(57)【要約】【課題】量子効率の高い黄色発光蛍光体を提供することである。【解決手段】実施形態の蛍光体は、２５０〜５００ｎｍの波長範囲内に発光ピークを有する光で励起した際に、５００〜６００ｎｍの波長範囲内に発光ピークを示す。前記蛍光体は、下記一般式（１）で表わされる組成を有することを特徴とする。          （Ｍ1-xＣｅx）2yＡｌzＳｉ10-ｚＯuＮｗＢs          （１）（ここで、ＭはＳｒであり、Ｓｒの一部はＢａ，ＣａおよびＭｇから選ばれる少なくとも一種で置換されていてもよい。ｘ，ｙ，ｚ，ｕ、ｗおよびｓは、それぞれ以下を満たす。    ０＜ｘ≦１、  ０．８≦ｙ≦１．１、  ２≦ｚ≦３．５、  ｕ≦１    １．５≦ｚ−ｕ、  １３≦ｕ＋ｗ≦１５、  ０＜ｓ＜０．２４５）【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
２５０〜５００ｎｍの波長範囲内に発光ピークを有する光で励起した際に、５００〜６００ｎｍの波長範囲内に発光ピークを示し、下記一般式（１）で表わされる組成を有することを特徴とする蛍光体。
（Ｍ1-xＣｅx）2yＡｌzＳｉ10-ｚＯuＮｗＢs          （１）
（ここで、ＭはＳｒであり、Ｓｒの一部はＢａ，ＣａおよびＭｇから選ばれる少なくとも一種で置換されていてもよい。ｘ，ｙ，ｚ，ｕ、ｗおよびｓは、それぞれ以下を満たす。
０＜ｘ≦１、  ０．８≦ｙ≦１．１、  ２≦ｚ≦３．５、  ｕ≦１
１．５≦ｚ−ｕ、  １３≦ｕ＋ｗ≦１５、  ０＜ｓ＜０．２４５）
【請求項２】
前記蛍光体は、Ｃｕ−Ｋα線を用いたＢｒａｇｇ−Ｂｒｅｎｄａｎｏ法によるＸ線回折において、１５．０５〜１５．１５°，２３．０３〜２３．１３°，２４．８７〜２４．９７°，２５．６８〜２５．８°，２５．９７〜２６．０７°，２９．３３〜２９．４３°，３０．９２〜３１．０２°，３１．６５〜３１．７５°，３１．８８〜３１．９８°，３３．０２〜３３．１２°，３３．５９〜３３．６９°，３４．３５〜３４．４６°，３５．２〜３５．３３°，３６．０２〜３６．１２°，３６．５５〜３６．６５°，３７．３〜３７．４°，５６．５〜５６．６°の回折角度（２θ）に、少なくとも１０本のピークを有することを特徴とする請求項１に記載の蛍光体。
【請求項３】
前記ｓは、０．０２≦ｓ≦０．１４の範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の蛍光体。
【請求項４】
２５０〜５００ｎｍの波長範囲内に発光ピークを有する光を発する光源と、
前記光源からの光を受けて黄色発光する蛍光体を含有する蛍光発光層とを具備し、
前記黄色発光蛍光体は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蛍光体を含むことを特徴とする発光装置。
【請求項５】
前記光源は、２５０〜４３０ｎｍの波長範囲内に発光ピークを有する光を発し、
前記蛍光発光層は、前記光源からの光で励起した際に、４００〜４９０ｎｍの波長範囲内にピークを有する発光を示す蛍光体をさらに含有することを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蛍光体および発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
白色発光装置は、例えば青色光での励起により赤色発光する蛍光体、青色光での励起により緑色発光する蛍光体、および青色ＬＥＤを組み合わせて構成される。青色光での励起によって黄色光を発光する蛍光体を用いれば、より少ない種類の蛍光体を用いて白色発光装置を構成することができる。こうした黄色発光蛍光体としては、例えばＥｕ付活オルソシリケート蛍光体が知られている。
