JP6763387B2 - Fluorescent material, its manufacturing method, and light emitting device - Google Patents

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Description

本発明は、蛍光体及びその製造方法並びに発光装置に関し、特に、緑色発光を示す蛍光体及びその製造方法並びに発光装置に関する。 The present invention relates to a fluorescent substance and a method for producing the same and a light emitting device, and more particularly to a fluorescent substance exhibiting green light emission and a method for producing the same and a light emitting device.

従来、白色発光ダイオード(白色LED)は、青色光を放出する半導体発光素子と黄色の蛍光体とを組み合わせて、青色と黄色との混色により白色光を得る二色混色タイプのものが広く利用されている。しかしながら、この二色混色タイプの白色LEDが発する白色光は、演色性が悪いという問題がある。このため、別の構成として、青色光を発光する半導体発光素子と、緑、赤の2種類の蛍光体を組み合わせて、半導体発光素子からの光で、それぞれの蛍光体を励起することによって、青、緑、赤の混色で白色光を得る三色混色タイプの白色LEDの開発が行なわれている。 Conventionally, a white light emitting diode (white LED) is widely used as a two-color mixed type in which a semiconductor light emitting element that emits blue light and a yellow phosphor are combined to obtain white light by mixing blue and yellow. ing. However, the white light emitted by this two-color mixed type white LED has a problem of poor color rendering properties. Therefore, as another configuration, a semiconductor light emitting element that emits blue light and two types of phosphors, green and red, are combined, and the light from the semiconductor light emitting element excites each phosphor to produce blue. , A three-color mixed type white LED that obtains white light by mixing green and red is being developed.

緑色発光を示す蛍光体として、種々の組成の緑色蛍光体が開発されている。例えば特許文献1及び非特許文献1には、LED等に使用される緑色蛍光体として、Sr5−y−z−aSi23−xAl3+xx+2a37−x−2a:EuzCez1組成を有する蛍光体が記載され、特に、特許文献1の実施例には、Sr4.9AlSi2135:Eu0.1組成を有する蛍光体が記載されている。As a phosphor that emits green light, green phosphors having various compositions have been developed. For example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, as the green phosphor used for the LED or the like, Sr 5-y-z- a M y Si 23-x Al 3 + x O x + 2a N 37-x-2a: Eu z A fluorescent substance having a Cez1 composition is described, and in particular, an example of Patent Document 1 describes a fluorescent substance having an Sr 4.9 Al 5 Si 21 O 2 N 35 : Eu 0.1 composition.

また、例えば特許文献2には、結晶中の外側領域における酸素濃度と内側領域における酸素濃度との比を規定した、Euで付活されたSrSi13Al21属結晶を含む粒子を含有し、波長250〜500nmの光で励起した際に波長490〜580nmの間に発光ピークを有する発光を示す蛍光体が記載されている。Further, for example, Patent Document 2 includes a crystal of the Sr 3 Si 13 Al 3 O 2 N 21 genus activated with Eu, which defines the ratio of the oxygen concentration in the outer region to the oxygen concentration in the inner region in the crystal. Described are phosphors that contain particles and exhibit emission with emission peaks between wavelengths of 490-580 nm when excited by light with a wavelength of 250-500 nm.

特表2011−505451号公報Japanese Patent Publication No. 2011-505451 特開2013−43937号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-43937

Chemistry−A European Journal 2009、15、5311−5319Chemistry-A European Journal 2009, 15, 5311-5319

しかしながら、特許文献1及び非特許文献1に記載された緑色蛍光体は、発光特性が十分ではなく、特に発光強度が低いという問題がある。また、非特許文献1に記載されているように、SrAlSiやSrSiなどの橙色〜赤色蛍光体が異相として生成してしまうため、機械的に除去する必要があるといった問題を有する。さらに、特許文献2に記載された蛍光体は、熱に対する発光強度の安定性は高いが、蛍光体自体の発光特性には、さらなる向上が期待される。However, the green phosphors described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 have a problem that the emission characteristics are not sufficient and the emission intensity is particularly low. Further, as described in Non-Patent Document 1, orange to red phosphors such as SrAlSi 4 N 7 and Sr 2 Si 5 N 8 are generated as heterogeneous phases, and therefore need to be mechanically removed. Have a problem. Further, although the phosphor described in Patent Document 2 has high stability of emission intensity with respect to heat, further improvement is expected in the emission characteristics of the phosphor itself.

また、白色LED用蛍光体は、粒子径が大きすぎると、樹脂中に均一分散しづらくなり、色調にバラつきを生じるという問題が知られており、所定の粒子径範囲に制御する必要がある。また、粒子径を小さくするために、粉砕、分級を行なうと、微粒子が発生し輝度を低減する要因となるため、粉砕工程を必要とせず、所定の粒径に制御する必要がある。 Further, it is known that if the particle size of the white LED phosphor is too large, it becomes difficult to uniformly disperse it in the resin and the color tone varies, and it is necessary to control it within a predetermined particle size range. Further, if pulverization and classification are performed in order to reduce the particle size, fine particles are generated and cause a decrease in brightness. Therefore, it is necessary to control the particle size to a predetermined size without requiring a pulverization step.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、所定の粒径に制御されるとともに、異相の生成が抑制され、従来よりも発光特性、特に発光強度に優れた蛍光体及びその製造方法並びに発光装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a phosphor having a predetermined particle size, suppressing the formation of different phases, and having superior emission characteristics, particularly emission intensity, and production thereof. It is an object of the present invention to provide a method as well as a light emitting device.

以上の目的を達成するため、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ユーロピウム及び/又はセリウムで付活された緑色蛍光体において、特定の量のホウ素を含有させることにより、所定の粒径に制御されるとともに、異相の生成が抑制され、発光強度を大幅に向上させることができることを見出し、本発明に至った。 In order to achieve the above object, the present inventors have conducted diligent research, and as a result, a green phosphor activated with europium and / or cerium contains a specific amount of boron to obtain a predetermined particle size. It was found that the generation of different phases can be suppressed and the emission intensity can be significantly improved, and the present invention has been made.

すなわち、本発明は、下記式(1)の組成で表される結晶相を含む蛍光体であって、さらに、ホウ素を100〜2500ppm含有することを特徴とする蛍光体に関する。
SrM1AlSi:Eux1Cey1・・・(1)
(ここで、M1はCa,Ba及びMgからなる群より選ばれる1種以上の金属元素であり、2≦a≦8、0≦b≦3、2≦c≦7、10≦d≦25、15≦e≦37、0≦f≦3、0<x1+y1≦0.6である。)
That is, the present invention relates to a fluorescent substance containing a crystal phase represented by the composition of the following formula (1), further containing 100 to 2500 ppm of boron.
Sr a M1 b Al c Si d N e O f: Eu x1 Ce y1 ··· (1)
(Here, M1 is one or more metal elements selected from the group consisting of Ca, Ba and Mg, 2 ≦ a ≦ 8, 0 ≦ b ≦ 3, 2 ≦ c ≦ 7, 10 ≦ d ≦ 25, 15 ≦ e ≦ 37, 0 ≦ f ≦ 3, 0 <x1 + y1 ≦ 0.6)

また、本発明は、少なくともSrAlSi2135構造の結晶相を含む蛍光体であって、X線回折パターンにおけるSrAlSi2135構造の蛍光体の(021)面に由来する回折ピーク強度をA、及びSrAlSi構造の蛍光体の(221)面に由来する回折ピーク強度をBとしたときに、B/A<0.03であることを特徴とする蛍光体に関する。Further, the present invention is a phosphor having a crystal phase having at least an Sr 5 Al 5 Si 21 N 35 O 2 structure, and is a phosphor having a Sr 5 Al 5 Si 21 N 35 O 2 structure in an X-ray diffraction pattern. 021) When the diffraction peak intensity derived from the plane is A and the diffraction peak intensity derived from the (221) plane of the phosphor having the SrAlSi 4 N 7 structure is B, B / A <0.03. Regarding the characteristic phosphor.

また、本発明は、下記式(2)の組成で表される結晶相を含む蛍光体に関する。
SrM2AlSi:Eux2Cey2・・・(2)
(ここで、M2はCa,Ba及びMgからなる群より選ばれる1種以上の金属元素であり、2≦g≦8、0≦h≦3、0.02≦i≦0.8、2≦j≦7、10≦k≦25、15≦l≦37、0≦m≦3、0<x2+y2≦0.6である。)
The present invention also relates to a phosphor containing a crystal phase represented by the composition of the following formula (2).
Sr g M2 h B i Al j Si k N l O m: Eu x2 Ce y2 ··· (2)
(Here, M2 is one or more metal elements selected from the group consisting of Ca, Ba and Mg, and 2 ≦ g ≦ 8, 0 ≦ h ≦ 3, 0.02 ≦ i ≦ 0.8, 2 ≦ j ≦ 7, 10 ≦ k ≦ 25, 15 ≦ l ≦ 37, 0 ≦ m ≦ 3, 0 <x2 + y2 ≦ 0.6)

また、本発明は、Sr含有化合物、Al含有化合物、Si含有化合物、Eu含有化合物及び/又はCe含有化合物、並びにB含有化合物を混合し、原料混合物を得る工程と、前記原料混合物を不活性ガス雰囲気下、又は還元性ガス雰囲気下で焼成する工程とを備える蛍光体の製造方法であって、前記B含有化合物の添加量が、前記原料混合物の250〜10000ppmであることを特徴とする蛍光体の製造方法に関する。 Further, the present invention comprises a step of mixing an Sr-containing compound, an Al-containing compound, a Si-containing compound, an Eu-containing compound and / or a Ce-containing compound, and a B-containing compound to obtain a raw material mixture, and the raw material mixture is an inert gas. A method for producing a phosphor, which comprises a step of firing in an atmosphere or a reducing gas atmosphere, wherein the amount of the B-containing compound added is 250 to 10,000 ppm of the raw material mixture. Regarding the manufacturing method of.

さらに、本発明は、上記蛍光体と、該蛍光体に励起光を照射して発光させる光源とを備えることを特徴とする発光装置に関する。 Further, the present invention relates to a light emitting device including the above-mentioned phosphor and a light source that irradiates the phosphor with excitation light to emit light.

