【手続補正書】
【提出日】平成16年10月27日(2004.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも窒素を含み、第１の発光スペクトルを有する光の少なくとも一部を吸収して、前記第１の発光スペクトルと異なる第２の発光スペクトルを有する光を発光する窒化物蛍光体であって、
前記窒化物蛍光体は、ＬＸＭＹＮ（２／３Ｘ＋４／３Ｙ）：Ｚ（Ｌは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、ＨｇのＩＩ価からなる群より選ばれる少なくとも１種、Ｍは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、ＨｆのＩＶ価からなる群より選ばれる少なくとも１種、Ｚは、賦活剤であり、０．５≦Ｘ≦３．１、１．５≦Ｙ≦８である。）で表され、かつ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｏ及びＦｅからなる群より選ばれる少なくとも１種以上を含有することを特徴とする窒化物蛍光体。
【請求項２】
前記窒化物蛍光体は、ＬＸＭＹＮ（２／３Ｘ＋４／３Ｙ）：Ｚ（Ｌは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、ＢａのＩＩ価からなる群より選ばれる少なくとも１種、Ｍは、Ｓｉである。Ｚは、賦活剤であり、０．５≦Ｘ≦３．１、１．５≦Ｙ≦８である。）で表され、かつ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｏ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種以上を含有することを特徴とする請求項１に記載の窒化物蛍光体。
【請求項３】
前記賦活剤であるＺは、Ｅｕであることを特徴とする請求項１又は２に記載の窒化物蛍光体。
【請求項４】
前記賦活剤であるＺは、Ｍｎ、Ｂ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｌ及びＥｕのうち少なくとも１種以上を含有するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の窒化物蛍光体。
【請求項５】
前記Ｘ及びＹは、Ｘ＝２、Ｙ＝５であることを特徴とする請求項１又は２に記載の窒化物蛍光体。
【請求項６】
前記Ｘ及びＹは、Ｘ＝１、Ｙ＝７であることを特徴とする請求項１又は２に記載の窒化物蛍光体。
【請求項７】
前記Ｌと前記Ｚとのモル比は、Ｌ：Ｚ＝１：０．００１〜１の関係を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の窒化物蛍光体。
【請求項８】
前記窒化物蛍光体は、平均粒径が０．１μｍ〜１０μｍの大きさであることを特徴とする請求項１乃至７の少なくともいずれか一項に記載の窒化物蛍光体。
【請求項９】
前記第２の発光スペクトルは、黄から赤領域に少なくとも１つの発光ピーク波長を有していることを特徴とする請求項１乃至８の少なくともいずれか一項に記載の窒化物蛍光体。
【請求項１０】
前記第２の発光スペクトルは、５２０ｎｍから７８０ｎｍの波長範囲に少なくとも１つの発光ピーク波長を有していることを特徴とする請求項１乃至８の少なくともいずれか一項に記載の窒化物蛍光体。
【請求項１１】
ＬＸＭＹＮ（２／３Ｘ＋４／３Ｙ）：Ｚ（Ｌは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、ＨｇのＩＩ価からなる群より選ばれる少なくとも１種、Ｍは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、ＨｆのＩＶ価からなる群より選ばれる少なくとも１種、Ｚは、賦活剤であり、０．５≦Ｘ≦３．１、１．５≦Ｙ≦８である。）で表され、かつ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｏ及びＦｅからなる群より選ばれる少なくとも１種以上を含有する窒化物蛍光体の製造方法であって、前記窒化物蛍光体の原料を、アンモニア雰囲気中で焼成が行われる工程を有することを特徴とする窒化物蛍光体の製造方法。
【請求項１２】
前記焼成は、窒化ホウ素材質のるつぼを用いて焼成が行われていることを特徴とする請求項１１に記載の窒化物蛍光体の製造方法。
【請求項１３】
