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JP4904766B2 - Phosphor, light-emitting device using the same, image display device, and lighting device - Google Patents
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JP4904766B2 - Phosphor, light-emitting device using the same, image display device, and lighting device - Google Patents

Phosphor, light-emitting device using the same, image display device, and lighting device Download PDF

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Description

本発明は、母体化合物が発光中心イオンとしてセリウム(Ce)を主体とする金属元素を含有する蛍光体とそれを用いた発光装置に関する。詳しくは、波長変換材料として、紫外光から可視光の範囲の光を吸収してより長波長の可視光を発する蛍光体であって、発光ダイオード(LED)やレーザーダイオード(LD)等の光源と組み合わせることにより演色性が高く、高輝度の発光装置を得ることができる蛍光体とそれを用いた発光装置に関する。更に、その発光装置を含有してなる画像表示装置、照明装置に関する。   The present invention relates to a phosphor in which a base compound contains a metal element mainly composed of cerium (Ce) as an emission center ion, and a light emitting device using the phosphor. Specifically, as a wavelength conversion material, a phosphor that absorbs light in a range from ultraviolet light to visible light and emits longer wavelength visible light, and a light source such as a light emitting diode (LED) or a laser diode (LD) The present invention relates to a phosphor capable of obtaining a light-emitting device having high color rendering properties and high brightness by being combined, and a light-emitting device using the phosphor. Furthermore, the present invention relates to an image display device and a lighting device that contain the light emitting device.

半導体発光素子として窒化ガリウム(GaN)系青色発光ダイオードと、波長変換材料として蛍光体とを組み合わせて構成される白色発光の発光装置は、消費電力が小さく長寿命である。そのため、従来から画像表示装置や照明装置の発光源として注目されている。   A white light emitting device configured by combining a gallium nitride (GaN) blue light emitting diode as a semiconductor light emitting element and a phosphor as a wavelength conversion material has low power consumption and a long lifetime. Therefore, it has been attracting attention as a light source for image display devices and illumination devices.

この発光装置は、そこで用いられる蛍光体が、GaN系青色発光ダイオードの発する青色領域の可視光を吸収して黄色光を発光することから、蛍光体に吸収されなかった発光ダイオードの青色光との混色により白色の発光が得られるものである。その蛍光体としては、代表的には、イットリウム・アルミニウム複合酸化物(Y3 Al5 12)を母体とし、該母体内に発光中心イオンとしてセリウム(Ce)を含有してなる蛍光体が知られている。しかし、この蛍光体は、焼成温度が高い等、製造が容易ではなく、また、温度特性の面でも満足できるものではなかった。 In this light emitting device, the phosphor used therein absorbs the visible light in the blue region emitted by the GaN-based blue light emitting diode and emits yellow light. Therefore, the phosphor used with the blue light of the light emitting diode not absorbed by the phosphor White light emission can be obtained by mixing colors. As the phosphor, there is typically known a phosphor having yttrium / aluminum composite oxide (Y 3 Al 5 O 12 ) as a base material and containing cerium (Ce) as a luminescent center ion in the base material. It has been. However, this phosphor is not easy to manufacture due to a high firing temperature and is not satisfactory in terms of temperature characteristics.

これに代わる黄色蛍光体として、本発明者等は、Ca3 Sc2 Si3 12:Ce3+(以下、「CSS蛍光体」と略記する。)なる基本構造の蛍光体を発明し、先に特許出願を行った(特許文献1参照)。
即ち、下記一般式で表されるガーネット結晶構造の化合物を母体とし、該母体内に発光中心イオンを含有してなることを特徴とする蛍光体である。
1' a' 2' b' 3' c' d'
〔式中、M1' は2価の金属元素、M2' は3価の金属元素、M3’は4価の金属元素を
それぞれ示し、aは2.7〜3.3、b'は1.8〜2.2、c'は2.7〜3.3、d'は11.0〜13.0の範囲の数である。〕
上記特許文献1には、2価の金属元素M1'としてのCaが開示され、更にCaの一部がMg、Zn等に置換された蛍光体についても開示されている。このCSS蛍光体は、組成によって緑色から黄色に発光するものであり、GaN系青色発光ダイオードと緑色蛍光体と赤色蛍光体を組み合わせた発光装置の緑色蛍光体としても使用できる高特性の蛍光体である。
特開2003−64358号公報。
As an alternative yellow phosphor, the present inventors invented a phosphor having a basic structure of Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12 : Ce 3+ (hereinafter abbreviated as “CSS phosphor”). (Patent document 1).
That is, the phosphor is characterized in that a compound having a garnet crystal structure represented by the following general formula is used as a base, and a luminescent center ion is contained in the base.
M 1 ' a' M 2 ' b' M 3 ' c' O d '
[Wherein M 1 ′ represents a divalent metal element, M 2 ′ represents a trivalent metal element, M 3 ′ represents a tetravalent metal element, and a represents 2.7 to 3.3, b ′. 1.8 to 2.2, c ′ is 2.7 to 3.3, and d ′ is a number in the range of 11.0 to 13.0. ]
Patent Document 1 discloses Ca as a divalent metal element M 1 ′ , and further discloses a phosphor in which a part of Ca is substituted with Mg, Zn or the like. This CSS phosphor emits light from green to yellow depending on the composition, and is a high-quality phosphor that can also be used as a green phosphor of a light emitting device combining a GaN-based blue light emitting diode, a green phosphor and a red phosphor. is there.
JP2003-64358A.

本発明者等の検討によると、上記特許文献1に開示される蛍光体は、GaN系青色発光ダイオードと組み合わせた発光装置として用いる場合に、以下の[1]〜[3]のように、輝度及び演色性の点で、満足できるものではないことが判明した。   According to the study by the present inventors, the phosphor disclosed in Patent Document 1 described above has a luminance as shown in [1] to [3] below when used as a light emitting device combined with a GaN-based blue light emitting diode. It was also found that the color rendering property was not satisfactory.

[1]CSS蛍光体の発光スペクトルが、標準比視感度曲線(「蛍光体ハンドブック」、オーム社発行、422頁参照。)と一致していないため、CSS蛍光体は発光効率の割に輝度が低いという問題点を有している。[2]CSS蛍光体を含有する発光装置を液晶ディスプレイのバックライトとして使用した場合においては、CSS蛍光体の発光ピーク波長が、従来の液晶ディスプレイ用カラーフィルターの緑色の透過率の高い波長領域に一
致していないため、液晶ディスプレイとしての輝度が低下する傾向にある。また、[3]CSS蛍光体を含有する発光装置を照明として用いた場合では、視感度の低い青緑色の光(510nm以下)の全発光に占める割合が大きいため、エネルギー効率が低下する傾向にあり、演色性も充分満足できるものではない。
[1] Since the emission spectrum of the CSS phosphor does not match the standard relative luminous sensitivity curve (“Phosphor Handbook”, published by Ohm Co., Ltd., page 422), the luminance of the CSS phosphor does not exceed the luminous efficiency. It has the problem of being low. [2] When a light emitting device containing a CSS phosphor is used as a backlight of a liquid crystal display, the emission peak wavelength of the CSS phosphor is in a wavelength region where the green color transmittance of a conventional color filter for liquid crystal displays is high. Since they do not match, the brightness as a liquid crystal display tends to decrease. [3] When a light emitting device containing a CSS phosphor is used as illumination, energy efficiency tends to decrease because the ratio of blue-green light (510 nm or less) with low visibility is large. Yes, color rendering is not satisfactory.

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであって、輝度及び演色性が高く、高輝度の発光装置を得ることができる緑色から黄色に発光する蛍光体、及び、その蛍光体を用いた発光装置、並びに、その発光装置を含有してなる画像表示装置及び照明装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and uses a phosphor that emits light from green to yellow, which has a high luminance and color rendering properties, and can provide a high-luminance light-emitting device, and the phosphor. It is an object of the present invention to provide a light emitting device, and an image display device and an illumination device including the light emitting device.

本発明者等は、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、前記CSS蛍光体の母体組成においてMgを特定の範囲に限定することにより、発光スペクトルの形状及びピーク波長を変化させることができることを見出し、本発明に到達した。
即ち、本発明は、以下の要旨からなるものである。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the shape and peak wavelength of the emission spectrum can be changed by limiting Mg to a specific range in the matrix composition of the CSS phosphor. The headline, the present invention has been reached.
That is, the present invention comprises the following gist.

(1)ガーネット構造の化合物を母体とし、該母体内に発光中心イオンの金属元素を含有する下記一般式(I) で表される化合物からなることを特徴とする蛍光体。
1 a2 bc3 d4 3e (I)
〔式(I) 中、M1 はMg及び/又はZnであって、MgがM 1 の50モル%以上を占め
、M2 はMg及びZnを除く2価の金属元素であって、CaがM 2 の50モル%以上を占め、XはCeがXの50モル%以上を占める発光中心イオンの金属元素、M3 はXを除く3価の金属元素であって、ScがM 3 の50モル%以上を占め、M4Siをそれぞれ示
し、a、b、c、d、及びeは、それぞれ以下の式を満たす数である。
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)前記一般式(I) において、0.001≦a≦0.3であることを特徴とする(1
)に記載の蛍光体。
(3)一般式(I) において、0.02≦c≦0.1であることを特徴とする(1)又は
(2)に記載の蛍光体。
(4)一般式(I) において、M2 がCa、Sr及びBaからなる群から選択される少な
くとも1種以上の2価の金属元素であって、CaがM 2 の50モル%以上を占めることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の蛍光体。
(5)一般式(I) において、M3 がAl、Sc、Ga、Y、In、La、Gd及びLu
からなる群から選択される少なくとも1種以上の3価の金属元素であって、ScがM 3 の50モル%以上を占めることを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載の蛍光体。()一般式(I) において、Ce以外の発光中心イオンの金属元素Xが、Mn、Fe、
Pr、Nd、Sm、Eu、Gb、Tb及びTmから選択される少なくとも1種以上の金属元素であることを特徴とする(1)乃至()のいずれかに記載の蛍光体。
)一般式(I) において、M1 がMgであることを特徴とする(1)乃至()のい
ずれかに記載の蛍光体。
)一般式(I) において、XがCeであることを特徴とする(1)乃至()のいず
れかに記載の蛍光体。
)一般式(I) において、XがCe、M1がMg、M2がCa、M3がSc、M4がSi
であることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の蛍光体。
10)蛍光体のメジアン径が5μm〜30μmであることを特徴とする(1)乃至()のいずれかに記載の蛍光体。
(1)紫外光から可視光の範囲の光を発光する光源と、該光源からの光の少なくとも一部を波長変換し、光源の光よりも長波長領域の光を発光する蛍光体を少なくとも1種以上有する発光装置であって、前記蛍光体は(1)乃至(10)のいずれかに記載の蛍光体を含むことを特徴とする発光装置。
(1)白色系に発光することを特徴とする(1)に記載の発光装置。
(1)(1)又は(1)に記載の発光装置を含むことを特徴とする画像表示装置。(1)(1)又は(1)に記載の発光装置を含むことを特徴とする照明装置。
(1) A phosphor comprising a compound represented by the following general formula (I) containing a compound having a garnet structure as a matrix and containing a metal element of a luminescent center ion in the matrix.
M 1 a M 2 b X c M 3 d M 4 3 O e (I)
[In formula (I), M 1 is Mg and / or Zn , Mg accounts for 50 mol% or more of M 1 , M 2 is a divalent metal element excluding Mg and Zn , and Ca is accounted for more than 50 mol% of M 2, X is a metal element of the luminescent center ion Ce occupies at least 50 mole% of X, M 3 is a trivalent metal element excluding X, 50 Sc is of M 3 accounted for more than mole%, M 4 represents a Si respectively, a, b, c, d, and e are numbers satisfying the following formulas, respectively.
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) In the general formula (I), 0.001 ≦ a ≦ 0.3 (1
).
(3) The phosphor according to (1) or (2), wherein 0.02 ≦ c ≦ 0.1 in the general formula (I).
(4) In the general formula (I), M 2 is at least one divalent metal element selected from the group consisting of Ca, Sr and Ba , and Ca accounts for 50 mol% or more of M 2 The phosphor according to any one of (1) to (3), wherein
(5) In the general formula (I), M 3 is Al, Sc, Ga, Y, In, La, Gd and Lu.
At least one trivalent metal element selected from the group consisting of Sc and 50 mol% or more of M 3 , characterized in that any one of (1) to (4) Phosphor. ( 6 ) In the general formula (I), the metal element X of the luminescent center ion other than Ce is Mn, Fe,
The phosphor according to any one of (1) to ( 5 ), wherein the phosphor is at least one metal element selected from Pr, Nd, Sm, Eu, Gb, Tb, and Tm.
( 7 ) The phosphor according to any one of (1) to ( 6 ), wherein in the general formula (I), M 1 is Mg.
( 8 ) The phosphor according to any one of (1) to ( 7 ), wherein in the general formula (I), X is Ce.
( 9 ) In general formula (I), X is Ce, M 1 is Mg, M 2 is Ca, M 3 is Sc, and M 4 is Si.
The phosphor according to any one of (1) to (3), wherein
( 10 ) The phosphor according to any one of (1) to ( 9 ), wherein the median diameter of the phosphor is 5 μm to 30 μm.
(1 1 ) At least a light source that emits light in a range from ultraviolet light to visible light, and a phosphor that converts at least a part of light from the light source and emits light in a longer wavelength region than the light from the light source A light emitting device having one or more types, wherein the phosphor includes the phosphor according to any one of (1) to ( 10 ).
(1 2 ) The light-emitting device according to (1 1 ), which emits white light.
(1 3 ) An image display device comprising the light-emitting device according to (1 1 ) or (1 2 ). (1 4 ) A lighting device including the light-emitting device according to (1 1 ) or (1 2 ).

