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JP5689407B2 - ケイ酸塩緑色発光蛍光体 - Google Patents

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Description

本発明は、緑色発光材料として有用なケイ酸塩蛍光体に関する。
従来より、白色ＬＥＤとして、電気エネルギーの付与によって青色光を放出する半導体発光素子と黄色発光蛍光体とを組み合わせて、半導体発光素子からの青色光と、その青色光で黄色発光蛍光体を励起することによって発生した黄色光との混色により白色光を得る二色混色タイプのものが広く利用されている。しかしながら、この二色混色タイプの白色ＬＥＤが発する白色光は純度が低いという問題がある。このため、最近では、電気エネルギーの付与によって波長３５０〜４３０ｎｍの光を発光する半導体発光素子と、青色発光蛍光体、緑色発光蛍光体そして赤色発光蛍光体の三種類の蛍光体を組み合わせて、半導体発光素子からの光で、それぞれの蛍光体を励起することによって発生した青色光と緑色光及び赤色光の三色の混色により白色光を得る三色混色タイプの白色ＬＥＤの開発が行なわれている。
白色ＬＥＤ用の緑色発光蛍光体として、ケイ酸ストロンチウムバリウムなどのアルカリ土類金属ケイ酸塩をユウロピウムで付活したケイ酸塩緑色発光蛍光体が知られている。
特許文献１には、下記の式で表されるケイ酸塩緑色発光蛍光体が記載されている。
（ＭI (1-x)ＭII x）αＳｉＯβ
但し、ＭIは、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｚｎ及びＭｇからなる群より選ばれる１種以上の元素を表し、ＭIIは、２価及び３価の原子価を取り得る１種以上の金属元素を表し、ｘ、α及びβは、各々、０．０１＜ｘ＜０．３、１．５≦α≦２．５、３．５≦β≦４．５を満たす数である。
上記特許文献１には、ＭIは、Ｂａ及びＳｒを含有し、Ｍ1全体に対するＢａ及びＳｒのモル比をそれぞれ［Ｂａ］及び［Ｓｒ］とした場合に、［Ｂａ］及び［Ｓｒ］が、０．５＜｛［Ｂａ］／（［Ｂａ］＋［Ｓｒ］）｝≦１を満たすことが好ましいことが記載されている。
特許文献２には、ＳｒxＢａ2-xＳｉＯ4：Ｅｕ（０≦ｘ≦２）の式で表される緑色発光蛍光体にマグネシウム塩を添加することによって、青色域光による励起効率が向上する旨の記載がある。特許文献２には、マグネシウム塩として記載されているのは、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、フッ化マグネシウムである。
特許文献３には、ＬＥＤの作動温度について、ＬＥＤを長時間駆動させたり、発光輝度を高めるために高電流駆動させた場合には、ＬＥＤチップ（半導体発光素子）が発熱し、１２０℃にまで達する高温状態となることがある旨の記載がある。従って、白色ＬＥＤの可視光発光源として利用する蛍光体は、ＬＥＤ作動時の発熱による温度の変化によって発光強度が変動しにくいこと、すなわち１２０℃の付近の温度での発光強度の安定性が高いことが要求される。
特開２００８−８８３９９号公報 特開２００７−２３８８１４号公報 特開２０１０−３７９０号公報
上記特許文献３に記載されているように、白色ＬＥＤに用いる蛍光体は、室温〜１２０℃付近での温度範囲において発光強度の温度安定性が高いことが要求される。しかしながら、本発明者の検討によるとケイ酸ストロンチウムバリウムをユウロピウムで付活したケイ酸塩緑色発光蛍光体は、環境温度の上昇に伴って発光強度が低下する傾向が高い。
従って、本発明の目的は、熱に対する発光強度の安定性が高いケイ酸塩緑色発光蛍光体を提供することにある。
本発明者は、ケイ酸ストロンチウムバリウムをユウロピウムで付活したケイ酸塩緑色発光蛍光体に、ケイ素の含有量１モルに対してマグネシウムを０．１５〜０．９０モルの量にて添加して、酸化マグネシウムの結晶相またはメルウィナイトの結晶相のうちの少なくとも一つの相をケイ酸塩緑色発光蛍光体内に生成させることによって、ケイ酸塩緑色発光蛍光体の熱に対する発光強度の安定性が向上することを見出し、本発明に到達した。
