(57)【要約】  本開示に係る蛍光体は、ホウ素、窒素および酸素を主成分とするホスト材料に対して希土類元素が添加されたものであり、その組成式はＢ（ｌ）Ｏ（ｍ）Ｎ（ｎ）：Ｚで表される。ここで、Ｂはホウ素、Ｏは酸素、Ｎは窒素で、Ｚは希土類元素を示す。また、ｌ、ｍ、ｎは元素量を示す。
2013136732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホウ素、窒素および酸素を主成分とするホスト材料に対して、希土類元素が添加されており、蛍光中心波長が緑色領域である、
蛍光体。
【請求項２】
前記希土類元素は、原子番号が５８番から７１番までの元素の中の少なくとも１種類である、
請求項１に記載の蛍光体。
【請求項３】
前記ホスト材料には、副成分として、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、および、Ｚｎのうちの少なくとも１つ以上が含有されている、
請求項１または２に記載の蛍光体。
【請求項４】
前記ホスト材料には、前記希土類元素と共に、Ｓｃ、Ｙ、および、Ｌａのうちの少なくとも１つ以上が添加されている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の蛍光体。
【請求項５】
前記蛍光体の蛍光主波長は、５００ｎｍから５９０ｎｍの間にある、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の蛍光体。
【請求項６】
発光主波長が３５０ｎｍから４９０ｎｍの間にある発光素子と蛍光体部材とを含む発光装置であって、
前記蛍光体部材は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の蛍光体を含む、
発光装置。
【請求項７】
前記蛍光体部材は、第２の蛍光体として、さらに、蛍光主波長が５９０ｎｍから６６０ｎｍの間にある蛍光体を含む、
請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
前記蛍光体部材は、第３の蛍光体として、さらに、蛍光主波長が４３０ｎｍから５００ｎｍの間にある蛍光体を含む、
請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】
前記蛍光体部材は、含まれる蛍光体の種類に応じて区分された領域を有する、
請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記第２の蛍光体は、量子ドット蛍光体、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、（Ｓｒ、Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、または、ＣａＡｌＳｉＮ３：ＥｕにＳｉ２Ｎ２Ｏを固溶させたものである、
請求項７に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記第３の蛍光体は、（Ｂａ、Ｓｒ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ）１０，（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ、および、（Ｓｒ、Ｂａ）３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕのいずれか１つである、
請求項８に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記発光素子は、半導体レーザダイオードである、
請求項６〜１１のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１３】
窒化処理を作製行程として有し、前記窒化処理では窒素原料として尿素を用い、化学式ＭＯ（１−ｘ）Ｎｘ：ＲＥ（Ｍは、IIＡ族、IIIＡ族およびIIIＢ族のうち、少なくとも１つの元素であり、窒素組成ｘは、０よりも大きく、１を含む値であり、ＲＥは、元素番号が５８番から７１番までの元素のうち、少なくとも一つの元素である）として表される、
蛍光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、室内照明や車のヘッドライトなどの照明装置における光源、または、プロジェクタやスマートフォンなどのディスプレイにおける光源として用いられる発光装置、および、その発光装置に用いられる蛍光体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、放射光の発光波長が３８０ｎｍ〜４８０ｎｍ（紫外〜青色）である半導体発光素子と、それらの放射光の一部を吸収して放射光よりも長波長の蛍光を放射する蛍光体とを組み合わせた発光装置が盛んに開発されている。その中でも、青色の光を放射する窒化物半導体発光ダイオードと黄色の蛍光を放射する蛍光体とを組み合わせた白色発光ダイオードは、既存の白熱電球や蛍光灯よりも電力変換効率が高いため、照明装置やディスプレイなどの光源として、置き換えが急速に進んでいる。【０００３】
このような白色発光ダイオードを構成する代表的な蛍光体材料として、例えば特許文献１には、一般式（Ｙ、Ｇｄ）３（Ａｌ、Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋で表される、セリウム（Ｃｅ）賦活型のイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体が報告されている。このイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体は、高い変換効率を有するが、賦活されたセリウムの４ｆ−５ｄ遷移による蛍光を用いるため、蛍光スペクトルの半値幅が広く、特に波長６６０ｎｍ以上の視感度が非常に低い領域の光も多く放射されるという特徴がある。【０００４】
一方、このような半導体発光素子と蛍光体とを組み合わせた発光装置については、その用途の多様化にともない様々な組み合わせが提案されている。【０００５】
例えば、ディスプレイ光源用の白色発光ダイオードでは、白色発光ダイオードからの光を所謂青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）に分けるため、緑色の純度が高い蛍光を発する蛍光体としてはユウロピウム（Ｅｕ）賦活型のオルトシリケート系蛍光体（一般式（Ｓｒ、Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ）を用いることが、また、赤色の純度が高い蛍光体としてはユウロピウムを賦活したＣａＡｌＳｉＮ３結晶で構成される蛍光体（一般式ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）などを用いることが、特許文献２および非特許文献１等に報告されている。【０００６】
また、例えば非特許文献１には、紫外光を発光する発光ダイオードと、赤色、緑色、青色の蛍光体とを組み合わせた白色発光ダイオードも提案されている。【０００７】
さらには、例えば特許文献３もしくは特許文献４には、投写型表示装置の発光装置に蛍光体を用いた構成が提案されている。以下、図１０を用いて従来の発光装置について説明する。【０００８】