第１の発光スペクトルを持つ光を発する半導体発光素子と、前記第１の発光スペクトルの光の少なくとも一部を吸収し、前記第１の発光スペクトルと異なる第２の発光スペクトルの光を発する蛍光体と、を有する発光装置であって、前記蛍光体は、請求項１乃至１０の少なくともいずれか１項に記載の窒化物蛍光体が含有されていることを特徴とする発光装置。
【請求項１４】
前記蛍光体は、さらにセリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質が含有されていることを特徴とする請求項１３に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記蛍光体に含有されている、前記セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質と前記請求項１乃至１０の少なくともいずれか１項に記載の窒化物蛍光体とは、１〜１５対１の重量比率で混合されていることを特徴とする請求項１４に記載の発光装置。
【請求項１６】
前記第１の発光スペクトルは、３６０ｎｍ〜５５０ｎｍに発光ピーク波長を有しており、
前記第１の発光スペクトルを持つ光と、前記第２の発光スペクトルを持つ光とが混合されて放出されることにより白色系の発光が行われることを特徴とする請求項１３に記載の発光装置。
【請求項１７】
前記蛍光体は、粉体又は粒体であって、光透光性材料に含有されていることを特徴とする請求項１３に記載の発光装置。
【請求項１８】
前記半導体発光素子は、ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体発光素子であることを特徴とする請求項１３に記載の発光装置。
【請求項１９】
前記発光装置は、平均演色評価数Ｒａが７５乃至９５であり、色温度が２０００Ｋから８０００Ｋであることを特徴とする請求項１３に記載の発光装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、少なくとも窒素を含み、第１の発光スペクトルを有する光の少なくとも一部を吸収して、前記第１の発光スペクトルと異なる第２の発光スペクトルを有する光を発光する窒化物蛍光体であって、前記窒化物蛍光体は、ＬＸＭＹＮ（２／３Ｘ＋４／３Ｙ）：Ｚ（Ｌは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、ＨｇのＩＩ価からなる群より選ばれる少なくとも１種、Ｍは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、ＨｆのＩＶ価からなる群より選ばれる少なくとも１種、Ｚは、賦活剤であり、０．５≦Ｘ≦３．１、１．５≦Ｙ≦８である。）で表され、かつ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｏ及びＦｅからなる群より選ばれる少なくとも１種以上を含有することを特徴とする窒化物蛍光体に関する。上記ＬＸＭＹＮ（２／３Ｘ＋４／３Ｙ）：Ｚ及びＭｎ、Ｂ等の元素を少なくとも含有することにより、発光輝度、エネルギー効率、量子効率等の発光効率の向上を図ることができる。この理由は定かではないが、上記ＬＸＭＹＮ（２／３Ｘ＋４／３Ｙ）：ＺにＭｎ、Ｂ等の元素を含有させることにより粉体の粒径が均一かつ大きくなり、結晶性が著しく良くなるためであると考えられる。結晶性を良くすることにより、第１の発光スペクトルを高効率に波長変換し、発光効率の良好な第２の発光スペクトルを有する窒化物蛍光体にすることができる。また、蛍光体の残光特性を任意に調整することができる。ディスプレイ、ＰＤＰ等のように表示が連続して繰り返し行われるような表示装置では、残光特性が問題となる。そのため、窒化物蛍光体ＬＸＭＹＮ（２／３Ｘ＋４／３Ｙ）：Ｚに、Ｂ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌなどを微量に含有させることにより、残光を抑えることができる。これにより、ディスプレイ等の表示装置に本発明に係る窒化物蛍光体を使用することができる。このように、蛍光体に含有されているＬＸＭＹＮ（２／３Ｘ＋４／３Ｙ）：Ｚ及びＭｎ、Ａｌ等の元素を変えることによって、蛍光体の粒径、結晶性、エネルギー伝達経路が変わり、吸収、反射、散乱が変化し、発光及び光の取り出し、残光などの発光装置における発光特性に大きく影響を及ぼすからである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