本発明によれば、所定の粒径に制御されるとともに、異相の生成が抑制され、従来よりも発光特性、特に発光強度に優れた蛍光体及びその製造方法並びに発光装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a phosphor, a method for producing the same, and a light emitting device, which are controlled to a predetermined particle size, suppress the formation of different phases, and have more excellent light emitting characteristics, particularly light emitting intensity than conventional ones. ..

実施例5及び比較例1で得られた蛍光体のX線回折(XRD)パターンを示す図である。It is a figure which shows the X-ray diffraction (XRD) pattern of the phosphor obtained in Example 5 and Comparative Example 1. FIG. 実施例5及び比較例1で得られた蛍光体の発光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the emission spectrum of the phosphor obtained in Example 5 and Comparative Example 1. 実施例5及び比較例1で得られた蛍光体の走査型電子顕微鏡写真である。6 is a scanning electron micrograph of the phosphors obtained in Example 5 and Comparative Example 1. 実施例5で得られた蛍光体のB濃度ディプスプロファイルを示す図である。It is a figure which shows the B concentration depth profile of the phosphor obtained in Example 5.

1.蛍光体
本発明の蛍光体は、下記式(1)の組成で表される結晶相を含む。
SrM1AlSi:Eux1Cey1・・・(1)
(ここで、M1はCa,Ba及びMgからなる群より選ばれる1種以上の金属元素であり、2≦a≦8、0≦b≦3、2≦c≦7、10≦d≦25、15≦e≦37、0≦f≦3、0<x1+y1≦0.6である。)
1. 1. Fluorescent material The fluorescent material of the present invention contains a crystal phase represented by the composition of the following formula (1).
Sr a M1 b Al c Si d N e O f: Eu x1 Ce y1 ··· (1)
(Here, M1 is one or more metal elements selected from the group consisting of Ca, Ba and Mg, 2 ≦ a ≦ 8, 0 ≦ b ≦ 3, 2 ≦ c ≦ 7, 10 ≦ d ≦ 25, 15 ≦ e ≦ 37, 0 ≦ f ≦ 3, 0 <x1 + y1 ≦ 0.6)

すなわち、本発明の蛍光体は、ユーロピウム(Eu)及び/又はセリウム(Ce)で付活された蛍光体であり、波長330〜500nmの光で励起した際に、500〜560nmの間にピークを有する緑色蛍光体である。 That is, the fluorescent substance of the present invention is a fluorescent substance activated by europium (Eu) and / or cerium (Ce), and when excited by light having a wavelength of 330 to 500 nm, it peaks between 500 and 560 nm. It is a green fluorescent substance having.

本発明の蛍光体において、ユーロピウム(Eu)及び/又はセリウム(Ce)は付活剤であり、蛍光体中で発光原子として発光する性質を有する。蛍光体中のユーロピウムのモル比、すなわち上記x1の値は、0≦x1≦0.3の範囲内であり、0.001≦x1≦0.25の範囲内が好ましく、0.1≦x1≦0.15の範囲内がより好ましい。x1の値が0.3を超えると発光原子が高濃度になり互いに近接して発光を打ち消しあうため、発光強度が弱くなりやすい。また、蛍光体中のセリウムのモル比、すなわち上記y1の値は、0≦y1≦0.3の範囲内であり、0≦y1≦0.1の範囲内が好ましく、0≦y1≦0.0001の範囲内がより好ましい。x1+y1の値は、0<x1+y1≦0.6の範囲であり、0.001≦x1+y1≦0.25の範囲内が好ましく、0.1≦x1+y1≦0.15の範囲がより好ましい。本発明においては、Euを含有しない組成である場合、すなわちx1の値が0の場合、または、Ceを含有しない組成である場合、すなわちy1の値が0の場合も含まれるが、少なくともEuまたはCeのいずれかの元素が含有される組成、すなわちx1+y1>0の組成である必要がある。 In the phosphor of the present invention, europium (Eu) and / or cerium (Ce) are activators and have the property of emitting light as luminescent atoms in the phosphor. The molar ratio of europium in the phosphor, that is, the value of x1 is in the range of 0 ≦ x1 ≦ 0.3, preferably in the range of 0.001 ≦ x1 ≦ 0.25, preferably 0.1 ≦ x1 ≦. The range of 0.15 is more preferable. When the value of x1 exceeds 0.3, the luminescent atoms become high in concentration and come close to each other to cancel the luminescence, so that the luminescence intensity tends to be weakened. The molar ratio of cerium in the phosphor, that is, the value of y1 is in the range of 0 ≦ y1 ≦ 0.3, preferably in the range of 0 ≦ y1 ≦ 0.1, and 0 ≦ y1 ≦ 0. The range of 0001 is more preferable. The value of x1 + y1 is in the range of 0 <x1 + y1 ≦ 0.6, preferably in the range of 0.001 ≦ x1 + y1 ≦ 0.25, and more preferably in the range of 0.1 ≦ x1 + y1 ≦ 0.15. The present invention includes the case where the composition does not contain Eu, that is, the case where the value of x1 is 0, or the case where the composition does not contain Ce, that is, the case where the value of y1 is 0, but at least Eu or It needs to have a composition containing any element of Ce, that is, a composition of x1 + y1> 0.

また、本発明の蛍光体において、蛍光体中のストロンチウム(Sr)のモル比は、2≦a≦8の範囲内であり、4≦a≦8の範囲内が好ましく、4.5≦a≦6の範囲内がより好ましく、4.75≦a≦5.25の範囲内がより好ましい。aの値が2≦a≦8の範囲内である場合、半値幅の狭い高輝度な緑色蛍光体が得られる。 Further, in the phosphor of the present invention, the molar ratio of strontium (Sr) in the phosphor is within the range of 2 ≦ a ≦ 8, preferably within the range of 4 ≦ a ≦ 8, and 4.5 ≦ a ≦. The range of 6 is more preferable, and the range of 4.75 ≦ a ≦ 5.25 is more preferable. When the value of a is within the range of 2 ≦ a ≦ 8, a high-intensity green phosphor having a narrow half-value width can be obtained.

また、本発明の蛍光体において、M1は、カルシウム(Ca),バリウム(Ba)及びマグネシウム(Mg)からなる群より選ばれる1種以上の金属元素であり、上記bの値は、0≦b≦3の範囲内が好ましい。本発明においては、Ca,Ba及びMgを何れも含有しない組成である場合、すなわち、上記bの値が0の場合も含まれる。 Further, in the phosphor of the present invention, M1 is one or more metal elements selected from the group consisting of calcium (Ca), barium (Ba) and magnesium (Mg), and the value of b is 0 ≦ b. The range of ≦ 3 is preferable. In the present invention, the case where the composition does not contain any of Ca, Ba and Mg, that is, the case where the value of b is 0 is also included.

また、本発明の蛍光体において、蛍光体中のアルミニウム(Al)のモル比は、2≦c≦7の範囲内であり、3≦c≦7の範囲内が好ましく、4≦c≦6の範囲内が好ましい。cの値が2≦c≦7の範囲内である場合、半値幅の狭い高輝度な緑色蛍光体が得られる。 Further, in the phosphor of the present invention, the molar ratio of aluminum (Al) in the phosphor is within the range of 2 ≦ c ≦ 7, preferably within the range of 3 ≦ c ≦ 7, and 4 ≦ c ≦ 6. Within the range is preferred. When the value of c is within the range of 2 ≦ c ≦ 7, a high-intensity green phosphor having a narrow half-value width can be obtained.

また、本発明の蛍光体において、蛍光体中のケイ素(Si)のモル比は、10≦d≦25の範囲内であり、15≦d≦25の範囲内が好ましく、19.5≦d≦22.5の範囲内がより好ましく、20.5≦d≦21.5の範囲内がより好ましい。dの値が10≦d≦25の範囲内である場合、半値幅の狭い高輝度な緑色蛍光体が得られる。 Further, in the phosphor of the present invention, the molar ratio of silicon (Si) in the phosphor is within the range of 10 ≦ d ≦ 25, preferably within the range of 15 ≦ d ≦ 25, and 19.5 ≦ d ≦. The range of 22.5 is more preferable, and the range of 20.5 ≦ d ≦ 21.5 is more preferable. When the value of d is within the range of 10 ≦ d ≦ 25, a high-intensity green phosphor having a narrow half-value width can be obtained.

さらに、本発明の蛍光体において、蛍光体中の窒素(N)のモル比は、15≦e≦37の範囲内であり、32≦e≦37の範囲内が好ましく、34≦e≦36の範囲内がより好ましく、34.5≦e≦35.5の範囲内がより好ましい。eの値が15≦e≦37の範囲内である場合、半値幅の狭い高輝度な緑色蛍光体が得られる。 Further, in the phosphor of the present invention, the molar ratio of nitrogen (N) in the phosphor is in the range of 15 ≦ e ≦ 37, preferably in the range of 32 ≦ e ≦ 37, and 34 ≦ e ≦ 36. The range is more preferable, and the range of 34.5 ≦ e ≦ 35.5 is more preferable. When the value of e is within the range of 15 ≦ e ≦ 37, a high-intensity green phosphor having a narrow half-value width can be obtained.

また、本発明の蛍光体において、蛍光体中の酸素(O)のモル比は、0≦f≦3の範囲内であり、0.1≦f≦2.3の範囲内が好ましい。fの値が0≦f≦3の範囲内である場合、半値幅の狭い高輝度な緑色蛍光体が得られる。 Further, in the phosphor of the present invention, the molar ratio of oxygen (O) in the phosphor is in the range of 0 ≦ f ≦ 3, preferably in the range of 0.1 ≦ f ≦ 2.3. When the value of f is within the range of 0 ≦ f ≦ 3, a high-intensity green phosphor having a narrow half-value width can be obtained.

