(57)【要約】  内部量子効率を高めることができる緑色蛍光体を提供する。  Ｓｒ、Ｇａ及びＳを含有する母体結晶と、発光中心とを含有する緑色蛍光体であって、ＸＲＤパターンにおいて、回折角２θ＝２１〜２７°に現れる最大ピークの回折強度に対する、回折角２θ＝１４〜２０°に現れる最大ピークの回折強度の比率が０．４以上であることを特徴とする緑色蛍光体を提案する。
2010029654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｒ、Ｇａ及びＳを含有する母体結晶と、発光中心とを含有する緑色蛍光体であって、ＣｕＫα線を用いたＸＲＤパターンにおいて、回折角２θ＝２１〜２７°に現れる最大ピークの回折強度に対する、回折角２θ＝１４〜２０°に現れる最大ピークの回折強度の比率が０．４以上であることを特徴とする緑色蛍光体。
【請求項２】
回折角２θ＝３６〜４２°に現れる最大ピークの回折強度に対する、回折角２θ＝３２〜３７°に現れる最大ピークの回折強度の比率が０．７以上であることを特徴とする請求項１記載の緑色蛍光体。
【請求項３】
回折角２θ＝２７〜３４°に現れる最大ピークの回折強度に対する、回折角２θ＝２１〜２７°に現れる最大ピークの回折強度の比率が２．６以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の緑色蛍光体。
【請求項４】
発光中心としてＥｕ2+を含むことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の緑色蛍光体。
【請求項５】
励起源と、請求項１〜３の何れかに記載の緑色蛍光体とを備えた緑色発光素子乃至装置。
【請求項６】
励起源と、請求項１〜３の何れかに記載の緑色蛍光体と、赤色蛍光体とを備えた白色発光素子乃至装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緑色蛍光体に関する。詳しくは、青色ＬＥＤや近紫外ＬＥＤで励起することができ、照明用蛍光体として用いたり、液晶のバックライトや、ＦＥＤ（電界放射型ディスプレイ）、ＰＤＰ（プラズマディスプレイ）、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）などのディスプレイ用蛍光体として用いたりすることができる緑色蛍光体に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の照明用光源の主流は、蛍光灯や白熱電球であるが、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源に用いたものは、蛍光灯等に比べて消費電力が少なく、寿命も長く、手で触っても熱くないなど安全性の面でも優れている上、水銀等の有害物質を含まず環境面でも優れており、近い将来、照明用光源の主流となることが期待されている。【０００３】
現行の白色ＬＥＤは、青色ＬＥＤとＹＡＧ：Ｃｅ（黄）とを組み合わせて構成されているが、自然な発色性を示す演色性に劣り、特に赤色物体や人肌をこのような現行の白色ＬＥＤで照らしても自然光に照らされた色を再現できないという問題を抱えていた。そこで、このような現行白色ＬＥＤの演色性を改善する手法として、近紫外ＬＥＤと赤、緑、青の３種類の蛍光体とを組み合わせたり、青色ＬＥＤと赤、緑の２種類の蛍光体とを組み合わせたりして白色ＬＥＤを構成することが検討されており、かかる目的に使用する緑色蛍光体として、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕが開示されている（特許文献１、２及び３参照）。【０００４】
【特許文献１】特開２００２−０６０７４７号公報
【特許文献２】特開２００７−０５６２６７号公報
【特許文献３】特開２００７−２１４５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、開示されていたＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕからなる緑色蛍光体は、発光効率をさらに高める必要があった。発光効率を高めるためには、外部量子効率（＝内部量子効率×吸収率）の高い蛍光体を用いることが重要であると言われている。しかし、例えば前記の如く、近紫外ＬＥＤや青色ＬＥＤと、緑色蛍光体を含む蛍光体と組み合わせて白色光を得る場合には、ＬＥＤが発光した光と、このＬＥＤの光を蛍光体が吸収して発光する光と組み合わせて白色光を得るため、ＬＥＤが発光した光を適度に透過する必要がある。よって、このような用途においては、蛍光体の内部量子効率を高めて外部量子効率を高めるか、或いは蛍光体の発光強度を高める必要がある。【０００６】
そこで本発明は、内部量子効率がより一層高い緑色蛍光体を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、Ｓｒ、Ｇａ及びＳを含有する母体結晶と、発光中心とを含有する緑色蛍光体であって、ＣｕＫα線を用いたＸＲＤパターンにおいて、回折角２θ＝２１〜２７°に現れる最大ピークの回折強度に対する、回折角２θ＝１４〜２０°に現れる最大ピークの回折強度の比率が０．４以上であることを特徴とする緑色蛍光体を提案する。【０００８】
