[go: up one dir, main page]

WO2012042957A1 - β型サイアロンの製造方法 - Google Patents

β型サイアロンの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2012042957A1
WO2012042957A1 PCT/JP2011/059780 JP2011059780W WO2012042957A1 WO 2012042957 A1 WO2012042957 A1 WO 2012042957A1 JP 2011059780 W JP2011059780 W JP 2011059780W WO 2012042957 A1 WO2012042957 A1 WO 2012042957A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sialon
annealing
gas
atmosphere
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2011/059780
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
秀幸 江本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denki Kagaku Kogyo KK filed Critical Denki Kagaku Kogyo KK
Priority to US13/825,866 priority Critical patent/US20130300014A1/en
Priority to KR1020137009081A priority patent/KR101725857B1/ko
Priority to EP11828519.6A priority patent/EP2623580B1/en
Priority to JP2012536243A priority patent/JP5730319B2/ja
Priority to CN201180046132.2A priority patent/CN103168086B/zh
Publication of WO2012042957A1 publication Critical patent/WO2012042957A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7701—Chalogenides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/0883—Arsenides; Nitrides; Phosphides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/64—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/77348—Silicon Aluminium Nitrides or Silicon Aluminium Oxynitrides

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing ⁇ -sialon used as a phosphor usable in a light emitting device using a blue light emitting diode or an ultraviolet light emitting diode.
  • the ⁇ -sialon luminance is significantly improved by subjecting the ⁇ -sialon synthesized once to heat treatment in vacuum or under an inert atmosphere with a low nitrogen partial pressure and acid treatment (Patent Document 1).
  • An object of the present invention is to provide a method for producing ⁇ -sialon having higher fluorescence intensity.
  • the present invention includes a mixing step of mixing raw material powder containing silicon, aluminum and europium, and firing the raw material obtained by mixing in an atmosphere of an inert gas or a non-oxidizing gas to form a general formula: Si 6-z Al z O z N 8-z : Buy process for generating ⁇ -sialon represented by Eu (0 ⁇ z ⁇ 4.2), annealing process for annealing the generated ⁇ -sialon, and annealed ⁇ -type And an acid treatment step of immersing sialon in an acid solution, wherein the annealing treatment is performed under a reducing atmosphere, an atmospheric pressure of 1 kPa to 10 MPa, an atmospheric temperature of 1200 ° C. to 1600 ° C.
  • the present invention provides a method for producing ⁇ -sialon which is performed in a treatment time of 1 hour or more and 24 hours or less.
  • the reducing atmosphere is preferably hydrogen gas.
  • the reducing atmosphere is preferably a mixed gas of reducing gas and inert gas, and the hydrogen gas concentration in the mixed gas is preferably 1% by volume or more.
  • the acid solution in the acid treatment step is preferably a mixed acid containing at least hydrofluoric acid and nitric acid.
  • Calcination is preferably performed in an atmosphere at a temperature of 1850 ° C. or higher.
  • the present invention is a ⁇ -sialon having higher fluorescence intensity by controlling the atmosphere type, its pressure and temperature, and the processing time in the annealing step in the method for producing ⁇ -sialon.
  • the present invention includes a mixing step of mixing raw material powder containing silicon, aluminum and europium, and firing the raw material obtained by mixing in an atmosphere of an inert gas or a non-oxidizing gas to form a general formula: Si 6-z al z O z N 8-z : Eu has a firing step to produce a ⁇ -sialon represented by (0 ⁇ z ⁇ 4.2), and a annealing step of annealing the fired ⁇ -sialon, annealing Is a method for producing ⁇ -sialon in a reducing atmosphere of a reduced pressure atmosphere of 1 KPa or higher to a pressurized atmosphere of 10 MPa and an atmospheric temperature of 1200 ° C. to 1600 ° C. and a processing time of 1 hour to 24 hours.
  • the temperature of the atmosphere in the firing process is as low as 1800 ° C. or lower, it may be difficult to give sufficient fluorescence intensity. For this reason, it is preferable that the temperature of the atmosphere at the time of baking is 1850 degreeC or more.
  • the atmosphere in the annealing process is a reducing atmosphere is that the reducing gas acts on crystal defects in which the electrical neutrality of ⁇ -sialon is not locally maintained, and the crystallinity is improved. Due to the improvement in crystallinity, the fluorescence intensity of ⁇ -sialon is improved.
