(57)【要約】【課題】発光効率の高い黄色蛍光体とその製造方法の提供。【解決手段】下記一般式（１）：          （Ｍ１−ｘＲＥｘ）２ｙＡｌｚＳｉ１０−ｚＯｕＮｗ      （１）（式中、Ｍは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫからなる群から選択される少なくとも一つの元素である）で表わされる組成を有し、波長２５０〜５００ｎｍの光で励起した際に波長５００〜６００ｎｍの間にピークを有する発光を示し、かつ発光スペクトルの前記ピークを有する吸収帯の半値幅に対応するエネルギー差が０．４５７ｅＶ以下であることを特徴とする黄色発光蛍光体。この蛍光体は、原料混合物を粉砕混合してＤ９０を５μｍ以下としてから焼成することにより製造することができる。【選択図】図１
2014185233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）：  
（Ｍ１−ｘＲＥｘ）２ｙＡｌｚＳｉ１０−ｚＯｕＮｗ      （１）
（式中、
Ｍは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫからなる群から選択される少なくとも一つの元素であり、
ＲＥは、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、およびＭｎからなる群から選択される元素であり、
０＜ｘ≦１、
０．８≦ｙ≦１．１、
２．４≦ｚ≦３．５、
ｕ≦１、
１．８≦ｚ−ｕ、
１３≦ｕ+ｗ≦１５
である）
で表わされる組成を有し、波長２５０〜５００ｎｍの光で励起した際に波長５００〜６００ｎｍの間にピークを有する発光を示し、かつ発光スペクトルの前記ピークを有する吸収帯の半値幅に対応するエネルギー差が０．４５７ｅＶ以下であることを特徴とする蛍光体。
【請求項２】
前記ＲＥがＣｅである、請求項１に記載の蛍光体。
【請求項３】
前記ＭがＳｒである、請求項１または２に記載の蛍光体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の蛍光体の製造方法であって、原料混合物を、その原料混合物の粒度分布におけるＤ９０が５μｍ以下になるまで粉砕した後、焼成することを特徴とする方法。
【請求項５】
前記の粉砕をジェットミルを用いて行う、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記の原料混合物が、
Ｍの窒化物および炭化物からなる群から選択されるＭ含有化合物、
ＲＥの塩化物、酸化物、窒化物、または炭酸塩からなる群から選択されるＲＥ含有化合物、
Ａｌの窒化物、酸化物、および炭化物からなる群から選択されるＡｌ含有化合物、および
Ｓｉの窒化物、酸化物、または炭化物からなる群から選択されるＳｉ含有化合物
を含む、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記Ｓｉ含有化合物がＳｉ３Ｎ４である、請求項４〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫからなる群から選択される少なくとも一つの元素Ｍの窒化物および炭化物からなる群から選択されるＭ含有化合物、
Ｃｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、およびＭｎからなる群から選択される元素ＲＥの塩化物、酸化物、窒化物、または炭酸塩からなる群から選択されるＲＥ含有化合物、
Ａｌの窒化物、酸化物、および炭化物からなる群から選択されるＡｌ含有化合物、および
Ｓｉの窒化物、酸化物、または炭化物からなる群から選択されるＳｉ含有化合物
を含む原料混合物を準備し、
前記原料混合物を、その原料混合物の粒度分布におけるＤ９０が５μｍ以下になるまで粉砕した後、焼成したことによって得られることを特徴とする蛍光体。
【請求項９】
下記一般式（１）：  
（Ｍ１−ｘＲＥｘ）２ｙＡｌｚＳｉ１０−ｚＯｕＮｗ      （１）
（式中、
Ｍは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫからなる群から選択される少なくとも一つの元素であり、
ＲＥは、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、およびＭｎからなる群から選択される元素であり、
０＜ｘ≦１、
０．８≦ｙ≦１．１、
２≦ｚ≦３．５、
ｕ≦１、
１．８≦ｚ−ｕ、
１３≦ｕ+ｗ≦１５
である）
