JP5646567B2 - Method for manufacturing phosphor - Google Patents

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Description

本発明は、蛍光体の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a phosphor.

発光ダイオードを用いたLEDランプは、携帯機器、PC周辺機器、OA機器、各種スイッチ、バックライト用光源、および表示板などの各種表示装置に用いられている。これらLEDランプは高効率化が強く望まれており、加えて一般照明用途には高演色化、バックライト用途には広色域化の要請がある。これらの要請に応えるためには、発光ダイオードの発光部に相当する蛍光体の改良が必要である。例えば、ランプの高効率化には、LEDに用いられる蛍光体の高効率化が必要である。また、ランプの高演色化あるいは高色域化には、蛍光体から放射される発光の色度を改良することが望まれる。   LED lamps using light emitting diodes are used in various display devices such as portable devices, PC peripheral devices, OA devices, various switches, backlight light sources, and display boards. These LED lamps are strongly desired to be highly efficient. In addition, there is a demand for high color rendering for general lighting applications and wide color gamut for backlight applications. In order to meet these demands, it is necessary to improve the phosphor corresponding to the light emitting portion of the light emitting diode. For example, to increase the efficiency of the lamp, it is necessary to increase the efficiency of the phosphor used in the LED. In addition, in order to increase the color rendering or color gamut of the lamp, it is desired to improve the chromaticity of light emitted from the phosphor.

また、高負荷LEDは駆動により発熱し、蛍光体の温度が100〜200℃程度まで上昇することが一般的である。このような温度上昇が起こると蛍光体の発光強度は一般に低下する。このため蛍光体は、温度が上昇した場合であっても発光強度の低下(温度消光)が少ないことが望まれている。   Moreover, it is common that high load LED generate | occur | produces heat | fever by driving and the temperature of fluorescent substance rises to about 100-200 degreeC. When such a temperature rise occurs, the emission intensity of the phosphor generally decreases. For this reason, the phosphor is desired to have a small decrease in emission intensity (temperature quenching) even when the temperature rises.

そのような温度消光が改良された蛍光体として、ケイ素およびアルミニウムを母体としたサイアロン赤色蛍光体が報告されている(特許文献1)。この蛍光体は、例えば一般式(Sr1−xEuSiAlで示されるものであり、それまで知られていたSrSi:EuやCaS:Euなどに比べて温度消光が改善されている。 As such a phosphor with improved temperature quenching, a sialon red phosphor based on silicon and aluminum has been reported (Patent Document 1). This phosphor is, for example, those represented by the general formula (Sr 1-x Eu x) a Si b Al c O d N e, Sr 2 Si 5 N 8 was known until then: Eu and CaS: Eu Temperature quenching is improved compared to the above.

国際公開第2007/105631号パンフレットInternational Publication No. 2007/105631 Pamphlet

しかし、本発明者らの検討によれば、前記のサイアロン赤色蛍光体は、色度改良を目的として、Euの賦活濃度を高くすると、発光効率が低下し、温度特性が悪化し、また発光波長の長波長化に伴い視感度が悪くなる傾向があることがわかった。このために、良好な温度特性を保ちながら、発光効率、および色純度をすべて同時に満たす赤色発光蛍光体が望まれていた。   However, according to the study by the present inventors, for the purpose of improving the chromaticity, the sialon red phosphor has a reduced luminous efficiency, temperature characteristics, and emission wavelength when the activation concentration of Eu is increased. It has been found that the visibility tends to deteriorate as the wavelength increases. For this reason, there has been a demand for a red light emitting phosphor that simultaneously satisfies the luminous efficiency and the color purity while maintaining good temperature characteristics.

本発明の実施態様による方法は、
4価の金属元素からなる群から選択される金属元素Mを含む化合物と、
In(III)およびGa(III)を除く3価の金属元素からなる群から選択される金属元素Mを含む化合物と、
、M、In(III)およびGa(III)とは異なる金属元素からなる群から選択される金属元素Mを含む化合物と、
前記のいずれの金属元素とも異なる発光中心元素ECを含む化合物と、
In(III)およびGa(III)からなる群から選択される金属元素Lを含む化合物と
の混合物を大気圧以上の圧力下、1500〜2500℃の温度で焼成する工程を行うことを特徴とする、波長250〜500nmの光で励起した際に波長570〜650nmの間にピークを有する発光を示す蛍光体を製造する方法である。
A method according to an embodiment of the present invention comprises:
A compound containing a metal element M 1 selected from the group consisting of tetravalent metal elements;
A compound containing a metal element M 2 selected from the group consisting of trivalent metal elements excluding In (III) and Ga (III);
A compound containing a metal element M selected from the group consisting of metal elements different from M 1 , M 2 , In (III) and Ga (III);
A compound containing an emission center element EC different from any of the above metal elements;
Performing a step of firing a mixture with a compound containing a metal element L selected from the group consisting of In (III) and Ga (III) at a temperature of 1500 to 2500 ° C. under a pressure of atmospheric pressure or higher. This is a method for producing a phosphor exhibiting light emission having a peak between wavelengths 570 to 650 nm when excited with light having a wavelength of 250 to 500 nm.

本発明の一実施態様である蛍光体によると、Eu2+などの発光中心元素の濃度が低くても色度の良い赤色蛍光体が得られるので、発光中心元素の濃度増加に伴う温度特性の劣化、またはルーメン当量の低下を伴うことなく、発光効率が同等以上で、色度の良い赤色蛍光体が得られる。また、本発明の赤色蛍光体を用いると、従来例のSrを含有する赤色蛍光体と比較して、発光効率と色再現域の高いディスプレイ用発光装置、発光効率と演色性に優れた照明用発光装置、またこれらをモジュール化した発光装置モジュールを作製することができる。 According to the phosphor according to an embodiment of the present invention, a red phosphor having good chromaticity can be obtained even when the concentration of the luminescent center element such as Eu 2+ is low. In addition, a red phosphor having a luminous efficiency equal to or higher than that without lowering the lumen equivalent and having good chromaticity can be obtained. In addition, when the red phosphor of the present invention is used, a light emitting device for a display having a higher luminous efficiency and color reproduction range, and an illumination excellent in luminous efficiency and color rendering than the red phosphor containing conventional Sr. A light-emitting device or a light-emitting device module obtained by modularizing them can be manufactured.

さらに本発明の一実施態様である蛍光体では、従来例のSrを含有する赤色蛍光体と比較して、青色〜緑色発光する異相の生成が少なく、また発光スペクトルの半値幅が狭くなっている。これにより本発明による蛍光体は、従来例のSrを含有する赤色蛍光体と比較して色度が向上している。また、本発明の蛍光体では、従来例のSrを含有する赤色蛍光体と比較して、蛍光体の一次粒子のサイズが大きくなっており、発光効率も向上している。   Furthermore, in the phosphor according to one embodiment of the present invention, compared to the conventional red phosphor containing Sr, the generation of a different phase emitting blue to green light is less, and the half-value width of the emission spectrum is narrower. . As a result, the phosphor according to the present invention has improved chromaticity as compared with the conventional red phosphor containing Sr. Moreover, in the phosphor of the present invention, the size of the primary particles of the phosphor is larger and the luminous efficiency is improved as compared with the red phosphor containing Sr in the conventional example.

本発明による蛍光体では、温度特性の良好な従来例のSrを含有する赤色蛍光体と同等の温度特性を示すことから、蛍光体の温度特性の良さが求められる、白色LEDモジュール用途に適している。   Since the phosphor according to the present invention exhibits the same temperature characteristics as the red phosphor containing Sr of the conventional example with good temperature characteristics, it is suitable for white LED module applications where good temperature characteristics of the phosphor are required. Yes.

SrAlSiON13のXRDプロファイル。XRD profile of Sr 2 Al 3 Si 7 ON 13 . 一実施形態にかかる蛍光体を用いた発光装置の構成を表わす概略断面図。1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a light emitting device using a phosphor according to an embodiment. 一実施形態にかかる蛍光体を用いた、別の発光装置の構成を表わす概略断面図。The schematic sectional drawing showing the structure of another light-emitting device using the fluorescent substance concerning one Embodiment. 実施例1、2の赤色蛍光体の458nm励起における発光スペクトル。The emission spectrum in 458 nm excitation of the red fluorescent substance of Example 1,2. 実施例3、4の赤色蛍光体の458nm励起における発光スペクトル。The emission spectrum in 458 nm excitation of the red fluorescent substance of Example 3, 4. 実施例5、比較例7の赤色蛍光体の458nm励起における発光スペクトル。The emission spectrum in 458 nm excitation of the red fluorescent substance of Example 5 and Comparative Example 7. 実施例1、2、比較例1の赤色蛍光体の365nm励起における発光スペクトル。The emission spectrum in 365 nm excitation of the red fluorescent substance of Example 1, 2 and the comparative example 1. FIG. 実施例3、4、比較例1の赤色蛍光体の365nm励起における発光スペクトル。The emission spectrum in 365 nm excitation of the red fluorescent substance of Example 3, 4 and the comparative example 1. FIG. 実施例5、比較例1の赤色蛍光体の365nm励起における発光スペクトル。The emission spectrum in 365 nm excitation of the red fluorescent substance of Example 5 and the comparative example 1. FIG. 実施例1、2、比較例1の赤色蛍光体の色度点。The chromaticity points of the red phosphors of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1. 実施例3、4、比較例1の赤色蛍光体の色度点。The chromaticity points of the red phosphors of Examples 3 and 4 and Comparative Example 1. 実施例5、比較例1の赤色蛍光体の色度点。The chromaticity point of the red phosphor of Example 5 and Comparative Example 1. 実施例3の赤色蛍光体の温度特性を表すグラフ。6 is a graph showing the temperature characteristics of the red phosphor of Example 3. 応用実施例101〜105、応用比較例102〜106の発光装置に用いたカラーフィルターの透過率のスペクトル。The transmittance | permeability spectrum of the color filter used for the light-emitting device of the application examples 101-105 and the application comparative examples 102-106. 応用実施例101〜105の発光装置の発光スペクトル。The emission spectrum of the light-emitting device of the application examples 101-105. 応用実施例151〜155と応用比較例152〜156の発光装置モジュールの概略図。Schematic of the light-emitting device module of application Examples 151-155 and application comparative examples 152-156. 応用実施例151〜155と応用比較例152〜156の発光装置モジュールの発光効率とNTSC比の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the luminous efficiency of the light-emitting device module of application Examples 151-155 and application comparative examples 152-156, and NTSC ratio. 応用実施例201〜205の発光装置の発光スペクトル。The emission spectrum of the light-emitting device of the application examples 201-205. 応用実施例251〜255と応用比較例252〜254、および256の発光装置モジュールの概略図。Schematic of the light emitting device module of application examples 251 to 255 and application comparative examples 252 to 254 and 256. FIG. 応用実施例251〜255と応用比較例252〜254、および256の発光装置モジュールの発光効率とNTSC比の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the luminous efficiency and NTSC ratio of the light emitting device module of the application examples 251 to 255, the application comparative examples 252 to 254, and 256.

以下に本発明による赤色蛍光体と、それを用いた発光装置について説明する。   Hereinafter, the red phosphor according to the present invention and a light emitting device using the red phosphor will be described.

