JP5471021B2 - 蛍光体及び蛍光体の製造方法、並びに、蛍光体含有組成物、発光装置、照明装置及び画像表示装置 - Google Patents
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Description
晶相を有する蛍光体及びその製造方法、並びに、該蛍光体含有組成物、それを用いた発光装置、画像表示装置及び照明装置に関するものである。詳しくは、特定物性を有する(Mg,Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Euで表される蛍光体及びその製造方法、並びに、該蛍光体含有組成物、それを用いた発光装置、画像表示装置及び照明装置に関するものである。
このうち、特許文献1には、(Mg,Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Euで表され
る赤色発光窒化物蛍光体が記載されている。
加えて、特許文献6には、窒化物蛍光体の耐久性を向上するために焼成温度よりも低い温度で再加熱することが記載されている。
本発明は上記の課題に鑑みて創案されたもので、(Mg,Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Euで表される結晶相を有する蛍光体において、より耐久性が高い蛍光体を得るこ
とを第1の目的とし、さらには、該蛍光体の製造方法、及び該蛍光体を用いた蛍光体含有組成物、発光装置、照明装置及び画像表示装置を提供することを目的とする。
加えて、従来の知見に基づくと、特許文献4の比較例1にもあるように、酸化雰囲気において、300℃程度の低温で熱処理すると、窒化物蛍光体が劣化するとものとされていたが、(Mg,Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu蛍光体の場合には、特許文献6に記
載の条件の中でも、ある特定温度の範囲内での熱処理を行なうことで、より耐久性の優れた蛍光体を得ることができることを見出し、本発明を完成させた。
(1) 式[I]で表される結晶相を含有する蛍光体であって、蛍光体粒子表面をX線光電子分光法(XPS)により分析した場合に検出される窒素原子量に対する酸素原子量の比(O/N比)が2.0以上であることを特徴とする蛍光体。
M2-2xEu2xSi5N8 [I]
(式[I]中、 Mは少なくともSrを含有するアルカリ土類金属元素を示し、
xは0<x<1で表される範囲の数値を示す。)
(2) 温度25℃、湿度10%以上70%以下の条件下で、蛍光体の1/1000残光時間が一定となるまで波長254nmの光を照射し、時定数0.01秒、測定間隔0.005秒の条件で残光特性を測定した場合の1/1000残光時間が4.1秒以内であることを特徴とする上記(1)に記載の蛍光体。
(3) 25℃の条件下で、電子スピン共鳴スペクトルによって測定されるg=2.00±0.02の吸収に対応するスピン密度が4.5×10−9モル/g以下であることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の蛍光体。
(4) 蛍光体原料を焼成し、式[I]で表される結晶相を含有する蛍光体を製造する方法であって、該焼成工程後 350℃以上600℃以下の温度で該焼成物の再焼成を行なう工程と有することを特徴とする蛍光体の製造方法。
(式[I]中、 Mは少なくともSrを含有するアルカリ土類金属元素を示し、
xは0<x<1で表される範囲の数値を示す。)
(5) 再焼成時の焼成雰囲気が酸素含有雰囲気であることを特徴とする上記(4)に記載の製造方法。
(6) 焼成工程後、再焼成工程前に焼成物を酸性液体媒体で洗浄する工程を有することを特徴とする上記(4)又は(5)に記載の製造方法。
(7) 上記(1)〜(3)のいず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。
(8) 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の発光体とを有する発光装置であって、該第2の発光体として、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の蛍光体を1種以上含む第1の蛍光体を含有してなることを特徴とする発光装置。
(9) 該第2の発光体として、該第1の蛍光体とは発光ピーク波長の異なる1種以上の蛍光体を含む第2の蛍光体を含有することを特徴とする上記(8)に記載の発光装置。
(10) 該第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、該第2の蛍光体として500nm以上550nm未満の波長範囲に発光ピークを有する少なくとも1種の蛍光体を用いることを特徴とする上記(9)に記載の発光装置。
(11) 該第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、該第2の発光体が、該第2の蛍光体として、420nm以上500nm未満の波長範囲に発光ピークを有する少なくとも1種の蛍光体、500nm以上550nm未満の波長範囲の波長範囲に発光ピークを有する少なくとも1種の蛍光体を含有することを特徴とする上記(9)に記載の発光装置。
(12) 上記(8)〜(11)のいず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。
(13) 上記(8)〜(11)のいず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。
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(JIS Z8110及びZ8701)。
[1−1]組成
本発明の蛍光体は、式[I]で表される結晶相を有するものである。
M2-2xEu2xSi5N8 [I]
上記式[I]中、 MはMg、Ca、Sr及びBa等のアルカリ土類金属元素であって、少なくともSrを含有するものを示す。このうち好ましくはBa、Ca及びSrからなる群より選ばれ、少なくともSrを含有するものである。