で表わされる組成を有し、波長２５０〜５００ｎｍの光で励起した際に波長５００〜６００ｎｍの間にピークを有する発光を示す、請求項８に記載の蛍光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、発光装置に使用することができる蛍光体およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明の実施形態は、発光装置に使用することができる蛍光体およびそれを用いた発光装置に関するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の実施形態は、上記に鑑みて、高効率な白色ＬＥＤ照明を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の実施形態による蛍光体は、下記一般式（１）：  
（Ｍ１−ｘＲＥｘ）２ｙＡｌｚＳｉ１０−ｚＯｕＮｗ      （１）
（式中、
Ｍは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫからなる群から選択される少なくとも一つの元素であり、
ＲＥは、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、およびＭｎからなる群から選択される元素であり、
０＜ｘ≦１，
０．８≦ｙ≦１．１、
２.４≦ｚ≦３．５、
ｕ≦１、
１．８≦ｚ−ｕ、
１３≦ｕ+ｗ≦１５
である）
で表わされる組成を有し、波長２５０〜５００ｎｍの光で励起した際に波長５００〜６００ｎｍの間にピークを有する発光を示し、かつ発光スペクトルの半値幅が０．４５７ｅＶ以下であることを特徴とするものである。
【０００５】
また、本発明の実施形態による蛍光体の製造方法は、前記蛍光体の製造方法であって、原料混合物を、その原料混合物の粒度分布におけるＤ９０が５μｍ以下になるまで粉砕した後、焼成することを含むことを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明の実施形態によるもう一つの蛍光体は、
Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫからなる群から選択される少なくとも一つの元素Ｍの窒化物および炭化物からなる群から選択されるＭ含有化合物、
Ｃｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、およびＭｎからなる群から選択される元素ＲＥの塩化物、酸化物、窒化物、または炭酸塩からなる群から選択されるＲＥ含有化合物、
Ａｌの窒化物、酸化物、および炭化物からなる群から選択されるＡｌ含有化合物、および
Ｓｉの窒化物、酸化物、または炭化物からなる群から選択されるＳｉ含有化合物
を含む原料混合物を準備し、
前記原料混合物を、その原料混合物の粒度分布におけるＤ９０が５μｍ以下になるまで粉砕した後、焼成したことによって得られることを特徴とするものである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態にかかる発光装置の断面図。
【図２】実施例１の蛍光体の発光スペクトル。
【図３】実施例１の蛍光体の発光スペクトル。
【図４】実施例２の蛍光体の発光スペクトル。
【図５】実施例２の蛍光体の発光スペクトル。
【図６】実施例３の蛍光体の発光スペクトル。
【図７】実施例３の蛍光体の発光スペクトル。
【図８】実施例４の蛍光体の発光スペクトル。
【図９】実施例４の蛍光体の発光スペクトル。
【図１０】実施例５の蛍光体の発光スペクトル。
【図１１】実施例５の蛍光体の発光スペクトル。
【図１２】実施例６の蛍光体の発光スペクトル。
【図１３】実施例６の蛍光体の発光スペクトル。
【図１４】実施例７の蛍光体の発光スペクトル。
【図１５】実施例７の蛍光体の発光スペクトル。
【図１６】比較例１の蛍光体の発光スペクトル。
【図１７】比較例２の蛍光体の発光スペクトル。
【図１８】比較例３の蛍光体の発光スペクトル。
【図１９】比較例４の蛍光体の発光スペクトル。
【図２０】比較例５の蛍光体の発光スペクトル。
【図２１】比較例６の蛍光体の発光スペクトル。
【図２２】比較例７の蛍光体の発光スペクトル。
【図２３】実施例１の原料混合物の粒度分布図。
【図２４】実施例２の原料混合物の粒度分布図。
【図２５】実施例３の原料混合物の粒度分布図。
【図２６】実施例４の原料混合物の粒度分布図。
【図２７】実施例５の原料混合物の粒度分布図。
【図２８】実施例６の原料混合物の粒度分布図。
【図２９】実施例７の原料混合物の粒度分布図。
【図３０】比較例１の原料混合物の粒度分布図。
【図３１】比較例２の原料混合物の粒度分布図。
【図３２】比較例３の原料混合物の粒度分布図。
【図３３】比較例４の原料混合物の粒度分布図。
【図３４】比較例５の原料混合物の粒度分布図。
