JP4433793B2 - 蛍光体及びそれを用いた発光素子 - Google Patents

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本発明は、350〜500nmの紫外線及び青色光を発する発光ダイオード(LED)の様な励起光源と、赤色発光蛍光体及びこの蛍光体を用いた白色発光及び多色発光蛍光体との組み合わせにより、種々の発光を呈する照明用、液晶ディスプレイや携帯情報端末等のバックライト用、インジケータ光源用及びディスプレイ用として用いられる発光素子に関する。
蛍光体の代表的な用途の1つとして蛍光ランプが知られており、古くから照明やディスプレイとして実用されている。周知のように蛍光ランプはガラス管の内壁に形成された蛍光体からなる蛍光膜が、水銀蒸気を封入したガラス管内において、放電で発生する紫外線より励起され発光することを利用し、照明用等の光源として用いられている。
ところで、近年、環境問題や省電力の観点から水銀を使用しない、より消費電力の少ない照明用の光源として、発光ダイオード(LED)や半導体レーザー(LD)を励起用光源として用い、これと蛍光体とを組合せて、LEDやLDからの発光を用い蛍光体を励起して発光させ、その時出る光を光源として用いる方法が開発されている。例えば、特許第2,927,279号公報には、LEDチップが発する青色系の可視光と、このLEDチップの青色系発光の一部を吸収して発光するCe付活希土類アルミン酸塩蛍光体からの黄色系の発光との加色混合によって、全体として白色系の発光を呈する発光ダイオードが開示されている。
しかしながら、特許第2,927,279号に開示されている従来のLED等の励起用光源と蛍光体とを組み合わせたタイプの光源では、LED等の励起用光源の発光波長が限定されることや、用いられる励起用光源により発光し得る蛍光体の種類が極めて限られている等のため、最終的に得られる発光色が白色系に限定されるとかマルチカラー的な色が出せない等の制約があった。また白色についても照明下の色は好ましい色が再現されず、演色性も問題であった。
近年、この様な問題を解決するため、2色加色での白色合成の欠点を補う方法として、U.S.P.6294800、U.S.P.6255670等で3成分、緑、青、赤での混合による方法が紹介されている。ここで使用されている蛍光体は緑発光蛍光体としてはCaMg(SiOCl:Eu,Mn、青発光蛍光体としてはBaMgAl1017:Eu等が、また赤色蛍光体としては、YS:EuまたはY:Eu,Bi等があげられている。
この3成分の混合による方法は、2色成分法に比べればその光源照明下での映り出される色の再現はかなり改善されて来ている。しかしながら成分として用いられている個々の蛍光体自身の色調が好ましくない場合、その光源の照明下で映り出される色は再現性が乏しく望む色が出せず、前記の様な従来の技術の場合は、特に赤色の蛍光体の色調が望ましい赤色から離れているため、満足な白色光源を得ることができない。
この様な問題の改善策として、特開平11−246857で370nm前後の近紫外線を発するLEDチップと蛍光体とを組み合わせたLED発光素子において、(La,Eu,Sm)Sを赤色蛍光体として使用することが報告され、効果があることが示されている。(La,Eu,Sm)S赤色蛍光体は370nm前後の近紫外線に対し、効率的な吸収を有し、ピーク波長が625nm付近の比較的良好な発光色を持ち、輝度についても比較的良好である。しかしながら、市場要望と照らし合せると、輝度の面でなお不十分である。
この様な(La,Eu)S又は(La,Eu,Sm)S蛍光体を赤色成分として用い、青色発光や緑色発光及び黄色発光の蛍光体と混合して得られる白色発光蛍光体又は多色蛍光体においても、当然十分な輝度を得ることは出来ず、蛍光ランプに代わる照明、液晶や携帯電話バックライト用光源として期待されているLED発光素子としての色再現性、演色性、及び輝度や発光効率などの特性について市場ニーズに十分応ずることが出来ていない。
また、青色光を発するLEDチップと、このLEDチップの青色系発光の一部を吸収して発光するCe付活希土類アルミン酸塩蛍光体を組み合わせた白色系の発光を呈するタイプのLED発光素子においても、赤系成分が少なく、白色として十分な演色性が得られておらず、460nm前後の青色光で赤色域に発光する蛍光体が望まれている。
特許第2,927,279号 U.S.P.6294800 U.S.P.6255670 特開平11−246857
本発明はかかる事情を鑑みてなされたもので、構成要素として水銀などの有害物質を使用しない省消費電力の蛍光ランプに代わる照明、ディスプレイ、液晶バックライト用光源として、370〜500nmの近紫外ないしは青色発光波長域の光の励起により高輝度で色再現性、演色性の面においても問題のない赤色、白色及び多色の発光を有する蛍光体及びそれを用いたLED発光素子等の光源を提供することを目的とする。
