JP6036055B2 - Phosphor and light emitting device using the same - Google Patents

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Description

本発明は、蛍光体及びこれを用いた発光装置に関し、より詳しくは、窒化物蛍光体及びこれを用いた発光装置に関する。   The present invention relates to a phosphor and a light emitting device using the same, and more particularly to a nitride phosphor and a light emitting device using the same.

光源より放出される光と、この光により励起されて光源からの光とは異なる色相の光を放出できる蛍光体とを組み合わせることにより、光の混色の原理を利用して、多様な波長の光を放出可能な発光装置が開発されている。   By combining the light emitted from the light source and the phosphor that can be excited by this light and emit light of a different hue from the light from the light source, light of various wavelengths can be obtained using the principle of color mixing of light. A light-emitting device capable of emitting light has been developed.

このような発光装置として、近紫外の波長領域の光を発する発光素子を励起光源として、その発光素子からの光によって青色、緑色および赤色に発光する蛍光体を励起させて、それぞれの蛍光体の発光によって白色光を得る方法もある。   As such a light-emitting device, a light-emitting element that emits light in the near-ultraviolet wavelength region is used as an excitation light source, and phosphors that emit blue, green, and red light are excited by light from the light-emitting element. There is also a method of obtaining white light by light emission.

このような発光装置に用いることができる蛍光体として、近紫外の波長領域の光を波長変換し、可視光の波長領域の光を放出する蛍光体の開発が盛んに行われている。   As phosphors that can be used in such light emitting devices, phosphors that perform wavelength conversion of light in the near-ultraviolet wavelength region and emit light in the visible wavelength region are being actively developed.

特開2003−321675号公報JP 2003-321675 A

しかしながら、紫外線を含む光によって励起されて発光する高輝度な窒化物蛍光体は未だ得られていないのが現状である。   However, at present, a high-brightness nitride phosphor that emits light when excited by light including ultraviolet rays has not yet been obtained.

そこで、本発明は、紫外線を含む光によって励起されて発光する高輝度な窒化物蛍光体およびこれを用いた発光装置を提供することにある。   Therefore, the present invention provides a high-luminance nitride phosphor that emits light when excited by light including ultraviolet rays, and a light-emitting device using the same.

以上の目的を達成するために本発明に係る蛍光体は、一般式がMSi((2/3)x+(4/3)y):Eu(ただし、Mは、Ca、Sr、Baから選択される1種以上のアルカリ土類金属元素であり、x、yは、0.5≦x≦1.5、6.5≦y≦7.5である。)で表され、紫外線により励起されて発光する蛍光体であって、CuKα線によるX線回折パターンにおいて、2θが29.3°〜29.9°の範囲にある回折ピークの強度を100%としたとき、2θが30.6°〜31.2°の範囲内にある回折ピークの相対強度は、410%〜650%であり、2θが55.8°〜56.4°の範囲内にある回折ピークの相対強度は、90%〜160%であり、2θが66.1°〜66.7°の範囲内にある回折ピークの相対強度は、60%〜105%である相を主とした生成相を含有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the phosphor according to the present invention has a general formula of M x Si y N ((2/3) x + (4/3) y) : Eu (where M is Ca, Sr, And one or more alkaline earth metal elements selected from Ba, wherein x and y are 0.5 ≦ x ≦ 1.5 and 6.5 ≦ y ≦ 7.5. And 2θ is 30 when the intensity of a diffraction peak in the range of 29.3 ° to 29.9 ° is 2% in an X-ray diffraction pattern by CuKα rays. The relative intensity of the diffraction peak in the range of .6 ° to 31.2 ° is 410% to 650%, and the relative intensity of the diffraction peak in which 2θ is in the range of 55.8 ° to 56.4 ° is 90% to 160%, and the relative intensity of the diffraction peak with 2θ in the range of 66.1 ° to 66.7 ° is The phase is a 0% to 105%, characterized by containing the main and the production phase.

上記一般式において、Mが、少なくともSrを含むことが好ましい。また、上記一般式が、SrSi10:Euで表されることが好ましい。一般式がSr1−aCaSi10:Eu(ただし、0≦a≦0.1)、または、Sr1−bBaSi10:Eu(ただし、0≦b≦0.5)で表されることが好ましい。 In the above general formula, it is preferable that M contains at least Sr. Similarly, the general formula, SrSi 7 N 10: is preferably represented by Eu. The general formula is Sr 1-a Ca a Si 7 N 10 : Eu (where 0 ≦ a ≦ 0.1), or Sr 1-b Ba b Si 7 N 10 : Eu (where 0 ≦ b ≦ 0. It is preferable to be represented by 5).

本発明に係る発光装置は、少なくとも紫外線を含む光を発する励起光源と、その励起光源からの光の一部を吸収して発光する上記蛍光体と、を有する発光装置である。   The light-emitting device according to the present invention is a light-emitting device that includes an excitation light source that emits light including at least ultraviolet light, and the phosphor that emits light by absorbing part of the light from the excitation light source.

本発明の蛍光体およびこれを用いた発光装置によれば、紫外線を含む光によって励起されて発光する高輝度な蛍光体を得ることができる。また、この蛍光体を用いた発光装置においては、この蛍光体と色相の異なる他の発光との混色によって白色光を得ることもできる。   According to the phosphor of the present invention and a light-emitting device using the same, a high-luminance phosphor that emits light when excited by light including ultraviolet light can be obtained. In a light emitting device using this phosphor, white light can also be obtained by mixing the phosphor with other light emission having a different hue.

図1は、本発明の実施例1〜4に係る蛍光体のX線回折パターンの測定結果を示す。FIG. 1 shows measurement results of X-ray diffraction patterns of phosphors according to Examples 1 to 4 of the present invention. 図2は、本発明の実施例1に係る蛍光体の励起スペクトルを示す。FIG. 2 shows an excitation spectrum of the phosphor according to Example 1 of the present invention. 図3は、本発明の実施例1に係る蛍光体の反射スペクトルを示す。FIG. 3 shows the reflection spectrum of the phosphor according to Example 1 of the present invention. 図4は、本発明の実施例1に係る蛍光体の発光スペクトルを示す。FIG. 4 shows an emission spectrum of the phosphor according to Example 1 of the present invention. 図5は、本発明の実施例1に係る蛍光体のSEM像を示す。FIG. 5 shows an SEM image of the phosphor according to Example 1 of the present invention. 図6は、本発明の実施例5〜9に係る蛍光体のX線回折パターンの測定結果を示す。FIG. 6 shows the measurement results of the X-ray diffraction patterns of the phosphors according to Examples 5 to 9 of the present invention. 図7は、本発明の実施例10、11および比較例1〜3に係る蛍光体のX線回折パターンの測定結果を示す。FIG. 7 shows the measurement results of the X-ray diffraction patterns of the phosphors according to Examples 10 and 11 and Comparative Examples 1 to 3 of the present invention. 図8は、本発明の実施例12〜14および比較例4、5に係る蛍光体のX線回折パターンの測定結果を示す。FIG. 8 shows the measurement results of the X-ray diffraction patterns of the phosphors according to Examples 12 to 14 and Comparative Examples 4 and 5 of the present invention. 図9は、本発明の実施の形態に係る発光装置の模式的な断面図を示す。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the light emitting device according to the embodiment of the invention.

本発明を実施するための最良の形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するための蛍光体およびこれを用いた発光装置を例示するものであって、本発明は、蛍光体およびこれを用いた発光装置を以下に限定するものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the form shown below exemplifies a phosphor for embodying the technical idea of the present invention and a light emitting device using the phosphor, and the present invention provides a phosphor and a light emitting device using the phosphor. It is not limited to the following.

