JP6288343B2 - Phosphor and light emitting device using the same - Google Patents

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Description

本発明は、蛍光体及びこれを用いた発光装置に関し、より詳しくは窒素含有化合物からなる緑色から黄色に発光可能な窒化物蛍光体、及びこれを用いた発光装置に関する。   The present invention relates to a phosphor and a light emitting device using the same, and more particularly to a nitride phosphor made of a nitrogen-containing compound and capable of emitting light from green to yellow, and a light emitting device using the same.

光源と、この光源からの光で励起されて、光源の色相とは異なる色相の光を放出可能な波長変換部材とを組み合わせることで、光の混色の原理により多様な色相の光を放出可能な発光装置が開発されている。例えば、紫外光から可視光に相当する短波長側領域の一次光を発光素子より出射して、この出射光でもって蛍光体を励起する。この結果、一次光の少なくとも一部が波長変換されて、赤色、青色、緑色等の所望の光を得ることができる。また、これらの各成分光を加色混合させることで、白色光を実現できる。   By combining a light source and a wavelength conversion member that can be excited by light from this light source and emit light of a hue different from the hue of the light source, light of various hues can be emitted according to the principle of light color mixing Light emitting devices have been developed. For example, primary light from a short wavelength region corresponding to visible light is emitted from the light emitting element from ultraviolet light, and the phosphor is excited by the emitted light. As a result, at least a part of the primary light is wavelength-converted, and desired light such as red, blue, and green can be obtained. Further, white light can be realized by additively mixing these component lights.

この原理を利用して、光源に発光ダイオード(Light Emitting Diode:以下「LED」という。)を用いたLEDランプが、信号灯、携帯電話、各種電飾、車載用表示器、あるいは各種の表示装置等、多くの分野に利用されている。特にLEDと蛍光体とを組み合わせて形成した白色LED発光装置は、液晶表示器のバックライト、小型ストロボ等へと盛んに応用されており、普及が進んでいる。また、最近では照明装置への利用も試みられており、長寿命、水銀フリーといった長所を活かすことで、環境負荷を低減した、蛍光灯を代替し得る光源として期待される。   Using this principle, an LED lamp using a light emitting diode (hereinafter referred to as “LED”) as a light source is used as a signal light, a mobile phone, various types of lighting, an in-vehicle display, or various types of display devices. It is used in many fields. In particular, white LED light-emitting devices formed by combining LEDs and phosphors are actively applied to backlights of liquid crystal displays, small-sized strobes, and the like, and are spreading. In addition, recently, use in lighting devices has been attempted, and it is expected as a light source that can replace fluorescent lamps with reduced environmental load by taking advantage of long life and mercury-free.

白色LEDを用いた発光装置の構成としては、青色LEDと黄色蛍光体を組み合わせた構成が挙げられる(例えば特許文献1参照)。この発光装置は、LEDからの青色光と、このLEDから発せられた青色光の一部を、黄色蛍光体で変換させた黄色光とを混色することにより、白色を得ることができるようにしたものである。そのため、この発光装置に用いられる蛍光体としては、LEDから発光される420nm〜470nmの波長の青色光によって効率よく励起され、黄色に発光する特性が求められている。   As a configuration of a light emitting device using a white LED, a configuration in which a blue LED and a yellow phosphor are combined can be given (for example, see Patent Document 1). This light emitting device can obtain a white color by mixing blue light from an LED and yellow light obtained by converting a part of the blue light emitted from the LED with a yellow phosphor. Is. Therefore, the phosphor used in this light emitting device is required to have a characteristic of being efficiently excited by blue light having a wavelength of 420 nm to 470 nm emitted from the LED and emitting yellow light.

一方で、LED発光装置の発光特性を向上させる研究も盛んに行われている。例えば、白色光の輝度を高めるためには、各色味の成分光の輝度をそれぞれ向上させることが重要となる。このため、LEDからの一次光を高効率にエネルギー変換できる蛍光体が好ましい。また、白色光の演色性や色純度を高めるためには、各成分光が所定の色味に発光することが重要である。このため、所定の波長域にピーク波長を有する蛍光体が望ましい。   On the other hand, research to improve the light emission characteristics of LED light emitting devices is also actively conducted. For example, in order to increase the brightness of white light, it is important to improve the brightness of each color component light. For this reason, the fluorescent substance which can convert the primary light from LED into energy efficiently is preferable. Further, in order to improve the color rendering properties and color purity of white light, it is important that each component light emits light with a predetermined color. For this reason, a phosphor having a peak wavelength in a predetermined wavelength region is desirable.

このような黄色蛍光体としては、セリウム付活イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体が知られている。また、この黄色蛍光体のYの一部を、Lu,Tb,Gd等で置換したり、Alの一部をGa等で置換したりした蛍光体が知られている。このセリウム付活イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体は、組成を調整することで幅広く発光波長を調整することが可能である。   As such a yellow phosphor, a cerium activated yttrium / aluminum / garnet phosphor is known. Further, a phosphor is known in which a part of Y of this yellow phosphor is substituted with Lu, Tb, Gd or the like, or a part of Al is substituted with Ga or the like. The cerium-activated yttrium / aluminum / garnet phosphor can be widely adjusted in emission wavelength by adjusting the composition.

一方で、このような酸化物蛍光体と異なる窒化物蛍光体も、酸化物蛍光体と比べると製造が容易でないものの、他の無機化合物にはない特性を持つことが知られている。特にSi34、AlN、BN、GaN等は、基板材料や半導体、発光ダイオード等様々な用途に使用されており、工業的に生産されている。また近年は、三元系以上の元素から構成される窒化物が広く研究されており、青色LEDや近紫外LEDにより励起されて、青色から赤色に発光する化合物が存在することが報告されている。 On the other hand, nitride phosphors different from such oxide phosphors are also known to have characteristics not found in other inorganic compounds, although they are not easily manufactured compared to oxide phosphors. In particular, Si 3 N 4 , AlN, BN, GaN, and the like are used for various applications such as substrate materials, semiconductors, and light-emitting diodes, and are industrially produced. In recent years, nitrides composed of ternary or higher elements have been extensively studied, and it has been reported that there are compounds that emit blue to red light when excited by blue LEDs or near-ultraviolet LEDs. .

ところで、各化合物、蛍光体により発光スペクトルが異なることから、これらの蛍光体を用いて白色LEDの特性を更に高めることが進められている。例えば、特許文献1に記載される白色LEDに、窒化物系蛍光体である(Sr,Ca)AlSiN3:Eu蛍光体を加えて、演色性や色再現範囲の向上を図ることができる(特許文献2)。 By the way, since the emission spectrum differs depending on each compound and phosphor, it has been promoted to further improve the characteristics of the white LED using these phosphors. For example, by adding a (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu phosphor, which is a nitride-based phosphor, to the white LED described in Patent Document 1, color rendering properties and a color reproduction range can be improved (patent) Reference 2).

さらに、黄色成分であるセリウム付活イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体を別の蛍光体に置き換えることによって、演色性や色再現範囲を向上させることができる。このような蛍光体として、La3Si611:Ceが報告されている(特許文献3、4)。 Furthermore, by replacing the cerium-activated yttrium / aluminum / garnet phosphor, which is a yellow component, with another phosphor, the color rendering properties and the color reproduction range can be improved. As such a phosphor, La 3 Si 6 N 11 : Ce has been reported (Patent Documents 3 and 4).

特許3503139号公報Japanese Patent No. 3503139 特開2006−8721号公報JP 2006-8721 A 特開2008−88362号公報JP 2008-88362 A 特開2008−285659号公報JP 2008-285659 A

本発明はこのような背景に鑑みてなされたものである。本発明の主な目的は、例えば、La3Si611:Ceに注目し、更にその発光特性を改善可能な蛍光体及びこの蛍光体を用いた発光装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a background. The main object of the present invention is to focus on, for example, La 3 Si 6 N 11 : Ce, and to provide a phosphor capable of improving its emission characteristics and a light emitting device using the phosphor.

