WO2009099211A1 - 半導体発光装置、バックライト、カラー画像表示装置、及びそれらに用いる蛍光体 - Google Patents
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- H01L2924/301—Electrical effects
- H01L2924/3025—Electromagnetic shielding
Abstract
Description
(1)実装に手間がかかる、
(2)赤、緑、青それぞれのLEDチップが有限の距離をおいて設置されるので、それぞれのLEDチップからの発光を十分に混色させるために導光板の距離を長く取る必要がある、
(3)LEDのそれぞれのチップをその整数倍の個数を組み合わせて白色色度を調整するため、ホワイトバランスの調整が連続的にできない、
といった問題があった。
一方、WO2004/25359(特許文献4)においては、特定の条件を満たすバックライト光源とカラーフィルターとの組合せが高NTSC比を有する画像表示装置となることが記載されている。しかし、近年の高性能化の要望に対しては、具体的に開示されている3.5MgO・0.5MgF2・GeO2:Mn4+系、Y2O3:Eu系及びYVO4:Eu3+系の蛍光体を用いた発光装置では発光効率等の点で不十分であり、より高い性能を有するものの出現が望まれている。
さらに近年、赤色蛍光体としてK2TiF6:Mnを用いた発光装置が知られている(特許文献5~7)。しかし、本発明者らの検討により、空気中の水分との反応によりフッ化水素が発生するためと推定される理由により、発光装置の特性劣化が激しく実用に耐えないものであることが明らかとなり、より高い性能を有するものの出現が望まれている。
加えて、蛍光体の劣化抑制の観点から、水溶性蛍光体粒子の表面金属酸化物等でコーティングし被覆する(特許文献8)が知られているが、特殊な装置を必要としたり、使用蛍光体の種類等の点で不十分である。
月間ディスプレイ 2003年4月号42頁乃至46頁
さらに、それらの半導体発光装置をバックライトとして用い、そのバックライトの発光波長に最適なカラーフィルターを、そのバックライトと組み合わせることにより、色純度の高い画像表示を実現できる、すなわち、高いNTSC比においても従来よりも光利用効率が高いカラー画像表示装置を実現し得ることを見出した。
1.青色又は深青色領域あるいは紫外領域の光を発する固体発光素子と、蛍光体とを組み合わせてなる半導体発光装置であって、前記蛍光体は、515~550nmの波長領域に1以上の発光ピークを有する緑色蛍光体、及び610~650nmの波長領域に1以上の、半値幅が10nm以下である発光ピークを有し、かつ前記緑色蛍光体の発光波長領域に励起スペクトルを実質的に有さない、付活元素としてMn4+を含む赤色蛍光体を含み、
前記緑色蛍光体及び前記赤色蛍光体は、励起光の波長が400nm又は455nmの場合の、25℃における発光ピーク強度に対する100℃における発光ピーク強度の変化率が40%以下のものであることを特徴とする半導体発光装置。
2.前記緑色蛍光体は、アルミン酸塩蛍光体、サイアロン蛍光体及び酸窒化物蛍光体からなる群から選択される1以上の化合物を含むことを特徴とする上記1に記載の半導体発光装置。
3.前記赤色蛍光体は、励起光の波長が455nmの場合の、25℃における発光ピーク強度に対する100℃における発光ピーク強度の変化率が18%以下のものであることを特徴とする上記1に記載の半導体発光装置。
4.前記赤色蛍光体は、610~650nmの波長領域に、半値幅が10nm以下である主発光ピークを有することを特徴とする上記1に記載の半導体発光装置。
5.前記赤色蛍光体がフッ素錯体蛍光体であり、かつ、前記固体発光素子が導電性を有する基板上に形成されていることを特徴とする上記1に記載の半導体発光装置。
6.前記赤色蛍光体が、200℃における蛍光体1g当たりの加熱発生フッ素量が0.01μg/分以上のものであることを特徴とする上記5に記載の半導体発光装置。
7.前記赤色蛍光体が、20℃における100gの水に対する溶解度が0.005g以上、7g以下のものであることを特徴とする上記6に記載の半導体発光装置。
8.前記赤色蛍光体がフッ素錯体蛍光体であり、かつ、該赤色蛍光体を含有する層を備えた半導体発光装置であって、下記の(a)~(c)のうちの少なくとも1つの構成を有することを特徴とする上記1に記載の半導体発光装置。
(a)固体発光素子と該赤色蛍光体含有層との間に、前記赤色蛍光体を含まない材料層を有する。
(b)発光装置の表面の一部又は全部が前記赤色蛍光体を含まない材料層で被覆されている。
(c)該赤色蛍光体含有層が、前記赤色蛍光体を含まない材料層で被覆されている。
9.前記赤色蛍光体が、200℃における蛍光体1g当たりの加熱発生フッ素量が0.01μg/分以上のものであることを特徴とする上記8に記載の半導体発光装置。
10.前記赤色蛍光体が、20℃における100gの水に対する溶解度が0.005g以上、7g以下のものであることを特徴とする上記9に記載の半導体発光装置。
11.前記赤色蛍光体が下記一般式[1]から[8]のいずれかで表される化学組成を有する結晶相を含有するものであることを特徴とする上記1~10のいずれかに記載の半導体発光装置。
MI 2[MIV 1-xRxF6] ・・・[1]
MI 3[MIII 1-xRxF6] ・・・[2]
MII[MIV 1-xRxF6] ・・・[3]
MI 3[MIV 1-xRxF7] ・・・[4]
MI 2[MIII 1-xRxF5] ・・・[5]
Zn2[MIII 1-xRxF7] ・・・[6]
MI[MIII 2-2xR2xF7] ・・・[7]
Ba0.65Zr0.35F2.70:Mn4+ ・・・[8]
(前記式[1]~[8]において、MIはLi、Na、K、Rb、Cs、及びNH4からなる群より選ばれる1種以上の1価の基を表わし、MIIはアルカリ土類金属元素を表し、MIIIは周期律表3族及び13族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、MIVは周期律表4族及び14族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、Rは、少なくともMnを含有する付活元素を表す。xは、0<x<1の数値である。)
12.前記赤色蛍光体は、下記式[1’]で表される化学組成を有する結晶相を含有し、
MIV’とMnとの合計モル数に対するMnの割合が0.1モル%以上40モル%以下であり、かつ、比表面積が1.3m2/g以下であるものであることを特徴とする上記1~10のいずれかに記載の半導体発光装置。
MI’2MIV’F6:R ・・・[1’]
(前記式[1’]中、MI’は、K、及びNaからなる群から選ばれる1種以上の元素を含有し、MIV’は、少なくともSiを含有する周期律表4族及び14族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、Rは、少なくともMnを含有する付活元素を表す。)
13.上記1から12のいずれか1項に記載の半導体発光装置を光源として備えたバックライト。
14.光シャッターと、該光シャッターに対応する少なくとも赤、緑、青の三色の色要素を有するカラーフィルターと、請求項13に記載のバックライトとを組み合わせて構成されるカラー画像表示装置であって、
カラー画像表示素子の色再現範囲であるNTSC比Wと光利用効率Yとの関係が下記式で表されることを特徴とするカラー画像表示装置。
Y≧-0.4W+64 (ただし、W≧85)
16.前記カラーフィルターの各画素の膜厚が0.5μm以上3.5μm以下であることを特徴とする上記14又は15に記載のカラー画像表示装置。
17.下記式[1’]で表される化学組成を有する結晶相を含有し、
MIV’とMnとの合計モル数に対するMnの割合が0.1モル%以上40モル%以下であり、かつ、比表面積が1.3m2/g以下であることを特徴とする蛍光体。
MI’2MIV’F6:R ・・・[1’]
(前記式[1’]中、MI’は、K、及びNaからなる群から選ばれる1種以上の元素を含有し、MIVは、少なくともSiを含有する周期律表4族及び14族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、Rは、少なくともMnを含有する付活元素を表す。)
18.前記赤色蛍光体の粒度分布のピーク値が一つであることを特徴とする上記17に記載の蛍光体。
19.粒度分布の四分偏差が0.6以下であることを特徴とする、上記17又は18に記載の蛍光体。
20.少なくともSiとFとを含有する溶液と、少なくともKとMnとFとを含有する溶液とを反応させて前記式[1’]で表される化合物を得る工程を有することを特徴とする上記17~19のいずれか1項に記載の蛍光体の製造方法。
21.下記式[1’]で表される化学組成を有する結晶相を含有する蛍光体の製造方法であって、
K、Na、Si、Mn、及びFからなる群から選ばれる1種以上の元素を含む溶液の2種以上を混合して蛍光体を析出させる工程を有することを特徴とする、蛍光体の製造方法。
MI’2MIV’F6:R ・・・[1’]
(前記式[1’]中、MI’は、K、及びNaからなる群から選ばれる1種以上の元素を含有し、MIVは、少なくともSiを含有する周期律表4族及び14族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、Rは、少なくともMnを含有する付活元素を表す。)
22.上記17~19のいずれか1項に記載の蛍光体と、液体媒体とを含有することを特徴とする蛍光体含有組成物。
2 励起光源(第1の発光体)(LD)
3 基板
4 発光装置
5 マウントリード
6 インナーリード
7 励起光源(第1の発光体)
8 蛍光体含有部
9 導電性ワイヤ
10 モールド部材
11 面発光照明装置
12 保持ケース
13 発光装置
14 拡散板
15 フレーム
16 導電性ワイヤ
17 電極
18 電極
20 半導体発光装置
21 基板
22 バッファ層
23 コンタクト層
24 第一導電型クラッド層
25 活性層構造
26 第二導電型クラッド層
27 第二導電型側電極
28 第一導電型側電極
29 第二電流注入領域
31 光源
32 導光板
33 光拡散シート
34,40 偏光板
35,38 ガラス基板
36 TFT
37 液晶
39 カラーフィルター
41 導光体
41a 導光体の一側端面
41b 導光体の一方の板面(光出射面)
41c 導光体の光出射面とは反対の板面
42 アレー
43 調光シート
44,44’ 光取り出し機構
44a ドット
44b 粗面パターン
45 反射シート
101 p型電極
102 n型電極
103 p型層
104 n型層
105 導電性基板
106 絶縁性基板
110 半導体発光素子A
111 材料層B(フッ素錯体蛍光体含有層)
112 材料層C
113 材料層D
114 材料層E
また、「カラー画像表示素子」とは、「カラー画像表示装置」のうち光シャッター及びバックライトの駆動を制御する構成を除いた、光シャッター及びカラーフィルターを通してバックライトから光を発するための構成を意味する。
また、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。
固体発光素子の発光波長は蛍光体の吸収波長と重複するものであれば、特に制限されず、幅広い発光波長領域の発光体を使用することができるが、通常200nm以上が望ましい。このうち、青色光を励起光として用いる場合には、通常420nm以上、好ましくは430nm以上、より好ましくは440nm以上、更に好ましくは450nm以上、また、通常490nm以下、好ましくは480nm以下、より好ましくは470nm以下、さらに好ましくは460nm以下の発光ピーク波長を有する発光体を使用することが望ましい。一方、深青色光(以下、近紫外光と称する場合がある。)又は紫外光を励起光として用いる場合には、通常300nm以上、好ましくは330nm以上、より好ましくは360nm以上、また、通常420nm以下、好ましくは410nm以下、より好ましくは400nm以下の発光ピーク波長を有する発光体を使用することが望ましい。尚、本発明で用いられる好ましい赤色蛍光体は通常青色光で励起される。従って、近紫外光又は紫外光を用いる場合には、赤色蛍光体は、通常これらの光により励起される青色蛍光体が発する青色光で励起(間接励起)されることとなるので、当該青色蛍光体の励起帯に合うような波長を有する励起光を選ぶことが好ましい。
なお、第1の発光体は、1個のみを用いてもよく、2個以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
上記半導体発光素子であるLEDチップは、図1(a)及び図1(b)に示すように縦型素子構造を有するものと横型素子構造を有するものとがある。このうち、導電性を有する基板上に形成された縦型素子構造を有するLEDチップを用いた場合、赤色蛍光体としてフッ素錯体蛍光体を用いた場合に、発光装置の耐久性向上、具体的には温度85℃、湿度85%における発光装置の経時劣化が抑えられるという点で好ましい。
ここで、縦型素子構造とは、導電性を有する基板の上に所望の発光素子構造をエピタキシャル成長させ、当該基板に一方の電極を形成し、当該エピタキシャル成長層の上にもさらに一方の電極を形成することで、エピタキシャル成長方向に電流を流す、いわゆる上下導通型(縦型)の発光素子の構造をいう。
pn接合型素子を用いて半導体発光装置を作製する場合について、以下に図を用いて説明する。図1(a)に、縦型素子構造とその電流分布を示し、図1(b)に、横型素子構造とその電流分布を示す。
本発明の実施形態による半導体発光素子(20)は、図2に示すように、基板(21)と、基板(21)の一方に積層された化合物半導体薄膜結晶層(以下、単に薄膜結晶層ともいう)とを有する。薄膜結晶層は、例えばバッファ層(22)、第一導電型クラッド層(24)を含む第一導電型半導体層、活性層構造(25)、第二導電型クラッド層(26)を含む第二導電型半導体層、及びコンタクト層(23)が基板(21)側からこの順番に積層されて構成されている。
コンタクト層(23)の表面の一部に、電流注入用の第二導電型側電極(27)が配置されており、コンタクト層(23)と第二導電型側電極(27)の接触している部分が、第二導電型半導体層に電流を注入する第二電流注入領域(29)となっている。
また、基板(21)の前記薄膜結晶層と反対側の面、即ち裏面には第一導電型側電極(28)が配置されている。
第二導電型側電極(27)及び第一導電型側電極(28)が上記のように配置されることによって、両者は基板(21)を挟んで、反対側に配置され、半導体発光素子(20)は、いわゆる縦型の半導体発光素子として構成されている。
基板(21)は、導電性基板か、絶縁性の基板の一部に導電性材料を貫通したものを用いることができる。導電性基板を用いる場合は、SiC基板のほかに、GaN基板、ZnO基板等が挙げられる。特に、電気抵抗を低く抑え導電性を高くできるので、SiC基板とGaN基板が好ましい。
Mn4+付活フッ素錯体蛍光体を含有する発光装置に用いる半導体発光素子として、縦型素子構造が好ましい理由は明らかではないが、耐久試験後の電極面を顕微鏡観察すると横型素子構造と比較して、縦型素子構造のLEDチップは電極面の変色が少ないことが観測されている。
半導体発光装置に通電していると、Mn4+付活フッ素錯体蛍光体から腐食性の物質(Fを含むもの)が発生し、ワイヤーにダメージを与え、ダメージのあったワイヤーは、抵抗が大きくなるものと考えられる。縦型素子構造を有する半導体発光素子は、横型素子構造と比較して、上側にある電極が1個なので、ワイヤーや電極へのダメージが小さく、電気伝導度の変化が少ないので好ましいと推測される。