赤色発光蛍光体の製造方法
本発明の一実施態様である赤色蛍光体の製造方法の特徴の一つは、原料としてIn(III)またはGa(III)を含む化合物を用いることである。本発明に係る酸窒化物蛍光体は、いわゆるサイアロン系蛍光体といわれる、ケイ素またはそれに代わる4価金属と、アルミニウムまたはそれに代わる3価金属と、酸素と、窒素とを母体とするものである。このような酸窒化物蛍光体は、前記の元素を含む化合物を混合し、焼成することにより製造されるが、本発明においてはその原料混合物に、In(III)またはGa(III)を含む化合物が混合される。
Method for Producing Red Light-Emitting Phosphor One feature of the method for producing a red phosphor that is one embodiment of the present invention is that a compound containing In (III) or Ga (III) is used as a raw material. The oxynitride phosphor according to the present invention is based on so-called sialon phosphor, silicon or a tetravalent metal substituted for it, aluminum or a trivalent metal substituted for it, oxygen and nitrogen. Such an oxynitride phosphor is manufactured by mixing and firing the compound containing the above element. In the present invention, the compound containing In (III) or Ga (III) is included in the raw material mixture. Are mixed.

本発明による酸窒化物蛍光体の製造方法に用いられる原料は、下記(1)〜(5)である。
(1) 4価の金属元素からなる群から選択される金属元素Mを含む化合物
(2) In(III)およびGa(III)を除く3価の金属元素からなる群から選択される金属元素Mを含む化合物
(3) M、M、In(III)およびGa(III)とは異なる金属元素からなる群から選択される金属元素Mを含む化合物
(4) 前記のいずれの金属元素とも異なる発光中心元素ECを含む化合物
(5) In(III)およびGa(III)からなる群から選択される金属元素Lを含む化合物
The raw materials used in the method for producing the oxynitride phosphor according to the present invention are the following (1) to (5).
(1) a tetravalent compound containing a metal element M 1 selected from the group consisting of metal elements (2) an In (III) and Ga (III) metal element selected from the group consisting of trivalent metal element excluding Compound (3) containing M 2 Compound (4) containing metal element M selected from the group consisting of metal elements different from M 1 , M 2 , In (III) and Ga (III) Any one of the above metal elements (5) A compound containing a metal element L selected from the group consisting of In (III) and Ga (III)

原料(1)に含まれる金属元素Mは、本発明が目的とするサイアロン系蛍光体を構成するケイ素またはそれに代わる元素であり、4価の金属元素群から選択される。4価の金属元素は、IVA族およびIVB族から選ばれるものが好ましく、具体的には、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、およびHf等が挙げられ、Siが最も好ましい。元素Mは、一種類の元素であっても、または2種類以上の元素が組み合わされていてもよい。また、元素Mの化合物としては、窒化物、酸化物、または炭化物が用いられることが好ましい。 The metal element M 1 contained in the raw material (1) is silicon constituting the sialon-based phosphor targeted by the present invention or an alternative element, and is selected from a tetravalent metal element group. The tetravalent metal element is preferably selected from the group IVA and group IVB, specifically, Si, Ge, Sn, Ti, Zr, Hf and the like can be mentioned, and Si is most preferable. Elements M 1 may be a single element or two or more elements may be combined. The compound of the element M 1, nitrides, oxides, or carbide is preferably used.

原料(2)に含まれる金属元素Mは、本発明が目的とするサイアロン系蛍光体を構成するアルミニウムまたはそれに代わる元素であり、3価の金属元素群から選択される。3価の元素Mは、IIIA族およびIIIB族から選ばれるものが好ましく、具体的には、Al、B、Sc、Y、La、Gd、およびLu等が挙げられ、Alが最も好ましい。なお、In(III)およびGa(III)は元素Mには含まれない。元素Mは、一種類の元素であっても、または2種類以上の元素が組み合わされていてもよい。また、元素Mの化合物としては、窒化物、酸化物、または炭化物が用いられることが好ましい。 Metal elements M 2 contained in the raw material (2), the present invention is aluminum or elements to replace it constitutes the sialon-based phosphor of interest is selected from trivalent metal element group. The trivalent element M 2 is preferably selected from Group IIIA and Group IIIB, and specifically includes Al, B, Sc, Y, La, Gd, and Lu, and Al is most preferable. Incidentally, In (III) and Ga (III) is not included in the element M 2. Elements M 2, even a single element or two or more elements may be combined. In addition, as the element M 2 compound, nitride, oxide, or carbide is preferably used.

原料(3)に含まれる金属元素Mは、前記したM、M、In(III)およびGa(III)とは異なる元素から選択される。具体的には、金属元素Mは、Li、Na、およびK等のIA族(アルカリ金属)元素、Mg、Ca、Sr、およびBa等のIIA族(アルカリ土類金属)元素、B等のIIIA族元素、Y、およびSc等のIIIB族元素、Gd、La、およびLu等の希土類元素、ならびにGe等のIVA族元素から選ばれるものが好ましい。金属元素Mは、これらのうちSrが最も好ましい。金属元素Mは、一種類の元素であっても、または2種類以上の元素が組み合わされていてもよい。また、元素Mを含む化合物としては、窒化物、またはその他シアナミド等の炭化物が用いられることが好ましい。 The metal element M contained in the raw material (3) is selected from elements different from the aforementioned M 1 , M 2 , In (III) and Ga (III). Specifically, the metal element M is a group IA (alkali metal) element such as Li, Na, and K, a group IIA (alkaline earth metal) element such as Mg, Ca, Sr, and Ba, and a group IIIA such as B. Those selected from Group III elements, Group IIIB elements such as Y and Sc, rare earth elements such as Gd, La and Lu, and Group IVA elements such as Ge are preferred. Of these, the metal element M is most preferably Sr. The metal element M may be a single element or a combination of two or more elements. In addition, as the compound containing the element M, nitrides or other carbides such as cyanamide are preferably used.

なお、ここで例示された金属元素Mと、元素MまたはMとには、同一の元素が包含されているが、本発明における蛍光体においては、Mには、MおよびMとは異なる元素が選択される。 The metal element M exemplified here and the element M 1 or M 2 include the same element. However, in the phosphor according to the present invention, M includes M 1 and M 2 . Different elements are selected.

原料(4)に含まれる金属元素ECは、蛍光体の発光中心として機能するものである。
すなわち、本発明における蛍光体は、前記した元素M、M、MならびにO、および/またはNを基本とする結晶構造を有するが、Mの一部が発光中心元素ECに置換されているものである。
The metal element EC contained in the raw material (4) functions as the emission center of the phosphor.
That is, the phosphor in the present invention has a crystal structure based on the above-described elements M, M 1 , M 2 and O, and / or N, but a part of M is substituted with the luminescent center element EC. Is.

発光中心元素ECとしては、例えば、Eu、Ce、Mn、Tb、Yb、Dy、Sm、Tm、Pr、Nd、Pm、Ho、Er、Cr、Sn、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Sb、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、およびFeなどが挙げられる。発光波長の可変性等を考慮すると、これらのうち、EuおよびMnの少なくとも1種を用いることが好ましい。
金属元素ECを含む化合物としては酸化物、窒化物、または炭酸塩が用いられることが好ましい。
Examples of the luminescent central element EC include Eu, Ce, Mn, Tb, Yb, Dy, Sm, Tm, Pr, Nd, Pm, Ho, Er, Cr, Sn, Cu, Zn, As, Ag, Cd, and Sb. , Au, Hg, Tl, Pb, Bi, and Fe. Of these, it is preferable to use at least one of Eu and Mn in consideration of the variability of the emission wavelength.
As the compound containing the metal element EC, an oxide, nitride, or carbonate is preferably used.

原料(5)は、In(III)またはGa(III)を含む化合物である。このような化合物の例としては、In、Ga、GaNなどの酸化物や窒化物が挙げられる。 The raw material (5) is a compound containing In (III) or Ga (III). Examples of such compounds include oxides and nitrides such as In 2 O 3 , Ga 2 O 3 and GaN.

これらの原料の配合比は、目的とする酸窒化物蛍光体の組成に応じて適宜調整される。
すなわち、本発明による製造方法で目的とされる酸窒化物蛍光体は、波長250〜500nmの光で励起した際に波長570〜650nmの間にピークを有する発光を示すものである。このような発光特性を示す蛍光体は、典型的にはM ON13の結晶構造を有する。そして、Mの一部がECにより置換されている。したがって、MとECとの合計、M、およびMのモル比がおおよそ2:7:3となるように配合されるのが一般的である。しかしながら、この比率は発光のピーク波長のなどのために調整することが可能であるので、厳密にこの割合である必要は無い。
The mixing ratio of these raw materials is appropriately adjusted according to the composition of the target oxynitride phosphor.
That is, the oxynitride phosphor targeted by the production method according to the present invention exhibits light emission having a peak between wavelengths 570 and 650 nm when excited with light having a wavelength of 250 to 500 nm. The phosphor exhibiting such light emission characteristics typically has a crystal structure of M 2 M 1 7 M 2 3 ON 13 . A part of M is replaced by EC. Therefore, it is general that the molar ratio of the sum of M and EC, M 1 , and M 2 is approximately 2: 7: 3. However, since this ratio can be adjusted for the peak wavelength of light emission and the like, it is not necessary to strictly be this ratio.

また、発光中心元素ECは、元素Mの少なくとも0.1モル%を置換することが望まれる。置換量が0.1モル%未満の場合には、十分な発光効果を得ることが困難となる。発光中心元素Rは、元素Mの全量を置き換えてもよいが、置換量が50モル%未満の場合には、発光確率の低下(濃度消光)を極力抑制することができる。 そして、本発明による赤色蛍光体(R)は、波長250〜500nmの光で励起した際、黄色から赤色にわたる領域の発光、すなわち波長570〜650nmの間にピークを有する発光を示すものである。   Further, it is desirable that the luminescent center element EC replaces at least 0.1 mol% of the element M. When the substitution amount is less than 0.1 mol%, it is difficult to obtain a sufficient light emitting effect. The luminescence center element R may replace the entire amount of the element M, but when the substitution amount is less than 50 mol%, a decrease in the light emission probability (concentration quenching) can be suppressed as much as possible. The red phosphor (R) according to the present invention exhibits light emission in a region ranging from yellow to red when excited with light having a wavelength of 250 to 500 nm, that is, light having a peak between wavelengths of 570 to 650 nm.

また、本発明による蛍光体の製造方法は、原料(5)(金属元素Lを含む化合物)を用いることが特徴である。ここで、本発明の方法において、原料(5)が共存することが必須であるが、これは必ずしも金属元素Lが酸窒化物蛍光体の結晶構造に組み込まれていることを意味するものではない。例えば、比較的大量の原料(5)を用いた場合、得られる酸窒化物蛍光体を分析すると元素Lの存在が確認される場合がある。このため、蛍光体中で元素Lが金属Mなどに置き換わっている可能性がある。しかし、一方で、比較的少量の原料(5)を用いた場合には、酸窒化物蛍光体の分析結果では元素Lが測定限界以下であるにもかかわらず、本発明の効果が明確に確認される場合があった。したがって、原料(5)は結晶そのものに組み込まれるほかに、結晶成長を制御する作用がある可能性も考えられている。例えば、焼成時に添加する原料(5)が蛍光体の焼成時に液相あるいは気相を生成し、この気相または液相が結晶成長に影響を及ぼし、本発明の効果をもたらしていることも考えられる。 In addition, the method for producing a phosphor according to the present invention is characterized by using the raw material (5) (compound containing the metal element L). Here, in the method of the present invention, it is essential that the raw material (5) coexists, but this does not necessarily mean that the metal element L is incorporated in the crystal structure of the oxynitride phosphor. . For example, when a relatively large amount of raw material (5) is used, the presence of element L may be confirmed by analyzing the obtained oxynitride phosphor. Therefore, there is a possibility that the element L in phosphor is replaced by a metal M 1. However, on the other hand, when a relatively small amount of the raw material (5) is used, the analysis result of the oxynitride phosphor clearly confirms the effect of the present invention even though the element L is below the measurement limit. There was a case. Therefore, it is considered that the raw material (5) may be incorporated into the crystal itself and may have an action of controlling crystal growth. For example, it is considered that the raw material (5) added at the time of firing generates a liquid phase or a gas phase at the time of firing the phosphor, and this gas phase or liquid phase affects the crystal growth and brings about the effect of the present invention. It is done.