また、全M元素量に対するBa及びCaのモル量は、それぞれ独立して0%以上80%以下の値となる。
このうち好ましくは0.001以上、より好ましくは0.005以上、更に好ましくは0.010以上、特に好ましくは0.015以上であり、また、好ましくは0.200以下、より好ましくは0.150以下、更に好ましくは0.100以下、特に好ましくは0.050以下の値である。
本発明の蛍光体は、その蛍光体粒子表面をX線光電子分光法(XPS)により分析した場合に検出される窒素原子量に対する酸素原子量の比(O/N比)が2.0以上、好ましくは2.4以上のものである。
このような特性を有する本発明の蛍光体は、従来よりも優れた耐久性を示す。
試料(蛍光体)についてPHI社製Quantum2000を用いて、以下の測定条件で測定を行う。
・X線源:単色化Al−Kα,出力16kV−34W(X線発生面積170μmφ)
・帯電中和:電子銃2μA,イオン銃併用
・分光系:パスエネルギー
187.85eV=ワイドスペクトル
58.7eV=ナロースペクトル[C1s,Eu3d3/2]
29.35eV=ナロースペクトル[N1s,O1s,Si2p,Sr3d]・測定領域:300μmφ
・取り出し角:45°(表面より)
上述のようなXPS分析により、蛍光体粒子表面の原子比を求めることができる原理は次の通りである。
前記表面には、窒素が存在してもよいが、従来公知の製法により焼成した蛍光体(例えば、後述の比較例1で得られる蛍光体)を大気中に暴露した場合に自然酸化により生じる表面(自然酸化膜)よりも窒素が少ないことを特徴とする。また、前記表面層は、自然酸化膜と比較して、酸素が多く、アルカリ土類金属が多くなる傾向にある。
以下、このことを、蛍光体の母体結晶の組成が、Sr2Si5N8又はSr2-2xBa2xSi5N8である場合を例に説明するが、本発明の蛍光体の組成は、これらの組成に限定されるもの
ではない。
非特許文献2(Frank L.Riley, J.Am.Ceram.Soc.,83[2]245-65(2000))に、i)大気
中で窒化ケイ素を1000℃以上で加熱すると表面にSiO2の酸化膜が形成すること、ii)その酸化膜と窒化ケイ素の間にSi2N2Oが存在すること、及び、iii)前記酸化
膜SiO2からSi3N4に向かって連続的に組成が変化していること、が報告されている。
酸化雰囲気下、高温で加熱処理を行なえば、窒化ケイ素の場合と同様にSr2Si5N8の表面にSrを含んだ複合酸化物からなる表面膜が容易に形成されると推察される。 Srを含んだ
複合酸化物は結晶相を形成しやすく、よって、形成した膜はSiO2からなる非晶質(ガラス)相の酸化膜と比較して構造が緻密となる。
さらに、上述したように、該蛍光体(Sr2Si5N8やSr2-2xBa2xSi5N8など)と表面酸化膜との間にすでに特許文献(WO2005/116163 A1)で報告されている(Ba,□)2Si5(N,O)8のように、アルカリ土類金属サイトのSrやBaが酸化により結晶構造内から抜けた欠損型
酸窒化物((M,□)2Si5(N,O)8 M=Sr, Baなど)が生成すれば、より緻密な結晶相を表面酸化膜と蛍光体の表面の間に層として挿入した形となり、酸素、水蒸気等の拡散に対し、有効な障壁となってガスバリア性が向上する可能性がある。この(M,□)2Si5(N,O)8層の性質(厚さ等)は蛍光体中のアルカリ土類金属元素の含有量やアルカリ土類金属の種類によって変わり、(M,□)2Si5(N,O)8層の性質によって、耐湿性が異なる可能性がある。
尚、上記組成式中の□は、格子欠陥(カチオン元素の欠陥)を示すものである。
(推測1)及び(推測2)の元にした非特許文献2等の公知の知見は1000℃以上の高温における酸化層についてのものである。本発明における表面層は、比較的低温(例えば、350-600℃付近)で形成されるものであるので、その組成や性質が異なる可能
性がある。
カリ土類金属を含む複合酸化物が形成し、この酸化物を含有する表面層の存在によって、自然にできる酸化膜と比較して耐久性が向上している可能性 がある。例えば、SrOは
大気中では速やかにSr(OH)2へ変化するが、複合酸化物であるSr2SiO4はSrOと比較して加水分解し難い傾向にあるからである。 なお、上述した(推測1)〜(
推測3)はそれぞれ単独で起こっていても、2つ以上が複合して起こっていてもよい。
上記本発明の蛍光体は、それを用いて半導体発光装置を作成した場合の、その発光、具体的にはJIS Z8701に基づく色度座標値(CIEx、CIEy)に関し、半導体発光装置の発光時間に対する色度座標値の変化量が従来の蛍光体よりも小さいものである。
従って、このような耐久性の高い蛍光体を用いることは、発光装置の色ずれが小さくなるため好ましい。
上記式[I]で表される結晶相を有する蛍光体は、通常、蛍光とりん光との両方を発する。蛍光に比較して、りん光は、蛍光体に対する励起光の照射が停止された時点以後も相対的に長時間にわたって発せられる性質を有する。このように励起光の照射が停止された時点以後も蛍光体から光が発せられる現象を残光という。
また一般に、励起光の照射強度を強くすればするほど、また、照射時間を長くすればするほど、残光時間は長くなる傾向がある。しかし、励起光の照射強度及び照射時間がある閾値以上になると、励起光の照射強度及び照射時間をそれ以上強く及び長くしても残光時間が長くならず、残光時間が一定となる。本発明に係る1/1000残光時間の測定においては前記の性質を利用し、それ以上励起光の照射強度を強くしたり照射時間を長くしたりしても1/1000残光時間が長くならず一定となるまで充分に励起光を照射してから、前記の1/1000残光時間を測定するものとする。
1/1000残光時間を短くする手段はここに例示した手段に限定されるものではなく、他の手段によって蛍光体の1/1000残光時間を短くした場合でも、前記の効果を得ることが可能である。
