JP5471021B2 - Phosphor and phosphor manufacturing method, phosphor-containing composition, light emitting device, illumination device, and image display device - Google Patents

Phosphor and phosphor manufacturing method, phosphor-containing composition, light emitting device, illumination device, and image display device Download PDF

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Description

本発明は、耐久性が高い(Mg,Ca,Sr,Ba)Si:Euで表される結
晶相を有する蛍光体及びその製造方法、並びに、該蛍光体含有組成物、それを用いた発光装置、画像表示装置及び照明装置に関するものである。詳しくは、特定物性を有する(Mg,Ca,Sr,Ba)Si:Euで表される蛍光体及びその製造方法、並びに、該蛍光体含有組成物、それを用いた発光装置、画像表示装置及び照明装置に関するものである。
The present invention relates to a phosphor having a crystal phase represented by (Mg, Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 N 8 : Eu having high durability, a method for producing the phosphor, the phosphor-containing composition, The present invention relates to a light emitting device, an image display device, and a lighting device used. Specifically, the phosphor represented by (Mg, Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 N 8 : Eu having specific physical properties, a method for producing the phosphor, the phosphor-containing composition, and a light emitting device using the phosphor, The present invention relates to an image display device and an illumination device.

近年、発光ダイオード(light emitting diode。以下、適宜「LED」と略称する。)等の光源と蛍光体とを組み合わせた半導体発光装置が実用化されており、これらに用いられる各色蛍光体の開発も各種行なわれている。
このうち、特許文献1には、(Mg,Ca,Sr,Ba)Si:Euで表され
る赤色発光窒化物蛍光体が記載されている。
In recent years, semiconductor light emitting devices in which a light source such as a light emitting diode (hereinafter abbreviated as “LED”) and a phosphor are combined have been put into practical use, and the development of each color phosphor used in these devices has also been made. Various things are done.
Among them, Patent Document 1 describes a red light-emitting nitride phosphor represented by (Mg, Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 N 8 : Eu.

また、特許文献2〜5には、窒化物蛍光体の劣化を抑えるために表面に特定化合物による被覆層を形成させることが記載されている。
加えて、特許文献6には、窒化物蛍光体の耐久性を向上するために焼成温度よりも低い温度で再加熱することが記載されている。
Patent Documents 2 to 5 describe that a coating layer of a specific compound is formed on the surface in order to suppress deterioration of the nitride phosphor.
In addition, Patent Document 6 describes reheating at a temperature lower than the firing temperature in order to improve the durability of the nitride phosphor.

特表2003−515655号公報Special table 2003-515655 gazette 特開2004−161807号公報JP 2004-161807 A 特開2006−282809号公報JP 2006-282809 A 特開2006−269938号公報JP 2006-269938 A 特開2007−103918号公報JP 2007-103918 A WO2009/017206号公開パンフレットPublication pamphlet of WO2009 / 017206

照明装置、画像表示装置等に用いられる発光体としては、長時間の使用に耐えうることが求められる。しかしながら、特許文献2〜5に記載のような被覆剤を用いた方法では、蛍光体表面をムラなく被覆するのは困難である上、工業生産の観点からはより簡便で安価に耐久性を向上させる方法の出現が常に求められている。
本発明は上記の課題に鑑みて創案されたもので、(Mg,Ca,Sr,Ba)Si:Euで表される結晶相を有する蛍光体において、より耐久性が高い蛍光体を得るこ
とを第1の目的とし、さらには、該蛍光体の製造方法、及び該蛍光体を用いた蛍光体含有組成物、発光装置、照明装置及び画像表示装置を提供することを目的とする。
As a light emitter used in an illuminating device, an image display device or the like, it is required to withstand long-time use. However, in the method using the coating agent as described in Patent Documents 2 to 5, it is difficult to coat the phosphor surface uniformly, and from the viewpoint of industrial production, the durability is improved more easily and inexpensively. There is always a need for the emergence of methods.
The present invention was devised in view of the above problems, and in a phosphor having a crystal phase represented by (Mg, Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 N 8 : Eu, a phosphor having higher durability It is a first object of the present invention to further provide a method for producing the phosphor, and a phosphor-containing composition, a light emitting device, an illumination device, and an image display device using the phosphor. .

本発明者等は上記課題を解決するべく鋭意検討した結果、特性の物性値を示す(Mg,Ca,Sr,Ba)Si:Eu蛍光体が、高い耐久性を有することを見出した。
加えて、従来の知見に基づくと、特許文献4の比較例1にもあるように、酸化雰囲気において、300℃程度の低温で熱処理すると、窒化物蛍光体が劣化するとものとされていたが、(Mg,Ca,Sr,Ba)Si:Eu蛍光体の場合には、特許文献6に記
載の条件の中でも、ある特定温度の範囲内での熱処理を行なうことで、より耐久性の優れた蛍光体を得ることができることを見出し、本発明を完成させた。
As a result of intensive studies to solve the above-described problems, the present inventors have found that (Mg, Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 N 8 : Eu phosphors exhibiting physical property values have high durability. It was.
In addition, based on the conventional knowledge, as also in Comparative Example 1 of Patent Document 4, when the heat treatment is performed at a low temperature of about 300 ° C. in an oxidizing atmosphere, the nitride phosphor is supposed to deteriorate. In the case of (Mg, Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 N 8 : Eu phosphor, among the conditions described in Patent Document 6, it is more durable by performing heat treatment within a certain temperature range. The present inventors have found that an excellent phosphor can be obtained and completed the present invention.

即ち、本発明は、以下の(1)〜(13)を要旨とするものである。
(1) 式[I]で表される結晶相を含有する蛍光体であって、蛍光体粒子表面をX線光電子分光法(XPS)により分析した場合に検出される窒素原子量に対する酸素原子量の比(O/N比)が2.0以上であることを特徴とする蛍光体。
2-2xEu2xSi [I]
(式[I]中、 Mは少なくともSrを含有するアルカリ土類金属元素を示し、
xは0<x<1で表される範囲の数値を示す。)
(2) 温度25℃、湿度10%以上70%以下の条件下で、蛍光体の1/1000残光時間が一定となるまで波長254nmの光を照射し、時定数0.01秒、測定間隔0.005秒の条件で残光特性を測定した場合の1/1000残光時間が4.1秒以内であることを特徴とする上記(1)に記載の蛍光体。
(3) 25℃の条件下で、電子スピン共鳴スペクトルによって測定されるg=2.00±0.02の吸収に対応するスピン密度が4.5×10−9モル/g以下であることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の蛍光体。
(4) 蛍光体原料を焼成し、式[I]で表される結晶相を含有する蛍光体を製造する方法であって、該焼成工程後 350℃以上600℃以下の温度で該焼成物の再焼成を行なう工程と有することを特徴とする蛍光体の製造方法。
That is, the gist of the present invention is the following (1) to (13).
(1) A phosphor containing a crystal phase represented by the formula [I], the ratio of the amount of oxygen atoms to the amount of nitrogen atoms detected when the surface of the phosphor particles is analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) A phosphor having an (O / N ratio) of 2.0 or more.
M 2-2x Eu 2x Si 5 N 8 [I]
(In the formula [I], M represents an alkaline earth metal element containing at least Sr,
x represents a numerical value in a range represented by 0 <x <1. )
(2) Under the conditions of temperature 25 ° C. and humidity 10% to 70%, light with a wavelength of 254 nm is irradiated until the 1/1000 afterglow time of the phosphor becomes constant, time constant 0.01 seconds, measurement interval The phosphor as described in (1) above, wherein the afterglow time of 1/1000 when the afterglow characteristic is measured under a condition of 0.005 seconds is within 4.1 seconds.
(3) The spin density corresponding to the absorption of g = 2.00 ± 0.02 measured by electron spin resonance spectrum under the condition of 25 ° C. is 4.5 × 10 −9 mol / g or less. The phosphor according to (1) or (2), characterized in that it is characterized.
(4) A method for producing a phosphor containing a crystal phase represented by the formula [I] by firing a phosphor material, wherein the fired product is heated at a temperature of 350 ° C. to 600 ° C. after the firing step. A method for producing a phosphor, comprising a step of re-firing.

2-2xEu2xSi [I]
(式[I]中、 Mは少なくともSrを含有するアルカリ土類金属元素を示し、
xは0<x<1で表される範囲の数値を示す。)
(5) 再焼成時の焼成雰囲気が酸素含有雰囲気であることを特徴とする上記(4)に記載の製造方法。
(6) 焼成工程後、再焼成工程前に焼成物を酸性液体媒体で洗浄する工程を有することを特徴とする上記(4)又は(5)に記載の製造方法。
(7) 上記(1)〜(3)のいずれかに記載の蛍光体と、 液体媒体とを含有すること
を特徴とする蛍光体含有組成物。
(8) 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の発光体とを有する発光装置であって、該第2の発光体として、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の蛍光体を1種以上含む第1の蛍光体を含有してなることを特徴とする発光装置。
(9) 該第2の発光体として、該第1の蛍光体とは発光ピーク波長の異なる1種以上の蛍光体を含む第2の蛍光体を含有することを特徴とする上記(8)に記載の発光装置。
(10) 該第1の発光体が420nm以上500nm以下の波長範囲に発光ピークを有
し、該第2の蛍光体として500nm以上550nm未満の波長範囲に発光ピークを有する少なくとも1種の蛍光体を用いることを特徴とする上記(9)に記載の発光装置。
(11) 該第1の発光体が300nm以上420nm以下の波長範囲に発光ピークを有
し、該第2の発光体が、該第2の蛍光体として、420nm以上500nm未満の波長範囲に発光ピークを有する少なくとも1種の蛍光体、500nm以上550nm未満の波長範囲の波長範囲に発光ピークを有する少なくとも1種の蛍光体を含有することを特徴とする上記(9)に記載の発光装置。
(12) 上記(8)〜(11)のいずれかに記載の発光装置を備える ことを特徴とす
る照明装置。
(13) 上記(8)〜(11)のいずれかに記載の発光装置を備える ことを特徴とす
る画像表示装置。
M 2-2x Eu 2x Si 5 N 8 [I]
(In the formula [I], M represents an alkaline earth metal element containing at least Sr,
x represents a numerical value in a range represented by 0 <x <1. )
(5) The production method as described in (4) above, wherein the firing atmosphere at the time of re-firing is an oxygen-containing atmosphere.
(6) The method according to (4) or (5) above, which comprises a step of washing the fired product with an acidic liquid medium after the firing step and before the re-firing step.
(7) A phosphor-containing composition comprising the phosphor according to any one of (1) to (3) above and a liquid medium.
(8) A light emitting device having a first light emitter and a second light emitter that emits visible light by irradiation of light from the first light emitter, and the second light emitter is the above ( A light-emitting device comprising a first phosphor containing one or more of the phosphors according to any one of 1) to (3).
(9) In the above (8), the second phosphor includes a second phosphor including one or more phosphors having emission peak wavelengths different from those of the first phosphor. The light-emitting device of description.
(10) The first phosphor has an emission peak in a wavelength range of 420 nm or more and 500 nm or less, and at least one phosphor having an emission peak in a wavelength range of 500 nm or more and less than 550 nm as the second phosphor. The light-emitting device according to (9), wherein the light-emitting device is used.
(11) The first light emitter has a light emission peak in a wavelength range of 300 nm to 420 nm, and the second light emitter has a light emission peak in a wavelength range of 420 nm to less than 500 nm as the second phosphor. The light-emitting device according to (9), wherein the light-emitting device comprises at least one phosphor having a light emission peak and at least one phosphor having a light emission peak in a wavelength range of 500 nm or more and less than 550 nm.
(12) An illumination device comprising the light-emitting device according to any one of (8) to (11).
(13) An image display device comprising the light-emitting device according to any one of (8) to (11).

本発明によれば、簡便で安価な方法により耐久性が高い窒化物蛍光体が得ることができ、また、それを用いた蛍光体含有組成物、発光装置、照明装置及び画像表示装置を実現することができる。   According to the present invention, a nitride phosphor having high durability can be obtained by a simple and inexpensive method, and a phosphor-containing composition, a light emitting device, a lighting device, and an image display device using the phosphor can be realized. be able to.

本発明の発光装置の一例における、励起光源(第1の発光体)と蛍光体含有部(第2の発光体)との位置関係を示す模式的斜視図である。It is a typical perspective view which shows the positional relationship of an excitation light source (1st light emission body) and a fluorescent substance containing part (2nd light emission body) in an example of the light-emitting device of this invention. 図2(a)及び図2(b)は何れも、励起光源(第1の発光体)と蛍光体含有部(第2の発光体)とを有する発光装置の一実施例を示す模式的断面図である。2 (a) and 2 (b) are schematic cross sections showing an embodiment of a light emitting device having an excitation light source (first light emitter) and a phosphor-containing portion (second light emitter). FIG. 本発明の照明装置の一実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically one Embodiment of the illuminating device of this invention. 本発明の実施例及び比較例の各蛍光体の残光特性を示す図である。It is a figure which shows the afterglow characteristic of each fluorescent substance of the Example and comparative example of this invention. 本発明の比較例1及び2、並びに実施例1の各蛍光体を用いた発光装置の耐久性試験結果(CIEx維持率)を示す図である。It is a figure which shows the durability test result (CIEx maintenance factor) of the light-emitting device using each fluorescent substance of the comparative examples 1 and 2 of this invention, and Example 1. FIG. 本発明の比較例1及び2、並びに実施例1の各蛍光体を用いた発光装置の耐久性試験結果(CIEy維持率)を示す図である。It is a figure which shows the durability test result (CIEy maintenance factor) of the light-emitting device using each fluorescent substance of the comparative examples 1 and 2 of this invention, and Example 1. FIG. 本発明の実施例2及び3の各蛍光体を用いた発光装置の耐久性試験結果(CIEx維持率)を示す図である。It is a figure which shows the durability test result (CIEx maintenance factor) of the light-emitting device using each fluorescent substance of Example 2 and 3 of this invention. 本発明の実施例2及び3の各蛍光体を用いた発光装置の耐久性試験結果(CIEy維持率)を示す図である。It is a figure which shows the durability test result (CIEy maintenance factor) of the light-emitting device using each fluorescent substance of Example 2 and 3 of this invention.

以下、本発明について実施の形態や例示物等を示して詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態や例示物等に限定されるものではなく、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。
また、本明細書における色名と色度座標との関係は、すべてJIS規格に基づく(JIS Z8110及びZ8701)。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments, examples, etc., but the present invention is not limited to the following embodiments, examples, etc., and may be arbitrarily changed without departing from the gist thereof. Can be implemented.
The relationship between the color name and the chromaticity coordinates in this specification is all based on the JIS standard (JIS Z8110 and Z8701).

なお、本明細書中の蛍光体の組成式において、各組成式の区切りは読点(、)で区切って表わす。また、カンマ(,)で区切って複数の元素を列記する場合には、列記された元素のうち1種又は2種以上を任意の組み合わせ及び組成で含有していてもよいことを示している。例えば、「(Ca,Sr,Ba)Al:Eu」という組成式は、「CaAl:Eu」と、「SrAl:Eu」と、「BaAl:Eu」と、「Ca1−xSrAl:Eu」と、「Sr1−xBaAl:Eu」と、「Ca1−xBaAl:Eu」と、「Ca1−x−ySrBaAl:Eu」とを全て包括的に示しているものとする(但し、前記式中、0<x<1、0<y<1、0<x+y<1)。 In the composition formula of the phosphors in this specification, each composition formula is delimited by a punctuation mark (,). In addition, when a plurality of elements are listed by separating them with commas (,), it indicates that one or more of the listed elements may be contained in any combination and composition. For example, the composition formula “(Ca, Sr, Ba) Al 2 O 4 : Eu” has “CaAl 2 O 4 : Eu”, “SrAl 2 O 4 : Eu”, and “BaAl 2 O 4 : Eu”. “Ca 1−x Sr x Al 2 O 4 : Eu”, “Sr 1−x Ba x Al 2 O 4 : Eu”, “Ca 1−x Ba x Al 2 O 4 : Eu”, "Ca 1-x-y Sr x Ba y Al 2 O 4: Eu " and all assumed to generically indicated (in the above formula, 0 <x <1,0 <y <1,0 <X + y <1).

1、蛍光体
[1−1]組成
本発明の蛍光体は、式[I]で表される結晶相を有するものである。
2-2xEu2xSi [I]
上記式[I]中、 MはMg、Ca、Sr及びBa等のアルカリ土類金属元素であって、少なくともSrを含有するものを示す。このうち好ましくはBa、Ca及びSrからなる群より選ばれ、少なくともSrを含有するものである。
1. Phosphor [1-1] Composition The phosphor of the present invention has a crystal phase represented by the formula [I].
M 2-2x Eu 2x Si 5 N 8 [I]
In the above formula [I], M represents an alkaline earth metal element such as Mg, Ca, Sr and Ba, and contains at least Sr. Among these, it is preferably selected from the group consisting of Ba, Ca and Sr, and contains at least Sr.

また、少なくともSrを含有するとは、通常、全M元素量に対するSrのモル量が10%以上であることをいい、このうち好ましくは20%以上、より好ましくは50%以上、さらに好ましくは80%以上、特に好ましくは90%以上である。
また、全M元素量に対するBa及びCaのモル量は、それぞれ独立して0%以上80%以下の値となる。
Further, containing at least Sr usually means that the molar amount of Sr with respect to the total M element amount is 10% or more, preferably 20% or more, more preferably 50% or more, and still more preferably 80%. Above, especially preferably 90% or more.
Further, the molar amounts of Ba and Ca with respect to the total amount of M element are each independently a value of 0% or more and 80% or less.

上記式[I]中、xは付活元素量に関するものであり、0<x<1で表される範囲の数値である。
このうち好ましくは0.001以上、より好ましくは0.005以上、更に好ましくは0.010以上、特に好ましくは0.015以上であり、また、好ましくは0.200以下、より好ましくは0.150以下、更に好ましくは0.100以下、特に好ましくは0.050以下の値である。
In the above formula [I], x relates to the amount of the activating element and is a numerical value in a range represented by 0 <x <1.
Among these, Preferably it is 0.001 or more, More preferably, it is 0.005 or more, More preferably, it is 0.010 or more, Most preferably, it is 0.015 or more, Preferably it is 0.200 or less, More preferably, it is 0.150. Hereinafter, the value is more preferably 0.100 or less, and particularly preferably 0.050 or less.

[1−2]蛍光体の粒子表面の窒素原子と酸素原子量
本発明の蛍光体は、その蛍光体粒子表面をX線光電子分光法(XPS)により分析した場合に検出される窒素原子量に対する酸素原子量の比(O/N比)が2.0以上、好ましくは2.4以上のものである。
このような特性を有する本発明の蛍光体は、従来よりも優れた耐久性を示す。
[1-2] Nitrogen atoms and oxygen atomic weight on the particle surface of the phosphor The phosphor of the present invention has an oxygen atomic weight relative to the nitrogen atom amount detected when the phosphor particle surface is analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Ratio (O / N ratio) is 2.0 or more, preferably 2.4 or more.
The phosphor of the present invention having such characteristics exhibits durability superior to that of the prior art.

ここで、XPS分析による蛍光体粒子表面のO/N比(モル比)は、以下のようにして求めることができる。
試料(蛍光体)についてPHI社製Quantum2000を用いて、以下の測定条件で測定を行う。
・X線源:単色化Al−Kα,出力16kV−34W(X線発生面積170μmφ)
・帯電中和:電子銃2μA,イオン銃併用
・分光系:パスエネルギー
187.85eV=ワイドスペクトル
58.7eV=ナロースペクトル[C1s,Eu3d3/2]
29.35eV=ナロースペクトル[N1s,O1s,Si2p,Sr3d]・測定領域:300μmφ
・取り出し角:45°(表面より)
上述のようなXPS分析により、蛍光体粒子表面の原子比を求めることができる原理は次の通りである。
Here, the O / N ratio (molar ratio) of the phosphor particle surface by XPS analysis can be obtained as follows.
A sample (phosphor) is measured under the following measurement conditions using a Quantum 2000 manufactured by PHI.
-X-ray source: Monochromatic Al-Kα, output 16 kV-34 W (X-ray generation area 170 μmφ)
・ Charge neutralization: Electron gun 2μA, combined use with ion gun
・ Spectroscopic system: Path energy
187.85 eV = wide spectrum
58.7 eV = Narrow spectrum [C1s, Eu3d3 / 2]
29.35 eV = Narrow spectrum [N1s, O1s, Si2p, Sr3d] Measurement area: 300 μmφ
・ Extraction angle: 45 ° (from the surface)
The principle by which the atomic ratio of the phosphor particle surface can be obtained by the XPS analysis as described above is as follows.

真空中で固体表面にX線を照射すると、表面原子から電子(光電子)が発生する。この光電子は、元素に固有のエネルギー値を有しているので、そのエネルギー分布を測定することにより、該固体表面の組成を調べることができる。表面から深いところで発生した光電子は、表面に出てくるまでに吸収されるため、この方法による分析可能な深さは、平均的に表面からの数十原子層(表面から3nm〜5nmの深さまで)の領域となる。また、この分析法は、化合物の種類によって結合しているエネルギーがわずかに異なるため、光電子のエネルギー分布を調べることにより、化合物を構成する各元素の化学結合に関する情報が得られる。   When a solid surface is irradiated with X-rays in a vacuum, electrons (photoelectrons) are generated from surface atoms. Since this photoelectron has an energy value specific to the element, the composition of the solid surface can be examined by measuring the energy distribution. Since photoelectrons generated deep from the surface are absorbed before they emerge on the surface, the depth that can be analyzed by this method is on average several tens of atomic layers from the surface (from 3 nm to 5 nm deep from the surface). ) Area. In addition, in this analysis method, the binding energy is slightly different depending on the type of compound, and therefore information on chemical bonds of each element constituting the compound can be obtained by examining the energy distribution of photoelectrons.

