JP2017048338A - Phosphor and light emitting device using the same - Google Patents

Phosphor and light emitting device using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2017048338A
JP2017048338A JP2015174060A JP2015174060A JP2017048338A JP 2017048338 A JP2017048338 A JP 2017048338A JP 2015174060 A JP2015174060 A JP 2015174060A JP 2015174060 A JP2015174060 A JP 2015174060A JP 2017048338 A JP2017048338 A JP 2017048338A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phosphor
light
light emitting
group
emitting device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015174060A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
仁 天谷
Hitoshi Amaya
仁 天谷
福田 晃一
Koichi Fukuda
晃一 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ube Industries Ltd filed Critical Ube Industries Ltd
Priority to JP2015174060A priority Critical patent/JP2017048338A/en
Publication of JP2017048338A publication Critical patent/JP2017048338A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a phosphor more excellent in light emitting characteristics, particularly in luminous efficiency than the conventional one and to provide a light emitting device using the phosphor.SOLUTION: The phosphor includes a crystal phase represented by a composition of the following formula (1): MEuLuMO(in which Mis one or more kinds of metal elements selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, and Ba; Mis a metal element of Group III or Group XIII; 3.5≤a+b+c≤4.5; 0<b≤0.5; 0<c≤0.5; 13≤d≤17; and 24≤e≤30.)SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、蛍光体及びそれを用いた発光装置に関し、特に、青緑色発光を示す蛍光体及びそ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 same, and more particularly, to a phosphor exhibiting blue-green light emission and a light emitting device using the same.

従来、白色発光ダイオード(白色LED)は、青色光を放出する半導体発光素子と黄色の蛍光体とを組み合わせて、青色と黄色との混色により白色光を得る二色混色タイプのものが広く利用されている。しかしながら、この二色混色タイプの白色LEDが発する白色光は、演色性が悪いという問題がある。このため、別の構成として、青色光を発光する半導体発光素子と、緑、赤の2種類の蛍光体を組み合わせて、半導体発光素子からの光で、それぞれの蛍光体を励起することによって、青、緑、赤の混色で白色光を得る三色混色タイプの白色LEDや、波長350〜430nmの紫外光を発光する半導体発光素子と、青、緑、赤の3種類の蛍光体を組み合わせて、半導体発光素子から光で、それぞれの蛍光体を励起することによって、青、緑、赤の混色で白色光を得る三色混色タイプの白色LEDの開発が行なわれている。また、近年では、三色混合タイプよりもさらに演色性を高めたものとして、青、緑、赤の3種類の蛍光体に加えて、青から緑の間の波長で発光する蛍光体、緑から赤の間の波長で発光する蛍光体等を組み合わせる白色LEDも開発されている。   Conventionally, a white light emitting diode (white LED) is widely used as a two-color mixed type that obtains white light by mixing blue and yellow by combining a semiconductor light emitting element that emits blue light and a yellow phosphor. ing. However, the white light emitted from this two-color mixed type white LED has a problem that the color rendering is poor. Therefore, as another configuration, a combination of a semiconductor light emitting element that emits blue light and two types of phosphors, green and red, is used to excite each phosphor with light from the semiconductor light emitting element. In combination with three-color mixed type white LED that obtains white light by mixing green and red, a semiconductor light emitting element that emits ultraviolet light with a wavelength of 350 to 430 nm, and three kinds of phosphors of blue, green, and red, Development of a three-color mixed-type white LED that obtains white light in a mixed color of blue, green, and red by exciting each phosphor with light from a semiconductor light emitting element is underway. In addition, in recent years, the color rendering properties have been further improved compared to the three-color mixed type. In addition to the three types of phosphors of blue, green and red, phosphors emitting light at wavelengths between blue and green, from green White LEDs that combine phosphors that emit light at wavelengths between red and the like have also been developed.

白色LEDに用いられる青緑色の蛍光体としては、従来、種々の組成の緑色蛍光体が開発されている。例えば特許文献1には、Sr4−a−zEu1425組成(式中、Aはストロンチウム以外の少なくとも1つのアルカリ土類金属であり、Dは、13族金属、3族金属、及びユーロピウム以外の希土類金属からなる群から選択される1つの元素であり、0<a<4、0.001<z<M0.3、及び4−a−z>0である)を有する蛍光体が記載されており、当該蛍光体を用いて、UV又はUV−青色発光ダイオードに基づく可視光源を提供することができ、他の蛍光体とブレンドして用いて白色光を出す光源を提供することができることも記載されている。 Conventionally, green phosphors having various compositions have been developed as blue-green phosphors used in white LEDs. For example, Patent Document 1 discloses Sr 4-az A a Eu z D 14 O 25 composition (wherein A is at least one alkaline earth metal other than strontium, and D is a group 13 metal, group 3 One element selected from the group consisting of metals and rare earth metals other than europium, with 0 <a <4, 0.001 <z <M0.3, and 4-az> 0) A phosphor is described, which can be used to provide a visible light source based on UV or UV-blue light emitting diodes, and can be blended with other phosphors to provide a light source that emits white light It also describes what you can do.

