JP7311866B1 - Phosphor - Google Patents
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Abstract
【課題】発光強度の良好な蛍光体を提供する。【解決手段】下記式[1]で表される組成を有する結晶相を含み、本実施形態の蛍光体の発光ピーク波長から800nmまでの領域における反射率の最小値が20%以上である蛍光体。RexMAaMBbMCcNdXe[1](MAはSr、Ca、Ba、Na、K、Y、Gd、Laの1種以上。MBはLi、Mg、Znの1種以上。MCはAl、Si、Ga、In、Scの1種以上。XはF、Cl、Br、Iの1種以上。ReはEu、Ce、Pr、Tb、Dyの1種以上。0.7≦a≦1.30.7≦b≦1.32.4≦c≦3.63.2≦d≦4.80.0≦e≦0.20.0<x≦0.2)【選択図】図2An object of the present invention is to provide a phosphor with excellent emission intensity. A phosphor containing a crystal phase having a composition represented by the following formula [1] and having a minimum reflectance of 20% or more in a region from the emission peak wavelength to 800 nm of the phosphor of the present embodiment. . RexMAaMBbMCcNdXe [1] (MA is one or more of Sr, Ca, Ba, Na, K, Y, Gd, La; MB is one or more of Li, Mg, Zn; MC is Al, Si, Ga, In, Sc X is one or more of F, Cl, Br and I. Re is one or more of Eu, Ce, Pr, Tb and Dy.0.7≦a≦1.30.7≦b≦1. .32.4≦c≦3.63.2≦d≦4.80.0≦e≦0.20.0<x≦0.2)
Description
本発明は、蛍光体に関する。 The present invention relates to phosphors.
近年、省エネルギーの流れを受け、LEDを用いた照明やバックライトの需要が増加している。ここで用いられるLEDは、青または近紫外波長の光を発するLEDチップ上に、蛍光体を配置した白色発光LEDである。 In recent years, the demand for lighting and backlights using LEDs has increased in response to the trend toward energy conservation. The LEDs used here are white-emitting LEDs in which a phosphor is placed on an LED chip that emits light in blue or near-ultraviolet wavelengths.
このようなタイプの白色発光LEDとしては、青色LEDチップ上に、青色LEDチップからの青色光を励起光として、赤色に発光する窒化物蛍光体と緑色に発光する蛍光体を用いたものが近年用いられている。LEDとしては、更なる発光効率が求められており、赤色蛍光体としても発光特性に優れた蛍光体が所望されている。 As such a type of white-light-emitting LED, there has recently been one in which a red-light-emitting nitride phosphor and a green-light-emitting phosphor are used on a blue LED chip by using blue light from the blue LED chip as excitation light. used. LEDs are required to have higher luminous efficiency, and red phosphors are also desired to have excellent luminous properties.
赤色蛍光体としては、例えば一般式K2(Si,Ti)F6:Mn、K2Si1-xNaxAlxF6:Mn(0<x<1)で表されるKSF蛍光体、一般式(Sr,Ca)AlSiN3:Euで表されるS/CASN蛍光体等が知られているが、KSF蛍光体についてはMn賦活の劇物であるため、より人体及び環境によい蛍光体が求められている。また、S/CASN蛍光体については半値幅(FWHM)が80nm~90nm程度と比較的大きいものが多く、発光波長帯が比視感度の低い波長帯を含みやすいため、変換効率を改善する観点から、より半値幅の小さい赤色蛍光体が求められている。 Examples of red phosphors include KSF phosphors represented by the general formulas K 2 (Si, Ti)F 6 :Mn, K 2 Si 1-x Na x Al x F 6 :Mn (0<x<1), S/CASN phosphors represented by the general formula (Sr, Ca)AlSiN 3 :Eu are known. is required. In addition, many of the S/CASN phosphors have a relatively large full width at half maximum (FWHM) of about 80 nm to 90 nm, and the emission wavelength band tends to include a wavelength band with low relative luminosity. , a red phosphor with a smaller half-value width is desired.
また、近年の発光装置に適用し得る赤色蛍光体として、例えば、特許文献1には実施例においてSrLiAl3N4:Euの組成式で表される蛍光体が開示されている。
As a red phosphor that can be applied to recent light-emitting devices, for example,
しかしながら、特許文献1に記載の蛍光体は発光強度が不明であり、より発光強度の良好な蛍光体が求められている。
However, the emission intensity of the phosphor described in
上記課題に鑑みて、本発明は、発光ピーク波長が良好で、半値幅が小さく、かつ発光強度の高い赤色蛍光体を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a red phosphor having a favorable emission peak wavelength, a small half width, and high emission intensity.
本発明者等は鋭意検討したところ、特定組成で表される結晶相を含むとともに所定の波長領域における反射率、或いは複数の所定波長領域における反射率の差ないし比率が一定範囲となる様な蛍光体が、上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明は、以下のものを含む。 As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that fluorescence that includes a crystal phase represented by a specific composition and that has a reflectance in a predetermined wavelength range, or a difference or ratio of reflectances in a plurality of predetermined wavelength ranges within a certain range. The inventors have found that the body can solve the above problems, and completed the present invention. That is, the present invention includes the following.
<1> 蛍光体であって、
下記式[1]で表される組成を有する結晶相を含み、かつ、
所定の波長領域における反射率の最小値が20%以上であり、前記所定の波長領域は、前記蛍光体の発光ピーク波長から800nmまでの領域である、蛍光体。
RexMAaMBbMCcNdXe [1]
(上記式[1]中、
MAはSr、Ca、Ba、Na、K、Y、Gd、及びLaから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、
MBはLi、Mg、及びZnから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、
MCはAl、Si、Ga、In、及びScから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、
XはF、Cl、Br、及びIから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、
ReはEu、Ce、Pr、Tb、及びDyから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、
a、b、c、d、e、xは、それぞれ、下記式を満たす。
0.7≦a≦1.3
0.7≦b≦1.3
2.4≦c≦3.6
3.2≦d≦4.8
0.0≦e≦0.2
0.0<x≦0.2)
<1> A phosphor,
including a crystal phase having a composition represented by the following formula [1], and
A phosphor having a minimum reflectance of 20% or more in a predetermined wavelength region, wherein the predetermined wavelength region is a region from the emission peak wavelength of the phosphor to 800 nm.
Re x MA a MB b MC c N d X e [1]
(in the above formula [1],
MA contains one or more elements selected from the group consisting of Sr, Ca, Ba, Na, K, Y, Gd, and La,
MB contains one or more elements selected from the group consisting of Li, Mg, and Zn,
MC contains one or more elements selected from the group consisting of Al, Si, Ga, In, and Sc,
X contains one or more elements selected from the group consisting of F, Cl, Br, and I;
Re contains one or more elements selected from the group consisting of Eu, Ce, Pr, Tb, and Dy,
a, b, c, d, e, and x each satisfy the following formula.
0.7≤a≤1.3
0.7≤b≤1.3
2.4≤c≤3.6
3.2≤d≤4.8
0.0≤e≤0.2
0.0<x≦0.2)
<2> 前記式[1]において、MAの80モル%以上がSr、Ca及びBaから成る群より選ばれる1種以上の元素である、<1>に記載の蛍光体。 <2> The phosphor according to <1>, wherein in formula [1], 80 mol % or more of MA is at least one element selected from the group consisting of Sr, Ca and Ba.
<3> 前記式[1]において、MBの80モル%以上がLiである、<1>~<2>のいずれかに記載の蛍光体。 <3> The phosphor according to any one of <1> to <2>, wherein in the formula [1], 80 mol % or more of MB is Li.
<4> 前記式[1]において、MCの80モル%以上がAl及びGaから成る群より選ばれる1種以上の元素から成る、<1>~<3>のいずれかに記載の蛍光体。 <4> The phosphor according to any one of <1> to <3>, wherein 80 mol % or more of MC in formula [1] is composed of one or more elements selected from the group consisting of Al and Ga.
<5> 前記式[1]において、MCの80モル%以上がAlである、<1>~<4>のいずれかに記載の蛍光体。 <5> The phosphor according to any one of <1> to <4>, wherein in formula [1], 80 mol % or more of MC is Al.
<6> 前記式[1]において、Reの80モル%以上がEuである、<1>~<5>のいずれかに記載の蛍光体。 <6> The phosphor according to any one of <1> to <5>, wherein in formula [1], 80 mol % or more of Re is Eu.
<7> 前記式[1]で表される組成を有する結晶相の空間群がP-1である、<1>~<6>のいずれかに記載の蛍光体。 <7> The phosphor according to any one of <1> to <6>, wherein the space group of the crystal phase having the composition represented by formula [1] is P-1.
<8> 発光スペクトルにおいて620nm以上、660nm以下の範囲に発光ピーク波長を有する、<1>~<7>のいずれかに記載の蛍光体。 <8> The phosphor according to any one of <1> to <7>, having an emission peak wavelength in the range of 620 nm or more and 660 nm or less in the emission spectrum.
<9> 発光スペクトルにおける半値幅(FWHM)が70nm以下である、<1>~<8>のいずれかに記載の蛍光体。 <9> The phosphor according to any one of <1> to <8>, having an emission spectrum with a full width at half maximum (FWHM) of 70 nm or less.
<10> 蛍光体であって、
下記式[2]で表される組成を有する結晶相を含み、かつ、
所定の波長領域における反射率の最小値が20%以上であり、前記所定の波長領域は、前記蛍光体の発光ピーク波長から800nmまでの領域である、蛍光体。
RexMAaMBb(MC’1-yMDy)cNdXe [2]
(上記式[2]中、
MAはSr、Ca、Ba、Na、K、Y、Gd、及びLaから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、
MBはLi、Mg、及びZnから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、
MC’はAlであり、
MDはSi、Ga、In、及びScから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、
XはF、Cl、Br、及びIから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、
ReはEu、Ce、Pr、Tb、及びDyから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、
a、b、c、d、e、x、yは、それぞれ、下記式を満たす。
0.7≦a≦1.3
0.7≦b≦1.3
2.4≦c≦3.6
3.2≦d≦4.8
0.0≦e≦0.2
0.0<x≦0.2
0.0<y≦1.0)
<10> A phosphor,
including a crystalline phase having a composition represented by the following formula [2], and
A phosphor having a minimum reflectance of 20% or more in a predetermined wavelength region, wherein the predetermined wavelength region is a region from the emission peak wavelength of the phosphor to 800 nm.
Re x MA a MB b (MC′ 1-y MD y ) c N d X e [2]
(in the above formula [2],
MA contains one or more elements selected from the group consisting of Sr, Ca, Ba, Na, K, Y, Gd, and La,
MB contains one or more elements selected from the group consisting of Li, Mg, and Zn,
MC' is Al;
MD contains one or more elements selected from the group consisting of Si, Ga, In, and Sc,
X contains one or more elements selected from the group consisting of F, Cl, Br, and I;
Re contains one or more elements selected from the group consisting of Eu, Ce, Pr, Tb, and Dy,
a, b, c, d, e, x, and y each satisfy the following formula.
0.7≤a≤1.3
0.7≤b≤1.3
2.4≤c≤3.6
3.2≤d≤4.8
0.0≤e≤0.2
0.0<x≦0.2
0.0<y≦1.0)
<11> 前記式[2]において、MAの80モル%以上がSr、Ca及びBaから成る群より選ばれる1種以上の元素である、<10>に記載の蛍光体。 <11> The phosphor according to <10>, wherein in formula [2], 80 mol % or more of MA is at least one element selected from the group consisting of Sr, Ca and Ba.
<12> 前記式[2]において、MBの80モル%以上がLiである、<10>又は<11>に記載の蛍光体。 <12> The phosphor according to <10> or <11>, wherein in the formula [2], 80 mol % or more of MB is Li.
<13> 前記式[2]において、MDの80モル%以上がGaである、<1>~<12>のいずれかに記載の蛍光体。 <13> The phosphor according to any one of <1> to <12>, wherein Ga accounts for 80 mol % or more of MD in formula [2].
<14> 前記式[2]において、Reの80モル%以上がEuである、<10>~<13>のいずれかに記載の蛍光体。 <14> The phosphor according to any one of <10> to <13>, wherein 80 mol % or more of Re in the formula [2] is Eu.
<15> 前記式[2]で表される組成を有する結晶相の空間群がP-1である、<10>~<14>のいずれかに記載の蛍光体。 <15> The phosphor according to any one of <10> to <14>, wherein the space group of the crystal phase having the composition represented by formula [2] is P-1.
<16> 発光スペクトルにおいて620nm以上、660nm以下の範囲に発光ピーク波長を有する、<10>~<15>のいずれかに記載の蛍光体。 <16> The phosphor according to any one of <10> to <15>, having an emission peak wavelength in the range of 620 nm or more and 660 nm or less in the emission spectrum.
<17> 発光スペクトルにおける半値幅(FWHM)が70nm以下である、<19>~<16>のいずれかに記載の蛍光体。 <17> The phosphor according to any one of <19> to <16>, having an emission spectrum with a full width at half maximum (FWHM) of 70 nm or less.