なお、色名と色度座標との関係や、光の波長範囲と単色光の色名との関係等は、JIS Z8110に従う。具体的には、380nm〜455nmが青紫色、455nm〜485nmが青色、485nm〜495nmが青緑色、495nm〜548nmが緑色、548nm〜573nmが黄緑色、573nm〜584nmが黄色、584nm〜610nmが黄赤色、610nm〜780nmが赤色である。   The relationship between the color name and chromaticity coordinates, the relationship between the wavelength range of light and the color name of monochromatic light, and the like comply with JIS Z8110. Specifically, 380 nm to 455 nm is blue purple, 455 nm to 485 nm is blue, 485 nm to 495 nm is blue green, 495 nm to 548 nm is green, 548 nm to 573 nm is yellow green, 573 nm to 584 nm is yellow, 584 nm to 610 nm is yellow red , 610 nm to 780 nm is red.

本実施の形態に係る蛍光体は、以下の一般式で表される。   The phosphor according to the present embodiment is represented by the following general formula.

Si((2/3)x+(4/3)y):Eu(ただし、Mは、Ca、Sr、Baから選択される1種以上のアルカリ土類金属元素であり、x、yは、0.5≦x≦1.5、6.5≦y≦7.5である。)
また、この蛍光体は、400nmの光源により励起されたとき、440〜470nmに発光ピーク波長を有する性質を有する。
M x Si y N ((2/3) x + (4/3) y) : Eu (where M is one or more alkaline earth metal elements selected from Ca, Sr, Ba, and x, y is 0.5 ≦ x ≦ 1.5 and 6.5 ≦ y ≦ 7.5.)
Further, this phosphor has a property of having an emission peak wavelength at 440 to 470 nm when excited by a light source of 400 nm.

本実施の形態に係る蛍光体は、Ca、SrおよびBaから選択される1種以上のアルカリ土類金属元素M、及び、Si、Nを含有し、Euで付活される蛍光体である。Siは珪素、Nは窒素、Euはユーロピウムである。この蛍光体は、後述するX線回折パターンで規定される結晶構造を有した生成相を含有している。本実施の形態に係る蛍光体は、紫外の短波長領域の光を吸収して、青色に発光する。ここで、本明細書において近紫外から可視光の短波長領域とは、特に限定されないが、250nm〜520nmであることが好ましい。   The phosphor according to the present embodiment is a phosphor that contains at least one alkaline earth metal element M selected from Ca, Sr, and Ba, Si, and N, and is activated by Eu. Si is silicon, N is nitrogen, and Eu is europium. This phosphor contains a product phase having a crystal structure defined by an X-ray diffraction pattern described later. The phosphor according to the present embodiment absorbs light in the ultraviolet short wavelength region and emits blue light. Here, in the present specification, the short wavelength region from near ultraviolet to visible light is not particularly limited, but is preferably 250 nm to 520 nm.

本実施の形態に係る蛍光体が示すX線回折パターンについて、図1を参照しながら説明する。図1は、本実施の形態に係る蛍光体の例として、後述する実施例1〜4の蛍光体について、CuKα線によるX線回折パターンを示した図である。   An X-ray diffraction pattern exhibited by the phosphor according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing an X-ray diffraction pattern by CuKα rays for phosphors of Examples 1 to 4 described later as examples of the phosphor according to the present embodiment.

実施例1〜4に係る各X線回折パターンに示されているように、本実施の形態に係る蛍光体は、2θが29.3°〜29.9°、30.6°〜31.2°、55.8°〜56.4°、66.1°〜66.7°の範囲内に主な回折ピークを有する。   As shown in the respective X-ray diffraction patterns according to Examples 1 to 4, the phosphor according to the present embodiment has 2θ of 29.3 ° to 29.9 °, 30.6 ° to 31.2. It has main diffraction peaks in the range of °, 55.8 ° to 56.4 °, and 66.1 ° to 66.7 °.

ここで、本発明は、実施例1〜4に係る各X線回折パターンに示されているように、2θが29.3°〜29.9°の範囲内にある回折ピークの強度を100%としたとき、2θが30.6°〜31.2°の範囲内にある回折ピークの相対強度は410%〜650%である。同様に、2θが55.8°〜56.4°の範囲内にある回折ピークの相対強度は90%〜160%である。同様に、2θが66.1°〜66.7°の範囲内にある回折ピークの相対強度は60%〜105%である。   Here, in the present invention, as shown in each X-ray diffraction pattern according to Examples 1 to 4, the intensity of a diffraction peak having 2θ in the range of 29.3 ° to 29.9 ° is set to 100%. , The relative intensity of the diffraction peak with 2θ in the range of 30.6 ° to 31.2 ° is 410% to 650%. Similarly, the relative intensity of a diffraction peak having 2θ in the range of 55.8 ° to 56.4 ° is 90% to 160%. Similarly, the relative intensity of a diffraction peak having 2θ in the range of 66.1 ° to 66.7 ° is 60% to 105%.

ここで、本実施の形態に係る蛍光体のX線回折パターンの測定方法について説明する。XRD装置及びその測定条件を以下に示す。   Here, a method for measuring the X-ray diffraction pattern of the phosphor according to the present embodiment will be described. The XRD apparatus and its measurement conditions are shown below.

XRD装置:株式会社リガク製MiniFlex
X線管球:CuKα
管電圧:30kV
管電流:15mA
スキャン方法:2θ/θ
スキャン速度:4°/min
サンプリング間隔:0.02°
また、元素比の変更、他元素による固溶、さらに、X線が照射される試料面が平坦でなかったときや、XRD装置の測定条件の違いにより回折ピークの位置のズレが生じることもある。そのため、回折ピークの2θの範囲が若干ずれることは許容されるものとする。
XRD device: MiniFlex, manufactured by Rigaku Corporation
X-ray tube: CuKα
Tube voltage: 30 kV
Tube current: 15 mA
Scanning method: 2θ / θ
Scan speed: 4 ° / min
Sampling interval: 0.02 °
In addition, the diffraction peak position may shift due to changes in element ratio, solid solution with other elements, or when the sample surface irradiated with X-rays is not flat or due to differences in measurement conditions of the XRD apparatus. . Therefore, it is allowed that the 2θ range of the diffraction peak is slightly shifted.

本実施の形態に係る蛍光体は、370nm前後の波長域にわたり効率よく励起される励起スペクトルを示す。本実施の形態に係る蛍光体は、この波長領域内の光で励起された時の最大発光強度を100%とすると、励起波長が270nm〜420nmの光で励起された時は50%以上の強度で発光することができる。   The phosphor according to the present embodiment shows an excitation spectrum that is efficiently excited over a wavelength region around 370 nm. The phosphor according to the present embodiment has an intensity of 50% or more when excited with light having an excitation wavelength of 270 nm to 420 nm, assuming that the maximum emission intensity when excited with light in this wavelength region is 100%. Can emit light.

本実施の形態に係る蛍光体は、440nm〜470nmの波長域にピーク波長を有し、青色に発光する。さらに、本実施の形態に係る蛍光体の発光スペクトルの半値幅は、39nmとすることができる。このように半値幅の狭い発光スペクトルを有することによって、色ずれが少なく色を再現することができる。   The phosphor according to the present embodiment has a peak wavelength in the wavelength region of 440 nm to 470 nm and emits blue light. Furthermore, the half width of the emission spectrum of the phosphor according to the present embodiment can be 39 nm. By having an emission spectrum with a narrow half-value width in this way, color can be reproduced with little color shift.

