KR101940391B1 - Phosphor and manufacturing method thereof, and light emitting device using the phosphor - Google Patents

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KR101940391B1 KR1020170003488A KR20170003488A KR101940391B1 KR 101940391 B1 KR101940391 B1 KR 101940391B1 KR 1020170003488 A KR1020170003488 A KR 1020170003488A KR 20170003488 A KR20170003488 A KR 20170003488A KR 101940391 B1 KR101940391 B1 KR 101940391B1
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Abstract

형광체의 초기의 발광 강도 유지율이 개선된 형광체, 및 이러한 형광체를 사용한 발광 장치의 제공.
규불화 형광체이며, 적외 흡수 스펙트럼에 있어서의, 1200 내지 1240㎝-1의 범위에 존재하는 최대 피크의 강도 I1에 대한 3570 내지 3610㎝-1의 범위에 존재하는 최대 피크의 강도 I2의 강도비 IIR이 0.01 이하이고, 또한 분말 X선 회절 프로파일을, 결정계가 단사정이고, 또한 공간 군이 P1인, 면심 대칭성을 갖는 결정 구조로 설정한 조건에서 리트벨트 해석했을 때의, 규소 또는 망간이 차지하는 사이트를 중심으로 하고, 불소의 사이트를 정점으로 하는 팔면체의 ECoN이 5.6 이상 6.0 이하인 것을 특징으로 하는 형광체.
A phosphor having improved initial luminescence intensity retention of the phosphor, and a light emitting device using such a phosphor.
The intensity of the intensity I 2 of the maximum peak present in the range of 3570 to 3610 cm -1 with respect to the intensity I 1 of the maximum peak existing in the range of 1200 to 1240 cm -1 in the infrared absorption spectrum When the RIE analysis is performed under the condition that the ratio I IR is not more than 0.01 and the powder X-ray diffraction profile is set to a crystal structure having a face symmetry with a crystal system of monoclinic and a space group of P 1, And the ECoN of the octahedron having the site of fluorine as the apex is 5.6 or more and 6.0 or less.

Description

형광체, 및 그 제조 방법, 그리고 그 형광체를 사용한 발광 장치 {PHOSPHOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND LIGHT EMITTING DEVICE USING THE PHOSPHOR}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a phosphor, a method of manufacturing the phosphor, and a light emitting device using the phosphor.

본 발명은 형광체, 및 그 제조 방법, 그리고 그 형광체를 사용한 발광 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a phosphor, a method for producing the phosphor, and a light emitting device using the phosphor.

발광 다이오드(Light-emitting Diode: LED) 발광 장치는, 주로 여기 광원으로서의 LED 칩과 형광체의 조합으로 구성되며, 그 조합에 따라 다양한 색의 발광색을 실현할 수 있다.A light emitting diode (LED) light emitting device is mainly composed of a combination of an LED chip and a phosphor as an excitation light source, and can emit light of various colors depending on the combination thereof.

백색 광을 방출하는 백색 LED 발광 장치에는, 청색 영역의 광을 방출하는 LED 칩과 형광체의 조합이 사용되고 있다. 예를 들어, 청색 광을 방출하는 LED 칩과, 형광체 혼합물의 조합을 들 수 있다. 형광체로서는 주로 청색의 보색인 황색 광을 방사하는 황색 발광 형광체가 사용되며, 의사 백색 광 LED 발광 장치로서 사용되고 있다. 그 외에도 청색 광을 방출하는 LED 칩과, 녹색 내지 황색 발광 형광체, 및 적색 발광 형광체가 사용되고 있는 3파장형 백색 LED가 개발되어 있다. 이러한 발광 장치에 사용되는 적색 발광 형광체의 하나로서 K2SiF6:Mn 형광체가 알려져 있다.In a white LED light emitting device that emits white light, a combination of an LED chip and a phosphor emitting light in the blue region is used. For example, a combination of an LED chip emitting blue light and a phosphor mixture may be mentioned. As the fluorescent material, a yellow light-emitting fluorescent material that emits yellow light, which is a complementary color of blue, is used, and is used as a pseudo white light LED light-emitting device. In addition, a three-wavelength type white LED in which an LED chip emitting blue light, a green-yellow light-emitting fluorescent substance, and a red light-emitting phosphor are used has been developed. A K 2 SiF 6 : Mn phosphor is known as one of the red light emitting phosphors used in such a light emitting device.

종래 알려져 있는 불화물 형광체는, 연속적으로 여기하여 발광을 시켰을 경우, 초기의 발광 강도에 비하여 시간이 경과한 후의 발광 강도가 저하되는 경향이 있다. 형광체를 발광 장치에 사용했을 때, 시간 경과에 수반한 발광 강도의 변화가 작은 것, 즉, 발광 강도 유지율이 높은 것이 바람직하다. 이 때문에, 형광체의 발광 강도 유지율의 개선이 요망되고 있다. 이러한 요구에 부응하기 위하여, 형광체의 표면을, 유기 아민, 암모늄염 등의 표면 처리제를 함유하는 처리액으로 처리하여, 고온 고습 시험에서 내구성을 향상시키는 보고가 있다. 그러나, 그러한 방법에서는, 한번 합성된 형광체에 추가로 처리를 실시하는 공정을 거칠 필요가 있어, 형광체의 제조 비용을 억제하기 위해서는 다른 방법이 요망되고 있다. 또한, 종래 알려져 있는 불화물 형광체는, 일반적으로 수분에 접촉하면 발광 강도가 저하되는 경향이 있기 때문에, 합성 후에 상기와 같은 수분을 포함하는 처리제를 사용한 표면 처리를 행하는 것은 바람직하지 않다.In the conventionally known fluorophosphors, when light is continuously excited to emit light, the light emission intensity after a lapse of time tends to be lower than the initial light emission intensity. When the phosphor is used in a light emitting device, it is preferable that the change in the light emission intensity with time is small, that is, the light emission intensity retention rate is high. For this reason, it is desired to improve the luminescence intensity retention rate of the phosphor. In order to meet such a demand, there is a report that the surface of the phosphor is treated with a treatment liquid containing a surface treating agent such as an organic amine or an ammonium salt to improve the durability in a high temperature and high humidity test. However, in such a method, it is necessary to carry out a step of further performing a treatment on the phosphor synthesized once, and another method is required to suppress the production cost of the phosphor. In addition, since a conventionally known fluorophosphor phosphor generally tends to lower its light emission intensity when it comes into contact with moisture, it is not preferable to carry out surface treatment using a treatment agent containing such moisture after synthesis.

일본 특허 공표 제2009-528429호 공보Japanese Patent Publication No. 2009-528429 일본 특허 공개 제2014-141684호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-141684

본 발명의 실시 형태는, 형광체의 발광 강도를 저하시키지 않고, 발광 강도 유지율이 개선된 형광체, 그리고 이러한 형광체를 사용한 발광 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a phosphor improved in luminescence intensity maintenance ratio without lowering the luminescence intensity of the phosphor and a luminescent device using such a phosphor.

실시 형태에 따른 형광체는, 조성이 하기 일반식 (A):The phosphor according to the embodiment has a composition represented by the following formula (A):

(K1-p/k,Mp/k)a(Si1-x-y,Tix,Mny)Fb (A) (K 1-p / k, M p / k) a (Si 1-xy, Ti x, Mn y) F b (A)

(여기서,(here,

M은, Na 및 Ca로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이고,M is at least one species selected from the group consisting of Na and Ca,

k는, M의 가수를 나타내는 수로서, 1 또는 2이고,k is the number of the mantissa of M, which is 1 or 2,

1.5≤a≤2.5,1.5? A? 2.5,

5.0≤b≤6.5,5.0? B? 6.5,

0≤p/k≤0.1,0? P / k? 0.1,

0≤x≤0.3, 및 0? X? 0.3, and

0<y≤0.060 &lt; y? 0.06

임)being)

로 표시되는 형광체이며,Lt; RTI ID = 0.0 &gt;

적외 흡수 스펙트럼에 있어서의, 1200 내지 1240㎝-1의 범위에 존재하는 최대 피크의 강도 I1에 대한 3570 내지 3610㎝-1의 범위에 존재하는 최대 피크의 강도 I2의 비 IIR=I2/I1이 0 이상 0.01 이하이고, 또한I IR = I 2 of the intensity I 2 of the maximum peak in the range of 3570 to 3610 cm -1 with respect to the intensity I 1 of the maximum peak existing in the range of 1200 to 1240 cm -1 in the infrared absorption spectrum / I 1 is not less than 0 and not more than 0.01, and

규소 또는 망간이 차지하는 사이트를 중심으로 하고, 불소의 사이트를 정점으로 하는 팔면체 구조를 갖는 결정 구조에 대하여, 분말 X선 회절 프로파일을, 결정계가 단사정이고, 또한 공간 군이 P1인, 면심 대칭성을 갖는 결정 구조로 설정한 조건에서 리트벨트 해석하여 평균 결정 구조를 결정했을 때, 하기 일반식 (B)로 정의하는 유효 배위수 ECoN;The powder X-ray diffraction profile was measured for a crystal structure having an octahedral structure centering on a site occupied by silicon or manganese and having a peak at a site of fluorine as the center of symmetry , The effective coordination number ECoN defined by the following general formula (B) when the average crystal structure is determined by Rietveld analysis under the conditions set in the crystal structure having

Figure 112017002928799-pat00001
Figure 112017002928799-pat00001

(식 중, wi는 이하의 일반식 (C)로 표시되고;(Wherein w i is represented by the following formula (C);

Figure 112017002928799-pat00002
Figure 112017002928799-pat00002

식 중, li는 상기 팔면체에 6개의 규소(또는 망간)-불소 간 결합 중, i(i=1, 2, 3, 4, 5, 6)번째의 결합의 결합 길이이고, lav는 이하의 일반식 (D)로 표시되고;Wherein, l i is six silicon (or manganese) in the octahedron - a combined length of the combination of the second of the bond between the fluorine, i (i = 1, 2 , 3, 4, 5, 6), l av is less than Represented by the general formula (D);

Figure 112017002928799-pat00003
Figure 112017002928799-pat00003

식 중, lmin은 상기 팔면체 중의 6개의 규소(또는 망간)-불소 간 결합 길이 중 최솟값을 나타내는 것임)In the formula, 1 min represents the minimum value among the six silicon (or manganese) -fluorine bond lengths of the octahedron)

이 5.6 이상 6.0 이하인 것을 특징으로 하는 것이다.Is not less than 5.6 but not more than 6.0.