ここで、本発明の蛍光体は、さらに、ホウ素を含有することを特徴とする。蛍光体全体に対するホウ素の含有量は、100〜2500ppmであり、200〜1500ppmであることが好ましく、300〜1500ppmであることがより好ましい。ホウ素の含有量が100ppmを下回ると発光強度が向上せず、2500ppmより多すぎても発光強度は低くなる。ホウ素の含有量は、誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP−AES)装置を用いて測定することができる。 Here, the phosphor of the present invention is further characterized by containing boron. The content of boron with respect to the entire phosphor is 100 to 2500 ppm, preferably 200 to 1500 ppm, and more preferably 300 to 1500 ppm. If the boron content is less than 100 ppm, the emission intensity does not improve, and if it is more than 2500 ppm, the emission intensity becomes low. The boron content can be measured using an inductively coupled plasma atomic emission spectroscopic analysis (ICP-AES) apparatus.

さらに、本発明の蛍光体は、蛍光体最表面におけるホウ素の元素濃度が20000〜100000ppmであることが好ましく、30000〜60000ppmであることがより好ましい。本発明において、蛍光体最表面におけるホウ素の元素濃度とは、蛍光体最表面にX線を照射した際に光電子が取り出せる、外側から数nmの深さで測定されたホウ素の元素濃度と定義することができる。蛍光体最表面におけるホウ素の元素濃度は、X線光電子分光(XPS)装置を用いて測定することができる。 Further, in the phosphor of the present invention, the element concentration of boron on the outermost surface of the phosphor is preferably 20000 to 100,000 ppm, more preferably 30,000 to 60,000 ppm. In the present invention, the elemental concentration of boron on the outermost surface of the phosphor is defined as the elemental concentration of boron measured at a depth of several nm from the outside, from which photoelectrons can be extracted when the outermost surface of the phosphor is irradiated with X-rays. be able to. The elemental concentration of boron on the outermost surface of the phosphor can be measured using an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) apparatus.

蛍光体粒子は、粒子表面近傍と粒子内部で組成が異なることが多く、組成変動が確認される。本発明においては、蛍光体最表面から100nm(外側〜100nm)の深さ領域を蛍光体表面、また、蛍光体表面を越える(外側から100nmを超える)の深さ領域を蛍光体内部と定義することができる。蛍光体内部は、組成変動が見られない。
本発明の蛍光体は、蛍光体最表面におけるホウ素の元素濃度が蛍光体内部におけるホウ素の元素濃度に比して高いことが好ましい。蛍光体最表面におけるホウ素の元素濃度が蛍光体内部におけるホウ素の元素濃度に比して高いと、半値幅の狭い高輝度な緑色蛍光体が得られる。具体的には、蛍光体最表面におけるホウ素の元素濃度は、蛍光体最表面から200nm内部に存在するホウ素の元素濃度に対し、5〜8倍程度の差を有することが好ましい。蛍光体最表面から200nm内部に存在するホウ素の元素濃度は、蛍光体最表面から200nmまでをエッチングした後、エッチング後の表面にX線を照射した際に光電子が取り出せる、エッチング後の表面から数nmの深さで測定されたホウ素の元素濃度と定義することができ、X線光電子分光(XPS)装置を用いて測定することができる。
The composition of the phosphor particles is often different between the vicinity of the particle surface and the inside of the particles, and composition fluctuation is confirmed. In the present invention, a depth region of 100 nm (outside to 100 nm) from the outermost surface of the phosphor is defined as the surface of the phosphor, and a depth region beyond the surface of the phosphor (more than 100 nm from the outside) is defined as the inside of the phosphor. be able to. No change in composition is observed inside the phosphor.
In the phosphor of the present invention, it is preferable that the element concentration of boron on the outermost surface of the phosphor is higher than the element concentration of boron inside the phosphor. When the elemental concentration of boron on the outermost surface of the phosphor is higher than the elemental concentration of boron inside the phosphor, a high-intensity green phosphor having a narrow half-value width can be obtained. Specifically, the elemental concentration of boron on the outermost surface of the phosphor preferably has a difference of about 5 to 8 times the elemental concentration of boron existing inside 200 nm from the outermost surface of the phosphor. The elemental concentration of boron existing inside 200 nm from the outermost surface of the phosphor is the number from the surface after etching, which allows photoelectrons to be taken out when the surface after etching is etched from the outermost surface of the phosphor to 200 nm and then the surface after etching is irradiated with X-rays. It can be defined as the elemental concentration of boron measured at a depth of nm and can be measured using an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) device.

また、本発明の蛍光体は、発光スペクトルの半値幅が70nm以下であることが好ましい。ここで、半値幅とは、縦軸を発光強度、横軸を波長としたときに発光スペクトルを測定し、そのピークにおける発光強度をIとしたときに、I/2となるときの波長幅を意味する。半値幅が上記のように比較的狭い場合、高い発光強度を得ることができる。 Further, the phosphor of the present invention preferably has a half width of the emission spectrum of 70 nm or less. Here, the full width at half maximum is the wavelength width when the emission spectrum is measured when the vertical axis is the emission intensity and the horizontal axis is the wavelength, and when the emission intensity at the peak is I, it becomes I / 2. means. When the half width is relatively narrow as described above, high emission intensity can be obtained.

また、本発明の蛍光体は、X線回折(XRD)装置で測定したX線回折パターンにおけるSrAlSi2135構造の蛍光体の(021)面に由来する回折ピーク強度をAとし、SrAlSi構造の蛍光体の(221)面に由来する回折ピーク強度をBとしたときに、B/A<0.03であり、B/A<0.01であることが好ましく、B/A=0であることがより好ましい。SrAlSi2135構造とは、ICSD Coll Code:420168と同形の結晶構造のことであり、Srの一部をCa,Ba及びMgからなる群より選ばれる1種以上の金属元素で置換した蛍光体の結晶構造も含まれる。また、SrAlSi構造とは、ICSD Coll Code:163667と同形の結晶構造のことであり、Srの一部をCa,Ba及びMgからなる群より選ばれる1種以上の金属元素で置換した蛍光体の結晶構造も含まれる。本発明において、B/A<0.03であることは、本発明の蛍光体中に異相(不純物)として含まれるSrAlSi構造の結晶の量が少ないことを意味する。SrAlSi構造の結晶の量が少ないことで、発光スペクトルの半値幅の狭い高輝度な緑色蛍光体が得られる。Further, the phosphor of the present invention determines the diffraction peak intensity derived from the (021) plane of the phosphor having the Sr 5 Al 5 Si 21 N 35 O 2 structure in the X-ray diffraction pattern measured by the X-ray diffraction (XRD) apparatus. When A is defined and the diffraction peak intensity derived from the (221) plane of the phosphor having the SrAlSi 4 N 7 structure is B, B / A <0.03 and B / A <0.01. It is preferable that B / A = 0. The Sr 5 Al 5 Si 21 N 35 O 2 structure is a crystal structure having the same shape as ICSD Coll Code: 420168, and a part of Sr is one or more metals selected from the group consisting of Ca, Ba and Mg. The crystal structure of the phosphor substituted with an element is also included. The SrAlSi 4 N 7 structure is a crystal structure having the same shape as ICSD Coll Code: 163667, and a part of Sr is replaced with one or more metal elements selected from the group consisting of Ca, Ba and Mg. The crystal structure of the phosphor is also included. In the present invention, B / A <0.03 means that the amount of crystals having the SrAlSi 4 N 7 structure contained as an heterogeneous phase (impurity) in the phosphor of the present invention is small. Since the amount of crystals having the SrAlSi 4 N 7 structure is small, a high-intensity green phosphor having a narrow half-value width of the emission spectrum can be obtained.

また、本発明の蛍光体は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置で測定したD10径が20〜30μmであることが好ましい。D10径が20〜30μmであると、微粒が少なく発光強度が大きくなる。D10径が30μmを超えると、発光装置、具体的には白色発光LEDとする際に、樹脂中に均一分散しづらくなり、色調にバラつきを生じやすくなる。The phosphor of the present invention is preferably D 10 size measured by a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer is 20 to 30 [mu] m. When the diameter of D 10 is 20 to 30 μm, the number of fine particles is small and the emission intensity is high. When the diameter of D 10 exceeds 30 μm, it becomes difficult to uniformly disperse in the resin when using a light emitting device, specifically, a white light emitting LED, and the color tone tends to vary.

さらに、本発明の蛍光体は、走査型電子顕微鏡写真によって測定したHeywood径(円相当径)の平均値が、32μm未満であることが好ましい。例えば、Heywood径は、株式会社マウンテック製の画像解析式粒度分布測定ソフトウェア「Mac−View」を用いて、粉体画像を読み込み、計算することができる。Heywood径の平均値が32μm未満であると、特に白色LEDの発光素子として用いる場合に、粉砕を必要とせず所望の粒度を得ることができるため好ましい。 Further, in the phosphor of the present invention, it is preferable that the average value of the Heywood diameter (diameter corresponding to a circle) measured by a scanning electron micrograph is less than 32 μm. For example, the Heywood diameter can be calculated by reading a powder image using the image analysis type particle size distribution measurement software "Mac-View" manufactured by Mountech Co., Ltd. It is preferable that the average value of the Heywood diameter is less than 32 μm because a desired particle size can be obtained without requiring pulverization, particularly when used as a light emitting element of a white LED.

