(57)【要約】【課題】従来のＹＡＧ蛍光体は、内部量子効率は８０％以上と高いものの、蛍光体粒子の屈折率１．８と高いため散乱が大きく蛍光体からの発光強度が低下するという課題を有していた。【解決手段】白色発光ダイオードの色変換材料として用いられるＹＡＧ蛍光体において、蛍光体の粒子の表面から放射状に伸長した酸化亜鉛の針状結晶を設け、蛍光体を覆う酸化亜鉛の針状結晶の被覆率が３０％以上、１００％以下であり、針状結晶の長さが、１００ｎｍ以上、蛍光体の発光波長の２分の１以下、且つ、前記酸化亜鉛の針状結晶の最も太い部分の幅が、３０ｎｍ以上、蛍光体の発光波長以下である表面構造を設けることで低コストで優れた発光特性を有する蛍光体を実現できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色ＬＥＤ素子に用いられる蛍光体本体であって、
Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋である蛍光体と、
前記蛍光体の粒子の表面から放射状に伸長した酸化亜鉛の針状結晶とを備え、
前記蛍光体を覆う前記酸化亜鉛の針状結晶の被覆率が３０％以上、１００％以下である、
蛍光体本体。
【請求項２】
前記酸化亜鉛の針状結晶の最も太い部分の幅が、３０ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下である、請求項１記載の蛍光体本体。
【請求項３】
前記酸化亜鉛の針状結晶の長さが、１００ｎｍ以上、６００ｎｍ以下である、
請求項１に記載の蛍光体本体。
【請求項４】
青色ＬＥＤチップと、
前記青色ＬＥＤチップを覆うように位置される樹脂と、
前記樹脂の内部に位置する蛍光体本体とを備え、
前記蛍光体本体は、
Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋である蛍光体と、
前記蛍光体の粒子の表面から放射状に伸長した酸化亜鉛の針状結晶とを備え、
前記蛍光体を覆う前記酸化亜鉛の針状結晶の被覆率が３０％以上、１００％以下である、
ＬＥＤ素子。
【請求項５】
白色ＬＥＤ素子に用いられる蛍光体本体を製造する方法であって、
Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体を準備する工程と、
電気泳動法を用いて、前記蛍光体の表面に覆うように、３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒径を有する酸化亜鉛ナノ粒子を形成する工程と、
前記酸化亜鉛ナノ粒子が形成された蛍光体の表面において、溶液成長法により酸化亜鉛の針状結晶を成長させることで、放射状に伸長した酸化亜鉛の針状結晶を表面に有する蛍光体本体を製造する工程とを含む、
蛍光体本体の製造方法。
【請求項６】
前記酸化亜鉛の針状結晶の最も太い部分の幅が、３０ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下である、請求項５記載の蛍光体本体の製造方法。
【請求項７】
前記酸化亜鉛の針状結晶の長さが、１００ｎｍ以上、６００ｎｍ以下である、
請求項５に記載の蛍光体本体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白色発光ダイオード（以下、白色ＬＥＤと略す）を含む発光装置、発光装置に用いる蛍光体、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、窒化ガリウム（ＧａＮ）に代表される窒化物半導体により構成される半導体素子の研究開発が盛んである。窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ＧａＮ、窒化インジウム（ＩｎＮ）およびそれらの混晶体である。
【０００３】
窒化物半導体により構成される半導体発光素子は、膜組成に依存して、紫外あるいは青色から赤外線領域までの幅広い波長領域を有する光を発光する。非特許文献１に、窒化物半導体を用いた可視域発光ダイオードが開示されている。
【０００４】
図７は従来の白色ＬＥＤ素子の断面構成を示している。図７に示す白色ＬＥＤ素子は、パッケージ７０１と、青色ＬＥＤチップ７０２と、リード端子７０３と、配線ワイヤー７０４と、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋黄色蛍光体（以下、ＹＡＧ蛍光体と表記する）粒子７０５と、シリコーン樹脂７０６とを備える。ＹＡＧ蛍光体は、パッケージ７０１は、凹部を有する。パッケージ７０１の凹部にＹＡＧ蛍光体粒子７０５と、シリコーン樹脂７０６と配置される。ＹＡＧ蛍光体粒子７０５は、シリコーン樹脂７０６により封止されている。