図１０に示すように、従来の発光装置は、紫外光を発光する発光ダイオード１００１と、区画された領域ごとに赤色、緑色、青色の蛍光体を含む蛍光体層が配置されたカラーホイール１００２とを備え、カラーホイール１００２が回転することによって、発光ダイオード１００１から放射される光が赤色、緑色、青色と順次変換され、時間平均で観察した場合に白色光が放射されるように駆動される。この構成において、緑色の蛍光体として、ＺｎＳ：Ｃｕ、Ａｌや（Ｂａ、Ｍｇ）Ａｌ１０Ｏ１７：（Ｅｕ、Ｍｎ）、あるいは、Ｙ３（Ａｌ、Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋を用いることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５９９８９２５号明細書
【特許文献２】特開２００５−２３５９３４号公報
【特許文献３】特開２００４−３４１１０５号公報
【特許文献４】特開２０１１−０５３３２０号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】一ノ瀬昇ほか１名、「次世代照明のための白色ＬＥＤ材料」、日刊工業新聞、p．83−125
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記に述べた従来の発光装置においては、特に緑色の蛍光体に関して次のような問題が挙げられる。【００１２】
まず、セリウム賦活型のイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体は、上記に述べたように発光波長中心が黄色領域に位置するためにディスプレイ用緑色蛍光体としては緑色純度が不十分であり色再現性が悪いという問題、また、発光スペクトルの半値幅が広いために、視感度の低い領域が輝度変換ロスになって効率が悪いという問題がある。【００１３】
また、ユウロピウム賦活型のオルトシリケート系蛍光体や（Ｂａ、Ｍｇ）Ａｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、Ｍｎは、半値幅の狭いスペクトルを有するが、ホスト材料としてアルカリ土類金属（Ｂａ、Ｍｇ）を含むために、水分に弱く、耐久性が悪いという問題がある。【００１４】
また、ＺｎＳ：Ｃｕ、Ａｌは、硫化物であるため、結晶欠陥の増加などにより、耐久が悪いという問題がある。【００１５】
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、色再現性が高く、低視感度領域での発光の少ない高効率の蛍光体を提供することを目的とする。さらに、当該蛍光体を用いることにより、演色性が高く色再現性の良い発光装置を提供することを目的とする。【００１６】
また、本開示の別な観点によれば、従来の窒素ガスを用いた窒化処理に比べて反応性を向上することにより、窒素含有量の高い蛍光体を容易に作製することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本開示に係る蛍光体は、ホウ素、窒素および酸素を主成分とするホスト材料に対して、希土類元素が添加されており、蛍光中心波長が緑色領域であることを特徴とする。【００１８】
このことにより、アルカリ土類金属を用いずに、蛍光中心波長が緑色領域で半値幅が狭い発光スペクトルを得ることができるので、優れた耐久性を有し、緑色純度が高く優れた色再現性を有し、また、低視感度領域での発光が少なく高効率の蛍光体を実現することができる。【００１９】
さらに、本開示に係る蛍光体において、希土類元素は、原子番号が５８番から７１番までの元素の中の少なくとも１種類であることを特徴とする。【００２０】
このことにより、ホスト材料を変更することなく、様々な蛍光色を発現させることができる。【００２１】
さらに、本開示に係る蛍光体において、ホスト材料には、副成分として、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、および、Ｚｎのうちの少なくとも１つ以上が含有されていることを特徴とする。【００２２】
このことにより、ホスト材料そのものの吸収スペクトルを制御することができる。また、希土類元素周囲の結合状態も変更できることから、蛍光スペクトルも微調整することができる。【００２３】
さらに、本開示に係る蛍光体において、ホスト材料には、希土類元素と共に、Ｓｃ、Ｙ、および、Ｌａのうちの少なくとも１つ以上が添加されていることを特徴とする。【００２４】
このことにより、希土類元素への励起エネルギーの転換ができるため、変換効率を向上させることが可能となる。【００２５】
さらに、本開示に係る蛍光体において、蛍光体の蛍光主波長が５００ｎｍから５９０ｎｍの間にあることを特徴とする。【００２６】
このことにより、視感度が低い３５０ｎｍ〜４９０ｎｍの光を効率良く視感度の高い光へと変換することが可能となる。【００２７】
また、本開示に係る発光装置は、発光主波長が３５０ｎｍから４９０ｎｍの間にある発光素子と蛍光体部材とを含む発光装置であって、蛍光体部材は、上記のいずれかの蛍光体を含むことを特徴とする。【００２８】
このことにより、色再現性の良い緑色光を放射する発光装置を実現することができる。【００２９】
さらに、本開示に係る発光装置において、蛍光体部材は、第２の蛍光体として、蛍光主波長が５９０ｎｍから６６０ｎｍの間にある蛍光体を含むことを特徴とする。【００３０】
この構成により、色再現性の高い光を放射する発光装置を実現することができる。【００３１】
さらに、本開示に係る発光装置において、蛍光体部材は、第３の蛍光体として、蛍光主波長が４３０ｎｍから５００ｎｍの間にある蛍光体を含むことを特徴とする。【００３２】
この構成により、色再現性の高い光を放射する発光装置を実現することができる。【００３３】
さらに、本開示に係る発光装置において、蛍光体部材は、含まれる蛍光体の種類に応じて区分された領域を有することを特徴とする。【００３４】
この構成により、時間ごとに色再現性の高い光を放射する発光装置を実現することができる。【００３５】
さらに、本開示に係る発光装置において、第２の蛍光体が、量子ドット蛍光体、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、（Ｓｒ、Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、または、ＣａＡｌＳｉＮ３：ＥｕにＳｉ２Ｎ２Ｏを固溶させたものであることを特徴とする。【００３６】
このことにより、色再現性の高い発光装置を実現することができる。【００３７】
さらに、本開示に係る発光装置において、第３の蛍光体が、（Ｂａ、Ｓｒ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ）１０，（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ、および、（Ｓｒ、Ｂａ）３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕのいずれか１つであることを特徴とする。【００３８】
このことにより、色再現性の高い発光装置を実現することができる。【００３９】
さらに、本開示に係る発光装置において、発光素子が半導体レーザダイオードであることを特徴とする。【００４０】
このことにより、レーザ光を色変換することで、色再現性の高い発光装置を実現することができる。【００４１】
さらに、本開示に係る蛍光体は、窒化処理を作製行程として有し、その窒化処理では窒素原料として尿素を用いることで、原料よりも窒素含有濃度を向上したことを特徴とする。【００４２】