XPS以外に、例えばオージェ電子分光法(AES)により、蛍光体粒子表面の原子比や、深さ方向の分布を求めることができる。また、オージェ電子スペクトルを高分解能で測定することにより、状態分析を行うこともできる。
前記表面には、窒素が存在してもよいが、従来公知の製法により焼成した蛍光体(例えば、後述の比較例1で得られる蛍光体)を大気中に暴露した場合に自然酸化により生じる表面(自然酸化膜)よりも窒素が少ないことを特徴とする。また、前記表面層は、自然酸化膜と比較して、酸素が多く、アルカリ土類金属が多くなる傾向にある。
In addition to XPS, for example, the atomic ratio of the phosphor particle surface and the distribution in the depth direction can be obtained by Auger electron spectroscopy (AES). In addition, state analysis can be performed by measuring the Auger electron spectrum with high resolution.
Nitrogen may be present on the surface, but the surface generated by natural oxidation when a phosphor fired by a conventionally known production method (for example, the phosphor obtained in Comparative Example 1 described later) is exposed to the atmosphere. It is characterized by less nitrogen than (natural oxide film). Further, the surface layer tends to contain more oxygen and more alkaline earth metal than the natural oxide film.

また、上記の分析結果から、前記表面層においては、アルカリ土類金属元素の少なくとも一部が複合酸化物又はオキソ酸塩として存在するものと考えられる。
以下、このことを、蛍光体の母体結晶の組成が、Sr2Si5N8又はSr2-2xBa2xSi58である場合を例に説明するが、本発明の蛍光体の組成は、これらの組成に限定されるもの
ではない。
From the above analysis results, it is considered that at least a part of the alkaline earth metal element exists as a complex oxide or oxo acid salt in the surface layer.
Hereinafter, this will be described by taking as an example the case where the composition of the host crystal of the phosphor is Sr 2 Si 5 N 8 or Sr 2-2x Ba 2x Si 5 N 8. The composition of the phosphor of the present invention is as follows. However, it is not limited to these compositions.

(推測1)
非特許文献2(Frank L.Riley, J.Am.Ceram.Soc.,83[2]245-65(2000))に、i)大気
中で窒化ケイ素を1000℃以上で加熱すると表面にSiOの酸化膜が形成すること、ii)その酸化膜と窒化ケイ素の間にSiOが存在すること、及び、iii)前記酸化
膜SiOからSiに向かって連続的に組成が変化していること、が報告されている。
酸化雰囲気下、高温で加熱処理を行なえば、窒化ケイ素の場合と同様にSr2Si5N8の表面にSrを含んだ複合酸化物からなる表面膜が容易に形成されると推察される。 Srを含んだ
複合酸化物は結晶相を形成しやすく、よって、形成した膜はSiO2からなる非晶質(ガラス)相の酸化膜と比較して構造が緻密となる。
(Guess 1)
Non-Patent Document 2 (Frank L. Riley, J. Am. Ceram. Soc., 83 [2] 245-65 (2000)), i) When silicon nitride is heated at 1000 ° C. or higher in the atmosphere, SiO 2 is formed on the surface. Ii) the presence of Si 2 N 2 O between the oxide film and silicon nitride, and iii) the composition continuously from the oxide film SiO 2 toward Si 3 N 4. Has been reported to have changed.
If heat treatment is performed at a high temperature in an oxidizing atmosphere, it is presumed that a surface film made of a composite oxide containing Sr is easily formed on the surface of Sr 2 Si 5 N 8 as in the case of silicon nitride. The composite oxide containing Sr easily forms a crystal phase, and thus the formed film has a dense structure as compared with an amorphous (glass) phase oxide film made of SiO 2 .

(推測2)
さらに、上述したように、該蛍光体(Sr2Si5N8やSr2-2xBa2xSi58など)と表面酸化膜との間にすでに特許文献(WO2005/116163 A1)で報告されている(Ba,□)2Si5(N,O)8のように、アルカリ土類金属サイトのSrやBaが酸化により結晶構造内から抜けた欠損型
酸窒化物((M,□)2Si5(N,O)8 M=Sr, Baなど)が生成すれば、より緻密な結晶相を表面酸化膜と蛍光体の表面の間に層として挿入した形となり、酸素、水蒸気等の拡散に対し、有効な障壁となってガスバリア性が向上する可能性がある。この(M,□)2Si5(N,O)8層の性質(厚さ等)は蛍光体中のアルカリ土類金属元素の含有量やアルカリ土類金属の種類によって変わり、(M,□)2Si5(N,O)8層の性質によって、耐湿性が異なる可能性がある。
(Guess 2)
Furthermore, as described above, the phosphor (Sr 2 Si 5 N 8 or Sr 2-2x Ba 2x Si 5 N 8 etc.) and the surface oxide film have already been reported in the patent document (WO2005 / 116163 A1). Deficient oxynitride ((M, □) 2 in which Sr and Ba at the alkaline earth metal site escape from the crystal structure due to oxidation, such as (Ba, □) 2 Si 5 (N, O) 8 If Si 5 (N, O) 8 M = Sr, Ba, etc.) is formed, a denser crystal phase is inserted as a layer between the surface oxide film and the phosphor surface, and diffusion of oxygen, water vapor, etc. On the other hand, there is a possibility that the gas barrier property is improved as an effective barrier. The properties (thickness, etc.) of this (M, □) 2 Si 5 (N, O) 8 layer vary depending on the alkaline earth metal element content and the type of alkaline earth metal in the phosphor. ) Moisture resistance may vary depending on the nature of the 2 Si 5 (N, O) 8 layer.

たとえ、(M,□)2Si5(N,O)8層が存在しないとしても、表面酸化膜と蛍光体表面の間を組成が連続的に変化していくとすれば、蛍光体表面に近い部分はSiOより(M,□)2Si5(N,O)8に近い性質を示し、これにより、蛍光体との密着性を高め、水分子等の拡散障壁となって耐湿性を向上できる可能性がある。
尚、上記組成式中の□は、格子欠陥(カチオン元素の欠陥)を示すものである。
Even if the (M, □) 2 Si 5 (N, O) 8 layer does not exist, if the composition changes continuously between the surface oxide film and the phosphor surface, Close parts show properties closer to (M, □) 2 Si 5 (N, O) 8 than SiO 2 , thereby improving adhesion to the phosphor and serving as a diffusion barrier for water molecules, etc. There is a possibility of improvement.
In the above composition formula, □ indicates a lattice defect (a defect of a cation element).

(推測3)
(推測1)及び(推測2)の元にした非特許文献2等の公知の知見は1000℃以上の高温における酸化層についてのものである。本発明における表面層は、比較的低温(例えば、350-600℃付近)で形成されるものであるので、その組成や性質が異なる可能
性がある。
(Guess 3)
Known knowledge such as Non-Patent Document 2 based on (Estimation 1) and (Estimation 2) relates to an oxide layer at a high temperature of 1000 ° C. or higher. Since the surface layer in the present invention is formed at a relatively low temperature (for example, around 350 to 600 ° C.), its composition and properties may be different.

しかしながら、本発明の再焼成工程によって(推測1)及び(推測2)に記載したような(Ba,□)2Si5(N,O)8層が形成しないと仮定しても、再焼成工程を行なうことによりアル
カリ土類金属を含む複合酸化物が形成し、この酸化物を含有する表面層の存在によって、自然にできる酸化膜と比較して耐久性が向上している可能性 がある。例えば、SrOは
大気中では速やかにSr(OH)へ変化するが、複合酸化物であるSrSiOはSrOと比較して加水分解し難い傾向にあるからである。 なお、上述した(推測1)〜(
推測3)はそれぞれ単独で起こっていても、2つ以上が複合して起こっていてもよい。
However, even if it is assumed that the (Ba, □) 2 Si 5 (N, O) 8 layer as described in (Estimation 1) and (Estimation 2) is not formed by the refiring step of the present invention, the refiring step As a result, a composite oxide containing an alkaline earth metal is formed, and the presence of the surface layer containing this oxide may improve the durability as compared with a naturally formed oxide film. For example, SrO quickly changes to Sr (OH) 2 in the atmosphere, but Sr 2 SiO 4, which is a composite oxide, tends to be harder to hydrolyze than SrO. In addition, (guess 1) to (
Inference 3) may occur independently, or two or more may occur in combination.

なお、このような表面層を生成させる方法としては、後述の再焼成工程を行なうことが好ましいが、表面層の再構成を伴う限り特に制限はない。例えば、後述の再焼成工程に代えて、或いは、再焼成工程に加えて、酸素等のカルコゲン、フッ素等のハロゲン、水蒸気、NO等の窒素酸化物を含有する雰囲気下で加熱を行ってもよい。 また、このような表面層を生成する方法としては、後述の再焼成工程のように気相反応とする代わりに、液相反応としてもよい。この場合、酸素等の代わりに、過酸化水素や硝酸で酸化させてもよい。   In addition, although it is preferable to perform the below-mentioned rebaking process as a method of producing | generating such a surface layer, there will be no restriction | limiting in particular as long as the reconstruction of a surface layer is accompanied. For example, instead of or in addition to the re-baking step described later, heating may be performed in an atmosphere containing a chalcogen such as oxygen, a halogen such as fluorine, a water vapor, or a nitrogen oxide such as NO. . In addition, as a method for generating such a surface layer, a liquid phase reaction may be used instead of a gas phase reaction as in the re-baking step described later. In this case, it may be oxidized with hydrogen peroxide or nitric acid instead of oxygen or the like.

[1−3]耐久性
上記本発明の蛍光体は、それを用いて半導体発光装置を作成した場合の、その発光、具体的にはJIS Z8701に基づく色度座標値(CIEx、CIEy)に関し、半導体発光装置の発光時間に対する色度座標値の変化量が従来の蛍光体よりも小さいものである。
[1-3] Durability The phosphor of the present invention relates to light emission when a semiconductor light emitting device is produced using the phosphor, specifically, chromaticity coordinate values (CIEx, CIEy) based on JIS Z8701, The amount of change of the chromaticity coordinate value with respect to the light emission time of the semiconductor light emitting device is smaller than that of the conventional phosphor.

具体的には本発明の蛍光体を用いた半導体発光装置を作成し、20mAで駆動し、CIE色度座標値(CIEx、CIEy)を測定する。これに対して、温度85℃、湿度85%の高温高湿条件下、20mAで1000時間駆動後のCIE色度座標値(CIEx、CIEy)は、駆動直後のCIE色度座標値(CIEx、CIEy)を100とした場合に、CIExが75以上、好ましくは80以上、より好ましくは85以上であり、更に好ましくは90以上であり、CIEyが65以上、好ましくは70以上、より好ましくは75以上、更に好ましくは80以上となる。
従って、このような耐久性の高い蛍光体を用いることは、発光装置の色ずれが小さくなるため好ましい。
Specifically, a semiconductor light-emitting device using the phosphor of the present invention is prepared, driven at 20 mA, and CIE chromaticity coordinate values (CIEx, CIEy) are measured. On the other hand, CIE chromaticity coordinate values (CIEx, CIEy) after driving for 1000 hours at 20 mA under conditions of high temperature and high humidity of temperature 85 ° C. and humidity 85% are CIE chromaticity coordinate values (CIEx, CIEy) immediately after driving. ) Is 100, CIEx is 75 or more, preferably 80 or more, more preferably 85 or more, still more preferably 90 or more, and CIEy is 65 or more, preferably 70 or more, more preferably 75 or more. More preferably 80 or more.
Therefore, it is preferable to use such a highly durable phosphor because the color shift of the light emitting device is reduced.

[1−4]残光特性
上記式[I]で表される結晶相を有する蛍光体は、通常、蛍光とりん光との両方を発する。蛍光に比較して、りん光は、蛍光体に対する励起光の照射が停止された時点以後も相対的に長時間にわたって発せられる性質を有する。このように励起光の照射が停止された時点以後も蛍光体から光が発せられる現象を残光という。
[1-4] Afterglow characteristics A phosphor having a crystal phase represented by the above formula [I] usually emits both fluorescence and phosphorescence. Compared with fluorescence, phosphorescence has the property of being emitted over a relatively long time after the point where irradiation of excitation light to the phosphor is stopped. The phenomenon in which light is emitted from the phosphor even after the point of time when the excitation light irradiation is stopped is called afterglow.

前記の残光が発せられる時間が短いこと、即ち、残光時間が短いこととは、具体的には、温度25℃、湿度10%以上70%以下の条件下で、1/1000残光時間が一定となるまで充分に波長254nmの光(励起光)を照射し、時定数0.01秒、測定間隔0.005秒の条件で残光特性を測定した場合における蛍光体の1/1000残光時間が、通常4.1秒以下、好ましくは2.4秒以下、より好ましくは1.5秒以下であることをいう。1/1000残光時間が短い蛍光体は結晶相中の格子欠陥が少なく、単一相又は単一相に極めて近い結晶相(即ち、蛍光体の結晶相の全て又は大部分が同一の結晶相で構成されている結晶相状態)を有している傾向がある。このような結晶相を有することにより、その蛍光体は高い耐久性を発揮できている。一方、1/1000残光時間の下限としては、りん光は通常格子欠陥により生じるものであり、これが短ければ短いほど好ましいが、通常1×10−6秒以上であり、より理想的には1×10−9秒以上である。 The short time when the afterglow is emitted, that is, the short afterglow time, specifically means that the afterglow time is 1/1000 under the conditions of a temperature of 25 ° C. and a humidity of 10% to 70%. Is sufficiently irradiated with light (excitation light) at a wavelength of 254 nm until the time constant becomes 1/1000, and afterglow characteristics are measured under the conditions of a time constant of 0.01 seconds and a measurement interval of 0.005 seconds. The light time is usually 4.1 seconds or less, preferably 2.4 seconds or less, more preferably 1.5 seconds or less. A phosphor having a short 1/1000 afterglow time has few lattice defects in the crystal phase and is a single phase or a crystal phase very close to a single phase (that is, a crystal phase in which all or most of the crystal phases of the phosphor are the same). Crystal phase state). By having such a crystal phase, the phosphor can exhibit high durability. On the other hand, as the lower limit of the 1/1000 persistence time, phosphorescence is usually caused by lattice defects, and it is preferable that the phosphorescence is short, but it is usually 1 × 10 −6 seconds or more, and more ideally 1 × 10 −9 seconds or more.

ここで1/1000残光時間とは、励起光の照射を停止した時点から、蛍光体から発せられる光(発光)の強度が励起光の照射を停止した時点の発光の強度の1000分の1に低下するまでに要する時間のことをいう。
また一般に、励起光の照射強度を強くすればするほど、また、照射時間を長くすればするほど、残光時間は長くなる傾向がある。しかし、励起光の照射強度及び照射時間がある閾値以上になると、励起光の照射強度及び照射時間をそれ以上強く及び長くしても残光時間が長くならず、残光時間が一定となる。本発明に係る1/1000残光時間の測定においては前記の性質を利用し、それ以上励起光の照射強度を強くしたり照射時間を長くしたりしても1/1000残光時間が長くならず一定となるまで充分に励起光を照射してから、前記の1/1000残光時間を測定するものとする。
Here, the 1/1000 afterglow time is 1/1000 of the intensity of light (emission) emitted from the phosphor from the time when the irradiation of the excitation light is stopped, and the intensity of the light emitted when the irradiation of the excitation light is stopped. This is the time required for the time to drop.
In general, the afterglow time tends to increase as the irradiation intensity of the excitation light is increased and the irradiation time is increased. However, when the irradiation intensity and irradiation time of the excitation light exceed a certain threshold value, the afterglow time does not increase and the afterglow time becomes constant even if the irradiation intensity and irradiation time of the excitation light are further increased and increased. In the measurement of 1/1000 afterglow time according to the present invention, the above property is utilized, and even if the irradiation intensity of the excitation light is increased or the irradiation time is increased, the 1/1000 afterglow time is increased. The 1/1000 afterglow time is measured after the excitation light is sufficiently irradiated until it becomes constant.

上記のように1/1000残光時間を短くするための手段としては、蛍光体結晶の格子欠陥を少なくするための方法であれば特に限定されないが、例えば、蛍光体原料(原料化合物ともいう)の純度を上げること、蛍光体原料の混合比及び焼成条件の最適化、後述のように再加熱工程を設ける等により結晶性を向上させることなどが挙げられる。ただし、
1/1000残光時間を短くする手段はここに例示した手段に限定されるものではなく、他の手段によって蛍光体の1/1000残光時間を短くした場合でも、前記の効果を得ることが可能である。
The means for shortening the 1/1000 afterglow time as described above is not particularly limited as long as it is a method for reducing lattice defects of the phosphor crystal. For example, phosphor raw material (also referred to as a raw material compound) And improving the crystallinity by optimizing the mixing ratio and firing conditions of the phosphor raw materials and providing a reheating step as described later. However,
The means for shortening the 1/1000 afterglow time is not limited to the means exemplified here, and the above effect can be obtained even when the 1/1000 afterglow time of the phosphor is shortened by other means. Is possible.

[1−5]電子スピン密度
本発明の蛍光体は、25℃の条件下で、電子スピン共鳴スペクトルによって測定されるg=2.00±0.02の吸収に対応するスピン密度が4.5×10−9モル/g以下となるものである。このうち好ましくは該スピン密度が4.0×10−9モル/g以下のものであり、より好ましくは3.5×10−9モル/g以下のものである。電子スピン密度は小さければ小さい程好ましいが、通常0より大きくなる。
[1-5] Electron Spin Density The phosphor of the present invention has a spin density of 4.5 corresponding to absorption of g = 2.00 ± 0.02 measured by an electron spin resonance spectrum at 25 ° C. × 10 −9 mol / g or less. Of these, the spin density is preferably 4.0 × 10 −9 mol / g or less, and more preferably 3.5 × 10 −9 mol / g or less. The electron spin density is preferably as small as possible, but is usually greater than zero.

電子スピン共鳴(ESR)法は、不対電子のエネルギー準位が磁場中でゼーマン効果により分裂し、この不対電子がエネルギー準位の分裂幅と同じエネルギーの電磁波を吸収する現象をいい、この電子スピン共鳴スペクトルの吸収強度、吸収波長から存在する不対電子存在数(スピン密度)やその状態などに関する情報が得られる。
ここで、上述のスピン密度は、ESRで測定されたスピン数を測定に使用した試料質量で割ることによって求めることができる。
ここで、電子スピン共鳴(ESR)法によるスピン密度は、以下のようにして測定することができる。
The electron spin resonance (ESR) method is a phenomenon in which the energy level of an unpaired electron is split in the magnetic field by the Zeeman effect, and the unpaired electron absorbs an electromagnetic wave having the same energy as the split width of the energy level. Information on the absorption intensity of the electron spin resonance spectrum, the number of unpaired electrons existing from the absorption wavelength (spin density), and the state thereof can be obtained.
Here, the above-mentioned spin density can be obtained by dividing the number of spins measured by ESR by the sample mass used for the measurement.
Here, the spin density by the electron spin resonance (ESR) method can be measured as follows.

試料(蛍光体)300mgについてJEOL社製FA300を用い、空気中、室温で、以下の測定条件で測定を行う。
高磁場範囲
・中心磁場:250mT
・掃引磁場幅:±250mT
・磁場変調:100kHz
・レスポンス:0.1sec
・磁場掃引時間:15min
・マイクロ波出力:0.1mW
狭磁場範囲
・中心磁場:323mT
・掃引磁場幅:±10mT
・磁場変調:100kHz
・レスポンス:0.1sec
・磁場掃引時間:2min
・マイクロ波出力:0.1mW
尚、試料は直径5mmの石英製試料管に充填する。また、ラジカル定量のための標準試料としてはポリスチレンマトリックスに2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルを分散させたものを用い、g値及び磁場幅の補正にはMn2+を使用する。
A 300 mg sample (phosphor) is measured using the FA300 manufactured by JEOL at room temperature in the air under the following measurement conditions.
High magnetic field range / central magnetic field: 250 mT
-Sweep magnetic field width: ± 250mT
Magnetic field modulation: 100 kHz
・ Response: 0.1 sec
・ Magnetic field sweep time: 15 min
・ Microwave output: 0.1 mW
Narrow magnetic field range, central magnetic field: 323mT
・ Sweep magnetic field width: ± 10mT
Magnetic field modulation: 100 kHz
・ Response: 0.1 sec
・ Magnetic field sweep time: 2 min
・ Microwave output: 0.1 mW
The sample is filled in a quartz sample tube having a diameter of 5 mm. In addition, as a standard sample for radical determination, 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl dispersed in a polystyrene matrix is used, and Mn 2+ is used for correction of g value and magnetic field width. To do.

[1−6]その他特性
<発光スペクトル>
本発明の蛍光体は、波長455nmの光で励起した場合に測定される発光スペクトルが、以下の特性を有することが好ましい。
具体的には、発光ピーク波長が通常570nm以上、好ましくは590nm以上、より好ましくは610nm以上であり、通常、700nm以下、好ましくは650nm以下、より好ましくは 630nm以下である。
[1-6] Other characteristics <Emission spectrum>
The phosphor of the present invention preferably has the following characteristics in the emission spectrum measured when excited with light having a wavelength of 455 nm.
Specifically, the emission peak wavelength is usually 570 nm or more, preferably 590 nm or more, more preferably 610 nm or more, and usually 700 nm or less, preferably 650 nm or less, more preferably 630 nm or less.