【０００３】
高効率の白色ＬＥＤ照明を得るため、黄色発光蛍光体の量子効率に対する要求は高まりつつある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０７７２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、高効率の白色ＬＥＤ照明が得られる、量子効率の高い黄色発光蛍光体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の蛍光体は、２５０〜５００ｎｍの波長範囲内に発光ピークを有する光で励起した際に、５００〜６００ｎｍの波長範囲内に発光ピークを示す。かかる蛍光体は、下記一般式（１）で表わされる組成を有することを特徴とする。
【０００７】
（Ｍ1-xＣｅx）2yＡｌzＳｉ10-ｚＯuＮｗＢs          （１）
（ここで、ＭはＳｒであり、Ｓｒの一部はＢａ，ＣａおよびＭｇから選ばれる少なくとも一種で置換されていてもよい。ｘ，ｙ，ｚ，ｕ、ｗおよびｓは、それぞれ以下を満たす。
【０００８】
０＜ｘ≦１、  ０．８≦ｙ≦１．１、  ２≦ｚ≦３．５、  ｕ≦１
１．５≦ｚ−ｕ、  １３≦ｕ＋ｗ≦１５、  ０＜ｓ＜０．２４５）
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】Ｓｒ2Ａｌ3Ｓｉ7ＯＮ13の結晶構造を示す図。
【図２】一実施形態にかかる発光装置の構成を表わす概略図。
【図３】他の実施形態にかかる発光装置の構成を表わす概略図。
【図４】実施例１の蛍光体の発光スペクトルを示す図。
【図５】実施例４の蛍光体のＸＲＤパターン。
【図６】ＪＣＰＤＳカード。
【図７】蛍光体中のホウ素濃度と量子効率との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態を具体的に説明する。
【００１１】
一実施形態にかかる蛍光体は、２５０〜５００ｎｍの波長範囲内に発光ピークを有する光で励起した際に、５００〜６００ｎｍの波長範囲内に発光ピークを示すので、黄緑色から橙色にわたる領域の光を発光できる蛍光体である。主として黄色の領域の光を発することから、以下においては本実施形態の蛍光体を黄色発光蛍光体と称する。かかる蛍光体は、Ｓｒ2Ａｌ3Ｓｉ7ＯＮ13の結晶構造と実質的に同じ結晶構造を有する母体を含み、この母体はＣｅで付活されている。本実施形態にかかる黄色発光蛍光体の組成は、下記一般式（１）で表わされる。
【００１２】
（Ｍ1-xＣｅx）2yＡｌzＳｉ10-ｚＯuＮｗＢs          （１）
（ここで、ＭはＳｒであり、Ｓｒの一部はＢａ，ＣａおよびＭｇから選ばれる少なくとも一種で置換されていてもよい。ｘ，ｙ，ｚ，ｕ、ｗおよびｓは、それぞれ以下を満たす。
【００１３】
０＜ｘ≦１、  ０．８≦ｙ≦１．１、  ２≦ｚ≦３．５、  ｕ≦１
１．５≦ｚ−ｕ、  １３≦ｕ＋ｗ≦１５、  ０＜ｓ＜０．２４５）
上記一般式（１）に示されるように、発光中心元素ＣｅはＭの少なくとも一部を置換する。ＭはＳｒであり、Ｓｒの一部は、Ｂａ、ＣａおよびＭｇから選ばれる少なくとも一種で置換されていてもよい。Ｍ全体の１５ａｔ．％以下、より望ましくは１０ａｔ．％以下であれば、Ｂａ，ＣａおよびＭｇから選ばれる少なくとも一種が含有されていても、異相の生成が促進されることはない。
【００１４】
Ｍの少なくとも０．１モル％がＣｅで置換されていれば、十分な発光効率を得ることができる。Ｃｅは、Ｍの全量を置き換えてもよい（ｘ＝１）が、ｘが０．５以下の場合には、発光確率の低下（濃度消光）を極力抑制することができる。したがって、ｘは０．００１以上０．５以下が好ましい。発光中心元素Ｃｅが含有されることによって、本実施形態の蛍光体は、２５０〜５００ｎｍの波長範囲内にピークを有する光で励起した際、黄緑色から橙色にわたる領域の発光、すなわち５００〜６００ｎｍの波長範囲内にピークを有する発光を示す。なお、Ｃｅの１５ａｔ．％以下、より望ましくは１０ａｔ．％以下であれば、不可避不純物的な他の元素が含有されていても所望の特性が損なわれることはない。例えば、Ｔｂ、Ｅｕ、およびＭｎなどである。