本発明によれば、発光ピーク波長が良好で、半値幅が小さく、かつ発光強度の高い赤色蛍光体を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a red phosphor that has a favorable emission peak wavelength, a small half width, and a high emission intensity.
以下、本発明について実施形態や例示物を示して説明するが、本発明は以下の実施形態や例示物等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments and examples, but the present invention is not limited to the following embodiments and examples, and can be arbitrarily modified without departing from the scope of the present invention. can be implemented.
なお、本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。また、本明細書中の蛍光体の組成式において、各組成式の区切りは読点(、)で区切って表わす。また、カンマ(,)で区切って複数の元素を列記する場合には、列記された元素のうち1種又は2種以上を任意の組み合わせ及び組成で含有していてもよいことを示している。例えば、「(Ca,Sr,Ba)Al2O4:Eu」という組成式は、「CaAl2O4:Eu」と、「SrAl2O4:Eu」と、「BaAl2O4:Eu」と、「Ca1-xSrxAl2O4:Eu」と、「Sr1-xBaxAl2O4:Eu」と、「Ca1-xBaxAl2O4:Eu」と、「Ca1-x-ySrxBayAl2O4:Eu」(但し、式中、0<x<1、0<y<1、0<x+y<1である。)とを全て包括的に示しているものとする。 In this specification, the numerical range represented by "-" means a range including the numerical values before and after "-" as lower and upper limits. In addition, in the compositional formulas of the phosphors in this specification, each compositional formula is delimited by a comma (,). In addition, when a plurality of elements are listed separated by commas (,), it indicates that one or more of the listed elements may be contained in any combination and composition. For example, the composition formula “(Ca, Sr, Ba) Al 2 O 4 :Eu” is composed of “CaAl 2 O 4 :Eu”, “SrAl 2 O 4 :Eu” and “BaAl 2 O 4 :Eu”. and "Ca 1-x Sr x Al 2 O 4 :Eu", "Sr 1-x Ba x Al 2 O 4 : Eu", and "Ca 1-x Ba x Al 2 O 4 : Eu", "Ca 1-xy Sr x Bay Al 2 O 4 :Eu" (where 0<x<1, 0<y<1, 0<x+y<1) and all inclusive shall be as shown in
<蛍光体>
本発明は一実施態様において、蛍光体であり、該蛍光体は下記式[1]で表される組成を有する結晶相を含み、かつ、所定の波長領域における反射率の最小値が20%以上であり、前記所定の波長領域は、前記蛍光体の発光ピーク波長から800nmまでの領域である、蛍光体である。
RexMAaMBbMCcNdXe [1]
(上記式[1]中、
MAはSr、Ca、Ba、Na、K、Y、Gd、及びLaから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、
MBはLi、Mg、及びZnから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、
MCはAl、Si、Ga、In、及びScから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、
XはF、Cl、Br、及びIから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、
ReはEu、Ce、Pr、Tb、及びDyから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、
a、b、c、d、e、xは、それぞれ、下記式を満たす。
0.7≦a≦1.3
0.7≦b≦1.3
2.4≦c≦3.6
3.2≦d≦4.8
0.0≦e≦0.2
0.0<x≦0.2)
<Phosphor>
In one embodiment of the present invention, a phosphor includes a crystal phase having a composition represented by the following formula [1], and has a minimum reflectance of 20% or more in a predetermined wavelength region. and the predetermined wavelength region is a region from the emission peak wavelength of the phosphor to 800 nm.
Re x MA a MB b MC c N d X e [1]
(in the above formula [1],
MA contains one or more elements selected from the group consisting of Sr, Ca, Ba, Na, K, Y, Gd, and La,
MB contains one or more elements selected from the group consisting of Li, Mg, and Zn,
MC contains one or more elements selected from the group consisting of Al, Si, Ga, In, and Sc,
X contains one or more elements selected from the group consisting of F, Cl, Br, and I;
Re contains one or more elements selected from the group consisting of Eu, Ce, Pr, Tb, and Dy,
a, b, c, d, e, and x each satisfy the following formula.
0.7≤a≤1.3
0.7≤b≤1.3
2.4≤c≤3.6
3.2≤d≤4.8
0.0≤e≤0.2
0.0<x≦0.2)
式[1]中、Reにはユーロピウム(Eu)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、サマリウム(Sm)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)及びイッテルビウム(Yb)等を用いることができるが、本発明においては、発光波長および発光量子効率の観点から、ReはEu、Ce、Pr、Tb、及びDyから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、好ましくはEuを含み、より好ましくはReの80モル%以上はEuであり、更に好ましくはReはEuである。 In formula [1], Re includes europium (Eu), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), samarium (Sm), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), and ytterbium (Yb) can be used. It contains one or more elements selected from the group, preferably contains Eu, more preferably 80 mol % or more of Re is Eu, and still more preferably Re is Eu.
式[1]中、MAはカルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、イットリウム(Y)、ガドリニウム(Gd)、及びランタン(La)から成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、好ましくはCa、Sr、Baから成る群より選ばれる1種以上の元素を含み、より好ましくはMAはSrを含む。また、好ましくは、MAの80モル%以上は上記好ましい元素から成り、より好ましくはMAは上記好ましい元素から成る。 In formula [1], MA consists of calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), sodium (Na), potassium (K), yttrium (Y), gadolinium (Gd), and lanthanum (La). It contains one or more elements selected from the group, preferably one or more elements selected from the group consisting of Ca, Sr and Ba, more preferably MA contains Sr. Also, preferably, 80 mol % or more of MA consists of the above preferred elements, and more preferably MA consists of the above preferred elements.
式[1]中、MBはリチウム(Li)、マグネシウム(Mg)、及び亜鉛(Zn)から成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、好ましくはLiを含み、より好ましくはMBの80モル%以上はLiであり、更に好ましくはMBはLiである。 In formula [1], MB contains one or more elements selected from the group consisting of lithium (Li), magnesium (Mg), and zinc (Zn), preferably contains Li, more preferably 80 mol of MB % or more is Li, more preferably MB is Li.
式[1]中、MCはアルミニウム(Al)、ケイ素(Si)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、及びスカンジウム(Sc)から成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、好ましくはAl、Ga又はSiを含み、より好ましくはAl及びGaから成る群より選ばれる1種以上の元素を含み、更に好ましくはMCの80モル%以上はAl及びGaから成る群より選ばれる1種以上の元素から成り、特に好ましくはMCの90モル%以上はAl及びGaから成る群より選ばれる1種以上の元素から成り、最も好ましくはMCはAl及びGaから成る群より選ばれる1種以上の元素から成る。 In formula [1], MC contains one or more elements selected from the group consisting of aluminum (Al), silicon (Si), gallium (Ga), indium (In), and scandium (Sc), preferably Al , Ga or Si, more preferably one or more elements selected from the group consisting of Al and Ga, more preferably 80 mol% or more of MC contains one or more elements selected from the group consisting of Al and Ga Especially preferably 90 mol% or more of MC consists of one or more elements selected from the group consisting of Al and Ga, most preferably MC consists of one or more elements selected from the group consisting of Al and Ga consists of
一実施形態において、MCの80モル%以上はAlであり、好ましくは90モル%以上、より好ましくは95モル%以上、さらに好ましくは98モル%以上がAlである。MCの80モル%以上がAlであることで、S/CASN等の既存の赤色蛍光体と同程度の発光ピーク波長および発光強度を示し、かつ半値幅が小さい赤色蛍光体を提供することができ、この様な赤色蛍光体を用いることで、従来と同程度かそれ以上の変換効率(Conversion Efficiensy、Lm/W)を維持しつつ、演色性又は色再現性に優れる発光装置を提供することができる。 In one embodiment, 80 mol % or more of the MC is Al, preferably 90 mol % or more, more preferably 95 mol % or more, even more preferably 98 mol % or more. Since 80 mol % or more of MC is Al, it is possible to provide a red phosphor that exhibits an emission peak wavelength and emission intensity comparable to those of existing red phosphors such as S/CASN and has a small half-value width. By using such a red phosphor, it is possible to provide a light-emitting device having excellent color rendering properties or color reproducibility while maintaining conversion efficiency (Lm/W) comparable to or higher than conventional ones. can.
式[1]中、Nは窒素を表す。結晶相全体の電荷バランスを保つため、又は発光ピーク波長を調整するため、Nは一部が酸素(O)で置換されていてもよい。 In formula [1], N represents nitrogen. A portion of N may be substituted with oxygen (O) in order to maintain the charge balance of the entire crystal phase or adjust the emission peak wavelength.
式[1]中、Xはフッ素(F)、塩素(Cl)、臭素(Br)、及びヨウ素(I)から成る群から選ばれる1種以上の元素を含む。すなわち、特定の実施形態においては、結晶構造安定化及び蛍光体全体の電荷バランスを取る観点から、Nは、その一部がXで表した上記ハロゲン元素で置換されていてもよい。 In formula [1], X contains one or more elements selected from the group consisting of fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br), and iodine (I). That is, in certain embodiments, N may be partially substituted with the halogen element represented by X, from the viewpoint of stabilizing the crystal structure and maintaining the charge balance of the phosphor as a whole.
前記式[1]は、明記した以外の成分が、不可避的に、意図せず、又は微量添加成分等に由来して、微量に含まれる場合を含む。
明記した以外の成分としては、意図的に加えた元素と元素番号1つ異なる元素、意図的に加えた元素の同族元素、意図的に加えた希土類元素と別の希土類元素、及びRe原料にハロゲン化物を用いた際のハロゲン元素、その他各種原料に不純物として一般的に含まれ得る元素などが挙げられる。
明記した以外の成分が不可避的に、または意図せず含まれる場合としては、例えば原料の不純物由来、及び粉砕工程、合成工程等の製造プロセスにおいて導入される場合が考えられる。また、微量添加成分としては反応助剤、及びRe原料などが挙げられる。
The above formula [1] includes the case where components other than those specified are contained in a trace amount unavoidably, unintentionally, or due to trace addition components or the like.
Ingredients other than those specified include an element whose element number is one different from that of the intentionally added element, a homologous element of the intentionally added element, an intentionally added rare earth element and another rare earth element, and a halogen in the Re raw material. Examples include halogen elements when using a compound, and other elements that can be generally contained as impurities in various raw materials.
Examples of the unavoidable or unintentional inclusion of components other than those specified include, for example, those derived from impurities in raw materials, and those introduced in manufacturing processes such as pulverization and synthesis steps. In addition, a reaction aid, a Re raw material, and the like can be cited as the trace addition component.
上記式[1]中、a、b、c、d、e、xはそれぞれ蛍光体に含まれるMA、MB、MC、N、X及びReのモル含有量を示す。 In the above formula [1], a, b, c, d, e and x represent the molar contents of MA, MB, MC, N, X and Re contained in the phosphor, respectively.
aの値は、通常0.6以上、好ましくは0.7以上、より好ましくは0.8以上、更に好ましくは0.9以上であり、通常1.4以下、好ましくは1.3以下、より好ましくは1.2以下、更に好ましくは1.1以下である。
bの値は、通常0.6以上、好ましくは0.7以上、より好ましくは0.8以上、更に好ましくは0.9以上であり、通常1.4以下、好ましくは1.3以下、より好ましくは1.2以下、更に好ましくは1.1以下である。
cの値は、通常2.1以上、好ましくは2.4以上、より好ましくは2.6以上、更に好ましくは2.8以上であり、通常3.9以下、好ましくは3.6以下、より好ましくは3.4以下、更に好ましくは3.2以下である。
dの値は、通常3以上、好ましくは3.2以上、より好ましくは3.4以上、更に好ましくは3.6以上、より更に好ましくは3.8以上であり、通常5以下、好ましくは4.8以下、より好ましくは4.6以下、更に好ましくは4.4以下、より更に好ましくは4.2以下である。
eの値は特に制限されないが、通常0以上であり、通常0.2以下、好ましくは0.1以下、より好ましくは0.06以下、更に好ましくは0.04以下、より更に好ましくは0.02以下である。
xの値は、通常0より大きい値であり、好ましくは0.0001以上、より好ましくは0.001以上であり、通常0.2以下、好ましくは0.15以下、より好ましくは0.12以下、更に好ましくは0.1以下、より更に好ましくは0.08以下である。xの値が上記下限以上または上記下限より大きい値であることで、良好な発光強度の蛍光体を得ることができ、xの値が上記上限以下であることで、Reが良好に結晶内に取り込まれ、発光中心として機能しやすい蛍光体を得ることができる。
The value of a is usually 0.6 or more, preferably 0.7 or more, more preferably 0.8 or more, still more preferably 0.9 or more, and usually 1.4 or less, preferably 1.3 or less, or more It is preferably 1.2 or less, more preferably 1.1 or less.
The value of b is usually 0.6 or more, preferably 0.7 or more, more preferably 0.8 or more, still more preferably 0.9 or more, and usually 1.4 or less, preferably 1.3 or less, or more It is preferably 1.2 or less, more preferably 1.1 or less.
The value of c is usually 2.1 or more, preferably 2.4 or more, more preferably 2.6 or more, still more preferably 2.8 or more, and usually 3.9 or less, preferably 3.6 or less, or more It is preferably 3.4 or less, more preferably 3.2 or less.