また、発光ピークの半値幅が、通常60nm以上、好ましくは65nm以上、より好ましくは70nm以上であり、通常、125nm以下、好ましくは120nm以下、より好
ましくは115nm以下である。
尚、該発光スペクトルの測定方法としては後述の実施例の項で記載した方法が挙げられる。
The half-value width of the emission peak is usually 60 nm or more, preferably 65 nm or more, more preferably 70 nm or more, and is usually 125 nm or less, preferably 120 nm or less, more preferably 115 nm or less.
In addition, as a measuring method of this emission spectrum, the method described in the item of the below-mentioned Example is mentioned.

<粒径>
本発明の蛍光体は、その重量メジアン径D50が、通常0.01μm以上、好ましくは1μm以上、より好ましくは5μm以上、更に好ましくは10μm以上であり、また、通常100μm以下、好ましくは30μm以下、より好ましくは20μm以下の範囲である。重量メジアン径D50が小さすぎると、輝度が低下し、蛍光体粒子が凝集する傾向がある。一方、重量メジアン径D50が大きすぎると、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。
<Particle size>
The phosphor of the present invention has a weight median diameter D 50 of usually 0.01 μm or more, preferably 1 μm or more, more preferably 5 μm or more, further preferably 10 μm or more, and usually 100 μm or less, preferably 30 μm or less. More preferably, it is in the range of 20 μm or less. When the weight-average median diameter D 50 is too small, and the luminance decreases tends to phosphor particles aggregate. On the other hand, when the weight-average median diameter D 50 is too large, there is a tendency for blockage, such as uneven coating or a dispenser.

上記重量メジアン径D50とは、頻度基準粒度分布曲線により得られる値である。前記頻度基準粒度分布曲線は、レーザー回折・散乱法により粒度分布を測定し得られるものである。具体的には、分散剤を含む水溶液中に蛍光体を分散させ、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所 LA−300)により、粒径範囲0.1μm〜600μmにて測定し、得られたものである。この頻度基準粒度分布曲線において、積算値が50%のときの粒径値を重量メジアン径D50とする。 The above-mentioned weight-average median diameter D 50, is a value obtained by the frequency particle size distribution curve. The frequency reference particle size distribution curve is obtained by measuring the particle size distribution by a laser diffraction / scattering method. Specifically, the phosphor was dispersed in an aqueous solution containing a dispersant, and measured by a laser diffraction particle size distribution measuring device (Horiba LA-300) in a particle size range of 0.1 μm to 600 μm. Is. In this frequency particle size distribution curve, the accumulated value is the particle size value when the 50% and weight-average median diameter D 50.

[1−7]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。また、本発明の蛍光体は、本発明の蛍光体を単独で使用することも可能であるが、本発明の蛍光体を2種以上併用したり、本発明の蛍光体とその他の蛍光体とを併用したりした、任意の組み合わせの蛍光体混合物として用いることも可能である。
[1-7] Use of phosphor The phosphor of the present invention can be used for any application using a phosphor. In addition, the phosphor of the present invention can be used alone, but two or more of the phosphors of the present invention can be used together, or the phosphor of the present invention and other phosphors It is also possible to use as a phosphor mixture of any combination.

また、本発明の蛍光体は、特に、青色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。本発明の蛍光体が通常は赤色発光蛍光体であることから、例えば、本発明の蛍光体に、青色光を発する励起光源を組み合わせれば、紫色〜ピンク色の発光装置を製造することができる。また、本発明の蛍光体に、青色光を発する励起光源、及び緑色光を発光する蛍光体を組み合わせるか、近紫外光を発する励起光源、青色光を発光する蛍光体、及び緑色を発光する蛍光体を組み合わせれば、本発明の蛍光体が、青色光を発する励起光源、又は、青色光を発光する蛍光体からの青色光で励起されて赤色光を発光するので、白色発光装置を製造することができる。   In addition, the phosphor of the present invention can be suitably used for various light-emitting devices (hereinafter referred to as “light-emitting device of the present invention”) taking advantage of the characteristic that it can be excited by blue light. Since the phosphor of the present invention is usually a red light-emitting phosphor, for example, when an excitation light source that emits blue light is combined with the phosphor of the present invention, a purple to pink light-emitting device can be manufactured. . In addition, the phosphor of the present invention is combined with an excitation light source that emits blue light and a phosphor that emits green light, or an excitation light source that emits near-ultraviolet light, a phosphor that emits blue light, and a fluorescence that emits green light. If the body is combined, the phosphor of the present invention emits red light when excited by blue light from an excitation light source that emits blue light or a phosphor that emits blue light, and thus a white light emitting device is manufactured. be able to.

発光装置の発光色としては白色に制限されず、蛍光体の組み合わせや含有量を適宜選択することにより、電球色(暖かみのある白色)やパステルカラー等、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 by appropriately selecting the combination and content of phosphors, a light-emitting device that emits light in any color such as light bulb color (warm white) or pastel color is manufactured. can do. 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.

2、蛍光体の製造方法
本発明の蛍光体は、蛍光体原料粉及び/又はこれらを混合焼成して得られる焼成物(本明細書では、これらを合わせて蛍光体前駆体と称する。)を焼成するという公知の方法に準じて製造するが、該焼成工程後、350℃以上600℃以下という特定温度範囲での該焼成物の再焼成工程を経て得られることを特徴とするものである。
以下に、蛍光体原料、蛍光体製造方法等について具体的に記載する。
2. Method for Producing Phosphor The phosphor of the present invention is a phosphor raw material powder and / or a fired product obtained by mixing and firing them (in the present specification, these are collectively referred to as a phosphor precursor). Although it manufactures according to the well-known method of baking, it is obtained through the rebaking process of this baked product in the specific temperature range of 350 degreeC or more and 600 degrees C or less after this baking process.
Hereinafter, the phosphor raw material, the phosphor manufacturing method, and the like will be specifically described.

[2−1.蛍光体原料]
本発明の蛍光体の製造に使用される蛍光体原料(即ち、M元素の原料(以下、M源と称することがある。)、Euの原料及びSiの原料)としては、例えばこれらの元素を含む
単体及び化合物などが挙げられ、中でも好適な例としては、金属、合金、イミド化合物、アミド化合物、酸窒化物、窒化物、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、蓚酸塩、カルボン酸塩、ハロゲン化物等が挙げられる。蛍光体原料は、これらの中から、複合酸窒化物への反応性や、焼成時におけるNO、SO等の発生量の低さ等を考慮して、適宜選択すればよい。
[2-1. Phosphor raw material]
Examples of phosphor raw materials used in the production of the phosphor of the present invention (that is, M element raw materials (hereinafter sometimes referred to as M sources), Eu raw materials, and Si raw materials) include these elements. Among them, preferred examples include metals, alloys, imide compounds, amide compounds, oxynitrides, nitrides, oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, sulfates, oxalates. , Carboxylates, halides and the like. The phosphor material may be appropriately selected from these in consideration of the reactivity to the composite oxynitride and the low generation amount of NO x , SO x, etc. during firing.

また、蛍光体原料中に含まれる不純物としては、蛍光体の性能に影響を与えない限りにおいて、特に限定されない。ただし、Fe、Co、Cr及びNiに関しては、通常1000ppm以下、好ましくは100ppm以下、より好ましくは50ppm以下、さらに好ましくは10ppm以下、特に好ましくは1ppm以下であるものが用いられる。
また、各蛍光体原料の重量メジアン径としては、通常0.1μm以上、好ましくは0.5μm以上であり、通常30μm以下、好ましくは20μm以下、より好ましくは10μm以下、さらに好ましくは3μm以下のものが用いられる。このために、蛍光体原料の種類によっては予めジェットミル等の乾式粉砕機で粉砕を行っても良い。これにより、各蛍光体原料の原料混合物中での均一分散化を図り、かつ、蛍光体原料の表面積増大による原料混合物の固相反応性を高めることができ、不純物相の生成を抑えることが可能となる。特に、窒化物原料の場合には、反応性の観点から他の蛍光体原料より小粒径のものを用いることが好ましい。
Further, the impurities contained in the phosphor raw material are not particularly limited as long as the performance of the phosphor is not affected. However, with respect to Fe, Co, Cr and Ni, those usually used are 1000 ppm or less, preferably 100 ppm or less, more preferably 50 ppm or less, still more preferably 10 ppm or less, and particularly preferably 1 ppm or less.
The weight median diameter of each phosphor material is usually 0.1 μm or more, preferably 0.5 μm or more, and usually 30 μm or less, preferably 20 μm or less, more preferably 10 μm or less, and even more preferably 3 μm or less. Is used. For this reason, depending on the type of the phosphor material, pulverization may be performed in advance by a dry pulverizer such as a jet mill. As a result, each phosphor raw material can be uniformly dispersed in the raw material mixture, and the solid phase reactivity of the raw material mixture can be increased by increasing the surface area of the phosphor raw material, thereby suppressing the generation of impurity phases. It becomes. In particular, in the case of a nitride material, it is preferable to use a material having a smaller particle size than other phosphor materials from the viewpoint of reactivity.

〔M源の説明〕
M源のうち、Mgの原料(Mg源)の具体例としては、MgO、Mg(OH)、塩基性炭酸マグネシウム(mMgCO・Mg(OH)・nHO)、Mg(NO・6HO、MgSO、Mg(C)・2HO、Mg(OCOCH・4HO、MgCl、MgF、Mg、MgNH、Mg(NH等が挙げられる。中でも、MgOや塩基性炭酸マグネシウムが好ましい。
[Description of M source]
Among the M sources, specific examples of Mg raw materials (Mg sources) include MgO, Mg (OH) 2 , basic magnesium carbonate (mMgCO 3 .Mg (OH) 2 .nH 2 O), Mg (NO 3 ). 2 · 6H 2 O, MgSO 4 , Mg (C 2 O 4) · 2H 2 O, Mg (OCOCH 3) 2 · 4H 2 O, MgCl 2, MgF 2, Mg 3 N 2, MgNH, Mg (NH 2) 2 etc. are mentioned. Of these, MgO and basic magnesium carbonate are preferred.

M源のうち、Caの原料(Ca源)の具体例としては、CaO、Ca(OH)、CaCO、Ca(NO・4HO、CaSO・2HO、Ca(C)・HO、Ca(OCOCH・HO、CaCl、CaF、Ca、CaNH、Ca(NH等が挙げられる。中でも、CaCO、無水CaCl等が好ましい。
M源のうち、Srの原料(Sr源)の具体例としては、SrO、Sr(OH)・8HO、SrCO、Sr(NO、SrSO、Sr(C)・HO、Sr(OCOCH・0.5HO、SrCl、SrF、SrN、SrNH、Sr(NH等が挙げられる。中でも、SrCOが好ましい。空気中の安定性が良く、また、加熱により容易に分解し、目的外の元素が残留しにくく、さらに、高純度の原料を入手しやすいからである。
Among the M sources, specific examples of the Ca raw material (Ca source) include CaO, Ca (OH) 2 , CaCO 3 , Ca (NO 3 ) 2 .4H 2 O, CaSO 4 .2H 2 O, and Ca (C 2 O 4 ) · H 2 O, Ca (OCOCH 3 ) 2 .H 2 O, CaCl 2 , CaF 2 , Ca 3 N 2 , CaNH, Ca (NH 2 ) 2 and the like. Of these, CaCO 3 , anhydrous CaCl 2 and the like are preferable.
Among the M sources, specific examples of Sr raw materials (Sr sources) include SrO, Sr (OH) 2 .8H 2 O, SrCO 3 , Sr (NO 3 ) 2 , SrSO 4 , Sr (C 2 O 4 ). · H 2 O, Sr (OCOCH 3) 2 · 0.5H 2 O, SrCl 2, SrF 2, Sr 2 N, SrNH, Sr (NH 2) 2 and the like. Among these, SrCO 3 is preferable. This is because the stability in the air is good, it is easily decomposed by heating, it is difficult for undesired elements to remain, and it is easy to obtain high-purity raw materials.

Ba源の具体例としては、BaO、Ba(OH)・8HO、BaCO、Ba(NO、BaSO、Ba(C)、Ba(OCOCH、BaCl、BaF、BaN、BaNH、Ba(NH等が挙げられる。このうち好ましくは、炭酸塩、酸化物等が使用できるが、酸化物は空気中の水分と反応しやすいため、取扱の点から炭酸塩がより好ましい。中でも、BaCOが好ましい。空気中の安定性が良く、また、加熱により容易に分解するため、目的外の元素が残留しにくく、さらに、高純度の原料を入手しやすいからである。
ここで、M源として炭酸塩を原料とする場合は、予め炭酸塩を仮焼成して原料として使用することが好ましい。
Specific examples of the Ba source include BaO, Ba (OH) 2 .8H 2 O, BaCO 3 , Ba (NO 3 ) 2 , BaSO 4 , Ba (C 2 O 4 ), Ba (OCOCH 3 ) 2 , BaCl 2. , BaF 2 , Ba 2 N, BaNH, Ba (NH 2 ) 2 and the like. Of these, carbonates, oxides, and the like can be preferably used, but carbonates are more preferable from the viewpoint of handling because oxides easily react with moisture in the air. Of these, BaCO 3 is preferable. This is because the stability in the air is good, and it is easily decomposed by heating, so that undesired elements hardly remain and it is easy to obtain high-purity raw materials.
Here, when carbonate is used as the M source, it is preferable that the carbonate is preliminarily calcined and used as the raw material.

〔Eu源の説明〕
Euの原料(Eu源)の具体例としては、Eu、Eu(SO、Eu(C・10HO、EuCl、EuCl、EuF、EuF、Eu(NO
・6HO、EuN、EuNH、Eu(NH等が挙げられる。中でもEu、EuCl等が好ましく、特に好ましくはEuである。
[Description of Eu source]
Specific examples of Eu raw materials (Eu sources) include Eu 2 O 3 , Eu 2 (SO 4 ) 3 , Eu 2 (C 2 O 4 ) 3 · 10H 2 O, EuCl 2 , EuCl 3 , EuF 2 , EuF 3 , Eu (NO
3) 3 · 6H 2 O, EuN, EuNH, Eu (NH 2) 2 and the like. Of these, Eu 2 O 3 , EuCl 2 and the like are preferable, and Eu 2 O 3 is particularly preferable.

〔Si源の説明〕
Siの原料(Si源)としては、SiC、SiO又はSiを用いるのが好ましく、より好ましくはSi34である。また、SiOとなる化合物を用いることもできる。このような化合物としては、具体的には、SiO、HSiO、Si(OCOCH等が挙げられる。また、Siとして反応性の点から、粒径が小さく、発光効率の点から純度の高いものが好ましい。さらに、発光効率の点からはα−Siよりもβ−Siの方が好ましく、特に不純物である炭素元素の含有割合が少ないものの方が好ましい。炭素含有の割合は、少なければ少ないほど好ましいが、通常0.01重量%以上含有され、通常0.3重量%以下、好ましくは0.1重量%以下、より好ましくは0.05重量%以下である。
一方で、蛍光体粒子の粒径を大きくする点からは、原料であるSiの粒径が大きいことが好ましい。
[Description of Si source]
As a Si raw material (Si source), it is preferable to use SiC, SiO 2 or Si 3 N 4 , and more preferably Si 3 N 4 . It is also possible to use a compound as a SiO 2. Specific examples of such a compound include SiO 2 , H 4 SiO 4 , Si (OCOCH 3 ) 4 and the like. Further, Si 3 N 4 is preferably one having a small particle diameter and high purity in terms of light emission efficiency from the viewpoint of reactivity. Furthermore, from the viewpoint of luminous efficiency, β-Si 3 N 4 is more preferable than α-Si 3 N 4 , and in particular, one having a small content ratio of carbon elements as impurities is preferable. The smaller the carbon content, the better. However, the content is usually 0.01% by weight or more, usually 0.3% by weight or less, preferably 0.1% by weight or less, more preferably 0.05% by weight or less. is there.
On the other hand, from the viewpoint of increasing the particle size of the phosphor particles, it is preferable that the particle size of the raw material Si 3 N 4 is large.

〔蛍光体原料についてのその他の説明〕
上記各種蛍光体原料においては、純度が高く、より白色度の高い蛍光体原料を用いることが好ましい。得られる蛍光体の発光効率を高めるためである。具体的には、380nm〜780nmの波長範囲における反射率が、通常60%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上である蛍光体原料を用いることが好ましい。特には、本発明の蛍光体の発光ピーク波長に近い波長である525nmにおいて、その蛍光体原料の反射率は60%以上であることが好ましく、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは80%以上、特に好ましくは90%以上である。
[Other explanation about phosphor material]
In the various phosphor materials, it is preferable to use a phosphor material having high purity and higher whiteness. This is to increase the luminous efficiency of the obtained phosphor. Specifically, it is preferable to use a phosphor material having a reflectance in the wavelength range of 380 nm to 780 nm of usually 60% or more, preferably 70% or more, more preferably 80% or more. In particular, at 525 nm, which is a wavelength close to the emission peak wavelength of the phosphor of the present invention, the reflectance of the phosphor material is preferably 60% or more, more preferably 70% or more, and even more preferably 80% or more. Particularly preferably, it is 90% or more.

また、複数ある蛍光体原料のうちでも、特に窒化珪素(Si)は反射率が高い物を用いることが好ましい。また、当該反射率を満たすSiとしては、不純物として含有されている炭素の量として、通常0.2重量%以下、好ましくは0.1重量%以下、より好ましくは0.05重量%以下、さらに好ましくは0.03重量%以下であることが好ましい。該不純物炭素量は少なければ少ないほど好ましいが、通常0.001重量%以上である。なお、この反射率は、WO2009/017206号公開パンフレットに記載の方法等の公知の方法に従い、反射スペクトル測定を行えばよい。 Of the plurality of phosphor materials, it is particularly preferable to use silicon nitride (Si 3 N 4 ) having a high reflectance. Further, as Si 3 N 4 satisfying the reflectance, the amount of carbon contained as an impurity is usually 0.2% by weight or less, preferably 0.1% by weight or less, more preferably 0.05% by weight. Hereinafter, it is more preferably 0.03% by weight or less. The amount of impurity carbon is preferably as small as possible, but is usually 0.001% by weight or more. In addition, this reflectance should just measure a reflection spectrum in accordance with well-known methods, such as the method as described in WO2009 / 017206 pamphlet.

また、窒化珪素(Si)はその結晶型がα型よりβ型のほうが好ましい。このような窒化珪素としては、WO2009/017206号公開パンフレットに記載されているものが挙げられる。
さらに、本発明の蛍光体の組成中のN元素に関しては、通常、上記各蛍光体構成元素の蛍光体原料のアニオン成分として、又は焼成雰囲気中に含有される成分として、蛍光体製造時に供給される。
In addition, silicon nitride (Si 3 N 4 ) is preferably β-type rather than α-type. Examples of such silicon nitride include those described in WO2009 / 017206.
Further, the N element in the composition of the phosphor of the present invention is usually supplied at the time of phosphor production as an anion component of the phosphor material of each phosphor constituent element or as a component contained in the firing atmosphere. The

[2−2.蛍光体の製造方法:混合工程]
目的組成が得られるように蛍光体原料を秤量し、これらを混合してから焼成することにより、本発明の蛍光体が得られる。なお、この際、混合はボールミル等を用いて十分に混合することが好ましい。
上記混合手法としては、特に限定はされないが、具体的には、下記(A)及び(B)として挙げられたような公知の手法を任意に用いることができる。また、これらの各種条件については、例えば、ボールミルにおいて2種の粒径の異なるボールを混合して用いる等、公知の条件が適宜選択可能である。
[2-2. Production method of phosphor: mixing step]
The phosphor of the present invention is obtained by weighing the phosphor materials so that the target composition is obtained, mixing them, and firing. In this case, it is preferable that the mixing is sufficiently performed using a ball mill or the like.
Although it does not specifically limit as said mixing method, Specifically, the well-known method which was mentioned as following (A) and (B) can be used arbitrarily. As for these various conditions, for example, known conditions such as mixing and using two kinds of balls having different particle diameters in a ball mill can be appropriately selected.

(A)例えばハンマーミル、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、例えばリボンブレンダー、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、前述の蛍光体原料を粉砕混合する乾式混合法。
(B)前述の蛍光体原料にエタノール等のアルコール系溶媒又は水などの溶媒又は分散媒を加え、例えば粉砕機、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。
(A) Dry pulverizer such as hammer mill, roll mill, ball mill, jet mill, etc.
Or, a dry mixing method in which pulverization using the mortar and pestle is combined with a mixing machine such as a ribbon blender, V-type blender, Henschel mixer, etc., or mixing using a mortar and pestle, and the above phosphor raw materials are pulverized and mixed. .
(B) An alcoholic solvent such as ethanol or a solvent or dispersion medium such as water is added to the phosphor raw material, and the mixture is mixed using, for example, a pulverizer, a mortar and pestle, or an evaporating dish and a stirring rod A wet mixing method in which the product is dried by spray drying, heat drying, natural drying, or the like.