このことにより、従来の窒素ガスを用いた窒化処理に比べて反応性を向上することにより、低温かつ低圧にて窒素含有量の高い蛍光体を容易に作製することができる。また、従来のアンモニアガスを用いた窒化処理に比べると、ガス供給設備が不要となることから、より安価にて窒素含有量の高い蛍光体を大量かつ容易に作製することができる。【００４３】
この場合、蛍光体は、化学式ＭＯ（１−ｘ）Ｎｘ：ＲＥとして表される。ここで、Ｍは、IIＡ族元素、IIIＡ族元素およびIIIＢ族元素のうち、少なくとも１つの元素であり、窒素組成ｘは、０よりも大きく、１を含む値であり、ＲＥは、元素番号５８番から７１番までの元素のうち、少なくとも一つの元素である。
【発明の効果】
【００４４】
本開示によれば、アルカリ土類金属を含まずに、酸化物および窒化物で構成された材料で構成されているので、耐久性に優れ、高色純度および高効率の蛍光体を実現することができる。【００４５】
さらに、上記蛍光体を用いることにより、演色性が高く色再現性の良い発光装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、実施の形態１に係る蛍光体における励起スペクトルと発光スペクトルとを示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る蛍光体の発光スペクトル（ＢＯＮにＥｕ添加）と、比較例における蛍光体（ＢＯＮにＥｕ無添加）の発光スペクトルとを示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る蛍光体におけるアニール温度の影響を説明するための図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る蛍光体のホウ酸比依存性を説明するための図である。
【図５Ａ】図５Ａは、実施の形態２に係る発光装置の構成を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施の形態２に係る発光装置に用いられる蛍光体ホイールの正面図である。
【図６】図６は、実施の形態２に係る蛍光体ホイールに用いる蛍光体の組み合わせを説明するための図である。
【図７Ａ】図７Ａは、実施の形態２に係る発光装置において緑色蛍光体発光時のスペクトルを示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、実施の形態２に係る発光装置において青色蛍光体発光時のスペクトルを示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、実施の形態２に係る発光装置において赤色蛍光体発光時のスペクトルを示す図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、実施の形態２に係る発光装置において白色蛍光体発光時のスペクトルを示す図である。
【図７Ｅ】図７Ｅは、実施の形態２に係る発光装置において、図７Ａ〜図７Ｄの各色の色度座標を色度図にプロットした図である。
【図８Ａ】図８Ａは、実施の形態３に係る発光装置（白色発光ダイオード）の発光スペクトルを示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、実施の形態３に係る発光装置（白色発光ダイオード）の演色指数を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、実施の形態３の変形例に係る発光装置（白色発光ダイオード）の発光スペクトルを示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、実施の形態３の変形例に係る発光装置（白色発光ダイオード）の演色指数を示す図である。
【図１０】図１０は、従来の発光装置の構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、実施の形態に係る蛍光体およびその製造方法並びにその蛍光体を用いた発光装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００４８】
（実施の形態１）
実施の形態１に係る蛍光体（以下、「本蛍光体」とも記載する）は、ホウ素、窒素および酸素を主成分とするホスト材料に対して希土類元素が添加されたものである。本蛍光体は、酸窒化ホウ素（ＢＯＮ）からなるホスト材料と希土類元素からなる添加物とからなり、その組成式はＢ（ｌ）Ｏ（ｍ）Ｎ（ｎ）：Ｚで表される。ここで、Ｂはボロン、Ｏは酸素、Ｎは窒素を示し、Ｚは希土類元素を示している。また、ｌ、ｍ、ｎは、各元素の元素量を示している。本実施の形態において、ＢＯＮに添加する希土類元素としては、例えばＥｕ（ユウロピウム）が挙げられる。
【００４９】
図１は、実施の形態１に係る蛍光体における励起スペクトルと発光スペクトルとを示す図である。なお、図１に示す蛍光体は、ＢＯＮ：Ｅｕであり、以下に説明する本実施の形態における製造方法に基づいて作製したものである。
【００５０】
図１に示すとおり、本蛍光体は、３５０〜４９０ｎｍの波長域に励起スペクトルを有していることがわかる。また、本蛍光体は、蛍光中心波長（蛍光主波長）が約５２０ｎｍであって半値幅が約７０ｎｍの発光スペクトルを有することがわかる。このように、本蛍光体は、３５０〜４９０ｎｍの励起光によって、蛍光中心波長が緑色領域で半値幅が狭い発光スペクトルを有する光を発することがわかる。
【００５１】
さらに、本蛍光体は、色度座標が（０．２９８、０．５８２）となり、国際電気標準会議が定めた国際標準規格であるｓＲＧＢの緑色である（０．３、０．６）とほぼ同じであるという特徴を有する。すなわち、本蛍光体は、緑色の純度が高い。このほか、本蛍光体は、人間の可視範囲を越えた波長６５０ｎｍ以上において、ほとんど発光スペクトルを持たないという特徴も有する。すなわち、本蛍光体は、低視感度領域での発光が少なく、変換効率が高い。このように、本蛍光体は、純緑色に近い高演色でかつ高効率な蛍光体として機能する。
【００５２】
続いて、実施の形態１に係る蛍光体の製造方法について詳細に述べる。
【００５３】
まず、原料として、ホウ酸、尿素および硝酸ユウロピウム六水和物を準備する。それらは全て白色の粉末である。これらの原料のうち、ホウ酸は、その化学式Ｈ３ＢＯ３が示すとおり、酸化ホウ素の供給源として働く。また、尿素は、化学式が（ＮＨ２）２ＣＯであり、加熱するとＮＨ２基とＣＯとに熱分解する。このうちＮＨ２基は、酸化ホウ素に作用し、本蛍光体のホスト材料である酸窒化ホウ素となる。このように、尿素を加えて加熱することで、原料の酸化物を、より窒素含有量の多い酸窒化物へ容易に変化させている。一方、硝酸ユウロピウム六水和物は、発光中心となるユウロピウムの供給源として機能する。この物質は、周囲をニトロ基にて囲まれているが、加熱時において一部のニトロ基はＮＯｘとして揮発する。残った酸窒化ユウロピウムが、ホスト材料である酸窒化ホウ素に取り込まれる。硝酸ユウロピウム六水和物は、ホウ酸および尿素に比べて少量であり、定量が難しいため、まずはこれを水和し、０．５Ｍ水溶液を調製しておくとよい。
【００５４】
本蛍光体を少量生産する場合、各原料の調合は、例えば以下のようにすることができる。まず、ホウ酸を０．５ｇ、尿素を４．６４ｇ、硝酸ユウロピウム六水和物水溶液を０．８１ｃｃ準備し、これらをビーカに入れる。さらに、純水を１０ｃｃ程度加えて攪拌することによって、ホウ酸、尿素、硝酸ユウロピウム六水和物および純水とからなる混合液（水溶液）を準備する。このとき、尿素は水溶性が高いのですぐに水和するが、ホウ酸の水和は吸熱反応であるため、常温では全て水和しきれない。そのため、上記混合液を加熱することが好ましく、例えばホットプレート上で加熱することによって、全てのホウ酸を水和させる。なお、水和後の混合液は透明な液体となる。
