JP2015054950A - Fluorescent substance, and fluorescent substance-containing composition and light-emitting device using the same - Google Patents

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直之 小室
Naoyuki Komuro
直之 小室
昌義 三上
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昌義 三上
アンソニー ケイ チータム
K Cheetham Anthony
アンソニー ケイ チータム
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluorescent substance of a new composition which is easy to produce and emits yellow to blue light suitable for lighting applications.SOLUTION: The fluorescent substance has a chemical composition represented by the following formula (1) and contains a crystal phase which, when 3 diffraction peaks in order of decreasing intensity are selected in a powder X-ray diffraction pattern using CuKα rays, Bragg angles (2θ) of the 3 diffraction peaks are in ranges of 24.5° to 25.5°, 28.7° to 29.7°, 32.5° to 33.5°. The formula (1) is MPO:R (M represents a constituent element containing one or more kinds of alkaline earth elements; R represents an additional element including one or more kinds of light-emitting center elements; and 6.3≤m≤7.7, 3.6≤a≤4.4, and 15.3≤o≤18.7 are satisfied).

Description

本発明は、黄色〜青色系の蛍光を発する蛍光体、その蛍光体を用いた蛍光体含有組成物及び発光装置に関する。   The present invention relates to a phosphor that emits yellow to blue fluorescence, a phosphor-containing composition using the phosphor, and a light-emitting device.

蛍光体は、蛍光表示管(VFD)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、冷極線管(CRT)、LED発光装置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る。蛍光体は真空紫外線、紫外線、電子線、青色光などの高いエネルギーを有する励起源により励起されて、可視光を発する。   The phosphor is used for a fluorescent display tube (VFD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP), a cold cathode tube (CRT), an LED light emitting device, and the like. In any of these applications, in order to cause the phosphor to emit light, it is necessary to supply energy for exciting the phosphor to the phosphor. The phosphor is excited by an excitation source having high energy such as vacuum ultraviolet rays, ultraviolet rays, electron beams, blue light, and emits visible light.

近年、高い演色性と色再現性を備えた白色光を放出する発光装置が求められており、その実現を目指し、従来のケイ酸塩蛍光体、リン酸塩蛍光体、アルミン酸塩蛍光体、硫化物蛍光体などの蛍光体について、新たな蛍光体が探索されている。たとえば、特許文献1には、黄色に発光するリン酸塩蛍光体が開示されている。また、非特許文献1〜3には、種々の発光波長を有するリン酸カルシウム系の蛍光体が開示されている。   In recent years, there has been a demand for a light emitting device that emits white light with high color rendering and color reproducibility. To achieve this, conventional silicate phosphors, phosphate phosphors, aluminate phosphors, New phosphors are being searched for for phosphors such as sulfide phosphors. For example, Patent Document 1 discloses a phosphate phosphor that emits yellow light. Non-Patent Documents 1 to 3 disclose calcium phosphate phosphors having various emission wavelengths.

一方で、非特許文献4に示すように、黄色ないし橙色に発光する蛍光体としてイットリウム・アルミニウム・ガーネット系(YAG)蛍光体が広く知られている。   On the other hand, as shown in Non-Patent Document 4, yttrium / aluminum / garnet (YAG) phosphors are widely known as phosphors that emit yellow to orange light.

特開2012−144685号公報JP2012-144665A

Degang Deng et al, Jaurnal of Materials Chemistry C 2013,1, page 3194−3199.Deng Deng et al, Journal of Materials Chemistry C 2013, 1, page 3194-3199. Journal of the American Ceramic Society, Volume 96, Issue 4, pages 1043−1046, 2013Journal of the American Ceramic Society, Volume 96, Issue 4, pages 1043-1046, 2013 Journal of Materials Chemistry C, 2013,1, 5577−5582Journal of Materials Chemistry C, 2013, 1, 5577-5582 Phosphor Handbook, Second Edition, 2006, 533−539Phosphor Handbook, Second Edition, 2006, 533-539

特許文献1に記載の蛍光体は、黄色蛍光体ではあるが緑発光成分(〜530nm)と橙発光成分(〜600nm)の混合スペクトルであり、黄色発光成分だけを有するYAG蛍光体の代替としての照明用途には不向きである。   The phosphor described in Patent Document 1 is a yellow phosphor, but has a mixed spectrum of a green light emitting component (˜530 nm) and an orange light emitting component (˜600 nm), as an alternative to a YAG phosphor having only a yellow light emitting component. Not suitable for lighting applications.

非特許文献1に記載の蛍光体は、赤色蛍光体で、発光ピーク波長がやや長波(〜665nmピーク)であるため視感度的に不利であり、照明用途で明るさを確保できない。また、非特許文献2に記載の蛍光体は、青色蛍光体で、励起スペクトルのピーク波長が273nmにあり、近紫外〜青色励起には向かない蛍光体であるため、LEDと組み合わせた照明用途には不向きである。非特許文献3に記載の蛍光体は、青緑〜黄緑色蛍光体であるが、複数の発光ピークが重ね合わさった発光スペクトルとなっており、黄色発光成分だけを有するYAG蛍光体の代替としての照明用途には不向きである。
さらに、非特許文献4などで知られているYAG蛍光体は、YAl12のガーネット構造が母体であり、その合成には通常1500℃以上の高温が必要であり、焼成炉として耐熱温度の高い炉材を必要とし、エネルギー消費量も莫大である。
The phosphor described in Non-Patent Document 1 is a red phosphor, and its emission peak wavelength is a little long wave (up to 665 nm peak), which is disadvantageous in terms of visibility and cannot secure brightness in illumination applications. In addition, the phosphor described in Non-Patent Document 2 is a blue phosphor, which has a peak wavelength of excitation spectrum of 273 nm and is not suitable for near ultraviolet to blue excitation. Is unsuitable. The phosphor described in Non-Patent Document 3 is a blue-green to yellow-green phosphor, but has an emission spectrum in which a plurality of emission peaks are overlapped, as an alternative to a YAG phosphor having only a yellow emission component. Not suitable for lighting applications.
Furthermore, the YAG phosphor known in Non-Patent Document 4 and the like is based on a garnet structure of Y 3 Al 5 O 12 , and its synthesis usually requires a high temperature of 1500 ° C. or higher, and is heat resistant as a firing furnace. It requires high-temperature furnace materials and energy consumption is enormous.

本発明の課題は、製造が容易であって、照明用途に適した黄色〜青色に発光する新規組成の蛍光体を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a phosphor having a novel composition that is easy to manufacture and emits yellow to blue light suitable for lighting applications.

本発明者等は上記課題を達成すべく諸種の検討を行った結果、アルカリ土類金属元素を含有する特定組成のリン酸塩蛍光体であって、特定の粉末X線パターンを有する結晶相を含有する蛍光体が、照明用途に適した黄色〜青色に発光し、しかも過度な高温焼成を必要とすることなく合成することができることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて成し遂げられたものである。   As a result of various studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have developed a phosphor phosphor having a specific composition containing an alkaline earth metal element, and having a crystalline phase having a specific powder X-ray pattern. It has been found that the phosphor to be contained emits yellow to blue light suitable for lighting applications and can be synthesized without requiring excessive high-temperature firing. The present invention has been accomplished based on these findings.

即ち、本発明の要旨は、次の〔1〕〜〔8〕に存する。   That is, the gist of the present invention resides in the following [1] to [8].

〔1〕 下記式(1)で表される化学組成を有し、CuKα線による粉末X線回折パターンにおいて、強度の高いものから順に3本の回折ピークを選択した際に、該3本の回折ピークの示すブラッグ角度(2θ)が、それぞれ24.5°〜25.5°、28.7°〜29.7°、32.5°〜33.5°の範囲に存在する結晶相を含む、蛍光体。
:R ・・・・(1)
(式(1)において、
Mは、1種以上のアルカリ土類金属元素を含む構成元素を示し、
Rは、1種以上の発光中心元素を含む添加元素を示し、
m、a、oはそれぞれ、
6.3≦m≦7.7
3.6≦a≦4.4
15.3≦o≦18.7
を満たす数を表す。)
[1] A powder X-ray diffraction pattern having a chemical composition represented by the following formula (1), and when three diffraction peaks are selected in descending order of intensity, the three diffraction patterns are selected. The Bragg angle (2θ) indicated by the peak includes crystal phases existing in the ranges of 24.5 ° to 25.5 °, 28.7 ° to 29.7 °, 32.5 ° to 33.5 °, respectively. Phosphor.
M m P a O o : R (1)
(In Formula (1),
M represents a constituent element containing one or more alkaline earth metal elements,
R represents an additive element including one or more luminescent center elements,
m, a and o are respectively
6.3 ≦ m ≦ 7.7
3.6 ≦ a ≦ 4.4
15.3 ≦ o ≦ 18.7
Represents a number that satisfies )

〔2〕 前記Mが、更に1種以上の周期表第12族元素を含む、〔1〕に記載の蛍光体。 [2] The phosphor according to [1], wherein M further includes one or more Group 12 elements of the periodic table.

〔3〕 前記発光中心元素が、希土類イオン発光中心、遷移金属イオン発光中心、およびns形イオン発光中心からなる群から選ばれる1種以上の元素を含む、〔1〕または〔2〕に記載の蛍光体。 [3] The [1] or [2], wherein the emission center element includes one or more elements selected from the group consisting of a rare earth ion emission center, a transition metal ion emission center, and an ns 2 type ion emission center. Phosphor.

〔4〕 前記Rが、アルカリ金属元素、周期表第13族元素、および周期表第14族元素からなる群から選ばれる1種以上の元素を含む、〔1〕ないし〔3〕のいずれかに記載の蛍光体。 [4] Any one of [1] to [3], wherein R includes one or more elements selected from the group consisting of alkali metal elements, Group 13 elements of the periodic table, and Group 14 elements of the periodic table The phosphor described.

〔5〕 前記発光中心元素がCeである、〔4〕に記載の蛍光体。 [5] The phosphor according to [4], wherein the emission center element is Ce.

〔6〕 発光ピークが、波長460nm以上580nm以下の範囲に存在する、〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の蛍光体。 [6] The phosphor according to any one of [1] to [5], wherein the emission peak exists in a wavelength range of 460 nm or more and 580 nm or less.

〔7〕 〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の蛍光体を液体媒体中に分散させてなる、蛍光体含有組成物。 [7] A phosphor-containing composition obtained by dispersing the phosphor according to any one of [1] to [6] in a liquid medium.

〔8〕 第1の発光体(励起光源)と、該第1の発光体からの光を可視光に変換して、可視光を発し得る第2の発光体とを有する発光装置であって、該第2の発光体が第1の蛍光体として〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の蛍光体の1種以上を含有する、発光装置。 [8] A light-emitting device having a first light emitter (excitation light source) and a second light emitter that can convert visible light to light from the first light emitter, The light-emitting device in which this 2nd light-emitting body contains 1 or more types of the fluorescent substance in any one of [1]-[6] as a 1st fluorescent substance.