特開2005−330483号公報JP-A-2005-330483

しかしながら、特許文献1の青緑蛍光体では、LED用途に適用する場合に発光特性が十分ではなく、特に発光効率が低いという問題がある。   However, the blue-green phosphor of Patent Document 1 has a problem that the light emission characteristics are not sufficient when applied to LED applications, and the light emission efficiency is particularly low.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、従来よりも発光特性、特に発光効率に優れた蛍光体及びそれを用いた発光装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a phosphor excellent in light emission characteristics, particularly light emission efficiency, and a light emitting device using the same.

以上の目的を達成するため、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ユーロピウムで付活された青緑色蛍光体において、特定の量のルテチウム(Lu)を含有させることにより、発光効率を大幅に向上させることができることを見出し、本発明に至った。   In order to achieve the above object, the present inventors have conducted extensive research. As a result, the luminous efficiency of the blue-green phosphor activated by europium is greatly increased by containing a specific amount of lutetium (Lu). As a result, the present invention has been found.

すなわち、本発明は、M EuLu の組成で表される結晶相を含む蛍光体に関する。 That is, the present invention relates to a phosphor containing a crystal phase represented by the composition of M 1 a Eu b Lu c M 2 d O e.

また、本発明は、上記蛍光体と、該蛍光体に励起光を照射して発光させる光源とを備えることを特徴とする発光装置に関する。   The present invention also relates to a light-emitting device comprising the phosphor and a light source that emits light by irradiating the phosphor with excitation light.

本発明によれば、従来よりも発光特性、特に発光効率に優れた蛍光体及びそれを用いた発光装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fluorescent substance excellent in the light emission characteristic, especially the light emission efficiency than before, and a light-emitting device using the same can be provided.

1.蛍光体
本発明の蛍光体は、M EuLu の組成で表される結晶相を含む。すなわち、本発明の蛍光体は、ユーロピウム(Eu)で付活された蛍光体であり、波長380〜410nmの光で励起した際に、480〜520nmの間にピークを有する青緑色蛍光体である。
1. Phosphor of the phosphor present invention includes a crystal phase represented by the composition of M 1 a Eu b Lu c M 2 d O e. That is, the phosphor of the present invention is a phosphor activated by europium (Eu), and is a blue-green phosphor having a peak between 480 and 520 nm when excited with light having a wavelength of 380 to 410 nm. .

本発明の蛍光体において、Mは、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)及びバリウム(Ba)及びからなる群より選ばれる1種以上の金属元素であり、ストロンチウム(Sr)であることが好ましい。蛍光体中のM1のモル比、すなわち上記aの値は、2.5≦a≦4.5の範囲内であり、2.7≦a≦4.3の範囲が好ましく、2.9≦a≦4.1の範囲がより好ましい。 In the phosphor of the present invention, M 1 is one or more metal elements selected from the group consisting of magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), and barium (Ba), and strontium (Sr) It is preferable that The molar ratio of M1 in the phosphor, that is, the value of a is in the range of 2.5 ≦ a ≦ 4.5, preferably in the range of 2.7 ≦ a ≦ 4.3, and 2.9 ≦ a. A range of ≦ 4.1 is more preferable.

また、本発明の蛍光体において、ユーロピウム(Eu)は、付活剤であり、蛍光体中で発光原子として発光する性質を有する。蛍光体中のユーロピウムのモル比、すなわち上記bの値は、0<b≦0.5の範囲内であり、0.01≦b≦0.2の範囲内が好ましく、0.05≦b≦0.1の範囲内がより好ましい。bの値が0.5を超えると発光原子が高濃度になり互いに近接して発光を打ち消しあうため、発光強度が弱くなりやすい。   In the phosphor of the present invention, europium (Eu) is an activator and has a property of emitting light as a light emitting atom in the phosphor. The molar ratio of europium in the phosphor, that is, the value of b is in the range of 0 <b ≦ 0.5, preferably in the range of 0.01 ≦ b ≦ 0.2, and 0.05 ≦ b ≦ A range of 0.1 is more preferable. If the value of b exceeds 0.5, the luminescent atoms become high in concentration and cancel each other close to each other, so that the emission intensity tends to be weak.

さらに、本発明の蛍光体において、Mは、3族または13族の金属元素であり、アルミニウム(Al)であることが好ましい。蛍光体中のM2のモル比、すなわち上記dの値は、13≦d≦17の範囲内であり、13.5≦d≦16.5であることが好ましく、d=14であることがより好ましい。 Furthermore, in the phosphor of the present invention, M 2 is a group 3 or group 13 metal element, and is preferably aluminum (Al). The molar ratio of M2 in the phosphor, that is, the value of d is in the range of 13 ≦ d ≦ 17, preferably 13.5 ≦ d ≦ 16.5, and more preferably d = 14. preferable.

また、本発明の蛍光体において、蛍光体中の酸素(O)のモル比は、24≦e≦30の範囲内であり、24.5≦e≦26.5の範囲内が好ましく、e=25であることがより好ましい。   In the phosphor of the present invention, the molar ratio of oxygen (O) in the phosphor is within the range of 24 ≦ e ≦ 30, preferably within the range of 24.5 ≦ e ≦ 26.5, e = More preferably, it is 25.