本発明者は、上記目的達成のため、一般式(La,Eu,Ln)Sで表されるEu附活の希土類酸硫化物蛍光体(但し、LnはY、Gd、Lu、Sc、Sm及びErの少なくとも1種の3価希土類元素を表す)について、主原料の希土類酸化物、蛍光体の組成である酸硫化物へ結晶合成させるための副材料である硫黄、アルカリ金属化合物(炭酸ナトリウム等)を原料として、更に特定添加物としてのLi及び蛍光体附活剤であるEuについて濃度を変化させ、得られた蛍光体について紫外線及び青色光励起下で輝度への影響を詳細に検討した。
その結果、本発明のLiを含有するユーロピウム付活酸硫化ランタン蛍光体、及びLiを含有するユーロピウム付活酸硫化ランタン系希土類蛍光体は、Li及びEuの濃度範囲を特定の濃度領域に設定することにより、近紫外発光LEDの発光波長領域370〜500nmにおいて、効率的なエネルギー吸収を示し、従来のLiを含有しない蛍光体よりも高い輝度を示す新たな事実を見いだした。また更に本発明の赤色蛍光体と青色蛍光体と緑色蛍光体の混合による白色発光蛍光体及び多色発光蛍光体においても、従来のものに比較し高輝度であることを見いだし本発明に至った。
即ち、本発明は下記の構成からなる。
(1)一般式(La1-x-y,Eux,Lny22S(但し、x及びyはそれぞれ0.10
≦x≦0.30及び0≦y≦0.50を満たす数を表し、LnはY、及びdの少なくとも1種の3価希土類元素を表す。)で表される母体組成を有する蛍光体であって、該蛍光体重量に対し90ppm〜5000ppmのLiを含有し、発光ピークの波長が390nm〜500nmの発光素子からの放射光の照射下で用いられることを特徴とする赤色発光蛍光体
(2)前記蛍光体のCuKα特性X線による粉末回折X線スペクトルにおいて、そのスペクトルの回折角(2θ)39.2°での回折強度I39と36.7°での回折強度I37との比I39/I37が0.2≦I39/I37≦10であること及び又は回折角(2θ)25.8°での回折強度I26と回折角(2θ)28.6°での回折強度I29との比I26/I29が0.2≦I26/I29≦10であることを特徴とする(1)に記載の赤色発光蛍光体。
)前記(1)又は2)に記載の赤色発光蛍光体と、緑色発光蛍光体及び又は青色発光蛍光体及び又は黄色発光蛍光体との混合で構成されることを特徴とする近紫外線及び青色光励起用の白色発光及び多色発光蛍光体。
)緑色発光蛍光体が、ZnS:Cu,Al、ZnS:Au,Al、ZnS:Au,Cu,Al、BaMgAl1017:Eu,Mn、Ca2MgSi27:Eu、SrGa24
:Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)Ga24:Eu及びY2SiO5:Ce,Tbの中の少なくとも一つの蛍光体を含有し、青色発光蛍光体が、BaMgAl1017:Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO46Cl2:Eu、Ca259Cl:Eu、Sr2Mg
Si27:Eu、(Ca,Sr,Ba)3MgSi28:Eu及びZnS:Ag,Alの
中の少なくとも一つの蛍光体を含有し、黄色蛍光体が、(Y、Gd)3Al512:Ce、(Y,Gd,Ce,Sm)3Al512、(Y,Gd,Ce)3(Al,Ga)512、(Y,Gd,Ce,Sm)3(Al,Ga)512、ZnS:Au,Al、(Ca,Ce)(Si,Al)12(O,N)16、SrAl24:Euの中の少なくとも一つの蛍光体を含有することを特徴とする()に記載の白色発光及び多色発光蛍光体。
)前記(1)〜()のいずれかに記載の蛍光体と、390nm〜500nmの波長領域に発光ピークを有する発光素子を備えることを特徴とする発光素子。
)390nm〜500nmの波長領域に発光ピークを有する発光素子が、LEDチップ(発光ダイオードチップ)またはLDチップ(半導体レーザー)であることを特徴とする()に記載の発光素子。
本発明は、上記の様な構成とすることにより、近紫外発光LEDの発光波長領域370〜500nmにおいて発光輝度が高くなるため、高輝度の赤色蛍光体及び白色発光蛍光体または多色発光蛍光体を得ることができ、またLED発光素子においても高輝度で色再現性にも問題ないものを得ることができる。この様な発光素子の実現により、照明用、液晶ディスプレイや携帯情報端末等のバックライト用、インジケータ光源用及びディスプレイ用として白色光源に限らず多色光源として、高輝度で色再現性、演色性に優れたものを提供することができる。