本発明の蛍光体は、25℃の条件下で、電子スピン共鳴スペクトルによって測定されるg=2.00±0.02の吸収に対応するスピン密度が4.5×10−9モル/g以下となるものである。このうち好ましくは該スピン密度が4.0×10−9モル/g以下のものであり、より好ましくは3.5×10−9モル/g以下のものである。電子スピン密度は小さければ小さい程好ましいが、通常0より大きくなる。
ここで、上述のスピン密度は、ESRで測定されたスピン数を測定に使用した試料質量で割ることによって求めることができる。
ここで、電子スピン共鳴(ESR)法によるスピン密度は、以下のようにして測定することができる。
高磁場範囲
・中心磁場:250mT
・掃引磁場幅:±250mT
・磁場変調:100kHz
・レスポンス:0.1sec
・磁場掃引時間:15min
・マイクロ波出力:0.1mW
狭磁場範囲
・中心磁場:323mT
・掃引磁場幅:±10mT
・磁場変調:100kHz
・レスポンス:0.1sec
・磁場掃引時間:2min
・マイクロ波出力:0.1mW
尚、試料は直径5mmの石英製試料管に充填する。また、ラジカル定量のための標準試料としてはポリスチレンマトリックスに2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルを分散させたものを用い、g値及び磁場幅の補正にはMn2+を使用する。
<発光スペクトル>
本発明の蛍光体は、波長455nmの光で励起した場合に測定される発光スペクトルが、以下の特性を有することが好ましい。
具体的には、発光ピーク波長が通常570nm以上、好ましくは590nm以上、より好ましくは610nm以上であり、通常、700nm以下、好ましくは650nm以下、より好ましくは 630nm以下である。
ましくは115nm以下である。
尚、該発光スペクトルの測定方法としては後述の実施例の項で記載した方法が挙げられる。
本発明の蛍光体は、その重量メジアン径D50が、通常0.01μm以上、好ましくは1μm以上、より好ましくは5μm以上、更に好ましくは10μm以上であり、また、通常100μm以下、好ましくは30μm以下、より好ましくは20μm以下の範囲である。重量メジアン径D50が小さすぎると、輝度が低下し、蛍光体粒子が凝集する傾向がある。一方、重量メジアン径D50が大きすぎると、塗布ムラやディスペンサー等の閉塞が生じる傾向がある。
本発明の蛍光体は、蛍光体を使用する任意の用途に用いることができる。また、本発明の蛍光体は、本発明の蛍光体を単独で使用することも可能であるが、本発明の蛍光体を2種以上併用したり、本発明の蛍光体とその他の蛍光体とを併用したりした、任意の組み合わせの蛍光体混合物として用いることも可能である。
本発明の蛍光体は、蛍光体原料粉及び/又はこれらを混合焼成して得られる焼成物(本明細書では、これらを合わせて蛍光体前駆体と称する。)を焼成するという公知の方法に準じて製造するが、該焼成工程後、350℃以上600℃以下という特定温度範囲での該焼成物の再焼成工程を経て得られることを特徴とするものである。
以下に、蛍光体原料、蛍光体製造方法等について具体的に記載する。
本発明の蛍光体の製造に使用される蛍光体原料(即ち、M元素の原料(以下、M源と称することがある。)、Euの原料及びSiの原料)としては、例えばこれらの元素を含む
単体及び化合物などが挙げられ、中でも好適な例としては、金属、合金、イミド化合物、アミド化合物、酸窒化物、窒化物、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、ハロゲン化物等が挙げられる。蛍光体原料は、これらの中から、複合酸窒化物への反応性や、焼成時におけるNOx、SOx等の発生量の低さ等を考慮して、適宜選択すればよい。
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10μm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。特に、窒化物原料の場合には、反応性の観点から他の蛍光体原料より小粒径のものを用いることが好ましい。
M源のうち、Mgの原料(Mg源)の具体例としては、MgO、Mg(OH)2、塩基性炭酸マグネシウム(mMgCO3・Mg(OH)2・nH2O)、Mg(NO3)2・6H2O、MgSO4、Mg(C2O4)・2H2O、Mg(OCOCH3)2・4H2O、MgCl2、MgF2、Mg3N2、MgNH、Mg(NH2)2等が挙げられる。中でも、MgOや塩基性炭酸マグネシウムが好ましい。
M源のうち、Srの原料(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、SrF2、Sr2N、SrNH、Sr(NH2)2等が挙げられる。中でも、SrCO3が好ましい。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にくく、さらに、高純度の原料を入手しやすいからである。
ここで、M源として炭酸塩を原料とする場合は、予め炭酸塩を仮焼成して原料として使用することが好ましい。
Euの原料(Eu源)の具体例としては、Eu2O3、Eu2(SO4)3、Eu2(C2O4)3・10H2O、EuCl2、EuCl3、EuF2、EuF3、Eu(NO
3)3・6H2O、EuN、EuNH、Eu(NH2)2等が挙げられる。中でもEu2O3、EuCl2等が好ましく、特に好ましくはEu2O3である。
Siの原料(Si源)としては、SiC、SiO2又はSi3N4を用いるのが好ましく、より好ましくはSi3N4である。また、SiO2となる化合物を用いることもできる。このような化合物としては、具体的には、SiO2、H4SiO4、Si(OCOCH3)4等が挙げられる。また、Si3N4として反応性の点から、粒径が小さく、発光効率の点から純度の高いものが好ましい。さらに、発光効率の点からはα−Si3N4よりもβ−Si3N4の方が好ましく、特に不純物である炭素元素の含有割合が少ないものの方が好ましい。炭素含有の割合は、少なければ少ないほど好ましいが、通常0.01重量%以上含有され、通常0.3重量%以下、好ましくは0.1重量%以下、より好ましくは0.05重量%以下である。
一方で、蛍光体粒子の粒径を大きくする点からは、原料であるSi3N4の粒径が大きいことが好ましい。