【００１５】
ｙが０．８未満の場合には、結晶欠陥が多くなって効率の低下を招く。一方、ｙが１．１を越えると、過剰なアルカリ土類金属が異相として析出するため、発光特性の低下を招く。ｙは、０．８５以上１．０６以下が好ましい。
【００１６】
ｚが２未満の場合には、過剰なＳｉが異相として析出するため、発光特性の低下を招く。一方、ｚが３．５を越えると、過剰なＡｌが異相として析出するため、発光特性の低下を招く。ｚは２．５以上３．３以下が好ましい。
【００１７】
ｕが１を越えると、結晶欠陥増加に伴い効率が低下する。ｕは０．００１以上０．８以下が好ましい。
【００１８】
（ｚ−ｕ）が１．５未満の場合には、本実施形態の結晶構造が維持できなくなる。場合によっては、異相が生成して、本実施形態の効果が発揮されない。（ｕ＋ｗ）が１３未満または１５を超える場合にも同様に、本実施形態の結晶構造が維持できなくなる。場合によっては、異相が生成して、本実施形態の効果が発揮されない。（ｚ−ｕ）は２以上が好ましく、（ｕ＋ｗ）は１３．２以上１４．２以下が好ましい。
【００１９】
ｓが０の場合には、良好な量子効率が得られない。一方、ｓが０．２４５以上の場合には、量子効率が低下する。さらに良好な量子効率を得るためには、ｓは０．０２以上０．１４以下が望ましい。
【００２０】
上述した条件を全て備えているので、本実施形態にかかる蛍光体は、２５０〜５００ｎｍの波長範囲内に発光ピークを有する光で励起した際に、黄色光を高い効率で発光することができる。
【００２１】
本実施形態の黄色発光蛍光体は、Ｓｒ2Ａｌ3Ｓｉ7ＯＮ13属結晶をベースとして、その構成元素であるＳｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、またはＮが他の元素で置き換わったり、Ｃｅなどのほかの金属元素が固溶したものであるということもできる。このような置き換え等によって、結晶構造が若干変化することがあるものの、骨格原子間の化学結合が切れるほどに原子位置が大きく変わることは少ない。原子位置は、結晶構造と原子が占めるサイトとその座標によって与えられる。
【００２２】
本実施形態の黄色発光蛍光体の基本的な結晶構造が変化しない範囲において、本実施形態の効果を奏することができる。本実施形態にかかる蛍光体は、格子定数およびＭ−ＮおよびＭ−Ｏの化学結合の長さ（近接原子間距離）が、Ｓｒ2Ａｌ3Ｓｉ7ＯＮ13の場合とは異なることがある。その変化量が、Ｓｒ2Ａｌ3Ｓｉ7ＯＮ13の格子定数、およびＳｒ2Ａｌ3Ｓｉ7ＯＮ13における化学結合の長さ（Ｓｒ−ＮおよびＳｒ−Ｏ）の±１５％以内であれば、結晶構造が変化していないと定義する。格子定数は、Ｘ線回折や中性子線回折により求めることができ、Ｍ−ＮおよびＭ−Ｏの化学結合の長さ（近接原子間距離）は、原子座標から計算することができる。
【００２３】
Ｓｒ2Ａｌ3Ｓｉ7ＯＮ13結晶は斜方晶系であり、格子定数は、ａ＝１１．８Å、ｂ＝２１．６Å、ｃ＝５．０１Åである。また、空間群Ｐｎａ２１に属する（非特許文献３に示された空間群のうちの３３番目）。Ｓｒ2Ａｌ3Ｓｉ7ＯＮ13における化学結合の長さ（Ｓｒ−ＮおよびＳｒ−Ｏ）は、下記表１に示した原子座標から計算することができる。
【表１】
2014224184.tif 000002
【００２４】
