JP6239456B2 - Phosphor and method for producing the same - Google Patents

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Description

本発明は、蛍光体およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a phosphor and a manufacturing method thereof.

近年、LED照明やディスプレイ等の発光装置において、光変換を担う蛍光体が装置に組み込まれている。
例えば、LED照明として、励起光源として有望と考えられている、青色光または近紫外光を放出するInGaN系半導体チップ上に、シリコン樹脂等の中に蛍光体を分散したものを滴下して、チップを蛍光体で被覆するものが開発されている。この場合、InGaN系半導体チップが放出する光と、このチップが放出する光によって励起される蛍光体が発する光とで色味を調整する。
In recent years, phosphors responsible for light conversion have been incorporated into light emitting devices such as LED lighting and displays.
For example, a LED in which phosphors are dispersed in silicon resin or the like is dropped onto an InGaN-based semiconductor chip that emits blue light or near-ultraviolet light, which is considered promising as an LED light source. Have been developed that are coated with a phosphor. In this case, the color is adjusted by the light emitted by the InGaN-based semiconductor chip and the light emitted by the phosphor excited by the light emitted by the chip.

このような発光装置では、蛍光体の発光特性が、装置の特性において、非常に重要な役割を担っている。光変換を担う蛍光体の発光特性向上が、発光装置の特性を向上させる上で非常に重要である。現在、このような発光装置には、黄色発光を示すYAl12:Ce、赤色発光を示すCaAlSiN:Euといった可視光励起型の蛍光体が主に使用されている。これらの蛍光体では、数μmから数十μmの粒径においてもっとも発光特性がよいとされている。このため、平均粒径が上記の値を持つような蛍光体粒子が使用されている。平均粒径が1μm未満の微粒子蛍光体は、結晶性が乏しく、欠陥が多く、賦活元素の分散が十分でないため、輝度が大幅に低減したものとなり、一般に、LED/蛍光体を使用した照明やディスプレイ等の発光装置に不向きである。 In such a light emitting device, the light emission characteristics of the phosphor play a very important role in the characteristics of the device. Improvement of the light emission characteristics of the phosphor responsible for light conversion is very important for improving the characteristics of the light emitting device. At present, such a light emitting device mainly uses visible light excitation type phosphors such as Y 3 Al 12 O 5 : Ce that emits yellow light and CaAlSiN 3 : Eu that emits red light. These phosphors are said to have the best light emission characteristics at a particle size of several μm to several tens of μm. For this reason, phosphor particles whose average particle diameter has the above values are used. The fine particle phosphor having an average particle size of less than 1 μm has a poor crystallinity, a large number of defects, and insufficient dispersion of the activation element, so that the luminance is greatly reduced. In general, illumination using an LED / phosphor Not suitable for light-emitting devices such as displays.

その一方で、発光効率の高い1μm未満の微粒子蛍光体は多くの用途で必要性が高い。
例えば、古くから使用されていた蛍光ランプにおいて、1μm未満の微粒子蛍光体は十μm程度の蛍光体より、その塗布性能に優れ、塗布量が少なくてすむ傾向があった。ここ十数年で立ち上がってきたLED照明パッケージにおいても同様であり、1μm未満の微粒子蛍光体は十μm程度の蛍光体より分散性に優れ搭載量が少なく、かつ、光分散性が向上するといった大きな長所を有している。
On the other hand, a fine particle phosphor of less than 1 μm with high luminous efficiency is highly necessary for many applications.
For example, in fluorescent lamps that have been used for a long time, fine particle phosphors of less than 1 μm tend to have better application performance and less application amount than phosphors of about 10 μm. The same applies to LED lighting packages that have been launched in the last decades, and the fine particle phosphors of less than 1 μm are more dispersible and less loaded than phosphors of about 10 μm, and the light dispersibility is improved. Has advantages.

可視光で励起される1μm未満の微粒子蛍光体も同様に多くの用途で必要性が高い。この場合の可視光励起蛍光体は、Eu2+やCe3+等の賦活イオンで結晶場分裂が十分大きくなり、nephelauxetic効果が十分大きい窒素アニオンの蛍光体である必要がある。従って、前記の効果を十分高めて1μm未満の酸窒化物微粒子蛍光体又は1μm未満の窒化物微粒子蛍光体の発光効率をLED用蛍光体と同等レベルに引き上げることが課題となる。 A fine particle phosphor of less than 1 μm excited by visible light is also highly necessary for many applications. In this case, the visible light excitation phosphor needs to be a nitrogen anion phosphor with sufficiently large crystal field splitting due to activation ions such as Eu 2+ and Ce 3+ and a sufficiently large nephelux effect. Therefore, it becomes a problem to sufficiently enhance the above-described effect and raise the luminous efficiency of the oxynitride fine particle phosphor of less than 1 μm or the nitride fine particle phosphor of less than 1 μm to the same level as the LED phosphor.

粒径の小さいアルカリ土類金属元素およびケイ素含有の窒化物蛍光体や酸窒化物蛍光体を形成するため、以下の方法が試みられている。
例えば、特許文献1では、先ず、平均粒径がそれぞれ50nm以下の蛍光体原料粉末の混合物からなる蛍光体前駆体粉末を用意する。蛍光体原料粉末として、例えば、窒化ケイ素粉末が用いられる。この蛍光体前駆体粉末に溶媒を加えてスラリーを形成する。その後、このスラリーに有機バインダを添加する。その後、有機バインダが添加されたスラリーを噴霧乾燥法により乾燥して粒径2μm以下の顆粒を形成する。このようにして形成された顆粒を焼成することにより、目的とする蛍光体を得る。特許文献1に開示された方法では、噴霧乾燥法により形成される蛍光体前駆体粉末の粒径2μm以下の顆粒を焼成すると、前駆体粉末が焼結した状態になる。このため、粒径の小さい蛍光体粒子を合成することは困難である。また、粒径2μm以下の顆粒とするために有機バインダを使用しているため、焼成によっても除去しきれない炭素が蛍光体の発光特性を阻害する恐れがある。また、Eu等の賦活元素の化合物と、賦活元素が置換されるサイトを提供するアルカリ土類金属元素の化合物とが別々に原料として用意されているため、焼成によりEuがアルカリ土類金属元素のサイト中に十分に分散することが困難である。これらの結果、得られる蛍光体の発光効率が低くなる。
特許文献2では、蛍光体原料からなる前駆体粒子の混合物を形成する。前駆体粒子の少なくとも1つは、平均1次粒子サイズが100nmより小さい。平均1次粒子サイズが100nmより小さい前駆体粒子として、例えば、窒化ケイ素粒子が用いられる。その後、この混合物を焼成して、固相反応により、目的とする蛍光体を得る。特許文献2に開示された方法では、前駆体粒子の混合物を焼成して得られた蛍光体は、シリコン窒化物粒子やシリコンオキシ窒化物粒子の堆積物である。このため、1次粒子同士の固着などにより、粒径の小さい蛍光体粒子を合成することは困難である。また、特許文献1の場合と同様、賦活元素の化合物とアルカリ土類金属元素の化合物とが別々に用意されているため、粒子がサブミクロンに達するまでの間に十分なEuの分散がおこっていないため発光効率が低くなる。
In order to form an alkaline earth metal element having a small particle size and a silicon-containing nitride phosphor or oxynitride phosphor, the following method has been attempted.
For example, in Patent Document 1, first, a phosphor precursor powder made of a mixture of phosphor raw material powders having an average particle diameter of 50 nm or less is prepared. For example, silicon nitride powder is used as the phosphor raw material powder. A solvent is added to the phosphor precursor powder to form a slurry. Thereafter, an organic binder is added to the slurry. Thereafter, the slurry to which the organic binder has been added is dried by spray drying to form granules having a particle size of 2 μm or less. The target phosphor is obtained by firing the granules thus formed. In the method disclosed in Patent Document 1, when a granule having a particle size of 2 μm or less of a phosphor precursor powder formed by spray drying is fired, the precursor powder is in a sintered state. For this reason, it is difficult to synthesize phosphor particles having a small particle size. In addition, since an organic binder is used to obtain granules having a particle size of 2 μm or less, carbon that cannot be removed even by firing may hinder the light emission characteristics of the phosphor. In addition, since a compound of an activation element such as Eu and an alkaline earth metal element compound that provides a site where the activation element is replaced are prepared as raw materials separately, Eu is converted into an alkaline earth metal element by firing. Difficult to distribute well throughout the site. As a result, the luminous efficiency of the phosphor obtained is lowered.
In Patent Document 2, a mixture of precursor particles made of a phosphor material is formed. At least one of the precursor particles has an average primary particle size of less than 100 nm. As precursor particles having an average primary particle size of less than 100 nm, for example, silicon nitride particles are used. Then, this mixture is baked and the target fluorescent substance is obtained by solid-phase reaction. In the method disclosed in Patent Document 2, the phosphor obtained by firing a mixture of precursor particles is a deposit of silicon nitride particles or silicon oxynitride particles. For this reason, it is difficult to synthesize phosphor particles having a small particle diameter due to adhesion between primary particles. Further, as in the case of Patent Document 1, since the activation element compound and the alkaline earth metal element compound are prepared separately, sufficient dispersion of Eu occurs until the particles reach submicron. Therefore, the luminous efficiency is lowered.

特開2007−314726号公報JP 2007-314726 A 特表2011−515536号公報Special table 2011-515536 gazette

上述したように、蛍光体量を低減した高性能発光装置の用途などに使用される蛍光体に求められる1μm未満の微粒子蛍光体の発光効率は、従来法で形成した場合に数μ〜十数μmの粒径で達成するレベルに到達していない。   As described above, the luminous efficiency of fine particle phosphors of less than 1 μm required for phosphors used for high-performance light-emitting devices with a reduced amount of phosphors is several μ to ten or more when formed by the conventional method. The level achieved with a particle size of μm has not been reached.

このため、本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、蛍光体単独での発光効率が高く、かつ、1μm未満の平均粒径を有する、アルカリ土類金属元素とケイ素とを含有する窒化物および酸窒化物の少なくとも一方を含む蛍光体およびその製造方法を提供することを目的とする。   For this reason, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an alkaline earth metal element and silicon having high luminous efficiency with a phosphor alone and an average particle size of less than 1 μm. An object of the present invention is to provide a phosphor containing at least one of a nitride and an oxynitride contained therein and a method for producing the same.

本発明者は、上述した目的を達成するために鋭意検討し、窒化ケイ素微粒子の表面に、アルカリ土類金属元素と賦活元素を湿式化学法によって微細に堆積させた微粒子状の蛍光体前駆体粒子から、発光特性の優れた小粒径の、アルカリ土類金属元素とケイ素とを含有する窒化物および酸窒化物の少なくとも一方を含む蛍光体が得られるという知見を得るに至った。   The present inventor has intensively studied to achieve the above-described object, and fine phosphor precursor particles in which an alkaline earth metal element and an activation element are finely deposited on the surface of silicon nitride fine particles by a wet chemical method. Thus, the inventors have obtained the knowledge that a phosphor containing at least one of a nitride containing an alkaline earth metal element and silicon and an oxynitride having a small particle diameter and excellent emission characteristics can be obtained.

本発明は、この知見に基づいてなされたものであり、以下の構成を有する。   This invention is made | formed based on this knowledge, and has the following structures.

(構成1)
アルカリ土類金属元素、ケイ素および賦活剤元素を含有する窒化物および酸窒化物の少なくとも一方を含む蛍光体であって、
体積平均粒径が50nm以上400nm以下であり、励起波長450nmにおける内部量子効率が60%以上である蛍光体。
(Configuration 1)
A phosphor containing at least one of a nitride and an oxynitride containing an alkaline earth metal element, silicon and an activator element,
A phosphor having a volume average particle diameter of 50 nm to 400 nm and an internal quantum efficiency of 60% or more at an excitation wavelength of 450 nm.

(構成2)
当該蛍光体は、組成式MSiで表わされ、
前記酸窒化物は、SrSiと同じ結晶構造を有し、
前記元素Mは、Ca、Sr、BaおよびMgからなる群から少なくともSrを含んで選択される1種類以上のアルカリ土類金属元素とEuおよびCeからなる群から少なくともEuを含んで選択される1種類以上の賦活剤元素とを有し、元素Mの合計に対して、15モル%以上99モル%以下のSrと1モル%以上20モル%以下の賦活剤元素とを有する構成1に記載の蛍光体。
(Configuration 2)
The phosphor is represented by a composition formula MSi 2 O 2 N 2 ,
The oxynitride has the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 ,
The element M is selected from one or more alkaline earth metal elements selected from the group consisting of Ca, Sr, Ba and Mg and containing at least Eu from at least one alkaline earth metal element selected from the group consisting of Eu and Ce. 2 or more types of activator elements, and 15 mol% or more and 99 mol% or less of Sr and 1 mol% or more and 20 mol% or less of activator elements with respect to the total of element M Phosphor.

(構成3)
体積平均粒度分布指標が1.20以上1.35以下である構成1または2に記載の蛍光体。
(Configuration 3)
The phosphor according to Configuration 1 or 2, wherein the volume average particle size distribution index is 1.20 or more and 1.35 or less.

(構成4)
前記酸窒化物と異なる結晶構造を有するケイ素含有化合物を含み、
前記酸窒化物は、前記酸窒化物と前記ケイ素含有化合物との合計に対して、50質量%以上含まれる構成2または3に記載の蛍光体。
(Configuration 4)
A silicon-containing compound having a different crystal structure from the oxynitride,
The phosphor according to Configuration 2 or 3, wherein the oxynitride is included in an amount of 50% by mass or more based on a total of the oxynitride and the silicon-containing compound.

(構成5)
アルカリ土類金属元素、ケイ素および賦活剤元素を含有する窒化物および酸窒化物の少なくとも一方を含む蛍光体の製造方法であって、
窒化ケイ素粒子と、前記窒化ケイ素粒子の表面に堆積されたアルカリ土類金属元素を含有する化合物と賦活剤元素を含有する化合物とを含み、体積平均粒径が250nm以下である蛍光体前駆体粒子を準備する前駆体準備工程と、
前記蛍光体前駆体粒子を焼成する焼成工程と
を含む蛍光体の製造方法。
(Configuration 5)
A method for producing a phosphor containing at least one of a nitride and an oxynitride containing an alkaline earth metal element, silicon and an activator element,
Phosphor precursor particles comprising a silicon nitride particle, a compound containing an alkaline earth metal element deposited on the surface of the silicon nitride particle, and a compound containing an activator element, and having a volume average particle size of 250 nm or less A precursor preparation step to prepare,
And a firing step of firing the phosphor precursor particles.

(構成6)
前記前駆体準備工程は、窒化ケイ素粒子とアルカリ土類金属元素を含有する物質と賦活剤元素を含有する物質とを含む懸濁液に湿式化学法を適用して、前記窒化ケイ素粒子の表面に、前記アルカリ土類金属元素を含有する化合物および前記賦前記活剤元素を含有する化合物が混ざり合って堆積された蛍光体前駆体粒子を形成する前駆体形成工程を含む構成5に記載の蛍光体の製造方法。
(Configuration 6)
In the precursor preparation step, a wet chemical method is applied to a suspension containing silicon nitride particles, a substance containing an alkaline earth metal element, and a substance containing an activator element, and the surface of the silicon nitride particles is applied. The phosphor according to Configuration 5, further comprising a precursor forming step of forming phosphor precursor particles in which the compound containing the alkaline earth metal element and the compound containing the activator element are mixed and deposited. Manufacturing method.

(構成7)
前記蛍光体前駆体粒子は、窒化ケイ素粒子と、前記窒化ケイ素粒子の表面に堆積されたCa、Sr、BaおよびMgからなる群から少なくともSrを含んで選択される1種類以上の前記アルカリ土類金属元素を含有する化合物ならびにEuおよびCeからなる群から少なくともEuを含んで選択される1種類以上の前記賦活剤元素を含有する化合物とを、アルカリ土類金属元素および賦活剤元素の合計とケイ素のモル比が1:1.4から1:2.86の範囲で含み、
前記蛍光体前駆体粒子は、アルカリ土類金属元素および賦活剤元素の合計に対して、15モル%以上99モル%以下のSrと1モル%以上20モル%以下の賦活剤元素とを有する構成5に記載の蛍光体の製造方法。
(Configuration 7)
The phosphor precursor particles are one or more kinds of alkaline earths selected from silicon nitride particles and at least Sr selected from the group consisting of Ca, Sr, Ba and Mg deposited on the surface of the silicon nitride particles. A compound containing a metal element and a compound containing one or more activator elements selected from the group consisting of Eu and Ce, including at least Eu, a total of an alkaline earth metal element and an activator element and silicon In a range of 1: 1.4 to 1: 2.86,
The phosphor precursor particles have a composition having 15 mol% or more and 99 mol% or less of Sr and 1 mol% or more and 20 mol% or less of the activator element with respect to the total of the alkaline earth metal element and the activator element. 6. The method for producing a phosphor according to 5.

(構成8)
前記前駆体準備工程は、
窒化ケイ素粒子とCa、Sr、BaおよびMgからなる群から少なくともSrを含んで選択される1種類以上のアルカリ土類金属元素を含む物質とEuおよびCeからなる群から少なくともEuを含んで選択される1種類以上の賦活剤元素を含む物質とを、アルカリ土類金属元素および賦活剤元素の合計とケイ素のモル比が1:1.4から1:2.86の範囲で含む懸濁液を形成する懸濁液形成工程と、
前記懸濁液に湿式化学法を適用して、前記アルカリ土類金属元素を含有する化合物と前記賦活剤元素を含有する化合物とを析出させ、前記窒化ケイ素粒子の表面に、前記アルカリ土類金属元素を含有する化合物および前記賦活剤元素を含有する化合物が混ざり合って堆積された蛍光体前駆体粒子を形成する前駆体形成工程とを含み、
前記懸濁液は、アルカリ土類金属元素および賦活剤元素の合計に対して、15モル%以上99モル%以下のSrと1モル%以上20モル%以下の賦活剤元素とを有する構成7に記載の蛍光体の製造方法。
(Configuration 8)
The precursor preparation step includes
Selected from the group consisting of silicon nitride particles and one or more alkaline earth metal elements selected from the group consisting of Ca, Sr, Ba and Mg and including at least Eu from the group consisting of Eu and Ce A suspension containing a substance containing one or more activator elements in a molar ratio of the total of alkaline earth metal elements and activator elements to silicon in the range of 1: 1.4 to 1: 2.86. A suspension forming step to form;
A wet chemical method is applied to the suspension to precipitate a compound containing the alkaline earth metal element and a compound containing the activator element, and the alkaline earth metal is deposited on the surface of the silicon nitride particles. A precursor forming step of forming phosphor precursor particles in which a compound containing an element and a compound containing the activator element are mixed and deposited,
The suspension has a configuration 7 having 15 mol% or more and 99 mol% or less of Sr and 1 mol% or more and 20 mol% or less of the activator element with respect to the total of the alkaline earth metal element and the activator element. The manufacturing method of fluorescent substance of description.

(構成9)
前記湿式化学法は、共沈法およびクエン酸塩法の少なくとも一方である構成6または8に記載の蛍光体の製造方法。
(Configuration 9)
The method for producing a phosphor according to Configuration 6 or 8, wherein the wet chemical method is at least one of a coprecipitation method and a citrate method.

(構成10)
前記湿式化学法は共沈法である構成9に記載の蛍光体の製造方法。
(Configuration 10)
The method for producing a phosphor according to Configuration 9, wherein the wet chemical method is a coprecipitation method.

(構成11)
前記アルカリ土類金属元素を含有する化合物および前記賦活剤元素を含有する化合物は、それぞれ、炭酸塩、炭酸水素塩、リン酸塩、カルボン酸塩、シュウ酸塩、硫酸塩、有機金属化合物および水酸化物からなる群から選択される1種類以上の化合物を含む構成5から10のいずれか1項に記載の蛍光体の製造方法。
(Configuration 11)
The compound containing the alkaline earth metal element and the compound containing the activator element are carbonate, hydrogen carbonate, phosphate, carboxylate, oxalate, sulfate, organometallic compound and water, respectively. 11. The method for producing a phosphor according to any one of constitutions 5 to 10, comprising at least one compound selected from the group consisting of oxides.

(構成12)
前記アルカリ土類金属元素を含有する化合物および前記賦活剤元素を含有する化合物は、それぞれ、炭酸塩および水酸化物からなる群から選択される1種類以上の化合物を含む構成11に記載の蛍光体の製造方法。
(Configuration 12)
The phosphor according to Configuration 11, wherein the compound containing the alkaline earth metal element and the compound containing the activator element each contain one or more compounds selected from the group consisting of carbonates and hydroxides. Manufacturing method.

(構成13)
前記窒化ケイ素粒子は150nm以下の体積平均粒径を有する構成5から12のいずれか1項に記載の蛍光体の製造方法。
(Configuration 13)
13. The method for manufacturing a phosphor according to any one of configurations 5 to 12, wherein the silicon nitride particles have a volume average particle size of 150 nm or less.

(構成14)
前記窒化ケイ素粒子は非晶質である構成5から13のいずれか1項に記載の蛍光体の製造方法。
(Configuration 14)
14. The method for manufacturing a phosphor according to any one of configurations 5 to 13, wherein the silicon nitride particles are amorphous.

(構成15)
前記焼成工程は、水素と窒素との混合ガス雰囲気またはアンモニアと窒素との混合ガス雰囲気の下、1150℃以上1650℃以下の温度で行う構成5から14のいずれか1項に記載の蛍光体の製造方法。
(Configuration 15)
15. The phosphor according to claim 5, wherein the firing step is performed at a temperature of 1150 ° C. or higher and 1650 ° C. or lower in a mixed gas atmosphere of hydrogen and nitrogen or a mixed gas atmosphere of ammonia and nitrogen. Production method.

上述したように、本発明に係るアルカリ土類金属元素、ケイ素および賦活剤元素を含有する窒化物および酸窒化物の少なくとも一方を含む蛍光体によれば、体積平均粒径が50nm以上400nm以下であり、励起波長450nmにおける内部量子効率が60%以上である。このため、発光特性の優れた小粒径の、アルカリ土類金属元素、ケイ素、および賦活剤元素を含有する窒化物および酸窒化物の少なくとも一方を含む蛍光体を得ることができる。   As described above, according to the phosphor containing at least one of a nitride and an oxynitride containing an alkaline earth metal element, silicon and an activator element according to the present invention, the volume average particle diameter is 50 nm or more and 400 nm or less. Yes, the internal quantum efficiency at an excitation wavelength of 450 nm is 60% or more. For this reason, a phosphor containing at least one of a nitride and an oxynitride containing an alkaline earth metal element, silicon, and an activator element having a small particle diameter and excellent emission characteristics can be obtained.