本発明の緑色蛍光体は、ＸＲＤパターンにおいて、回折角２θ＝２１〜２７°に現れる最大ピークの回折強度に対する、回折角２θ＝１４〜２０°に現れる最大ピークの回折強度の比率が有意に高く、且つ、内部量子効率が高いという特徴を有しており、例えば、励起源としての近紫外ＬＥＤや青色ＬＥＤと、本発明の緑色蛍光体を含む蛍光体とを組み合わせて白色発光素子乃至装置を構成した場合、内部量子効率が高いから発光効率が高く、より十分な白色光を得ることができる。また、限られた特性のＬＥＤに対して限られた量の緑色蛍光体を組み合わせる場合であっても、十分な発光量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】横軸：２θ＝２１〜２７°に現れる最大ピークの回折強度に対する、２θ＝１４〜２０°に現れる最大ピークの回折強度の比率（４００）／（４２２）、縦軸：内部量子効率（％）からなる座標上に、実施例１−１２及び比較例１−６で得られた蛍光体粉末の値をプロットした図である。また、図中に示した点線は、国際回折データセンター（ＩＣＤＤ）の標準サンプル（00-025-0895）に示された回折強度から計算した値（（４００）／（４２２）＝０．５４）である。
【図２】横軸：２θ＝３６〜４２°に現れる最大ピークの回折強度に対する、２θ＝３２〜３７°に現れる最大ピークの回折強度の比率（６４２）／（４４４）、縦軸：内部量子効率（％）からなる座標上に、実施例１−１２及び比較例１−６で得られた蛍光体粉末の値をプロットした図である。また、図中に示した点線は、国際回折データセンター（ＩＣＤＤ）の標準サンプル（00-025-0895）に示された回折強度から計算した値（（６４２）／（４４４）＝２．２）である。
【図３】横軸：２θ＝２７〜３４°に現れる最大ピークの回折強度に対する、２θ＝２１〜２７°に現れる最大ピークの回折強度の比率（４２２）／（０６２）、縦軸：内部量子効率（％）からなる座標上に、実施例１−１２及び比較例１−６で得られた蛍光体粉末の値をプロットした図である。また、図中に示した点線は、国際回折データセンター（ＩＣＤＤ）の標準サンプル（00-025-0895）に示された回折強度から計算した値（（４２２）／（０６２）＝２．６）である。
【図４】ＳｒＳ−Ｇａ2Ｓ3系状態図である。
【図５】実施例７のＸＲＤパターンである。
【図６】比較例３のＸＲＤパターンである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明の実施形態について詳細に述べるが、本発明の範囲が以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【００１１】
本実施形態に係る緑色蛍光体（以下「本緑色蛍光体」という）は、Ｓｒ、Ｇａ及びＳを含有する母体結晶に、発光中心としてＥｕ2+をドープしてなる緑色蛍光体であり、好ましくは一般式ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ2+で示される結晶を含む蛍光体である。
【００１２】
この際、本緑色蛍光体の発光中心（発光イオン）は、２価のＥｕ2+を含むもの、特に２価のＥｕ2+のみであるのが好ましい。Ｅｕ2+の発光波長(色)は、母結晶に強く依存し、母結晶によって多彩な波長を示すことが知られているが、本緑色蛍光体が特定する母結晶であれば緑色を示す発光スペクトルを得ることができる。
Ｅｕ２＋の濃度は、母結晶中のＳｒの濃度の０．１〜１０ｍｏｌ％であることが好ましく、中でも０．５〜７ｍｏｌ％、その中でも特に１〜５ｍｏｌ％であるのが好ましい。
なお、発光中心（発光イオン）として、Ｅｕ2+以外のイオン、例えば希土類イオン及び遷移金属イオンからなる群より選ばれた１種又は２種以上のイオンを用いても同様の効果を期待することができる。希土類イオンとしては、例えばＳｃ、Ｔｂ、Ｅｒ、Ｃｅ等のイオンが挙げられ、遷移金属イオンとしては、例えばＭｎ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｔｉ等のイオンが挙げられる。  
【００１３】
本緑色蛍光体は、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ2+の単一相であっても、不純物相を含んでいてもよい。すなわち、ＳｒＳ−Ｇａ2Ｓ3系状態図（図４参照）における「液相＋ＳｒＧａ2Ｓ4」に到達後冷却されたもの、中でもＧａ2Ｓ3５０ｍｏｌ％以上の領域の「液相＋ＳｒＧａ2Ｓ4」に到達後冷却されたものが好ましいため、当該液相成分が冷却されてなる不純物相を含んでいてもよい。
【００１４】
また、ＳｒＧａ2Ｓ4で示される量論組成からすれば、Ｓｒ１．０モルに対してＧａを２．００モルの割合で含むものであるが、上述のように本緑色蛍光体は、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ2+の単一相であっても、不純物相を含んでいてもよく、中でも特にＧａ2Ｓ3５０ｍｏｌ％以上の領域の「液相＋ＳｒＧａ2Ｓ4」に到達後冷却されたものが好ましいため、本緑色蛍光体は、ＳｒＧａ2Ｓ4で示される量論組成よりも所定量だけＧａを過剰に含有する場合を包含するものである。この際、Ｓｒ含有量に対するＧａ含有量のモル比率（Ｇａ／Ｓｒ）が２．０２〜３．０２となるようにＧａを過剰に含有するのが好ましい。特にその下限値は２．０２以上、中でも特に２．２１以上であるのが好ましく、上限値は２．７２以下、中でも特に２．４５以下であるのが好ましい。
但し、ＳｒＧａ2Ｓ4で示される量論組成よりもＧａを過剰に含有するものに限定される訳ではない。後述するように、Ｇａを過剰に含有させるほかにも、本緑色蛍光体を得る方法は存在するからである。
【００１５】
（Ｘ線回折による特徴）
