(57)【要約】【課題】発光強度が向上されたセラミックス焼結体の製造方法、セラミックス焼結体及び発光装置を提供する。【解決手段】Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ及びＭｇからなる群から選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属元素Ｍ１と、Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ及びＭｎからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素Ｍ２と、Ｓｉと、Ｎとを組成に含み、組成１モルにおけるアルカリ土類金属元素Ｍ１と金属元素Ｍ２の合計のモル比が２であり、金属元素Ｍ２のモル比が０．００１以上０．５未満の変数ｙと２の積であり、Ｓｉのモル比が５であり、Ｎのモル比が８である組成を有し、Ｘ線回折測定によりＨａｌｄｅｒ−Ｗａｇｎｅｒ法を用いて算出された結晶子サイズが５５０Å以下である窒化物蛍光体を含む成形体を準備することと、１６００℃以上２２００℃以下の範囲内の温度で成形体を焼成して焼結体を得ることを含む、セラミックス焼結体の製造方法である。【選択図】図１
2020083739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ及びＭｇからなる群から選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属元素Ｍ１と、Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ及びＭｎからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素Ｍ２と、Ｓｉと、Ｎとを組成に含み、組成１モルにおけるアルカリ土類金属元素Ｍ１と金属元素Ｍ２の合計のモル比が２であり、金属元素Ｍ２のモル比が０．００１以上０．５未満の変数ｙと２の積であり、Ｓｉのモル比が５であり、Ｎのモル比が８である組成を有し、Ｘ線回折測定によりＨａｌｄｅｒ−Ｗａｇｎｅｒ法を用いて算出された結晶子サイズが５５０Å以下である窒化物蛍光体を含む成形体を準備することと、
１６００℃以上２２００℃以下の範囲内の温度で前記成形体を焼成して焼結体を得ることを含む、セラミックス焼結体の製造方法。
【請求項２】
前記成形体を焼成する温度が１６００℃以上２１００℃以下の範囲内である、請求項１に記載のセラミックス焼結体の製造方法。
【請求項３】
Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ及びＭｇからなる群から選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属元素Ｍ１を含む第１化合物と、Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ及びＭｎからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素Ｍ２を含む第２化合物と、Ｓｉを含む化合物とを含む原料混合物を、窒素を含む雰囲気中で９８０℃以上１６８０℃以下の範囲内の温度で熱処理して前記窒化物蛍光体を得る工程を含む、請求項１又は２に記載のセラミックス焼結体の製造方法。
【請求項４】
前記原料混合物を熱処理する温度が１３５０℃以上１６５０℃以下の範囲内である、請求項３に記載のセラミックス焼結体の製造方法。
【請求項５】
前記窒化物蛍光体の前記結晶子サイズが２００Å以上４５０Å以下の範囲内である、請求項１から４のいずれか１項に記載のセラミックス焼結体の製造方法。
【請求項６】
前記窒化物蛍光体のフィッシャーサブシーブサイザーズ法により測定される平均粒径が５．０μｍ未満である、請求項１から５のいずれか１項に記載のセラミックス焼結体の製造方法。
【請求項７】
前記成形体における結晶子サイズが５５０Å以下の窒化物蛍光体の含有量が、９５質量％以上である、請求項１から６のいずれか１項に記載のセラミックス焼結体の製造方法。
【請求項８】
前記窒化物蛍光体が、下記式（Ｉ）で表される組成を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載のセラミックス焼結体の製造方法。
（Ｍ１１−ｙＭ２ｙ）２Ｓｉ５Ｎ８      （Ｉ）
（式（Ｉ）中、Ｍ１は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ及びＭｇからなる群から選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属元素であり、Ｍ２は、Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ及びＭｎからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素であり、ｙは、０．００１≦ｙ＜０．５を満たす数である。）
【請求項９】
金型プレス成形法、冷間等方圧加圧法、及びスラリー成形法から選択される少なくとも１種の方法によって、前記成形体を形成する、請求項１から８のいずれか１項に記載のセラミックス焼結体の製造方法。
【請求項１０】
前記成形体を形成する方法が金型プレス成形法であり、金型プレス成形時の圧力が５ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下の範囲内である、請求項９に記載のセラミックス焼結体の製造方法。
【請求項１１】
Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ及びＭｇからなる群から選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属元素Ｍ１と、Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ及びＭｎからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素Ｍ２と、Ｓｉと、Ｎとを組成に含み、組成１モルにおけるアルカリ土類金属元素Ｍ１と金属元素Ｍ２の合計のモル比が２であり、金属元素Ｍ２のモル比が０．００１以上０．５未満の変数ｙと２の積であり、Ｓｉのモル比が５であり、Ｎのモル比が８である組成を有する窒化物蛍光体からなり、相対密度が８０％以上である、セラミックス焼結体。
【請求項１２】
前記窒化物蛍光体が、下記式（Ｉ）で表される組成を有する、請求項１１に記載のセラミックス焼結体。
（Ｍ１１−ｙＭ２ｙ）２Ｓｉ５Ｎ８      （Ｉ）