  • the reducing gas is composed of any one or a mixture of ammonia gas, hydrocarbon gas, carbon monoxide gas, and hydrogen gas.
  • hydrogen gas having a small molecular size is preferable because it is effective for improving crystallinity. .
  • the reducing gas may be mixed with an inert gas.
  • the inert gas is a noble gas or nitrogen of Group 18 element of the periodic table, and examples of the noble gas include argon and helium.
  • the concentration of the reducing gas in the mixed gas is preferably 1% by volume or more because it is difficult to improve crystallinity if the concentration is too low. .
  • the effect of improving the characteristics in the annealing process is exhibited in a wide range of atmospheric pressures from reduced pressure to increased pressure, but pressures lower than 1 kPa have a small reducing effect due to the atmosphere, and the characteristics are not improved so much, and ⁇ -sialon is decomposed. Since it is promoted, it is not preferable.
  • by pressurizing the atmosphere it is possible to broaden other conditions necessary for expressing the annealing effect (low temperature, shortening the time), but even if the atmospheric pressure is too high, the annealing effect reaches its peak. Since a special and expensive annealing apparatus is required, considering mass productivity, the preferable atmospheric pressure is 10 MPa or less, more preferably less than 1 MPa.
  • the crystallinity improving effect is low, and if it is too high, ⁇ -sialon is decomposed, and is 1200 ° C. or higher and 1600 ° C. or lower.
  • the treatment time in the annealing step is too short, the effect of improving crystallinity is low, and if it is too long, the annealing effect reaches its peak, so it is 1 hour to 24 hours, preferably 2 hours to 10 hours.
  • the phosphor properties are further improved by performing an acid treatment step in which ⁇ -sialon is immersed in an acid solution.
  • the acid treatment step preferably includes a step of immersing ⁇ -sialon in an acid solution, separating ⁇ -sialon and acid with a filter or the like, and washing the separated ⁇ -sialon with water.
  • the decomposition product of the ⁇ -type sialon crystal generated during the annealing process can be removed by the acid treatment, thereby improving the fluorescence characteristics.
  • the acid used for the acid treatment include hydrofluoric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, or nitric acid alone or in a mixture, and a mixed acid composed of hydrofluoric acid and nitric acid suitable for removing decomposition products. Is preferred.
  • the temperature of the acid solution during the acid treatment may be room temperature, but in order to enhance the effect of the acid treatment, it is preferably heated to 50 ° C. or higher and 90 ° C. or lower.
  • the average particle size is preferably 6 to 30 ⁇ m.
  • the step of adjusting the average particle size of ⁇ -sialon may be performed at any time after the baking step, the annealing step, and the acid treatment step of the present invention.
  • a raw material powder containing silicon, aluminum, and europium is mixed, and the raw material obtained by mixing is fired in an atmosphere of an inert gas or a non-oxidizing gas, and the general formula: Si 6 ⁇
  • a firing step for generating ⁇ -type sialon represented by z Al z O z N 8-z : Eu (0 ⁇ z ⁇ 4.2) and an annealing step for annealing the fired ⁇ -type sialon were performed.
  • ⁇ Mixing process> In the mixing step, ⁇ -type silicon nitride (SN-E10 grade, Ube Industries, Ltd., oxygen content 1.0 mass%), aluminum nitride powder (F grade, Tokuyama Corp., oxygen content 0. 8 mass%), aluminum oxide powder (TM-DAR grade, manufactured by Daimei Chemical Co., Ltd.), and europium oxide powder (RU grade, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
  • these raw material powders were mixed using a silicon nitride pot and balls by a wet ball mill using ethanol as a solvent. After mixing, the solvent was removed and then drying was performed. Thereafter, a sieve having an opening of 150 ⁇ m was passed through to remove aggregates, thereby obtaining a raw material.
  • the obtained raw material is filled into a cylindrical boron nitride container with a lid (N-1 grade, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), and in a pressurized nitrogen atmosphere of 0.85 MPa in an electric furnace of a carbon heater.
  • ⁇ -sialon was produced by placing it in an environment at 2000 ° C. for 14 hours.