本発明によれば、輝度及び演色性が高く、高輝度の発光装置を得ることができる緑色から黄色に発光する蛍光体を提供することができる。更に、本発明の蛍光体を用いることにより、演色性が高く、高輝度の画像表示装置及び照明装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a phosphor that emits light from green to yellow, which has a high luminance and color rendering properties and can provide a light-emitting device with high luminance. Furthermore, by using the phosphor of the present invention, it is possible to provide an image display device and an illumination device with high color rendering properties and high luminance.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
また、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)。
Hereinafter, although an embodiment of the present invention is described in detail, the present invention is not limited to the following embodiment. In the present specification, a numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
The relationship between the color name and the chromaticity coordinates in the specification is all based on the JIS standard (JISZ8110).

[蛍光体]
本発明の蛍光体は、ガーネット構造の化合物を母体とし、該母体内に発光中心イオンとしてセリウム(Ce)を主体とする金属元素を含有する下記一般式(I) で表される化合
物からなることを特徴とする。
1 a 2 b c 3 d 4 3e (I)
〔式(I) 中、M1 はMg及び/又はZn、M2 はMg及びZnを除く2価の金属元素、
XはCeを主体とする発光中心イオンの金属元素、M3 はXを除く3価の金属元素、M4 は4価の金属元素をそれぞれ示し、a、b、c、d、及びeは、それぞれ以下の式を満たす数である。
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〕
[Phosphor]
The phosphor of the present invention comprises a compound represented by the following general formula (I) containing a metal element mainly composed of cerium (Ce) as a luminescent center ion in a matrix having a garnet structure compound. It is characterized by.
M 1 a M 2 b X c M 3 d M 4 3 O e (I)
[In the formula (I), M 1 is Mg and / or Zn, M 2 is 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 are Each number 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]

ここで、前記一般式(I) において、Mg及び/又はZnを示すM1 としては、Mgが
1 の50モル%以上を占めるのが好ましく、100モル%を占めるのが特に好ましい。
Here, in the general formula (I), as M 1 representing Mg and / or Zn, Mg preferably occupies 50 mol% or more of M 1 , and particularly preferably 100 mol%.

また、前記一般式(I) において、Mg及びZnを除く2価の金属元素を示すM2 とし
ては、Ca、Sr、及びBaからなる群から選択された少なくとも1種であるのが好ましい。更に、く、CaがM2 の50モル%以上を占めるのが好ましく、100モル%を占めるのが特に好ましい。
In the general formula (I), M 2 representing a divalent metal element excluding Mg and Zn is preferably at least one selected from the group consisting of Ca, Sr, and Ba. Furthermore, Ca preferably accounts for 50 mol% or more of M 2 , and particularly preferably accounts for 100 mol%.

また、前記一般式(I) において、発光中心イオンの金属元素Xを除く3価の金属元素
を示すM3 としては、Al、Sc、Ga、Y、In、La、Gd、及びLuからなる群から選択された少なくとも1種であるのが好ましく、Al、Sc、Y、及びLuからなる群から選択された少なくとも1種であるのがより好ましい。更に、ScがM3 の50モル%以上を占めるのが好ましく、その残余がY又はLuであるのが好ましく、ScがM3 の100モル%を占めるのが特に好ましい。
In the general formula (I), M 3 representing a trivalent metal element excluding the metal element X of the luminescent center ion is a group consisting of Al, Sc, Ga, Y, In, La, Gd, and Lu. Is preferably at least one selected from the group consisting of Al, Sc, Y, and Lu, and more preferably at least one selected from the group consisting of Al, Sc, Y, and Lu. Furthermore, Sc preferably occupies 50 mol% or more of M 3 , the remainder is preferably Y or Lu, and Sc preferably occupies 100 mol% of M 3 .

また、前記一般式(I) において、4価の金属元素を示すM4 としては、Si、Ti、
Ge、Zr、Sn、及びHfからなる群から選択された少なくとも1種であるのが好ましく、Si、Ge、及びSnからなる群から選択された少なくとも1種であるのがより好ましい。更に、SiがM4 の50モル%以上を占めるのが好ましく、100モル%を占めるのが特に好ましい。
In the general formula (I), M 4 representing a tetravalent metal element includes Si, Ti,
It is preferably at least one selected from the group consisting of Ge, Zr, Sn, and Hf, and more preferably at least one selected from the group consisting of Si, Ge, and Sn. Further, Si preferably accounts for 50 mol% or more of M 4 , and particularly preferably accounts for 100 mol%.

また、前記一般式(I) において、Ceを主体とする発光中心イオンの金属元素を示す
Xとしては、CeがXの50モル%以上を占めるのが好ましく、70モル%以上を占めるのがより好ましく、90モル%以上を占めるのが更に好ましく、100モル%であるのが特に好ましい。
Ce3+イオンは、400nm〜500nmの波長領域の可視光線を吸収し、緑色、黄緑色、黄色、橙色の光を発するが、本発明の蛍光体は、Ceの添加量とM1
オンの添加量の両方を調節することにより、発光色を所望の色に調整することができる。
なお、Ce以外の発光中心イオンの金属元素としては、Mn、Fe、Pr、Nd、Sm、Eu、Gb、Tb、及びTm等が挙げられる。例えば、Prを含有することにより、Ce3+イオン由来の発光と共に620nm付近にPr3+イオン由来の発光が現れるので、赤色の成分が増加して蛍光体の発光色を赤色寄りに調整することができ、演色性を高めることができる。
Further, in the general formula (I), X representing the metal element of the luminescent center ion mainly composed of Ce preferably occupies 50 mol% or more of X, more preferably 70 mol% or more. Preferably, it occupies 90 mol% or more, more preferably 100 mol%.
Ce 3+ ions absorb visible light in a wavelength region of 400 nm to 500 nm and emit green, yellow-green, yellow, and orange light. The phosphor of the present invention has an addition amount of Ce and addition of M 1 ions. By adjusting both the amounts, the emission color can be adjusted to the desired color.
Examples of the metal element of the luminescent center ion other than Ce include Mn, Fe, Pr, Nd, Sm, Eu, Gb, Tb, and Tm. For example, by containing Pr, light emitted from Pr 3+ ions appears in the vicinity of 620 nm together with light emitted from Ce 3+ ions, so that the red component increases and the emission color of the phosphor is adjusted closer to red. And color rendering can be improved.

また、上記ガーネット構造とは、一般式A3 2 3 12〔Aは2価の金属元素、Bは3価の金属元素、Cは4価の金属元素〕で表され、空間群記号Ia3d で表される体心立方晶の結晶構造である。A、B、Cイオンは、それぞれ12、8、4面体配位のサイトに位置し、それぞれ、酸素原子が8、6、4個配位しており、天然鉱物のざくろ石(Garnet)の有する結晶構造と同一の構造である。そして、前記一般式(I)で表される蛍光体は、一般式A3 2 3 12におけるAイオン位置をCa主体の2価の金属元素M2 が占め、Bイオン位置をSc主体の3価の金属元素M3 が占め、Cイオン位置をSi主体の4価の金属元素M4 が占め、発光中心イオンとしてCe主体の金属元素Xを含有すると共に、Mg及び/又はZnの2価の金属元素を含むものである。 The garnet structure is represented by the general formula A 3 B 2 C 3 O 12 [A is a divalent metal element, B is a trivalent metal element, and C is a tetravalent metal element]. This is a body-centered cubic crystal structure represented by I a3d . A, B, and C ions are located at 12, 8, and tetrahedrally coordinated sites, respectively, and oxygen atoms are coordinated by 8, 6, and 4, respectively, and the natural mineral garnet has. It is the same structure as the crystal structure. In the phosphor represented by the general formula (I), the divalent metal element M 2 mainly composed of Ca occupies the A ion position in the general formula A 3 B 2 C 3 O 12 , and the B ion position is composed mainly of Sc. The trivalent metal element M 3 occupies the C ion position and the Si-based tetravalent metal element M 4 occupies the Ce-based metal element X as the luminescent center ion, and includes Mg and / or Zn 2. It contains a valent metal element.

また、前記一般式(I) において、aは、0.001以上であることを必須とし、0.
003以上であるのが好ましく、0.01以上であるのがより好ましく、0.03以上であるのが特に好ましい。また、aは、0.5以下であることを必須とし、0.3以下であるのが好ましく、0.1以下であるのが特に好ましい。aが0.001未満であると、その蛍光体を発光装置に用いたときの輝度を高くすることが困難となる。一方、0.5超過であると、蛍光体の発光強度の低下が著しく、高輝度の発光装置が得られなくなる。
In the general formula (I), a must be 0.001 or more;
It is preferably 003 or more, more preferably 0.01 or more, and particularly preferably 0.03 or more. Further, a must be 0.5 or less, preferably 0.3 or less, particularly preferably 0.1 or less. If a is less than 0.001, it is difficult to increase the luminance when the phosphor is used in a light emitting device. On the other hand, if it exceeds 0.5, the emission intensity of the phosphor is remarkably reduced, and a high-luminance light-emitting device cannot be obtained.

また、前記一般式(I) において、bは、2.5〜3.3、好ましくは2.6〜3.2
、より好ましくは2.7〜3.1である。前記一般式A3 2 3 12におけるAイオンの係数は3であり、本発明におけるMgやZnのM1 がAイオン位置を占めるとすると、bは「3−a」に近い値をとる。また、発光中心イオンの主体としてのCeの結晶中の占有位置は明らかではないが、そのCe3+イオンのイオン半径がCa2+イオンのイオン半径に極めて近いことから、CeがAイオン位置を占めるとすると、bは「3−a−c」に近い値をとることとなる。一方、本発明におけるMgやZnのM1 、及び2価の金属元素のM2 の一部がAイオン位置以外に存在する場合や、逆に3価の金属元素のM3 や4価の金属元素のM4 の一部、或いは後述するフラックス等として添加された1価金属元素がAイオン位置に存在する場合も考えられる。また、発光中心イオンの主体としてのCeがBイオン位置に存在することも考えられる。これらを考慮して、bが2.5〜3.3であれば所望の蛍光体となり得る。
In the general formula (I), b is 2.5 to 3.3, preferably 2.6 to 3.2.
More preferably, it is 2.7 to 3.1. In the general formula A 3 B 2 C 3 O 12 , the coefficient of A ion is 3, and if M 1 of Mg or Zn in the present invention occupies the A ion position, b is close to “3-a”. Take. Moreover, the position occupied in the crystal of Ce as the main luminescent center ion is not clear, but since the ionic radius of the Ce 3+ ion is very close to the ionic radius of the Ca 2+ ion, Ce has the position of the A ion. If it occupies, b will take the value close | similar to "3-ac". On the other hand, when M 1 of Mg or Zn and a part of M 2 of the divalent metal element are present at positions other than the A ion position, or conversely, M 3 of the trivalent metal element or tetravalent metal. There may be a case where a part of the element M 4 or a monovalent metal element added as a flux or the like to be described later is present at the A ion position. It is also conceivable that Ce as the main luminescent center ion exists at the B ion position. Considering these, if b is 2.5 to 3.3, a desired phosphor can be obtained.

また、前記一般式(I) において、cは、0.005以上であることを必須とし、0.
01以上であるのが好ましく、0.02以上であるのがより好ましく、0.03以上がさらに好ましく、0.05以上が最も好ましい。また、cが、0.5以下であることを必須とし、0.3以下であるのが好ましく、0.2以下であるのがより好ましく、0.1以下であるのが特に好ましい。cが0.001未満及び0.5超過のいずれの場合共、その蛍光体を発光装置に用いたときの輝度を高くすることが困難となる。
In the general formula (I), it is essential that c is 0.005 or more.
It is preferably 01 or more, more preferably 0.02 or more, further preferably 0.03 or more, and most preferably 0.05 or more. Further, it is essential that c is 0.5 or less, preferably 0.3 or less, more preferably 0.2 or less, and particularly preferably 0.1 or less. In both cases where c is less than 0.001 and exceeds 0.5, it is difficult to increase the luminance when the phosphor is used in a light emitting device.

また、前記一般式(I) において、dは、1.5〜2.2、好ましくは1.7〜2.0
である。前記一般式A3 2 3 12におけるBイオンの係数は2である。本発明における発光中心イオンの金属元素XがBイオン位置を占めるとすると、d は「2−c 」に近
い値をとる。また、係数bにおける場合と同様に、3価の金属元素以外の金属元素がBイオン位置に存在すること等を考慮すると、dが1.5〜2.2であれば所望の蛍光体となり得る。
In the general formula (I), d is 1.5 to 2.2, preferably 1.7 to 2.0.
It is. The coefficient of B ions in the general formula A 3 B 2 C 3 O 12 is 2. If the metal element X of the luminescent center ion in the present invention occupies the B ion position, d takes a value close to “2-c”. Similarly to the case of the coefficient b, considering that a metal element other than the trivalent metal element is present at the B ion position, a desired phosphor can be obtained if d is 1.5 to 2.2. .

