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特許7518437窒化物蛍光体の製造方法及び窒化物蛍光体
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-09
(45)【発行日】2024-07-18
(54)【発明の名称】窒化物蛍光体の製造方法及び窒化物蛍光体
(51)【国際特許分類】
   C09K 11/64 20060101AFI20240710BHJP
   C09K 11/08 20060101ALI20240710BHJP
   H01L 33/50 20100101ALI20240710BHJP
【FI】
C09K11/64
C09K11/08 G
H01L33/50
【請求項の数】 7
(21)【出願番号】P 2023027947
(22)【出願日】2023-02-27
(62)【分割の表示】P 2020175807の分割
【原出願日】2019-02-08
(65)【公開番号】P2023060865
(43)【公開日】2023-04-28
【審査請求日】2023-03-28
(73)【特許権者】
【識別番号】000226057
【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000707
【氏名又は名称】弁理士法人市澤・川田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 浩之
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 茂之
(72)【発明者】
【氏名】細川 昌治
【審査官】黒川 美陶
(56)【参考文献】
【文献】特表2018-512481(JP,A)
【文献】特開2016-204613(JP,A)
【文献】特開2018-035346(JP,A)
【文献】特表2017-531068(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C09K 11/00-11/89
CAplus/REGISTRY(STN)
Japio-GPG/FX
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
Sr、Ca、Eu、Si、Al及びNを含む組成を有し、前記組成中のAlのモル比を1としたときに、Srのモル比が0.45以上1.1以下の範囲内であり、Caのモル比が0を超えて0.55未満の範囲内であり、Euのモル比が0を超えて0.033以下の範囲内であり、SrとCaとEuの合計のモル比が1.1以下であり、Siのモル比が0.81以上1.21以下の範囲内であり、Nのモル比が2.25以上3.85以下の範囲内である蛍光体コア粒子と、蛍光体コア粒子の表面に、蛍光体コア粒子の側から順に、Sr、Ca、Eu、Si及びAlからなる群から選択される少なくとも1種の元素と酸素とを含む第一の膜と、少なくともSiと酸素を含む第二の膜と、を含み、
前記第一の膜の膜厚は、10nm以上100nm以下の範囲内であり、
前記第二の膜の膜厚は、10nm以上200nm以下の範囲内である、窒化物蛍光体。
【請求項2】
前記蛍光体コア粒子が、下記式(I)で表される組成を有する、請求項1に記載の窒化物蛍光体。
SrCaEuSiAl (I)
(前記式(I)中、u、v、w、x、y及びzは、それぞれ、0.5≦u≦1.0、0<v<0.5、0<w≦0.03、u+v+w≦1.0、0.9≦x≦1.1、0.9≦y≦1.1、2.5≦z≦3.5を満たす数である。)
【請求項3】
前記蛍光体コア粒子の体積平均粒径が1μm以上40μm以下の範囲内である、請求項1又は2に記載の窒化物蛍光体。
【請求項4】
前記第二の膜が二酸化ケイ素を含む、請求項1から3のいずれか1項に記載の窒化物蛍光体。
【請求項5】
前記第一の膜に含まれるAlのモル比を1として、前記第一の膜に含まれる元素のモル比を算出し、前記第一の膜に含まれる酸素のモル比が、前記蛍光体の組成中のAlのモル比を1としたときに、前記蛍光体コア粒子に含まれる酸素のモル比よりも多い、請求項1から4のいずれか1項に記載の窒化物蛍光体。
【請求項6】
前記第二の膜が、Alを含み、前記第二の膜に含まれるAlのモル比を1として、前記第二の膜に含まれる元素のモル比を算出し、前記第二の膜に含まれる酸素のモル比が、前記第一の膜に含まれる酸素のモル比よりも多い、請求項5に記載の窒化物蛍光体。
【請求項7】
請求項1から6のいずれか1項に記載の窒化物蛍光体と、励起光源を、含む発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、窒化物蛍光体の製造方法及び窒化物蛍光体に関する。
【背景技術】
【0002】
発光ダイオード(Light Emitting Diode、以下「LED」とも称する。)やレーザーダイオード(Laser Diode、以下「LD」とも称する。)と蛍光体とを組み合わせた発光装置は、照明装置、液晶表示装置のバックライト等へと盛んに応用され、普及が進んでいる。発光装置に用いられる窒化物蛍光体として、例えば、特許文献1に開示される、(Sr,Ca)AlSiN:Euが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】国際公開第2015/001860号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
窒化物蛍光体は、耐久性を更に改善することが求められている。
そこで、本発明の一態様は、耐久性に優れた窒化物蛍光体を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、以下の態様を包含する。
本発明の第一の態様は、Sr、Ca、Eu、Al、Si及びNを含む組成を有し、前記組成中のAlのモル比を1としたときに、Srのモル比が0.45以上1.1以下の範囲内であり、Caのモル比が0を超えて0.55未満の範囲内であり、Euのモル比が0を超えて0.033以下の範囲内であり、SrとCaとEuの合計のモル比が1.1以下であり、Siのモル比が0.81以上1.21以下の範囲内であり、Nのモル比が2.25以上3.85以下の範囲内である蛍光体コア粒子を準備することと、尿素とケイ酸塩と水と前記蛍光体コア粒子を接触させて、70℃以上150℃以下の範囲内の温度で第一の熱処理を行うことと、前記第一の熱処理を行った蛍光体コア粒子を350℃以上600℃以下の範囲内の温度で第二の熱処理を行うこと、を含む窒化物蛍光体の製造方法である。