本発明の一の側面に係る蛍光体によれば、一般式がMxCeySi6-zz8+wで表される蛍光体であり、Mは、La,Y,Tb,Luの群から選ばれる少なくとも1種類以上の元素である。 According to the phosphor according to an aspect of the present invention, a phosphor whose general formula is expressed as M x Ce y Si 6-z B z N 8 + w, M is, La, Y, Tb, Lu At least one element selected from the group consisting of

前記一般式中のw、x、y及びzは、それぞれ、
2.0<w<4.0、
2.33<x<3.0、
0.06<y<0.5、
0<z<0.3
を満たすことができる。
W, x, y and z in the general formula are each
2.0 <w <4.0,
2.33 <x <3.0,
0.06 <y <0.5,
0 <z <0.3
Can be met.

また、他の側面に係る発光装置によれば、紫外から可視光の短波長領域の光を発する励起光源と、前記励起光源からの光の一部を吸収して、蛍光を発光可能な上記蛍光体である第一蛍光体と、前記第一蛍光体を含有する波長変換部材とを備えることができる。   In addition, according to the light emitting device according to another aspect, an excitation light source that emits light in a short wavelength region from ultraviolet to visible light, and the above-described fluorescence capable of emitting fluorescence by absorbing a part of the light from the excitation light source The 1st fluorescent substance which is a body, and the wavelength conversion member containing said 1st fluorescent substance can be provided.

本発明によれば、輝度を向上させた蛍光体を実現できる。   According to the present invention, a phosphor with improved luminance can be realized.

図1は本実施の形態に係る発光装置を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a light emitting device according to this embodiment. 図2は実施例1〜3及び比較例1に係る蛍光体の発光スペクトルを示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing emission spectra of the phosphors according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. 図3は実施例1〜3及び比較例1に係る蛍光体の励起スペクトルを示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing excitation spectra of the phosphors according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. 図4は実施例3に係る蛍光体の1000倍のSEM写真である。FIG. 4 is a 1000 times SEM photograph of the phosphor according to Example 3. 図5は実施例2、参考例4及び比較例2、3に係る蛍光体の発光スペクトルを示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing emission spectra of the phosphors according to Example 2, Reference Example 4, and Comparative Examples 2 and 3. 図6は実施例2、参考例4及び比較例2、3に係る蛍光体の励起スペクトルを示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing excitation spectra of the phosphors according to Example 2, Reference Example 4 and Comparative Examples 2 and 3. 図7は実施例2、参考例5、参考例7及び比較例4に係る蛍光体の発光スペクトルを示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing emission spectra of the phosphors according to Example 2, Reference Example 5, Reference Example 7, and Comparative Example 4. 図8は実施例2、参考例5、参考例7及び比較例4に係る蛍光体の励起スペクトルを示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing excitation spectra of the phosphors according to Example 2, Reference Example 5, Reference Example 7, and Comparative Example 4. 図9は実施例1〜3及び比較例1に係る蛍光体を用いた発光装置の発光スペクトルを示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing emission spectra of light emitting devices using the phosphors according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. 図10は図9の内、発光強度1〜1500の領域を拡大したグラフである。FIG. 10 is an enlarged graph of the region of the emission intensity 1 to 1500 in FIG.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための蛍光体及びその製造方法並びにこの蛍光体を用いた発光装置を例示するものであって、本発明は蛍光体及びその製造方法並びにこの蛍光体を用いた発光装置を以下のものに限定しない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a phosphor for embodying the technical idea of the present invention, a method for manufacturing the phosphor, and a light emitting device using the phosphor. The manufacturing method and the light emitting device using this phosphor are not limited to the following.

実施の形態に係る蛍光体によれば、一般式がMxCeySi6-zz8+wで表され、Mは、La,Y,Tb,Luの群から選ばれる少なくとも1種類以上の元素であり、前記w、x、y、zをそれぞれ、2.0<w<4.0、2.0<x<3.5、0<y<1.0、0<z<2.0とできる。 According to the phosphor according to the embodiment, the general formula is represented by M x Ce y Si 6-z B z N 8 + w, M is at least one kind of La, Y, Tb, selected from the group consisting of Lu The above-mentioned elements, wherein w, x, y, and z are 2.0 <w <4.0, 2.0 <x <3.5, 0 <y <1.0, and 0 <z <2, respectively. .0.

また他の実施の形態に係る蛍光体によれば、前記x、y、zをそれぞれ、2.0<x<3.0、0<y<0.5、0<z<1.2とできる。   In addition, according to the phosphor according to another embodiment, the x, y, and z can be set to 2.0 <x <3.0, 0 <y <0.5, and 0 <z <1.2, respectively. .

さらに他の実施の形態に係る蛍光体によれば、前記蛍光体に、さらに10〜10000ppmのフッ素を含めることができる。   Furthermore, according to the phosphor according to another embodiment, the phosphor can further contain 10 to 10,000 ppm of fluorine.

さらにまた他の実施の形態に係る蛍光体によれば、前記蛍光体に、さらに100〜10000ppmの酸素を含めることができる。   Furthermore, according to the phosphor according to another embodiment, the phosphor may further contain 100 to 10,000 ppm of oxygen.

さらにまた他の実施の形態に係る蛍光体によれば、前記蛍光体の50重量%以上が結晶相を有することができる。   Furthermore, according to the phosphor according to another embodiment, 50% by weight or more of the phosphor can have a crystal phase.

さらにまた他の実施の形態に係る蛍光体によれば、粒径を2μm〜30μmとできる。
さらにまた他の実施の形態に係る蛍光体によれば、一般式がLa3Si611:Ceで表される蛍光体であって、少なくともホウ素を含むことができる。
Furthermore, according to the phosphor according to another embodiment, the particle diameter can be set to 2 μm to 30 μm.
Furthermore, according to the phosphor according to another embodiment, the phosphor is represented by the general formula La 3 Si 6 N 11 : Ce and can contain at least boron.

さらにまた他の実施の形態に係る発光装置によれば、さらに前記励起光源からの光の少なくとも一部を吸収し、前記第一蛍光体と異なるピーク波長を有する蛍光を発する1種類以上の第二蛍光体を備えることができる。   Furthermore, according to the light emitting device according to another embodiment, at least a part of the light from the excitation light source is further absorbed, and one or more types of second light emitting fluorescence having a peak wavelength different from that of the first phosphor. A phosphor can be provided.

さらにまた他の実施の形態に係る蛍光体の製造方法によれば、焼成後の生成物を酸性溶液中で処理することにより、生成物に含まれる不純物相の含有量を低減させることができる。   Furthermore, according to the method for manufacturing a phosphor according to another embodiment, the content of the impurity phase contained in the product can be reduced by treating the fired product in an acidic solution.

さらにまた他の実施の形態に係る蛍光体の製造方法によれば、前記酸性溶液に、塩酸を含めることができる。   Furthermore, according to the method for manufacturing a phosphor according to another embodiment, hydrochloric acid can be included in the acidic solution.

さらにまた他の実施の形態に係る蛍光体の製造方法によれば、前記原料中にフッ化物を含有させることができる。   Furthermore, according to the method for manufacturing a phosphor according to another embodiment, a fluoride can be contained in the raw material.