本発明の蛍光体は、さらに、ルテチウム(Lu)を含有することを特徴とする。蛍光体中のルテチウムのモル比は、0<c≦0.5の範囲内であり、0.005≦c≦0.015の範囲内が好ましく、0.007≦c≦0.012の範囲内がより好ましい。cの値が0<c≦0.5の範囲内である場合、発光効率を大幅に向上させることができる。   The phosphor of the present invention is further characterized by containing lutetium (Lu). The molar ratio of lutetium in the phosphor is in the range of 0 <c ≦ 0.5, preferably in the range of 0.005 ≦ c ≦ 0.015, and in the range of 0.007 ≦ c ≦ 0.012. Is more preferable. When the value of c is in the range of 0 <c ≦ 0.5, the light emission efficiency can be greatly improved.

また、本発明の蛍光体において、蛍光体中のM1のモル比、すなわち上記aの値と、ユーロピウムのモル比、すなわち上記bの値と、ルテチウムのモル比、すなわち上記cの値との合計値a+b+cは、3.5≦a+b+c≦4.5の範囲内であり、3.7≦a+b+c≦4.3の範囲が好ましく、3.9≦a+b+c≦4.1が好ましく、a+b+c=4であることがより好ましい。   Further, in the phosphor of the present invention, the molar ratio of M1 in the phosphor, that is, the value of a, the sum of the molar ratio of europium, that is, the value of b, and the molar ratio of lutetium, that is, the value of c. The value a + b + c is in the range of 3.5 ≦ a + b + c ≦ 4.5, preferably 3.7 ≦ a + b + c ≦ 4.3, preferably 3.9 ≦ a + b + c ≦ 4.1, and a + b + c = 4 It is more preferable.

また、蛍光体中のユーロピウム(Eu)に対するルテチウム(Lu)の比、すなわちc/bは、0.07≦c/b≦0.18であることが好ましく、0.09≦c/b≦0.18であることが好ましい。0.07より小さいと発光効率が十分に向上せず、0.18より大きいとLu量が過剰となり光エネルギーが熱に変換してしまい発光効率が低下する。   Further, the ratio of lutetium (Lu) to europium (Eu) in the phosphor, that is, c / b is preferably 0.07 ≦ c / b ≦ 0.18, and 0.09 ≦ c / b ≦ 0. .18 is preferred. If it is smaller than 0.07, the luminous efficiency is not sufficiently improved, and if it is larger than 0.18, the amount of Lu becomes excessive and light energy is converted into heat, so that the luminous efficiency is lowered.

2.蛍光体の製造方法
本発明の蛍光体は、例えば、M含有化合物(ここで、M1はMg,Ca,Sr,Baからなる群より選ばれる1種以上の金属元素)、Eu含有化合物、Lu含有化合物、M含有化合物(ここで、Mは3族または13族の金属元素)、O含有化合物を混合し、原料混合物を得る工程(混合工程)と、前記原料混合物を不活性ガス含有雰囲気下、又は還元性ガス雰囲気下で焼成する工程(焼成工程)と、必要に応じて、粉砕、分級工程とを備える製造方法によって製造することができる。
2. Method for Producing Phosphor The phosphor of the present invention includes, for example, an M 1 -containing compound (where M 1 is one or more metal elements selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, and Ba), an Eu-containing compound, Lu Containing compound, M 2 -containing compound (wherein M 2 is a Group 3 or 13 metal element) and O-containing compound to obtain a raw material mixture (mixing step), and containing the raw material mixture with an inert gas It can manufacture by the manufacturing method provided with the process (baking process) baked in an atmosphere or reducing gas atmosphere, and a grinding | pulverization and a classification process as needed.

(1)混合工程
含有化合物、Eu含有化合物、Lu含有化合物、M含有化合物の各原料含有化合物はそれぞれ、窒化物、酸窒化物、酸化物または熱分解により酸化物となる前駆体物質から選択されるが、これらのうち、一以上が酸素(O)を含有している化合物を選択する必要がある。
(1) Mixing step Each of the raw material-containing compounds of the M 1 -containing compound, Eu-containing compound, Lu-containing compound, and M 2 -containing compound is a nitride, an oxynitride, an oxide, or a precursor substance that becomes an oxide by thermal decomposition. However, it is necessary to select a compound in which one or more of them contains oxygen (O).

含有化合物におけるマグネシウム(Mg)含有化合物の具体例としては、特に限定されないが、例えば、窒化マグネシウム(Mg)、炭酸マグネシウム(MgCO)、酸化マグネシウム(MgO)からなる群より選択される1種類以上の粉末を好ましく使用することができる。 Specific examples of the magnesium (Mg) -containing compound in the M 1 -containing compound are not particularly limited, but are selected from the group consisting of magnesium nitride (Mg 3 N 2 ), magnesium carbonate (MgCO 3 ), and magnesium oxide (MgO), for example. One or more kinds of powders can be preferably used.

含有化合物におけるカルシウム(Ca)含有化合物の具体例としては、特に限定されないが、例えば、窒化カルシウム(Ca)、炭酸カルシウム(CaCO)、酸化カルシウム(CaO)からなる群より選択される1種類以上の粉末を好ましく使用することができる。 Specific examples of the calcium (Ca) -containing compound in the M 1 -containing compound are not particularly limited, but are selected from the group consisting of calcium nitride (Ca 3 N 2 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), and calcium oxide (CaO), for example. One or more kinds of powders can be preferably used.