本緑色蛍光体は、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）で測定されるＣｕＫα線を用いたＸＲＤパターンにおいて、回折角２θ＝２１〜２７°に現れる最大ピークの回折強度に対する、回折角２θ＝１４〜２０°に現れる最大ピークの回折強度の比率（４００）／（４２２）が０．４以上であることが重要である。
なお、２θ＝２１〜２７°に現れる最大ピークは、ICDD 00-025-0895を参酌すると（４２２）面の回折ピークと推察され、２θ＝１４〜２０°に現れる最大ピークは、ICDD 00-025-0895を参酌すると（４００）面の回折ピークであると推察されるため、本明細書では、当該比率を（４００）／（４２２）とも表示する。
（４００）／（４２２）が０．４以上であれば、内部量子効率が高くなることが判明している。
かかる観点から、本緑色蛍光体の（４００）／（４２２）は０．４以上３以下であることが好ましく、さらに下限値は０．４５以上であるのが好ましく、特に０．６以上であるのが好ましい。他方、上限値は２．８以下であるのが好ましく、特に２．５以下であるのが好ましい。
【００１６】
また、回折角２θ＝３６〜４２°に現れる最大ピークの回折強度に対する、回折角２θ＝３２〜３７°に現れる最大ピークの回折強度の比率（６４２）／（４４４）は０．７以上であるのが好ましい。
なお、２θ＝３６〜４２°に現れる最大ピークは、ICDD 00-025-0895を参酌すると（４４４）面の回折ピークと推察され、２θ＝３２〜３７°に現れる最大ピークは、ICDD 00-025-0895を参酌すると（６４２）面の回折ピークであると推察されるため、本明細書では、当該比率を（６４２）／（４４４）とも表示する。
（６４２）／（４４４）が０．７以上であれば、内部量子効率が高くなることが判明している。
かかる観点から、本緑色蛍光体の（６４２）／（４４４）は０．７以上１５.０以下であることが好ましく、さらに下限値は１．０以上、中でも１．５以上であるのが特に好ましく、上限値は１２．０以下、中でも１０．０以下であるのが特に好ましい。
【００１７】
また、回折角２θ＝２７〜３４°に現れる最大ピークの回折強度に対する、回折角２θ＝２１〜２７°に現れる最大ピークの回折強度の比率（４２２）／（０６２）が２．６以上であるのが好ましい。
なお、２θ＝２７〜３４°に現れる最大ピークは、ICDD 00-025-0895を参酌すると（０６２）面の回折ピークと推察され、２θ＝２１〜２７°に現れる最大ピークは、ICDD 00-025-0895を参酌すると（４２２）面の回折ピークであると推察されるため、本明細書では、当該比率を（４２２）／（０６２）とも表示する。
（４２２）／（０６２）が２．６以上であれば、内部量子効率が高くなることが判明している。
かかる観点から、本緑色蛍光体の（４２２）／（０６２）は２．６以上８．０以下であることが好ましく、さらに下限値２．８以上、中でも３．０以上であるのが特に好ましく、上限値は７．０以下、中でも６．５以下であるのが特に好ましい。
【００１８】
（本緑色蛍光体の特徴）
本緑色蛍光体は、近紫外領域〜青色領域の波長（３００ｎｍ〜５１０ｎｍ程度）の光によって励起され、緑色光を発光するものである。
【００１９】
本緑色蛍光体の発光スペクトルに関して言えば、波長３００ｎｍ〜５１０ｎｍ程度の光励起によって、波長５０２ｎｍ±３０ｎｍ〜５５７ｎｍ±３０ｎｍの領域に発光ピークを有する。
なお、本緑色蛍光体は、同一組成であれば、近紫外領域〜青色領域の波長（３００ｎｍ〜５１０ｎｍ程度）のいずれの波長で励起しても、発光スペクトルの幅、位置が変わらない点にも一つの特徴がある。
【００２０】
ＣＩＥ色度座標について言えば、本緑色蛍光体は、Ｓｒの一部をＣａ及びＢａで置換することにより、ｘ＝０．０５〜０．４０、ｙ＝０．５０〜０．８０で示される緑色光、特にｘ＝０．１５〜０．３５、ｙ＝０．６０〜０．７５で示される緑色光、中でもｘ＝０．２５〜０．３３、ｙ＝０．６５〜０．７３で示される緑色光を発光することができる。
【００２１】
（製造方法）
次に、本緑色蛍光体の好ましい製造方法の一例について説明する。但し、下記に説明する製造方法に限定されるものではない。
【００２２】
本緑色蛍光体は、Ｓｒ原料、Ｇａ原料、Ｓ原料およびＥｕ原料などの原料をそれぞれ秤量して混合し、還元雰囲気中９００〜１４００℃で焼成し、スタンプミルやらいかい機などで解砕した後、篩などで分級し、必要に応じてアニールし、好ましくはさらにエタノールをはじめとする非水系有機溶媒や水に沈降させ、上澄みを除いて乾燥させるようにして得ることができる。
【００２３】
かかる製造方法において、上記の如きＸ線回折による特徴を得るためには、例えば量論組成よりもＧａを過剰に配合したり、焼成温度を調整したり、フラックスを配合して焼成したり、アニールしたりする方法が考えられる。
【００２４】
Ｓｒ原料としては、Ｓｒの酸化物の他、複酸化物、炭酸塩等のストロンチウム塩を挙げることができる
Ｇａ原料としては、Ｇａ2Ｏ3などのガリウム塩を挙げることができる。
Ｓ原料としては、ＳｒＳのほか、Ｓ、ＢａＳ、ＳｉＳ2、Ｃｅ2Ｓ3、Ｈ2Ｓガス等を挙げることができる。
Ｅｕ原料としては、ＥｕＦ３、Ｅｕ２Ｏ３、ＥｕＣｌ３等のユウロピウム化合物（Ｅｕ塩）を挙げることができる。
【００２５】
この際、ＳｒＧａ2Ｓ4で示される量論組成からすれば、Ｓｒ１．０モルに対してＧａを２．００モルの割合で混合して製造するのが一般的であるが、本緑色蛍光体の場合には、ＳｒＧａ2Ｓ4で示される量論組成よりも所定量だけＧａを過剰に混合して含有させてもよい。具体的には、Ｓｒ含有量に対するＧａ含有量のモル比率（Ｇａ／Ｓｒ）が２．０２〜３．０２となる程度、特に２．０２〜２．７２、中でも特に２．２１〜２．４５となる程度にＧａ過剰に含有させてもよい。