従って、本発明は、ケイ酸ストロンチウムバリウムをユウロピウムで付活してなるケイ酸塩緑色発光蛍光体であって、酸化マグネシウムの結晶相またはメルウィナイトの結晶相のうちの少なくとも一つの相を有し、ケイ素の含有量１モルに対してマグネシウムを０．１５〜０．９０モルの量にて含有することを特徴とするケイ酸塩緑色発光蛍光体にある。
本発明のケイ酸塩緑色発光蛍光体の好ましい態様は次の通りである。
（１）酸化マグネシウムの結晶相とメルウィナイトの結晶相とを有する。
（２）酸化マグネシウムの結晶相を有し、入射角θのＣｕＫα線を用いて測定されるＸ線回折パターンにおいて、２θで３１．３〜３１．６度の範囲にある、ケイ酸ストロンチウムバリウムの結晶相の回折ピークの強度を１としたときに、２θで４２．８〜４３．１度の範囲にある、酸化マグネシウムの結晶相の回折ピークの強度が０．０２〜０．２０の範囲にある。
（３）メルウィナイトの結晶相を有し、入射角θのＣｕＫα線を用いて測定されるＸ線回折パターンにおいて、２θで３１．３〜３１．６度の範囲にある、ケイ酸ストロンチウムバリウムの結晶相の回折ピークの強度を１としたときに、２θで３２．４〜３２．７度の範囲にある、メルウィナイトの結晶相の回折ピークの強度が０．０２〜０．５０の範囲にある。
（４）ストロンチウム化合物粉末、バリウム化合物粉末、ケイ素化合物粉末及びユウロピウム化合物粉末を、ケイ酸ストロンチウムバリウムをユウロピウムで付活してなるケイ酸塩緑色発光蛍光体を生成する比率で含み、さらにマグネシウム化合物粉末をケイ素の含有量１モルに対するマグネシウムの含有量が０．１５〜０．９０モルの範囲となる割合にて含有する粉末混合物を焼成して得た物である。
（５）波長４００ｎｍの光で励起したときに、ピーク波長が５１０〜５３０ｎｍの範囲にある緑色光を発光し、さらにピーク波長が波長４３５〜４５０ｎｍの範囲にあって、該緑色光の発光強度を１としたときの発光強度が０．００１５〜０．０２０の範囲にある青色光を発光する。
本発明のケイ酸塩緑色発光蛍光体は、熱（特に、室温〜１００℃の温度範囲）に対する発光強度の安定性が向上することから、白色ＬＥＤのような作動時に温度が１２０℃にまで上昇することがある発光装置の緑色発光源として有利に使用することができる。
本発明のケイ酸塩緑色発光蛍光体を利用した白色ＬＥＤの一例の断面図である。 実施例７で得られたケイ酸塩緑色発光蛍光体のＸ線回折パターンである。 比較例１で得られたケイ酸塩緑色発光蛍光体のＸ線回折パターンである。 実施例７で得られたケイ酸塩緑色発光蛍光体の発光スペクトルであり、（ａ）は４１０〜５９０ｎｍの波長範囲の発光スペクトル、（ｂ）は波長４４０ｎｍ付近の発光スペクトルを拡大した図である。 比較例１で得られたケイ酸塩緑色発光蛍光体の発光スペクトルであり、（ａ）は４１０〜５９０ｎｍの波長範囲の発光スペクトル、（ｂ）は波長４４０ｎｍ付近の発光スペクトルを拡大した図である。
本発明のケイ酸塩緑色発光蛍光体は、ユウロピウムで付活されたケイ酸ストロンチウムバリウムを主成分として含有する。ユウロピウムで付活されたケイ酸ストロンチウムバリウムは、下記の式（Ｉ）で表される化合物であることが好ましい。
ｘＢａＯ・ｙＳｒＯ・ｚＥｕＯ・ＳｉＯ2・・・（Ｉ）
但し、式（Ｉ）において、ｘ、ｙはそれぞれ独立して０．１０〜２．００の数を示し、ｚは、０．００５〜０．２０の数を表し、ｘ、ｙ及びｚの合計は、１．５０〜２．５０を表す。
ｘ、ｙはそれぞれ独立して、０．５０〜１．５０の範囲にあることが好ましく、０．８０〜１．１０の範囲にあることがさらに好ましく、０．９０〜１．１０の範囲にあることが特に好ましい。ｚは、０．０１〜０．１０の範囲にあることが好ましく、０．０２〜０．０７の範囲にあることが特に好ましい。ｘ、ｙ及びｚの合計は、１．７０〜２．１０の範囲にあることが好ましく、１．８０〜１．９８の範囲にあることが特に好ましい。
