JP7266215B2 - Phosphor and light-emitting device using the same - Google Patents

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Description

本発明は、母体結晶がガーネット構造である蛍光体に関し、さらに、発光ダイオード(LED)やレーザーダイオード(LD)などの固体発光光源とともに、該蛍光体を用いて構成されるディスプレイやプロジェクターなどの映像表示装置や照明装置などの発光装置に関する。 The present invention relates to a phosphor whose host crystal has a garnet structure, and furthermore, displays and projectors configured using the phosphor together with solid-state light sources such as light-emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LDs). The present invention relates to light-emitting devices such as display devices and lighting devices.

近年、LEDやLDなどの固体発光光源と蛍光体とを組合せた発光装置が広く普及している。この発光装置はディスプレイやプロジェクターなどの映像表示装置や照明装置などの光源として使用されている。この発光装置は、青色領域発光ピーク波長を有する固体発光光源と黄色領域発光ピーク波長を有する蛍光体との組合せによって構成されているものであり、それぞれの発光波長が組み合わさることで放つ白色光を各用途に応じて使用している。 2. Description of the Related Art In recent years, light-emitting devices that combine a solid-state light-emitting light source such as an LED or LD with a phosphor have been widely used. This light-emitting device is used as a light source for image display devices such as displays and projectors and lighting devices. This light-emitting device is composed of a combination of a solid-state light-emitting light source having an emission peak wavelength in the blue region and a phosphor having an emission peak wavelength in the yellow region. It is used according to each application.

一般的に蛍光体は、母体結晶と発光中心イオンから構成される。よく知られている黄色領域発光ピーク波長を有する蛍光体の1つに、母体結晶としてガーネット構造を有する化合物であるYAl(AlOを有し、発光中心イオンとしてCe3+を賦活した蛍光体(YAl(AlO:Ce3+蛍光体)がある。ここで、ガーネット構造とは結晶構造の1つであり、A(CO(A、B、Cには配位可能な元素が配置される)として表すことができる結晶である。このAサイトにY原子、BおよびCサイトにAl原子が配列しているものをYAl(AlOと表す。しかしながら、黄色領域発光ピーク波長を有するYAl(AlO:Ce3+蛍光体の長波長側端部に含まれる赤色領域発光波長はごくわずかであり、色再現性を改善することが課題として挙げられている。この課題の解決方法の1つとして蛍光体の発光ピーク波長の長波長化がある。 A phosphor generally consists of a host crystal and a luminescent center ion. One of the well-known phosphors having an emission peak wavelength in the yellow region has Y 3 Al 2 (AlO 4 ) 3 , which is a compound having a garnet structure as a host crystal, and activates Ce 3+ as an emission center ion. (Y 3 Al 2 (AlO 4 ) 3 :Ce 3+ phosphor). Here, the garnet structure is one of crystal structures, and is a crystal that can be represented as A 3 B 2 (CO 4 ) 3 (A, B, and C are arranged with coordinating elements). . Y atoms arranged at the A site and Al atoms arranged at the B and C sites are represented as Y 3 Al 2 (AlO 4 ) 3 . However, the Y 3 Al 2 (AlO 4 ) 3 :Ce 3+ phosphor having the yellow region emission peak wavelength contains only a small amount of the red region emission wavelength at the long-wavelength side end, and the color reproducibility cannot be improved. mentioned as an issue. One solution to this problem is to lengthen the emission peak wavelength of the phosphor.

特許文献1には、YAl(AlO:Ce3+蛍光体に対して、Yサイトの一部をGdに置換した(Y、Gd)Al(AlO:Ce3+蛍光体について開示されている。YAl(AlO:Ce3+が黄色領域発光ピーク波長を有するのに対して、特許文献1に記載の(Y、Gd)Al(AlO:Ce3+蛍光体は、橙色領域発光ピーク波長を有している。したがって相対的に発光ピーク波長が長波長側に移動したことになる。 Patent Document 1 discloses (Y, Gd) 3 Al 2 (AlO 4 ) 3 :Ce 3+ in which a part of the Y site is substituted with Gd for a Y 3 Al 2 (AlO 4 ) 3 :Ce 3+ phosphor. Phosphors are disclosed. While Y 3 Al 2 (AlO 4 ) 3 :Ce 3+ has an emission peak wavelength in the yellow region, the (Y, Gd) 3 Al 2 (AlO 4 ) 3 :Ce 3+ phosphor described in Patent Document 1 has , has an orange region emission peak wavelength. Therefore, the emission peak wavelength has moved relatively to the longer wavelength side.

