JP2016176017A - Fluophor and light emitting device using the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide fluophor capable of being exited by a short-wavelength visible light, emitting light component of bright-line green color and/or red color and having improved temperature extinction and a light emitting device using the same.SOLUTION: The fluophor contains Ceand Tbas luminescent centers and consists of an inorganic compound having a calcium ferrite type crystal structure. An excitation spectrum of the fluophor has a broad excitation band by Ceand the excitation band has a peak in a range of 400 nm to 470 nm. Also emission spectrum of the phosphor has a bright-line fluorescent component by Tbwith emission peak wavelength of 535 nm or more and less than 560 nm. The luminescence peak in the range of 535 nm or more and less than 560 nm in the bright-line fluorescent component by Tbbecomes strength maximum value of the emission spectrum of the fluophor.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、蛍光体及びこれを用いた発光装置に関する。詳細には、本発明は、例えば発光ダイオード(LED)などの固体発光素子で励起可能であり、さらに輝線状の緑色及び/又は赤色の光成分を放つ蛍光体及びこれを用いた発光装置に関する。   The present invention relates to a phosphor and a light emitting device using the phosphor. More specifically, the present invention relates to a phosphor that can be excited by a solid-state light emitting element such as a light emitting diode (LED) and emits bright line-like green and / or red light components and a light emitting device using the same.

従来より、発光ダイオードの光で励起可能であり、さらに輝線状の緑色及び/又は赤色の光成分を放つ無機蛍光体として、特許文献1の蛍光体が知られている。特許文献1では、例えば、CaTbZr(AlO:Ce3+やCaTbZr(AlO:Ce3+,Eu3+などのガーネット型の結晶構造を持つ無機化合物の蛍光体が開示されている。 Conventionally, the phosphor of Patent Document 1 is known as an inorganic phosphor that can be excited by light from a light-emitting diode and emits bright-line green and / or red light components. In Patent Document 1, for example, phosphors of inorganic compounds having a garnet-type crystal structure such as Ca 2 TbZr 2 (AlO 4 ) 3 : Ce 3+ and Ca 2 TbZr 2 (AlO 4 ) 3 : Ce 3+ , Eu 3+ are disclosed. It is disclosed.

また、従来より、発光ダイオードの光で励起可能で、ブロードな青緑又は緑色の光成分を放つ無機蛍光体として、特許文献2の蛍光体が知られている。特許文献2では、例えば、CaSc:Ce3+などのカルシウムフェライト型の結晶構造を持つ無機蛍光体が開示されている。 Conventionally, a phosphor disclosed in Patent Document 2 is known as an inorganic phosphor that can be excited by light from a light emitting diode and emits a broad blue-green or green light component. In Patent Document 2, for example, an inorganic phosphor having a calcium ferrite type crystal structure such as CaSc 2 O 4 : Ce 3+ is disclosed.

このような蛍光体は、LED照明に代表される照明装置、又はバックライト機能付き液晶ディスプレイやレーザープロジェクターに代表される表示装置といった発光装置等で利用の検討がされ、実際に一部が利用されている。   Such phosphors have been studied for use in lighting devices such as LED lighting, or light emitting devices such as liquid crystal displays with backlight functions and display devices such as laser projectors, and some of them are actually used. ing.

国際公開第2014/097527号International Publication No. 2014/097527 特許第4148298号明細書Japanese Patent No. 4148298

しかしながら、LED光で励起可能であり、さらに輝線状の緑色及び/又は赤色の光成分を放つ従来の無機蛍光体は、温度消光が大きい。このため、室温で高効率の発光が得られないだけでなく、蛍光体温度の上昇によって、さらに発光効率が低下するという問題があった。   However, a conventional inorganic phosphor that can be excited by LED light and emits bright line-like green and / or red light components has a large temperature quenching. For this reason, there is a problem that not only high-efficiency light emission cannot be obtained at room temperature, but also the light emission efficiency is further lowered due to an increase in phosphor temperature.

一方、カルシウムフェライト型の結晶構造を持つ従来の蛍光体は、LED光で高効率に励起し、さらに輝線状の緑色及び/又は赤色の光成分を放つことができなかった。このため、紫色又は青色の短波長可視光を放つ固体発光素子を励起源とし、輝線状の緑色及び/又は赤色の光成分を放つ高出力の発光装置を提供することが困難であった。   On the other hand, conventional phosphors having a calcium ferrite type crystal structure were excited with high efficiency by LED light, and could not emit bright-line green and / or red light components. For this reason, it has been difficult to provide a high-power light-emitting device that uses a solid light-emitting element that emits violet or blue short-wavelength visible light as an excitation source and emits bright-line green and / or red light components.

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして本発明の目的は、短波長可視光で励起することが可能であり、輝線状の緑色及び/又は赤色の光成分を放ち、さらに温度消光が改善された蛍光体及びこれを用いた発光装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art. An object of the present invention is a phosphor that can be excited with short-wavelength visible light, emits bright line-like green and / or red light components, and further has improved temperature quenching, and a light emitting device using the same Is to provide.

上記課題を解決するために、本発明の第一の態様に係る蛍光体は、発光中心としてCe3+とTb3+とを含有し、かつ、カルシウムフェライト型の結晶構造を持つ無機化合物からなる蛍光体である。そして、当該蛍光体の励起スペクトルはCe3+によるブロードな励起帯を有し、励起帯は400nm以上470nm以下の範囲内にピークを有する。また、蛍光体の発光スペクトルは、発光ピーク波長が535nm以上560nm未満のTb3+による輝線状の蛍光成分を有する。そして、Tb3+による蛍光成分における535nm以上560nm未満の範囲内の発光ピークが、発光スペクトルの強度最大値となる。 In order to solve the above problem, the phosphor according to the first aspect of the present invention includes a phosphor containing Ce 3+ and Tb 3+ as emission centers and made of an inorganic compound having a calcium ferrite type crystal structure. It is. The excitation spectrum of the phosphor has a broad excitation band due to Ce 3+ , and the excitation band has a peak in the range of 400 nm to 470 nm. Further, the emission spectrum of the phosphor has an emission line-like fluorescent component of Tb 3+ having an emission peak wavelength of 535 nm or more and less than 560 nm. And the emission peak in the range of 535 nm or more and less than 560 nm in the fluorescent component by Tb 3+ becomes the maximum intensity value of the emission spectrum.

本発明の第二の態様に係る蛍光体は、発光中心としてCe3+とTb3+とEu3+とを含有し、かつ、カルシウムフェライト型の結晶構造を持つ無機化合物からなる蛍光体である。そして、当該蛍光体の励起スペクトルはCe3+によるブロードな励起帯を有し、励起帯は400nm以上470nm以下の範囲内にピークを有する。また、蛍光体の発光スペクトルは、発光ピーク波長が535nm以上560nm未満のTb3+による輝線状の蛍光成分、及び発光ピーク波長が580nm以上650nm未満のEu3+による輝線状の蛍光成分の少なくとも一方を有する。そして、Tb3+による蛍光成分における535nm以上560nm未満の範囲内の発光ピーク、又はEu3+による蛍光成分における580nm以上650nm未満の範囲内の発光ピークが、発光スペクトルの強度最大値となる。 The phosphor according to the second aspect of the present invention is a phosphor made of an inorganic compound containing Ce 3+ , Tb 3+ and Eu 3+ as emission centers and having a calcium ferrite type crystal structure. The excitation spectrum of the phosphor has a broad excitation band due to Ce 3+ , and the excitation band has a peak in the range of 400 nm to 470 nm. The emission spectrum of the phosphor has at least one of an emission line-like fluorescence component due to Tb 3+ having an emission peak wavelength of 535 nm to less than 560 nm and an emission line-like fluorescence component due to Eu 3+ having an emission peak wavelength of 580 nm to less than 650 nm. . The emission peak within the range of 535 nm to less than 560 nm in the fluorescent component due to Tb 3+ or the emission peak within the range from 580 nm to less than 650 nm in the fluorescent component due to Eu 3+ is the maximum intensity of the emission spectrum.

本発明の蛍光体は、380nm以上470nm未満の短波長可視光で高効率に励起すること可能であり、さらに温度消光が小さい。また、当該蛍光体では、視感度が高い535nm以上560nm未満の範囲内、及び/又は赤色系光の中で視感度が高い580nm以上650nm未満の範囲内に発光成分が集中している。そのため、当該蛍光体を発光装置に用いた場合、装置の発光効率を向上させることが可能となる。   The phosphor of the present invention can be excited with high efficiency by short wavelength visible light of 380 nm or more and less than 470 nm, and has low temperature quenching. Further, in the phosphor, light emitting components are concentrated in a range of 535 nm or more and less than 560 nm having high visibility and / or in a range of 580 nm or more and less than 650 nm having high visibility in red light. Therefore, when the phosphor is used for a light emitting device, the light emission efficiency of the device can be improved.

本発明の実施形態に係る発光装置を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the light-emitting device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体発光装置の一例を模式的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing an example of a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention. (a)は図2におけるA−A線断面図であり、(b)は図2におけるB−B線断面図である。(A) is the sectional view on the AA line in FIG. 2, (b) is the sectional view on the BB line in FIG. 半導体発光装置における封止部材の形成方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the formation method of the sealing member in a semiconductor light-emitting device. 実施例1及び2の蛍光体のXRDパターンを示す図である。It is a figure which shows the XRD pattern of the fluorescent substance of Example 1 and 2. 実施例1の蛍光体の励起スペクトル及び発光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the excitation spectrum and emission spectrum of the fluorescent substance of Example 1. 実施例2の蛍光体の励起スペクトル及び発光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the excitation spectrum and emission spectrum of the fluorescent substance of Example 2. 実施例1及び2の蛍光体の温度と、室温時の内部量子効率を100%とした場合における内部量子効率の維持率(%)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the temperature of the fluorescent substance of Example 1 and 2, and the maintenance rate (%) of internal quantum efficiency when the internal quantum efficiency at the time of room temperature is 100%. 参考例1の蛍光体の励起スペクトル及び発光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the excitation spectrum and emission spectrum of the fluorescent substance of the reference example 1. 実施例1及び参考例1の蛍光体の温度と、室温時の内部量子効率を100%とした場合における内部量子効率の維持率(%)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the temperature of the fluorescent substance of Example 1 and Reference Example 1, and the maintenance rate (%) of internal quantum efficiency when the internal quantum efficiency at room temperature is 100%. 参考例2〜5の蛍光体のXRDパターンを示す図である。It is a figure which shows the XRD pattern of the fluorescent substance of the reference examples 2-5. 参考例2〜5の蛍光体の励起スペクトル及び発光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the excitation spectrum and emission spectrum of the fluorescent substance of Reference Examples 2-5. 参考例1及び参考例3の蛍光体の温度と、室温時の内部量子効率を100%とした場合における内部量子効率の維持率(%)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the temperature of the fluorescent substance of the reference example 1 and the reference example 3, and the maintenance rate (%) of the internal quantum efficiency when the internal quantum efficiency at room temperature is 100%. 参考例6〜11の蛍光体のXRDパターンを示す図である。It is a figure which shows the XRD pattern of the fluorescent substance of the reference examples 6-11. 参考例6〜11の蛍光体の励起スペクトル及び発光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the excitation spectrum and emission spectrum of the fluorescent substance of Reference Examples 6-11. 参考例6及び参考例11の蛍光体の温度と、室温時の内部量子効率を100%とした場合における内部量子効率の維持率(%)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the temperature of the fluorescent substance of the reference example 6 and the reference example 11, and the maintenance rate (%) of internal quantum efficiency when the internal quantum efficiency at the time of room temperature is 100%.

以下、本実施形態に係る蛍光体及び当該蛍光体を用いた発光装置について詳細に説明する。なお図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。   Hereinafter, the phosphor according to the present embodiment and a light emitting device using the phosphor will be described in detail. In addition, the dimension ratio of drawing is exaggerated on account of description, and may differ from an actual ratio.

[蛍光体]
一般に蛍光体は、結晶質の化合物を構成する元素の一部を、蛍光を放つイオンとなり得る元素で部分置換した化合物を指す。このような特性を持つイオンは、通常「発光中心」と呼ばれる。そして、本実施形態の蛍光体は、当該結晶質の化合物としての母体に、発光中心としてのイオンが導入されている。これにより、当該蛍光体は、外部刺激、例えば粒子線(α線、β線、電子線)や電磁波(γ線、X線、真空紫外線、紫外線、可視光線)の照射などによって容易に励起され、蛍光を放つことが可能となる。
[Phosphor]
In general, a phosphor refers to a compound in which part of an element constituting a crystalline compound is partially substituted with an element that can become a fluorescent ion. Ions having such characteristics are usually called “emission centers”. In the phosphor of the present embodiment, ions serving as the emission center are introduced into the matrix as the crystalline compound. Thereby, the phosphor is easily excited by external stimulation, for example, irradiation with particle beams (α rays, β rays, electron beams) or electromagnetic waves (γ rays, X rays, vacuum ultraviolet rays, ultraviolet rays, visible rays), etc. It becomes possible to emit fluorescence.

そして、本実施形態に係る第一の蛍光体は、発光中心として、Ce3+とTb3+とを含有し、かつ、カルシウムフェライト型の結晶構造を持つ無機化合物からなる蛍光体である。そして、当該蛍光体の励起スペクトルはCe3+によるブロードな励起帯を有し、励起帯は400nm以上470nm以下の範囲内にピークを有する。また、蛍光体の発光スペクトルは、発光ピーク波長が535nm以上560nm未満のTb3+による輝線状の蛍光成分を有する。そして、Tb3+による蛍光成分における535nm以上560nm未満の範囲内の発光ピークが、発光スペクトルの強度最大値となる。 The first phosphor according to the present embodiment is a phosphor made of an inorganic compound containing Ce 3+ and Tb 3+ as emission centers and having a calcium ferrite type crystal structure. The excitation spectrum of the phosphor has a broad excitation band due to Ce 3+ , and the excitation band has a peak in the range of 400 nm to 470 nm. Further, the emission spectrum of the phosphor has an emission line-like fluorescent component of Tb 3+ having an emission peak wavelength of 535 nm or more and less than 560 nm. And the emission peak in the range of 535 nm or more and less than 560 nm in the fluorescent component by Tb 3+ becomes the maximum intensity value of the emission spectrum.

また、本実施形態に係る第二の蛍光体は、発光中心として、Ce3+とTb3+とEu3+とを含有し、かつ、カルシウムフェライト型の結晶構造を持つ無機化合物からなる蛍光体である。そして、当該蛍光体の励起スペクトルはCe3+によるブロードな励起帯を有し、励起帯は400nm以上470nm以下の範囲内にピークを有する。また、蛍光体の発光スペクトルは、発光ピーク波長が535nm以上560nm未満のTb3+による輝線状の蛍光成分、及び発光ピーク波長が580nm以上650nm未満のEu3+による輝線状の蛍光成分の少なくとも一方を有する。そして、Tb3+による蛍光成分における535nm以上560nm未満の範囲内の発光ピーク、又はEu3+による蛍光成分における580nm以上650nm未満の範囲内の発光ピークが、発光スペクトルの強度最大値となる。 The second phosphor according to the present embodiment is a phosphor made of an inorganic compound containing Ce 3+ , Tb 3+ and Eu 3+ as emission centers and having a calcium ferrite type crystal structure. The excitation spectrum of the phosphor has a broad excitation band due to Ce 3+ , and the excitation band has a peak in the range of 400 nm to 470 nm. The emission spectrum of the phosphor has at least one of an emission line-like fluorescence component due to Tb 3+ having an emission peak wavelength of 535 nm to less than 560 nm and an emission line-like fluorescence component due to Eu 3+ having an emission peak wavelength of 580 nm to less than 650 nm. . The emission peak within the range of 535 nm to less than 560 nm in the fluorescent component due to Tb 3+ or the emission peak within the range from 580 nm to less than 650 nm in the fluorescent component due to Eu 3+ is the maximum intensity of the emission spectrum.