また、前記一般式(I) において、酸素原子の配位数を示すeは、正確に測定すること
が困難である。そのため、酸素イオンが−2の電荷を持つものとし、陽イオンを構成する前記M1 、M2 、X、M3 、及びM4 の各原子価とその係数としての前記a、b、c、d、及び3から、電荷バランスが保たれるように算出することとした。即ち、e={(a+b)×2+(c+d)×3+12}/2としたものである。
一般式の(I)で表される蛍光体の中でも、
Mg0.03Ca2.97Ce0.03Sc1.97Si12
Mg0.06Ca2.94Ce0.03Sc1.94Si12
Mg0.03Ca2.97Ce0.03 Sc1.97Si12
Mg0.03Ca2.94Ce0.06Sc1.97Si12
Mg0.03Ca2.9Ce0.1Sc1.97Si12
Mg0.06Si12Ca2.97Ce0.03Sc1.94Si12
Mg0.06Ca2.94Ce0.06Sc1.94Si12
Mg0.06Ca2.9Ce0.1Sc1.94Si12
Mg0.1Ca2.97Ce0.03Sc1.9Si12
Mg0.1Ca2.94Ce0.06Sc1.9Si12
Mg0.1Ca2.9Ce0.1Sc1.9Si12
等で表せる蛍光体が好ましい。これらの中でも特に、
Mg0.03Ca2.97Ce0.03Sc1.9712
Mg0.06Ca2.94Ce0.03Sc1.9412
で表せる蛍光体が好ましい。
In the general formula (I), e indicating the coordination number of the oxygen atom is difficult to measure accurately. Therefore, it is assumed that the oxygen ion has a charge of −2, and the valences of M 1 , M 2 , X, M 3 , and M 4 constituting the cation and the coefficients a, b, c, It was decided to calculate from d and 3 so that the charge balance was maintained. That is, e = {(a + b) × 2 + (c + d) × 3 + 12} / 2.
Among the phosphors represented by the general formula (I),
Mg 0.03 Ca 2.97 Ce 0.03 Sc 1.97 Si 3 O 12 ,
Mg 0.06 Ca 2.94 Ce 0.03 Sc 1.94 Si 3 O 12 ,
Mg 0.03 Ca 2.97 Ce 0.03 Sc 1.97 Si 3 O 12 ,
Mg 0.03 Ca 2.94 Ce 0.06 Sc 1.97 Si 3 O 12 ,
Mg 0.03 Ca 2.9 Ce 0.1 Sc 1.97 Si 3 O 12 ,
Mg 0.06 Si 3 O 12 Ca 2.97 Ce 0.03 Sc 1.94 Si 3 O 12 ,
Mg 0.06 Ca 2.94 Ce 0.06 Sc 1.94 Si 3 O 12 ,
Mg 0.06 Ca 2.9 Ce 0.1 Sc 1.94 Si 3 O 12 ,
Mg 0.1 Ca 2.97 Ce 0.03 Sc 1.9 Si 3 O 12 ,
Mg 0.1 Ca 2.94 Ce 0.06 Sc 1.9 Si 3 O 12 ,
Mg 0.1 Ca 2.9 Ce 0.1 Sc 1.9 Si 3 O 12
A phosphor that can be expressed by, for example, is preferable. Among these,
Mg 0.03 Ca 2.97 Ce 0.03 Sc 1.97 O 12
Mg 0.06 Ca 2.94 Ce 0.03 Sc 1.94 O 12
A phosphor represented by

本発明の蛍光体は、好ましくはガーネット構造の母体結晶に発光中心イオンとしてCeを主体とする金属元素を含有する化合物からなるが、製造原料となる化合物の組成比を若干変化させた場合には、ガーネット構造の母体化合物以外の結晶が共存する場合もあり得る。その場合、蛍光体としての特性が損なわれない範囲の量であれば、それらの共存も許容される。それらの共存化合物としては、例えば、未反応原料としてのSc2 3 等や、Ca2 MgSi2 7 、Ce4.67(SiO4 3 O等の副生成物等が挙げられる。 The phosphor of the present invention is preferably composed of a compound containing a metal element mainly composed of Ce as a luminescent center ion in a base crystal having a garnet structure, but when the composition ratio of the compound as a production raw material is slightly changed In some cases, crystals other than the garnet-based host compound may coexist. In that case, the coexistence of the phosphors is allowed as long as the amount of the phosphors is not impaired. Examples of such coexisting compounds include Sc 2 O 3 as an unreacted raw material, and by-products such as Ca 2 MgSi 2 O 7 and Ce 4.67 (SiO 4 ) 3 O.

なお、本発明の蛍光体は、本発明の効果を損なわない範囲であれば、Mg及び/又はZnである前記M1 、Mg及びZnを除く2価の金属元素である前記M2 、Ceを除く3価の金属元素である前記M3 、4価の金属元素である前記M4 、及び発光中心イオンとしてのCeを主体とする金属元素X、以外の元素を含んでいてもよい。例えば、蛍光体製造時に結晶成長促進剤(フラックス)として添加されたハロゲン化アルカリ等に由来するものである。例えば、Li、Na、K、Rb、Cs等のアルカリ金属元素等、又は、Nb、Ta、Sb、Bi等のその他の金属元素、及びハロゲン元素等が挙げられる。但し、これらの金属元素及びハロゲン元素は、それらのイオン半径及び/又は電荷と異なるため、発光イオンとしてのCeイオンの環境を変化させ、発光波長及びスペクトル幅を変化させる可能性があるので、発光体の特性が希望の範囲から外れないようにこれらの発光体中含有量を調節する必要がある。 In the phosphor of the present invention, M 1 which is Mg and / or Zn, and M 2 and Ce which are divalent metal elements excluding Mg and Zn are within the range not impairing the effects of the present invention. It may contain an element other than the above-described M 3 which is a trivalent metal element, M 4 which is a tetravalent metal element, and a metal element X mainly composed of Ce as an emission center ion. For example, it is derived from an alkali halide or the like added as a crystal growth accelerator (flux) during the production of the phosphor. Examples thereof include alkali metal elements such as Li, Na, K, Rb, and Cs, or other metal elements such as Nb, Ta, Sb, and Bi, and halogen elements. However, since these metal elements and halogen elements are different from their ionic radii and / or charges, there is a possibility that the environment of Ce ions as luminescent ions may be changed and the emission wavelength and spectral width may be changed. It is necessary to adjust the content in these phosphors so that the characteristics of the body do not deviate from the desired range.

本発明の蛍光体は、以上述べた通り、ガーネット構造の前記一般式A3 2 3 12におけるAイオン位置をCa主体の2価の金属元素M2 が占め、Bイオン位置をSc主体の3価の金属元素M3 が占め、Cイオン位置をSi主体の4価の金属元素M4 が占め、発光中心イオンとしてCe主体の金属元素を含有すると共に、更にMg及び/又はZnの2価の金属元素を含むものである。ここで、MgやZnの2価イオンは、Aイオン位置に存在すると予想されるが、MgやZnのイオン半径は、Aイオン位置を占める2価の金属元素M2 の主体としてのCaのイオン半径よりも、Bイオン位置を占める3価の金属元素M3 の主体としてのScのイオン半径に近いため、MgやZnの大部分はBイオン位置に存在していると考えられる。また、発光中心イオンの金属元素Xの主体としてのCeのイオン半径は、Bイオン位置を占める3価の金属元素M3 の主体としてのScのイオン半径よりもAイオン位置を占める2価の金属元素M2 の主体としてのCaのイオン半径に近いため、Ceの大部分はAイオン位置に存在していると考えられる。このように、2価の金属元素M2 の主体としてのCaが占めるAイオン位置にCeが存在すると共に、3価の金属元素M3 の主体としてのScが占めるBイオン位置にMgやZnが存在することにより、電荷のバランスが保たれているものと考えられる。即ち、2価のCa位置に3価のCeが存在することにより生じる正電荷の過剰と、3価のSc位置に2価のMgやZnが存在することによる正電荷の不足とが相殺されて、結晶全体として電荷のバランスが保たれるのである。
結晶中のCeの含有量について調べてみると、Mgを添加することによりCeの結晶中含有量が増加する傾向にあることがわかった。このことは、上記のメカニズムに従って、MgとCeが結晶中に共に存在していることを示している。逆に言えば、Mgの添加がCeの結晶中のCa位置への固溶を促進しているとも言える。そして、Mgを添加することによる発光スペクトルの長波長シフトは、上に述べたようにMgが存在することによる結晶場の変化に由来するのと同時に、結晶中に含まれるCeが増加することにより、Ce同士の相互作用によってCeイオンのエネルギー準位がシフトしたためであると考えられる。
In the phosphor of the present invention, as described above, the divalent metal element M 2 mainly composed of Ca occupies the A ion position in the general formula A 3 B 2 C 3 O 12 having a garnet structure, and the B ion position is composed mainly of Sc. The trivalent metal element M 3 occupies the C ion position, the Si-based tetravalent metal element M 4 occupies the Ce-based metal element as the luminescent center ion, and further contains Mg and / or Zn 2. It contains a valent metal element. Here, although the divalent ions of Mg and Zn are expected to exist at the A ion position, the ion radius of Mg and Zn is the ion of Ca as the main component of the divalent metal element M 2 occupying the A ion position. Since it is closer to the ionic radius of Sc as the main component of the trivalent metal element M 3 occupying the B ion position than the radius, most of Mg and Zn are considered to exist at the B ion position. The ionic radius of Ce as the main component of the metal element X of the luminescent center ion is a divalent metal occupying the A ion position rather than the ionic radius of Sc as the main component of the trivalent metal element M 3 occupying the B ion position. Since it is close to the ionic radius of Ca as the main component of the element M 2 , most of Ce is considered to exist at the A ion position. Thus, Ce is present at the A ion position occupied by Ca as the main component of the divalent metal element M 2 , and Mg or Zn is present at the B ion position occupied by Sc as the main component of the trivalent metal element M 3. It is considered that the charge balance is maintained by the existence. That is, the excess of positive charge caused by the presence of trivalent Ce at the divalent Ca position is offset by the lack of positive charge due to the presence of divalent Mg or Zn at the trivalent Sc position. The balance of charge is maintained as a whole crystal.
When the content of Ce in the crystal was examined, it was found that the content of Ce in the crystal tends to increase by adding Mg. This indicates that Mg and Ce are both present in the crystal according to the above mechanism. In other words, it can be said that the addition of Mg promotes the solid solution at the Ca position in the Ce crystal. The long wavelength shift of the emission spectrum due to the addition of Mg is derived from the change in the crystal field due to the presence of Mg as described above, and at the same time, the Ce contained in the crystal increases. This is probably because the energy level of Ce ions is shifted by the interaction between Ce and Ce.

そして、本発明の蛍光体は、MgやZnの2価イオンを含むことと、それと同時にCeの含有量が大きくなることにより、何らかのメカニズムで発光イオンであるCe3+イオンの配位環境が変化し、Ce3+イオンの励起状態である5d準位のエネルギーが低下することで発光波長が長波長側にシフトしたと考えられる。発光波長の長波長シフトが起きても、発光ピーク強度の増加はあまり大きくなく、シフト幅が大きくなると逆に発光ピーク強度の低下が起こる。しかし、発光波長の長波長シフトは、標準比視感度曲線との重なりを増加させるので、ピーク強度があまり低下しないシフト幅とすることにより、輝度を大きく向上させることができる。 The phosphor of the present invention contains Mg or Zn divalent ions, and at the same time, the Ce content increases, so that the coordination environment of Ce 3+ ions, which are luminescent ions, is changed by some mechanism. It is considered that the emission wavelength is shifted to the longer wavelength side due to the decrease in the energy of the 5d level, which is the excited state of Ce 3+ ions. Even if a long wavelength shift of the emission wavelength occurs, the increase of the emission peak intensity is not so large, and when the shift width is increased, the emission peak intensity is decreased. However, since the long wavelength shift of the emission wavelength increases the overlap with the standard relative luminous sensitivity curve, the luminance can be greatly improved by setting the shift width so that the peak intensity does not decrease so much.

[蛍光体の製造方法]
本発明の前記蛍光体は、前記一般式(I) におけるMg及び/又はZnであるM1 源の
化合物、2価の金属元素であるM2 源の化合物、3価の金属元素であるM3 源の化合物、及び4価の金属元素M4 源の化合物、並びに、発光中心イオンとしてのCe等の金属元素源の各原料化合物から調整した粉砕混合物を、加熱処理して反応させることにより製造される。
[Phosphor production method]
The phosphor of the present invention is a compound of M 1 source that is Mg and / or Zn in the general formula (I), a compound of M 2 source that is a divalent metal element, and M 3 that is a trivalent metal element. Produced by reacting a pulverized mixture prepared from a source compound, a tetravalent metal element M 4 source compound, and a raw material compound of a metal element source such as Ce as a luminescent center ion by heat treatment The

そして、粉砕混合物の調製は、次のような、乾式法、湿式法等の種々の方法をとることができる。
(1)乾式法においては、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を用いて上記の化合物を粉砕した後、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により混合するか、又は、上記の化合物を混合した後、乾式粉砕機を用いて粉砕する。
(2)湿式法においては、水等の媒体中に上記の化合物を加え、媒体攪拌式粉砕機等の湿式粉砕機を用いて粉砕及び混合するか、又は、上記の化合物を乾式粉砕機により粉砕した後、水等の媒体中に加えて混合することにより調製されたスラリーを、噴霧乾燥等により乾燥させる。
上記粉砕混合物の調製法の中では、特に、発光中心イオンの元素源化合物は、少量の化合物を全体に均一に混合、分散させる必要があることから、液体媒体を用いる湿式法が好ましい。また、他の元素源化合物においても全体に均一な混合が得られる面から、湿式法が好ましい。
The pulverized mixture can be prepared by various methods such as the following dry methods and wet methods.
(1) In the dry method, the above compounds are pulverized using a dry pulverizer such as a hammer mill, roll mill, ball mill, jet mill, etc., and then mixed by a blender such as a ribbon blender, V-type blender or Henschel mixer. Alternatively, after mixing the above compounds, the mixture is pulverized using a dry pulverizer.
(2) In the wet method, the above compound is added to a medium such as water and pulverized and mixed using a wet pulverizer such as a medium stirring pulverizer, or the above compound is pulverized with a dry pulverizer. Then, the slurry prepared by adding and mixing in a medium such as water is dried by spray drying or the like.
Among the methods for preparing the pulverized mixture, the wet source method using a liquid medium is particularly preferable because the element source compound of the luminescent center ion needs to uniformly mix and disperse a small amount of compound throughout. Also, other element source compounds are preferably wet methods from the viewpoint of obtaining uniform mixing throughout.