  • the produced ⁇ -sialon is a loosely aggregated lump. Therefore, the produced ⁇ -sialon was lightly crushed and then pulverized with a supersonic jet pulverizer (PJM-80SP, manufactured by Nippon Pneumatic Kogyo Co., Ltd.) to form a powder.
  • a supersonic jet pulverizer (PJM-80SP, manufactured by Nippon Pneumatic Kogyo Co., Ltd.)
  • ⁇ -sialon is filled in a cylindrical boron nitride container, and the furnace of the tungsten heater is entirely made of metal (the furnace members are made of a refractory metal of tungsten and molybdenum). went.
  • the inside of the electric furnace is evacuated to 5 Pa or less, heated to 1000 ° C. at a rate of 20 ° C./min in a vacuum state, hydrogen gas is introduced into the electric furnace, and the electric furnace The inside was 0.15 MPa. Further, hydrogen gas was introduced into the electric furnace, the temperature was raised to 1500 ° C. at 5 ° C./min while maintaining the atmospheric pressure constant, held at 1500 ° C. for 4 hours, and then the electric furnace was cooled to room temperature. .
  • ⁇ Acid treatment process> The acid treatment was performed on the annealed ⁇ -sialon with an acid solution of a mixed acid of hydrofluoric acid and nitric acid.
  • the temperature of the acid solution was set to 70 ° C.
  • the finally obtained precipitate was filtered and dried to obtain ⁇ -sialon of Example 1.
  • the obtained ⁇ -sialon was subjected to powder X-ray diffraction (XRD) measurement using Cu K ⁇ rays, and as a result, the crystal phase was a ⁇ -sialon single phase.
  • the average particle size determined by a particle size distribution measuring apparatus of laser diffraction scattering method was 13.5 ⁇ m.
  • the fluorescence characteristics of the ⁇ -sialon of Example 1 were measured by measuring a fluorescence spectrum under blue light excitation (wavelength 455 nm) using a spectrofluorometer (F7000) manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation. The obtained fluorescence spectrum is shown in FIG.
  • Table 1 shows the peak values of the fluorescence intensity for each condition and fluorescence intensity.
  • the atmosphere of the annealing step is a reducing atmosphere containing a reducing gas, an atmospheric pressure of 1 kPa or more, an atmospheric temperature of 1200 ° C. to 1600 ° C., a processing time of 1 hour to 24 hours, and the reducing atmosphere is hydrogen. It has been found that a gas is preferred.
  • Comparative Example 1 ⁇ -sialon was produced by exactly the same method as in Example 1 except that the atmosphere of the annealing treatment was argon gas. As a result of XRD measurement, the crystal phase was a ⁇ -type sialon single phase, and the average particle size determined by the particle size distribution measuring apparatus was 13.8 ⁇ m.
  • FIG. 1 shows a fluorescence spectrum of the obtained ⁇ -sialon measured by the same method as in Example 1. Since the fluorescence spectrum changes depending on the measurement apparatus and conditions, the measurement was performed under the same conditions as in Example 1, without leaving time from the measurement in Example 1. As shown in FIG. 1, the fluorescence intensity was improved by using a reducing hydrogen gas as the annealing atmosphere after firing.
  • Comparative Examples 2 and 3 In Comparative Example 2, ⁇ -sialon was produced in the same manner as in Example 1 except that the atmospheric pressure in the annealing step was changed to 0.5 kPa lower than 1 kPa. In Comparative Example 3, ⁇ -sialon was produced in the same manner as in Example 1 except that the temperature in the annealing process was set to 1650 ° C., which is larger than 1600 ° C. In any case, the partial decomposition of ⁇ -sialon progressed during the annealing process, and the fluorescence characteristics were greatly deteriorated.
  • Examples 2 to 5 In Examples 2 to 5, ⁇ -sialon was produced under exactly the same conditions as in Example 1 except for the points shown in Table 1.
  • Example 1 Although not shown in the table, when the reducing gas of Example 1 was replaced with ammonia gas, hydrocarbon gas, and carbon monoxide gas, ⁇ -sialon having a fluorescence spectrum almost similar to that of Example 1 was obtained. could be manufactured.
  • the ⁇ -sialon obtained by the present invention is excited with a wide wavelength range from ultraviolet to blue light and exhibits high luminance green light emission, it can be suitably used as a phosphor of a white LED used as a blue or ultraviolet light source.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