本発明によれば、新規な元素組成の黄色〜青色に発光する蛍光体を提供することができる。この蛍光体は、過度な高温焼成を必要とすることなく、例えば1200〜1300℃程度の比較的低い温度での焼成により容易に合成することができる。また、本発明の蛍光体は発光ピークの半値幅が広いので、本発明の蛍光体とLEDなどとを組み合わせれば、演色性や色再現性に優れた発光装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a phosphor that emits yellow to blue light having a novel elemental composition. This phosphor can be easily synthesized without firing at an excessively high temperature, for example, by firing at a relatively low temperature of about 1200 to 1300 ° C. In addition, since the phosphor of the present invention has a wide half-value width of the emission peak, a combination of the phosphor of the present invention and an LED can provide a light emitting device having excellent color rendering properties and color reproducibility.

比較例1の蛍光体について、粉末X線回折により得られたX線回折パターンである。It is an X-ray diffraction pattern obtained by powder X-ray diffraction for the phosphor of Comparative Example 1. 実施例2−3の蛍光体について、粉末X線回折により得られたX線回折パターンである。It is the X-ray-diffraction pattern obtained by powder X-ray diffraction about the fluorescent substance of Example 2-3. 比較例1の蛍光体の発光スペクトルである。2 is an emission spectrum of the phosphor of Comparative Example 1. 比較例2の蛍光体の発光スペクトルである。3 is an emission spectrum of the phosphor of Comparative Example 2. 実施例1−11の蛍光体の発光スペクトルである。It is an emission spectrum of the phosphor of Example 1-11. 実施例2−3の蛍光体の発光スペクトルである。It is an emission spectrum of the phosphor of Example 2-3.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。また、本明細書中の蛍光体の組成式において、各組成式の区切りは読点(、)で区切って表わす。また、カンマ(,)で区切って複数の元素を列記する場合には、列記された元素のうち一種又は二種以上を任意の組み合わせ及び組成で含有していてもよいことを示している。例えば、「(Ca,Sr,Ba)Al:Eu」という組成式は、「CaAl:Eu」と、「SrAl:Eu」と、「BaAl:Eu」と、「Ca1−xSrAl:Eu」と、「Sr1−xBaAl:Eu」と、「Ca1−xBaAl:Eu」と、「Ca1−x−ySrBaAl:Eu」(但し、式中、0<x<1、0<y<1、0<x+y<1である。)とを全て包括的に示しているものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention. In the present specification, a numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value. Further, in the phosphor composition formula in this specification, each composition formula is delimited by a punctuation mark (,). In addition, when a plurality of elements are listed separated by commas (,), one or two or more of the listed elements may be included in any combination and composition. For example, the composition formula “(Ca, Sr, Ba) Al 2 O 4 : Eu” has “CaAl 2 O 4 : Eu”, “SrAl 2 O 4 : Eu”, and “BaAl 2 O 4 : Eu”. “Ca 1−x Sr x Al 2 O 4 : Eu”, “Sr 1−x Ba x Al 2 O 4 : Eu”, “Ca 1−x Ba x Al 2 O 4 : Eu”, "Ca 1-x-y Sr x Ba y Al 2 O 4: Eu " (. in the formula, 0 <x <1,0 <y <1,0 < a x + y <1) all the comprehensive It shall be shown in

[1.蛍光体]
<蛍光体の粉末X線回折パターン>
本発明の蛍光体は、CuKα線による粉末X線回折パターンにおいて、最も強度の高いものから順に3本の回折ピークを選択した際に、該3本の回折ピークの示すブラッグ角度(2θ)が、それぞれ24.5°〜25.5°、28.7°〜29.7°、32.5°〜33.5°の範囲に存在する結晶相(以下、「本発明の結晶相」と称する場合がある。)を含有することを特徴とするものである。
[1. Phosphor]
<Powder X-ray diffraction pattern of phosphor>
In the phosphor of the present invention, when three diffraction peaks are selected in order from the highest intensity in the powder X-ray diffraction pattern by CuKα rays, the Bragg angle (2θ) indicated by the three diffraction peaks is Crystal phases existing in the ranges of 24.5 ° to 25.5 °, 28.7 ° to 29.7 °, 32.5 ° to 33.5 °, respectively (hereinafter referred to as “crystal phase of the present invention”) Is included).

すなわち、最も強度の高い回折ピークを「第1ピーク」、2番目に強度の高い回折ピークを「第2ピーク」、3番目に強度の高い回折ピークを「第3ピーク」と称し、ブラッグ角度(2θ)が24.5°〜25.5°の範囲を「領域A」、28.7°〜29.7°の範囲を「領域B」、32.5°〜33.5°の範囲を「領域C」と称する場合に、本発明の蛍光体は、領域A〜Cのそれぞれに第1〜第3ピークのいずれか一つを有することが好ましく、特に第1ピークについては、領域Cに存在することが好ましい。この場合、第2ピークは領域A及び領域Bのうちの一方に、第3ピークは領域A及び領域Bのうちの他方に存在することとなる。なお、領域A〜Cには、第1〜第3ピーク以外の回折ピークが存在してもよい。   That is, the diffraction peak with the highest intensity is called “first peak”, the diffraction peak with the second highest intensity is called “second peak”, the diffraction peak with the third highest intensity is called “third peak”, and the Bragg angle ( 2θ) ranges from 24.5 ° to 25.5 ° as “region A”, ranges from 28.7 ° to 29.7 ° as “region B”, and ranges from 32.5 ° to 33.5 ° as “region A”. When referred to as “region C”, the phosphor of the present invention preferably has any one of the first to third peaks in each of the regions A to C. In particular, the first peak exists in the region C. It is preferable to do. In this case, the second peak exists in one of the regions A and B, and the third peak exists in the other of the regions A and B. Note that diffraction peaks other than the first to third peaks may exist in the regions A to C.

上述の本発明の結晶相か否かの判別には、通常、線源にCuKα特性X線を用いて測定した粉末X線回折パターンを使用することができる。CuKα特性X線以外の線源を用いて測定した粉末X線回折パターンを使用する際は、CuKα特性X線により測定した粉末X線回折パターンになるように換算し、上述の本発明の結晶相か否かの判別をすることが望ましい。さらに好ましくは以下に記述する条件で測定した粉末X線回折パターンを用いて判別を行うことができる。   In order to determine whether or not the crystal phase of the present invention is the above, a powder X-ray diffraction pattern measured using CuKα characteristic X-rays as a radiation source can be generally used. When using a powder X-ray diffraction pattern measured using a source other than the CuKα characteristic X-ray, the powder is converted to a powder X-ray diffraction pattern measured by the CuKα characteristic X-ray, and the crystal phase of the present invention described above is used. It is desirable to determine whether or not. More preferably, the determination can be performed using a powder X-ray diffraction pattern measured under the conditions described below.

粉末X線回折測定は、慣習的な反射型の集中法光学系にて行なうことができる。低角側の回折ピークを測定するときにX線の照射幅が試料幅を超えないように注意をし、可変スリットモードを用いてX線の照射幅が試料幅を超えないように測定を行ない、測定後の結果に可変スリットから固定スリットへの強度補正を施すことが望ましい。
具体的な粉末X線回折測定の条件としては、実施例に示すものの他、以下の条件でも行なってもよい。
The powder X-ray diffraction measurement can be performed with a conventional reflection type concentrated optical system. When measuring the diffraction angle on the low angle side, care should be taken so that the X-ray irradiation width does not exceed the sample width, and measurement is performed using the variable slit mode so that the X-ray irradiation width does not exceed the sample width. It is desirable to correct the intensity after the measurement from the variable slit to the fixed slit.
Specific conditions for powder X-ray diffraction measurement may be performed under the following conditions in addition to those shown in the examples.

粉末X線回折装置X′Pert Pro MPD(PANalytical社製)にて精密測定を行う。光学系および、測定条件は以下の通りである。
光学系:集中法光学系
入射側:封入式X線管球(CuKα)
Soller Slit(0.04rad)
Divergence Slit(Variable Slit)
受光側:半導体アレイ検出器(X′Celerator)
Ni−filter
Soller Slit(0.04rad)
X線出力:40KV,30mA
操作軸:θ/2θ
走査範囲(2θ):5.0−155.0°
測定モード:Continuous
読み込み幅:0.016゜
計数時間:29.8sec
自動可変スリット(Automatic−DS):10mm(照射幅)
Precise measurement is performed with a powder X-ray diffractometer X'Pert Pro MPD (manufactured by PANalytical). The optical system and measurement conditions are as follows.
Optical system: Concentrated optical system Incident side: Enclosed X-ray tube (CuKα)
Soller Slit (0.04 rad)
Divergence Slit (Variable Slit)
Light receiving side: Semiconductor array detector (X'Celerator)
Ni-filter
Soller Slit (0.04 rad)
X-ray output: 40KV, 30mA
Operation axis: θ / 2θ
Scanning range (2θ): 5.0-155.0 °
Measurement mode: Continuous
Reading width: 0.016 ° Counting time: 29.8 sec
Automatic variable slit (Automatic-DS): 10 mm (irradiation width)

また、上述の本発明の結晶相以外の結晶相が混在していても、混在する結晶相が既知相であれば以下の手順に従い、上述の本発明の結晶相か否かの判別を行なうことができる。   Further, even if crystal phases other than the above-described crystal phase of the present invention are mixed, if the mixed crystal phase is a known phase, it is determined whether or not it is the above-described crystal phase of the present invention according to the following procedure. Can do.

2θ=5°〜90°の粉末X線回折測定を実施し、測定されたパターンの定性分析(同定作業)を実施する。同定された結晶相由来の回折ピークを除外して、残りの回折ピークについて上述の領域A〜Cのピークの有無の判定を行う。なお、混在する結晶相由来の回折ピークが上述の領域A〜Cのピークと明らかな重なりが無ければ、混在する結晶相由来の回折ピークを考慮してそのまま上述の領域A〜Cのピークの有無の判定を行い、重なりがある場合は重なりのあるピークのプロファイルフィッティングによるピーク分離を行った後、上述の領域A〜Cのピークの有無の判定を行う。   Powder X-ray diffraction measurement of 2θ = 5 ° to 90 ° is performed, and qualitative analysis (identification operation) of the measured pattern is performed. Excluding the identified diffraction peaks derived from the crystal phase, the remaining diffraction peaks are determined for the presence or absence of the peaks in the above-mentioned regions A to C. In addition, if the diffraction peak derived from the mixed crystal phase does not clearly overlap with the peak in the above-described regions A to C, the presence or absence of the peak in the above-described region A to C in consideration of the diffraction peak derived from the mixed crystal phase. If there is an overlap, peak separation is performed by profile fitting of overlapping peaks, and then the presence / absence of peaks in the above-described regions A to C is determined.