また、本発明に係るアルカリ土類金属元素、ケイ素および賦活剤元素を含有する窒化物および酸窒化物の少なくとも一方を含む蛍光体の製造方法によれば、窒化ケイ素粒子とその表面に堆積されたアルカリ土類金属元素を含有する化合物と賦活剤元素を含有する化合物とを含む体積平均粒径が250nm以下である蛍光体前駆体粒子を準備し、その蛍光体前駆体粒子を焼成する。蛍光体前駆体粒子は、窒化ケイ素粒子の表面に、アルカリ土類金属元素を含有する化合物および賦活剤元素を含有する化合物が堆積している状態である。このため、焼成時に、ケイ素イオンとアルカリ土類金属イオンおよび賦活剤元素のイオンとのカチオン交換が容易に起こる。従って、目的組成の窒化物や酸窒化物の合成反応が、わずかな粒成長だけで成し遂げられる。よって、発光特性の優れた小粒径の、アルカリ土類金属元素、ケイ素および賦活剤元素を含有する窒化物および酸窒化物の少なくとも一方を含む蛍光体を製造することができる。   In addition, according to the method for producing a phosphor containing at least one of a nitride and an oxynitride containing an alkaline earth metal element, silicon and an activator element according to the present invention, silicon nitride particles and deposited on the surface thereof A phosphor precursor particle having a volume average particle diameter of 250 nm or less including a compound containing an alkaline earth metal element and a compound containing an activator element is prepared, and the phosphor precursor particles are fired. The phosphor precursor particles are in a state where a compound containing an alkaline earth metal element and a compound containing an activator element are deposited on the surface of the silicon nitride particles. For this reason, cation exchange with silicon ions, alkaline earth metal ions, and ions of activator elements easily occurs during firing. Therefore, the synthesis reaction of the nitride or oxynitride having the target composition can be achieved with only a slight grain growth. Therefore, a phosphor containing at least one of a nitride and an oxynitride containing an alkaline earth metal element, silicon, and an activator element having a small particle diameter and excellent emission characteristics can be produced.

蛍光体前駆体粒子を走査電子顕微鏡(SEM)により観察して得られた画像を示す。An image obtained by observing phosphor precursor particles with a scanning electron microscope (SEM) is shown. 実施例1の蛍光体の励起発光スペクトルを示す。The excitation light emission spectrum of the fluorescent substance of Example 1 is shown. 実施例1および実施例2の蛍光体のX線回折スペクトルを示す。The X-ray-diffraction spectrum of the fluorescent substance of Example 1 and Example 2 is shown. 実施例2、比較例9および比較例10の蛍光体の発光スペクトルを示す。The emission spectra of the phosphors of Example 2, Comparative Example 9 and Comparative Example 10 are shown. 蛍光体の体積平均粒径と励起波長450nmにおける内部量子効率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the volume average particle diameter of fluorescent substance, and the internal quantum efficiency in excitation wavelength 450nm. 蛍光体のSr含有量と励起波長450nmにおける内部量子効率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between Sr content of fluorescent substance, and the internal quantum efficiency in excitation wavelength 450nm. 蛍光体のEu含有量と励起波長450nmにおける内部量子効率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between Eu content of fluorescent substance, and the internal quantum efficiency in excitation wavelength 450nm. 窒化ケイ素粒子の体積平均粒径と蛍光体の体積平均粒径との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the volume average particle diameter of a silicon nitride particle, and the volume average particle diameter of fluorescent substance. 窒化ケイ素粒子の体積平均粒径と蛍光体の体積平均粒度分布指標との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the volume average particle diameter of a silicon nitride particle, and the volume average particle size distribution parameter | index of fluorescent substance. 蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径と蛍光体の体積平均粒径との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the volume average particle diameter of fluorescent substance precursor particle | grains, and the volume average particle diameter of fluorescent substance. 蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径と蛍光体の体積平均粒度分布指標との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the volume average particle diameter of fluorescent substance precursor particle | grains, and the volume average particle size distribution parameter | index of fluorescent substance. 焼成温度と蛍光体の励起波長450nmにおける内部量子効率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a calcination temperature and the internal quantum efficiency in the excitation wavelength of 450 nm of fluorescent substance. 焼成温度と蛍光体の体積平均粒径との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a calcination temperature and the volume average particle diameter of fluorescent substance. 焼成温度と蛍光体の体積平均粒度分布指標との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a calcination temperature and the volume average particle size distribution parameter | index of fluorescent substance.

以下、本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

A.本発明の対象となる蛍光体
本発明によって得られる蛍光体は、アルカリ土類金属元素、ケイ素および賦活剤として機能する元素(以下、賦活剤元素という)を含有する窒化物および酸窒化物の少なくとも一方を含むものである。蛍光体は、窒化物のみを含む場合であってもよいし、窒化物のみを含む場合であってもよい。また、窒化物および酸窒化物の両方を含む場合であってもよい。また、窒化物および酸窒化物の他に、蛍光体の発光特性に悪影響を及ぼさない範囲で不純物を含む場合であってもよい。
A. The phosphor obtained by the present invention includes at least a nitride and an oxynitride containing an alkaline earth metal element, silicon and an element that functions as an activator (hereinafter referred to as an activator element). Including one. The phosphor may contain only nitride or may contain only nitride. Moreover, the case where both nitride and oxynitride are included may be sufficient. In addition to nitrides and oxynitrides, impurities may be included within a range that does not adversely affect the light emission characteristics of the phosphor.

窒化物や酸窒化物に含有され得るアルカリ土類金属元素として、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、マグネシウム(Mg)が挙げられる。   Examples of alkaline earth metal elements that can be contained in nitrides and oxynitrides include calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), and magnesium (Mg).

窒化物や酸窒化物は、蛍光体の発光特性を向上させるために、賦活剤元素を含有する。賦活剤元素として、例えば、ユウロピウム(Eu)、セリウム(Ce)、マンガン(Mn)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、サマリウム(Sm)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)およびイッテルビウム(Yb)が挙げられる。   Nitride and oxynitride contain an activator element in order to improve the light emission characteristics of the phosphor. Examples of the activator element include europium (Eu), cerium (Ce), manganese (Mn), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), samarium (Sm), terbium (Tb), dysprosium (Dy), and holmium (Ho). ), Erbium (Er), thulium (Tm) and ytterbium (Yb).

本発明の蛍光体に含まれる得る窒化物として、例えば、MSi系窒化物(Mは、アルカリ土類金属元素、または、アルカリ土類金属元素および賦活剤元素)が挙げられる。 Examples of the nitride that can be contained in the phosphor of the present invention include M 2 Si 5 N 8 -based nitride (M is an alkaline earth metal element, or an alkaline earth metal element and an activator element).

本発明の蛍光体に含まれる得る酸窒化物として、例えば、MSi系酸窒化物(Mは、アルカリ土類金属元素、または、アルカリ土類金属元素および賦活剤元素)、M(Si,Al)(N,O)系酸窒化物(Mは、アルカリ土類金属元素、または、アルカリ土類金属元素および賦活剤元素)が挙げられる。 Examples of the oxynitride that can be contained in the phosphor of the present invention include, for example, MSi 2 O 2 N 2 -based oxynitride (M is an alkaline earth metal element, or an alkaline earth metal element and an activator element), M 2 (Si, Al) 5 (N, O) 8- based oxynitride (M is an alkaline earth metal element, or an alkaline earth metal element and an activator element).

B.蛍光体の製造方法
上述した本発明の対象となる蛍光体であるアルカリ土類金属元素とケイ素とを含有する窒化物および酸窒化物の少なくとも一方を含む蛍光体は、蛍光体前駆体粒子を準備する前駆体準備工程と、蛍光体前駆体粒子を焼成する焼成工程とにより製造される。
B. Method for manufacturing phosphor A phosphor containing at least one of a nitride containing an alkaline earth metal element and silicon, which is a phosphor to be a subject of the present invention, and an oxynitride is prepared by preparing phosphor precursor particles. It is manufactured by the precursor preparation process to perform, and the baking process which bakes fluorescent substance precursor particle | grains.

以下、各工程を詳細に説明する。   Hereinafter, each process will be described in detail.

1.前駆体準備工程
原料として、窒化ケイ素粒子と、アルカリ土類金属元素を含有する物質とを用いる。また、蛍光体の発光特性を向上させるために、賦活剤元素を含有する物質を用いる。
1. Precursor preparation step Silicon nitride particles and a substance containing an alkaline earth metal element are used as raw materials. In addition, a substance containing an activator element is used to improve the light emission characteristics of the phosphor.

原料として用いる窒化ケイ素粒子は、非晶質であることが好ましい。非晶質の窒化ケイ素粒子を原料として用いる場合、焼成時に、窒化ケイ素粒子の表面に堆積しているアルカリ土類金属元素を含有する化合物や賦活剤元素を含有する化合物との間で、ケイ素イオンとアルカリ土類金属イオンや賦活剤元素のイオンとのカチオン交換が起こりやすい。   The silicon nitride particles used as a raw material are preferably amorphous. When amorphous silicon nitride particles are used as a raw material, silicon ions between a compound containing an alkaline earth metal element and a compound containing an activator element deposited on the surface of the silicon nitride particles during firing And cation exchange between alkaline earth metal ions and activator element ions.

また、原料として用いる窒化ケイ素粒子は、体積平均粒径が150nm以下、より具体的には120nm以下であることが好ましい。体積平均粒径が150nm以下の窒化ケイ素粒子を原料として用いる場合、粒径の小さい蛍光体前駆体粒子が得られ、その結果、粒径の小さい蛍光体が得られる。また、体積平均粒径が150nm以下の窒化ケイ素粒子を原料として用いる場合、粒度分布を制御することができ、粒径の揃った蛍光体が得られる。   The silicon nitride particles used as a raw material preferably have a volume average particle size of 150 nm or less, more specifically 120 nm or less. When silicon nitride particles having a volume average particle size of 150 nm or less are used as raw materials, phosphor precursor particles having a small particle size are obtained, and as a result, phosphors having a small particle size are obtained. Further, when silicon nitride particles having a volume average particle size of 150 nm or less are used as a raw material, the particle size distribution can be controlled, and a phosphor having a uniform particle size can be obtained.

原料として用いるアルカリ土類金属元素を含有する物質に関して、Caを含有する物質として、例えば、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、硝酸カルシウム4水和物、硫酸カルシウム2水和物、シュウ酸カルシウム1水和物、酢酸カルシウム1水和物、塩化カルシウム、フッ化カルシウム、窒化カルシウム、カルシウムイミン、カルシウムアミドが挙げられる。中でも、硝酸カルシウム4水和物、塩化カルシウムが好ましい。Srを含有する物質として、例えば、酸化ストロンチウム、水酸化ストロンチウム8水和物、炭酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、シュウ酸ストロンチウム1水和物、酢酸ストロンチウム0.5水和物、塩化ストロンチウム、フッ化ストロンチウム、窒化ストロンチウム、ストロンチウムイミン、ストロンチウムアミドが挙げられる。中でも、硝酸ストロンチウム、塩化ストロンチウムが好ましい。Baを含有する物質として、例えば、酸化バリウム、水酸化バリウム8水和物、炭酸バリウム、硝酸バリウム、硫酸バリウム、シュウ酸バリウム、酢酸バリウム、塩化バリウム、フッ化バリウム、窒化バリウム、バリウムイミン、バリウムアミドが挙げられる。中でも、硝酸バリウム、塩化バリウムが好ましい。Mgを含有する物質として、例えば、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、硝酸マグネシウム6水和物、硫酸マグネシウム、シュウ酸マグネシウム2水和物、酢酸マグネシウム4水和物、塩化マグネシウム、フッ化マグネシウム、窒化マグネシウム、マグネシウムイミン、マグネシウムアミドが挙げられる。中でも、硝酸マグネシウム、塩化マグネシウムが好ましい。   Regarding substances containing alkaline earth metal elements used as raw materials, examples of substances containing Ca include calcium oxide, calcium hydroxide, calcium carbonate, calcium nitrate tetrahydrate, calcium sulfate dihydrate, and calcium oxalate. Examples thereof include monohydrate, calcium acetate monohydrate, calcium chloride, calcium fluoride, calcium nitride, calcium imine, and calcium amide. Of these, calcium nitrate tetrahydrate and calcium chloride are preferable. Examples of the substance containing Sr include strontium oxide, strontium hydroxide octahydrate, strontium carbonate, strontium nitrate, strontium sulfate, strontium oxalate monohydrate, strontium acetate hemihydrate, strontium chloride, fluorine. And strontium nitride, strontium nitride, strontium imine, and strontium amide. Of these, strontium nitrate and strontium chloride are preferable. Examples of the substance containing Ba include barium oxide, barium hydroxide octahydrate, barium carbonate, barium nitrate, barium sulfate, barium oxalate, barium acetate, barium chloride, barium fluoride, barium nitride, barium imine, barium Amides are mentioned. Of these, barium nitrate and barium chloride are preferable. Examples of the substance containing Mg include magnesium oxide, magnesium hydroxide, basic magnesium carbonate, magnesium nitrate hexahydrate, magnesium sulfate, magnesium oxalate dihydrate, magnesium acetate tetrahydrate, magnesium chloride, and fluoride. Magnesium chloride, magnesium nitride, magnesium imine, and magnesium amide. Of these, magnesium nitrate and magnesium chloride are preferable.

原料として用いる賦活剤元素を含有する物質に関して、Euを含有する物質として、例えば、酸化ユウロピウム、硫酸ユウロピウム、シュウ酸ユウロピウム10水和物、塩化ユウロピウム(II)、塩化ユウロピウム(III)、フッ化ユウロピウム(II)、フッ化ユウロピウム(III)、硝酸ユウロピウム6水和物、窒化ユウロピウム、ユウロピウムイミン、ユウロピウムアミドが挙げられる。中でも、硝酸ユウロピウム6水和物、酸化ユウロピウム、塩化ユウロピウム(II)が好ましい。その他の賦活元素Ce、Mn、Pr、Nd、Sm、Tb、Dy、Ho、Er、TmおよびYbを含有する物質としては、上記Euを含有する物質の具体例として挙げた各化合物において、EuをそれぞれCe、Mn、Pr、Nd、Sm、Tb、Dy、Ho、Er、Tm及びYbに置き換えた化合物が挙げられる。   Regarding substances containing activator elements used as raw materials, examples of substances containing Eu include europium oxide, europium sulfate, europium oxalate decahydrate, europium chloride (II), europium chloride (III), and europium fluoride. (II), europium (III) fluoride, europium nitrate hexahydrate, europium nitride, europium imine, europium amide. Among these, europium nitrate hexahydrate, europium oxide, and europium (II) chloride are preferable. As the substance containing other activation elements Ce, Mn, Pr, Nd, Sm, Tb, Dy, Ho, Er, Tm and Yb, in each compound mentioned as a specific example of the substance containing Eu, Eu is Examples of the compound include Ce, Mn, Pr, Nd, Sm, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, and Yb, respectively.

前駆体準備工程では、窒化ケイ素粒子と、この窒化ケイ素粒子の表面に堆積されたアルカリ土類金属元素を含有する化合物と、この窒化ケイ素粒子の表面に堆積された賦活剤元素を含有する化合物とを含み、体積平均粒径が250nm以下、より具体的には210nm以下である蛍光体前駆体粒子を準備する。   In the precursor preparation step, silicon nitride particles, a compound containing an alkaline earth metal element deposited on the surface of the silicon nitride particles, and a compound containing an activator element deposited on the surface of the silicon nitride particles, And phosphor precursor particles having a volume average particle size of 250 nm or less, more specifically 210 nm or less.

例えば、MSi系酸窒化物(Mは、Ca、Sr、BaおよびMgからなる群から少なくともSrを含んで選択される1種類以上のアルカリ土類金属元素とEuおよびCeからなる群から少なくともEuを含んで選択される1種類以上の賦活剤元素とを有し、元素Mの合計に対して、15モル%以上99モル%以下、より具体的には20モル%以上95モル%以下のSrと1モル%以上20モル%以下、より具体的には5モル%以上15モル%以下の賦活剤元素とを有する)を得ることを目的とする場合、前駆体準備工程では、窒化ケイ素粒子と前記窒化ケイ素粒子の表面に堆積されたCa、Sr、BaおよびMgからなる群から少なくともSrを含んで選択される1種類以上のアルカリ土類金属元素を含有する化合物ならびにEuおよびCeからなる群から少なくともEuを含んで選択される1種類以上の賦活剤元素を含有する化合物とを含み、体積平均粒径が250nm以下、より具体的には210nm以下である蛍光体前駆体粒子を準備する。この蛍光体前駆体粒子は、窒化ケイ素粒子と、アルカリ土類金属元素を含有する化合物と、賦活剤元素を含有する化合物とを、アルカリ土類金属元素および賦活剤元素の合計とケイ素のモル比が1:1.4から1:2.86の範囲、より具体的には1:1.5から1:2.67の範囲で含む。また、この蛍光体前駆体粒子は、アルカリ土類金属元素および賦活剤元素の合計に対して、15モル%以上99モル%以下、より具体的には20モル%以上95モル%以下のSrと1モル%以上20モル%以下、より具体的には5モル%以上15モル%以下の賦活剤元素とを有する。 For example, MSi 2 O 2 N 2 -based oxynitride (M is composed of one or more alkaline earth metal elements selected from the group consisting of Ca, Sr, Ba and Mg and containing at least Sr, and Eu and Ce. One or more activator elements selected from the group including at least Eu, and 15 mol% or more and 99 mol% or less, more specifically 20 mol% or more and 95 mol% with respect to the total of the elements M In the precursor preparatory step, it is intended to obtain an Sr of not more than 1% and not more than 1 mol% and not more than 20 mol%, more specifically not less than 5 mol% and not more than 15 mol%. A compound containing at least one alkaline earth metal element selected from the group consisting of silicon nitride particles and Ca, Sr, Ba and Mg deposited on the surface of the silicon nitride particles, and at least Sr and a phosphor precursor having a volume average particle diameter of 250 nm or less, more specifically 210 nm or less, and a compound containing one or more activator elements selected from the group consisting of u and Ce. Prepare body particles. The phosphor precursor particles include silicon nitride particles, a compound containing an alkaline earth metal element, and a compound containing an activator element, and a molar ratio of the total of the alkaline earth metal element and the activator element to silicon. In the range of 1: 1.4 to 1: 2.86, more specifically in the range of 1: 1.5 to 1: 2.67. Further, the phosphor precursor particles are composed of 15 mol% or more and 99 mol% or less, more specifically 20 mol% or more and 95 mol% or less of Sr with respect to the total of the alkaline earth metal element and the activator element. 1 mol% or more and 20 mol% or less, more specifically 5 mol% or more and 15 mol% or less activator element.

前駆体準備工程は、懸濁液形成工程と、前駆体形成工程とを含む。   The precursor preparation step includes a suspension formation step and a precursor formation step.

[懸濁液形成工程]
目的組成のアルカリ土類金属元素とケイ素とを含有する窒化物や酸窒化物を得るべく、原料として、窒化ケイ素粒子と、アルカリ土類金属元素を含有する物質と、賦活剤元素を含有する物質とを所定の割合で含む懸濁液を形成する。
[Suspension formation process]
In order to obtain a nitride or oxynitride containing an alkaline earth metal element and silicon of the target composition, as raw materials, silicon nitride particles, a substance containing an alkaline earth metal element, and a substance containing an activator element Is formed at a predetermined ratio.

例えば、上述したMSi系酸窒化物を得ることを目的とする場合、原料として、窒化ケイ素粒子と、アルカリ土類金属元素を含有する物質と、賦活剤元素を含有する物質とを、アルカリ土類金属元素および賦活剤元素の合計とケイ素のモル比が1:1.4から1:2.86の範囲、より具体的には1:1.5から1:2.67の範囲で含む懸濁液を形成する。この範囲以外では蛍光体の収率が低下することから、コスト上昇の原因となる。また、この懸濁液は、元素Mの合計に対して、15モル%以上99モル%以下、より具体的には20モル%以上95モル%以下のSrと1モル%以上20モル%以下、より具体的には5モル%以上15モル%以下の賦活剤元素とを有する。 For example, if for the purpose of obtaining a MSi 2 O 2 N 2 based oxynitride mentioned above, as a raw material, and silicon nitride particles, a substance containing an alkaline earth metal element, a substance containing activator elements A molar ratio of the total of alkaline earth metal elements and activator elements to silicon in the range of 1: 1.4 to 1: 2.86, more specifically 1: 1.5 to 1: 2.67. Form a suspension containing in range. Outside this range, the yield of the phosphor decreases, which causes an increase in cost. In addition, this suspension is 15 mol% or more and 99 mol% or less, more specifically 20 mol% or more and 95 mol% or less of Sr and 1 mol% or more and 20 mol% or less of the total of element M, More specifically, it contains 5 mol% or more and 15 mol% or less activator element.

懸濁液は、原料を溶媒に投入し、撹拌することによって形成する。懸濁液を形成するために用いる溶媒として、例えば、水とエチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘプタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、グリセリン、ソルビトールからなる群から選択される1種類以上の多価アルコールとの混合溶媒が挙げられる。中でも、水とエチレングリコールの混合溶媒が好ましい。   The suspension is formed by charging the raw material into a solvent and stirring. The solvent used to form the suspension is, for example, one or more polyvalents selected from the group consisting of water and ethylene glycol, propylene glycol, tetramethylene glycol, heptamethylene glycol, hexamethylene glycol, glycerin, and sorbitol. A mixed solvent with alcohol is mentioned. Among these, a mixed solvent of water and ethylene glycol is preferable.

[前駆体形成工程]
得られた懸濁液に湿式化学法を適用して、窒化ケイ素粒子の表面に、アルカリ土類金属元素を含有する化合物および賦活剤元素を含有する化合物が混ざり合って堆積された、体積平均粒径が250nm以下、より具体的には210nm以下である蛍光体前駆体粒子を形成する。
[Precursor formation process]
Volume average particles obtained by applying a wet chemical method to the resulting suspension and depositing a mixture of a compound containing an alkaline earth metal element and a compound containing an activator element on the surface of the silicon nitride particles. Phosphor precursor particles having a diameter of 250 nm or less, more specifically 210 nm or less, are formed.