なお、前記混合において、蛍光体の結晶成長の促進や、粒径の制御等を目的として、前記一般式(I)には含まれない金属元素や陰イオンを含有する化合物、所謂、フラックスが添加されてもよい。そのフラックスとしては、例えば、アルカリ金属のハロゲン化物、ハロゲン化アンモニウム、各種の硼酸塩化合物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の炭酸塩、各種のリン酸塩等が挙げられる。具体的に化合物の例を列挙すると、LiF、LiCl、NaF、NaCl、KCl、KF、NHF、NHCl、LiCO3、NaCO3、LiPO、NaPO4、NaHPO4、NaHPO4、PO4、HPO4、KHPO4、BO3、3、Na、MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、MgCl2、CaCl2、SrCl2、BaCl2、AlF、YF等が挙げられる。これらの中では、粒径制御や反応性向上においてフッ化物、塩化物、リン酸塩が、好ましく、特にCaClが好ましい。
本発明の前記蛍光体のメジアン径D50は、通常、2μm〜50μmであり、5μm〜30μmが好ましく、10μm〜25μmがより好ましく、15μm〜20μmが最も好ましい。メジアン径が小さすぎると励起光の吸収効率が小さくなるため、蛍光体の輝度が低くなるおそれがあり、また、メジアン径が大きすぎると樹脂中で蛍光体が沈降してしまうため、LED輝度が低くなるおそれがある。
In the mixing, for the purpose of promoting the crystal growth of the phosphor and controlling the particle size, a compound containing a metal element or an anion that is not included in the general formula (I), so-called flux is added. May be. Examples of the flux include alkali metal halides, ammonium halides, various borate compounds, alkaline earth metal halides, alkali metal carbonates, and various phosphates. Specific examples of the compounds are LiF, LiCl, NaF, NaCl, KCl, KF, NH 4 F, NH 4 Cl, Li 2 CO 3, Na 2 CO 3, Li 3 PO 4 , Na 3 PO 4, Na 2 HPO 4, NaHPO 4, K 3 PO 4, K 2 HPO 4, KH 2 PO 4, H 3 BO 3, B 2 O 3, Na 2 B 4 O 7 , MgF 2, CaF 2, SrF 2, BaF 2, MgCl 2, CaCl 2, SrCl 2, BaCl 2, AlF 3 , YF 3 and the like. Of these, fluorides, chlorides, and phosphates are preferable for controlling the particle size and improving reactivity, and CaCl 2 is particularly preferable.
The median diameter D 50 of the phosphor of the present invention is usually 2 μm to 50 μm, preferably 5 μm to 30 μm, more preferably 10 μm to 25 μm, and most preferably 15 μm to 20 μm. If the median diameter is too small, the absorption efficiency of the excitation light is reduced, which may reduce the brightness of the phosphor. If the median diameter is too large, the phosphor will settle in the resin, so that the LED brightness is reduced. May be lowered.

また、焼成は、アルミナ、石英製の坩堝、トレイ等の耐熱容器、或いは、白金、タンタル等の金属製容器を用いて行うことが好ましい。必要に応じて、窒化ホウ素コーティングされた容器を用いることもできる。焼成温度については、通常1000℃〜1600℃の範囲で焼成を行うことができるが、1200℃〜1500℃が好ましく、1400℃〜1500℃が特に好ましい。焼成雰囲気は、通常、大気、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素、水素、アルゴン等の気体の単独或いは混合雰囲気下とする。加熱時間は、10分〜24時間、好ましくは、30分〜12時間であり、必要に応じて複数回行うこともある。その際、1回目の加熱の後、粉砕、分散等を再度行ってもよい。   The firing is preferably performed using a heat-resistant container such as alumina, quartz crucible, tray, or a metal container such as platinum or tantalum. If necessary, a container coated with boron nitride can also be used. Regarding the firing temperature, firing can usually be carried out in the range of 1000 ° C to 1600 ° C, preferably 1200 ° C to 1500 ° C, and particularly preferably 1400 ° C to 1500 ° C. The firing atmosphere is usually a single or mixed atmosphere of gases such as air, oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen, hydrogen, and argon. The heating time is 10 minutes to 24 hours, preferably 30 minutes to 12 hours, and may be performed a plurality of times as necessary. At that time, after the first heating, pulverization, dispersion and the like may be performed again.

蛍光体の加熱処理後、必要に応じて、洗浄、分散、分級、乾燥、表面コーティング等の後処理がなされる。その洗浄処理は、水や、塩酸、硝酸、酢酸等の無機酸、アンモニア水、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ水等を用いてなされる。また、分散処理は、ボールミル、ジェットミル、ハンマーミル等を用いてなされる。また、分級処理は、水簸処理のような湿式分級や、気流分散機等による乾式分級、及びそれらの併用等により、それぞれなされる。また、表面コーティングは、シリカ、アルミナ等の微粒子をそれらのゾルを用いて蛍光体粒子表面に湿式で付着させる方法、燐酸アンモニウムとカルシウム化合物の反応により燐酸カルシウムを蛍光体粒子表面に析出させて付着させる方法等がとられる。   After the heat treatment of the phosphor, post-treatment such as washing, dispersion, classification, drying, and surface coating is performed as necessary. The cleaning treatment is performed using water, an inorganic acid such as hydrochloric acid, nitric acid, and acetic acid, an aqueous solution of ammonia, an aqueous solution of sodium hydroxide, and the like. The dispersion process is performed using a ball mill, a jet mill, a hammer mill, or the like. In addition, the classification treatment is performed by wet classification such as chickenpox treatment, dry classification using an airflow disperser, or a combination thereof. Surface coating is a method in which fine particles such as silica and alumina are deposited on the surface of the phosphor particles by wet using these sols, and calcium phosphate is deposited on the surface of the phosphor particles by the reaction between ammonium phosphate and a calcium compound. The method of making it take is taken.

更に、これらの後処理の後に、蛍光体の結晶欠陥を低減させる等の目的で、前記加熱処理温度より低い温度で再加熱を行うこともできる。その際の加熱雰囲気としては、窒素、アルゴン、水素を少量含む窒素、一酸化炭素を少量含む窒素等の還元性雰囲気下とするのが好ましい。また、その還元性雰囲気下での加熱に先立って、空気等の酸化性雰囲気下で800℃〜1300℃の温度で加熱するのが更に好ましい。   Further, after these post treatments, reheating can be performed at a temperature lower than the heat treatment temperature for the purpose of reducing crystal defects of the phosphor. The heating atmosphere at that time is preferably a reducing atmosphere such as nitrogen, argon, nitrogen containing a small amount of hydrogen, or nitrogen containing a small amount of carbon monoxide. Further, prior to heating in the reducing atmosphere, it is more preferable to heat at a temperature of 800 ° C. to 1300 ° C. in an oxidizing atmosphere such as air.

本発明の製造に用いられる、前記一般式(I) におけるMg及び/又はZnであるM1
源の化合物、2価の金属元素であるM2 源の化合物、3価の金属元素であるM3 源の化合物、及び4価の金属元素M4 源の化合物、並びに、発光中心イオンとしてのCe等の金属元素X源の各原料化合物としては、M1 、M2 、M3 、及びM4 、並びにXの各金属元素の酸化物、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。これらの中から、複合酸化物への反応性、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される。
M 1 which is Mg and / or Zn in the general formula (I) used in the production of the present invention
Compound of source, compound of M 2 source that is divalent metal element, compound of M 3 source that is trivalent metal element, compound of M 4 source of tetravalent metal element, and Ce as luminescent center ion As raw material compounds of the metal element X source such as M 1 , M 2 , M 3 , and M 4 , and oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, sulfates, oxalates of the respective metal elements of X , Carboxylates, halides and the like. Of these, the reactivity to the composite oxide and the non-generation of NO x , SO x, etc. during firing are selected.

そのMg及び/又はZnであるM1 におけるMg源化合物としては、例えば、MgO、Mg(OH)2 、MgCO3 、Mg(OH)2 ・3MgCO3 ・3H2 O、Mg(NO3 2 ・6H2 O、MgSO4 、Mg(OCO)2 ・2H2 O、Mg(OCOCH3 2 ・4H2 O、MgCl2 、MgF2 等が、また、Zn源化合物としては、例えば、ZnO、Zn(OH)2 、ZnCO3 、Zn(NO3 2 、Zn(OCO)2 、Zn(OCOCH3 2 、ZnCl2 、ZnF2 等が、それぞれ挙げられる。 The Mg source compound in M 1 is its Mg and / or Zn, for example, MgO, Mg (OH) 2 , MgCO 3, Mg (OH) 2 · 3MgCO 3 · 3H 2 O, Mg (NO 3) 2 · 6H 2 O, MgSO 4 , Mg (OCO) 2 .2H 2 O, Mg (OCOCH 3 ) 2 .4H 2 O, MgCl 2 , MgF 2, etc. Examples of Zn source compounds include ZnO, Zn ( OH) 2 , ZnCO 3 , Zn (NO 3 ) 2 , Zn (OCO) 2 , Zn (OCOCH 3 ) 2 , ZnCl 2 , ZnF 2 and the like.

また、2価の金属元素であるM2 として好ましいとするCa、Sr、及びBaについて、Ca源化合物としては、例えば、CaO、Ca(OH)2 、CaCO3 、Ca(NO3 2 ・4H2 O、CaSO4 ・2H2 O、Ca(OCO)2 ・H2 O、Ca(OCOCH3 2 ・H2 O、CaCl2 、CaF2 等が、また、Sr源化合物としては、例えば、SrO、Sr(OH)2 、SrCO3 、Sr(NO3 2 、SrSO4 、Sr(OCO)2 ・H2 O、Sr(OCOCH3 2 ・4H2 O、SrCl2 ・6H2 O等が、また、Ba源化合物としては、例えば、BaO、Ba(OH)2 、BaCO3 、Ba(NO3 2 、BaSO4 、Ba(OCO)2 ・2H2 O、Ba(OCOCH3 2 ・H2 O、BaCl2 ・2H2 O等が、それぞれ挙げられる。 Regarding Ca, Sr, and Ba that are preferable as M 2 that is a divalent metal element, examples of the Ca source compound include CaO, Ca (OH) 2 , CaCO 3 , Ca (NO 3 ) 2 .4H. 2 O, CaSO 4 .2H 2 O, Ca (OCO) 2 .H 2 O, Ca (OCOCH 3 ) 2 .H 2 O, CaCl 2 , CaF 2, etc., and Sr source compounds include, for example, SrO Sr (OH) 2 , SrCO 3 , Sr (NO 3 ) 2 , SrSO 4 , Sr (OCO) 2 .H 2 O, Sr (OCOCH 3 ) 2 .4H 2 O, SrCl 2 .6H 2 O, etc. Examples of the Ba source compound include BaO, Ba (OH) 2 , BaCO 3 , Ba (NO 3 ) 2 , BaSO 4 , Ba (OCO) 2 .2H 2 O, Ba (OCOCH 3 ) 2 .H 2. O, BaCl 2 · 2H 2 O, etc. may be mentioned are

また、3価の金属元素であるM3 として好ましいとするAl、Sc、Y、及びLuについて、Al源化合物としては、例えば、Al2 3 、Al(OH)3 、AlOOH、Al(NO3 3 ・9H2 O、Al2 (SO4 3 、AlCl3 、AlF3 等が、また、Sc源化合物としは、例えば、Sc2 3 、Sc(OH)3 、Sc2 (CO3 3 、Sc(NO3 3 、Sc2 (SO4 3 、Sc2 (OCO)6 、Sc(OCOCH3 3 、ScCl3 、ScF3 等が、また、Y源化合物としては、例えば、Y2 3 、Y(OH)3 、Y2 (CO3 3 、Y(NO3 3 、Y2 (SO4 3 、Y2 (OCO)6 、YCl3 、YF3 等が、又、Lu源化合物としては、例えば、Lu2 3 、Lu2 (SO4 3 、LuCl3 、LuF3 等が、それぞれ挙げられる。 Regarding Al, Sc, Y, and Lu that are preferable as M 3 that is a trivalent metal element, examples of the Al source compound include Al 2 O 3 , Al (OH) 3 , AlOOH, Al (NO 3). ) 3 · 9H 2 O, Al 2 (SO 4 ) 3 , AlCl 3 , AlF 3 and the like, and examples of the Sc source compound include Sc 2 O 3 , Sc (OH) 3 , Sc 2 (CO 3 ). 3 , Sc (NO 3 ) 3 , Sc 2 (SO 4 ) 3 , Sc 2 (OCO) 6 , Sc (OCOCH 3 ) 3 , ScCl 3 , ScF 3, etc., and Y source compounds include, for example, Y 2 O 3 , Y (OH) 3 , Y 2 (CO 3 ) 3 , Y (NO 3 ) 3 , Y 2 (SO 4 ) 3 , Y 2 (OCO) 6 , YCl 3 , YF 3 etc. the Lu source compound, for example, Lu 2 O 3, Lu 2 (SO 4) 3, LuCl 3, LuF 3 and the like, respectively ani It is.