本実施形態の黄色発光蛍光体は、このような結晶構造を有することを必須とする。この範囲を超えて化学結合の長さが変化すると、その化学結合が切れて別の結晶となり、本発明による効果を得ることができなくなる。
【００２５】
本実施形態の黄色発光蛍光体は、Ｓｒ2Ａｌ3Ｓｉ7ＯＮ13と実質的に同一の結晶構造を有する無機化合物を基本とし、その構成元素Ｍの一部が発光中心イオンＣｅに置換されたものであり、各元素の組成が所定の範囲内に規定されている。このときに量子効率が高いという好ましい特性を示す。
【００２６】
上記表１に示した原子座標に基づくと、Ｓｒ2Ａｌ3Ｓｉ7ＯＮ13の結晶構造は、図１に示すとおりとなる。図１（ａ）はｃ軸方向への投影図であり、図１（ｂ）はｂ軸方向への投影図であり、図１（ｃ）はａ軸方向への投影図である。図中、３０１はＳｒ原子を表わし、その周囲は、Ｓｉ原子またはＡｌ原子３０２、およびＯ原子またはＮ原子３０３で囲まれている。Ｓｒ2Ａｌ3Ｓｉ7ＯＮ13の結晶は、ＸＲＤや中性子回折により同定することができる。
【００２７】
本実施形態にかかる黄色発光蛍光体は、各元素を含む原料粉体を混合し、焼成することによって製造することができる。
【００２８】
Ｍ原料は、Ｍの窒化物および炭化物から選択することができる。Ａｌ原料は、Ａｌの窒化物、酸化物および炭化物から選択することができ、Ｓｉ原料は、Ｓｉの窒化物、酸化物および炭化物から選択することができる。発光中心元素Ｃｅの原料は、Ｃｅの塩化物、酸化物および窒化物から選択することができる。また、Ｂの原料は、Ｂの水酸化物、およびＢの酸化物等から選択することができる。
【００２９】
なお、窒素は、窒化物原料から、または窒素を含む雰囲気中で焼成することによって与えることができ、酸素は、酸化物原料から、または窒化物原料の表面酸化皮膜から与えることがきる。
【００３０】
本実施形態にかかる蛍光体を製造するにあたっては、例えば、原料粉体としてのＳｒ3Ｎ2、ＣｅＣｌ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ，およびＢ（ＯＨ）3を、目的の組成となるような仕込み組成で混合する。Ｓｒ3Ｎ2の代わりにＳｒ2ＮあるいはＳｒＮ等、もしくはこれらの混合物を用いてもよい。原料は、例えばグローブボックス中で乳鉢を用いて混合することができる。混合粉体をるつぼ内に収容し、所定の条件で焼成することによって、本実施形態にかかる蛍光体が得られる。るつぼの材質は特に限定されず、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、カーボン、窒化アルミニウム、サイアロン、酸化アルミニウム、モリブデン、およびタングステン等から選択することができる。
【００３１】
混合粉体の焼成は、大気圧以上の圧力で行なうことが望ましい。大気圧以上の圧力で焼成が行なわれると、窒化ケイ素が分解しにくい点で有利となる。窒化ケイ素の高温での分解を抑制するためには、圧力は５気圧以上であることがより好ましく、焼成温度は１５００〜２０００℃の範囲が好ましい。こうした条件であれば、材料または生成物の昇華といった不都合を引き起こさずに、目的の焼結体が得られる。焼成温度は、１８００〜２０００℃がより好ましい。
【００３２】
ＡｌＮの酸化を避けるためには、窒素雰囲気中で焼成を行なうことが望まれる。雰囲気中には、５０％程度までの水素が含まれていてもよい。
【００３３】
上述した温度で１〜２０時間焼成して、本実施形態の蛍光体が得られる。あるいは、上述した温度で０．５〜４時間焼成した後、焼成物をるつぼから取り出して解砕し、再度、同様の条件で焼成してもよい。こうした取り出し・解砕・焼成の一連の工程を０〜１０回程度繰り返すことによって、結晶粒子同士の融着が少なく、組成および結晶構造が均一な粉体が生成しやすいという利点が得られる。
【００３４】
