(57)【要約】【課題】  近紫外光を効率よく波長変換でき、発光波長領域の広い白色ＬＥＤに適したＬＥＤ用希土類珪酸塩蛍光体及び白色系に発光する演色性に優れ、広い分野での利用が可能な白色ＬＥＤ発光装置を提供する。【解決手段】    一般式、Ｌｎ２ｘＧｄ２（１−ｘ−ｙ）Ｃｅ２ｙＳｉＯ５  （ただし、ＬｎはＳｃ、Ｙ、Ｌｕのうち少なくとも一種以上の元素である）で表される希土類珪酸塩蛍光体であって、ｘ及びｙは、０．１≦ｘ≦０．５、０．０１≦ｙ≦０．１であり、かつ３６０ｎｍ〜４００ｎｍの間のいずれかの波長の光で励起したときの発光強度のピーク波長が４５０ｎｍより長く、半値幅が１１２ｎｍより大きいことを特徴とするＬＥＤ用希土類珪酸塩蛍光体及びそれを用いた白色ＬＥＤ発光装置。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式、Ｌｎ２ｘＧｄ２（１−ｘ−ｙ）Ｃｅ２ｙＳｉＯ５
（ただし、ＬｎはＳｃ、Ｙ、Ｌｕのうち少なくとも一種以上の元素であり、またｘ及びｙが０．１≦ｘ≦０．５、０．０１≦ｙ≦０．１である）で表される希土類珪酸塩蛍光体であって、３６０ｎｍ〜４００ｎｍの間のいずれかの波長の光で励起したときの発光強度のピーク波長が４５０ｎｍより長く、半値幅が１１２ｎｍより大きいＬＥＤ用希土類珪酸塩蛍光体。
【請求項２】
３６０ｎｍ〜４００ｎｍの間のいずれかの波長の光で励起したときの発光強度のピーク波長が４５０ｎｍより長く７００ｎｍより短い、半値幅が１５０ｎｍより大きく４００ｎｍより小さい請求項１記載のＬＥＤ用希土類珪酸塩蛍光体。
【請求項３】
ＬＥＤ用希土類珪酸塩蛍光体が、白色ＬＥＤに用いられる請求項１又は２記載のＬＥＤ用希土類珪酸塩蛍光体。
【請求項４】
請求項３記載のＬＥＤ希土類珪酸塩蛍光体を用いた白色ＬＥＤ発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は希土類珪酸塩蛍光体に関するものである。さらに詳しくは、本発明は近紫外の波長領域で発光するＬＥＤを用いて励起したときの発光波長領域が広く白色ＬＥＤへの応用に適したＬＥＤ用希土類珪酸塩蛍光体及びそれを用いた白色ＬＥＤ発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体発光素子を用いた発光装置は小型で電力効率が良く、鮮やかな色の発光を有する。また球切れなどの心配がなく寿命が長いためこれらを用いた発光装置は、各種光源として利用されてきている。
【０００３】
特に、ＬＥＤからの発光の一部又は全てを蛍光体により波長変換し、波長変換された光と波長変換されない発光素子の光とを混合して放出することにより白色系の光を放出するＬＥＤ（以下、「白色ＬＥＤ」という）は液晶用バックライト、照明、信号灯、車載照明等の広い分野で求められている。
【０００４】
白色ＬＥＤの原理としては、例えば、ＬＥＤから発せられた青色光が透明樹脂などに蛍光体を含んだ蛍光体層へ入射した後、一部は層内で吸収されずに放出され、吸収された青色光は蛍光体の励起光源として作用して黄色光を発し、この黄色光と青色光が混ぜ合わさり白色光として見える光を放出する。ＬＥＤとしては例えば、ＩｎＧａＮ系材料が用いられ、蛍光体としては、例えば一般式（Ｙ、Ｇｄ）３(Ａｌ、Ｇａ)５Ｏ１２：Ｃｅで表されるＹＡＧ蛍光体が用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２４４５６０号公報
【０００６】
上記のＹＡＧ蛍光体は、非特許文献１に記載されているように青色光に対して励起感度が高く黄色に発光する。しかし、上記ＹＡＧ蛍光体は、発光波長領域がそれほど広くなく、半値幅は１１２ｎｍである。これを他の蛍光材料と組み合わせないで単独で白色LEDの蛍光体として使用した場合、演色性が悪いという問題がある。
【０００７】
