JP2009173905A - Phosphor, phosphor production method, phosphor-containing composition, and light emitting device - Google Patents
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Abstract
【課題】ある程度蛍光体粒子の粒径が大きい蛍光体であっても蛍光体粒子の損傷の抑制が可能な蛍光体の製造方法を提供する。
【解決手段】蛍光体原料を焼成する焼成工程と、焼成工程により得られた焼成物を軟質化する軟質化工程とを行う。
【選択図】なし
Disclosed is a method for producing a phosphor capable of suppressing damage to the phosphor particles even if the phosphor particles have a relatively large particle diameter.
A firing process for firing a phosphor material and a softening process for softening a fired product obtained by the firing process are performed.
[Selection figure] None
Description
本発明は、蛍光体、蛍光体の製造方法、蛍光体含有組成物および発光装置に関するものである。詳しくは、蛍光体とその製造方法、並びに、その蛍光体を用いた蛍光体含有組成物及び発光装置に関する。 The present invention relates to a phosphor, a method for producing the phosphor, a phosphor-containing composition, and a light emitting device. Specifically, the present invention relates to a phosphor, a manufacturing method thereof, and a phosphor-containing composition and a light emitting device using the phosphor.
蛍光体は、一般的に、蛍光体原料を混合し、得られた原料混合物を焼成する固相反応法により、製造される。この固相反応法では原料混合物を高い温度で焼成するため、得られる焼成ケーキは、蛍光体粒子が硬く凝集したものとなることが多い。そのため、通常は、蛍光体の製造の際には例えばボールミル、乳鉢等による粉砕工程を行っていた。しかしながら、この粉砕工程において、蛍光体粒子の表面が損傷し、各蛍光体粒子が不定形となる場合が多く、蛍光体の発光特性の低下の要因の一つとなっていた。 The phosphor is generally manufactured by a solid phase reaction method in which phosphor raw materials are mixed and the obtained raw material mixture is baked. In this solid phase reaction method, since the raw material mixture is fired at a high temperature, the obtained fired cake is often a product in which phosphor particles are hard and aggregated. For this reason, normally, a pulverization step using, for example, a ball mill, a mortar, or the like has been performed when manufacturing the phosphor. However, in this pulverization step, the surface of the phosphor particles is often damaged, and each phosphor particle often becomes indefinite, which has been one of the causes of a decrease in the light emission characteristics of the phosphor.
蛍光体粒子の表面の損傷を抑制する方法として、次のような技術が知られている。
例えば、特許文献1では、流動式反応器装置を用いて、実質的に単分散の燐光体−前駆体粒子を、流動する気体中に浮遊させて焼成することにより、凝集していない実質的に単分散の燐光性粒子を製造することができる旨が記載されている。この方法によれば、1ミクロン未満の大きさの燐光性粒子を製造することができる。
The following techniques are known as methods for suppressing damage to the surface of phosphor particles.
For example, in Patent Document 1, a substantially monodispersed phosphor-precursor particle is suspended in a flowing gas and fired by using a fluidized reactor device, so that it is substantially not agglomerated. It is described that monodispersed phosphorescent particles can be produced. According to this method, phosphorescent particles having a size of less than 1 micron can be produced.
また、例えば特許文献2では、ZnGa2O4:Mn蛍光体を製造するに際し、焼成を行なう前の蛍光体原料を湿式沈殿法により調製することにより、低温での焼成が可能となり、蛍光体粒子の凝集を抑制することができると記載されている。 Further, in Patent Document 2, for example, when manufacturing a ZnGa 2 O 4 : Mn phosphor, a phosphor raw material before firing is prepared by a wet precipitation method, so that firing at a low temperature is possible. It is described that the aggregation of can be suppressed.
また、例えば特許文献3では、アルカリ土類アルミン酸塩系、またはアルカリ土類珪酸塩系の母体結晶を有する蛍光体の製造方法に関し、Srを含む蛍光体原料として硝酸ストロンチウムを用い、原料混合液又は懸濁液を所望の粒径となるよう液滴化し、これを焼成する方法が開示されている。これにより、極めて脆い性質を有する蛍光体が得られ、容易に粉砕することができると記載されている。 For example, Patent Document 3 relates to a method for producing a phosphor having an alkaline earth aluminate-based or alkaline earth silicate-based host crystal, using strontium nitrate as a phosphor raw material containing Sr, and using a raw material mixed solution Alternatively, a method is disclosed in which a suspension is formed into droplets having a desired particle diameter and then baked. This describes that a phosphor having extremely brittle properties can be obtained and easily pulverized.
半導体発光素子と共に組み合わせて用いる蛍光体としては、真球状に近い粒子形状を有し、従来の蛍光ランプ用の蛍光体よりも粒径が大きいものが好ましい。このような蛍光体は、取り扱い性が良好であり、さらに輝度などの発光特性にも優れるからである。
このような蛍光体を実験室レベルで製造することは可能である。しかし、これを工業化のために大量に製造しようとすると、蛍光体原料を焼成して得られる凝集体(焼成ケーキ)が非常に強固に焼結するため、通常の粉砕手段(乳鉢、ボールミル等)では解砕することができず、所望の蛍光体が得られないことがあった。また、解砕することができたとしても真球状に近い蛍光体を得ることは困難であった。
The phosphor used in combination with the semiconductor light-emitting element preferably has a particle shape close to a true sphere and has a larger particle diameter than a phosphor for a conventional fluorescent lamp. This is because such a phosphor has good handleability and is excellent in light emission characteristics such as luminance.
Such phosphors can be manufactured at the laboratory level. However, if this is produced in large quantities for industrialization, the aggregates (baked cake) obtained by firing the phosphor raw material will sinter very strongly, so ordinary grinding means (mortar, ball mill, etc.) In this case, the desired phosphor could not be obtained because it could not be crushed. Moreover, even if it was able to be crushed, it was difficult to obtain a nearly spherical phosphor.
また、特許文献1〜3記載の技術を適用したとしても、以下のような課題があった。即ち、特許文献1記載の技術では流動式反応器装置が高価であり、粒径が大きい蛍光体や、比重の大きい蛍光体を製造する場合に特許文献1記載の方法を適用することは困難であっ
た。また、特許文献2記載の技術は製造工程が煩雑であり、また、溶解度の高い蛍光体原料を用いる場合には適用することができない。さらに、特許文献3記載の技術のように硝酸ストロンチウムを用いるとNOxが発生する場合があり、また、原料混合液又は懸濁液 を液滴化するため粒径の大きな蛍光体を製造することは難しかった。
Even when the techniques described in Patent Documents 1 to 3 are applied, there are the following problems. That is, in the technique described in Patent Document 1, the flow reactor apparatus is expensive, and it is difficult to apply the method described in Patent Document 1 when manufacturing a phosphor having a large particle diameter or a phosphor having a large specific gravity. there were. Further, the technique described in Patent Document 2 has a complicated manufacturing process, and cannot be applied when a phosphor material having high solubility is used. Further, when strontium nitrate is used as in the technique described in Patent Document 3, NO x may be generated, and a phosphor having a large particle diameter is manufactured in order to make a raw material mixture or suspension into droplets. Was difficult.
このように、上記特許文献1〜3に記載の蛍光体の製造方法は、焼成工程前又は焼成工程中に何らかの工夫を施すことによって、焼成工程後の粉砕による蛍光体粒子の損傷を抑制しようとするものであり、蛍光体粒子の損傷を抑制する方法としてはいずれも不十分であった。
本発明は上記の課題に鑑みて創案されたもので、取り扱い性が良好で輝度などの発光特性に優れた蛍光体、ある程度蛍光体粒子の粒径が大きい蛍光体であっても蛍光体粒子の損傷の抑制が可能な蛍光体の製造方法、並びに、前記蛍光体を用いた蛍光体含有組成物及び発光装置を提供することを目的とする。
As described above, the phosphor manufacturing method described in Patent Documents 1 to 3 tries to suppress damage to the phosphor particles due to pulverization after the firing step by applying some device before or during the firing step. Therefore, none of the methods is sufficient as a method for suppressing damage to the phosphor particles.
The present invention was devised in view of the above-mentioned problems. Even if the phosphor has good handleability and excellent emission characteristics such as luminance, and even if the phosphor particle has a relatively large particle size, An object of the present invention is to provide a method for producing a phosphor capable of suppressing damage, and a phosphor-containing composition and a light-emitting device using the phosphor.
本発明者らは上記課題を解決するべく鋭意検討した結果、蛍光体原料を焼成した結果得られる焼成物(焼成ケーキ)をやわらかくする軟質化工程を行うことにより、ある程度蛍光体粒子の粒径が大きい蛍光体であっても蛍光体粒子の損傷を抑制できることを見出した。また、この方法により得られた蛍光体は、損傷が少ないため、取り扱い性が良好で輝度などの発光特性に優れることを見出した。本発明者らは、前記の知見に基づき、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have performed a softening process for softening the fired product (baked cake) obtained as a result of firing the phosphor material, so that the particle size of the phosphor particles can be reduced to some extent. It has been found that even a large phosphor can suppress phosphor particle damage. Further, the present inventors have found that the phosphor obtained by this method is less damaged and therefore has good handleability and excellent light emission characteristics such as luminance. Based on the above findings, the present inventors have completed the present invention.
即ち、本発明の要旨は、以下の(1)〜(18)に存する。
(1)アルカリ土類金属元素を母体結晶の一部として有し、オルソシリケート系又はガーネット系の結晶構造を有する蛍光体であって、蛍光体粒子の円形度が85%未満である粒子の割合が4個数%以下であり、かつ、蛍光体粒子の粒径の4分偏差の値が0.4以下であることを特徴とする、蛍光体。
(2)水溶性フラックス由来の元素を1ppm以上含有することを特徴とする、(1)に記載の蛍光体。
(3)(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu及びCa3(Sc,Mg,Na,Li
)2Si3O12:Ceからなる群から選ばれる組成式で表されることを特徴とする、(1)または(2)に記載の蛍光体。
(4)下記式[1]で表される化学組成を有する
ことを特徴とする、(1)または(2)に記載の蛍光体。
(MI (1-x-y)MII xMIII y)αSiOβ [1]
(前記式[1]中、
MI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、
MIIは、2価及び3価の原子価を取り得る1種以上の付活元素を表わし、
MIIIは、Tb、Pr、Ce、Lu、La、及びGdからなる群より選ばれる1種以上
の元素を表わし、
x、y、α及びβは、各々、
0.01<x<0.3、
0≦y≦0.025、
1.5≦α≦2.5、及び、
3.5≦β≦4.5を満たす数を表わす。)
(5)前記式[1]において、MIが少なくともCaを含有するとともに、MI及びMIIの合計を2としたときのCaのモル比が、0.000001以上0.005以下であることを特徴とする、(4)に記載の蛍光体。
(6)前記式[1]において、MIが少なくともBa及びSrを含有するとともに、MI全
体に対するBa及びSrのモル比をそれぞれ[Ba]及び[Sr]とした場合に、[Ba]及び[Sr]が、
0.4<{[Ba]/([Ba]+[Sr])}≦1
を満たすことを特徴とする、(4)または(5)に記載の蛍光体。
(7)蛍光体原料を焼成する焼成工程と該焼成工程により得られた焼成物を軟質化する軟質化工程を有することを特徴とする、蛍光体の製造方法。
(8)前記焼成工程において、前記蛍光体原料をフラックスの存在下で焼成することを特徴とする、(7)に記載の蛍光体の製造方法。
(9)前記軟質化工程において、圧力が常圧以上であり、かつ、蒸気が存在する環境下に前記焼成物を0.5時間以上おくことを特徴とする、(7)または(8)に記載の蛍光体の製造方法。
(10)前記焼成工程の前に、該焼成工程よりも高い温度で焼成する工程を有することを特徴とする、(8)または(9)に記載の蛍光体の製造方法。
(11)前記軟質化工程の後で、臼構造を有する粉砕機を用いて前記焼成物を粉砕する粉砕工程を有することを特徴とする、(7)〜(10)の何れかに記載の蛍光体の製造方法。
(12)(1)〜(6)の何れかに記載の蛍光体と、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。
(13)第1の発光体と、該第1の発光体からの光の照射によって可視光を発する第2の発光体とを備え、該第2の発光体が、(1)〜(6)の何れかに記載の蛍光体を1種以上、第1の蛍光体として含有することを特徴とする、発光装置。
(14)前記第2の発光体が、前記第1の蛍光体とは発光ピーク波長の異なる蛍光体を1種以上、第2の蛍光体として含有することを特徴とする、(13)に記載の発光装置。
(15)前記第1の発光体が、420nm以上500nm以下の波長範囲に発光ピークを有し、前記第2の発光体が、前記第2の蛍光体として、570nm以上780nm以下の波長範囲に発光ピークを有する少なくとも一種の蛍光体を含有することを特徴とする、(14)に記載の発光装置。
(16)前記第1の発光体が、300nm以上420nm以下の波長範囲に発光ピークを有し、前記第2の発光体が、前記第2の蛍光体として、420nm以上490nm以下の波長範囲に発光ピークを有する少なくとも一種の蛍光体と、570nm以上780nm以下の波長範囲に発光ピークを有する少なくとも一種の蛍光体とを含有することを特徴とする、(14)に記載の発光装置。
(17)(13)〜(16)の何れかに記載の発光装置を備えることを特徴とする、画像表示装置。
(18)(13)〜(16)の何れかに記載の発光装置を備えることを特徴とする、照明装置。
That is, the gist of the present invention resides in the following (1) to (18).
(1) Proportion of particles having an alkaline earth metal element as part of the host crystal and having an orthosilicate or garnet crystal structure, and the circularity of the phosphor particles is less than 85% The phosphor is characterized in that is 4% by number or less, and the value of the 4-minute deviation of the particle diameter of the phosphor particles is 0.4 or less.
(2) The phosphor according to (1), wherein the phosphor contains 1 ppm or more of an element derived from a water-soluble flux.
(3) (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu and Ca 3 (Sc, Mg, Na, Li
) 2 Si 3 O 12: characterized by being represented by the compositional formula selected from the group consisting of Ce, phosphor according to (1) or (2).
(4) The phosphor according to (1) or (2), which has a chemical composition represented by the following formula [1].
(M I (1-xy) M II x M III y ) α SiO β [1]
(In the above formula [1],
M I represents one or more elements selected from the group consisting of Ba, Ca, Sr, Zn and Mg,
M II represents one or more activator elements capable of taking a divalent and trivalent valence,
M III represents one or more elements selected from the group consisting of Tb, Pr, Ce, Lu, La, and Gd,
x, y, α and β are respectively
0.01 <x <0.3,
0 ≦ y ≦ 0.025,
1.5 ≦ α ≦ 2.5, and
It represents a number satisfying 3.5 ≦ β ≦ 4.5. )
(5) In the formula [1], M I contains at least Ca, and the molar ratio of Ca when the sum of M I and M II is 2 is 0.000001 or more and 0.005 or less. The phosphor according to (4), characterized in that
(6) In the formula [1], when M I contains at least Ba and Sr, and the molar ratios of Ba and Sr to the whole M I are [Ba] and [Sr], respectively, [Ba] and [Sr] is
0.4 <{[Ba] / ([Ba] + [Sr])} ≦ 1
The phosphor according to (4) or (5), wherein:
(7) A method for producing a phosphor, comprising a firing step of firing a phosphor material and a softening step of softening a fired product obtained by the firing step.
(8) In the said baking process, the said phosphor raw material is baked in presence of a flux, The manufacturing method of the fluorescent substance as described in (7) characterized by the above-mentioned.
(9) In the softening step, (7) or (8), wherein the fired product is placed in an environment where the pressure is normal pressure or higher and steam is present for 0.5 hour or longer. The manufacturing method of fluorescent substance of description.
(10) The method for producing a phosphor according to (8) or (9), further comprising a step of firing at a temperature higher than the firing step before the firing step.
(11) The fluorescence according to any one of (7) to (10), characterized by having a pulverization step of pulverizing the fired product using a pulverizer having a mortar structure after the softening step. Body manufacturing method.
(12) A phosphor-containing composition comprising the phosphor according to any one of (1) to (6) and a liquid medium.
(13) A first light emitter and a second light emitter that emits visible light when irradiated with light from the first light emitter, and the second light emitter includes (1) to (6). One or more types of the phosphors according to any one of the above are contained as a first phosphor.
(14) The second phosphor includes at least one phosphor having a different emission peak wavelength from the first phosphor as the second phosphor, according to (13). Light-emitting device.
(15) The first light emitter has a light emission peak in a wavelength range of 420 nm to 500 nm, and the second light emitter emits light in a wavelength range of 570 nm to 780 nm as the second phosphor. The light emitting device according to (14), comprising at least one kind of phosphor having a peak.
(16) The first light emitter has a light emission peak in a wavelength range of 300 nm to 420 nm, and the second light emitter emits light in a wavelength range of 420 nm to 490 nm as the second phosphor. The light-emitting device according to (14), comprising at least one phosphor having a peak and at least one phosphor having an emission peak in a wavelength range of 570 nm to 780 nm.
(17) An image display device comprising the light-emitting device according to any one of (13) to (16).
(18) An illumination device comprising the light-emitting device according to any one of (13) to (16).
本発明の蛍光体は、取り扱い性が良好で輝度などの発光特性に優れる。
本発明の蛍光体の製造方法によれば、蛍光体粒子に与える衝撃を軽減できるため、蛍光体粒子の損傷を抑制が可能であり、形状が真球状に近い蛍光体を得ることができる。また、本発明の蛍光体の製造方法は、ある程度粒径が大きい蛍光体を製造する場合にも適用できる。そして、本発明の蛍光体の製造方法で得られた蛍光体は、通常、取り扱い性が良好であり、さらに輝度などの発光特性にも優れる。
また、本発明の製造方法によれば、工業的に蛍光体を製造する際に特に適している。
本発明の蛍光体含有組成物及び発光装置は、発光特性に優れる。
The phosphor of the present invention has good handleability and excellent emission characteristics such as luminance.
According to the method for producing a phosphor of the present invention, since the impact on the phosphor particles can be reduced, the phosphor particles can be prevented from being damaged, and a phosphor having a nearly spherical shape can be obtained. Moreover, the manufacturing method of the fluorescent substance of this invention is applicable also when manufacturing a fluorescent substance with a certain large particle size. And the fluorescent substance obtained with the manufacturing method of the fluorescent substance of this invention is usually excellent in handleability, and also is excellent in light emission characteristics, such as a brightness | luminance.
Further, the production method of the present invention is particularly suitable for industrially producing a phosphor.
The phosphor-containing composition and the light emitting device of the present invention are excellent in light emission characteristics.
以下、本発明について実施形態及び例示物等を示して詳細に説明するが、本発明は以下に示す実施形態及び例示物等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
において任意に変更して実施できる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments and examples, but the present invention is not limited to the embodiments and examples described below, and may be arbitrarily set within the scope of the present invention. You can change it to
なお、本明細書中の蛍光体の組成式において、各組成式の区切りは読点(、)で区切って表わす。また、カンマ(,)で区切って複数の元素を列記する場合には、列記された元素のうち一種又は二種以上を任意の組み合わせ及び組成で含有していてもよいことを示している。但し、括弧内に併記される元素の合計は1モルである。例えば、「(Ba,Sr,Ca)Al2O4:Eu」という組成式は、「BaAl2O4:Eu」と、「SrAl2O4:Eu」と、「CaAl2O4:Eu」と、「Ba1-xSrxAl2O4:Eu」と、「Ba1-xCaxAl2O4:Eu」と、「Sr1-xCaxAl2O4:Eu」と、「Ba1-x-ySrxCayAl2O4:Eu」とを全て包括的に示しているものとする(但し、前記式中、0<x< 1、0<y<1、0<x+y<1である。)。 In the composition formula of the phosphors in this specification, each composition formula is delimited by a punctuation mark (,). In addition, when a plurality of elements are listed separated by commas (,), one or two or more of the listed elements may be included in any combination and composition. However, the total of the elements shown in parentheses is 1 mol. For example, the composition formula “(Ba, Sr, Ca) Al 2 O 4 : Eu” is expressed by “BaAl 2 O 4 : Eu”, “SrAl 2 O 4 : Eu”, and “CaAl 2 O 4 : Eu”. “Ba 1-x Sr x Al 2 O 4 : Eu”, “Ba 1-x Ca x Al 2 O 4 : Eu”, “Sr 1-x Ca x Al 2 O 4 : Eu”, "Ba 1-xy Sr x Ca y Al 2 O 4: Eu " and all assumed to generically indicated (in the above formula, 0 <x <1,0 <y <1,0 <x + y <1.)
また、本明細書における色名と色度座標との関係は、すべてJIS規格に基づく(JISZ8110及びZ8701)。 Further, the relationship between the color name and the chromaticity coordinates in this specification is all based on the JIS standard (JISZ8110 and Z8701).
[1.蛍光体の製造方法]
本発明の蛍光体の製造方法では、少なくとも、蛍光体原料を焼成する焼成工程と、焼成工程により得られた焼成物を軟質化する軟質化工程とを行う。また、通常は、焼成工程に先立ち、蛍光体原料を混合して原料混合物を調製する混合工程を行う。
[1. Method for producing phosphor]
In the phosphor manufacturing method of the present invention, at least a firing step for firing the phosphor material and a softening step for softening the fired product obtained by the firing step are performed. In general, prior to the firing step, a mixing step of preparing a raw material mixture by mixing phosphor raw materials is performed.
[1−1.蛍光体原料]
蛍光体原料としては、製造しようとする蛍光体を構成する元素(以下適宜、「蛍光体構成元素」という)を含有する化合物を用いることができる。その例を挙げると、蛍光体構成元素を含有する、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、蓚酸塩、カルボン酸塩、ハロゲン化物、窒化物等が挙げられる。蛍光体原料の選択に際しては、得られる蛍光体への反応性、及び、焼成時におけるNOx、SOx等の非発生性等を考慮して選択することが好ましい。さらに、本発明の蛍光体を構成する各蛍光体構成元素に対応し、蛍光体原料は、それぞれ、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
[1-1. Phosphor raw material]
As the phosphor raw material, a compound containing an element constituting the phosphor to be produced (hereinafter, appropriately referred to as “phosphor constituent element”) can be used. Examples thereof include oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, sulfates, oxalates, carboxylates, halides, nitrides and the like containing phosphor constituent elements. In selecting the phosphor raw material, it is preferable to select in consideration of the reactivity to the obtained phosphor and the non-generation of NO x , SO x, etc. during firing. Furthermore, corresponding to each phosphor constituting element constituting the phosphor of the present invention, one kind of phosphor raw material may be used, or two or more kinds may be used in any combination and ratio.
また、本発明の蛍光体の各蛍光体原料中に含まれる不純物としては、蛍光体の特性に悪影響を与えない限りにおいて、特に限定されない。ただし、Fe、Co及びNiに関しては、通常1000ppm以下、好ましくは100ppm、より好ましくは50ppm以下、特に好ましくは1ppm以下であるものが用いられる。
また、各蛍光体原料の重量メジアン径としては、通常0.1μm以上、好ましくは0.5μm以上であり、通常30μm以下、好ましくは20μm以下、より好ましくは10m以下、さらに好ましくは3μm以下のものが用いられる。このために、蛍光体原料の種類によっては予めジェットミル等の乾式粉砕機で粉砕を行っても良い。これにより、各蛍光体原料の原料混合物中での均一分散化を図り、かつ、蛍光体原料の表面積増大による原料混合物の固相反応性を高めることができ、不純物相の生成を抑えることが可能となる。
Further, the impurities contained in each phosphor raw material of the phosphor of the present invention are not particularly limited as long as the phosphor characteristics are not adversely affected. However, with respect to Fe, Co, and Ni, those that are usually 1000 ppm or less, preferably 100 ppm, more preferably 50 ppm or less, and particularly preferably 1 ppm or less are used.
The weight median diameter of each phosphor material is usually 0.1 μm or more, preferably 0.5 μm or more, and usually 30 μm or less, preferably 20 μm or less, more preferably 10 m or less, and even more preferably 3 μm or less. Is used. For this reason, depending on the type of the phosphor material, pulverization may be performed in advance by a dry pulverizer such as a jet mill. As a result, each phosphor raw material can be uniformly dispersed in the raw material mixture, and the solid phase reactivity of the raw material mixture can be increased by increasing the surface area of the phosphor raw material, thereby suppressing the generation of impurity phases. It becomes.
例えば、Baを含む蛍光体原料(Ba源)の具体例としては、BaO、Ba(OH)2・8H2O、BaCO3、Ba(NO3)2、BaSO4、Ba(C2O4)・2H2O、Ba(OCOCH3)2、BaCl2等が挙げられる。中でもBaCO3、BaCl2等が好ましく、取扱の点からBaCO3が特に好ましい。空気中の安定性が良く、また、加熱により容 易に分解するため、目的外の元素が残留し難く、更に、高純度の原料を入手し易いからである。 For example, specific examples of phosphor raw materials containing Ba (Ba source) include BaO, Ba (OH) 2 .8H 2 O, BaCO 3 , Ba (NO 3 ) 2 , BaSO 4 , Ba (C 2 O 4 ). · 2H 2 O, Ba (OCOCH 3) 2, BaCl 2 , and the like. Of these, BaCO 3 , BaCl 2 and the like are preferable, and BaCO 3 is particularly preferable from the viewpoint of handling. This is because it is stable in the air and easily decomposes by heating, so that undesired elements hardly remain and it is easy to obtain high-purity raw materials.
例えば、Caを含む蛍光体原料(Ca源)の具体例としては、CaO、Ca(OH)2、CaCO3、Ca(NO3)2・4H2O、CaSO4・2H2O、Ca(C2O4)・H2O、Ca(OCOCH3)2・H2O、無水CaCl2(但し、水和物であってもよい。)等が挙げられる。中でもCaCO3、無水CaCl2等が好ましい。 For example, specific examples of phosphor raw materials (Ca source) containing Ca include CaO, Ca (OH) 2 , CaCO 3 , Ca (NO 3 ) 2 .4H 2 O, CaSO 4 .2H 2 O, and Ca (C 2 O 4 ) · H 2 O, Ca (OCOCH 3 ) 2 .H 2 O, anhydrous CaCl 2 (however, it may be a hydrate). Of these, CaCO 3 , anhydrous CaCl 2 and the like are preferable.
例えば、Srを含む蛍光体原料(Sr源)の具体例としては、SrO、Sr(OH)2・8H2O、SrCO3、Sr(NO3)2、SrSO4、Sr(C2O4)・H2O、Sr(OCOCH3)2・0.5H2O、SrCl2等が挙げられる。中でもSrCO3、SrCl2等が好ましく、SrCO3が特に好ましい。空気中の安定性が良く、また、加熱により容易
に分解し、目的外の元素が残留し難く、更に、高純度の原料を入手し易いからである。
For example, specific examples of phosphor raw materials (Sr source) containing Sr include SrO, Sr (OH) 2 .8H 2 O, SrCO 3 , Sr (NO 3 ) 2 , SrSO 4 , Sr (C 2 O 4 ). · H 2 O, Sr (OCOCH 3) 2 · 0.5H 2 O, SrCl 2 , and the like. Of these, SrCO 3 , SrCl 2 and the like are preferable, and SrCO 3 is particularly preferable. This is because the stability in the air is good, it decomposes easily by heating, it is difficult for undesired elements to remain, and it is easy to obtain high-purity raw materials.
例えば、Znを含む蛍光体原料(Zn源)の具体例としては、ZnO、Zn(C2O4)・2H2O、ZnSO4・7H2O等が挙げられる。 For example, specific examples of the phosphor raw material (Zn source) containing Zn include ZnO, Zn (C 2 O 4 ) · 2H 2 O, ZnSO 4 · 7H 2 O, and the like.
例えば、Mgを含む蛍光体原料(Mg源)の具体例としては、MgCO3、MgO、M gSO4、Mg(C2O4)・2H2O等が挙げられる。 For example, specific examples of the phosphor material (Mg source) containing Mg include MgCO 3 , MgO, MgSO 4 , Mg (C 2 O 4 ) · 2H 2 O, and the like.
例えば、Siを含む蛍光体原料(Si源)の具体例としては、SiO2、H4SiO4、 Si(OCOCH3)4等が挙げられる。中でもSiO2等が好ましい。 For example, specific examples of the phosphor raw material (Si source) containing Si include SiO 2 , H 4 SiO 4 , Si (OCOCH 3 ) 4 and the like. Of these, SiO 2 is preferable.
例えば、Euを含む蛍光体原料(Eu源)の具体例としては、Eu2O3、Eu2(SO4)3、Eu2(C2O4)3、EuCl2、EuCl3、Eu(NO3)3・6H2O等が挙げられる。中でもEu2O3、EuCl2等が好ましい。 For example, specific examples of the phosphor material (Eu source) containing Eu include Eu 2 O 3 , Eu 2 (SO 4 ) 3 , Eu 2 (C 2 O 4 ) 3 , EuCl 2 , EuCl 3 , Eu (NO). 3) 3 · 6H 2 O, and the like. Of these, Eu 2 O 3 , EuCl 2 and the like are preferable.
例えば、Sm、Tm及びYbを含む各蛍光体原料(Sm源、Tm源及びYb源)の具体例としては、Eu源の具体例として挙げた各化合物において、EuをそれぞれSm、Tm及びYbに置き換えた化合物が挙げられる。 For example, as specific examples of each phosphor raw material (Sm source, Tm source, and Yb source) containing Sm, Tm, and Yb, Eu is changed to Sm, Tm, and Yb in the respective compounds listed as specific examples of the Eu source. The substituted compound is mentioned.
例えば、Mnを含む蛍光体原料(Mn源)の具体例としては、MnO、MnO2、Mn2O3、MnF2、MnCl2、MnBr2、Mn(NO3)2・6H2O、MnCO3、MnCr2O4等が挙げられる。 For example, specific examples of the phosphor raw material (Mn source) containing Mn include MnO, MnO 2 , Mn 2 O 3 , MnF 2 , MnCl 2 , MnBr 2 , Mn (NO 3 ) 2 .6H 2 O, MnCO 3. , MnCr 2 O 4 and the like.
例えば、Crを含む蛍光体原料(Cr源)の具体例としては、Cr2O3、CrF3(水 和物であってもよい)、CrCl3、CrBr3・6H2O、Cr(NO3)2・9H2O、(NH4)2CrO4等が挙げられる。 For example, specific examples of the phosphor raw material (Cr source) containing Cr include Cr 2 O 3 , CrF 3 (may be a hydrate), CrCl 3 , CrBr 3 .6H 2 O, Cr (NO 3 ) 2 · 9H 2 O, (NH 4 ) 2 CrO 4 and the like.
例えば、Tbを含む蛍光体原料(Tb源)の具体例としては、Tb4O7、TbCl3( 水和物を含む。)、TbF3、Tb(NO3)3・nH2O、Tb2(SiO4)3、Tb2(C2O4)3・10H2O等が挙げられる。中でも、Tb4O7、TbCl3、TbF3が好ましく、Tb4O7がより好ましい。また、他の蛍光体原料(例えば、Eu源)とTb源とを共沈させてから用いることもできる。 For example, specific examples of phosphor raw materials (Tb source) containing Tb include Tb 4 O 7 , TbCl 3 (including hydrates), TbF 3 , Tb (NO 3 ) 3 .nH 2 O, Tb 2. (SiO 4 ) 3 , Tb 2 (C 2 O 4 ) 3 · 10H 2 O, and the like. Among these, Tb 4 O 7 , TbCl 3 and TbF 3 are preferable, and Tb 4 O 7 is more preferable. Moreover, it can also be used after co-precipitating other phosphor raw materials (for example, Eu source) and Tb source.
例えば、Prを含む蛍光体原料(Pr源)の具体例としては、Pr2O3、PrCl3、 PrF3、Pr(NO3)3・6H2O、Pr2(SiO4)3、Pr2(C2O4)3・10H2O等が挙げられる。中でも、Pr2O3、PrCl3、PrF3が好ましく、Pr2O3がより好ましい。 For example, specific examples of the phosphor raw material (Pr source) containing Pr include Pr 2 O 3 , PrCl 3 , PrF 3 , Pr (NO 3 ) 3 .6H 2 O, Pr 2 (SiO 4 ) 3 , Pr 2. (C 2 O 4 ) 3 · 10H 2 O and the like. Of these, Pr 2 O 3 , PrCl 3 and PrF 3 are preferable, and Pr 2 O 3 is more preferable.
例えば、Ceを含む蛍光体原料(Ce源)の具体例としては、CeO2、CeCl3、Ce2(CO3)3・5H2O、CeF3、Ce(NO3)3・6H2O等が挙げられる。中でも、CeO2、CeCl3が好ましい。 For example, specific examples of the phosphor raw material (Ce source) containing Ce include CeO 2 , CeCl 3 , Ce 2 (CO 3 ) 3 .5H 2 O, CeF 3 , Ce (NO 3 ) 3 · 6H 2 O, and the like. Is mentioned. Of these, CeO 2 and CeCl 3 are preferable.
例えば、Luを含む蛍光体原料(Lu源)の具体例としては、Lu2O3、LuCl3、
LuF3(水和物であってもよい)、Lu(NO3)3(水和物であってもよい)等が挙げ られる。中でも、Lu2O3、LuCl3が好ましい。
For example, as specific examples of phosphor raw materials (Lu source) containing Lu, Lu 2 O 3 , LuCl 3 ,
LuF 3 (may be a hydrate), Lu (NO 3 ) 3 (may be a hydrate), and the like. Of these, Lu 2 O 3 and LuCl 3 are preferable.
例えば、Laを含む蛍光体原料(La源)の具体例としては、La2O3、LaCl3・ 7H2O、La2(CO3)3・H2O、LaF3、La(NO3)3・6H2O、La2(SO4 )3等が挙げられる。中でも、La2O3、LaCl3・7H2Oが好ましい。 For example, specific examples of a phosphor raw material (La source) containing La include La 2 O 3 , LaCl 3 .7H 2 O, La 2 (CO 3 ) 3 .H 2 O, LaF 3 , La (NO 3 ). 3 · 6H 2 O, La 2 (SO 4 ) 3 and the like. Of these, La 2 O 3 and LaCl 3 .7H 2 O are preferable.
例えば、Gdを含む蛍光体原料(Gd源)の具体例としては、Gd2O3、GdCl3・ 6H2O、Gd(NO3)3・5H2O、Gd2(SO4)3・8H2O、GdF3等が挙げられ る。中でも、Gd2O3、GeCl3・6H2Oが好ましい。 For example, specific examples of the phosphor raw material (Gd source) containing Gd include Gd 2 O 3 , GdCl 3 .6H 2 O, Gd (NO 3 ) 3 · 5H 2 O, Gd 2 (SO 4 ) 3 · 8H. 2 O, GdF 3 and the like. Of these, Gd 2 O 3 and GeCl 3 .6H 2 O are preferable.
例えば、Geを含む蛍光体原料(Ge源)の具体例としては、GeO2、Ge(OH)4、Ge(OCOCH3)4、GeCl4等が挙げられる。中でもGeO2等が好ましい。 For example, specific examples of the phosphor raw material (Ge source) containing Ge include GeO 2 , Ge (OH) 4 , Ge (OCOCH 3 ) 4 , GeCl 4 and the like. Of these, GeO 2 and the like are preferable.
例えば、Gaを含む蛍光体原料(Ga源)の具体例としては、Ga2O3、Ga(OH)3、Ga(NO3)3・nH2O、Ga2(SO4)3、GaCl3等が挙げられる。 For example, specific examples of the phosphor raw material (Ga source) containing Ga include Ga 2 O 3 , Ga (OH) 3 , Ga (NO 3 ) 3 .nH 2 O, Ga 2 (SO 4 ) 3 , and GaCl 3. Etc.
例えば、Alを含む蛍光体原料(Al源)の具体例としてはα−Al2O3、γ−Al2 O3等のAl2O3、Al(OH)3、AlOOH、Al(NO3)3・9H2O、Al2(SO4)3、AlCl3等が挙げられる。 For example, specific examples of the phosphor raw material (Al source) containing Al include Al 2 O 3 such as α-Al 2 O 3 and γ-Al 2 O 3 , Al (OH) 3 , AlOOH, Al (NO 3 ). 3 · 9H 2 O, Al 2 (SO 4) 3, AlCl 3 and the like.
例えば、Pを含む蛍光体原料(P源)の具体例としては、P2O5、Ba3(PO4)2、 Sr3(PO4)2、(NH4)3PO4等が挙げられる。 For example, specific examples of the phosphor raw material (P source) containing P include P 2 O 5 , Ba 3 (PO 4 ) 2 , Sr 3 (PO 4 ) 2 , (NH 4 ) 3 PO 4 and the like. .
例えば、Bを含む蛍光体原料(B源)の具体例としては、B2O3、H3BO3等が挙げられる。
なお、上記に例示した原料は、必要に応じて共沈させてから用いてもよい。
For example, specific examples of the phosphor raw material (B source) containing B include B 2 O 3 and H 3 BO 3 .
In addition, you may use the raw material illustrated above, after coprecipitating as needed.
さらに、N元素、O元素及びハロゲン元素等に対応する蛍光体原料は、通常、上記各蛍光体構成元素の蛍光体原料のアニオン成分として、又は焼成雰囲気中に含有される成分として、蛍光体製造時に供給される。 Further, phosphor raw materials corresponding to N element, O element, halogen element, etc. are usually manufactured as phosphors as anion components of the phosphor raw materials of the respective phosphor constituting elements or as components contained in the firing atmosphere. Sometimes supplied.
[1−2.混合工程]
目的組成が得られるように蛍光体原料を秤量した後、通常は、蛍光体原料を混合して原料混合物を調製してから、当該原料混合物を所定温度、雰囲気下で焼成する。この際、混合は十分に行うことが好ましい。
[1-2. Mixing process]
After the phosphor raw materials are weighed so as to obtain the target composition, the phosphor raw materials are usually mixed to prepare a raw material mixture, and then the raw material mixture is fired at a predetermined temperature and atmosphere. At this time, it is preferable to perform the mixing sufficiently.
上記混合手法としては、特に限定はされないが、具体的には、下記(A)及び(B)として挙げられたような公知の手法を任意に用いることができる。また、これらの各種条件については、例えば、ボールミルにおいて2種の粒径の異なるボールを混合して用いる等、公知の条件が適宜選択可能である。 Although it does not specifically limit as said mixing method, Specifically, the well-known method which was mentioned as following (A) and (B) can be used arbitrarily. As for these various conditions, for example, known conditions such as mixing and using two kinds of balls having different particle diameters in a ball mill can be appropriately selected.
(A)例えばハンマーミル、ロールミル、ボールミル、ジェットミル等の乾式粉砕機、又は、乳鉢と乳棒等を用いる粉砕と、例えばリボンブレンダー、V型ブレンダー、ヘンシェルミキサー等の混合機、又は、乳鉢と乳棒を用いる混合とを組み合わせ、前述の蛍光体原料を粉砕混合する乾式混合法。 (A) Dry pulverizer such as hammer mill, roll mill, ball mill, jet mill, etc., or pulverization using mortar and pestle, and mixer such as ribbon blender, V-type blender, Henschel mixer, or mortar and pestle And a dry mixing method in which the above phosphor raw materials are pulverized and mixed.
(B)前述の蛍光体原料に例えばメタノール、エタノール等のアルコール系溶媒又は水などの溶媒又は分散媒を加え、例えば粉砕機、乳鉢と乳棒、又は蒸発皿と撹拌棒等を用いて混合し、溶液又はスラリーの状態とした上で、噴霧乾燥、加熱乾燥、又は自然乾燥等に
より乾燥させる湿式混合法。
(B) Add a solvent or dispersion medium such as an alcoholic solvent such as methanol or ethanol or water to the phosphor raw material, and mix using, for example, a pulverizer, a mortar and pestle, or an evaporating dish and a stirring bar, A wet mixing method in which a solution or slurry is made and then dried by spray drying, heat drying, or natural drying.
蛍光体原料の混合は、蛍光体原料の物性に応じて、上記湿式又は乾式のいずれかを任意に選択すればよい。
また、ハロゲン化物、窒化物等の酸化・吸湿し易い原料を用いる場合には、例えばアルゴンガス、窒素ガス等の不活性気体を充填し、水分管理されたグローブボックス内でミキサー混合することが好ましい。
さらに、上記グローブボックス内で混合を行う場合、その雰囲気中の水分は、10000ppm以下が好ましく、1000ppm以下がより好ましく、10ppm以下が更に好ましく、1ppm以下が特に好ましい。また、酸素は、1%以下が好ましく、1000ppm以下がより好ましく、100ppm以下が更に好ましく、10ppm以下が特に好ましい。
The mixing of the phosphor raw materials may be arbitrarily selected from the above-mentioned wet type and dry type according to the physical properties of the phosphor raw materials.
In addition, when using a material that easily oxidizes and absorbs moisture, such as halide and nitride, it is preferable to fill with an inert gas such as argon gas or nitrogen gas, and to mix with a mixer in a glove box in which moisture is controlled. .
Further, when mixing is performed in the glove box, the moisture in the atmosphere is preferably 10,000 ppm or less, more preferably 1000 ppm or less, still more preferably 10 ppm or less, and particularly preferably 1 ppm or less. Further, oxygen is preferably 1% or less, more preferably 1000 ppm or less, still more preferably 100 ppm or less, and particularly preferably 10 ppm or less.
また、上記混合・粉砕時に、必要に応じて、蛍光体原料を篩いにかけても良い。この場合、各種市販の篩いを用いることが可能であるが、金属メッシュのものよりもナイロンメッシュ等の樹脂製のものを用いる方が、不純物混入防止の点で好ましい。 In addition, the phosphor material may be sieved as necessary during the mixing and pulverization. In this case, various types of commercially available sieves can be used, but it is preferable to use a resin mesh such as a nylon mesh rather than a metal mesh in terms of preventing impurities from being mixed.
[1−3.焼成工程]
焼成工程では、得られた原料混合物を焼成することにより焼成物を得る。得られた焼成物は、通常、その組成は目的とする蛍光体のものとなっているが、その粒子は焼結して焼成ケーキとなっている。
[1-3. Firing step]
In the firing step, a fired product is obtained by firing the obtained raw material mixture. The obtained fired product usually has the composition of the intended phosphor, but the particles are sintered into a fired cake.
(焼成容器)
焼成工程では、蛍光体原料をルツボ等の容器に充填し、所定温度、雰囲気下で焼成することが好ましい。
容器としては、各蛍光体原料との反応性の低い材料からなるルツボ又はトレイ等の耐熱容器を用いることが好ましい。このような焼成時に用いる耐熱容器の材質としては、例えば、アルミナ、石英、窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化マグネシウム等のセラミックス、白金、モリブデン、タングステン、タンタル、ニオブ、イリジウム、ロジウム等の金属、或いは、それらを主成分とする合金、カーボン(グラファイト)等が挙げられる。ここで、石英製の耐熱容器は、比較的低温、すなわち、1200℃以下での加熱処理に使用することができ、好ましい使用温度範囲は1000℃以下である。
このような耐熱容器の例として、好ましくはアルミナ製、白金製、モリブデン製、タングステン製、タンタル製の耐熱容器などが挙げられる。
(Baking container)
In the firing step, it is preferable that the phosphor material is filled in a container such as a crucible and fired at a predetermined temperature and atmosphere.
As the container, it is preferable to use a heat-resistant container such as a crucible or a tray made of a material having low reactivity with each phosphor raw material. Examples of the material of the heat-resistant container used at the time of firing include ceramics such as alumina, quartz, boron nitride, silicon carbide, silicon nitride, and magnesium oxide, and metals such as platinum, molybdenum, tungsten, tantalum, niobium, iridium, and rhodium. Alternatively, an alloy mainly containing them, carbon (graphite), or the like can be given. Here, the heat-resistant container made of quartz can be used for heat treatment at a relatively low temperature, that is, 1200 ° C. or less, and a preferable use temperature range is 1000 ° C. or less.
Examples of such heat-resistant containers are preferably heat-resistant containers made of alumina, platinum, molybdenum, tungsten, tantalum, and the like.