【０００５】
特許文献１には、波長４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の青色領域に発光ピークを有する発光素子（以下、「青色発光素子」とも表記する。）と、発光素子が放つ光によって励起する蛍光体とを備える発光装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１の青色発光素子を用いた発光装置には、白色光を放ち、かつ、高い光束と高い演色性とを両立させる発光装置として、
特許文献２及び３に、青色発光素子と、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋黄色蛍光体（以下、「ＹＡＧ蛍光体」とも表記する。）とを備える発光装置が開示されている。
【０００７】
また、蛍光体を封止する樹脂バインダーより比重の重い無機粉体を光拡散剤として蛍光体ペーストに混合することでパッケージにペーストを塗布した際に無機粉体が沈降し、散乱反射することで均一な混色光を得ることが提案されている（例えば、特許文献４参照）。
また、ＬＥＤの光変換層として蛍光体を混合した樹脂フィルムを作製する際に、光を拡散させる為の拡散剤として粒径が５〜７ｕｍの無機粉体を混合することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−２４２５１３号公報
【特許文献２】特表２００３−５１５６５５号公報
【特許文献３】特開２００４−１０７８６号公報
【特許文献４】特開２００１−７７４３３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｓｈｕｊｉ  Ｎａｋａｍｕｒａ  ｅｔ．ａｌ．，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３４（１９９５）Ｌ．１３３２−Ｌ．１３３５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ＹＡＧ蛍光体は、８０％以上の内部量子効率を有する。しかし、蛍光体粒子は高い屈折率（１．８）を有するため、蛍光体内での光の散乱が大きく、蛍光体からの発光する光の強度が低下する。白色ＬＥＤなどの発光装置の発光効率の向上並びに消費電力の削減の為には、蛍光体からの光取り出し、発光効率の高い蛍光体粒子の開発が期待されている。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、蛍光体粒子からの光取出する効率を向上させ、発光効率の高い蛍光体及びＬＥＤ素子を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記従来の課題を解決するために、本発明の１態様に係る蛍光体は、白色ＬＥＤ素子に用いられる蛍光体であって、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋である蛍光体と、前記蛍光体の粒子の表面から放射状に伸長した酸化亜鉛の針状結晶とを備え、前記蛍光体を覆う前記酸化亜鉛の針状結晶の被覆率が３０％以上、１００％以下である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の蛍光体によれば、発光効率（強度）を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１における蛍光体本体の断面構成図。
【図２】実施の形態１における蛍光体本体の製造方法の工程順の断面構成図。
【図３】実施の形態１並びに従来の蛍光体の表面ＳＥＭ観察結果の図。
【図４】実施の形態１の蛍光体と従来の蛍光体の発光スペクトルの比較図。
【図５】実施の形態２の白色ＬＥＤ素子の断面構成図。
【図６】実施の形態２の蛍光体と従来の蛍光体を用いた際の白色ＬＥＤ素子の発光スペクトルの比較図。
【図７】従来の白色ＬＥＤ素子の断面構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１態様に係る白色ＬＥＤ素子に用いられる蛍光体は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋である蛍光体と、前記蛍光体の粒子の表面から放射状に伸長した酸化亜鉛の針状結晶とを備え、