【００５５】
次に、全て水和させた後は、混合液の入ったビーカを加熱していき、水を徐々に蒸発させていく。水分が蒸発していくと、混合液（水溶液）は白っぽい液体となっていき、十分に蒸発した後は白い粉末となる。
【００５６】
次に、白い粉末を回収し、その白い粉末を電気炉にセットしてアニールする。アニール条件は１４００℃で２時間とし、炉内の雰囲気は窒素ガスで常圧としている。これにより、アニール前は白色粉末であったが、アニールを行った後は、黄色い蛍光体粉末として形成される。このように、アニール前の白色粉末は、アニールによって黄色い蛍光体粉末となる。
【００５７】
次に、本蛍光体の作製条件を振った際の発光特性について、図２〜図４を用いて説明する。
【００５８】
まず、本蛍光体における緑色発光が何によってもたされているかについて検討するために、酸窒化ホウ素（ＢＯＮ）へのＥｕ添加有無に関する実験を行った。図２は、実施の形態１に係る蛍光体の発光スペクトル（ＢＯＮにＥｕ添加）と、比較例における蛍光体（ＢＯＮにＥｕ無添加）の発光スペクトルとを示す図である。
【００５９】
図２から明らかなように、本蛍光体のようにＥｕを添加した場合（Ｅｕ添加）は、緑色発光が観測され、図１と同様の発光スペクトルが見られる。一方、Ｅｕを添加しない場合（Ｅｕ無添加）は、緑色発光が全く観測されず、近紫外域における発光のみが見られる。また、この近紫外域における発光は、ホスト材料である酸窒化ホウ素（ＢＯＮ）によるものであることがわかる。
【００６０】
このように、本蛍光体において緑色発光を得るには、酸窒化ホウ素のみでは不十分であり、発光中心として例えばＥｕの添加が必要であることがわかる。
【００６１】
次に、本蛍光体を作製する際のアニール温度を変えた場合における発光強度の変化について、図３を用いて説明する。図３は、実施の形態１に係る蛍光体におけるアニール温度の影響（アニール温度依存性）を説明するための図であり、アニール温度と発光強度との関係を示している。なお、本評価では波長３２５ｎｍ出力１ｍＷのＨｅ−Ｃｄレーザを励起光源として使用しており、測定は室温にて行っている。また発光強度は、発光スペクトルを波長４５０ｎｍ未満（図３中の△印の“ｂｌｕｅ”）と波長４５０ｎｍ以上（図３中の○印の“ｇｒｅｅｎ”）とに分け、それぞれの波長域において積算して計算している。また、アニール温度は６００℃から１６００℃まで２００℃きざみにて実験を行った。
【００６２】
図３に示すように、まず、アニール温度６００℃以下では４５０ｎｍ未満の発光が支配的であることがわかる。この発光のピーク波長は３５０ｎｍあたりの近紫外域であり、これは図２においても示したように、ホスト材料である酸窒化ホウ素（ＢＯＮ）に由来する発光である。この原因としては、Ｅｕがホスト材料にうまく取り込まれていないため、図１にて示される緑色発光が十分に得られていないことが原因であると考えられる。
【００６３】
また、同図に示すように、アニール温度を８００℃以上に上げていくと、波長４５０ｎｍ以上の発光が次第に強くなっていき、一方で波長４５０ｎｍ未満の発光が抑えられていくようになることがわかる。これは十分な熱エネルギーが与えられたことで、Ｅｕがホストである酸窒化ホウ素にうまく取り込まれていった結果、Ｅｕによる緑色発光が支配的になったものと考えられる。特にアニール温度が１４００℃において、最大の発光強度が得られることもわかる。
【００６４】
また、さらにアニール温度を上げていくと、１６００℃において緑色発光が急激に減少し、近紫外発光が再び強度を増すことがわかる。これはアニール温度が高いため、発光に必要なＥｕまわりの化学構造が壊れてしまい、その結果、ホスト材料である酸窒化ホウ素からの発光が再び強くなったものと考えられる。
【００６５】
このように良好な緑色発光を得るには、最適な温度条件にてアニールするとよいことがわかった。なお、本実験では窒素雰囲気においてアニールを行っているが、酸素導入などを行いながらアニールを行うことによって、より高温においても高効率な緑色発光を得られる可能性がある。
【００６６】
次に、原料の尿素量を変化させた場合の発光特性について、図４を用いて説明する。図４は、実施の形態１に係る蛍光体における尿素量の影響（ホウ酸比依存性）を説明するための図であり、蛍光体の発光スペクトルを示している。なお、本実験ではアニール温度を１４００℃２時間として固定し、尿素量のみを変化させた。また、図４中におけるパーセント値は尿素量の相対値を示しており、上記の標準条件（ホウ酸０．５ｇに対して尿素４．６４ｇ）を１００％として定義し、ホウ酸量に対する量として示している。
【００６７】
図４に示すように、尿素が全く含まれていない場合（０％）、あるいは尿素量が少ない場合（例えば２０％）では緑色発光が弱いことがわかる。また、この場合、蛍光中心波長もやや短波側にシフトして５００ｎｍ近傍となっていることがわかる。このように蛍光中心波長が短波側に変化するのはホスト材料に由来するものと考えられる。
【００６８】
一方、尿素量が標準条件（１００％）の場合もしくは標準条件よりもさらに大量に尿素量を添加した場合（例えば４５０％）、蛍光中心波長は長波長側にシフトし、ピーク波長が約５２０ｎｍになりつつ、強い発光が得られることがわかる。しかし、尿素量を大量添加すると、発光強度が低下することがわかる。これは、Ｅｕの配合比率が実効的に低下するからであると考えられる。
【００６９】
以上のことから、本蛍光体については以下のことを考察することができる。
【００７０】
ホスト材料である酸窒化ホウ素（ＢＯＮ）は、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）と窒化ホウ素（ＢＮ）とによる網目状の化合物である。
【００７１】
このうち、酸化ホウ素は、頂点を酸素、中心をホウ素とした正三角形が、頂点（酸素）を共有したような網目状の化合物となっている。しかし、ホウ素−酸素間の結合距離は約１．３Åと短く、網目状とはいえ、比較的密に充填されているものと考えられる。また、酸化ホウ素は非常に結晶化しにくい材料であるため、融点は４５０℃と比較的低い。酸化ホウ素は、化学量論的には、ホウ素：酸素＝２：３にてストイキオメトリが保たれる。
【００７２】
一方、窒化ホウ素は、最安定な結晶構造としてはグラファイトカーボンのような層状構造を取り、化学量論的には、ホウ素：窒素＝１：１においてストイキオメトリが保たれる。なお、ホウ素−窒素間の結合距離はホウ素−酸素間の場合とほぼ同じであるが、グラファイト状窒化ホウ素では層状構造のスタック方向に対して数Å程度の空隙を有している。
【００７３】
酸化ホウ素に窒素を混入させると、価数の違いによって酸化ホウ素の網目構造に変形が引き起こされる。特に窒素が多い領域では、酸化ホウ素の網目構造に空隙が形成されることが期待できる。また窒素の混入によって酸窒化ホウ素のバンドギャップは低エネルギー側に裾を持つことになる。ここにＥｕが添加されていると、Ｅｕ錯体は窒素添加によって発生した空隙に収まることになり、ここで発光中心として機能するものと考えられる。
【００７４】
以上、実施の形態１に係る蛍光体は、酸化物および窒化物で構成された材料に希土類元素が添加されて構成されており、緑色純度の高い発光スペクトルを得ることができる。したがって、色再現性に優れた蛍光体を実現することができる。
【００７５】