또한, 실시 형태에 따른 발광 장치는, 440㎚ 이상 470㎚ 이하의 파장 영역에 피크를 갖는 광을 방사하는 발광 소자와, 상기 형광체를 함유하는 형광체층을 구비하는 것임을 특징으로 하는 것이다.The light emitting device according to the embodiment is characterized by comprising a light emitting element that emits light having a peak in a wavelength range of 440 nm to 470 nm and a phosphor layer containing the phosphor.

도 1은 실시 형태에 의한 형광체의 적외 흡수 스펙트럼을 나타낸 도면.
도 2는 실시 형태에 의한 형광체의 적외 흡수 스펙트럼(800 내지 1600㎝-1)의 확대도.
도 3은 탈수 처리의 전후에 있어서의 실시 형태에 의한 형광체의 적외 흡수 스펙트럼(2500 내지 4000㎝-1)의 확대도.
도 4는 실시 형태에 의한 형광체의 유효 배위수 ECoN과 내부 양자 효율의 관계를 나타낸 도면.
도 5는 실시 형태에 의한 발광 장치의 단면도.
도 6은 다른 실시 형태에 의한 발광 장치의 단면도.
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing an infrared absorption spectrum of a phosphor according to an embodiment. FIG.
2 is an enlarged view of an infrared absorption spectrum (800 to 1600 cm -1 ) of a phosphor according to an embodiment.
3 is an enlarged view of an infrared absorption spectrum (2500 to 4000 cm -1 ) of a phosphor according to an embodiment before and after dehydration treatment.
4 is a graph showing the relationship between the effective coordination number ECoN of phosphors and the internal quantum efficiency according to the embodiment;
5 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment.
6 is a sectional view of a light emitting device according to another embodiment;

이하, 실시 형태에 대하여, 상세히 설명한다. 이하에 기재하는 실시 형태는, 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 형광체 및 발광 장치를 나타내는 것이며, 본 발명은 이하의 예시에 한정되지 않는다.Hereinafter, the embodiments will be described in detail. The embodiments described below represent a phosphor and a light-emitting device for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

본 발명자들은, 주로 규불화 칼륨을 포함하며, 망간으로 활성화된 형광체에 대하여 예의 검토 및 연구를 거듭한 결과, 형광체의 적외 흡수 스펙트럼(이하, IR 스펙트럼이라 하는 경우가 있음)에 있어서의 특정한 피크의 강도비와, 특정한 결정 구조가, 형광체의 발광 효율 및 형광체의 발광 강도 유지율과 상관이 있음을 알아내었다.The inventors of the present invention have conducted intensive studies and studies on manganese-activated phosphors mainly containing potassium suicide. As a result, it has been found that a specific peak of an infrared absorption spectrum of a phosphor (hereinafter also referred to as an IR spectrum) The intensity ratio and the specific crystal structure are correlated with the luminescence efficiency of the phosphor and the luminescence intensity retention rate of the phosphor.

실시 형태에 있어서, 바람직한 형광체는, 조성이 하기 일반식 (A)로 표시되는 것이다.In an embodiment, a preferable phosphor is one represented by the following general formula (A).

(K1-p/k,Mp/k)a(Si1-x-y,Tix,Mny)Fb (A) (K 1-p / k, M p / k) a (Si 1-xy, Ti x, Mn y) F b (A)

(식 중,(Wherein,

M은, Na 및 Ca로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이고,M is at least one species selected from the group consisting of Na and Ca,

k는, M의 가수를 나타내는 수로서, 1 또는 2이고,k is the number of the mantissa of M, which is 1 or 2,

1.5≤a≤2.5,1.5? A? 2.5,

5.0≤b≤6.5,5.0? B? 6.5,

0≤p/k≤0.1,0? P / k? 0.1,

0≤x≤0.3, 및 0? X? 0.3, and

0<y≤0.060 &lt; y? 0.06

임)being)

실시 형태에 따른 형광체는, 활성화제로서 망간을 함유하는 것이다. 이 형광체를 적색 발광 형광체로 하기 위해서는 망간의 가수는 +4가인 것이 바람직하다. 다른 가수의 망간이 포함되어 있어도 되지만, 그 비율은 적은 것이 바람직하며, 모든 망간이 +4가인 것이 가장 바람직하다.The phosphor according to the embodiment contains manganese as an activator. In order to convert this phosphor into a red light emitting phosphor, it is preferable that the valence of manganese is +4. Manganese of another valence may be contained, but it is preferable that the ratio is small, and most preferably all manganese is +4.

망간이 함유되어 있지 않은 경우(y=0)에는 자외로부터 청색 영역에 발광 피크를 갖는 광으로 여기하더라도 발광을 확인할 수는 없다. 따라서, 상기 일반식 (A)에 있어서의 x는 0보다 클 것이 필요하다. 또한, 망간의 함유량이 많아지면 발광 효율이 개량되는 경향이 있어, y는 0.005 이상인 것이 바람직하다.In the case where manganese is not contained (y = 0), light emission can not be confirmed even when excited by light having an emission peak in an ultraviolet to blue region. Therefore, it is necessary that x in the general formula (A) is larger than 0. Further, when the content of manganese is large, the light emitting efficiency tends to be improved, and y is preferably 0.005 or more.

그러나, 망간의 함유량이 지나치게 많은 경우에는, 농도 소광 현상이 발생하여, 형광체의 발광 강도가 약해지는 경향이 있다. 이러한 문제를 회피하기 위하여, 망간의 함유 비율(y)은 0.06 이하인 것이 바람직하고, 0.05 이하인 것이 바람직하다.However, when the content of manganese is excessively large, a concentration quenching phenomenon occurs, and the emission intensity of the phosphor tends to become weak. In order to avoid such a problem, the content ratio (y) of manganese is preferably 0.06 or less, and more preferably 0.05 or less.

또한, 상술한 바와 같이, 실시 형태에 의한 형광체는, 주 구성 원소인 K, Si, F 및 Mn 이외의 원소를 포함하고 있어도 된다. 함유되는 원소로서, 예를 들어 Na, Ca, Ti 등을 소량 함유해도 된다. 이들 원소가 소량 함유되는 경우에도 형광체는, 적색 영역에 유사한 발광 스펙트럼을 나타내어, 원하는 효과를 달성할 수 있다. 단, 형광체의 안정성, 형광체 합성 시의 반응성 형광체 합성 비용 등의 관점에서, 이들 원소의 함유량은 적은 것이 바람직하다. 또한, 여기에 예시된 것 이외의 원소를 불가피 성분으로서 함유하고 있는 경우도 있다. 이러한 경우에도, 일반적으로 실시 형태의 효과가 충분히 발휘된다.Further, as described above, the phosphors according to the embodiments may contain elements other than K, Si, F and Mn which are the main constituent elements. As the element to be contained, for example, a small amount of Na, Ca, Ti or the like may be contained. Even when these elements are contained in a small amount, the phosphors exhibit a similar luminescence spectrum in the red region, and a desired effect can be achieved. However, the content of these elements is preferably small in view of the stability of the phosphor and the cost of synthesizing the reactive phosphor when synthesizing the phosphor. In addition, an element other than those exemplified here may be contained as an inevitable component in some cases. Even in such a case, the effects of the embodiment are generally exhibited.

또한, 실시 형태에 의한 형광체는, 주상(主相) 외에 이상(異相)이나 불순물을 포함하고 있어도 된다. 이때, 형광체 전체의 조성뿐만 아니라, 주상의 조성이 상기 일반식 (A)을 만족시키는 것이 바람직하다.In addition, the phosphor according to the embodiment may contain an abnormal phase or an impurity in addition to the main phase. At this time, it is preferable that not only the composition of the whole phosphor but also the composition of the main phase satisfies the above general formula (A).

형광체 전체에 대한 각 원소의 함유량을 분석하기 위해서는, 예를 들어 이하와 같은 방법을 들 수 있다. K, Na, Ca, Si, Ti 및 Mn 등의 금속 원소는, 합성된 형광체를 알칼리 융해시키고, 예를 들어 IRIS Advantage형 ICP 발광 분광 분석 장치(상품명, 서모 피셔 사이언티픽사 제조)에 의하여 ICP 발광 분광법으로 분석할 수 있다. 또한, 비금속 원소 F는 합성된 형광체를 열 가수분해에 의하여 분리하고, 예를 들어 DX-120형 이온 크로마토그래프 분석 장치(상품명, 일본 다이오넥스 가부시키가이샤 제조)에 의하여 분석할 수 있다. 또한, F의 분석은 상술한 금속 원소와 마찬가지로 알칼리 융해시킨 후에, 이온크로마토그래피법으로 분석을 하는 것도 가능하다.In order to analyze the content of each element with respect to the whole phosphor, for example, the following method can be mentioned. The synthesized phosphor is alkali-melted by a metal element such as K, Na, Ca, Si, Ti and Mn, and is irradiated with ICP light emission (for example, by IRIS Advantage type ICP emission spectrochemical analyzer (trade name, manufactured by Thermo Scientific Inc.) It can be analyzed by spectroscopy. The non-metallic element F can be analyzed by, for example, a DX-120 type ion chromatograph analyzer (trade name, manufactured by Dio Nex Co., Ltd.), by separating the synthesized phosphor by thermal hydrolysis. The analysis of F can also be performed by ion chromatography after alkali melting as in the case of the above-described metal elements.

또한, 실시 형태에 의한 형광체는, 화학양론적으로는 산소를 포함하지 않는 것이다. 그러나, 형광체의 합성 프로세스 중, 또는 합성 후의 형광체 표면의 분해 등에 의하여, 산소가 불가피하게 형광체 중에 혼입되어 버리는 경우가 있다. 형광체 중의 산소의 함유량은 0인 것이 바람직하지만, [산소함유량]/[(불소함유량)+(산소함유량)]의 비가 0.05보다 작은 범위이면, 발광 효율이 크게 손상되는 일이 없으므로 바람직하다.In addition, the phosphor according to the embodiment does not contain oxygen stoichiometrically. However, oxygen may inevitably be incorporated into the phosphor during the synthesis process of the phosphor or after decomposition of the surface of the phosphor after synthesis. Although the content of oxygen in the phosphor is preferably 0, it is preferable that the ratio of [oxygen content] / [(fluorine content) + (oxygen content)] is less than 0.05, since the luminous efficiency is not significantly damaged.