例えば、上述したMSi系酸窒化物を得ることを目的とする場合、得られた懸濁液に湿式化学法を適用して、アルカリ土類金属元素を含有する化合物と賦活剤元素を含有する化合物とを析出させ、窒化ケイ素粒子の表面に、アルカリ土類金属元素を含有する化合物および賦活剤元素を含有する化合物が混ざり合って堆積された、体積平均粒径が250nm以下、より具体的には210nm以下である蛍光体前駆体粒子を形成する。この蛍光体前駆体粒子は、窒化ケイ素粒子と、アルカリ土類金属元素を含有する化合物と、賦活剤元素を含有する化合物とを、アルカリ土類金属元素および賦活剤元素の合計とケイ素のモル比が1:1.4から1:2.86の範囲、より具体的には1:1.5から1:2.67の範囲で含む。この範囲以外では蛍光体の収率が低下することから、コスト上昇の原因となる。また、この蛍光体前駆体粒子は、元素Mの合計に対して、15モル%以上99モル%以下、より具体的には20モル%以上95モル%以下のSrと1モル%以上20モル%以下、より具体的には5モル%以上15モル%以下の賦活剤元素とを有する。 For example, in the case of aiming to obtain the above-described MSi 2 O 2 N 2 oxynitride, a wet chemical method is applied to the obtained suspension, and a compound containing an alkaline earth metal element and an activator The compound containing the element is precipitated, and the surface of the silicon nitride particles is deposited by mixing the compound containing the alkaline earth metal element and the compound containing the activator element. More specifically, phosphor precursor particles having a size of 210 nm or less are formed. The phosphor precursor particles include silicon nitride particles, a compound containing an alkaline earth metal element, and a compound containing an activator element, and a molar ratio of the total of the alkaline earth metal element and the activator element to silicon. In the range of 1: 1.4 to 1: 2.86, more specifically in the range of 1: 1.5 to 1: 2.67. Outside this range, the yield of the phosphor decreases, which causes an increase in cost. Further, the phosphor precursor particles are 15 mol% or more and 99 mol% or less, more specifically 20 mol% or more and 95 mol% or less of Sr and 1 mol% or more and 20 mol% or less of the total of the elements M. More specifically, it has 5 to 15 mol% of activator element.

蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径が250nm以下である場合、粒径の小さい蛍光体が得られる。また、蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径が250nm以下である場合、粒度分布を制御することができ、粒径の揃った蛍光体が得られる。   When the volume average particle diameter of the phosphor precursor particles is 250 nm or less, a phosphor having a small particle diameter is obtained. Moreover, when the volume average particle diameter of the phosphor precursor particles is 250 nm or less, the particle size distribution can be controlled, and a phosphor having a uniform particle diameter can be obtained.

懸濁液に湿式化学法を適用することにより、窒化ケイ素粒子の表面に、アルカリ土類金属元素を含有する化合物および賦活剤元素を含有する化合物が混ざり合った状態で堆積する。このため、焼成時に、ケイ素イオンとアルカリ土類金属イオンや賦活剤元素のイオンとのカチオン交換が容易に起こる。従って、目的組成の窒化物や酸窒化物の合成反応が、わずかな粒成長だけで成し遂げられる。   By applying a wet chemical method to the suspension, a compound containing an alkaline earth metal element and a compound containing an activator element are deposited in a mixed state on the surface of the silicon nitride particles. For this reason, cation exchange with silicon ions and ions of alkaline earth metal ions or activator elements easily occurs during firing. Therefore, the synthesis reaction of the nitride or oxynitride having the target composition can be achieved with only a slight grain growth.

湿式化学法は、窒化ケイ素粒子の表面に、アルカリ土類金属元素を含有する化合物および賦活剤元素を含有する化合物が混ざり合った状態で堆積できる方法であれば、どのような方法であってもよい。好ましくは、共沈法およびクエン酸塩法の少なくとも一方である。湿式化学法として、共沈法のみを用いる場合であってもよいし、クエン酸塩法のみを含む場合であってもよい。また、共沈法およびクエン酸塩法の両方を用いる場合であってもよい。湿式化学法として、共沈法やクエン酸塩法を用いる場合、窒化ケイ素粒子の表面に、アルカリ土類金属元素を含有する化合物や賦活剤元素を含有する化合物を容易に析出させ、窒化ケイ素粒子を容易に包摂して接触させることができる。このため、焼成時に、ケイ素イオンとアルカリ土類金属イオンや賦活剤元素のイオンとのカチオン交換が容易に起こる。従って、目的組成の窒化物や酸窒化物の合成反応が、わずかな粒成長だけで成し遂げられる。   The wet chemical method may be any method as long as it can be deposited in a state where a compound containing an alkaline earth metal element and a compound containing an activator element are mixed on the surface of the silicon nitride particles. Good. Preferably, it is at least one of a coprecipitation method and a citrate method. As the wet chemical method, only the coprecipitation method may be used, or only the citrate method may be included. Further, both the coprecipitation method and the citrate method may be used. When a coprecipitation method or a citrate method is used as a wet chemical method, a compound containing an alkaline earth metal element or a compound containing an activator element is easily deposited on the surface of the silicon nitride particles, and the silicon nitride particles Can be easily included and contacted. For this reason, cation exchange with silicon ions and ions of alkaline earth metal ions or activator elements easily occurs during firing. Therefore, the synthesis reaction of the nitride or oxynitride having the target composition can be achieved with only a slight grain growth.

共沈法は、懸濁液に共沈剤を加えることにより行われる。懸濁液に加える共沈剤として、例えば、炭酸水素アンモニウム水溶液、炭酸アンモニウム水溶液、尿素水溶液、アセトアミド水溶液、チオ尿素水溶液、チオアセトアミド水溶液が挙げられる。中でも、炭酸水素アンモニウム水溶液、炭酸アンモニウム水溶液が好ましい。   The coprecipitation method is performed by adding a coprecipitation agent to the suspension. Examples of the coprecipitate added to the suspension include an aqueous ammonium hydrogen carbonate solution, an aqueous ammonium carbonate solution, an aqueous urea solution, an aqueous acetamide solution, an aqueous thiourea solution, and an aqueous thioacetamide solution. Of these, an aqueous ammonium hydrogen carbonate solution and an aqueous ammonium carbonate solution are preferred.

クエン酸塩法は、懸濁液にクエン酸を加えることにより行われる。   The citrate method is performed by adding citric acid to the suspension.

窒化ケイ素粒子の表面に堆積されるアルカリ土類金属元素を含有する化合物や賦活剤元素を含有する化合物は、それぞれ、炭酸塩、炭酸水素塩、リン酸塩、カルボン酸塩、シュウ酸塩、硫酸塩、有機金属化合物および水酸化物からなる群から選択される1種類以上の化合物であれば、どのような化合物あってもよい。好ましくは、炭酸塩および水酸化物からなる群から選択される1種類以上の化合物である。炭酸塩や水酸化物は、共沈法やクエン酸塩法によって、容易に析出させることができる。   Compounds containing alkaline earth metal elements and compounds containing activator elements deposited on the surface of silicon nitride particles are carbonate, bicarbonate, phosphate, carboxylate, oxalate, and sulfuric acid, respectively. Any compound may be used as long as it is at least one compound selected from the group consisting of a salt, an organometallic compound and a hydroxide. Preferably, it is one or more compounds selected from the group consisting of carbonates and hydroxides. Carbonates and hydroxides can be easily precipitated by a coprecipitation method or a citrate method.

懸濁液中に含まれている蛍光体前駆体粒子は、例えば、遠心分離を用いて回収する。   The phosphor precursor particles contained in the suspension are recovered using, for example, centrifugation.

2.焼成工程
得られた蛍光体前駆体粒子を焼成する。焼成は、目的組成のアルカリ土類金属元素、ケイ素および賦活剤元素を含有する窒化物や酸窒化物を含む蛍光体が、発光特性の優れた小粒径の蛍光体として得られる焼成条件で行う。
2. Firing step The obtained phosphor precursor particles are fired. Firing is performed under firing conditions in which a phosphor containing a nitride or oxynitride containing an alkaline earth metal element, silicon and an activator element of the desired composition is obtained as a phosphor having a small particle size with excellent emission characteristics. .

例えば、上述したMSi系酸窒化物を得ることを目的とする場合、得られた蛍光体前駆体粒子を、水素と窒素との混合ガス雰囲気またはアンモニアと窒素との混合ガス雰囲気の下、1150℃以上1650℃以下、より具体的には1200℃以上1600℃以下の温度で焼成する。水素と窒素との混合ガス雰囲気またはアンモニアと窒素との混合ガス雰囲気の下で焼成することにより、目的組成のMSi系酸窒化物を主成分として含む蛍光体が得られる。目的組成のMSi系酸窒化物を主成分として含むことにより、発光特性の優れた蛍光体が得られる。また、1150℃以上の温度で焼成することにより、目的組成のMSi系酸窒化物の焼成不足を防ぐことができ、さらに、目的組成のMSi系酸窒化物以外の不純物の生成を防止することができる。焼成不足や不純物の生成を防止することができるため、発光特性の優れた蛍光体が得られる。また、1650℃以下の温度で焼成することにより、粒成長の進みすぎを防止することができ、さらに、目的組成のMSi系酸窒化物の溶融を防止することができる。粒成長の進みすぎを防止することができるため、小粒径の蛍光体が得られる。さらに、目的組成のMSi系酸窒化物の溶融を防止することができるため、目的組成のMSi系酸窒化物を含む蛍光体が製造しやすい。 For example, if for the purpose of obtaining a MSi 2 O 2 N 2 based oxynitride mentioned above, the obtained phosphor precursor particles, a mixed gas atmosphere of a mixed gas atmosphere or ammonia and nitrogen and hydrogen and nitrogen Under the temperature, firing is performed at a temperature of 1150 ° C. to 1650 ° C., more specifically 1200 ° C. to 1600 ° C. By calcination in a mixed gas atmosphere of hydrogen and nitrogen or a mixed gas atmosphere of ammonia and nitrogen, a phosphor containing an MSi 2 O 2 N 2 oxynitride having a target composition as a main component can be obtained. By including an MSi 2 O 2 N 2 oxynitride having a target composition as a main component, a phosphor having excellent emission characteristics can be obtained. Further, by firing at a temperature of 1150 ° C. or higher, insufficient firing of the target composition MSi 2 O 2 N 2 oxynitride can be prevented, and further, the target composition MSi 2 O 2 N 2 oxynitride can be prevented. Generation of impurities other than the above can be prevented. Insufficient firing and generation of impurities can be prevented, so that a phosphor having excellent light emission characteristics can be obtained. Further, by firing at a temperature of 1650 ° C. or lower, it is possible to prevent the progress of grain growth, and it is possible to prevent the melting of the MSi 2 O 2 N 2 oxynitride having the target composition. Since progress of grain growth can be prevented, a phosphor having a small particle diameter can be obtained. Furthermore, since melting of the MSi 2 O 2 N 2 oxynitride having the target composition can be prevented, a phosphor containing the MSi 2 O 2 N 2 oxynitride having the target composition is easily manufactured.

焼成は、例えば、以下の手順で行う。先ず、得られた蛍光体前駆体粒子を反応性の低い材料からなる耐熱容器中に充填する。耐熱容器として、例えば、るつぼ、トレイが挙げられる。耐熱容器の材質として、例えば、アルミナ、窒化ホウ素、窒化珪素、炭化珪素、マグネシウム、ムライト等のセラミックス、白金、モリブデン、タングステン、タンタル、ニオブ、イリジウム、ロジウム等の金属またはそれらを主成分とする合金、カーボン(グラファイト)が挙げられる。好ましくは、窒化ホウ素製、アルミナ製、窒化珪素製、炭化珪素製、白金製、モリブデン製、タングステン製、タンタル製の耐熱容器が挙げられる。   Firing is performed by the following procedure, for example. First, the obtained phosphor precursor particles are filled into a heat-resistant container made of a material having low reactivity. Examples of the heat-resistant container include a crucible and a tray. As the material of the heat-resistant container, for example, ceramics such as alumina, boron nitride, silicon nitride, silicon carbide, magnesium, mullite, metals such as platinum, molybdenum, tungsten, tantalum, niobium, iridium, rhodium, or alloys containing them as a main component And carbon (graphite). Preferably, a heat-resistant container made of boron nitride, alumina, silicon nitride, silicon carbide, platinum, molybdenum, tungsten, or tantalum is used.

その後、蛍光体前駆体粒子が充填された耐熱容器を、焼成装置内に入れる。焼成装置として、例えば、メタル炉、カーボン炉が挙げられる。   Thereafter, the heat-resistant container filled with the phosphor precursor particles is placed in a baking apparatus. As a baking apparatus, a metal furnace and a carbon furnace are mentioned, for example.

その後、耐熱容器が入れられた焼成装置内を、真空等の減圧状態にする。その後、焼成装置内を仮焼温度まで昇温する。その後、目的組成のアルカリ土類金属元素、ケイ素および賦活剤元素を含有する窒化物や酸窒化物を含む蛍光体が、発光特性の優れた小粒径の蛍光体として得られるように、所定のガスを焼成装置内に導入し、焼成装置内の圧力を大気圧程度まで戻す。例えば、上述したMSi系酸窒化物を得ることを目的とする場合、水素と窒素との混合ガスまたはアンモニアと窒素との混合ガスを焼成装置内に導入する。その後、目的組成のアルカリ土類金属元素、ケイ素および賦活剤元素を含有する窒化物や酸窒化物を含む蛍光体が、発光特性の優れた小粒径の蛍光体として得られるように、焼成装置内を所定の焼成温度まで昇温し、所定の時間保持する。例えば、上述したMSi系酸窒化物を得ることを目的とする場合、150℃以上1650℃以下、より具体的には1200℃以上1600℃以下の焼成温度まで昇温する。 Then, the inside of the baking apparatus in which the heat-resistant container was put is made into reduced pressure states, such as a vacuum. Thereafter, the temperature in the baking apparatus is raised to the calcining temperature. Thereafter, a phosphor containing a nitride or oxynitride containing an alkaline earth metal element, silicon and an activator element having a target composition is obtained as a phosphor having a small particle diameter and excellent emission characteristics. Gas is introduced into the firing apparatus, and the pressure in the firing apparatus is returned to about atmospheric pressure. For example, in the case of obtaining the above-described MSi 2 O 2 N 2 -based oxynitride, a mixed gas of hydrogen and nitrogen or a mixed gas of ammonia and nitrogen is introduced into the firing apparatus. Thereafter, a firing apparatus is used so that a phosphor containing a nitride or oxynitride containing an alkaline earth metal element, silicon and an activator element having a target composition can be obtained as a phosphor having a small particle diameter and excellent emission characteristics. The inside is heated to a predetermined firing temperature and held for a predetermined time. For example, when the objective is to obtain the above-described MSi 2 O 2 N 2 oxynitride, the temperature is raised to a firing temperature of 150 ° C. or higher and 1650 ° C. or lower, more specifically 1200 ° C. or higher and 1600 ° C. or lower.

C.蛍光体
上述した製造方法により得られる、アルカリ土類金属元素、ケイ素および賦活剤元素を含有する窒化物および酸窒化物の少なくとも一方を含む蛍光体は、体積平均粒径が50nm以上400nm以下、より具体的には100nm以上350nm以下であり、励起波長450nmにおける内部量子効率が60%以上、より具体的には70%以上である。このため、この蛍光体は、発光特性に優れており、小粒径である。
C. Phosphor The phosphor containing at least one of a nitride and an oxynitride containing an alkaline earth metal element, silicon and an activator element, obtained by the above-described production method, has a volume average particle diameter of 50 nm or more and 400 nm or less. Specifically, it is 100 nm or more and 350 nm or less, and the internal quantum efficiency at an excitation wavelength of 450 nm is 60% or more, more specifically 70% or more. For this reason, this phosphor has excellent emission characteristics and a small particle size.

例えば、上述したMSi系酸窒化物を得ることを目的として上述した製造方法により得られる、アルカリ土類金属元素と賦活剤元素とケイ素とを含有する酸窒化物を含む蛍光体は、組成式MSi(Mは、Ca、Sr、BaおよびMgからなる群から少なくともSrを含んで選択される1種類以上のアルカリ土類金属元素とEuおよびCeからなる群から少なくともEuを含んで選択される1種類以上の賦活剤元素とを有し、元素Mの合計に対して、15モル%以上99モル%以下、より具体的には20モル%以上95モル%以下のSrと1モル%以上20モル%以下、より具体的には5モル%以上15モル%以下の賦活剤元素とを有する)で表わされ、酸窒化物は、SrSiと同じ結晶構造を有する。この蛍光体は、体積平均粒径が50nm以上400nm以下、より具体的には100nm以上350nm以下であり、励起波長450nmにおける内部量子効率が60%以上、より具体的には70%以上である。このため、この蛍光体は、発光特性に優れており、小粒径である。また、この蛍光体は、元素Mの合計に対して、15モル%以上のSrを有しているため、目的組成のMSi系酸窒化物の融点の低下を防止することができる。このため、目的組成のMSi系酸窒化物を含む蛍光体が製造しやすい。また、この蛍光体は、元素Mの合計に対して、99モル%以下のSrを有しているため、賦活剤元素の含有量低下を防止することができる。このため、発光特性の優れた蛍光体が得られる。また、この蛍光体は、元素Mの合計に対して、1モル%以上の賦活剤元素を有しているため、賦活剤元素の含有量を確保することができる。このため、発光特性の優れた蛍光体が得られる。また、この蛍光体は、元素Mの合計に対して、20モル%以下の賦活剤元素を有しているため、濃度消光の発生を防止することができる。このため、発光特性の優れた蛍光体が得られる。 For example, a phosphor containing an oxynitride containing an alkaline earth metal element, an activator element, and silicon, obtained by the above-described manufacturing method for the purpose of obtaining the above-described MSi 2 O 2 N 2 oxynitride Is a composition formula MSi 2 O 2 N 2 (M is a group consisting of one or more alkaline earth metal elements selected from the group consisting of Ca, Sr, Ba and Mg and containing at least Sr, and Eu and Ce. One or more activator elements selected including at least Eu, and 15 mol% or more and 99 mol% or less, more specifically 20 mol% or more and 95 mol% or less with respect to the total of the elements M Sr of 1 mol% to 20 mol%, more specifically 5 mol% to 15 mol% of an activator element), and the oxynitride is SrSi 2 O 2 N 2 Have the same crystal structure The This phosphor has a volume average particle diameter of 50 nm or more and 400 nm or less, more specifically 100 nm or more and 350 nm or less, and an internal quantum efficiency at an excitation wavelength of 450 nm of 60% or more, more specifically 70% or more. For this reason, this phosphor has excellent emission characteristics and a small particle size. In addition, since this phosphor has 15 mol% or more of Sr with respect to the total of the elements M, it is possible to prevent the melting point of the MSi 2 O 2 N 2 oxynitride having the target composition from being lowered. it can. For this reason, it is easy to manufacture a phosphor containing an MSi 2 O 2 N 2 oxynitride having a target composition. Moreover, since this phosphor has 99 mol% or less of Sr with respect to the total of the elements M, it is possible to prevent a decrease in the content of the activator element. For this reason, the fluorescent substance excellent in the light emission characteristic is obtained. Moreover, since this fluorescent substance has 1 mol% or more of activator elements with respect to the total of the elements M, the content of the activator elements can be ensured. For this reason, the fluorescent substance excellent in the light emission characteristic is obtained. Moreover, since this phosphor has an activator element of 20 mol% or less with respect to the total of the elements M, the occurrence of concentration quenching can be prevented. For this reason, the fluorescent substance excellent in the light emission characteristic is obtained.

また、上述した製造方法により得られる蛍光体は、体積平均粒度分布指標が1.20以上1.35以下、より具体的には1.21以上1.32以下であることが好ましい。体積平均粒度分布指標が1.20以上1.35以下である場合、得られる蛍光体は粒径の揃ったものである。   In addition, the phosphor obtained by the manufacturing method described above preferably has a volume average particle size distribution index of 1.20 or more and 1.35 or less, more specifically 1.21 or more and 1.32 or less. When the volume average particle size distribution index is 1.20 or more and 1.35 or less, the obtained phosphor has a uniform particle size.

また、上述した製造方法により得られる蛍光体は、目的組成の酸窒化物と異なる結晶構造を有するケイ素含有化合物を含む場合には、目的組成の酸窒化物を、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、50質量%以上、より具体的には70質量%以上含むことが好ましい。目的組成の酸窒化物を50質量%以上含むことにより、目的組成のMSi系酸窒化物が主成分となる。このため、発光特性の優れた蛍光体が得られる。 In addition, when the phosphor obtained by the manufacturing method described above contains a silicon-containing compound having a crystal structure different from that of the oxynitride having the target composition, the oxynitride having the target composition is converted into It is preferable to contain 50% by mass or more, more specifically 70% by mass or more with respect to the total. By including 50% by mass or more of the oxynitride having the target composition, the main component is the MSi 2 O 2 N 2 oxynitride having the target composition. For this reason, the fluorescent substance excellent in the light emission characteristic is obtained.

D.蛍光体の用途
本発明によって得られる蛍光体は、LED照明やディスプレイ等の光変換装置に用いることができる。また、粒子径が400nm以下と微細であることから従来からある顔料の代替としても用いることができる。
D. Use of fluorescent substance The fluorescent substance obtained by this invention can be used for light conversion apparatuses, such as LED illumination and a display. Moreover, since the particle diameter is as fine as 400 nm or less, it can be used as an alternative to conventional pigments.

以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。   Hereinafter, based on an Example, this invention is demonstrated more concretely.

実施例および比較例における種々の測定、分析は以下のように行った。   Various measurements and analyzes in Examples and Comparative Examples were performed as follows.

<粒度分布測定>
実施例および比較例において、ELS−Z1000ZS(大塚電子製)を用いて、粒子の粒度分布を測定した。測定には、試料をエタノールまたは水に分散させ、超音波により30秒以上分散させた測定用サンプルを用いた。測定された粒子の粒度分布を基にして、分割された粒度範囲に含まれる粒子が占める体積を小径側から累積していき、累積16%となる粒径をD16、累積50%となる粒径をD50、累積84%となる粒径をD84と規定した。このとき、D50を体積平均粒径と定義し、D84/D16を体積平均粒度分布指標PSDと定義する。
また、測定された粒子の粒度分布を基にして、分割された粒度範囲に含まれる粒子個数を小径側から累積していき、累積50%となる粒径を数平均粒径と定義する。
<Particle size distribution measurement>
In Examples and Comparative Examples, the particle size distribution of particles was measured using ELS-Z1000ZS (manufactured by Otsuka Electronics). For the measurement, a measurement sample was used in which the sample was dispersed in ethanol or water and dispersed by ultrasonic waves for 30 seconds or more. Based on the particle size distribution of the measured particles, the volume occupied by the particles included in the divided particle size range is accumulated from the small diameter side, and the particle size that becomes 16% is D16 V and the particle that becomes 50% cumulative The diameter was defined as D50 V , and the particle diameter at 84% cumulative was defined as D84 V. At this time, D50 V is defined as the volume average particle size, and D84 V / D16 V is defined as the volume average particle size distribution index PSD V.
Also, based on the measured particle size distribution of the particles, the number of particles included in the divided particle size range is accumulated from the smaller diameter side, and the particle size at which 50% is accumulated is defined as the number average particle size.