また、実施例1〜4に基づくと、本実施の形態に係る蛍光体を構成する元素のモル比は、アルカリ土類金属元素をMとして、M+Eu:Si:N=1:6〜7:8.67〜10であることが好ましい。より好ましくは、M+Eu:Si:N=1:7:10である。このようなモル比で各元素を含有することにより、本実施の形態に係る蛍光体は、高輝度な青色光を放出することができる。   Further, based on Examples 1 to 4, the molar ratio of the elements constituting the phosphor according to the present embodiment is M + Eu: Si: N = 1: 6 to 7: 8, where M is an alkaline earth metal element. It is preferable that it is .67-10. More preferably, it is M + Eu: Si: N = 1: 7: 10. By containing each element in such a molar ratio, the phosphor according to the present embodiment can emit high-luminance blue light.

また、実施例5〜9に基づくと、Eu濃度は、アルカリ土類金属元素をMとして、M+Eu:Eu=1:0.04〜0.08であることが好ましい。より好ましくは、M+Eu:Eu=1:0.06である。このようなモル比で各元素を含有することにより、本実施の形態に係る蛍光体は高輝度な青色光を放出することができる。   Further, based on Examples 5 to 9, the Eu concentration is preferably M + Eu: Eu = 1: 0.04 to 0.08, where M is an alkaline earth metal element. More preferably, M + Eu: Eu = 1: 0.06. By containing each element in such a molar ratio, the phosphor according to the present embodiment can emit high-luminance blue light.

また、本実施の形態に係る蛍光体のCa、Sr、Baから選択される1種以上のアルカリ土類金属元素Mは、Srであることが好ましい。またSrの一部をCa、Baで置換してもよい。実施例10〜11、比較例1〜3に基づくと、Srの一部をCaで置換する場合は、Srに対するCa濃度が10%以内であることが好ましい。また、実施例12〜14、比較例4〜5に基づくと、Srの一部をBaで置換する場合は、Srに対するBa濃度が50%以内であることが好ましい。このように、アルカリ土類金属元素Mについて、Ca、Sr、Baの配合比を調整することにより、蛍光体のピーク波長を適宜調整できる。   Moreover, it is preferable that the 1 or more types of alkaline-earth metal element M selected from Ca, Sr, Ba of the fluorescent substance which concerns on this Embodiment is Sr. A part of Sr may be substituted with Ca and Ba. Based on Examples 10 to 11 and Comparative Examples 1 to 3, when a part of Sr is replaced with Ca, the Ca concentration relative to Sr is preferably within 10%. Further, based on Examples 12 to 14 and Comparative Examples 4 to 5, when a part of Sr is replaced with Ba, the Ba concentration relative to Sr is preferably within 50%. Thus, about the alkaline-earth metal element M, the peak wavelength of fluorescent substance can be adjusted suitably by adjusting the compounding ratio of Ca, Sr, and Ba.

また、本実施の形態に係る蛍光体は、希土類であるEuを付活剤として用いる。付活剤の濃度は、アルカリ土類金属元素Mに対して、好ましくは0.001%〜20%であり、より好ましくは4%〜8%である。ただし、付活剤はEuのみに限定されず、Euの一部を、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等の希土類金属やアルカリ土類金属で置換してもよい。これにより、置換された元素とEuが共付活し、この蛍光体の発光色の色調を変化させるなど発光特性を調整できる。   Moreover, the phosphor according to the present embodiment uses Eu, which is a rare earth, as an activator. The concentration of the activator is preferably 0.001% to 20%, more preferably 4% to 8%, with respect to the alkaline earth metal element M. However, the activator is not limited to Eu, and a part of Eu may be Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, etc. Substitution with rare earth metals or alkaline earth metals is also possible. Thereby, the substituted element and Eu are co-activated, and the light emission characteristics can be adjusted, for example, by changing the color tone of the phosphor.

また、本実施の形態に係る蛍光体は、その組成中にLi、Na、K、Rb、Cs、Mn、Re、Cu、Ag、Auからなる群より選択された少なくとも1種以上の元素を含有していてもよい。さらに、その他の元素についても蛍光体の特性を損なわない程度に混入されていてもよい。   The phosphor according to the present embodiment contains at least one element selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb, Cs, Mn, Re, Cu, Ag, and Au in the composition. You may do it. Furthermore, other elements may be mixed to such an extent that the characteristics of the phosphor are not impaired.

また、本実施の形態に係る蛍光体は、後述するX線回折パターンから結晶構造を解析すると、斜方晶系に帰属する結晶の単位格子を有している。また、この蛍光体は、大部分が結晶を有することが好ましい。具体的には、少なくとも50重量%以上、より好ましくは80重量%以上が結晶を有していることが好ましい。これは、発光性を有する結晶相の割合を示し、50重量%以上、結晶相を有しておれば、実用に耐え得る発光が得られるためである。また、このような粉体であれば、製造及び加工が容易である。例えば、ガラス体(非晶質)は構造がルーズなため、蛍光体中の成分比率が一定せず色度ムラを生じる恐れがある。したがって、これを回避するため生産工程における反応条件を厳密に一様になるよう制御する必要が生じる。   Further, the phosphor according to the present embodiment has a unit cell of crystals belonging to the orthorhombic system when the crystal structure is analyzed from an X-ray diffraction pattern described later. Moreover, it is preferable that most of the phosphor has crystals. Specifically, it is preferable that at least 50% by weight or more, more preferably 80% by weight or more have crystals. This is because the ratio of the crystal phase having a light-emitting property is shown, and if it has a crystal phase of 50% by weight or more, light emission that can withstand practical use can be obtained. Further, such powder is easy to manufacture and process. For example, since the glass body (amorphous) has a loose structure, the ratio of components in the phosphor is not constant, and there is a risk of causing chromaticity unevenness. Therefore, in order to avoid this, it is necessary to control the reaction conditions in the production process to be strictly uniform.

また、本実施の形態に係る蛍光体を発光装置に搭載することを考慮すれば、この蛍光体の平均粒径は、1μm乃至100μmの範囲が好ましく、より好ましくは2μm乃至50μmである。この平均粒径値を有する蛍光体が、頻度高く含有されていることが好ましい。さらに、粒度分布においても狭い範囲に分布しているものが色ムラを抑制でき好ましい。なお、この平均粒径は、F.S.S.S.No(Fisher Sub Sieve Sizer’s No)における空気透過法で得られる。具体的には、気温25℃、湿度70%の環境下において、1cm分の試料を計り取り、専用の管状容器にパッキングした後一定圧力の乾燥空気を流し、差圧から比表面積を読み取り平均粒径に換算する。 In consideration of mounting the phosphor according to the present embodiment in a light emitting device, the average particle diameter of the phosphor is preferably in the range of 1 μm to 100 μm, more preferably 2 μm to 50 μm. It is preferable that the phosphor having this average particle diameter value is contained with high frequency. Furthermore, the particle size distribution is preferably distributed in a narrow range because color unevenness can be suppressed. The average particle size is F.D. S. S. S. No. (Fisher Sub Sieve Sizer's No). Specifically, in an environment with an air temperature of 25 ° C. and a humidity of 70%, a sample of 1 cm 3 minutes is measured, packed in a special tubular container, then dried air of a constant pressure is flown, and the specific surface area is read from the differential pressure and averaged. Convert to particle size.

(製造方法)
以下に、本実施の形態に係る蛍光体の製造方法について説明する。この蛍光体は、その組成に含有される元素の単体や酸化物、炭酸塩あるいは窒化物などを原料とし、各原料を所定の仕込み組成比となるように秤量する。「仕込み組成比」とは、各原料の混合物において、蛍光体の構成元素を含む原料における各元素のモル比が示されている。
(Production method)
Below, the manufacturing method of the fluorescent substance which concerns on this Embodiment is demonstrated. This phosphor is weighed so as to use a simple substance of an element contained in the composition, an oxide, a carbonate or a nitride as a raw material, and each raw material to have a predetermined charged composition ratio. The “charge composition ratio” indicates the molar ratio of each element in the raw material containing the constituent elements of the phosphor in the mixture of the respective raw materials.

