonia, most of the raw material is reacted and consumed in a solution other than the surface of the phosphor particles, resulting in reaction efficiency and cost. There was also a problem. In addition, since a large amount of aqueous ammonia is contained, the phosphor may be degraded by hydrolysis during the treatment process.
The method disclosed in Patent Document 7 requires a long-time reaction and precise temperature and process control, and has a problem in efficiency and cost.
On the other hand, in the neutralization precipitation method disclosed in Patent Document 8, it was practically difficult to deposit the coating as a continuous film on the surface of the phosphor particles.
Thus, the conventional phosphor has a big problem in terms of moisture resistance, etc., when such a phosphor is used in an LED light emitting device, especially when used for a long time in a hot and humid environment, There was a problem that the luminous intensity was greatly reduced.

特表2009−515030号公報Special table 2009-515030 特開2007−131843号公報JP 2007-131843 A 特開2007−186674号公報JP 2007-186664 A 特開2001−139941号公報JP 2001-139951 A 特表2009−524736号公報Special table 2009-524736 gazette 特開2008−111080号公報JP 2008-1111080 A 特開2009−132902号公報JP 2009-132902 A 特開平11−256150号公報JP-A-11-256150

本発明は、蛍光体の耐湿性に優れることから、高温多湿環境下でも光度が低下しにくいLED発光装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an LED light-emitting device in which the luminous intensity is hardly lowered even in a high-temperature and high-humidity environment because the phosphor has excellent moisture resistance.

本発明は、LEDチップと、前記LEDチップを囲繞する樹脂フレームと、樹脂フレームが形成する凹部に充填される蛍光体層を備えるLED発光装置であって、前記蛍光体層は、蛍光体と封止樹脂とを含有し、前記蛍光体は、最表面に向かって、蛍光体母体と中間層と表面層とを有し、ケイ素に対するアルカリ土類金属のモル比が1.5以上であり、かつ、該LED発光装置は、温度60〜90℃、相対湿度60〜90%、電流20〜120mAの条件で1000時間通電した後の光度保持率が90%以上であるLED発光装置である。
以下、本発明を詳述する。
The present invention is an LED light emitting device comprising an LED chip, a resin frame surrounding the LED chip, and a phosphor layer filled in a recess formed by the resin frame, wherein the phosphor layer is sealed with the phosphor. The phosphor has a phosphor matrix, an intermediate layer, and a surface layer toward the outermost surface, the molar ratio of the alkaline earth metal to silicon is 1.5 or more, and The LED light-emitting device is an LED light-emitting device having a luminous intensity retention of 90% or more after being energized for 1000 hours under conditions of a temperature of 60 to 90 ° C., a relative humidity of 60 to 90%, and a current of 20 to 120 mA.
The present invention is described in detail below.

本発明者らは、鋭意検討した結果、LED発光装置に使用する蛍光体として、最表面に向かって、蛍光体母体と中間層と表面層とを有し、かつ、ケイ素に対するアルカリ土類金属のモル比が所定の範囲内である蛍光体を用いることで、蛍光特性を低下させることなく、耐湿性を大幅に改善することができ、かつ、高い分散性を有する蛍光体が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies, the present inventors have, as a phosphor used in the LED light-emitting device, a phosphor matrix, an intermediate layer, and a surface layer toward the outermost surface, and an alkaline earth metal with respect to silicon. It has been found that by using a phosphor having a molar ratio within a predetermined range, it is possible to significantly improve the moisture resistance without deteriorating the fluorescence characteristics and to obtain a phosphor having high dispersibility. The present invention has been completed.

本発明のLED発光装置は、温度60〜90℃、相対湿度60〜90%、電流20〜120mAの条件で1000時間通電した後の光度保持率が90%以上である。
特に、温度85℃、相対湿度85%、電流20mAの条件で1000時間通電した後の光度保持率が90%以上である。
上記光度保持率が90%未満であると、実際使用時に発光強度が経時により低下しやすく、耐久性が足りないことがある。上記光度保持率は、好ましくは95%以上である。
なお、上記光度保持率とは、上述した条件で通電前後の光度の比率[(通電後の光度/通電前の光度)×100]を表し、上記光度は、例えば、オプトロニックラボラトリーズ社製のOL770測定システムを用いて測定することができる。
The LED light emitting device of the present invention has a luminous intensity retention ratio of 90% or more after energization for 1000 hours under the conditions of a temperature of 60 to 90 ° C., a relative humidity of 60 to 90%, and a current of 20 to 120 mA.
In particular, the luminous intensity retention after energization for 1000 hours under the conditions of a temperature of 85 ° C., a relative humidity of 85%, and a current of 20 mA is 90% or more.
If the luminous intensity retention is less than 90%, the light emission intensity tends to decrease with time during actual use, and the durability may be insufficient. The luminous intensity retention is preferably 95% or more.
The luminous intensity retention ratio represents the ratio of luminous intensity before and after energization under the above-mentioned conditions [(luminous intensity after energization / luminance before energization) × 100], and the luminous intensity is, for example, OL770 manufactured by Optronic Laboratories. It can be measured using a measurement system.

図1に本発明のLED発光装置の一形態を示す。なお、本発明のLED発光装置は、図1に示したようなパッケージカップ型に限定されず、適宜変更することができる。 FIG. 1 shows an embodiment of the LED light emitting device of the present invention. In addition, the LED light-emitting device of this invention is not limited to a package cup type as shown in FIG. 1, It can change suitably.

本発明のLED発光装置は、基板(支持体)100に設置されたLEDチップ103と、上部開口部が底面部より広いカップ形状の凹部107を有する樹脂フレーム104と、上記凹部に充填された蛍光体層110を有する。以下、各部について詳述する。 The LED light-emitting device of the present invention includes an LED chip 103 installed on a substrate (support) 100, a resin frame 104 having a cup-shaped recess 107 whose upper opening is wider than the bottom, and fluorescence filled in the recess. It has a body layer 110. Hereinafter, each part is explained in full detail.

(1)LEDチップ
凹部107の略円形底面中央部には、LEDチップ103がAgペースト等によりマウントされている。
上記LEDチップ103としては、蛍光体を励起しうる光を発光するものであれば良い。通常は、近紫外領域から青色領域までの波長の光を発するものが使用され、中でも、GaN系化合物半導体を使用したGaN系LEDが好ましい。GaN系LEDは、発光出力や外部量子効率が格段に大きく、前記蛍光体と組み合わせることによって、非常に低電力で非常に明るい発光が得られる。GaN系LEDとしては、AlGaN発光層、GaN発光層又はInGaN発光層を有しているものが好ましい。GaN系LEDにおいては、それらの中でInGaN発光層を有するものが発光強度が非常に強いので、特に好ましい。なお、上記においてx+yの値は通常0.8〜1.2の範囲の値である。GaN系LEDにおいて、これら発光層にZnやSiをドープしたものやドーパント無しのものが発光特性を調節する上で好ましいものである。
上記GaN系LEDはこれら発光層、p層、n層、電極及び基板を基本構成要素としたものであり、発光層をn型とp型のAlGaN層、GaN層、又はInGaN層などでサンドイッチにしたヘテロ構造を有しているものが、発光効率が高く、好ましく、さらにヘテロ構造を量子井戸構造にしたものが、発光効率がさらに高く、より好ましい。
(1) The LED chip 103 is mounted with Ag paste or the like at the center of the substantially circular bottom surface of the LED chip recess 107.
The LED chip 103 only needs to emit light that can excite the phosphor. Usually, those that emit light having a wavelength from the near ultraviolet region to the blue region are used, and among them, a GaN-based LED using a GaN-based compound semiconductor is preferable. The GaN-based LED has a remarkably large light emission output and external quantum efficiency, and can be combined with the phosphor to obtain very bright light emission with very low power. The GaN-based LED preferably has an Al x Ga y N light emitting layer, a GaN light emitting layer, or an In x Ga y N light emitting layer. Among the GaN-based LEDs, those having an In x Ga y N light emitting layer are particularly preferable because the light emission intensity is very strong. In the above, the value of x + y is usually in the range of 0.8 to 1.2. In the GaN-based LED, those in which the light emitting layer is doped with Zn or Si or those without a dopant are preferable for adjusting the light emission characteristics.
The GaN-based LED has these light emitting layer, p layer, n layer, electrode and substrate as basic components, and the light emitting layer is made of n-type and p-type Al x Ga y N layers, GaN layers, or In x. Those having a hetero structure sandwiched with a Ga y N layer or the like have high luminous efficiency, and those having a hetero structure having a quantum well structure have higher luminous efficiency and are more preferable.