<励起発光スペクトル測定>
実施例および比較例において、蛍光分光光度計F−7000(日立ハイテクノロジーズ製)を用いて、励起発光スペクトルを測定した。
<Excitation emission spectrum measurement>
In Examples and Comparative Examples, excitation emission spectra were measured using a fluorescence spectrophotometer F-7000 (manufactured by Hitachi High-Technologies).

<内部量子効率測定>
実施例において、絶対PL量子収率測定装置(浜松フォトニクス製)を用いて、内部量子効率を測定した。測定には、0.1gの試料を用いた。測定は励起波長450nmで行った。
<Internal quantum efficiency measurement>
In Examples, the internal quantum efficiency was measured using an absolute PL quantum yield measuring apparatus (manufactured by Hamamatsu Photonics). A 0.1 g sample was used for the measurement. The measurement was performed at an excitation wavelength of 450 nm.

<走査電子顕微鏡観察>
実施例において、走査電子顕微鏡(SEM)SU8020(日立ハイテクノロジーズ製)を用いて、粒子の観察を行った。
<Scanning electron microscope observation>
In Examples, particles were observed using a scanning electron microscope (SEM) SU8020 (manufactured by Hitachi High-Technologies).

<金属元素分析>
実施例および比較例において、ICP−MS(アジレントテクノロジー製)およびICP−AES(島津製作所製)を用いて、金属元素分析を行った。金属元素分析には、試料を融剤(ホウ砂:炭酸ソーダ=1:1)を用いてアルカリ融解した後、塩酸を添加して定容した測定用サンプルを用いた。ユウロピウムの分析はICP−MS(アジレントテクノロジー製)で行い、それ以外の金属元素の分析はICP−AES(島津製作所製)で行った。
<Metal element analysis>
In Examples and Comparative Examples, metal element analysis was performed using ICP-MS (manufactured by Agilent Technologies) and ICP-AES (manufactured by Shimadzu Corporation). For metal elemental analysis, a sample for measurement was used in which the sample was alkali-fused with a flux (borax: sodium carbonate = 1: 1) and then added with hydrochloric acid and the volume was adjusted. Europium was analyzed by ICP-MS (manufactured by Agilent Technologies), and other metal elements were analyzed by ICP-AES (manufactured by Shimadzu Corporation).

<粉末X線回折>
実施例および比較例において、X線回折装置スマートラボ(リガク製)を用いて、粉末X線回折を行った。粉末X線回折において、CuKαを線源として用いた。粉末X線回折によって得られたX線回折スペクトルを解析することにより、試料中に形成されている無機化合物の定性分析と定量分析とを行った。
<Powder X-ray diffraction>
In Examples and Comparative Examples, powder X-ray diffraction was performed using an X-ray diffractometer Smart Lab (manufactured by Rigaku). In powder X-ray diffraction, CuKα was used as a radiation source. By analyzing the X-ray diffraction spectrum obtained by powder X-ray diffraction, qualitative analysis and quantitative analysis of the inorganic compound formed in the sample were performed.

表1は以下に示す実施例および比較例の前駆体準備工程および焼成工程における種々の製造条件を示す。また、表2は得られた前駆体および焼成品の特性を示す。   Table 1 shows various production conditions in the precursor preparation step and the firing step of Examples and Comparative Examples shown below. Table 2 shows the characteristics of the obtained precursor and fired product.

Figure 0006239456
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実施例1.
[前駆体準備工程]
(懸濁液形成工程)
原料として、体積平均粒径D50が50nmの非晶質の窒化ケイ素粒子(シグマアルドリッチ製)と、硝酸ストロンチウム(キシダ化学製)と、硝酸ユウロピウム6水和物(キシダ化学製)とを用いた。
Example 1.
[Precursor preparation process]
(Suspension formation process)
As raw materials, amorphous silicon nitride particles (manufactured by Sigma-Aldrich) having a volume average particle diameter D50 V of 50 nm, strontium nitrate (manufactured by Kishida Chemical), and europium nitrate hexahydrate (manufactured by Kishida Chemical) were used. .

組成式Eu0.1Sr0.9Siで表わされる酸窒化物を得るべく、窒化ケイ素粒子と硝酸ストロンチウムと硝酸ユウロピウム6水和物とを、それぞれ28.461質量%、57.964質量%、13.575質量%となるように秤量した。このように秤量すると、後述する懸濁液および蛍光体前駆体粒子には、SrおよびEuの合計とケイ素とのモル比が1:2で含まれ、また、SrおよびEuの合計に対して、90モル%のSrと10モル%のEuとが含まれる。秤量した原料を水100gとエチレングリコール50gとからなる混合溶媒へ投入し、撹拌することによって懸濁液を形成した。 In order to obtain an oxynitride represented by a composition formula Eu 0.1 Sr 0.9 Si 2 O 2 N 2 , silicon nitride particles, strontium nitrate, and europium nitrate hexahydrate were respectively mixed in 28.461 mass% and 57 It weighed so that it might become 964 mass% and 13.575 mass%. When weighed in this manner, the suspension and phosphor precursor particles described later contain a molar ratio of the sum of Sr and Eu to silicon of 1: 2, and with respect to the sum of Sr and Eu, 90 mol% Sr and 10 mol% Eu are included. The weighed raw material was put into a mixed solvent composed of 100 g of water and 50 g of ethylene glycol, and stirred to form a suspension.

(前駆体形成工程)
炭酸水素アンモニウム(キシダ化学製)を水に溶解し、共沈剤として、濃度0.158mol/Lの炭酸水素アンモニウム水溶液216mlを形成した。
(Precursor formation step)
Ammonium hydrogen carbonate (manufactured by Kishida Chemical) was dissolved in water, and 216 ml of an aqueous ammonium hydrogen carbonate solution having a concentration of 0.158 mol / L was formed as a coprecipitation agent.

次に、上述のようにして得られた懸濁液を撹拌混合しながら、共沈剤を1時間かけて滴下した。共沈剤の滴下後、2時間撹拌混合を続けた。このようにして、ストロンチウムイオンとユウロピウムイオンとをそれぞれ炭酸塩と水酸化物として析出させ、窒化ケイ素粒子の表面に、ストロンチウムの炭酸塩およびユウロピウムの水酸化物が均一に混ざり合って堆積された蛍光体前駆体粒子を形成した。   Next, the coprecipitate was added dropwise over 1 hour while stirring and mixing the suspension obtained as described above. After dropwise addition of the coprecipitate, stirring and mixing were continued for 2 hours. In this way, strontium ions and europium ions are precipitated as carbonates and hydroxides, respectively, and the strontium carbonate and europium hydroxide are uniformly mixed and deposited on the surface of the silicon nitride particles. Body precursor particles were formed.

その後、蛍光体前駆体粒子が含まれている懸濁液を、遠心分離によって水とエチレングリコールからなる混合溶媒から水へ溶媒置換した。溶媒置換後の懸濁液を100℃に設定された乾燥器に入れ、水を蒸発させることによって、蛍光体前駆体粒子を回収した。   Thereafter, the suspension containing the phosphor precursor particles was subjected to solvent substitution from a mixed solvent composed of water and ethylene glycol to water by centrifugation. The suspension after solvent replacement was placed in a drier set at 100 ° C., and water was evaporated to collect phosphor precursor particles.

[焼成工程]
得られた蛍光体前駆体粒子を、以下の手順で焼成した。先ず、得られた蛍光体前駆体粒子を窒化ホウ素製のるつぼに充填した。その後、蛍光体前駆体粒子が充填されたるつぼを、メタル炉である真空雰囲気炉(ネムス製)内に入れた。るつぼを炉内に入れた後、先ず、拡散ポンプにより炉内を真空とした。その後、炉内を室温から1100℃まで毎時300℃の速度で昇温した。その後、炉内温度を1100℃に保持したまま、水素4体積%、窒素96体積%の混合ガスを炉内に導入して、炉内圧力を大気圧程度まで戻した。その後、炉内を毎時300℃の速度で1450℃まで昇温し、炉内温度を1450℃に3時間保持して、蛍光体前駆体粒子を焼成して、焼成品を得た。
[Baking process]
The obtained phosphor precursor particles were fired by the following procedure. First, the obtained phosphor precursor particles were filled in a boron nitride crucible. Thereafter, the crucible filled with the phosphor precursor particles was placed in a vacuum atmosphere furnace (manufactured by Nemus) which is a metal furnace. After putting the crucible into the furnace, first, the inside of the furnace was evacuated by a diffusion pump. Thereafter, the temperature in the furnace was increased from room temperature to 1100 ° C. at a rate of 300 ° C. per hour. Thereafter, while maintaining the furnace temperature at 1100 ° C., a mixed gas of 4 volume% hydrogen and 96 volume% nitrogen was introduced into the furnace to return the furnace pressure to about atmospheric pressure. Thereafter, the temperature in the furnace was increased to 1450 ° C. at a rate of 300 ° C. per hour, the furnace temperature was maintained at 1450 ° C. for 3 hours, and the phosphor precursor particles were fired to obtain a fired product.

[蛍光体前駆体粒子の特性]
得られた蛍光体前駆体粒子を走査電子顕微鏡を用いて観察した。図1は蛍光体前駆体粒子を走査電子顕微鏡(SEM)により観察して得られた画像を示す。図1には、粒径100nm程度の粒子が多数見られる。このことから、窒化ケイ素粒子の表面に、ストロンチウムの炭酸塩およびユウロピウムの水酸化物が堆積していることが確認できた。
[Characteristics of phosphor precursor particles]
The obtained phosphor precursor particles were observed using a scanning electron microscope. FIG. 1 shows an image obtained by observing phosphor precursor particles with a scanning electron microscope (SEM). In FIG. 1, many particles having a particle size of about 100 nm are seen. From this, it was confirmed that strontium carbonate and europium hydroxide were deposited on the surface of the silicon nitride particles.

また、得られた蛍光体前駆体粒子の粒度分布を測定した。粒度分布の測定結果から、蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径D50は127nmであった。 Further, the particle size distribution of the obtained phosphor precursor particles was measured. From the measurement result of the particle size distribution, the volume average particle diameter D50 V of the phosphor precursor particles was 127 nm.

[蛍光体の特性]
得られた焼成品の励起発光スペクトルを測定した。図2は実施例1の焼成品の励起発光スペクトルを示す。図2の横軸は波長であり、縦軸は強度である。励起発光スペクトルから、200nm以上の紫外光から500nm以下の可視光までの広い波長範囲の光によって励起され、発光ピーク波長が550nmの黄緑色光であることが分かった。このことから、得られた焼成品は可視光で励起される蛍光体であることが確認できた。
[Characteristics of phosphor]
The excited emission spectrum of the obtained fired product was measured. FIG. 2 shows the excitation emission spectrum of the fired product of Example 1. The horizontal axis in FIG. 2 is the wavelength, and the vertical axis is the intensity. From the excitation emission spectrum, it was found to be yellow-green light having an emission peak wavelength of 550 nm excited by light in a wide wavelength range from ultraviolet light of 200 nm or more to visible light of 500 nm or less. From this, it was confirmed that the obtained fired product was a phosphor excited by visible light.

また、得られた焼成品の粉末X線回折を行った。図3中のaは実施例1の焼成品のX線回折スペクトルを示す。図3の横軸は入射X線方向と回折X線方向とのなす角度であり、縦軸は強度である。このX線回折スペクトルをリートベルト法で解析したところ、得られた焼成品には、SrSiと同じ結晶構造を有する酸窒化物とSiOと同じ結晶構造を有するケイ素含有化合物とが生成していることが分かった。また、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、酸窒化物が85質量%生成し、ケイ素含有化合物が15質量%生成していることが分かった。なお、図3中のcは計算によって得られるSrSi結晶のX線回折スペクトルを示す。 Moreover, the powder X-ray diffraction of the obtained baked product was performed. 3 shows the X-ray diffraction spectrum of the fired product of Example 1. The horizontal axis in FIG. 3 is the angle formed by the incident X-ray direction and the diffracted X-ray direction, and the vertical axis is the intensity. When the X-ray diffraction spectrum was analyzed by the Rietveld method, the obtained fired product was obtained by using an oxynitride having the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 and a silicon-containing compound having the same crystal structure as SiO 2. Was found to be generated. Moreover, it turned out that 85 mass% of oxynitrides are produced | generated and 15 mass% of silicon containing compounds are produced | generated with respect to the sum total of an oxynitride and a silicon containing compound. Incidentally, c in Figure 3 shows the X-ray diffraction spectrum of SrSi 2 O 2 N 2 crystal obtained by calculation.

また、得られた焼成品の金属元素分析を行った。金属元素分析の測定結果から、得られた焼成品には、SrとEuとがSr:Eu=0.9:0.1のモル比で含まれていることが分かった。   Moreover, the metal element analysis of the obtained baked product was performed. From the measurement results of the metal element analysis, it was found that the obtained fired product contained Sr and Eu in a molar ratio of Sr: Eu = 0.9: 0.1.

また、得られた焼成品の粒度分布を測定した。粒度分布の測定結果から、焼成品の体積平均粒径D50は165nmであり、体積平均粒度分布指標PSDは1.26であった。 Moreover, the particle size distribution of the obtained baked product was measured. From the measurement result of the particle size distribution, the volume average particle size D50 V of the fired product was 165 nm, and the volume average particle size distribution index PSD V was 1.26.

また、得られた焼成品の励起波長450nmにおける内部量子効率を測定した。測定結果から、焼成品の励起波長450nmにおける内部量子効率は73%であった。   Moreover, the internal quantum efficiency in the excitation wavelength of 450 nm of the obtained baked product was measured. From the measurement results, the internal quantum efficiency of the fired product at an excitation wavelength of 450 nm was 73%.

以上のことから、実施例1により得られた蛍光体は、SrとEuとSiとを含有する酸窒化物を含むものである。また、この蛍光体は、組成式Eu0.1Sr0.9Siで表わされる。この組成式より、この蛍光体は、SrおよびEuの合計に対して、90モル%のSrと10モル%のEuとを有する。また、この酸窒化物は、SrSiと同じ結晶構造を有する。また、この蛍光体は、体積平均粒径D50が165nmであり、体積平均粒度分布指標PSDが1.26である。また、この蛍光体は、励起波長450nmにおける内部量子効率が73%である。また、この蛍光体は、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、85質量%の酸窒化物を含む。 From the above, the phosphor obtained in Example 1 includes an oxynitride containing Sr, Eu, and Si. Further, this phosphor is represented by a composition formula Eu 0.1 Sr 0.9 Si 2 O 2 N 2 . From this composition formula, this phosphor has 90 mol% Sr and 10 mol% Eu with respect to the total of Sr and Eu. This oxynitride has the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 . Further, this phosphor has a volume average particle size D50 V of 165 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.26. Further, this phosphor has an internal quantum efficiency of 73% at an excitation wavelength of 450 nm. Further, this phosphor contains 85 mass% oxynitride with respect to the total of the oxynitride and the silicon-containing compound.

実施例2.
原料として、体積平均粒径D50が50nmの非晶質の窒化ケイ素粒子(シグマアルドリッチ製)と、硝酸ストロンチウム(キシダ化学製)と、硝酸カルシウム4水和物(キシダ化学製)と、硝酸ユウロピウム6水和物(キシダ化学製)とを用いた。組成式Eu0.1Sr0.45Ca0.45Siで表わされる酸窒化物を得るべく、窒化ケイ素粒子と硝酸ストロンチウムと硝酸カルシウム4水和物と硝酸ユウロピウム6水和物とを、それぞれ27.537質量%、28.040質量%、31.289質量%、13.134質量%となるように秤量した。このように秤量すると、懸濁液および蛍光体前駆体粒子には、Sr、CaおよびEuの合計とケイ素とのモル比が1:2で含まれ、また、Sr、CaおよびEuの合計に対して、45モル%のSrと10モル%のEuとが含まれる。
Example 2
As raw materials, amorphous silicon nitride particles having a volume average particle diameter D50 V of 50 nm (manufactured by Sigma-Aldrich), strontium nitrate (manufactured by Kishida Chemical), calcium nitrate tetrahydrate (manufactured by Kishida Chemical), and europium nitrate Hexahydrate (manufactured by Kishida Chemical) was used. In order to obtain an oxynitride represented by a composition formula Eu 0.1 Sr 0.45 Ca 0.45 Si 2 O 2 N 2 , silicon nitride particles, strontium nitrate, calcium nitrate tetrahydrate, and europium nitrate hexahydrate Were weighed to be 27.537 mass%, 28.040 mass%, 31.289 mass%, and 13.134 mass%, respectively. When weighed in this way, the suspension and phosphor precursor particles contain a molar ratio of the sum of Sr, Ca and Eu to silicon of 1: 2, and relative to the sum of Sr, Ca and Eu. 45 mol% Sr and 10 mol% Eu.

それ以外は、実施例1と同様の方法により、蛍光体前駆体粒子および焼成品を得た。   Otherwise, phosphor precursor particles and a fired product were obtained in the same manner as in Example 1.

得られた蛍光体前駆体粒子の粒度分布を測定したところ、蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径D50は112nmであった。 When the particle size distribution of the obtained phosphor precursor particles was measured, the volume average particle diameter D50 V of the phosphor precursor particles was 112 nm.

また、得られた焼成品の励起発光スペクトルを測定したところ、200nm以上500nm以下の波長範囲の光によって励起され、発光ピーク波長が543nmであることが分かった。このことから、得られた焼成品は可視光で励起される蛍光体であることが確認できた。図4中のaは実施例2の焼成品の発光スペクトルを示す。図4の横軸は波長であり、縦軸は強度である。   Moreover, when the excitation light emission spectrum of the obtained baked product was measured, it was found that the light emission peak wavelength was 543 nm by being excited by light in a wavelength range of 200 nm to 500 nm. From this, it was confirmed that the obtained fired product was a phosphor excited by visible light. 4 shows the emission spectrum of the fired product of Example 2. FIG. The horizontal axis in FIG. 4 is the wavelength, and the vertical axis is the intensity.

また、得られた焼成品の粉末X線回折を行ったところ、得られた焼成品には、SrSiと同じ結晶構造を有する酸窒化物とSiOと同じ結晶構造を有するケイ素含有化合物とが生成していることが分かった。また、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、酸窒化物が89質量%生成し、ケイ素含有化合物が11質量%生成していることが分かった。図3中のbは実施例2の焼成品のX線回折スペクトルを示す。 Moreover, when the powder X-ray diffraction of the obtained baked product was performed, the obtained baked product contained oxynitride having the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 and silicon having the same crystal structure as SiO 2. It was found that the contained compound was produced. Moreover, it turned out that 89 mass% of oxynitrides are produced | generated and 11 mass% of silicon containing compounds are produced | generated with respect to the sum total of an oxynitride and a silicon containing compound. B in FIG. 3 shows the X-ray diffraction spectrum of the fired product of Example 2.

また、得られた焼成品の元素分析を行ったところ、得られた焼成品には、SrとCaとEuとがSr:Ca:Eu=0.45:0.45:0.1のモル比で含まれていることが分かった。   Further, when elemental analysis of the obtained fired product was performed, the obtained fired product had a molar ratio of Sr: Ca: Eu = 0.45: 0.45: 0.1 in Sr: Ca: Eu. It was found that it was included.

また、得られた焼成品の粒度分布を測定したところ、焼成品の体積平均粒径D50は142nmであり、体積平均粒度分布指標PSDは1.24であった。 Moreover, when the particle size distribution of the obtained baked product was measured, the volume average particle size D50 V of the baked product was 142 nm, and the volume average particle size distribution index PSD V was 1.24.

また、得られた焼成品の励起波長450nmにおける内部量子効率を測定したところ、焼成品の励起波長450nmにおける内部量子効率は81%であった。   Moreover, when the internal quantum efficiency in the excitation wavelength of 450 nm of the obtained baked product was measured, the internal quantum efficiency in the excitation wavelength of 450 nm of the baked product was 81%.

以上のことから、実施例2により得られた蛍光体は、SrとCaとEuとSiとを含有する酸窒化物を含むものである。また、この蛍光体は、組成式Eu0.1Sr0.45Ca0.45Siで表わされる。この組成式より、この蛍光体は、Sr、CaおよびEuの合計に対して、45モル%のSrと10モル%のEuとを有する。また、この酸窒化物は、SrSiと同じ結晶構造を有する。また、この蛍光体は、体積平均粒径D50が142nmであり、体積平均粒度分布指標PSDが1.24である。また、この蛍光体は、励起波長450nmにおける内部量子効率が81%である。また、この蛍光体は、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、89質量%の酸窒化物を含む。 From the above, the phosphor obtained in Example 2 includes an oxynitride containing Sr, Ca, Eu, and Si. Further, this phosphor is represented by a composition formula Eu 0.1 Sr 0.45 Ca 0.45 Si 2 O 2 N 2 . From this composition formula, this phosphor has 45 mol% Sr and 10 mol% Eu with respect to the total of Sr, Ca and Eu. This oxynitride has the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 . Further, this phosphor has a volume average particle size D50 V of 142 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.24. Further, this phosphor has an internal quantum efficiency of 81% at an excitation wavelength of 450 nm. The phosphor contains 89% by mass of oxynitride with respect to the total of the oxynitride and the silicon-containing compound.

実施例3.
実施例1と同様の方法により、蛍光体前駆体粒子を得た。また、蛍光体前駆体粒子を、アンモニア4体積%、窒素96体積%の混合ガス雰囲気の下で焼成した以外は、実施例1と同様の方法により焼成し、焼成品を得た。
Example 3 FIG.
In the same manner as in Example 1, phosphor precursor particles were obtained. Moreover, the phosphor precursor particles were baked in the same manner as in Example 1 except that the phosphor precursor particles were baked in a mixed gas atmosphere of 4 volume% ammonia and 96 volume% nitrogen to obtain a baked product.

実施例1と同様に種々の測定、分析を行ったところ、得られた焼成品は、200nm以上500nm以下の波長範囲の光によって励起され、発光ピーク波長が550nmであることが分かった。このことから、得られた焼成品は可視光で励起される蛍光体であることが確認できた。また、得られた焼成品には、SrSiと同じ結晶構造を有する酸窒化物とSiOと同じ結晶構造を有するケイ素含有化合物とが生成していることが分かった。また、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、酸窒化物が92質量%生成し、ケイ素含有化合物が8質量%生成していることが分かった。また、得られた焼成品には、SrとEuとがSr:Eu=0.9:0.1のモル比で含まれていることが分かった。また、得られた焼成品の体積平均粒径D50は153nmであり、体積平均粒度分布指標PSDは1.27であった。また、得られた焼成品の励起波長450nmにおける内部量子効率は83%であった。 When various measurements and analyzes were performed in the same manner as in Example 1, it was found that the obtained fired product was excited by light having a wavelength range of 200 nm to 500 nm and had an emission peak wavelength of 550 nm. From this, it was confirmed that the obtained fired product was a phosphor excited by visible light. Further, it was found that the obtained fired product produced an oxynitride having the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 and a silicon-containing compound having the same crystal structure as SiO 2 . Moreover, it turned out that 92 mass% of oxynitrides are produced | generated and 8 mass% of silicon containing compounds are produced | generated with respect to the sum total of an oxynitride and a silicon containing compound. Further, it was found that the obtained fired product contained Sr and Eu in a molar ratio of Sr: Eu = 0.9: 0.1. The obtained fired article had a volume average particle diameter D50 V of 153 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.27. The obtained fired article had an internal quantum efficiency of 83% at an excitation wavelength of 450 nm.

