(57)【要約】【課題】発光効率の高い発光装置を提供する。【解決手段】発光素子２と、発光素子２が発する光の少なくとも一部を吸収して波長変換光を発する複数の蛍光体３１と、複数の蛍光体を分散させた状態で支持し、発光素子が発する光及び蛍光体の波長変換光に対して透明なバインダ３２と、を有し、蛍光体３１の結晶粒子の径は１５μｍ以上２００μｍ以下であり、少なくとも一つの蛍光体３１の結晶粒子は、５０個以下の結晶子で構成されている、発光装置１が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子が発する光の少なくとも一部を吸収して波長変換光を発する複数の蛍光体と、
複数の前記蛍光体を分散させた状態で支持し、前記発光素子が発する光及び前記蛍光体の波長変換光に対して透明なバインダと、を有し、
前記蛍光体の結晶粒子の径は１５μｍ以上２００μｍ以下であり、
少なくとも一つの前記蛍光体の前記結晶粒子は、５０個以下の結晶子で構成されている、発光装置。
【請求項２】
前記蛍光体の結晶粒子を構成する結晶子の平均個数が５０個以下である、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記蛍光体は、それぞれ異なる波長の光を発する複数種類の蛍光体である、請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
少なくとも一種類の前記蛍光体の結晶粒子を構成する結晶子の平均個数が５０個以下である、請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記バインダの屈折率ｎｂと前記蛍光体の屈折率ｎｆとの比（ｎｂ／ｎｆ）が０．７５＜ｎｂ／ｎｆ＜１．４２である、請求項１から４のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記バインダ中の前記蛍光体の濃度が２０ｖｏｌ．％以上７０ｖｏｌ．％以下である、請求項１から５のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記蛍光体の結晶粒子の径は１５μｍ以上９５μｍ以下である、請求項１から６のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記蛍光体の結晶粒子の径は１５０μｍ以上２００μｍ以下である、請求項１から７のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項９】
少なくとも一つの結晶粒子を含み、
前記結晶粒子の径が１５μｍ以上２００μｍ以下であり、少なくとも一つの前記結晶粒子は５０個以下の結晶子で構成されている、発光装置用の蛍光体。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の発光装置を有する、車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体を用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外光で励起されて青色に発光する蛍光体を備えた白色発光装置が特許文献１などに知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公報ＷＯ０６／１０６８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような発光装置は、発光素子と、発光素子を覆う蛍光層とを備えている。蛍光層は、発光素子から発せられるの一部を吸収して発光素子からの光と波長の異なる光（波長変換光）を外部に出射する蛍光体と、この蛍光体を分散させて支持するバインダとを備えている。
ところで本発明者らは、上述のような発光装置において、発光素子から発せられる光の一部が蛍光層の内部に閉じ込められてしまい、発光効率に改善の余地があることに気がついた。
そこで本発明は、発光効率の高い発光装置および蛍光体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】
【０００５】
上記課題を解決することのできる本発明の発光装置は、
発光素子と、
前記発光素子が発する光の少なくとも一部を吸収して波長変換光を発する複数の蛍光体と、
複数の前記蛍光体を分散させた状態で支持し、前記発光素子が発する光及び前記蛍光体の波長変換光に対して透明なバインダと、を有し、
前記蛍光体の結晶粒子の径は１５μｍ以上２００μｍ以下であり、
少なくとも一つの前記蛍光体の前記結晶粒子は、５０個以下の結晶子で構成されている、発光装置。
【０００６】
本発明に係る発光装置によれば、蛍光体とバインダとの間の界面、および蛍光体内部での光損失が小さく、発光効率の高い発光装置を提供することができる。
【０００７】
上記本発明に係る発光装置において、前記蛍光体の結晶粒子を構成する結晶子の平均個数が５０個以下であってもよい。結晶粒子中の結晶子の平均の個数が５０個以下であれば、更に蛍光体の透過率を高めることができる。
【０００８】
上記本発明に係る発光装置において、前記蛍光体は、それぞれ異なる波長の光を発する複数種類の蛍光体であってもよい。
【０００９】
上記本発明に係る発光装置において、少なくとも一種類の前記蛍光体の結晶粒子を構成する結晶子の平均個数が５０個以下であってもよい。
【００１０】
上記本発明に係る発光装置において、前記バインダの屈折率ｎｂと前記蛍光体の屈折率ｎｆとの比（ｎｂ／ｎｆ）が０．７５＜ｎｂ／ｎｆ＜１．４２であってもよい。
【００１１】
上記本発明に係る発光装置において、前記バインダ中の前記蛍光体の濃度が２０ｖｏｌ．％以上７０ｖｏｌ．％以下であってもよい。
【００１２】
上記本発明に係る発光装置において、前記蛍光体の結晶粒子の径は６５μｍ以上９５μｍ以下であってもよい。あるいは、前記蛍光体の結晶粒子の径は１５０μｍ以上２００μｍ以下であってもよい。
上記課題を解決することのできる本発明の蛍光体は、
少なくとも一つの結晶粒子を含み、
前記結晶粒子の径が１５μｍ以上２００μｍ以下であり、少なくとも一つの前記結晶粒子は５０個以下の結晶子で構成されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、発光効率の高い発光装置および蛍光体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る発光装置の模式図である。
【図２】蛍光体の結晶粒子中の結晶子を示す金属顕微鏡写真である。
【図３】蛍光体の結晶粒子中の結晶子の個数と透過率との関係を示すグラフである。
【図４】蛍光体の結晶粒子の粒径と透過率との関係を示すグラフである。