LEDチップ103の電極(図示せず)は、Au等からなるボンディングワイヤー105及び106によって、リード101及びリード102にそれぞれ接続されている。なお、リード101および102の配置は、適宜変更することができる。
LEDチップ103としては、n型電極とp型電極とを同一面上に有するフリップチップ型のものを用いることも可能である。この場合には、ワイヤーの断線や剥離、ワイヤーによる光吸収等のワイヤーに起因した問題を解消して、信頼性の高い高輝度な半導体発光装置が得られる。また、LEDチップ103にn型基板を用いて、次のような構成とすることもできる。具体的には、n型基板の裏面にn型電極を形成し、基板上の半導体層上面にはp型電極を形成して、n型電極またはp型電極をリードにマウントする。p型電極またはn型電極は、ワイヤーにより他方のリードに接続することができる。LEDチップ103のサイズ、凹部107の寸法および形状は、適宜変更することができる。
The electrodes (not shown) of the LED chip 103 are connected to the leads 101 and 102 by bonding wires 105 and 106 made of Au or the like, respectively. The arrangement of the leads 101 and 102 can be changed as appropriate.
As the LED chip 103, a flip chip type having an n-type electrode and a p-type electrode on the same plane can be used. In this case, problems caused by the wire such as wire breakage and peeling and light absorption by the wire are solved, and a highly reliable and high-luminance semiconductor light-emitting device can be obtained. In addition, an n-type substrate may be used for the LED chip 103 to have the following configuration. Specifically, an n-type electrode is formed on the back surface of the n-type substrate, a p-type electrode is formed on the upper surface of the semiconductor layer on the substrate, and the n-type electrode or the p-type electrode is mounted on a lead. The p-type electrode or the n-type electrode can be connected to the other lead by a wire. The size of the LED chip 103 and the size and shape of the recess 107 can be changed as appropriate.

(2)樹脂フレーム
樹脂フレーム104は、LEDチップ103、蛍光体層110を保持するためのものである。樹脂フレーム104の上面には、カップ形状の凹部107が形成され、LED発光装置から放出された光に指向性をもたせることができ、放出する光を有効に利用できるようになっている。更に、樹脂フレーム104の凹部の内面111は、銀などの金属メッキにより、可視光域全般の光の反射率を高められており、これにより、フレームの凹部内面に当たった光も、発光装置から所定方向に向けて放出できるようになっている。
(2) Resin frame The resin frame 104 is for holding the LED chip 103 and the phosphor layer 110. A cup-shaped recess 107 is formed on the upper surface of the resin frame 104 so that the light emitted from the LED light emitting device can have directivity, and the emitted light can be used effectively. Furthermore, the inner surface 111 of the concave portion of the resin frame 104 has a high reflectance of light in the entire visible light region by metal plating such as silver, so that the light hitting the inner surface of the concave portion of the frame is also emitted from the light emitting device. It can discharge in a predetermined direction.

樹脂フレーム104の凹部107の底部には、LEDチップ103が設置されている。樹脂フレーム104とLEDチップ103との間は銀ペースト(接着剤に銀粒子を混合したもの)によって接着されている。この銀ペーストは、LEDチップ103で発生した熱を樹脂フレーム104に効率よく放熱する役割も果たしている。
更に、樹脂フレーム104には、LEDチップ103に電力を供給するための金製のワイヤー106と105が取り付けられている。この金製のワイヤーはワイヤボンディングによって結線されていて、このワイヤーを通電することによってLEDチップ103に電力が供給され、LEDチップ103から光を発するようになっている。
An LED chip 103 is installed on the bottom of the recess 107 of the resin frame 104. The resin frame 104 and the LED chip 103 are bonded by a silver paste (a mixture of silver particles in an adhesive). This silver paste also plays a role of efficiently radiating the heat generated in the LED chip 103 to the resin frame 104.
Further, gold wires 106 and 105 for supplying power to the LED chip 103 are attached to the resin frame 104. The gold wire is connected by wire bonding, and when the wire is energized, power is supplied to the LED chip 103 and light is emitted from the LED chip 103.

(3)蛍光体層
樹脂フレーム104の凹部107内には、蛍光体層110が充填される。この蛍光体層110は、所定の割合の蛍光体108を封止樹脂109中に分散、もしくは沈降させることによって形成することができる。
(3) The phosphor layer 110 is filled in the recess 107 of the phosphor layer resin frame 104. The phosphor layer 110 can be formed by dispersing or precipitating a predetermined proportion of the phosphor 108 in the sealing resin 109.

(3−1)蛍光体
本発明のLED発光装置を白色発光の発光装置として構成する場合には、所望の白色光が得られるように、1種以上の蛍光体を適切に組み合わせればよい。光源として青色発光素子を使用する場合は蛍光体として青色の補色関係にある黄色蛍光体を、より演色性の高い白色を得るには赤、及び緑色蛍光体を使用することが好ましい。近紫外光を発する半導体発光素子を用いる場合は赤、緑、青の3色の蛍光体を使用するのが好ましい。
具体的に、本発明のLED発光装置を白色発光の発光装置として構成する場合における、光源と、蛍光体との好ましい組み合わせの例としては、以下の(i)〜(iii)の組み合わせが挙げられる。
(i)光源として青色発光体(青色LED等)を使用し、蛍光体として赤色蛍光体および緑色蛍光体を使用する。
(ii)光源として近紫外発光体(近紫外LED等)を使用し、蛍光体として赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体を併用する。
(iii)光源として青色発光体(青色LED等)を使用し、橙色蛍光体および緑色蛍光体を使用する。
(3-1) Phosphor When the LED light emitting device of the present invention is configured as a white light emitting device, one or more phosphors may be appropriately combined so as to obtain desired white light. When a blue light emitting element is used as a light source, it is preferable to use a yellow phosphor having a complementary color relationship of blue as a phosphor, and red and green phosphors to obtain white with higher color rendering properties. When using a semiconductor light emitting device that emits near-ultraviolet light, phosphors of three colors of red, green, and blue are preferably used.
Specifically, in the case where the LED light-emitting device of the present invention is configured as a white light-emitting device, examples of preferable combinations of a light source and a phosphor include the following combinations (i) to (iii). .
(I) A blue light emitter (blue LED or the like) is used as a light source, and a red phosphor and a green phosphor are used as phosphors.
(Ii) A near ultraviolet light emitter (near ultraviolet LED or the like) is used as a light source, and a red phosphor, a green phosphor and a blue phosphor are used in combination as phosphors.
(Iii) A blue light emitter (blue LED or the like) is used as a light source, and an orange phosphor and a green phosphor are used.

本発明の蛍光体は、最表面に向かって、蛍光体母体と中間層と表面層とを有する。
図2は、上記蛍光体の断面を模式的に示したものである。
図2に示すように、蛍光体母体1の外表面には、中間層2が形成されており、更に、中間層2の外表面には、表面層3が形成されている。
The phosphor of the present invention has a phosphor matrix, an intermediate layer, and a surface layer toward the outermost surface.
FIG. 2 schematically shows a cross section of the phosphor.
As shown in FIG. 2, an intermediate layer 2 is formed on the outer surface of the phosphor matrix 1, and a surface layer 3 is formed on the outer surface of the intermediate layer 2.

上記蛍光体は、ケイ素と、アルカリ土類金属とを含有する。
このような元素を含有することで、蛍光体の輝度と安定性が向上されると同時に、発光波長の調節が容易となる。上記アルカリ土類金属とは、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウム等の周期律表第2族に属する元素をいう。
なかでも、上記蛍光体は、上記アルカリ土類金属を有するケイ酸塩類を含有することが好ましい。
The phosphor contains silicon and an alkaline earth metal.
By containing such an element, the luminance and stability of the phosphor are improved, and at the same time, the emission wavelength can be easily adjusted. The alkaline earth metal refers to an element belonging to Group 2 of the periodic table, such as beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, and radium.
Especially, it is preferable that the said fluorescent substance contains the silicate which has the said alkaline-earth metal.

上記アルカリ土類金属を有するケイ酸塩類としては、例えば、母体結晶構造として、MSiO又はMSiOの結晶構造と実質的に同じ構造(ただし、MはMg、Ca、Sr及びBaからなる群から選択される少なくとも1種を表す)を有し、かつ、付活剤としてFe、Mn、Cr、Bi、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm及びYbからなる群から選択される少なくとも1種を含有する蛍光体が挙げられる。
上記アルカリ土類金属を有するケイ酸塩類は、例えば、Zn、Ga、Al、Y、Gd、Tb等を適量含有してもよい。また、上記蛍光体は、少量のハロゲン元素(例えば、F,Cl,Br)、硫黄(S)またはリン(P)を適量含有してもよい。
Examples of the silicates having an alkaline earth metal include, for example, a matrix crystal structure that is substantially the same as the crystal structure of M 2 SiO 4 or M 3 SiO 5 (where M is Mg, Ca, Sr, and Ba). And at least one selected from the group consisting of Fe, Mn, Cr, Bi, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm And a phosphor containing at least one selected from the group consisting of Yb.
The silicate having the alkaline earth metal may contain an appropriate amount of, for example, Zn, Ga, Al, Y, Gd, Tb and the like. The phosphor may contain an appropriate amount of a small amount of a halogen element (for example, F, Cl, Br), sulfur (S), or phosphorus (P).

