JP2017210529A - Phosphor, production method thereof, light-emitting device, image display device, pigment, and, uv-absorber - Google Patents

Phosphor, production method thereof, light-emitting device, image display device, pigment, and, uv-absorber Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a phosphor that has a high emission intensity even when combined with an LED of 470 nm or shorter and is chemically and thermally stable.SOLUTION: A phosphor of the present invention includes an inorganic compound in which an M element (here, M represents one or more elements selected from Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy and Yb) is dissolved in a crystal represented by A(D,E)X(here, 0≤x<14) containing at least an A element, a D element, an E element and an X element (here, the A represents one or more elements selected from Mg, Ca, Sr and Ba, the D element represents one or more elements selected from Si, Ge, Sn, Ti, Zr and Hf, the E represents one or more elements selected from B, Al, Ga, In, Sc, Y and La, and the X represents one or more elements selected from O, N and F), an inorganic crystal having the same crystal structure as the crystal represented by A(D,E)X, or a solid solution crystal thereof.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、少なくともA元素とD元素とE元素とX元素とを含む、A1+x(D,E)3040(ただし、0≦x<14、Aは、Mg、Ca、Sr、Baから選ばれる1種または2種以上の元素、Dは、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Hfから選ばれる1種または2種以上の元素、Eは、B、Al、Ga、In、Sc、Y、Laから選ばれる1種または2種以上の元素、Xは、O、N、Fから選ばれる1種または2種以上の元素)で示される結晶、A1+x(D,E)3040で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶、または、これらの固溶体結晶に、M元素(ただしMは、Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ybから選ばれる1種または2種以上の元素)が固溶した無機化合物を含む蛍光体、その製造方法、および、その用途に関する。 The present invention includes at least A element, D element, E element, and X element, A 1 + x (D, E) 30 X 40 (where 0 ≦ x <14, A is Mg, Ca, Sr, Ba) One or more elements selected, D is one or more elements selected from Si, Ge, Sn, Ti, Zr, and Hf, E is B, Al, Ga, In, Sc, 1 or 2 or more elements selected from Y and La, X is a crystal represented by 1 or 2 or more elements selected from O, N and F), A 1 + x (D, E) 30 X 40 An inorganic crystal having the same crystal structure as that shown by the above, or a solid solution crystal thereof, M element (where M is selected from Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Yb) A phosphor containing an inorganic compound in which a seed or two or more elements are dissolved, Manufacturing methods, and, for that purpose.

蛍光体は、蛍光表示管(VFD(Vacuum−Fluorescent Display))、フィールドエミッションディスプレイ(FED(Field Emission Display)またはSED(Surface−Conduction Electron−Emitter Display))、プラズマディスプレイパネル(PDP(Plasma Display Panel))、陰極線管(CRT(Cathode−Ray Tube))、液晶ディスプレイバックライト(Liquid−Crystal Display Backlight)、白色発光ダイオード(LED(Light−Emitting Diode))などに用いられている。これらのいずれの用途においても、蛍光体を発光させるためには、蛍光体を励起するためのエネルギーを蛍光体に供給する必要があり、蛍光体は真空紫外線、紫外線、電子線、青色光などの高いエネルギーを有した励起源により励起されて、青色光、緑色光、黄色光、橙色光、赤色光等の可視光線を発する。しかしながら、蛍光体は前記のような励起源に曝される結果、蛍光体の輝度が低下し易く、輝度低下のない蛍光体が求められている。そのため、従来のケイ酸塩蛍光体、リン酸塩蛍光体、アルミン酸塩蛍光体、硫化物蛍光体などの蛍光体に代わり、高エネルギーの励起においても輝度低下の少ない蛍光体として、サイアロン蛍光体、酸窒化物蛍光体、窒化物蛍光体などの、結晶構造に窒素を含有する無機結晶を母体とする蛍光体が提案されている。   The phosphor is a fluorescent display tube (VFD (Vacuum-Fluorescent Display)), a field emission display (FED (Field Emission Display)) or a SED (Surface-Condition Electron-Emitter Display (P panel)). ), Cathode ray tube (CRT (Cathode-Ray Tube)), liquid crystal display backlight (Liquid-Crystal Display Backlight), white light emitting diode (LED (Light-Emitting Diode)), and the like. In any of these applications, in order to make the phosphor emit light, it is necessary to supply the phosphor with energy for exciting the phosphor, and the phosphor is not limited to vacuum ultraviolet rays, ultraviolet rays, electron beams, blue light, etc. When excited by an excitation source having high energy, visible light such as blue light, green light, yellow light, orange light, and red light is emitted. However, as a result of exposure of the phosphor to the excitation source as described above, there is a demand for a phosphor that is liable to lower the luminance of the phosphor and has no luminance reduction. Therefore, instead of conventional phosphors such as silicate phosphors, phosphate phosphors, aluminate phosphors and sulfide phosphors, sialon phosphors can be used as phosphors with little reduction in luminance even when excited with high energy. There have been proposed phosphors based on inorganic crystals containing nitrogen in the crystal structure, such as oxynitride phosphors and nitride phosphors.

このサイアロン蛍光体の一例は、概略以下に述べるような製造プロセスによって製造される。まず、窒化ケイ素(Si)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化ユーロピウム(Eu)を所定のモル比に混合し、1気圧(0.1MPa)の窒素中において1700℃の温度で1時間保持してホットプレス法により焼成して製造される(例えば、特許文献1参照)。このプロセスで得られるEu2+イオンを付活したαサイアロンは、450から500nmの青色光で励起されて550から600nmの黄色の光を発する蛍光体となることが報告されている。また、αサイアロンの結晶構造を保ったまま、SiとAlの割合や酸素と窒素の割合を変えることにより、発光波長が変化することが知られている(例えば、特許文献2および特許文献3参照)。 An example of this sialon phosphor is manufactured by a manufacturing process generally described below. First, silicon nitride (Si 3 N 4 ), aluminum nitride (AlN), and europium oxide (Eu 2 O 3 ) are mixed at a predetermined molar ratio, and the temperature is 1700 ° C. in nitrogen at 1 atm (0.1 MPa). It is manufactured by holding for 1 hour and firing by a hot press method (see, for example, Patent Document 1). It has been reported that α sialon activated by Eu 2+ ions obtained by this process becomes a phosphor that emits yellow light of 550 to 600 nm when excited by blue light of 450 to 500 nm. Further, it is known that the emission wavelength changes by changing the ratio of Si and Al and the ratio of oxygen and nitrogen while maintaining the crystal structure of α sialon (see, for example, Patent Document 2 and Patent Document 3). ).

サイアロン蛍光体の別の例として、β型サイアロンにEu2+を付活した緑色の蛍光体が知られている(特許文献4参照)。この蛍光体では、結晶構造を保ったまま酸素含有量を変化させることにより発光波長が短波長に変化することが知られている(例えば、特許文献5参照)。また、Ce3+を付活すると青色の蛍光体となることが知られている(例えば、特許文献6参照)。 As another example of the sialon phosphor, a green phosphor obtained by activating Eu 2+ to a β-type sialon is known (see Patent Document 4). In this phosphor, it is known that the emission wavelength changes to a short wavelength by changing the oxygen content while maintaining the crystal structure (see, for example, Patent Document 5). Further, it is known that when Ce 3+ is activated, a blue phosphor is obtained (for example, see Patent Document 6).

酸窒化物蛍光体の一例は、JEM相(LaAl(Si6−zAl)N10−z)を母体結晶としてCeを付活させた青色蛍光体(特許文献7参照)が知られている。この蛍光体では、結晶構造を保ったままLaの一部をCaで置換することにより、励起波長が長波長化するとともに発光波長が長波長化することが知られている。 An example of an oxynitride phosphor, JEM phase (LaAl (Si 6-z Al z) N 10-z O z) blue phosphor were activated with Ce as host crystals (see Patent Document 7) are known ing. In this phosphor, it is known that by exchanging a part of La with Ca while maintaining the crystal structure, the excitation wavelength becomes longer and the emission wavelength becomes longer.

酸窒化物蛍光体の別の例として、La−N結晶LaSi11を母体結晶としてCeを付活させた青色蛍光体(特許文献8参照)が知られている。 As another example of the oxynitride phosphor, a blue phosphor in which Ce is activated using a La—N crystal La 3 Si 8 N 11 O 4 as a base crystal (see Patent Document 8) is known.

窒化物蛍光体の一例は、CaAlSiNを母体結晶としてEu2+を付活させた赤色蛍光体(特許文献9参照)が知られている。この蛍光体を用いることにより、白色LEDの演色性を向上させる効果がある。光学活性元素としてCeを添加した蛍光体は橙色の蛍光体と報告されている。 As an example of a nitride phosphor, a red phosphor in which Eu 2+ is activated using CaAlSiN 3 as a base crystal (see Patent Document 9) is known. By using this phosphor, there is an effect of improving the color rendering properties of the white LED. A phosphor added with Ce as an optically active element has been reported as an orange phosphor.

このように、蛍光体は、母体となる結晶と、それに固溶させる金属イオン(付活イオン)の組み合わせで、発光色が決まる。さらに、母体結晶と付活イオンの組み合わせは、発光スペクトル、励起スペクトルなどの発光特性や、化学的安定性、熱的安定性を決めるため、母体結晶が異なる場合や付活イオンが異なる場合は、異なる蛍光体と見なされる。また、化学組成が同じであっても結晶構造が異なる材料は、母体結晶が異なることにより発光特性や安定性が異なるため、異なる蛍光体と見なされる。   As described above, the emission color of the phosphor is determined by a combination of a crystal serving as a base and a metal ion (activated ion) to be dissolved therein. Furthermore, the combination of the base crystal and the activated ion determines the emission characteristics such as emission spectrum and excitation spectrum, chemical stability, and thermal stability, so when the base crystal is different or the activated ion is different, Considered as a different phosphor. In addition, even if the chemical composition is the same, materials having different crystal structures are regarded as different phosphors because their emission characteristics and stability differ due to different host crystals.

さらに、多くの蛍光体においては母体結晶の結晶構造を保ったまま、構成する元素の種類を置換することが可能であり、これにより発光色を変化させることが行われている。例えば、YAGにCeを添加した蛍光体は緑色発光をするが、YAG結晶中のYの一部をGdで、Alの一部をGaで置換した蛍光体は黄色発光を呈する。さらに、CaAlSiNにEuを添加した蛍光体においては、Caの一部をSrで置換することにより結晶構造を保ったまま組成が変化し、発光波長が短波長化することが知られている。このように、結晶構造を保ったまま元素置換を行った蛍光体は、同じグループの材料と見なされる。 Furthermore, in many phosphors, it is possible to replace the type of constituent elements while maintaining the crystal structure of the host crystal, thereby changing the emission color. For example, a phosphor obtained by adding Ce to YAG emits green light, but a phosphor obtained by substituting a part of Y in the YAG crystal with Gd and a part of Al with Ga exhibits yellow light emission. Furthermore, it is known that in a phosphor obtained by adding Eu to CaAlSiN 3 , the composition changes while maintaining a crystal structure by substituting part of Ca with Sr, and the emission wavelength is shortened. In this way, the phosphors that have undergone element substitution while maintaining the crystal structure are regarded as the same group of materials.

これらのことから、新規蛍光体の開発においては、新規の結晶構造を持つ母体結晶を見つけることが重要であり、このような母体結晶に発光を担う金属イオンを付活して蛍光特性を発現させることにより、新規の蛍光体を提案することができる。   For these reasons, in the development of new phosphors, it is important to find a host crystal having a new crystal structure, and activate the metal ions responsible for light emission in such a host crystal to express fluorescence characteristics. Thus, a novel phosphor can be proposed.

特許第3668770号明細書Japanese Patent No. 3668770 特許第3837551号明細書Japanese Patent No. 3837551 特許第4524368号明細書Japanese Patent No. 4524368 特許第3921545号明細書Japanese Patent No. 3921545 国際公開第2007/066733号International Publication No. 2007/066673 国際公開第2006/101096号International Publication No. 2006/101096 国際公開第2005/019376号International Publication No. 2005/019376 特開2005−112922号公報JP 2005-112922 A 特許第3837588号公報Japanese Patent No. 3837588

本発明はこのような要望に応えようとするものであり、目的のひとつは、従来の蛍光体とは異なる発光特性(発光色や励起特性、発光スペクトル)を有し、かつ、470nm以下のLEDと組み合わせた場合でも発光強度が高く、化学的および熱的に安定な無機蛍光体を提供することにある。本発明のもうひとつの目的として、係る蛍光体を用いた耐久性に優れた発光装置および耐久性に優れる画像表示装置を提供することにある。本発明のさらなる目的は、係る蛍光体を用いた顔料および紫外線吸収剤を提供することである。   The present invention is intended to meet such a demand, and one of the objects is an LED having emission characteristics (emission color, excitation characteristics, emission spectrum) different from those of conventional phosphors and having a wavelength of 470 nm or less. It is an object to provide an inorganic phosphor having high emission intensity even when combined with the above and chemically and thermally stable. Another object of the present invention is to provide a light emitting device with excellent durability and an image display device with excellent durability using such a phosphor. A further object of the present invention is to provide a pigment and an ultraviolet absorber using such a phosphor.

本発明者らにおいては、かかる状況の下で、窒素を含む新しい結晶およびこの結晶構造中の金属元素やNを他の元素で置換した結晶を母体とする蛍光体について詳細な研究を行い、少なくともA元素とD元素とE元素とX元素とを含む、A1+x(D,E)3040(ただし、0≦x<14)で示される結晶、A1+x(D,E)3040で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶、または、これらの固溶体結晶を母体とする無機結晶に発光イオンが固溶した無機化合物が、新規蛍光体となり、高輝度の蛍光を発することを見いだした。また、組成を制御することにより、黄色から赤色、中でも、特定の組成では、黄色の発光を示すことを見いだした。 Under these circumstances, the present inventors have conducted detailed research on a new crystal containing nitrogen and a phosphor based on a crystal obtained by substituting a metal element or N in the crystal structure with another element. A 1 + x (D, E) 30 X 40 (where 0 ≦ x <14), A 1 + x (D, E) 30 X 40 , including A element, D element, E element, and X element It has been found that inorganic crystals having the same crystal structure as the crystals shown, or inorganic compounds in which luminescent ions are dissolved in inorganic crystals based on these solid solution crystals, become new phosphors and emit high-intensity fluorescence. It was. Further, it has been found that by controlling the composition, yellow to red, particularly, a specific composition exhibits yellow light emission.

さらに、この蛍光体を用いることにより、高い発光効率を有し、温度変動が小さい白色発光ダイオード(発光装置)や、それを用いた照明器具、あるいは、鮮やかな発色の画像表示装置が得られることを見いだした。   Furthermore, by using this phosphor, it is possible to obtain a white light emitting diode (light emitting device) having high luminous efficiency and small temperature fluctuation, a lighting fixture using the same, or a vivid color image display device. I found.

本発明者は、上記実情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、以下に記載する構成を講ずることによって特定波長領域で高い輝度の発光現象を示す蛍光体を提供することに成功した。また、以下の方法を用いて優れた発光特性を持つ蛍光体を製造することに成功した。さらに、この蛍光体を使用し、以下に記載する構成を講ずることによって優れた特性を有する発光装置、照明器具、画像表示装置、顔料、紫外線吸収材を提供することにも成功したもので、その構成は、以下に記載のとおりである。   As a result of intensive studies in view of the above circumstances, the present inventor has succeeded in providing a phosphor exhibiting a high luminance light emission phenomenon in a specific wavelength region by adopting the configuration described below. Moreover, it succeeded in manufacturing the fluorescent substance with the outstanding luminescent property using the following method. Furthermore, by using this phosphor, it has succeeded in providing a light emitting device, a lighting apparatus, an image display device, a pigment, and an ultraviolet absorber having excellent characteristics by adopting the configuration described below. The configuration is as described below.