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

実施の形態1に係る蛍光体は、珪素、窒素を含み、紫外線乃至青色光を吸収して発光可能な蛍光体であって、MxCeySi6-zz8+wで表され、Mは、La,Y,Tb,Luの群から選ばれる少なくとも1種類以上の元素であり、w、x、yおよびzは、それぞれ、2.0<w<4.0、2.0<x<3.5、0<y<1.0、0<z<2.0を満たす。 Phosphor according to Embodiment 1, silicon, nitrogen include, ultraviolet or a light-emitting fluorescent substance absorbs blue light, represented by M x Ce y Si 6-z B z N 8 + w , M is at least one element selected from the group consisting of La, Y, Tb, and Lu, and w, x, y, and z are 2.0 <w <4.0 and 2.0 <, respectively. x <3.5, 0 <y <1.0, and 0 <z <2.0 are satisfied.

ここで、Laの組成xについて、好ましくは2.0<x<3.3、さらに好ましくは2.0<x<3.0とする。このようにxの範囲に下限を設けた理由は、効率よく目的の組成の蛍光体を得るためである。例えば、目的とする組成の蛍光体La3Si611を得たいのに、それとは別の不純物LaSi35が得られることがある。この場合、分級工程その他の方法により、目的とする組成の蛍光体と、それ以外の組成の蛍光体を分離する工程が別に必要となる。その一方、本発明では、上記xの範囲とすることにより、そのような製造の手間暇をかけることなく、蛍光体の組成を調整するだけで、容易に目的とする組成の蛍光体が得られる確率を高くすることができる。また、xの範囲に上限を設けた理由は、その値以上のLaを加えても、目的とする蛍光体の生成には殆ど関係しないので、折角加えたLaが無駄となってしまうためである。 Here, the composition x of La is preferably 2.0 <x <3.3, more preferably 2.0 <x <3.0. The reason why the lower limit is set in the range of x is to obtain a phosphor having the desired composition efficiently. For example, in order to obtain a phosphor La 3 Si 6 N 11 having a target composition, another impurity LaSi 3 N 5 may be obtained. In this case, a separate process of separating the phosphor having the target composition and the phosphor having the other composition by a classification process or other methods is required. On the other hand, in the present invention, a phosphor having the desired composition can be easily obtained by adjusting the composition of the phosphor without taking the time of production by making the above range x. Probability can be increased. Further, the reason why the upper limit is set in the range of x is that even if La greater than that value is added, it is almost unrelated to the generation of the target phosphor, so that the added La is wasted. .

また、Ceの組成yについて、好ましくは0<y<0.8、より好ましくは0<y<0.5とする。このようにyの範囲を規定した理由は、目的とする波長の発光を得るためにある程度のCeの量は必要であるが、その一方、Ceの量を多くし過ぎると、付活剤であるCe元素がお互いに干渉し合うことによって、蛍光体の輝度が低下する虞があるためである。   The Ce composition y is preferably 0 <y <0.8, more preferably 0 <y <0.5. The reason why the range of y is defined in this way is that a certain amount of Ce is necessary to obtain light emission of the target wavelength, but on the other hand, if the amount of Ce is excessively large, it is an activator. This is because the Ce element interferes with each other, which may reduce the luminance of the phosphor.

また、Bの組成zについて、好ましくは0<z<1.5、より好ましくは0<z<1.2とする。このようにzの範囲を規定した理由は、輝度を向上させるためにある程度のBの量は必要であるが、その一方、あまりBの量を多くしすぎても、蛍光体の輝度がある程度向上すれば、それ以上の輝度の向上が見込めないからである。   The composition z of B is preferably 0 <z <1.5, more preferably 0 <z <1.2. The reason for defining the range of z in this way is that a certain amount of B is necessary to improve the luminance, but on the other hand, even if the amount of B is excessively increased, the luminance of the phosphor is improved to some extent. This is because no further improvement in luminance can be expected.

これによって、近紫外から青色光により効率よく励起され、緑色から黄色を主としながら幅広く成分を含む発光を有する蛍光体を実現することができる。さらに、この蛍光体を近紫外光から青色光を発する発光素子を組み合わせて用いることで、発光効率を高め、演色性や色再現範囲の優れた発光装置を構成できる。また必要に応じて、別の蛍光体を組み合わせることにより更なる発光組成の改善が可能である。   This makes it possible to realize a phosphor that is efficiently excited by blue light from near ultraviolet and has light emission including a wide range of components mainly from green to yellow. Furthermore, by using this phosphor in combination with a light emitting element that emits blue light from near-ultraviolet light, a light emitting device with improved luminous efficiency and excellent color rendering and color reproduction range can be configured. Further, if necessary, the emission composition can be further improved by combining another phosphor.

この蛍光体は原料の一部に焼成温度にて液相を生成するフラックス化合物を添加することを特徴し、また焼成後の生成物を酸性溶液中で処理することにより、生成物に含まれる不純物相の含有量を低減させるものである。   This phosphor is characterized in that a flux compound that generates a liquid phase at a firing temperature is added to a part of the raw material, and the product contained in the product by treating the fired product in an acidic solution. The content of the phase is reduced.

また蛍光体は、少なくとも一部が結晶を有することが好ましい。例えばガラス体(非晶質)は構造がルーズなため、蛍光体中の成分比率が一定せず色度ムラを生じる虞がある。したがって、これを回避するため生産工程における反応条件を厳密に一様になるよう制御する必要が生じる。一方、実施の形態1に係る蛍光体は、ガラス体でなく結晶性を有する粉体あるいは粒体とできるため、製造及び加工が容易である。また、この蛍光体は有機媒体に均一に溶解でき、発光性プラスチックやポリマー薄膜材料の調整が容易に達成できる。具体的に、実施の形態1に係る蛍光体は、少なくとも50重量%以上、より好ましくは80重量%以上が結晶を有している。これは、発光性を有する結晶相の割合を示し、50重量%以上、結晶相を有しておれば、実用に耐え得る発光が得られるため好ましい。ゆえに結晶相が多いほど良い。これにより、発光輝度を高くすることができ、かつ加工性が高まる。
(粒径)
Moreover, it is preferable that at least a part of the phosphor has a crystal. For example, since the glass body (amorphous) has a loose structure, there is a possibility that the component ratio in the phosphor is not constant and chromaticity unevenness occurs. Therefore, in order to avoid this, it is necessary to control the reaction conditions in the production process to be strictly uniform. On the other hand, since the phosphor according to the first embodiment can be made of powder or particles having crystallinity instead of a glass body, it is easy to manufacture and process. Further, this phosphor can be uniformly dissolved in an organic medium, and adjustment of a light emitting plastic or a polymer thin film material can be easily achieved. Specifically, in the phosphor according to Embodiment 1, at least 50 wt% or more, more preferably 80 wt% or more has crystals. This indicates the proportion of the crystalline phase having luminescent properties, and if it has a crystalline phase of 50% by weight or more, light emission that can withstand practical use can be obtained. Therefore, the more crystal phases, the better. Thereby, the light emission luminance can be increased and the workability is improved.
(Particle size)

発光装置に搭載することを考慮すれば、蛍光体の粒径は1μm〜50μmの範囲が好ましく、より好ましくは2μm〜30μmとする。また、この平均粒径値を有する蛍光体が、頻度高く含有されていることが好ましい。さらに、粒度分布においても狭い範囲に分布しているものが好ましい。粒径、及び粒度分布のバラツキが小さく、光学的に優れた特徴を有する粒径の大きな蛍光体を用いることにより、より色ムラが抑制され、良好な色調を有する発光装置が得られる。したがって、上記の範囲の粒径を有する蛍光体であれば、光の吸収率及び変換効率が高い。一方、2μmより小さい粒径を有する蛍光体は、凝集体を形成しやすい傾向にある。
(製造方法)
Considering mounting in a light emitting device, the particle size of the phosphor is preferably in the range of 1 μm to 50 μm, more preferably 2 μm to 30 μm. Moreover, it is preferable that the phosphor having this average particle diameter value is contained frequently. Furthermore, the particle size distribution is preferably distributed in a narrow range. By using a phosphor having a large particle size and having small particle size and particle size distribution variations and optically excellent characteristics, color unevenness is further suppressed and a light emitting device having a good color tone can be obtained. Therefore, a phosphor having a particle size in the above range has high light absorption and conversion efficiency. On the other hand, a phosphor having a particle size smaller than 2 μm tends to form an aggregate.
(Production method)