The value of d is usually 3 or more, preferably 3.2 or more, more preferably 3.4 or more, still more preferably 3.6 or more, still more preferably 3.8 or more, and usually 5 or less, preferably 4 0.8 or less, more preferably 4.6 or less, even more preferably 4.4 or less, and even more preferably 4.2 or less.
The value of e is not particularly limited, but is usually 0 or more and usually 0.2 or less, preferably 0.1 or less, more preferably 0.06 or less, still more preferably 0.04 or less, still more preferably 0.04 or less. 02 or less.
The value of x is usually greater than 0, preferably 0.0001 or more, more preferably 0.001 or more, and usually 0.2 or less, preferably 0.15 or less, more preferably 0.12 or less. , more preferably 0.1 or less, still more preferably 0.08 or less. When the value of x is at least the above lower limit or is greater than the above lower limit, a phosphor with a good emission intensity can be obtained. It is possible to obtain a phosphor that is easily incorporated and functions as a luminescence center.
b、c、d、eが上記範囲にあることで、結晶構造が安定化する。また、d、eの値は蛍光体全体の電荷バランスを取る目的で適度に調節できる。 The crystal structure is stabilized when b, c, d, and e are within the above ranges. Also, the values of d and e can be appropriately adjusted for the purpose of balancing the charge of the entire phosphor.
また、aの値が上記範囲にあることで、結晶構造が安定化し、異相の少ない蛍光体が得られる。 Further, when the value of a is within the above range, the crystal structure is stabilized, and a phosphor with less heterogeneous phases can be obtained.
b+cの値の値は、通常3.1以上、好ましくは3.4以上、より好ましくは3.7以上であり、通常4.9以下、好ましくは4.6以下、より好ましくは4.3以下である。
b+cの値が上記範囲であることで、結晶構造が安定化する。
The value of b+c is usually 3.1 or more, preferably 3.4 or more, more preferably 3.7 or more, and usually 4.9 or less, preferably 4.6 or less, more preferably 4.3 or less. is.
When the value of b+c is within the above range, the crystal structure is stabilized.
d+eの値は、通常3.2以上、好ましくは3.4以上、より好ましくは3.7以上であり、通常5.0以下、好ましくは4.6以下、より好ましくは4.3以下である。
d+eの値が上記範囲であることで、結晶構造が安定化する。
The value of d+e is usually 3.2 or more, preferably 3.4 or more, more preferably 3.7 or more, and usually 5.0 or less, preferably 4.6 or less, more preferably 4.3 or less. .
When the value of d+e is within the above range, the crystal structure is stabilized.
いずれの値も上記した範囲であると得られる蛍光体の発光ピーク波長及び発光スペクトルにおける半値幅が良好である点で好ましい。 It is preferable that both values are within the above-described ranges, because the emission peak wavelength and the half-value width in the emission spectrum of the obtained phosphor are favorable.
なお、本実施形態の蛍光体の元素組成の特定方法は特に限定されず、常法で求めることができ、例えばGD-MS、ICP分光分析法、又はエネルギー分散型X線分析装置(EDX)等により特定できる。 The method for specifying the elemental composition of the phosphor of the present embodiment is not particularly limited, and can be determined by a conventional method, such as GD-MS, ICP spectroscopic analysis, or energy dispersive X-ray analysis (EDX). can be identified by
本発明は一実施態様において、蛍光体であり、下記式[2]で表される組成を有する結晶相を含み、かつ、所定の波長領域における反射率の最小値が20%以上であり、前記所定の波長領域は、前記蛍光体の発光ピーク波長から800nmまでの領域である、蛍光体である。
RexMAaMBb(MC’1-yMDy)cNdXe [2]
(上記式[2]中、
MAはSr、Ca、Ba、Na、K、Y、Gd、及びLaから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、
MBはLi、Mg、及びZnから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、
MC’はAlであり、
MDはSi、Ga、In、及びScから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、
XはF、Cl、Br、及びIから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、
ReはEu、Ce、Pr、Tb、及びDyから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、
a、b、c、d、e、x、yは、それぞれ、下記式を満たす。
0.7≦a≦1.3
0.7≦b≦1.3
2.4≦c≦3.6
3.2≦d≦4.8
0.0≦e≦0.2
0.0<x≦0.2
0.0<y≦1.0)
In one embodiment of the present invention, the phosphor is a phosphor, includes a crystal phase having a composition represented by the following formula [2], and has a minimum reflectance of 20% or more in a predetermined wavelength region, The predetermined wavelength region is the phosphor, which is the region from the emission peak wavelength of the phosphor to 800 nm.
Re x MA a MB b (MC′ 1-y MD y ) c N d X e [2]
(in the above formula [2],
MA contains one or more elements selected from the group consisting of Sr, Ca, Ba, Na, K, Y, Gd, and La,
MB contains one or more elements selected from the group consisting of Li, Mg, and Zn,
MC' is Al;
MD contains one or more elements selected from the group consisting of Si, Ga, In, and Sc,
X contains one or more elements selected from the group consisting of F, Cl, Br, and I;
Re contains one or more elements selected from the group consisting of Eu, Ce, Pr, Tb, and Dy,
a, b, c, d, e, x, and y each satisfy the following formula.
0.7≤a≤1.3
0.7≤b≤1.3
2.4≤c≤3.6
3.2≤d≤4.8
0.0≤e≤0.2
0.0<x≦0.2
0.0<y≦1.0)
前記式[2]におけるMA、MB、N、X、Re元素の種類及び構成は、前記式[1]と同様とすることができる。
前記MC’はAlである。
前記MDはSi、Ga、In、及びScから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、結晶安定性および発光強度の観点から、好ましくはGa及びSiから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、より好ましくはGaを含む。
The types and configurations of the MA, MB, N, X, and Re elements in the formula [2] can be the same as in the formula [1].
The MC' is Al.
The MD contains one or more elements selected from the group consisting of Si, Ga, In, and Sc, and preferably one or more elements selected from the group consisting of Ga and Si from the viewpoint of crystal stability and emission intensity. element, more preferably Ga.
前記式[2]におけるa、b、c、d、e及びxの値及び好ましい範囲は、前記式[1]と同様とすることができる。 The values and preferred ranges of a, b, c, d, e and x in formula [2] can be the same as in formula [1].
前記式[2]におけるyの値は、0.0より大きく、通常0.01以上、好ましくは0.015以上、より好ましくは0.03以上、更に好ましくは0.05以上、特に好ましくは0.10以上であり、通常1.00以下、好ましくは0.70以下、より好ましくは0.50以下、更に好ましくは0.30以下、特に好ましくは0.25以下である。 The value of y in the formula [2] is greater than 0.0, usually 0.01 or more, preferably 0.015 or more, more preferably 0.03 or more, still more preferably 0.05 or more, particularly preferably 0 0.10 or more, and usually 1.00 or less, preferably 0.70 or less, more preferably 0.50 or less, still more preferably 0.30 or less, and particularly preferably 0.25 or less.
yの値が上記下限以上であることで、蛍光体の発光ピーク波長が短波化し、この様な蛍光体を用いることで、演色性又は色再現性の良好な発光装置を提供できる。また、yの値が上記上限以下であることで、発光強度が良好な蛍光体を得ることができ、この様な蛍光体を用いることで変換効率の良好な発光装置を提供できる。目的に応じて好ましい発光強度と発光ピーク波長を得るため、yの値は適宜調整することができる。 When the value of y is equal to or greater than the above lower limit, the emission peak wavelength of the phosphor is shortened. By using such a phosphor, it is possible to provide a light-emitting device with good color rendering properties or color reproducibility. Further, when the value of y is equal to or less than the above upper limit, it is possible to obtain a phosphor with good emission intensity, and by using such a phosphor, it is possible to provide a light emitting device with good conversion efficiency. The value of y can be appropriately adjusted in order to obtain a preferable emission intensity and emission peak wavelength depending on the purpose.
[結晶相の粒径]
本実施形態の蛍光体の結晶相の粒径は、体積基準の平均粒径で通常2μm以上35μm以下であり、下限値は、好ましくは3μm、より好ましくは4μm、更に好ましくは5μmであり、また上限値は、好ましくは30μm以下、より好ましくは25μm以下、更に好ましくは20μm、特に好ましくは15μmである。
体積基準の平均粒径が上記下限以上であると結晶相がLEDパッケージ内で示す発光特性の点から好ましく、上記上限以下であると結晶相がLEDパッケージの製造工程においてノズルの閉塞を回避できる点から好ましい。
蛍光体の結晶相の体積基準の平均粒径は、レーザー粒度計により測定できる。ここで体積基準の平均粒径とは、レーザー回折・散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置を用いて、試料を測定し、粒度分布(累積分布)を求めたときの体積基準の相対粒子量が50%になる粒子径(d50)と定義される。
[Particle size of crystal phase]
The grain size of the crystal phase of the phosphor of the present embodiment is usually 2 μm or more and 35 μm or less in terms of volume-based average grain size, and the lower limit is preferably 3 μm, more preferably 4 μm, and still more preferably 5 μm. The upper limit is preferably 30 µm or less, more preferably 25 µm or less, still more preferably 20 µm, and particularly preferably 15 µm.
When the volume-based average particle diameter is at least the above lower limit, the crystalline phase is preferable from the viewpoint of light emission characteristics exhibited in the LED package, and when it is at most the above upper limit, the crystalline phase can avoid clogging of the nozzle in the manufacturing process of the LED package. preferred from
The volume-based average particle diameter of the crystalline phase of the phosphor can be measured with a laser granulometer. Here, the volume-based average particle size is the volume-based relative particle size when the sample is measured and the particle size distribution (cumulative distribution) is obtained using a particle size distribution measuring device that uses the laser diffraction/scattering method as the measurement principle. Defined as the particle size at which the volume reaches 50% (d 50 ).
{蛍光体の物性など}
[空間群]
本実施形態の蛍光体における結晶系(空間群)は、P-1であることがより好ましい。本実施形態の蛍光体における空間群は、粉末X線回折又は単結晶X線回折にて区別しうる範囲において統計的に考えた平均構造が上記の長さの繰り返し周期を示していれば特に限定されないが、「International Tables for Crystallography(Third,revised edition),Volume A SPACE-GROUP SYMMETRY」に基づく2番に属するものであることが好ましい。
上記の空間群であることで、発光スペクトルにおける半値幅(FWHM)が小さくなり、発光効率の良い蛍光体が得られる。
ここで、空間群は常法に従って求めることができ、例えば電子線回折や粉末又は単結晶を用いたX線回折構造解析及び中性子線回折構造解析等により求めることができる。
{Physical properties of phosphor, etc.}
[Space group]
More preferably, the crystal system (space group) in the phosphor of this embodiment is P-1. The space group in the phosphor of the present embodiment is particularly limited as long as the average structure considered statistically in the range that can be distinguished by powder X-ray diffraction or single crystal X-ray diffraction shows a repeating period of the above length. , but preferably belongs to No. 2 based on "International Tables for Crystallography (Third, revised edition), Volume A SPACE-GROUP SYMMETRY".
With the above space group, the full width at half maximum (FWHM) in the emission spectrum becomes small, and a phosphor with good luminous efficiency can be obtained.
Here, the space group can be obtained by a conventional method, for example, by electron beam diffraction, X-ray diffraction structure analysis using powder or single crystal, neutron beam diffraction structure analysis, or the like.
本実施形態の蛍光体の粉末X線回析スペクトルにおいて2θ=38~39度の領域に現れるピークの強度をIx、2θ=37~38度の領域に現れるピークの強度をIyとして、Iyを1としたときのIxの相対強度であるIx/Iyは好ましくは0.140以下であり、より好ましくは0.120以下、更に好ましくは0.110以下、より更に好ましくは0.080以下、特に好ましくは0.060以下、とりわけ好ましくは0.040以下であり、また通常0以上であるが、小さければ小さいほど良い。 In the powder X-ray diffraction spectrum of the phosphor of the present embodiment, Ix is the intensity of the peak appearing in the region of 2θ = 38 to 39 degrees, and Iy is the intensity of the peak appearing in the region of 2θ = 37 to 38 degrees. Ix / Iy, which is the relative intensity of Ix, is preferably 0.140 or less, more preferably 0.120 or less, still more preferably 0.110 or less, even more preferably 0.080 or less, particularly preferably is 0.060 or less, particularly preferably 0.040 or less, and is usually 0 or more, but the smaller the better.
2θ=37~38度の領域のピークは結晶系(空間群)がP-1である際に観察される特徴的なピークの1つであり、Iyが相対的に高いことで、よりP-1の相純度が高い蛍光体を得られる。Ix/Iyが上記上限以下であることで、相純度が高く、半値幅(FWHM)の小さい蛍光体であるため、発光装置の発光効率が向上する。 The peak in the region of 2θ = 37 to 38 degrees is one of the characteristic peaks observed when the crystal system (space group) is P-1. A phosphor with a high phase purity of 1 can be obtained. When Ix/Iy is equal to or less than the above upper limit, the phosphor has a high phase purity and a small full width at half maximum (FWHM), so that the luminous efficiency of the light emitting device is improved.