また、本発明の蛍光体は、下記式(2)の組成で表される結晶相を含む。
SrM2AlSi:Eux2Cey2・・・(2)
(ここで、M2はCa,Ba及びMgからなる群より選ばれる1種以上の金属元素であり、2≦g≦8、0≦h≦3、0.02≦i≦0.8、2≦j≦7、10≦k≦25、15≦l≦37、0≦m≦3、0<x2+y2≦0.6である。)
Further, the phosphor of the present invention contains a crystal phase represented by the composition of the following formula (2).
Sr g M2 h B i Al j Si k N l O m: Eu x2 Ce y2 ··· (2)
(Here, M2 is one or more metal elements selected from the group consisting of Ca, Ba and Mg, and 2 ≦ g ≦ 8, 0 ≦ h ≦ 3, 0.02 ≦ i ≦ 0.8, 2 ≦ j ≦ 7, 10 ≦ k ≦ 25, 15 ≦ l ≦ 37, 0 ≦ m ≦ 3, 0 <x2 + y2 ≦ 0.6)

上記x2の値は、0≦x2≦0.3の範囲内であり、0.001≦x2≦0.25の範囲内が好ましく、0.1≦x2≦0.15の範囲内がより好ましい。x2の値が0.3を超えると発光原子が高濃度になり互いに近接して発光を打ち消しあうため、発光強度が弱くなりやすい。また、上記y2の値は、0≦y2≦0.3の範囲内であり、0≦y2≦0.1の範囲内が好ましく、0≦y2≦0.0001の範囲内がより好ましい。x2+y2の値は、0<x2+y2≦0.6の範囲であり、0.001≦x2+y2≦0.25の範囲内が好ましく、0.1≦x2+y2≦0.15の範囲がより好ましい。本発明においては、Euを含有しない組成である場合、すなわちx2の値が0の場合、または、Ceを含有しない組成である場合、すなわちy2の値が0の場合も含まれるが、少なくともEuまたはCeのいずれかの元素が含有される組成、すなわちx2+y2>0の組成である必要がある。 The value of x2 is in the range of 0 ≦ x2 ≦ 0.3, preferably in the range of 0.001 ≦ x2 ≦ 0.25, and more preferably in the range of 0.1 ≦ x2 ≦ 0.15. When the value of x2 exceeds 0.3, the luminescent atoms become high in concentration and come close to each other to cancel the luminescence, so that the luminescence intensity tends to be weakened. The value of y2 is in the range of 0 ≦ y2 ≦ 0.3, preferably in the range of 0 ≦ y2 ≦ 0.1, and more preferably in the range of 0 ≦ y2 ≦ 0.0001. The value of x2 + y2 is in the range of 0 <x2 + y2 ≦ 0.6, preferably in the range of 0.001 ≦ x2 + y2 ≦ 0.25, and more preferably in the range of 0.1 ≦ x2 + y2 ≦ 0.15. The present invention includes the case where the composition does not contain Eu, that is, the case where the value of x2 is 0, or the case where the composition does not contain Ce, that is, the case where the value of y2 is 0, but at least Eu or It needs to have a composition containing any element of Ce, that is, a composition of x2 + y2> 0.

また、本発明の蛍光体において、蛍光体中のストロンチウム(Sr)のモル比は、2≦g≦8の範囲内であり、4≦g≦8の範囲内が好ましく、4.5≦g≦6の範囲内がより好ましく、4.75≦g≦5.25の範囲内がより好ましい。gの値が2≦g≦8の範囲内である場合、半値幅の狭い高輝度な緑色蛍光体が得られる。 Further, in the phosphor of the present invention, the molar ratio of strontium (Sr) in the phosphor is within the range of 2 ≦ g ≦ 8, preferably within the range of 4 ≦ g ≦ 8, and 4.5 ≦ g ≦. The range of 6 is more preferable, and the range of 4.75 ≦ g ≦ 5.25 is more preferable. When the value of g is within the range of 2 ≦ g ≦ 8, a high-intensity green phosphor having a narrow half-value width can be obtained.

また、本発明の蛍光体において、M2は、カルシウム(Ca),バリウム(Ba)及びマグネシウム(Mg)からなる群より選ばれる1種以上の金属元素であり、上記hの値は、0≦h≦3の範囲内が好ましい。本発明においては、Ca,Ba及びMgを何れも含有しない組成である場合、すなわち、上記hの値が0の場合も含まれる。 Further, in the phosphor of the present invention, M2 is one or more metal elements selected from the group consisting of calcium (Ca), barium (Ba) and magnesium (Mg), and the value of h is 0 ≦ h. The range of ≦ 3 is preferable. In the present invention, the case where the composition does not contain any of Ca, Ba and Mg, that is, the case where the value of h is 0 is also included.

また、本発明の蛍光体において、蛍光体中のホウ素(B)のモル比は、0.02≦i≦0.8の範囲内であり、0.04≦i≦0.4の範囲内が好ましい。iの値が0.04≦i≦0.4の範囲内である場合、半値幅の狭い高輝度な緑色蛍光体が得られる。 Further, in the phosphor of the present invention, the molar ratio of boron (B) in the phosphor is within the range of 0.02 ≦ i ≦ 0.8 and within the range of 0.04 ≦ i ≦ 0.4. preferable. When the value of i is within the range of 0.04 ≦ i ≦ 0.4, a high-intensity green phosphor having a narrow half-value width can be obtained.

また、本発明の蛍光体において、蛍光体中のアルミニウム(Al)のモル比は、2≦j≦7の範囲内であり、3≦j≦7の範囲内が好ましく、4≦j≦6の範囲内がより好ましい。jの値が2≦j≦7の範囲内である場合、半値幅の狭い高輝度な緑色蛍光体が得られる。 Further, in the phosphor of the present invention, the molar ratio of aluminum (Al) in the phosphor is within the range of 2 ≦ j ≦ 7, preferably within the range of 3 ≦ j ≦ 7, and 4 ≦ j ≦ 6. Within the range is more preferred. When the value of j is within the range of 2 ≦ j ≦ 7, a high-intensity green phosphor having a narrow half-value width can be obtained.

また、本発明の蛍光体において、蛍光体中のケイ素(Si)のモル比は、10≦k≦25の範囲内であり、15≦k≦25の範囲内が好ましく、19.5≦k≦22.5の範囲内がより好ましく、20.5≦k≦21.5の範囲内がより好ましい。kの値が10≦k≦25の範囲内である場合、半値幅の狭い高輝度な緑色蛍光体が得られる。 Further, in the phosphor of the present invention, the molar ratio of silicon (Si) in the phosphor is within the range of 10 ≦ k ≦ 25, preferably within the range of 15 ≦ k ≦ 25, and 19.5 ≦ k ≦. The range of 22.5 is more preferable, and the range of 20.5 ≦ k ≦ 21.5 is more preferable. When the value of k is within the range of 10 ≦ k ≦ 25, a high-intensity green phosphor having a narrow half-value width can be obtained.

さらに、本発明の蛍光体において、蛍光体中の窒素(N)のモル比は、15≦l≦37の範囲内であり、32≦l≦37の範囲内が好ましく、34≦l≦36の範囲内がより好ましく、34.5≦l≦35.5の範囲内がより好ましい。lの値が15≦l≦37の範囲内である場合、半値幅の狭い高輝度な緑色蛍光体が得られる。 Further, in the phosphor of the present invention, the molar ratio of nitrogen (N) in the phosphor is in the range of 15 ≦ l ≦ 37, preferably in the range of 32 ≦ l ≦ 37, and 34 ≦ l ≦ 36. The range is more preferable, and the range of 34.5 ≦ l ≦ 35.5 is more preferable. When the value of l is within the range of 15 ≦ l ≦ 37, a high-intensity green phosphor having a narrow half-value width can be obtained.

また、本発明の蛍光体において、蛍光体中の酸素(O)のモル比は、0≦m≦3の範囲内であり、0.1≦m≦2.3の範囲内が好ましい。mの値が0≦m≦3の範囲内である場合、半値幅の狭い高輝度な緑色蛍光体が得られる。 Further, in the phosphor of the present invention, the molar ratio of oxygen (O) in the phosphor is in the range of 0 ≦ m ≦ 3, preferably in the range of 0.1 ≦ m ≦ 2.3. When the value of m is within the range of 0 ≦ m ≦ 3, a high-intensity green phosphor having a narrow half-value width can be obtained.

2.蛍光体の製造方法
本発明の蛍光体は、例えば、Sr含有化合物、Al含有化合物、Si含有化合物、Eu含有化合物及び/又はCe含有化合物、並びにB含有化合物、さらに、必要に応じて、M含有化合物(ここで、MはCa,Ba及びMgからなる群より選ばれる1種以上の金属元素)を混合し、原料混合物を得る工程(混合工程)と、前記原料混合物を不活性ガス含有雰囲気下、又は還元性ガス雰囲気下で焼成する工程(焼成工程)と、必要に応じて、粉砕、分級工程とを備える製造方法によって製造することができる。
2. 2. Method for Producing Fluorescent Substance The phosphor of the present invention contains, for example, an Sr-containing compound, an Al-containing compound, a Si-containing compound, an Eu-containing compound and / or a Ce-containing compound, a B-containing compound, and, if necessary, M. A step of mixing a compound (where M is one or more metal elements selected from the group consisting of Ca, Ba and Mg) to obtain a raw material mixture (mixing step) and the raw material mixture in an inert gas-containing atmosphere. Or, it can be produced by a production method including a step of firing in a reducing gas atmosphere (firing step) and, if necessary, a crushing and classification step.

(1)混合工程
Sr含有化合物、Al含有化合物、Si含有化合物、Eu含有化合物、Ce含有化合物、B含有化合物、M含有化合物の各原料含有化合物はそれぞれ、窒化物、酸窒化物、酸化物または熱分解により酸化物となる前駆体物質から選択される。
(1) Mixing step Each raw material-containing compound of Sr-containing compound, Al-containing compound, Si-containing compound, Eu-containing compound, Ce-containing compound, B-containing compound, and M-containing compound is a nitride, an oxynitride, an oxide, or an oxide. It is selected from precursor substances that become oxides by thermal decomposition.

ストロンチウム(Sr)含有化合物の具体例としては特に限定されないが、例えば、窒化ストロンチウム(Sr)、炭酸ストロンチウム(SrCO)、酸化ストロンチウム(SrO)からなる群より選択される1種類以上の粉末を好ましく使用することができ、特に窒化ストロンチウム(Sr)の粉末を好ましく使用することができる。Specific examples of the strontium (Sr) -containing compound are not particularly limited, but for example, one or more kinds selected from the group consisting of strontium nitride (Sr 3 N 2 ), strontium carbonate (SrCO 3 ), and strontium oxide (SrO). Powders can be preferably used, and in particular, strontium nitride (Sr 3 N 2 ) powder can be preferably used.

