JP5135812B2 - Phosphor based on nitride or oxynitride, method for producing the same, phosphor-containing composition using the same, light emitting device, lighting device, and image display device - Google Patents
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Description
本発明は、窒化物又は酸窒化物を母体とする蛍光体の製造方法と、その方法で製造された蛍光体、その蛍光体を含む組成物、及びその蛍光体を用いて構成される発光装置、さらには、その発光装置を用いて構成される画像表示装置、並びに照明装置に関する。詳しくは、より簡便で低コストである蛍光体の製造方法と、その方法で製造された蛍光体、その蛍光体を含む組成物、及びその蛍光体を用いて構成される発光装置、さらには、その発光装置を用いて構成される画像表示装置、並びに照明装置に関する。 The present invention relates to a method for producing a phosphor having nitride or oxynitride as a base, a phosphor produced by the method, a composition containing the phosphor, and a light-emitting device configured using the phosphor Furthermore, the present invention relates to an image display device configured using the light emitting device, and an illumination device. Specifically, a phosphor manufacturing method that is simpler and less expensive, a phosphor manufactured by the method, a composition including the phosphor, and a light-emitting device configured using the phosphor, The present invention relates to an image display device configured using the light-emitting device and an illumination device.
励起光源と、該励起光源からの光の少なくとも一部を波長変換する蛍光体とを有する発光装置に関する従来技術として、青色発光ダイオード素子と、青色光を吸収して黄色に発光する蛍光体とから構成される白色発光ダイオードが公知であり、各種照明用途に実用化されている。 As a prior art relating to a light emitting device having an excitation light source and a phosphor that converts the wavelength of at least part of light from the excitation light source, a blue light emitting diode element and a phosphor that absorbs blue light and emits yellow light White light-emitting diodes that are configured are known and have been put to practical use in various lighting applications.
また、近年、照明用途等に使用される蛍光体として、例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4に示されるような、アルカリ土類金属元素を含有し、窒化物や酸窒化物を母体とする蛍光体が提案されている。窒化物や酸窒化物を母体とする蛍光体は、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、ホウ酸塩蛍光体、硫化物蛍光体、酸硫化物蛍光体等の蛍光体に比較して長波長の発光を有するものが多く、また、耐久性が優れている。
Further, in recent years, phosphors used for lighting applications and the like include alkaline earth metal elements as shown in Patent Document 1,
しかし、アルカリ土類金属元素を含有する窒化物又は酸窒化物を母体とする蛍光体を製造する際には、一般的に、安定性の低いアルカリ土類金属窒化物、アルカリ土類金属アミド化合物、アルカリ土類金属イミド化合物、あるいは、アルカリ土類金属単体を使用する。従って、以下のような問題点がある。
即ち、アルカリ土類金属窒化物やアルカリ土類金属単体は、大気中で分解、酸化されるため、窒素、アルゴン等の雰囲気下で取り扱う必要があり、原料調製の際にはグローブボックス等の大がかりな設備を要し、製造コストを増大させる一因となっている。また、一般に入手可能なアルカリ土類金属窒化物は多少の酸素を含んでおり、それを用いて蛍光体を製造すると、蛍光体中の酸素含有量を低下させることができず、発光特性が低下する可能性があるという問題もある。
However, when producing a phosphor containing an alkaline earth metal element-containing nitride or oxynitride as a base, generally, an alkaline earth metal nitride or alkaline earth metal amide compound having low stability is used. An alkaline earth metal imide compound or an alkaline earth metal simple substance is used. Therefore, there are the following problems.
In other words, alkaline earth metal nitrides and alkaline earth metal elements are decomposed and oxidized in the atmosphere, so it is necessary to handle them in an atmosphere such as nitrogen or argon. A large amount of equipment, which contributes to an increase in manufacturing costs. Also, generally available alkaline earth metal nitrides contain some oxygen, and when phosphors are produced using them, the oxygen content in the phosphors cannot be reduced and the light emission characteristics are degraded. There is also the problem that there is a possibility of doing.
そこで、上記の問題を解決する可能性がある製造方法として、蛍光体原料として金属酸化物あるいは、金属酸化物を生成し得る化合物を用いて、それらを炭素粉末の存在下で加熱することにより還元し、それと同時に窒素ガスと反応させることにより窒化物を合成する製造方法(即ち、カルボサーマル法。以下、「CRN法」と略記する場合がある。)が提案されている(特許文献5、特許文献6参照)。
前記のCRN法では、還元剤として炭素粉末を使用しているため、蛍光体原料と炭素粉末との接触が不十分となる場合等、蛍光体原料の還元、及び窒化が不十分となることや、さらには、還元剤として用いる炭素が蛍光体中に、あるいは、蛍光体との混合物として残留することもある。このため、CRN法を用いて発光特性の優れた蛍光体を製造することは困難であった。
従って、CRN法において必須である炭素粉末を使用せず、かつ、アルカリ土類金属の窒化物やアルカリ土類金属単体のように化学的に不安定で大気中では取り扱いが困難な原料を使用せずに、発光特性の高い、窒化物又は酸窒化物を母体とする蛍光体を製造することができる製造方法が求められていた。
In the CRN method, since carbon powder is used as a reducing agent, the reduction and nitridation of the phosphor material become insufficient, such as when the contact between the phosphor material and the carbon powder becomes insufficient. Furthermore, carbon used as a reducing agent may remain in the phosphor or as a mixture with the phosphor. For this reason, it has been difficult to produce a phosphor having excellent emission characteristics using the CRN method.
Therefore, do not use carbon powder, which is essential in the CRN method, and use raw materials that are chemically unstable and difficult to handle in the atmosphere, such as alkaline earth metal nitrides and alkaline earth metal alone. In addition, there has been a demand for a production method capable of producing a phosphor having a high light emission characteristic and based on nitride or oxynitride.
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、その目的は、窒化物又は酸窒化物を母体とする蛍光体を製造するのに優れた方法を提供すると共に、製造された蛍光体と、該蛍光体を用いた蛍光体含有組成物及び発光装置と、この発光装置を用いた画像表示装置及び照明装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its object is to provide an excellent method for producing a phosphor based on nitride or oxynitride, and to produce the produced phosphor. An object of the present invention is to provide a phosphor-containing composition and a light emitting device using the phosphor, and an image display device and an illumination device using the light emitting device.
本発明者等は、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、CRN法において必須である炭素粉末を使用せず、かつ、アルカリ土類金属の窒化物やアルカリ土類金属単体のように化学的に不安定で大気中では取り扱いが困難な原料を使用せずに、蛍光体を製造する方法を見出した。即ち、蛍光体を構成する金属元素を1種又は2種以上有すると共に、O元素が直接結合していないC元素を1個以上有する化合物を原料として使用することにより、蛍光体原料の還元、及び窒化を十分行うことができ、この方法で蛍光体を製造すると、炭素含有量が低く、発光強度や安定性に優れた蛍光体が得られることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have not used carbon powder, which is essential in the CRN method, and are chemically inferior like an alkaline earth metal nitride or an alkaline earth metal alone. The present inventors have found a method for producing a phosphor without using a raw material that is stable and difficult to handle in the atmosphere. That is, by using as a raw material a compound having one or more metal elements constituting the phosphor and having at least one C element to which no O element is directly bonded, reduction of the phosphor raw material, and It was found that nitriding could be performed sufficiently, and when a phosphor was produced by this method, a phosphor having a low carbon content and excellent emission intensity and stability was obtained, and the present invention was completed.
すなわち、本発明の要旨は次の[1]〜[22]に存する。 That is, the gist of the present invention resides in the following [1] to [22].
[1] 蛍光体を構成する金属元素を1種又は2種以上有すると共に、O元素が直接結合していないC元素を1個以上有する化合物を原料として用いることを特徴とする窒化物又は酸窒化物を母体とする蛍光体の製造方法。 [1] Nitride or oxynitridation characterized by using as a raw material a compound having one or more metal elements constituting the phosphor and having one or more C elements to which no O element is directly bonded A method for producing a phosphor based on an object.
[2] 前記化合物が、前記蛍光体を構成する金属元素として、周期表第2族元素、第3族元素、第12族元素、第13族元素、及び第14族元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を有することを特徴とする[1]に記載の窒化物又は酸窒化物を母体とする蛍光体の製造方法。
[2] The compound is selected from the group consisting of
[3] 前記化合物が、前記蛍光体を構成する金属元素として、周期表第2族元素の少なくとも1種を有することを特徴とする[1]又は[2]に記載の窒化物又は酸窒化物を母体とする蛍光体の製造方法。
[3] The nitride or oxynitride according to [1] or [2], wherein the compound has at least one
[4] 前記化合物がO元素を有さないことを特徴とする[1]ないし[3]のいずれかに記載の窒化物又は酸窒化物を母体とする蛍光体の製造方法。 [4] The method for producing a phosphor based on a nitride or oxynitride according to any one of [1] to [3], wherein the compound does not contain an O element.
[5] 前記化合物がさらにN元素を含むことを特徴とする[1]ないし[4]のいずれかに記載の窒化物又は酸窒化物を母体とする蛍光体の製造方法。 [5] The method for producing a phosphor based on a nitride or oxynitride according to any one of [1] to [4], wherein the compound further contains an N element.
[6] 前記化合物がさらに置換もしくは非置換の炭化水素基を有することを特徴とする[1]ないし[5]のいずれかに記載の窒化物又は酸窒化物を母体とする蛍光体の製造方法。 [6] The method for producing a phosphor based on the nitride or oxynitride according to any one of [1] to [5], wherein the compound further has a substituted or unsubstituted hydrocarbon group .
[7] 前記化合物がさらにカルボニル基を有することを特徴とする[1]ないし[6]のいずれかに記載の窒化物又は酸窒化物を母体とする蛍光体の製造方法。 [7] The method for producing a phosphor using the nitride or oxynitride according to any one of [1] to [6], wherein the compound further has a carbonyl group.
[8] 前記化合物がシアナミド(H2N−CN)の金属塩、金属炭化物、及び金属シアン化物からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする[1]ないし[4]のいずれかに記載の窒化物又は酸窒化物を母体とする蛍光体の製造方法。 [8] Any of [1] to [4], wherein the compound is at least one selected from the group consisting of a metal salt of cyanamide (H 2 N—CN), a metal carbide, and a metal cyanide. A method for producing a phosphor using the nitride or oxynitride as described above as a base material.
[9] 前記化合物が周期表第2族元素を含むシアナミド(H2N−CN)の金属塩であることを特徴とする[8]に記載の窒化物又は酸窒化物を母体とする蛍光体の製造方法。
[9] The phosphor according to [8], wherein the compound is a metal salt of cyanamide (H 2 N—CN) containing a
[10] 前記化合物が置換もしくは非置換の炭化水素基を有することを特徴とする[1]ないし[3]のいずれかに記載の窒化物又は酸窒化物を母体とする蛍光体の製造方法。 [10] The method for producing a phosphor based on a nitride or oxynitride according to any one of [1] to [3], wherein the compound has a substituted or unsubstituted hydrocarbon group.
[11] 前記化合物がさらにカルボニル基を有することを特徴とする[1]ないし[3]及び[10]のいずれかに記載の窒化物又は酸窒化物を母体とする蛍光体の製造方法。 [11] The method for producing a phosphor based on the nitride or oxynitride according to any one of [1] to [3] and [10], wherein the compound further has a carbonyl group.
[12] 前記化合物が、前記カルボニル基としてカルボキシル基を有すると共に、周期表第2族元素及び/又は第3族元素の少なくとも1種を有することを特徴とする[11]に記載の窒化物又は酸窒化物を母体とする蛍光体の製造方法。
[12] The nitride according to [11], wherein the compound has a carboxyl group as the carbonyl group and has at least one of
[13] [1]ないし[12]のいずれかに記載の方法で製造された窒化物又は酸窒化物を母体とする蛍光体。 [13] A phosphor based on a nitride or oxynitride produced by the method according to any one of [1] to [12].
[14] 炭素含有量が0.5重量%以下であることを特徴とする[13]に記載の窒化物又は酸窒化物を母体とする蛍光体。 [14] The phosphor containing the nitride or oxynitride as a matrix according to [13], wherein the carbon content is 0.5% by weight or less.
[15] 酸素含有量が0.5重量%以下であることを特徴とする[14]に記載の窒化物を母体とする蛍光体。 [15] The phosphor based on the nitride according to [14], wherein the oxygen content is 0.5% by weight or less.
[16] Si元素を含むことを特徴とする[13]ないし[15]のいずれかに記載の窒化物又は酸窒化物を母体とする蛍光体。 [16] The phosphor containing the nitride or oxynitride according to any one of [13] to [15], containing Si element.
[17] 周期表第2族元素の少なくとも1種を含むことを特徴とする[13]ないし[16]のいずれかに記載の窒化物又は酸窒化物を母体とする蛍光体。
[17] The phosphor based on the nitride or oxynitride according to any one of [13] to [16], which contains at least one
[18] [13]ないし[17]のいずれかに記載の蛍光体と、液状媒体とを含有することを特徴とする蛍光体含有組成物。 [18] A phosphor-containing composition comprising the phosphor according to any one of [13] to [17] and a liquid medium.
[19] 第1の発光体と、該第1の発光体からの光の照射によって可視光を発する第2の発光体とを備え、該第2の発光体が、[13]ないし[17]のいずれかに記載の蛍光体の少なくとも1種以上を、第1の蛍光体として含有することを特徴とする発光装置。 [19] A first light emitter and a second light emitter that emits visible light when irradiated with light from the first light emitter, and the second light emitter includes [13] to [17]. A light emitting device comprising at least one of the phosphors according to any one of the above as a first phosphor.
[20] 前記第2の発光体が、前記第1の蛍光体とは発光ピーク波長の異なる少なくとも1種以上の蛍光体を、第2の蛍光体として含有することを特徴とする[19]に記載の発光装置。 [20] In the above [19], the second phosphor includes at least one phosphor having a light emission peak wavelength different from that of the first phosphor as the second phosphor. The light-emitting device of description.
[21] [19]又は[20]に記載の発光装置を光源として備えることを特徴とする画像表示装置。 [21] An image display device comprising the light-emitting device according to [19] or [20] as a light source.
[22] [19]又は[20]に記載の発光装置を光源として備えることを特徴とする照明装置。 [22] An illumination device comprising the light-emitting device according to [19] or [20] as a light source.
本発明の製造方法によると、発光強度等の発光特性に優れた窒化物又は酸窒化物を母体とする蛍光体を製造することができる。本発明の製造方法はまた、蛍光体原料が安定、かつ、比較的安価であり、さらに、製造工程も簡易であることから工業的価値が高い。
また、本発明の製造方法により製造された蛍光体を用いることによって、発光強度に優れた発光装置を得ることができる。
この発光装置は、画像表示装置や照明装置の用途に好適に用いられる。
According to the production method of the present invention, a phosphor having a nitride or oxynitride excellent in emission characteristics such as emission intensity as a base can be produced. The production method of the present invention is also highly industrial because the phosphor material is stable and relatively inexpensive, and the production process is simple.
Further, by using the phosphor manufactured by the manufacturing method of the present invention, a light emitting device having excellent emission intensity can be obtained.
This light-emitting device is suitably used for an image display device or a lighting device.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention.
[1.蛍光体の製造方法]
本発明の蛍光体の製造方法は、少なくとも、各原料を混合する工程(混合工程)、及び、得られた原料混合物を焼成する工程(焼成工程)を有し、原料として[1−1.原料化合物]に記載の化合物を少なくとも1種用いることを特徴とする。
[1. Method for producing phosphor]
The phosphor production method of the present invention includes at least a step of mixing respective raw materials (mixing step) and a step of baking the obtained raw material mixture (firing step), and [1-1. It is characterized by using at least one compound described in [Raw compound].
[1−1.原料化合物]
本発明の蛍光体の製造方法では、原料化合物として、蛍光体を構成する金属元素を1種又は2種以上有すると共に、O(酸素)元素が直接結合していないC(炭素)元素を1個以上有する化合物(以下「C含有原料化合物」と称す場合がある。)を少なくとも1種用いる。
[1-1. Raw material compound]
In the method for producing a phosphor of the present invention, one or more metal elements constituting the phosphor are used as a raw material compound, and one C (carbon) element to which no O (oxygen) element is directly bonded is used. At least one compound having the above (hereinafter sometimes referred to as “C-containing raw material compound”) is used.
C含有原料化合物は、製造目的の蛍光体を構成する金属元素(以下「蛍光体構成元素」と称す場合がある。)として、周期表第2族元素、第3族元素、第12族元素、第13族元素、及び第14族元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を有していてもよい。中でも、C含有原料化合物は、製造目的の蛍光体構成元素として、周期表第2族元素を少なくとも1種有していることが好ましい。
The C-containing raw material compound is a
前記第2族元素の具体例としては、Mg、Ca、Sr、Ba等が、前記第3族元素の具体例としては、Sc、Y、ランタノイド元素(La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)等が、第12族元素の具体例としては、Zn、Cd等が、また第13族元素の具体例としては、Al、Ga、In等が挙げられる。これらの中でも、Mg、Ca、Sr、Ba、La、及びYからなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、Ca、Sr、及びBaからなる群から選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。
Specific examples of the
C含有原料化合物は、通常固体の粉末である。その重量メジアン径(D50)は、通常100μm以下、好ましくは50μm以下、30μm以下であり、また、通常0.1μm以上、好ましくは1μm以上である。重量メジアン径(D50)が大きすぎると、他の原料化合物との混合を十分に行うことが困難となる傾向にあり、加熱しても未反応のまま残留してしまう場合がある。逆に、重量メジアン径(D50)が小さすぎると、原料化合物が凝集しやすい傾向にあり、また、酸化や水和などを受けやすい表面部分の比率が増える傾向にあり、原料として適切でない性質を示す場合がある。 The C-containing raw material compound is usually a solid powder. The weight median diameter (D 50 ) is usually 100 μm or less, preferably 50 μm or less, 30 μm or less, and usually 0.1 μm or more, preferably 1 μm or more. If the weight median diameter (D 50 ) is too large, it tends to be difficult to sufficiently mix with other raw material compounds, and may remain unreacted even when heated. On the other hand, if the weight median diameter (D 50 ) is too small, the raw material compounds tend to aggregate, and the ratio of surface portions that are susceptible to oxidation and hydration tends to increase. May be indicated.
なお、C含有原料化合物は、O元素が直接配位していないC元素を1個以上有していればよく、O元素を有していても有していなくても構わない。以下、C含有原料化合物がO元素を有する場合とO元素を有さない場合に分けて、詳細に説明する。 The C-containing raw material compound only needs to have one or more C elements to which the O element is not directly coordinated, and may or may not have the O element. Hereinafter, the case where the C-containing raw material compound contains an O element and the case where it does not contain an O element will be described in detail.
[1−1−1.O元素を有さない場合]
C含有原料化合物がO(酸素)元素を有さない場合、C含有原料化合物はN(窒素)元素を有していてもよい。N元素を含有するC含有原料化合物としては、シアン化物、金属イオンとシアナミド(H2N−CN)とを含有し、金属元素の価数に応じて形成される各種のシアナミドの金属塩(以下、「シアナミド化合物」と称する場合がある。)、金属イオンと[N(CN)2]-とを含有し、金属元素の価数に応じて形成される各種のジシアナミドの金属塩(以下、「ジシアナミド化合物」と称する場合がある。)等が挙げられる。
[1-1-1. When O element is not included]
When the C-containing raw material compound does not have an O (oxygen) element, the C-containing raw material compound may have an N (nitrogen) element. The C-containing raw material compound containing N element includes cyanide, metal ions and cyanamide (H 2 N—CN), and various metal salts of cyanamide formed according to the valence of the metal element (hereinafter referred to as “metal salt”). , A metal ion and [N (CN) 2 ] −, and various dicyanamide metal salts formed according to the valence of the metal element (hereinafter referred to as “cyanamide compound”). And may be referred to as “dicyanamide compounds”).
より具体的には、C含有原料化合物としては、シアナミド化合物、ジシアナミド化合物、金属炭化物、金属シアン化物等が挙げられる。これらの中でも、シアナミド化合物であることが好ましく、周期表第2族元素を含有するシアナミド化合物であることが特に好ましい。
More specifically, examples of the C-containing raw material compound include a cyanamide compound, a dicyanamide compound, a metal carbide, and a metal cyanide. Among these, a cyanamide compound is preferable, and a cyanamide compound containing a
金属炭化物とは、炭素と陽性元素との化合物のことを言う。具体例としては、Be2C等のM2Cで表される炭化物、Al4C3等のM4C3で表される炭化物、Li2C2、Na2C2、K2C2、Rb2C2、Cs2C2等のM2C2で表される炭化物、BeC2、MgC2、CaC2、SrC2、BaC2、ZnC2、CdC2、CeC2、PrC2、SmC2、YC2等のMC2で表される炭化物などが挙げられる。
Metal carbide refers to a compound of carbon and a positive element. As a specific example, a carbide represented by M 2 C of 2 C, etc. Be, the carbide represented by M 4 C 3, such as Al 4 C 3, Li 2 C 2, Na 2
金属シアン化物とは、シアン化水素(HCN)の塩のことを言う。具体例としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、Zn、Cd等のシアン化物が挙げられる。アルカリ金属シアン化物の具体例としては、NaCN、KCN、RbCN、CsCN等が挙げられる。アルカリ土類金属シアン化物の具体例としては、Ca(CN)2、Sr(CN)2、Ba(CN)2等が挙げられる。また、Zn、Cdのシアン化物の具体例としては、Zn(CN)2、Cd(CN)2等が挙げられる。 Metal cyanide refers to a salt of hydrogen cyanide (HCN). Specific examples include cyanides such as alkali metals, alkaline earth metals, Zn, and Cd. Specific examples of the alkali metal cyanide include NaCN, KCN, RbCN, CsCN and the like. Specific examples of the alkaline earth metal cyanide include Ca (CN) 2 , Sr (CN) 2 , Ba (CN) 2 and the like. Specific examples of the cyanide of Zn and Cd include Zn (CN) 2 and Cd (CN) 2 .