上記蛍光体は、ケイ素に対するアルカリ土類金属のモル比が1.5以上である。
上記モル比が1.5未満であると、結晶構造が不安定となり、安定な蛍光特性が得られにくくなる。好ましくは1.7以上である。
The phosphor has a molar ratio of alkaline earth metal to silicon of 1.5 or more.
When the molar ratio is less than 1.5, the crystal structure becomes unstable, and it becomes difficult to obtain stable fluorescence characteristics. Preferably it is 1.7 or more.

上記最表面に向かって、蛍光体母体と中間層と表面層とを有し、ケイ素に対するアルカリ土類金属のモル比が1.5以上である蛍光体としては、例えば、最表面に向かって、アルカリ土類金属を含有する蛍光体母体と、アルカリ土類金属を含有する中間層と、アルカリ土類金属と、周期律表第4〜6族の元素、イットリウム及びケイ素から選択される少なくとも1種を含有する表面層とを有する蛍光体であって、前記蛍光体母体、中間層及び表面層におけるアルカリ土類金属の含有量が下記(1)及び(2)式を満たす蛍光体が好ましい。 Towards the outermost surface, the phosphor having a phosphor matrix, an intermediate layer, and a surface layer, and having a molar ratio of alkaline earth metal to silicon of 1.5 or more, for example, toward the outermost surface, At least one selected from a phosphor matrix containing an alkaline earth metal, an intermediate layer containing an alkaline earth metal, an alkaline earth metal, and elements of Groups 4 to 6 of the periodic table, yttrium and silicon And a phosphor satisfying the following formulas (1) and (2) in which the content of alkaline earth metal in the phosphor matrix, the intermediate layer and the surface layer is preferable.

式中、Cは蛍光体母体におけるアルカリ土類金属の含有量、Cは中間層におけるアルカリ土類金属の含有量、及び、Cは表面層におけるアルカリ土類金属の含有量を示す。 In the formula, C 1 represents the content of alkaline earth metal in the phosphor matrix, C 2 represents the content of alkaline earth metal in the intermediate layer, and C 3 represents the content of alkaline earth metal in the surface layer.

また、CはCの2/3以下であることが好ましい。これにより、中間層2は実質的にSiとOがリッチな層になり、蛍光体の耐湿性が向上されることとなる。2/3を超えると、耐湿性が不充分となることがある。1/3以下であることがより好ましい。 C 2 is preferably 2/3 or less of C 1 . As a result, the intermediate layer 2 is substantially rich in Si and O, and the moisture resistance of the phosphor is improved. If it exceeds 2/3, the moisture resistance may be insufficient. It is more preferable that it is 1/3 or less.

本発明において、上記アルカリ土類金属の含有量は、蛍光体母体、中間層又は表面層を構成する全元素に対するアルカリ土類金属の含有量(重量%)で表す。
上記各層中のアルカリ土類金属の含有量は、電界放射型透過電子顕微鏡に付属されているエネルギー分散型X線分析器(Energy−Dispersive X−ray Spectrometer、EDX)を用いることで測定することができる。
In the present invention, the content of the alkaline earth metal is represented by the content (% by weight) of the alkaline earth metal with respect to all elements constituting the phosphor matrix, the intermediate layer, or the surface layer.
The content of alkaline earth metal in each of the above layers can be measured by using an energy dispersive X-ray spectrometer (EDX) attached to a field emission transmission electron microscope (Energy-Dispersive X-ray Spectrometer, EDX). it can.

上記蛍光体に用いられる蛍光体母体は、アルカリ土類金属を含有する。このようなアルカリ土類金属を有する蛍光体母体は、例えば、硫化物、アルミン酸塩、窒化物、酸窒化物、リン酸塩、ハロンリン酸塩、ケイ酸塩等が挙げられる。
なかでも、上記蛍光体母体は、アルカリ土類金属元素を有するケイ酸塩類を含有することが好ましい。
The phosphor matrix used for the phosphor contains an alkaline earth metal. Examples of the phosphor matrix having such an alkaline earth metal include sulfides, aluminates, nitrides, oxynitrides, phosphates, halon phosphates, and silicates.
Among these, the phosphor matrix preferably contains a silicate having an alkaline earth metal element.

上記蛍光体母体の例としては、例えば、下記式(3)のような構造を有する蛍光体母体、下記式(4)のような構造を有する蛍光体母体、下記式(5)のような構造を有する蛍光体母体等が挙げられる。 Examples of the phosphor matrix include, for example, a phosphor matrix having a structure as shown in the following formula (3), a phosphor matrix having a structure as shown in the following formula (4), and a structure as shown in the following formula (5). And a phosphor matrix having

式(3)中、MはMg、Ca、Ba、Znからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、xとyは、それぞれ0≦x≦0.5、2.6≦y≦3.3の範囲内である。 In formula (3), M is at least one selected from the group consisting of Mg, Ca, Ba, and Zn, and x and y are 0 ≦ x ≦ 0.5, 2.6 ≦ y ≦ 3.3, respectively. Is within the range.

式(4)中、L1はMg、Ca、Ba及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、L2はB、Al、Ga、C、Ge、N及びPからなる群より選択される少なくとも1種であり、L3はF、Cl、Br、N及びSからなる群より選択される少なくとも1種であり、xは1.5〜2.5である。 In Formula (4), L1 is at least one selected from the group consisting of Mg, Ca, Ba and Zn, and L2 is at least selected from the group consisting of B, Al, Ga, C, Ge, N and P. L3 is at least one selected from the group consisting of F, Cl, Br, N and S, and x is 1.5 to 2.5.

式(5)中、M1及びM2はMg、Ca、Ba、Znからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、a、x、y、z、uは、それぞれ0.6≦a≦0.85、0.3≦x≦0.6、0.85≦y≦1、1.5≦z≦2.5、2.6≦u≦3.3の範囲内である。 In formula (5), M1 and M2 are at least one selected from the group consisting of Mg, Ca, Ba, and Zn, and a, x, y, z, and u are each 0.6 ≦ a ≦ 0.85. 0.3 ≦ x ≦ 0.6, 0.85 ≦ y ≦ 1, 1.5 ≦ z ≦ 2.5, 2.6 ≦ u ≦ 3.3.

上記蛍光体母体の具体例としては、例えば、SrSiO:Eu2+、(Sr0.9Mg0.025Ba0.075SiO:Eu2+、(Sr0.9Mg0.05Ba0.052.7SiO:Eu2+等を主成分とする橙色蛍光体、(Sr0.6Ba0.4SiO:Eu2+、(Sr0.7Ba0.3SiO:Eu2+、(Ba,Sr,Ca)(Mg,Zn)Si:Eu2+等を主成分とする緑色蛍光体、0.72[(Sr1.025Ba0.925Mg0.05)Si1.03Eu0.050.12]・0.28[SrSi1.02Eu0.60.13]等を主成分とする黄色蛍光体、及び、BaMgSi:Eu2+、BaZnSi:Eu2+等を主成分とする青色蛍光体が挙げられる。 Specific examples of the phosphor matrix include, for example, Sr 3 SiO 5 : Eu 2+ , (Sr 0.9 Mg 0.025 Ba 0.075 ) 3 SiO 5 : Eu 2+ , (Sr 0.9 Mg 0.05 Ba 0.05 ) 2.7 SiO 5 : Orange phosphor mainly composed of Eu 2+ , (Sr 0.6 Ba 0.4 ) 2 SiO 4 : Eu 2+ F , (Sr 0.7 Ba 0. 3 ) 2 SiO 4 : Eu 2+ F , (Ba, Sr, Ca) 2 (Mg, Zn) Si 2 O 7 : Eu 2+ or the like as a main component, a green phosphor, 0.72 [(Sr 1.025 Ba 0.925 Mg 0.05 ) Si 1.03 O 4 Eu 0.05 F 0.12 ] · 0.28 [Sr 3 Si 1.02 O 5 Eu 0.6 F 0.13 ] yellow phosphor and, and, Ba 2 MgSi 2 O : Eu 2+, Ba 2 ZnSi 2 O 7: blue phosphor can be cited as a main component Eu 2+ and the like.

上記蛍光体母体の粒子径としては特に限定されないが、中央粒径(D50)で通常0.1〜100μm範囲内であることが好ましく、より好ましくは1.0〜50μm、さらに好ましくは2.0〜30μmである。上記D50が小さすぎると、輝度が低下するだけではなく、蛍光体母体自体が凝集しやくなり、均一な被覆処理が困難になる。また、D50が大きすぎると、樹脂における分散性が悪くなり、発光素子の特性に悪影響を与える恐れがある。 No particular limitation is imposed on the particle size of the phosphor matrix, the central particle size (D 50) preferably in a normally 0.1~100μm range, more preferably 1.0~50Myuemu, more preferably 2. 0 to 30 μm. When the D 50 is too small, not only the luminance decreases, phosphor matrix itself is agglutination reagent, uniform coating processing becomes difficult. Further, when D 50 is too large, dispersibility becomes poor in the resin, which may adversely affect the characteristics of the light emitting device.