なお、このような効果は、In(III)またはGa(III)を含む化合物だけに認められており、他の金属、例えばSc(III)などを同様に用いても本発明の効果は発現しない。   In addition, such an effect is recognized only to the compound containing In (III) or Ga (III), and the effect of the present invention is not exhibited even when other metals such as Sc (III) are used similarly. .

本発明の製造方法により製造された蛍光体では、従来例のSrを含有する赤色蛍光体と比較して、発光特性が変化する。例えば、In化合物を原料に用いることで、青色〜緑色発光する異相の生成が抑制されており、また発光スペクトルの半値幅が狭くなっている。
これにより本発明の製造方法により製造された蛍光体は、従来例のSrを含有する赤色蛍光体と比較して色度が向上している。また、本発明の製造方法により形成された蛍光体では、従来例のSrを含有する赤色蛍光体と比較して粒子のサイズが大きくなって吸収効率がよいために、発光効率も向上しているものと考えられる。このような本発明の方法により製造される蛍光体の特徴は、前記したように結晶成長時に原料(5)が寄与するためと推測される。
In the phosphor manufactured by the manufacturing method of the present invention, the emission characteristics are changed as compared with the red phosphor containing Sr of the conventional example. For example, by using an In compound as a raw material, the generation of a heterogeneous phase emitting blue to green light is suppressed, and the half width of the emission spectrum is narrowed.
As a result, the phosphor manufactured by the manufacturing method of the present invention has improved chromaticity as compared with the red phosphor containing Sr of the conventional example. Moreover, in the phosphor formed by the manufacturing method of the present invention, the luminous efficiency is improved because the particle size is larger and the absorption efficiency is better than the red phosphor containing Sr of the conventional example. It is considered a thing. Such a feature of the phosphor produced by the method of the present invention is presumed to be due to the contribution of the raw material (5) during crystal growth as described above.

これまで説明したように、原料(5)に含まれる金属元素Lは、必ずしも蛍光体の結晶構造に含まれる3価金属Mに置き換わるものではない。したがって、原料(5)の配合比もMを基準として定めるのは必ずしも適当ではないかもしれない。しかしながら、ここでは便宜的に原料(3)に含まれる金属元素Mを基準として、原料(5)に含まれるLの割合を表示すると、Mに対してLが0.1モル%〜50モル%であることが好ましく、0.1モル%〜20モル%であることがより好ましい。金属元素Lの割合を多くすると、蛍光体の製造時に異相の量が増える傾向にあり、蛍光体の収率が低くなることがあるので注意が必要である。 As has been described, the metal element L contained in the material (5) is not necessarily to replace the trivalent metal M 2 contained in the crystal structure of the phosphor. Accordingly, the compounding ratio of the raw material (5) may not always be appropriate, for determining, based on the M 2. However, here as the reference metal elements M 2 contained in conveniently material (3), when displaying the ratio of L contained in the raw material (5), L against M 2 is 0.1 mol% to 50 It is preferable that it is mol%, and it is more preferable that it is 0.1 mol%-20 mol%. When the ratio of the metal element L is increased, the amount of heterogeneous phase tends to increase during the production of the phosphor, and the yield of the phosphor may be lowered.

本発明による赤色発光蛍光体の製造方法は、前記した各原料を所望の割合で混合し、一般的には乳鉢などにより粉砕および混合し、焼成することを含む。より具体的には、元素MとしてSrを含有し、発光中心元素ECとしてEu、元素MとしてSi、元素MとしてAl、元素LとしてInを選択した場合には、Sr、AlN、Si、Al、InおよびEuNを出発原料として用いることができる。Srの代わりにCa、Ba、SrNあるいはSrN等、もしくはこれらの混合物を用いてもよい。Inの代わりに他のIn化合物を用いても良い。これらを所望の組成になるように秤量混合し、得られた混合粉末を焼成することによって、目的の蛍光体が得られる。混合に当たっては、例えば、グローブボックス中で乳鉢混合するといった手法が挙げられる。また、るつぼの材質は、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、カーボン、窒化アルミニウム、サイアロン、酸化アルミ、モリブデンあるいはタングステン等としてもよい。 The method for producing a red light-emitting phosphor according to the present invention includes mixing the above-described raw materials at a desired ratio, generally pulverizing and mixing them with a mortar or the like, and firing. More specifically, contains Sr as the element M, Eu as an emission center element EC, Si as the element M 1, Al as the element M 2, if you select the In as the element L is, Sr 3 N 2, AlN Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , In 2 O 3 and EuN can be used as starting materials. Instead of Sr 3 N 2 , Ca 3 N 2 , Ba 3 N 2 , Sr 2 N, SrN, or the like, or a mixture thereof may be used. Other In compounds may be used instead of In 2 O 3 . These are weighed and mixed so as to have a desired composition, and the obtained mixed powder is fired to obtain the target phosphor. In mixing, for example, a technique of mixing a mortar in a glove box can be mentioned. The material of the crucible may be boron nitride, silicon nitride, silicon carbide, carbon, aluminum nitride, sialon, aluminum oxide, molybdenum, tungsten, or the like.

本発明による酸窒化物蛍光体の製造方法は、これらの出発原料の混合物を所定時間焼成することを含む。焼成は、大気圧以上の圧力で行なうことが望ましい。特に窒化ケイ素などの原料(2)の高温での分解を抑制するためには、5気圧以上がより好ましい。焼成温度は1500〜2000℃の範囲が好ましく、より好ましくは1800〜2000℃である。焼成温度が1500℃未満の場合には、目的とする蛍光体の形成が困難となることがある。一方、2000℃を越えると、材料あるいは生成物の昇華のおそれがある。また、原料のAlNが酸化されやすいことから、N雰囲気中で焼成することが望まれるが、窒素および水素の混合雰囲気でもよい。 The method for producing an oxynitride phosphor according to the present invention includes firing a mixture of these starting materials for a predetermined time. The firing is desirably performed at a pressure of atmospheric pressure or higher. In particular, in order to suppress decomposition of the raw material (2) such as silicon nitride at a high temperature, 5 atmospheres or more is more preferable. The firing temperature is preferably in the range of 1500 to 2000 ° C, more preferably 1800 to 2000 ° C. If the firing temperature is less than 1500 ° C., it may be difficult to form the target phosphor. On the other hand, if it exceeds 2000 ° C., there is a risk of sublimation of the material or product. In addition, since the raw material AlN is easily oxidized, it is desired to fire in an N 2 atmosphere, but a mixed atmosphere of nitrogen and hydrogen may be used.

焼成後の粉体に洗浄等の後処理を必要に応じて施して、実施形態にかかる蛍光体が得られる。洗浄を行う場合には、例えば純水洗浄、酸洗浄により行なうことができる。   The phosphor according to the embodiment can be obtained by subjecting the fired powder to post-treatment such as washing as necessary. When washing is performed, for example, pure water washing or acid washing can be performed.

赤色発光蛍光体
本発明による第一の赤色発光蛍光体は、前記した方法により製造された蛍光体である。
すなわち、前記した原料(1)〜(4)を、原料(5)の共存下に焼成したことにより得られる、波長250〜500nmの光で励起した際に波長570〜650nmの間にピークを有する発光を示す酸窒化物蛍光体である。
Red light emitting phosphor The first red light emitting phosphor according to the present invention is a phosphor manufactured by the method described above.
That is, it has a peak between wavelengths 570 to 650 nm when excited by light having a wavelength of 250 to 500 nm, which is obtained by firing the aforementioned raw materials (1) to (4) in the presence of the raw material (5). It is an oxynitride phosphor that emits light.

蛍光体の結晶構造は、X線回折や中性子回折により同定することができる。すなわち、本発明による赤色発光蛍光体の結晶構造には、基本となるSrAlSiON13のXRDプロファイルと同一のプロファイルを示す物質が望ましく、さらに、構成元素が他の元素と入れ替わることにより格子定数が一定範囲で変化したものも望ましい。図1に基本となるSrAlSiON13のXRDプロファイルを示す。ここで、構成元素が他の元素で置き換わるものとは、SrAlSiON13結晶中のSrが元素Mおよび/または発光中心元素ECで、元素Siの位置が4価の元素からなる群、例えばGe、Sn、Ti、Zr、Hfからなる群から選ばれる1種または2種以上の元素で、Alの位置が3価の元素からなる群、例えばB、Sc、Y、La、Gd、Luからなる群から選ばれる1種または2種以上の元素で、OまたはNの位置がO、N、Cからなる群から選ばれる1種または2種以上の元素で置換された結晶のことである。また、AlがSiに互いに置き換わると同時に、OとNが置き換わった、例えばSrAlSi14、SrAlSi12、Srl5Si11、SrAlSi10等もSrAlSiON13を基本とする結晶構造を有するものである。 The crystal structure of the phosphor can be identified by X-ray diffraction or neutron diffraction. That is, for the crystal structure of the red light emitting phosphor according to the present invention, a substance showing the same profile as the XRD profile of the basic Sr 2 Al 3 Si 7 ON 13 is desirable, and the constituent elements are replaced with other elements. It is also desirable for the lattice constant to vary within a certain range. FIG. 1 shows a basic XRD profile of Sr 2 Al 3 Si 7 ON 13 . Here, the constituent element is replaced with another element means that Sr in the Sr 2 Al 3 Si 7 ON 13 crystal is the element M and / or the luminescent center element EC, and the position of the element Si is a tetravalent element. Group, for example, a group consisting of one or more elements selected from the group consisting of Ge, Sn, Ti, Zr, and Hf, wherein the position of Al is a trivalent element, such as B, Sc, Y, La, Gd A crystal in which one or more elements selected from the group consisting of Lu and substituted at the position of O or N with one or more elements selected from the group consisting of O, N and C It is. Moreover, at the same time that Al is replaced with Si, O and N are replaced, for example, Sr 2 Al 2 Si 8 N 14 , Sr 2 Al 4 Si 6 O 2 N 12 , Sr 2 A 15 Si 5 O 3 N 11 , Sr 2 Al 6 Si 4 O 4 N 10 and the like also have a crystal structure based on Sr 2 Al 3 Si 7 ON 13 .

さらに、固溶量が小さい場合には、SrAlSiON13を基本とする結晶構造の簡便な判定方法として次の方法がある。新たな物質について測定したXRDプロファイルの回折ピーク位置が主要ピークについて一致した時に、当該結晶構造が同じものと特定することができる。主要ピークとしては、回折強度の強い10本で判断すると良い。 Furthermore, when the amount of solid solution is small, there is the following method as a simple determination method of the crystal structure based on Sr 2 Al 3 Si 7 ON 13 . When the diffraction peak position of the XRD profile measured for a new substance coincides with the main peak, the crystal structure can be identified as the same. As the main peak, it is good to judge with ten lines having strong diffraction intensity.