さらに、通電時にMn4+付活フッ素錯体蛍光体から発生する腐食性の物質には、イオン伝導性のものが含まれていると考えられる。横型素子構造を有するものでは、2つの電極間の距離が短いので電極間に漏れ電流が流れてしまう可能性が高くなるが、縦型素子構造を有する半導体発光素子では、2つの電極間の距離が長いのでその可能性が小さいと考えられる。
[2.蛍光体]
本発明の発光装置は、上記固体発光素子が発する光により、直接的又は間接的に励起されて発光する蛍光体を備えるものである。蛍光体は、以下の特性を有する緑色蛍光体及び赤色蛍光体を用いていることを特徴とする。
[2-1]発光ピーク強度の温度依存性
本発明に用いられる緑色蛍光体及び赤色蛍光体は、励起光の波長が400nm又は455nmの場合において、各蛍光体の温度が25℃のときの発光ピーク強度に対する100℃のときの発光ピーク強度の変化率が、40%以下、好ましくは30%以下、より好ましくは25%以下、さらに好ましくは22%以下、中でも好ましくは18%以下、特に好ましくは15%以下である。
温度依存性の測定は、発光スペクトル測定装置として、例えば大塚電子社製MCPD7000マルチチャンネルスペクトル測定装置、輝度測定装置として、例えば色彩輝度計BM5A、ペルチェ素子による冷却機構とヒーターによる加熱機構を備えたステージ及び光源として150Wキセノンランプを備える装置を用いて、下記手順で行なう。
以下に、本発明で好適に用いられる赤色蛍光体、及び緑色蛍光体について詳しく説明する。
本発明の半導体発光装置において固体発光素子と組み合わせられる赤色蛍光体は上述のような発光ピーク強度の温度依存性を有した上で、610~650nmの波長領域に1以上の、半値幅が10nm以下である発光ピークを有し、かつ後述する緑色蛍光体の発光波長領域に励起スペクトルを実質的に有しない、付活元素としてMn4+を含む蛍光体である。
上記のような波長領域に発光ピークを有することにより赤色の色純度が増し、高NTSC比を実現することができる。
さらに好ましくは、下記の式[1]~[8]で示される蛍光体が挙げられる。
MI 3[MIII 1-xRxF6] ・・・[2]
MII[MIV 1-xRxF6] ・・・[3]
MI 3[MIV 1-xRxF7] ・・・[4]
MI 2[MIII 1-xRxF5] ・・・[5]
Zn2[MIII 1-xRxF7] ・・・[6]
MI[MIII 2-2xR2xF7] ・・・[7]
Ba0.65Zr0.35F2.70:Mn4+ ・・・[8]
前記式[1]~[8]において、MIはLi、Na、K、Rb、Cs、及びNH4からなる群より選ばれる1種以上の1価の基を表わし、MIIはアルカリ土類金属元素を表し、MIIIは周期律表(以下、周期律表の記載は省略する場合がある)3族及び13族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、MIVは4族及び14族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、Rは、少なくともMnを含有する付活元素を表す。xは、0<x<1で表される範囲の数値である。
MIとしては、K及びNaからなる群より選ばれる1種以上の元素を含有することが特に好ましい。
MIIとしては、少なくともBaを含有することが好ましく、特に好ましくはBaである。
MIIIの好ましい具体例としては、Al、Ga、In、Y、及びScからなる群より選ばれる1種以上の金属元素が挙げられ、このうち、Al、Ga、及びInからなる群より選ばれる1種以上の金属元素が好ましく、さらには、少なくともAlを含有することがより好ましく、特にはAlが好ましい。
MIVの好ましい具体例としては、Si、Ge、Sn、Ti、及びZrからなる群より選ばれる1種以上の金属元素が挙げられ、中でもSi、Ge、Ti、Zrが好ましく、このうち、少なくともSiを含有することが好ましく、特にはSiが好ましい。
xとしては、好ましくは0.004以上、より好ましくは0.010以上、特に好ましくは0.020以上で、また、好ましくは0.30以下、より好ましくは0.25以下、更に好ましくは0.08以下、特に好ましくは0.06以下である。
上記の中でも下記式[1’]で表される化学組成を有する結晶相を含有し、
MIV’とMnとの合計モル数に対するMnの割合が0.1モル%以上40モル%以下であり、かつ、比表面積が1.3m2/g以下であるものを用いると、発光装置の輝度の点で好ましい。
MI’2MIV’F6:R ・・・[1’]
前記式[1’]中、MI’は、K、及びNaからなる群から選ばれる1種以上の元素を含有し、MIV’は、少なくともSiを含有する4族及び14族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、Rは、少なくともMnを含有する付活元素を表す。
[2-2-2] MI’2MIV’F6:Rで表される赤色蛍光体
特に好ましい上記蛍光体は新規化合物であり、これについて以下に詳述する。
[2-2-2-1]蛍光体の組成
本発明の蛍光体は、下記式[1’]で表される化学組成を有する結晶相を含有し、MIV’とMnとの合計モル数に対するMnの割合が0.1モル%以上40モル%以下の蛍光体である。
MI’2MIV’F6:R ・・・[1’]
前記式[1’]中、MI’は、K、及びNaからなる群から選ばれる1種以上の元素を含有し、MIV’は、少なくともSiを含有する4族及び14族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、Rは、少なくともMnを含有する付活元素を表す。
上記式[1’]において、MIV’は、少なくともSiを含有する。通常、全MIV’量に対してSiが90モル%以上、好ましくは97モル%以上、より好ましくは98モル%以上、さらに好ましくは99モル%以上を占める場合であり、Siのみを用いることが特に好ましい。即ち、下記式[1’’]で表される化学組成を有する結晶相を含有することが特に好ましい。
MI’2SiF6:R …[1’’]
(前記式[1’’]中、MI’及Rは、上記式[1’]と同義である。)
なお、上記蛍光体には、上述の蛍光体を構成する元素以外にAl、Ga、B、In、Nb、Mo、Zn、Ta、W、Re及びMgよりなる群から選ばれる1種又は2種以上の元素が、上記蛍光体の性能に悪影響を与えない範囲で含有されていてもよい。
<発光スペクトル>
本発明の蛍光体は、ピーク波長455nmの光で励起して発光スペクトルを測定した場合に、以下の特徴を有することが好ましい。
本発明の蛍光体は、その内部量子効率が高いほど好ましい。その値は、通常50%以上、好ましくは75%以上、更に好ましくは85%以上、特に好ましくは90%以上である。内部量子効率が低いと発光効率が低下する傾向にあり、好ましくない。
本発明の蛍光体は、その重量メジアン径D50が、通常3μm以上、中でも10μm以上、また、通常50μm以下、中でも30μm以下であることが好ましい。重量メジアン径D50が小さすぎると、輝度が低下する場合や、蛍光体粒子が凝集してしまう場合がある。一方、重量メジアン径D50が大きすぎると、塗布ムラやディスペンサー等の閉塞が生じる傾向がある。
なお、本発明における蛍光体の重量メジアン径D50は、例えばレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置等の装置を用いて測定することができる。
本発明の蛍光体の比表面積は、通常1.3m2/g以下、好ましくは1.1m2/g以下、特に好ましくは1.0m2/g以下で、通常0.05m2/g以上、中でも0.1m2/g以上であることが好ましい。蛍光体の比表面積が小さすぎると蛍光体粒子が大きいことから、塗布ムラやディスペンサー等の閉塞を生じる傾向にあり、大きすぎると蛍光体粒子が小さいことから外部との接触面積が大きくなり、耐久性に劣るものとなる。
なお、本発明における蛍光体の比表面積は、例えば、BET1点法により、例えば、大倉理研社製全自動比表面積測定装置(流動法)(AMS1000A)を用いて測定される。
本発明の蛍光体は、その粒度分布において、ピーク値が一つであることが好ましい。
ピーク値が2以上あることは、単粒子によるピーク値と、その凝集体によるピーク値とがあることを示す。そのため、ピーク値が2以上あることは、単粒子が非常に小さいことを意味する。
従って、その粒度分布のピーク値が一つである蛍光体は、単粒子が大きく、凝集体が非常に少ないものである。これにより、輝度が向上するという効果や、また、単粒子が大きく成長できたことに起因して比表面積が小さくなり、耐久性が向上するという効果を有する。
なお、本発明における蛍光体の粒度分布は、例えば、堀場製作所社製レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置(LA-300)により測定することができる。測定にあたっては、分散溶媒としてエタノールを用い、蛍光体を分散させてから、光軸上の初期透過率を90%前後に調整し、マグネット回転子で分散溶媒を攪拌しながら凝集による影響を最小限に抑えて測定することが好ましい。
また、上記粒度分布のピークの幅は、狭い方が好ましい。具体的には、蛍光体粒子の粒度分布の四分偏差(QD)が、通常0.18以上、好ましくは0.20以上であり、また通常0.60以下であり、好ましくは0.40以下、より好ましくは0.35以下、さらに好ましくは0.30以下、特に好ましくは0.25である。
なお、粒度分布の四分偏差とは、蛍光体粒子の粒径が揃っているほど、小さくなる。即ち、粒径分布の四分偏差が小さいということは、粒度分布のピークの幅が狭く、蛍光体粒子の大きさが揃っていることを意味する。
また、粒度分布の四分偏差は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置を用いて測定した粒度分布曲線を用いて算出することができる。
本発明のSEM写真の観察から認められる本発明の蛍光体の粒子形状は、3軸方向に均等に成長した粒状であることが好ましい。粒子形状が3軸方向に均等に成長すると比表面積が小さくなり、外部との接触面積が小さいので耐久性に優れる。
なお、このSEM写真は例えば日立製作所社製SEM(S-3400N)により撮影することができる。
また、上記蛍光体がフッ素錯体蛍光体の場合には、200℃における蛍光体1g当たりの加熱発生フッ素量(以下、「加熱発生F量」と称する場合がある。)が0.01μg/分以上、さらには1μg/分以上となる場合があるが、後述の通り、特定の発光装置構成をとることにより、高温、かつ、高湿度(例えば、温度85℃、湿度85%)の状態で発光装置を保管又は点灯したときの経時劣化を抑えることが可能となる。なお、蛍光体1gあたりの加熱発生F量としては、環境基準から好ましくは2μg/分以下である。また、蛍光体周辺へのダメージを小さくするために、1.5μg/分以下の蛍光体の方が、好適に用いることができる。
上記加熱発生F量は、下記の方法で測定することができる。
一定量の蛍光体を精秤後、白金ボートに入れ、横型電気炉のアルミナ製炉心管中にセットする。次いで、流量400ml/分でアルゴンガスを流通させながら、炉内温度を昇温させて蛍光体の温度が200℃になったところで2時間保持する。ここで、炉内を流通していたアルゴンガス全量をKOH水溶液(濃度67mM)に吸収させ、吸収液を液体クロマトグラフィー法により分析し、蛍光体1g当たりの毎分の加熱発生F量を求める。
さらに、上記赤色蛍光体がフッ素錯体蛍光体の場合には、室温20℃における100gの水に対する溶解度が7g以下のものであれば、後述の通り、特定の発光装置構成をとることにより、高温、かつ、高湿度(例えば、温度85℃、湿度85%)の状態で発光装置を保管又は点灯したときの経時劣化が抑えることが可能となる。尚、フッ素錯体蛍光体の場合には、室温20℃における100gの水に対する溶解度は、通常0.005g以上、好ましくは0.010g以上、より好ましくは0.015g以上である。
尚、参考として下記表にヘキサフルオロ錯体の溶解度を示す。なお、当該表に記載の値は、森田化学社製の試薬に添付されていた製品安全データシート(MSDS)に基づく。
本発明の蛍光体を製造する方法には特に制限はないが、以下の(1)の方法のように貧溶媒を用いる方法と、以下の(2)の方法(具体的には以下の(2-1)及び(2-2)の方法)のように貧溶媒を使用しない方法に大別される。
(1) 貧溶媒析出法。
(2) K、Na、Si、Mn、及びFからなる群から選ばれる1種以上の元素を含む溶液の2種以上を混合した後、混合により析出した析出物(蛍光体)を得る方法。
上記(2)の方法において、混合する溶液に、目的とする蛍光体を構成する元素の全ての元素が含まれていることが好ましく、混合する溶液の組み合わせとしては、具体的には以下の(2-1)と(2-2)が挙げられる。
(2-1)少なくともSiとFとを含有する溶液と、少なくともK(及び/又はNa)とMnとFとを含有する溶液とを混合する方法。
(2-2)少なくともSiとMnとFとを含有する溶液と、少なくともK(及び/又はNa)とFとを含有する溶液とを混合する方法。
この方法は、例えば、後掲の実施例II-1-1に記載されるように、原料化合物として例えばMI’ 2SiF6とMI’ 2RF6とを用い(ただし、MI’、Rは、前記式[1’]におけると同義である。)、これらを所定の割合でフッ化水素酸中に添加して攪拌下に溶解させて反応させ、その後、蛍光体の貧溶媒を添加して、蛍光体を析出させる方法である。例えば、米国特許第3576756号公報に記載される方法と同様に行うことができる。
K2SiF6とK2MnF6との組み合わせとしては、具体的には、水溶性K塩(KF、KHF2、KOH、KCl、KBr、KI、酢酸カリウム、K2CO3等。以下の場合も同じ)とフッ化水素酸とH2SiF6水溶液とK2MnF6との組み合わせ、水溶性K塩とフッ化水素酸とケイ酸塩類(SiO2、Siアルコキシド等。以下の場合も同じ)とK2MnF6との組み合わせ、ケイ酸カリウム(K2SiO3)とフッ化水素酸とK2MnF6との組み合わせが挙げられる。
K2SiF6とKMnO4との組み合わせとしては、具体的には、水溶性K塩とフッ化水素酸とH2SiF6水溶液とKMnO4との組み合わせ、水溶性K塩とフッ化水素酸とケイ酸塩類とKMnO4との組み合わせ、ケイ酸カリウム(K2SiO3)とフッ化水素酸とKMnO4との組み合わせが挙げられる。
K2SiF6とK2MnCl6との組み合わせとしては、具体的には、水溶性K塩とフッ化水素酸とH2SiF6水溶液とK2MnCl6との組み合わせ、水溶性K塩とフッ化水素酸とケイ酸塩類とK2MnCl6との組み合わせ、ケイ酸カリウム(K2SiO3)とフッ化水素酸とK2MnCl6との組み合わせが挙げられる。
正則溶液理論では溶媒-溶質間に作用する力は分子間力のみとモデル化されているので、液体分子を凝集させる相互作用が分子間力のみであると考えることが出来る。液体の凝集エネルギーは蒸発エンタルピーと等価であることから、モル蒸発熱ΔHとモル体積Vより、溶解パラメーターをδ=√(ΔH/V-RT)で定義する。すなわち、1モル体積の液体が蒸発するために必要な蒸発熱の平行根(cal/cm3)1/2から計算される。
実際の溶液が正則溶液であることは稀であり、溶媒-溶質分子間には水素結合等分子間力以外の力も作用し、2つの成分が混合するか相分離するかはそれらの成分の混合エンタルピーと混合エントロピーの差で熱力学的に決定される。しかし経験的に溶解パラメーター(Solubility Parameter;以下、「SP値」と称する場合がある。)が近い物質は混ざりやすい傾向を持つ。そのためSP値は溶質と溶媒の混ざりやすさを判断する目安ともなる。
正則溶液論では溶媒-溶質間に作用する力は分子間力のみと仮定されるので溶解パラメーターは分子間力を表す尺度として使用される。実際の溶液は正則溶液とは限らないが、2つの成分のSP値の差が小さいほど溶解度が大となることが経験的に知られている。