含有化合物におけるストロンチウム(Sr)含有化合物の具体例としては、特に限定されないが、例えば、窒化ストロンチウム(Sr)、炭酸ストロンチウム(SrCO)、酸化ストロンチウム(SrO)からなる群より選択される1種類以上の粉末を好ましく使用することができ、特に炭酸ストロンチウム(SrCO)の粉末を好ましく使用することができる。 Specific examples of the strontium (Sr) -containing compound in the M 1 -containing compound are not particularly limited, but are selected from the group consisting of strontium nitride (Sr 3 N 2 ), strontium carbonate (SrCO 3 ), and strontium oxide (SrO), for example. One or more kinds of powders can be preferably used, and in particular, a powder of strontium carbonate (SrCO 3 ) can be preferably used.

含有化合物におけるバリウム(Ba)含有化合物の具体例としては、特に限定されないが、例えば、窒化バリウム(Ba)、炭酸バリウム(BaCO)、酸化バリウム(BaO)からなる群より選択される1種類以上の粉末を好ましく使用することができる。 Specific examples of M 1 containing barium in the compound (Ba) containing compound is not particularly limited, for example, barium nitride (Ba 3 N 2), barium carbonate (BaCO 3), selected from the group consisting of barium oxide (BaO) One or more kinds of powders can be preferably used.

Eu含有化合物の具体例としては特に限定されないが、例えば、酸化ユーロピウム(III)(Eu)、酸化ユーロピウム(II)(EuO)、窒化ユーロピウム(EuN)、金属ユーロピウム(Eu)からなる群より選択される1種類以上の粉末を好ましく使用することができる。 No particular limitation is imposed on the specific examples of the Eu-containing compounds, for example, europium oxide (III) (Eu 2 O 3 ), europium oxide (II) (EuO), the group consisting of europium nitride (EuN), metal europium (Eu) One or more kinds of powders more selected can be preferably used.

Lu含有化合物の具体例としては特に限定されないが、例えば、酸化ルテチウム(III)、炭酸ルテチウム(III)、水酸化ルテチウム(III)、硝酸ルテチウム(III)、硫酸ルテチウム(III)、塩化ルテチウム(III)からなる群より選択される1種類以上の粉末を好ましく使用することができる。   Although it does not specifically limit as a specific example of a Lu containing compound, For example, lutetium oxide (III), lutetium carbonate (III), lutetium hydroxide (III), lutetium nitrate (III), lutetium sulfate (III), lutetium chloride (III) One or more kinds of powders selected from the group consisting of) can be preferably used.

含有化合物におけるアルミニウム(Al)含有化合物の具体例としては、特に限定されないが、例えば、窒化アルミニウム(AlN)、酸化アルミニウム(Al)、炭酸アルミニウム(Al(CO)からなる群より選択される1種類以上の粉末を好ましく使用することができ、酸化アルミニウム(Al)、特にγ−アルミナの粉末を好ましく使用することができる。 Specific examples of the aluminum (Al) -containing compound in the M 2 -containing compound are not particularly limited. For example, aluminum nitride (AlN), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum carbonate (Al 2 (CO 3 ) 3 ) One or more kinds of powders selected from the group consisting of: aluminum oxide (Al 2 O 3 ), particularly γ-alumina powder, can be preferably used.

これらの原料含有化合物は、それぞれ1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。各原料含有化合物は、純度が99質量%以上であることが好ましい。上記原料含有化合物は、その混合比を、式(1)の組成比となるように調整する。ただし、M含有化合物は、過剰に使用してもよく、例えば、M、Eu、Luの合計量4モルに対してAl量が16モル程度となるように混合できる。 Each of these raw material-containing compounds may be used alone or in combination of two or more. Each raw material-containing compound preferably has a purity of 99% by mass or more. The said raw material containing compound adjusts the mixing ratio so that it may become a composition ratio of Formula (1). However, the M 2 -containing compound may be used in excess, and can be mixed, for example, so that the Al amount is about 16 mol with respect to 4 mol of the total amount of M 1 , Eu, and Lu.