以下に、実施の形態に係る蛍光体の製造方法について説明する。実施の形態1の蛍光体は、その組成に含有される元素の単体や酸化物、炭酸塩あるいは窒化物等を原料とし、各原料を所定の組成比になるように秤量する。これらの原料にさらにフラックス等の添加材料を適宜加えることもできる。   Below, the manufacturing method of the fluorescent substance which concerns on embodiment is demonstrated. The phosphor of the first embodiment is prepared by using, as raw materials, elemental elements, oxides, carbonates, nitrides, or the like contained in the composition thereof so that each raw material has a predetermined composition ratio. An additive material such as a flux can be appropriately added to these raw materials.

具体的な蛍光体原料に関して、蛍光体組成のSiは窒化物化合物、酸化物化合物を使用することが好ましいが、イミド化合物、アミド化合物等を使用することができる。例えばSi34、SiO2、Si(NH)2等が挙げられる。一方、Si単体のみを使用しても安価で結晶性のよい蛍光体を合成することもできる。原料の純度は2N以上のものが好ましいが、Li,Na,K,B等の異なる元素が含有されていてもよい。更にSiの一部をAl,Ga,In,Tl,Ge,Sn,Ti,Zr,Hfで置換することもできる。 Regarding a specific phosphor material, Si of the phosphor composition is preferably a nitride compound or an oxide compound, but an imide compound or an amide compound can be used. For example Si 3 N 4, SiO 2, Si (NH) 2 and the like. On the other hand, it is possible to synthesize a phosphor that is inexpensive and has good crystallinity even if only Si is used. The purity of the raw material is preferably 2N or higher, but may contain different elements such as Li, Na, K and B. Furthermore, a part of Si can be replaced with Al, Ga, In, Tl, Ge, Sn, Ti, Zr, and Hf.

また蛍光体組成のLaも窒化物化合物、酸化物化合物等を使用することが好ましいが、その他の化合物、あるいは単体も使用することができる。例えばLaN、La23、LaSi、LaSi2等が挙げられる。原料の純度は2N以上のものが好ましいが、他の希土類元素が含有されていてもよい。 In addition, it is preferable to use a nitride compound, an oxide compound or the like for La of the phosphor composition, but other compounds or simple substances can also be used. For example LaN, La 2 O 3, LaSi , LaSi 2 , and the like. The purity of the raw material is preferably 2N or higher, but other rare earth elements may be contained.

さらに付活剤のCeとは窒化物化合物、酸化物化合物等を使用することが好ましいが、その化合物、あるいは単体を使用することができる。ハロゲン化物、炭酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩等が挙げられる。   Furthermore, it is preferable to use a nitride compound, an oxide compound, or the like as Ce as the activator, but the compound or a simple substance can be used. Halides, carbonates, phosphates, silicates and the like can be mentioned.

各々の原料の混合は混合機を用いて乾式又は湿式で行うことができる。混合機は工業的に通常用いられているボールミルの他、振動ミル、ロールミル、ジェットミル、乳鉢-乳棒等の粉砕機を用いて粉砕して比表面積を大きくする方法と、リボンブレンダー、V型ブレンダー、ヘンシェルミキサー等の混合機と組み合わせたりして、混合することができる。また、粉末の比表面積を一定範囲とするために、工業的に通常用いられている沈降槽、ハイドロサイクロン、遠心分離器等の湿式分離機、サイクロン、エアセパレータ等の乾式分級機を用いて分級することもできる。原料が大気中で不安定なものに関してはアルゴン雰囲気中若しくは窒素雰囲気中等のグローブボックス内で混合を行う。   Each raw material can be mixed dry or wet using a mixer. In addition to ball mills commonly used in industry, the mixer is a method of increasing specific surface area by pulverizing using a mill such as a vibration mill, roll mill, jet mill, mortar-pestle, ribbon blender, V-type blender It can be mixed by combining with a mixer such as a Henschel mixer. In addition, in order to keep the specific surface area of the powder within a certain range, classification is performed using a settling tank, a hydrocyclone, a wet separator such as a centrifugal separator, and a dry classifier such as a cyclone and an air separator, which are usually used in industry. You can also For materials that are unstable in the air, mixing is performed in a glove box such as in an argon atmosphere or a nitrogen atmosphere.

上記の混合した原料をSiC、石英、アルミナ、BN等の坩堝に詰め、N2、H2の還元雰囲気中にて焼成を行う。焼成雰囲気はアルゴン雰囲気、アンモニア雰囲気、一酸化炭素雰囲気、炭化水素雰囲気等も使用することができる。焼成は1000から2000℃の温度で1〜30時間行う。焼成圧力は大気圧から10気圧以下である。焼成は、管状炉、高周波炉、メタル炉、雰囲気炉、ガス加圧炉等を使用することができる。 The mixed raw materials are packed in a crucible made of SiC, quartz, alumina, BN or the like and fired in a reducing atmosphere of N 2 and H 2 . As the firing atmosphere, an argon atmosphere, an ammonia atmosphere, a carbon monoxide atmosphere, a hydrocarbon atmosphere, or the like can also be used. Firing is performed at a temperature of 1000 to 2000 ° C. for 1 to 30 hours. The firing pressure is from atmospheric pressure to 10 atmospheres or less. For firing, a tubular furnace, a high-frequency furnace, a metal furnace, an atmosphere furnace, a gas pressurizing furnace, or the like can be used.

焼成されたものを粉砕、分散、濾過等して目的の蛍光体粉末を得る。固液分離は濾過、吸引濾過、加圧濾過、遠心分離、デカンテーション等の工業的に通常用いられる方法により行うことができる。乾燥は、真空乾燥機、熱風加熱乾燥機、コニカルドライヤー、ロータリーエバポレーター等の工業的に通常用いられる装置により行うことができる。また、目的の結晶相以外の部分を除去するために酸溶液で処理することにより、より発光効率を改善させることができる。
(発光装置)
The fired product is pulverized, dispersed, filtered, etc. to obtain the desired phosphor powder. Solid-liquid separation can be performed by industrially used methods such as filtration, suction filtration, pressure filtration, centrifugation, and decantation. Drying can be performed by industrially used apparatuses such as a vacuum dryer, a hot-air heating dryer, a conical dryer, and a rotary evaporator. Further, the luminous efficiency can be further improved by treating with an acid solution in order to remove portions other than the target crystal phase.
(Light emitting device)

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

発光素子を搭載した発光装置として、いわゆる砲弾型や表面実装型など種々のタイプがある。本実施の形態では、図1を参照しながら、表面実装型の発光装置について例示して説明する。   There are various types of light-emitting devices equipped with light-emitting elements, such as a so-called bullet type and surface mount type. In this embodiment, a surface-mounted light-emitting device will be described as an example with reference to FIG.