　本発明の目的は、より高い蛍光強度を有するβ型サイアロンの製造方法を提供することである。　本発明は、ケイ素、アルミニウム及びユーロピウムを含有する原料粉末を混合する混合工程と、混合して得た原料を不活性ガス又は非酸化性ガスの雰囲気下で焼成して一般式：Ｓｉ６－ｚＡｌｚＯｚＮ８－ｚ：Ｅｕ（０＜ｚ＜４．２）で示されるβ型サイアロンを生成する焼成工程と、生成したβ型サイアロンをアニール処理するアニール工程と、アニール処理したβ型サイアロンを酸処理する工程とを有するβ型サイアロンの製造方法である。アニール処理は、還元性雰囲気下、雰囲気圧力が１００ｋＰａ以上１０ＭＰａ以下、雰囲気温度１２００℃以上１６００℃以下、処理時間１時間以上２４時間以下で行う。

Description

β型サイアロンの製造方法
　本発明は、青色発光ダイオードや紫外線発光ダイオードを用いた発光装置に利用可能な蛍光体として利用されるβ型サイアロンの製造方法に関する。
　一度合成したβ型サイアロンを真空中又は窒素分圧の低い不活性雰囲気下で、加熱処理を行い、酸処理を行うことにより、β型サイアロン輝度が著しく向上する（特許文献１）。
国際公開第２００８／０６２７８１号パンフレット
　本発明の目的は、より高い蛍光強度を有するβ型サイアロンの製造方法を提供することにある。
　本発明は、ケイ素、アルミニウム及びユーロピウムを含有する原料粉末を混合する混合工程と、混合して得た原料を不活性ガス又は非酸化性ガスの雰囲気下で焼成して一般式：Ｓｉ６－ｚＡｌｚＯｚＮ８－ｚ：Ｅｕ（０＜ｚ＜４．２）で示されるβ型サイアロンを生成する焼成工程と、生成したβ型サイアロンをアニール処理するアニール工程と、アニール処理したβ型サイアロンを酸溶液に浸す酸処理工程と、を有するβ型サイアロン蛍光体の製造方法であって、アニール処理は、還元性雰囲気下、雰囲気圧力が１ｋＰａ以上１０ＭＰａ以下、雰囲気温度１２００℃以上１６００℃以下、処理時間１時間以上２４時間以下で行うβ型サイアロンの製造方法を提供する。
　前記還元性雰囲気は、水素ガスであるのが好ましい。還元性雰囲気は、還元性ガスと不活性ガスの混合ガスが好ましく、さらに、この混合ガス中の水素ガス濃度は１体積％以上であるのが好ましい。
　前記酸処理工程の酸溶液が、少なくともフッ化水素酸と硝酸を含む混酸であるのが好ましい。
　焼成は、１８５０℃以上の温度の雰囲気で行うことが好ましい。
　本発明は、β型サイアロンの製造方法でのアニール工程での雰囲気種類、その圧力及び温度、並びに処理時間を制御することにより、より高い蛍光強度を有するβ型サイアロンである。
実施例１及び比較例１の波長４５５ｎｍの外部励起光による蛍光スペクトルを示す図である。
　本発明は、ケイ素、アルミニウム及びユーロピウムを含有する原料粉末を混合する混合工程と、混合して得た原料を不活性ガス又は非酸化性ガスの雰囲気下で焼成して一般式：Ｓｉ６－ｚＡｌｚＯｚＮ８－ｚ：Ｅｕ（０＜ｚ＜４．２）で示されるβ型サイアロンを生成する焼成工程と、焼成したβ型サイアロンをアニール処理するアニール工程とを有し、アニール処理は、１ＫＰａ以上の減圧雰囲気から１０ＭＰａまでの加圧雰囲気の還元性雰囲気下、雰囲気温度１２００℃以上１６００℃以下、処理時間１時間以上２４時間以下で行うβ型サイアロンの製造方法である。
　焼成工程における雰囲気の温度が１８００℃以下と低い場合には、十分な蛍光強度を与えることが難しい場合がある。このため、焼成時の雰囲気の温度は１８５０℃以上であることが好ましい。
　アニール工程における雰囲気を還元性雰囲気としたのは、還元性ガスがβ型サイアロンの電気的中性が局所的に保たれていない結晶欠陥に作用し、結晶性が向上するためである。結晶性の向上により、β型サイアロンの蛍光強度が向上する。
　還元性ガスは、アンモニアガス、炭化水素ガス、一酸化炭素ガス、水素ガスのいずれか単体又は混合体からなり、この中でも、分子サイズが小さい水素ガスが、結晶性向上に有効であるため、好ましい。
　還元性ガスは、不活性ガスと混合されてもよい。不活性ガスとは、周期律表第１８属元素の希ガス又は窒素であり、希ガスとしてはアルゴンやヘリウムが挙げられる。還元性雰囲気が混合ガスで、そのうちの還元性ガスが水素の場合、混合ガス中の還元性ガスの濃度は、あまりに低いと結晶性向上が得難くなるため、１体積％以上であることが好ましい。
　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、雰囲気による還元効果が小さく、あまり特性が向上しないとともに、β型サイアロン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（低温下、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。
　アニール工程での雰囲気温度は、あまりに低いと結晶性向上効果が低くなり、あまりに高いとβ型サイアロンが分解してしまうため、１２００℃以上１６００℃以下である。
　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。
　前記アニール工程後、β型サイアロンを酸溶液に浸す酸処理工程を行うことにより、蛍光体の特性が更に向上する。
　酸処理工程は、酸溶液にβ型サイアロンを浸し、フィルター等でβ型サイアロンと酸を分離し、分離されたβ型サイアロン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。
　焼成工程後のβ型サイアロンは、塊状なので、これを解砕、粉砕及び場合によっては分級操作を組み合わせて、所定のサイズの粉末にするのが好ましい。β型サイアロンを白色ＬＥＤ用蛍光体として好適に使用するためには、平均粒径を６～３０μｍにするのが好ましい。β型サイアロンの平均粒径を調整する工程は、本発明の焼成工程後、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。