前記蛍光体を覆う前記酸化亜鉛の針状結晶の被覆率が３０％以上、１００％以下である。
【００１６】
第２態様に係る白色ＬＥＤ素子に用いられる蛍光体は、前記酸化亜鉛の針状結晶の最も太い部分の幅が、３０ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下である。
【００１７】
第３態様に係る白色ＬＥＤ素子に用いられる蛍光体は、前記酸化亜鉛の針状結晶の長さが、１００ｎｍ以上、６００ｎｍ以下である。
【００１８】
第４態様に係るＬＥＤ素子は、青色ＬＥＤチップと、前記青色ＬＥＤチップを覆うように位置される樹脂と、前記樹脂の内部に位置する蛍光体本体とを備え、前記蛍光体本体は、
Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋である蛍光体と、前記蛍光体の粒子の表面から放射状に伸長した酸化亜鉛の針状結晶とを備え、前記蛍光体を覆う前記酸化亜鉛の針状結晶の被覆率が３０％以上、１００％以下である。
【００１９】
第５態様に係る白色ＬＥＤ素子に用いられる蛍光体本体を製造する方法は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体を準備する工程と、電気泳動法を用いて、前記蛍光体の表面に覆うように、３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒径を有する酸化亜鉛ナノ粒子を形成する工程と、前記酸化亜鉛ナノ粒子が形成された蛍光体の表面において、溶液成長法により酸化亜鉛の針状結晶を成長させることで、放射状に伸長した酸化亜鉛の針状結晶を表面に有する蛍光体本体を製造する工程とを含む。
【００２０】
第６態様に係る白色ＬＥＤ素子に用いられる蛍光体本体を製造する方法は、前記酸化亜鉛の針状結晶の最も太い部分の幅が、３０ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下である。
【００２１】
第７態様に係る白色ＬＥＤ素子に用いられる蛍光体本体を製造する方法は、前記酸化亜鉛の針状結晶の長さが、１００ｎｍ以上、６００ｎｍ以下である。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における蛍光体本体の断面構成図である。図１に示す蛍光体本体は、ＹＡＧ蛍光体１と、ＹＡＧ蛍光体１の表面に位置するＺｎＯ針状結晶２とを備える。
【００２４】
本明細書において、ＹＡＧ蛍光体１は、イットリウム及びアルミニウムを含む複合酸化物（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）で構成されるガーネット構造の結晶を意味する。
【００２５】
蛍光体本体は、ＹＡＧ蛍光体１の表面における３０％以上１００％以下の範囲に、ＺｎＯ針状結晶２を有することが望ましい。蛍光体本体は、特に、近紫外、紫色又は青色光で励起され、光を出力する。
【００２６】
以下、図２（ａ）〜図２（ｃ）を参照して、図１に示す蛍光体本体の製造方法を説明する。図２（ａ）〜図２（ｃ）は、実施形態１に係る蛍光体本体の製造方法の工程順の断面構成を示している。
【００２７】
（工程１）
図２（ａ）に示すように、複数のＹＡＧ蛍光体１と複数のＺｎＯナノ粒子とをエタノール中に分散させる。例えば、ＹＡＧ蛍光体１は、２μｍの平均粒径を有する。例えば、ＺｎＯナノ粒子は、３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒径を有する。複数のＺｎＯナノ粒子は、平均５０ｎｍの粒径を有する。電気泳動法を用いて、ＹＡＧ蛍光体１の表面に、複数のＺｎＯナノ粒子を覆うように電着させる。
【００２８】
（工程２）
次に、図２（ｂ）に示すように、溶液成長法を用いて、ＹＡＧ蛍光体１の表面に電着されたＺｎＯナノ粒子をＺｎＯ針状結晶に成長させる。図２（ｃ）に、ＹＡＧ蛍光体１の表面に、ＺｎＯ針状結晶を成長させた状態を示す。
【００２９】
（実施例１〜３）
上述した工程１及び２により蛍光体本体を製造した。
【００３０】
エタノール中に、各０．１ｇのＹＡＧ蛍光体１およびＺｎＯナノ粒子を分散させた。
【００３１】
ＹＡＧ蛍光体１およびＺｎＯナノ粒子の分散性をより向上させるために、エタノール溶媒３０ｍｌ中に、燐酸エステル及びポリエチレンイミンを各１ｍｇ添加した。