この方法は、貧溶媒を使用しないことが特徴であり、引火性の有機溶媒を貧溶媒として使用しないため、工業的に安全性が向上する;有機溶媒を用いないので、コストダウンを図ることができる;同量の蛍光体を合成する際に必要なフッ化水素酸が上記(1)の方法に比べて10分の1程度に削減されるため、更なるコストダウンを図ることができる;上記(1)の方法に比べて、さらに粒子成長が促進され、比表面積が小さく、粒径が大きく、耐久性に優れた高輝度の蛍光体を得ることができる;等の利点がある。
この溶液IのSiF6源としては、SiとFとを含む化合物であって、溶液への溶解性に優れるものであれば良く、H2SiF6、Na2SiF6、(NH4)2SiF6、Rb2SiF6、Cs2SiF6等を用いることができる。これらのうち、水への溶解度が高く、不純物としてアルカリ金属元素を含まないことにより、H2SiF6が好ましい。これらのSiF6源は1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
溶液IIのK源としては、KF、KHF2、KOH、KCl、KBr、KI、酢酸カリウム、K2CO3等の水溶性カリウム塩を用いることができるが、中でも溶液中のフッ化水素濃度を下げることなく溶解することができ、また、溶解熱が小さいために安全性が高いことによりKHF2が好ましい。
この方法も、貧溶媒を使用しないことが特徴であり、上記(2-1)の方法と同様の利点がある。
さらに、この(2-2)の方法によれば、K2MnF6が溶液中に溶解しているため、上記(2-1)の方法に比べて、均質にMnを付活させることができる。よって、Mn濃度の仕込み組成に対して実際に付活されるMn濃度が線形的に制御されるので、工業的に品質管理を行ないやすいという利点がある。
溶液IIIのSiF6源としては、SiとFとを含む化合物であって、溶液への溶解性に優れるものであれば良く、H2SiF6、Na2SiF6、(NH4)2SiF6、Rb2SiF6、Cs2SiF6等を用いることができる。これらのうち、水への溶解度が高く、不純物としてアルカリ金属元素を含まないことにより、H2SiF6が好ましい。これらのSiF6源は1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
溶液IVのK源としては、KF、KHF2、KOH、KCl、KBr、KI、酢酸カリウム、K2CO3等の水溶性カリウム塩を用いることができる。中でも、溶液中のフッ化水素濃度を下げることなく溶解することができ、また、溶解熱が小さいために安全性が高いことによりKHF2が好ましい。K源は、1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
本発明の蛍光体は、蛍光体を使用する任意の用途に用いることができる。また、本発明の蛍光体は、本発明の蛍光体を単独で使用することも可能であるが、本発明の蛍光体を2種以上併用したり、本発明の蛍光体とその他の蛍光体とを併用したりした、任意の組み合わせの蛍光体混合物として用いることも可能である。
本発明のカラー画像表示装置に使用される蛍光体層又は蛍光体膜に使用される緑色蛍光体としては、好ましくは515~550nm、より好ましくは515~535nmの波長領域に1以上の発光ピーク波長を有する様々な蛍光体を使用することが可能である。そのような色純度の高い画像を実現するための緑色蛍光体としては、酸窒化物蛍光体、サイアロン蛍光体、アルミン酸塩系蛍光体、オルトケイ酸塩系蛍光体が挙げられる。中でも、ユーロピウム及び/又はセリウムで付活された酸窒化物蛍光体、ユーロピウムで付活されたサイアロン蛍光体、ユーロピウム付活されたMn含有アルミン酸塩系蛍光体及びユーロピウム付活されたオルトケイ酸塩系蛍光体が好ましい。
[2-2-3-1]ユーロピウム及び/又はセリウムで付活された酸窒化物蛍光体
該緑色蛍光体の他の具体例として、下記一般式(G6)で表される化合物が挙げられる。
M1xBayM2zLuOvNw (G6)
但し、一般式(G6)中、M1はCr、Mn、Fe、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm及びYbからなる群より選ばれる少なくとも1種類の付活元素を示し、M2はSr、Ca、Mg及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1種類の2価の金属元素を示し、Lは周期律表第4族及び14族に属する金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種類の金属元素を示し、x、y、z、u、v及びwは、それぞれ以下の範囲の数値である。
0.00001≦x≦3
0≦y≦2.99999
2.6≦x+y+z≦3
0<u≦11
6<v≦25
0<w≦17)
上記一般式(G6)において、M1は付活元素である。
CuKαのX線源を用いたX線回折測定において回折角(2θ)26.9~28.2゜の範囲(R0)に回折ピークが観測される結晶相である。当該回折ピーク(P0)を基準回折ピークとし、P0のブラッグ角(θ0)より導かれる5つの回折ピーク(但し、20.9°~22.9°の角度範囲にある回折ピークは除く)を低角度側から順にそれぞれP1、P2、P3、P4及びP5とし、これらの回折ピークの回折角の角度範囲を、R1、R2、R3、R4及びR5としたときに、R1、R2、R3、R4及びR5が、それぞれ
R1=R1s~R1e、
R2=R2s~R2e、
R3=R3s~R3e、
R4=R4s~R4e、
R5=R5s~R5eの角度範囲を示すものである。
また、R1、R2、R3、R4及びR5の全ての範囲に回折ピークが少なくとも1本存在し、且つ、P0、P1、P2、P3、P4及びP5のうち、回折ピーク高さが最も高い回折ピークの高さに対して、P0の強度が回折ピーク高さ比で20%以上の強度を有するものであり、P1、P2、P3、P4又はP5の少なくとも1以上のピーク強度が回折ピーク高さ比で5%以上、好ましくは9%以上である結晶相をいう。
R1s:2×arcsin{sin(θ0)/(1.994×1.015)}
R1e:2×arcsin{sin(θ0)/(1.994×0.985)}
R2s:2×arcsin{sin(θ0)/(1.412×1.015)}
R2e:2×arcsin{sin(θ0)/(1.412×0.985)}
R3s:2×arcsin{sin(θ0)/(1.155×1.015)}
R3e:2×arcsin{sin(θ0)/(1.155×0.985)}
R4s:2×arcsin{sin(θ0)/(0.894×1.015)}
R4e:2×arcsin{sin(θ0)/(0.894×0.985)}
R5s:2×arcsin{sin(θ0)/(0.756×1.015)}
R5e:2×arcsin{sin(θ0)/(0.756×0.985)}
上記蛍光体の具体例としては、例えばEP1413618号公報及び特表2005-530917号公報、並びに特開2004-134805号公報等に記載される公知の蛍光体が挙げられる。
また、緑色蛍光体の他の具体例としては、例えば、2005年3月23日独立行政法人物質・材料研究機構により発表された筑波研究学園都市記者会、文部科学記者会、及び科学記者会資料「白色LED用緑色蛍光体の開発に成功」に記載のユーロピウムで付活されたβ-SiAlON等が挙げられる。
該緑色蛍光体の他の具体例として、下記一般式(G7)で表される化合物が挙げられる。
R1-aEuaM1-bMnbA10O17 (G7)
(式(G7)において、a、bは、それぞれ0.05<a≦1、0.6<a/b<5、0.01<b≦0.9を満足する数であり、Rは、Ba、Sr、及びCaからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を示し、Mは、Mg及び/又はZnを示し、Aは、Al、Ga、Sc、及びBからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を示す。)
このうち、aが0.05以下の場合には波長400nmの光により励起した際の前記結晶相の発光強度が低くなる傾向にある。aが0.05<a≦1を満足する数の化学組成を有する結晶相は、発光強度が高いので好ましい。同様の理由で、aは、0.1≦a≦1がより好ましく、0.2≦a≦1が更に好ましく、0.25≦a≦1が特に好ましく、0.3≦a≦1が最も好ましい。
また、a/bが0.6以下の場合には、波長400nmの励起光を十分に吸収できずに、第2の発光体からの発光強度が小さくなる傾向にある。一方、a/bが5以上の場合には、緑色発光強度より青色発光強度が強くなり色純度の良い緑色発光が得られにくい。a/bが0.6<a/b<5を満足する化学組成を有する結晶相は、波長450nm近傍の青色発光強度に対する波長515nm近傍の緑色発光強度の比が高く、緑色純度が高く、演色性の良い発光装置が得られるので好ましい。同様の理由で、a/b≧0.8が好ましく、a/b≧1がより好ましい。また、a/b≦4が好ましく、a/b≦3がより好ましい。
上記一般式(G7)におけるRで表される元素としては、Ba、Sr、及びCaからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素であるが、Ba及び/又はSrとなる化学組成を有する結晶相を含有することが高い発光強度が得られるため好ましい。また、BaをR全体の50モル%以上とし、かつ、SrをR全体の10モル%以上とすることが高い発光強度が得られるのでより好ましい。
上記一般式(G7)におけるMで表される元素としては、Mg及び/又はZnであるが、Mgである化学組成を有する結晶相を含有することが高い発光強度が得られるため好ましい。
上記一般式(G7)におけるAで表される元素としては、Al、Ga、Sc、及びBからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素であるが、A全体の50モル%以上がAlとなる化学組成を有する結晶相を含有していることが、高い発光強度を得る上で好ましい。さらに、A全体の99モル%以上がAlであることが、発光特性が良好となりより好ましい。
これらの中でも、上記組成の蛍光体の結晶相にアルカリ金属を含有し、かつ、Euが置換しうるサイト数に対するアルカリ金属元素の含有率が3モル%以下である蛍光体が近紫外光で励起した場合でも安定して高い発光強度及び輝度を有し、かつ、温度特性にも優れているため好ましい。
上記アルカリ金属元素としては、Li、Na、Kが好ましく、Na、Kが特に好ましい。
また、上記アルカリ金属元素の含有率としては、好ましくは0.1モル%以上、より好ましくは0.2モル%以上、更に好ましくは0.3モル%以上、特に好ましくは0.5モル%以上であり、好ましくは2.6モル%以下、より好ましくは2.3モル%以下、更に好ましくは2モル%以下、中でも好ましくは1.8モル%以下、特に好ましくは1.6モル%以下である。
さらに、上記蛍光体としては、アニオン元素としてFを含有しているものが好ましい。F元素の含有率としては、上記組成の蛍光体の結晶相のEuが置換しうるサイト数に対して、0モル%より大きく、好ましくは0.01モル%以上、より好ましくは0.05モル%以上、更に好ましくは0.1モル%以上であり、通常、10モル%以下、好ましくは5モル%以下、より好ましくは3モル%以下である。
このような蛍光体は、国際公開2008/123498号パンフレットにも記載されているように、原料混合物の焼成時にフラックスとして1価金属のハロゲン化物を所定濃度で共存させることにより得ることができる。
これらの蛍光体は、温度25℃で測定を行なった、励起波長340nmでの発光ピーク強度に対する励起波長400nmでの発光ピーク強度の減少率(%)が29%以下のものであり、好ましくは26%以下、より好ましくは23%以下となる。
また、温度25℃で測定を行なった、励起波長382nmでの発光ピーク強度に対する励起波長390nmでの発光ピーク強度の減少率が3.1%以下のものであり、好ましくは2.5%以下、より好ましくは2%以下、更に好ましくは1.5%以下となる。
なお、これらの発光ピーク強度の減少率は、通常、0%以上である。
上記励起スペクトルは、例えば、励起光源として150Wキセノンランプを、スペクトル測定装置として、マルチチャンネルCCD検出器C7041(浜松フォトニクス社製)を備える蛍光測定装置(日本分光社製)を用いて行なうことができる。
[2-2-3-4]ユーロピウム付活されたオルトケイ酸塩系蛍光体
緑色蛍光体の他の具体例として、下記一般式(G8)で表される化合物が挙げられる。
(M1(1-x)M2x)αSiOβ (G8)
(式(G8)中、M1は、Ba、Ca、Sr、Zn及びMgからなる群より選ばれる1種以上の元素を表わし、M2は、2価及び3価の原子価を取り得る1種以上の金属元素を表わす。x、α及びβは各々、0.01<x<0.3、1.5≦α≦2.5、及び、3.5≦β≦4.5を満たす数を表わす。)
中でも、M1は、少なくともBaを含有することが好ましい。この場合、MI全体に対するBaのモル比は、通常0.5以上、中でも0.55以上、更には0.6以上、また、通常1未満、中でも0.97以下、更には0.9以下、特に0.8以下が好ましい。
さらに、M1は、少なくともBa及びSrを含有することが好ましい。ここで、M1全体に対するBa及びSrのモル比をそれぞれ[Ba]及び[Sr]とすると、[Ba]及び[Sr]の合計に対する[Ba]の割合、即ち、[Ba]/([Ba]+[Sr])で表わされる値が、通常0.5より大きく、中でも0.6以上、更には0.65以上、また、通常1以下、中でも0.9以下、更には0.8以下であることが好ましい。
また、[Ba]と[Sr]との相対比、即ち、[Ba]/[Sr]で表わされる値が、通常1より大きく、中でも1.2以上、更には1.5以上、特に1.8以上、また、通常15以下、中でも10以下、更には5以下、特に3.5以下であることが好ましい。
また、前記式(G8)において、M1が少なくともSrを含有する場合、Srの一部がCaによって置換されていてもよい。この場合、Caによる置換量は、Srの全量に対するCa置換量のモル比率の値で、通常10モル%以下、中でも5モル%以下、更には2モル%以下であることが好ましい。
また、Siは、Ge等の他の元素によって一部置換されていてもよい。但し、緑色の発光強度等の面から、Siが他の元素によって置換されている割合は、できるだけ少ない方が好ましい。具体的には、Ge等の他の元素をSiの20モル%以下含んでいてもよく、全てがSiからなることがより好ましい。
前記式(G8)中、M2は、付活元素として挙げられているもので、2価及び3価の原子価を取り得る1種以上の金属元素を表わす。具体例としては、Cr、Mn等の遷移金属元素;Eu、Sm、Tm、Yb等の希土類元素;等が挙げられる。M2としては、これらの元素のうち何れか一種を単独で含有していてもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で併有していてもよい。中でも、M2としてはSm、Eu、Ybが好ましく、Euが特に好ましい。
前記式(G8)中、xは、M2のモル数を表わす数であり、具体的には、通常0.01より大きく、好ましくは0.04以上、更に好ましくは0.05以上、特に好ましくは0.06以上、また、通常0.3未満、好ましくは0.2以下、更に好ましくは0.16以下の数を表わす。
前記式(G8)中、αは2に近いことが好ましく、通常1.5以上、好ましくは1.7以上、更に好ましくは1.8以上、また、通常2.5以下、好ましくは2.2以下、更に好ましくは2.1以下の数を表わし、特に好ましくは2である。
前記式(G8)中、βは、通常3.5以上、好ましくは3.8以上、更に好ましくは3.9以上、また、通常4.5以下、好ましくは4.4以下、更に好ましくは4.1以下の数を表わす。