【0006】
本発明の第二の態様は、Sr、Ca、Eu、Si、Al及びNを含む組成を有し、前記組成中のAlのモル比を1としたときに、Srのモル比が0.45以上1.1以下の範囲内であり、Caのモル比が0を超えて0.55未満の範囲内であり、Euのモル比が0を超えて0.033以下の範囲内であり、SrとCaとEuの合計のモル比が1.1以下であり、Siのモル比が0.81以上1.21以下の範囲内であり、Nのモル比が2.25以上3.85以下の範囲内である蛍光体コア粒子と、蛍光体コア粒子の表面に、蛍光体コア粒子の側から順に、Sr、Ca、Eu、Si及びAlからなる群から選択される少なくとも1種の元素と酸素とを含む第一の膜と、少なくともSiを含む第二の膜と、を含む窒化物蛍光体である。
【発明の効果】
【0007】
本発明の一態様によれば、耐久性に優れた窒化物蛍光体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1図1は、窒化物蛍光体の製造方法のフローチャートである。
図2図2は、窒化物蛍光体の製造方法のフローチャートである。
図3図3は、実施例1及び比較例1に係る窒化物蛍光体の発光スペクトルを示した図である。
図4図4は、実施例1に係る窒化物蛍光体の粒子の断面の一部を拡大した反射電子像のSEM写真である。
図5図5は、実施例1に係る窒化物蛍光体の2次電子像のSEM写真である。
図6図6は、比較例1に係る窒化物蛍光体の2次電子像のSEM写真である。
図7図7は、窒化物蛍光体を含む発光装置の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示に係る窒化物蛍光体の製造方法及び窒化物蛍光体を実施形態に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は、以下の窒化物蛍光体の製造方法及び窒化物蛍光体に限定されない。なお、本明細書中において、色名と色度座標との関係、光の波長範囲と単色光の色名との関係等は、JIS Z8110に従う。
【0010】
窒化物蛍光体の製造方法
窒化物蛍光体の製造方法は、Sr、Ca、Eu、Al、Si及びNを含む組成を有し、前記組成中のAlのモル比を1としたときに、Srのモル比が0.45以上1.1以下の範囲内であり、Caのモル比が0を超えて0.55未満の範囲内であり、Euのモル比が0を超えて0.033以下の範囲内であり、SrとCaとEuの合計のモル比が1.1以下であり、Siのモル比が0.81以上1.21以下の範囲内であり、Nのモル比が2.25以上3.85以下の範囲内である蛍光体コア粒子を準備することと、尿素とケイ酸塩と水と前記蛍光体コア粒子を接触させて、70℃以上150℃以下の範囲内の温度で第一の熱処理を行うことと、前記第一の熱処理を行った蛍光体コア粒子を350℃以上600℃以下の範囲内の温度で第二の熱処理を行うこと、を含む。
【0011】
図1及び図2は、窒化物蛍光体の製造方法の工程順序の一例を示すフローチャートである。図面を参照にして窒化物蛍光体の製造方法の工程を説明する。図1に示すように、窒化物蛍光体の製造方法は、蛍光体コア粒子の準備工程S101と、尿素とケイ酸塩と水と前記蛍光体コア粒子を接触させて、70℃以上150℃以下の範囲内の温度で第一の熱処理を行う第一の熱処理工程S103と、第一の熱処理を行った蛍光体コア粒子を350℃以上600℃以下の範囲内の温度で第二の熱処理を行う第二の熱処理工程S104、を含む。図2に示すように、窒化物蛍光体の製造方法は、第一の熱処理工程S103の前に、蛍光体コア粒子と水とを接触させて、70℃以上150℃以下の温度で前熱処理を行う、前熱処理工程S102を含んでいてもよい。
【0012】
蛍光体コア粒子の準備
蛍光体コア粒子は、Sr、Ca、Eu、Al、Si及びNを含む組成を有し、前記組成中のAlのモル比を1としたときに、Srのモル比が0.45以上1.1以下の範囲内であり、Caのモル比が0を超えて0.55未満の範囲内であり、Euのモル比が0を超えて0.033以下の範囲内であり、SrとCaとEuの合計のモル比が1.1以下であり、Siのモル比が0.81以上1.21以下の範囲内であり、Nのモル比が2.25以上3.85以下の範囲内のものである。
【0013】
蛍光体コア粒子の組成に含まれるEuは、賦活元素であり、蛍光体コア粒子の組成中のAlのモル比を1としたときに、高い発光強度を得るために、Euのモル比は、より好ましくは0.0001以上0.033以下の範囲内であり、さらに好ましくは0.001以上0.0275以下の範囲内である。Caは、Sr、Al、Si及びNとともに、蛍光体コア粒子の母体結晶を構成する元素である。安定した結晶構造と所望の色度を得るために、蛍光体コア粒子の組成中のAlのモル比を1としたときに、Caのモル比が、好ましくは0.001以上0.55未満の範囲内であり、より好ましくは0.005以上0.55未満の範囲内である。
【0014】
蛍光体コア粒子は、下記式(I)で表される組成を有することが好ましい。
SrCaEuSiAl (I)
(前記式(I)中、u、v、w、x、y及びzは、それぞれ、0.5≦u≦1.0、0<v<0.5、0<w≦0.03、u+v+w≦1.0、0.9≦x≦1.1、0.9≦y≦1.1、2.5≦z≦3.5を満たす数である。)
【0015】
蛍光体コア粒子は、Sr源、Ca源、Eu源、Si源、Al源及びN源となる原料を、蛍光体コアを構成する組成中の各元素のモル比が前述の範囲となるように、混合した原料混合物を熱処理して得ることができる。
【0016】
原料は、蛍光体コア粒子の組成に含まれるSr、Ca、Eu、Si、Al及びNからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含む化合物を用いることができる。Sr、Ca、Eu、Si又はAlの金属単体を用いてもよい。蛍光体コア粒子の組成に含まれるSr、Ca、Eu、Si、Al及びNからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含む化合物は、窒化物、水素化物、酸窒化物、酸化物、水酸化物、フッ化物、塩化物、アミド化合物、又はイミド化合物を挙げることができる。原料は、得られる蛍光体コア粒子に含まれる不純物の量が低減できるため、窒化物を用いることが好ましい。具体的には、原料として、SrN、SrN、Sr、SrF、SrH、Ca、CaF、CaH、EuN、EuF、EuH、Si、Si(NH)、SiNH、Si(NH、AlN、AlH、AlF、LiAlHが挙げられる。