また、前記した方法により得られた酸窒化物蛍光体のうち、一部分の酸窒化物蛍光体は、組成式により表すことができる。すなわち、下記の一般式(I)で示されるものが、本発明による第二の赤色発光蛍光体である。
(M1−xEC (I)
(式中、
は4価の金属元素からなる群から選択される金属元素であり、
は、In(III)およびGa(III)を除く3価の金属元素からなる群から選択される金属元素であり、
Lは、In(III)およびGa(III)からなる群から選択される金属元素であり、
Mは、M、M、In(III)およびGa(III)とは異なる金属元素からなる群から選択される金属元素であり、
ECは前記のいずれの金属元素とも異なる発光中心元素であり、
0<x<0.4、好ましくは0.02≦x≦0.2、
0.65<a<0.80、好ましくは0.66≦a≦0.73、
2<b<3、好ましくは2.2≦b≦2.7、
0<c<0.1、好ましくは0<c≦0.05、
0.3<d<0.6、好ましくは0.35≦d≦0.49、
4<e<5、好ましくは4.2≦e≦4.7である)
In addition, among the oxynitride phosphors obtained by the above-described method, a part of the oxynitride phosphors can be expressed by a composition formula. That is, what is represented by the following general formula (I) is the second red-emitting phosphor according to the present invention.
(M 1-x EC x ) a M 1 b M 2 L c O d N e (I)
(Where
M 1 is a metal element selected from the group consisting of tetravalent metal elements,
M 2 is a metal element selected from the group consisting of trivalent metal elements excluding In (III) and Ga (III);
L is a metal element selected from the group consisting of In (III) and Ga (III),
M is a metal element selected from the group consisting of metal elements different from M 1 , M 2 , In (III) and Ga (III);
EC is an emission center element different from any of the above metal elements,
0 <x <0.4, preferably 0.02 ≦ x ≦ 0.2,
0.65 <a <0.80, preferably 0.66 ≦ a ≦ 0.73,
2 <b <3, preferably 2.2 ≦ b ≦ 2.7,
0 <c <0.1, preferably 0 <c ≦ 0.05,
0.3 <d <0.6, preferably 0.35 ≦ d ≦ 0.49,
4 <e <5, preferably 4.2 ≦ e ≦ 4.7)

ここで、金属元素Lの組成比は0を超えるものであるが、これは分析装置の測定限界以下であることを意味するものではない。すなわち、ある蛍光体をその時点で最も検出精度の高い分析装置で分析したときに、Lが検出されないとしても、その後の技術の進歩により検出精度が向上し、Lが検出されるようになるのであれば、その蛍光体は本発明による第二の蛍光体である。また、仮にLが検出限界以下であったとしても、その蛍光体の製造時に原料(5)を用いているのであれば、その蛍光体は、本発明による第一の赤色蛍光体であることは明らかである。   Here, the composition ratio of the metal element L exceeds 0, but this does not mean that it is below the measurement limit of the analyzer. That is, even when L is not detected when a certain phosphor is analyzed with the analyzer having the highest detection accuracy at that time, the detection accuracy is improved by the advancement of the technology, and L is detected. If present, the phosphor is a second phosphor according to the present invention. Moreover, even if L is below the detection limit, if the raw material (5) is used at the time of manufacturing the phosphor, the phosphor is the first red phosphor according to the present invention. it is obvious.

なお、酸窒化物蛍光体の組成は、従来知られている任意の方法により測定することができるが、例えば以下の方法を用いることができる。
M、M、M、およびECは、例えば誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP発光分光分析といわれることもある)により測定することができる。具体的には、酸窒化物蛍光体の試料を白金ルツボに計量し、アルカリ融解によって分解し、内標準元素Yを添加して測定溶液を調製し、ICP発光分光分析により測定する。測定装置には、例えばSPS−4000型ICP発光分光分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製)を用いることができる。
The composition of the oxynitride phosphor can be measured by any conventionally known method. For example, the following method can be used.
M, M 1 , M 2 , and EC can be measured, for example, by inductively coupled plasma emission spectroscopy (sometimes referred to as ICP emission spectroscopy). Specifically, a sample of the oxynitride phosphor is weighed into a platinum crucible, decomposed by alkali melting, an internal standard element Y is added to prepare a measurement solution, and measurement is performed by ICP emission spectroscopic analysis. As the measuring device, for example, an SPS-4000 type ICP emission spectroscopic analyzer (manufactured by SII Nanotechnology Inc.) can be used.

OおよびNは、例えば不活性ガス融解法により測定することができる。具体的には、酸窒化物蛍光体の試料を黒鉛ルツボ中で加熱融解し、試料に含まれるOを不活性ガス搬送法によりCOとし、さらにそれをCOに酸化した後、赤外線吸収法で酸素の含有量を測定し、さらにCOを除去した後に熱伝導法でNの含有量を測定する。測定装置には、例えばTC−600型酸素・窒素・水素分析装置(LECOコーポーレーション(米国)製)を用いることができる。 O and N can be measured, for example, by an inert gas melting method. Specifically, a sample of an oxynitride phosphor is heated and melted in a graphite crucible, O contained in the sample is converted to CO by an inert gas transfer method, and further oxidized to CO 2 , and then an infrared absorption method is used. The oxygen content is measured, and after removing CO 2 , the N content is measured by a heat conduction method. As the measuring apparatus, for example, a TC-600 type oxygen / nitrogen / hydrogen analyzer (manufactured by LECO Corporation (USA)) can be used.

Inは、ICP発光分光分析により測定することができる。具体的には、酸窒化物蛍光体の試料を加圧分解容器に計量し、加圧酸分解して測定溶液を調製し、ICP発光分光分析により測定する。測定装置には、例えばSPQ−9000型ICP発光分光分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製)を用いることができる。   In can be measured by ICP emission spectroscopic analysis. Specifically, a sample of the oxynitride phosphor is weighed in a pressure decomposition vessel, subjected to pressure acid decomposition to prepare a measurement solution, and measured by ICP emission spectroscopic analysis. As the measuring device, for example, an SPQ-9000 type ICP emission spectroscopic analyzer (manufactured by SII Nanotechnology Inc.) can be used.

GaもICP発光分光分析により測定することができる。この場合には、Mと同様に測定溶液を調製し、例えばSPS−1500V型ICP発光分光分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製)を用いて測定することができる。   Ga can also be measured by ICP emission spectroscopic analysis. In this case, a measurement solution can be prepared in the same manner as M and measured using, for example, an SPS-1500V type ICP emission spectroscopic analyzer (manufactured by SII Nanotechnology Co., Ltd.).

発光装置および発光装置モジュール
本発明による発光装置は、前記した赤色発光蛍光体と、それを励起することができる発光素子とを具備するものである。
Light-emitting device and light-emitting device module A light-emitting device according to the present invention comprises the above-described red light-emitting phosphor and a light-emitting element that can excite it.

本発明による発光装置の一実施態様は、励起源であるLEDなどの発光素子と、その発光素子から照射される光によって励起されて蛍光を発する、前記の赤色蛍光体(R)および緑色蛍光体(G)との組み合わせを具備する。このとき、この発光装置は、発光素子から照射される光と、赤色蛍光体からの発光と、緑色蛍光体からの発光とが合成された光を放射するものである。   One embodiment of the light-emitting device according to the present invention includes a light-emitting element such as an LED that is an excitation source, and the red phosphor (R) and the green phosphor that are excited by light emitted from the light-emitting element and emit fluorescence. A combination with (G). At this time, the light emitting device emits light in which light emitted from the light emitting element, light emitted from the red phosphor, and light emitted from the green phosphor are combined.

そして、本発明による発光装置のほかの実施態様は、励起源である発光素子と、その発光素子から照射される光によって励起されて蛍光を発する、前記の赤色蛍光体(R)、前記の緑色蛍光体(G)、および青色蛍光体(B)との組み合わせを具備するものである。
これらのいずれの態様においても、本発明による第一の蛍光体と第二の蛍光体のいずれをも用いることができる。
In another embodiment of the light emitting device according to the present invention, a light emitting element that is an excitation source, the red phosphor (R) that emits fluorescence when excited by light emitted from the light emitting element, and the green A combination of the phosphor (G) and the blue phosphor (B) is provided.
In any of these embodiments, either the first phosphor or the second phosphor according to the present invention can be used.

発光装置に用いられる発光素子は、用いる蛍光体によって適当なものが選択される。すなわち、発光素子から放射される光が、用いられる蛍光体を励起することができるものであることが必要である。さらには、発光装置が白色光を放射することが好ましい場合には、蛍光体から放射される光を補うような波長の光を放射する発光素子が好ましい。   As the light emitting element used in the light emitting device, an appropriate one is selected depending on the phosphor to be used. That is, it is necessary that the light emitted from the light emitting element is capable of exciting the phosphor used. Furthermore, when the light emitting device preferably emits white light, a light emitting element that emits light having a wavelength that supplements the light emitted from the phosphor is preferable.

このような観点から、蛍光体として赤色蛍光体と緑色蛍光体とを用いた蛍光装置においては、発光素子(S1)は、一般に250〜500nmの波長の光を放射するものが選択され、蛍光体として赤色蛍光体と緑色蛍光体と青色蛍光体とを用いた蛍光装置においては、発光素子(S2)は、一般に250〜430nmの波長の光を放射するものが選択さる。   From such a viewpoint, in the fluorescent device using the red fluorescent substance and the green fluorescent substance as the fluorescent substance, the light emitting element (S1) is generally selected to emit light having a wavelength of 250 to 500 nm. In the fluorescent device using the red phosphor, the green phosphor, and the blue phosphor, the light emitting element (S2) that generally emits light having a wavelength of 250 to 430 nm is selected.

本発明による発光装置は、従来知られている任意の発光装置の形態とすることができる。図2は、本発明の一実施形態にかかるパッケージカップ型発光装置の断面を示すものである。   The light emitting device according to the present invention can be in the form of any conventionally known light emitting device. FIG. 2 shows a cross section of a package cup type light emitting device according to an embodiment of the present invention.

図2に示された発光装置においては、基板となる樹脂システム200はリードフレームを成形してなるリード201およびリード202と、これに一体成形されてなる樹脂部203とを有する。樹脂部203は、上部開口部が底面部より広い凹部205を有しており、この凹部の側面には反射面204が設けられる。   In the light-emitting device shown in FIG. 2, a resin system 200 as a substrate has a lead 201 and a lead 202 formed by molding a lead frame, and a resin portion 203 formed integrally therewith. The resin portion 203 has a concave portion 205 whose upper opening is wider than the bottom portion, and a reflective surface 204 is provided on the side surface of the concave portion.

凹部205の略円形底面中央部には、発光素子206がAgペースト等によりマウントされている。発光素子206としては、例えば発光ダイオード、レーザダイオード等を用いることができる。さらには、紫外発光を行なうものを用いることができ、特に限定されるものではない。紫外光以外にも、青色や青紫、近紫外光などの波長を発光可能な発光素子も使用可能である。例えば、GaN系等の半導体発光素子等を用いることができる。発光素子206の電極(図示せず)は、Auなどからなるボンディングワイヤー207および208によって、リード201およびリード202にそれぞれ接続されている。なお、リード201および202の配置は、適宜変更することができる。   A light emitting element 206 is mounted with Ag paste or the like at the center of the substantially circular bottom surface of the recess 205. As the light emitting element 206, for example, a light emitting diode, a laser diode, or the like can be used. Furthermore, what performs ultraviolet light emission can be used, and it is not specifically limited. In addition to ultraviolet light, light emitting elements capable of emitting wavelengths such as blue, blue-violet, and near ultraviolet light can also be used. For example, a GaN-based semiconductor light emitting element or the like can be used. The electrodes (not shown) of the light emitting element 206 are connected to the leads 201 and 202 by bonding wires 207 and 208 made of Au or the like, respectively. The arrangement of the leads 201 and 202 can be changed as appropriate.