図1は、本実施の形態に係る発光装置100の模式図である。本実施の形態にかかる発光装置100は、凹部を有するパッケージ110と、発光素子101と、発光素子101を被覆する封止部材103とから構成されている。発光素子101は、パッケージ110に形成された凹部の底面112に配置されており、パッケージ110に配置された正負一対のリード電極111に導電性ワイヤ104によって電気的に接続されている。封止部材103は、凹部内に充填されており、蛍光体102を含有する樹脂によって形成されている。さらに、正負一対のリード電極111は、その一端がパッケージ110の外側面に突出されて、パッケージ110の外形に沿うように屈曲されている。これらのリード電極111を介して外部から電力の供給を受けて発光装置100が発光する。以下に、本実施の形態に係る発光装置を構成する部材について説明する。   FIG. 1 is a schematic diagram of a light emitting device 100 according to the present embodiment. The light emitting device 100 according to this embodiment includes a package 110 having a recess, a light emitting element 101, and a sealing member 103 that covers the light emitting element 101. The light emitting element 101 is disposed on a bottom surface 112 of a recess formed in the package 110 and is electrically connected to a pair of positive and negative lead electrodes 111 disposed on the package 110 by a conductive wire 104. The sealing member 103 is filled in the recess and is formed of a resin containing the phosphor 102. Further, the pair of positive and negative lead electrodes 111 has one end protruding on the outer surface of the package 110 and bent so as to follow the outer shape of the package 110. The light emitting device 100 emits light when externally supplied with electric power through these lead electrodes 111. Below, the member which comprises the light-emitting device which concerns on this Embodiment is demonstrated.

以下に、本実施の形態に係る発光装置を構成する部材について説明する。
(発光素子)
Below, the member which comprises the light-emitting device which concerns on this Embodiment is demonstrated.
(Light emitting element)

発光素子101は、紫外線領域から可視光領域までの光を発することができる。発光素子101から発する光のピーク波長は、240nm乃至520nmが好ましく、420nm乃至470nmがさらに好ましい。この発光素子101は、例えば、窒化物半導体素子(InXAlYGa1-X-YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)を用いることができる。窒化物半導体素子を用いることで機械的衝撃にも強い安定した発光装置を得ることができる。
(蛍光体)
The light emitting element 101 can emit light from the ultraviolet region to the visible light region. The peak wavelength of light emitted from the light-emitting element 101 is preferably 240 nm to 520 nm, and more preferably 420 nm to 470 nm. For example, a nitride semiconductor element (In X Al Y Ga 1-XY N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1) can be used as the light emitting element 101. By using a nitride semiconductor element, a stable light-emitting device that is resistant to mechanical shock can be obtained.
(Phosphor)

本実施の形態に係る蛍光体102は、封止部材103中で部分的に偏在するよう配合されている。このとき封止部材は、発光素子や蛍光体を外部環境から保護するための部材としてではなく、波長変換部材としても機能する。このように発光素子101に接近して載置することにより、発光素子101からの光を効率よく波長変換することができ、発光効率の優れた発光装置とできる。なお、蛍光体を含む部材と、発光素子との配置は、それらを接近して配置させる形態に限定することなく、蛍光体への熱の影響を考慮して、発光素子と蛍光体を含む波長変換部材との間隔を空けて配置することもできる。また、蛍光体102を封止部材103中にほぼ均一の割合で混合することによって、色ムラのない光を得るようにすることもできる。   The phosphor 102 according to the present embodiment is blended so as to be partially unevenly distributed in the sealing member 103. At this time, the sealing member functions not only as a member for protecting the light emitting element and the phosphor from the external environment but also as a wavelength conversion member. By placing the light emitting element 101 close to the light emitting element 101 in this manner, the light from the light emitting element 101 can be efficiently converted in wavelength, and a light emitting device having excellent light emission efficiency can be obtained. In addition, arrangement | positioning with the member containing fluorescent substance and a light emitting element is not limited to the form which arranges them closely, The wavelength containing a light emitting element and fluorescent substance is considered in consideration of the influence of the heat | fever to fluorescent substance. It can also arrange | position with the space | interval with a conversion member. Further, by mixing the phosphors 102 in the sealing member 103 at a substantially uniform ratio, it is possible to obtain light without color unevenness.

また、蛍光体102は2種以上の蛍光体を用いてもよい。例えば、本実施の形態に係る発光装置100において、青色光を放出する発光素子101と、これに励起される本発明の蛍光体と、赤色光を発する蛍光体を併用することで、演色性に優れた白色光を得ることができる。赤色光を発する蛍光体としては、(Ca1-xSrx)AlSiN3:Eu(0≦x≦1.0)又は(Ca1-x-ySrxBay2Si58:Eu(0≦x≦1.0、0≦y≦1.0)等の窒化物蛍光体、K2(Si1-x-yGexTiy)F6:Mn(0≦x≦1.0、0≦y≦1.0)等のハロゲン化物蛍光体を、本実施の形態に係る蛍光体と併用して用いることができる。これらの赤色光を発する蛍光体を併用することで、三原色に相当する成分光の半値幅を広くできるため、より暖色系に富んだ白色光を得られる。 Two or more kinds of phosphors may be used as the phosphor 102. For example, in the light emitting device 100 according to the present embodiment, color rendering properties can be achieved by using the light emitting element 101 that emits blue light, the phosphor of the present invention excited by the light emitting element 101, and the phosphor that emits red light in combination. Excellent white light can be obtained. The phosphor emitting red light, (Ca 1-x Sr x ) AlSiN 3: Eu (0 ≦ x ≦ 1.0) or (Ca 1-xy Sr x Ba y) 2 Si 5 N 8: Eu (0 ≦ x ≦ 1.0, 0 ≦ y ≦ 1.0) and the like, K 2 (Si 1-xy Ge x Ti y ) F 6 : Mn (0 ≦ x ≦ 1.0, 0 ≦ y ) ≦ 1.0) or the like can be used in combination with the phosphor according to the present embodiment. By using these phosphors that emit red light in combination, the full width at half maximum of the component light corresponding to the three primary colors can be widened, so that white light richer in warm colors can be obtained.

その他、さらに併用できる蛍光体の一例として、赤色光を発する蛍光体としては、(La,Y)22S:Eu等のEu付活酸硫化物蛍光体、(Ca,Sr)S:Eu等のEu付活硫化物蛍光体、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO46Cl2:Eu,Mn等のEu,Mn付活ハロリン酸塩蛍光体、Lu2CaMg2(Si,Ge)312:Ce等のCe付活酸化物蛍光体、α型サイアロン等のEu付活酸窒化物蛍光体を用いることができる。 Other examples of phosphors that can be used in combination include phosphors emitting red light such as (La, Y) 2 O 2 S: Eu and other Eu-activated oxysulfide phosphors, (Ca, Sr) S: Eu. Eu-activated sulfide phosphors such as (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu, Mn-activated halophosphate phosphors such as Eu and Mn, Lu 2 CaMg 2 (Si , Ge) 3 O 12 : Ce-activated oxide phosphor such as Ce, and Eu-activated oxynitride phosphor such as α-sialon.

また、緑色蛍光体や青色蛍光体も組み合わせることができる。本願の蛍光体と発光ピーク波長が微妙に異なる緑色に発光する蛍光体や青色に発光する蛍光体をさらに追加することで、色再現性や演色性を更に向上させることができる。また、紫外線を吸収して青色に発光する蛍光体を追加することにより、青色に発光する発光素子に代わりに紫外線を発光する発光素子を組み合わせることで、色再現性や演色性を向上させることもできる。   A green phosphor or a blue phosphor can also be combined. The color reproducibility and color rendering can be further improved by further adding a phosphor emitting green light or a phosphor emitting blue light slightly different in emission peak wavelength from the phosphor of the present application. In addition, by adding a phosphor that absorbs ultraviolet light and emits blue light, it is possible to improve color reproducibility and color rendering by combining light emitting elements that emit ultraviolet light instead of light emitting elements that emit blue light. it can.