（式（Ｉ）中、Ｍ１は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ及びＭｇからなる群から選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属元素であり、Ｍ２は、Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ及びＭｎからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素であり、ｙは、０．００１≦ｙ＜０．５を満たす数である。）
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載のセラミックス焼結体と、３８０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する励起光源とを備える、発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックス焼結体の製造方法、セラミックス焼結体及び発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤやＬＤの発光素子を用いる発光装置は、励起光源である発光素子と、発光素子からの光の一部を吸収して異なる波長に変換する蛍光体を含む部材を組み合わせて構成されたものがある。発光装置は、発光素子から発せられる光と、蛍光体から発せられる光の混色光を放出する。このような発光装置は、車載用や室内照明用の発光装置、液晶表示装置のバックライト光源、イルミネーション、プロジェクター用の光源装置などの広範囲の分野で利用されている。
【０００３】
蛍光体として、発光素子からの励起光により黄色から緑色に発光する蛍光体、赤色に発光する蛍光体が挙げられる。黄色又は緑に発光する蛍光体は、例えば希土類アルミン酸塩蛍光体、ケイ酸塩蛍光体、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体が挙げられる。また、赤色に発光する蛍光体は、例えばユウロピウムを賦活元素とした窒化物系蛍光体、マンガンを賦活元素としたフッ化物系蛍光体が挙げられる。
【０００４】
また、蛍光体を含む部材として、例えば、特許文献１には、例えばガラス粉末のような酸化物をバインダーと無機蛍光体粉末とを混合し、バインダーを溶融させて固化した無機蛍光体を含む焼結体が開示されている。特許文献２には、フッ化物無機バインダーと窒化物蛍光体を含む焼結体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２３４４８７号公報
【特許文献２】国際公開第２０１６／１１７６２３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されている焼結体は、バインダーとなる酸化物が焼結体の形成時に、蛍光体と反応し、蛍光体が発光しなくなる場合や蛍光体の発光に支障をきたす場合がある。特許文献２に開示されている焼結体は、フッ化物無機バインダーと、窒化物蛍光体が反応して、窒化物蛍光体の発光特性に悪影響を及ぼす場合がある。
そこで、本発明は、蛍光体の発光特性に悪影響を及ぼすことなく、発光強度が向上されたセラミックス焼結体の製造方法、セラミックス焼結体及び発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下の態様を包含する。
本発明の第一の態様は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ及びＭｇからなる群から選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属元素Ｍ１と、Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ及びＭｎからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素Ｍ２と、Ｓｉと、Ｎとを組成に含み、組成１モルにおけるアルカリ土類金属元素Ｍ１と金属元素Ｍ２の合計のモル比が２であり、金属元素Ｍ２のモル比が０．００１以上０．５未満の変数ｙと２の積であり、Ｓｉのモル比が５であり、Ｎのモル比が８である組成を有し、Ｘ線回折測定によりＨａｌｄｅｒ−Ｗａｇｎｅｒ法を用いて算出された結晶子サイズが５５０Å以下である窒化物蛍光体を含む成形体を準備することと、
１６００℃以上２２００℃以下の範囲内の温度で前記成形体を焼成して焼結体を得ることを含む、セラミックス焼結体の製造方法である。
【０００８】
本発明の第二の態様は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ及びＭｇからなる群から選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属元素Ｍ１と、Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ及びＭｎからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素Ｍ２と、Ｓｉと、Ｎとを組成に含み、組成１モルにおけるアルカリ土類金属元素Ｍ１と金属元素Ｍ２の合計のモル比が２であり、金属元素Ｍ２のモル比が０．００１以上０．５未満の変数ｙと２の積であり、Ｓｉのモル比が５であり、Ｎのモル比が８である組成を有する窒化物蛍光体からなり、相対密度が８０％以上である、セラミックス焼結体である。
【０００９】
本発明の第三の態様は、前記セラミックス焼結体と、３８０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する励起光源とを備える、発光装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、蛍光体の発光特性に悪影響を及ぼすことなく、発光強度が向上されたセラミックス焼結体の製造方法、セラミックス焼結体及び発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、セラミックス焼結体の製造方法の工程を示すフローチャートである。
【図２】図２は、実施例１及び２、比較例１に係るセラミックス焼結体の発光スペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示に係るセラミックス焼結体の製造方法、セラミックス焼結体及び発光装置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、以下のセラミックス焼結体の製造方法、セラミックス焼結体及び発光装置に限定されない。なお、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。
【００１３】