[特定波長帯における反射率]
一つの実施形態においては、前記蛍光体は、所定の波長領域における反射率の最小値(以降、A%と記載することもある)が通常20%以上であり、前記所定の波長領域は、前記蛍光体の発光ピーク波長から800nmまでの領域である。前記反射率の最小値は、好ましくは25%以上、より好ましくは30%以上、更に好ましくは35%以上、特に好ましくは50%以上、殊更好ましくは60%以上、極めて好ましくは70%以上である。
この反射率の上限は特に制限されず、高ければ高いほど良いが、通常100%以下である。反射率が上記下限以上であることで、発光強度又は量子効率に優れる赤色蛍光体を提供し、この様な蛍光体を用いることで、変換効率が良好な発光装置を提供できる。
[Reflectance in specific wavelength band]
In one embodiment, the phosphor has a minimum reflectance (hereinafter sometimes referred to as A%) of 20% or more in a predetermined wavelength region, and the predetermined wavelength region is the It is the region from the emission peak wavelength of the phosphor to 800 nm. The minimum value of the reflectance is preferably 25% or more, more preferably 30% or more, still more preferably 35% or more, particularly preferably 50% or more, particularly preferably 60% or more, and extremely preferably 70% or more. .
The upper limit of the reflectance is not particularly limited, and the higher the better, but it is usually 100% or less. A red phosphor with excellent emission intensity or quantum efficiency can be provided by having a reflectance of at least the above lower limit, and a light-emitting device with good conversion efficiency can be provided by using such a phosphor.
一つの実施形態において、前記蛍光体の反射率A(%)に係る所定の波長領域は、発光ピーク波長から800nmまでの波長領域である。本実施形態の蛍光体の反射率を規定するに当たり、上記波長帯を選択した理由を、以下に説明する。 In one embodiment, the predetermined wavelength range related to the reflectance A (%) of the phosphor is the wavelength range from the emission peak wavelength to 800 nm. The reason for selecting the above wavelength band in defining the reflectance of the phosphor of this embodiment will be described below.
本発明者らは以下の知見を得た;
1.前記式[1]又は[2]で表される結晶相を有する蛍光体の一部は、励起されない状態で、自然光の下、粉末状の蛍光体のボディカラーを目視で確認した際に、わずかに灰色がかって見える。本明細書中では、この状態を「くすんで」いる、又は「くすみ」がある、と表現することもある。
2.前記式[1]又は[2]で表される結晶相を有する蛍光体の内、上記「くすみ」の少ない蛍光体は発光強度又は量子効率に優れ、この様な蛍光体を用いることで、変換効率が良好な発光装置を提供できる。
3.前記式[1]又は[2]で表される結晶相を有する蛍光体の内、「くすみ」の少ない蛍光体は、全体的に反射率が高い傾向にあり、特に、特定の波長帯の光に対する反射率を以て規定し、或いは前記特定の波長帯の光に対する反射率を含む指標を以て規定することで、的確に特定できる。
The inventors obtained the following findings;
1. Some of the phosphors having a crystal phase represented by the formula [1] or [2] are not excited, and when the body color of the powdered phosphor is visually confirmed under natural light, appear grayish. In this specification, this condition is sometimes expressed as "dull" or "dull".
2. Among the phosphors having a crystalline phase represented by the above formula [1] or [2], the phosphors with less "dullness" are excellent in emission intensity or quantum efficiency, and by using such phosphors, conversion A light-emitting device with good efficiency can be provided.
3. Among the phosphors having a crystalline phase represented by the above formula [1] or [2], phosphors with little "dullness" tend to have high reflectance as a whole, especially light in a specific wavelength band or by an index including the reflectance for light in the specific wavelength band.
前記特定の波長帯は、通常励起スペクトル領域と異なる波長帯に属する波長が好ましい。
1つの視点からは、前記特定の波長帯は、発光ピーク波長以上、発光スペクトル長波側の端部以下の波長領域における波長が好ましい。
特定の実施形態においては、前記特定の波長帯は、通常、発光ピーク波長以上900nm以下の波長を選択することができ、上限は好ましくは800nm以下、より好ましくは780nm以下である。波長領域は、必要に応じて、上記下限以上上限以下の任意の波長帯を取ることができる。
Said specific wavelength band is preferably a wavelength belonging to a wavelength band different from the normal excitation spectral region.
From one point of view, the specific wavelength band is preferably a wavelength in a wavelength region equal to or higher than the emission peak wavelength and equal to or lower than the long-wave end of the emission spectrum.
In a specific embodiment, the specific wavelength band can generally be selected from wavelengths equal to or greater than the emission peak wavelength and 900 nm or less, and the upper limit is preferably 800 nm or less, more preferably 780 nm or less. The wavelength region can take any wavelength band from the lower limit to the upper limit, if necessary.
本実施形態の蛍光体の励起スペクトル領域は主に300nm~520nmであるが、600nm付近にも吸収が生じる場合がある。ここで、励起スペクトル領域における波長の反射率を測定した場合、入射した光を蛍光体が吸収してしまい、反射率が吸収率の影響を受けるため、励起スペクトル領域における波長の反射率のみでは、蛍光体のボディカラーを規定するには不適である。 The excitation spectrum region of the phosphor of this embodiment is mainly 300 nm to 520 nm, but absorption may also occur around 600 nm. Here, when the reflectance of the wavelength in the excitation spectrum region is measured, the incident light is absorbed by the phosphor, and the reflectance is affected by the absorptance. It is not suitable for specifying the body color of phosphors.
以上の観点から、本発明に好適な蛍光体を反射率で規定するに当たっては、蛍光体の吸収の影響が少ない前記波長帯の反射率によって、或いはこの反射率が関係する指標を用いることで、蛍光体のボディカラーを正確に規定できる。 From the above point of view, in defining the phosphor suitable for the present invention by reflectance, the reflectance of the wavelength band less affected by the absorption of the phosphor, or by using an index related to this reflectance, The body color of the phosphor can be precisely defined.
一つの実施形態においては、前記蛍光体は、発光ピーク波長Wp(nm)から[Wp-50](nm)までの波長領域における反射率の最小値をB%としたとき、前記反射率A(%)との差[A-B]の値は好ましくは-1.5ポイント以上であり、より好ましくは0.0ポイント以上、更に好ましくは3.0ポイント以上、特に好ましくは4.0ポイント以上である。[A-B]の上限は特に制限されないが、通常50.0ポイント以下である。
[A-B]の値が上記下限以上であることで、発光強度の高い蛍光体を得ることができ、この様な蛍光体を用いることで、変換効率の高い発光装置を提供できる。
In one embodiment, the phosphor has a reflectance A ( %) is preferably -1.5 points or more, more preferably 0.0 points or more, still more preferably 3.0 points or more, and particularly preferably 4.0 points or more. is. Although the upper limit of [A - B] is not particularly limited, it is usually 50.0 points or less.
When the value of [AB] is equal to or higher than the above lower limit, a phosphor with high emission intensity can be obtained, and by using such a phosphor, a light emitting device with high conversion efficiency can be provided.
前記[A-B]の値が高いことで発光強度の高い蛍光体を得られる理由は定かではないが、例えば、反射率A(%)に係る発光ピーク波長以上の波長帯においてはRe元素(賦活剤元素)による光の吸収が無いため、吸収率が低く反射率が高いことが望ましいとと考えられる一方、前記反射率B(%)にはRe元素(賦活剤元素)による光の吸収が反映され、吸収率が高いほど反射率が低下することから、[A-B]の値が大きいことで賦活剤元素による発光に寄与する光の吸収が高く、従って発光強度が高い蛍光体が得られる可能性が挙げられる。この場合、前記反射率A(%)とB(%)に係る波長領域は連続しているため、A(%)とB(%)は比較的近い値となる可能性が高いため、結果としてB(%)単独でなく、A(%)とB(%)の比較によって規定することが好ましいと考えられる。 It is not clear why a phosphor with a high emission intensity can be obtained when the value of [AB] is high. Since there is no light absorption by the Re element (activator element), it is considered desirable that the absorptance is low and the reflectance is high. Since the higher the absorptance, the lower the reflectance, the higher the value of [A−B], the higher the absorption of light that contributes to the light emission by the activator element, and thus the higher the emission intensity. There is a possibility that it will be In this case, since the wavelength regions related to the reflectances A (%) and B (%) are continuous, there is a high possibility that A (%) and B (%) will have relatively close values. It is considered preferable to define by comparing A (%) and B (%) instead of B (%) alone.
一つの実施形態においては、前記蛍光体は、400nmから550nmの波長領域における反射率の最小値をC%としたとき、前記反射率A(%)との差[A-C]の値は好ましくは0.0ポイント以上であり、より好ましくは2.0ポイント以上、更に好ましくは5.0ポイント以上、特に好ましくは10.0ポイント以上、殊更好ましくは15.0ポイント以上、極めて好ましくは20.0ポイント以上である。[A-C]の上限は特に制限されないが、通常50.0ポイント以下である。
[A-C]の値が上記下限以上であることで、発光強度の高い蛍光体を得ることができ、この様な蛍光体を用いることで、変換効率の高い発光装置を提供できる。
In one embodiment, when the minimum value of reflectance in the wavelength range from 400 nm to 550 nm is C%, the phosphor has a difference [A - C] from the reflectance A (%). is 0.0 points or more, more preferably 2.0 points or more, still more preferably 5.0 points or more, particularly preferably 10.0 points or more, particularly preferably 15.0 points or more, and extremely preferably 20.0 points or more. 0 points or more. Although the upper limit of [A- C ] is not particularly limited, it is usually 50.0 points or less.
When the value of [AC] is equal to or higher than the above lower limit, a phosphor with high emission intensity can be obtained, and by using such a phosphor, a light emitting device with high conversion efficiency can be provided.
一つの実施形態においては、前記蛍光体は、400nmから550nmの波長領域における反射率の最小値をC%としたとき、前記反射率A(%)との比率C/Aの値は好ましくは1.05以下であり、より好ましくは1.00以下、更に好ましくは0.90以下、特に好ましくは0.80以下、殊更好ましくは0.75以下である。C/Aの下限は特に制限されないが、通常0.0以上である。
C/Aの値が上記上限以下であることで、発光強度の高い蛍光体を得ることができ、この様な蛍光体を用いることで、変換効率の高い発光装置を提供できる。
In one embodiment, the phosphor preferably has a ratio C/A of 1 to the reflectance A (%), where C% is the minimum value of the reflectance in the wavelength region from 400 nm to 550 nm. 0.05 or less, more preferably 1.00 or less, still more preferably 0.90 or less, particularly preferably 0.80 or less, and most preferably 0.75 or less. Although the lower limit of C/A is not particularly limited, it is usually 0.0 or more.
When the value of C/A is equal to or less than the above upper limit, a phosphor with high emission intensity can be obtained, and by using such a phosphor, a light emitting device with high conversion efficiency can be provided.
前記[A-C]の値が大きいこと、又はC/Aの値が小さいことで発光強度の高い蛍光体を得られる理由は定かではないが、例えば、反射率A%に係る発光ピーク波長以上の波長帯においては発光に寄与する光の吸収があまり無いため、吸収率が低く反射率が高いことが望ましいと考えられる一方、前記反射率C(%)に係る波長帯は励起光源に青色光を用いることが多い波長帯であり、吸収率が高いほど反射率は下がるため、反射率C(%)が低い蛍光体は発光に寄与する励起光の吸収が高く、従って発光強度が高い蛍光体が得られる、等の可能性が挙げられる。
なお、後述の実施例にも見て取れる様に、不純物などによって発光に寄与しない吸収が大きな蛍光体は、広い波長帯で全般的に反射率が低下する傾向があるため、上記の視点で蛍光体を特定する場合、C(%)単独でなく、A(%)とC(%)の比較によって規定することが好ましいと考えられる。
It is not clear why a phosphor with a high emission intensity can be obtained when the value of [AC] is large or the value of C/A is small. Since there is not much absorption of light that contributes to light emission in the wavelength band of , it is considered desirable that the absorptance is low and the reflectance is high. is a wavelength band that is often used, and the higher the absorptance, the lower the reflectance, so a phosphor with a low reflectance C (%) has a high absorption of excitation light that contributes to light emission. can be obtained.
As can be seen in the examples described later, phosphors with large absorption that do not contribute to light emission due to impurities tend to have a general decrease in reflectance in a wide wavelength band. When specifying, it is considered preferable to define by comparing A (%) and C (%) instead of C (%) alone.
[発光スペクトルの特性]
本実施形態の蛍光体は、適切な波長を有する光を照射することで励起し、発光スペクトルにおいて良好な発光ピーク波長および半値幅(FWHM)を示す赤色光を放出する。以下、上記発光スペクトル及びその測定に係る励起波長、発光ピーク波長および半値幅(FWHM)について記載する。
[Characteristics of emission spectrum]
The phosphor of this embodiment is excited by irradiation with light having an appropriate wavelength, and emits red light exhibiting a favorable emission peak wavelength and half maximum width (FWHM) in the emission spectrum. The emission spectrum and the excitation wavelength, emission peak wavelength and half width (FWHM) for the measurement are described below.