また、上記混合・粉砕時には、必要に応じて、蛍光体原料を篩いにかけても良い。この場合、各種市販の篩いを用いることが可能であるが、金属メッシュ等の金属製のものよりもナイロンメッシュ等の樹脂製のものを用いる方が、不純物混入防止の点で好ましい。
蛍光体原料の混合は、蛍光体原料の物性に応じて、上記湿式又は乾式のいずれかを任意に選択すればよい。
Further, when mixing and pulverizing, the phosphor material may be sieved as necessary. In this case, various commercially available sieves can be used, but it is preferable to use a resin such as a nylon mesh rather than a metal mesh such as a metal mesh in terms of preventing impurities from being mixed.
The mixing of the phosphor raw materials may be arbitrarily selected from the above-mentioned wet type and dry type according to the physical properties of the phosphor raw materials.

また、原料として窒化物を用いる場合には、該窒化物が水分により劣化しないように、例えばアルゴンガス、窒素ガス等の不活性気体を充填し、水分管理されたグローブボックスでミキサー混合することが好ましい。
さらに、混合を行う際、その雰囲気中の水分は、10000ppm以下が好ましく、1000ppm以下がより好ましく、10ppm以下が更に好ましく、1ppm以下が特に好ましい。また、酸素は、1%以下が好ましく、1000ppm以下がより好ましく、100ppm以下が更に好ましく、10ppm以下が特に好ましい。
In addition, when nitride is used as a raw material, an inert gas such as argon gas or nitrogen gas is filled, for example, so that the nitride is not deteriorated by moisture, and mixer mixing is performed in a moisture-controlled glove box. preferable.
Furthermore, when mixing, the moisture in the atmosphere is preferably 10,000 ppm or less, more preferably 1000 ppm or less, still more preferably 10 ppm or less, and particularly preferably 1 ppm or less. Further, oxygen is preferably 1% or less, more preferably 1000 ppm or less, still more preferably 100 ppm or less, and particularly preferably 10 ppm or less.

[2−3.蛍光体の製造方法:焼成工程]
得られた混合物を焼成することにより、蛍光体を得る。この焼成は、蛍光体原料をルツボ等の容器に充填し、所定温度、雰囲気下で焼成することが好ましい。
容器としては、各蛍光体原料との反応性の低い材料からなるルツボ又はトレイ等の耐熱容器を用いることが好ましい。このような焼成時に用いる耐熱容器の材質としては、例えば、アルミナ、石英、窒化ホウ素、窒化珪素、炭化珪素、白金、モリブデン、タングステン、タンタル、ニオブ等の金属、あるいは、それらを主成分とする合金、カーボン(グラファイト)などが挙げられる。ここで、石英製の耐熱容器は、比較的低温、すなわち、1200℃以下での熱処理に使用することができ、好ましい使用温度範囲は1000℃以下である。
[2-3. Production method of phosphor: firing step]
A phosphor is obtained by firing the obtained mixture. This firing is preferably performed by filling the phosphor material in a container such as a crucible and firing at a predetermined temperature and atmosphere.
As the container, it is preferable to use a heat-resistant container such as a crucible or a tray made of a material having low reactivity with each phosphor raw material. Examples of the material of the heat-resistant container used at the time of firing include, for example, metals such as alumina, quartz, boron nitride, silicon nitride, silicon carbide, platinum, molybdenum, tungsten, tantalum, niobium, or alloys containing them as a main component. And carbon (graphite). Here, the heat-resistant container made of quartz can be used for heat treatment at a relatively low temperature, that is, 1200 ° C. or less, and a preferable use temperature range is 1000 ° C. or less.

このような耐熱容器の例として、好ましくは窒化ホウ素製、アルミナ製、窒化珪素製、炭化珪素製、白金製、モリブデン製、タングステン製、タンタル製の耐熱容器が挙げられ、より好ましくは窒化ホウ素製、アルミナ製、及びモリブデン製のものが挙げられる。中でも窒素−水素混合気体中といった還元雰囲気での焼成では焼成温度域で安定な石英あるいはアルミナ製のものが好ましい。ただし、蛍光体原料の種類によっては、アルミナと反応する場合もあるため、その場合には窒化ホウ素製又はモリブデン製の耐熱容器を使用することが好ましい。   Examples of such heat-resistant containers are preferably boron nitride, alumina, silicon nitride, silicon carbide, platinum, molybdenum, tungsten, and tantalum heat-resistant containers, more preferably boron nitride. , Alumina, and molybdenum. In particular, when firing in a reducing atmosphere such as in a nitrogen-hydrogen mixed gas, quartz or alumina that is stable in the firing temperature range is preferable. However, since it may react with alumina depending on the kind of the phosphor raw material, it is preferable to use a heat-resistant container made of boron nitride or molybdenum.

焼成時の昇温過程においては、その一部で減圧条件下とすることが好ましい。具体的には、好ましくは室温以上であって、且つ、好ましくは1500℃以下、より好ましくは1200℃以下、更に好ましくは1000℃以下の温度となっているいずれかの時点において、減圧状態(具体的には、通常10−2Pa以上0.1MPa未満の範囲)とすることが好ましい。中でも、系内を減圧下後で後述する不活性ガス又は還元性ガスを系内に導入し、その状態で昇温を行うことが好ましい。 In the temperature raising process at the time of firing, it is preferable that a part of the temperature is reduced. Specifically, at any time when the temperature is preferably room temperature or higher, and preferably 1500 ° C. or lower, more preferably 1200 ° C. or lower, and even more preferably 1000 ° C. or lower, the reduced pressure state (specific In general, it is preferably in the range of 10 −2 Pa or more and less than 0.1 MPa. Among them, it is preferable to introduce an inert gas or a reducing gas, which will be described later, into the system after reducing the pressure in the system and raise the temperature in that state.

このとき、必要に応じて、目的とする温度で1分以上、好ましくは5分以上、より好ましくは10分以上保持しても良い。保持時間は通常5時間以下、好ましくは3時間以下、
より好ましくは1時間以下である。
本発明の蛍光体を製造するための焼成温度としては、1800℃前後の焼成温度では結晶性の良好な粉体が得られる。したがって、通常1300℃以上、より好ましくは1400℃以上の温度であり、また、通常2000℃以下、好ましくは1900℃以下の温度である。
At this time, if necessary, the target temperature may be maintained for 1 minute or longer, preferably 5 minutes or longer, more preferably 10 minutes or longer. The holding time is usually 5 hours or less, preferably 3 hours or less,
More preferably, it is 1 hour or less.
As the firing temperature for producing the phosphor of the present invention, a powder having good crystallinity is obtained at a firing temperature of around 1800 ° C. Therefore, the temperature is usually 1300 ° C or higher, more preferably 1400 ° C or higher, and usually 2000 ° C or lower, preferably 1900 ° C or lower.

焼成雰囲気としては特に制限されないが、通常、不活性ガス雰囲気又は還元雰囲気下で行われる。ここで、前述の通り、付活元素の価数としては、2価のものが多い方が好ましいため、還元雰囲気であるのが好ましい。なお、不活性ガス及び還元性ガスは、1種のみを用いてもよく、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。
不活性ガス及び還元性ガスとしては、例えば、一酸化炭素、水素、窒素、アルゴン、メタン、アンモニア等が挙げられる。このうち、窒素ガス雰囲気下であることが好ましく、より好ましくは水素ガス含有窒素ガス雰囲気下である。上記窒素(N)ガスとしては、純度99.9%以上を使用することが好ましい。水素含有窒素を用いる場合、電気炉内の酸素濃度を20ppm以下に下げることが好ましい。さらに、雰囲気中の水素含有量は1体積%以上が好ましく、2体積%以上がさらに好ましく、また、100体積%以下の水素ガスを用いても良いが、10体積%以下が好ましく、5体積%以下がより好ましい。雰囲気中の水素の含有量は、高すぎると安全性が低下する可能性があり、低すぎると十分な還元雰囲気を達成できない可能性があるからである。
Although it does not restrict | limit especially as a baking atmosphere, Usually, it carries out in inert gas atmosphere or reducing atmosphere. Here, as described above, the valence of the activating element is preferably a divalent one, so that a reducing atmosphere is preferable. In addition, only 1 type may be used for an inert gas and reducing gas, and 2 or more types may be used together by arbitrary combinations and a ratio.
Examples of the inert gas and the reducing gas include carbon monoxide, hydrogen, nitrogen, argon, methane, and ammonia. Of these, a nitrogen gas atmosphere is preferable, and a hydrogen gas-containing nitrogen gas atmosphere is more preferable. As the nitrogen (N 2 ) gas, it is preferable to use a purity of 99.9% or more. When using hydrogen-containing nitrogen, it is preferable to reduce the oxygen concentration in the electric furnace to 20 ppm or less. Further, the hydrogen content in the atmosphere is preferably 1% by volume or more, more preferably 2% by volume or more, and 100% by volume or less of hydrogen gas may be used, but 10% by volume or less is preferable, and 5% by volume. The following is more preferable. This is because if the hydrogen content in the atmosphere is too high, the safety may decrease, and if it is too low, a sufficient reducing atmosphere may not be achieved.

また、上記不活性ガス及び還元性ガスは昇温開始前に導入してもよいし、昇温途中に導入してもよいし、焼成温度到達時に導入を行っても良いが、昇温開始前又は昇温途中に導入するのが好ましい。
また、これらの不活性ガス及び還元性ガス流通下で焼成を行う場合には、通常0.1〜10リットル/分の流量の下、焼成が行われる。
Further, the inert gas and the reducing gas may be introduced before the start of temperature increase, may be introduced during the temperature increase, or may be introduced when the firing temperature is reached, but before the temperature increase is started. Or it is preferable to introduce in the middle of temperature rising.
Moreover, when calcination is performed under the flow of these inert gas and reducing gas, the calcination is usually performed at a flow rate of 0.1 to 10 liters / minute.

また、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0.5時間以上、好ましくは1時間以上である。また、焼成時間は長い方が好ましいが、通常100時間以下、好ましくは50時間以下、より好ましくは24時間以下、さらに好ましくは12時間以下である。
焼成時の圧力は、焼成温度等によっても異なるため特に限定されないが、通常1×10−5Pa以上、好ましくは1×10−3Pa以上、より好ましくは0.01MPa以上、さらに好ましくは0.1MPa以上であり、また、上限としては、通常5GPa以下、好ましくは1GPa以下、より好ましくは200MPa以下、さらに好ましくは100MPa以下である。このうち、工業的には大気圧〜1MPa程度がコスト及び手間の点で簡便であり好ましい。
なお、焼成工程においては、例えば蛍光体原料の一部または全部を混合焼成して得られる焼成物など、原料混合物以外の蛍光体前駆体を原料混合物に合わせて、またはそれらを原料混合物に代えて、焼成するようにしても良い。
The firing time is usually 0.5 hours or longer, preferably 1 hour or longer, although it varies depending on the temperature and pressure during firing. The firing time is preferably longer, but is usually 100 hours or shorter, preferably 50 hours or shorter, more preferably 24 hours or shorter, and further preferably 12 hours or shorter.
The pressure at the time of firing is not particularly limited because it varies depending on the firing temperature or the like, but is usually 1 × 10 −5 Pa or more, preferably 1 × 10 −3 Pa or more, more preferably 0.01 MPa or more, and still more preferably 0.8. The upper limit is usually 5 GPa or less, preferably 1 GPa or less, more preferably 200 MPa or less, and still more preferably 100 MPa or less. Among these, the atmospheric pressure to about 1 MPa is industrially preferable in terms of cost and labor.
In the firing step, for example, a phosphor precursor other than the raw material mixture, such as a fired product obtained by mixing and firing a part or all of the phosphor raw materials, is combined with the raw material mixture, or they are replaced with the raw material mixture. Alternatively, it may be fired.

[2−4.フラックス]
本発明の蛍光体は、その焼成工程において、反応系にフラックスを共存させてもよい。フラックスの種類は特に制限されないが、例としては、NHCl、NHF・HF等のハロゲン化アンモニウム;NaCO、LiCO等のアルカリ金属炭酸塩;LiCl、NaCl、KCl、CsCl、LiF、NaF、KF、CsF、等のアルカリ金属ハロゲン化物;CaCl、BaCl、SrCl、CaF、BaF、SrF等のアルカリ土類金属ハロゲン化物;EuCl、LaCl3、CeCl3、EuF、LaF3、CeCl3等の希土類金属ハロゲン化物;CaO、SrO、BaO等のアルカリ土類金属酸化物;B、HBO、Na、K等のホウ素酸化物、ホウ酸及びアルカリ金属又はアルカリ土類金属のホウ酸塩化合物;LiPO、NHPO、BaHP
、Zn(PO等のリン酸塩化合物;AlF等のハロゲン化アルミニウム;ZnCl、ZnBr、ZnFといったハロゲン化亜鉛、酸化亜鉛、硫化亜鉛、ホウ酸亜鉛、リン酸亜鉛等の亜鉛化合物;Bi等の周期表第15族元素化合物;LiN、Ca、Sr、Ba、SrN、BaN、BN等のアルカリ金属、アルカリ土類金属又は第13族元素の窒化物などが挙げられる。
[2-4. flux]
In the phosphor of the present invention, a flux may coexist in the reaction system in the firing step. The type of flux is not particularly limited, examples, NH 4 Cl, NH 4 F · HF , such as ammonium halide; NaCO 3, alkali metal carbonates such as LiCO 3; LiCl, NaCl, KCl , CsCl, LiF, Alkali metal halides such as NaF, KF, CsF; Alkaline earth metal halides such as CaCl 2 , BaCl 2 , SrCl 2 , CaF 2 , BaF 2 , SrF 2 ; EuCl 2 , LaCl 3 , CeCl 3 , EuF 2 Rare earth metal halides such as LaF 3 , CeCl 3 ; alkaline earth metal oxides such as CaO, SrO, BaO; B 2 O 3 , H 3 BO 3 , Na 2 B 4 O 7 , K 2 B 4 O 7 Boron oxide such as boric acid and borate compound of alkali metal or alkaline earth metal; Li 3 PO 4 , NH 4 H 2 PO 4 , B aHP
Phosphate compounds such as O 4 and Zn 3 (PO 4 ) 2 ; Aluminum halides such as AlF 3 ; Zinc halides such as ZnCl 2 , ZnBr 2 and ZnF 2 , zinc oxide, zinc sulfide, zinc borate, phosphoric acid Zinc compounds such as zinc; periodic table group 15 element compounds such as Bi 2 O 3 ; Li 3 N, Ca 3 N 2 , Sr 3 N 2 , Ba 3 N 2 , Sr 2 N, Ba 2 N, BN, etc. Alkali metals, alkaline earth metals, nitrides of Group 13 elements, and the like can be given.

フラックスの使用量は、蛍光体原料の種類やフラックスの種類等によっても異なるが、各フラックス毎に通常0.01重量%以上、好ましくは0.1重量%以上、より好ましくは1重量%以上であり、また、通常20重量%以下、より好ましくは10重量%以下の範囲である。
なお、フラックスは一種のみを使用してもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。二種以上を組み合わせて用いる場合、フラックスの使用量は全体で通常40重量%以下、好ましくは30重量%以下、より好ましくは25重量%以下である。また全体で通常0.01重量%以上、好ましくは0.1重量%以上、より好ましくは1重量%以上である。
The amount of flux used varies depending on the type of phosphor material, the type of flux, etc., but is usually 0.01% by weight or more, preferably 0.1% by weight or more, more preferably 1% by weight or more for each flux. In addition, it is usually 20% by weight or less, more preferably 10% by weight or less.
In addition, only 1 type may be used for a flux and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. When two or more types are used in combination, the amount of flux used is generally 40% by weight or less, preferably 30% by weight or less, more preferably 25% by weight or less. The total amount is usually 0.01% by weight or more, preferably 0.1% by weight or more, more preferably 1% by weight or more.

[2−5.多段焼成]
焼成工程において固相反応をより進行させ、結晶性を向上させるために、焼成工程を1段ではなく多段に分割して行なってもよい。例えば、混合工程により得られた原料混合物をまず一次焼成した後(第一の焼成工程)、必要に応じてボールミル等で再度粉砕してから、再度焼成する(第二の焼成工程)という操作を1回以上行う。再度の焼成(第二の焼成工程)は、二次焼成、三次焼成というように何回行うようにしてもよい。この際、一次焼成した焼成物は、その焼成物だけで後段の焼成に導入してもよいし、前述の蛍光体原料の一部を混合焼成したものを粉砕し、そこに残りの原料を混合して焼成するという態様をとることもできる。
[2-5. Multi-stage firing]
In order to further advance the solid-phase reaction and improve the crystallinity in the firing process, the firing process may be performed in multiple stages instead of one stage. For example, the raw material mixture obtained by the mixing step is first fired first (first firing step), then pulverized again with a ball mill or the like as necessary, and then fired again (second firing step). Do it at least once. The re-baking (second baking step) may be performed as many times as secondary baking or tertiary baking. At this time, the primary fired fired product may be introduced into the subsequent firing only with the fired product, or a part of the aforementioned phosphor raw material mixed and fired is pulverized and the remaining raw materials are mixed there And it can also take the aspect of baking.

一次焼成の温度は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常800℃以上、好ましくは1000℃以上であり、また、通常1900℃以下、好ましくは1800℃以下、より好ましくは1700℃以下の範囲である。
ここで、粒度の揃った蛍光体を得るためには、一次焼成温度を低く設定して粉体状態で固相反応を進めることが好ましい。一方、高輝度の蛍光体を得るためには、一次焼成温度を高く設定して液相を生成させ原料が十分に混合した後に二次焼成で結晶成長させることが好ましい。
The temperature of the primary firing is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 800 ° C. or higher, preferably 1000 ° C. or higher, and usually 1900 ° C. or lower, preferably 1800 ° C. or lower, more preferably 1700. It is the range below ℃.
Here, in order to obtain a phosphor having a uniform particle size, it is preferable to advance the solid phase reaction in a powder state by setting the primary firing temperature low. On the other hand, in order to obtain a high-luminance phosphor, it is preferable that the primary firing temperature is set high to produce a liquid phase and the raw materials are sufficiently mixed, and then the crystals are grown by secondary firing.

一次焼成の時間は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常1時間以上、好ましくは2時間以上であり、また、通常100時間以下、好ましくは50時間以下、より好ましくは24時間以下、さらに好ましくは12時間以下である。
二次焼成以降の焼成における温度、時間等の条件は、基本的に上述の焼成工程の欄に記載した条件と同様である。
The primary firing time is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 1 hour or longer, preferably 2 hours or longer, and usually 100 hours or shorter, preferably 50 hours or shorter, more preferably 24 hours. The time is less than or equal to 12 hours or less.
Conditions such as temperature and time in firing after the secondary firing are basically the same as those described in the above-mentioned firing step column.

なお、フラックスは一次焼成の前に混合してもよいし、二次焼成以降の焼成前に混合してもよい。また、雰囲気等の焼成条件も一次焼成と二次焼成以降とで変更してもよい。
このときの焼成条件としては、前述に記載と同様の範囲で適宜選択して行われる。ただし、連続した2つの焼成工程における焼成温度のうち、後段の焼成温度の方を高い温度とする工程を少なくとも1回以上有している方が、蛍光体の結晶成長が促進され、結晶性を高めることが可能になり好ましい。
The flux may be mixed before the primary firing or may be mixed before firing after the secondary firing. Also, the firing conditions such as the atmosphere may be changed between the primary firing and the secondary firing and thereafter.
The firing conditions at this time are appropriately selected within the same range as described above. However, among the firing temperatures in the two consecutive firing steps, the one having at least one step of setting the latter firing temperature to a higher temperature promotes the crystal growth of the phosphor and improves the crystallinity. This is preferable because it can be increased.

[2−6.再焼成工程]
本発明の蛍光体の製造方法は、前述の通り、蛍光体の焼成工程後に、特定温度で再焼成する工程を有することを特徴とする。この工程を有することにより、本発明の蛍光体の耐
久性が向上するものである。
再加熱工程における加熱処理温度としては、加熱処理時の雰囲気にもよるが、通常、350℃以上、好ましくは400℃以上であり、また、通常600℃以下、好ましくは550℃以下、より好ましくは500℃以下である。
[2-6. Refiring process]
As described above, the method for producing a phosphor according to the present invention includes a step of re-firing at a specific temperature after the phosphor firing step. By having this step, the durability of the phosphor of the present invention is improved.
The heat treatment temperature in the reheating step is usually 350 ° C. or higher, preferably 400 ° C. or higher, and usually 600 ° C. or lower, preferably 550 ° C. or lower, more preferably, although it depends on the atmosphere during the heat treatment. It is 500 degrees C or less.

再加熱工程における加熱処理時の雰囲気としては、焼成工程の項に記載したのと同様のものに加え、空気や酸素含有窒素等の酸素含有不活性ガスも用いることができ、中でも、酸素含有雰囲気の方が好ましい。
このような酸素含有ガスを用いる場合の酸素濃度としては、通常1%以下とするのが好ましい。
As the atmosphere during the heat treatment in the reheating step, in addition to the same as described in the section of the firing step, an oxygen-containing inert gas such as air or oxygen-containing nitrogen can also be used. Is preferred.
In the case of using such an oxygen-containing gas, the oxygen concentration is usually preferably 1% or less.

さらに、発光強度や発光輝度の低下を抑えるという観点からは、再焼成温度としては、酸素含有雰囲気の場合には、より好ましくは350℃以上450℃以下の温度範囲が挙げられ、窒素雰囲気の場合には、より好ましくは350℃以上550℃以下の温度範囲が挙げられる。
再加熱工程における加熱処理時の圧力は焼成工程の項に記載したのと同様のものが挙げられる。
Furthermore, from the viewpoint of suppressing a decrease in light emission intensity and light emission luminance, the refiring temperature is more preferably a temperature range of 350 ° C. to 450 ° C. in the case of an oxygen-containing atmosphere, and in the case of a nitrogen atmosphere. More preferably, a temperature range of 350 ° C. or higher and 550 ° C. or lower is mentioned.
The pressure at the time of the heat treatment in the reheating step may be the same as that described in the firing step.