【図５】実施例１，２および比較例１，２について波長と透過率との関係を示すグラフである。
【図６】実施例１，２および比較例１，２の発光スペクトルを示す図である。
【図７】本発明に係る発光装置を適用した車両用灯具の断面図である。
【図８】発光装置の断面図である。
【図９】蛍光体濃度と蛍光体層の透過率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る発光装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
（全体構造）
発光装置１は、図１に示すように、基板５と、基板５の上に搭載された発光素子２と、発光素子２の上面を覆う蛍光層３と、発光素子２および蛍光層３の縁部の外周を覆う光反射材４とを備えている。
【００１７】
発光素子２は、ＬＥＤチップやＬＤチップなどの半導体発光素子など、特定の波長の光を発する素子により構成することができる。蛍光層３は、発光素子２が発する光の少なくとも一部を吸収し、発光素子２が発する光の波長と異なる波長の光（波長変換光）を発する蛍光体３１と、粉末状の蛍光体３１を分散させた状態で支持するバインダ３２とからなる。バインダ３２は、有機樹脂材や無機アモルファス材、無機ゾルゲル材からなり、発光素子２が発する光および蛍光体３が発する波長変換光に対して透明である。なおここでいう透明とは、それぞれの主要な波長の光の透過率が８０％以上であることをいう。
【００１８】
光反射材４は、光反射粒子を含んだ樹脂材や金属薄膜や反射面を備えた金属板で構成される。光反射材４は、発光素子２からの光を蛍光層３中に向けて反射し、また、蛍光層３からの光を蛍光層３中に向けて反射する。これにより、発光装置１の光利用効率を高めている。
【００１９】
本実施形態に係る蛍光体３１は、結晶性の微粒子（結晶粒子）である。結晶粒子とは、互いに独立した粒状の塊をいう。一つ一つの結晶粒子は、複数の結晶子から構成されている。それぞれの結晶子は特定の結晶方位を備えている。蛍光体３１の結晶粒子の径は１５μｍ以上２００μｍ以下である。また、少なくとも一つの蛍光体３１の結晶粒子は、５０個以下の結晶子で構成されている。
【００２０】
図２は、蛍光体３１の金属顕微鏡写真である。図２の（ａ）は一つの蛍光体３１の結晶粒子が単一の結晶子で構成されたもの、（ｂ）は一つの蛍光体３１の結晶粒子が５０個以下の結晶子で構成されたもの、（ｃ）は一つの蛍光体３１の結晶粒子が５０個より多い複数の結晶子で構成されたものを示している。なお、結晶粒子中の結晶子の個数は、結晶方位の異なる領域の数を透過型電子顕微鏡でカウントすることで、測定することができる。
【００２１】
本発明は、有色や白色など、どのような色を発する発光装置にも適用でき、また、どのような種類の蛍光体や発光素子を組み合わせた発光装置にも適用できる。以下に一例として白色の光を発光する発光装置に適用した例を挙げて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２２】
本実施形態においては、発光素子２として近紫外光から紫色の可視光を発するＬＥＤチップが搭載されている。また蛍光体３１として、近紫外光を吸収して青色の光を発する第一蛍光体と、近紫外光を吸収して緑色〜黄色の光を発する第二蛍光体を備えている。この発光装置１は、青色の光と黄色の光とを混色させることで、白色光を外部に出射することができる。第一蛍光体および第二蛍光体のいずれもが、結晶粒子の径は１５μｍ以上２００μｍ以下であり、少なくとも一つの蛍光体３１の結晶粒子は５０個以下の結晶子で構成されている。
【００２３】
＜蛍光体について＞
（第一蛍光体（ａ−１））
第一蛍光体は、例えば以下の一般式（ａ−１）で表される蛍光体を採用できる。
Ｍ１ａ（Ｍ２Ｏ４）ｂＸｃ：Ｒｅｄ・・・（ａ−１）
ただしＭ１は、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのうち一種以上を必須とし、一部をＭｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｋ、Ａｇ、Ｔｌからなる群の元素に置き換えることができる。Ｍ２は、Ｐを必須とし、一部をＶ,Ｓｉ，Ａｓ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｂからなる群の元素に置き換えることができる。Ｘは少なくとも１種のハロゲン元素、Ｒｅは、Ｅｕ２＋を必須とする少なくとも１種の希土類元素又は、Ｍｎを示す。ａは４．２≦ａ≦５．８、ｂは２．５≦ｂ≦３．５、ｃは０．８＜ｃ＜１．４、ｄは０．０１＜ｄ＜０．１の範囲である。
【００２４】
上述したように、結晶粒子の径は１５μｍ以上２００μｍ以下であり、少なくとも一つの結晶粒子は５０個以下の結晶子で構成されている第一蛍光体を得るには、例えば単結晶製造技術として知られているフラックス法を用いることができる。
【００２５】
具体的には、上記第一蛍光体の原料を、フラックスとともに溶融させて、１０００℃から１４００℃の合成温度で２４時間から１２０時間保持し、１００℃／ｈから１０℃／ｈの温度勾配で温度を下降させる。フラックスとしては、アルカリ金属ハライド、アンモニウムハライド、ＭｇＣｌ２、アルカリ土類金属ハライド、ＹＣｌ３、希土類金属ハライドの中から少なくとも一種を選択できる。温度勾配を急にしたり、蛍光体原料に対するフラックスの量を少なくすることなどにより、結晶子の少ない多結晶体の蛍光体が得られる。このようなフラックス法を用いて蛍光体を作製すると、およそ粒子径が７０〜１００μｍの蛍光体が比較的容易に得られる。
【００２６】
（第一蛍光体（ａ−２））
あるいは第一蛍光体として、以下の一般式（ａ−２）で表される蛍光体を採用できる。
Ｍ１１−ａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋a ・・・（ａ−２）
ただしＭ１は、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素、ａは０．００１≦ａ≦０．５の範囲である。
【００２７】
上記組成の第一蛍光体を採用する場合には、蛍光体の原料をフラックスとともに溶融させて、１２００℃から１６００℃の合成温度で２４時間から１２０時間保持し、１００℃／ｈから１０℃／ｈの温度勾配で温度を下降させる。フラックスとしては、ＩＩＩ族メタルハライド、ＸＩＩＩ族メタルハライド、ホウ酸、アルカリ土類金属ハライドの中から少なくとも一種を選択できる。温度勾配を急にしたり、蛍光体原料に対するフラックスの量を少なくすることなどにより、結晶子の少ない多結晶体の蛍光体が得られる。このようなフラックス法を用いて蛍光体を作製すると、およそ粒子径が７０〜１００μｍの蛍光体が比較的容易に得られる。