なお、本明細書において、「ブロードな励起帯」とは、当該励起帯に対応する励起スペクトルの半値幅(FWHM)が25nm〜150nmであることを意味する。同様に、「ブロードな蛍光成分」とは、当該蛍光成分に対応する発光スペクトルの半値幅(FWHM)が50nm〜150nmであることを意味する。また、「輝線状の蛍光成分」とは、当該蛍光成分に対応する発光スペクトルの半値幅(FWHM)が3nm〜30nmであることを意味する。   In the present specification, “broad excitation band” means that the half width (FWHM) of the excitation spectrum corresponding to the excitation band is 25 nm to 150 nm. Similarly, “broad fluorescent component” means that the half-value width (FWHM) of the emission spectrum corresponding to the fluorescent component is 50 nm to 150 nm. Further, the “luminescent line-like fluorescent component” means that the half width (FWHM) of the emission spectrum corresponding to the fluorescent component is 3 nm to 30 nm.

上述のように第一の蛍光体は、発光中心として、少なくともセリウムイオン(Ce3+)とテルビウムイオン(Tb3+)とを含有している。また、第二の蛍光体は、発光中心として、セリウムイオン(Ce3+)とテルビウムイオン(Tb3+)に加えて、ユウロピウムイオン(Eu3+)を含有している。そして、当該蛍光体の発光スペクトルは、図6及び図7に示す特徴的な形状を有している。まず、本実施形態の蛍光体が図6及び図7に示す特徴的なスペクトルを示すメカニズムについて説明する。 As described above, the first phosphor contains at least cerium ions (Ce 3+ ) and terbium ions (Tb 3+ ) as emission centers. The second phosphor contains europium ions (Eu 3+ ) in addition to cerium ions (Ce 3+ ) and terbium ions (Tb 3+ ) as emission centers. The emission spectrum of the phosphor has a characteristic shape shown in FIGS. First, the mechanism in which the phosphor of this embodiment exhibits the characteristic spectrum shown in FIGS. 6 and 7 will be described.

一般に、Ce3+付活蛍光体は、吸収した光をそれよりも長波長の光に変換し、さらにその変換光は幅の広い分光分布を持つことが知られている。それに対して、Tb3+付活蛍光体は、吸収した光をそれよりも長波長の光に変換するが、その変換光は535nm以上560nm未満に強度最大値を持ち、さらに複数の輝線からなることが知られている。また、Eu3+付活蛍光体も、吸収した光をそれよりも長波長の光に変換するが、その変換光は580nm以上650nm未満に強度最大値を持ち、さらに複数の輝線からなることが知られている。 In general, it is known that the Ce 3+ activated phosphor converts absorbed light into light having a longer wavelength, and the converted light has a broad spectral distribution. In contrast, the Tb 3+ activated phosphor converts absorbed light into light having a longer wavelength than that, but the converted light has a maximum intensity at 535 nm or more and less than 560 nm, and further comprises a plurality of bright lines. It has been known. Eu 3+ activated phosphor also converts absorbed light into light having a longer wavelength than that, but the converted light has a maximum intensity at 580 nm or more and less than 650 nm, and it is known that it consists of a plurality of bright lines. It has been.

また、Ce3+とTb3+の両方を付活した蛍光体では、エネルギー伝達と呼ばれるメカニズムによって、Ce3+が吸収したエネルギーの少なくとも一部がTb3+へ移動することも知られている。エネルギー伝達によるエネルギー移動が生じるためには、通常、Ce3+の発光スペクトルとTb3+の吸収スペクトルが重なっている必要がある。 Further, it is also known that in a phosphor activated by both Ce 3+ and Tb 3+ , at least a part of the energy absorbed by Ce 3+ moves to Tb 3+ by a mechanism called energy transfer. In order for energy transfer due to energy transfer to occur, it is usually necessary that the emission spectrum of Ce 3+ and the absorption spectrum of Tb 3+ overlap.

さらに、Tb3+とEu3+の両方を付活した蛍光体でも、エネルギー伝達と呼ばれるメカニズムによって、Tb3+が吸収したエネルギーの少なくとも一部がEu3+へ移動することも知られている。これは、Tb3+の発光スペクトルとEu3+の吸収スペクトルが若干重なっているためである。 Furthermore, it is also known that even in a phosphor in which both Tb 3+ and Eu 3+ are activated, at least a part of the energy absorbed by Tb 3+ is transferred to Eu 3+ by a mechanism called energy transfer. This is because the emission spectrum of Tb 3+ and the absorption spectrum of Eu 3+ are slightly overlapped.

そして、Ce3+とTb3+とEu3+の三種類のイオンを付活した蛍光体では、Ce3+からTb3+へのエネルギー伝達とTb3+からEu3+へのエネルギー伝達の二つが同時に起こることも知られている。これは、Ce3+が吸収したエネルギーの少なくとも一部がTb3+へ移動し、さらにTb3+を介して、Tb3+が吸収したエネルギーの少なくとも一部がEu3+へと移動するためである。 It is also known that in phosphors activated with three types of ions, Ce 3+ , Tb 3+ and Eu 3+ , energy transfer from Ce 3+ to Tb 3+ and energy transfer from Tb 3+ to Eu 3+ occur simultaneously. It has been. This, at least a portion of the energy Ce 3+ is absorbed moves to Tb 3+, further through the Tb 3+, at least a portion of the energy Tb 3+ is absorbed in order to move to Eu 3+.

Ce3+からTb3+へのエネルギー伝達については、Ce3+が波長400nm以上490nm以下の紫ないし青色光を放つときであっても、Ce3+の発光スペクトルとTb3+の吸収スペクトルの重なりが大きいため、伝達確率が高いことも知られている。つまり、400nm以上490nm以下の範囲に発光ピークを持つCe3+付活蛍光体にTb3+を共付活した場合、Ce3+の発光スペクトルとTb3+の吸収スペクトルの重なりが大きいため、Ce3+からTb3+へエネルギー伝達する確率は高い。さらに、Tb3+の濃度が高い場合は、Tb3+とCe3+の間のイオン間距離が近くなるため、Ce3+が吸収したエネルギーの殆ど全てがTb3+に移動し、Tb3+に起因する輝線状の発光が主体として現れる。また、Tb3+の濃度が低い場合であっても、Ce3+が吸収したエネルギーの多くがTb3+に移動する。そのため、Ce3+に起因する400nm以上490nmにピークを有するブロードな発光成分と、Tb3+に起因する535nm以上560nm未満の輝線状の発光成分とが認められるようになる。 Because the energy transfer to Tb 3+ from Ce 3+, even when Ce 3+ is emitting 490nm following violet or blue light or a wavelength 400 nm, the overlap of the absorption spectrum of the emission spectrum and Tb 3+ of Ce 3+ is larger, It is also known that transmission probability is high. That is, when Tb 3+ is co-activated in a Ce 3+ activated phosphor having an emission peak in the range of 400 nm or more and 490 nm or less, the overlap between the Ce 3+ emission spectrum and the Tb 3+ absorption spectrum is large, so that Ce 3+ to Tb The probability of transferring energy to 3+ is high. Furthermore, when the concentration of Tb 3+ is high, the ion distance between Tb 3+ and Ce 3+ are close, bright line shape almost all of the energy Ce 3+ is absorbed moves to Tb 3+, due to Tb 3+ Appears as the main component. Even when the concentration of Tb 3+ is low, much of the energy absorbed by Ce 3+ moves to Tb 3+ . Therefore, a broad light-emitting component having a peak at 400 nm or more and 490 nm due to Ce 3+ and an emission line-like light-emitting component having a peak of 535 nm or more and less than 560 nm due to Tb 3+ are recognized.

一方、Tb3+からEu3+へのエネルギー伝達については、Tb3+の発光スペクトルとEu3+の吸収スペクトルの重なりが小さいため、少なくともいずれかのイオンの濃度を高くする必要がある。これにより、Tb3+とEu3+の間のイオン間距離が小さくなり、伝達確率を高めることができる。その結果、Eu3+に起因する輝線状の発光が主体として現れるようになる。 On the other hand, regarding the energy transfer from Tb 3+ to Eu 3+ , since the overlap between the emission spectrum of Tb 3+ and the absorption spectrum of Eu 3+ is small, it is necessary to increase the concentration of at least one of the ions. Thereby, the distance between ions between Tb 3+ and Eu 3+ is reduced, and the transmission probability can be increased. As a result, bright line-like light emission caused by Eu 3+ appears mainly.

Ce3+からTb3+を介するEu3+へのエネルギー伝達は、上記したCe3+からTb3+へのエネルギー伝達とTb3+からEu3+へのエネルギー伝達の二つを含むものであるので、両者の特徴を併せ持っている。この結果、第一の蛍光体の励起スペクトルはCe3+によるブロードな励起帯を有し、発光スペクトルはTb3+による輝線状の蛍光成分を有し、さらにTb3+に由来する発光ピークが当該発光スペクトルの強度最大値を示すものとなる。また、第二の蛍光体の励起スペクトルはCe3+によるブロードな励起帯を有し、発光スペクトルは、Tb3+による輝線状の蛍光成分、及びEu3+による輝線状の蛍光成分の少なくとも一方を有する。そして、Tb3+に由来する発光ピーク、又はEu3+に由来する発光ピークが、当該発光スペクトルの強度最大値を示すものとなる。 Energy transfer to Eu 3+, which via a Tb 3+ from Ce 3+, since those containing two energy transfer to Eu 3+ from energy transfer and Tb 3+ to Tb 3+ from Ce 3+ described above, combines the advantages of both Yes. As a result, the excitation spectrum of the first phosphor has a broad excitation band due to Ce 3+, the emission spectrum has bright lines shaped fluorescent component by Tb 3+, the emission peak is the emission spectrum further from Tb 3+ It shows the maximum intensity value. The excitation spectrum of the second phosphor has a broad excitation band due to Ce 3+ , and the emission spectrum has at least one of an emission line-like fluorescence component due to Tb 3+ and an emission line-like fluorescence component due to Eu 3+ . A light emission peak derived from Tb 3+ or a light emission peak derived from Eu 3+ shows the maximum intensity of the light emission spectrum.

また、Ce3+は、パリティー許容遷移となる4f⇔5dの電子エネルギー遷移に基づく光吸収と発光を示すことから、通常、Ce3+の励起スペクトルの長波長端と発光スペクトルの短波長端とは若干の重なりを持つ。このため、Ce3+を単独で付活した際に450nm以上500nm未満の光を放つような蛍光体の場合、400nm以上470nm以下の範囲内にピークを有するCe3+によるブロードな励起帯が認められる。 In addition, Ce 3+ shows light absorption and emission based on the electron energy transition of 4f 1 ⇔5d 1 which is a parity-allowed transition. Therefore, normally, the long wavelength end of the excitation spectrum and the short wavelength end of the emission spectrum of Ce 3+ Has a slight overlap. For this reason, in the case of a phosphor that emits light of 450 nm to less than 500 nm when Ce 3+ is activated alone, a broad excitation band due to Ce 3+ having a peak in the range of 400 nm to 470 nm is observed.

なお、Ce3+とEu3+の共存は励起エネルギーの非発光緩和を助長し、発光効率の低下を誘発する原因となるため、無機化合物の結晶中におけるこれらの含有量は少ない方がよい。つまり、Ce3+が電子を放出してCe4+になりやすい性質を持つのに対して、Eu3+が電子を受け取りEu2+になりやすい性質を持つ。そして、無機化合物の結晶中では、Ce3+−Eu3+対がCe4+−Eu2+対として安定的に存在しやすい。そのため、Ce3+とEu3+の共添加は、Ce3+あるいはEu3+の機能低下を誘引する。 Note that the coexistence of Ce 3+ and Eu 3+ promotes non-emission relaxation of excitation energy and causes a decrease in light emission efficiency, so that the content of these in the crystal of the inorganic compound is preferably small. That is, Ce 3+ has the property of easily emitting electrons to become Ce 4+ , whereas Eu 3+ has the property of easily receiving electrons and becoming Eu 2+ . Then, during the inorganic compound crystals, Ce 3+ -Eu 3+ pair stably likely present as Ce 4+ -Eu 2+ pair. Therefore, co-addition of Ce 3+ and Eu 3+ induces a functional decline of Ce 3+ or Eu 3+ .

このように、本実施形態の第一及び第二の蛍光体は、上述の発光メカニズムを利用するものである。そのため、第一及び第二の蛍光体において、無機化合物中のTbの原子数は、無機化合物中のCeの原子数よりも多いことが好ましい。これにより、Tb3+とCe3+の間のイオン間距離が近くなるため、Tb3+に由来する輝線状の発光成分を主成分とする蛍光体を容易に得ることが可能となる。 Thus, the 1st and 2nd fluorescent substance of this embodiment utilizes the above-mentioned light emission mechanism. Therefore, in the first and second phosphors, the number of Tb atoms in the inorganic compound is preferably larger than the number of Ce atoms in the inorganic compound. Thereby, since the inter-ion distance between Tb 3+ and Ce 3+ is reduced, it is possible to easily obtain a phosphor mainly composed of a bright line-like light-emitting component derived from Tb 3+ .

また、第二の蛍光体のように、無機化合物中にさらにEuを含む場合には、無機化合物中のTbの原子数は、無機化合物中のEuの原子数よりも多いことが好ましい。これにより、比較的高濃度のTbが、CeとEuとを分断する構造となる。そのため、Ce3+−Eu3+間の距離が長くなり、Ce3+とEu3+の共添加に伴う発光効率の低下を抑制することが可能となる。 When the inorganic compound further contains Eu as in the second phosphor, the number of Tb atoms in the inorganic compound is preferably larger than the number of Eu atoms in the inorganic compound. Thereby, a relatively high concentration of Tb has a structure that separates Ce and Eu. Therefore, the distance between Ce 3+ -Eu 3+ becomes longer, it becomes possible to suppress a decrease in luminous efficiency due to the co-addition of Ce 3+ and Eu 3+.

第一及び第二の蛍光体を構成する無機化合物は、少なくともアルカリ土類金属と希土類元素とを含有することが好ましい。アルカリ土類金属及び希土類元素は、いずれもイオン半径が1Å前後で近似しており、さらに第2族のアルカリ土類金属と第3族の希土類元素は、周期表では隣同士の関係にあり、化学的な性質も類似している。このため、光吸収イオンとして機能するCe3+イオンや、発光中心として機能するTb3+あるいはEu3+イオンとの置換が容易な無機化合物を得ることが可能となる。 The inorganic compound constituting the first and second phosphors preferably contains at least an alkaline earth metal and a rare earth element. Alkaline earth metals and rare earth elements have both approximate ionic radii of around 1 、, and the Group 2 alkaline earth metals and Group 3 rare earth elements are adjacent to each other in the periodic table. The chemical properties are similar. Therefore, it is possible to obtain an inorganic compound that can be easily replaced with Ce 3+ ions that function as light-absorbing ions, or Tb 3+ or Eu 3+ ions that function as emission centers.

第一及び第二の蛍光体を構成する無機化合物は、上述のアルカリ土類金属として、少なくともストロンチウム(Sr)を含有することが好ましい。これにより、現時点では理由は不明ながらも、短波長可視光で高効率に励起することができ、輝線状の緑色及び/又は赤色の光成分を放ち、さらに温度消光が改善された無機蛍光体を得ることができる。   The inorganic compound constituting the first and second phosphors preferably contains at least strontium (Sr) as the above-mentioned alkaline earth metal. As a result, an inorganic phosphor that can be excited with short-wavelength visible light with high efficiency, emits bright-line green and / or red light components, and has improved temperature quenching, although the reason is unknown at this time. Can be obtained.

第一及び第二の蛍光体を構成する無機化合物がアルカリ土類金属としてSrを含む場合、アルカリ土類金属として、さらにカルシウム(Ca)を含有することが好ましい。これにより、温度消光がさらに改善された蛍光体を得ることができる。なお、Caを含むことによって温度消光が改善される理由は、次のように考えられる。つまり、Sr2+の格子位置を、イオン半径がSr2+(1.12Å)よりも小さなCa2+(0.99Å)で置換することによって、無機化合物の結晶のイオン結合性が増加する。これにより、格子振動を伴ってエネルギー緩和する非発光遷移の確率が小さくなることに起因すると考えられる。 When the inorganic compound constituting the first and second phosphors contains Sr as an alkaline earth metal, it is preferable to further contain calcium (Ca) as the alkaline earth metal. Thereby, a phosphor having further improved temperature quenching can be obtained. The reason why the temperature quenching is improved by containing Ca is considered as follows. That is, the lattice positions of Sr 2+, ionic radii by substituting Sr 2+ (1.12Å) small Ca 2+ than (0.99Å), ionic-bonding inorganic compound crystal is increased. This is considered to be caused by a decrease in the probability of non-light-emitting transition that relaxes energy accompanied by lattice vibration.