<蛍光体の組成>
本発明の蛍光体は、下記式(1)で表される化学組成を有し、好ましくは上述の本発明の結晶相が下記式(1)で表される化学組成を有する。
:R ・・・・(1)
(式(1)において、
Mは、1種以上のアルカリ土類金属元素を含む構成元素を示し、
Rは、1種以上の発光中心元素を含む添加元素を示し、
m、a、oはそれぞれ、
6.3≦m≦7.7
3.6≦a≦4.4
15.3≦o≦18.7
を満たす数を表す。)
即ち、本発明の蛍光体は、上記式(1)で表される化学組成の本発明の結晶相を含有することが好ましい。
<Composition of phosphor>
The phosphor of the present invention has a chemical composition represented by the following formula (1), and preferably the above-described crystal phase of the present invention has a chemical composition represented by the following formula (1).
M m P a O o : R (1)
(In Formula (1),
M represents a constituent element containing one or more alkaline earth metal elements,
R represents an additive element including one or more luminescent center elements,
m, a and o are respectively
6.3 ≦ m ≦ 7.7
3.6 ≦ a ≦ 4.4
15.3 ≦ o ≦ 18.7
Represents a number that satisfies )
That is, the phosphor of the present invention preferably contains the crystal phase of the present invention having a chemical composition represented by the above formula (1).

上記式(1)において、「M」は、Mg、Ca、Sr、Baなどのアルカリ土類金属元素を含む構成元素を示す。M元素は、2種以上のアルカリ土類金属元素を含んでいてもよい。M元素としては、少なくともCa、Sr、Baのいずれか1以上を含むことが好ましく、Ca、Baを含むことがより好ましく、Caを含むことがさらに好ましい。以下の通りM元素はCaとBaを含むことが特に好ましい。
M元素はさらにZn、Cdなどの周期表第12族元素を含んでいてもよい。M元素には、2種以上の周期表第12族元素が含まれていてもよい。
In the above formula (1), “M” represents a constituent element including an alkaline earth metal element such as Mg, Ca, Sr, or Ba. The M element may contain two or more alkaline earth metal elements. The M element preferably contains at least one of Ca, Sr, and Ba, more preferably contains Ca and Ba, and further preferably contains Ca. It is particularly preferable that the M element includes Ca and Ba as follows.
The M element may further contain Group 12 elements of the periodic table such as Zn and Cd. The M element may contain two or more Group 12 elements of the periodic table.

M元素全体に対するCaの占める割合は、70モル%以上が好ましく、75モル%以上がより好ましく、80モル%以上が特に好ましい。また、M元素全体に対するCaの占める割合は、100%以下が好ましく、95%以下がより好ましく、90%以下が特に好ましい。   The proportion of Ca to the entire M element is preferably 70 mol% or more, more preferably 75 mol% or more, and particularly preferably 80 mol% or more. Further, the ratio of Ca to the entire M element is preferably 100% or less, more preferably 95% or less, and particularly preferably 90% or less.

M元素としては、Ca以外に、SrやBaなどのアルカリ土類金属および/またはZn、Cdなどの周期表第12族元素をさらに含有することが好ましく、Baを含むことがより好ましい。この場合、M元素全体に対するCa以外のアルカリ土類金属および/または周期表第12族元素の占める割合は、10モル%以上、25モル%以下であることが好ましく、13モル%以上、22モル%以下であることが好ましい。   In addition to Ca, the M element preferably further contains an alkaline earth metal such as Sr or Ba and / or a periodic table group 12 element such as Zn or Cd, and more preferably contains Ba. In this case, the proportion of the alkaline earth metal other than Ca and / or Group 12 element of the periodic table with respect to the whole M element is preferably 10 mol% or more and 25 mol% or less, and 13 mol% or more and 22 mol%. % Or less is preferable.

前記式(1)において、「R」は1種以上の発光中心元素を含む添加元素を示す。付活剤として働く発光中心元素としては、希土類イオン発光中心と呼ばれるイオンであるCe3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Gd3+、Tb3+、Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、Yb3+、Sm2+、Eu2+、Yb2+;遷移金属イオン発光中心と呼ばれるイオンであるCr3+、Mn4+、Mn2+、Fe3+;ns形イオン発光中心と呼ばれるイオンであるSn2+、Sb3+、Tl、Pb2+、Bi3+から選ばれる少なくとも一種以上のイオンとなり得る元素を含むことが好ましい。発光中心元素としては、中でも、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Sm、Eu、Ybなどの希土類元素を含むことがより好ましく、発光量子効率の点でCeおよび/またはEuを含むことがさらに好ましい。 In the formula (1), “R” represents an additive element including one or more luminescent center elements. As the luminescent center element acting as an activator, ions called Ce 3+ , Pr 3+ , Nd 3+ , Sm 3+ , Eu 3+ , Gd 3+ , Tb 3+ , Dy 3+ , Ho 3+ , Er 3+ , which are called rare earth ion luminescent centers, Tm 3+ , Yb 3+ , Sm 2+ , Eu 2+ , Yb 2+ ; Cr 3+ , Mn 4+ , Mn 2+ , Fe 3+ , ions called transition metal ion emission centers; Sn 2+, an ion called ns 2 type ion emission centers , Sb 3+ , Tl + , Pb 2+ , and Bi 3+ preferably contain at least one element that can be an ion. As the luminescent center element, it is more preferable to include rare earth elements such as Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Sm, Eu, and Yb. More preferably, Ce and / or Eu is contained in view of efficiency.

さらに、前記式(1)におけるR元素は、発光中心元素以外にアルカリ金属元素、周期表第13族元素、および周期表第14族元素からなる群から選ばれる1種以上の元素を含むことが好ましい。これらは、蛍光体全体の電荷バランスを維持するために適宜用いることができ、特に発光中心元素としてCeを含む場合には、電荷バランスの維持により欠陥を抑制する効果が期待できるため、これらの元素を用いることが好ましい。また、これらの元素を含むことで、発光色の調整を行うことが出来る。
以下において、R元素に含まれる発光中心元素を「Rx」で表し、R元素が含む発光中心元素以外の元素のうち、アルカリ金属元素を「Ry」で表し、周期表第13族元素および周期表第14族元素から選ばれる元素を「Rz」で表す場合がある。
Further, the R element in the formula (1) may contain one or more elements selected from the group consisting of alkali metal elements, group 13 elements of the periodic table, and group 14 elements of the periodic table in addition to the luminescent center element. preferable. These can be used as appropriate in order to maintain the charge balance of the entire phosphor. In particular, when Ce is included as the luminescent center element, the effect of suppressing defects can be expected by maintaining the charge balance. Is preferably used. In addition, the emission color can be adjusted by including these elements.
In the following, the emission center element contained in the R element is represented by “Rx”, and among the elements other than the emission center element contained in the R element, the alkali metal element is represented by “Ry”. An element selected from Group 14 elements may be represented by “Rz”.

発光中心元素以外に含まれるR元素としては、Li、Na、K、Csなどのアルカリ金属元素;B、Al、Ga、In、Tlなどの周期表第13族元素;およびC、Si、Geなどの周期表第14族元素が好ましい。特に、前記発光中心元素がCeの場合には、発光中心元素以外に含まれるR元素として、Li、Na、K、Csなどのアルカリ金属元素;B、Al、Ga、In、Tlなどの周期表第13族元素;およびC、Si、Geなどの周期表第14族元素を含むことで、結晶構造全体での電荷バランスを保つことができ、好ましい。   Examples of R elements other than the emission center element include alkali metal elements such as Li, Na, K, and Cs; periodic table group 13 elements such as B, Al, Ga, In, and Tl; and C, Si, Ge, and the like The periodic table group 14 element is preferred. In particular, when the emission center element is Ce, the R element contained in addition to the emission center element is an alkali metal element such as Li, Na, K, or Cs; and a periodic table such as B, Al, Ga, In, or Tl. By including a Group 13 element; and a Group 14 element of the periodic table such as C, Si, Ge, etc., the charge balance in the entire crystal structure can be maintained, which is preferable.

R元素全体に対する発光中心元素の割合は、30モル%以上が好ましく、40モル%以上がより好ましく、50モル%以上が特に好ましい。R元素全体に対する発光中心元素以外の添加元素の割合は、50モル%以下が好ましい。
発光中心元素がCeの場合、R元素全体に対するCeの割合は、30モル%以上、特に40モル%以上で、80モル%以下、特に70モル%以下であることが好ましい。
発光中心元素がEuの場合、R元素全体に対するEuの割合は100モル%であってもよい。
The ratio of the luminescent center element to the entire R element is preferably 30 mol% or more, more preferably 40 mol% or more, and particularly preferably 50 mol% or more. The ratio of additive elements other than the luminescent center element to the entire R element is preferably 50 mol% or less.
When the luminescent center element is Ce, the ratio of Ce to the entire R element is preferably 30 mol% or more, particularly 40 mol% or more, and 80 mol% or less, particularly 70 mol% or less.
When the luminescent center element is Eu, the ratio of Eu to the entire R element may be 100 mol%.

なお、R元素は、M元素またはP元素に置換して配置されることにより結晶構造中に取り込まれる。具体的には、発光中心元素RxはM元素に置換して結晶構造中に導入される。発光中心元素以外に含まれるR元素のうち、Ry元素であるLi、Na、K、Csなどのアルカリ金属元素は、M元素に置換して結晶構造中に導入される。一方で、発光中心元素以外に含まれるR元素のうち、Rz元素であるB、Al、Ga、In、Tlなどの周期表第13族元素;およびC、Si、Geなどの周期表第14族元素は、P元素に置換して結晶構造中に導入される。   Note that the R element is incorporated into the crystal structure by being replaced with the M element or the P element. Specifically, the luminescent center element Rx is substituted into the M element and introduced into the crystal structure. Among the R elements contained other than the luminescent center element, alkali metal elements such as Li, Na, K, and Cs, which are Ry elements, are substituted into the M element and introduced into the crystal structure. On the other hand, among the R elements contained other than the luminescent center element, periodic table group 13 elements such as B, Al, Ga, In and Tl which are Rz elements; and periodic table group 14 such as C, Si and Ge The element is substituted into the P element and introduced into the crystal structure.

前記式(1)において、「P」は、リンである。
前記式(1)において、「O」は、酸素を示す。O元素は、酸素を主成分としていればよく、得られる蛍光体の特性に影響を与えない範囲内で、F、Cl等を含有していてもよい。
In the formula (1), “P” is phosphorus.
In the formula (1), “O” represents oxygen. The O element only needs to contain oxygen as a main component, and may contain F, Cl, or the like within a range that does not affect the characteristics of the obtained phosphor.

また、本発明の蛍光体は、上述したM、R、PおよびOの各構成元素の他に、本発明の効果に影響を与えない範囲内で不可避的に混入してしまう元素、例えば不純物元素などを含んでいてもよい。   Further, the phosphor of the present invention includes, in addition to the above-described constituent elements of M, R, P, and O, elements that are inevitably mixed within a range that does not affect the effects of the present invention, such as impurity elements. Etc. may be included.