再加熱工程における加熱処理時間としては、通常0.1時間以上、好ましくは0.5時間以上であり、また生産性の観点から、通常100時間以下、好ましくは50時間以下、より好ましくは24時間以下、さらに好ましくは12時間以下である。
この再加熱工程を有することにより、さらに蛍光体結晶内にあるゆがみや欠陥を減少させ、蛍光体の結晶性を向上させると共に、蛍光体の表面の改質が期待でき、蛍光体の耐久性向上に寄与するものと考えられる。
The heat treatment time in the reheating step is usually 0.1 hour or longer, preferably 0.5 hour or longer. From the viewpoint of productivity, it is usually 100 hours or shorter, preferably 50 hours or shorter, more preferably 24 hours. Hereinafter, it is more preferably 12 hours or less.
By having this reheating process, distortion and defects in the phosphor crystal can be further reduced, the crystallinity of the phosphor can be improved, and modification of the phosphor surface can be expected, improving the durability of the phosphor. It is thought that it contributes to.

なお、再焼成工程は、上記焼成工程直後の蛍光体に対して行ってもよいが、焼成工程後、後述の粉砕、洗浄、分級工程等を行った後の蛍光体に対して行った方が好ましい。このとき、例えば、塩酸、硝酸、硫酸などの無機酸;又は、酢酸などの有機酸の水溶液のような酸性液体媒体で洗浄する工程を有するのが好ましい。尚、酸性液体媒体で洗浄する工程を有する場合には、酸が蛍光体上に残らないように、再焼成工程前に水で更に洗浄することが好ましい。
また、雰囲気を変えて、複数回再加熱処理をしてもよい。その場合、酸素含有雰囲気下で再加熱処理後、H含有雰囲気下で再加熱処理を行なう等、各再加熱処理で処理雰囲気を変更しても良い。
The re-baking step may be performed on the phosphor immediately after the firing step, but after the firing step, the phosphor after performing the below-described pulverization, washing, classification step, etc. preferable. In this case, it is preferable to have a step of washing with an acidic liquid medium such as an inorganic acid such as hydrochloric acid, nitric acid or sulfuric acid; or an aqueous solution of an organic acid such as acetic acid. In addition, when it has the process wash | cleaned with an acidic liquid medium, it is preferable to wash | clean further with water before a rebaking process so that an acid may not remain on fluorescent substance.
Further, the reheating treatment may be performed a plurality of times by changing the atmosphere. In that case, the treatment atmosphere may be changed by each reheating treatment, such as performing the reheating treatment in an H 2 containing atmosphere after the reheating treatment in an oxygen containing atmosphere.

[2−7.後処理]
上述の焼成工程の加熱処理後は、必要に応じて、粉砕、洗浄、乾燥、分級処理等がなされる。
〔粉砕処理〕
粉砕処理は、例えば得られた蛍光体が所望の粒径になっていない場合に、焼成物に対して行う。粉砕処理方法としては、特に限定されない。例えば、蛍光体原料の混合工程の説明の項に記載した乾式粉砕方法及び湿式粉砕方法が使用できるが、生成した蛍光体結晶の破壊を抑え、二次粒子の解砕等の目的とする処理を進めるためには、例えば、アルミナ、窒化珪素、ZrO、ガラス等の容器中にこれらと同様の材質又は鉄芯入りウレタン等のボールを入れてボールミル処理を10分〜24時間程度の間で行うのが好ましい。この場合、有機酸やヘキサメタリン酸などのアルカリリン酸塩等の分散剤を0.05〜2重量%用いても良い。
[2-7. Post-processing]
After the heat treatment in the above-described firing step, pulverization, washing, drying, classification treatment, and the like are performed as necessary.
[Crushing treatment]
The pulverization treatment is performed on the fired product, for example, when the obtained phosphor does not have a desired particle size. The pulverization method is not particularly limited. For example, the dry pulverization method and the wet pulverization method described in the description of the phosphor raw material mixing step can be used, but the destruction of the generated phosphor crystal is suppressed, and the target treatment such as secondary particle crushing is performed. In order to proceed, for example, balls such as alumina, silicon nitride, ZrO 2 , glass or the like, or balls such as iron core urethane are put into a container and ball milling is performed for about 10 minutes to 24 hours. Is preferred. In this case, you may use 0.05-2 weight% of dispersing agents, such as alkali phosphates, such as organic acid and hexametaphosphoric acid.

〔洗浄処理〕
洗浄処理は、例えば、脱イオン水等の水、エタノール等の有機溶剤、アンモニア水等の
アルカリ性水溶液などで行うことができる。また、使用されたフラックス等の蛍光体の表面に付着した不純物相を除去し発光特性を改善するなどの目的のために、例えば、塩酸、硝酸、硫酸などの無機酸;又は、酢酸などの有機酸の水溶液を使用することもできる。この場合、酸性水溶液中で洗浄処理した後に、水で更に洗浄することが好ましい。
[Cleaning treatment]
The cleaning treatment can be performed, for example, with water such as deionized water, an organic solvent such as ethanol, or an alkaline aqueous solution such as ammonia water. For the purpose of removing the impurity phase adhering to the surface of the phosphor such as used flux and improving the light emission characteristics, for example, inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid and sulfuric acid; or organic such as acetic acid An aqueous acid solution can also be used. In this case, it is preferable to further wash with water after washing in an acidic aqueous solution.

洗浄の程度としては、洗浄後の蛍光体を重量比で10倍の水に分散後、1時間静置して得られる上澄み液のpHが中性(pH7〜9程度)であることが好ましい。塩基性、又は酸性に偏っていると、後述の液体媒体等と混合するときに液体媒体等に影響を与えてしまう可能性があるためである。
また、上記洗浄の程度は、洗浄後の蛍光体を重量比で10倍の水に分散後、1時間静置して得られる上澄み液の電気電導度でも表すことができる。前記電気伝導度は、発光特性の観点からは低いほど好ましいが、生産性も考慮すると通常10mS/m以下、好ましくは5mS/m以下、より好ましくは4mS/m以下となるまで洗浄処理を繰り返し行なうことが好ましい。
As the degree of washing, it is preferable that the pH of the supernatant obtained by dispersing the washed phosphor in water 10 times by weight and allowing it to stand for 1 hour is neutral (about pH 7 to 9). This is because if it is biased to basic or acidic, the liquid medium or the like may be affected when mixed with the liquid medium or the like described later.
The degree of washing can also be expressed by the electrical conductivity of the supernatant obtained by dispersing the washed phosphor in 10 times the weight ratio of water and allowing it to stand for 1 hour. The electrical conductivity is preferably as low as possible from the viewpoint of light emission characteristics, but in consideration of productivity, the washing treatment is usually repeated until it is 10 mS / m or less, preferably 5 mS / m or less, more preferably 4 mS / m or less. It is preferable.

電気伝導度の測定方法としては、当該蛍光体の10重量倍の水中で所定時間、例えば10分間撹拌して分散させた後、1時間静置することにより、水よりも比重の重い蛍光体粒子を自然沈降させ、このときの上澄み液の電気伝導度を東亜ディケーケー社製電気伝導度計「EC METER CM−30G」等を用いて測定すればよい。洗浄処理、及び電気伝導度の測定に用いる水としては、特に制限はないが、脱塩水又は蒸留水が好ましい。中でも特に電気伝導度が低いものが好ましく、通常0.0064mS/m以上、また、通常1mS/m以下、好ましくは0.5mS/m以下のものを用いる。なお、電気伝導度の測定は、通常室温(25℃程度)にて行なう。
また、洗浄処理は、例えば、第一の焼成工程と第二の焼成工程との間に行う洗浄工程と同様にして行うことができる。
As a method for measuring electrical conductivity, phosphor particles having a specific gravity heavier than water are obtained by stirring and dispersing in water 10 times the weight of the phosphor for a predetermined time, for example, 10 minutes, and then allowing to stand for 1 hour. The electrical conductivity of the supernatant liquid at this time may be measured using an electrical conductivity meter “EC METER CM-30G” manufactured by Toa Decay Co., Ltd. Although there is no restriction | limiting in particular as water used for a washing process and a measurement of electrical conductivity, Demineralized water or distilled water is preferable. Among them, those having particularly low electric conductivity are preferable, and those having a conductivity of usually 0.0064 mS / m or more, and usually 1 mS / m or less, preferably 0.5 mS / m or less are used. The electrical conductivity is usually measured at room temperature (about 25 ° C.).
In addition, the cleaning treatment can be performed, for example, in the same manner as the cleaning step performed between the first baking step and the second baking step.

〔分級処理〕
分級処理は、例えば、水篩や水簸処理を行う、あるいは、各種の気流分級機や振動篩など各種の分級機を用いることにより行うことができる。中でも、ナイロンメッシュによる乾式分級と、水簸処理とを組み合わせて用いると、重量メジアン径20μm程度の分散性の良い蛍光体を得ることができる。
[Classification processing]
The classification treatment can be performed, for example, by performing a water sieving or water tank treatment, or by using various classifiers such as various air classifiers or vibrating sieves. In particular, when dry classification using nylon mesh and water tank treatment are used in combination, a phosphor with good dispersibility having a weight median diameter of about 20 μm can be obtained.

また、ここで、水篩や水簸処理では、通常、水媒体中に0.1〜10重量%程度の濃度で蛍光体粒子を分散させる、また、蛍光体の変質を抑えるために、水媒体のpHを、通常4以上、好ましくは5以上、また、通常9以下、好ましくは8以下とする。また、上記のような重量メジアン径の蛍光体粒子を得るに際して、水篩及び水簸処理では、例えば50μm以下の粒子を得てから、30μm以下の粒子を得るといった、2段階での篩い分け処理を行う方が作業効率と収率のバランスの点から好ましい。また、下限としては、通常1μm以上、好ましくは5μm以上のものを篩い分けるといった処理を行うのが好ましい。   Here, in the water sieving or elutriation treatment, the aqueous medium is usually used to disperse the phosphor particles at a concentration of about 0.1 to 10% by weight in the aqueous medium and to suppress the deterioration of the phosphor. The pH is usually 4 or more, preferably 5 or more, and usually 9 or less, preferably 8 or less. Further, when obtaining phosphor particles having a weight median diameter as described above, in the water sieving and elutriation treatment, for example, particles of 50 μm or less are obtained, and then particles of 30 μm or less are obtained. Is preferable from the viewpoint of balance between work efficiency and yield. Moreover, as a minimum, it is preferable to perform the process of sieving a thing normally 1 micrometer or more, Preferably 5 micrometers or more.

〔表面処理〕
得られた本発明の蛍光体を用いて、後述の方法で発光装置を製造する際には、耐湿性等の耐候性を一層向上させるために、又は後述する発光装置の蛍光体含有部における樹脂に対する分散性を向上させるために、必要に応じて、蛍光体の表面を異なる物質で被覆する等、公知の表面処理方法を行っても良い。
〔surface treatment〕
Resin in the phosphor-containing portion of the light-emitting device described later in order to further improve the weather resistance such as moisture resistance when the light-emitting device is manufactured by the method described later using the obtained phosphor of the present invention In order to improve the dispersibility, a known surface treatment method such as coating the surface of the phosphor with a different substance may be performed as necessary.

3、蛍光体含有組成物
本発明の蛍光体は、液体媒体と混合して用いることもできる。特に、本発明の蛍光体を発光装置等の用途に使用する場合には、これを液体媒体中に分散させた形態で用いることが好ましい。本発明の蛍光体を液体媒体中に分散させたものを、適宜「本発明の蛍光体含
有組成物」と呼ぶものとする。
3. Phosphor-containing composition The phosphor of the present invention can be used by mixing with a liquid medium. In particular, when the phosphor of the present invention is used for applications such as a light emitting device, it is preferably used in a form dispersed in a liquid medium. The phosphor of the present invention dispersed in a liquid medium will be referred to as “the phosphor-containing composition of the present invention” as appropriate.

[3−1.蛍光体]
本発明の蛍光体含有組成物に含有させる本発明の蛍光体の種類に制限は無く、上述したものから任意に選択することができる。また、本発明の蛍光体含有組成物に含有させる本発明の蛍光体は、1種のみであってもよく、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。更に、本発明の蛍光体含有組成物には、本発明の効果を著しく損なわない限り、本発明の蛍光体以外の蛍光体を含有させてもよい。
[3-1. Phosphor]
There is no restriction | limiting in the kind of fluorescent substance of this invention contained in the fluorescent substance containing composition of this invention, It can select arbitrarily from what was mentioned above. Moreover, the fluorescent substance of this invention contained in the fluorescent substance containing composition of this invention may be only 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. Furthermore, the phosphor-containing composition of the present invention may contain a phosphor other than the phosphor of the present invention as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.

[3−2.液体媒体]
本発明の蛍光体含有組成物に用いられる液体媒体の種類は特に限定されず、通常、半導体発光素子を覆ってモールディングすることのできる硬化性材料を用いることができる。硬化性材料とは、流体状の材料であって、何らかの硬化処理を施すことにより硬化する材料のことをいう。ここで、流体状とは、例えば液状又はゲル状のことをいう。硬化性材料は、固体発光素子から発せられた光を蛍光体へ導く役割を担保するものであれば、具体的な種類に制限は無い。また、硬化性材料は、1種のみを用いてもよく、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。したがって、硬化性材料としては、無機系材料及び有機系材料並びに両者の混合物のいずれを用いることも可能である。
[3-2. Liquid medium]
The kind of the liquid medium used for the phosphor-containing composition of the present invention is not particularly limited, and a curable material that can be molded over the semiconductor light emitting element can be used. The curable material is a fluid material that is cured by performing some kind of curing treatment. Here, the fluid state means, for example, a liquid state or a gel state. The curable material is not particularly limited as long as it secures the role of guiding the light emitted from the solid light emitting element to the phosphor. Moreover, only 1 type may be used for a curable material and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. Therefore, as the curable material, any of inorganic materials, organic materials, and mixtures thereof 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、また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。
一方、有機系材料としては、例えば、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等が挙げられる。具体例を挙げると、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。
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 is solidified (for example, a siloxane bond). Inorganic materials having
On the other hand, examples of the organic material include a thermosetting resin and a photocurable resin. Specific examples include (meth) acrylic resins such as methyl poly (meth) acrylate; styrene resins such as polystyrene and styrene-acrylonitrile copolymer; polycarbonate resins; polyester resins; phenoxy resins; butyral resins; Cellulose resins such as cellulose acetate and cellulose acetate butyrate; epoxy resins; phenol resins; silicone resins.

本発明の蛍光体含有組成物は、これら硬化性材料の中でも、半導体発光素子からの発光に対して劣化が少なく、耐アルカリ性、耐酸性、耐熱性にも優れる珪素含有化合物を使用することが好ましい。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(シリコーン系化合物)、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、透明性、接着性、ハンドリングの容易さ、機械的、熱適応力の緩和特性に優れる等の点から、シリコーン系材料が好ましい。   Among these curable materials, the phosphor-containing composition of the present invention preferably uses a silicon-containing compound that has little deterioration with respect to light emission from a semiconductor light-emitting device and is excellent in alkali resistance, acid resistance, and heat resistance. . The silicon-containing compound is a compound having a silicon atom in the molecule, organic materials such as polyorganosiloxane (silicone compound), inorganic materials such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, borosilicate, phosphosilicate Examples thereof include glass materials such as salts and alkali silicates. Of these, silicone materials are preferred from the viewpoints of transparency, adhesion, ease of handling, mechanical and thermal adaptability relaxation characteristics, and the like.

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、縮合型、付加型、改良ゾルゲル型、光硬化型等のシリコーン系材料を用いることができる。
縮合型シリコーン系材料としては、例えば、特開2007−112973〜112975号公報、特開2007−19459号公報、特開2008−34833号公報等に記載の半導体発光デバイス用部材を用いることができる。縮合型シリコーン系材料は半導体発光デバイスに用いられるパッケージや電極、発光素子などの部材との接着性に優れるため、密着向上成分の添加を最低限とすることが出来、架橋はシロキサン結合主体のため耐熱性・耐光性に優れる利点がある。
The silicone-based material usually refers to an organic polymer having a siloxane bond as a main chain, and for example, condensation-type, addition-type, improved sol-gel type, photo-curing type silicone-based materials can be used.
As the condensed silicone material, for example, semiconductor light-emitting device members described in JP-A-2007-112973 to 112975, JP-A-2007-19459, JP-A-2008-34833, and the like can be used. Condensation-type silicone materials have excellent adhesion to components such as packages, electrodes, and light-emitting elements used in semiconductor light-emitting devices, so the addition of adhesion-improving components can be minimized, and crosslinking is mainly due to siloxane bonds. There is an advantage of excellent heat resistance and light resistance.

付加型シリコーン系材料としては、例えば、特開2004−186168号公報、特開2004−221308号公報、特開2005−327777号公報等に記載のポッティ
ング用シリコーン材料、特開2003−183881号公報、特開2006−206919号公報等に記載のポッティング用有機変性シリコーン材料、特開2006−324596号公報に記載の射出成型用シリコーン材料、特開2007−231173号公報に記載のトランスファー成型用シリコーン材料等を好適に用いることができる。付加型シリコーン材料は、硬化速度や硬化物の硬度などの選択の自由度が高い、硬化時に脱離する成分が無く硬化収縮しにくい、深部硬化性に優れるなどの利点がある。
Examples of the addition-type silicone material include potting silicone materials described in JP-A-2004-186168, JP-A-2004-221308, JP-A-2005-327777, JP-A-2003-183881, Organically modified silicone materials for potting described in JP-A-2006-206919, silicone materials for injection molding described in JP-A-2006-324596, silicone materials for transfer molding described in JP-A-2007-231173, etc. Can be suitably used. The addition-type silicone material has advantages such as a high degree of freedom in selection such as a curing speed and a hardness of a cured product, a component that does not desorb during curing, hardly shrinking due to curing, and excellent deep part curability.

また、縮合型の一つである改良ゾルゲル型シリコーン系材料としては、例えば、特開2006−077234号公報、特開2006−291018号公報、特開2007−119569号公報等に記載のシリコーン材料を好適に用いることができる。改良ゾルゲル型のシリコーン材料は高架橋度で耐熱性・耐光性高く耐久性に優れ、ガス透過性低く耐湿性の低い蛍光体の保護機能にも優れる利点がある。   Moreover, as an improved sol-gel type silicone material that is one of the condensation types, for example, the silicone materials described in JP-A-2006-077234, JP-A-2006-291018, JP-A-2007-119569 and the like can be used. It can be used suitably. The improved sol-gel type silicone material has an advantage that it has a high degree of crosslinking, heat resistance, light resistance and durability, and is excellent in the protective function of a phosphor having low gas permeability and low moisture resistance.

光硬化型シリコーン系材料としては、例えば特開2007−131812号公報、特開2007−214543号公報等に記載のシリコーン材料を好適に用いることが出来る。紫外硬化型シリコーン材料は、短時間に硬化するため生産性に優れる、硬化に高い温度をかける必要が無く発光素子の劣化が起こりにくいなどの利点がある。
これらのシリコーン系材料は単独で使用してもよいし、混合することにより硬化阻害が起きなければ複数のシリコーン系材料を混合して用いてもよい。
As the photocurable silicone material, for example, silicone materials described in JP 2007-131812 A, JP 2007-214543 A, and the like can be suitably used. The ultraviolet curable silicone material has advantages such as excellent productivity because it cures in a short time, and there is no need to apply a high temperature for curing, and the light emitting element is hardly deteriorated.
These silicone materials may be used alone, or a mixture of a plurality of silicone materials may be used if curing inhibition does not occur when mixed.

[3−3.液体媒体及び蛍光体の含有率]
液体媒体の含有率は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明の蛍光体含有組成物全体に対して、通常25重量%以上、好ましくは40重量%以上であり、また、通常99重量%以下、好ましくは95重量%以下、より好ましくは80重量%以下である。液体媒体の量が多い場合には特段の問題は起こらないが、半導体発光装置とした場合に所望の色度座標、演色指数、発光効率等を得るには、通常、上記のような配合比率で液体媒体を用いることが望ましい。一方、液体媒体が少な過ぎると流動性が低下し取り扱い難くなる可能性がある。
[3-3. Content ratio of liquid medium and phosphor]
The content of the liquid medium is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 25% by weight or more, preferably 40% by weight or more, based on the entire phosphor-containing composition of the present invention. The amount is usually 99% by weight or less, preferably 95% by weight or less, more preferably 80% by weight or less. When the amount of the liquid medium is large, no particular problem occurs. However, in order to obtain a desired chromaticity coordinate, color rendering index, luminous efficiency, etc. in the case of a semiconductor light emitting device, it is usually at a blending ratio as described above. It is desirable to use a liquid medium. On the other hand, when there is too little liquid medium, fluidity | liquidity may fall and it may become difficult to handle.