上述のように、第一及び第二の蛍光体を構成する無機化合物は、アルカリ土類金属と希土類元素とを含有することが好ましい。この場合、当該希土類元素として、セリウム(Ce)とテルビウム(Tb)とルテチウム(Lu)とを含有することが好ましい。Luを含むことにより、Tb3+を添加せずCe3+を単独で付活した際に、450〜500nmの範囲内に発光ピークを持つ蛍光体が得られる。また、当該蛍光体にさらにTb3+を共付活した場合には、Ce3+からTb3+へのエネルギー伝達が生じ易いものとなる。そして、Tb3+は輝線状の緑色成分を放つ機能を有するイオンであるため、これによりTb3+に由来する輝線状の発光を主成分とする蛍光体を容易に得ることができる。 As described above, the inorganic compound constituting the first and second phosphors preferably contains an alkaline earth metal and a rare earth element. In this case, it is preferable to contain cerium (Ce), terbium (Tb), and lutetium (Lu) as the rare earth element. By containing Lu, a phosphor having an emission peak in the range of 450 to 500 nm can be obtained when Ce 3+ is activated alone without adding Tb 3+ . Further, when Tb 3+ is further co-activated in the phosphor, energy transfer from Ce 3+ to Tb 3+ is likely to occur. Since Tb 3+ is an ion having a function of emitting a bright line-like green component, a phosphor mainly composed of bright line-like light emission derived from Tb 3+ can be easily obtained.

第一及び第二の蛍光体を構成する無機化合物がアルカリ土類金属と希土類元素とを含有する場合、当該希土類元素としてCeとTbとLuに加え、さらにユウロピウム(Eu)を含むことも好ましい。Euを含むことにより、Tb3+を介して、Ce3+からTb3+へと伝達されたエネルギーを、さらにEu3+へと伝達することができる。そして、上述のように、Eu3+は赤色成分を放つ機能を有するイオンである。そのため、Eu3+に由来する輝線状の赤色成分を放つ蛍光体や、輝線状の赤色成分を主成分とする蛍光体を得ることができる。 In the case where the inorganic compound constituting the first and second phosphors contains an alkaline earth metal and a rare earth element, it is also preferable that the rare earth element further contains europium (Eu) in addition to Ce, Tb and Lu. The inclusion of Eu, through the Tb 3+, the energy transmitted from Ce 3+ to Tb 3+, can be transmitted to further Eu 3+. As described above, Eu 3+ is an ion having a function of emitting a red component. Therefore, it is possible to obtain a phosphor that emits a bright red component derived from Eu 3+ and a fluorescent material mainly composed of a bright red component.

第一及び第二の蛍光体を構成する無機化合物がアルカリ土類金属と希土類元素とを含有する場合、当該希土類元素としてCeとTbとLuに加え、さらにスカンジウム(Sc)を含むことも好ましい。Scはイオン半径が希土類元素の中で最も小さなSc3+(0.81Å)として、結晶中に含有される。イオン半径が小さなイオンは、最外殻電子と原子核との距離が小さく、原子核による最外殻電子の束縛力が強いため、結晶のイオン結合性を高めるように作用する。したがって、Scを含むことにより、無機化合物の結晶中のイオン結合性が高まり、これにより格子振動を伴ってエネルギー緩和する非発光遷移の確率を小さくすることができる。そして、蛍光体の温度消光は、格子振動を伴ってエネルギー緩和する非発光遷移の確率と相関するため、これにより温度消光を一層抑制することが可能となる。 When the inorganic compound constituting the first and second phosphors contains an alkaline earth metal and a rare earth element, it is preferable that the rare earth element further contains scandium (Sc) in addition to Ce, Tb, and Lu. Sc is contained in the crystal as Sc 3+ (0.81Å) having the smallest ionic radius among the rare earth elements. An ion having a small ion radius has a small distance between the outermost shell electron and the nucleus, and the binding force of the outermost shell electron by the nucleus is strong, so that the ion binding property of the crystal is enhanced. Therefore, by including Sc, the ion binding property in the crystal | crystallization of an inorganic compound increases, and thereby the probability of the non-light-emission transition which carries out energy relaxation with a lattice vibration can be made small. The temperature quenching of the phosphor correlates with the probability of a non-light-emitting transition that relaxes energy accompanied by lattice vibration. This makes it possible to further suppress the temperature quenching.

第一の蛍光体を構成する無機化合物は、一般式:
MX
で示される化合物を母体とし、当該母体を構成する元素の一部がCe及びTbで置換されていることが好ましい。なお、式中、MはSr及びCaの少なくとも一方を含有し、XはLu及びScの少なくとも一方を含有する。
The inorganic compound constituting the first phosphor has a general formula:
MX 2 O 4
It is preferable that a part of the elements constituting the matrix is substituted with Ce and Tb. In the formula, M contains at least one of Sr and Ca, and X contains at least one of Lu and Sc.

また、第二の蛍光体を構成する無機化合物は、一般式:
MX
で示される化合物を母体とし、当該母体を構成する元素の一部がCe、Tb及びEuで置換されていることが好ましい。なお、式中、MはSr及びCaの少なくとも一方を含有し、XはLu及びScの少なくとも一方を含有する。
The inorganic compound constituting the second phosphor has the general formula:
MX 2 O 4
It is preferable that a part of the elements constituting the matrix is substituted with Ce, Tb and Eu. In the formula, M contains at least one of Sr and Ca, and X contains at least one of Lu and Sc.

第一及び第二の蛍光体を構成する無機化合物の母体として、このような化合物を使用することにより、短波長可視光で高効率に励起でき、輝線状の緑色及び/又は赤色の光成分を放ち、さらに温度消光が改善された無機蛍光体を容易に得ることができる。   By using such a compound as the matrix of the inorganic compound constituting the first and second phosphors, it can be excited with high efficiency with short-wavelength visible light, and bright line-like green and / or red light components can be excited. It is possible to easily obtain an inorganic phosphor with improved temperature quenching.

一般式:MXで示される化合物の元素Mは、少なくともストロンチウム(Sr)を含有し、さらにカルシウム(Ca)を含有することが好ましい。なお、ストロンチウムやカルシウムは、これら以外の二価のイオンと成り得る元素で部分置換し得るものである。そのため、一般式:MXにおける元素Mは、カルシウムフェライト型の結晶構造を損ねない範囲で、Srと、アルカリ土類金属、マグネシウム(Mg)及び亜鉛(Zn)からなる群より選ばれる少なくとも一つの元素とを含有するものであってもよい。 The element M of the compound represented by the general formula: MX 2 O 4 preferably contains at least strontium (Sr) and further contains calcium (Ca). Strontium and calcium can be partially substituted with other elements that can be divalent ions. Therefore, the element M in the general formula: MX 2 O 4 is at least selected from the group consisting of Sr, an alkaline earth metal, magnesium (Mg), and zinc (Zn) as long as the calcium ferrite type crystal structure is not impaired. It may contain one element.

なお、一般式:MXで示される化合物は、元素Mの過半数をSrで占めることが好ましい。ここで、元素Mの過半数をSrで占めるとは、元素Mを占める原子群の中の過半数をSr原子が占めることを意味する。このような組成にすることで、より高効率の蛍光体として機能し得るものとなる。なお、元素Mはストロンチウムのみで占められていてもよい。 In the compound represented by the general formula: MX 2 O 4 , the majority of the element M is preferably occupied by Sr. Here, occupying the majority of the element M with Sr means that the Sr atom occupies the majority of the atomic group occupying the element M. By setting it as such a composition, it can function as a more efficient fluorescent substance. The element M may be occupied only by strontium.

また、一般式:MXで示される化合物の元素Xは、少なくともルテチウム(Lu)を含有することが好ましい。なお、ルテチウムは、ルテチウム以外の三価のイオンと成り得る元素で部分置換し得るものである。そのため、一般式:MXにおける元素Xは、カルシウムフェライト型の結晶構造を損ねない範囲で、Luと、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、ランタン(La)、ガドリニウム(Gd)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)及びインジウム(In)からなる群より選ばれる少なくとも一つの元素とを含有するものであってもよい。 The element X of the compound represented by the general formula: MX 2 O 4 preferably contains at least lutetium (Lu). Note that lutetium can be partially substituted with an element that can be a trivalent ion other than lutetium. Therefore, the element X in the general formula: MX 2 O 4 is Lu, scandium (Sc), yttrium (Y), lanthanum (La), gadolinium (Gd), aluminum in a range that does not impair the calcium ferrite type crystal structure. It may contain at least one element selected from the group consisting of (Al), gallium (Ga) and indium (In).

なお、一般式:MXで示される化合物は、元素Xの過半数をLuで占めることが好ましい。ここで、元素Xの過半数をLuで占めるとは、元素Xを占める原子群の中の過半数をLu原子が占めることを意味する。このような組成にすることで、より高効率の蛍光体として機能し得るものとなる。なお、元素Xはルテチウムのみで占められていてもよい。 In the compound represented by the general formula: MX 2 O 4 , the majority of the element X is preferably occupied by Lu. Here, the fact that the majority of the element X is occupied by Lu means that the Lu atom occupies the majority of the atomic group occupying the element X. By setting it as such a composition, it can function as a more efficient fluorescent substance. The element X may be occupied only by lutetium.

本実施形態の蛍光体は、公知の手法により製造することが可能であり、一般的な固相反応を用いて合成することができる。   The phosphor of the present embodiment can be produced by a known method and can be synthesized using a general solid phase reaction.

具体的には、まず、普遍的なセラミックス原料粉末である希土類酸化物、アルカリ土類金属の炭酸塩などを準備する。次に、所望の化合物の化学量論的組成又はこれに近い組成となるように原料粉末を調合し、乳鉢やボールミルなどを用いて十分に混合する。その後、アルミナるつぼなどの焼成容器を用いて、電気炉などにより混合原料を焼成することで、本実施形態の蛍光体を調製することができる。なお、混合原料を焼成する際には、大気中又は弱還元雰囲気下、1300〜1700℃の焼成温度にて数時間加熱することが好ましい。   Specifically, first, rare earth oxides, alkaline earth metal carbonates and the like, which are universal ceramic raw material powders, are prepared. Next, the raw material powder is prepared so as to have a stoichiometric composition of the desired compound or a composition close thereto, and sufficiently mixed using a mortar, a ball mill, or the like. Then, the phosphor of the present embodiment can be prepared by firing the mixed raw material with an electric furnace or the like using a firing container such as an alumina crucible. In addition, when baking a mixed raw material, it is preferable to heat for several hours at the baking temperature of 1300-1700 degreeC in air | atmosphere or a weak reducing atmosphere.

なお、本実施形態の蛍光体は、水、有機溶剤、樹脂などの溶媒や水ガラスなどと適宜混合して、スラリー状、ペースト状、ゾル状、ゲル状としたものとして利用することができる。   The phosphor of the present embodiment can be used as a slurry, paste, sol, or gel by appropriately mixing with a solvent such as water, an organic solvent, a resin, or water glass.

このように、本実施形態の蛍光体において、励起スペクトルは、Ce3+によるブロードな励起帯を有し、当該励起帯は400nm以上470nm以下の範囲内にピークを有する。そのため、短波長可視光(380nm以上470nm未満の波長)を効率よく吸収して、波長変換することが可能となる。 Thus, in the phosphor of the present embodiment, the excitation spectrum has a broad excitation band due to Ce 3+ , and the excitation band has a peak in the range of 400 nm to 470 nm. Therefore, short wavelength visible light (wavelength of 380 nm or more and less than 470 nm) can be efficiently absorbed and wavelength conversion can be performed.

さらに、第一の蛍光体の発光スペクトルは、発光ピーク波長が535nm以上560nm未満のTb3+による輝線状の蛍光成分を有する。そして、Tb3+による蛍光成分における、535nm以上560nm未満の範囲内の発光ピークが、蛍光体の発光スペクトルの強度最大値となる。また、第二の蛍光体の発光スペクトルは、発光ピーク波長が535nm以上560nm未満のTb3+による輝線状の蛍光成分、及び発光ピーク波長が580nm以上650nm未満のEu3+による輝線状の蛍光成分の少なくとも一方を有する。そして、Tb3+による蛍光成分における、535nm以上560nm未満の範囲内の発光ピーク、又はEu3+による蛍光成分における、580nm以上650nm未満の範囲内の発光ピークが、蛍光体の発光スペクトルの強度最大値となる。そのため、第一及び第二の蛍光体は、視認性が良好な緑色光あるいは赤色光を放出することができる。また、視感度の高い535nm以上560nm未満の範囲内、又は視感度の高い580nm以上650nm未満の範囲内に発光成分が集中する。そのため、当該蛍光体を発光装置に用いた場合、装置の発光効率を向上させることが可能となる。 Furthermore, the emission spectrum of the first phosphor has an emission line-like fluorescent component of Tb 3+ having an emission peak wavelength of 535 nm or more and less than 560 nm. And the emission peak in the range of 535 nm or more and less than 560 nm in the fluorescent component by Tb 3+ becomes the maximum intensity value of the emission spectrum of the phosphor. In addition, the emission spectrum of the second phosphor includes at least an emission line-like fluorescence component due to Tb 3+ having an emission peak wavelength of 535 nm or more and less than 560 nm, and an emission line-like fluorescence component due to Eu 3+ having an emission peak wavelength of 580 nm or more and less than 650 nm. Have one. The emission peak in the range of 535 nm to less than 560 nm in the fluorescent component due to Tb 3+ or the emission peak in the range of 580 nm to less than 650 nm in the fluorescent component due to Eu 3+ is the maximum intensity value of the emission spectrum of the phosphor. Become. Therefore, the first and second phosphors can emit green light or red light with good visibility. In addition, light emitting components are concentrated in a range of 535 nm to less than 560 nm with high visibility, or in a range of 580 nm to less than 650 nm with high visibility. Therefore, when the phosphor is used for a light emitting device, the light emission efficiency of the device can be improved.

なお、本実施形態の蛍光体は、発光中心がCe3+の蛍光体とTb3+の蛍光体を単に混合した混合物や、さらに発光中心がEu3+の蛍光体を単に混合した混合物ではない。つまり、本実施形態の蛍光体は、Ce3+とTb3+、あるいは、Ce3+とTb3+とEu3+とが、単一の化合物内で共存している。そのため、Ce3+が短波長可視光を吸収し、さらにCe3+からTb3+へのエネルギー伝達や、Ce3+からTb3+を介するEu3+へのエネルギー伝達が起こることから、上述のような特異な形状の発光スペクトルを得ることが可能となる。 Note that the phosphor according to the present embodiment is not a mixture obtained by simply mixing a phosphor having an emission center of Ce 3+ and a phosphor having Tb 3+ or a mixture obtained by simply mixing a phosphor having an emission center of Eu 3+ . That is, in the phosphor according to the present embodiment, Ce 3+ and Tb 3+ , or Ce 3+ , Tb 3+ and Eu 3+ coexist in a single compound. Therefore, Ce 3+ absorbs short-wavelength visible light, and energy transfer from Ce 3+ to Tb 3+ and energy transfer from Ce 3+ to Eu 3+ via Tb 3+ occur. It is possible to obtain an emission spectrum of

[発光装置]
次に、本実施形態に係る発光装置を説明する。本実施形態の発光装置は、上記蛍光体を備えている。上述のように、本実施形態の蛍光体は、特殊なスペクトル形状を有し、かつ、色調制御された蛍光を放出する。このため、本実施形態の発光装置では、上記蛍光体と当該蛍光体を励起する励起源とを組み合わせることによって、効果的に色調制御された蛍光を出力することが可能となる。
[Light emitting device]
Next, the light emitting device according to this embodiment will be described. The light emitting device of this embodiment includes the phosphor. As described above, the phosphor of this embodiment emits fluorescence having a special spectral shape and color tone control. For this reason, in the light emitting device according to the present embodiment, it is possible to output fluorescence whose color tone is effectively controlled by combining the phosphor and an excitation source that excites the phosphor.