本発明の蛍光体は、少なくともA元素とD元素とE元素とX元素(ただし、Aは、Mg、Ca、Sr、Baから選ばれる1種または2種以上の元素、Dは、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Hfから選ばれる1種または2種以上の元素、Eは、B、Al、Ga、In、Sc、Y、Laから選ばれる1種または2種以上の元素、Xは、O、N、Fから選ばれる1種または2種以上の元素)とを含む、A1+x(D,E)3040(ただし、0 ≦ x < 14)で示される結晶、A1+x(D,E)3040で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶、または、これらの固溶体結晶に、M元素(ただしMは、Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ybから選ばれる1種または2種以上の元素)が固溶した無機化合物を含み、これにより上記課題を解決する。
前記A元素は、Mg、Ca、SrおよびBaからなる群から少なくとも1つ選択される元素を含み、前記D元素は、Siを含み、前記E元素は、Alを含み、前記X元素は、Nを含み、必要に応じて前記X元素は、Oを含んでもよい。
前記A1+x(D,E)3040で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶が、Mg1+x(Si,Al)3040、Ca1+x(Si,Al)3040、Sr1+x(Si,Al)3040、Ba1+x(Si,Al)3040、Mg1+x(Si,Al)30(O,N)40、Ca1+x(Si,Al)30(O,N)40、Sr1+x(Si,Al)30(O,N)40、Ba1+x(Si,Al)30(O,N)40、(Mg,Ca)1+x(Si,Al)3040、(Mg,Sr)1+x(Si,Al)3040、(Mg,Ba)1+x(Si,Al)3040、(Ca,Sr)1+x(Si,Al)3040、(Ca,Ba)1+x(Si,Al)3040、(Sr,Ba)1+x(Si,Al)3040、(Mg,Ca)1+x(Si,Al)30(O,N)40、(Mg,Sr)1+x(Si,Al)30(O,N)40、(Mg,Ba)1+x(Si,Al)30(O,N)40、(Ca,Sr)1+x(Si,Al)30(O,N)40、(Ca,Ba)1+x(Si,Al)30(O,N)40、または、(Sr,Ba)1+x(Si,Al)30(O,N)40であってもよい。
前記A1+x(D,E)3040で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶が、Mg1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Ca1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Sr1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Ba1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、(Mg,Ca)1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、(Mg,Sr)1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、(Mg,Ba)1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、(Ca,Sr)1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、(Ca,Ba)1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、または、(Sr,Ba)1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、(ただし、0 ≦ x < 14、0 ≦ z ≦ 20)の組成式で示されてもよい。
前記M元素がEuであってもよい。
前記A1+x(D,E)3040で示される結晶、前記A1+x(D,E)3040で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶、または、前記固溶体結晶は、六方晶系の結晶であってもよい。
前記A1+x(D,E)3040で示される結晶、前記A1+x(D,E)3040で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶、または、前記固溶体結晶が、六方晶系の結晶であり、空間群P‐6の対称性を持ち、
格子定数a、b、cが、
a = 0.79395±0.05 nm
b = 0.79395±0.05 nm
c = 1.43822±0.05 nm
の範囲の値であってもよい。
前記無機化合物は、組成式M(ただし、式中d+e+f+g+h=1であり、Mは、Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ybから選ばれる1種または2種以上の元素、Aは、Mg、Ca、Sr、Baから選ばれる1種または2種以上の元素、Dは、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Hfから選ばれる1種または2種以上の元素、Eは、B、Al、Ga、In、Sc、Y、Laから選ばれる1種または2種以上の元素、Xは、O、N、Fから選ばれる1種または2種以上の元素)で示され、パラメータd、e、f、g、hが、
0.00001 ≦ d ≦ 0.3
0.01 ≦ e ≦ 0.3
0.05 ≦ f ≦ 0.5
0.01 ≦ g ≦ 0.4
0.2 ≦ h ≦ 0.7
の条件を全て満たしてもよい。
前記パラメータd、e、f、g、hが、
d+e=((1+x)/(71+x))±0.05
f+g=(30/(71+x))±0.05
h=(40/(71+x))±0.05
(ただし、0 ≦ x < 14)
の条件を全て満たしてもよい。
前記パラメータf、gが、
8/30 ≦ f/(f+g)≦ 28/30
の条件を満たしてもよい。
前記X元素がOとNとを含み、前記無機化合物は、組成式Mh1h2(ただし、式中d+e+f+g+h1+h2 = 1、および、h1+h2 = hである)で示され、
0/40 ≦ h1/(h1+h2) ≦ 20/40
の条件を満たしてもよい。
前記M元素として少なくともEuを含んでもよい。
前記A元素は少なくともSrを含み、前記D元素は少なくともSiを含み、前記E元素は少なくともAlを含み、前記X元素は少なくともNを含んでもよい。
前記無機化合物の組成式がパラメータx、y、およびzを用いて
EuMg1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、EuCa1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、EuSr1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、EuBa1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Eu(Mg,Ca)1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Eu(Mg,Sr)1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Eu(Mg,Ba)1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Eu(Ca,Sr)1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Eu(Ca,Ba)1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、または、Eu(Sr,Ba)1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z
ただし、
0 ≦ x < 14
0.0001 ≦ y ≦ 2
0 ≦ z ≦ 20
で示されてもよい。
前記無機化合物が、平均粒径0.1μm以上20μm以下の単結晶粒子あるいは単結晶の集合体であってもよい。
前記無機化合物に含まれるFe、CoおよびNiの不純物元素の合計は、500ppm以下であってもよい。
前記無機化合物に加えて、前記無機化合物とは異なる他の結晶相あるいはアモルファス相をさらに含み、前記無機化合物の含有量が20質量%以上であってもよい。
前記他の結晶相あるいはアモルファス相は、導電性を持つ無機物質であってもよい。
前記導電性を持つ無機物質がZn、Al、Ga、In、Snから選ばれる1種または2種以上の元素を含む酸化物、酸窒化物、窒化物、あるいは、これらの混合物であってもよい。
前記他の結晶相あるいはアモルファス相は、前記無機化合物とは異なる無機蛍光体であってもよい。
励起源を照射することにより500nmから650nmの範囲の波長にピークを持つ蛍光を発光してもよい。
前記励起源が100nm以上500nm以下の波長を持つ真空紫外線、紫外線、可視光、または、電子線あるいはX線であってもよい。
前記A1+x(D,E)3040で示される結晶、前記A1+x(D,E)3040で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶、または、前記固溶体結晶にEuが固溶し、300nmから500nmの光を照射すると550nm以上650nm以下の範囲の波長にピークを有する黄色から赤色の蛍光を発してもよい。
励起源が照射されたときに発光する色がCIE1931色度座標上の(x,y)の値で、
0.2 ≦ x ≦ 0.7
0.2 ≦ y ≦ 0.8
の条件を満たしてもよい。
本発明の上述の蛍光体の製造方法は、焼成することにより上述の無機化合物を構成しうる金属化合物の混合物を、窒素を含有する不活性雰囲気中において1200℃以上2200℃以下の温度範囲で焼成し、これにより上記課題を解決する。
本発明の発光装置は、少なくとも発光体または発光光源と蛍光体とを備え、前記蛍光体は、少なくとも上述の蛍光体を含み、これにより上記課題を解決する。
前記発光体または発光光源は、330〜500nmの波長の光を発する発光ダイオード(LED)、レーザダイオード(LD)、半導体レーザ、または、有機EL発光体(OLED)であってもよい。
前記発光装置は、白色発光ダイオード、複数の前記白色発光ダイオードを含む照明器具、または、液晶パネル用バックライトであってもよい。
前記発光体または発光光源は、ピーク波長300〜500nmの紫外または可視光を発し、上述の蛍光体が発する黄色光と他の蛍光体が発する500nm以上の波長の光とを混合することにより白色光または白色光以外の光を発してもよい。
前記蛍光体は、前記発光体または発光光源によりピーク波長420nm〜500nm以下の光を発する青色蛍光体をさらに含んでもよい。
前記青色蛍光体は、AlN:(Eu,Si)、BaMgAl1017:Eu、SrSiAl19ON31:Eu、LaSiAl1932:Eu、α−サイアロン:Ce、JEM:Ceから選ばれてもよい。
前記蛍光体は、前記発光体または発光光源によりピーク波長500nm以上550nm以下の光を発する緑色蛍光体をさらに含んでもよい。
前記緑色蛍光体は、β−サイアロン:Eu、(Ba,Sr,Ca,Mg)SiO:Eu、(Ca,Sr,Ba)Si:Euから選ばれてもよい。
前記蛍光体は、前記発光体または発光光源によりピーク波長550nm以上600nm以下の光を発する黄色蛍光体をさらに含んでもよい。
前記黄色蛍光体は、YAG:Ce、α−サイアロン:Eu、CaAlSiN:Ce、LaSi11:Ceから選ばれてもよい。
前記蛍光体は、前記発光体または発光光源によりピーク波長600nm以上700nm以下の光を発する赤色蛍光体をさらに含んでもよい。
前記赤色蛍光体は、CaAlSiN:Eu、(Ca,Sr)AlSiN:Eu、CaSi:Eu、SrSi:Euから選ばれてもよい。
前記発光体または発光光源は、280〜500nmの波長の光を発するLEDであってもよい。
本発明の画像表示装置は、少なくとも励起源および蛍光体を備え、前記蛍光体は、少なくとも上述の蛍光体を含み、これにより上記課題を解決する。
前記画像表示装置が、蛍光表示管(VFD)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、陰極線管(CRT)、または、液晶ディスプレイ(LCD)のいずれかであってもよい。
本発明の顔料は、上述の無機化合物からなり、これにより上記課題を解決する。
本発明の紫外線吸収剤は、上述の無機化合物からなり、これにより上記課題を解決する。
The phosphor of the present invention includes at least an A element, a D element, an E element, and an X element (where A is one or more elements selected from Mg, Ca, Sr, and Ba, and D is Si, Ge. , Sn, Ti, Zr, Hf, one or more elements selected from E, E is one, two or more elements selected from B, Al, Ga, In, Sc, Y, La, X is A 1 + x (D, E) 30 X 40 (where 0 ≦ x <14), A 1 + x (D , E) An inorganic crystal having the same crystal structure as the crystal represented by 30 X 40 , or a solid solution crystal thereof, M element (where M is Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy) , One or more elements selected from Yb) It includes things, thereby solving the above problems.
The element A includes at least one element selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, and Ba, the element D includes Si, the element E includes Al, and the element X includes N And the X element may contain O if necessary.
Inorganic crystals having the same crystal structure as the crystal represented by A 1 + x (D, E) 30 X 40 are Mg 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , Ca 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , Sr 1 + x. (Si, Al) 30 N 40 , Ba 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , Mg 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 , Ca 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 , Sr 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 , Ba 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 , (Mg, Ca) 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , (Mg, Sr) 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , (Mg, Ba) 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , (Ca, Sr) 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , (Ca, Ba) 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , (Sr, Ba) 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , (Mg, Ca) 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 , (Mg, Sr) 1 + x (Si, Al ) 30 (O, N) 40 , (Mg, Ba) 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 , (Ca, Sr) 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 , (Ca, It may be Ba) 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 or (Sr, Ba) 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 .
Inorganic crystals having the same crystal structure as the crystal represented by A 1 + x (D, E) 30 X 40 are Mg 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Ca 1 + x Si 28-2x- z Al 2 + 2x + z O z N 40-z, Sr 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z, Ba 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z, (Mg, Ca) 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , (Mg, Sr) 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , (Mg, Ba) 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z, ( Ca, Sr) 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z, (Ca, Ba) 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z or (Sr, Ba) 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z (where 0 ≦ x <14, It may be represented by a composition formula of 0 ≦ z ≦ 20).
The M element may be Eu.
Wherein A 1 + x (D, E ) 30 X 40 crystal represented by the A 1 + x (D, E ) 30 inorganic crystals having the same crystal structure as the crystal represented by X 40, or the solid solution crystals, hexagonal It may be a system crystal.
Wherein A 1 + x (D, E ) crystal represented by 30 X 40, wherein A 1 + x (D, E ) inorganic crystals having the same crystal structure as the crystal represented by 30 X 40, or the solid solution crystals, hexagonal A crystal of the system, with symmetry of the space group P-6,
Lattice constants a, b, c are
a = 0.79395 ± 0.05 nm
b = 0.79395 ± 0.05 nm
c = 1.43822 ± 0.05 nm
It may be a value in the range.
The inorganic compound has a composition formula M d A e D f E g X h (where d + e + f + g + h = 1, and M is selected from Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Yb) One or more elements selected, A is one or more elements selected from Mg, Ca, Sr, Ba, D is selected from Si, Ge, Sn, Ti, Zr, Hf 1 Species or two or more elements, E is one or more elements selected from B, Al, Ga, In, Sc, Y, and La, X is one or more elements selected from O, N, and F Parameters d, e, f, g, h are
0.00001 ≤ d ≤ 0.3
0.01 ≤ e ≤ 0.3
0.05 ≤ f ≤ 0.5
0.01 ≦ g ≦ 0.4
0.2 ≦ h ≦ 0.7
All of the conditions may be satisfied.
The parameters d, e, f, g, h are
d + e = ((1 + x) / (71 + x)) ± 0.05
f + g = (30 / (71 + x)) ± 0.05
h = (40 / (71 + x)) ± 0.05
(However, 0 ≤ x <14)
All of the conditions may be satisfied.
The parameters f and g are
8/30 ≦ f / (f + g) ≦ 28/30
This condition may be satisfied.
The element X includes O and N, and the inorganic compound is represented by a composition formula M d A e D f E g O h1 N h2 (where d + e + f + g + h1 + h2 = 1 and h1 + h2 = h) ,
0/40 ≦ h1 / (h1 + h2) ≦ 20/40
This condition may be satisfied.
The M element may contain at least Eu.
The element A may include at least Sr, the element D may include at least Si, the element E may include at least Al, and the element X may include at least N.
The composition formula of the inorganic compound is Eu y Mg 1 + xy Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Eu y Ca 1 + xy Si 28-2x-z using parameters x, y and z. Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Eu y Sr 1 + xy Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Eu y Ba 1 + xy Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z Eu y (Mg, Ca) 1 + xy Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z Eu y (Mg, Sr) 1 + xy Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Eu y (Mg, Ba) 1 + xy Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Eu y (Ca, Sr) 1 + xy Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Eu y (Ca, Ba) 1 + x-y Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , or Eu y (Sr, Ba) 1 + x -y Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z,
However,
0 ≦ x <14
0.0001 ≤ y ≤ 2
0 ≤ z ≤ 20
May be indicated.
The inorganic compound may be a single crystal particle having an average particle size of 0.1 μm or more and 20 μm or less, or a single crystal aggregate.
The total of Fe, Co and Ni impurity elements contained in the inorganic compound may be 500 ppm or less.
In addition to the inorganic compound, it may further include another crystal phase or an amorphous phase different from the inorganic compound, and the content of the inorganic compound may be 20% by mass or more.
The other crystalline phase or amorphous phase may be an inorganic substance having conductivity.
The conductive inorganic substance may be an oxide, oxynitride, nitride, or a mixture thereof containing one or more elements selected from Zn, Al, Ga, In, and Sn. .
The other crystal phase or amorphous phase may be an inorganic phosphor different from the inorganic compound.
Fluorescence having a peak at a wavelength in the range of 500 nm to 650 nm may be emitted by irradiating the excitation source.
The excitation source may be vacuum ultraviolet ray, ultraviolet ray, visible light, electron beam or X-ray having a wavelength of 100 nm to 500 nm.
Wherein A 1 + x (D, E ) 30 X 40 crystal represented by the A 1 + x (D, E ) 30 inorganic crystals having the same crystal structure as the crystal represented by X 40, or, Eu is solid to the solid solution crystals When dissolved and irradiated with light of 300 nm to 500 nm, yellow to red fluorescence having a peak in a wavelength range of 550 nm to 650 nm may be emitted.
The color emitted when the excitation source is irradiated is the value of (x, y) on the CIE 1931 chromaticity coordinates,
0.2 ≤ x ≤ 0.7
0.2 ≤ y ≤ 0.8
This condition may be satisfied.
In the method for producing a phosphor of the present invention, a mixture of metal compounds that can constitute the above-described inorganic compound by firing is fired in a temperature range of 1200 ° C. or more and 2200 ° C. or less in an inert atmosphere containing nitrogen. This solves the above problem.
The light-emitting device of the present invention includes at least a light-emitting body or a light-emitting light source and a phosphor, and the phosphor includes at least the above-described phosphor, thereby solving the above-described problem.
The light emitting body or light emitting light source may be a light emitting diode (LED), a laser diode (LD), a semiconductor laser, or an organic EL light emitting body (OLED) that emits light having a wavelength of 330 to 500 nm.
The light emitting device may be a white light emitting diode, a lighting fixture including a plurality of the white light emitting diodes, or a backlight for a liquid crystal panel.
The light emitting body or light emitting light source emits ultraviolet or visible light having a peak wavelength of 300 to 500 nm, and mixes yellow light emitted from the above-described phosphor with light having a wavelength of 500 nm or more emitted from another phosphor. Alternatively, light other than white light may be emitted.
The phosphor may further include a blue phosphor that emits light having a peak wavelength of 420 nm to 500 nm or less from the light emitter or the light source.
The blue phosphor is selected from AlN: (Eu, Si), BaMgAl 10 O 17 : Eu, SrSi 9 Al 19 ON 31 : Eu, LaSi 9 Al 19 N 32 : Eu, α-sialon: Ce, JEM: Ce May be.
The phosphor may further include a green phosphor that emits light having a peak wavelength of 500 nm or more and 550 nm or less by the light emitter or the light source.
The green phosphor may be selected from β-sialon: Eu, (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu, (Ca, Sr, Ba) Si 2 O 2 N 2 : Eu.
The phosphor may further include a yellow phosphor that emits light having a peak wavelength of 550 nm or more and 600 nm or less by the light emitter or the light source.
The yellow phosphor may be selected from YAG: Ce, α-sialon: Eu, CaAlSiN 3 : Ce, and La 3 Si 6 N 11 : Ce.
The phosphor may further include a red phosphor that emits light having a peak wavelength of 600 nm or more and 700 nm or less by the light emitter or the light source.
The red phosphor may be selected from CaAlSiN 3 : Eu, (Ca, Sr) AlSiN 3 : Eu, Ca 2 Si 5 N 8 : Eu, and Sr 2 Si 5 N 8 : Eu.
The light emitting body or the light emitting light source may be an LED that emits light having a wavelength of 280 to 500 nm.
The image display apparatus of the present invention includes at least an excitation source and a phosphor, and the phosphor includes at least the above-described phosphor, thereby solving the above-described problem.
The image display device may be any one of a fluorescent display tube (VFD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP), a cathode ray tube (CRT), or a liquid crystal display (LCD).
The pigment of the present invention comprises the above-described inorganic compound, thereby solving the above-mentioned problems.
The ultraviolet absorber of the present invention comprises the above-described inorganic compound, thereby solving the above-described problems.

本発明の蛍光体は、2価元素と3価元素と4価元素とを含む多元窒化物、または、多元酸窒化物であり、A1+x(D,E)3040で示される結晶、A1+x(D,E)3040で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶、または、これらの固溶体結晶を母体結晶として含有していることにより、従来の酸化物蛍光体や酸窒化物蛍光体より高輝度の発光を示し、組成を制御することにより、黄色から赤色、中でも、特定の組成では黄色の蛍光体として優れている。励起源に曝された場合でも、この蛍光体は、輝度が低下しないため、白色発光ダイオード等の発光装置、照明器具、液晶用バックライト光源、VFD、FED、PDP、CRTなどに好適に使用される有用な蛍光体を提供するものである。また、この蛍光体は、紫外線を吸収することから顔料および紫外線吸収剤に好適である。 The phosphor of the present invention is a multi-element nitride or multi-element oxynitride containing a divalent element, a trivalent element, and a tetravalent element, and a crystal represented by A 1 + x (D, E) 30 X 40 , A By containing an inorganic crystal having the same crystal structure as the crystal represented by 1 + x (D, E) 30 X 40 or a solid solution crystal thereof as a base crystal, a conventional oxide phosphor or oxynitride By emitting light with higher luminance than phosphors and controlling the composition, it is excellent as a yellow phosphor from yellow to red, and in particular, a specific composition. Even when exposed to an excitation source, this phosphor does not decrease in luminance, so it is suitably used for light emitting devices such as white light emitting diodes, lighting fixtures, backlight sources for liquid crystals, VFD, FED, PDP, CRT, etc. The present invention provides a useful phosphor. Moreover, since this fluorescent substance absorbs an ultraviolet-ray, it is suitable for a pigment and a ultraviolet absorber.

1+x(D,E)3040[Sr(Si,Al)3040]結晶の結晶構造を示す図。 A 1 + x (D, E ) 30 X 40 [Sr 3 (Si, Al) 30 N 40] shows a crystal structure of the crystal. 1+x(D,E)3040[Sr(Si,Al)3040]結晶の結晶構造から計算したCuKα線を用いた粉末X線回折を示す図。 A 1 + x (D, E ) 30 X 40 [Sr 3 (Si, Al) 30 N 40] shows a powder X-ray diffraction using a CuKα ray calculated from the crystal structure of the crystal. 実施例5で合成した合成物の粉末X線回折結果を示す図。The figure which shows the powder X-ray-diffraction result of the compound synthesize | combined in Example 5. FIG. 実施例5で合成した合成物の励起スペクトルおよび発光スペクトルを示す図。FIG. 6 shows an excitation spectrum and an emission spectrum of a synthesized product synthesized in Example 5. 本発明による照明器具(砲弾型LED照明器具)を示す概略図。Schematic which shows the lighting fixture (bullet type LED lighting fixture) by this invention. 本発明による照明器具(基板実装型LED照明器具)を示す概略図。Schematic which shows the lighting fixture (board-mounting type LED lighting fixture) by this invention. 本発明による画像表示装置(プラズマディスプレイパネル)を示す概略図。Schematic which shows the image display apparatus (plasma display panel) by this invention. 本発明による画像表示装置(フィールドエミッションディスプレイパネル)を示す概略図。Schematic which shows the image display apparatus (field emission display panel) by this invention.

以下、本発明の蛍光体を、図面を参照して詳しく説明する。
本発明の蛍光体は、少なくともA元素とD元素とE元素とX元素(ただし、Aは、Mg、Ca、Sr、Baから選ばれる1種または2種以上の元素、Dは、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Hfから選ばれる1種または2種以上の元素、Eは、B、Al、Ga、In、Sc、Y、Laから選ばれる1種または2種以上の元素、Xは、O、N、Fから選ばれる1種または2種以上の元素)とを含み、A1+x(D,E)3040(ただし、0 ≦ x < 14)で示される結晶、それと同一の結晶構造を有する無機結晶、あるいは、これらの固溶体である無機結晶に、M元素(ただしMは、Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ybから選ばれる1種または2種以上の元素)が固溶した無機化合物を主成分として含むことにより、高い輝度を示す。なお、本明細書では、A1+x(D,E)3040で示される結晶、A1+x(D,E)3040で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶、あるいは、これらの結晶の固溶体結晶を総称して、簡単のため、A1+x(D,E)3040系結晶と呼ぶことがある。
Hereinafter, the phosphor of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The phosphor of the present invention includes at least an A element, a D element, an E element, and an X element (where A is one or more elements selected from Mg, Ca, Sr, and Ba, and D is Si, Ge. , Sn, Ti, Zr, Hf, one or more elements selected from E, E is one, two or more elements selected from B, Al, Ga, In, Sc, Y, La, X is 1 or 2 or more elements selected from O, N, and F), and a crystal represented by A 1 + x (D, E) 30 X 40 (where 0 ≦ x <14), and the same crystal An inorganic crystal having a structure, or an inorganic crystal that is a solid solution thereof, and M element (where M is one or more selected from Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, and Yb) By containing an inorganic compound as a main component. It shows high brightness. Note that in this specification, an inorganic crystal having the same crystal structure as a crystal represented by A 1 + x (D, E) 30 X 40 , a crystal represented by A 1 + x (D, E) 30 X 40 , or a For the sake of simplicity, solid solution crystals of crystals may be collectively referred to as A 1 + x (D, E) 30 X 40 series crystals.

1+x(D,E)3040で示される結晶(以降では簡単のため、A1+x(D,E)3040で示される結晶をA1+x(D,E)3040結晶と称する。)は、本発明者が新たに合成し、結晶構造解析により新規結晶であると確認した、本発明より以前において報告されていない結晶である。 A 1 + x (D, E ) for simplicity of the 30 X 40 crystal represented by (hereinafter referred to as A 1 + x (D, a crystal represented by E) 30 X 40 A 1 + x (D, E) and 30 X 40 crystals. ) Is a crystal that has not been reported before the present invention, which was newly synthesized by the present inventor and confirmed to be a new crystal by crystal structure analysis.

図1は、Sr(Si,Al)3040結晶の結晶構造を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a crystal structure of Sr 3 (Si, Al) 30 N 40 crystal.

本発明者が合成したSrSi24Al40結晶は、A1+x(D,E)3040結晶のひとつであり、Sr(Si,Al)3040と表される。(上記組成式において、x=2の場合に相当する)Sr(Si,Al)3040結晶について行った単結晶構造解析によれば、Sr(Si,Al)3040結晶は六方晶系に属し、P−6空間群(International Tables for Crystallographyの174番の空間群)に属し、表1に示す結晶パラメータおよび原子座標位置を占める。 The Sr 3 Si 24 Al 6 N 40 crystal synthesized by the present inventor is one of A 1 + x (D, E) 30 X 40 crystals and is represented as Sr 3 (Si, Al) 30 N 40 . According to the single crystal structure analysis performed on the Sr 3 (Si, Al) 30 N 40 crystal (corresponding to the case of x = 2 in the above composition formula), the Sr 3 (Si, Al) 30 N 40 crystal is hexagonal. It belongs to the crystal system, belongs to the P-6 space group (the 174th space group of International Tables for Crystallography), and occupies the crystal parameters and atomic coordinate positions shown in Table 1.

表1において、格子定数a、b、cは単位格子の軸の長さを示し、α、β、γは単位格子の軸間の角度を示す。原子座標は単位格子中の各原子の位置を、単位格子を単位とした0から1の間の値で示す。この結晶中には、Sr、Si、Al、Nの各原子が存在し、Srは3種類の席(Sr(1)、Sr(2)、Sr(3))に存在する。また、SiとAlとは7種類の同じ席(Si,Al(1)、Si,Al(2)、Si,Al(3a)、Si,Al(3b)、Si,Al(4)、Si,Al(5)、Si,Al(6))に存在する。さらに、Nは12種類の同じ席(N(1)からN(12))に存在する。   In Table 1, lattice constants a, b, and c indicate the lengths of the unit cell axes, and α, β, and γ indicate the angles between the unit cell axes. The atomic coordinates indicate the position of each atom in the unit cell as a value between 0 and 1 with the unit cell as a unit. In this crystal, each atom of Sr, Si, Al, and N exists, and Sr exists in three types of seats (Sr (1), Sr (2), and Sr (3)). Si and Al are the same seven types of seats (Si, Al (1), Si, Al (2), Si, Al (3a), Si, Al (3b), Si, Al (4), Si, Al (5), Si, Al (6)). Further, N exists in 12 types of the same seat (N (1) to N (12)).

表1のデータを使った解析の結果、Sr(Si,Al)3040結晶の構造は図1に示す構造であり、SiまたはAlと、Nとの結合で構成される4面体が連なった骨格中にSr元素が含有された構造を持つことが分かった。この結晶中にはEu等の付活イオンとなるM元素はSr元素の一部を置換する形で結晶中に取り込まれる。 As a result of analysis using the data in Table 1, the structure of the Sr 3 (Si, Al) 30 N 40 crystal is the structure shown in FIG. 1, and a tetrahedron composed of a combination of Si or Al and N is connected. It was found that the skeleton had a structure containing Sr element. In this crystal, the M element that becomes an activating ion such as Eu is incorporated into the crystal in a form that replaces a part of the Sr element.

合成および構造解析したSr(Si,Al)3040結晶と同一の結晶構造をとる結晶として、A1+x(D,E)3040結晶およびA1+x(Si,Al)30(O,N)40結晶が含まれてよい。代表的なA元素はSr、Ca、Ba、Mg、SrおよびCaの混合、SrおよびBaの混合、SrおよびMgの混合、CaおよびBaの混合、CaおよびMgの混合、または、BaおよびMgの混合であってよい。あるいは、A元素として、これらの任意の3種の混合、または、すべての混合であってもよい。 As crystals having the same crystal structure as the synthesized and structurally analyzed Sr 3 (Si, Al) 30 N 40 crystal, A 1 + x (D, E) 30 X 40 crystal and A 1 + x (Si, Al) 30 (O, N 40 crystals may be included. Typical A elements are Sr, Ca, Ba, Mg, Sr and Ca mixed, Sr and Ba mixed, Sr and Mg mixed, Ca and Ba mixed, Ca and Mg mixed, or Ba and Mg mixed. It may be a mixture. Alternatively, the element A may be a mixture of any three of these or all of them.

1+x(D,E)3040結晶においては、Sr(Si,Al)3040結晶において、Srが入る席にA元素が、SiとAlとが入る席にはD元素とE元素とが入り、Nが入る席にはX元素が入ることができる。これにより、結晶構造を保ったまま、A元素が1+x(ただし、0 ≦ x < 14)に対して、D元素とE元素とが合計で30、X元素が合計で40の原子数の比とすることができる。ただし、A元素、D元素、E元素のカチオンとX元素のアニオンとの比は結晶中の電気的中性が保たれる条件を満たすことが望ましい。 In the A 1 + x (D, E) 30 X 40 crystal, in the Sr 3 (Si, Al) 30 N 40 crystal, the A element is in the seat where Sr enters, and the D element and the E element are in the seat where Si and Al enter. And X element can enter the seat where N enters. Thus, while maintaining the crystal structure, the ratio of the number of atoms in which the A element is 1 + x (where 0 ≦ x <14), the D element and the E element are 30 in total, and the X element is 40 in total. can do. However, it is desirable that the ratio of the cation of the A element, the D element, and the E element to the anion of the X element satisfies the condition that the electrical neutrality in the crystal is maintained.

1+x(Si,Al)30(O,N)40結晶においては、Sr(Si,Al)3040結晶において、Srが入る席にA元素が、SiとAlとが入る席にはSiとAlとが入り、Nが入る席にはOとNとが入ることができる。これにより、結晶構造を保ったまま、A元素が1+x(ただし、0 ≦ x < 14)に対して、SiとAlとが合計で30、OとNとが合計で40の原子数の比とすることができる。ただし、Si/Al比とO/N比とは結晶中の電気的中性が保たれる条件を満たすことが望ましい。 In the A 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 crystal, in the Sr 3 (Si, Al) 30 N 40 crystal, the A element is in the seat where Sr enters, and the Si in the seat where Si and Al enter. O and N can enter the seat where N enters and N enters. Thus, while maintaining the crystal structure, the ratio of the number of atoms in which the element A is 1 + x (where 0 ≦ x <14) is 30 in total for Si and Al and 40 for O and N in total. can do. However, it is desirable that the Si / Al ratio and the O / N ratio satisfy the conditions for maintaining electrical neutrality in the crystal.