【0017】
原料混合物は、ボールミル、ヘンシェルミキサー、V型ブレンダ―、乳鉢及び乳棒を用いて原料を乾式混合して得てもよく、原料に溶媒等を加えて湿式混合により得てもよい。
【0018】
原料混合物は、フラックスを含んでいてもよい。フラックスとしては、例えばアルカリ土類金属ハロゲン化物等が挙げられる。フラックスとしては、フラックスに含まれる陽イオンの元素比率を、得られる蛍光体コア粒子の組成になるように調節して蛍光体コア粒子の原料の一部としてフラックスを加えることもできるし、目的とする蛍光体コア粒子の組成となるように各原料を加えた後に、更に添加する形でフラックスを加えることもできる。
【0019】
原料混合物を熱処理する温度は、例えば1200℃以上であり、1500℃以上が好ましく、1900℃以上がより好ましい。原料混合物を熱処理する温度は、例えば2200℃以下であり、2100℃以下が好ましく、2050℃以下がより好ましい。所定値以上の温度で原料混合物を熱処理することで、Euが蛍光体コア粒子の結晶構造中に入り込み易く、所望の発光特性を有する蛍光体コア粒子が効率よく形成される。また、原料混合物を熱処理する温度が所定温度以下であると形成される蛍光体コア粒子の分解が抑制される。
【0020】
原料混合物の熱処理は、一定の温度で行ってもよく、複数の熱処理温度を設定した多段階の熱処理を行ってもよい。多段階で熱処理を行う場合は、例えば800℃以上1400℃以下で一段階目の熱処理を行ってもよく、その後、徐々に昇温して1500℃以上2100℃以下で二段階目の熱処理を行ってもよい。熱処理の昇温時間は、例えば1時間以上48時間以内であればよい。熱処理の降温時間は、例えば0.1時間以上20時間以内であればよい。原料混合物の熱処理は、所定の温度における保持時間を設けてもよい。保持時間は、例えば0.5時間以上48時間以内であればよい。
【0021】
原料混合物の熱処理における雰囲気は、窒素ガスを含む雰囲気が好ましく、実質的に窒素ガスのみを含む雰囲気であることがより好ましい。熱処理における雰囲気が窒素ガスを含む雰囲気である場合は、原料である窒化物又は熱処理によって生成される蛍光体コア粒子の分解を抑制することもできる。熱処理の雰囲気が、窒素ガスを含む雰囲気である場合、窒素ガスに加えて、アルゴン、ネオン、ヘリウム等の希ガス、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、酸素、アンモニアなどの他のガスを含んでいてもよい。熱処理の雰囲気が、窒素ガスを含む雰囲気である場合、雰囲気中の窒素ガスの含有率は、例えば90体積%以上であり、95体積%以上が好ましい。窒素以外の元素を含むガスの含有率を所定値以下とすることにより、それらのガス成分が不純物を形成することによる蛍光体の発光強度の低下が抑制される。
【0022】
原料混合物の熱処理における圧力は、例えば、ゲージ圧で常圧から200MPaとすることができる。生成する窒化物蛍光体の分解を抑制する観点から、圧力は高い方が好ましく、0.1MPa以上200MPa以下が好ましく、0.6MPa以上1.2MPa以下が工業的な設備の制約も少なく、より好ましい。
【0023】
原料混合物の熱処理は、例えばガス加圧電気炉を用いて行うことができる。原料混合物の熱処理は、例えば原料混合物を、黒鉛等の炭素材質又は窒ホウ素(BN)材質のルツボ、ボート等に充填して用いて行うことができる。原料混合物を充填するルツボ又はボートには、アルミナ(Al)、モリブデン(Mo)材質のものを使用してもよい。これらのうち、窒化ホウ素材質のルツボ、ボートを用いることが好ましい。
【0024】
原料混合物を熱処理することによって得られた焼成物に、解砕、粉砕、分級操作等の処理を組合せて、整粒を行ってもよい。整粒工程により、所望の粒径を有する蛍光体コア粒子が得られる。具体的には、得られた焼成物を粗く粉砕した後に、ボールミル、ジェットミル、振動ミルなどの一般的な粉砕機を用いて所定の粒径に粉砕する。粉砕後に粒径の異なるものが存在する場合には、分級を行い、所望の粒径の蛍光体コア粒子を得るようにしてもよい。分級前又は分級後の焼成物は、焼成物の表面に付着している熱分解物を除去するために、脱イオン水、酸性溶液又は塩基性溶液と接触させて、洗浄処理を行ってもよい。
【0025】
具体的には、例えば、Sr:Ca:Eu:Al:Si=0.937:0.049:0.014:1.0:1.0の組成比となるように各元素を含む化合物を混合した原料混合物を熱処理することで、各元素の仕込み組成比がSr、Ca、Eu、Al及びSiの含有比に反映された組成を有する蛍光体コア粒子を得ることができる。なお、原料混合物を熱処理して得られた蛍光体コア粒子は、原料に含まれていた酸素成分が含有されている場合や、熱処理時に原料に含まれる元素が分解や飛散して仕込みの組成比とは多少異なる組成比となる場合がある。また、各原料の配合比率を変更することにより、目的とする蛍光体コア粒子の組成を変更することができる。
【0026】
第一の熱処理
得られた蛍光体コア粒子と尿素とケイ酸塩と水とを接触させて、70℃以上150℃以下の温度範囲で第一の熱処理を行う。
蛍光体コア粒子と水とを接触させて70℃以上150℃以下の温度範囲で熱処理することによって、蛍光体コア粒子の表面に、蛍光体コア粒子の構成元素であるSr、Ca、Eu、Si及びAlからなる群から選択される少なくとも1種の元素と、酸素とを含む第一の膜が形成される。
蛍光体コア粒子と、尿素と、ケイ酸塩と、水とを接触させて70℃以上150℃以下の温度範囲で第一の熱処理を行うことによって、尿素とケイ酸塩とが反応して、尿素が加水分解し、二酸化ケイ素と、アンモニアと、炭酸塩とが生成され、前記第一の膜の表面に少なくともSiを含む第二の膜が形成される。第二の膜には、尿素とケイ酸塩の反応によって生成された二酸化ケイ素(SiO)が含まれていてもよく、Siとともに、例えばAlのようなSi以外の他の元素が含まれていてもよい。蛍光体コア粒子側から蛍光体コア粒子の表面に形成された第一の膜及び第二の膜は、外部環境に対する保護膜として機能し、例えば空気中の水分から蛍光体コアを保護する。
【0027】
前熱処理