液体媒体は、本発明の蛍光体含有組成物において、主にバインダーとしての役割を有する。液体媒体は、一種を単独で用いてもよいが、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。例えば、耐熱性や耐光性等を向上させることを目的として珪素含有化合物を使用する場合は、当該珪素含有化合物の耐久性を損なわない程度に、エポキシ樹脂など他の熱硬化性樹脂を含有してもよい。この場合、他の熱硬化性樹脂の含有量は、バインダーである液体媒体全量に対して通常25重量%以下、好ましくは10重量%以下とすることが望ましい。   The liquid medium mainly serves as a binder in the phosphor-containing composition of the present invention. The liquid medium may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio. For example, when using a silicon-containing compound for the purpose of improving heat resistance, light resistance, etc., other thermosetting resins such as an epoxy resin are contained so as not to impair the durability of the silicon-containing compound. Also good. In this case, the content of the other thermosetting resin is usually 25% by weight or less, preferably 10% by weight or less based on the total amount of the liquid medium as the binder.

本発明の蛍光体含有組成物中の蛍光体の含有率は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明の蛍光体含有組成物全体に対して、通常1重量%以上、好ましくは5重量%以上、より好ましくは20重量%以上であり、通常75重量%以下、好ましくは60重量%以下である。また、蛍光体含有組成物中の蛍光体に占める本発明の蛍光体の割合についても任意であるが、通常30重量%以上、好ましくは50重量%以上であり、通常100重量%以下である。蛍光体含有組成物中の蛍光体含有量が多過ぎると蛍光体含有組成物の流動性が劣り、取り扱いにくくなることがあり、蛍光体含有量が少な過ぎると発光装置の発光の効率が低下する傾向にある。   The content of the phosphor in the phosphor-containing composition of the present invention is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but usually 1% by weight or more with respect to the entire phosphor-containing composition of the present invention, Preferably it is 5 weight% or more, More preferably, it is 20 weight% or more, and is 75 weight% or less normally, Preferably it is 60 weight% or less. The proportion of the phosphor of the present invention in the phosphor in the phosphor-containing composition is also arbitrary, but is usually 30% by weight or more, preferably 50% by weight or more, and usually 100% by weight or less. If the phosphor content in the phosphor-containing composition is too high, the flowability of the phosphor-containing composition may be inferior and difficult to handle, and if the phosphor content is too low, the light emission efficiency of the light-emitting device decreases. There is a tendency.

[3−4.その他の成分]
本発明の蛍光体含有組成物には、本発明の効果を著しく損なわない限り、蛍光体及び液体媒体以外に、その他の成分、例えば、後述の屈折率調整のための金属酸化物や、拡散剤、フィラー、粘度調整剤、紫外線吸収剤等の添加剤を含有させても良い。その他の成分は、1種のみを用いてもよく、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。
[3-4. Other ingredients]
In the phosphor-containing composition of the present invention, other than the phosphor and the liquid medium, for example, a metal oxide for adjusting the refractive index described later, or a diffusing agent, unless the effect of the present invention is significantly impaired. Additives such as fillers, viscosity modifiers, and UV absorbers may be included. Only 1 type may be used for another component and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

4、発光装置
本発明の発光装置(以下、適宜「発光装置」という)は、第1の発光体(励起光源)と、当該第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の発光体とを有する発光装置であって、該第2の発光体として前述の「1、蛍光体」の項で記載した本発明の蛍光体を1種以上含む第1の蛍光体を含有するものである。
4. Light-Emitting Device A light-emitting device of the present invention (hereinafter appropriately referred to as “light-emitting device”) includes a first light emitter (excitation light source) and a second light source that emits visible light when irradiated with light from the first light emitter. And a first phosphor containing at least one phosphor of the present invention described in the above-mentioned section “1, Phosphor” as the second light emitter. Is.

本発明の蛍光体としては、通常は、励起光源からの光の照射下において、赤色領域の蛍光を発する蛍光体(以下「本発明の赤色蛍光体」と言う場合がある。)を使用する。本発明の赤色蛍光体は、550nm以上700nm以下の波長範囲に発光ピークを有するものが好ましい。本発明の赤色蛍光体は、何れか一種を単独で使用してもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   As the phosphor of the present invention, a phosphor that emits fluorescence in the red region under irradiation of light from an excitation light source (hereinafter sometimes referred to as “the red phosphor of the present invention”) is usually used. The red phosphor of the present invention preferably has an emission peak in a wavelength range of 550 nm to 700 nm. Any one of the red phosphors of the present invention may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio.

本発明の赤色蛍光体を使用することにより、本発明の発光装置は、青色領域の発光を有する励起光源(第1の発光体)に対して高い発光効率を示し、更には、照明装置、液晶ディスプレイ用光源等の白色発光装置に使用した場合に優れた発光装置となる。
また、本発明の発光装置に用いられる本発明の赤色蛍光体の好ましい具体例としては、前述の「1、蛍光体」の欄に記載した本発明の蛍光体や、後述の[実施例]の欄の各実施例に用いた蛍光体が挙げられる。
By using the red phosphor of the present invention, the light-emitting device of the present invention exhibits high luminous efficiency with respect to an excitation light source (first light-emitting body) that emits light in a blue region. When used in a white light emitting device such as a display light source, the light emitting device is excellent.
In addition, preferred specific examples of the red phosphor of the present invention used in the light emitting device of the present invention include the phosphor of the present invention described in the above-mentioned “1, Phosphor” column, and the [Example] described later. The phosphor used in each example in the column is listed.

本発明の発光装置は、第1の発光体(励起光源)を有し、且つ、第2の発光体として少なくとも本発明の蛍光体を使用している他は、その構成は制限されず、公知の装置構成を任意にとることが可能である。装置構成の具体例については後述する。
本発明の発光装置の発光スペクトルにおける赤色領域の発光ピークとしては、600nm以上650nm以下の波長範囲に発光ピークを有するものが好ましい。
The light-emitting device of the present invention has a first light emitter (excitation light source), and at least the phosphor of the present invention is used as the second light emitter. It is possible to arbitrarily adopt the apparatus configuration. A specific example of the device configuration will be described later.
The light emission peak in the red region of the light emission spectrum of the light emitting device of the present invention preferably has a light emission peak in the wavelength range of 600 nm to 650 nm.

なお、発光装置の発光スペクトルは、気温25±1℃に保たれた室内において、オーシャン オプティクス社製の色・照度測定ソフトウェア及びUSB2000シリーズ分光器(積分球仕様)を用いて20mA通電して測定を行なうことができる。この発光スペクトルの380nm〜780nmの波長領域のデータから、JIS Z8701で規定されるXYZ表色系における色度座標として色度値(x,y,z)を算出できる。この場合、x+y+z=1の関係式が成立する。本明細書においては、前記XYZ表色系をXY表色系と称している場合があり、通常(x,y)で表記している。   Note that the emission spectrum of the light emitting device is measured by energizing 20 mA with a color / illuminance measurement software and USB2000 series spectroscope (integral sphere specification) manufactured by Ocean Optics in a room maintained at a temperature of 25 ± 1 ° C. Can be done. Chromaticity values (x, y, z) can be calculated as chromaticity coordinates in the XYZ color system defined by JIS Z8701 from data in the wavelength region of 380 nm to 780 nm of the emission spectrum. In this case, the relational expression x + y + z = 1 holds. In the present specification, the XYZ color system may be referred to as an XY color system, and is usually expressed as (x, y).

また、本発明の発光装置は、その発光効率が、通常10lm/W以上、中でも30lm/W以上、特には50lm/W以上であることが好ましい。なお、発光効率は、前述のような発光装置を用いた発光スペクトル測定の結果から全光束を求め、そのルーメン(lm)値を消費電力(W)で割ることにより求められる。消費電力は、20mAを通電した状態で、Fluke社のTrue RMS Multimeters Model 187&189を用いて電圧を測定し、電流値と電圧値の積で求められる。   The light emitting device of the present invention preferably has a light emission efficiency of usually 10 lm / W or more, particularly 30 lm / W or more, particularly 50 lm / W or more. The luminous efficiency is obtained by obtaining the total luminous flux from the result of the emission spectrum measurement using the light emitting device as described above and dividing the lumen (lm) value by the power consumption (W). The power consumption is obtained by measuring a voltage using a True RMS Multimeters Model 187 & 189 manufactured by Fluke in a state in which 20 mA is energized, and obtaining the product of the current value and the voltage value.

本発明の発光装置のうち、特に白色発光装置として、具体的には、第1の発光体として後述するような励起光源を用い、上述のような赤色蛍光体の他、後述するような青色の蛍光を発する蛍光体(以下、適宜「青色蛍光体」という)、緑色の蛍光を発する蛍光体(以下、適宜「緑色蛍光体」という)、黄色の蛍光を発する蛍光体(以下、適宜「黄色蛍光体」という)等の公知の蛍光体を任意に組み合わせて使用し、公知の装置構成をとることにより得られる。
ここで、該白色発光装置の白色とは、JIS Z 8701により規定された、(黄みの)白、(緑みの)白、(青みの)白、(紫みの)白及び白の全てを含む意であり、この
うち好ましくは白である。
Among the light emitting devices of the present invention, in particular, as a white light emitting device, specifically, an excitation light source as described later is used as the first light emitter, and in addition to the red phosphor as described above, a blue light source as described later is used. A phosphor that emits fluorescence (hereinafter referred to as “blue phosphor” as appropriate), a phosphor that emits green fluorescence (hereinafter referred to as “green phosphor” as appropriate), and a phosphor that emits yellow fluorescence (hereinafter referred to as “yellow fluorescence” as appropriate). It is obtained by using known phosphors such as “body”) in any combination and adopting a known device configuration.
Here, the white color of the white light emitting device means all of (yellowish) white, (greenish) white, (blueish) white, (purple) white and white defined by JIS Z 8701 Of these, white is preferred.

[4−1.発光装置の構成]
<4−1−1.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の発光体の発光ピーク波長は、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、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、青色領域の発光波長を有する発光体を使用することが特に好ましい。
[4-1. Configuration of light emitting device]
<4-1-1. 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 emission peak wavelength of the first illuminant is not particularly limited as long as it overlaps with the absorption wavelength of the second illuminant described later, and an illuminant having a wide emission wavelength region can be used. Usually, an illuminant having an emission wavelength from the ultraviolet region to the blue region is used, and it is particularly preferable to use an illuminant having an emission wavelength in the blue region.

第1の発光体の発光ピーク波長の具体的数値としては、通常200nm以上が望ましい。このうち、青色光を励起光として用いる場合には、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500nm以下、好ましくは480nm以下、より好ましくは470nm以下、さらに好ましくは460nm以下の発光ピーク波長を有する発光体を使用することが望ましい。一方、近紫外光を励起光として用いる場合には、本発明の蛍光体が、近紫外光により励起されて青色光を発する蛍光体からの青色光で励起されるので、当該青色蛍光体の励起帯に合うような波長を有する励起光(近紫外光)を選ぶことが好ましい。具体的には、通常300nm以上、好ましくは330nm以上、より好ましくは360nm以上、また、通常420nm以下、好ましくは410nm以下、より好ましくは400nm以下の発光ピーク波長を有する発光体を使用することが望ましい。   As a specific numerical value of the emission peak wavelength of the first illuminant, 200 nm or more is usually desirable. Among these, when blue light is used as excitation light, it is usually 420 nm or more, preferably 430 nm or more, more preferably 440 nm or more, and usually 500 nm or less, preferably 480 nm or less, more preferably 470 nm or less, and even more preferably 460 nm. It is desirable to use a light emitter having the following emission peak wavelength. On the other hand, when near-ultraviolet light is used as excitation light, the phosphor of the present invention is excited by blue light from a phosphor that emits blue light when excited by near-ultraviolet light. It is preferable to select excitation light (near ultraviolet light) having a wavelength suitable for the band. Specifically, it is desirable to use a luminescent material having an emission peak wavelength of usually 300 nm or more, preferably 330 nm or more, more preferably 360 nm or more, and usually 420 nm or less, preferably 410 nm or less, more preferably 400 nm or less. .

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(LED)やレーザーダイオード(LD)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、例えば、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。   As the first light emitter, a semiconductor light emitting element is generally used, and specifically, a light emitting diode (LED), a laser diode (LD), or the like can be used. In addition, as a light-emitting body which can be used as a 1st light-emitting body, an organic electroluminescent light emitting element, an inorganic electroluminescent light emitting element, etc. are mentioned, for example. 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、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としては、AlGaN発光層、GaN発光層又はInGaN発光層を有しているものが好ましい。中でも、発光強度が非常に高いことから、GaN系LEDとしては、InGaN発光層を有するものが特に好ましく、InGaN層とGaN層との多重量子井戸構造のものがさらに好ましい。 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 emission output and external quantum efficiency than SiC-based LEDs that emit light in this region, and emit very bright light with low power when combined with the phosphor. It is because it is obtained. For example, for a current load of 20 mA, GaN-based LEDs and LDs usually have a light emission intensity 100 times or more that of SiC-based. As the GaN-based LED and LD, those having an Al X Ga Y N light emitting layer, a GaN light emitting layer, or an In X Ga Y N light emitting layer are preferable. Among them, since the emission intensity is very high, the GaN-based LED is particularly preferably one having an In X Ga Y N light emitting layer, and more preferably a multiple quantum well structure having an In X Ga Y N layer and a GaN layer. preferable.

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。
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AlGaN層、GaN層、又はInGaN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、発光効率が高くて好ましく、更にヘテロ構造を量子井戸構造にしたものが、発光効率が更に高いため、より好ましい。
なお、第1の発光体は、1個のみを用いてもよく、2個以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
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.
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 an n-type and p-type Al X Ga Y N layer, GaN layer, 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 having a quantum well structure are more preferable because of high light emission efficiency.
Note that only one first light emitter may be used, or two or more first light emitters may be used in any combination and ratio.

<4−1−2.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、本発明の赤色蛍光体を含む第1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(青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体、橙色蛍光体等)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。
<4-1-2. 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 first phosphor including the red phosphor of the present invention. In addition, a second fluorescent material (a blue fluorescent material, a green fluorescent material, a yellow fluorescent material, an orange fluorescent material, etc.), which will be described later, is appropriately contained in accordance with the application. Further, for example, the second light emitter is configured by dispersing the first and second phosphors in a sealing material.

上記第2の発光体中に用いられる、本発明の蛍光体以外の蛍光体の組成には特に制限はないが、母体結晶となる、Y、YVO、ZnSiO、YAl12、SrSiO等に代表される金属酸化物、(Ca,Sr)AlSiN等に代表される金属窒化物、Ca(POCl等に代表されるリン酸塩及びZnS、SrS、CaS等に代表される硫化物、YS、LaS等に代表される酸硫化物等にCe、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb等の希土類金属のイオンやAg、Cu、Au、Al、Mn、Sb等の金属のイオンを付活元素又は共付活元素として組み合わせたものが挙げられる。 Used for the in the second luminescent material is not particularly limited to the phosphor composition other than the phosphor of the present invention, the host crystal, Y 2 O 3, YVO 4 , Zn 2 SiO 4, Y 3 Metal oxides typified by Al 5 O 12 , Sr 2 SiO 4 , metal nitrides typified by (Ca, Sr) AlSiN 3 , phosphates typified by Ca 5 (PO 4 ) 3 Cl, etc. And CeS, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, sulfides typified by ZnS, SrS, CaS, etc., oxysulfides typified by Y 2 O 2 S, La 2 O 2 S, etc. , Ho, Er, Tm, Yb, and other rare earth metal ions, and Ag, Cu, Au, Al, Mn, Sb, and other metal ions are combined as activators or coactivators.

下表に、好ましい結晶母体の具体例を示す。   Specific examples of preferred crystal matrixes are shown in the following table.

Figure 0005471021
Figure 0005471021

但し、上記の母体結晶及び付活元素又は共付活元素は、元素組成には特に制限はなく、同族の元素と一部置き換えることもでき、得られた蛍光体は近紫外から可視領域の光を吸収して可視光を発するものであれば用いることが可能である。   However, the matrix crystal and the activator element or coactivator element are not particularly limited in element composition, and can be partially replaced with elements of the same family, and the obtained phosphor is light in the near ultraviolet to visible region. Any material that absorbs and emits visible light can be used.

具体的には、蛍光体として以下に挙げるものを用いることが可能であるが、これら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、以下の例示では、前述の通り、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。   Specifically, the following phosphors can be used, but these are merely examples, and phosphors that can be used in the present invention are not limited to these. In the following examples, as described above, phosphors that differ only in part of the structure are omitted as appropriate.

<4−1−2−1.第1の蛍光体>
本発明の発光装置における第2の発光体は、少なくとも上述の本発明の蛍光体を含む第1の蛍光体を含有する。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。
また、第1の蛍光体としては、本発明の蛍光体以外にも、本発明の蛍光体と同色の蛍光を発する蛍光体(同色併用蛍光体)を用いてもよい。通常、本発明の蛍光体は赤色蛍光体であるので、第1の蛍光体として、本発明の蛍光体と共に他種の赤色蛍光体ないし橙色の蛍光を発する蛍光体(以下、適宜「橙色蛍光体」という)を併用することができる。
<4-1-2-1. First phosphor>
The 2nd light-emitting body in the light-emitting device of this invention contains the 1st fluorescent substance containing the fluorescent substance of the above-mentioned this invention at least. 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.
In addition to the phosphor of the present invention, a phosphor that emits fluorescence of the same color as the phosphor of the present invention (same color combined phosphor) may be used as the first phosphor. Usually, the phosphor of the present invention is a red phosphor. Therefore, as the first phosphor, other types of red phosphors or phosphors emitting orange fluorescence (hereinafter referred to as “orange phosphors” as appropriate). Can be used in combination.

本発明の発光装置に使用される第1の蛍光体の重量メジアン径は、通常2μm以上、中でも5μm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。   The weight median diameter of the first phosphor used in the light emitting device of the present invention is usually in the range of 2 μm or more, especially 5 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.

本発明の蛍光体と併用し得る橙色ないし赤色蛍光体としては、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、同色併用蛍光体である橙色ないし赤色蛍光体の発光ピーク波長は、通常570nm以上、好ましくは580nm以上、より好ましくは585nm以上、また、通常780nm以下、好ましくは700nm以下、より好ましくは680nm以下の波長範囲にあることが好適である。
Any orange or red phosphor that can be used in combination with the phosphor of the present invention 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 orange to red phosphor, which is the same color combination phosphor, is usually 570 nm or more, preferably 580 nm or more, more preferably 585 nm or more, and usually 780 nm or less, preferably 700 nm or less, more preferably 680 nm. It is preferable to be in the following wavelength range.

このような橙色ないし赤色蛍光体として使用できる蛍光体を下表に示す。   The phosphors that can be used as such orange or red phosphors are shown in the following table.

Figure 0005471021
Figure 0005471021

以上の中でも、赤色蛍光体としては、(Ca,Sr,Ba)Si(N,O):Eu、(Ca,Sr,Ba)Si(N,O):Eu、(Ca,Sr,Ba)AlSi(N,O):Eu、(Sr,Ba)SiO:Eu、(Ca,Sr)S:Eu、(La,Y)S:Eu、Eu(ジベンゾイルメタン)・1,10−フェナントロリン錯体等のβ−ジケトン系Eu錯体、カルボン酸系Eu錯体、KSiF:Mnが好ましく、(Ca,Sr,Ba)Si(N,O):Eu、(Sr,Ca)AlSi(N,O):Eu、(La,Y)S:Eu、KSiF:Mnがより好ましい。 Among these, as red phosphors, (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 (N, O) 8 : Eu, (Ca, Sr, Ba) Si (N, O) 2 : Eu, (Ca, Sr , Ba) AlSi (N, O) 3 : Eu, (Sr, Ba) 3 SiO 5 : Eu, (Ca, Sr) S: Eu, (La, Y) 2 O 2 S: Eu, Eu (dibenzoylmethane) ) 3 · 1,10-phenanthroline complexes of β- diketone Eu complex, a carboxylic acid Eu complex, K 2 SiF 6: Mn is preferred, (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 (N, O) 8: Eu, (Sr, Ca) AlSi (N, O): Eu, (La, Y) 2 O 2 S: Eu, and K 2 SiF 6 : Mn are more preferable.

また、橙色蛍光体としては、(Sr,Ba)SiO:Eu、(Sr,Ba)SiO:Eu、(Ca,Sr,Ba)Si(N,O):Eu、(Ca,Sr,Ba)
AlSi(N,O):Ceが好ましい。
As the orange phosphor, (Sr, Ba) 3 SiO 5 : Eu, (Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu, (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 (N, O) 8 : Eu, ( (Ca, Sr, Ba)
AlSi (N, O) 3 : Ce is preferred.

<4−1−2−2.第2の蛍光体>
本発明の発光装置における第2の発光体は、その用途に応じて、上述の第1の蛍光体以外にも蛍光体(即ち、第2の蛍光体)を含有していてもよい。この第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1種以上の蛍光体である。通常、これらの第2の蛍光体は、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ため、第2の蛍光体としては第1の蛍光体とは異なる色の蛍光を発する蛍光体を使用することが多い。上記のように、通常は第1の蛍光体として赤色蛍光体を使用するので、第2の蛍光体としては、例えば青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体等の赤色蛍光体以外の蛍光体を用いる。
<4-1-2-2. Second phosphor>
The second light emitter in the light emitting device of the present invention may contain a phosphor (that is, a second phosphor) in addition to the first phosphor described above, depending on the application. The second phosphor is one or more phosphors having different emission peak wavelengths from the first phosphor. Usually, since these second phosphors are used to adjust the color tone of light emitted from the second light emitter, the second phosphor emits fluorescence having a color different from that of the first phosphor. Often phosphors are used. As described above, since a red phosphor is usually used as the first phosphor, examples of the second phosphor include phosphors other than the red phosphor such as a blue phosphor, a green phosphor, and a yellow phosphor. Is used.