本発明のA1+x(D,E)3040系結晶は、X線回折または中性子線回折により同定することができる。本発明で示すSr(Si,Al)3040結晶のX線回折結果と同一の回折を示す物質として、例えば、A1+x(D,E)3040で示される結晶がある。さらに、Sr(Si,Al)3040結晶において、構成元素が他の元素と置き換わることにより、格子定数または原子位置が変化した結晶がある。ここで、構成元素が他の元素で置き換わるものとは、例えば、Sr(Si,Al)3040結晶中のSrの一部または全てを、Sr以外のA元素(ただし、Aは、Mg、Ca、Sr、Baから選ばれる1種または2種以上の元素)あるいはM元素(ただし、Mは、Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ybから選ばれる1種または2種以上の元素)で置換したものがある。さらに、結晶中のSiの一部または全てを、Si以外のD元素(ただし、Dは、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Hfから選ばれる1種または2種以上の元素)で置換したものがある。さらに、結晶中のAlの一部または全てを、Al以外のE元素(ただし、Eは、B、Al、Ga、In、Sc、Y、Laから選ばれる1種または2種以上の元素)で置換したものある。さらに、結晶中のNの一部または全てをOまたはFで置換したものがある。これらの置換は結晶中の全体の電荷が中性となるように置換される。これらの元素置換の結果、結晶構造が変わらないものは、A1+x(D,E)3040系結晶である。元素の置換により、蛍光体の発光特性、化学的安定性、熱的安定性が変化するので、結晶構造が保たれる範囲内で、用途に応じて適時選択すると良い。 The A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystal of the present invention can be identified by X-ray diffraction or neutron diffraction. As a substance showing the same diffraction as the X-ray diffraction result of the Sr 3 (Si, Al) 30 N 40 crystal shown in the present invention, for example, there is a crystal represented by A 1 + x (D, E) 30 X 40 . Further, in the Sr 3 (Si, Al) 30 N 40 crystal, there is a crystal in which the lattice constant or the atomic position is changed by replacing the constituent element with another element. Here, the constituent element is replaced by another element, for example, a part or all of Sr in Sr 3 (Si, Al) 30 N 40 crystal is replaced with an A element other than Sr (where A is Mg , Ca, Sr, Ba or one or more elements selected from M) (where M is one selected from Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Yb or There are those substituted with two or more elements. Further, a part or all of Si in the crystal was replaced with a D element other than Si (where D is one or more elements selected from Si, Ge, Sn, Ti, Zr, and Hf). There is something. Furthermore, a part or all of Al in the crystal is replaced with E element other than Al (where E is one or more elements selected from B, Al, Ga, In, Sc, Y, La). There is a replacement. Further, there are those in which part or all of N in the crystal is substituted with O or F. These substitutions are made so that the overall charge in the crystal is neutral. Those whose crystal structure does not change as a result of these element substitutions are A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystals. Substitution of the element changes the light emission characteristics, chemical stability, and thermal stability of the phosphor. Therefore, it is preferable to select the phosphor in a timely manner according to the application within the range in which the crystal structure is maintained.

1+x(D,E)3040系結晶は、その構成成分が他の元素で置換されたり、Euなどの付活元素が固溶することによって格子定数は変化するが、結晶構造と原子が占めるサイト、および、その座標によって与えられる原子位置は、骨格原子間の化学結合が切れるほどには大きく変わることはない。本発明では、X線回折または中性子線回折の結果をP−6の空間群でリートベルト解析して求めた格子定数および原子座標から計算されたAl−NおよびSi−Nの化学結合の長さ(近接原子間距離)が、表1に示すSr(Si,Al)3040結晶の格子定数と原子座標とから計算された化学結合の長さと比べて±5%以内の場合は、同一の結晶構造であると定義してA1+x(D,E)3040系結晶かどうかの判定を行う。A1+x(D,E)3040系結晶において、化学結合の長さが±5%を超えて変化すると、化学結合が切れて別の結晶となることが確認されたためである。 The lattice constant of A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystals changes when the constituent components are replaced with other elements, or when an activating element such as Eu is dissolved, but the crystal structure and atoms are The occupied site and the atomic position given by the coordinates do not change so much that the chemical bond between the skeletal atoms is broken. In the present invention, the length of chemical bonds of Al—N and Si—N calculated from the lattice constant and atomic coordinates obtained by Rietveld analysis of the X-ray diffraction or neutron diffraction results in the P-6 space group. Same (distance between adjacent atoms) is within ± 5% of the chemical bond length calculated from the lattice constant and atomic coordinates of the Sr 3 (Si, Al) 30 N 40 crystal shown in Table 1. It is determined that the crystal structure is A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystal. This is because, in the A 1 + x (D, E) 30 X 40 series crystal, it was confirmed that when the length of the chemical bond changes beyond ± 5%, the chemical bond is broken and another crystal is formed.

さらに、固溶量が小さい場合は、A1+x(D,E)3040系結晶の簡便な判定方法として次の方法がある。新たな物質について測定したX線回折結果から計算した格子定数と、表1の結晶構造データを用いて計算した回折のピーク位置(2θ)とが、主要ピークについて一致したときに当該結晶構造が同じものと特定することができる。 Furthermore, when the solid solution amount is small, there is the following method as a simple determination method for the A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystal. The crystal structure is the same when the lattice constant calculated from the X-ray diffraction results measured for the new substance and the diffraction peak position (2θ) calculated using the crystal structure data in Table 1 match for the main peak. Can be identified.

図2は、Sr(Si,Al)3040結晶の結晶構造から計算したCuKα線を用いた粉末X線回折を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing powder X-ray diffraction using CuKα rays calculated from the crystal structure of Sr 3 (Si, Al) 30 N 40 crystal.

図2と比較対象となる物質とを比べることにより、A1+x(D,E)3040系結晶かどうかの簡易的な判定ができる。A1+x(D,E)3040系結晶の主要ピークとしては、回折強度の強い10本程度で判定すると良い。表1は、その意味でA1+x(D,E)3040系結晶を特定する上において基準となるもので重要である。また、A1+x(D,E)3040系結晶の結晶構造を六方晶の他の晶系を用いても近似的な構造を定義することができる。その場合異なった空間群、格子定数および面指数を用いた表現となるが、X線回折結果(例えば図2)および結晶構造(例えば図1)に変わりはなく、それを用いた同定方法や同定結果も同一の物となる。このため、本発明では、六方晶系としてX線回折の解析を行うものとする。この表1に基づく物質の同定方法については、後述実施例において具体的に述べることとし、ここでは概略的な説明に留める。 By comparing FIG. 2 with a substance to be compared, it is possible to easily determine whether the crystal is an A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystal. The main peak of the A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystal may be determined by about 10 having strong diffraction intensity. Table 1 is important because it serves as a reference in specifying A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystals. An approximate structure can also be defined by using another hexagonal crystal system as the crystal structure of the A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystal. In that case, the representation is made using different space groups, lattice constants, and plane indices, but the X-ray diffraction results (for example, FIG. 2) and the crystal structure (for example, FIG. 1) are not changed. The result is the same. For this reason, in the present invention, X-ray diffraction analysis is performed as a hexagonal system. The substance identification method based on Table 1 will be specifically described in the examples described later, and is only a brief description here.

1+x(D,E)3040系結晶に、M元素として、Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Ybから選ばれる1種または2種以上の元素を付活すると蛍光体が得られる。A1+x(D,E)3040系結晶の組成、付活元素の種類および量により、励起波長、発光波長、発光強度等の発光特性が変化するので、用途に応じて選択するとよい。 In the A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystal, one or more selected from Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, and Yb as the M element When the element is activated, a phosphor is obtained. Since emission characteristics such as excitation wavelength, emission wavelength, and emission intensity vary depending on the composition of the A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystal and the type and amount of the activating element, it may be selected according to the application.

1+x(D,E)3040で示される結晶において、A元素にMg、Ca、SrおよびBaからなる群から少なくとも1つ選択される元素を含み、D元素にSiを含み、E元素にAlを含み、X元素にNを含み、必要に応じてOを含む組成は発光強度が高い。 In the crystal represented by A 1 + x (D, E) 30 X 40 , the A element includes at least one element selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, and Ba, the D element includes Si, and the E element includes A composition containing Al, containing N in the X element, and optionally containing O has high emission intensity.

1+x(D,E)3040で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶が、
Mg1+x(Si,Al)3040、Ca1+x(Si,Al)3040、Sr1+x(Si,Al)3040、Ba1+x(Si,Al)3040、Mg1+x(Si,Al)30(O,N)40、Ca1+x(Si,Al)30(O,N)40、Sr1+x(Si,Al)30(O,N)40、Ba1+x(Si,Al)30(O,N)40、(Mg,Ca)1+x(Si,Al)3040、(Mg,Sr)1+x(Si,Al)3040、(Mg,Ba)1+x(Si,Al)3040、(Ca,Sr)1+x(Si,Al)3040、(Ca,Ba)1+x(Si,Al)3040、(Sr,Ba)1+x(Si,Al)3040、(Mg,Ca)1+x(Si,Al)30(O,N)40、(Mg,Sr)1+x(Si,Al)30(O,N)40、(Mg,Ba)1+x(Si,Al)30(O,N)40、(Ca,Sr)1+x(Si,Al)30(O,N)40、(Ca,Ba)1+x(Si,Al)30(O,N)40、または、(Sr,Ba)1+x(Si,Al)30(O,N)40である蛍光体は結晶が安定であり、発光強度が高い。
An inorganic crystal having the same crystal structure as the crystal represented by A 1 + x (D, E) 30 X 40 is
Mg 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , Ca 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , Sr 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , Ba 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , Mg 1 + x (Si, Al ) 30 (O, N) 40 , Ca 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 , Sr 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 , Ba 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 , (Mg, Ca) 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , (Mg, Sr) 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , (Mg, Ba) 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , ( Ca, Sr) 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , (Ca, Ba) 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , (Sr, Ba) 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , (Mg, Ca) 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 , (Mg, Sr) 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 , (Mg, Ba) 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 , (Ca, Sr) 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 , (Ca, Ba) 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 , or (Sr, Ba) 1 + x (Si , Al) 30 (O, N) 40 has a stable crystal and high emission intensity.

1+x(D,E)3040で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶が、
Mg1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Ca1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Sr1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Ba1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、(Mg,Ca)1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、(Mg,Sr)1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、(Mg,Ba)1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、(Ca,Sr)1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、(Ca,Ba)1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、または、(Sr,Ba)1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、(ただし、0 ≦ x < 14、0 ≦ z ≦ 20)の組成式で示される結晶を母体結晶とする蛍光体は、発光強度が高く、組成を変えることにより色調の変化が制御できる蛍光体である。
An inorganic crystal having the same crystal structure as the crystal represented by A 1 + x (D, E) 30 X 40 is
Mg 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Ca 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Sr 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Ba 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , (Mg, Ca) 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , (Mg, Sr) 1 + x Si 28-2x- z Al 2 + 2x + z O z N 40-z, (Mg, Ba) 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z, (Ca, Sr) 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40- z, (Ca, Ba) 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z, or, (Sr, a) 1 + x Si 28-2x- z Al 2 + 2x + z O z N 40-z, ( provided that phosphor crystals and host crystals represented by 0 ≦ x <compositional formula of 14,0 ≦ z ≦ 20), the light emitting It is a phosphor that has high intensity and can control the change in color tone by changing the composition.

好ましくは、前記xの値が、0≦x≦6である結晶は発光強度が高い。より好ましくは、前記xの値が、0≦x≦3である結晶は結晶構造が安定で特に発光強度が高い。なお好ましくは、前記xの値が、1.6≦x≦2.5である結晶は結晶構造が安定でさらに発光強度が高い。   Preferably, the crystal in which the value of x is 0 ≦ x ≦ 6 has high emission intensity. More preferably, the crystal in which the value of x is 0 ≦ x ≦ 3 has a stable crystal structure and particularly high emission intensity. Preferably, the crystal in which the value of x is 1.6 ≦ x ≦ 2.5 has a stable crystal structure and higher emission intensity.

付活元素MがEuである蛍光体は、特に発光強度が高い。   The phosphor with the activation element M being Eu has particularly high emission intensity.

1+x(D,E)3040で示される結晶、A1+x(D,E)3040で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶、または、これらの固溶体結晶が、六方晶系である結晶は特に安定であり、これらを母体結晶とする蛍光体は発光強度が高い。 A 1 + x (D, E ) crystal represented by 30 X 40, inorganic crystals having A 1 + x (D, E ) the same crystal structure and crystal represented by 30 X 40, or, these solid solution crystal, hexagonal Are particularly stable, and phosphors using these as host crystals have high emission intensity.

さらに、A1+x(D,E)3040で示される結晶、A1+x(D,E)3040で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶、または、これらの固溶体結晶が、六方晶系の結晶であり、空間群P−6の対称性を持ち、
格子定数a、b、cが、
a = 0.79395±0.05 nm
b = 0.79395±0.05 nm
c = 1.43822±0.05 nm
の範囲のであるものは結晶が特に安定であり、これらを母体結晶とする蛍光体は発光強度が高い。この範囲を外れると結晶が不安定となり発光強度が低下することがある。
Furthermore, A 1 + x (D, E ) crystal represented by 30 X 40, inorganic crystals having A 1 + x (D, E ) the same crystal structure and crystal represented by 30 X 40, or, these solid solution crystal, hexagonal A crystal of the crystal system, having symmetry of the space group P-6,
Lattice constants a, b, c are
a = 0.79395 ± 0.05 nm
b = 0.79395 ± 0.05 nm
c = 1.43822 ± 0.05 nm
Crystals that are in this range are particularly stable, and phosphors using these as host crystals have high emission intensity. Outside this range, the crystal becomes unstable and the light emission intensity may decrease.

このような無機化合物が、組成式M(ただし、式中d+e+f+g+h=1であり、Mは、Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ybから選ばれる1種または2種以上の元素、Aは、Mg、Ca、Sr、Baから選ばれる1種または2種以上の元素、Dは、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Hfから選ばれる1種または2種以上の元素、Eは、B、Al、Ga、In、Sc、Y、Laから選ばれる1種または2種以上の元素、Xは、O、N、Fから選ばれる1種または2種以上の元素)で示され、パラメータd、e、f、g、hが、
0.00001 ≦ d ≦ 0.3
0.01 ≦ e ≦ 0.3
0.05 ≦ f ≦ 0.5
0.01 ≦ g ≦ 0.4
0.2 ≦ h ≦ 0.7
の条件を全て満たす範囲の組成で表される蛍光体は特に発光強度が高い。
Such an inorganic compound has a composition formula M d A e D f E g X h (where d + e + f + g + h = 1, and M is Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Yb One or two or more elements selected from: A is one or more elements selected from Mg, Ca, Sr, Ba; D is selected from Si, Ge, Sn, Ti, Zr, Hf 1 or 2 or more elements, E is one or more elements selected from B, Al, Ga, In, Sc, Y, La, X is 1 selected from O, N, and F Species or two or more elements) and the parameters d, e, f, g, h are
0.00001 ≤ d ≤ 0.3
0.01 ≤ e ≤ 0.3
0.05 ≤ f ≤ 0.5
0.01 ≦ g ≦ 0.4
0.2 ≦ h ≦ 0.7
A phosphor expressed by a composition in a range that satisfies all of the above conditions has particularly high emission intensity.

パラメータdは、付活元素Mの添加量であり、0.00001より少ないと発光イオンの量が不十分で輝度が低下する。0.3より多いと発光イオン間の相互作用による濃度消光のため発光強度が低下する恐れがある。パラメータeは、Ca等のA元素の組成を表すパラメータであり、0.01より少ないか0.3より高いと結晶構造が不安定になり発光強度が低下する。パラメータfは、Si等のD元素の組成を表すパラメータであり、0.05より少ないか0.5より高いと結晶構造が不安定になり発光強度が低下する。パラメータgは、Al等のE元素の組成を表すパラメータであり、0.01より少ないか0.4より高いと結晶構造が不安定になり発光強度が低下する。パラメータhは、O、N、F等のX元素の組成を表すパラメータであり、0.2より少ないか0.7より高いと結晶構造が不安定になり発光強度が低下する。X元素はアニオンであり、A、M、D、E元素のカチオンと中性の電荷が保たれるようにO、N、F比の組成が決まる。   The parameter d is the addition amount of the activation element M, and if it is less than 0.00001, the amount of luminescent ions is insufficient and the luminance is lowered. If it exceeds 0.3, the emission intensity may decrease due to concentration quenching due to the interaction between the luminescent ions. The parameter e is a parameter representing the composition of an A element such as Ca. When the parameter e is less than 0.01 or higher than 0.3, the crystal structure becomes unstable and the emission intensity decreases. The parameter f is a parameter representing the composition of the D element such as Si, and if it is less than 0.05 or higher than 0.5, the crystal structure becomes unstable and the emission intensity decreases. The parameter g is a parameter representing the composition of the E element such as Al, and if it is less than 0.01 or higher than 0.4, the crystal structure becomes unstable and the light emission intensity decreases. The parameter h is a parameter representing the composition of the X element such as O, N, F, etc. If it is less than 0.2 or higher than 0.7, the crystal structure becomes unstable and the emission intensity decreases. The X element is an anion, and the composition of the O, N, and F ratio is determined so that the cation of the A, M, D, and E elements and the neutral charge are maintained.

好ましくは、パラメータd、e、f、g、hが、
0.00001 ≦ d ≦ 0.3
0.012 ≦ e ≦ 0.17
0.05 ≦ f ≦ 0.4
0.028 ≦ g ≦ 0.36
0.48 ≦ h ≦ 0.57
の条件を全て満たす範囲の値である結晶は結晶構造が安定であり、発光強度が高い。
Preferably, the parameters d, e, f, g, h are
0.00001 ≤ d ≤ 0.3
0.012 ≦ e ≦ 0.17
0.05 ≤ f ≤ 0.4
0.028 ≦ g ≦ 0.36
0.48 ≤ h ≤ 0.57
A crystal having a value in a range that satisfies all of the above conditions has a stable crystal structure and high emission intensity.

さらに好ましくは、パラメータd、e、f、g、hが、
0.0001 ≦ d ≦ 0.015
0.012 ≦ e ≦ 0.1
0.18 ≦ f ≦ 0.4
0.028 ≦ g ≦ 0.22
0.51 ≦ h ≦ 0.57
の条件を全て満たす範囲の値である結晶は結晶構造が安定であり、特に発光強度が高い。
More preferably, the parameters d, e, f, g, h are
0.0001 ≦ d ≦ 0.015
0.012 ≦ e ≦ 0.1
0.18 ≦ f ≦ 0.4
0.028 ≤ g ≤ 0.22
0.51 ≤ h ≤ 0.57
A crystal having a value in a range that satisfies all of the above conditions has a stable crystal structure and particularly high emission intensity.

なお好ましくは、パラメータd、e、f、g、hが、
0.0005 ≦ d ≦ 0.007
0.03 ≦ e ≦ 0.05
0.31 ≦ f ≦ 0.35
0.06 ≦ g ≦ 0.1
0.542 ≦ h ≦ 0.553
の条件を全て満たす範囲の値である結晶は結晶構造が安定であり、さらに発光強度が高い。
Preferably, the parameters d, e, f, g, h are
0.0005 ≤ d ≤ 0.007
0.03 ≤ e ≤ 0.05
0.31 ≦ f ≦ 0.35
0.06 ≦ g ≦ 0.1
0.542 ≤ h ≤ 0.553
A crystal having a value in a range that satisfies all of the above conditions has a stable crystal structure and a high emission intensity.

好ましくは、パラメータd、e、f、g、hが、
0.0001 ≦ d ≦ 0.007
0.01 ≦ e ≦ 0.06
0.25 ≦ f ≦ 0.4
0.02 ≦ g ≦ 0.12
0.54 ≦ h ≦ 0.57
の条件を全て満たす範囲の値である結晶は、波長550nm以上600nm以下の範囲にピークを有する黄色発光し得る。
Preferably, the parameters d, e, f, g, h are
0.0001 ≦ d ≦ 0.007
0.01 ≦ e ≦ 0.06
0.25 ≤ f ≤ 0.4
0.02 ≦ g ≦ 0.12
0.54 ≤ h ≤ 0.57
A crystal having a value in a range that satisfies all of the above conditions can emit yellow light having a peak in a wavelength range of 550 nm to 600 nm.

さらに、パラメータd、e、f、g、hが、
d+e=((1+x)/(71+x))±0.05
f+g=(30/(71+x))±0.05
h=(40/(71+x))±0.05
(ただし、0 ≦ x < 14)
の条件を全て満たす範囲の値である結晶は結晶構造が安定であり特に発光強度が高い。なかでも、
d+e = (1+x)/(71+x)
f+g = 30/(71+x)
h = 40/(71+x)
の条件を全て満たす値の結晶、すなわち、(M,A)1+x(D,E)3040(ただし、0 ≦ x < 14)の組成を持つ結晶は、結晶構造が特に安定であり特に発光強度が高い。
Furthermore, the parameters d, e, f, g, h are
d + e = ((1 + x) / (71 + x)) ± 0.05
f + g = (30 / (71 + x)) ± 0.05
h = (40 / (71 + x)) ± 0.05
(However, 0 ≤ x <14)
A crystal having a value in a range that satisfies all of the above conditions has a stable crystal structure and particularly high emission intensity. Above all,
d + e = (1 + x) / (71 + x)
f + g = 30 / (71 + x)
h = 40 / (71 + x)
A crystal having a value satisfying all of the above conditions, that is, a crystal having a composition of (M, A) 1 + x (D, E) 30 X 40 (where 0 ≦ x <14) has a particularly stable crystal structure and particularly emits light. High strength.

さらに、パラメータf、gが、
8/30 ≦ f/(f+g)≦ 28/30
の条件を満たす組成は、結晶構造が安定であり発光強度が高い。
Furthermore, parameters f and g are
8/30 ≦ f / (f + g) ≦ 28/30
A composition satisfying the above condition has a stable crystal structure and high emission intensity.

X元素がNとOとを含むこのような無機化合物が、組成式Mh1h2(ただし、式中d+e+f+g+h1+h2 = 1、および、h1+h2 = hである)で示され、
0/40 ≦ h1/(h1+h2) ≦ 20/40
の条件を満たす組成は、結晶構造が安定であり発光強度が高い。
Such an inorganic compound in which the X element includes N and O is represented by the composition formula M d A e D f E g O h1 N h2 (where d + e + f + g + h1 + h2 = 1 and h1 + h2 = h) ,
0/40 ≦ h1 / (h1 + h2) ≦ 20/40
A composition satisfying the above condition has a stable crystal structure and high emission intensity.

好ましくは、
0/40 ≦ h1/(h1+h2) ≦ 10/40
の条件を満たす組成は、結晶構造が安定であり特に発光強度が高い。
Preferably,
0/40 ≦ h1 / (h1 + h2) ≦ 10/40
The composition satisfying the above condition has a stable crystal structure and particularly high emission intensity.

上述の組成式において、付活元素であるM元素として少なくともEuを含む蛍光体は、本発明の中でも発光強度が高い蛍光体であり、組成を制御することにより、黄色から赤色、中でも、特定の組成では黄色の蛍光体が得られる。   In the above compositional formula, the phosphor containing at least Eu as the M element as the activator is a phosphor having a high emission intensity in the present invention. By controlling the composition, the phosphor is selected from yellow to red. In composition, a yellow phosphor is obtained.

上述の組成式において、A元素は少なくともSrを含み、D元素は少なくともSiを含み、E元素は少なくともAlを含み、X元素は少なくともNを含む組成は、結晶構造が安定であり、特に発光強度が高い。   In the above composition formula, the element A includes at least Sr, the element D includes at least Si, the element E includes at least Al, and the element X includes at least N, and the crystal structure is stable. Is expensive.