特許第3503139号公報Japanese Patent No. 3503139

しかしながら、(Y、Gd)Al(AlO:Ce3+蛍光体は、YAl(AlO:Ce3+蛍光体に対して、蛍光体温度が上昇するに伴い発光効率維持率が低下する現象である温度消光が顕著に見られる。温度消光が顕著に見られるということは、蛍光体の温度の変化に伴い出力される蛍光波長も大きく変化することを意味しており、蛍光体温度に対する映像や照明の色度再現性に大きな影響を及ぼすことを示唆している。 However, the (Y, Gd) 3 Al 2 (AlO 4 ) 3 :Ce 3+ phosphor has a higher luminous efficiency than the Y 3 Al 2 (AlO 4 ) 3 :Ce 3+ phosphor as the phosphor temperature rises. Temperature quenching, which is a phenomenon in which the retention rate decreases, is remarkably observed. The fact that temperature quenching is conspicuous means that the output fluorescence wavelength also changes greatly as the temperature of the phosphor changes. It suggests that

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、YAl(AlO:Ce3+蛍光体に対して発光ピーク波長が相対的に長波長側に移動し、温度消光が抑制された蛍光体およびこれを用いた発光装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above problems, and the emission peak wavelength of Y 3 Al 2 (AlO 4 ) 3 :Ce 3+ phosphor is relatively shifted to the long wavelength side, and the temperature An object of the present invention is to provide a phosphor whose quenching is suppressed and a light emitting device using the same.

本発明に係る蛍光体は、ガーネット構造を母体結晶とし、前記母体結晶にCe3+が発光中心イオンとして賦活されている蛍光体であり、前記蛍光体中にLiが含まれていることを特徴とする。 A phosphor according to the present invention is a phosphor in which a garnet structure is used as a host crystal, Ce 3+ is activated as a luminescent center ion in the host crystal, and Li + is contained in the phosphor. and

本発明に係る蛍光体によれば、YAl(AlO:Ce3+蛍光体に対して発光ピーク波長が相対的に長波長側に移動させることができるとともに、温度消光も抑制された蛍光体および発光装置を提供することが可能となる。 According to the phosphor according to the present invention, the emission peak wavelength can be shifted to the longer wavelength side relative to the Y 3 Al 2 (AlO 4 ) 3 :Ce 3+ phosphor, and temperature quenching can be suppressed. It is possible to provide a phosphor and a light-emitting device with the

実施の形態1に係る発光装置の構造を示した図である。1 is a diagram showing the structure of a light-emitting device according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態1における実施例2および比較例2の蛍光スペクトルを示した図である。FIG. 2 shows fluorescence spectra of Example 2 and Comparative Example 2 in Embodiment 1; 実施例1から実施例4および比較例1と比較例2の組成および各種測定結果を示す表1である。1 is Table 1 showing compositions and various measurement results of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2;

第1の態様に係る蛍光体は、母体結晶がガーネット構造であり、前記母体結晶にCe3+が発光中心イオンとして賦活され、かつLiが含まれている。 In the phosphor according to the first aspect, the host crystal has a garnet structure, Ce 3+ is activated as an emission center ion in the host crystal, and Li + is included.

第2の態様に係る蛍光体は、上記第1の態様において、前記蛍光体が次式(1)で表されてもよい。
3-xAl(AlO:Ce3+ Li 、(M=YαLu(1-α)) (1)
なお、αの値の範囲が0.5≦α≦1、
xの値の範囲が0.01≦x≦0.1、
yの値の範囲が0.01≦y≦0.05
In the first aspect, the phosphor according to a second aspect may be represented by the following formula (1).
M 3−x Al 2 (AlO 4 ) 3 : Ce 3+ x Li + y , (M=Y α Lu (1−α) ) (1)
In addition, the range of the value of α is 0.5 ≤ α ≤ 1,
the value range of x is 0.01≦x≦0.1,
The range of y values is 0.01 ≤ y ≤ 0.05

第3の態様に係る発光装置は、第1又は第2の態様の蛍光体と、
光源と、
を備える。
A light-emitting device according to a third aspect comprises the phosphor of the first or second aspect,
a light source;
Prepare.