　本発明に係る実施例を、比較例と対比しつつ詳細に説明する。
　本実施例では、ケイ素、アルミニウム及びユーロピウムを含有する原料粉末を混合する混合工程と、混合して得た原料を不活性ガス又は非酸化性ガスの雰囲気下で焼成して一般式：Ｓｉ６－ｚＡｌｚＯｚＮ８－ｚ：Ｅｕ（０＜ｚ＜４．２）で示されるβ型サイアロンを生成する焼成工程と、焼成したβ型サイアロンをアニール処理するアニール工程とを行った。
＜混合工程＞
　混合工程は、原料粉末としての、α型窒化ケイ素（宇部興産株式会社製ＳＮ－Ｅ１０グレード、酸素含有量１．０質量％）、窒化アルミニウム粉末（トクヤマ株式会社製Ｆグレード、酸素含有量０．８質量％）、酸化アルミニウム粉末（大明化学株式会社製ＴＭ－ＤＡＲグレード）、酸化ユーロピウム粉末（信越化学工業株式会社製ＲＵグレード）を混練する工程である。混練時の配合比は、β型サイアロンの一般式：Ｓｉ６－ｚＡｌｚＯｚＮ８－ｚにおいて、酸化ユーロピウムを除いて、ｚ＝０．２４となるように設計し、酸化ユーロピウムは原料全体の０．８質量％とした。
　混合工程にあっては、これら原料粉末を、窒化ケイ素製のポット及びボールを用い、エタノールを溶媒とした湿式ボールミルにより混合した。混合後、溶媒を除去してから乾燥を行う、その後、目開き１５０μｍの篩を全通させて凝集物を取り除くことで、原料を得た。
＜焼成工程＞
　焼成工程では、得られた原料を、蓋付きの円筒型窒化ホウ素製容器（電気化学工業株式会社製Ｎ－１グレード）に充填し、カーボンヒーターの電気炉で０．８５ＭＰａの加圧窒素雰囲気中、２０００℃で１４時間の環境下に置いてβ型サイアロンを生成した。
　生成したβ型サイアロンは、緩く凝集した塊状である。そのため、生成したβ型サイアロンを、軽度に解砕した後、超音速ジェット粉砕機（日本ニューマチック工業社製、ＰＪＭ－８０ＳＰ）により解砕し、粉末状にした。
＜アニール工程＞
　アニール工程は、β型サイアロンを円筒型窒化ホウ素製容器に充填し、タングステンヒーターの炉内が全てメタル（炉内部材がタングステン及びモリブデンの高融点金属で構成されている））製の電気炉で行った。β型サイアロンを電気炉にセットした後、電気炉内を５Ｐａ以下まで真空排気し、真空状態で１０００℃まで２０℃／分で昇温した後、電気炉内に水素ガスを導入し、電気炉内を０．１５ＭＰａにした。さらに水素ガスを電気炉内に導入し、雰囲気圧力を一定に保ったまま、１５００℃まで５℃／分で昇温し、１５００℃で４時間保持し、その後、室温まで電気炉内を冷却した。
＜酸処理工程＞
　酸処理は、アニールしたβ型サイアロンに対し、フッ化水素酸と硝酸の混酸の酸溶液で行った。酸溶液の温度は、７０℃に設定した。この酸処理後のβ型サイアロンを、沈殿させ、上澄み及び微粉を除去し、更に蒸留水を加え、撹拌及び静置をし、上澄みと微粉を除去するデカンテーションを溶液が中性になるまで繰り返し、最終的に得られた沈殿物をろ過、乾燥し、実施例１のβ型サイアロンを得た。
　得られたβ型サイアロンに対し、ＣｕのＫα線を用いた粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）測定を行った結果、結晶相はβ型サイアロン単相であった。レーザー回折散乱法の粒度分布測定装置により求めた平均粒径は１３．５μｍであった。
　実施例１のβ型サイアロンの蛍光特性は、日立ハイテクノロジーズ社製分光蛍光光度計（Ｆ７０００）を用いて、青色光励起（波長４５５ｎｍ）における蛍光スペクトルを測定することにより行った。得られた蛍光スペクトルを図１に示す。
　各条件、蛍光強度におけるピーク値を蛍光ピーク強度として表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　前記アニール工程の雰囲気は、還元性ガスを含有する還元性雰囲気下、雰囲気圧力１ｋＰａ以上で、雰囲気温度１２００℃以上１６００℃以下、処理時間１時間以上２４時間以下であり、前記還元性雰囲気が水素ガスであるのが好ましいことが分かった。
（比較例１）
　比較例１では、アニール処理の雰囲気をアルゴンガスとした以外は、実施例１と全く同じ方法によりβ型サイアロンを製造した。ＸＲＤ測定の結果、結晶相はβ型サイアロン単相であり、上記粒度分布測定装置により求めた平均粒径は１３．８μｍであった。
　得たβ型サイアロンについて、実施例１と同一の方法で測定した蛍光スペクトルを図１に示す。蛍光スペクトルは測定装置や条件によって変化するため、実施例１と同一条件で、実施例１での測定から時間を開けずに測定した。図１で示すように、焼成後のアニール処理の雰囲気を還元性の水素ガスとすることにより、蛍光強度が向上した。
（比較例２及び３）
　比較例２では、アニール工程での雰囲気圧力を１ｋＰａより低い０．５ｋＰａとした以外は、実施例１と同様にβ型サイアロンを製造した。比較例３は、アニール工程での温度を１６００℃より大きい１６５０℃にした以外は、実施例１と同様にβ型サイアロンを製造した。いずれでも、アニール工程でβ型サイアロンの一部分解が進行し、蛍光特性が大幅に低下してしまった。
（実施例２乃至５）
　実施例２乃至５では、表１に示す点を除き、実施例１と全く同じ条件でβ型サイアロンを製造した。
　実施例２乃至５での蛍光ピーク強度は、いずれも比較例１より高いものであった。
　表には記載しなかったが、実施例１の還元性ガスをアンモニアガス、炭化水素ガス、一酸化炭素ガスのそれぞれに置き換えたところ、実施例１とほぼ同様な蛍光スペクトルを有するβ型サイアロンを製造することができた。
　本発明により得られるβ型サイアロンは、紫外から青色光の幅広い波長で励起され、高輝度の緑色発光を示すことから、青色又は紫外光光源とする白色ＬＥＤの蛍光体として好適に使用できる。