本発明の蛍光体は次の様にして製造される。一般式(La1−x−y,Eu,LnS(但し、0.02≦x≦0.50、LnはY、Gd、Lu、Sc、Sm、Erの何れか一つを表し、0≦y≦0.50)の母体組成を構成する様、まずLa、Eu、Y、Gd、Lu、Sc、Sm、等の希土類原料を、酸化物(La、Eu等)もしくはこれらの硝酸塩、炭酸塩、塩化物等の化合物の形で化学量論的な割合に秤量、混合し主原料を作製する。次に本発明の蛍光体の重要な役割を担うLiをLiNO、LiS、LiO、LiOH、LiCl、LiCO、Li及びLiPO等の化合物の形で所定量加える。なおLiの添加方法については、上記化合物を直接乾式混合してもよいし、また水溶性のLi化合物については一旦水溶液の形として主原料に添加し、ペースト混合後乾燥させる方法をとってもよい。
次いで、このようにして得られたLiを所定量含有した調製主原料に対し、副原料である硫黄Sを一般式で表せる量に対し、焼成工程時のロス分等考慮し理論値より過剰量加える、更に焼成雰囲気保持剤、結晶成長剤としてNaCO、KCO、NaHPO、KHPOなどの炭酸アルカリ塩、リン酸アルカリ塩等を適当量加えて混合する。上記の様にして得られた原料混合体を蓋付きのアルミナ坩堝等の焼成容器に詰め、1000〜1300℃で2〜6時間焼成する。
焼成を終えた焼成物は、一旦水に漬けた後、水洗を行って焼成時発生した多硫化アルカリ等の不要物を溶解除去し、其の後必要に応じうすい鉱酸水溶液で洗浄した後水洗を加え、ボールミル等による分散処理を施す、そして更に水篩等の湿式分級法で不要な大粒子を除くなどの分級処理を加えた後、乾燥、篩いを行うことにより本発明の蛍光体が得られる。また必要性に応じ耐久性の改善のために無機物又は有機物の表面処理を施してもよい。
得られた本発明のLiを所定量含有する蛍光体及び従来のLiを含有しない蛍光体について、発光輝度及び励起スペクトルを測定した。本発明及び従来の赤色蛍光体の輝度は、サンプルに各波長の紫外線から可視光を照射し、得られた発光光を380〜780nmの波長範囲を網羅出来るようなやり方で各波長の光強度を測定した。なお測定にあたっては一部入射する励起光の影響を除くため500nmから780nmの波長域に限定し、色度と輝度を求め、また輝度の表示は従来蛍光体の輝度測定値に対する相対値で表した。
Figure 0004433793
表1は、蛍光体の構成として、Liの含有量とEu濃度を変化させた蛍光体について、上記の様なやり方で385nm、405nm、415nm、465nmの励起波長での輝度を測定した結果である。
その結果、表1の励起波長405nmの照射下での従来のLiを含有しないLaS:Eu蛍光体(比較例1)とLiを300ppm含有する本発明の蛍光体(実施例7)との比較で30%以上の輝度向上があり、Li添加により出来上がる蛍光体の輝度に大きな影響を与えることが分かる。
図1は、励起波長300nmから500nmの光を照射した時得られる発光において、625nmの主発光ピークの発光強度を励起光の各波長に対して相対的に示したグラフであるが、本発明の蛍光体の励起スペクトルは従来の蛍光体に比べ長波長側にシフトしており、特に370nm以上の紫外〜青色の波長域で発光強度が高く、長波長側でエネルギー吸収効率が良好であることを示している。このことは本発明の目的である近紫外線及び青色光励起用の発光素子の特性に適合することを意味している。
また、図1の各スペクトルの比較で示される様に、長波長領域ではEu濃度は、0.06molよりも0.15molの方が高く、Eu濃度が高い方が高輝度になる傾向を示している。なおEu濃度の0.06molは上記一般式(La1−x−y,Eu,LnSでx=0.06を意味する。
次に本発明蛍光体の輝度特性について、本発明の目的である近紫外発光LEDに対応する光として励起波長405nm照射下で、Li量とEu量とを変化させたサンプル用い輝度との関係について詳細に調査した。結果は図2に示す様に、従来のLiを含有しない蛍光体が、Eu濃度が0.12molで輝度のピークを示しているのに対し、本発明のLiを含む蛍光体はEu濃度が0.20molで輝度のピークを示し、其の輝度は従来の蛍光体の輝度に対し、約40%輝度が向上しており、驚くべき効果を示している。更に効果のあったLi濃度300ppmベースで詳細にEu濃度の輝度への影響を見ると、図2に示される様にEu濃度で0.02=0.50mol、(組成比で0.02≦x≦0.50)の範囲で輝度への効果があることが分かる。又更に実用的効果として好ましい範囲は0.05≦x≦0.30であり、より好ましい範囲は0.07≦x≦0.25であることが分かる。
効果のあったEu濃度0.15mol下でLi濃度の輝度への影響を見ると、図3に示される様に蛍光体重量に対しLi濃度5ppm以上の範囲で輝度への効果があるが、10000ppm以上を越えると、蛍光体の粉体としての分散性が悪くなり実用に適さない。そして輝度としてより好ましい範囲としては、50ppm〜5000ppmである。