またここで、蛍光体原料として金属炭酸塩を用いて還元雰囲気下で焼成を行なう場合には、脱離する二酸化炭素により焼成炉が傷まないよう、多段焼成の形式での焼成を行い、一次焼成(後述する)で少なくとも一部を金属酸化物に変換することが好ましい。 Here, when firing in a reducing atmosphere using a metal carbonate as a phosphor raw material, firing is performed in a multi-stage firing manner so that the firing furnace is not damaged by the desorbed carbon dioxide, and primary firing is performed. It is preferable to convert at least a part into a metal oxide (described later).
なお、蛍光体原料を前記耐熱容器内へ充填する際の充填率(以下、「耐熱容器内充填率」と称する。)は、焼成条件によっても異なるが、後述する後処理工程において焼成物を粉砕しにくくならない程度に充填すれば良く、通常10体積%以上、通常90体積%以下である。また、ルツボに充填された蛍光体原料は蛍光体原料の粒子同士の間に空隙率を有するため、蛍光体原料が充填された体積100ml当たりの蛍光体原料自体の体積としては、通常10ml以上、通常90ml以下である。 The filling rate when filling the phosphor material into the heat-resistant container (hereinafter referred to as “heat-resistant container filling rate”) varies depending on the firing conditions, but the fired product is pulverized in a post-treatment step described later. It may be filled to such an extent that it does not become difficult to perform, and is usually 10% by volume or more and usually 90% by volume or less. Further, since the phosphor material filled in the crucible has a void ratio between the particles of the phosphor material, the volume of the phosphor material per 100 ml volume filled with the phosphor material is usually 10 ml or more, Usually 90 ml or less.
また、一度に処理する蛍光体原料の量を増やしたいときは、昇温速度を減速する等、耐熱容器内に熱が均一に周るようにすることが好ましい。
また、耐熱容器を炉内に充填する際の充填率(以下適宜、「炉内充填率」と称する)は、炉内の耐熱容器間で熱が不均一にならない程度につめることが好ましい。
さらに、上記焼成において、焼成炉中の耐熱容器の数が多い場合には、例えば、上記の昇温速度を遅めにする等、各耐熱容器への熱の伝わり具合を均等にすることが、ムラなく焼成するためには好ましい。
Further, when it is desired to increase the amount of the phosphor raw material to be processed at a time, it is preferable that heat is uniformly circulated in the heat-resistant container, for example, by decreasing the rate of temperature rise.
Further, it is preferable that the filling rate when filling the heat-resistant container into the furnace (hereinafter, referred to as “furnace filling ratio” as appropriate) is such that the heat does not become uneven between the heat-resistant containers in the furnace.
Furthermore, in the above baking, when the number of heat-resistant containers in the baking furnace is large, for example, to make the heat transfer to each heat-resistant container uniform, such as slowing the temperature increase rate, It is preferable for firing without unevenness.
(焼成条件)
焼成工程における焼成温度、圧力、雰囲気等の焼成条件は、製造しようとする蛍光体それぞれに応じて適切な条件を設定することが好ましい。以下、式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体(後述する)、その他の酸化物蛍光体及び窒化物蛍光体それぞれについて、好ましい範囲を上げて説明する。ただし、焼成条件は、以下に説明する範囲に限定されるものではない。
(Baking conditions)
The firing conditions such as the firing temperature, pressure, and atmosphere in the firing step are preferably set appropriately for each phosphor to be manufactured. Hereinafter, a phosphor having a chemical composition represented by the formula [1] (described later), other oxide phosphors and nitride phosphors will be described with increasing preferred ranges. However, the firing conditions are not limited to the ranges described below.
・式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体の焼成条件
式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体を製造する場合、焼成時の昇温過程においては、その一部で減圧条件下とすることが好ましい。具体的には、好ましくは室温以上であって、好ましくは1500℃以下、より好ましくは1200℃以下、更に好ましくは1000℃以下の温度となっているいずれかの時点において、減圧状態(具体的には通常10-2Pa以上0.1MPa未満の範囲)とすることが好ましい。中でも、系内を減圧下後で不活性ガス又は還元性ガスを系内に導入し、その状態で昇温を行うことが好ましい。
このとき、必要に応じて、目的とする温度で1分以上、好ましくは5分以上、より好ましくは10分以上保持しても良い。保持時間は、通常5時間以下、好ましくは3時間以下、より好ましくは1時間以下である。
-Firing conditions of the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1]
In the case of producing a phosphor having the chemical composition represented by the formula [1], it is preferable that a part of the phosphor is subjected to reduced pressure conditions in the temperature rising process during firing. Specifically, it is preferably at room temperature or higher, preferably 1500 ° C. or lower, more preferably 1200 ° C. or lower, and even more preferably 1000 ° C. or lower. Is usually preferably in the range of 10 −2 Pa or more and less than 0.1 MPa. Among them, it is preferable to introduce an inert gas or a reducing gas into the system after reducing the pressure in the system, and to raise the temperature in that state.
At this time, if necessary, the target temperature may be maintained for 1 minute or longer, preferably 5 minutes or longer, more preferably 10 minutes or longer. The holding time is usually 5 hours or less, preferably 3 hours or less, more preferably 1 hour or less.
式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体を製造する場合、焼成時の温度(最高到達温度)は、通常850℃以上、好ましくは950℃以上、また、通常1400℃以下、好ましくは1350℃以下の範囲である。焼成温度が低過ぎると充分に結晶が成長せず、粒径が小さくなる場合がある一方で、焼成温度が高過ぎると結晶が成長しすぎて粒径が大きくなり過ぎる場合がある。 When the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1] is produced, the firing temperature (maximum temperature reached) is usually 850 ° C. or higher, preferably 950 ° C. or higher, and usually 1400 ° C. or lower, preferably 1350. It is the range below ℃. If the firing temperature is too low, the crystal does not grow sufficiently and the particle size may be small. On the other hand, if the firing temperature is too high, the crystal grows too much and the particle size may become too large.
式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体を製造する場合、昇温速度は、通常2℃/分以上、好ましくは3℃/分以上、また、通常10℃/分以下、好ましくは6℃/分以下である。この範囲を下回ると、焼成時間が長くなる可能性がある。また、この範囲を上回ると、焼成装置、容器等が破損する場合がある。 When producing a phosphor having the chemical composition represented by the formula [1], the rate of temperature rise is usually 2 ° C./min or more, preferably 3 ° C./min or more, and usually 10 ° C./min or less, preferably 6 C / min or less. Below this range, the firing time may be longer. Moreover, when it exceeds this range, a baking apparatus, a container, etc. may be damaged.
式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体を製造する場合、焼成時の圧力は、焼成温度等によっても異なるため特に限定されないが、通常0.01MPa以上、好ましくは0.1MPa以上であり、また、通常200MPa以下、好ましくは100MPa以下である。このうち、工業的には通常は大気圧〜0.3MPa程度であり、大気圧がコスト及び手間の点で簡便であり好ましい。 When producing a phosphor having the chemical composition represented by the formula [1], the pressure during firing varies depending on the firing temperature and the like, but is not particularly limited, but is usually 0.01 MPa or more, preferably 0.1 MPa or more. Moreover, it is 200 MPa or less normally, Preferably it is 100 MPa or less. Among these, industrially, it is usually about atmospheric pressure to about 0.3 MPa, and atmospheric pressure is preferable in terms of cost and labor.
式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体を製造する場合、焼成時間は、焼成時の温度や圧力等によっても異なるため特に制限されないが、通常10分以上、好ましくは1時間以上、より好ましくは3時間以上、更に好ましくは4時間以上、また、通常24時間以下、好ましくは15時間以下の範囲である。 When producing a phosphor having the chemical composition represented by the formula [1], the firing time is not particularly limited because it varies depending on the temperature, pressure, etc. during firing, but usually 10 minutes or more, preferably 1 hour or more, more It is preferably 3 hours or longer, more preferably 4 hours or longer, and usually 24 hours or shorter, preferably 15 hours or shorter.
式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体を製造する場合、焼成時の雰囲気は特に制限されないが、酸素濃度の低い雰囲気下で焼成を行なうことが好ましい。焼成時の酸素濃度は、通常150ppm以下、好ましくは100ppm以下、より好ましくは50ppm以下、更に好ましくは20ppm以下、特に好ましくは10ppm以下であり、理想的には、酸素が全く存在しないことが好ましい。具体例としては、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素、水素、アルゴン等の気体のうち、何れか一種単独の雰囲気下、或いは、二種以上
の混合雰囲気下で行なう。この中でも、一酸化炭素、水素等の還元性の気体を含むことが好ましく、特に、水素含有窒素雰囲気下が好ましい。
When producing a phosphor having the chemical composition represented by the formula [1], the atmosphere during firing is not particularly limited, but firing is preferably performed in an atmosphere having a low oxygen concentration. The oxygen concentration at the time of firing is usually 150 ppm or less, preferably 100 ppm or less, more preferably 50 ppm or less, still more preferably 20 ppm or less, and particularly preferably 10 ppm or less. Ideally, no oxygen is present at all. As a specific example, it is carried out in a single atmosphere or a mixed atmosphere of two or more of gases such as carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen, hydrogen, and argon. Among these, it is preferable to contain reducing gas, such as carbon monoxide and hydrogen, and especially under a nitrogen atmosphere containing hydrogen.
ここで、水素含有窒素雰囲気に含まれる水素含有量としては、通常1体積%以上、好ましくは2体積%以上、また、通常5体積%以下が好ましく、特に好ましい水素含有量としては4体積%である。雰囲気中の水素の含有量は、高過ぎると安全性が低下する可能性が生じ、低過ぎると十分な還元雰囲気を達成できないからである。 Here, the hydrogen content contained in the hydrogen-containing nitrogen atmosphere is usually 1% by volume or more, preferably 2% by volume or more, and usually preferably 5% by volume or less, and the particularly preferable hydrogen content is 4% by volume. is there. This is because if the hydrogen content in the atmosphere is too high, the safety may decrease, and if it is too low, a sufficient reducing atmosphere cannot be achieved.
更に、式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体を製造する場合には、焼成の際に、焼成雰囲気を水素含有窒素雰囲気等の還元性雰囲気とし、更に、反応系に固体カーボンを共存させること等により、酸素濃度を下げ、強還元性雰囲気下とすることが好ましい。これは、式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体を製造するため、付活元素MIIが発光に寄与するイオン状態(価数)となるように必要な雰囲気を選択するものである。 Furthermore, when producing a phosphor having the chemical composition represented by the formula [1], the firing atmosphere is a reducing atmosphere such as a hydrogen-containing nitrogen atmosphere during firing, and solid carbon coexists in the reaction system. It is preferable that the oxygen concentration is lowered by, for example, a strong reducing atmosphere. This for producing the phosphor having a chemical composition represented by the formula [1], and selects the atmosphere required as activating element M II is contributing ionic state to luminescence (valence) .
例えば、緑色発光をもたらす好ましい付活元素MIIの一つであるEuは、少なくともその一部が2価イオンであることが望ましい。具体的に、全Euに占めるEu2+の割合は高いほど好ましく、通常50%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上である。しかしながら、Euの蛍光体原料として、通常はEu2O3等の3価のEuイオンを含む化合物が用いられる。したがって、2価イオンであるEu2+を含有し、緑色発光をもたらす蛍光体を得るために、3価イオンEu3+を2価イオンEu2+に還元するべく、一酸化炭素、水素含有窒素、水素等の何らかの還元雰囲気下で焼成することもできる。しかし、これらの焼成雰囲気下でも、原料等由来の酸素が含まれてしまうため、酸素濃度を充分に低減することは困難である。また、MII元素としてSm、Tm、Yb等を用いる場合にも、上述のEuの場合と同様の課題があった。 For example, it is desirable that at least a part of Eu, which is one of the preferable activating elements M II causing green light emission, be a divalent ion. Specifically, the ratio of Eu 2+ in the total Eu is preferably as high as possible, and is usually 50% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and particularly preferably 95% or more. However, a compound containing a trivalent Eu ion such as Eu 2 O 3 is usually used as the Eu phosphor material. Therefore, in order to obtain a phosphor that contains Eu 2+ that is a divalent ion and produces green light emission, carbon monoxide, hydrogen-containing nitrogen is used to reduce the trivalent ion Eu 3+ to the divalent ion Eu 2+. It can also be fired in some reducing atmosphere such as hydrogen. However, even in these firing atmospheres, oxygen derived from raw materials and the like is contained, so that it is difficult to sufficiently reduce the oxygen concentration. Also, Sm as M II element, Tm, even when using a Yb etc., there is a problem similar to the case of the aforementioned Eu.
これに対し、本発明者等の検討によれば、MII元素の3価イオンを2価イオンに還元すると同時に母体結晶中に導入するに際し、通常の還元雰囲気下に加えて、固体カーボンを共存させる条件(即ち、より還元力の強い条件)で焼成することが有効である。これによって、得られる蛍光体は、通常510nm以上542nm以下の波長範囲において輝度の高い発光をもたらし、同時に発光スペクトル幅が狭いという特徴を有することになる。 On the other hand, according to the study by the present inventors, when the trivalent ion of the M II element is reduced to the divalent ion and simultaneously introduced into the host crystal, solid carbon is coexisted in addition to the normal reducing atmosphere. It is effective to perform firing under the conditions (that is, conditions with stronger reducing power). As a result, the obtained phosphor usually has a feature that it emits light with high brightness in a wavelength range of 510 nm or more and 542 nm or less and has a narrow emission spectrum width.
また、式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体の物体色が、MII元素の還元度合いを示す指標となっていると考えられる。強還元雰囲気下において焼成することにより、MII元素が充分に還元され、式[1]で表される蛍光体が、所定の範囲の物体色を有するようになるものと考えられる。 Moreover, the object color of the phosphor having a chemical composition represented by the formula [1] is considered to have become an indicator of reduction degree of M II element. By firing under a strong reducing atmosphere, M II element is sufficiently reduced, the phosphor represented by the formula [1] It is believed that will have a luminous object color of a predetermined range.
固体カーボンの種類は特に制限されず、任意の種類の固体カーボンを使用することが可能である。その例としては、カーボンブラック、活性炭、ピッチ、コークス、黒鉛(グラファイト)等が挙げられる。固体カーボンを使用することが好ましい理由としては、焼成雰囲気中の酸素が固体カーボンと反応し、一酸化炭素ガスを発生し、更にこの一酸化炭素が焼成雰囲気中の酸素と反応し、二酸化炭素となり、焼成雰囲気中の酸素濃度を低減させることが出来るからである。前述の例示の中でも、酸素との反応性が高い活性炭が好ましい。また、固体カーボンの形状については、粉末状、ビーズ状、粒子状、ブロック状等が挙げられるが、特に制限されるものではない。
なお、固体カーボンは、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。
The type of solid carbon is not particularly limited, and any type of solid carbon can be used. Examples thereof include carbon black, activated carbon, pitch, coke, graphite (graphite) and the like. The reason why it is preferable to use solid carbon is that oxygen in the firing atmosphere reacts with the solid carbon to generate carbon monoxide gas, and this carbon monoxide further reacts with oxygen in the firing atmosphere to form carbon dioxide. This is because the oxygen concentration in the firing atmosphere can be reduced. Among the above-mentioned examples, activated carbon having high reactivity with oxygen is preferable. The shape of the solid carbon includes powder, bead, particle, block, etc., but is not particularly limited.
In addition, solid carbon may use only 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
共存させる固体カーボンの量は、一度に処理する蛍光体原料の量やその他の焼成条件にもよるが、蛍光体の特性と生産性のバランスの観点から、蛍光体に対して通常0.1重量%以上、好ましくは1重量%以上、より好ましくは10重量%以上、更に好ましくは15重量%以上である。 The amount of solid carbon to be coexisted depends on the amount of the phosphor raw material to be processed at one time and other firing conditions, but from the viewpoint of the balance between the characteristics of the phosphor and the productivity, it is usually 0.1 wt. % Or more, preferably 1% by weight or more, more preferably 10% by weight or more, and further preferably 15% by weight or more.
また、焼成容器として黒鉛のルツボを使用することにより、固体カーボンの共存と同様の効果を得ることも可能である。一方、アルミナルツボ等のカーボン以外の材料からなるルツボを使用する場合には、黒鉛のビーズ、粒状物、ブロック等の固体カーボンを別途共存させることが好ましい。
なお、ルツボに蓋をする等、密閉した条件下で焼成を行なうことが好ましい。
Further, by using a graphite crucible as a firing container, it is possible to obtain the same effect as the coexistence of solid carbon. On the other hand, when a crucible made of a material other than carbon such as an alumina crucible is used, it is preferable that solid carbon such as graphite beads, granules and blocks coexist separately.
Note that firing is preferably performed under sealed conditions, such as by covering the crucible.
なお、固体カーボンの共存下で焼成を行なうとは、同一の焼成容器内に蛍光体原料と固体カーボンとが存在すればよく、近接配置させることが好ましい。ここで、蛍光体原料と固体カーボンを混合して焼成してもよい。一般的に、蛍光体製品中にカーボンが混入すると、黒色であるカーボンが蛍光体の発光を吸収するため、蛍光体の発光効率が低下することが多いので注意を要する。 Note that the firing in the coexistence of solid carbon is sufficient if the phosphor raw material and the solid carbon are present in the same firing container, and it is preferable to arrange them close to each other. Here, the phosphor raw material and solid carbon may be mixed and fired. In general, when carbon is mixed into the phosphor product, black carbon absorbs light emitted from the phosphor, so that the luminous efficiency of the phosphor is often lowered, so care must be taken.
固体カーボンを近接配置させる手法としては、例えば、蛍光体原料を入れた容器とは別の容器に固体カーボンを入れ、これらの容器を同一のルツボ内に(例えば、蛍光体原料の容器の上部に固体カーボンの容器が位置するように)設置する、固体カーボンを入れた容器を蛍光体原料中に埋め込む、或いはこの反対に、蛍光体原料粉末を充填した容器の周囲に固体カーボンを配置する、等の手法が挙げられる。なお、大型のルツボを使用する場合には、固体カーボンを入れた容器を蛍光体原料と同一容器内に入れて焼成する手法をとることが好ましい。何れの場合にも、固体カーボンが蛍光体原料中に混入しないように工夫して行なうことが好ましい。 As a method of arranging the solid carbons in close proximity, for example, the solid carbons are put in a container different from the container containing the phosphor raw material, and these containers are placed in the same crucible (for example, in the upper part of the phosphor raw material container). (So that the solid carbon container is located), embed the container containing the solid carbon in the phosphor material, or conversely, arrange the solid carbon around the container filled with the phosphor material powder, etc. The method is mentioned. When a large crucible is used, it is preferable to take a method in which a container containing solid carbon is placed in the same container as the phosphor raw material and fired. In any case, it is preferable to devise so that solid carbon is not mixed in the phosphor material.
式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体を製造する場合、MII元素の2価イオンを得る手法として、前述の固体カーボンを共存させる手法に加え、或いは固体カーボンを共存させる手法に代えて、以下の手法を実施することも可能である。すなわち、蛍光体原料の粉末と同時にルツボ内に存在する空気を出来るだけ除去し、酸素濃度を下げることが好ましい。具体的な手法としては、所定の蛍光体原料を仕込んだルツボを真空炉中で減圧して空気を除去し、焼成時に用いる雰囲気ガスを導入して復圧することが好ましい。さらに、この操作を繰り返して行なうのが更に好ましい。或いは、必要に応じてMo等の酸素ゲッターを使用することもできる。また、安全上の対策をすれば、水素を5体積%以上含有する窒素雰囲気で焼成することによってもMII元素の2価イオンを得ることができる。 In the case of producing a phosphor having the chemical composition represented by the formula [1], as a method for obtaining a divalent ion of the M II element, in addition to the method of coexisting solid carbon described above, or a method of coexisting solid carbon. The following method can also be implemented. That is, it is preferable to remove the air present in the crucible as much as possible simultaneously with the powder of the phosphor raw material to lower the oxygen concentration. As a specific method, it is preferable to depressurize a crucible charged with a predetermined phosphor raw material in a vacuum furnace to remove air, and introduce an atmospheric gas used during firing to restore the pressure. Further, it is more preferable to repeat this operation. Alternatively, an oxygen getter such as Mo can be used as necessary. Further, if safety measures are taken, divalent ions of the M II element can also be obtained by firing in a nitrogen atmosphere containing 5% by volume or more of hydrogen.
このように固体カーボンを存在させること等によって、焼成雰囲気の酸素濃度を低減し、焼成雰囲気を還元性の強い雰囲気とし、それにより特性の高い蛍光体が得られるので好ましい。
なお、焼成工程は、複数回行なってもよい。
The presence of solid carbon in this manner is preferable because the oxygen concentration in the firing atmosphere is reduced and the firing atmosphere is made a highly reducing atmosphere, whereby a phosphor with high characteristics can be obtained.
In addition, you may perform a baking process in multiple times.
・その他の酸化物蛍光体の焼成条件
式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体以外の酸化物蛍光体(その他の酸化物蛍光体)を製造する場合(例えば、後述の式[2]で表わされる化学組成を有する蛍光体を製造する場合)、焼成温度(最高到達温度)については、目的とする蛍光体により最適温度が異なるが、通常700℃以上、好ましくは800℃以上、より好ましくは900℃以上の温度であり、また、通常2000℃以下、好ましくは1800℃以下、より好ましくは1700℃以下の温度である。
・ Other oxide phosphor firing conditions
When producing oxide phosphors (other oxide phosphors) other than the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1] (for example, the phosphor having the chemical composition represented by the formula [2] described later) In the case of manufacturing), the firing temperature (maximum temperature reached) varies depending on the intended phosphor, but is usually 700 ° C. or higher, preferably 800 ° C. or higher, more preferably 900 ° C. or higher. The temperature is usually 2000 ° C. or lower, preferably 1800 ° C. or lower, more preferably 1700 ° C. or lower.
その他の酸化物蛍光体を製造する場合の焼成時間は、焼成時の温度や圧力等によっても
異なるが、通常1時間以上、好ましくは5時間以上である。また、焼成時間は長い方が
良いが、生産性の観点から、通常24時間以下、好ましくは20時間以下、より好ましくは15時間以下、さらに好ましくは12時間以下である。
The firing time in the production of other oxide phosphors is usually 1 hour or longer, preferably 5 hours or longer, although it varies depending on the temperature and pressure during firing. The firing time is preferably longer, but from the viewpoint of productivity, it is usually 24 hours or shorter, preferably 20 hours or shorter, more preferably 15 hours or shorter, and further preferably 12 hours or shorter.
その他の酸化物蛍光体を製造する場合の焼成時の圧力は、焼成温度等によっても異なるため特に限定されないが、通常10Pa以上、好ましくは20Pa以上、より好ましくは0.05MPa以上、さらに好ましくは0.1MPa以上であり、また、上限としては、通常200MPa以下、好ましくは100MPa以下、より好ましくは1MPa以下である。このうち、工業的には大気圧(0.1MPa程度)〜1MPa程度がコスト及び手間の点で簡便であり好ましい。 The pressure during firing in producing other oxide phosphors varies depending on the firing temperature and the like and is not particularly limited, but is usually 10 Pa or more, preferably 20 Pa or more, more preferably 0.05 MPa or more, and further preferably 0. The upper limit is usually 200 MPa or less, preferably 100 MPa or less, more preferably 1 MPa or less. Among these, industrially, atmospheric pressure (about 0.1 MPa) to about 1 MPa is preferable because it is simple in terms of cost and labor.
その他の酸化物蛍光体を製造する場合の焼成雰囲気としては特に制限されないが、通常、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素、水素、アルゴン等の気体のうち、何れか一種単独の雰囲気下、或いは、二種以上の混合雰囲気下で行われる。また、必要に応じて固体カーボンを共存させてもよい。
なお、焼成工程は、複数回行なってもよい。
The firing atmosphere in the case of producing other oxide phosphors is not particularly limited, but usually a gas such as carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen, hydrogen, argon, etc., in any one single atmosphere, or It is performed in a mixed atmosphere of two or more. Moreover, you may coexist solid carbon as needed.
In addition, you may perform a baking process in multiple times.
・窒化物蛍光体の焼成条件
窒化物蛍光体を製造する場合、焼成温度(最高到達温度)については、目的とする蛍光体により最適温度が異なるが、通常1000℃以上、好ましくは1200℃以上、より好ましくは1400℃以上の温度であり、また、通常2500℃以下、好ましくは2300℃以下、より好ましくは2100℃以下の温度である。
・ Nitride phosphor firing conditions
When producing a nitride phosphor, the optimum temperature for the firing temperature (maximum temperature reached) varies depending on the intended phosphor, but is usually 1000 ° C. or higher, preferably 1200 ° C. or higher, more preferably 1400 ° C. or higher. The temperature is usually 2500 ° C. or lower, preferably 2300 ° C. or lower, more preferably 2100 ° C. or lower.
窒化物蛍光体を製造する場合の焼成時間は、焼成時の温度や圧力等によっても異なるが、通常1時間以上、好ましくは2時間以上である。また、焼成時間は長い方が良いが、生産性の観点から、通常24時間以下、好ましくは20時間以下、より好ましくは15時間以下、さらに好ましくは12時間以下である。 The firing time in the production of the nitride phosphor is usually 1 hour or longer, preferably 2 hours or longer, although it varies depending on the temperature and pressure during firing. The firing time is preferably longer, but from the viewpoint of productivity, it is usually 24 hours or shorter, preferably 20 hours or shorter, more preferably 15 hours or shorter, and further preferably 12 hours or shorter.
窒化物蛍光体を製造する場合の焼成時の圧力は、焼成温度等によっても異なるため特に限定されないが、通常0.1MPa以上、好ましくは0.3MPa以上、より好ましくは0.5MPa以上、さらに好ましくは0.8MPa以上であり、また、上限としては、通常300MPa以下、好ましくは200MPa以下、より好ましくは100MPa以下である。このうち、工業的には大気圧(0.1MPa程度)〜1MPa程度がコスト及び手間の点で簡便であり好ましい。 The pressure during firing in the case of producing a nitride phosphor is not particularly limited because it varies depending on the firing temperature and the like, but is usually 0.1 MPa or more, preferably 0.3 MPa or more, more preferably 0.5 MPa or more, and further preferably Is 0.8 MPa or more, and the upper limit is usually 300 MPa or less, preferably 200 MPa or less, more preferably 100 MPa or less. Among these, industrially, atmospheric pressure (about 0.1 MPa) to about 1 MPa is preferable because it is simple in terms of cost and labor.
窒化物蛍光体を製造する場合の焼成雰囲気としては特に制限されないが、通常、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気のうち、何れか一種単独の雰囲気下、或いは、二種以上の混合雰囲気下で行なわれる。
なお、焼成工程は、複数回行なってもよい。
The firing atmosphere for producing the nitride phosphor is not particularly limited, but is usually performed in an inert atmosphere such as nitrogen, argon, etc., either in a single atmosphere or in a mixed atmosphere of two or more. It is.
In addition, you may perform a baking process in multiple times.
(フラックス)
焼成工程においては、良好な結晶を成長させる観点から、反応系にフラックスを共存させることにより、フラックスの存在下で蛍光体原料を焼成することが好ましい。中でも本発明の蛍光体の製造方法においては、水溶性のフラックスを用いることが好ましい。
ここで、水溶性フラックスとは、20℃における水に対する溶解度(g/水100g)が10g以上の化合物をいう。例えば、NH4Cl(溶解度37.2)、NaCl(溶解度26.4)、KCl(溶解度25.5)、CsCl(溶解度65.1)、CaCl2(溶解度42.7)、BaCl2(溶解度26.3)、SrCl2(溶解度35.8)等が挙げられる(溶解度については、丸善株式会社出版「理化年表2008」より抜粋したものである)。
これらの中でも、水に対する溶解度が20(g/水100g)以上のものが好ましく、30(g/水100g)以上のものがさらに好ましい。具体的には、BaCl2、SrCl2、CaCl2、等のアルカリ土類金属ハロゲン化物が好ましく、BaCl2、SrC
l2がさらに好ましく、SrCl2が特に好ましい。
なお、水溶性フラックスとは、後述するような効果を示す化合物であれば蛍光体の原料として用いられる化合物をも含む概念である。
水溶性フラックスは、結晶成長を促進させる等、優れた効果を示すものである。一方で、水溶性フラックスを用いると、焼成ケーキが硬くなる傾向にあり、その結果、粉砕工程において粉砕する際に、大きな力を加える必要が生じ、蛍光体粒子の表面を損傷したりする場合がある。これに対し、本発明の蛍光体の製造方法においては、このような水溶性フラックス存在下で焼成した後に軟質化工程を行うことで蛍光体粒子の損傷の抑制が可能であるので、結晶成長が良好で、真球状に近く、発光特性にも優れた蛍光体を得ることができる。
(flux)
In the firing step, it is preferable to fire the phosphor material in the presence of the flux by allowing the reaction system to coexist with the flux from the viewpoint of growing good crystals. In particular, in the method for producing the phosphor of the present invention, it is preferable to use a water-soluble flux.
Here, the water-soluble flux refers to a compound having a solubility in water at 20 ° C. (g / 100 g of water) of 10 g or more. For example, NH 4 Cl (solubility 37.2), NaCl (solubility 26.4), KCl (solubility 25.5), CsCl (solubility 65.1), CaCl 2 (solubility 42.7), BaCl 2 (solubility 26) .3), SrCl 2 (solubility 35.8) and the like (the solubility is extracted from “Rika Chronology 2008” published by Maruzen Co., Ltd.).
Among these, those having a solubility in water of 20 (g / 100 g of water) or more are preferable, and those having a solubility of 30 (g / 100 g of water) or more are more preferable. Specifically, alkaline earth metal halides such as BaCl 2 , SrCl 2 and CaCl 2 are preferable, and BaCl 2 , SrC
l 2 is more preferred, and SrCl 2 is particularly preferred.
The water-soluble flux is a concept that includes a compound that is used as a raw material for a phosphor as long as it is a compound that exhibits the effects described below.
The water-soluble flux exhibits excellent effects such as promoting crystal growth. On the other hand, when the water-soluble flux is used, the baked cake tends to be hard, and as a result, when pulverizing in the pulverization step, it is necessary to apply a large force, and the surface of the phosphor particles may be damaged. is there. On the other hand, in the method for producing the phosphor of the present invention, it is possible to suppress damage to the phosphor particles by performing a softening step after firing in the presence of such a water-soluble flux. It is possible to obtain a phosphor that is good, nearly spherical, and excellent in light emission characteristics.
水溶性フラックスの例としては、塩化物、臭化物、ヨウ化物等のハロゲン化物、ホウ酸塩、アルカリ金属を有する化合物、アルカリ土類金属を有する化合物等が挙げられる。中でも、塩化物等の焼成時に液相で働くフラックスであることが好ましい。 Examples of the water-soluble flux include halides such as chloride, bromide, and iodide, borates, compounds having an alkali metal, compounds having an alkaline earth metal, and the like. Among these, a flux that works in a liquid phase during firing of chloride or the like is preferable.
本発明の蛍光体の製造方法に好適な水溶性フラックスのより具体的な例を挙げると、NH4Cl、LiCl、NaCl、KCl、CsCl、CaCl2、BaCl2、SrCl2、YCl3・6H2O(但し、無水和物であってもよい。)、NH4Br、LiBr、NaB
r、KBr、CsBr、CaBr2、BaBr2、SrBr2、YBr3・6H2O(但し、 無水和物であってもよい。)、NH4I、LiI、NaI、KI、CsI、CaI2、BaI2、SrI2、YI3・6H2O(但し、無水和物であってもよい。)、NH4F、LiF、NaF、YF3、AlCl3等が挙げられる。
中でも、LiCl、CsCl、BaCl2、SrCl2、CaCl2を用いることが好ま
しく、CsCl、SrCl2を用いることが特に好ましい。
More specific examples of the water-soluble flux suitable for the method for producing the phosphor of the present invention include NH 4 Cl, LiCl, NaCl, KCl, CsCl, CaCl 2 , BaCl 2 , SrCl 2 , YCl 3 .6H 2. O (however, it may be an anhydride), NH 4 Br, LiBr, NaB
r, KBr, CsBr, CaBr 2 , BaBr 2 , SrBr 2 , YBr 3 .6H 2 O (however, they may be non-hydrated), NH 4 I, LiI, NaI, KI, CsI, CaI 2 , BaI 2 , SrI 2 , YI 3 .6H 2 O (but may be an anhydrate), NH 4 F, LiF, NaF, YF 3 , AlCl 3 and the like.
Among these, LiCl, CsCl, BaCl 2 , SrCl 2 and CaCl 2 are preferably used, and CsCl and SrCl 2 are particularly preferably used.
また、フラックスとしては上記の水溶性フラックスのみを用いることも可能であるが、水溶性フラックスとそれ以外のフラックスとを併用することも可能である。このような水溶性フラックス以外のフラックスの例を挙げると、ZnCl2、MgCl2・6H2O(但 し、無水和物であってもよい。)、RbCl等の塩化物、LiF、NaF、KF、CsF、CaF2、BaF2、SrF2、AlF3、MgF2、YF3等のフッ化物、K3PO4、K2 HPO4、KH2PO4、Na3PO4、Na2HPO4、NaH2PO4、Li3PO4、Li2HPO4、LiH2PO4、(NH4)3PO4、(NH4)2HPO4、(NH4)H2PO4等のリン酸塩等が挙げられる。
なお、水溶性フラックス及びそれ以外のフラックスは、いずれも、一種のみを使用してもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
Moreover, although it is also possible to use only said water-soluble flux as a flux, it is also possible to use a water-soluble flux and another flux together. Examples of such fluxes other than water-soluble flux are ZnCl 2 , MgCl 2 .6H 2 O (however, it may be an anhydrate), chlorides such as RbCl, LiF, NaF, KF , Fluorides such as CsF, CaF 2 , BaF 2 , SrF 2 , AlF 3 , MgF 2 , YF 3 , K 3 PO 4 , K 2 HPO 4 , KH 2 PO 4 , Na 3 PO 4 , Na 2 HPO 4 , Phosphate such as NaH 2 PO 4 , Li 3 PO 4 , Li 2 HPO 4 , LiH 2 PO 4 , (NH 4 ) 3 PO 4 , (NH 4 ) 2 HPO 4 , (NH 4 ) H 2 PO 4 Is mentioned.
In addition, as for water-soluble flux and other fluxes, all may use only 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.
ここで、上記フラックスのうち潮解性のあるものについては、無水物を用いる方が好ましく、また、蛍光体を多段焼成により製造する場合には、より後段の焼成時にフラックスを用いることが好ましい。 Here, it is preferable to use an anhydride for the above-mentioned flux having deliquescence, and when the phosphor is produced by multi-stage firing, it is preferred to use the flux at the later stage firing.
フラックスの使用量(フラックスを2種以上組み合わせて用いる場合は、その合計の使用量)は、蛍光体原料の種類、フラックスの材料、焼成温度や雰囲気等によっても異なるが、通常0.01重量%以上、好ましくは0.1重量%以上、より好ましくは1重量%以上、特に好ましくは2重量%以上、また、通常30重量%以下、好ましくは20重量%以下、より好ましくは15重量%以下の範囲である。フラックスの使用量が少な過ぎると、フラックスの効果が現れない場合がある。フラックスの使用量が多過ぎると、フラックス効果が飽和したり、粒径が大きくなりすぎて取り扱い性が悪くなったり、母体結晶に取り込まれて発光色を変化させたり、輝度低下を引き起こす場合がある。 The amount of flux used (the total amount used when two or more fluxes are used in combination) varies depending on the phosphor material type, flux material, firing temperature, atmosphere, etc., but is usually 0.01% by weight. Or more, preferably 0.1% by weight or more, more preferably 1% by weight or more, particularly preferably 2% by weight or more, and usually 30% by weight or less, preferably 20% by weight or less, more preferably 15% by weight or less. It is a range. If the amount of flux used is too small, the effect of flux may not appear. If the amount of flux used is too large, the flux effect may be saturated, the particle size will be too large, the handleability will be poor, it will be incorporated into the host crystal and the emission color may be changed, or the brightness may be reduced. .
(焼成回数)
なお、焼成工程を一次焼成と二次焼成とに分割する等して複数回焼成を行なってもよい。複数回焼成を行なうと、結晶性や信頼性等の蛍光体の特性が向上する傾向にあり、好ましいからである。具体的な焼成回数としては、通常1回以上7回以下であり、生産性と得られる蛍光体の特性を考慮して、2回以上4回以下とすることが好ましい。
なお、複数回の焼成を行なう場合は、混合工程で混合した蛍光体原料を焼成した後、ボールミル等で再度粉砕してから前述の焼成条件で再度焼成を行なってもよい。
(Number of firings)
Note that the firing may be performed a plurality of times by dividing the firing step into primary firing and secondary firing. This is because firing multiple times tends to improve the characteristics of the phosphor, such as crystallinity and reliability, and is preferable. The specific number of firings is usually 1 to 7 times, and preferably 2 to 4 times in consideration of productivity and characteristics of the obtained phosphor.
When firing a plurality of times, the phosphor raw materials mixed in the mixing step may be fired and then pulverized again with a ball mill or the like and then fired again under the above-described firing conditions.
1回目の焼成を1次焼成、2回目の焼成を2次焼成として、2回焼成を行なう場合の焼成条件について以下に記載する。
一次焼成の温度(最高到達温度)は、通常850℃以上、好ましくは1000℃以上、より好ましくは1025℃以上、また、通常1350℃以下、好ましくは1200℃以下、より好ましくは1150℃以下の範囲である。
The firing conditions in the case where the first firing is primary firing, the second firing is secondary firing and the second firing is performed are described below.
The primary firing temperature (maximum temperature reached) is usually 850 ° C. or higher, preferably 1000 ° C. or higher, more preferably 1025 ° C. or higher, and usually 1350 ° C. or lower, preferably 1200 ° C. or lower, more preferably 1150 ° C. or lower. It is.
また、一次焼成の昇温速度は、通常2℃/分以上、好ましくは3℃/分以上、また、通常10℃/分以下、好ましくは5℃/分以下である。この範囲を下回ると、焼成時間が長くなる可能性がある。また、この範囲を上回ると、焼成装置、容器等が破損する場合がある。 The temperature increase rate of primary firing is usually 2 ° C./min or more, preferably 3 ° C./min or more, and usually 10 ° C./min or less, preferably 5 ° C./min or less. Below this range, the firing time may be longer. Moreover, when it exceeds this range, a baking apparatus, a container, etc. may be damaged.
一次焼成時の圧力は、焼成温度等によっても異なるため特に限定されないが、通常0.01MPa以上、好ましくは0.1MPa以上であり、また、通常200MPa以下、好ましくは100MPa以下である。このうち、工業的には通常は大気圧〜0.3MPa程度であり、大気圧がコスト及び手間の点で簡便であり好ましい。 The pressure during primary firing is not particularly limited because it varies depending on the firing temperature and the like, but is usually 0.01 MPa or more, preferably 0.1 MPa or more, and usually 200 MPa or less, preferably 100 MPa or less. Among these, industrially, it is usually about atmospheric pressure to about 0.3 MPa, and atmospheric pressure is preferable in terms of cost and labor.
一次焼成時の雰囲気は特に制限されず、前述のように酸素濃度の低い雰囲気下で行なってもよい。必ずしも酸素濃度の低い雰囲気下や還元雰囲気下でなくてもよく、例えば、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気下で行ってもよい。ただし、酸素雰囲気下で行うと発光強度が低下することがある。 The atmosphere during the primary firing is not particularly limited, and may be performed in an atmosphere having a low oxygen concentration as described above. It does not necessarily have to be in an atmosphere having a low oxygen concentration or in a reducing atmosphere. For example, it may be performed in an inert atmosphere such as nitrogen or argon. However, the emission intensity may decrease when performed in an oxygen atmosphere.
一次焼成の時間は、通常1時間以上、好ましくは2時間以上、より好ましくは4時間以上、また、通常24時間以下、好ましくは15時間以下、より好ましくは13時間以下の範囲である。 The primary firing time is usually in the range of 1 hour or longer, preferably 2 hours or longer, more preferably 4 hours or longer, and usually 24 hours or shorter, preferably 15 hours or shorter, more preferably 13 hours or shorter.
二次焼成の温度、時間等の条件は、基本的に上述の焼成条件及びフラックスの説明の項に記載した条件と同様である。 The conditions such as the temperature and time of the secondary firing are basically the same as the conditions described in the above-described firing conditions and description of the flux.
なお、フラックスは一次焼成の前に混合してもよいし、二次焼成の前に混合してもよい。また、雰囲気等の焼成条件も一次焼成と二次焼成で変更してもよい。 The flux may be mixed before the primary firing or may be mixed before the secondary firing. Also, the firing conditions such as the atmosphere may be changed between the primary firing and the secondary firing.
[1−5.高温焼成工程]
また、前記焼成工程を行なう前に、当該焼成工程よりも高い温度で焼成する工程(以下、「高温焼成工程」と称する場合がある。)を設けることが好ましい。焼成工程を、一次焼成と二次焼成とに分割する場合には、前記の一次焼成と二次焼成との間に、さらに二次焼成よりも高い温度で焼成する工程(高温焼成工程。後述の実施例においては、「1.5次焼成」とする。)を追加することもできる。これにより、表面が平坦で綺麗な単粒子の蛍光体が得られ、輝度・信頼性が改善される。
高温焼成工程の焼成温度(最高到達温度)は、前述の(焼成条件)に記載した温度(焼成工程を一次焼成と二次焼成とに分割する場合は二次焼成の温度を指す。)よりも高い温度であり、好ましくは二次焼成の温度よりも25℃以上、また、通常100℃以下、好ましくは50℃以下だけ高いことが望ましい。焼成温度が焼成工程(焼成工程を一次焼成と二次焼成とに分割する場合は二次焼成)の温度よりも低いと蛍光体の表面が平坦化すると
いう効果が得られにくくなる可能性があり、焼成温度が高すぎると焼成物が変色する可能性がある。なお、高温焼成工程において、焼成温度以外の条件は、上述の焼成条件の説明の項に記載した条件と同様であり、フラックスについては、高温焼成工程においても少量加えてもよい。
[1-5. High temperature firing process]
In addition, it is preferable to provide a step of firing at a temperature higher than the firing step (hereinafter sometimes referred to as “high temperature firing step”) before performing the firing step. When dividing the firing step into primary firing and secondary firing, a step of firing at a temperature higher than the secondary firing between the primary firing and the secondary firing (a high temperature firing step, which will be described later). In the embodiment, “1.5th order firing” can be added. As a result, a single particle phosphor having a flat and clean surface is obtained, and the luminance and reliability are improved.
The firing temperature (maximum reached temperature) in the high-temperature firing step is higher than the temperature described in the above-mentioned (baking conditions) (when the firing step is divided into primary firing and secondary firing, it refers to the temperature of secondary firing). It is desirable that the temperature is high, preferably 25 ° C. or higher, and usually 100 ° C. or lower, preferably 50 ° C. or lower, than the temperature for secondary firing. If the firing temperature is lower than the temperature of the firing step (secondary firing when the firing step is divided into primary firing and secondary firing), it may be difficult to obtain the effect of flattening the surface of the phosphor. If the firing temperature is too high, the fired product may be discolored. In the high temperature firing step, conditions other than the firing temperature are the same as those described in the above description of the firing conditions, and a small amount of flux may be added in the high temperature firing step.
[1−5.軟質化工程]
本発明の蛍光体の製造方法は、前記焼成工程により得られた焼成物(焼成ケーキ)を軟質化する軟質化工程を有することを特徴とする。
蛍光体は、一般的に、前述の焼成工程に記載したように蛍光体原料を所望の焼成条件で焼成することにより製造されるが、多くの場合、高温条件下で焼成するため、得られる焼成物が硬く焼結している。特に、前述の(フラックス)の項で説明したように、水溶性フラックス存在下で焼成する場合は、焼成物が硬くなる傾向にある。本工程は、このように硬く焼結した焼成ケーキをやわらかくする工程である。
[1-5. Softening process]
The method for producing a phosphor of the present invention includes a softening step of softening a fired product (baked cake) obtained by the firing step.
The phosphor is generally manufactured by firing the phosphor raw material under desired firing conditions as described in the above-described firing step. In many cases, the phosphor is fired under high temperature conditions. The object is hard and sintered. In particular, as described in the above (Flux) section, when firing in the presence of a water-soluble flux, the fired product tends to become hard. This step is a step of softening the baked cake thus hardly sintered.