Claims (5)

  1. 　ケイ素、アルミニウム及びユーロピウムを含有する原料粉末を混合する混合工程と、混合して得た原料を不活性ガス又は非酸化性ガスの雰囲気下で焼成して一般式：Ｓｉ６－ｚＡｌｚＯｚＮ８－ｚ：Ｅｕ（０＜ｚ＜４．２）で示されるβ型サイアロンを生成する焼成工程と、生成したβ型サイアロンをアニール処理するアニール工程と、アニール処理したβ型サイアロンを酸溶液に浸す酸処理工程と、を有するβ型サイアロン蛍光体の製造方法であって、アニール処理は、還元性雰囲気下、雰囲気圧力が１ｋＰａ以上１０ＭＰａ以下、雰囲気温度１２００℃以上１６００℃以下、処理時間１時間以上２４時間以下で行うβ型サイアロンの製造方法。
  2. 　前記還元性雰囲気が水素ガスである請求項１記載のβ型サイアロンの製造方法。
  3. 　前記還元性雰囲気が、還元性ガスと不活性ガスの混合ガスであり、混合ガス中の水素ガス濃度が１体積％以上である請求項１記載のβ型サイアロンの製造方法。
  4. 　前記酸処理工程の酸溶液が、少なくともフッ化水素酸と硝酸を含む混酸である請求項１乃至３のいずれか一項記載のβ型サイアロンの製造方法。
  5. 　焼成は、１８５０℃以上の温度の雰囲気で行う請求項１乃至４のいずれか一項記載のβ型サイアロンの製造方法。
PCT/JP2011/059780 2010-09-27 2011-04-21 β型サイアロンの製造方法 Ceased WO2012042957A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/825,866 US20130300014A1 (en) 2010-09-27 2011-04-21 PROCESS FOR PRODUCTION OF beta-SIALON
KR1020137009081A KR101725857B1 (ko) 2010-09-27 2011-04-21 β형 사이알론의 제조 방법
EP11828519.6A EP2623580B1 (en) 2010-09-27 2011-04-21 Process for production of beta-sialon
JP2012536243A JP5730319B2 (ja) 2010-09-27 2011-04-21 β型サイアロンの製造方法
CN201180046132.2A CN103168086B (zh) 2010-09-27 2011-04-21 β 型赛隆的制备方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010215759 2010-09-27
JP2010-215759 2010-09-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012042957A1 true WO2012042957A1 (ja) 2012-04-05