上記の結果よりLi濃度とEu濃度の影響を同時に考慮すると、Euの含有量xが0.05≦x≦0.30でかつ、Liの含有量が10ppm〜5000ppmである条件が、実用上最も好ましい領域と言える。なおLi及びEuの蛍光体中の濃度解析は、蛍光体を硝酸に全溶解し分析可能な濃度に希釈してICP分析で行なわれた。
また本発明蛍光体と従来蛍光体との特性の違いについて、輝度特性以外の物性の相違を調べるため、蛍光体の粉末にCuKα特性X線を照射して、粉末回折X線スペクトルを測定した。その結果、図4−2の様なスペクトルが得られ、同様にして測定した従来の蛍光体の回折スペクトルである図4−1と明らかにピーク強度パターンが異なっていた。すなわち、従来の蛍光体はJCPDSカードに記載されているような既知のピーク強度パターンと一致しているのに対し、本発明の蛍光体のピーク強度パターンは、2θ=25.6〜25.9°〔d=3.5〕近辺の(002)面と2θ=39.2°〔d=2.3〕近辺の(003)面が特異的に成長しており、強度比が従来とは異なる新規な強度パターンであることが分かった。
詳述すると、従来蛍光体においては、回折角(2θ)28.6°〔d=3.1〕の角度に最も強い回折ピークがあり結晶構造上(101)面の成長が顕著であることがわかる。これに対し、本発明蛍光体では、図4−1で示される様に2θ=28.6°の(101)よりも2θ=25.6〜25.9°の(002)面の強度比が大きく、(002)面の成長が顕著である。
また、回折角(2θ)36.7°と39.2°を比較してみると、従来蛍光体においては、2θ=36.7°の強度が2θ=39.2°の強度よりも大きいのに対し、本発明蛍光体では図4−1で示される様に、2θ=36.7°〔d=2.4〕の(102)面の強度よりも2θ=39.2°〔d=2.3〕の(003)面の強度が強く、(003)面の成長が顕著である。
Figure 0004433793
表2は、本発明蛍光体と従来蛍光体について、回折X線スペクトルのピーク強度比を比較したもので、回折角(2θ)=25.8°での回折強度をI26で、回折角=28.6°での回折強度I29で、そしてこれらの強度比をI26/I29で表し、また同様に回折角(2θ)=39.2°での回折強度をI39で、回折角=36.7°での回折強度I37で、そしてこれらの強度比をI39/I37で表したものである。
表2の結果より、従来蛍光体のそれぞれの強度比は0.18と小さい値を示しているのに対し、本発明の蛍光体の強度比は大きな値を示し、I39/I37の場合で0.2≦I39/I37≦10の範囲にあることが分かる。
また一方、蛍光体の輝度との関係を見ると図5で示される様に、強度比が0.3以上で輝度への顕著な効果を示しており、0.3≦I39/I37≦10の範囲が実用上好ましい範囲と考えられる。
この様な近紫外線域でのエネルギー吸収効率が高く、高輝度が得られやすい本発明蛍光体を赤色成分として用い、下記に示される様な他色発光蛍光体である緑色発光蛍光体、青色発光蛍光体、黄色発光蛍光体のうち少なくとも1種以上と混合することにより、輝度の高い白色発光蛍光体及び色再現性及び輝度の優れた多色発光蛍光体を得ることが出来る。
具体的には緑色発光蛍光体としては、ZnS:Cu,Al、ZnS:Au,Al、ZnS:Au,Cu,Al、BaMgAl1017:Eu,Mn、CaMgSi:Eu、SrGa:Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)Ga:Eu、YSiO:Ce,Tb等、また青色発光蛍光体としては、BaMgAl1017:Eu又は(Sr,Ca,Ba,Mg)10(POCl:Eu、CaCl:Eu、SrMgSi:Eu、(Ca,Sr,Ba)MgSi:Eu、ZnS:Ag,Al等、また黄色蛍光体としては(Y、Gd)Al12:Ce、(Y,Gd,Ce,Sm)Al12、(Y,Gd,Ce)(Al,Ga)12、(Y,Gd,Ce,Sm)(Al,Ga)12、ZnS:Au,Al、(Ca,Ce)(Si,Al)12(O,N)16、SrAl:Eu等が好ましいものとして使用できる。
一方前記の本発明蛍光体を用いた、本発明の発光素子は波長370〜500nmの範囲に発光ピークがある近紫外線及び青色光を放出するLEDチップ(発光ダイオードチップ)とLEDチップからの放射光を受けて発光する蛍光体から構成される赤色発光及び白色発光及び多色発光のLED発光素子で、図6の様な概略構造を有し具体的には下記の様に作製される。
まず構成要素の一つである励起用発光としては、近紫外〜短波長可視光の波長域に発光する発光素子が用いられる。この励起用光源である発光素子としては、発光ピークの波長λが370〜500nmにある発光素子で、より好ましくは390〜430nm及び460〜480nmである(Ga1−xIn)N(但し、xは0≦x≦0.5)等の窒化物系化合物半導体からなる発光ダイオード(LED)や半導体レーザー(LD)を使用することができる。