本実施の形態に係る蛍光体の仕込み組成比は、アルカリ土類金属元素をMとして、M+Eu:Si:N=1:5〜8:7.33〜11.33であり、好ましくは、M+Eu:Si:N=1:6〜7:8.67〜10である。この関係を満たすように各原料を秤量する。また、これらの原料にフラックスなどの添加材料を適宜加えることができる。さらに、必要に応じてホウ素を含有させることもできる。   The charging composition ratio of the phosphor according to the present embodiment is M + Eu: Si: N = 1: 5 to 8: 7.33 to 11.33, where M is an alkaline earth metal element, and preferably M + Eu: Si: N = 1: 6-7: 8.67-10. Each raw material is weighed so as to satisfy this relationship. Further, an additive material such as a flux can be appropriately added to these raw materials. Furthermore, boron can be contained as required.

これらの原料は、混合機を用いて湿式又は乾式で均一になるように混合する。混合機は工業的に通常用いられているボールミルの他、振動ミル、ロールミル、ジェットミルなどの粉砕機を用いることができる。また、粉末の比表面積を一定範囲とするために、工業的に通常用いられている沈降槽、ハイドロサイクロン、遠心分離器などの湿式分離機、サイクロン、エアセパレータなどの乾式分級機を用いて分級することもできる。   These raw materials are mixed so as to be uniform by a wet or dry method using a mixer. As the mixer, besides a ball mill which is usually used industrially, a grinder such as a vibration mill, a roll mill and a jet mill can be used. Moreover, in order to keep the specific surface area of the powder within a certain range, classification is performed using a wet type separator such as a sedimentation tank, a hydrocyclone, and a centrifugal separator, and a dry classifier such as a cyclone and an air separator. You can also

この混合物を、SiC、石英、アルミナ、窒化ホウ素等の材質からなる坩堝内や板状のボートに載置した後、焼成する。焼成には、管状炉、小型炉、高周波炉、メタル炉などを使用することができる。   The mixture is placed in a crucible made of a material such as SiC, quartz, alumina, boron nitride, or a plate-like boat, and then fired. For firing, a tubular furnace, a small furnace, a high-frequency furnace, a metal furnace, or the like can be used.

また、焼成は、流通する還元雰囲気中にて行うことが好ましい。具体的には、窒素雰囲気、窒素及び水素の混合雰囲気、アンモニア雰囲気又は、それらの混合雰囲気中で焼成することが好ましい。   Further, the firing is preferably performed in a circulating reducing atmosphere. Specifically, firing is preferably performed in a nitrogen atmosphere, a mixed atmosphere of nitrogen and hydrogen, an ammonia atmosphere, or a mixed atmosphere thereof.

焼成温度は、好ましくは1500℃から2100℃であり、さらに好ましくは1900℃から2000℃である。また、焼成時間は好ましくは2時間から20時間であり、より好ましくは5時間から10時間である。   The firing temperature is preferably 1500 ° C. to 2100 ° C., more preferably 1900 ° C. to 2000 ° C. The firing time is preferably 2 hours to 20 hours, more preferably 5 hours to 10 hours.

焼成後は、焼成されたものを粉砕、分散、濾過等して目的の蛍光体粉末を得る。固液分離は濾過、吸引濾過、加圧濾過、遠心分離、デカンテーションなどの工業的に通常用いられる方法により行うことができる。また乾燥は、真空乾燥機、熱風加熱乾燥機、コニカルドライヤー、ロータリーエバポレーターなどの工業的に通常用いられる装置や方法により達成できる。   After firing, the fired product is pulverized, dispersed, filtered, etc. to obtain the desired phosphor powder. Solid-liquid separation can be performed by industrially used methods such as filtration, suction filtration, pressure filtration, centrifugation, and decantation. Drying can be achieved by industrially used apparatuses and methods such as a vacuum dryer, a hot air heating dryer, a conical dryer, and a rotary evaporator.

ここで、具体的な蛍光体原料について説明する。仕込み組成比の元素Mを構成するCa、Sr、Baの原料は、元素単独を使用できる他、金属、酸化物、イミド、アミド、窒化物、炭酸塩、リン酸塩、珪酸塩など各種の塩類などの化合物を使用することができる。具体的には、SrCO、Sr、CaCOなどを用いることができる。 Here, a specific phosphor material will be described. The raw materials of Ca, Sr, and Ba constituting the element M with the charged composition ratio can use elements alone, as well as various salts such as metals, oxides, imides, amides, nitrides, carbonates, phosphates, and silicates. Etc. can be used. Specifically, SrCO 3 , Sr 3 N 2 , CaCO 3 or the like can be used.

また、仕込み組成比のSiは、元素単独の他、金属、酸化物、イミド、アミド、窒化物及び各種塩類などの化合物を用いることができる。また、予め元素M、Siを混合したものを使用してもよい。具体的には、Si、SiOなどを用いることができる。また、例えば、Siを含有した化合物において、原料のSiの純度は、2N以上のものが好ましいが、Li、Na、K、B、Cuなどの異なる元素が含有されていてもよい。さらに、Siの一部をAl、Ga、In、Ge、Sn、Ti、Zr、Hfで置換させるために、それらの元素を含有した化合物を使用することもできる。 In addition, for Si having a charged composition ratio, compounds such as metals, oxides, imides, amides, nitrides, and various salts can be used in addition to the elements alone. Moreover, you may use what mixed element M and Si previously. Specifically, Si 3 N 4 , SiO 4 or the like can be used. Further, for example, in a compound containing Si, the purity of Si as a raw material is preferably 2N or more, but different elements such as Li, Na, K, B, and Cu may be contained. Furthermore, in order to substitute a part of Si with Al, Ga, In, Ge, Sn, Ti, Zr, and Hf, compounds containing these elements can also be used.

さらに、付活剤のEuは、好ましくは単独で使用されるが、ハロゲン塩、酸化物、炭酸塩、リン酸塩、珪酸塩などを使用することができる。具体的には、Euなどを用いることができる。また、Euの一部を他の元素で置換する場合は、Euを含有した化合物に、他の希土類元素などを含有した化合物を混合することができる。 Further, Eu as the activator is preferably used alone, but halogen salts, oxides, carbonates, phosphates, silicates and the like can be used. Specifically, Eu 2 O 3 or the like can be used. When a part of Eu is replaced with another element, a compound containing other rare earth elements or the like can be mixed with a compound containing Eu.

さらに必要に応じて加える元素は、通常、酸化物、若しくは水酸化物で加えられるが、これに限定されるものではなく、メタル、窒化物、イミド、アミド、若しくはその他の無機塩類でも良く、また、予め他の原料に含まれている状態でも良い。また、各々の原料は、平均粒径が、約0.1μm以上15μm以下、より好ましくは、約0.1μmから10μmの範囲である。これは、他の原料との反応性、焼成時及び焼成後の粒径制御などの観点から好ましく、上記範囲以上の粒径を有する場合は、アルゴン雰囲気中若しくは窒素雰囲気中、グローブボックス内で粉砕を行うことで達成できる。   Furthermore, elements to be added as necessary are usually added as oxides or hydroxides, but are not limited thereto, and may be metals, nitrides, imides, amides, or other inorganic salts, , It may be contained in other raw materials in advance. Each raw material has an average particle diameter of about 0.1 μm to 15 μm, more preferably about 0.1 μm to 10 μm. This is preferable from the viewpoint of reactivity with other raw materials, particle size control at the time of baking and after baking, and when the particle size is more than the above range, it is pulverized in a glove box in an argon atmosphere or a nitrogen atmosphere. Can be achieved.