セラミックス焼結体の製造方法
セラミックス焼結体の製造方法は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ及びＭｇからなる群から選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属元素Ｍ１と、Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ及びＭｎからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素Ｍ２と、Ｓｉと、Ｎとを組成に含み、組成１モルにおけるアルカリ土類金属元素Ｍ１と金属元素Ｍ２の合計のモル比が２であり、金属元素Ｍ２のモル比が０．００１以上０．５未満の変数ｙと２の積であり、Ｓｉのモル比が５であり、Ｎのモル比が８である組成を有し、Ｘ線回折測定によりＨａｌｄｅｒ−Ｗａｇｎｅｒ法を用いて算出された結晶子サイズが５５０Å以下である窒化物蛍光体を含む成形体を準備することと、１６００℃以上２２００℃以下の範囲内の温度で前記成形体を焼成して焼結体を得ることを含む。
【００１４】
図１は、セラミックス焼結体の製造方法の工程の一例を示すフローチャートである。図１を参照してセラミックス焼結体の製造方法の工程を説明する。セラミックス焼結体の製造方法は、成形体の準備工程Ｓ１０２と、焼成工程Ｓ１０３とを含む。セラミックス焼結体の製造方法は、成形体の準備工程Ｓ１０２の前に、結晶子サイズが５５０Å以下の窒化物蛍光体の準備工程Ｓ１０１を含んでいてもよく、焼成工程Ｓ１０３の後に、加工工程Ｓ１０４を含んでいてもよい。焼成工程は、一次焼成工程と、二次焼成工程の２回以上の焼成工程を含んでいてもよい。
【００１５】
セラミックス焼結体は、Ｘ線回折測定線によりＨａｌｄｅｒ−Ｗａｇｎｅｒ法を用いて算出された結晶子サイズが５５０Å以下の窒化物蛍光体を用いて成形体を構成し、成形体を１６００℃以上２２００℃以下の範囲内の温度で焼成して得られる。結晶子サイズは、単結晶とみなせる集まりの大きさを表す。結晶子サイズの数値が大きいほど、結晶性が良い。結晶子サイズが５５０Å以下の窒化物蛍光体は、比較的結晶性が低い。比較的低い結晶子サイズが５５０Å以下の窒化物蛍光体を用いて成形体を形成し、成形体を１６００℃以上２２００℃以下の範囲内の温度で焼成することによって、得られるセラミックス焼結体中の空隙が少なくなり、すなわち大きい相対密度を有し、高い発光強度を有するセラミックス焼結体が得られる。得られるセラミックス焼結体の発光強度が高くなる理由は明らかではないが、比較的小さい結晶子サイズを有する窒化物蛍光体は、結晶構造が変化し得る部分が残っており、成形体を構成した後、１６００℃以上２２００℃以下の範囲内の温度で焼成されることによって、結晶構造の一部が変化することで、成形体の空隙が少なくなるため、発光強度が高くなると推測される。また、成形体は、フッ化物や酸化物のバインダーを含んでいないため、成形体を１６００℃以上２２００℃以下の範囲内の温度で焼成しても、成形体に含まれる窒化物蛍光体がバインダーと反応することなく、焼成により窒化物蛍光体の組成に悪影響を与えることがなく、発光強度を低下させることがなくなると推測される。窒化物蛍光体の結晶子サイズが５５０Åを超えると、窒化物蛍光体自体の発光強度は、結晶子サイズが５５０Å以下の窒化物蛍光体よりも高くなる。しかしながら、結晶子サイズが５５０Åを超える窒化物蛍光体を用いて成形体を形成した場合には、窒化物蛍光体自体の結晶性が良いため、この成形体を１６００℃以上２２００℃以下の範囲内の温度で焼成しても、得られるセラミックス焼結体の相対密度は逆に小さく、すなわち空隙が多く含まれる。その空隙により光の散乱が促進されるため、セラミックス焼結体の外部に取り出される光も少なくなり、発光強度は低下する。
【００１６】
成形体を構成する窒化物蛍光体の結晶子サイズは、成形体を焼成した後のセラミックス焼結体の相対密度を高めるために、５５０Å以下であり、好ましくは５００Å以下あり、より好ましくは４８０Å以下であり、さらに好ましくは４５０Å以下である。成形体を構成する窒化物蛍光体は、成形体を焼成した後にセラミックス焼結体に含まれる窒化物蛍光体の結晶性をある程度良くするために、結晶子サイズが、好ましくは２００Å以上であり、より好ましくは２５０Å以上であり、さらに好ましくは３００Å以上である。
【００１７】
窒化物蛍光体の結晶子サイズは、Ｘ線回折装置（例えばＵｌｔｉｍａ  ＩＶ、株式会社リガク製）を用いて、窒化物蛍光体のＸＲＤ（X-ray  Diffraction）の測定を行う。この測定データを解析ソフトウェアＰＤＸＬ（株式会社リガク製）でＢａ２Ｓｉ５Ｎ８単相のＩＣＤＤ（International  Center  for  Diffraction  Data）カードのＮｏ．０１−０８５−０１０１を使用して解析し、Ｈａｌｄｅｒ−Ｗａｇｎｅｒ法により結晶子サイズを算出することができる。
【００１８】
窒化物蛍光体の準備
セラミックス焼結体の製造方法は、結晶子サイズが５５０Å以下である窒化物蛍光体を準備する工程を含むことが好ましい。
結晶子サイズが５５０Åの窒化物蛍光体は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ及びＭｇからなる群から選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属元素Ｍ１を含む第１化合物と、Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ及びＭｎからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素Ｍ２を含む第２化合物と、Ｓｉを含む化合物とを含む原料混合物を得て、この原料混合物を、窒素を含む雰囲気中で９８０℃以上１６８０℃以下の範囲内の温度で熱処理して得られることが好ましい。
【００１９】
窒化物蛍光体は、この窒化物蛍光体を得るために原料混合物を熱処理する温度よりも低い温度の範囲、好ましくは９８０℃以上１６８０℃以下の範囲内の温度で原料混合物を熱処理することによって、得られる窒化物蛍光体の結晶化が抑制され、結晶子サイズが５５０Å以下の窒化物蛍光体が得られる。原料混合物を熱処理する温度は、より好ましくは１０００℃以上１６７０℃以下の範囲内であり、さらに好ましくは１２００℃以上１６６０℃以下の範囲内であり、よりさらに好ましくは１３００℃以上１６５０℃以下の範囲内であり、特に好ましくは１３５０℃以上１６５０℃以下の範囲内である。
【００２０】
原料混合物を熱処理する雰囲気は、窒素を含む雰囲気であることが好ましく、窒素を含む不活性雰囲気であることが好ましい。原料混合物を熱処理する雰囲気中の窒素ガスの含有量は、好ましくは７０体積％以上、より好ましくは８０体積％以上である。