このように、Ｓｒ含有量に対するＧａ含有量のモル比率（Ｇａ／Ｓｒ）を２．００より多くすることによっても、上記の如きＸ線回折による特徴を得ることができる。
【００２６】
また、ＭｇＣｌ2、ＣａＣｌ2、ＮａＣｌ2、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＫＩ、ＳｒＦ2、ＥｕＦ3などのフラックスを添加することによっても、上記の如きＸ線回折による特徴を得ることができる。
【００２７】
なお、演色性を向上させるために、Ｐｒ、Ｓｍなどの希土類元素を色目調整剤として原料に添加してもよい。
励起効率の向上のために、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｌｕ等の希土類族元素から選択される１種以上の元素を増感剤として原料に添加するようにしてもよい。
ただし、これらの添加量は、それぞれＳｒに対して５モル％以下とするのが好ましい。これらの元素の含有量が５モル％を超えると、異相が多量に析出し、輝度が著しく低下するおそれがある。
また、アルカリ金属元素、Ａｇ＋等の１価の陽イオン金属、Ｃｌ-、Ｆ-、Ｉ-等のハロゲンイオンを電荷補償剤として原料に添加するようにしてもよい。その添加量は、電荷補償効果及び輝度の点で、アルミニウム族や希土類族の含有量と等量程度とするのが好ましい。
【００２８】
原料の混合は、乾式、湿式いずれで行なってもよい。
乾式混合する場合、その混合方法を特に限定するものではなく、例えばジルコニアボールをメディアに用いてペイントシェーカーやボールミル等で混合し、必要に応じて乾燥させて、原料混合物を得るようにすればよい。
湿式混合する場合は、原料を懸濁液の状態とし、上記同様にジルコニアボールをメディアに用いてペイントシェーカーやボールミル等で混合した後、篩等でメディアを分離し、減圧乾燥や真空乾燥、スプレードライなどの適宜乾燥法によって懸濁液から水分を除去して乾燥原料混合物を得るようにすればよい。
【００２９】
焼成する前に、必要に応じて、上記如く得られた原料混合物を粉砕、分級、乾燥を施すようにしてもよい。但し、必ずしも粉砕、分級、乾燥を施さなくてもよい。
【００３０】
焼成は、１０００℃〜１４００℃で焼成するのが好ましい。
この際の焼成雰囲気としては、少量の水素ガスを含有する窒素ガス雰囲気、一酸化炭素を含有する二酸化炭素雰囲気、硫化水素、二硫化炭素、その他の不活性ガス又は還元性ガスの雰囲気などを採用することができるが、中でも硫化水素雰囲気で焼成するのが好ましい。
焼成温度によっても、Ｘ線回折による特徴を調整することができる。例えばＳｒＧａ2Ｓ4で示される量論組成よりもＧａを少なく配合した場合には、１１００℃以上、特に１１５０℃以上で焼成するのが好ましい。また、ＳｒＧａ2Ｓ4で示される量論組成よりもＧａを過剰に配合した場合には、１０００℃以上、特に１０５０℃以上で焼成するのが好ましい。
焼成温度の上限は焼成炉の耐久温度、生成物の分解温度等によって決まるが、本緑色蛍光体の製造方法においては１０００〜１２００℃で焼成することが特に好ましい。また、焼成時間は焼成温度と関連するが、２時間〜２４時間の範囲内で適宜調整するのが好ましい。
【００３１】
上記焼成において、原料混合物がイオウ原料を含まない場合には、硫化水素又は二硫化炭素の雰囲気中で焼成するのが好ましい。しかし、原料混合物中にイオウ原料を含む場合には、硫化水素、二硫化炭素又は不活性ガスの雰囲気中で焼成することができる。この場合の硫化水素及び二硫化炭素はイオウ化合物となることもあり、また生成物の分解を抑制する機能もある。
他方、焼成雰囲気に硫化水素又は二硫化炭素を用いる場合には、これらの化合物もイオウ化合物となるため、例えば、原料成分としてＢａＳを用いる場合には、バリウム化合物及びイオウ化合物を用いたことになる。
【００３２】
本緑色蛍光体の製造においては、焼成後、スタンプミルやらいかい機、ペイントシェーカーなどで解砕し、次いで篩などで分級するのが好ましい。解砕する際、粒度が細かくなり過ぎることのないように解砕時間を調整するのが好ましい。
また、篩などによる分級では、１５０μｍより大きい粒径、特に１３０μｍより大きい粒径、中でも特に１１０μｍより大きい粒径をカットするように分級するのが好ましい。また、２μｍより小さい粒径、特に３μｍより小さい粒径、中でも特に４μｍより小さい粒径をカットするように分級するのが好ましい。
【００３３】
上記の如く解砕した後、アニールすることでも、上記の如きＸ線回折による特徴を得ることができる。
アニールする際の雰囲気としては、少量の水素ガスを含有する窒素ガス雰囲気、一酸化炭素を含有する二酸化炭素雰囲気、硫化水素、二硫化炭素、その他の不活性ガス又は還元性ガスの雰囲気などを採用することができるが、中でも硫化水素雰囲気でアニールするのが好ましい。
アニール温度としては、例えばＳｒＧａ2Ｓ4で示される量論組成よりもＧａを少なく配合した場合には、１１００℃以上、特に１１５０℃以上でアニールするのが好ましい。また、ＳｒＧａ2Ｓ4で示される量論組成よりもＧａを過剰に配合した場合には、１０００℃以上、特に１０５０℃以上でアニールするのが好ましい。
アニール温度の上限は、炉の耐久温度、生成物の分解温度等によって決まるが、本緑色蛍光体の製造方法においては１０００〜１２００℃でアニールすることが特に好ましい。また、アニール時間はアニール温度と関連するが、１時間〜１０時間の範囲内で適宜調整するのが好ましい。
【００３４】