緑色光を発する蛍光体としては、例えば、(Ca,Sr,Ba)2SiO4:Eu、Ca3Sc2Si312:Ce等のケイ酸塩蛍光体、Ca8MgSi416Cl2-δ:Eu,Mn等のクロロシリケート蛍光体、(Ca,Sr,Ba)3Si694:Eu、(Ca,Sr,Ba)3Si6122:Eu、(Ca,Sr,Ba)Si222:Eu等の酸窒化物蛍光体、Si6-zAlzz8-z:Euのβ型サイアロン等の酸窒化物蛍光体、(Y,Lu)3(Al,Ga)512:Ce等のCe付活アルミン酸塩蛍光体、SrGa24:Eu等のEu付活硫化物蛍光体、CaSc24:Ce等の酸化物蛍光体を用いることができる。 Examples of phosphors emitting green light include silicate phosphors such as (Ca, Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu, Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12 : Ce, and Ca 8 MgSi 4 O 16 Cl 2. -δ : Chlorosilicate phosphor such as Eu, Mn, (Ca, Sr, Ba) 3 Si 6 O 9 N 4 : Eu, (Ca, Sr, Ba) 3 Si 6 O 12 N 2 : Eu, (Ca, Sr, Ba) Si 2 O 2 N 2 : oxynitride phosphor such as Eu, Si 6-z Al z O z N 8-z : oxynitride phosphor such as β-sialon of Eu, (Y, Lu ) 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce-activated aluminate phosphor such as Ce, SrGa 2 S 4 : Eu-activated sulfide phosphor such as Eu, and oxide fluorescence such as CaSc 2 O 4 : Ce The body can be used.

また、青色光を発する蛍光体としては、例えば、(Sr,Ca,Ba)Al24:Eu、(Sr,Ca,Ba)4Al1425:Eu、(Ba,Sr,Ca)MgAl1017:Eu、BaMgAl1425:Eu,Tb,Sm等のEu付活アルミン酸塩蛍光体、(Ba,Sr,Ca)MgAl1017:Eu,Mn等のEu,Mn付活アルミン酸塩蛍光体、SrGa24:Ce、CaGa24:Ce等のCe付活チオガレート蛍光体、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu等のEu付活シリケート蛍光体(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO46Cl2:Eu等のEu付活ハロリン酸塩蛍光体を用いることができる。
(封止部材)
Examples of the phosphor emitting blue light include (Sr, Ca, Ba) Al 2 O 4 : Eu, (Sr, Ca, Ba) 4 Al 14 O 25 : Eu, (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu, BaMgAl 14 O 25 : Eu-activated aluminate phosphor such as Eu, Tb, Sm, (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu, Mn-activated aluminin such as Eu, Mn Acid activated phosphors, Ce activated thiogallate phosphors such as SrGa 2 S 4 : Ce, CaGa 2 S 4 : Ce, Eu activated silicate phosphors such as (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu ( Eu-activated halophosphate phosphors such as Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu can be used.
(Sealing member)

封止部材103は、発光装置100の凹部内に載置された発光素子101を覆うように透光性の樹脂やガラス樹脂で充填されて形成される。製造のし易さを考慮すると、封止部材の材料は、透光性樹脂が好ましい。透光性樹脂は、シリコーン樹脂組成物を使用することが好ましいが、エポキシ樹脂組成物、アクリル樹脂組成物等の絶縁樹脂組成物を用いることもできる。また、封止部材103には蛍光体102が含有されているが、さらに適宜、添加部材を含有させることもできる。例えば光拡散材を含むことで、発光素子からの指向性を緩和させ、視野角を増大させることができる。   The sealing member 103 is formed by being filled with a translucent resin or glass resin so as to cover the light emitting element 101 placed in the recess of the light emitting device 100. In view of ease of manufacture, the material of the sealing member is preferably a translucent resin. As the translucent resin, a silicone resin composition is preferably used, but an insulating resin composition such as an epoxy resin composition or an acrylic resin composition can also be used. Moreover, although the phosphor 102 is contained in the sealing member 103, an additive member can be further contained as appropriate. For example, by including a light diffusing material, the directivity from the light emitting element can be relaxed and the viewing angle can be increased.

以下に本発明に係る蛍光体の実施例1〜3を示す。実施例1〜3において、原料は、窒化ランタン(LaN)、窒化ケイ素(Si34)、フッ化セリウム(CeF3)、窒化硼素(BN)を共通して使用し、これらの原料を以下の各仕込み組成比になるように秤量し、蛍光体をそれぞれ得た。ただし、これらの実施例は本発明の技術思想を具体化するための蛍光体及びその製造方法を例示するものであって、本発明に係る蛍光体及びその製造方法を下記のものに特定しない。
[実施例1]
Examples 1 to 3 of the phosphor according to the present invention are shown below. In Examples 1 to 3, lanthanum nitride (LaN), silicon nitride (Si 3 N 4 ), cerium fluoride (CeF 3 ), and boron nitride (BN) are commonly used as raw materials. The phosphors were obtained by weighing so as to obtain the respective charged composition ratios. However, these examples illustrate phosphors for embodying the technical idea of the present invention and methods for producing the same, and the phosphors according to the present invention and methods for producing the same are not specified as follows.
[Example 1]

実施例1では、仕込み組成比において、La:Si:B:Ce=3:5.85:0.15:0.15となるように各原料を秤量する。具体的には、実施例1の蛍光体原料として以下の粉末を計量した。ただし、各蛍光体原料の純度を100%と仮定している。
窒化ランタン(LaN)・・・・5.99g
窒化珪素(Si34)・・・・3.57g
窒化硼素(BN)・・・・0.05g
フッ化セリウム(CeF3)・・・・0.39g
In Example 1, each raw material is weighed so that the charged composition ratio is La: Si: B: Ce = 3: 5.85: 0.15: 0.15. Specifically, the following powders were weighed as the phosphor material of Example 1. However, the purity of each phosphor material is assumed to be 100%.
Lanthanum nitride (LaN) ... 5.99 g
Silicon nitride (Si 3 N 4 ) ... 3.57 g
Boron nitride (BN) ... 0.05g
Cerium fluoride (CeF 3 ) ... 0.39 g

秤取した原料を乾式で十分に混合し、さらに坩堝に詰め、還元雰囲気中にて1500℃、10時間焼成する。焼成されたものを粉砕及び塩酸溶液の処理を行い、蛍光体粉末を得た。
[実施例2〜3、比較例1]
The weighed raw materials are thoroughly mixed in a dry manner, further packed in a crucible, and baked at 1500 ° C. for 10 hours in a reducing atmosphere. The fired product was pulverized and treated with a hydrochloric acid solution to obtain a phosphor powder.
[Examples 2 to 3, Comparative Example 1]