蛍光層209は、本発明の実施形態にかかる蛍光体の混合物210を、例えばシリコーン樹脂からなる透明樹脂層211中に5重量%から50重量%の割合で分散、もしくは沈降させることによって形成することができる。実施形態にかかる蛍光体には、共有結合性の高い酸窒化物が母体として用いられている。このため、本発明による蛍光体は一般に疎水性であり、樹脂との相容性が極めて良好である。したがって、樹脂と蛍光体との界面での散乱が著しく抑制されて、光取出し効率が向上する。   The fluorescent layer 209 is formed by dispersing or precipitating the phosphor mixture 210 according to the embodiment of the present invention at a rate of 5 wt% to 50 wt% in the transparent resin layer 211 made of, for example, a silicone resin. Can do. In the phosphor according to the embodiment, oxynitride having high covalent bond is used as a base material. For this reason, the phosphor according to the present invention is generally hydrophobic and has very good compatibility with the resin. Therefore, scattering at the interface between the resin and the phosphor is remarkably suppressed, and the light extraction efficiency is improved.

発光素子206としては、n型電極とp型電極とを同一面上に有するフリップチップ型のものを用いることも可能である。この場合には、ワイヤーの断線や剥離、ワイヤーによる光吸収等のワイヤーに起因した問題を解消して、信頼性の高い高輝度な半導体発光装置が得られる。また、発光素子206にn型基板を用いて、次のような構成とすることもできる。具体的には、n型基板の裏面にn型電極を形成し、基板上の半導体層上面にはp型電極を形成して、n型電極またはp型電極をリードにマウントする。p型電極またはn型電極は、ワイヤーにより他方のリードに接続することができる。発光素子206のサイズ、凹部205の寸法および形状は、適宜変更することができる。   As the light emitting element 206, a flip chip type having an n-type electrode and a p-type electrode on the same plane can be used. In this case, problems caused by the wire such as wire breakage and peeling and light absorption by the wire are solved, and a highly reliable and high-luminance semiconductor light-emitting device can be obtained. Further, an n-type substrate may be used for the light emitting element 206 to have the following configuration. Specifically, an n-type electrode is formed on the back surface of the n-type substrate, a p-type electrode is formed on the upper surface of the semiconductor layer on the substrate, and the n-type electrode or the p-type electrode is mounted on a lead. The p-type electrode or the n-type electrode can be connected to the other lead by a wire. The size of the light emitting element 206 and the size and shape of the recess 205 can be changed as appropriate.

図3は、本発明のほかの一実施形態にかかる砲弾型発光装置の断面を示すものである。
図3(A)に示された発光装置においては、例えば発光ピーク波長445nmの発光ダイオード301を、AlNなどからなるパッケージである基板302上に半田を用いて接合し、導電性ワイヤー303を介して電極に接続しされている。この発光ダイオード301上には、ドーム状にシリコーン樹脂などの透明樹脂層304が塗布され、その上に赤色発光蛍光体を含む透明樹脂層305、透明樹脂層306、緑色発光蛍光体を含む透明樹脂層307が順に積層されている。図3に例示された発光装置は、発光素子と、その発光素子から放射される励起光により発光する、赤色発光蛍光体と緑色発光蛍光体とを具備するものであるが、さらに青色発光蛍光体を積層することもできる。そのような発光装置の断面は図3(B)に示すとおりである。この装置は、図3(A)に示された装置に対して、緑色蛍光体を含む層307の上に、透明樹脂層308および青色発光蛍光体を含む層309が積層されている。図3(B)の装置に用いられる発光ダイオードは、図3(A)に示された装置よりも放射される光が青色光を含まないものとされるのが一般的である。これらの励起光と各蛍光体からの発光とによって、所望の色、例えば白色光を放射する発光装置とされる。
FIG. 3 shows a cross section of a bullet-type light emitting device according to another embodiment of the present invention.
In the light-emitting device shown in FIG. 3A, for example, a light-emitting diode 301 having an emission peak wavelength of 445 nm is bonded onto a substrate 302 which is a package made of AlN or the like using solder, and the conductive wire 303 is interposed. Connected to the electrode. A transparent resin layer 304 such as a silicone resin is applied on the light emitting diode 301 in a dome shape, and a transparent resin layer 305 including a red light emitting phosphor, a transparent resin layer 306, and a transparent resin including a green light emitting phosphor are formed thereon. Layers 307 are sequentially stacked. The light-emitting device illustrated in FIG. 3 includes a light-emitting element and a red light-emitting phosphor and a green light-emitting phosphor that emit light by excitation light emitted from the light-emitting element. Can also be laminated. A cross section of such a light emitting device is as shown in FIG. In this device, a transparent resin layer 308 and a layer 309 containing a blue light-emitting phosphor are stacked on a layer 307 containing a green phosphor, compared to the device shown in FIG. As for the light emitting diode used for the apparatus of FIG. 3 (B), it is common that the light radiated | emitted than the apparatus shown to FIG. 3 (A) does not contain blue light. A light emitting device that emits a desired color, for example, white light, is obtained by the excitation light and the light emission from each phosphor.

本発明の実施形態にかかる発光装置は、図2に示されたようなパッケージカップ型発光装置や図3に示されたような砲弾型発光装置に限定されず、適宜変更することができる。
具体的には、表面実装型発光装置も、実施形態の蛍光体を適用して同様の効果を得ることができる。
The light emitting device according to the embodiment of the present invention is not limited to the package cup type light emitting device as shown in FIG. 2 and the bullet type light emitting device as shown in FIG. 3, and can be changed as appropriate.
Specifically, the surface-mounted light-emitting device can obtain the same effect by applying the phosphor of the embodiment.

さらに、本発明による発光装置モジュールは、前記した発光装置を基板上に複数並べたものである。このような発光装置モジュールに用いられる発光装置は、前記したような、本発明による蛍光体を用いたものから任意に選択できる。例えば前記した砲弾型発光装置は好ましい発光装置にひとつである。すなわち、このような発光装置モジュールには、以下のいずれかの発光装置を複数並べたものである。
(1)基板上に設けられた、250nm〜500nmの波長の光を発光する発光素子(S1)の上に透明樹脂で半球形状のドームを形成し、その上に透明樹脂に分散した前記蛍光体(R)を塗布し、その上に透明樹脂に分散した緑色発光蛍光体(G)を塗布した積層構造を有する発光装置
(2)基板上に設けられた、250nm〜430nmの波長の光を発光する発光素子(S2)の上に透明樹脂で半球形状のドームを形成し、その上に透明樹脂に分散した前記蛍光体(R)を塗布し、その上に透明樹脂に分散した緑色発光蛍光体(G)を塗布し、さらにその上に透明樹脂に分散した青色発光蛍光体(B)を塗布した積層構造を有する発光装置
Furthermore, the light-emitting device module according to the present invention is obtained by arranging a plurality of the above-described light-emitting devices on a substrate. The light emitting device used in such a light emitting device module can be arbitrarily selected from those using the phosphor according to the present invention as described above. For example, the above-described bullet-type light emitting device is one preferred light emitting device. That is, in such a light emitting device module, a plurality of any of the following light emitting devices are arranged.
(1) The phosphor dispersed on a transparent resin on which a hemispherical dome is formed of a transparent resin on a light emitting element (S1) that emits light having a wavelength of 250 nm to 500 nm provided on a substrate. A light emitting device having a laminated structure in which (R) is applied and a green light emitting phosphor (G) dispersed in a transparent resin is applied thereon (2) Emits light with a wavelength of 250 nm to 430 nm provided on the substrate A green luminescent phosphor dispersed in a transparent resin is formed by forming a hemispherical dome with a transparent resin on the light emitting element (S2) to be coated, applying the phosphor (R) dispersed in the transparent resin on the dome. A light emitting device having a laminated structure in which (G) is applied and a blue light emitting phosphor (B) dispersed in a transparent resin is applied thereon

基板の材料は特に限定されず、従来知られている任意の材料から目的に応じて選択することができる。具体的には、ガラス、シリコン、半導体、または樹脂などが用いられる。
基板表面には必要に応じて各種の加工をすることができる。例えば、発光装置を形成させるための配線やアイソレーション構造を形成させたり、放熱を改善するための放熱層を形成させることもできる。また、基板そのものを熱伝導性に優れる放熱基板とすることもできる。
The material of the substrate is not particularly limited, and can be selected from any conventionally known materials according to the purpose. Specifically, glass, silicon, semiconductor, resin, or the like is used.
Various processings can be performed on the substrate surface as necessary. For example, a wiring or an isolation structure for forming a light emitting device can be formed, or a heat dissipation layer for improving heat dissipation can be formed. Further, the substrate itself can be a heat radiating substrate having excellent thermal conductivity.

ここで、緑色発光蛍光体は、前記発光素子(S1)または(S2)からの照射光で励起した際に波長490〜580nmの間にピークを有する発光を示すものであり、青色発光蛍光体は、前記発光素子(S1)または(S2)からの照射光で励起した際に波長400〜490nmの間にピークを有する発光を示すものである。   Here, the green light-emitting phosphor exhibits light emission having a peak between wavelengths of 490 to 580 nm when excited by irradiation light from the light-emitting element (S1) or (S2). , Which emits light having a peak between wavelengths of 400 to 490 nm when excited by irradiation light from the light emitting element (S1) or (S2).

このような発光装置は、基板上に規則的または不規則に配置され、発光装置モジュールとされる。ここで、本発明による蛍光体は温度特性に優れているために、駆動により発生する熱の影響を受けにくい。このために、その蛍光体を用いた発光装置の配置密度を高く、すなわち発光装置間の距離を短くすることができる。例えば、前記したような砲弾型発光装置は、上方から見た場合の形状は一般的に円または楕円であるが、その長径をa、発光装置の間隔の最短距離をdとした時に、1≦(d/a)≦5となるように発光装置を配置することができる。ここで、長径とは発光装置の水平断面形状の最も長い径をいう。すなわち、発光装置の水平断面形状が円形であれば直径、楕円であれば長径に等しい。発光装置は必要に応じて任意の形状、例えば方形、多角形、線形などを取りえるので、それらを配置する場合の間隔は一律に特定することができないが、本発明による蛍光体は温度特性に優れ、隣接する発光装置の駆動による熱の影響が小さいために、発光装置モジュールに配置される発光装置間の間隔を狭くすることができ、これによって、発光装置モジュール全体の輝度を高くすることもできる。   Such light emitting devices are regularly or irregularly arranged on the substrate to form a light emitting device module. Here, since the phosphor according to the present invention is excellent in temperature characteristics, it is not easily affected by heat generated by driving. For this reason, the arrangement density of the light emitting devices using the phosphor can be increased, that is, the distance between the light emitting devices can be shortened. For example, a bullet-type light emitting device as described above is generally a circle or an ellipse when viewed from above, but when the major axis is a and the shortest distance between the light emitting devices is d, 1 ≦ The light emitting device can be arranged so that (d / a) ≦ 5. Here, the long diameter means the longest diameter of the horizontal sectional shape of the light emitting device. That is, it is equal to the diameter when the horizontal cross-sectional shape of the light emitting device is circular, and equal to the major axis when it is elliptical. Since the light emitting device can take any shape as necessary, for example, square, polygon, linear, etc., the interval when arranging them cannot be specified uniformly, but the phosphor according to the present invention has a temperature characteristic. Excellent, since the influence of heat by driving adjacent light emitting devices is small, the interval between the light emitting devices arranged in the light emitting device module can be narrowed, thereby increasing the brightness of the entire light emitting device module it can.