このような無機化合物の組成式がパラメータx、y、およびzを用いて、
EuMg1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、EuCa1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、EuSr1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、EuBa1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Eu(Mg,Ca)1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Eu(Mg,Sr)1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Eu(Mg,Ba)1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Eu(Ca,Sr)1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Eu(Ca,Ba)1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Eu(Sr,Ba)1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z
ただし、
0 ≦ x < 14
0.0001 ≦ y ≦ 2
0 ≦ z ≦ 20
で示される蛍光体は、安定な結晶構造を保ったままx、y及びzのパラメータを変えることによる組成範囲内で、Eu/Mg比、Eu/Ca比、Eu/Sr比、Eu/Ba比、Eu/(Mg+Ca)比、Eu/(Mg+Sr)比、Eu/(Mg+Ba)比、Eu/(Ca+Sr)比、Eu/(Ca+Ba)比、Eu/(Sr+Ba)比、Si/Al比、N/O比を変化させることができる。これにより、励起波長または発光波長を連続的に変化させることができるため、材料設計がやりやすい蛍光体である。例えば、上記無機化合物が0≦x≦3、0.05≦y≦0.4および0≦z≦1を満たす場合、550nm以上600nm以下の範囲の波長にピークを有する黄色の蛍光を発し得る。
The composition formula of such an inorganic compound uses the parameters x, y, and z,
Eu y Mg 1 + xy Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Eu y Ca 1 + xy Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Eu y Sr 1 + xy Si 28 -2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z, Eu y Ba 1 + x-y Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z, Eu y (Mg, Ca) 1 + x-y Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Eu y (Mg, Sr) 1 + xy Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Eu y (Mg, Ba) 1 + xy Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z, Eu y (Ca, Sr) 1 + x-y Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z, E y (Ca, Ba) 1 + x-y Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z, Eu y (Sr, Ba) 1 + x-y Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z,
However,
0 ≦ x <14
0.0001 ≤ y ≤ 2
0 ≤ z ≤ 20
In the composition range obtained by changing the parameters of x, y, and z while maintaining a stable crystal structure, the phosphor represented by the formula: Eu / Mg ratio, Eu / Ca ratio, Eu / Sr ratio, Eu / Ba ratio Eu / (Mg + Ca) ratio, Eu / (Mg + Sr) ratio, Eu / (Mg + Ba) ratio, Eu / (Ca + Sr) ratio, Eu / (Ca + Ba) ratio, Eu / (Sr + Ba) ratio, Si / Al ratio, N / The O ratio can be changed. Thereby, since the excitation wavelength or the emission wavelength can be continuously changed, the phosphor is easy to design a material. For example, when the inorganic compound satisfies 0 ≦ x ≦ 3, 0.05 ≦ y ≦ 0.4, and 0 ≦ z ≦ 1, yellow fluorescence having a peak at a wavelength in the range of 550 nm to 600 nm can be emitted.

平均粒径0.1μm以上20μm以下の単結晶粒子あるいは単結晶の集合体である無機化合物を含む蛍光体は、発光効率が高く、LEDに実装する場合の操作性がよいため、この範囲の粒径に制御するのがよい。   A phosphor containing an inorganic compound which is a single crystal particle having an average particle size of 0.1 μm or more and 20 μm or less or an aggregate of single crystals has high luminous efficiency and good operability when mounted on an LED. It is better to control the diameter.

無機化合物に含まれるFe、CoおよびNiの不純物元素は、発光強度低下の恐れがある。蛍光体中のこれらの元素の合計が500ppm以下とすることにより、発光強度低下の影響が少なくなる。   Impurity elements such as Fe, Co, and Ni contained in the inorganic compound may cause a decrease in emission intensity. When the total of these elements in the phosphor is 500 ppm or less, the influence of the decrease in emission intensity is reduced.

本発明の実施形態の1つとして、A1+x(D,E)3040系結晶を母体とし、これに発光イオンが固溶した無機化合物からなる蛍光体と、他の結晶相あるいはアモルファス相との混合物から構成され、蛍光体の含有量が20質量%以上である蛍光体がある。A1+x(D,E)3040系結晶の蛍光体単体では目的の特性が得られない場合、あるいは、導電性等の機能を付加する場合に本実施形態を用いると良い。A1+x(D,E)3040系結晶の含有量は目的とする特性により調整するとよいが、20質量%以下では発光強度が低くなる恐れがある。このため、主成分とする量は、20質量%以上であることが好ましい。 As one of the embodiments of the present invention, a phosphor composed of an inorganic compound in which A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystal is used as a base and light-emitting ions are dissolved therein, and other crystal phase or amorphous phase A phosphor having a phosphor content of 20% by mass or more. The present embodiment may be used when a desired characteristic cannot be obtained with a single phosphor of A 1 + x (D, E) 30 X 40 series crystal, or when a function such as conductivity is added. The content of the A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystal may be adjusted according to the intended characteristics, but if it is 20% by mass or less, the emission intensity may be lowered. For this reason, it is preferable that the quantity made into a main component is 20 mass% or more.

電子線励起の用途など蛍光体に導電性が必要とされる場合は、他の結晶相あるいはアモルファス相として導電性を持つ無機物質を添加すると良い。   When the phosphor is required to have conductivity such as for electron beam excitation, an inorganic substance having conductivity as another crystal phase or amorphous phase may be added.

導電性を持つ無機物質としては、Zn、Al、Ga、In、Snから選ばれる1種または2種以上の元素を含む酸化物、酸窒化物、または窒化物、あるいはこれらの混合物を挙げることができる例えば、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、窒化インジウム、酸化スズなどを挙げることができる。 Examples of the inorganic substance having conductivity include an oxide, an oxynitride, a nitride, or a mixture thereof containing one or more elements selected from Zn, Al, Ga, In, and Sn. Examples thereof include zinc oxide, aluminum nitride, indium nitride, and tin oxide.

1+x(D,E)3040系結晶の蛍光体単体では目的とする発光スペクトルが得られない場合は、第2の他の蛍光体を添加するとよい。他の蛍光体には、BAM蛍光体、β−サイアロン蛍光体、α−サイアロン蛍光体、(Sr,Ba)Si蛍光体、CaAlSiN蛍光体、(Ca,Sr)AlSiN蛍光体等がある。このように、他の結晶相またはアモルファス相として、上述のような本発明の無機化合物と異なる無機蛍光体を用いてもよい。 When a target emission spectrum cannot be obtained with a single phosphor of A 1 + x (D, E) 30 X 40 series crystal, a second other phosphor may be added. Other phosphors include BAM phosphor, β-sialon phosphor, α-sialon phosphor, (Sr, Ba) 2 Si 5 N 8 phosphor, CaAlSiN 3 phosphor, (Ca, Sr) AlSiN 3 phosphor Etc. As described above, an inorganic phosphor different from the above-described inorganic compound of the present invention may be used as the other crystal phase or amorphous phase.

本発明の実施形態の1つとして、励起源を照射することにより500nmから650nmの範囲の波長にピークを持つ蛍光体がある。例えば、Euを付活したA1+x(D,E)3040系結晶の蛍光体は、組成の調整によりこの範囲に発光ピークを持つ黄色から赤色の蛍光を発する。また、例えば、Ceを付活したA1+x(D,E)3040系結晶の蛍光体は、組成の調整によりこの範囲に発光ピークを持つ緑色の蛍光を発する。 As one embodiment of the present invention, there is a phosphor having a peak at a wavelength in the range of 500 nm to 650 nm when irradiated with an excitation source. For example, an A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystal phosphor activated with Eu emits yellow to red fluorescence having an emission peak in this range by adjusting the composition. Further, for example, an A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystal phosphor activated with Ce emits green fluorescence having an emission peak in this range by adjusting the composition.

本発明の実施形態の1つとして、励起源が100nm以上500nm以下の波長を持つ真空紫外線、紫外線、可視光、または、電子線あるいはX線で発光する蛍光体がある。これらの励起源を用いることにより効率よく発光させることができる。   As one embodiment of the present invention, there is a phosphor that emits light using vacuum ultraviolet rays, ultraviolet rays, visible light, electron beams, or X-rays having an excitation source with a wavelength of 100 nm to 500 nm. By using these excitation sources, light can be emitted efficiently.

本発明の実施形態の1つとして、A1+x(D,E)3040で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶にEuが固溶した蛍光体がある。組成を調整することにより、300nmから500nmの光を照射すると550nm以上650nm以下の範囲の波長に発光ピークを持つ黄色から赤色の蛍光を発するので、白色LED等の黄色から赤色発光の用途に用いると良い。 One embodiment of the present invention is a phosphor in which Eu is dissolved in an inorganic crystal having the same crystal structure as that represented by A 1 + x (D, E) 30 X 40 . By adjusting the composition, it emits yellow to red fluorescence having an emission peak at a wavelength in the range of 550 nm to 650 nm when irradiated with light of 300 nm to 500 nm. good.

本発明の実施形態の1つとして、励起源が照射されたときに発光する色がCIE1931色度座標上の(x,y)の値で、
0.2≦ x ≦ 0.7
0.2≦ y ≦ 0.8
範囲の蛍光体がある。例えば、
EuSr1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z
ただし、
0 ≦ x < 14
0.0001 ≦ y ≦ 2
0 ≦ z ≦ 20
で示される組成に調整することにより、この範囲の色度座標の色を発色する蛍光体が得られる。白色LED等の黄色から赤色発光の用途に用いるとよい。あるいは、付活元素MにEu以外の元素(Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb)を用いても、上記範囲の色度座標の色を発色する蛍光体が得られる。付活元素の種類により、発光波長等の発光特性が変化するので、例えばCeを用いた場合、白色LED等の緑色発光の用途に用いるとよい。
As one embodiment of the present invention, the color emitted when the excitation source is irradiated is a value of (x, y) on the CIE1931 chromaticity coordinates,
0.2 ≦ x ≦ 0.7
0.2 ≦ y ≦ 0.8
There is a range of phosphors. For example,
Eu y Sr 1 + xy Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z
However,
0 ≦ x <14
0.0001 ≤ y ≤ 2
0 ≤ z ≤ 20
By adjusting to the composition represented by the formula (1), a phosphor that develops a color having a chromaticity coordinate in this range is obtained. It may be used for yellow to red light emission such as a white LED. Alternatively, even when an element other than Eu (Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb) is used as the activation element M, the color of the chromaticity coordinates in the above range is developed. A phosphor is obtained. Since the emission characteristics such as the emission wavelength vary depending on the type of the activation element, for example, when Ce is used, it may be used for green light emission such as a white LED.

このように本発明の蛍光体は、通常の酸化物蛍光体や既存のサイアロン蛍光体と比べて、電子線、X線、および紫外線から可視光の幅広い励起範囲を持つこと、500nm以上650nm以下の緑色から赤色の発光をすること、特に特定の組成では550nm以上650nm以下の黄色から赤色を呈し、かつ、発光波長や発光ピーク幅が調節可能であることが特徴である。このような発光特性により、本発明の蛍光体は、照明器具、画像表示装置、顔料、紫外線吸収剤に好適である。本発明の蛍光体は、高温にさらしても劣化しないことから耐熱性に優れており、酸化雰囲気および水分環境下での長期間の安定性にも優れているという利点をも有し、耐久性に優れた製品を提供し得る。   As described above, the phosphor of the present invention has a broad excitation range of electron beam, X-ray, and ultraviolet to visible light, and is 500 nm or more and 650 nm or less, compared with normal oxide phosphors and existing sialon phosphors. It is characterized in that it emits light from green to red, particularly in a specific composition, which exhibits yellow to red from 550 nm to 650 nm, and the emission wavelength and emission peak width can be adjusted. Due to such light emission characteristics, the phosphor of the present invention is suitable for lighting fixtures, image display devices, pigments, and ultraviolet absorbers. The phosphor of the present invention is superior in heat resistance because it does not deteriorate even when exposed to high temperatures, and also has the advantage of excellent long-term stability in an oxidizing atmosphere and moisture environment, and is durable. Can provide excellent products.

このような本発明の蛍光体の製造方法は特に規定されないが、例えば、金属化合物の混合物であって、焼成することにより、A1+x(D,E)3040系結晶の蛍光体を構成しうる原料混合物を、窒素を含有する不活性雰囲気中において、1200℃以上2200℃以下の温度範囲で焼成することにより得ることができる。本発明の主結晶は六方晶系で空間群P−6に属するが、焼成温度等の合成条件により、これと異なる結晶系または空間群を持つ結晶が混入する場合があり得るが、この場合においても、発光特性の変化は僅かであるため高輝度蛍光体として使用することができる。 The method for producing the phosphor of the present invention is not particularly defined. For example, it is a mixture of metal compounds, and is fired to form an A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystal phosphor. The obtained raw material mixture can be obtained by firing in a temperature range of 1200 ° C. or higher and 2200 ° C. or lower in an inert atmosphere containing nitrogen. Although the main crystal of the present invention is hexagonal and belongs to the space group P-6, crystals having a different crystal system or space group may be mixed depending on the synthesis conditions such as the firing temperature. However, since the change in the light emission characteristics is slight, it can be used as a high-luminance phosphor.

出発原料としては、例えば、金属化合物の混合物が、Mを含有する化合物と、Aを含有する化合物と、Dを含有する化合物と、Eを含有する化合物と、Xを含有する化合物(ただし、Mは、Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ybから選ばれる1種または2種以上の元素、Aは、Mg、Ca、Sr、Baから選ばれる1種または2種以上の元素、Dは、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Hfから選ばれる1種または2種以上の元素、Eは、B、Al、Ga、In、Sc、Y、Laから選ばれる1種または2種以上の元素、Xは、O、N、Fから選ばれる1種または2種以上の元素)を用いると良い。   As a starting material, for example, a mixture of metal compounds is a compound containing M, a compound containing A, a compound containing D, a compound containing E, and a compound containing X (however, M Is one or more elements selected from Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Yb, and A is one or more elements selected from Mg, Ca, Sr, Ba Element, D is one or more elements selected from Si, Ge, Sn, Ti, Zr, and Hf, E is one element selected from B, Al, Ga, In, Sc, Y, and La Alternatively, two or more elements and X may be one or more elements selected from O, N, and F).

出発原料として、Mを含有する化合物が、Mを含有する金属、ケイ化物、酸化物、炭酸塩、窒化物、酸窒化物、塩化物、フッ化物、または酸フッ化物から選ばれる単体または2種以上の混合物であり、Aを含有する化合物が、Aを含有する金属、ケイ化物、酸化物、炭酸塩、窒化物、酸窒化物、塩化物、フッ化物、または酸フッ化物から選ばれる単体または2種以上の混合物であり、Dを含有する化合物が、Dを含有する金属、ケイ化物、酸化物、炭酸塩、窒化物、酸窒化物、塩化物、フッ化物、または酸フッ化物から選ばれる単体または2種以上の混合物であり、Eを含有する化合物が、Eを含有する金属、ケイ化物、酸化物、炭酸塩、窒化物、酸窒化物、塩化物、フッ化物、または酸フッ化物から選ばれる単体または2種以上の混合物であるものは、原料が入手しやすく安定性に優れるため好ましい。Xを含有する化合物が、酸化物、窒化物、酸窒化物、フッ化物、酸フッ化物から選ばれる単体または2種以上の混合物であるものは、原料が入手しやすく安定性に優れるため好ましい。   As a starting material, the compound containing M is a simple substance or two kinds selected from metals containing M, silicides, oxides, carbonates, nitrides, oxynitrides, chlorides, fluorides, or oxyfluorides A mixture of the above, wherein the compound containing A is a simple substance selected from metals containing A, silicides, oxides, carbonates, nitrides, oxynitrides, chlorides, fluorides, or oxyfluorides, or A compound containing two or more kinds and containing D is selected from metals containing D, silicides, oxides, carbonates, nitrides, oxynitrides, chlorides, fluorides, or oxyfluorides A simple substance or a mixture of two or more, and a compound containing E is selected from a metal, silicide, oxide, carbonate, nitride, oxynitride, chloride, fluoride, or oxyfluoride containing E With a simple substance or a mixture of two or more It shall is preferred because the raw material is excellent in stability easily available. The compound containing X is preferably a simple substance or a mixture of two or more selected from oxides, nitrides, oxynitrides, fluorides, and oxyfluorides, since the raw materials are easily available and excellent in stability.

Euを付活したA1+x(D,E)3040系結晶の蛍光体において、A元素がSrである蛍光体を製造する場合は、少なくともユーロピウムの窒化物または酸化物と、ストロンチウムの窒化物または酸化物と、アルミニウムの窒化物または酸化物と、酸化ケイ素または窒化ケイ素とを含有する出発原料を用いるのが、焼成時に反応が進行しやすいため好ましい。 In a phosphor of A 1 + x (D, E) 30 X 40 series crystal activated with Eu, when producing a phosphor in which the element A is Sr, at least a europium nitride or oxide and a strontium nitride Alternatively, it is preferable to use a starting material containing an oxide, an aluminum nitride or oxide, and silicon oxide or silicon nitride because the reaction easily proceeds during firing.

焼成に用いる炉は、焼成温度が高温であり、また焼成雰囲気が窒素を含有する不活性雰囲気であることから、金属抵抗加熱方式又は黒鉛抵抗加熱方式で、炉の高温部の材料として炭素を用いた電気炉が好適である。このような観点から焼成炉の発熱体、断熱体、または、試料容器には黒鉛を使用することが好ましい。   The furnace used for firing has a high firing temperature, and the firing atmosphere is an inert atmosphere containing nitrogen. Therefore, carbon is used as a material for the high-temperature part of the furnace in a metal resistance heating method or a graphite resistance heating method. A suitable electric furnace is preferred. From such a viewpoint, it is preferable to use graphite for the heating element, heat insulator, or sample container of the baking furnace.

窒素を含有する不活性雰囲気が0.1MPa以上100MPa以下の圧力範囲では、出発原料や生成物である窒化物や酸窒化物の熱分解が抑えられるため好ましい。焼成雰囲気中の酸素分圧は0.0001%以下が出発原料や生成物である窒化物や酸窒化物の酸化反応を抑制するために好ましい。   The inert atmosphere containing nitrogen is preferably in the pressure range of 0.1 MPa or more and 100 MPa or less because thermal decomposition of nitrides and oxynitrides which are starting materials and products is suppressed. The oxygen partial pressure in the firing atmosphere is preferably 0.0001% or less in order to suppress the oxidation reaction of nitrides and oxynitrides as starting materials and products.

なお、焼成時間は焼成温度によっても異なるが、通常1〜10時間程度である。   In addition, although baking time changes also with baking temperatures, it is about 1 to 10 hours normally.

蛍光体を粉体または凝集体形状で製造するには、原料を嵩密度40%以下の充填率に保持した状態で容器に充填した後に焼成する方法をとるとよい。嵩密度を40%以下の充填率にすることにより、粒子同士の強固な接着をさけることができる。ここで、相対嵩密度とは、容器に充填された粉体の質量を容器の容積で割った値(嵩密度)と粉体の物質の真密度との比である。特に断りのない限り、本明細書では、相対嵩密度を単に嵩密度と称する。   In order to manufacture the phosphor in the form of powder or agglomerate, it is preferable to take a method in which the raw material is filled in a container in a state where the bulk density is kept at 40% or less and then fired. By setting the bulk density to 40% or less, it is possible to avoid strong adhesion between particles. Here, the relative bulk density is a ratio of a value (bulk density) obtained by dividing the mass of the powder filled in the container by the volume of the container and the true density of the substance of the powder. Unless otherwise specified, in this specification, the relative bulk density is simply referred to as bulk density.

原料混合物の焼成に当って、原料化合物を保持する容器としては種々の耐熱性材料が使用しうるが、本発明に使用する金属窒化物に対する材質劣化の悪影響が低いことから、学術雑誌Journal of the American Ceramic Society 2002年85巻5号1229ページないし1234ページに記載の、α−サイアロンの合成に使用された窒化ホウ素をコートしたグラファイトるつぼに示されるように窒化ホウ素をコートした容器や、あるいは窒化ホウ素焼結体が適している。このような条件で焼成を行うと、容器から製品にホウ素あるいは窒化ホウ素成分が混入するが、少量であれば発光特性は低下しないので影響は少ない。さらに少量の窒化ホウ素の添加により、製品の耐久性が向上することがあるので、場合によっては好ましい。   In the firing of the raw material mixture, various heat-resistant materials can be used as a container for holding the raw material compound. However, since the adverse effect of material deterioration on the metal nitride used in the present invention is low, the academic journal Journal of the. American Ceramic Society 2002 Vol. 85, No. 5, p. 1229 to p. 1234, as shown in the boron crucible-coated graphite crucible used for the synthesis of α-sialon, or a boron nitride-coated container, or boron nitride A sintered body is suitable. When calcination is performed under such conditions, boron or boron nitride components are mixed from the container into the product, but if the amount is small, the light emission characteristics are not deteriorated, so the influence is small. Furthermore, the addition of a small amount of boron nitride may improve the durability of the product, which is preferable in some cases.

蛍光体を粉体または凝集体形状で製造するには、原料である金属化合物の混合物の形状は、粉体または凝集体であり、これらの平均粒径は500μm以下とすると、反応性と操作性に優れるので好ましい。   In order to manufacture the phosphor in the form of powder or aggregate, the shape of the mixture of the metal compound as the raw material is powder or aggregate, and when the average particle diameter is 500 μm or less, the reactivity and operability are achieved. It is preferable because it is excellent.

粒子または凝集体の粒径を500μm以下にする方法として、スプレイドライヤ、ふるい分け、または、風力分級を用いると作業効率と操作性にすぐれるので好ましい。   Use of a spray dryer, sieving, or air classification as a method for setting the particle size of the particles or aggregates to 500 μm or less is preferable because of excellent work efficiency and operability.

焼成の手法は、ホットプレスによることなく、常圧焼結法やガス圧焼結法などの外部から機械的な加圧を施さない焼結手法が、粉体または凝集体の製品を得る手法として好ましい。   The firing method is not a hot press, but a sintering method that does not apply mechanical pressure from the outside, such as an atmospheric pressure sintering method or a gas pressure sintering method, is a method for obtaining a powder or aggregate product. preferable.

蛍光体粉末の平均粒径は、体積基準のメディアン径(d50)で50nm以上200μm以下のものが、発光強度が高いので好ましい。体積基準の平均粒径の測定は、例えば、マイクロトラックやレーザ散乱法によって測定できる。粉砕、分級、酸処理から選ばれる1種ないし複数の手法を用いることにより、焼成により合成した蛍光体粉末の平均粒径を50nm以上200μm以下に粒度調整するとよい。   The average particle diameter of the phosphor powder is preferably 50 nm or more and 200 μm or less in terms of volume-based median diameter (d50) because the emission intensity is high. The volume-based average particle diameter can be measured by, for example, a microtrack or a laser scattering method. By using one or more methods selected from pulverization, classification, and acid treatment, the average particle size of the phosphor powder synthesized by firing may be adjusted to 50 nm to 200 μm.

焼成後の蛍光体粉末、あるいは粉砕処理後の蛍光体粉末、もしくは粒度調整後の蛍光体粉末を、1000℃以上で焼成温度以下の温度で熱処理することにより、粉末に含まれる欠陥や粉砕による損傷が回復することがある。欠陥や損傷は発光強度の低下の要因となることがあり、この場合熱処理により発光強度が回復する。   Defects in the powder or damage due to pulverization by heat-treating the phosphor powder after firing, phosphor powder after pulverization treatment, or phosphor powder after particle size adjustment at a temperature of 1000 ° C. or more and below the firing temperature May recover. Defects and damage may cause a decrease in emission intensity. In this case, the emission intensity is recovered by heat treatment.

蛍光体の合成のための焼成時に、焼成温度以下の温度で液相を生成する無機化合物を添加して焼成することによりフラックスとして働き、反応や粒成長が促進されて安定な結晶が得られることがあり、これによって発光強度が向上することがある。   At the time of firing for phosphor synthesis, an inorganic compound that generates a liquid phase at a temperature lower than the firing temperature is added and fired, which acts as a flux and promotes reaction and grain growth to obtain stable crystals. This may improve the emission intensity.

焼成温度以下の温度で液相を生成する無機化合物として、Li、Na、K、Mg、Ca、Sr、Baから選ばれる1種または2種以上の元素のフッ化物、塩化物、ヨウ化物、臭化物、あるいはリン酸塩の1種または2種以上の混合物を挙げることができる。これらの無機化合物はそれぞれ融点が異なるため、合成温度によって使い分けると良い。   Fluoride, chloride, iodide, bromide of one or more elements selected from Li, Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba as an inorganic compound that generates a liquid phase at a temperature lower than the firing temperature Or a mixture of one or more phosphates. Since these inorganic compounds have different melting points, they may be used properly depending on the synthesis temperature.

さらに、焼成後に溶剤で洗浄することにより、焼成温度以下の温度で液相を生成する無機化合物の含有量を低減させることにより、蛍光体の発光強度が高くなることがある。   Furthermore, by washing with a solvent after firing, the emission intensity of the phosphor may be increased by reducing the content of an inorganic compound that generates a liquid phase at a temperature lower than the firing temperature.

本発明の蛍光体を発光装置等の用途に使用する場合には、これを液体媒体中に分散させた形態で用いることが好ましい。また、本発明の蛍光体を含有する蛍光体混合物として用いることもできる。本発明の蛍光体を液体媒体中に分散させたものを、蛍光体含有組成物と呼ぶものとする。   When the phosphor of the present invention is used for a light emitting device or the like, it is preferable to use the phosphor in a form dispersed in a liquid medium. Moreover, it can also be used as a phosphor mixture containing the phosphor of the present invention. The phosphor of the present invention dispersed in a liquid medium is called a phosphor-containing composition.