上記中間層は、アルカリ土類金属を含有し、かつ、上記蛍光体母体及び表面層に比べてアルカリ土類金属の含有量が低いことが特徴である。このようにアルカリ土類金属の含有量が低いことは、アルカリ土類金属以外の金属の含有量が高いことを意味する。例えば、MSiO又はMSiO等の構造を有する蛍光体母体の表面が化学改質され、表面層及び中間層が形成された場合、中間層のアルカリ土類金属の含有量が、蛍光体母体中のアルカリ土類金属含有量より低くなり、その結果、中間層はアルカリ土類金属が欠損になり、Si及びOの含有量が高いものとなる。 The intermediate layer is characterized by containing an alkaline earth metal and having a lower alkaline earth metal content than the phosphor matrix and the surface layer. Thus, low content of alkaline earth metal means that content of metals other than alkaline earth metal is high. For example, when the surface of a phosphor matrix having a structure such as M 2 SiO 4 or M 3 SiO 5 is chemically modified to form a surface layer and an intermediate layer, the content of the alkaline earth metal in the intermediate layer is The alkaline earth metal content in the phosphor matrix becomes lower, and as a result, the alkaline earth metal is deficient in the intermediate layer, and the Si and O contents are high.

このような中間層が形成されていることで、被覆処理工程において水による蛍光体の劣化が生じることを防止することができる。一般的に、耐湿性に劣る蛍光体を処理する場合には、水溶液の使用を避ける必要がある。例えば、ケイ酸塩からなる蛍光体の場合、純水中では数分間以内に脱色劣化が生じるケースが多い。このため、ゾルーゲル反応法等の湿式法により表面処理をする場合にはアルコールなどの有機溶媒中で行うのが殆どである。
これに対して、本発明では、100%の水溶液中で被覆処理を行った場合でも、水による蛍光体の脱色劣化が見られない。この原因は必ずしも明らかではないが、上記アルカリ土類金属含有量の低い中間層が被覆処理の初期に早く形成されていることで、被覆処理過程中の水による劣化が抑制されたものと考えられる。また、被覆処理が水溶液中で行えることは、有機溶媒を使用する場合における廃液処理等の問題がなくなるだけでなく、コストの低減にもつながる。
更に、上記アルカリ土類金属の含有量が低い中間層が形成されることで、水に対する安定性が増し、蛍光体の使用時の耐湿性についても向上させることができる。
By forming such an intermediate layer, it is possible to prevent the phosphor from being deteriorated by water in the coating process. In general, when processing a phosphor having poor moisture resistance, it is necessary to avoid the use of an aqueous solution. For example, in the case of a phosphor made of silicate, decoloration deterioration often occurs within several minutes in pure water. For this reason, when the surface treatment is performed by a wet method such as a sol-gel reaction method, it is almost always performed in an organic solvent such as alcohol.
On the other hand, in this invention, even when it coat | covers in 100% of aqueous solution, the decoloring deterioration of the fluorescent substance by water is not seen. The reason for this is not necessarily clear, but it is considered that the intermediate layer having a low alkaline earth metal content was formed earlier in the early stage of the coating process, so that deterioration due to water during the coating process was suppressed. . In addition, the fact that the coating treatment can be performed in an aqueous solution not only eliminates problems such as waste liquid treatment when using an organic solvent, but also leads to cost reduction.
Furthermore, by forming the intermediate layer having a low content of the alkaline earth metal, the stability to water is increased, and the moisture resistance during use of the phosphor can be improved.

上記中間層におけるアルカリ土類金属の含有量の好ましい下限は0.01重量%、好ましい上限は40重量%である。上記中間層のアルカリ土類金属の含有量が上記範囲外であると、被覆処理過程中において蛍光体が水による分解劣化が生じる恐れがある。 The preferable lower limit of the content of alkaline earth metal in the intermediate layer is 0.01% by weight, and the preferable upper limit is 40% by weight. If the content of the alkaline earth metal in the intermediate layer is out of the above range, the phosphor may be decomposed and degraded by water during the coating process.

上記中間層には、上記アルカリ土類金属のほか、フッ素を含有してもよい。
上記中間層中におけるフッ素とアルカリ土類金属との合計含有量は、40重量%以下であることが好ましい。上記フッ素とアルカリ土類金属との合計含有量が40重量%を超えると、相対的にケイ素及び酸素の含有量が低下し、蛍光体の耐湿性が低下することになる。
また、中間層にフッ素が存在することで、フッ素とアルカリ土類金属との間にフッ化物が形成されることができる。アルカリ土類金属のフッ化物は水に不溶性のものであり、同種金属のケイ酸塩よりは耐水性が高い。
The intermediate layer may contain fluorine in addition to the alkaline earth metal.
The total content of fluorine and alkaline earth metal in the intermediate layer is preferably 40% by weight or less. When the total content of fluorine and alkaline earth metal exceeds 40% by weight, the silicon and oxygen contents are relatively lowered, and the moisture resistance of the phosphor is lowered.
In addition, the presence of fluorine in the intermediate layer allows a fluoride to be formed between the fluorine and the alkaline earth metal. Alkaline earth metal fluorides are insoluble in water and are more water resistant than silicates of the same metal type.

上記中間層の厚みは特に限定されず、通常、0.5〜2000nmであることが好ましい。より好ましくは1〜1000nm、更に好ましくは2〜500nmである。上記中間層の厚みが薄すぎると、前述した水による劣化防止効果が不充分となり、厚すぎると、蛍光体の蛍光特性に悪影響を与えることがある。 The thickness of the said intermediate | middle layer is not specifically limited, Usually, it is preferable that it is 0.5-2000 nm. More preferably, it is 1-1000 nm, More preferably, it is 2-500 nm. If the thickness of the intermediate layer is too thin, the above-described effect of preventing deterioration due to water becomes insufficient, and if it is too thick, the fluorescent properties of the phosphor may be adversely affected.

上記表面層は、周期律表第4〜6族の元素、イットリウムおよびケイ素から選択される少なくとも1種を含有する。 The surface layer contains at least one selected from elements of Groups 4 to 6 of the periodic table, yttrium and silicon.

上記表面層における周期律表第4〜6族の元素、イットリウムおよびケイ素から選択される少なくとも1種の存在形態は明らかではないが、フッ化物、酸化物又は複酸化物であることが好ましい。特に、酸化物が好ましい。また、複酸化物(例えば、チタン酸バリウム(BaTiO))等が形成されていてもよい。
上記フッ化物、酸化物又は複酸化物は、耐湿性が高いため、上記表面層が形成されていることで、耐湿性が更に向上される。特に、Ti、Zr又はケイ素等の酸化物は耐水性が高いので、表面層におけるこのような金属の含有量が高ければ高いほど望ましい。
Although the existence form of at least one selected from the elements of Groups 4 to 6 of the periodic table, yttrium and silicon in the surface layer is not clear, it is preferably a fluoride, an oxide or a double oxide. In particular, an oxide is preferable. Further, a double oxide (for example, barium titanate (BaTiO 3 )) or the like may be formed.
Since the fluoride, oxide, or double oxide has high moisture resistance, moisture resistance is further improved by forming the surface layer. In particular, since oxides such as Ti, Zr, and silicon have high water resistance, the higher the content of such a metal in the surface layer, the better.

上記表面層における、周期律表第4〜6族の元素、イットリウムおよびケイ素から選択される少なくとも1種の含有量の好ましい下限が30重量%である。上記含有量が30重量%以上にすることで、上記表面層は周期律表第4〜6族の元素、イットリウムおよびケイ素から選択される少なくとも1種が実質的に主成分になり、蛍光体の耐湿性が向上される。例えば、表面層に含有されるアルカリ土類金属がBa(70重量%)で、アルカリ土類金属以外の金属がTi(30重量%)である場合に、TiとBaの組成比(モル比)に換算すると、Tiの数がBaの約3倍になる。 A preferable lower limit of the content of at least one selected from Group 4 to 6 elements of the periodic table, yttrium and silicon in the surface layer is 30% by weight. When the content is 30% by weight or more, the surface layer is substantially composed mainly of at least one selected from elements of Groups 4 to 6 of the periodic table, yttrium and silicon, Moisture resistance is improved. For example, when the alkaline earth metal contained in the surface layer is Ba (70 wt%) and the metal other than the alkaline earth metal is Ti (30 wt%), the composition ratio (molar ratio) of Ti and Ba Is converted to Ti, the number of Ti is about three times that of Ba.

上記表面層がアルカリ土類金属を含む場合、蛍光体母体に由来するアルカリ土類金属であることが好ましい。ここで、蛍光体母体に由来するとは、蛍光体の母体結晶を構成する一部(通常最表面)が化学処理によって改質され、蛍光体の母体結晶構造または組成と違った構造または組成になったことを意味する。 When the surface layer contains an alkaline earth metal, it is preferably an alkaline earth metal derived from the phosphor matrix. Here, “being derived from the phosphor host material” means that a part (usually the outermost surface) of the phosphor host crystal is modified by chemical treatment, resulting in a structure or composition different from the host crystal structure or composition of the phosphor. Means that.