また、特定組成蛍光体は、前記式(G8)に記載された元素、即ちM1、M2、Si(ケイ素)及びO(酸素)以外に、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、亜鉛(Zn)、イットリウム(Y)、アルミニウム(Al)、スカンジウム(Sc)、リン(P)、窒素(N)、希土類元素、ハロゲン元素等の1価の元素、2価の元素、3価の元素、-1価の元素及び-3価の元素からなる群から選ばれる元素(これを以下適宜「微量元素」という。)を含有していてもよく、特にアルカリ金属元素又はハロゲン元素を含有しているものが好ましい。
上記の微量元素の含有量の合計は、通常1ppm以上、好ましくは3ppm以上、更に好ましくは5ppm以上、また、通常100ppm以下、好ましくは50ppm以下、更に好ましくは30ppm以下である。特定組成蛍光体が複数種の微量元素を含有する場合には、それらの合計量が上記範囲を満たすようにする。
上述のような式(G8)で表される蛍光体としては、国際公開2007/052405号パンフレットに記載されているものが挙げられる。特に、原料混合物又はそれを焼成して得られる蛍光体前駆体を焼成し、該焼成の後で強還元性雰囲気下において、フラックスとして蛍光体中のケイ素(Si)に対するモル比で0.05モル以上SrCl2を単独、もしくは、さらに0.1モル以上のCsClの存在下で焼成する工程を経て得られたものが高い外部量子効率を有するため好ましい。
また焼成時には、固体カーボンを共存させる等の強還元雰囲気下で焼成を行なうのが好ましい。
このような式(G8)で表される蛍光体は、ピーク波長400nm又は455nmの光で励起した場合の発光ピーク半値幅が75nm以下であり、かつピーク波長400nm又は455nmの光で励起した場合の、下記式で規定される外部量子効率が0.59以上、好ましくは0.60以上、より好ましくは0.63以上、更に好ましくは0.65以上であるという特性を有するものである。
(外部量子効率)=(内部量子効率)×(吸収効率)
以上、赤色蛍光体、及び緑色蛍光体について説明したが、表1に、上述した各色蛍光体の好ましい組み合わせを例示する。
本発明の発光装置は、上述の固体発光素子と上述の緑色及び赤色蛍光体を使用している他はその構成は制限されず、後述するような青色の蛍光を発する蛍光体(以下、適宜「青色蛍光体」という)、緑色の蛍光を発する蛍光体(以下、適宜「緑色蛍光体」という)、黄色の蛍光を発する蛍光体(以下、適宜「黄色蛍光体」という)等の公知の蛍光体を目的に応じた配合量で任意に組み合わせて使用し、公知の装置構成をとることにより得られる。
なお、発光装置の発光スペクトルは、気温25±1℃に保たれた室内において、例えば、オーシャン オプティクス社製の色・照度測定ソフトウェア及びUSB2000シリーズ分光器(積分球仕様)を用いて20mA通電して測定を行なうことができる。この発光スペクトルの380nm~780nmの波長領域のデータから、JIS Z8701で規定されるXYZ表色系における色度座標として色度値(x,y,z)を算出できる。この場合、x+y+z=1の関係式が成立する。本明細書においては、前記XYZ表色系をXY表色系と称している場合があり、通常(x,y)で表記している。
本発明の発光装置においては、上述した緑色及び赤色蛍光体を含有するとともに、その用途や励起源となる固体発光素子の発光波長等に応じて適宜、後述する第2の蛍光体(青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体、橙色蛍光体等)を含有する。また、例えば、これらの蛍光体はそれぞれ単独で又は混合して蛍光体組成物として、封止材料中に分散させて用いられる。
これら発光装置に用いられる蛍光体の重量メジアン径は、通常2μm以上、中でも5μm以上、また、通常30μm以下、中でも20μm以下の範囲であることが好ましい。重量メジアン径が小さ過ぎると、輝度が低下し、蛍光体粒子が凝集してしまう傾向がある。一方、重量メジアン径が大き過ぎると、塗布ムラやディスペンサー等の閉塞が生じる傾向がある。
本発明の赤色蛍光体と併用し得る橙色ないし赤色蛍光体としては、本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを使用することができる。
この際、同色併用蛍光体である橙色ないし赤色蛍光体の発光ピーク波長は、通常570nm以上、好ましくは580nm以上、より好ましくは585nm以上、また、通常780nm以下、好ましくは700nm以下、より好ましくは680nm以下にあることが好適である。
本発明の緑色蛍光体と併用し得る緑色蛍光体としては、本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを使用することができる。
第2の蛍光体として緑色蛍光体を使用する場合、当該緑色蛍光体は本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを使用することができる。この際、緑色蛍光体の発光ピーク波長は、通常500nmより大きく、中でも510nm以上、更には515nm以上、また、通常550nm以下、中でも542nm以下、更には535nm以下であることが好ましい。この発光ピーク波長が短過ぎると青味を帯びる傾向がある一方で、長過ぎると黄味を帯びる傾向があり、何れも緑色光としての特性が低下する場合がある。
本発明の発光装置に青色蛍光体を使用する場合、当該青色蛍光体は本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを使用することができる。この際、青色蛍光体の発光ピーク波長は、通常420nm以上、好ましくは430nm以上、より好ましくは440nm以上、また、通常490nm以下、好ましくは480nm以下、より好ましくは470nm以下、更に好ましくは460nm以下にあることが好適である。使用する青色蛍光体の発光ピーク波長がこの範囲にあると、本発明に用いられる赤色蛍光体の励起帯と重なり、当該青色蛍光体からの青色光により、本発明で用いられる赤色蛍光体を効率良く励起することができるからである。
上記のうち、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Euで表される蛍光体としては、後述の合成例I-7に記載されているような多段焼成工程を有し、かつ、2段階目以降の焼成工程において、フラックスを使用して得られるものが好ましい。このような蛍光体としては、国際公開2009/005035号パンフレットに記載されているようなものが挙げられる。
又、(Ca、Sr,Ba)MgAl10O17:Euで表される蛍光体としては、該蛍光体の結晶相中にアルカリ金属を含有し、かつ、Euが置換しうるサイト数に対するアルカリ金属元素の含有率が3%以下である蛍光体が近紫外光で励起した場合でも安定して高い発光強度及び輝度を有し、かつ、温度特性にも優れているため好ましい。
また、上記蛍光体としては、アニオン元素としてFを含有しているものが好ましい。
上記アルカリ金属元素の種類及び含有率、並びに、F元素の含有率としては、前述の一般式(G7)について記載したものと同様である。このような蛍光体としては、国際公開2008/123498号パンフレットに記載されているように、原料混合物の焼成時にフラックスとして1価金属のハロゲン化物を所定濃度で共存させることにより得ることができる。
中でも、上記青色蛍光体は、励起光の波長が400nm又は405nmの場合の、該蛍光体の温度が25℃のときの発光ピーク強度に対する100℃のときの発光ピーク強度の変化率が、30%以下であるものを用いるのが好ましい。また、より好ましくは25%以下、さらに好ましくは22%以下、またさらに好ましくは18%以下、特に好ましくは15%以下である。
本発明の発光装置に置いては、温度依存性の優れた緑色及び赤色蛍光体を用いているため、青色蛍光体についてもこのような特性を有していることが、色ずれを防ぐこととなり好ましい。
尚、該青色蛍光体の温度依存性については、励起光の波長を400nm又は405nmとする以外は上述の緑色及び赤色蛍光体の温度依存性の測定と同様にして測定することができる。
本発明の発光装置に黄色蛍光体を使用する場合、当該黄色蛍光体は本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを使用することができる。この際、黄色蛍光体の発光ピーク波長は、通常530nm以上、好ましくは540nm以上、より好ましくは550nm以上、また、通常620nm以下、好ましくは600nm以下、より好ましくは580nm以下の波長範囲にあることが好適である。
特に、RE3M5O12:Ce(ここで、REは、Y、Tb、Gd、Lu、及びSmからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素を表し、Mは、Al、Ga、及びScからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素を表す。)やMa 3Mb 2Mc 3O12:Ce(ここで、Maは2価の金属元素、Mbは3価の金属元素、Mcは4価の金属元素を表す。)等で表されるガーネット構造を有するガーネット系蛍光体、AE2MdO4:Eu(ここで、AEは、Ba、Sr、Ca、Mg、及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素を表し、Mdは、Si、及び/又はGeを表す。)等で表されるオルソシリケート系蛍光体、これらの系の蛍光体の構成元素の酸素の一部を窒素で置換した酸窒化物系蛍光体、AEAlSiN3:Ce(ここで、AEは、Ba、Sr、Ca、Mg及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素を表す。)等のCaAlSiN3構造を有する窒化物系蛍光体等のCeで付活した蛍光体が挙げられる。
上記各蛍光体の使用量、並びに、蛍光体の組み合わせ及びその比率等は、発光装置の用途等に応じて任意に設定すればよい。
一方、本発明の発光装置を白色発光の発光装置として構成する場合には、所望の白色光が得られるように、赤色蛍光体と緑色蛍光体とを有し、さらに必要に応じて、青色蛍光体及び/又は黄色蛍光体等を適切に組み合わせればよい。具体的に、本発明の発光装置を白色発光の発光装置として構成する場合における、蛍光体の好ましい組み合わせの例としては、以下の(A)又は(B)の組み合わせが挙げられる。
中でも、ディスプレイの色再現範囲を飛躍的に向上できるので、赤、青、緑の3種類とも発光ピーク半値幅の狭い蛍光体を用いることが好ましく、具体的には、近紫外LEDと、本発明の赤色蛍光体と、緑色蛍光体である(Ba,Sr)MgAl10O17:Eu,Mnと、青色蛍光体である(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6(Cl,F)2:Euとを組み合わせて用いることが好ましい。
本発明の発光装置においては、上記蛍光体は、通常、封止材料(バインダー)である液体媒体に分散させた蛍光体含有組成物の状態で用いられる。本発明の蛍光体を液体媒体中に分散させたものを、適宜「本発明の蛍光体含有組成物」と呼ぶものとする。
[3-2-1.液体媒体]
本発明の蛍光体含有組成物に使用される液体媒体としては、該蛍光体の性能を目的の範囲で損なわない限りにおいて特に限定されないが、通常、固体発光素子を覆ってモールディングすることのできる硬化性材料を用いることができる。
硬化性材料とは、流体状の材料であって、何らかの硬化処理を施すことにより硬化する材料のことをいう。ここで、流体状とは、例えば液状又はゲル状のことをいう。硬化性材料は、固体発光素子から発せられた光を蛍光体へ導く役割を担保するものであれば、具体的な種類に制限は無い。また、硬化性材料は、1種のみを用いてもよく、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。
したがって、硬化性材料としては、所望の使用条件下において液状の性質を示し、本発明の蛍光体を好適に分散させるとともに、好ましくない反応を生じないものであればよく、無機系材料及び有機系材料並びに両者の混合物のいずれを用いることも可能である。
珪素含有化合物とは分子中に珪素原子を有する化合物をいい、ポリオルガノシロキサン等の有機材料(シリコーン系化合物)、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素等の無機材料、及びホウケイ酸塩、ホスホケイ酸塩、アルカリケイ酸塩等のガラス材料を挙げることができる。中でも、透明性、接着性、ハンドリングの容易さ、機械的、熱適応力の緩和特性に優れる等の点から、シリコーン系材料が好ましい。
液体媒体の含有率は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明の蛍光体含有組成物全体に対して、通常25重量%以上、好ましくは40重量%以上であり、また、通常99重量%以下、好ましくは95重量%以下、より好ましくは80重量%以下である。液体媒体の量が多い場合には特段の問題は起こらないが、半導体発光装置とした場合に所望の色度座標、演色指数、発光効率等を得るには、通常、上記のような含有率で液体媒体を用いることが望ましい。一方、液体媒体が少な過ぎると流動性が低下し取り扱い難くなる可能性がある。
拡散剤としては平均粒径が100nm~数10μmの大きさで無色の物質がよい。アルミナ、ジルコニア、イットリア等は-60~120℃の実用温度域で安定であるので、拡散剤としてより好ましく用いることができる。更に屈折率が高ければ拡散剤の効果は高くなるのでより好ましい。
また、粒径の大きな蛍光体を用いる場合には蛍光体の沈降により色むらや色ズレを生じやすいため、バインダに沈降防止剤を添加することが好ましい。沈降防止剤としては例えば、「日本アエロジル社製、商品名:AEROSIL#200」、「トクヤマ社製、商品名:レオロシール」等の、粒径約10nmの超微粒子状シリカ、ヒュームドシリカ(乾式シリカ)が一般的である。
本発明の発光装置は、上述の固体発光素子及び蛍光体を備えていれば、そのほかの構成は特に制限されないが、通常は、適当なフレーム上に上述の固体発光素子及び蛍光体を配置する。この際、固体発光素子の発光によって蛍光体が励起されて発光を生じ、且つ、この固体発光素子の発光及び/又は蛍光体の発光が、外部に取り出されるように配置されることになる。この場合、複数の蛍光体が必ずしも同一の層中に混合されなくてもよい。例えば、蛍光体の発色毎に別々の層に蛍光体を含有させ、それらを積層するようにしてもよい。
以下、本発明の発光装置について、具体的な実施の形態を挙げて、より詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲において任意に変形して実施することができる。
ここで、上記赤色蛍光体がフッ素錯体蛍光体である場合には、下記の(a)~(c)のうちの少なくとも1つの構成を有すると発光装置の耐久性向上、具体的には温度85℃、湿度85%における発光装置の経時劣化が抑えられるという点で好ましい。
(a)固体発光素子と該フッ素錯体蛍光体含有層との間に、前記フッ素錯体蛍光体を含まない材料層を有する。
(b)発光装置の表面の一部又は全部が前記フッ素錯体蛍光体を含まない材料層で被覆されている。
(c)該赤色蛍光体含有層が、前記フッ素錯体蛍光体を含まない材料層で被覆されている。
それぞれの態様について、以下に詳述する。
[3-4-1.態様(a)]
上述の(a)の構成を有する発光装置について、具体的に説明するための一態様を図22に示す。
図22では、半導体発光素子(110)の上部にフッ素錯体蛍光体を含まない材料層である材料層C(112)が存在し、その上にフッ素錯体蛍光体含有層である材料層B(111)が積層されている。