なお、本実施形態の発光装置は、発光する機能を備えた電子装置を広く包含するものであり、何らかの光を発する電子装置であれば特に限定されるものではない。つまり、本実施形態の発光装置は、少なくとも本実施形態の蛍光体を利用しており、さらに当該蛍光体が放つ蛍光を少なくとも出力光として利用する発光装置である。   Note that the light emitting device of the present embodiment widely includes electronic devices having a function of emitting light, and is not particularly limited as long as it is an electronic device that emits some light. That is, the light-emitting device of the present embodiment is a light-emitting device that uses at least the phosphor of the present embodiment and further uses the fluorescence emitted by the phosphor as at least output light.

より詳細に説明すると、本実施形態の発光装置は、上述の蛍光体と当該蛍光体を励起する励起源とを組み合わせている。そして、蛍光体は、励起源が放つエネルギーを吸収し、吸収したエネルギーを色調制御された蛍光に変換するものである。なお、励起源は、蛍光体の励起特性に合わせて、放電装置、電子銃、固体発光素子などから適宜選択すればよい。   More specifically, the light-emitting device of this embodiment combines the above-described phosphor and an excitation source that excites the phosphor. The phosphor absorbs the energy emitted by the excitation source and converts the absorbed energy into color-controlled fluorescence. The excitation source may be appropriately selected from a discharge device, an electron gun, a solid light emitting element, etc. according to the excitation characteristics of the phosphor.

従来より、蛍光体を利用する発光装置は数多くあり、例えば蛍光灯や電子管、プラズマディスプレイパネル(PDP)、白色LED、さらには蛍光体を利用する検出装置などがこれに該当する。広義には、蛍光体を利用する照明光源及び照明装置並びに表示装置なども発光装置であり、レーザーダイオードを備えるプロジェクターやLEDバックライトを備える液晶ディスプレイなども発光装置とみなされる。ここで、本実施形態の発光装置は、蛍光体が放つ蛍光の種別によって分類できるため、この分類について説明する。   Conventionally, there are many light-emitting devices that use phosphors, such as fluorescent lamps, electron tubes, plasma display panels (PDP), white LEDs, and detection devices that use phosphors. In a broad sense, an illumination light source and an illumination device using a phosphor, a display device, and the like are light-emitting devices, and a projector including a laser diode, a liquid crystal display including an LED backlight, and the like are also considered as light-emitting devices. Here, since the light-emitting device of this embodiment can be classified according to the type of fluorescence emitted by the phosphor, this classification will be described.

電子装置に利用される蛍光現象は、学術的に幾つかに区分されており、フォトルミネッセンス、カソードルミネッセンス、エレクトロルミネッセンスなどの用語で区別されている。「フォトルミネッセンス(photoluminescence)」とは、蛍光体に電磁波を照射したときに蛍光体が放つ蛍光をいう。なお、「電磁波」という用語は、X線、紫外線、可視光及び赤外線などを総称して指す。「カソードルミネッセンス(cathodeluminescence)」とは、蛍光体に電子線を照射したときに蛍光体が放つ蛍光をいう。また、エレクトロルミネッセンス(electroluminescence)とは、蛍光体に電子を注入したり電界をかけたりしたときに放つ蛍光をいう。原理的にフォトルミネッセンスに近い蛍光として、サーモルミネッセンス(thermoluminescence)という用語もあるが、これは蛍光体に熱を加えたときに蛍光体が放つ蛍光をいう。また、原理的にカソードルミネッセンスに近い蛍光として、ラジオルミネッセンス(radioluminescence)という用語もあるが、これは蛍光体に放射線を照射したときに蛍光体が放つ蛍光をいう。   Fluorescence phenomena used in electronic devices are academically divided into several categories, and are distinguished by terms such as photoluminescence, cathodoluminescence, and electroluminescence. “Photoluminescence” refers to fluorescence emitted by a phosphor when the phosphor is irradiated with an electromagnetic wave. Note that the term “electromagnetic wave” collectively refers to X-rays, ultraviolet rays, visible light, infrared rays, and the like. “Cathodeluminescence” refers to fluorescence emitted by a phosphor when the phosphor is irradiated with an electron beam. Electroluminescence refers to fluorescence emitted when electrons are injected into a phosphor or an electric field is applied. In principle, there is also a term of thermoluminescence as fluorescence close to photoluminescence, which means fluorescence emitted by the phosphor when heat is applied to the phosphor. In addition, there is a term of radioluminescence (radioluminescence) in principle as fluorescence close to cathodoluminescence, which means fluorescence emitted by the phosphor when the phosphor is irradiated with radiation.

先に説明したように、本実施形態の発光装置は、上述の蛍光体が放つ蛍光を少なくとも出力光として利用するものである。そして、ここでいう蛍光は少なくとも上述のように区分することができるため、当該蛍光は、上記ルミネッセンスから選ばれる少なくとも一つの蛍光現象として置き換えることができる。   As described above, the light-emitting device of this embodiment uses at least the fluorescence emitted by the above-described phosphor as output light. Since the fluorescence here can be classified at least as described above, the fluorescence can be replaced with at least one fluorescence phenomenon selected from the luminescence.

なお、蛍光体のフォトルミネッセンスを出力光として利用する発光装置の典型例としては、X線イメージインテンシファイア、蛍光灯、白色LED、蛍光体とレーザーダイオードを利用する半導体レーザープロジェクター及びPDPが挙げられる。また、カソードルミネッセンスを出力光とする発光装置の典型例としては、電子管、蛍光表示管及びフィールドエミッションディスプレイ(FED)が挙げられる。さらに、エレクトロルミネッセンスを出力光とする発光装置の典型例としては、無機エレクトロルミネッセンスディスプレイ(無機EL)、発光ダイオード(LED)、半導体レーザー(LD)及び有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)が挙げられる。   Typical examples of the light emitting device that uses the photoluminescence of the phosphor as output light include an X-ray image intensifier, a fluorescent lamp, a white LED, a semiconductor laser projector using a phosphor and a laser diode, and a PDP. . Typical examples of a light emitting device that uses cathodoluminescence as output light include an electron tube, a fluorescent display tube, and a field emission display (FED). Furthermore, typical examples of a light-emitting device that uses electroluminescence as output light include inorganic electroluminescence displays (inorganic EL), light-emitting diodes (LED), semiconductor lasers (LD), and organic electroluminescence elements (OLED).

以下、図面を参考に本実施形態の発光装置を説明する。図1は、本実施形態に係る発光装置の概略を示す。図1(a)及び図1(b)において、励起源1は、本実施形態の蛍光体2を励起するための一次光を生成する光源である。励起源1は、α線、β線、電子線などの粒子線や、γ線、X線、真空紫外線、紫外線、可視光(特に紫色光や青色光などの短波長可視光)などの電磁波を放つ放射装置を用いることができる。また励起源1としては、各種の放射線発生装置や電子ビーム放射装置、放電光発生装置、固体発光素子、固体発光装置なども用いることができる。励起源1の代表的なものとしては、電子銃、X線管球、希ガス放電装置、水銀放電装置、発光ダイオード、半導体レーザーを含むレーザー光発生装置、無機又は有機のエレクトロルミネッセンス素子などが挙げられる。   Hereinafter, the light emitting device of this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a light emitting device according to this embodiment. 1A and 1B, an excitation source 1 is a light source that generates primary light for exciting the phosphor 2 of the present embodiment. The excitation source 1 emits electromagnetic waves such as particle beams such as α rays, β rays, electron beams, γ rays, X rays, vacuum ultraviolet rays, ultraviolet rays, visible light (especially short wavelength visible light such as violet light and blue light). A radiating device can be used. As the excitation source 1, various radiation generators, electron beam emitters, discharge light generators, solid state light emitting elements, solid state light emitters, and the like can be used. Typical examples of the excitation source 1 include an electron gun, an X-ray tube, a rare gas discharge device, a mercury discharge device, a light emitting diode, a laser light generator including a semiconductor laser, and an inorganic or organic electroluminescence element. It is done.

また、図1(a)及び図1(b)において、出力光4は、励起源1が放つ励起線又は励起光3によって励起された蛍光体2が放つ蛍光である。そして出力光4は、発光装置において照明光や表示光として利用されるものである。   1A and 1B, the output light 4 is excitation light emitted from the excitation source 1 or fluorescence emitted from the phosphor 2 excited by the excitation light 3. FIG. The output light 4 is used as illumination light or display light in the light emitting device.

図1(a)では、励起線又は励起光3を蛍光体2に照射する方向に、蛍光体2からの出力光4が放出される構造の発光装置を示す。なお、図1(a)に示す発光装置としては、白色LED光源や蛍光ランプ、電子管などが挙げられる。一方、図1(b)では、励起線又は励起光3を蛍光体2に照射する方向とは逆の方向に、蛍光体2からの出力光4が放出される構造の発光装置を示す。図1(b)に示す発光装置としては、プラズマディスプレイ装置や反射板付き蛍光体ホイールを利用する光源装置、プロジェクターなどが挙げられる。   FIG. 1A shows a light emitting device having a structure in which output light 4 from the phosphor 2 is emitted in a direction in which the phosphor 2 is irradiated with excitation rays or excitation light 3. In addition, as a light-emitting device shown to Fig.1 (a), a white LED light source, a fluorescent lamp, an electron tube, etc. are mentioned. On the other hand, FIG. 1B shows a light emitting device having a structure in which the output light 4 from the phosphor 2 is emitted in a direction opposite to the direction in which the phosphor 2 is irradiated with excitation lines or excitation light 3. Examples of the light emitting device shown in FIG. 1B include a plasma display device, a light source device using a phosphor wheel with a reflector, and a projector.

本実施形態の発光装置の具体例として好ましいものは、蛍光体を利用して構成した半導体発光装置、照明光源、照明装置、LEDバックライト付き液晶パネル、LEDプロジェクター、レーザープロジェクターなどである。   Preferable specific examples of the light emitting device of the present embodiment include a semiconductor light emitting device, an illumination light source, an illumination device, a liquid crystal panel with an LED backlight, an LED projector, a laser projector and the like configured using a phosphor.

そして、上述のように、本実施形態の蛍光体において、励起スペクトルは、Ce3+によるブロードな励起帯を有し、当該励起帯は400nm以上470nm以下の範囲内にピークを有する。そのため、当該蛍光体は、短波長可視光を効率よく吸収して波長変換することができる。したがって、本実施形態の発光装置は、380nm以上470nm未満の範囲内にピークを持つ短波長可視光によって蛍光体を励起する構造を有することが好ましい。さらに、当該発光装置は、短波長可視光を放つ固体発光素子をさらに備えることが好ましい。 As described above, in the phosphor of the present embodiment, the excitation spectrum has a broad excitation band due to Ce 3+ , and the excitation band has a peak in the range of 400 nm to 470 nm. Therefore, the phosphor can efficiently absorb short-wavelength visible light and perform wavelength conversion. Therefore, the light emitting device of this embodiment preferably has a structure in which the phosphor is excited by short-wavelength visible light having a peak in the range of 380 nm or more and less than 470 nm. Furthermore, it is preferable that the light-emitting device further includes a solid light-emitting element that emits short-wavelength visible light.

次に、本実施形態に係る半導体発光装置の具体例を詳細に説明する。図2に示すように、本実施形態に係る半導体発光装置100は、基板110、複数のLED(発光素子)120、及び複数の封止部材130を備える。基板110は、例えば、セラミックス基板や熱伝導樹脂などからなる絶縁層とアルミニウム板などからなる金属層との二層構造を有する。基板110は略方形の板状であって、基板110の短手方向(X軸方向)の幅W1が例えば12〜30mmであり、長手方向(Y軸方向)の幅W2が例えば12〜30mmである。   Next, a specific example of the semiconductor light emitting device according to this embodiment will be described in detail. As shown in FIG. 2, the semiconductor light emitting device 100 according to the present embodiment includes a substrate 110, a plurality of LEDs (light emitting elements) 120, and a plurality of sealing members 130. The substrate 110 has, for example, a two-layer structure of an insulating layer made of a ceramic substrate or a heat conductive resin and a metal layer made of an aluminum plate. The substrate 110 has a substantially square plate shape, and the width W1 in the short side direction (X-axis direction) of the substrate 110 is, for example, 12 to 30 mm, and the width W2 in the longitudinal direction (Y-axis direction) is, for example, 12 to 30 mm. is there.

図3(a)及び(b)に示すように、LED120は、例えばGaN系のLEDであって、平面視形状が略長方形である。そしてLED120は、短手方向(X軸方向)の幅W3が例えば0.3〜1.0mm、長手方向(Y軸方向)の幅W4が例えば0.3〜1.0mm、厚み(Z軸方向の幅)が例えば0.08〜0.30mmである。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the LED 120 is, for example, a GaN-based LED and has a substantially rectangular shape in plan view. The LED 120 has a width W3 in the short side direction (X-axis direction) of, for example, 0.3 to 1.0 mm, a width W4 in the long side direction (Y-axis direction) of, for example, 0.3 to 1.0 mm, and a thickness (Z-axis direction). For example) is 0.08 to 0.30 mm.

そしてLED120は、基板110の長手方向(Y軸方向)とLED120の素子列の配列方向とが一致するように配置されている。LED120は、一列に並んだ複数のLED120ごとに素子列を構成しており、それら素子列が基板110の短手方向(X軸方向)に沿って複数列並べて実装されている。具体的には、例えば、25個のLED120が5列5行でマトリックス状に実装されている。すなわち、1つの素子列は5個のLEDで構成され、そのような素子列が5列並べて実装されている。   The LEDs 120 are arranged such that the longitudinal direction (Y-axis direction) of the substrate 110 coincides with the arrangement direction of the element rows of the LEDs 120. The LED 120 constitutes an element row for each of the plurality of LEDs 120 arranged in a row, and these element rows are mounted side by side along the short side direction (X-axis direction) of the substrate 110. Specifically, for example, 25 LEDs 120 are mounted in a matrix with 5 columns and 5 rows. That is, one element row is composed of five LEDs, and five such element rows are mounted side by side.

各素子列では、LED120が長手方向(Y軸方向)に直線状に配列されている。このようにLED120を直線状に配列することによって、それらLED120を封止する封止部材130も直線状に形成することができる。   In each element row, the LEDs 120 are linearly arranged in the longitudinal direction (Y-axis direction). Thus, by arranging the LEDs 120 in a straight line, the sealing member 130 for sealing the LEDs 120 can also be formed in a straight line.

図3(b)に示すように、各素子列は、それぞれ長尺状の封止部材130によって個別に封止されている。そして、1つの素子列とその素子列を封止する1つの封止部材130とによって、1つの発光部101を構成している。したがって、半導体発光装置100は5つの発光部101を備えていることになる。   As shown in FIG. 3B, each element row is individually sealed by a long sealing member 130. One light emitting unit 101 is configured by one element row and one sealing member 130 that seals the element row. Therefore, the semiconductor light emitting device 100 includes five light emitting units 101.

封止部材130は、蛍光体を含有した透光性の樹脂材料で形成されている。樹脂材料としては、例えば、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン・エポキシのハイブリッド樹脂、ユリア樹脂などを用いることができる。また、蛍光体としては、本実施形態の蛍光体を用いることができる。ただ、蛍光体としては、本実施形態の蛍光体のみならず、例えば、Eu2+、Ce3+、Tb3+、Mn2+の少なくともいずれかで付活した酸化物や酸ハロゲン化物などの酸化物系蛍光体も用いることができる。また、蛍光体としては、Eu2+、Ce3+、Tb3+、Mn2+の少なくともいずれかで付活した窒化物や酸窒化物などの窒化物系蛍光体、又は硫化物や酸硫化物などの硫化物系蛍光体も用いることができる。 The sealing member 130 is made of a translucent resin material containing a phosphor. As the resin material, for example, a silicone resin, a fluororesin, a silicone / epoxy hybrid resin, a urea resin, or the like can be used. Further, the phosphor of the present embodiment can be used as the phosphor. However, as the phosphor, not only the phosphor of the present embodiment, but also oxide-based fluorescence such as oxide activated by at least one of Eu 2+ , Ce 3+ , Tb 3+ , and Mn 2+ , and acid halides, for example. The body can also be used. In addition, as phosphors, nitride phosphors such as nitrides and oxynitrides activated by at least one of Eu 2+ , Ce 3+ , Tb 3+ and Mn 2+ , or sulfides such as sulfides and oxysulfides are used. Physical phosphors can also be used.