前記式(1)において、「m」はM元素(アルカリ土類金属元素及び/又は周期表第12族元素)およびM元素に置換するR元素(Rx元素及びRy元素)のモル比の和を示す。mは、通常6.3≦m≦7.7を満たす数であり、好ましくは6.4以上、より好ましくは6.6以上、特に好ましくは6.8以上であり、また、好ましくは7.6以下、より好ましくは7.4以下、特に好ましくは7.2以下である。
M元素におけるR元素(Rx元素及びRy元素)の置換率としては、mに対して0.1モル%〜15モル%であることが好ましい。
In the above formula (1), “m” is the sum of molar ratios of M element (alkaline earth metal element and / or periodic table group 12 element) and R element (Rx element and Ry element) substituted for M element. Show. m is a number that usually satisfies 6.3 ≦ m ≦ 7.7, preferably 6.4 or more, more preferably 6.6 or more, particularly preferably 6.8 or more, and preferably 7. It is 6 or less, more preferably 7.4 or less, and particularly preferably 7.2 or less.
The substitution rate of R element (Rx element and Ry element) in M element is preferably 0.1 mol% to 15 mol% with respect to m.

前記式(1)において、「a」はP元素(リン)およびP元素に置換するR元素(Rz元素)のモル比の和を示す。aは、3.6≦a≦4.4を満たす数であり、好ましくは3.7以上、より好ましくは3.8以上、特に好ましくは3.9以上であり、また、好ましくは4.3以下、より好ましくは4.2以下、特に好ましくは4.1以下である。
P元素におけるR元素(Rz元素)の置換率としては、aに対して0.1モル%〜15モル%であることが好ましい。
In the formula (1), “a” represents the sum of the molar ratios of the P element (phosphorus) and the R element (Rz element) that substitutes for the P element. a is a number satisfying 3.6 ≦ a ≦ 4.4, preferably 3.7 or more, more preferably 3.8 or more, particularly preferably 3.9 or more, and preferably 4.3. Hereinafter, it is more preferably 4.2 or less, and particularly preferably 4.1 or less.
The substitution rate of R element (Rz element) in P element is preferably 0.1 mol% to 15 mol% with respect to a.

前記式(1)において、「o」はO元素(酸素)のモル比を示す。oは、15.3≦o≦18.7を満たす数であり、好ましくは15.8以上、より好ましくは16.3以上、さらに好ましくは16.8以上であり、また、好ましくは18.2以下、より好ましくは17.7以下、さらに好ましくは17.2以下である。   In said Formula (1), "o" shows the molar ratio of O element (oxygen). o is a number satisfying 15.3 ≦ o ≦ 18.7, preferably 15.8 or more, more preferably 16.3 or more, further preferably 16.8 or more, and preferably 18.2. Hereinafter, it is more preferably 17.7 or less, and still more preferably 17.2 or less.

前記式(1)は、より具体的には、下記式(1A)で表され、好ましくは、下記式(1a)、(1b)のいずれか一方又は双方を満たすものである。
(m−x−y)(a−z)RxRyRz ・・・・(1A)
6.3≦m≦7.7
3.6≦a≦4.4
15.3≦o≦18.7
0≦x≦1.0
0≦y≦2.0
0≦z≦2.0
0.001m≦x+y≦0.15m ・・・・(1a)
0.001a≦z≦0.15a ・・・・(1b)
More specifically, the formula (1) is represented by the following formula (1A), and preferably satisfies one or both of the following formulas (1a) and (1b).
M (mx-y) P (az) Rx x Ry y Rz z O o (1A)
6.3 ≦ m ≦ 7.7
3.6 ≦ a ≦ 4.4
15.3 ≦ o ≦ 18.7
0 ≦ x ≦ 1.0
0 ≦ y ≦ 2.0
0 ≦ z ≦ 2.0
0.001 m ≦ x + y ≦ 0.15 m (1a)
0.001a ≦ z ≦ 0.15a (1b)

<蛍光体の特性>
(発光ピーク波長)
本発明の蛍光体の発光ピーク波長は、Rに含まれる発光中心元素Rxの種類によって異なり、例えば、発光中心元素RxにCeを用いた場合の本発明の蛍光体は、通常430nm以上、好ましくは440nm以上、より好ましくは450nm以上、特に好ましくは460nm以上であり、また、通常520nm以下、好ましくは510nm以下、より好ましくは500nm以下の波長範囲に発光ピークを有する。即ち、青緑系の発光色を有するものである。
また、発光中心元素RxにEuを用いた場合の本発明の蛍光体は、通常510nm以上、好ましくは520nm以上、より好ましくは530nm以上、特に好ましくは540nm以上であり、また、通常590nm以下、好ましくは580nm以下、より好ましくは570nm以下の波長範囲に発光ピークを有する。即ち、黄色系の発光色を有するものである。
<Characteristics of phosphor>
(Peak emission wavelength)
The emission peak wavelength of the phosphor of the present invention varies depending on the type of the emission center element Rx contained in R. For example, the phosphor of the present invention when Ce is used as the emission center element Rx is usually 430 nm or more, preferably The emission peak is 440 nm or more, more preferably 450 nm or more, particularly preferably 460 nm or more, and usually has an emission peak in a wavelength range of 520 nm or less, preferably 510 nm or less, more preferably 500 nm or less. That is, it has a blue-green light emission color.
Further, the phosphor of the present invention when Eu is used as the emission center element Rx is usually 510 nm or more, preferably 520 nm or more, more preferably 530 nm or more, particularly preferably 540 nm or more, and usually 590 nm or less, preferably Has an emission peak in a wavelength range of 580 nm or less, more preferably 570 nm or less. That is, it has a yellow emission color.

(発光スペクトルの半値幅)
本発明の蛍光体は、発光ピークの半値幅が通常60nm以上、好ましくは70nm以上、より好ましくは80nm以上、特に好ましくは90nm以上である。即ち、半値幅の広い発光スペクトルを示すものである。
本発明の蛍光体は、発光ピークの半値幅が広いことから、青色LEDと組み合わせて用いると一種類の蛍光体のみで演色性のよい発光を得ることができる。また、本発明の蛍光体に加えて、青色〜黄緑色蛍光体や赤色蛍光体等を組み合わせて発光装置とすれば、さらなる高演色の発光を示す発光装置を得ることができる。
(Half width of emission spectrum)
In the phosphor of the present invention, the half width of the emission peak is usually 60 nm or more, preferably 70 nm or more, more preferably 80 nm or more, and particularly preferably 90 nm or more. That is, it shows an emission spectrum with a wide half-value width.
Since the phosphor of the present invention has a wide half-value width of the emission peak, when used in combination with a blue LED, light emission with good color rendering can be obtained with only one type of phosphor. In addition to the phosphor of the present invention, if a light emitting device is formed by combining a blue to yellow-green phosphor, a red phosphor, or the like, a light emitting device that emits light of higher color rendering can be obtained.

(粒径)
本発明の蛍光体は、通常、微粒子の形態を有している。具体的には、質量メジアン径D50が、通常2μm以上、好ましくは5μm以上、また、通常30μm以下、好ましくは20μm以下の範囲の微粒子である。質量メジアン径D50が大きすぎると、例えば後述する蛍光体含有組成物を調製する際の液体媒体中への分散性が悪くなる傾向があり、小さすぎると低輝度となる傾向がある。
(Particle size)
The phosphor of the present invention usually has a fine particle form. Specifically, the mass median diameter D 50 is usually 2μm or more, preferably 5μm or more, and usually 30μm or less, preferably fine particles of the range 20 [mu] m. When the mass median diameter D 50 is too large, for example, tend to dispersibility becomes poor in the liquid medium in the preparation of which will be described later phosphor-containing composition tends to be too small and the low luminance.

質量メジアン径D50は、例えば、レーザー回折・散乱法により粒度分布を測定して得られる、質量基準粒度分布曲線から求められる値である。メジアン径D50は、この質量基準粒度分布曲線において、積算値が50%のときの粒径値を意味する。 Mass median diameter D 50 is, for example, obtained by measuring particle size distribution by laser diffraction scattering method, is a value determined from the mass-standard particle size distribution curve. The median diameter D 50 is in this mass-standard particle size distribution curve, the accumulated value refers to the particle size value when the 50%.

[2.蛍光体の製造方法]
本発明の蛍光体は、各蛍光体原料を、前記式(1)で表される結晶相の組成となるように秤量して蛍光体原料混合物を調製し、得られた蛍光体原料混合物を焼成することにより製造することができる。
[2. Method for producing phosphor]
In the phosphor of the present invention, each phosphor material is weighed so as to have the composition of the crystal phase represented by the formula (1) to prepare a phosphor material mixture, and the obtained phosphor material mixture is fired. Can be manufactured.

蛍光体原料としては、金属化合物、金属などを用いる。例えば、前記式(1)で表される組成の結晶相を有する本発明の蛍光体を製造する場合、M元素の原料(以下適宜「M源」という)、P元素の原料(以下適宜「P源」という)、R元素の原料(以下適宜「R源」という)から必要な組み合わせを混合し(混合工程)、得られた混合物を焼成し(焼成工程)、得られた焼成物を、必要に応じて、解砕・粉砕や洗浄する(後処理工程)ことにより製造することができる。なお、O元素の原料は、主にM源、P源、R源に含まれる酸素から供給される。   As the phosphor material, a metal compound, a metal, or the like is used. For example, when producing the phosphor of the present invention having a crystal phase having the composition represented by the formula (1), a raw material of M element (hereinafter referred to as “M source” as appropriate) and a raw material of P element (hereinafter referred to as “P” as appropriate). Source)), a necessary combination from the raw material of R element (hereinafter referred to as “R source” as appropriate) (mixing step), the obtained mixture is fired (firing step), and the obtained fired product is necessary. Depending on the condition, it can be produced by crushing, grinding or washing (post-treatment process). Note that the raw material of the O element is mainly supplied from oxygen contained in the M source, the P source, and the R source.