材料層Cを構成する材料としては、光透過性を有し、かつ、熱、光及び薬品に対する化学安定性の高い材料であれば、特に限定されないが、このうち、汎用性及び取り扱い性の点から樹脂が好ましい。
材料層Cに用いられる樹脂として、具体的には、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素含有飽和又は不飽和脂肪族炭化水素系樹脂、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル等が挙げられる。このうち、半導体発光素子(110)とフッ素錯体蛍光体含有層(111)との密着性を有するという点で、シリコーン樹脂が好ましい。
該シリコーン樹脂としては、上述の液体媒体の項で記載したようなものが挙げられるが、このうち好ましくは付加型シリコーン樹脂が挙げられる。このような樹脂として、具体的には信越化学工業社製SCR1011や1016が挙げられる。
上記材料層Cを構成する樹脂のGPC法による重量平均分子量としては、通常、500以上、好ましくは1000以上であり、通常、100万以下、好ましくは50万以下が挙げられる。
また、上記材料層Cの厚さとしては、発光装置(カップ)の大きさにも依存するが、通常、100μm以上、好ましくは200μm以上、より好ましくは250μm以上であり、また通常500μm以下、好ましくは400μm以下、より好ましくは300μm以下である。材料層Cが薄すぎるとその効果を生じない場合がある。また、厚すぎると、発光装置の製造の手間及びコストの点で好ましくない。
[3-4-2.態様(b)]
上述の(b)の構成を有する発光装置について、具体的に説明するための一態様を図23(a)~(c)に示す。
図23(a)では、半導体発光素子(110)の上部にフッ素錯体蛍光体含有層である材料層B(111)を形成させた上に、フッ素錯体蛍光体を含まない材料層である材料層D(113)を積層させることで、発光装置の表面を覆っている。
また、図23(b)では、図23(a)の態様にさらに、上記[3-4-1]で記載の態様を加えたものである。
さらに、図23(c)は材料層D(113)が発光装置全体を覆っている態様を示す。
上記材料層Dを構成する材料としては、上述の材料層Cに記載のものと同様のものが挙げられるが、ガスバリヤ性を有する材料の方が好ましい。これは、発光装置内のフッ素錯体蛍光体と水分とが反応することにより、発光装置内にフッ化水素が生じ、発光装置の性能に悪影響を与える場合があるためと推測される。
材料層Dを構成する材料として、好ましくは、フッ素含有飽和又は不飽和脂肪族炭化水素系樹脂、シリコーン樹脂及びエポキシ樹脂が挙げられ、より好ましくはフッ素含有飽和又は不飽和脂肪族炭化水素系樹脂、シリコーン樹脂である。上記フッ素含有飽和又は不飽和脂肪族炭化水素系樹脂としては、例えば、フロン工業社製エイトシールF-3000、フロン工業社製ファイン耐熱TFEコート、関西ペイント社製アレスフロンクリヤー等が挙げられる。シリコーン樹脂としては、信越化学工業社製SCR1011や1016等が挙げられる。
尚、材料層Dとして、エポキシ樹脂を用いる場合には、材料層Bとの間に別種の樹脂により形成された層を有する方がよりその効果が顕著となる。
上記材料層Dを構成する樹脂のGPC法による重量平均分子量としては、通常、500以上、好ましくは1000以上であり、通常、100万以下、好ましくは50万以下が挙げられる。
また、上記材料層Dの厚さとしては、発光装置の大きさにも依存するが、通常、50μm以上、好ましくは80μm以上、より好ましくは100μm以上、更に好ましくは150μm以上であり、また通常500μm以下、好ましくは400μm以下、より好ましくは300μm以下である。材料層Dが薄すぎるとその効果を生じない場合がある。また、厚すぎると、発光装置の製造の手間及びコストの点で好ましくない。
[3-4-3.態様(c)]
上述の(c)の構成を有する発光装置について、具体的に説明するための一態様を図24に示す。
図24では、フッ素錯体蛍光体含有層である材料層B(111)の周囲がフッ素錯体蛍光体を含まない材料層である材料層E(114)に被覆されている。
上記材料層Eを構成する材料としては、特にフッ素錯体蛍光体との反応性基を有さないものが好ましく、フッ素含有飽和又は不飽和脂肪族炭化水素系樹脂、又はシリコーン樹脂が挙げられる。
上記材料層Eを構成する樹脂のGPC法による重量平均分子量としては、上述の材料層C及びDを構成する樹脂と同様の分子量のものが挙げられる。
また、上記材料層Dの厚さとしては、発光装置の大きさにも依存するが、通常、1μm以上、好ましくは2μm以上、より好ましくは5μm以上、更に好ましくは10μm以上であり、また通常50μm以下、好ましくは30μm以下、より好ましくは20μm以下である。
このとき、材料層Eで被覆された材料層B以外の部分は、上述の材料層C又はDを形成するような樹脂で満たしてもよい。
このような構成をとることにより耐久性が向上する。その理由は明らかではないが、特定の層を有することにより、フッ化物錯体蛍光体の劣化が抑えられる、及び/又はLEDチップ周囲のバイパス電流を下げることができることによると推察される。
本発明の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、色再現範囲が広い等から、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られる。
本発明の発光装置を照明装置に適用する場合には、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、図5に示されるような、前述の発光装置(4)を組み込んだ面発光照明装置(11)を挙げることができる。
本発明の発光装置を画像表示装置の光源として用いる場合には、その画像表示装置の具体的構成に制限は無いが、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、上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。本態様については、下記にさらに詳述する。
[4.カラー画像表示装置]
本発明の発光装置は、その発光波長に最適なカラーフィルターを組み合わせることにより、色純度の高い画像表示を実現できる。すなわち、前記発光装置は、狭帯域で発光ピーク強度が高く、温度特性に優れた青色、緑色、赤色の発光を組み合わせた光源であるため、高いNTSC比においても従来よりも光利用効率が高く、高温になるパワーデバイスの半導体発光素子を用いることによっても発光ピーク強度が安定し、色ずれも少ない、優れた画像表示装置を得ることができる。
以下に本発明のカラー画像表示装置の実施態様の一例を詳細に説明する。
特に固体半導体発光素子として、深青色領域又は紫外領域の光を発する固体発光素子を用いた場合により光利用効率が高くなる傾向にあり好ましい。
Y≧-0.4W+64‥(a) (ただし、W≧85)
Y≧-0.4W+66‥(b) (ただし、W≧85)
Y≧-0.4W+71(c) (ただし、W≧85)
Y≧-0.4W+73‥(d) (ただし、W≧85)
Y=-0.4W+64
が算出され、これにより上記式(a)、すなわち
Y≧-0.4W+64‥(a) (ただし、W≧85)
が得られる。
Y=-0.4W+66
から、上記式(b)、すなわち
Y≧-0.4W+66‥(b) (ただし、W≧85)
として得られる。
また、固体発光素子として近紫外LEDを使用し、青色蛍光体としてBaMgAl10O17:Eu、緑色蛍光体としてBaMgAl10O17:Eu,Mn、赤色蛍光体としてK2TiF6:Mnを用いる際には、上記と同様にして、上記式(c)が得られる。
また、さらに、固体発光素子として近紫外LEDを使用し、青色蛍光体としてSr5(PO4)3Cl:Eu、緑色蛍光体としてBaMgAl10O17:Eu,Mn、赤色蛍光体としてK2TiF6:Mnを用いる際には、上記と同様にして、上記式(d)が得られる。
尚、赤色蛍光体として、K2SiF6:Mnを用いても、同様にして上記式を導くことができる。
次に、カラー液晶表示装置に用いられるバックライト装置の構成について説明する。
バックライト装置の構成としては、白色発光する光源と、この光源からの光をほぼ均一な面光源に変換する光均一化手段とを具備する。
本発明のカラー画像表示装置に用いられるカラーフィルターは特に限定はないが、例えば下記のものを用いることができる。
印刷法によるカラーフィルターは、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、反転印刷法、ソフトリソグラフィー法(imprint Printing)等の方法で、熱硬化又は光硬化インキをガラス等の透明基板に転写して製造される。
電着法では、顔料又は染料を含んだ浴に電極を設けたガラス等の透明基板を浸し、電気泳動によりカラーフィルターを形成させる。
顔料分散法によるカラーフィルターは感光性樹脂に顔料等の色材を分散又は溶解した組成物をガラス等の透明基板上に塗布して塗膜を形成し、これにフォトマスクを介して放射線照射による露光を行い、未露光部を現像処理により除去してパターンを形成するものである。
これらの方法の他にもカラーフィルターは、色材を分散又は溶解したポリイミド系樹脂組成物を塗布しエッチング法により画素画像を形成する方法、色材を含んでなる樹脂組成物を塗布したフィルムを透明基板に張り付けて剥離し画像露光、現像して画素画像を形成する方法、インクジェットプリンターにより画素画像像を形成する方法等によっても製造できる。
以下、本発明に係るカラーフィルターの製造方法の具体例を示す。
本発明に係るカラーフィルターは、ブラックマトリクスが設けられた透明基板上に通常、赤、緑、青の画素画像を形成することにより製造することができる。透明基板への各色画素の形成に際しては、基本的には、バックライトの発光スペクトルの赤領域、青領域及び緑領域のピーク波長を最もよく透過するように、顔料、膜厚を最適化する。より詳しくは、白色点、バックライトのスペクトルの色度指標、要求するNTSC比をカラーマッチングシステムで計算し、最適な顔料、膜厚を設定する。
本発明のカラー画像表示装置に用いられるカラーフィルター用組成物(レジスト)は特に限定はないが、例えば下記のものを用いることができる。
バインダ樹脂を単独で使用する場合は、目的とする画像の形成性や性能、採用したい製造方法等を考慮し、それに適したものを適宜選択する。バインダ樹脂を後述の単量体と併用する場合は、カラーフィルター用組成物の改質、光硬化後の物性改善のためにバインダ樹脂を添加する。従ってこの場合は、相溶性、皮膜形成性、現像性、接着性等の改善目的に応じて、バインダ樹脂を適宜選択する。
このような樹脂としては、例えば特開2005-154708号公報、第0090~0110段落に記載の樹脂を挙げることができる。
カルボキシル基含有の直鎖状アルカリ可溶性樹脂としては、カルボキシル基を有していれば特に限定されず、通常、カルボキシル基を含有する重合性単量体を重合して得られる。このような樹脂としては、例えば、特開2005-232432号公報、第0055~0066段落に記載の樹脂を挙げることができる。
前記(a-2)カルボキシル基含有樹脂の、カルボキシル基部分にエポキシ基含有不飽和化合物を付加させた樹脂が特に好ましい。
アクリル系樹脂としては、好ましくは、例えば、特開2006-161035号公報第0067~0086段落に記載の樹脂を挙げることができる。
単量体としては、重合可能な低分子化合物であれば特に制限はないが、エチレン性二重結合を少なくとも1つ有する付加重合可能な化合物(以下、「エチレン性化合物」と略す)が好ましい。エチレン性化合物とは、カラーフィルター用組成物が活性光線の照射を受けた場合、後述の光重合開始系の作用により付加重合し、硬化するようなエチレン性二重結合を有する化合物である。なお、本発明における単量体は、いわゆる高分子物質に相対する概念を意味し、狭義の単量体以外に二量体、三量体、オリゴマーも含有する概念を意味する。
色材としては、バックライトからの光をできるだけ効率良く利用するため、赤、緑、青のバックライトの発光波長に合わせて、それぞれの画素における当該蛍光体の発光波長での透過率をできるだけ高くし、その他の発光波長での透過率をできるだけ低くするように選ぶ必要がある。
まず赤画素を構成する赤色組成物(赤色レジスト)について説明する。
次に緑画素を構成する緑色組成物(緑色レジスト)について説明する。
本発明にかかる緑色組成物に用いられる顔料としては、アゾ系、フタロシアニン系等の有機顔料に加えて、種々の無機顔料も利用可能である。
具体的に例えば下記に示すピグメントナンバーの顔料を用いることができる。
また、上記緑色色材に、色の微調整のため、上述の黄色色材を混合してもよい。
次に青画素を構成する青色組成物(青色レジスト)について説明する。
また、赤,緑、青に係らず、色の微調整のため、必要に応じてさらに下記の顔料を使用しても良い。
カラーフィルター用組成物には、必要に応じ更に光重合開始系、熱重合防止剤、可塑剤、保存安定剤、表面保護剤、平滑剤、塗布助剤その他の添加剤を添加することができる。
カラーフィルター用組成物が(b)単量体としてエチレン性化合物を含む場合には、光を直接吸収し、あるいは光増感されて分解反応又は水素引き抜き反応を起こし、重合活性ラジカルを発生する機能を有する光重合開始系が必要である。
熱重合防止剤としては、例えば、ハイドロキノン、p-メトキシフェノール、ピロガロール、カテコール、2,6-t-ブチル-p-クレゾール、β-ナフトール等が用いられる。熱重合防止剤の配合量は、本発明のカラーフィルター用組成物の全固形分に対し0~3重量%の範囲であることが好ましい。
可塑剤としては、例えば、ジオクチルフタレート、ジドデシルフタレート、トリエチレングリコールジカプリレート、ジメチルグリコールフタレート、トリクレジルホスフェート、ジオクチルアジペート、ジブチルセバケート、トリアセチルグリセリン等が用いられる。これら可塑剤の配合量は、本発明のカラーフィルター用組成物の全固形分に対し10重量%以下の範囲であることが好ましい。
また、カラーフィルター用組成物中には、必要に応じて、感応感度を高める目的で、画像露光光源の波長に応じた増感色素を配合させることができる。
またカラーフィルター用組成物には、更に密着向上剤、塗布性向上剤、現像改良剤等を適宜添加することができる。
カラー画像表示装置は、半導体発光装置から発せられる紫外~近紫外光を吸収する吸収剤を含有する吸収部を有していることが好ましい。画像を表示するパネル部分に設けられていてもよいし、バックライトに設けられていてもよい。
[実施例I群:発光装置及びカラー画像表示装置の製造]
なお、以下の実施例において「部」は「重量部」を表す。
[1-1]合成例I-1:赤色蛍光体 K2TiF6:Mn(以下、「KTF」ともいう)
蛍光体の各原料の仕込み合成が、K2Ti0.95Mn0.05F6となるように原料化合物として、K2TiF6(4.743g)及びK2MnF6(0.2596g)を大気圧、室温のもとで、フッ化水素酸(47.3wt%) 40mlに攪拌しながらゆっくり添加して溶解させた。各原料化合物が全部溶解した後、溶液を攪拌しながら、アセトン60mlを240ml/hrの速度で添加して蛍光体を貧溶媒析出させた。得られた蛍光体をそれぞれ純水とアセトンで洗浄し、100℃で1時間乾燥させた。得られた蛍光体のX線回折パターンよりK2TiF6:Mnが合成されていることが確認できた。
蛍光体の各原料の仕込み組成が、Ba2.7Eu0.3Si6.9O12N3.2となるように原料化合物として、BaCO3(267g)、SiO2(136g)及びEu2O3(26.5g)を十分に攪拌混合した後、アルミナ乳鉢に充填した。これを温度調節器付き抵抗加熱式電気炉内に置き、大気圧下、5℃/分の昇温速度で1100℃まで加熱し、その温度で5時間保持した後、室温まで放冷した。得られた試料をアルミナ乳鉢上で、100μm以下まで粉砕した。