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2μm以上、中でも5μm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D50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。 Second phosphor weight-average median diameter D 50 of which is used for the light emitting device of the present invention is usually 2μm or more and preferably 5μm or more, and usually 30μm or less is preferably in a range of inter alia 20μm or less. When the weight-average median diameter D 50 is too small, and the luminance decreases tends to 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.

<青色蛍光体>
本発明の蛍光体に加え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500nm未満、好ましくは490nm以下、より好ましくは480nm以下、さらに好ましくは470nm以下、特に好ましくは460nm以下の波長範囲にあることが好適である。使用する青色蛍光体の発光ピーク波長がこの範囲にあると、本発明の蛍光体の励起帯と重なり、当該青色蛍光体からの青色光により、本発明の蛍光体を効率良く励起することができるからである。
このような青色蛍光体として使用できる蛍光体を下表に示す。
<Blue phosphor>
When a blue phosphor is used in addition to the phosphor of the present invention, 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 420 nm or more, preferably 430 nm or more, more preferably 440 nm or more, and usually less than 500 nm, preferably 490 nm or less, more preferably 480 nm or less, more preferably 470 nm or less, It is particularly preferable that the wavelength range is 460 nm or less. When the emission peak wavelength of the blue phosphor used is within this range, it overlaps with the excitation band of the phosphor of the present invention, and the phosphor of the present invention can be efficiently excited by the blue light from the blue phosphor. Because.
The following table shows phosphors that can be used as such blue phosphors.

Figure 0005471021
Figure 0005471021

以上の中でも、青色蛍光体としては、(Ca,Sr,Ba)MgAl1017:Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO(Cl,F):Eu、(Ba,Ca,Mg,Sr)SiO:Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO(Cl,F):Eu、(Ba,Ca,Sr)MgSi:Euが好ましく、(Ba,Sr)MgAl1017:Eu、(Ca,Sr,Ba)10(PO(Cl,F):Eu、BaMgSi:Euがより好ましく、Sr10(POCl:Eu、BaMgAl1017:Euが特に好ましい。 Among these, as the blue phosphor, (Ca, Sr, Ba) MgAl 10 O 17 : Eu, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 (Cl, F) 2 : Eu, (Ba , Ca, Mg, Sr) 2 SiO 4 : Eu, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 (Cl, F) 2 : Eu, (Ba, Ca, Sr) 3 MgSi 2 O 8 : Eu is preferred, (Ba, Sr) MgAl 10 O 17 : Eu, (Ca, Sr, Ba) 10 (PO 4 ) 6 (Cl, F) 2 : Eu, Ba 3 MgSi 2 O 8 : Eu is more preferred, Sr 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu, BaMgAl 10 O 17 : Eu are particularly preferable.

<緑色蛍光体>
本発明の蛍光体に加え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500nm以上、中でも510nm以上、更には515nm以上、また、通常550nm未満、中でも542nm以下、更には535nm以下の範囲であることが好ましい。この発光ピーク波長が短過ぎると青味を帯びる傾向がある一方で、長過ぎると黄味を帯びる傾向があり、何れも緑色光としての特性が低下する場合がある。
このような緑色蛍光体として利用できる蛍光体を下表に示す。
<Green phosphor>
When a green phosphor is used in addition to the phosphor of the present invention, 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 preferably in the range of usually 500 nm or more, particularly 510 nm or more, more preferably 515 nm or more, and usually less than 550 nm, especially 542 nm or less, more preferably 535 nm or less. If this emission peak wavelength is too short, it tends to be bluish, while if it is too long, it tends to be yellowish, and the characteristics as green light may deteriorate.
The phosphors that can be used as such green phosphors are shown in the table below.

Figure 0005471021
Figure 0005471021

以上の中でも、緑色蛍光体としては、Y(Al,Ga)12:Ce、CaSc:Ce、Ca(Sc,Mg)Si12:Ce、(Sr,Ba)SiO:Eu、(Si,Al)(O,N):Eu(β−sialon)、(Ba,Sr)Si12:N:Eu、SrGa:Eu、BaMgAl1017:Eu,Mnが好ましい。 Among these, as the green phosphor, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, CaSc 2 O 4 : Ce, Ca 3 (Sc, Mg) 2 Si 3 O 12 : Ce, (Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu, (Si, Al) 6 (O, N) 8 : Eu (β-sialon), (Ba, Sr) 3 Si 6 O 12 : N 2 : Eu, SrGa 2 S 4 : Eu, BaMgAl 10 O 17 : Eu, Mn is preferred.

得られる発光装置を照明装置に用いる場合には、Y(Al,Ga)12:Ce、CaSc:CeCa(Sc,Mg)Si12:Ce、(Sr,Ba)SiO:Eu、(Si,Al)(O,N):Eu(β−sialon)、(Ba,Sr)Si12:N:Euが好ましい。
また、得られる発光装置を画像表示装置に用いる場合には、(Sr,Ba)SiO:Eu、(Si,Al)(O,N):Eu(β−sialon)、(Ba,Sr)Si12:N:Eu、SrGa:Eu、BaMgAl1017:Eu,Mnが好ましい。
When the obtained light-emitting device is used for a lighting device, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, CaSc 2 O 4 : CeCa 3 (Sc, Mg) 2 Si 3 O 12 : Ce, (Sr, Ba ) 2 SiO 4 : Eu, (Si, Al) 6 (O, N) 8 : Eu (β-sialon), (Ba, Sr) 3 Si 6 O 12 : N 2 : Eu are preferable.
When the obtained light emitting device is used for an image display device, (Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu, (Si, Al) 6 (O, N) 8 : Eu (β-sialon), (Ba, sr) 3 Si 6 O 12: N 2: Eu, SrGa 2 S 4: Eu, BaMgAl 10 O 17: Eu, Mn are preferable.

<黄色蛍光体>
本発明の蛍光体に加えて黄色蛍光体を使用する場合、当該黄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 in addition to the phosphor of the present invention, any yellow 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利用できる蛍光体を下表に示す。   The phosphors that can be used as such yellow phosphors are shown in the table below.

Figure 0005471021
Figure 0005471021

以上の中でも、黄色蛍光体としては、YAl12:Ce、(Y,Gd)Al12:Ce、(Sr,Ca,Ba,Mg)SiO:Eu、(Ca,Sr)Si:Euが好ましい。 More in even, as the yellow phosphor, Y 3 Al 5 O 12: Ce, (Y, Gd) 3 Al 5 O 12: Ce, (Sr, Ca, Ba, Mg) 2 SiO 4: Eu, (Ca, Sr) Si 2 N 2 O 2 : Eu is preferred.

具体的に、本発明の半導体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、半導体発光素子と、本発明のEu2+で付活された窒化物蛍光体と、他の蛍光体との好ましい組み合わせの例としては、以下の(A)〜(C)の組み合わせが挙げられる。
(A)半導体発光素子として青色発光体(青色LED等)を使用し、赤色蛍光体として本発明のEu2+で付活された窒化物蛍光体を使用し、他の蛍光体として緑色蛍光体または黄色蛍光体を使用する。緑色蛍光体としては、(Ba,Sr,Ca,Mg)SiO:Eu系蛍光体、(Ca,Sr)Sc:Ce系蛍光体、Ca(Sc,Mg)Si12:Ce系蛍光体、SrGa:Eu系蛍光体、Eu付活β−サイアロン系蛍光体、(Mg,Ca,Sr,Ba)Si:Eu系蛍光体、及びMSi12:Eu(但し、Mはアルカリ土類金属元素を表わす。)からなる群より選ばれる一種又は二種以上の緑色蛍光体が好ましい。黄色蛍光体としてはYAl12:Ce系蛍光体、(Ba,Sr,Ca,Mg)SiO:Eu系蛍光体、及びα−サイアロン系蛍光体からなる群より選ばれる一種又は二種以上の黄色蛍光体が好ましい。なお、緑色蛍光体と黄色蛍光体を併用してもよい。
Specifically, when the semiconductor light emitting device of the present invention is configured as a white light emitting device, the semiconductor light emitting element, the nitride phosphor activated by Eu 2+ of the present invention, and other phosphors are preferable. Examples of combinations include the following combinations (A) to (C).
(A) A blue light emitter (blue LED or the like) is used as a semiconductor light emitting element, a nitride phosphor activated with Eu 2+ of the present invention is used as a red phosphor, and a green phosphor or another phosphor is used. A yellow phosphor is used. As the green phosphor, (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu phosphor, (Ca, Sr) Sc 2 O 4 : Ce phosphor, Ca 3 (Sc, Mg) 2 Si 3 O 12 : Ce-based phosphor, SrGa 2 S 4 : Eu-based phosphor, Eu-activated β-sialon-based phosphor, (Mg, Ca, Sr, Ba) Si 2 O 2 N 2 : Eu-based phosphor, and M One or two or more green phosphors selected from the group consisting of 3 Si 6 O 12 N 2 : Eu (where M represents an alkaline earth metal element) are preferred. The yellow phosphor may be one selected from the group consisting of Y 3 Al 5 O 12 : Ce phosphor, (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu phosphor, and α-sialon phosphor. Two or more yellow phosphors are preferred. A green phosphor and a yellow phosphor may be used in combination.

(B)半導体発光素子として近紫外発光体(近紫外LED等)を使用し、赤色蛍光体として本発明のEu2+で付活された窒化物蛍光体を使用し、他の蛍光体として青色蛍光体及び緑色蛍光体を使用する。この場合、青色蛍光体としては、(Ba,Sr,Ca)MgAl1017:Eu、(Sr,Ba)MgSi:Eu、及び(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO(Cl,F):Euからなる群より選ばれる一種又は二種以上の青色蛍光体が好ましい。また、緑色蛍光体としては、前述の(A)の項で例示した緑色蛍光体に加え、(Ba,Sr)MgAl1017:Eu,Mn、(Ba,Sr,Ca)Al1425:Eu、及び(Ba,Sr,Ca)Al:Euからなる群より選ばれる一種又は二種以上の緑色蛍光体が好ましい。 (B) A near-ultraviolet light emitter (near-ultraviolet LED or the like) is used as a semiconductor light emitting device, a nitride phosphor activated with Eu 2+ of the present invention is used as a red phosphor, and blue fluorescence is used as another phosphor. Body and green phosphor. In this case, blue phosphors include (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu, (Sr, Ba) 3 MgSi 2 O 8 : Eu, and (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ). ) 6 (Cl, F) 2 : One or more blue phosphors selected from the group consisting of Eu are preferable. Further, as the green phosphor, in addition to the green phosphor exemplified in the above section (A), (Ba, Sr) MgAl 10 O 17 : Eu, Mn, (Ba, Sr, Ca) 4 Al 14 O 25 : Eu and (Ba, Sr, Ca) Al 2 O 4 : One or more green phosphors selected from the group consisting of Eu are preferable.

(C)半導体発光素子として青色発光体(青色LED等)を使用し、赤色蛍光体として本発明のEu2+で付活された窒化物蛍光体を使用し、さらに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)SiO:Euが好ましい。
また、上述した蛍光体の組み合わせについて、以下により具体的に説明する。
半導体発光素子として青色LED等の青色発光のものを使用し、画像表示装置のバックライトに用いるときは、下表に示す組み合わせとすることが好ましい。
(C) A blue light emitter (blue LED or the like) is used as a semiconductor light emitting element, a nitride phosphor activated with Eu 2+ of the present invention is used as a red phosphor, and an orange phosphor is further used. In this case, (Sr, Ba) 3 SiO 5 : Eu is preferable as the orange phosphor.
Further, the combination of the phosphors described above will be described more specifically below.
When a blue light emitting element such as a blue LED is used as a semiconductor light emitting element and used for a backlight of an image display device, the combinations shown in the following table are preferable.

Figure 0005471021
また、表6に示した組み合わせの中でもより好ましい組み合わせを表7に示す。
Figure 0005471021
Table 7 shows more preferable combinations among the combinations shown in Table 6.

Figure 0005471021
さらに、特に好ましい組み合わせを表8に示す。
Figure 0005471021
Further, particularly preferred combinations are shown in Table 8.

Figure 0005471021
表6〜8に示す各色蛍光体は、青色領域の光で励起され、それぞれ赤色領域、および緑色領域で発光し、かつ温度変化による発光ピーク強度の変化が少ないという優れた温度特性を有している。
Figure 0005471021
Each color phosphor shown in Tables 6 to 8 has an excellent temperature characteristic that is excited by light in the blue region, emits light in the red region and the green region, respectively, and has little change in emission peak intensity due to temperature change. Yes.

よって、青色領域の光を発する半導体発光素子にこれら各色蛍光体を含む2種以上の蛍光体を組み合わせることで、発光効率を従来よりも高く設定しうる、本発明のカラー画像表示装置用のバックライトに用いる光源に適した半導体発光装置とすることができる。
また、近紫外ないし紫外領域の光を発する固体発光素子と蛍光体とを組み合わせて用いる場合は、上記表6〜8に記載の蛍光体の組み合わせにさらに(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO(Cl,F):Eu、及び(Sr,Ba)MgSi:Eu、(Ba,Sr,Ca)MgAl1017:Euからなる群から選ばれる1種以上の青色蛍光体を組み合わせることが好ましく、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO(Cl,F):Eu、又は(Ba,Sr,Ca)MgAl1017:Euを組み合わせることがより好ましい。この際、緑色蛍光体としては、BaMgAl1017:Eu,Mnを組み合わせることが好ましい。
Therefore, by combining two or more kinds of phosphors including these color phosphors with a semiconductor light emitting element that emits light in the blue region, the light emission efficiency for the color image display device of the present invention can be set higher than before. It can be set as the semiconductor light-emitting device suitable for the light source used for a light.
When a solid light emitting element that emits light in the near ultraviolet to ultraviolet region and a phosphor are used in combination, the phosphor combinations shown in Tables 6 to 8 above are further combined with (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 ( PO 4 ) 6 (Cl, F): Eu, and (Sr, Ba) 3 MgSi 2 O 8 : Eu, (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu selected from the group consisting of Eu It is preferable to combine phosphors, and it is more preferable to combine (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 (Cl, F): Eu or (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu. preferable. At this time, it is preferable to combine BaMgAl 10 O 17 : Eu, Mn as the green phosphor.

[4−2.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。
本発明の発光装置の一例における、励起光源となる第1の発光体と、蛍光体を有する蛍光体含有部として構成された第2の発光体との位置関係を示す模式的斜視図を図1に示す。図1中の符号1は蛍光体含有部(第2の発光体)、符号2は励起光源(第1の発光体)としての面発光型GaN系LD、符号3は基板を表す。相互に接触した状態をつくるために、LD(2)と蛍光体含有部(第2の発光体)(1)とそれぞれ別個に作製し、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、LD(2)の発光面上に蛍光体含有部(第2の発光体)を製膜(成型)させてもよい。これらの結果、LD(2)と蛍光体含有部(第2の発光体)(1)とを接触した状態とすることができる。
[4-2. 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.
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a positional relationship between a first light emitter serving as an excitation light source and a second light emitter configured as a phosphor containing portion having a phosphor in an example of the light emitting device of the present invention. Shown in In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a phosphor-containing portion (second light emitter), reference numeral 2 denotes a surface-emitting GaN-based LD as an excitation light source (first light emitter), and reference numeral 3 denotes a substrate. In order to create a state in which they are in contact with each other, LD (2) and phosphor-containing portion (second light emitter) (1) are produced separately, and their surfaces are brought into contact with each other by an adhesive or other means. Alternatively, the phosphor-containing portion (second light emitter) may be formed (molded) on the light emitting surface of the LD (2). As a result, the LD (2) and the phosphor-containing portion (second light emitter) (1) can be brought into contact with each other.

このような装置構成をとった場合には、励起光源(第1の発光体)からの光が蛍光体含有部(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。
図2(a)は、一般的に砲弾型と言われる形態の発光装置の代表例であり、励起光源(第1の発光体)と蛍光体含有部(第2の発光体)とを有する発光装置の一実施例を示す模式的断面図である。該発光装置(4)において、符号5はマウントリード、符号6はインナーリード、符号7は励起光源(第1の発光体)、符号8は蛍光体含有部、符号9は導電性ワイヤ、符号10はモールド部材をそれぞれ指す。
When such an apparatus configuration is employed, the light loss is such that light from the excitation light source (first light emitter) is reflected by the film surface of the phosphor-containing portion (second light emitter) and oozes out. Therefore, the light emission efficiency of the entire device can be improved.
FIG. 2A is a typical example of a light emitting device of a form generally referred to as a shell type, and has a light emission having an excitation light source (first light emitter) and a phosphor-containing portion (second light emitter). It is typical sectional drawing which shows one Example of an apparatus. In the light emitting device (4), reference numeral 5 denotes a mount lead, reference numeral 6 denotes an inner lead, reference numeral 7 denotes an excitation light source (first light emitter), reference numeral 8 denotes a phosphor-containing portion, reference numeral 9 denotes a conductive wire, reference numeral 10 Indicates a mold member.

また、図2(b)は、表面実装型と言われる形態の発光装置の代表例であり、励起光源(第1の発光体)と蛍光体含有部(第2の発光体)とを有する発光装置の一実施例を示す模式的断面図である。図中、符号22は励起光源(第1の発光体)、符号23は蛍光体含有部(第2の発光体)、符号24はフレーム、符号25は導電性ワイヤ、符号26及び符号27は電極をそれぞれ指す。   FIG. 2B is a representative example of a light-emitting device in a form called a surface-mount type, and light emission having an excitation light source (first light emitter) and a phosphor-containing portion (second light emitter). It is typical sectional drawing which shows one Example of an apparatus. In the figure, reference numeral 22 is an excitation light source (first light emitter), reference numeral 23 is a phosphor-containing portion (second light emitter), reference numeral 24 is a frame, reference numeral 25 is a conductive wire, reference numerals 26 and 27 are electrodes. Respectively.

[4−3.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、演色性が高い、及び色再現範囲が広いことから、中でも照明装置や画像表示装置の光源として、とりわけ好適に用いられる。
<4−3−1.照明装置>
本発明の発光装置を照明装置に適用する場合には、前述のような発光装置を公知の照明装置に適宜組み込んで用いればよい。例えば、図3に示されるような、前述の発光装置(4)を組み込んだ面発光照明装置(11)を挙げることができる。
[4-3. Application of light emitting device]
The use 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 rendering property is high and the color reproduction range is wide, the illumination device is particularly preferable. And as a light source for image display devices.
<4-3-1. Lighting device>
When the light-emitting device of the present invention is applied to a lighting device, the above-described light-emitting device may be appropriately incorporated into a known lighting device. For example, a surface-emitting illumination device (11) incorporating the above-described light-emitting device (4) as shown in FIG. 3 can be mentioned.

図3は、本発明の照明装置の一実施形態を模式的に示す断面図である。この図3に示すように、該面発光照明装置は、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(12)の底面に、多数の発光装置(13)(前述の発光装置(4)に相当)を、その外側に発光装置(13)の駆動のための電源及び回路等(図示せず。)を設けて配置し、
保持ケース(12)の蓋部に相当する箇所に、乳白色としたアクリル板等の拡散板(14)を発光の均一化のために固定してなる。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of the illumination device of the present invention. As shown in FIG. 3, the surface-emitting illumination device has a number of light-emitting devices (13) (described above) on the bottom surface of a rectangular holding case (12) whose inner surface is light-opaque such as a white smooth surface. A light emitting device (4)), and a power source and a circuit (not shown) for driving the light emitting device (13) are provided outside the light emitting device (4).
A diffusion plate (14) such as a milky white acrylic plate is fixed at a position corresponding to the lid of the holding case (12) for uniform light emission.

そして、面発光照明装置(11)を駆動して、発光装置(13)の励起光源(第1の発光体)に電圧を印加することにより光を発光させ、その発光の一部を、蛍光体含有部(第2の発光体)としての蛍光体含有樹脂部における前記蛍光体が吸収し、可視光を発光し、一方、蛍光体に吸収されなかった青色光等との混色により演色性の高い発光が得られ、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(12)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。   Then, the surface emitting illumination device (11) is driven to apply light to the excitation light source (first light emitter) of the light emitting device (13) to emit light, and part of the light emission is converted into the phosphor. The phosphor in the phosphor-containing resin part as the containing part (second light emitter) absorbs and emits visible light, while having high color rendering due to color mixing with blue light or the like that is not absorbed by the phosphor. Luminescence is obtained, and this light is transmitted through the diffusion plate (14) and emitted upward in the drawing, so that illumination light with uniform brightness can be obtained within the surface of the diffusion plate (14) of the holding case (12). Become.

<4−3−2.画像表示装置>
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、その画像表示装置の具体的構成に制限は無いが、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。
<4-3-2. Image display device>
When the light emitting device of the present invention is used as a light source of an image display device, the specific configuration of the image display device is not limited, but it is preferably used together with a color filter. 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.

