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JP7778554B2 - Method for manufacturing β-type sialon phosphor, method for manufacturing wavelength conversion member, and method for manufacturing light-emitting device - Google Patents
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JP7778554B2 - Method for manufacturing β-type sialon phosphor, method for manufacturing wavelength conversion member, and method for manufacturing light-emitting device - Google Patents

Method for manufacturing β-type sialon phosphor, method for manufacturing wavelength conversion member, and method for manufacturing light-emitting device

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JP7778554B2 JP2021203855A JP2021203855A JP7778554B2 JP 7778554 B2 JP7778554 B2 JP 7778554B2 JP 2021203855 A JP2021203855 A JP 2021203855A JP 2021203855 A JP2021203855 A JP 2021203855A JP 7778554 B2 JP7778554 B2 JP 7778554B2
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Description

本発明は、β型サイアロン蛍光体の製造方法、波長変換部材の製造方法、及び発光装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a β-sialon phosphor, a method for manufacturing a wavelength conversion member, and a method for manufacturing a light emitting device.

これまでβ型サイアロン蛍光体において様々な開発がなされてきた。この種の技術として、例えば、特許文献1に記載の技術が知られている。特許文献1には、アルミニウム、酸素原子及びユーロピウムを含む窒化ケイ素を含む組成物を熱処理した第一熱処理物を、水酸化ナトリウム水溶液と混合しし、70℃、3時間、大気中で第一熱塩基処理を行い、更に200℃、2時間、窒素雰囲気で第二熱塩基処理を行う、βサイアロン蛍光体の製造方法が記載されている(特許文献1の請求項1、3、段落0009、実施例6等)。なお、同文献には、第一熱塩基処理の加熱温度である第一の温度が、50℃以上150℃以下であることが示されている(段落0051)。 Various developments have been made in β-sialon phosphors. One example of this type of technology is described in Patent Document 1. Patent Document 1 describes a method for producing a β-sialon phosphor, which involves heat-treating a composition containing silicon nitride containing aluminum, oxygen atoms, and europium, mixing the resulting product with a sodium hydroxide solution, performing a first thermal base treatment at 70°C for 3 hours in the atmosphere, and then performing a second thermal base treatment at 200°C for 2 hours in a nitrogen atmosphere (see, for example, Claims 1 and 3, paragraph 0009, Example 6, etc.). The same document also indicates that the first temperature, which is the heating temperature for the first thermal base treatment, is between 50°C and 150°C (paragraph 0051).

特開2017-110206号公報JP 2017-110206 A

しかしながら、本発明者が検討した結果、上記特許文献1に記載の製造方法で得られたβ型サイアロン蛍光体において、耐熱劣化性の点で改善の余地があることが判明した。 However, as a result of investigations conducted by the present inventors, it was found that there is room for improvement in terms of thermal degradation resistance in the β-sialon phosphor obtained by the manufacturing method described in Patent Document 1.

本発明者はさらに検討したところ、Si、AlおよびEuを含む原料混合粉末の焼成物について、塩基性水溶液中で加熱した場合、耐熱劣化試験後におけるβ型サイアロン蛍光体の拡散反射率が低下することが判明した。
詳細なメカニズムは定かではないが、加熱過程において、塩基性水溶液中に存在する水により、焼成物の表面がOH基リッチとなるため、β型サイアロン蛍光体の光学特性が低下すると考えられ。
The inventors conducted further studies and found that when a fired product of a raw material mixed powder containing Si, Al, and Eu is heated in a basic aqueous solution, the diffuse reflectance of the β-sialon phosphor decreases after a heat degradation test.
Although the detailed mechanism is unclear, it is thought that during the heating process, the surface of the fired product becomes rich in OH groups due to the water present in the basic aqueous solution, which reduces the optical properties of the β-sialon phosphor.

このような知見に基づいて鋭意検討した結果、本発明者は、上記の焼成物を、表面に固体塩基性物質を付着させた状態で加熱することにより、耐熱劣化試験後におけるβ型サイアロン蛍光体の拡散反射率の低下が抑制されることを見出し、本願発明を完成するに至った。 As a result of extensive research based on this knowledge, the inventors discovered that by heating the above-mentioned fired product with a solid basic substance attached to its surface, the decrease in diffuse reflectance of the β-sialon phosphor after a heat degradation test can be suppressed, leading to the completion of the present invention.

本発明によれば、
ケイ素、アルミニウム及びユウロピウムを含有する原料粉末を混合し、混合物を焼成して、ユーロピウムが固溶したβ型サイアロン蛍光体を準備する準備工程と、
前記β型サイアロン蛍光体を、表面に固体塩基性物質を付着させた状態で加熱する、アルカリ処理工程と、
を含む、β型サイアロン蛍光体の製造方法が提供される。
According to the present invention,
a preparation step of mixing raw material powders containing silicon, aluminum, and europium, and firing the mixture to prepare a β-sialon phosphor containing europium as a solid solution;
an alkali treatment step of heating the β-sialon phosphor with a solid basic substance attached to its surface;
The present invention provides a method for producing a β-sialon phosphor, comprising:

また本発明によれば、
上記のβ型サイアロン蛍光体の製造方法で得られたβ型サイアロン蛍光体を用いて、波長変換部材を製造する工程を含む、波長変換部材の製造方法が提供される。
Further, according to the present invention,
There is provided a method for producing a wavelength conversion member, which includes a step of producing a wavelength conversion member using a β-sialon phosphor obtained by the above-mentioned method for producing a β-sialon phosphor.

また本発明によれば、
発光光源の発光面に、上記の波長変換部材の製造方法で得られた波長変換部材を搭載する工程を含む、発光装置の製造方法が提供される。
Further, according to the present invention,
There is provided a method for manufacturing a light emitting device, which includes a step of mounting a wavelength conversion member obtained by the above-described method for manufacturing a wavelength conversion member on a light emitting surface of a light emitting source.

本発明によれば、耐熱劣化性に優れたβ型サイアロン蛍光体を製造する方法、それを用いた波長変換部材、及び発光装置が提供される。 The present invention provides a method for producing a β-sialon phosphor with excellent resistance to thermal degradation, as well as a wavelength conversion member and a light-emitting device that use the phosphor.

信頼性試験に用いるLEDパッケージの構造を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of an LED package used in a reliability test. LEDパッケージの信頼性試験の結果を示す。The results of the reliability test of the LED package are shown.

本実施形態のβ型サイアロン蛍光体の製造方法の概要を説明する。 An overview of the manufacturing method for the β-sialon phosphor of this embodiment will be described.

β型サイアロン蛍光体の製造方法は、ケイ素、アルミニウム及びユウロピウムを含有する原料粉末を混合し、混合物を焼成して、ユーロピウムが固溶したβ型サイアロン蛍光体を準備する準備工程と、β型サイアロン蛍光体を、表面に固体塩基性物質を付着させた状態で加熱する、アルカリ処理工程と、を含む。 The method for producing a β-sialon phosphor includes a preparation step in which raw material powders containing silicon, aluminum, and europium are mixed and fired to prepare a β-sialon phosphor containing europium as a solid solution, and an alkali treatment step in which the β-sialon phosphor is heated with a solid basic substance attached to its surface.

本発明者の知見によれば、β型サイアロン蛍光体の表面に固体塩基性物質を付着させた状態で加熱するアルカリ処理により、耐熱劣化試験後におけるβ型サイアロン蛍光体の拡散反射率の低下が抑制されることが見出された。 According to the inventors' findings, it has been discovered that alkali treatment, in which a solid basic substance is attached to the surface of a β-sialon phosphor and then heated, suppresses the decrease in diffuse reflectance of the β-sialon phosphor after a heat degradation test.