本発明のケイ酸塩緑色発光蛍光体はさらにマグネシウムを含有する。マグネシウムの含有量は、ケイ素の含有量１モルに対する量として、一般に０．１５〜０．９０モルの範囲、好ましくは０．２０〜０．８０モルの範囲である。マグネシウムは酸化マグネシウムの結晶相またはメルウィナイトの結晶相を形成している。ここで、本発明においてメルウィナイトの結晶相とは、メルウィナイト（Ｃａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8）と同じ結晶構造を有する化合物の結晶相を意味する。本発明の蛍光体では、メルウィナイトと同じ結晶構造を有する化合物として（Ｂａ，Ｓｒ）3ＭｇＳｉ2Ｏ8が生成していると考えられる。
本発明のケイ酸塩緑色発光蛍光体は、酸化マグネシウムの結晶相とメルウィナイトの結晶相の両方を有していることが好ましい。なお、ケイ酸塩緑色発光蛍光体に含まれているマグネシウムの全てが酸化マグネシウムもしくはメルウィナイトの結晶相を形成している必要はない。マグネシウムの一部はケイ酸マグネシウムを形成していてもよい。
ケイ酸塩緑色発光蛍光体が、酸化マグネシウムの結晶相またはメルウィナイトの結晶相を有していることは、ケイ酸塩緑色発光蛍光体のＸ線回折パターンより確認することができる。酸化マグネシウム結晶相のＸ線回折ピークは、入射角θのＣｕＫα線を用いて測定されるＸ線回折パターンにおいて２θで４２．８〜４３．１度の範囲にある。この酸化マグネシウム結晶相のＸ線回折ピークの強度は、２θで３１．３〜３１．６度の範囲にある、ケイ酸ストロンチウムバリウム結晶相の回折ピークの強度を１としたときに、０．０２〜０．２０の範囲にあることが好ましい。メルウィナイト結晶相のＸ線回折ピークは、入射角θのＣｕＫα線を用いて測定されるＸ線回折パターンにおいて２θで３２．４〜３２．７度の範囲にある。このメルウィナイト結晶相のＸ線回折ピークの強度は、２θで３１．３〜３１．６度の範囲にある、ケイ酸ストロンチウムバリウム結晶相の回折ピークの強度を１としたときに、０．０２〜０．５０の範囲にあることが好ましい。
本発明のケイ酸塩緑色発光蛍光体は、波長４００ｎｍの光で励起したときに、ピーク波長が５１０〜５３０ｎｍの範囲にある緑色光を発光すると共に、ピーク波長が波長４３５〜４５０ｎｍの範囲にある青色光を発光することが好ましい。青色光の発光強度は、緑色光の発光強度を１としたときの発光強度が０．００１５〜０．０２０の範囲にあることが好ましく、０．００５〜０．０１０の範囲にあることが特に好ましい。
本発明のケイ酸塩緑色発光蛍光体は、例えば、ストロンチウム化合物粉末、バリウム化合物粉末、ケイ素化合物粉末、ユウロピウム化合物粉末及びマグネシウム化合物粉末を混合し、得られた粉末混合物を焼成する方法によって製造することができる。ストロンチウム化合物粉末、バリウム化合物粉末、ケイ素化合物粉末及びユウロピウム化合物粉末の混合比率は、ケイ酸ストロンチウムバリウムをユウロピウムで付活したケイ酸塩緑色発光蛍光体を生成する比率である。マグネシウム化合物粉末の混合割合は、粉末混合物中のケイ素含有量１モルに対してマグネシウムの含有量が０．１５〜０．９０モルの範囲となる割合である。
ストロンチウム化合物粉末、バリウム化合物粉末、ケイ素化合物粉末、ユウロピウム化合物粉末及びマグネシウム化合物粉末の各原料粉末はそれぞれ、酸化物粉末であってもよいし、水酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩（塩基性炭酸塩を含む）、硝酸塩、シュウ酸塩などの加熱により酸化物を生成する化合物の粉末であってもよい。原料粉末はそれぞれ一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。各原料粉末は、純度が９９質量％以上であることが好ましい。
粉末混合物には、フラックスを添加してもよい。フラックスはハロゲン化物であることが好ましく、塩素化合物であることが特に好ましい。フラックスとして原料粉末の一部に塩素化合物粉末を用いることが好ましい。特に、ストロンチウムの塩素化合物粉末を用いることが好ましい。フラックスの添加量は、粉末混合物中のケイ素含有量を１モルとして、ハロゲン量が０．０００１〜０．５モルの範囲となる量であることが好ましく、０．０１〜０．５モルの範囲となる量であることが特に好ましい。