さらに、本蛍光体は、発光スペクトルの半値幅が狭く、人間の可視範囲を越えた波長帯域においてはほとんど発光スペクトルを持たず、視感度の低い領域での発光を少なくすることができる。したがって、高効率の蛍光体を実現することができる。
【００７６】
さらに、本蛍光体は、アルカリ土類金属を含まないので、水分に強い。したがって、耐久性に優れた蛍光体を実現することができる。
【００７７】
また、本実施の形態に係る蛍光体において、希土類元素としてはＥｕを用いたがこれに限らない。例えば、希土類元素は、原子番号が５８番から７１番までの元素の中の少なくとも１種類を用いることができる。このような希土類元素を用いることにより、ホスト材料を変更することなく、様々な蛍光色を発現させることができる。
【００７８】
また、本実施の形態に係る蛍光体において、ホスト材料に、副成分として、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、および、Ｚｎのうちの少なくとも１つ以上を含有させてもよい。これにより、ホスト材料そのものの吸収スペクトルを制御することができる。また、希土類元素周囲の結合状態も変更することができるので、蛍光スペクトルも微調整することができる。
【００７９】
また、本実施の形態に係る蛍光体において、ホスト材料に、希土類元素と共に、例えば、Ｓｃ、Ｙ、および、Ｌａのうちの少なくとも１種類以上を添加するとよい。これにより、希土類元素に励起エネルギーを転換することができるので、変換効率を向上させることが可能となる。
【００８０】
また、本実施の形態に係る蛍光体において、ホウ素、窒素、酸素、ユウロピウムの出発原料として、ホウ酸、尿素、硝酸ユウロピウム六水和物を用いたが、これら以外の原料を用いてもよい。例えばホウ素および酸素の原料として、酸化ホウ素そのものを用いることが可能である。酸化ホウ素は融点が約４５０度と低いため、本実施の形態におけるアニール温度では完全に溶融させることができる。そのため、本蛍光体の出発原料として用いることが可能である。また、窒素原料としては尿素を記載しているが、ホスト材料を窒化できる窒素を供給可能である化合物であれば何でも用いることができる。例えば、アジ化エチルのようなアジ化物や、含水ヒドラジンなどのヒドラジン化合物があり、これらは分解の際に反応性の高い窒素を放出し、これが酸化ホウ素の窒化に作用する。また、ユウロピウム原料としては、炭酸ユウロピウムなどを使用することができる。これを用いた場合は、アニール中に炭酸基が分解し、一酸化炭素あるいは二酸化炭素として炭素が脱離する。そして残されたユウロピウムがホストの酸窒化ホウ素に取り込まれる。なお、炭酸ユウロピウムではII価およびIII価のユウロピウムのものがあるが、どちらでも原料として使用可能である。この理由としては２つある。一つは、ユウロピウムは水和時においてより安定なIII価を取るため、出発原料の価数にはほとんど影響しないという点がある。またもう一つの理由としては、アニール条件が酸素を含まない還元雰囲気であるため、出発原料の価数にはほとんど影響しないことがあげられる。
【００８１】
また、本実施の形態に係る蛍光体では、蛍光体の蛍光主波長が５００ｎｍから５９０ｎｍの間とすることができる。これにより、視感度が低い３７０ｎｍ〜４９０ｎｍの光を効率良く視感度の高い光へと変換することが可能となる。
【００８２】
なお、本実施の形態における蛍光体の製造方法は、本蛍光体の製造方法の一例であり、原料の濃度や比率もしくはアニール条件等を変更して、上記の材料を構成とする蛍光体を製造してもよい。
【００８３】
また、本蛍光体の製造方法に用いた尿素による窒化技術であるが、これは他の蛍光体に対しても、幅広く応用することが可能である。本窒化技術の要点は、窒素含有量の低い材料を出発原料として、より窒素含有量の高い蛍光体として焼成できることである。なお、以下では、窒素を含まない材料を出発原料として例をあげている。しかし、完成物に比べて低濃度の窒素を含んだ出発原料を用いても、同様に高い窒素含有量を有する蛍光体を得ることが可能である。
【００８４】
まず、例えば、ＡＥＳｉＯｘ：ＲＥ（ＡＥはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのうちの少なくとも一つ、ＲＥは原子番号が５８番から７１番までの元素のうちの少なくとも一つ）を出発原料とすると、ＡＥＳｉＯＮ：ＲＥ（酸素は必ずしも含まれる必要はない）蛍光体を得ることができる。例として、ＳｒＳｉＯｘ：Ｅｕ原料に対して尿素による窒化焼成を行なうと、ＳｒＳｉＯＮ：Ｅｕ赤色蛍光体が得られ、ＢａＳｉＯｘ：Ｅｕ原料に対しては、青色または緑色にて発光するＢａＳｉＯＮ蛍光体が得られる。
【００８５】
また、例えば、ＡｌＯｘ：ＲＥ（ＲＥは原子番号が５８番から７１番までの元素のうちの少なくとも一つ）を出発原料とすると、ＡｌＯＮ：ＲＥ（酸素は必ずしも含まれる必要はない）蛍光体を得ることができる。たとえば、ＲＥとしてＥｕを選ぶと、色純度の高いＡｌＯＮ：Ｅｕ緑色蛍光体（酸素は必ずしも含まれる必要はない）が得られる。
【００８６】
また、アルミナとシリカとの混合物にＥｕを腑活剤として含有させた後、尿素を用いて窒化焼成すると、サイアロン蛍光体を容易に得ることができる。サイアロン蛍光体は一般的に、焼成過程において２０００℃近い高温や１０気圧程度の高圧を要してしまう。しかしながら、この尿素による窒化技術は、常圧もしくは、１４００℃程度の低いアニール温度にてサイアロン蛍光体を得ることが可能であり、これはコストを低減させるうえで、非常に効果的である。
【００８７】
他の例としては、炭酸Ｃａを主成分とするアルカリ土類塩（Ｃａ以外ではＳｒやＢａ、Ｍｇがあげられる）およびアルミナ、シリカを混合し、腑活剤としてＥｕを含有させて、尿素による窒化焼成を行なうと、ＣＡＳＮ蛍光体を容易に得ることができる。また、酸化Ｌａとシリカとの混合物にＣｅを腑活剤として含有させた後、尿素を用いて窒化焼成すると、青から緑色蛍光を呈するＬａＳｉＮ：Ｃｅ蛍光体を容易に得ることができる。なお、この原料にアルカリ土類元素（ＡＥ＝Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒのうちの少なくともどれか一つ、特にＣａが典型的）を添加すると、より長波長（黄色〜赤色）の蛍光を示すＬａＡＥＳｉＮ：Ｃｅ蛍光体を得ることができる。
【００８８】
さらなる応用例として、既存の酸化物蛍光体において、ごく一部の酸素を窒素に置換する目的にも使用することが可能である。窒素濃度としては、酸化物蛍光体における発光に適した結晶構造を壊さない程度の量として、酸素に比べて最大５モル％未満に抑えるべきである。酸素を窒素に置換すると、ホスト材料の禁制帯幅を変化させることができ、その結果、腑活剤の発光波長を変化させることができる。ほとんどの場合において、酸化物蛍光体の発光波長に比べて、長波長側にシフトさせることが可能である。
【００８９】
たとえば、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体の一部酸素を窒素置換すると、黄色発光から橙色あるいは赤色発光に変化させることが可能である。またＳｒ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：ＥｕやＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕの一部酸素を窒素置換すると、青色発光を緑色発光に変換できる。
【００９０】