Family

ID=45892440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/059780 Ceased WO2012042957A1 (ja) 2010-09-27 2011-04-21 β型サイアロンの製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20130300014A1 (ja)
EP (1) EP2623580B1 (ja)
JP (1) JP5730319B2 (ja)
KR (1) KR101725857B1 (ja)
CN (1) CN103168086B (ja)
TW (1) TWI518169B (ja)
WO (1) WO2012042957A1 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017104140A1 (en) * 2015-12-15 2017-06-22 Nichia Corporation Method for producing beta-sialon fluorescent material
JP2017110206A (ja) * 2015-12-15 2017-06-22 日亜化学工業株式会社 βサイアロン蛍光体の製造方法
JP2022013281A (ja) * 2020-07-03 2022-01-18 デンカ株式会社 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
WO2022024720A1 (ja) * 2020-07-30 2022-02-03 デンカ株式会社 蛍光体粒子、複合体、波長変換部材およびプロジェクタ
US11427758B2 (en) 2015-12-15 2022-08-30 Nichia Corporation Method for producing β-sialon fluorescent material
JP2022148407A (ja) * 2021-03-24 2022-10-06 デンカ株式会社 β型サイアロン蛍光体粉末の製造方法
JP2022148419A (ja) * 2021-03-24 2022-10-06 デンカ株式会社 β型サイアロン蛍光体粉末および発光装置
US11512248B2 (en) 2019-09-27 2022-11-29 Nichia Corporation Method of producing beta-sialon fluorescent material

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102353443B1 (ko) 2014-12-22 2022-01-21 삼성전자주식회사 산질화물계 형광체 및 이를 포함하는 백색 발광 장치
US12264274B2 (en) 2019-08-20 2025-04-01 Denka Company Limited Beta-sialon phosphor and light emitting device
CN118256236A (zh) * 2019-08-20 2024-06-28 电化株式会社 β型塞隆荧光体粒子和发光装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007066733A1 (ja) * 2005-12-08 2007-06-14 National Institute For Materials Science 蛍光体とその製造方法および発光器具
WO2008062781A1 (en) 2006-11-20 2008-05-29 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Fluorescent substance and production method thereof, and light emitting device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3921545B2 (ja) * 2004-03-12 2007-05-30 独立行政法人物質・材料研究機構 蛍光体とその製造方法
JP4890162B2 (ja) 2006-09-07 2012-03-07 本田技研工業株式会社 車両における電気機器の冷却構造
EP2213711B1 (en) * 2007-10-10 2017-04-19 Ube Industries, Ltd. -sialon phosphor powder and process for production of the same
JP5832713B2 (ja) * 2008-04-14 2015-12-16 日亜化学工業株式会社 蛍光体及びこれを用いた発光装置並びに蛍光体の製造方法
US8487393B2 (en) * 2009-06-09 2013-07-16 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha B-sialon phosphor, use thereof and method for producing same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007066733A1 (ja) * 2005-12-08 2007-06-14 National Institute For Materials Science 蛍光体とその製造方法および発光器具
WO2008062781A1 (en) 2006-11-20 2008-05-29 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Fluorescent substance and production method thereof, and light emitting device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2623580A4