アルミニウム(Al)含有化合物の具体例としては特に限定されないが、例えば、窒化アルミニウム(AlN)、酸化アルミニウム(Al)、炭酸アルミニウム(Al(CO)からなる群より選択される1種類以上の粉末を好ましく使用することができ、特に窒化アルミニウム(AlN)の粉末を好ましく使用することができる。Specific examples of the aluminum (Al) -containing compound are not particularly limited, but are selected from the group consisting of, for example, aluminum nitride (AlN), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and aluminum carbonate (Al 2 (CO 3 ) 3 ). One or more kinds of powders can be preferably used, and in particular, aluminum nitride (AlN) powder can be preferably used.

ケイ素(Si)含有化合物の具体例としては特に限定されないが、例えば、非晶質窒化ケイ素(Si)、結晶性窒化ケイ素(Si)、二酸化ケイ素(SiO)からなる群より選択される1種類以上の粉末を好ましく使用することができ、特に非晶質窒化ケイ素(Si)、結晶性窒化ケイ素(Si)の粉末を好ましく使用することができる。Specific examples of the silicon (Si) -containing compound are not particularly limited, but for example, a group consisting of amorphous silicon nitride (Si 3 N 4 ), crystalline silicon nitride (Si 3 N 4 ), and silicon dioxide (SiO 2 ). One or more types of powders selected from the above can be preferably used, and in particular, amorphous silicon nitride (Si 3 N 4 ) and crystalline silicon nitride (Si 3 N 4 ) powders can be preferably used.

ユーロピウム(Eu)含有化合物の具体例としては特に限定されないが、例えば、酸化ユーロピウム(III)(Eu)、酸化ユーロピウム(II)(EuO)、窒化ユーロピウム(EuN)、金属ユーロピウム(Eu)からなる群より選択される1種類以上の粉末を好ましく使用することができる。Specific examples of the europium (Eu) -containing compound are not particularly limited, but for example, europium oxide (III) (Eu 2 O 3 ), europium oxide (II) (EuO), europium nitride (EuN), and metal europium (Eu). One or more kinds of powders selected from the group consisting of can be preferably used.

セリウム(Ce)含有化合物の具体例としては特に限定されないが、例えば、窒化セリウム(CeN)、酸化セリウム(CeO)、金属セリウム(Ce)からなる群より選択される1種類以上の粉末を好ましく使用することができる。Specific examples of the cerium (Ce) -containing compound are not particularly limited, but for example, one or more powders selected from the group consisting of cerium nitride (CeN), cerium oxide (CeO 2 ), and metallic cerium (Ce) are preferable. Can be used.

また、本発明は、上記原料含有化合物に加え、B含有化合物を原料混合物の250〜10000ppmの範囲で添加することを特徴とする。B含有化合物を250〜10000ppm添加することで、得られる蛍光体中に、100〜2500ppmのホウ素を含有させることが可能となる。また、B含有化合物を添加しない場合、得られる蛍光体中に異相(不純物)としてSrAlSi構造の結晶が多く含まれるが、B含有化合物を250〜10000ppm添加することで、SrAlSi構造の結晶の量を減らすことができることが分かった。B含有化合物の添加量は、750〜10000ppmが好ましく、1000〜5000ppmがより好ましい。Further, the present invention is characterized in that, in addition to the above-mentioned raw material-containing compound, a B-containing compound is added in the range of 250 to 10000 ppm of the raw material mixture. By adding 250 to 10000 ppm of the B-containing compound, it is possible to contain 100 to 2500 ppm of boron in the obtained phosphor. Further, when the B-containing compound is not added, many crystals having an SrAlSi 4 N 7 structure are contained as heterogeneous phases (impurities) in the obtained phosphor, but by adding 250 to 10,000 ppm of the B-containing compound, SrAlSi 4 N 7 is added. It has been found that the amount of crystals in the structure can be reduced. The amount of the B-containing compound added is preferably 750 to 10000 ppm, more preferably 1000 to 5000 ppm.

ホウ素(B)含有化合物の具体例としては特に限定されないが、例えば、窒化ホウ素(BN)、酸化ホウ素(B)、水酸化ホウ素(B(OH))からなる群より選択される1種以上の粉末を好ましく使用することができる。Specific examples of the boron (B) -containing compound are not particularly limited, but are selected from the group consisting of, for example, boron nitride (BN), boron oxide (B 2 O 3 ), and boron hydroxide (B (OH) 3 ). One or more powders can be preferably used.

また、本発明においては、必要に応じて、M含有化合物(ここで、MはCa,Ba及びMgからなる群より選ばれる1種以上の金属元素)を混合することができる。 Further, in the present invention, if necessary, an M-containing compound (where M is one or more metal elements selected from the group consisting of Ca, Ba and Mg) can be mixed.

M含有化合物におけるカルシウム(Ca)含有化合物の具体例としては特に限定されないが、例えば、窒化カルシウム(Ca)、炭酸カルシウム(CaCO)、酸化カルシウム(CaO)からなる群より選択される1種類以上の粉末を好ましく使用することができる。Specific examples of the calcium (Ca) -containing compound in the M-containing compound are not particularly limited, but are selected from the group consisting of, for example, calcium nitride (Ca 3 N 2 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), and calcium oxide (CaO). One or more types of powder can be preferably used.

M含有化合物におけるバリウム(Ba)含有化合物の具体例としては特に限定されないが、例えば、窒化バリウム(Ba)、炭酸バリウム(BaCO)、酸化バリウム(BaO)からなる群より選択される1種類以上の粉末を好ましく使用することができる。Specific examples of the barium (Ba) -containing compound in the M-containing compound are not particularly limited, but are selected from the group consisting of barium nitride (Ba 3 N 2 ), barium carbonate (BaCO 3 ), and barium oxide (BaO), for example. One or more kinds of powders can be preferably used.

M含有化合物におけるマグネシウム(Mg)含有化合物の具体例としては特に限定されないが、例えば、窒化マグネシウム(Mg)、炭酸マグネシウム(MgCO)、酸化マグネシウム(MgO)からなる群より選択される1種類以上の粉末を好ましく使用することができる。The specific example of the magnesium (Mg) -containing compound in the M-containing compound is not particularly limited, but is selected from the group consisting of magnesium nitride (Mg 3 N 2 ), magnesium carbonate (MgCO 3 ), and magnesium oxide (Mg O), for example. One or more types of powder can be preferably used.

これらの原料含有化合物は、それぞれ1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。各原料含有化合物は、純度が99質量%以上であることが好ましい。上記原料含有化合物は、その混合比がほぼそのまま式(1)の組成比となるため、所望の組成比となるように混合比を調整する。ただし、酸素量、窒素量は常に一定とはならないため、原料中に含まれる酸素含有量及び窒素含有量を考慮し、原料の配合比を設定することで、目的とする酸素量及び窒素量に調整することができる。 Each of these raw material-containing compounds may be used alone or in combination of two or more. The purity of each raw material-containing compound is preferably 99% by mass or more. Since the mixing ratio of the raw material-containing compound has almost the same composition ratio as that of the formula (1), the mixing ratio is adjusted so as to have a desired composition ratio. However, since the oxygen content and nitrogen content are not always constant, the target oxygen content and nitrogen content can be obtained by setting the mixing ratio of the raw material in consideration of the oxygen content and nitrogen content contained in the raw material. Can be adjusted.

また、焼成においては、焼結を促進し、より低温で生成させることを目的に、焼結助剤となるLi含有化合物を添加することができる。用いるLi含有化合物としては、酸化リチウム、炭酸リチウム、金属リチウム、窒化リチウムが挙げられ、これらの粉末の夫々を単独で使用してもよく、併用してもよい。また、Li含有化合物の添加量は、後述する焼成工程で得られる焼成物1molに対して、Li元素として0.01〜0.5molが適当である。Li含有化合物は、焼成工程で揮発しやすく、蛍光体粉末中にはほとんど含まれない。 Further, in firing, a Li-containing compound serving as a sintering aid can be added for the purpose of promoting sintering and producing at a lower temperature. Examples of the Li-containing compound used include lithium oxide, lithium carbonate, metallic lithium, and lithium nitride, and each of these powders may be used alone or in combination. The amount of the Li-containing compound added is preferably 0.01 to 0.5 mol as the Li element with respect to 1 mol of the fired product obtained in the firing step described later. The Li-containing compound is easily volatilized in the firing step and is hardly contained in the phosphor powder.

原料粉末の混合方法は、特に制約はなく、それ自体公知の方法、例えば、乾式混合する方法、原料各成分と実質的に反応しない不活性溶媒中で湿式混合した後に溶媒を除去する方法などを採用することができる。混合装置としては、V型混合機、ロッキングミキサー、ボールミル、振動ミル、媒体攪拌ミルなどが好適に使用される。 The method for mixing the raw material powder is not particularly limited, and a method known per se, for example, a dry mixing method, a method of wet mixing in an inert solvent that does not substantially react with each component of the raw material, and then a method of removing the solvent can be used. Can be adopted. As the mixing device, a V-type mixer, a locking mixer, a ball mill, a vibration mill, a medium stirring mill and the like are preferably used.