具体的には、青色蛍光体として、BaMgAl1017:Eu2+、CaMgSi:Eu2+、BaMgSi:Eu2+、Sr10(POCl:Eu2+などが挙げられる。緑青又は青緑色蛍光体として、SrSiCl:Eu2+、SrAl1424:Eu2+、BaAl13:Eu2+、BaSiO:Eu2+が挙げられる。さらに緑青又は青緑色蛍光体として、BaZrSi:Eu2+、CaYZr(AlO:Ce3+、CaYHf(AlO:Ce3+、CaYZr(AlO:Ce3+,Tb3+が挙げられる。緑色蛍光体として、(Ba,Sr)SiO:Eu2+、CaMg(SiOCl:Eu2+、CaMg(SiOCl:Eu2+,Mn2+が挙げられる。さらに緑色蛍光体として、BaMgAl1017:Eu2+,Mn2+、CeMgAl1119:Mn2+、YAl(AlO:Ce3+、LuAl(AlO:Ce3+が挙げられる。また、緑色蛍光体として、YGa(AlO:Ce3+、CaScSi12:Ce3+、CaSc:Ce3+、β−Si:Eu2+、SrSi:Eu2+が挙げられる。緑色蛍光体として、BaSi12:Eu2+、SrSi13Al21:Eu2+、YTbSiC:Ce3+、SrGa:Eu2+が挙げられる。緑色蛍光体として、CaLaZr(AlO:Ce3+、CaTbZr(AlO:Ce3+、CaTbZr(AlO:Ce3+,Pr3+が挙げられる。緑色蛍光体として、ZnSiO:Mn2+、MgGa:Mn2+が挙げられる。緑色蛍光体として、LaPO:Ce3+,Tb3+、YSiO:Ce3+,CeMgAl1119:Tb3+、GdMgB10:Ce3+,Tb3+が挙げられる。黄又は橙色蛍光体として、(Sr,Ba)SiO:Eu2+、(Y,Gd)Al12:Ce3+、α−Ca−SiAlON:Eu2+が挙げられる。黄又は橙色蛍光体として、YSiC:Ce3+、LaSi11:Ce3+、YMgAl(AlO(SiO):Ce3+が挙げられる。赤色蛍光体としては、SrSi:Eu2+、CaAlSiN:Eu2+、SrAlSi:Eu2+、CaS:Eu2+、LaS:Eu3+、YMg(AlO)(SiO:Ce3+が挙げられる。また、赤色蛍光体として、Y:Eu3+、YS:Eu3+、Y(P,V)O:Eu3+、YVO:Eu3+が挙げられる。赤色蛍光体として、3.5MgO・0.5MgF・GeO:Mn4+、KSiF:Mn4+、GdMgB10:Ce3+,Mn2+が挙げられる。 Specifically, as the blue phosphor, BaMgAl 10 O 17 : Eu 2+ , CaMgSi 2 O 6 : Eu 2+ , Ba 3 MgSi 2 O 8 : Eu 2+ , Sr 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu 2+ and the like. Can be mentioned. Examples of the green-blue or blue-green phosphor include Sr 4 Si 3 O 8 Cl 4 : Eu 2+ , Sr 4 Al 14 O 24 : Eu 2+ , BaAl 8 O 13 : Eu 2+ , and Ba 2 SiO 4 : Eu 2+ . Furthermore, BaZrSi 3 O 9 : Eu 2+ , Ca 2 YZr 2 (AlO 4 ) 3 : Ce 3+ , Ca 2 YHf 2 (AlO 4 ) 3 : Ce 3+ , Ca 2 YZr 2 (AlO 4) ) 3 : Ce 3+ , Tb 3+ Examples of the green phosphor include (Ba, Sr) 2 SiO 4 : Eu 2+ , Ca 8 Mg (SiO 4 ) 4 Cl 2 : Eu 2+ , and Ca 8 Mg (SiO 4 ) 4 Cl 2 : Eu 2+ , Mn 2+. . Further, as a green phosphor, BaMgAl 10 O 17 : Eu 2+ , Mn 2+ , CeMgAl 11 O 19 : Mn 2+ , Y 3 Al 2 (AlO 4 ) 3 : Ce 3+ , Lu 3 Al 2 (AlO 4 ) 3 : Ce 3+ Is mentioned. Also, as the green phosphor, Y 3 Ga 2 (AlO 4 ) 3: Ce 3+, Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12: Ce 3+, CaSc 2 O 4: Ce 3+, β-Si 3 N 4: Eu 2+, SrSi 2 O 2 N 2 : Eu 2+ may be mentioned. Examples of the green phosphor include Ba 3 Si 6 O 12 N 2 : Eu 2+ , Sr 3 Si 13 Al 3 O 2 N 21 : Eu 2+ , YTbSi 4 N 6 C: Ce 3+ , and SrGa 2 S 4 : Eu 2+. . Examples of the green phosphor include Ca 2 LaZr 2 (AlO 4 ) 3 : Ce 3+ , Ca 2 TbZr 2 (AlO 4 ) 3 : Ce 3+ , Ca 2 TbZr 2 (AlO 4 ) 3 : Ce 3+ , and Pr 3+ . Examples of the green phosphor include Zn 2 SiO 4 : Mn 2+ and MgGa 2 O 4 : Mn 2+ . Examples of the green phosphor include LaPO 4 : Ce 3+ , Tb 3+ , Y 2 SiO 4 : Ce 3+ , CeMgAl 11 O 19 : Tb 3+ , and GdMgB 5 O 10 : Ce 3+ , Tb 3+ . Examples of yellow or orange phosphors include (Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu 2+ , (Y, Gd) 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ , and α-Ca-SiAlON: Eu 2+ . Examples of the yellow or orange phosphor include Y 2 Si 4 N 6 C: Ce 3+ , La 3 Si 6 N 11 : Ce 3+ , Y 3 MgAl (AlO 4 ) 2 (SiO 4 ): Ce 3+ . As red phosphors, Sr 2 Si 5 N 8 : Eu 2+ , CaAlSiN 3 : Eu 2+ , SrAlSi 4 N 7 : Eu 2+ , CaS: Eu 2+ , La 2 O 2 S: Eu 3+ , Y 3 Mg 2 (AlO 4 ) (SiO 4 ) 2 : Ce 3+ . Further, as the red phosphor, Y 2 O 3: Eu 3+ , Y 2 O 2 S: Eu 3+, Y (P, V) O 4: Eu 3+, YVO 4: Eu 3+ and the like. Examples of the red phosphor include 3.5MgO.0.5MgF 2 .GeO 2 : Mn 4+ , K 2 SiF 6 : Mn 4+ , GdMgB 5 O 10 : Ce 3+ , and Mn 2+ .

図3に示すように、封止部材130は、短手方向(X軸方向)の幅W5が例えば0.8〜3.0mm、長手方向(Y軸方向)の幅W6が例えば3.0〜40.0mmであることが好ましい。また、LED120を含めた最大厚み(Z軸方向の幅)T1が例えば0.4〜1.5mm、LED120を含めない最大厚みT2が例えば0.2〜1.3mmであることが好ましい。封止信頼性を確保するためには、封止部材130の幅W5はLED120の幅W3に対して2〜7倍であることが好ましい。   As shown in FIG. 3, the sealing member 130 has a width W5 in the short side direction (X-axis direction) of, for example, 0.8 to 3.0 mm, and a width W6 in the longitudinal direction (Y-axis direction) of, for example, 3.0 to 3.0. It is preferably 40.0 mm. The maximum thickness (width in the Z-axis direction) T1 including the LED 120 is preferably 0.4 to 1.5 mm, for example, and the maximum thickness T2 not including the LED 120 is preferably 0.2 to 1.3 mm, for example. In order to ensure sealing reliability, the width W5 of the sealing member 130 is preferably 2 to 7 times the width W3 of the LED 120.

封止部材130の短手方向に沿った断面の形状は図3(a)に示すように、略半楕円形である。また、封止部材130の長手方向の両端部131,132は、R形状になっている。具体的には、両端部131,132の形状は、図2に示すように、平面視における形状が略半円形であり、図3(b)に示すように、長手方向に沿った断面の形状が約90°の中心角を有する略扇形である。封止部材130の両端部131,132がこのようにR形状になっている場合は、それら両端部131,132において応力集中が生じ難いと共に、LED120の出射光を封止部材130の外部に取り出し易い。   The shape of the cross section of the sealing member 130 along the short direction is substantially semi-elliptical as shown in FIG. Further, both end portions 131 and 132 in the longitudinal direction of the sealing member 130 have an R shape. Specifically, as shown in FIG. 2, the shape of both end portions 131 and 132 is a substantially semicircular shape in plan view, and the cross-sectional shape along the longitudinal direction as shown in FIG. Is substantially fan-shaped with a central angle of about 90 °. When both end portions 131 and 132 of the sealing member 130 are formed in an R shape in this way, stress concentration is unlikely to occur at the both end portions 131 and 132, and the emitted light from the LED 120 is taken out of the sealing member 130. easy.

各LED120は、基板110にフェイスアップ実装される。そして基板110に形成された配線パターン140によって、LED120に電力を供給する図示しない点灯回路ユニットと電気的に接続されている。配線パターン140は、一対の給電用のランド141,142と、各LED120に対応する位置に配置された複数のボンディング用のランド143とを有する。   Each LED 120 is mounted face up on the substrate 110. The wiring pattern 140 formed on the substrate 110 is electrically connected to a lighting circuit unit (not shown) that supplies power to the LED 120. The wiring pattern 140 includes a pair of power feeding lands 141 and 142 and a plurality of bonding lands 143 arranged at positions corresponding to the respective LEDs 120.

図3に示すように、LED120は、例えば、ワイヤボンディングによりワイヤ(例えば、金ワイヤ)150を介してランド143と電気的に接続されている。ワイヤ150の一方の端部151はLED120と接合され、他方の端部152はランド143と接合されている。各ワイヤ150は、それぞれ接続対象である発光素子の属する素子列に沿って配置されている。さらに各ワイヤ150の両端部151,152も素子列に沿って配置されている。各ワイヤ150は、LED120やランド143と共に封止部材130により封止されているため劣化し難く、また絶縁されていて安全性も高い。なお、LED120の基板110への実装方法は、上記のようなフェイスアップ実装に限定されず、フリップチップ実装であってもよい。   As shown in FIG. 3, the LED 120 is electrically connected to the land 143 via a wire (for example, a gold wire) 150 by wire bonding, for example. One end 151 of the wire 150 is bonded to the LED 120, and the other end 152 is bonded to the land 143. Each wire 150 is arranged along an element row to which a light emitting element to be connected belongs. Furthermore, both end portions 151 and 152 of each wire 150 are also arranged along the element row. Since each wire 150 is sealed by the sealing member 130 together with the LED 120 and the land 143, the wire 150 is hardly deteriorated, and is insulated and highly safe. In addition, the mounting method of LED120 to the board | substrate 110 is not limited to the above face-up mounting, Flip chip mounting may be sufficient.

LED120は、図2に示すように、同じ素子列に属する5個のLED120が直列接続され、5つの素子列が並列接続されている。なお、LED120の接続形態はこれに限定されず、素子列に関係なくどのように接続されていてもよい。ランド141,142には、図示しない点灯回路ユニットの一対のリード線が接続され、それらリード線を介して点灯回路ユニットから各LED120に電力が供給され、これにより各LED120が発光する。   As shown in FIG. 2, the LED 120 includes five LEDs 120 belonging to the same element row connected in series, and five element rows connected in parallel. In addition, the connection form of LED120 is not limited to this, You may connect how regardless of an element row | line | column. A pair of lead wires of a lighting circuit unit (not shown) is connected to the lands 141 and 142, and power is supplied from the lighting circuit unit to the LEDs 120 via the lead wires, whereby each LED 120 emits light.

封止部材130は、以下のような手順で形成することができる。まず、図2に示すように、一列に並んだ複数のLED120からなる素子列がX軸方向に複数列並べて実装された基板110を用意する。次に図4に示すように、基板110に、例えばディスペンサ160を用いて、素子列に沿って樹脂ペースト135をライン状に塗布する。その後、塗布後の樹脂ペースト135を固化させることによって、素子列ごとに個別に封止部材130を形成する。   The sealing member 130 can be formed by the following procedure. First, as illustrated in FIG. 2, a substrate 110 is prepared on which a plurality of element arrays each including a plurality of LEDs 120 arranged in a line are arranged in the X-axis direction. Next, as shown in FIG. 4, a resin paste 135 is applied to the substrate 110 in a line shape along the element rows using, for example, a dispenser 160. Thereafter, the sealing member 130 is individually formed for each element row by solidifying the resin paste 135 after application.

本実施形態の半導体発光装置は、照明光源用や液晶ディスプレイのバックライト用、表示装置用の光源など広く利用可能である。つまり上述のように、本実施形態の蛍光体は、視認性が良好な光を放ち得る。そのため、当該蛍光体を照明光源等に用いた場合、高演色性かつ高効率の照明光源や、高輝度画面の広色域表示が可能な表示装置を提供することができる。   The semiconductor light emitting device of this embodiment can be widely used for illumination light sources, backlights for liquid crystal displays, light sources for display devices, and the like. That is, as described above, the phosphor of the present embodiment can emit light with good visibility. Therefore, when the phosphor is used as an illumination light source or the like, it is possible to provide an illumination light source with high color rendering properties and high efficiency, and a display device capable of displaying a wide color gamut on a high luminance screen.

このような照明光源としては、本実施形態の半導体発光装置と、当該半導体発光装置を動作させる点灯回路と、口金など照明器具との接続部品とを組み合わせて構成することができる。また、必要に応じて照明器具を組み合わせれば、照明装置や照明システムを構成することにもなる。   Such an illumination light source can be configured by combining the semiconductor light-emitting device of the present embodiment, a lighting circuit that operates the semiconductor light-emitting device, and a connection component for a lighting fixture such as a base. Moreover, if a lighting fixture is combined as needed, it will also comprise an illuminating device and an illumination system.

このように、本実施形態の発光装置は、視感度や視認性の面で良好な特性を有するため、上述の半導体発光装置や光源装置以外にも広く利用することができる。   Thus, since the light emitting device of this embodiment has favorable characteristics in terms of visibility and visibility, it can be widely used in addition to the semiconductor light emitting device and the light source device described above.

以下、本実施形態を実施例、比較例及び参考例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれら実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail with reference to examples, comparative examples, and reference examples, but the present embodiment is not limited to these examples.

固相反応を利用する調製手法を用いて、実施例、比較例及び参考例に係る蛍光体を合成し、その特性を評価した。なお、実施例、比較例及び参考例では、以下の化合物粉末を原料として使用した。   The phosphors according to Examples, Comparative Examples, and Reference Examples were synthesized using a preparation method utilizing a solid phase reaction, and their characteristics were evaluated. In the examples, comparative examples and reference examples, the following compound powders were used as raw materials.

炭酸ストロンチウム(SrCO):純度3N、関東化学株式会社製
酸化ルテチウム(Lu):純度3N、信越化学工業株式会社製
酸化セリウム(CeO):純度4N、信越化学工業株式会社製
酸化テルビウム(Tb):純度3N、信越化学工業株式会社製
酸化ユウロピウム(Eu):純度3N、信越化学工業株式会社製
炭酸カルシウム(CaCO):純度2N5、関東化学株式会社製
酸化ジルコニウム(ZrO):純度3N、関東化学株式会社製
酸化アルミニウム(θ−Al):純度4N5、住友化学株式会社製
酸化スカンジウム(Sc):純度3N、信越化学工業株式会社製
Strontium carbonate (SrCO 3 ): purity 3N, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd. Lutetium oxide (Lu 2 O 3 ): purity 3N, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Cerium oxide (CeO 2 ): purity 4N, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Terbium (Tb 4 O 7 ): Purity 3N, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Europium oxide (Eu 2 O 3 ): Purity 3N, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Calcium carbonate (CaCO 3 ): Purity 2N5, manufactured by Kanto Chemical Co., Inc. Zirconium oxide (ZrO 2 ): purity 3N, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd. Aluminum oxide (θ-Al 2 O 3 ): purity 4N5, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. scandium oxide (Sc 2 O 3 ): purity 3N, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Made by company

また、比較例では、反応促進剤として以下のものを用いた。
フッ化アルミニウム(AlF):純度3N、株式会社高純度化学研究所製
炭酸カリウム(KCO):純度2N5、関東化学株式会社製
Moreover, in the comparative example, the following was used as a reaction accelerator.
Aluminum fluoride (AlF 3 ): Purity 3N, manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd. Potassium carbonate (K 2 CO 3 ): Purity 2N5, manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.