上記各種蛍光体原料においては、純度が高く、より白色度の高い蛍光体原料を用いることが好ましい。得られる蛍光体の発光効率を高めるためである。具体的には、380nm〜780nmの波長範囲における反射率が、通常60%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上である蛍光体原料を用いることが好ましい。特には、本発明の蛍光体の発光ピーク波長に近い波長である525nmにおいて、その蛍光体原料の反射率は60%以上であることが好ましく、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは80%以上、特に好ましくは90%以上である。
さらに、本発明の蛍光体の組成中のN元素に関しては、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。
目的組成が得られるように蛍光体原料を秤量し、これらを混合してから焼成することにより、本発明の蛍光体が得られる。なお、この際、混合はボールミル等を用いて十分に混合することが好ましい。
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。
又は、乳鉢と乳棒等を用いる粉砕と、例えばリボンブレンダー、V型ブレンダー、ヘンシェルミキサー等の混合機、又は、乳鉢と乳棒を用いる混合とを組み合わせ、前述の蛍光体原料を粉砕混合する乾式混合法。
(B)前述の蛍光体原料に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。
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。
さらに、混合を行う際、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。
得られた混合物を焼成することにより、蛍光体を得る。この焼成は、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、窒化珪素、炭化珪素、白金、モリブデン、タングステン、タンタル、ニオブ等の金属、あるいは、それらを主成分とする合金、カーボン(グラファイト)などが挙げられる。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。
より好ましくは1時間以下である。
本発明の蛍光体を製造するための焼成温度としては、1800℃前後の焼成温度では結晶性の良好な粉体が得られる。したがって、通常1300℃以上、より好ましくは1400℃以上の温度であり、また、通常2000℃以下、好ましくは1900℃以下の温度である。
不活性ガス及び還元性ガスとしては、例えば、一酸化炭素、水素、窒素、アルゴン、メタン、アンモニア等が挙げられる。このうち、窒素ガス雰囲気下であることが好ましく、より好ましくは水素ガス含有窒素ガス雰囲気下である。上記窒素(N2)ガスとしては、純度99.9%以上を使用することが好ましい。水素含有窒素を用いる場合、電気炉内の酸素濃度を20ppm以下に下げることが好ましい。さらに、雰囲気中の水素含有量は1体積%以上が好ましく、2体積%以上がさらに好ましく、また、100体積%以下の水素ガスを用いても良いが、10体積%以下が好ましく、5体積%以下がより好ましい。雰囲気中の水素の含有量は、高すぎると安全性が低下する可能性があり、低すぎると十分な還元雰囲気を達成できない可能性があるからである。
また、これらの不活性ガス及び還元性ガス流通下で焼成を行う場合には、通常0.1〜10リットル/分の流量の下、焼成が行われる。
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1×10−5Pa以上、好ましくは1×10−3Pa以上、より好ましくは0.01MPa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5GPa以下、好ましくは1GPa以下、より好ましくは200MPa以下、さらに好ましくは100MPa以下である。このうち、工業的には大気圧〜1MPa程度がコスト及び手間の点で簡便であり好ましい。
なお、焼成工程においては、例えば蛍光体原料の一部または全部を混合焼成して得られる焼成物など、原料混合物以外の蛍光体前駆体を原料混合物に合わせて、またはそれらを原料混合物に代えて、焼成するようにしても良い。
本発明の蛍光体は、その焼成工程において、反応系にフラックスを共存させてもよい。フラックスの種類は特に制限されないが、例としては、NH4Cl、NH4F・HF等のハロゲン化アンモニウム;NaCO3、LiCO3等のアルカリ金属炭酸塩;LiCl、NaCl、KCl、CsCl、LiF、NaF、KF、CsF、等のアルカリ金属ハロゲン化物;CaCl2、BaCl2、SrCl2、CaF2、BaF2、SrF2等のアルカリ土類金属ハロゲン化物;EuCl2、LaCl3、CeCl3、EuF2、LaF3、CeCl3等の希土類金属ハロゲン化物;CaO、SrO、BaO等のアルカリ土類金属酸化物;B2O3、H3BO3、Na2B4O7、K2B4O7等のホウ素酸化物、ホウ酸及びアルカリ金属又はアルカリ土類金属のホウ酸塩化合物;Li3PO4、NH4H2PO4、BaHP
O4、Zn3(PO4)2等のリン酸塩化合物;AlF3等のハロゲン化アルミニウム;ZnCl2、ZnBr2、ZnF2といったハロゲン化亜鉛、酸化亜鉛、硫化亜鉛、ホウ酸亜鉛、リン酸亜鉛等の亜鉛化合物;Bi2O3等の周期表第15族元素化合物;Li3N、Ca3N2、Sr3N2、Ba3N2、Sr2N、Ba2N、BN等のアルカリ金属、アルカリ土類金属又は第13族元素の窒化物などが挙げられる。
なお、フラックスは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。二種以上を組み合わせて用いる場合、フラックスの使用量は全体で通常40重量%以下、好ましくは30重量%以下、より好ましくは25重量%以下である。また全体で通常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%以上である。