以下、実施の形態に係る蛍光体およびそれを用いた発光装置について添付図面を参照しながら詳述する。 Hereinafter, phosphors according to embodiments and light-emitting devices using the phosphors will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(実施の形態1)
<蛍光体>
実施の形態1に係る蛍光体は、ガーネット構造を母体結晶とし、Ce3+が発光中心イオンとして賦活されている蛍光体であり、この蛍光体中にLiが含まれている。
(Embodiment 1)
<Phosphor>
The phosphor according to Embodiment 1 has a garnet structure as a host crystal, is activated by Ce 3+ as a luminescence center ion, and contains Li 3 + in this phosphor.

[母体結晶]
母体結晶であるガーネット構造は、A(COの化学式で表される結晶構造を指す。化学式中、A、B、Cの部分にはそれぞれ配位可能な元素を配置することができるが、所望の蛍光ピーク波長を実現でき、外的環境に対する信頼性が高いという観点および、目的とする発光ピーク波長を得やすいという観点から母体結晶の成分はYAl(AlOまたは、Yの一部がLuで置換された(Y,Lu)Al(AlOであることが望ましい。YおよびLuの比率をそれぞれαと(1-α)とで表し、上記式中の(Y,Lu)を(YαLu(1-α))と表すと、αの値の範囲は0.5≦α≦1であることが望ましい。αが0.5よりも小さくなると母体結晶中のLuAl(AlOの割合が増加し、目的とする発光ピーク波長が得られなくなるため好ましくない。
[Host crystal]
The garnet structure of the parent crystal refers to the crystal structure represented by the chemical formula A 3 B 2 (CO 4 ) 3 . In the chemical formula, elements that can be coordinated can be arranged in the parts A, B, and C, respectively, but the desired fluorescence peak wavelength can be realized, and the reliability against the external environment is high. The component of the host crystal is Y 3 Al 2 (AlO 4 ) 3 or (Y, Lu) 3 Al 2 (AlO 4 ) 3 in which a part of Y is substituted with Lu from the viewpoint of easily obtaining the emission peak wavelength. is desirable. If the ratios of Y and Lu are represented by α and (1−α), respectively, and (Y, Lu) in the above formula is represented by (Y α Lu (1−α) ) , the range of values of α is 0.0. It is desirable that 5≦α≦1. If α is less than 0.5, the ratio of Lu 3 Al 2 (AlO 4 ) 3 in the host crystal increases, making it impossible to obtain the desired emission peak wavelength, which is not preferable.

[発光中心イオン]
発光中心イオンとしては、例えば、Mn2+、Mn4+、Eu2+、Eu3+などが挙げられるが、所望の蛍光ピーク波長を実現できるという観点からCe3+を選択することが望ましい。発光中心イオンの発光寿命が長い場合、励起光によって基底状態から励起状態に遷移した電子が再度基底状態に戻るまでに時間を要する。よって、励起光強度が強くなっていくと、励起状態から基底状態に戻ってくることができない電子が増加し、結果として輝度飽和という現象が生じる。Ce3+は、発光中心イオンの中でも発光寿命が数十nsecと比較的短い。このような観点からも発光中心イオンはCe3+が好ましい。
また、Ce3+の原子比xは、0.01≦x≦0.1の範囲に存在することが好ましい。xが0.01未満である場合、所望の蛍光強度を得ることができないため好ましくない。また、xが0.1より大きい場合、濃度消光と呼ばれる現象が発生し、蛍光強度が減少するため、好ましくない。
[Emission center ion]
Emission center ions include, for example, Mn 2+ , Mn 4+ , Eu 2+ , and Eu 3+ , but Ce 3+ is preferably selected from the viewpoint of realizing a desired fluorescence peak wavelength. When the luminescence lifetime of the luminescence center ion is long, it takes time for the electrons that have transitioned from the ground state to the excited state by the excitation light to return to the ground state again. Therefore, as the excitation light intensity increases, the number of electrons that cannot return from the excited state to the ground state increases, resulting in a phenomenon of luminance saturation. Among luminescence center ions, Ce 3+ has a relatively short luminescence lifetime of several tens of nanoseconds. From this point of view as well, the emission center ion is preferably Ce 3+ .
Also, the atomic ratio x of Ce 3+ is preferably in the range of 0.01≦x≦0.1. If x is less than 0.01, the desired fluorescence intensity cannot be obtained, which is not preferred. Moreover, when x is larger than 0.1, a phenomenon called concentration quenching occurs, and fluorescence intensity decreases, which is not preferable.