<蛍光体原料>
使用される蛍光体原料としては、公知のものを用いることができ、例えば、M源としてBa、BaHPO、BaO、BaCO等のBa源、Ca、CaHPO、CaO、CaCO等のCa源、Sr、SrHPO、SrO、SrCO等のSr源、Mg、MgHPO、MgO、MgCO等のMg源、ZnO等のZn源;R源として、Ceの金属、酸化物、炭酸塩、塩化物、フッ化物、窒化物又は酸窒化物から選ばれるCe化合物等のCe源、Euの金属、酸化物、炭酸塩、塩化物、フッ化物、窒化物又は酸窒化物から選ばれるEu化合物等のEu源(以上Rx源)、SiC、Si、SiO等のSi源、AlN、Al等のAl源、HBO、B等のB源(以上Rz源)、LiCO等のLi源、NaCO等のNa源、KCO等のK源、CsCO等のCs源(以上Ry源);P源としてNHPO、(NHPO、(NHHPO等を用いることができる。
<Phosphor material>
As the phosphor raw material used, known materials can be used, for example, Ba sources such as Ba 3 N 2 , BaHPO 4 , BaO, BaCO 3, etc. as M sources, Ca 3 N 2 , CaHPO 4 , CaO, CaCO 3 or the like Ca source, Sr 3 N 2, SrHPO 4 , SrO, SrCO 3 , etc. Sr source, Mg 3 N 2, MgHPO 4 , MgO, MgCO Mg source such as 3, Zn source such as ZnO; as R source Ce source such as Ce compound selected from Ce metal, oxide, carbonate, chloride, fluoride, nitride or oxynitride, Eu metal, oxide, carbonate, chloride, fluoride, nitride Eu sources (hereinafter referred to as Rx sources) such as Eu compounds selected from oxides or oxynitrides, Si sources such as SiC, Si 3 N 4 and SiO 2 , Al sources such as AlN and Al 2 O 3 , H 3 BO 3 , B such as B 2 O 3 The source (or Rz source), LiCO Li source such as 3, Na source such Na 2 CO 3, K K source such as 2 CO 3, Cs source such Cs 2 CO 3 (or more Ry source); NH as P source 4 H 2 PO 4 , (NH 4 ) 3 PO 4 , (NH 4 ) 2 HPO 4, or the like can be used.

なお、前記式(1)におけるO源(酸素)は、P源、M源、R源から供給されてもよいし、焼成雰囲気から供給されてもよい。P源についてもCaHPO、BaHPO等のM源から供給されてもよい。また、各原料には、不可避的不純物が含まれていてもよい。 The O source (oxygen) in the formula (1) may be supplied from a P source, an M source, or an R source, or may be supplied from a firing atmosphere. The P source may also be supplied from an M source such as CaHPO 4 or BaHPO 4 . Each raw material may contain inevitable impurities.

<混合工程>
目的組成が得られるように蛍光体原料を秤量し、ボールミル等を用いて十分混合し、蛍光体原料混合物を得る(混合工程)。
<Mixing process>
The phosphor raw materials are weighed so as to obtain the target composition, and sufficiently mixed using a ball mill or the like to obtain a phosphor raw material mixture (mixing step).

上記混合手法としては、特に限定はされないが、具体的には、下記(A)及び(B)の手法が挙げられる。
(A)例えばハンマーミル、ロールミル、ボールミル、ジェットミル等の乾式粉砕機、又は、乳鉢と乳棒等を用いる粉砕と、例えばリボンブレンダー、V型ブレンダー、ヘンシェルミキサー等の混合機、又は、乳鉢と乳棒を用いる混合とを組み合わせ、前述の蛍光体原料を粉砕混合する乾式混合法。
Although it does not specifically limit as said mixing method, Specifically, the method of following (A) and (B) is mentioned.
(A) Dry pulverizer such as hammer mill, roll mill, ball mill, jet mill, etc., or pulverization using mortar and pestle, and mixer such as ribbon blender, V-type blender, Henschel mixer, or mortar and pestle And a dry mixing method in which the above phosphor raw materials are pulverized and mixed.

(B)前述の蛍光体原料に水等の溶媒又は分散媒を加え、例えば粉砕機、乳鉢と乳棒、又は蒸発皿と撹拌棒等を用いて混合し、溶液又はスラリーの状態とした上で、噴霧乾燥、加熱乾燥、又は自然乾燥等により乾燥させる湿式混合法。   (B) A solvent or dispersion medium such as water is added to the phosphor material described above, and mixed using, for example, a pulverizer, a mortar and a pestle, or an evaporating dish and a stirring rod, to obtain a solution or slurry. A wet mixing method in which drying is performed by spray drying, heat drying, or natural drying.

蛍光体原料の混合は、上記湿式混合法又は乾式混合法のいずれでもよいが、水分による蛍光体原料の汚染を避けるために、乾式混合法や非水溶性溶媒を使った湿式混合法がより好ましい。   The mixing of the phosphor raw material may be either the wet mixing method or the dry mixing method, but in order to avoid contamination of the phosphor raw material with moisture, a dry mixing method or a wet mixing method using a water-insoluble solvent is more preferable. .

<焼成工程>
続いて、混合工程で得られた蛍光体原料混合物を焼成する(焼成工程)。
例えば、上述の蛍光体原料混合物を、必要に応じて乾燥後、坩堝等の容器内に充填し、焼成炉、加圧炉等を用いて焼成を行なう。
焼成工程における好ましい諸条件を以下に述べる。
<Baking process>
Subsequently, the phosphor material mixture obtained in the mixing step is fired (firing step).
For example, the phosphor raw material mixture described above is dried as necessary and then filled into a container such as a crucible and fired using a firing furnace, a pressure furnace, or the like.
Preferred conditions in the firing step are described below.

焼成工程で用いる焼成容器(坩堝など)の材質としては、アルミナ、窒化ホウ素、カーボン等が挙げられる。これらのうち、アルミナ製のものを用いることにより結晶性が良い蛍光体が得られるので好ましい。   Examples of the material of the firing container (such as a crucible) used in the firing step include alumina, boron nitride, and carbon. Among these, it is preferable to use an alumina product because a phosphor having good crystallinity can be obtained.

焼成温度は、圧力など、その他の条件によっても異なるが、通常1000℃以上、2100℃以下の温度範囲で焼成を行なうことができる。焼成工程における最高到達温度としては、通常1000℃以上、好ましくは1100℃以上であり、また、通常2100℃以下、好ましくは1900℃以下、より好ましくは1700℃以下、さらに好ましくは1600℃以下、特に好ましくは1500℃以下である。焼成温度が高すぎると原料に含まれる窒素などが飛んで母体結晶に欠陥を生成し、着色しやすくなり、また、不純物が生成しやすくなる傾向がある。低すぎると固相反応の進行が遅くなる傾向にある。特に高耐熱性の焼成炉を必要とすることなく、エネルギー消費量を抑えて蛍光体を合成するという本発明の目的から、焼成温度は1400℃以下とすることが好ましく、本発明の蛍光体は、このように比較的低い焼成温度でも目的の蛍光体を製造できるという特長を有する。   Although the firing temperature varies depending on other conditions such as pressure, firing can usually be performed in a temperature range of 1000 ° C. or higher and 2100 ° C. or lower. The maximum temperature reached in the firing step is usually 1000 ° C. or higher, preferably 1100 ° C. or higher, and is usually 2100 ° C. or lower, preferably 1900 ° C. or lower, more preferably 1700 ° C. or lower, more preferably 1600 ° C. or lower, especially Preferably it is 1500 degrees C or less. If the firing temperature is too high, nitrogen contained in the raw material will fly and defects will be generated in the host crystal, making it easy to color, and impurities tend to be generated. If it is too low, the progress of the solid phase reaction tends to be slow. In particular, for the purpose of the present invention to synthesize phosphors with reduced energy consumption without requiring a high heat-resistant firing furnace, the firing temperature is preferably 1400 ° C. or lower. In this way, the target phosphor can be produced even at a relatively low firing temperature.

焼成工程における昇温速度は、通常2℃/分以上、好ましくは5℃/分以上、より好ましくは10℃/分以上であり、また、通常30℃/分以下、好ましくは25℃/分以下である。昇温速度がこの範囲を下回ると、焼成時間が長くなる可能性がある。また、昇温速度がこの範囲を上回ると、焼成装置、容器等が破損する場合がある。   The heating rate in the firing step is usually 2 ° C./min or more, preferably 5 ° C./min or more, more preferably 10 ° C./min or more, and usually 30 ° C./min or less, preferably 25 ° C./min or less. It is. If the rate of temperature rise is below this range, the firing time may be long. In addition, if the rate of temperature rise exceeds this range, the firing device, container, etc. may be damaged.

焼成工程における焼成雰囲気は、本発明の蛍光体が得られる限り任意であるが、窒素ガス含有雰囲気とすることが好ましい。具体的には、窒素ガス雰囲気、水素含有窒素ガス雰囲気等が挙げられ、中でも水素含有窒素ガス雰囲気が好ましい。なお、焼成雰囲気の酸素含有量は、通常10ppm以下、好ましくは5ppm以下にするとよい。   The firing atmosphere in the firing step is arbitrary as long as the phosphor of the present invention is obtained, but a nitrogen gas-containing atmosphere is preferable. Specific examples include a nitrogen gas atmosphere, a hydrogen-containing nitrogen gas atmosphere, and the like, and among them, a hydrogen-containing nitrogen gas atmosphere is preferable. The oxygen content in the firing atmosphere is usually 10 ppm or less, preferably 5 ppm or less.

焼成時間(焼成温度保持時間)は、焼成時の温度や圧力等によっても異なるが、通常10分間以上、好ましくは30分間以上、また、通常24時間以下、好ましくは12時間以下である。   The firing time (baking temperature holding time) varies depending on the temperature and pressure during firing, but is usually 10 minutes or longer, preferably 30 minutes or longer, and usually 24 hours or shorter, preferably 12 hours or shorter.

焼成工程における圧力は、焼成温度等によっても異なるが、炉内の圧力を大気圧(0.1013MPa)もしくは、加圧状態にして製造することができる。焼成工程における圧力は通常、0.1013MPa以上であり、また、通常100MPa以下、好ましくは50MPa以下、より好ましくは20MPa以下、特に好ましくは10MPa以下である。本発明の蛍光体は、通常大気圧下、即ち常圧で製造することが可能であり、容易に作製することができるため好ましい。   Although the pressure in the firing step varies depending on the firing temperature and the like, the pressure in the furnace can be set to atmospheric pressure (0.1013 MPa) or a pressurized state. The pressure in the firing step is usually 0.1013 MPa or more, and is usually 100 MPa or less, preferably 50 MPa or less, more preferably 20 MPa or less, and particularly preferably 10 MPa or less. The phosphor of the present invention is preferable because it can be produced usually under atmospheric pressure, that is, at atmospheric pressure, and can be easily produced.

なお、焼成工程は、必要に応じて、複数回繰り返し行なってもよい。その際は、一回目の焼成と、二回目の焼成とで、焼成条件を同一にしてもよいし、異なるものにしてもよい。   In addition, you may repeat a baking process in multiple times as needed. In that case, the firing conditions may be the same or different between the first firing and the second firing.

(後処理工程)
焼成により得られる焼成物は、粒状又は塊状となる。これを解砕、粉砕及び/又は分級操作を組み合わせて所定のサイズの粉末にする。ここでは、D50が約30μm以下になるように処理するとよい。
(Post-processing process)
The fired product obtained by firing becomes granular or massive. This is pulverized, pulverized and / or classified into a powder of a predetermined size. Here, it is preferable to process as D 50 is less than about 30 [mu] m.