第一の熱処理前に、蛍光体コア粒子を水と接触させて、70℃以上150℃以下の範囲内で前熱処理を行ってもよい。第一の熱処理前に前熱処理を行うことによって、蛍光体コア粒子の構成元素であるSr、Ca、Eu、Si及びAlからなる群から選択される少なくとも1種の元素と、酸素とを含む第一の膜が形成される。前熱処理を行うことによって、蛍光体コア粒子の構成元素であるSr、Ca、Eu、Si及びAlからなる群から選択される少なくとも1種の元素と、酸素とを含む第一の膜の厚さ(以下、「第一の膜の膜厚」とも称する。)をより厚くすることができ、高温度や高湿度などの外部の影響から蛍光体コア粒子を保護する保護膜とすることができる。
【0028】
第一の熱処理又は前熱処理の温度は、70℃以上150℃以下の範囲内であれば、蛍光体コア粒子の表面と、水とが、比較的緩やかに反応し、蛍光体コア粒子を構成する元素が酸素を介して結合し、安定な構造であり、略均一な厚さの第一の膜が形成される。第一の熱処理又は前熱処理の温度は、より安定した構造の蛍光体コア粒子を構成する元素と酸素が結合した第一の膜を形成するために、好ましくは80℃以上140℃以下の範囲内であり、より好ましくは90℃以上130℃以下の範囲内である。第一の熱処理の温度が70℃以上150℃以下の範囲内であれば、尿素とケイ酸塩の反応によって二酸化ケイ素が生成され、第二の膜の厚さ(以下、「第二の膜の膜厚」とも称する。)を厚くすることができる。
【0029】
第一の熱処理又は前熱処理の処理時間は、好ましくは1時間以上24時間以内であり、より好ましくは2時間以上20時間以内であり、さらに好ましくは3時間以上18時間以内である。第一の熱処理又は前熱処理の処理時間が、1時間以上24時間以内であれば、第一の熱処理又は前熱処理によって、蛍光体コア粒子の表面と、水とが、比較的緩やかに反応し、蛍光体コア粒子を構成する元素が酸素を介して結合し、安定な構造の第一の膜が生成され、さらに、尿素とケイ酸塩の反応によって、少なくともSiを含む第二の膜が形成される。
【0030】
第一の熱処理において、蛍光体コア粒子100質量%に対して、ケイ酸塩の量が2質量%以上5質量%以下であることが好ましい。蛍光体コア粒子100質量%に対して、ケイ酸塩が2質量%以上5質量%以下の範囲内の量で、尿素と、ケイ酸塩と、水と、蛍光体コア粒子を反応させることによって、保護膜として機能するのに十分な膜厚の第二の膜を形成することができる。ケイ酸塩としては、アルカリ金属ケイ酸塩、アルカリ土類金属ケイ酸塩、例えば、メタケイ酸のカリウム塩又はナトリウム塩、組成式で、KSiO、NaSiOなど挙げられる。尿素とケイ酸塩の混合比(尿素:ケイ酸塩)は、モル比で1:10以上10:1以下の範囲内であってもよく、1:5以上5:1以下の範囲内であってもよく、1:3以上3:1以下の範囲内であってもよく、1:1であってもよい。第一の熱処理又は前熱処理における水の量は、特に制限されない。前熱処理又は第一の熱処理における水の量は、均一な膜厚で安定した構造の第一の膜及び/又は第二の膜が形成されるように、蛍光体コア粒子100体積%に対して、50体積%以上500体積%以下の範囲内の量であればよい。
【0031】
蛍光体コア粒子に前熱処理を行った場合には、第一の熱処理において、前熱処理を行った蛍光体コア粒子100%に対して、ケイ酸塩が質量比で2%以上5%以下の範囲内であることが好ましい。前熱処理を行った場合であっても、前熱処理を行った蛍光体コア粒子100%に対して、ケイ酸塩が質量比で2%以上5%以下の範囲内の量で、尿素と、ケイ酸塩と、水と、蛍光体コア粒子を反応させることによって、保護膜として機能するのに十分な膜厚の少なくともSiを含む第二の膜を形成することができる。蛍光体コア粒子に前熱処理を行った場合であっても、尿素とケイ酸塩の混合比(尿素:ケイ酸塩)(モル比)は、前述と同様の範囲内とすることができる。
【0032】
前熱処理又は第一の熱処理の雰囲気は、酸素を含む雰囲気であってもよく、大気雰囲気であってもよい。前熱処理又は第一の熱処理の圧力は、大気圧下であってもよい。
【0033】
第一の熱処理後であって第二の熱処理前に、残存している尿素やケイ酸塩を除去するために、第一の熱処理を行った蛍光体コア粒子を例えば脱イオン水で洗浄し、ろ過して、蛍光体コア粒子と水と分離してもよい。また、乾燥処理は、洗浄後に行ってもよい。
【0034】
前熱処理後であって第一の熱処理前、又は、第一の熱処理後であって第二の熱処理前に、前熱処理又は第一の熱処理を行った蛍光体コア粒子に乾燥処理を行ってもよい。乾燥処理の温度は、前熱処理の温度又は第一の熱処理の温度よりも低い温度であることが好ましい。具体的には、乾燥処理の温度は、80℃以上120℃以下の範囲内であって、前熱処理又は第一の熱処理以下の温度であることが好ましい。乾燥時間は、例えば1時間以上24時間以内で乾燥を行うことができる。乾燥処理は、前述の洗浄処理の後に行ってもよい。
【0035】
第二の熱処理
第一の熱処理を行った蛍光体コア粒子を350℃以上600℃以下の範囲内の温度で第二の熱処理を行う。第一の熱処理により蛍光体コア粒子の側から順に第一の膜及び第二の膜が形成された蛍光体コア粒子に、さらに第二の熱処理を行うことによって、第一の膜及び第二の膜に残存している尿素などの不純物を除去することができる。また、第一の熱処理後の蛍光体コア粒子に第二の熱処理を行うことによって、第一の熱処理により形成された第一の膜及び第二の膜の密度を高くすることができ、保護膜としての機能をより向上することができる。第二の熱処理後に得られる窒化物蛍光体は、第二の熱処理によって密度が高くなった第一の膜及び第二の膜の二重の膜によって保護され、外部環境に存在する水分や二酸化炭素の影響を受けにくくなり、組成の変化による色度の変化が抑制されて、耐久性が向上される。
【0036】
第二の熱処理の温度は、350℃以上600℃以下であり、蛍光体コア粒子の結晶構造に欠陥を生じさせることなく、第一の膜及び第二の膜の密度を高めるために、好ましくは400℃以上550℃以下の範囲内である。
【0037】
第二の熱処理の処理時間は、好ましくは3時間以上24時間以内であり、より好ましくは4時間以上20時間以内であり、さらに好ましくは5時間以上18時間以内である。第二の熱処理の処理時間が、3時間以上24時間以内であれば、第二の熱処理によって、第一の膜及び第二の膜の密度を高めることができ、第一の熱処理時に残存している尿素等の不純物を除去することができる。
【0038】
第二の熱処理の雰囲気は、第一の熱処理によって、蛍光体コア粒子の表面に第一の膜及び第二の膜の二重の保護膜が形成されているため、酸素を含む雰囲気であってもよく、大気雰囲気であってもよい。第二の熱処理の圧力は、大気圧下であってもよい。