前記窒化物蛍光体は、ＬＸＭＹＮ（２／３Ｘ＋４／３Ｙ）：Ｚ（Ｌは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、ＢａのＩＩ価からなる群より選ばれる少なくとも１種、Ｍは、Ｓｉである。Ｚは、賦活剤であり、０．５≦Ｘ≦３．１、１．５≦Ｙ≦８である。）で表され、かつ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｏ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種以上を含有することが好ましい。Ｌを、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａにすることにより、また、ＭをＳｉにすることにより、分解し難い信頼性が高く結晶性の良好な窒化物蛍光体を提供することができるからである。これに伴い、ライフ特性の良好な発光装置を提供することができるからである。この窒化物蛍光体は、第１の発光スペクトルに４００ｎｍ〜４６０ｎｍの発光ピーク波長を有する青色ＬＥＤを使用して、本発明に係る窒化物蛍光体に照射すると５６０ｎｍ〜６８０ｎｍ付近にピーク波長を有する、白色に発光する発光装置を製造することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
前記賦活剤であるＺは、Ｅｕであることことが好ましい。これにより、２５０ｎｍ〜４８０ｎｍ付近の第１の発光スペクトルの光を吸収し、該吸収により第１の発光スペクトルと異なる領域、特に黄から赤領域に第２の発光スペクトルの光を有することができるからである。具体的には、４６０ｎｍに励起された第１の発光スペクトルの光を窒化物蛍光体に照射すると、５８０ｎｍ〜６２０ｎｍ近傍に最大波長を示す窒化物蛍光体を提供することができるからである。これにより、青色ＬＥＤと本発明の窒化物蛍光体とを組み合わせることにより、白色に発光する発光装置を提供することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
前記賦活剤であるＺは、Ｍｎ、Ｂ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｌ及びＥｕのうち少なくとも１種以上を含有するものであることが好ましい。これにより、賦活剤にＥｕのみを用いる場合と異なる領域に最大波長を示す等、発光特性の良い窒化物蛍光体を提供することができるからである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
前記Ｌと前記Ｚとのモル比は、Ｌ：Ｚ＝１：０．００１〜１の関係を満足することが好ましい。ＬＸＭＹＮ（２／３Ｘ＋４／３Ｙ）：Ｚで表される元素中のＺの配合割合を上記範囲にすることにより、高輝度の窒化物蛍光体を得ることができる。また、温度特性が良好な窒化物蛍光体を提供することができる。より好ましくは、Ｌ：Ｚ＝１：０．００３〜０．０５のモル比の関係である。この範囲の時に、高輝度で、温度特性の良好な窒化物蛍光体を提供することができるからである。また、原料のＥｕの化合物が高価であるため、Ｅｕの化合物の配合比率を減少することにより、より低廉な蛍光体を製造することが可能である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
前記第２の発光スペクトルは、黄から赤領域に少なくとも１つの発光ピーク波長を有していることが好ましい。これにより、暖色系の白色に発光する発光装置を提供することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
【請求項１０】  前記第２の発光スペクトルは、５２０ｎｍから７８０ｎｍの波長範囲に少なくとも１つの発光ピーク波長を有していることが好ましい。４００ｎｍから４６０ｎｍに励起された紫外又は青色ＬＥＤと５７０ｎｍから７３０ｎｍの波長範囲に発光ピーク波長を有する窒化物蛍光体とを組み合わせることにより、暖色系の白色に発光する発光装置を提供することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明は、ＬＸＭＹＮ（２／３Ｘ＋４／３Ｙ）：Ｚ（Ｌは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、ＨｇのＩＩ価からなる群より選ばれる少なくとも１種、Ｍは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、ＨｆのＩＶ価からなる群より選ばれる少なくとも１種、Ｚは、賦活剤であり、０．