【００２８】
（第一蛍光体（ａ−３））
さらには第一蛍光体として、以下の一般式（ａ−３）で表される蛍光体を採用できる。
Ｍ１１−ａＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋a・・・（ａ−３）
ただしＭ１は、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素、ａは０．００１≦ａ≦０．８の範囲である。
【００２９】
上記組成の第一蛍光体を採用する場合には、蛍光体の原料をフラックスとともに溶融させて、８００℃から１２００℃の合成温度で２４時間から１２０時間保持し、１００℃／ｈから１０℃／ｈの温度勾配で温度を下降させる。フラックスとしては、アルカリ金属ハライド、アンモニウムハライド、ＭｇＣｌ２、アルカリ土類金属ハライド、ＹＣｌ３、希土類金属ハライドの中から少なくとも一種を選択できる。温度勾配を急にしたり、蛍光体原料に対するフラックスの量を少なくすることなどにより、結晶子の少ない多結晶体の蛍光体が得られる。このようなフラックス法を用いて蛍光体を作製すると、およそ粒子径が７０〜１００μｍの蛍光体が比較的容易に得られる。
【００３０】
（第一蛍光体（ａ−４））
さらには第一蛍光体として、以下の一般式（ａ−４）で表される蛍光体を採用できる。
Ｍ１２−ａＢ５Ｏ９Ｘ：Ｒｅａ・・・（ａ−４）
ただしＭ１は、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素、Ｘは少なくとも１種のハロゲン元素、ａは０．００１≦ａ≦０．５の範囲である。
【００３１】
上記組成の第一蛍光体を採用する場合には、蛍光体の原料をフラックスとともに溶融させて、８００℃から１２００℃の合成温度で２４時間から１２０時間保持し、１００℃／ｈから１０℃／ｈの温度勾配で温度を下降させる。フラックスとしては、ホウ酸、アルカリ金属ハライド、アンモニウムハライド、ＭｇＣｌ２、アルカリ土類金属ハライド、ＹＣｌ３、希土類金属ハライドの中から少なくとも一種を選択できる。温度勾配を急にしたり、蛍光体原料に対するフラックスの量を少なくすることなどにより、結晶子の少ない多結晶体の蛍光体が得られる。このようなフラックス法を用いて蛍光体を作製すると、およそ粒子径が７０〜１００μｍの蛍光体が比較的容易に得られる。
【００３２】
（第二蛍光体（ｂ−１））
第二蛍光体は、例えば以下の一般式（ｂ−１）で表される蛍光体を採用できる。
（Ｃａ１−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ、Ｓｒｘ、ＭIIｙ、Ｅｕｚ、ＭＲｗ）７（ＳｉＯ３）６Ｘ２・・・（ｂ−１）
ただしＭIIはＭｇ，ＢａまたはＺｎであり、ＭＲは希土類元素又はＭｎであり、ＸはＣｌまたはＣｌを必須とする複数のハロゲン元素であり、０．１＜ｘ＜０．７、０≦ｙ＜０．３、０＜ｚ＜０．４、０≦ｗ＜０．１である。
【００３３】
上記組成の第二蛍光体を採用する場合には、蛍光体の原料をフラックスとともに溶融させて、８００℃から１２００℃の合成温度で２４時間から１２０時間保持し、１００℃／ｈから１０℃／ｈの温度勾配で温度を下降させる。フラックスとしては、アルカリ金属ハライド、アンモニウムハライド、ＭｇＣｌ２、アルカリ土類金属ハライド、ＹＣｌ３、希土類金属ハライドの中から少なくとも一種を選択できる。温度勾配を急にしたり、蛍光体原料に対するフラックスの量を少なくすることなどにより、結晶子の少ない多結晶体の蛍光体が得られる。このようなフラックス法を用いて蛍光体を作製すると、およそ粒子径が７０〜１００μｍの蛍光体が比較的容易に得られる。
【００３４】
（第二蛍光体（ｂ−２））
あるいは第二蛍光体は以下の一般式で表される蛍光体（ｂ−２）を採用できる。
ＣｓＭ１１−ａＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋ａ・・・（ｂ−２）
ただしＭ１はＣａまたはＳｒであり、ａは０．００１≦ａ≦０．５である。
【００３５】
上記組成の第二蛍光体を採用する場合には、蛍光体の原料をフラックスとともに溶融させて、８００℃から１２００℃の合成温度で２４時間から１２０時間保持し、１００℃／ｈから１０℃／ｈの温度勾配で温度を下降させる。フラックスとしては、アルカリ金属ハライド、アンモニウムハライド、ＭｇＣｌ２、アルカリ土類金属ハライド、ＹＣｌ３、希土類金属ハライドの中から少なくとも一種を選択できる。温度勾配を急にしたり、蛍光体原料に対するフラックスの量を少なくすることなどにより、結晶子の少ない多結晶体の蛍光体が得られる。このようなフラックス法を用いて蛍光体を作製すると、およそ粒子径が７０〜１００μｍの蛍光体が比較的容易に得られる。
【００３６】
（第二蛍光体（ｂ−３））
さらには第二蛍光体は以下の一般式で表される蛍光体（ｂ−３）を採用できる。
Ｂａ２−ａＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋ａ・・・（ｂ−３）
ただしａは０．００１≦ａ≦０．５である。
【００３７】
上記組成の第二蛍光体を採用する場合には、蛍光体の原料をフラックスとともに溶融させて、１０００℃から１３００℃の合成温度で２４時間から１２０時間保持し、１００℃／ｈから１０℃／ｈの温度勾配で温度を下降させる。フラックスとしては、アルカリ金属ハライド、アンモニウムハライド、ＭｇＣｌ２、アルカリ土類金属ハライド、ＹＣｌ３、希土類金属ハライドの中から少なくとも一種を選択できる。温度勾配を急にしたり、蛍光体原料に対するフラックスの量を少なくすることなどにより、結晶子の少ない多結晶体の蛍光体が得られる。このようなフラックス法を用いて蛍光体を作製すると、およそ粒子径が７０〜１００μｍの蛍光体が比較的容易に得られる。
【００３８】
なお、上述の実施形態の説明においては、特定の発光素子や、特定の組成を持った蛍光体を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られない。また、発光素子からの光によって、それぞれ異なる波長の光を発する二種類の蛍光体を採用した例を挙げて説明したが、本発明は一種類の蛍光体を採用してもよいし、三種類以上の蛍光体を採用してもよい。また、白色以外に有色の光を発する発光装置にも本発明を適用できる。
【００３９】
また、上述の説明では少なくとも一つの結晶粒子中の結晶子の個数が５０個以下であると説明したが、結晶粒子中の結晶子の平均の個数を５０個以下とすれば、蛍光層３の透過率を更に高めることができる。また、青色光を発する発光素子と青色光を黄色光に波長変換する蛍光体とを備えた発光装置において、発光装置から発せられる光の色を調整するために適宜、青色光を赤色、緑色、橙色に波長変換する蛍光体を蛍光層に含ませても良い。