詳細なメカニズムは定かではないが、次のように推察できる。
β型サイアロン蛍光体の表面に、Si-OHを多く含む不安定な酸化層が形成され、熱劣化試験後において、Si―OH由来の欠陥などの余分な光の吸収が増加してしまう。
これに対して、β型サイアロン蛍光体の表面に水が実質的に存在しない状態で加熱するアルカリ処理を施すことにより、その表面のSi―OHが減少するため、熱劣化試験後における余分な光の吸収の増加を抑制できる。そのため、β型サイアロン蛍光体における光学特性の低下を抑制できる、と考えられる。
Although the detailed mechanism is unclear, it can be speculated as follows.
An unstable oxide layer containing a large amount of Si—OH is formed on the surface of the β-sialon phosphor, and after a thermal degradation test, excess light absorption due to defects originating from Si—OH increases.
In contrast, by subjecting the surface of a β-sialon phosphor to an alkali treatment in which the surface is heated in the substantial absence of water, Si—OH on the surface is reduced, making it possible to suppress an increase in excess light absorption after a thermal degradation test, and therefore it is thought that this makes it possible to suppress a deterioration in the optical properties of the β-sialon phosphor.

本実施形態によれば、熱劣化試験後における拡散反射率の低減が抑制され、耐熱劣化性に優れるβ型サイアロン蛍光体を実現できる。このようなβ型サイアロン蛍光体を波長変換部材や発光装置に使用することで、熱時信頼性を向上できる。 According to this embodiment, a β-sialon phosphor can be realized that suppresses the reduction in diffuse reflectance after a thermal degradation test and has excellent resistance to thermal degradation. Using such a β-sialon phosphor in a wavelength conversion member or light emitting device can improve reliability under heat.

以下、本実施形態のβ型サイアロン蛍光体について詳述する。 The β-sialon phosphor of this embodiment is described in detail below.

本実施形態のβ型サイアロン蛍光体は、Light Emitting Diode(以下LED)などの光源用蛍光体として極めて有用である。 The β-sialon phosphor of this embodiment is extremely useful as a phosphor for light sources such as light-emitting diodes (hereinafter referred to as LEDs).

β型サイアロン蛍光体は、例えば、波長420nm~480nmの範囲の青色光を吸収して、480nmを超え800nm以下の範囲にピーク波長を有する光を発光できる。 Beta-sialon phosphors can, for example, absorb blue light in the wavelength range of 420 nm to 480 nm and emit light with a peak wavelength in the range of more than 480 nm and less than or equal to 800 nm.

β型サイアロン蛍光体は、蛍光体として使用可能なものであれば特に限定されないが、ユウロピウムが固溶した、ユウロピウム賦活β型サイアロンで構成される。 The β-sialon phosphor is not particularly limited as long as it can be used as a phosphor, but it is composed of europium-activated β-sialon in which europium is solid-dissolved.

β型サイアロン蛍光体は、一般式Si6-zAl8-z:Eu2+(0<z≦4.2)で示される。
一般式Si6-zAl8-z:Eu2+において、z値とユウロピウムの含有量は特に限定されないが、z値は、例えば0を超えて4.2以下であり、β型サイアロン蛍光体の発光強度をより向上させる観点から、好ましくは0.005以上1.0以下である。
また、β型サイアロン蛍光体中のユウロピウムの含有量は、例えば、0.1質量%以上2.0質量%以下であることが好ましい。
The β-sialon phosphor is represented by the general formula Si 6-z Al z O z N 8-z :Eu 2+ (0<z≦4.2).
In the general formula Si6 - zAlzOzN8 -z : Eu2 + , the z value and the europium content are not particularly limited, but the z value is, for example, more than 0 and not more than 4.2, and from the viewpoint of further improving the luminous intensity of the β-sialon phosphor, preferably 0.005 or more and 1.0 or less.
The content of europium in the β-sialon phosphor is preferably, for example, 0.1% by mass or more and 2.0% by mass or less.

上記β型サイアロン蛍光体は、粉末状であり、平均粒子径d50が、例えば、0.1μm~50μm、好ましくは0.25μm~40μm、より好ましくは0.5μm~30μmとなるように構成されてもよい。上記上限以下とすることで、発光色の色度にバラツキを抑制できる。上記の下限以上とすることで、輝度を向上できる。 The β-sialon phosphor may be in powder form and configured so that its average particle diameter d50 is, for example, 0.1 μm to 50 μm, preferably 0.25 μm to 40 μm, and more preferably 0.5 μm to 30 μm. By setting it to below the upper limit, variation in the chromaticity of the emitted color can be suppressed. By setting it to above the lower limit, brightness can be improved.

平均粒子径d50は、レーザ回折散乱法で測定した体積平均径より算出した値である。
JIS R 1629:1997「ファインセラミックス原料のレーザ回折・散乱法による粒子径分布測定方法」に記載のレーザ回折・散乱法による粒子径分布測定方法に準拠して行った。測定には、粒子径分布測定装置(マイクロトラック・ベル株式会社製、製品名:「Microtrac MT3300EX II」)を用いた。具体的には、まず、測定対象となる蛍光体0.1gをイオン交換水100mLに投入し、超音波ホモジナイザー(株式会社日本精機製作所製、製品名:「Ultrasonic Homogenizer US-150E」、チップサイズ:φ20、Amplitude:100%、発振周波数:19.5KHz、振幅:約31μm)を用いて3分間、分散処理を行い、測定サンプルを調製した。その後、粒子径分布測定装置を用いて粒度を測定した。
The average particle diameter d50 is a value calculated from the volume average diameter measured by a laser diffraction scattering method.
The measurement was performed in accordance with the particle size distribution measurement method by laser diffraction/scattering described in JIS R 1629:1997 "Method for measuring particle size distribution of fine ceramic raw materials by laser diffraction/scattering method." A particle size distribution measurement device (manufactured by Microtrac-Bell Corporation, product name: "Microtrac MT3300EX II") was used for the measurement. Specifically, 0.1 g of the phosphor to be measured was first added to 100 mL of ion-exchanged water, and the mixture was dispersed for 3 minutes using an ultrasonic homogenizer (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., product name: "Ultrasonic Homogenizer US-150E", tip size: φ20, amplitude: 100%, oscillation frequency: 19.5 kHz, amplitude: approximately 31 μm) to prepare a measurement sample. The particle size was then measured using the particle size distribution measurement device.

次に、本実施形態のβ型サイアロン蛍光体の製造方法について説明する。 Next, we will explain the method for producing the β-sialon phosphor of this embodiment.

本実施形態のβ型サイアロン蛍光体の製造方法の一例は、β型サイアロン蛍光体を準備する準備工程、およびβ型サイアロン蛍光体を表面にアルカリ処理を施すアルカリ処理工程、を含む。 An example of a method for producing a β-sialon phosphor according to this embodiment includes a preparation step of preparing a β-sialon phosphor, and an alkali treatment step of subjecting the surface of the β-sialon phosphor to an alkali treatment.

上記β型サイアロン蛍光体を準備する準備工程は、公知の方法を使用してもよいが、例えば、ケイ素、アルミニウム及びユウロピウムを含有する原料粉末を混合し、その混合物を焼成して焼成物を得る焼成工程と、焼成工程後の焼成物に、さらに解砕粉砕処理、分級処理、アニール処理及び酸処理等の後処理工程の少なくとも一以上を有してもよい。後処理工程は、任意の順で行うことができる。
なお、アルカリ処理工程は、上記の分級処理の後に実施してもよいが、酸処理の後に実施してもよい。
The preparation step for preparing the β-sialon phosphor may be performed by a known method, but may also include, for example, a firing step of mixing raw material powders containing silicon, aluminum, and europium and firing the mixture to obtain a fired product, and at least one or more post-treatment steps of subjecting the fired product to a crushing/pulverization treatment, classification treatment, annealing treatment, acid treatment, etc. The post-treatment steps can be performed in any order.
The alkali treatment step may be carried out after the classification treatment, or after the acid treatment.

焼成工程の焼成温度は、例えば、1800℃以上2100℃以下、好ましくは1850℃以上2050℃以下である。焼成温度を上記下限値以上とすることで、発光強度を向上させることができる。焼成工程は複数回実施しても良い。また、2回目以降の焼成を行う際には原料の一部を加えても良い。 The firing temperature in the firing step is, for example, 1800°C or higher and 2100°C or lower, preferably 1850°C or higher and 2050°C or lower. By setting the firing temperature above the lower limit, the luminescence intensity can be improved. The firing step may be performed multiple times. In addition, part of the raw materials may be added when firing from the second time onwards.