具体的な処理の例としては、焼成物を目開き45μm程度の篩分級処理し、篩を通過した粉末を次工程に回す方法、或いは焼成物をボールミルや振動ミル、ジェットミル等の一般的な粉砕機を使用して所定の粒度に粉砕する方法が挙げられる。後者の方法において、過度の粉砕は、光を散乱しやすい微粒子を生成するだけでなく、粒子表面に結晶欠陥を生成し、発光効率の低下を引き起こす可能性がある。   As an example of the specific treatment, the baked product is subjected to a sieve classification process with an opening of about 45 μm, and the powder that has passed through the sieve is passed to the next process, or the baked product is used in a general method such as a ball mill, a vibration mill, or a jet mill. The method of grind | pulverizing to a predetermined particle size using a grinder is mentioned. In the latter method, excessive pulverization not only generates fine particles that easily scatter light, but also generates crystal defects on the particle surface, which may cause a decrease in luminous efficiency.

また、必要に応じて、蛍光体(焼成物)を洗浄する工程を設けてもよい。洗浄工程後は、蛍光体を付着水分がなくなるまで乾燥させて、使用に供する。さらに、必要に応じて、凝集をほぐすために分散・分級処理を行ってもよい。   Moreover, you may provide the process of wash | cleaning fluorescent substance (baked material) as needed. After the cleaning step, the phosphor is dried until it has no adhering moisture and is used. Further, if necessary, dispersion / classification treatment may be performed to loosen the aggregation.

[3.蛍光体の用途]
本発明の蛍光体は、蛍光体を使用する任意の用途に用いることができる。また、本発明の蛍光体を単独で使用することも可能であるが、2種以上併用したり、本発明の蛍光体とその他の蛍光体とを併用したりした、任意の組み合わせの蛍光体混合物として用いることも可能である。
[3. Use of phosphor]
The phosphor of the present invention can be used for any application using the phosphor. In addition, the phosphor of the present invention can be used alone, but two or more kinds of phosphors can be used together, or a phosphor mixture of any combination using the phosphor of the present invention and other phosphors in combination. Can also be used.

本発明の蛍光体は、公知の液体媒体(例えば、シリコーン系化合物等)と混合して、蛍光体含有組成物として用いることもできる。
また、本発明により得られる蛍光体は、特に、紫外光で励起可能であるという特性を生かして、紫外光を発する光源と組み合わせることで、各種の発光装置に好適に用いることができる。
The phosphor of the present invention can be used as a phosphor-containing composition by mixing with a known liquid medium (for example, a silicone compound).
In addition, the phosphor obtained by the present invention can be suitably used for various light-emitting devices by combining with a light source that emits ultraviolet light, taking advantage of the property that it can be excited by ultraviolet light.

発光装置の発光色としては紫色や、白色に制限されず、蛍光体の組み合わせや含有量を適宜選択することにより、電球色(暖かみのある白色)やパステルカラー等、任意の色に発光する発光装置を製造することができる。こうして得られた発光装置を、画像表示装置の発光部(特に液晶用バックライトなど)や照明装置として使用することができる。   The emission color of the light-emitting device is not limited to purple or white, but by appropriately selecting the combination and content of phosphors, light emission that emits light in any color, such as light bulb color (warm white) or pastel color The device can be manufactured. The light-emitting device thus obtained can be used as a light-emitting portion (particularly a liquid crystal backlight) or an illumination device of an image display device.

[4.蛍光体含有組成物]
本発明の蛍光体は、液体媒体と混合して用いることもできる。特に、本発明の蛍光体を発光装置等の用途に使用する場合には、これを液体媒体中に分散させた形態で用いることが好ましい。本発明の蛍光体を液体媒体中に分散させたものを、適宜「本発明の蛍光体含有組成物」と呼ぶものとする。
[4. Phosphor-containing composition]
The phosphor of the present invention can be used by mixing with a liquid medium. In particular, when the phosphor of the present invention is used for applications such as a light emitting device, it is preferably used in a form dispersed in a liquid medium. The phosphor of the present invention dispersed in a liquid medium will be referred to as “the phosphor-containing composition of the present invention” as appropriate.

<蛍光体>
上記蛍光体含有組成物に含有させる本発明の蛍光体の種類に制限は無く、任意に選択することができる。また、蛍光体含有組成物に含有させる本発明の蛍光体は、1種のみであってもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。更に、蛍光体含有組成物には、本発明の効果を著しく損なわない限り、本発明の蛍光体以外の蛍光体を含有させてもよい。
<Phosphor>
There is no restriction | limiting in the kind of fluorescent substance of this invention contained in the said fluorescent substance containing composition, It can select arbitrarily. Moreover, the fluorescent substance of this invention contained in a fluorescent substance containing composition may be only 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. Furthermore, the phosphor-containing composition may contain a phosphor other than the phosphor of the present invention as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.

<液体媒体>
本発明の蛍光体含有組成物に用いられる液体媒体の種類は特に限定されず、通常、半導体発光素子を覆ってモールディングすることのできる硬化性材料を用いることができる。硬化性材料とは、流体状の材料であって、何らかの硬化処理を施すことにより硬化する材料のことをいう。ここで、流体状とは、例えば液状又はゲル状のことをいう。硬化性材料は、固体発光素子から発せられた光を蛍光体へ導く役割を担保するものであれば、具体的な種類に制限は無い。また、硬化性材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。したがって、硬化性材料としては、無機系材料及び有機系材料並びに両者の混合物のいずれを用いることも可能である。
<Liquid medium>
The kind of the liquid medium used for the phosphor-containing composition of the present invention is not particularly limited, and a curable material that can be molded over the semiconductor light emitting element can be used. The curable material is a fluid material that is cured by performing some kind of curing treatment. Here, the fluid state means, for example, a liquid state or a gel state. The curable material is not particularly limited as long as it secures the role of guiding the light emitted from the solid light emitting element to the phosphor. Moreover, only 1 type may be used for a curable material and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. Therefore, as the curable material, any of inorganic materials, organic materials, and mixtures thereof can be used.

<液体媒体及び蛍光体の含有率>
本発明の蛍光体含有組成物の液体媒体の含有率は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明の蛍光体含有組成物全体に対して、通常25質量%以上、好ましくは40質量%以上であり、また、通常99質量%以下、好ましくは95質量%以下、より好ましくは80質量%以下である。液体媒体の量が多い場合には特段の問題は起こらないが、半導体発光装置とした場合に所望の色度座標、演色指数、発光効率等を得るには、通常、上記のような配合比率で液体媒体を用いることが望ましい。一方、液体媒体が少な過ぎると流動性が低下し取り扱い難くなる可能性がある。
<Content of liquid medium and phosphor>
The content of the liquid medium of the phosphor-containing composition of the present invention is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but usually 25% by mass or more, preferably with respect to the entire phosphor-containing composition of the present invention. Is 40% by mass or more, and is usually 99% by mass or less, preferably 95% by mass or less, more preferably 80% by mass or less. When the amount of the liquid medium is large, no particular problem occurs. However, in order to obtain a desired chromaticity coordinate, color rendering index, luminous efficiency, etc. in the case of a semiconductor light emitting device, it is usually at a blending ratio as described above. It is desirable to use a liquid medium. On the other hand, when there is too little liquid medium, fluidity | liquidity may fall and it may become difficult to handle.

本発明の蛍光体含有組成物中の蛍光体の含有率は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明の蛍光体含有組成物全体に対して、通常1質量%以上、好ましくは5質量%以上、より好ましくは20質量%以上であり、通常75質量%以下、好ましくは60質量%以下である。また、蛍光体含有組成物中の蛍光体に占める本発明の蛍光体の割合についても任意であるが、通常30質量%以上、好ましくは50質量%以上であり、通常100質量%以下である。蛍光体含有組成物中の蛍光体含有量が多過ぎると蛍光体含有組成物の流動性が劣り、取り扱いにくくなることがあり、蛍光体含有量が少な過ぎると発光装置の発光の効率が低下する傾向にある。   The phosphor content in the phosphor-containing composition of the present invention is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but usually 1% by mass or more with respect to the entire phosphor-containing composition of the present invention, Preferably it is 5 mass% or more, More preferably, it is 20 mass% or more, and is 75 mass% or less normally, Preferably it is 60 mass% or less. The proportion of the phosphor of the present invention in the phosphor in the phosphor-containing composition is also arbitrary, but is usually 30% by mass or more, preferably 50% by mass or more, and usually 100% by mass or less. If the phosphor content in the phosphor-containing composition is too high, the flowability of the phosphor-containing composition may be inferior and difficult to handle, and if the phosphor content is too low, the light emission efficiency of the light-emitting device decreases. There is a tendency.

<その他の成分>
本発明の蛍光体含有組成物には、本発明の効果を著しく損なわない限り、蛍光体及び液体媒体以外に、その他の成分、例えば、屈折率調整のための金属酸化物や、拡散剤、フィラー、粘度調整剤、紫外線吸収剤等の添加剤を含有させても良い。その他の成分は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
<Other ingredients>
In the phosphor-containing composition of the present invention, in addition to the phosphor and the liquid medium, other components such as a metal oxide for adjusting the refractive index, a diffusing agent, and a filler are used unless the effects of the present invention are significantly impaired. Further, additives such as a viscosity modifier and an ultraviolet absorber may be contained. Only 1 type may be used for another component and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

[5.発光装置]
本発明の発光装置は、第1の発光体(励起光源)と、当該第1の発光体からの光を可視光に変換して、可視光を発し得る第2の発光体とを有する発光装置であって、該第2の発光体として前述の[1.蛍光体]の項で記載した本発明の蛍光体を1種以上含む第1の蛍光体を含有するものである。
[5. Light emitting device]
A light-emitting device of the present invention includes a first light-emitting body (excitation light source) and a second light-emitting body that can emit visible light by converting light from the first light-emitting body into visible light. The above-mentioned [1. It contains a first phosphor containing one or more of the phosphors of the present invention described in the section [Phosphor].

本発明の発光装置に用いられる本発明の蛍光体の好ましい具体例としては、前述の[1.蛍光体]の欄に記載した本発明の蛍光体や、後述の[実施例]の欄の各実施例に用いた蛍光体が挙げられる。また、本発明の蛍光体は、何れか一種を単独で使用してもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   Preferable specific examples of the phosphor of the present invention used in the light emitting device of the present invention include [1. Examples thereof include the phosphor of the present invention described in the “Phosphor” column and the phosphors used in the respective Examples in the “Example” column described later. In addition, any one of the phosphors of the present invention may be used alone, or two or more may be used in any combination and ratio.

本発明の発光装置は、第1の発光体(励起光源)を有し、且つ、第2の発光体として少なくとも本発明の蛍光体を使用している他は、その構成は制限されず、公知の装置構成を任意にとることが可能である。   The light-emitting device of the present invention has a first light emitter (excitation light source), and at least the phosphor of the present invention is used as the second light emitter. It is possible to arbitrarily adopt the apparatus configuration.