シアナミド化合物とは、前述したように、金属イオンとシアナミド(H2N−CN)とを含有し、金属元素の価数に応じて形成される各種のシアナミドの金属塩である。シアナミド化合物は、2価の金属元素を含有することが実用上好ましく、周期表第2属元素金属であることがさらに好ましい。中でも、Mg、Ca、Sr、Ba等を含有するシアナミド化合物であることが好ましく、シアナミド化合物の具体例としては、CaCN2、BaCN2等が挙げられる。
As described above, the cyanamide compound is a metal salt of various cyanamides containing metal ions and cyanamide (H 2 N—CN) and formed according to the valence of the metal element. The cyanamide compound preferably contains a divalent metal element, and is more preferably a
ジシアナミド化合物とは、前述したように、金属イオンとジシアナミド([N(CN)2]-)とを含有し、金属元素の価数に応じて形成される各種のジシアナミドの金属塩である。ジシアナミド化合物に含まれる金属元素としては、2価の金属元素、又は3価の金属元素であることが好ましく、周期表第2族金属元素、ランタノイド元素、Sc、Yであることがより好ましい。具体例としては、Ln(N(CN2))3(Lnは、ランタノイド元素、Sc、及びYから選ばれる1種又は2種以上の元素を表す。)、M2+(N(CN2))3(Mは、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、及びCdから選ばれる1種又は2種以上の元素を表す)等が挙げられる。
As described above, the dicyanamide compound is a metal salt of various dicyanamides containing a metal ion and dicyanamide ([N (CN) 2 ] − ) and formed according to the valence of the metal element. The metal element contained in the dicyanamide compound is preferably a divalent metal element or a trivalent metal element, and more preferably a
金属炭化物、及び金属シアン化物等から、以下のような反応によりカルシウムシアナミドが生成することが知られている。従って、本発明においてはCaCN2をはじめから原料に加えてもよいし、CaCN2を生成しうる化合物を原料として用いて、反応途中で生成させてもよい。
蛍光体を構成する金属元素として、カルシウム元素を含有する場合の反応について以下に例示する。
It is known that calcium cyanamide is generated from metal carbide, metal cyanide, and the like by the following reaction. Therefore, in the present invention, CaCN 2 may be added to the raw material from the beginning, or a compound capable of generating CaCN 2 may be used as the raw material and may be generated during the reaction.
Examples of the reaction in the case of containing a calcium element as the metal element constituting the phosphor will be described below.
炭化カルシウムは窒素気流中、950℃〜1200℃に加熱すると次の反応でカルシウムシアナミドとなる。
CaC2+N2→CaCN2+C
また、炭酸カルシウム、又は酸化カルシウムを、アンモニア及び一酸化炭素を含有する雰囲気下、600℃〜850℃で反応させてもカルシウムシアナミドを得ることができる。
CaCO3+2NH3+3CO→CaCN2+3H2+3CO2
CaO+2CO+2NH3→CaCN2+H2O+2H2+CO2
また、ジシアンジアミドと酸化カルシウムとを加熱してカルシウムシアナミドを合成することもできる。
H4C2N4+2CaO→2CaCN2+2H2O
さらにまた、シアン化カルシウムCa(CN)2を加熱すると、次の反応が起こり、カルシウムシアナミドが得られることが知られている。
Ca(CN)2→CaCN2+C
When calcium carbide is heated to 950 ° C. to 1200 ° C. in a nitrogen stream, it becomes calcium cyanamide in the next reaction.
CaC 2 + N 2 → CaCN 2 + C
Alternatively, calcium cyanamide can be obtained by reacting calcium carbonate or calcium oxide at 600 ° C. to 850 ° C. in an atmosphere containing ammonia and carbon monoxide.
CaCO 3 + 2NH 3 + 3CO → CaCN 2 + 3H 2 + 3CO 2
CaO + 2CO + 2NH 3 → CaCN 2 + H 2 O + 2H 2 + CO 2
Further, calcium cyanamide can be synthesized by heating dicyandiamide and calcium oxide.
H 4 C 2 N 4 + 2CaO → 2CaCN 2 + 2H 2 O
Furthermore, it is known that when calcium cyanide Ca (CN) 2 is heated, the following reaction occurs and calcium cyanamide is obtained.
Ca (CN) 2 → CaCN 2 + C
(作用メカニズム)
上述のようなO(酸素)元素を有さないC含有原料化合物は、蛍光体原料に含まれる窒素、あるいは、[1−2.製造方法]で説明する焼成工程における雰囲気ガスに含まれる窒素と反応して金属窒化物を生成する。生成した金属窒化物が、他の原料と反応して所望の窒化物又は酸窒化物を母体とする蛍光体を生成する。この焼成工程における反応において、蛍光体原料に含まれる炭素は、還元作用を有すると考えられ、具体的には、不純物元素として雰囲気ガスや蛍光体原料等に含まれる酸素、水等の酸化性成分による蛍光体の酸化等、期待しない反応を抑制する効果を有し、発光特性の優れた蛍光体を製造可能とすることに寄与するものと考えられる。
(Action mechanism)
The C-containing raw material compound having no O (oxygen) element as described above is nitrogen contained in the phosphor raw material, or [1-2. It reacts with nitrogen contained in the atmospheric gas in the firing step described in the manufacturing method] to produce metal nitride. The produced metal nitride reacts with other raw materials to produce a phosphor based on the desired nitride or oxynitride. In the reaction in this firing step, the carbon contained in the phosphor material is considered to have a reducing action. Specifically, as an impurity element, an oxidizing component such as oxygen or water contained in the atmospheric gas or the phosphor material. It is considered that it contributes to making it possible to produce phosphors having an effect of suppressing unexpected reactions such as oxidation of the phosphors due to, and having excellent light emission characteristics.
[1−1−2.O元素を有する場合]
C含有原料化合物がO(酸素)を有する場合、C含有原料化合物は、置換もしくは非置換の炭化水素基を有する有機官能基の金属塩であってもよい。C含有原料化合物は、前記置換もしくは非置換の炭化水素基以外に金属元素の結合に関与する官能基を有することが好ましい。
[1-1-2. When having O element]
When the C-containing raw material compound has O (oxygen), the C-containing raw material compound may be a metal salt of an organic functional group having a substituted or unsubstituted hydrocarbon group. The C-containing raw material compound preferably has a functional group involved in the bonding of metal elements in addition to the substituted or unsubstituted hydrocarbon group.
(金属元素の配位に関与する官能基について)
金属元素の配位に関与する官能基としては、特に制限はないが、金属元素と安定な結合を生じやすいことから、カルボニル基、水酸基等であることが好ましい。カルボニル基としては、カルボキシル基、アミド基等が挙げられ、中でも、金属元素と安定な化合物を形成しやすいことからカルボキシル基であることがより好ましい。
(Regarding functional groups involved in coordination of metal elements)
The functional group involved in the coordination of the metal element is not particularly limited, but is preferably a carbonyl group, a hydroxyl group, or the like because a stable bond is easily generated with the metal element. Examples of the carbonyl group include a carboxyl group and an amide group, and among them, a carboxyl group is more preferable because it can easily form a stable compound with a metal element.
(炭化水素基について)
炭化水素基についても特に制限はないが、置換もしくは非置換の直鎖炭化水素基、置換もしくは非置換の分枝鎖炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基等が挙げられる。これらの中でも、置換もしくは非置換の直鎖炭化水素基であることが好ましい。以下に具体例を挙げて説明する。
(About hydrocarbon groups)
The hydrocarbon group is not particularly limited, but is a substituted or unsubstituted linear hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted branched hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted hydrocarbon group. An alicyclic hydrocarbon group etc. are mentioned. Among these, a substituted or unsubstituted linear hydrocarbon group is preferable. A specific example will be described below.
C含有原料化合物に含まれる直鎖炭化水素基は、飽和脂肪酸基であっても、不飽和脂肪酸基であってもよい。 The linear hydrocarbon group contained in the C-containing raw material compound may be a saturated fatty acid group or an unsaturated fatty acid group.
直鎖炭化水素基が飽和脂肪酸基である場合、炭素数が1個であるメチル基から炭素数が31個であるラクセル基までの直鎖飽和脂肪酸基であることが好ましい。中でも、直鎖炭化水素基としては、炭素数が1個以上10個以下であることが好ましく、炭素数が1個以上5個以下であることが特に好ましい。炭素数が10個を超えると、焼成時に蛍光体が黒くなり、発光特性が低下する場合がある。従って、飽和脂肪酸基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基等が好ましい。そのようなC含有原料化合物としては、酢酸(CH3COOH)からラクセル酸(C31H63COO)までの飽和脂肪酸のカルボン酸塩等を使用することができ、より具体的には、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ヘキサン酸などの金属塩を使用することが好ましい。 When the straight-chain hydrocarbon group is a saturated fatty acid group, it is preferably a straight-chain saturated fatty acid group from a methyl group having 1 carbon atom to a lactel group having 31 carbon atoms. Among them, the linear hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 5 carbon atoms. When the number of carbon atoms exceeds 10, the phosphor becomes black at the time of firing, and the light emission characteristics may deteriorate. Accordingly, the saturated fatty acid group is preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, or the like. As such a C-containing raw material compound, a carboxylate of saturated fatty acid from acetic acid (CH 3 COOH) to lacteric acid (C 31 H 63 COO) can be used, and more specifically, acetic acid, It is preferable to use a metal salt such as propionic acid, butyric acid, valeric acid or hexanoic acid.
直鎖炭化水素基が不飽和脂肪酸基である場合、具体的には、ビニル基やアリル基をはじめとする2重結合を少なくとも一以上を含む不飽和脂肪酸基が挙げられる。これらの不飽和脂肪酸基を含むC含有原料化合物としての具体例としては、アクリル酸(CH2CHCOOH)やクロトン酸(CH3CHCHCOOH)等の金属塩が好ましい。 When the straight chain hydrocarbon group is an unsaturated fatty acid group, specific examples include unsaturated fatty acid groups containing at least one or more double bonds including a vinyl group and an allyl group. Specific examples of the C-containing raw material compound containing these unsaturated fatty acid groups are preferably metal salts such as acrylic acid (CH 2 CHCOOH) and crotonic acid (CH 3 CHCHCOOH).
C含有原料化合物に含まれる分枝炭化水素基の具体例としては、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基等が挙げられる。これらを含む化合物の具体例としては、イソ酪酸((CH3)2CHCOOH)、イソ吉草酸((CH3)2CHCH2COOH)、ピバル酸((CH3)3CCOOH)等の金属塩が好ましい。 Specific examples of the branched hydrocarbon group contained in the C-containing raw material compound include isopropyl group, isobutyl group, and tert-butyl group. Specific examples of compounds containing these include metal salts such as isobutyric acid ((CH 3 ) 2 CHCOOH), isovaleric acid ((CH 3 ) 2 CHCH 2 COOH), and pivalic acid ((CH 3 ) 3 CCOOH). preferable.
C含有原料化合物に含まれる芳香族炭化水素基としては、フェニル基及びその誘導体、ビフェニル等に代表されるような2個以上のベンゼン環が各々独立に離れて存在する化合物の誘導体、ナフタリン、アントラセン等に代表されるような縮合環式構造を持つ化合物及びそれらの誘導体などに由来する基が挙げられ、従って、芳香族炭化水素基を含むC含有原料化合物の具体例としては、安息香酸、フタル酸、サリチル酸等の金属塩が挙げられる。 The aromatic hydrocarbon group contained in the C-containing raw material compound includes a phenyl group and its derivative, a derivative of a compound in which two or more benzene rings such as represented by biphenyl and the like are independently separated, naphthalene, anthracene Groups derived from compounds having a condensed cyclic structure as typified by these and their derivatives, etc. Therefore, specific examples of the C-containing raw material compound containing an aromatic hydrocarbon group include benzoic acid, phthalate Examples thereof include metal salts such as acid and salicylic acid.
C含有原料化合物に含まれる脂環式炭化水素基としては、芳香族に属さない三員環、四員環等の小環状化合物から十数個又はそれ以上の炭素原子により環が構成されている環状化合物及びそれらの誘導体に由来する基が挙げられる。さらに、酸素と直接結合している炭素に隣接する炭素原子以外の位置に窒素原子を含む複素環式化合物に由来する基も含むものとする。従って、脂環式炭化水素基を含むC含有原料化合物の具体例としては、シクロヘキサンカルボン酸等の金属塩が挙げられる。 As the alicyclic hydrocarbon group contained in the C-containing raw material compound, a ring is constituted by a dozen or more carbon atoms from a small ring compound such as a three-membered ring or a four-membered ring that does not belong to an aromatic group. Examples include groups derived from cyclic compounds and derivatives thereof. Furthermore, a group derived from a heterocyclic compound containing a nitrogen atom at a position other than the carbon atom adjacent to the carbon directly bonded to oxygen is also included. Accordingly, specific examples of the C-containing raw material compound containing an alicyclic hydrocarbon group include metal salts such as cyclohexanecarboxylic acid.
(C含有原料化合物の好ましい例)
C含有原料化合物としては、各種の金属カルボン酸塩を使用することが好ましい。なぜなら、金属元素と安定な化合物を形成しやすいからである。
(Preferred example of C-containing raw material compound)
As the C-containing raw material compound, various metal carboxylates are preferably used. This is because it is easy to form a stable compound with a metal element.
金属カルボン酸塩の具体例としては、酢酸塩やプロピオン酸塩等の一つのカルボキシル基を有する化合物が挙げられる。また、コハク酸(HOOC−(CH2)2−COOH)等の一つの分子にカルボキシル基が複数含まれるカルボン酸の金属塩や、クエン酸(HO−C−(COO)3)等のカルボキシル基と水酸基とを両方含むような化合物の金属塩も、前記C含有原料化合物として好適に使用することができる。 Specific examples of the metal carboxylate include compounds having one carboxyl group such as acetate and propionate. Further, a metal salt of a carboxylic acid in which a plurality of carboxyl groups are contained in one molecule such as succinic acid (HOOC— (CH 2 ) 2 —COOH), or a carboxyl group such as citric acid (HO—C— (COO) 3 ) A metal salt of a compound containing both a hydroxyl group and a hydroxyl group can also be suitably used as the C-containing raw material compound.
上記の中でも、前記化合物としては、カルボキシル基を有すると共に、周期表第2族元素又は第3族元素を有する化合物(即ち、周期表第2族元素又は第3族元素のカルボン酸塩)であることが特に好ましく、具体的には、酢酸ストロンチウム、酢酸カルシウム、コハク酸ストロンチウム、コハク酸カルシウム等が挙げられる。
Among the above, the compound is a compound having a carboxyl group and a
一方、ギ酸のように、酸素が直接結合していない炭素を持たないカルボン酸の金属塩を用いると、還元作用が弱く、蛍光体の発光特性が低下する傾向にある。 On the other hand, when a metal salt of a carboxylic acid having no carbon to which oxygen is not directly bonded, such as formic acid, is used, the reducing action is weak and the emission characteristics of the phosphor tend to be lowered.
(作用メカニズム)
上述のようなC含有原料化合物は、O元素を含有しているものの、O元素が直接結合していないC元素を1個以上有し、そのC元素の部分が還元剤として作用し、窒素雰囲気中で加熱すると蛍光体原料の還元と窒化を行うことができる。特に、前記炭化水素基(メチル基、エチル基等)を有する化合物(酢酸塩、プロピオン酸塩)は、前記炭化水素基に含まれるC元素とH(水素)元素とが強い還元作用を示すため、蛍光体原料の還元及び窒化を十分に行うことができ、好ましい。
(Action mechanism)
The C-containing raw material compound as described above contains one or more C elements to which the O element is not directly bonded although it contains the O element, and the portion of the C element acts as a reducing agent, and the nitrogen atmosphere When heated in the medium, the phosphor material can be reduced and nitrided. In particular, the compound (acetate salt, propionate salt) having the hydrocarbon group (methyl group, ethyl group, etc.) exhibits a strong reducing action of the C element and H (hydrogen) element contained in the hydrocarbon group. The phosphor raw material can be sufficiently reduced and nitrided, which is preferable.
しかしながら、カルボキシル基、水酸基等の前記官能基のみを含む化合物(例えば、ギ酸塩やシュウ酸塩が挙げられる。)は、加熱すると分解し、一酸化炭素又は二酸化炭素となるため、還元作用が弱く、好ましくない。 However, compounds containing only the above functional groups such as a carboxyl group and a hydroxyl group (for example, formate and oxalate) are decomposed when heated to become carbon monoxide or carbon dioxide, so that the reducing action is weak. It is not preferable.
[1−2.製造方法]
<原料>
本発明の蛍光体の製造に当たり、前記[1−1.原料化合物]に記載のC含有原料化合物以外に、他の原料化合物を用いる場合、併用する化合物については、目的とする蛍光体の製造が可能であれば特に制限はないが、例えば、以下の化合物を原料として併用することができる。
[1-2. Production method]
<Raw material>
In the production of the phosphor of the present invention, the above [1-1. In the case of using other raw material compounds in addition to the C-containing raw material compound described in [Raw material compound], the compound used in combination is not particularly limited as long as the target phosphor can be produced. For example, the following compounds Can be used together as a raw material.
Al源の具体例としては、金属Al、AlN等が挙げられる。Si源の具体例としては、金属シリコン、α型又はβ型のSi3N4、シリコンジイミド(Si(NH)2)等が挙げられ、中でも入手が容易なα型Si3N4を用いることが好ましい。 Specific examples of the Al source include metal Al and AlN. Specific examples of the Si source include metal silicon, α-type or β-type Si 3 N 4 , silicon diimide (Si (NH) 2 ), etc., among which α-type Si 3 N 4 which is easily available is used. Is preferred.
また、付活元素を含有する原料としては、Ce、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、及びYbからなる群より選ばれる1種以上の元素を有する金属単体又はそれらの化合物が使用可能であり、より具体的には、酸化物、窒化物、ハロゲン化物等が使用できる。 Moreover, as a raw material containing an activation element, Ce, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, and Yb are used. A single metal having one or more selected elements or a compound thereof can be used, and more specifically, an oxide, a nitride, a halide, or the like can be used.
上記の例示の中でも、不純物である酸素の含有量の低い蛍光体を製造したい場合は、金属単体又は窒化物を使用することが好ましい。特に、目的とする蛍光体を構成する元素を含む化合物であって、空気中で安定な窒化物が存在する場合は窒化物を使用することが好ましい。具体例を挙げると、Si源としてはSi3N4等を使用することが好ましく、Al源としてはAlNを使用することが好ましい。しかしながら、入手が容易である酸化物を使用することもできる。 Among the above examples, when it is desired to manufacture a phosphor with a low content of oxygen as an impurity, it is preferable to use a single metal or a nitride. In particular, when a compound containing an element constituting the target phosphor and a nitride that is stable in the air exists, it is preferable to use the nitride. Specifically, Si 3 N 4 or the like is preferably used as the Si source, and AlN is preferably used as the Al source. However, oxides that are readily available can also be used.
以下、原料についてさらに具体的に例示する。
母体結晶がCaAlSiN3で表される窒化物蛍光体を製造する場合は、例えば、以下の化合物を原料として使用することができる。
Ca源としては、CaCN2を用いることができ、Ca源の一部としてCaCO3、CaO等を使用してもよい。CaCO3、CaO等の使用割合としては、通常必要とするCaモル量の0モル%〜50モル%である。
Al源としては、AlNを用いることができる。
Si源としてSi3N4を用いることができる。
Hereinafter, the raw materials will be illustrated more specifically.
In the case of producing a nitride phosphor whose host crystal is represented by CaAlSiN 3 , for example, the following compounds can be used as raw materials.
As the Ca source, CaCN 2 can be used, and CaCO 3 , CaO, or the like may be used as a part of the Ca source. The use ratio of CaCO 3 , CaO, etc. is 0 mol% to 50 mol% of the Ca mole amount usually required.
AlN can be used as the Al source.
Si 3 N 4 can be used as the Si source.
また、母体結晶がSr2Si5N8で表される窒化物蛍光体を製造する場合は、例えば以下の化合物を原料として使用することができる。
Sr源としては、Sr(CH3COO)2・0.5H2Oを用いることができ、Sr源の一部としてSrCO3等を使用してもよい。SrCO3等の使用割合としては、通常必要とするSrモル量の0モル%〜50モル%である。
Si源としては、Si3N4を用いることができる。
Moreover, when manufacturing the nitride fluorescent substance whose base crystal is represented by Sr 2 Si 5 N 8 , for example, the following compounds can be used as raw materials.
As the Sr source, Sr (CH 3 COO) 2 .0.5H 2 O can be used, and SrCO 3 or the like may be used as a part of the Sr source. The use ratio of SrCO 3 or the like is 0 mol% to 50 mol% of the normally required Sr mol amount.
Si 3 N 4 can be used as the Si source.