【００４０】
また、上述の説明では、第一の蛍光体と第二の蛍光体の両方の蛍光体について、結晶粒子の平均粒径が１５〜２００μｍで、かつ、少なくとも一つの結晶粒子中の結晶子の個数が５０個以下であるとして説明したが、少なくとも一方の蛍光体が結晶粒子の平均粒径が１５〜２００μｍで、かつ、少なくとも一つの結晶粒子中の結晶子の個数が５０個以下であってもよい。
【００４１】
＜その他の蛍光体の例示＞
また、上述の説明では、近紫外光を発するＬＥＤと、蛍光体の発する青色と光と黄色の光とを混色させることで、白色光を発する発光装置を構成した例を挙げたが、本発明はこれに限られない。例えば、青色光を発する発光素子と、青色光を吸収して黄色の光を発する蛍光体とを組み合わせて、白色光を発する発光装置を構成してもよい。この場合には、次のような組成の蛍光体を採用することができる。
【００４２】
ＹＡＧ蛍光体とも呼ばれる、以下の一般式で表される蛍光体（ｃ−１）を採用できる。
Ｍ１ａＭ２ｂＯ１２：Ｒｅｃ・・・（ｃ−１）
ただしＭ１はＹ，Ｓｃ，Ｇｄからなる群より選択される少なくとも一種の元素、Ｍ２はＡｌ，Ｇａの群より選択される少なくとも一種の元素、ＲｅはＣｅ，Ｎｄ，Ｙｂの群からなる少なくとも一種の元素である。
【００４３】
上記組成の蛍光体を採用する場合には、蛍光体の原料をフラックスとともに溶融させて、１４００℃から２０００℃の合成温度で２４時間から１２０時間保持し、１００℃／ｈから１０℃／ｈの温度勾配で温度を下降させる。フラックスとしては、ＰｂＯ−ＰｂＦ２−Ｂ２Ｏ３系やＫＦ−Ｂ２Ｏ３系を採用できる。
【００４４】
あるいは、ＣＡＳＮとも呼ばれる、以下の一般式で表される蛍光体（ｃ−２）を採用できる。
ＭａＡｂＤｃＥｄＸｅ・・・（ｃ−２）
ただしＭは、Ｍｎ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕの群より選択される少なくとも一種の元素、Ａは、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの群より選択される少なくとも一種の元素、Ｄは、Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎの群より選択される少なくとも一種の元素、Ｅは、Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎの群より選択される少なくとも一種の元素、Ｘは、Ｏ，Ｎ，Ｆの群より選択される少なくとも一種の元素である。
また、０．００００１≦ａ≦０．１、０．５≦ｂ≦１．８、０．５≦ｃ≦１．８、０．５≦ｄ≦１．８、０．８×（１＋ｂ＋ｃ＋ｄ）≦ｅ≦１．２×（１＋ｂ＋ｃ＋ｄ）である。
【００４５】
上記組成の蛍光体を採用する場合には、蛍光体の原料をフラックスとともに溶融させて、１４００℃から２０００℃の合成温度で２４時間から１２０時間保持し、１００℃／ｈから１０℃／ｈの温度勾配で温度を下降させる。フラックスとしては、アルカリ金属ハライド、アンモニウムハライド、ＭｇＣｌ２、アルカリ土類金属ハライド、ＹＣｌ３、希土類金属ハライドの中から少なくとも一種を選択できる。
【００４６】
あるいは、β―ＳｉＡｌＯＮとも呼ばれる、以下の一般式で表される蛍光体（ｃ−３）を採用できる。
Ｓｉ６−ｘＡｌｘＯｙＮ６−ｙ：Ｌｎｚ・・・（ｃ−３）
ただしＬｎは希土類元素であり、０＜ｘ≦４．２、０＜ｙ≦４．２、０＜ｚ≦１．０である。
【００４７】
上記組成の蛍光体を採用する場合には、蛍光体の原料をフラックスとともに溶融させて、１４００℃から２０００℃の合成温度で２４時間から１２０時間保持し、１００℃／ｈから１０℃／ｈの温度勾配で温度を下降させる。フラックスとしては、アルカリ金属ハライド、アンモニウムハライド、ＭｇＣｌ２、アルカリ土類金属ハライド、ＹＣｌ３、希土類金属ハライドの中から少なくとも一種を選択できる。
【００４８】
あるいは、α―ＳｉＡｌＯＮとも呼ばれる、以下の一般式で表される蛍光体（ｃ−４）を採用できる。
Ｍ１ＸＭ２ＹＳｉ１２−（ｍ＋ｎ）Ａｌｍ＋ｎＯｎＮ１６−ｎ・・・（ｃ−４）
ただしＭ１はＬｉ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｙ及びランタニド金属（ＬａとＣｅを除く）の群より選択される少なくとも一種の元素、Ｍ２はＣｅ，Ｐｒ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｙｂ，Ｅｒの群より選択される少なくとも一種の元素である。また、０．３≦ｘ＋ｙ≦１．５、０＜ｙ≦０．７、０．６≦ｍ≦３．０、０≦ｎ≦２．５、ｘ＋ｙ＝ｍ／（Ｍ１とＭ２の平均価数）である。
【００４９】
上記組成の蛍光体を採用する場合には、蛍光体の原料をフラックスとともに溶融させて、１４００℃から２０００℃の合成温度で２４時間から１２０時間保持し、１００℃／ｈから１０℃／ｈの温度勾配で温度を下降させる。フラックスとしては、アルカリ金属ハライド、アンモニウムハライド、ＭｇＣｌ２、アルカリ土類金属ハライド、ＹＣｌ３、希土類金属ハライドの中から少なくとも一種を選択できる。
【００５０】
なお、上述の説明では、フラックス法によって蛍光体を作製した例を挙げて説明したが、本発明はこの例に限られない。例えば、ゾルゲル法、チョクラルスキー法などによって、平均粒子径が１５〜２００μｍで、結晶粒子中の結晶子の数が少ない蛍光体を得ることができる。
【００５１】
＜発明に至った経緯＞
本発明者らは、上述のような発光装置１の発光効率を向上させるために鋭意研究を行った。
本発明者らは、発光装置１の発光効率を低下させる原因として、（１）蛍光体３１内部での光損失、（２）蛍光体３１の粒子表面での反射による光損失、という二つの要因があると考えた。なお、蛍光層３を通過する光として、発光素子２が発する光と、蛍光体３１が発する波長変換光とがある。いずれの光も上記（１），（２）の要因により損失が生じてしまうと考えられる。
【００５２】
このうち（１）蛍光体３１内部での光損失について、蛍光体３１は一般的に複数の結晶子からなる多結晶体である。そのため、蛍光体３１の内部に進入した光は複数の結晶子の界面で乱反射されてしまい、光損失が生じてしまう。そこで本発明者らは、蛍光体３１内部の結晶子同士の界面を少なくすれば、その分、蛍光体３１内部の光の損失を抑えることができると考えた。
【００５３】
図３は、上記一般式（ｂ−１）で表される蛍光体の結晶粒子中の結晶子の個数と、波長５５０ｎｍの光に対する透過率との関係を測定した結果を示すものである。図３では、上記蛍光体を蛍光体の体積濃度が２８vol.%となるように透明シリコーン樹脂中に分散させ、これを厚さ２００μｍのシート状に成形したものについて、透過率を測定した。
【００５４】