[賦活イオン]
賦活イオンとしては、例えば、結晶工学的観点から様々な元素が挙げられるが、所望の蛍光ピーク波長を実現できるという観点からLiを選択することが望ましい。Liは、今回好ましい母体結晶のサイトに置換される条件を満たしておらず、母体結晶のサイト間に存在していると考えられる。これにより、各サイト間の結晶間距離などが変化し、光学特性に影響を与えたものと考えられる。
Liの原子比yは、0.01≦y≦0.05の範囲に存在することが好ましい。yが0.01未満である場合、所望の蛍光ピーク波長を示す蛍光体を得ることができないため好ましくない。また、yが0.05より大きい場合は作製することが困難であり、好ましくない。
[Activating ion]
As the activating ion, for example, various elements can be used from the viewpoint of crystal engineering, but it is desirable to select Li + from the viewpoint that a desired fluorescence peak wavelength can be realized. It is considered that Li + does not satisfy the conditions for substitution at the site of the host crystal, which is preferable this time, and is present between the sites of the host crystal. It is thought that this changed the inter-crystal distance between each site and affected the optical characteristics.
The Li + atomic ratio y is preferably in the range of 0.01≤y≤0.05. If y is less than 0.01, it is not possible to obtain a phosphor exhibiting a desired fluorescence peak wavelength, which is not preferable. Moreover, when y is larger than 0.05, it is difficult to fabricate, which is not preferable.

[蛍光体]
以上のことをまとめると、蛍光体の構成として、化学式は、
3-xAl(AlO:Ce3+ Li 、(M=(YαLu(1-α)))
と記載でき、αの値の範囲が0.5≦α≦1、xの値の範囲が0.01≦x≦0.1、yの値の範囲が0.01≦y≦0.05であることが好ましい。
[Phosphor]
Summarizing the above, the chemical formula for the structure of the phosphor is:
M 3−x Al 2 (AlO 4 ) 3 : Ce 3+ x Li + y , (M=(Y α Lu (1−α) ))
where the value range of α is 0.5 ≤ α ≤ 1, the value range of x is 0.01 ≤ x ≤ 0.1, and the value range of y is 0.01 ≤ y ≤ 0.05. Preferably.

[発光装置]
図1は、実施の形態1に係る発光装置10の構造を示した図である。この発光装置10は、励起光2を照射する励起光源1と、励起光2を受けて蛍光4を発光する蛍光体3と、を備える。、4は蛍光をそれぞれ示している。励起光源1は、励起波長として365nmのものや450nmのものが一般的に挙げられるが、実施の形態1における蛍光体3を効率的に励起することができるという観点から450nmを選択することが好ましい。励起光源1は、蛍光体3の直下に設置し、励起光2を蛍光体3に照射する。蛍光体3は、励起光2を受けることで蛍光4を放つ。
[Light emitting device]
FIG. 1 is a diagram showing the structure of a light-emitting device 10 according to Embodiment 1. FIG. This light emitting device 10 includes an excitation light source 1 that emits excitation light 2 and a phosphor 3 that receives the excitation light 2 and emits fluorescence 4 . , 4 indicate fluorescence, respectively. The excitation light source 1 generally has an excitation wavelength of 365 nm or 450 nm, but it is preferable to select 450 nm from the viewpoint that the phosphor 3 in Embodiment 1 can be efficiently excited. . The excitation light source 1 is installed directly below the phosphor 3 and irradiates the phosphor 3 with excitation light 2 . The phosphor 3 emits fluorescence 4 upon receiving the excitation light 2 .

以下、実施例および比較例に基づき、さらに具体的な説明をする。
蛍光体の合成には様々な合成法が知られているが、固相反応法を利用し実施例および比較例に示す蛍光体を合成し、光学特性を評価した。
A more specific description will be given below based on examples and comparative examples.
Although various synthesis methods are known for synthesizing phosphors, phosphors shown in Examples and Comparative Examples were synthesized using a solid-phase reaction method, and their optical properties were evaluated.