α型窒化珪素粉末95.5重量%、窒化アルミニウム粉末3.3重量%、酸化アルミニウム粉末0.4重量%及び酸化ユーロピウム粉末0.8重量%をメノウ乳鉢中で十分に混合した。この原料粉末を窒化ホウ素製坩堝に充填し、カーボンヒーターを有する加圧窒化炉で0.92MPaの加圧窒素雰囲気中、1950℃で12時間の加熱処理を行った。得られた焼成粉末を解砕後、篩を通し、洗浄処理を行った後に乾燥し、蛍光体粉末を得た。粉末X線回折測定により合成粉末が単一相のEu付活βサイアロン蛍光体であることが分かった。
蛍光体の各原料の仕込み合成が、K2Ti0.95Mn0.05F6となるように原料化合物として、K2TiF6(4.743g)及びK2MnF6(0.2569g)を大気圧、室温のもとで、フッ化水素酸(47.3wt%) 50mlに攪拌しながらゆっくり添加して溶解させた。各原料化合物が全部溶解した後、溶液を攪拌しながら、BaCO3(3.8987g)を溶液に添加して蛍光体BaTiF6:Mnを析出させた。得られた蛍光体をそれぞれ純水とアセトンで洗浄し、100℃で1時間乾燥させた。
蛍光体の各原料の仕込み組成が、K2Si0.9Mn0.1F6となるように原料化合物として、K2SiF6(1.7783g)とK2MnF6(0.2217g)を大気圧、室温のもとで、フッ化水素酸(47.3重量%)70mlに攪拌しながら添加して溶解させた。各原料化合物が全部溶解した後、溶液を攪拌しながら、アセトン70mlを240ml/hrの速度で添加して蛍光体を貧溶媒析出させた。得られた蛍光体をそれぞれエタノールで洗浄し、130℃で1時間乾燥して蛍光体1.7gを得た。
得られた蛍光体のX線回折パターンよりK2SiF6:Mnが合成されていることが確認できた。
蛍光体原料として炭酸バリウム(BaCO3)、酸化ユウロピウム(Eu2O3)、塩基性炭酸マグネシウム(Mg1モルあたりの質量93.17)、炭酸マンガン(MnCO3)及びα-アルミナ(Al2O3)を、また、焼成助剤としてフッ化アルミニウム(AlF3)を用いた。これらの蛍光体原料は、Ba0.455Sr0.245Eu0.3Mg0.7Mn0.3Al10O17で示す化学組成となるような量だけ秤量し、焼成助剤を蛍光体原料の総重量に対して0.8重量%となるように秤量し、乳鉢にて30分間混合し、アルミナ製の坩堝に充填した。焼成時の還元雰囲気をつくるため、アルミナ製坩堝を二重にして、内側の坩堝の周囲の空間にビーズ状グラファイトを設置し、大気中1550℃、2時間焼成した。得られた焼成物を解砕し、緑色蛍光体(GBAM)を得た。
SrCO3(関東化学社製)0.2モル、SrHPO4(関東化学社製)0.605モル、Eu2O3(信越化学社製 純度99.99%)0.050モル、及びSrCl2(関東化学社製)0.1モルを秤量し、小型V型ブレンダーで乾式混合した。
得られた原料混合物をアルミナ製坩堝に充填し、箱型電気炉中にセットした。大気中、大気圧下で、昇温速度5℃/分で1050℃まで昇温し、5時間保持して焼成物を得た(1次焼成)。
次いで、室温まで冷却した後、坩堝の内容物を取り出し、解砕した。
得られた焼成物にSrCl2を0.05モル加え、小型V型ブレンダーで混合した後、アルミナ製坩堝に充填し、1次焼成と同じ電気炉中に坩堝をセットした。水素含有窒素ガス(水素:窒素=4:96(体積比))を毎分2.5リットルで流通させながら、還元雰囲気中、大気圧下、昇温速度5℃/分で950℃まで昇温し、3時間保持した(2次焼成)。次いで、室温まで冷却した後、坩堝の内容物を取り出し、解砕した。
得られた焼成物にSrCl2を0.05モル加え、小型V型ブレンダーで混合した後、アルミナ製坩堝に充填した。再度、2次焼成と同じ電気炉中に坩堝をセットした。水素含有窒素ガス(水素:窒素=4:96(体積比))を毎分2.5リットルで流通させながら、還元雰囲気中、大気圧下、昇温速度5℃/分で1050℃まで昇温し、3時間保持した。
得られた焼成塊を粒径約5mm程度になるまで粗粉砕した後、ボールミルにて6時間処理して、蛍光体スラリーを得た。
蛍光体を洗浄するために、蛍光体スラリーを多量の水に攪拌混合させ、蛍光体粒子が沈降するまで静置させた後、上澄み液を捨てる作業を、上澄み液の電気伝導度が3mS/m以下になるまで繰り返した。上澄み液の電気伝導度が3mS/m以下になったことを確認した後、分級を行なうことにより微細粒子及び粗大粒子の蛍光体を除去した。
得られた蛍光体スラリーをpH=10のNa3PO4水溶液中に分散し、小粒子を分級除去した後、リン酸カルシウム処理を施した。脱水後、150℃で、10時間乾燥することにより蛍光体(SCA):Sr10(PO4)6Cl2:Euを得た。得られた蛍光体を400nmの光で励起した場合の発光ピーク波長は450nm、半値幅は29nmであった。
[1-8]蛍光体の温度依存性評価
前記[1-1]~[1-6]で製造した各蛍光体及び三菱化学社製赤色蛍光体「BR-101B」(CaAlSiN3:Eu、以下「CASN660」ともいう。)について、波長400nm及び455nmで励起した場合における輝度及び発光ピーク強度の温度依存性(以下、これらを纏めて「温度特性」という場合がある。)を測定した。
{1-(100℃における発光ピーク強度)/(25℃における発光ピーク強度)}×100 ・・・[A]
なお、蛍光体の励起光照射側の表面温度の測定値としては、放射温度計と熱電対による温度測定値を利用して補正した値を用いた。結果を下記表I0に示す。
尚、前記[1-7]で製造した青色蛍光体であるSCAについて、波長400nm励起での温度特性を測定した結果である発光ピーク強度の変化率は14%であった。
本発明のバックライトの製造例を示す。
発光装置を以下の手順で作製する。
製造例I-1において、緑色帯を発光する蛍光体として、BSONの代わりにβ-SiAlONを用いた以外は製造例I-1と同様にしてバックライト2(BL-2)を作製する。バックライト2は、455nm、542nm、631nmの波長領域にそれぞれ1つずつ発光波長ピークを有する。
製造例I-1において、赤色帯を発光する蛍光体として、KTFの代わりにBaTiF6:Mnを用いた以外は製造例I-1と同様にしてバックライト3(BL-3)を作製する。なお、BaTiF6:MnはUS 2006/0169998 A1に記載の蛍光体であり、その発光スペクトルが同文献に記載されている。同文献からわかるように、バックライト3は、455m、529nm、631nmの波長領域にそれぞれ1つずつ発光波長ピークを有する。
製造例I-1において、緑色帯を発光する蛍光体として、BSONの代わりにβ-SiAlONを用いた以外は製造例I-3と同様にしてバックライト4(BL-4)を作製する。バックライト4は、456nm、542nm、631nmの波長領域にそれぞれ1つずつ発光波長ピークを有する。
発光装置を以下の手順で作製する。
ドミナント発光波長390nm~400nmで発光する近紫外LEDとして、Cree社製の290μm角チップC395MB290を用い、それをシリコーン樹脂ベースの透明ダイボンドペーストで、3528SMD型PPA樹脂パッケージの凹部の底の端子に接着した。その後に、150℃で2時間加熱し、透明ダイボンドペーストを硬化させた後、近紫外LEDとパッケージの電極とを直径25μmの金線を用いてワイヤーボンディングした。
[2-7]製造例I-7:比較例用バックライト7(BL-7)の製造
使用する赤色蛍光体として、発光ピーク波長が長波長であり、半値幅の広いCASN660に変更し、各蛍光体、シリコーン樹脂及びアエロジルの使用量を表11に記載のように変更した以外は製造例I-6と同様にしてバックライト7(BL-7)を作製する。
[2-8]製造例I-8:バックライト8(BL-8)の製造
各蛍光体、シリコーン樹脂及びアエロジルの使用量を表11に記載のように変更した以外は製造例I-6と同様にしてバックライト8(BL-8)を作製する。
[2-9]製造例I-9:比較例用バックライト9(BL-9)の製造
使用する赤色蛍光体として、発光ピーク波長が長波長であり、半値幅の広いCASN660に変更し、各蛍光体、シリコーン樹脂及びアエロジルの使用量を表I1に記載のように変更した以外は製造例I-6と同様にしてバックライト9(BL-9)を作製する。
[3-1]製造例I-10:バインダ樹脂A
ベンジルメタクリレート55重量部、メタクリル酸45重量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート150重量部を500mlセパラブルフラスコに入れ、フラスコ内を充分窒素で置換する。その後、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル6重量部を添加し、80℃で5時間攪拌し、重合体溶液を得る。合成された重合体の重量平均分子量は8000、酸価は176mgKOH/gとする。
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート145重量部を窒素置換しながら攪拌し、120℃に昇温する。ここにスチレン20重量部、グリシジルメタクリレート57部及びトリシクロデカン骨格を有するモノアクリレート(日立化成社製FA-513M)82重量部を滴下し、更に120℃で2時間攪拌する。
下記に示す各成分を下記の割合で調合し、スターラーにて各成分が完全に溶解するまで攪拌し、レジスト溶液を得る。
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:1.0部、
光重合開始系、
2-(2’-クロロフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール:0.06部、
2-メルカプトベンゾチアゾール:0.02部、
4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン:0.04部、
溶媒(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート):9.36部、
界面活性剤(大日本インキ化学工業社製「F-475」):0.0003部。
[5-1]製造例I-13:赤色画素 実施例I-1~10用、比較例I-1~4用の作製
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート75部、赤色顔料ピグメントレッド(以下、「P.R.」という)254を16.7部、ビッグケミー社製アクリル系分散剤「DB2000」4.2部及び製造例I-10で製造したバインダ樹脂A5.6部を混合し、攪拌機で3時間攪拌して固形分濃度が25重量%のミルベースを調製する。このミルベースを600部の0.5mmφフジルコニアビーズを用いビーズミル装置にて周速10m/s、滞留時間3時間で分散処理を施しP.R.254の分散インキを得る。
顔料をピグメントグリーン(以下、「P.G.」という)36に変更した以外は製造例I-13のP.R.254と同様の組成にてミルベースを調製し、同様の分散条件にて滞留時間1時間で分散処理を施し、P.G.36の分散インキを得る。
尚、特開2007-25687号公報記載のアゾニッケル錯体黄色顔料の分散インキは上記製造例I-13に記載されているのと同様にして得る。
[5-2-1]臭素化亜鉛フタロシアニンの合成例
フタロジニトリル、塩化亜鉛を原料として亜鉛フタロシアニンを製造した。これの1-クロロナフタレン溶液は、600~700nmに光の吸収を有していた。ハロゲン化は、塩化スルフリル3.1部、無水塩化アルミニウム3.7部、塩化ナトリウム0.46部、亜鉛フタロシアニン1部を40℃で混合し、臭素4.4部を滴下して行った。80℃で15時間反応し、その後、反応混合物を水に投入し、臭素化亜鉛フタロシアニン粗顔料を析出させた。この水性スラリーをろ過し、80℃の湯洗浄を行い、90℃で乾燥させ、3.0部の精製された臭素化亜鉛フタロシアニン粗顔料を得た。
顔料をP.G.15:6に変更した以外は製造例I-13のP.R.254と同様の組成にてミルベースを調製し、同様の分散条件にて滞留時間1時間で分散処理を施し、P.G.15:6の分散インキを得る。
尚、P.G.36の分散インキは上記製造例I-14に記載されているのと同様にして得る。
表12~表14に示した赤色、緑色、青色の画素の同じ名称の画素を組み合わせ、実施例I-1~10用及び比較例I-1~4用のカラーフィルターとする。実施例I-1、3、5、7用のカラーフィルターについて、赤色画素サンプル、緑色画素サンプル、及び青色画素サンプルの各々の透過率スペクトルを算出した結果を図10に示す。実施例I-2、4、6、8~10及び比較例I-3、4用のカラーフィルターについて、赤色画素サンプル、緑色画素サンプル、及び青色画素サンプルの各々の透過率スペクトルを算出した結果を図11に示す。
[6-1]実施例I-1~10、比較例I-1~4
製造例I-1~9に示したバックライト(BL-1~BL-9)と実施例I-1~10用、比較例I-1~4用のカラーフィルターとを組み合わせて、実施例I-1~10及び比較例I-1~4のカラー画像表示装置とした。これらのカラー画像表示装置について、色度(x、y、Y)を測定するとともに、色再現性(NTSC比)及び明るさ(色温度)についても求めた。ここでY値はバックライトからの発光の利用効率に相当する。その結果を表15(a)及び表15(b)に示す。
[物性値の測定方法]
後述する各実施例、及び比較例で得られる蛍光体の物性値は、以下の方法で測定、及び算出した。
<発光スペクトル>
発光スペクトルは、室温(25℃)において、励起光源として150Wキセノンランプを、スペクトル測定装置としてマルチチャンネルCCD検出器C7041(浜松フォトニクス社製)を備える蛍光測定装置(日本分光社製)を用いて測定した。
より具体的には、励起光源からの光を焦点距離が10cmである回折格子分光器に通し、波長455nm以下の励起光のみを光ファイバーを通じて蛍光体に照射した。励起光の照射により蛍光体から発生した光を焦点距離が25cmである回折格子分光器により分光し、300nm以上800nm以下の波長範囲においてスペクトル測定装置により各波長の発光ピーク強度を測定し、パーソナルコンピュータによる感度補正等の信号処理を経て発光スペクトルを得た。なお、測定時には、受光側分光器のスリット幅を1nmに設定して測定した。
相対輝度は、上述の方法で得られた可視領域における発光スペクトルから励起波長域を除いた範囲で、JIS Z8724に準拠して算出したXYZ表色系における刺激値Yから、同様に波長455nmの励起光で化成オプトニクス社製の黄色蛍光体Y3Al5O12:Ce(製品番号:P46-Y3)を励起して得られた発光スペクトルから励起波長を除いた範囲で同様に求めた刺激値Yの値を100%とした相対値(以下、単に「輝度」と称する場合がある。)として算出した。
励起スペクトルは、室温(25℃)において、日立製作所社製蛍光分光光度計F-4500を用いて測定した。より具体的には、631nmの赤色発光ピークをモニターして、300nm以上550nm以下の波長範囲内の励起スペクトルを得た。
<重量メジアン径D50、及び粒度分布>
蛍光体の粒度分布は、堀場製作所社製レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置LA-300により測定した。なお、測定前に、分散溶媒としてエタノールを用い、蛍光体を分散させてから、光軸上の初期透過率を90%前後に調整し、マグネット回転子で分散溶媒を攪拌しながら凝集による影響を最小限に抑えて測定を行った。
重量メジアン径D50は、上述のようにして求めた、粒度分布(重量基準粒度分布曲線に相当する。)の積算値が50%のときの粒径値として算出した。
粒度分布の四分偏差(QD)は、測定した粒度分布の積算値が25%、75%のときの粒径値を重量メジアン径D25、D75としたときに、次の式を用いて算出した。