このような一部酸素の窒素置換による蛍光波長の変調技術は、蛍光寿命が１マイクロ秒未満、あるいは蛍光スペクトルの半値全幅が４０ｎｍ以上の酸化物蛍光体において、特に効果を発揮する。これは、賦活元素において蛍光を担う準位が、ホスト材料の準位と混成を起こしているためである。ホスト材料の準位と混成しているため、蛍光の禁制遷移が解けるために蛍光寿命が短くなり、また、蛍光スペクトルの半値全幅は広めになる。そして、ホスト材料において一部酸素の窒素置換を行なうと、その影響が蛍光波長の変化となって現れることになる。
【００９１】
これら蛍光体の尿素による窒化焼成では、アンモニア使用では必須となるガス供給設備や、高温高圧に耐えられる特殊な炉を必要とすることがない。そのため、安価かつ安全に運用することが可能となり、結果として蛍光体の単価を引き下げることが可能となる。
【００９２】
このように、尿素による窒化技術を用いることで、窒素を含まないか濃度の低い出発原料から、容易に窒素含有量の高い蛍光体を得ることができる。
【００９３】
以上の議論において、尿素窒化による窒化焼成で得られる蛍光体は、ＭＯ（１−ｘ）Ｎｘにて表現されるホスト材料に対し、Ｅｕなどの腑活剤が添加されているものとして表現される。ここで、Ｍは、IIＡ族、IIIＡ族、IIIＢ族の中の一つもしくは複数の元素であり、窒素組成ｘは尿素窒化前の原料よりも高くなっていることが特徴である。なお、ｘは１（つまり酸素を含まない）であっても良い。
【００９４】
この材料系において、Ｍにて表される元素は、尿素窒化後もホスト材料としてうまく取り込まれる。そのため、本尿素窒化法に適しており、なおかつ高品質な（酸）窒化物蛍光体を効率よく作製することができる。なお、尿素窒化によって得られた蛍光体は、他の焼成方法に比べて蛍光半値幅が狭く、色純度が改善される傾向がある。
【００９５】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る発光装置について説明する。なお、本実施の形態に係る発光装置には、実施の形態１に係る蛍光体が用いられている。
【００９６】
まず、本実施の形態に係る発光装置１００の構成について、図５Ａ、図５Ｂおよび図６を用いて説明する。図５Ａは、実施の形態２に係る発光装置の構成を示す図である。図５Ｂは、同発光装置に用いられる蛍光体ホイールの構成を示す図であり、図５Ａにおいて、同蛍光体ホイールを光の入射側から見た図である。図６は、同蛍光体ホイールに用いられる蛍光体の組み合わせを説明するための図である。
【００９７】
本実施の形態に係る発光装置は、発光素子と実施の形態１に係る蛍光体を含む蛍光体部材とを含む発光装置である。具体的に、本実施の形態に係る発光装置１００は、図５Ａに示すように、主に、励起光を放射する発光素子１２０と、コリメートレンズ１３０と、ダイクロイックミラー１３１と、集光レンズ１３２と、蛍光体ホイール（蛍光体部材）１０１と、モータ１１０とを備える。
【００９８】
蛍光体ホイール１０１は、中心に設けられた軸穴にモータ１１０の回転軸１１１が接続されており、モータ１１０の駆動によって所定の回転数で回転するように構成されている。図５Ｂに示すように、蛍光体ホイール１０１は、例えば厚み１ｍｍ程度のアルミ板からなる薄い円盤形状の基材によって構成されており、その表面には蛍光体が所定の厚みで塗布されて蛍光体層が形成されている。
【００９９】
また、本実施の形態における発光装置１００は、図示しない投写型表示装置の光源として用いられるために、蛍光体ホイール１０１は、含まれる蛍光体の色種類の数に応じて区分された領域を有し、領域ごとに異なる種類の色に対応する蛍光体が塗布されている。本実施の形態において、蛍光体ホイール１０１は、図５Ｂに示すように、緑色蛍光体領域１０１Ｇ、赤色蛍光体領域１０１Ｒ、青色蛍光体領域１０１Ｂ、および、白色蛍光体領域１０１Ｗの４つの領域を有する。各領域には対応する色の蛍光体が塗り分けられており、緑色蛍光体領域１０１Ｇ、赤色蛍光体領域１０１Ｒ、青色蛍光体領域１０１Ｂおよび白色蛍光体領域１０１Ｗに塗布される蛍光体には、例えば図６に示される蛍光体材料が用いられる。なお、当該蛍光体材料は、例えばシリコーンもしくは低融点ガラスなどのバインダに混合されて所定の厚みになるように設定されている。
【０１００】
具体的には、緑色蛍光体領域１０１Ｇは、発光素子１２０からの励起光によって主に緑色の波長の蛍光を放射する領域であり、この緑色蛍光体領域１０１Ｇの蛍光体材料には、図６に示すように、蛍光中心波長が５００ｎｍから５９０ｎｍの間にある緑色蛍光体（第１の蛍光体）として、実施の形態１に係るＢＯＮ：Ｅｕを用いることができる。
【０１０１】
また、赤色蛍光体領域１０１Ｒは、発光素子１２０からの励起光によって主に赤色の波長の蛍光を放射する領域であり、この赤色蛍光体領域１０１Ｒの蛍光体材料には、蛍光中心波長が５９０ｎｍから６６０ｎｍの間にある赤色蛍光体（第２の蛍光体）として、図６に示すように、ＩｎＰナノ粒子からなる量子ドット蛍光体、ＣａＡｌＳｉＮ３−Ｓｉ２Ｎ２Ｏ：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、または、（Ｓｒ、Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕなどの蛍光体を用いることができる。なお、ＣａＡｌＳｉＮ３−Ｓｉ２Ｎ２Ｏ：Ｅｕは、ＣａＡｌＳｉＮ３：ＥｕにＳｉ２Ｎ２Ｏを固溶させることで作製することができる。
【０１０２】
また、青色蛍光体領域１０１Ｂは、発光素子１２０からの励起光によって主に青色の波長の蛍光を放射する領域であり、この青色蛍光体領域１０１Ｂの蛍光体材料には、蛍光中心波長が４３０ｎｍから５００ｎｍの間にある青色蛍光体（第３の蛍光体）として、図６に示すように、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、（Ｓｒ、Ｂａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、（Ｓｒ、Ｂａ）３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ、または、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ）１０，（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕなどの蛍光体を用いることができる。
【０１０３】
さらに、白色蛍光体領域１０１Ｗは、発光素子１２０からの励起光によって、主に白色の光を放射する領域であり、この白色蛍光体領域１０１Ｗには、図６に示される緑色蛍光体と赤色蛍光体と青色蛍光体とが適当な比率で混合された蛍光体が塗布される。
【０１０４】
続いて発光素子１２０およびダイクロイックミラー１３１の構成について説明する。
【０１０５】
発光素子１２０は、発光主波長が波長３５０ｎｍから波長４９０ｎｍの間にある光を発する発光素子であり、例えば波長４００ｎｍの光を放射するレーザダイオードである。ダイクロイックミラー１３１は、例えば、波長３８０〜４２０ｎｍの光を透過し、波長４２０〜７００ｎｍの光を反射するように光学設計された誘電体多層膜を透明基板の表面に形成することによって構成されている。
【０１０６】
次に、本実施の形態に係る発光装置１００の動作について、図５Ａおよび図５Ｂを参照しながら説明する。
【０１０７】
図５Ａに示すように、発光素子１２０から出射した波長４００ｎｍの出射光１９０は、コリメートレンズ１３０で平行光となりダイクロイックミラー１３１を透過し、集光レンズ１３２で蛍光体ホイール１０１の表面の所定の位置に集光される。
【０１０８】