原料粉末の混合方法には、乾式混合法及び湿式混合法のいずれの方法も採用することができる。湿式混合法で原料粉末を混合する場合は、回転ボールミル、振動ボールミル、遊星ミル、ペイントシェーカー、ロッキングミル、ロッキングミキサー、ビーズミル、撹拌機などを用いることができる。溶媒には、水や、エタノール、イソプロピルアルコールなどの低級アルコールを用いることができる。
粉末混合物の焼成は、還元性ガス雰囲気下で行なうことが好ましい。還元性ガスとしては、０．５〜５．０体積％の水素と９９．５〜９５．０体積％の不活性気体との混合ガスを用いることができる。不活性気体の例としては、アルゴン及び窒素を挙げることができる。焼成温度は、一般に９００〜１３００℃の範囲である。焼成時間は、一般に０．５〜１００時間の範囲であり、０．５〜１０時間の範囲にあることが好ましい。
原料粉末に加熱により酸化物を生成する化合物の粉末を用いる場合には、還元性ガス雰囲気下で焼成する前に、粉末混合物を大気雰囲気下にて６００〜８５０℃の温度で０．５〜１００時間仮焼することが好ましい。仮焼時間は、０．５〜１０時間であることが特に好ましい。焼成により得られたケイ酸塩緑色発光蛍光体は、必要に応じて分級処理、塩酸や硝酸などの鉱酸による酸洗浄処理、ベーキング処理を行なってもよい。
本発明のケイ酸塩緑色発光蛍光体は、真空紫外光から青色光までの光によって励起されることによって緑色光を発光する。このため、本発明のケイ酸塩緑色発光蛍光体は、プラズマディスプレイパネル及び白色ＬＥＤなどの各種発光装置の緑色発光源として有利に使用することができる。次に、本発明のケイ酸塩緑色発光蛍光体を用いた発光装置について、添付図面の図１を参照しながら説明する。
図１に示す発光装置は三色混色タイプの白色ＬＥＤである。図１において、白色ＬＥＤは、基板１と、基板１の上に接着剤２により固定された半導体発光素子３、基板１の上に形成された一対の電極４ａ、４ｂ、半導体発光素子３と電極４ａ、４ｂとを電気的に接続するリード線５ａ、５ｂ、半導体発光素子３を被覆する樹脂層６、樹脂層６の上に設けられた蛍光体含有樹脂組成物層７、そして樹脂層６と蛍光体含有樹脂組成物層７の周囲を覆う光反射材８、そして電極４ａ、４ｂと外部電源（図示せず）とを電気的に接続するための導電線９ａ、９ｂからなる。
基板１は、高い絶縁性と高い熱導電性とを有していることが好ましい。基板１の例としては、アルミナや窒素アルミニウムなどのセラミックから形成された基板及び金属酸化物やガラスなどの無機物粒子を分散させた樹脂材料から形成された基板を挙げることができる。半導体発光素子３は、電気エネルギーの付与によって波長３５０〜４３０ｎｍの光を発光するものであることが好ましい。半導体発光素子３の例としては、ＡｌＧａＮ系半導体発光素子を挙げることができる。
樹脂層６は透明樹脂から形成される。樹脂層６を形成する透明樹脂材料の例としては、エポキシ樹脂及びシリコーン樹脂を挙げることができる。蛍光体含有樹脂組成物層７は、青色発光蛍光体、緑色発光蛍光体、そして赤色発光蛍光体がそれぞれ樹脂バインダ中に分散された蛍光体含有樹脂組成物から形成される。緑色発光蛍光体は、本発明のケイ酸塩緑色発光蛍光体を含む。青色発光蛍光体の例としては、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｍｇ、Ｃａ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕを挙げることができる。赤色発光蛍光体の例としては、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｌａ2Ｏ3Ｓ：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ、Ｅｕ2Ｗ2Ｏ9、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ，Ｍｎ、ＣａＴｉＯ3：Ｐｒ，Ｂｉ、（Ｌａ，Ｅｕ）2Ｗ3Ｏ12を挙げることができる。