【図３５】比較例６の原料混合物の粒度分布図。
【図３６】比較例７の原料混合物の粒度分布図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に本発明の実施形態による黄色蛍光体と、それを用いた発光装置について説明する。
【０００９】
黄色発光蛍光体
本発明の実施形態による黄色発光蛍光体は、特定範囲の組成を有し、波長２５０〜５００ｎｍの光で励起した際に波長５００〜６００ｎｍの間にピークを有する発光を示し、かつ発光スペクトルの半値幅が０．４５７ｅＶ以下であることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の実施形態による発光スペクトルの半値幅について説明する。一般的に分光分析測定で得られる発光スペクトルは、波長（ｎｍ）に対する発光強度の関係を示すものである。このデータに関して、後述する波長とエネルギーの変換式を用いて横軸のみをエネルギー（ｅＶ）に変換することで、エネルギーに対する発光強度の関係を示すスペクトルを作製することができる。本発明の実施形態による発光スペクトルの半値幅とは、このように変換されたスペクトルにおいて、発光強度がピークの最大値の半分の強度となる、高エネルギー側の点と低エネルギー側の点とのエネルギー差である。
【００１１】
本発明の実施形態による蛍光体の発光現象は、励起準位から基底準位へ電子が遷移する際に、励起準位と基底準位のエネルギーの差が、発光として放出されるものである。そのため、発光現象について考える際には、波長ではなくエネルギーで考えたほうが良い場合がある。
【００１２】
このように発光スペクトルの半値幅が小さい蛍光体は従来得られていなかったものである。以下、この蛍光体について説明をする。
【００１３】
本発明の実施形態による、一般式（１）： 
（Ｍ１−ｘＲＥｘ）２ｙＡｌｚＳｉ１０−ｚＯｕＮｗ      （１）
（式中、
Ｍは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫからなる群から選択される少なくとも一つの元素であり、
ＲＥは、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、およびＭｎからなる群から選択される元素であり、
０＜ｘ≦１，
０．８≦ｙ≦１．１、
２．４≦ｚ≦３．５、
ｕ≦１、
１．８≦ｚ−ｕ、
１３≦ｕ+ｗ≦１５
である）
で表される蛍光体は、一般的にサイアロン蛍光体に分類されるものである。この蛍光体は、波長２５０〜５００ｎｍの光で励起した際に波長５００〜６００ｎｍの間にピークを有する発光を示す、黄色発光蛍光体である。この蛍光体の基本的は結晶構造は、（Ｓｒ，Ｃｅ）２Ｓｉ７Ａｌ３ＯＮ１３と同一のものである。
【００１４】
本発明の実施態様による蛍光体は、特定範囲の組成を有し、波長２５０〜５００ｎｍの光で励起した際に波長５００〜６００ｎｍの間にピークを有する発光を示し、かつ発光スペクトルの半値幅が０．４５７ｅＶ以下であることを特徴とするものである。
【００１５】
発光スペクトルにおける発光スペクトルの波長は、以下のようにエネルギーに変換することができる。光のエネルギーと波長とは以下の関係がある。
【数１】
2014185233.tif 000003
Ｅ：  エネルギー（ｅＶ）
ｈ：  プランク定数  ｈ  ＝  ６．６２６×１０−３４［Ｊ・ｓ］
ｃ：  光速  ｃ  ＝  ２．９９８×１０８［ｍ／ｓ］
ν：  振動数  
λ：  波長（ｎｍ）
ｅ：  電気素量  ｅ  ＝  １．６０２×１０−１９［Ｃ］
【００１６】
この関係から、エネルギーＥ（ｅＶ）は、ほぼ１２４０／［波長（ｎｍ）］に等しい。したがって、０．４５７ｅＶのエネルギー差は、５００〜６００ｎｍに発光ピークを有するスペクトルの場合には半値幅が１１８ｎｍである場合に相当する。発光スペクトルにおける半値幅が狭いことは、発光中心イオンの配位環境が均一であることを表し、均一な蛍光体が得られたことを示す。このような蛍光体を製造する方法は後述するが、蛍光性製造過程において、原料混合物の均一性を高度に制御することによって得ることができる。そして、原料混合物の均一性をさらに高めることで、発光スペクトルの半値幅を０．４５０ｅＶ以下とすることもできる。
【００１７】
このように蛍光体の発光スペクトルの半値幅を狭くすると、同時に発光効率が改善され、より強い発光を得ることができる。この結果、そのような蛍光体を用いることでより輝度の高い発光装置を得ることが可能となる。
【００１８】