以上のことから、実施例3により得られた蛍光体は、SrとEuとSiとを含有する酸窒化物を含むものである。また、この蛍光体は、組成式Eu0.1Sr0.9Siで表わされる。この組成式より、この蛍光体は、SrおよびEuの合計に対して、90モル%のSrと10モル%のEuとを有する。また、この酸窒化物は、SrSiと同じ結晶構造を有する。また、この蛍光体は、体積平均粒径D50が153nmであり、体積平均粒度分布指標PSDが1.27である。また、この蛍光体は、励起波長450nmにおける内部量子効率が83%である。また、この蛍光体は、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、92質量%の酸窒化物を含む。 From the above, the phosphor obtained in Example 3 includes an oxynitride containing Sr, Eu, and Si. Further, this phosphor is represented by a composition formula Eu 0.1 Sr 0.9 Si 2 O 2 N 2 . From this composition formula, this phosphor has 90 mol% Sr and 10 mol% Eu with respect to the total of Sr and Eu. This oxynitride has the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 . Further, this phosphor has a volume average particle diameter D50 V of 153 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.27. Further, this phosphor has an internal quantum efficiency of 83% at an excitation wavelength of 450 nm. Further, this phosphor contains 92% by mass of oxynitride with respect to the total of the oxynitride and the silicon-containing compound.

実施例4.
実施例1と同様の方法により、蛍光体前駆体粒子を得た。また、蛍光体前駆体粒子を、1250℃で焼成した以外は、実施例1と同様の方法により焼成し、焼成品を得た。
Example 4
In the same manner as in Example 1, phosphor precursor particles were obtained. Moreover, the phosphor precursor particles were baked by the same method as in Example 1 except that the baked product was obtained at 1250 ° C.

実施例1と同様に種々の測定、分析を行ったところ、得られた焼成品は、200nm以上500nm以下の波長範囲の光によって励起され、発光ピーク波長が550nmであることが分かった。このことから、得られた焼成品は可視光で励起される蛍光体であることが確認できた。また、得られた焼成品には、SrSiと同じ結晶構造を有する酸窒化物とSiOと同じ結晶構造を有するケイ素含有化合物とが生成していることが分かった。また、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、酸窒化物が82質量%生成し、ケイ素含有化合物が18質量%生成していることが分かった。また、得られた焼成品には、SrとEuとがSr:Eu=0.9:0.1のモル比で含まれていることが分かった。また、得られた焼成品の体積平均粒径D50は148nmであり、体積平均粒度分布指標PSDは1.25であった。また、得られた焼成品の励起波長450nmにおける内部量子効率は72%であった。 When various measurements and analyzes were performed in the same manner as in Example 1, it was found that the obtained fired product was excited by light having a wavelength range of 200 nm to 500 nm and had an emission peak wavelength of 550 nm. From this, it was confirmed that the obtained fired product was a phosphor excited by visible light. Further, it was found that the obtained fired product produced an oxynitride having the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 and a silicon-containing compound having the same crystal structure as SiO 2 . Moreover, it turned out that 82 mass% of oxynitrides are produced | generated and 18 mass% of silicon containing compounds are produced | generated with respect to the sum total of an oxynitride and a silicon containing compound. Further, it was found that the obtained fired product contained Sr and Eu in a molar ratio of Sr: Eu = 0.9: 0.1. The obtained fired article had a volume average particle diameter D50 V of 148 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.25. The obtained fired article had an internal quantum efficiency of 72% at an excitation wavelength of 450 nm.

以上のことから、実施例4により得られた蛍光体は、SrとEuとSiとを含有する酸窒化物を含むものである。また、この蛍光体は、組成式Eu0.1Sr0.9Siで表わされる。この組成式より、この蛍光体は、SrおよびEuの合計に対して、90モル%のSrと10モル%のEuとを有する。また、この酸窒化物は、SrSiと同じ結晶構造を有する。また、この蛍光体は、体積平均粒径D50が148nmであり、体積平均粒度分布指標PSDが1.25である。また、この蛍光体は、励起波長450nmにおける内部量子効率が72%である。また、この蛍光体は、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、82質量%の酸窒化物を含む。 From the above, the phosphor obtained in Example 4 includes an oxynitride containing Sr, Eu, and Si. Further, this phosphor is represented by a composition formula Eu 0.1 Sr 0.9 Si 2 O 2 N 2 . From this composition formula, this phosphor has 90 mol% Sr and 10 mol% Eu with respect to the total of Sr and Eu. This oxynitride has the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 . Further, this phosphor has a volume average particle diameter D50 V of 148 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.25. This phosphor has an internal quantum efficiency of 72% at an excitation wavelength of 450 nm. The phosphor includes 82% by mass of oxynitride with respect to the total of the oxynitride and the silicon-containing compound.

実施例5.
実施例1と同様の方法により、蛍光体前駆体粒子を得た。また、蛍光体前駆体粒子を、1550℃で焼成した以外は、実施例1と同様の方法により焼成し、焼成品を得た。
Example 5 FIG.
In the same manner as in Example 1, phosphor precursor particles were obtained. Moreover, the phosphor precursor particles were baked by the same method as in Example 1 except that the baked product was obtained at 1550 ° C.

実施例1と同様に種々の測定、分析を行ったところ、得られた焼成品は、200nm以上500nm以下の波長範囲の光によって励起され、発光ピーク波長が552nmであることが分かった。このことから、得られた焼成品は可視光で励起される蛍光体であることが確認できた。また、得られた焼成品には、SrSiと同じ結晶構造を有する酸窒化物とSiOと同じ結晶構造を有するケイ素含有化合物とが生成していることが分かった。また、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、酸窒化物が88質量%生成し、ケイ素含有化合物が12質量%生成していることが分かった。また、得られた焼成品には、SrとEuとがSr:Eu=0.9:0.1のモル比で含まれていることが分かった。また、得られた焼成品の体積平均粒径D50は173nmであり、体積平均粒度分布指標PSDは1.24であった。また、得られた焼成品の励起波長450nmにおける内部量子効率は80%であった。 When various measurements and analyzes were performed in the same manner as in Example 1, it was found that the obtained fired product was excited by light having a wavelength range of 200 nm to 500 nm and had an emission peak wavelength of 552 nm. From this, it was confirmed that the obtained fired product was a phosphor excited by visible light. Further, it was found that the obtained fired product produced an oxynitride having the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 and a silicon-containing compound having the same crystal structure as SiO 2 . Moreover, it turned out that 88 mass% of oxynitrides are produced | generated and 12 mass% of silicon containing compounds are produced | generated with respect to the sum total of an oxynitride and a silicon containing compound. Further, it was found that the obtained fired product contained Sr and Eu in a molar ratio of Sr: Eu = 0.9: 0.1. The obtained fired article had a volume average particle diameter D50 V of 173 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.24. Moreover, the internal quantum efficiency in the excitation wavelength of 450 nm of the obtained baked product was 80%.

以上のことから、実施例5により得られた蛍光体は、SrとEuとSiとを含有する酸窒化物を含むものである。また、この蛍光体は、組成式Eu0.1Sr0.9Siで表わされる。この組成式より、この蛍光体は、SrおよびEuの合計に対して、90モル%のSrと10モル%のEuとを有する。また、この酸窒化物は、SrSiと同じ結晶構造を有する。また、この蛍光体は、体積平均粒径D50が173nmであり、体積平均粒度分布指標PSDが1.24である。また、この蛍光体は、励起波長450nmにおける内部量子効率が80%である。また、この蛍光体は、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、88質量%の酸窒化物を含む。 From the above, the phosphor obtained in Example 5 includes an oxynitride containing Sr, Eu, and Si. Further, this phosphor is represented by a composition formula Eu 0.1 Sr 0.9 Si 2 O 2 N 2 . From this composition formula, this phosphor has 90 mol% Sr and 10 mol% Eu with respect to the total of Sr and Eu. This oxynitride has the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 . Further, this phosphor has a volume average particle diameter D50 V of 173 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.24. Further, this phosphor has an internal quantum efficiency of 80% at an excitation wavelength of 450 nm. Further, this phosphor contains 88% by mass of oxynitride with respect to the total of the oxynitride and the silicon-containing compound.

実施例6.
組成式Eu0.1Sr0.7Ca0.2Siで表わされる酸窒化物を得るべく、窒化ケイ素粒子と硝酸ストロンチウムと硝酸カルシウム4水和物と硝酸ユウロピウム6水和物とを、それぞれ28.043質量%、44.420質量%、14.162質量%、13.375質量%となるように秤量した以外は、実施例2と同様の方法により、蛍光体前駆体粒子および焼成品を得た。
Example 6
In order to obtain an oxynitride represented by the composition formula Eu 0.1 Sr 0.7 Ca 0.2 Si 2 O 2 N 2 , silicon nitride particles, strontium nitrate, calcium nitrate tetrahydrate, and europium nitrate hexahydrate In the same manner as in Example 2 except that 28.043% by mass, 44.420% by mass, 14.162% by mass, and 13.375% by mass were respectively measured. And a fired product was obtained.

実施例1と同様に種々の測定、分析を行ったところ、得られた蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径D50は121nmであった。また、得られた焼成品は、200nm以上500nm以下の波長範囲の光によって励起され、発光ピーク波長が548nmであることが分かった。このことから、得られた焼成品は可視光で励起される蛍光体であることが確認できた。また、得られた焼成品には、SrSiと同じ結晶構造を有する酸窒化物とSiOと同じ結晶構造を有するケイ素含有化合物とが生成していることが分かった。また、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、酸窒化物が86質量%生成し、ケイ素含有化合物が14質量%生成していることが分かった。また、得られた焼成品には、SrとCaとEuとがSr:Ca:Eu=0.7:0.2:0.1のモル比で含まれていることが分かった。また、得られた焼成品の体積平均粒径D50は151nmであり、体積平均粒度分布指標PSDは1.27であった。また、得られた焼成品の励起波長450nmにおける内部量子効率は79%であった。 When various measurements and analyzes were performed in the same manner as in Example 1, the volume average particle diameter D50 V of the obtained phosphor precursor particles was 121 nm. Moreover, it was found that the obtained fired product was excited by light having a wavelength range of 200 nm or more and 500 nm or less, and the emission peak wavelength was 548 nm. From this, it was confirmed that the obtained fired product was a phosphor excited by visible light. Further, it was found that the obtained fired product produced an oxynitride having the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 and a silicon-containing compound having the same crystal structure as SiO 2 . Moreover, it turned out that 86 mass% of oxynitrides are produced | generated and 14 mass% of silicon containing compounds are produced | generated with respect to the sum total of an oxynitride and a silicon containing compound. Moreover, it was found that the obtained fired product contained Sr, Ca, and Eu in a molar ratio of Sr: Ca: Eu = 0.7: 0.2: 0.1. The obtained fired article had a volume average particle diameter D50 V of 151 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.27. Moreover, the internal quantum efficiency in the excitation wavelength of 450 nm of the obtained baked product was 79%.

以上のことから、実施例6により得られた蛍光体は、SrとCaとEuとSiとを含有する酸窒化物を含むものである。また、この蛍光体は、組成式Eu0.1Sr0.7Ca0.2Siで表わされる。この組成式より、この蛍光体は、Sr、CaおよびEuの合計に対して、70モル%のSrと10モル%のEuとを有する。また、この酸窒化物は、SrSiと同じ結晶構造を有する。また、この蛍光体は、体積平均粒径D50が151nmであり、体積平均粒度分布指標PSDが1.27である。また、この蛍光体は、励起波長450nmにおける内部量子効率が79%である。また、この蛍光体は、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、86質量%の酸窒化物を含む。 From the above, the phosphor obtained in Example 6 includes an oxynitride containing Sr, Ca, Eu, and Si. Moreover, this fluorescent substance is represented by a composition formula Eu 0.1 Sr 0.7 Ca 0.2 Si 2 O 2 N 2 . From this composition formula, this phosphor has 70 mol% Sr and 10 mol% Eu with respect to the total of Sr, Ca and Eu. This oxynitride has the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 . Further, this phosphor has a volume average particle diameter D50 V of 151 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.27. This phosphor has an internal quantum efficiency of 79% at an excitation wavelength of 450 nm. The phosphor includes 86% by mass of oxynitride with respect to the total of the oxynitride and the silicon-containing compound.

実施例7.
組成式Eu0.1Sr0.2Ca0.7Siで表わされる酸窒化物を得るべく、窒化ケイ素粒子と硝酸ストロンチウムと硝酸カルシウム4水和物と硝酸ユウロピウム6水和物とを、それぞれ27.048質量%、12.241質量%、47.809質量%、12.901質量%となるように秤量した以外は、実施例2と同様の方法により、蛍光体前駆体粒子および焼成品を得た。
Example 7
In order to obtain an oxynitride represented by the composition formula Eu 0.1 Sr 0.2 Ca 0.7 Si 2 O 2 N 2 , silicon nitride particles, strontium nitrate, calcium nitrate tetrahydrate, and europium nitrate hexahydrate In the same manner as in Example 2 except that 27.048% by mass, 12.241% by mass, 47.809% by mass, and 12.901% by mass were respectively measured. And a fired product was obtained.

実施例1と同様に種々の測定、分析を行ったところ、得られた蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径D50は114nmであった。また、得られた焼成品は、200nm以上500nm以下の波長範囲の光によって励起され、発光ピーク波長が541nmであることが分かった。このことから、得られた焼成品は可視光で励起される蛍光体であることが確認できた。また、得られた焼成品には、SrSiと同じ結晶構造を有する酸窒化物とSiOと同じ結晶構造を有するケイ素含有化合物とが生成していることが分かった。また、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、酸窒化物が88質量%生成し、ケイ素含有化合物が12質量%生成していることが分かった。また、得られた焼成品には、SrとCaとEuとがSr:Ca:Eu=0.2:0.7:0.1のモル比で含まれていることが分かった。また、得られた焼成品の体積平均粒径D50は146nmであり、体積平均粒度分布指標PSDは1.23であった。また、得られた焼成品の励起波長450nmにおける内部量子効率は77%であった。 When various measurements and analyzes were performed in the same manner as in Example 1, the volume average particle diameter D50 V of the obtained phosphor precursor particles was 114 nm. Moreover, it was found that the obtained fired product was excited by light having a wavelength range of 200 nm or more and 500 nm or less, and the emission peak wavelength was 541 nm. From this, it was confirmed that the obtained fired product was a phosphor excited by visible light. Further, it was found that the obtained fired product produced an oxynitride having the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 and a silicon-containing compound having the same crystal structure as SiO 2 . Moreover, it turned out that 88 mass% of oxynitrides are produced | generated and 12 mass% of silicon containing compounds are produced | generated with respect to the sum total of an oxynitride and a silicon containing compound. Further, it was found that the obtained fired product contained Sr, Ca, and Eu in a molar ratio of Sr: Ca: Eu = 0.2: 0.7: 0.1. The obtained fired article had a volume average particle diameter D50 V of 146 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.23. Moreover, the internal quantum efficiency in the excitation wavelength of 450 nm of the obtained baked product was 77%.

以上のことから、実施例7により得られた蛍光体は、SrとCaとEuとSiとを含有する酸窒化物を含むものである。また、この蛍光体は、組成式Eu0.1Sr0.2Ca0.7Siで表わされる。この組成式より、この蛍光体は、Sr、CaおよびEuの合計に対して、20モル%のSrと10モル%のEuとを有する。また、この酸窒化物は、SrSiと同じ結晶構造を有する。また、この蛍光体は、体積平均粒径D50が146nmであり、体積平均粒度分布指標PSDが1.23である。また、この蛍光体は、励起波長450nmにおける内部量子効率が77%である。また、この蛍光体は、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、88質量%の酸窒化物を含む。 From the above, the phosphor obtained in Example 7 contains an oxynitride containing Sr, Ca, Eu, and Si. Moreover, this fluorescent substance is represented by a composition formula Eu 0.1 Sr 0.2 Ca 0.7 Si 2 O 2 N 2 . From this composition formula, this phosphor has 20 mol% Sr and 10 mol% Eu with respect to the total of Sr, Ca and Eu. This oxynitride has the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 . Further, this phosphor has a volume average particle size D50 V of 146 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.23. This phosphor has an internal quantum efficiency of 77% at an excitation wavelength of 450 nm. Further, this phosphor contains 88% by mass of oxynitride with respect to the total of the oxynitride and the silicon-containing compound.

実施例8.
組成式Eu0.15Sr0.85Siで表わされる酸窒化物を得るべく、窒化ケイ素粒子と硝酸ストロンチウムと硝酸ユウロピウム6水和物とを、それぞれ27.481質量%、52.858質量%、19.661質量%となるように秤量した以外は、実施例1と同様の方法により、蛍光体前駆体粒子および焼成品を得た。
Example 8 FIG.
In order to obtain an oxynitride represented by a composition formula Eu 0.15 Sr 0.85 Si 2 O 2 N 2 , silicon nitride particles, strontium nitrate, and europium nitrate hexahydrate were respectively contained in 27.481% by mass and 52%. Phosphor precursor particles and a fired product were obtained in the same manner as in Example 1 except that they were weighed so as to obtain 0.858% by mass and 19.661% by mass.

実施例1と同様に種々の測定、分析を行ったところ、得られた蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径D50は131nmであった。また、得られた焼成品は、200nm以上500nm以下の波長範囲の光によって励起され、発光ピーク波長が551nmであることが分かった。このことから、得られた焼成品は可視光で励起される蛍光体であることが確認できた。また、得られた焼成品には、SrSiと同じ結晶構造を有する酸窒化物とSiOと同じ結晶構造を有するケイ素含有化合物とが生成していることが分かった。また、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、酸窒化物が84質量%生成し、ケイ素含有化合物が16質量%生成していることが分かった。また、得られた焼成品には、SrとEuとがSr:Eu=0.85:0.15のモル比で含まれていることが分かった。また、得られた焼成品の体積平均粒径D50は168nmであり、体積平均粒度分布指標PSDは1.31であった。また、得られた焼成品の励起波長450nmにおける内部量子効率は75%であった。 When various measurements and analyzes were performed in the same manner as Example 1, the volume average particle diameter D50 V of the obtained phosphor precursor particles was 131 nm. Moreover, it was found that the obtained fired product was excited by light having a wavelength range of 200 nm or more and 500 nm or less, and the emission peak wavelength was 551 nm. From this, it was confirmed that the obtained fired product was a phosphor excited by visible light. Further, it was found that the obtained fired product produced an oxynitride having the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 and a silicon-containing compound having the same crystal structure as SiO 2 . Moreover, it turned out that 84 mass% of oxynitrides are produced | generated and 16 mass% of silicon containing compounds are produced | generated with respect to the sum total of an oxynitride and a silicon containing compound. Further, it was found that the obtained fired product contained Sr and Eu at a molar ratio of Sr: Eu = 0.85: 0.15. The obtained fired product had a volume average particle diameter D50 V of 168 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.31. Moreover, the internal quantum efficiency in the excitation wavelength of 450 nm of the obtained baked product was 75%.

以上のことから、実施例8により得られた蛍光体は、SrとEuとSiとを含有する酸窒化物を含むものである。また、この蛍光体は、組成式Eu0.15Sr0.85Siで表わされる。この組成式より、この蛍光体は、SrおよびEuの合計に対して、85モル%のSrと15モル%のEuとを有する。また、この酸窒化物は、SrSiと同じ結晶構造を有する。また、この蛍光体は、体積平均粒径D50が168nmであり、体積平均粒度分布指標PSDが1.31である。また、この蛍光体は、励起波長450nmにおける内部量子効率が75%である。また、この蛍光体は、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、84質量%の酸窒化物を含む。 From the above, the phosphor obtained in Example 8 includes an oxynitride containing Sr, Eu, and Si. This phosphor is represented by a composition formula Eu 0.15 Sr 0.85 Si 2 O 2 N 2 . From this composition formula, this phosphor has 85 mol% Sr and 15 mol% Eu with respect to the sum of Sr and Eu. This oxynitride has the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 . Further, this phosphor has a volume average particle diameter D50 V of 168 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.31. This phosphor has an internal quantum efficiency of 75% at an excitation wavelength of 450 nm. Further, this phosphor contains 84 mass% oxynitride with respect to the total of the oxynitride and the silicon-containing compound.

実施例9.
組成式Eu0.05Sr0.95Siで表わされる酸窒化物を得るべく、窒化ケイ素粒子と硝酸ストロンチウムと硝酸ユウロピウム6水和物とを、それぞれ29.514質量%、63.447質量%、7.039質量%となるように秤量した以外は、実施例1と同様の方法により、蛍光体前駆体粒子および焼成品を得た。
Example 9
In order to obtain an oxynitride represented by a composition formula Eu 0.05 Sr 0.95 Si 2 O 2 N 2 , silicon nitride particles, strontium nitrate, and europium nitrate hexahydrate were mixed in 29.514 mass% and 63, respectively. Phosphor precursor particles and a fired product were obtained in the same manner as in Example 1 except that they were weighed to be .447 mass% and 7.039 mass%.

実施例1と同様に種々の測定、分析を行ったところ、得られた蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径D50は133nmであった。また、得られた焼成品は、200nm以上500nm以下の波長範囲の光によって励起され、発光ピーク波長が550nmであることが分かった。このことから、得られた焼成品は可視光で励起される蛍光体であることが確認できた。また、得られた焼成品には、SrSiと同じ結晶構造を有する酸窒化物とSiOと同じ結晶構造を有するケイ素含有化合物とが生成していることが分かった。また、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、酸窒化物が85質量%生成し、ケイ素含有化合物が15質量%生成していることが分かった。また、得られた焼成品には、SrとEuとがSr:Eu=0.95:0.05のモル比で含まれていることが分かった。また、得られた焼成品の体積平均粒径D50は157nmであり、体積平均粒度分布指標PSDは1.29であった。また、得られた焼成品の励起波長450nmにおける内部量子効率は74%であった。 When various measurements and analyzes were performed in the same manner as in Example 1, the obtained phosphor precursor particles had a volume average particle diameter D50 V of 133 nm. Moreover, it was found that the obtained fired product was excited by light having a wavelength range of 200 nm or more and 500 nm or less, and the emission peak wavelength was 550 nm. From this, it was confirmed that the obtained fired product was a phosphor excited by visible light. Further, it was found that the obtained fired product produced an oxynitride having the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 and a silicon-containing compound having the same crystal structure as SiO 2 . Moreover, it turned out that 85 mass% of oxynitrides are produced | generated and 15 mass% of silicon containing compounds are produced | generated with respect to the sum total of an oxynitride and a silicon containing compound. Further, it was found that the obtained fired product contained Sr and Eu at a molar ratio of Sr: Eu = 0.95: 0.05. The obtained fired article had a volume average particle diameter D50 V of 157 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.29. The obtained fired article had an internal quantum efficiency of 74% at an excitation wavelength of 450 nm.