蛍光体ホイール１０１は所定の回転数で回転しており、出射光１９０は、図５Ｂに示される蛍光体ホイール１０１の所定の蛍光体領域（緑色蛍光体領域１０１Ｇ、赤色蛍光体領域１０１Ｒ、青色蛍光体領域１０１Ｂ、白色蛍光体領域１０１Ｗ）を照射する。例えば、出射光１９０が青色蛍光体領域１０１Ｂに照射される場合、青色蛍光体領域１０１Ｂにおいて出射光１９０は青色の蛍光１９１に変換されるので、青色蛍光体領域１０１Ｂからは青色の蛍光１９１が放射される。
【０１０９】
蛍光体ホイール１０１から放射された蛍光１９１は、出射光１９０と反対側の方向に進み集光レンズ１３２により平行な光に変換され、ダイクロイックミラー１３１により分離・反射され、可視出射光１９２となって発光装置１００外へ出射される。例えば、波長が４３０ｎｍから５００ｎｍの間にある青色の蛍光１９１が蛍光体ホイール１０１から放射された場合は、この蛍光１９１はダイクロイックミラー１３１で反射されて可視出射光１９２となって発光装置１００外に出射される。
【０１１０】
なお、出射光１９０が、蛍光体ホイール１０１の緑色蛍光体領域１０１Ｇ、赤色蛍光体領域１０１Ｒまたは白色蛍光体領域１０１Ｗのそれぞれに照射された場合は、それぞれの出射光１９０は、緑色蛍光、赤色蛍光または白色蛍光となって発光装置１００から出射される。
【０１１１】
このように、発光装置１００からの可視出射光１９２は、時間ごとに、赤色、緑色、青色、白色が変化する光となって発光装置１００の外部に出射される。したがって、この可視出射光１９２の色に合わせて映像を作ることにより、カラーの映像を投写させることができる。
【０１１２】
また、上記発光装置１００の動作について、発光装置１００から出射する光のスペクトルと、当該スペクトルの色度座標とを用いてさらに詳細に説明する。
【０１１３】
図７Ａ〜図７Ｄは、実施の形態２に係る発光装置から出射する光のスペクトル（ＲＧＢ励起時の蛍光体スペクトル）を示したものである。図７Ａは、蛍光体として本実施の形態のＢＯＮ：Ｅｕを用いた場合の緑色蛍光体発光時のスペクトルであり、図７Ｂは蛍光体としてＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕを用いた場合の青色蛍光体発光時のスペクトルであり、図７ＣはＩｎＰ量子ドット蛍光体を用いた場合の赤色蛍光体発光時のスペクトルであり、図７Ｄは、上記の緑色蛍光体（ＢＯＮ：Ｅｕ）、青色蛍光体（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ）、赤色蛍光体（ＩｎＰ量子ドット蛍光体）を適当な比率で混合して白色光が放射されるように設計した場合の白色蛍光体発光時のスペクトルである。なお、図７Ｃは、発光ピーク６３０ｎｍ、スペクトル半値幅６０ｎｍのガウス分布で近似したスペクトルを示しており、また、図７Ｄは、色温度７０００Ｋ、色度座標（０．３０７、０．３１６７）の白色である。
【０１１４】
このように、発光装置１００からは、図７Ａ〜図７Ｄに示されるスペクトルを有する光が蛍光体ホイール１０１の回転に応じて順次出射する。
【０１１５】
また、図７Ｅは、図７Ａ〜図７Ｄに示す各色の色度座標を色度図にプロットした図である。
【０１１６】
図７Ｅに示すように、本実施の形態における蛍光体を用いることでｓＲＧＢのほとんどをカバーできることがわかる。特に緑色に関しては、図７Ｅにおいて◆で示される従来例の緑発光色（特許文献４に示されるスペクトルから計算した値）は、黄色側にずれており、ｓＲＧＢ規格の緑色をカバーできていない。これに対し、図７Ｅにおいて◇で示される本実施の形態における緑発光色は、ｓＲＧＢの緑色の色度座標とほぼ同じであり、表示装置に用いる蛍光体として適していることがわかる。
【０１１７】
以上、実施の形態２に係る発光装置１００によれば、色再現性の良い緑色光を放射する発光装置を実現することができる。また、高い演色性を有する発光装置を実現することができる。
【０１１８】
また、本実施の形態において、発光素子１２０としてレーザ素子を用いている。これにより、レーザ光を色変換（波長変換）することができるので、さらに色再現性の高い発光装置を実現することができる。
【０１１９】
なお、本実施の形態において、発光素子１２０としては、レーザダイオード（ＬＤ）に限るものではなく、例えば出射光が指向性を有するスーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）などの半導体発光素子を用いても構わない。また、発光素子１２０としては、複数のレーザ素子を光学的に結合させたものでもよい。
【０１２０】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係る発光装置について、図８Ａおよび図８Ｂを用いて説明する。なお、本実施の形態では、実施の形態１における蛍光体を白色発光ダイオードの蛍光体として用いた。図８Ａは、実施の形態３に係る発光装置（白色発光ダイオード）の発光スペクトルを示す図である。図８Ｂは、実施の形態３に係る発光装置（白色発光ダイオード）の発光スペクトルの演色指数を表す図である。
【０１２１】
本実施の形態に係る発光装置は、発光素子と実施の形態１に係る蛍光体を含む蛍光体部材とを含む、白色を発光する白色発光ダイオードである。具体的には、凹部を有する樹脂パッケージと、樹脂パッケージの凹部の底面部に実装された発光素子と、凹部の底面部に埋め込まれたリードフレームと、ＬＥＤを封止するように凹部に充填された蛍光体含有樹脂（蛍光体部材）とを備える。
【０１２２】
本実施の形態において、発光素子としては、発光波長が約４００ｎｍの近紫外光を放射する近紫外ＬＥＤを用いた。すなわち、本実施の形態に係る発光装置は、紫外励起白色発光ダイオードである。
【０１２３】
また、蛍光体含有樹脂は、例えば蛍光体とシリコーン樹脂とからなり、蛍光体としては、例えば、青色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体の３種類を混合したものを用いることができる。ここで、緑色蛍光体としては、実施の形態１における蛍光体（ＢＯＮ：Ｅｕ）を用いた。また、青色蛍光体としては実施の形態２と同じもの（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ）を用いた。また、赤色蛍光体としては、（Ｓｒ、Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕを用いた。
【０１２４】
図８Ａは、上記のように、青色蛍光体、緑色蛍光体および赤色蛍光体の量を所定の比率で混合して設計した白色発光ダイオードの発光スペクトルの一例である。図８Ａに示すように、本実施の形態に係る発光装置の発光スペクトルは、色温度が５１００Ｋであり、色度座標が（０．３４３、０．３５３）である。
【０１２５】
また、図８Ｂに示すように、本実施の形態に係る発光装置の演色指数は、Ｒ１〜Ｒ１５までは９３以上を示しており、さらに、平均演色指数（Ｒａ）は９７である。
【０１２６】
以上、実施の形態３に係る発光装置によれば、実施の形態１、２に係る蛍光体を用いることによって、色再現性および演色性が非常に高い白色発光ダイオードを構成できることがわかる。
【０１２７】
次に、実施の形態３の変形例に係る発光装置について、図９Ａおよび図９Ｂを用いて説明する。図９Ａは、実施の形態３の変形例に係る発光装置の発光スペクトルを示す図である。図９Ｂは、実施の形態３に係る発光装置の演色指数を表す図である。
【０１２８】