ここで、本発明による発光装置または発光装置モジュールは、本発明による赤色発光蛍光体を用いることが必須であるが、緑色発光蛍光体(G)や青色発光蛍光体(B)は特に限定されず、任意のものを用いることができる。ただし、本発明による赤色発光蛍光体(R)は温度特性に優れており、温度変化の影響を受けにくいという特徴を有しており、この特徴を最大限に発揮するためには、緑色発光蛍光体(G)および青色発光蛍光体(B)も温度特性に優れたものが好ましい。そのような構成にすれば、温度変化したときに、赤色発光蛍光体の発光強度の変化が小さいうえ、各色の蛍光体の発光強度の変化も同様に小さいので、これらを組み合わせた発光装置、さらにはそれを用いた発光モジュールの発色も変化が小さくなる。   Here, the light emitting device or the light emitting device module according to the present invention must use the red light emitting phosphor according to the present invention, but the green light emitting phosphor (G) and the blue light emitting phosphor (B) are not particularly limited. Any one can be used. However, the red light-emitting phosphor (R) according to the present invention has the characteristics that it has excellent temperature characteristics and is not easily affected by temperature changes. The body (G) and the blue light emitting phosphor (B) are also preferably excellent in temperature characteristics. With such a configuration, when the temperature changes, the change in the emission intensity of the red light emitting phosphor is small, and the change in the emission intensity of each color phosphor is also small, so that a light emitting device combining these, The color change of the light emitting module using it becomes small.

これらの発光装置または発光モジュールは、用いられている赤色発光装置が温度特性に優れ、温度変化によって発光が変動しにくいので、高温環境で使用するのに特に適している。   These light-emitting devices or light-emitting modules are particularly suitable for use in a high-temperature environment because the red light-emitting device used has excellent temperature characteristics and the light emission hardly changes due to temperature changes.

本発明の発光装置または発光装置モジュールに好ましい緑色発光蛍光体(G)のひとつは、基本とする結晶構造が異なるが、前記した赤色蛍光体と同様のサイアロン系酸窒化物蛍光体である。   One of the green light-emitting phosphors (G) preferred for the light-emitting device or light-emitting device module of the present invention is a sialon-based oxynitride phosphor similar to the red phosphor described above, although the basic crystal structure is different.

この緑色発光蛍光体(G)は、SrSi13Al21をベースとするものである。SrSi13Al21結晶は斜方晶系である。そして、前記した赤色蛍光体と同様に構成元素の一部が発光元素に置換されている。その元素の置き換え等によって、結晶構造が若干変化することがあるが、基本的な結晶構造が変化しない範囲で本発明の効果を奏することができる。このような基本的な結晶構造が変化しない範囲は、前記した赤色蛍光と同様である。 This green-emitting phosphor (G) is based on Sr 3 Si 13 Al 3 O 2 N 21 . The Sr 3 Si 13 Al 3 O 2 N 21 crystal is orthorhombic. As in the above-described red phosphor, a part of the constituent elements is replaced with a light emitting element. Although the crystal structure may be slightly changed by the element replacement or the like, the effects of the present invention can be achieved as long as the basic crystal structure does not change. Such a range in which the basic crystal structure does not change is the same as the above-described red fluorescence.

このような緑色発光蛍光体は、X線回折や中性子回折により同定することができる。すなわち、ここで示されるSrSi13Al21のXRDプロファイルと同一のプロファイルを示す物質の他に、構成元素が他の元素と入れ替わることにより格子定数が一定範囲で変化したものも、上記緑色発光蛍光体に包含されるものである。 Such a green light emitting phosphor can be identified by X-ray diffraction or neutron diffraction. That is, in addition to the substance showing the same profile as the XRD profile of Sr 3 Si 13 Al 3 O 2 N 21 shown here, there are also those whose lattice constants are changed in a certain range by replacing the constituent elements with other elements The green light emitting phosphor is included.

また、本発明の発光装置または発光装置モジュールに好ましい、温度特性の優れた青色蛍光体の具体例としては、(Ba,Eu)MgAl1017、(Sr,Ca,Ba,Eu)10(POCl、(Sr,Eu)SiAl19ON31などが挙げられる。 Specific examples of blue phosphors excellent in temperature characteristics that are preferable for the light emitting device or light emitting device module of the present invention include (Ba, Eu) MgAl 10 O 17 , (Sr, Ca, Ba, Eu) 10 (PO 4 ) 5 Cl 2 , (Sr, Eu) Si 9 Al 19 ON 31 and the like.

以下、諸例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例のみに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to various examples, but the present invention is not limited to only these examples.

実施例1
出発原料としてSr、EuN、Si、Al、AlNおよびGaを用意した。これら各々2.308g、0.697g、4.583g、0.454g、1.339g、0.039gをバキュームグローブボックス中で秤量後、めのう乳鉢内で乾式混合したものを、BNるつぼに充填し、7.5気圧のN雰囲気中、1850℃で4時間焼成することにより蛍光体を合成した。
Example 1
Sr 3 N 2 , EuN, Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , AlN and Ga 2 O 3 were prepared as starting materials. Each of these 2.308 g, 0.697 g, 4.583 g, 0.454 g, 1.339 g, 0.039 g was weighed in a vacuum glove box and then dry mixed in an agate mortar, and filled in a BN crucible, The phosphor was synthesized by firing at 1850 ° C. for 4 hours in a 7.5 atmosphere N 2 atmosphere.

実施例2
AlおよびGaの量をそれぞれ0.262g、0.394gに変更した以外は実施例1と同様にして、蛍光体を合成した。
Example 2
A phosphor was synthesized in the same manner as in Example 1 except that the amounts of Al 2 O 3 and Ga 2 O 3 were changed to 0.262 g and 0.394 g, respectively.

実施例3
出発原料としてSr、EuN、Si、Al、AlNおよびGaNを用意した。これら各々2.308g、0.697g、4.583g、0.476g、1.322g、0.035gをバキュームグローブボックス中で秤量後、めのう乳鉢内で乾式混合したものを、BNるつぼに充填し、7.5気圧のN雰囲気中、1850℃で4時間焼成することにより蛍光体を合成した。
Example 3
Sr 3 N 2 , EuN, Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , AlN and GaN were prepared as starting materials. Each of these 2.308 g, 0.697 g, 4.583 g, 0.476 g, 1.322 g, 0.035 g was weighed in a vacuum glove box and then dry mixed in an agate mortar, and filled into a BN crucible, The phosphor was synthesized by firing at 1850 ° C. for 4 hours in a 7.5 atmosphere N 2 atmosphere.

実施例4
AlNおよびGaNの量をそれぞれ1.167g、0.352gに変更した以外は実施例3と同様にして、蛍光体を合成した。
Example 4
A phosphor was synthesized in the same manner as in Example 3 except that the amounts of AlN and GaN were changed to 1.167 g and 0.352 g, respectively.

比較例1
出発原料として、Sr、EuN、Si、AlおよびAlNを各々2.308g、0.697g、4.583g、0.476g、1.339g用いたほかは、実施例1と同様にして、設計組成が(Sr0.85Eu0.15AlSiON13であるような蛍光体を合成した。
Comparative Example 1
Examples were used except that 2.308 g, 0.697 g, 4.583 g, 0.476 g, and 1.339 g of Sr 3 N 2 , EuN, Si 3 N 4 , Al 2 O 3, and AlN were used as starting materials, respectively. In the same manner as in Example 1, a phosphor having a design composition of (Sr 0.85 Eu 0.15 ) 2 Al 3 Si 7 ON 13 was synthesized.

比較例2
Sr、EuNの質量を2.443g、0.465gに変更した以外は比較例1と同様の条件で、本比較例の蛍光体を合成した。設計組成が(Sr0.9Eu0.1AlSiON13であるような蛍光体を合成した。
Comparative Example 2
The phosphor of this comparative example was synthesized under the same conditions as in comparative example 1 except that the masses of Sr 3 N 2 and EuN were changed to 2.443 g and 0.465 g. A phosphor having a designed composition of (Sr 0.9 Eu 0.1 ) 2 Al 3 Si 7 ON 13 was synthesized.

比較例3
Sr、EuNの質量を2.172g、0.929gに変更した以外は比較例1と同様の条件で、本比較例の蛍光体を合成した。設計組成が(Sr0.8Eu0.2AlSiON13であるような蛍光体を合成した。
Comparative Example 3
The phosphor of this comparative example was synthesized under the same conditions as in comparative example 1 except that the masses of Sr 3 N 2 and EuN were changed to 2.172 g and 0.929 g. A phosphor having a designed composition of (Sr 0.8 Eu 0.2 ) 2 Al 3 Si 7 ON 13 was synthesized.

比較例4
Sr、EuNの質量を1.629g、1.859gに変更した以外は比較例1と同様の条件で、本比較例の蛍光体を合成した。設計組成が(Sr0.6Eu0.4AlSiON13であるような蛍光体を合成した。
Comparative Example 4
The phosphor of this comparative example was synthesized under the same conditions as in comparative example 1 except that the masses of Sr 3 N 2 and EuN were changed to 1.629 g and 1.859 g. A phosphor having a designed composition of (Sr 0.6 Eu 0.4 ) 2 Al 3 Si 7 ON 13 was synthesized.

比較例5
Sr、EuNの質量を1.357g、2.324gに変更した以外は比較例1と同様の条件で、本比較例の蛍光体を合成した。設計組成が(Sr0.5Eu0.5AlSiON13であるような蛍光体を合成した。
Comparative Example 5
The phosphor of this comparative example was synthesized under the same conditions as in comparative example 1 except that the masses of Sr 3 N 2 and EuN were changed to 1.357 g and 2.324 g. A phosphor having a designed composition of (Sr 0.5 Eu 0.5 ) 2 Al 3 Si 7 ON 13 was synthesized.

比較例6
Sr、EuNの質量を0.543g、3.718gに変更した以外は比較例1と同様の条件で、本比較例の蛍光体を合成した。設計組成が(Sr0.2Eu0.8AlSiON13であるような蛍光体を合成した。
Comparative Example 6
The phosphor of this comparative example was synthesized under the same conditions as in comparative example 1 except that the masses of Sr 3 N 2 and EuN were changed to 0.543 g and 3.718 g. A phosphor having a designed composition of (Sr 0.2 Eu 0.8 ) 2 Al 3 Si 7 ON 13 was synthesized.

実施例5
出発原料としてSr、EuN、Si、Al、AlNおよびInを用意した。これら各々2.308g、0.697g、4.583g、0.262g、1.339g、0.583gをバキュームグローブボックス中で秤量後、めのう乳鉢内で乾式混合したものを、BNるつぼに充填し、7.5気圧のN雰囲気中、1850℃で4時間焼成して、蛍光体を合成した。
Example 5
Sr 3 N 2 , EuN, Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , AlN and In 2 O 3 were prepared as starting materials. Each of these 2.308 g, 0.697 g, 4.583 g, 0.262 g, 1.339 g, 0.583 g was weighed in a vacuum glove box and then dry mixed in an agate mortar, and filled into a BN crucible, The phosphor was synthesized by baking at 1850 ° C. for 4 hours in a 7.5 atmosphere N 2 atmosphere.