(2)焼成工程
次に、原料混合物の焼成を行う。原料混合物の焼成は、不活性ガス雰囲気下、又は還元性ガス雰囲気下で焼成することが好ましい。不活性ガス雰囲気は、窒素やアルゴンなどの希ガスあるいはそれらの混合ガスなどの不活性ガスからなることができる。不活性ガス雰囲気であるために、酸素は含まないことが望ましいが、不純物として酸素が0.1vol%未満、さらには0.01vol%未満程度に含まれていてもよい。また、還元性ガス雰囲気は、窒素やアルゴンなどの希ガスと水素ガスや一酸化炭素ガスとの混合ガスからなることができる。還元性ガス雰囲気であるために、酸素は含まないことが望ましいが、不純物として酸素が0.1vol%未満、さらには0.01vol%未満程度に含まれていてもよい。焼成温度は、1500〜2000℃、より好ましくは1600〜1800℃の範囲内である。焼成時間は、一般に0.5〜100時間の範囲内であり、0.5〜20時間の範囲内であることが好ましい。焼成圧力は、常圧以上であればよく、0.92MPa未満であることが好ましい。雰囲気ガスの種類、雰囲気ガス中の酸素濃度及び窒素濃度、焼成温度、焼成時間の設定を変化させることで、目的とする蛍光体の酸素量、窒素量を調整することができる。
(2) Baking step Next, the raw material mixture is fired. The raw material mixture is preferably fired in an inert gas atmosphere or a reducing gas atmosphere. The inert gas atmosphere can consist of a rare gas such as nitrogen or argon or an inert gas such as a mixed gas thereof. Since the atmosphere is an inert gas, it is desirable that oxygen is not contained, but oxygen may be contained as an impurity in an amount of less than 0.1 vol%, more preferably less than 0.01 vol%. Further, the reducing gas atmosphere can be composed of a mixed gas of a rare gas such as nitrogen or argon and a hydrogen gas or carbon monoxide gas. Since it is a reducing gas atmosphere, it is desirable that oxygen is not contained, but oxygen may be contained as an impurity in an amount of less than 0.1 vol%, more preferably less than 0.01 vol%. The firing temperature is in the range of 1500 to 2000 ° C, more preferably 1600 to 1800 ° C. The firing time is generally in the range of 0.5 to 100 hours, preferably in the range of 0.5 to 20 hours. The firing pressure may be at least normal pressure and preferably less than 0.92 MPa. By changing the type of atmospheric gas, the oxygen concentration and nitrogen concentration in the atmospheric gas, the firing temperature, and the setting of the firing time, the oxygen amount and nitrogen amount of the target phosphor can be adjusted.

(3)粉砕、分級工程
焼成により得られた蛍光体は、粉砕を必要とせずに、例えば白色LEDの発光素子として用いる場合に、所望の粒度を得ることができるが、その他、必要に応じて、粉砕され、場合によっては所望の粒径範囲に分級される。この場合の粉砕方法は、湿式粉砕、乾式粉砕のいずれの方法でもよく、また、分級方法についても、篩い分け操作、流体を利用する操作等、粉体の分級に一般的に用いられるいかなる操作方法を用いてもよい。また、焼成により得られた蛍光体は、必要に応じて、塩酸や硝酸などの鉱酸による酸洗浄処理、ベーキング処理を行なってもよい。
(3) Crushing and Classification Steps The phosphor obtained by firing can obtain a desired particle size when used as a light emitting element of a white LED, for example, without requiring crushing, but other than that, if necessary. , Grinded and, in some cases, classified into the desired particle size range. In this case, the pulverization method may be either wet pulverization or dry pulverization, and the classification method may be any operation method generally used for powder classification, such as a sieving operation or an operation using a fluid. May be used. Further, the phosphor obtained by firing may be subjected to an acid cleaning treatment or a baking treatment with a mineral acid such as hydrochloric acid or nitric acid, if necessary.

3.発光装置
本発明の蛍光体は、各種の発光装置に使用することができる。本発明の発光装置は、上記式(1)で示される組成分にさらにホウ素を100〜2500ppm含む本発明の蛍光体と、この蛍光体に励起光を照射して発光させる光源とを少なくとも備える。発光装置の具体例としては、白色発光ダイオード(白色LED)、蛍光灯、蛍光表示管(VFD)、陰極線管(CRT)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)などを挙げることができる。このうち白色LEDは、青色蛍光体、赤色蛍光体、本発明の蛍光体(緑色蛍光体)と、例えば波長350〜430nmの紫外光を発光する半導体発光素子とを備え、発光素子からの紫外光で青色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体を励起して、青、赤、緑の混色で白色を得る発光装置である。また、別の構成として、赤色蛍光体、本発明の蛍光体(緑色蛍光体)と、波長430〜500nmの青色光を発光する半導体素子を備え、発光素子からの青色光で緑色蛍光体、赤色蛍光体を励起して、青、赤、緑の混色で白色を得る発光装置に適用することもできる。
3. 3. Light emitting device The phosphor of the present invention can be used in various light emitting devices. The light emitting device of the present invention includes at least a phosphor of the present invention containing 100 to 2500 ppm of boron in the composition represented by the above formula (1) and a light source that irradiates the phosphor with excitation light to emit light. Specific examples of the light emitting device include a white light emitting diode (white LED), a fluorescent lamp, a fluorescent display tube (VFD), a cathode ray tube (CRT), a plasma display panel (PDP), a field emission display (FED), and the like. it can. Among them, the white LED includes a blue phosphor, a red phosphor, a phosphor (green phosphor) of the present invention, and a semiconductor light emitting element that emits ultraviolet light having a wavelength of, for example, 350 to 430 nm, and the ultraviolet light from the light emitting element. It is a light emitting device that excites a blue phosphor, a green phosphor, and a red phosphor to obtain white by mixing blue, red, and green. Further, as another configuration, a red phosphor, a phosphor (green phosphor) of the present invention, and a semiconductor element that emits blue light having a wavelength of 430 to 500 nm are provided, and the blue light from the light emitting element is a green phosphor, red. It can also be applied to a light emitting device that excites a phosphor to obtain white with a mixture of blue, red, and green.

青色発光蛍光体の例としては、(Ba,Sr,Ca)MgSi:Eu、(Ba,Sr,Ca)MgAl1017:Eu、(Ba,Sr,Mg、Ca)10(PO(Cl,F):Euなどを挙げることができる。また、赤色発光蛍光体の例としては、(Ba,Sr,Ca)MgSi:Eu,Mn、YS:Eu、LaS:Eu、(Ca,Sr,Ba)Si:Eu、CaAlSiN:Eu、Eu、(Ca,Sr,Ba)Si:Eu,Mn、CaTiO:Pr,Bi、(La,Eu)12などを挙げることができる。半導体発光素子としては、AlGaN系半導体発光素子などを挙げることができる。Examples of blue-emitting phosphors include (Ba, Sr, Ca) 3 MgSi 2 O 8 : Eu, (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu, (Ba, Sr, Mg, Ca) 10 (PO). 4 ) 6 (Cl, F) 2 : Eu and the like can be mentioned. Examples of red-emitting phosphors include (Ba, Sr, Ca) 3 MgSi 2 O 8 : Eu, Mn, Y 2 O 2 S: Eu, La 2 O 3 S: Eu, (Ca, Sr, Ba). ) 2 Si 5 N 8 : Eu, CaAlSiN 3 : Eu, Eu 2 W 2 O 9 , (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 N 8 : Eu, Mn, CaTIO 3 : Pr, Bi, (La, Eu) 2 W 3 O 12 and the like can be mentioned. Examples of the semiconductor light emitting device include an AlGaN-based semiconductor light emitting device.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、これらは本発明の目的を限定するものではない。まず、本実施例で用いた各測定方法を示す。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but these do not limit the object of the present invention. First, each measurement method used in this example is shown.

(結晶相の同定)
X線回折(XRD)装置(株式会社リガク製 Ultima IV)を用いて、結晶相の同定を行った。
(Identification of crystal phase)
The crystal phase was identified using an X-ray diffraction (XRD) apparatus (Ultima IV manufactured by Rigaku Co., Ltd.).

(粒度分布測定)
レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(日機装株式会社製 MT3300EX II)を用いて、粒度分布測定を行なった。
(Measurement of particle size distribution)
The particle size distribution was measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device (MT3300EX II manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).

(走査型電子顕微鏡写真、Heywood径)
走査型電子顕微鏡(日本電子株式会社製 JSM−6510)を用いて、走査型電子顕微鏡写真を撮影した。また、画像解析式粒度分布測定ソフトウェア「Mac−View」(株式会社マウンテック製)を用いて、走査型電子顕微鏡写真を読み込み、Heywood径を計算した。
(Scanning electron micrograph, Heywood diameter)
Scanning electron microscope photographs were taken using a scanning electron microscope (JSM-6510 manufactured by JEOL Ltd.). In addition, a scanning electron micrograph was read using the image analysis type particle size distribution measurement software "Mac-View" (manufactured by Mountech Co., Ltd.), and the Heywood diameter was calculated.

(蛍光ピーク波長、発光強度、スペクトルの半値幅)
分光蛍光光度計(日本分光株式会社製、FP−6500)を用いて、励起波長450nmにおける蛍光スペクトルを測定し、蛍光ピーク波長とその波長における発光強度、スペクトルの半値幅を求めた。発光強度は、比較例1のピーク波長522.0nmにおける発光強度を100%として示した。
(Fluorescence peak wavelength, emission intensity, half width of spectrum)
The fluorescence spectrum at an excitation wavelength of 450 nm was measured using a spectral fluorometer (FP-6500, manufactured by Nippon Spectroscopy Co., Ltd.), and the fluorescence peak wavelength, the emission intensity at that wavelength, and the half-value width of the spectrum were determined. The emission intensity is shown with the emission intensity at the peak wavelength of 522.0 nm of Comparative Example 1 as 100%.

(ホウ素含有量)
蛍光体粉末中のホウ素含有量は、誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP−AES)装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製、SPS3250UV)を用いて定量分析を行なった。
(Boron content)
The boron content in the phosphor powder was quantitatively analyzed using an inductively coupled plasma atomic emission spectroscopic analysis (ICP-AES) apparatus (SPS3250UV, manufactured by SII Nanotechnology Co., Ltd.).

(ホウ素の蛍光体最表面元素濃度、内部の元素濃度)
X線光電子分光(XPS)装置(アルバック・ファイ株式会社製PHI1800)によって、X線源:Al−Kα、取り出し角:表面より45°という条件で、蛍光体最表面に存在する元素(外側〜数nmまで取り出せる)を調べ、各元素のピーク強度より、ホウ素の蛍光体最表面における元素濃度を見積もった。
(Concentration of element on the outermost surface of boron phosphor, concentration of element inside)
Elements present on the outermost surface of the phosphor (outside to number) under the condition that the X-ray source: Al-Kα and the extraction angle: 45 ° from the surface by the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) device (PHI1800 manufactured by ULVAC-PHI, Inc.). The element concentration on the outermost surface of the phosphor of boron was estimated from the peak intensity of each element.