以上のことから、実施例9により得られた蛍光体は、SrとEuとSiとを含有する酸窒化物を含むものである。また、この蛍光体は、組成式Eu0.05Sr0.95Siで表わされる。この組成式より、この蛍光体は、SrおよびEuの合計に対して、95モル%のSrと5モル%のEuとを有する。また、この酸窒化物は、SrSiと同じ結晶構造を有する。また、この蛍光体は、体積平均粒径D50が157nmであり、体積平均粒度分布指標PSDが1.29である。また、この蛍光体は、励起波長450nmにおける内部量子効率が74%である。また、この蛍光体は、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、85質量%の酸窒化物を含む。 From the above, the phosphor obtained in Example 9 includes an oxynitride containing Sr, Eu, and Si. This phosphor is represented by a composition formula Eu 0.05 Sr 0.95 Si 2 O 2 N 2 . From this composition formula, this phosphor has 95 mol% Sr and 5 mol% Eu with respect to the sum of Sr and Eu. This oxynitride has the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 . Further, this phosphor has a volume average particle size D50 V of 157 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.29. This phosphor has an internal quantum efficiency of 74% at an excitation wavelength of 450 nm. Further, this phosphor contains 85 mass% oxynitride with respect to the total of the oxynitride and the silicon-containing compound.

実施例10.
原料として、数平均粒径500nmの結晶性窒化ケイ素(高純度化学製)を微粉砕機(アシザワ・ファインテック社製LMZ015)により粉砕して得られた、体積平均粒径D50が110nmの窒化ケイ素粒子を使用した以外は、実施例1と同様の方法により、蛍光体前駆体粒子および焼成品を得た。
Example 10
Nitriding with a volume average particle diameter D50 V of 110 nm obtained by pulverizing crystalline silicon nitride (manufactured by High Purity Chemical) having a number average particle diameter of 500 nm as a raw material with a fine pulverizer (LMZ015 manufactured by Ashizawa Finetech) Phosphor precursor particles and a fired product were obtained by the same method as in Example 1 except that silicon particles were used.

実施例1と同様に種々の測定、分析を行ったところ、得られた蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径D50は208nmであった。また、得られた焼成品は、200nm以上500nm以下の波長範囲の光によって励起され、発光ピーク波長が549nmであることが分かった。このことから、得られた焼成品は可視光で励起される蛍光体であることが確認できた。また、得られた焼成品には、SrSiと同じ結晶構造を有する酸窒化物とSiOと同じ結晶構造を有するケイ素含有化合物とが生成していることが分かった。また、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、酸窒化物が87質量%生成し、ケイ素含有化合物が13質量%生成していることが分かった。また、得られた焼成品には、SrとEuとがSr:Eu=0.9:0.1のモル比で含まれていることが分かった。また、得られた焼成品の体積平均粒径D50は329nmであり、体積平均粒度分布指標PSDは1.22であった。また、得られた焼成品の励起波長450nmにおける内部量子効率は79%であった。 When various measurements and analyzes were performed in the same manner as in Example 1, the volume average particle diameter D50 V of the obtained phosphor precursor particles was 208 nm. Moreover, it was found that the obtained fired product was excited by light having a wavelength range of 200 nm or more and 500 nm or less, and the emission peak wavelength was 549 nm. From this, it was confirmed that the obtained fired product was a phosphor excited by visible light. Further, it was found that the obtained fired product produced an oxynitride having the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 and a silicon-containing compound having the same crystal structure as SiO 2 . Moreover, it turned out that 87 mass% of oxynitrides are produced | generated and 13 mass% of silicon containing compounds are produced | generated with respect to the sum total of an oxynitride and a silicon containing compound. Further, it was found that the obtained fired product contained Sr and Eu in a molar ratio of Sr: Eu = 0.9: 0.1. The obtained fired article had a volume average particle diameter D50 V of 329 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.22. Moreover, the internal quantum efficiency in the excitation wavelength of 450 nm of the obtained baked product was 79%.

以上のことから、実施例10により得られた蛍光体は、SrとEuとSiとを含有する酸窒化物を含むものである。また、この蛍光体は、組成式Eu0.1Sr0.9Siで表わされる。この組成式より、この蛍光体は、SrおよびEuの合計に対して、90モル%のSrと10モル%のEuとを有する。また、この酸窒化物は、SrSiと同じ結晶構造を有する。また、この蛍光体は、体積平均粒径D50が329nmであり、体積平均粒度分布指標PSDが1.22である。また、この蛍光体は、励起波長450nmにおける内部量子効率が79%である。また、この蛍光体は、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、87質量%の酸窒化物を含む。 From the above, the phosphor obtained in Example 10 includes an oxynitride containing Sr, Eu, and Si. Further, this phosphor is represented by a composition formula Eu 0.1 Sr 0.9 Si 2 O 2 N 2 . From this composition formula, this phosphor has 90 mol% Sr and 10 mol% Eu with respect to the total of Sr and Eu. This oxynitride has the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 . Further, this phosphor has a volume average particle size D50 V of 329 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.22. This phosphor has an internal quantum efficiency of 79% at an excitation wavelength of 450 nm. Further, this phosphor contains 87 mass% oxynitride with respect to the total of the oxynitride and the silicon-containing compound.

実施例11.
原料として、体積平均粒径D50が25nmの非晶質の窒化ケイ素粒子(HEFEI KAIER NANOMETER ENERGY & TECHNOLOGY CO., LTD製)を使用した以外は、実施例1と同様の方法により、蛍光体前駆体粒子および焼成品を得た。
Example 11
A phosphor precursor is produced in the same manner as in Example 1 except that amorphous silicon nitride particles having a volume average particle diameter D50 V of 25 nm (made by HEFEI KAIER NANOMETER ENERGY & TECHNOLOGY CO., LTD) are used as raw materials. Body particles and a fired product were obtained.

実施例1と同様に種々の測定、分析を行ったところ、得られた蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径D50は53nmであった。また、得られた焼成品は、200nm以上500nm以下の波長範囲の光によって励起され、発光ピーク波長が550nmであることが分かった。このことから、得られた焼成品は可視光で励起される蛍光体であることが確認できた。また、得られた焼成品には、SrSiと同じ結晶構造を有する酸窒化物とSiOと同じ結晶構造を有するケイ素含有化合物とが生成していることが分かった。また、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、酸窒化物が84質量%生成し、ケイ素含有化合物が16質量%生成していることが分かった。また、得られた焼成品には、SrとEuとがSr:Eu=0.9:0.1のモル比で含まれていることが分かった。また、得られた焼成品の体積平均粒径D50は113nmであり、体積平均粒度分布指標PSDは1.30であった。また、得られた焼成品の励起波長450nmにおける内部量子効率は73%であった。 When various measurements and analyzes were performed in the same manner as in Example 1, the volume average particle diameter D50 V of the obtained phosphor precursor particles was 53 nm. Moreover, it was found that the obtained fired product was excited by light having a wavelength range of 200 nm or more and 500 nm or less, and the emission peak wavelength was 550 nm. From this, it was confirmed that the obtained fired product was a phosphor excited by visible light. Further, it was found that the obtained fired product produced an oxynitride having the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 and a silicon-containing compound having the same crystal structure as SiO 2 . Moreover, it turned out that 84 mass% of oxynitrides are produced | generated and 16 mass% of silicon containing compounds are produced | generated with respect to the sum total of an oxynitride and a silicon containing compound. Further, it was found that the obtained fired product contained Sr and Eu in a molar ratio of Sr: Eu = 0.9: 0.1. The obtained fired article had a volume average particle diameter D50 V of 113 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.30. Moreover, the internal quantum efficiency in the excitation wavelength of 450 nm of the obtained baked product was 73%.

以上のことから、実施例11により得られた蛍光体は、SrとEuとSiとを含有する酸窒化物を含むものである。また、この蛍光体は、組成式Eu0.1Sr0.9Siで表わされる。この組成式より、この蛍光体は、SrおよびEuの合計に対して、90モル%のSrと10モル%のEuとを有する。また、この酸窒化物は、SrSiと同じ結晶構造を有する。また、この蛍光体は、体積平均粒径D50が113nmであり、体積平均粒度分布指標PSDが1.30である。また、この蛍光体は、励起波長450nmにおける内部量子効率が73%である。また、この蛍光体は、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、84質量%の酸窒化物を含む。 From the above, the phosphor obtained in Example 11 includes an oxynitride containing Sr, Eu, and Si. Further, this phosphor is represented by a composition formula Eu 0.1 Sr 0.9 Si 2 O 2 N 2 . From this composition formula, this phosphor has 90 mol% Sr and 10 mol% Eu with respect to the total of Sr and Eu. This oxynitride has the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 . Further, this phosphor has a volume average particle diameter D50 V of 113 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.30. Further, this phosphor has an internal quantum efficiency of 73% at an excitation wavelength of 450 nm. Further, this phosphor contains 84 mass% oxynitride with respect to the total of the oxynitride and the silicon-containing compound.

比較例1.
原料として、体積平均粒径D50が195nmの結晶質の窒化ケイ素粒子(宇部興産製)を使用した以外は、実施例1と同様の方法により、蛍光体前駆体粒子および焼成品を得た。
Comparative Example 1
Phosphor precursor particles and fired products were obtained in the same manner as in Example 1 except that crystalline silicon nitride particles having a volume average particle diameter D50 V of 195 nm (Ube Industries) were used as raw materials.

実施例1と同様に種々の測定、分析を行ったところ、得られた蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径D50は286nmであった。また、得られた焼成品は、200nm以上500nm以下の波長範囲の光によって励起され、発光ピーク波長が550nmであることが分かった。このことから、得られた焼成品は可視光で励起される蛍光体であることが確認できた。また、得られた焼成品には、SrSiと同じ結晶構造を有する酸窒化物とSiOと同じ結晶構造を有するケイ素含有化合物とが生成していることが分かった。また、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、酸窒化物が85質量%生成し、ケイ素含有化合物が15質量%生成していることが分かった。また、得られた焼成品には、SrとEuとがSr:Eu=0.9:0.1のモル比で含まれていることが分かった。また、得られた焼成品の体積平均粒径D50は438nmであり、体積平均粒度分布指標PSDは1.41であった。また、得られた焼成品の励起波長450nmにおける内部量子効率は76%であった。 When various measurements and analyzes were performed in the same manner as in Example 1, the volume average particle diameter D50 V of the obtained phosphor precursor particles was 286 nm. Moreover, it was found that the obtained fired product was excited by light having a wavelength range of 200 nm or more and 500 nm or less, and the emission peak wavelength was 550 nm. From this, it was confirmed that the obtained fired product was a phosphor excited by visible light. Further, it was found that the obtained fired product produced an oxynitride having the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 and a silicon-containing compound having the same crystal structure as SiO 2 . Moreover, it turned out that 85 mass% of oxynitrides are produced | generated and 15 mass% of silicon containing compounds are produced | generated with respect to the sum total of an oxynitride and a silicon containing compound. Further, it was found that the obtained fired product contained Sr and Eu in a molar ratio of Sr: Eu = 0.9: 0.1. The obtained fired article had a volume average particle diameter D50 V of 438 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.41. Moreover, the internal quantum efficiency in the excitation wavelength of 450 nm of the obtained baked product was 76%.

以上のことから、比較例1により得られた蛍光体は、SrとEuとSiとを含有する酸窒化物を含むものである。また、この蛍光体は、組成式Eu0.1Sr0.9Siで表わされる。この組成式より、この蛍光体は、SrおよびEuの合計に対して、90モル%のSrと10モル%のEuとを有する。また、この酸窒化物は、SrSiと同じ結晶構造を有する。また、この蛍光体は、体積平均粒径D50が438nmであり、体積平均粒度分布指標PSDが1.41である。また、この蛍光体は、励起波長450nmにおける内部量子効率が76%である。また、この蛍光体は、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、85質量%の酸窒化物を含む。 From the above, the phosphor obtained in Comparative Example 1 includes an oxynitride containing Sr, Eu, and Si. Further, this phosphor is represented by a composition formula Eu 0.1 Sr 0.9 Si 2 O 2 N 2 . From this composition formula, this phosphor has 90 mol% Sr and 10 mol% Eu with respect to the total of Sr and Eu. This oxynitride has the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 . Further, this phosphor has a volume average particle size D50 V of 438 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.41. Further, this phosphor has an internal quantum efficiency of 76% at an excitation wavelength of 450 nm. Further, this phosphor contains 85 mass% oxynitride with respect to the total of the oxynitride and the silicon-containing compound.

比較例2.
実施例1と同様の方法により、蛍光体前駆体粒子を得た。また、蛍光体前駆体粒子を、窒素100体積%のガス雰囲気の下で焼成した以外は、実施例1と同様の方法により焼成し、焼成品を得た。
Comparative Example 2
In the same manner as in Example 1, phosphor precursor particles were obtained. Moreover, the phosphor precursor particles were baked by the same method as in Example 1 except that the phosphor precursor particles were baked under a gas atmosphere of 100% by volume of nitrogen to obtain a baked product.

実施例1と同様に種々の測定、分析を行ったところ、得られた焼成品は、200nm以上500nm以下の波長範囲の光によって励起され、発光ピーク波長が557nmであることが分かった。このことから、得られた焼成品は可視光で励起される蛍光体であることが確認できた。また、得られた焼成品には、SrSiと同じ結晶構造を有する酸窒化物とSrSiOと同じ結晶構造を有するケイ素含有化合物とが生成していることが分かった。また、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、酸窒化物が5質量%生成し、ケイ素含有化合物が95質量%生成していることが分かった。また、得られた焼成品には、SrとEuとがSr:Eu=0.9:0.1のモル比で含まれていることが分かった。また、得られた焼成品の体積平均粒径D50は184nmであり、体積平均粒度分布指標PSDは1.33であった。また、得られた焼成品の励起波長450nmにおける内部量子効率は50%であった。 When various measurements and analyzes were performed in the same manner as in Example 1, it was found that the obtained fired product was excited by light having a wavelength range of 200 nm to 500 nm and had an emission peak wavelength of 557 nm. From this, it was confirmed that the obtained fired product was a phosphor excited by visible light. In addition, it was found that the obtained fired product produced an oxynitride having the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 and a silicon-containing compound having the same crystal structure as Sr 2 SiO 4 . Moreover, it turned out that 5 mass% of oxynitrides are produced | generated and 95 mass% of silicon containing compounds are produced | generated with respect to the sum total of an oxynitride and a silicon containing compound. Further, it was found that the obtained fired product contained Sr and Eu in a molar ratio of Sr: Eu = 0.9: 0.1. The obtained fired article had a volume average particle diameter D50 V of 184 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.33. Moreover, the internal quantum efficiency in the excitation wavelength of 450 nm of the obtained baked product was 50%.

以上のことから、比較例2により得られた蛍光体は、SrとEuとSiとを含有する酸窒化物を含むものである。また、この蛍光体は、組成式Eu0.1Sr0.9Siで表わされる。この組成式より、この蛍光体は、SrおよびEuの合計に対して、90モル%のSrと10モル%のEuとを有する。また、この酸窒化物は、SrSiと同じ結晶構造を有する。また、この蛍光体は、体積平均粒径D50が184nmであり、体積平均粒度分布指標PSDが1.33である。また、この蛍光体は、励起波長450nmにおける内部量子効率が50%である。また、この蛍光体は、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、5質量%の酸窒化物を含む。 From the above, the phosphor obtained in Comparative Example 2 includes an oxynitride containing Sr, Eu, and Si. Further, this phosphor is represented by a composition formula Eu 0.1 Sr 0.9 Si 2 O 2 N 2 . From this composition formula, this phosphor has 90 mol% Sr and 10 mol% Eu with respect to the total of Sr and Eu. This oxynitride has the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 . Further, this phosphor has a volume average particle size D50 V of 184 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.33. Further, this phosphor has an internal quantum efficiency of 50% at an excitation wavelength of 450 nm. In addition, the phosphor includes 5% by mass of oxynitride with respect to the total of the oxynitride and the silicon-containing compound.

比較例3.
実施例1と同様の方法により、蛍光体前駆体粒子を得た。また、蛍光体前駆体粒子を、1100℃で焼成した以外は、実施例1と同様の方法により焼成し、焼成品を得た。
Comparative Example 3
In the same manner as in Example 1, phosphor precursor particles were obtained. In addition, the phosphor precursor particles were baked by the same method as in Example 1 except that the baked product was obtained at 1100 ° C.

得られた焼成品の励起発光スペクトルを測定したところ、焼成品は発光しなかった。これは、焼成不足のためである。従って、比較例3では、蛍光体は得られなかった。   When the excitation emission spectrum of the obtained fired product was measured, the fired product did not emit light. This is due to insufficient firing. Therefore, in Comparative Example 3, no phosphor was obtained.

比較例4.
実施例1と同様の方法により、蛍光体前駆体粒子を得た。また、蛍光体前駆体粒子を、1700℃で焼成した以外は、実施例1と同様の方法により焼成し、焼成品を得た。
Comparative Example 4
In the same manner as in Example 1, phosphor precursor particles were obtained. Moreover, the phosphor precursor particles were baked by the same method as in Example 1 except that the baked product was obtained at 1700 ° C.

実施例1と同様に種々の測定、分析を行ったところ、得られた焼成品は、200nm以上500nm以下の波長範囲の光によって励起され、発光ピーク波長が551nmであることが分かった。このことから、得られた焼成品は可視光で励起される蛍光体であることが確認できた。また、得られた焼成品には、SrSiと同じ結晶構造を有する酸窒化物とSiOと同じ結晶構造を有するケイ素含有化合物とが生成していることが分かった。また、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、酸窒化物が93質量%生成し、ケイ素含有化合物が7質量%生成していることが分かった。また、得られた焼成品には、SrとEuとがSr:Eu=0.9:0.1のモル比で含まれていることが分かった。また、得られた焼成品の体積平均粒径D50は960nmであり、体積平均粒度分布指標PSDは1.45であった。また、得られた焼成品の励起波長450nmにおける内部量子効率は81%であった。 When various measurements and analyzes were performed in the same manner as in Example 1, it was found that the obtained fired product was excited by light having a wavelength range of 200 nm or more and 500 nm or less, and the emission peak wavelength was 551 nm. From this, it was confirmed that the obtained fired product was a phosphor excited by visible light. Further, it was found that the obtained fired product produced an oxynitride having the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 and a silicon-containing compound having the same crystal structure as SiO 2 . Moreover, it turned out that 93 mass% of oxynitrides are produced | generated and 7 mass% of silicon containing compounds are produced | generated with respect to the sum total of an oxynitride and a silicon containing compound. Further, it was found that the obtained fired product contained Sr and Eu in a molar ratio of Sr: Eu = 0.9: 0.1. The obtained fired article had a volume average particle diameter D50 V of 960 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.45. The obtained fired article had an internal quantum efficiency of 81% at an excitation wavelength of 450 nm.

以上のことから、比較例4により得られた蛍光体は、SrとEuとSiとを含有する酸窒化物を含むものである。また、この蛍光体は、組成式Eu0.1Sr0.9Siで表わされる。この組成式より、この蛍光体は、SrおよびEuの合計に対して、90モル%のSrと10モル%のEuとを有する。また、この酸窒化物は、SrSiと同じ結晶構造を有する。また、この蛍光体は、体積平均粒径D50が960nmであり、体積平均粒度分布指標PSDが1.45である。また、この蛍光体は、励起波長450nmにおける内部量子効率が81%である。また、この蛍光体は、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、93質量%の酸窒化物を含む。 From the above, the phosphor obtained in Comparative Example 4 includes an oxynitride containing Sr, Eu, and Si. Further, this phosphor is represented by a composition formula Eu 0.1 Sr 0.9 Si 2 O 2 N 2 . From this composition formula, this phosphor has 90 mol% Sr and 10 mol% Eu with respect to the total of Sr and Eu. This oxynitride has the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 . Further, this phosphor has a volume average particle size D50 V of 960 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.45. Further, this phosphor has an internal quantum efficiency of 81% at an excitation wavelength of 450 nm. In addition, this phosphor contains 93% by mass of oxynitride with respect to the total of the oxynitride and the silicon-containing compound.

比較例5.
実施例2と同様の方法により、蛍光体前駆体粒子を得た。また、蛍光体前駆体粒子を、1700℃で焼成した以外は、実施例1と同様の方法により焼成した。
Comparative Example 5
In the same manner as in Example 2, phosphor precursor particles were obtained. Further, the phosphor precursor particles were fired by the same method as in Example 1 except that the phosphor precursor particles were fired at 1700 ° C.

比較例5では、焼成中に溶融したため、蛍光体は得られなかった。これは、蛍光体前駆体粒子に含有されているカルシウムの量が多く、焼成中に合成される酸窒化物の融点が下がったためである。   In Comparative Example 5, the phosphor was not obtained because it was melted during firing. This is because the amount of calcium contained in the phosphor precursor particles is large and the melting point of the oxynitride synthesized during firing is lowered.

比較例6.
組成式Eu0.1Sr0.1Ca0.8Siで表わされる酸窒化物を得るべく、窒化ケイ素粒子と硝酸ストロンチウムと硝酸カルシウム4水和物と硝酸ユウロピウム6水和物とを、それぞれ26.858質量%、6.078質量%、54.254質量%、12.810質量%となるように秤量した以外は、実施例2と同様の方法により、蛍光体前駆体粒子を得た。また、蛍光体前駆体粒子を、実施例1と同様の方法により焼成した。
Comparative Example 6
In order to obtain an oxynitride represented by the composition formula Eu 0.1 Sr 0.1 Ca 0.8 Si 2 O 2 N 2 , silicon nitride particles, strontium nitrate, calcium nitrate tetrahydrate, and europium nitrate hexahydrate In the same manner as in Example 2 except that 26.858 mass%, 6.078 mass%, 54.254 mass%, and 12.810 mass% were respectively measured. Got. Further, the phosphor precursor particles were fired by the same method as in Example 1.

比較例6では、焼成中に溶融したため、蛍光体は得られなかった。これは、蛍光体前駆体粒子に含有されているカルシウムの量が多く、焼成中に合成される酸窒化物の融点が下がったためである。   In Comparative Example 6, the phosphor was not obtained because it was melted during firing. This is because the amount of calcium contained in the phosphor precursor particles is large and the melting point of the oxynitride synthesized during firing is lowered.