これらの原料化合物の重量メジアン径(D50)は、前述のC含有原料化合物におけると同じ理由で、通常100μm以下、好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下であり、また、通常0.1μm以上、好ましくは1μm以上である。 The weight median diameter (D 50 ) of these raw material compounds is usually 100 μm or less, preferably 50 μm or less, more preferably 30 μm or less, and usually 0.1 μm or more for the same reason as in the aforementioned C-containing raw material compound. The thickness is preferably 1 μm or more.
<混合工程>
各原料を混合する手法は特に制限されないが、例としては、下記の(A)及び(B)の手法が挙げられる。
<Mixing process>
Although the method in particular of mixing each raw material is not restrict | limited, The method of the following (A) and (B) is mentioned as an example.
(A)ハンマーミル、ロールミル、ボールミル、ジェットミル等の乾式粉砕機、又は、乳鉢と乳棒等を用いる粉砕と、リボンブレンダー、V型ブレンダー、ヘンシェルミキサー等の混合機、又は、乳鉢と乳棒を用いる混合とを組み合わせ、各原料を粉砕混合する乾式混合法。 (A) Dry pulverizer such as hammer mill, roll mill, ball mill, jet mill, etc., or pulverization using mortar and pestle, etc., and mixer such as ribbon blender, V-type blender, Henschel mixer, etc., or mortar and pestle are used. A dry mixing method that combines mixing and crushing and mixing each raw material.
(B)各原料に水等の溶媒又は分散媒を加え、粉砕機、乳鉢と乳棒、又は蒸発皿と撹拌棒等を用いて混合し、溶液又はスラリーの状態とした上で、噴霧乾燥、加熱乾燥、又は自然乾燥等により乾燥させる湿式混合法。 (B) Add a solvent or dispersion medium such as water to each raw material, mix using a pulverizer, mortar and pestle, or evaporating dish and stirrer, etc. to make a solution or slurry, and then spray dry and heat Wet mixing method that is dried by drying or natural drying.
<焼成工程>
本発明の蛍光体は前記混合工程で得られた原料混合物を各原料と反応性の低い材料からなるルツボやトレイ等の耐熱容器中に入れ、焼成することにより製造することができる。焼成工程においては、固相反応を促進すべく各イオンの相互拡散のための充分な温度及び時間が必要ある。
<Baking process>
The phosphor of the present invention can be produced by placing the raw material mixture obtained in the mixing step in a heat-resistant container such as a crucible or a tray made of a material having low reactivity with each raw material and baking it. In the firing step, sufficient temperature and time for mutual diffusion of each ion are required to promote the solid phase reaction.
耐熱容器としては、原料混合物と耐熱容器との反応性が低く、不純物の混入が少ない材質であることが好ましい。耐熱容器の材質の具体例としては、モリブデン、タングステン等の金属、BN等の窒化物、SiC、B4C等の炭化物、ZrB2等のホウ化物等が挙げられる。中でも、ZrB2、モリブデン、BNであることが好ましい。ZrB2は、導電性があり、変形しにくいセラミックスであるため、高周波加熱法により加熱する場合には特に好ましい。また、モリブデンは、原料混合物との反応性が低いので特に好ましく、BNも、絶縁性で、かつ、熱伝導性が良いことから好ましい。 The heat-resistant container is preferably made of a material that has low reactivity between the raw material mixture and the heat-resistant container and is less contaminated with impurities. Specific examples of the material of the heat-resistant container include metals such as molybdenum and tungsten, nitrides such as BN, carbides such as SiC and B 4 C, and borides such as ZrB 2 . Among these, ZrB 2 , molybdenum, and BN are preferable. ZrB 2 is a ceramic that is electrically conductive and difficult to deform, and is particularly preferable when heated by a high-frequency heating method. Molybdenum is particularly preferable because it has low reactivity with the raw material mixture, and BN is also preferable because it is insulating and has good thermal conductivity.
焼成温度(最高到達温度)は、通常1000℃以上、好ましくは、1200℃以上、より好ましくは1450℃以上、また、通常2500℃以下、好ましくは2000℃以下、より好ましくは1800℃の温度範囲である。加熱温度が1200℃より低いと原料混合物間の固相反応が不十分となる場合があり、また、還元窒化反応も生じにくいため、目的の蛍光体が合成できないことがある。また、加熱温度が2500℃より高いと高価な加熱炉が必要となり、また、焼成エネルギーの消費量が大きくなる傾向にある。 The firing temperature (maximum temperature reached) is usually 1000 ° C or higher, preferably 1200 ° C or higher, more preferably 1450 ° C or higher, and usually 2500 ° C or lower, preferably 2000 ° C or lower, more preferably 1800 ° C. is there. When the heating temperature is lower than 1200 ° C., the solid phase reaction between the raw material mixture may be insufficient, and the reduction nitridation reaction does not easily occur, so that the target phosphor may not be synthesized. Moreover, when the heating temperature is higher than 2500 ° C., an expensive heating furnace is required, and the consumption of firing energy tends to increase.
焼成時の圧力は、通常、大気圧、もしくは加圧下であり、日本の法規制上、10気圧以下であることが好ましい。当然ながら、加圧下で加熱することも可能であり、その場合は、通常2000気圧以下とする。 The pressure during firing is usually atmospheric pressure or under pressure, and is preferably 10 atm or less in accordance with Japanese legal regulations. Of course, it is also possible to heat under pressure, and in that case, the pressure is usually 2000 atm or less.
焼成時間は、焼成時の温度や圧力等によっても異なるが、通常10分以上、好ましくは1時間以上、また、通常24時間以下、好ましくは10時間以下の範囲である。 The firing time varies depending on the temperature and pressure during firing, but is usually 10 minutes or longer, preferably 1 hour or longer, and usually 24 hours or shorter, preferably 10 hours or shorter.
焼成時の雰囲気としては、窒素、又は、NH3等の窒素原子を含む窒化性の気体の単独雰囲気、あるいは、前記の窒化性の気体に、アルゴン、水素、一酸化炭素などの不活性なガス又は還元性のガスを1種又は2種以上加えた混合雰囲気が好ましい。中でも、窒素ガス雰囲気は取り扱いが容易であるという点で好ましい。また、水素と窒素との混合雰囲気は、還元性が高いという点で好ましく、逆に、穏やかに窒化を行わせる必要が有れば、アルゴンと窒素との混合雰囲気を用いるとよい。 As an atmosphere at the time of firing, nitrogen or a single atmosphere of a nitriding gas containing nitrogen atoms such as NH 3 , or an inert gas such as argon, hydrogen, carbon monoxide in the nitriding gas Or the mixed atmosphere which added 1 type, or 2 or more types of reducing gas is preferable. Among these, a nitrogen gas atmosphere is preferable in terms of easy handling. Further, a mixed atmosphere of hydrogen and nitrogen is preferable in terms of high reducibility, and conversely, if it is necessary to perform nitridation gently, a mixed atmosphere of argon and nitrogen may be used.
また、一旦、窒化性雰囲気下で加熱した後に、不活性雰囲気下又は還元雰囲気下で再度焼成してもよい。これにより、付活元素を蛍光体の母体結晶中においてより安定化させることができる。この場合の不活性雰囲気の具体例としては、窒素又はアルゴン、及びこれらの混合雰囲気が好ましく、還元性雰囲気の具体例としては、窒素又はアルゴン、及びこれらの混合雰囲気に、還元性の水素、一酸化炭素を混合した雰囲気が好ましい。還元性のガス単独の雰囲気も使用可能である。 Alternatively, after heating in a nitriding atmosphere, baking may be performed again in an inert atmosphere or a reducing atmosphere. Thereby, the activation element can be further stabilized in the host crystal of the phosphor. As a specific example of the inert atmosphere in this case, nitrogen or argon and a mixed atmosphere thereof are preferable. As a specific example of the reducing atmosphere, nitrogen or argon and a mixed atmosphere thereof include reducing hydrogen, one An atmosphere in which carbon oxide is mixed is preferable. An atmosphere of reducing gas alone can also be used.
また、還元雰囲気下で焼成を複数回行うことも輝度等の発光特性の向上に有効である。また、再加熱の前にルツボから内容物を取り出し、解砕した後、再度ルツボに充填して加熱すると、均一な製品が得られる傾向にあり、好ましい。 In addition, performing firing a plurality of times in a reducing atmosphere is also effective in improving light emission characteristics such as luminance. In addition, it is preferable to take out the contents from the crucible before reheating, crush it, and then fill the crucible again and heat it to obtain a uniform product.
また、後述する、結晶成長を促進させるフラックス成分は、はじめから、原料中に混合してもよいし、2回目以降の加熱の前に添加してもよい。 Moreover, the flux component that promotes crystal growth, which will be described later, may be mixed into the raw material from the beginning, or may be added before the second and subsequent heating.
<フラックス>
上記の焼成工程においては、良好な結晶を成長させる観点から、反応系にフラックスを共存させることが好ましい。フラックスの種類は特に制限されないが、例としてはNH4Cl、LiCl、NaCl、KCl、RbCl、CsCl、MgCl2、CaCl2、BaCl2、SrCl2等の塩化物、LiF、NaF、KF、RbF、CsF、MgF2、CaF2、BaF2、SrF2、AlF3等のフッ化物、LiBr、NaBr、KBr、RbBr、CsBr、MgBr、CaBr2、BaBr2、SrBr2、AlBr3等の臭化物などが挙げられる。中でも、塩化物及び/又はフッ化物を用いることが好ましく、塩化物を用いることがより好ましい。また、目的とする蛍光体の母体を構成する元素のハロゲン化物を用いることが好ましい。フラックスの使用量は、原料の種類やフラックスの材料等によっても異なるが、通常、原料の総重量に対して0.01重量%以上、さらには0.1重量%以上、また、通常20重量%以下、さらには10重量%以下の範囲が好ましい。フラックスの使用量が少な過ぎると、フラックスの効果が現れず、フラックスの使用量が多過ぎると、フラックス効果が飽和したり、母体結晶に取り込まれて発光色を変化させたり、輝度低下を引き起こす場合がある。これらのフラックスは1種を単独で使用してもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
<Flux>
In the firing step, it is preferable that a flux coexists in the reaction system from the viewpoint of growing good crystals. The type of flux is not particularly limited, but examples include NH 4 Cl, LiCl, NaCl, KCl, RbCl, CsCl, MgCl 2 , CaCl 2 , BaCl 2 , SrCl 2 , chlorides, LiF, NaF, KF, RbF, CsF, MgF 2, CaF 2,
<後処理>
上述の焼成工程後、必要に応じて粉砕、洗浄、乾燥、分級等の処理を行なう。
洗浄時に酸やアルカリを使用して蛍光体を洗浄すると、蛍光体表面に付着するフラックス等蛍光体母体結晶以外の不純物相を除去できて発光特性を改善できるので好ましい。
<Post-processing>
After the above-described firing step, treatments such as pulverization, washing, drying, and classification are performed as necessary.
It is preferable to wash the phosphor using acid or alkali at the time of washing, because an impurity phase other than the phosphor host crystal such as flux adhering to the phosphor surface can be removed and the light emission characteristics can be improved.
また、さらに表面処理に供しても良い。例えばシリカ、アルミナ、リン酸カルシウム等の微粒子を表面に付着させることにより、粉体特性(凝集状態、溶液中での分散性や沈降挙動等)を改善することができる。加熱処理後の後処理については、公知の蛍光体、例えば、ブラウン管、プラズマディスプレイパネル、蛍光ランプ、蛍光表示管、X線増感紙等に用いられる蛍光体に関して一般的に知られている技術を利用することができ、目的、用途等に応じて適宜選択することができる。 Further, it may be subjected to surface treatment. For example, by attaching fine particles such as silica, alumina, calcium phosphate or the like to the surface, powder characteristics (aggregation state, dispersibility in solution, sedimentation behavior, etc.) can be improved. For the post-treatment after the heat treatment, a generally known technique is used for known phosphors, for example, phosphors used in cathode ray tubes, plasma display panels, fluorescent lamps, fluorescent display tubes, X-ray intensifying screens, and the like. It can be used and can be appropriately selected according to the purpose, application, and the like.
前述の方法により、得られる蛍光体は、後述するように、炭素含有量が低く、発光特性が高い。 As described later, the phosphor obtained by the above-described method has a low carbon content and a high light emission characteristic.
[2.蛍光体]
[2−1.蛍光体の特性等]
本発明の蛍光体の製造方法によると、母体が窒化物又は酸窒化物である蛍光体(以下、「本発明の蛍光体」と称す。)を製造することができ、特に、本発明は、母体が窒化物である蛍光体の製造に好適である。
なお、母体が酸窒化物である蛍光体については、前記焼成工程において原料中のO元素をN元素に置換する必要がある場合に好適に用いることができる。
[2. Phosphor]
[2-1. Characteristics of phosphor etc.]
According to the method for producing a phosphor of the present invention, a phosphor whose matrix is a nitride or oxynitride (hereinafter referred to as “the phosphor of the present invention”) can be produced. It is suitable for the production of a phosphor whose matrix is a nitride.
Note that a phosphor whose base material is an oxynitride can be suitably used when it is necessary to replace the O element in the raw material with the N element in the firing step.
本明細書において、蛍光体の母体とは、付活元素を固溶し得る結晶又はガラス(非晶質、アモルファス)を意味し、また、付活元素を含有せずに、結晶又はガラス(非晶質、アモルファス)それ自体が発光するものも含む。 In the present specification, the matrix of the phosphor means a crystal or glass (amorphous or amorphous) that can dissolve the activator element, and without containing the activator crystal or glass (non-crystal). Including those that emit light themselves (crystalline, amorphous).
また、前記窒化物とは、窒素とこれよりも陽性の元素の化合物であり、結晶構造が酸素を含有しないものと実質的に同じ構造を維持できる程度ならば、酸素を不純物として含んでいてもよい。具体的には酸素含有量が5重量%以下のものを指す。 The nitride is a compound of nitrogen and an element more positive than this, and may contain oxygen as an impurity as long as the crystal structure can maintain substantially the same structure as that containing no oxygen. Good. Specifically, the oxygen content is 5% by weight or less.
また、前記酸窒化物とは、酸素が構成元素として結晶構造中に存在する窒化物を指し、具体的には一般式Cap(Si,Al)12(O,N)16:Euqで表されるCa−α−SiAlON、一般式(Si,Al)6(O,N)8:Eurで表されるβ−SiAlON等が挙げられる。 Further, with the oxynitride refers to nitride oxygen is present in the crystal structure as a constituent element, in particular the general formula Ca p (Si, Al) 12 (O, N) 16: Table with Eu q is the Ca-α-SiAlON, the general formula (Si, Al) 6 (O , N) 8: β-SiAlON and the like represented by the Eu r and the like.
本発明の蛍光体は次の特徴を有する。 The phosphor of the present invention has the following characteristics.
(炭素含有量)
本発明の蛍光体は、炭素含有量が通常0.5重量%以下、好ましくは0.3重量%以下、特に好ましくは0.2重量%以下である。
炭素含有量が前記範囲より多い場合には、蛍光体粉末が黒っぽく着色しやすくなる傾向にあり、励起光や蛍光体による発光を吸収し、発光効率が低下する場合がある。また、結晶に取り込まれる炭素は、格子欠陥の原因となる可能性がある。
蛍光体の炭素含有量は、例えば、炭素硫黄分析装置EMIA−520(堀場製作所製)を用いて測定することができる。
(Carbon content)
The phosphor of the present invention has a carbon content of usually 0.5% by weight or less, preferably 0.3% by weight or less, particularly preferably 0.2% by weight or less.
When the carbon content is more than the above range, the phosphor powder tends to be dark and easily colored, and the light emitted from the excitation light or the phosphor may be absorbed, resulting in a decrease in luminous efficiency. In addition, carbon incorporated into the crystal may cause lattice defects.
The carbon content of the phosphor can be measured using, for example, a carbon sulfur analyzer EMIA-520 (manufactured by Horiba, Ltd.).
(酸素含有量)
本発明の母体が窒化物である蛍光体は、酸素含有量が通常5重量%以下、好ましくは3.5重量%以下、さらに好ましくは0.5重量%以下である。本発明の蛍光体が窒化物を母体とする蛍光体であって酸素含有量が前記範囲より多い場合には、発光強度が低下したり、発光スペクトルがシフトしたりする場合がある。
酸素含有量は、例えば、酸素窒素分析装置TC430(LECO社製)や固体中酸素/窒素分析装置EMGA550/EF610型(堀場製作所製)を用いて測定することができる。
また、本発明の蛍光体は、窒化物を母体とし、炭素含有量及び酸素含有量が共に0.5重量%以下であると、発光強度が高くなる傾向にあり、最も好ましい。
(Oxygen content)
The phosphor in which the base material of the present invention is a nitride usually has an oxygen content of 5% by weight or less, preferably 3.5% by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less. When the phosphor of the present invention is a phosphor based on nitride and the oxygen content is higher than the above range, the emission intensity may be lowered or the emission spectrum may be shifted.
The oxygen content can be measured using, for example, an oxygen / nitrogen analyzer TC430 (manufactured by LECO) or a solid oxygen / nitrogen analyzer EMGA550 / EF610 (manufactured by Horiba).
In addition, the phosphor of the present invention is most preferable when the nitride is used as a base and the carbon content and the oxygen content are both 0.5% by weight or less because the emission intensity tends to increase.
なお、酸素含有量及び炭素含有量は、原料化合物だけではなく、焼成温度、時間、雰囲気(雰囲気中の酸素濃度等)等の焼成条件にも依存すると考えられる。従って、C含有原料化合物を蛍光体原料として用いることに加えて、適切な焼成条件で焼成する必要がある。例えば、焼成雰囲気中の酸素濃度を下げると、蛍光体の炭素含有量が増加する場合がある。蛍光体の炭素含有量及び酸素含有量が共に少量となるような焼成条件を選択することが好ましい。
本発明の蛍光体の組成、発光色、励起光については、特に制限されず、組成等を調整することにより所望の蛍光体を得ることができる。
The oxygen content and the carbon content are considered to depend not only on the raw material compound but also on the firing conditions such as the firing temperature, time, and atmosphere (oxygen concentration in the atmosphere, etc.). Therefore, in addition to using the C-containing raw material compound as a phosphor raw material, it is necessary to fire under appropriate firing conditions. For example, when the oxygen concentration in the firing atmosphere is lowered, the carbon content of the phosphor may increase. It is preferable to select firing conditions such that both the carbon content and the oxygen content of the phosphor are small.
The composition, emission color, and excitation light of the phosphor of the present invention are not particularly limited, and a desired phosphor can be obtained by adjusting the composition and the like.
(組成)
本発明の蛍光体は、Si元素を含んでいてもよい。Siの窒化物は安定であり、その性質を引き継いだシリコン含有窒化物は蛍光体の母体結晶として好ましい。
また、本発明の蛍光体は、さらに周期表第2族元素のうち少なくとも1種を含んでいてもよい。付活元素として好ましいEu2+やCe3+などの希土類元素と置換(あるいは固溶)しやすくなるからである。
(composition)
The phosphor of the present invention may contain Si element. Si nitrides are stable, and silicon-containing nitrides that inherit their properties are preferred as the host crystal of the phosphor.
Moreover, the phosphor of the present invention may further contain at least one of the
(蛍光体の例示)
本発明の蛍光体の母体となる窒化物結晶には特に制限は無いが、好ましい例として、次の結晶が挙げられる。
CaAlSiN3、(Mg,Ca,Sr,Ba)AlSiN3、
Sr2Si5N8、(Mg,Ca,Sr,Ba) 2 Si5N8、
(Mg,Ca,Sr,Ba)SiN2、
BaYSi4N7、(Ca,Sr,Ba)(La,Gd,Y,Lu,Sc)Si4N7、
(La,Gd,Y)Si3N5、
(La,Gd,Y)3Si6N11、
(La,Gd,Y,Lu,Sc)2Si4N6C、
(La,Gd,Y,Lu,Sc)Al(Si6-zAlz)N10-zOz(但し、0<z<3)、
(Ca,Sr,Ba)Si7N10
(Example of phosphor)
Although there is no restriction | limiting in particular in the nitride crystal | crystallization used as the base material of the fluorescent substance of this invention, The following crystal is mentioned as a preferable example.
CaAlSiN 3 , (Mg, Ca, Sr, Ba) Al SiN 3 ,
Sr 2 Si 5 N 8 , (Mg, Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 N 8 ,
(Mg, Ca, Sr, Ba) SiN 2 ,
BaYSi 4 N 7 , (Ca, Sr, Ba) (La, Gd, Y, Lu, Sc) Si 4 N 7 ,
(La, Gd, Y) Si 3 N 5 ,
(La, Gd, Y) 3 Si 6 N 11 ,
(La, Gd, Y, Lu, Sc) 2 Si 4 N 6 C,
(La, Gd, Y, Lu , Sc) Al (Si 6-z Al z) N 10-z O z ( where, 0 <z <3),
(Ca, Sr, Ba) Si 7 N 10
上記の中で、Siの一部をAl、Gaで置き換え、窒素の一部を酸素で置き換えたような結晶も好ましい例である。 Among the above, a crystal in which a part of Si is replaced with Al and Ga and a part of nitrogen is replaced with oxygen is also a preferable example.
[2−2.蛍光体の用途]
本発明の蛍光体は、蛍光体を使用する任意の用途に用いることができるが、特に、青色光又は近紫外光で励起可能であるという特性を生かして、各種の発光装置(後述する「本発明の発光装置」)に好適に用いることができる。組み合わせる蛍光体の種類や使用割合を調整することで、様々な発光色の発光装置を製造することができる。
[2-2. Use of phosphor]
The phosphor of the present invention can be used for any application that uses the phosphor. In particular, taking advantage of the fact that it can be excited by blue light or near-ultraviolet light, various light emitting devices (see “ The light-emitting device of the invention ") can be suitably used. By adjusting the types and usage ratios of the phosphors to be combined, light emitting devices having various emission colors can be manufactured.