樹脂バインダは透明樹脂であり、その例としてはエポキシ樹脂及びシリコーン樹脂を挙げることができる。光反射材８は、蛍光体含有樹脂組成物層７にて発生した可視光を外部に向けて反射することによって可視光の発光効率を向上させる。光反射材８の形成材料の例としては、Ａｌ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｒｈ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔなどの金属、アルミナ、ジルコニア、チタニア、マグネシア、酸化亜鉛、炭酸カルシウムなどの白色金属化合物、及び白色顔料を分散させた樹脂材料を挙げることができる。
図１の白色ＬＥＤにおいて、導電線９ａ、９ｂを介して電極４ａ、４ｂに電圧を印加すると、半導体発光素子３が発光して波長３５０〜４３０ｎｍの範囲にピークを有する発光光が発生し、この発光光が蛍光体含有樹脂組成物層７中の各色発光蛍光体を励起させることによって青色、緑色及び赤色の可視光が発生する。そして、それらの青色光、緑色光及び赤色光の混色により白色光が発生する。
白色ＬＥＤは、例えば、次のようにして製造することができる。基板１に所定のパターンで電極４ａ、４ｂを形成する。次に、基板１の上に接着剤２により半導体発光素子３を固定した後、ワイヤボンディングなどの方法により、半導体発光素子３と電極４ａ、４ｂとを電気的に接続するリード線５ａ、５ｂを形成する。次に、半導体発光素子３の周囲に光反射材８を固定した後、半導体発光素子３の上に透明樹脂材料を流し込み、その透明樹脂材料を固化させて樹脂層６を形成する。そして、樹脂層６の上に蛍光体含有樹脂組成物を流し込み、その蛍光体含有樹脂組成物を固化させて、蛍光体含有樹脂組成物層７を形成する。
白色ＬＥＤには、蛍光体含有樹脂組成物層７の代わりにガラスに蛍光体を分散させた蛍光体含有ガラス組成物層を用いたものも知られている。この蛍光体含有ガラス組成物層にも本発明のケイ酸塩緑色発光蛍光体を分散させることができる。
［実施例１］
炭酸ストロンチウム粉末（純度：９９．９９質量％、平均粒子径：２．７３μｍ）、炭酸バリウム粉末（純度：９９．８質量％、平均粒子径：１．２６μｍ）、酸化マグネシウム粉末（気相法により製造したもの、純度：９９．９８質量％、ＢＥＴ比表面積：８ｍ2／ｇ）、二酸化ケイ素粉末（純度：９９．９質量％、平均粒子径：３．８７μｍ）、三酸化二ユウロピウム粉末（純度：９９．９質量％、平均粒子径：２．７１μｍ）、塩化ストロンチウム粉末（純度：９９．９質量％）を、ＳｒＣＯ3：ＢａＣＯ3：ＭｇＯ：ＳｉＯ2：Ｅｕ2Ｏ3：ＳｒＣｌ2のモル比がそれぞれ０．９４５：０．９００：０．２００：１：０．０２０：０．０１５となるように秤量した。なお、各原料粉末の平均粒子径はいずれもレーザー回折散乱法により測定した値である。秤量した各原料粉末を純水と共にボールミルに投入し、２４時間湿式混合して、粉末混合物のスラリーを得た。得られたスラリーをスプレードライヤーにより噴霧乾燥して、平均粒子径が４０μｍの粉末混合物を得た。
得られた粉末混合物をアルミナ坩堝に入れて、大気雰囲気下にて８００℃の温度で３時間焼成し、次いで、室温まで放冷した後、２体積％水素−９８体積％アルゴンの混合ガス雰囲気下にて１２００℃の温度で６時間焼成してケイ酸塩緑色発光蛍光体を得た。
［実施例２〜１２及び比較例１〜２］
ＳｒＣＯ3：ＢａＣＯ3：ＭｇＯ：ＳｉＯ2：Ｅｕ2Ｏ3：ＳｒＣｌ2のモル比を、下記表１に示すモル比としたこと以外は、実施例１と同様の操作を行なってケイ酸塩緑色発光蛍光体を得た。
表１
────────────────────────────────────────
ＳｒＣＯ3 ：ＢａＣＯ3 ：ＭｇＯ ：ＳｉＯ2 ：Ｅｕ2Ｏ3 ：ＳｒＣｌ2
────────────────────────────────────────
実施例１ ０．９４５：０．９００：０．２００： １ ：０．０２０：０．０１５
実施例２ ０．９４５：０．９００：０．４５０： １ ：０．０２０：０．０１５