比較例7
0.583gのInの代わりに、0.290gのScを用いたほかは、実施例5と同様にして、蛍光体を合成した。
Comparative Example 7
A phosphor was synthesized in the same manner as in Example 5 except that 0.290 g of Sc 2 O 3 was used instead of 0.583 g of In 2 O 3 .

実施例1〜5の蛍光体について、組成分析を行ったところ、表1に示される通りの組成であることがわかった。組成比は、いずれもAlを1として規格化されている。なお、実施例1および3においては、原料中に含まれるAlとGaのモル比が、99:1、実施例2および4においては原料中に含まれるAlとGaのモル比が90:10、実施例5においては原料中に含まれるAlとInのモル比が90:10となるように仕込んでいる。しかし、いずれの蛍光体も添加した割合でInまたはGaを含んでおらず、InおよびGaは添加された割合よりも少ない量が合成によって得られた蛍光体に含まれていることがわかった。   When the composition analysis was performed about the fluorescent substance of Examples 1-5, it turned out that it is a composition as Table 1 shows. The composition ratios are all normalized with Al as 1. In Examples 1 and 3, the molar ratio of Al and Ga contained in the raw material is 99: 1. In Examples 2 and 4, the molar ratio of Al and Ga contained in the raw material is 90:10. In Example 5, charging is performed so that the molar ratio of Al to In contained in the raw material is 90:10. However, none of the phosphors contained In or Ga at the added ratio, and it was found that In and Ga were contained in the phosphor obtained by synthesis in a smaller amount than the added ratio.

Figure 0005646567
Figure 0005646567

実施例1〜5および比較例7の赤色粉体について、解砕した後に458nmのピーク波長を有する発光ダイオードを光源に用いて励起した。得られた発光スペクトルは、図4〜6に示す通りであった。図4〜6において、458nmにピークを示すバンドは、励起光の反射によるものである。実施例1〜5のそれぞれの赤色粉体から、615乃至620nmにピーク波長を有する単一バンドの発光が得られた。また比較例7の赤色粉体から、610乃至615nmにピーク波長を有する単一バンドの発光が得られた。   The red powders of Examples 1 to 5 and Comparative Example 7 were excited using a light emitting diode having a peak wavelength of 458 nm as a light source after crushing. The obtained emission spectra were as shown in FIGS. 4 to 6, the band having a peak at 458 nm is due to reflection of excitation light. From each of the red powders of Examples 1 to 5, single band emission having a peak wavelength at 615 to 620 nm was obtained. Further, from the red powder of Comparative Example 7, single band emission having a peak wavelength at 610 to 615 nm was obtained.

比較例7の赤色粉体は、実施例5の赤色粉体と発光して著しく発光強度が小さく、実施例5の赤色粉体と比較して、蛍光体としては劣っている。すなわち、蛍光体の製造時にGaまたはInを含む化合物を原料に用いた場合、本発明の効果を得られるが、GaまたはInを含む化合物の代わりにScを含む化合物を用いても本発明の効果を得ることができないことがわかった。   The red powder of Comparative Example 7 emits light and emits significantly less light than the red powder of Example 5, and is inferior as a phosphor compared to the red powder of Example 5. That is, when a compound containing Ga or In is used as a raw material at the time of producing the phosphor, the effect of the present invention can be obtained. I can't get it.

実施例1〜5および比較例1の赤色粉体について、解砕した後に365nmのピーク波長を有する光源を用いて励起した。得られた発光スペクトルは、図7〜9に示す通りであった。また、このスペクトルを元に算出した色度点は図10〜12に示す通りであった。   The red powders of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 were excited using a light source having a peak wavelength of 365 nm after crushing. The obtained emission spectra were as shown in FIGS. Moreover, the chromaticity points calculated based on this spectrum were as shown in FIGS.

実施例1〜5の赤色蛍光体は、比較例1の赤色蛍光体と比較して、400nmから580nmの発光成分が少ないことがわかった。   The red phosphors of Examples 1 to 5 were found to have less light emitting components from 400 nm to 580 nm than the red phosphor of Comparative Example 1.

実施例1〜5、比較例1の赤色蛍光体の色度座標(CIE1931色度図における色度座標(x,y)における値)は表2に示す通りである。

Figure 0005646567
The chromaticity coordinates (values in chromaticity coordinates (x, y) in the CIE1931 chromaticity diagram) of the red phosphors of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 are as shown in Table 2.
Figure 0005646567

次に実施例3および比較例1の赤色粉体を、室温から200℃までヒーターにより試料温度を上昇させながら励起して、発光スペクトル変化を測定した。励起には、458nmのピーク波長を有する発光ダイオードを用いた。各温度における発光スペクトルのピーク強度の温度依存性を図13に示す通りであった。図13のy軸は、各蛍光体の室温における発光強度を1として規格化した値である。   Next, the red powders of Example 3 and Comparative Example 1 were excited while increasing the sample temperature with a heater from room temperature to 200 ° C., and the change in emission spectrum was measured. For excitation, a light emitting diode having a peak wavelength of 458 nm was used. The temperature dependence of the peak intensity of the emission spectrum at each temperature is as shown in FIG. The y-axis in FIG. 13 is a value normalized with the emission intensity at room temperature of each phosphor as 1.

図13より実施例3の赤色蛍光体は、温度特性が良好な比較例1の蛍光体と同等の温度特性を有することがわかった。   From FIG. 13, it was found that the red phosphor of Example 3 had the same temperature characteristics as the phosphor of Comparative Example 1 having good temperature characteristics.

応用実施例101〜105および応用比較例102〜106
実施例1の蛍光体を用いて、応用実施例101の発光装置を製造した。この発光装置は図3(A)に従って製造した。具体的には、発光ピーク波長440nmの発光ダイオード301を、8mm角形状を有するAlNパッケージ基板302上に半田を用いて接合し、金ワイヤー303を介して電極に接続した。この発光ダイオード上にドーム状に透明樹脂304を塗布し、その上に実施例1の赤色発光蛍光体を混入させた透明樹脂305を層状に塗布し、その上に、透明樹脂層306、ピーク波長520nmの緑色蛍光体を混入させた透明樹脂307を順に積層塗布し、発光装置を製造した。
Application Examples 101 to 105 and Application Comparative Examples 102 to 106
Using the phosphor of Example 1, a light emitting device of Application Example 101 was manufactured. This light emitting device was manufactured according to FIG. Specifically, a light emitting diode 301 having an emission peak wavelength of 440 nm was bonded onto an AlN package substrate 302 having an 8 mm square shape using solder and connected to an electrode via a gold wire 303. A transparent resin 304 is coated on the light emitting diode in a dome shape, and a transparent resin 305 mixed with the red light emitting phosphor of Example 1 is coated on the light emitting diode, and a transparent resin layer 306, a peak wavelength is coated thereon. A transparent resin 307 mixed with a 520 nm green phosphor was sequentially laminated and applied to manufacture a light emitting device.

また、実施例2〜5および比較例2〜6の蛍光体を用いたほかは応用実施例101と同様にして、応用実施例102〜105および応用比較例102〜106の発光装置を製造した。   Further, light emitting devices of Application Examples 102 to 105 and Application Comparative Examples 102 to 106 were manufactured in the same manner as Application Example 101 except that the phosphors of Examples 2 to 5 and Comparative Examples 2 to 6 were used.

応用実施例101〜105の発光装置について測定された、発光スペクトルを図15に示す。図中、スペクトルの相対強度はスペクトル曲線と横軸が囲む面積が一定になるよう規格化されている。   FIG. 15 shows emission spectra measured for the light emitting devices of Application Examples 101 to 105. In the figure, the relative intensity of the spectrum is normalized so that the area surrounded by the spectrum curve and the horizontal axis is constant.

応用実施例151〜155および応用比較例152〜156
実施例1の蛍光体を用いて、応用実施例151の発光装置モジュールを製造した。図16は、応用実施例151の発光装置モジュールの概念図である。この発光装置モジュールは、放熱基板1601の表面に、砲弾型発光装置1600が複数配置されている。そして、この砲弾型発光装置は、図3(A)に示された構造を有するものである。この発光装置モジュールは、具体的には、以下のように製造した。まず、発光ピーク波長440nmの発光ダイオード301を16個準備した。それらを各発光ダイオードの中心部が6mmの間隔になるように放熱基板1601上に配置し、半田を使用して接合し、さらに金ワイヤー303を介して電極に接続した。この発光ダイオード上にドーム状に透明樹脂層304を形成し、その上に実施例1の赤色発光蛍光体を混入させた透明樹脂層305を層状に形成し、さらにその上に、透明樹脂層306、およびピーク波長520nmの緑色蛍光体を混入させた透明樹脂層307を順に積層塗布して、発光装置モジュールを製造した。ここでそれぞれの発光装置の上面から見た形状は円形であり、その直径は2.8mmであった。
Application Examples 151-155 and Application Comparative Examples 152-156
Using the phosphor of Example 1, a light-emitting device module of Application Example 151 was manufactured. FIG. 16 is a conceptual diagram of a light emitting device module according to an application example 151. In this light emitting device module, a plurality of bullet-type light emitting devices 1600 are arranged on the surface of the heat dissipation substrate 1601. This bullet-type light emitting device has the structure shown in FIG. Specifically, this light emitting device module was manufactured as follows. First, 16 light emitting diodes 301 having an emission peak wavelength of 440 nm were prepared. They were placed on the heat dissipation substrate 1601 so that the center portions of the respective light emitting diodes were spaced at 6 mm, joined using solder, and further connected to the electrodes via the gold wires 303. A transparent resin layer 304 is formed on the light-emitting diode in a dome shape, and a transparent resin layer 305 mixed with the red light-emitting phosphor of Example 1 is formed on the light-emitting diode, and the transparent resin layer 306 is further formed thereon. A transparent resin layer 307 mixed with a green phosphor having a peak wavelength of 520 nm was sequentially laminated and applied to manufacture a light emitting device module. Here, the shape seen from the upper surface of each light emitting device was circular, and its diameter was 2.8 mm.

また、実施例2〜5および比較例2〜6の蛍光体を用いたほかは応用実施例151と同様にして、応用実施例152〜155および応用比較例152〜156の発光装置(モジュール)を製造した。   Further, the light emitting devices (modules) of the application examples 152 to 155 and the application comparison examples 152 to 156 are the same as the application example 151 except that the phosphors of the examples 2 to 5 and the comparison examples 2 to 6 are used. Manufactured.

応用実施例151〜155、応用比較例152〜156の発光装置について測定された、発光効率、および拡散板・カラーフィルターを透過させた際のNTSC比(CIE1976色度図上の色度座標系u´v´での値)は表3および図17に示す通りであった。   Measured for the light emitting devices of Application Examples 151 to 155 and Application Comparative Examples 152 to 156, the luminous efficiency, and the NTSC ratio when transmitted through the diffusion plate / color filter (chromaticity coordinate system u on the CIE 1976 chromaticity diagram u The value of “v” was as shown in Table 3 and FIG.