本工程では、通常、乳鉢及び乳棒で、焼成物の塊(焼成ケーキ)を容易に押し潰すことができるようになる程度まで、好ましくは、乳鉢及び乳棒でオープニングサイズ500μm程度のメッシュを通過できるくらいの大きさまで焼成物を容易に解砕することができる程度まで軟質化させることが好ましい。 In this step, usually, the baked product lump (baked cake) can be easily crushed with a mortar and pestle. Preferably, the mortar and pestle can pass through a mesh having an opening size of about 500 μm. It is preferable to soften the fired product to such an extent that it can be easily crushed.
軟質化工程の具体的手法は、焼成物を上記のように軟質化させることのできる方法であれば特に制限はない。例えば、水蒸気の分子は、運動エネルギーが水分子よりも高く、自由に動き回ることで蛍光体粒子間の間隙に入り込むことが可能であり、焼成物の内部まで浸透して焼成物を軟質化させることができることから、焼成物を蒸気存在下、好ましくは水蒸気存在下におくようにすればよい。 The specific method of the softening step is not particularly limited as long as it is a method that can soften the fired product as described above. For example, water vapor molecules have a higher kinetic energy than water molecules, and can move into the gaps between the phosphor particles by freely moving around and penetrate into the fired product to soften the fired product. Therefore, the fired product may be placed in the presence of steam, preferably in the presence of water vapor.
水蒸気存在下に焼成物をおくことで軟質化を行う場合、温度は、通常50℃以上、好ましくは80℃以上、より好ましくは100℃以上、また、通常300℃以下、好ましくは200℃以下、より好ましくは150℃以下である。温度が低すぎると軟質化の効果が得られにくい傾向があり、高すぎると蛍光体粒子の表面が荒れてしまう場合がある。
なお、水蒸気以外の蒸気で軟質化工程を行なう場合は、軟質化効果が得られる程度に適宜温度を設定すればよい。
When softening is performed by placing the fired product in the presence of water vapor, the temperature is usually 50 ° C. or higher, preferably 80 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, and usually 300 ° C. or lower, preferably 200 ° C. or lower. More preferably, it is 150 degrees C or less. If the temperature is too low, the effect of softening tends to be difficult to obtain, and if it is too high, the surface of the phosphor particles may be roughened.
In addition, what is necessary is just to set temperature suitably to such an extent that a softening effect is acquired when performing a softening process with steam other than water vapor | steam.
また、蒸気存在下に焼成物をおくことで軟質化を行う場合、湿度(相対湿度)は、通常50%以上、好ましくは80%以上であり、100%であることが特に好ましい。湿度が低すぎると軟質化の効果が得られにくい傾向がある。なお、軟質化の効果が得られる程度であれば、湿度が100%である気相に液相が共存していてもよい。 In addition, when softening is performed by placing the fired product in the presence of steam, the humidity (relative humidity) is usually 50% or more, preferably 80% or more, and particularly preferably 100%. If the humidity is too low, the effect of softening tends to be difficult to obtain. Note that the liquid phase may coexist in the gas phase having a humidity of 100% as long as the softening effect is obtained.
さらに、蒸気存在下に焼成物をおくことで軟質化を行う場合、圧力は、通常常圧以上、好ましくは0.12MPa以上、より好ましくは0.3MPa以上、また、通常10MPa以下、好ましくは1MPa以下、より好ましくは0.5MPa以下である。圧力が低す
ぎると軟質化の効果が得られにくい傾向があり、高すぎると処理装置が大掛かりとなり、また作業上の安全性の問題が出てくる場合がある。
Furthermore, when softening is performed by placing the fired product in the presence of steam, the pressure is usually normal pressure or higher, preferably 0.12 MPa or higher, more preferably 0.3 MPa or higher, and usually 10 MPa or lower, preferably 1 MPa. Hereinafter, it is more preferably 0.5 MPa or less. Low pressure
If it is too high, the effect of softening tends to be difficult to obtain, and if it is too high, the processing apparatus becomes large, and there may be a problem of work safety.
蒸気存在下に焼成物をおくことで軟質化を行う場合、当該蒸気存在下に焼成体を保持する時間は前記の温度、湿度及び圧力に応じて一様ではないが、通常は、高温であるほど、高湿度であるほど、高圧であるほど、保持時間は短くて済む。具体的な時間の範囲を挙げると、通常0.5時間以上、好ましくは1時間以上、より好ましくは1.5時間以上、また、通常200時間以下、好ましくは100時間以下、より好ましくは12時間以下、更に好ましくは5時間以下である。 When softening is performed by placing a fired product in the presence of steam, the time for holding the fired body in the presence of steam is not uniform depending on the temperature, humidity and pressure, but is usually high. The higher the humidity and the higher the pressure, the shorter the holding time. Specific ranges of time are usually 0.5 hours or more, preferably 1 hour or more, more preferably 1.5 hours or more, and usually 200 hours or less, preferably 100 hours or less, more preferably 12 hours. Hereinafter, it is more preferably 5 hours or less.
上記の条件を満たしながら軟質化工程を行う場合、代表的な軟質化手法としては、オートクレーブ中で高湿度、高圧下におくという手法が挙げられる。ここで、オートクレーブに加えて、あるいは、オートクレーブを用いる代わりに、プレッシャークッカー等のオートクレーブと同程度に高温・高湿条件下にすることができる装置を用いてもよい。プレッシャークッカーとしては、例えば、TPC−412M(ESPEC株式会社製)等を用いることができ、これによれば、温度を105℃〜162.2℃に、湿度を75〜100%(但し、温度条件によって異なる)に、圧力を0.020MPa〜0.392MPa (0.2kg/cm2〜4.0kg/cm2) に制御することができる。 When the softening step is performed while satisfying the above conditions, a typical softening method is a method of placing in an autoclave under high humidity and high pressure. Here, in addition to the autoclave or instead of using the autoclave, an apparatus that can be subjected to high temperature and high humidity conditions such as a pressure cooker may be used. As the pressure cooker, for example, TPC-412M (manufactured by ESPEC Co., Ltd.) can be used. According to this, the temperature is 105 ° C. to 162.2 ° C. and the humidity is 75 to 100% (however, the temperature condition The pressure can be controlled to 0.020 MPa to 0.392 MPa (0.2 kg / cm 2 to 4.0 kg / cm 2 ).
オートクレーブ中に焼成物を保持して軟質化工程を行うようにすれば、高温、高圧かつ高湿度の環境において軟質化が可能であるため、特に短時間で軟質化を行うことができる。具体的条件を挙げると、圧力が常圧(0.1MPa)以上であり、かつ、蒸気が存在する環境下に前記焼成物を0.5時間以上置くとよい。
より好ましい条件について以下に記載する。圧力は、好ましくは0.2MPa以上、より好ましくは0.3MPa以上、また、通常10MPa以下、好ましくは1MPa以下、より好ましくは0.5MPa以下である。前記蒸気としては、飽和蒸気(ある一定の圧力下
で気相と液相が平衡に共存する時の蒸気)が好ましい。また、焼成物を、好ましくは1時間以上、より好ましくは1.5時間以上、また、通常12時間以下、好ましくは5時間以下、より好ましくは3時間以下だけおくようにすればよい。
なお、焼成物は、例えばアルミナ製、磁製等の容器に入れてからオートクレーブに入れるとよい。この際、焼成物を予め解砕しておいてもよいが、解砕すると蛍光体粒子が破損する場合があるので、軟質化工程の効果を最大限に発揮させるためには焼成物を解砕することなく、そのまま容器入れることが好ましい。
If the softened step is performed while holding the fired product in the autoclave, the softening can be performed in an environment of high temperature, high pressure and high humidity, so that the softening can be performed particularly in a short time. Specifically, the fired product may be placed in an environment where the pressure is normal pressure (0.1 MPa) or more and steam is present for 0.5 hour or more.
More preferable conditions are described below. The pressure is preferably 0.2 MPa or more, more preferably 0.3 MPa or more, and usually 10 MPa or less, preferably 1 MPa or less, more preferably 0.5 MPa or less. The steam is preferably saturated steam (steam when the gas phase and the liquid phase coexist in equilibrium under a certain pressure). The fired product is preferably left for 1 hour or longer, more preferably 1.5 hours or longer, and usually 12 hours or shorter, preferably 5 hours or shorter, more preferably 3 hours or shorter.
Note that the fired product may be put in an autoclave after being put in a container made of alumina or magnet. At this time, the fired product may be pulverized in advance, but if pulverized, the phosphor particles may be damaged. Therefore, to maximize the effect of the softening process, the baked product is crushed. It is preferable to put the container as it is.
また、軟質化工程において、オートクレーブ中で高湿度、高圧下におくという手法の代わりに以下の手法を用いてもよい。
(i)焼成物を大気に暴露させながら、室温下に比較的長時間、例えば、通常20時間以上、好ましくは50時間以上、より好ましくは100時間以上おいてもよい。焼成物を室温下におく時間の上限には特に制限はないが、焼成物が劣化しない程度の時間とするのがよい。
ここで、焼成物は、例えばビニール袋等の袋又は容器に収納せず、焼成物と大気との接触面積が大きくなるようにするとよい。さらに、必要に応じて、例えば加湿器を利用する等、焼成物の周囲の湿度を調整してもよい。
(ii)焼成物を常圧下において、加湿条件下、好ましくは高温加湿条件下においてもよい。この場合の湿度、時間等の諸条件は前述の通りである。
Further, in the softening step, the following method may be used in place of the method of placing in an autoclave under high humidity and high pressure.
(I) While exposing the fired product to the atmosphere, it may be kept at room temperature for a relatively long time, for example, usually 20 hours or more, preferably 50 hours or more, more preferably 100 hours or more. The upper limit of the time for which the fired product is kept at room temperature is not particularly limited, but it is preferable to set the time so that the fired product does not deteriorate.
Here, the fired product is preferably not stored in a bag or a container such as a plastic bag, for example, so that the contact area between the fired product and the atmosphere is increased. Furthermore, you may adjust the humidity around a baked material as needed, for example using a humidifier.
(Ii) The fired product may be subjected to humidification conditions, preferably high-temperature humidification conditions, under normal pressure. Various conditions such as humidity and time in this case are as described above.
このように軟質化工程を行うと硬質な焼成物であっても軟らかくなるので、後述する粉砕工程において、機械的強度が弱い蛍光体であっても、蛍光体粒子を必要以上に破損することなく、粉砕することができる。このため、本発明の蛍光体の製造方法によれば、従来の方法で製造するよりも真球状に近い蛍光体粒子が得られ、発光ピーク強度が向上する。また、粉砕工程の作業効率も大幅に向上する。 In this way, the softening step makes it soft even if it is a hard fired product, so that in the pulverization step described later, even if the phosphor has weak mechanical strength, the phosphor particles are not damaged more than necessary. Can be crushed. For this reason, according to the method for producing a phosphor of the present invention, phosphor particles closer to a true sphere than that produced by the conventional method are obtained, and the emission peak intensity is improved. In addition, the working efficiency of the grinding process is greatly improved.
なお、前記の方法では水蒸気を例示したが、水蒸気の代わりに、あるいは、水蒸気に加えて、フラックスが溶解し得るような溶媒の蒸気を用いることもできる。フラックスが溶解し得るような溶媒としては、例えば、アルコール等の有機溶媒等が挙げられる。また、2つ以上の溶媒の蒸気を任意の比率で混合して用いることも可能である。 In the above method, the water vapor is exemplified, but a vapor of a solvent that can dissolve the flux can be used instead of or in addition to the water vapor. Examples of the solvent that can dissolve the flux include organic solvents such as alcohol. It is also possible to use a mixture of two or more solvent vapors in an arbitrary ratio.
[1−6.その他の工程]
本発明の蛍光体の製造方法では、本発明の効果を著しく損なわない限り、上述した以外の工程を行ってもよい。
例えば、上述の焼成工程の加熱処理後に、必要に応じて、粉砕工程、洗浄工程、乾燥工程、分級工程等の後処理工程を行ってもよい。
[1-6. Other processes]
In the method for producing a phosphor of the present invention, steps other than those described above may be performed as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.
For example, after the heat treatment in the above-described firing step, post-treatment steps such as a pulverization step, a washing step, a drying step, and a classification step may be performed as necessary.
粉砕工程は、例えば、得られた蛍光体が所望の粒径になっていない場合に、焼成物に対して行う。粉砕方法としては、特に限定されない。例えば、蛍光体原料の混合工程の説明の項に記載した乾式粉砕方法及び湿式粉砕方法が使用できるが、生成した蛍光体結晶の破壊を抑え、二次粒子の解砕等の目的とする処理を進めるためには、例えば、アルミナ、窒化珪素、ZrO2、ガラス等の容器中にこれらと同様の材質又は鉄芯入りウレタン等のボ
ールを入れてボールミル処理を10分〜24時間程度の間で行うのが好ましい。この場合、有機酸やヘキサメタリン酸などのアルカリリン酸塩等の分散剤を0.05重量%〜2重量%用いても良い。
The pulverization step is performed on the fired product when, for example, the obtained phosphor does not have a desired particle size. The pulverization method is not particularly limited. For example, the dry pulverization method and the wet pulverization method described in the description of the phosphor raw material mixing step can be used, but the destruction of the generated phosphor crystal is suppressed, and the intended treatment such as secondary particle crushing is performed. In order to proceed, for example, balls such as alumina, silicon nitride, ZrO 2 , glass and the like, or balls such as iron cored urethane are placed and ball milling is performed for about 10 minutes to 24 hours. Is preferred. In this case, you may use 0.05 weight%-2weight% of dispersing agents, such as alkali phosphates, such as organic acid and hexametaphosphoric acid.
中でも、焼成物が軟質化工程を経てもなお充分に軟質化せず硬い場合には、軟質化工程後の焼成物を、臼構造を有する粉砕機を用いて粉砕することが好ましい。作業効率を飛躍的に向上させることができるからである。ここで、臼構造を有する粉砕機の具体例としては、グラインダーミル等が挙げられる。
この臼構造を有する粉砕機は、上下に設置された粉砕用の器具、例えば、ディスクの間を焼成物が通過する際に粉砕が行われるものである。臼構造を有する粉砕機を用いた場合の効果としては、ディスク間の隙間よりも小さくなった焼成物に対しては、それ以上粉砕されることはないため、ディスクの間隔を調整することにより、焼成物に対して必要以上の粉砕によるダメージを与えなくて済む。また、焼成物が自動的にディスク間の隙間から排出される為、投入のタイミングを調整するだけで連続粉砕が可能となる。また、実際に焼成物を投入してから排出されるまでの時間は数秒程度で、非常に粉砕効率の高い粉砕機である。
In particular, when the fired product is not sufficiently softened and hard even after the softening step, it is preferable to grind the fired product after the softening step using a grinder having a mortar structure. This is because work efficiency can be dramatically improved. Here, a grinder mill etc. are mentioned as a specific example of the grinder which has mortar structure.
The pulverizer having this mortar structure is one in which pulverization is performed when a fired product passes between pulverization devices installed on the upper and lower sides, for example, disks. As an effect when using a pulverizer having a mortar structure, the fired product that is smaller than the gap between the disks is not further pulverized, so by adjusting the distance between the disks, It is not necessary to damage the fired product by pulverization more than necessary. Further, since the fired product is automatically discharged from the gap between the disks, continuous grinding can be performed only by adjusting the charging timing. In addition, the time from when the fired product is actually charged until it is discharged is about several seconds, which is a pulverizer with very high pulverization efficiency.
グラインダーミルを用いて焼成物を粉砕する際の条件としては、回転速度は、通常600rpm以上、好ましくは1000rpm以上、更に好ましくは1500rpm以上、また、通常6000rpm以下、好ましくは3000rpm以下、更に好ましくは2000rpm以下とする。回転速度が低すぎると粉砕効率が低下する傾向にあり、回転速度が高すぎると微細粒子が発生しやすくなる傾向にある。また、ディスクの間隔は、通常10μm以上、好ましくは20μm以上、更に好ましくは40μm以上、また、通常2000μm以下、好ましくは1500μm以下、更に好ましくは1000μm以下とする。ディスクの間隔が広すぎると粉砕効率が低下する傾向にあり、ディスクの間隔が狭すぎると微細粒子が発生しやすくなる傾向にある。
さらに、この粉砕の後で通常の粉砕手段(ボールミル等)を用いると、作業効率が向上することからより好ましい。
As conditions for pulverizing the fired product using a grinder mill, the rotation speed is usually 600 rpm or more, preferably 1000 rpm or more, more preferably 1500 rpm or more, and usually 6000 rpm or less, preferably 3000 rpm or less, more preferably 2000 rpm. The following. If the rotational speed is too low, the pulverization efficiency tends to decrease, and if the rotational speed is too high, fine particles tend to be generated. The interval between the disks is usually 10 μm or more, preferably 20 μm or more, more preferably 40 μm or more, and usually 2000 μm or less, preferably 1500 μm or less, more preferably 1000 μm or less. If the distance between the disks is too wide, the grinding efficiency tends to decrease, and if the distance between the disks is too narrow, fine particles tend to be generated.
Furthermore, it is more preferable to use a normal pulverizing means (such as a ball mill) after the pulverization because work efficiency is improved.
洗浄処理は、例えば、脱イオン水等の水、エタノール等の有機溶剤、アンモニア水等のアルカリ性水溶液などで行なうことができる。また、使用されたフラックス等の蛍光体表面に付着した不純物相を除去し発光特性を改善するなどの目的のために、例えば、塩酸、硝酸、硫酸などの無機酸;又は、酢酸などの有機酸の水溶液を使用することもできる。この場合、酸性水溶液中で洗浄処理した後に、水で更に洗浄することが好ましい。 The washing treatment can be performed, for example, with water such as deionized water, an organic solvent such as ethanol, or an alkaline aqueous solution such as ammonia water. In addition, for the purpose of removing the impurity phase adhering to the phosphor surface such as the flux used and improving the light emission characteristics, for example, an inorganic acid such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid; or an organic acid such as acetic acid. An aqueous solution of can also be used. In this case, it is preferable to further wash with water after washing in an acidic aqueous solution.
洗浄の程度としては、洗浄後の蛍光体を重量比で10倍の水に分散後、1時間静置して得られる上澄み液のpHが中性(pH7〜9程度)であることが好ましい。塩基性、又は酸性に偏っていると、後述の液体媒体等と混合するときに液体媒体等に悪影響を与えてしまう可能性があるためである。
また、上記洗浄の程度は、洗浄後の蛍光体を重量比で10倍の水に分散後、1時間静置して得られる上澄み液の電気電導度でも表わすことができる。前記電気伝導度は、発光特性の観点からは低いほど好ましいが、生産性も考慮すると通常1000mS/m以下、好
ましくは500mS/m以下、より好ましくは100mS/m以下となるまで洗浄処理を繰り返し行なうことが好ましい。
As the degree of washing, it is preferable that the pH of the supernatant obtained by dispersing the washed phosphor in water 10 times by weight and allowing it to stand for 1 hour is neutral (about pH 7 to 9). This is because if it is biased toward basicity or acidity, the liquid medium or the like may be adversely affected when mixed with the liquid medium or the like described later.
The degree of washing can also be expressed by the electrical conductivity of the supernatant obtained by dispersing the washed phosphor in 10 times the weight ratio of water and allowing it to stand for 1 hour. The electrical conductivity is preferably as low as possible from the viewpoint of light emission characteristics. However, in consideration of productivity, the washing treatment is usually repeated until it is 1000 mS / m or less, preferably 500 mS / m or less, more preferably 100 mS / m or less. It is preferable.
電気伝導度の測定方法としては、当該蛍光体の10重量倍の水中で所定時間、例えば10分間撹拌して分散させた後、1時間静置することにより、水よりも比重の重い蛍光体粒子を自然沈降させ、このときの上澄み液の電気伝導度を東亜ディケーケー社製電気伝導度計「EC METER CM−30G」等を用いて測定すればよい。洗浄処理、及び電気伝導度の測定に用いる水としては、特に制限はないが、脱塩水又は蒸留水が好ましい。中でも特に電気伝導度が低いものが好ましく、通常0.0064mS/m以上、また、通常1mS/m以下、好ましくは0.5mS/m以下のものを用いる。なお、電気伝導度の測定は、通常、室温(25℃程度)にて行なう。 As a method for measuring electrical conductivity, phosphor particles having a specific gravity heavier than water are obtained by stirring and dispersing in water 10 times the weight of the phosphor for a predetermined time, for example, 10 minutes, and then allowing to stand for 1 hour. The electrical conductivity of the supernatant liquid at this time may be measured using an electrical conductivity meter “EC METER CM-30G” manufactured by Toa Decay Co., Ltd. Although there is no restriction | limiting in particular as water used for a washing process and a measurement of electrical conductivity, Demineralized water or distilled water is preferable. Among them, those having particularly low electric conductivity are preferable, and those having a conductivity of usually 0.0064 mS / m or more, and usually 1 mS / m or less, preferably 0.5 mS / m or less are used. The electrical conductivity is usually measured at room temperature (about 25 ° C.).
分級工程は、例えば、水篩や水簸処理を行なう、あるいは、各種の気流分級機や振動篩など各種の分級機を用いることにより行なうことができる。中でも、ナイロンメッシュによる乾式分級を用いると、重量メジアン径20μm程度の分散性の良い蛍光体を得ることができる。 The classification step can be performed, for example, by performing a water sieve or a water tank treatment, or by using various classifiers such as various air classifiers or vibrating sieves. In particular, when dry classification using a nylon mesh is used, a phosphor with good dispersibility having a weight median diameter of about 20 μm can be obtained.
また、洗浄工程後に乾燥工程を行なうことが好ましい。乾燥工程における乾燥方法に特に制限はないが、蛍光体の性質に合わせて適宜乾燥処理方法を選択することが好ましい。例えば、本発明の蛍光体は、長時間、高温高湿の雰囲気下(例えば熱水中)にさらすと、蛍光体の母体表面の一部が溶解し、溶解した部分は空気中の二酸化炭素と反応して炭酸塩に変わることがある。したがって、乾燥処理を施す際は、例えば真空乾燥、減圧乾燥、凍結乾燥等の低温乾燥や、スプレードライ等の短時間乾燥が好ましく、また、窒素やアルゴンガス等の二酸化炭素を含まない雰囲気中で乾燥するか、もしくは水分を低沸点溶剤に置換して風乾する方法が好ましい。 Moreover, it is preferable to perform a drying process after a washing | cleaning process. Although there is no restriction | limiting in particular in the drying method in a drying process, It is preferable to select a drying processing method suitably according to the property of fluorescent substance. For example, when the phosphor of the present invention is exposed to a high-temperature and high-humidity atmosphere (for example, hot water) for a long time, a part of the surface of the phosphor matrix is dissolved, and the dissolved part is carbon dioxide in the air. May react to carbonate. Therefore, when performing the drying treatment, for example, low temperature drying such as vacuum drying, reduced pressure drying, freeze drying, and short time drying such as spray drying are preferable, and in an atmosphere not containing carbon dioxide such as nitrogen or argon gas. A method of drying or air-drying by replacing moisture with a low boiling point solvent is preferred.
また、上述の手順により得られた蛍光体を用いて、後述の方法で発光装置を製造する際には、耐湿性等の耐候性を一層向上させるために、又は、後述する発光装置の蛍光体含有部における樹脂に対する分散性を向上させるために、必要に応じて、蛍光体の表面を異なる物質で被覆する等の表面処理を行なってもよい。 Moreover, when manufacturing a light-emitting device by the method described later using the phosphor obtained by the above procedure, the phosphor of the light-emitting device described later is used to further improve weather resistance such as moisture resistance. In order to improve the dispersibility with respect to the resin in the containing portion, a surface treatment such as coating the surface of the phosphor with a different substance may be performed as necessary.
蛍光体の表面に存在させることのできる物質(以下適宜「表面処理物質」と称する。)の例としては、例えば、有機化合物、無機化合物、ガラス材料等を挙げることができる。
有機化合物の例としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエチレン等の熱溶融性ポリマー、ラテックス、ポリオルガノシロキサン等が挙げられる。
無機化合物の例としては、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化ゲルマニウム、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化バナジウム、酸化硼素、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化ビスマス等の金属酸化物、窒化珪素、窒化アルミニウム等の金属窒化物、燐酸カルシウム、燐酸バリウム、燐酸ストロンチウム等のオルト燐酸塩、ポリリン酸塩等が挙げられる。なお、燐酸リチウム、燐酸ナトリウム、及び燐酸カリウムからなる群から選ばれる少なくとも1種と、硝酸バリウム、硝酸カルシウム、硝酸ストロンチウム、塩酸バリウム、塩酸カルシウム、及び塩酸ストロンチウムからなる群から選ばれる少なくとも1種とを組み合わせて用いることもできる。中でも、燐酸ナトリウムと硝酸カルシウムとを組み合わせて用いることが好ましい。また、蛍光体表面にバリウム、カルシウム、ストロンチウムが存在する場合には燐酸ナトリウム等の燐酸塩のみを用いても表面処理を行なうことができる。
ガラス材料の例としてはホウ珪酸塩、ホスホ珪酸塩、アルカリ珪酸塩等が挙げられる。
これらの表面処理物質は、何れか1種のみを単独で用いてもよく、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。
Examples of substances that can be present on the surface of the phosphor (hereinafter referred to as “surface treatment substances” as appropriate) include organic compounds, inorganic compounds, glass materials, and the like.
Examples of the organic compound include acrylic resins, polycarbonates, polyamides, hot-melt polymers such as polyethylene, latex, polyorganosiloxane, and the like.
Examples of inorganic compounds include magnesium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, tin oxide, germanium oxide, tantalum oxide, niobium oxide, vanadium oxide, boron oxide, antimony oxide, zinc oxide, yttrium oxide, oxide Examples thereof include metal oxides such as lanthanum and bismuth oxide, metal nitrides such as silicon nitride and aluminum nitride, orthophosphates such as calcium phosphate, barium phosphate, and strontium phosphate, and polyphosphates. And at least one selected from the group consisting of lithium phosphate, sodium phosphate, and potassium phosphate, and at least one selected from the group consisting of barium nitrate, calcium nitrate, strontium nitrate, barium hydrochloride, calcium hydrochloride, and strontium hydrochloride. Can also be used in combination. Among them, it is preferable to use a combination of sodium phosphate and calcium nitrate. Further, when barium, calcium, or strontium is present on the phosphor surface, the surface treatment can be carried out using only a phosphate such as sodium phosphate.
Examples of the glass material include borosilicate, phosphosilicate, and alkali silicate.
Any one of these surface treatment substances may be used alone, or two or more kinds thereof may be used in any combination and ratio.
表面処理を施した蛍光体は、これらの表面処理物質を有することになるが、その表面処理物質の存在態様としては、例えば下記のものが挙げられる。
(i)前記表面処理物質が連続膜を構成して、蛍光体の表面を被覆する態様。
(ii)前記表面処理物質が多数の微粒子となって、蛍光体の表面に付着することにより、蛍光体の表面を被覆する態様。
The phosphor subjected to the surface treatment has these surface treatment substances. Examples of the presence of the surface treatment substance include the following.
(I) A mode in which the surface treatment substance constitutes a continuous film and covers the surface of the phosphor.
(Ii) A mode in which the surface treatment substance is coated with the surface of the phosphor by forming a large number of fine particles and adhering to the surface of the phosphor.
蛍光体の表面への表面処理物質の付着量ないし被覆量は、蛍光体の重量に対して、通常0.1重量%以上、好ましくは1重量%以上、更に好ましくは5重量%以上、また、通常50重量%以下、好ましくは30重量%以下、更に好ましくは15重量%以下であることが望ましい。蛍光体に対する表面処理物質量の量が多過ぎると、蛍光体の発光特性が損なわれる場合があり、少な過ぎると表面被覆が不完全となって、耐湿性、分散性の改善が見られない場合がある。 The adhesion amount or coating amount of the surface treatment substance on the surface of the phosphor is usually 0.1% by weight or more, preferably 1% by weight or more, more preferably 5% by weight or more, based on the weight of the phosphor. It is usually 50% by weight or less, preferably 30% by weight or less, and more preferably 15% by weight or less. If the amount of the surface treatment substance relative to the phosphor is too large, the light emission characteristics of the phosphor may be impaired. If the amount is too small, the surface coating will be incomplete, and the moisture resistance and dispersibility will not be improved. There is.
また、表面処理により形成される表面処理物質の膜厚(層厚)は、通常10nm以上、好ましくは50nm以上、また、通常2000nm以下、好ましくは1000nm以下であることが望ましい。この膜厚が厚過ぎると蛍光体の発光特性が損なわれる場合があり、薄過ぎると表面被覆が不完全となって、耐湿性、分散性の改善が見られない場合がある。 Further, the film thickness (layer thickness) of the surface treatment substance formed by the surface treatment is usually 10 nm or more, preferably 50 nm or more, and usually 2000 nm or less, preferably 1000 nm or less. If the film thickness is too thick, the light emission characteristics of the phosphor may be impaired. If the film thickness is too thin, the surface coating may be incomplete and the moisture resistance and dispersibility may not be improved.
表面処理の方法には特に限定は無いが、例えば、以下に説明するような、金属酸化物(酸化珪素)による被覆処理法を挙げることができる。
蛍光体をエタノール等のアルコール中に混合して、攪拌し、更にアンモニア水等のアルカリ水溶液を混合して、攪拌する。次に、加水分解可能なアルキル珪酸エステル、例えばテトラエチルオルト珪酸を混合して、攪拌する。得られた溶液を3分間〜60分間静置した後、スポイト等により蛍光体表面に付着しなかった酸化珪素粒子を含む上澄みを除去する。次いで、アルコール混合、攪拌、静置、上澄み除去を数回繰り返した後、120℃〜150℃で10分〜5時間、例えば2時間の減圧乾燥工程を経て、表面処理蛍光体を得る。
The surface treatment method is not particularly limited, and examples thereof include a coating treatment method using a metal oxide (silicon oxide) as described below.
The phosphor is mixed in an alcohol such as ethanol and stirred, and further an alkaline aqueous solution such as ammonia water is mixed and stirred. Next, a hydrolyzable alkyl silicate such as tetraethylorthosilicate is mixed and stirred. The obtained solution is allowed to stand for 3 to 60 minutes, and then the supernatant containing silicon oxide particles that have not adhered to the phosphor surface is removed with a dropper or the like. Subsequently, after mixing alcohol, stirring, standing, and removing the supernatant several times, a surface-treated phosphor is obtained through a reduced-pressure drying step at 120 ° C. to 150 ° C. for 10 minutes to 5 hours, for example, 2 hours.
蛍光体の表面処理方法としては、この他、例えば球形の酸化珪素微粉を蛍光体に付着させる方法(特開平2−209989号公報、特開平2−233794号公報)、蛍光体に珪素系化合物の皮膜を付着させる方法(特開平3−231987号公報)、蛍光体微粒子の表面をポリマー微粒子で被覆する方法(特開平6−314593号公報)、蛍光体を有機材料、無機材料及びガラス材料等でコーティングする方法(特開2002−223008号公報)、蛍光体の表面を化学気相反応法によって被覆する方法(特開2005−82788号公報)、金属化合物の粒子を付着させる方法(特開2006−28458号公報)等の公知の方法を用いることができる。
また、上記処理の他、公知の蛍光体、例えば、ブラウン管、プラズマディスプレイパネル、蛍光ランプ、蛍光表示管、X線増感紙等に用いられる蛍光体に関して一般的に知られている技術を利用することができ、目的、用途等に応じて適宜選択することができる。
Other methods for surface treatment of the phosphor include, for example, a method in which spherical silicon oxide fine powder is adhered to the phosphor (JP-A-2-209998, JP-A-2-233794), and a phosphor-based silicon compound. A method of attaching a film (Japanese Patent Laid-Open No. 3-231987), a method of coating the surface of phosphor fine particles with polymer fine particles (Japanese Patent Laid-Open No. 6-314593), a phosphor with an organic material, an inorganic material, a glass material, etc. A coating method (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-223008), a method of coating a phosphor surface by a chemical vapor reaction method (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-82788), and a method of attaching metal compound particles (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-2006) No. 28458) can be used.
In addition to the above-described treatment, a generally known technique is used for known phosphors, for example, phosphors used in cathode ray tubes, plasma display panels, fluorescent lamps, fluorescent display tubes, X-ray intensifying screens, and the like. And can be selected as appropriate according to the purpose and application.
[1−7.本製造方法の利点]
本発明の蛍光体の製造方法によれば、粉砕時等において蛍光体粒子に与える衝撃を軽減できる。したがって、非常に硬い蛍光体の粒径を小さくしようとした場合、従来の製造方法では蛍光体に大きな力が加わるため蛍光体粒子を損傷させることがあったが、本発明の蛍光体の製造方法によれば軟質化工程により蛍光体粒子の焼結体(即ち、蛍光体原料の焼成物)を軟質化させることができるため、粉砕の際に従来よりも小さい力で粉砕可能となるので、蛍光体粒子が損傷することを抑制できる。したがって、本発明の蛍光体の製造方法で製造される蛍光体の粒子には傷が少なく、その形状も形状が真球状に近い。具体的な形態は、通常、後述する本発明の蛍光体と同様になる。このため、得られる蛍光体は取り
扱い性及び発光特性に優れる。
[1-7. Advantages of this manufacturing method]
According to the method for producing a phosphor of the present invention, the impact given to the phosphor particles during pulverization or the like can be reduced. Therefore, when trying to reduce the particle size of a very hard phosphor, the conventional production method may damage the phosphor particles because a large force is applied to the phosphor. The method for producing the phosphor of the present invention According to the present invention, since the sintered body of the phosphor particles (that is, the fired product of the phosphor raw material) can be softened by the softening process, the powder can be pulverized with a smaller force than before. It can suppress that a body particle is damaged. Therefore, the phosphor particles produced by the method for producing a phosphor of the present invention have few scratches, and the shape thereof is close to a true sphere. The specific form is usually the same as that of the phosphor of the present invention described later. For this reason, the obtained phosphor is excellent in handleability and light emission characteristics.
また、本発明の蛍光体の製造方法は、ある程度粒径が大きい蛍光体を製造する場合にも適用できる。具体的な粒径はその組成等により様々であるが、通常5μm以上、好ましくは10μm以上の重量メジアン径の蛍光体を製造する場合にも、本発明の蛍光体の製造方法を適用可能である。このため、本発明の蛍光体の製造方法で得られた蛍光体は、半導体発光素子と組み合わせて用いる場合にも好適に適用でき、その用途を広げることが可能である。 Moreover, the manufacturing method of the fluorescent substance of this invention is applicable also when manufacturing the fluorescent substance with a large particle size to some extent. The specific particle diameter varies depending on the composition and the like, but the phosphor production method of the present invention can also be applied to the production of a phosphor having a weight median diameter of usually 5 μm or more, preferably 10 μm or more. . For this reason, the phosphor obtained by the method for producing a phosphor according to the present invention can be suitably applied even when used in combination with a semiconductor light emitting device, and its application can be expanded.
なお、本発明の蛍光体の製造方法を適用できる蛍光体に特段の制限は無く、例えば酸化物、酸窒化物、窒化物、硫化物、炭化物等を母体とする様々な蛍光体を製造できる。また、本発明の蛍光体の製造方法を適用できる蛍光体の構成元素及び結晶系に特に制限はない。適用できる蛍光体の結晶構造の例を挙げると、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu等のオルソシリケート系結晶構造、Ca3(Sc,Mg,Na,Li)2Si3O12:Ce等のガーネット系結晶構造、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu等のアパタイト系結晶構造、M3Si6O12N2:Eu(但し、Mはアルカリ土類金属元素 を表わす。)等の窒化物系結晶構造などが挙げられる。中でも、オルソシリケート系結晶構造又はガーネット系結晶構造が好ましい。これらの結晶構造を有する蛍光体の焼成物は硬くなる傾向にあるためである。中でも、Siを含む蛍光体の場合、SiO2等の融点の
低い蛍光体原料を用いることが多く、さらに焼成物が硬くなる傾向にあり、このような場合に軟質化工程を行なうことが有効である。
本発明の製造方法によれば、製造スケールが小さい場合であっても、円形度が85%未満である粒子の割合が小さくなる、相対輝度が向上するという効果が得られる。また、スケールの大きい工業的な製造においては、円形度が85%未満である粒子の割合が小さくなる、相対輝度が向上するという効果に加えて、粒径の4分偏差が0.4以下となるという効果が得られ、さらに、生産性も飛躍的に向上する。
本発明の軟質化工程を有する製造方法は、特に、スケールの大きい工業的な製造に適しているものであり、例えば、軟質化工程に供する焼成ケーキの量が、通常200g以上、好ましくは300g以上、さらに好ましくは400g以上の場合に軟質化工程を設けると好適である。また、軟質化工程に供する焼成ケーキの量の上限としては、軟質化工程の効果が得られるならば特に制限はないが、通常10000g以下であり、1000g以下とすることが好ましい。
The phosphor to which the method for producing a phosphor of the present invention can be applied is not particularly limited, and various phosphors based on, for example, oxides, oxynitrides, nitrides, sulfides and carbides can be produced. Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the structural element and crystal system of the fluorescent substance which can apply the manufacturing method of the fluorescent substance of this invention. Examples of applicable phosphor crystal structures include (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu and other orthosilicate crystal structures such as Ca 3 (Sc, Mg, Na, Li) 2 Si 3 O. 12 : Garnet-based crystal structure such as Ce, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Apatite-based crystal structure such as Eu, M 3 Si 6 O 12 N 2 : Eu (provided that M Represents an alkaline earth metal element)) and the like. Among these, an orthosilicate crystal structure or a garnet crystal structure is preferable. This is because the fired phosphors having these crystal structures tend to be hard. In particular, in the case of a phosphor containing Si, a phosphor material having a low melting point such as SiO 2 is often used, and the fired product tends to be hard. In such a case, it is effective to perform a softening step. is there.
According to the production method of the present invention, even when the production scale is small, the ratio of particles having a circularity of less than 85% is reduced and the relative luminance is improved. Further, in industrial production with a large scale, in addition to the effect that the proportion of particles having a circularity of less than 85% is reduced and the relative luminance is improved, the 4-minute deviation in particle size is 0.4 or less. In addition, the productivity is greatly improved.
The production method having the softening step of the present invention is particularly suitable for industrial production with a large scale. For example, the amount of the baked cake to be subjected to the softening step is usually 200 g or more, preferably 300 g or more. More preferably, a softening step is provided when the weight is 400 g or more. Moreover, as an upper limit of the quantity of the baking cake provided to a softening process, if the effect of a softening process is acquired, there will be no restriction | limiting, Usually, it is 10000 g or less, and it is preferable to set it as 1000 g or less.
[2.蛍光体]
本発明の蛍光体の製造方法により製造された蛍光体は、損傷が抑制されているため、輝度等の発光特性に優れると共に、取り扱い性に優れる。また、本発明の蛍光体の製造方法は、特に、前記焼成工程により得られた焼成体の硬度が高いために従来の製造方法では粉砕時等に生じる損傷の抑制が困難であった蛍光体の製造方法に用いて特に好適である。
以下、このように本発明の蛍光体の製造方法に適し、本発明の蛍光体の製造方法によってはじめて発光特性の向上等の効果が得られた蛍光体(以下、適宜「本発明の蛍光体」という)について説明する。
[2. Phosphor]
Since the phosphor produced by the method for producing a phosphor of the present invention is suppressed from being damaged, it has excellent light emitting characteristics such as luminance and is easy to handle. In addition, the phosphor production method of the present invention is particularly difficult to suppress damage caused during pulverization or the like in the conventional production method because of the high hardness of the fired body obtained by the firing step. It is particularly suitable for use in a production method.
Hereinafter, a phosphor suitable for the method for producing a phosphor of the present invention and having an effect such as an improvement in light emission characteristics only by the method for producing a phosphor of the present invention (hereinafter referred to as “the phosphor of the present invention” as appropriate). Will be explained.
[2−1.蛍光体組成]
本発明の蛍光体は、アルカリ土類金属元素を母体結晶の一部として有する蛍光体である。アルカリ土類金属元素の例としては、Ca、Sr、Ba、Zn、及びMgなどが挙げられ、中でもCa、Sr、Baが好ましく、更には、Sr、Baがより好ましい。Zn、Mgは、粒子成長を促進する効果を有するため、粒径制御が難しくなる場合がある。Caは、過剰に含有させると輝度が低下することがある。なお、本発明の蛍光体は、アルカリ土類金属元素を1種のみ含有していてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で含有していてもよい。
本発明の蛍光体は、上記のアルカリ土類金属元素以外にSiを含むことが好ましい。このSiの一部または全部をGeで置き換えてもよい。
本発明の蛍光体は、付活元素としてEuを含むことが好ましい。Euに加え、更に共付活元素としてTb及び/又はCeを含有していてもよい。共付活元素を含有させると、蛍光体の耐久性の改善が期待される傾向にある。
[2-1. Phosphor composition]
The phosphor of the present invention is a phosphor having an alkaline earth metal element as part of the host crystal. Examples of the alkaline earth metal element include Ca, Sr, Ba, Zn, and Mg. Among them, Ca, Sr, and Ba are preferable, and Sr and Ba are more preferable. Since Zn and Mg have an effect of promoting particle growth, it may be difficult to control the particle size. When Ca is excessively contained, the luminance may be lowered. In addition, the fluorescent substance of this invention may contain only 1 type of alkaline-earth metal elements, and may contain 2 or more types by arbitrary combinations and ratios.
The phosphor of the present invention preferably contains Si in addition to the above alkaline earth metal element. Part or all of this Si may be replaced with Ge.
The phosphor of the present invention preferably contains Eu as an activator element. In addition to Eu, Tb and / or Ce may be further contained as a coactivator element. When the coactivator element is contained, the durability of the phosphor tends to be improved.
本発明の蛍光体の組成の具体例を挙げると、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu、及び、Ca3(Sc,Mg,Na,Li)2Si3O12:Ceからなる群から選ばれる 組成式で表されるものが挙げられる。これらの組成式で表わされる蛍光体は、焼成物が非常に硬く、本発明の蛍光体の製造方法に適しているためである。 Specific examples of the composition of the phosphor of the present invention include (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu and Ca 3 (Sc, Mg, Na, Li) 2 Si 3 O 12 : Ce. And those represented by the composition formula selected from the group consisting of: This is because the phosphors represented by these composition formulas are very hard and are suitable for the method for producing the phosphor of the present invention.
また、前記(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Euの組成式で表される蛍光体としては、下記式[1]で表される化学組成を有するものが好ましい。
(MI (1-x-y)MII xMIII y)αSiOβ [1]
(前記式[1]中、MI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、MII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し、MIIIは、Tb、Pr、Ce、Lu、La、及びGdからなる群より選ばれる1 種以上の元素を表わし、x、y、α及びβは、各々、0.01<x<0.3、0≦y≦0.025、1.5≦α≦2.5、及び、3.5≦β≦4.5を満たす数を表わす。)
The phosphor represented by the composition formula of (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu preferably has a chemical composition represented by the following formula [1].
(M I (1-xy) M II x M III y ) α SiO β [1]
(In the formula [1], M I represents one or more elements selected from the group consisting of Ba, Ca, Sr, Zn, and Mg, and M II can take a divalent or trivalent valence. M III represents one or more metal elements, M III represents one or more elements selected from the group consisting of Tb, Pr, Ce, Lu, La, and Gd, and x, y, α, and β are respectively 0.01 <x <0.3, 0 ≦ y ≦ 0.025, 1.5 ≦ α ≦ 2.5, and 3.5 ≦ β ≦ 4.5.
前記式[1]中、MIは、Ba、Ca、Sr、Zn及びMgからなる群より選ばれる1 以上の元素を表わす。MIとしては、これらの元素のうち何れか1種を単独で含有してい てもよく、2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。 In the formula [1], M I represents one or more elements selected from the group consisting of Ba, Ca, Sr, Zn, and Mg. As M I , any one of these elements may be contained alone, or two or more may be contained in any combination and ratio.
中でも、MI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0.4以上、中でも0.45以上、更には0.5以上が好ましく、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以下の範囲が好ましい。Baのモル比が高過ぎると、発光ピーク波長が短波長側にシフトする傾向がある。一方、Baのモル比が低過ぎると、発光効率が低下する傾向がある。 Among them, M I preferably contains at least Ba. In this case, the molar ratio of Ba to the entire M I is usually 0.4 or more, preferably 0.45 or more, more preferably 0.5 or more, and usually less than 1, particularly 0.97 or less, and more preferably 0.8. A range of 9 or less, particularly 0.8 or less is preferred. If the molar ratio of Ba is too high, the emission peak wavelength tends to shift to the short wavelength side. On the other hand, if the molar ratio of Ba is too low, the light emission efficiency tends to decrease.