例えば、本発明の蛍光体が赤色蛍光体である場合、青色光を発する励起光源と緑色蛍光体(緑色の蛍光を発する蛍光体)を組み合わせれば、白色発光装置を製造することができる。この場合の発光色は、本発明の蛍光体や緑色蛍光体の発光ピーク波長を調整することにより、好みの発光色にすることができる。例えば、赤色の演色性に極めて優れた発光装置や電球色(暖かみのある白色)に発光する発光装置を実現することができる。また、本発明の蛍光体の発光色や組み合わせる蛍光体の発光色によっては、いわゆる擬似白色(例えば、青色LEDと黄色蛍光体を組み合わせた発光装置の発光色)の発光スペクトルと類似した発光スペクトルを得ることもできる。また、近紫外光を発する励起光源に、赤色蛍光体(例えば、本発明の蛍光体が赤色発光であるとする。)と、青色蛍光体(青色の蛍光を発する蛍光体)及び緑色蛍光体を組み合わせても、白色発光装置を製造することができる。 For example, when the phosphor of the present invention is a red phosphor, a white light emitting device can be manufactured by combining an excitation light source that emits blue light and a green phosphor (phosphor that emits green fluorescence). In this case, the emission color can be changed to a desired emission color by adjusting the emission peak wavelength of the phosphor of the present invention or the green phosphor. For example, it is possible to realize a light emitting device that is extremely excellent in red color rendering and a light emitting device that emits light of a light bulb color (warm white). Further, depending on the emission color of the phosphor of the present invention and the emission color of the phosphor to be combined, an emission spectrum similar to the emission spectrum of so-called pseudo white (for example, the emission color of a light emitting device combining a blue LED and a yellow phosphor) may be obtained. It can also be obtained. In addition, a red phosphor (for example, the phosphor of the present invention emits red light), a blue phosphor (a phosphor that emits blue fluorescence), and a green phosphor are used as an excitation light source that emits near-ultraviolet light. Even when combined, a white light emitting device can be manufactured.
発光装置の発光色としては白色に制限されず、必要に応じて、黄色蛍光体(黄色の蛍光を発する蛍光体)、青色蛍光体、緑色蛍光体、橙色ないし赤色蛍光体等を組み合わせて、蛍光体の種類や使用割合を調整することにより、任意の色に発光する発光装置を製造することができる。こうして得られた発光装置を、画像表示装置の発光部(特に液晶用バックライトなど)や照明装置として使用することができる。 The emission color of the light-emitting device is not limited to white, and if necessary, a yellow phosphor (phosphor that emits yellow fluorescence), a blue phosphor, a green phosphor, an orange to red phosphor, or the like can be combined for fluorescence. A light-emitting device that emits light in an arbitrary color can be manufactured by adjusting the type and use ratio of the body. The light-emitting device thus obtained can be used as a light-emitting portion (particularly a liquid crystal backlight) or an illumination device of an image display device.
[3.蛍光体含有組成物]
本発明の蛍光体含有組成物は、本発明の蛍光体と液状媒体とを含有するものである。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、これを液状媒体中に分散させた形態で用いることが好ましい。
[3. Phosphor-containing composition]
The phosphor-containing composition of the present invention contains the phosphor of the present invention and a liquid medium. When the phosphor of the present invention is used for a light emitting device or the like, it is preferably used in a form dispersed in a liquid medium.
本発明の蛍光体含有組成物に使用可能な液状媒体としては、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。液状媒体の例としては、硬化前の熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂が挙げられ、例えば、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、エポキシ樹脂等が挙げられる。また、無機系材料、例えば、セラミック前駆体ポリマー若しくは金属アルコキシドを含有する溶液をゾル−ゲル法により加水分解重合して成る溶液を用いることができる。これらの液状媒体は1種を単独で使用してもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。なお、上記の液状媒体に有機溶媒を含有させることもできる。
特に、液状媒体としては、後述の封止材料としての各種材料が好適に用いられる。
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, and that 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 a thermosetting resin and a photocurable resin before curing, and examples thereof include an addition reaction type silicone resin, a condensation reaction type silicone resin, a modified silicone resin, and an epoxy resin. In addition, a solution obtained by hydrolytic polymerization of a solution containing an inorganic material, for example, a ceramic precursor polymer or a metal alkoxide by a sol-gel method can be used. These liquid media may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. In addition, an organic solvent can be contained in the liquid medium.
In particular, as the liquid medium, various materials as sealing materials described later are preferably used.
液状媒体の使用量は、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状媒体の重量比で、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。液状媒体が少な過ぎると蛍光体からの発光が強くなり過ぎて輝度が低下する可能性があり、多過ぎると蛍光体からの発光が弱くなり過ぎて輝度が低下する可能性がある。 The amount of the liquid medium used may be appropriately adjusted according to the application, etc., but in general, 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. If the amount of the liquid medium is too small, light emission from the phosphor becomes too strong and the luminance may be lowered. If too much, the light emission from the phosphor becomes too weak and the luminance may be lowered.
また、本発明の蛍光体含有組成物は、本発明の蛍光体及び液状媒体に加え、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。
なお、これらその他の成分は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
In addition to the phosphor of the present invention and the liquid medium, 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.
In addition, these other components may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.
[4.発光装置]
本発明の発光装置は、第1の発光体と、該第1の発光体からの光の照射によって可視光を発する第2の発光体とを備え、該第2の発光体が、上述の本発明の蛍光体の少なくとも1種以上を、第1の蛍光体として含有することを特徴とする。
[4. Light emitting device]
The light-emitting device of the present invention includes a first light-emitting body and a second light-emitting body that emits visible light when irradiated with light from the first light-emitting body, and the second light-emitting body is the above-described book. It contains at least one of the phosphors of the invention as a first phosphor.
[4−1.第1の発光体]
本発明の発光装置における第1の発光体は、後述する第2の発光体を励起する光を発光するものである。第1の発光体の発光波長は、後述する第2の発光体の吸収波長と重複するものであれば、特に制限されず、幅広い発光波長領域の発光体を使用することができる。通常は、近紫外領域から青色領域までの発光波長を有する発光体が使用され、具体的数値としては、通常300nm以上、好ましくは330nm以上、また、通常500nm以下、好ましくは480nm以下の発光波長を有する発光体が使用される。この第1の発光体としては、一般的には半導体発光素子が用いられ、具体的には発光ダイオード(light emitting diode。以下適宜「LED」と略称する。)や半導体レーザーダイオード(semiconductor laser diode。以下適宜「LD」と略称する。)等が使用できる。その他、第1の発光体として使用できる発光体としては、有機エレクトロルミネッセンス発光素子、無機エレクトロルミネッセンス発光素子等が挙げられる。但し、第1の発光体として使用できるものは本明細書に例示されるものに限られない。
[4-1. First luminous body]
The 1st light-emitting body in the light-emitting device of this invention light-emits the light which excites the 2nd light-emitting body mentioned later. The light emission wavelength of the first light emitter is not particularly limited as long as it overlaps with the absorption wavelength of the second light emitter described later, and a light emitter having a wide light emission wavelength region can be used. Usually, an illuminant having an emission wavelength from the near-ultraviolet region to the blue region is used, and specific values are usually 300 nm or more, preferably 330 nm or more, and usually 500 nm or less, preferably 480 nm or less. A luminescent material is used. As the first light emitter, a semiconductor light emitting element is generally used. Specifically, a light emitting diode (hereinafter abbreviated as “LED” as appropriate) and a semiconductor laser diode (semiconductor laser diode). Hereinafter, abbreviated as “LD” as appropriate) can be used. In addition, as a light-emitting body that can be used as the first light-emitting body, an organic electroluminescence light-emitting element, an inorganic electroluminescence light-emitting element, and the like can be given. However, what can be used as a 1st light-emitting body is not restricted to what is illustrated by this specification.
中でも、第1の発光体としては、GaN系化合物半導体を使用したGaN系LEDやLDが好ましい。なぜなら、GaN系LEDやLDは、この領域の光を発するSiC系LED等に比し、発光出力や外部量子効率が格段に大きく、前記蛍光体と組み合わせることによって、非常に低電力で非常に明るい発光が得られるからである。例えば、20mAの電流負荷に対し、通常GaN系LEDやLDはSiC系の100倍以上の発光強度を有する。GaN系LEDやLDにおいては、AlXGaYN発光層、GaN発光層、又はInXGaYN発光層を有しているものが好ましい。GaN系LEDにおいては、それらの中でInXGaYN発光層を有するものが発光強度が非常に強いので、特に好ましく、GaN系LDにおいては、InXGaYN層とGaN層の多重量子井戸構造のものが発光強度が非常に強いので、特に好ましい。
Among these, as the first light emitter, a GaN LED or LD using a GaN compound semiconductor is preferable. This is because GaN-based LEDs and LDs have significantly higher light emission output and external quantum efficiency than SiC-based LEDs that emit light in this region, and are extremely bright with very low power when combined with the phosphor. This is because light emission can be obtained. For example, for a current load of 20 mA, GaN-based LEDs and LDs usually have a
なお、上記においてX+Yの値は通常0.8〜1.2の範囲の値である。GaN系LEDにおいて、これら発光層にZnやSiをドープしたものやドーパント無しのものが発光特性を調節する上で好ましいものである。 In the above, the value of X + Y is usually a value in the range of 0.8 to 1.2. In the GaN-based LED, those in which the light emitting layer is doped with Zn or Si or those without a dopant are preferable for adjusting the light emission characteristics.
GaN系LEDはこれら発光層、p層、n層、電極、及び基板を基本構成要素としたものであり、発光層をn型とp型のAlXGaYN層、GaN層、又はInXGaYN層などでサンドイッチにしたヘテロ構造を有しているものが、発光効率が高く、好ましく、さらにヘテロ構造を量子井戸構造にしたものが、発光効率がさらに高く、より好ましい。 A GaN-based LED has these light-emitting layer, p-layer, n-layer, electrode, and substrate as basic components, and the light-emitting layer is composed of n-type and p-type Al x Ga y N layers, GaN layers, or In x. Those having a heterostructure sandwiched between Ga Y N layers and the like are preferable because of high light emission efficiency, and those having a heterostructure of a quantum well structure are more preferable because of high light emission efficiency.
[4−2.第2の発光体]
本発明の発光装置における第2の発光体は、上述した第1の発光体からの光の照射によって可視光を発する発光体であり、第1の蛍光体としての本発明の蛍光体を含有するとともに、その用途等に応じて適宜、後述する第2の蛍光体を含有する。また、例えば、第2の発光体は、第1及び第2の蛍光体を封止材料中に分散させて構成される。
[4-2. Second luminous body]
The second light emitter in the light emitting device of the present invention is a light emitter that emits visible light when irradiated with light from the first light emitter described above, and contains the phosphor of the present invention as the first phosphor. In addition, a second phosphor to be described later is contained as appropriate according to the application. Further, for example, the second light emitter is configured by dispersing the first and second phosphors in a sealing material.
<4−2−1.第1の蛍光体>
第1の蛍光体は、本発明の製造方法により製造された蛍光体、即ち、本発明の蛍光体であれば特に制限はない。本発明の蛍光体は、何れか1種を単独で使用してもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
<4-2-1. First phosphor>
The first phosphor is not particularly limited as long as it is a phosphor produced by the production method of the present invention, that is, the phosphor of the present invention. Any one of the phosphors of the present invention may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio.
<4−2−2.第2の蛍光体>
第2の蛍光体は、本発明の製造方法以外で製造された蛍光体であり、その組成、発光色等には制限はなく、これらの1種を単独で用いても良く、2種以上を用いても良い。第2の蛍光体は、第1の蛍光体とは発光ピーク波長が異なる蛍光体であっても同等の蛍光体であっても良いが、通常、第1の蛍光体とは発光ピーク波長の異なる第2の蛍光体が、第2の発光体の発光の色調を調節するために使用される。
以下に、第2の蛍光体として使用し得る蛍光体を例示する。
なお、以下のものはあくまでも例示であり、本発明で使用できる蛍光体はこれらに限られるものではない。なお、本明細書では、構造の一部のみが異なる蛍光体を、適宜省略して示している。例えば、「Y2SiO5:Ce3+」、「Y2SiO5:Tb3+」及び「Y2SiO5:Ce3+,Tb3+」を「Y2SiO5:Ce3+,Tb3+」と、「La2O2S:Eu」、「Y2O2S:Eu」及び「(La,Y)2O2S:Eu」を「(La,Y)2O2S:Eu」とまとめて示している。この場合、( )内の元素の合計は1モルである。省略箇所はカンマ(,)で区切って示す。
<4-2-2. Second phosphor>
The second phosphor is a phosphor produced by a method other than the production method of the present invention, and there is no limitation on the composition, emission color, etc., and one of these may be used alone, or two or more may be used. It may be used. The second phosphor may be a phosphor having an emission peak wavelength different from that of the first phosphor or an equivalent phosphor. Usually, the second phosphor has an emission peak wavelength different from that of the first phosphor. A second phosphor is used to adjust the color of light emitted by the second phosphor.
Below, the fluorescent substance which can be used as a 2nd fluorescent substance is illustrated.
The following are merely examples, and phosphors that can be used in the present invention are not limited to these. In the present specification, phosphors that differ only in part of the structure are omitted as appropriate. For example, “Y 2 SiO 5 : Ce 3+ ”, “Y 2 SiO 5 : Tb 3+ ” and “Y 2 SiO 5 : Ce 3+ , Tb 3+ ” are changed to “Y 2 SiO 5 : Ce 3+ , Tb”. 3+ ”,“ La 2 O 2 S: Eu ”,“ Y 2 O 2 S: Eu ”and“ (La, Y) 2 O 2 S: Eu ”are changed to“ (La, Y) 2 O 2 S: “Eu” collectively. In this case, the total of the elements in () is 1 mol. Omitted parts are separated by commas (,).
(橙色ないし赤色蛍光体)
第2の蛍光体として橙色ないし赤色蛍光体を使用する場合、当該橙色ないし赤色蛍光体は本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを使用することができる。この際、橙色ないし赤色蛍光体の発光ピーク波長は、通常580nm以上、好ましくは585nm以上、また通常780nm以下、好ましくは700nm以下の波長範囲にあることが好適である。このような橙色ないし赤色蛍光体としては、例えば、赤色破断面を有する破断粒子から構成され、赤色領域の発光を行なう(Mg,Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Euで表わされるユウロピウム付活アルカリ土類シリコンナイトライド系蛍光体、規則的な結晶成長形状としてほぼ球形状を有する成長粒子から構成され、赤色領域の発光を行なう(Y,La,Gd,Lu)2O2S:Euで表わされるユウロピウム付活希土類オキシカルコゲナイド系蛍光体等が挙げられる。
(Orange to red phosphor)
When an orange or red phosphor is used as the second phosphor, any orange or red phosphor can be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. In this case, the emission peak wavelength of the orange or red phosphor is preferably in the wavelength range of usually 580 nm or more, preferably 585 nm or more, and usually 780 nm or less, preferably 700 nm or less. Examples of such orange to red phosphors are europium expressed by (Mg, Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 N 8 : Eu, which is composed of broken particles having a red fracture surface and emits light in the red region. The activated alkaline earth silicon nitride-based phosphor is composed of growing particles having a substantially spherical shape as a regular crystal growth shape, and emits light in the red region (Y, La, Gd, Lu) 2 O 2 S: Examples include europium-activated rare earth oxychalcogenide phosphors represented by Eu.
さらに、特開2004−300247号公報に記載された、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、W、及びMoよりなる群から選ばれる少なくも1種の元素を含有する酸窒化物及び/又は酸硫化物を含有する蛍光体や、Al元素の一部又は全てがGa元素で置換されたアルファサイアロン構造をもつ酸窒化物を含有する蛍光体も、本実施形態において用いることができる。なお、これらは酸窒化物及び/又は酸硫化物を含有する蛍光体である。 Furthermore, the oxynitride and / or acid containing at least one element selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, W, and Mo described in JP-A-2004-300247 A phosphor containing a sulfide or a phosphor containing an oxynitride having an alpha sialon structure in which a part or all of the Al element is substituted with a Ga element can also be used in this embodiment. These are phosphors containing oxynitride and / or oxysulfide.
また、その他、赤色蛍光体としては、(La,Y)2O2S:Eu等のEu付活酸硫化物蛍光体、Y(V,P)O4:Eu、Y2O3:Eu等のEu付活酸化物蛍光体、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu,Mn、(Ba,Mg)2SiO4:Eu,Mn等のEu,Mn付活珪酸塩蛍光体、LiW2O8:Eu、LiW2O8:Eu,Sm、Eu2W2O9、Eu2W2O9:Nb、Eu2W2O9:Sm等のEu付活タングステン酸塩蛍光体、(Ca,Sr)S:Eu等のEu付活硫化物蛍光体、YAlO3:Eu等のEu付活アルミン酸塩蛍光体、LiY9(SiO4)6O2:Eu、Ca2Y8(SiO4)6O2:Eu、(Sr,Ba,Ca)3SiO5:Eu、Sr2BaSiO5:Eu等のEu付活珪酸塩蛍光体、(Y,Gd)3Al5O12:Ce、(Tb,Gd)3Al5O12:Ce等のCe付活アルミン酸塩蛍光体、(Mg,Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu、(Mg,Ca,Sr,Ba)SiN2:Eu、(Mg,Ca,Sr,Ba)AlSiN3:Eu等のEu付活窒化物蛍光体、(Mg,Ca,Sr,Ba)AlSiN3:Ce等のCe付活窒化物蛍光体、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu,Mn等のEu,Mn付活ハロリン酸塩蛍光体、Ba3MgSi2O8:Eu,Mn、(Ba,Sr,Ca,Mg)3(Zn,Mg)Si2O8:Eu,Mn等のEu,Mn付活珪酸塩蛍光体、3.5MgO・0.5MgF2・GeO2:Mn等のMn付活ゲルマン酸塩蛍光体、Eu付活αサイアロン等のEu付活酸窒化物蛍光体、(Gd,Y,Lu,La)2O3:Eu,Bi等のEu,Bi付活酸化物蛍光体、(Gd,Y,Lu,La)2O2S:Eu,Bi等のEu,Bi付活酸硫化物蛍光体、(Gd,Y,Lu,La)VO4:Eu,Bi等のEu,Bi付活バナジン酸塩蛍光体、SrY2S4:Eu,Ce等のEu,Ce付活硫化物蛍光体、CaLa2S4:Ce等のCe付活硫化物蛍光体、(Ba,Sr,Ca)MgP2O7:Eu,Mn、(Sr,Ca,Ba,Mg,Zn)2P2O7:Eu,Mn等のEu,Mn付活リン酸塩蛍光体、(Y,Lu)2WO6:Eu,Mo等のEu,Mo付活タングステン酸塩蛍光体、(Ba,Sr,Ca)xSiyNz:Eu,Ce(但し、x、y、zは、1以上の整数を表す。)等のEu,Ce付活窒化物蛍光体、(Ca,Sr,Ba,Mg)10(PO4)6(F,Cl,Br,OH)2:Eu,Mn等のEu,Mn付活ハロリン酸塩蛍光体、((Y,Lu,Gd,Tb)1-x-yScxCey)2(Ca,Mg)1-r(Mg,Zn)2+rSiz-qGeqO12+δ等のCe付活珪酸塩蛍光体等を用いることも可能である。 Other red phosphors include Eu-activated oxysulfide phosphors such as (La, Y) 2 O 2 S: Eu, Y (V, P) O 4 : Eu, Y 2 O 3 : Eu, etc. Eu-activated oxide phosphors of (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu, Mn, (Ba, Mg) 2 SiO 4 : Eu, Mn-activated silicate phosphors such as Eu, Mn, Eu-activated tungstate phosphors such as LiW 2 O 8 : Eu, LiW 2 O 8 : Eu, Sm, Eu 2 W 2 O 9 , Eu 2 W 2 O 9 : Nb, Eu 2 W 2 O 9 : Sm Eu-activated sulfide phosphors such as (Ca, Sr) S: Eu, Eu-activated aluminate phosphors such as YAlO 3 : Eu, LiY 9 (SiO 4 ) 6 O 2 : Eu, Ca 2 Y 8 (SiO 4) 6 O 2: Eu, (Sr, Ba, Ca) 3 SiO 5: Eu, Sr 2 BaSiO 5: Eu -activated silicate phosphors such as Eu, ( , Gd) 3 Al 5 O 12 : Ce, (Tb, Gd) 3 Al 5 O 12: Ce -activated aluminate phosphor such as Ce, (Mg, Ca, Sr , Ba) 2 Si 5 N 8: Eu (Mg, Ca, Sr, Ba) SiN 2 : Eu, (Mg, Ca, Sr, Ba) Eu-activated nitride phosphors such as AlSiN 3 : Eu, (Mg, Ca, Sr, Ba) AlSiN 3 : Ce-activated nitride phosphors such as Ce, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu, Mn-activated halophosphate phosphors such as Eu and Mn, Ba 3 MgSi 2 O 8 : Eu, Mn, (Ba, Sr, Ca, Mg) 3 (Zn, Mg) Si 2 O 8 : Eu, Mn activated silicate phosphor such as Eu, Mn, 3.5MgO · 0.5MgF 2 · GeO 2: Mn activated germanate salt phosphors such as Mn, Eu Tsukekatsusan nitride firefly such Eu-activated α-sialon Body, (Gd, Y, Lu, La) 2 O 3: Eu, Eu Bi, etc., Bi-activated oxide phosphor, (Gd, Y, Lu, La) 2 O 2 S: Eu, Eu Bi, etc. Bi-activated oxysulfide phosphor, (Gd, Y, Lu, La) VO 4 : Eu such as Eu and Bi, Bi-activated vanadate phosphor, SrY 2 S 4 : Eu such as Eu and Ce, Ce-activated sulfide phosphor, Ce-activated sulfide phosphor such as CaLa 2 S 4 : Ce, (Ba, Sr, Ca) MgP 2 O 7 : Eu, Mn, (Sr, Ca, Ba, Mg, Zn) ) 2 P 2 O 7 : Eu, Mn activated phosphor phosphor such as Eu, Mn, (Y, Lu) 2 WO 6 : Eu, Mo activated tungstate phosphor such as Eu, Mo, (Ba , Sr, Ca) x Si y Nz : Eu, Ce (where x, y, z represent an integer of 1 or more. Eu, Ce activated nitride phosphors such as (Ca, Sr, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 (F, Cl, Br, OH) 2 : Eu, Mn activated halolin such as Eu, Mn Salt phosphor, ((Y, Lu, Gd, Tb) 1-xy Sc x Ce y ) 2 (Ca, Mg) 1-r (Mg, Zn) 2 + r Si zq Ge q O 12 + δ It is also possible to use a Ce-activated silicate phosphor or the like.