さらに、エタノールをはじめとする非水系有機溶媒や水などに投入し、超音波振動を与えつつ攪拌した後に静置させ、上澄みを除いて沈降物を回収し、次いで乾燥させることが好ましい。この最後の溶媒沈降分級処理により、内部量子効率及び外部量子効率を顕著に高めることができる。
【００３５】
（用途）
本緑色蛍光体は、励起源と組合わせて緑色発光素子乃至装置を構成することができ、各種用途に用いることができる。例えば一般照明のほか、特殊光源、液晶のバックライトやＥＬ、ＦＥＤ、ＣＲＴ用表示デバイスなどの表示デバイスなどに利用することができる。
【００３６】
本緑色蛍光体とこれを励起し得る励起源とを組合わせた緑色発光素子乃至装置の一例として、例えば波長３００ｎｍ〜５１０ｎｍの光（すなわち、紫光〜青色光）を発生する発光体の近傍、すなわち該発光体が発光した光を受光し得る位置に本緑色蛍光体を配置することにより構成することができる。具体的には、発光体からなる発光体層上に、本緑色蛍光体からなる蛍光体層を積層するようにすればよい。
この際、蛍光体層は、例えば、粉末状の本緑色蛍光体を、結合剤と共に適当な溶剤に加え、充分に混合して均一に分散させ、得られた塗布液を、発光層の表面に塗布及び乾燥して塗膜（蛍光体層）を形成するようにすればよい。
また、本緑色蛍光体をガラス組成物や樹脂組成物に混練してガラス層内或いは樹脂層内に本緑色蛍光体を分散させるようにして蛍光体層を形成することもできる。
さらにまた、本緑色蛍光体をシート状に成形し、このシートを発光体層上に積層するようにしてもよいし、また、本緑色蛍光体を発光体層上に直接スパッタリングさせて製膜するようにしてもよい。
【００３７】
また、本緑色蛍光体と、赤色蛍光体と、必要に応じて青色蛍光体と、これらを励起し得る励起源とを組合わせて白色発光素子乃至装置を構成することができ、例えば一般照明のほか、特殊光源、液晶のバックライトやＥＬ、ＦＥＤ、ＣＲＴ用表示デバイスなどの表示デバイスなどに利用することができる。
【００３８】
本緑色蛍光体と、赤色蛍光体と、必要に応じて青色蛍光体と、これらを励起し得る励起源とを組合わせて構成する白色発光素子乃至装置の一例として、例えば波長３００ｎｍ〜５１０ｎｍの光（すなわち、紫光〜青色光）を発生する発光体の近傍、すなわち該発光体が発光した光を受光し得る位置に本緑色蛍光体を配置すると共に赤色蛍光体と必要に応じて青色蛍光体とを配置することにより構成することができる。
具体的には、発光体からなる発光体層上に、本緑色蛍光体からなる蛍光体層と、赤色蛍光体からなる蛍光体層と、必要に応じて青色蛍光体からなる蛍光体層とを積層するようにすればよい。
また、粉末状の本緑色蛍光体と赤色蛍光体と必要に応じて青色蛍光体とを、結合剤と共に適当な溶剤に加え、充分に混合して均一に分散させ、得られた塗布液を、発光層の表面に塗布及び乾燥して塗膜（蛍光体層）を形成するようにすればよい。
また、本緑色蛍光体と赤色蛍光体と必要に応じて青色蛍光体とを、ガラス組成物や樹脂組成物に混練してガラス層内或いは樹脂層内に蛍光体を分散させるようにして蛍光体層を形成することもできる。
また、青色ＬＥＤ或いは近紫外ＬＥＤからなる励起源上に、本緑色蛍光体と赤色蛍光体を樹脂中に混練してなる蛍光体層を形成すればよい。
さらにまた、本緑色蛍光体と赤色蛍光体と必要に応じて青色蛍光体とをそれぞれシート状に成形し、このシートを発光体層上に積層するようにしてもよいし、また、本緑色蛍光体と赤色蛍光体とを発光体層上に直接スパッタリングさせて製膜するようにしてもよい。
【００３９】
（用語の解説）
本発明において「緑色発光素子乃至装置」或いは「白色発光素子乃至装置」における「発光素子」とは、少なくとも蛍光体とその励起源としての発光源とを備えた、比較的小型の光を発する発光デバイスを意図し、「発光装置」とは、少なくとも蛍光体とその励起源としての発光源とを備えた、比較的大型の光を発する発光デバイスを意図するものである。
本発明において「Ｘ〜Ｙ」（Ｘ、Ｙは任意の数字）と記載した場合、特にことわらない限り「Ｘ以上Ｙ以下」の意と共に、「好ましくはＸより大きい」或いは「好ましくはＹより小さい」の意も包含する。
また、「Ｘ以上」（Ｘは任意の数字）或いは「Ｙ以下」（Ｙは任意の数字）と記載した場合、「Ｘより大きいことが好ましい」或いは「Ｙより小さいことが好ましい」旨の意図を包含する。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例に基づいて本発明を説明する。但し、本発明はこれらに限定されて解釈されるものではない。【００４１】
＜ＸＲＤ測定＞
実施例１−１２及び比較例１−６で得られた蛍光体粉末をＸ線回折用のサンプルとし、このサンプルをホルダーに装着し、ＭＸＰ１８（ブルカー・エイエックスエス（株）社製）を使用し、下記条件で回折線の角度と強度を測定した。【００４２】
（管球）ＣｕＫα線
（管電圧）４０ｋＶ
（管電流）１５０ｍＡ
（サンプリング間隔）０．０２°
（スキャンスピード）４．０°／ｍｉｎ
（開始角度）５．０２°
（終了角度）８０°【００４３】
＜吸収率、内部量子効率および外部量子効率の測定＞
実施例１−１２及び比較例１−６で得られた蛍光体粉末について、次のようにして吸収率、内部量子効率および外部量子効率を測定した。
分光蛍光光度計ＦＰ−６５００、積分球ユニットＩＳＦ−５１３（日本分光株式会社製）を用い、固体量子効率計算プログラムに従い行った。なお、分光蛍光光度計は、副標準光源およびローダミンＢを用いて補正した。
励起光４６６ｎｍとした場合のＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ蛍光体の吸収率、内部量子効率および外部量子効率の計算式を以下に示す。【００４４】