本変形例に係る発光装置と上記実施の形態３に係る発光装置とは、発光素子および蛍光体が異なる。具体的に、本変形例では、発光素子として、発光波長が約４５０ｎｍである青色発光ダイオードを用い、蛍光体としては、緑色蛍光体および赤色蛍光体の２種類を混合したものを用いた。このとき、緑色蛍光体としては、実施の形態１における蛍光体（ＢＯＮ：Ｅｕ）を用いた。また赤色蛍光体としては、実施の形態２におけるＩｎＰ量子ドット蛍光体と同じ設計のものを用いた。このように、本実施の形態に係る発光装置は、青色励起白色発光ダイオードである。
【０１２９】
図９Ａは、上記のように、緑色蛍光体および赤色蛍光体の量を所定の比率で最適化させて混合した白色発光ダイオードの発光スペクトルの一例である。図９Ａに示すように、本変形例に係る発光装置の発光スペクトルは、色温度が５０００Ｋであり、色度座標が（０．３４４、０．３５７）である。
【０１３０】
また、図９Ｂに示すように、本実施の形態に係る発光装置の演色指数は、Ｒ１〜Ｒ１５のすべての演色指数が６０を超えており、また、平均演色指数（Ｒａ）は８８である。
【０１３１】
以上、実施の形態３の変形例に係る発光装置によれば、実施の形態１、２に係る蛍光体を用いることによって、色再現性の高い白色発光ダイオードを構成できることがわかる。
【０１３２】
なお、実施の形態３で用いた蛍光体は、本実施の形態のものに限定されるものではなく、その他の青色蛍光体や赤色蛍光体を適宜選択することで、目的に応じた色再現性の高い発光装置を実現することができる。
【０１３３】
以上、本発明に係る蛍光体および発光装置について、実施の形態１〜３に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素および機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本開示における蛍光体および発光装置は、照明装置またはディスプレイ等の各種機器における光源等において広く利用することができる。
【符号の説明】
【０１３５】
１００  発光装置
１０１  蛍光体ホイール
１０１Ｒ  赤色蛍光体領域
１０１Ｇ  緑色蛍光体領域
１０１Ｂ  青色蛍光体領域
１０１Ｗ  白色蛍光体領域
１１０  モータ
１１１  回転軸
１２０  発光素子
１３０  コリメートレンズ
１３１  ダイクロイックミラー
１３２  集光レンズ
１９０  出射光
１９１  蛍光
１９２  可視出射光
【図１】
2013136732.tif 000003
【図２】
2013136732.tif 000004
【図３】
2013136732.tif 000005
【図４】
2013136732.tif 000006
【図５Ａ】
2013136732.tif 000007
【図５Ｂ】
2013136732.tif 000008
【図６】
2013136732.tif 000009
【図７Ａ】
2013136732.tif 000010
【図７Ｂ】
2013136732.tif 000011
【図７Ｃ】
2013136732.tif 000012
【図７Ｄ】
2013136732.tif 000013
【図７Ｅ】
2013136732.tif 000014
【図８Ａ】
2013136732.tif 000015
【図８Ｂ】
2013136732.tif 000016
【図９Ａ】
2013136732.tif 000017
【図９Ｂ】
2013136732.tif 000018
【図１０】
2013136732.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月22日(2013.7.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化処理を作製行程として有し、前記窒化処理では窒素原料として尿素を用い、化学式ＭＯ（１−ｘ）Ｎｘ：ＲＥ（Ｍは、ＩＩＡ族、ＩＩＩＡ族およびＩＩＩＢ族のうち、少なくとも１つの元素であり、窒素組成ｘは、０よりも大きく、１を含む値であり、ＲＥは、元素番号が５８番から７１番までの元素のうち、少なくとも一つの元素である）として表される、
蛍光体。
【請求項２】
前記化学式における前記ＭＯ（１−ｘ）Ｎｘをホスト材料の主成分とし、
前記化学式における前記ＲＥを前記ホスト材料に添加される希土類元素とし、
蛍光中心波長が緑色領域である、
請求項１に記載の蛍光体。
【請求項３】
前記ホスト材料には、副成分として、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、および、Ｚｎのうちの少なくとも１つ以上が含有されている、
請求項２に記載の蛍光体。
【請求項４】
前記化学式における前記Ｍは、Ｓｃ、Ｙ、および、Ｌａのうちの少なくとも１つ以上を含む、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の蛍光体。
【請求項５】
前記蛍光体の蛍光主波長は、５００ｎｍから５９０ｎｍの間にある、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の蛍光体。
【請求項６】
発光主波長が３５０ｎｍから４９０ｎｍの間にある発光素子と蛍光体部材とを含む発光装置であって、
前記蛍光体部材は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の蛍光体を含む、
発光装置。
【請求項７】
前記蛍光体部材は、第２の蛍光体として、さらに、蛍光主波長が５９０ｎｍから６６０ｎｍの間にある蛍光体を含む、
請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
前記蛍光体部材は、第３の蛍光体として、さらに、蛍光主波長が４３０ｎｍから５００ｎｍの間にある蛍光体を含む、
請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】
前記蛍光体部材は、含まれる蛍光体の種類に応じて区分された領域を有する、
請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記第２の蛍光体は、量子ドット蛍光体、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、（Ｓｒ、Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、または、ＣａＡｌＳｉＮ３：ＥｕにＳｉ２Ｎ２Ｏを固溶させたものである、
請求項７に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記第３の蛍光体は、（Ｂａ、Ｓｒ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ）１０，（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ、および、（Ｓｒ、Ｂａ）３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕのいずれか１つである、
請求項８に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記発光素子は、半導体レーザダイオードである、
請求項６〜１１のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１３】
（削除）
【国際調査報告】
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