比較例7.
組成式Eu0.005Sr0.995Siで表わされる酸窒化物を得るべく、窒化ケイ素粒子と硝酸ストロンチウムと硝酸ユウロピウム6水和物とを、それぞれ30.530質量%、68.741質量%、0.728質量%となるように秤量した以外は、実施例1と同様の方法により、蛍光体前駆体粒子および焼成品を得た。
Comparative Example 7
In order to obtain an oxynitride represented by a composition formula Eu 0.005 Sr 0.995 Si 2 O 2 N 2 , silicon nitride particles, strontium nitrate, and europium nitrate hexahydrate were respectively added at 30.530% by mass and 68%. The phosphor precursor particles and the fired product were obtained in the same manner as in Example 1, except that the weight was adjusted to 0.74% by mass and 0.728% by mass.

実施例1と同様に種々の測定、分析を行ったところ、得られた蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径D50は123nmであった。また、得られた焼成品は、200nm以上500nm以下の波長範囲の光によって励起され、発光ピーク波長が548nmであることが分かった。このことから、得られた焼成品は可視光で励起される蛍光体であることが確認できた。また、得られた焼成品には、SrSiと同じ結晶構造を有する酸窒化物とSiOと同じ結晶構造を有するケイ素含有化合物とが生成していることが分かった。また、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、酸窒化物が83質量%生成し、ケイ素含有化合物が17質量%生成していることが分かった。また、得られた焼成品には、SrとEuとがSr:Eu=0.995:0.005のモル比で含まれていることが分かった。また、得られた焼成品の体積平均粒径D50は186nmであり、体積平均粒度分布指標PSDは1.32であった。また、得られた焼成品の励起波長450nmにおける内部量子効率は52%であった。 When various measurements and analyzes were performed in the same manner as in Example 1, the obtained phosphor precursor particles had a volume average particle diameter D50 V of 123 nm. Moreover, it was found that the obtained fired product was excited by light having a wavelength range of 200 nm or more and 500 nm or less, and the emission peak wavelength was 548 nm. From this, it was confirmed that the obtained fired product was a phosphor excited by visible light. Further, it was found that the obtained fired product produced an oxynitride having the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 and a silicon-containing compound having the same crystal structure as SiO 2 . Moreover, it turned out that 83 mass% of oxynitrides produced | generated and 17 mass% of silicon containing compounds were produced | generated with respect to the sum total of an oxynitride and a silicon containing compound. Further, it was found that the obtained fired product contained Sr and Eu in a molar ratio of Sr: Eu = 0.959: 0.005. The obtained fired article had a volume average particle diameter D50 V of 186 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.32. Moreover, the internal quantum efficiency in the excitation wavelength of 450 nm of the obtained baked product was 52%.

以上のことから、比較例7により得られた蛍光体は、SrとEuとSiとを含有する酸窒化物を含むものである。また、この蛍光体は、組成式Eu0.005Sr0.995Siで表わされる。この組成式より、この蛍光体は、SrおよびEuの合計に対して、99.5モル%のSrと0.5モル%のEuとを有する。また、この酸窒化物は、SrSiと同じ結晶構造を有する。また、この蛍光体は、体積平均粒径D50が186nmであり、体積平均粒度分布指標PSDが1.32である。また、この蛍光体は、励起波長450nmにおける内部量子効率が52%である。また、この蛍光体は、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、83質量%の酸窒化物を含む。 From the above, the phosphor obtained in Comparative Example 7 includes an oxynitride containing Sr, Eu, and Si. This phosphor is represented by a composition formula Eu 0.005 Sr 0.995 Si 2 O 2 N 2 . From this composition formula, this phosphor has 99.5 mol% Sr and 0.5 mol% Eu with respect to the sum of Sr and Eu. This oxynitride has the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 . Further, this phosphor has a volume average particle size D50 V of 186 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.32. Further, this phosphor has an internal quantum efficiency of 52% at an excitation wavelength of 450 nm. Further, this phosphor contains 83% by mass of oxynitride with respect to the total of the oxynitride and the silicon-containing compound.

比較例8.
組成式Eu0.25Sr0.75Siで表わされる酸窒化物を得るべく、窒化ケイ素粒子と硝酸ストロンチウムと硝酸ユウロピウム6水和物とを、それぞれ25.710質量%、43.634質量%、30.657質量%となるように秤量した以外は、実施例1と同様の方法により、蛍光体前駆体粒子および焼成品を得た。
Comparative Example 8.
In order to obtain an oxynitride represented by a composition formula Eu 0.25 Sr 0.75 Si 2 O 2 N 2 , silicon nitride particles, strontium nitrate, and europium nitrate hexahydrate were respectively contained in 25.710 mass% and 43 The phosphor precursor particles and the fired product were obtained in the same manner as in Example 1 except that the weight was adjusted to 634% by mass and 30.657% by mass.

実施例1と同様に種々の測定、分析を行ったところ、得られた蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径D50は132nmであった。また、得られた焼成品は、200nm以上500nm以下の波長範囲の光によって励起され、発光ピーク波長が545nmであることが分かった。このことから、得られた焼成品は可視光で励起される蛍光体であることが確認できた。また、得られた焼成品には、SrSiと同じ結晶構造を有する酸窒化物とSiOと同じ結晶構造を有するケイ素含有化合物とが生成していることが分かった。また、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、酸窒化物が84質量%生成し、ケイ素含有化合物が16質量%生成していることが分かった。また、得られた焼成品には、SrとEuとがSr:Eu=0.75:0.25のモル比で含まれていることが分かった。また、得られた焼成品の体積平均粒径D50は172nmであり、体積平均粒度分布指標PSDは1.31であった。また、得られた焼成品の励起波長450nmにおける内部量子効率は48%であった。 When various measurements and analyzes were performed in the same manner as in Example 1, the obtained phosphor precursor particles had a volume average particle diameter D50 V of 132 nm. Moreover, it was found that the obtained fired product was excited by light having a wavelength range of 200 nm or more and 500 nm or less, and the emission peak wavelength was 545 nm. From this, it was confirmed that the obtained fired product was a phosphor excited by visible light. Further, it was found that the obtained fired product produced an oxynitride having the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 and a silicon-containing compound having the same crystal structure as SiO 2 . Moreover, it turned out that 84 mass% of oxynitrides are produced | generated and 16 mass% of silicon containing compounds are produced | generated with respect to the sum total of an oxynitride and a silicon containing compound. Further, it was found that the obtained fired product contained Sr and Eu in a molar ratio of Sr: Eu = 0.75: 0.25. The obtained fired article had a volume average particle diameter D50 V of 172 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.31. Moreover, the internal quantum efficiency in the excitation wavelength of 450 nm of the obtained baked product was 48%.

以上のことから、比較例8により得られた蛍光体は、SrとEuとSiとを含有する酸窒化物を含むものである。また、この蛍光体は、組成式Eu0.25Sr0.75Siで表わされる。この組成式より、この蛍光体は、SrおよびEuの合計に対して、75モル%のSrと25モル%のEuとを有する。また、この酸窒化物は、SrSiと同じ結晶構造を有する。また、この蛍光体は、体積平均粒径D50が172nmであり、体積平均粒度分布指標PSDが1.31である。また、この蛍光体は、励起波長450nmにおける内部量子効率が48%である。また、この蛍光体は、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、84質量%の酸窒化物を含む。 From the above, the phosphor obtained in Comparative Example 8 includes an oxynitride containing Sr, Eu, and Si. Further, this phosphor is represented by a composition formula Eu 0.25 Sr 0.75 Si 2 O 2 N 2 . From this composition formula, this phosphor has 75 mol% Sr and 25 mol% Eu with respect to the sum of Sr and Eu. This oxynitride has the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 . Further, this phosphor has a volume average particle size D50 V of 172 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.31. Further, this phosphor has an internal quantum efficiency of 48% at an excitation wavelength of 450 nm. Further, this phosphor contains 84 mass% oxynitride with respect to the total of the oxynitride and the silicon-containing compound.

比較例9.
組成式Eu0.1Sr0.45Ba0.45Siで表わされる市販の酸窒化物蛍光体(北京中村宇▲極▼科技有限公司製)を用いた。
Comparative Example 9
A commercially available oxynitride phosphor represented by the composition formula Eu 0.1 Sr 0.45 Ba 0.45 Si 2 O 2 N 2 (manufactured by Beijing Nakamura U.K. Technology Co., Ltd.) was used.

実施例1と同様に種々の測定、分析を行ったところ、市販の酸窒化物蛍光体は、200nm以上500nm以下の波長範囲の光によって励起され、発光ピーク波長が550nmであることが分かった。図4中のbは市販の酸窒化物蛍光体の発光スペクトルを示す。また、市販の酸窒化物蛍光体は、SrSiと同じ結晶構造を有する酸窒化物以外の結晶成分を含んでいないことが分かった。また、市販の酸窒化物蛍光体の体積平均粒径D50は15400nmであり、体積平均粒度分布指標PSDは2.22であった。また、市販の酸窒化物蛍光体の励起波長450nmにおける内部量子効率は77%であった。 When various measurements and analyzes were performed in the same manner as in Example 1, it was found that the commercially available oxynitride phosphor was excited by light in the wavelength range of 200 nm to 500 nm and the emission peak wavelength was 550 nm. B in FIG. 4 shows the emission spectrum of a commercially available oxynitride phosphor. Also, commercial oxynitride phosphor was found not to contain any crystalline components other than the oxynitride having the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2. Further, the volume average particle diameter D50 V of the commercially available oxynitride phosphor was 15400 nm, and the volume average particle size distribution index PSD V was 2.22. Further, the internal quantum efficiency of the commercially available oxynitride phosphor at an excitation wavelength of 450 nm was 77%.

比較例10.
比較例9で用いた市販の酸窒化物蛍光体をビーズミルで粉砕し、分級することにより、サブミクロンサイズの酸窒化物蛍光体を得た。
Comparative Example 10
The commercially available oxynitride phosphor used in Comparative Example 9 was pulverized with a bead mill and classified to obtain a submicron oxynitride phosphor.

実施例1と同様に種々の測定、分析を行ったところ、粉砕後の市販の酸窒化物蛍光体は、200nm以上500nm以下の波長範囲の光によって励起され、発光ピーク波長が562nmであることが分かった。図4中のcは粉砕後の市販の酸窒化物蛍光体の発光スペクトルを示す。また、粉砕後の市販の酸窒化物蛍光体は、SrSiと同じ結晶構造を有する酸窒化物以外の結晶成分を含んでいないが、酸窒化物の結晶の一部が粉砕によって非晶質化していることが分かった。また、粉砕後の市販の酸窒化物蛍光体の体積平均粒径D50は364nmであり、体積平均粒度分布指標PSDは1.33であった。また、粉砕後の市販の酸窒化物蛍光体の励起波長450nmにおける内部量子効率は36%であった。 When various measurements and analyzes were performed in the same manner as in Example 1, the commercially available oxynitride phosphor after pulverization was excited by light in the wavelength range of 200 nm to 500 nm, and the emission peak wavelength was 562 nm. I understood. C in FIG. 4 shows the emission spectrum of the commercially available oxynitride phosphor after pulverization. In addition, the commercially available oxynitride phosphor after pulverization does not contain a crystal component other than oxynitride having the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 , but part of the oxynitride crystals is pulverized. It was found to be amorphous. Further, the commercially available oxynitride phosphor after pulverization had a volume average particle size D50 V of 364 nm and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.33. The internal quantum efficiency of the commercially available oxynitride phosphor after pulverization at an excitation wavelength of 450 nm was 36%.

実施例と比較例の対比検討.
図5は蛍光体の体積平均粒径D50と励起波長450nmにおける内部量子効率との関係を示すグラフである。図5の横軸は蛍光体の体積平均粒径D50であり、縦軸は蛍光体の励起波長450nmにおける内部量子効率である。図5中、ダイヤモンド形状の点は実施例1−11を示し、四角形状の点a,bは比較例9,10を示す。
Comparison between the working example and the comparative example.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the volume average particle diameter D50 V of the phosphor and the internal quantum efficiency at an excitation wavelength of 450 nm. The horizontal axis of FIG. 5 is the volume average particle diameter D50 V of the phosphor, and the vertical axis is the internal quantum efficiency at the excitation wavelength of 450 nm of the phosphor. In FIG. 5, diamond-shaped points indicate Examples 1-11, and square-shaped points a and b indicate Comparative Examples 9 and 10, respectively.

図5に示されるように、実施例1−11の蛍光体は、体積平均粒径D50が50nm以上400nm以下、より具体的には、100nm以上350nm以下であり、かつ、励起波長450nmにおける内部量子効率が60%以上、より具体的には、70%以上である。このため、実施例1−11から発光特性の優れた小粒径の蛍光体を得ることができた。特に、実施例2,3,5では、励起波長450nmにおける内部量子効率が80%以上であり、発光特性の極めて優れた小粒径の蛍光体を得ることができた。 As shown in FIG. 5, the phosphor of Example 1-11 has a volume average particle diameter D50 V of 50 nm or more and 400 nm or less, more specifically, 100 nm or more and 350 nm or less, and an internal wavelength at an excitation wavelength of 450 nm. The quantum efficiency is 60% or more, more specifically 70% or more. For this reason, the small particle diameter fluorescent substance excellent in the light emission characteristic was able to be obtained from Example 1-11. In particular, in Examples 2, 3, and 5, it was possible to obtain a phosphor having a small particle diameter having an internal quantum efficiency of 80% or more at an excitation wavelength of 450 nm and having extremely excellent emission characteristics.

一方、比較例9の蛍光体は、励起波長450nmにおける内部量子効率が77%と高いが、体積平均粒径D50が15400nmと大きい。比較例9の蛍光体を粉砕することにより得られた比較例10の蛍光体では、体積平均粒径D50を364nmまで小さくすることができたが、励起波長450nmにおける内部量子効率が36%に低下した。また、図4に示されるように、比較例9,10の蛍光体の発光ピーク波長における発光強度は、実施例2の蛍光体の発光ピーク波長における発光強度より低い。このため、市販品の蛍光体(比較例9,10)からは、発光特性の優れた小粒径の蛍光体を得ることができなかった。 On the other hand, the phosphor of Comparative Example 9 has a high internal quantum efficiency of 77% at an excitation wavelength of 450 nm, but has a large volume average particle diameter D50 V of 15400 nm. In the phosphor of Comparative Example 10 obtained by pulverizing the phosphor of Comparative Example 9, the volume average particle diameter D50 V could be reduced to 364 nm, but the internal quantum efficiency at an excitation wavelength of 450 nm was reduced to 36%. Declined. Further, as shown in FIG. 4, the emission intensity at the emission peak wavelength of the phosphors of Comparative Examples 9 and 10 is lower than the emission intensity at the emission peak wavelength of the phosphor of Example 2. For this reason, it was not possible to obtain a phosphor having a small particle diameter with excellent emission characteristics from commercially available phosphors (Comparative Examples 9 and 10).

また、実施例1−11の蛍光体は、体積平均粒度分布指標PSDが1.20以上1.35以下、より具体的には、1.21nm以上1.32以下である。このため、実施例1−11から粒径の揃った蛍光体を得ることができた。 Further, the phosphor of Example 1-11 has a volume average particle size distribution index PSD V of 1.20 or more and 1.35 or less, more specifically 1.21 nm or more and 1.32 or less. For this reason, the fluorescent substance with uniform particle diameter was able to be obtained from Example 1-11.

図6は蛍光体のSr含有量と励起波長450nmにおける内部量子効率との関係を示すグラフである。図6の横軸は蛍光体のSr含有量であり、縦軸は蛍光体の励起波長450nmにおける内部量子効率である。図6中、ダイヤモンド形状の点は実施例1−11を示し、四角形状の点a,bは比較例6,7を示す。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between the Sr content of the phosphor and the internal quantum efficiency at an excitation wavelength of 450 nm. The horizontal axis of FIG. 6 is the Sr content of the phosphor, and the vertical axis is the internal quantum efficiency at the excitation wavelength of 450 nm of the phosphor. In FIG. 6, diamond-shaped points indicate Examples 1-11, and square-shaped points a and b indicate Comparative Examples 6 and 7, respectively.

図6に示されるように、比較例6では、Ca含有量が多く、アルカリ土類金属元素(Sr,Ca)とEuとの合計に対して、15モル%よりも少ないSrを有する。このため、焼成中に合成される酸窒化物の融点が下がり、蛍光体が得られなかった。焼成温度を下げると、合成反応が進行し難くなって、ケイ素含有化合物等の不純物が多くなるため、励起波長450nmにおける内部量子効率が低下すると考えられる。また、比較例7の蛍光体は、Sr含有量が99モル%より多い。このため、Euの含有量が少なくなり、励起波長450nmにおける内部量子効率が低下する。   As shown in FIG. 6, in Comparative Example 6, the content of Ca is large, and the content of Sr is less than 15 mol% with respect to the total of the alkaline earth metal elements (Sr, Ca) and Eu. For this reason, the melting point of the oxynitride synthesized during firing decreased, and a phosphor could not be obtained. When the firing temperature is lowered, the synthesis reaction becomes difficult to proceed, and impurities such as silicon-containing compounds increase, so that the internal quantum efficiency at an excitation wavelength of 450 nm is considered to be lowered. Further, the phosphor of Comparative Example 7 has an Sr content of more than 99 mol%. For this reason, the content of Eu decreases, and the internal quantum efficiency at an excitation wavelength of 450 nm decreases.

従って、Sr含有量は、好ましくは、15モル%以上99モル%以下である。また、励起波長450nmにおける内部量子効率が60%以上である実施例1−11の蛍光体は、アルカリ土類金属元素(Sr,Ca)とEuとの合計に対して、20モル%以上95モル%以下のSrを有する。このため、Sr含有量は、さらに好ましくは、20モル%以上95モル%以下である。   Therefore, the Sr content is preferably 15 mol% or more and 99 mol% or less. Further, the phosphor of Example 1-11 having an internal quantum efficiency of 60% or more at an excitation wavelength of 450 nm is 20 mol% or more and 95 mol with respect to the total of the alkaline earth metal elements (Sr, Ca) and Eu. % Of Sr. For this reason, Sr content is more preferably 20 mol% or more and 95 mol% or less.

図7は蛍光体のEu含有量と励起波長450nmにおける内部量子効率との関係を示すグラフである。図7の横軸は蛍光体のEu含有量であり、縦軸は蛍光体の励起波長450nmにおける内部量子効率である。図7中、ダイヤモンド形状の点は実施例1−11を示し、四角形状の点a,bは比較例7,8を示す。   FIG. 7 is a graph showing the relationship between the Eu content of the phosphor and the internal quantum efficiency at an excitation wavelength of 450 nm. In FIG. 7, the horizontal axis represents the Eu content of the phosphor, and the vertical axis represents the internal quantum efficiency at the excitation wavelength of 450 nm. In FIG. 7, diamond-shaped points indicate Example 1-11, and square-shaped points a and b indicate Comparative Examples 7 and 8, respectively.

図7に示されるように、比較例7の蛍光体は、アルカリ土類金属元素(Sr,Ca)とEuとの合計に対して、1モル%よりも少ないEuを有する。このため、Euの含有量が少なく、励起波長450nmにおける内部量子効率が低下する。また、比較例8の蛍光体は、Eu含有量が20モル%より多い。このため、濃度消光が発生し、励起波長450nmにおける内部量子効率が低下する。   As shown in FIG. 7, the phosphor of Comparative Example 7 has Eu less than 1 mol% with respect to the total of the alkaline earth metal elements (Sr, Ca) and Eu. For this reason, there is little content of Eu and the internal quantum efficiency in excitation wavelength 450nm falls. Further, the phosphor of Comparative Example 8 has an Eu content of more than 20 mol%. For this reason, concentration quenching occurs, and the internal quantum efficiency at the excitation wavelength of 450 nm decreases.

従って、Eu含有量は、好ましくは、1モル%以上20モル%以下である。また、励起波長450nmにおける内部量子効率が60%以上である実施例1−11の蛍光体は、アルカリ土類金属元素(Sr,Ca)とEuとの合計に対して、5モル%以上15モル%以下のEuを有する。このため、Eu含有量は、さらに好ましくは、5モル%以上15モル%以下である。   Therefore, the Eu content is preferably 1 mol% or more and 20 mol% or less. Further, the phosphor of Example 1-11 having an internal quantum efficiency of 60% or more at an excitation wavelength of 450 nm is 5 mol% or more and 15 mol with respect to the total of alkaline earth metal elements (Sr, Ca) and Eu. % Eu. For this reason, the Eu content is more preferably 5 mol% or more and 15 mol% or less.

図8は窒化ケイ素粒子の体積平均粒径D50と蛍光体の体積平均粒径D50との関係を示すグラフである。図8の横軸は窒化ケイ素粒子の体積平均粒径D50であり、縦軸は蛍光体の体積平均粒径D50である。図9は窒化ケイ素粒子の体積平均粒径D50と蛍光体の体積平均粒度分布指標PSDとの関係を示すグラフである。図9の横軸は窒化ケイ素粒子の体積平均粒径D50であり、縦軸は蛍光体の体積平均粒度分布指標PSDである。図8,9中、ダイヤモンド形状のプロットは実施例1−11を示し、四角形状のプロットaは比較例1を示す。 FIG. 8 is a graph showing the relationship between the volume average particle diameter D50 V of the silicon nitride particles and the volume average particle diameter D50 V of the phosphor. The horizontal axis of FIG. 8 is the volume average particle diameter D50 V of the silicon nitride particles, and the vertical axis is the volume average particle diameter D50 V of the phosphor. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the volume average particle diameter D50 V of the silicon nitride particles and the volume average particle size distribution index PSD V of the phosphor. The horizontal axis of FIG. 9 is the volume average particle diameter D50 V of the silicon nitride particles, and the vertical axis is the volume average particle size distribution index PSD V of the phosphor. 8 and 9, the diamond-shaped plot shows Example 1-11, and the square-shaped plot a shows Comparative Example 1.

図8に示されるように、比較例1では、窒化ケイ素粒子の体積平均粒径D50が150nmより大きい。このため、蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径D50も大きくなった。その結果、蛍光体の体積平均粒径D50が400nmより大きくなり、所望の粒径の蛍光体を得ることができなかった。また、図9に示されるように、粒度分布を制御することができず、蛍光体の体積平均粒度分布指標PSDが1.35より大きくなり、所望の粒度分布の蛍光体を得ることができなかった。 As shown in FIG. 8, in Comparative Example 1, the volume average particle diameter D50 V of the silicon nitride particles is larger than 150 nm. For this reason, the volume average particle diameter D50 V of the phosphor precursor particles also increased. As a result, the phosphor had a volume average particle diameter D50 V larger than 400 nm, and a phosphor having a desired particle diameter could not be obtained. Further, as shown in FIG. 9, the particle size distribution cannot be controlled, and the volume average particle size distribution index PSD V of the phosphor becomes larger than 1.35, and a phosphor having a desired particle size distribution can be obtained. There wasn't.