上記表面層の厚みは特に限定されず、通常、0.5〜2000nmであることが好ましい。より好ましくは1.0〜1000nm、更に好ましくは2.0〜500nmである。上記表面層の厚みが薄すぎると、劣化防止効果が不充分となり、厚すぎると、蛍光体の蛍光特性に悪影響を与えることがある。 The thickness of the said surface layer is not specifically limited, Usually, it is preferable that it is 0.5-2000 nm. More preferably, it is 1.0-1000 nm, More preferably, it is 2.0-500 nm. If the thickness of the surface layer is too thin, the effect of preventing deterioration is insufficient, and if it is too thick, the fluorescent properties of the phosphor may be adversely affected.

(中間層及び表面層の形成方法)
上記中間層及び表面層は、蛍光体母体をMF 2−錯体イオン(Mは、周期律表第4〜6族の元素、イットリウム及びケイ素から選択される少なくとも1種)含有溶液に分散し、接触させることにより中間層及び表面層を形成する工程を有する方法を用いることが好ましい。通常、多層を形成する場合には、いくつかの工程を分けて層の形成工程を行う必要があるが、本発明では、従来のような煩雑な工程が必要なく、上記中間層と表面層が同一処理溶液にて一つのプロセスで実現することできる。
(Method for forming intermediate layer and surface layer)
The intermediate layer and the surface layer disperse the phosphor matrix in a solution containing MF 6 2- complex ions (M is at least one selected from Group 4 to 6 elements of the periodic table, yttrium and silicon), It is preferable to use a method having a step of forming an intermediate layer and a surface layer by contacting them. Usually, when forming a multilayer, it is necessary to carry out a layer forming step by dividing several steps. However, in the present invention, there is no need for a complicated step as in the prior art. It can be realized in one process with the same processing solution.

上記蛍光体の製造方法を用いることで、上記中間層及び表面層が形成されるメカニズムは必ずしも明らかではないが、下記のような三つの過程を経て形成されることと考えられる。
1)蛍光体母体の最表面層からのアルカリ土類金属の溶出;
2)溶出したアルカリ土類金属イオンが蛍光体の表面においてフッ素イオンと反応し不溶性のフッ化物を形成する;
3)MF 2−錯体イオンが加水分解し、MO酸化物が蛍光体の表面に形成する。
実際には、上記三つの過程がほぼ同時に進行すると考えられる。
The mechanism by which the intermediate layer and the surface layer are formed by using the phosphor manufacturing method is not necessarily clear, but is thought to be formed through the following three processes.
1) Elution of alkaline earth metal from the outermost surface layer of the phosphor matrix;
2) The eluted alkaline earth metal ions react with fluorine ions on the surface of the phosphor to form insoluble fluorides;
3) MF 6 2- complex ion is hydrolyzed and MO 2 oxide is formed on the surface of the phosphor.
Actually, the above three processes are considered to proceed almost simultaneously.

上記アルカリ土類金属のケイ酸塩を含有する蛍光体母体は水に弱いので、水中に浸漬すると浸漬時間に伴ってアルカリ土類金属の溶出量が増えることが本発明者らによって確認されている。従って、上記蛍光体母体をMF 2−錯体イオンを含有する水溶液に分散し接触する時に、金属イオンの溶出反応が同様に発生すると考えられる。しかし、純粋な水の場合と違って、MF 2−錯体イオンを含有する水溶液では、下記反応式(6)によって溶液中に遊離のフッ素イオンが存在するため、溶出したアルカリ土類金属イオンが蛍光体の表面近傍にフッ素イオンと反応し、不溶性のフッ化物を形成することができる。蛍光体の表面にこのような不溶性のフッ化物が形成されることによって、金属の溶出反応の進行が抑制されることと考えられる。また、アルカリ土類金属が溶出したところにはケイ素と酸素がリッチになる。このケイ素と酸素のリッチな層(上記中間層)の形成もアルカリ土類金属の継続溶出を抑制する働きをすると考えられる。
更に、上記アルカリ土類金属とフッ素イオンとの反応によってフッ素イオンが消費される。反応式(7)から分かるように、フッ素イオンが消費されると、MF 2−錯体イオンの加水分解反応が促進され、反応が右へ進む。その結果、MO酸化物が形成される。上述したように、MO酸化物は水に対する安定性が非常に高いので、MOの形成によって、蛍光体の耐湿性が更に向上される。
Since the phosphor matrix containing the alkaline earth metal silicate is weak to water, the present inventors have confirmed that the amount of alkaline earth metal eluted increases with the immersion time when immersed in water. . Therefore, it is considered that when the phosphor matrix is dispersed and brought into contact with an aqueous solution containing MF 6 2- complex ions, an elution reaction of metal ions occurs similarly. However, unlike the case of pure water, in the aqueous solution containing MF 6 2- complex ions, free fluorine ions are present in the solution according to the following reaction formula (6). It can react with fluorine ions near the surface of the phosphor to form an insoluble fluoride. It is considered that the progress of the metal elution reaction is suppressed by forming such an insoluble fluoride on the surface of the phosphor. In addition, silicon and oxygen become rich where alkaline earth metals are eluted. The formation of the silicon-oxygen rich layer (intermediate layer) is also considered to function to suppress the continuous elution of alkaline earth metal.
Further, fluorine ions are consumed by the reaction between the alkaline earth metal and fluorine ions. As can be seen from the reaction formula (7), when fluorine ions are consumed, the hydrolysis reaction of MF 6 2- complex ions is promoted, and the reaction proceeds to the right. As a result, MO 2 oxide is formed. As described above, since the MO 2 oxide has a very high stability to water, the moisture resistance of the phosphor is further improved by the formation of MO 2 .

MF 2−+nHO → [TiF6−n(OH)2− + nH + nF (6)
MF 2− + 2HO → MO + 4H + 6F (7)
BO 3− + 6H+ + 4F → BF4− + 3HO (8)
MF 6 2− + nH 2 O → [TiF 6-n (OH) n ] 2− + nH + + nF (6)
MF 6 2− + 2H 2 O → MO 2 + 4H + + 6F (7)
BO 3 3− + 6H + + 4F → BF 4 + + 3H 2 O (8)

反応時の上記MF 2−錯体イオン濃度は、0.0005〜2.0Mであることが好ましく、より好ましくは0.001〜1.0Mで、更に好ましくは0.005〜0.5Mである。上記MF 2−錯体イオン濃度が低すぎると、処理工程中に蛍光体の加水分解による劣化を抑えることができなくなる。一方、上記MF 2−錯体イオン濃度が高すぎると、溶液自身が不安定になるか、反応が速すぎて、良質な膜が得られにくいことがある。 The concentration of the MF 6 2- complex ion during the reaction is preferably 0.0005 to 2.0M, more preferably 0.001 to 1.0M, and still more preferably 0.005 to 0.5M. . When the MF 6 2- complex ion concentration is too low, deterioration due to hydrolysis of the phosphor cannot be suppressed during the treatment process. On the other hand, if the MF 6 2- complex ion concentration is too high, the solution itself may become unstable or the reaction may be too fast, making it difficult to obtain a good film.

上記加水分解反応の反応速度を促進するために、適量の加水分解促進剤を添加してもよい。本発明に使用する加水分解促進剤は、ホウ素(B)又はアルミニウム(Al)を含有する化合物から選ぶことができる。上記式(8)に示すように、ホウ素またはアルミニウムはフッ素イオンと安定な錯体を作ることができる。ホウ素を含有する化合物及びアルミニウムを含有する化合物は、単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。 In order to accelerate the reaction rate of the hydrolysis reaction, an appropriate amount of hydrolysis accelerator may be added. The hydrolysis accelerator used in the present invention can be selected from compounds containing boron (B) or aluminum (Al). As shown in the above formula (8), boron or aluminum can form a stable complex with fluorine ions. The compound containing boron and the compound containing aluminum may be used alone or in combination of two or more.

上記ホウ素を含有する化合物としては、例えば、酸化ホウ素、四ホウ酸ナトリウム、ホウ酸(HBO)等が挙げられる。これらの中では、ホウ酸が好ましい。
上記アルミニウムを含有する化合物としては、例えば、AlCl、AlBr、水酸化アルミニウム(Al(OH))等が挙げられる。
Examples of the boron-containing compound include boron oxide, sodium tetraborate, boric acid (H 3 BO 3 ), and the like. Of these, boric acid is preferred.
Examples of the aluminum-containing compound include AlCl 3 , AlBr 3 , aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ), and the like.

上記MF 2−錯体イオンに対する加水分解促進剤の量は特に限定されないが、通常、1モルのMF 2−錯体イオンに対して加水分解促進剤の量が0.1モル以上、好ましくは、0.2〜5モル程度、より好ましくは0.5〜4モル程度とすればよい。 The amount of the hydrolysis accelerator with respect to the MF 6 2- complex ion is not particularly limited, but usually the amount of the hydrolysis accelerator with respect to 1 mol of MF 6 2- complex ion is 0.1 mol or more, preferably It may be about 0.2 to 5 mol, more preferably about 0.5 to 4 mol.