以下に、本実施の形態に係る蛍光体を搭載した発光装置の例を示す。発光装置には、例えば、蛍光ランプ等の照明器具、ディスプレイやレーダ等の表示装置、液晶用バックライト等が挙げられる。また、励起光源としては近紫外から可視光の短波長領域の光を放つ発光素子が好ましい。特に半導体発光素子は、小型で電力効率が良く鮮やかな色の発光をする。他の励起光源として、既存の蛍光灯に使用される水銀灯等を適宜利用できる。   Hereinafter, an example of a light-emitting device equipped with the phosphor according to the present embodiment is shown. Examples of the light emitting device include a lighting device such as a fluorescent lamp, a display device such as a display and a radar, a backlight for liquid crystal, and the like. The excitation light source is preferably a light-emitting element that emits light in the short wavelength region from near ultraviolet to visible light. In particular, the semiconductor light emitting element emits light of a bright color with a small size and high power efficiency. As another excitation light source, a mercury lamp used for an existing fluorescent lamp can be appropriately used.

発光素子を搭載した発光装置として、いわゆる砲弾型や表面実装型など種々のタイプがある。本実施の形態では、図9を参照しながら、表面実装型の発光装置について例示して説明する。   There are various types of light-emitting devices equipped with light-emitting elements, such as a so-called bullet type and surface mount type. In this embodiment mode, a surface-mounted light-emitting device will be described as an example with reference to FIG.

図9は、本実施の形態に係る発光装置100の模式図である。本実施の形態にかかる発光装置100は、凹部を有するパッケージ110と、発光素子101と、発光素子101を被覆する封止部材103とから構成されている。発光素子101は、パッケージ110に形成された凹部の底面112に配置されており、パッケージ110に配置された正負一対のリード電極111に導電性ワイヤ104によって電気的に接続されている。封止部材103は、凹部内に充填されており、蛍光体102を含有する樹脂によって形成されている。さらに、正負一対のリード電極111は、その一端がパッケージ110の外側面に突出されて、パッケージ110の外形に沿うように屈曲されている。これらのリード電極111を介して外部から電力の供給を受けて発光装置100が発光する。以下に、本実施の形態に係る発光装置を構成する部材について説明する。   FIG. 9 is a schematic diagram of the light emitting device 100 according to the present embodiment. The light emitting device 100 according to this embodiment includes a package 110 having a recess, a light emitting element 101, and a sealing member 103 that covers the light emitting element 101. The light emitting element 101 is disposed on a bottom surface 112 of a recess formed in the package 110 and is electrically connected to a pair of positive and negative lead electrodes 111 disposed on the package 110 by a conductive wire 104. The sealing member 103 is filled in the recess and is formed of a resin containing the phosphor 102. Further, the pair of positive and negative lead electrodes 111 has one end protruding on the outer surface of the package 110 and bent so as to follow the outer shape of the package 110. The light emitting device 100 emits light when externally supplied with electric power through these lead electrodes 111. Below, the member which comprises the light-emitting device which concerns on this Embodiment is demonstrated.

(発光素子101)
発光素子101は、紫外線領域から可視光領域までの光を発することができる。この発光素子101は、例えば、窒化物半導体素子(InAlGa1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)を用いることができる。
(Light emitting element 101)
The light emitting element 101 can emit light from the ultraviolet region to the visible light region. The light emitting device 101 may be, for example, a nitride semiconductor device (In X Al Y Ga 1- X-Y N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1).

(蛍光体102)
本実施の形態に係る蛍光体102は、封止部材103の下方へ自重により沈降するよう配合されている。このように発光素子101に接近して蛍光体を配置することにより、発光素子101からの光を効率よく波長変換することができ、発光効率の優れた発光装置とすることができる。また、蛍光体102を封止部材103中にほぼ均一の割合で混合することによって、色ムラのない光を得るようにすることもできる。
(Phosphor 102)
The phosphor 102 according to the present embodiment is blended so as to settle down due to its own weight below the sealing member 103. By arranging the phosphor close to the light emitting element 101 in this way, the wavelength of light from the light emitting element 101 can be efficiently converted, and a light emitting device with excellent light emission efficiency can be obtained. Further, by mixing the phosphors 102 in the sealing member 103 at a substantially uniform ratio, it is possible to obtain light without color unevenness.

また、蛍光体102は、本発明にかかる蛍光体の他、2種以上の蛍光体を用いてもよい。例えば、本実施の形態に係る発光装置100において、青色光を放出する発光素子101と、これに励起されて緑色光を発する蛍光体と、赤色光を発する蛍光体を併用することで、演色性に優れた白色光を得ることができる。赤色光を発する蛍光体としては、(Ca1−xSr)AlSiN:Eu(0≦x≦1.0、0≦y≦0.5)、(Ca1−ZSrSi:Eu(0≦z≦1.0)またはKSiF:Mn等の蛍光体を、本実施の形態に係る蛍光体と併用して用いることができる。これらの赤色光を発する蛍光体を併用することで、三原色に相当する成分光の半値幅を広くできるため、より暖色系に富んだ白色光を得られる。 In addition to the phosphor according to the present invention, two or more kinds of phosphors may be used as the phosphor 102. For example, in the light emitting device 100 according to the present embodiment, a color rendering property is obtained by using a light emitting element 101 that emits blue light, a phosphor that emits green light when excited, and a phosphor that emits red light. Excellent white light can be obtained. As phosphors emitting red light, (Ca 1-x Sr x ) AlSiN 3 : Eu (0 ≦ x ≦ 1.0, 0 ≦ y ≦ 0.5), (Ca 1-Z Sr Z ) 2 Si 5 A phosphor such as N 8 : Eu (0 ≦ z ≦ 1.0) or K 2 SiF 6 : Mn can be used in combination with the phosphor according to the present embodiment. By using these phosphors that emit red light in combination, the full width at half maximum of the component light corresponding to the three primary colors can be widened, so that white light richer in warm colors can be obtained.

その他、さらに併用できる蛍光体の一例として、赤色光を発する蛍光体としては、(La,Y)S:Eu等のEu付活酸硫化物蛍光体、(Ca,Sr)S:Eu等のEu付活硫化物蛍光体、(Y,Tb,Gd)Al12:Ce等のCe付活アルミン酸塩蛍光体、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(POCl:Eu,Mn等のEu,Mn付活ハロリン酸塩蛍光体、LuCaMg(Si,Ge)12:Ce等のCe付活酸化物蛍光体、α型サイアロン等のEu付活酸窒化物蛍光体を用いることができる。 Other examples of phosphors that can be used in combination include phosphors emitting red light, such as (La, Y) 2 O 2 S: Eu, Eu-activated oxysulfide phosphors, (Ca, Sr) S: Eu. Eu-activated sulfide phosphors such as (Y, Tb, Gd) 3 Al 5 O 12 : Ce-activated aluminate phosphors such as Ce, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu, Mn activated halophosphate phosphors such as Eu and Mn, Lu 2 CaMg 2 (Si, Ge) 3 O 12 : Ce activated oxide phosphors such as Ce, Eu attached such as α-sialon An active oxynitride phosphor can be used.