アニール工程中の雰囲気温度は、たとえば、1100℃以上1800℃以下、好ましくは1300℃以上1750℃以下である。アニール温度を上記下限値以上とすることで、発光強度を向上できる。アニール温度を上記上限値以下とすることで、結晶性の改善効果が得られ、発光ピーク強度が低下することを抑制できる。 The ambient temperature during the annealing process is, for example, 1100°C or higher and 1800°C or lower, preferably 1300°C or higher and 1750°C or lower. By setting the annealing temperature above the lower limit, the emission intensity can be improved. By setting the annealing temperature below the upper limit, the crystallinity can be improved and a decrease in the emission peak intensity can be suppressed.

アニール工程中の雰囲気ガスは、アルゴンガスなどの周期律表第18属元素の希ガスや窒素ガス等の不活性ガス、水素ガス、または水素ガス及びアルゴンガスの混合ガスのいずれかより選択される。 The atmospheric gas used during the annealing process is selected from the following: a rare gas of a Group 18 element of the periodic table, such as argon gas, an inert gas, such as nitrogen gas, hydrogen gas, or a mixture of hydrogen gas and argon gas.

アニール工程での特性向上効果は、減圧から加圧の幅広い雰囲気圧力で発揮されるが、1kPaよりも低い圧力は、β型サイアロン蛍光体の分解が促進されるため、好ましくない。また、雰囲気を加圧することにより、アニール効果を発現させるために必要な他の条件を広げる(低温化、時間短縮)ことができるが、雰囲気圧力があまりに高くても、アニール効果が頭打ちになるとともに、特殊で高価なアニール装置が必要となるため、量産性を考慮すると、好ましい雰囲気圧力は10MPa以下であり、より好ましくは1MPa未満である。 The property-improving effect of the annealing process is achieved over a wide range of atmospheric pressures, from reduced to pressurized, but pressures lower than 1 kPa are undesirable because they accelerate the decomposition of the β-sialon phosphor. Furthermore, by pressurizing the atmosphere, it is possible to broaden the range of other conditions required to achieve the annealing effect (lower temperatures, shorter times), but if the atmospheric pressure is too high, the annealing effect will plateau and specialized, expensive annealing equipment will be required. Therefore, considering mass productivity, the preferred atmospheric pressure is 10 MPa or less, and more preferably less than 1 MPa.

アニール工程における処理時間は、あまりに短いと結晶性向上効果が低く、あまりに長いとアニール効果が頭打ちになるため、1時間以上24時間以下であり、好ましくは2時間以上10時間以下である。 The processing time for the annealing step should be between 1 and 24 hours, preferably between 2 and 10 hours, since if it is too short, the effect of improving crystallinity will be low, and if it is too long, the annealing effect will plateau.

また、本実施形態の製造方法は、アニール工程後に、β型サイアロン蛍光体を酸溶液に浸す酸処理工程を含んでもよい。これにより、蛍光体の特性が更に向上できる。 Furthermore, the manufacturing method of this embodiment may include an acid treatment step in which the β-sialon phosphor is immersed in an acid solution after the annealing step. This can further improve the properties of the phosphor.

酸処理工程は、酸溶液にβ型サイアロン蛍光体を浸し、フィルター等でβ型サイアロン蛍光体と酸を分離し、分離されたβ型サイアロン蛍光体を水洗する工程を有することが好ましい。酸処理によってアニール工程の際に生じるβ型サイアロン蛍光体結晶の分解物の除去をすることができ、これにより蛍光特性が向上する。酸処理に用いられる酸としては、フッ化水素酸、硫酸、リン酸、塩酸、又は、硝酸の単体又は混合体が挙げられ、分解物の除去に適したフッ化水素酸と硝酸とからなる混酸が好ましい。酸処理時の酸溶液の温度は、室温でも構わないが、酸処理の効果を高めるためには、加熱して50℃以上90℃以下にすることが好ましい。 The acid treatment step preferably includes the steps of immersing the β-sialon phosphor in an acid solution, separating the β-sialon phosphor from the acid using a filter or the like, and rinsing the separated β-sialon phosphor with water. The acid treatment removes decomposition products of the β-sialon phosphor crystals that occur during the annealing step, thereby improving the fluorescent properties. Examples of acids used in the acid treatment include hydrofluoric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, and nitric acid, either alone or in combination. A mixed acid consisting of hydrofluoric acid and nitric acid is preferred, as it is suitable for removing decomposition products. The temperature of the acid solution during the acid treatment may be room temperature, but to enhance the effectiveness of the acid treatment, it is preferable to heat it to between 50°C and 90°C.

以上により、ユーロピウムが固溶したβ型サイアロン蛍光体を得ることができる。
なお、必要に応じて公知の工程を追加してもよい。例えば、破砕・解砕処理、精製処理、乾燥処理、篩・分級処理などの後処理を行ってもよい。
篩・分級処理などの粒径を調整する工程は、焼成工程後、アニール工程後、酸処理工程後のいずれの時点で行ってもよい。
In this manner, a β-sialon phosphor containing europium in solid solution can be obtained.
If necessary, known processes may be added, such as post-treatments as crushing/disintegration, purification, drying, sieving/classification, etc.
The step of adjusting the particle size, such as sieving or classification, may be carried out at any time after the firing step, the annealing step, or the acid treatment step.

アルカリ処理工程は、β型サイアロン蛍光体を表面に固体塩基性物質を付着させた状態で加熱する。 The alkali treatment process involves heating the β-sialon phosphor with a solid basic substance attached to its surface.

塩基性物質は、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、周期表第2属元素の水酸化物、周期表第2属元素の酸化物、四級アンモニウムなどが挙げられる。
塩基性物質の一例は、NaOH、KOH、LiOH、CaO、SrO、NaCO、およびNaHCOからなる群から選ばれる一または二以上を含む。
Examples of basic substances include alkali metal hydroxides, alkali metal carbonates, hydroxides of Group 2 elements of the periodic table, oxides of Group 2 elements of the periodic table, and quaternary ammonium.
An example of the basic substance includes one or more selected from the group consisting of NaOH, KOH, LiOH, CaO, SrO, Na2CO3 , and NaHCO3 .

固体塩基性物質には、室温で固体の塩基性物質を使用してもよく、塩基性物質を水などの溶媒に溶解させた塩基性溶液を、50℃未満の温度で溶媒を除去して乾燥させたものを使用してもよい。例えば、50℃未満で真空乾燥させてもよい。 The solid basic substance may be a basic substance that is solid at room temperature, or may be a basic solution prepared by dissolving the basic substance in a solvent such as water and then removing the solvent at a temperature below 50°C and drying. For example, it may be vacuum dried at a temperature below 50°C.

表面に固体塩基性物質を付着するには、例えば、β型サイアロン蛍光体の粉末と、室温で固体の塩基性物質とを混合してもよい。
また、β型サイアロン蛍光体の粉末、塩基性物質、および水を含む混合溶液を、50℃未満の温度で真空乾燥させて、水を塩基性物質中から除去して、β型サイアロン蛍光体の表面に固体塩基性物質を付着させてもよい。50℃未満の比較的低温において水などの溶媒を除去することで、β型サイアロン蛍光体の表面のSi-OH基を抑制できる。
To attach a solid basic substance to the surface, for example, a powder of β-sialon phosphor may be mixed with a basic substance that is solid at room temperature.
Alternatively, a mixed solution containing a powder of a β-sialon phosphor, a basic substance, and water may be vacuum-dried at a temperature below 50°C to remove the water from the basic substance and adhere the solid basic substance to the surface of the β-sialon phosphor. By removing the solvent such as water at a relatively low temperature below 50°C, the Si—OH groups on the surface of the β-sialon phosphor can be suppressed.