また、一般式（１）中、ＭはＢａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫからなる群から選択される少なくとも一つの元素である。これらのうちＳｒが最も好ましい。金属元素Ｍは、一種類の元素であっても、または２種類以上の元素が組み合わされていてもよい。また、原料として用いられるＭ含有化合物としては、窒化物、または炭化物が用いられることが好ましい。ここで、ＭがＳｒである場合、その窒化物であるＳｒ３Ｎ２は、一般に粒径が非常に大きい形状で供給されることが多い。具体的には平均粒子径が数十μｍに及ぶこともあり、このような大きな粒子を含む原料を用いると、発光効率が低い蛍光体が形成される場合が多い。
【００１９】
金属元素ＲＥは、蛍光体の発光中心として機能するものである。すなわち、本発明の実施形態における蛍光体は、前記した元素Ｍ、Ａｌ、Ｓｉ、ＯおよびＮを基本とする結晶構造を有するが、Ｍの一部が発光中心元素ＲＥに置換されているものである。ＲＥはＣｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、およびＭｎからなる群から選択される元素である。これらの発光中心元素は、２種類以上を組み合わせて用いることもできる。これらのうち、もっとも好ましいのは、Ｃｅであり、これは良好な発光特性の黄色蛍光体を得られるためである。
【００２０】
本発明の実施形態による蛍光体は、さらにＡｌおよびＳｉを含む。ここで、ＡｌおよびＳｉは本発明の実施形態による効果を損なわない範囲で、類似した元素によって置換されていてもよい。具体的にはＳｉの一部が、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、およびＨｆ等に置換されていてもよく、Ａｌの一部がＢ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ、およびＬｕ等によって置換されていてもよい。
【００２１】
また、本発明の実施形態による蛍光体は、その特定された組成比を有する。式（１）において、各元素の組成比を表すｘ、ｙ、ｚ、ｕ、およびｗは特定の条件を満たすことが必要である。
０＜ｘ≦１、好ましくは０．００１≦ｘ≦０．５、
０．８≦ｙ≦１．１、好ましくは０．８５≦ｙ≦１．０６、
２．４≦ｚ≦３．５、好ましくは２．５≦ｚ≦３．３
ｕ≦１、好ましくは０．００１≦ｕ≦０．８、
１．８≦ｚ−ｕ、好ましくは２．０≦ｚ−ｕ、
１３≦ｕ+ｗ≦１５。好ましくは１３．２≦ｕ＋ｗ≦１４．２。
【００２２】
このとき金属元素Ｍの少なくとも一部が発光中心元素ＲＥで置換されていれば蛍光体として機能するが、金属元素Ｍのうち０．１モル％（ｘ＝０．００１）が発光中心元素ＲＥ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。一方、金属元素Ｍの全量が発光中心元素ＲＥで置き換えられてもよい（ｘ＝１）。しかし、発光確率の低下（濃度消光とも呼ばれる）抑制するために、発光中心元素Ｃｅによる置換率を５０モル％（ｘ＝０．５）以下とすることが好ましい。したがって、０＜ｘ≦１であることが必須であり、０．００１≦ｘ≦０．５であることが好ましい。
【００２３】
ｙは、結晶欠陥を抑制し、効率の低下を防止するために、０．８以上であり、０．８５≦であることが好ましい。一方、過剰なアルカリ土類金属が異相として析出して発光効率が低下することを防ぐために、１．１以下であることが必須であり、１．０６以下であることが好ましい。したがって、０．８≦ｙ≦１．１であることが必要であり、０．８５≦ｙ≦１．０６があることが好ましい。
【００２４】
過剰なＳｉが異相として析出することによる発光特性の低下を防ぐために、ｚは２．４以上であることが必要であり、２．５以上であることが好ましい。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ことによる発光特性の低下を防ぐために、ｚは３．５以下であることが必要であり、３．３以下であることが好ましい。したがって、２．４≦ｚ≦３．５であることが必要であり、２．５≦ｚ≦３．３であることが好ましい。
【００２５】
結晶欠陥増加に伴う発光効率の低下を抑制するために、ｕは１以下であることが必要であり、０．８以下であることが好ましい。一方、所望の結晶構造を維持し、発光スペクトルの波長を適切に維持するためには０．００１以上であることが好ましい。したがって、ｕ≦１であることが必要であり、０．００１≦ｕ≦０．８であることが好ましい。
【００２６】
実施形態による蛍光体が、所望の結晶構造を維持するため、また蛍光体の製造時における異相の発生を抑制するために、ｚ−ｕは１．８以上であることが必要であり、２．０以上であることが好ましい。また、同様の理由により１３≦ｕ＋ｗ≦１５であることが必要であり、１３．２≦ｕ＋ｗ≦１４．２であることが好ましい。
【００２７】
蛍光体の製造方法