また、緑色光を発する蛍光体としては、(Ca,Sr,Ba)SiO:Eu、CaScSi12:Ce等のケイ酸塩蛍光体、CaMgSi16Cl2−δ:Eu,Mn等のクロロシリケート蛍光体、(Ca,Sr,Ba)Si:Eu、(Ca,Sr,Ba)Si12:Eu、(Ca,Sr,Ba)Si:Eu、CaSc2O4:Ce、β型サイアロン等の酸窒化物蛍光体、Y(Al,Ga)12:Ce等のCe付活アルミン酸塩蛍光体、SrGa:Eu等のEu付活硫化物蛍光体、を用いることができる。 As the phosphor emitting green light, (Ca, Sr, Ba) 2 SiO 4: Eu, Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12: silicate phosphor such as Ce, Ca 8 MgSi 4 O 16 Cl 2 : Chlorosilicate phosphor such as Eu, Mn, (Ca, Sr, Ba) 3 Si 6 O 9 N 4 : Eu, (Ca, Sr, Ba) 3 Si 6 O 12 N 2 : Eu, (Ca, Sr, Ba) Si 2 O 2 N 2 : Eu, CaSc 2 O 4: Ce, oxynitride phosphors such as β-type sialon, and Ce activated aluminate phosphors such as Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce Eu-activated sulfide phosphors such as SrGa 2 S 4 : Eu can be used.

また、青色光を発する蛍光体としては、(Sr,Ca,Ba)Al:Eu、(Sr,Ca,Ba)Al1425:Eu、(Ba,Sr,Ca)MgAl1017:Eu、BaMgAl1425:Eu,Tb,Sm等のEu付活アルミン酸塩蛍光体、(Ba,Sr,Ca)MgAl1017:Eu,Mn等のEu,Mn付活アルミン酸塩蛍光体、SrGa:Ce、CaGa:Ce等のCe付活チオガレート蛍光体、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(POCl:Eu等のEu付活ハロリン酸塩蛍光体を用いることができる。 As phosphors emitting blue light, (Sr, Ca, Ba) Al 2 O 4 : Eu, (Sr, Ca, Ba) 4 Al 14 O 25 : Eu, (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu, BaMgAl 14 O 25 : Eu-activated aluminate phosphor such as Eu, Tb, Sm, (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu, Mn-activated aluminate such as Eu, Mn Phosphor, Ce-activated thiogallate phosphor such as SrGa 2 S 4 : Ce, CaGa 2 S 4 : Ce, Eu-activated halolin such as (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu An acid salt phosphor can be used.

(封止部材103)
封止部材103は、発光装置100の凹部底面112上に配置された発光素子101を覆うように、透光性樹脂を材料として、充填されて形成される。透光性樹脂は、シリコーン樹脂組成物を使用することが好ましいが、エポキシ樹脂組成物、アクリル樹脂組成物等の絶縁樹脂組成物を使用することもできる。また、封止部材103には蛍光体102が含有されているが、さらに適宜、添加部材を含有させることもできる。例えば、光拡散材を含むことで、発光素子からの指向性を緩和させ、視野角を増大させることができる。
(Sealing member 103)
The sealing member 103 is formed by being filled with a translucent resin so as to cover the light emitting element 101 disposed on the bottom surface 112 of the recess of the light emitting device 100. The translucent resin is preferably a silicone resin composition, but an insulating resin composition such as an epoxy resin composition or an acrylic resin composition can also be used. Moreover, although the phosphor 102 is contained in the sealing member 103, an additive member can be further contained as appropriate. For example, by including a light diffusing material, the directivity from the light emitting element can be relaxed and the viewing angle can be increased.

以下、本発明に係る実施例について詳述する。ただし、これらの実施例は本発明の技術思想を具体化するための蛍光体及びその製造方法を例示するものであって、本発明に係る蛍光体及びその製造方法を下記のものに特定しない。   Examples according to the present invention will be described in detail below. However, these examples illustrate phosphors for embodying the technical idea of the present invention and methods for producing the same, and the phosphors according to the present invention and methods for producing the same are not specified as follows.

以下、本発明に係る蛍光体の実施例1〜14と、その比較例1〜5について説明する。実施例1〜14および比較例1〜5において、原料は、窒化ストロンチウム(Sr)、窒化カルシウム(Ca)、窒化バリウム(Ba)、窒化ケイ素(Si)、酸化ユーロピウム(Eu)を共通して使用し、これらの原料を以下の各仕込み組成比になるように秤量し、蛍光体をそれぞれ得た。 Hereinafter, Examples 1 to 14 of the phosphor according to the present invention and Comparative Examples 1 to 5 will be described. In Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 5, the raw materials are strontium nitride (Sr 3 N 2 ), calcium nitride (Ca 3 N 2 ), barium nitride (Ba 3 N 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4). ) And europium oxide (Eu 2 O 3 ) were commonly used, and these raw materials were weighed so as to have the following charged composition ratios to obtain phosphors.

(実施例1〜4)
実施例1に係る蛍光体の仕込み組成比は、SrSi10:Eu0.04である。具体的には、Sr、Si、Euの粉末を原料とし、モル比でSr:Si:Eu=0.32:2.33:0.02となるように各原料を秤量した。具体的には、各原料を以下に示す質量に計量した。ただし、各蛍光体原料の純度を100%と仮定している。
Sr・・・・10.89g
Si・・・・38.29g
Eu・・・・0.82g
窒素パージされたグローブボックス中で、上記のように秤量した原料を乳鉢によって乾式で十分に混合した後、当該混合物を炉内に載置し、窒素雰囲気中、約2000℃で約5時間の焼成を行った。これにより、仕込み組成比がSrSi10:Eu0.04である蛍光体を得た。実施例1の蛍光体の生成における反応式の例を下記の[化1]に示す。
(Examples 1-4)
The composition ratio of the phosphor according to Example 1 is SrSi 7 N 10 : Eu 0.04 . Specifically, powders of Sr 3 N 2 , Si 3 N 4 , and Eu 2 O 3 are used as raw materials, and Sr 3 N 2 : Si 3 N 4 : Eu 2 O 3 = 0.32: 2.33 in molar ratio. : Each raw material was weighed so as to be 0.02. Specifically, each raw material was weighed to the mass shown below. However, the purity of each phosphor material is assumed to be 100%.
Sr 3 N 2 ... 10.89 g
Si 3 N 4 ···· 38.29g
Eu 2 O 3 ... 0.82 g
In a glove box purged with nitrogen, the raw materials weighed as described above are thoroughly mixed by a mortar in a dry manner, and then the mixture is placed in a furnace and baked at about 2000 ° C. for about 5 hours in a nitrogen atmosphere. Went. Thereby, a phosphor having a charged composition ratio of SrSi 7 N 10 : Eu 0.04 was obtained. An example of a reaction formula for producing the phosphor of Example 1 is shown in [Chemical Formula 1] below.

ただし、上記の化学式は、原料に含まれる元素が失われることなく反応したとする、理論上想定される反応式である。本実施の形態に係る蛍光体は、焼成する際に元素の一部が失われているため、上記の反応式に示された生成物の組成とは異なる組成を有している。   However, the above chemical formula is a theoretically assumed reaction formula in which the elements contained in the raw material are reacted without being lost. The phosphor according to the present embodiment has a composition different from the composition of the product shown in the above reaction formula because a part of the element is lost during firing.

実施例2〜4の蛍光体は、仕込み組成の変更の他は、実施例1と同様の操作を行うことによって得た。   The phosphors of Examples 2 to 4 were obtained by performing the same operations as in Example 1 except for changing the charged composition.

表1は、実施例1〜4の蛍光体について、仕込み組成比と、焼成時間、発光色の色度座標、輝度、発光スペクトルのピーク波長を測定した結果を示す。表1における輝度は、実施例1の輝度を100%とした時の相対輝度である。   Table 1 shows the results of measuring the charged composition ratio, the firing time, the chromaticity coordinates of the emission color, the luminance, and the peak wavelength of the emission spectrum for the phosphors of Examples 1 to 4. The luminances in Table 1 are relative luminances when the luminance of Example 1 is 100%.