本発明の発光装置のうち、特に白色発光装置は、具体的には、第1の発光体として、一般的には、半導体発光素子、具体的には発光ダイオード(LED)やレーザーダイオード(LD)等の励起光源を用い、本発明の蛍光体の他、青色の蛍光を発する蛍光体、緑色の蛍光を発する蛍光体、赤色の蛍光を発する蛍光体、黄色の蛍光を発する蛍光体等の公知の蛍光体を任意に組み合わせて使用し、公知の装置構成をとることにより得ることができる。
ここで、該白色発光装置の白色とは、JIS Z 8701により規定された、(黄みの)白、(緑みの)白、(青みの)白、(紫みの)白及び白の全てを含む意であり、このうち好ましくは白である。
Among the light emitting devices of the present invention, in particular, the white light emitting device is specifically a first light emitter, generally a semiconductor light emitting element, specifically a light emitting diode (LED) or a laser diode (LD). In addition to the phosphor of the present invention, a phosphor emitting blue fluorescence, a phosphor emitting green fluorescence, a phosphor emitting red fluorescence, a phosphor emitting yellow fluorescence, and the like. It can be obtained by using any combination of phosphors and taking a known apparatus configuration.
Here, the white color of the white light emitting device means all of (yellowish) white, (greenish) white, (blueish) white, (purple) white and white defined by JIS Z 8701 Of these, white is preferred.

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、下記の実施例における各種の製造条件や評価結果の値は、本発明の実施態様における上限または下限の好ましい値としての意味をもつものであり、好ましい範囲は、前記上限または下限の値と下記実施例の値または実施例同士の値との組合せで規定される範囲であってもよい。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded. In addition, the values of various production conditions and evaluation results in the following examples have meanings as preferable values of the upper limit or the lower limit in the embodiment of the present invention, and the preferable range is the value of the upper limit or the lower limit. It may be a range defined by a combination of values of the following examples or values of the examples.

[実施例1−1〜1−17、2−1〜2−11及び、比較例1〜2]
蛍光体の原料化合物としては、CaCO(白辰化学研究所製、純度99.9%)、SrCO(白辰化学研究所製、純度99.9%)、CaHPO(Alfa Aesar製、純度98%)、CeO(Alfa Aesar製、純度99.9%)、Eu(Alfa Aesar製、純度99.99%)、BaCO(Alfa Aesar製、純度99.8%)、SiO(龍森製、純度99.9%)、MgO(Alfa Aesar製、純度99.95% )、ZnO(Acros製、純度99.5% )、LiCO(Alfa Aesar製、純度99.998% )、Al(Alfa Aesar製、純度99.997%)、HBO(Sigma−Aldrich製、純度99.5%)、NaCO(Fisher Scientific製、純度99.5%)、KCO(Fisher Scientific製、純度99%)、CsCO(Sigma−Aldrich製、99.95%)をそれぞれ使用した。
[Examples 1-1 to 1-17, 2-1 to 2-11 and Comparative Examples 1 to 2]
As a raw material compound of the phosphor, CaCO 3 (manufactured by Hakuho Chemical Laboratory, purity 99.9%), SrCO 3 (manufactured by Hakuho Chemical Laboratory, purity 99.9%), CaHPO 4 (manufactured by Alfa Aesar, purity) 98%), CeO 2 (manufactured by Alfa Aesar, purity 99.9%), Eu 2 O 3 (manufactured by Alfa Aesar, purity 99.99%), BaCO 3 (manufactured by Alfa Aesar, purity 99.8%), SiO 2 (Manufactured by Tatsumori, purity 99.9%), MgO (manufactured by Alfa Aesar, purity 99.95%), ZnO (manufactured by Acros, purity 99.5%), Li 2 CO 3 (manufactured by Alfa Aesar, purity 99.998) %), Al 2 O 3 (manufactured by Alfa Aesar, purity 99.997%), H 3 BO 3 (manufactured by Sigma-Aldrich, purity 99.5%), Na 2 CO 3 (manufactured by Fisher Scientific, purity 99.5%), K 2 CO 3 (manufactured by Fisher Scientific, purity 99%), and Cs 2 CO 3 (manufactured by Sigma-Aldrich, 99.95%) were used.

蛍光体の合成は以下のように行った。
原料化合物を、表1に示した組成式となるように、表2に示す重量で秤量した。秤量した原料化合物をメノウ乳棒とメノウ乳鉢を用いて5分間エタノール中で混合撹拌した後、アルミナ坩堝(純度99%)に移し、その後、アルミナ坩堝を管状炉(Elite TSH 15/75/450)に設置した。そこに0.1リットル/minの還元ガスを流した。還元ガスは5体積%Hと95体積%Nの混合ガスを使用した。
The phosphor was synthesized as follows.
The raw material compounds were weighed with the weights shown in Table 2 so as to have the composition formula shown in Table 1. The weighed raw material compounds were mixed and stirred in ethanol for 5 minutes using an agate pestle and an agate mortar, then transferred to an alumina crucible (purity 99%), and then the alumina crucible was put into a tubular furnace (Elite TSH 15/75/450). installed. A reducing gas of 0.1 liter / min was allowed to flow there. As the reducing gas, a mixed gas of 5% by volume H 2 and 95% by volume N 2 was used.

比較例1、2および実施例1−1〜1−9、2−7〜2−11では、昇温は150℃から400℃までは4℃/分、400℃から1250℃までは8℃/分で行った。その後、1250℃(最高到達温度)で常圧下10時間保持した。冷却は1250℃から150℃まで8℃/分で行った。
その後、室内に焼成物を取り出し、焼成物を空気中でアルミナ乳棒とアルミナ乳鉢を用いて粉砕して蛍光体を得た。
In Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1-1 to 1-9 and 2-7 to 2-11, the temperature rise was 4 ° C./min from 150 ° C. to 400 ° C., and 8 ° C./min from 400 ° C. to 1250 ° C. Went in minutes. Thereafter, it was held at 1250 ° C. (maximum temperature reached) under normal pressure for 10 hours. Cooling was performed from 1250 ° C. to 150 ° C. at 8 ° C./min.
Thereafter, the fired product was taken out into the room, and the fired product was pulverized in the air using an alumina pestle and an alumina mortar to obtain a phosphor.

実施例1−10〜1−17では、最高到達温度1350℃で常圧下に10時間保持し、実施例2−1〜2−6では、最高到達温度1300℃で常圧下に10時間保持した以外は、比較例1、2および実施例1−1〜1−9、2−7〜2−11と同様にして蛍光体を得た。   In Examples 1-10 to 1-17, the maximum attained temperature was maintained at 1350 ° C. under normal pressure for 10 hours, and in Examples 2-1 to 2-6, the maximum achieved temperature was maintained at 1300 ° C. under normal pressure for 10 hours. Obtained phosphors in the same manner as in Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1-1 to 1-9 and 2-7 to 2-11.

なお、比較例1はCeを賦活されたBaを有しない蛍光体、実施例1−1〜1−17はCeを賦活されたBaを有する蛍光体、比較例2はEuを賦活されたBaを有しない蛍光体、実施例2−1〜2−11はEuを賦活されたBaを有する蛍光体である。   Comparative Example 1 is a phosphor without Ce activated Ba, Examples 1-1 to 1-17 are phosphors with Ce activated Ba, and Comparative Example 2 is Eu activated Ba. The phosphors that do not have, Examples 2-1 to 2-11, are phosphors that have Ba activated with Eu.

Figure 2015054950
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Figure 2015054950
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得られた蛍光体について、以下の方法で粉末X線パターン解析を行った。粉末X線回折はBruker製粉末X線回折装置D8 ADVANCEにて精密測定した。測定条件は以下の通りである。
・CuKα管球使用
・X線出力:40KV、40mA
・発散スリット:0.25°
・検出器:1次元位置敏感型ストリーマモード計数管
・走査範囲(2θ):10°〜70°
・読み込み幅:0.04°
・計数時間:0.1〜2秒
About the obtained fluorescent substance, the powder X-ray pattern analysis was performed with the following method. Powder X-ray diffraction was precisely measured with a powder X-ray diffractometer D8 ADVANCE manufactured by Bruker. The measurement conditions are as follows.
・ CuKα tube used ・ X-ray output: 40KV, 40mA
・ Divergent slit: 0.25 °
・ Detector: 1D position sensitive streamer mode counter ・ Scanning range (2θ): 10 ° to 70 °
・ Reading width: 0.04 °
・ Counting time: 0.1 to 2 seconds

また、実施例1−1〜1−17、2−1〜2−11及び、比較例1〜2で得られた蛍光体について、励起光源として450Wキセノンランプを備え、スペクトル測定装置として光電子増倍管R928(浜松フォトニクス社製)を備えるモジュール型蛍光分光測定装置SPEX Fluorolog−3(堀場製作所製)を用いて、波長410〜800nmの範囲における発光ピーク強度の測定を行った。
具体的には、励起光源からの光を焦点距離が32cmである回折格子分光器に通し、波長400nmの励起光のみを蛍光体に照射した。励起光の照射により蛍光体から発生した光を回折格子分光器により分光し、410nm以上800nm以下の波長範囲においてスペクトル測定装置により各波長の発光強度を測定し、パーソナルコンピュータによる感度補正等の信号処理を経て発光スペクトルを得た。測定時には、受光側分光器のスリット幅を1nmに設定して測定を行った。なお、比較例1では励起光の波長を365nm、比較例2では励起光の波長を465nmにて発光スペクトルを得た。
The phosphors obtained in Examples 1-1 to 1-17 and 2-1 to 2-11 and Comparative Examples 1 and 2 were each provided with a 450 W xenon lamp as an excitation light source, and photomultiplier as a spectrum measurement device. Using a modular fluorescence spectrometer SPEX Fluorolog-3 (manufactured by HORIBA, Ltd.) equipped with a tube R928 (manufactured by Hamamatsu Photonics), the emission peak intensity in the wavelength range of 410 to 800 nm was measured.
Specifically, the light from the excitation light source was passed through a diffraction grating spectrometer having a focal length of 32 cm, and only the excitation light having a wavelength of 400 nm was irradiated onto the phosphor. The light generated from the phosphor by the irradiation of excitation light is dispersed by a diffraction grating spectrometer, the emission intensity of each wavelength is measured by a spectrum measuring device in the wavelength range of 410 nm to 800 nm, and signal processing such as sensitivity correction by a personal computer After that, an emission spectrum was obtained. At the time of measurement, the measurement was performed with the slit width of the light-receiving side spectrometer set to 1 nm. In Comparative Example 1, an emission spectrum was obtained with a wavelength of excitation light of 365 nm, and in Comparative Example 2 with a wavelength of excitation light of 465 nm.