【００２１】
原料混合物を熱処理する雰囲気の圧力は、ゲージ圧で、０．２ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下の範囲内であることが好ましく、０．８ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下の範囲内であることがより好ましい。混合物を熱処理する雰囲気を加圧雰囲気にすることによって、結晶子サイズが５５０Å以下の結晶性が比較的低い窒化物蛍光体を得る場合であっても、得られる窒化物蛍光体の結晶構造の分解が抑制される。
【００２２】
原料混合物を熱処理する時間は、熱処理温度、熱処理時の雰囲気の圧力によって適宜選択することができ、０．５時間以上２０時間以内であることが好ましく、１時間以上１０時間以内であることがより好ましく、１．５時間以上９時間以内がさらに好ましい。熱処理時間が０．５時間以上２０時間以内であると、結晶子サイズが５５０Å以下の結晶性が比較的低い窒化物蛍光体を得る場合であっても、得られる窒化物蛍光体の分解が抑制される。
【００２３】
Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ及びＭｇからなる群から選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属元素Ｍ１を含む第１化合物は、アルカリ土類金属元素Ｍ１を含む水素化物、窒化物、フッ化物、酸化物、炭酸塩、塩化物等が挙げられる。アルカリ土類金属元素Ｍ１を含む第１化合物は、不純物が少ないことから、アルカリ土類金属元素Ｍ１を含む水素化物、窒化物又はフッ化物であることが好ましく、窒化物であることがより好ましい。第１化合物は、微量のＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｂ及びＡｌからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含んでいてもよい。アルカリ土類金属元素Ｍ１を含む第１化合物は、具体的には、ＢａＨ２、Ｂａ３Ｎ２、ＢａＦ２、ＳｒＨ２、Ｓｒ３Ｎ２、Ｓｒ２Ｎ、ＳｒＮ、ＳｒＦ２、ＣａＨ２、Ｃａ３Ｎ２、ＣａＦ２、ＭｇＨ２、Ｍｇ３Ｎ２、ＭｇＦ２等が挙げられる。アルカリ土類金属元素Ｍ１を含む化合物は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ及びＭｇからなる群から選択される１種のアルカリ土類金属元素Ｍ１を含む化合物の１種を用いてもよく、１種のアルカリ土類金属元素Ｍ１を含む２種以上の化合物を用いてもよく、異なる２種以上のアルカリ土類金属元素Ｍ１をそれぞれ含む２種以上の化合物を用いてもよい。
【００２４】
Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ及びＭｎからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素Ｍ２を含む第２化合物は、金属元素Ｍ２を含む水素化物、窒化物、フッ化物、酸化物、炭酸塩、塩化物等が挙げられる。金属元素Ｍ２を含む第２化合物は、不純物が少ないことから、金属元素Ｍ２を含む水素化物、窒化物又はフッ化物であることが好ましく、窒化物であることがより好ましい。金属元素Ｍ２を含む第２化合物は、具体的には、ＥｕＨ３、ＥｕＮ、ＥｕＦ３、ＣｅＨ３、ＣｅＮ、ＣｅＦ３、ＴｂＨ３、ＴｂＮ、ＴｂＦ３、ＭｎＮ２、ＭｎＮ５、ＭｎＦ２等が挙げられる。金属元素Ｍ２を含む化合物は、Ｅｕ，Ｃｅ、Ｔｂ及びＭｎからなる群から選択される１種の金属元素Ｍ２を含む化合物の１種を用いてもよく、１種の金属元素Ｍ２を含む２種以上の化合物を用いてもよく、異なる２種以上の金属元素Ｍ２をそれぞれ含む２種以上の化合物を用いてもよい。
【００２５】
Ｓｉを含む化合物は、実質的にＳｉの金属単体であってもよく、Ｓｉの一部がＧｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ及びＩｎからなる群から選択される少なくとも１種の金属で置換された合金であってもよい。また、Ｓｉを含む化合物は、酸化物、窒化物、フッ化物、イミド化合物、アミド化合物等が挙げられる。Ｓｉを含む化合物は、不純物が少ないことから、窒化物、イミド化合物、アミド化合物又はフッ化物であることが好ましく、窒化物であることがより好ましい。Ｓｉを含む化合物は、具体的には、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＦ４、Ｓｉ（ＮＨ）２、Ｓｉ２Ｎ２ＮＨ、Ｓｉ（ＮＨ２）４等が挙げられる。
【００２６】
また、各々の原料は、各原料の反応性、熱処理時及び熱処理後の粒径制御の観点から、平均粒径が約０．１μｍ以上１０μｍ以下の範囲内であることが好ましく、約０．１μｍ以上５μｍ以下の範囲内であることがより好ましい。
【００２７】
原料混合物は、フラックスを含んでいてもよい。原料混合物がフラックスを含むことで、フラックスとして含まれる化合物の液相の生成温度が熱処理の温度とほぼ同じであれば、フラックスによって原料間の反応を促進することができる。フラックスは、原料間の反応を促進するために、ハロゲン化物であることが好ましい。フラックスとして用いるハロゲン化物としては、希土類金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属の塩化物、フッ化物等を利用できる。フラックスは、フラックスに含まれる陽イオンの元素比率を目的とする蛍光体の組成の一部となるように量を調整して蛍光体の原料の一部として加えることもでき、得たい蛍光体の組成となるように各原料を調整した後、更に添加する形でフラックスを加えることもできる。
【００２８】
原料混合物がフラックスを含む場合、目的とする結晶子サイズを有する窒化物蛍光体を得るために、その含有量は原料混合物中に例えば１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下がより好ましい。
【００２９】
秤量した原料は、混合機を用いて湿式又は乾式で混合し、原料混合物を得る。混合機は工業的に通常用いられているボールミルの他、振動ミル、ロールミル、ジェットミル等の粉砕機を用いて粉砕して比表面積を大きくすることもできる。また、粉末の比表面積を一定範囲とするために、工業的に通常用いられている沈降槽、ハイドロサイクロン、遠心分離器等の湿式分離機、サイクロン、エアセパレータ等の乾式分級機を用いて分級することもできる。
【００３０】
原料混合物は、黒鉛等の炭素、窒化ホウ素（ＢＮ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等の材質の坩堝やボートに載置して、炉内で熱処理して窒化物蛍光体を得ることができる。