종래, 칼륨, 규소 및 불소를 함유하는 기본 구조를 갖고, 망간으로 활성화된 불화물 형광체는, 발광 장치로서 사용되었을 경우, 발광 장치를 연속 운전했을 경우에, 형광체의 발광 강도가 시간의 흐름에 따라 저하되어, 발광의 색 어긋남이 발생해 버리는 것이 일반적이었다. 이러한 문제를 해결하는 방법은 다양하게 검토되고 있었지만, 어느 것도 개량의 여지가 있었다. 이에 비하여 본 발명자들은, 이러한 형광체 중 특정한 IR 스펙트럼을 나타내는 것이, 우수한 특성을 나타내는 것을 알아내었다. 구체적으로는, IR 스펙트럼에 있어서의, 1200 내지 1240㎝-1에 존재하는 최대 피크의 강도(이하, I1이라 하는 경우가 있음)에 대한 3570 내지 3610㎝-1에 존재하는 최대 피크의 강도(이하, I2라 하는 경우가 있음)의 비 IIR(I2/I1)이 0.01 이하인 형광체가 우수한 특성을 나타낸다.Conventionally, when a fluorophosphor phosphor having a basic structure containing potassium, silicon and fluorine and activated with manganese is used as a light emitting device, when the light emitting device is continuously operated, the light emission intensity of the phosphor decreases Resulting in a color shift of light emission. There are many ways to solve this problem, but there was room for improvement. On the other hand, the inventors of the present invention have found that exhibiting excellent IR spectra among these phosphors exhibit excellent properties. Specifically, the intensity of the maximum peak present in the IR spectrum at 3570 to 3610 cm -1 against the intensity of the maximum peak present at 1200 to 1240 cm -1 (hereinafter sometimes referred to as I 1 ) It represents the following, I 2 d is in) the non-I IR (I 2 / I 1 ) having excellent characteristics are 0.01 or less in the case of the phosphor.

이러한 IR 스펙트럼의 강도비는, 형광체 중에 존재하는 다양한 OH기의 함유량에 대응하는 것으로 생각된다. 즉, 후술하는 바와 같이 3570 내지 3610㎝-1에 존재하는 피크는 고립 OH기의 OH 결합의 고유 진동에 대응하고 있고, 3200㎝-1 부근은 형광체 주변에 포함되는 물 분자에 포함되는 OH 결합의 고유 진동에 대응하는 것으로 추측된다. 그리고, 형광체의 IR 스펙트럼에 있어서의 상기 강도비를 특정한 범위에 갖는 경우, 즉, 형광체에 포함되는 OH 결합이 적은 경우에 우수한 특성을 나타내는 것으로 생각된다.The intensity ratio of the IR spectrum is considered to correspond to the content of various OH groups present in the phosphor. That is, as described later, the peak present at 3570 to 3610 cm -1 corresponds to the natural vibration of the OH bond of the isolated OH group, and the peak near 3200 cm -1 of the OH bond contained in the water molecule It is assumed that it corresponds to natural vibration. It is considered that the phosphor exhibits excellent characteristics when the intensity ratio in the IR spectrum of the phosphor is within a specific range, that is, when the OH bond contained in the phosphor is small.

IR 스펙트럼의 측정 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 VERTEX70V FT-IR 분광계(상품명, 브루커 옵틱스 가부시키가이샤 제조) 등의 적외 분광 장치에 의하여 측정할 수 있다. 측정 조건은, 예를 들어 이하의 것으로 할 수 있다.The method of measuring the IR spectrum is not particularly limited, but can be measured by an infrared spectrometer such as a VERTEX 70V FT-IR spectrometer (trade name, manufactured by Bruker Optics Co., Ltd.). The measurement conditions may be, for example, as follows.

파수 분해능: 4㎝-1 Wavelength resolution: 4 cm -1

샘플 스캔 횟수: 100회Sample Scan Count: 100 times

측정 파수 범위: 350 내지 4000㎝-1 Measured wave range: 350 to 4000 cm -1

측정 분위기: 진공Measuring Atmosphere: Vacuum

검출기:TGS(DTGS) 검출기Detector: TGS (DTGS) detector

IR 스펙트럼의 측정 방법에는, 투과법, 반사법, ATR법 등이 존재하는데, 본 실시 형태에 따른 형광체는, 일반적으로 입자 직경이 수 ㎛ 내지 60㎛인 분말이며, 시료 조정이 용이하고, 측정이 가능한 확산 반사법에 의하여 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 확산 반사법은 적외 영역에서 광 투과성의 KBr이나 KCl 등의 희석제로 적당한 농도(1 내지 10% 정도)로 희석하여 측정하는 것이 일반적이지만, 본 실시 형태에 있어서의 형광체의 IR 스펙트럼에 있어서, 3590㎝-1 부근 및 3220㎝-1 부근의 피크 강도는 작기 때문에, 상기 희석제를 사용하지 않고 측정을 행하는 것이 바람직하다. 단, 백그라운드 측정에서는 상기 희석제를 사용하여 측정을 행하는 것이 바람직하다.The IR spectrum measurement method includes a transmission method, a reflection method, an ATR method, and the like. The phosphor according to the present embodiment is generally a powder having a particle diameter of several mu m to 60 mu m, It is preferable to perform it by a diffuse reflection method. The diffuse reflection method is generally carried out by diluting a light-permeable diluent such as KBr or KCl in an infrared region at an appropriate concentration (about 1 to 10%). In the IR spectrum of the phosphor of the present embodiment, Since the peak intensities around 3590 cm -1 and around 3220 cm -1 are small, it is preferable to perform the measurement without using the diluent. However, in the background measurement, it is preferable to perform the measurement using the diluent.

본 실시 형태에 의한 형광체의 IR 스펙트럼의 일례를 도 1에 나타낸다. 도 2는, 도 1의 IR 스펙트럼의 800 내지 1600㎝-1의 확대도이다. 또한, 도 2에는 Mn이 활성화되지 않은 K2SiF6 분체(예를 들어, 시판 중인 간토 가가쿠 제조의 시카 특급 시약)의 IR 스펙트럼도 함께 기재되어 있다. 도 2로부터, 800 내지 1600㎝-1의 피크는 Mn이 활성화된 형광체와, Mn으로 활성화되어 있지 않은 K2SiF6 분체에서 거의 마찬가지의 위치에 피크가 관찰되고 있음을 알 수 있다. 이 점에서, Mn이 활성화된 형광체에 있어서의 800 내지 1600㎝-1 부근의 피크는, 모체인 K2SiF6 결정에 고유한 진동 모드에 대응한다고 생각된다.Fig. 1 shows an example of the IR spectrum of the phosphor according to the present embodiment. Fig. 2 is an enlarged view of the IR spectrum of Fig. 1 at 800 to 1600 cm &lt;&quot; 1 & gt ;. 2 also shows an IR spectrum of a K 2 SiF 6 powder in which Mn is not activated (for example, a commercial Sakae reagent manufactured by Kanto Kagaku). 2, peaks at 800 to 1600 cm &lt; -1 &gt; are observed at almost the same positions in the Mn-activated phosphor and the K 2 SiF 6 powder not activated by Mn. In this respect, it is considered that the peak near 800 to 1600 cm -1 in the Mn-activated phosphor corresponds to the vibration mode inherent to the matrix K 2 SiF 6 crystal.

도 3은, 도 1의 IR 스펙트럼의 2500 내지 4000㎝-1의 확대도이다. 도 3으로부터 실시 형태의 형광체에서는, 이 범위에는 거의 피크가 검출되어 있지 않음을 알 수 있다. 한편, 종래의 입자의 내부 탈수 처리가 실시되어 있지 않은 불화 규소 형광체에서는 이러한 범위에 진동 피크가 존재하는 것이 일반적이었다. 즉, 실시 형태에 의한 형광체를 제조하는 경우에는, 수성 매체 중에서 형광체 결정을 형성시킨 후, 특정한 형광체 입자 내부의 탈수 처리를 하는 것이 바람직하다(상세 후술). 이러한 형광체 입자 내부의 탈수 처리 전의 형광체에서는 3720, 3630, 3590㎝-1 부근에 샤프한 진동 피크를 확인할 수 있다. 또한, 2500 내지 3500㎝-1에 브로드한 진동 피크가 확인된다. 전자의 진동 피크는 형광체 중에 존재하는 고립 OH기에 고유한 피크라고 생각된다. 또한, 후자의 브로드한 진동 피크는 형광체 결정에 흡착되거나, 수소 결합이나 배위 결합하거나 하고 있는 물 분자에 포함되는 OH 결합에 귀속되는 피크라고 생각된다. 본 실시 형태는, 상기 3570 내지 3610㎝-1에 존재하는 샤프한 최대 피크 강도(I2)와 형광체의 특성과 상관이 있다는 지견에 기초하여, 완성된 것이다.3 is an enlarged view of the IR spectrum of FIG. 1 at 2500 to 4000 cm -1 . 3, it can be seen that almost no peak is detected in this range in the phosphor of the embodiment. On the other hand, in the conventional silicon fluoride phosphors in which the internal dehydration treatment of particles is not carried out, it is general that there is a vibration peak in such a range. That is, in the case of producing the phosphor according to the embodiment, it is preferable to form a phosphor crystal in an aqueous medium and then dehydrate the inside of the specific phosphor particle (detailed later). In the phosphors before the dewatering treatment in the inside of the phosphor particles, a sharp vibration peak can be observed in the vicinity of 3720, 3630 and 3590 cm -1 . Further, a broad vibration peak at 2500 to 3500 cm -1 is confirmed. The oscillation peak of the electron is considered to be a peak inherent in the isolated OH group present in the phosphor. The latter broad vibration peak is considered to be a peak attributed to the OH bond included in the water molecule adsorbed to the phosphor crystal, hydrogen bond or coordination bond. The present embodiment is completed on the basis of the knowledge that the sharp maximum peak intensity (I 2 ) existing at 3570 to 3610 cm -1 correlates with the characteristics of the phosphor.

그러나, IR 측정은 일반적으로 정성적인 평가에 이용되는 것이기 때문에, 3570 내지 3610㎝-1에 존재하는 샤프한 최대 피크를 정량적으로 평가하는 것이 곤란하며, 그 피크 강도와 형광체의 특성과의 상관 관계를 명시하는 것이 곤란하다. 따라서, 실시 형태에 있어서는, 얻어진 IR 스펙트럼에 있어서의, K2SiF6 결정의 고유한 진동 모드에 귀속된다고 생각되는 1200 내지 1240㎝-1에 존재하는 최대 피크를 기준으로 하여, 그것에 대한 3570 내지 3610㎝-1에 존재하는 최대 피크의 상대 강도(IIR=I2/I1)를 지표로 하였다.However, since the IR measurement is generally used for qualitative evaluation, it is difficult to quantitatively evaluate the sharp maximum peak existing at 3570 to 3610 cm -1 , and the correlation between the peak intensity and the characteristics of the phosphor is specified It is difficult to do. Therefore, in the embodiment, with reference to the maximum peak, present in the 1200 to 1240㎝ -1 is considered to be attributable to a natural oscillation mode of K 2 SiF 6 determined in the resulting IR spectrum 3570 to 3610 for it, The relative intensity (I IR = I 2 / I 1 ) of the maximum peak present at -1 was taken as an index.