本発明の実施形態による蛍光体の製造方法は、原料混合物の粒子径を制御する点にひとつの特徴を有するものであるが、そのほかは特別な装置や操作を必要としないものであり、製造コストの上昇を伴わないものである。本発明の実施形態による蛍光体の製造方法について説明すると以下の通りである。
【００２８】
本発明の実施形態にかかる蛍光体は、例えば、元素Ｍの窒化物または炭化物、ＡｌやＳｉなどの窒化物、酸化物、または炭化物、および発光中心元素ＲＥの塩化物、酸化物、窒化物、または炭酸塩を出発原料として用いて、合成することができる。より具体的には、元素ＭとしてＳｒを含有し、発光中心元素ＲＥとしてＣｅを含有する蛍光体を目的とする場合には、Ｓｒ３Ｎ２、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、およびＣｅＣｌ３を出発原料として用いることができる。Ｓｒ３Ｎ２の代わりにＣａ３Ｎ２、Ｂａ３Ｎ２、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。これらを所望の組成になるように秤量混合し、得られた原料混合物を焼成することによって、目的の蛍光体を製造することができるが、焼成に先立って、原料混合物の粒度分布を調整することが必要である。
【００２９】
原料混合物の粒度分布を調整するには、原料を混合した原料混合物について粉砕して粒度分布を調整する方法、各原料を粉砕して粒子径を調整した後に混合する方法など、任意の方法で行うことができる。しかしながら、工程の簡便さから、原料を混合したのちに粉砕して粒度分布を調整することが好ましい。
【００３０】
原料を粉砕する場合には、従来知られている任意の方法を用いることができる。例えば乳鉢を用いて混合する方法や、ボールミル、チューブミル、インパクトミル、ロールミルなどの粉砕装置を用いる方法がある。しかしながら、本発明の実施形態においては、粒度調整をより容易に行うためにジェットミルを用いることが好ましい。ジェットミルとは、ノズルから噴射される高圧気体を音速前後に達するような超高速ジェットとして原料粒子に衝突させ、原料粒子同士の衝突による衝撃によって原料粒子を粉砕するものである。粉砕後に非常に微細な粒子が得られること、また粉砕時の粒子の温度上昇が少ないこと、粒子同士の衝突によりは粉砕されるので不純物の混入が少ないことなどの特徴がある。このようなジェットミル装置としては、例えばナノジェットマイザー（株式会社アイシンナノテクノロジーズ製）などを用いることができる。
【００３１】
本発明の実施形態においては、粉砕後の原料混合物の、粒度分布におけるＤ９０が５μｍ以下であることが必要である。ここで、Ｄ９０は、粒子径の累積分布曲線の粒子径が小さいほうから累積値が９０％に相当する粒子径をいう。本実施形態においては、このＤ９０が５μｍ以下であることが好ましく、２．５μｍ以下であることがより好ましい。このような粒度分布は、種々の方法で測定することが可能である。また、Ｄ１００も小さいことが好ましく、具体的にはＤ１００が６μｍ以下であることが好ましい。具体的には、粒子径は、原料混合物をイソプロピルアルコール中に添加し、超音波槽にて事前超音波分散を約１５秒間行った後、ＣＩＬＡＳ１０４６Ｌ型レーザー散乱・回折式粒度分布測定装置（商品名、株式会社アイシンナノテクノロジーズ製）を用いて測定することができる。この測定において、測定範囲は０．０４μｍから５００μｍとすることができる。
【００３２】
なお、蛍光体の製造に用いる原料混合物は、焼成に付されるまえに粉砕混合されることは従来の蛍光体の製造においても行われる場合があった。しかし、その粉砕後の粒度分布と蛍光体の発光特性とが関係するという知見はなく、本発明者らによって初めて見出されたものである。さらに、このような原料混合物の粒度分布と発光特性の関係は、特にサイアロン蛍光体において強く発現するものであることがわかった。すなわち、サイアロン蛍光体においては、その結晶構造中におけるケイ素原子とアルミニウム原子との配置が非常に複雑であり、原料混合物の粒度分布が蛍光体の均一性に大きく影響し、結果的に発光特性も影響を受けやすいためであると考えられる。したがって、本発明の実施形態において特定された組成を有する蛍光体においては、粒度分布を調整することによって、より優れた発光特性を達成できるのである。
【００３３】
次に粒度が調整された原料混合物を所定時間焼成する。焼成は、大気圧以上の圧力で行なうことが望ましい。原料として窒化ケイ素を用いる場合には、その高温での分解を抑制するためには、５気圧以上がより好ましい。焼成温度は１５００〜２０００℃の範囲が好ましく、より好ましくは１８００〜２０００℃である。焼成温度が１５００℃未満の場合には、目的とする蛍光体の形成が困難となることがある。一方、２０００℃を越えると、材料あるいは生成物の昇華のおそれがある。また、原料として窒化物を用いる場合は、それが酸化されやすいことから、Ｎ２雰囲気中で焼成することが望まれるが、窒素および水素の混合雰囲気でもよい。なお、前記したように雰囲気中の酸素含有率は厳密に制御するべきである。