【００３１】
原料混合物を熱処理して得られる窒化物蛍光体は、粉砕、分散、固液分離、乾燥等の後処理を行ってもよい。固液分離は濾過、吸引濾過、加圧濾過、遠心分離、デカンテーションなどの工業的に通常用いられる方法により行うことができる。乾燥は、真空乾燥機、熱風加熱乾燥機、コニカルドライヤー、ロータリーエバポレーターなどの工業的に通常用いられる装置により行うことができる。
【００３２】
得られる窒化物蛍光体は、下記式（Ｉ）で表される組成を有することが好ましい。
（Ｍ１１−ｙＭ２ｙ）２Ｓｉ５Ｎ８      （Ｉ）
（式（Ｉ）中、Ｍ１は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ及びＭｇからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍ２は、Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ及びＭｎからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、ｙは、０．００１≦ｙ＜０．５を満たす数である。）
【００３３】
得られる窒化物蛍光体は、下記式（II）で表される組成を有してもよい。
（Ｂａ１−ｘ−ｙＭ１２ｘＭ２ｙ）２Ｓｉ５Ｎ８      （II）
（式（II）中、Ｍ１２は、Ｓｒ、Ｃａ及びＭｇからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍ２は、Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ及びＭｎからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、ｘ及びｙは、それぞれ０≦ｘ＜１．０、０．００１≦ｙ＜０．５、０．００１≦ｘ＋ｙ＜１．０を満たす数である。）
【００３４】
変数ｙと２の積は、窒化物蛍光体の化学組成１モルにおける、Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ及びＭｎからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素Ｍ２のモル比を表す。金属元素Ｍ２は、窒化物蛍光体の賦活剤である。変数ｙは、発光強度の高いセラミックス焼結体を得る観点から、好ましくは０．００１以上０．５未満の範囲内（０．００１≦ｙ＜０．５）であり、より好ましくは０．００５以上０．４以下の範囲内（０．００５≦ｙ≦０．４）であり、さらに好ましくは０．００７以上０．３以下の範囲内（０．００７≦ｙ≦０．３）であり、よりさらに好ましくは０．０１以上０．２以下の範囲内（０．０１≦ｙ≦０．２）である。「モル比」は、蛍光体に含まれる化学組成の１モル中の元素のモル量を示す。
【００３５】
式（II）で表されるように、窒化物蛍光体の組成中に、Ｂａと、Ｓｒ、Ｃａ及びＭｇからなる群から選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属元素Ｍ１２を含む場合は、変数ｘと２の積は、窒化物蛍光体の組成１モルにおけるアルカリ土類金属元素Ｍ１２のモル比を表す。変数ｘは、賦活剤の量にも影響されるが、好ましくは０以上０．７５以下の範囲内（０≦ｘ≦０．７５）であり、より好ましくは０．０１以上０．６以下の範囲内（０．０１≦ｘ≦０．６０）であり、さらに好ましくは０．０５以上０．５以下の範囲内（０．０５≦ｘ≦０．５０）である。
【００３６】
得られる窒化物蛍光体は、フィッシャーサブシーブサイザー法（Fisher  Sub-sieve  sizer、以下「ＦＳＳＳ法」ともいう。）により測定した平均粒径（Fisher  Sub-sieve  sizer’s  number）が５．０μｍ未満であることが好ましい。窒化物蛍光体のＦＳＳＳ法により測定される平均粒径が５．０μｍ未満であると、空隙の少ない成形体を形成できる。窒化物蛍光体のＦＳＳＳ法により測定される平均粒径は、より好ましくは４．５μｍ以下であり、さらに好ましくは４．０μｍ以下であり、０．１μｍ以上であればよく、０．５μｍ以上であってもよい。ＦＳＳＳ法は、空気透過法の１種であり、空気の流通抵抗を利用して比表面積を測定し、粒径を求める方法である。
【００３７】
成形体の準備
成形体を準備する工程において、成形体は、相対密度の高い焼結体を得るために、結晶子サイズが５５０Å以下の窒化物蛍光体から形成されることが好ましい。成形体は、結晶子サイズが５５０Å以下の窒化物蛍光体のみからなることが好ましい。すなわち、成形体中の結晶子サイズが５５０Å以下の窒化物蛍光体の含有量が１００質量％であることが好ましい。成形体は、結晶子サイズが５５０Å以下の窒化物蛍光体の他に空隙が含まれていてもよく、結晶子サイズが５５０Å以下の窒化物蛍光体の含有量が、９５質量％以上であってもよく、９７質量％以上であってもよく、９８質量％以上であってもよく、９９質量％以上であってもよく、９９．５質量％以上であってもよい。
【００３８】
成形体準備工程では、結晶子サイズが５５０Å以下の窒化物蛍光体を所望の形状に成形し、成形体を得る。成形体の成形方法は、粉体をプレスして成形するプレス成形法や、粉体を含むスラリーを調製し、スラリーから成形体を得るスラリー成形法など知られている方法を採用することができる。プレス成形法としては、例えば金型プレス成形法、ＪＩＳ  Ｚ２５００：２０００のＮｏ．２１０９に規定された冷間等方圧加圧法（ＣＩＰ:Cold Isostatic Pressing、以下、「ＣＩＰ」ともいう。）が挙げられる。成形方法は、成形体の形状を整えるために、２種の方法を採用してもよく、金型プレス成形をした後に、ＣＩＰ処理を行ってもよい。ＣＩＰ処理では、水を媒体として成形体をプレスすることが好ましい。
【００３９】
金型プレス成形時の圧力は、好ましくは５ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下の範囲内であり、より好ましくは５ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下の範囲内であり、さらに好ましくは５ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下の範囲内である。金型プレス成形時の圧力が前記範囲であれば、成形体を所望の形状に整えることができる。
【００４０】
ＣＩＰ処理における圧力は、好ましくは５０ＭＰａ以上２５０ＭＰａ以下の範囲内であり、より好ましくは１００ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下の範囲内である。ＣＩＰ処理における圧力が前記範囲であると、成形体の密度を高め、全体が略均一な密度を有する成形体を得ることができ、後の焼成工程において、得られる焼結体の密度を高めることができる。