焼成工程において固相反応をより進行させ、結晶性を向上させるために、焼成工程を1段ではなく多段に分割して行なってもよい。例えば、混合工程により得られた原料混合物をまず一次焼成した後(第一の焼成工程)、必要に応じてボールミル等で再度粉砕してから、再度焼成する(第二の焼成工程)という操作を1回以上行う。再度の焼成(第二の焼成工程)は、二次焼成、三次焼成というように何回行うようにしてもよい。この際、一次焼成した焼成物は、その焼成物だけで後段の焼成に導入してもよいし、前述の蛍光体原料の一部を混合焼成したものを粉砕し、そこに残りの原料を混合して焼成するという態様をとることもできる。
ここで、粒度の揃った蛍光体を得るためには、一次焼成温度を低く設定して粉体状態で固相反応を進めることが好ましい。一方、高輝度の蛍光体を得るためには、一次焼成温度を高く設定して液相を生成させ原料が十分に混合した後に二次焼成で結晶成長させることが好ましい。
二次焼成以降の焼成における温度、時間等の条件は、基本的に上述の焼成工程の欄に記載した条件と同様である。
このときの焼成条件としては、前述に記載と同様の範囲で適宜選択して行われる。ただし、連続した2つの焼成工程における焼成温度のうち、後段の焼成温度の方を高い温度とする工程を少なくとも1回以上有している方が、蛍光体の結晶成長が促進され、結晶性を高めることが可能になり好ましい。
本発明の蛍光体の製造方法は、前述の通り、蛍光体の焼成工程後に、特定温度で再焼成する工程を有することを特徴とする。この工程を有することにより、本発明の蛍光体の耐
久性が向上するものである。
再加熱工程における加熱処理温度としては、加熱処理時の雰囲気にもよるが、通常、350℃以上、好ましくは400℃以上であり、また、通常600℃以下、好ましくは550℃以下、より好ましくは500℃以下である。
このような酸素含有ガスを用いる場合の酸素濃度としては、通常1%以下とするのが好ましい。
再加熱工程における加熱処理時の圧力は焼成工程の項に記載したのと同様のものが挙げられる。
この再加熱工程を有することにより、さらに蛍光体結晶内にあるゆがみや欠陥を減少させ、蛍光体の結晶性を向上させると共に、蛍光体の表面の改質が期待でき、蛍光体の耐久性向上に寄与するものと考えられる。
また、雰囲気を変えて、複数回再加熱処理をしてもよい。その場合、酸素含有雰囲気下で再加熱処理後、H2含有雰囲気下で再加熱処理を行なう等、各再加熱処理で処理雰囲気を変更しても良い。
上述の焼成工程の加熱処理後は、必要に応じて、粉砕、洗浄、乾燥、分級処理等がなされる。
〔粉砕処理〕
粉砕処理は、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。粉砕処理方法としては、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0.05〜2重量%用いても良い。
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うことができる。また、使用されたフラックス等の蛍光体の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。
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10mS/m以下、好ましくは5mS/m以下、より好ましくは4mS/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。
また、洗浄処理は、例えば、第一の焼成工程と第二の焼成工程との間に行う洗浄工程と同様にして行うことができる。
分級処理は、例えば、水篩や水簸処理を行う、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と、水簸処理とを組み合わせて用いると、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。
得られた本発明の蛍光体を用いて、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、公知の表面処理方法を行っても良い。
本発明の蛍光体は、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ることが好ましい。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。
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。
本発明の蛍光体含有組成物に用いられる液体媒体の種類は特に限定されず、通常、半導体発光素子を覆ってモールディングすることのできる硬化性材料を用いることができる。硬化性材料とは、流体状の材料であって、何らかの硬化処理を施すことにより硬化する材料のことをいう。ここで、流体状とは、例えば液状又はゲル状のことをいう。硬化性材料は、固体発光素子から発せられた光を蛍光体へ導く役割を担保するものであれば、具体的な種類に制限は無い。また、硬化性材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。したがって、硬化性材料としては、無機系材料及び有機系材料並びに両者の混合物のいずれを用いることも可能である。
一方、有機系材料としては、例えば、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。
縮合型シリコーン系材料としては、例えば、特開2007−112973〜112975号公報、特開2007−19459号公報、特開2008−34833号公報等に記載の半導体発光デバイス用部材を用いることができる。縮合型シリコーン系材料は半導体発光デバイスに用いられるパッケージや電極、発光素子などの部材との接着性に優れるため、密着向上成分の添加を最低限とすることが出来、架橋はシロキサン結合主体のため耐熱性・耐光性に優れる利点がある。