赤色蛍光体としては、β−ジケトネート、β−ジケトン、芳香族カルボン酸、又は、ブレンステッド酸等のアニオンを配位子とする希土類元素イオン錯体からなる赤色有機蛍光体、ペリレン系顔料(例えば、ジベンゾ{[f,f’]−4,4’,7,7’−テトラフェニル}ジインデノ[1,2,3−cd:1’,2’,3’−lm]ペリレン)、アントラキノン系顔料、レーキ系顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、フタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、インダンスロン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料を用いることも可能である。 Examples of red phosphors include β-diketonates, β-diketones, aromatic carboxylic acids, red organic phosphors composed of rare earth element ion complexes having an anion such as Bronsted acid as a ligand, and perylene pigments (for example, Dibenzo {[f, f ′]-4,4 ′, 7,7′-tetraphenyl} diindeno [1,2,3-cd: 1 ′, 2 ′, 3′-lm] perylene), anthraquinone pigment, Lake pigments, azo pigments, quinacridone pigments, anthracene pigments, isoindoline pigments, isoindolinone pigments, phthalocyanine pigments, triphenylmethane basic dyes, indanthrone pigments, indophenol pigments, It is also possible to use a cyanine pigment or a dioxazine pigment.
また、赤色蛍光体のうち、ピーク波長が580nm以上、好ましくは590nm以上、また、620nm以下、好ましくは610nm以下の範囲内にあるものは、橙色蛍光体として好適に用いることができる。このような橙色蛍光体の例としては、(Sr,Ba,Ca)3SiO5:Eu、Sr2BaSiO5:Eu等のEu付活珪酸塩蛍光体、(Sr,Mg)3(PO4)2:Sn2+等のSn付活リン酸塩蛍光体等が挙げられる。
以上例示した赤色蛍光体は、何れか1種を単独で使用してもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
Among the red phosphors, those having a peak wavelength in the range of 580 nm or more, preferably 590 nm or more, and 620 nm or less, preferably 610 nm or less can be suitably used as the orange phosphor. Examples of such orange phosphors include Eu-activated silicate phosphors such as (Sr, Ba, Ca) 3 SiO 5 : Eu, Sr 2 BaSiO 5 : Eu, (Sr, Mg) 3 (PO 4 ). 2 : Sn-activated phosphate phosphor such as Sn 2+ .
Any one of the red phosphors exemplified above may be used alone, or two or more may be used in any combination and ratio.
以上の例示の中でも、赤色蛍光体としては、(Ca,Sr,Ba)AlSiN3:Eu、(Ca,Sr,Ba)AlSiN3:Ce、(La,Y)2O2S:Euが好ましく、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu、(La,Y)2O2S:Euが特に好ましい。 Among the above examples, as the red phosphor, (Ca, Sr, Ba) AlSiN 3 : Eu, (Ca, Sr, Ba) AlSiN 3 : Ce, (La, Y) 2 O 2 S: Eu are preferable, (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu and (La, Y) 2 O 2 S: Eu are particularly preferred.
また、以上例示の中でも、橙色蛍光体としては(Sr,Ba)3SiO5:Euが好ましい。 Of the above examples, (Sr, Ba) 3 SiO 5 : Eu is preferable as the orange phosphor.
(緑色蛍光体)
第2の蛍光体として緑色蛍光体を使用する場合、当該緑色蛍光体は本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを使用することができる。この際、緑色蛍光体の発光ピーク波長は、通常490nm以上、好ましくは510nm以上、より好ましくは515nm以上、また、通常560nm以下、好ましくは540nm以下、より好ましくは535nm以下の波長範囲にあることが好適である。
(Green phosphor)
When a green phosphor is used as the second phosphor, any green phosphor can be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. At this time, the emission peak wavelength of the green phosphor is usually in the wavelength range of 490 nm or more, preferably 510 nm or more, more preferably 515 nm or more, and usually 560 nm or less, preferably 540 nm or less, more preferably 535 nm or less. Is preferred.
緑色蛍光体としては、例えば、破断面を有する破断粒子から構成され、緑色領域の発光を行なう(Mg,Ca,Sr,Ba)Si2O2N2:Euで表わされるユウロピウム付活アルカリ土類シリコンオキシナイトライド系蛍光体、破断面を有する破断粒子から構成され、緑色領域の発光を行なう(Ba,Ca,Sr,Mg)2SiO4:Euで表わされるユウロピウム付活アルカリ土類シリケート系蛍光体等が挙げられる。 The green phosphor, for example, consist of fractured particles having a fractured surface and performs light emission in the green region (Mg, Ca, Sr, Ba ) Si 2 O 2 N 2: Europium-activated alkaline earth represented by Eu A silicon oxynitride phosphor, composed of fractured particles having a fractured surface, emits light in the green region (Ba, Ca, Sr, Mg) 2 SiO 4 : europium activated alkaline earth silicate fluorescence represented by Eu Examples include the body.
また、その他、緑色蛍光体としては、Sr4Al14O25:Eu、(Ba,Sr,Ca)Al2O4:Eu等のEu付活アルミン酸塩蛍光体、(Sr,Ba)Al2Si2O8:Eu、(Ba,Mg)2SiO4:Eu、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu、(Ba,Sr,Ca)2(Mg,Zn)Si2O7:Eu、(Ba,Ca,Sr,Mg)9(Sc,Y,Lu,Gd)2(Si,Ge)6O24:Eu等のEu付活珪酸塩蛍光体、Y2SiO5:Ce,Tb等のCe,Tb付活珪酸塩蛍光体、Sr2P2O7−Sr2B2O5:Eu等のEu付活硼酸リン酸塩蛍光体、Sr2Si3O8−2SrCl2:Eu等のEu付活ハロ珪酸塩蛍光体、Zn2SiO4:Mn等のMn付活珪酸塩蛍光体、CeMgAl11O19:Tb、Y3Al5O12:Tb等のTb付活アルミン酸塩蛍光体、Ca2Y8(SiO4)6O2:Tb、La3Ga5SiO14:Tb等のTb付活珪酸塩蛍光体、(Sr,Ba,Ca)Ga2S4:Eu,Tb,Sm等のEu,Tb,Sm付活チオガレート蛍光体、Y3(Al,Ga)5O12:Ce、(Y,Ga,Tb,La,Sm,Pr,Lu)3(Al,Ga)5O12:Ce等のCe付活アルミン酸塩蛍光体、Ca3Sc2Si3O12:Ce、Ca3(Sc,Mg,Na,Li)2Si3O12:Ce等のCe付活珪酸塩蛍光体、CaSc2O4:Ce等のCe付活酸化物蛍光体、SrSi2O2N2:Eu、(Mg,Sr,Ba,Ca)Si2O2N2:Eu、Eu付活βサイアロン等のEu付活酸窒化物蛍光体、BaMgAl10O17:Eu,Mn等のEu,Mn付活アルミン酸塩蛍光体、SrAl2O4:Eu等のEu付活アルミン酸塩蛍光体、(La,Gd,Y)2O2S:Tb等のTb付活酸硫化物蛍光体、LaPO4:Ce,Tb等のCe,Tb付活リン酸塩蛍光体、ZnS:Cu,Al、ZnS:Cu,Au,Al等の硫化物蛍光体、(Y,Ga,Lu,Sc,La)BO3:Ce,Tb、Na2Gd2B2O7:Ce,Tb、(Ba,Sr)2(Ca,Mg,Zn)B2O6:K,Ce,Tb等のCe,Tb付活硼酸塩蛍光体、Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu,Mn等のEu,Mn付活ハロ珪酸塩蛍光体、(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga,In)2S4:Eu等のEu付活チオアルミネート蛍光体やチオガレート蛍光体、(Ca,Sr)8(Mg,Zn)(SiO4)4Cl2:Eu,Mn等のEu,Mn付活ハロ珪酸塩蛍光体、MSi2O2N2:Eu、M3Si6O9N4:Eu、M2Si7O10N4:Eu(但し、Mはアルカリ土類金属元素を表す。)等のEu付活酸窒化物蛍光体等を用いることも可能である。 Other green phosphors include Eu-activated aluminate phosphors such as Sr 4 Al 14 O 25 : Eu, (Ba, Sr, Ca) Al 2 O 4 : Eu, and (Sr, Ba) Al 2. Si 2 O 8: Eu, ( Ba, Mg) 2 SiO 4: Eu, (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4: Eu, (Ba, Sr, Ca) 2 (Mg, Zn) Si 2 O 7 : Eu, (Ba, Ca, Sr, Mg) 9 (Sc, Y, Lu, Gd) 2 (Si, Ge) 6 O 24 : Eu-activated silicate phosphor such as Eu, Y 2 SiO 5 : Ce, Ce, Tb activated silicate phosphor such as Tb, Sr 2 P 2 O 7 —Sr 2 B 2 O 5 : Eu activated borate phosphate phosphor such as Eu, Sr 2 Si 3 O 8 -2SrCl 2 : Eu-activated halo silicate phosphor such as Eu, Zn 2 SiO 4: Mn-activated silicate phosphors such as Mn, CeMgAl 11 O 19: Tb , 3 Al 5 O 12: Tb-activated aluminate phosphors such as Tb, Ca 2 Y 8 (SiO 4) 6 O 2: Tb, La 3 Ga 5 SiO 14: Tb -activated silicate phosphors such as Tb, (Sr, Ba, Ca) Ga 2 S 4 : Eu, Tb, Sm activated thiogallate phosphors such as Eu, Tb, Sm, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, (Y, Ga, Tb, La, Sm, Pr, Lu) 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce-activated aluminate phosphor such as Ce, Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12 : Ce, Ca 3 (Sc, Mg, Na, Li) 2 Si 3 O 12 : Ce activated silicate phosphor such as Ce, CaSc 2 O 4 : Ce activated oxide phosphor such as Ce, SrSi 2 O 2 N 2 : Eu, (Mg, Sr, Ba , Ca) Si 2 O 2 N 2: Eu, Eu Tsukekatsusan nitride phosphor such as Eu-activated β-sialon, BaMgAl 10 O 17: E , Eu such as Mn, Mn-activated aluminate phosphor, SrAl 2 O 4: Eu-activated aluminate phosphor such as Eu, (La, Gd, Y ) 2 O 2 S: Tb -activated and Tb such Oxysulfide phosphors, Ce, Tb activated phosphate phosphors such as LaPO 4 : Ce, Tb, sulfide phosphors such as ZnS: Cu, Al, ZnS: Cu, Au, Al, (Y, Ga, Lu, Sc, La) BO 3 : Ce, Tb, Na 2 Gd 2 B 2 O 7 : Ce, Tb, (Ba, Sr) 2 (Ca, Mg, Zn) B 2 O 6 : K, Ce, Tb, etc. Ce, Tb activated borate phosphor, Ca 8 Mg (SiO 4 ) 4 Cl 2 : Eu, Mn activated halosilicate phosphor such as Eu, Mn, (Sr, Ca, Ba) (Al, Ga, In) 2 S 4 : Eu-activated thioaluminate phosphor such as Eu or thiogallate phosphor, (Ca, Sr) 8 (Mg, Zn) (SiO 4 ) 4 Cl 2 : Eu, Mn activated halosilicate phosphors such as Eu and Mn, MSi 2 O 2 N 2 : Eu, M 3 Si 6 O 9 N 4 : Eu, M 2 Si 7 O 10 N 4 : Eu (where M represents an alkaline earth metal element) It is also possible to use Eu-activated oxynitride phosphors such as
また、緑色蛍光体としては、ピリジン−フタルイミド縮合誘導体、ベンゾオキサジノン系、キナゾリノン系、クマリン系、キノフタロン系、ナルタル酸イミド系等の蛍光色素、テルビウム錯体等の有機蛍光体を用いることも可能である。 In addition, as the green phosphor, it is also possible to use a pyridine-phthalimide condensed derivative, a benzoxazinone-based, a quinazolinone-based, a coumarin-based, a quinophthalone-based, a naltalimide-based fluorescent pigment, or an organic phosphor such as a terbium complex. is there.
以上例示した緑色蛍光体は、何れか1種を単独で使用してもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 Any one of the green phosphors exemplified above may be used alone, or two or more may be used in any combination and ratio.
(青色蛍光体)
第2の蛍光体として青色蛍光体を使用する場合、当該青色蛍光体は本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを使用することができる。この際、青色蛍光体の発光ピーク波長は、通常420nm以上、好ましくは430nm以上、より好ましくは440nm以上、また、通常490nm以下、好ましくは470nm以下、より好ましくは460nm以下の波長範囲にあることが好適である。
(Blue phosphor)
When a blue phosphor is used as the second phosphor, any blue phosphor can be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. At this time, the emission peak wavelength of the blue phosphor is usually in the wavelength range of 420 nm or more, preferably 430 nm or more, more preferably 440 nm or more, and usually 490 nm or less, preferably 470 nm or less, more preferably 460 nm or less. Is preferred.
このような青色蛍光体としては、規則的な結晶成長形状としてほぼ六角形状を有する成長粒子から構成され、青色領域の発光を行なうBaMgAl10O17:Euで表わされるユウロピウム付活バリウムマグネシウムアルミネート系蛍光体、規則的な結晶成長形状としてほぼ球形状を有する成長粒子から構成され、青色領域の発光を行なう(Ca,Sr,Ba)5(PO4)3Cl:Euで表わされるユウロピウム付活ハロリン酸カルシウム系蛍光体、規則的な結晶成長形状としてほぼ立方体形状を有する成長粒子から構成され、青色領域の発光を行なう(Ca,Sr,Ba)2B5O9Cl:Euで表わされるユウロピウム付活アルカリ土類クロロボレート系蛍光体、破断面を有する破断粒子から構成され、青緑色領域の発光を行なう(Sr,Ca,Ba)Al2O4:Eu又は(Sr,Ca,Ba)4Al14O25:Euで表わされるユウロピウム付活アルカリ土類アルミネート系蛍光体等が挙げられる。 As such a blue phosphor, a europium activated barium magnesium aluminate system represented by BaMgAl 10 O 17 : Eu which is composed of growing particles having a substantially hexagonal shape as a regular crystal growth shape and emits light in a blue region. Europium activated halo represented by (Ca, Sr, Ba) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, which is composed of phosphors and growing particles having a substantially spherical shape as a regular crystal growth shape, and emits light in the blue region. Calcium phosphate-based phosphor, composed of growing particles having an approximately cubic shape as a regular crystal growth shape, emits light in the blue region, and is activated by europium represented by (Ca, Sr, Ba) 2 B 5 O 9 Cl: Eu It is composed of alkaline earth chloroborate phosphors and fractured particles having fractured surfaces, and emits light in the blue-green region (S , Ca, Ba) Al 2 O 4: Eu or (Sr, Ca, Ba) 4 Al 14 O 25: activated alkaline earth with europium aluminate-based phosphor such as represented by Eu and the like.
また、その他、青色蛍光体としては、Sr2P2O7:Sn等のSn付活リン酸塩蛍光体、(Sr,Ca,Ba)Al2O4:Eu又は(Sr,Ca,Ba)4Al14O25:Eu、BaMgAl10O17:Eu、BaAl8O13:Eu等のEu付活アルミン酸塩蛍光体、SrGa2S4:Ce、CaGa2S4:Ce等のCe付活チオガレート蛍光体、(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu、BaMgAl10O17:Eu,Tb,Sm等のEu付活アルミン酸塩蛍光体、(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu,Mn等のEu,Mn付活アルミン酸塩蛍光体、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu、(Ba,Sr,Ca)5(PO4)3(Cl,F,Br,OH):Eu,Mn,Sb等のEu付活ハロリン酸塩蛍光体、BaAl2Si2O8:Eu、(Sr,Ba)3MgSi2O8:Eu等のEu付活珪酸塩蛍光体、Sr2P2O7:Eu等のEu付活リン酸塩蛍光体、ZnS:Ag、ZnS:Ag,Al等の硫化物蛍光体、Y2SiO5:Ce等のCe付活珪酸塩蛍光体、CaWO4等のタングステン酸塩蛍光体、(Ba,Sr,Ca)BPO5:Eu,Mn、(Sr,Ca)10(PO4)6・nB2O3:Eu、2SrO・0.84P2O5・0.16B2O3:Eu等のEu,Mn付活硼酸リン酸塩蛍光体、Sr2Si3O8・2SrCl2:Eu等のEu付活ハロ珪酸塩蛍光体、SrSi9Al19ON31:Eu、EuSi9Al19ON31等のEu付活酸窒化物蛍光体等を用いることも可能である。
Other blue phosphors include Sn-activated phosphate phosphors such as Sr 2 P 2 O 7 : Sn, (Sr, Ca, Ba) Al 2 O 4 : Eu or (Sr, Ca, Ba). 4 Al 14 O 25 : Eu, BaMgAl 10 O 17 : Eu, BaAl 8 O 13 : Eu-activated aluminate phosphors such as Eu, SrGa 2 S 4 : Ce, CaGa 2 S 4 : Ce-activated such as Ce Thiogallate phosphor, (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu, BaMgAl 10 O 17 : Eu-activated aluminate phosphor such as Eu, Tb, Sm, (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu, Mn activated aluminate phosphor such as Eu, Mn, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu, (Ba, Sr, Ca) 5 (PO 4 ) 3 (Cl, F, Br, OH): Eu-activated halolin such as Eu, Mn, Sb Phosphor, BaAl 2 Si 2 O 8: Eu, (Sr, Ba) 3 MgSi 2 O 8: Eu -activated silicate phosphors such as Eu, Sr 2 P 2 O 7 : Eu -activated phosphate such as Eu Salt phosphors, sulfide phosphors such as ZnS: Ag, ZnS: Ag, Al, Ce activated silicate phosphors such as Y 2 SiO 5 : Ce, tungstate phosphors such as CaWO 4 , (Ba, Sr) , Ca) BPO 5: Eu, Mn, (Sr, Ca) 10 (PO 4) 6 · nB 2 O 3: Eu, 2SrO · 0.84P 2
また、青色蛍光体としては、例えば、ナフタル酸イミド系、ベンゾオキサゾール系、スチリル系、クマリン系、ピラゾリン系、トリアゾール系化合物の蛍光色素、ツリウム錯体等の有機蛍光体等を用いることも可能である。 In addition, as the blue phosphor, for example, naphthalic acid imide-based, benzoxazole-based, styryl-based, coumarin-based, pyrazoline-based, triazole-based compound fluorescent dyes, thulium complexes and other organic phosphors can be used. .
以上の例示の中でも、青色蛍光体としては、BaMgAl10O17:Eu、(Ba,Ca,Mg)2SiO4:Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Euが好ましく、BaMgAl10O17:Euが特に好ましい。 Among the above examples, as the blue phosphor, BaMgAl 10 O 17 : Eu, (Ba, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu is preferred, and BaMgAl 10 O 17 : Eu is particularly preferred.
以上例示した青色蛍光体は、何れか1種を単独で使用してもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 Any one of the blue phosphors exemplified above may be used alone, or two or more may be used in any combination and ratio.
(黄色蛍光体)
第2の蛍光体として黄色蛍光体を使用する場合、当該青色蛍光体は本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを使用することができる。この際、黄色蛍光体の発光ピーク波長は、通常530nm以上、好ましくは540nm以上、より好ましくは550nm以上、また、通常620nm以下、好ましくは600nm以下、より好ましくは580nm以下の波長範囲にあることが好適である。
(Yellow phosphor)
When a yellow phosphor is used as the second phosphor, any blue phosphor can be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. At this time, the emission peak wavelength of the yellow phosphor is usually in the wavelength range of 530 nm or more, preferably 540 nm or more, more preferably 550 nm or more, and usually 620 nm or less, preferably 600 nm or less, more preferably 580 nm or less. Is preferred.