反応時間は、目的とする中間層および表面層の厚み、反応液の濃度、温度等の反応条件に応じて適宜調整すればよく、通常、5分〜20時間程度、好ましくは10分〜10時間程度である。
一般には、仕込みの蛍光体の量が一定であれば、反応時間が長くなるほど膜厚が厚くなる。反応時間が短すぎると酸化物層の形成が不完全となる。一方、反応時間が長すぎると非経済的である。
反応温度は、目的とする酸化物層の厚みに応じて適宜調整すればよく、通常、0〜90℃程度、好ましくは5〜70℃程度、より好ましくは、10〜50℃程度とすればよい。
反応時の分散条件は特に限定されず、蛍光体を分散させることができる条件であればよい。例えば、磁気スターラー攪拌、モーター付きの機械的な攪拌、ガスバーブリング、液循環、超音波分散、ボールミルやロータリーミキサーのような回転分散、又は上記方法を併用することによって行うことができる。
The reaction time may be appropriately adjusted according to the reaction conditions such as the desired thickness of the intermediate layer and the surface layer, the concentration of the reaction solution, temperature, etc., and is usually about 5 minutes to 20 hours, preferably 10 minutes to 10 hours. Degree.
In general, if the amount of the prepared phosphor is constant, the film thickness increases as the reaction time increases. If the reaction time is too short, the formation of the oxide layer becomes incomplete. On the other hand, if the reaction time is too long, it is uneconomical.
What is necessary is just to adjust reaction temperature suitably according to the thickness of the target oxide layer, Usually, about 0-90 degreeC, Preferably it is about 5-70 degreeC, More preferably, what is necessary is just about 10-50 degreeC. .
The dispersion conditions during the reaction are not particularly limited as long as the phosphor can be dispersed. For example, magnetic stirrer stirring, mechanical stirring with a motor, gas barbbling, liquid circulation, ultrasonic dispersion, rotational dispersion such as a ball mill or a rotary mixer, or a combination of the above methods can be used.

反応後に、蛍光体をろ過、洗浄、乾燥工程を経て回収する。乾燥は常圧乾燥でもよく、減圧乾燥でもよい。
また、上記蛍光体の製造方法では、上記回収した蛍光体を50〜600℃の温度で熱処理することが好ましい。
After the reaction, the phosphor is recovered through filtration, washing and drying steps. Drying may be atmospheric drying or reduced pressure drying.
Moreover, in the said manufacturing method of a fluorescent substance, it is preferable to heat-process the said collect | recovered fluorescent substance at the temperature of 50-600 degreeC.

上記蛍光体には、最表面に撥水層が更に形成されていることが好ましい。
最表面に撥水層を形成することで以下の効果を有する。
1)上記撥水層は、水をはじく性質を有し、湿気や水を蛍光体の表面へ接近しにくくする作用が期待される。これにより、蛍光体の耐湿性を更に向上させることができる。蛍光体の耐湿性を向上するためには、蛍光体の表面近傍に湿気や水を存在させないことが重要である。
2)上記蛍光体の樹脂における分散性を改善することができる。純無機の蛍光体は基本的に樹脂との親和性が悪いが、表面に単分子層レベルの撥水層を形成することによって、樹脂との親和性を改善することができる。また、この撥水層は単分子レベルの厚みであるため、表面層の厚みに比べて無視できる。
上記撥水層はフッ素含有化合物からなることが好ましい。
It is preferable that a water repellent layer is further formed on the outermost surface of the phosphor.
Forming the water repellent layer on the outermost surface has the following effects.
1) The water-repellent layer has a property of repelling water, and is expected to act to make moisture and water difficult to approach the surface of the phosphor. Thereby, the moisture resistance of the phosphor can be further improved. In order to improve the moisture resistance of the phosphor, it is important that moisture and water do not exist near the surface of the phosphor.
2) The dispersibility of the phosphor in the resin can be improved. A pure inorganic phosphor basically has a low affinity with a resin, but the affinity with a resin can be improved by forming a monolayer-level water-repellent layer on the surface. Further, since the water repellent layer has a monomolecular thickness, it can be ignored as compared with the thickness of the surface layer.
The water repellent layer is preferably made of a fluorine-containing compound.

(撥水層の形成方法)
上記フッ素含有化合物からなる撥水層の形成方法としては、例えば、フッ素系シランカップリング剤を溶解した溶液中で処理する方法等が挙げられる。
上記フッ素含有カップリング剤としては、例えば、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン(CFCHCHSi(OCH)、トリエトキシ−1H,1H,2H,2H−トリデカフルオロ−n−オクチルシラン(CF(CFCHCHSi(OC)、トリメトキシ−1H,1H,2H,2H−トリデカフルオロ−n−オクチルシラン(CF(CFCHCHSi(OCH)、1H,1H,2H,2H−パーフルオロデシルトリメトキシシラン(CF(CFCHCHSi(OCH)等が挙げられる。
(Method for forming water repellent layer)
Examples of the method for forming the water-repellent layer made of the fluorine-containing compound include a method of treating in a solution in which a fluorine-based silane coupling agent is dissolved.
Examples of the fluorine-containing coupling agent include trifluoropropyltrimethoxysilane (CF 3 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 ), triethoxy-1H, 1H, 2H, 2H-tridecafluoro-n-octylsilane. (CF 3 (CF 2) 5 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3), trimethoxy -1H, 1H, 2H, 2H- tridecafluoro -n- octyl silane (CF 3 (CF 2) 5 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3 ), 1H, 1H, 2H, 2H- perfluoro decyltrimethoxysilane (CF 3 (CF 2) 5 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3) , and the like.

上記フッ素系カップリング剤を溶かす溶媒としては、フッ素系カップリング剤の種類によって適宜選択すればよい。例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール、水とアルコールの混合液等が好適である。また、加水分解反応を促進するために、上記溶媒に適量の酸(酢酸、塩酸、硝酸、硫酸等)を添加してもよい。
上記フッ素系カップリング剤の濃度としては、蛍光体の量に対して0.1〜5重量%の範囲が好ましい、0.5〜2重量%がより好ましい。
What is necessary is just to select suitably according to the kind of fluorine-type coupling agent as a solvent which dissolves the said fluorine-type coupling agent. For example, water, alcohols such as methanol, ethanol, and isopropanol, and a mixture of water and alcohol are suitable. In order to accelerate the hydrolysis reaction, an appropriate amount of acid (acetic acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, etc.) may be added to the solvent.
As a density | concentration of the said fluorine-type coupling agent, the range of 0.1-5 weight% is preferable with respect to the quantity of fluorescent substance, and 0.5-2 weight% is more preferable.

上記撥水層を形成する際、処理時間は5分〜5時間が好ましく、10分〜3時間がより好ましい。上記所定時間処理した後に、蛍光体を溶液から取り出し、ろ過、洗浄した後に、100〜150℃の温度で乾燥する。乾燥時間は1〜60分間が好ましい。
また、上記撥水層の形成は、湿式法のほかに乾式法を用いることもできる。乾式法として、例えば、乾式攪拌により分散された蛍光体に、上記フッ素含有シランカップリング剤の原液又は適当な溶媒で希釈した希釈液を噴霧する方法が適用できる。
また、乾式法のもう一つの形態として、アルゴン等の不活性ガスで希釈されたフッ素含有反応性ガス中での大気圧プラズマ処理を用いることができる。フッ素含有反応性ガスとしては、CF、C、C、C、CHF等のフッ素化炭化水素から選ぶことができる。
When forming the water repellent layer, the treatment time is preferably 5 minutes to 5 hours, more preferably 10 minutes to 3 hours. After processing for the said predetermined time, after taking out fluorescent substance from a solution, filtering and wash | cleaning, it dries at the temperature of 100-150 degreeC. The drying time is preferably 1 to 60 minutes.
In addition to the wet method, the water-repellent layer can be formed by a dry method. As a dry method, for example, a method of spraying a fluorescent solution dispersed by dry stirring with a stock solution of the fluorine-containing silane coupling agent or a diluted solution diluted with an appropriate solvent can be applied.
As another form of the dry method, atmospheric pressure plasma treatment in a fluorine-containing reactive gas diluted with an inert gas such as argon can be used. The fluorine-containing reactive gas can be selected from fluorinated hydrocarbons such as CF 4 , C 2 F 4 , C 3 F 6 , C 4 F 8 , and CHF 3 .

上記撥水層の厚みは、上記フッ素系カップリング剤の分子の鎖長にもよるが、通常は5nm以下であることが好ましい。 The thickness of the water repellent layer is usually 5 nm or less, although it depends on the molecular chain length of the fluorine-based coupling agent.