【００３２】
１対の白金電極を用いて、室温で３分間１００Ｖを印加し、電気泳動によりＹＡＧ蛍光体１の表面に、複数のＺｎＯナノ粒子を電着させた。
【００３３】
０．１ｍｏｌ／Ｌの硝酸亜鉛（ＺｎＮＯ３）溶液中に、０．１ｍｏｌ／Ｌのヘキサメチレンテトラミン（（ＣＨ２）６Ｎ４）を滴下し、ｐｈ値を５以上７以下に調整した硝酸亜鉛溶液を準備した。
【００３４】
電気泳動に使用したエタノール溶液と硝酸亜鉛溶液とを入れ替え、ＺｎＯナノ粒子で覆われたＹＡＧ蛍光体を溶液中に浸漬した。硝酸亜鉛溶液の温度を７０℃に保ちながら２〜９時間静置することでサブミクロンサイズのＺｎＯ針状結晶２を成長させた。ＺｎＯ針状結晶２の被覆率の調整は成長時間によって行った。
【００３５】
実施例１〜３に係る蛍光体本体は、硝酸亜鉛溶液の温度を７０℃に保った状態で、整地する時間を除き、同様の方法で、蛍光体本体を製造した。
【００３６】
比較例１として、従来のＹＡＧ蛍光体を準備した。
【００３７】
図３（ａ）〜図３（ｃ）に、実施例１、２及び比較例１の蛍光体本体の表面ＳＥＭ写真を示す。表面ＳＥＭ写真を測定した。図３（ａ）は、比較例１のＹＡＧ蛍光体であり、図３（ｂ）は実施例１の蛍光体本体であり、図３（ｃ）は実施例２の蛍光体本体である。
【００３８】
図３（ｂ）および図３（ｃ）から明らかなように、実施例１及び２のＹＡＧ蛍光体の粒子の表面に位置するＺｎＯは放射状に伸びている。図３（ａ）に示すＹＡＧ蛍光体は、
本明細書において、放射状に伸びているＺｎＯを「ＺｎＯ針状結晶」と表記する。ＺｎＯ針状結晶の断面積は、ＹＡＧ蛍光体の表面に接する部分から放射状に伸びる方向に向かって、小さくなる。ＺｎＯ針状結晶は、概ね円錐形状を有する。ＺｎＯ針状結晶における最も太い部分（ＺｎＯ針状結晶とＹＡＧ蛍光体とが接する面）は、その断面において、５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の大きさを有する。ＺｎＯ針状結晶における最も太い部分の大きさとは、ＺｎＯ針状結晶とＹＡＧ蛍光体とが接する面におけるＺｎＯ針状結晶の最も長い対角線の長さとも表現できる。また、ＺｎＯ針状結晶は、６００ｎｍ以下の長さを有する。ＺｎＯ針状結晶の長さは、ＹＡＧ蛍光体の表面に接する部分から放射状に伸びる方向に平行な面において、ＺｎＯ針状結晶の頂点を含む断面の最も長い部分とも表現できる。
【００３９】
表面ＳＥＭの観察結果から、図３（ｂ）に示す蛍光体本体は、ＺｎＯ針状結晶の被覆率は約３０％であり、図３（ｃ）に示す蛍光体本体は、ＺｎＯ針状結晶の被覆率は１００％であった。本明細書において、「ＺｎＯ針状結晶」の被覆率とは、蛍光体粒子の全体の表面積に対して、蛍光体粒子におけるＺｎＯ針状結晶を有する表面の面積の割合を意味する。
【００４０】
（発光強度）
実施例１〜３及び比較例１の蛍光体本体の発光強度を測定した。
【００４１】
図４に、比較例１の蛍光体本体の発光スペクトル４０１、及び実施例の発光スペクトル４０２の測定結果を示す。図４の縦軸は発光強度であり、図４の横軸は発光波長（ｎｍ）である。
【００４２】
以下の方法を用いて、発光スペクトルを測定した。蛍光体０．１ｇを石英ガラスセルに入れ、積分球内に設置した。４０５ｎｍの発光波長を有する半導体レーザー光を積分球内に導入することにより、蛍光体に照射した。オプティカルファイバーを用いて、蛍光体からの発光を分光器に導入し、発光強度の測定を行った。
【００４３】
図４に示すように、比較例１及び実施例の蛍光体本体は、５２０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の範囲に、発光強度のピークを有する幅広いスペクトルを有する。幅広いピークを有する発光スペクトルは、ＹＡＧ蛍光体に特有のスペクトルである。実施例の発光スペクトル４０２は、比較例１の発光スペクトル４０１と比較して、５２０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の範囲で、約１．５倍の強度を有する。また、いずれの波長域においても、実施例の蛍光体本体は、比較例１の蛍光体本体よりも、高い発光強度を有していた。
【００４４】
このことから、蛍光体本体が発光波長より細いＺｎＯ針状結晶を有することで、蛍光体の組成や焼成方法を変更することなく、光取出しを向上させることが分かった。
【００４５】
表１に、実施例１〜３及び比較例１の蛍光体本体の発光強度を示す。
【００４６】
【表１】
2014201648.tif 000003