[実施例1及び2]
実施例1では、目標とする蛍光体をSr(Lu0.899Ce0.001Tb0.1とした。また、実施例2では、目標とする蛍光体をSr(Lu0.889Ce0.001Tb0.1Eu0.01とした。そして、実施例1及び2の蛍光体を次のように調製した。
[Examples 1 and 2]
In Example 1, the target phosphor was Sr (Lu 0.899 Ce 0.001 Tb 0.1 ) 2 O 4 . In Example 2, the target phosphor was Sr (Lu 0.889 Ce 0.001 Tb 0.1 Eu 0.01 ) 2 O 4 . And the fluorescent substance of Example 1 and 2 was prepared as follows.

まず、表1に示す割合で各原料を秤量した。次に、これらの原料を適量の純水と共に、十分に湿式混合した。そして、混合後の原料を容器に移し、乾燥機を用いて150℃で3時間乾燥させた。乾燥後の混合原料を乳鉢と乳棒を用いて粉砕し、焼成原料とした。   First, each raw material was weighed at a ratio shown in Table 1. Next, these raw materials were sufficiently wet mixed with an appropriate amount of pure water. And the raw material after mixing was moved to the container, and was dried at 150 degreeC for 3 hours using the dryer. The mixed raw material after drying was pulverized using a mortar and pestle to obtain a baking raw material.

その後、焼成原料を蓋付きのアルミナるつぼに移し、箱型電気炉を用いて、1500〜1600℃の大気中で2時間本焼成した。   Thereafter, the firing raw material was transferred to an alumina crucible with a lid and subjected to main firing for 2 hours in an atmosphere of 1500 to 1600 ° C. using a box-type electric furnace.

本焼成後の焼成物を、乳鉢と乳棒とを用いて数分間解砕した後、アルミナるつぼに移し、管状電気炉を用いて1500〜1600℃の弱還元雰囲気中で2時間焼成した。なお、弱還元雰囲気は、アルゴン96%と水素4%との混合ガス雰囲気とし、混合ガス流量を100ml/minとした。このようにして、実施例1及び2の蛍光体を調製した。   The fired product after the main firing was crushed for several minutes using a mortar and pestle, then transferred to an alumina crucible, and fired in a weak reducing atmosphere at 1500 to 1600 ° C. for 2 hours using a tubular electric furnace. The weak reducing atmosphere was a mixed gas atmosphere of 96% argon and 4% hydrogen, and the mixed gas flow rate was 100 ml / min. In this way, the phosphors of Examples 1 and 2 were prepared.

Figure 2016176017
Figure 2016176017

[比較例1]
比較例1では、従来のガーネット型の結晶構造を持つ蛍光体(Ca(Tb0.98Ce0.02)Zr(AlO)を調製した。
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, a phosphor (Ca 2 (Tb 0.98 Ce 0.02 ) Zr 2 (AlO 4 ) 3 ) having a conventional garnet-type crystal structure was prepared.

まず、表2に示す割合で、各原料及び反応促進剤を秤量した。次に、ボールミルを用いて、これらの原料及び反応促進剤を適量の純水と共に、十分に湿式混合した。そして、混合後の原料を容器に移し、乾燥機を用いて120℃で一晩乾燥させた。乾燥後の混合原料を乳鉢と乳棒を用いて粉砕し、焼成原料とした。   First, each raw material and reaction accelerator were weighed at the ratio shown in Table 2. Next, using a ball mill, these raw materials and reaction accelerator were sufficiently wet mixed with an appropriate amount of pure water. And the raw material after mixing was moved to the container, and was dried at 120 degreeC overnight using the dryer. The mixed raw material after drying was pulverized using a mortar and pestle to obtain a baking raw material.

その後、焼成原料を蓋付きのアルミナるつぼに移し、箱型電気炉を用いて、1600℃の大気中で4時間本焼成した。   Thereafter, the firing raw material was transferred to an alumina crucible with a lid and subjected to main firing for 4 hours in an atmosphere at 1600 ° C. using a box-type electric furnace.

本焼成後の焼成物を、乳鉢と乳棒とを用いて数分間解砕した後、アルミナるつぼに移し、管状電気炉を用いて1600℃の弱還元雰囲気中で2時間焼成した。なお、弱還元雰囲気は、アルゴン96%と水素4%との混合ガス雰囲気とし、混合ガス流量を100ml/minとした。このようにして、比較例1の蛍光体を調製した。   The fired product after the main firing was crushed for several minutes using a mortar and pestle, then transferred to an alumina crucible, and fired in a weak reducing atmosphere at 1600 ° C. for 2 hours using a tubular electric furnace. The weak reducing atmosphere was a mixed gas atmosphere of 96% argon and 4% hydrogen, and the mixed gas flow rate was 100 ml / min. In this way, the phosphor of Comparative Example 1 was prepared.

Figure 2016176017
Figure 2016176017

実施例1及び2で得られた蛍光体について、次の評価を行った。   The following evaluations were performed on the phosphors obtained in Examples 1 and 2.

まず、実施例1及び2の蛍光体の結晶構造解析を、X線回折装置(製品名:MultiFlex、株式会社リガク製)を用いて行った。測定結果を図5に示す。図5において、実施例1のXRDパターンを(a)、実施例2のXRDパターンを(b)として示す。また、PDF(Power Diffraction Files)に登録されている、カルシウムフェライト型の結晶構造を持つSrLuのパターン(PDF No.32−1242)を(c)として示す。 First, the crystal structure analysis of the phosphors of Examples 1 and 2 was performed using an X-ray diffractometer (product name: MultiFlex, manufactured by Rigaku Corporation). The measurement results are shown in FIG. In FIG. 5, the XRD pattern of Example 1 is shown as (a), and the XRD pattern of Example 2 is shown as (b). Further, a pattern (PDF No. 32-1242) of SrLu 2 O 4 having a calcium ferrite type crystal structure registered in PDF (Power Diffraction Files) is shown as (c).

図5中の(a)及び(b)と(c)とを比較して分かるように、実施例1及び2の蛍光体のXRDパターンは、カルシウムフェライト型の結晶構造を持つSrLuのパターンと概ね一致した。このことは、少なくとも実施例1及び2の蛍光体が、カルシウムフェライト型構造を有する化合物を主体にしてなることを示している。 As can be seen by comparing (a), (b) and (c) in FIG. 5, the XRD patterns of the phosphors of Examples 1 and 2 are those of SrLu 2 O 4 having a calcium ferrite type crystal structure. It almost coincided with the pattern. This indicates that at least the phosphors of Examples 1 and 2 are mainly composed of a compound having a calcium ferrite type structure.

次に、実施例1及び2の蛍光体の励起特性と発光特性を、分光蛍光光度計(FP−6500、日本分光株式会社製)を用いて測定した。図6は、実施例1の蛍光体(Sr(Lu0.899Ce0.001Tb0.1)における発光スペクトル1aと励起スペクトル2aを示している。そして、図7は、実施例2の蛍光体(Sr(Lu0.889Ce0.001Tb0.1Eu0.01)における発光スペクトル1bと励起スペクトル2bを示している。なお、実施例1及び2の蛍光体における発光スペクトル測定時の励起波長は、各々407nm及び406nmとし、励起スペクトル測定時のモニタ波長は発光ピーク波長とした。また、図6及び図7において、発光スペクトルと励起スペクトルは、いずれも最大強度を100として規格化している。 Next, the excitation characteristics and emission characteristics of the phosphors of Examples 1 and 2 were measured using a spectrofluorometer (FP-6500, manufactured by JASCO Corporation). FIG. 6 shows an emission spectrum 1a and an excitation spectrum 2a in the phosphor of Example 1 (Sr (Lu 0.899 Ce 0.001 Tb 0.1 ) 2 O 4 ). FIG. 7 shows the emission spectrum 1b and the excitation spectrum 2b of the phosphor of Example 2 (Sr (Lu 0.889 Ce 0.001 Tb 0.1 Eu 0.01 ) 2 O 4 ). The excitation wavelengths when measuring the emission spectra in the phosphors of Examples 1 and 2 were 407 nm and 406 nm, respectively, and the monitor wavelengths when measuring the excitation spectra were the emission peak wavelengths. 6 and 7, the emission spectrum and the excitation spectrum are both normalized with the maximum intensity being 100.

図6から分かるように、実施例1の蛍光体の励起スペクトルはCe3+によるブロードな励起帯を有し、当該励起帯は紫〜青色の波長領域に励起強度の極大値を持つ。具体的には、実施例1の蛍光体におけるCe3+によるブロードな励起帯は、407nmに励起強度の極大値を持つ。そのため、実施例1の蛍光体は、400nm以上470nm以下の範囲内の励起光を吸収して発光するという特徴を持つ。 As can be seen from FIG. 6, the excitation spectrum of the phosphor of Example 1 has a broad excitation band due to Ce 3+ , and the excitation band has a maximum value of excitation intensity in the violet to blue wavelength region. Specifically, the broad excitation band due to Ce 3+ in the phosphor of Example 1 has a maximum excitation intensity at 407 nm. Therefore, the phosphor of Example 1 has a feature that it absorbs excitation light within a range of 400 nm to 470 nm and emits light.

そして、図6から、実施例1の蛍光体の発光スペクトルは、発光ピーク波長が535nm以上560nm未満である、Tb3+による輝線状の蛍光成分を有している。さらに、Tb3+による蛍光成分における、535nm以上560nm未満の範囲内の発光ピークが、当該発光スペクトルの強度最大値となることが分かる。 From FIG. 6, the emission spectrum of the phosphor of Example 1 has an emission line-like fluorescent component with Tb 3+ having an emission peak wavelength of 535 nm or more and less than 560 nm. Furthermore, it can be seen that the emission peak in the range of 535 nm or more and less than 560 nm in the fluorescent component due to Tb 3+ is the maximum intensity value of the emission spectrum.

また、図7から分かるように、実施例2の蛍光体の励起スペクトルは、実施例1と同様に、Ce3+によるブロードな励起帯を有し、当該励起帯は紫〜青色の波長領域に励起強度の極大値を持つ。具体的には、実施例2の蛍光体におけるCe3+によるブロードな励起帯は、406nmに励起強度の極大値を持つ。そのため、実施例2の蛍光体は、400nm以上470nm以下の範囲内の励起光を吸収して発光するという特徴を持つ。 Further, as can be seen from FIG. 7, the excitation spectrum of the phosphor of Example 2 has a broad excitation band due to Ce 3+ , as in Example 1, and the excitation band is excited in the wavelength range of purple to blue. Has a maximum value of intensity. Specifically, the broad excitation band due to Ce 3+ in the phosphor of Example 2 has a maximum excitation intensity at 406 nm. Therefore, the phosphor of Example 2 has a feature that it emits light by absorbing excitation light within a range of 400 nm to 470 nm.

そして、図7から、実施例2の蛍光体の発光スペクトルは、発光ピーク波長が535nm以上560nm未満である、Tb3+による輝線状の蛍光成分を有している。さらに、発光ピーク波長が580nm以上650nm未満である、Eu3+による輝線状の蛍光成分も有している。そして、Eu3+による蛍光成分における、580nm以上650nm未満の範囲内の発光ピークが、当該発光スペクトルの強度最大値となることが分かる。 From FIG. 7, the emission spectrum of the phosphor of Example 2 has an emission line-like fluorescent component with Tb 3+ having an emission peak wavelength of 535 nm or more and less than 560 nm. Furthermore, it also has an emission line-like fluorescent component with Eu 3+ having an emission peak wavelength of 580 nm or more and less than 650 nm. And it turns out that the emission peak in the range of 580 nm or more and less than 650 nm in the fluorescence component by Eu 3+ is the intensity maximum value of the emission spectrum.

以上の通り、実施例1及び2の蛍光体は、カルシウムフェライト型の結晶構造を持つ無機化合物であり、上述の特徴的な励起スペクトル及び発光スペクトルを有する蛍光体であることが分かる。   As described above, it can be seen that the phosphors of Examples 1 and 2 are inorganic compounds having a calcium ferrite type crystal structure and have the above-described characteristic excitation spectrum and emission spectrum.

次に、実施例1及び比較例1の蛍光体の温度消光を、瞬間マルチ測光システム(MPCD−9800、大塚電子株式会社製)と、加熱機構を備える量子効率測定システム(QE−1100、大塚電子株式会社製)とを用いて評価した。   Next, temperature quenching of the phosphors of Example 1 and Comparative Example 1 was performed using an instantaneous multi-photometry system (MPCD-9800, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) and a quantum efficiency measurement system (QE-1100, Otsuka Electronics Co., Ltd.) equipped with a heating mechanism. And manufactured by the same company).

ます、実施例1及び比較例1の蛍光体における温度消光の評価手順を示す。最初に各々の蛍光体に、励起ピーク波長の光を照射して励起させ、室温下(30℃)での内部量子効率を測定した。その後、200℃まで10℃刻みで蛍光体を加熱し、その都度、内部量子効率を測定した。このようにして、実施例1及び比較例1の温度消光を評価した。評価結果を図8に示す。図8では、蛍光体の温度と、室温時の内部量子効率を100%とした場合における内部量子効率の維持率(%)との関係を示し、(A)は実施例1の蛍光体の結果であり、(B)は比較例1の蛍光体の結果である。   First, an evaluation procedure of temperature quenching in the phosphors of Example 1 and Comparative Example 1 is shown. First, each phosphor was excited by irradiation with light having an excitation peak wavelength, and the internal quantum efficiency at room temperature (30 ° C.) was measured. Thereafter, the phosphor was heated in increments of 10 ° C. up to 200 ° C., and the internal quantum efficiency was measured each time. Thus, the temperature quenching of Example 1 and Comparative Example 1 was evaluated. The evaluation results are shown in FIG. FIG. 8 shows the relationship between the temperature of the phosphor and the maintenance rate (%) of the internal quantum efficiency when the internal quantum efficiency at room temperature is 100%. (A) shows the result of the phosphor of Example 1. (B) is the result of the phosphor of Comparative Example 1.

図8の(A)と(B)とを比較して分かるように、実施例1の蛍光体における内部量子効率の維持率は、比較例1よりも高い。なお、実施例2の温度消光の測定結果は省略したが、実施例1と同様の特性を示した。この理由は、実施例の蛍光体の温度消光が、Ce3+を単独付活した蛍光体の温度消光によって概ね決定されることによる。これについては、参考例を用いて後ほど説明する。 As can be seen by comparing (A) and (B) of FIG. 8, the internal quantum efficiency retention rate of the phosphor of Example 1 is higher than that of Comparative Example 1. In addition, although the measurement result of the temperature quenching of Example 2 was abbreviate | omitted, the characteristic similar to Example 1 was shown. The reason for this is that the temperature quenching of the phosphor of the example is generally determined by the temperature quenching of the phosphor activated by Ce 3+ alone. This will be described later using a reference example.

このように、LED光で励起可能であり、さらに輝線状の緑色及び/又は赤色の光成分を放つ、従来のガーネット型の結晶構造を持つ無機化合物の蛍光体は、温度消光が大きい課題があった。しかし、本実施形態の蛍光体は、温度消光が改善できることが分かる。   As described above, an inorganic compound phosphor having a conventional garnet-type crystal structure that can be excited by LED light and emits bright line-like green and / or red light components has a large problem of temperature quenching. It was. However, it can be seen that the phosphor of this embodiment can improve temperature quenching.