【００４１】
焼成工程
焼成工程は、成形体を１６００℃以上２２００℃以下の範囲内の温度で焼成し、焼結体を得る工程である。結晶子サイズが５５０Å以下である窒化物蛍光体を含む成形体を１６００℃以上２２００℃以下の範囲内の温度で焼成することによって、成形体中の空隙が少なくなり、大きい相対密度を有し、高い発光強度を有するセラミックス焼結体が得られる。
【００４２】
焼成工程の温度は、結晶子サイズが５５０Å以下の結晶性が比較的低い窒化物蛍光体の結晶性をよりよくし、結晶構造の分解を抑制するために、好ましくは１６００℃以上２１００℃以下の範囲内であり、より好ましくは１６００℃以上２０００℃以下の範囲内であり、さらに好ましくは１６００℃以上１９００℃以下の範囲内であり、よりさらに好ましくは１６００℃以上１８００℃以下の範囲内である。
【００４３】
焼成は、加圧や荷重をかけずに非酸化性雰囲気のもとで焼成を行う雰囲気焼結法、非酸化性雰囲気の加圧下で焼成を行う雰囲気加圧焼結法、ホットプレス焼結法、放電プラズマ焼結法（ＳＰＳ：Spark  Plasma  Sintering）が挙げられる。
【００４４】
焼成工程は、窒素ガスを含む雰囲気で行なうことが好ましい。窒素ガスを含む雰囲気は、少なくとも９９体積％以上の窒素を含む雰囲気であることが好ましい。窒素ガスを含む雰囲気中の窒素は、９９体積％以上であることが好ましく、より好ましくは９９．５体積％以上である。窒素ガスを含む雰囲気中には、窒素の他に、酸素等の微量のガスが含まれていてもよいが、窒素ガスを含む雰囲気中の酸素の含有量は、１体積％以下であることが好ましく、より好ましくは０．５体積％以下、さらに好ましくは０．１体積％以下、よりさらに好ましくは０．０１体積％以下、特に好ましくは０．００１体積％以下である。焼成工程における雰囲気は、還元性を有する窒素を含む雰囲気であってもよく、水素ガス及び窒素を含む雰囲気であってもよい。焼成工程における窒素を含む雰囲気中に水素ガスを含む場合は、雰囲気中の水素ガスの含有量は、好ましくは１体積％以上、より好ましくは５体積％以上、さらに好ましくは１０体積％以上である。熱処理する雰囲気は、大気雰囲気中で固体カーボンを用いた還元雰囲気であってもよい。
【００４５】
成形体は、窒素ガスを含む雰囲気中で焼成することで、高い発光強度を有する窒化物蛍光体を含む、高い相対密度を有するセラミックス焼結体を得ることができる。これは例えば賦活剤である金属元素Ｍ２がＥｕである場合、窒化物蛍光体中で発光に寄与する２価のＥｕ2＋が占める割合が増大することに起因している。２価のＥｕ２＋は酸化されて３価のＥｕ３＋となりやすいが、還元力の高い還元雰囲気で成形体を焼成することにより、成形体に含まれる窒化物蛍光体中の３価のＥｕ３＋が２価のＥｕ２＋に還元されるため、窒化物蛍光体中で２価のＥｕ２＋が占める割合が増大し、高い発光強度を有する窒化物蛍光体を含むセラミックス焼結体が得られる。
【００４６】
焼成工程における雰囲気圧力は、０．１ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下の範囲内であることが好ましく、０．２ＭＰａ以上１．５ＭＰａ以下の範囲内であることがより好ましく、０．５ＭＰａ以上１．２ＭＰａ以下の範囲内であることがさらに好ましい。雰囲気圧力は、ゲージ圧であることが好ましい。焼成工程における雰囲気圧力が前記範囲内であると、結晶子サイズが５５０Å以下と比較的結晶性の低い窒化物蛍光体の結晶性をより良くし、結晶構造の分解を抑制して、高い発光強度を有する窒化物蛍光体を含むセラミックス焼結体が得られる。
【００４７】
焼成の時間は、雰囲気圧力に応じて適宜選択すればよい。焼成の時間は、例えば０．５時間以上２０時間以内であり、好ましくは１時間以上１０時間以内である。
【００４８】
焼成工程は、一次焼成工程と、二次焼成工程の２回以上の焼成工程を含んでいてもよい。２回以上の焼成工程を含む場合は、一次焼成工程によって得られたセラミックス焼結体を、ＪＩＳ  Ｚ２５００：２０００のＮｏ．２１１２に規定された熱間等方圧加圧法（
ＨＩＰ：Hot  Isostatic  Pressing、以下「ＨＩＰ」ともいう。）により１４００℃以上２２００℃以下の範囲内の温度で二次焼成してもよい。一次焼成で得られたセラミックス焼結体をさらにＨＩＰにより二次焼成することによって、セラミックス焼結体の密度をより高めることができ、励起光の照射によって所望の発光ピーク波長を有する色むらの少ない光を発するセラミックス焼結体を得ることができる。二次焼成の温度は、窒化物蛍光体の結晶構造の分解を抑制するために１６００℃以上２１００℃以下の範囲内の温度であることがより好ましい。
【００４９】
二次焼成をＨＩＰ処理によって行う場合は、ＨＩＰ処理における圧力は、好ましくは５０ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下の範囲内であり、より好ましくは８０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下の範囲内である。ＨＩＰ処理における圧力が前記範囲であると、セラミックス焼結体に含まれる窒化物蛍光体の結晶構造を劣化させることなく、焼結体の全体を均一に、より高い密度にすることができる。
【００５０】
二次焼成を行う時間は、例えば０．５時間以上２０時間以内であり、１時間以上１０時間以内であることが好ましい。
【００５１】
加工工程
セラミックス焼結体の製造方法は、得られたセラミックス焼結体を加工する加工工程を含んでいてもよい。加工工程は、得られたセラミックス焼結体を所望の大きさに切断加工する工程等が挙げられる。セラミックス焼結体の切断方法は、公知の方法を利用することができ、例えば、ブレードダイシング、レーザーダイシング、ワイヤーソー等が挙げられる。これらのうち、切断面が高精度に平らになる点からワイヤーソーが好ましい。加工工程によって、所望の厚さや大きさのセラミックス焼結体を得ることができる。セラミックス焼結体の厚さは特に制限されないが、機械的強度や波長変換効率を考慮して、好ましくは１μｍ以上１ｍｍ以下の範囲内であり、より好ましくは１０μｍ以上８００μｍ以下の範囲内であり、さらに好ましくは５０μｍ以上５００μｍ以下の範囲内であり、よりさらに好ましくは１００μｍ以上４００μｍ以下の範囲内である。
【００５２】
セラミックス焼結体の相対密度
得られるセラミックス焼結体の相対密度は、好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上、さらに好ましくは９０％以上、よりさらに好ましくは９１％以上である。セラミックス焼結体の相対密度は１００％であってもよく、９９％以下であってもよく、９８％以下であってもよい。得られるセラミックス焼結体の相対密度が８０％以上であることによって、セラミックス焼結体の密度が高く、空隙が少なく、空隙による光の散乱が抑制されるため、発光強度の高いセラミックス焼結体を製造することができる。