【0039】
第二の熱処理は、例えばガス加圧電気炉を用いて行うことができる。第二の熱処理は、前述の原料混合物の熱処理に用いた材質と同様の材質のルツボ又はボートに充填して行うことができる。第二の熱処理において、第一の膜及び第二の膜が形成された蛍光体コア粒子を充填するルツボ又はボートには、アルミナ(Al)、モリブデン(Mo)材質のものを使用してもよい。これらのうち、窒化ホウ素材質のルツボ、ボートを用いることが好ましい。
【0040】
窒化物蛍光体
窒化物蛍光体は、Sr、Ca、Eu、Si、Al及びNを含む組成を有し、前記組成中のAlのモル比を1としたときに、Srのモル比が0.45以上1.1以下の範囲内であり、Caのモル比が0を超えて0.55未満の範囲内であり、Euのモル比が0を超えて0.033以下の範囲内であり、SrとCaとEuの合計のモル比が1.1以下であり、Siのモル比が0.81以上1.21以下の範囲内であり、Nのモル比が2.25以上3.85以下の範囲内である蛍光体コア粒子と、蛍光体コア粒子の表面に、蛍光体コア粒子の側から順に、Sr、Ca、Eu、Si及びAlからなる群から選択される少なくとも1種の元素と酸素とを含む第一の膜と、少なくともSiを含む第二の膜と、を含む。
【0041】
窒化物蛍光体は、本発明の一実施形態に係る製造方法によって製造されたものであることが好ましい。
【0042】
蛍光体コア粒子
窒化物蛍光体は、蛍光体コア粒子が下記式(I)で表される組成を有することが好ましい。
SrCaEuSiAl (I)
(前記式(I)中、u、v、w、x、y及びzは、それぞれ、0.5≦u≦1.0、0<v<0.5、0<w≦0.03、u+v+w≦1.0、0.9≦x≦1.1、0.9≦y≦1.1、2.5≦z≦3.5を満たす数である。)
【0043】
式(I)中、蛍光体コア粒子の賦活元素であるEuのモル比を表す変数wは、0.0001以上0.03以下(0.0001≦w≦0.03)の範囲内であってもよく、より好ましくは0.001以上0.025以下(0.001≦w≦0.025)の範囲内であってもよい。式(I)中、Caのモル比を表す変数vは、0.001以上0.5未満(0.001≦v<0.5)の範囲内であってもよく、0.005以上0.5未満(0.005≦v<0.5)の範囲内であってもよい。
【0044】
蛍光体コア粒子の体積平均粒径は、好ましくは1μm以上40μm以下の範囲内であり、より好ましくは5μm以上35μm以下の範囲内であり、さらに好ましくは5μm以上30μm以下の範囲内であり、よりさらに好ましくは10μm以上30μm以下の範囲内である。蛍光体コア粒子の体積平均径が1μm以上40μm以下の範囲内であれば、第一の膜及び第二の膜が形成された場合であっても、窒化物蛍光体の発光効率を維持しながら、色度変化を抑制することができる。蛍光体コア粒子の体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(例えば製品名MASTER SIZER3000、MALVERN社製)により測定される体積基準の粒度分布における小径側からの累積頻度が50%に達する体積平均粒径(メジアン径:Dm)をいう。
【0045】
第一の膜
窒化物蛍光体は、蛍光体コア粒子の表面に、Sr、Ca、Eu、Si及びAlからなる群から選択される少なくとも1種の元素と酸素とを含む第一の膜を含む。第一の膜は、水と蛍光体コア粒子とを接触させて、前記前熱処理又は前記第一の熱処理を行うことによって形成することができる。窒化物蛍光体が、蛍光体コア粒子の表面に第一の膜を含むことによって、温度や湿度が比較的高い環境下においても、二酸化炭素や水分等と蛍光体コア粒子の結晶構造を形成する元素とが反応し難くなる。窒化物蛍光体は、第一の膜によって、蛍光体コア粒子の表面が外部環境から保護されて、色度変化がより抑制され、耐久性がより向上される。
【0046】
第一の膜の膜厚は、10nm以上100nm以下の範囲内であることが好ましい。第一の膜の膜厚は、厚い方が、二酸化炭素や水分等と、蛍光体コア粒子の表面付近に含まれる元素とが反応し難くなるが、その一方で第一の膜の膜厚が厚すぎると、目的とする色調を有する窒化物蛍光体が得られない場合がある。蛍光体コア粒子の体積平均径が1μm以上40μm以下の範囲内である場合には、第一の膜の膜厚は、好ましくは10nm以上100nm以下の範囲内である。第一の膜の膜厚は、20nm以上100nm以下の範囲内であってもよく、30nm以上100nm以下の範囲内であってもよい。また、第一の膜の膜厚は、10nm以上50nm以下の範囲内であってもよく、10nm以上40nm以下の範囲内であってもよく、10nm以上30nm以下の範囲内であってもよい。蛍光体コア粒子の表面の第一の膜及び第二の膜の膜厚は、例えば電界放出形走査電子顕微鏡(Field Emission Scanninf Electron Microscope:FE-SEM)を用いて窒化物蛍光体の断面の反射電子像のSEM写真から、例えば、後述する実施例に記載の方法により、第一の膜又は第二の膜の膜厚を測定することができる。
【0047】
第二の膜
窒化物蛍光体は、蛍光体コア粒子の表面に、蛍光体コア粒子の側から順に、前記第一の膜と、少なくともSiを含む第二の膜とを含む。第二の膜は、尿素と、ケイ酸塩と、水と、蛍光体コア粒子とを接触させて、前記第一の熱処理を行うことによって形成することができ、前記第二の熱処理によって、第一の膜及び第二の膜の密度を高めたものであることが好ましい。窒化物蛍光体は、蛍光体コア粒子の表面に、さらに第二の膜を含むことによって、比較的高い温度及び湿度の外部環境から蛍光体コア粒子がより安定して保護され、色度変化がより抑制され、耐久性がより向上される。
【0048】
第二の膜の膜厚は、10nm以上200nm以下の範囲内であることが好ましく、より好ましくは10nm以上150nm以下の範囲内である。第二の膜の膜厚は、20nm以上150nm以下の範囲内であってもよく、30nm以上150nm以下の範囲内であってもよい。また、第二の膜の膜厚は、10nm以上50nm以下の範囲内であってもよく、10nm以上40nm以下の範囲内であってもよく、10nm以上30nm以下の範囲内であってもよい。第二の膜の膜厚は、厚い方が、二酸化炭素や水分の侵入を抑制することができ、蛍光体コア粒子を保護することができるため好ましい。その一方で、第二の膜が厚すぎると、蛍光体コア粒子の表面に形成された第一の膜及び第二の膜によって、目的とする色調の窒化物蛍光体が得られない場合がある。蛍光体コア粒子の体積平均径が1μm以上40μm以下の範囲内である場合には、第二の膜の膜厚は、10nm以上200nm以下の範囲内であることが好ましい。