本発明の蛍光体含有組成物に使用可能な液体媒体としては、所望の使用条件下において液状の性質を示し、本発明の蛍光体を好適に分散させると共に、好ましくない反応等を生じないものであれば、任意のものを目的等に応じて選択することが可能である。液体媒体の例としては、硬化前の付加反応型シリコーン樹脂、縮合反応型シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂等が挙げられる。これらの液体媒体は一種を単独で使用してもよく、二種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。   The liquid medium that can be used in the phosphor-containing composition of the present invention is a liquid medium that exhibits liquid properties under the desired use conditions, suitably disperses the phosphor of the present invention, and does not cause undesirable reactions. If there is, it is possible to select an arbitrary one according to the purpose. Examples of the liquid medium include addition-reactive silicone resins, condensation-reactive silicone resins, modified silicone resins, epoxy resins, polyvinyl resins, polyethylene resins, polypropylene resins, and polyester resins before curing. These liquid media may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

液体媒体の使用量は、用途等に応じて適宜調整すればよいが、一般的には、本発明の蛍光体に対する液体媒体の重量比で、通常3重量%以上、好ましくは5重量%以上、また、通常30重量%以下、好ましくは15重量%以下の範囲である。   The amount of the liquid medium used may be appropriately adjusted according to the application, etc., but generally, the weight ratio of the liquid medium to the phosphor of the present invention is usually 3% by weight or more, preferably 5% by weight or more, Moreover, it is 30 weight% or less normally, Preferably it is the range of 15 weight% or less.

また、本発明の蛍光体含有組成物は、本発明の蛍光体および液体媒体に加え、その用途等に応じて、その他の任意の成分を含有していてもよい。その他の成分としては、拡散剤、増粘剤、増量剤、干渉剤等が挙げられる。具体的には、アエロジル等のシリカ系微粉、アルミナ等が挙げられる。   In addition to the phosphor and liquid medium of the present invention, the phosphor-containing composition of the present invention may contain other optional components depending on its use and the like. Examples of other components include a diffusing agent, a thickener, a bulking agent, and an interference agent. Specifically, silica-based fine powder such as Aerosil, alumina and the like can be mentioned.

本発明の発光装置は、少なくとも発光体または発光光源と本発明の蛍光体とを用いて構成される。   The light emitting device of the present invention is configured using at least a light emitter or a light emitting light source and the phosphor of the present invention.

発光体または発光光源としては、LED発光器具、レーザダイオード発光器具、半導体レーザ、有機EL発光器具、蛍光ランプなどがある。LED発光装置では、本発明の蛍光体を用いて、特開平5−152609、特開平7−99345、特許公報第2927279号などに記載されているような公知の方法により製造することができる。この場合、発光体または発光光源は、330〜500nmの波長の光を発するものが望ましく、中でも330〜420nmの紫外(または紫)LED発光素子または420〜500nmの青色LED発光素子が好ましい。これらのLED発光素子としては、GaNやInGaNなどの窒化物半導体からなるものがあり、組成を調整することにより、所定の波長の光を発する発光光源となり得る。   Examples of the light emitter or the light source include an LED light emitting device, a laser diode light emitting device, a semiconductor laser, an organic EL light emitting device, and a fluorescent lamp. The LED light emitting device can be manufactured by using the phosphor of the present invention by a known method as described in JP-A-5-152609, JP-A-7-99345, JP-A-2927279, and the like. In this case, it is desirable that the light emitter or the light source emits light having a wavelength of 330 to 500 nm, and among them, an ultraviolet (or purple) LED light emitting element of 330 to 420 nm or a blue LED light emitting element of 420 to 500 nm is preferable. Some of these LED light-emitting elements are made of a nitride semiconductor such as GaN or InGaN. By adjusting the composition, the LED light-emitting element can be a light-emitting light source that emits light of a predetermined wavelength.

本発明の発光装置としては、本発明の蛍光体を含む、白色発光ダイオード、または白色発光ダイオードを複数含む照明器具、液晶パネル用バックライト等がある。   Examples of the light emitting device of the present invention include a white light emitting diode including the phosphor of the present invention, a lighting fixture including a plurality of white light emitting diodes, and a backlight for a liquid crystal panel.

このような発光装置において、本発明の蛍光体に加えて、Euを付活したβ−サイアロン緑色蛍光体、Euを付活したα−サイアロン黄色蛍光体、Euを付活したSrSi橙色蛍光体、Euを付活した(Ca,Sr)AlSiN橙色蛍光体、および、Euを付活したCaAlSiN赤色蛍光体から選ばれる1種または2種以上の蛍光体をさらに含んでもよい。上記以外の黄色蛍光体としては、例えば、YAG:Ce、(Ca,Sr,Ba)Si:Euなどを用いてもよい。 In such a light emitting device, in addition to the phosphor of the present invention, Eu-activated β-sialon green phosphor, Eu-activated α-sialon yellow phosphor, Eu-activated Sr 2 Si 5 N It may further include one or more phosphors selected from 8 orange phosphors, Eu-activated (Ca, Sr) AlSiN 3 orange phosphors, and Eu-activated CaAlSiN 3 red phosphors . As yellow phosphors other than the above, for example, YAG: Ce, (Ca, Sr, Ba) Si 2 O 2 N 2 : Eu, or the like may be used.

本発明の発光装置の一形態として、発光体または発光光源がピーク波長300〜500nmの紫外または可視光を発し、本発明の蛍光体が発する黄色光と、本発明の他の蛍光体が発する500nm以上の波長の光を混合することにより白色光または白色光以外の光を発する発光装置がある。   As one form of the light emitting device of the present invention, the light emitting body or light emitting light source emits ultraviolet or visible light having a peak wavelength of 300 to 500 nm, the yellow light emitted by the phosphor of the present invention, and 500 nm emitted by the other phosphor of the present invention. There is a light-emitting device that emits white light or light other than white light by mixing light of the above wavelengths.

本発明の発光装置の一形態として、本発明の蛍光体に加えて、さらに、発光体または発光光源によりピーク波長420nm〜500nm以下の光を発する青色蛍光体を含むことができる。このような、青色蛍光体としては、AlN:(Eu,Si)、BaMgAl1017:Eu、SrSiAl19ON31:Eu、LaSiAl1932:Eu、α−サイアロン:Ce、JEM:Ceなどがある。 As one form of the light-emitting device of the present invention, in addition to the phosphor of the present invention, a blue phosphor that emits light having a peak wavelength of 420 nm to 500 nm or less by a light emitter or a light source can be included. As such a blue phosphor, AlN: (Eu, Si), BaMgAl 10 O 17 : Eu, SrSi 9 Al 19 ON 31 : Eu, LaSi 9 Al 19 N 32 : Eu, α-sialon: Ce, JEM : Ce and the like.

本発明の発光装置の一形態として、本発明の蛍光体に加えて、さらに、発光体または発光光源によりピーク波長500nm以上550nm以下の光を発する緑色蛍光体を含むことができる。このような、緑色蛍光体としては、例えば、β−サイアロン:Eu、(Ba,Sr,Ca,Mg)SiO:Eu、(Ca,Sr,Ba)Si:Euなどがある。 As one form of the light emitting device of the present invention, in addition to the phosphor of the present invention, a green phosphor that emits light having a peak wavelength of 500 nm or more and 550 nm or less by a light emitting body or a light emitting light source can be included. Examples of such green phosphors include β-sialon: Eu, (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu, (Ca, Sr, Ba) Si 2 O 2 N 2 : Eu, and the like. is there.

本発明の発光装置の一形態として、本発明の蛍光体に加えて、さらに、発光体または発光光源によりピーク波長550nm以上600nm以下の光を発する黄色蛍光体を含むことができる。このような黄色蛍光体としては、YAG:Ce、α−サイアロン:Eu、CaAlSiN:Ce、LaSi11:Ceなどがある。 As one form of the light emitting device of the present invention, in addition to the phosphor of the present invention, a yellow phosphor that emits light having a peak wavelength of 550 nm or more and 600 nm or less by a light emitter or a light source can be included. Examples of such a yellow phosphor include YAG: Ce, α-sialon: Eu, CaAlSiN 3 : Ce, La 3 Si 6 N 11 : Ce.

本発明の発光装置の一形態として、本発明の蛍光体に加えて、さらに、発光体または発光光源によりピーク波長600nm以上700nm以下の光を発する赤色蛍光体を含むことができる。このような赤色蛍光体としては、CaAlSiN:Eu、(Ca,Sr)AlSiN:Eu、CaSi:Eu、SrSi:Euなどがある。 As one form of the light emitting device of the present invention, in addition to the phosphor of the present invention, a red phosphor that emits light having a peak wavelength of 600 nm or more and 700 nm or less by a light emitter or a light source can be included. Examples of such red phosphor include CaAlSiN 3 : Eu, (Ca, Sr) AlSiN 3 : Eu, Ca 2 Si 5 N 8 : Eu, and Sr 2 Si 5 N 8 : Eu.

本発明の発光装置の一形態として、発光体または発光光源が280〜500nmの波長の光を発するLEDを用いると発光効率が高いため、高効率の発光装置を構成することができる。   As an embodiment of the light-emitting device of the present invention, when an LED that emits light having a wavelength of 280 to 500 nm is used as a light emitter or a light-emitting light source, the light-emitting efficiency is high, so that a highly efficient light-emitting device can be configured.

本発明の画像表示装置は少なくも励起源と本発明の蛍光体とから構成され、蛍光表示管(VFD)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、陰極線管(CRT)、液晶ディスプレイ(LCD)などがある。本発明の蛍光体は、100〜190nmの真空紫外線、190〜380nmの紫外線、電子線などの励起で発光することが確認されており、これらの励起源と本発明の蛍光体との組み合わせで、上記のような画像表示装置を構成することができる。   The image display device of the present invention is composed of at least an excitation source and the phosphor of the present invention, and is a fluorescent display tube (VFD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP), a cathode ray tube (CRT), a liquid crystal. There is a display (LCD). The phosphor of the present invention has been confirmed to emit light by excitation of vacuum ultraviolet rays of 100 to 190 nm, ultraviolet rays of 190 to 380 nm, electron beams, etc., and in combination of these excitation sources and the phosphor of the present invention, An image display apparatus as described above can be configured.

特定の化学組成を有する無機化合物を主成分とする本発明の蛍光体は、黄色の物体色を持つことから顔料又は蛍光顔料として使用することができる。すなわち、本発明の蛍光体に太陽光、蛍光灯などの照明を照射すると黄色の物体色が観察されるが、その発色がよいこと、そして長期間に渡り劣化しないことから、本発明の蛍光体は無機顔料に好適である。このため、塗料、インキ、絵の具、釉薬、プラスチック製品に添加する着色剤などに用いると長期間に亘って良好な発色を高く維持することができる。   Since the phosphor of the present invention mainly composed of an inorganic compound having a specific chemical composition has a yellow object color, it can be used as a pigment or a fluorescent pigment. That is, when the phosphor of the present invention is irradiated with illumination such as sunlight or a fluorescent lamp, a yellow object color is observed, but since the color is good and it does not deteriorate for a long time, the phosphor of the present invention Is suitable for inorganic pigments. For this reason, when used for paints, inks, paints, glazes, colorants added to plastic products, etc., good color development can be maintained high over a long period of time.

本発明の蛍光体は、紫外線を吸収するため紫外線吸収剤としても好適である。このため、塗料として用いたり、プラスチック製品の表面に塗布したり内部に練り込んだりすると、紫外線の遮断効果が高く、製品を紫外線劣化から効果的に保護することができる。   Since the phosphor of the present invention absorbs ultraviolet rays, it is also suitable as an ultraviolet absorber. For this reason, when used as a paint, applied to the surface of a plastic product, or kneaded into a plastic product, the effect of blocking ultraviolet rays is high, and the product can be effectively protected from ultraviolet degradation.

本発明を以下に示す実施例によってさらに詳しく説明するが、これはあくまでも本発明を容易に理解するための一助として開示したものであって、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, which are disclosed only as an aid for easily understanding the present invention, and the present invention is not limited to these examples. Absent.

[合成に使用した原料]
合成に使用した原料粉末は、比表面積11.2m/gの粒度の、酸素含有量1.29重量%、α型含有量95%の窒化ケイ素粉末(宇部興産(株)製のSN−E10グレード)と、比表面積3.3m/gの粒度の、酸素含有量0.82重量%の窒化アルミニウム粉末((株)トクヤマ製のEグレード)と、比表面積13.2m/gの粒度の酸化アルミニウム粉末(大明化学工業製タイミクロン)と、純度99.5%の窒化カルシウム(Ca;高純度化学研究所製)と、純度99.5%の窒化ストロンチウム(Sr;セラック製)と、純度99.7%の窒化バリウム(Ba;セラック製)と、窒化ユーロピウム(EuN;金属ユーロピウムをアンモニア気流中で800℃で10時間加熱することにより、金属を窒化して得たもの)と、窒化セリウム(CeN;金属セリウムを窒素気流中で600℃で加熱して窒化したもの)と、酸化テルビウム(Tb;純度99.9%信越化学工業(株)製)と、酸化イッテルビウム(Yb;純度99.9%信越化学工業(株)製)と、炭酸マンガン(MnCO;純度99.9%(株)高純度化学研究所製)と、酸化プラセオジム(Pr11;純度99.9%信越化学工業(株)製)と、酸化ネオジム(Nd;純度99.9%信越化学工業(株)製)と、酸化サマリウム(Sm;純度99.9%信越化学工業(株)製)と、酸化ジスプロシウム(Dy;純度99.9%信越化学工業(株)製)であった。
[Raw materials used for synthesis]
The raw material powder used for the synthesis was a silicon nitride powder having a specific surface area of 11.2 m 2 / g, an oxygen content of 1.29 wt%, and an α-type content of 95% (SN-E10 manufactured by Ube Industries, Ltd.). Grade), an aluminum nitride powder having a specific surface area of 3.3 m 2 / g and an oxygen content of 0.82 wt% (E grade manufactured by Tokuyama Corporation), and a specific surface area of 13.2 m 2 / g Aluminum oxide powder (Taimicron manufactured by Daimei Chemical Industries), 99.5% pure calcium nitride (Ca 3 N 2 ; manufactured by High Purity Chemical Laboratory), and 99.5% pure strontium nitride (Sr 3 N 2) ; and shellac Ltd.), 99.7% purity barium nitride (Ba 3 N 2, made of shellac), europium nitride (EuN; by metal europium is heated 10 hours at 800 ° C. in an ammonia gas stream, Genus as those obtained by nitriding), cerium nitride (CeN; and metal cerium those nitrided by heating at 600 ° C. in a nitrogen stream), terbium oxide (Tb 4 O 7; 99.9% purity by Shin-Etsu Chemical Manufactured by Kogyo Co., Ltd.), ytterbium oxide (Yb 2 O 3 ; purity 99.9% manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and manganese carbonate (MnCO 3 ; purity 99.9%) Manufactured), praseodymium oxide (Pr 6 O 11 ; purity 99.9% manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), neodymium oxide (Nd 2 O 3 ; purity 99.9% manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), They were samarium oxide (Sm 2 O 3 ; purity 99.9% manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and dysprosium oxide (Dy 2 O 3 ; purity 99.9% manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).

[結晶Sr(Si,Al)3040の合成と構造解析]
窒化ストロンチウム(Sr)、窒化ケイ素(Si)、窒化アルミニウム(AlN)を、カチオン比がSr:Si:Al=3:24:6となるような割合で混合組成を設計した。これらの原料粉末を、上記混合組成となるように秤量し、酸素含有量1ppmの窒素雰囲気のグローブボックス中で窒化ケイ素焼結体製乳棒と乳鉢を用いて5分間混合を行なった。次いで、得られた混合粉末を、窒化ホウ素焼結体製のるつぼに投入した。混合粉末(粉体)の嵩密度は約30%であった。
[Synthesis and Structural Analysis of Crystalline Sr 3 (Si, Al) 30 N 40 ]
The mixture composition of strontium nitride (Sr 3 N 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), and aluminum nitride (AlN) was designed in such a ratio that the cation ratio was Sr: Si: Al = 3: 24: 6. . These raw material powders were weighed so as to have the above mixed composition and mixed for 5 minutes using a silicon nitride sintered pestle and mortar in a glove box in a nitrogen atmosphere having an oxygen content of 1 ppm. Next, the obtained mixed powder was put into a crucible made of a boron nitride sintered body. The bulk density of the mixed powder (powder) was about 30%.

混合粉末が入ったるつぼを黒鉛抵抗加熱方式の電気炉にセットした。焼成の操作は、まず、拡散ポンプにより焼成雰囲気を1×10−1Pa以下圧力の真空とし、室温から800℃まで毎時500℃の速度で加熱し、800℃で純度が99.999体積%の窒素を導入して炉内の圧力を1MPaとし、毎時500℃で1800℃でまで昇温し、その温度で2時間保持した。 The crucible containing the mixed powder was set in a graphite resistance heating type electric furnace. The firing operation is as follows. First, the firing atmosphere is evacuated at a pressure of 1 × 10 −1 Pa or less by a diffusion pump, heated from room temperature to 800 ° C. at a rate of 500 ° C. per hour, and the purity at 800 ° C. is 99.999% by volume. Nitrogen was introduced to bring the pressure in the furnace to 1 MPa, and the temperature was raised to 1800 ° C. at 500 ° C. per hour and held at that temperature for 2 hours.

合成物を光学顕微鏡で観察し、合成物中から直径30−50μmの大きさの結晶粒子を採取した。この粒子をエネルギー分散型元素分析器(EDS;ブルカー・エイエックスエス社製QUANTAX)を備えた走査型電子顕微鏡(SEM;日立ハイテクノロジーズ社製のSU1510)を用いて、結晶粒子に含まれる元素の分析を行った。その結果、Sr、Si、Al、N元素の存在が確認され、Sr、Si:Alの含有原子数の比は、3:24:6であることが測定された。   The synthesized product was observed with an optical microscope, and crystal particles having a diameter of 30 to 50 μm were collected from the synthesized product. The particles were analyzed using a scanning electron microscope (SEM; SU1510 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) equipped with an energy dispersive element analyzer (EDS; QUANTAX manufactured by Bruker AXS). Analysis was carried out. As a result, the presence of Sr, Si, Al, and N elements was confirmed, and the ratio of the number of atoms contained in Sr, Si: Al was measured to be 3: 24: 6.

次に、この結晶粒子をガラスファイバーの先端に有機系接着剤で固定した。これをMoKα線の回転対陰極付きの単結晶X線回折装置(ブルカー・エイエックスエス社製のSMART APEXII Ultra)を用いて、X線源の出力が50kV50mAの条件でX線回折測定を行った。その結果、この結晶粒子が単結晶であることを確認した。   Next, the crystal particles were fixed to the tip of the glass fiber with an organic adhesive. This was measured using a single crystal X-ray diffractometer with a rotating counter cathode of MoKα rays (SMART APEX II Ultra manufactured by Bruker AXS) under the condition that the output of the X-ray source was 50 kV 50 mA. . As a result, it was confirmed that the crystal particles were a single crystal.

次に、X線回折測定結果から単結晶構造解析ソフトウエア(ブルカー・エイエックスエス社製のAPEX2)を用いて結晶構造を求めた。得られた結晶構造データを表1に、結晶構造を図1に示す。表1には、結晶系、空間群、格子定数、原子の種類、および、原子位置が記述してあり、このデータを用いて、単位格子の形、大きさ、その中の原子の並びを決めることができる。なお、SiとAlとは同じ原子位置にある割合で入り、酸素と窒素とは同じ原子位置にある割合で入り、全体として平均化したときにその結晶の組成割合となる。   Next, the crystal structure was obtained from the X-ray diffraction measurement result using single crystal structure analysis software (APEX2 manufactured by Bruker AXS). The obtained crystal structure data is shown in Table 1, and the crystal structure is shown in FIG. Table 1 describes the crystal system, space group, lattice constant, atom type, and atom position, and this data is used to determine the shape, size, and arrangement of atoms in the unit cell. be able to. Si and Al enter at the same atomic position, and oxygen and nitrogen enter at the same atomic position, and when they are averaged as a whole, the composition ratio of the crystal is obtained.

この結晶は、六方晶系(Hexagonal)に属し、空間群P−6、(International Tables for Crystallographyの174番の空間群)に属し、格子定数a、b、cが、a=0.79395nm、b=0.79395nm、c=1.43822nmであり、角度α、β、γが、α=90°、β=90°、γ=120°であった。原子位置は表1に示す通りであった。なお、表中、SiとAlとは同じ原子位置に組成によって決まるある割合で存在する。また、一般的にサイアロン系の結晶において、Xが入る席には酸素と窒素とが入ることができるが、Srは+2価、Alは+3価、Siは+4価であるので、原子位置とSrとSiとAlとの比がわかれば、(O、N)位置を占めるO(−2価)とN(−3価)との比は、結晶の電気的中性の条件から求められる。EDSの測定値のSr:Si:Al比と単結晶X線構造解析とから求めたこの結晶の組成は、SrSi24Al40であった。なお、出発原料組成と結晶組成とが異なる場合があるが、それは少量の第二相としてSrSi24Al40以外の組成物が生成したことによる。その場合でも、本測定は単結晶を用いているので、解析結果は純粋なSrSi24Al40構造を示している。 This crystal belongs to the hexagonal system (Hexagonal), belongs to the space group P-6, (International Tables for Crystallography No. 174 space group), and the lattice constants a, b, c are a = 0.79395 nm, b = 0.79395 nm, c = 1.43822 nm, and the angles α, β, and γ were α = 90 °, β = 90 °, and γ = 120 °. The atomic positions were as shown in Table 1. In the table, Si and Al are present at a certain ratio determined by the composition at the same atomic position. In general, in a sialon-based crystal, oxygen and nitrogen can enter in the seat where X enters, but since Sr is +2, Al is +3, and Si is +4, the atomic position and Sr If the ratio between Si and Al is known, the ratio of O (-2 valence) to N (-3 valence) occupying the (O, N) position can be determined from the electrical neutrality condition of the crystal. The composition of this crystal obtained from the Sr: Si: Al ratio of the measured value of EDS and the single crystal X-ray structure analysis was Sr 3 Si 24 Al 6 N 40 . In some cases, the starting material composition and the crystal composition are different, because a composition other than Sr 3 Si 24 Al 6 N 40 is produced as a small amount of the second phase. Even in this case, since this measurement uses a single crystal, the analysis result shows a pure Sr 3 Si 24 Al 6 N 40 structure.

類似組成の検討を行ったところ、SrSi24Al40結晶は、結晶構造を保ったままSrの一部または全てをA元素(ただし、Aは、Mg、Ca、Sr、Baから選ばれる1種または2種以上の元素)で置換できることがわかった。すなわち、A1+x(Si,Al)3040系結晶はSrSi24Al40結晶と同一の結晶構造を持つ。中でも、Srは幅広い置換割合で安定な結晶が得られる。さらにSiの一部をAlで置換、Alの一部をSiで置換、Nの一部を酸素で置換することができ、この結晶はSrSi24Al40と同一の結晶構造を持つ結晶グループの1つの組成であることが確認された。また、電気的中性の条件から、A1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z(ただし、0 ≦ x < 14、0 ≦ z ≦ 20)で示される組成としても記述できる。 When the similar composition was examined, the Sr 3 Si 24 Al 6 N 40 crystal had a part or all of Sr while maintaining the crystal structure, where A was selected from Mg, Ca, Sr, and Ba. 1 or 2 or more elements). That is, the A 1 + x (Si, Al) 30 X 40- based crystal has the same crystal structure as the Sr 3 Si 24 Al 6 N 40 crystal. Among them, Sr can provide stable crystals with a wide range of substitution ratios. Further, a part of Si can be replaced with Al, a part of Al can be replaced with Si, and a part of N can be replaced with oxygen. This crystal has the same crystal structure as Sr 3 Si 24 Al 6 N 40 It was confirmed to be one composition of the crystal group. Further, the electrical neutrality condition, A 1 + x Si 28-2x- z Al 2 + 2x + z O z N 40-z ( however, 0 ≦ x <14,0 ≦ z ≦ 20) can be described as a composition represented by.