(実施例1)
<蛍光体の合成>
(原料)
本合成法にて使用した原料粉末を以下に示す。
・酸化イットリウム(Y 信越化学工業株式会社製 純度:>99.99%)
・酸化ルテチウム(Lu 和光純薬工業株式会社製 純度:>99.5%)
・酸化アルミニウム(Al 住友化学株式会社製 純度:≧99.99%)
・酸化セリウム(CeO 信越化学工業株式会社製 純度:>99.99%)
・酸化ガドリニウム(Gd 株式会社高純度化学研究所製 純度:>99.9%)
・酸化リチウム(LiO 株式会社高純度化学研究所製 純度:>99.0%)
(Example 1)
<Synthesis of Phosphor>
(material)
Raw material powders used in this synthesis method are shown below.
・ Yttrium oxide (Y 2 O 3 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. purity: >99.99%)
・ Lutetium oxide (Lu 2 O 3 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Purity: >99.5%)
・ Aluminum oxide (Al 2 O 3 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. Purity: ≥ 99.99%)
・ Cerium oxide (CeO 2 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Purity: >99.99%)
・ Gadolinium oxide (Gd 2 O 3 manufactured by Kojundo Chemical Laboratory, purity: >99.9%)
・ Lithium oxide (Li 2 O manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd. Purity: > 99.0%)

(i)まず、Li源となる酸化リチウム以外について、所定の比率にて秤量した各原料粉末をメノウ乳鉢中に入れ、メノウ乳棒を用いて十分に粉砕および混合することで混合粉末を得た。それぞれの原料粉末を十分混合するために揮発性を有するエタノールを混合粉末中に投入し、湿式中で混合した。
(ii)その後、得られた混合粉末をアルミナボート内に投入した。Li源となる酸化リチウムは前記混合粉末の同量となるように秤量し、前記混合粉末とは別のアルミナボート内に投入した。
(iii)用意した2つのアルミナボードを管状炉(YAMADA DENKI Co.,LTD製 型番:TSR-630)内に入れ、1300℃、3時間の条件にて焼成した。このとき、管状炉内を不活性ガス雰囲気にするために、100ml/minの条件で窒素ガスをフローさせた。焼成後、Li源となる酸化リチウムはアルミナボード内で原形をとどめていないが、混合粉末は白色から橙黄色の蛍光体粉末へと変化した。
(iv)取り出した蛍光体粉末は再度メノウ乳鉢内に入れ、メノウ乳棒を用いて粉砕および混合し、評価する蛍光体粉末を得た。
(i) First, raw material powders other than lithium oxide serving as a Li + source were weighed at a predetermined ratio and placed in an agate mortar, and sufficiently pulverized and mixed using an agate pestle to obtain a mixed powder. . In order to sufficiently mix the raw material powders, volatile ethanol was added to the mixed powders and mixed in a wet process.
(ii) After that, the obtained mixed powder was put into an alumina boat. Lithium oxide serving as a Li + source was weighed so as to be the same amount as the mixed powder, and put into an alumina boat separate from the mixed powder.
(iii) The two prepared alumina boards were placed in a tubular furnace (manufactured by YAMADA DENKI Co., LTD, model number: TSR-630) and fired at 1300° C. for 3 hours. At this time, nitrogen gas was flowed at a rate of 100 ml/min in order to create an inert gas atmosphere in the tubular furnace. After sintering, the lithium oxide serving as the Li + source did not retain its original shape in the alumina board, but the mixed powder changed from white to orange-yellow phosphor powder.
(iv) The removed phosphor powder was placed in the agate mortar again, pulverized and mixed with an agate pestle, and the phosphor powder to be evaluated was obtained.

(実施例2および実施例4)
各原料粉末の比率を表1に示すように変更したこと、Li源となる酸化リチウムは混合粉末の倍量となるように秤量し、混合粉末とは別のアルミナボート内に投入したこと以外は実施例1と同様にして蛍光体粉末を得た。
(Example 2 and Example 4)
Except that the ratio of each raw material powder was changed as shown in Table 1, and that the lithium oxide serving as the Li + source was weighed so as to be double the amount of the mixed powder and put into an alumina boat separate from the mixed powder. obtained a phosphor powder in the same manner as in Example 1.

(実施例3)
各原料粉末の比率を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして蛍光体粉末を得た。
(Example 3)
A phosphor powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that the ratio of each raw material powder was changed as shown in Table 1.

(比較例1から比較例2)
各原料粉末の比率を表1に示すように変更したこと、特にLi源となる酸化リチウムを除いたこと以外は、実施例1と同様にして蛍光体粉末を得た。
(Comparative Example 1 to Comparative Example 2)
A phosphor powder was obtained in the same manner as in Example 1, except that the ratio of each raw material powder was changed as shown in Table 1, and in particular, lithium oxide serving as a Li + source was removed.