焼成後には、必要に応じて洗浄等の後処理を施して、一実施形態にかかる蛍光体が得られる。洗浄には、例えば純水、酸などを用いることができる。酸としては、例えば、硫酸、硝酸、塩酸、フッ化水素酸などの無機酸、ギ酸、酢酸、シュウ酸などの有機酸、またはこれらの混合酸等を用いることができる。
【００３５】
酸洗浄の前または後に、必要に応じてポストアニール処理を施してもよい。ポストアニール処理は、例えば窒素と水素とを含む還元雰囲気中で行なうことができ、こうしたポストアニール処理を施すことによって結晶性および発光効率が向上する。
【００３６】
一実施形態にかかる発光装置は、前述の蛍光体を含む蛍光発光層と、前述の蛍光体を励起する光源（発光素子）とを具備する。図２は、一実施形態にかかる発光装置の構成を表わす概略図である。
【００３７】
図２に示す発光装置においては、基材１００の上に、リード１０１、１０２およびパッケージカップ１０３が配置されている。基材１００およびパッケージカップ１０３は樹脂性である。パッケージカップ１０３は、上部が底部より広い凹部１０５を有しており、この凹部の側面は反射面１０４として作用する。
【００３８】
凹部１０５の略円形底面中央部には、発光素子１０６がＡｇペースト等によりマウントされている。用い得る発光素子１０６は、４００〜５００ｎｍの波長範囲内に発光ピークを有する光を発するものである。例えば、発光ダイオード、およびレーザダイオード等が挙げられる。具体的には、ＧａＮ系等の半導体発光素子などが挙げられるが、特に限定されない。
【００３９】
発光素子１０６のｐ電極およびｎ電極（図示せず）は、Ａｕなどからなるボンディングワイヤー１０７および１０８によって、リード１０１およびリード１０２にそれぞれ接続されている。リード１０１および１０２の配置は、適宜変更することができる。
【００４０】
発光素子１０６としては、ｎ電極とｐ電極とを同一面上に有するフリップチップ型のものを用いることもできる。この場合には、ワイヤーの断線や剥離、ワイヤーによる光吸収等のワイヤーに起因した問題を解消して、信頼性の高い高輝度な半導体発光装置が得られる。また、ｎ型基板を有する発光素子を用いて、次のような構成とすることもできる。発光素子のｎ型基板の裏面にｎ電極を形成し、基板上に積層されたｐ型半導体層の上面にはｐ電極を形成する。ｎ電極はリード上にマウントし、ｐ電極はワイヤーにより他方のリードに接続する。
【００４１】
パッケージカップ１０３の凹部１０５内には、一実施形態にかかる蛍光体１１０を含有する蛍光発光層１０９が配置される。蛍光発光層１０９においては、例えばシリコーン樹脂からなる樹脂層１１１中に、５〜６０質量％の量で蛍光体１１０が含有される。上述したように、本実施形態にかかる蛍光体はＳｒ2Ａｌ3Ｓｉ7ＯＮ13を母材としており、こうした酸窒化物は共有結合性が高い。このため、本実施形態にかかる蛍光体は疎水性であり、樹脂との相容性が極めて良好である。したがって、樹脂層と蛍光体との界面での散乱が著しく抑制されて、光取出し効率が向上する。
【００４２】
本実施形態にかかる黄色発光蛍光体は、黄色光を高い効率で発光できる。４００〜５００ｎｍの波長範囲内に発光ピークを有する光を発する発光素子と組み合わせることによって、発光特性の優れた白色発光装置が得られる。
【００４３】
発光素子１０６のサイズや種類、凹部１０５の寸法および形状は、適宜変更することができる。
【００４４】
一実施形態にかかる発光装置は、図２に示したようなパッケージカップ型に限定されず、適宜変更することができる。具体的には、砲弾型ＬＥＤや表面実装型ＬＥＤの場合も、実施形態の蛍光体を適用して同様の効果を得ることができる。
【００４５】