５≦Ｘ≦３．１、１．５≦Ｙ≦８である。）で表され、かつ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｏ及びＦｅからなる群より選ばれる少なくとも１種以上を含有する窒化物蛍光体の製造方法であって、前記窒化物蛍光体の原料を、アンモニア雰囲気中で焼成が行われる工程を有することを特徴とする窒化物蛍光体の製造方法に関する。焼成工程において、還元ガスとして通常水素を数％含む窒素が使用されるが、水素がるつぼ、炉等を浸食するため、浸食されたるつぼ材質が蛍光体組成中に含まれるようになる。このようなるつぼ材質は、不純物となり、発光輝度、量子効率、エネルギー効率などの発光効率の低下を引き起こす原因となる。このため、アンモニア雰囲気中で焼成を行うことにより、るつぼを浸食せず、不純物を含まない発光効率の高い蛍光体を製造することができる。また、反応性が向上し歩留りが極めて高い蛍光体を製造することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明は、第１の発光スペクトルを持つ光を発する半導体発光素子と、前記第１の発光スペクトルの光の少なくとも一部を吸収し、前記第１の発光スペクトルと異なる第２の発光スペクトルの光を発する蛍光体と、を有する発光装置であって、前記蛍光体は、前記窒化物蛍光体が含有されていることを特徴とする発光装置に関する。これにより暖色系の白色に発光する発光装置を提供することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
前記蛍光体は、さらにセリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質が含有されていることが好ましい。ＹＡＧ系蛍光物質を含有することにより、所望の発光色に調節することができる。青色ＬＥＤとＹＡＧ系蛍光体とを用いた発光装置では、色度座標Ｘ＝０．３４８、Ｙ＝０．３６７、色温度４９３９Ｋ、肉眼観察で青白い白色の発光が見られる。これに対して、青色ＬＥＤと上記窒化物蛍光体及びＹＡＧ系蛍光体とを混合した蛍光体とを用いた発光装置では、色度座標Ｘ＝０．４５４、Ｙ＝０．４１６、色温度２８２８Ｋ、肉眼観察で暖色系の白色の発光が見られる。このように青色ＬＥＤと上記窒化物蛍光体及びＹＡＧ系蛍光体とを混合した蛍光体とを用いた発光装置を用いることにより、目に優しい暖色系の白色の発光装置を提供することができる。特に、電球色の発光装置を提供することができる。また、ＹＡＧ系蛍光体に限られず、半導体発光素子と、発光特性の極めて優れた蛍光体とを組み合わせることにより、青、緑、赤の他、種々の色を発光することができる発光装置を提供することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
前記蛍光体に含有されている、前記セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質と前記窒化物蛍光体とは、１〜１５対１の重量比率で混合されていることが好ましい。ＹＡＧ系蛍光体と上記窒化物蛍光体との配合量を変えることにより、色温度の微調節が可能となる。特に、上記配合比率にすることにより、発光効率が良好な暖色系の白色の発光を行う発光装置を提供することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
前記第１の発光スペクトルは、３６０〜５５０ｎｍに発光ピーク波長を有しており、前記第１の発光スペクトルを持つ光と、前記第２の発光スペクトルを持つ光とが混合されて放出されることにより白色系の発光が行われることが好ましい。第１の発光スペクトルにＥＸ＝４６０ｎｍの発光波長を有する青色ＬＥＤを使用することができる他、ＥＸ＝４００ｎｍの発光波長を有する紫外ＬＥＤも使用することができる。紫外ＬＥＤは、可視光線でないため、電流変化に伴う発光の微小変化を人間（目）が感じることがないため、色変化がない。本発明に係る窒化物蛍光体は、３６０ｎｍ〜４８０ｎｍ辺りの発光波長を吸収するため、ＥＸ＝４００ｎｍの紫外ＬＥＤを使用することができる。従って、３６０ｎｍ〜５５０ｎｍ付近の発光波長を有する第１の発光スペクトルを有する白色の発光装置を提供することができる。