【００３４】
焼成後の粉体に洗浄等の後処理を必要に応じて施して、実施形態の蛍光体が得られる。洗浄を行う場合には、例えば純水洗浄、酸洗浄により行なうことができる。
【００３５】
発光装置
本発明の実施形態による蛍光体は、それを励起することができる発光素子と組み合わせることによって発光素子とすることができる。
【００３６】
本発明の実施形態による発光装置は、励起源である発光素子と、その発光素子から照射される光によって励起されて蛍光を発する、前記の黄色発光蛍光体（Ｙ）との組み合わせを具備する。このとき、この発光装置は、発光素子から照射される光と、黄色発光蛍光体からの発光とが合成された光を放射するものである。
【００３７】
発光装置に用いられる発光素子、たとえばＬＥＤ素子は、用いる蛍光体の組み合わせによって適当なものが選択される。すなわち、発光素子から放射される光が、用いられる蛍光体を励起することができるものであることが必要である。さらには、発光装置が白色光を放射することが好ましい場合には、蛍光体から放射される光を補うような波長の光を放射する発光素子が好ましい。
【００３８】
このような観点から、蛍光体として黄色発光蛍光体とを用いた蛍光装置においては、発光素子は、２５０〜５００ｎｍの波長の光を放射するものが選択される。
【００３９】
本発明の実施形態による発光装置は、従来知られている任意の発光装置の形態とすることができる。図１は、本発明の一実施形態にかかる発光装置の断面を示すものである。
【００４０】
図１に示された発光装置１００はリードフレームを成形してなるリード１０１およびリード１０２と、これに一体成形されてなる樹脂部１０３とを有する。樹脂部１０３は、上部開口部が底面部より広い凹部１０５を有しており、この凹部の側面には反射面１０４が設けられる。
【００４１】
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。発光素子１０６としては、例えば発光ダイオード、レーザダイオード等を用いることができる。この発光素子は、用いられる蛍光体の組み合わせに応じて、適当な波長の光を放射するものから選択される。例えば、ＧａＮ系等の半導体発光素子等を用いることができる。発光素子１０６の電極（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。なお、リード１０１および１０２の配置は、適宜変更することができる。
【００４２】
蛍光層１０９は、本発明の実施形態にかかる蛍光体を、例えばシリコーン樹脂からなる樹脂層１１１中に５〜５０重量％の割合で分散、もしくは沈降させることによって形成することができる。実施形態にかかる蛍光体には、共有結合性の高い酸窒化物が母体として用いられている。このため、本発明の実施形態による蛍光体は一般に疎水性であり、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。
【００４３】
発光素子１０６としては、ｎ型電極とｐ型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可能である。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、発光素子１０６にｎ型基板を用いて、次のような構成とすることもできる。具体的には、ｎ型基板の裏面にｎ型電極を形成し、基板上の半導体層上面にはｐ型電極を形成して、ｎ型電極またはｐ型電極をリードにマウントする。ｐ型電極またはｎ型電極は、ワイヤーにより他方のリードに接続することができる。発光素子１０６のサイズ、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】
本発明の実施形態にかかる発光装置は、図１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、砲弾型発光装置や表面実装型発光装置の場合も、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】
以下、諸例により本発明の実施形態をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例のみに限定されるものではない。
【００４６】
実施例１〜７