【００４７】
実施例１〜３の蛍光体本体は、比較例１の従来のＹＡＧ蛍光体に比べて、高い発光強度を有していた。つまり、ＹＡＧ蛍光体がその表面にＺｎＯ針状結晶を有することにより、発光強度を増加できることが分かった。
【００４８】
実施例１〜３の蛍光体本体は、蛍光体粒子の表面における３０％以上１００％以下の範囲に、ＺｎＯ針状結晶を有することが望ましい。比較例１の蛍光体よりも１．５倍の発光強度を有するように、蛍光体粒子の表面における７０％以上１００％以下の範囲に、ＺｎＯ針状結晶を有することがさらに望ましい。
【００４９】
ＺｎＯ針状結晶における最も太い部分は、３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の大きさを有し、ＹＡＧ蛍光体の発光波長よりも遥かに細い。
【００５０】
そのため、ＹＡＧ蛍光体及びＺｎＯ針状結晶の界面において、幾何光学的な反射又は散乱を起こさず、蛍光体表面付近の平均的な屈折率を増加させる。
【００５１】
更に、ＹＡＧ蛍光体の表面に位置するＺｎＯが針状結晶であるため、針状結晶の先端先に行くほど細く尖っているため、平均屈折率がＹＡＧ蛍光体表面から離れるに従って徐々に減少する。蛍光体内部から発生した光が、蛍光体と蛍光体の外部環境との界面における屈折率差による反射が抑制されたためであると考えられる。
【００５２】
ＺｎＯ針状結晶の被覆率が実施例３の蛍光体において、被覆率が１００％にも関わらず、実施例２に比べて発光強度が幾分低下している。被覆率が１００％になったことによって蛍光体表面付近の平均屈折率が、蛍光体粒子間を取り囲む屈折率１の空気との間で屈折率差が大きくなりすぎたためと考えられる。
【００５３】
、実施の形態１に係る蛍光体によれば、蛍光体よりも屈折率が高く、かつ、蛍光体の発光波長の２分の１以下の微細なＺｎＯの針状結晶を蛍光体表面から成長させることで、ＺｎＯ針状結晶と蛍光体からの光が幾何光学的な干渉を引き起こすことなく蛍光体と蛍光体を封止する樹脂などのマトリックス材料との急激な屈折率変化を緩和させることが可能となる。その結果、簡便な方法で且つ低コストで、蛍光体の発光強度を向上させることができる。優れた発光特性を有する蛍光体を実現できる。
【００５４】
この様に、実施の形態１に係る蛍光体を用いることによって、従来のＹＡＧ蛍光体の組成や焼成条件を変更することなく、簡便な方法で発光強度を増加させることが可能である。
【００５５】
（実施の形態２）
図５は、実施の形態２のＹＡＧ蛍光体本体を有する白色ＬＥＤ素子５００の一例の断面構成図である。図５に示す白色ＬＥＤ素子は、パッケージ５０１と、青色ＬＥＤチップ５０２と、リード端子５０３と、配線ワイヤー５０４と、複数のＹＡＧ蛍光体本体５０５と、シリコーン樹脂５０６とを備える。ＹＡＧ蛍光体５０５は実施形態１のＹＡＧ蛍光体に相当する。
【００５６】
パッケージ５０１は上面に凹部を有する。パッケージ５０１の凹部は、側面及び底面で構成される。青色ＬＥＤチップ５０２は、パッケージ５０１の凹部の底面に位置される。
【００５７】
青色ＬＥＤチップ５０２を覆うように、シリコーン樹脂５０６が配置される。複数のＹＡＧ蛍光体は、シリコーン樹脂５０６の内部に配置される。複数のＹＡＧ蛍光体は、シリコーン樹脂５０６の内部に、分散して配置されることが望ましい。
【００５８】
１対のリード端子５０３ａ及び５０３ｂは、それぞれ配線ワイヤー５０４ａ及び５０４ｂを介して、青色ＬＥＤチップ５０２に電気的に接続される。
【００５９】
図５に示すＬＥＤ素子５００の形状に限られず、公知の白色ＬＥＤ素子に、実施形態１に係る蛍光体を用いることで、発光強度を増加させることができる。
【００６０】
以下、実施の形態２の白色ＬＥＤ素子５００の製造方法を説明する。
【００６１】
リード端子５０３を有するパッケージ５０１の上に青色ＬＥＤチップ５０２を実装する。
【００６２】
ワイヤーボンディングを用いて、リード端子５０３に配線ワイヤー５０４を接続する。
【００６３】
シリコーン樹脂５０６に１０ｗｔ％の蛍光体を分散させた蛍光体ペーストをポッティングによってパッケージ５０１内部に塗布する。加熱乾燥させ蛍光体層を形成することで、白色ＬＥＤ素子を作製する。
【００６４】
図６に、比較例１のＹＡＧ蛍光体を用いた白色ＬＥＤ素子の発光スペクトル６０１と、実施例  のＹＡＧ蛍光体を用いた白色ＬＥＤ素子の発光スペクトル６０２とを示す。
【００６５】
以下の方法を用いて、白色ＬＥＤ素子の発光スペクトルを測定した。