このような黄色蛍光体としては、各種の酸化物系、窒化物系、酸窒化物系、硫化物系、酸硫化物系等の蛍光体が挙げられる。
特に、RE3M5O12:Ce(ここで、REは、Y、Tb、Gd、Lu、及びSmからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素を表し、Mは、Al、Ga、及びScからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素を表す。)やMa 3Mb 2Mc 3O12:Ce(ここで、Maは2価の金属元素、Mbは3価の金属元素、Mcは4価の金属元素を表す。)等で表わされるガーネット構造を有するガーネット系蛍光体、AE2MdO4:Eu(ここで、AEは、Ba、Sr、Ca、Mg、及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素を表し、Mdは、Si、及び/又はGeを表す。)等で表わされるオルソシリケート系蛍光体、これらの系の蛍光体の構成元素の酸素の一部を窒素で置換した酸窒化物系蛍光体、AEAlSiN3:Ce(ここで、AEは、Ba、Sr、Ca、Mg及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素を表す。)等のCaAlSiN3構造を有する窒化物系蛍光体等のCeで付活した蛍光体、(Mg,Ca,Sr,Ba)Si2N2O2:Eu等のEu付活酸窒化物蛍光体等が挙げられる。
Examples of such yellow phosphors include various oxide-based, nitride-based, oxynitride-based, sulfide-based, and oxysulfide-based phosphors.
In particular, RE 3 M 5 O 12 : Ce (where RE represents at least one element selected from the group consisting of Y, Tb, Gd, Lu, and Sm, and M represents Al, Ga, and Sc. And M a 3 M b 2 M c 3 O 12 : Ce (where M a is a divalent metal element and M b is a trivalent metal element) , M c represents a tetravalent metal element.) A garnet phosphor having a garnet structure represented by AE 2 M d O 4 : Eu (where AE is Ba, Sr, Ca, Mg, and And at least one element selected from the group consisting of Zn, M d represents Si and / or Ge, etc.) and the oxygen of the constituent elements of the phosphors of these systems Oxynitride phosphor, part of which is replaced with nitrogen, AEAlSiN 3 : C e (wherein AE represents at least one element selected from the group consisting of Ba, Sr, Ca, Mg, and Zn) and activated with Ce such as a nitride-based phosphor having a CaAlSiN 3 structure. And Eu-activated oxynitride phosphors such as (Mg, Ca, Sr, Ba) Si 2 N 2 O 2 : Eu.
また、その他、黄色蛍光体としては、CaGa2S4:Eu、(Ca,Sr)Ga2S4:Eu、(Ca,Sr)(Ga,Al)2S4:Eu等の硫化物系蛍光体、Cax(Si,Al)12(O,N)16:Eu等のSiAlON構造を有する酸窒化物系蛍光体等のEuで付活した蛍光体を用いることも可能である。 Other examples of yellow phosphors include sulfide-based fluorescence such as CaGa 2 S 4 : Eu, (Ca, Sr) Ga 2 S 4 : Eu, (Ca, Sr) (Ga, Al) 2 S 4 : Eu. It is also possible to use a phosphor activated by Eu such as an oxynitride phosphor having a SiAlON structure such as a body, Cax (Si, Al) 12 (O, N) 16 : Eu.
また、黄色蛍光体としては、例えば、brilliant sulfoflavine FF(Colour Index Number 56205)、basic yellow HG(Colour Index Number 46040)、eosine(Colour Index Number 45380)、rhodamine 6G(Colour Index Number 45160)等の蛍光染料等を用いることも可能である。 Examples of yellow phosphors include brilliant sulfoflavine FF (Color Index Number 56205), basic yellow HG (Color Index Number 46040), eosine (Color Index Number 45e 380d) Etc. can also be used.
以上例示した黄色蛍光体は、何れか1種を単独で使用してもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 Any one of the yellow phosphors exemplified above may be used alone, or two or more may be used in any combination and ratio.
なお、第2の蛍光体としては、1種類の蛍光体を単独で使用してもよく、2種以上の蛍
光体を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。また、第1の蛍光体と第2の蛍光体
との比率も、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。従って、第2の蛍光体の
使用量、並びに、第2の蛍光体として用いる蛍光体の組み合わせ及びその比率などは、発
光装置の用途などに応じて任意に設定すればよい。
In addition, as a 2nd fluorescent substance, 1 type of fluorescent substance may be used independently, and 2 or more types of fluorescent substance may be used together by arbitrary combinations and a ratio. Further, the ratio between the first phosphor and the second phosphor is also arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Therefore, the usage amount of the second phosphor, the combination of phosphors used as the second phosphor, and the ratio thereof may be arbitrarily set according to the use of the light emitting device.
<4−2−3.第2の蛍光体の物性>
本発明の発光装置に使用される第2の蛍光体の重量メジアン径(D50)は、通常10μm以上、中でも15μm以上、また、通常30μm以下、中でも20μm以下の範囲であることが好ましい。重量メジアン径が小さ過ぎると、輝度が低下し、蛍光体粒子が凝集してしまう傾向がある。一方、重量メジアン径が大き過ぎると、塗布ムラやディスペンサー等の閉塞が生じる傾向がある。
<4-2-3. Physical properties of second phosphor>
The weight median diameter (D 50 ) of the second phosphor used in the light emitting device of the present invention is preferably in the range of usually 10 μm or more, especially 15 μm or more, and usually 30 μm or less, especially 20 μm or less. When the weight median diameter is too small, the luminance is lowered and the phosphor particles tend to aggregate. On the other hand, if the weight median diameter is too large, there is a tendency for coating unevenness and blockage of the dispenser to occur.
<4−2−4.第2の蛍光体の選択>
本発明の発光装置において、以上説明した第2の蛍光体の使用の有無及びその種類は、発光装置の用途に応じて適宜選択すればよい。例えば、本発明の発光装置を赤色発光の発光装置として構成する場合には、赤色蛍光体である第1の蛍光体のみを使用すればよく、第2の蛍光体の使用は通常は不要である。
<4-2-4. Selection of second phosphor>
In the light emitting device of the present invention, the presence / absence and type of the second phosphor described above may be appropriately selected according to the use of the light emitting device. For example, when the light-emitting device of the present invention is configured as a red light-emitting device, only the first phosphor that is a red phosphor may be used, and the use of the second phosphor is usually unnecessary. .
一方、本発明の発光装置を白色発光の発光装置として構成する場合には、所望の白色光が得られるように、第1の発光体と、第1の蛍光体と、第2の蛍光体を適切に組み合わせればよい。具体的に、本発明の発光装置を白色発光の発光装置として構成する場合における、第1の発光体と、第1の蛍光体と、第2の蛍光体との好ましい組み合わせの例としては、以下の(i)〜(v)の組み合わせが挙げられる。 On the other hand, when the light emitting device of the present invention is configured as a white light emitting device, the first light emitter, the first phosphor, and the second phosphor are provided so as to obtain desired white light. What is necessary is just to combine appropriately. Specifically, examples of preferable combinations of the first light emitter, the first phosphor, and the second phosphor in the case where the light emitting device of the present invention is configured as a white light emitting device include the following: (I) to (v) may be mentioned.
(i)本発明の蛍光体が赤色蛍光体である場合
(i−1)第1の発光体として青色発光体(青色LED等)を使用し、第1の蛍光体として赤色蛍光体(本発明の蛍光体等)を使用し、第2の蛍光体として緑色蛍光体を使用する。この場合、緑色蛍光体としては、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu、(Sr,Ba,Ca)Ga2S4:Eu,Tb,Sm、Y3(Al,Ga)5O12:Ce、(Y,Ga,Tb,La,Sm,Pr,Lu)3(Al,Ga)5O12:Ce、Ca3Sc2Si3O12:Ce、Ca3(Sc,Mg,Na,Li)2Si3O12:Ce、CaSc2O4:Ce、SrSi2O2N2:Eu、(Mg,Sr,Ba,Ca)Si2O2N2:Eu、及びEu付活βサイアロンからなる群より選ばれる1種又は2種以上の緑色蛍光体が好ましい。
(i−2)第1の発光体として近紫外発光体(近紫外LED等)を使用し、第1の蛍光体として赤色蛍光体(本発明の蛍光体等)を使用し、第2の蛍光体として青色蛍光体及び緑色蛍光体を併用する。この場合、青色蛍光体としては、BaMgAl10O17:Euが好ましい。また、緑色蛍光体としては、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu、(Sr,Ba,Ca)Ga2S4:Eu,Tb,Sm、SrSi2O2N2:Eu、(Mg,Sr,Ba,Ca)Si2O2N2:Eu、Eu付活βサイアロン、及びBaMgAl10O17:Eu,Mnからなる群より選ばれる1種又は2種以上の赤色蛍光体が好ましい。中でも、近紫外LEDと、本発明の蛍光体と、青色蛍光体としてBaMgAl10O17:Euと、緑色蛍光体としてBaMgAl10O17:Eu,Mn及び/又は(Ca,Sr,Ba)Ga2S4:Euとを組み合わせて用いることが好ましい。
(I) When the phosphor of the present invention is a red phosphor (i-1) A blue phosphor (blue LED or the like) is used as the first phosphor, and a red phosphor (the present invention) is used as the first phosphor. And the green phosphor is used as the second phosphor. In this case, as the green phosphor, (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu, (Sr, Ba, Ca) Ga 2 S 4 : Eu, Tb, Sm, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12: Ce, (Y, Ga, Tb, La, Sm, Pr, Lu) 3 (Al, Ga) 5 O 12: Ce,
(I-2) A near ultraviolet light emitter (near ultraviolet LED or the like) is used as the first light emitter, a red phosphor (such as the phosphor of the present invention) is used as the first phosphor, and the second fluorescence A blue phosphor and a green phosphor are used in combination. In this case, BaMgAl 10 O 17 : Eu is preferable as the blue phosphor. In addition, as the green phosphor, (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu, (Sr, Ba, Ca) Ga 2 S 4 : Eu, Tb, Sm, SrSi 2 O 2 N 2 : Eu, (Mg, Sr, Ba, Ca) One or two or more red phosphors selected from the group consisting of Si 2 O 2 N 2 : Eu, Eu-activated β sialon, and BaMgAl 10 O 17 : Eu, Mn preferable. Among them, a near-ultraviolet LED, the phosphor of the present invention, BaMgAl 10 O 17 : Eu as a blue phosphor, and BaMgAl 10 O 17 : Eu, Mn and / or (Ca, Sr, Ba) Ga 2 as a green phosphor. It is preferable to use a combination of S 4 and Eu.
(ii)本発明の蛍光体が橙色蛍光体である場合
(ii−1)第1の発光体として発光体(青色LED等)を使用し、第1の蛍光体として橙色蛍光体(本発明の蛍光体等)を使用し、第2の蛍光体として緑色蛍光体を併用する。この場合、緑色蛍光体としては、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu、(Sr,Ba,Ca)Ga2S4:Eu,Tb,Sm、Y3(Al,Ga)5O12:Ce、(Y,Ga,Tb,La,Sm,Pr,Lu)3(Al,Ga)5O12:Ce、Ca3Sc2Si3O12:Ce、Ca3(Sc,Mg,Na,Li)2Si3O12:Ce、CaSc2O4:Ce、SrSi2O2N2:Eu、(Mg,Sr,Ba,Ca)Si2O2N2:Eu、及びEu付活βサイアロンが好ましい。このような発光装置は、いわゆる擬似白色に発光する。
(ii−2)第1の発光体として近紫外発光体(近紫外LED等)を使用し、第1の蛍光体として橙色蛍光体(本発明の蛍光体等)を使用し、第2の蛍光体として青色蛍光体及び緑色蛍光体を併用する。この場合、青色蛍光体としては、BaMgAl10O17:Euが好ましい。また、緑色蛍光体としては、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu、(Sr,Ba,Ca)Ga2S4:Eu,Tb,Sm、SrSi2O2N2:Eu、(Mg,Sr,Ba,Ca)Si2O2N2:Eu、Eu付活βサイアロン、及びBaMgAl10O17:Eu,Mnが好ましい。このような発光装置は、いわゆる擬似白色に発光する。
(ii−3)上記(ii−1),(ii−2)はいずれも擬似白色になるが、これらに赤色蛍光体を組み合わせると演色性が向上する。この場合、赤色蛍光体としては、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu、及び(Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Euからなる群より選ばれる1種又は2種以上の赤色蛍光体が好ましい。
(Ii) When the phosphor of the present invention is an orange phosphor (ii-1) A light emitter (blue LED or the like) is used as the first phosphor, and an orange phosphor (of the present invention) is used as the first phosphor. And a green phosphor is used in combination as the second phosphor. In this case, as the green phosphor, (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu, (Sr, Ba, Ca) Ga 2 S 4 : Eu, Tb, Sm, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12: Ce, (Y, Ga, Tb, La, Sm, Pr, Lu) 3 (Al, Ga) 5 O 12: Ce,
(Ii-2) A near ultraviolet light emitter (near ultraviolet LED or the like) is used as the first light emitter, an orange phosphor (such as the phosphor of the present invention) is used as the first phosphor, and the second fluorescence. A blue phosphor and a green phosphor are used in combination. In this case, BaMgAl 10 O 17 : Eu is preferable as the blue phosphor. In addition, as the green phosphor, (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu, (Sr, Ba, Ca) Ga 2 S 4 : Eu, Tb, Sm, SrSi 2 O 2 N 2 : Eu, (Mg, Sr, Ba, Ca) Si 2 O 2 N 2 : Eu, Eu-activated β sialon, and BaMgAl 10 O 17 : Eu, Mn are preferred. Such a light emitting device emits so-called pseudo white light.
(Ii-3) Although both (ii-1) and (ii-2) are pseudo white, color rendering is improved by combining them with a red phosphor. In this case, as the red phosphor, one or more red phosphors selected from the group consisting of (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu and (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 N 8 : Eu are used. Is preferred.
(iii)本発明の蛍光体が緑色蛍光体である場合
(iii−1)第1の発光体として青色発光体(青色LED等)を使用し、第1の蛍光体として緑色蛍光体(本発明の蛍光体等)を使用し、第2の蛍光体として赤色蛍光体を使用する。この場合、赤色蛍光体としては、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu、及び(Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Euからなる群より選ばれる1種又は2種以上の赤色蛍光体が好ましい。
(iii−2)第1の発光体として近紫外発光体(近紫外LED等)を使用し、第1の蛍光体として緑色蛍光体(本発明の蛍光体等)を使用し、第2の蛍光体として青色蛍光体及び赤色蛍光体を併用する。この場合、青色蛍光体としては、BaMgAl10O17:Euが好ましい。また、赤色蛍光体としては、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu、La2O2S:Eu、及び(Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Euからなる群より選ばれる1種又は2種以上の赤色蛍光体が好ましい。中でも、近紫外LEDと、本発明の蛍光体と、青色蛍光体としてBaMgAl10O17:Euと、赤色蛍光体として(Sr,Ca)AlSiN3:Euとを組み合わせて用いることが好ましい。
(iii−3)第1の発光体として青色発光体(青色LED等)を使用し、第1の蛍光体として緑色蛍光体(本発明の蛍光体等)を使用し、第2の蛍光体として橙色蛍光体を使用する。この場合、橙色蛍光体としては(Sr,Ba)3SiO5:Euが好ましい。
(Iii) When the phosphor of the present invention is a green phosphor (iii-1) A blue phosphor (such as a blue LED) is used as the first phosphor, and a green phosphor (the present invention) is used as the first phosphor. And a red phosphor is used as the second phosphor. In this case, as the red phosphor, one or more red phosphors selected from the group consisting of (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu and (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 N 8 : Eu are used. Is preferred.
(Iii-2) A near ultraviolet light emitter (near ultraviolet LED or the like) is used as the first light emitter, a green phosphor (such as the phosphor of the present invention) is used as the first phosphor, and the second fluorescence A blue phosphor and a red phosphor are used in combination. In this case, BaMgAl 10 O 17 : Eu is preferable as the blue phosphor. The red phosphor may be one selected from the group consisting of (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu, La 2 O 2 S: Eu, and (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 N 8 : Eu or Two or more red phosphors are preferred. Among them, it is preferable to use a near ultraviolet LED, the phosphor of the present invention, BaMgAl 10 O 17 : Eu as a blue phosphor, and (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu as a red phosphor.
(Iii-3) A blue light emitter (blue LED or the like) is used as the first light emitter, a green phosphor (such as the phosphor of the present invention) is used as the first phosphor, and the second phosphor is used. An orange phosphor is used. In this case, (Sr, Ba) 3 SiO 5 : Eu is preferable as the orange phosphor.
(iv)本発明の蛍光体が青色蛍光体である場合
(iv−1)第1の発光体として近紫外発光体(近紫外LED等)を使用し、第1の蛍光体として青色蛍光体(本発明の蛍光体等)を使用し、第2の蛍光体として緑色蛍光体及び赤色蛍光体を併用する。この場合、緑色蛍光体としては、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu、(Sr,Ba,Ca)Ga2S4:Eu,Tb,Sm、SrSi2O2N2:Eu、(Mg,Sr,Ba,Ca)Si2O2N2:Eu、Eu付活βサイアロン、及びBaMgAl10O17:Eu,Mnが好ましい。また、赤色蛍光体としては、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu、La2O2S:Eu、及び(Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Euからなる群より選ばれる1種又は2種以上の赤色蛍光体が好ましい。
(iv−2)第1の発光体として近紫外発光体(近紫外LED等)を使用し、第1の蛍光体として青色蛍光体(本発明の蛍光体等)を使用し、第2の蛍光体として黄色蛍光体を併用する。この場合、黄色蛍光体としては、RE3M5O12:Ce(ここで、REは、Y、Tb、Gd、Lu、及びSmからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素を表わし、Mは、Al、Ga、及びScからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素を表わす。)、Ma 3Mb 2Mc 3O12:Ce(ここで、Maは2価の金属元素、Mbは3価の金属元素、Mcは4価の金属元素を表わす。)、AE2MdO4:Eu(ここで、AEは、Ba、Sr、Ca、Mg、及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素を表わし、Mdは、Si、及び/又はGeを表わす。)、及び(Mg,Ca,Sr,Ba)Si2N2O2:Euが好ましい。
(Iv) When the phosphor of the present invention is a blue phosphor (iv-1) A near ultraviolet light emitter (near ultraviolet LED or the like) is used as the first light emitter, and a blue phosphor ( The phosphor of the present invention is used, and a green phosphor and a red phosphor are used in combination as the second phosphor. In this case, as the green phosphor, (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu, (Sr, Ba, Ca) Ga 2 S 4 : Eu, Tb, Sm, SrSi 2 O 2 N 2 : Eu , (Mg, Sr, Ba, Ca) Si 2 O 2 N 2 : Eu, Eu-activated β sialon, and BaMgAl 10 O 17 : Eu, Mn are preferred. The red phosphor may be one selected from the group consisting of (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu, La 2 O 2 S: Eu, and (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 N 8 : Eu or Two or more red phosphors are preferred.
(Iv-2) A near ultraviolet light emitter (near ultraviolet LED or the like) is used as the first light emitter, a blue phosphor (the phosphor of the present invention) is used as the first phosphor, and the second fluorescence. A yellow phosphor is used in combination. In this case, as the yellow phosphor, RE 3 M 5 O 12 : Ce (where RE represents at least one element selected from the group consisting of Y, Tb, Gd, Lu, and Sm, and M represents , Al, Ga, and Sc represents at least one element selected from the group consisting of: M a 3 M b 2 M c 3 O 12 : Ce (where M a is a divalent metal element, M b is a trivalent metal element, M c represents a tetravalent metallic element), AE 2 M d O 4 :. Eu ( where, AE is, Ba, Sr, Ca, Mg , and from the group consisting of Zn Represents at least one element selected, and M d represents Si and / or Ge.) And (Mg, Ca, Sr, Ba) Si 2 N 2 O 2 : Eu are preferable.
(v)本発明の蛍光体が黄色蛍光体である場合
(v−1)第1の発光体として青色発光体(青色LED等)を使用し、第1の蛍光体として黄色蛍光体(本発明の蛍光体等)を使用する。この場合、擬似白色に発光する。
(v−2)第1の発光体として近紫外発光体(近紫外LED等)を使用し、第1の蛍光体として黄色蛍光体(本発明の蛍光体等)を使用し、第2の蛍光体として青色蛍光体を併用する。この場合、青色蛍光体としては、BaMgAl10O17:Euが好ましい。この場合擬似白色に発光する。
(V) When the phosphor of the present invention is a yellow phosphor (v-1) A blue phosphor (such as a blue LED) is used as the first phosphor, and a yellow phosphor (the present invention) is used as the first phosphor. Phosphor etc.). In this case, pseudo white light is emitted.
(V-2) A near ultraviolet light emitter (near ultraviolet LED or the like) is used as the first light emitter, a yellow phosphor (such as the phosphor of the present invention) is used as the first phosphor, and the second fluorescence. A blue phosphor is used as a body. In this case, BaMgAl 10 O 17 : Eu is preferable as the blue phosphor. In this case, pseudo white light is emitted.
<4−2−5.封止材料>
第2の発光体は、例えば、上述の第1の蛍光体及び必要に応じて使用される第2の蛍光体を、封止材料に分散させて構成される。
封止材料を用いる場合、後述するような液状のシリコーン系材料等を用いて封止した後、熱や光によって硬化させて用いることができる。使用される封止材料としては無機系材料及び/又は有機系材料が使用できる。
<4-2-5. Sealing material>
The second light emitter is configured, for example, by dispersing the above-described first phosphor and the second phosphor used as necessary in a sealing material.
When a sealing material is used, it can be used after being sealed with a liquid silicone material or the like as described later and then cured by heat or light. As the sealing material used, an inorganic material and / or an organic material can be used.