【数１】
2010029654.tif 000003
【００４５】
＜ＰＬ発光スペクトル及びＣＩＥ色度座標の測定＞
実施例１−１２及び比較例１−６で得られた蛍光体粉末について、分光蛍光度計（日立社製、Ｆ−４５００）を用いてＰＬ (フォトルミネッセンス)スペクトルを測定し、ＰＬ発光強度を求めた。
また、ＰＬ発光スペクトルから、輝度発光色（ＣＩＥ色度座標ｘｙ値）を求めた。【００４６】
（実施例１）
出発原料としてＳｒＳ、Ｇａ2Ｓ3及びＥｕＳを用い、Ｇａ／Ｓｒの原子比が１．９８となるようにＳｒＳ及びＧａ2Ｓ3を配合し、Ｓｒに対して１．０モル％となるようにＥｕＳを配合し、φ３ｍｍのジルコニアボールをメディアに用いてペイントシェーカーで１００分間混合した。得られた混合物を、硫化水素雰囲気中、１１３０℃で４時間焼成した。次に、焼成した得たものを、らいかい機（日陶科学社製「ＡＬＭ−３６０Ｔ」）で１分間解砕し、目開き１４０メッシュ及び４４０メッシュの篩を用いて、目開き１４０メッシュの篩下で且つ目開き４４０メッシュの篩上を回収し、蛍光体粉末（サンプル）を得た。【００４７】
（実施例２）
出発原料としてＳｒＳ、Ｇａ2Ｓ3及びＥｕＳを用い、Ｇａ／Ｓｒの原子比が２．００となるようにＳｒＳ及びＧａ2Ｓ3を配合し、Ｓｒに対して１．０モル％となるようにＥｕＳを配合すると共に、ＳｒＧａ2Ｓ4に対して０．５ｗｔ％となるようにフラックスとしてのＭｇＣｌ2を配合し、φ３ｍｍのジルコニアボールをメディアに用いてペイントシェーカーで１００分間混合した。得られた混合物を、硫化水素雰囲気中、１１００℃で４時間焼成した。次に、焼成した得たものを、らいかい機（日陶科学社製「ＡＬＭ−３６０Ｔ」）で１分間解砕し、目開き１４０メッシュ及び４４０メッシュの篩を用いて、目開き１４０メッシュの篩下で且つ目開き４４０メッシュの篩上を回収し、蛍光体粉末（サンプル）を得た。【００４８】
（実施例３）
出発原料としてＳｒＳ、Ｇａ2Ｓ3及びＥｕＳを用い、Ｇａ／Ｓｒの原子比が２．１５となるようにＳｒＳ及びＧａ2Ｓ3を配合し、Ｓｒに対して１．０モル％となるようにＥｕＳを配合し、φ３ｍｍのジルコニアボールをメディアに用いてペイントシェーカーで１００分間混合した。得られた混合物を、硫化水素雰囲気中、１１００℃で６時間焼成した。次に、焼成した得たものを、らいかい機（日陶科学社製「ＡＬＭ−３６０Ｔ」）で１分間解砕し、さらにアルゴン雰囲気中１１００℃で４時間のアニールを行い、目開き１４０メッシュ及び４４０メッシュの篩を用いて、目開き１４０メッシュの篩下で且つ目開き４４０メッシュの篩上を回収し、蛍光体粉末（サンプル）を得た。【００４９】
（実施例４）
出発原料としてＳｒＳ、Ｇａ2Ｓ3及びＥｕＳを用い、Ｇａ／Ｓｒの原子比が２．００となるようにＳｒＳ及びＧａ2Ｓ3を配合し、Ｓｒに対して１．０モル％となるようにＥｕＳを配合し、φ３ｍｍのジルコニアボールをメディアに用いてペイントシェーカーで１００分間混合した。得られた混合物を、硫化水素雰囲気中、１１００℃で２時間焼成した。次に、焼成した得たものを、らいかい機（日陶科学社製「ＡＬＭ−３６０Ｔ」）で１分間解砕し、さらにアルゴン雰囲気中１１５０℃で２時間のアニールを行い、目開き１４０メッシュ及び４４０メッシュの篩を用いて、目開き１４０メッシュの篩下で且つ目開き４４０メッシュの篩上を回収し、蛍光体粉末（サンプル）を得た。【００５０】
（実施例５）
出発原料としてＳｒＳ、Ｇａ2Ｓ3及びＥｕＳを用い、Ｇａ／Ｓｒの原子比が２．００となるようにＳｒＳ及びＧａ2Ｓ3を配合し、Ｓｒに対して１．０モル％となるようにＥｕＳを配合すると共に、ＳｒＧａ2Ｓ4に対して０．５ｗｔ％となるようにフラックスとしてのＫＩを配合し、φ３ｍｍのジルコニアボールをメディアに用いてペイントシェーカーで１００分間混合した。得られた混合物を、硫化水素雰囲気中、１１８０℃で４時間焼成した。次に、焼成した得たものを、らいかい機（日陶科学社製「ＡＬＭ−３６０Ｔ」）で１分間解砕し、目開き１４０メッシュ及び４４０メッシュの篩を用いて、目開き１４０メッシュの篩下で且つ目開き４４０メッシュの篩上を回収し、蛍光体粉末（サンプル）を得た。【００５１】
（実施例６）
出発原料としてＳｒＳ、Ｇａ2Ｓ3及びＥｕＳを用い、Ｇａ／Ｓｒの原子比が２．２１となるようにＳｒＳ及びＧａ2Ｓ3を配合し、Ｓｒに対して１．０モル％となるようにＥｕＳを配合し、φ３ｍｍのジルコニアボールをメディアに用いてペイントシェーカーで１００分間混合した。得られた混合物を、硫化水素雰囲気中、１１００℃で４時間焼成した。次に、焼成した得たものを、らいかい機（日陶科学社製「ＡＬＭ−３６０Ｔ」）で１分間解砕し、目開き１４０メッシュ及び４４０メッシュの篩を用いて、目開き１４０メッシュの篩下で且つ目開き４４０メッシュの篩上を回収し、蛍光体粉末（サンプル）を得た。【００５２】
（実施例７）
出発原料としてＳｒＳ、Ｇａ2Ｓ3及びＥｕＳを用い、Ｇａ／Ｓｒの原子比が３．０２となるようにＳｒＳ及びＧａ2Ｓ3を配合し、Ｓｒに対して１．０モル％となるようにＥｕＳを配合し、φ３ｍｍのジルコニアボールをメディアに用いてペイントシェーカーで１００分間混合した。得られた混合物を、硫化水素雰囲気中、１１５０℃で４時間焼成した。次に、焼成した得たものを、らいかい機（日陶科学社製「ＡＬＭ−３６０Ｔ」）で１分間解砕し、目開き１４０メッシュ及び４４０メッシュの篩を用いて、目開き１４０メッシュの篩下で且つ目開き４４０メッシュの篩上を回収し、蛍光体粉末（サンプル）を得た。【００５３】
（実施例８）