また、焼成においては、焼結を促進し、より低温で生成させることを目的に、反応促進剤となるハロゲン含有化合物を添加することができる。用いるハロゲン含有化合物としては、Mのハロゲン化物(フッ化マグネシウム(MgF)、塩化マグネシウム(MgCl)、臭化マグネシウム(MgBr)、フッ化カルシウム(CaF)、塩化カルシウム(CaCl)、臭化カルシウム(CaBr)、フッ化ストロンチウム(SrF)、塩化ストロンチウム(SrCl)、臭化ストロンチウム(SrBr)、フッ化バリウム(BaF)、塩化バリウム(BaCl)、臭化バリウム(BaBr))、またはAlのハロゲン化物(フッ化アルミニウム(AlF)、塩化アルミニウム(AlCl)、臭化アルミニウム(AlBr))等が挙げられ、これらの粉末の夫々を単独で使用してもよく、併用してもよい。好ましくは、フッ化ストロンチウム(SrF)が用いられる。また、ハロゲン含有化合物の添加量は、後述する焼成工程で得られる焼成物1molに対して、ハロゲン元素として0.01〜0.5molが適当である。ハロゲン含有化合物は、焼成工程で揮発しやすく、蛍光体粉末中にはほとんど含まれない。 Moreover, in baking, the halogen-containing compound used as a reaction accelerator can be added for the purpose of promoting sintering and producing | generating at lower temperature. Examples of the halogen-containing compound to be used include halides of M 1 (magnesium fluoride (MgF 2 ), magnesium chloride (MgCl 2 ), magnesium bromide (MgBr 2 ), calcium fluoride (CaF 2 ), calcium chloride (CaCl 2 ). , calcium bromide (CaBr 2), strontium fluoride (SrF 2), strontium chloride (SrCl 2), strontium bromide (SrBr 2), barium fluoride (BaF 2), barium chloride (BaCl 2), barium bromide (BaBr 2 )), or Al halides (aluminum fluoride (AlF 3 ), aluminum chloride (AlCl 3 ), aluminum bromide (AlBr 3 )), etc., and each of these powders is used alone. It may be used in combination. Preferably, strontium fluoride (SrF 2 ) is used. Moreover, 0.01-0.5 mol is suitable as a halogen element with respect to 1 mol of baked products obtained by the baking process mentioned later for the addition amount of a halogen containing compound. The halogen-containing compound is easily volatilized in the firing step and is hardly contained in the phosphor powder.

原料粉末の混合方法は、特に制約はなく、それ自体公知の方法、例えば、乾式混合する方法、原料各成分と実質的に反応しない不活性溶媒中で湿式混合した後に溶媒を除去する方法などを採用することができる。混合装置としては、V型混合機、ロッキングミキサー、ボールミル、振動ミル、媒体攪拌ミルなどが好適に使用される。   The mixing method of the raw material powder is not particularly limited, and a method known per se, for example, a dry mixing method, a method of removing the solvent after wet mixing in an inert solvent that does not substantially react with each component of the raw material, etc. Can be adopted. As the mixing device, a V-type mixer, a rocking mixer, a ball mill, a vibration mill, a medium stirring mill, or the like is preferably used.

(2)焼成工程
次に、原料混合物の焼成を行う。原料混合物の焼成は、大気中で焼成した後に、還元性ガス雰囲気下で焼成することが好ましい。大気中での焼成において、焼成温度は、一般に500〜1000℃の範囲内である。焼成時間は、一般に1〜10時間の範囲内であり、2〜5時間の範囲内であることが好ましい。また、還元性ガス雰囲気下での焼成において、還元性ガス雰囲気は、窒素やアルゴンなどの希ガスと水素ガスや一酸化炭素ガスとの混合ガスからなることができる。還元性ガス雰囲気であるために、酸素は含まないことが望ましいが、不純物として酸素が0.1vol%未満、さらには0.01vol%未満程度に含まれていてもよい。焼成温度は、1000〜1800℃、より好ましくは1300〜1500℃の範囲内である。焼成時間は、一般に1〜24時間の範囲内であり、3〜10時間の範囲内であることが好ましい。焼成圧力は、常圧以上であればよく、0.92MPa未満であることが好ましい。雰囲気ガスの種類、雰囲気ガス中の酸素濃度及び窒素濃度、焼成温度、焼成時間の設定を変化させることで、目的とする蛍光体の酸素量、窒素量を調整することができる。
(2) Firing step Next, the raw material mixture is fired. The firing of the raw material mixture is preferably carried out in a reducing gas atmosphere after firing in the air. In the firing in the air, the firing temperature is generally in the range of 500 to 1000 ° C. The firing time is generally in the range of 1 to 10 hours, and preferably in the range of 2 to 5 hours. In the firing under a reducing gas atmosphere, the reducing gas atmosphere can be composed of a mixed gas of a rare gas such as nitrogen or argon and hydrogen gas or carbon monoxide gas. Since it is a reducing gas atmosphere, it is desirable not to contain oxygen, but oxygen may be contained as an impurity in an amount of less than 0.1 vol%, or even less than 0.01 vol%. The firing temperature is in the range of 1000 to 1800 ° C, more preferably 1300 to 1500 ° C. The firing time is generally in the range of 1 to 24 hours, and preferably in the range of 3 to 10 hours. The firing pressure may be normal pressure or higher, and is preferably less than 0.92 MPa. By changing the settings of the type of atmospheric gas, the oxygen concentration and nitrogen concentration in the atmospheric gas, the firing temperature, and the firing time, the oxygen amount and nitrogen amount of the target phosphor can be adjusted.

(3)粉砕、分級工程
焼成により得られた蛍光体は、粉砕を必要とせずに、例えば白色LEDの発光素子として用いる場合に、所望の粒度を得ることができるが、その他、必要に応じて、粉砕され、場合によっては所望の粒径範囲に分級される。この場合の粉砕方法は、湿式粉砕、乾式粉砕のいずれの方法でもよく、また、分級方法についても、篩い分け操作、流体を利用する操作等、粉体の分級に一般的に用いられるいかなる操作方法を用いてもよい。また、焼成により得られた蛍光体は、必要に応じて、塩酸や硝酸などの鉱酸による酸洗浄処理、ベーキング処理を行なってもよい。
(3) Pulverization and classification step The phosphor obtained by firing does not need to be pulverized, and for example, when used as a light-emitting element of a white LED, a desired particle size can be obtained. Pulverized and optionally classified to a desired particle size range. In this case, the pulverization method may be either a wet pulverization method or a dry pulverization method. Also, as for the classification method, any operation method generally used for classification of powder, such as sieving operation, operation using fluid, etc. May be used. Moreover, the phosphor obtained by firing may be subjected to an acid cleaning treatment or a baking treatment with a mineral acid such as hydrochloric acid or nitric acid, if necessary.