特に、MI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、MI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0.4より大きく、中でも0.5以上、更には0.55以上であることが好ましく、また、通常1以下、中でも0.9以下、更には0.8以下の範囲であることが好ましい。この[Ba]/([Ba]+[Sr])の値が小さ過ぎる(即ち、Baの比率が少な過ぎる)と、蛍光体の発光ピーク波長が長波長側にシフトし、半値幅が増大する傾向がある。一方、この[Ba]/([Ba]+[Sr])の値が大き過ぎる(即ち、Baの比率が多過ぎる)と、蛍光体の発光ピーク波長が短波長側にシフトする傾向がある。 In particular, M I preferably contains at least Ba and Sr. Here, when the molar ratios of Ba and Sr to the entire M I are [Ba] and [Sr], respectively, the ratio of [Ba] to the sum of [Ba] and [Sr], that is, [Ba] / ([Ba ] + [Sr]) is usually larger than 0.4, preferably 0.5 or more, more preferably 0.55 or more, and usually 1 or less, especially 0.9 or less, Is preferably in the range of 0.8 or less. If the value of [Ba] / ([Ba] + [Sr]) is too small (that is, the ratio of Ba is too small), the emission peak wavelength of the phosphor shifts to the longer wavelength side, and the half-value width increases. Tend. On the other hand, if the value of [Ba] / ([Ba] + [Sr]) is too large (that is, the ratio of Ba is too large), the emission peak wavelength of the phosphor tends to shift to the short wavelength side.
また、一方で、発光ピークの半値幅が狭い蛍光体を得たい場合は、[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以上であることが好ましく、また、通常15以下、中でも10以下、更には5以下、特に3.5以下の範囲であることが好ましい。この[Ba]/[Sr]の値が小さ過ぎる(即ち、Baの比率が少な過ぎる)と、蛍光体の発光ピーク波長が長波長側にシフトし、半値幅が増大する傾向がある。一方、この[Ba]/[Sr]の値が大き過ぎる(即ち、Baの比率が多過ぎる)と、蛍光体の発光ピーク波長が短波長側にシフトする傾向がある。 On the other hand, when it is desired to obtain a phosphor having a narrow emission peak half-value width, the relative ratio between [Ba] and [Sr], that is, the value represented by [Ba] / [Sr] is usually from 1. In particular, it is preferably 1.2 or more, more preferably 1.5 or more, particularly 1.8 or more, and usually 15 or less, especially 10 or less, more preferably 5 or less, particularly 3.5 or less. It is preferable. If the value of [Ba] / [Sr] is too small (that is, the ratio of Ba is too small), the emission peak wavelength of the phosphor tends to shift to the longer wavelength side and the half-value width tends to increase. On the other hand, if the value of [Ba] / [Sr] is too large (that is, the ratio of Ba is too large), the emission peak wavelength of the phosphor tends to shift to the short wavelength side.
また、前記式[1]において、MIが少なくともCaを含有する場合、Caによる置換
量は、MI及びMIIの合計を2としたとき、MI及びMIIの合計に対するCaのモル比の値が、通常0.005以下、中でも0.0005以下、更には0.0002以下の範囲であることが好ましい。Ca含有量の割合が高過ぎると、発光が黄色味を帯び、発光効率が低下する傾向があるので、Ca含有量は少ないほど好ましいが、通常0.000001以上、中でも0.000005以上、更には0.00001以上の範囲であることが好ましい。Caは、他の原料に含まれる等、製造過程において混入する場合もあり得るので、それらを考慮した上で、含有させるCaの量を調整するとよい。
In the formula [1], when M I contains at least Ca, substitution with Ca
As for the amount, when the total of M I and M II is 2, the value of the molar ratio of Ca to the total of M I and M II is usually 0.005 or less, particularly 0.0005 or less, more preferably 0.0002 or less. It is preferable that it is the range of these. If the ratio of the Ca content is too high, light emission tends to be yellowish and the light emission efficiency tends to decrease. Therefore, the smaller the Ca content, the better, but usually 0.000001 or more, especially 0.000005 or more, A range of 0.00001 or more is preferable. Since Ca may be included in the manufacturing process such as being contained in other raw materials, the amount of Ca to be contained may be adjusted in consideration of them.
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、できるだけ低い方が好ましい。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。 Further, Si may be partially substituted by other elements such as Ge. However, from the standpoint of green emission intensity and the like, it is preferable that the ratio of Si substituted by other elements is as low as possible. Specifically, other elements such as Ge may be contained in an amount of 20 mol% or less of Si, and it is more preferable that all are made of Si.
前記式[1]中、MII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。MIIとしては、これらの元素のうち何れか1種を単独で含有していてもよく、2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、MIIとしてはSm、Eu、Ybが好ましく、Euが特に好ましい。中でも、MII全体に対するEuの占める割合が、50モル%以上であることが好ましく、80モル%以上であることがより好ましい。また、MII全体(2価の元素及び3価の元素の合計)に対する2価の元素のモル比は、通常0.5以上、好ましくは0.7以上、更に好ましくは0.8以上、また、通常1未満であり、1に近い程好ましい。MII全体に対する2価の元素のモル比が低過ぎると、発光効率が低下するとなる傾向がある。2価の元素も3価の元素も結晶格子内に取り込まれるが、3価の元素は結晶中で発光エネルギーを吸収してしまうと考えられるからである。 In the formula [1], M II is listed as an activator element and represents one or more metal elements that can have a divalent and trivalent valence. Specific examples include transition metal elements such as Cr and Mn; rare earth elements such as Eu, Sm, Tm, and Yb. As M II , any one of these elements may be contained alone, or two or more may be contained in any combination and ratio. Among them, as the M II Sm, Eu, Yb are preferred, Eu is particularly preferable. Among them, the proportion of Eu to the total M II is preferably at least 50 mol%, and more preferably 80 mol% or more. Further, the molar ratio of the divalent element to the entire M II (the sum of the divalent element and the trivalent element) is usually 0.5 or more, preferably 0.7 or more, more preferably 0.8 or more, Usually, it is less than 1, and the closer to 1, the better. If the molar ratio of the divalent element to the entire M II is too low, the light emission efficiency tends to decrease. This is because a divalent element and a trivalent element are taken into the crystal lattice, but it is considered that the trivalent element absorbs emission energy in the crystal.
前記式[1]中、MIIIは、Tb、Pr、Ce、Lu、La、及びGdからなる群より 選ばれる1種以上の元素を表わす。MIIIとしては、これらの元素のうち何れか1種を単 独で含有していてもよく、2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。
これらのTb、Pr、Ce、Lu、La、及びGdはイオン化エネルギーが小さいという性質を有する。例えば、Tb、Pr及びCeは、2価から3価に変化しやすく、3価から4価にも変化しやすい。また、Lu、La及びGdは2価から3価に変化しやすい。このようにイオン化エネルギーの小さい元素を共存させると、Euの価数変化を抑えることができ、耐久性の向上につながるので、好ましい。
In the formula [1], M III represents one or more elements selected from the group consisting of Tb, Pr, Ce, Lu, La, and Gd. The M III, any one of these elements may be contained in alone, or two or more may be of them together in any combination and in any ratio.
These Tb, Pr, Ce, Lu, La, and Gd have the property of low ionization energy. For example, Tb, Pr, and Ce tend to change from divalent to trivalent, and easily change from trivalent to tetravalent. Lu, La, and Gd are likely to change from divalent to trivalent. Thus, it is preferable to coexist an element having a small ionization energy, since it is possible to suppress a change in the valence of Eu and improve durability.
これらのMIIIは、MIIと共に発光に寄与しており、共付活元素として機能しているも のと推察される。即ち、MIIIとして、例えば、Tbを含有させた場合、MII(付活元素 。例えば、Eu)を過剰に含有させた場合と同様の発光スペクトルの変化が見られる。即ち、発光ピーク波長は長波長側にシフトするが、発光スペクトルの半値幅には変化は見られず、色純度の高い緑色発光スペクトルが維持できる。したがって、Tbを始めとするMIIIは、MIIと共に発光に寄与しており、共付活元素として機能していると推測される。 M III contributes to light emission together with M II , and is presumed to function as a coactivator element. That is, for example, when Tb is contained as M III , the same change in emission spectrum as when M II (an activator element, eg, Eu) is excessively contained is observed. That is, the emission peak wavelength shifts to the longer wavelength side, but no change is seen in the half-value width of the emission spectrum, and a green emission spectrum with high color purity can be maintained. Therefore, it is speculated that M III including Tb contributes to light emission together with M II and functions as a coactivator element.
中でも、MIIIは、Tb、Pr及びCeからなる群より選ばれる1以上の元素であるこ
とが好ましく、少なくともTbを含有することがより好ましく、Tbのみからなることが特に好ましい。MIIIとしてTbを含有すると、蛍光体と半導体発光素子等の光源(後述 する第1の発光体)とを組み合わせて発光装置を作製した場合、付活元素としてMIIのみを用いる場合よりも耐久性が向上し、長時間点灯した場合のスペクトルの形状変化が小さく、色ずれが小さいという効果が得られる。また、さらに、Tbを特定範囲の量加えた場合は温度特性も向上させることもできる。Tb以外のその他の元素においてもTbと同様の効果が得られるものと推測される。
なお、Ag、Au等の1価の金属元素をMIIIとして併用してもよい。
Among these, M III is preferably one or more elements selected from the group consisting of Tb, Pr and Ce, more preferably contains at least Tb, and particularly preferably consists only of Tb. When containing Tb as M III, the case of manufacturing a light-emitting device by combining (first luminous body to be described later) and a light source such as a phosphor and a semiconductor light emitting device, the durability than with only M II as activating element As a result, the spectral shape change when the lamp is lit for a long time is small and the color shift is small. Further, when Tb is added in a specific range, the temperature characteristics can also be improved. It is presumed that the same effect as Tb can be obtained with other elements other than Tb.
Incidentally, Ag, a monovalent metal element such as Au may be used in combination as M III.
前記式[1]中、xは、MII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0.02以上、更に好ましくは0.03以上、特に好ましくは0.04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。xの値が小さ過ぎると、発光強度が小さくなる傾向がある。一方、xの値が大き過ぎると、発光強度が低下する傾向がある。 In the above formula [1], x is a number representing the number of moles of M II, specifically, greater than 0.01, preferably 0.02 or more, more preferably 0.03 or more, particularly preferably Represents a number of 0.04 or more, usually less than 0.3, preferably 0.2 or less, more preferably 0.16 or less. If the value of x is too small, the emission intensity tends to decrease. On the other hand, if the value of x is too large, the emission intensity tends to decrease.
前記式[1]中、yは、MIIIのモル数を表わす数であり、具体的には、通常0以上、 好ましくは0.0001以上、より好ましくは0.001以上、更に好ましくは0.002以上、また、通常0.025以下、好ましくは0.02以下、より好ましくは0.015以下の数を表わす。yの値が小さ過ぎると、耐久性向上効果が得られにくくなる傾向がある。一方、yの値が大き過ぎると、温度特性が低下する傾向がある。中でも、耐久性に優れ、かつ、温度特性も良好な蛍光体を得たい場合は、yの値を0.002以上0.01以下の範囲に調整することが好ましい。 In the above formula [1], y is a number representing the number of moles of M III , specifically, usually 0 or more, preferably 0.0001 or more, more preferably 0.001 or more, and still more preferably 0.00. It represents a number of 002 or more, usually 0.025 or less, preferably 0.02 or less, more preferably 0.015 or less. If the value of y is too small, the durability improving effect tends to be difficult to obtain. On the other hand, if the value of y is too large, the temperature characteristics tend to deteriorate. In particular, when it is desired to obtain a phosphor having excellent durability and excellent temperature characteristics, it is preferable to adjust the value of y to a range of 0.002 to 0.01.
前記式[1]中、αは、2に近いことが好ましいが、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2.3以下、更に好ましくは2.2以下の範囲の数を表わす。αの値が小さ過ぎても大き過ぎても、異相結晶が現れ、発光特性が低下する傾向がある。 In the formula [1], α is preferably close to 2, but is usually 1.5 or more, preferably 1.7 or more, more preferably 1.8 or more, and usually 2.5 or less, preferably 2 .3 or less, more preferably 2.2 or less. If the value of α is too small or too large, heterogeneous crystals appear, and the light emission characteristics tend to deteriorate.
前記式[1]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以下の範囲の数を表わす。βの値が小さ過ぎても大き過ぎても、異相結晶が現れ、発光特性が低下する傾向がある。 In the formula [1], β is usually 3.5 or more, preferably 3.8 or more, more preferably 3.9 or more, and usually 4.5 or less, preferably 4.4 or less, more preferably 4 Represents a number in the range of 1 or less. If the value of β is too small or too large, heterogeneous crystals appear and the light emission characteristics tend to deteriorate.
また、式[1]で表される化学組成を有する蛍光体は、前記式[1]に記載された元素、即ちMI、MII、MIII、Si(ケイ素)及びO(酸素)以外に、更に、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い。 Further, the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1] is not limited to the elements described in the formula [1], that is, M I , M II , M III , Si (silicon) and O (oxygen). Furthermore, an element selected from the group consisting of a monovalent element, a divalent element, a trivalent element, a −1 valent element, and a −3 valent element (hereinafter referred to as “trace element” as appropriate) is contained. You may do it.
中でも、微量元素としては、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)、ホウ素(B)、窒素(N)、希土類元素、及びハロゲン元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有していることが好ましい。 Among these, as trace elements, alkali metal elements, alkaline earth metal elements, zinc (Zn), yttrium (Y), aluminum (Al), scandium (Sc), phosphorus (P), boron (B), nitrogen (N ), At least one element selected from the group consisting of rare earth elements and halogen elements.
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。本発明の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。 The total content of the trace elements is usually 1 ppm or more, preferably 3 ppm or more, more preferably 5 ppm or more, and usually 100 ppm or less, preferably 50 ppm or less, more preferably 30 ppm or less. When the phosphor of the present invention contains plural kinds of trace elements, the total amount thereof satisfies the above range.
式[1]で表される化学組成を有する蛍光体の好ましい組成の具体例を下記の表1に挙げるが、本発明の蛍光体の組成は以下の例示に制限されるものではない。 Specific examples of preferred compositions of the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1] are listed in Table 1 below, but the composition of the phosphor of the present invention is not limited to the following examples.
また、本発明の蛍光体は、上記の元素以外に、Alを含有する場合がある。Alの含有量としては、通常1ppm以上、好ましくは5ppm以上、更に好ましくは10ppm以上、また、通常500ppm以下、好ましくは200ppm以下、更に好ましくは100ppm以下である。 The phosphor of the present invention may contain Al in addition to the above elements. The Al content is usually 1 ppm or more, preferably 5 ppm or more, more preferably 10 ppm or more, and usually 500 ppm or less, preferably 200 ppm or less, more preferably 100 ppm or less.
また、本発明の蛍光体は、上記の元素以外に、B(ホウ素)を含有する場合がある。Bの含有量としては、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。 The phosphor of the present invention may contain B (boron) in addition to the above elements. The content of B is usually 1 ppm or more, preferably 3 ppm or more, more preferably 5 ppm or more, and usually 100 ppm or less, preferably 50 ppm or less, more preferably 30 ppm or less.
また、本発明の蛍光体は、上記の元素以外に、Feを含有する場合がある。Feの含有量としては、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。 The phosphor of the present invention may contain Fe in addition to the above elements. The Fe content is usually 1 ppm or more, preferably 3 ppm or more, more preferably 5 ppm or more, and usually 100 ppm or less, preferably 50 ppm or less, more preferably 30 ppm or less.
また、本発明の蛍光体は、上記の元素以外に、Nを含有する場合がある。Nの含有量としては、該蛍光体中に含有される酸素の量に対し、通常10モル%以下、好ましくは5モル%以下、更に好ましくは3モル%以下である。 The phosphor of the present invention may contain N in addition to the above elements. The content of N is usually 10 mol% or less, preferably 5 mol% or less, more preferably 3 mol% or less with respect to the amount of oxygen contained in the phosphor.
また、本発明の蛍光体は、水溶性フラックス由来の元素を通常1ppm以上、好ましくは5ppm以上、より好ましくは10ppm以上含有することが好ましい。
ここで、水溶性フラックス由来の元素の例を挙げると、Cl、Br、I、B、Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Zn、Biなどが挙げられる。中でも、水への溶解度が高いフラックスを構成している元素であることから、Cl、Csを含有していることが好ましい。なお、本発明の蛍光体は、水溶性フラックス由来の元素を1種のみ含有していてもよく、2種以上含有していてもよい。
水溶性フラックスを用いて製造された蛍光体は、焼成工程により得られる焼成体が非常に硬く、従来の製造方法で製造した場合には粉砕により蛍光体粒子が損傷しやすい。ところが、本発明の蛍光体の製造方法で製造した場合には前記の損傷を抑制できるので、本発明の蛍光体の製造方法を用いて製造することが好ましいのである。
なお、水溶性フラックス由来の元素の含有量の上限は本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常5重量%以下、好ましくは1重量%以下、より好ましくは0.5重量%以下、更に好ましくは0.1重量%以下、特に好ましくは0.05重量%以下である。
なお、上記の水溶性フラックス由来の元素とは、必ずしも水溶性フラックスに由来するものでなくてもよく、例えば、蛍光体原料に由来するものであってもよい。
The phosphor of the present invention preferably contains an element derived from a water-soluble flux in an amount of usually 1 ppm or more, preferably 5 ppm or more, more preferably 10 ppm or more.
Here, examples of the element derived from the water-soluble flux include Cl, Br, I, B, Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Zn, and Bi. Especially, since it is an element which comprises the flux with high solubility to water, it is preferable to contain Cl and Cs. In addition, the fluorescent substance of this invention may contain only 1 type of elements derived from a water-soluble flux, and may contain 2 or more types.
In the phosphor manufactured using the water-soluble flux, the fired body obtained by the firing process is very hard, and when manufactured by the conventional manufacturing method, the phosphor particles are easily damaged by pulverization. However, when the phosphor is manufactured by the method for manufacturing a phosphor of the present invention, the above-described damage can be suppressed, and therefore, it is preferable to manufacture the phosphor using the method for manufacturing a phosphor of the present invention.
The upper limit of the content of the element derived from the water-soluble flux is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. More preferably, it is 0.1% by weight or less, and particularly preferably 0.05% by weight or less.
The element derived from the water-soluble flux does not necessarily have to be derived from the water-soluble flux, and may be derived from, for example, a phosphor material.
[2−2.結晶構造]
本発明の蛍光体は、オルソシリケート系又はガーネット系の結晶構造を有する蛍光体である。中でも、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu及びCa3(Sc,Mg,N
a,Li)2Si3O12:Ceからなる群から選ばれる組成式で表されることが好ましい。
オルソシリケート系結晶構造の例を挙げると上記式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体などが挙げられる。一方、ガーネット系結晶構造の例を挙げると、下記式[2]で表わされる蛍光体が挙げられる。
M1 aM2 bXcM3 dM4 3Oe [2]
(式[2]中、M1はMg又は/及びZnを表わし、M2はMg及びZnを除く2価の金属元素を表わし、XはCeを主体とする発光中心イオンの金属元素を表わし、M3はXを除 く3価の金属元素を表わし、M4は4価の金属元素を表わし、a、b、c、d及びeは、 それぞれ以下の式を満たす数を表わす。
0.001≦a≦0.5
2.5≦b≦3.3
0.005≦c≦0.5
1.5≦d≦2.2
e={(a+b)×2+(c+d)×3+12}/2)
[2-2. Crystal structure]
The phosphor of the present invention is a phosphor having an orthosilicate or garnet crystal structure. Among them, (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu and Ca 3 (Sc, Mg, N
a, Li) 2 Si 3 O 12 : Ce is preferably represented by a composition formula selected from the group consisting of Ce.
Examples of the orthosilicate crystal structure include a phosphor having a chemical composition represented by the above formula [1]. On the other hand, when an example of a garnet crystal structure is given, a phosphor represented by the following formula [2] can be mentioned.
M 1 a M 2 b X c M 3 d M 4 3 O e [2]
(In the formula [2], M 1 represents Mg or / and Zn, M 2 represents a divalent metal element excluding Mg and Zn, X represents a metal element of a luminescent center ion mainly composed of Ce, M 3 represents a trivalent metal element excluding X, M 4 represents a tetravalent metal element, and a, b, c, d, and e each represent a number that satisfies the following formula.
0.001 ≦ a ≦ 0.5
2.5 ≦ b ≦ 3.3
0.005 ≦ c ≦ 0.5
1.5 ≦ d ≦ 2.2
e = {(a + b) × 2 + (c + d) × 3 + 12} / 2)
また、本発明の蛍光体は、その結晶子径が大きいほど好ましく、通常20nm以上、中でも100nm以上であることが好ましい。ここで、結晶子径とは、粉末X線回折において半値幅を測定することにより求めることができるものである。結晶子間の界面では、無輻射失活が起こり、発光エネルギーの熱エネルギーへの変換が起こると考えられている。結晶子が大きいと、結晶子界面が少なくなるため、熱エネルギーへの変換が少なく、輝度が高くなる。 Further, the phosphor of the present invention is preferably as the crystallite diameter is larger, and is usually 20 nm or more, and preferably 100 nm or more. Here, the crystallite diameter can be obtained by measuring a half width in powder X-ray diffraction. It is believed that non-radiative deactivation occurs at the interface between crystallites, and conversion of luminescence energy into thermal energy occurs. When the crystallite is large, the crystallite interface is reduced, so that the conversion to heat energy is small and the luminance is increased.
[2−3.形態]
本発明の蛍光体の形態としては、粒径が従来のものと比較すると、割れ粒子が少なく、真球状に近いという特徴を有している。中でも、本発明の蛍光体の製造方法において前述の水溶性フラックスを用いて粒子の成長を促進し、且つ、軟質化工程を行なった場合に、綺麗な形状を有する蛍光体が得られていると思料される。各々の蛍光体粒子が真球状に近いと、外部量子効率が大きくなる傾向にあり、蛍光体として望ましい。
以下、具体的に本発明の蛍光体の形態について詳述する。
[2-3. Form]
The phosphor of the present invention has a feature that the particle diameter is smaller than that of the conventional phosphor and there are few cracked particles and it is almost spherical. Among them, when the phosphor production method of the present invention promotes particle growth using the aforementioned water-soluble flux and performs a softening step, a phosphor having a beautiful shape is obtained. I think. When each phosphor particle is nearly spherical, the external quantum efficiency tends to increase, which is desirable as a phosphor.
Hereinafter, the form of the phosphor of the present invention will be specifically described in detail.
(重量メジアン径D50及び4分偏差)
重量メジアン径D50(以下適宜「メジアン径D50」という)は以下のように定義される。
メジアン径D50とは、重量基準粒度分布曲線により得られる値である。重量基準粒度分布曲線は、レーザー回折・散乱法により粒度分布を測定し得られるものである。具体的には、CILAS製レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置モデル1064を用いて、分散媒として水を使用して測定して得られる値である。メジアン径D50は、この重量基準粒度分布曲線において、積算値が50%のときの粒径値を意味する。同様にして、該重量基準粒度分布曲線において、積算値が25%及び75%の時の粒径値を、それぞれD25、D75と表記する。
(Weight median diameter D 50 and 4-minute deviation)
The weight median diameter D 50 (hereinafter referred to as “median diameter D 50 ” as appropriate) is defined as follows.
The median diameter D 50 is a value obtained from a weight-based particle size distribution curve. The weight-based particle size distribution curve is obtained by measuring the particle size distribution by a laser diffraction / scattering method. Specifically, it is a value obtained by measuring using CILAS laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus model 1064 using water as a dispersion medium. The median diameter D 50 means a particle size value when the integrated value is 50% in this weight-based particle size distribution curve. Similarly, in the weight-based particle size distribution curve, the particle size values when the integrated values are 25% and 75% are denoted as D 25 and D 75 , respectively.
また、4分偏差(以下、「QD」と称する場合がある。)とは、QD=(D75−D25)/(D75+D25)と定義される。この4分偏差の値が小さいことは粒度分布が狭いことを意味する。 The 4-minute deviation (hereinafter sometimes referred to as “QD”) is defined as QD = (D 75 −D 25 ) / (D 75 + D 25 ). A small value of the 4-minute deviation means that the particle size distribution is narrow.
本発明の蛍光体は、通常、粒径分布はほぼ正規分布を有し、そのメジアン径D50は、好ましくは5μm以上、更に好ましくは10μm以上、また、好ましくは40μm以下、更に好ましくは25μm以下である。メジアン径D50が小さすぎると青色励起光の吸光率が
低くなる傾向があり、高輝度な蛍光体が得づらくなる可能性がある。一方、メジアン径D50が大きすぎると、実用上、ノズル装置等に用いることが難しくなる傾向がある。
The phosphor of the present invention usually has a substantially normal particle size distribution, and the median diameter D 50 is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, and preferably 40 μm or less, more preferably 25 μm or less. It is. If the median diameter D 50 is too small, the absorbance of the blue excitation light tends to be low, and it may be difficult to obtain a high-luminance phosphor. On the other hand, when the median diameter D 50 is too large for practical use, it tends to be difficult to use in the nozzle device or the like.
本発明の蛍光体の粒径の4分偏差は、単一のメジアン径D50の蛍光体を用いる場合、通常0.4以下であり、好ましくは0.35以下、特に好ましくは0.30以下である。このように本発明の蛍光体は、粒度分布が狭いことから、高輝度であり、かつ、発光装置にする場合等に取り扱い性に優れるという効果を有する。
なお、発光効率、吸光効率を高めるために、メジアン径D50の異なる複数の蛍光体を混合して用いる場合は、混合蛍光体の粒径の4分偏差は0.4よりも大きくなる場合がある。
The 4-minute deviation of the particle size of the phosphor of the present invention is usually 0.4 or less, preferably 0.35 or less, particularly preferably 0.30 or less when a phosphor having a single median diameter D 50 is used. It is. As described above, since the phosphor of the present invention has a narrow particle size distribution, it has an effect of high brightness and excellent handleability when a light emitting device is used.
When a plurality of phosphors having different median diameters D 50 are mixed and used in order to increase the light emission efficiency and the light absorption efficiency, the 4-minute deviation in the particle diameter of the mixed phosphor may be larger than 0.4. is there.
(粒子の形状・平均円形度)
本発明の蛍光体は、真球状に近いほど好ましい。蛍光体粒子の球状性を数量的に表わす指標として円形度を用いることができる。ここで、円形度とは、粒子の投影図において各粒径の真円との近似程度を表わす円形度(円形度=粒子の投影面積に等しい真円の周囲長さ/粒子の投影の周囲長さ)をいう。完全な球であれば円形度は100%となる。円形度の測定方法は、前述の重量メジアン径D50の場合と同様に試料を分散させた後、フロー式粒子像分析装置(シスメックス製「FPIA−2000」)を用いて測定する。
また、蛍光体の製造において極端に大きいか又は小さい粒子については除去されていることが好ましいが、実用上幾分かの混入は免れない。本発明の蛍光体においては粒径の全範囲について円形度を比較するのでなく、粒径が5μm以上、30μm以下の粒子について円形度を比較することが好ましい。
(Particle shape / average circularity)
The phosphor of the present invention is preferably closer to a true sphere. The degree of circularity can be used as an index that quantitatively represents the sphericity of the phosphor particles. Here, the degree of circularity is a degree of circularity representing the degree of approximation to a perfect circle of each particle size in a projected view of particles (circularity = perimeter length of a perfect circle equal to the projected area of the particle / perimeter length of the projected particle) Sa)). If it is a perfect sphere, the circularity is 100%. Method of measuring the circularity is measured using a after dispersing the sample as in the case of the weight-average median diameter D 50 of the above-described flow particle image analyzer (manufactured by Sysmex "FPIA-2000").
In addition, it is preferable to remove particles that are extremely large or small in the production of the phosphor, but some contamination is unavoidable in practice. In the phosphor of the present invention, it is preferable to compare the circularity of particles having a particle diameter of 5 μm or more and 30 μm or less, instead of comparing the circularity for the entire range of particle diameters.
本発明の蛍光体は、その蛍光体粒子の粒径分布において、円形度が85%未満である粒子の割合が、通常4個数%以下、好ましくは3個数%以下である。本発明の蛍光体はこのように高い円形度を有しているが、これは、本発明の蛍光体の製造方法において軟質化処理を行ったことで蛍光体粒子の損傷を抑制できるためである。なお、前記の割合の下限は、理想的には0個数%であるが、現実的には1個数%である。 In the phosphor of the present invention, the proportion of particles having a circularity of less than 85% in the particle size distribution of the phosphor particles is usually 4% by number or less, preferably 3% by number or less. The phosphor of the present invention has such a high degree of circularity because this can suppress damage to the phosphor particles by performing the softening treatment in the phosphor manufacturing method of the present invention. . The lower limit of the ratio is ideally 0% by number, but in reality it is 1% by number.
また、本発明の蛍光体は、その平均円形度が60%以下であると、これを用いた発光装置の発光効率が十分でない可能性がある。したがって、本発明の蛍光体の平均円形度は、94%以上が好ましく、95%以上が更に好ましく、また、100%に近いほど好ましい。例えば、粉砕工程で破損した場合など、蛍光体の表面が損傷したり、蛍光体の形状が異形であったりすると、発光ピーク強度が低下する傾向にあり、さらには、分散媒中で凝集しやすく均一な発光が得られにくい傾向がある。 Moreover, if the average circularity of the phosphor of the present invention is 60% or less, the light emission efficiency of a light emitting device using the phosphor may not be sufficient. Therefore, the average circularity of the phosphor of the present invention is preferably 94% or more, more preferably 95% or more, and more preferably close to 100%. For example, if the surface of the phosphor is damaged or the shape of the phosphor is irregular, such as when broken in the pulverization process, the emission peak intensity tends to decrease, and moreover, it tends to aggregate in the dispersion medium. There is a tendency that uniform light emission is difficult to obtain.
(SEM画像)
本発明の蛍光体は、走査型電子顕微鏡(SEM)で観察した場合には、非常に綺麗な結晶面が観察される。即ち、本発明の蛍光体は蛍光体粒子同士の凝集が少なく、その結晶本来の外形を示す粒子から構成されている。また、その表面に形成される平面部同士が形成する角は、通常は鈍角となり、これにより、粒子の円形度は1に近づくことになる。
一方、従来の、軟質化工程を行わずに製造した蛍光体は、結晶の破砕面が多く観察される。これらの破砕面は、その面と面とがなす角度が鋭角になることが多く、このため、粒子自体の円形度を低下させる一因となっている。
また、本発明の蛍光体は、真球状に近く、単粒子として存在する割合が高く、即ち、単粒子化率が高い。
(SEM image)
When the phosphor of the present invention is observed with a scanning electron microscope (SEM), a very beautiful crystal plane is observed. That is, the phosphor of the present invention is composed of particles that exhibit little aggregation between the phosphor particles and that show the original outer shape of the crystal. In addition, the angle formed by the flat portions formed on the surface is usually an obtuse angle, whereby the circularity of the particles approaches 1.
On the other hand, in the conventional phosphor manufactured without performing the softening step, many crystal fracture surfaces are observed. These crushing surfaces often have an acute angle between the surfaces, which contributes to a reduction in the circularity of the particles themselves.
Moreover, the phosphor of the present invention is nearly spherical and has a high ratio of existing as single particles, that is, a single particle formation rate is high.
[2−4.物体色]
本発明の蛍光体の物体色に制限はないが、例えば、上記式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体の場合、その物体色をL*a*b*表色系(CIE 1976表色系)で表わ
した場合に、L*値、a*値及びb*値が以下の式を満たす。
L*≧90
a*≦−20
b*≧30
[2-4. Object color]
The object color of the phosphor of the present invention is not limited. For example, in the case of a phosphor having the chemical composition represented by the above formula [1], the object color is represented by the L * a * b * color system (CIE 1976 table). Expressed in color)
In this case, the L * value, a * value, and b * value satisfy the following expression.
L * ≧ 90
a * ≦ −20
b * ≧ 30
式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体は、上記条件を満たす物体色を有することにより、発光装置に利用した場合に、高発光効率の発光装置を実現することが可能となる。
具体的に、式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体のa*の上限値は、通常−20 以下、好ましくは−25以下、より好ましくは−30以下である。a*が大き過ぎる蛍光 体は、全光束が小さくなる傾向にある。また、輝度を高くする観点からも、a*の値は小 さいことが望ましい。
When the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1] has an object color that satisfies the above conditions, a light emitting device with high luminous efficiency can be realized when used in the light emitting device.
Specifically, the upper limit value of a * of the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1] is usually −20 or less, preferably −25 or less, more preferably −30 or less. A phosphor in which a * is too large tends to reduce the total luminous flux. Also, from the viewpoint of increasing luminance, it is desirable that the value of a * is small.
また、式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体のb*は、通常30以上、好ましく は35以上、より好ましくは40以上の範囲である。b*が小さ過ぎると、輝度が低下す る傾向がある。一方、b*の上限は、理論上は200以下であるが、通常120以下であ ることが好ましい。b*が大き過ぎると、発光波長が長波長側にシフトし、輝度が低下す る傾向がある。 The phosphor of b * is having a chemical composition represented by the formula [1], usually 30 or more, preferably 35 or more, more preferably in the range of 40 or more. If b * is too small, the luminance tends to decrease. On the other hand, the upper limit of b * is theoretically 200 or less, but is usually preferably 120 or less. If b * is too large, the emission wavelength tends to shift to the longer wavelength side and the luminance tends to decrease.
また、式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体のa*とb*との比、即ちa*/b*で表わされる値は、通常−0.45以下、好ましくは−0.5以下、更に好ましくは−0.55以下の範囲である。a*/b*の値が大き過ぎると、物体色が黄色味を帯び、輝度も低下する傾向がある。 The ratio of a * and b * of the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1], that is, the value represented by a * / b * is usually −0.45 or less, preferably −0.5. Hereinafter, the range is more preferably −0.55 or less. When the value of a * / b * is too large, the object color tends to be yellowish and the luminance tends to decrease.
また、式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体のL*は、通常90以上、好ましく は95以上、より好ましくは100以上である。L*の値が小さ過ぎると、発光が弱くな
る傾向がある。一方、L*の上限値は、一般的には照射光で発光しない物体を扱うので、 100を超えることは無いが、式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体は、照射光によって励起されて生じた発光が反射光に重畳されるので、L*の値が100を超える場合 もある。具体的には、式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体のL*の上限値は、通 常115以下である。
The L * of the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1] is usually 90 or more, preferably 95 or more, more preferably 100 or more. If the value of L * is too small, the light emission tends to be weak. On the other hand, the upper limit of L * generally does not exceed 100 because it deals with objects that do not emit light by irradiation light, but the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1] is excited by irradiation light. Since the generated light is superimposed on the reflected light, the value of L * may exceed 100. Specifically, the upper limit value of L * of the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1] is usually 115 or less.
なお、蛍光体の物体色の測定は、例えば、市販の物体色測定装置(例えば、ミノルタ社製CR−300)を使用することにより行なうことが可能である。
また、物体色とは、光が物体で反射したときの色を意味する。本発明においては、測定物(即ち、蛍光体)を決められた光源(白色光源。例えば、標準光D65を使用することができる。)で照射し、得られた反射光をフィルターで分光して、L*、a*、b*の値を求 めている。
物体色は、蛍光体原料の還元度(例えば、式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体の場合であれば、MII全体に対する2価の元素のモル比の割合で示される。)と関連し、還元度が高いと(例えば、式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体の場合であれば、MII全体に対する2価の元素のモル比の割合が高いと)上記範囲の物体色を有すると考えられる。固体カーボン存在下等の強還元性雰囲気下で蛍光体原料を焼成する等、本発明の蛍光体の製造方法に従って製造すると、上記の範囲の物体色を有する蛍光体を安定して得ることができる。
The object color of the phosphor can be measured by using, for example, a commercially available object color measuring device (for example, CR-300 manufactured by Minolta).
The object color means a color when light is reflected by the object. In the present invention, an object to be measured (that is, a phosphor) is irradiated with a predetermined light source (white light source, for example, standard light D 65 can be used), and the obtained reflected light is dispersed with a filter. Thus, the values of L * , a * , and b * are obtained.
Object color, the reduction of the phosphor material (e.g., in the case of a phosphor having a chemical composition represented by the formula [1], represented by a molar ratio of bivalent elements to the entire M II.) If the degree of reduction is high (for example, in the case of the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1], the ratio of the molar ratio of the divalent element to the entire M II is high), the above range It is thought that it has the object color. When manufactured according to the method for manufacturing a phosphor of the present invention, such as firing a phosphor material in a strongly reducing atmosphere such as the presence of solid carbon, a phosphor having an object color in the above range can be stably obtained. .
[2−5.発光特性]
本発明の蛍光体は、ピーク波長400nm又は455nmの光で励起した場合における発光スペクトルを測定した場合、以下の特性を有する。
[2-5. Luminescent characteristics]
The phosphor of the present invention has the following characteristics when an emission spectrum is measured when excited with light having a peak wavelength of 400 nm or 455 nm.
・発光ピーク波長
本発明の蛍光体は、発光ピーク波長λp(nm)が、通常400nm以上、好ましくは450nm以上、より好ましくは500nm以上であり、また、通常690nm以下、好ましくは680nm以下、より好ましくは670nm以下である。発光ピーク波長λpが 短過ぎても長過ぎても視感度が低くなり、輝度が低下する傾向がある。
・ Emission peak wavelength
The phosphor of the present invention has an emission peak wavelength λp (nm) of usually 400 nm or more, preferably 450 nm or more, more preferably 500 nm or more, and usually 690 nm or less, preferably 680 nm or less, more preferably 670 nm or less. is there. If the emission peak wavelength λ p is too short or too long, the visibility tends to be low and the luminance tends to decrease.
中でも、式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体は、発光ピーク波長λp(nm) が、通常510nm以上、好ましくは518nm以上、より好ましくは520nm以上、また、通常542nm以下、好ましくは528nm以下、より好ましくは525nm以下の範囲である。発光ピーク波長λp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。 Among them, the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1] has an emission peak wavelength λ p (nm) of usually 510 nm or more, preferably 518 nm or more, more preferably 520 nm or more, and usually 542 nm or less, preferably The range is 528 nm or less, more preferably 525 nm or less. While the color tends to be bluish green when emission peak wavelength lambda p is too short, they tend to take on yellowish and that too long, both in some cases the characteristics of the green light decreases.
・相対発光ピーク強度
本発明の蛍光体の発光ピークの相対強度(以下「相対発光ピーク強度」という場合がある。)は、通常40以上、好ましくは50以上、より好ましくは60以上である。中でも、式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体の相対発光ピーク強度は、通常75以上、好ましくは85以上、より好ましくは95以上である。
相対発光ピーク強度は、従来の製造方法により製造された蛍光体よりも、本発明の蛍光体の製造方法で製造したものの方が高い。これは、軟質化工程を行うことにより蛍光体粒子の損傷が抑制されたためであると考えられる。
なお、この相対発光ピーク強度は、化成オプトニクス社製BaMgAl10O17:Eu(製品番号LP−B4)を波長365nmの光で励起した時の発光強度を100として表わしている。この相対発光ピーク強度は高い方が好ましい。
・ Relative emission peak intensity
The relative intensity of the emission peak of the phosphor of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “relative emission peak intensity”) is usually 40 or more, preferably 50 or more, more preferably 60 or more. Among them, the relative emission peak intensity of the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1] is usually 75 or more, preferably 85 or more, more preferably 95 or more.
The relative emission peak intensity is higher in the phosphor produced by the phosphor production method of the present invention than in the phosphor produced by the conventional production method. This is considered to be because the phosphor particles were prevented from being damaged by performing the softening step.
Incidentally, the relative emission peak intensity Kasei Optonix Ltd. BaMgAl 10 O 17: Eu represents the emission intensity when the (product number LP-B4) was excited at a wavelength of 365nm light as 100. A higher relative emission peak intensity is preferred.
・半値幅
本発明の蛍光体は、その発光スペクトルにおける発光ピーク半値幅(full width at half maximum。以下適宜「FWHM」と略称する。)において特段の制限はない。ただし、式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体のFWHMは狭い。FWHMが狭いということは、即ち、色純度が優れていることを意味し、例えば、バックライト等の用途において優れた蛍光体となる。
·Half width
The phosphor of the present invention is not particularly limited in the emission peak half-width (hereinafter referred to as “FWHM” as appropriate) in the emission spectrum. However, the FWHM of the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1] is narrow. The narrow FWHM means that the color purity is excellent, and for example, the phosphor is excellent in applications such as a backlight.
具体的に、本発明の蛍光体のFWHMは、通常10nm以上、好ましくは20nm以上、より好ましくは25nm以上であり、また、通常130nm以下、好ましくは100nm以下、より好ましくは80nm以下である。中でも、式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体のFWHMは、通常10nm以上、好ましくは20nm以上、より好ましくは25nm以上、また、通常85nm以下、中でも75nm以下、更には70nm以下の範囲である。FWHMが狭過ぎると輝度が低下する場合があり、一方、広過ぎると色純度が低下する場合がある。 Specifically, the FWHM of the phosphor of the present invention is usually 10 nm or more, preferably 20 nm or more, more preferably 25 nm or more, and usually 130 nm or less, preferably 100 nm or less, more preferably 80 nm or less. Among them, the FWHM of the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1] is usually in the range of 10 nm or more, preferably 20 nm or more, more preferably 25 nm or more, and usually 85 nm or less, especially 75 nm or less, and further 70 nm or less. It is. If the FWHM is too narrow, the luminance may decrease. On the other hand, if the FWHM is too wide, the color purity may decrease.
なお、蛍光体をピーク波長400nm又は455nmの光で励起するには、例えば、GaN系発光ダイオードを用いることができる。また、蛍光体の発光スペクトルの測定、並びにその発光ピーク波長、相対発光ピーク強度及びピーク半値幅の算出は、例えば、日本分光社製FP−6500を用いて行なうことができる。 In order to excite the phosphor with light having a peak wavelength of 400 nm or 455 nm, for example, a GaN-based light emitting diode can be used. Moreover, the measurement of the emission spectrum of the phosphor and the calculation of the emission peak wavelength, the relative emission peak intensity and the peak half width can be performed using, for example, FP-6500 manufactured by JASCO Corporation.
[2−6.励起特性]
本発明の蛍光体は、励起波長は特に限定されないが、通常300nm以上、好ましくは350nm以上、より好ましくは380nm以上であり、また、通常550nm以下、好ましくは500nm以下、より好ましくは480nm以下である。中でも、式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体の励起波長は、通常300nm以上、中でも350nm以上、更には380nm以上、また、通常500nm以下、中でも480nm以下、更には
470nm以下の波長範囲の光で励起可能であることが好ましい。例えば、青色領域の光、及び/又は、近紫外領域の光で励起可能であれば、半導体発光素子等を第1の発光体とする発光装置に好適に使用することができる。
[2-6. Excitation characteristics]
The excitation wavelength of the phosphor of the present invention is not particularly limited, but is usually 300 nm or more, preferably 350 nm or more, more preferably 380 nm or more, and usually 550 nm or less, preferably 500 nm or less, more preferably 480 nm or less. . Among them, the excitation wavelength of the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1] is usually 300 nm or more, particularly 350 nm or more, more preferably 380 nm or more, and usually 500 nm or less, especially 480 nm or less, more preferably 470 nm or less. It is preferable that it can be excited by the light. For example, if it can be excited by light in a blue region and / or light in a near ultraviolet region, it can be suitably used for a light emitting device using a semiconductor light emitting element or the like as a first light emitter.
なお、励起スペクトルの測定は、室温、例えば25℃において、日本分光社製FP−6500を用いて測定することができる。ピーク波長400nm又は455nmの光で励起した場合の発光ピーク波長をモニター波長として得られた励起スペクトルから、励起ピーク波長を算出することができる。 In addition, the measurement of an excitation spectrum can be measured using FP-6500 by JASCO Corporation at room temperature, for example, 25 degreeC. The excitation peak wavelength can be calculated from the excitation spectrum obtained using the emission peak wavelength when excited with light having a peak wavelength of 400 nm or 455 nm as the monitor wavelength.