図３は、他の実施形態にかかる発光装置の構成を表わす概略図を示す。図示する発光装置においては、放熱性の絶縁基板２０１の所定の領域にはｐ電極およびｎ電極（図示せず）が形成され、この上に発光素子２０２が配置されている。放熱性の絶縁基板２０１の材質は、例えばＡｌＮとすることができる。
【００４６】
発光素子２０２における一方の電極は、その底面に設けられており、放熱性の絶縁基板２０１のｎ電極に電気的に接続される。発光素子２０２における他方の電極は、金ワイヤー２０３により放熱性の絶縁基板２０１上のｐ電極（図示せず）に接続される。発光素子２０２としては、４００〜５００ｎｍの波長範囲内に発光ピークを有する光を発する発光ダイオードを用いる。
【００４７】
発光素子２０２上には、ドーム状の内側透明樹脂層２０４、蛍光発光層２０５、および外側透明樹脂層２０６が順次形成される。内側透明樹脂層２０４および外側透明樹脂層２０６は、例えばシリコーン等を用いて形成することができる。蛍光発光層２０５においては、例えばシリコーン樹脂からなる樹脂層２０８中に、本実施形態の黄色発光蛍光体２０７が含有される。
【００４８】
図３に示した発光装置においては、本実施形態にかかる黄色発光蛍光体を含む蛍光発光層２０５は、真空印刷もしくはディスペンサによる滴下塗布といった手法を採用して、簡便に作製することができる。しかも、かかる蛍光発光層２０５は、内側透明樹脂層２０４と外側透明樹脂層２０６とによって挟まれているので、取り出し効率が向上するという効果が得られる。
【００４９】
なお、本実施形態にかかる発光装置の蛍光発光層中には、本実施形態の黄色発光蛍光体とともに、青色光での励起により緑色発光する蛍光体、および青色光での励起により赤色発光する蛍光体が含有されていてもよい。この場合には、演色性がより優れた白色発光装置が得られる。異なる発光色の蛍光体を別個の蛍光発光層中に含有させて、黄色発光蛍光体を含有する蛍光発光層と、緑色発光蛍光体を含有する蛍光発光層と、赤色発光蛍光体を含有する蛍光発光層との積層構造とすることもできる。
【００５０】
本実施形態にかかる黄色発光蛍光体は、２５０〜４３０ｎｍの波長範囲内にピークを有する紫外領域の光で励起した場合にも、黄色発光が得られる。したがって、本実施形態にかかる蛍光体と、例えば紫外光での励起により青色発光（ピーク波長：４００〜４９０ｎｍ）する蛍光体、および紫外発光ダイオード等の発光素子とを組み合わせて、白色発光装置を構成することもできる。こうした白色発光装置における蛍光発光層中には、本実施形態の黄色発光蛍光体とともに、紫外光での励起により他の波長範囲内にピークを有する光を発する蛍光体が含有されてもよい。例えば、紫外光での励起により赤色発光する蛍光体、および紫外光での励起により緑色発光する蛍光体などが挙げられる。
【００５１】
上述したように、本実施形態の蛍光体は、黄色光を高い効率で発光できる。こうした本実施形態の黄色発光蛍光体を、２５０〜５００ｎｍの波長範囲内に発光ピークを有する光を発する発光素子と組み合わせることによって、少ない種類の蛍光体を用いて、発光特性の優れた白色発光装置を得ることができる。
【００５２】
以下、蛍光体および発光装置の具体例を示す。
【００５３】
まず、Ｓｒ原料、Ｃｅ原料、Ｓｉ原料、Ａｌ原料、およびＢ原料として、Ｓｒ3Ｎ2、ＣｅＣｌ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、およびＢ（ＯＨ）3を用意し、バキュームグローブボックス中でそれぞれ秤量した。Ｓｒ3Ｎ2、ＣｅＣｌ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮおよびＢ（ＯＨ）3の配合質量は、それぞれ２．９０２ｇ、０．１４８ｇ、５．２６２ｇ、１．５３７ｇおよび０．００４ｇとした。配合された原料粉体は、めのう乳鉢内で乾式混合した。
【００５４】