(励起波長)
本実施形態の蛍光体は、通常270nm以上、好ましくは300nm以上、より好ましくは320nm以上、更に好ましくは350nm以上、特に好ましくは400nm以上、また、通常500nm以下、好ましくは480nm以下、より好ましくは460nm以下の波長範囲に励起ピークを有する。即ち、近紫外から青色領域の光で励起される。
なお、発光スペクトルの形状、及び下記発光ピーク波長および半値幅の記載は励起波長に寄らず適用できるが、量子効率を向上させる観点からは、吸収及び励起の効率が良い上記範囲の波長を有する光を照射することが好ましい。
(excitation wavelength)
The phosphor of the present embodiment is usually 270 nm or more, preferably 300 nm or more, more preferably 320 nm or more, still more preferably 350 nm or more, particularly preferably 400 nm or more, and usually 500 nm or less, preferably 480 nm or less, more preferably 460 nm. It has excitation peaks in the following wavelength ranges. That is, they are excited by light in the near-ultraviolet to blue region.
The shape of the emission spectrum and the description of the emission peak wavelength and half width below can be applied regardless of the excitation wavelength, but from the viewpoint of improving the quantum efficiency, light having a wavelength in the above range with good absorption and excitation efficiency is preferably irradiated.
(発光ピーク波長)
本実施形態の蛍光体は、発光スペクトルにおけるピーク波長が通常620nm以上、好ましくは625nm以上、より好ましくは630nm以上である。また、この発光スペクトルにおけるピーク波長は通常670nm以下、好ましくは660nm以下、より好ましくは655nm以下である。
(Emission peak wavelength)
The phosphor of this embodiment has a peak wavelength in the emission spectrum of usually 620 nm or longer, preferably 625 nm or longer, and more preferably 630 nm or longer. Also, the peak wavelength in this emission spectrum is usually 670 nm or less, preferably 660 nm or less, more preferably 655 nm or less.
蛍光体の発光スペクトルにおけるピーク波長が上記範囲であることで、発光色が良好な赤色となり、これを用いることで演色性又は色再現性の良い発光装置を提供できる。また、蛍光体の発光スペクトルにおけるピーク波長が上記上限以下であることで、赤色の視感度が良好で、ルーメン当量lm/Wの良好な発光装置を提供できる。 When the peak wavelength in the emission spectrum of the phosphor is within the above range, the luminescent color is good red, and by using this, a light emitting device with good color rendering or color reproducibility can be provided. In addition, since the peak wavelength in the emission spectrum of the phosphor is equal to or less than the above upper limit, it is possible to provide a light emitting device with good red luminosity and good lumen equivalent lm/W.
発光装置においては、用途に応じてピーク波長の異なる蛍光体を用いることができる。ピーク波長の異なる蛍光体を得る方法は特に制限されないが、1つの方法としては、MC元素の構成を変えることで実現できる。 In the light-emitting device, phosphors with different peak wavelengths can be used depending on the application. Although the method of obtaining phosphors with different peak wavelengths is not particularly limited, one method can be realized by changing the composition of the MC elements.
一実施形態においては、前記式[1]においてMCにAlを用い、かつAlの比率を高くすることで発光ピーク波長が長い蛍光体を得ることができる。この実施形態においては、発光ピーク波長は好ましくは640nm以上、より好ましくは645nm以上であり、通常670nm以下、好ましくは660nm以下である。発光波長がこの範囲にある蛍光体を備えることで、例えば照明用途に用いる発光装置において、発光効率と演色性を両立させた発光装置、または液晶ディスプレイのバックライトユニットに用いる発光装置において、発光効率と色再現範囲を両立させた発光装置を提供できる。 In one embodiment, a phosphor having a long emission peak wavelength can be obtained by using Al for MC in the formula [1] and increasing the ratio of Al. In this embodiment, the emission peak wavelength is preferably 640 nm or more, more preferably 645 nm or more, and usually 670 nm or less, preferably 660 nm or less. By providing a phosphor having an emission wavelength in this range, for example, in a light-emitting device used for lighting, a light-emitting device that achieves both luminous efficiency and color rendering properties, or in a light-emitting device used in a backlight unit of a liquid crystal display, luminous efficiency and a color reproduction range can be provided.
別の一実施形態においては、MC’(Al)及びMD元素を用いる前記式[2]で表される組成を有する結晶相を含む蛍光体を備えることで、発光ピーク波長が相対的に短い蛍光体を得ることができる。この実施形態においては、発光ピーク波長は通常615nm以上、好ましくは620nm以上、より好ましくは625nm以上、更に好ましくは630nm以上であり、通常660nm以下、好ましくは645nm以下、より好ましくは640nm以下である。発光波長が上記範囲にある蛍光体を備えることで、演色性又は色再現性の良好な発光装置を得ることができる。 In another embodiment, by providing a phosphor containing a crystal phase having a composition represented by the above formula [2] using MC' (Al) and MD elements, fluorescence with a relatively short emission peak wavelength you can get a body In this embodiment, the emission peak wavelength is usually 615 nm or more, preferably 620 nm or more, more preferably 625 nm or more, still more preferably 630 nm or more, and usually 660 nm or less, preferably 645 nm or less, more preferably 640 nm or less. . By providing a phosphor having an emission wavelength within the above range, it is possible to obtain a light-emitting device with good color rendering properties or color reproducibility.
(発光スペクトルの半値幅)
前記蛍光体は、発光スペクトルにおける発光ピークの半値幅が、通常80nm以下、好ましくは70nm以下、より好ましくは60nm以下、更に好ましくは55nm以下、特に好ましくは50nm以下であり、また通常10nm以上である。
発光ピークの半値幅が上記範囲内であることで、液晶ディスプレイなどの画像表示装置に使用する場合には色純度を低下させずに画像表示装置の色再現範囲を広くすることができる。
また、発光ピーク波長および半値幅が上記上限以下にあることで、発光波長領域の視感度が相対的に高い蛍光体を提供でき、このような蛍光体を発光装置に用いることで、変換効率の高い発光装置を提供することができる。
(Half width of emission spectrum)
The phosphor has an emission peak half width of usually 80 nm or less, preferably 70 nm or less, more preferably 60 nm or less, even more preferably 55 nm or less, particularly preferably 50 nm or less, and usually 10 nm or more. .
Since the half width of the emission peak is within the above range, the color reproduction range of the image display device can be widened without lowering the color purity when used in an image display device such as a liquid crystal display.
In addition, since the emission peak wavelength and the half-value width are equal to or less than the above upper limits, it is possible to provide a phosphor with relatively high visibility in the emission wavelength region. An expensive light-emitting device can be provided.
なお、前記蛍光体を波長450nm前後の光で励起するには、例えば、GaN系LEDを用いることができる。また、前記蛍光体の発光スペクトルの測定、並びにその発光ピーク波長、ピーク相対強度及びピーク半値幅の算出は、例えば、市販のキセノンランプ等300~400nmの発光波長を有する光源と、一般的な光検出器を備える蛍光測定装置など、市販のスペクトル測定装置を用いて行うことができる。 For example, a GaN-based LED can be used to excite the phosphor with light having a wavelength of about 450 nm. In addition, the measurement of the emission spectrum of the phosphor and the calculation of its emission peak wavelength, peak relative intensity and peak half-value width are performed using a light source having an emission wavelength of 300 to 400 nm such as a commercially available xenon lamp and general light. It can be performed using a commercially available spectrometer such as a fluorometer equipped with a detector.
<蛍光体の製造方法>
本実施形態の蛍光体は、蛍光体を構成する各元素の原料を、各元素の割合が前記式[1]又は[2]を満たすように混合し、加熱することで合成することができる。
<Manufacturing method of phosphor>
The phosphor of the present embodiment can be synthesized by mixing raw materials of each element constituting the phosphor so that the ratio of each element satisfies the above formula [1] or [2] and heating.
[原料]
各元素(MA、MB、MC、MC’、MD、Re)の原料は特に制限されないが、例えば各元素の単体、酸化物、窒化物、水酸化物、塩化物、フッ化物などハロゲン化物、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩などの無機塩、酢酸塩などの有機酸塩などが挙げられる。その他、前記元素群が2種以上含まれる化合物を用いてもよい。また、各化合物は水和物などであってもよい。
なお、後述の実施例においては、Sr3N2、Li3N、AlN、GaN、及びEuF3或いはEu2O3を出発原料として用いた。
[material]
Raw materials for each element (MA, MB, MC, MC′, MD, Re) are not particularly limited, but for example, each element alone, oxide, nitride, hydroxide, chloride, fluoride, halide, sulfuric acid, etc. salts, inorganic salts such as nitrates and phosphates, and organic acid salts such as acetates; In addition, a compound containing two or more of the above element groups may be used. Also, each compound may be a hydrate or the like.
In the examples described later, Sr 3 N 2 , Li 3 N, AlN, GaN, and EuF 3 or Eu 2 O 3 were used as starting materials.
各原料の入手方法は特に制限されず、市販のものを購入して用いることができる。
各原料の純度は特に制限されないが、元素比を厳密にする観点、及び不純物による異相の出現を避ける観点から、純度は高いほど好ましく、通常90モル%以上、好ましくは95モル%以上、より好ましくは97モル%以上、更に好ましくは99モル%以上であり、上限は特に制限されないが、通常100モル%以下であり、不可避的に混入する不純物が含まれていてもよい。
後述の実施例においては、いずれも純度95モル%以上の原料を用いた。
The method of obtaining each raw material is not particularly limited, and commercially available products can be purchased and used.
The purity of each raw material is not particularly limited, but from the viewpoint of making the element ratio strict and avoiding the appearance of heterogeneous phases due to impurities, the higher the purity, the more preferable it is, usually 90 mol% or more, preferably 95 mol% or more, and more preferably. is 97 mol % or more, more preferably 99 mol % or more, and although the upper limit is not particularly limited, it is usually 100 mol % or less, and may contain unavoidable impurities.
In the examples described later, raw materials having a purity of 95 mol % or more were used.
酸素元素(O)、窒素元素(N)、ハロゲン元素(X)については、前記各元素の原料に酸化物、窒化物、及びハロゲン化物等を用いることで供給できるほか、合成反応の際に酸素又は窒素含有雰囲気とすることで適宜含ませることができる。 Elemental oxygen (O), elemental nitrogen (N), and elemental halogen (X) can be supplied by using oxides, nitrides, halides, and the like as raw materials for the above elements. Alternatively, it can be included as appropriate by creating a nitrogen-containing atmosphere.
[混合工程]
原料の混合方法は特に制限されず、常法を用いることができる。例えば、目的組成が得られるように蛍光体原料を秤量し、ボールミル等を用いて十分混合し、蛍光体原料混合物を得る。上記混合手法としては、特に限定はされないが、具体的には、下記(a)及び(b)の手法が挙げられる。
(a)例えばハンマーミル、ロールミル、ボールミル、ジェットミル等の乾式粉砕機、又は、乳鉢と乳棒等を用いる粉砕と、例えばリボンブレンダー、V型ブレンダー、ヘンシェルミキサー等の混合機、又は、乳鉢と乳棒を用いる混合とを組み合わせ、前述の蛍光体原料を粉砕混合する乾式混合法。
(b)前述の蛍光体原料に水等の溶媒又は分散媒を加え、例えば粉砕機、乳鉢と乳棒、又は蒸発皿と撹拌棒等を用いて混合し、溶液又はスラリーの状態とした上で、噴霧乾燥、加熱乾燥、又は自然乾燥等により乾燥させる湿式混合法。
[Mixing process]
A method of mixing the raw materials is not particularly limited, and a conventional method can be used. For example, phosphor raw materials are weighed so as to obtain a desired composition, and sufficiently mixed using a ball mill or the like to obtain a phosphor raw material mixture. The mixing method is not particularly limited, but specific examples include the following methods (a) and (b).
(a) Dry pulverizers such as hammer mills, roll mills, ball mills and jet mills, or pulverization using a mortar and pestle, and mixers such as ribbon blenders, V-type blenders and Henschel mixers, or mortar and pestle A dry mixing method of pulverizing and mixing the phosphor raw materials described above.
(b) A solvent such as water or a dispersion medium is added to the phosphor raw material described above, and the mixture is mixed using, for example, a grinder, mortar and pestle, or an evaporating dish and a stirring rod to form a solution or slurry, A wet mixing method in which the material is dried by spray drying, heat drying, or natural drying.
蛍光体原料の混合は、上記乾式混合法又は湿式混合法のいずれでもよいが、水分による蛍光体原料の汚染を避けるために、乾式混合法や非水溶性溶媒を使った湿式混合法が好ましい。
なお、後述の実施例においては、(a)の方法を採用した。
The phosphor raw materials may be mixed by either the dry mixing method or the wet mixing method, but a dry mixing method or a wet mixing method using a water-insoluble solvent is preferable in order to avoid contamination of the phosphor raw materials by moisture.
The method (a) was adopted in the examples described later.