ング用シリコーン材料、特開2003−183881号公報、特開2006−206919号公報等に記載のポッティング用有機変性シリコーン材料、特開2006−324596号公報に記載の射出成型用シリコーン材料、特開2007−231173号公報に記載のトランスファー成型用シリコーン材料等を好適に用いることができる。付加型シリコーン材料は、硬化速度や硬化物の硬度などの選択の自由度が高い、硬化時に脱離する成分が無く硬化収縮しにくい、深部硬化性に優れるなどの利点がある。
これらのシリコーン系材料は単独で使用してもよいし、混合することにより硬化阻害が起きなければ複数のシリコーン系材料を混合して用いてもよい。
液体媒体の含有率は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明の蛍光体含有組成物全体に対して、通常25重量%以上、好ましくは40重量%以上であり、また、通常99重量%以下、好ましくは95重量%以下、より好ましくは80重量%以下である。液体媒体の量が多い場合には特段の問題は起こらないが、半導体発光装置とした場合に所望の色度座標、演色指数、発光効率等を得るには、通常、上記のような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低下し取り扱い難くなる可能性がある。
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、例えば、後述の屈折率調整のための金属酸化物や、拡散剤、フィラー、粘度調整剤、紫外線吸収剤等の添加剤を含有させても良い。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。
本発明の発光装置(以下、適宜「発光装置」という)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「1、蛍光体」の項で記載した本発明の蛍光体を1種以上含む第1の蛍光体を含有するものである。
また、本発明の発光装置に用いられる本発明の赤色蛍光体の好ましい具体例としては、前述の「1、蛍光体」の欄に記載した本発明の蛍光体や、後述の[実施例]の欄の各実施例に用いた蛍光体が挙げられる。
本発明の発光装置の発光スペクトルにおける赤色領域の発光ピークとしては、600nm以上650nm以下の波長範囲に発光ピークを有するものが好ましい。
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。
<4−1−1.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。
第1の発光体の発光ピーク波長は、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、青色領域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。
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。
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、本発明の赤色蛍光体を含む第1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(青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体、橙色蛍光体等)を含有する。また、例えば、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。
本発明の発光装置における第2の発光体は、少なくとも上述の本発明の蛍光体を含む第1の蛍光体を含有する。本発明の蛍光体は、何れか1種を単独で使用してもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
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。通常、本発明の蛍光体は赤色蛍光体であるので、第1の蛍光体として、本発明の蛍光体と共に他種の赤色蛍光体ないし橙色の蛍光を発する蛍光体(以下、適宜「橙色蛍光体」という)を併用することができる。
この際、同色併用蛍光体である橙色ないし赤色蛍光体の発光ピーク波長は、通常570nm以上、好ましくは580nm以上、より好ましくは585nm以上、また、通常780nm以下、好ましくは700nm以下、より好ましくは680nm以下の波長範囲にあることが好適である。
AlSi(N,O)3:Ceが好ましい。
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1種以上の蛍光体である。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。上記のように、通常は第1の蛍光体として赤色蛍光体を使用するので、第2の蛍光体としては、例えば青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体等の赤色蛍光体以外の蛍光体を用いる。
本発明の蛍光体に加えて青色蛍光体を使用する場合、当該青色蛍光体は本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを使用することができる。この際、青色蛍光体の発光ピーク波長は、通常420nm以上、好ましくは430nm以上、より好ましくは440nm以上、また、通常500nm未満、好ましくは490nm以下、より好ましくは480nm以下、さらに好ましくは470nm以下、特に好ましくは460nm以下の波長範囲にあることが好適である。使用する青色蛍光体の発光ピーク波長がこの範囲にあると、本発明の蛍光体の励起帯と重なり、当該青色蛍光体からの青色光により、本発明の蛍光体を効率良く励起することができるからである。
このような青色蛍光体として使用できる蛍光体を下表に示す。