또한, IR 스펙트럼에 있어서의 상술한 최대 피크 위치(파수)는, 형광체의 조성이나 형광체의 합성 조건에 따라 변화되는 일도 있다. 본 실시 형태에서는, 1220㎝-1 부근의 피크 위치가 중요한 요소인데, 이 피크 위치는, 바람직한 조건 하에서 ±15㎝-1, 보다 바람직한 조건 하에서 ±5㎝-1 정도, 변동될 수 있는 경우가 있다.In addition, the above-mentioned maximum peak position (wavenumber) in the IR spectrum may vary depending on the composition of the phosphor and the synthesis conditions of the phosphor. In the present embodiment, the peak position near 1220 cm -1 is an important factor. The peak position may fluctuate by about ± 15 cm -1 under the preferable condition and about ± 5 cm -1 under the more preferable condition.

또한, 폭넓은 파수 영역에서 측정을 행하기 위하여, 응답 직선성이 높은 TGS(DTGS) 검출기를 사용하여 행하는 것이 바람직하다.Further, in order to perform measurement in a wide wave number range, it is preferable to use a TGS (DTGS) detector having high response linearity.

본 실시 형태에 있어서, 상대 강도 IIR값이 0.01 이하일 때, 형광체를 발광 장치에 사용하게 되면, 연속 운전 시의 시간 경과에 수반한 발광 강도의 변화가 작다는 것, 즉, 발광 강도 유지율이 높다는 것이 알아내게 되었다. 본 실시 형태에 있어서, 상기 상대 강도 IIR값이 상술한 범위에 있을 때, 형광체가 우수한 특성을 나타내는 상세한 이유에 대해서는 충분히 해명되어 있지 않다. 그러나, 이하와 같이 추정되고 있다. 일반적인 불화물을 모체로 한 형광체를 발광 장치에 내장시켜 운전했을 경우, 운전에 의하여 형광체가 고온으로 되고, 그 결과, 형광체에 포함되는 고립 OH기가 관여하는 가수분해가 일어나기 때문에, 발광 강도의 저하가 일어나는 것으로 추정된다. 한편, 실시 형태에 의한 형광체에서는 고립 OH기의 함유량이 적기 때문에, 가수분해가 일어나지 않아, 발광 강도의 저하도 작아진다고 추정된다.In the present embodiment, when the phosphor is used for a light emitting device when the relative intensity I IR value is 0.01 or less, the change of the light emission intensity with the lapse of time during continuous operation is small, that is, It was found out. In the present embodiment, detailed reasons why the phosphor exhibits excellent characteristics when the relative intensity I IR is in the above-described range are not sufficiently clarified. However, it is estimated as follows. When a fluorescent material having a general fluoride as a matrix is incorporated in a light emitting device, the fluorescent material becomes hot by operation, and as a result, hydrolysis involving the isolated OH group contained in the fluorescent material occurs, . On the other hand, in the phosphor according to the embodiment, since the content of the isolated OH group is small, it is presumed that the hydrolysis does not occur and the decrease in the emission intensity is also reduced.

또한, 상기 상대 강도 IIR은 0.01 이하인 것이 바람직한데, 보다 바람직하게는 0.005 이하, 더욱 바람직하게는 0.002 이하이다. 가장 바람직하게는, 3570 내지 3610㎝-1의 범위에 피크가 존재하지 않는 것, 즉, I2=IIR=0이다.The relative intensity I IR is preferably 0.01 or less, more preferably 0.005 or less, and still more preferably 0.002 or less. Most preferably, there is no peak in the range of 3570 to 3610 cm -1 , that is, I 2 = I IR = 0.

실시 형태에 의한 형광체는, 임의의 방법으로 제조할 수 있는데, 예를 들어 이하에 설명하는 방법으로 제조할 수 있다.The phosphors according to the embodiments can be produced by any method, for example, by the method described below.

일반식 (A)로 표시되는 조성을 갖는 형광체는 헥사플루오로규산(H2SiF6)과 헥사플루오로망간산칼륨(K2MnF6), 헥사플루오로망간산나트륨 등과의 혼합물을 용해시킨 불산 수용액 중에, 칼륨 함유 원료를 첨가하고, 반응시키는 공침 방법 등의 방법에 의하여 제조하는 것이 가능하다. 그 외에도 Si원, Ti원을 과망간산칼륨 등과 불산 수용액 중에서 반응시키는 방법이나, 헥사플루오로규산과 헥사플루오로망간산칼륨(K2MnF6) 등을 용해시킨 용액 중에 칼륨원을 첨가하고, 반응시키는 방법이나 빈용매 석출법 등의 방법에 의하여 합성하는 것이 가능하다. 어느 제조 방법에 있어서도, 기본 형광체는, 불산을 사용한 수용액 중에서 합성한 후에, 흡인 여과 등의 건조 처리를 거쳐 얻을 수 있다.The phosphor having the composition represented by the general formula (A) can be obtained by dissolving, in an aqueous solution of hydrofluoric acid in which a mixture of hexafluorosilicic acid (H 2 SiF 6 ), potassium hexafluoromanganate (K 2 MnF 6 ), sodium hexafluoromanganate, The potassium-containing raw material is added and reacted, and the like. In addition, a method in which a Si source and a Ti source are reacted in an aqueous solution of hydrofluoric acid with potassium permanganate or the like, or a method in which a potassium source is added to a solution in which hexafluorosilicic acid and potassium hexafluoromanganate (K2MnF6) It can be synthesized by a precipitation method or the like. In either production method, the basic phosphor can be obtained by synthesizing it in an aqueous solution using hydrofluoric acid, followed by drying treatment such as suction filtration.

본 발명자들의 검토에 의하면, 흡인 여과 등의 건조 처리를 행한 후의 형광체이더라도, 이 형광체에는 고립 OH기나 형광체 표면 등에 흡착되어 있는 물 분자가 불가피하게 포함되어 버리는 것을 알 수 있었다. 합성 방법의 선택이나 합성 파라미터의 최적화에 의하여, 고립 OH기나 형광체에 포함되는 물의 함유량을 어느 정도 감소시키는 것은 가능하지만, 합성 방법의 검토만으로는 고립 OH기나 물 분자를 완전히 제거하는 것은 용이치 않다. 그 때문에, 상기, 고립 OH기나 물 분자를 제거하기 위하여, 상술한 기본 형광체의 합성 후, 필요에 따라, 건조 처리를 행한 후에, 형광체 입자 내부의 탈수 처리를 행함으로써, 고립 OH기나 물 분자를 제거할 수 있다. 형광체 입자 내부의 탈수 처리는 200℃ 이상 800℃ 이하의 온도 범위, 0.0003 기압 이상 8기압 이하의 압력 범위, 처리 시간은 1분 이상 24시간 이하로 실시하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 200℃ 이상 750℃ 이하, 0.01 기압 이상 6기압 이하, 5분 이상 10시간 이하이다. 또한, 형광체 입자 내부의 탈수 처리를 행하는 분위기는 질소, 아르곤, 헬륨, 불소 분위기 등에서 실시할 수 있다.According to the investigations of the present inventors, it has been found that, even in the case of a phosphor after drying treatment such as suction filtration, water molecules adsorbed on the isolated OH group or the surface of the phosphor are inevitably contained in the phosphor. It is possible to reduce the content of water contained in the isolated OH group or the phosphor to some extent by selecting the synthesis method or optimizing the synthesis parameters, but it is not easy to completely remove the isolated OH group or the water molecule by the examination of the synthesis method. Therefore, in order to remove the isolated OH group or the water molecules, after the synthesis of the above-mentioned basic phosphor and, if necessary, the drying treatment is carried out, dehydration treatment is performed inside the phosphor particles to remove the isolated OH group or water molecule can do. The dehydration treatment inside the phosphor particles is preferably carried out at a temperature in the range of 200 ° C to 800 ° C, a pressure range of 0.0003 to 8 atm, and a treatment time of 1 minute to 24 hours. More preferably not lower than 200 ° C and not higher than 750 ° C, not lower than 0.01 atm and not higher than 6 atm, not lower than 5 but not higher than 10 hours. The atmosphere in which the dehydration process is performed in the inside of the phosphor particles can be performed in nitrogen, argon, helium, fluorine atmosphere or the like.

그러나, 고립 OH기나 물 분자를 제거하고, IIR값을 저하시키기 위하여 과잉된 형광체 입자 내부의 탈수 처리를 행하면, 형광체의 일부가 변성, 또는 산화되는 것이 생각된다. 변성 또는 산화를 회피하는 이유에서, 종래에는 수성 매체 중에서 형성된 형광체를 적극적으로 가열, 또는 감압 등 하여 입자 내부의 탈수 처리까지 행해지지 않는 것이 일반적이었다. 실시 형태에 있어서는, 이러한 형광체의 변성 또는 산화를 회피하기 위하여, 합성 후의 형광체 입자 내부의 탈수 공정에 있어서 온도, 압력, 분위기를 조정함으로써, 제어하는 것이 가능하다.However, if dehydration treatment is performed inside the excess phosphor particles to remove the isolated OH group or water molecule and lower the I IR value, it is considered that a part of the phosphor is denatured or oxidized. It has been common that phosphor formed in an aqueous medium is not actively heated or subjected to dehydration treatment in the inside of the particle by depressurization or the like for reasons of avoiding denaturation or oxidation. In the embodiment, in order to avoid denaturation or oxidation of such a phosphor, it is possible to control by adjusting the temperature, pressure and atmosphere in the dehydration process inside the synthesized phosphor particles.