【0049】
第二の膜に含まれるSi及び酸素のモル比は、第一の膜に含まれるSi及び酸素のモル比よりも多いことが好ましい。第二の膜は、蛍光体コア粒子と、尿素と、ケイ酸塩と、水とを接触させて、第一の熱処理を行うことによって形成されるため、尿素とケイ酸塩の反応によって生成された二酸化ケイ素が含まれると推測される。第二の膜に含まれるSi及び酸素のモル比が、第一の膜に含まれるSi及び酸素のモル比よりも多いと、第二の膜が安定な保護膜となり、蛍光体コア粒子がより安定に保護される。第一の膜又は第二の膜に含まれるSi及び酸素のモル比は、第一の膜又は第二の膜に含まれるSiのモル比と酸素のモル比の合計値をいう。
【0050】
窒化物蛍光体は、紫外線から可視光の短波長側領域である400nm以上570nm以下の波長範囲の光を吸収して、発光ピーク波長が600nm以上670nm以下の範囲内にある蛍光を発するものであることが好ましい。窒化物蛍光体は、400nm以上570nm以下の波長範囲の光により励起されて、発光ピーク波長が610nm以上650nm以下の範囲内にあるものであることがより好ましく、発光ピーク波長が610nm以上640nm以下の範囲内にあるものであることがさらに好ましい。窒化物蛍光体の発光スペクトルの半値幅は、例えば80nm以下であり、75nm以下であることが好ましい。半値幅は、発光スペクトルにおける発光ピークの半値全幅(Full Width at Half Maximum:FWHM)をいい、発光スペクトルにおける発光ピークの最大値の50%の値を示す発光ピークの波長幅をいう。
【0051】
窒化物蛍光体は、例えばLEDやLDなどの励起光源と組み合わせて、照明装置、液晶表示装置のバックライトなどに用いる発光装置に用いることができる。
【0052】
発光装置に用いる励起光源は、400nm以上570nm以下の波長範囲の光を発する励起光源を用いることができる。当該波長範囲の励起光源を用いることにより、窒化物蛍光体の発光強度の高い発光装置を提供することができる。発光装置の励起光源として用いる発光素子は、発光ピーク波長が、好ましくは420nm以上500nm以下の範囲内であり、より好ましくは420nm以上460nm以下の範囲内である。
【0053】
発光素子として、窒化物系半導体(InAlGa1-X-YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)を用いた半導体発光素子を用いることが好ましい。発光装置の励起光源として半導体発光素子を用いることによって、高効率で入力に対する出力のリニアリティが高く、機械的衝撃にも強い安定した発光装置を得ることができる。発光素子の発光スペクトルの半値幅は、例えば、30nm以下であることが好ましい。
【0054】
発光装置は、例えば式(I)で表される組成を有する蛍光体コア粒子、Sr、Ca、Eu、Si及びAlからなる群から選択される少なくとも1種の元素と酸素とを含む第一の膜、及び少なくともSiを含む第二の膜を含む窒化物蛍光体を用いることができる。発光装置は、窒化物蛍光体以外の蛍光体を用いてもよい。例えば、窒化物蛍光体を第一の蛍光体として用いて、第一の蛍光体とは異なる発光ピーク波長を有する第二の蛍光体を用いてもよい。第一の蛍光体は、目的とする波長範囲内に発光ピーク波長を有するものであれば、一種の蛍光体を単独で用いてもよく、二種以上の蛍光体を併用してもよい。第二の蛍光体は、目的とする波長範囲内に発光ピーク波長を有するものであれば、一種の蛍光体を単独で用いてもよく、二種以上の蛍光体を併用してもよい。
【0055】
発光装置の一例を図面に基づいて説明する。図7は、発光装置の一例を示す概略断面図である。この発光装置は、表面実装型発光装置の一例である。
【0056】
発光装置100は、リード電極20、30と成形体40により形成された凹部を有するパッケージと、発光素子10と、発光素子10を被覆する封止部材50とを備える。発光素子10は、パッケージの凹部内に配置されており、成形体40に備えられた正負一対のリード電極20、30に導電性ワイヤ60によって電気的に接続されている。封止部材50は、凹部内に充填されており、発光素子10を被覆し、パッケージの凹部を封止している。封止部材50は、例えば、発光素子10からの光を波長変換する蛍光体70と樹脂を含む。さらに蛍光体70は、第一の蛍光体71と第二の蛍光体72とを含む。正負一対のリード電極20、30は、その一部がパッケージの外側面に露出されている。これらのリード電極20、30を介して、外部から電力の供給を受けて発光装置100が発光する。
【0057】
封止部材50は、樹脂と蛍光体70とを含み、発光装置100の凹部内に載置された発光素子10を覆うように形成される。
【実施例
【0058】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0059】
蛍光体コア粒子の準備
Sr、Ca、Eu、Al、Si及びNを含む組成を有し、その組成中のAlのモル比を1としたときに、Sr、Ca、Eu及びSiのモル比が以下の仕込み組成比となるように、各原料を計量した。原料として、SrN(u=2/3相当、SrNとSrNの混合物)、Ca、EuN、AlN、Siを用いた。各原料の仕込み組成比として、モル比がSr:Ca:Eu:Al:Si=0.937:0.049:0.014:1.0:1.0となるように各原料を、不活性雰囲気のグローブボックス内で計量し、各原料を混合して、原料混合物を得た。原料混合物を、窒化ホウ素を材質としたルツボに充填し、窒素ガス雰囲気で、ガス圧力をゲージ圧として0.92MPa(絶対圧力では1.02MPa)として、温度が1900℃以上2100℃の範囲内で、熱処理を0.5時間以上24時間の範囲内で行い、仕込み組成比としてSr0.937Ca0.049Eu0.014AlSiNで表される組成を有する蛍光体コアとなる焼成物を得た。その後、この焼成物を分散、分級処理を行い、蛍光体コア粒子を得た。
【0060】
実施例1
前熱処理
得られた蛍光体コア粒子100体積%に対して、脱イオン水を400体積%添加し、蛍光体コア粒子と水とを接触させて、大気雰囲気中、大気圧(0.10MPa)で、120℃の温度で、9時間熱処理を行った。前熱処理後、蛍光体コア粒子を脱イオン水で洗浄し、ろ過して、前熱処理された蛍光体コア粒子を得た。前熱処理された蛍光体コア粒子は、100℃の温度の乾燥機中で10時間乾燥させた。乾燥後の蛍光体コア粒子の表面には、Sr、Al、Si及びNの各元素と、酸素を含む第一の膜が形成された。