3.発光装置
本発明の蛍光体は、各種の発光装置に使用することができる。本発明の発光装置は、上記式(1)で示される蛍光体と、この蛍光体に励起光を照射して発光させる光源とを少なくとも備える。発光装置の具体例としては、白色発光ダイオード(白色LED)、蛍光灯、蛍光表示管(VFD)、陰極線管(CRT)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)などを挙げることができる。このうち白色LEDは、青色蛍光体、赤色蛍光体及び本発明の蛍光体(青緑色蛍光体)と、例えば波長350〜430nmの紫外光を発光する半導体発光素子とを備え、発光素子からの紫外光で青色蛍光体、赤色蛍光体、青緑蛍光体を励起して、青、赤、青緑の混色で白色を得る発光装置である。また、別の構成として、波長430〜500nmの青色光を発光する半導体素子を備え、発光素子からの青色光でこれらの蛍光体を励起して、青、赤、青緑の混色で白色を得る発光装置に適用することもできる。さらに、これらの蛍光体とともに、緑色発光蛍光体を併用させても良い。
3. Light-emitting device The phosphor of the present invention can be used in various light-emitting devices. The light emitting device of the present invention includes at least a phosphor represented by the above formula (1) and a light source that emits light by irradiating the phosphor with excitation light. Specific examples of the light emitting device include a white light emitting diode (white LED), a fluorescent lamp, a fluorescent display tube (VFD), a cathode ray tube (CRT), a plasma display panel (PDP), and a field emission display (FED). it can. Among these, the white LED includes a blue phosphor, a red phosphor, and the phosphor of the present invention (blue-green phosphor), and a semiconductor light emitting element that emits ultraviolet light having a wavelength of, for example, 350 to 430 nm. This is a light emitting device that excites a blue phosphor, a red phosphor, and a blue-green phosphor with light to obtain a white color by mixing blue, red, and blue-green. Further, as another configuration, a semiconductor element that emits blue light having a wavelength of 430 to 500 nm is provided, and these phosphors are excited by blue light from the light emitting element to obtain white by a mixed color of blue, red, and blue-green. It can also be applied to a light emitting device. Furthermore, a green light emitting phosphor may be used in combination with these phosphors.

青色発光蛍光体の例としては、(Ba,Sr,Ca)MgSi:Eu、(Ba,Sr,Ca)MgAl1017:Eu、(Ba,Sr,Mg、Ca)10(PO(Cl,F):Euなどを挙げることができる。また、赤色発光蛍光体の例としては、(Ba,Sr,Ca)MgSi:Eu,Mn、YS:Eu、LaS:Eu、(Ca,Sr,Ba)Si:Eu、CaAlSiN:Eu、Eu、(Ca,Sr,Ba)Si:Eu,Mn、CaTiO:Pr,Bi、(La,Eu)12などを挙げることができる。半導体発光素子としては、AlGaN系半導体発光素子などを挙げることができる。 Examples of blue light emitting phosphors include (Ba, Sr, Ca) 3 MgSi 2 O 8 : Eu, (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu, (Ba, Sr, Mg, Ca) 10 (PO 4 ) 6 (Cl, F) 2 : Eu and the like. Examples of the red light emitting phosphor include (Ba, Sr, Ca) 3 MgSi 2 O 8 : Eu, Mn, Y 2 O 2 S: Eu, La 2 O 3 S: Eu, (Ca, Sr, Ba ) 2 Si 5 N 8 : Eu, CaAlSiN 3 : Eu, Eu 2 W 2 O 9 , (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 N 8 : Eu, Mn, CaTiO 3 : Pr, Bi, (La, Eu) 2 W 3 O 12 and the like can be mentioned. Examples of the semiconductor light emitting device include an AlGaN semiconductor light emitting device.

本発明に係る発光装置に用いられる青色蛍光発光体は、約420nm〜約500nmの範囲にピーク波長を有する光を放射するのが好ましく、赤色発光蛍光体は、約600nm〜約620nmの範囲にピーク波長を有する光を放射するのが好ましく、緑色発光蛍光体は、約530nm〜約550nmの範囲にピーク発光を有する光を放射するのが好ましい。   The blue fluorescent substance used in the light emitting device according to the present invention preferably emits light having a peak wavelength in the range of about 420 nm to about 500 nm, and the red fluorescent substance has a peak in the range of about 600 nm to about 620 nm. It is preferred to emit light having a wavelength, and the green-emitting phosphor preferably emits light having a peak emission in the range of about 530 nm to about 550 nm.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、これらは本発明の目的を限定するものではない。まず、本実施例で用いた測定方法を示す。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, these do not limit the objective of this invention. First, the measurement method used in this example is shown.