結晶構造データからこの結晶は今まで報告されていない新規の物質であることが確認された。結晶構造データから粉末X線回折パターンを計算した。結果を図2に示す。今後は、合成物の粉末X回折測定を行い、測定された粉末X線回折パターンが図2と同じであれば図1のA1+x(D,E)3040系結晶が生成していると判定できる。なお、A1+x(D,E)3040系結晶として結晶構造を保ったまま格子定数等が変化したものは、粉末X線回折測定により得られた格子定数の値と表1の結晶構造データから計算により粉末X線パターンを計算できるので、計算パターンと比較することにより、A1+x(D,E)3040系結晶が生成していると判定できる。 From the crystal structure data, it was confirmed that this crystal was a novel substance that had not been reported so far. A powder X-ray diffraction pattern was calculated from the crystal structure data. The results are shown in FIG. In the future, if powder X-ray diffraction measurement of the synthesized product is performed and the measured powder X-ray diffraction pattern is the same as FIG. 2, the A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystal of FIG. 1 is generated. Can be judged. In addition, the crystal constant data obtained by powder X-ray diffraction measurement and the crystal structure data in Table 1 are those in which the lattice constant and the like are changed while maintaining the crystal structure as an A 1 + x (D, E) 30 X 40 series crystal. Therefore, it can be determined that an A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystal is generated by comparing with the calculated pattern.

[蛍光体実施例および比較例;例1から例18]
表2および表3に示す設計組成にしたがって、原料粉末を表4の混合組成(質量比)となるように秤量した。組成式A1+x(D,E)3040において、A元素はSr、D元素はSi、E元素はAl、X元素はN、付活イオンとなるM元素はEuとし、パラメータxは0〜14の範囲とした。また、組成式EuSr1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−zにおける、Eu量を表すパラメータyは0.05〜1.5の範囲、O量を表すパラメータzは0とした。使用する原料粉末の種類によっては表2および表3の設計組成と表4の混合組成とで組成が異なる場合が生じ得るが、この場合は金属イオンの量が合致するように混合組成を決定した。組成のずれの成分は、生成物中に第二相として混入するが、その量はわずかであるので、性能に及ぼす影響は少ない。秤量した原料粉末を窒化ケイ素焼結体製乳棒と乳鉢とを用いて5分間混合を行なった。その後、混合粉末を窒化ホウ素焼結体製のるつぼに投入した。混合粉末の嵩密度は約20%から30%であった。
[Phosphor Examples and Comparative Examples; Examples 1 to 18]
According to the design composition shown in Table 2 and Table 3, the raw material powder was weighed so as to have the mixed composition (mass ratio) shown in Table 4. In the composition formula A 1 + x (D, E) 30 X 40 , the A element is Sr, the D element is Si, the E element is Al, the X element is N, the activated element is Eu, and the parameter x is 0 to 0. The range was 14. In addition, in the composition formula Eu y Sr 1 + xy Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , the parameter y representing the Eu amount is in the range of 0.05 to 1.5 , and the parameter z representing the O amount is 0. Depending on the type of raw material powder used, there may be cases where the composition differs between the design composition in Tables 2 and 3 and the mixed composition in Table 4. In this case, the mixed composition was determined so that the amount of metal ions matched. . The component of the composition deviation is mixed in the product as a second phase, but its amount is small, so that the influence on the performance is small. The weighed raw material powders were mixed for 5 minutes using a silicon nitride sintered pestle and mortar. Thereafter, the mixed powder was put into a crucible made of a boron nitride sintered body. The bulk density of the mixed powder was about 20% to 30%.

混合粉末が入ったるつぼを黒鉛抵抗加熱方式の電気炉にセットした。焼成の操作は、まず、拡散ポンプにより焼成雰囲気を1×10−1Pa以下圧力の真空とし、室温から800℃まで毎時500℃の速度で加熱し、800℃で純度が99.999体積%の窒素を導入して炉内の圧力を1MPaとし、毎時500℃で表5に示す設定温度まで昇温し、その温度で表5に示す所定時間保持した。 The crucible containing the mixed powder was set in a graphite resistance heating type electric furnace. The firing operation is as follows. First, the firing atmosphere is evacuated at a pressure of 1 × 10 −1 Pa or less by a diffusion pump, heated from room temperature to 800 ° C. at a rate of 500 ° C. per hour, and the purity at 800 ° C. is 99.999% by volume. Nitrogen was introduced to bring the pressure in the furnace to 1 MPa, the temperature was raised to 500 ° C. per hour to the set temperature shown in Table 5, and the temperature was maintained for a predetermined time shown in Table 5.

次に、合成した化合物をメノウの乳鉢を用いて粉砕し、CuのKα線を用いた粉末X線回折測定を行った。その結果、Sr(Si,Al)3040結晶と同じ結晶構造を持つ結晶相が主な生成相であることが確認された。また、EDSの測定より、合成物はEu、Sr、Si、Al、Nを含むことが確認された。即ち、合成物はA1+x(D,E)3040系結晶に発光イオンであるEuが固溶した無機化合物であることが確認された。特にxが1.6〜3の範囲においては、A1+x(D,E)3040系結晶が生成相の約6割以上を占め、さらにxが1.8〜2.2の範囲においては、生成相の約9割以上を占めることが確認された。しかし、x=14(比較例13)においては、A1+x(D,E)3040系結晶の生成をほとんど確認できなかった。 Next, the synthesized compound was pulverized using an agate mortar, and powder X-ray diffraction measurement was performed using Cu rays. As a result, it was confirmed that the crystal phase having the same crystal structure as that of the Sr 3 (Si, Al) 30 N 40 crystal was the main product phase. Moreover, it was confirmed from the measurement of EDS that the composite contains Eu, Sr, Si, Al, and N. That is, it was confirmed that the synthesized product was an inorganic compound in which Eu, which is a luminescent ion, was dissolved in an A 1 + x (D, E) 30 X 40 series crystal. In particular, when x is in the range of 1.6 to 3, A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystals occupy about 60% or more of the generated phase, and further in the range of x of 1.8 to 2.2. It was confirmed that it accounts for about 90% or more of the produced phase. However, in x = 14 (Comparative Example 13), almost no formation of A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystals could be confirmed.

焼成後、この得られた焼成体を粗粉砕の後、窒化ケイ素焼結体製のるつぼと乳鉢を用いて手で粉砕し、30μmの目のふるいを通した。粒度分布を測定したところ、平均粒径は3〜8μmであった。   After firing, the obtained fired body was coarsely pulverized and then ground by hand using a crucible made of a silicon nitride sintered body and a mortar, and passed through a 30 μm sieve. When the particle size distribution was measured, the average particle size was 3 to 8 μm.

これらの粉末に、波長365nmの光を発するランプで照射した結果、黄色から赤色に発光することを確認した。この粉末の発光スペクトルおよび励起スペクトルを、蛍光分光光度計を用いて測定した。励起スペクトルのピーク波長と発光スペクトルのピーク波長を表6に示す。この蛍光体は、300nm〜380nmの紫外線、380nm〜500nmの紫色または青色光で励起することが可能であり、黄色から赤色に発光する蛍光体であることが確認された。特にパラメータxが一定の場合、Eu/Sr比が大きくなると、発光ピーク波長が長波長へシフトすること、また、パラメータyが一定の場合、Eu/Sr比が小さくなると、発光ピーク波長が長波長へシフトすることが確認された。   As a result of irradiating these powders with a lamp emitting light having a wavelength of 365 nm, it was confirmed that light was emitted from yellow to red. The emission spectrum and excitation spectrum of this powder were measured using a fluorescence spectrophotometer. Table 6 shows the peak wavelength of the excitation spectrum and the peak wavelength of the emission spectrum. This phosphor can be excited by ultraviolet rays of 300 nm to 380 nm, violet or blue light of 380 nm to 500 nm, and was confirmed to be a phosphor emitting from yellow to red. In particular, when the parameter x is constant, the emission peak wavelength shifts to a long wavelength when the Eu / Sr ratio increases, and when the Eu / Sr ratio decreases when the parameter y is constant, the emission peak wavelength becomes a long wavelength. It was confirmed to shift to.

なお、本明細書においては、簡便のため発光ピーク波長を有する波長域により、本実施例の蛍光体の発光色を次のように定義する。青色の波長域を420〜500nm、緑色の波長域を500〜550nm、黄色の波長域を550〜600nm、赤色の波長域を600〜650nmとし、それぞれ実施例の蛍光体が有する発光ピーク波長が存在する波長域をその蛍光体の発光色とする。   In the present specification, for the sake of simplicity, the emission color of the phosphor of this example is defined as follows by the wavelength range having the emission peak wavelength. The blue wavelength range is 420 to 500 nm, the green wavelength range is 500 to 550 nm, the yellow wavelength range is 550 to 600 nm, and the red wavelength range is 600 to 650 nm. The wavelength range to be used is the emission color of the phosphor.

表2、表3、および表6によれば、パラメータx及びパラメータyで、特定の組成に制御することにより、黄色から赤色に発光する蛍光体を得ることができることが分かる。例えば、実施例1〜12、14〜18の合成物に示されるように、A元素がSrであり、D元素がSiであり、E元素がAlであり、X元素がNである結晶に、M元素としてEuが固溶した無機化合物を含む蛍光体は、550〜650nmの範囲の波長にピークを持つ黄色から赤色に発光する。なかでも好ましくは、実施例1〜9の合成物に示されるように、パラメータxが0≦x≦3である蛍光体、および実施例5、6、14〜16の合成物に示されるように、パラメータyが0.05≦y≦0.4である蛍光体は、発光強度が特に高く、550〜600nmの範囲の波長にピークを持つ黄色に発光する。   According to Table 2, Table 3, and Table 6, it can be seen that a phosphor that emits light from yellow to red can be obtained by controlling the specific composition with the parameter x and the parameter y. For example, as shown in the composites of Examples 1 to 12 and 14 to 18, the element A is Sr, the element D is Si, the element E is Al, and the element X is N. A phosphor containing an inorganic compound in which Eu is dissolved as an M element emits light from yellow to red having a peak at a wavelength in the range of 550 to 650 nm. Particularly preferably, as shown in the composites of Examples 1 to 9, as shown in the phosphor in which the parameter x is 0 ≦ x ≦ 3, and the composites of Examples 5, 6, and 14-16. The phosphor whose parameter y is 0.05 ≦ y ≦ 0.4 has a particularly high emission intensity and emits yellow light having a peak at a wavelength in the range of 550 to 600 nm.

なお、混合原料組成と合成物の化学組成が異なっている部分は、不純物第二相として合成物中に微量混在していると考えられる。   In addition, it is thought that the part in which the chemical composition of a mixed raw material composition and a synthetic | combination compound differs in a small amount in a synthetic | combination as an impurity 2nd phase.

図3は、実施例5で合成した蛍光体の粉末X線回折結果を示す図である。
図4は、実施例5で合成した蛍光体の励起スペクトルおよび発光スペクトルを示す図である。
FIG. 3 is a graph showing the result of powder X-ray diffraction of the phosphor synthesized in Example 5.
FIG. 4 is a diagram showing an excitation spectrum and an emission spectrum of the phosphor synthesized in Example 5.

合成した蛍光体の粉末X線回折結果(図3)は構造解析の結果(図2)と良い一致を示し、実施例5ではSr(Si,Al)3040結晶とX線回折パターンが同じであり、Sr(Si,Al)3040結晶と同一の結晶構造を持つ結晶が主成分であることが確認された。実施例5では、442nmで最も効率よく励起できることがわかり、442nmで励起したときの発光スペクトルは585nmにピークを持つ発光を呈することがわかった。また、実施例5の蛍光体の発光色が、CIE1931色度座標において、0.2≦x≦0.7および0.2≦y≦0.8の範囲内であることを確認した。 The powder X-ray diffraction result (FIG. 3) of the synthesized phosphor is in good agreement with the structure analysis result (FIG. 2). In Example 5, the Sr 3 (Si, Al) 30 N 40 crystal and the X-ray diffraction pattern are It was confirmed that the main component was a crystal having the same crystal structure as that of the Sr 3 (Si, Al) 30 N 40 crystal. In Example 5, it was found that excitation was most efficient at 442 nm, and the emission spectrum when excited at 442 nm showed emission having a peak at 585 nm. In addition, it was confirmed that the emission color of the phosphor of Example 5 was within the range of 0.2 ≦ x ≦ 0.7 and 0.2 ≦ y ≦ 0.8 in the CIE1931 chromaticity coordinates.

[蛍光体実施例;例19から例24]
表7および表8に示す設計組成にしたがって、原料粉末を表9の混合組成(質量比)となるように秤量した。組成式A1+x(D,E)3040において、A元素はSr、Ca、およびBa、D元素はSi、E元素はAl、X元素はN、付活イオンとなるM元素はEuとし、パラメータxは2とした。使用する原料粉末の種類によっては表7および表8の設計組成と表9の混合組成とで組成が異なる場合が生じ得るが、この場合は金属イオンの量が合致するように混合組成を決定した。組成のずれの成分は、生成物中に第二相として混入するが、その量はわずかであるので、性能に及ぼす影響は少ない。秤量した原料粉末を窒化ケイ素焼結体製乳棒と乳鉢とを用いて5分間混合を行なった。その後、混合粉末を窒化ホウ素焼結体製のるつぼに投入した。混合粉末の嵩密度は約20%から30%であった。
[Phosphor Examples; Examples 19 to 24]
According to the design composition shown in Table 7 and Table 8, the raw material powder was weighed so as to have the mixed composition (mass ratio) shown in Table 9. In the composition formula A 1 + x (D, E) 30 X 40 , the A element is Sr, Ca, and Ba, the D element is Si, the E element is Al, the X element is N, and the M element that is an activated ion is Eu. The parameter x was 2. Depending on the type of raw material powder used, there may occur a case where the composition differs between the designed composition of Table 7 and Table 8 and the mixed composition of Table 9. In this case, the mixed composition was determined so that the amount of metal ions matched. . The component of the composition deviation is mixed in the product as a second phase, but its amount is small, so that the influence on the performance is small. The weighed raw material powders were mixed for 5 minutes using a silicon nitride sintered pestle and mortar. Thereafter, the mixed powder was put into a crucible made of a boron nitride sintered body. The bulk density of the mixed powder was about 20% to 30%.

混合粉末が入ったるつぼを黒鉛抵抗加熱方式の電気炉にセットした。焼成の操作は、まず、拡散ポンプにより焼成雰囲気を1×10−1Pa以下圧力の真空とし、室温から800℃まで毎時500℃の速度で加熱し、800℃で純度が99.999体積%の窒素を導入して炉内の圧力を1MPaとし、毎時500℃で設定温度2000℃まで昇温し、その温度で4時間保持した。 The crucible containing the mixed powder was set in a graphite resistance heating type electric furnace. The firing operation is as follows. First, the firing atmosphere is evacuated at a pressure of 1 × 10 −1 Pa or less by a diffusion pump, heated from room temperature to 800 ° C. at a rate of 500 ° C. per hour, and the purity at 800 ° C. is 99.999% by volume. Nitrogen was introduced to bring the pressure in the furnace to 1 MPa, the temperature was raised to 500 ° C. per hour to a set temperature of 2000 ° C., and the temperature was maintained for 4 hours.

次に、合成した化合物をメノウの乳鉢を用いて粉砕し、CuのKα線を用いた粉末X線回折測定を行った。その結果、Sr(Si,Al)3040結晶と同じ結晶構造を持つ結晶相が主な生成相であることが確認された。また、EDSの測定より、合成物はEu、Sr、Ca、Ba、Si、Al、Nを含むことが確認された。(ただしA元素は設計組成により検出元素は異なる。)即ち、合成物はA1+x(D,E)3040系結晶に発光イオンであるEuが固溶した無機化合物であることが確認された。 Next, the synthesized compound was pulverized using an agate mortar, and powder X-ray diffraction measurement was performed using Cu rays. As a result, it was confirmed that the crystal phase having the same crystal structure as that of the Sr 3 (Si, Al) 30 N 40 crystal was the main product phase. Moreover, it was confirmed from the measurement of EDS that the composite contains Eu, Sr, Ca, Ba, Si, Al, and N. (However, the element A differs depending on the design composition.) That is, the synthesized product was confirmed to be an inorganic compound in which Eu, which is a luminescent ion, was dissolved in an A 1 + x (D, E) 30 X 40 series crystal. .

焼成後、この得られた焼成体を粗粉砕の後、窒化ケイ素焼結体製のるつぼと乳鉢を用いて手で粉砕し、30μmの目のふるいを通した。粒度分布を測定したところ、平均粒径は3〜8μmであった。   After firing, the obtained fired body was coarsely pulverized and then ground by hand using a crucible made of a silicon nitride sintered body and a mortar, and passed through a 30 μm sieve. When the particle size distribution was measured, the average particle size was 3 to 8 μm.

これらの粉末に、波長365nmの光を発するランプで照射した結果、黄色から赤色、あるいは青色に発光することを確認した。この粉末の発光スペクトルおよび励起スペクトルを、蛍光分光光度計を用いて測定した。励起スペクトルのピーク波長と発光スペクトルのピーク波長を表10に示す。この蛍光体は、300nm〜380nmの紫外線、380nm〜500nmの紫色または青色光で励起することが可能であり、黄色から赤色発光、あるいは青色に発光する蛍光体であることが確認された。   As a result of irradiating these powders with a lamp emitting light having a wavelength of 365 nm, it was confirmed that light was emitted from yellow to red or blue. The emission spectrum and excitation spectrum of this powder were measured using a fluorescence spectrophotometer. Table 10 shows the peak wavelength of the excitation spectrum and the peak wavelength of the emission spectrum. This phosphor can be excited by ultraviolet rays of 300 nm to 380 nm, violet or blue light of 380 nm to 500 nm, and was confirmed to be a phosphor that emits yellow to red light or blue light.

表7、表8および表10によれば、A元素の組み合わせを変えて特定の組成に制御することにより、黄色から赤色、あるいは青色に発光する蛍光体を得ることができることが分かる。   According to Table 7, Table 8, and Table 10, it can be seen that a phosphor that emits light from yellow to red or blue can be obtained by changing the combination of the A elements to a specific composition.

例えば、実施例19および前述の実施例5の合成物に示されるように、A元素がSrであり、D元素がSiであり、E元素がAlであり、X元素がNである結晶に、M元素としてEuが固溶した無機化合物を含む蛍光体は、A1+x(D,E)3040系結晶の生成割合、および発光強度の観点から最も好ましく、550〜600nmの範囲の波長にピークを持つ黄色に発光する。 For example, as shown in the composite of Example 19 and Example 5 described above, a crystal in which the A element is Sr, the D element is Si, the E element is Al, and the X element is N. A phosphor containing an inorganic compound in which Eu is solid-solved as the M element is most preferable from the viewpoint of the generation ratio of A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystals and emission intensity, and peaks at a wavelength in the range of 550 to 600 nm. It emits yellow light.

例えば、実施例20、22〜23の合成物に示されるように、A元素がCa、あるいはSrとCaの組み合わせ、あるいはCaとBaの組み合わせであり、D元素がSiであり、E元素がAlであり、X元素がNである結晶に、M元素としてEuが固溶した無機化合物を含む蛍光体は、次に好ましく、550〜600nmの範囲の波長にピークを持つ黄色に発光する。   For example, as shown in the composites of Examples 20, 22 to 23, the A element is Ca, a combination of Sr and Ca, or a combination of Ca and Ba, the D element is Si, and the E element is Al. The phosphor containing an inorganic compound in which Eu as a M element is dissolved in a crystal in which the X element is N is next preferred, and emits yellow light having a peak at a wavelength in the range of 550 to 600 nm.

例えば、実施例24の合成物に示されるように、A元素がSrとBaの組み合わせであり、D元素がSiであり、E元素がAlであり、X元素がNである結晶に、M元素としてEuが固溶した無機化合物を含む蛍光体は、次に好ましく、600nm〜650nmの範囲の波長にピークを持つ赤色に発光する。   For example, as shown in the composite of Example 24, in a crystal in which the A element is a combination of Sr and Ba, the D element is Si, the E element is Al, and the X element is N, the M element A phosphor containing an inorganic compound in which Eu is dissolved as a light source emits red light having a peak at a wavelength in the range of 600 nm to 650 nm.

また、例えば、実施例21の合成物に示されるように、A元素がBaであり、D元素がSiであり、E元素がAlであり、X元素がNである結晶に、M元素としてEuが固溶した無機化合物を含む蛍光体は、420〜500nmの範囲の波長にピークを持つ青色に発光する。   Further, for example, as shown in the composite of Example 21, in the crystal in which the A element is Ba, the D element is Si, the E element is Al, and the X element is N, Eu is used as the M element. A phosphor containing an inorganic compound in which is dissolved, emits blue light having a peak at a wavelength in the range of 420 to 500 nm.

なお、混合原料組成と合成物の化学組成が異なっている部分は、不純物第二相として合成物中に微量混在していると考えられる。   In addition, it is thought that the part in which the chemical composition of a mixed raw material composition and a synthetic | combination compound differs is contained in a trace amount in a synthetic | combination as an impurity 2nd phase.

[蛍光体実施例;例25から例33]
表11および表12に示す設計組成にしたがって、原料粉末を表13の混合組成(質量比)となるように秤量した。組成式A1+x(D,E)3040において、A元素はSr、D元素はSi、E元素はAl、X元素はN、およびO、付活イオンとなるM元素はEuとし、パラメータxは2、組成式A1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−zにおけるO量を表すパラメータzは0〜20の範囲とした。使用する原料粉末の種類によっては表11および表12の設計組成と表13の混合組成とで組成が異なる場合が生じ得るが、この場合は金属イオンの量が合致するように混合組成を決定した。組成のずれの成分は、生成物中に第二相として混入するが、その量はわずかであるので、性能に及ぼす影響は少ない。秤量した原料粉末を窒化ケイ素焼結体製乳棒と乳鉢とを用いて5分間混合を行なった。その後、混合粉末を窒化ホウ素焼結体製のるつぼに投入した。混合粉末の嵩密度は約20%から30%であった。
[Phosphor Examples: Examples 25 to 33]
According to the design composition shown in Table 11 and Table 12, the raw material powder was weighed so as to have the mixed composition (mass ratio) shown in Table 13. In the composition formula A 1 + x (D, E) 30 X 40 , the element A is Sr, the element D is Si, the element E is Al, the element X is N and O, and the element M is Eu, and the parameter x 2, the parameter z representing the amount of O in the composition formula A 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z was in the range of 0-20. Depending on the type of raw material powder used, there may occur a case where the composition differs between the design composition of Tables 11 and 12 and the mixed composition of Table 13, but in this case, the mixed composition was determined so that the amount of metal ions matched. . The component of the composition deviation is mixed in the product as a second phase, but its amount is small, so that the influence on the performance is small. The weighed raw material powders were mixed for 5 minutes using a silicon nitride sintered pestle and mortar. Thereafter, the mixed powder was put into a crucible made of a boron nitride sintered body. The bulk density of the mixed powder was about 20% to 30%.

混合粉末が入ったるつぼを黒鉛抵抗加熱方式の電気炉にセットした。焼成の操作は、まず、拡散ポンプにより焼成雰囲気を1×10−1Pa以下圧力の真空とし、室温から800℃まで毎時500℃の速度で加熱し、800℃で純度が99.999体積%の窒素を導入して炉内の圧力を1MPaとし、毎時500℃で設定温度2000℃まで昇温し、その温度で4時間保持した。 The crucible containing the mixed powder was set in a graphite resistance heating type electric furnace. The firing operation is as follows. First, the firing atmosphere is evacuated at a pressure of 1 × 10 −1 Pa or less by a diffusion pump, heated from room temperature to 800 ° C. at a rate of 500 ° C. per hour, and the purity at 800 ° C. is 99.999% by volume. Nitrogen was introduced to bring the pressure in the furnace to 1 MPa, the temperature was raised to 500 ° C. per hour to a set temperature of 2000 ° C., and the temperature was maintained for 4 hours.