本発明者らは、図３に示すように、結晶粒子中の結晶子の個数が少ないほど透過率が高く、特に結晶粒子中の結晶子の個数が５０個より多くなると急激に透過率が低下することを見出した。そこで本発明者らは、少なくとも一つの蛍光体の結晶粒子が５０個以下の結晶子で構成されていれば、該結晶粒子中を通過する光が乱反射されず、蛍光体３１内部で光が損失されにくく、これにより、透過率の高く発光効率のよい発光装置を作製できることを見出した。
【００５５】
次に（２）蛍光体の粒子表面での反射による光損失について、バインダと蛍光体とでは屈折率が異なるため、蛍光体の粒子表面とバインダとの界面でも光が反射されてしまい、該界面にて光損失が生じてしまう。そこで、蛍光体の粒子の表面積を減らせば、その分、光損失を抑えることができると本発明者らは考えた。
【００５６】
図４は、上記一般式（ｂ−１）で表される蛍光体の結晶粒子の径の大きさと、波長５５０ｎｍの光に対する透過率との関係を測定した結果を示すものである。図４では、上記蛍光体を蛍光体の体積濃度が２８vol.%となるように透明シリコーン樹脂中に分散させ、これを厚さ２００μｍのシート状に成形したものについて、透過率を測定した。
【００５７】
本発明者らは図４に示すように、蛍光体の結晶粒子の径が大きいと透過率が高く、特に蛍光体の結晶粒子の径が１５μｍより小さいと透過率が低下してしまうことを見出した。そこで本発明者らは、蛍光体の結晶粒子の外径が１５μｍ以上２００μｍ以下であれば、光損失を抑えて発光効率の良い発光装置を作製できることを見出した。なお、蛍光体の結晶粒子の径が２００μｍより大きいと、結晶子の数を５０個以下に制御することが難しく、かつ、蛍光体を含む蛍光層を形成することが難しい。
【００５８】
特に、結晶粒子の径の平均（平均粒子径）を４０μｍ以上とすると高い透過率が得られるため好ましい。さらに、結晶粒子の平均粒子径を６５μｍ以上９５μｍ以下とすると、結晶粒子を構成する結晶子の数が一つの単結晶で結晶粒子を作製することが容易となるため、好ましい。あるいは、結晶粒子の平均粒子径を１５０μｍ以上２００μｍ以下とすると、蛍光体の結晶粒子とバインダーとの界面が大幅に減少し、より光損失の少ない発光装置を得ることができる。
【００５９】
また本発明者らは、このようにして透過率の高い蛍光体を得ることができたので、蛍光層における蛍光体の濃度を高めることを考えた。一般には、蛍光体の濃度が高いほど、蛍光体によって光損失が大きくなり、輝度が低下してしまうと考えられている。しかし本発明に係る発光装置の蛍光体によれば、透過率が高いので蛍光体濃度を高めても、光損失が大きくならず、むしろ多量の蛍光体からの光によって輝度を高めることができる。これにより、例えば、蛍光体の蛍光層（バインダと蛍光体の総和）に対する体積濃度を５０〜７０vol.%とすることができ、高輝度で発光する発光装置を実現できる。
【００６０】
また、上述した理由（２）のように、蛍光体の結晶粒子とバインダとの界面での光損失は、蛍光体の屈折率ｎｆとバインダの屈折率ｎｂを近づけることにより、抑制することができる。このため、蛍光体の屈折率ｎｆとバインダの屈折率ｎｂとの比が０．７５＜（ｎｂ／ｎｆ）＜１．４２であることが好ましい。より好ましくは、０．８０＜（ｎｂ／ｎｆ）＜１．２０である。
【００６１】
＜実施例１，２、比較例１，２＞
実際に作製した蛍光体および発光装置を評価した結果を用いて本発明を更に詳細に説明する。
まず、第一蛍光体として上記一般式（ａ−１）で表される蛍光体と、第二蛍光体として上記一般式（ｂ−１）で表される蛍光体と、を採用し、表１に示すように、結晶粒子の平均粒子径と、結晶粒子中の結晶子の個数の異なる実施例１，２および比較例１，２を作製した。なお平均粒子径は、レーザ回折式の粒度分布測定装置で粒度分布を測定し、得られた粒度分布から体積比率のメジアン径ｄ５０を平均粒子径とした。
【００６２】
（実施例１）
表１に示すように、実施例１として、平均粒子径が７２μｍの単結晶（結晶粒子中の結晶子の数がひとつ）の第一蛍光体と、平均粒子径が７８μｍの単結晶の第二蛍光体と、を作製した。
【００６３】
（実施例２）
実施例２として、平均粒子径が８３μｍであって結晶粒子中の結晶子の個数が４６個の第一蛍光体と、平均粒子径が８９μｍであって結晶粒子中の結晶子の個数が４２個の第二蛍光体と、を作製した。
【００６４】
（比較例１）
比較例１として、平均粒子径が２４μｍであって結晶粒子中の結晶子の個数が５０より多い第一蛍光体と、平均粒子径が１２μｍであって結晶粒子中の結晶子の個数が５０より多い第二蛍光体と、を作製した。
【００６５】
（比較例２）
表１に示すように、比較例２として、平均粒子径が８６μｍであって結晶粒子中の結晶子の個数が５０より多い第一蛍光体と、平均粒子径が９１μｍであって結晶粒子中の結晶子の個数が５０より多い第二蛍光体と、を作製した。
【００６６】
また、実施例１，２および比較例１，２について、それぞれの第一蛍光体と第二蛍光体を、白色ＬＥＤとして色温度４０００Ｋの発光が得られるような比率で混合した。さらに、この混合した蛍光体について、励起光の漏れ効率が５％程度となるように、透明シリコーン樹脂に対する混合蛍光体の体積濃度を調整し、混合蛍光体ペーストを作製した。その後、混合蛍光体ペーストを厚さ約２００μｍのシート状に成形し、１５０℃で１時間加熱・硬化させて混合蛍光体シートを作製した。
【００６７】
なお、励起光の漏れ効率が５％とは、発光素子から出射した光の５％が発光装置から出射されることを意味する。第一蛍光体のＲｅｄ、第二蛍光体のＥｕｚの添加量ｄ，ｚ、および蛍光体シート（蛍光体層）の厚みを調整することにより、漏れ効率を調整することができる。
【００６８】
この混合蛍光体シートについて、その透過率を測定した。波長５５０ｎｍの光に対する透過率を表１に、波長に応じた透過率を図５に示す。
【００６９】
【表１】
2014216445.tif 000003
【００７０】
表１および図５より、蛍光体の結晶粒子の平均粒子径が１５μｍ以上２００μｍ以下であって、結晶粒子中の結晶子の個数が５０個以下である実施例１，２に係る蛍光体は、高い透過率を示すことが確認できた。
なお、蛍光体が光を吸収してしまうと蛍光体の透過率を正確に測定できない。第一蛍光体である上記一般式（ａ−１）で表される蛍光体と、第二蛍光体である上記一般式（ｂ−１）で表される蛍光体は、波長５５０ｎｍの光に対する吸収率が極めて低い。そこで波長５５０ｎｍの光を用いて上記蛍光体の透過率を測定した。
【００７１】
比較例１，２について、蛍光体の結晶粒子中の結晶子の個数が５０個より多いので、結晶粒子中での結晶子の界面の総和が大きい。このため、結晶粒子中での光損失が大きく、透過率が低下したものと考えられる。