本発明の発光素子は、前記の蛍光体が励起用光源からの光を受光して吸収し得るような位置関係にあり、励起光源に対峙するような配置で構成されている。図6に示されている様に、ステム1上に半導体発光素子LEDチップ3が電気的に接着されており、一方、LEDチップ3の他方の電極と電極端子2の1つとが金線4により電気的に接続されている。
このステム1にはドーム状の透明な樹脂モールド5が固着される。そして、この透明な樹脂モールド5の内面には、蛍光体を分散させた結合剤が塗布され蛍光体層6(蛍光体+樹脂)が形成されている。樹脂モールド5は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、ポリスチレンなどの樹脂で構成され、LEDチップ3の気密封止用キャップの役割を兼ねてステム1に固着されている。電極端子2に通電することによってLEDチップ3が発光し、この発光光が空間層を介して透明な樹脂モールド5の内壁面に形成されている蛍光体層6面に照射され、蛍光体層6がこのLEDチップ3からの発光を吸収して励起され、LEDチップ3とは異なる発光波長で本発明の構成要素として示された蛍光体に固有の発光を呈する。
このような構成を有する本発明の発光素子の一構成要素である蛍光体層において、本発明の赤色蛍光体または発光色の異なる複数の蛍光体とで混合された白色発光蛍光体または多色発光蛍光体を用いることにより、高輝度で色再現性、演色性にも問題ない発光素子を得ることができる。この様な発光装置の実現により、照明用、液晶ディスプレイや携帯情報端末等のバックライト用、インジケータ光源用及びディスプレイ用として白色光源に限らず多色光源としても、高輝度で色再現性、演色性にも優れたものを提供することが可能となり、工業的な利用価値は大きい。
次に実施例により本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に例示した実施の態様に限定されるものではない。
〔実施例1〕
蛍光体出発原料として、Laを180gと、Euを34.3g混合し、次いで本発明蛍光体の製造に必要なLi源としてLiNOを4.8g添加する。次いでLiCOを48.0gと副原料であるKCOを9.0gとKHPOを21.2gとSを52.1g投入し、混合して調合物とした。得られた混合物はアルミナルツボに充填し、蓋をし最高温度1150℃にて焼成した。次いで得られた焼成物を純水にて十分洗浄し多硫化アルカリなどの不純物を取り除いた後、蛍光体スラリー状態で希釈塩酸を加え蛍光体表面に付着している不要なアルカリ物を洗浄除去した。
其の後分散処理、乾燥、篩いを行うことにより、実施例1のLiを950ppm含有し、Eu濃度が0.15molの(La0.85,Eu0.15S蛍光体を得た。なお得られた蛍光体の組成及び含有Li、Euの量については、X線回折分析並びにICP分析により確認した。また、酸洗を行わずに作製した本発明蛍光体のLiの含有量は4100ppmであった。
本蛍光体の近紫外線405nmの励起下での輝度は、表1に示されている様に下記比較例1の蛍光体に対し165%の輝度であり、同一Eu濃度の比較例2の蛍光体に対しても40%以上輝度が高く大幅な輝度向上を示した。更に415nm、465nmの各近紫外線及び短波長の可視光を照射た時の輝度は、それぞれ200%、160%で大幅な輝度向上を示した。また本発明蛍光体の物性的特徴である結晶構造を粉末回折X線スペクトルで測定したところ、図4−1の様なスペクトルが得られ、同様にして測定した従来蛍光体比較例1の蛍光体の回折スペクトルである図4−2と明らかにピーク強度パターンが異なっていた。
表2に示されるように回折角(2θ)=39.2°での回折強度を表すI39と回折角=36.7°での回折強度を表すI37の回折強度比(比I39/I37)は、本発明の蛍光体が4.5であるのに対し、比較例1の従来の蛍光体は0.18で其の差は顕著であった。
尚、酸洗を行わずに作製した本発明の蛍光体の発光輝度及びX線回折から求めた回折強度比(比I39/I37)は、上記の酸洗して作製した蛍光体と同様の特性を示した。
〔実施例2〕
LiNO 3.6g
LiCO 36.0g
NaCO 17.2g
CO 9.0g
KHPO 21.2g
S 52.1g
Li原料及び副原料が上記の様な各原料を用いる以外は、実施例1と同様にして実施例2のLiを170ppm含有するEu濃度が0.15molの(La0.85,Eu0.15S蛍光体を得た。
この実施例2の輝度を実施例1と同様にして測定したところ、表1に記載した様に405nm励起の輝度が166%で比較例1の従来蛍光体よりも高輝度であった。また、表2に記載したように実施例1と同様にしてX線回折から求めた回折強度比(比I39/I37)は0.70であり、比較例1の蛍光体のそれよりも大きかった。