出発原料としてＳｒ３Ｎ２、ＣｅＣｌ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮを用意した。これらをグローブボックス内で秤量・混合した後、混合物をジェットミルを用いてグローブボックス中で粉砕して原料混合を得た。各例における原料の配合量は表１に示す通りであった。
【００４７】
また、粉砕の条件は、以下の通りとした。装置：ナノジェットマイザー（株式会社アイシンナノテクノロジーズ製）
粉砕ガス：窒素
供給量１ｇ／ｍｉｎ
粉砕圧０．７５ＭＰａ
押し込み圧１．８５ＭＰａ
【００４８】
さらに、粉砕後の原料混合物について、レーザー散乱・回折式粒度分布測定装置を用いて粒度分布を測定し、Ｄ１０、Ｄ５０、Ｄ９０およびＤ１００を測定した。
【００４９】
上記の粉砕条件で得られた原料混合物をそれぞれＢＮるつぼに充填し、７．５気圧のＮ２雰囲気中、１８００℃で１５時間焼成して、黄色発光蛍光体を得た。得られた蛍光体についてＩＣＰ分光測定による組成分析を行った。得られた分析値は表１に示す通りであった。
【００５０】
比較例１〜７
出発原料としてＳｒ３Ｎ２、ＣｅＣｌ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮを用意した。これらをグローブボックス内で秤量し、ジェットミルを用いずに、めのう乳棒および乳鉢を用いて手で混合した。各例における原料の配合量は表１に示す通りであった。さらに、混合後の混合物について、レーザー散乱・回折式粒度分布測定装置を用いて粒度分布を測定し、Ｄ１０、Ｄ５０、Ｄ９０およびＤ１００を測定した。
【００５１】
上記の粉砕条件で得られた原料混合物をそれぞれＢＮるつぼに充填し、７．５気圧のＮ２雰囲気中、表１に示す焼成時間、１８００℃で焼成して、黄色発光蛍光体を得た。
【００５２】
【表１】
2014185233.tif 000004
【００５３】
各例の蛍光体について、４５０ｎｍの光を照射して、その発光スペクトルおよび発光効率を測定した。各例の発光スペクトルは図２〜２２に示す通りであった。発光スペクトルから求められる発光スペクトル半値幅に対応するエネルギー差と、比較例４の蛍光体の発光効率を基準とした、各例の蛍光体の発光効率は表２に示す通りであった。なお、各原料混合物の粒度分布は図２３に示す通りであった。
【００５４】
【表２】
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【００５５】
以上より、（Ｓｒ，Ｃｅ）２Ｓｉ７Ａｌ３ＯＮ１３蛍光体の原料の混合を、従来一般的に採用される乾式混合で行なったときと比較して、本発明の実施態様による方法に基づき混合粉砕した場合には、高効率な黄色蛍光体を得ることができることが確認された。このように優れた発光特性が得られる理由は、本発明の実施態様によれば、原料混合物の粉末に対して粒子径が制御され、形成される蛍光体結晶中の発光中心の周囲環境が均一になり、異なった発光特性を示す蛍光体成分が少ないためと考えられる。
【符号の説明】
【００５６】
１００  発光装置
１０１  リード
１０２  リード
１０３  樹脂部
１０４  反射面
１０５  凹部
１０６  発光素子
１０７  ボンディングワイヤー
１０８  ボンディングワイヤー
１０９  蛍光層
１１０  蛍光体
１１１  樹脂層
【図１】
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【図２】
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【図３】
2014185233.tif 000008
【図４】
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【図５】
2014185233.tif 000010
【図６】
2014185233.tif 000011
【図７】
2014185233.tif 000012
【図８】
2014185233.tif 000013
【図９】
2014185233.tif 000014
【図１０】
2014185233.tif 000015
【図１１】
2014185233.tif 000016
【図１２】
2014185233.tif 000017
【図１３】
2014185233.tif 000018
【図１４】
2014185233.tif 000019
【図１５】
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【図１６】
2014185233.tif 000021
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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