本発明の蛍光体に加えて緑色蛍光体を使用する場合、当該緑色蛍光体は本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを使用することができる。この際、緑色蛍光体の発光ピーク波長は、通常500nm以上、中でも510nm以上、更には515nm以上、また、通常550nm未満、中でも542nm以下、更には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。
このような緑色蛍光体として利用できる蛍光体を下表に示す。
また、得られる発光装置を画像表示装置に用いる場合には、(Sr,Ba)2SiO4:Eu、(Si,Al)6(O,N)8:Eu(β−sialon)、(Ba,Sr)3Si6O12:N2:Eu、SrGa2S4:Eu、BaMgAl10O17:Eu,Mnが好ましい。
本発明の蛍光体に加えて黄色蛍光体を使用する場合、当該黄色蛍光体は本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを使用することができる。この際、黄色蛍光体の発光ピーク波長は、通常530nm以上、好ましくは540nm以上、より好ましくは550nm以上、また、通常620nm以下、好ましくは600nm以下、より好ましくは580nm以下の波長範囲にあることが好適である。
(A)半導体発光素子として青色発光体(青色LED等)を使用し、赤色蛍光体として本発明のEu2+で付活された窒化物蛍光体を使用し、他の蛍光体として緑色蛍光体または黄色蛍光体を使用する。緑色蛍光体としては、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu系蛍光体、(Ca,Sr)Sc2O4:Ce系蛍光体、Ca3(Sc,Mg)2Si3O12:Ce系蛍光体、SrGa2S4:Eu系蛍光体、Eu付活β−サイアロン系蛍光体、(Mg,Ca,Sr,Ba)Si2O2N2:Eu系蛍光体、及びM3Si6O12N2:Eu(但し、Mはアルカリ土類金属元素を表わす。)からなる群より選ばれる一種又は二種以上の緑色蛍光体が好ましい。黄色蛍光体としてはY3Al5O12:Ce系蛍光体、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu系蛍光体、及びα−サイアロン系蛍光体からなる群より選ばれる一種又は二種以上の黄色蛍光体が好ましい。なお、緑色蛍光体と黄色蛍光体を併用してもよい。
また、上述した蛍光体の組み合わせについて、以下により具体的に説明する。
半導体発光素子として青色LED等の青色発光のものを使用し、画像表示装置のバックライトに用いるときは、下表に示す組み合わせとすることが好ましい。
また、近紫外ないし紫外領域の光を発する固体発光素子と蛍光体とを組み合わせて用いる場合は、上記表6〜8に記載の蛍光体の組み合わせにさらに(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6(Cl,F):Eu、及び(Sr,Ba)3MgSi2O8:Eu、(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Euからなる群から選ばれる1種以上の青色蛍光体を組み合わせることが好ましく、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6(Cl,F):Eu、又は(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Euを組み合わせることがより好ましい。この際、緑色蛍光体としては、BaMgAl10O17:Eu,Mnを組み合わせることが好ましい。
以下、本発明の発光装置について、具体的な実施の形態を挙げて、より詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。
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。
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。
本発明の発光装置の用途は特に制限されず、通常の発光装置が用いられる各種の分野に使用することが可能であるが、演色性が高い、及び色再現範囲が広いことから、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。
<4−3−1.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。
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。
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。
(各種物性値の測定方法)
<発光強度及び発光輝度>
発光スペクトルは、励起光源として150Wキセノンランプを備え、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。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、300nm以上800nm以下の波長範囲においてスペクトル測定装置により各波長の発光強度を測定し、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に設定して測定を行った。
発光ピーク強度及び輝度は、得られた発光スペクトルから求めた。
試料(蛍光体)についてPHI社製Quantum2000を用いて、以下の測定条件で測定を行った。
・X線源:単色化Al−Kα,出力16kV−34W(X線発生面積170μmφ)
・帯電中和:電子銃2μA,イオン銃併用
・分光系:パスエネルギー
187.85eV=ワイドスペクトル
58.7eV=ナロースペクトル[C1s,Eu3d3/2]
29.35eV=ナロースペクトル[N1s,O1s,Si2p,Sr3d]・測定領域:300μmφ
・取り出し角:45°(表面より)
温度25℃、湿度40%の条件下で、蛍光体試料に日立製作所製蛍光分光光度計F−4500を使用して波長254nmの励起光を照射し、照射を停止した後の蛍光体からの発光(モニター波長は各蛍光体の発光ピーク波長とした)の強度を、時定数0.01秒、測定間隔0.005秒の条件で測定した。