〔実施例3〕
LiNO 2.4g
LiCO 24.0g
NaCO 34.5g
CO 9.0g
KHPO 21.2g
S 52.1g
Li原料及び副原料が上記の様な各原料を用いる以外は、実施例1と同様にして実施例3のLiを110ppm含有するEu濃度が0.15molの(La0.85,Eu0.15S蛍光体を得た。
この実施例3の輝度を実施例1と同様にして測定したところ、表1に記載した様に405nm励起の輝度が150%で比較例1の従来蛍光体よりも高輝度であった。また、表2に記載したように実施例1と同様にしてX線回折から求めた回折強度比(比I39/I37)は0.34であり、比較例1の蛍光体のそれよりも大きかった。
〔実施例4〕
LiNO 0.96g
LiCO 9.6g
NaCO 55.1g
CO 9.0g
KHPO 21.2g
S 52.1g
Li原料及び副原料が上記の様な各原料を用いる以外は、実施例1と同様にして実施例4のLiを90ppm含有するEu濃度が0.15molの(La0.85,Eu0.15S蛍光体を得た。
この実施例4の輝度を実施例1と同様にして測定したところ、表1に記載した様に405nm励起の輝度が129%で比較例1の従来蛍光体よりも高輝度であった。また、表2に記載したように実施例1と同様にしてX線回折から求めた回折強度比(比I39/I37)は0.28であり、比較例1の蛍光体のそれよりも大きかった。
〔実施例5〕
LiNO 0.5g
LiPO 18.1g
NaCO 68.9g
CO 9.0g
S 52.1
Li原料及び副原料が上記の様な各原料を用い、焼成温度が1200℃であること以外は実施例5のLiを130ppm含有するEu濃度が0.15molの(La0.85,Eu0.15S蛍光体を得た。
この実施例5の輝度を実施例1と同様にして測定したところ、表1に記載した様に405nm励起の輝度が130%で比較例1の蛍光体よりも高輝度であった。また、実施例1と同様にしてX線回折から求めた回折強度比(比I39/I37)は0.32であり、比較例1の蛍光体のそれよりも大きかった。
〔実施例6〕
蛍光体出発原料のとして、Laを180gと、Euを34.3g混合することに替え、Laを169gとEuを45.8g混合すること以外は、実施例1と同様にしてLiを810ppm含有しEu濃度が0.20molの(La0.80,Eu0.20S蛍光体を得た。
この実施例6の輝度を実施例1と同様にして測定したところ、表1に記載した様に415nm励起の輝度が197%で比較例1の従来蛍光体よりも高輝度であった。また、実施例1と同様にしてX線回折から求めた回折強度比(比I39/I37)は7.0であり、比較例1の蛍光体のそれよりも大きかった。
〔実施例7〕
La 199g
Eu 13.7g
LiPO 6.0g
LiCO 52.8g
S 52.1g
Li原料及び副原料が上記の様な各原料を用い、焼成温度を1200℃とする以外は、実施例1と同様にして実施例7のLiを300ppm含有し、Eu濃度が0.06molの(La0.94,Eu0.06S蛍光体を得た。
この実施例7の輝度を実施例1と同様にして測定したところ、表1に記載した様に415nm励起の輝度が160%で比較例1の蛍光体よりも高輝度であった。また、実施例1と同様にしてX線回折から求めた回折強度比(比I39/I37)は5.0であり、比較例1の蛍光体のそれよりも大きかった。
〔実施例8〕
蛍光体出発原料のとして、Laを180gと、Euを34.3g混合することに替え、Laを159gとGdを23.6g、Euを34.3g混合すること以外は、実施例1と同様にしてLiを660ppm含有しEu濃度が0.15molの(La0.75,Gd0.10,Eu0.15S蛍光体を得た。
この実施例8の輝度を実施例1と同様にして測定したところ表1に記載した様に405nm励起の輝度が132%で比較例1の蛍光体よりも高輝度であった。また、実施例1と同様にしてX線回折から求めた回折強度比(比I39/I37)は3.9であり、比較例1の蛍光体それよりも大きかった
〔実施例9〕
蛍光体出発原料として、Laを180gと、Euを34.3g混合することに替え、Laを159gとYを14.7g、Euを34.3g混合すること以外は、実施例1と同様にしてLiを570ppm含有しEu濃度が0.15molの(La0.75,Y0.10,Eu0.15S蛍光体を得た。
この実施例9の輝度を実施例1と同様にして測定したところ表1に記載した様に405nm励起の輝度が130%で比較例1の蛍光体よりも高輝度であった。また、実施例1と同様にしてX線回折から求めた回折強度比(比I39/I37)は3.7であり、比較例1の蛍光体のそれよりも大きかった。