(3−2)封止樹脂
上記封止樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等を使用することができる。具体的には例えば、ポリメタアクリル酸メチル等のメタアクリル樹脂;ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリエステル樹脂;フェノキシ樹脂;ブチラール樹脂;ポリビニルアルコール;エチルセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート等のセルロース系樹脂;エポキシ樹脂;フェノール樹脂;シリコーン樹脂等が挙げられる。
特に照明等のように、大出力の発光装置が必要な場合、耐熱性や耐光性等を目的としてケイ素含有化合物を使用するのが好ましい。
(3-2) Sealing resin As the sealing resin, for example, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, a photocurable resin, or the like can be used. Specifically, for example, methacrylic resin such as polymethylmethacrylate; styrene resin such as polystyrene and styrene-acrylonitrile copolymer; polycarbonate resin; polyester resin; phenoxy resin; butyral resin; polyvinyl alcohol; Cellulose-based resins such as cellulose acetate butyrate; epoxy resins; phenol resins; silicone resins.
In particular, when a high-power light-emitting device is required, such as lighting, it is preferable to use a silicon-containing compound for the purpose of heat resistance, light resistance, and the like.

上記ケイ素含有化合物とは分子中にケイ素原子を有する化合物をいい、ポリオルガノシロキサン等の有機材料(シリコーン系材料)、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素等の無機材料、及びホウケイ酸塩、ホスホケイ酸塩、アルカリケイ酸塩等のガラス材料を挙げることができる。中でも、ハンドリングの容易さ等の点から、シリコーン系材料が好ましい。 The silicon-containing compound refers to a compound having a silicon atom in the molecule, organic materials such as polyorganosiloxane (silicone-based material), inorganic materials such as silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride, and borosilicates and phosphosilicates. Examples thereof include glass materials such as acid salts and alkali silicates. Among these, silicone materials are preferable from the viewpoint of ease of handling.

上記シリコーン系材料とは、通常、シロキサン結合を主鎖とする有機重合体をいい、例えば、下記式(9)で表される化合物及び/又はそれらの混合物が挙げられる。
(RSiO1/2(RSiO2/2(RSiO3/2(SiO4/2 (9)
ここで、RからRは同じであっても異なってもよく、有機官能基、水酸基、水素原子からなる群から選択される。またM、D、T及びQは0から1未満であり、M+D+T+Q=1を満足する数である。
上記シリコーン系材料を半導体発光素子の封止に用いる場合、液状のシリコーン系材料を用いて封止した後、熱や光によって硬化させて用いることができる。
上記シリコーン系材料の種類としては、通常付加重合硬化タイプ、縮重合硬化タイプ、紫外線硬化タイプ、パーオキサイド架硫タイプ等が挙げられる。これらの中では、付加重合硬化タイプ(付加型シリコーン樹脂)、縮合硬化タイプ(縮合型シリコーン樹脂)、紫外線硬化タイプが好適である。
The silicone material usually refers to an organic polymer having a siloxane bond as a main chain, and examples thereof include a compound represented by the following formula (9) and / or a mixture thereof.
(R 1 R 2 R 3 SiO 1/2 ) M (R 4 R 5 SiO 2/2 ) D (R 6 SiO 3/2 ) T (SiO 4/2 ) Q (9)
Here, R 1 to R 6 may be the same or different and are selected from the group consisting of an organic functional group, a hydroxyl group, and a hydrogen atom. M, D, T, and Q are 0 to less than 1 and satisfy M + D + T + Q = 1.
When the silicone material is used for sealing a semiconductor light emitting device, it can be used after being sealed with a liquid silicone material and then cured by heat or light.
Examples of the type of the silicone material generally include an addition polymerization curing type, a condensation polymerization curing type, an ultraviolet curing type, and a peroxide crosslinking type. Among these, addition polymerization curing type (addition type silicone resin), condensation curing type (condensation type silicone resin), and ultraviolet curing type are preferable.

本発明のLED発光装置の製造方法は特に限定されないが、例えば、以下の方法で製造することができる。
まず、リードを有する基板に、LEDチップを搭載した後、更に開口部が底面部より広いカップ形状の凹部を有する樹脂フレームを形成する。次いで、以下の方法で作製した蛍光体と封止樹脂とを含有する蛍光体樹脂組成物を凹部に充填することで作製することができる。
Although the manufacturing method of the LED light-emitting device of this invention is not specifically limited, For example, it can manufacture with the following method.
First, after mounting an LED chip on a substrate having leads, a resin frame having a cup-shaped recess whose opening is wider than the bottom is formed. Subsequently, it can produce by filling the recessed part with the fluorescent substance resin composition containing the fluorescent substance produced by the following method and sealing resin.

上記蛍光体樹脂組成物を作製する方法としては、蛍光体が封止樹脂中に均一に分散する方法であれば特に限定されない。
具体的には例えば、液状の封止樹脂、蛍光体、シリカ微粒子等のフィラー、架橋剤、硬化触媒及びその他の添加剤を配合し、ミキサー、高速ディスパー、ホモジナイザー、3本ロール、ニーダー等で混合することができる。この場合、前記成分を全て混合して、1液の形態として液状樹脂組成物を製造することができる。また、(i)液状の封止樹脂と蛍光体を主成分とする樹脂組成物と、(ii)架橋剤と硬化触媒を主成分とする架橋剤液の2液を調製しておき、使用直前に樹脂組成物と架橋剤液を混合して最終的な液状樹脂組成物を製造しても良い。
The method for producing the phosphor resin composition is not particularly limited as long as the phosphor is uniformly dispersed in the sealing resin.
Specifically, for example, a liquid sealing resin, a phosphor, a filler such as silica fine particles, a crosslinking agent, a curing catalyst, and other additives are blended, and mixed with a mixer, a high-speed disper, a homogenizer, a three-roll, a kneader, etc. can do. In this case, a liquid resin composition can be produced in the form of one liquid by mixing all the components. In addition, two liquids of (i) a liquid sealing resin and a phosphor-based resin composition, and (ii) a crosslinking agent and a curing catalyst as main components are prepared and immediately before use. The final liquid resin composition may be produced by mixing the resin composition and the crosslinking agent solution.

上記蛍光体樹脂組成物における蛍光体の配合量としては、封止樹脂100重量部に対して0.1重量部以上であることが好ましく、0.5重量部以上であることがより好ましく、1重量部以上であることが更に好ましい。また、封止樹脂に対して、100重量部以下であることが好ましく、80重量部以下であることがより好ましく、60重量部以下であることが更に好ましい。上記蛍光体の配合量が少なすぎると、所望の発光量が得られず、多すぎるとコストがかかり経済面で不利である。 The blending amount of the phosphor in the phosphor resin composition is preferably 0.1 parts by weight or more, more preferably 0.5 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the sealing resin. More preferably, it is at least part by weight. Moreover, it is preferable that it is 100 weight part or less with respect to sealing resin, It is more preferable that it is 80 weight part or less, It is still more preferable that it is 60 weight part or less. If the amount of the phosphor is too small, a desired light emission amount cannot be obtained, and if it is too large, the cost is increased and this is disadvantageous in terms of economy.

本発明のLED発光装置の用途は特に制限されず、通常のLED発光装置が用いられる各種の分野に使用することが可能である。また、単独で、又は複数個を組み合わせて用いても良い。具体的には、例えば、照明ランプ、液晶パネル用等のバックライト、超薄型照明等の種々の照明装置、画像表示装置の光源として使用することができる。なお、本発明のLED発光装置を画像表示装置の光源として用いる場合には、カラーフィルターと併用してもよい。 The application of the LED light-emitting device of the present invention is not particularly limited, and can be used in various fields where a normal LED light-emitting device is used. Moreover, you may use individually or in combination. Specifically, for example, it can be used as a light source for illumination lamps, backlights for liquid crystal panels, various illumination devices such as ultra-thin illumination, and image display devices. In addition, when using the LED light-emitting device of this invention as a light source of an image display apparatus, you may use together with a color filter.

本発明によれば、空気中の水蒸気や水による表面の分解劣化を防止でき、長時間または高温高湿環境での使用においても光度の低下や色調の変化が起こることのない、耐湿性に優れた蛍光体を得ることができ、その結果、高温多湿環境下でも光度が低下しにくいLED発光装置を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to prevent surface degradation due to water vapor or water in the air, and it is excellent in moisture resistance that does not cause a decrease in light intensity or change in color tone even when used in a long time or high temperature and high humidity environment. As a result, it is possible to obtain an LED light-emitting device in which the luminous intensity does not easily decrease even in a high-temperature and high-humidity environment.

本発明のLED発光装置の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the LED light-emitting device of this invention. 本発明のLED発光装置に使用される蛍光体の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the fluorescent substance used for the LED light-emitting device of this invention. 実施例1で得られた表面処理蛍光体のFE−TEM断面写真である。2 is an FE-TEM cross-sectional photograph of the surface-treated phosphor obtained in Example 1. FIG.