次に、合成した化合物をメノウの乳鉢を用いて粉砕し、CuのKα線を用いた粉末X線回折測定を行った。その結果、Sr(Si,Al)3040結晶と同じ結晶構造を持つ結晶相が主な生成相であることが確認された。また、EDSの測定より、合成物はEu、Sr、Si、Al、N、Oを含むことが確認された。即ち、合成物はA1+x(D,E)3040系結晶に発光イオンであるEuが固溶した無機化合物であることが確認された。 Next, the synthesized compound was pulverized using an agate mortar, and powder X-ray diffraction measurement was performed using Cu rays. As a result, it was confirmed that the crystal phase having the same crystal structure as that of the Sr 3 (Si, Al) 30 N 40 crystal was the main product phase. Moreover, it was confirmed from the measurement of EDS that the composite contains Eu, Sr, Si, Al, N, and O. That is, it was confirmed that the synthesized product was an inorganic compound in which Eu, which is a luminescent ion, was dissolved in an A 1 + x (D, E) 30 X 40 series crystal.

焼成後、この得られた焼成体を粗粉砕の後、窒化ケイ素焼結体製のるつぼと乳鉢を用いて手で粉砕し、30μmの目のふるいを通した。粒度分布を測定したところ、平均粒径は3〜8μmであった。   After firing, the obtained fired body was coarsely pulverized and then ground by hand using a crucible made of a silicon nitride sintered body and a mortar, and passed through a 30 μm sieve. When the particle size distribution was measured, the average particle size was 3 to 8 μm.

これらの粉末に、波長365nmの光を発するランプで照射した結果、黄色、または青色から緑色に発光することを確認した。この粉末の発光スペクトルおよび励起スペクトルを、蛍光分光光度計を用いて測定した。励起スペクトルのピーク波長と発光スペクトルのピーク波長を表14に示す。この蛍光体は、300nm〜380nmの紫外線、380nm〜500nmの紫色または青色光で励起することが可能であり、黄色、または青色から緑色に発光する蛍光体であることが確認された。   As a result of irradiating these powders with a lamp emitting light having a wavelength of 365 nm, it was confirmed that light was emitted from yellow or blue to green. The emission spectrum and excitation spectrum of this powder were measured using a fluorescence spectrophotometer. Table 14 shows the peak wavelength of the excitation spectrum and the peak wavelength of the emission spectrum. This phosphor can be excited by ultraviolet rays of 300 nm to 380 nm, violet or blue light of 380 nm to 500 nm, and was confirmed to be a phosphor emitting light from yellow or blue to green.

表11、表12および表14によれば、O量を表すパラメータzを変えて特定の組成に制御することにより、黄色、あるいは青色から緑色に発光する蛍光体を得ることができることが分かる。   According to Table 11, Table 12, and Table 14, it can be seen that a phosphor emitting light from yellow or blue to green can be obtained by changing the parameter z representing the amount of O and controlling it to a specific composition.

例えば、実施例25〜28の合成物に示されるように、A元素がSrであり、D元素がSiであり、E元素がAlであり、X元素がNあるいはNとOの組み合わせ(ただしパラメータzは0≦z≦1)である結晶に、M元素としてEuが固溶した無機化合物を含む蛍光体は、550〜600nmの範囲の波長にピークを持つ黄色に発光する。A1+x(D,E)3040系結晶の生成割合、および発光強度の観点からパラメータzは上記範囲が好ましい。 For example, as shown in the composites of Examples 25 to 28, the A element is Sr, the D element is Si, the E element is Al, and the X element is N or a combination of N and O (however, parameters A phosphor containing an inorganic compound in which Eu is solid-solved as an M element in a crystal where z is 0 ≦ z ≦ 1) emits yellow light having a peak in a wavelength range of 550 to 600 nm. The parameter z is preferably in the above range from the viewpoint of the generation ratio of A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystal and the emission intensity.

また、実施例29〜33の合成物に示されるように、A元素がSrであり、D元素がSiであり、E元素がAlであり、X元素がNとOの組み合わせ(ただしパラメータzは1<z)である結晶に、M元素としてEuが固溶した無機化合物を含む蛍光体は、420〜550nmの範囲の波長にピークを持つ青色から緑色に発光する。   Further, as shown in the composites of Examples 29 to 33, the A element is Sr, the D element is Si, the E element is Al, and the X element is a combination of N and O (however, the parameter z is A phosphor containing an inorganic compound in which Eu as a M element is dissolved in a crystal of 1 <z) emits light from blue to green having a peak at a wavelength in the range of 420 to 550 nm.

なお、混合原料組成と合成物の化学組成が異なっている部分は、不純物第二相として合成物中に微量混在していると考えられる。   In addition, it is thought that the part in which the chemical composition of a mixed raw material composition and a synthetic | combination compound differs is contained in a trace amount in a synthetic | combination as an impurity 2nd phase.

[蛍光体実施例;例34から例41]
表15および表16に示す設計組成にしたがって、原料粉末を表17の混合組成(質量比)となるように秤量した。組成式A1+x(D,E)3040において、A元素はSr、D元素はSi、E元素はAl、X元素はN、付活イオンとなるM元素はEu以外の希土類元素とし、パラメータxは2とした。使用する原料粉末の種類によっては表15および表16の設計組成と表17の混合組成とで組成が異なる場合が生じ得るが、この場合は金属イオンの量が合致するように混合組成を決定した。組成のずれの成分は、生成物中に第二相として混入するが、その量はわずかであるので、性能に及ぼす影響は少ない。秤量した原料粉末を窒化ケイ素焼結体製乳棒と乳鉢とを用いて5分間混合を行なった。その後、混合粉末を窒化ホウ素焼結体製のるつぼに投入した。混合粉末の嵩密度は約20%から30%であった。
[Phosphor Examples: Examples 34 to 41]
According to the design composition shown in Table 15 and Table 16, the raw material powder was weighed so as to have the mixed composition (mass ratio) shown in Table 17. In the composition formula A 1 + x (D, E) 30 X 40 , the element A is Sr, the element D is Si, the element E is Al, the element X is N, and the element M is a rare earth element other than Eu. x was 2. Depending on the type of raw material powder used, there may occur a case where the composition differs between the designed composition of Table 15 and Table 16 and the mixed composition of Table 17. In this case, the mixed composition was determined so that the amount of metal ions matched. . The component of the composition deviation is mixed in the product as a second phase, but its amount is small, so that the influence on the performance is small. The weighed raw material powders were mixed for 5 minutes using a silicon nitride sintered pestle and mortar. Thereafter, the mixed powder was put into a crucible made of a boron nitride sintered body. The bulk density of the mixed powder was about 20% to 30%.

混合粉末が入ったるつぼを黒鉛抵抗加熱方式の電気炉にセットした。焼成の操作は、まず、拡散ポンプにより焼成雰囲気を1×10−1Pa以下圧力の真空とし、室温から800℃まで毎時500℃の速度で加熱し、800℃で純度が99.999体積%の窒素を導入して炉内の圧力を1MPaとし、毎時500℃で設定温度2000℃まで昇温し、その温度で4時間保持した。 The crucible containing the mixed powder was set in a graphite resistance heating type electric furnace. The firing operation is as follows. First, the firing atmosphere is set to a vacuum of 1 × 10 −1 Pa or less with a diffusion pump, heated from room temperature to 800 ° C. at a rate of 500 ° C. per hour, and the purity is 800.degree. Nitrogen was introduced to bring the pressure in the furnace to 1 MPa, the temperature was raised to 500 ° C. per hour to a set temperature of 2000 ° C., and the temperature was maintained for 4 hours.

次に、合成した化合物をメノウの乳鉢を用いて粉砕し、CuのKα線を用いた粉末X線回折測定を行った。その結果、Sr(Si,Al)3040結晶と同じ結晶構造を持つ結晶相が主な生成相であることが確認された。特に、M元素がMnまたはCeのときにその生成割合は高く、それぞれ約80%、約40%であった。また、EDSの測定より、合成物はCe、Mn、Pr、Nd、Sm、Tb、Dy、またはYb、およびSr、Si、Al、Nを含むことが確認された。即ち、合成物はA1+x(D,E)3040系結晶に発光イオンであるM元素が固溶した無機化合物であることが確認された。 Next, the synthesized compound was pulverized using an agate mortar, and powder X-ray diffraction measurement was performed using Cu rays. As a result, it was confirmed that the crystal phase having the same crystal structure as that of the Sr 3 (Si, Al) 30 N 40 crystal was the main product phase. In particular, when the M element was Mn or Ce, the generation ratio was high, which was about 80% and about 40%, respectively. From the EDS measurement, it was confirmed that the composite contained Ce, Mn, Pr, Nd, Sm, Tb, Dy, or Yb, and Sr, Si, Al, and N. That is, it was confirmed that the synthesized product was an inorganic compound in which M element as a luminescent ion was dissolved in the A 1 + x (D, E) 30 X 40 series crystal.

焼成後、この得られた焼成体を粗粉砕の後、窒化ケイ素焼結体製のるつぼと乳鉢を用いて手で粉砕し、30μmの目のふるいを通した。粒度分布を測定したところ、平均粒径は3〜8μmであった。   After firing, the obtained fired body was coarsely pulverized and then ground by hand using a crucible made of a silicon nitride sintered body and a mortar, and passed through a 30 μm sieve. When the particle size distribution was measured, the average particle size was 3 to 8 μm.

これらの粉末に、波長365nmの光を発するランプで照射した結果、緑色から赤色に発光することを確認した。発光イオンであるM元素として、Ce、Mn、Pr、Nd、Sm、Tb、Dy、またはYbを用いても、これらの無機化合物は、300nm〜380nmの紫外線、380nm〜500nmの紫色または青色光で励起することが可能であり、緑色から赤色発光する蛍光体であることが確認された。   As a result of irradiating these powders with a lamp emitting light having a wavelength of 365 nm, it was confirmed that light was emitted from green to red. Even if Ce, Mn, Pr, Nd, Sm, Tb, Dy, or Yb is used as the M element which is a luminescent ion, these inorganic compounds are irradiated with ultraviolet rays of 300 nm to 380 nm, violet or blue light of 380 nm to 500 nm. It was confirmed that the phosphor was capable of being excited and emitted green to red light.

表15、表16および表18によれば、例えば、実施例34、39の合成物に示されるように、A元素がSrであり、D元素がSiであり、E元素がAlであり、X元素がNである結晶に、M元素としてCe、あるいはTbが固溶した無機化合物を含む蛍光体は、500〜550nmの範囲の波長にピークを持つ緑色に発光する。A1+x(D,E)3040系結晶の生成のし易さの観点から、M元素はCeであることが好ましい。 According to Tables 15, 16, and 18, for example, as shown in the composites of Examples 34 and 39, the A element is Sr, the D element is Si, the E element is Al, and X A phosphor containing an inorganic compound in which Ce or Tb as a M element is dissolved in a crystal whose element is N emits green light having a peak in a wavelength range of 500 to 550 nm. From the viewpoint of easy generation of A 1 + x (D, E) 30 X 40- based crystals, the M element is preferably Ce.

また、実施例35、37、40、41の合成物に示されるように、M元素としてMn、あるいはNd、あるいはDy、あるいはYbが固溶した無機化合物を含む蛍光体は、550〜600nmの範囲の波長にピークを持つ黄色に発光する。また、実施例36、38の合成物に示されるように、M元素としてPr、あるいはSmが固溶した無機化合物を含む蛍光体は、600〜650nmの範囲の波長にピークを持つ赤色に発光する。   Further, as shown in the composites of Examples 35, 37, 40, and 41, a phosphor containing an inorganic compound in which M element, Md, Nd, Dy, or Yb as a M element is in the range of 550 to 600 nm. It emits yellow light with a peak at the wavelength of. In addition, as shown in the composites of Examples 36 and 38, the phosphor containing an inorganic compound in which Pr or Sm is dissolved as the M element emits red light having a peak at a wavelength in the range of 600 to 650 nm. .

[発光装置および画像表示装置の実施例;実施例42から45]
次ぎに、本発明の蛍光体を用いた発光装置について説明する。
[Examples of Light Emitting Device and Image Display Device; Examples 42 to 45]
Next, a light emitting device using the phosphor of the present invention will be described.

[実施例42]
図5は、本発明による照明器具(砲弾型LED照明器具)を示す概略図である。
[Example 42]
FIG. 5 is a schematic view showing a lighting fixture (bullet type LED lighting fixture) according to the present invention.

図5に示すいわゆる砲弾型白色発光ダイオードランプ(1)を製作した。2本のリードワイヤ(2、3)があり、そのうち1本(2)には、凹部があり、405nmに発光ピークを持つ青紫発光ダイオード素子(4)が載置されている。青紫発光ダイオード素子(4)の下部電極と凹部の底面とが導電性ペーストによって電気的に接続されており、上部電極ともう1本のリードワイヤ(3)とが金細線(5)によって電気的に接続されている。蛍光体(7)が樹脂に分散され、発光ダイオード素子(4)近傍に実装されている。この蛍光体を分散した第一の樹脂(6)は、透明であり、青紫発光ダイオード素子(4)の全体を被覆している。凹部を含むリードワイヤの先端部、青紫発光ダイオード素子、蛍光体を分散した第一の樹脂は、透明な第二の樹脂(8)によって封止されている。透明な第二の樹脂(8)は全体が略円柱形状であり、その先端部がレンズ形状の曲面となっていて、砲弾型と通称されている。   A so-called bullet-type white light-emitting diode lamp (1) shown in FIG. 5 was produced. There are two lead wires (2, 3), and one of them (2) has a concave portion, and a blue-violet light emitting diode element (4) having an emission peak at 405 nm is placed thereon. The lower electrode of the blue-violet light emitting diode element (4) and the bottom surface of the recess are electrically connected by a conductive paste, and the upper electrode and the other lead wire (3) are electrically connected by a gold wire (5). It is connected to the. The phosphor (7) is dispersed in the resin and mounted in the vicinity of the light emitting diode element (4). The first resin (6) in which the phosphor is dispersed is transparent and covers the entire blue-violet light emitting diode element (4). The tip of the lead wire including the recess, the blue-violet light emitting diode element, and the first resin in which the phosphor is dispersed are sealed with a transparent second resin (8). The transparent second resin (8) has a substantially cylindrical shape as a whole, and has a lens-shaped curved surface at the tip, which is commonly called a shell type.

本実施例では、実施例5で作製した黄色蛍光体とJEM:Ce青色蛍光体を質量比で7:3に混合した蛍光体粉末を35重量%の濃度でシリコーン樹脂に混ぜ、これをディスペンサを用いて適量滴下して、蛍光体を混合したもの(7)を分散した第一の樹脂(6)を形成した。得られた発光装置の発色は、x=0.33、y=0.33であり、白色であった。   In this example, the phosphor powder prepared by mixing the yellow phosphor prepared in Example 5 and the JEM: Ce blue phosphor at a mass ratio of 7: 3 was mixed with a silicone resin at a concentration of 35% by weight. The first resin (6) in which the appropriate amount (7) mixed with the phosphor was dispersed was formed by dropping an appropriate amount. The color of the obtained light emitting device was x = 0.33, y = 0.33, and was white.

[実施例43]
図6は、本発明による照明器具(基板実装型LED照明器具)を示す概略図である。
[Example 43]
FIG. 6 is a schematic view showing a lighting fixture (substrate mounted LED lighting fixture) according to the present invention.

図6に示す基板実装用チップ型白色発光ダイオードランプ(11)を製作した。可視光線反射率の高い白色のアルミナセラミックス基板(19)に2本のリードワイヤ(12、13)が固定されており、それらワイヤの片端は基板のほぼ中央部に位置し、他端はそれぞれ外部に出ていて電気基板への実装時ははんだづけされる電極となっている。リードワイヤのうち1本(12)は、その片端に、基板中央部となるように発光ピーク波長450nmの青色発光ダイオード素子(14)が載置され固定されている。青色発光ダイオード素子(14)の下部電極と下方のリードワイヤとは導電性ペーストによって電気的に接続されており、上部電極ともう1本のリードワイヤ(13)とが金細線(15)によって電気的に接続されている。   A chip-type white light emitting diode lamp (11) for board mounting shown in FIG. 6 was produced. Two lead wires (12, 13) are fixed to a white alumina ceramic substrate (19) having a high visible light reflectivity, and one end of each of these wires is located at a substantially central portion of the substrate, and the other end is external. It is an electrode that is soldered when mounted on an electric board. One of the lead wires (12) has a blue light emitting diode element (14) having an emission peak wavelength of 450 nm mounted and fixed at one end of the lead wire so as to be in the center of the substrate. The lower electrode of the blue light emitting diode element (14) and the lower lead wire are electrically connected by a conductive paste, and the upper electrode and the other lead wire (13) are electrically connected by a gold thin wire (15). Connected.

第一の樹脂(16)と実施例5で作製した蛍光体とCaAlSiN:Eu赤色蛍光体を質量比で9:1に混合した蛍光体(17)を混合したものが、発光ダイオード素子近傍に実装されている。この蛍光体を分散した第一の樹脂は、透明であり、青色発光ダイオード素子(14)の全体を被覆している。また、セラミック基板上には中央部に穴の開いた形状である壁面部材(20)が固定されている。壁面部材(20)は、その中央部が青色発光ダイオード素子(14)及び蛍光体(17)を分散させた樹脂(16)がおさまるための穴となっていて、中央に面した部分は斜面となっている。この斜面は光を前方に取り出すための反射面であって、その斜面の曲面形は光の反射方向を考慮して決定される。また、少なくとも反射面を構成する面は白色または金属光沢を持った可視光線反射率の高い面となっている。本実施例では、該壁面部材(20)を白色のシリコーン樹脂によって構成した。壁面部材の中央部の穴は、チップ型発光ダイオードランプの最終形状としては凹部を形成するが、ここには青色発光ダイオード素子(14)及び蛍光体(17)を分散させた第一の樹脂(16)のすべてを封止するようにして透明な第二の樹脂(18)を充填している。本実施例では、第一の樹脂(16)と第二の樹脂(18)とには同一のシリコーン樹脂を用いた。蛍光体の添加割合、達成された色度等は、実施例42と略同一である。 A mixture of the first resin (16), the phosphor prepared in Example 5 and the phosphor (17) in which the CaAlSiN 3 : Eu red phosphor is mixed at a mass ratio of 9: 1 is in the vicinity of the light emitting diode element. Has been implemented. The first resin in which the phosphor is dispersed is transparent and covers the entire blue light emitting diode element (14). A wall surface member (20) having a shape with a hole in the center is fixed on the ceramic substrate. The wall member (20) has a central portion serving as a hole for holding the resin (16) in which the blue light emitting diode element (14) and the phosphor (17) are dispersed, and the portion facing the center is a slope. It has become. This slope is a reflection surface for extracting light forward, and the curved surface shape of the slope is determined in consideration of the light reflection direction. Further, at least the surface constituting the reflecting surface is a surface having a high visible light reflectance having white or metallic luster. In the present embodiment, the wall member (20) is made of a white silicone resin. The hole at the center of the wall member forms a recess as the final shape of the chip-type light-emitting diode lamp. Here, the first resin in which the blue light-emitting diode element (14) and the phosphor (17) are dispersed ( A transparent second resin (18) is filled so as to seal all of 16). In this example, the same silicone resin was used for the first resin (16) and the second resin (18). The addition ratio of the phosphor, the achieved chromaticity, and the like are substantially the same as in Example 42.

次ぎに、本発明の蛍光体を用いた画像表示装置の設計例について説明する。   Next, a design example of an image display device using the phosphor of the present invention will be described.

[実施例44]
図7は、本発明による画像表示装置(プラズマディスプレイパネル)を示す概略図である。
[Example 44]
FIG. 7 is a schematic view showing an image display device (plasma display panel) according to the present invention.

本発明の実施例24の赤色蛍光体(31)と緑色蛍光体(β−サイアロン:Eu2+)(32)および青色蛍光体(BAM:Eu2+)(33)が、ガラス基板(44)上に電極(37、38、39)および誘電体層(41)を介して配置されたそれぞれのセル(34、35、36)の内面に塗布されている。電極(37、38、39、40)に通電するとセル中でXe放電により真空紫外線が発生し、これにより蛍光体が励起されて、赤、緑、青の可視光を発し、この光が保護層(43)、誘電体層(42)、ガラス基板(45)を介して外側から観察され、画像表示装置として機能する。 The red phosphor (31), the green phosphor (β-sialon: Eu 2+ ) (32) and the blue phosphor (BAM: Eu 2+ ) (33) of Example 24 of the present invention are formed on the glass substrate (44). It is apply | coated to the inner surface of each cell (34, 35, 36) arrange | positioned through an electrode (37, 38, 39) and a dielectric material layer (41). When the electrodes (37, 38, 39, 40) are energized, vacuum ultraviolet rays are generated by Xe discharge in the cell, which excites the phosphor and emits red, green, and blue visible light, which is the protective layer. (43), observed from the outside through the dielectric layer (42) and the glass substrate (45), and functions as an image display device.

[実施例45]
図8は、本発明による画像表示装置(フィールドエミッションディスプレイパネル)を示す概略図である。
[Example 45]
FIG. 8 is a schematic view showing an image display device (field emission display panel) according to the present invention.

本発明の実施例24の赤色蛍光体(56)が陽極(53)の内面に塗布されている。陰極(52)とゲート(54)の間に電圧をかけることにより、エミッタ(55)から電子(57)が放出される。電子は陽極(53)と陰極の電圧により加速されて、赤色蛍光体(56)に衝突して蛍光体が発光する。全体はガラス(51)で保護されている。図は、1つのエミッタと1つの蛍光体からなる1つの発光セルを示したが、実際には赤色の他に、青色、緑色のセルが多数配置されて多彩な色を発色するディスプレイが構成される。青色や緑色のセルに用いられる蛍光体に関しては特に指定しないが、低速の電子線で高い輝度を発するものを用いると良い。   The red phosphor (56) of Example 24 of the present invention is applied to the inner surface of the anode (53). By applying a voltage between the cathode (52) and the gate (54), electrons (57) are emitted from the emitter (55). The electrons are accelerated by the voltage of the anode (53) and the cathode, collide with the red phosphor (56), and the phosphor emits light. The whole is protected by glass (51). The figure shows one light-emitting cell consisting of one emitter and one phosphor, but in fact, a display that can produce a variety of colors is constructed by arranging a large number of blue and green cells in addition to red. The Although it does not specify in particular about the fluorescent substance used for a blue or green cell, what emits high brightness | luminance with a low-speed electron beam is good to use.

本発明の窒化物蛍光体は、従来の蛍光体とは異なる発光特性(発光色や励起特性、発光スペクトル)を有し、かつ、470nm以下のLEDと組み合わせた場合でも発光強度が高く、化学的および熱的に安定であり、さらに励起源に曝された場合の蛍光体の輝度の低下が少ないので、VFD、FED、PDP、CRT、白色LEDなどに好適に使用される窒化物蛍光体である。今後、各種表示装置における材料設計において、大いに活用され、産業の発展に寄与することが期待できる。   The nitride phosphor of the present invention has emission characteristics (emission color, excitation characteristics, emission spectrum) different from those of conventional phosphors, and has high emission intensity even when combined with an LED of 470 nm or less. It is a nitride phosphor that is suitably used for VFD, FED, PDP, CRT, white LED, etc. because it is thermally stable and has little decrease in phosphor brightness when exposed to an excitation source. . In the future, it can be expected to contribute greatly to the development of the industry in material design for various display devices.