アルカリ処理工程中、水が実質的に存在しない環境下で、β型サイアロン蛍光体を表面に固体塩基性物質を付着させた状態で加熱する。水が実質的に存在しないとは、固体塩基性物質の外部の、暴露雰囲気に含まれる水分(湿気)を許容する、または、固体塩基性物質に含まれる水和物中の水分を許容する。 During the alkali treatment process, the β-sialon phosphor is heated in an environment substantially free of water, with a solid basic substance attached to its surface. "Substantially free of water" means that moisture (humidity) contained in the exposure atmosphere outside the solid basic substance is permitted, or moisture in hydrates contained in the solid basic substance is permitted.

アルカリ処理工程は、β型サイアロン蛍光体を、室温から加熱することができる。
室温とは、例えば、23℃または25℃としてもよい。
なお、加熱温度の上限は、特に限定されないが、たとえば、400℃以下でもよく、450℃以下でもよい。
In the alkali treatment step, the β-sialon phosphor can be heated from room temperature.
Room temperature may be, for example, 23°C or 25°C.
The upper limit of the heating temperature is not particularly limited, but may be, for example, 400° C. or lower, or 450° C. or lower.

アルカリ処理工程において、室温から、例えば、0.1℃/分以上100℃/分、好ましくは5℃/分以上50℃/分、より好ましくは1℃/分以上30℃/分の昇温速度にて加熱してもよい。 In the alkali treatment step, heating may be performed from room temperature at a temperature rise rate of, for example, 0.1°C/min to 100°C/min, preferably 5°C/min to 50°C/min, and more preferably 1°C/min to 30°C/min.

アルカリ処理工程において、加熱雰囲気は、例えば、大気雰囲気下、真空雰囲気下、または希ガス雰囲気、窒素などの不活性ガス雰囲気下であってよい。 In the alkali treatment process, the heating atmosphere may be, for example, air, vacuum, or an inert gas atmosphere such as a rare gas or nitrogen.

本実施形態のβ型サイアロン蛍光体の製造方法は、アルカリ処理工程の後、得られたβ型サイアロン蛍光体を水洗する工程をさらに含んでもよい。
水洗に使用した水は、公知の方法により、乾燥して除去する。
アルカリ処理工程の後、必要に応じて、破砕・解砕処理、精製処理、乾燥処理、篩・分級処理などの後処理を行ってもよい。
The method for producing a β-sialon phosphor of this embodiment may further include, after the alkali treatment step, a step of washing the obtained β-sialon phosphor with water.
The water used for washing is removed by drying using a known method.
After the alkali treatment step, post-treatments such as crushing/disintegration, purification, drying, sieving/classification, etc. may be carried out as necessary.

[波長変換体、発光部材]
本実施形態の発光部材は、発光素子と、発光素子から照射された光を変換して発光する波長変換体と、を備え、波長変換体が、上記のβ型サイアロン蛍光体を有するものである。
[Wavelength converter, light emitting member]
The light-emitting component of this embodiment comprises a light-emitting element and a wavelength converter that converts light irradiated from the light-emitting element and emits light, and the wavelength converter has the above-mentioned β-sialon phosphor.

本実施形態の波長変換部材の製造方法の一例は、β型サイアロン蛍光体の製造方法で得られたβ型サイアロン蛍光体を用いて、波長変換部材を製造する工程を含む。 An example of a method for manufacturing a wavelength conversion member according to this embodiment includes a step of manufacturing a wavelength conversion member using a β-sialon phosphor obtained by the method for manufacturing a β-sialon phosphor.

本実施形態の波長変換体は、発光素子から照射された光を変換して発光するものであって、上記β型サイアロン蛍光体を有するものである。波長変換体は、β型サイアロン蛍光体からのみで構成されてもよく、β型サイアロン蛍光体が分散した母材を含んでもよい。母材としては、公知のものを使用できるが、例えば、ガラス、樹脂、無機材料などが挙げられる。 The wavelength converter of this embodiment converts light irradiated from a light-emitting element and emits light, and includes the above-mentioned β-sialon phosphor. The wavelength converter may be composed solely of β-sialon phosphor, or may include a host material in which the β-sialon phosphor is dispersed. Known host materials can be used, including, for example, glass, resin, and inorganic materials.

上記波長変換体は、その形状が特に限定されず、プレート状に構成されてもよく、発光素子の一部または発光面全体を封止するように構成されてもよい。 The shape of the wavelength converter is not particularly limited, and it may be configured in a plate shape, or may be configured to encapsulate part of or the entire light-emitting surface of the light-emitting element.

[発光装置] [Light-emitting device]

本実施形態に係る発光装置は、発光光源(発光素子)と上記波長変換体とを含む発光部材を備える。
発光光源と波長変換体とを組み合わせることによって高い発光強度を有する光を発光させることができる。
The light emitting device according to this embodiment includes a light emitting member including a light source (light emitting element) and the wavelength converter.
By combining a light source with a wavelength converter, it is possible to emit light with high luminous intensity.

本実施形態の発光装置の製造方法の一例は、発光光源の発光面に、波長変換部材の製造方法で得られた波長換部材を搭載する工程を含む。 An example of a method for manufacturing a light-emitting device according to this embodiment includes a step of mounting a wavelength conversion member obtained by the wavelength conversion member manufacturing method on the light-emitting surface of a light source.

発光装置の一例は、LEDパッケージが挙げられる。LEDパッケージは、発光光源(LEDチップ)と、発光光源を搭載する基板(リードフレーム)と、発光光源を被覆する波長変換体と、を備えてもよい。LEDチップは、近紫外から青色光の波長として300nm~500nmの光を発生してよい。LEDチップとリードフレームとはボンディングワイヤで電気的に接続されてよい。波長変換体は、合成樹脂製のキャップで覆われていてよい。 An example of a light-emitting device is an LED package. The LED package may include a light source (LED chip), a substrate (lead frame) on which the light source is mounted, and a wavelength converter covering the light source. The LED chip may emit light with a wavelength of 300 nm to 500 nm, which is near-ultraviolet to blue light. The LED chip and lead frame may be electrically connected by bonding wires. The wavelength converter may be covered with a cap made of synthetic resin.

上記波長変換体は、上記β型サイアロン蛍光体を含むものであればよいが、この他に、他の蛍光体を含んでもよい。他の蛍光体として、例えば、α型サイアロン蛍光体、KSF蛍光体、CASN蛍光体、SCASN蛍光体、YAG蛍光体をさらに含んでもよい。これらの蛍光体は一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。 The wavelength converter may contain the β-sialon phosphor, but may also contain other phosphors. Examples of other phosphors include α-sialon phosphor, KSF phosphor, CASN phosphor, SCASN phosphor, and YAG phosphor. These phosphors may be used singly or in combination of two or more.

上記β型サイアロン蛍光体を用いた発光装置の場合、発光光源として、300nm以上500nm以下の波長を含有している近紫外光や可視光を励起源として照射することで、520nm以上560nm以下の範囲の波長にピークを持つ緑色の発光特性を有する。このため、発光光源として近紫外LEDチップ又は青色LEDチップとβ型サイアロン蛍光体と、さらに赤色発光蛍光体、青色発光蛍光体、黄色発光蛍光体又は橙発光蛍光体をひとつもしくは複数組み合わせることによって、白色光にすることができる。 In the case of a light-emitting device using the above-mentioned β-sialon phosphor, by irradiating near-ultraviolet light or visible light containing wavelengths of 300 nm or more and 500 nm or less as an excitation source, the device exhibits green light emission characteristics with a peak wavelength in the range of 520 nm or more and 560 nm or less. Therefore, by combining a near-ultraviolet LED chip or blue LED chip and β-sialon phosphor as the light source, and further combining them with one or more red-emitting phosphors, blue-emitting phosphors, yellow-emitting phosphors, or orange-emitting phosphors, it is possible to produce white light.