また、4価の金属元素であるM3 として好ましいとするSi、Ge、及びSnについて、Si源化合物としては、例えば、SiO2 、H4 SiO4 、Si(OC2 5 4 、CH3 Si(OCH3 3 、CH3 Si(OC2 5 3 、Si(OCOCH3 4 等が、また、Ge源化合物としては、例えば、GeO2 、Ge(OH)4 、Ge(OCOCH3 4 、GeCl4 等が、また、Sn源化合物としては、例えば、SnO2 、SnO2 ・nH 2O、Sn(NO3 4 、Sn(OCOCH3 4 、SnCl4 等が、それぞれ挙げられる。 For Si, Ge, and Sn that are preferable as M 3 which is a tetravalent metal element, examples of the Si source compound include SiO 2 , H 4 SiO 4 , Si (OC 2 H 5 ) 4 , and CH 3. Si (OCH 3 ) 3 , CH 3 Si (OC 2 H 5 ) 3 , Si (OCOCH 3 ) 4 and the like, and examples of the Ge source compound include GeO 2 , Ge (OH) 4 , Ge (OCOCH 3). ) 4 , GeCl 4 and the like, and examples of the Sn source compound include SnO 2 , SnO 2 .nH 2 O, Sn (NO 3 ) 4 , Sn (OCOCH 3 ) 4 , and SnCl 4. .

更に、発光中心イオンの金属元素として主体とするCe源化合物としては、例えば、Ce2 3 、CeO2 、Ce(OH)3 、Ce(OH)4 、Ce2 (CO3 3 、Ce(NO3 3 、Ce2 (SO4 3 、Ce(SO4 2 、Ce2 (OCO)6 、Ce(OCOCH3 3 、CeCl3 、CeCl4 、CeF3 等が挙げられる。
これらの原料化合物は、いずれも1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
Further, examples of the Ce source compound mainly used as the metal element of the emission center ion include Ce 2 O 3 , CeO 2 , Ce (OH) 3 , Ce (OH) 4 , Ce 2 (CO 3 ) 3 , and Ce ( NO 3 ) 3 , Ce 2 (SO 4 ) 3 , Ce (SO 4 ) 2 , Ce 2 (OCO) 6 , Ce (OCOCH 3 ) 3 , CeCl 3 , CeCl 4 , CeF 3 and the like.
Any of these raw material compounds may be used alone or in combination of two or more.

[蛍光体の併用]
本発明の発光装置における蛍光体としては、本発明の前記蛍光体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良い。本発明の前記蛍光体に加えて、赤色、橙色、黄色等に発光する蛍光体を併用することにより、更に演色性の高い発光装置とすることができる。その際、併用される蛍光体としては、580〜780nmの波長領域の光を発光する蛍光体が好ましい。例えば、2価のEuを発光中心イオンとしたものでは、CaS:Eu2+、SrS:Eu2+等の硫化物系蛍光体、Ca2 Si5 8 :Eu2+、Sr2 Si5 8 :Eu2+、Ba2 Si5 8 :Eu2+、CaAlSiN3 :Eu2+、SrAlSiN3 :Eu2+、(Cax'',Sr1-x'')AlSiN3 :Eu2+(0≦x''
1)、LaSi35:Eu2+等の窒化物系蛍光体、及び、Sr2Si3Al262:Eu2+,Cax''(Siy'',Al1-y''12(Oz'',N1-z''16:Eu2+(0≦x''≦1, 0
≦y''≦1, 0≦z''≦1)等のオキシ窒化物系蛍光体等が好ましい。また、3価のEuを発光中心イオンとしたものでは、La2 2 S:Eu3+、Y2 2 S:Eu3+等のオキシ硫化物系蛍光体、及び、3価のEuにアセチルアセトンやテノイルトリフルオロアセトン等が配位した配位化合物系蛍光体等が好ましい。又、4価のMnを発光中心イオンとしたものでは、3.5MgO・0.5MgF2 ・GeO2 :Mn4+等が好ましい。中でも、Eu2+を発光中心イオンとする硫化物系蛍光体や窒化物系蛍光体は、発光強度が大きいことから特に好ましい。特に、赤色蛍光体の好ましい例としては、例えば、WO2005/052087Alパンフレットに記載されているようなCaAlSiN3:Eu2+、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+、M2Si58:Eu2+(Mは、Ca、Si、Baからなる群
から選ばれる少なくとも1種以上とする。)、Sr2Si3Al262:Eu2+、LaSi35:Eu2+等の窒化物系又は酸窒化物系蛍光体が好ましい。
[Combination of phosphor]
As the phosphor in the light emitting device of the present invention, the phosphor of the present invention may be used alone, or two or more kinds may be used in any combination and ratio. In addition to the phosphor of the present invention, a phosphor that emits light in red, orange, yellow, or the like is used in combination, whereby a light emitting device with higher color rendering properties can be obtained. In this case, the phosphor used in combination is preferably a phosphor that emits light in a wavelength region of 580 to 780 nm. For example, when divalent Eu is used as a luminescent center ion, sulfide phosphors such as CaS: Eu 2+ and SrS: Eu 2+ , Ca 2 Si 5 N 8 : Eu 2+ , Sr 2 Si 5 N 8: Eu 2+, Ba 2 Si 5 N 8: Eu 2+, CaAlSiN 3: Eu 2+, SrAlSiN 3: Eu 2+, (Ca x '', Sr 1-x '') AlSiN 3: Eu 2+ (0 ≦ x ''
1) nitride phosphor such as LaSi 3 N 5 : Eu 2+ , and Sr 2 Si 3 Al 2 N 6 O 2 : Eu 2+ , Cax (Si y ″ , Al 1-y ” ) 12 (O z ″ , N 1-z ″ ) 16 : Eu 2+ (0 ≦ x ≦ 1,0)
An oxynitride phosphor such as ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1) is preferable. In addition, when trivalent Eu is used as the luminescent center ion, oxysulfide phosphors such as La 2 O 2 S: Eu 3+ , Y 2 O 2 S: Eu 3+ , and trivalent Eu are used. Preference is given to coordination compound phosphors coordinated with acetylacetone, thenoyltrifluoroacetone and the like. In addition, in the case of using tetravalent Mn as the luminescent center ion, 3.5MgO · 0.5MgF 2 · GeO 2 : Mn 4+ or the like is preferable. Among these, sulfide-based phosphors and nitride-based phosphors having Eu 2+ as the luminescent center ion are particularly preferable because of high emission intensity. In particular, preferable examples of the red phosphor include, for example, CaAlSiN 3 : Eu 2+ , (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu 2+ , M 2 Si 5 N 8 as described in the WO2005 / 052087Al pamphlet: Eu 2+ (M is at least one selected from the group consisting of Ca, Si and Ba), Sr 2 Si 3 Al 2 N 6 O 2 : Eu 2+ , LaSi 3 N 5 : Eu 2+ Nitride-based or oxynitride-based phosphors such as the above are preferable.

[発光素子・面発光照明装置]
本発明に係る発光装置は、半導体発光素子等の光源と、前記光源の発する紫外光から可視光の範囲の光を吸収してより長波長の可視光を発する蛍光体とを少なくとも有する発光装置である。演色性の高い発光装置であり、カラー液晶ディスプレイ等の画像表示装置や面発光等の照明装置等の光源として好適である。
本発明の発光素子を図面に基づいて説明する。図1は、波長変換材料としての本発明の蛍光体と、光源とから構成される発光装置の一実施例を示す模式的断面図である。図2は、図1に示す発光装置を組み込んだ面発光照明装置の一実施例を示す模式的断面図である。図1、及び図2において、1は発光装置、2はマウントリード、3はインナーリード、4は光源、5は蛍光体含有樹脂部、6は導電性ワイヤ、7はモールド部材、8は面発光照明装置、9は拡散板、10は保持ケースである。
[Light Emitting Element / Surface Lighting Equipment]
A light-emitting device according to the present invention is a light-emitting device having at least a light source such as a semiconductor light-emitting element and a phosphor that emits visible light having a longer wavelength by absorbing light in a range from ultraviolet light to visible light emitted from the light source. is there. It is a light emitting device with high color rendering properties, and is suitable as a light source for image display devices such as a color liquid crystal display and lighting devices such as surface light emission.
The light emitting device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a light-emitting device composed of the phosphor of the present invention as a wavelength conversion material and a light source. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a surface emitting illumination device incorporating the light emitting device shown in FIG. 1 and 2, 1 is a light emitting device, 2 is a mount lead, 3 is an inner lead, 4 is a light source, 5 is a phosphor-containing resin part, 6 is a conductive wire, 7 is a molding member, and 8 is a surface emitting light. An illuminating device, 9 is a diffusion plate, and 10 is a holding case.

本発明の発光装置1は、例えば図1に示すように、一般的な砲弾型の形態を有している。マウントリード2の上部カップ内に、GaN系青色発光ダイオード等からなる光源4を接着する。本発明の蛍光体と必要に応じて別の蛍光体(例えば赤色発光蛍光体)をエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等のバインダーに混合、分散させ、カップ内に流し込むことにより蛍光体含有樹脂部5を形成する。蛍光体含有樹脂部5で、光源4を被覆し、固定している。一方、光源4とマウントリード2、及び光源4とインナーリード3は、それぞれ導電性ワイヤ6、6で導通されており、これら全体がエポキシ樹脂等による
モールド部材7で被覆、保護されている。
The light-emitting device 1 of the present invention has a general bullet shape, for example, as shown in FIG. A light source 4 made of a GaN blue light emitting diode or the like is bonded to the upper cup of the mount lead 2. The phosphor-containing resin part is prepared by mixing and dispersing the phosphor of the present invention and another phosphor (for example, red light-emitting phosphor) in a binder such as an epoxy resin, an acrylic resin, or a silicone resin and pouring it into the cup. 5 is formed. The light source 4 is covered and fixed with the phosphor-containing resin portion 5. On the other hand, the light source 4 and the mount lead 2, and the light source 4 and the inner lead 3 are electrically connected by conductive wires 6 and 6, respectively, and are entirely covered and protected by a mold member 7 made of epoxy resin or the like.

また、この発光装置1を組み込んだ面発光照明装置8を、図2に示す。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10の底面に、多数の発光装置1を、その外側に発光装置1の駆動のための電源及び回路等(図示せず。)を設けて配置する。発光の均一化のために、保持ケース10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9を固定している。   Moreover, the surface emitting illumination device 8 incorporating this light-emitting device 1 is shown in FIG. A large number of light emitting devices 1 are provided on the bottom surface of a rectangular holding case 10 whose inner surface is light-opaque, such as a white smooth surface, and a power source and circuits for driving the light emitting device 1 are provided outside (not shown). ) And arrange. In order to make the light emission uniform, a diffusion plate 9 such as an acrylic plate made of milky white is fixed to a portion corresponding to the lid portion of the holding case 10.

そして、面発光照明装置8を駆動して、発光装置1の光源4に電圧を印加することにより青色光等を発光させる。その発光の一部を、蛍光体含有樹脂部5において波長変換材料である本発明の蛍光体と必要に応じて添加した別の蛍光体が吸収し、より長波長の光に変換し、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が高く、高輝度の発光が得られる。この光が拡散板9を透過して、図面上方に出射され、保持ケース10の拡散板9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 8 is driven to apply blue voltage to the light source 4 of the light emitting device 1 to emit blue light or the like. A part of the emitted light is absorbed in the phosphor-containing resin part 5 by the phosphor of the present invention, which is a wavelength conversion material, and another phosphor added as necessary, and converted into light having a longer wavelength. Color rendering is high due to color mixing with blue light or the like that has not been absorbed in the light, and light emission with high luminance can be obtained. This light passes through the diffusion plate 9 and is emitted upward in the drawing, and illumination light with uniform brightness is obtained within the surface of the diffusion plate 9 of the holding case 10.

ここで、光源4は、蛍光体含有樹脂部5内に含有される蛍光体の励起光を発する光源であり、また、発光装置1が放出する光の一成分としての光を発するための光源でもある。即ち、光源4から発せられる光のうちの一部は、蛍光体含有樹脂部5内の発光物質に励起光として吸収され、また別の一部は、発光装置1から放出されるようになっている。   Here, the light source 4 is a light source that emits excitation light of the phosphor contained in the phosphor-containing resin portion 5, and is also a light source that emits light as one component of light emitted from the light emitting device 1. is there. That is, a part of the light emitted from the light source 4 is absorbed as excitation light by the luminescent substance in the phosphor-containing resin portion 5, and another part is emitted from the light emitting device 1. Yes.

光源4の種類は任意であり、表示装置の用途や構成に応じて適当なものを選択することができるが、通常は、配光に偏りがなく、発する光が広く拡散するものを用いることが好ましい。
例えば、発光ダイオード(以下適宜、「LED」という)、端面発光型又は面発光型のレーザーダイオード、エレクトロルミネセンス素子などが挙げられるが、通常は、安価なLEDが好ましい。LEDの具体例としては、シリコンカーバイド、サファイア、窒化ガリウム等の基板に、MOCVD法等の方法で結晶成長されたInGaN系、GaAlN系、InGaAlN系、ZnSeS系半導体等を用いたLEDなどが挙げられる。
The type of the light source 4 is arbitrary, and an appropriate one can be selected according to the application and configuration of the display device. However, it is usually necessary to use a light source that has no bias in light distribution and emits light widely. preferable.
For example, a light-emitting diode (hereinafter referred to as “LED” as appropriate), an edge-emitting or surface-emitting laser diode, an electroluminescence element, and the like can be given, but an inexpensive LED is usually preferable. Specific examples of the LED include an LED using an InGaN-based, GaAlN-based, InGaAlN-based, ZnSeS-based semiconductor, or the like crystal-grown on a substrate such as silicon carbide, sapphire, or gallium nitride by a method such as MOCVD. .