[加熱工程]
加熱工程では、例えば、混合工程で得られた蛍光体原料混合物をるつぼに入れ、引き続き、それを500℃~1200℃の温度、好ましくは600℃~1000℃、より好ましくは700~950℃の温度で加熱する。
[Heating process]
In the heating step, for example, the phosphor raw material mixture obtained in the mixing step is placed in a crucible, and subsequently heated to a temperature of 500°C to 1200°C, preferably 600°C to 1000°C, more preferably 700°C to 950°C. to heat.
るつぼの材質は蛍光体原料又は反応物と反応しないものが好ましくアルミナ、石英、窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素等のセラミック、ニッケル、白金、モリブデン、タングステン、タンタル、ニオブ、イリジウム、ロジウム等の金属、あるいは、それらを主成分とする合金等が挙げられる。
なお、後述の実施例においては、窒化ホウ素製るつぼを用いた。
The material of the crucible is preferably one that does not react with the phosphor raw material or reactant. Ceramics such as alumina, quartz, boron nitride, silicon carbide, and silicon nitride, metals such as nickel, platinum, molybdenum, tungsten, tantalum, niobium, iridium, and rhodium. , or alloys containing them as main components.
Note that crucibles made of boron nitride were used in the examples described later.
加熱は不活性雰囲気下で行うことが好ましく、窒素、アルゴン、ヘリウム等が主成分のガスを用いることができる。
なお、後述の実施例においては、窒素雰囲気下で加熱を行った。
Heating is preferably performed in an inert atmosphere, and a gas containing nitrogen, argon, helium, or the like as a main component can be used.
In addition, in the examples described later, heating was performed in a nitrogen atmosphere.
加熱工程では、上記の温度帯において、通常10分~200時間、好ましくは1時間~100時間、より好ましくは3~50時間にわたって加熱を行う。また、本加熱工程は1回で行ってもよく、複数回に分けて行ってもよい。複数回に分けて行う態様としては、欠陥を修復するために加圧下で加熱するアニールを行う態様、一次粒子又は中間物を得る一次加熱の後に、二次粒子又は最終生成物を得る二次加熱を行う態様などが挙げられる。
これにより、本実施形態の蛍光体が得られる。
In the heating step, the heating is carried out in the above temperature range, usually for 10 minutes to 200 hours, preferably 1 hour to 100 hours, more preferably 3 to 50 hours. In addition, the main heating step may be performed once or may be performed in multiple steps. Examples of the aspect performed in multiple stages include an aspect in which annealing is performed by heating under pressure to repair defects, and secondary heating to obtain secondary particles or final products after primary heating to obtain primary particles or intermediates. and the like.
Thereby, the phosphor of the present embodiment is obtained.
[蛍光体の選別]
以上の方法で概ね本実施形態に係る蛍光体を得られるが、蛍光体の特性は反応容器中の微小な付着物、各試薬の不純物、各原料試薬のロット等、微細な差異によって本発明要件の範囲からわずかに外れる場合があるほか、粒子径の大きい物と小さい物、反射率等の異なる蛍光体等が混ざり合う場合がある。
このため、例えば、いくつか条件を変化させて蛍光体を製造し、得られた蛍光体を分級、洗浄等で選別し、反射率、XRDスペクトル等を分析し、本発明の要件を満たす蛍光体を選別することで、本実施形態の蛍光体を確実に得ることができる。
[Sorting of Phosphor]
Although the phosphor according to the present embodiment can be generally obtained by the above method, the characteristics of the phosphor vary depending on minute differences such as fine deposits in the reaction vessel, impurities in each reagent , lot of each raw material reagent, etc. In addition to cases where the range of requirements is slightly deviated, substances with large and small particle sizes, phosphors with different reflectance, etc. may be mixed.
For this reason, for example, phosphors are manufactured by changing some conditions, the obtained phosphors are sorted by classification, washing, etc., and the reflectance, XRD spectrum, etc. are analyzed, and phosphors satisfying the requirements of the present invention are selected. can reliably obtain the phosphor of the present embodiment.
<発光装置>
本発明は一実施態様において、第1の発光体(励起光源)と、当該第1の発光体からの光の照射によって可視光を発する第2の発光体とを含む発光装置であって、該第2の発光体として、前記式[1]又は[2]で表される組成を有する結晶相を含む本実施形態の蛍光体を含む発光装置である。ここで、第2の発光体は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
<Light emitting device>
In one embodiment of the present invention, a light-emitting device including a first light-emitting body (excitation light source) and a second light-emitting body that emits visible light when irradiated with light from the first light-emitting body, The light-emitting device includes, as a second light-emitting body, the phosphor of the present embodiment including the crystal phase having the composition represented by the above formula [1] or [2]. Here, the second luminous body may be used singly, or two or more of them may be used in any combination and ratio.
本実施態様における発光装置は、該第2の発光体として、前記式[1]又は[2]で表される組成を有する結晶相を含む本実施形態の蛍光体を含むほか、更に、励起光源からの光の照射下において、黄色、緑色、ないし赤色領域(橙色ないし赤色)の蛍光を発する蛍光体を使用することができる。具体的には、発光装置を構成する場合、黄色蛍光体としては、550nm以上、600nm以下の波長範囲に発光ピークを有するものが好ましく、緑色蛍光体としては、500nm以上、560nm以下の波長範囲に発光ピークを有するものが好ましい。また、橙色ないし赤色蛍光体は、通常615nm以上、好ましくは620nm以上、より好ましくは625nm以上、更に好ましくは630nm以上で、通常660nm以下、好ましくは650nm以下、より好ましくは645nm以下、更に好ましくは640nm以下の波長範囲に発光ピークを有するものである。
上記の波長帯の蛍光体を適切に組み合わせることで、優れた色再現性を示す発光装置を提供できる。尚、励起源については、420nm未満の波長範囲に発光ピークを有するものを用いてもよい。
The light-emitting device in this embodiment includes, as the second light-emitting body, the phosphor of this embodiment containing a crystal phase having a composition represented by the above formula [1] or [2], and further, an excitation light source Phosphors that emit fluorescence in the yellow, green, or red region (orange to red) under irradiation with light from a light source can be used. Specifically, when constructing a light-emitting device, the yellow phosphor preferably has an emission peak in the wavelength range of 550 nm or more and 600 nm or less, and the green phosphor preferably has an emission peak in the wavelength range of 500 nm or more and 560 nm or less. Those having an emission peak are preferred. In addition, the orange to red phosphor is usually 615 nm or more, preferably 620 nm or more, more preferably 625 nm or more, still more preferably 630 nm or more, and usually 660 nm or less, preferably 650 nm or less, more preferably 645 nm or less, more preferably 640 nm or less. It has emission peaks in the following wavelength ranges.
A light-emitting device exhibiting excellent color reproducibility can be provided by appropriately combining phosphors in the above wavelength band. As for the excitation source, one having an emission peak in a wavelength range of less than 420 nm may be used.
以下、赤色蛍光体として、620nm以上660nm以下の波長範囲に発光ピークを有する、前記式[1]又は[2]で表される組成を有する結晶相を含む本実施形態の蛍光体を用い、且つ第1の発光体が300nm以上460nm以下の波長範囲に発光ピークを有するものを用いる場合の、発光装置の態様について記載するが、本実施態様はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, as the red phosphor, the phosphor of the present embodiment, which has an emission peak in the wavelength range of 620 nm or more and 660 nm or less and contains a crystal phase having a composition represented by the above formula [1] or [2], and Modes of the light-emitting device in which the first light-emitting body has an emission peak in the wavelength range of 300 nm or more and 460 nm or less will be described, but the present embodiment is not limited to these.
上記の場合、本実施態様の発光装置は、例えば、次の(A)、(B)又は(C)の態様とすることができる。
(A)第1の発光体として、300nm以上460nm以下の波長範囲に発光ピークを有するものを用い、第2の発光体として、550nm以上600nm以下の波長範囲に発光ピークを有する少なくとも1種の蛍光体(黄色蛍光体)、及び前記[1]又は[2]で表される組成を有する結晶相を含む本実施形態の蛍光体を用いる態様。
(B)第1の発光体として、300nm以上460nm以下の波長範囲に発光ピークを有するものを用い、第2の発光体として、500nm以上560nm以下の波長範囲に発光ピークを有する少なくとも1種の蛍光体(緑色蛍光体)、及び前記[1]又は[2]で表される組成を有する結晶相を含む本実施形態の蛍光体を用いる態様。
(C)第1の発光体として、300nm以上460nm以下の波長範囲に発光ピークを有するものを用い、第2の発光体として、550nm以上600nm以下の波長範囲に発光ピークを有する少なくとも1種の蛍光体(黄色蛍光体)、500nm以上560nm以下の波長範囲に発光ピークを有する少なくとも1種の蛍光体(緑色蛍光体)、及び前記[1]又は[2]で表される組成を有する結晶相を含む本実施形態の蛍光体を用いる態様。
In the above case, the light-emitting device of this embodiment can have, for example, the following modes (A), (B), or (C).
(A) As the first luminous body, one having an emission peak in the wavelength range of 300 nm or more and 460 nm or less is used, and as the second luminous body, at least one kind of fluorescence having an emission peak in the wavelength range of 550 nm or more and 600 nm or less (yellow phosphor) and the phosphor of the present embodiment containing a crystal phase having the composition represented by the above [1] or [2].
(B) As the first luminous body, one having an emission peak in a wavelength range of 300 nm or more and 460 nm or less is used, and as the second luminous body, at least one kind of fluorescence having an emission peak in a wavelength range of 500 nm or more and 560 nm or less and a crystal phase having the composition represented by [1] or [2] above.
(C) As the first luminous body, one having an emission peak in a wavelength range of 300 nm or more and 460 nm or less is used, and as the second luminous body, at least one kind of fluorescence having an emission peak in a wavelength range of 550 nm or more and 600 nm or less (yellow phosphor), at least one phosphor (green phosphor) having an emission peak in the wavelength range of 500 nm or more and 560 nm or less, and a crystal phase having the composition represented by [1] or [2] above. A mode using the phosphor of the present embodiment containing.
上記の態様における緑色又は黄色の蛍光体としては市販のものを用いることができ、例えば、ガーネット系蛍光体、シリケート系蛍光体、窒化物蛍光体、酸窒化物蛍光体などを用いることができる。 Commercially available green or yellow phosphors can be used as the green or yellow phosphor in the above embodiment, and for example, garnet-based phosphors, silicate-based phosphors, nitride phosphors, oxynitride phosphors, and the like can be used.
(黄色蛍光体)
黄色蛍光体に用いることができるガーネット系蛍光体としては、例えば、(Y,Gd,Lu,Tb,La)3(Al,Ga)5O12:(Ce,Eu,Nd)、 シリケート系蛍光体としては、例えば、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:(Eu,Ce)、窒化物蛍光体及び酸窒化物蛍光体としては、例えば、(Ba,Ca,Mg)Si2O2N2:Eu(SION系蛍光体)、(Li,Ca)2(Si,Al)12(O,N)16:(Ce,Eu)(α-サイアロン蛍光体)、(Ca,Sr)AlSi4(O,N)7:(Ce,Eu)(1147蛍光体)、(La,Ca,Y、Gd)3(Al,Si)6N11:(Ce、Eu)(LSN蛍光体)などが挙げられる。
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
黄色蛍光体としては、上記蛍光体においてガーネット系蛍光体が好ましく、中でも、Y3Al5O12:Ceで表されるYAG系蛍光体が最も好ましい。
(yellow phosphor)
Garnet-based phosphors that can be used for the yellow phosphor include, for example, (Y, Gd, Lu, Tb, La) 3 (Al, Ga) 5 O 12 : (Ce, Eu, Nd), silicate-based phosphors For example, (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : (Eu, Ce), and for the nitride phosphor and oxynitride phosphor, for example, (Ba, Ca, Mg)Si 2 O 2 N 2 : Eu (SION phosphor), (Li, Ca) 2 (Si, Al) 12 (O, N) 16 : (Ce, Eu) (α-sialon phosphor), (Ca, Sr) AlSi 4 (O, N) 7 : (Ce, Eu) (1147 phosphor), (La, Ca, Y, Gd) 3 (Al, Si) 6 N 11 : (Ce, Eu) (LSN phosphor), etc. be done.
These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
Among the above phosphors, the yellow phosphor is preferably a garnet phosphor, and most preferably a YAG phosphor represented by Y 3 Al 5 O 12 :Ce.