一例として、緑色を示すβ型サイアロン蛍光体と、赤色を示すKSF系蛍光体とを組み合わせて用いることによって、高演色TV等に適したバックライト用LED等に好適に用いることができる。
以下、参考形態の例を付記する。
1. ケイ素、アルミニウム及びユウロピウムを含有する原料粉末を混合し、混合物を焼成して、ユーロピウムが固溶したβ型サイアロン蛍光体を準備する準備工程と、
前記β型サイアロン蛍光体を、表面に固体塩基性物質を付着させた状態で加熱する、アルカリ処理工程と、
を含む、β型サイアロン蛍光体の製造方法。
2. 1.のβ型サイアロン蛍光体の製造方法であって、
前記アルカリ処理工程は、室温から加熱するものである、β型サイアロン蛍光体の製造方法。
3. 2.に記載のβ型サイアロン蛍光体の製造方法であって、
前記アルカリ処理工程において、室温から0.1℃/分以上100℃/分の昇温速度にて加熱するものである、β型サイアロン蛍光体の製造方法。
4. 1.~3.のいずれか一つに記載のβ型サイアロン蛍光体の製造方法であって、
前記アルカリ処理工程において、加熱雰囲気は、大気雰囲気下、真空雰囲気下、希ガス雰囲気、または窒素ガス雰囲気下である、β型サイアロン蛍光体の製造方法。
5. 1.~4.のいずれか一つに記載のβ型サイアロン蛍光体の製造方法であって、
前記アルカリ処理工程の後、得られた前記β型サイアロン蛍光体を水洗する工程をさらに含む、β型サイアロン蛍光体の製造方法。
6. 1.~5.のいずれか一つに記載のβ型サイアロン蛍光体の製造方法であって、
前記固体塩基性物質は、NaOH、KOH、LiOH、CaO、SrO、Na CO 、およびNaHCO からなる群から選ばれる一または二以上を含む、β型サイアロン蛍光体の製造方法。
7. 1.~6.のいずれか一つに記載のβ型サイアロン蛍光体の製造方法で得られたβ型サイアロン蛍光体を用いて、波長変換部材を製造する工程を含む、波長変換部材の製造方法。
8. 発光光源の発光面に、7.に記載の波長変換部材の製造方法で得られた波長変換部材を搭載する工程を含む、発光装置の製造方法。
For example, a combination of a β-sialon phosphor that exhibits green color and a KSF-based phosphor that exhibits red color can be used favorably in a backlight LED suitable for a high color rendering TV or the like.
Below, examples of reference forms are given.
1. A preparation step of mixing raw material powders containing silicon, aluminum, and europium, and firing the mixture to prepare a β-sialon phosphor containing europium in solid solution;
an alkali treatment step of heating the β-sialon phosphor with a solid basic substance attached to its surface;
A method for producing a β-sialon phosphor, comprising:
2. A method for producing the β-sialon phosphor of 1.,
The method for producing a β-sialon phosphor, wherein the alkali treatment step involves heating from room temperature.
3. A method for producing the β-sialon phosphor according to 2.,
In the alkali treatment step, the temperature is increased from room temperature at a rate of 0.1° C./min to 100° C./min.
4. A method for producing the β-sialon phosphor according to any one of 1. to 3.,
In the alkali treatment step, the heating atmosphere is an air atmosphere, a vacuum atmosphere, a rare gas atmosphere, or a nitrogen gas atmosphere.
5. A method for producing the β-sialon phosphor according to any one of 1. to 4.,
The method for producing a β-sialon phosphor further comprises, after the alkali treatment step, a step of washing the obtained β-sialon phosphor with water.
6. A method for producing the β-sialon phosphor according to any one of 1. to 5.,
The method for producing a β-sialon phosphor , wherein the solid basic substance comprises one or more selected from the group consisting of NaOH, KOH, LiOH, CaO, SrO, Na 2 CO 3 , and NaHCO 3 .
7. A method for producing a wavelength conversion member, comprising the step of producing a wavelength conversion member using a β-sialon phosphor obtained by the method for producing a β-sialon phosphor according to any one of 1. to 6.
8. A method for manufacturing a light emitting device, comprising the step of mounting a wavelength conversion member obtained by the method for manufacturing a wavelength conversion member according to 7. on a light emitting surface of a light emitting source.

以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。 The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the descriptions in these examples.

<β型サイアロン蛍光体の作製> <Preparation of β-SiAlON phosphor>

(比較例1)
(1)容器に、窒化ケイ素(Si)が98.4質量%、窒化アルミニウム(AlN)が1.0質量%、及び酸化ユウロピウムム(Eu)が0.6質量%となるように各原材料を測り取り、V型混合機(筒井理化学機械株式会社製)によって混合し、混合物を得た。得られた混合物を目開き250μmの篩を全通させ凝集物を取り除くことで、原料組成物を得た。篩を通らない凝集物は粉砕し、篩を通るように粒径を調整した。
(Comparative Example 1)
(1) Each raw material was weighed into a container so that silicon nitride (Si 3 N 4 ) was 98.4 mass%, aluminum nitride (AlN) was 1.0 mass%, and europium oxide (Eu 2 O 3 ) was 0.6 mass%, and mixed using a V-type mixer (manufactured by Tsutsui Scientific Machinery Co., Ltd.) to obtain a mixture. The obtained mixture was passed through a sieve with a mesh size of 250 μm to remove agglomerates, thereby obtaining a raw material composition. Agglomerates that did not pass through the sieve were pulverized, and the particle size was adjusted so that they could pass through the sieve.

(2)蓋付き円筒型窒化ホウ素容器(デンカ株式会社製、窒化ホウ素(商品名:デンカ ボロンナイトライド N-1)を主成分とする成型品、内径:10cm、高さ:10cm)に、上述のとおり調製した原料組成物を200g測り取った。その後、この容器を、カーボンヒーターを備える電気炉中に配置し、窒素ガス雰囲気下(圧力:0.90MPaG)で2000℃まで昇温し、2000℃の加熱温度で、10時間加熱を行った(焼成工程)。加熱後、上記容器内で、緩く凝集した塊状となった試料を乳鉢に採り解砕した。解砕後、目開きが250μmの篩に通して粉末状の第一焼成体を得た。 (2) 200 g of the raw material composition prepared as described above was weighed into a cylindrical boron nitride container with a lid (a molded product made by Denka Company Limited, primarily composed of boron nitride (product name: Denka Boron Nitride N-1), inner diameter: 10 cm, height: 10 cm). The container was then placed in an electric furnace equipped with a carbon heater, and the temperature was raised to 2000°C under a nitrogen gas atmosphere (pressure: 0.90 MPaG). The mixture was then heated at 2000°C for 10 hours (sintering process). After heating, the sample, which had become loosely agglomerated in the container, was placed in a mortar and crushed. After crushing, the sample was passed through a sieve with 250 μm openings to obtain a powdery first sintered body.

(3)次に、上記第一焼成体を円筒型窒化ホウ素容器に充填して、この容器を、カーボンヒーターを備える電気炉内に配置した。アルゴンガス雰囲気下(圧力:0.025MPaG)で1450℃まで昇温し、1450℃の加熱温度で、5時間加熱を行った(アニール工程)。加熱後、上記容器内で粒子が緩く凝集した塊状物を乳鉢で解砕し、250μmの篩に通すことによって粉体を得た。 (3) Next, the first fired body was packed into a cylindrical boron nitride container, and the container was placed in an electric furnace equipped with a carbon heater. The temperature was raised to 1450°C in an argon gas atmosphere (pressure: 0.025 MPaG), and heating was continued at this temperature for 5 hours (annealing process). After heating, the loosely aggregated particles remaining in the container were crushed in a mortar and mortar, and then passed through a 250 μm sieve to obtain powder.