[参考例1]
エネルギー伝達を利用する発光メカニズムを備えた蛍光体の温度消光は、一般に、エネルギー伝達を利用する以前の蛍光体、つまり本実施形態の蛍光体ではCe3+を単独付活した蛍光体の温度消光と同様の傾向を示す。そのため、合成作業が容易なCe3+単独付活蛍光体を用いて、蛍光体の温度消光を調べた結果を説明する。
[Reference Example 1]
In general, the temperature quenching of a phosphor having a light emission mechanism using energy transfer is the temperature quenching of a phosphor before using energy transfer, that is, the phosphor of the present embodiment in which Ce 3+ is independently activated. The same tendency is shown. Therefore, the result of investigating the temperature quenching of the phosphor using a Ce 3+ single activation phosphor that can be easily synthesized will be described.

参考例1では、目標とする蛍光体をSr(Lu0.9995Ce0.0005とした。そして、参考例1の蛍光体を次のように調製した。まず、表3に示す割合で、各原料を秤量した。次に、実施例1及び2と同様にこれら原料を混合し、焼成することにより、参考例1の蛍光体を調製した。 In Reference Example 1, the target phosphor was Sr (Lu 0.9995 Ce 0.0005 ) 2 O 4 . Then, the phosphor of Reference Example 1 was prepared as follows. First, each raw material was weighed at a ratio shown in Table 3. Next, the phosphors of Reference Example 1 were prepared by mixing and firing these raw materials in the same manner as in Examples 1 and 2.

Figure 2016176017
Figure 2016176017

次に、実施例1及び2と同様に、参考例1の蛍光体の結晶構造解析を行った。その結果、参考例1の化合物は、実施例1及び2と同様のXRDパターンを示した。そのため、参考例1は、Sr(Lu0.9995Ce0.0005で表され、カルシウムフェライト型の結晶構造を有する化合物であることが分かった。 Next, in the same manner as in Examples 1 and 2, the crystal structure analysis of the phosphor of Reference Example 1 was performed. As a result, the compound of Reference Example 1 showed the same XRD pattern as in Examples 1 and 2. Therefore, it was found that Reference Example 1 was a compound represented by Sr (Lu 0.9995 Ce 0.0005 ) 2 O 4 and having a calcium ferrite type crystal structure.

さらに、参考例1の蛍光体の励起特性と発光特性を、実施例1及び2と同様に測定した。図9は、参考例1の蛍光体(Sr(Lu0.9995Ce0.0005)における発光スペクトル1cと励起スペクトル2cとを示している。なお、参考例1の蛍光体における発光スペクトル測定時の励起波長は405nmとし、励起スペクトル測定時のモニタ波長は発光ピーク波長とした。また、図9において、発光スペクトルと励起スペクトルは、いずれも最大強度を100として規格化している。 Furthermore, the excitation characteristics and emission characteristics of the phosphor of Reference Example 1 were measured in the same manner as in Examples 1 and 2. FIG. 9 shows an emission spectrum 1c and an excitation spectrum 2c of the phosphor of Reference Example 1 (Sr (Lu 0.9995 Ce 0.0005 ) 2 O 4 ). The excitation wavelength when measuring the emission spectrum of the phosphor of Reference Example 1 was 405 nm, and the monitoring wavelength when measuring the excitation spectrum was the emission peak wavelength. In FIG. 9, the emission spectrum and the excitation spectrum are both normalized with the maximum intensity being 100.

図9から分かるように、参考例1の蛍光体の励起スペクトルはCe3+によるブロードな励起帯を有し、当該励起帯は紫〜青色の波長領域に励起強度の最大値を持つ。具体的には、参考例1の蛍光体におけるCe3+によるブロードな励起帯は、405nmに励起強度の最大値を持つ。そのため、参考例1の蛍光体は、400nm以上470nm以下の範囲内の励起光を吸収して発光するという特徴を持つ。 As can be seen from FIG. 9, the excitation spectrum of the phosphor of Reference Example 1 has a broad excitation band due to Ce 3+ , and the excitation band has a maximum value of excitation intensity in the violet to blue wavelength region. Specifically, the broad excitation band due to Ce 3+ in the phosphor of Reference Example 1 has a maximum excitation intensity at 405 nm. Therefore, the phosphor of Reference Example 1 has a feature that it absorbs excitation light within a range of 400 nm to 470 nm and emits light.

そして、図9から、参考例1の蛍光体の発光スペクトルは、Ce3+によるブロードな蛍光成分を有し、さらに当該蛍光成分は青〜緑青光の波長領域に発光強度の最大値を持つ。具体的には、参考例1の蛍光体のCe3+によるブロードな蛍光成分は、455nmに発光強度の最大値を持ち、450nm以上500nm未満の波長範囲の青色〜緑青光を放つような蛍光体である。 From FIG. 9, the emission spectrum of the phosphor of Reference Example 1 has a broad fluorescent component due to Ce 3+ , and the fluorescent component has a maximum emission intensity in the wavelength region of blue to green blue light. Specifically, the broad fluorescent component due to Ce 3+ of the phosphor of Reference Example 1 is a phosphor having a maximum emission intensity at 455 nm and emitting blue to patina in the wavelength range of 450 nm to less than 500 nm. is there.

次に、参考例1の蛍光体の温度消光を実施例1と同様に測定した。図10では、実施例1の蛍光体の温度消光(A)及び参考例1の蛍光体の温度消光(C)を比較して示す。図10に示すように、実施例1の蛍光体の温度消光は、参考例1の蛍光体の温度消光と同様の傾向にある。そのため、エネルギー伝達を利用する発光メカニズムを備えた蛍光体の温度消光は、一般に、エネルギー伝達を利用する以前の蛍光体の温度消光で決定することができる。   Next, the temperature quenching of the phosphor of Reference Example 1 was measured in the same manner as in Example 1. In FIG. 10, the temperature quenching (A) of the phosphor of Example 1 is compared with the temperature quenching (C) of the phosphor of Reference Example 1. As shown in FIG. 10, the temperature quenching of the phosphor of Example 1 has the same tendency as the temperature quenching of the phosphor of Reference Example 1. Therefore, temperature quenching of a phosphor having a light emission mechanism that uses energy transfer can generally be determined by temperature quenching of the phosphor before using energy transfer.

[参考例2〜5]
参考例2〜5の蛍光体では、目標とする蛍光体を(Sr1-xCa)(Lu0.9995Ce0.0005(但し、0.1≦x≦0.7)で表される化合物とした。そして、参考例2〜5の蛍光体を次のように調製した。まず、表4に示す割合で各原料を秤量した。次に、実施例1及び2と同様にこれら原料を混合し、焼成することにより、参考例2〜5の蛍光体を調製した。
[Reference Examples 2 to 5]
In the phosphors of Reference Examples 2 to 5, the target phosphor is (Sr 1-x Ca x ) (Lu 0.9995 Ce 0.0005 ) 2 O 4 (where 0.1 ≦ x ≦ 0.7) It was set as the compound represented by these. And the fluorescent substance of Reference Examples 2-5 was prepared as follows. First, each raw material was weighed at a ratio shown in Table 4. Next, the phosphors of Reference Examples 2 to 5 were prepared by mixing and firing these raw materials in the same manner as in Examples 1 and 2.

Figure 2016176017
Figure 2016176017

次に、実施例1及び2と同様に、参考例2〜5の蛍光体の結晶構造解析を行った。測定結果を図11に示す。図11において、参考例2のXRDパターンを(d)、参考例3のXRDパターンを(e)、参考例4のXRDパターンを(f)、参考例5のXRDパターンを(g)として示す。また、PDFに登録されている、カルシウムフェライト型の結晶構造を持つSrLuのパターンを(c)として示す。 Next, similarly to Examples 1 and 2, the crystal structure analysis of the phosphors of Reference Examples 2 to 5 was performed. The measurement results are shown in FIG. In FIG. 11, the XRD pattern of Reference Example 2 is shown as (d), the XRD pattern of Reference Example 3 is shown as (e), the XRD pattern of Reference Example 4 is shown as (f), and the XRD pattern of Reference Example 5 is shown as (g). In addition, a pattern of SrLu 2 O 4 having a calcium ferrite type crystal structure registered in PDF is shown as (c).

図11中の(d)〜(g)と(c)とを比較して分かるように、参考例2〜5の蛍光体のXRDパターンは、カルシウムフェライト型の結晶構造を持つSrLuのパターンと概ね一致した。このことは、少なくとも参考例2〜5の蛍光体が、(Sr1-xCa)(Lu0.9995Ce0.0005で表され、カルシウムフェライト型構造を有する化合物であることを示している。 As can be seen by comparing (d) to (g) and (c) in FIG. 11, the XRD patterns of the phosphors of Reference Examples 2 to 5 are those of SrLu 2 O 4 having a calcium ferrite type crystal structure. It almost coincided with the pattern. This means that at least the phosphors of Reference Examples 2 to 5 are compounds represented by (Sr 1-x Ca x ) (Lu 0.9995 Ce 0.0005 ) 2 O 4 and having a calcium ferrite type structure. Is shown.

次に、参考例2〜5の蛍光体の励起特性と発光特性を、実施例1及び2と同様に測定した。図12は、参考例2の発光スペクトル1dと励起スペクトル2d、参考例3の発光スペクトル1eと励起スペクトル2e、参考例4の発光スペクトル1fと励起スペクトル2f、及び参考例5の発光スペクトル1gと励起スペクトル2gを示している。なお、発光スペクトル測定時の励起波長は励起ピーク波長とし、励起スペクトル測定時のモニタ波長は発光ピーク波長とした。また、図12において、発光スペクトルと励起スペクトルは、いずれも最大強度を100として規格化している。   Next, the excitation characteristics and emission characteristics of the phosphors of Reference Examples 2 to 5 were measured in the same manner as in Examples 1 and 2. 12 shows the emission spectrum 1d and the excitation spectrum 2d of Reference Example 2, the emission spectrum 1e and the excitation spectrum 2e of Reference Example 3, the emission spectrum 1f and the excitation spectrum 2f of Reference Example 4, and the emission spectrum 1g and the excitation spectrum of Reference Example 5. The spectrum 2g is shown. The excitation wavelength at the time of emission spectrum measurement was the excitation peak wavelength, and the monitor wavelength at the time of excitation spectrum measurement was the emission peak wavelength. In FIG. 12, the emission spectrum and the excitation spectrum are both normalized with the maximum intensity being 100.

図12から分かるように、Caの置換量(x)が増加するにつれて、発光スペクトル及び励起スペクトルは両者とも相対的に長波長側へとシフトした。具体的には、発光スペクトルと励起スペクトルのピークは、例えば、xの数値が0.1の参考例2では、各々460nmと407nmであったが、xの数値が0.3の参考例3では、各々467nmと410nmにまでシフトした。また、xの数値が0.5の参考例4では、各々478nmと412nmにまでシフトし、xの数値が0.7の参考例5では、各々481nmと414nmにまでシフトした。そして、発光スペクトルの長波長シフトに伴って、カルシウムフェライト型の結晶構造を持つ蛍光体が放つ光色は、青色から青緑色へと変化した。   As can be seen from FIG. 12, as the substitution amount (x) of Ca increases, both the emission spectrum and the excitation spectrum are relatively shifted to the longer wavelength side. Specifically, the peaks of the emission spectrum and the excitation spectrum were, for example, 460 nm and 407 nm in Reference Example 2 where the numerical value of x was 0.1, but in Reference Example 3 where the numerical value of x was 0.3, respectively. , Shifted to 467 nm and 410 nm, respectively. In Reference Example 4 where the value of x was 0.5, the shift was made to 478 nm and 412 nm, respectively, and in Reference Example 5 where the value of x was 0.7, the shift was made to 481 nm and 414 nm, respectively. With the long wavelength shift of the emission spectrum, the light color emitted by the phosphor having a calcium ferrite type crystal structure changed from blue to blue-green.

なお、Caの置換量が増加するにつれて長波長シフトする理由は、次のように考えられる。つまり、Sr2+の格子位置を、イオン半径がSr2+(1.12Å)よりも小さなCa2+(0.99Å)で置換することによって、結晶の格子体積が減少し、Ce3+−O2−距離が縮小したことに起因すると考えられる。一般に、Ce3+−O2−距離が縮小するとCe3+−O2−相互作用が増加し、Ce3+の発光準位は下がるとされている。これにより、発光準位と基底状態とのエネルギー差が減少し、Ce3+の励起スペクトルと発光スペクトルが、エネルギーの低い長波長側へとシフトしたと考えられる。 The reason why the wavelength shifts as the Ca substitution amount increases is considered as follows. That is, the lattice positions of Sr 2+, by substituting a small Ca 2+ than the ionic radius of Sr 2+ (1.12Å) (0.99Å) , the lattice volume of the crystal is decreased, Ce 3+ -O 2-distance This is thought to be due to the shrinkage of. In general, when the Ce 3+ —O 2− distance is reduced, the Ce 3+ −O 2− interaction increases, and the emission level of Ce 3+ decreases. Thereby, it is considered that the energy difference between the emission level and the ground state is reduced, and the excitation spectrum and emission spectrum of Ce 3+ are shifted to the long wavelength side where energy is low.

以上の結果は、参考例2〜5の蛍光体が、波長405〜415nm付近の紫〜青色光を効率よく吸収して、青〜青緑色光へと波長変換できることを示すものである。   The above results indicate that the phosphors of Reference Examples 2 to 5 can efficiently absorb purple to blue light in the vicinity of a wavelength of 405 to 415 nm and convert the wavelength to blue to blue green light.

次に、参考例3の蛍光体の温度消光を実施例1と同様に測定した。図13では、参考例3の蛍光体の温度消光(D)及び参考例1の蛍光体の温度消光(C)を比較して示す。図13に示すように、参考例3の蛍光体((Sr0.7Ca0.3)(Lu0.9995Ce0.0005)の内部量子効率の維持率は、参考例1の蛍光体(Sr(Lu0.9995Ce0.0005)よりも高い。この結果は、本実施形態に係るカルシウムフェライト型構造を有する蛍光体が、Caを含むことによって、さらに温度消光が改善されることを示している。 Next, the temperature quenching of the phosphor of Reference Example 3 was measured in the same manner as in Example 1. In FIG. 13, the temperature quenching (D) of the phosphor of Reference Example 3 and the temperature quenching (C) of the phosphor of Reference Example 1 are shown in comparison. As shown in FIG. 13, the internal quantum efficiency maintenance rate of the phosphor of Reference Example 3 ((Sr 0.7 Ca 0.3 ) (Lu 0.9995 Ce 0.0005 ) 2 O 4 ) is Higher than the phosphor (Sr (Lu 0.9995 Ce 0.0005 ) 2 O 4 ). This result shows that the temperature quenching is further improved when the phosphor having the calcium ferrite type structure according to the present embodiment contains Ca.

[参考例6〜11]
参考例6〜11の蛍光体では、目標とする蛍光体を(Sr0.7Ca0.3)(Lu0.997−yScCe0.003(但し、0≦y≦0.997)で表される化合物とした。そして、参考例6〜11の蛍光体を次のように調製した。まず、表5に示す割合で各原料を秤量した。次に、実施例1及び2と同様にこれら原料を混合し、焼成することにより、参考例6〜11の蛍光体を調製した。
[Reference Examples 6 to 11]
The phosphor of Example 6 to 11, the phosphor as a target (Sr 0.7 Ca 0.3) (Lu 0.997-y Sc y Ce 0.003) 2 O 4 ( where, 0 ≦ y ≦ 0.997). And the fluorescent substance of Reference Examples 6-11 was prepared as follows. First, each raw material was weighed at a ratio shown in Table 5. Next, the phosphors of Reference Examples 6 to 11 were prepared by mixing and firing these raw materials in the same manner as in Examples 1 and 2.