以下、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。
(各種物性値の測定方法)
<発光強度及び発光輝度>
発光スペクトルは、励起光源として150Wキセノンランプを備え、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)を用いて測定した。励起光源からの光を焦点距離が10cmである回折格子分光器に通し、波長455nmの励起光のみを光ファイバーを通じて蛍光体に照射した。励起光の照射により蛍光体から発生した光を焦点距離が25cmである回折格子分光器により分光し、300nm以上800nm以下の波長範囲においてスペクトル測定装置により各波長の発光強度を測定し、パーソナルコンピュータによる感度補正等の信号処理を経て発光スペクトルを得た。なお、測定時には、受光側分光器のスリット幅を1nmに設定して測定を行った。
発光ピーク強度及び輝度は、得られた発光スペクトルから求めた。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.
(Measurement methods for various physical properties)
<Luminescence intensity and luminance>
The emission spectrum was measured using a fluorescence measuring apparatus (manufactured by JASCO Corporation) equipped with a 150 W xenon lamp as an excitation light source and a multi-channel CCD detector C7041 (manufactured by Hamamatsu Photonics) as a spectrum measuring apparatus. The light from the excitation light source was passed through a diffraction grating spectrometer having a focal length of 10 cm, and only the excitation light having a wavelength of 455 nm was irradiated to the phosphor through the optical fiber. The light generated from the phosphor by the irradiation of the excitation light is dispersed by a diffraction grating spectroscope having a focal length of 25 cm, the emission intensity of each wavelength is measured by a spectrum measuring device in a wavelength range of 300 nm to 800 nm, and a personal computer is used. An emission spectrum was obtained through signal processing such as sensitivity correction. During the measurement, the slit width of the light-receiving side spectroscope was set to 1 nm and the measurement was performed.
The emission peak intensity and brightness were determined from the obtained emission spectrum.

<蛍光体表面のO/N比>
試料(蛍光体)についてPHI社製Quantum2000を用いて、以下の測定条件で測定を行った。
・X線源:単色化Al−Kα,出力16kV−34W(X線発生面積170μmφ)
・帯電中和:電子銃2μA,イオン銃併用
・分光系:パスエネルギー
187.85eV=ワイドスペクトル
58.7eV=ナロースペクトル[C1s,Eu3d3/2]
29.35eV=ナロースペクトル[N1s,O1s,Si2p,Sr3d]・測定領域:300μmφ
・取り出し角:45°(表面より)
<O / N ratio of phosphor surface>
The sample (phosphor) was measured using a Quantum 2000 manufactured by PHI under the following measurement conditions.
-X-ray source: Monochromatic Al-Kα, output 16 kV-34 W (X-ray generation area 170 μmφ)
・ Charge neutralization: Electron gun 2μA, combined use with ion gun
・ Spectroscopic system: Path energy
187.85 eV = wide spectrum
58.7 eV = Narrow spectrum [C1s, Eu3d3 / 2]
29.35 eV = Narrow spectrum [N1s, O1s, Si2p, Sr3d] Measurement area: 300 μmφ
・ Extraction angle: 45 ° (from the surface)

<残光特性>
温度25℃、湿度40%の条件下で、蛍光体試料に日立製作所製蛍光分光光度計F−4500を使用して波長254nmの励起光を照射し、照射を停止した後の蛍光体からの発光(モニター波長は各蛍光体の発光ピーク波長とした)の強度を、時定数0.01秒、測定間隔0.005秒の条件で測定した。
ここで、後述する比較例1の蛍光体に対して、励起光の照射時間を30秒、1分、5分及び10分とした場合の残光特性の変化を測定し、残光時間が励起光の照射時間に依存しなくなる時間を確認した。式[I]で表される蛍光体に対する照射時間は1分で充分と判断し、以下実施例及び比較例における残光特性評価での照射時間は1分で行った。
<Afterglow characteristics>
Light emission from the phosphor after irradiation with excitation light having a wavelength of 254 nm was applied to the phosphor sample under the conditions of a temperature of 25 ° C. and a humidity of 40% using a fluorescence spectrophotometer F-4500 manufactured by Hitachi, Ltd. The intensity (the monitor wavelength was the emission peak wavelength of each phosphor) was measured under the conditions of a time constant of 0.01 seconds and a measurement interval of 0.005 seconds.
Here, with respect to the phosphor of Comparative Example 1 described later, the change in afterglow characteristics was measured when the excitation light irradiation time was 30 seconds, 1 minute, 5 minutes, and 10 minutes, and the afterglow time was excited. The time that does not depend on the light irradiation time was confirmed. The irradiation time for the phosphor represented by the formula [I] was judged to be sufficient for 1 minute, and the irradiation time in the afterglow characteristic evaluation in Examples and Comparative Examples was 1 minute.

<スピン濃度>
試料(蛍光体)300mgについてJEOL社製FA300を用い、空気中、室温で、以下の測定条件で測定を行った。
高磁場範囲
・中心磁場:250mT
・掃引磁場幅:±250mT
・磁場変調:100kHz
・レスポンス:0.1sec
・磁場掃引時間:15min
・マイクロ波出力:0.1mW
狭磁場範囲
・中心磁場:323mT
・掃引磁場幅:±10mT
・磁場変調:100kHz
・レスポンス:0.1sec
・磁場掃引時間:2min
・マイクロ波出力:0.1mW
<Spin concentration>
About 300 mg of the sample (phosphor), FA300 manufactured by JEOL was used, and measurement was performed in air at room temperature under the following measurement conditions.
High magnetic field range / central magnetic field: 250 mT
-Sweep magnetic field width: ± 250mT
Magnetic field modulation: 100 kHz
・ Response: 0.1 sec
・ Magnetic field sweep time: 15 min
・ Microwave output: 0.1 mW
Narrow magnetic field range, central magnetic field: 323mT
・ Sweep magnetic field width: ± 10mT
Magnetic field modulation: 100 kHz
・ Response: 0.1 sec
・ Magnetic field sweep time: 2 min
・ Microwave output: 0.1 mW

尚、試料は直径5mmの石英製試料管に充填した。また、ラジカル定量のための標準試料としてはポリスチレンマトリックスに2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルを分散させたものを用い、g値及び磁場幅の補正にはMn2+を使用した。
これにより測定されたスピン数を測定に使用した試料質量で割ることによってスピン濃度を求めた。
The sample was filled in a quartz sample tube having a diameter of 5 mm. In addition, as a standard sample for radical determination, 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl dispersed in a polystyrene matrix is used, and Mn 2+ is used for correction of g value and magnetic field width. did.
The spin concentration was determined by dividing the number of spins thus measured by the sample mass used for the measurement.

(比較例1)
SrNはSr金属(アルドリッチ社製)を非特許文献(Brese, Nathaniel E. O'Keeffe, Michael, Journal of Solid State Chemistry, Volume 87, Issue 1, p. 134-140)に記載された公知の方法に準じて製造した。
(Comparative Example 1)
Sr 2 N is a known Sr metal (manufactured by Aldrich) described in non-patent literature (Brese, Nathaniel E. O'Keeffe, Michael, Journal of Solid State Chemistry, Volume 87, Issue 1, p. 134-140). It was manufactured according to the method.

得られる蛍光体の組成比率がEu:Sr:Si:N=0.02:1.98:5:8(モル比)となるように、上記Sr金属より得られたSrN、Si(宇部興産社製)及びEuを(信越化学工業社製)を窒素雰囲気で満たされたグローブボックス内で秤量を行い、アルミナ乳鉢上で均一になるまで混合を行った。得られた蛍光体原料混合物を窒化ホウ素製坩堝に充填した。これを0.92MPaの圧力下で1600℃まで加熱し、その温度で2時間保持後、1800℃までさらに加熱し、その温度で2時間保持した後、放冷した。得られた焼成物はアルミナ乳鉢上で粉砕後、篩い分けにより50μm以下の粒子を得た。 Sr 2 N and Si 3 N obtained from the Sr metal so that the composition ratio of the phosphor obtained is Eu: Sr: Si: N = 0.02: 1.98: 5: 8 (molar ratio). 4 (manufactured by Ube Industries Co., Ltd.) and Eu 2 O 3 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) were weighed in a glove box filled with a nitrogen atmosphere and mixed until uniform on an alumina mortar. The obtained phosphor raw material mixture was filled in a boron nitride crucible. This was heated to 1600 ° C. under a pressure of 0.92 MPa, held at that temperature for 2 hours, further heated to 1800 ° C., held at that temperature for 2 hours, and then allowed to cool. The obtained fired product was pulverized in an alumina mortar and then sieved to obtain particles of 50 μm or less.

この蛍光体について、発光強度、発光輝度を測定した。また、XPS法による表面O/N比は、蛍光体表面に、常温、大気中で、自然酸化膜が形成されるに十分と思われる、蛍光体製造後1ヶ月後に測定した。結果を表9に示す。また、1/1000残光時間は8.0秒であった。残光特性を測定した結果を図4に示す。
また、この蛍光体に対して、蛍光体の表面に付着した不純物を洗浄するため、1N塩酸にて室温にて30分間攪拌洗浄を行い30分間静置後、沈殿した蛍光体をろ過した。その後、ろ過した蛍光体を水で5回洗浄を繰り返した後、ろ過を行い、最後に120℃で3時間オーブンによる乾燥を行った。
The phosphor was measured for emission intensity and emission luminance. Further, the surface O / N ratio by the XPS method was measured one month after the phosphor production, which seems to be sufficient to form a natural oxide film on the phosphor surface at room temperature and in the atmosphere. The results are shown in Table 9. The 1/1000 afterglow time was 8.0 seconds. The result of measuring afterglow characteristics is shown in FIG.
Further, in order to wash impurities adhering to the surface of the phosphor, the phosphor was stirred and washed with 1N hydrochloric acid at room temperature for 30 minutes and allowed to stand for 30 minutes, and then the precipitated phosphor was filtered. Thereafter, the filtered phosphor was washed 5 times with water, filtered, and finally dried in an oven at 120 ° C. for 3 hours.

この蛍光体についても、発光強度、発光輝度、XPS法による表面O/N比を測定したところ、発光強度及び輝度に変化はないものの、蛍光体表面のO/N比は1.1と小さくなった。また、蛍光体表面のSr量は6.5原子%であった。
さらに、この蛍光体について、スピン濃度を測定したところ、5.0×10−9モル/gであることがわかった。
Also for this phosphor, when the emission intensity, emission luminance, and surface O / N ratio by XPS method were measured, the O / N ratio on the phosphor surface was as small as 1.1, although there was no change in the emission intensity and luminance. It was. The Sr content on the phosphor surface was 6.5 atomic%.
Furthermore, when the spin concentration of this phosphor was measured, it was found to be 5.0 × 10 −9 mol / g.

(比較例2)
比較例1の酸洗浄前の蛍光体をアルミナ容器に充填し、大気中、昇温速度5℃/分で昇
温し、300℃(最高到達温度)で、2時間加熱処理(再焼成)し、室温になるまで放冷した。
この蛍光体について、発光強度、発光輝度、XPS法による表面O/N比を測定した。結果を表9に示す。ここで、発光強度及び発光輝度は比較例1の蛍光体の各値を1とした場合の相対値で示した。また、1/1000残光時間は6.6秒であった。残光特性を測定した結果を図4に示す。
(Comparative Example 2)
The phosphor before the acid cleaning of Comparative Example 1 is filled in an alumina container, heated in the atmosphere at a temperature rising rate of 5 ° C./min, and heat-treated (refired) at 300 ° C. (maximum temperature reached) for 2 hours. And allowed to cool to room temperature.
With respect to this phosphor, emission intensity, emission luminance, and surface O / N ratio by XPS method were measured. The results are shown in Table 9. Here, the light emission intensity and the light emission luminance are shown as relative values when each value of the phosphor of Comparative Example 1 is 1. The 1/1000 afterglow time was 6.6 seconds. The result of measuring afterglow characteristics is shown in FIG.

(実施例1)
比較例1の酸洗浄前の蛍光体をアルミナ容器に充填し、大気中、昇温速度5℃/分で昇
温し、400℃(最高到達温度)で、2時間加熱処理(再焼成)し、室温になるまで放冷した。
この蛍光体について、発光強度、発光輝度、XPS法による表面O/N比を測定した。結果を表9に示す。ここで、発光強度及び発光輝度は比較例1の蛍光体の各値を1とした場合の相対値で示したまた、1/1000残光時間は3.2秒であった。残光特性を測定した結果を図4に示す。
Example 1
The phosphor before the acid cleaning of Comparative Example 1 is filled in an alumina container, heated in the atmosphere at a heating rate of 5 ° C./min, and heated (refired) at 400 ° C. (maximum temperature reached) for 2 hours. And allowed to cool to room temperature.
With respect to this phosphor, emission intensity, emission luminance, and surface O / N ratio by XPS method were measured. The results are shown in Table 9. Here, the light emission intensity and the light emission luminance were expressed as relative values when each value of the phosphor of Comparative Example 1 was 1, and the 1/1000 afterglow time was 3.2 seconds. The result of measuring afterglow characteristics is shown in FIG.

(実施例2)
比較例1の酸洗浄後の蛍光体をアルミナ容器に充填し、大気中、昇温速度5℃/分で昇
温し、400℃(最高到達温度)で、2時間加熱(アニール)処理し、室温になるまで放冷した。
この蛍光体について、発光強度、発光輝度、XPS法による表面O/N比を測定した。結果を表9に示す。ここで、発光強度及び発光輝度は比較例1の蛍光体の各値を1とした場合の相対値で示したまた、1/1000残光時間は0.19秒であった。残光特性を測定した結果を図4に示す。
(Example 2)
The phosphor after acid cleaning of Comparative Example 1 was filled in an alumina container, heated in the atmosphere at a temperature rising rate of 5 ° C./min, and heated (annealed) at 400 ° C. (maximum temperature reached) for 2 hours. Allowed to cool to room temperature.
With respect to this phosphor, emission intensity, emission luminance, and surface O / N ratio by XPS method were measured. The results are shown in Table 9. Here, the light emission intensity and the light emission luminance are shown as relative values when each value of the phosphor of Comparative Example 1 is 1, and the 1/1000 afterglow time was 0.19 seconds. The result of measuring afterglow characteristics is shown in FIG.

また、蛍光体表面のSr量は12.1原子%であり、比較例1の酸洗浄後の蛍光体に比
べ、表面のSr量が増加していることがわかる。
さらに、この蛍光体について、スピン濃度を測定したところ、3.2×10−9モル/gであり、スピン密度が低下していることがわかる。
Further, the amount of Sr on the phosphor surface is 12.1 atomic%, which indicates that the amount of Sr on the surface is increased as compared with the phosphor after acid cleaning in Comparative Example 1.
Further, when the spin concentration of this phosphor was measured, it was 3.2 × 10 −9 mol / g, and it was found that the spin density was lowered.

(実施例3)
再焼成雰囲気を大気中から窒素ガス中に変更した以外は実施例2と同様の方法で蛍光体を得た。
この蛍光体について、発光強度、発光輝度、XPS法による表面O/N比を測定した。結果を表9に示す。ここで、発光強度及び発光輝度は比較例1の蛍光体の各値を1とした場合の相対値で示したまた、1/1000残光時間は1.7秒であった。残光特性を測定した結果を図4に示す。
(Example 3)
A phosphor was obtained in the same manner as in Example 2 except that the re-firing atmosphere was changed from air to nitrogen gas.
With respect to this phosphor, emission intensity, emission luminance, and surface O / N ratio by XPS method were measured. The results are shown in Table 9. Here, the light emission intensity and the light emission luminance were shown as relative values when each value of the phosphor of Comparative Example 1 was 1, and the 1/1000 afterglow time was 1.7 seconds. The result of measuring afterglow characteristics is shown in FIG.

Figure 0005471021
<LED耐久性>
上記比較例及び実施例で得た蛍光体をそれぞれ用いて、発光装置を作成し、発光装置のCIE色度座標値維持率を測定した。
Figure 0005471021
<LED durability>
Using each of the phosphors obtained in the comparative examples and examples, a light emitting device was prepared, and the CIE chromaticity coordinate value maintenance rate of the light emitting device was measured.

具体的には、東洋電波社製SMD LEDパッケージ「TY−SMD1202B」に昭和電工製LEDチップ「GU35R460T」(発光波長455.1nm〜457.5nm)をボンディングした。
信越化学工業社製シリコーン樹脂「SCR−1011」及び硬化剤を100重量部:100重量部の割合で混合し、該混合物100重量部に対し、各例で得られた蛍光体6重量部を添加し、シンキー社製撹拌装置「AR−100」で3分間混練して蛍光体含有組成物とした。
Specifically, an LED chip “GU35R460T” (light emission wavelength: 455.1 nm to 457.5 nm) manufactured by Showa Denko was bonded to an SMD LED package “TY-SMD1202B” manufactured by Toyo Denpa.
Silicone resin “SCR-1011” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. and a curing agent are mixed at a ratio of 100 parts by weight: 100 parts by weight, and 6 parts by weight of the phosphor obtained in each example is added to 100 parts by weight of the mixture. The mixture was kneaded for 3 minutes with an agitator “AR-100” manufactured by Sinky Co. to obtain a phosphor-containing composition.

この蛍光体含有組成物を上記LEDチップ付きパッケージの最上面まで充填し、70℃で1時間、次いで150℃で5時間加熱することにより硬化させた。
得られた発光装置を、室温(約25℃)において、20mAで駆動し、CIE色度座標値(CIEx,CIEy)を測定し、この値を100とした。
次に、上記発光装置を、温度85℃、湿度85%の高温高湿条件下、20mAで、50、150、200、250、500、750及び1000時間通電後にCIE色度座標値(CIEx,CIEy)を測定し、上記のCIE色度座標値(CIEx,CIEy)に対する各比率(維持率:%)を算出した。結果を表10に示すとともに、図5〜8に示す。
This phosphor-containing composition was filled to the uppermost surface of the package with the LED chip, and cured by heating at 70 ° C. for 1 hour and then at 150 ° C. for 5 hours.
The obtained light-emitting device was driven at 20 mA at room temperature (about 25 ° C.), and CIE chromaticity coordinate values (CIEx, CIEy) were measured.
Next, the CIE chromaticity coordinate values (CIEx, CIEy) were applied to the light emitting device after energization for 50, 150, 200, 250, 500, 750, and 1000 hours at 20 mA under high temperature and high humidity conditions of 85 ° C. and 85% humidity. ) Was measured, and each ratio (maintenance rate:%) with respect to the CIE chromaticity coordinate values (CIEx, CIEy) was calculated. The results are shown in Table 10 and shown in FIGS.

Figure 0005471021
以上の結果から、特定温度で再焼成を行うことにより、蛍光体表面のO/N比が大きくなり、CIE色度座標値(CIEx,CIEy)の維持率が向上し、耐久性が向上していることがわかる。
Figure 0005471021
From the above results, re-firing at a specific temperature increases the O / N ratio of the phosphor surface, improves the maintenance rate of CIE chromaticity coordinate values (CIEx, CIEy), and improves durability. I understand that.

また、酸洗浄工程を組み合わせると、表面不純物の除去等による影響で、さらにその効果が高まることがわかる。   It can also be seen that when the acid cleaning process is combined, the effect is further enhanced by the influence of the removal of surface impurities and the like.

本発明は、光を用いる任意の分野において用いることができ、例えば屋内及び屋外用の照明などのほか、携帯電話、家庭用電化製品、屋外設置用ディスプレイ等の各種電子機器の画像表示装置などに好適に用いることができる。   The present invention can be used in any field where light is used. For example, in addition to indoor and outdoor lighting, the present invention can be applied to image display devices for various electronic devices such as mobile phones, household appliances, and outdoor displays. It can be used suitably.

1 蛍光体含有部(第2の発光体)
2 励起光源(第1の発光体)(LD)
3 基板
4 発光装置
5 マウントリード
6 インナーリード
7 励起光源(第1の発光体)
8 蛍光体含有部(第2の発光体)
9 導電性ワイヤ
10 モールド部材
11 面発光照明装置
12 保持ケース
13 発光装置
14 拡散板
22 励起光源(第1の発光体)
23 蛍光体含有部(第2の発光体)
24 フレーム
25 導電性ワイヤ
26,27 電極
1 Phosphor-containing part (second light emitter)
2 Excitation light source (first light emitter) (LD)
3 Substrate 4 Light-emitting device 5 Mount lead 6 Inner lead 7 Excitation light source (first light emitter)
8 Phosphor-containing part (second light emitter)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Conductive wire 10 Mold member 11 Surface emitting illumination device 12 Holding case 13 Light emitting device 14 Diffusion plate 22 Excitation light source (1st light emission body)
23 Phosphor-containing part (second light emitter)
24 frames
25 Conductive wire
26, 27 electrodes

Claims (3)

蛍光体原料を焼成し、式[I]で表される結晶相を含有する蛍光体を製造する方法であって、該焼成工程後 350℃以上500℃以下の温度で該焼成物の再焼成を行なう工程と有することを特徴とする蛍光体の製造方法。
2-2xEu2xSi [I]
(式[I]中、 Mは少なくともSrを含有するアルカリ土類金属元素を示し、
xは0<x<1で表される範囲の数値を示す。)
A method for producing a phosphor containing a crystal phase represented by the formula [I] by firing a phosphor material, wherein the fired product is refired at a temperature of 350 ° C. or more and 500 ° C. or less after the firing step. And a process for producing a phosphor characterized by comprising the steps of:
M 2-2x Eu 2x Si 5 N 8 [I]
(In the formula [I], M represents an alkaline earth metal element containing at least Sr,
x represents a numerical value in a range represented by 0 <x <1. )
再焼成時の焼成雰囲気が酸素含有雰囲気であることを特徴とする請求項に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 1 , wherein the firing atmosphere at the time of re-firing is an oxygen-containing atmosphere. 焼成工程後、再焼成工程前に焼成物を酸性液体媒体で洗浄する工程を有することを特徴とする請求項又はに記載の製造方法。 After the firing step, the manufacturing method according to claim 1 or 2, the fired product before re firing process is characterized by having a step of washing with an acidic liquid medium.
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