[2−7.耐久性]
本発明の蛍光体は、通常、耐久性(発光の持続性)に優れる。具体的には、高温高湿条件下(例えば、周囲温度85℃、相対湿度85%の条件下)で長時間(例えば、1000時間)点灯させた場合に、点灯開始直後と比較して、蛍光体由来の発光ピークの強度の変化が小さいこと、即ち、長時間点灯しても蛍光体の発光が低下しないことをいう。これは、本発明の蛍光体の製造方法において軟質化工程を行うことにより、蛍光体粒子の損傷を抑制したために得られる効果であると考えられる。
[2-7. durability]
The phosphor of the present invention is usually excellent in durability (sustained light emission). Specifically, when it is lit for a long time (for example, 1000 hours) under a high temperature and high humidity condition (for example, an ambient temperature of 85 ° C. and a relative humidity of 85%), it is fluorescent compared to immediately after the start of lighting. This means that the change in intensity of the light emission peak derived from the body is small, that is, the light emission of the phosphor does not decrease even when the light is lit for a long time. This is considered to be an effect obtained by suppressing the damage to the phosphor particles by performing the softening step in the phosphor production method of the present invention.
中でも、式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体はMIII元素を含有する場合、特 に耐久性に優れる。 Among them, the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1] is particularly excellent in durability when it contains the MIII element.
[2−8.温度特性]
本発明の蛍光体は、通常、温度特性に優れる。これは、本発明の蛍光体の製造方法において軟質化工程を行うことにより、蛍光体粒子の損傷を抑制したために得られる効果であると考えられる。具体的な指標としては、本発明の蛍光体に455nmの波長の光を照射した場合の発光スペクトルにおいて、25℃での輝度I(25)に対する100℃での輝度I(100)の割合が、通常50%以上、好ましくは55%以上、より好ましくは60%以上である。中でも、式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体は、Tb等のMIII元素を含有することにより、特に温度特性にも優れる。具体的には、前記発光スペクトルにおいて、I(25)に対するI(100)の割合が、通常64%以上、好ましくは65%以上、特に好ましくは66%以上である。
[2-8. Temperature characteristics]
The phosphor of the present invention is usually excellent in temperature characteristics. This is considered to be an effect obtained by suppressing the damage to the phosphor particles by performing the softening step in the phosphor production method of the present invention. As a specific index, in the emission spectrum when the phosphor of the present invention is irradiated with light having a wavelength of 455 nm, the ratio of the luminance I (100) at 100 ° C. to the luminance I (25) at 25 ° C. is Usually, it is 50% or more, preferably 55% or more, more preferably 60% or more. Among them, the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1] is particularly excellent in temperature characteristics by containing an M III element such as Tb. Specifically, in the emission spectrum, the ratio of I (100) to I (25) is usually 64% or more, preferably 65% or more, and particularly preferably 66% or more.
また、通常の蛍光体は温度上昇と共に発光強度が低下するので、該割合が100%を越えることは考えられ難いが、何らかの理由により100%を超えることがあってもよい。但し150%を超えるようであれば、温度変化により色ずれを起こす傾向となる。 In addition, since the emission intensity of ordinary phosphors decreases with increasing temperature, it is unlikely that the ratio exceeds 100%, but it may exceed 100% for some reason. However, if it exceeds 150%, the color shift tends to occur due to temperature change.
尚、上記温度特性を測定する場合は、例えば、発光スペクトル装置として大塚電子製MCPD7000マルチチャンネルスペクトル測定装置、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、以下のように測定することができる。ステージに蛍光体サンプルを入れたセルを載せ、温度を20℃から180℃の範囲で変化させる。蛍光体の表面温度が所定温度で一定となったことを確認する。次いで、光源から回折格子で分光して取り出した波長455nmの光で蛍光体を励起して発光スペクトル測定する。測定された発光スペクトルから励起光が混在しない波長域(具体的には480nm以上780nm以下)においてJIS27824に準じて輝度を求める。ここで、蛍光体の表面温度の測定値は、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る。 In the case of measuring the temperature characteristics, for example, an MCPD7000 multi-channel spectrum measuring device manufactured by Otsuka Electronics as a light emission spectrum device, a stage having a cooling mechanism by a Peltier element and a heating mechanism by a heater, and a 150 W xenon lamp as a light source. It can measure as follows using the apparatus provided. A cell containing a phosphor sample is placed on the stage, and the temperature is changed in the range of 20 ° C to 180 ° C. It is confirmed that the surface temperature of the phosphor is constant at a predetermined temperature. Next, the emission spectrum is measured by exciting the phosphor with light having a wavelength of 455 nm extracted from the light source by the diffraction grating. From the measured emission spectrum, the luminance is determined in accordance with JIS 27824 in a wavelength region where excitation light is not mixed (specifically, 480 nm or more and 780 nm or less). Here, as the measurement value of the surface temperature of the phosphor, a value corrected using the temperature measurement value by the radiation thermometer and the thermocouple is used.
[2−9.量子効率]
吸収効率(以下「αq」で表わす場合がある。)は、励起光源(後述する「第一の発光 体」に相当する。)が発する光(励起光)の光子数に対し、蛍光体が吸収する光子数の割合を意味する。なお、以下の記載では「光子」を「フォトン」と言う場合がある。
また、内部量子効率(以下「ηi」で表わす場合がある。)とは、蛍光体が吸収した励 起光の光子数に対する、蛍光体が発光した光子数の比率を意味する。
さらに、外部量子効率(以下「ηo」で表わす場合がある。)とは、励起光の光子数に 対する蛍光体の発光光子数の割合を表わす値であり、前記の吸収効率αqと前記の内部量 子効率ηiとの積に相当する。即ち、外部量子効率ηoは、下記式で規定されることになる。
(外部量子効率ηo)=(内部量子効率ηi)×(吸収効率αq)
[2-9. Quantum efficiency]
The absorption efficiency (hereinafter sometimes referred to as “α q ”) is determined by the fact that the phosphor is less than the number of photons of light (excitation light) emitted by the excitation light source (corresponding to “first illuminant” described later). It means the ratio of the number of photons absorbed. In the following description, “photon” may be referred to as “photon”.
Further, the internal quantum efficiency (hereinafter sometimes expressed as “η i ”) means the ratio of the number of photons emitted by the phosphor to the number of photons of the excitation light absorbed by the phosphor.
Furthermore, (which may be expressed by the following "eta o".) External quantum efficiency is a value representing the ratio of the emission photon number of the phosphor against the photon number of the excitation light, wherein the said absorption efficiency alpha q Is equivalent to the product of the internal quantum efficiency η i of. That is, the external quantum efficiency η o is defined by the following equation.
(External quantum efficiency η o ) = (internal quantum efficiency η i ) × (absorption efficiency α q )
本発明の蛍光体は、通常、上記の吸収効率α0、内部量子効率ηi及び外部量子効率ηo という量子効率がいずれも高い。これは、本発明の蛍光体の製造方法において軟質化工程を行うことにより、蛍光体粒子の損傷を抑制したために得られる効果であると考えられる。 The phosphor of the present invention usually has a high quantum efficiency such as the above-described absorption efficiency α 0 , internal quantum efficiency η i, and external quantum efficiency η o . This is considered to be an effect obtained by suppressing the damage to the phosphor particles by performing the softening step in the phosphor production method of the present invention.
具体的には、本発明の蛍光体をピーク波長400nm又は455nmの光で励起した場合における吸収効率αqは、通常0.4以上、好ましくは0.5以上、より好ましくは0.6以上である。中でも、式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体の吸収効率αqは、通常0.55以上、好ましくは0.6以上、より好ましくは0.75以上であることが望ましい。蛍光体の吸収効率αqが低過ぎると、所定の発光を得るために必要な励起光量 が大きくなり、消費エネルギーが大きくなる傾向がある。 Specifically, the absorption efficiency α q when the phosphor of the present invention is excited with light having a peak wavelength of 400 nm or 455 nm is usually 0.4 or more, preferably 0.5 or more, more preferably 0.6 or more. is there. Among them, the absorption efficiency α q of the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1] is desirably 0.55 or more, preferably 0.6 or more, more preferably 0.75 or more. If the absorption efficiency α q of the phosphor is too low, the amount of excitation light necessary to obtain the predetermined light emission tends to increase and the energy consumption tends to increase.
また、本発明の蛍光体をピーク波長400nm又は455nmの光で励起した場合における内部量子効率ηiは、通常0.4以上、好ましくは0.45以上、より好ましくは0.5以上である。中でも、式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体の内部量子効率ηiは、通常0.57以上、好ましくは0.69以上、より好ましくは0.79以上であることが望ましい。蛍光体の内部量子効率ηiが低過ぎると、所定の発光を得るために必要な励起光量が大きくなり、消費エネルギーが大きくなる傾向がある。 Further, when the phosphor of the present invention is excited with light having a peak wavelength of 400 nm or 455 nm, the internal quantum efficiency η i is usually 0.4 or more, preferably 0.45 or more, more preferably 0.5 or more. Among these, the internal quantum efficiency η i of the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1] is desirably 0.57 or more, preferably 0.69 or more, more preferably 0.79 or more. If the internal quantum efficiency η i of the phosphor is too low, the amount of excitation light necessary to obtain predetermined light emission tends to increase and the energy consumption tends to increase.
さらに、本発明の蛍光体をピーク波長400nm又は455nmの光で励起した場合における外部量子効率ηoは、通常0.3以上、好ましくは0.4以上、より好ましくは0.5以上である。中でも、式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体の外部量子効率ηoは、通常0.42以上、好ましくは0.50以上、より好ましくは0.55以上、更に好ましくは0.65以上である。蛍光体の外部量子効率ηoが低いと、所定の発光を得るために必要な励起光量が大きくなり、消費エネルギーが大きくなる傾向がある。 Furthermore, the external quantum efficiency η o when the phosphor of the present invention is excited with light having a peak wavelength of 400 nm or 455 nm is usually 0.3 or more, preferably 0.4 or more, more preferably 0.5 or more. Among these, the external quantum efficiency η o of the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1] is usually 0.42 or more, preferably 0.50 or more, more preferably 0.55 or more, and further preferably 0.65. That's it. When the external quantum efficiency η o of the phosphor is low, the amount of excitation light necessary for obtaining predetermined light emission tends to increase and the energy consumption tends to increase.
(吸収効率αq、内部量子効率ηi、及び外部量子効率ηoの測定方法)
蛍光体の吸収効率αq、内部量子効率ηi及び外部量子効率ηoを求める方法について、 以下に説明する。
(Measurement method of absorption efficiency α q , internal quantum efficiency η i , and external quantum efficiency η o )
A method for obtaining the absorption efficiency α q , internal quantum efficiency η i and external quantum efficiency η o of the phosphor will be described below.
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る。積分球等の集光装置を用いるのは、蛍光体サンプルで反射したフォトン、及び蛍光体サンプルから蛍光現象により放出されたフォトンを全て計上できるようにする、即ち、計上されずに測定系外へ飛び去るフォトンをなくすためである。 First, a phosphor sample to be measured (for example, a phosphor powder) is packed in a cell with a sufficiently smooth surface so that measurement accuracy is maintained, and is attached to a condenser such as an integrating sphere. The use of a condenser such as an integrating sphere makes it possible to count all the photons reflected by the phosphor sample and the photons emitted from the phosphor sample due to the fluorescence phenomenon. This is to eliminate the photons that fly away.
この集光装置に、蛍光体サンプルを励起するための発光源を取り付ける。発光源としては、例えばXeランプ等を用いる。また、発光源の発光ピーク波長が例えば405nmや455nmの単色光となるように、フィルターやモノクロメーター(回折格子分光器)等を用いて調整を行なう。 A light emission source for exciting the phosphor sample is attached to the light collecting device. For example, an Xe lamp or the like is used as the light source. Further, adjustment is performed using a filter, a monochromator (diffraction grating spectrometer), or the like so that the emission peak wavelength of the light emission source is monochromatic light of, for example, 405 nm or 455 nm.
この発光ピーク波長が調整された発光源からの光を、測定対象の蛍光体サンプルに照射
し、発光(蛍光)及び反射光を含むスペクトルを分光測定装置(例えば大塚電子株式会社製MCPD7000等)で測定する。ここで測定されるスペクトルには、実際には、励起発光光源からの光(以下では単に「励起光」と記す。)のうち、蛍光体に吸収されなかった反射光と、蛍光体が励起光を吸収して蛍光現象により発する別の波長の光(蛍光)とが含まれる。すなわち、励起光領域は反射スペクトルに相当し、それよりも長波長領域は蛍光スペクトル(ここでは、発光スペクトルと呼ぶ場合もある)に相当する。
The phosphor sample to be measured is irradiated with light from the light emission source whose emission peak wavelength is adjusted, and a spectrum including light emission (fluorescence) and reflected light is measured with a spectrometer (for example, MCPD7000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). taking measurement. The spectrum measured here is actually reflected light that has not been absorbed by the phosphor among the light from the excitation light source (hereinafter simply referred to as “excitation light”), and the phosphor is excited light. And other wavelengths of light (fluorescence) emitted by the fluorescence phenomenon. That is, the excitation light region corresponds to the reflection spectrum, and the longer wavelength region corresponds to the fluorescence spectrum (sometimes referred to herein as the emission spectrum).
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で割った値として求められる。具体的な算出手順は以下の通りである。 The absorption efficiency α q is obtained as a value obtained by dividing the number of photons Nabs of the excitation light absorbed by the phosphor sample by the total number of photons N of the excitation light. The specific calculation procedure is as follows.
まず、後者の励起光の全フォトン数Nを、次のようにして求める。
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」(450nm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する(この反射スペクトルを以下「Iref(λ)」とする。)。
First, the total photon number N of the latter excitation light is obtained as follows.
That is, a white reflection plate such as a substance having a reflectance R of almost 100% with respect to excitation light, for example, “Spectralon” manufactured by Labsphere (having a reflectance R of 98% with respect to excitation light of 450 nm) is measured. As described above, the light-emitting device is attached to the above-described condensing device in the same arrangement as the phosphor sample, and the reflection spectrum is measured using the spectroscopic measurement device (this reflection spectrum is hereinafter referred to as “I ref (λ)”).
この反射スペクトルIref(λ)から、下記(式A)で表わされる数値を求める。下記 (式A)で表わされる数値は、励起光の全フォトン数Nに比例する。
なお、上記(式A)の積分区間は、実質的にIref(λ)が有意な値を持つ区間のみに 限定してもよい。 It should be noted that the integration interval of the above (formula A) may be limited to only an interval where I ref (λ) has a significant value.
一方、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は、下記(式B) で求められる量に比例する。
上記(式B)において、「I(λ)」は、吸収効率αqの測定対象となる蛍光体サンプ ルを集光装置に取り付けたときの反射スペクトルを表わす。 In the above (Formula B), "I (lambda)" represents the reflection spectrum when fitted with a phosphor sample to be measured of the absorption efficiency alpha q to condenser.
また、上記(式B)の積分区間は、上記(式A)で定めた積分区間と同じにする。このように積分区間を限定することで、上記(式B)の第二項は、測定対象の蛍光体サンプルが励起光を反射することによって生じたフォトン数に対応した数値、即ち、測定対象の蛍光体サンプルから生ずる全フォトンのうち蛍光現象に由来するフォトンを除いたフォトン数に対応した数値になる。実際のスペクトル測定値は、一般にはλに関するある有限のバンド幅で区切ったデジタルデータとして得られるため、上記の(式A)及び(式B)の積分は、そのバンド幅に基づいた和分によって求まる。 Further, the integration interval of the above (formula B) is made the same as the integration interval defined by the above (formula A). By limiting the integration interval in this way, the second term of the above (formula B) is a numerical value corresponding to the number of photons generated when the phosphor sample to be measured reflects the excitation light, that is, the measurement target. This is a numerical value corresponding to the number of photons excluding photons derived from the fluorescence phenomenon among all photons generated from the phosphor sample. Since the actual spectrum measurement value is generally obtained as digital data divided by a certain finite bandwidth with respect to λ, the integration of (Equation A) and (Equation B) above is based on the sum based on the bandwidth. I want.
以上より、吸収効率αqは、次の式で求められる。
吸収効率αq = Nabs/N =(式B)/(式A)
From the above, the absorption efficiency α q can be obtained by the following equation.
Absorption efficiency α q = N abs / N = (Formula B) / (Formula A)
次に、内部量子効率ηiを求める方法を説明する。
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で割った値である。
Next, a method for obtaining the internal quantum efficiency η i will be described.
Internal quantum efficiency eta i is a number N PL of photons originating from the fluorescence phenomenon, divided by the number N abs of photons phosphor sample has absorbed.
ここで、NPLは、下記(式C)で求められる量に比例する。
なお、上記(式C)の積分区間は、蛍光体サンプルの蛍光現象に由来するフォトンの有する波長範囲に限定する。蛍光体サンプルから反射されたフォトンの寄与をI(λ)から除くためである。
具体的に、上記(式C)の積分区間の下限は、上記(式A)の積分区間の上端を取り、積分区間の上限は、蛍光に由来するフォトンを包含するために必要十分な範囲とする。
Note that the integration interval of the above (formula C) is limited to the wavelength range of photons derived from the fluorescence phenomenon of the phosphor sample. This is because the contribution of photons reflected from the phosphor sample is removed from I (λ).
Specifically, the lower limit of the integration interval of (Equation C) takes the upper end of the integration interval of (Equation A), and the upper limit of the integration interval is a range that is necessary and sufficient to include photons derived from fluorescence. To do.
以上より、内部量子効率αqは、次の式で求められる。
ηi = (式C)/(式B)
As described above, the internal quantum efficiency α q is obtained by the following equation.
η i = (Formula C) / (Formula B)
なお、デジタルデータとなったスペクトルから積分を行なう点に関しては、吸収効率αqを求めた場合と同様である。 It should be noted that the point of integration from the spectrum that has become digital data is the same as when the absorption efficiency α q is obtained.
そして、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、外部量子効率ηoを求めることができる。 The external quantum efficiency η o can be obtained by taking the product of the absorption efficiency α q obtained by the above procedure and the internal quantum efficiency η i .
また、外部量子効率ηoは、以下の関係式から求めることもできる。
ηo = (式C)/(式A)
即ち、外部量子効率ηoは、蛍光に由来するフォトンの数NPLを励起光の全フォトン数 Nで割った値である。
The external quantum efficiency η o can also be obtained from the following relational expression.
η o = (Formula C) / (Formula A)
That is, the external quantum efficiency η o is a value obtained by dividing the number of photons N PL derived from fluorescence by the total number of photons N of excitation light.
[3.Caの含有量が少ない蛍光体]
本発明の別の蛍光体は、必ずしも本発明の蛍光体の製造方法により製造されていなくてもよいこと以外は、[2.蛍光体]の項で説明した本発明の蛍光体のうち、式[1]で表される化学組成を有する蛍光体であって、MI及びMIIの合計を2としたとき、MI及びMIIの合計に対するCaのモル比の値が、通常0.005以下、好ましくは0.0005以下、より好ましくは0.0002以下、また、通常0.000001以上、好ましくは0.000005以上、より好ましくは0.00001以上の範囲であるものと同様である。
即ち、本発明の別の蛍光体は、少なくとも、アルカリ土類金属元素を母体結晶の一部として有し、オルソシリケート系又はガーネット系の結晶構造を有する蛍光体であって、円形度が85%未満である粒子の割合が4個数%以下であり、QDの値が0.4以下であり、式[1]で表わされる化学組成を有し、MIが少なくともCaを含有するとともに、MI及びMIIの合計を2としたとき、MI及びMIIの合計に対するCaのモル比の値が、0.005以下、0.000001以上である蛍光体である。
ただし、本発明の別の蛍光体は、本発明の蛍光体の製造方法で製造してもよい。
[3. Phosphor with low Ca content]
The other phosphor of the present invention is not necessarily manufactured by the phosphor manufacturing method of the present invention, except that [2. Of the phosphor of the present invention is described in the section of the phosphor, a phosphor having a chemical composition represented by the formula [1], when the two the sum of the M I and M II, M I and The value of the molar ratio of Ca to the total of M II is usually 0.005 or less, preferably 0.0005 or less, more preferably 0.0002 or less, and usually 0.000001 or more, preferably 0.000005 or more, more Preferably it is the same as that of the range of 0.00001 or more.
That is, another phosphor of the present invention is a phosphor having at least an alkaline earth metal element as a part of a host crystal and having an orthosilicate or garnet crystal structure, and has a circularity of 85%. The proportion of particles less than 4 is 4% by number or less, the value of QD is 0.4 or less, the chemical composition is represented by the formula [1], M I contains at least Ca, and M I and when two of the sum of M II, the value of Ca molar ratio of to the total of M I and M II is 0.005 or less, a phosphor is 0.000001 or more.
However, you may manufacture another fluorescent substance of this invention with the manufacturing method of the fluorescent substance of this invention.
この本発明の別の蛍光体は、従来の蛍光体と比較して輝度が向上する。 This another phosphor of the present invention has improved luminance as compared with the conventional phosphor.
[4.蛍光体含有組成物]
前記の[2.蛍光体]又は[3.Caの含有量が少ない蛍光体]の項で説明した本発明
の蛍光体はいずれも、液体媒体と混合して用いることもできる。特に、本発明の蛍光体を発光装置等の用途に使用する場合には、これを液体媒体中に分散させた形態で用い、封止した後、熱や光によって硬化させて用いるのが好ましい。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。
[4. Phosphor-containing composition]
[2. Phosphor] or [3. Any of the phosphors of the present invention described in the section “Fluorescent substance with low Ca content” can be used by mixing with a liquid medium. In particular, when the phosphor of the present invention is used for applications such as a light emitting device, it is preferably used in a form dispersed in a liquid medium, sealed and then cured by heat or light. The phosphor of the present invention dispersed in a liquid medium will be referred to as “the phosphor-containing composition of the present invention” as appropriate.
[4−1.蛍光体]
本発明の蛍光体含有組成物に含有させる本発明の蛍光体の種類に制限は無く、上述したものから任意に選択することができる。また、本発明の蛍光体含有組成物に含有させる本発明の蛍光体は、1種のみであってもよく、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。更に、本発明の蛍光体含有組成物には、本発明の効果を著しく損なわない限り、本発明の蛍光体以外の蛍光体を含有させてもよい。
[4-1. Phosphor]
There is no restriction | limiting in the kind of fluorescent substance of this invention contained in the fluorescent substance containing composition of this invention, It can select arbitrarily from what was mentioned above. Moreover, the fluorescent substance of this invention contained in the fluorescent substance containing composition of this invention may be only 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. Furthermore, the phosphor-containing composition of the present invention may contain a phosphor other than the phosphor of the present invention as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.
[4−2.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。例えば、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、任意の無機系材料及び/又は有機系材料が使用できる。
[4-2. Liquid medium]
The liquid medium used in the phosphor-containing composition of the present invention is not particularly limited as long as the performance of the phosphor is not impaired within the intended range. For example, any inorganic material and / or organic material may be used as long as it exhibits liquid properties under the desired use conditions, suitably disperses the phosphor of the present invention, and does not cause an undesirable reaction. it can.
無機系材料としては、例えば、金属アルコキシド、セラミック前駆体ポリマー若しくは金属アルコキシドを含有する溶液をゾル−ゲル法により加水分解重合して成る溶液又はこれらを組み合わせた無機系材料(例えばシロキサン結合を有する無機系材料)等を挙げることができる。 As the inorganic material, for example, a solution obtained by hydrolytic polymerization of a solution containing a metal alkoxide, a ceramic precursor polymer or a metal alkoxide by a sol-gel method, or an inorganic material (for example, an inorganic material having a siloxane bond). System materials) and the like.
有機系材料としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等が挙げられる。具体例を挙げると、ポリメタアクリル酸メチル等のメタアクリル樹脂;ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリエステル樹脂;フェノキシ樹脂;ブチラール樹脂;ポリビニルアルコール;エチルセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート等のセルロース系樹脂;エポキシ樹脂;フェノール樹脂;シリコーン樹脂等が挙げられる。 Examples of organic materials include thermoplastic resins, thermosetting resins, and photocurable resins. Specific examples include methacrylic resins such as methyl polymethacrylate; styrene resins such as polystyrene and styrene-acrylonitrile copolymers; polycarbonate resins; polyester resins; phenoxy resins; butyral resins; polyvinyl alcohols; Cellulose-based resins such as cellulose acetate butyrate; epoxy resins; phenol resins; silicone resins.
これらの中で特に照明など大出力の発光装置に本発明の蛍光体を用いる場合には、耐熱性や耐光性等を高めることを目的として、液体媒体として珪素含有化合物を使用することが好ましい。 Among these, in particular, when the phosphor of the present invention is used in a light-emitting device having a high output such as illumination, it is preferable to use a silicon-containing compound as a liquid medium for the purpose of improving heat resistance, light resistance and the like.
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、例えば、ポリオルガノシロキサン等の有機材料(シリコーン系材料)、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、ハンドリングの容易さ等の点から、シリコーン系材料が好ましい。 The silicon-containing compound refers to a compound having a silicon atom in the molecule, for example, an organic material (silicone material) such as polyorganosiloxane, an inorganic material such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, and borosilicate. And glass materials such as phosphosilicate and alkali silicate. Among these, silicone materials are preferable from the viewpoint of ease of handling.
上記シリコーン系材料とは、通常、シロキサン結合を主鎖とする有機重合体をいい、例えば一般組成式(i)で表される化合物及び/またはそれらの混合物が挙げられる。
(R1R2R3SiO1/2)M(R4R5SiO2/2)D(R6SiO3/2)T(SiO4/2)Q・・・式(i)
一般組成式(i)において、R1からR6は、有機官能基、水酸基、水素原子からなる群から選択されるものを表す。なお、R1からR6は、同じであってもよく、異なってもよい。
また、上記式(i)において、M、D、T及びQは、各々0以上1未満の数であり、且つ、M+D+T+Q=1を満足する数である。
The silicone material generally refers to an organic polymer having a siloxane bond as a main chain, and examples thereof include a compound represented by the general composition formula (i) and / or a mixture thereof.
(R 1 R 2 R 3 SiO 1/2 ) M (R 4 R 5 SiO 2/2 ) D (R 6 SiO 3/2 ) T (SiO 4/2 ) Q Formula (i)
In the general composition formula (i), R 1 to R 6 represent those selected from the group consisting of organic functional groups, hydroxyl groups, and hydrogen atoms. R 1 to R 6 may be the same or different.
In the above formula (i), M, D, T, and Q are numbers that are 0 or more and less than 1, respectively, and that satisfy M + D + T + Q = 1.
該シリコーン系材料は、半導体発光素子の封止に用いる場合、液状のシリコーン系材料を用いて封止した後、熱や光によって硬化させて用いることができる。 When used for sealing a semiconductor light emitting device, the silicone material can be used after being sealed with a liquid silicone material and then cured by heat or light.
シリコーン系材料を硬化のメカニズムにより分類すると、通常、付加重合硬化タイプ、縮重合硬化タイプ、紫外線硬化タイプ、パーオキサイド架硫タイプなどのシリコーン系材料を挙げることができる。これらの中では、付加重合硬化タイプ(付加型シリコーン系材料)、縮合硬化タイプ(縮合型シリコーン系材料)、紫外線硬化タイプが好適である。以下、付加型シリコーン系材料、及び縮合型シリコーン系材料について説明する。 When silicone materials are classified according to the curing mechanism, silicone materials such as an addition polymerization curing type, a condensation polymerization curing type, an ultraviolet curing type, and a peroxide vulcanization type can be generally cited. Among these, addition polymerization curing type (addition type silicone material), condensation curing type (condensation type silicone material), and ultraviolet curing type are preferable. Hereinafter, the addition type silicone material and the condensation type silicone material will be described.
付加型シリコーン系材料とは、ポリオルガノシロキサン鎖が、有機付加結合により架橋されたものをいう。代表的なものとしては、例えばビニルシランとヒドロシランとをPt触媒などの付加型触媒の存在下反応させて得られるSi−C−C−Si結合を架橋点に有する化合物等を挙げることができる。これらは市販のものを使用することができ、例えば付加重合硬化タイプの具体的商品名としては信越化学工業社製「LPS−1400」「LPS−2410」「LPS−3400」等が挙げられる。 The addition-type silicone material refers to a material in which polyorganosiloxane chains are crosslinked by organic addition bonds. Typical examples include compounds having a Si—C—C—Si bond at the crosslinking point obtained by reacting vinylsilane and hydrosilane in the presence of an addition catalyst such as a Pt catalyst. As these, commercially available products can be used. Specific examples of addition polymerization curing type trade names include “LPS-1400”, “LPS-2410”, and “LPS-3400” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
一方、縮合型シリコーン系材料とは、例えば、アルキルアルコキシシランの加水分解・重縮合で得られるSi−O−Si結合を架橋点に有する化合物を挙げることができる。その具体例としては、下記一般式(ii)及び/又は(iii)で表わされる化合物、及び/又 はそのオリゴマーを加水分解・重縮合して得られる重縮合物が挙げられる。 On the other hand, examples of the condensation type silicone material include a compound having a Si—O—Si bond obtained by hydrolysis and polycondensation of an alkylalkoxysilane at a crosslinking point. Specific examples thereof include polycondensates obtained by hydrolysis and polycondensation of compounds represented by the following general formula (ii) and / or (iii) and / or oligomers thereof.
Mm+XnY1 m-n (ii)
(式(ii)中、Mは、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、及びチタンより選択される少なくとも1種の元素を表わし、Xは、加水分解性基を表わし、Y1は、1価の有機基を 表わし、mは、Mの価数を表わす1以上の整数を表わし、nは、X基の数を表わす1以上の整数を表わす。但し、m≧nである。)
M m + X n Y 1 mn (ii)
(In formula (ii), M represents at least one element selected from silicon, aluminum, zirconium, and titanium, X represents a hydrolyzable group, and Y 1 represents a monovalent organic group. M represents one or more integers representing the valence of M, and n represents one or more integers representing the number of X groups, provided that m ≧ n.
(Ms+XtY1 s-t-1)uY2 (iii)
(式(iii)中、Mは、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、及びチタンより選択され る少なくとも1種の元素を表わし、Xは、加水分解性基を表わし、Y1は、1価の有機基 を表わし、Y2は、u価の有機基を表わし、sは、Mの価数を表わす1以上の整数を表わ し、tは、1以上、s−1以下の整数を表わし、uは、2以上の整数を表わす。)
(M s + X t Y 1 st-1) u Y 2 (iii)
(In formula (iii), M represents at least one element selected from silicon, aluminum, zirconium, and titanium, X represents a hydrolyzable group, and Y 1 represents a monovalent organic group. Y 2 represents a u-valent organic group, s represents an integer of 1 or more representing the valence of M, t represents an integer of 1 or more and s−1 or less, and u is Represents an integer of 2 or more.)
また、縮合型シリコーン系材料には、硬化触媒を含有させてもよい。この硬化触媒としては、例えば、金属キレート化合物などを好適なものとして用いることができる。金属キレート化合物は、Ti、Ta、Zrの何れか1以上を含むものが好ましく、Zrを含むものが更に好ましい。なお、硬化触媒は、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。 Further, the condensation type silicone material may contain a curing catalyst. As this curing catalyst, for example, a metal chelate compound or the like can be suitably used. The metal chelate compound preferably contains one or more of Ti, Ta, and Zr, and more preferably contains Zr. In addition, only 1 type may be used for a curing catalyst and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
このような縮合型シリコーン系材料としては、例えば特開2007−112973号〜112975号公報、特開2007−19459号公報、及び、特願2006−176468号明細書に記載の半導体発光デバイス用部材が好適である。 Examples of such condensation type silicone materials include members for semiconductor light emitting devices described in JP-A Nos. 2007-112973 to 112975, JP-A No. 2007-19459, and Japanese Patent Application No. 2006-176468. Is preferred.
縮合型シリコーン系材料の中で、特に好ましい材料について、以下に説明する。
シリコーン系材料は、一般に半導体発光素子や素子を配置する基板及びパッケージ等との接着性が弱いことが課題とされるが、密着性が高いシリコーン系材料として、特に、以下の特徴〔1〕〜〔3〕のうち1つ以上を有する縮合型シリコーン系材料が好ましい。
Of the condensed silicone materials, particularly preferred materials will be described below.
Silicone-based materials generally have a problem of poor adhesion to semiconductor light-emitting elements, substrates on which the elements are arranged, packages, and the like, but as silicone-based materials having high adhesion, the following features [1] to A condensation type silicone material having one or more of [3] is preferred.
〔1〕ケイ素含有率が20重量%以上である。
〔2〕後に詳述する方法によって測定した固体Si−核磁気共鳴(NMR)スペクトルに
おいて、下記(a)及び/又は(b)のSiに由来するピークを少なくとも1つ有する。
(a)ピークトップの位置がテトラメトキシシランを基準としてケミカルシフト−40ppm以上、0ppm以下の領域にあり、ピークの半値幅が0.3ppm以上、3.0ppm以下であるピーク。
(b)ピークトップの位置がテトラメトキシシランを基準としてケミカルシフト−80ppm以上、−40ppm未満の領域にあり、ピークの半値幅が0.3ppm以上5.0ppm以下であるピーク。
〔3〕シラノール含有率が0.1重量%以上、10重量%以下である。
[1] The silicon content is 20% by weight or more.
[2] The solid Si-nuclear magnetic resonance (NMR) spectrum measured by the method described in detail later has at least one peak derived from Si in the following (a) and / or (b).
(A) A peak whose peak top position is in a region where the chemical shift is −40 ppm or more and 0 ppm or less with respect to tetramethoxysilane, and the half width of the peak is 0.3 ppm or more and 3.0 ppm or less.
(B) A peak whose peak top position is in a region where the chemical shift is −80 ppm or more and less than −40 ppm with respect to tetramethoxysilane, and the half width of the peak is 0.3 ppm or more and 5.0 ppm or less.
[3] The silanol content is 0.1% by weight or more and 10% by weight or less.
本発明においては、上記の特徴〔1〕〜〔3〕のうち、特徴〔1〕を有するシリコーン系材料が好ましく、上記の特徴〔1〕及び〔2〕を有するシリコーン系材料がより好ましく、上記の特徴〔1〕〜〔3〕を全て有するシリコーン系材料が特に好ましい。
以下、上記の特徴〔1〕〜〔3〕について説明する。
In the present invention, among the above features [1] to [3], a silicone material having the feature [1] is preferable, a silicone material having the above features [1] and [2] is more preferable, Particularly preferred are silicone materials having all the features [1] to [3].
Hereinafter, the above features [1] to [3] will be described.
[4−2−1.特徴〔1〕(ケイ素含有率)]
従来のシリコーン系材料の基本骨格は炭素−炭素及び炭素−酸素結合を基本骨格としたエポキシ樹脂等の有機樹脂であるが、これに対し本発明に好適なシリコーン系材料の基本骨格はガラス(ケイ酸塩ガラス)などと同じ無機質のシロキサン結合である。このシロキサン結合は、下記表2の化学結合の比較表からも明らかなように、シリコーン系材料として優れた以下の特徴がある。
[4-2-1. Feature [1] (silicon content)]
The basic skeleton of conventional silicone materials is an organic resin such as an epoxy resin having carbon-carbon and carbon-oxygen bonds as the basic skeleton, whereas the basic skeleton of silicone materials suitable for the present invention is glass (silica). It is the same inorganic siloxane bond as acid glass). As apparent from the chemical bond comparison table shown in Table 2 below, this siloxane bond has the following characteristics excellent as a silicone material.
(I)結合エネルギーが大きく、熱分解・光分解し難いため、耐光性が良好である。
(II)電気的に若干分極している。
(III)鎖状構造の自由度は大きく、フレキシブル性に富む構造が可能であり、シロキサ ン鎖中心に自由回転可能である。
(IV)酸化度が大きく、これ以上酸化されない。
(V)電気絶縁性に富む。
(I) Since the binding energy is large and thermal decomposition and photolysis are difficult, light resistance is good.
(II) It is slightly polarized electrically.
(III) The degree of freedom of the chain structure is large, a structure with high flexibility is possible, and the chain structure can freely rotate around the center of the siloxane chain.
(IV) The degree of oxidation is large and no further oxidation occurs.
(V) Rich in electrical insulation.
これらの特徴から、シロキサン結合が3次元的に、しかも高架橋度で結合した骨格で形成されるシリコーン系のシリコーン系材料は、ガラス或いは岩石などの無機質に近く、耐熱性・耐光性に富む保護皮膜となることが理解できる。特にメチル基を置換基とするシリコーン系材料は、紫外領域に吸収を持たないため光分解が起こり難く、耐光性に優れる。 Because of these characteristics, silicone-based silicone materials that are formed with a skeleton in which siloxane bonds are three-dimensionally bonded with a high degree of crosslinking are close to inorganic materials such as glass or rock, and have a high heat resistance and light resistance. Can be understood. In particular, a silicone-based material having a methyl group as a substituent has no absorption in the ultraviolet region, so that photolysis hardly occurs and has excellent light resistance.
本発明に好適なシリコーン系材料のケイ素含有率は、通常20重量%以上であるが、中でも25重量%以上が好ましく、30重量%以上がより好ましい。一方、上限としては、SiO2のみからなるガラスのケイ素含有率が47重量%であるという理由から、通常4 7重量%以下の範囲である。 The silicon content of the silicone material suitable for the present invention is usually 20% by weight or more, preferably 25% by weight or more, and more preferably 30% by weight or more. On the other hand, the upper limit is usually in the range of 47% by weight or less because the silicon content of the glass composed solely of SiO 2 is 47% by weight.
なお、シリコーン系材料のケイ素含有率は、例えば以下の方法を用いて誘導結合高周波プラズマ分光(inductively coupled plasma spectr
ometry:以下適宜「ICP」と略する。)分析を行い、その結果に基づいて算出することができる。
Note that the silicon content of the silicone-based material is measured by, for example, inductively coupled plasma spectrum using the following method.
ometry: hereinafter abbreviated as “ICP” as appropriate ) Analysis can be performed and calculated based on the result.
{ケイ素含有率の測定}
シリコーン系材料を白金るつぼ中にて大気中、450℃で1時間、次いで750℃で1時間、950℃で1.5時間保持して焼成し、炭素成分を除去した後、得られた残渣少量に10倍量以上の炭酸ナトリウムを加えてバーナー加熱し溶融させ、これを冷却して脱塩水を加え、更に塩酸にてpHを中性程度に調整しつつケイ素として数ppm程度になるよう定容し、ICP分析を行う。
{Measurement of silicon content}
Silicone material is baked in a platinum crucible in the air at 450 ° C. for 1 hour, then at 750 ° C. for 1 hour, and at 950 ° C. for 1.5 hours to remove the carbon component, and then a small amount of residue is obtained. Add more than 10 times the amount of sodium carbonate and heat with a burner to melt, cool this, add demineralized water, and adjust the pH to neutral with hydrochloric acid to a few ppm as silicon. ICP analysis is performed.
[4−2−2.特徴〔2〕(固体Si−NMRスペクトル)]
本発明に好適なシリコーン系材料の固体Si−NMRスペクトルを測定すると、有機基の炭素原子が直接結合したケイ素原子に由来する前記(a)及び/又は(b)のピーク領域に少なくとも1本、好ましくは複数本のピークが観測される。
[4-2-2. Feature [2] (Solid Si-NMR Spectrum)]
When a solid Si-NMR spectrum of a silicone-based material suitable for the present invention is measured, at least one peak in the peak region of (a) and / or (b) derived from a silicon atom to which a carbon atom of an organic group is directly bonded, Preferably, a plurality of peaks are observed.
ケミカルシフト毎に整理すると、本発明に好適なシリコーン系材料において、(a)に記載のピークの半値幅は、分子運動の拘束が小さいために、全般に後述の(b)に記載のピークの場合より小さく、通常3.0ppm以下、好ましくは2.0ppm以下、また、通常0.3ppm以上の範囲である。
一方、(b)に記載のピークの半値幅は、通常5.0ppm以下、好ましくは4.0ppm以下、また、通常0.3ppm以上、好ましくは0.4ppm以上の範囲である。
When arranged for each chemical shift, in the silicone-based material suitable for the present invention, the half width of the peak described in (a) is generally less than the peak described in (b) described later because molecular motion is less restricted. It is smaller than the case, usually in the range of 3.0 ppm or less, preferably 2.0 ppm or less, and usually 0.3 ppm or more.
On the other hand, the full width at half maximum of the peak described in (b) is usually 5.0 ppm or less, preferably 4.0 ppm or less, and usually 0.3 ppm or more, preferably 0.4 ppm or more.
上記のケミカルシフト領域において観測されるピークの半値幅が大き過ぎると、分子運動の拘束が大きくひずみの大きな状態となり、クラックが発生し易く、耐熱・耐候耐久性に劣る部材となる場合がある。例えば、四官能シランを多用した場合や、乾燥工程において急速な乾燥を行い大きな内部応力を蓄えた状態などにおいて、半値幅範囲が上記の範囲より大きくなる。 If the half-value width of the peak observed in the chemical shift region is too large, the molecular motion is constrained and the strain becomes large, cracks are likely to occur, and the member may be inferior in heat resistance and weather resistance. For example, when a large amount of tetrafunctional silane is used, or when a large internal stress is accumulated by rapid drying in the drying process, the half width range becomes larger than the above range.
また、ピークの半値幅が小さ過ぎると、その環境にあるSi原子はシロキサン架橋に関わらないことになり、三官能シランが未架橋状態で残留する例など、シロキサン結合主体で形成される物質より耐熱・耐候耐久性に劣る部材となる場合がある。 In addition, if the half width of the peak is too small, Si atoms in the environment will not be involved in siloxane crosslinking, and heat resistance is higher than that of substances formed mainly from siloxane bonds, such as cases where trifunctional silane remains in an uncrosslinked state. -It may be a member inferior in weather resistance.
但し、大量の有機成分中に少量のSi成分が含まれるシリコーン系材料においては、−80ppm以上に上述の半値幅範囲のピークが認められても、良好な耐熱・耐光性及び塗布性能は得られない場合がある。 However, in a silicone material containing a small amount of Si component in a large amount of organic component, good heat resistance / light resistance and coating performance can be obtained even if the peak of the above-mentioned half-value range is observed at -80 ppm or more. There may not be.
本発明に好適なシリコーン系材料のケミカルシフトの値は、例えば以下の方法を用いて固体Si−NMR測定を行い、その結果に基づいて算出することができる。また、測定データの解析(半値幅やシラノール量解析)は、例えばガウス関数やローレンツ関数を使用した波形分離解析等により、各ピークを分割して抽出する方法で行う。 The value of the chemical shift of the silicone material suitable for the present invention can be calculated based on the results of solid Si-NMR measurement using the following method, for example. In addition, analysis of measurement data (half-width or silanol amount analysis) is performed by a method of dividing and extracting each peak by, for example, waveform separation analysis using a Gaussian function or a Lorentz function.
{固体Si−NMRスペクトル測定及びシラノール含有率の算出}
シリコーン系材料について固体Si−NMRスペクトルを行う場合、以下の条件で固体Si−NMRスペクトル測定及び波形分離解析を行う。また、得られた波形データより、シリコーン系材料について、各々のピークの半値幅を求める。また、全ピーク面積に対するシラノール由来のピーク面積の比率より、全ケイ素原子中のシラノールとなっているケイ素原子の比率(%)を求め、別に分析したケイ素含有率と比較することによりシラノール含有率を求める。
{Solid Si-NMR spectrum measurement and silanol content calculation}
When performing a solid Si-NMR spectrum about a silicone type material, a solid Si-NMR spectrum measurement and waveform separation analysis are performed on condition of the following. Further, from the obtained waveform data, the half width of each peak is determined for the silicone material. Also, from the ratio of the peak area derived from silanol to the total peak area, the ratio (%) of silicon atoms that are silanols in all silicon atoms is obtained, and the silanol content is determined by comparing with the silicon content analyzed separately. Ask.