実施例３ ０．９４５：０．９００：０．５００： １ ：０．０２０：０．０１５
実施例４ ０．９４５：０．９００：０．６００： １ ：０．０２０：０．０１５
────────────────────────────────────────
実施例５ ０．９４５：０．９５０：０．２００： １ ：０．０２０：０．０１５
実施例６ ０．９４５：０．９５０：０．４５０： １ ：０．０２０：０．０１５
実施例７ ０．９４５：０．９５０：０．５００： １ ：０．０２０：０．０１５
実施例８ ０．９４５：０．９５０：０．６００： １ ：０．０２０：０．０１５
────────────────────────────────────────
実施例９ ０．９４５：１．０００：０．３００： １ ：０．０２０：０．０１５
実施例１０ ０．９４５：１．０００：０．４５０： １ ：０．０２０：０．０１５
実施例１１ ０．９４５：１．０００：０．６００： １ ：０．０２０：０．０１５
実施例１２ ０．９４５：１．０００：０．８００： １ ：０．０２０：０．０１５
────────────────────────────────────────
比較例１ ０．９４５：１．０００：０ ： １ ：０．０２０：０．０１５
比較例２ ０．９４５：０．９９０：０．１００： １ ：０．０２０：０．０１５
────────────────────────────────────────
［評価］
実施例１〜１２及び比較例１〜２で得られたケイ酸塩緑色発光蛍光体について、（１）酸化マグネシウム結晶相及びメルウィナイト結晶相のＸ線回折ピーク強度、（２）波長４００ｎｍの光で励起させたときの発光スペクトル、（３）緑色光の発光強度の温度安定性、そして（４）粒度分布を下記の通り測定した。
（１）酸化マグネシウム結晶相及びメルウィナイト結晶相のＸ線回折ピーク強度
ケイ酸塩緑色発光蛍光体のＸ線回折パターンは下記の条件にて測定した。図２は実施例７で得られたケイ酸塩緑色発光蛍光体のＸ線回折パターンである。図３は比較例１で得られたケイ酸塩緑色発光蛍光体のＸ線回折パターンである。図２と図３とを比較すると、比較例１のケイ酸塩緑色発光蛍光体はケイ酸ストロンチウムバリウム結晶相のみを有するのに対して、実施例７のケイ酸塩緑色発光蛍光体はケイ酸ストロンチウムバリウム結晶相に加えて、酸化マグネシウムとメルウィナイトの結晶相を有することが分かる。
Ｘ線回折パターンから、ケイ酸ストロンチウムバリウム結晶相のＸ線回折ピーク強度を１としたときの、酸化マグネシウム結晶相とメルウィナイト結晶相のＸ線回折ピーク強度を算出した。表２にその結果を示す。なお、ケイ酸ストロンチウムバリウム結晶相のＸ線回折ピーク強度は２θで３１．３〜３１．６度の範囲にある回折ピークから、酸化マグネシウム結晶相のＸ線回折ピーク強度は２θで４２．８〜４３．１度の範囲にある回折ピークから、メルウィナイト結晶相のＸ線回折ピーク強度は２θで３２．４〜３２．７度の範囲にある回折ピークから求めた。
［Ｘ線回折パターンの測定条件］
測定：連続測定
Ｘ線源：ＣｕＫα
管電圧：４０ｋＶ
管電流：４０ｍＡ
発散スリット幅：０．３ｄｅｇ
散乱スリット幅：０．３ｄｅｇ
受光スリット幅：５．５６ｍｍ
スキャンモード：４ｄｅｇ／分
スキャンステップ：０．００５ｄｅｇ
（２）波長４００ｎｍの光で励起させたときの発光スペクトル
ケイ酸塩緑色発光蛍光体にキセノンランプを用いて波長４００ｎｍの光を照射し、ケイ酸塩緑色発光蛍光体を励起させて発光スペクトルを測定した。図４は実施例７で得られたケイ酸塩緑色発光蛍光体の発光スペクトルであり、（ａ）は４１０〜５９０ｎｍの波長範囲の発光スペクトル、（ｂ）は波長４４０ｎｍ付近の発光スペクトルを拡大した図である。図５は比較例１で得られたケイ酸塩緑色発光蛍光体の発光スペクトルであり、（ａ）は４１０〜５９０ｎｍの波長範囲の発光スペクトル、（ｂ）は波長４４０ｎｍ付近の発光スペクトルを拡大した図である。図４と図５とを比較すると、比較例１のケイ酸塩緑色発光蛍光体はピーク波長が５１０〜５３０ｎｍの範囲にある緑色光のみを発光するのに対して、実施例７のケイ酸塩緑色発光蛍光体は緑色光と共に波長４３５〜４５０ｎｍの範囲に発光ピークを有する青色光を発光することが分かる。