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102073214B1 (ko) 2015-12-15 2020-02-05 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 베타-시알론 형광체를 제조하는 방법
WO2017104140A1 (en) * 2015-12-15 2017-06-22 Nichia Corporation Method for producing beta-sialon fluorescent material
JP2017145427A (ja) * 2015-12-15 2017-08-24 日亜化学工業株式会社 βサイアロン蛍光体の製造方法
KR20180083884A (ko) * 2015-12-15 2018-07-23 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 베타-시알론 형광체를 제조하는 방법
US10385267B2 (en) 2015-12-15 2019-08-20 Nichia Corporation Method for producing β-sialon fluorescent material
JP2020002383A (ja) * 2015-12-15 2020-01-09 日亜化学工業株式会社 βサイアロン蛍光体の製造方法
JP2017110206A (ja) * 2015-12-15 2017-06-22 日亜化学工業株式会社 βサイアロン蛍光体の製造方法
AU2016373767B2 (en) * 2015-12-15 2021-04-08 Nichia Corporation Method for producing beta-sialon fluorescent material
US11427758B2 (en) 2015-12-15 2022-08-30 Nichia Corporation Method for producing β-sialon fluorescent material
JP7022292B2 (ja) 2015-12-15 2022-02-18 日亜化学工業株式会社 βサイアロン蛍光体の製造方法
JP2021042395A (ja) * 2015-12-15 2021-03-18 日亜化学工業株式会社 βサイアロン蛍光体の製造方法
US11512248B2 (en) 2019-09-27 2022-11-29 Nichia Corporation Method of producing beta-sialon fluorescent material
US11753302B2 (en) 2019-09-27 2023-09-12 Nichia Corporation Method of producing beta-sialon fluorescent material
JP7507018B2 (ja) 2020-07-03 2024-06-27 デンカ株式会社 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
JP2022013281A (ja) * 2020-07-03 2022-01-18 デンカ株式会社 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
WO2022024720A1 (ja) * 2020-07-30 2022-02-03 デンカ株式会社 蛍光体粒子、複合体、波長変換部材およびプロジェクタ
JPWO2022024720A1 (ja) * 2020-07-30 2022-02-03
JP2022148419A (ja) * 2021-03-24 2022-10-06 デンカ株式会社 β型サイアロン蛍光体粉末および発光装置
JP2022148407A (ja) * 2021-03-24 2022-10-06 デンカ株式会社 β型サイアロン蛍光体粉末の製造方法
JP7676175B2 (ja) 2021-03-24 2025-05-14 デンカ株式会社 β型サイアロン蛍光体粉末および発光装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130088152A (ko) 2013-08-07
JPWO2012042957A1 (ja) 2014-02-06
CN103168086B (zh) 2014-10-22
EP2623580B1 (en) 2017-08-23
KR101725857B1 (ko) 2017-04-11
EP2623580A4 (en) 2014-10-01
EP2623580A8 (en) 2013-09-25
EP2623580A1 (en) 2013-08-07
US20130300014A1 (en) 2013-11-14
JP5730319B2 (ja) 2015-06-10
TW201213508A (en) 2012-04-01
TWI518169B (zh) 2016-01-21
CN103168086A (zh) 2013-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5730319B2 (ja) β型サイアロンの製造方法
JP5852564B2 (ja) β型サイアロンの製造方法
CN102575158B (zh) β型赛隆荧光体的制造方法
JP6572373B1 (ja) β型サイアロン蛍光体の製造方法
WO2014030637A1 (ja) βサイアロンの製造方法、βサイアロン及び発光装置
WO2012046288A1 (ja) β型サイアロン蛍光体とその製造方法、およびその用途
JP6068914B2 (ja) 蛍光体の製造方法
WO2011158608A1 (ja) β型サイアロンの製造方法
WO2012086505A1 (ja) β型サイアロンの製造方法
JP5558787B2 (ja) β型サイアロンの製造方法
JP7507018B2 (ja) 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
JP2013237713A (ja) β型サイアロン、発光装置及びβ型サイアロンの製造方法
CN102933683A (zh) β 型赛隆的制备方法
JP2018150487A (ja) 蛍光体の製造方法、蛍光体及び発光素子と発光装置
WO2018003605A1 (ja) 赤色蛍光体の製造方法
JP2024175935A (ja) 蛍光体粉末の製造方法
JP2024129351A (ja) 蛍光体粉末の製造方法
JP2024094873A (ja) 蛍光体粉末の製造方法
JP2019011428A (ja) Ｅｕ付活β型サイアロン蛍光体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11828519

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20137009081

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2011828519

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011828519

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2012536243

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13825866

Country of ref document: US