(蛍光体の特性評価方法)
ジャスコエンジニアリング株式会社製FP−8500を用いて以下の手順にて測定を行った。
1)標準白板を積分球の内側底部に取り付けた。この標準白板に、その表面に対して垂直にピーク波長400nmの紫外光を照射した。積分球壁で散乱された光のスペクトルを測定し、波長380〜410nmの光のピーク面積(Ll〉を測定した。
2)アルミン酸塩蛍光体試料を試料ホルダーに充填し、試料ホルダーを積分球の内側底部に取り付けた。試料ホルダーのアルミン酸塩蛍光体試料に、その表面に対して垂直にピーク波長400nmの紫外光を照射した。積分球壁で散乱された光のスペクトルを測定し、波長380〜410nmの光のピーク面積(L2)および波長410〜700nmの光のピーク面積(E)を測定した。そして、下記の式からケイ酸塩蛍光体試料の吸収率、内部量子効率、外部量子効率を算出した。
吸収率(%)=100×(L1−L2)/L1
(アルミン酸塩蛍光体試料の)内部量子効率(%)=100×E/(L1−L2)
(アルミン酸塩蛍光体試料の)外部量子効率(%)=100×E/L1
(Method for evaluating characteristics of phosphor)
Measurement was performed in the following procedure using FP-8500 manufactured by Jusco Engineering Co., Ltd.
1) A standard white plate was attached to the inner bottom of the integrating sphere. The standard white plate was irradiated with ultraviolet light having a peak wavelength of 400 nm perpendicular to the surface. The spectrum of light scattered by the integrating sphere wall was measured, and the peak area (Ll) of light having a wavelength of 380 to 410 nm was measured.
2) The aluminate phosphor sample was filled in the sample holder, and the sample holder was attached to the inner bottom of the integrating sphere. The aluminate phosphor sample in the sample holder was irradiated with ultraviolet light having a peak wavelength of 400 nm perpendicular to the surface. The spectrum of light scattered by the integrating sphere wall was measured, and the peak area (L2) of light having a wavelength of 380 to 410 nm and the peak area (E) of light having a wavelength of 410 to 700 nm were measured. And the absorptivity, internal quantum efficiency, and external quantum efficiency of the silicate fluorescent substance sample were computed from the following formula.
Absorption rate (%) = 100 × (L1-L2) / L1
Internal quantum efficiency (of aluminate phosphor sample) (%) = 100 × E / (L1-L2)
External quantum efficiency (%) of aluminate phosphor sample = 100 × E / L1

(実施例1:Sr3.9125Eu0.08Lu0.0075Al1425
炭酸ストロンチウム粉末(純度:99.8質量%)、三酸化二ユーロピウム粉末(純度:99.9質量%)、三酸化二アルミニウム粉末(γ−アルミナ、純度:99.9質量%)、フッ化ストロンチウム粉末(純度:99.9質量%)、酸化ルテチウム(III)(純度:99.9質量%)を、SrCO:Eu:Al:SrF:Luのモル比がそれぞれ3.7625:0.04:8:0.15:0.00375となるように秤量した。
秤量した各原料粉末をエタノールとナイロンボールと共に専用ミルに投入し、ロッキングミル(振動ミル)にて1時間湿式混合して、粉末混合物のスラリーを得た。得られたスラリーをロータリーエバポレーターにて乾燥して混合物を得た。得られた粉末混合物をアルミナ坩堝に入れて、大気雰囲気下にて800℃の温度で3時間焼成し、次いで、室温まで放冷した後、3体積%水素−97体積%アルゴンの混合ガス雰囲気下にて1400℃の温度で6時間焼成して蛍光体(Sr3.91Eu0.08Lu0.01Al1425)を得た。前記蛍光体の特性評価方法により、得られた蛍光体の外部量子効率を算出した。結果を表1に示す。
(Example 1: Sr 3.9125 Eu 0.08 Lu 0.0075 Al 14 O 25 )
Strontium carbonate powder (purity: 99.8% by mass), dieuropium trioxide powder (purity: 99.9% by mass), dialuminum trioxide powder (γ-alumina, purity: 99.9% by mass), strontium fluoride Powder (purity: 99.9% by mass), lutetium oxide (III) (purity: 99.9% by mass) in a molar ratio of SrCO 3 : Eu 2 O 3 : Al 2 O 3 : SrF 2 : Lu 2 O 3 Were measured to be 3.7625: 0.04: 8: 0.15: 0.00375, respectively.
Each raw material powder weighed was put into a dedicated mill together with ethanol and nylon balls, and wet mixed in a rocking mill (vibration mill) for 1 hour to obtain a slurry of a powder mixture. The obtained slurry was dried with a rotary evaporator to obtain a mixture. The obtained powder mixture was put in an alumina crucible, calcined at a temperature of 800 ° C. for 3 hours in an air atmosphere, then allowed to cool to room temperature, and then in a mixed gas atmosphere of 3 vol% hydrogen-97 vol% argon. and calcined for 6 hours at a temperature of 1400 ° C. at obtain a phosphor (Sr 3.91 Eu 0.08 Lu 0.01 Al 14 O 25). The external quantum efficiency of the obtained phosphor was calculated by the phosphor property evaluation method. The results are shown in Table 1.