【００６６】
白色ＬＥＤ素子を積分球内に設置し、リード端子５０３ａ及び５０３ｂを直流電源に接続し２０ｍＡの定電流で発光させた。オプティカルファイバーを用いて分光器に導入して測定を行った。
【００６７】
図６から明らかなように、実施の形態２に係る蛍光体を用いた白色ＬＥＤ素子の発光スペクトル６０２は、４６０ｎｍ付近にピークをもつ青色ＬＥＤの発光ピークと、５２０ｎｍ付近から５８０ｎｍ付近まで広がるＹＡＧ蛍光体に特有の幅広いスペクトルを有する。実施の形態２に係る蛍光体は、従来のＹＡＧ蛍光体に比べ約１．１倍強のピーク高さを有する。
【００６８】
このことから、蛍光体がサブミクロンサイズのＺｎＯ針状結晶を有することで、蛍光体の組成や焼成方法を変更することなく、光取出しを向上させる。
【００６９】
表２に、比較例２〜４、及び実施例４〜６に係る蛍光体を用いた白色ＬＥＤ素子の発光強度を示す。比較例２は、従来のＹＡＧ蛍光体を用いた。比較例３は、蛍光体ペースト中にフィラーとして平均粒径１ｕｍのＺｎＯ粉体を１０ｗｔ％混合した材料を用いた。比較例４は、ＺｎＯウィスカーを１０ｗｔ％混合した材料を用いた。実施例４〜６は、実施の形態２に係る被覆率の異なる蛍光体を用いた。
【００７０】
ＺｎＯウィスカーは、平均繊維長が１０ｕｍのパナテトラ（株式会社アムテック製）を使用した。
【００７１】
【表２】
2014201648.tif 000004
【００７２】
表２から明らかなように、従来のＹＡＧ蛍光体のみを使用した比較例２の発光強度より、ＺｎＯ粉体をフィラーとして使用した比較例３およびＺｎＯウィスカーをフィラーとして使用した比較例４の発光強度は、小さい。
【００７３】
これは、ＺｎＯ粉体ならびにＺｎＯウィスカーのサイズが青色ＬＥＤおよび蛍光体の発光波長に対してかなり大きいため光の散乱体として働き、蛍光体層の散乱反射が大きくなったため、青色ＬＥＤチップへの戻り光が増加したため発光強度が低下したと考えられる。
【００７４】
一方、実施の形態２に係る蛍光体を使用した白色ＬＥＤ素子は、ＺｎＯ針状結晶の被覆率が実施例４の３０％から実施例５の７０％に増加するに従って発光強度も増加しており、光取り出しが向上していることが分かる。
【００７５】
また、実施例６の被覆率１００％の蛍光体については蛍光体単体での発光スペクトル測定で見られたような発光強度の減少は見られず、飽和傾向であることがわかる。これは、蛍光体を取り囲むシリコーン樹脂の屈折率が１．４と空気より大きいため、ＺｎＯ針状結晶との平均屈折率の差が減少したことによるものであると考えられる。
【００７６】
これらの結果から、実施の形態１に係る蛍光体およびそれを用いた本発明の実施の形態２の白色ＬＥＤ素子は、従来のＹＡＧ蛍光体に比べて発光強度が高く優れた特性を実現することができる。
【００７７】
尚、実施の形態２として、表面にＺｎＯ針状結晶を成長させたＹＡＧ蛍光体を蛍光体ペースト二分散させてパッケージに塗布することで蛍光体層を形成した構成を用いたが、これに限られるものではなく、蛍光体を樹脂中に分散させた樹脂シートを青色ＬＥＤ上に実装してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明にかかる蛍光体は、粒子表面に溶液成長によって放射状に形成した針状結晶を有し、照明、ディスプレイ等の優れた光源および波長変換材料として応用できる。
【符号の説明】
【００７９】
１  ＹＡＧ蛍光体
２  ＺｎＯ針状結晶
３  ＺｎＯナノ粒子
４０１  発光スペクトル
４０２  発光スペクトル
５０１、７０１  パッケージ
５０２、７０２  青色ＬＥＤチップ
５０３、５０３ａ、７０３  リード端子
５０４、５０４ａ、７０４  配線ワイヤー
５０５  蛍光体本体
５０６、７０６  シリコーン樹脂
６０１  発光スペクトル
６０２  発光スペクトル
７０５  蛍光体粒子
【図１】
2014201648.tif 000005
【図２】
2014201648.tif 000006
【図３】
2014201648.tif 000007
【図４】
2014201648.tif 000008
【図５】
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【図６】
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【図７】
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