QD=|D75-D25|/|D75+D25|
<走査型電子顕微鏡(SEM)写真>
蛍光体の粒子の形状等を観測するため、各実施例及び比較例において、SEM(日立社製、S-3400N)を用いて1000倍(実施例II-1-2及びII-1-9)、又は5000倍(実施例II-1-1、比較例II-1-1)でSEM写真を撮影した。
比表面積の測定は、窒素吸着BET1点法により行い、(大倉理研社製全自動比表面積測定装置(流動法)AMS1000Aを用いて行った。
<SEM-EDX法>
蛍光体中に含まれるMn濃度の化学組成分析は、測定装置として、日立製作所社製SEM(S-3400N)と、堀場製作所社製エネルギー分散X線分析装置(EDX)EX-250 x-actとを用いて、SEM-EDX法により測定を行なった。具体的には、走査型電子顕微鏡(SEM)測定において、蛍光体に加速電圧20kVで電子線を照射し、蛍光体中に含まれる各元素から放出される特性X線を検出して元素分析を行った。
<吸収効率αq、内部量子効率ηi、及び外部量子効率ηo>
量子効率(吸収効率αq、内部量子効率ηi及び外部量子効率ηo)を求めるに際し、まず、測定対象となる蛍光体サンプル(例えば蛍光体の粉末等)を、測定精度が保たれるように、十分に表面を平滑にしてセルに詰め、積分球等の集光装置に取り付けた。
吸収効率αqは、蛍光体サンプルによって吸収された励起光のフォトン数Nabsを、励起光の全フォトン数Nで割った値として算出した。
具体的な算出手順は以下の通りである。
すなわち、励起光に対してほぼ100%の反射率Rを持つ物質、例えばLabsphere製「Spectralon」(455nmの励起光に対して98%の反射率Rを持つ)等の白色反射板を測定対象として、蛍光体サンプルと同様の配置で上述の集光装置に取り付け、該分光測定装置を用いて反射スペクトルを測定した(この反射スペクトルを以下「Iref(λ)」とする)。
吸収効率αq = Nabs/N =(式II)/(式I)
内部量子効率ηiは、蛍光現象に由来するフォトンの数NPLを、蛍光体サンプルが吸収したフォトンの数Nabsで割った値として算出した。
分区間の下限は、466nm~780nmとした。下記(式III)で求められる数値は、
蛍光現象に由来するフォトンの数NPLに比例する。
ηi = (式III)/(式II)
外部量子効率ηoは、上記の手順により求めた吸収効率αqと内部量子効率ηiとの積をとることで算出した。
粉末X線回折はPANalytical製粉末X線回折装置X’Pert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、40mA
発散スリット=自動、照射幅10mm×10mm
検出器=半導体アレイ検出器X’Celerator使用、Cuフィルター使用
走査範囲 2θ=10~65度
読み込み幅=0.0167度
計数時間=10秒
後述の実施例及び比較例にて使用した原料を下記表16に示す。
<合成例II-1>
K2MnF6は、下記で示される反応式によって得ることができる。
以下の実施例及び比較例では、上記のようにして合成したK2MnF6を用いた。
<実施例II-1-1>
蛍光体の各原料の仕込み組成が、K2Si0.9Mn0.1F6となるように原料化合物として、K2SiF6(1.7783g)とK2MnF6(0.2217g)を大気圧、室温のもとで、フッ化水素酸(47.3重量%)70mlに攪拌しながら添加して溶解させた。各原料化合物が全部溶解した後、溶液を攪拌しながら、アセトン70mlを240ml/hrの速度で添加して蛍光体を貧溶媒析出させた。得られた蛍光体をそれぞれエタノールで洗浄し、130℃で1時間乾燥して蛍光体1.7gを得た。
KHF2 4.9367gとK2MnF6 0.8678gを秤量し、フッ化水素酸(47.3重量%)20mlに溶解させた。この溶液を26℃で撹拌しながら、33重量%H2SiF6水溶液10mlとフッ化水素酸(47.3重量%)10mlとの混合溶液に添加して、黄色の結晶を析出させた。得られた結晶を、No.5Cの濾紙で濾過した後、100mlのエタノールで4回洗浄し、130℃で1時間乾燥して蛍光体6.2gを得た。
KHF2 4.9367gを秤量し、フッ化水素酸(47.3重量%)10mlに溶解させた。
一方、K2MnF6 0.8678gを秤量し、33重量%H2SiF6水溶液10mlとフッ化水素酸(47.3重量%)40mlとの混合溶液に添加して溶解させた溶液を調製した。この溶液を26℃で攪拌しながら、前記のKHF2を溶解させたフッ化水素酸をこの溶液に添加して、黄色の結晶を析出させた。得られた結晶を、No.5Cの濾紙で濾過した後、100mlのエタノールで4回洗浄し、150℃で2時間乾燥して蛍光体5.9gを得た。
貧溶媒であるアセトンを一気に添加したこと以外は実施例II-1-1と同様の方法で蛍光体を得た。
得られた蛍光体のX線回折パターンよりK2SiF6:Mnが合成されていることが確認できた。このK2SiF6:MnのX線回折パターンを図12に示す。
実施例II-1-1、II-1-2、II-1-9及び比較例II-1-1で得られた蛍光体について、SEM-EDXによる組成分析の結果求められたMn濃度(表17における「分析Mn濃度(モル%)」。以下、同様。)、455nmの波長の光により励起して得られる発光スペクトルから求められる輝度(P46Y3を100とした場合の相対値)、吸収効率、内部量子効率及び外部量子効率を表17に示す。
また、比表面積測定結果及び粒度分布測定より求められた重量メジアン径D50と粒度分布の四分偏差(QD)を表18に示す。
さらに、粒度分布曲線を図14A及び図14Bに、SEM写真を図15A及び図15Bにそれぞれ示す。
実施例II-1-1では、貧溶媒添加による析出速度を比較例II-1-1に比べて遅くした結果、付活元素であるMnの濃度(表17における分析Mn濃度)が小さくなっているにもかかわらず、輝度が高くなっている。これは析出速度を制御することで、Mnイオンの付活が均質に行われた結果、内部量子効率が高くなったことに起因しているものと考えられる。
加えて、図14A、図14Bの粒度分布曲線から、比較例II-1-1の蛍光体が2重分布となっており、小さい粒子が凝集していると考えられるのに対し、実施例II-1-1の蛍光体は比較例II-1-1の蛍光体に比べて大きい粒子が多く合成できており、小さい粒子が少ないことから、凝集が無く、2重分布となっておらず、ピークは一つである。これは、比表面積及び重量メジアン径D50の測定結果からも明らかである。
実施例II-1-1で得られるような比表面積の小さい粒子は、外部との接触面積が少なくなるので、耐久性も改善されるものと考えられる。
また、実施例II-1-2及び実施例II-1-9で得られた蛍光体は、形態的には四角い六面体の粒子が多く見られる(図15A)。比表面積も実施例II-1-1及び比較例II-1-1の蛍光体に比べて大幅に小さく、外部との接触面積が少なくなるので、耐久性も改善されるものと考えられる。
Mnの仕込み濃度を表19に記載の通り変更したこと以外は、実施例II-1-1と同様にして蛍光体を得た。得られた蛍光体についての分析Mn濃度、455nmの波長の光により励起して得られる発光スペクトルから求められる輝度(P46Y3を100とした場合の相対値)、吸収効率、内部量子効率及び外部量子効率、並びに粒度分布の四分偏差(QD)を、実施例II-1-1の結果と共に表19に示す。
Mnの仕込み濃度を表19に記載の通り変更したこと以外は、実施例II-1-2と同様にして蛍光体を得た。
得られた蛍光体についての分析Mn濃度、455nmの波長の光により励起して得られる発光スペクトルから求められる輝度(P46Y3を100とした場合の相対値)、吸収効率、内部量子効率及び外部量子効率、並びに粒度分布の四分偏差(QD)を、実施例II-1-2及び実施例II-1-9の結果を共に表19に示す。
比較例II-1-1において、貧溶媒としてアセトンの代りにエタノール(比較例II-1-2)又は酢酸(比較例II-1-3)を用いたこと以外は同様にして蛍光体を得た。
得られた蛍光体について求めた粒度分布の四分偏差(QD)を、比較例II-1-1の結果と共に表20に示す。
<実施例II-2-1>
ドミナント発光波長455nm~465nm(発光ピーク波長451nm~455nm)で発光ピークの半値幅が22~28nmで発光する青色発光ダイオード(以下、適宜「LED」と略する。)として、昭和電工社製の350μm角チップGU35R460Tを用い、それをシリコーン樹脂ベースの透明ダイボンドペーストで、3528SMD型PPA樹脂パッケージの凹部の底の端子に接着した。その後、150℃で2時間加熱し、透明ダイボンドペーストを硬化させた後、青色LEDとパッケージの電極とを直径25μmの金線を用いてワイヤーボンディングした。
実施例II-2-1の半導体発光装置の作製において、緑色蛍光体Ba1.36Sr0.49Eu0.15SiO4(表21では「BSS」と表記した)0.060gと、三菱化学社製の発光ピーク波長650nm、発光ピーク半値幅が92nmの赤色蛍光体「BR-101A」(CaAlSiN3:Eu、表21では「CASN」と表記した)0.010gと、信越化学工業社製シリコーン樹脂(SCR1011)0.618gと、日本アエロジル社製アエロジル(RX200)0.019gとを秤量したこと以外は、実施例II-2-1と同様の操作で比較例II-2-1の半導体発光装置を得た。
ドミナント発光波長390nm~400nmで発光する近紫外LEDとして、Cree社製の290μm角チップC395MB290を用い、それをシリコーン樹脂ベースの透明ダイボンドペーストで、3528SMD型PPA樹脂パッケージの凹部の底の端子に接着した。その後に、150℃で2時間加熱し、透明ダイボンドペーストを硬化させた後、近紫外LEDとパッケージの電極とを直径25μmの金線を用いてワイヤーボンディングした。
実施例II-2-2の半導体発光装置の作成において、使用する蛍光体の種類と量、及び、シリコーン樹脂の量を表21のように変更したこと以外は、実施例II-2-2と同様の操作で実施例II-2-3及び比較例II-2-2、比較例II-2-3の半導体発光装置を得た。なお、実施例II-2-3及び比較例II-2-3では青色蛍光体として、後述の蛍光体の合成例II-3で製造された発光ピーク波長455mm、発光ピーク半値幅51nmのBa0.7Eu0.3MgAl10O17(表21では「BAM」と表記した)を用いた。また、比較例II-2-2、比較例II-2-3の赤色蛍光体としては、発光ピーク波長が660nmの三菱化学社製の赤色蛍光体「BR-101B」(CaAlSiN3:Eu、表21では「CASN660」と表記した。)を使用した。
上述の実施例II-2-1~II-2-3、及び比較例II-2-1~II-2-3で用いた蛍光体は、以下のようにして合成したものである。
蛍光体原料として、炭酸バリウム(BaCO3)、炭酸ストロンチウム(SrCO3)、酸化ユウロピウム(Eu2O3)、二酸化ケイ素(SiO2)の各粉末を用いた。これらの蛍光体原料は何れも、純度が99.9%以上で、重量メジアン径D50が0.01μm以上、5μm以下の範囲内である。
これらの蛍光体原料を、得られる蛍光体の組成がBa1.36Sr0.49Eu0.15SiO4となるように秤量した。
次いで、坩堝の内容物を取り出し、フラックスとして0.1モルのSrCl2と0.1モルのCsClとを蛍光体1モルに対して加えて、乾式ボールミルで混合粉砕した。
得られた混合粉砕物を再度、アルミナ製坩堝に充填し、その上に固体カーボン(ブロック状)を載せてアルミナ製の蓋を載せた。真空炉中で真空ポンプにて2Paまで減圧した後、水素含有窒素ガス(窒素:水素=96:4(体積比))を大気圧になるまで導入した。この操作を再度繰り返した後、水素含有窒素ガス(窒素:水素=96:4(体積比))流通下、大気圧下1200℃で4時間加熱することにより、焼成を行なった。
得られた焼成物をボールミルで解砕した後、スラリー状態のまま篩を通して粗い粒子を除去した後、水洗し、水簸して微粒子を流去し、乾燥後、凝集した粒子を解すために篩に通すことにより、蛍光体(BSS)を製造した。
得られた緑色蛍光体(BSS)の発光ピーク波長は528nm、発光ピーク半値幅は68nmであった。
蛍光体原料として炭酸バリウム(BaCO3)を0.7モル、酸化ユウロピウム(Eu2O3)を0.15モル、塩基性炭酸マグネシウム(Mg1モルあたりの質量93.17)をMgとして1モル、及びα-アルミナ(Al2O3)を5モル、蛍光体の化学組成がBa0.7Eu0.3MgAl10O17となるよう秤量し、乳鉢にて30分間混合し、アルミナ製の坩堝に充填し、箱型焼成炉にて窒素を流通させながら1200℃、5時間焼成し、冷却後に坩堝から取り出し解砕して蛍光体の前駆体を得た。
この前駆体に、AlF3を0.3重量%添加し、乳鉢にて30分間粉砕・混合し、アルミナ製の坩堝に充填し、箱型雰囲気焼成炉にて水素を4体積%含む窒素ガス中にて1450℃、3時間焼成し、冷却後に得られた焼成物を解砕し、淡い青色の粉末を得た。
得られた青色蛍光体(BAM)の発光ピーク波長は455nm、発光ピーク半値幅は51nmであった。
<蛍光体の温度依存性>
上述の実施例II-2-1~II-2-3、及び比較例II-2-1~II-2-3で用いた蛍光体のうち、KSF、CASN及びBSSについて発光ピーク強度の温度依存性について測定した結果を以下の表23に示す。
上述の実施例II-2-1~II-2-3、及び比較例II-2-1~II-2-3で用いた最適化カラーフィルターは、前述の製造例I-9~11の項で記載の「実施例I-2,4,6,8~10及び比較例I-3,4用」と同様のものを用いた。
[実施例III群:耐久性向上検討]
以下の半導体発光素子、蛍光体、蛍光体含有層形成液を用いて、後述する各実施例及び各比較例の半導体発光装置を作製し、点灯試験によりその耐久性評価を行った。
<半導体発光素子>
半導体発光素子(A)として、クリー社製の290μm角チップ「C460EZ290」をシリコーン樹脂ベースの透明ダイボンドペーストで、3528SMD型PPA樹脂パッケージの凹部の底の端子に接着した。このとき、ボンディングワイヤは1本とした。
半導体発光素子(A)として、昭和電工社製の350μm角チップ「GU35R460T」をシリコーン樹脂ベースの透明ダイボンドペーストで、3528SMD型PPA樹脂パッケージの凹部の底の端子に接着した。このとき、ボンディングワイヤは2本とした。
(合成例III-1) 赤色蛍光体K2TiF6:Mn4+
蛍光体の仕込み組成がK2Ti0.95Mn0.05F6となるように、原料化合物として、K2TiF6を4.743g、及びK2MnF6を0.2596g用いた。大気圧、室温の条件下、フッ化水素酸(濃度47.3重量%) 40mlに、これらの原料化合物を添加し、攪拌して溶解させた。各原料化合物が全部溶解したことを確認した後、溶液を攪拌しながら、アセトン60mlを240ml/時の速度で添加することにより、蛍光体を貧溶媒析出させた。得られた蛍光体を、アセトンで洗浄後、100℃で1時間乾燥させた。
得られた蛍光体のX線回折パターンより、K2Ti1-xMnxF6が合成されていることが確認できた。また、得られた赤色蛍光体主発光ピークのピーク波長は631nm、主発光ピークの半値幅は7nmであり、また、実施例II群の説明の項で記載されたのと同様の方法で測定した内部量子効率は65%であった。
また、この蛍光体の加熱発生F量、及び発光ピーク強度の変化率を以下に記載の方法で測定し、その結果を表24に示す。
<加熱発生F量の測定方法>
蛍光体1gを精秤後、白金ボートに入れ、横型電気炉のアルミナ製炉心管中にセットした。次いで、流量400ml/分でアルゴンガスを流通させながら、炉内温度を昇温させて蛍光体の温度が200℃になったところで2時間保持した。