〔実施例10〕
実施例1の出発原料として、Laを180gと、Euを34.3g混合することに替え、Laを148gと、Euを68.6g混合すること以外は、実施例1と同様にしてLiを700ppm含有しEu濃度が0.30molの(La0.70,Eu0.30S蛍光体を得た。
この実施例10の輝度を実施例1と同様にして測定したところ、表1に記載した様に415nm励起の輝度が151%で比較例1の蛍光体よりも高輝度であった。また、実施例1と同様にしてX線回折から求めた回折強度比(比I39/I37)は4.6であり、比較例1の蛍光体のそれよりも大きかった。
〔比較例1〕
蛍光体出発原料として、Laを199gと、Euを13.7g混合し、次いでNaCOを75.8gとNaHPOを11.1gとSを52.1g投入し、焼成温度1200℃で焼成すること以外は、実施例1と同様にして、比較例1のLiを含有しないEu濃度が0.06molの(La0.94,Eu0.06S蛍光体を作製した。なお実施例1と同様にして測定した時得られたこの蛍光体の輝度を100%とした。
〔比較例2〕
蛍光体出発原料として、Laを180gと、Euを34.3g混合し、次いでNaCOを68.9gとKHPOを21.2gとSを52.1g投入し、焼成温度1200℃で焼成すること以外は、実施例1と同様にして、のLiを含有しないEu濃度が0.15molの(La0.85,Eu0.15S蛍光体を得た。なお実施例1と同様にして測定した時得られたこの蛍光体の輝度を100%とした。
〔実施例11〕
実施例1に記載の本発明のLiを含有する(La0.94,Eu0.06S赤色蛍光体とBaMgAl1017:Eu,Mn蛍光体及びBaMgAl1017:Eu蛍光体を色度値がx=0.31、y=0.33に成るように混合し、実施例11の白色発光の蛍光体を得た。この実施例11の蛍光体の輝度を実施例1と同様にして測定したところ、415nm励起の輝度が135%で比較例3の蛍光体よりも35%の輝度向上を示した。又CIE表色系による発光色度もx=0.31、y=0.33で後記比較例3と同色で問題はなかった。
〔実施例12〕
実施例1に記載の本発明のLiを含有する(La0.85,Eu0.15S赤色蛍光体と(Y,Gd)Al12蛍光体を2対8の割合で混合し実施例12の蛍光体を得た。
この実施例12の蛍光体の輝度を実施例1と同様にして測定したところ、415nm励起の輝度が119%で比較例4の蛍光体よりも19%の輝度向上を示した。またCIE表色系による発光色度もx=0.31、y=0.33で後記比較例4と同色で問題はなかった。
〔比較例3〕
比較例1に記載の(La0.94,Eu0.06S赤色蛍光体とBaMgAl1017:Eu、Mn蛍光体及びBaMgAl1017:Eu蛍光体を色度値がx=0.31,y=0.33に成るように混合量を調整し、各々白色発光の蛍光体を作製し、比較例3の蛍光体とした。なお実施例1と同様に測定した時得られたこの蛍光体の輝度を100%とした。
〔比較例4〕
比較例1に記載の(La0.94,Eu0.06S赤色蛍光体と(Y,Gd)Al12蛍光体を2対8の割合で混合し、発光色度がx=0.31、y=0.33の比較例4の蛍光体を得た。なお実施例1と同様にして測定した時得られたこの蛍光体の輝度を100%とした。
〔実施例13〕
本発明の蛍光体を用いた本発明の発光素子は、実施例1に記載のLlを含有する(La0.85,Eu0.15S蛍光体10gとエポキシ樹脂(日東電工社製、NT8014)1gと酸無水物系硬化剤1gを混合して蛍光体塗布液を作製し、これを400nm付近に発光する近紫外線発光のLEDチップ上に所定量滴下して乾燥して発光素子を作製した。
このようにして得られた発光素子に通電したところ、発光色はCIE表色系で表示される色度がx=0.66、y=0.33である赤色であった。また、輝度は下記の従来の蛍光体を用いた後記比較例5に対し40%明るかった。
〔実施例14〕
実施例1の蛍光体に替えて、実施例11の白色蛍光体を使用すること以外は、実施例13と同様にして本発明の発光素子を作製した。
得られた発光素子に通電し発光特性を測定したところ、発光色はCIE表色系で表示される色度がx=0.31、y=0.33である白色であった。また、輝度は下記の従来蛍光体を用いた後記比較例6に対し20%程明るかった。
〔比較例5〕
実施例1の蛍光体に替えて、比較例2の赤色蛍光体を使用すること以外は、実施例13と同様にして本発明の発光素子を作製した。実施例13と同様にして得られた発光素子の発光特性を測定した。なおこの時得られた発光素子の輝度を100%とした。
〔比較例6〕
実施例1の蛍光体に替えて、比較例3の白色蛍光体を使用すること以外は、実施例13と同様にして本発明の発光素子を作製した。実施例13と同様にして得られた発光素子の発光特性を測定した。なおこの時得られた発光素子の輝度を100%とした。