特に断りのない限り、以下の実施例に係る蛍光体は、400nmの励起光を用いて、蛍光体を発光させている。   Unless otherwise specified, the phosphors according to the following examples emit light using 400 nm excitation light.

この結果から、本実施の形態に係る蛍光体を構成する元素のモル比は、アルカリ土類金属元素をMとして、M+Eu:Si:N=1:6〜7:8.67〜10であることが好ましい。   From this result, the molar ratio of the elements constituting the phosphor according to the present embodiment is M + Eu: Si: N = 1: 6 to 7: 8.67-10, where M is an alkaline earth metal element. Is preferred.

図1は、実施例1〜4の蛍光体のX線回折パターンを示す。また、表2は、実施例1〜4の蛍光体のX線回折において、各2θ範囲内にある回折ピークの強度の値を示す。この回折ピークの強度は、2θが29.3°〜29.9°の範囲内にある回折ピークの強度を100%とし、その他の回折ピークの相対強度を示している。   FIG. 1 shows X-ray diffraction patterns of the phosphors of Examples 1 to 4. Table 2 shows the values of the intensity of diffraction peaks in each 2θ range in the X-ray diffraction of the phosphors of Examples 1 to 4. The intensity of this diffraction peak indicates the relative intensity of other diffraction peaks, with the intensity of the diffraction peak having 2θ in the range of 29.3 ° to 29.9 ° being 100%.

この結果から、仕込みの元素比によって各2θ範囲におけるピーク強度比が変化することがわかる。   From this result, it can be seen that the peak intensity ratio in each 2θ range varies depending on the element ratio of preparation.

図2は、実施例1の蛍光体における励起スペクトルを示す。図3は、実施例1の蛍光体における反射スペクトルを示す。図4は、実施例1における蛍光体を400nmで励起した際の発光スペクトルを示す。図5は、実施例1に係る蛍光体のSEM像を示す。   FIG. 2 shows an excitation spectrum of the phosphor of Example 1. FIG. 3 shows the reflection spectrum of the phosphor of Example 1. FIG. 4 shows an emission spectrum when the phosphor in Example 1 is excited at 400 nm. FIG. 5 shows an SEM image of the phosphor according to Example 1.

この結果から、実施例1の蛍光体は、300〜400nmにピーク波長を持つ光で励起すると、456nmにピーク波長を持つ青色に発光することがわかる。   From this result, it can be seen that the phosphor of Example 1 emits blue light having a peak wavelength at 456 nm when excited with light having a peak wavelength at 300 to 400 nm.

(実施例5〜9)
実施例5〜9の蛍光体は、Srに対するEu濃度が、所定の濃度になるように原料を秤量した他は、実施例1と同様の操作を行って得た。
(Examples 5 to 9)
The phosphors of Examples 5 to 9 were obtained by performing the same operation as in Example 1 except that the raw materials were weighed so that the Eu concentration relative to Sr was a predetermined concentration.

表3は、実施例5〜9の蛍光体について、仕込み組成比、発光色の色度座標、輝度、発光スペクトルのピーク波長を測定した結果を示す。ここで輝度は、実施例7の輝度を100%とした時の相対輝度である。   Table 3 shows the results of measuring the charged composition ratio, the chromaticity coordinates of the emission color, the luminance, and the peak wavelength of the emission spectrum for the phosphors of Examples 5 to 9. Here, the luminance is relative luminance when the luminance of Example 7 is set to 100%.

この結果から、実施例5〜9の蛍光体は、400nmにピーク波長を持つ光で励起すると、455nm〜457nmにピーク波長を持つ青色に発光した。Eu濃度を増加させるにつれて、僅かではあるがピーク波長を長波長にすることができる。また、Eu濃度が6%までは発光輝度が向上するが、それを超えると濃度消光が生じ、発光輝度が低下すると思われる。   From these results, the phosphors of Examples 5 to 9 emitted blue light having a peak wavelength of 455 nm to 457 nm when excited with light having a peak wavelength of 400 nm. As the Eu concentration is increased, the peak wavelength can be made longer, although slightly. Further, although the luminance is improved up to 6% Eu concentration, it is considered that the concentration is extinguished and the luminance is lowered when the Eu concentration is exceeded.

図6は、実施例5〜9における蛍光体のX線回折パターンを示す。また、表4は、実施例5〜9に係る蛍光体のX線回折において、各2θ範囲内にある回折ピークの強度の値を示す。この回折ピークの強度は、2θが29.3°〜29.9°の範囲内にある回折ピークの強度を100%とし、その他の回折ピークの相対強度を示している。   FIG. 6 shows X-ray diffraction patterns of the phosphors in Examples 5 to 9. Table 4 shows the values of the intensity of diffraction peaks in the respective 2θ ranges in the X-ray diffraction of the phosphors according to Examples 5 to 9. The intensity of this diffraction peak indicates the relative intensity of other diffraction peaks, with the intensity of the diffraction peak having 2θ in the range of 29.3 ° to 29.9 ° being 100%.

この結果より、Srに対するEu濃度によって各2θ範囲にあるピーク強度比も変化するが、いずれも先に示した各2θ範囲での強度範囲を満たしている。 From this result, the peak intensity ratio in each 2θ range also changes depending on the Eu concentration with respect to Sr, but all satisfy the intensity range in each 2θ range described above.

(実施例10〜11、比較例1〜3)
実施例11および比較例1〜3の蛍光体は、Srの一部をCaで置換するために、Srの一部をCaに置き換えて秤量および混合した他は、実施例1と同様の操作を行って得たものである。
(Examples 10-11, Comparative Examples 1-3)
Phosphor of Example 11 and Comparative Examples 1 to 3, to replace a part of Sr with Ca, the other were weighed and mixed by replacing a part of Sr 3 N 2 in Ca 3 N 2 is Example 1 was obtained by performing the same operation as in 1.

表5は、実施例10〜11および比較例1〜3の蛍光体について、仕込み組成比、発光色の色度座標、輝度、発光スペクトルのピーク波長を測定した結果を示す。ここで輝度は、Ca置換を行っていない、実施例10の輝度を100%とした時の相対輝度である。   Table 5 shows the measurement results of the charged composition ratio, the chromaticity coordinates of the emission color, the luminance, and the peak wavelength of the emission spectrum for the phosphors of Examples 10 to 11 and Comparative Examples 1 to 3. Here, the luminance is a relative luminance when the luminance of Example 10 without Ca substitution is 100%.

この結果から、実施例11のSrのCaによる10%置換では発光輝度を約80%維持できるが、比較例1〜3の30%以上の置換では発光輝度が大幅に低下した。また、比較例2〜3の50%以上の置換では、メインピーク波長も変化した。   From this result, the emission luminance can be maintained at about 80% with 10% substitution of Sr by Ca in Example 11; however, the emission luminance was greatly reduced with 30% or more substitution in Comparative Examples 1 to 3. Moreover, the main peak wavelength also changed in the substitution of 50% or more in Comparative Examples 2 to 3.

図7は、実施例10〜11および比較例1〜3の蛍光体のX線回折パターンを示す。また、表6は、実施例10〜11および比較例1〜3の蛍光体のX線回折において、各2θ範囲内にある回折ピークの強度の値を示す。この回折ピークの強度は、2θが29.3°〜29.9°の範囲内にある回折ピークの強度を100%とし、その他の回折ピークの相対強度を示している。   FIG. 7 shows the X-ray diffraction patterns of the phosphors of Examples 10-11 and Comparative Examples 1-3. Table 6 shows the intensity values of diffraction peaks in each 2θ range in the X-ray diffraction of the phosphors of Examples 10 to 11 and Comparative Examples 1 to 3. The intensity of this diffraction peak indicates the relative intensity of other diffraction peaks, with the intensity of the diffraction peak having 2θ in the range of 29.3 ° to 29.9 ° being 100%.