(4)次に、(3)で得られた粉体を、フッ化水素酸(濃度:50質量%)及び硝酸(濃度:70質量%)の混酸(フッ化水素酸と硝酸とを体積比で1:1となるように混合したもの)に添加し、75℃の温度下で撹拌させながら30分間酸処理を行った。酸処理後、撹拌を終了し粉体を沈殿させて、上澄み及び酸処理で精製した微粉を除去した。その後、蒸留水を更に加え再度撹拌した。撹拌を終了し粉体を沈殿させ上澄み及び微粉を除去した。かかる操作を水溶液のpHが8以下で、上澄み液が透明になるまで繰り返し、得られた沈殿物をろ過、乾燥、目開きが250μmの篩を全通することで、比較例1のユウロピウム賦活β型サイアロン蛍光体を得た。 (4) Next, the powder obtained in (3) was added to a mixed acid of hydrofluoric acid (concentration: 50% by mass) and nitric acid (concentration: 70% by mass) (a 1:1 volumetric mixture of hydrofluoric acid and nitric acid), and acid treatment was performed for 30 minutes while stirring at 75°C. After the acid treatment, the stirring was stopped, the powder was allowed to settle, and the supernatant and fine powder refined by the acid treatment were removed. Distilled water was then added and the mixture was stirred again. The stirring was stopped, the powder was allowed to settle, and the supernatant and fine powder were removed. This procedure was repeated until the pH of the aqueous solution was 8 or less and the supernatant was transparent. The resulting precipitate was filtered, dried, and passed through a sieve with 250 μm openings, yielding the europium-activated β-sialon phosphor of Comparative Example 1.

(比較例2)
比較例1と同様にして(4)で得られたβ型サイアロン蛍光体の粉末を、大気雰囲気下、昇温速度10℃/分の条件で昇温させ、105℃で10時間加熱し(加熱工程)、目開きが250μmの篩を全通させて、比較例2のユウロピウム賦活β型サイアロン蛍光体を得た。
(Comparative Example 2)
In the same manner as in Comparative Example 1, the powder of the β-sialon phosphor obtained in (4) was heated in an air atmosphere at a heating rate of 10°C/min, heated at 105°C for 10 hours (heating step), and passed through a sieve with 250 μm openings to obtain a europium-activated β-sialon phosphor of Comparative Example 2.

(比較例3)
上記の加熱工程における加熱温度を175℃、加熱時間を1時間に変更した以外、比較例2と同様にして、比較例3のユウロピウム賦活β型サイアロン蛍光体を得た。
(Comparative Example 3)
A europium-activated β-sialon phosphor of Comparative Example 3 was obtained in the same manner as in Comparative Example 2, except that the heating temperature in the heating step was changed to 175° C. and the heating time was changed to 1 hour.

(比較例4)
比較例1と同様にして(4)で得られたβ型サイアロン蛍光体の粉末を、50質量%の水酸化ナトリウム水溶液に混合した後、この混合溶液を、ろ過し、ろ過後に真空雰囲気下、加熱せずに、30℃、1日間保持した後、水洗し、表面に残存した塩基性物質を除去し、乾燥させ、および目開きが250μmの篩に通すことによって、比較例4のユウロピウム賦活β型サイアロン蛍光体を得た。
(Comparative Example 4)
In the same manner as in Comparative Example 1, the powder of the β-sialon phosphor obtained in (4) was mixed with a 50 mass % aqueous solution of sodium hydroxide, and then the mixed solution was filtered. After filtration, the mixed solution was kept at 30°C for 1 day in a vacuum atmosphere without heating, and then washed with water to remove any basic substances remaining on the surface. The mixture was then dried and passed through a sieve with an opening of 250 μm, thereby obtaining a europium-activated β-sialon phosphor of Comparative Example 4.

(比較例5)
比較例1と同様にして(4)で得られたβ型サイアロン蛍光体の粉末を、50質量%の水酸化ナトリウム水溶液に混合した後、この混合溶液を、大気雰囲気下、昇温速度10℃/分の条件で昇温させ、100℃で1時間加熱した後(加熱工程)、水洗し、表面に残存した塩基性物質を除去し、乾燥させ、および目開きが250μmの篩に通すことによって、比較例5のユウロピウム賦活β型サイアロン蛍光体を得た。
(Comparative Example 5)
In the same manner as in Comparative Example 1, the powder of the β-sialon phosphor obtained in (4) was mixed with a 50 mass % aqueous sodium hydroxide solution, and the mixed solution was then heated in an air atmosphere at a temperature increase rate of 10°C/min and heated at 100°C for 1 hour (heating step), followed by washing with water to remove any basic substances remaining on the surface, drying, and passing through a sieve with an opening of 250 μm to obtain a europium-activated β-sialon phosphor of Comparative Example 5.

(比較例6)
上記の加熱工程における加熱温度を200℃に変更した以外、比較例5と同様にして、比較例6のユウロピウム賦活β型サイアロン蛍光体を得た。
(Comparative Example 6)
A europium-activated β-sialon phosphor of Comparative Example 6 was obtained in the same manner as in Comparative Example 5, except that the heating temperature in the heating step was changed to 200°C.

(比較例7)
上記の加熱工程における加熱温度を300℃に変更した以外、比較例5と同様にして、比較例7のユウロピウム賦活β型サイアロン蛍光体を得た。
(Comparative Example 7)
A europium-activated β-sialon phosphor of Comparative Example 7 was obtained in the same manner as in Comparative Example 5, except that the heating temperature in the heating step was changed to 300°C.

(比較例8)
比較例1と同様にして(4)で得られたβ型サイアロン蛍光体の粉末を、40質量%の塩化ナトリウム水溶液(非塩基性物質の水溶液)に混合した後、この混合溶液を、ろ過し、その残渣物に45℃の真空乾燥を施して得られた乾燥粉末を用いて、昇温速度10℃/分の条件で昇温させ、300℃で1時間加熱した後(加熱工程)、水洗し、乾燥させ、および目開きが250μmの篩に通すことによって、比較例8のユウロピウム賦活β型サイアロン蛍光体を得た。
(Comparative Example 8)
In the same manner as in Comparative Example 1, the powder of the β-sialon phosphor obtained in (4) was mixed with a 40% by mass aqueous solution of sodium chloride (aqueous solution of a non-basic substance), and then this mixed solution was filtered. The residue was vacuum dried at 45°C to obtain a dried powder. The dried powder was heated at a heating rate of 10°C/min and heated at 300°C for 1 hour (heating step), then washed with water, dried, and passed through a sieve with an opening of 250 μm, thereby obtaining a europium-activated β-sialon phosphor of Comparative Example 8.

(比較例9)
比較例1と同様にして(4)で得られたβ型サイアロン蛍光体の粉末を、20質量%の水酸化ナトリウム水溶液に混合した後、この混合溶液を、大気雰囲気下、70℃、3時間で加熱した後、スラリー状の残渣物を、連続して、200℃、2時間加熱した後(加熱工程)、水洗し、乾燥させ、および目開きが250μmの篩に通すことによって、比較例9のユウロピウム賦活β型サイアロン蛍光体を得た。
なお、70℃、3時間で加熱した後のスラリー状の残渣物中には、水が残存することが確認された。
(Comparative Example 9)
In the same manner as in Comparative Example 1, the powder of the β-sialon phosphor obtained in (4) was mixed with a 20 mass % aqueous sodium hydroxide solution, and the mixed solution was heated at 70°C for 3 hours in an air atmosphere. The slurry-like residue was then continuously heated at 200°C for 2 hours (heating step), washed with water, dried, and passed through a sieve with an opening of 250 μm to obtain a europium-activated β-sialon phosphor of Comparative Example 9.
It was confirmed that water remained in the slurry residue after heating at 70° C. for 3 hours.

(実施例1)
比較例1と同様にして(4)で得られたβ型サイアロン蛍光体の粉末を、50質量%の水酸化ナトリウム水溶液に混合した後、この混合溶液を、ろ過し、その残渣物に45℃の真空乾燥を施して得られた乾燥粉末を用いて、引き続き、45℃で10時間、真空雰囲気下で加熱した後(アルカリ処理工程)、水洗し、乾燥させ、および目開きが250μmの篩に通すことによって、実施例1のユウロピウム賦活β型サイアロン蛍光体を得た。
Example 1
In the same manner as in Comparative Example 1, the powder of the β-sialon phosphor obtained in (4) was mixed with a 50% by mass aqueous solution of sodium hydroxide, and then the mixed solution was filtered. The residue was vacuum dried at 45°C to obtain a dried powder. The dried powder was then heated at 45°C for 10 hours in a vacuum atmosphere (alkali treatment step), washed with water, dried, and passed through a sieve with an opening of 250 μm, thereby obtaining the europium-activated β-sialon phosphor of Example 1.