従来蛍光体及び本発明蛍光体の励起スペクトルを示す図である。 従来蛍光体及び本発明蛍光体について、Eu濃度と輝度特性の相関を例示する図である。 本発明蛍光体のLi含有量と輝度特性との相関を例示する図である。 本発明蛍光体の回折X線スペクトル(XRD)を示す図である。 従来の蛍光体の回折X線スペクトル(XRD)を示す図である。 回折X線スペクトル(XRD)のピーク強度比(I39/I37)と輝度の相関を例示する図である。 本発明の発光素子の一実施例を示す概略断面図である。
符号の説明
1 ステム 2 電極端子
3 LEDチップ 4 金線
5 樹脂モールド 6 蛍光体層

Claims (6)

  1. 一般式(La1-x-y,Eux,Lny22S(但し、x及びyはそれぞれ0.10≦x
    ≦0.30及び0≦y≦0.50を満たす数を表し、LnはY、及びdの少なくとも1種の3価希土類元素を表す。)で表される母体組成を有する蛍光体であって、該蛍光体重量に対し90ppm〜5000ppmのLiを含有し、発光ピークの波長が390nm〜500nmの発光素子からの放射光の照射下で用いられることを特徴とする赤色発光蛍光体。
  2. 前記蛍光体のCuKα特性X線による粉末回折X線スペクトルにおいて、そのスペクトルの回折角(2θ)39.2°での回折強度I39と36.7°での回折強度I37との比I39/I37が0.2≦I39/I37≦10であること及び又は回折角(2θ)25.8°での回折強度I26と回折角(2θ)28.6°での回折強度I29との比I26/I29が0.2≦I26/I29≦10であることを特徴とする請求項1に記載の赤色発光蛍光体。
  3. 請求項1又は2に記載の赤色発光蛍光体と、緑色発光蛍光体及び又は青色発光蛍光体及び又は黄色発光蛍光体との混合で構成され、発光ピークの波長が390nm〜500nmの発光素子からの放射光の照射下で用いられることを特徴とする白色発光及び多色発光蛍光体。
  4. 緑色発光蛍光体が、ZnS:Cu,Al、ZnS:Au,Al、ZnS:Au,Cu,Al、BaMgAl1017:Eu,Mn、Ca2MgSi27:Eu、SrGa24:E
    u、(Sr,Ca,Ba,Mg)Ga24:Eu、及びY2SiO5:Ce,Tbの中の少なくとも一つの蛍光体を含有し、青色発光蛍光体が、BaMgAl1017:Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO46Cl2:Eu、Ca259Cl:Eu、Sr2MgS
    27:Eu、(Ca,Sr,Ba)3MgSi28:Eu及びZnS:Ag,Alの中
    の少なくとも一つの蛍光体を含有し、黄色蛍光体が、(Y、Gd)3Al512:Ce、(Y,Gd,Ce,Sm)3Al512、(Y,Gd,Ce)3(Al,Ga)512、(Y,Gd,Ce,Sm)3(Al,Ga)512、ZnS:Au,Al、(Ca,Ce)(Si,Al)12(O,N)16、SrAl24:Euの中の少なくとも一つの蛍光体を含有することを特徴とする請求項に記載の白色発光及び多色発光蛍光体。
  5. 請求項1〜のいずれか1項に記載の蛍光体と、390nm〜500nmの波長領域に
    発光ピークを有する発光素子を備えることを特徴とする発光素子。
  6. 390nm〜500nmの波長領域に発光ピークを有する発光素子が、LEDチップ(発光ダイオードチップ)またはLDチップ(半導体レーザー)であることを特徴とする請求項に記載の発光素子。
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JP5235266B2 (ja) * 2005-09-29 2013-07-10 株式会社東芝 白色ledの製造方法およびそれを用いたバックライトの製造方法並びに液晶表示装置の製造方法
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JP2010059429A (ja) * 2009-10-26 2010-03-18 Mitsubishi Chemicals Corp 蛍光体、それを用いた発光装置、画像表示装置及び照明装置
JP2013072905A (ja) * 2011-09-26 2013-04-22 Toshiba Corp 液晶表示装置用バックライト
CN102775985B (zh) * 2012-07-07 2016-04-20 华北理工大学 一种具有长余辉发光功能的Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+纳米线的合成方法
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