【0061】
第一の熱処理
前熱処理によって得られた第一の膜を表面に含む蛍光体コア粒子100体積%に対して、脱イオン水を400体積%加え、第一の膜を含む蛍光体コア粒子100%に対して、ケイ酸カリウム(KSiO)を質量比で16%、尿素を6%加え、蛍光体コア粒子と、水と、ケイ酸カリウムと、尿素を接触させ、大気雰囲気中、大気圧(0.10MPa)で、90℃から100℃の温度で6時間、第一の熱処理を行った。第一の熱処理において、ケイ酸カリウムと尿素は、モル比が1:1となる量を用いた。第一の熱処理後、蛍光体コア粒子を脱イオン水で洗浄し、ろ過して、第一の熱処理された蛍光体コア粒子を得た。第一の熱処理された蛍光体コア粒子は、100℃の温度の乾燥機中で10時間乾燥させた。乾燥後の蛍光体コア粒子の表面には、蛍光体コア粒子側から、Sr、Al、Si及びNの各元素と酸素を含む第一の膜と、少なくともSiを含む第二の膜が形成された。第二の膜は、尿素とケイ酸カリウムの加水分解反応によって生成された二酸化ケイ素(SiO)も含まれていた。
【0062】
第二の熱処理
第一の熱処理によって得られた第一の膜及び第二の膜を含む蛍光体コア粒子をアルミナルツボに充填し、大気雰囲気中、大気圧(0.10MPa)で、400℃の温度で10時間、第二の熱処理を行った。第二の熱処理後、室温まで放冷し、蛍光体コア粒子の表面に蛍光体コア粒子の側から順に第一の膜及び第二の膜を有する実施例1の窒化物蛍光体を得た。この実施例1を含め、後述する各実施例及び比較例の熱処理条件を以下の表1に示した。
【0063】
実施例2
第二の熱処理を、400℃の温度で3時間行ったこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2の窒化物蛍光体を得た。
【0064】
実施例3
第二の熱処理を、350℃の温度で3時間行ったこと以外は、実施例1と同様にして、実施例3の窒化物蛍光体を得た。
【0065】
実施例4
前熱処理を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして、実施例4の窒化物蛍光体を得た。
【0066】
比較例1
前熱処理、第一の熱処理及び第二の熱処理のいずれも行っていない蛍光体コア粒子を、蛍光体コア粒子100体積%に対して脱イオン水400体積%以上入れて、蛍光体コア粒子を洗浄し、洗浄後の蛍光体コア粒子をpHが1から2程度の酸性溶液(塩酸溶液)に10分以上5時間以内撹拌しながら接触させ、上澄み液を除去した後、脱イオン水で洗浄する洗浄処理を行った。洗浄処理後の蛍光体コア粒子を比較例1の窒化物蛍光体とした。
【0067】
比較例2
120℃の温度で9時間の前熱処理を1回行い、第一の熱処理を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして、比較例2の窒化物蛍光体を得た。
【0068】
比較例3
比較例2と同様にして前熱処理を1回行い、実施例1と同様にして乾燥後、2回目の前熱処理を120℃の温度で9時間行い、第一の熱処理を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして、比較例3の窒化物蛍光体を得た。
【0069】
比較例4
比較例3と同様にして前熱処理を2回行い、実施例1と同様にして乾燥後、3回目の前熱処理を120℃の温度で9時間行い、第一の熱処理を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして、比較例4の窒化物蛍光体を得た。
【0070】
窒化物蛍光体の評価
体積平均粒径(Dm)
実施例及び比較例の各窒化物蛍光体について、レーザー回折式粒度分布測定装置(製品名:MASTER SIZER3000、MALVERN社製)により測定される体積基準の粒度分布における小径側からの累積頻度が50%に達する体積平均粒径(メジアン径:Dm)を測定した。その結果を以下の表1に示した。
【0071】
発光特性
各窒化物蛍光体について、発光特性を測定した。窒化物蛍光体の発光特性は分光蛍光光度計(製品名:QE-2000、大塚電子株式会社製)で励起光の波長を450nmとして測定した。測定した発光スペクトルから各窒化物蛍光体の相対発光強度(%)、ピーク波長(λp:nm)、を求めた。相対発光強度(%)は、比較例1の窒化物蛍光体の相対発光強度を100%として算出した相対的な発光強度である。その結果を表1に示した。図3は、実施例1及び比較例1の窒化物蛍光体の発光スペクトルを示した。
【0072】
耐久性評価(高温高湿評価)
各窒化物蛍光体のCIE(Commission Internationale d’Eclarirage)色度座標上における色度(x、y)を、分光蛍光光度計(製品名:QE-2000、大塚電子株式会社製)で励起光の波長を450nmとして測定した。各窒化物蛍光体を、温度130℃、相対湿度100%の環境試験機内で72時間保管して耐久性試験を行った。耐久性試験前の窒化物蛍光体の色度座標におけるy値を初期値とし、耐久性試験後の窒化物蛍光体のy値の差分の絶対値をΔyとして測定した。その結果を以下の表1に示した。
【0073】
【表1】
【0074】
膜厚測定
実施例1及び4と、比較例1から4の各窒化物蛍光体の断面のSEM写真から第一の膜及び第二の膜を目視にて認識し、個々の窒化物蛍光体における各部位ごとに第一の膜の膜厚又は第二の膜の膜厚を測定した。具体的には、後述するSEM写真の反射電子像を得る方法によって、各実施例及び比較例の窒化物蛍光体の断面のSEM写真を得て、1個以上3個以下の各実施例及び比較例の窒化物蛍光体の断面のSEM写真を目視にて観察し、各蛍光体の断面の1箇所以上3箇所以下の部位における第一の膜の膜厚又は第二の膜の膜厚を測定した。後述する方法で得られた窒化物蛍光体の断面のSEM写真において、個々の窒化物蛍光体の目視で認識できる第一の膜の膜厚又は第二の膜の膜厚は、個々の窒化物蛍光体粒子ごとに異なり、窒化物蛍光体の断面において各部位ごとに異なる。以下の表2に、各実施例及び比較例の窒化物蛍光体の第一の膜の膜厚又は第二の膜の膜厚を測定して得られた範囲を示した。
【0075】
【表2】
【0076】