1.砲弾型発光ダイオードランプ。
2、3.リードワイヤ。
4.発光ダイオード素子。
5.金細線。
6、8.樹脂。
7.蛍光体。
11.基板実装用チップ型白色発光ダイオードランプ。
12、13.リードワイヤ。
14.発光ダイオード素子。
15.金細線。
16、18.樹脂。
17.蛍光体。
19.アルミナセラミックス基板。
20.側面部材。
31.赤色蛍光体。
32.緑色蛍光体。
33.青色蛍光体。
34、35、36.紫外線発光セル。
37、38、39、40.電極。
41、42.誘電体層。
43.保護層。
44、45.ガラス基板。
51.ガラス。
52.陰極。
53.陽極。
54.ゲート。
55.エミッタ。
56.蛍光体。
57.電子。
1. Cannonball type light emitting diode lamp.
2,3. Lead wire.
4). Light emitting diode element.
5. Gold thin wire.
6,8. resin.
7). Phosphor.
11. Chip-type white light-emitting diode lamp for board mounting.
12,13. Lead wire.
14 Light emitting diode element.
15. Gold thin wire.
16, 18. resin.
17. Phosphor.
19. Alumina ceramic substrate.
20. Side member.
31. Red phosphor.
32. Green phosphor.
33. Blue phosphor.
34, 35, 36. UV light emitting cell.
37, 38, 39, 40. electrode.
41, 42. Dielectric layer.
43. Protective layer.
44, 45. Glass substrate.
51. Glass.
52. cathode.
53. anode.
54. Gate.
55. Emitter.
56. Phosphor.
57. Electronic.

Claims (42)

少なくともA元素とD元素とE元素とX元素(ただし、Aは、Mg、Ca、Sr、Baから選ばれる1種または2種以上の元素、Dは、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Hfから選ばれる1種または2種以上の元素、Eは、B、Al、Ga、In、Sc、Y、Laから選ばれる1種または2種以上の元素、Xは、O、N、Fから選ばれる1種または2種以上の元素)とを含む、A1+x(D,E)3040(ただし、0 ≦ x < 14)で示される結晶、A1+x(D,E)3040で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶、または、これらの固溶体結晶に、M元素(ただしMは、Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ybから選ばれる1種または2種以上の元素)が固溶した無機化合物を含む、蛍光体。 At least A element, D element, E element, and X element (where A is one or more elements selected from Mg, Ca, Sr, and Ba, and D is Si, Ge, Sn, Ti, Zr, One or more elements selected from Hf, E is one or more elements selected from B, Al, Ga, In, Sc, Y, La, X is O, N, F A 1 + x (D, E) 30 X 40 (where 0 ≦ x <14), A 1 + x (D, E) 30 X 40 Inorganic crystals having the same crystal structure as the crystals shown, or solid solution crystals thereof, M element (where M is one selected from Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Yb) Or a phosphor containing an inorganic compound in which two or more elements are dissolved 前記A元素は、Mg、Ca、SrおよびBaからなる群から少なくとも1つ選択される元素を含み、
前記D元素は、Siを含み、
前記E元素は、Alを含み、
前記X元素は、Nを含み、
必要に応じて前記X元素は、Oを含む、請求項1に記載の蛍光体。
The element A includes at least one element selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr and Ba,
The element D includes Si,
The E element includes Al,
The X element includes N;
The phosphor according to claim 1, wherein the X element includes O as necessary.
前記A1+x(D,E)3040で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶が、Mg1+x(Si,Al)3040、Ca1+x(Si,Al)3040、Sr1+x(Si,Al)3040、Ba1+x(Si,Al)3040、Mg1+x(Si,Al)30(O,N)40、Ca1+x(Si,Al)30(O,N)40、Sr1+x(Si,Al)30(O,N)40、Ba1+x(Si,Al)30(O,N)40、(Mg,Ca)1+x(Si,Al)3040、(Mg,Sr)1+x(Si,Al)3040、(Mg,Ba)1+x(Si,Al)3040、(Ca,Sr)1+x(Si,Al)3040、(Ca,Ba)1+x(Si,Al)3040、(Sr,Ba)1+x(Si,Al)3040、(Mg,Ca)1+x(Si,Al)30(O,N)40、(Mg,Sr)1+x(Si,Al)30(O,N)40、(Mg,Ba)1+x(Si,Al)30(O,N)40、(Ca,Sr)1+x(Si,Al)30(O,N)40、(Ca,Ba)1+x(Si,Al)30(O,N)40、または、(Sr,Ba)1+x(Si,Al)30(O,N)40である、請求項1に記載の蛍光体。 Inorganic crystals having the same crystal structure as the crystal represented by A 1 + x (D, E) 30 X 40 are Mg 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , Ca 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , Sr 1 + x. (Si, Al) 30 N 40 , Ba 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , Mg 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 , Ca 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 , Sr 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 , Ba 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 , (Mg, Ca) 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , (Mg, Sr) 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , (Mg, Ba) 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , (Ca, Sr) 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , (Ca, Ba) 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , (Sr, Ba) 1 + x (Si, Al) 30 N 40 , (Mg, Ca) 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 , (Mg, Sr) 1 + x (Si, Al ) 30 (O, N) 40 , (Mg, Ba) 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 , (Ca, Sr) 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 , (Ca, The phosphor according to claim 1, which is Ba) 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 or (Sr, Ba) 1 + x (Si, Al) 30 (O, N) 40 . 前記A1+x(D,E)3040で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶が、
Mg1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Ca1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Sr1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Ba1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、(Mg,Ca)1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、(Mg,Sr)1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、(Mg,Ba)1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、(Ca,Sr)1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、(Ca,Ba)1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、または、(Sr,Ba)1+xSi28−2x−zAl2+2x+z40−z、(ただし、0 ≦ x < 14、0 ≦ z ≦ 20)の組成式で示される、請求項1に記載の蛍光体。
An inorganic crystal having the same crystal structure as the crystal represented by A 1 + x (D, E) 30 X 40 ,
Mg 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Ca 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Sr 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Ba 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , (Mg, Ca) 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , (Mg, Sr) 1 + x Si 28-2x- z Al 2 + 2x + z O z N 40-z, (Mg, Ba) 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z, (Ca, Sr) 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40- z, (Ca, Ba) 1 + x Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z, or, (Sr, a) 1 + x Si 28-2x- z Al 2 + 2x + z O z N 40-z, ( provided that, 0 ≦ x <represented by a composition formula of 14,0 ≦ z ≦ 20), phosphor according to claim 1.
前記M元素がEuである、請求項1に記載の蛍光体。   The phosphor according to claim 1, wherein the M element is Eu. 前記A1+x(D,E)3040で示される結晶、前記A1+x(D,E)3040で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶、または、前記固溶体結晶は、六方晶系の結晶である、請求項1に記載の蛍光体。 Wherein A 1 + x (D, E ) 30 X 40 crystal represented by the A 1 + x (D, E ) 30 inorganic crystals having the same crystal structure as the crystal represented by X 40, or the solid solution crystals, hexagonal The phosphor according to claim 1, which is a system crystal. 前記A1+x(D,E)3040で示される結晶、前記A1+x(D,E)3040で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶、または、前記固溶体結晶が、六方晶系の結晶であり、空間群P‐6の対称性を持ち、
格子定数a、b、cが、
a = 0.79395±0.05 nm
b = 0.79395±0.05 nm
c = 1.43822±0.05 nm
の範囲の値である、請求項1に記載の蛍光体。
Wherein A 1 + x (D, E ) crystal represented by 30 X 40, wherein A 1 + x (D, E ) inorganic crystals having the same crystal structure as the crystal represented by 30 X 40, or the solid solution crystals, hexagonal A crystal of the system, with symmetry of the space group P-6,
Lattice constants a, b, c are
a = 0.79395 ± 0.05 nm
b = 0.79395 ± 0.05 nm
c = 1.43822 ± 0.05 nm
The phosphor according to claim 1, wherein the phosphor has a value in the range.
前記無機化合物は、組成式M(ただし、式中d+e+f+g+h=1であり、Mは、Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ybから選ばれる1種または2種以上の元素、Aは、Mg、Ca、Sr、Baから選ばれる1種または2種以上の元素、Dは、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Hfから選ばれる1種または2種以上の元素、Eは、B、Al、Ga、In、Sc、Y、Laから選ばれる1種または2種以上の元素、Xは、O、N、Fから選ばれる1種または2種以上の元素)で示され、パラメータd、e、f、g、hが、
0.00001 ≦ d ≦ 0.3
0.01 ≦ e ≦ 0.3
0.05 ≦ f ≦ 0.5
0.01 ≦ g ≦ 0.4
0.2 ≦ h ≦ 0.7
の条件を全て満たす、請求項1に記載の蛍光体。
The inorganic compound has a composition formula M d A e D f E g X h (where d + e + f + g + h = 1, and M is selected from Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Yb) One or more elements selected, A is one or more elements selected from Mg, Ca, Sr, Ba, D is selected from Si, Ge, Sn, Ti, Zr, Hf 1 Species or two or more elements, E is one or more elements selected from B, Al, Ga, In, Sc, Y, and La, X is one or more elements selected from O, N, and F Parameters d, e, f, g, h are
0.00001 ≤ d ≤ 0.3
0.01 ≤ e ≤ 0.3
0.05 ≤ f ≤ 0.5
0.01 ≦ g ≦ 0.4
0.2 ≦ h ≦ 0.7
The phosphor according to claim 1, wherein all of the conditions are satisfied.
前記パラメータd、e、f、g、hが、
d+e=((1+x)/(71+x))±0.05
f+g=(30/(71+x))±0.05
h=(40/(71+x))±0.05
(ただし、0 ≦ x < 14)
の条件を全て満たす、請求項8に記載の蛍光体。
The parameters d, e, f, g, h are
d + e = ((1 + x) / (71 + x)) ± 0.05
f + g = (30 / (71 + x)) ± 0.05
h = (40 / (71 + x)) ± 0.05
(However, 0 ≤ x <14)
The phosphor according to claim 8, wherein all of the conditions are satisfied.
前記パラメータf、gが、
8/30 ≦ f/(f+g)≦ 28/30
の条件を満たす、請求項8に記載の蛍光体。
The parameters f and g are
8/30 ≦ f / (f + g) ≦ 28/30
The phosphor according to claim 8, which satisfies the following condition.
前記X元素がOとNとを含み、前記無機化合物は、組成式Mh1h2(ただし、式中d+e+f+g+h1+h2 = 1、および、h1+h2 = hである)で示され、
0/40 ≦ h1/(h1+h2) ≦ 20/40
の条件を満たす、請求項8に記載の蛍光体。
The element X includes O and N, and the inorganic compound is represented by a composition formula M d A e D f E g O h1 N h2 (where d + e + f + g + h1 + h2 = 1 and h1 + h2 = h) ,
0/40 ≦ h1 / (h1 + h2) ≦ 20/40
The phosphor according to claim 8, which satisfies the following condition.
前記M元素として少なくともEuを含む、請求項8に記載の蛍光体。   The phosphor according to claim 8, comprising at least Eu as the M element. 前記A元素は少なくともSrを含み、前記D元素は少なくともSiを含み、前記E元素は少なくともAlを含み、前記X元素は少なくともNを含む、請求項8に記載の蛍光体。   The phosphor according to claim 8, wherein the A element includes at least Sr, the D element includes at least Si, the E element includes at least Al, and the X element includes at least N. 前記無機化合物の組成式がパラメータx、y、およびzを用いて
EuMg1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、EuCa1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、EuSr1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、EuBa1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Eu(Mg,Ca)1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Eu(Mg,Sr)1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Eu(Mg,Ba)1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Eu(Ca,Sr)1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、Eu(Ca,Ba)1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z、または、Eu(Sr,Ba)1+x―ySi28−2x−zAl2+2x+z40−z
ただし、
0 ≦ x < 14
0.0001 ≦ y ≦ 2
0 ≦ z ≦ 20
で示される、請求項1に記載の蛍光体。
The composition formula of the inorganic compound is Eu y Mg 1 + xy Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Eu y Ca 1 + xy Si 28-2x-z using parameters x, y and z. Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Eu y Sr 1 + xy Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Eu y Ba 1 + xy Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z Eu y (Mg, Ca) 1 + xy Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z Eu y (Mg, Sr) 1 + xy Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Eu y (Mg, Ba) 1 + xy Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Eu y (Ca, Sr) 1 + xy Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , Eu y (Ca, Ba) 1 + x-y Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z , or Eu y (Sr, Ba) 1 + x -y Si 28-2x-z Al 2 + 2x + z O z N 40-z,
However,
0 ≦ x <14
0.0001 ≤ y ≤ 2
0 ≤ z ≤ 20
The phosphor according to claim 1, which is represented by:
前記無機化合物が、平均粒径0.1μm以上20μm以下の単結晶粒子あるいは単結晶の集合体である、請求項1に記載の蛍光体。   The phosphor according to claim 1, wherein the inorganic compound is a single crystal particle or an aggregate of single crystals having an average particle size of 0.1 μm to 20 μm. 前記無機化合物に含まれるFe、CoおよびNiの不純物元素の合計は、500ppm以下である、請求項1に記載の蛍光体。   The phosphor according to claim 1, wherein a total of impurity elements of Fe, Co, and Ni contained in the inorganic compound is 500 ppm or less. 前記無機化合物に加えて、前記無機化合物とは異なる他の結晶相あるいはアモルファス相をさらに含み、前記無機化合物の含有量が20質量%以上である、請求項1に記載の蛍光体。   The phosphor according to claim 1, further comprising another crystal phase or an amorphous phase different from the inorganic compound in addition to the inorganic compound, wherein the content of the inorganic compound is 20% by mass or more. 前記他の結晶相あるいはアモルファス相は、導電性を持つ無機物質である、請求項17に記載の蛍光体。   The phosphor according to claim 17, wherein the other crystal phase or amorphous phase is a conductive inorganic substance. 前記導電性を持つ無機物質がZn、Al、Ga、In、Snから選ばれる1種または2種以上の元素を含む酸化物、酸窒化物、窒化物、あるいは、これらの混合物である、請求項18に記載の蛍光体。   The conductive inorganic substance is an oxide, oxynitride, nitride, or a mixture thereof containing one or more elements selected from Zn, Al, Ga, In, and Sn. 18. The phosphor according to 18. 前記他の結晶相あるいはアモルファス相は、前記無機化合物とは異なる無機蛍光体である、請求項17に記載の蛍光体。   The phosphor according to claim 17, wherein the other crystal phase or amorphous phase is an inorganic phosphor different from the inorganic compound. 励起源を照射することにより500nmから650nmの範囲の波長にピークを持つ蛍光を発光する、請求項1に記載の蛍光体。   The phosphor according to claim 1, which emits fluorescence having a peak in a wavelength range of 500 nm to 650 nm by irradiating an excitation source. 前記励起源が100nm以上500nm以下の波長を持つ真空紫外線、紫外線、可視光、または、電子線あるいはX線である、請求項21に記載の蛍光体。   The phosphor according to claim 21, wherein the excitation source is a vacuum ultraviolet ray, an ultraviolet ray, a visible light, an electron beam or an X-ray having a wavelength of 100 nm to 500 nm. 前記A1+x(D,E)3040で示される結晶、前記A1+x(D,E)3040で示される結晶と同一の結晶構造を有する無機結晶、または、前記固溶体結晶にEuが固溶し、300nmから500nmの光を照射すると550nm以上650nm以下の範囲の波長にピークを有する黄色から赤色の蛍光を発する、請求項1に記載の蛍光体。 Wherein A 1 + x (D, E ) 30 X 40 crystal represented by the A 1 + x (D, E ) 30 inorganic crystals having the same crystal structure as the crystal represented by X 40, or, Eu is solid to the solid solution crystals The phosphor according to claim 1, which melts and emits yellow to red fluorescence having a peak at a wavelength in the range of 550 nm to 650 nm when irradiated with light of 300 nm to 500 nm. 励起源が照射されたときに発光する色がCIE1931色度座標上の(x,y)の値で、
0.2 ≦ x ≦ 0.7
0.2 ≦ y ≦ 0.8
の条件を満たす、請求項1に記載の蛍光体。
The color emitted when the excitation source is irradiated is the value of (x, y) on the CIE 1931 chromaticity coordinates,
0.2 ≤ x ≤ 0.7
0.2 ≤ y ≤ 0.8
The phosphor according to claim 1, which satisfies the following condition.
焼成することにより請求項1に記載の無機化合物を構成しうる金属化合物の混合物を、窒素を含有する不活性雰囲気中において1200℃以上2200℃以下の温度範囲で焼成する、請求項1に記載の蛍光体の製造方法。   The mixture of metal compounds capable of constituting the inorganic compound according to claim 1 by firing is fired in a temperature range of 1200 ° C to 2200 ° C in an inert atmosphere containing nitrogen. A method for producing a phosphor. 少なくとも発光体または発光光源と蛍光体とを備えた発光装置において、前記蛍光体は、少なくとも請求項1に記載の蛍光体を含む、発光装置。   A light-emitting device including at least a light-emitting body or a light-emitting light source and a phosphor, wherein the phosphor includes at least the phosphor according to claim 1. 前記発光体または発光光源は、330〜500nmの波長の光を発する発光ダイオード(LED)、レーザダイオード(LD)、半導体レーザ、または、有機EL発光体(OLED)である、請求項26に記載の発光装置。   27. The light-emitting body or light-emitting light source is a light-emitting diode (LED), a laser diode (LD), a semiconductor laser, or an organic EL light-emitting body (OLED) that emits light having a wavelength of 330 to 500 nm. Light emitting device. 前記発光装置は、白色発光ダイオード、複数の前記白色発光ダイオードを含む照明器具、または、液晶パネル用バックライトである、請求項26に記載の発光装置。   27. The light emitting device according to claim 26, wherein the light emitting device is a white light emitting diode, a lighting fixture including a plurality of the white light emitting diodes, or a backlight for a liquid crystal panel. 前記発光体または発光光源は、ピーク波長300〜500nmの紫外または可視光を発し、請求項1に記載の蛍光体が発する黄色光と他の蛍光体が発する500nm以上の波長の光とを混合することにより白色光または白色光以外の光を発する、請求項26に記載の発光装置。   The phosphor or emission light source emits ultraviolet or visible light having a peak wavelength of 300 to 500 nm, and mixes yellow light emitted from the phosphor according to claim 1 with light having a wavelength of 500 nm or more emitted from another phosphor. 27. The light emitting device according to claim 26, which emits white light or light other than white light. 前記蛍光体は、前記発光体または発光光源によりピーク波長420nm〜500nm以下の光を発する青色蛍光体をさらに含む、請求項26に記載の発光装置。   27. The light emitting device according to claim 26, wherein the phosphor further includes a blue phosphor that emits light having a peak wavelength of 420 nm to 500 nm or less by the light emitter or the light source. 前記青色蛍光体は、AlN:(Eu,Si)、BaMgAl1017:Eu、SrSiAl19ON31:Eu、LaSiAl1932:Eu、α−サイアロン:Ce、JEM:Ceから選ばれる、請求項30に記載の発光装置。 The blue phosphor is selected from AlN: (Eu, Si), BaMgAl 10 O 17 : Eu, SrSi 9 Al 19 ON 31 : Eu, LaSi 9 Al 19 N 32 : Eu, α-sialon: Ce, JEM: Ce The light-emitting device according to claim 30. 前記蛍光体は、前記発光体または発光光源によりピーク波長500nm以上550nm以下の光を発する緑色蛍光体をさらに含む、請求項26に記載の発光装置。   27. The light emitting device according to claim 26, wherein the phosphor further includes a green phosphor that emits light having a peak wavelength of 500 nm or more and 550 nm or less by the light emitter or the light source. 前記緑色蛍光体は、β−サイアロン:Eu、(Ba,Sr,Ca,Mg)SiO:Eu、(Ca,Sr,Ba)Si:Euから選ばれる、請求項32に記載の発光装置。 The green phosphor is selected from β-sialon: Eu, (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu, (Ca, Sr, Ba) Si 2 O 2 N 2 : Eu. The light-emitting device of description. 前記蛍光体は、前記発光体または発光光源によりピーク波長550nm以上600nm以下の光を発する黄色蛍光体をさらに含む、請求項26に記載の発光装置。   27. The light emitting device according to claim 26, wherein the phosphor further includes a yellow phosphor that emits light having a peak wavelength of 550 nm or more and 600 nm or less by the light emitter or the light source. 前記黄色蛍光体は、YAG:Ce、α−サイアロン:Eu、CaAlSiN:Ce、LaSi11:Ceから選ばれる、請求項34に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 34, wherein the yellow phosphor is selected from YAG: Ce, α-sialon: Eu, CaAlSiN 3 : Ce, and La 3 Si 6 N 11 : Ce. 前記蛍光体は、前記発光体または発光光源によりピーク波長600nm以上700nm以下の光を発する赤色蛍光体をさらに含む、請求項26に記載の発光装置。   27. The light emitting device according to claim 26, wherein the phosphor further includes a red phosphor that emits light having a peak wavelength of not less than 600 nm and not more than 700 nm by the light emitter or the light source. 前記赤色蛍光体は、CaAlSiN:Eu、(Ca,Sr)AlSiN:Eu、CaSi:Eu、SrSi:Euから選ばれる、請求項36に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 36, wherein the red phosphor is selected from CaAlSiN 3 : Eu, (Ca, Sr) AlSiN 3 : Eu, Ca 2 Si 5 N 8 : Eu, and Sr 2 Si 5 N 8 : Eu. . 前記発光体または発光光源は、280〜500nmの波長の光を発するLEDである、請求項26に記載の発光装置。   27. The light emitting device according to claim 26, wherein the light emitting body or light emitting light source is an LED that emits light having a wavelength of 280 to 500 nm. 少なくとも励起源および蛍光体を備えた画像表示装置において、前記蛍光体は、少なくとも請求項1に記載の蛍光体を含む、画像表示装置。   An image display apparatus comprising at least an excitation source and a phosphor, wherein the phosphor includes at least the phosphor according to claim 1. 前記画像表示装置が、蛍光表示管(VFD)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、陰極線管(CRT)、または、液晶ディスプレイ(LCD)のいずれかである、請求項39に記載の画像表示装置。   40. The image display device according to claim 39, wherein the image display device is any one of a fluorescent display tube (VFD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP), a cathode ray tube (CRT), or a liquid crystal display (LCD). The image display device described. 請求項1に記載の無機化合物からなる顔料。   A pigment comprising the inorganic compound according to claim 1. 請求項1に記載の無機化合物からなる紫外線吸収剤。
An ultraviolet absorber comprising the inorganic compound according to claim 1.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110253975A (en) * 2019-06-27 2019-09-20 福建船政交通职业学院 The cyclic annular compound crystallite composite surface texture of iron indium
CN111205081A (en) * 2020-01-21 2020-05-29 徐州凹凸光电科技有限公司 Single-structure type low-color-temperature high-color-rendering-index fluorescent ceramic and preparation method and application thereof
WO2020218109A1 (en) * 2019-04-23 2020-10-29 デンカ株式会社 Phosphor powder and light-emitting device
KR102265168B1 (en) * 2019-12-30 2021-06-14 백석대학교산학협력단 A vehicle sunting film and apparatus for blocking ultraviolet rays using stripe structure

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020218109A1 (en) * 2019-04-23 2020-10-29 デンカ株式会社 Phosphor powder and light-emitting device
CN113710772A (en) * 2019-04-23 2021-11-26 电化株式会社 Phosphor powder and light-emitting device
TWI812859B (en) * 2019-04-23 2023-08-21 日商電化股份有限公司 Phosphor powder and light emitting device
US11781064B2 (en) 2019-04-23 2023-10-10 Denka Company Limited Phosphor powder and light-emitting device
JP7394125B2 (en) 2019-04-23 2023-12-07 デンカ株式会社 Phosphor powder and light emitting device
CN113710772B (en) * 2019-04-23 2024-01-02 电化株式会社 Phosphor powder and light-emitting device
CN110253975A (en) * 2019-06-27 2019-09-20 福建船政交通职业学院 The cyclic annular compound crystallite composite surface texture of iron indium
KR102265168B1 (en) * 2019-12-30 2021-06-14 백석대학교산학협력단 A vehicle sunting film and apparatus for blocking ultraviolet rays using stripe structure
CN111205081A (en) * 2020-01-21 2020-05-29 徐州凹凸光电科技有限公司 Single-structure type low-color-temperature high-color-rendering-index fluorescent ceramic and preparation method and application thereof

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