(比較例1)
酸化ユーロピウム(Eu)粉末(純度:99.9%)と、窒化ストロンチウム(Sr)粉末(純度:99%)、非晶質窒化ケイ素(Si)粉末(純度:99%)、窒化アルミニウム(AlN)粉末(純度:99.9%)、炭酸リチウム(LiCO)粉末(純度:99.9%)を表1の混合組成となるように窒素パージされたグローブボックス内で秤量し、乾式の振動ミルを用いて1時間混合して、混合粉末を得た。得られた混合粉末を窒化ケイ素製の坩堝に入れて、黒鉛抵抗加熱式の電気炉に仕込み、電気炉内に窒素を流通させながら、常圧を保った状態で、1650℃まで昇温した後、1650℃で7時間保持し、更に1730℃まで昇温し、1730℃で10時間保持して焼成物を得た。得られた試料は、目開き32μmの篩を通過するまで窒化珪素製の乳鉢で解砕した。得られた粉末について、XRD、粒度分布、蛍光スペクトル、ICP、XPS(PHI1800)を測定した評価結果を表2に示す。また、XRDパターンを図1に、発光スペクトルを図2に、走査型電子顕微鏡写真を図3にそれぞれ示す。
(Comparative Example 1)
Europium oxide (Eu 2 O 3 ) powder (purity: 99.9%), strontium nitride (Sr 3 N 2 ) powder (purity: 99%), amorphous silicon nitride (Si 3 N 4 ) powder (purity: 9) 99%), aluminum nitride (AlN) powder (purity: 99.9%), lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) powder (purity: 99.9%) was nitrogen purged to the mixed composition shown in Table 1. Weighed in a glove box and mixed for 1 hour using a dry vibrating mill to give a mixed powder. The obtained mixed powder is put into a crucible made of silicon nitride, charged into a graphite resistance heating type electric furnace, and after raising the temperature to 1650 ° C. while maintaining normal pressure while circulating nitrogen in the electric furnace. , 1650 ° C. for 7 hours, further heated to 1730 ° C., and held at 1730 ° C. for 10 hours to obtain a baked product. The obtained sample was crushed in a silicon nitride mortar until it passed through a sieve having a mesh size of 32 μm. Table 2 shows the evaluation results obtained by measuring XRD, particle size distribution, fluorescence spectrum, ICP, and XPS (PHI1800) of the obtained powder. The XRD pattern is shown in FIG. 1, the emission spectrum is shown in FIG. 2, and the scanning electron micrograph is shown in FIG.

XRD測定の結果、図1に示すXRDパターンが得られた。合成粉末はSrAlSi2135構造とSrAlSi構造の混相となっていた。SrAlSi2135構造の25.8°付近にある(021)面に由来する回折ピークの強度(A)と、SrAlSi構造の24.9°付近にある(221)面に由来する回折ピークの強度(B)との比(B/A)は2.75であった。また、粒度分布測定の結果、D10径は13.8μmであった。ICP、XPS測定の結果、ホウ素は検出されなかった。波長450nmで励起すると、図2に示す発光スペクトルが得られた。ピーク波長は522.0nmと緑色であるが、半値幅は111.1nmと広く、赤色成分を含む発光となっていた。また、図3に示す走査型電子顕微鏡写真より、比較例1は粉砕前の1次粒子径が大きく、Heywood径の平均値は35.9μmであり、目開き32μmの篩で分級する際に粉砕する必要があるため、粉砕破片が増加していた。As a result of the XRD measurement, the XRD pattern shown in FIG. 1 was obtained. The synthetic powder had a mixed phase of Sr 5 Al 5 Si 21 N 35 O 2 structure and Sr Al Si 4 N 7 structure. The intensity (A) of the diffraction peak derived from the surface (021) near 25.8 ° of the Sr 5 Al 5 Si 21 N 35 O 2 structure and the intensity (A) of the diffraction peak near 24.9 ° of the Sr AlSi 4 N 7 structure (221). The ratio (B / A) of the diffraction peak derived from the plane to the intensity (B) was 2.75. As a result of particle size distribution measurement, D 10 diameter was 13.8Myuemu. As a result of ICP and XPS measurement, boron was not detected. When excited at a wavelength of 450 nm, the emission spectrum shown in FIG. 2 was obtained. The peak wavelength was 522.0 nm, which was green, but the half width was as wide as 111.1 nm, and the light emission contained a red component. Further, from the scanning electron micrograph shown in FIG. 3, in Comparative Example 1, the primary particle diameter before pulverization was large, the average value of the Heywood diameter was 35.9 μm, and pulverization was performed when classifying with a sieve having an opening of 32 μm. There was an increase in crushed debris because it had to be done.

(実施例1〜6)
表1のように窒化ホウ素(BN)粉末(純度:99%)を添加する以外は、比較例1と同様の方法で、実施例1〜6を行った。合成粉末の評価結果を表2に示す。XRD測定の結果、25.8°付近にあるSrAlSi2135構造の(021)面に由来する回折ピークの強度(A)と、SrAlSi構造の24.9°付近にある(221)面に由来する回折ピークの強度(B)との比(B/A)は0.03未満であり、特に実施例2〜6は、B/Aが0であり、SrAlSi2135構造の単相が得られていた。また、粒度分布測定の結果、D10径は14.6〜24.5μmであった。図1に実施例5のXRDパターンを示す。
(Examples 1 to 6)
Examples 1 to 6 were carried out in the same manner as in Comparative Example 1 except that boron nitride (BN) powder (purity: 99%) was added as shown in Table 1. Table 2 shows the evaluation results of the synthetic powder. As a result of XRD measurement, the intensity (A) of the diffraction peak derived from the (021) plane of the Sr 5 Al 5 Si 21 N 35 O 2 structure near 25.8 ° and the 24.9 ° of the Sr AlSi 4 N 7 structure. The ratio (B / A) of the diffraction peak derived from the nearby (221) plane to the intensity (B) is less than 0.03, and in particular, in Examples 2 to 6, the B / A is 0 and Sr. A single phase having a 5 Al 5 Si 21 N 35 O 2 structure was obtained. As a result of particle size distribution measurement, D 10 diameter was 14.6~24.5Myuemu. FIG. 1 shows the XRD pattern of Example 5.

ICP測定の結果、ホウ素含有量はホウ素添加量に従って増加し、110〜2300ppmであった。また、XPS測定の結果、ホウ素の蛍光体最表面における元素濃度は14000〜92000ppmであった。また、波長450nmで励起した際の、発光ピーク波長は520.5〜524.0nmの緑色であり、比較例1を100%としたときの相対発光強度は132.5〜194.9%であった。発光スペクトルの半値幅は67.3〜76.4nmであった。図2に実施例5の発光スペクトルを、図3に実施例5の走査型電子顕微鏡写真をそれぞれ示す。 As a result of ICP measurement, the boron content increased with the amount of boron added and was 110 to 2300 ppm. As a result of XPS measurement, the element concentration of boron on the outermost surface of the phosphor was 14,000 to 92,000 ppm. Further, the emission peak wavelength when excited at a wavelength of 450 nm is green with a wavelength of 520.5 to 524.0 nm, and the relative emission intensity when Comparative Example 1 is 100% is 132.5 to 194.9%. It was. The full width at half maximum of the emission spectrum was 67.3 to 76.4 nm. FIG. 2 shows the emission spectrum of Example 5, and FIG. 3 shows a scanning electron micrograph of Example 5.

実施例1〜6では、ホウ素含有量が100〜2500ppmの範囲内にあるため、SrAlSi2135構造の単相で微粒が少ないとともに、発光スペクトル半値幅の狭い高輝度な蛍光体が得られた。また、図3に示す実施例5の粉砕前の走査型電子顕微鏡写真より、実施例5は、比較例1よりも1次粒子径が小さく、このときのHeywood径の平均値は26.8μmであり、目開き32μmの篩で分級する際に粉砕する必要がないため、微粒の少ない粒径の揃った様子が確認された。In Examples 1 to 6, since the boron content is in the range of 100 to 2500 ppm, the single phase of the Sr 5 Al 5 Si 21 N 35 O 2 structure has few fine particles, and the emission spectrum has a narrow half width and high brightness. A phosphor was obtained. Further, from the scanning electron micrograph of Example 5 shown in FIG. 3 before pulverization, Example 5 had a smaller primary particle diameter than Comparative Example 1, and the average value of the Heywood diameter at this time was 26.8 μm. It was confirmed that the particles had a uniform particle size with few fine particles because they did not need to be crushed when they were classified with a sieve having a mesh size of 32 μm.

さらに、実施例5の試料について、X線光電子分光(XPS)装置(アルバック・ファイ株式会社製PHI5000)を用いて、SiO換算で深さ200nmまでArエッチングした後の表面におけるホウ素の元素濃度を、X線源:Al−Kα、取り出し角:表面より45°という条件で測定した。結果を表3、図4に示した。XPSによる蛍光体最表面におけるホウ素の元素濃度は、55000ppmであり、粒子内部にいくほど低下していき、蛍光体最表面から100nm以上の深さにおけるホウ素の元素濃度(エッチング後の表面を測定)では9000ppm程度に漸近していた。Further, the element concentration of boron on the surface of the sample of Example 5 after being Ar-etched to a depth of 200 nm in terms of SiO 2 using an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) apparatus (PHI5000 manufactured by ULVAC-PHI, Inc.) was determined. , X-ray source: Al-Kα, extraction angle: 45 ° from the surface. The results are shown in Table 3 and FIG. The elemental concentration of boron on the outermost surface of the phosphor by XPS is 55,000 ppm, which decreases toward the inside of the particles, and the elemental concentration of boron at a depth of 100 nm or more from the outermost surface of the phosphor (measured on the surface after etching). Then, it was asymptotic to about 9000 ppm.