無機系材料としては、例えば、金属アルコキシド、セラミック前駆体ポリマー若しくは金属アルコキシドを含有する溶液をゾル−ゲル法により加水分解重合して成る溶液、又はこれらの組み合わせを固化した無機系材料(例えばシロキサン結合を有する無機系材料)等を挙げることができる。 As the inorganic material, for example, a solution obtained by hydrolytic polymerization of a solution containing a metal alkoxide, a ceramic precursor polymer or a metal alkoxide by a sol-gel method, or a combination thereof, an inorganic material (for example, a siloxane bond) Inorganic materials having
有機系材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等が挙げられる。具体的には、例えば、ポリメタアクリル酸メチル等のメタアクリル樹脂;ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリエステル樹脂;フェノキシ樹脂;ブチラール樹脂;ポリビニルアルコール;エチルセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート等のセルロース系樹脂;エポキシ樹脂;フェノール樹脂;シリコーン樹脂等が挙げられる。特に照明など大出力の発光装置が必要な場合、耐熱性や耐光性等を目的として珪素含有化合物を使用するのが好ましい。 Examples of organic materials include thermoplastic resins, thermosetting resins, and photocurable resins. Specifically, for example, methacrylic resin such as polymethylmethacrylate; styrene resin such as polystyrene and styrene-acrylonitrile copolymer; polycarbonate resin; polyester resin; phenoxy resin; butyral resin; polyvinyl alcohol; Cellulose resins such as cellulose acetate butyrate; epoxy resins; phenol resins; silicone resins. In particular, when a high-power light-emitting device such as illumination is required, it is preferable to use a silicon-containing compound for the purpose of heat resistance and light resistance.
珪素含有化合物とは分子中に珪素原子を有する化合物をいい、ポリオルガノシロキサン等の有機材料(シリコーン系材料)、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素等の無機材料、及びホウケイ酸塩、ホスホケイ酸塩、アルカリケイ酸塩等のガラス材料を挙げることができる。中でも、ハンドリングの容易さ等の点から、シリコーン系材料が好ましい。 A silicon-containing compound refers to a compound having a silicon atom in the molecule, organic materials such as polyorganosiloxane (silicone-based materials), inorganic materials such as silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride, and borosilicates and phosphosilicates. Examples thereof include glass materials such as salts and alkali silicates. Among these, silicone materials are preferable from the viewpoint of ease of handling.
(シリコーン系材料)
シリコーン系材料とは、通常、シロキサン結合を主鎖とする有機重合体をいい、例えば一般組成式(1)で表される化合物及び/又はそれらの混合物が挙げられる。
(R1R2R3SiO1/2)M(R4R5SiO2/2)D(R6SiO3/2)T(SiO4/2)Q
・・・式(1)
ここで、R1からR6は同じであっても異なってもよく、有機官能基、水酸基、水素原子からなる群から選択される。またM、D、T及びQは0から1未満であり、M+D+T+Q=1を満足する数である。
シリコーン系材料を半導体発光素子の封止に用いる場合、液状のシリコーン系材料を用いて封止した後、熱や光によって硬化させて用いることができる。
(Silicone material)
The silicone material usually refers to an organic polymer having a siloxane bond as a main chain, and examples thereof include a compound represented by the general composition formula (1) and / or a mixture thereof.
(R 1 R 2 R 3 SiO 1/2 ) M (R 4 R 5 SiO 2/2 ) D (R 6 SiO 3/2 ) T (SiO 4/2 ) Q
... Formula (1)
Here, R 1 to R 6 may be the same or different and are selected from the group consisting of an organic functional group, a hydroxyl group, and a hydrogen atom. M, D, T, and Q are 0 to less than 1 and satisfy M + D + T + Q = 1.
When a silicone material is used for sealing a semiconductor light emitting element, it can be used after being sealed with a liquid silicone material and then cured by heat or light.
(シリコーン系材料の種類)
シリコーン系材料を硬化のメカニズムにより分類すると、通常付加重合硬化タイプ、縮重合硬化タイプ、紫外線硬化タイプ、パーオキサイド架硫タイプなどのシリコーン系材料を挙げることができる。これらの中では、付加重合硬化タイプ(付加型シリコーン樹脂)、縮合硬化タイプ(縮合型シリコーン樹脂)、紫外線硬化タイプが好適である。以下、付加型シリコーン系材料、及び縮合型シリコーン系材料について説明する。
(Types of silicone materials)
When silicone materials are classified according to the curing mechanism, silicone materials such as an addition polymerization curing type, a condensation polymerization curing type, an ultraviolet curing type, and a peroxide vulcanization type can be mentioned. Among these, addition polymerization curing type (addition type silicone resin), condensation curing type (condensation type silicone resin), and ultraviolet curing type are preferable. Hereinafter, the addition type silicone material and the condensation type silicone material will be described.
(付加型シリコーン系材料)
付加型シリコーン系材料とは、ポリオルガノシロキサン鎖が、有機付加結合により架橋されたものをいう。代表的なものとしては、例えばビニルシランとヒドロシランをPt触媒などの付加型触媒の存在下反応させて得られるSi−C−C−Si結合を架橋点に有する化合物等を挙げることができる。これらは市販のものを使用することができ、例えば付加重合硬化タイプの具体的商品名としては信越化学工業社製「LPS−1400」「LPS−2410」「LPS−3400」等が挙げられる。
(Additional silicone material)
The addition-type silicone material refers to a material in which a polyorganosiloxane chain is crosslinked by an organic addition bond. A typical example is a compound having a Si—C—C—Si bond at a crosslinking point obtained by reacting vinylsilane and hydrosilane in the presence of an addition catalyst such as a Pt catalyst. As these, commercially available products can be used. Specific examples of addition polymerization curing type trade names include “LPS-1400”, “LPS-2410”, and “LPS-3400” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
(縮合型シリコーン系材料)
縮合型シリコーン系材料とは、例えば、アルキルアルコキシシランの加水分解・重縮合で得られるSi−O−Si結合を架橋点に有する化合物を挙げることができる。
(Condensation type silicone material)
Examples of the condensation type silicone material include a compound having a Si—O—Si bond obtained by hydrolysis and polycondensation of an alkylalkoxysilane at a crosslinking point.
具体的には、下記一般式(2)及び/又は(3)で表わされる化合物、及び/又はそのオリゴマーを加水分解・重縮合して得られる重縮合物が挙げられる。 Specific examples include polycondensates obtained by hydrolysis and polycondensation of compounds represented by the following general formula (2) and / or (3) and / or oligomers thereof.
Mm+XnY1 m-n ・・・(2)
(式(2)中、Mは、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、及びチタンより選択される少なくとも1種の元素を表し、Xは、加水分解性基を表し、Y1は、1価の有機基を表し、mは、Mの価数を表す1以上の整数を表し、nは、X基の数を表す1以上の整数を表す。但し、m≧nである。)
M m + X n Y 1 mn (2)
(In the formula (2), M represents at least one element selected from silicon, aluminum, zirconium, and titanium, X represents a hydrolyzable group, and Y 1 represents a monovalent organic group. M represents one or more integers representing the valence of M, and n represents one or more integers representing the number of X groups, provided that m ≧ n.
(Ms+XtY1 s-t)uY2 ・・・(3)
(式(3)中、Mは、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、及びチタンより選択される少なくとも1種の元素を表し、Xは、加水分解性基を表し、Y1は、1価の有機基を表し、Y2は、u価の有機基を表し、sは、Mの価数を表す1以上の整数を表し、tは、1以上、s−1以下の整数を表し、uは、2以上の整数を表す。)
(M s + X t Y 1 st)
(In Formula (3), M represents at least one element selected from silicon, aluminum, zirconium, and titanium, X represents a hydrolyzable group, and Y 1 represents a monovalent organic group. Y 2 represents a u-valent organic group, s represents an integer of 1 or more representing the valence of M, t represents an integer of 1 or more and s−1 or less, and u is 2 or more. Represents an integer.)
[4−3.発光装置の構成]
本発明の発光装置は、上述の第1の発光体及び第2の発光体を備えていれば、その他の構成は特に制限されないが、通常は、適当なフレーム上に上述の第1の発光体及び第2の発光体を配置してなる。この際、第1の発光体の発光によって第2の発光体が励起されて(即ち、第1及び第2の蛍光体が励起されて)発光を生じ、且つ、この第1の発光体の発光及び/又は第2の発光体の発光が、外部に取り出されるように配置されることになる。この場合、第1の蛍光体と第2の蛍光体とは必ずしも同一の層中に混合されなくてもよく、例えば、第1の蛍光体を含有する層の上に第2の蛍光体を含有する層が積層する等、蛍光体の発色毎に別々の層に蛍光体を含有するようにしてもよい。
[4-3. Configuration of light emitting device]
The light-emitting device of the present invention is not particularly limited as long as it includes the first light-emitting body and the second light-emitting body described above, but usually the first light-emitting body described above on an appropriate frame. And a second light emitter. At this time, the second light emitter is excited by the light emission of the first light emitter (that is, the first and second phosphors are excited) to emit light, and the first light emitter emits light. And / or it arrange | positions so that light emission of a 2nd light-emitting body may be taken out outside. In this case, the first phosphor and the second phosphor are not necessarily mixed in the same layer. For example, the second phosphor is contained on the layer containing the first phosphor. For example, the phosphor may be contained in a separate layer for each color development of the phosphor, such as by stacking layers.
また、本発明の発光装置では、上述の第1の発光体、第2の発光体及びフレーム以外の部材を用いてもよい。その例としては、<4−2−5.封止材料>で述べた封止材料が挙げられる。具体例を挙げると、封止材料は、発光装置において、第2の発光体を分散させる目的で用いたり、第1の発光体、第2の発光体及びフレーム間を接着する目的で用いたりすることができる。 In the light emitting device of the present invention, members other than the first light emitter, the second light emitter, and the frame described above may be used. For example, <4-2-5. Examples thereof include the sealing materials described in “Sealing Material>. As a specific example, the sealing material is used for the purpose of dispersing the second light emitter in the light emitting device, or for the purpose of bonding the first light emitter, the second light emitter and the frame. be able to.
なお、封止材料としては、例えば、<4−2−5.封止材料>で第2の発光体の構成材料として例示したものと同様のものが使用できる。その他に使用される封止樹脂としては、通常、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等が挙げられる。具体的には、例えば、ポリメタアクリル酸メチル等のメタアクリル樹脂;ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリエステル樹脂;フェノキシ樹脂;ブチラール樹脂;ポリビニルアルコール;エチルセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート等のセルロース系樹脂;エポキシ樹脂;フェノール樹脂;シリコーン樹脂等が挙げられる。また、無機系材料、例えば、金属アルコキシド、セラミック前駆体ポリマー若しくは金属アルコキシドを含有する溶液をゾル−ゲル法により加水分解重合して成る溶液又はこれらの組み合わせを固化した無機系材料、例えばシロキサン結合を有する無機系材料を用いることができる。 As the sealing material, for example, <4-2-5. The same materials as those exemplified as the constituent material of the second light emitter in the sealing material> can be used. Other examples of the sealing resin used usually include thermoplastic resins, thermosetting resins, and photocurable resins. Specifically, for example, methacrylic resin such as polymethylmethacrylate; styrene resin such as polystyrene and styrene-acrylonitrile copolymer; polycarbonate resin; polyester resin; phenoxy resin; butyral resin; polyvinyl alcohol; Cellulose resins such as cellulose acetate butyrate; epoxy resins; phenol resins; silicone resins. Further, an inorganic material such as a siloxane bond formed by solidifying a solution obtained by hydrolytic polymerization of a solution containing an inorganic material such as a metal alkoxide, ceramic precursor polymer or metal alkoxide by a sol-gel method, or a combination thereof. An inorganic material can be used.
[4−4.発光装置の実施形態]
以下、本発明の発光装置について、具体的な実施の形態を挙げて、より詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。
[4-4. Embodiment of Light Emitting Device]
Hereinafter, the light-emitting device of the present invention will be described in more detail with reference to specific embodiments. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and does not depart from the gist of the present invention. It can be implemented with arbitrary modifications.
図1は、本発明の一実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す図である。本実施形態の発光装置1は、フレーム2と、光源である青色LED(第1の発光体)3と、青色LED3から発せられる光の一部を吸収し、それとは異なる波長を有する光を発する蛍光体含有部(第2の発光体)4からなる。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a light emitting device according to an embodiment of the present invention. The light emitting device 1 of the present embodiment absorbs a part of light emitted from the
フレーム2は、青色LED3、蛍光体含有部4を保持するための金属製の基部である。フレーム2の上面には、図1中上側に開口した断面台形状の凹部(窪み)2Aが形成されている。これにより、フレーム2はカップ形状となっているため、発光装置1から放出される光に指向性をもたせることができ、放出する光を有効に利用できるようになっている。
The
フレーム2の凹部2Aの底部には、光源として青色LED3が設置されている。青色LED3は、電力を供給されることにより青色の光を発するLEDである。この青色LED3から発せられた青色光の一部は、蛍光体含有部4内の発光物質(第1の蛍光体及び第2の蛍光体)に励起光として吸収され、また別の一部は、発光装置1から所定方向に向けて放出されるようになっている。
A
また、青色LED3は前記のようにフレーム2の凹部2Aの底部に設置されているが、ここではフレーム2と青色LED3との間は接着剤5によって接着され、これにより、青色LED3はフレーム2に設置されている。
In addition, the
さらに、フレーム2には、青色LED3に電力を供給するための金製のワイヤ6が取り付けられている。つまり、青色LED3の上面に設けられた電極(図示は省略している。)とは、ワイヤ6を用いてワイヤボンディングによって結線されていて、このワイヤ6を通電することによって青色LED3に電力が供給され、青色LED3が青色光を発するようになっている。なお、ワイヤ6は青色LED3の構造にあわせて1本又は複数本が取り付けられる。
Further, a gold wire 6 for supplying power to the
さらに、フレーム2の凹部2Aには、青色LED3から発せられる光の一部を吸収し異なる波長を有する光を発する蛍光体含有部4が設けられている。蛍光体含有部4は、蛍光体と透明樹脂(封止材料)とで形成されている。蛍光体は、青色LED3が発する青色光により励起されて、青色光よりも長波長の光である光を発する物質である。蛍光体含有部4を構成する蛍光体は1種類であってもよいし、複数からなる混合物であってもよく、青色LED3の発する光と蛍光体発光部4の発する光の総和が所望の色になるように選べばよい。色は白色だけでなく、黄色、オレンジ、ピンク、紫、青緑等であってもよい。また、これらの色と白色との間の中間的な色であってもよい。ここでは、蛍光体として、例えば、本発明の蛍光体からなる赤色蛍光体(第1の蛍光体)と緑色蛍光体(第2の蛍光体)とを用い、発光装置から白色光が発せられるようになっているものとする。
Further, the concave portion 2A of the
モールド部7は、青色LED3、蛍光体含有部4、ワイヤ6などを外部から保護するとともに、配光特性を制御するためのレンズとしての機能を持つ。モールド部7には例えばエポキシ樹脂を用いることができる。
The
本実施形態の発光装置は以上のように構成されているので、青色LED3が発光すると、蛍光体発光部4内の緑色蛍光体と赤色蛍光体とが励起されて発光する。これにより、発光装置からは、青色LED3が発する青色光、緑色蛍光体が発する緑色光、及び、赤色蛍光体が発する赤色光からなる白色の光が発せられることになるのである。
Since the light emitting device of the present embodiment is configured as described above, when the
本発明の発光装置は、上記の実施形態のものに限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施することができる。
例えば、第1の発光体として面発光型のものを使用し、第2の発光体として膜状のものを用いることができる。この場合、第1の発光体の発光面に、直接膜状の第2の発光体を接触させた形状とすることが好ましい。なお、ここでいう接触とは、第1の発光体と第2の発光体とが空気や気体を介さないでぴたりと接している状態をつくることを言う。その結果、第1の発光体からの光が第2の発光体の膜面で反射されて外にしみ出るという光量損失を避けることができるので、装置全体の発光効率を良くすることができる。
The light-emitting device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with any changes without departing from the gist thereof.
For example, a surface-emitting type can be used as the first light emitter, and a film-like one can be used as the second light emitter. In this case, it is preferable to have a shape in which the film-shaped second light emitter is in direct contact with the light emitting surface of the first light emitter. In addition, contact here means producing the state which the 1st light-emitting body and the 2nd light-emitting body have touched exactly without passing air or gas. As a result, it is possible to avoid a light amount loss in which light from the first light emitter is reflected by the film surface of the second light emitter and oozes out, so that the light emission efficiency of the entire apparatus can be improved.
図2は、このように、第1の発光体として面発光型のものを用い、第2の発光体として膜状のものを適用した発光装置の一例を示す模式的な斜視図である。図2に示す発光装置8では、基板9上に第1の発光体としての面発光型GaN系LD10が設けられ、面発光型GaN系LD10の上に膜状の第2の発光体11が形成されている。ここで、相互に接触した状態をつくるためには、第1の発光体であるLD10と第2の発光体11とそれぞれ別個に用意して、それらの面同士を接着剤やその他の手段によって接触させてもよいし、LD10の発光面上に第2の発光体11を成膜(成型)させてもよい。これらの結果、LD11と第2の発光体11とを接触した状態とすることができる。
このような構成の発光装置8によれば、上記実施形態と同様の利点に加え、光量損失を避けて発光効率を向上させることが可能である。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of a light emitting device in which a surface light emitting type is used as the first light emitter and a film-like one is applied as the second light emitter. In the light-emitting
According to the light-emitting
[4−5.発光装置の用途]
本発明の発光装置の用途は特に制限されず、通常の発光装置が用いられる各種の分野に使用することが可能であるが、色再現範囲が広く、且つ、演色性も高いことから、中でも画像表示装置や照明装置の光源として、とりわけ好適に用いられる。なお、本発明の発光装置を画像表示装置の光源として用いる場合には、カラーフィルターとともに用いることが好ましい。例えば、画像表示装置として、カラー液晶表示素子を利用したカラー画像表示装置とする場合は、上記発光装置をバックライトとし、液晶を利用した光シャッターと赤、緑、青の画素を有するカラーフィルターとを組み合わせることにより画像表示装置を形成することができる。
[4-5. Application of light emitting device]
The application of the light-emitting device of the present invention is not particularly limited, and can be used in various fields in which ordinary light-emitting devices are used. However, since the color reproduction range is wide and color rendering is high, the image It is particularly preferably used as a light source for a display device or a lighting device. In addition, when using the light-emitting device of this invention as a light source of an image display apparatus, using with a color filter is preferable. For example, when the image display device is a color image display device using color liquid crystal display elements, the light emitting device is used as a backlight, a light shutter using liquid crystal, and a color filter having red, green, and blue pixels; By combining these, an image display device can be formed.
図1に示す発光装置1を組み込んだ面発光照明装置12の一例を図3に模式的に示す。この面発光照明装置12では、内面を白色の平滑面等の光不透過性とした方形の保持ケース13の底面に、多数の発光装置1を、その外側に発光装置1の駆動のための電源及び回路等(図示は省略している。)を設けて配置してある。また、発光の均一化のために、保持ケース13の蓋部に相当する箇所には、乳白色としたアクリル板等の拡散板14が固定されている。
An example of a surface emitting
この面発光照明装置12の使用時には、発光装置1を発光させる。この光が拡散板14を透過して、図面上方に出射され、保持ケース13の拡散板14面内において均一な明るさの照明光が得られることとなる。
When the surface emitting
以下に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.
なお、以下の実施例、参考例及び比較例において、発光スペクトル、及び励起スペクトルの測定は、蛍光分光光度計F−4500型(日立製作所製)を用いて室温にて行った。なお、参考例1で得られた蛍光体については、励起光源として150Wキセノンランプを、スペクトル測定装置としてマルチチャンネルCCD検出器C7041(浜松フォトニクス社製)を備える蛍光測定装置(日本分光社製)用いて発光スペクトル及び励起スペクトルを測定した。
粉末X線回折測定は、RINT 2200PC(株式会社リガク製)を用いて行った。
蛍光体の炭素含有量は、炭素硫黄分析装置EMIA−520(堀場製作所製)を用いて測定し、酸素含有量は、実施例3及び参考例1については酸素窒素分析装置TC430(LECO社製)を、実施例1、比較例1及び3については固体中酸素/窒素分析装置EMGA550/EF610型(堀場製作所製)を用いて測定した。
In the following examples , reference examples, and comparative examples, the emission spectrum and excitation spectrum were measured at room temperature using a fluorescence spectrophotometer F-4500 type (manufactured by Hitachi, Ltd.). In addition, about the fluorescent substance obtained in Reference Example 1 , a 150 W xenon lamp as an excitation light source and a fluorescence measuring apparatus (manufactured by JASCO Corporation) provided with a multi-channel CCD detector C7041 (manufactured by Hamamatsu Photonics) as a spectrum measuring apparatus The emission spectrum and excitation spectrum were measured.
The powder X-ray diffraction measurement was performed using RINT 2200PC (manufactured by Rigaku Corporation).
The carbon content of the phosphor was measured using a carbon sulfur analyzer EMIA-520 (manufactured by Horiba Seisakusho), and the oxygen content was measured for oxygen nitrogen analyzer TC430 (manufactured by LECO) for Example 3 and Reference Example 1. For Example 1 and Comparative Examples 1 and 3, the solid oxygen / nitrogen analyzer EMGA550 / EF610 (manufactured by Horiba Seisakusho) was used.