도 4에, 형광체의 유효 배위수 ECoN과 내부 양자 효율의 관계를 나타낸다. 여기서, 유효 배위수 ECoN은, 배위 다면체의 변형을 나타내는 물리량이다. 예를 들어, 결정 구조가 완전한 정팔면체의 경우에는, 변형이 전혀 없어, ECoN은 6으로 된다. ECoN은 결정 구조가 변형되면 작아지고, 변형이 커질수록 보다 작은 수치를 취한다. 여기서, ECoN은, 구체적으로는, 규소 또는 망간이 차지하는 사이트를 중심으로 하고, 불소의 사이트를 정점으로 하는 팔면체 구조를 갖는 결정 구조에 관하여, 분말 X선 회절 프로파일을, 결정계가 단사정이고, 또한 공간 군이 P1인, 면심 대칭성을 갖는 결정 구조로 설정한 조건에서 리트벨트 해석하여 평균 결정 구조를 결정했을 때, 하기 일반식 (B)로 정의된다.Fig. 4 shows the relationship between the effective coordination number ECoN of the phosphor and the internal quantum efficiency. Here, the effective coordinate number ECoN is a physical quantity indicating deformation of the coordinated polyhedron. For example, when the crystal structure is a perfect octahedron, there is no deformation, and ECoN is 6. ECoN becomes smaller as the crystal structure is deformed, and smaller as the strain becomes larger. Herein, ECoN specifically refers to a powder X-ray diffraction profile with respect to a crystal structure having an octahedral structure in which a site occupied by silicon or manganese is centered and has a site of fluorine as a peak, (B) when the average crystal structure is determined by Rietveld analysis under the condition set to a crystal structure having face-center symmetry where the space group is P1.

Figure 112017002928799-pat00004
Figure 112017002928799-pat00004

(식 중, wi는 이하의 일반식 (C)로 표시되고;(Wherein w i is represented by the following formula (C);

식 중, li는 상기 팔면체에 6개의 규소(또는 망간)-불소 간 결합 중, i(i=1, 2, 3, 4, 5, 6)번째의 결합의 결합 길이이고, lav는 이하의 일반식 (D)로 표시되고;Wherein, l i is six silicon (or manganese) in the octahedron - a combined length of the combination of the second of the bond between the fluorine, i (i = 1, 2 , 3, 4, 5, 6), l av is less than Represented by the general formula (D);

Figure 112017002928799-pat00006
Figure 112017002928799-pat00006

식 중, lmin은 상기 팔면체 중의 6개의 규소(또는 망간)-불소 간 결합 길이 중 최솟값을 나타내는 것임)In the formula, 1 min represents the minimum value among the six silicon (or manganese) -fluorine bond lengths of the octahedron)

또한, 해석 대상으로 하는 분말 X선 회절 프로파일은 실측값이며, 측정되는 결정은, 상기 일반식 (A)로 표시되는 주상(主相) 외에, 이상(異相)이나 불순물도 포함하는 경우가 있다. 이들 함유량은 상대적으로 적으므로, 일반적으로는 무시할 수 있지만, 측정된 분말 X선 회절 프로파일이, 기지인 주상과는 명백히 상이한 형상을 갖는 경우에는, 주상에 대응하지 않는 프로파일 형상(피크)을 제외하고 해석할 수 있다.In addition, the powder X-ray diffraction profile to be analyzed is an actual value, and the crystal to be measured may contain an abnormal phase or an impurity in addition to the main phase represented by the above general formula (A). When the measured powder X-ray diffraction profile has a distinctly different shape from the known columnar phase, the profile shape (peak) not corresponding to the columnar phase is excluded, because the content thereof is relatively small and therefore generally negligible Can be interpreted.

또한, 형광체의 흡수율, 내부 양자 효율 η'은 이하의 식에서 산출된다.Further, the absorption coefficient of the phosphor and the internal quantum efficiency? 'Are calculated by the following equations.

식 중,Wherein,

Figure 112017002928799-pat00007
Figure 112017002928799-pat00007

Figure 112017002928799-pat00008
Figure 112017002928799-pat00008

E(λ): 형광체에 조사한 여기 광원의 전체 스펙트럼(포톤 수 환산)E (?): The total spectrum of the excitation light source irradiated onto the phosphor (converted to photon number)

R(λ): 형광체의 여기 광원 반사광 스펙트럼(포톤 수 환산)R (?): The excitation light source reflected light spectrum of the phosphor (converted to photon number)

P(λ): 형광체의 발광 스펙트럼(포톤 수 환산)P (?): Emission spectrum of phosphor (converted to photon number)

이다.to be.

형광체의 흡수율, 내부 양자 효율은, 예를 들어 C9920-02G형 절대 PL 양자 수율 측정 장치(상품명, 하마마쓰 포토닉스 가부시키가이샤 제조)에 의하여 측정할 수 있다. 상기 모체 착색을 측정할 때의 여기 광으로서는 피크 파장이 650㎚ 부근, 반값 폭 5 내지 10㎚를 사용할 수 있다. 또한, 내부 양자 효율을 측정할 때의 여기 광으로서는 피크 파장이 440 내지 470㎚ 부근, 반값 폭 5 내지 15㎚의 청색 광을 사용할 수 있다.The absorption coefficient of the phosphor and the internal quantum efficiency can be measured by, for example, a C9920-02G absolute PL quantum yield measuring apparatus (trade name, manufactured by Hamamatsu Photonics K.K.). As the excitation light when the matrix coloring is measured, a peak wavelength of about 650 nm and a half width of 5 to 10 nm can be used. As the excitation light for measuring the internal quantum efficiency, blue light having a peak wavelength in the vicinity of 440 to 470 nm and a half width of 5 to 15 nm can be used.

또한, 실시 형태에 의한 형광체를 발광 디바이스 등에 사용하기 위해서는, 내부 양자 효율은 70% 이상인 것이 바람직하다. 도 4로부터 ECoN이 커지면, 내부 양자 효율이 상승하는 것을 알 수 있다. 그리고 내부 양자 효율 70% 이상을 달성하기 위해서는, ECoN이 5.6 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5.8 이상이다. 또한, 정의에 의하여 ECoN의 최댓값은 6.0이다. 또한, 도 4로부터, 일반식 (A)로 표시되는 형광체의 ECoN이 높을수록 양자 효율이 높은 것을 알 수 있다. 따라서,ECoN이 높은 것이 바람직하다. 이러한 높은 ECoN을 달성하기 위해서는, 다양한 방법을 취할 수 있다. 높은 ECoN을 달성하기 위한 방법의 하나로서, 형광체 입자 내부의 탈수 조건을 최적화하는 것이 바람직하다.Further, in order to use the phosphor according to the embodiment for a light-emitting device or the like, the internal quantum efficiency is preferably 70% or more. It can be seen from Fig. 4 that when the ECoN is increased, the internal quantum efficiency is increased. In order to achieve an internal quantum efficiency of 70% or more, the ECoN is preferably 5.6 or more, more preferably 5.8 or more. By definition, the maximum value of ECoN is 6.0. 4, it can be seen that the higher the ECoN of the phosphor represented by the general formula (A), the higher the quantum efficiency. Therefore, it is preferable that ECoN is high. In order to achieve such a high ECON, various methods can be taken. As one method for achieving a high ECON, it is preferable to optimize the dehydration condition inside the phosphor particles.

또한, 실시 형태에 의한 형광체는 사용하는 발광 장치에의 도포 방법에 따라 분급할 수도 있다. 청색 영역에 발광 피크를 갖는 여기 광을 사용한 통상의 백색 LED 등에서는, 일반적으로 1 내지 50㎛로 분급된 형광체 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 분급 후의 형광체의 입경이 과도하게 작으면, 발광 강도가 저하되어 버리는 일이 있다. 또한, 입경이 과도하게 크면 LED에 도포할 때, 형광체층 도포 장치에 형광체가 눈막힘되어 작업 효율이나 수율의 저하, 완성된 발광 장치의 색 불균일의 원인으로 되는 일이 있다.The phosphors according to the embodiments may be classified according to the application method to the light emitting device to be used. In general white LEDs or the like using excitation light having an emission peak in the blue region, it is preferable to use phosphor particles classified generally in the range of 1 to 50 mu m. If the particle diameter of the fluorescent substance after classification is excessively small, the emission intensity may be lowered. In addition, when the particle diameter is excessively large, phosphors are clogged in the phosphor layer coating apparatus when applied to an LED, which may result in lowering of working efficiency and yield, and color irregularity of the completed light emitting device.

실시 형태에 따른 형광체는 자외로부터 청색 영역에 발광 피크를 갖는 여기 광원으로 여기 가능하다. 이 형광체를 발광 장치에 사용하는 경우에는, 형광체의 여기 스펙트럼으로부터, 440㎚ 이상 470㎚ 이하의 파장 영역에 발광 피크를 갖는 발광 소자를 여기 광원으로서 이용하는 것이 바람직하다. 상술한 파장 범위 외에 발광 피크를 갖는 발광 소자를 사용하는 것은, 발광 효율의 관점에서는 바람직하지 않다. 발광 소자로서는, LED 칩이나 레이저 다이오드 등의 고체 광원 소자를 사용할 수 있다.The phosphor according to the embodiment is excited by an excitation light source having an emission peak in the ultraviolet to blue region. When this phosphor is used for a light emitting device, it is preferable to use, as an excitation light source, a light emitting element having an emission peak in a wavelength range of 440 nm to 470 nm from the excitation spectrum of the phosphor. It is not preferable from the viewpoint of light emission efficiency to use a light emitting element having an emission peak outside the wavelength range described above. As the light emitting element, a solid light source element such as an LED chip or a laser diode can be used.

실시 형태에 따른 형광체는, 적색의 발광을 하는 형광체이다. 따라서, 여기 광원에 청색 광을 사용했을 경우에는 녹색 발광 형광체 및 황색 발광 형광체와 조합하여 사용함으로써, 백색 발광 장치를 얻을 수 있다. 또한, 여기 광원에 자외광을 사용했을 경우에는 청색 발광 형광체와 녹색 발광 형광체 및 황색 발광 형광체와 조합하여 사용함으로써, 백색 발광 장치를 얻을 수 있다. 사용하는 형광체의 종류는 발광 장치의 목적에 맞춰 임의로 선택할 수 있다. 예를 들어, 색온도가 낮은 조명 용도의 백색 발광 장치를 제공할 때는, 실시 형태에 의한 형광체와 황색 발광 형광체와 조합함으로써, 효율과 연색성을 양립시킨 발광 장치를 제공할 수 있다.The phosphor according to the embodiment is a phosphor that emits red light. Therefore, when blue light is used for the excitation light source, a white light emitting device can be obtained by using the green light emitting phosphor and the yellow light emitting phosphor in combination. When ultraviolet light is used for the excitation light source, a white light emitting device can be obtained by using the blue light emitting phosphor in combination with the green light emitting phosphor and the yellow light emitting phosphor. The kind of the phosphor to be used may be arbitrarily selected in accordance with the purpose of the light emitting device. For example, when providing a white light emitting device for illumination with a low color temperature, a light emitting device having both efficiency and color rendering property can be provided by combining the phosphor according to the embodiment and the yellow light emitting phosphor.