また、このように光源4としてLEDを用いる場合、その形状に制限は無く任意であるが、光の取り出し効率を向上させるためには、その側面をテーパ状とすることが好ましい。
さらに、LEDのパッケージの材料も任意であり、例えばセラミックスやPPA(ポリフタルアミド)等を適宜用いることができる。ただし、色再現性を向上させる観点からパッケージの色は白色又は銀色が好ましく、また、発光装置1の発光効率を高める観点からは、光の反射率を高められていることが好ましい。
Moreover, when using LED as the light source 4 in this way, there is no restriction | limiting in the shape, but in order to improve the extraction efficiency of light, it is preferable to make the side surface into a taper shape.
Furthermore, the material of the LED package is also arbitrary, and for example, ceramics, PPA (polyphthalamide), or the like can be used as appropriate. However, from the viewpoint of improving color reproducibility, the color of the package is preferably white or silver. From the viewpoint of increasing the light emission efficiency of the light emitting device 1, it is preferable that the reflectance of light is increased.

また、光源4をマウントリード2に取り付ける場合、その具体的方法は任意であるが、例えば、ハンダを用いて取り付けることができる。ハンダの種類は任意であるが、例えば、AuSn、AgSn等を用いることができる。また、ハンダを用いる場合、ハンダを通じてマウントリード2に形成された電極から電力を供給できるようにすることも可能である。特に、放熱性が重要となる大電流タイプのLEDやレーザーダイオードなどを光源4として用いる場合、ハンダは優れた放熱性を発揮するため、光源4の設置にハンダを用いることは有効である。   Moreover, when attaching the light source 4 to the mount lead 2, the specific method is arbitrary, For example, it can attach using solder | pewter. The type of solder is arbitrary, but, for example, AuSn, AgSn, or the like can be used. Moreover, when using solder, it is also possible to supply electric power from the electrode formed on the mount lead 2 through the solder. In particular, when a large current type LED or laser diode, for which heat dissipation is important, is used as the light source 4, it is effective to use solder for installing the light source 4 because the solder exhibits excellent heat dissipation.

また、ハンダ以外の手段によって光源4をマウントリード2に取り付ける場合には、例えば、エポキシ樹脂、イミド樹脂、アクリル樹脂等の接着剤を用いてもよい。この場合、接着剤に銀粒子、炭素粒子等の導電性フィラーを混合させてペースト状にしたものを用いることにより、ハンダを用いる場合のように、接着剤を通電して光源に電力供給できるようにすることも可能である。さらに、これらの導電性フィラーを混合させると、放熱性も向上するため、好ましい。   Further, when the light source 4 is attached to the mount lead 2 by means other than solder, for example, an adhesive such as an epoxy resin, an imide resin, or an acrylic resin may be used. In this case, by using a paste in which conductive fillers such as silver particles and carbon particles are mixed with the adhesive, the adhesive can be energized to supply power to the light source as in the case of using solder. It is also possible to make it. Furthermore, it is preferable to mix these conductive fillers because heat dissipation is improved.

更に、光源4への電力供給方法も任意であり、上述したハンダや接着剤を通電させる他、光源4と電極とをワイヤボンディングにより結線して電力供給するようにしても良い。この際、用いるワイヤに制限はなく、素材や寸法などは任意である。例えば、ワイヤの素材としては金、アルミニウム等の金属を用いることができる。また、そのワイヤの太さは通常20μm〜40μmとすることができるが、ワイヤはこれに限定されるものではない。
また、光源に電力を供給する他の方法の例としては、バンプを用いたフリップチップ実装により光源に電力を供給する方法が挙げられる。
Furthermore, the power supply method to the light source 4 is also arbitrary. In addition to energizing the solder and adhesive described above, the light source 4 and the electrode may be connected by wire bonding to supply power. At this time, the wire used is not limited, and the material, dimensions, etc. are arbitrary. For example, metals such as gold and aluminum can be used as the wire material. Moreover, although the thickness of the wire can be normally 20 micrometers-40 micrometers, a wire is not limited to this.
Another example of a method for supplying power to the light source is a method for supplying power to the light source by flip chip mounting using bumps.

光源は1個を単独で用いてもよく、2個以上を併用してもよい。さらに、光源4は1種のみで用いてもよく、2種以上のものを併用してもよい。
また、光源4は、一つの光源4を、2種類以上の蛍光体を含む蛍光体含有樹脂部5で共有しても良い。また、2個以上の蛍光体含有樹脂部5を作製し、それぞれに光源4を設けることも可能である。
One light source may be used alone, or two or more light sources may be used in combination. Furthermore, the light source 4 may be used alone or in combination of two or more.
Moreover, the light source 4 may share the one light source 4 with the fluorescent substance containing resin part 5 containing two or more types of fluorescent substance. It is also possible to produce two or more phosphor-containing resin parts 5 and provide the light source 4 for each.

また、発光装置1における光源4としては、紫外光から可視光の範囲の光を発光するものであれば特に限定されるものではないが、380nm〜550nmの波長領域の光を発光するものが好ましい。中でも、400nm以上が更に好ましく、420nm以上が特に好ましい。また、520nm以下が更に好ましく、500nm以下が特に好ましい。これらの中で、430nm〜480nmの波長領域の光を発光する光源を用いると、特に演色性の高い発光装置を得ることができる。
蛍光体含有樹脂部5に本発明の蛍光体を単独で用いると、うすい黄緑、うすい緑、うすい青緑色の発光装置を得ることができる。また、本発明の蛍光体と任意の赤色蛍光体を組み合わせることにより、任意の色温度の白色発光装置を構成することができる。
例えば、蛍光体含有樹脂部5に含まれる蛍光体として、本発明の蛍光体と赤色蛍光体とを使用する。蛍光体含有樹脂部5は、光源4によって発光された紫外から青色領域の光の一部を吸収して緑色領域及び赤色領域の光を発光する。この蛍光体含有樹脂部5を上記の構成を有する発光装置1及び/又は面発光照明装置8に使用して、光源4により発光され
た青色光と、蛍光体の緑色光、及び赤色光とが混合されて、演色性の高い白色に発光する発光装置1及び/又は面発光照明装置8を提供する。該発光装置及び/又は該面発光照明装置は、例えばJIS規格に沿う電球色、昼白色、昼光色に発光させることが可能である。ここで、電球色、昼白色、昼光色とは、JIS Z9112に定められた蛍光ランプの光源色として規定された色度範囲の発光を指す。
The light source 4 in the light emitting device 1 is not particularly limited as long as it emits light in the range from ultraviolet light to visible light, but preferably emits light in the wavelength region of 380 nm to 550 nm. . Among these, 400 nm or more is more preferable, and 420 nm or more is particularly preferable. Moreover, 520 nm or less is still more preferable, and 500 nm or less is especially preferable. Among these, when a light source that emits light in a wavelength region of 430 nm to 480 nm is used, a light emitting device having particularly high color rendering properties can be obtained.
When the phosphor of the present invention is used alone for the phosphor-containing resin part 5, a light yellow-green, light green, or light blue-green light emitting device can be obtained. Further, by combining the phosphor of the present invention with an arbitrary red phosphor, a white light emitting device having an arbitrary color temperature can be configured.
For example, the phosphor of the present invention and the red phosphor are used as the phosphor contained in the phosphor-containing resin portion 5. The phosphor-containing resin part 5 absorbs a part of light in the ultraviolet to blue region emitted by the light source 4 and emits light in the green region and the red region. Using this phosphor-containing resin portion 5 in the light emitting device 1 and / or the surface emitting illumination device 8 having the above-described configuration, the blue light emitted from the light source 4 and the green light and red light of the phosphor are produced. A light emitting device 1 and / or a surface emitting illumination device 8 that emits white light with high color rendering properties when mixed is provided. The light-emitting device and / or the surface-emitting illumination device can emit light in, for example, a light bulb color, a daylight white color, and a daylight color according to JIS standards. Here, the light bulb color, the daylight white color, and the daylight color indicate light emission in the chromaticity range defined as the light source color of the fluorescent lamp defined in JIS Z9112.

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を越え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 unless it exceeds the gist.

(実施例1)
1 源化合物としてMg(OH)2 ・3MgCO3 ・3H2 O;Mgとして0.0006モル、M2 源化合物としてCaCO3 ;0.0297モル、M3 源化合物としてSc2 3 ;0.0097モル、及びM4 源化合物としてSiO2 ;0.03モル、並びにX源化合物としてCe(NO3 3 (水溶液);0.0003モルの各原料を、少量のエタノールと共にメノウ乳鉢に入れ、よく混合した後、乾燥させた。次いで、乾燥させた原料混合物を白金箔に包み、水素を4重量%含有する窒素ガスを流通させながら、大気下、1400℃で3時間、加熱することにより焼成した。引き続いて、粉砕、及び分級処理を行うことにより蛍光体を製造した。
Example 1
Mg (OH) 2 .3MgCO 3 .3H 2 O as M 1 source compound; 0.0006 mol as Mg, CaCO 3 as 0.02 mol as M 2 source compound, Sc 2 O 3 as M 3 source compound; 0097 mol, SiO 2 as M 4 source compound; 0.03 mol, and Ce (NO 3 ) 3 (aqueous solution) as X source compound; 0.0003 mol of each raw material together with a small amount of ethanol in an agate mortar, After mixing well, it was dried. Next, the dried raw material mixture was wrapped in platinum foil, and baked by heating at 1400 ° C. for 3 hours in the atmosphere while circulating nitrogen gas containing 4% by weight of hydrogen. Subsequently, the phosphor was manufactured by pulverization and classification.

得られた蛍光体を、粉末X線回折により解析した。測定は、スペクトリス社製粉末X線回折装置X’Pert MPDを使用して行った。X線源はCu−Kα線を使用し、電圧と電流はそれぞれ45KV、40mAとした。その結果、ガーネット結晶構造の化合物であることが確認された。図9にこの蛍光体の粉末X線回折パターンを示す。
次に、この蛍光体の発光スペクトルを以下に示す方法により測定し、結果を図3に示した。図3には比視感度曲線も重ねて示している。
The obtained phosphor was analyzed by powder X-ray diffraction. The measurement was performed using a powder X-ray diffractometer X'Pert MPD manufactured by Spectris. The X-ray source was Cu-Kα ray, and the voltage and current were 45 KV and 40 mA, respectively. As a result, it was confirmed that the compound had a garnet crystal structure. FIG. 9 shows a powder X-ray diffraction pattern of this phosphor.
Next, the emission spectrum of this phosphor was measured by the following method, and the results are shown in FIG. FIG. 3 also shows the specific visibility curve.

<発光スペクトルの測定>
日本分光社製蛍光測定装置において、励起光源として150Wキセノンランプを用いた。キセノンランプの光を10cm回折格子分光器に通し、波長455nmの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発生した光を25cm回折格子分光器により分光し、浜松フォトニクス社製マルチチャンネルCCD検出器「C7041」によって300nm〜800nmの各波長の発光強度を測定した。続いて、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。発光ピーク波長を表1に示した。
<Measurement of emission spectrum>
In a fluorescence measuring apparatus manufactured by JASCO Corporation, a 150 W xenon lamp was used as an excitation light source. The light from the xenon lamp was passed through a 10 cm diffraction grating spectrometer, and only the light having a wavelength of 455 nm was irradiated to the phosphor through the optical fiber. The light generated by the irradiation of the excitation light was dispersed by a 25 cm diffraction grating spectrometer, and the emission intensity of each wavelength of 300 nm to 800 nm was measured by a multichannel CCD detector “C7041” manufactured by Hamamatsu Photonics. Subsequently, an emission spectrum was obtained through signal processing such as sensitivity correction by a personal computer. The emission peak wavelength is shown in Table 1.

また、この発光スペクトルの480nm〜800nm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xとyを算出し、結果を表1に示した。また、JIS Z8724に準拠して算出したXYZ表色系における刺激値Yから、後述する比較例1で得られた蛍光体の刺激値Yの値を100%とした相対輝度を算出し、結果を表1に示した。さらに、比較例1で得られた蛍光体の発光ピーク強度を100%とした相対発光ピーク強度を算出し、結果を表1に示した。
In addition, from the data in the wavelength region of 480 nm to 800 nm of the emission spectrum, JIS
The chromaticity coordinates x and y in the XYZ color system defined by Z8701 were calculated, and the results are shown in Table 1. Further, from the stimulus value Y in the XYZ color system calculated in accordance with JIS Z8724, the relative luminance with the stimulus value Y of the phosphor obtained in Comparative Example 1 described later as 100% is calculated, and the result is It is shown in Table 1. Furthermore, the relative emission peak intensity was calculated with the emission peak intensity of the phosphor obtained in Comparative Example 1 as 100%, and the results are shown in Table 1.

(比較例1)
蛍光体製造原料を、M2 源化合物としてCaCO3 ;0.0297モル、M3 源化合物としてSc2 3 ;0.01モル、及びM4 源化合物としてSiO2 ;0.03モル、並びにX源化合物としてCe(NO3 3 (水溶液);0.0003モルとしたこと、及び、焼成温度を1500℃としたこと以外は、実施例1と同様にして蛍光体を製造し、同様に評価し、結果を表1に示した。この蛍光体の発光スペクトルを図5に示した。図5には比視感度曲線も重ねて示している。実施例1の蛍光体の発光スペクトル(図3)と比較すると、比較例1の蛍光体の発光スペクトルは、比視感度曲線との重なりが小さいことがわかる。
(Comparative Example 1)
Phosphor production raw materials were CaCO 3 as an M 2 source compound; 0.0297 mol, Sc 2 O 3 as an M 3 source compound; 0.01 mol, and SiO 2 as an M 4 source compound; 0.03 mol, and X A phosphor was produced in the same manner as in Example 1 except that Ce (NO 3 ) 3 (aqueous solution) as a source compound; 0.0003 mol, and the firing temperature was 1500 ° C., and evaluated in the same manner. The results are shown in Table 1. The emission spectrum of this phosphor is shown in FIG. FIG. 5 also shows the specific visibility curve. When compared with the emission spectrum of the phosphor of Example 1 (FIG. 3), it can be seen that the emission spectrum of the phosphor of Comparative Example 1 has a small overlap with the specific luminous efficiency curve.