<光学特性の評価>
作製した蛍光体粉末は、以下に示す3点について光学特性を評価した。
<Evaluation of optical properties>
Optical properties of the produced phosphor powder were evaluated for the following three points.

(フォトルミネッセンス(PL)測定)
PL測定は、分光蛍光光度計(日立ハイテクノロジーズ製 型番:F-7100)を用いて行った。
(1)まず、得られた試料をメーカー指定のサンプルセルに入れ、分光蛍光光度計内にあるサンプルホルダーにセットした。
(2)次にソフトウェア上で以下に示す測定条件を設定した。励起側スリット幅:5.0nm、蛍光側スリット幅:1.0nm、ホトマル電圧:600V、励起波長:450nm、蛍光波長測定範囲:470nm~800nm。
図2は、設定した条件にて測定した実施例2および比較例2の蛍光スペクトルを示す図である。
(3)各実施例および比較例にて挙げたサンプルをそれぞれ測定し、蛍光ピーク波長を記録した。
(4)搭載を目論む商品に適用する際、必要となる蛍光ピーク波長の範囲は580nm以上630nm以下であるので、この範囲内のサンプルについては判定を〇、この範囲外のサンプルについては×とした。
(Photoluminescence (PL) measurement)
PL measurement was performed using a spectrofluorophotometer (manufactured by Hitachi High-Technologies, model number: F-7100).
(1) First, the obtained sample was placed in a sample cell specified by the manufacturer, and set in a sample holder in a spectrofluorophotometer.
(2) Next, the following measurement conditions were set on the software. Excitation side slit width: 5.0 nm, fluorescence side slit width: 1.0 nm, photomultiplier voltage: 600 V, excitation wavelength: 450 nm, fluorescence wavelength measurement range: 470 nm to 800 nm.
FIG. 2 is a diagram showing fluorescence spectra of Example 2 and Comparative Example 2 measured under set conditions.
(3) Each of the samples listed in Examples and Comparative Examples was measured, and the fluorescence peak wavelength was recorded.
(4) When applied to products that are planned to be installed, the necessary range of fluorescence peak wavelength is 580 nm or more and 630 nm or less. .

(量子効率(QE)測定)
QE測定は、分光蛍光光度計(日本分光株式会社製 型番:FP-6500)を用いて行った。
(1)まず、得られた試料をメーカー指定のサンプルセルに入れ、分光蛍光光度計内にあるサンプルホルダーにセットした。
(2)次にソフトウェア上で以下に示す測定条件を設定した。測定モード:Emission、励起バンド幅:5.0nm、蛍光バンド幅:5.0nm、ホトマル電圧:205V、励起波長:450nm、蛍光波長測定範囲:430nm~800nm。
(3)各実施例および比較例にて挙げたサンプルをそれぞれ測定し、量子効率を記録した。
(4)搭載を目論む商品に適用する際、必要となる量子効率は80%以上であるので、この範囲内のサンプルについては判定を〇、この範囲外のサンプルについては×とした。
(Quantum efficiency (QE) measurement)
QE measurement was performed using a spectrofluorophotometer (manufactured by JASCO Corporation, model number: FP-6500).
(1) First, the obtained sample was placed in a sample cell specified by the manufacturer, and set in a sample holder in a spectrofluorophotometer.
(2) Next, the following measurement conditions were set on the software. Measurement mode: Emission, excitation bandwidth: 5.0 nm, fluorescence bandwidth: 5.0 nm, photomultiplier voltage: 205 V, excitation wavelength: 450 nm, fluorescence wavelength measurement range: 430 nm to 800 nm.
(3) The samples listed in each example and comparative example were measured and their quantum efficiencies were recorded.
(4) Since the required quantum efficiency is 80% or higher when applying to products that are planned to be installed, samples within this range were evaluated as ◯, and samples outside this range were evaluated as x.