発光スペクトルから、緑色光の発光ピーク強度を１としたときの、青色光の発光ピーク強度を算出した。表２にその結果を示す。
（３）緑色光の発光強度の温度安定性
ケイ酸塩緑色発光蛍光体を１０℃／分の昇温速度で加熱し、２５℃、５０℃、１００℃、１５０℃の各温度となった時点で、該温度で５分間維持した後に、該温度を維持したままケイ酸塩緑色発光蛍光体に、キセノンランプを用いて波長４００ｎｍの光を照射して発光スペクトルを測定する。得られた発光スペクトルの５１０〜５３０ｎｍの波長範囲の中でピーク強度を求め、これを発光強度とする。発光強度は、各実施例および比較例で製造したケイ酸塩緑色発光蛍光体を２５℃に加熱したときの発光強度を１００とした相対値とする。表３にその結果を示す。
（４）粒度分布
１００ｍＬビーカーにケイ酸塩緑色発光蛍光体０．２ｇとエタノール４０ｍＬとを入れ、ホモジナイザー（（株）日本精機製作所製、ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ＵＳ−１５０Ｔ）を用いて、４００μＡの条件で３分間分散処理した。得られた分散液を粒度分布測定装置（日機装（株）製、ＭＩＣＲＯＴＡＲＣ ＨＲＡ９３２０−Ｘ１００）に全量投入し、ケイ酸塩緑色発光蛍光体の粒度分布を測定した。表３にその結果を示す。
表２
────────────────────────────────────────
酸化マグネシウム結晶相 メルウィナイト結晶相 青色光の発光ピーク強度
のＸ線回折ピーク強度 のＸ線回折ピーク強度
────────────────────────────────────────
実施例１ ０．０５０ ０．３０４ ０．００７５
実施例２ ０．０８９ ０．２８０ ０．０１３５
実施例３ ０．１０８ ０．３２０ ０．０１６３
実施例４ ０．１３５ ０．３７１ ０．０１７２
────────────────────────────────────────
実施例５ ０．０５４ ０．０４６ ０．００１９
実施例６ ０．０７４ ０．１２１ ０．００７６
実施例７ ０．１０６ ０．１６４ ０．００７０
実施例８ ０．１２４ ０．１７４ ０．００８０
────────────────────────────────────────
実施例９ ０．０５９ 検出されず ０．００２５
実施例１０ ０．０８９ 検出されず ０．００２２
実施例１１ ０．１２７ 検出されず ０．００１８
実施例１２ ０．１３４ 検出されず ０．００１６
────────────────────────────────────────
比較例１ 検出されず 検出されず 検出されず
比較例２ 検出されず 検出されず 検出されず
────────────────────────────────────────
１）酸化マグネシウム結晶相及びメルウィナイト結晶相のＸ線回折ピーク強度：ケイ酸ストロンチウムバリウムのＸ線回折ピークの強度を１とした相対値。
２）青色光の発光ピーク強度：緑色光の発光ピーク強度を１とした相対値。
表３
────────────────────────────────────────
緑色光の発光強度の温度安定性 粒度分布
───────────────────────────────────
２５℃ ５０℃ １００℃ １５０℃ Ｄ１０ Ｄ５０ Ｄ９０
────────────────────────────────────────
実施例１ １００ ９５．６ ８７．１ ７５．６ ８．１ ４３．２ １９０．２
実施例２ １００ ９６．０ ８９．７ ７９．２ ４．２ ８．８ １１．１
実施例３ １００ ９５．４ ８８．３ ７８．１ ３．２ ５．５ １０．９
実施例４ １００ ９６．４ ８８．８ ７７．７ ４．６ ６．３ ９．７
────────────────────────────────────────