{装置条件}
装置:Chemagnetics社 Infinity CMX−400 核磁気共鳴分光装置
29Si共鳴周波数:79.436MHz
プローブ:7.5mmφCP/MAS用プローブ
測定温度:室温
試料回転数:4kHz
測定法:シングルパルス法
1Hデカップリング周波数:50kHz
29Siフリップ角:90゜
29Si90゜パルス幅:5.0μs
繰り返し時間:600s
積算回数:128回
観測幅:30kHz
ブロードニングファクター:20Hz
基準試料:テトラメトキシシラン
{Device conditions}
Apparatus: Chemmagnetics Infinity CMX-400 Nuclear magnetic resonance spectrometer
29 Si resonance frequency: 79.436 MHz
Probe: 7.5mmφCP / MAS probe
Measurement temperature: room temperature
Sample rotation speed: 4 kHz
Measurement method: Single pulse method
1 H decoupling frequency: 50 kHz
29 Si flip angle: 90 °
29 Si 90 ° pulse width: 5.0μs
Repeat time: 600s
Integration count: 128 times
Observation width: 30 kHz
Broadening factor: 20Hz
Reference sample: Tetramethoxysilane
シリコーン系材料については、512ポイントを測定データとして取り込み、8192ポイントにゼロフィリングしてフーリエ変換する。 For silicone-based materials, 512 points are taken as measurement data, zero-filled to 8192 points, and Fourier transformed.
{波形分離解析法}
フーリエ変換後のスペクトルの各ピークについてローレンツ波形及びガウス波形或いは両者の混合により作成したピーク形状の中心位置、高さ、半値幅を可変パラメータとして、非線形最小二乗法により最適化計算を行う。
なお、ピークの同定は、AIChE Journal, 44(5), p.1141, 1998年等を参考にする。
{Waveform separation analysis method}
For each peak of the spectrum after Fourier transform, optimization calculation is performed by a non-linear least square method with the center position, height, and half width of the peak shape created by Lorentz waveform and Gaussian waveform or a mixture of both as variable parameters.
For peak identification, refer to AIChE Journal, 44 (5), p.1141, 1998, etc.
[4−2−3.特徴〔3〕(シラノール含有率)]
本発明に好適なシリコーン系材料は、シラノール含有率が、通常0.1重量%以上、好ましくは0.3重量%以上、また、通常10重量%以下、好ましくは8重量%以下、更に好ましくは5重量%以下の範囲である。シラノール含有率を低くすることにより、シラノール系材料は経時変化が少なく、長期の性能安定性に優れ、吸湿・透湿性何れも低い優れた性能を有する。但し、シラノールが全く含まれない部材は密着性に劣るため、シラノール含有率に上記のごとく最適な範囲が存在する。
[4-2-3. Feature [3] (silanol content)]
The silicone material suitable for the present invention has a silanol content of usually 0.1% by weight or more, preferably 0.3% by weight or more, and usually 10% by weight or less, preferably 8% by weight or less, more preferably The range is 5% by weight or less. By reducing the silanol content, the silanol-based material has excellent performance with little change over time, excellent long-term performance stability, and low moisture absorption and moisture permeability. However, since a member containing no silanol is inferior in adhesion, there exists an optimum range for the silanol content as described above.
なお、シリコーン系材料のシラノール含有率は、例えば上記[4−2−2.特徴〔2〕(固体Si−NMRスペクトル)]の{固体Si−NMRスペクトル測定及びシラノール含有率の算出}の項において説明した方法を用いて固体Si−NMRスペクトル測定を行い、全ピーク面積に対するシラノール由来のピーク面積の比率より、全ケイ素原子中のシラノールとなっているケイ素原子の比率(%)を求め、別に分析したケイ素含有率と比較することにより算出することができる。 The silanol content of the silicone material is, for example, the above [4-2-2. The solid Si-NMR spectrum was measured using the method described in the section {Characteristic [2] (Solid Si-NMR spectrum)} {Solid Si-NMR spectrum measurement and silanol content calculation}. It can be calculated by obtaining the ratio (%) of silicon atoms that are silanols in all silicon atoms from the ratio of the peak area derived from and comparing with the silicon content analyzed separately.
また、本発明に好適なシリコーン系材料は、適当量のシラノールを含有しているため、通常は、デバイス表面に存在する極性部分にシラノールが水素結合し、密着性が発現する。極性部分としては、例えば、水酸基やメタロキサン結合の酸素等が挙げられる。 In addition, since the silicone-based material suitable for the present invention contains an appropriate amount of silanol, the silanol usually bonds with hydrogen at the polar portion present on the device surface, thereby exhibiting adhesion. Examples of the polar part include a hydroxyl group and a metalloxane-bonded oxygen.
また、本発明に好適なシリコーン系材料は、通常、適当な触媒の存在下で加熱することにより、デバイス表面の水酸基との間に脱水縮合による共有結合を形成し、更に強固な密着性を発現することができる。 In addition, the silicone material suitable for the present invention is usually heated in the presence of an appropriate catalyst to form a covalent bond by dehydration condensation with the hydroxyl group on the device surface, thereby exhibiting stronger adhesion. can do.
一方、シラノールが多過ぎると、系内が増粘して塗布が困難になったり、活性が高くなり加熱により軽沸分が揮発する前に固化したりすることによって、発泡や内部応力の増大
が生じ、クラックなどを誘起する場合がある。
On the other hand, if there is too much silanol, the inside of the system will thicken and it will be difficult to apply, or it will become more active and solidify before the light-boiling components volatilize by heating, leading to increased foaming and internal stress. It may occur and induce cracks.
[4−3.液体媒体の含有率]
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50重量%以上、好ましくは75重量%以上であり、通常99重量%以下、好ましくは95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、上記のような配合比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なく取り扱い難くなる可能性がある。
[4-3. Content of liquid medium]
The content of the liquid medium is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 50% by weight or more, preferably 75% by weight or more, based on the entire phosphor-containing composition of the present invention. It is 99 weight% or less, Preferably it is 95 weight% or less. When the amount of the liquid medium is large, no particular problem occurs. However, in order to obtain a desired chromaticity coordinate, color rendering index, luminous efficiency, etc. in the case of a semiconductor light emitting device, it is usually at a blending ratio as described above. It is desirable to use a liquid medium. On the other hand, if there is too little liquid medium, there is a possibility that it will be difficult to handle due to lack of fluidity.
液体媒体は、本発明の蛍光体含有組成物において、主にバインダーとしての役割を有する。液体媒体は、一種のみを用いてもよいが、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。例えば、耐熱性や耐光性等を目的として珪素含有化合物を使用する場合は、当該珪素含有化合物の耐久性を損なわない程度に、エポキシ樹脂など他の熱硬化性樹脂を含有してもよい。この場合、他の熱硬化性樹脂の含有量は、バインダーである液体媒体全量に対して通常25重量%以下、好ましくは10重量%以下とすることが望ましい。 The liquid medium mainly has a role as a binder in the phosphor-containing composition of the present invention. Only one type of liquid medium may be used, but two or more types may be used in any combination and ratio. For example, when a silicon-containing compound is used for the purpose of heat resistance, light resistance, etc., other thermosetting resins such as an epoxy resin may be contained to the extent that the durability of the silicon-containing compound is not impaired. In this case, the content of the other thermosetting resin is usually 25% by weight or less, preferably 10% by weight or less based on the total amount of the liquid medium as the binder.
[4−4.その他の成分]
なお、本発明の蛍光体含有組成物には、本発明の効果を著しく損なわない限り、蛍光体及び液体媒体以外に、その他の成分を含有させてもよい。また、その他の成分は、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。
[4-4. Other ingredients]
The phosphor-containing composition of the present invention may contain other components in addition to the phosphor and the liquid medium as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Moreover, only 1 type may be used for another component and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
[4−5.蛍光体含有組成物の利点]
本発明の蛍光体含有組成物によれば、本発明の蛍光体を所望の位置に容易に固定できる。例えば、本発明の蛍光体含有組成物を発光装置の製造に用いる場合、本発明の蛍光体含有組成物を所望の位置に成形し、液体媒体を硬化させれば、当該液体媒体で本発明の蛍光体を封止することができ、所望の位置に本発明の蛍光体を容易に固定することが可能となる。
[4-5. Advantages of phosphor-containing composition]
According to the phosphor-containing composition of the present invention, the phosphor of the present invention can be easily fixed at a desired position. For example, when the phosphor-containing composition of the present invention is used in the production of a light-emitting device, the phosphor-containing composition of the present invention is molded at a desired position and the liquid medium is cured. The phosphor can be sealed, and the phosphor of the present invention can be easily fixed at a desired position.
[5.発光装置]
本発明の発光装置は、第1の発光体(励起光源)と、当該第1の発光体からの光の照射によって可視光を発する第2の発光体とを有する発光装置であって、該第2の発光体として前述の[2.蛍光体]又は[3.Caの含有量が少ない蛍光体]の項で記載した本発明の蛍光体を少なくとも1種以上、第1の蛍光体として含有するものである。
[5. Light emitting device]
A light-emitting device of the present invention is a light-emitting device that includes a first light-emitting body (excitation light source) and a second light-emitting body that emits visible light when irradiated with light from the first light-emitting body. The above-mentioned [2. Phosphor] or [3. The phosphor of the present invention described in the section of “phosphor with low Ca content” is contained as the first phosphor.
本発明の発光装置は、具体的には、第1の発光体として後述するような励起光源を用い、第2の発光体として使用する蛍光体の種類や使用割合を調整し、公知の装置構成を任意にとることにより、任意の色に発光する発光装置を製造することができる。
例えば、青色光を発する励起光源と緑色の蛍光を発する蛍光体(緑色蛍光体)と橙色ないし赤色の蛍光を発する蛍光体(橙色ないし赤色蛍光体)とを組み合わせれば、白色発光装置を製造することができる。この場合の発光色は、本発明の蛍光体や組み合わせる橙色ないし赤色蛍光体の発光波長を調整することにより、好みの発光色にすることができるが、例えば、いわゆる擬似白色(例えば、青色LEDと黄色蛍光体を組み合わせた発光装置の発光色)の発光スペクトルと類似した発光スペクトルを得ることもできる。更に、この白色発光装置に赤色の蛍光を発する蛍光体(赤色蛍光体)を組み合わせれば、赤色の演色性に極めて優れた発光装置や電球色(暖かみのある白色)に発光する発光装置を実現することができる。また、近紫外光を発する励起光源に、青色の蛍光を発する蛍光体(青色蛍光体)、緑色蛍光体及び赤色蛍光体を組み合わせても、白色発光装置を製造することができる。
Specifically, the light-emitting device of the present invention uses an excitation light source as will be described later as the first light emitter, adjusts the type and proportion of the phosphor used as the second light emitter, and is a known device configuration By arbitrarily taking, a light emitting device that emits light in any color can be manufactured.
For example, a white light emitting device is manufactured by combining an excitation light source that emits blue light, a phosphor that emits green fluorescence (green phosphor), and a phosphor that emits orange or red fluorescence (orange or red phosphor). be able to. The emission color in this case can be changed to a desired emission color by adjusting the emission wavelength of the phosphor of the present invention or the combined orange or red phosphor. For example, so-called pseudo white (for example, blue LED and It is also possible to obtain an emission spectrum similar to the emission spectrum of the light emitting device combined with a yellow phosphor. Furthermore, combining this white light-emitting device with a phosphor that emits red fluorescence (red phosphor) realizes a light-emitting device that excels in red color rendering and a light-emitting device that emits light bulb color (warm white). can do. Also, a white light emitting device can be manufactured by combining an excitation light source that emits near-ultraviolet light with a phosphor that emits blue fluorescence (blue phosphor), a green phosphor, and a red phosphor.
ここで、該白色発光装置の白色とは、JIS Z 8701により規定された、(黄みの)白、(緑みの)白、(青みの)白、(紫みの)白及び白の全てを含む意であり、このうち好ましくは白である。 Here, the white color of the white light emitting device means all of (yellowish) white, (greenish) white, (blueish) white, (purple) white and white defined by JIS Z 8701 Of these, white is preferred.
またさらに、必要に応じて、黄色蛍光体(黄色の蛍光を発する蛍光体)、青色蛍光体、橙色ないし赤色蛍光体、他種の緑色蛍光体等を組み合わせて、蛍光体の種類や使用割合を調整し、任意の色に発光する発光装置を製造することもできる。
本発明の蛍光体は、何れか一種のみを使用してもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
Furthermore, if necessary, yellow phosphors (phosphors that emit yellow fluorescence), blue phosphors, orange to red phosphors, other types of green phosphors, etc. It is also possible to manufacture a light emitting device that adjusts and emits light in an arbitrary color.
Only one kind of the phosphor of the present invention may be used, or two or more kinds may be used in any combination and ratio.
本発明の発光装置の発光スペクトルにおける緑色領域の発光ピークとしては、515nm〜535nmの波長範囲に発光ピークを有するものが好ましく、赤色領域の発光ピークとしては580nm〜680nmの波長範囲に発光ピークを有するものが好ましく、青色領域の発光ピークとしては430nm〜480nmの波長範囲に発光ピークを有するものが好ましく、黄色領域の発光ピークとしては540nm〜580nmの波長範囲に発光ピークを有するものが好ましい。 In the emission spectrum of the light emitting device of the present invention, the emission peak in the green region preferably has an emission peak in the wavelength range of 515 nm to 535 nm, and the emission peak in the red region has an emission peak in the wavelength range of 580 nm to 680 nm. Those having a light emission peak in the wavelength range of 430 nm to 480 nm as the light emission peak in the blue region are preferable, and those having a light emission peak in the wavelength range of 540 nm to 580 nm as the light emission peak in the yellow region are preferable.
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、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。 Note that the emission spectrum of the light emitting device is measured by energizing 20 mA with a color / illuminance measurement software and USB2000 series spectroscope (integral sphere specification) manufactured by Ocean Optics in a room maintained at a temperature of 25 ± 1 ° C. It can be carried out. Chromaticity values (x, y, z) can be calculated as chromaticity coordinates in the XYZ color system defined by JIS Z8701 from data in the wavelength region of 380 nm to 780 nm of the emission spectrum. In this case, the relational expression x + y + z = 1 holds. In the present specification, the XYZ color system may be referred to as an XY color system, and is usually expressed as (x, y).
また、発光効率は、前述のような発光装置を用いた発光スペクトル測定の結果から全光束を求め、そのルーメン(lm)値を消費電力(W)で割ることにより求められる。消費電力は、20mAを通電した状態で、Fluke社のTrue RMS Multimeters Model 187&189を用いて電圧を測定し、電流値と電圧値の積で求められる。 The luminous efficiency is obtained by obtaining the total luminous flux from the result of the emission spectrum measurement using the light emitting device as described above, and dividing the lumen (lm) value by the power consumption (W). The power consumption is obtained by measuring a voltage using a True RMS Multimeters Model 187 & 189 manufactured by Fluke in a state in which 20 mA is energized, and obtaining the product of the current value and the voltage value.
[5−1.発光装置の構成(発光体)]
(第1の発光体)
本発明の発光装置における第1の発光体は、後述する第2の発光体を励起する光を発光するものである。
[5-1. Configuration of Light Emitting Device (Light Emitter)]
(First luminous body)
The 1st light-emitting body in the light-emitting device of this invention light-emits the light which excites the 2nd light-emitting body mentioned later.
第1の発光体の発光波長は、後述する第2の発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。通常は、紫外領域から青色領域までの発光波長を有する発光体が使用され、近紫外領域から青色領域までの発光波長を有する発光体を使用することが特に好ましい。 The light emission wavelength of the first light emitter is not particularly limited as long as it overlaps with the absorption wavelength of the second light emitter described later, and a light emitter having a wide light emission wavelength region can be used. Usually, an illuminant having an emission wavelength from the ultraviolet region to the blue region is used, and it is particularly preferable to use an illuminant having an emission wavelength from the near ultraviolet region to the blue region.
第1の発光体の発光ピーク波長の具体的数値としては、通常200nm以上が望ましい。このうち、近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以上が望ましく、また、通常420nm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。また、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以上が望ましく、また、通常500nm以下、好ましくは480nm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。何れも、発光装置の色純度の観点からである。 As a specific numerical value of the emission peak wavelength of the first illuminant, 200 nm or more is usually desirable. Among these, when near-ultraviolet light is used as excitation light, it is usually 300 nm or more, preferably 330 nm or more, more preferably 360 nm or more, and a light emitter having an emission peak wavelength of usually 420 nm or less is used. desirable. When blue light is used as excitation light, it is usually 420 nm or more, preferably 430 nm or more, and it is desirable to use a light emitter having an emission peak wavelength of usually 500 nm or less, preferably 480 nm or less. Both are from the viewpoint of color purity of the light emitting device.
第1の発光体としては、一般的には半導体発光素子が用いられ、具体的には発光LED
や半導体レーザーダイオード(semiconductor laser diode。以下、適宜「LD」と略称する。)等が使用できる。その他、第1の発光体として使用できる発光体としては、例えば、有機エレクトロルミネッセンス発光素子、無機エレクトロルミネッセンス発光素子等が挙げられる。但し、第1の発光体として使用できるものは本明細書に例示されるものに限られない。
As the first light emitter, a semiconductor light emitting element is generally used, specifically a light emitting LED.
And a semiconductor laser diode (hereinafter, abbreviated as “LD” as appropriate) can be used. In addition, as a light-emitting body which can be used as a 1st light-emitting body, an organic electroluminescent light emitting element, an inorganic electroluminescent light emitting element, etc. are mentioned, for example. However, what can be used as a 1st light-emitting body is not restricted to what is illustrated by this specification.
中でも、第1の発光体としては、GaN系化合物半導体を使用したGaN系LEDやLDが好ましい。なぜなら、GaN系LEDやLDは、この領域の光を発するSiC系LED等に比し、発光出力や外部量子効率が格段に大きく、前記蛍光体と組み合わせることによって、非常に低電力で非常に明るい発光が得られるからである。例えば、20mAの電流負荷に対し、通常GaN系LEDやLDはSiC系の100倍以上の発光強度を有する。GaN系LEDやLDにおいては、AlXGaYN発光層、GaN発光層又はInXGaYN発光層を有しているものが好ましい。GaN系LEDにおいては、それらの中でもInXGaYN発光層を有するものは発光強度が非常に強いので特に好ましく、GaN系LEDにおいては、InXGaYN層とGaN層の多重量子井戸構造のものが発光強度は非常に強いので特に好ましい。 Among these, as the first light emitter, a GaN LED or LD using a GaN compound semiconductor is preferable. This is because GaN-based LEDs and LDs have significantly higher light emission output and external quantum efficiency than SiC-based LEDs that emit light in this region, and are extremely bright with very low power when combined with the phosphor. This is because light emission can be obtained. For example, for a current load of 20 mA, GaN-based LEDs and LDs usually have a light emission intensity 100 times or more that of SiC-based. GaN-based LEDs and LDs preferably have an Al x Ga y N light emitting layer, a GaN light emitting layer, or an In x Ga y N light emitting layer. Among GaN-based LEDs, those having an In X Ga Y N light-emitting layer are particularly preferable because of their very high emission intensity. In GaN-based LEDs, a multiple quantum well structure of In X Ga Y N layers and GaN layers is preferred. Is particularly preferable because the emission intensity is very strong.
なお、上記においてX+Yの値は通常0.8〜1.2の範囲の値である。GaN系LEDにおいて、これら発光層にZnやSiをドープしたものやドーパント無しのものが発光特性を調節する上で好ましいものである。 In the above, the value of X + Y is usually a value in the range of 0.8 to 1.2. In the GaN-based LED, those in which the light emitting layer is doped with Zn or Si or those without a dopant are preferable for adjusting the light emission characteristics.
GaN系LEDはこれら発光層、p層、n層、電極、及び基板を基本構成要素としたものであり、発光層をn型とp型のAlXGaYN層、GaN層、又はInXGaYN層などでサンドイッチにしたヘテロ構造を有しているものが、発光効率が高くて好ましく、更にヘテロ構造を量子井戸構造にしたものが、発光効率が更に高いため、より好ましい。
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。
A GaN-based LED has these light-emitting layer, p-layer, n-layer, electrode, and substrate as basic components, and the light-emitting layer is composed of n-type and p-type Al x Ga y N layers, GaN layers, or In x. Those having a hetero structure sandwiched by Ga Y N layers or the like are preferable because of high light emission efficiency, and those having a hetero structure having a quantum well structure are more preferable because of high light emission efficiency.
Note that only one first light emitter may be used, or two or more first light emitters may be used in any combination and ratio.
(第2の発光体)
本発明の発光装置における第2の発光体は、上述した第1の発光体からの光の照射によって可視光を発する発光体であり、第1の蛍光体として前述の本発明の蛍光体を含有するとともに、その用途等に応じて適宜、後述する第2の蛍光体(橙色ないし赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体、黄色蛍光体等)を含有する。また、例えば、第2の発光体は、第1及び第2の蛍光体を封止材料中に分散させて構成される。
(Second light emitter)
The second light emitter in the light emitting device of the present invention is a light emitter that emits visible light when irradiated with light from the first light emitter described above, and contains the phosphor of the present invention described above as the first phosphor. In addition, a second phosphor (an orange to red phosphor, a green phosphor, a blue phosphor, a yellow phosphor, etc.), which will be described later, is contained as appropriate according to the application. Further, for example, the second light emitter is configured by dispersing the first and second phosphors in a sealing material.
上記第2の発光体中に用いられる、本発明の蛍光体以外の蛍光体の組成には特に制限はない。その例を挙げると、結晶母体となる、Y2O3、YVO4、Zn2SiO4、Y3Al5 O12、Sr2SiO4等に代表される金属酸化物、Sr2Si5N8等に代表される金属窒化 物、Ca5(PO4)3Cl等に代表されるリン酸塩及びZnS、SrS、CaS等に代表 される硫化物、Y2O2S、La2O2S等に代表される酸硫化物等にCe、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb等の希土類金属のイオンやAg、Cu、Au、Al、Mn、Sb等の金属のイオンを付活元素又は共付活元素として組み合わせたものが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular in the composition of fluorescent substance other than the fluorescent substance of this invention used in the said 2nd light-emitting body. For example, metal oxides represented by Y 2 O 3 , YVO 4 , Zn 2 SiO 4 , Y 3 Al 5 O 12 , Sr 2 SiO 4, etc., which become the crystal matrix, Sr 2 Si 5 N 8 Metal nitrides typified by, etc., phosphates typified by Ca 5 (PO 4 ) 3 Cl, etc. and sulfides typified by ZnS, SrS, CaS, etc., Y 2 O 2 S, La 2 O 2 S Ions of rare earth metals such as Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Ag, Cu, Au, Al, Mn, What combined the ion of metals, such as Sb, as an activator element or a coactivator element is mentioned.
結晶母体の好ましい例としては、例えば、(Zn,Cd)S、SrGa2S4、SrS、ZnS等の硫化物;Y2O2S等の酸硫化物;(Y,Gd)3Al5O12、YAlO3、Ba MgAl10O17、(Ba,Sr)(Mg,Mn)Al10O17、(Ba,Sr,Ca)(Mg,Zn,Mn)Al10O17、BaAl12O19、CeMgAl11O19、(Ba,Sr,Mg)O・Al2O3、BaAl2Si2O8、SrAl2O4、Sr4Al14O25、Y3Al5O12等のアルミン酸塩;Y2SiO5、Zn2SiO4等の珪酸塩;SnO2、Y2O3等の酸化物
;GdMgB5O10、(Y,Gd)BO3等の硼酸塩;Ca10(PO4)6(F,Cl)2、 (Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2等のハロリン酸塩;Sr2P2O7、(La,Ce)PO4等のリン酸塩等を挙げることができる。
Preferred examples of the crystal matrix include, for example, sulfides such as (Zn, Cd) S, SrGa 2 S 4 , SrS, ZnS; oxysulfides such as Y 2 O 2 S; (Y, Gd) 3 Al 5 O 12 , YAlO 3 , Ba MgAl 10 O 17 , (Ba, Sr) (Mg, Mn) Al 10 O 17 , (Ba, Sr, Ca) (Mg, Zn, Mn) Al 10 O 17 , BaAl 12 O 19 , Aluminates such as CeMgAl 11 O 19 , (Ba, Sr, Mg) O.Al 2 O 3 , BaAl 2 Si 2 O 8 , SrAl 2 O 4 , Sr 4 Al 14 O 25 , Y 3 Al 5 O 12 ; Silicates such as Y 2 SiO 5 and Zn 2 SiO 4 ; oxides such as SnO 2 and Y 2 O 3
Borate salts such as GdMgB 5 O 10 and (Y, Gd) BO 3 ; Ca 10 (PO 4 ) 6 (F, Cl) 2 , (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 and the like And phosphates such as Sr 2 P 2 O 7 and (La, Ce) PO 4 .
但し、上記の結晶母体、付活元素及び共付活元素は、元素組成には特に制限はなく、同族の元素と一部置き換えることもでき、得られた蛍光体は近紫外から可視領域の光を吸収して可視光を発するものであれば用いることが可能である。 However, the above-mentioned crystal matrix, activator element and coactivator element are not particularly limited in element composition, and can be partially replaced with elements of the same family, and the obtained phosphor is light in the near ultraviolet to visible region. Any material that absorbs and emits visible light can be used.
具体的には、蛍光体として以下に挙げるものを用いることが可能であるが、これらはあくまでも例示であり、本発明で使用できる蛍光体はこれらに限られるものではない。なお、以下の例示では、前述の通り、構造の一部のみが異なる蛍光体を、適宜省略して示している。 Specifically, the following phosphors can be used, but these are merely examples, and phosphors that can be used in the present invention are not limited to these. In the following examples, as described above, phosphors that differ only in part of the structure are omitted as appropriate.
(第1の蛍光体)
本発明の発光装置における第2の発光体は、第1の蛍光体として、少なくとも上述の本発明の蛍光体を含有する。本発明の蛍光体は、何れか1種のみを使用してもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
また、第1の蛍光体としては、本発明の蛍光体以外にも、本発明の蛍光体と同色の蛍光を発する蛍光体(同色併用蛍光体)を用いてもよい。例えば、本発明の蛍光体が緑色蛍光体の場合には、第1の蛍光体として、本発明の蛍光体と共に他種の緑色蛍光体を併用することができ、また、本発明の蛍光体が橙色ないし赤色蛍光体の場合には、第1の蛍光体として、本発明の蛍光体と共に他種の橙色ないし赤色蛍光体を併用することができ、本発明の蛍光体が青色蛍光体の場合には、第1の蛍光体として、本発明の蛍光体と共に他種の青色蛍光体を併用することができ、また、本発明の蛍光体が黄色蛍光体の場合には、第1の蛍光体として、本発明の蛍光体と共に他種の黄色蛍光体を併用することができる。
これらの蛍光体としては、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。
(First phosphor)
The second light emitter in the light emitting device of the present invention contains at least the above-described phosphor of the present invention as the first phosphor. Any one of the phosphors of the present invention may be used, or two or more may be used in any combination and ratio.
In addition to the phosphor of the present invention, a phosphor that emits fluorescence of the same color as the phosphor of the present invention (same color combined phosphor) may be used as the first phosphor. For example, when the phosphor of the present invention is a green phosphor, another type of green phosphor can be used together with the phosphor of the present invention as the first phosphor. In the case of an orange or red phosphor, as the first phosphor, another type of orange or red phosphor can be used together with the phosphor of the present invention. When the phosphor of the present invention is a blue phosphor, Can be used together with the phosphor of the present invention in combination with another type of blue phosphor, and when the phosphor of the present invention is a yellow phosphor, the first phosphor Other types of yellow phosphors can be used in combination with the phosphor of the present invention.
Any phosphor can be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.
(緑色蛍光体)
該緑色蛍光体の発光ピーク波長は、通常500nm以上、中でも510nm以上、さらには515nm以上であることが好ましく、また、通常550nm以下、中でも542nm以下、さらには535nm以下の範囲であることが好ましい。この発光ピーク波長λp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可能性がある。
(Green phosphor)
The emission peak wavelength of the green phosphor is usually 500 nm or more, preferably 510 nm or more, more preferably 515 nm or more, and is usually 550 nm or less, particularly 542 nm or less, more preferably 535 nm or less. If this emission peak wavelength λp is too short, it tends to be bluish, while if it is too long, it tends to be yellowish, and there is a possibility that the characteristics as green light will deteriorate.
また、緑色蛍光体の発光ピークの半値幅としては、通常10nm以上、通常130nm以下であり、用途に応じて適宜調整することが好ましい。この半値幅FWHMが狭過ぎると発光強度が低下する場合があり、広過ぎると色純度が低下する場合がある。 In addition, the half-value width of the emission peak of the green phosphor is usually 10 nm or more and usually 130 nm or less, and is preferably adjusted as appropriate according to the application. If the full width at half maximum FWHM is too narrow, the emission intensity may decrease, and if it is too wide, the color purity may decrease.
また、緑色蛍光体は、外部量子効率が、通常60%以上、好ましくは70%以上のものであり、メジアン径D50は通常1μm以上、好ましくは5μm以上、さらに好ましくは10mμ以上であり、通常30μm以下、好ましくは20μm以下、さらに好ましくは15μm以下である。 The green phosphor, the external quantum efficiency is usually 60% or more, preferably more than 70%, the median diameter D 50 is usually 1μm or more, preferably 5μm or more, more preferably 10mμ more usually It is 30 μm or less, preferably 20 μm or less, more preferably 15 μm or less.
該緑色蛍光体の具体例を挙げると、破断面を有する破断粒子から構成され、緑色領域の発光を行う(Mg,Ca,Sr,Ba)Si2O2N2:Euで表わされるユウロピウム付 活アルカリ土類シリコンオキシナイトライド系蛍光体等が挙げられる。 As a specific example of the green phosphor, europium activation represented by (Mg, Ca, Sr, Ba) Si 2 O 2 N 2 : Eu that is composed of fractured particles having a fracture surface and emits light in the green region. Examples thereof include alkaline earth silicon oxynitride phosphors.
また、その他の緑色蛍光体としては、Sr4Al14O25:Eu、(Ba,Sr,Ca)Al2O4:Eu等のEu付活アルミン酸塩蛍光体、(Sr,Ba)Al2Si2O8:Eu、(Ba,Mg)2SiO4:Eu、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu、(Ba,Sr,Ca)2(Mg,Zn)Si2O7:Eu、(Ba,Ca,Sr,Mg)9(Sc,Y,Lu,Gd)2(Si,Ge)6O24:Eu等のEu付活珪酸塩蛍光体、Y2SiO5:Ce,Tb等のCe,Tb付活珪酸塩蛍光体、Sr2P2O7−Sr2B2O5:Eu等のEu付活硼酸リン酸塩蛍光体、Sr2Si3O8−2SrCl2:Eu等のEu付活ハロ珪酸塩蛍光体、Zn2SiO4:Mn等のMn付活珪酸塩蛍光体、CeMgAl11O19:Tb、Y3 Al5O12:Tb等のTb付活アルミン酸塩蛍光体、Ca2Y8(SiO4)6O2:Tb、La3Ga5SiO14:Tb等のTb付活珪酸塩蛍光体、(Sr,Ba,Ca)Ga2S4:Eu,Tb,Sm等のEu,Tb,Sm付活チオガレート蛍光体、Y3(Al,Ga)5O12:Ce、(Y,Ga,Tb,La,Sm,Pr,Lu)3(Al,Ga)5O12:Ce等のCe付活アルミン酸塩蛍光体、Ca3Sc2Si3O12:Ce、Ca3(Sc,Mg,Na,Li)2Si3O12:Ce等のCe付活珪酸塩蛍光体、CaSc2O4:Ce等のCe付活酸化物蛍光体、Eu付活βサイアロン等のEu付活酸窒化物蛍光体、BaMgAl10O17:Eu,Mn等のEu,Mn付活アルミン酸塩蛍光体、SrAl2O4:Eu等のEu付活アルミン酸塩蛍光体、(La,Gd,Y)2O2S:Tb等のTb付活酸硫化物蛍光体、LaPO4:Ce,Tb等のCe,Tb付活リン酸塩蛍光体、ZnS:Cu,Al、ZnS:Cu,Au,Al等の硫化物蛍光体、(Y,Ga,Lu,Sc,La)BO3:Ce,Tb、Na2Gd2B2O7:Ce,Tb、(Ba,Sr)2(Ca,Mg,Zn)B2O6:K,Ce,Tb等のCe,Tb付活硼酸塩蛍光体、Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu,Mn等のEu,Mn付活ハロ珪酸塩蛍光体、(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga,In)2S4:Eu等のEu付活チオアルミネート蛍光体やチオガレート蛍光体、(Ca,Sr)8(Mg,Zn)(SiO4)4Cl2:Eu,Mn等のEu,Mn付活ハロ珪酸塩蛍光体、M3Si6O9N4:Eu、M3Si6O12N2:Eu(但し、Mはアルカリ土類金属元素を表わす。)等のEu付活酸窒化物蛍光体等を用いることも可能である。 Other green phosphors include Eu-activated aluminate phosphors such as Sr 4 Al 14 O 25 : Eu, (Ba, Sr, Ca) Al 2 O 4 : Eu, and (Sr, Ba) Al 2. Si 2 O 8: Eu, ( Ba, Mg) 2 SiO 4: Eu, (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4: Eu, (Ba, Sr, Ca) 2 (Mg, Zn) Si 2 O 7 : Eu, (Ba, Ca, Sr, Mg) 9 (Sc, Y, Lu, Gd) 2 (Si, Ge) 6 O 24 : Eu-activated silicate phosphor such as Eu, Y 2 SiO 5 : Ce, Ce, Tb activated silicate phosphor such as Tb, Sr 2 P 2 O 7 —Sr 2 B 2 O 5 : Eu activated borate phosphate phosphor such as Eu, Sr 2 Si 3 O 8 -2SrCl 2 : Eu-activated halo silicate phosphor such as Eu, Zn 2 SiO 4: Mn-activated silicate phosphors such as Mn, CeMgAl 11 O 19: Tb , 3 Al 5 O 12: Tb-activated aluminate phosphors such as Tb, Ca 2 Y 8 (SiO 4) 6 O 2: Tb, La 3 Ga 5 SiO 14: Tb -activated silicate phosphors such as Tb, (Sr, Ba, Ca) Ga 2 S 4 : Eu, Tb, Sm activated thiogallate phosphors such as Eu, Tb, Sm, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, (Y, Ga, Tb, La, Sm, Pr, Lu) 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce-activated aluminate phosphor such as Ce, Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12 : Ce, Ca 3 (Sc, Mg, Na, Li) 2 Si 3 O 12 : Ce activated silicate phosphor such as Ce, Ce activated oxide phosphor such as CaSc 2 O 4 : Ce, Eu activated oxynitride phosphor such as Eu activated β sialon , BaMgAl 10 O 17: Eu, Eu such as Mn, Mn-activated aluminate phosphor, SrAl 2 O 4: Eu such as Eu Activated aluminate phosphors, (La, Gd, Y) 2 O 2 S: Tb Tsukekatsusan sulfide phosphor such as Tb, LaPO 4: Ce, Ce and Tb such, Tb-activated phosphate phosphor, Sulfide phosphors such as ZnS: Cu, Al, ZnS: Cu, Au, Al, (Y, Ga, Lu, Sc, La) BO 3 : Ce, Tb, Na 2 Gd 2 B 2 O 7 : Ce, Tb (Ba, Sr) 2 (Ca, Mg, Zn) B 2 O 6 : Ce, Tb activated borate phosphors such as K, Ce, Tb, Ca 8 Mg (SiO 4 ) 4 Cl 2 : Eu, Mn Eu, Mn activated halosilicate phosphors such as (Sr, Ca, Ba) (Al, Ga, In) 2 S 4 : Eu activated thioaluminate phosphors and thiogallate phosphors such as Eu, (Ca, Sr) 8 (Mg, Zn) (SiO 4 ) 4 Cl 2 : Eu, Mn activated halosilicate phosphor such as Eu, Mn, M 3 S i 6 O 9 N 4 : Eu, M 3 Si 6 O 12 N 2 : Eu (where M represents an alkaline earth metal element). It is also possible to use Eu-activated oxynitride phosphors such as
また、緑色蛍光体としては、ピリジン−フタルイミド縮合誘導体、ベンゾオキサジノン系、キナゾリノン系、クマリン系、キノフタロン系、ナルタル酸イミド系等の蛍光色素、テルビウム錯体等の有機蛍光体を用いることも可能である。
以上例示した緑色蛍光体は、何れか一種のみを使用してもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
In addition, as the green phosphor, it is also possible to use a pyridine-phthalimide condensed derivative, a benzoxazinone-based, a quinazolinone-based, a coumarin-based, a quinophthalone-based, a nartaric imide-based fluorescent dye, or an organic phosphor such as a terbium complex. is there.
Any one of the green phosphors exemplified above may be used, or two or more may be used in any combination and ratio.
(橙色ないし赤色蛍光体)
該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以下の波長範囲にあることが好適である。
(Orange to red phosphor)
The emission peak wavelength of the orange to red phosphor is usually in the wavelength range of 570 nm or more, preferably 580 nm or more, more preferably 585 nm or more, and usually 780 nm or less, preferably 700 nm or less, more preferably 680 nm or less. Is preferred.
このような橙色ないし赤色蛍光体としては、例えば、赤色破断面を有する破断粒子から構成され、赤色領域の発光を行う(Mg,Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Euで表わさ れるユーロピウム賦活アルカリ土類シリコンナイトライド系蛍光体、規則的な結晶成長形状としてほぼ球形状を有する成長粒子から構成され、赤色領域の発光を行う(Y,La,Gd,Lu)2O2S:Euで表わされるユーロピウム賦活希土類オキシカルコゲナイド系蛍光体等が挙げられる。 Examples of such orange to red phosphors include europium represented by (Mg, Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 N 8 : Eu that is composed of fractured particles having a red fracture surface and emits light in the red region. The activated alkaline earth silicon nitride phosphor is composed of growing particles having a substantially spherical shape as a regular crystal growth shape, and emits light in the red region (Y, La, Gd, Lu) 2 O 2 S: Eu And europium activated rare earth oxychalcogenide phosphors represented by the formula:
また、赤色蛍光体の発光ピークの半値幅としては、通常1nm〜100nmの範囲である。
また、赤色蛍光体は、外部量子効率が、通常60%以上、好ましくは70%以上のものであり、メジアン径D50は通常1μm以上、好ましくは5μm以上、さらに好ましくは10mμ以上であり、通常30μm以下、好ましくは20μm以下、さらに好ましくは15μm以下である。
In addition, the half-value width of the emission peak of the red phosphor is usually in the range of 1 nm to 100 nm.
The red phosphor has an external quantum efficiency of usually 60% or more, preferably 70% or more, and a median diameter D 50 is usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, more preferably 10 mμ or more. It is 30 μm or less, preferably 20 μm or less, more preferably 15 μm or less.
更に、特開2004−300247号公報に記載された、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、W、及びMoよりなる群から選ばれる少なくも1種類の元素を含有する酸窒化物及び/又は酸硫化物を含有する蛍光体であって、Al元素の一部又は全てがGa元素で置換されたアルファサイアロン構造をもつ酸窒化物を含有する蛍光体も、本発明において用いることができる。なお、これらは酸窒化物及び/又は酸硫化物を含有する蛍光体である。 Furthermore, an oxynitride and / or an acid containing at least one element selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, W, and Mo described in JP-A No. 2004-300247 A phosphor containing a sulfide and containing an oxynitride having an alpha sialon structure in which a part or all of the Al element is substituted with a Ga element can also be used in the present invention. These are phosphors containing oxynitride and / or oxysulfide.
また、そのほか、赤色蛍光体としては、(La,Y)2O2S:Eu等のEu付活酸硫化物蛍光体、Y(V,P)O4:Eu、Y2O3:Eu等のEu付活酸化物蛍光体、(Ba, Mg)2SiO4:Eu,Mn、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu,Mn等のEu,Mn付活珪酸塩蛍光体、LiW2O8:Eu、LiW2O8:Eu,Sm、Eu2W2O9 、Eu2W2O9:Nb、Eu2W2O9:Sm等のEu付活タングステン酸塩蛍光体、(Ca,Sr)S:Eu等のEu付活硫化物蛍光体、YAlO3:Eu等のEu付活アルミン酸塩蛍光体、Ca2Y8(SiO4)6O2:Eu、LiY9(SiO4)6O2:Eu、(Sr, Ba,Ca)3SiO5:Eu、Sr2BaSiO5:Eu等のEu付活珪酸塩蛍光体、(Y,Gd)3Al5O12:Ce、(Tb,Gd)3Al5O12:Ce等のCe付活アルミン酸塩蛍光体、(Mg,Ca,Sr,Ba)2Si5(N,O)8:Eu、(Mg,Ca,Sr,Ba)Si(N,O)2:Eu、(Mg,Ca,Sr,Ba)AlSi(N,O)3:Eu等のEu付活酸化物、窒化物又は酸窒化物蛍光体、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu,Mn等のEu,Mn付活ハロリン酸塩蛍光体、Ba3MgSi2O8:Eu,Mn、(Ba,Sr,Ca,Mg)3(Zn,Mg)Si2O8:Eu,Mn等のEu,Mn付活珪酸塩蛍光体、3.5MgO・0.5MgF2・GeO2:Mn等のMn付活ゲルマン酸塩蛍光体、Eu付活αサイアロン等のEu付活酸窒化物蛍光体、(Gd,Y,Lu,La)2O3:Eu,Bi等のEu,Bi付活酸化物蛍光体、(Gd,Y,Lu,La)2O2S:Eu,Bi等のEu,Bi付活酸硫化物蛍光体、(Gd,Y,Lu,La)VO4:Eu,Bi等のEu,Bi付活バナジン酸塩蛍光体、SrY2S4:Eu,Ce等のEu,Ce付活硫化物蛍光体、CaLa2S4:Ce等のCe付活硫化物蛍光体、(Ba,Sr,Ca)MgP2O7:Eu,Mn、(Sr,Ca,Ba,Mg,Zn)2P2O7:Eu,Mn等のEu,Mn付活リン酸塩蛍光体、(Y,Lu)2WO6:Eu,Mo等のEu,Mo付活タングステン酸塩蛍光体、(Ba,Sr,Ca)xSiyNz:Eu,Ce(但し、x、y、zは、1以上の整数を表わす。)等のEu,Ce付活窒化物蛍光体、(Ca,Sr,Ba,Mg)10(PO4)6(F,Cl,Br,OH):Eu,Mn等のEu,Mn付活ハロリン酸塩蛍光体、((Y,Lu,Gd,Tb)1-x-yScxCey)2(Ca,Mg)1-r(Mg,Zn)2+rSiz-qGeqO12+δ等のCe付活珪酸塩蛍光体等を用いることも可能である。 In addition, examples of red phosphors include Eu-activated oxysulfide phosphors such as (La, Y) 2 O 2 S: Eu, Y (V, P) O 4 : Eu, Y 2 O 3 : Eu, and the like. Eu-activated oxide phosphor, (Ba, Mg) 2 SiO 4 : Eu, Mn, (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu, Mn-activated silicate phosphor such as Eu, Mn, Eu-activated tungstate phosphors such as LiW 2 O 8 : Eu, LiW 2 O 8 : Eu, Sm, Eu 2 W 2 O 9 , Eu 2 W 2 O 9 : Nb, Eu 2 W 2 O 9 : Sm Eu-activated sulfide phosphors such as (Ca, Sr) S: Eu, Eu-activated aluminate phosphors such as YAlO 3 : Eu, Ca 2 Y 8 (SiO 4 ) 6 O 2 : Eu, LiY 9 (SiO 4) 6 O 2: Eu, (Sr, Ba, Ca) 3 SiO 5: Eu, Sr 2 BaSiO 5: Eu -activated silicate phosphors such as Eu (Y, Gd) 3 Al 5 O 12: Ce, (Tb, Gd) 3 Al 5 O 12: Ce -activated aluminate phosphor such as Ce, (Mg, Ca, Sr , Ba) 2 Si 5 (N , O) 8 : Eu, (Mg, Ca, Sr, Ba) Si (N, O) 2 : Eu, (Mg, Ca, Sr, Ba) AlSi (N, O) 3 : Eu-activated oxidation such as Eu , Nitride or oxynitride phosphor, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu, Mn activated halophosphate phosphor such as Eu, Mn, Ba 3 MgSi 2 O 8 : Eu, Mn, (Ba, Sr, Ca, Mg) 3 (Zn, Mg) Si 2 O 8 : Eu, Mn activated silicate phosphor such as Eu, Mn, 3.5MgO · 0.5MgF 2 · GeO 2: Mn activated germanate salt phosphors such as Mn, Eu Tsukekatsusan nitride phosphor such as Eu-activated α-sialon, (Gd, Y, Lu La) 2 O 3: Eu, Eu Bi, etc., Bi-activated oxide phosphor, (Gd, Y, Lu, La) 2 O 2 S: Eu, Eu Bi, etc., Bi Tsukekatsusan sulfide phosphor (Gd, Y, Lu, La) VO 4 : Eu, Bi activated vanadate phosphors such as Eu and Bi, SrY 2 S 4 : Eu and Ce activated sulfide phosphors such as Eu and Ce, CaLa 2 S 4 : Ce-activated sulfide phosphor such as Ce, (Ba, Sr, Ca) MgP 2 O 7 : Eu, Mn, (Sr, Ca, Ba, Mg, Zn) 2 P 2 O 7 : Eu, Eu, Mn activated phosphor phosphor such as Mn, (Y, Lu) 2 WO 6 : Eu, Mo activated tungstate phosphor such as Eu, Mo, (Ba, Sr, Ca) x Si y N z : Eu, Ce (where x, y, z represent an integer of 1 or more. Eu, Ce-activated nitride phosphors such as (Ca, Sr, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 (F, Cl, Br, OH): Eu, Mn-activated halophosphoric acid such as Eu, Mn Ce phosphors such as salt phosphors, ((Y, Lu, Gd, Tb) 1-xy Sc x Ce y ) 2 (Ca, Mg) 1-r (Mg, Zn) 2 + r Si zq Ge q O 12 + δ It is also possible to use an activated silicate phosphor or the like.