(蛍光強度維持率測定)
蛍光強度維持率測定は、分光蛍光光度計(日本分光株式会社製 型番:FP-6500)を用いて行った。
(1)まず、分光蛍光光度計内に温度調整が可能なサンプルホルダーをセットした。得られた試料をメーカー指定のサンプルセルに入れ、分光蛍光光度計内にセットした温度調整が可能なサンプルホルダーにセットした。
(2)次にソフトウェア上で以下に示す測定条件を設定した。測定モード:Emission、励起バンド幅:5.0nm、蛍光バンド幅:5.0nm、ホトマル電圧:205V、励起波長:450nm、蛍光波長測定範囲:430nm~800nm、サンプルホルダー温度:25℃および150℃。
(3)各実施例および比較例にて挙げたサンプルをそれぞれしサンプルホルダー温度が25℃および150℃の状態で蛍光強度を記録した。その後、サンプルホルダーが25℃時に測定した蛍光強度と比較してサンプルホルダーが150℃時に測定した蛍光強度の割合を求め、蛍光強度維持率とした。
(4)搭載を目論む商品に適用する際、必要となる蛍光強度維持率は80%以上であるので、この範囲内のサンプルについては判定を〇、この範囲外のサンプルについては×とした。
(Measurement of fluorescence intensity maintenance rate)
The fluorescence intensity maintenance rate was measured using a spectrofluorophotometer (manufactured by JASCO Corporation, model number: FP-6500).
(1) First, a temperature-adjustable sample holder was set in the spectrofluorophotometer. The obtained sample was placed in a sample cell specified by the manufacturer, and set in a temperature-adjustable sample holder set in a spectrofluorophotometer.
(2) Next, the following measurement conditions were set on the software. Measurement mode: Emission, excitation bandwidth: 5.0 nm, fluorescence bandwidth: 5.0 nm, photomultiplier voltage: 205 V, excitation wavelength: 450 nm, fluorescence wavelength measurement range: 430 nm to 800 nm, sample holder temperature: 25°C and 150°C.
(3) Fluorescence intensities of the samples listed in Examples and Comparative Examples were recorded at sample holder temperatures of 25° C. and 150° C., respectively. After that, the ratio of the fluorescence intensity measured when the sample holder was set at 150° C. to the fluorescence intensity measured when the sample holder was set at 25° C. was calculated as the fluorescence intensity maintenance rate.
(4) When applied to products that are planned to be installed, the required fluorescence intensity maintenance rate is 80% or more.

(総合判定)
総合判定として各実施例および比較例において、PL測定、量子効率、蛍光強度維持率の判定がすべて〇のものについては総合判定を〇(良)、各判定結果のうち1つでも×があるものについては総合判定を×(不可)とした。
(Comprehensive judgment)
As a comprehensive judgment, in each example and comparative example, if the PL measurement, quantum efficiency, and fluorescence intensity maintenance rate are all 〇, the overall judgment is 〇 (good), and even one of each judgment result is ×. Regarding, the overall judgment was x (impossible).

図3の表1に実施例1から実施例4および比較例1と比較例2の組成および各種測定結果を示す。 Table 1 in FIG. 3 shows the compositions and various measurement results of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2.

実施例1および実施例3は、母体結晶のM部の比率をそれぞれ変化させたものである。実施例1のようにM部がYおよびLuと共存している(α=0.5)場合、実施例3のようにM部がY(α=1.0)のみの場合と比較して蛍光ピーク波長は10nm程度短波長側にシフトしている。これはM部に置換するLuが増えたことで、いわゆるLuAl12成分が増加したことによるものと示唆される。しかしながら、どちらにもLiが添加されていることにより発光ピーク波長は光学製品搭載時に必要な条件となる580nm以上630nm以下をクリアしている。比較例1は、実施例1と比較してLiが添加されていないものであるが、発光ピーク波長をみると546.4nmであり、Liの添加有無が発光ピーク波長のシフトに大きく影響していることが分かる。これはLiの添加の効果によって母体結晶内に歪が生じ、発光中心イオンを含む結晶の配位環境を変化させるためであると考える。 In Examples 1 and 3, the ratio of the M portion of the host crystal was changed. When the M part coexists with Y and Lu (α = 0.5) as in Example 1, compared with the case where the M part is only Y (α = 1.0) as in Example 3 The fluorescence peak wavelength is shifted to the short wavelength side by about 10 nm. It is suggested that this is due to an increase in the so-called Lu 3 Al 5 O 12 component due to an increase in the amount of Lu substituting in the M portion. However, since Li + is added to both of them, the emission peak wavelength satisfies the condition of 580 nm or more and 630 nm or less, which is a necessary condition when mounting optical products. Compared to Example 1, Comparative Example 1 does not have Li + added, but the emission peak wavelength is 546.4 nm, and the presence or absence of Li + addition greatly affects the shift of the emission peak wavelength. I know you are. It is considered that this is because the effect of adding Li 2 + causes strain in the host crystal and changes the coordination environment of the crystal containing the luminescent center ion.