実施例1と同じ方法で、表1の配合比になるように原料を調整して合成した蛍光体について、粒径や粉体特性、強度等を測定した。表1において、Dmは平均粒径(μm)を示す指標である。なお、粒径はコールター原理、細孔電気抵抗法(電気的検知帯法)を用いた電気抵抗を利用した粒子測定法で行った。具体的には、溶液に蛍光体を分散させ、アパーチャーチューブの細孔を通過する時に生じる電気抵抗をもとにして粒径を求めた。また、以上得られた実施例1〜3及び比較例1に係る蛍光体の発光スペクトルを図2に、励起スペクトルを図3に、それぞれ示す。また実施例3に係る蛍光体の1000倍のSEM写真を図4に、それぞれに示す。さらに、分析値からSi+B=6として計算した組成比を、表2に示す。なお、表2において、Bの分析値は、分析装置の検出限界以下であったため、表中「−」で示している。表1、図2に示すように比較例1の蛍光体と比較して、実施例に係る蛍光体は相対輝度が高く、珪素の一部を硼素で置換することによって蛍光体の輝度を向上できることが確認された。また、図3に示すように、420nm〜470nmの波長の青色光によって、効率よく励起されていることが確認できた。さらに表1、図4に示すように2μm〜30μmの粒径値を有する蛍光体が含有されていることが確認できた。   With respect to the phosphor synthesized by adjusting the raw materials so as to have the blending ratio shown in Table 1 by the same method as in Example 1, the particle size, powder characteristics, strength, and the like were measured. In Table 1, Dm is an index indicating an average particle diameter (μm). The particle diameter was measured by a particle measurement method using electrical resistance using the Coulter principle and the pore electrical resistance method (electric detection zone method). Specifically, the particle size was determined based on the electrical resistance generated when the phosphor was dispersed in the solution and passed through the pores of the aperture tube. The emission spectra of the phosphors according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 obtained above are shown in FIG. 2, and the excitation spectrum is shown in FIG. Moreover, the 1000 time SEM photograph of the fluorescent substance concerning Example 3 is shown in FIG. Furthermore, Table 2 shows the composition ratio calculated from the analysis value as Si + B = 6. In Table 2, since the analysis value of B was below the detection limit of the analyzer, it is indicated by “−” in the table. As shown in Table 1 and FIG. 2, the phosphor according to the example has a higher relative luminance than the phosphor of Comparative Example 1, and the luminance of the phosphor can be improved by replacing part of silicon with boron. Was confirmed. Moreover, as shown in FIG. 3, it has confirmed that it was excited efficiently by the blue light of the wavelength of 420 nm -470 nm. Furthermore, as shown in Table 1 and FIG. 4, it was confirmed that a phosphor having a particle size of 2 μm to 30 μm was contained.

[参考例4、比較例2、3] [Reference Example 4, Comparative Examples 2 and 3]

次に蛍光体組成中のLaの組成比を、実施例2を基準として増減させた場合の相対輝度等の変化を確認した。この結果を参考例4、比較例2、3として表3〜表4、図5〜図6に示す。ここでも実施例1等と同じ方法で、表3の配合比になるように原料を調整して合成した蛍光体について、粒径や粉体特性、強度等を測定した。表3においても表1と同様、Dmは平均粒径を示す指標である。得られた参考例4及び比較例2〜3に係る蛍光体の発光スペクトルを図5に、励起スペクトルを図6に、それぞれ示す。また分析値からSi+B=6として計算した組成比を、表4に示す。表3、図5に示すように比較例2〜3の蛍光体と比較して、参考例4に係る蛍光体は相対輝度が高く、蛍光体の輝度を向上できることが確認された。いいかえると、Laの配合比を2以下又は3.5以上にすると、相対輝度が著しく低下するため、Laの配合比は、2より大きく、3.5未満とすることが好ましい。また図6に示すように、蛍光体は、420nm〜470nmの波長の青色光によって、効率よく励起されていることが確認できた。   Next, changes in relative luminance and the like were confirmed when the La composition ratio in the phosphor composition was increased or decreased based on Example 2. The results are shown in Tables 3 to 4 and FIGS. 5 to 6 as Reference Example 4 and Comparative Examples 2 and 3. Also in this case, the particle size, powder characteristics, strength, and the like were measured for the phosphor synthesized by adjusting the raw materials so as to have the blending ratio shown in Table 3 by the same method as in Example 1. In Table 3, as in Table 1, Dm is an index indicating the average particle diameter. FIG. 5 shows an emission spectrum of the phosphor according to Reference Example 4 and Comparative Examples 2 and 3 obtained, and FIG. 6 shows an excitation spectrum. Table 4 shows the composition ratio calculated from the analysis value as Si + B = 6. As shown in Table 3 and FIG. 5, it was confirmed that the phosphor according to Reference Example 4 has a higher relative luminance than the phosphors of Comparative Examples 2 and 3, and can improve the luminance of the phosphor. In other words, if the blending ratio of La is 2 or less or 3.5 or more, the relative luminance is remarkably lowered. Therefore, the blending ratio of La is preferably greater than 2 and less than 3.5. Moreover, as shown in FIG. 6, it was confirmed that the phosphor was efficiently excited by blue light having a wavelength of 420 nm to 470 nm.

[参考例5、実施例6、参考例7、比較例4] [Reference Example 5, Example 6, Reference Example 7, Comparative Example 4]

さらに蛍光体組成中のCeの組成比を、実施例2を基準として増減させた場合の相対輝度等の変化を測定し、この結果を参考例5、実施例6、参考例7、比較例4として表5〜表6、図7〜図8に示す。ここでも実施例1等と同じ方法で、表5の配合比になるように原料を調整して合成した蛍光体について、粒径や粉体特性、強度等を測定した。得られた参考例5、実施例6、参考例7、比較例4に係る蛍光体の発光スペクトルを図7に、励起スペクトルを図8に、それぞれ示す。また分析値からSi+B=6として計算した組成比を、表6に示す。表5、図7に示すように比較例4の蛍光体と比較して、参考例5、実施例6、参考例7に係る蛍光体は相対輝度が高く、蛍光体の輝度を向上できることが確認された。いいかえると、Ceの配合比を1以上にすると、相対輝度が著しく低下するため、Ceの配合比は1未満とすることが好ましい。また、図8に示すように、蛍光体は、420nm〜470nmの波長の青色光によって、効率よく励起されていることが確認できた。   Furthermore, changes in relative luminance and the like when the composition ratio of Ce in the phosphor composition was increased or decreased with reference to Example 2 were measured, and the results were obtained as Reference Example 5, Example 6, Reference Example 7, and Comparative Example 4. Are shown in Tables 5 to 6 and FIGS. Also in this case, the particle size, powder characteristics, strength, and the like were measured for the phosphor synthesized by adjusting the raw materials so as to have the blending ratio shown in Table 5 by the same method as in Example 1 and the like. The emission spectra of the phosphors obtained in Reference Example 5, Example 6, Reference Example 7, and Comparative Example 4 are shown in FIG. 7, and the excitation spectrum is shown in FIG. Table 6 shows the composition ratio calculated from the analysis value as Si + B = 6. As shown in Table 5 and FIG. 7, it is confirmed that the phosphors according to Reference Example 5, Example 6, and Reference Example 7 have higher relative luminance than the phosphor of Comparative Example 4, and can improve the luminance of the phosphor. It was done. In other words, if the Ce blending ratio is 1 or more, the relative luminance is remarkably lowered. Therefore, the Ce blending ratio is preferably less than 1. Further, as shown in FIG. 8, it was confirmed that the phosphor was efficiently excited by blue light having a wavelength of 420 nm to 470 nm.

[実施例1〜3、比較例1を用いた発光装置] [Light-Emitting Device Using Examples 1 to 3 and Comparative Example 1]

さらに、上記実施例1〜3、比較例1の蛍光体を用いて実際に発光装置を作成した結果を、表7、図9〜図10に示す。これらの図表に示す各実施例及び比較例は、上述した実施例1〜3、比較例1に係る蛍光体に、発光素子としてLED素子を組み合わせたものである。LED素子は、そのサイズが500μm×290μm、ピーク波長が450nmの青色光を発光する。このLED素子を用いて発光装置を構成し、蛍光体を含有するシリコーン樹脂で封止した。また図9は、得られた発光装置の発光スペクトル、図10は図9の内、発光強度1〜1500の領域を拡大したグラフを、それぞれ示している。これらの図表に示すように、いずれの実施例も比較例1に比べ、光束の向上が確認できた。   Further, Table 7 and FIGS. 9 to 10 show the results of actually producing light emitting devices using the phosphors of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. Each Example and Comparative Example shown in these charts are a combination of the phosphors according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 described above and LED elements as light emitting elements. The LED element emits blue light having a size of 500 μm × 290 μm and a peak wavelength of 450 nm. A light emitting device was constructed using this LED element, and sealed with a silicone resin containing a phosphor. FIG. 9 shows an emission spectrum of the obtained light emitting device, and FIG. 10 shows a graph in which the region of emission intensity 1 to 1500 in FIG. 9 is enlarged. As shown in these charts, the improvement in the luminous flux was confirmed in any of the Examples as compared with Comparative Example 1.