特に実施例２と比較例２とを比較すると、両者はいずれも同様な平均粒子径を有している。しかし実施例２の結晶粒子中の結晶子の個数が５０以下であるのに対し、比較例２の結晶子の個数は５０より多いので、比較例２の透過率が実施例２の透過率よりも低くなったと考えられる。
【００７２】
また、比較例１は、結晶粒子の平均粒子径が１５μｍより小さいので、蛍光体シートに占める蛍光体の結晶粒子の表面積の総和が大きい。バインダとしての透明シリコーン樹脂と蛍光体との界面が大きくなった結果、バインダと蛍光体との界面において光損失が大きくなったものと考えられる。
比較例１，２の透過率はいずれも実施例１，２の透過率よりも低く、特に比較例１は比較例２よりも透過率が低い。比較例１，２はいずれも結晶子の個数が５０より多いことが共通しているが、比較例２の結晶粒子の平均粒子径は１５〜２００μｍであるのに対し、比較例１の結晶粒子の平均粒子径は１５より小さい。これにより、比較例１の透過率は比較例２の透過率よりも低くなったと考えられる。
【００７３】
また、図５に示したように、実施例１，２に係る蛍光体は、波長５００ｎｍ以上の広い波長域において、６０％以上の高い透過率を示している。つまり本発明に係る蛍光体は可視光の全域に対する透過率が高い。このため、本発明に係る照明装置を、外部に可視光を出射する照明器具の光源として採用すると、蛍光体が可視光を減衰させないので、明るい照明器具を実現できる。
【００７４】
次に、上述した実施例１，２および比較例１，２に係る蛍光体シートを１．２ｍｍ角にカットし蛍光体シートを得た。この蛍光体シートを蛍光層として採用し、ピーク波長が４０５ｎｍのＬＥＤの発光面にこの蛍光層を配置した発光装置を作製した。この発光装置について、比較例１の光束［ｌｍ］を１とした時の、実施例１，２および比較例２の蛍光体シートを用いた発光装置の相対光束を測定した。その結果を表２に示す。また、各々の発光スペクトルの比較を図６に示す。
【００７５】
【表２】
2014216445.tif 000004
【００７６】
表２および図６より、蛍光体の結晶粒子の平均粒子径が１５μｍ以上２００μｍ以下であって、結晶粒子中の結晶子の個数が５０個以下である蛍光体を用いた実施例１，２は、比較例１，２より高い光束および輝度を示すことが確認できた。
【００７７】
また、図６に示したように、未変換の励起光の強度がほぼ一定の条件下で、実施例１，２の蛍光体の発光強度が、比較例２の蛍光体の発光強度より高いことが確認できる。実施例１，２の蛍光体においては、蛍光体内の結晶子が少ないために結晶内での光損失が低減され、変換光の透過率が向上したと考えられる。
【００７８】
＜実施例３、比較例３＞
なお、上述の実施例１，２および比較例１，２では第一蛍光体と第二蛍光体とを混合して一層の蛍光層として作製した例を挙げた。そこで次に、第一蛍光体を含む第一の蛍光層と、第二蛍光体を含む第二の蛍光層とを別々の層として作製し、実施例３および比較例３として、上述と同様に透過率、相対光束、相対輝度を評価した。その結果を表３にまとめた。相対光束および相対輝度は、上記比較例１のものを１としたときの相対評価である。
【００７９】
（実施例３）
上述した実施例１で作製した第一蛍光体および第二蛍光体を用いて、それぞれ、第一の蛍光体を含む第一の蛍光体シートと、第二の蛍光体を含む第二の蛍光体シートとを作製した。第一の蛍光体シートおよび第二の蛍光体シートの厚みは約１５０μｍとした。また、第一の蛍光体シートの蛍光体濃度は６vol.％、第二の蛍光体の蛍光体濃度は２８vol.%とした。それぞれのシートについて、第一の蛍光体シートの透過率は９１．５％、第二の蛍光体シートの透過率は８３．０％であった。
さらに、ピーク波長が４０５ｎｍのＬＥＤの発光面に、１．２ｍｍ角にカットした第一の蛍光体シートと第二の蛍光体シートとを積層させて発光装置を作製した。この発光装置の相対光束および相対輝度を測定した。
【００８０】
（比較例３）
上述した比較例１で作製した第一蛍光体および第二蛍光体を用いて、それぞれ、第一の蛍光体を含む第一の蛍光体シートと、第二の蛍光体を含む第二の蛍光体シートとを作製した。第一の蛍光体シートおよび第二の蛍光体シートの厚みは約１５０μｍとした。また、第一の蛍光体シートの蛍光体濃度は４vol.％、第二の蛍光体の蛍光体濃度は２３vol.%とした。それぞれのシートについて、第一の蛍光体シートの透過率は８４．１％、第二の蛍光体シートの透過率は５０．０％であった。
さらに、ピーク波長が４０５ｎｍのＬＥＤの発光面に、１．２ｍｍ角にカットした第一の蛍光体シートと第二の蛍光体シートとを積層させて発光装置を作製した。この発光装置の相対光束および相対輝度を測定した。その結果を表３−１および表３−２にまとめた。
【００８１】
【表３】
2014216445.tif 000005
【００８２】
表３−１および表３−２に示したように、それぞれ単一種類の蛍光体のみを含む蛍光層を二層重ねて発光装置を作製しても、光束および輝度の高い発光装置が得られることが確認できた。なお、白色光を得るために、第一の蛍光体シートと第二の蛍光体シートとで蛍光体濃度を大きく異ならせている。このため、表３−１および表３−２では実施例３の第一の蛍光体シートと比較例３の第一の蛍光体シートとを比較し、実施例３の第二の蛍光体シートと比較例３の第二の蛍光体シートとを比較する。
【００８３】
＜実施例４、比較例４＞
次に、蛍光体のバインダに対する濃度を高めた実施例４および比較例４について透過率を測定した。
【００８４】
実施例４および比較例４では、第一蛍光体として上記一般式（ａ−１）で表される蛍光体と、第二蛍光体として上記一般式（ｂ−１）で表される蛍光体と、を採用した。なお、ここで第一蛍光体のＲｅｄ、第二蛍光体のＥｕｚの添加量をそれぞれ実施例１のものよりも少なくした。また、第二蛍光体のＳｒｘの比率を調整することで、第二蛍光体の発光主波長を短波長側にシフトさせた。
【００８５】
（実施例４）
実施例４として、平均粒子径が１８１μｍであって結晶粒子中の結晶子の個数が３６個の第一蛍光体と、平均粒子径が１７５μｍであって結晶粒子中の結晶子の個数が４３個の第二蛍光体と、を作製した。
【００８６】
（比較例４）
比較例１として、平均粒子径が２６μｍであって結晶粒子中の結晶子の個数が５０より多い第一蛍光体と、平均粒子径が１０μｍであって結晶粒子中の結晶子の個数が５０より多い第二蛍光体と、を作製した。
【００８７】
実施例４および比較例４について、以下のようにして発光装置を作製した。
まず、上記した第一蛍光体と第二蛍光体とを、発光色が白色で、色温度が５５００Ｋとなるように混合した。混合した蛍光体を０．２４６ｇ、バインダーとして透明シリコーン樹脂を０．０３０８ｃｃ、溶剤としてトルエンを０．１８６３ｃｃをそれぞれ秤量して、十分に混合し、蛍光体が液中に分散した分散スラリーを得た。
【００８８】