実施例2および実施例4は、実施例1および実施例3の各x値を増加し、かつ母体結晶のM部の比率を変化させたものである。実施例1および実施例3と同様にM部がY(α=1.0)のみの場合と比較して蛍光ピーク波長は10nm程度短波長側にシフトしているが、先ほど述べた理由と同様であると考える。比較例2は、実施例4と比較してLiが添加されていないものであるが、発光ピーク波長をみると553.0nmであり、この結果からもLiの添加有無が発光ピーク波長のシフトに大きく影響していることが分かる。 Examples 2 and 4 are obtained by increasing each x value of Examples 1 and 3 and changing the ratio of the M portion of the base crystal. As in Examples 1 and 3, the fluorescence peak wavelength is shifted to the short wavelength side by about 10 nm compared to the case where the M portion is Y (α = 1.0) only, for the same reason as described above. I believe that. Compared to Example 4 , Comparative Example 2 does not contain Li + but has an emission peak wavelength of 553.0 nm. It can be seen that the shift is greatly affected.

これらをまとめると、実施例1から実施例4については発光ピーク波長および、量子効率、蛍光強度維持率は良好である。よって総合判定は〇である。しかしながら、Liの添加がない比較例1および比較例2においては、量子効率および蛍光強度維持率は良好であるもの発光ピーク波長は判定条件をクリアできない。よって、比較例1と比較例2の総合評価は×となる。 In summary, Examples 1 to 4 are excellent in emission peak wavelength, quantum efficiency, and fluorescence intensity maintenance rate. Therefore, the overall judgment is 0. However, in Comparative Examples 1 and 2, in which Li 2 + was not added, the quantum efficiency and the fluorescence intensity maintenance rate were good, but the emission peak wavelength could not satisfy the judgment conditions. Therefore, the overall evaluation of Comparative Examples 1 and 2 is x.

上記の実施例に示すように、本実施例によれば、高出力光源による照射に対しても温度上昇による発光強度の低下が抑制でき、かつ長波長領域の発光特性を有する優れた橙色蛍光体を提供することが可能となる。 As shown in the above examples, according to this example, an excellent orange phosphor that can suppress the decrease in emission intensity due to temperature rise even when irradiated with a high-output light source and has emission characteristics in the long wavelength region. can be provided.

なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態及び/又は実施例のうちの任意の実施の形態及び/又は実施例を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態及び/又は実施例が有する効果を奏することができる。 It should be noted that the present disclosure includes appropriate combinations of any of the various embodiments and / or examples described above, and each embodiment and / or The effects of the embodiment can be obtained.

以上のように、本発明に係る蛍光体によれば、発光ピーク波長が相対的に長波長側に移動し、温度消光が抑制された蛍光体および発光装置を提供することが可能となり、高輝度照明やプロジェクターなどに展開することが可能である。 As described above, according to the phosphor according to the present invention, it is possible to provide a phosphor and a light-emitting device in which the emission peak wavelength is relatively shifted to the longer wavelength side and temperature quenching is suppressed, resulting in high luminance. It can be applied to lighting, projectors, and so on.

1 励起光源
2 励起光
3 蛍光体
4 蛍光
10 発光装置
1 excitation light source 2 excitation light 3 phosphor 4 fluorescence 10 light emitting device

Claims (3)

母体結晶がガーネット構造であり、前記母体結晶にCe3+が発光中心イオンとして賦活され、かつLiが含まれていることを特徴とする蛍光体。 A phosphor, wherein a host crystal has a garnet structure, Ce 3+ is activated as an emission center ion in the host crystal, and Li 3 + is contained in the host crystal. 次式(1)で表されることを特徴とする請求項1に記載の蛍光体。
3-xAl(AlO:Ce3+ Li (1)
M=YαLu(1-α)
なお、αの値の範囲が0.5≦α≦1、
xの値の範囲が0.01≦x≦0.1、
yの値の範囲が0.01≦y≦0.05
2. The phosphor according to claim 1, characterized by being represented by the following formula (1).
M 3-x Al 2 (AlO 4 ) 3 : Ce 3+ x Li + y (1)
M=Y α Lu (1−α) ,
In addition, the range of the value of α is 0.5 ≤ α ≤ 1,
the value range of x is 0.01≦x≦0.1,
The range of y values is 0.01 ≤ y ≤ 0.05
請求項1又は2に記載の蛍光体と、
光源と、
を備えた、発光装置。
The phosphor according to claim 1 or 2,
a light source;
A light emitting device.
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