赤色蛍光体としては、β−ジケトネート、β−ジケトン、芳香族カルボン酸、又は、ブレンステッド酸等のアニオンを配位子とする希土類元素イオン錯体からなる赤色有機蛍光体、ペリレン系顔料(例えば、ジベンゾ{[f,f’]−4,4’,7,7’−テトラフェニル}ジインデノ[1,2,3−cd:1’,2’,3’−lm]ペリレン)、アントラキノン系顔料、レーキ系顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、フタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、インダンスロン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料を用いることも可能である。 Examples of red phosphors include β-diketonates, β-diketones, aromatic carboxylic acids, red organic phosphors composed of rare earth element ion complexes having an anion such as Bronsted acid as a ligand, and perylene pigments (for example, Dibenzo {[f, f ′]-4,4 ′, 7,7′-tetraphenyl} diindeno [1,2,3-cd: 1 ′, 2 ′, 3′-lm] perylene), anthraquinone pigment, Lake pigments, azo pigments, quinacridone pigments, anthracene pigments, isoindoline pigments, isoindolinone pigments, phthalocyanine pigments, triphenylmethane basic dyes, indanthrone pigments, indophenol pigments, It is also possible to use a cyanine pigment or a dioxazine pigment.
以上の中でも、赤色蛍光体としては、(Ca,Sr,Ba)2Si5(N,O)8:Eu、(Ca,Sr,Ba)Si(N,O)2:Eu、(Ca,Sr,Ba)AlSi(N, O)3:Eu、(Ca,Sr,Ba)AlSi(N,O)3:Ce、(Sr,Ba)3Si O5:Eu、(Ca,Sr)S:Eu、(La,Y)2O2S:Eu又はEu錯体を含むこ とが好ましく、より好ましくは(Ca,Sr,Ba)2Si5(N,O)8:Eu、(Ca ,Sr,Ba)Si(N,O)2:Eu、(Ca,Sr,Ba)AlSi(N,O)3:Eu、(Ca,Sr,Ba)AlSi(N,O)3:Ce、(Sr,Ba)3SiO5:Eu、(Ca,Sr)S:Eu又は(La,Y)2O2S:Eu、もしくはEu(ジベンゾイルメタン)3・1,10−フェナントロリン錯体等のβ−ジケトン系Eu錯体又はカルボン 酸系Eu錯体を含むことが好ましく、(Ca,Sr,Ba)2Si5(N,O)8:Eu、(Sr,Ca)AlSi(N,O):Eu又は(La,Y)2O2S:Euが特に好ましい。 Among these, as red phosphors, (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 (N, O) 8 : Eu, (Ca, Sr, Ba) Si (N, O) 2 : Eu, (Ca, Sr , Ba) AlSi (N, O) 3 : Eu, (Ca, Sr, Ba) AlSi (N, O) 3 : Ce, (Sr, Ba) 3 SiO 2 : Eu, (Ca, Sr) S: Eu , (La, Y) 2 O 2 S: Eu or Eu complex, preferably (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 (N, O) 8 : Eu, (Ca 2, Sr, Ba) ) Si (N, O) 2 : Eu, (Ca, Sr, Ba) AlSi (N, O) 3 : Eu, (Ca, Sr, Ba) AlSi (N, O) 3 : Ce, (Sr, Ba) 3 SiO 5: Eu, (Ca , Sr) S: Eu or (La, Y) 2 O 2 S: Eu or Eu (dibenzoylmethane) 3 · Preferably contains a β- diketone Eu complex or carboxylic acid type Eu complex such as 10-phenanthroline complex, (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 (N, O) 8: Eu, (Sr, Ca) AlSi (N, O): Eu or (La, Y) 2 O 2 S: Eu is particularly preferred.
また、以上例示の中でも、橙色蛍光体としては(Sr,Ba)3SiO5:Euが好ましい。
なお、橙色ないし赤色蛍光体は、1種のみを用いても良く、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。
Of the above examples, (Sr, Ba) 3 SiO 5 : Eu is preferable as the orange phosphor.
In addition, orange or red fluorescent substance may use only 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.
(青色蛍光体)
該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以下の波長範囲にあることが好適である。
(Blue phosphor)
The emission peak wavelength of the blue phosphor is usually 420 nm or more, preferably 430 nm or more, more preferably 440 nm or more, and usually 490 nm or less, preferably 480 nm or less, more preferably 470 nm or less, more preferably 460 nm or less. It is preferable that it exists in.
また、青色蛍光体の発光ピークの半値幅としては、通常20nm〜80nmの範囲である。
また、青色蛍光体は、外部量子効率が、通常60%以上、好ましくは70%以上のものであり、メジアン径D50は通常1μm以上、好ましくは5μm以上、さらに好ましくは10mμ以上であり、通常30μm以下、好ましくは20μm以下、さらに好ましくは15μm以下である。
In addition, the half-value width of the emission peak of the blue phosphor is usually in the range of 20 nm to 80 nm.
The blue phosphor, the external quantum efficiency is usually 60% or more, preferably more than 70%, the median diameter D 50 is usually 1μm or more, preferably 5μm or more, more preferably 10mμ more usually It is 30 μm or less, preferably 20 μm or less, more preferably 15 μm or less.
このような青色蛍光体としては、規則的な結晶成長形状としてほぼ六角形状を有する成長粒子から構成され、青色領域の発光を行う(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Euで表わされるユーロピウム賦活バリウムマグネシウムアルミネート系蛍光体、規則的な結晶成長形状としてほぼ球形状を有する成長粒子から構成され、青色領域の発光を行う(Mg,Ca,Sr,Ba)5(PO4)3(Cl,F):Euで表わされるユウロピウム賦活 ハロリン酸カルシウム系蛍光体、規則的な結晶成長形状としてほぼ立方体形状を有する成長粒子から構成され、青色領域の発光を行う(Ca,Sr,Ba)2B5O9Cl:Euで 表わされるユウロピウム賦活アルカリ土類クロロボレート系蛍光体、破断面を有する破断粒子から構成され、青緑色領域の発光を行う(Sr,Ca,Ba)Al2O4:Eu又は(Sr,Ca,Ba)4Al14O25:Euで表わされるユウロピウム賦活アルカリ土類アル ミネート系蛍光体等が挙げられる。 Such a blue phosphor is composed of growing particles having a substantially hexagonal shape as a regular crystal growth shape, and europium represented by (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu that emits light in a blue region. The activated barium magnesium aluminate-based phosphor is composed of growing particles having a substantially spherical shape as a regular crystal growth shape, and emits light in the blue region (Mg, Ca, Sr, Ba) 5 (PO 4 ) 3 (Cl , F): Europium activated phosphor represented by Eu, composed of a calcium halophosphate phosphor, and growth particles having a substantially cubic shape as a regular crystal growth shape, and emits light in a blue region (Ca, Sr, Ba) 2 B 5 Europium-activated alkaline earth chloroborate phosphor represented by O 9 Cl: Eu, composed of fractured particles having a fractured surface, blue-green Europium activated alkaline earth aluminate-based phosphors represented by (Sr, Ca, Ba) Al 2 O 4 : Eu or (Sr, Ca, Ba) 4 Al 14 O 25 : Eu that emit light in the color region. It is done.
また、そのほか、青色蛍光体としては、Sr2P2O7:Sn等のSn付活リン酸塩蛍光 体、(Sr,Ca,Ba)Al2O4:Eu又は(Sr,Ca,Ba)4Al14O25:Eu、BaMgAl10O17:Eu、(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu、BaMgAl10O17:Eu,Tb,Sm、BaAl8O13:Eu等のEu付活アルミン酸塩蛍光体、 SrGa2S4:Ce、CaGa2S4:Ce等のCe付活チオガレート蛍光体、(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu,Mn等のEu,Mn付活アルミン酸塩蛍光体、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu、(Ba,Sr,Ca)5(PO4)3(Cl,F,Br,OH):Eu,Mn,Sb等のEu付活ハロリン酸塩蛍光体、BaAl2 Si2O8:Eu、(Sr,Ba)3MgSi2O8:Eu等のEu付活珪酸塩蛍光体、Sr2P2O7:Eu等のEu付活リン酸塩蛍光体、ZnS:Ag、ZnS:Ag,Al等の硫化物蛍光体、Y2SiO5:Ce等のCe付活珪酸塩蛍光体、CaWO4等のタングステン酸 塩蛍光体、(Ba,Sr,Ca)BPO5:Eu,Mn、(Sr,Ca)10(PO4)6・ nB2O3:Eu、2SrO・0.84P2O5・0.16B2O3:Eu等のEu,Mn付活
硼酸リン酸塩蛍光体、Sr2Si3O8・2SrCl2:Eu等のEu付活ハロ珪酸塩蛍光体、SrSi9Al19ON31:Eu、EuSi9Al19ON31等のEu付活酸窒化物蛍光体、La1-xCexAl(Si6-zAlz)(N10-zOz)(ここで、x、及びyは、それぞれ0 ≦x≦1、0≦z≦6を満たす数である。)、La1-x-yCexCayAl(Si6-zAlz )(N10-zOz)(ここで、x、y、及びzは、それぞれ、0≦x≦1、0≦y≦1、0 ≦z≦6を満たす数である。)等のCe付活酸窒化物蛍光体等を用いることも可能である。
In addition, other blue phosphors include Sn-activated phosphate phosphors such as Sr 2 P 2 O 7 : Sn, (Sr, Ca, Ba) Al 2 O 4 : Eu or (Sr, Ca, Ba). 4 Al 14 O 25 : Eu, BaMgAl 10 O 17 : Eu, (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu, BaMgAl 10 O 17 : Eu, Tb, Sm, BaAl 8 O 13 : Eu attached Active aluminate phosphor, Ce-activated thiogallate phosphor such as SrGa 2 S 4 : Ce, CaGa 2 S 4 : Ce, (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu, Mn, etc. Active aluminate phosphor, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu, (Ba, Sr, Ca) 5 (PO 4 ) 3 (Cl, F, Br, OH): Eu-activated halophosphate phosphors such as Eu, Mn, Sb, BaAl 2 Si 2 Eu-activated silicate phosphor such as O 8 : Eu, (Sr, Ba) 3 MgSi 2 O 8 : Eu, Eu-activated phosphate phosphor such as Sr 2 P 2 O 7 : Eu, ZnS: Ag, ZnS: sulfide phosphors such as Ag and Al, Y 2 SiO 5 : Ce activated silicate phosphors such as Ce, tungstate phosphors such as CaWO 4 , (Ba, Sr, Ca) BPO 5 : Eu, Mn, (Sr, Ca) 10 (PO 4) 6 · nB 2 O 3: Eu, 2SrO · 0.84P 2 O 5 · 0.16B 2 O 3: Eu, Mn -activated borate phosphate phosphors such as Eu Sr 2 Si 3 O 8 .2SrCl 2 : Eu-activated halosilicate phosphor such as Eu, SrSi 9 Al 19 ON 31 : Eu-activated oxynitride phosphor such as Eu, EuSi 9 Al 19 ON 31 , la 1-x Ce x Al ( Si 6-z Al z) (N 10-z O z) ( here, x, and y are each 0 ≦ Is a number satisfying ≦ 1,0 ≦ z ≦ 6.) , La 1-xy Ce x Ca y Al (Si 6-z Al z) (N 10-z O z) ( here, x, y, and z is a number satisfying 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, and 0 ≦ z ≦ 6, respectively), etc. It is also possible to use Ce-activated oxynitride phosphors and the like.
また、青色蛍光体としては、例えば、ナフタル酸イミド系、ベンゾオキサゾール系、スチリル系、クマリン系、ピラリゾン系、トリアゾール系化合物の蛍光色素、ツリウム錯体等の有機蛍光体等を用いることも可能である。 In addition, as the blue phosphor, for example, naphthalic acid imide-based, benzoxazole-based, styryl-based, coumarin-based, pyralizone-based, triazole-based compound fluorescent dyes, thulium complexes and other organic phosphors can be used. .
以上の例示の中でも、青色蛍光体としては、(Ca,Sr,Ba)MgAl10O17:Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6(Cl,F)2:Eu又は(Ba,Ca, Mg,Sr)2SiO4:Euを含むことが好ましく、(Ca,Sr,Ba)MgAl10O17:Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6(Cl,F)2:Eu又は(Ba, Ca,Sr)3MgSi2O8:Euを含むことがより好ましく、BaMgAl10O17:E u、Sr10(PO4)6(Cl,F)2:Eu又はBa3MgSi2O8:Euを含むことがより好ましい。また、このうち照明用途及びディスプレイ用途としては(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu又は(Ca,Sr,Ba)MgAl10O17:Euが特 に好ましい。
なお、青色蛍光体は、1種のみを用いても良く、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。
Among the above examples, as the blue phosphor, (Ca, Sr, Ba) MgAl 10 O 17 : Eu, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 (Cl, F) 2 : Eu or It is preferable to contain (Ba, Ca, Mg, Sr) 2 SiO 4 : Eu, and (Ca, Sr, Ba) MgAl 10 O 17 : Eu, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 ( Cl, F) 2 : Eu or (Ba, Ca, Sr) 3 MgSi 2 O 8 : Eu is more preferable, and BaMgAl 10 O 17 : Eu, Sr 10 (PO 4 ) 6 (Cl, F) 2 : Eu or Ba 3 MgSi 2 O 8 : Eu is more preferable. Of these, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu or (Ca, Sr, Ba) MgAl 10 O 17 : Eu is particularly preferred for illumination and display applications.
In addition, only 1 type may be used for blue fluorescent substance and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
(黄色蛍光体)
該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。
(Yellow phosphor)
The emission peak wavelength of the yellow phosphor is usually in the wavelength range of 530 nm or more, preferably 540 nm or more, more preferably 550 nm or more, and usually 620 nm or less, preferably 600 nm or less, more preferably 580 nm or less. is there.
また、黄色蛍光体の発光ピークの半値幅としては、通常60nm〜200nmの範囲である。
また、黄色蛍光体は、外部量子効率が、通常60%以上、好ましくは70%以上のものであり、メジアン径D50は通常1μm以上、好ましくは5μm以上、さらに好ましくは10mμ以上であり、通常30μm以下、好ましくは20μm以下、さらに好ましくは15μm以下である。
Further, the half-value width of the emission peak of the yellow phosphor is usually in the range of 60 nm to 200 nm.
The yellow phosphor has an external quantum efficiency of usually 60% or more, preferably 70% or more, and a median diameter D 50 is usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, more preferably 10 mμ or more. It is 30 μm or less, preferably 20 μm or less, more preferably 15 μm or less.
このような黄色蛍光体としては、各種の酸化物系、窒化物系、酸窒化物系、硫化物系、酸硫化物系等の蛍光体が挙げられる。
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種類の元素を表わし、Mは、Al、Ga、及びScからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素を表わす。)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価の金属元素を表わす。)等 で表わ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種類の元素を表わし、Mdは、Si、及び/又はGeを表わす。)等で表わされるオルソシリ 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、AEAlSi(N,O)3: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種類の元素を表わす。)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。
Examples of such yellow phosphors include various oxide-based, nitride-based, oxynitride-based, sulfide-based, and oxysulfide-based phosphors.
In particular, RE 3 M 5 O 12 : Ce (where RE represents at least one element selected from the group consisting of Y, Tb, Gd, Lu, and Sm, and M represents Al, Ga, and Sc. And M a 3 M b 2 Mc 3 O 12 : Ce (where M a is a divalent metal element and M b is a trivalent metal element) , M c represents a tetravalent metal element.) A garnet-based phosphor having a garnet structure represented by AE 2 M d O 4 : Eu (where AE is Ba, Sr, Ca, Mg, and represents at least 1 kind of elements selected from the group consisting of Zn, M d is, Si, and / or represent Ge.) Orusoshiri Kate phosphors represented by such as oxygen constituting the phosphor of these systems Of oxynitride, AEAl, in which a part of the oxynitride is replaced with nitrogen A nitride system having a CaAlSiN 3 structure such as Si (N, O) 3 : Ce (where AE represents at least one element selected from the group consisting of Ba, Sr, Ca, Mg and Zn). Examples thereof include phosphors activated with Ce such as phosphors.
また、その他、黄色蛍光体としては、CaGa2S4:Eu、(Ca,Sr)Ga2S4:Eu、(Ca,Sr)(Ga,Al)2S4:Eu等の硫化物系蛍光体、Cax(Si,A l)12(O,N)16:Eu等のsialon構造を有する酸窒化物系蛍光体等のEuで付活した蛍光体、(M1-a-bEuaMnb)2(BO3)1-p(PO4)pX(但し、Mは、Ca、Sr、及びBaからなる群より選ばれる1種以上の元素を表し、Xは、F、Cl、及びBrからなる群より選ばれる1種以上の元素を表わす。a、b、及びpは、各々、0.001≦a≦0.3、0≦b≦0.3、0≦p≦0.2を満たす数を表わす。)等のEu付活又はEu,Mn共付活ハロゲン化ホウ酸塩蛍光体等を用いることも可能である。 Other examples of yellow phosphors include sulfide-based fluorescence such as CaGa 2 S 4 : Eu, (Ca, Sr) Ga 2 S 4 : Eu, (Ca, Sr) (Ga, Al) 2 S 4 : Eu. Body, Ca x (Si, Al) 12 (O, N) 16 : phosphor activated by Eu such as oxynitride phosphor having sialon structure such as Eu, (M 1-ab Eu a Mn b ) 2 (BO 3 ) 1-p (PO 4 ) p X (where M represents one or more elements selected from the group consisting of Ca, Sr, and Ba, and X represents F, Cl, and Br) Represents one or more elements selected from the group consisting of: a, b, and p are 0.001 ≦ a ≦ 0.3, 0 ≦ b ≦ 0.3, and 0 ≦ p ≦ 0.2, respectively. It is also possible to use Eu-activated or Eu / Mn co-activated halogenated borate phosphors.
また、黄色蛍光体としては、例えば、brilliant sulfoflavine
FF (Colour Index Number 56205)、basic yellow HG (Colour Index Number 46040)、eosine (Colour Index Number 45380)、rhodamine
6G (Colour Index Number 45160)等の蛍光染料等を用いることも可能である。
なお、黄色蛍光体は、1種のみを用いても良く、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。
Moreover, as yellow fluorescent substance, for example, brilliant sulfoflavine
FF (Color Index Number 56205), basic yellow HG (Color Index Number 46040), eosine (Color Index Number 45380), rhodamine
It is also possible to use fluorescent dyes such as 6G (Color Index Number 45160).
In addition, yellow fluorescent substance may use only 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
(第2の蛍光体)
本発明の発光装置における第2の発光体は、その用途に応じて、上述の第1の蛍光体以外にも蛍光体(即ち、第2の蛍光体)を含有していてもよい。この第2の蛍光体は、第1の蛍光体とは発光ピーク波長が異なる蛍光体である。通常、これらの第2の蛍光体は、第2の発光体の発光の色調を調節するために使用されるため、第2の蛍光体としては第1の蛍光体とは異なる色の蛍光を発する蛍光体を使用することが多い。
(Second phosphor)
The second light emitter in the light emitting device of the present invention may contain a phosphor (that is, a second phosphor) in addition to the first phosphor described above, depending on the application. This second phosphor is a phosphor having an emission peak wavelength different from that of the first phosphor. Usually, since these second phosphors are used to adjust the color tone of light emitted from the second light emitter, the second phosphor emits fluorescence having a color different from that of the first phosphor. Often phosphors are used.
上記のように、第1の蛍光体として緑色蛍光体を使用する場合には、第2の蛍光体としては、例えば橙色ないし赤色蛍光体、青色蛍光体、黄色蛍光体等の緑色蛍光体以外の蛍光体を用いる。第1の蛍光体として橙色ないし赤色蛍光体を使用する場合には、第2の蛍光体としては、例えば緑色蛍光体、青色蛍光体、黄色蛍光体等の橙色ないし赤蛍光体以外の蛍光体を用いる。第1の蛍光体として青色蛍光体を使用する場合には、第2の蛍光体としては、例えば緑色蛍光体、橙色ないし赤色蛍光体、黄色蛍光体等の青色蛍光体以外の蛍光体を用いる。第1の蛍光体として黄色蛍光体を使用する場合には、第2の蛍光体としては、例えば緑色蛍光体、橙色ないし赤色蛍光体、青色蛍光体等の黄色蛍光体以外の蛍光体を用いる。
該緑色蛍光体、橙色ないし赤色蛍光体、青色蛍光体及び黄色蛍光体の例としては、前記第1の蛍光体の項で記載したのと同様の蛍光体を挙げることができる。
As described above, when a green phosphor is used as the first phosphor, examples of the second phosphor include other than a green phosphor such as an orange to red phosphor, a blue phosphor, and a yellow phosphor. A phosphor is used. When an orange or red phosphor is used as the first phosphor, examples of the second phosphor include phosphors other than orange or red phosphors such as a green phosphor, a blue phosphor, and a yellow phosphor. Use. When a blue phosphor is used as the first phosphor, a phosphor other than a blue phosphor such as a green phosphor, an orange to red phosphor, or a yellow phosphor is used as the second phosphor. When a yellow phosphor is used as the first phosphor, a phosphor other than a yellow phosphor such as a green phosphor, an orange to red phosphor, or a blue phosphor is used as the second phosphor.
Examples of the green phosphor, orange to red phosphor, blue phosphor, and yellow phosphor include the same phosphors as described in the section of the first phosphor.
本発明の発光装置に使用される第2の蛍光体のメジアン径D50は、通常10μm以上、中でも12μm以上が好ましく、また、通常30μm以下、中でも25μm以下が好ましい。メジアン径D50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、メジアン径D50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。 The median diameter D 50 of the second phosphor used in the light emitting device of the present invention is usually 10 μm or more, preferably 12 μm or more, and usually 30 μm or less, preferably 25 μm or less. When the median diameter D 50 is too small, and the luminance decreases tends to phosphor particles tend to aggregate. On the other hand, when the median diameter D 50 is too large, there is a tendency for blockage, such as uneven coating or a dispenser.
(第2の蛍光体の組み合わせ)
上記第2の蛍光体としては、1種類の蛍光体のみを使用してもよく、2種以上の蛍光体を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。また、第1の蛍光体と第2の蛍光体との比率も、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。従って、第2の蛍光体の使用量、並びに、第2の蛍光体として用いる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。
(Combination of second phosphors)
As the second phosphor, only one kind of phosphor may be used, or two or more kinds of phosphors may be used in any combination and ratio. Further, the ratio between the first phosphor and the second phosphor is also arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Therefore, the usage amount of the second phosphor, the combination and ratio of the phosphors used as the second phosphor, and the like may be arbitrarily set according to the use of the light emitting device.
例えば、第1の蛍光体として式[1]で表わされる化学組成を有する本発明の蛍光体を用いた場合を例に挙げて説明する。式[1]で表わされる化学組成を有する蛍光体は、通常、緑色ないし黄緑色蛍光体であるため、第2の蛍光体としては、橙色ないし赤色蛍光体、青色蛍光体、黄色蛍光体等が用いられる。このとき、発光装置において、第2の蛍光体の使用の有無及びその種類は、発光装置の用途に応じて適宜選択すればよい。例えば、本発明の発光装置を緑色発光の発光装置として構成する場合には、第1の蛍光体(緑色蛍光体)のみを使用すればよく、第2の蛍光体の使用は通常は不要である。 For example, the case where the phosphor of the present invention having the chemical composition represented by the formula [1] is used as the first phosphor will be described as an example. Since the phosphor having the chemical composition represented by the formula [1] is usually a green to yellow-green phosphor, the second phosphor includes an orange to red phosphor, a blue phosphor, a yellow phosphor, and the like. Used. At this time, in the light emitting device, whether or not the second phosphor is used and the type thereof may be appropriately selected according to the use of the light emitting device. For example, when the light emitting device of the present invention is configured as a green light emitting device, only the first phosphor (green phosphor) may be used, and the use of the second phosphor is usually unnecessary. .
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、第1の発光体と、第1の蛍光体(緑色蛍光体)と、第2の蛍光体と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、第1の発光体と、第1の蛍光体と、第2の蛍光体との好ましい組み合わせの例としては、以下の(i)〜(iii)の組み合わせが挙げられる。 On the other hand, when the light emitting device of the present invention is configured as a white light emitting device, the first light emitter, the first phosphor (green phosphor), and the first phosphor so as to obtain desired white light. What is necessary is just to combine 2 fluorescent substance appropriately. Specifically, examples of preferable combinations of the first light emitter, the first phosphor, and the second phosphor in the case where the light emitting device of the present invention is configured as a white light emitting device include the following: (I) to (iii) are included.
(i)第1の発光体として青色発光体(青色LED等。420nm以上500nm以下の波長範囲に発光ピークを有するものが好ましい。)を使用し、第1の蛍光体として緑色蛍光体(式[1]で表わされる化学組成を有する本発明の蛍光体等)を使用し、第2の蛍光体として赤色蛍光体(570nm以上780nm以下の波長範囲に発光ピークを有するものが好ましい。)を使用する。この場合、赤色蛍光体としては、(Sr,Ca)AlSiN3:Euからなる群より選ばれる一種又は二種以上の赤色蛍光体が好ましい。 (I) A blue phosphor (blue LED or the like, preferably having a light emission peak in a wavelength range of 420 nm to 500 nm) is used as the first phosphor, and a green phosphor (formula [ 1) and a red phosphor (preferably one having an emission peak in the wavelength range of 570 nm to 780 nm) is used as the second phosphor. . In this case, the red phosphor is preferably one or more red phosphors selected from the group consisting of (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu.
(ii)第1の発光体として近紫外発光体(近紫外LED等。300nm以上420nm以下の波長範囲に発光ピークを有するものが好ましい。)を使用し、第1の蛍光体として緑色蛍光体(式[1]で表わされる化学組成を有する本発明の蛍光体等)を使用し、第2の蛍光体として青色蛍光体(420nm以上490nm以下の波長範囲に発光ピークを有するものが好ましい。)及び赤色蛍光体(570nm以上780nm以下の波長範囲に発光ピークを有するものが好ましい。)を併用する。この場合、青色蛍光体としては、(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu及び(Mg,Ca,Sr,Ba)5(PO4)3(
C l,F):Euからなる群より選ばれる一種又は二種以上の青色蛍光体が好ましい。
また、赤色蛍光体としては、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu及びLa2O2S:Euか
らなる群より選ばれる一種又は二種以上の赤色蛍光体が好ましい。中でも、近紫外LEDと、本発明の蛍光体と、青色蛍光体としてBaMgAl10O17:Euと、赤色蛍光体として(Sr,Ca)AlSiN3:Euとを組み合わせて用いることが好ましい。
(Ii) A near-ultraviolet light emitter (near-ultraviolet LED or the like, preferably having a light emission peak in a wavelength range of 300 nm to 420 nm) is used as the first light emitter, and a green phosphor (first phosphor) is used. The phosphor of the present invention having a chemical composition represented by the formula [1] is used, and the second phosphor is preferably a blue phosphor (having an emission peak in the wavelength range of 420 nm or more and 490 nm or less) and. A red phosphor (preferably one having an emission peak in the wavelength range of 570 nm to 780 nm) is used in combination. In this case, as the blue phosphor, (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu and (Mg, Ca, Sr, Ba) 5 (PO 4 ) 3 (
Cl, F): One or two or more blue phosphors selected from the group consisting of Eu are preferred.
The red phosphor is preferably one or two or more red phosphors selected from the group consisting of (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu and La 2 O 2 S: Eu. Among them, it is preferable to use a near ultraviolet LED, the phosphor of the present invention, BaMgAl 10 O 17 : Eu as a blue phosphor, and (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu as a red phosphor.
(iii)第1の発光体として青色発光体(青色LED等。420nm以上500nm以下 の波長範囲に発光ピークを有するものが好ましい。)を使用し、第1の蛍光体として緑色蛍光体(式[1]で表わされる化学組成を有する本発明の蛍光体等)を使用し、第2の蛍光体として橙色蛍光体を使用する。この場合、橙色蛍光体としては、580nm以上620nm以下の波長範囲に発光ピークを有するものが好ましく、中でも(Sr,Ba)3SiO5:Euが好ましい。 (Iii) A blue phosphor (blue LED or the like, preferably having an emission peak in a wavelength range of 420 nm to 500 nm) is used as the first phosphor, and a green phosphor (formula [ The phosphor of the present invention having a chemical composition represented by 1] is used, and an orange phosphor is used as the second phosphor. In this case, the orange phosphor preferably has an emission peak in the wavelength range of 580 nm or more and 620 nm or less, and (Sr, Ba) 3 SiO 5 : Eu is particularly preferable.
上記の(i)の場合における蛍光体の組み合わせについて、好ましい具体例を表3に挙げる。
上記組み合わせにおいて、下記表4に示すように、さらに緑色蛍光体として(Ba,Sr)2SiO4:EuやSr2GaS4:Euを使用することにより、特に、色調と発光強度のバランスに優れた液晶バックライト光源用発光装置を得ることができる。
また、本発明の蛍光体は、他の蛍光体と混合(ここで、混合とは、必ずしも蛍光体同士が混ざり合っている必要はなく、異種の蛍光体が組み合わされていることを意味する。)して用いることができる。特に、上記に記載の組み合わせで蛍光体を混合すると、好ましい蛍光体混合物が得られる。なお、混合する蛍光体の種類やその割合に特に制限はない。 In addition, the phosphor of the present invention is mixed with other phosphors (here, mixing does not necessarily mean that the phosphors need to be mixed with each other, but means that different types of phosphors are combined). ) Can be used. In particular, when phosphors are mixed in the combination described above, a preferable phosphor mixture is obtained. In addition, there is no restriction | limiting in particular in the kind and the ratio of the fluorescent substance to mix.
(封止材料)
本発明の発光装置において、上記第1及び/又は第2の蛍光体は、通常、封止材料である液体媒体に分散させて封止した後、熱や光によって硬化させて用いられる。
該液体媒体としては、前述の[4.蛍光体含有組成物]の項で記載したのと同様のものが挙げられる。
(Sealing material)
In the light emitting device of the present invention, the first and / or second phosphors are usually used after being dispersed and sealed in a liquid medium which is a sealing material, and then cured by heat or light.
Examples of the liquid medium include [4. Examples thereof are the same as those described in the section “Fluorescent substance-containing composition”.
また、該液体媒体は、封止部材の屈折率を調整するために、高い屈折率を有する金属酸化物となり得る金属元素を含有させることができる。高い屈折率を有する金属酸化物を与える金属元素の例としては、Si、Al、Zr、Ti、Y、Nb、B等が挙げられる。これらの金属元素は単独で使用されてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で併用されてもよい。 The liquid medium can contain a metal element that can be a metal oxide having a high refractive index in order to adjust the refractive index of the sealing member. Examples of metal elements that give a metal oxide having a high refractive index include Si, Al, Zr, Ti, Y, Nb, and B. These metal elements may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.
このような金属元素の存在形態は、封止部材の透明度を損なわなければ特に限定されず、例えば、メタロキサン結合として均一なガラス層を形成していてもよく、封止部材中に粒子状で存在していてもよい。粒子状で存在している場合、その粒子内部の構造はアモルファス状であっても結晶構造であってもよいが、高屈折率を与えるためには結晶構造であることが好ましい。また、その粒子径は、封止部材の透明度を損なわないために、通常は、半導体発光素子の発光波長以下、好ましくは100nm以下、更に好ましくは50nm以下、特に好ましくは30nm以下である。例えばシリコーン系材料に、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化ニオブ等の粒子を混合することにより、上記の金属元素を封止部材中に粒子状で存在させることができる。 The presence form of such a metal element is not particularly limited as long as the transparency of the sealing member is not impaired. For example, a uniform glass layer may be formed as a metalloxane bond, and is present in a particulate form in the sealing member. You may do it. When present in the form of particles, the structure inside the particles may be either amorphous or crystalline, but is preferably a crystalline structure in order to provide a high refractive index. Further, the particle diameter is usually not more than the emission wavelength of the semiconductor light emitting device, preferably not more than 100 nm, more preferably not more than 50 nm, particularly preferably not more than 30 nm so as not to impair the transparency of the sealing member. For example, by mixing particles of silicon oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, titanium oxide, yttrium oxide, niobium oxide, etc. with a silicone-based material, the metal element can be present in the sealing member in the form of particles. .
また、上記液体媒体としては、更に、拡散剤、フィラー、粘度調整剤、紫外線吸収剤等公知の添加剤を含有していてもよい。なお、これらの添加剤は、1種のみを用いても良く、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。 The liquid medium may further contain known additives such as a diffusing agent, a filler, a viscosity modifier, and an ultraviolet absorber. In addition, only 1 type may be used for these additives, and 2 or more types may be used together by arbitrary combinations and a ratio.
[5−2.発光装置の構成(その他)]
本発明の発光装置は、上述の第1の発光体及び第2の発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第1の発光体及び第2の発光体を配置してなる。この際、第1の発光体の発光によって第2の発光体が励起されて(即ち、第1及び第2の蛍光体が励起されて)発光を生じ、且つ、この第1の発光体の発光及び/又は第2の発光体の発光が、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、第1の蛍光体と第2の蛍光体とは必ずしも同一の層中に混合されなくてもよく、例えば、第1の蛍光体を含有する層の上に第2の蛍光体を含有する層が積層する等、蛍光体の発色毎に別々の層に蛍光体を含有するようにしてもよい。
[5-2. Configuration of light emitting device (others)]
The other configurations of the light emitting device of the present invention are not particularly limited as long as the first light emitting body and the second light emitting body described above are provided. Usually, the first light emitting body described above is formed on an appropriate frame. And a second light emitter. At this time, the second light emitter is excited by the light emission of the first light emitter (that is, the first and second phosphors are excited) to emit light, and the first light emitter emits light. And / or it arrange | positions so that light emission of a 2nd light-emitting body may be taken out outside. In this case, the first phosphor and the second phosphor are not necessarily mixed in the same layer. For example, the second phosphor is contained on the layer containing the first phosphor. For example, the phosphor may be contained in a separate layer for each color development of the phosphor, such as by stacking layers.
また、本発明の発光装置では、上述の励起光源(第1の発光体)、蛍光体(第2の発光体)及びフレーム以外の部材を用いてもよい。その例としては、前述の封止材料が挙げられる。該封止材料は、発光装置において、蛍光体(第2の発光体)を分散させる目的以外にも、励起光源(第1の発光体)、蛍光体(第2の発光体)及びフレーム間を接着する目的で用いたりすることができる。 In the light emitting device of the present invention, members other than the above-described excitation light source (first light emitter), phosphor (second light emitter), and frame may be used. Examples thereof include the aforementioned sealing materials. In addition to the purpose of dispersing the phosphor (second light emitter) in the light emitting device, the sealing material is provided between the excitation light source (first light emitter), the phosphor (second light emitter), and the frame. It can be used for the purpose of bonding.
[5−3.発光装置の実施形態]
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、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施することができる。
[5-3. Embodiment of Light Emitting Device]
Hereinafter, the light-emitting device of the present invention will be described in more detail with reference to specific embodiments. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and does not depart from the gist of the present invention. Any change can be made.
本発明の発光装置の一例における、励起光源となる第1の発光体と、蛍光体を有する蛍光体含有部として構成された第2の発光体との位置関係を示す模式的斜視図を図1に示す。図1中の符号1は蛍光体含有部(第2の発光体)、符号2は励起光源(第1の発光体)としての面発光型GaN系LD、符号3は基板を表す。相互に接触した状態をつくるために、LD(2)と蛍光体含有部(第2の発光体)(1)とそれぞれ別個に作製し、それらの面同士を接着剤やその他の手段によって接触させてもよいし、LD(2)の発光面上に蛍光体含有部(第2の発光体)を製膜(成型)させてもよい。これらの結果、LD(2)と蛍光体含有部(第2の発光体)(1)とを接触した状態とすることができる。 FIG. 1 is a schematic perspective view showing a positional relationship between a first light emitter serving as an excitation light source and a second light emitter configured as a phosphor containing portion having a phosphor in an example of the light emitting device of the present invention. Shown in In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a phosphor-containing portion (second light emitter), reference numeral 2 denotes a surface-emitting GaN-based LD as an excitation light source (first light emitter), and reference numeral 3 denotes a substrate. In order to create a state in which they are in contact with each other, LD (2) and phosphor-containing portion (second light emitter) (1) are produced separately, and their surfaces are brought into contact with each other by an adhesive or other means. Alternatively, the phosphor-containing portion (second light emitter) may be formed (molded) on the light emitting surface of the LD (2). As a result, the LD (2) and the phosphor-containing portion (second light emitter) (1) can be brought into contact with each other.
このような装置構成をとった場合には、励起光源(第1の発光体)からの光が蛍光体含有部(第2の発光体)の膜面で反射されて外にしみ出るという光量損失を避けることができるので、装置全体の発光効率を良くすることができる。 When such an apparatus configuration is employed, the light loss is such that light from the excitation light source (first light emitter) is reflected by the film surface of the phosphor-containing portion (second light emitter) and oozes out. Therefore, the light emission efficiency of the entire device can be improved.
図2(a)は、一般的に砲弾型と言われる形態の発光装置の代表例であり、励起光源(第1の発光体)と蛍光体含有部(第2の発光体)とを有する発光装置の一実施例を示す模式的断面図である。該発光装置(4)において、符号5はマウントリード、符号6はインナーリード、符号7は励起光源(第1の発光体)、符号8は蛍光体含有樹脂部、符号9は導電性ワイヤ、符号10はモールド部材をそれぞれ指す。 FIG. 2A is a typical example of a light emitting device of a form generally referred to as a shell type, and has a light emission having an excitation light source (first light emitter) and a phosphor-containing portion (second light emitter). It is typical sectional drawing which shows one Example of an apparatus. In the light emitting device (4), reference numeral 5 is a mount lead, reference numeral 6 is an inner lead, reference numeral 7 is an excitation light source (first light emitter), reference numeral 8 is a phosphor-containing resin portion, reference numeral 9 is a conductive wire, reference numeral Reference numeral 10 denotes a mold member.
また、図2(b)は、表面実装型と言われる形態の発光装置の代表例であり、励起光源(第1の発光体)と蛍光体含有部(第2の発光体)とを有する発光装置の一実施例を示す模式的断面図である。図中、符号22は励起光源(第1の発光体)、符号23は蛍光体含有部(第2の発光体)としての蛍光体含有樹脂部、符号24はフレーム、符号25は導電性ワイヤ、符号26及び符号27は電極をそれぞれ指す。 FIG. 2B is a typical example of a light-emitting device of a form called a surface-mount type, and has light emission having an excitation light source (first light emitter) and a phosphor-containing portion (second light emitter). It is typical sectional drawing which shows one Example of an apparatus. In the figure, reference numeral 22 is an excitation light source (first light emitter), reference numeral 23 is a phosphor-containing resin portion as a phosphor-containing portion (second light emitter), reference numeral 24 is a frame, reference numeral 25 is a conductive wire, Reference numerals 26 and 27 indicate electrodes.
[5−4.発光装置の用途]
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、色再現範囲が広く、且つ、演色性も高いことから、中でも照明装置や画像表示装置の光源として、とりわけ好適に用いられる。
[5-4. Application of light emitting device]
The application of the light-emitting device of the present invention is not particularly limited and can be used in various fields where ordinary light-emitting devices are used. However, since the color reproduction range is wide and the color rendering property is high, illumination is particularly important. It is particularly preferably used as a light source for a device or an image display device.
[5−4−1.照明装置]
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3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。
[5-4-1. Lighting device]
When the light-emitting device of the present invention is applied to a lighting device, the above-described light-emitting device may be appropriately incorporated into a known lighting device. For example, a surface emitting illumination device (11) incorporating the above-described light emitting device (4) as shown in FIG. 3 can be mentioned.
図3は、本発明の照明装置の一実施形態を模式的に示す断面図である。この図3に示すように、該面発光照明装置は、内面を白色の平滑面等の光不透過性とした方形の保持ケース(12)の底面に、多数の発光装置(13)(前述の発光装置(4)に相当)を、その外側に発光装置(13)の駆動のための電源及び回路等(図示せず。)を設けて配置し、保持ケース(12)の蓋部に相当する箇所に、乳白色としたアクリル板等の拡散板(14)を発光の均一化のために固定してなる。 FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of the illumination device of the present invention. As shown in FIG. 3, the surface-emitting illumination device has a number of light-emitting devices (13) (described above) on the bottom surface of a rectangular holding case (12) whose inner surface is light-opaque such as a white smooth surface. The light emitting device (4) corresponds to the lid portion of the holding case (12) by arranging a power source and a circuit (not shown) for driving the light emitting device (13) on the outside thereof. A diffuser plate (14) such as a milky white acrylic plate is fixed at a location for uniform light emission.
そして、面発光照明装置(11)を駆動して、発光装置(13)の励起光源(第1の発光体)に電圧を印加することにより光を発光させ、その発光の一部を、蛍光体含有部(第2の発光体)としての蛍光体含有樹脂部における前記蛍光体が吸収し、可視光を発光し、一方、蛍光体に吸収されなかった青色光等との混色により演色性の高い発光が得られ、この光が拡散板(14)を透過して、図面上方に出射され、保持ケース(12)の拡散板(14)面内において均一な明るさの照明光が得られることとなる。 Then, the surface emitting illumination device (11) is driven to apply light to the excitation light source (first light emitter) of the light emitting device (13) to emit light, and part of the light emission is converted into the phosphor. The phosphor in the phosphor-containing resin part as the containing part (second light emitter) absorbs and emits visible light, while having high color rendering due to color mixing with blue light or the like that is not absorbed by the phosphor. Luminescence is obtained, and this light is transmitted through the diffusion plate (14) and emitted upward in the drawing, so that illumination light with uniform brightness can be obtained within the surface of the diffusion plate (14) of the holding case (12). Become.
[5−4−2.画像表示装置]
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。
[5-4-2. Image display device]
When the light emitting device of the present invention is used as a light source of an image display device, the specific configuration of the image display device is not limited, but it is preferably used with a color filter. For example, when the image display device is a color image display device using color liquid crystal display elements, the light emitting device is used as a backlight, a light shutter using liquid crystal, and a color filter having red, green, and blue pixels; By combining these, an image display device can be formed.
このときのカラーフィルター透過後の光による色再現範囲としては、NTSC比で、通常60%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは100%以上であり、通常150%以下である。
また、カラーフィルター全体からの透過光の量に対する、各カラーフィルターからの透過光の量(光の利用効率)としては、通常20%以上、好ましくは25%以上、より好ましくは28%以上、さらに好ましくは30%以上である。利用効率は高ければ高いほど好ましいが、赤、緑及び青の3つのフィルターを用いている関係上、通常33%以下となる。
The color reproduction range by light after passing through the color filter at this time is usually 60% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, more preferably 100% or more, and usually 150% in terms of NTSC ratio. It is as follows.