(比較例2〜4)
表1のように窒化ホウ素(BN)粉末(純度:99%)の添加量を変えたこと以外は、実施例1と同様の方法で、比較例2〜4を行った。合成粉末の評価結果を表2に示す。XRD測定の結果、SrAlSi2135構造の25.8°付近にある(021)面に由来する回折ピークの強度(A)と、SrAlSi構造の24.9°付近にある(221)面に由来する回折ピークの強度(B)との比(B/A)は0.04〜0.21であり、SrAlSi2135構造とSrAlSi構造の混相となっていた。粒度分布測定の結果、D10径は11.5〜17.0μmであった。ICP測定の結果、ホウ素含有量は比較例2では54ppm、比較例3では84ppm、比較例4では3600ppmであった。また、XPS測定の結果、比較例2のホウ素の蛍光体最表面における元素濃度は8000ppm、比較例3のホウ素の蛍光体最表面における元素濃度は12000ppm、比較例4のホウ素の蛍光体最表面における元素濃度は120000ppmであった。発光ピーク波長は523.0〜524.0nmの緑色であり、比較例1を100%としたときの相対発光強度は113.4〜120.1%であった。発光スペクトルの半値幅は78.5〜90.9nmであった。
(Comparative Examples 2 to 4)
Comparative Examples 2 to 4 were carried out in the same manner as in Example 1 except that the amount of boron nitride (BN) powder (purity: 99%) added was changed as shown in Table 1. Table 2 shows the evaluation results of the synthetic powder. As a result of the XRD measurement, the intensity (A) of the diffraction peak derived from the (021) plane near 25.8 ° of the Sr 5 Al 5 Si 21 N 35 O 2 structure and the 24.9 ° of the Sr AlSi 4 N 7 structure. The ratio (B / A) of the diffraction peak derived from the nearby (221) plane to the intensity (B) is 0.04 to 0.21, and the Sr 5 Al 5 Si 21 N 35 O 2 structure and the Sr Al Si 4 It has been a mixed phase of N 7 structure. The result of the particle size distribution measurement, D 10 diameter was 11.5~17.0Myuemu. As a result of ICP measurement, the boron content was 54 ppm in Comparative Example 2, 84 ppm in Comparative Example 3, and 3600 ppm in Comparative Example 4. As a result of XPS measurement, the element concentration of boron on the outermost surface of the phosphor of Comparative Example 2 was 8000 ppm, the element concentration of boron on the outermost surface of the phosphor of Comparative Example 3 was 12000 ppm, and the element concentration on the outermost surface of the boron phosphor of Comparative Example 4 was. The element concentration was 120,000 ppm. The emission peak wavelength was green with a wavelength of 523.0 to 524.0 nm, and the relative emission intensity was 113.4 to 120.1% when Comparative Example 1 was taken as 100%. The full width at half maximum of the emission spectrum was 78.5-90.9 nm.

比較例2〜4では、ホウ素含有量が100〜2500ppmの範囲外であるため、発光スペクトル半値幅の狭い高輝度な蛍光体は得られなかった。 In Comparative Examples 2 to 4, since the boron content was outside the range of 100 to 2500 ppm, a high-luminance phosphor having a narrow half-value width of the emission spectrum could not be obtained.

Claims (9)

下記式(1)の組成で表される結晶相を含む蛍光体であって、
さらに、ホウ素を100〜2500ppm含有し、
X線光電子分光(XPS)装置で測定した蛍光体最表面のホウ素の元素濃度が20000〜100000ppmであることを特徴とする蛍光体。
SrM1AlSi:Eux1Cey1・・・(1)
(ここで、M1はCa,Ba及びMgからなる群より選ばれる1種以上の金属元素であり、2≦a≦8、0≦b≦3、2≦c≦7、10≦d≦25、15≦e≦37、0≦f≦3、0<x1+y1≦0.6である。)
A phosphor containing a crystal phase represented by the composition of the following formula (1).
In addition, it contains 100-2500 ppm boron and
A phosphor having an elemental concentration of boron on the outermost surface of the phosphor measured by an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) apparatus of 20000 to 100,000 ppm.
Sr a M1 b Al c Si d N e O f: Eu x1 Ce y1 ··· (1)
(Here, M1 is one or more metal elements selected from the group consisting of Ca, Ba and Mg, 2 ≦ a ≦ 8, 0 ≦ b ≦ 3, 2 ≦ c ≦ 7, 10 ≦ d ≦ 25, 15 ≦ e ≦ 37, 0 ≦ f ≦ 3, 0 <x1 + y1 ≦ 0.6)
4≦a≦8、3≦c≦7、15≦d≦25、32≦e≦37であることを特徴とする請求項1に記載の蛍光体。 The phosphor according to claim 1, wherein 4 ≦ a ≦ 8, 3 ≦ c ≦ 7, 15 ≦ d ≦ 25, 32 ≦ e ≦ 37. 発光スペクトルの半値幅が70nm以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の蛍光体。 The phosphor according to any one of claims 1 to 3, wherein the half width of the emission spectrum is 70 nm or less. 少なくともSrAlSi2135構造の結晶相を含む蛍光体であって、X線光電子分光(XPS)装置で測定した蛍光体最表面のホウ素の元素濃度が20000〜100000ppmであり、
X線回折パターンにおけるSrAlSi2135構造の蛍光体の(021)面に由来する回折ピーク強度をA、及びSrAlSi構造の蛍光体の(221)面に由来する回折ピーク強度をBとしたときに、B/A<0.03であることを特徴とする蛍光体。
It is a phosphor containing a crystal phase having at least an Sr 5 Al 5 Si 21 N 35 O 2 structure, and the element concentration of boron on the outermost surface of the phosphor measured by an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) apparatus is 20000 to 100,000 ppm.
The diffraction peak intensity derived from the (021) plane of the phosphor having the Sr 5 Al 5 Si 21 N 35 O 2 structure in the X-ray diffraction pattern is derived from the (221) plane of the phosphor having the Sr AlSi 4 N 7 structure. A phosphor characterized in that B / A <0.03 when the diffraction peak intensity is B.
下記式(2)の組成で表される結晶相を含む蛍光体であって、X線光電子分光(XPS)装置で測定した蛍光体最表面のホウ素の元素濃度が20000〜100000ppmである蛍光体。
SrM2AlSi:Eux2Cey2・・・(2)
(ここで、M2はCa,Ba及びMgからなる群より選ばれる1種以上の金属元素であり、2≦g≦8、0≦h≦3、0.02≦i≦0.8、2≦j≦7、10≦k≦25、15≦l≦37、0≦m≦3、0<x2+y2≦0.6である。)
A phosphor containing a crystal phase represented by the composition of the following formula (2), wherein the element concentration of boron on the outermost surface of the phosphor measured by an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) apparatus is 20000 to 100,000 ppm.
Sr g M2 h B i Al j Si k N l O m: Eu x2 Ce y2 ··· (2)
(Here, M2 is one or more metal elements selected from the group consisting of Ca, Ba and Mg, and 2 ≦ g ≦ 8, 0 ≦ h ≦ 3, 0.02 ≦ i ≦ 0.8, 2 ≦ j ≦ 7, 10 ≦ k ≦ 25, 15 ≦ l ≦ 37, 0 ≦ m ≦ 3, 0 <x2 + y2 ≦ 0.6)
4≦g≦8、3≦j≦7、15≦k≦25、32≦l≦37であることを特徴とする請求項6に記載の蛍光体。 The phosphor according to claim 6, wherein 4 ≦ g ≦ 8, 3 ≦ j ≦ 7, 15 ≦ k ≦ 25, and 32 ≦ l ≦ 37. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の蛍光体の製造方法であって、Sr含有化合物、Al含有化合物、Si含有化合物、Eu含有化合物及び/又はCe含有化合物、並びにB含有化合物を混合し、原料混合物を得る工程と、
前記原料混合物を不活性ガス雰囲気下、又は還元性ガス雰囲気下で焼成する工程とを備える蛍光体の製造方法であって、
前記B含有化合物の添加量が、前記原料混合物の250〜10000ppmであることを特徴とする蛍光体の製造方法。
The method for producing a phosphor according to any one of claims 1 to 7, wherein an Sr-containing compound, an Al-containing compound, a Si-containing compound, an Eu-containing compound and / or a Ce-containing compound, and a B-containing compound are mixed. And the process of obtaining the raw material mixture,
A method for producing a phosphor, which comprises a step of calcining the raw material mixture in an inert gas atmosphere or a reducing gas atmosphere.
A method for producing a phosphor, wherein the amount of the B-containing compound added is 250 to 10000 ppm of the raw material mixture.
Sr含有化合物がSrであり、Al含有化合物がAlNであり、Si含有化合物がSiであることを特徴とする請求項8に記載の蛍光体の製造方法。The method for producing a phosphor according to claim 8, wherein the Sr-containing compound is Sr 3 N 2 , the Al-containing compound is Al N, and the Si-containing compound is Si 3 N 4 . 請求項1乃至7のいずれかに記載の蛍光体と、該蛍光体に励起光を照射して発光させる光源とを備えることを特徴とする発光装置。 A light emitting device comprising the phosphor according to any one of claims 1 to 7 and a light source that irradiates the phosphor with excitation light to emit light.
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JP2006063214A (en) * 2004-08-27 2006-03-09 Dowa Mining Co Ltd Fluorophor and method for producing the same and light source
CN101982891A (en) * 2005-02-28 2011-03-02 电气化学工业株式会社 Fluorescent substance and process for producing the same, and luminescent element using the same
US8513876B2 (en) * 2007-05-22 2013-08-20 National Institute For Materials Science Fluorescent substance, method for producing the same, and light-emitting device using the same
JP5578597B2 (en) * 2007-09-03 2014-08-27 独立行政法人物質・材料研究機構 Phosphor, method for manufacturing the same, and light emitting device using the same
KR101535162B1 (en) * 2007-12-03 2015-07-09 코닌클리케 필립스 엔.브이. Light emitting device comprising a green emitting sialon-based material
JP5592602B2 (en) * 2008-07-31 2014-09-17 株式会社東芝 Phosphor and light emitting device using the same
CN102260500A (en) * 2011-06-08 2011-11-30 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 Method for making nitride/nitrogen oxide fluorescent powder for white light LED (Light Emitting Diode)
JP5634352B2 (en) * 2011-08-24 2014-12-03 株式会社東芝 Phosphor, light emitting device, and method of manufacturing phosphor
TWI568832B (en) * 2012-10-18 2017-02-01 晶元光電股份有限公司 A compound of phosphor and the manufacturing method thereof

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