【非特許文献１】蛍光体ハンドブック、オーム社出版、１９８７年発行、２１０頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
請求項１乃至３記載の発明は、ＬＥＤから発せられる近紫外光を効率よく波長変換でき、特に発光波長領域の広い白色ＬＥＤに適したＬＥＤ用希土類珪酸塩蛍光体を提供するものである。
請求項４記載の発明は、白色系に発光する演色性に優れ、広い分野での利用が可能な白色ＬＥＤ発光装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一般式、Ｌｎ２ｘＧｄ２（１−ｘ−ｙ）Ｃｅ２ｙＳｉＯ５
（ただし、ＬｎはＳｃ、Ｙ、Ｌｕのうち少なくとも一種以上の元素である）で表される希土類珪酸塩蛍光体は紫外線領域に励起波長をもち、また発光強度のピーク波長が４００ｎｍ〜４５０ｎｍにあることが知られている（例えば、特許文献２参照）。
ここで本発明者らは上記の一般式においてある特定のｘとｙの値をとる当該蛍光体は、近紫外付近に励起ピークをもち、さらに青色から緑色にかけて発光波長領域の広い蛍光体となり、ＬＥＤに有用であること、特に白色ＬＥＤに有用であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
【特許文献２】特公平０７−０７８２１５号公報
【００１１】
本発明は、一般式、Ｌｎ２ｘＧｄ２（１−ｘ−ｙ）Ｃｅ２ｙＳｉＯ５
（ただし、ＬｎはＳｃ、Ｙ、Ｌｕのうち少なくとも一種以上の元素であり、またｘ及びｙが、０．１≦ｘ≦０．５、０．０１≦ｙ≦０．１である）で表される希土類珪酸塩蛍光体であって、３６０ｎｍ〜４００ｎｍの間のいずれかの波長の光で励起したときの発光強度のピーク波長が４５０ｎｍより長く、半値幅が１１２ｎｍより大きいＬＥＤ用希土類珪酸塩蛍光体に関する。
【００１２】
また、本発明は、３６０ｎｍ〜４００ｎｍの間のいずれかの波長の光で励起したときの発光強度のピーク波長が４５０ｎｍより長く７００ｎｍより短い、半値幅が１５０ｎｍより大きく４００ｎｍより小さい上記のＬＥＤ用希土類珪酸塩蛍光体に関する。
また、本発明は、上記のＬＥＤ用希土類珪酸塩蛍光体が、白色ＬＥＤに用いられるＬＥＤ用希土類珪酸塩蛍光体に関する。
さらに、本発明は、上記で得たＬＥＤ用希土類珪酸塩蛍光体を用いた白色ＬＥＤ発光装置に関する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１乃至３記載のＬＥＤ用希土類珪酸塩蛍光体は、ＬＥＤから発せられる近紫外光を効率よく波長変換し、発光領域の広い白色ＬＥＤへの応用に適する。
請求項４記載の白色ＬＥＤ発光装置は、白色系に発光する演色性に優れ、広い分野での利用が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明において、蛍光体の励起波長の変化に対する発光強度（以下、励起スペクトルという）や発光の波長による発光強度（以下、発光スペクトルという）を調べる方法としては、例えば分光蛍光光度計（株式会社  日立製作所製、Ｆ−４５００）のような装置を用いて行うことができる。
【００１５】
また、本発明において、３６０ｎｍ〜４００ｎｍの間のいずれかの波長の光で励起したときの発光強度のピーク波長は４５０ｎｍより長く、半値幅は１１２ｎｍより大きいことが、好ましくは発光強度のピーク波長は４５０ｎｍより長く７００ｎｍより短い、半値幅は１５０ｎｍより大きく４００ｎｍより小さいことが必要とされ、発光強度のピーク波長が４５０ｎｍより短く、半値幅が１１２ｎｍより小さいと、近紫外光を効率よく波長変換することができず、発光波長領域が狭いという問題点が生じる。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明の実施例を説明する。なお、本実施例は好適な一例を示すもので、本発明を限定するものではない。
実施例１