(その他実施例・比較例)
原料混合比を表の通りに変更した以外は実施例1と同様に蛍光体を製造し、得られた蛍光体の外部量子効率を算出した。結果を表1に示す。
(Other examples and comparative examples)
A phosphor was produced in the same manner as in Example 1 except that the raw material mixing ratio was changed as shown in the table, and the external quantum efficiency of the obtained phosphor was calculated. The results are shown in Table 1.

Figure 2017048338
Figure 2017048338

実施例1〜3の蛍光体は、Luを含有しているため、Luを含有していない比較例1の蛍光体と比較して外部量子効率が向上した。また、比較例2〜8の蛍光体はLu以外の元素(Gd、In、Sc、Tb、Ge、Ga、La)を含有しているが、比較例1の蛍光体と比較して外部量子効率は向上しなかった。   Since the phosphors of Examples 1 to 3 contained Lu, the external quantum efficiency was improved as compared with the phosphor of Comparative Example 1 not containing Lu. In addition, the phosphors of Comparative Examples 2 to 8 contain elements other than Lu (Gd, In, Sc, Tb, Ge, Ga, La), but the external quantum efficiency compared to the phosphor of Comparative Example 1 Did not improve.

Claims (4)

下記式(1)の組成で表される結晶相を含む蛍光体。
EuLu ・・・(1)
(ここで、MはMg,Ca,Sr,Baからなる群より選ばれる1種以上の金属元素であり、Mは3族または13族の金属元素であり、3.5≦a+b+c≦4.5、0<b≦0.5、0<c≦0.5、13≦d≦17、24≦e≦30である。)
A phosphor containing a crystal phase represented by the composition of the following formula (1).
M 1 a Eu b Lu c M 2 d O e ··· (1)
(Here, M 1 is one or more metal elements selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, and Ba, M 2 is a group 3 or group 13 metal element, and 3.5 ≦ a + b + c ≦ 4. .5, 0 <b ≦ 0.5, 0 <c ≦ 0.5, 13 ≦ d ≦ 17, 24 ≦ e ≦ 30.)
前記式(1)において、a+b+c=4、d=14、e=25である請求項1に記載の蛍光体。 2. The phosphor according to claim 1, wherein in the formula (1), a + b + c = 4, d = 14, and e = 25. 前記式(1)において、0.07≦c/b≦0.18である請求項1又は2記載の蛍光体。   3. The phosphor according to claim 1, wherein, in the formula (1), 0.07 ≦ c / b ≦ 0.18. 請求項1乃至3いずれかに記載の蛍光体と、該蛍光体に励起光を照射して発光させる光源とを備えることを特徴とする発光装置。   A light emitting device comprising: the phosphor according to claim 1; and a light source that emits light by irradiating the phosphor with excitation light.
JP2015174060A 2015-09-03 2015-09-03 Phosphor and light emitting device using the same Pending JP2017048338A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015174060A JP2017048338A (en) 2015-09-03 2015-09-03 Phosphor and light emitting device using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015174060A JP2017048338A (en) 2015-09-03 2015-09-03 Phosphor and light emitting device using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017048338A true JP2017048338A (en) 2017-03-09

Family

ID=58278841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015174060A Pending JP2017048338A (en) 2015-09-03 2015-09-03 Phosphor and light emitting device using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017048338A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI408210B (en) Green fluorescent materials, methods of fabricating the same and emission devices using the green fluorescent materials
JP5578739B2 (en) Alkaline earth metal silicate phosphor and method for producing the same
JP5710089B2 (en) Green light emitting oxynitride phosphor and light emitting device using the same
WO2012074102A1 (en) Method for producing crystalline material
WO2016076380A1 (en) Phosphor, light-emitting device, illumination device, and image display device
JP6763360B2 (en) Manufacturing method of aluminate phosphor, light emitting device and aluminate phosphor
JP7017150B2 (en) Fluorescent powder, light emitting device, and method for manufacturing fluorescent powder
JP6729393B2 (en) Phosphor, light emitting device, and method for manufacturing phosphor
JP5775742B2 (en) Method for producing blue-emitting phosphor
CN109423285B (en) Aluminate phosphor and light-emitting device
JP2017190434A (en) Fluophor, light-emitting device, luminaire and image display device
JP6617659B2 (en) Aluminate phosphor and light emitting device
US9758725B2 (en) Fluorescent material and light-emitting device
WO2012074103A1 (en) Crystalline material, and light-emitting device and white led using same
JP2017048338A (en) Phosphor and light emitting device using the same
JP7318924B2 (en) Phosphor and light-emitting device using the same
JP2017066340A (en) Oxide phosphor and light emitting device prepared therewith
JP7086786B2 (en) Alminate phosphor and light emitting device
JP7144002B2 (en) Phosphor, phosphor composition using the same, and light-emitting device, lighting device, and image display device using the same
CN107488450A (en) The manufacture method of chlorate MClO 3 fluorescent substance, light-emitting device and chlorate MClO 3 fluorescent substance
US20170321120A1 (en) Phosphor and Light-Emitting Device
JP2012132001A (en) Method for producing phosphor
JP2017088791A (en) Phosphor, light emitting device, illumination device and image display device
JP2013256675A (en) Green emission oxynitride phosphor
KR20160055216A (en) Method for producing silicate phosphor