出発原料としてＳｒＳ、Ｇａ2Ｓ3及びＥｕＳを用い、Ｇａ／Ｓｒの原子比が２．００となるようにＳｒＳ及びＧａ2Ｓ3を配合し、Ｓｒに対して１．０モル％となるようにＥｕＳを配合し、φ３ｍｍのジルコニアボールをメディアに用いてペイントシェーカーで１００分間混合した。得られた混合物を、硫化水素雰囲気中、１１９０℃で６時間焼成した。次に、焼成した得たものを、らいかい機（日陶科学社製「ＡＬＭ−３６０Ｔ」）で１分間解砕し、目開き１４０メッシュ及び４４０メッシュの篩を用いて、目開き１４０メッシュの篩下で且つ目開き４４０メッシュの篩上を回収し、蛍光体粉末（サンプル）を得た。【００５４】
（実施例９）
出発原料としてＳｒＳ、Ｇａ2Ｓ3及びＥｕＳを用い、Ｇａ／Ｓｒの原子比が２．７２となるようにＳｒＳ及びＧａ2Ｓ3を配合し、Ｓｒに対して１．０モル％となるようにＥｕＳを配合し、φ３ｍｍのジルコニアボールをメディアに用いてペイントシェーカーで１００分間混合した。得られた混合物を、硫化水素雰囲気中、１０５０℃で４時間焼成した。次に、焼成した得たものを、らいかい機（日陶科学社製「ＡＬＭ−３６０Ｔ」）で１分間解砕し、目開き１４０メッシュ及び４４０メッシュの篩を用いて、目開き１４０メッシュの篩下で且つ目開き４４０メッシュの篩上を回収し、蛍光体粉末（サンプル）を得た。【００５５】
（実施例１０）
出発原料としてＳｒＳ、Ｇａ2Ｓ3及びＥｕＳを用い、Ｇａ／Ｓｒの原子比が２．４５となるようにＳｒＳ及びＧａ2Ｓ3を配合し、Ｓｒに対して１．０モル％となるようにＥｕＳを配合し、φ３ｍｍのジルコニアボールをメディアに用いてペイントシェーカーで１００分間混合した。得られた混合物を、硫化水素雰囲気中、１１００℃で４時間焼成した。次に、焼成した得たものを、らいかい機（日陶科学社製「ＡＬＭ−３６０Ｔ」）で１分間解砕し、目開き１４０メッシュ及び４４０メッシュの篩を用いて、目開き１４０メッシュの篩下で且つ目開き４４０メッシュの篩上を回収し、蛍光体粉末（サンプル）を得た。【００５６】
（実施例１１）
出発原料としてＳｒＳ、Ｇａ2Ｓ3及びＥｕＳを用い、Ｇａ／Ｓｒの原子比が２．４５となるようにＳｒＳ及びＧａ2Ｓ3を配合し、Ｓｒに対して１．０モル％となるようにＥｕＳを配合し、φ３ｍｍのジルコニアボールをメディアに用いてペイントシェーカーで１００分間混合した。得られた混合物を、硫化水素雰囲気中、１１００℃で４時間焼成した。次に、焼成した得たものを、らいかい機（日陶科学社製「ＡＬＭ−３６０Ｔ」）で１分間解砕し、さらに硫化水素雰囲気中１１００℃で４時間のアニールを行い、目開き１４０メッシュ及び４４０メッシュの篩を用いて、目開き１４０メッシュの篩下で且つ目開き４４０メッシュの篩上を回収し、蛍光体粉末（サンプル）を得た。【００５７】
（実施例１２）
出発原料としてＳｒＳ、Ｇａ2Ｓ3及びＥｕＳを用い、Ｇａ／Ｓｒの原子比が２．４５となるようにＳｒＳ及びＧａ2Ｓ3を配合し、Ｓｒに対して１．０モル％となるようにＥｕＳを配合し、φ３ｍｍのジルコニアボールをメディアに用いてペイントシェーカーで１００分間混合し、得られた混合物を、硫化水素雰囲気中、１２００℃で４時間焼成した。次に、焼成した得たものを、らいかい機（日陶科学社製「ＡＬＭ−３６０Ｔ」）で１分間解砕し、さらにアルゴン雰囲気中１１５０℃で６時間のアニールを行い、目開き１４０メッシュ及び４４０メッシュの篩を用いて、目開き１４０メッシュの篩下で且つ目開き４４０メッシュの篩上を回収した。さらに、このように回収した粉末を、９９．５％エタノール溶液（２５℃）に入れて攪拌しながら超音波（本多電子株式会社製「Ｗ−１１３」）を２８ｋＨｚ、４５ｋＨｚ、１００ｋＨｚの順番にかけて分散させ、３０秒静置した後、上澄みを除いて沈降したものだけを回収し、乾燥機（１００℃）で１０分乾燥させて蛍光体粉末（サンプル）を得た。【００５８】
（比較例１）
出発原料としてＳｒＳ、Ｇａ2Ｓ3及びＥｕＳを用い、Ｇａ／Ｓｒの原子比が１．９５となるようにＳｒＳ及びＧａ2Ｓ3を配合し、Ｓｒに対して１．０モル％となるようにＥｕＳを配合し、φ３ｍｍのジルコニアボールをメディアに用いてペイントシェーカーで１００分間混合した。得られた混合物を、硫化水素雰囲気中、１１００℃で２時間焼成した。次に、焼成した得たものを、らいかい機（日陶科学社製「ＡＬＭ−３６０Ｔ」）で１分間解砕し、目開き１４０メッシュ及び４４０メッシュの篩を用いて、目開き１４０メッシュの篩下で且つ目開き４４０メッシュの篩上を回収し、蛍光体粉末（サンプル）を得た。【００５９】
（比較例２）
Ｇａ／Ｓｒの原子比が２．００となるようにＳｒＳ及びＧａ2Ｓ3を配合した以外は、比較例１と同様に蛍光体粉末（サンプル）を得た。【００６０】
（比較例３）
出発原料としてＳｒＳ、Ｇａ2Ｓ3及びＥｕＳを用い、Ｇａ／Ｓｒの原子比が２．００となるようにＳｒＳ及びＧａ2Ｓ3を配合し、Ｓｒに対して１．０モル％となるようにＥｕＳを配合し、φ３ｍｍのジルコニアボールをメディアに用いてペイントシェーカーで１００分間混合した。得られた混合物を、硫化水素雰囲気中、１１００℃で４時間焼成した。次に、焼成した得たものを、らいかい機（日陶科学社製「ＡＬＭ−３６０Ｔ」）で１分間解砕し、さらに硫化水素雰囲気中１０５０℃で２時間のアニールを行い、目開き１４０メッシュ及び４４０メッシュの篩を用いて、目開き１４０メッシュの篩下で且つ目開き４４０メッシュの篩上を回収し、蛍光体粉末（サンプル）を得た。【００６１】
（比較例４）