【００５３】
本明細書においてセラミックス焼結体の相対密度とは、セラミックス焼結体の真密度に対するセラミックス焼結体の見掛け密度により算出される値をいう。相対密度は、下記計算式（１）により算出される。
【００５４】
【数１】
2020083739.tif 000003
【００５５】
セラミックス焼結体の真密度は、セラミックス焼結体１００質量％に対して、窒化物蛍光体の質量割合（質量％）に真密度を乗じて得られた値をいう。セラミックス焼結体が窒化物蛍光体のみからなる場合には、窒化物蛍光体の真密度が、セラミックス焼結体の真密度となる。
【００５６】
セラミックス焼結体の見掛け密度は、セラミックス焼結体の質量をアルキメデス法によって求められるセラミックス焼結体の体積で除した値であり、下記計算式（２）により算出される。下記計算式（２）において、セラミックス焼結体の体積は、アルキメデス法によって求められる体積をいう。
【００５７】
【数２】
2020083739.tif 000004
【００５８】
セラミックス焼結体
セラミックス焼結体は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ及びＭｇからなる群から選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属元素Ｍ１と、Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ及びＭｎからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素Ｍ２と、Ｓｉと、Ｎとを組成に含み、組成１モルにおけるアルカリ土類金属元素Ｍ１と金属元素Ｍ２の合計のモル比が２であり、金属元素Ｍ２のモル比が０．００１以上０．５未満の変数ｙと２の積であり、Ｓｉのモル比が５であり、Ｎのモル比が８である組成を有する窒化物蛍光体からなり、相対密度が８０％以上である、セラミックス焼結体である。セラミックス焼結体に含まれる窒化物蛍光体は、アルカリ土類金属元素Ｍ１として、Ｂａと、Ｓｒ、Ｃａ及びＭｇからなる群から選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属元素Ｍ１２を含んでいてもよい。窒化物蛍光体の組成１モル中のアルカリ土類金属元素Ｍ１２のモル比は、０以上０．７５以下の変数ｘと２の積であることが好ましい。セラミックス焼結体は、特定の組成を有する窒化物蛍光体からなり、相対密度が８０％以上と高く、発光強度が高く、励起光の照射により所望の発光ピーク波長を有する光を発する。セラミックス焼結体中の窒化物蛍光体を構成する各元素の含有量は、ＩＣＰ発光分光分析法（Inductively  Coupled  Plasma  Atomic  Emission  Spectroscopy）を用いて測定することができ、元素分析の結果から窒化物蛍光体の組成を測定することができる。
【００５９】
セラミックス焼結体は、前記式（Ｉ）で表される組成を有する窒化物蛍光体からなることが好ましく、前記式（II）で表される組成を有する窒化物蛍光体からなるものであってもよい。セラミックス焼結体が、前記式（Ｉ）あるいは前記式（II）で表される組成を有する窒化物蛍光体からなるセラミックス焼結体である場合は、バインダーを使用する蛍光部材と比べて劣化が抑制され、耐久性に優れ、高い発光強度を維持することができる。
【００６０】
セラミックス焼結体の相対密度は、８０％以上であり、８５％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましく、９１％以上であることがさらに好ましい。セラミックス焼結体の相対密度が大きいと、空隙による光散乱が少なく、発光強度が高くなる。また、セラミックス焼結体の相対密度が高いと、切断等の加工を施した場合であっても、割れや欠けを生じることなく、セラミックス焼結体を発光装置に用いた場合に、色むらの発生を抑制することができる。セラミックス焼結体の相対密度は、より好ましくは９１％以上である。セラミックス焼結体の相対密度は、１００％であってもよく、９９．９％以下であってもよく、９９．８％以下であってもよい。
【００６１】
発光装置
発光装置は、上述の製造方法によって得られたセラミックス焼結体を、ＬＥＤやＬＤの発光素子と組み合わせて構成される。発光装置は、発光素子から発せられた励起光をセラミックス焼結体で変換して、所望の発光ピーク波長を有する光を発する。発光装置は、発光素子からの光とセラミックス焼結体で波長変換された光によって、混色光を発する。発光装置は、前記窒化物蛍光体を含むセラミックス焼結体と、前記窒化物蛍光体以外の蛍光体を含む別のセラミックス焼結体と組み合わせて用いてもよい。
【００６２】
発光素子は、３８０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有することが好ましく、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有することがより好ましい。発光素子は、例えば、窒化物系半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を用いた半導体発光素子とすることが好ましい。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。
【実施例】
【００６３】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００６４】
実施例１
窒化物蛍光体の準備
窒化物蛍光体に含まれるアルカリ土類金属元素Ｍ１としてＢａ及びＳｒを用い、金属元素Ｍ２としてＥｕを用いた。Ｂａ３Ｎ２、Ｓｒ３Ｎ２、ＥｕＮ、Ｓｉ３Ｎ４を原料として用いた。仕込み量として各元素のモル比がＢａ：Ｓｒ：Ｅｕ：Ｓｉ＝０．５：１．４２：０．０８：５となるように原料である各化合物を不活性ガス雰囲気のグローブボックス内で秤量し、各化合物を混合して原料混合物を得た。得られた原料混合物を坩堝に充填し、窒素を９９．９体積％以上含有し、残部が酸素（０．１体積％以下）である雰囲気中で、ガス圧力をゲージ圧で０．９ＭＰａ、１４００℃、５時間の熱処理を行い、焼成物を得た。得られた焼成物は、粒子同士が焼結しているので、分散し、その後、粗大粒子や微粒子を取り除くふるい分級を行い、表１に示す平均粒径を有する粒径が整った（Ｂａ０．２５Ｓｒ０．７１Ｅｕ０．０４）２Ｓｉ５Ｎ８の組成を有する窒化物蛍光体を得た。
【００６５】
成形体の準備