(実施例1)
原料として、CaCN2を0.5モル、CaCO3を0.5モル、Si3N4を1モル、AlNを1モル、Eu2O3を0.01モルの割合で秤量して、これらを良く混合した。得られた原料混合物をMo箔に包み、ZrB2製るつぼに充填し、高周波加熱式電気炉を用いて大気圧の窒素雰囲気下、1300℃で6時間加熱した。
Example 1
As raw materials, 0.5 mol of CaCN 2 , 0.5 mol of CaCO 3 , 1 mol of Si 3 N 4 , 1 mol of AlN, and 0.01 mol of Eu 2 O 3 were weighed, and these were measured. Mix well. The obtained raw material mixture was wrapped in Mo foil, filled in a ZrB 2 crucible, and heated at 1300 ° C. for 6 hours in a nitrogen atmosphere at atmospheric pressure using a high-frequency heating electric furnace.
得られた蛍光体粉末の粉末X線回折(測定)結果を図4に、発光スペクトル及び励起スペクトルを図5に、走査型電子顕微鏡(SEM)写真を図6に示す。 FIG. 4 shows the powder X-ray diffraction (measurement) results of the obtained phosphor powder, FIG. 5 shows the emission spectrum and excitation spectrum, and FIG. 6 shows the scanning electron microscope (SEM) photograph.
図4のパターンは、WO2005/052087A1に示されたパターンとほぼ一致していることから、得られた粉末はEu付活で赤色発光を呈するCaAlSiN3:Eu蛍光体の単一相であることが分かった。
図5から、この蛍光体は紫外域から青色域の励起光の照射により、良好な赤色を発光することが分かった。この蛍光体の発光ピーク波長は644nm、CIE色度座標はx=0.63、y=0.36であった。また、455nmの光で励起した場合の発光強度は、化成オプトニクス社製、黄色蛍光体((Y,Gd)3Al5O12:Ce、製品番号P46−Y3、以下、「YAG蛍光体」と称する場合がある。)の発光強度を100%とした時、60%であった。
図6のSEM写真から、得られた蛍光体は粒径が1μm〜5μm程度の粒子からなることが分かった。
Since the pattern of FIG. 4 is almost the same as the pattern shown in WO2005 / 052087A1, the obtained powder is a single phase of CaAlSiN 3 : Eu phosphor that is Eu-activated and emits red light. I understood.
From FIG. 5, it was found that this phosphor emits a good red light when irradiated with excitation light from the ultraviolet region to the blue region. The emission peak wavelength of this phosphor was 644 nm, and the CIE chromaticity coordinates were x = 0.63 and y = 0.36. The emission intensity when excited with light at 455 nm is a yellow phosphor ((Y, Gd) 3 Al 5 O 12 : Ce, product number P46-Y3, manufactured by Kasei Optonix, Inc., hereinafter “YAG phosphor”. The emission intensity was 60% when the emission intensity was 100%.
From the SEM photograph of FIG. 6, it was found that the obtained phosphor was composed of particles having a particle size of about 1 μm to 5 μm.
この蛍光体の酸素及び炭素の含有量の測定を行ったところ、酸素の含有量は0.40重量%、炭素の含有量は0.25重量%であり、酸素、炭素ともに少ないことが分かった。酸素含有量及び炭素含有量は、焼成温度、焼成時間、及び焼成雰囲気の純度(酸素濃度、水分含有量等)にも依存すると考えられるが、酸素含有量及び炭素含有量が共に少ない場合に輝度が向上する傾向にある。 When the oxygen and carbon contents of this phosphor were measured, the oxygen content was 0.40% by weight and the carbon content was 0.25% by weight, indicating that both oxygen and carbon were low. . The oxygen content and carbon content are thought to depend on the firing temperature, firing time, and purity of the firing atmosphere (oxygen concentration, moisture content, etc.), but brightness is low when both the oxygen content and carbon content are low. Tend to improve.
(実施例2)
原料として、CaCN2を1モル、CaCO3を1モル、Si3N4を1.66モル、Eu2O3を0.01モルの割合で秤量して、これらを良く混合した。得られた原料混合物をMo箔に包み、ZrB2製るつぼに充填し、これを高周波加熱式電気炉を用いて大気圧の窒素雰囲気下、1500℃で6時間加熱した。
(Example 2)
As raw materials, 1 mol of CaCN 2 , 1 mol of CaCO 3 , 1.66 mol of Si 3 N 4 and 0.01 mol of Eu 2 O 3 were weighed and mixed well. The obtained raw material mixture was wrapped in Mo foil, filled in a ZrB 2 crucible, and heated at 1500 ° C. for 6 hours in a nitrogen atmosphere at atmospheric pressure using a high-frequency heating electric furnace.
得られた蛍光体粉末の粉末X線回折(測定)を図7に、発光スペクトル及び励起スペクトルを図8に示す。
図7のパターンはJCPDS No.82−2489に報告されているパターンと一致し、Ca2Si5N8:Euの単一相であることが分かった。
図8の発光スペクトルから、この蛍光体は紫外域から青色域の励起光の照射により、良好な橙色から赤色を発光することが分かった。
この蛍光体を波長455nmの光で励起した場合の発光強度は、化成オプトニクス社製、黄色蛍光体((Y,Gd)3Al5O12:Ce、製品番号P46−Y3)の発光強度を100%とした時、80%であった。
FIG. 7 shows a powder X-ray diffraction (measurement) of the obtained phosphor powder, and FIG. 8 shows an emission spectrum and an excitation spectrum.
The pattern in FIG. Consistent with the pattern reported in 82-2489, it was found to be a single phase of Ca 2 Si 5 N 8 : Eu.
From the emission spectrum of FIG. 8, it was found that this phosphor emits good orange to red light when irradiated with excitation light in the ultraviolet to blue range.
When this phosphor is excited with light having a wavelength of 455 nm, the emission intensity of the yellow phosphor ((Y, Gd) 3 Al 5 O 12 : Ce, product number P46-Y3) manufactured by Kasei Optonics Co., Ltd. When it was 100%, it was 80%.
(実施例3)
原料として、CaCN2を1モル、SrCO3を1モル、Si3N4を1.66モル、Eu2O3を0.01モルの割合で秤量して、それらを良く混合した。得られた原料混合物をMo箔に包み、ZrB2製るつぼに充填し、高周波加熱式電気炉を用いて大気圧の窒素雰囲気下、1500℃で6時間加熱した。
(Example 3)
As raw materials, 1 mol of CaCN 2 , 1 mol of SrCO 3 , 1.66 mol of Si 3 N 4 and 0.01 mol of Eu 2 O 3 were weighed and mixed well. The obtained raw material mixture was wrapped in Mo foil, filled in a ZrB 2 crucible, and heated at 1500 ° C. for 6 hours in a nitrogen atmosphere at atmospheric pressure using a high-frequency heating electric furnace.
得られた蛍光体粉末の粉末X線回折結果を図9に、発光スペクトル及び励起スペクトルを図10に、SEM写真を図11にそれぞれ示す。
図9のパターンはSrの代わりにCa含有することによる回折角のシフトを考慮すると、図9に併記したJCPDS ICDD PDF No.85−0101に報告されているSr2Si5N8のパターンとほぼ一致しており、CaSrSi5N8:Euの単一相であることが分かった。
図10の発光スペクトルから、この蛍光体は紫外域から青色域の励起光の照射により、良好な橙色から赤色を発光することが分かった。この蛍光体の発光ピーク波長は640nm、CIE色度座標はx=0.64、y=0.36であった。図10には比較対照として化成オプトニクス社製、黄色蛍光体((Y,Gd)3Al5O12:Ce、製品番号P46−Y3)のスペクトルを併せて示している。
図11のSEM写真から、得られた蛍光体は粒径が1μm〜5μm程度の粒子からなることが分かった。
FIG. 9 shows the powder X-ray diffraction result of the obtained phosphor powder, FIG. 10 shows the emission spectrum and excitation spectrum, and FIG. 11 shows the SEM photograph.
The pattern of FIG. 9 takes into account the shift of diffraction angle due to the inclusion of Ca instead of Sr. JCPDS ICDD PDF No. It almost coincides with the pattern of Sr 2 Si 5 N 8 reported in 85-0101 and was found to be a single phase of CaSrSi 5 N 8 : Eu.
From the emission spectrum of FIG. 10, it was found that this phosphor emits good orange to red light when irradiated with excitation light in the ultraviolet to blue range. The emission peak wavelength of this phosphor was 640 nm, and the CIE chromaticity coordinates were x = 0.64 and y = 0.36. FIG. 10 also shows the spectrum of a yellow phosphor ((Y, Gd) 3 Al 5 O 12 : Ce, product number P46-Y3) manufactured by Kasei Optonics, Inc. as a comparative control.
From the SEM photograph of FIG. 11, it was found that the obtained phosphor was composed of particles having a particle size of about 1 μm to 5 μm.
この蛍光体の酸素及び炭素の含有量の測定を行ったところ、酸素の含有量は3.4重量%、炭素の含有量は0.09重量%であり、炭素が特に少ないことが分かった。 When the oxygen and carbon contents of this phosphor were measured, it was found that the oxygen content was 3.4% by weight and the carbon content was 0.09% by weight, and the carbon content was particularly low.
(実施例4)
焼成温度を1300℃としたこと以外は、実施例3と同様に処理した。
得られた蛍光体粉末の粉末X線回折(測定)結果を図12に示す。図12のパターンは実施例3で得られた蛍光体粉末と同様の回折角にピークを有し、CaSrSi5N8:Eu蛍光体であることが分かった。
得られた蛍光体は、その発光が実施例3で得られた蛍光体よりも少し暗かった。従って、実施例3の製造条件の方がより好ましいことがわかる。
Example 4
The treatment was performed in the same manner as in Example 3 except that the firing temperature was 1300 ° C.
The powder X-ray diffraction (measurement) result of the obtained phosphor powder is shown in FIG. The pattern of FIG. 12 has a peak at the same diffraction angle as the phosphor powder obtained in Example 3, and was found to be a CaSrSi 5 N 8 : Eu phosphor.
The obtained phosphor was a little darker than the phosphor obtained in Example 3. Therefore, it can be seen that the production conditions of Example 3 are more preferable.
(参考例1)
原料として、Sr(CH3COO)2・0.5H2O(酢酸ストロンチウム)を1モル、SrCO3を1モル、Si3N4を1.66モル、Eu2O3を0.01モルの割合で秤量し、これらを良く混合した。得られた蛍光体原料混合物をMo箔に包み、ZrB2製るつぼに充填し、高周波加熱式電気炉を用いて大気圧の窒素雰囲気下、1500℃で5時間加熱した。
( Reference Example 1 )
As raw materials, 1 mol of Sr (CH 3 COO) 2 .0.5H 2 O (strontium acetate), 1 mol of SrCO 3 , 1.66 mol of Si 3 N 4 and 0.01 mol of Eu 2 O 3 Weighed in proportions and mixed them well. The obtained phosphor raw material mixture was wrapped in Mo foil, filled in a ZrB 2 crucible, and heated at 1500 ° C. for 5 hours in a nitrogen atmosphere at atmospheric pressure using a high-frequency heating electric furnace.
得られた蛍光体粉末の粉末X線回折(測定)結果を図13に、455nmの励起光を照射したときの発光スペクトルを図14に示す。図14には、前述のYAG蛍光体の発光スペクトルも併せて示した。
図13を図9のJCPDS標準チャート85−0101と比較することにより、得られた蛍光体粉末は、Sr2Si5N8のほぼ単一相であることが分かり、Sr2Si5N8:Eu蛍光体が得られたことがわかった。
図14より、この蛍光体は紫外域から青色域の励起光の照射により、良好な赤色を発光することが分かった。この蛍光体の発光ピーク波長は627nm、CIE色度座標はx=0.64、y=0.36であった。
波長455nmの光で励起した場合の発光強度は、化成オプトニクス社製、黄色蛍光体((Y,Gd)3Al5O12:Ce、製品番号P46−Y3)の発光強度を100%とした時、150%であった。
FIG. 13 shows the result of powder X-ray diffraction (measurement) of the obtained phosphor powder, and FIG. 14 shows the emission spectrum when irradiated with excitation light of 455 nm. FIG. 14 also shows the emission spectrum of the aforementioned YAG phosphor.
By comparing with JCPDS standard chart 85-0101 of Figure 9 to Figure 13, the phosphor powder obtained was found to be substantially single phase of Sr 2 Si 5 N 8, Sr 2 Si 5 N 8: It was found that Eu phosphor was obtained.
From FIG. 14, it was found that this phosphor emits a good red light when irradiated with excitation light from the ultraviolet region to the blue region. The emission peak wavelength of this phosphor was 627 nm, and the CIE chromaticity coordinates were x = 0.64 and y = 0.36.
The emission intensity when excited with light having a wavelength of 455 nm is 100% of the emission intensity of a yellow phosphor ((Y, Gd) 3 Al 5 O 12 : Ce, product number P46-Y3) manufactured by Kasei Optonics. At 150%.
この蛍光体の酸素及び炭素の含有量の測定を行ったところ、酸素の含有量は0.45重量%、炭素の含有量は0.20重量%であり、酸素、炭素ともに少ないことが分かった。 When the oxygen and carbon contents of this phosphor were measured, the oxygen content was 0.45% by weight and the carbon content was 0.20% by weight, indicating that both oxygen and carbon were low. .
(比較例1)
原料として、CaCO3を1モル、Si3N4を0.33モル、AlNを1モル、Eu2O3を0.01モル、グラファイト粉末(和光純薬製、純度95%以上、目開き45μmの篩い通過品)を1モルの割合で秤量し、これらを良く混合した。得られた原料混合物をグラファイト製るつぼに充填し、高周波加熱式電気炉を用いて大気圧の窒素雰囲気下、1500℃で6時間加熱した。
(Comparative Example 1)
As raw materials, 1 mol of CaCO 3 , 0.33 mol of Si 3 N 4 , 1 mol of AlN, 0.01 mol of Eu 2 O 3 , graphite powder (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, purity 95% or more, opening 45 μm) The sieved product) was weighed at a molar ratio of 1 and mixed well. The obtained raw material mixture was filled in a graphite crucible and heated at 1500 ° C. for 6 hours in a nitrogen atmosphere at atmospheric pressure using a high-frequency heating electric furnace.
得られた蛍光体粉末の粉末X線回折(測定)結果を図15に示す。図15より、本比較例では、WO2005/052087A1に記載のCaAlSiN3:Eu蛍光体が生成していないことがわかる。図15に記載のパターンは、JCPDS−ICDD−PDF−No.39−0747に報告されているパターンとほぼ一致している。
また、発光スペクトル及び励起スペクトルを図16に示す。この蛍光体の発光は実施例1とは異なり、図16に示すように、発光ピークが590nm付近にあるオレンジ色発光であった。なお、図16の励起スペクトルの460nm付近の輝線は、励起光源として使用したキセノンランプに由来するものである。
The powder X-ray diffraction (measurement) results of the obtained phosphor powder are shown in FIG. From FIG. 15, it can be seen that the CaAlSiN 3 : Eu phosphor described in WO2005 / 052087A1 is not generated in this comparative example. The pattern described in FIG. 15 is JCPDS-ICDD-PDF-No. It almost matches the pattern reported in 39-0747.
Further, FIG. 16 shows an emission spectrum and an excitation spectrum. Unlike the example 1, the light emission of this phosphor was orange light emission having an emission peak near 590 nm as shown in FIG. Note that the bright line near 460 nm in the excitation spectrum of FIG. 16 is derived from the xenon lamp used as the excitation light source.
この蛍光体の酸素及び炭素の含有量の測定を行ったところ、酸素の含有量は0.65重量%、炭素の含有量は0.21重量%だった。 When the oxygen and carbon contents of this phosphor were measured, the oxygen content was 0.65% by weight and the carbon content was 0.21% by weight.
(比較例2)
原料として、Sr(HCOO)2・2H2O(ギ酸ストロンチウム)を1モル、SrCO3を1モル、Si3N4を1.66モル、Eu2O3を0.01モルの割合で秤量し、これらを良く混合した。得られた原料混合物をMo箔に包み、ZrB2製るつぼに充填し、高周波加熱式電気炉を用いて大気圧の窒素雰囲気下、1500℃で5時間加熱した。
(Comparative Example 2)
As raw materials, 1 mol of Sr (HCOO) 2 .2H 2 O (strontium formate), 1 mol of SrCO 3 , 1.66 mol of Si 3 N 4 and 0.01 mol of Eu 2 O 3 were weighed. These were mixed well. The obtained raw material mixture was wrapped in Mo foil, filled in a ZrB 2 crucible, and heated at 1500 ° C. for 5 hours in a nitrogen atmosphere at atmospheric pressure using a high-frequency heating electric furnace.
得られた蛍光体粉末の粉末X線回折(測定)結果を図17に示す。図17から、生成物のX線回折パターンは、報告されているSr2Si5N8相のパターン(JCPDS ICDD PDF No.85−0101)とは一致せず、Sr2Si5N8相が生成しなかったことが分かった。
得られた蛍光体粉末を455nmで励起してみたが、発光は見られなかった。
The powder X-ray diffraction (measurement) result of the obtained phosphor powder is shown in FIG. From FIG. 17, the X-ray diffraction pattern of the product does not match the reported Sr 2 Si 5 N 8 phase pattern (JCPDS ICDD PDF No. 85-0101), and the Sr 2 Si 5 N 8 phase is It turned out that it did not produce.
When the obtained phosphor powder was excited at 455 nm, no light emission was observed.
(比較例3)
原料として、SrCO3を2モル、Si3N4を1.66モル、Eu2O3を0.01モル、グラファイト粉末(目開き45μmの篩い通過品、和光純薬製、純度95%以上)を1モルの割合で秤量し、これらを良く混合した。得られた原料混合物をMo箔に包み、ZrB2製るつぼに充填し、高周波加熱式電気炉を用いて大気圧の窒素雰囲気下、1500℃で6時間加熱した。
得られた粉末の粉末X線回折(測定)結果を図18に示す。図18からSr2Si5N8がほぼ単一相で生成していることが分かり、Sr2Si5N8:Eu蛍光体が得られたことがわかった。
(Comparative Example 3)
As raw materials, 2 mol of SrCO 3 , 1.66 mol of Si 3 N 4 , 0.01 mol of Eu 2 O 3 , graphite powder (a product passing through a sieve with an opening of 45 μm, Wako Pure Chemical Industries, purity 95% or more) Were weighed at a 1 mole ratio and mixed well. The obtained raw material mixture was wrapped in Mo foil, filled in a ZrB 2 crucible, and heated at 1500 ° C. for 6 hours in a nitrogen atmosphere at atmospheric pressure using a high-frequency heating electric furnace.
The powder X-ray diffraction (measurement) result of the obtained powder is shown in FIG. FIG. 18 shows that Sr 2 Si 5 N 8 is formed almost in a single phase, and that Sr 2 Si 5 N 8 : Eu phosphor is obtained.
しかしながら、この蛍光体の酸素及び炭素の含有量の測定を行ったところ、酸素の含有量は1.9重量%、炭素の含有量は0.3重量%であり、参考例1で得られた蛍光体と比較して酸素、炭素とも多く含まれていることが分かった。
なお、得られた蛍光体粉末の発光強度は、参考例1で得られた蛍光体粉末の発光強度よりも小さかった。
However, when the oxygen and carbon contents of this phosphor were measured, the oxygen content was 1.9% by weight and the carbon content was 0.3% by weight, which was obtained in Reference Example 1 . It was found that both oxygen and carbon were contained more than phosphors.
Note that the emission intensity of the obtained phosphor powder was lower than that of the phosphor powder obtained in Reference Example 1 .
以上の結果から、本発明の蛍光体の製造方法によると、炭素含有量が少なく、明るい蛍光体を製造することができることが分かる。また、従来のCRN法では製造することができないCaAlSiN3:Eu蛍光体の製造も可能となる。 From the above results, it can be seen that according to the method for producing a phosphor of the present invention, a bright phosphor having a low carbon content can be produced. Further, it becomes possible to manufacture a CaAlSiN 3 : Eu phosphor that cannot be manufactured by the conventional CRN method.
1 発光装置
2 フレーム
2A フレームの凹部
3 青色LED(第1の発光体)
4 蛍光体含有部(第2の発光体)
5 銀ペースト
6 ワイヤ
7 モールド部
8 発光装置
9 基板
10 面発光型GaN系LD(第1の発光体)
11 第2の発光体
12 面発光照明装置
13 保持ケース
14 拡散板
21 第1の発光体(LED)
22 蛍光体含有部
23 フレーム
24 ワイヤ
25,26 電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light-emitting
4 Phosphor-containing part (second light emitter)
5 Silver paste 6
DESCRIPTION OF
22 Phosphor-containing part 23 Frame 24
Claims (13)
還元作用を有し、かつ、O元素を有さない炭素含有化合物を含む原料を混合する工程と、Mixing a raw material containing a carbon-containing compound having a reducing action and having no O element;
得られた原料混合物を焼成する工程と、を備え、A step of firing the obtained raw material mixture,
該O元素を有さない炭素含有化合物が、周期表第2族元素を含むシアナミド(HThe carbon-containing compound having no O element is cyanamide (H 22 N−CN)の金属塩又はジシアナミドの金属塩の少なくともいずれかを含むことを特徴とする窒化物を母体とする蛍光体の製造方法。N-CN) metal salt or dicyanamide metal salt. A method for producing a phosphor using a nitride as a base material.
該第2の発光体が、請求項4ないし8のいずれか1項に記載の蛍光体の少なくとも1種以上を、第1の蛍光体として含有することを特徴とする発光装置。 A first light emitter, and a second light emitter that emits visible light by irradiation of light from the first light emitter,
9. A light emitting device, wherein the second light emitter contains at least one of the phosphors according to any one of claims 4 to 8 as a first phosphor.
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