녹색 발광 형광체 및 황색 발광 형광체는, 520㎚ 이상 570㎚ 이하의 파장 영역에 주 발광 피크를 갖는 형광체라 할 수 있다. 이러한 형광체로서는, 예를 들어, (Sr,Ca,Ba)2SiO4:Eu, Ca3(Sc,Mg)2Si3O12:Ce 등의 규산염 형광체, (Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ce 등의 알루민산염 형광체, (Ca,Sr,Ba)Ga2S4:Eu 등의 황화물 형광체, (Ca,Sr,Ba)Si2O2N2:Eu, Eu를 활성화한 (Ca,Sr)-αSiAlON, βSiAlON 등의 알칼리 토류 산 질화물 형광체 등을 들 수 있다. 또한, 주 발광 피크란, 발광 스펙트럼의 피크 강도가 가장 커지는 파장이며, 예시된 형광체의 발광 피크는, 지금까지 문헌 등으로 보고되어 있다. 또한, 형광체 제작 시의 소량의 원소 첨가나 약간의 조성 변동에 의하여, 10㎚ 정도의 발광 피크의 변화가 인정되는 일이 있는데, 그러한 형광체도 상술한 예시된 형광체에 포함되는 것으로 한다.The green light-emitting fluorescent substance and the yellow light-emitting fluorescent substance may be referred to as a fluorescent substance having a main emission peak in a wavelength range of 520 nm to 570 nm. Such as phosphor, for example, (Sr, Ca, Ba) 2 SiO 4: Eu, Ca 3 (Sc, Mg) 2 Si 3 O 12: silicate phosphor, such as Ce (Y, Gd) 3 ( Al, Ga ) 5 O 12: activate Eu, Eu: Ce, etc. of the aluminate phosphor, (Ca, Sr, Ba) Ga 2 S 4: Eu , etc. of the sulfide phosphor, (Ca, Sr, Ba) Si 2 O 2 N 2 Alkaline earth oxynitride phosphors such as (Ca, Sr) -? SiAlON,? SiAlON, and the like. The main luminescence peak is a wavelength at which the peak intensity of the luminescence spectrum is the largest, and the luminescence peak of the exemplified phosphor has been reported so far in the literature. Further, a slight change in the emission peak of about 10 nm is recognized due to the addition of a small amount of element or slight compositional variation during the production of the phosphor. Such a phosphor is also included in the above-exemplified phosphor.

청색 발광 형광체는, 440㎚ 이상 500㎚ 이하의 파장 영역에 주 발광 피크를 갖는 형광체라 할 수 있다. 예를 들어, (Sr,Ca,Ba,Mg)5(PO4)3(Cl,Br):Eu, (Sr,Ca,Ba,Mg)5(PO4)(3Cl):Eu 등의 할로 인산염 형광체, 2SrO·0.84P2O5·0.16B2O3:Eu 등의 인산염 형광체, 및 BaMgAl10O17:Eu 등의 알칼리 토금속 알루민산염 형광체 등을 들 수 있다.The blue light-emitting fluorescent substance may be a fluorescent substance having a main emission peak in a wavelength region of 440 nm to 500 nm. For example, (Sr, Ca, Ba, Mg) 5 (PO 4) 3 (Cl, Br): Eu, (Sr, Ca, Ba, Mg) 5 (PO 4) (3Cl): halo phosphate such as Eu Phosphor, a phosphor such as 2SrO · 0.84P 2 O 5 · 0.16B 2 O 3 : Eu, and an alkaline earth metal aluminate phosphor such as BaMgAl 10 O 17 : Eu.

또한, 실시 형태에 의한 형광체를 사용한 발광 장치에는, 상기 이외의, 주황색 발광 형광체, 적색 발광 형광체도 용도에 따라 사용할 수 있다.In the light emitting device using the phosphor according to the embodiment, the orange light-emitting fluorescent substance and the red light-emitting fluorescent substance other than those described above may also be used depending on the use.

주황색 발광 형광체, 적색 발광 형광체로서는 (Sr,Ca,Ba)2SiO4:Eu 등의 규산염 형광체, Li(Eu,Sm)W2O8 등의 텅스텐산염 형광체, (La,Gd,Y)2O2S:Eu 등의 산 황화물 형광체, (Ca,Sr,Ba)S:Eu 등의 황화물 형광체, (Sr,Ba,Ca)2Si5N8:Eu, (Sr,Ca)AlSiN3:Eu 등의 질화물 형광체 등을 들 수 있다. 실시 형태에 의한 형광체에 이들 형광체를 더 조합하여 사용함으로써, 효율뿐만 아니라, 조명 용도에서의 연색성이나, 백라이트 용도에서의 색 영역을 더 개선할 수 있다. 단, 사용하는 형광체의 수가 지나치게 많으면, 형광체끼리가 흡수, 발광하는 재흡수·발광 현상이나 산란 현상이 발생하여, 발광 장치의 발광 효율이 저하된다.Examples of the orange-emitting phosphor, a red light-emitting fluorescent material (Sr, Ca, Ba) 2 SiO 4: silicate phosphor, Li, such as Eu (Eu, Sm) tungstate fluorescent material such as W 2 O 8, (La, Gd, Y) 2 O 2 S: oxysulfide phosphor such as Eu, (Ca, Sr, Ba ) S: Eu , etc. of the sulfide phosphor, (Sr, Ba, Ca) 2 Si 5 N 8: Eu, (Sr, Ca) AlSiN 3: Eu , etc. And the like. By using these phosphors in combination with the phosphors according to the embodiments, it is possible to further improve not only the efficiency but also the color rendering property in illumination use and the color area in backlight use. However, if the number of the used phosphors is excessively large, the phosphors absorb and emit light, and the reabsorption and luminescence phenomenon or scattering phenomenon occur, and the light emitting efficiency of the light emitting device is lowered.

도 5에는, 실시 형태에 따른 발광 장치의 단면을 도시한다. 도시한 발광 장치는, 발광 장치는 리드(100) 및 리드(101)와 스템(102), 반도체 발광 소자(103), 반사면(104), 형광체층(105)을 갖는다. 저면 중앙부에는, 반도체 발광 소자(103)가 Ag 페이스트 등에 의하여 마운트되어 있다. 반도체 발광 소자(103)로서는, 자외 발광을 행하는 것, 또는 가시 영역의 발광을 행하는 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, GaAs계, GaN계 등의 반도체 발광 다이오드 등을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 리드(100) 및 리드(101)의 배치는, 적절히 변경할 수 있다. 발광 장치의 오목부 내에는, 형광체층(105)이 배치된다. 이 형광체층(105)은, 실시 형태에 따른 형광체를, 예를 들어 실리콘 수지를 포함하는 수지층 중에 5wt% 이상 80wt% 이하의 비율로 분산시킴으로써 형성할 수 있다.Fig. 5 shows a cross section of the light emitting device according to the embodiment. In the illustrated light emitting device, the light emitting device has a lead 100, a lead 101 and a stem 102, a semiconductor light emitting element 103, a reflecting surface 104, and a phosphor layer 105. At the center of the bottom, the semiconductor light emitting element 103 is mounted by Ag paste or the like. As the semiconductor light emitting element 103, ultraviolet light emission or light emission in a visible region can be used. For example, it is possible to use a semiconductor light emitting diode such as a GaAs-based or GaN-based semiconductor. The arrangement of the lead 100 and the lead 101 can be appropriately changed. In the concave portion of the light emitting device, the phosphor layer 105 is disposed. This phosphor layer 105 can be formed by dispersing the phosphor according to the embodiment in a resin layer containing, for example, a silicone resin at a ratio of 5 wt% or more and 80 wt% or less.

반도체 발광 소자(103)로서는, n형 전극과 p형 전극을 동일한 면 상에 갖는 플립 칩형의 것을 사용하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 와이어의 단선이나 박리, 와이어에 의한 광 흡수 등의 와이어에 기인한 문제를 해소하여, 신뢰성이 높은 고휘도의 반도체 발광 장치가 얻어진다. 또한, 반도체 발광 소자(103)에 n형 기판을 사용하여, 다음과 같은 구성으로 할 수도 있다. 구체적으로는, n형 기판의 이면에 n형 전극을 형성하고, 기판 상의 반도체층 상면에는 p형 전극을 형성하고, n형 전극 또는 p형 전극을 리드에 마운트한다. p형 전극 또는 n형 전극은, 와이어에 의하여 다른 쪽 리드에 접속할 수 있다. 반도체 발광 소자(103)의 크기, 오목부의 치수 및 형상은, 적절히 변경할 수 있다.As the semiconductor light emitting element 103, a flip chip type having an n-type electrode and a p-type electrode on the same plane can be used. In this case, problems caused by wires such as disconnection and peeling of wires and light absorption by wires are solved, and a semiconductor light emitting device with high reliability and high luminance can be obtained. Further, an n-type substrate may be used for the semiconductor light emitting element 103 so as to have the following structure. Specifically, an n-type electrode is formed on the back surface of the n-type substrate, a p-type electrode is formed on the top surface of the semiconductor layer on the substrate, and an n-type electrode or a p-type electrode is mounted on the lead. The p-type electrode or the n-type electrode can be connected to the other lead by a wire. The size and shape of the semiconductor light emitting element 103 and the dimensions and shape of the concave portion can be appropriately changed.

도 6에는, 포탄형 발광 장치의 예를 도시한다. 반도체 발광 소자(201)는, 리드(200')에 마운트재(202)를 개재하여 실장되고, 프리 딥재(204)로 덮인다. 본딩 와이어(203)에 의하여, 리드(200)가 반도체 발광 소자(201)에 접속되고, 캐스팅재(205)로 봉입되어 있다. 프리 딥재(204) 중에는, 실시 형태에 따른 형광체가 함유된다.Fig. 6 shows an example of a shell-type light emitting device. The semiconductor light emitting device 201 is mounted on the lead 200 'with the mount material 202 interposed therebetween and is covered with the pre-dipping material 204. The lead 200 is connected to the semiconductor light emitting element 201 by the bonding wire 203 and is sealed with the casting material 205. The pre-dipping material 204 contains a phosphor according to the embodiment.