表1に示すように、実施例1から4の窒化物蛍光体は、高温及び高湿の環境下に置かれた場合であっても、色度変化Δyの値が比較例よりも小さい。この結果から、第一の膜及び第二の膜がともに保護膜として機能し、色度変化が抑制され、耐久性が向上されたと推測された。実施例1から4の窒化物蛍光体は、相対発光強度は、比較例1の窒化物蛍光体よりも高くなっていたが、比較例2から4の窒化物蛍光体も相対発光強度は比較例1よりも高くなっており、発光ピーク波長も大きな変化がなかった。この結果から、実施例1から4の窒化物蛍光体は、第一の熱処理及び第二の熱処理によって第一の膜及び第二の膜が形成された場合であっても、高い発光効率が維持されていることが確認できた。実施例3は、実施例1又は2とほぼ同等の色度変化Δyの値であり、第二の熱処理の温度が350℃以上であれば、第一の膜及び第二の膜の密度が向上し、保護膜としての機能が向上されたことで、耐久性が向上したと推測された。実施例4の窒化物蛍光体は、前熱処理を行っていないために、表2に示すように、第一の膜の膜厚が比較的薄くなる傾向があった。そのため、実施例4の窒化物蛍光体は、実施例1から3よりも、色度変化Δyの値は大きくなっていたが、それでも比較例1の色度変化Δyの10分の1程度であった。
【0077】
図3に示すように、実施例1の発光スペクトルと、比較例1の発光スペクトルは、ほぼ重なっており、蛍光体コア粒子の表面に第一の膜及び第二の膜の二重の膜を含む窒化物蛍光体は、膜の存在しない窒化物蛍光体と同様に、発光スペクトルを変化させることなく、高い発光強度を維持していることが確認できた。
【0078】
比較例1の窒化物蛍光体は、第一の膜及び第二の膜を有していないため、高温高湿の環境下に置かれた場合は、色度変化Δyの値が実施例よりも大きくなり、窒化物蛍光体が劣化していると推測された。比較例2から4の窒化物蛍光体は、前熱処理及び第二の熱処理を行っているが、第一の熱処理を行っていないため、第二の膜が形成されておらず、実施例1から4の窒化物蛍光体よりも色度変化Δyの値が大きくなり、耐久性が向上されていなかった。比較例2から4の窒化物蛍光体は、表2に示すように、前熱処理を行う回数を増やしていくに従って、第一の膜の膜厚が厚くなっている。しかし、比較例2から4の窒化物蛍光体は、膜厚が厚くなってくると第一の膜中に亀裂が含まれる場合があり、色度変化Δyの値は実施例よりも大きく、耐久性が向上されていなかった。
【0079】
SEM写真-2次電子像
走査型電子顕微鏡(Scanninf Electron Microscope:SEM、製品名:SU3500、株式会社日立ハイテクノロジーズ製)走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、比較例1から3及び実施例1の窒化物蛍光体のSEM写真を得た。図5は実施例1の窒化物蛍光体のSEM写真であり、図6は比較例1の窒化物蛍光体のSEM写真である。
【0080】
SEM写真-反射電子像
得られた窒化物蛍光体をエポキシ樹脂に包埋し、樹脂を硬化させた後に、窒化物蛍光体の断面が露出するように切削し、表面を紙やすりで研磨した後、クロスセクションポリッシャー(CP)で表面を仕上げ、電界放出形走査電子顕微鏡(FE-SEM、製品名:SU8230、株式会社日立ハイテクノロジーズ製)を用いて、実施例1及び4と、比較例1から4の窒化物蛍光体の断面の反射電子像のSEM写真を得た。図4は、実施例1の窒化物蛍光体の粒子の断面の反射電子像のSEM写真である。
【0081】
組成分析
実施例1の窒化物蛍光体をエポキシ樹脂に包埋し、樹脂を硬化させた後に、窒化物蛍光体の断面が露出するように切削し、表面を紙やすりで研磨した後、クロスセクションポリッシャー(CP)で表面を仕上げ、電界放出形走査電子顕微鏡(FE-SEM、製品名:SU8230、株式会社日立ハイテクノロジーズ製)にて撮影した。撮影された実施例1の断面における蛍光体コア粒子(図4のP6)、第一の膜(図4のP5)、第二の膜(図4のP4)の部分をエネルギー分散型蛍光X線分析装置(Eneragy Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometerr:EDX、株式会社堀場製作所製SDD検出器、加速電圧:5kV)を用いて、組成分析を行った。結果を表3に示す。表3中、蛍光体コア粒子(図4のP6)、第一の膜(図4のP5)、第二の膜(図4のP4)に含まれる各元素のモル比は、Alのモル比を1として算出した。
【0082】
【表3】
【0083】
表3に示すように、実施例1の窒化物蛍光体の蛍光体コア粒子(図4のP6)部分おけるAlとSiのモル比は、1:0.99であり、蛍光体コア粒子の仕込み組成におけるSr0.937Ca0.049Eu0.014AlSiNで表される組成におけるAlとSiのモル比1:1が、ほぼ維持されていた。実施例1の窒化物蛍光体の第一の膜(図4のP5)部分は、蛍光体コア粒子部分よりも酸素(O)のモル比が増加しており、Sr、Al、Si及びNと、Oを含む第一の膜が形成されていることが確認できた。実施例1の窒化物蛍光体の第二の膜(図4のP4)部分は、Alのモル比を1としたときに、蛍光体コア粒子および第一の膜部分よりも、SiとOのモル比が増加しており、第一の熱処理において生成された少なくともSiを含む第二の膜が形成されていることが確認できた。
【0084】
図4に示すように、実施例1の窒化物蛍光体の断面のSEM写真において、蛍光体コア粒子1(P6)の表面には、蛍光体コア粒子1側から順に第一の膜2(P5)及び第二の膜3(P4)が形成されていることが確認できた。
【0085】
図5に示すように、SEM写真において、実施例1の窒化物蛍光体の表面は粗く、窒化物コア粒子の表面への付着物が確認できた。一方、図6に示すように、SEM写真において、比較例1の窒化物蛍光体の表面は実施例1の窒化物蛍光体の表面と比べて、滑らかであり、付着物が少ないことが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【0086】
本発明の一態様の窒化物蛍光体は、照明用光源、LEDディスプレイ、液晶用バックライト光源、信号機、照明式スイッチ、プロジェクター用光源、各種センサ及び各種インジケータ等に適用される発光装置に好適に利用できる。
【符号の説明】
【0087】
1:蛍光体コア粒子、2:第一の膜、3:第二の膜、10:発光素子、40:成形体、50:封止部材、70:蛍光体、100:発光装置。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7