直径が５０ｍｍのＩｒ坩堝に、原料として、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３、純度９９．９９質量％）２９８．７７ｇ、酸化ルテチウム（Ｌｕ２Ｏ３、純度９９．９９質量％）８４．１０ｇ、二酸化珪素（ＳｉＯ２、純度９９．９９質量％）６３．４９ｇ及び酸化セリウム（ＣｅＯ２、純度９９．９９質量％）３．６４ｇを投入し、これらを均一に混合して４５０．００ｇの混合物を得た。
【００１７】
次に、上記で得た混合物を高周波誘導加熱炉で１９５０℃以上に加熱して融解し、溶融液（溶融液の化学組成：Ｃｅ０．０２Ｌｕ０．４Ｇｄ１．５８ＳｉＯ５．）を得た。さらに、酸素を微量に含む窒素雰囲気中においてＣＺ法により結晶を育成し、溶液と結晶を切り離した。その後、同雰囲気中で５０℃／ｈの冷却速度で室温まで冷却し、育成された単結晶インゴットを取り出した。
【００１８】
インゴットから寸法が、４×６×２０ｍｍの大きさに単結晶（白色ＬＥＤ用希土類珪酸塩蛍光体）を切り出し、前記の分光蛍光光度計を用いて励起スペクトルと蛍光スペクトルを測定した。図１にその測定結果を示す。なお、励起スペクトルは３９２ｎｍの近紫外にピークをもち、このときの発光強度のピークは５００ｎｍであった。また発光スペクトルの半値幅すなわちピーク波長強度の値の半分になる波長の差をとった絶対値が１８０ｎｍであり、ＹＡＧの半値幅１１２ｎｍと比較しても大きい値となっていた。  
【００１９】
比較例１
直径が５０ｍｍのＩｒ坩堝に、原料として、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３、純度９９．９９質量％）３６．７７ｇ、酸化ルテチウム（Ｌｕ２Ｏ３、純度９９．９９質量％）３７０．６８ｇ、二酸化珪素（ＳｉＯ２、純度９９．９９質量％）６２．１９ｇ及び酸化セリウム（ＣｅＯ２、純度９９．９９質量％）０．３６ｇを投入し、これらを均一に混合して４７０．００ｇの混合物を得た。
【００２０】
次に、上記で得た混合物を高周波誘導加熱炉で２０００℃以上に加熱して融解し、溶融液（溶融液の化学組成：Ｃｅ０．００２Ｌｕ１．８Ｇｄ０．１９８ＳｉＯ５）を得た。さらに、酸素を微量に含む窒素雰囲気において、ＣＺ法により結晶を育成し、溶液と結晶を切り離した。その後、同雰囲気中で５０℃／ｈの冷却速度で室温まで冷却し、育成された単結晶インゴットを取り出した。
【００２１】
インゴットから寸法が、４×６×２０ｍｍの大きさに単結晶（白色ＬＥＤ用希土類珪酸塩蛍光体）を切り出し、前記の分光蛍光光度計（HITACHI F4500）を用いて励起スペクトルと蛍光スペクトルを測定した。図２にその測定結果を示す。なお、励起スペクトルは３７６ｎｍにピークをもち、このときの発光強度のピークは４０８ｎｍであった。また発光スペクトルの半値幅は６８ｎｍであった。
【００２２】
次に、実施例１及び比較例１で得られた白色ＬＥＤ用希土類珪酸塩蛍光体を実際に白色ＬＥＤ装置に使用し、発光させたところ、実施例１で得られた白色ＬＥＤ用希土類珪酸塩蛍光体は、比較例１で得られた白色ＬＥＤ用希土類珪酸塩蛍光体に比較して、白色系に発光する演色性に優れていることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例１で得られた本発明の白色ＬＥＤ用希土類珪酸塩蛍光体の励起スペクトルと発光スペクトルを示すグラフである。なお、点線は発光のピーク波長５００ｎｍで測定したときの励起スペクトル及び実線は励起のピーク波長３９２ｎｍで測定した発光スペクトルを示す。
【図２】比較例１で得られた白色ＬＥＤ用希土類珪酸塩蛍光体の励起スペクトルと発光スペクトルを示すグラフである。なお、点線は発光のピーク波長４０８ｎｍで測定したときの励起スペクトル及び実線は励起のピーク波長３７６ｎｍで測定した発光スペクトルを示す。
【図１】
2006257199.tif 000002
【図２】
2006257199.tif 000003