상술한 바와 같이, 실시 형태에 따른 발광 장치, 예를 들어 백색 LED는 일반 조명 등뿐만 아니라, 컬러 필터 등과 조합하여 사용되는 발광 디바이스, 예를 들어 액정용 백라이트용의 광원 등으로서도 최적이다. 구체적으로는, 액정의 백라이트 광원이나 청색 발광층을 사용한 무기 일렉트로루미네센스 장치의 적색 발광 재료로서도 사용할 수 있다.As described above, the light emitting device according to the embodiment, for example, the white LED is optimal not only for general illumination but also for a light emitting device used in combination with a color filter or the like, for example, a light source for a liquid crystal backlight. Specifically, it can be used as a red light emitting material of an inorganic electroluminescence device using a backlight light source of a liquid crystal or a blue light emitting layer.

이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 취지를 넘지 않는 한, 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples unless the scope of the invention is exceeded.

[실시예 1, 비교예 1][Example 1, Comparative Example 1]

KMnO4 분말과 KF 분말을 HF 수용액에 용해시킨 후에, H2O2 수용액을 서서히 적하하고, HF 수용액 중에서 충분히 반응시킴으로써 K2MnF6을 합성하였다. 합성한 K2MnF6을 흡인 여과하여, K2MnF6 분말로 하였다. 또한, HF 수용액 중에 SiO2 분말을 용해시켜, H2SiF6 용액을 조정하였다. 또한, HF 수용액에 KF 분말을 용해시켜, KF 수용액을 조정하였다. 조정한 H2SiF6 용액에 합성한 K2MnF6 분말을 용해시켜 반응 용액을 조정하였다. 조정한 반응 용액에 사전에 조정한 KF 수용액을 적하하고, 반응 용액 중에서 충분히 반응시킴으로써 K2SiF6:Mn을 합성하였다. 합성한 K2SiF6:Mn을 흡인 여과하여, 형광체 분말로 하였다(비교예 1). 합성한 상기 형광체의 조성 분석을 한 바, K2. 03(Si0.98, Mn0.02)F6이었다. 또한, 합성한 형광체로부터 고립 OH기나 물 분자를 완전히 제거하기 위하여 형광체 입자 내부의 탈수 처리를 실시하였다(실시예 1).After the KMnO 4 powder and the KF powder were dissolved in the HF aqueous solution, the H 2 O 2 aqueous solution was slowly added dropwise, and the K 2 MnF 6 was synthesized by sufficiently reacting in the HF aqueous solution. The synthesized K 2 MnF 6 was subjected to suction filtration to obtain a K 2 MnF 6 powder. Further, the SiO 2 powder was dissolved in the HF aqueous solution to adjust the H 2 SiF 6 solution. Further, the KF powder was dissolved in the HF aqueous solution to adjust the KF aqueous solution. The K 2 MnF 6 powder synthesized in the adjusted H 2 SiF 6 solution was dissolved to adjust the reaction solution. K 2 SiF 6 : Mn was synthesized by dripping a previously prepared KF aqueous solution into the prepared reaction solution and sufficiently reacting in the reaction solution. The synthesized K 2 SiF 6 : Mn was subjected to suction filtration to obtain a phosphor powder (Comparative Example 1). The composition analysis of the synthesized fluorescent material was analyzed and found to K 2. 03 (Si 0.98, Mn 0.02) F 6. Further, in order to completely remove isolated OH groups and water molecules from the synthesized phosphors, dehydration treatment was performed inside the phosphor particles (Example 1).

실시예 1 및 비교예 1의 IR 스펙트럼 측정을 행하였다. 실시예 1 및 비교예 1의 적외 흡수 스펙트럼에 있어서의 1200 내지 1240㎝-1의 범위에 존재하는 최대 피크의 강도에 대한 3570 내지 3610㎝-1의 범위에 존재하는 최대 피크의 강도 IIR, 내부 양자 효율은, 표 1에 나타내는 바와 같았다.IR spectra of Example 1 and Comparative Example 1 were measured. The intensity I IR of the maximum peak in the range of 3570 to 3610 cm -1 with respect to the intensity of the maximum peak in the range of 1200 to 1240 cm -1 in the infrared absorption spectra of Example 1 and Comparative Example 1, The quantum efficiency was as shown in Table 1.

또한, IR 스펙트럼 측정에는, VERTEX70V FT-IR 분광계(상품명, 브루커 옵틱스 가부시키가이샤 제조)를 사용하였다. 이 장치에 의한 IIR의 검출 한계는 0.001이며, 검출 한계 이하의 경우에는, 표 3에는 0.001 이하라고 기재하였다.For the IR spectrum measurement, a VERTEX70V FT-IR spectrometer (trade name, manufactured by Bruker Optics Co., Ltd.) was used. The detection limit of I IR by this apparatus is 0.001, and when it is below the detection limit, it is described as 0.001 or less in Table 3.

또한, 이들 시료를 유발에서 분쇄한 후에, 분말 X선 회절 측정을, SmartLab(상품명, Rigaku사 제조)을 사용하여 실시하였다. 측정은 집중법을 이용하여, 2θ를 5 내지 140℃의 범위에서 소인하였다. 얻어진 분말 X선 회절 프로파일을, 표 1에 나타낸 원자 좌표를 초기 구조로 하여, 결정계가 단사정이고, 공간 군이 P1인, 면심 대칭성을 갖는 결정 구조로 규정하고, PDXL Ⅱ(상품명, Rigaku사 제조)를 사용하여 리트벨트 해석을 행하여, 평균 구조의 정밀화를 행하였다. 이때의 평균 결정 구조의 a축 길이, b축 길이 및 c축 길이는, 8.1419Å이고, α, β 및 γ는, 90.000°였다. 해석의 수렴의 양부를 나타내는 R 인자는 Rwp가 5.39, S가 1.40이었다.After these samples were ground in a mortar, powder X-ray diffraction measurement was carried out using SmartLab (trade name, manufactured by Rigaku). The measurement was carried out using concentration method and the 2? Was swept in the range of 5 to 140 占 폚. The obtained powder X-ray diffraction profile was defined as a crystal structure having a plane symmetry with a crystal system of monoclinic and a space group of P1 with the atomic coordinates shown in Table 1 as an initial structure, and PDXL II (trade name, manufactured by Rigaku Corporation) ) To perform the Rietveld analysis, and the average structure was refined. The a-axis length, b-axis length and c-axis length of the average crystal structure at this time were 8.1419 Å, and α, β and γ were 90.000 °. The R factors indicating the convergence of interpretation were Rwp of 5.39 and S of 1.40.

또한, 표 1은, 이상적인 정팔면체 구조 결정의 부분 좌표(fractional coordinate)에 대응하는 것이다. 즉, 단위 격자의 각 원소의 좌표는 표 1의 부분 좌표를 공간 군 P1에 속하는 것으로 하고 공간 군의 대칭성에 따라 전개함으로써 구할 수 있다. 표 1의 결과로부터 Si/Mn 사이트를 중심으로 하고 6개의 F 사이트를 정점으로 한 팔면체의 결정 구조에 있어서의 유효 배위수 ECoN을 상술한 식에 기초하여 산출하였다. 이때, 유효 배위수 ECoN의 값은, 6이었다.Also, Table 1 corresponds to the fractional coordinate of the ideal octahedral structure determination. That is, the coordinates of each element of the unit lattice can be obtained by expanding the partial coordinates in Table 1 as belonging to the space group P1 and by developing it according to the symmetry of the space group. From the results shown in Table 1, the effective coordination number ECoN in the crystal structure of the octahedron centering on the Si / Mn site and having six F sites as apexes was calculated based on the above-mentioned formula. At this time, the value of the effective coordination number ECoN was 6.

Figure 112017002928799-pat00009
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마찬가지로 분말 X선 회절 프로파일의 해석 후에 얻어진 실시예 1에 의한 결정의 원자 좌표를 표 2에 나타낸다. 이때의 평균 결정 구조의 a축 길이, b축 길이 및 c축 길이는, 각각 8.1130(7)Å, 8.152(2)Å, 및 8.142(2)Å이고, α, β 및 γ는, 90.10(3)°, 90.14(3)°, 및 90.06(3)°였다.Table 2 shows the atomic coordinates of the crystals obtained in Example 1 obtained after the analysis of the powder X-ray diffraction profile. The a-axis length, the b-axis length and the c-axis length of the average crystal structure at this time were 8.1130 (7) A, 8.152 (2) A, and 8.142 ), 90.14 (3), and 90.06 (3) degrees, respectively.

표 2의 결과로부터 Si/Mn 사이트를 중심으로 하고 6개의 F 사이트를 정점으로 한 팔면체의 유효 배위수 ECoN을 상술한 식에 기초하여 산출하였다. 결과는 표 3에 나타낸 바와 같다.From the results shown in Table 2, the effective coordination number ECoN of the octahedron centering on the Si / Mn site and having six F sites as apexes was calculated based on the above-mentioned formula. The results are shown in Table 3.

Figure 112017002928799-pat00010
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실시예 1 및 비교예 1의 형광체를 수지와 함께 혼합하고, GaN계의 LED 발광 소자 상에 밀봉하여, 발광 장치로 하였다. 각각의 발광 장치에 대하여, 각각 LED에 전류를 주입하여, 발광 장치를 연속 점등시켰다. 실시예 1 및 비교예 1의 형광체 발광 강도의 거동을 관측하였다. 500시간 후 및 1000시간 후의 발광 강도 유지율은, 표 3에 나타내는 바와 같았다. 이 결과로부터, 실시 형태에 따른 형광체에서는 발광 장치 사용 시의 발광 강도 저하가 억제되어 있음을 이해할 수 있다.The phosphors of Example 1 and Comparative Example 1 were mixed together with a resin and sealed on a GaN-based LED light-emitting device to obtain a light-emitting device. For each light emitting device, current was injected into each LED, and the light emitting device was continuously lit. The behavior of the luminescent intensity of the phosphors of Example 1 and Comparative Example 1 was observed. The retention ratios of luminescence intensity after 500 hours and after 1000 hours were as shown in Table 3. From these results, it can be understood that in the phosphor according to the embodiment, the decrease in light emission intensity is suppressed when the light emitting device is used.

다음으로, 비교예 1과 마찬가지의 방법으로 형광체를 합성하고, 건조 조건을 변화시킨 실시예 2 내지 6의 형광체를 합성하였다. 형광체 중의 IIR, ECoN 및 내부 양자 효율은, 표 3과 같았다. 또한, 실시예 2 내지 6의 형광체를 수지와 함께 혼합하고, GaN계의 LED 발광 소자 상에 밀봉한 발광 장치의 발광 강도 유지율은 표 3과 같았다.Next, phosphors were synthesized in the same manner as in Comparative Example 1, and phosphors of Examples 2 to 6 in which drying conditions were changed were synthesized. I IR , ECoN and internal quantum efficiency in the phosphor were as shown in Table 3. In addition, the phosphors of Examples 2 to 6 were mixed together with the resin, and the luminescence intensity retention ratio of the light-emitting device sealed on the GaN-based LED light-emitting device was as shown in Table 3.