得られた窒化物蛍光体を金型に充填し、７ＭＰａ（７１．３８ｋｇｆ／ｃｍ２）の圧力で直径２８．５ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円筒形状の成形体をプレス形成した。
【００６６】
焼成
得られた成形体を焼成炉（富士電波工業株式会社製）に入れ、窒素を９９．９体積％以上含有し、残部が酸素（０．１体積％以下）である雰囲気中で、１７００℃、０．９ＭＰａで５時間保持して、焼成し、セラミックス焼結体を得た。
【００６７】
実施例２
窒化物蛍光体の準備工程において、原料混合物を熱処理する温度を１６００℃にしたこと以外は、実施例１と同様にしてセラミックス焼結体を得た。
【００６８】
比較例１
窒化物蛍光体の準備工程において、原料混合物を熱処理する温度を１８００℃にしたこと以外は、実施例１と同様にしてセラミックス焼結体を得た。
【００６９】
ＦＳＳＳ法による蛍光体の平均粒径
実施例及び比較例に用いた窒化物蛍光体は、ＦＳＳＳ法により、平均粒径（Fisher  sub-sieve  sizer’s  number）を測定した。結果を表１に示す。
【００７０】
蛍光体の発光特性
発光スペクトル、相対発光強度（％）
実施例及び比較例の窒化物蛍光体について、発光特性を測定した。分光蛍光光度計（製品名：ＱＥ−２０００、大塚電子株式会社製）を用いて、励起光の波長４５０ｎｍの光を照射し、各蛍光体の発光スペクトルを測定した。得られた発光スペクトルの発光強度が最大となる発光ピーク波長６３０ｎｍにおける相対発光強度（％）を求めた。相対発光強度（％）は、比較例１の窒化物蛍光体の発光ピーク波長における発光強度を１００％として算出した。結果を表１に示す。
【００７１】
蛍光体の発光色度ｘ、ｙ
実施例及び比較例の窒化物蛍光体について、分光蛍光光度計の量子効率測定システム（製品名：ＱＥ−２０００、大塚電子株式会社製）を用いて、ＣＩＥ（国際照明委員会：Commission  international  de  l’eclairage）１９３１表色系の色度座標における色度ｘ、ｙを測定した。結果を表１に示す。
【００７２】
ＸＲＤ測定
蛍光体の結晶子サイズ(Å)
実施例及び比較例の窒化物蛍光体について、Ｘ線回折装置（製品名：Ｕｌｔｉｍａ  ＩＶ、株式会社リガク製）を用いてＸＲＤ測定（Ｘ−ｒａｙ  ＣｕＫα、管電圧：４０ｋＶ、管電流：２０ｍＡ、走査範囲１０°≦２θ≦７０°、線源：ＣｕＫα、走査軸：２θ／θ、測定方法：ＦＰ(ファンダメンタルパラメータ法)、係数単位：Ｃｏｕｎｔｓ、ステップ幅：０．０２°、係数時間：１０）を行った。解析ソフトウェアＰＤＸＬ（株式会社リガク製）を用いて測定データを読み込み、Ｂａ２Ｓｉ５Ｎ８単相のＩＣＤＤ（International  Center  for  Diffraction  Data）カードのＮｏ．０１−０８５−０１０１を使用し、精密化した後にＨａｌｄｅｒ−Ｗａｇｎｅｒ法により結晶子サイズの算出を行った（外部標準試料による幅補正を行った。）。結果を表１に示す。
【００７３】
【表１】
2020083739.tif 000005
【００７４】
セラミックス焼結体の相対密度（％）
実施例及び比較例のセラミックス焼結体の相対密度を前記計算式（１）及び（２）により算出した。セラミックス焼結体の真密度は、実施例及び比較例の成形体を形成した窒化物蛍光体の真密度であり、窒化物蛍光体の真密度は、４．３６ｇ／ｃｍ３であった。結果を表２に示す。
【００７５】
セラミックス焼結体の相対発光強度（％）
実施例及び比較例のセラミックス焼結体を、ワイヤーソーを用いて厚さ３００μｍに切断し、サンプルを形成した。発光ピーク波長が４５５ｎｍである窒化物半導体からなるＬＥＤチップを光源として用いて、この光源からセラミックス焼結体のサンプルに光を照射し、光源からの光を受けてセラミックス焼結体のサンプルから得られた４３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲の発光スペクトルを、分光蛍光光度計を用いて測定した。得られた発光スペクトルの発光強度が最大となる発光ピーク波長６３０ｎｍにおける相対発光強度（％）を求めた。セラミックス焼結体の相対発光強度（％）は、比較例１のセラミックス焼結体の最大の発光ピーク波長６３０ｎｍにおける発光強度を１００％として算出した。結果を表２に示す。また、図２は、比較例１の発光スペクトルの積分値を１００％として、実施例１及び２、並びに比較例１の波長に対する相対光度の発光スペクトルを示す図である。
【００７６】
セラミックス焼結体の発光色度ｘ、ｙ
実施例及び比較例のセラミックス焼結体のサンプルについて、分光蛍光光度計の量子効率測定システム（製品名：ＱＥ−２０００、大塚電子株式会社製）を用いて、ＣＩＥ１９３１表色系の色度座標における色度ｘ、ｙを測定した。結果を表２に示す。
【００７７】
【表２】
2020083739.tif 000006
【００７８】
表２に示されるように、実施例１及び２のセラミックス焼結体は、比較例１のセラミックス焼結体と比べて、相対発光強度が高くなった。実施例１及び２のセラミックス焼結体に用いた窒化物蛍光体は、結晶子サイズが５５０Å以下であり、窒化物蛍光体としては結晶性が低い。そのため、結晶子サイズが５５０Å以上である比較例１のセラミックス焼結体に用いた窒化物蛍光体よりも、窒化物蛍光体自体の相対発光強度は低くなる。しかしながら、結晶子サイズが５５０Å以下である窒化物蛍光体を用いて成形体を形成し、この成形体を１６００℃以上２２００℃以下の範囲内の温度で焼成して得られたセラミックス焼結体は、結晶子サイズが５５０Åを超える窒化物蛍光体を用いた比較例１のセラミックス焼結体よりも３倍を超える高い発光強度を有する。実施例１及び２のセラミックス焼結体が、比較例１のセラミックス焼結体よりも高い発光強度を有する理由は明らかではないが、比較的低い結晶子サイズを有する窒化物蛍光体が、１６００℃以上２２００℃以下の範囲内の温度で焼成されることによって、セラミックス焼結体の空隙が少なくなり、発光強度が高くなると推測される。
一方、比較例１のセラミックス焼結体は、発光強度が、実施例１及び２のセラミックス焼結体よりも低下した。この理由として、比較例１のセラミックス焼結体は、結晶子サイズが５５０Åを超える結晶性の良い窒化物蛍光体を用いており、セラミックス焼結体の相対密度が小さく、これは空隙が多く存在しているからであると推測された。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本開示に係るセラミックス焼結体は、励起光の照射により発光し、ＬＥＤやＬＤから発せられた光の波長を変換することができる波長変換部材、固体シンチレーターの材料として利用できる。
【図１】
2020083739.tif 000007
【図２】
2020083739.tif 000008