以下に実施例を掲げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。 Examples of 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]
0.1mol/Lチタンフッ化アンモニウム((NHTiF)及び0.1mol/Lほう酸を含有する混合水溶液250mlに、中央粒径(D50)約16μmの緑色ケイ酸塩蛍光体(主成分:(Ba,Sr)SiO:Eu2+)12.5gを添加した。
蛍光体を添加した混合液を攪拌によって分散しながら、35℃で2時間を反応させた。反応後に、ろ過、洗浄工程を経て回収した蛍光体を120℃で1時間真空乾燥した。
なお、得られた表面処理蛍光体のFE−TEM断面写真を図3に示す。
[Example 1]
A green silicate phosphor (mainly having a median particle size (D 50 ) of about 16 μm was added to 250 ml of a mixed aqueous solution containing 0.1 mol / L ammonium titanium fluoride ((NH 4 ) 2 TiF 6 ) and 0.1 mol / L boric acid. Ingredients: (Ba, Sr) 2 SiO 4 : Eu 2+ ) 12.5 g was added.
The mixture was added with the phosphor and stirred at 35 ° C. for 2 hours while being dispersed. After the reaction, the phosphor recovered through filtration and washing steps was vacuum-dried at 120 ° C. for 1 hour.
In addition, the FE-TEM cross-sectional photograph of the obtained surface treatment fluorescent substance is shown in FIG.

得られた蛍光体をシリコーン樹脂(ダウー・コーニング社製、OE6630)100重量部に対して8重量部混合分散し、更に脱泡することにより蛍光体樹脂組成物を調製した。次に、調製した蛍光体樹脂組成物を、図1に示すようなLEDチップ(発光ピーク波長460nm)を実装し、かつ、開口部が底面部より広いカップ形状の凹部を有する樹脂フレームが形成された基板の上に注入、充填し、更に150℃で2時間加熱することにより、樹脂組成物を硬化させ、LED発光装置とした。 8 parts by weight of the obtained phosphor was mixed and dispersed with respect to 100 parts by weight of a silicone resin (manufactured by Dow Corning, OE6630), and defoamed to prepare a phosphor resin composition. Next, an LED chip (emission peak wavelength 460 nm) as shown in FIG. 1 is mounted on the prepared phosphor resin composition, and a resin frame having a cup-shaped recess whose opening is wider than the bottom is formed. The resin composition was cured by injecting and filling on the substrate, and further heating at 150 ° C. for 2 hours to obtain an LED light-emitting device.

[比較例1]
蛍光体として、表面層及び中間層を有さず表面未処理の中央粒径(D50)約16μmの緑色ケイ酸塩蛍光体(主成分:(Ba,Sr)SiO:Eu2+)を用いた以外は実施例1と同様にしてLED発光装置を作製した。
[Comparative Example 1]
As a phosphor, a green silicate phosphor (main component: (Ba, Sr) 2 SiO 4 : Eu 2+ ) having no surface layer and no intermediate layer and having an untreated surface median particle diameter (D 50 ) of about 16 μm An LED light-emitting device was produced in the same manner as in Example 1 except that it was used.

(評価方法)
<通電特性評価>
実施例及び比較例で得られたLED発光装置について、圧力1大気圧、温度85℃、相対湿度85%の雰囲気において、電流20mAで1000時間通電し、通電前後の光度を測定した。なお、測定装置には、オプトロニックラボラトリーズ社製のOL770測定システムを用いた。
そして、通電前の光度に対する通電後の光度の保持率を算出した。また、得られた光度保持率から、相対耐湿性を評価した。結果を表1に示した。
(Evaluation methods)
<Electrical characteristics evaluation>
The LED light-emitting devices obtained in the examples and comparative examples were energized for 1000 hours at a current of 20 mA in an atmosphere having a pressure of 1 atmospheric pressure, a temperature of 85 ° C. and a relative humidity of 85%, and the luminous intensity before and after the energization was measured. Note that an OL770 measuring system manufactured by Optronic Laboratories was used as the measuring apparatus.
And the retention rate of the luminous intensity after electricity supply with respect to the luminous intensity before electricity supply was computed. Moreover, relative humidity resistance was evaluated from the obtained luminous intensity retention. The results are shown in Table 1.

本発明によれば、蛍光体の耐湿性に優れることから、高温多湿環境下でも光度が低下しにくいLED発光装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, since it is excellent in the moisture resistance of fluorescent substance, the LED light-emitting device which a light intensity cannot fall easily also in a high temperature and humidity environment can be provided.

Claims (5)

LEDチップと、前記LEDチップを囲繞する樹脂フレームと、樹脂フレームが形成する凹部に充填される蛍光体層を備えるLED発光装置であって、
前記蛍光体層は、蛍光体と封止樹脂とを含有し、
前記蛍光体は、最表面に向かって、蛍光体母体と中間層と表面層とを有し、ケイ素に対するアルカリ土類金属のモル比が1.5以上であり、かつ、
該LED発光装置は、温度60〜90℃、相対湿度60〜90%、電流20〜120mAの条件で1000時間通電した後の光度保持率が90%以上であることを特徴とするLED発光装置。
An LED light emitting device comprising an LED chip, a resin frame surrounding the LED chip, and a phosphor layer filled in a recess formed by the resin frame,
The phosphor layer contains a phosphor and a sealing resin,
The phosphor has a phosphor matrix, an intermediate layer, and a surface layer toward the outermost surface, the molar ratio of alkaline earth metal to silicon is 1.5 or more, and
The LED light emitting device has a luminous intensity retention of 90% or more after being energized for 1000 hours under conditions of a temperature of 60 to 90 ° C., a relative humidity of 60 to 90%, and a current of 20 to 120 mA.
蛍光体は、最表面に向かって、アルカリ土類金属を含有する蛍光体母体と、アルカリ土類金属を含有する中間層と、アルカリ土類金属と、周期律表第4〜6族の元素、イットリウム及びケイ素から選択される少なくとも1種を含有する表面層とを有する蛍光体であって、
前記蛍光体母体、中間層及び表面層におけるアルカリ土類金属の含有量が下記(1)及び(2)式を満たすことを特徴とする請求項1記載のLED発光装置。
式中、Cは蛍光体母体におけるアルカリ土類金属の含有量、Cは中間層におけるアルカリ土類金属の含有量、及び、Cは表面層におけるアルカリ土類金属の含有量を示す。
The phosphor has a phosphor matrix containing an alkaline earth metal, an intermediate layer containing an alkaline earth metal, an alkaline earth metal, an element of Groups 4 to 6 in the periodic table, toward the outermost surface, A phosphor having a surface layer containing at least one selected from yttrium and silicon,
2. The LED light emitting device according to claim 1, wherein the alkaline earth metal content in the phosphor matrix, the intermediate layer, and the surface layer satisfies the following expressions (1) and (2): 3.
In the formula, C 1 represents the content of alkaline earth metal in the phosphor matrix, C 2 represents the content of alkaline earth metal in the intermediate layer, and C 3 represents the content of alkaline earth metal in the surface layer.
蛍光体母体は、下記式(3)で表される構造を有することを特徴とする請求項1又は2記載のLED発光装置。
式(3)中、MはMg、Ca、Ba、Znからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、xとyは、それぞれ0≦x≦0.5、2.6≦y≦3.3の範囲内である。
3. The LED light-emitting device according to claim 1, wherein the phosphor matrix has a structure represented by the following formula (3).
In formula (3), M is at least one selected from the group consisting of Mg, Ca, Ba, and Zn, and x and y are 0 ≦ x ≦ 0.5, 2.6 ≦ y ≦ 3.3, respectively. Is within the range.
蛍光体母体は、下記式(4)で表される構造を有することを特徴とする請求項1又は2記載のLED発光装置。
式(4)中、L1はMg、Ca、Ba及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、L2はB、Al、Ga、C、Ge、N及びPからなる群より選択される少なくとも1種であり、L3はF、Cl、Br、N及びSからなる群より選択される少なくとも1種であり、xは1.5〜2.5である。
The LED light-emitting device according to claim 1 or 2, wherein the phosphor matrix has a structure represented by the following formula (4).
In Formula (4), L1 is at least one selected from the group consisting of Mg, Ca, Ba and Zn, and L2 is at least selected from the group consisting of B, Al, Ga, C, Ge, N and P. L3 is at least one selected from the group consisting of F, Cl, Br, N and S, and x is 1.5 to 2.5.
蛍光体母体は、下記式(5)で表される構造を有することを特徴とする請求項1又は2記載のLED発光装置。
式(5)中、M1及びM2はMg、Ca、Ba、Znからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、a、x、y、z、uは、それぞれ0.6≦a≦0.85、0.3≦x≦0.6、0.85≦y≦1、1.5≦z≦2.5、2.6≦u≦3.3の範囲内である。
The LED light-emitting device according to claim 1, wherein the phosphor matrix has a structure represented by the following formula (5).
In formula (5), M1 and M2 are at least one selected from the group consisting of Mg, Ca, Ba, and Zn, and a, x, y, z, and u are each 0.6 ≦ a ≦ 0.85. 0.3 ≦ x ≦ 0.6, 0.85 ≦ y ≦ 1, 1.5 ≦ z ≦ 2.5, 2.6 ≦ u ≦ 3.3.
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