本発明の蛍光体及びこれを用いた発光装置は、特に青色発光ダイオード又は紫外線発光ダイオードを光源とする発光特性に極めて優れた白色の照明用光源、LEDディスプレイ、バックライト光源、信号機、照明式スイッチ、各種センサ及び各種インジケータ等に好適に利用できる。   The phosphor of the present invention and the light-emitting device using the same are a white illumination light source, an LED display, a backlight light source, a traffic light, and an illumination switch, which have particularly excellent light emission characteristics using a blue light emitting diode or an ultraviolet light emitting diode as a light source It can be suitably used for various sensors and various indicators.

101…発光素子
102…蛍光体
103…封止部材
104…導電性ワイヤ
110…パッケージ
111…リード電極
112…凹部の底面
100…発光装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Light emitting element 102 ... Phosphor 103 ... Sealing member 104 ... Conductive wire 110 ... Package 111 ... Lead electrode 112 ... Bottom face 100 of recessed part ... Light emitting device

Claims (11)

一般式がMxCeySi6-zz8+wで表される蛍光体であり、Mは、La,Y,Tb,Luの群から選ばれる少なくとも1種類以上の元素であり、前記一般式中のw、x、y及びzは、それぞれ、
2.0<w<4.0、
2.33<x<3.0、
0.06<y<0.5、
0<z<0.3
を満たすことを特徴とする蛍光体。
Formula is a phosphor represented by M x Ce y Si 6-z B z N 8 + w, M is, La, Y, Tb, at least one or more elements selected from the group consisting of Lu, W, x, y and z in the general formula are each
2.0 <w <4.0,
2.33 <x <3.0,
0.06 <y <0.5,
0 <z <0.3
A phosphor characterized by satisfying
請求項1に記載の蛍光体であって、
前記MがLa,Yから選ばれる少なくとも1種類以上の元素であることを特徴とする蛍光体。
The phosphor according to claim 1,
The phosphor, wherein M is at least one element selected from La and Y.
請求項1又は2に記載の蛍光体であって、
前記蛍光体が、さらに10〜10000ppmのフッ素を含んでなることを特徴とする蛍光体。
The phosphor according to claim 1 or 2,
The phosphor further comprising 10 to 10000 ppm of fluorine.
請求項1〜3のいずれか一に記載の蛍光体であって、
前記蛍光体の50重量%以上が結晶相を有していることを特徴とする蛍光体。
The phosphor according to any one of claims 1 to 3,
A phosphor having 50% by weight or more of the phosphor having a crystal phase.
請求項1〜4のいずれか一に記載の蛍光体であって、
粒径が2μm〜30μmであることを特徴とする蛍光体。
The phosphor according to any one of claims 1 to 4,
A phosphor having a particle size of 2 μm to 30 μm.
紫外から可視光の短波長領域の光を発する励起光源と、
前記励起光源からの光の一部を吸収して、蛍光を発光可能な請求項1〜5のいずれか一に記載の蛍光体である第一蛍光体と、
前記第一蛍光体を含有する波長変換部材と、
を備えることを特徴とする発光装置。
An excitation light source that emits light in the short wavelength region from ultraviolet to visible light;
A first phosphor that is a phosphor according to any one of claims 1 to 5 capable of absorbing a part of light from the excitation light source and emitting fluorescence.
A wavelength conversion member containing the first phosphor;
A light emitting device comprising:
請求項6に記載の発光装置であって、
前記励起光源が、420nm以上470nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子である発光装置。
The light-emitting device according to claim 6,
A light emitting device, wherein the excitation light source is a light emitting element having an emission peak wavelength in a range of 420 nm or more and 470 nm or less.
請求項6または7に記載の発光装置であって、さらに
前記励起光源からの光の少なくとも一部を吸収し、前記第一蛍光体とは異なる発光ピーク波長を有する蛍光を発する1種類以上の第二蛍光体を備えることを特徴とする発光装置。
The light emitting device according to claim 6 or 7, further comprising at least one type of first light that absorbs at least part of light from the excitation light source and emits fluorescence having an emission peak wavelength different from that of the first phosphor. A light-emitting device comprising two phosphors.
請求項8に記載の発光装置であって、
前記第二蛍光体が、(Ca1-xSrx)AlSiN3:Eu(0≦x≦1.0)、(Ca1-x-ySrxBay2Si58:Eu(0≦x≦1.0、0≦y≦1.0)、K2(Si1-x-yGexTiy)F6:Mn(0≦x≦1.0、0≦y≦1.0)から選択された少なくとも一種の組成を有する蛍光体を含む発光装置。
The light-emitting device according to claim 8,
The second phosphor, (Ca 1-x Sr x ) AlSiN 3: Eu (0 ≦ x ≦ 1.0), (Ca 1-xy Sr x Ba y) 2 Si 5 N 8: Eu (0 ≦ x ≦ 1.0, 0 ≦ y ≦ 1.0), K 2 (Si 1-xy Ge x Ti y ) F 6 : Mn (0 ≦ x ≦ 1.0, 0 ≦ y ≦ 1.0) A light emitting device comprising a phosphor having at least one composition.
請求項8または9に記載の発光装置であって、
前記第二蛍光体が、(Ca,Sr,Ba)2SiO4:Eu、Ca3Sc2Si312:Ce、クロロシリケート蛍光体、(Ca,Sr,Ba)3Si694:Eu、(Ca,Sr,Ba)3Si6122:Eu、(Ca,Sr,Ba)Si222:Eu、β型サイアロン蛍光体、(Y,Lu)3(Al,Ga)512:Ce、SrGa24:Eu、CaSc24:Ceから選択された少なくとも一種の組成を有する蛍光体を含む発光装置。
The light-emitting device according to claim 8 or 9,
The second phosphor is (Ca, Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu, Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12 : Ce, chlorosilicate phosphor, (Ca, Sr, Ba) 3 Si 6 O 9 N 4 : Eu, (Ca, Sr, Ba) 3 Si 6 O 12 N 2 : Eu, (Ca, Sr, Ba) Si 2 O 2 N 2 : Eu, β-type sialon phosphor, (Y, Lu) 3 (Al , Ga) 5 O 12 : Ce, SrGa 2 S 4 : Eu, CaSc 2 O 4 : Ce, a light emitting device including a phosphor having at least one composition selected from Ce.
請求項8から10のいずれか一項に記載の発光装置であって、
前記第二蛍光体が、(Sr,Ca,Ba)Al24:Eu、(Sr,Ca,Ba)4Al1425:Eu、(Ba,Sr,Ca)MgAl1017:Eu、BaMgAl1425:Eu,Tb,Sm、(Ba,Sr,Ca)MgAl1017:Eu,Mn、SrGa24:Ce、CaGa24:Ce、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO46Cl2:Euから選択された少なくとも一種の組成を有する蛍光体を含む発光装置。
The light-emitting device according to any one of claims 8 to 10,
The second phosphor is (Sr, Ca, Ba) Al 2 O 4 : Eu, (Sr, Ca, Ba) 4 Al 14 O 25 : Eu, (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu, BaMgAl 14 O 25 : Eu, Tb, Sm, (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu, Mn, SrGa 2 S 4 : Ce, CaGa 2 S 4 : Ce, (Ba, Sr, Ca, Mg) A light emitting device including a phosphor having at least one composition selected from 2 SiO 4 : Eu, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu.
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