The amount of light transmitted from each color filter (light utilization efficiency) relative to the amount of light transmitted from the entire color filter is usually 20% or more, preferably 25% or more, more preferably 28% or more, Preferably it is 30% or more. The higher the utilization efficiency, the better, but it is usually 33% or less because of the use of three filters of red, green and blue.
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限り、以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples without departing from the gist thereof.
[評価方法]
後述する各実施例及び比較例で得られた蛍光体の物性値は、以下の方法で評価した。
[Evaluation methods]
The physical property values of the phosphors obtained in Examples and Comparative Examples described later were evaluated by the following methods.
[発光特性]
・発光スペクトル
実施例1−1〜1−7、比較例1−1、及び実施例3−1〜3−2では、発光スペクトルは、日本分光社製FP−6500を用いて測定を行った。励起波長は、455nmとした。
また、実施例2−1〜2−5、及び比較例2−1では、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、480nm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。
[Luminescent characteristics]
・ Emission spectrum
In Examples 1-1 to 1-7, Comparative Example 1-1, and Examples 3-1 to 3-2, emission spectra were measured using FP-6500 manufactured by JASCO Corporation. The excitation wavelength was 455 nm.
Further, in Examples 2-1 to 2-5 and Comparative Example 2-1, the emission spectrum was measured at room temperature (25 ° C.) using a 150 W xenon lamp as an excitation light source and a multichannel CCD detector C7041 (spectrum measurement device). Measured using a fluorescence measuring apparatus (manufactured by JASCO Corporation) equipped with Hamamatsu Photonics). More specifically, the light from the excitation light source was passed through a diffraction grating spectrometer having a focal length of 10 cm, and only the excitation light having a wavelength of 455 nm was irradiated to the phosphor through the optical fiber. The light emitted from the phosphor by the irradiation of the excitation light is dispersed by a diffraction grating spectroscope having a focal length of 25 cm, the emission intensity of each wavelength is measured by a spectrum measuring device in a wavelength range of 480 nm to 800 nm, and a personal computer is used. An emission spectrum was obtained through signal processing such as sensitivity correction. In the measurement, the slit width of the light-receiving side spectroscope was set to 1 nm.
・相対輝度
相対輝度は、発光スペクトルの480nm〜800nm(励起波長455nmの場合)の波長領域のデータをもとに、JIS Z8701に準拠して算出したXYZ表色系における刺激値Yから、化成オプトニクス株式会社製の黄色蛍光体YAG(製品番号:P46−Y3)の刺激値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。
・ Relative brightness
The relative luminance is calculated from the stimulation value Y in the XYZ color system calculated according to JIS Z8701 based on the data in the wavelength region of 480 nm to 800 nm (in the case of the excitation wavelength of 455 nm) of the emission spectrum. It was calculated as a relative value (hereinafter sometimes simply referred to as “luminance”) with the stimulation value Y of the yellow phosphor YAG (product number: P46-Y3) made as 100%.
・色度座標
x、y表色系(CIE 1931表色系)の色度座標は、上記発光スペクトルの励起波長域を除いた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CIExとCIEyとして算出した。
・ Chromaticity coordinates
The chromaticity coordinates of the x, y color system (CIE 1931 color system) are the chromaticity coordinates in the XYZ color system defined in JIS Z8701- from the data of the wavelength region excluding the excitation wavelength region of the emission spectrum. Calculated as CIEx and CIEy.
[蛍光体粒子の形状]
・円形度
円形度を測定する前に、超音波分散器((株)カイジョ製)を用いて周波数を19KHz、超音波の強さを25Wとし、90秒間、蛍光体試料を超音波で分散させた。
円形度は、フロー式粒子像分析装置(シスメックス製「FPIA−2000」)を用い
て測定し、円形度が85%未満である粒子の割合を算出した。
[Shape of phosphor particles]
・ Circularity
Before measuring the circularity, the phosphor sample was dispersed with ultrasonic waves for 90 seconds using an ultrasonic dispersing device (manufactured by Kaijo Co., Ltd.) with a frequency of 19 KHz and an ultrasonic intensity of 25 W.
The circularity was measured using a flow type particle image analyzer (“FPIA-2000” manufactured by Sysmex), and the proportion of particles having a circularity of less than 85% was calculated.
[粒径]
・メジアン径D50
CILAS製レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置モデル1064を用いて、分散媒として水を使用して測定し、重量基準粒度分布曲線を得た。
重量基準粒度分布曲線において、積算値が50%のときの粒径値をメジアン径D50として算出した。
[Particle size]
・ Median diameter D 50
Using a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus model 1064 made by CILAS, measurement was performed using water as a dispersion medium to obtain a weight-based particle size distribution curve.
In the weight particle size distribution curve, the accumulated value was calculated particle size value when the 50% as the median diameter D 50.
・重量径D10、重量径D90、及び重量径DMAX
上記メジアン径D50の測定で得られた重量基準粒度分布曲線において、積算値が10%のときの粒径値を重量径D10、積算値が90%のときの粒径値を重量径D90、積算値が100%のときの粒径値を重量径DMAXとして算出した。
・ Weight diameter D 10 , weight diameter D 90 , and weight diameter D MAX
In the weight-based particle size distribution curve obtained by the measurement of the median diameter D 50, the integrated value is the weight diameter D 10 of the particle size value when the 10%, by weight diameter D of the particle size value when the integrated value of 90% 90 , the particle diameter value when the integrated value was 100% was calculated as the weight diameter D MAX .
・QD(4分偏差)
QDは、上記メジアン径D50の測定で得られた重量基準粒度分布曲線において、積算値が25%の時の粒径値(D25)、及び75%の時の粒径値(D75)を算出し、(D75−D25)/(D75+D25)で表わされる値として算出した。
・ QD (4-minute deviation)
QD is a particle size distribution value (D 25 ) when the integrated value is 25% and a particle size value (D 75 ) when the integrated value is 75% in the weight-based particle size distribution curve obtained by measuring the median diameter D 50. Was calculated as a value represented by (D 75 -D 25 ) / (D 75 + D 25 ).
・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−4500及び日本電子製、JSM−6300F)を用いて1000倍、3000倍でSEM写真を撮影した。
・ Scanning electron microscope (SEM) photograph
In each Example and Comparative Example, in order to observe the shape and the like of the phosphor particles, SEM photographs were obtained at 1000 times and 3000 times using SEM (manufactured by Hitachi, S-4500 and JEOL, JSM-6300F). I took a picture.
[組成分析]
・Cl量
燃焼吸収装置(ダイアインスツルメンツ社製、AQF−100型)を用いて燃焼吸収法によりサンプルを調整した後、IC分析装置(Dionex社製、DX−500)を用いてIon Chromatography(IC)測定を行なうことにより、サンプル中に含まれるCl量を測定した。
[Composition analysis]
・ Cl content
A sample is prepared by a combustion absorption method using a combustion absorption device (Dia Instruments, AQF-100 type), and then Ion Chromatography (IC) measurement is performed using an IC analyzer (Dionex, DX-500). Thus, the amount of Cl contained in the sample was measured.
・Cs量
マイクロ波湿式分解装置(CEM社製、MARS5型)を用いてマイクロ波湿式分解を行なうことによりサンプルを調整した後、ICP質量分析装置(Agilent Technologies社製、7500ce型)を用いてInductively Coupled Plasma Mass Spectrometry(ICP−MS)測定を行なうことにより、Cs量を測定した。
・ Cs amount
After preparing a sample by performing microwave wet decomposition using a microwave wet decomposition apparatus (CEM, MARS5 type), using an ICP mass spectrometer (Agilent Technologies, 7500ce type), Inductively Coupled Plasma Mass The amount of Cs was measured by performing Spectrometry (ICP-MS) measurement.
[実施例1−1]
・混合工程
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 蛍光体原料を、仕込み組成が下記表5に示す組成となるように秤取した。これらの蛍光体原料の粉末を小型卓上ミキサーにて乾式で十分均一となるまで混合し、原料混合物を得た。
[Example 1-1]
・ Mixing process
As phosphor raw materials, powders of barium carbonate (BaCO 3 ), strontium carbonate (SrCO 3 ), europium oxide (Eu 2 O 3 ), and silicon dioxide (SiO 2 ) were used. These phosphor materials were weighed so that the charged composition was as shown in Table 5 below. These phosphor raw material powders were mixed with a small desktop mixer until dry and sufficiently uniform to obtain a raw material mixture.
・焼成工程
(一次焼成)
得られた原料混合物をアルミナ製ルツボに充填し、箱型電気炉(モトヤマ社製、RH−2035D)中にセットした。
窒素雰囲気中、大気圧下で、昇温速度5℃/分で1050℃(最高到達温度)まで昇温し、5時間保持して焼成物として焼成ケーキを得た。次いで、室温まで冷却した後、ルツボの内容物を取り出し解砕した。
・ Baking process
(Primary firing)
The obtained raw material mixture was filled in an alumina crucible and set in a box-type electric furnace (manufactured by Motoyama, RH-2035D).
The temperature was raised to 1050 ° C. (maximum temperature reached) at a rate of temperature rise of 5 ° C./min in a nitrogen atmosphere at atmospheric pressure, and held for 5 hours to obtain a baked cake as a baked product. Next, after cooling to room temperature, the contents of the crucible were taken out and crushed.
(二次焼成)
得られた焼成物にSrCl2を、一次焼成で得られた焼成物(以下、「一次焼成物」と
称する場合がある。)全量に対するSrCl2の量が2重量%となるように(表5参照)
加え混合した後、アルミナ製ルツボに充填し、その上に固形グラファイトを載せて蓋をした。このルツボを電気炉(広築社製HAF443060)中にセットした。
(Secondary firing)
SrCl 2 was added to the fired product obtained by primary firing so that the amount of SrCl 2 with respect to the total amount (hereinafter sometimes referred to as “primary fired product”) was 2% by weight (Table 5). reference)
After addition and mixing, the mixture was filled in an alumina crucible, and solid graphite was placed thereon and covered. The crucible was set in an electric furnace (HAF 443060 manufactured by Hirokisha).
電気炉中で真空ポンプにて5Pa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。その後、水素含有窒素ガス(窒素:水素=96:4(体積比))を毎分2.5±0.5Lで流通させながら、大気圧下、昇温速度5℃/分で1225℃(最高到達温度)まで昇温し、5時間保持した。次いで、室温まで冷却した後、得られた焼成物を取り出した。 After reducing the pressure to 5 Pa with a vacuum pump in an electric furnace, hydrogen-containing nitrogen gas (nitrogen: hydrogen = 96: 4 (volume ratio)) was introduced until atmospheric pressure was reached. Thereafter, while flowing hydrogen-containing nitrogen gas (nitrogen: hydrogen = 96: 4 (volume ratio)) at a rate of 2.5 ± 0.5 L / min, 1225 ° C. (maximum) at a heating rate of 5 ° C./min under atmospheric pressure. The temperature was raised to a final temperature) and held for 5 hours. Subsequently, after cooling to room temperature, the obtained fired product was taken out.
・軟質化工程
上記の焼成工程で得られた焼成物(320g)を、磁性容器(内径120mm)に入れた。この際、磁性容器内における焼成物の厚みは5cm±2cmであった。この際、加圧充填はしなかった。この磁性容器をオートクレーブ(平山製作所製 ハイクレーブ HG−50)内に入れ、得られた焼成物を、オートクレーブ内に、即ち、飽和水蒸気下、135℃、0.33MPaの条件下に2時間放置した。
なお、上記の圧力値は、装置に表示される圧力(常圧との差圧)に常圧0.1MPaを足したものである。以下の実施例においても同様である。
・ Softening process
The fired product (320 g) obtained in the firing step was put in a magnetic container (inner diameter 120 mm). At this time, the thickness of the fired product in the magnetic container was 5 cm ± 2 cm. At this time, pressure filling was not performed. This magnetic container was placed in an autoclave (Hiclave HG-50, manufactured by Hirayama Seisakusho), and the obtained fired product was left in the autoclave, that is, under saturated steam for 2 hours under conditions of 135 ° C. and 0.33 MPa.
In addition, said pressure value adds the normal pressure 0.1MPa to the pressure (differential pressure with respect to a normal pressure) displayed on an apparatus. The same applies to the following embodiments.
・後処理工程
軟質化工程において得られた柔らかくなった焼成物を、ボールミルで6時間粉砕した。粉砕物を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た。乾燥後、凝集した粒子を解すために篩仕上げすることにより、蛍光体を製造した。
・ Post-processing process
The softened fired product obtained in the softening step was pulverized for 6 hours by a ball mill. The coarse particles were passed through a sieve while the pulverized product was in a slurry state, and then washed with water. After drying, the phosphor was manufactured by sieving to break up the agglomerated particles.
[実施例1−2]
焼成工程において、一次焼成物全量に対し、SrCl2、及びCsClの量がそれぞれ
3重量%、1重量%となるように、加え混合したこと、二次焼成の時間を8時間としたこと、及び後処理工程においてボールミルでの粉砕時間を1時間としたこと以外は、実施例1−1と同様の条件で、蛍光体を製造した。
[Example 1-2]
In the firing step, SrCl 2 and CsCl were added and mixed such that the amounts of SrCl 2 and CsCl were 3% by weight and 1% by weight, respectively, and the time of secondary firing was set to 8 hours, and A phosphor was produced under the same conditions as in Example 1-1 except that the grinding time in the ball mill was set to 1 hour in the post-treatment process.
[実施例1−3]
焼成工程において一次焼成の温度を1100℃としたこと、一次焼成及び二次焼成に加えて、一次焼成後二次焼成前に、最高到達温度を1250℃、保持時間を8時間で焼成(1.5次焼成)したこと、及び軟質化工程において放置時間を5時間としたこと以外は、実施例1−2と同様の条件で、蛍光体を製造した。
[Example 1-3]
In the firing step, the temperature of the primary firing was set to 1100 ° C., and in addition to the primary firing and the secondary firing, firing after the primary firing and before the secondary firing was performed at a maximum reached temperature of 1250 ° C. and a holding time of 8 hours (1. A phosphor was produced under the same conditions as in Example 1-2 except that the fifth firing was performed and the standing time was 5 hours in the softening step.
[実施例1−4]
軟質化工程において、焼成工程で得られた焼成物110gを磁性容器(内径120mm)に入れ、温度85℃湿度85%の雰囲気下に95時間放置したこと、及び後処理工程において磁性乳鉢を用いて粉砕したこと以外は、実施例1−2と同様の条件で、蛍光体を製造した。
[Example 1-4]
In the softening step, 110 g of the fired product obtained in the firing step was placed in a magnetic container (inner diameter 120 mm) and left for 95 hours in an atmosphere of 85 ° C. and 85% humidity, and using a magnetic mortar in the post-treatment step. A phosphor was produced under the same conditions as in Example 1-2 except that the pulverization was performed.
[実施例1−5]
軟質化工程において、焼成工程で得られた焼成物110gを磁性容器(内径120mm)に入れ、温度25℃湿度50%の雰囲気下に192時間放置したこと、及び後処理工程において磁性乳鉢を用いて粉砕したこと以外は、実施例1−2と同様の条件で、蛍光体を製造した。
[Example 1-5]
In the softening step, 110 g of the fired product obtained in the firing step was placed in a magnetic container (inner diameter 120 mm) and left in an atmosphere of a temperature of 25 ° C. and a humidity of 50% for 192 hours, and using a magnetic mortar in the post-treatment step A phosphor was produced under the same conditions as in Example 1-2 except that the pulverization was performed.
[実施例1−6]
一次焼成で得られた焼成物にSrCl2とCsClの量が焼成物全量に対し、それぞれ
3.5重量%、2重量%となるように加え混合したこと、並びに、軟質化工程において放置時間を5時間としたこと以外は、実施例1−2と同様の条件で、蛍光体を製造した。
[Example 1-6]
The fired product obtained by the primary firing was mixed and added so that the amounts of SrCl 2 and CsCl were 3.5% by weight and 2% by weight, respectively, with respect to the total amount of the fired product, and the softening process was allowed to stand. A phosphor was produced under the same conditions as in Example 1-2 except that the time was 5 hours.
[実施例1−7]
仕込み組成が実施例1−4と同様となるように蛍光体原料を秤量し、その蛍光体原料を用いて実施例1−2と同様の条件で蛍光体を製造した。
[Example 1-7]
The phosphor material was weighed so that the charged composition was the same as in Example 1-4, and a phosphor was produced under the same conditions as in Example 1-2 using the phosphor material.
[比較例1−1]
焼成工程で得られた焼成物(320g)を、軟質化工程を行なわなかったこと、及びボールミルの代わりに磁性乳鉢を用いて粉砕したこと以外は、実施例1−1と同様の条件で蛍光体を製造した。
[Comparative Example 1-1]
The phosphor was obtained under the same conditions as in Example 1-1, except that the fired product (320 g) obtained in the firing step was not subjected to the softening step and was ground using a magnetic mortar instead of the ball mill. Manufactured.
[実施例2−1]
・混合工程
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)、炭酸カルシウム(CaCO3)、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を、仕込み組成が表5に示す組成となるように秤取した。これらの蛍光体原料の粉末を小型卓上ミキサーにて乾式で十分均一となるまで混合した。
[Example 2-1]
・ Mixing process
As phosphor materials, powders of barium carbonate (BaCO 3 ), strontium carbonate (SrCO 3 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), europium oxide (Eu 2 O 3 ), and silicon dioxide (SiO 2 ) were used. These phosphor materials were weighed out so that the charged composition was as shown in Table 5. These phosphor raw material powders were mixed with a small desktop mixer until dry and sufficiently uniform.
・焼成工程
(一次焼成)
得られた原料混合物をアルミナ製ルツボに充填し、箱型電気炉(モトヤマ社製、RH−2035D)中にセットした。
窒素雰囲気中、大気圧下で、昇温速度5℃/分で1100℃(最高到達温度)まで昇温し、12時間保持して焼成物を得た。次いで、室温まで冷却した後、ルツボの内容物を取り出し解砕した。
・ Baking process
(Primary firing)
The obtained raw material mixture was filled in an alumina crucible and set in a box-type electric furnace (manufactured by Motoyama, RH-2035D).
In a nitrogen atmosphere, under atmospheric pressure, the temperature was raised to 1100 ° C. (maximum temperature reached) at a rate of temperature increase of 5 ° C./min and held for 12 hours to obtain a fired product. Next, after cooling to room temperature, the contents of the crucible were taken out and crushed.
(二次焼成)
得られた焼成物にSrCl2を、一次焼成物全量に対しSrCl2の量が2重量%とな
るように加え混合した後、アルミナ製ルツボに充填し、その上に固形グラファイトを載せて蓋をした。このルツボを電気炉(広築社製HAF443060)中にセットした。
(Secondary firing)
SrCl 2 was added to the calcined product and mixed so that the amount of SrCl 2 was 2 wt% with respect to the total amount of the primary calcined product, then filled in an alumina crucible, solid graphite was placed on it, and the lid was covered. did. The crucible was set in an electric furnace (HAF 443060 manufactured by Hirokisha).
電気炉中で真空ポンプにて5Pa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。その後、水素含有窒素ガス(窒素:水素=96:4(体積比))を毎分0.5±0.5Lで流通させながら、大気圧下、昇温速度5℃/分で1200℃(最高到達温度)まで昇温し、6時間保持した。次いで、室温まで冷却した後、得られた焼成物を取り出した。 After reducing the pressure to 5 Pa with a vacuum pump in an electric furnace, hydrogen-containing nitrogen gas (nitrogen: hydrogen = 96: 4 (volume ratio)) was introduced until atmospheric pressure was reached. Then, while flowing hydrogen-containing nitrogen gas (nitrogen: hydrogen = 96: 4 (volume ratio)) at a rate of 0.5 ± 0.5 L / min, 1200 ° C. (maximum at a heating rate of 5 ° C./min under atmospheric pressure) The temperature was raised to (attainable temperature) and held for 6 hours. Subsequently, after cooling to room temperature, the obtained fired product was taken out.
・軟質化工程
上記の焼成工程で得られた焼成物(10g)を、アルミナ製容器(内径80mm)に入れた。この際、加圧充填はしなかった。この磁性容器をオートクレーブ(平山製作所製 ハイクレーブ HG−50)内に入れ、得られた焼成物を、オートクレーブ内に、即ち、飽和水蒸気下、130℃、0.33MPaの条件下に1.5時間放置した。
・ Softening process
The fired product (10 g) obtained in the above firing step was placed in an alumina container (inner diameter: 80 mm). At this time, pressure filling was not performed. This magnetic container is placed in an autoclave (Hiclave HG-50, manufactured by Hirayama Seisakusho), and the obtained fired product is left in the autoclave, that is, under saturated steam, at 130 ° C. and 0.33 MPa for 1.5 hours. did.
・後処理工程
軟質化工程において得られた柔らかくなった焼成物を、アルミナ製乳鉢を用いて粉砕した。粉砕物を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た。乾燥後、凝集した粒子を解すために篩仕上げすることにより、蛍光体を製造した。
・ Post-processing process
The softened fired product obtained in the softening step was pulverized using an alumina mortar. The coarse particles were passed through a sieve while the pulverized product was in a slurry state, and then washed with water. After drying, the phosphor was manufactured by sieving to break up the agglomerated particles.
[実施例2−2]
混合工程において、各原料粉末を、仕込み組成が表5に示す組成となるように秤取したこと以外は、実施例2−1と同様の条件で蛍光体を製造した。
[Example 2-2]
In the mixing step, phosphors were produced under the same conditions as in Example 2-1, except that each raw material powder was weighed so that the charged composition had the composition shown in Table 5.
[実施例2−3〜2−5]
混合工程において、各原料粉末を、仕込み組成が表5に示す組成となるように秤取したこと、及び混合工程において湿式混合としたこと以外は、実施例2−1と同様の条件で蛍光体を製造した。
なお、Tb源としては酸化テルビウム(Tb4O7)、Ce源としては酸化セリウム(CeO2)を用いた。
[Examples 2-3 to 2-5]
In the mixing step, each of the raw material powders was weighed so that the charged composition became the composition shown in Table 5, and the phosphor was subjected to wet mixing in the mixing step under the same conditions as in Example 2-1. Manufactured.
Note that terbium oxide (Tb 4 O 7 ) was used as the Tb source, and cerium oxide (CeO 2 ) was used as the Ce source.
[比較例2−1]
焼成工程で得られた焼成物について軟質化工程を行なわなかったこと以外は、実施例2−3と同様の条件で蛍光体を製造した。
[Comparative Example 2-1]
A phosphor was produced under the same conditions as in Example 2-3, except that the softening step was not performed on the fired product obtained in the firing step.
[評価]
上述した評価方法により、実施例及び比較例で製造した蛍光体を評価した。結果を表6に示す。
また、実施例1−1、1−2、1−3及び比較例1−1については上述した方法によりSEM写真を撮影した。その結果を示す図面代用写真を図4、図5、図6及び図7にそれぞれ示す。なお、図4〜図7において、(a)は倍率1000倍で撮影したものを示し、(b)は倍率3000倍で撮影したものを示す。
The phosphors produced in the examples and comparative examples were evaluated by the evaluation method described above. The results are shown in Table 6.
Moreover, about Example 1-1, 1-2, 1-3, and Comparative Example 1-1, the SEM photograph was image | photographed by the method mentioned above. Drawing substitute photographs showing the results are shown in FIGS. 4, 5, 6 and 7, respectively. 4 to 7, (a) shows a photograph taken at a magnification of 1000 times, and (b) shows a photograph taken at a magnification of 3000 times.
また、実施例1−6で得られた蛍光体について、上述した方法により、Cl及びCsの量を分析したところ、Clが21ppm、Csが19ppm含まれていた。さらに、実施例1−7で得られた蛍光体について、上述した方法により、Clの量を分析したところ、Clが36ppm含まれていた。 Moreover, when the quantity of Cl and Cs was analyzed by the method mentioned above about the fluorescent substance obtained in Example 1-6, Cl was contained at 21 ppm and Cs was contained at 19 ppm. Furthermore, when the quantity of Cl was analyzed by the method mentioned above about the fluorescent substance obtained in Example 1-7, 36 ppm of Cl was contained.
[検討]
上記の結果から、以下のことがわかる。
実施例1−1〜1−7と比較例1−1とを比較すると、軟質化工程を設けたことにより、輝度等の発光特性や、円形度等の粒度特性が明らかに向上したことがわかる。これは、軟質化工程を設けたことにより、後処理工程での粉砕による蛍光体へのダメージを低減することができるためであると考えられる。具体的には、軟質化工程を設けたことで、粉砕中の微細粒子の発生を抑え、粒径分布の4分偏差の値を小さくすることができ、また、粉砕中の蛍光体粒子の割れを抑え、円形度の低い粒子の割合を小さくすることができるものと考えられる。また、製造という観点では、軟質化工程を設けると、硬い焼成物を粉砕するのに大掛かりな粉砕装置を用いる必要がなく、コスト的にメリットがある。
[Consideration]
From the above results, the following can be understood.
When Examples 1-1 to 1-7 are compared with Comparative Example 1-1, it is understood that the light emission characteristics such as luminance and the particle size characteristics such as circularity are clearly improved by providing the softening step. . This is considered to be because the damage to the phosphor due to pulverization in the post-processing step can be reduced by providing the softening step. Specifically, by providing a softening step, it is possible to suppress the generation of fine particles during pulverization, to reduce the value of the 4-minute deviation of the particle size distribution, and to break the phosphor particles during pulverization. It is considered that the ratio of particles having low circularity can be reduced and the ratio of particles having low circularity can be reduced. In terms of manufacturing, if a softening step is provided, it is not necessary to use a large pulverizer to pulverize a hard fired product, which is advantageous in terms of cost.
なお、図4〜7に示すSEM写真からも、比較例の蛍光体よりも軟質化工程を設けた実施例の蛍光体の方が、各々の蛍光体粒子が均一であり、かつ、球状に近い粒子形状を有していることが分かる。特に、1.5次焼成を行なった実施例1−3は、焼成による十分な熱処理を加えたことで、粒子の表面状態が良好になった。これらの蛍光体粒子の形状に関する効果が、輝度の向上にも大きく貢献しているものと考えられる。
また、実施例1−6、及び1−7で得られた蛍光体が、ClまたはCsを含有することが確認された。Cl及びCsは、フラックス由来であると考えられ、他の実施例で得られた蛍光体についても、同様にフラックス由来の元素を含有しているものと考えられる。
実施例2−1〜2−5は、実施例1−1〜1−7と比較すると、軟質化工程に供する焼
成物の量が少ない。比較例2−1と、実施例2−1〜2−5とを比較すると、軟質化工程を行なうと、製造スケールが小さい場合であっても、円形度が85%未満である粒子の割合が小さくなる、相対輝度が向上するという効果が得られていることがわかる。
また、実施例1−1〜1−7と比較例1−1とを比較すると、軟質化工程を行なうことにより、円形度が85%未満である粒子の割合が小さくなる、相対輝度が向上するという効果に加えて、粒径の4分偏差(表6中における「QD」)が0.4以下になるという効果が得られていることがわかる。
したがって、本発明の軟質化工程を有する製造方法は、スケールの大きい工業的な製造に用いると特に優れた効果が得られる。
[比較例3−1]
・混合工程
蛍光体原料として、炭酸カルシウム(CaCO3)、炭酸マグネシウム(MgCO3)、酸化スカンジウム(Sc2CO3)、酸化セリウム(CeO2)、二酸化ケイ素(SiO2)の各粉末を用いた。これらの 蛍光体原料を、仕込み組成がCa2.94Ce0.06Sc1.93Mg0.07Si3O12となるように秤取した。これらの蛍光体原料の粉末を小型卓上ミキサーにて乾式で十分均一となるまで混合し、原料混合物を得た。
In addition, also from the SEM photograph shown to FIGS. 4-7, the fluorescent substance of the Example which provided the softening process rather than the fluorescent substance of a comparative example has each fluorescent substance particle uniform, and is nearly spherical. It can be seen that it has a particle shape. In particular, in Example 1-3 in which the primary firing was performed, the surface state of the particles was improved by applying sufficient heat treatment by firing. These effects on the shape of the phosphor particles are considered to contribute greatly to the improvement of luminance.
Moreover, it was confirmed that the phosphor obtained in Examples 1-6 and 1-7 contains Cl or Cs. Cl and Cs are considered to be derived from flux, and the phosphors obtained in other examples are also considered to contain elements derived from flux.
In Examples 2-1 to 2-5, compared with Examples 1-1 to 1-7, the amount of the fired product to be subjected to the softening process is small. Comparing Comparative Example 2-1 with Examples 2-1 to 2-5, when the softening step is performed, the proportion of particles having a circularity of less than 85% is obtained even when the production scale is small. It can be seen that the effect of decreasing the relative luminance is obtained.
Moreover, when Examples 1-1 to 1-7 are compared with Comparative Example 1-1, the proportion of particles having a circularity of less than 85% is reduced and the relative luminance is improved by performing the softening step. In addition to the effect, it can be seen that the effect that the 4-minute deviation in particle size (“QD” in Table 6) is 0.4 or less is obtained.
Therefore, the production method having the softening step of the present invention can provide particularly excellent effects when used for industrial production with a large scale.
[Comparative Example 3-1]
・ Mixing process
As phosphor materials, calcium carbonate (CaCO 3), magnesium carbonate (MgCO 3), scandium oxide (Sc 2 CO 3), cerium oxide (CeO 2), using each powder of silicon dioxide (SiO 2). These phosphor materials were weighed so that the charged composition was Ca 2.94 Ce 0.06 Sc 1.93 Mg 0.07 Si 3 O 12 . These phosphor raw material powders were mixed with a small desktop mixer until dry and sufficiently uniform to obtain a raw material mixture.
・焼成工程
(一次焼成)
得られた原料混合物をアルミナ製ルツボに充填し、箱型電気炉(モトヤマ社製、RH−2035D)中にセットした。
窒素雰囲気中、大気圧下で、昇温速度5℃/分で1380℃(最高到達温度)まで昇温し、5時間保持して焼成物として焼成ケーキを得た。次いで、室温まで冷却した後、ルツボの内容物を取り出し解砕した。
・ Baking process
(Primary firing)
The obtained raw material mixture was filled in an alumina crucible and set in a box-type electric furnace (manufactured by Motoyama, RH-2035D).
In a nitrogen atmosphere, under atmospheric pressure, the temperature was raised to 1380 ° C. (maximum temperature reached) at a rate of temperature increase of 5 ° C./min and held for 5 hours to obtain a baked cake as a baked product. Next, after cooling to room temperature, the contents of the crucible were taken out and crushed.
(二次焼成)
得られた焼成物に、一次焼成物全量に対するCaCl2・2H2Oの量が13重量%に
なるように加え混合した後、アルミナ製ルツボに充填し蓋をした。このルツボを電気炉(広築社製HAF443060)中にセットした。
(Secondary firing)
The obtained fired product was mixed and mixed so that the amount of CaCl 2 · 2H 2 O was 13% by weight relative to the total amount of the primary fired product, and then filled in an alumina crucible and capped. The crucible was set in an electric furnace (HAF 443060 manufactured by Hirokisha).
電気炉中で真空ポンプにて5Pa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。その後、水素含有窒素ガス(窒素:水素=96:4(体積比))を毎分2.5±0.5Lで流通させながら、大気圧下、昇温速度5℃/分で1450℃(最高到達温度)まで昇温し、6時間保持した。次いで、室温まで冷却した後、得られた焼成物を取り出した。 After reducing the pressure to 5 Pa with a vacuum pump in an electric furnace, hydrogen-containing nitrogen gas (nitrogen: hydrogen = 96: 4 (volume ratio)) was introduced until atmospheric pressure was reached. Then, while flowing hydrogen-containing nitrogen gas (nitrogen: hydrogen = 96: 4 (volume ratio)) at a rate of 2.5 ± 0.5 L / min, 1450 ° C. (maximum) at a heating rate of 5 ° C./min under atmospheric pressure. The temperature was raised to (attainable temperature) and held for 6 hours. Subsequently, after cooling to room temperature, the obtained fired product was taken out.
・後処理工程
軟質化工程は行わずに得られた焼成物(400g)に対して磁性の乳鉢と乳棒で粉砕を試みたが、焼成物が非常に硬いため、粉砕することは困難であり、蛍光体を製造することができなかった。
・ Post-processing process
We tried crushing the calcined product (400 g) obtained without the softening process with a magnetic mortar and pestle, but it was difficult to grind because the calcined product was very hard, producing a phosphor. I couldn't.
[実施例3−1]
二次焼成の後に、以下の軟質化工程、及び後処理工程を行って蛍光体を製造したこと以外は、比較例3−1と同様にして蛍光体を製造した。
[Example 3-1]
A phosphor was produced in the same manner as Comparative Example 3-1, except that the following softening step and post-treatment step were carried out after the secondary firing to produce the phosphor.
・軟質化工程
上記の焼成工程で得られた焼成物(400g)を、磁性容器(内径120mm)に入れた。この際、磁性容器内における焼成物の厚みは7cm±2cmであった。この際、加圧充填はしなかった。この磁性容器をオートクレーブ(平山製作所製 ハイクレーブ HG−50)内に入れ、得られた焼成物を、オートクレーブ内に、即ち、飽和水蒸気下、135℃、0.33MPaの条件下に2時間放置した。
・ Softening process
The fired product (400 g) obtained in the above firing step was placed in a magnetic container (inner diameter 120 mm). At this time, the thickness of the fired product in the magnetic container was 7 cm ± 2 cm. At this time, pressure filling was not performed. This magnetic container was placed in an autoclave (Hiclave HG-50, manufactured by Hirayama Seisakusho), and the obtained fired product was left in the autoclave, that is, under saturated steam for 2 hours under conditions of 135 ° C. and 0.33 MPa.
・後処理工程
軟質化工程において得られた柔らかくなった焼成物を、磁性の乳鉢と乳棒で手粉砕した後、ボールミルで12時間粉砕した。粉砕物を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た。乾燥後、凝集した粒子を解すために篩仕上げすることにより、蛍光体を製造した。
・ Post-processing process
The softened baked product obtained in the softening step was pulverized manually with a magnetic mortar and pestle and then pulverized with a ball mill for 12 hours. The coarse particles were passed through a sieve while the pulverized product was in a slurry state, and then washed with water. After drying, the phosphor was manufactured by sieving to break up the agglomerated particles.
[実施例3−2]
後処理工程を行なう前にグラインダーミルを用いて粉砕したこと以外は、実施例3−1と同様の条件で蛍光体を製造した。
なお、グラインダーミルを用いて粉砕する際は、ディスクのギャップを50μmとし、回転族度は、1200rpmとした。
[評価]
上述した評価方法により、実施例及び比較例で製造した蛍光体を評価した。結果を表7に示す。
なお、表7において、「後処理収率(%)」とは、下記式[A]から算出される値である。下記式[A]において、「後処理工程に供する前の重量(g)」とは、後処理工程に供する、軟質化工程において得られた柔らかくなった焼成物の重量を示す。
後処理収率(%)=
{(後処理工程後の蛍光体の重量(g))/後処理工程に供する前の重量(g)}×100
・・・式[A]
上記の結果から、以下のことがわかる。
実施例3−1、3−2が示すように、軟質化工程を設ければ、焼成工程後、焼成ケーキがそのままでは人力で粉砕出来ないほど硬くなる蛍光体であっても、大きいスケールで発光特性・粒度特性ともに実用に耐えうる蛍光体を製造することができる。
更に、実施例3−2に示すように、グラインダーミルを用いて粉砕を行なえば、円形度が85%以上である粒子の個数の割合(個数%)は若干上昇するものの、発光特性・粒度特性を犠牲にすることなく、作業時間を大幅に短縮することができ、後処理収率(%)も改善される。この作業時間の短縮と後処理収率(%)の改善は生産性の向上に大きく寄与
する。
[Example 3-2]
A phosphor was produced under the same conditions as in Example 3-1, except that it was pulverized using a grinder mill before the post-treatment process.
When grinding using a grinder mill, the disc gap was 50 μm, and the rotational family was 1200 rpm.
[Evaluation]
The phosphors produced in the examples and comparative examples were evaluated by the evaluation method described above. The results are shown in Table 7.
In Table 7, “post-treatment yield (%)” is a value calculated from the following formula [A]. In the following formula [A], “weight (g) before being used in the post-treatment process” refers to the weight of the softened fired product obtained in the softening process to be used in the post-treatment process.
Post-treatment yield (%) =
{(Weight of phosphor after post-treatment step (g)) / Weight before subjecting to post-treatment step (g)} × 100
... Formula [A]
From the above results, the following can be understood.
As shown in Examples 3-1 and 3-2, if a softening step is provided, even after the baking step, even if the baked cake is a phosphor that is too hard to be crushed by human power, light is emitted on a large scale. It is possible to produce a phosphor that can withstand both practical characteristics and particle size characteristics.
Furthermore, as shown in Example 3-2, if the grinding is performed using a grinder mill, the ratio of the number of particles having a circularity of 85% or more (number%) slightly increases, but the light emission characteristics and particle size characteristics The working time can be greatly shortened without sacrificing, and the post-treatment yield (%) is also improved. This shortening of the working time and improvement of the post-treatment yield (%) greatly contribute to the improvement of productivity.
本発明の蛍光体は産業上の任意の分野で使用することができ、例えば、発光装置に用いることができる。中でも、本発明の蛍光体は、白色発光装置に用いて好適である。
また、本発明の蛍光体、蛍光体含有組成物及び発光装置の用途は広く、照明、ディスプレイの分野に使用できる。中でも一般照明用LEDで特に高出力ランプ、とりわけ高輝度で色再現範囲の広いバックライト用白色LEDを実現する目的に適している。
The phosphor of the present invention can be used in any industrial field, for example, in a light emitting device. Among these, the phosphor of the present invention is suitable for use in a white light emitting device.
The phosphor, the phosphor-containing composition and the light emitting device of the present invention are widely used and can be used in the fields of illumination and display. Among them, the LED for general illumination is particularly suitable for the purpose of realizing a high-power lamp, particularly a white LED for backlight having a high luminance and a wide color reproduction range.
1:第2の発光体
2:面発光型GaN系LD(第1の発光体)
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:第1の発光体
8:蛍光体含有樹脂部
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
22:第1の発光体
23:蛍光体含有樹脂部(第2の発光体)
24:フレーム
25:導電性ワイヤ
26,27:電極
1: Second light emitter
2: Surface-emitting GaN-based LD (first light emitter)
3: Substrate
4: Light emitting device
5: Mount lead
6: Inner lead
7: First light emitter
8: Phosphor-containing resin part
9: Conductive wire
10: Mold member
11: Surface emitting illumination device
12: Holding case
13: Light emitting device
14: Diffuser
22: First light emitter
23: Phosphor-containing resin part (second light emitter)
24: Frame
25: Conductive wire
26, 27: Electrodes
Claims (18)
蛍光体粒子の円形度が85%未満である粒子の割合が4個数%以下であり、かつ、蛍光体粒子の粒径の4分偏差の値が0.4以下である
ことを特徴とする、蛍光体。 A phosphor having an alkaline earth metal element as a part of a base crystal and having an orthosilicate or garnet crystal structure,
The proportion of particles having a circularity of phosphor particles of less than 85% is 4% by number or less, and the value of the 4-minute deviation of the particle size of the phosphor particles is 0.4 or less, Phosphor.
ことを特徴とする、請求項1に記載の蛍光体。 2. The phosphor according to claim 1, comprising 1 ppm or more of an element derived from a water-soluble flux.
ことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の蛍光体。 It is represented by a composition formula selected from the group consisting of (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu and Ca 3 (Sc, Mg, Na, Li) 2 Si 3 O 12 : Ce. The phosphor according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の蛍光体。
(MI (1-x-y)MII xMIII y)αSiOβ [1]
(前記式[1]中、
MI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、
MIIは、2価及び3価の原子価を取り得る1種以上の付活元素を表わし、
MIIIは、Tb、Pr、Ce、Lu、La、及びGdからなる群より選ばれる1種以上
の元素を表わし、
x、y、α及びβは、各々、
0.01<x<0.3、
0≦y≦0.025、
1.5≦α≦2.5、及び、
3.5≦β≦4.5を満たす数を表わす。) The phosphor according to claim 1 or 2, which has a chemical composition represented by the following formula [1].
(M I (1-xy) M II x M III y ) α SiO β [1]
(In the above formula [1],
M I represents one or more elements selected from the group consisting of Ba, Ca, Sr, Zn and Mg,
M II represents one or more activator elements capable of taking a divalent and trivalent valence,
M III represents one or more elements selected from the group consisting of Tb, Pr, Ce, Lu, La, and Gd,
x, y, α and β are respectively
0.01 <x <0.3,
0 ≦ y ≦ 0.025,
1.5 ≦ α ≦ 2.5, and
It represents a number satisfying 3.5 ≦ β ≦ 4.5. )
ことを特徴とする、請求項4に記載の蛍光体。 In the formula [1], M I contains at least Ca, and the molar ratio of Ca when the sum of M I and M II is 2 is 0.000001 or more and 0.005 or less. The phosphor according to claim 4.
MI全体に対するBa及びSrのモル比をそれぞれ[Ba]及び[Sr]とした場合に、[Ba]及び[Sr]が、
0.4<{[Ba]/([Ba]+[Sr])}≦1
を満たすことを特徴とする、請求項4又は請求項5に記載の蛍光体。 In Formula [1], M I contains at least Ba and Sr,
When the molar ratios of Ba and Sr to the entire M I are [Ba] and [Sr], respectively, [Ba] and [Sr]
0.4 <{[Ba] / ([Ba] + [Sr])} ≦ 1
The phosphor according to claim 4 or 5, characterized in that:
ことを特徴とする、蛍光体の製造方法。 A method for producing a phosphor, comprising: a firing step of firing a phosphor material; and a softening step of softening a fired product obtained by the firing step.
ことを特徴とする、請求項7に記載の蛍光体の製造方法。 The method for producing a phosphor according to claim 7, wherein in the firing step, the phosphor material is fired in the presence of a flux.
ことを特徴とする、請求項7又は請求項8に記載の蛍光体の製造方法。 The fluorescence according to claim 7 or 8, wherein, in the softening step, the fired product is left for 0.5 hours or more in an environment where the pressure is normal pressure or higher and steam exists. Body manufacturing method.
該焼成工程よりも高い温度で焼成する工程を有する
ことを特徴とする、請求項8または請求項9に記載の蛍光体の製造方法。 Before the firing step,
10. The method for producing a phosphor according to claim 8, further comprising a step of firing at a temperature higher than that of the firing step.
ことを特徴とする、請求項7〜10の何れか一項に記載の蛍光体の製造方法。 The phosphor production according to any one of claims 7 to 10, further comprising a pulverization step of pulverizing the fired product using a pulverizer having a mortar structure after the softening step. Method.
ことを特徴とする、蛍光体含有組成物。 A phosphor-containing composition comprising the phosphor according to any one of claims 1 to 6 and a liquid medium.
ことを特徴とする、発光装置。 A first light emitter and a second light emitter that emits visible light when irradiated with light from the first light emitter, wherein the second light emitter is any one of claims 1 to 6. A light emitting device comprising one or more of the phosphors described in 1) as a first phosphor.
ことを特徴とする、請求項13に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 13, wherein the second phosphor includes at least one phosphor having a different emission peak wavelength from the first phosphor as the second phosphor. .
ことを特徴とする、請求項14に記載の発光装置。 The first light emitter has a light emission peak in a wavelength range of 420 nm to 500 nm, and the second light emitter has a light emission peak in a wavelength range of 570 nm to 780 nm as the second phosphor. The light emitting device according to claim 14, comprising at least one phosphor.
ことを特徴とする、請求項14に記載の発光装置。 The first light emitter has a light emission peak in a wavelength range of 300 nm to 420 nm, and the second light emitter has a light emission peak in a wavelength range of 420 nm to 490 nm as the second phosphor. The light emitting device according to claim 14, comprising at least one kind of phosphor and at least one kind of phosphor having an emission peak in a wavelength range of 570 nm to 780 nm.
ことを特徴とする、画像表示装置。 The light emitting device according to claim 13.
An image display device characterized by that.
ことを特徴とする、照明装置。 The light emitting device according to claim 13.
A lighting device.
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