ここで、炉内を流通していたアルゴンガス全量をKOH水溶液(濃度67mM)に吸収させ、吸収液を液体クロマトグラフィー法により分析し、蛍光体1g当たりの毎分の加熱発生F量を求めた。
蛍光体の仕込み組成がK2Si0.9Mn0.1F6となるように、原料化合物として、K2SiF6を1.7783g、K2MnF6を0.2217g用いた。大気圧、室温の条件下、これらの原料化合物を、フッ化水素酸(47.3重量%) 70mlに添加し、攪拌して溶解させた。各原料化合物が全部溶解したことを確認後、溶液を攪拌しながら、アセトン70mlを240ml/時の速度で添加して蛍光体を貧溶媒析出させた。
得られた蛍光体をエタノールで洗浄後、130℃で1時間乾燥し、蛍光体1.7gを得た。得られた蛍光体のX線回折パターンよりK2SiF6:Mnが合成されていることが確認できた。また、得られた赤色蛍光体主発光ピークのピーク波長は630nm、主発光ピークの半値幅は7nmであり、また、実施例II群の説明の項で記載されたのと同様の方法で測定した内部量子効率は94%であった。
また、この蛍光体の加熱発生F量を表24に示す。
信越化学社製シリコーン樹脂SCR1016を100重量部と前述の合成例III-1又は合成例III-2で合成した蛍光体それぞれ12重量部とを、シンキー社製攪拌脱泡装置AR-100にて混合して、蛍光体含有層形成液(1)及び(2)を製造した。
手動ピペットを用いて、上述の製造例III-2で得られた蛍光体含有層形成液(1)を4μl計量し、上述の製造例III-1-1に記載の縦型半導体発光素子を設置した半導体発光装置に注液した。この半導体発光装置を、減圧することができるデシケーターボックス中、25℃、1kPaの条件下で5分間保持することにより、注液時に生じた巻き込み気泡や溶存空気・水分を除去した。その後、この半導体発光装置を、70℃で1時間保持し、次いで、150℃で5時間保持することにより形成液を硬化させ、半導体発光装置を得た。得られた半導体発光装置について以下に記載の方法で点灯試験を行うことにより、耐久性の評価を行った。
[比較例III-1]
半導体発光素子を上述の製造例III-1-2に記載の横型半導体発光素子に変更した以外は実施例III-1と同様の操作で半導体発光装置を得、耐久性の評価を行った。
蛍光体含有層形成液(1)の代わりに、蛍光体含有層形成液(2)を使用したこと以外は、実施例III-1と同様の操作で半導体発光装置を得、耐久性の評価を行った。
半導体発光素子を上述の製造例III-1-2に記載の横型半導体発光素子に変更した以外は実施例III-2と同様の操作で半導体発光装置を得、耐久性の評価を行った。
<点灯試験>
半導体発光装置に20mAの電流を通電し、点灯開始直後(この時点を以下「0時間」という。)に、ファイバマルチチャンネル分光器(オーシャンオプティクス社製USB2000(積算波長範囲:200nm~1100nm、受光方式:積分球(直径1.5インチ))を用いて、発光スペクトルを測定した。
次いで、エージング装置、LED AGING SYSTEM 100ch LED環境試験装置(山勝電子工業社製、YEL-51005)を用いて、85℃、相対湿度85%の条件下、半導体発光装置を駆動電流20mAで連続通電し、通電開始から50時間、100時間、150時間、200時間の各時点において、前記0時間の場合と同様にして発光スペクトルを測定した。これと同時に、85℃、相対湿度85%の条件下で、半導体発光装置を通電せずに保管して、通電開始後、50時間、100時間、150時間、200時間の各時点において、測定時のみ通電して、前記0時間の場合と同様にして発光スペクトルを測定した。
200時間後に得られた発光スペクトルより算出された各種発光特性の値(全光束、輝度、色度座標Cx、Cy)を、0時間の測定値を100%とした相対値で表25に示す。
また、実施例III-1と実施例III-2とを比較すると、蛍光体としてK2Si0.9Mn0.1F6は、K2Ti0.95Mn0.05F6より耐久性に優れることがわかった。K2Si0.9Mn0.1F6の方が、水に対する溶解度が低いことと、加熱発生F量が少ないためと推測される。
信越化学工業社製2液型シリコーン樹脂SCR1016Aを100重量部と硬化剤SCR1016Bを100重量部とをシンキー社製攪拌脱泡装置AR-100にて混合・脱泡した。得られた混合液2μLを上述の発光素子を設置した発光装置に注液し、減圧することができるデシケーターボックス中、25℃、1kPaの条件下で5分間保持することにより、注液時に生じた巻き込み気泡や溶存空気、水分を除去した。その後、この半導体発光装置を大気圧下25℃、湿度50%にて24時間保持して上記シリコーン樹脂層を硬化させ、材料層Cを形成させた。
手動ピペットを用いて上述のフッ素錯体蛍光体含有層形成液(1)2μLを該半導体発光装置に注液し、100℃で1時間保持した後、150℃で5時間保持して材料層Bを硬化させた。
信越化学工業社製2液型シリコーン樹脂SCR1016Aを100重量部と硬化剤SCR1016Bを100重量部とをシンキー社製攪拌脱泡装置AR-100にて混合・脱泡した。得られた混合液2μLを該半導体発光装置に注液し、減圧することができるデシケーターボックス中、25℃、1kPaの条件下で5分間保持することにより、注液時に生じた巻き込み気泡や溶存空気、水分を除去した。その後、この半導体発光装置を大気圧下25℃、湿度50%にて24時間保持して上記シリコーン樹脂層を硬化させ、材料層Dを形成させ、半導体発光装置を得た。
手動ピペットを用いて上述のフッ素錯体蛍光体含有層形成液(1)0.5μLを弗素コート耐熱性シート上に滴下し、水滴形状のまま100℃で1時間保持した後、150℃で5時間保持して硬化させ、材料層Bを形成した。
弗素樹脂(太平化成社製「エイトシール3000」)を材料層Bの上から0.5μL滴下した後、120℃で20分保持し硬化させた。続けて、該材料層Bの弗素コート耐熱性シート接触面を上に向け、同様に前記弗素樹脂を0.5μL滴下し、硬化させることにより、材料層Bの周囲に材料層Eを形成させた。
信越化学工業社製2液型シリコーン樹脂SCR1016Aを100重量部と硬化剤SCR1016Bを100重量部とをシンキー社製攪拌脱泡装置AR-100にて混合・脱泡した。得られた混合液1μLを該半導体発光装置に注液した後、上記材料層Eで被覆された材料層Bをいれ、さらにその上から上記混合液を1μL注入した後、100℃で1時間保持した後、150℃で5時間保持して、半導体発光装置を得た。
実施例III-6 半導体発光装置の作製
信越化学工業社製2液型シリコーン樹脂SCR1016Aを100重量部と硬化剤SCR1016Bを100重量部とをシンキー社製攪拌脱泡装置AR-100にて混合・脱泡した。得られた混合液1μLを上述の発光素子を設置した発光装置に注液し、減圧することができるデシケーターボックス中、25℃、1kPaの条件下で5分間保持することにより、注液時に生じた巻き込み気泡や溶存空気、水分を除去した。その後、この半導体発光装置を大気圧下25℃、湿度50%にて24時間保持して上記シリコーン樹脂層を硬化させ、材料層Cを形成させた。
さらに、材料層Bの上に上述のSCR1016A及びSCR1016Bの混合液1μLを注液し、減圧することができるデシケーターボックス中、25℃、1kPaの条件下で5分間保持することにより、注液時に生じた巻き込み気泡や溶存空気、水分を除去した。その後、この半導体発光装置を大気圧下25℃、湿度50%にて24時間保持して上記シリコーン樹脂層を硬化させることにより材料層Dを形成させ、半導体発光装置を得た。
手動ピペットを用いて上述のフッ素錯体蛍光体含有層形成液(1)4μLを該半導体発光装置に注液し、減圧することができるデシケーターボックス中、25℃、1kPaの条件下で5分間保持することにより、注液時に生じた巻き込み気泡や溶存空気、水分を除去した。その後、100℃で1時間保持した後、150℃で5時間保持して、半導体発光装置を得た。
実施例III-3~III-6及び比較例III-3で得られた発光装置について、前記と同様にして点灯試験を行なった。結果を表26に示す。
以上、本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
なお、2008年2月7日に出願された日本特許出願2008-027506号、及び2008年9月5日に出願された日本特許出願2008-227990号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
Claims (22)
- 青色又は深青色領域あるいは紫外領域の光を発する固体発光素子と、蛍光体とを組み合わせてなる半導体発光装置であって、
前記蛍光体は、515~550nmの波長領域に1以上の発光ピークを有する緑色蛍光体、及び610~650nmの波長領域に1以上の、半値幅が10nm以下である発光ピークを有し、かつ前記緑色蛍光体の発光波長領域に励起スペクトルを実質的に有さない、付活元素としてMn4+を含む赤色蛍光体を含み、
前記緑色蛍光体及び前記赤色蛍光体は、励起光の波長が400nm又は455nmの場合の、25℃における発光ピーク強度に対する100℃における発光ピーク強度の変化率が40%以下のものであることを特徴とする半導体発光装置。 - 前記緑色蛍光体は、アルミン酸塩蛍光体、サイアロン蛍光体及び酸窒化物蛍光体からなる群から選択される1以上の化合物を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。
- 前記赤色蛍光体は、励起光の波長が455nmの場合の、25℃における発光ピーク強度に対する100℃における発光ピーク強度の変化率が18%以下のものであることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。
- 前記赤色蛍光体は、610~650nmの波長領域に、半値幅が10nm以下である主発光ピークを有することを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。
- 前記赤色蛍光体がフッ素錯体蛍光体であり、かつ、前記固体発光素子が導電性を有する基板上に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。
- 前記赤色蛍光体が、200℃における蛍光体1g当たりの加熱発生フッ素量が0.01μg/分以上のものであることを特徴とする請求項5に記載の半導体発光装置。
- 前記赤色蛍光体が、20℃における100gの水に対する溶解度が0.005g以上、7g以下のものであることを特徴とする請求項6に記載の半導体発光装置。
- 前記赤色蛍光体がフッ素錯体蛍光体であり、かつ、該赤色蛍光体を含有する層を備えた半導体発光装置であって、下記の(a)~(c)のうちの少なくとも1つの構成を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。
(a)固体発光素子と該赤色蛍光体含有層との間に、前記赤色蛍光体を含まない材料層を有する。
(b)発光装置の表面の一部又は全部が前記赤色蛍光体を含まない材料層で被覆されている。
(c)該赤色蛍光体含有層が、前記赤色蛍光体を含まない材料層で被覆されている。 - 前記赤色蛍光体が、200℃における蛍光体1g当たりの加熱発生フッ素量が0.01μg/分以上のものであることを特徴とする請求項8に記載の半導体発光装置。
- 前記赤色蛍光体が、20℃における100gの水に対する溶解度が0.005g以上、7g以下のものであることを特徴とする請求項9に記載の半導体発光装置。
- 前記赤色蛍光体が下記一般式[1]から[8]のいずれかで表される化学組成を有する結晶相を含有するものであることを特徴とする請求項1~10のいずれかに記載の半導体発光装置。
MI 2[MIV 1-xRxF6] ・・・[1]
MI 3[MIII 1-xRxF6] ・・・[2]
MII[MIV 1-xRxF6] ・・・[3]
MI 3[MIV 1-xRxF7] ・・・[4]
MI 2[MIII 1-xRxF5] ・・・[5]
Zn2[MIII 1-xRxF7] ・・・[6]
MI[MIII 2-2xR2xF7] ・・・[7]
Ba0.65Zr0.35F2.70:Mn4+ ・・・[8]
(前記式[1]~[8]において、MIはLi、Na、K、Rb、Cs、及びNH4からなる群より選ばれる1種以上の1価の基を表わし、MIIはアルカリ土類金属元素を表し、MIIIは周期律表3族及び13族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、MIVは周期律表4族及び14族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、Rは、少なくともMnを含有する付活元素を表す。xは、0<x<1の数値である。) - 前記赤色蛍光体は、下記式[1’]で表される化学組成を有する結晶相を含有し、
MIV’とMnとの合計モル数に対するMnの割合が0.1モル%以上40モル%以下であり、かつ、比表面積が1.3m2/g以下であるものであることを特徴とする請求項1~10のいずれかに記載の半導体発光装置。
MI’2MIV’F6:R ・・・[1’]
(前記式[1’]中、MI’は、K、及びNaからなる群から選ばれる1種以上の元素を含有し、MIV’は、少なくともSiを含有する周期律表4族及び14族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、Rは、少なくともMnを含有する付活元素を表す。) - 請求項1から12のいずれか1項に記載の半導体発光装置を光源として備えたバックライト。
- 前記カラーフィルターの緑色画素が臭素化亜鉛フタロシアニン顔料を含むことを特徴とする、請求項14に記載のカラー画像表示装置。
- 前記カラーフィルターの各画素の膜厚が0.5μm以上3.5μm以下であることを特徴とする請求項14又は15に記載のカラー画像表示装置。
- 下記式[1’]で表される化学組成を有する結晶相を含有し、
MIV’とMnとの合計モル数に対するMnの割合が0.1モル%以上40モル%以下であり、かつ、比表面積が1.3m2/g以下であることを特徴とする蛍光体。
MI’2MIV’F6:R ・・・[1’]
(前記式[1’]中、MI’は、K、及びNaからなる群から選ばれる1種以上の元素を含有し、MIV’は、少なくともSiを含有する周期律表4族及び14族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、Rは、少なくともMnを含有する付活元素を表す。) - 前記赤色蛍光体の粒度分布のピーク値が一つであることを特徴とする、請求項17に記載の蛍光体。
- 粒度分布の四分偏差が0.6以下であることを特徴とする、請求項17又は請求項18に記載の蛍光体。
- 少なくともSiとFとを含有する溶液と、少なくともKとMnとFとを含有する溶液とを反応させて前記式[1’]で表される化合物を得る工程を有することを特徴とする、請求項17~19のいずれか1項に記載の蛍光体の製造方法。
- 下記式[1’]で表される化学組成を有する結晶相を含有する蛍光体の製造方法であって、K、Na、Si、Mn、及びFからなる群から選ばれる1種以上の元素を含む溶液の2種以上を混合して蛍光体を析出させる工程を有することを特徴とする、蛍光体の製造方法。
MI’2MIV’F6:R ・・・[1’]
(前記式[1’]中、MI’は、K、及びNaからなる群から選ばれる1種以上の元素を含有し、MIV’は、少なくともSiを含有する周期律表4族及び14族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、Rは、少なくともMnを含有する付活元素を表す。) - 請求項17~19のいずれか1項に記載の蛍光体と、液体媒体とを含有することを特徴とする、蛍光体含有組成物。
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