(実施例2)
アルカリ処理工程において、「45℃で10時間、真空雰囲気下で加熱」に代えて、得られた乾燥粉末を用いて、大気雰囲気下、25℃から昇温速度10℃/分の条件で昇温させて100℃で1時間加熱した以外、実施例1と同様にして、実施例2のユウロピウム賦活β型サイアロン蛍光体を得た。
Example 2
A europium-activated β-sialon phosphor of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1, except that in the alkali treatment step, instead of "heating at 45°C for 10 hours in a vacuum atmosphere," the obtained dry powder was heated in an air atmosphere at a temperature increase rate of 10°C/min from 25°C and then heated to 100°C for 1 hour.

(実施例3~16および19)
アルカリ処理工程において、表1に記載の条件に変更した以外、実施例2と同様にして、実施例3~16および19ユウロピウム賦活β型サイアロン蛍光体を得た。
(実施例17および18)
粉末状のNaCO、またはNaHCOと、比較例1と同様にして(4)で得られたβ型サイアロン蛍光体の粉末とを混合して粉末状の混合物(乾燥粉末)を得て、得られた粉末状の混合物を、大気雰囲気下、25℃から昇温速度10℃/分の条件で昇温させて300℃で1時間加熱した後、水洗し、乾燥させ、および目開きが250μmの篩に通すことによって、実施例17および18のユウロピウム賦活β型サイアロン蛍光体を得た。
(Examples 3 to 16 and 19)
Europium-activated β-sialon phosphors of Examples 3 to 16 and 19 were obtained in the same manner as in Example 2, except that the conditions in the alkali treatment step were changed to those shown in Table 1.
Examples 17 and 18
Powdered Na2CO3 or NaHCO3 was mixed with the powder of the β-sialon phosphor obtained in (4) in the same manner as in Comparative Example 1 to obtain a powdered mixture (dry powder). The obtained powdered mixture was heated in an air atmosphere from 25°C at a heating rate of 10°C/min to 300°C for 1 hour, then washed with water, dried, and passed through a sieve with 250 μm openings to obtain europium-activated β-sialon phosphors of Examples 17 and 18.

各実施例・各比較例のβ型サイアロン蛍光体について、以下の特性および評価項目を評価した。 The β-sialon phosphors of each example and comparative example were evaluated for the following characteristics and evaluation items.

(熱劣化試験前後にける拡散反射率)
β型サイアロン蛍光体の拡散反射率は、日本分光社製紫外可視分光光度計(V-550)に積分球装置(ISV-469)を取り付けた装置で測定した。
標準反射板(スペクトラロン)でベースライン補正を行い、β型サイアロン蛍光体を充填した固体試料ホルダーをセットし、500~850nmの波長範囲で拡散反射率の測定を行った。
500nmにおける拡散反射率(%)を測定した。
また、β型サイアロン蛍光体について、蓋つきの磁製のるつぼ(ケニス製、容量30mL)に4g入れ、蓋を閉じ、大気雰囲気下、250℃で5時間(昇温10℃/min)加熱処理(熱劣化試験)を行った後、目開き250μmの篩を全通してから、同様にして、500nmにおける拡散反射率(%)を測定した。
表1には、熱劣化試験前、熱劣化試験後の、500nmにおける拡散反射率(%)を示した。
(Diffuse reflectance before and after thermal degradation test)
The diffuse reflectance of the β-sialon phosphor was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (V-550) manufactured by JASCO Corporation equipped with an integrating sphere device (ISV-469).
Baseline correction was performed using a standard reflector (Spectralon), and a solid sample holder filled with β-sialon phosphor was set, and the diffuse reflectance was measured in the wavelength range of 500 to 850 nm.
The diffuse reflectance (%) at 500 nm was measured.
Furthermore, 4 g of the β-sialon phosphor was placed in a porcelain crucible with a lid (manufactured by Kenis, capacity 30 mL), the lid was closed, and a heat treatment (thermal degradation test) was carried out in an air atmosphere at 250°C for 5 hours (heat increase rate 10°C/min). After that, the sample was passed through a sieve with 250 μm openings, and the diffuse reflectance (%) at 500 nm was measured in the same manner.
Table 1 shows the diffuse reflectance (%) at 500 nm before and after the thermal degradation test.

500nm拡散反射率に関する各測定値は、測定装置のメーカー、製造ロットナンバーなどが変わると値が変動する場合がある。したがって、各種測定値としては、本明細書に記載の測定方法によって測定する値を採用する。しかし、測定装置のメーカー、製造ロットナンバー等を変更する場合は、β型サイアロン蛍光体の標準試料による測定値を基準値として、各測定値の補正を行うこともできる。 Measured values for 500 nm diffuse reflectance may fluctuate if the manufacturer of the measuring device, production lot number, etc., changes. Therefore, the values measured using the measurement methods described in this specification are used as various measured values. However, if the manufacturer of the measuring device, production lot number, etc., changes, each measured value can be corrected using the measured value from a standard sample of β-sialon phosphor as the reference value.

なお、β型サイアロン蛍光体の標準試料(株式会社サイアロン製、NIMS Standard Green lot No.NSG1301)について、上述の測定方法に準拠して、500nm拡散反射率を測定したところ、500nm拡散反射率は80.4%であった。 When the 500 nm diffuse reflectance of a standard sample of β-sialon phosphor (manufactured by Sialon Corporation, NIMS Standard Green lot No. NSG1301) was measured using the above-mentioned measurement method, the 500 nm diffuse reflectance was found to be 80.4%.

以上より、実施例1~19のβ型サイアロン蛍光体は、比較例1~9と比べて、熱劣化試験後における拡散反射率が高いことから、耐熱劣化性に優れる結果を示した。 From the above, the β-sialon phosphors of Examples 1 to 19 exhibited higher diffuse reflectance after the thermal degradation test than Comparative Examples 1 to 9, demonstrating superior resistance to thermal degradation.

<信頼性試験>
各実施例のアルカリ処理蛍光体粒子および各比較例の蛍光体粒子を搭載したLEDパッケージの信頼性試験を以下の要領で評価した。信頼性試験によって得られた結果を図2に示す。
LEDパッケージは図1に示した発光装置の構造に準じたものを用いた。
アルカリ処理蛍光体粒子または蛍光体粒子のLEDパッケージへの搭載は、ケース凹型の底部に設置されたLED上面の電極とリードフレームとをワイヤボンディングした後、液体状のシリコーン樹脂(KER6150、信越化学工業社製)に混合したアルカリ処理蛍光体粒子または蛍光体粒子をマイクロシリンジからケース凹部に注入して行った。蛍光体+樹脂中の蛍光体濃度は10.5wt%。アルカリ処理蛍光体粒子または蛍光体粒子の搭載後、常温低湿度環境下(マックドライMCU-201A、エクアールシー社製)で15時間静置し、その後150℃1時間で硬化させた。LEDは、発光ピーク波長448nmで、チップ1.0mm×0.5mmの大きさのものを用いた。
上述の要領にて得られた、各実施例のアルカリ処理蛍光体粒子および各比較例の蛍光体粒子を搭載したLEDパッケージについて、光束を測定し、初期値L0とした。また、85℃、85%RHで300mAで通電点灯させながら250時間放置後、取り出して室温で乾燥した際の光束L1を測定し、信頼係数M(=L1/L0×100)を算出した。信頼性試験の合格条件は、信頼係数Mが80%以上である。これは高信頼性のアルカリ処理蛍光体粒子でなくては達成できない値である。
実施例3および実施例4のアルカリ処理蛍光体粒子を搭載したLEDパッケージでは、上記合格条件を満たすことが確認された。
<Reliability test>
The reliability of the LED packages incorporating the alkali-treated phosphor particles of each example and the phosphor particles of each comparative example was evaluated as follows: The results obtained by the reliability test are shown in FIG.
The LED package used was one conforming to the structure of the light emitting device shown in FIG.
The alkali-treated phosphor particles or phosphor particles were mounted on the LED package by wire-bonding the lead frame to the electrode on the top of the LED located at the bottom of the recessed case, and then injecting the alkali-treated phosphor particles or phosphor particles mixed with liquid silicone resin (KER6150, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) into the recessed case using a microsyringe. The phosphor concentration in the phosphor + resin was 10.5 wt%. After mounting the alkali-treated phosphor particles or phosphor particles, the package was left to stand for 15 hours in a room temperature, low humidity environment (MacDry MCU-201A, manufactured by ERC), and then cured at 150°C for 1 hour. The LED used had a peak emission wavelength of 448 nm and a chip size of 1.0 mm x 0.5 mm.
The luminous flux of the LED packages equipped with the alkali-treated phosphor particles of each Example and each Comparative Example obtained in the above manner was measured, and the initial value L0 was designated. Furthermore, after leaving the LED packages illuminated at 300 mA at 85°C and 85% RH for 250 hours, the LED packages were removed and dried at room temperature, and the luminous flux L1 was measured, and the reliability coefficient M (= L1/L0 × 100) was calculated. The reliability test requires a reliability coefficient M of 80% or more. This value can only be achieved with highly reliable alkali-treated phosphor particles.
It was confirmed that the LED packages incorporating the alkali-treated phosphor particles of Examples 3 and 4 met the above-mentioned pass criteria.