ここで、後述する比較例1の蛍光体に対して、励起光の照射時間を30秒、1分、5分及び10分とした場合の残光特性の変化を測定し、残光時間が励起光の照射時間に依存しなくなる時間を確認した。式[I]で表される蛍光体に対する照射時間は1分で充分と判断し、以下実施例及び比較例における残光特性評価での照射時間は1分で行った。
試料(蛍光体)300mgについてJEOL社製FA300を用い、空気中、室温で、以下の測定条件で測定を行った。
高磁場範囲
・中心磁場:250mT
・掃引磁場幅:±250mT
・磁場変調:100kHz
・レスポンス:0.1sec
・磁場掃引時間:15min
・マイクロ波出力:0.1mW
狭磁場範囲
・中心磁場:323mT
・掃引磁場幅:±10mT
・磁場変調:100kHz
・レスポンス:0.1sec
・磁場掃引時間:2min
・マイクロ波出力:0.1mW
これにより測定されたスピン数を測定に使用した試料質量で割ることによってスピン濃度を求めた。
Sr2NはSr金属(アルドリッチ社製)を非特許文献(Brese, Nathaniel E. O'Keeffe, Michael, Journal of Solid State Chemistry, Volume 87, Issue 1, p. 134-140)に記載された公知の方法に準じて製造した。
また、この蛍光体に対して、蛍光体の表面に付着した不純物を洗浄するため、1N塩酸にて室温にて30分間攪拌洗浄を行い30分間静置後、沈殿した蛍光体をろ過した。その後、ろ過した蛍光体を水で5回洗浄を繰り返した後、ろ過を行い、最後に120℃で3時間オーブンによる乾燥を行った。
さらに、この蛍光体について、スピン濃度を測定したところ、5.0×10−9モル/gであることがわかった。
比較例1の酸洗浄前の蛍光体をアルミナ容器に充填し、大気中、昇温速度5℃/分で昇
温し、300℃(最高到達温度)で、2時間加熱処理(再焼成)し、室温になるまで放冷した。
この蛍光体について、発光強度、発光輝度、XPS法による表面O/N比を測定した。結果を表9に示す。ここで、発光強度及び発光輝度は比較例1の蛍光体の各値を1とした場合の相対値で示した。また、1/1000残光時間は6.6秒であった。残光特性を測定した結果を図4に示す。
比較例1の酸洗浄前の蛍光体をアルミナ容器に充填し、大気中、昇温速度5℃/分で昇
温し、400℃(最高到達温度)で、2時間加熱処理(再焼成)し、室温になるまで放冷した。
この蛍光体について、発光強度、発光輝度、XPS法による表面O/N比を測定した。結果を表9に示す。ここで、発光強度及び発光輝度は比較例1の蛍光体の各値を1とした場合の相対値で示したまた、1/1000残光時間は3.2秒であった。残光特性を測定した結果を図4に示す。
比較例1の酸洗浄後の蛍光体をアルミナ容器に充填し、大気中、昇温速度5℃/分で昇
温し、400℃(最高到達温度)で、2時間加熱(アニール)処理し、室温になるまで放冷した。
この蛍光体について、発光強度、発光輝度、XPS法による表面O/N比を測定した。結果を表9に示す。ここで、発光強度及び発光輝度は比較例1の蛍光体の各値を1とした場合の相対値で示したまた、1/1000残光時間は0.19秒であった。残光特性を測定した結果を図4に示す。
べ、表面のSr量が増加していることがわかる。
さらに、この蛍光体について、スピン濃度を測定したところ、3.2×10−9モル/gであり、スピン密度が低下していることがわかる。
再焼成雰囲気を大気中から窒素ガス中に変更した以外は実施例2と同様の方法で蛍光体を得た。
この蛍光体について、発光強度、発光輝度、XPS法による表面O/N比を測定した。結果を表9に示す。ここで、発光強度及び発光輝度は比較例1の蛍光体の各値を1とした場合の相対値で示したまた、1/1000残光時間は1.7秒であった。残光特性を測定した結果を図4に示す。
信越化学工業社製シリコーン樹脂「SCR−1011」及び硬化剤を100重量部:100重量部の割合で混合し、該混合物100重量部に対し、各例で得られた蛍光体6重量部を添加し、シンキー社製撹拌装置「AR−100」で3分間混練して蛍光体含有組成物とした。
得られた発光装置を、室温(約25℃)において、20mAで駆動し、CIE色度座標値(CIEx,CIEy)を測定し、この値を100とした。
次に、上記発光装置を、温度85℃、湿度85%の高温高湿条件下、20mAで、50、150、200、250、500、750及び1000時間通電後にCIE色度座標値(CIEx,CIEy)を測定し、上記のCIE色度座標値(CIEx,CIEy)に対する各比率(維持率:%)を算出した。結果を表10に示すとともに、図5〜8に示す。
2 励起光源(第1の発光体)(LD)
3 基板
4 発光装置
5 マウントリード
6 インナーリード
7 励起光源(第1の発光体)
8 蛍光体含有部(第2の発光体)
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 励起光源(第1の発光体)
23 蛍光体含有部(第2の発光体)
24 フレーム
25 導電性ワイヤ
26,27 電極
Claims (3)
- 蛍光体原料を焼成し、式[I]で表される結晶相を含有する蛍光体を製造する方法であって、該焼成工程後 350℃以上500℃以下の温度で該焼成物の再焼成を行なう工程と有することを特徴とする蛍光体の製造方法。
M2-2xEu2xSi5N8 [I]
(式[I]中、 Mは少なくともSrを含有するアルカリ土類金属元素を示し、
xは0<x<1で表される範囲の数値を示す。) - 再焼成時の焼成雰囲気が酸素含有雰囲気であることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 焼成工程後、再焼成工程前に焼成物を酸性液体媒体で洗浄する工程を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の製造方法。
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