この分散スラリーをφ２５×Ｈ１０ｍｍ３のＰＴＦＥ製容器に移し、遠心処理により蛍光体粒子を一粒子分の厚みで整列させた。なお本例で用いた第一蛍光体と第二蛍光体とは、互いの比重が同等であるため、両者の粒径を同等とすることにより、遠心処理を行っても分離しない。その後、８０℃、１１１℃、１２０℃で溶剤を順次乾燥させ、１５０℃で透明シリコーン樹脂を硬化させて厚さ約２００μｍの蛍光体シートを得た。得られたそれぞれの蛍光体シート中の蛍光体の体積濃度は７０vol.%であった。
【００８９】
１．２ｍｍ角にカットした上記蛍光体シートを発光素子の発光面の上に搭載して、実施例４および比較例４の発光装置をそれぞれ作製した。この発光装置の相対光束、相対輝度を測定した。なお、相対光束とは、比較例１の光束［ｌｍ］を１としたときの、実施例４および比較例４の光束の値であり、相対輝度とは、比較例１の輝度［ｃｄ／ｍｍ２］を１としたときの、実施例４および比較例４の輝度の値である。
【００９０】
【表４】
2014216445.tif 000006
【００９１】
測定結果を表４−１および表４−２に示した。結晶粒子の平均粒子径が１５〜２００μｍで、結晶粒子中の結晶子の個数が５０以下の蛍光体を用いた実施例４は、蛍光体濃度が７０vol.%と高い濃度であっても、７６．９％の高い透過率を示している。これにより、本発明によれば高光束および高輝度の発光装置が得られることが確認できた。
【００９２】
一方、結晶粒子の平均粒子径が１５μｍより小さく、結晶粒子中の結晶子の個数が５０より多い蛍光体を用いた比較例４は、蛍光体濃度が７０vol.%と高い濃度であると、光損失が大きく透過率が大きく低下してしまう。このため、発光装置にこの蛍光体を採用した場合、光束が低く、輝度も低下してしまうことが確認できた。
【００９３】
このように本発明によれば、高濃度で蛍光体を含んだ蛍光層を作製できる。発光装置においては各々の蛍光体から光が発せられるため、発光素子からの光を受けるとこのような蛍光層は高い輝度で発光する。つまり、一定の大きさの発光装置において、蛍光体の濃度を高めて輝度を高めることができる。あるいは、一定の明るさが求められる発光装置において、蛍光体の濃度を高めて発光装置を小型化できる。このため、大きさが小さく高い輝度で発光することが求められる、例えば図７に示すような車両用灯具の光源として最適な発光装置を実現できる。
【００９４】
図７は本発明に係る発光装置を適用した車両用灯具の断面図である。図７に示すように、車両用灯具５０は、前方に開口するハウジング５１と、アウタレンズ５２と、光源５３と、リフレクタ５４、投影レンズ５５とを備えている。アウタレンズ５２はハウジング５１の開口を閉塞してハウジング５１との間に灯室Ｓを形成する。光源５３、リフレクタ５４、投影レンズ５５はこの灯室Ｓの内部に配置されている。このような車両用灯具５０において、光源５３から出射した光はリフレクタ５４によって反射され、投影レンズ５５から灯具前方に出射される。本発明の蛍光体を用いた発光装置によって、光源５３を構成することができる。
【００９５】
このような車両用灯具の光源に好適に適用するために、例えば、蛍光体の濃度をバインダーに対して２０vol.%以上７０vol.%以下とすることができる。なお、蛍光体の濃度を２０vol.%より小さくすると、蛍光体密度が低く車両用灯具に用いる光源として必要な輝度といった光学特性を確保できない。蛍光体の濃度を７０vol.%より大きくすると、蛍光体の結晶粒子同士がバインダで接着できず、蛍光層を所望の形状に形成できない。
【００９６】
＜実施例５、比較例５＞
なお、本発明は、実施例４のように蛍光体を高い濃度で含むことに限定されるものではない。実施例４および比較例４とは異なり、実施例５および比較例５は蛍光体を低い濃度で含む例である。
【００９７】
（実施例５）
実施例５として、上述した実施例２と同じ組成および平均粒子径、結晶粒子中の結晶子の数を有する、第一蛍光体および第二蛍光体を採用した。また、比較例５として、上述した比較例１と同じ組成および平均粒子径、結晶粒子中の結晶子の数を有する第一蛍光体および第二蛍光体を採用した。
【００９８】
これらの第一蛍光体と第二蛍光体と透明シリコーン樹脂を用いて、図８に示したような半径が５ｍｍのドーム状の蛍光体層を発光素子を覆うように作製した。図８は本実施形態で作製した発光装置の断面図である。図８において、符号２ａは発光素子、符号３ａは蛍光層、符号３１ａは第一蛍光体および第二蛍光体を示し、符号３２ａはバインダとしての透明シリコーン樹脂、符号５ａは基板を示す。
このときの蛍光体層に対する蛍光体の濃度は、実施例５を１．６vol.%、比較例５を１．２vol.%とした。また、白色で色温度が約４０００Ｋとなるように、第一蛍光体と第二蛍光体の比率を調整した。なお、実施例５および比較例５ではドーム状の蛍光体層の中に第一蛍光体と第二蛍光体とが混在している。
【００９９】
上述した比較例１の発光装置の光束［ｌｍ］を１としたときの、実施例５および比較例５の発光装置それぞれの光束を相対光束として評価した。また、比較例１の発光装置の輝度を１［ｃｄ／ｍｍ２］としたときの、実施例５および比較例５の発光装置それぞれの輝度を相対輝度として評価した。その結果を表５−１および表５−２にまとめた。
【０１００】
【表５】
2014216445.tif 000007
【０１０１】
表５に示したように、実施例５の蛍光体は、結晶粒子の平均粒子径が１５〜２００μｍで、結晶粒子中の結晶子の個数が５０以下であるので、その光束が比較例５よりも高い。一方、比較例５の蛍光体は、結晶粒子の平均粒子径が１５μｍより小さく、結晶粒子中の結晶子の個数が５０より多いので、その光束が実施例５よりも低い。
【０１０２】
なお、比較例５の蛍光体濃度は比較例１の蛍光体濃度より低く、蛍光層中において光が蛍光体で損失される機会が少ない。このために、比較例５の光束は比較例１の光束よりも大きい。また、蛍光層中に含まれる蛍光体の濃度が低く発光面積が大きいため、蛍光体密度が低くなり実施例５および比較例５の輝度は比較例１の輝度よりも小さくなっている。
【０１０３】
このように実施例５は、本発明に係る発光装置が蛍光体濃度の低い発光装置にも適用できることを示している。このように蛍光体濃度の低い発光装置において、蛍光体中での光損失が小さい本発明の蛍光体を採用すれば、更に透過率が高い発光装置を実現することができる。また、蛍光体濃度が低いので蛍光層の体積が大きく、発光面積を大きく設定することができる。
そこで本発明は、室内照明器具のような、それほど大きな輝度が必要とされないかわりに大きな発光面積を持つことが好ましい、一般照明器具の光源にも適用することができる。このために、例えば、蛍光体の濃度をバインダーに対して０．３vol.%以上３vol.%以下とすることができる。