Figure 112017002928799-pat00011
Figure 112017002928799-pat00011

이들 결과로부터, IIR이 0.01 이하이고, 또한 ECoN이 0.56 이상인 경우에는, 내부 양자 효율이 실용상 충분히 높고, 동시에 발광 강도 유지율도 높은 것을 알 수 있다.From these results, it is the I IR 0.01 or less, and high, the internal quantum efficiency is sufficient for practical use or more ECoN is 0.56, it can be seen that at the same time the light emission intensity retention ratio is also high.

본 발명의 몇 가지 실시 형태를 설명했지만, 이들 실시 형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규의 실시 형태는, 그 외의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허 청구 범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These new embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and alterations can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications fall within the scope and spirit of the invention, and are included in the scope of the invention as defined in the claims and their equivalents.

100 및 101: 리드
102: 스템
103: 반도체 발광 소자
104: 반사면
105: 형광체층
200 및 200': 리드
201: 반도체 발광 소자
202: 마운트재
203: 본딩 와이어
204: 프리 딥재
205: 캐스팅재
100 and 101: Lead
102: Stem
103: Semiconductor light emitting element
104: Reflecting surface
105: phosphor layer
200 and 200 ': lead
201: Semiconductor light emitting element
202: Mount material
203: Bonding wire
204: pre-dipping material
205: casting material

Claims (9)

하기 일반식 (A):
(K1-p/k,Mp/k)a(Si1-x-y,Tix,Mny)Fb (A)
(여기서,
M은, Na 및 Ca로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이고,
k는, M의 가수를 나타내는 수로서, 1 또는 2이고,
1.5≤a≤2.5,
5.0≤b≤6.5,
0≤p/k≤0.1,
0≤x≤0.3, 및
0<y≤0.06
임)
로 표시되는 형광체이며,
적외 흡수 스펙트럼에 있어서의, 1200 내지 1240㎝-1의 범위에 존재하는 최대 피크의 강도 I1에 대한 3570 내지 3610㎝-1의 범위에 존재하는 최대 피크의 강도 I2의 비 IIR=I2/I1이 0 이상 0.01 이하이고, 또한
규소 또는 망간이 차지하는 사이트를 중심으로 하고, 불소의 사이트를 정점으로 하는 팔면체 구조를 갖는 결정 구조에 대하여, 분말 X선 회절 프로파일을, 결정계가 단사정이고, 또한 공간 군이 P1인, 면심 대칭성을 갖는 결정 구조로 설정한 조건에서 리트벨트 해석하여 평균 결정 구조를 결정했을 때, 하기 일반식 (B)로 정의하는 유효 배위수 ECoN;
[수학식 1]
Figure 112018058628507-pat00012

(식 중, wi는 이하의 일반식 (C)로 표시되고;
[수학식 2]
Figure 112018058628507-pat00013

식 중, li는 상기 팔면체에 6개의 규소(또는 망간)-불소 간 결합 중, i(i=1, 2, 3, 4, 5, 6)번째의 결합의 결합 길이이고, lav는 이하의 일반식 (D)로 표시되고;
[수학식 3]
Figure 112018058628507-pat00014

식 중, lmin은 상기 팔면체 중의 6개의 규소(또는 망간)-불소 간 결합 길이 중 최솟값을 나타내는 것임)
이 5.6 이상 6.0 이하인 것을 특징으로 하는, 형광체.
(A): &lt; EMI ID =
(K 1-p / k, M p / k) a (Si 1-xy, Ti x, Mn y) F b (A)
(here,
M is at least one species selected from the group consisting of Na and Ca,
k is the number of the mantissa of M, which is 1 or 2,
1.5? A? 2.5,
5.0? B? 6.5,
0? P / k? 0.1,
0? X? 0.3, and
0 < y? 0.06
being)
Lt; RTI ID = 0.0 &gt;
I IR = I 2 of the intensity I 2 of the maximum peak in the range of 3570 to 3610 cm -1 with respect to the intensity I 1 of the maximum peak existing in the range of 1200 to 1240 cm -1 in the infrared absorption spectrum / I 1 is not less than 0 and not more than 0.01, and
The powder X-ray diffraction profile was measured for a crystal structure having an octahedral structure centering on a site occupied by silicon or manganese and having a peak at a site of fluorine as the center of symmetry , An effective coordination number ECoN defined by the following general formula (B) when an average crystal structure is determined by Rietveld analysis under the conditions set in the crystal structure having
[Equation 1]
Figure 112018058628507-pat00012

(Wherein w i is represented by the following formula (C);
&Quot; (2) &quot;
Figure 112018058628507-pat00013

Wherein, l i is six silicon (or manganese) in the octahedron - a combined length of the combination of the second of the bond between the fluorine, i (i = 1, 2 , 3, 4, 5, 6), l av is less than Represented by the general formula (D);
&Quot; (3) &quot;
Figure 112018058628507-pat00014

In the formula, 1 min represents the minimum value among the six silicon (or manganese) -fluorine bond lengths of the octahedron)
Is 5.6 or more and 6.0 or less.
제1항에 있어서,
상기 IIR이 0 이상 0.005 이하인, 형광체.
The method according to claim 1,
The I IR is less than zero or 0.005, the phosphor.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 일반식 (A)에 있어서, p/k=0이고 x=0인, 형광체.
3. The method according to claim 1 or 2,
In the general formula (A), p / k = 0 and x = 0.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 형광체의 내부 양자 효율 η'이 70% 이상인, 형광체.
3. The method according to claim 1 or 2,
And the internal quantum efficiency? 'Of the phosphor is 70% or more.
440㎚ 이상 470㎚ 이하의 파장 영역에 피크를 갖는 광을 방사하는 발광 소자와, 제1항 또는 제2항에 기재된 형광체를 포함하는 형광체층을 구비하는 것을 특징으로 하는, 발광 장치.A light emitting element that emits light having a peak in a wavelength region of 440 nm or more and 470 nm or less, and a phosphor layer that includes the phosphor described in any one of claims 1 to 3. The light emitting device of claim 1, 제5항에 있어서,
상기 형광체층이, 520㎚ 이상 570㎚ 이하의 파장 영역에 발광 피크를 갖는 형광체를 더 포함하는, 발광 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the phosphor layer further comprises a phosphor having an emission peak in a wavelength range of 520 nm to 570 nm.
제1항 또는 제2항에 기재된 형광체의 제조 방법이며, 이하의 공정
(A) (ⅰ) Si 함유 원료, Ti 함유 원료를 과망간산칼륨, 과망간산나트륨과 조합하고, 불산 수용액 중에서 반응시켜 합성되거나, (ⅱ) 헥사플루오로규산과, 헥사플루오로망간산칼륨 또는 헥사플루오로망간산나트륨과의 혼합물을 용해시킨 불산 수용액 중에, 칼륨 함유 원료, 나트륨 함유 원료를 첨가하고, 반응시키는 공침 방법 또는 빈용매 석출법에 의하여 합성되는 공정
(B) 상기 (A)에서 합성된 것을 불활성 가스 중에서 200℃ 이상 800℃ 이하의 형광체 내부의 탈수 처리를 하는 공정
을 포함하는 형광체의 제조 방법.
A process for producing a phosphor according to any one of claims 1 to 3,
(A) (i) a process for producing a silicon carbide thin film comprising the steps of: (i) combining a Si-containing raw material and a Ti-containing raw material with potassium permanganate and sodium permanganate in the presence of an aqueous solution of hydrofluoric acid; (ii) A coprecipitation method in which a potassium-containing raw material and a sodium-containing raw material are added to an aqueous solution of hydrofluoric acid in which a mixture with sodium is dissolved, or a step
(B) a step of dehydrating the phosphor synthesized in (A) above in an inert gas at a temperature of 200 ° C or more and 800 ° C or less
To form a phosphor.
제7항에 있어서,
상기 형광체 내부의 탈수 처리를 하는 공정이 0.0003 기압 이상 8기압 이하에서 행해지는, 형광체의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the step of dewatering the inside of the phosphor is performed at a pressure of 0.0003 to 8 atm.
제7항에 있어서,
상기 불활성 가스가, 질소, 아르곤, 또는 헬륨 가스인, 형광체의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the inert gas is nitrogen, argon, or helium gas.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9929321B2 (en) 2016-08-04 2018-03-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Phosphor, producing method thereof and light-emitting device employing the phosphor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009528429A (en) 2006-02-28 2009-08-06 ルミネイション リミテッド ライアビリティ カンパニー Red line emitting phosphors for use in light emitting diode applications
JP2014141684A (en) 2012-12-28 2014-08-07 Shin Etsu Chem Co Ltd Surface treatment method of fluophor
JP2015163733A (en) 2014-01-30 2015-09-10 信越化学工業株式会社 Hexafluoromanganate(iv), complex fluoride fluorescent material and production methods of them

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060090528A1 (en) * 2004-11-01 2006-05-04 Moening Paul F Interchangeable ornamented key system
JP5682104B2 (en) * 2008-09-05 2015-03-11 三菱化学株式会社 Phosphor and method for producing the same, phosphor-containing composition and light emitting device using the phosphor, and image display device and lighting device using the light emitting device
CN104884573B (en) * 2012-12-26 2018-03-06 三菱化学株式会社 Fluorophor, used the fluorophor containing fluorescencer composition and light-emitting device and used the image display device and lighting device of the light-emitting device
US9371481B2 (en) * 2014-06-12 2016-06-21 General Electric Company Color stable red-emitting phosphors
JP6603458B2 (en) * 2015-02-12 2019-11-06 株式会社東芝 Phosphor, method for producing the same, and light emitting device using the phosphor
JP2016204432A (en) * 2015-04-16 2016-12-08 三菱化学株式会社 Phosphor, light-emitting device, illumination device and image display device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009528429A (en) 2006-02-28 2009-08-06 ルミネイション リミテッド ライアビリティ カンパニー Red line emitting phosphors for use in light emitting diode applications
JP2014141684A (en) 2012-12-28 2014-08-07 Shin Etsu Chem Co Ltd Surface treatment method of fluophor
JP2015163733A (en) 2014-01-30 2015-09-10 信越化学工業株式会社 Hexafluoromanganate(iv), complex fluoride fluorescent material and production methods of them

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