出発原料としてＳｒＳ、Ｇａ2Ｓ3及びＥｕＳを用い、Ｇａ／Ｓｒの原子比が４．００となるようにＳｒＳ及びＧａ2Ｓ3を配合し、Ｓｒに対して１．０モル％となるようにＥｕＳを配合し、φ３ｍｍのジルコニアボールをメディアに用いてペイントシェーカーで１００分間混合した。得られた混合物を、硫化水素雰囲気中、９５０℃で４時間焼成した。次に、焼成した得たものを、らいかい機（日陶科学社製「ＡＬＭ−３６０Ｔ」）で１分間解砕し、目開き１４０メッシュ及び４４０メッシュの篩を用いて、目開き１４０メッシュの篩下で且つ目開き４４０メッシュの篩上を回収し、蛍光体粉末（サンプル）を得た。【００６２】
（比較例５）
Ｇａ／Ｓｒの原子比が２．００となるようにＳｒＳ及びＧａ2Ｓ3を配合した以外は、比較例４と同様に蛍光体粉末（サンプル）を得た。【００６３】
（比較例６）
Ｇａ／Ｓｒの原子比が２．３０となるようにＳｒＳ及びＧａ2Ｓ3を配合した以外は、比較例４と同様に蛍光体粉末（サンプル）を得た。【００６４】
【表１】
2010029654.tif 000004
【００６５】
【表２】
2010029654.tif 000005
【００６６】
（考察）
実施例１−１２及び比較例１−６で得られた蛍光体粉末について、励起スペクトル及び発光スペクトルを測定したところ、波長３００ｎｍ〜５１０ｎｍの光（すなわち、紫光〜青色光）により十分励起され、励起スペクトルに２つのピークが見られたことから、近紫外光及び青色光によってより十分励起されることを確認した。
また、波長５０２ｎｍ±３０ｎｍ〜５５７ｎｍ±３０ｎｍの範囲内の発光ピーク位置を示し、ＣＩＥ色度座標ｘ＝０．０５〜０．４０、ｙ＝０．５０〜０．８０の範囲の緑色を発光することを確認した。【００６７】
実施例１−１２のＸＲＤパターンの代表例として実施例７のＸＲＤパターンを図５に示し、対比として比較例３のＸＲＤパターンを図６に示した。
比較例３及び通常の緑色蛍光体（ＳｒＧａ2Ｓ4）のＸＲＤパターンに比べて、本緑色蛍光体（実施例１−１２）のＸＲＤパターンは、回折角２θ＝１４〜２０°及び２θ＝３２〜３７°に現れる最大ピークの回折強度が大きい一方、２θ＝２１〜２７°、２７〜３４°及び３６〜４２°に現れる最大ピークの回折強度が小さいことが判明した。
したがって、２θ＝２１〜２７°に現れる最大ピークの回折強度に対する２θ＝１４〜２０°に現れる最大ピークの回折強度の比率（４００）／（４２２）、２θ＝３６〜４２°に現れる最大ピークの回折強度に対する２θ＝３２〜３７°に現れる最大ピークの回折強度の比率（６４２）／（４４４）、或いは、２θ＝２７〜３４°に現れる最大ピークの回折強度に対する２θ＝２１〜２７°に現れる最大ピークの回折強度の比率（４２２）／（０６２）によって、本緑色蛍光体の特徴を示すことができるものと考えられる。【００６８】
図１より、実施例１−１２は、比較例１−６に比べ、（４００）／（４２２）が有意に高く、内部量子効率が高いことが判明した。特に実施例２〜１２は内部量子効率が７１％以上となり、中でも特に実施例７〜１２は内部量子効率が７５％以上となることが分かった。
また、実施例２−１２は、国際回折データセンター（ＩＣＤＤ）の標準サンプル（00-025-0895、ＳｒＧａ2Ｓ4）に比べても、（４００）／（４２２）が有意に高いことが判明した。
かかる観点から、本緑色蛍光体の（４００）／（４２２）は０．４０以上であるのが好ましく、特に０．４５以上、中でも特に０．６以上であるのがより好ましいと考えられる。また、上限値は、３を超えると溶融して粉末となり難いため、３以下であるのが好ましいと考えられる。【００６９】
図２より、実施例１−１２は、比較例１−６に比べて内部量子効率が高く、且つ（６４２）／（４４４）が有意に高いことが判明した。
かかる観点から、本緑色蛍光体の（６４２）／（４４４）は０．７０以上であるのが好ましく、特に１．０以上、中でも特に１．５以上であるのがより好ましいと考えられる。また、上限値は、１０．０を超えると溶融して粉末となり難いため、１０．０以下であるのが好ましいと考えられる。【００７０】
図３より、実施例１−１２は、比較例１−６に比べ、（４２２）／（０６２）が有意に高く、内部量子効率が高いことが判明した。
また、実施例１−１２のいずれも、国際回折データセンター（ＩＣＤＤ）の標準サンプル（00-025-0895、ＳｒＧａ2Ｓ4）に比べて、（４２２）／（０６２）が高いことが判明した。
かかる観点から、本緑色蛍光体の（４２２）／（０６２）は、２．６以上であるのが好ましく、特に２．８以上、中でも特に３．０以上であるのが好ましいと考えられる。また、上限値は、８．０を超えると溶融して粉末となり難いため、８．０以下であるのが特に好ましいことが分かった。【００７１】
これまでの試験結果を総合して検討すると、本緑色蛍光体の中でも、ＳｒＳ−Ｇａ2Ｓ3系状態図（図４参照）における「液相＋ＳｒＧａ2Ｓ4」に到達後冷却されたもの、中でもＧａ2Ｓ3５０ｍｏｌ％以上の領域の「液相＋ＳｒＧａ2Ｓ4」に到達後冷却されたものが、内部量子効率を高める観点から好ましいと考えられる。
【図１】
2010029654.tif 000006
【図２】
2010029654.tif 000007
【図３】
2010029654.tif 000008
【図４】
2010029654.tif 000009
【図５】
2010029654.tif 000010
【図６】
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【国際調査報告】
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2010029654.tif 000013
2010029654.tif 000014
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