(実施例2〜13、比較例2、3)
蛍光体製造原料を表1に示した組成で混合したこと、及び、焼成温度を表1に示す温度としたこと以外は、実施例1と同様にして蛍光体を製造し、同様に評価し、結果を表1に示した。尚、実施例7で得られた蛍光体の発光スペクトルを図4に示した。図3〜図5を見比べると、比較例1、実施例1、実施例7の順に発光スペクトルと比視感度曲線との重なりが増加しているのがわかる。発光スペクトルと比視感度曲線との重なりが増加すると、相対発光ピーク強度の割りに輝度の高い蛍光体となる。
(Examples 2 to 13, Comparative Examples 2 and 3)
A phosphor was produced in the same manner as in Example 1 except that the phosphor production raw materials were mixed in the composition shown in Table 1 and the firing temperature was changed to the temperature shown in Table 1, and evaluated in the same manner. The results are shown in Table 1. The emission spectrum of the phosphor obtained in Example 7 is shown in FIG. 3 to 5, it can be seen that the overlap between the emission spectrum and the relative visibility curve increases in the order of Comparative Example 1, Example 1, and Example 7. When the overlap between the emission spectrum and the specific visibility curve increases, the phosphor has a high luminance relative to the relative emission peak intensity.

(実施例14、15及び比較例4)
蛍光体製造原料を表1に示した組成で混合したこと以外は実施例1に示された手順で蛍光体を製造したのち、その蛍光体を1mol/Lの塩酸に浸して撹拌し、12時間放置することにより、塩酸可溶性の不純物を除去した。溶けなかった蛍光体と塩酸溶液を分離したのち、水洗処理(水をそそぎ、撹拌したのち、固液分離する工程を繰り返す)を行った。引き続き、乾燥ののち、篩がけを行ったものを実施例14、15及び比較例4の蛍光体とした。
実施例14、及び15の蛍光体のメジアン径をレーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製LA−300)で測定したところ、それぞれ7.5μmと6.1μmだった。
(Examples 14 and 15 and Comparative Example 4)
Except that the phosphor production raw materials were mixed in the composition shown in Table 1, after producing the phosphor by the procedure shown in Example 1, the phosphor was immersed in 1 mol / L hydrochloric acid and stirred for 12 hours. By leaving to stand, impurities soluble in hydrochloric acid were removed. The phosphor and the hydrochloric acid solution that did not dissolve were separated, and then washed with water (repeating the water, stirring, and then repeating the solid-liquid separation step). Subsequently, after drying and sieving, the phosphors of Examples 14 and 15 and Comparative Example 4 were obtained.
The median diameters of the phosphors of Examples 14 and 15 were measured with a laser diffraction particle size distribution analyzer (LA-300 manufactured by Horiba, Ltd.), and were 7.5 μm and 6.1 μm, respectively.

実施例14、15及び比較例4で得られた蛍光体の組成を以下の方法で測定した。
〈Ca、Sc、Si、Ce、Mgの含有量の測定〉
蛍光体試料を30倍量の炭酸ナトリウムとともに溶融し、希塩酸で溶解、希釈して測定溶液を得て、誘導結合プラズマ発光分析(ICP−AES)法で定量した。検量線用溶液は、市販の標準溶液を用いて試料溶液と同じ塩濃度となるように作成した。
The composition of the phosphor obtained in Examples 14 and 15 and Comparative Example 4 was measured by the following method.
<Measurement of Ca, Sc, Si, Ce, Mg content>
The phosphor sample was melted with 30 times the amount of sodium carbonate, dissolved and diluted with dilute hydrochloric acid to obtain a measurement solution, and quantified by an inductively coupled plasma emission analysis (ICP-AES) method. The calibration curve solution was prepared using a commercially available standard solution so as to have the same salt concentration as the sample solution.

〈アルカリ金属の含有量の測定〉
蛍光体試料に50倍量の過塩素酸とフッ化水素酸(HF)を加え加熱、白煙処理し、塩酸を加えて加熱、希釈して測定溶液を得て、原子吸光(AAS)法によりNaを、誘導結合プラズマ発光分析(ICP−AES)法によりLiを定量した。検量線用溶液は、市販の標準溶液を用い試料溶液と同じ酸濃度となるように作成した。
これらの測定結果から、ケイ素の組成比を3として、蛍光体中の各成分原子の比率を求めた。結果を表2に示した。
図9〜図13は、実施例1、5、7、14及び15で得られた本発明の蛍光体の粉末X線回折パターンである。
実施例1、5及び7の蛍光体は、JCPDS標準チャートNo.72−1969に一致するガーネット構造の蛍光体の回折線が主成分として検出され、それ以外に、Sc(JCPDS No.84−1880、88−2159)、CaSiO(JCPDS No.3−1068、1−720)、CaMgSi(JCPDS No.79−2425)、Ce4.67(SiOO(JCPDS No.31−336)などに一致する不純物相に由来する回折線が観察された。不純物相が検出されたのは、この蛍光体が洗浄処理を行っていないためである。
一方、酸洗浄処理を行った実施例14及び15の蛍光体の回折パターンは、ガーネット構造の蛍光体の回折線と不純物相のScに由来する回折線だけが検出された。Sc以外の不純物相は酸洗浄により溶解除去された。
<Measurement of alkali metal content>
Add 50 times the amount of perchloric acid and hydrofluoric acid (HF) to the phosphor sample, heat and treat with white smoke, add hydrochloric acid, heat and dilute to obtain a measurement solution, and use the atomic absorption (AAS) method. Na was quantified by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-AES). The calibration curve solution was prepared using a commercially available standard solution so as to have the same acid concentration as the sample solution.
From these measurement results, the composition ratio of silicon was set to 3, and the ratio of each component atom in the phosphor was determined. The results are shown in Table 2.
9 to 13 are powder X-ray diffraction patterns of the phosphors of the present invention obtained in Examples 1, 5, 7, 14, and 15. FIG.
The phosphors of Examples 1, 5, and 7 are JCPDS standard chart No. The diffraction line of the phosphor having a garnet structure corresponding to 72-1969 is detected as a main component, and Sc 2 O 3 (JCPDS No. 84-1880, 88-2159), CaSiO 3 (JCPDS No. 3- 1068, 1-720), Ca 2 MgSi 2 O 7 (JCPDS No. 79-2425), Ce 4.67 (SiO 4 ) 3 O (JCPDS No. 31-336), etc. A line was observed. The impurity phase was detected because this phosphor was not subjected to a cleaning process.
On the other hand, in the diffraction patterns of the phosphors of Examples 14 and 15 subjected to the acid cleaning treatment, only the diffraction lines derived from the garnet structure phosphor and the impurity phase Sc 2 O 3 were detected. Impurity phases other than Sc 2 O 3 were dissolved and removed by acid cleaning.

図6は、実施例1〜15及び比較例1のCIE色度座標をすべてプロットしたグラフである。図6のように、ほぼ1本の直線上にプロットされる。Mg量の増加と、それに伴う結晶中に存在するCeの量の増加により、xが大きく、yが小さくなり、発光色は赤みを増していることがわかる。
図7は、Ce組成比が0.03である場合において、Mgの添加による発光ピーク波長のシフトに対する相対輝度(図7中、黒塗りした□で示す)及び相対発光ピーク強度(図7中、□で示す)の関係を実施例のデータから簡単に示したグラフである。Mgの添加量を増加させると相対発光ピーク強度は、若干の向上ののち大きく低下する。一方、輝度は、大きく向上したのちに低下していくが、今回の実施例の蛍光体はいずれも比較例1の蛍光体の輝度(相対輝度=100)よりも高い。これは、標準比視感度曲線と発光スペクトルとの重なりが増加したために輝度が向上し、その効果がピーク強度の低下を補ったものと考えられる。また、実施例12及び13で得られた蛍光体の相対輝度(図7中、●で示す)及び相対発光ピーク強度(図7中、○で示す)を図7に示した。このように本発明範囲内で原料混合比等の条件を調整することにより、極めて輝度の高い蛍光体が得られることがわかる。
図8も、Ce組成比が0.03である場合において、Mgの添加による発光ピーク波長のシフトに対する相対輝度(図8中、黒塗りした□で示す)および相対発光ピーク強度(図8中、□で示す)の関係を実施例のデータから簡単に示したグラフである。横軸にCIE色度座標のx値を、縦軸に相対ピーク強度と相対輝度を示している。Mg添加量の増加により色度座標値xが大きくなるにつれて、すなわち、長波長に発光ピークがシフトするにつれて、相対発光ピーク強度はわずかに増加ののち大きく低下する。一方、相対輝度は、大きく上昇したのちに低下していくが、今回の実施例の蛍光体はいずれも比較例1の蛍光体の輝度(相対輝度=100)よりも高い。これは、標準比視感度曲線と発光スペクトルとの重なりが増加したために輝度が向上し、その効果がピーク強度の低下を補ったものと考えられる。また、実施例12及び13で得られた蛍光体の相対輝度(図8中、●で示す)及び相対発光ピーク強度(図8中、○で示す)を図8に示した。このように本発明範囲内で原料混合比等の条件を調整することにより、極めて輝度の高い蛍光体が得られることがわかる。
FIG. 6 is a graph in which all CIE chromaticity coordinates of Examples 1 to 15 and Comparative Example 1 are plotted. As shown in FIG. 6, it is plotted on almost one straight line. It can be seen that, due to the increase in the amount of Mg and the accompanying increase in the amount of Ce present in the crystal, x increases and y decreases, and the emission color increases redness.
FIG. 7 shows the relative luminance (indicated by black squares in FIG. 7) and the relative emission peak intensity (in FIG. 7, when the Ce composition ratio is 0.03 with respect to the shift of the emission peak wavelength due to the addition of Mg. It is the graph which showed simply the relationship of (shown by □) from the data of the Example. When the amount of Mg added is increased, the relative emission peak intensity decreases greatly after a slight improvement. On the other hand, the luminance is improved and then decreased, but all of the phosphors of the present example are higher than the luminance of the phosphor of Comparative Example 1 (relative luminance = 100). This is thought to be due to an increase in luminance due to an increase in overlap between the standard relative luminous sensitivity curve and the emission spectrum, and the effect compensates for a decrease in peak intensity. Further, the relative luminance (indicated by ● in FIG. 7) and the relative emission peak intensity (indicated by ○ in FIG. 7) of the phosphors obtained in Examples 12 and 13 are shown in FIG. Thus, it can be seen that a phosphor with extremely high luminance can be obtained by adjusting conditions such as the raw material mixing ratio within the scope of the present invention.
FIG. 8 also shows the relative luminance (indicated by black squares in FIG. 8) and the relative emission peak intensity (in FIG. 8, when the Ce composition ratio is 0.03, with respect to the shift of the emission peak wavelength due to the addition of Mg. It is the graph which showed simply the relationship of (shown by □) from the data of the Example. The x-value of CIE chromaticity coordinates is shown on the horizontal axis, and the relative peak intensity and relative luminance are shown on the vertical axis. As the chromaticity coordinate value x increases as the Mg addition amount increases, that is, as the emission peak shifts to a longer wavelength, the relative emission peak intensity slightly decreases after increasing slightly. On the other hand, the relative luminance increases and then decreases, but all of the phosphors of the present example are higher than the luminance of the phosphor of Comparative Example 1 (relative luminance = 100). This is thought to be due to an increase in luminance due to an increase in overlap between the standard relative luminous sensitivity curve and the emission spectrum, and the effect compensates for a decrease in peak intensity. Further, the relative luminance (indicated by ● in FIG. 8) and the relative emission peak intensity (indicated by ◯ in FIG. 8) of the phosphors obtained in Examples 12 and 13 are shown in FIG. Thus, it can be seen that a phosphor with extremely high luminance can be obtained by adjusting conditions such as the raw material mixing ratio within the scope of the present invention.

(発光装置の評価)
(実施例16)
実施例14で製造した蛍光体を用いて、以下の手順で、図17に示す表面実装型白色LEDを作製し、その評価を行った。
まず、表面実装型LED用のフレームのカップ部の端子16に、460nmの波長で発光するLED(Cree社製のC460−MB290−S0100;MBグレード、光出力9〜10mW)を、銀ペースト(導電性マウント部材)を使ってボンディングした。次に、φ=20μmの金線(導電性ワイヤ)14を使用してLED11の電極と、フレーム13の端子15とを結線した。
赤色蛍光体Ca0.992AlSiEu0.0082.850.15と実施例14の緑色蛍光体を重量比4対96で混合した。この蛍光体混合物1gに対して、シリコーン樹脂を10gの比率で良く混合した。なお、赤色蛍光体Ca0.992AlSiEu0.0082.850.15については、公開公報WO2005/052087Alパンフレットに記載の方法で作成した。
(Evaluation of light emitting device)
(Example 16)
Using the phosphor manufactured in Example 14, the surface-mount white LED shown in FIG. 17 was produced and evaluated in the following procedure.
First, an LED that emits light at a wavelength of 460 nm (C460-MB290-S0100 manufactured by Cree; MB grade, light output: 9 to 10 mW) is applied to a terminal 16 of a cup part of a frame for a surface mount LED, and silver paste (conductive Bonding was performed using an adhesive mount member. Next, the electrode of the LED 11 and the terminal 15 of the frame 13 were connected using a gold wire (conductive wire) 14 of φ = 20 μm.
The red phosphor Ca 0.992 AlSiEu 0.008 N 2.85 O 0.15 and the green phosphor of Example 14 were mixed at a weight ratio of 4 to 96. A silicone resin was mixed well at a ratio of 10 g to 1 g of this phosphor mixture. Note that the red phosphor Ca 0.992 AlSiEu 0.008 N 2.85 O 0.15 was prepared by the method described in the published pamphlet of WO 2005/052087 Al.