蛍光体濃度が０．３vo.%より小さいと、蛍光体層の体積が大きくなり、高価な透明バインダーを多量に使用することになり、コストが増加するので好ましくない。また、蛍光体濃度が３vol.％より大きいと、発光素子からの出射光を波長変換する量以上の過剰な量の蛍光体が存在することになり、コストがいたずらに嵩んでしまうので好ましくない。
【０１０４】
図９は、蛍光体濃度と蛍光体層の透過率との関係を示すグラフである。図９に示したように、蛍光体濃度が０．３ｖｏｌ％以上３．０ｖｏｌ．％未満では透過率が極めて低い。このため、この濃度範囲で蛍光体層を作製する場合には、蛍光体層の厚みを２０００μｍ以上２００００μｍ以下の範囲とすることが好ましい。なお、ここでいう蛍光体層の厚みとは、発光素子の発光面から蛍光体層の外表面までの距離を意味する。
【０１０５】
また、蛍光体濃度が３０ｖｏｌ％以上７０ｖｏｌ．％未満では透過率が低くなりやすいため、この濃度範囲で蛍光体層を作製する場合には、蛍光体層の厚みを５０μｍ以上３００μｍ以下の範囲とすることが好ましい。
【０１０６】
また、蛍光体濃度が３．０ｖｏｌ．％以上１０ｖｏｌ．％未満の濃度範囲で蛍光体層を作製した場合には、蛍光体層の厚みを１５０μｍ以上５０００μｍ以下とすることが好ましい。さらに蛍光体濃度が１０ｖｏｌ．％以上３０ｖｏｌ．％未満の濃度範囲で蛍光体層を作製した場合には、蛍光体層の厚みを１２０μｍ以上３００μｍ以下とすることが好ましい。
【０１０７】
＜実施例６、比較例６＞
なお上述の実施例１〜５および比較例１〜５では、一般式（ａ−１）で表される第一の蛍光体と一般式（ｂ−１）で表される第二の蛍光体とを用いて蛍光体シートを作製し、この蛍光体シートをピーク波長が４０５ｎｍのＬＥＤにより発光させる発光装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれらの例に限られない。
【０１０８】
次に説明する実施例６の発光装置は、ピーク波長が４５２ｎｍの青色ＬＥＤチップと、青色光を吸収し橙色に発光するα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体と、青色光を吸収し緑色に発光するＢＯＳＥ（Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋）蛍光体とを備える。これら青色ＬＥＤチップ、α−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体、ＢＯＳＥ蛍光体とを組み合わせて、発光装置は白色光を発する。
【０１０９】
（実施例６）
実施例６のα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体とＢＯＳＥ蛍光体は、以下の方法により作製した。
α−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体：
原料をＣａＣｌ２のフラックスと共に溶解させ、１８００℃で４８時間保持した後、５０℃／ｈで冷却し、α−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体を得た。得られたα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体は、結晶子の数が４１個の多結晶体で、その平均粒子径は３４μｍであった。
【０１１０】
ＢＯＳＥ蛍光体：
原料をＢａＣｌ２のフラックスとともに溶解させ、１０００℃で３６時間保持した後、５０℃／ｈで冷却し、ＢＯＳＥ蛍光体を得た。得られたＢＯＳＥ蛍光体は、結晶子の数が３２個の多結晶体で、その平均粒子径は４８μｍであった。
【０１１１】
（比較例６）
実施例６と同様に、ピーク波長が４５２ｎｍの青色ＬＥＤチップと、α−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体と、ＢＯＳＥ（Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋）蛍光体とを備えた比較例６の発光装置を作製した。この比較例６の発光装置のα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体は、フラックスを用いずに作製され、平均粒子径が１３μｍで５０個より多い結晶子を有する。また、ＢＯＳＥ蛍光体もフラックスを用いずに作製され、平均粒子径が１８μｍで５０個より多い結晶子を有する。
【０１１２】
実施例６および比較例６ともに、基板上に青色ＬＥＤチップを搭載し、青色ＬＥＤチップの発光面にα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体とＢＯＳＥ蛍光体とを含む蛍光体層を形成した。発光装置が発する光の色温度が５０００Ｋとなるように、α−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体とＢＯＳＥ蛍光体の蛍光体濃度および混合比を表６のように調整した。なお、蛍光体層のバインダーにはシリコーン樹脂を用いた。
【０１１３】
作製した実施例６および比較例６の発光装置の蛍光体層の透過率を測定した。また実施例６および比較例６の発光装置の光束および輝度について測定した。その結果を表６に示す。なお表６において、相対光束は比較例６の光束を１．００としたときの値であり、相対輝度は比較例６の輝度を１．００としたときの値である。
【０１１４】
【表６】
2014216445.tif 000008
【０１１５】
表６に示すように、実施例６の蛍光体層の透過率は、比較例６の透過率の１．２３倍であった。また実施例６の発光装置は、比較例６の発光装置に対して光束比で１．２１倍、輝度比で１．１９倍高くなった。このように、実施例６によれば、蛍光体の結晶粒子の径は１５μｍ以上２００μｍ以下であって、少なくとも一つの蛍光体の結晶粒子が５０個以下の結晶子で構成されていれば、蛍光体の種類によらずに、発光効率の高い発光装置が得られることが確認できた。
【符号の説明】
【０１１６】
１：発光装置、２：発光素子、３：蛍光層、４：反射材、５：基板、３１：蛍光体、３２：バインダ
【図１】
2014216445.tif 000009
【図２】
2014216445.tif 000010
【図３】
2014216445.tif 000011
【図４】
2014216445.tif 000012
【図５】
2014216445.tif 000013
【図６】
2014216445.tif 000014
【図７】
2014216445.tif 000015
【図８】
2014216445.tif 000016
【図９】
2014216445.tif 000017