10 発光装置
20 発光素子
30 ヒートシンク
40 ケース
50 第1リードフレーム
60 第2リードフレーム
70 ボンディングワイヤ
72 ボンディングワイヤ
80 複合体
82 アルカリ処理蛍光体粒子
84 封止材
REFERENCE SIGNS LIST 10 Light emitting device 20 Light emitting element 30 Heat sink 40 Case 50 First lead frame 60 Second lead frame 70 Bonding wire 72 Bonding wire 80 Composite 82 Alkali-treated phosphor particles 84 Sealant

Claims (10)

ケイ素、アルミニウム及びユウロピウムを含有する原料粉末を混合し、混合物を焼成して、焼成物を得る焼成工程と、前記焼成工程後の前記焼成物に、さらに解砕粉砕処理、分級処理、アニール処理及び酸処理の少なくとも一以上を実施する後処理工程とを含む、ユーロピウムが固溶したβ型サイアロン蛍光体を準備する準備工程と、
前記β型サイアロン蛍光体を、表面に固体塩基性物質を付着させた状態で加熱する、アルカリ処理工程と、
を含む、β型サイアロン蛍光体の製造方法。
a preparation step of preparing a β-sialon phosphor containing europium as a solid solution, the preparation step including a firing step of mixing raw material powders containing silicon, aluminum, and europium and firing the mixture to obtain a fired product, and a post-treatment step of further performing at least one of a crushing/pulverizing treatment, a classification treatment, an annealing treatment, and an acid treatment on the fired product after the firing step;
an alkali treatment step of heating the β-sialon phosphor with a solid basic substance attached to its surface;
A method for producing a β-sialon phosphor, comprising:
ケイ素、アルミニウム及びユウロピウムを含有する原料粉末を混合し、混合物を焼成して、ユーロピウムが固溶したβ型サイアロン蛍光体を準備する準備工程と、a preparation step of mixing raw material powders containing silicon, aluminum, and europium, and firing the mixture to prepare a β-sialon phosphor containing europium as a solid solution;
前記β型サイアロン蛍光体を、表面に固体塩基性物質を付着させた状態で加熱する、アルカリ処理工程と、を含み、an alkali treatment step of heating the β-sialon phosphor with a solid basic substance attached to the surface thereof,
前記β型サイアロン蛍光体が、一般式SiThe β-sialon phosphor has the general formula Si 6-z6-z AlAl z O z N 8-z8-z :Eu:Eu 2+2+ (0<z≦4.2)により示される、β型サイアロン蛍光体の製造方法。(0<z≦4.2)
ケイ素、アルミニウム及びユウロピウムを含有する原料粉末を混合し、混合物を焼成して、ユーロピウムが固溶したβ型サイアロン蛍光体を準備する準備工程と、a preparation step of mixing raw material powders containing silicon, aluminum, and europium, and firing the mixture to prepare a β-sialon phosphor containing europium as a solid solution;
前記β型サイアロン蛍光体を、表面に固体塩基性物質を付着させた状態で加熱する、アルカリ処理工程と、を含み、an alkali treatment step of heating the β-sialon phosphor with a solid basic substance attached to the surface thereof,
前記アルカリ処理工程において、加熱温度が450℃以下である、β型サイアロン蛍光体の製造方法。In the alkali treatment step, the heating temperature is 450° C. or less.
請求項1~3のいずれか一項に記載のβ型サイアロン蛍光体の製造方法であって、
前記アルカリ処理工程は、室温から加熱するものである、β型サイアロン蛍光体の製造方法。
A method for producing the β-sialon phosphor according to any one of claims 1 to 3, comprising the steps of :
The method for producing a β-sialon phosphor, wherein the alkali treatment step involves heating from room temperature.
請求項1~4のいずれか一項に記載のβ型サイアロン蛍光体の製造方法であって、
前記アルカリ処理工程において、室温から0.1℃/分以上100℃/分の昇温速度にて加熱するものである、β型サイアロン蛍光体の製造方法。
A method for producing the β-sialon phosphor according to any one of claims 1 to 4 ,
In the alkali treatment step, the temperature is increased from room temperature at a rate of 0.1° C./min to 100° C./min.
請求項1~のいずれか一項に記載のβ型サイアロン蛍光体の製造方法であって、
前記アルカリ処理工程において、加熱雰囲気は、大気雰囲気下、真空雰囲気下、希ガス雰囲気、または窒素ガス雰囲気下である、β型サイアロン蛍光体の製造方法。
A method for producing the β-sialon phosphor according to any one of claims 1 to 5 ,
In the alkali treatment step, the heating atmosphere is an air atmosphere, a vacuum atmosphere, a rare gas atmosphere, or a nitrogen gas atmosphere.
請求項1~のいずれか一項に記載のβ型サイアロン蛍光体の製造方法であって、
前記アルカリ処理工程の後、得られた前記β型サイアロン蛍光体を水洗する工程をさらに含む、β型サイアロン蛍光体の製造方法。
A method for producing the β-sialon phosphor according to any one of claims 1 to 6 , comprising the steps of:
The method for producing a β-sialon phosphor further comprises, after the alkali treatment step, a step of washing the obtained β-sialon phosphor with water.
請求項1~のいずれか一項に記載のβ型サイアロン蛍光体の製造方法であって、
前記固体塩基性物質は、NaOH、KOH、LiOH、CaO、SrO、NaCO、およびNaHCOからなる群から選ばれる一または二以上を含む、β型サイアロン蛍光体の製造方法。
A method for producing the β-sialon phosphor according to any one of claims 1 to 7 , comprising the steps of:
The method for producing a β-sialon phosphor, wherein the solid basic substance comprises one or more selected from the group consisting of NaOH, KOH, LiOH, CaO, SrO, Na 2 CO 3 , and NaHCO 3 .
請求項1~のいずれか一項に記載のβ型サイアロン蛍光体の製造方法で得られたβ型サイアロン蛍光体を用いて、波長変換部材を製造する工程を含む、波長変換部材の製造方法。 A method for producing a wavelength conversion member, comprising the step of producing a wavelength conversion member using a β-sialon phosphor obtained by the method for producing a β-sialon phosphor according to any one of claims 1 to 8 . 発光光源の発光面に、請求項に記載の波長変換部材の製造方法で得られた波長変換部材を搭載する工程を含む、発光装置の製造方法。 A method for manufacturing a light emitting device, comprising the step of mounting a wavelength conversion member obtained by the method for manufacturing a wavelength conversion member according to claim 9 on a light emitting surface of a light emitting source.
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