得られた混合物を窒化ホウ素るつぼに収容し、７．５気圧の窒素雰囲気中、１７５０℃で１５時間焼成して、実施例１の蛍光体が得られた。
【００５５】
得られた蛍光体は、体色が黄色の粉体であり、ブラックライトで励起したところ黄色発光が確認された。
【００５６】
この蛍光体を発光波長４５０ｎｍに分光したキセノンランプで励起した場合の発光スペクトルを図４に示す。図４中、４５０ｎｍ近傍の半値幅の狭い発光は、励起光の反射であり、蛍光体の発光ではない。５５１ｎｍをピーク波長として良好な発光強度が確認された。
【００５７】
本実施例の蛍光体を用いて、図３に示した構成の発光装置を作製した。
【００５８】
放熱性の絶縁基板２０１として、所定の領域にｐ電極およびｎ電極（図示せず）が形成された８ｍｍ角のＡｌＮ基板を用意した。この上に発光素子２０２として、発光ピーク波長が４６０ｎｍの発光ダイオードを半田により接合した。発光素子２０２における一方の電極は、その底面に設けられており、ＡｌＮ基板２０１のｎ電極に電気的に接続した。発光素子２０２における他方の電極は、金ワイヤー４０３によりＡｌＮ基板４０１上のｐ電極（図示せず）に接続した。
【００５９】
発光素子２０２上には、内側透明樹脂層２０４、蛍光発光層２０５、および外側透明樹脂層２０６を順次ドーム状に形成して、本実施例の発光装置を作製した。内側透明樹脂層２０４の材質としてはシリコーン樹脂を用い、ディスペンサにより形成した。蛍光発光層２０５の形成には、本実施例の蛍光体を２５質量％含有する透明樹脂を用いた。用いた透明樹脂は、シリコーン樹脂である。さらに、蛍光発光層２０５の上の外側透明樹脂層２０６の形成には、内側透明樹脂層２０４の場合と同様のシリコーン樹脂を用いた。
【００６０】
この発光装置を積分球内に設置し、２０ｍＡ、３Ｖで駆動させたところ、色温度５０００Ｋ、Ｒａ＝６８であった。色温度およびＲａは、瞬間マルチチャンネル分光計から得られた。
【００６１】
本実施例の蛍光体を、発光ピーク波長が４６０ｎｍの青色ＬＥＤと組み合わせることによって、本実施形態の白色発光装置が得られた。かかる白色発光装置は、発光効率が高い白色ＬＥＤ照明となる。
【００６２】
さらに、下記表２に示すように原料の配合質量および焼成温度を変更する以外は実施例１と同様の手法により、実施例２〜６、および比較例の蛍光体を得た。
【表２】
2014224184.tif 000003
【００６３】
実施例２〜６、および比較例の蛍光体は、いずれも体色が黄色の粉体であり、ブラックライトで励起したところ、黄色発光が確認された。ここで、実施例４の蛍光体のＸＲＤパターンを図５に示し、図６にはＪＣＰＤＳカードを示す。図５と図６との比較から、所望の蛍光体がほぼ単相でできていることがさかる。実施例１〜３、５，６の蛍光体のＸＲＤパターンも、実施例４の蛍光体の場合と同様であった。実施例１，２，４のＸＲＤパターンについて、メインピークのピーク強度を１とした時に、ピーク強度が０．１以上であるピークの、回折角度（２θ）を下記表３および４に示す。なお、「−」はピーク強度が０．１未満であったことを示す。
【表３】
2014224184.tif 000004
【００６４】
【表４】
2014224184.tif 000005
【００６５】
このように、実施例の蛍光体は、最強ピーク１０本が、１５．０５〜１５．１５°，２３．０３〜２３．１３°，２４．８７〜２４．９７°，２５．６８〜２５．８°，２５．９７〜２６．０７°，２９．３３〜２９．４３°，３０．９２〜３１．０２°，３１．６５〜３１．７５°，３１．８８〜３１．９８°，３３．０２〜３３．１２°，３３．５９〜３３．６９°，３４．３５〜３４．４６°，３５．２〜３５．３３°，３６．０２〜３６．１２°，３６．５５〜３６．６５°，３７．３〜３７．４°，および５６．５〜５６．６°の回折角度（２θ）のいずれかに属することが判る。