(緑色蛍光体)
緑色蛍光体に用いることができるガーネット系蛍光体としては、例えば、(Y,Gd,Lu,Tb,La)3(Al,Ga)5O12:(Ce,Eu,Nd)、Ca3(Sc,Mg)2Si3O12:(Ce,Eu)(CSMS蛍光体)、シリケート系蛍光体としては、例えば、(Ba,Sr,Ca,Mg)3SiO10:(Eu,Ce)、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:(Ce,Eu)(BSS蛍光体)、 酸化物蛍光体としては、例えば、(Ca,Sr,Ba,Mg)(Sc,Zn)2O4:(Ce,Eu)(CASO蛍光体)、窒化物蛍光体及び酸窒化物蛍光体としては、例えば、(Ba,Sr,Ca,Mg)Si2O2N2:(Eu,Ce)、Si6-zAlzOzN8-z:(Eu,Ce)(β-サイアロン蛍光体)(0<z≦1)、(Ba,Sr,Ca,Mg,La)3(Si,Al)6O12N2:(Eu,Ce)(BSON蛍光体)、アルミネート蛍光体としては、例えば、(Ba,Sr,Ca,Mg)2Al10O17:(Eu,Mn)(GBAM系蛍光体)などが挙げられる。
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(green phosphor)
Examples of garnet-based phosphors that can be used as green phosphors include (Y, Gd, Lu, Tb, La) 3 (Al, Ga) 5 O 12 : (Ce, Eu, Nd), Ca 3 (Sc , Mg) 2 Si 3 O 12 : ( Ce, Eu) (CSMS phosphor). , Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : (Ce, Eu) (BSS phosphor), and oxide phosphors such as (Ca, Sr, Ba, Mg) (Sc, Zn) 2 O 4 : ( Ce, Eu) (CASO phosphor), nitride phosphors and oxynitride phosphors include, for example, (Ba, Sr, Ca, Mg) Si 2 O 2 N 2 : (Eu, Ce), Si 6- z Al z O z N 8-z : (Eu, Ce) (β-sialon phosphor) (0<z≦1), (Ba, Sr, Ca, Mg, La) 3 (Si, Al) 6 O 12 N 2 : (Eu, Ce) (BSON phosphor), aluminate phosphor, for example, (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 Al 10 O 17 : (Eu, Mn) (GBAM phosphor), etc. are mentioned.
These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
(赤色蛍光体)
赤色蛍光体としては、前記式[1]又は[2]で表される組成を有する結晶相を含む本実施形態の蛍光体を用いるが、本実施形態の蛍光体に加えて、例えばMn付活フッ化物蛍光体、ガーネット系蛍光体、硫化物蛍光体、ナノ粒子蛍光体、窒化物蛍光体、酸窒化物蛍光体などの他の橙色ないし赤色蛍光体を用いることができる。他の橙色ないし赤色蛍光体としては、例えば下記の蛍光体を用いることができる。
Mn付活フッ化物蛍光体としては、例えば、K2(Si,Ti)F6:Mn、K2Si1-xNaxAlxF6:Mn(0<x<1)(まとめてKSF蛍光体)、 硫化物蛍光体としては、例えば、(Sr,Ca)S:Eu(CAS蛍光体)、La2O2S:Eu(LOS蛍光体)、 ガーネット系蛍光体としては、例えば、(Y,Lu,Gd,Tb)3Mg2AlSi2O12:Ce、ナノ粒子としては、例えば、CdSe、窒化物または酸窒化物蛍光体としては、例えば、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu(S/CASN蛍光体)、(CaAlSiN3)1-x・(SiO2N2)x:Eu(CASON蛍光体)、(La,Ca)3(Al,Si)6N11:Eu(LSN蛍光体)、(Ca,Sr,Ba)2Si5(N,O)8:Eu(258蛍光体)、(Sr,Ca)Al1+xSi4-xOxN7-x:Eu(1147蛍光体)、Mx(Si,Al)12(O,N)16:Eu(Mは、Ca,Srなど)(αサイアロン蛍光体)、Li(Sr,Ba)Al3N4:Eu(上記のxは、いずれも0<x<1)などが挙げられる。
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(red phosphor)
As the red phosphor, the phosphor of the present embodiment containing the crystal phase having the composition represented by the formula [1] or [2] is used. In addition to the phosphor of the present embodiment, for example, Mn-activated Other orange to red phosphors can be used, such as fluoride phosphors, garnet-based phosphors, sulfide phosphors, nanoparticle phosphors, nitride phosphors, oxynitride phosphors, and the like. As other orange to red phosphors, for example, the following phosphors can be used.
Examples of Mn-activated fluoride phosphors include K 2 (Si, Ti) F 6 :Mn, K 2 Si 1-x Na x Al x F 6 : Mn (0<x<1) (collectively, KSF fluorescence (Sr, Ca) S:Eu (CAS phosphor) and La 2 O 2 S:Eu (LOS phosphor) as sulfide phosphors, and (Y , Lu, Gd, Tb) 3 Mg 2 AlSi 2 O 12 :Ce, nanoparticles such as CdSe, and nitride or oxynitride phosphors such as (Sr, Ca)AlSiN 3 :Eu(S /CASN phosphor), (CaAlSiN 3 ) 1-x ·(SiO 2 N 2 ) x : Eu (CASON phosphor), (La, Ca) 3 (Al, Si) 6 N 11 : Eu (LSN phosphor) , (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 (N, O) 8 : Eu (258 phosphor), (Sr, Ca) Al 1+x Si 4-x O x N 7-x : Eu (1147 phosphor), M x (Si, Al) 12 (O, N) 16 :Eu (M is Ca, Sr, etc.) (α-sialon phosphor), Li(Sr, Ba)Al 3 N 4 :Eu (the above x is 0<x<1) and the like.
These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
[発光装置の構成]
本実施態様に係る発光装置は、第1の発光体(励起光源)を有し、且つ、第2の発光体として少なくとも前記式[1]又は[2]で表される組成を有する結晶相を含む本実施形態の蛍光体を使用することができ、その構成は制限されず、公知の装置構成を任意にとることが可能である。
装置構成及び発光装置の実施形態としては、例えば、特開2007-291352号公報に記載のものが挙げられる。その他、発光装置の形態としては、砲弾型、カップ型、チップオンボード、リモートフォスファー等が挙げられる。
[Structure of Light Emitting Device]
The light-emitting device according to this embodiment has a first light-emitting body (excitation light source), and a crystal phase having a composition represented by at least the above formula [1] or [2] as a second light-emitting body. It is possible to use the phosphor of the present embodiment containing the phosphor, the configuration is not limited, and any known device configuration can be used.
Embodiments of the device configuration and the light-emitting device include, for example, those described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-291352. Other forms of the light-emitting device include shell-type, cup-type, chip-on-board, remote phosphor, and the like.
{発光装置の用途}
発光装置の用途は特に制限されず、通常の発光装置が用いられる各種の分野に使用することが可能であるが、演色性が高い点から、中でも照明装置や画像表示装置の光源として、とりわけ好適に用いることができる。
また、発光波長が良好な赤色の蛍光体を備える点から、赤色の車両用表示灯、又は該赤色を含む白色光の車両用表示灯に用いることもできる。
{Use of light-emitting device}
The application of the light-emitting device is not particularly limited, and it can be used in various fields where ordinary light-emitting devices are used. can be used for
In addition, since it includes a red phosphor having a favorable emission wavelength, it can be used for a red vehicle indicator lamp or a white vehicle indicator lamp containing the red color.
[照明装置]
本発明は一実施態様において、前記発光装置を光源として備える照明装置とすることができる。
前記発光装置を照明装置に適用する場合、その照明装置の具体的構成に制限はなく、前述のような発光装置を公知の照明装置に適宜組み込んで用いればよい。例えば、保持ケースの底面に多数の発光装置を並べた面発光照明装置等を挙げることができる。
[Lighting device]
In one embodiment, the present invention can be a lighting device including the light emitting device as a light source.
When the light-emitting device is applied to a lighting device, the specific configuration of the lighting device is not limited, and the light-emitting device as described above may be used by appropriately incorporating it into a known lighting device. For example, a surface-emitting lighting device in which a large number of light-emitting devices are arranged on the bottom surface of a holding case can be used.
[画像表示装置]
本発明は一実施態様において、前記発光装置を光源として備える画像表示装置とすることができる。
前記発光装置を画像表示装置の光源として用いる場合、その画像表示装置の具体的構成に制限はないが、カラーフィルターとともに用いることが好ましい。例えば、画像表示装置として、カラー液晶表示素子を利用したカラー画像表示装置とする場合は、前記発光装置をバックライトとし、液晶を利用した光シャッターと赤、緑、青の画素を有するカラーフィルターとを組み合わせることにより画像表示装置を形成することができる。
[Image display device]
In one embodiment, the present invention can be an image display device including the light emitting device as a light source.
When the light emitting device is used as a light source of an image display device, the specific configuration of the image display device is not limited, but it is preferably used together with a color filter. For example, when the image display device is a color image display device using a color liquid crystal display element, the light emitting device is used as a backlight, and an optical shutter using liquid crystal and a color filter having red, green, and blue pixels are used. can be combined to form an image display device.
[車両用表示灯]
本発明は一実施形態において、前記発光装置を備える車両用表示灯とすることができる。
車両用表示灯に用いる発光装置は、特定の実施形態においては、白色光を放射する発光装置であることが好ましい。白色光を放射する発光装置は、発光装置から放射される光が、光色の黒体輻射軌跡からの偏差duvが-0.0200~0.0200であり、かつ色温度が5000K以上、30000K以下であることが好ましい。
車両用表示灯に用いる発光装置は、特定の実施形態においては、赤色光を放射する発光装置であることが好ましい。該実施形態においては、例えば、発光装置が青色LEDチップから照射される青色光を吸収して赤色に発光することで、赤色光の車両用表示灯としてもよい。
車両用表示灯は、車両のヘッドランプ、サイドランプ、バックランプ、ウインカー、ブレーキランプ、フォグランプなど、他の車両や人等に対して何らかの表示を行う目的で車両に備えられた照明を含む。
[Vehicle indicator light]
In one embodiment, the present invention can be a vehicle indicator lamp including the light emitting device.
The light-emitting device used in the vehicle indicator light is preferably a light-emitting device that emits white light in certain embodiments. A light-emitting device that emits white light has a deviation duv of -0.0200 to 0.0200 from the blackbody radiation locus of light color and a color temperature of 5000 K or more and 30000 K or less. is preferably
The light-emitting device used in the vehicle indicator light is preferably a light-emitting device that emits red light in certain embodiments. In this embodiment, for example, the light-emitting device may absorb blue light emitted from a blue LED chip and emit red light, thereby providing a red-light vehicular indicator lamp.
The vehicular indicator lamps include lights provided in a vehicle for the purpose of giving some kind of indication to other vehicles, people, etc., such as headlamps, side lamps, back lamps, turn signals, brake lamps, and fog lamps of the vehicle.
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限り、下記のものに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following as long as it does not depart from the gist of the invention.
{測定方法}
[粉末X線回折測定]
粉末X線回折(XRD)は、粉末X線回折装置SmartLab 3(Rigaku社製)にて精密測定した。
測定条件は以下の通りである。
CuKα管球使用
X線出力=45kV、200mA
発散スリット=自動
検出器=高速1次元X線検出器(D/teX Ultra 250)
捜査範囲2θ=5~95度
読み込み幅=0.02度
{Measuring method}
[Powder X-ray diffraction measurement]
Powder X-ray diffraction (XRD) was precisely measured with a powder X-ray diffractometer SmartLab 3 (manufactured by Rigaku).
The measurement conditions are as follows.
X-ray output using CuKα tube = 45 kV, 200 mA
Divergence slit = automatic detector = fast one-dimensional X-ray detector (D/teX Ultra 250)
Search range 2θ = 5 to 95 degrees Reading width = 0.02 degrees
[反射率の測定]
反射スペクトルは、紫外可視分光光度計(日本分光社製、V-560)にて以下の測定条件の通り行った。反射率は、発泡樹脂加工したPTFE製の標準反射板(ラブズフェア社製、スペクトラロン標準反射板)を100%として、発光ピーク波長から800nmの波長領域における反射率の最小値から求めた。
光源:重水素放電管(190~350nm)
:タングステンよう素ランプ(330~900nm)
測定波長範囲:200~800nm
測定間隔:0.5nm
[Measurement of reflectance]
The reflectance spectrum was measured with an ultraviolet-visible spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, V-560) under the following measurement conditions. The reflectance was obtained from the minimum value of reflectance in a wavelength range of 800 nm from the emission peak wavelength, with the standard reflector made of foamed resin made of PTFE (Spectralon standard reflector manufactured by Labsfair) as 100%.
Light source: deuterium discharge tube (190-350 nm)
: Tungsten iodine lamp (330-900 nm)
Measurement wavelength range: 200-800nm
Measurement interval: 0.5 nm
[発光スペクトルの測定]
発光スペクトルは、分光蛍光光度計F-4500(日立ハイテクノロジー社製)にて以下の測定条件の通り行った。
光源:キセノンランプ
励起波長:455nm
測定波長範囲:200~800nm
測定間隔:0.2nm
[Measurement of emission spectrum]
The emission spectrum was measured using a spectrofluorophotometer F-4500 (manufactured by Hitachi High Technology) under the following measurement conditions.
Light source: xenon lamp Excitation wavelength: 455 nm
Measurement wavelength range: 200-800nm
Measurement interval: 0.2 nm
[量子効率の測定]
量子効率は、量子効率測定システムQE-2100(大塚電子社製)にて以下の測定条件の通り行った。
光源:キセノンランプ
励起波長:455nm
測定波長範囲:200~850nm
測定間隔:0.5nm
[Measurement of quantum efficiency]
Quantum efficiency was measured using a quantum efficiency measurement system QE-2100 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) under the following measurement conditions.