実施例５ １００ ９５．６ ８７．９ ７７．６ ６．２ ４７．３ ２１７．６
実施例６ １００ ９５．８ ８８．７ ７８．８ ３．８ ６．２ ９．２
実施例７ １００ ９７．０ ９１．０ ７９．６ ３．１ ５．３ １１．２
実施例８ １００ ９６．８ ８９．５ ７８．６ ４．３ ６．６ １０．１
────────────────────────────────────────
実施例９ １００ ９５．８ ８７．６ ７２．７ ７．７ ４９．８ ２１０．５
実施例１０ １００ ９７．２ ８８．５ ７４．５ ３．１ ５．０ ８．２
実施例１１ １００ ９６．７ ８８．２ ７３．２ ３．１ ５．３ １１．２
実施例１２ １００ ９６．０ ８７．２ ７２．４ ２．５ ４．８ ８．０
────────────────────────────────────────
比較例１ １００ ９４．４ ８４．８ ７４．２ ２７．５ ８３．８ ２２０．８
比較例２ １００ ９４．９ ８５．０ ７２．９ ７．７ ６２．２ ２０９．５
────────────────────────────────────────
表２と表３の結果から、ケイ酸ストロンチウムバリウムの結晶相と酸化マグネシウムの結晶相とを有するケイ酸塩緑色発光蛍光体（実施例１〜１２）は、ケイ酸ストロンチウムバリウムの結晶相のみを有するケイ酸塩緑色発光蛍光体（比較例１）と比較して、１００℃での発光強度の維持率が８７％以上と高い値を示すことが分かる。特に、メルウィナイトの結晶相を有するケイ酸塩緑色発光蛍光体（実施例１〜８）は、１５０℃での発光強度の維持率が７５％以上と高い値を示すことが分かる。
１ 基板
２ 接着剤
３ 半導体発光素子
４ａ、４ｂ 電極
５ａ、５ｂ リード線
６ 樹脂層
７ 蛍光体含有樹脂組成物層
８ 光反射材
９ａ、９ｂ 導電線

Claims (6)

  1. ケイ酸ストロンチウムバリウムをユウロピウムで付活してなるケイ酸塩緑色発光蛍光体であって、酸化マグネシウムの結晶相またはメルウィナイトの結晶相のうちの少なくとも一つの相を有し、ケイ素の含有量１モルに対してマグネシウムを０．１５〜０．９０モルの量にて含有することを特徴とするケイ酸塩緑色発光蛍光体。
  2. 酸化マグネシウムの結晶相とメルウィナイトの結晶相とを有する請求項１に記載のケイ酸塩緑色発光蛍光体。
  3. 酸化マグネシウムの結晶相を有し、入射角θのＣｕＫα線を用いて測定されるＸ線回折パターンにおいて、２θで３１．３〜３１．６度の範囲にある、ケイ酸ストロンチウムバリウムの結晶相の回折ピークの強度を１としたときに、２θで４２．８〜４３．１度の範囲にある、酸化マグネシウムの結晶相の回折ピークの強度が０．０２〜０．２０の範囲にある請求項１に記載のケイ酸塩緑色発光蛍光体。
  4. メルウィナイトの結晶相を有し、入射角θのＣｕＫα線を用いて測定されるＸ線回折パターンにおいて、２θで３１．３〜３１．６度の範囲にある、ケイ酸ストロンチウムバリウムの結晶相の回折ピークの強度を１としたときに、２θで３２．４〜３２．７度の範囲にある、メルウィナイトの結晶相の回折ピークの強度が０．０２〜０．５０の範囲にある請求項１に記載のケイ酸塩緑色発光蛍光体。
  5. ストロンチウム化合物粉末、バリウム化合物粉末、ケイ素化合物粉末及びユウロピウム化合物粉末を、ケイ酸ストロンチウムバリウムをユウロピウムで付活してなるケイ酸塩緑色発光蛍光体を生成する比率で含み、さらにマグネシウム化合物粉末をケイ素の含有量１モルに対するマグネシウムの含有量が０．１５〜０．９０モルの範囲となる割合にて含有する粉末混合物を焼成して得た物である請求項１に記載のケイ酸塩緑色発光蛍光体。
  6. 波長４００ｎｍの光で励起したときに、ピーク波長が５１０〜５３０ｎｍの範囲にある緑色光を発光し、さらにピーク波長が波長４３５〜４５０ｎｍの範囲にあって、該緑色光の発光強度を１としたときの発光強度が０．００１５〜０．０２０の範囲にある青色光を発光する請求項１に記載のケイ酸塩緑色発光蛍光体。
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