上記手順で得られた、蛍光体と樹脂の混合物を、LED11をボンディングしたフレーム13のカップ部分に注いだ。これを150℃で1時間保持し、シリコーン樹脂を硬化させることにより、蛍光体含有樹脂部12を形成して表面実装型白色LEDを得た。
上述のようにして得られた表面実装型白色LEDの発光スペクトルを、Ocean Optics Inc.のHR2000システムを使用して測定した。今回使用した分光器、積分球、光ファイバーなどからなる光学系は、発光分布の校正された標準ランプを使用して校正し、測定値はその校正データを反映させたものとした。また、測定及び計算方法において詳細に記載されていない部分は、JIS Z8724 、Z8725、 Z70
1、Z8726に準拠して測定及び計算を行った。
白色LEDは、室温(約24℃)において、20mAで駆動した。白色LEDからの全ての発光を積分球で受け、更に光ファイバーによって分光器に導き入れ、発光スペクトルを測定した。発光スペクトルのデータは、380nmから780nmの範囲を5nmおきに発光強度の数値を記録した。得られた白色LEDの発光スペクトルを図14に示した。これをもとに、CIE色度座標値x、及びyを求めたところ、x=0.319、y=0.336だった。また、相関温度(TCP)、平均演色評価数Ra、その他の演色評価数R1〜R15等の値も求め、表3に示した。
The phosphor and resin mixture obtained in the above procedure was poured into the cup portion of the frame 13 to which the LED 11 was bonded. This was held at 150 ° C. for 1 hour to cure the silicone resin, thereby forming a phosphor-containing resin portion 12 to obtain a surface-mounted white LED.
The emission spectrum of the surface-mounted white LED obtained as described above was analyzed using Ocean Optics Inc. HR2000 system. The optical system consisting of the spectroscope, integrating sphere, optical fiber, etc. used this time was calibrated using a standard lamp with a calibrated emission distribution, and the measured values reflected the calibration data. Further, portions not described in detail in the measurement and calculation methods are JIS Z8724, Z8725, Z70.
1. Measurement and calculation were performed according to Z8726.
The white LED was driven at 20 mA at room temperature (about 24 ° C.). All the light emission from the white LED was received by an integrating sphere, and further introduced into a spectroscope by an optical fiber, and the emission spectrum was measured. As emission spectrum data, a numerical value of emission intensity was recorded every 5 nm in the range of 380 nm to 780 nm. The emission spectrum of the obtained white LED is shown in FIG. Based on this, CIE chromaticity coordinate values x and y were found to be x = 0.319 and y = 0.336. Moreover, the correlation temperature (T CP), general color rendering index Ra, determined the value of such other color rendering index R1~R15, shown in Table 3.

(比較例5)
緑色蛍光体として、比較例1で製造した蛍光体を用いたこと以外は、実施例16と同様に表面実装型白色LEDを作製し、その評価を行った。測定された発光スペクトルを図15に示した。これをもとに、CIE色度座標値x、及びyを求めたところ、x=0.314、y=0.336だった。また、相関温度(TCP)、平均演色評価数Ra等の値も求め、表3に示した。
(Comparative Example 5)
A surface-mounted white LED was prepared and evaluated in the same manner as in Example 16 except that the phosphor manufactured in Comparative Example 1 was used as the green phosphor. The measured emission spectrum is shown in FIG. Based on this, CIE chromaticity coordinate values x and y were found to be x = 0.314 and y = 0.336. Further, values such as correlation temperature (T CP ) and average color rendering index Ra were also obtained and shown in Table 3.

(比較例6)
緑色蛍光体として、組成式が(Y0.85,Tb0.15,Ce0.1)3Al512で表される蛍光
体(通称YAG蛍光体)を用いたこと以外は、実施例16と同様に表面実装型白色LEDを作製し、その評価を行った。測定された発光スペクトルを図16に示した。これをもとに、CIE色度座標値x、及びyを求めたところ、x=0.336、y=0.335だった。また、相関温度(TCP)、平均演色評価数Ra等の値も求め、表3に示した。
(Comparative Example 6)
Surface mounting was performed in the same manner as in Example 16 except that a phosphor represented by the composition formula (Y 0.85 , Tb 0.15 , Ce 0.1 ) 3 Al 5 O 12 (commonly called YAG phosphor) was used as the green phosphor. Type white LED was produced and evaluated. The measured emission spectrum is shown in FIG. Based on this, CIE chromaticity coordinate values x and y were found to be x = 0.336 and y = 0.335. Further, values such as correlation temperature (T CP ) and average color rendering index Ra were also obtained and shown in Table 3.

Figure 0004904766
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波長変換材料としての本発明の蛍光体と、光源とから構成される発光装置の一実施例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows one Example of the light-emitting device comprised from the fluorescent substance of this invention as a wavelength conversion material, and a light source. 図1に示す発光装置を組み込んだ面発光照明装置の一実施例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows one Example of the surface emitting illumination device incorporating the light-emitting device shown in FIG. 実施例1で得られた蛍光体の発光スペクトルを示すグラフである。2 is a graph showing an emission spectrum of the phosphor obtained in Example 1. 実施例7で得られた蛍光体の発光スペクトルを示すグラフである。6 is a graph showing an emission spectrum of the phosphor obtained in Example 7. 比較例1で得られた蛍光体の発光スペクトルを示すグラフである。6 is a graph showing an emission spectrum of the phosphor obtained in Comparative Example 1. 実施例1〜15及び比較例1のCIE色度座標をすべてプロットしたグラフである。2 is a graph in which all CIE chromaticity coordinates of Examples 1 to 15 and Comparative Example 1 are plotted. Ceの組成比が0.03である場合において、Mgの添加による発光ピーク波長のシフトに対する相対輝度及び相対発光ピーク強度の関係を実施例のデータから示したグラフである(横軸をMg量としている)。When the composition ratio of Ce is 0.03, it is a graph showing the relationship between the relative luminance and the relative emission peak intensity with respect to the shift of the emission peak wavelength due to the addition of Mg from the data of the example (the horizontal axis is Mg amount) ) Ceの組成比が0.03である場合において、Mgの添加による発光ピーク波長のシフトに対する相対輝度及び相対発光ピーク強度の関係を実施例のデータから示したグラフである(横軸をCIE色度座標のx値としている)。When the composition ratio of Ce is 0.03, the graph shows the relationship between the relative luminance and the relative emission peak intensity with respect to the shift of the emission peak wavelength due to the addition of Mg from the data of the examples (the horizontal axis is the CIE chromaticity). X value of coordinates). 実施例1で得られた蛍光体の粉末X線回折パターンである。2 is a powder X-ray diffraction pattern of the phosphor obtained in Example 1. FIG. 実施例5で得られた蛍光体の粉末X線回折パターンである。6 is a powder X-ray diffraction pattern of the phosphor obtained in Example 5. FIG. 実施例7で得られた蛍光体の粉末X線回折パターンである。7 is a powder X-ray diffraction pattern of the phosphor obtained in Example 7. FIG. 実施例14で得られた蛍光体の粉末X線回折パターンである。7 is a powder X-ray diffraction pattern of the phosphor obtained in Example 14. FIG. 実施例15で得られた蛍光体の粉末X線回折パターンである。7 is a powder X-ray diffraction pattern of the phosphor obtained in Example 15. FIG. 実施例16で得られた表面実装型白色LEDの発光スペクトルを示すグラフである。14 is a graph showing an emission spectrum of a surface-mounted white LED obtained in Example 16. 比較例5で得られた表面実装型白色LEDの発光スペクトルを示すグラフである。10 is a graph showing an emission spectrum of a surface-mounted white LED obtained in Comparative Example 5. 比較例6で得られた表面実装型白色LEDの発光スペクトルを示すグラフである。10 is a graph showing an emission spectrum of a surface-mounted white LED obtained in Comparative Example 6. 表面実装型白色LEDを示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing surface mount type white LED.

符号の説明Explanation of symbols

1 発光装置
2 マウントリード
3 インナーリード
4 光源
5 蛍光体含有樹脂部
6 導電性ワイヤ
7 モールド部材
8 面発光照明装置
9 拡散板
10 保持ケース
11 LED
12 蛍光体含有樹脂部
13 フレーム
14 導電性ワイヤ
15 端子
16 端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light-emitting device 2 Mount lead 3 Inner lead 4 Light source 5 Phosphor containing resin part 6 Conductive wire 7 Mold member 8 Surface emitting illuminating device 9 Diffusion plate 10 Holding case 11 LED
12 Phosphor-Containing Resin Part 13 Frame 14 Conductive Wire 15 Terminal 16 Terminal

Claims (14)

ガーネット構造の化合物を母体とし、該母体内に発光中心イオンの金属元素を含有する下記一般式(I) で表される化合物からなることを特徴とする蛍光体。
1 a2 bc3 d4 3e (I)
〔式(I) 中、M1 はMg及び/又はZnであって、MgがM 1 の50モル%以上を占め
、M2 はMg及びZnを除く2価の金属元素であって、CaがM 2 の50モル%以上を占め、XはCeがXの50モル%以上を占める発光中心イオンの金属元素、M3 はXを除く3価の金属元素であって、ScがM 3 の50モル%以上を占め、M4Siをそれぞれ示
し、a、b、c、d、及びeは、それぞれ以下の式を満たす数である。
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〕
A phosphor comprising a compound represented by the following general formula (I) containing a compound having a garnet structure as a matrix and a metal element of a luminescent center ion in the matrix.
M 1 a M 2 b X c M 3 d M 4 3 O e (I)
[In formula (I), M 1 is Mg and / or Zn , Mg accounts for 50 mol% or more of M 1 , M 2 is a divalent metal element excluding Mg and Zn , and Ca is accounted for more than 50 mol% of M 2, X is a metal element of the luminescent center ion Ce occupies at least 50 mole% of X, M 3 is a trivalent metal element excluding X, 50 Sc is of M 3 accounted for more than mole%, M 4 represents a Si respectively, a, b, c, d, and e are numbers satisfying the following formulas, respectively.
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]
前記一般式(I) において、0.001≦a≦0.3であることを特徴とする請求項1
に記載の蛍光体。
In the general formula (I), 0.001 ≦ a ≦ 0.3.
The phosphor according to 1.
一般式(I) において、0.02≦c≦0.1であることを特徴とする請求項1又は2
に記載の蛍光体。
In the general formula (I), 0.02 ≦ c ≦ 0.1.
The phosphor according to 1.
一般式(I) において、M2 がCa、Sr及びBaからなる群から選択される少なくと
も1種以上の2価の金属元素であって、CaがM 2 の50モル%以上を占めることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の蛍光体。
In the general formula (I), M 2 is at least one divalent metal element selected from the group consisting of Ca, Sr and Ba , and Ca accounts for 50 mol% or more of M 2 The phosphor according to any one of claims 1 to 3.
一般式(I) において、M3 がAl、Sc、Ga、Y、In、La、Gd及びLuから
なる群から選択される少なくとも1種以上の3価の金属元素であって、ScがM 3 の50モル%以上を占めることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の蛍光体。
In the general formula (I), M 3 is at least one trivalent metal element selected from the group consisting of Al, Sc, Ga, Y, In, La, Gd, and Lu , and Sc is M 3 5. The phosphor according to claim 1, wherein the phosphor occupies 50 mol% or more .
一般式(I) において、Ce以外の発光中心イオンの金属元素Xが、Mn、Fe、Pr
、Nd、Sm、Eu、Gb、Tb及びTmから選択される少なくとも1種以上の金属元素であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の蛍光体。
In the general formula (I), the metal element X of the luminescent center ion other than Ce is Mn, Fe, Pr
, Nd, Sm, Eu, Gb , phosphor according to any one of claims 1 to 5, characterized in that at least one or more metal elements selected from Tb and Tm.
一般式(I) において、M1 がMgであることを特徴とする請求項1乃至のいずれか
1項に記載の蛍光体。
The phosphor according to any one of claims 1 to 6 , wherein in the general formula (I), M 1 is Mg.
一般式(I) において、XがCeであることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに
記載の蛍光体。
The phosphor according to any one of claims 1 to 7 , wherein in the general formula (I), X is Ce.
一般式(I) において、XがCe、M1がMg、M2がCa、M3がSc、M4がSiであ
ることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の蛍光体。
The phosphor according to any one of claims 1 to 3, wherein in the general formula (I), X is Ce, M 1 is Mg, M 2 is Ca, M 3 is Sc, and M 4 is Si. .
蛍光体のメジアン径が5μm〜30μmであることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の蛍光体。 The phosphor according to any one of claims 1 to 9 , wherein a median diameter of the phosphor is 5 µm to 30 µm. 紫外光から可視光の範囲の光を発光する光源と、該光源からの光の少なくとも一部を波長変換し、光源の光よりも長波長領域の光を発光する蛍光体を少なくとも1種以上有する発光装置であって、前記蛍光体は請求項1乃至1のいずれか1項に記載の蛍光体を含むことを特徴とする発光装置。 A light source that emits light in the range from ultraviolet light to visible light, and at least one phosphor that converts wavelength of at least part of the light from the light source and emits light in a longer wavelength region than the light from the light source a light emitting device, the phosphor emitting device which comprises a phosphor according to any one of claims 1 to 1 0. 白色系に発光することを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 1 1, characterized in that emits white. 請求項1又は1に記載の発光装置を含むことを特徴とする画像表示装置。 An image display device which comprises a light-emitting device according to claim 1 1 or 1 2. 請求項1又は1に記載の発光装置を含むことを特徴とする照明装置。 Lighting apparatus comprising a light-emitting device according to claim 1 1 or 1 2.
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