この結果は、SrのCaによる置換によって、特に約30%以上で、各2θ範囲にあるピーク強度比が大きく変化し、本発明の蛍光体とは異なるXRDパターンになることを示す。このことから、SrをCaで置換することにより、特に約30%以上で、別の組成が生成してしまうため、発光輝度が大幅に低下してしまうと思われる。   This result indicates that the substitution of Sr with Ca causes the peak intensity ratio in each 2θ range to change greatly, particularly at about 30% or more, resulting in an XRD pattern different from the phosphor of the present invention. From this, it is considered that when Sr is replaced with Ca, another composition is generated particularly at about 30% or more, and thus the emission luminance is greatly reduced.

(実施例12〜14、比較例4〜5)
実施例12〜14および比較例4〜5の蛍光体は、Srの一部をBaで置換するために、Srの一部をBaに置き換えて秤量および混合した他は、実施例1と同様の操作を行って得た。
(Examples 12-14, Comparative Examples 4-5)
The phosphors of Examples 12-14 and Comparative Examples 4-5 were weighed and mixed by substituting Ba 3 N 2 for part of Sr 3 N 2 in order to replace part of Sr with Ba. Obtained by carrying out the same operation as in Example 1.

表7は、実施例12〜14および比較例4〜5の蛍光体について、仕込み組成比、発光色の色度座標、輝度、発光スペクトルのピーク波長を測定した結果を示す。ここで、輝度は、Ba置換を行っていない、実施例12の輝度を100%とした時の相対輝度である。   Table 7 shows the results of measuring the charged composition ratio, the chromaticity coordinates of the emission color, the luminance, and the peak wavelength of the emission spectrum for the phosphors of Examples 12 to 14 and Comparative Examples 4 to 5. Here, the luminance is a relative luminance when the luminance of Example 12 is 100% without Ba substitution.

この結果から、実施例12〜14のSrのBaによる約10〜50%置換では発光輝度を90%以上維持できるが、比較例4の約70%置換では発光輝度80%を下回った。また、置換量によらず、ピーク波長はほとんど変化しない。   From this result, the emission luminance can be maintained at 90% or more with about 10 to 50% substitution of Sr of Ba in Examples 12 to 14, but the emission luminance is lower than 80% with about 70% substitution in Comparative Example 4. Moreover, the peak wavelength hardly changes regardless of the substitution amount.

図8は、実施例12〜14および比較例4〜5の蛍光体のX線回折パターンを示す。また、表8は、実施例12〜14および比較例4〜5のX線回折における各2θ範囲内にある回折ピークの強度の値を示す。この回折ピークの強度は、2θが29.3°〜29.9°の範囲内にある回折ピークの強度を100%とし、その他の回折ピークの相対強度を示している。   FIG. 8 shows the X-ray diffraction patterns of the phosphors of Examples 12 to 14 and Comparative Examples 4 to 5. Table 8 shows the intensity values of diffraction peaks in each 2θ range in the X-ray diffraction of Examples 12 to 14 and Comparative Examples 4 to 5. The intensity of this diffraction peak indicates the relative intensity of other diffraction peaks, with the intensity of the diffraction peak having 2θ in the range of 29.3 ° to 29.9 ° being 100%.

この結果は、SrのBaによる置換では、Caでの置換時と比較して、50%置換まで各2θ範囲にあるピーク強度比に大きな変化がないことを示す。また、SrのBaによる置換では、置換量の増加に伴って低角度側へのシフトが見られる。これは、元の結晶構造を維持したままSrがBaで置換されて格子定数が大きくなっていることを示している。このことから、SrのBaによる置換の場合、Caでの置換と異なり、元の構造を概ね維持したまま置換できるため、発光輝度が急激に低下しないものと推測される。   This result shows that the substitution of Sr with Ba does not significantly change the peak intensity ratio in each 2θ range up to 50% substitution compared to the substitution with Ca. Further, in the replacement of Sr with Ba, a shift to the low angle side is observed as the replacement amount increases. This indicates that Sr is replaced with Ba while maintaining the original crystal structure, and the lattice constant is increased. From this, in the case of substitution of Sr with Ba, unlike the substitution with Ca, the substitution can be performed while maintaining the original structure in general, so that it is presumed that the emission luminance does not rapidly decrease.

本発明の蛍光体およびこれを用いた発光装置は、蛍光表示管、ディスプレイ、PDP、CRT、FL、FEDおよび投射管等、特に青色発光ダイオード又は紫外線発光ダイオードを光源とする発光特性に極めて優れた暖色系の白色光を発する照明用光源、バックライト光源等に好適に利用できる。   The phosphor of the present invention and a light-emitting device using the phosphor are extremely excellent in light emission characteristics using a fluorescent light-emitting diode, a display, a PDP, a CRT, a FL, a FED, a projection tube, etc., particularly a blue light-emitting diode or an ultraviolet light-emitting diode as a light source. It can be suitably used for illumination light sources, backlight light sources, and the like that emit warm white light.

100・・・発光装置、101・・・発光素子、102・・・蛍光体、103・・・封止部材、104・・・導電性ワイヤ、110・・・パッケージ、111・・・リード電極、112・・・凹部底面。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Light emitting device, 101 ... Light emitting element, 102 ... Phosphor, 103 ... Sealing member, 104 ... Conductive wire, 110 ... Package, 111 ... Lead electrode, 112... Concave bottom surface.

Claims (2)

一般式が、Sr1−aCaSi10:Eu(ただし、0<a≦0.1)、または、Sr1−bBaSi10:Eu(ただし、0<b<0.5)で表され、紫外線により励起されて発光する蛍光体であって、
CuKα線によるX線回折パターンにおいて、2θが29.3°〜29.9°の範囲にある回折ピークの強度を100%としたとき、
2θが30.6°〜31.2°の範囲内にある回折ピークの相対強度は、410%〜650%であり、
2θが55.8°〜56.4°の範囲内にある回折ピークの相対強度は、90%〜160%であり、
2θが66.1°〜66.7°の範囲内にある回折ピークの相対強度は、60%〜105%である相を主とした生成相を含有することを特徴とする蛍光体。
The general formula is Sr 1-a Ca a Si 7 N 10 : Eu (where 0 <a ≦ 0.1) or Sr 1-b Ba b Si 7 N 10 : Eu (where 0 <b <0 .5), a phosphor that emits light when excited by ultraviolet rays,
In the X-ray diffraction pattern by CuKα rays, when the intensity of a diffraction peak in the range of 2θ in the range of 29.3 ° to 29.9 ° is 100%,
The relative intensity of the diffraction peak with 2θ in the range of 30.6 ° to 31.2 ° is 410% to 650%,
The relative intensity of the diffraction peak with 2θ in the range of 55.8 ° to 56.4 ° is 90% to 160%,
A phosphor characterized in that it contains a product phase mainly composed of a phase having a relative intensity of a diffraction peak having 2θ in the range of 66.1 ° to 66.7 ° of 60% to 105%.
少なくとも紫外線を含む光を発する励起光源と、その励起光源からの光の一部を吸収して発光する蛍光体と、を有する発光装置であって、
前記蛍光体は、請求項1に記載の蛍光体であることを特徴とする発光装置。
A light-emitting device having an excitation light source that emits light including at least ultraviolet light, and a phosphor that emits light by absorbing a part of the light from the excitation light source,
The light emitting device according to claim 1, wherein the phosphor is the phosphor according to claim 1.
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