Light source: xenon lamp Excitation wavelength: 455 nm
Measurement wavelength range: 200-850nm
Measurement interval: 0.5 nm
<蛍光体の特性評価>
前述の蛍光体の製造方法に従って蛍光体を製造し、発光スペクトル及び反射率を測定した上で、発光ピーク波長から800nmまでの波長領域における反射率の最小値が本発明の要件を満たす蛍光体を選別することで、前記式[1]又は[2]で表される組成を有する結晶相を含む本実施形態の蛍光体に該当する赤色蛍光体(実施例1~2)を用意した。また、本発明との比較対象として、発光ピーク波長から800nmの波長領域における反射率の最小値が17.74%である比較例1の蛍光体を用意した。
各蛍光体の組成、発光ピーク波長から800nmの波長領域における反射率の最小値、発光ピーク波長、半値幅、及び比較例1の蛍光体の発光強度を1とした時の相対発光強度を、表1に示す。また、実施例1と比較例1の蛍光体のXRDパターン及び発光スペクトルをそれぞれ図1及び図2に示す。
実施例1~2の蛍光体は空間群がP-1であり、発光ピーク波長は644付近であった。また、半値幅はそれぞれ54nm、57nmと良好であり、かつ、発光強度が比較例1の蛍光体と比較して数倍又は10倍以上と大幅に向上しており、発光装置に適用した場合、変換効率が良好な発光装置を得られることが分かる。
<Characteristic evaluation of phosphor>
A phosphor is produced according to the above-described phosphor production method, and the emission spectrum and reflectance are measured, and the minimum value of reflectance in the wavelength region from the emission peak wavelength to 800 nm is a phosphor that satisfies the requirements of the present invention. By sorting, red phosphors (Examples 1 and 2) corresponding to the phosphor of the present embodiment containing the crystal phase having the composition represented by the formula [1] or [2] were prepared. As a comparison target with the present invention, a phosphor of Comparative Example 1 having a minimum reflectance of 17.74% in a wavelength range of 800 nm from the emission peak wavelength was prepared.
The composition of each phosphor, the minimum value of reflectance in the wavelength range of 800 nm from the emission peak wavelength, the emission peak wavelength, the half width, and the relative emission intensity when the emission intensity of the phosphor of Comparative Example 1 is set to 1 are shown. 1. 1 and 2 show XRD patterns and emission spectra of the phosphors of Example 1 and Comparative Example 1, respectively.
The phosphors of Examples 1 and 2 had a space group of P-1 and an emission peak wavelength of around 644. In addition, the half-value widths are as good as 54 nm and 57 nm, respectively, and the emission intensity is significantly improved by several times or ten times or more compared to the phosphor of Comparative Example 1. When applied to a light-emitting device, It can be seen that a light-emitting device with good conversion efficiency can be obtained.
次に、MC元素の構成及び前記反射率を種々変更した蛍光体(実施例3~9)を用意した。各実施例の組成、発光ピーク波長から800nmの波長領域における反射率の最小値、発光ピーク波長、半値幅、比較例1の発光強度を1とした時の相対発光強度、及び内部量子効率(iQE)を表1に示す。なお、実施例3~9の空間群はいずれもP-1であった。また、表2に、所定波長領域における反射率の最小値、及び各領域に係る反射率の最小値同士の差又は比率を示す。
また、既存蛍光体の例を示す参考例1として、CaAlSiN3:Euで表される組成を有する市販のCASN蛍光体(三菱ケミカル社製、BR-101/J)を用意した。参考例1の蛍光体の空間群はCmc21、発光ピーク波長は646nm、半値幅は87nmであった。
Next, phosphors (Examples 3 to 9) were prepared in which the composition of MC elements and the reflectance were variously changed. The composition of each example, the minimum value of reflectance in the wavelength region from the emission peak wavelength to 800 nm, the emission peak wavelength, the half width, the relative emission intensity when the emission intensity of Comparative Example 1 is 1, and the internal quantum efficiency (iQE ) are shown in Table 1. The space group of Examples 3 to 9 was all P-1. Table 2 shows the minimum values of reflectance in a predetermined wavelength region and the difference or ratio between the minimum values of reflectance in each region.
As Reference Example 1 showing an example of an existing phosphor, a commercially available CASN phosphor (BR-101/J, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) having a composition represented by CaAlSiN 3 :Eu was prepared. The space group of the phosphor of Reference Example 1 was Cmc2 1 , the emission peak wavelength was 646 nm, and the half width was 87 nm.
実施例4~9の蛍光体のXRDパターンを図3に示す。実施例4~9の蛍光体の発光スペクトルを図4に示す。実施例4、5、9、及び参考例1の蛍光体の発光ピーク強度を1とした時の規格化発光スペクトルを図5に示す。また、各実施例及び比較例の蛍光体の反射率スペクトルを図6A~Cに、各実施例の蛍光体の相対発光強度と、前記反射率A~Cに係る反射率A、A-B、A-C、並びにC/Aとの関係を図7A~Dに示す。なお、参考例1の蛍光体の発光ピーク波長は646nm、半値幅は87nmであった。 FIG. 3 shows the XRD patterns of the phosphors of Examples 4-9. FIG. 4 shows the emission spectra of the phosphors of Examples 4-9. FIG. 5 shows normalized emission spectra when the emission peak intensity of the phosphors of Examples 4, 5, 9 and Reference Example 1 is set to 1. In FIG. Also, the reflectance spectra of the phosphors of each example and comparative example are shown in FIGS. The relationship between AC and C/A is shown in FIGS. 7A-D. The emission peak wavelength of the phosphor of Reference Example 1 was 646 nm, and the half width was 87 nm.
各実施例から分かる様に、本発明の蛍光体は、組成を調整することで用途に応じて様々な発光ピーク波長を実現できることが分かる。また、各実施例の蛍光体は比較例1の蛍光体と比べていずれも非常に高い発光強度を示した。
また、各実施例の蛍光体は参考例1の蛍光体と比較して半値幅が非常に小さく、この様な蛍光体を用いることで、演色性又は色再現度と変換効率が共に良好な発光装置を提供できることが分かる。
As can be seen from each example, the phosphor of the present invention can realize various emission peak wavelengths depending on the application by adjusting the composition. In addition, the phosphors of each example showed very high emission intensity compared to the phosphor of Comparative Example 1.
In addition, the phosphor of each example has a very small half-value width as compared with the phosphor of Reference Example 1, and by using such a phosphor, it is possible to emit light with both good color rendering properties or color reproducibility and conversion efficiency. It can be seen that the device can be provided.
次に、本実施形態の蛍光体を備える発光装置の特性に係るシミュレーションの結果S1~S9を記載する。 Next, simulation results S1 to S9 relating to the characteristics of the light emitting device including the phosphor of this embodiment will be described.
第一の赤色蛍光体として発光ピーク波長620nmのSCASN蛍光体(三菱ケミカル社製、BR-102/D)と、第二の赤色蛍光体として下記表3に示す前記実施例及び比較例の蛍光体、又は発光ピーク波長646nmのCASN蛍光体(三菱ケミカル社製、BR-101/J)と、緑色蛍光体としてLuAG蛍光体(三菱ケミカル社製、BG-801/B4)とを用いる想定で、各蛍光体の発光スペクトル、内部量子効率(iQE)等の情報を元に、各蛍光体を備える白色LEDの発光スペクトルを導出した。全てのシミュレーションは、449nmの光を放出する青色LEDチップを仮定して実施した。また、演色性評価数Raが90以上を満たしたうえで色度座標がプランク曲線上の3000Kの白色光の座標と一致する様に緑色蛍光体及び第一、第二の赤色蛍光体の量を調整し、特性を比較した。結果を図8A~Gに示す。また、各スペクトルから演色性評価数Ra、赤色の演色性評価数R9、並びに変換効率(LER)を求めた結果を表3に示す。
なお、表3における「蛍光体質量 相対値」とは、各蛍光体の合計質量を100%とした際の、各蛍光体の質量割合であり、「緑」は前記LuAG蛍光体、「赤1」は前記第一の赤色蛍光体、「赤2」は前記第二の赤色蛍光体である。
SCASN phosphor (Mitsubishi Chemical Co., Ltd., BR-102/D) having an emission peak wavelength of 620 nm as the first red phosphor, and the phosphors of Examples and Comparative Examples shown in Table 3 below as the second red phosphor. , or CASN phosphor with an emission peak wavelength of 646 nm (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., BR-101/J) and LuAG phosphor (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., BG-801/B4) as a green phosphor are assumed to be used. Based on information such as the emission spectrum of the phosphor and the internal quantum efficiency (iQE), the emission spectrum of the white LED provided with each phosphor was derived. All simulations were performed assuming a blue LED chip emitting light at 449 nm. Further, the amounts of the green phosphor and the first and second red phosphors are adjusted so that the color rendering index Ra is 90 or more and the chromaticity coordinates match the coordinates of 3000K white light on the Planck curve. adjusted and compared. The results are shown in Figures 8A-G. Table 3 shows the results obtained from each spectrum for the color rendering index Ra, the red color rendering index R9, and the conversion efficiency (LER).
In addition, "phosphor mass relative value" in Table 3 is the mass ratio of each phosphor when the total mass of each phosphor is 100%, "green" is the LuAG phosphor, "red 1 ' is the first red phosphor, and 'Red 2' is the second red phosphor.
表3に示す通り、本発明の要件を満たす各実施例の蛍光体を用いた発光装置は、比較例1の蛍光体を用いた場合と比べて色再現性Raが飛躍的に改善した他、参考例1の蛍光体を用いた場合と比べてLER又はR9、もしくはその両方が改善し、変換効率と演色性又は色再現性が共に優れることが分かる。なお、第二の赤色蛍光体に比較例1の蛍光体を用いた例では、赤色領域の発光強度が低いため、赤色の色再現度を示すR9の値が非常に低く、正確に評価できなかった。 As shown in Table 3, the light-emitting device using the phosphor of each example that satisfies the requirements of the present invention has dramatically improved color reproducibility Ra compared to the case of using the phosphor of Comparative Example 1. It can be seen that LER and/or R9 are improved as compared with the case of using the phosphor of Reference Example 1, and both conversion efficiency and color rendering or color reproducibility are excellent. In the example using the phosphor of Comparative Example 1 as the second red phosphor, since the emission intensity in the red region is low, the value of R9, which indicates the degree of red color reproducibility, is very low and cannot be evaluated accurately. rice field.
以上示す通り、本発明に係る蛍光体は、赤色として好ましい波長、優れた半値幅及び発光強度を示し、この様な蛍光体を備える発光装置を用いることで、演色性又は色再現性に優れ、かつ変換効率が良好な発光装置、照明装置、画像表示装置及び車両用表示灯などを提供できる。 As described above, the phosphor according to the present invention exhibits a preferable wavelength for red color, excellent half-value width and emission intensity, and by using a light-emitting device comprising such a phosphor, excellent color rendering or color reproducibility, In addition, a light-emitting device, a lighting device, an image display device, a vehicle indicator lamp, and the like with good conversion efficiency can be provided.
Claims (2)
下記式[2]で表される組成を有する結晶相を含み、かつ、
前記蛍光体の所定の波長領域における反射率の最小値が20%以上であり、前記所定の波長領域は、前記蛍光体の発光ピーク波長から800nmまでの領域であり、
発光スペクトルにおいて620nm以上、645nm以下の範囲に発光ピーク波長を有し、
発光スペクトルにおける半値幅(FWHM)が70nm以下である、蛍光体。
Re x MA a MB b (MC’ 1-y MD y ) c N d X e [2]
(上記式[2]中、
MAはSrであり、
MBはLiであり、
MC’はAlであり、
MDはGaであり、
XはF、Cl、Br、及びIから成る群から選ばれる1種以上の元素を含み、
ReはEuであり、
a、b、c、d、e、x、yは、それぞれ、下記式を満たす。
0.7≦a≦1.3
0.7≦b≦1.3
2.4≦c≦3.6
3.2≦d≦4.8
e=0
0.0<x≦0.2
0.0<y≦1.0) a phosphor,
including a crystalline phase having a composition represented by the following formula [2], and
The minimum value of reflectance in a predetermined wavelength region of the phosphor is 20% or more, and the predetermined wavelength region is a region from the emission peak wavelength of the phosphor to 800 nm,
having an emission peak wavelength in the range of 620 nm or more and 645 nm or less in the emission spectrum,
A phosphor whose emission spectrum has a full width at half maximum (FWHM) of 70 nm or less.
Re x MA a MB b (MC′ 1-y MD y ) c N d X e [2]
(in the above formula [2],
MA is Sr;
MB is Li;
MC' is Al;
MD is Ga;
X contains one or more elements selected from the group consisting of F, Cl, Br, and I;
Re is Eu,
a, b, c, d, e, x, and y each satisfy the following formula.
0.7≤a≤1.3
0.7≤b≤1.3
2.4≤c≤3.6
3.2≤d≤4.8
e = 0
0.0<x≦0.2
0.0<y≦1.0)
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