Figure 2016176017
Figure 2016176017

まず、実施例1及び2と同様に、参考例6〜11の蛍光体の結晶構造解析を行った。図14において、参考例6のXRDパターンを(h)、参考例7のXRDパターンを(i)、参考例8のXRDパターンを(j)、参考例9のXRDパターンを(k)、参考例10のXRDパターンを(l)、参考例11のXRDパターンを(m)として示す。また、PDFに登録されている、カルシウムフェライト型の結晶構造を持つSrLuのパターンを(c)として示す。 First, in the same manner as in Examples 1 and 2, the crystal structures of the phosphors of Reference Examples 6 to 11 were analyzed. In FIG. 14, XRD pattern of Reference Example 6 is (h), XRD pattern of Reference Example 7 is (i), XRD pattern of Reference Example 8 is (j), XRD pattern of Reference Example 9 is (k), Reference Example The XRD pattern of 10 is shown as (l), and the XRD pattern of Reference Example 11 is shown as (m). In addition, a pattern of SrLu 2 O 4 having a calcium ferrite type crystal structure registered in PDF is shown as (c).

図14中の(h)〜(l)と(c)とを比較して分かるように、参考例6〜10の蛍光体のXRDパターンは、カルシウムフェライト型の結晶構造を持つSrLuのパターンと概ね一致した。このことは、少なくとも参考例6〜10の蛍光体が、(Sr0.7Ca0.3)(Lu0.997−yScCe0.003で表され、カルシウムフェライト型構造を有する化合物であることを示している。 As can be seen by comparing (h) to (l) and (c) in FIG. 14, the XRD patterns of the phosphors of Reference Examples 6 to 10 are those of SrLu 2 O 4 having a calcium ferrite type crystal structure. It almost coincided with the pattern. This phosphor least reference example 6 to 10, represented by (Sr 0.7 Ca 0.3) (Lu 0.997-y Sc y Ce 0.003) 2 O 4, calcium ferrite structure It is shown that it is a compound which has this.

なお、図14中の(m)に示した参考例11の蛍光体のXRDパターンは、参考例6〜10と異なっている。ただ、参考例11の回折ピークの位置は、カルシウムフェライト型の結晶構造を持つSrLuのピーク位置に対して、単純に高角度側に2〜3°ずれている。このようなXRDパターンの一致は、実質的に、参考例11の蛍光体が(Sr0.7Ca0.3)(Sc0.997Ce0.003で表され、カルシウムフェライト型の結晶構造を有する化合物であることを示している。 Note that the XRD pattern of the phosphor of Reference Example 11 shown in (m) of FIG. 14 is different from Reference Examples 6 to 10. However, the position of the diffraction peak of Reference Example 11 is simply shifted by 2 to 3 ° on the high angle side with respect to the peak position of SrLu 2 O 4 having a calcium ferrite type crystal structure. Such coincidence of XRD patterns is substantially the case where the phosphor of Reference Example 11 is represented by (Sr 0.7 Ca 0.3 ) (Sc 0.997 Ce 0.003 ) 2 O 4 and is of calcium ferrite type It shows that it is a compound having the crystal structure of

次に、参考例6〜11の蛍光体の励起特性と発光特性を、実施例1及び2と同様に測定した。図15は、参考例6の発光スペクトル1hと励起スペクトル2h、参考例7の発光スペクトル1iと励起スペクトル2i、参考例8の発光スペクトル1jと励起スペクトル2jを示している。また、図15は、参考例9の発光スペクトル1kと励起スペクトル2k、参考例10の発光スペクトル1lと励起スペクトル2l及び参考例11の発光スペクトル1mと励起スペクトル2mを示している。なお、発光スペクトル測定時の励起波長は励起ピーク波長とし、励起スペクトル測定時のモニタ波長は発光ピーク波長とした。また、図15において、発光スペクトルと励起スペクトルは、いずれも最大強度を100として規格化している。   Next, the excitation characteristics and emission characteristics of the phosphors of Reference Examples 6 to 11 were measured in the same manner as in Examples 1 and 2. FIG. 15 shows the emission spectrum 1h and excitation spectrum 2h of Reference Example 6, the emission spectrum 1i and excitation spectrum 2i of Reference Example 7, and the emission spectrum 1j and excitation spectrum 2j of Reference Example 8. FIG. 15 shows the emission spectrum 1k and excitation spectrum 2k of Reference Example 9, the emission spectrum 1l and excitation spectrum 21 of Reference Example 10, and the emission spectrum 1m and excitation spectrum 2m of Reference Example 11. The excitation wavelength at the time of emission spectrum measurement was the excitation peak wavelength, and the monitor wavelength at the time of excitation spectrum measurement was the emission peak wavelength. In FIG. 15, the emission spectrum and the excitation spectrum are both normalized with the maximum intensity being 100.

図15から分かるように、Scの置換量(y)が増加するにつれて、発光スペクトルと励起スペクトルは両者とも相対的に長波長側へとシフトした。具体的には、発光スペクトルと励起スペクトルのピークは、例えば、yの数値が0の参考例6では、各々467nmと410nmであったが、yの数値が0.1の参考例7では、各々476nmと410nmにまでシフトした。また、yの数値が0.3の参考例8では、各々490nmと414nmにまでシフトし、yの数値が0.5の参考例9では、各々490nmと421nmにまでシフトした。さらに、yの数値が0.7の参考例10では、各々492nmと433nmにまでシフトし、yの数値が0.997の参考例11では、各々496nmと440nmにまでシフトした。そして、発光スペクトルの長波長シフトに伴って、蛍光体が放つ光色は、青色から青緑色へと変化した。   As can be seen from FIG. 15, both the emission spectrum and the excitation spectrum relatively shifted to the longer wavelength side as the Sc substitution amount (y) increased. Specifically, the peaks of the emission spectrum and the excitation spectrum were, for example, 467 nm and 410 nm in Reference Example 6 where y is 0, but in Reference Example 7 where y is 0.1, respectively. Shifted to 476 nm and 410 nm. Further, in Reference Example 8 where the numerical value of y was 0.3, the values shifted to 490 nm and 414 nm, respectively, and in Reference Example 9 where the numerical value of y was 0.5, they shifted to 490 nm and 421 nm, respectively. Furthermore, in Reference Example 10 where the numerical value of y was 0.7, the values shifted to 492 nm and 433 nm, respectively, and in Reference Example 11 where the numerical value of y was 0.997, they shifted to 496 nm and 440 nm, respectively. And the light color which a fluorescent substance emits changed from blue to blue-green with the long wavelength shift of the emission spectrum.

なお、Scの置換量が増加するにつれて長波長シフトする理由は、次のように考えられる。つまり、Lu3+の格子位置を、イオン半径がLu3+(0.86Å)よりも小さなSc3+(0.75Å)で置換することによって、結晶の格子体積がさらに減少し、Ce3+−O2−距離が縮小したことに起因すると考えられる。一般に、Ce3+−O2−距離が縮小するとCe3+−O2−相互作用が増加し、Ce3+の発光準位は下がるとされている。これにより、発光準位と基底状態とのエネルギー差が減少し、Ce3+の励起スペクトルと発光スペクトルが、エネルギーの低い長波長側へとシフトしたと考えられる。 The reason why the wavelength shifts as the Sc substitution amount increases is considered as follows. That is, the lattice positions of the Lu 3+, by ionic radius substituted with Lu 3+ (0.86 Å) smaller Sc 3+ than (0.75Å), decreased cell volume of the crystal further, Ce 3+ -O 2- This is thought to be due to the reduction in distance. In general, when the Ce 3+ —O 2− distance is reduced, the Ce 3+ −O 2− interaction increases, and the emission level of Ce 3+ decreases. Thereby, it is considered that the energy difference between the emission level and the ground state is reduced, and the excitation spectrum and emission spectrum of Ce 3+ are shifted to the long wavelength side where energy is low.

以上の結果は、参考例6〜11の蛍光体が、波長410〜440nm付近の紫〜青色光を効率よく吸収して、青〜青緑色光へと波長変換できることを示すものである。   The above results indicate that the phosphors of Reference Examples 6 to 11 can efficiently absorb purple to blue light in the vicinity of a wavelength of 410 to 440 nm and convert the wavelength to blue to blue green light.

次に、参考例6及び参考例11の蛍光体の温度消光を実施例1と同様に測定した。図16では、参考例6の蛍光体の温度消光(E)及び参考例11の蛍光体の温度消光(F)を比較して示す。図16に示すように、参考例11の蛍光体((Sr0.7Ca0.3)(Sc0.997Ce0.003)の内部量子効率の維持率は、参考例6の蛍光体((Sr0.7Ca0.3)(Lu0.997Ce0.003)よりも高い。この結果は、本実施形態に係るカルシウムフェライト型の結晶構造を有する蛍光体が、Scを含むことによって、さらに温度消光が改善することを示している。 Next, the temperature quenching of the phosphors of Reference Example 6 and Reference Example 11 was measured in the same manner as in Example 1. In FIG. 16, the temperature quenching (E) of the phosphor of Reference Example 6 and the temperature quenching (F) of the phosphor of Reference Example 11 are shown in comparison. As shown in FIG. 16, the internal quantum efficiency retention rate of the phosphor of Reference Example 11 ((Sr 0.7 Ca 0.3 ) (Sc 0.997 Ce 0.003 ) 2 O 4 ) is Higher than the phosphor ((Sr 0.7 Ca 0.3 ) (Lu 0.997 Ce 0.003 ) 2 O 4 ). This result indicates that the phosphor having the calcium ferrite type crystal structure according to the present embodiment further improves the temperature quenching by containing Sc.

なお、Scを含むことによって温度消光が改善される理由は、次のように考えられる。つまり、Lu3+の格子位置を、イオン半径がLu3+(0.86Å)よりも小さなSc3+(0.75Å)で置換することによって、無機化合物の結晶のイオン結合性が増加する。これにより、格子振動を伴ってエネルギー緩和する非発光遷移の確率が小さくなることに起因すると考えられる。 The reason why temperature quenching is improved by including Sc is considered as follows. That is, the lattice positions of the Lu 3+, ionic radii by substituting Lu 3+ (0.86 Å) smaller Sc 3+ than (0.75Å), ionic-bonding inorganic compound crystal is increased. This is considered to be caused by a decrease in the probability of non-light-emitting transition that relaxes energy accompanied by lattice vibration.

以上、本実施形態を実施例によって説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。   As mentioned above, although this embodiment was described by the Example, this embodiment is not limited to these, A various deformation | transformation is possible within the range of the summary of this embodiment.

2 蛍光体   2 Phosphor

Claims (14)

発光中心としてCe3+とTb3+とを含有し、かつ、カルシウムフェライト型の結晶構造を持つ無機化合物からなる蛍光体であって、
前記蛍光体の励起スペクトルはCe3+によるブロードな励起帯を有し、前記励起帯は400nm以上470nm以下の範囲内にピークを有し、
前記蛍光体の発光スペクトルは、発光ピーク波長が535nm以上560nm未満のTb3+による輝線状の蛍光成分を有し、
前記Tb3+による蛍光成分における535nm以上560nm未満の範囲内の発光ピークが、前記発光スペクトルの強度最大値となる蛍光体。
A phosphor comprising an inorganic compound containing Ce 3+ and Tb 3+ as an emission center and having a calcium ferrite type crystal structure,
The excitation spectrum of the phosphor has a broad excitation band due to Ce 3+ , and the excitation band has a peak within a range of 400 nm to 470 nm,
The emission spectrum of the phosphor has an emission line-like fluorescent component of Tb 3+ having an emission peak wavelength of 535 nm or more and less than 560 nm,
A phosphor in which an emission peak in a range of 535 nm or more and less than 560 nm in the fluorescent component due to Tb 3+ is the maximum intensity of the emission spectrum.
発光中心としてCe3+とTb3+とEu3+とを含有し、かつ、カルシウムフェライト型の結晶構造を持つ無機化合物からなる蛍光体であって、
前記蛍光体の励起スペクトルはCe3+によるブロードな励起帯を有し、前記励起帯は400nm以上470nm以下の範囲内にピークを有し、
前記蛍光体の発光スペクトルは、発光ピーク波長が535nm以上560nm未満のTb3+による輝線状の蛍光成分、及び発光ピーク波長が580nm以上650nm未満のEu3+による輝線状の蛍光成分の少なくとも一方を有し、
前記Tb3+による蛍光成分における535nm以上560nm未満の範囲内の発光ピーク、又は前記Eu3+による蛍光成分における580nm以上650nm未満の範囲内の発光ピークが、前記発光スペクトルの強度最大値となる蛍光体。
A phosphor comprising an inorganic compound containing Ce 3+ , Tb 3+ and Eu 3+ as an emission center and having a calcium ferrite type crystal structure,
The excitation spectrum of the phosphor has a broad excitation band due to Ce 3+ , and the excitation band has a peak within a range of 400 nm to 470 nm,
The emission spectrum of the phosphor has at least one of an emission line-like fluorescence component due to Tb 3+ having an emission peak wavelength of 535 nm or more and less than 560 nm and an emission line-like fluorescence component due to Eu 3+ having an emission peak wavelength of 580 nm or more and less than 650 nm ,
The phosphor in which the emission peak in the range of 535 nm to less than 560 nm in the fluorescent component due to Tb 3+ or the emission peak in the range of from 580 nm to less than 650 nm in the fluorescent component due to Eu 3+ becomes the maximum intensity of the emission spectrum.
前記無機化合物は、アルカリ土類金属と希土類元素とを含有する請求項1又は2に記載の蛍光体。   The phosphor according to claim 1 or 2, wherein the inorganic compound contains an alkaline earth metal and a rare earth element. 前記無機化合物は、前記アルカリ土類金属として、Srを含有する請求項3に記載の蛍光体。   The phosphor according to claim 3, wherein the inorganic compound contains Sr as the alkaline earth metal. 前記無機化合物は、前記アルカリ土類金属として、Caをさらに含有する請求項4に記載の蛍光体。   The phosphor according to claim 4, wherein the inorganic compound further contains Ca as the alkaline earth metal. 前記無機化合物は、前記希土類元素として、CeとTbとLuとを含有する請求項3に記載の蛍光体。   The phosphor according to claim 3, wherein the inorganic compound contains Ce, Tb, and Lu as the rare earth element. 前記無機化合物は、前記希土類元素として、Euをさらに含有する請求項6に記載の蛍光体。   The phosphor according to claim 6, wherein the inorganic compound further contains Eu as the rare earth element. 前記無機化合物は、前記希土類元素として、Scをさらに含有する請求項6に記載の蛍光体。   The phosphor according to claim 6, wherein the inorganic compound further contains Sc as the rare earth element. 前記無機化合物中のTbの原子数は、前記無機化合物中のCeの原子数よりも多い請求項1乃至8のいずれか一項に記載の蛍光体。   The phosphor according to claim 1, wherein the number of atoms of Tb in the inorganic compound is larger than the number of atoms of Ce in the inorganic compound. 当該無機化合物は、一般式:
MX
(式中、MはSr及びCaの少なくとも一方を含有し、XはLu及びScの少なくとも一方を含有する)で示される化合物を母体とし、前記母体を構成する元素の一部がCe及びTbで置換されている請求項1に記載の蛍光体。
The inorganic compound has the general formula:
MX 2 O 4
(Wherein M contains at least one of Sr and Ca, X contains at least one of Lu and Sc), and a part of the elements constituting the host is Ce and Tb. The phosphor according to claim 1, which is substituted.
当該無機化合物は、一般式:
MX
(式中、MはSr及びCaの少なくとも一方を含有し、XはLu及びScの少なくとも一方を含有する)で示される化合物を母体とし、前記母体を構成する元素の一部がCe、Tb及びEuで置換されている請求項2に記載の蛍光体。
The inorganic compound has the general formula:
MX 2 O 4
(Wherein M contains at least one of Sr and Ca, X contains at least one of Lu and Sc), and a part of the elements constituting the host is Ce, Tb and The phosphor according to claim 2 substituted with Eu.
請求項1乃至11のいずれか一項に記載の蛍光体を備える発光装置。   A light emitting device comprising the phosphor according to any one of claims 1 to 11. 前記蛍光体は、380nm以上470nm未満の範囲内にピークを持つ短波長可視光によって励起する請求項12に記載の発光装置。   The light emitting device according to claim 12, wherein the phosphor is excited by short wavelength visible light having a peak in a range of 380 nm or more and less than 470 nm. 前記短波長可視光を放つ固体発光素子をさらに備える請求項13に記載の発光装置。   The light-emitting device according to claim 13, further comprising a solid-state light-emitting element that emits the short-wavelength visible light.
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