従って、窒化ケイ素粒子の体積平均粒径D50は、好ましくは、150nm以下である。また、体積平均粒径D50が50nm以上400nm以下であり、体積平均粒度分布指標PSDが1.20以上1.35以下である蛍光体が得られる実施例1−11では、窒化ケイ素粒子の体積平均粒径D50が120nm以下である。このため、窒化ケイ素粒子の体積平均粒径D50は、さらに好ましくは、120nm以下である。 Therefore, the volume average particle diameter D50 V of the silicon nitride particles is preferably 150 nm or less. In Example 1-11 in which a phosphor having a volume average particle diameter D50 V of 50 nm or more and 400 nm or less and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.20 or more and 1.35 or less is obtained, The volume average particle diameter D50 V is 120 nm or less. For this reason, the volume average particle diameter D50 V of the silicon nitride particles is more preferably 120 nm or less.

図10は蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径D50と蛍光体の体積平均粒径D50との関係を示すグラフである。図10の横軸は蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径D50であり、縦軸は蛍光体の体積平均粒径D50である。図11は蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径D50と蛍光体の体積平均粒度分布指標PSDとの関係を示すグラフである。図11の横軸は蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径D50であり、縦軸は蛍光体の体積平均粒度分布指標PSDである。図10,11中、ダイヤモンド形状のプロットは実施例1−11を示し、四角形状のプロットaは比較例1を示す。 Figure 10 is a graph showing the relationship between the volume average particle diameter D50 V the volume average particle diameter D50 V and the phosphor of the phosphor precursor particles. The horizontal axis of FIG. 10 is the volume average particle diameter D50 V of the phosphor precursor particles, and the vertical axis is the volume average particle diameter D50 V of the phosphor. FIG. 11 is a graph showing the relationship between the volume average particle diameter D50 V of the phosphor precursor particles and the volume average particle size distribution index PSD V of the phosphor. The horizontal axis of FIG. 11 is the volume average particle diameter D50 V of the phosphor precursor particles, and the vertical axis is the volume average particle size distribution index PSD V of the phosphor. 10 and 11, the diamond-shaped plot indicates Example 1-11, and the square-shaped plot a indicates Comparative Example 1. FIG.

図10に示されるように、比較例1では、蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径D50が250nmより大きい。このため、蛍光体の体積平均粒径D50が400nmより大きくなり、所望の粒径の蛍光体を得ることができなかった。また、図11に示されるように、粒度分布を制御することができず、蛍光体の体積平均粒度分布指標PSDが1.35より大きくなり、所望の粒度分布の蛍光体を得ることができなかった。 As shown in FIG. 10, in Comparative Example 1, the volume average particle diameter D50 V of the phosphor precursor particles is larger than 250 nm. For this reason, the volume average particle diameter D50 V of the phosphor is larger than 400 nm, and a phosphor having a desired particle diameter cannot be obtained. Further, as shown in FIG. 11, the particle size distribution cannot be controlled, and the phosphor volume average particle size distribution index PSD V is larger than 1.35, and a phosphor having a desired particle size distribution can be obtained. There wasn't.

従って、蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径D50は、好ましくは、250nm以下である。また、体積平均粒径D50が50nm以上400nm以下であり、体積平均粒度分布指標PSDが1.20以上1.35以下である蛍光体が得られる実施例1−11では、蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径D50が210nm以下である。このため、蛍光体前駆体粒子の体積平均粒径D50は、さらに好ましくは、210nm以下である。 Therefore, the volume average particle diameter D50 V of the phosphor precursor particles is preferably 250 nm or less. In Example 1-11, a phosphor precursor having a volume average particle size D50 V of 50 nm or more and 400 nm or less and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.20 or more and 1.35 or less is obtained. The volume average particle diameter D50 V of the particles is 210 nm or less. For this reason, the volume average particle diameter D50 V of the phosphor precursor particles is more preferably 210 nm or less.

図12は焼成温度と蛍光体の励起波長450nmにおける内部量子効率との関係を示すグラフである。図12の横軸は焼成温度であり、縦軸は蛍光体の励起波長450nmにおける内部量子効率である。図12中、ダイヤモンド形状の点は実施例1−11を示し、四角形状の点a−cは比較例3−5を示す。   FIG. 12 is a graph showing the relationship between the firing temperature and the internal quantum efficiency of the phosphor at an excitation wavelength of 450 nm. The horizontal axis in FIG. 12 is the firing temperature, and the vertical axis is the internal quantum efficiency of the phosphor at an excitation wavelength of 450 nm. In FIG. 12, diamond-shaped points indicate Example 1-11, and square-shaped points ac indicate Comparative Example 3-5.

図13は焼成温度と蛍光体の体積平均粒径D50との関係を示すグラフである。図13の横軸は焼成温度であり、縦軸は蛍光体の体積平均粒径D50である。図14は焼成温度と蛍光体の体積平均粒度分布指標PSDとの関係を示すグラフである。図14の横軸は焼成温度であり、縦軸は蛍光体の体積平均粒度分布指標PSDである。図13,14中、ダイヤモンド形状のプロットは実施例1−11を示し、四角形状のプロットbは比較例4を示す。 FIG. 13 is a graph showing the relationship between the firing temperature and the volume average particle diameter D50 V of the phosphor. The horizontal axis in FIG. 13 is the firing temperature, and the vertical axis is the volume average particle diameter D50 V of the phosphor. FIG. 14 is a graph showing the relationship between the firing temperature and the volume average particle size distribution index PSD V of the phosphor. The horizontal axis of FIG. 14 is the firing temperature, and the vertical axis is the volume average particle size distribution index PSD V of the phosphor. 13 and 14, the diamond-shaped plot indicates Example 1-11, and the square-shaped plot b indicates Comparative Example 4.

図12に示されるように、比較例3では、焼成温度が1150℃より低い。このため、合成反応が進行せず、焼成不足のため、蛍光体は得られなかった。また、焼成温度が低いと、合成反応が進行し難くなって、ケイ素含有化合物等の不純物が多くなるため、励起波長450nmにおける内部量子効率が低下すると考えられる。また、図12に示されるように、比較例4では、焼成温度が1650℃より高い。このため、図13に示されるように、粒成長が進みすぎて、蛍光体の体積平均粒径D50が400nmより大きくなり、所望の粒径の蛍光体を得ることができなかった。また、図14に示されるように、粒度分布を制御することができず、蛍光体の体積平均粒度分布指標PSDが1.35より大きくなり、所望の粒度分布の蛍光体を得ることができなかった。また、図12に示されるように、比較例5では、焼成温度が1650℃より高い。比較例5のように、アルカリ土類金属元素(Sr,Ca)とEuとの含有割合によっては、焼成中に合成される酸窒化物の融点が下がるため、焼成温度が高いと、焼成中に溶融して、蛍光体が得られなくなる。 As shown in FIG. 12, in Comparative Example 3, the firing temperature is lower than 1150 ° C. For this reason, the synthesis reaction did not proceed and the phosphor was not obtained due to insufficient firing. In addition, when the firing temperature is low, the synthesis reaction does not proceed easily, and impurities such as silicon-containing compounds increase, so that the internal quantum efficiency at an excitation wavelength of 450 nm is considered to decrease. Moreover, as FIG. 12 shows, in the comparative example 4, baking temperature is higher than 1650 degreeC. For this reason, as shown in FIG. 13, the grain growth progressed too much, and the volume average particle diameter D50 V of the phosphor became larger than 400 nm, and a phosphor having a desired particle diameter could not be obtained. Further, as shown in FIG. 14, the particle size distribution cannot be controlled, and the volume average particle size distribution index PSD V of the phosphor becomes larger than 1.35, and a phosphor having a desired particle size distribution can be obtained. There wasn't. Moreover, as FIG. 12 shows, in the comparative example 5, a calcination temperature is higher than 1650 degreeC. As in Comparative Example 5, the melting point of the oxynitride synthesized during firing decreases depending on the content ratio of alkaline earth metal elements (Sr, Ca) and Eu. It melts and phosphor cannot be obtained.

従って、焼成温度は、好ましくは1150℃以上1650℃以下である。また、体積平均粒径D50が50nm以上400nm以下であり、体積平均粒度分布指標PSDが1.20以上1.35以下である蛍光体が得られる実施例1−11では、焼成温度が1200℃以上1600℃以下である。このため、焼成温度は、さらに好ましくは、1200℃以上1600℃以下である。 Therefore, the firing temperature is preferably 1150 ° C. or higher and 1650 ° C. or lower. In Example 1-11 in which a phosphor having a volume average particle size D50 V of 50 nm or more and 400 nm or less and a volume average particle size distribution index PSD V of 1.20 or more and 1.35 or less is obtained, the firing temperature is 1200. It is at least 1600 ° C. For this reason, the firing temperature is more preferably 1200 ° C. or higher and 1600 ° C. or lower.

実施例1−11では、蛍光体前駆体粒子を、水素と窒素との混合ガス雰囲気またはアンモニアと窒素との混合ガス雰囲気の下で焼成した。その場合、酸窒化物を主成分として含む蛍光体が得られた。具体的には、実施例1−11の蛍光体には、酸窒化物とケイ素含有化合物との合計に対して、酸窒化物が50質量%以上、さらに具体的には、70質量%以上含まれる。酸窒化物を主成分として含むことにより、励起波長450nmにおける内部量子効率の高い蛍光体が得られた。   In Example 1-11, the phosphor precursor particles were fired under a mixed gas atmosphere of hydrogen and nitrogen or a mixed gas atmosphere of ammonia and nitrogen. In that case, a phosphor containing oxynitride as a main component was obtained. Specifically, the phosphor of Example 1-11 includes 50% by mass or more, more specifically 70% by mass or more of oxynitride with respect to the total of the oxynitride and the silicon-containing compound. It is. By containing oxynitride as a main component, a phosphor having high internal quantum efficiency at an excitation wavelength of 450 nm was obtained.

一方、比較例2では、蛍光体前駆体粒子を、窒素100体積%のガス雰囲気の下で焼成した。その場合、酸窒化物の合成反応が進行せず、SrSiOと同じ結晶構造を有するケイ素含有化合物が主成分として生成した。 On the other hand, in Comparative Example 2, the phosphor precursor particles were fired under a gas atmosphere of 100% by volume of nitrogen. In that case, the synthesis reaction of oxynitride did not proceed, and a silicon-containing compound having the same crystal structure as Sr 2 SiO 4 was generated as a main component.

従って、焼成は、水素と窒素との混合ガス雰囲気またはアンモニアと窒素との混合ガス雰囲気の下で行うことが好ましい。   Therefore, the firing is preferably performed in a mixed gas atmosphere of hydrogen and nitrogen or a mixed gas atmosphere of ammonia and nitrogen.

なお、上述した実施例では、アルカリ土類金属元素として、Srのみを用いる場合の他に、SrおよびCaの組み合わせを用いる場合についてのみ説明したが、CaのかわりにBaおよびMgの少なくとも一方を用いる場合やCaとともにBaおよびMgの少なくとも一方を用いる場合でも、本発明を適用できる。   In the embodiment described above, only the case of using a combination of Sr and Ca in addition to the case of using only Sr as the alkaline earth metal element has been described. However, at least one of Ba and Mg is used instead of Ca. The present invention can be applied even in the case of using at least one of Ba and Mg together with Ca.

また、上述した実施例では、賦活剤元素として、Euのみを用いる場合について説明したが、EuとともにCeを用いる場合でも、本発明を適用できる。   Moreover, although the Example mentioned above demonstrated the case where only Eu was used as an activator element, even when using Ce with Eu, this invention is applicable.

また、上述した実施例では、湿式化学法として、共沈法を用いる場合についてのみ説明したが、クエン酸塩法を用いる場合でも、本発明を適用できる。   Moreover, although the Example mentioned above demonstrated only the case where a coprecipitation method was used as a wet chemical method, this invention is applicable also when using a citrate method.

また、上述した実施例では、窒化ケイ素粒子の表面に、アルカリ土類元素の炭酸塩および賦活剤元素の水酸化物が堆積する場合について説明したが、炭酸塩や水酸化物以外の炭酸水素塩、リン酸塩、カルボン酸塩、シュウ酸塩、硫酸塩または有機金属化合物が堆積する場合でも、本発明を適用できる。   In the above-described embodiments, the case where carbonates of alkaline earth elements and hydroxides of activator elements are deposited on the surface of silicon nitride particles has been described. However, carbonates and bicarbonates other than hydroxides are described. The present invention can be applied even when phosphate, carboxylate, oxalate, sulfate or organometallic compound is deposited.

以上のように、本発明を実施の形態および実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されない。該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白である。本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は他の実施態様も含む。   As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail based on embodiment and an Example, this is for demonstrating this invention concretely, This invention is not limited to this. It is obvious that those having ordinary knowledge in the relevant field can make modifications and improvements within the technical idea of the present invention. All simple variations and modifications of the present invention belong to the scope of the present invention, and the specific protection scope of the present invention includes other embodiments.

Claims (10)

アルカリ土類金属元素、ケイ素および賦活剤元素を含有する酸窒化物を含む蛍光体であって、
体積平均粒径が50nm以上400nm以下であり、励起波長450nmにおける内部量子効率が60%以上であり、
当該蛍光体は、組成式MSi で表わされ、
前記酸窒化物は、SrSi と同じ結晶構造を有し、
前記元素Mは、Ca、Sr、BaおよびMgからなる群から少なくともSrを含んで選択される1種類以上のアルカリ土類金属元素とEuおよびCeからなる群から少なくともEuを含んで選択される1種類以上の賦活剤元素とを有し、元素Mの合計に対して、15モル%以上99モル%以下のSrと1モル%以上20モル%以下の賦活剤元素とを有し、
体積平均粒度分布指標が1.21以上1.32以下であり、
前記酸窒化物と異なる結晶構造を有するケイ素含有化合物を含み、
前記酸窒化物は、前記酸窒化物と前記ケイ素含有化合物との合計に対して、50質量%以上含まれる蛍光体。
Alkaline earth metal element, a phosphor containing oxynitride you containing silicon and activator element,
The volume average particle size is at 50nm or more 400nm or less state, and are internal quantum efficiency of 60% at the excitation wavelength of 450 nm,
The phosphor is represented by a composition formula MSi 2 O 2 N 2 ,
The oxynitride has the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 ,
The element M is selected from one or more alkaline earth metal elements selected from the group consisting of Ca, Sr, Ba and Mg and containing at least Eu from at least one alkaline earth metal element selected from the group consisting of Eu and Ce. Having more than one kind of activator elements, and having 15 mol% or more and 99 mol% or less of Sr and 1 mol% or more and 20 mol% or less of activator elements with respect to the total of the elements M,
The volume average particle size distribution index is 1.21 or more and 1.32 or less,
A silicon-containing compound having a different crystal structure from the oxynitride,
The phosphor containing the oxynitride in an amount of 50% by mass or more based on the total of the oxynitride and the silicon-containing compound .
アルカリ土類金属元素、ケイ素および賦活剤元素を含有する酸窒化物を含む蛍光体の製造方法であって、
窒化ケイ素粒子とアルカリ土類金属元素を含有する物質と賦活剤元素を含有する物質とを含む懸濁液に湿式化学法を適用して、前記窒化ケイ素粒子の表面に、前記アルカリ土類金属元素を含有する化合物および前記賦活剤元素を含有する化合物が混ざり合って堆積され、体積平均粒径が250nm以下である蛍光体前駆体粒子を準備する前駆体準備工程と、
前記蛍光体前駆体粒子を焼成する焼成工程と
を含み、
前記焼成工程は、水素と窒素との混合ガス雰囲気またはアンモニアと窒素との混合ガス雰囲気の下、1150℃以上1650℃以下の温度で行い、
前記蛍光体前駆体粒子は、アルカリ土類金属元素および賦活剤元素の合計に対して、15モル%以上99モル%以下のSrと1モル%以上20モル%以下の賦活剤元素とを有し、
当該蛍光体は、組成式MSi で表わされ、
前記酸窒化物は、SrSi と同じ結晶構造を有し、
前記元素Mは、Ca、Sr、BaおよびMgからなる群から少なくともSrを含んで選択される1種類以上のアルカリ土類金属元素とEuおよびCeからなる群から少なくともEuを含んで選択される1種類以上の賦活剤元素とを有する蛍光体の製造方法。
Alkaline earth metal element, a method for producing a phosphor containing oxynitride you containing silicon and activator element,
Applying a wet chemical method to a suspension containing silicon nitride particles, a substance containing an alkaline earth metal element and a substance containing an activator element, the surface of the silicon nitride particles has the alkaline earth metal element A precursor preparation step of preparing phosphor precursor particles having a volume average particle diameter of 250 nm or less, wherein the compound containing the compound and the compound containing the activator element are mixed and deposited , and
Look including a firing step of firing the phosphor precursor particles,
The firing step is performed at a temperature of 1150 ° C. or higher and 1650 ° C. or lower in a mixed gas atmosphere of hydrogen and nitrogen or a mixed gas atmosphere of ammonia and nitrogen.
The phosphor precursor particles have 15 to 99 mol% of Sr and 1 to 20 mol% of an activator element with respect to the total of the alkaline earth metal element and the activator element. ,
The phosphor is represented by a composition formula MSi 2 O 2 N 2 ,
The oxynitride has the same crystal structure as SrSi 2 O 2 N 2 ,
The element M is selected from one or more alkaline earth metal elements selected from the group consisting of Ca, Sr, Ba and Mg and containing at least Eu from at least one alkaline earth metal element selected from the group consisting of Eu and Ce. The manufacturing method of the fluorescent substance which has an activator element more than a kind .
前記蛍光体前駆体粒子は、窒化ケイ素粒子と、前記窒化ケイ素粒子の表面に堆積されたCa、Sr、BaおよびMgからなる群から少なくともSrを含んで選択される1種類以上の前記アルカリ土類金属元素を含有する化合物ならびにEuおよびCeからなる群から少なくともEuを含んで選択される1種類以上の前記賦活剤元素を含有する化合物とを、アルカリ土類金属元素および賦活剤元素の合計とケイ素のモル比が1:1.4から1:2.86の範囲で含請求項に記載の蛍光体の製造方法。 The phosphor precursor particles are one or more kinds of alkaline earths selected from silicon nitride particles and at least Sr selected from the group consisting of Ca, Sr, Ba and Mg deposited on the surface of the silicon nitride particles. A compound containing a metal element and a compound containing one or more activator elements selected from the group consisting of Eu and Ce, including at least Eu, a total of an alkaline earth metal element and an activator element and silicon the molar ratio of 1: 1.4 to 1: the method for producing a phosphor according to including claim 2 in the range of 2.86. 前記前駆体準備工程は、
窒化ケイ素粒子とCa、Sr、BaおよびMgからなる群から少なくともSrを含んで選択される1種類以上のアルカリ土類金属元素を含む物質とEuおよびCeからなる群から少なくともEuを含んで選択される1種類以上の賦活剤元素を含む物質とを、アルカリ土類金属元素および賦活剤元素の合計とケイ素のモル比が1:1.4から1:2.86の範囲で含む懸濁液を形成する懸濁液形成工程と、
前記懸濁液に湿式化学法を適用して、前記アルカリ土類金属元素を含有する化合物と前記賦活剤元素を含有する化合物とを析出させ、前記窒化ケイ素粒子の表面に、前記アルカリ土類金属元素を含有する化合物および前記賦活剤元素を含有する化合物が混ざり合って堆積された蛍光体前駆体粒子を形成する前駆体形成工程とを含み、
前記懸濁液は、アルカリ土類金属元素および賦活剤元素の合計に対して、15モル%以上99モル%以下のSrと1モル%以上20モル%以下の賦活剤元素とを有する請求項に記載の蛍光体の製造方法。
The precursor preparation step includes
Selected from the group consisting of silicon nitride particles and one or more alkaline earth metal elements selected from the group consisting of Ca, Sr, Ba and Mg and including at least Eu from the group consisting of Eu and Ce A suspension containing a substance containing one or more activator elements in a molar ratio of the total of alkaline earth metal elements and activator elements to silicon in the range of 1: 1.4 to 1: 2.86. A suspension forming step to form;
A wet chemical method is applied to the suspension to precipitate a compound containing the alkaline earth metal element and a compound containing the activator element, and the alkaline earth metal is deposited on the surface of the silicon nitride particles. A precursor forming step of forming phosphor precursor particles in which a compound containing an element and a compound containing the activator element are mixed and deposited,
The suspension, according to claim 3 in which the total of alkaline earth metal elements and activator elements, and a 15 mol% to 99 mol% of Sr and 1 mol% to 20 mol% of the activator elements A method for producing the phosphor according to 1.
前記湿式化学法は、共沈法およびクエン酸塩法の少なくとも一方である請求項またはに記載の蛍光体の製造方法。 The method for producing a phosphor according to claim 2 or 4 , wherein the wet chemical method is at least one of a coprecipitation method and a citrate method. 前記湿式化学法は共沈法である請求項に記載の蛍光体の製造方法。 The method for producing a phosphor according to claim 5 , wherein the wet chemical method is a coprecipitation method. 前記アルカリ土類金属元素を含有する化合物および前記賦活剤元素を含有する化合物は、それぞれ、炭酸塩、炭酸水素塩、リン酸塩、カルボン酸塩、シュウ酸塩、硫酸塩、有機金属化合物および水酸化物からなる群から選択される1種類以上の化合物を含む請求項からのいずれか1項に記載の蛍光体の製造方法。 The compound containing the alkaline earth metal element and the compound containing the activator element are carbonate, hydrogen carbonate, phosphate, carboxylate, oxalate, sulfate, organometallic compound and water, respectively. the method for producing a phosphor according to any one of claims 2 to 6 comprising one or more compounds selected from the group consisting of oxides. 前記アルカリ土類金属元素を含有する化合物および前記賦活剤元素を含有する化合物は、それぞれ、炭酸塩および水酸化物からなる群から選択される1種類以上の化合物を含む請求項に記載の蛍光体の製造方法。 The fluorescence according to claim 7 , wherein the compound containing the alkaline earth metal element and the compound containing the activator element each contain one or more compounds selected from the group consisting of carbonates and hydroxides. Body manufacturing method. 前記窒化ケイ素粒子は150nm以下の体積平均粒径を有する請求項からのいずれか1項に記載の蛍光体の製造方法。 The method for producing a phosphor according to any one of claims 2 to 8 having a volume average particle diameter wherein the silicon nitride particles is 150nm or less. 前記窒化ケイ素粒子は非晶質である請求項からのいずれか1項に記載の蛍光体の製造方法。 The method for producing a phosphor according to any one of the silicon nitride particles from claim 2 is amorphous 9.
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