また、実施例1−1〜1−17、2−1〜2−11及び、比較例1〜2で得られた蛍光体について、上述の方法で得られた発光スペクトルの360nm〜800nmの波長領域のデータから、JIS Z8724に準じた方法で、JIS Z8701で規定されるXYZ表色系における色度座標xとyとして、x、y表色系(CIE 1931表色系)の色度座標を算出した。
発光スペクトルにおける発光ピーク波長、相対ピーク強度、半値幅および色度座標(CIEx、CIEy)の測定結果を表3,表4に示す。なお、表3,表4には、各蛍光体の組成式(表1に示したものと同一)を併記した。
In addition, with respect to the phosphors obtained in Examples 1-1 to 1-17, 2-1 to 2-11, and Comparative Examples 1-2, the wavelength region of 360 nm to 800 nm of the emission spectrum obtained by the above-described method. From the above data, the chromaticity coordinates of the x, y color system (CIE 1931 color system) are calculated as the chromaticity coordinates x and y in the XYZ color system defined by JIS Z8701 by a method according to JIS Z8724. did.
Tables 3 and 4 show the measurement results of the emission peak wavelength, relative peak intensity, half width, and chromaticity coordinates (CIEx, CIEy) in the emission spectrum. In Tables 3 and 4, the composition formulas of the respective phosphors (same as those shown in Table 1) are shown.

Figure 2015054950
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Figure 2015054950
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比較例1の蛍光体は、波長400nmの励起光を照射した際に発光を示さないが、実施例1−1〜1−17の蛍光体は、強い発光を示した。R元素としてSiを導入した実施例1-4〜1−9、及び実施例1−11は特に強い発光を示した。
また、比較例2の蛍光体は、波長400nmの励起光を照射した際に微弱な発光しか示さないが、実施例2−1〜2−11の蛍光体は強い発光を示した。
The phosphor of Comparative Example 1 did not emit light when irradiated with excitation light having a wavelength of 400 nm, but the phosphors of Examples 1-1 to 1-17 showed strong light emission. Examples 1-4 to 1-9 and Example 1-11 in which Si was introduced as the R element showed particularly strong light emission.
Further, the phosphor of Comparative Example 2 showed only weak light emission when irradiated with excitation light having a wavelength of 400 nm, but the phosphors of Examples 2-1 to 2-11 showed strong light emission.

比較例1の蛍光体の発光スペクトルを図3に、比較例2の蛍光体の発光スペクトルを図4に、実施例1−11の蛍光体の発光スペクトルを図5に、実施例2−3の蛍光体の発光スペクトルを図6に示す。なお実施例1−1〜1−10、1−12〜1−17の蛍光体は実施例1−11の蛍光体と同様のスペクトル形状を示し、実施例2−1、2−2、2−4〜2−11の蛍光体は実施例2−3の蛍光体と同様のスペクトル形状を示した。   FIG. 3 shows the emission spectrum of the phosphor of Comparative Example 1, FIG. 4 shows the emission spectrum of the phosphor of Comparative Example 2, FIG. 5 shows the emission spectrum of the phosphor of Example 1-11, and FIG. The emission spectrum of the phosphor is shown in FIG. The phosphors of Examples 1-1 to 1-10 and 1-12 to 1-17 show the same spectral shape as the phosphor of Example 1-11, and Examples 2-1, 2-2, 2- The phosphors of 4 to 2-11 showed the same spectral shape as the phosphor of Example 2-3.

また、比較例1で得られた蛍光体のX線回折パターンを図1に、実施例2−3で得られた蛍光体のX線回折パターンを図2に示す。なお比較例2の蛍光体は比較例1の蛍光体と同様のX線回折パターンを示し、実施例1−1〜1−17、2−1、2−2、2−4〜2−11の蛍光体は実施例2−3の蛍光体とおおよそ同様のX線回折パターンを示した。   1 shows the X-ray diffraction pattern of the phosphor obtained in Comparative Example 1, and FIG. 2 shows the X-ray diffraction pattern of the phosphor obtained in Example 2-3. The phosphor of Comparative Example 2 shows the same X-ray diffraction pattern as the phosphor of Comparative Example 1, and Examples 1-1 to 1-17, 2-1, 2-2, 2-4 to 2-11. The phosphor showed almost the same X-ray diffraction pattern as that of Example 2-3.

図2のX線回折パターンから、実施例1−1〜1−17及び実施例2−1〜2−11の蛍光体は、いずれも、2θ=32.5°〜33.5°の領域Cに最も強度の高い第1ピークが存在し、2θ=24.5°〜25.5°の領域Aに、2番目に強度の高い第2ピークまたは3番目に強度の高い第3ピークが存在し、2θ=28.7°〜29.7°の領域Bに、2番目に強度の高い第2ピークまたは3番目に強度の高い第3ピークが存在することが分かる。   From the X-ray diffraction pattern of FIG. 2, the phosphors of Examples 1-1 to 1-17 and Examples 2-1 to 2-11 are both in the region C of 2θ = 32.5 ° to 33.5 °. The first peak with the highest intensity exists in the region A, and the second peak with the second highest intensity or the third peak with the third highest intensity exists in the region A of 2θ = 24.5 ° to 25.5 °. It can be seen that a second peak with the second highest intensity or a third peak with the third highest intensity exists in the region B of 2θ = 28.7 ° to 29.7 °.

得られたX線回折パターンは、PDFデータベース検索より同定されなかったことから、Philips CM30 TEMにより制限視野電子回折像の測定をし、その解析の結果、結晶系と単位格子を次のように見積もった。
単斜晶系、a=11.98Å、b=6.93Å、c=11.42Å、β=134.2°
Since the obtained X-ray diffraction pattern was not identified by searching the PDF database, a limited-field electron diffraction image was measured by Philips CM30 TEM, and as a result of the analysis, the crystal system and unit cell were estimated as follows. It was.
Monoclinic system, a = 11.98Å, b = 6.93Å, c = 11.42Å, β = 134.2 °

上記で見積もられた格子情報を元に、Le Bailフィッティングを行った結果、空間群は、C2/mであることが判明した。   As a result of Le Bail fitting based on the lattice information estimated above, it was found that the space group was C2 / m.

また、実施例2−3の蛍光体について、JEOL 5800LV microscopeにより、SEM−EDの観察を行った結果、BaのCaとBaの合計に対する割合は、16〜17モル%程度と見積もれた。これは、Ca:Ba=6:1(モル比)に相当する。   Moreover, about the fluorescent substance of Example 2-3, as a result of having observed SEM-ED by JEOL 5800LV microscope, the ratio with respect to the sum total of Ca of Ca and Ba was estimated to be about 16-17 mol%. This corresponds to Ca: Ba = 6: 1 (molar ratio).

精密化した格子定数から、X線回折パターンの積分強度抽出を行い、これら値と直接法プログラムを用いて、この未知構造物質の単位格子内におけるおおよその分率座標を求めた。こうして、得られた分率座標を用い、X線回折パターンのデータからリートベルト法の分率座標の精密化を行い、下記表5の結果を得た。最終的に精密化された格子定数は、次のとおりである。
空間C2/m(No.12)、a=12.303Å、b=7.104Å、c=11.716Å、β=134.442°
From the refined lattice constant, the integrated intensity of the X-ray diffraction pattern was extracted, and using these values and the direct method program, approximate fractional coordinates in the unit lattice of this unknown structural substance were obtained. Using the obtained fraction coordinates, the Rietveld method fraction coordinates were refined from the X-ray diffraction pattern data, and the results shown in Table 5 below were obtained. The final refined lattice constant is as follows.
Space C2 / m (No. 12), a = 12.3303 mm, b = 7.104 mm, c = 11.716 mm, β = 134.442 °

Figure 2015054950
Figure 2015054950

以上の解析の結果、得られた母体結晶はCaBaP17であることが確認でき、これは一般的にX線回折に用いられているICDDのデータベースに登録されていない新規の結晶相であることが確認できた。 As a result of the above analysis, it can be confirmed that the obtained base crystal is Ca 6 BaP 4 O 17 , which is a new crystal phase not registered in the ICDD database generally used for X-ray diffraction. It was confirmed that.

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

Claims (8)

下記式(1)で表される化学組成を有し、CuKα線による粉末X線回折パターンにおいて、強度の高いものから順に3本の回折ピークを選択した際に、該3本の回折ピークの示すブラッグ角度(2θ)が、それぞれ24.5°〜25.5°、28.7°〜29.7°、32.5°〜33.5°の範囲に存在する結晶相を含む、蛍光体。
:R ・・・・(1)
(式(1)において、
Mは、1種以上のアルカリ土類金属元素を含む構成元素を示し、
Rは、1種以上の発光中心元素を含む添加元素を示し、
m、a、oはそれぞれ、
6.3≦m≦7.7
3.6≦a≦4.4
15.3≦o≦18.7
を満たす数を表す。)
When three diffraction peaks having the chemical composition represented by the following formula (1) are selected in order from the highest in the powder X-ray diffraction pattern by CuKα rays, the three diffraction peaks are shown. A phosphor comprising a crystal phase having a Bragg angle (2θ) in the range of 24.5 ° to 25.5 °, 28.7 ° to 29.7 °, and 32.5 ° to 33.5 °, respectively.
M m P a O o : R (1)
(In Formula (1),
M represents a constituent element containing one or more alkaline earth metal elements,
R represents an additive element including one or more luminescent center elements,
m, a and o are respectively
6.3 ≦ m ≦ 7.7
3.6 ≦ a ≦ 4.4
15.3 ≦ o ≦ 18.7
Represents a number that satisfies )
前記Mが、更に1種以上の周期表第12族元素を含む、請求項1に記載の蛍光体。   The phosphor according to claim 1, wherein the M further contains one or more Group 12 elements of the periodic table. 前記発光中心元素が、希土類イオン発光中心、遷移金属イオン発光中心、およびns形イオン発光中心からなる群から選ばれる1種以上の元素を含む、請求項1または2に記載の蛍光体。 The luminescence center element, rare earth ions luminescence center, transition metal ion emission center, and ns containing at least one element selected from the group consisting of 2 form ion luminescence center, phosphor according to claim 1 or 2. 前記Rが、アルカリ金属元素、周期表第13族元素、および周期表第14族元素からなる群から選ばれる1種以上の元素を含む、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の蛍光体。   The fluorescence according to any one of claims 1 to 3, wherein R includes one or more elements selected from the group consisting of alkali metal elements, Group 13 elements of the periodic table, and Group 14 elements of the periodic table. body. 前記発光中心元素がCeである、請求項4に記載の蛍光体。   The phosphor according to claim 4, wherein the luminescent center element is Ce. 発光ピークが、波長460nm以上580nm以下の範囲に存在する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の蛍光体。   The phosphor according to any one of claims 1 to 5, wherein the emission peak exists in a wavelength range of 460 nm or more and 580 nm or less. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の蛍光体を液体媒体中に分散させてなる、蛍光体含有組成物。   A phosphor-containing composition comprising the phosphor according to any one of claims 1 to 6 dispersed in a liquid medium. 第1の発光体(励起光源)と、該第1の発光体からの光を可視光に変換して、可視光を発し得る第2の発光体とを有する発光装置であって、該第2の発光体が第1の蛍光体として請求項1〜6のいずれか1項に記載の蛍光体の1種以上を含有する、発光装置。   A light emitting device having a first light emitter (excitation light source) and a second light emitter capable of emitting visible light by converting light from the first light emitter, the second light emitter. The light-emitting device containing 1 or more types of the fluorescent substance of any one of Claims 1-6 as a 1st fluorescent substance.
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