【００６６】
実施例２〜６の蛍光体を用いる以外は前述と同様の発光装置を作製し、同様にして特性を調べた。これらの発光装置の特性は、実施例１の蛍光体を用いた発光装置と同等であることが確認された。
【００６７】
下記表５には、実施例１〜６および比較例の蛍光体について、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）による化学分析を行なった結果をまとめる。また、下記表６には、下記一般式（１）におけるｘ，ｙ，ｚ，ｕ，およびｓ等の値をまとめる。
【００６８】
（Ｍ1-xＣｅx）2yＡｌzＳｉ10-zＯuＮwＢs    （１）
【表５】
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【００６９】
【表６】
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【００７０】
上記表４に示されるように、実施例１〜６の蛍光体のいずれにおいても、ｘ，ｙ，ｚ，ｕ，ｚ−ｕ、ｕ＋ｗ、およびｓの値は全て、以下に示す範囲内である。一方、比較例の蛍光体は、ｓの値が０．２４５と、範囲外である。
【００７１】
０＜ｘ≦１、  ０．８≦ｙ≦１．１、  ２≦ｚ≦３．５、  ｕ≦１
１．５≦ｚ−ｕ、  １３≦ｕ＋ｗ≦１５、  ０＜ｓ＜０．２４５
実施例１〜６および比較例の蛍光体について、以下の手法により量子効率を求めた。具体的には、（蛍光分光光度計(浜松ホトニクス、絶対量子収率測定システムC9920-02G)）によって、量子効率を測定した。
【００７２】
各蛍光体のＢ濃度と量子効率との関係を、図７のグラフにプロットする。ここでのＢ濃度は、Ａｌ濃度とＳｉ濃度との和を１０として規格化した値であり、式（１）のｓの値に対応している。量子効率は比較例の値で規格化した値である。規格化されたＢ濃度が（０＜ｓ＜０．２４５）の範囲内の場合には、良好な量子効率が得られ、ｓが０．０２３以上０．１３９以下のときには、比較例の量子効率を１．０と正規化した時の値に比較して１．１以上の量子効率が得られることがわかる。
【００７３】
（Ｍ1-xＣｅx）2yＡｌzＳｉ10-zＯuＮwＢs          （１）
所定の元素を含む所定の組成を有し、特に所定の濃度のホウ素を含有しているので、実施例の蛍光体は、黄色光を高い効率で発光することができる。同様の元素を含有してもホウ素の含有量が所定の範囲から外れる場合には、高い量子効率が得られないことが確認された。
【００７４】
本発明の実施形態によれば、高効率の白色ＬＥＤ照明が得られる量子効率の高い黄色発光蛍光体が提供される。本実施形態の黄色発光蛍光体を青色ＬＥＤと組み合わせた際には、高効率の白色発光装置を得ることができる。
【００７５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７６】
３０１…Ｓｒ原子；  ３０２…Ｓｉ原子またはＡｌ原子
３０３…Ｏ原子またはＮ原子；  １００…基材；  １０１…リード；  １０２…リード
１０３…パッケージカップ；  １０４…反射面；  １０５…凹部；
１０６…発光チップ；  １０７…ボンディングワイヤー
１０８…ボンディングワイヤー；  １０９…蛍光発光層；  １１０…蛍光体
１１１…樹脂層；  ２０１…絶縁基板；  ２０２…発光素子
２０３…ボンディングワイヤー；  ２０４…内側透明樹脂層；  ２０５…蛍光発光層
２０６…外側透明樹脂層；  ２０７…蛍光体；  ２０８…樹脂層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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