Figure 0005646567
Figure 0005646567

この結果より、従来の蛍光体を用いた応用比較例152から156の発光装置モジュールでは、発光効率の高さとNTSC比の大きさは両立が困難であることが分かる。しかし、本発明による応用実施例151〜155は、各応用比較例と比較して高効率と高NTSC比を両立していることが分かる。   From this result, it can be seen that it is difficult to achieve both the high luminous efficiency and the NTSC ratio in the light emitting device modules of the comparative examples 152 to 156 using conventional phosphors. However, it can be seen that the application examples 151 to 155 according to the present invention achieve both high efficiency and a high NTSC ratio as compared with the application comparative examples.

応用実施例201〜205ならびに応用比較例202〜204および206
実施例1の蛍光体を用いて、応用実施例201の発光装置を製造した。この発光装置は図3(B)に従って製造した。具体的には、発光ピーク波長390nmの発光ダイオード301を、8mm角形状を有するAlNパッケージ基板302上に半田を用いて接合し、金ワイヤー303を介して電極に接続した。この発光ダイオード上にドーム状に透明樹脂304を塗布し、その上に実施例1の赤色発光蛍光体を混入させた透明樹脂305を層状に塗布し、その上に透明樹脂306、ピーク波長520nmの緑色蛍光体を混入させた透明樹脂307、透明樹脂308を順に層状に塗布して、さらにその上にピーク波長452nmの青色蛍光体を混入させた透明樹脂309を塗布して、発光装置を製造した。
Application Examples 201-205 and Application Comparative Examples 202-204 and 206
Using the phosphor of Example 1, a light emitting device of Application Example 201 was manufactured. This light emitting device was manufactured according to FIG. Specifically, a light emitting diode 301 having an emission peak wavelength of 390 nm was bonded onto an AlN package substrate 302 having an 8 mm square shape using solder and connected to an electrode via a gold wire 303. A transparent resin 304 is applied on the light emitting diode in a dome shape, and a transparent resin 305 mixed with the red light emitting phosphor of Example 1 is applied on the light emitting diode, and a transparent resin 306 having a peak wavelength of 520 nm is applied thereon. A transparent resin 307 mixed with a green phosphor and a transparent resin 308 were sequentially applied in layers, and a transparent resin 309 mixed with a blue phosphor having a peak wavelength of 452 nm was further coated thereon to manufacture a light emitting device. .

また、実施例2〜5ならびに比較例2〜4および6の蛍光体を用いたほかは応用実施例101と同様にして、応用実施例202〜205、応用比較例202〜204、206の発光装置を製造した。   The light emitting devices of Application Examples 202 to 205 and Application Comparison Examples 202 to 204 and 206 are the same as Application Example 101 except that the phosphors of Examples 2 to 5 and Comparative Examples 2 to 4 and 6 are used. Manufactured.

応用実施例201から205の発光装置について測定された、発光スペクトルを図18に示す。図中、スペクトルの相対強度はスペクトル曲線と横軸が囲む面積が一定になるように規格化されている。   FIG. 18 shows emission spectra measured for the light emitting devices of the application examples 201 to 205. In the figure, the relative intensity of the spectrum is normalized so that the area surrounded by the spectrum curve and the horizontal axis is constant.

応用実施例251〜255および応用比較例252〜254および256
実施例1の蛍光体を用いて、応用実施例251の発光装置モジュールを製造した。図19は、応用実施例251の発光装置モジュールの概要図である。この発光装置モジュールは、放熱基板1901の表面に、砲弾型発光装置1900が複数配置されている。そして、この砲弾型発光装置は、図3(B)に示された構造を有するものである。この発光装置モジュールは、具体的には、以下のように製造した。まず、発光ピーク波長390nmの発光ダイオード301を16個準備した。それらを各発光ダイオードの中央部が6mmの間隔になるように放熱基板1901上に配置し、半田を使用して接合し、さらに金ワイヤー303を介して電極に接続した。この発光ダイオード上にドーム状に透明樹脂層304を形成し、その上に実施例1の赤色発光蛍光体を混入させた透明樹脂層305を層状に形成し、さらにその上に、透明樹脂層306、ピーク波長520nmの緑色蛍光体を混入させた透明樹脂層307、透明樹脂層308、ピーク波長452nmの青色蛍光体を混入させた透明樹脂層309を順に積層塗布して、発光装置モジュールを製造した。ここでそれぞれの発光装置の上面から見た形状は円形であり、その直径は3.0mmであった。
Application Examples 251 to 255 and Application Comparative Examples 252 to 254 and 256
Using the phosphor of Example 1, a light emitting device module of Application Example 251 was manufactured. FIG. 19 is a schematic diagram of a light emitting device module according to an application example 251. In this light emitting device module, a plurality of bullet-type light emitting devices 1900 are arranged on the surface of a heat dissipation board 1901. This bullet-type light emitting device has the structure shown in FIG. Specifically, this light emitting device module was manufactured as follows. First, 16 light emitting diodes 301 having an emission peak wavelength of 390 nm were prepared. They were placed on the heat dissipation substrate 1901 so that the central portion of each light emitting diode was 6 mm apart, joined using solder, and further connected to the electrode via the gold wire 303. A transparent resin layer 304 is formed on the light-emitting diode in a dome shape, and a transparent resin layer 305 mixed with the red light-emitting phosphor of Example 1 is formed on the light-emitting diode, and the transparent resin layer 306 is further formed thereon. Then, a transparent resin layer 307 mixed with a green phosphor having a peak wavelength of 520 nm, a transparent resin layer 308, and a transparent resin layer 309 mixed with a blue phosphor having a peak wavelength of 452 nm were sequentially stacked and applied to manufacture a light emitting device module. . Here, the shape seen from the upper surface of each light emitting device was circular, and its diameter was 3.0 mm.

また、実施例2〜5および比較例2〜4、6の蛍光体を用いたほかは応用実施例251と同様にして、応用実施例252〜255および応用比較例252〜254および256の発光装置モジュールを製造した。   The light emitting devices of Application Examples 252 to 255 and Application Comparative Examples 252 to 254 and 256 are the same as Application Example 251, except that the phosphors of Examples 2 to 5 and Comparative Examples 2 to 4 and 6 are used. A module was manufactured.

応用実施例251から255、比較例252〜254および256発光装置について測定された、発光効率、および拡散板・カラーフィルターを透過させた際のNTSC比(CIE1976色度図上の色度座標系u´v´での値)は表および図20に示す通りであった。

Figure 0005646567
Application Examples 251 to 255, Comparative Examples 252 to 254 and 256 Light-Emitting Devices Measured Luminous Efficiency and NTSC Ratio when Transmitting through Diffuser / Color Filter (Chromaticity Coordinate System u on CIE1976 Chromaticity Diagram u The value of “v” was as shown in Table 4 and FIG.
Figure 0005646567

この結果より、従来の蛍光体を用いた応用比較例の発光装置では、発光効率の高さとNTSC比の大きさは両立が困難であることが分かる。しかし、本発明による応用実施例251〜255は、各応用比較例と比較して、高効率と高NTSC比を両立していることが分かる。   From this result, it can be seen that in the light emitting device of the comparative application example using the conventional phosphor, it is difficult to achieve both the high luminous efficiency and the NTSC ratio. However, it can be seen that the application examples 251 to 255 according to the present invention achieve both high efficiency and a high NTSC ratio as compared with the application comparison examples.

200 基板
201、202 リード
203 樹脂部
204 反射面
205 凹部
206 発光チップ
207、208 ボンディングワイヤー
209 蛍光層
210 蛍光体
211 樹脂層
301 発光ダイオード
302 基板
303 導電性ワイヤー
304、306、308 透明樹脂層
305 赤色発光蛍光体を含む透明樹脂層
307 緑色発光蛍光体を含む透明樹脂層
309 青色発光蛍光体を含む透明樹脂層
1600、1900 発光装置
1601、1901 基板
200 Substrate 201, 202 Lead 203 Resin portion 204 Reflection surface 205 Recess 206 Light emitting chip 207, 208 Bonding wire 209 Fluorescent layer 210 Phosphor 211 Resin layer 301 Light emitting diode 302 Substrate 303 Conductive wire 304, 306, 308 Transparent resin layer 305 Red Transparent resin layer 307 containing light emitting phosphor Transparent resin layer 309 containing green light emitting phosphor Transparent resin layer 1600, 1900 light emitting device 1601, 1901 containing blue light emitting phosphor

Claims (5)

下記一般式(I):
(M 1−x EC (I)
(式中、
はSiであり、
はAlであり、
Lは、In(III)およびGa(III)からなる群から選択される金属元素であり、
Mは、Sr、Mg、Ca、およびBaからなる群から選ばれるIIA族元素であり、
ECはEu、Ce、Mn、Tb、Yb、Dy、Sm、Tm、Pr、Nd、Pm、Ho、Er、Cr、Sn、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Sb、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、およびFeからなる群から選択される発光中心元素であり、
0<x<0.4,
0.65<a<0.80、
2<b<3、
0<c<0.00150、
0.3<d<0.6、
4<e<5である)
で表わされる組成を有し、波長250〜500nmの光で励起した際に波長570〜650nmの間にピークを有する発光を示す蛍光体の製造方法であって、
を含む化合物と、
を含む化合物と、
を含む化合物と、
Cを含む化合物と、
を含む化合物と
の混合物を大気圧以上の圧力下、1500〜2000℃の温度で焼成する工程を行うことを特徴とする、蛍光体の製造方法。
The following general formula (I):
(M 1-x EC x ) a M 1 b M 2 L c O d N e (I)
(Where
M 1 is Si;
M 2 is Al,
L is a metal element selected from the group consisting of In (III) and Ga (III),
M is a group IIA element selected from the group consisting of Sr, Mg, Ca, and Ba,
EC is Eu, Ce, Mn, Tb, Yb, Dy, Sm, Tm, Pr, Nd, Pm, Ho, Er, Cr, Sn, Cu, Zn, As, Ag, Cd, Sb, Au, Hg, Tl, An emission center element selected from the group consisting of Pb, Bi, and Fe;
0 <x <0.4,
0.65 <a <0.80,
2 <b <3,
0 <c <0.00150,
0.3 <d <0.6,
4 <e <5)
A phosphor having a composition represented by formula (1) and exhibiting light emission having a peak between wavelengths 570 and 650 nm when excited with light having a wavelength of 250 to 500 nm,
A compound comprising M 1 ;
A compound comprising M 2 ;
A compound comprising M ;
A compound comprising E C;
Under pressure a mixture of more than atmospheric pressure with a compound containing L, and the you and performing firing at a temperature of 1500 to 2000 ° C., the manufacturing method of the fluorescent bodies.
前記Lを含む化合物が酸化物または窒化物である、請求項に記載の酸窒化物蛍光体の製造方法。 The method for producing an oxynitride phosphor according to claim 1 , wherein the compound containing L is an oxide or a nitride. 5気圧以上の圧力下に焼成を行う、請求項1または2に記載の酸窒化物蛍光体の製造方法。 The method for producing an oxynitride phosphor according to claim 1 or 2 , wherein firing is performed under a pressure of 5 atm or more. 窒素雰囲気中、または窒素および水素の混合雰囲気中で焼成を行う、請求項1〜のいずれか1項に記載の酸窒化物蛍光体の製造方法。 The method for producing an oxynitride phosphor according to any one of claims 1 to 3 , wherein firing is performed in a nitrogen atmosphere or a mixed atmosphere of nitrogen and hydrogen. 焼成後にさらに洗浄処理を行う、請求項1〜のいずれか1項に記載の酸窒化物蛍光体の製造方法。 The method for producing an oxynitride phosphor according to any one of claims 1 to 4 , wherein a washing treatment is further performed after firing.
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