(57)【要約】【課題】Ｃｅを発光中心として含む蛍光体を提供する。【解決手段】蛍光体は、化学組成（Ｙ1-x-y，Ｃｅx，Ｌａy）αＳｉβ-zＡｌzＮγＯを有する結晶相を含有する。前記αは５．５≦α≦６．５を満たし、前記βは９．５≦β≦１２．５を満たし、前記γは１７．５≦γ≦２２．５を満たし、前記ｘは０＜ｘ≦０．１を満たし、前記ｙは０≦ｙ≦０．４を満たし、前記ｚは０≦ｚ≦０．５を満たす。前記蛍光体の発光スペクトルは、波長６００ｎｍ以上６６０ｎｍ以下の範囲内にピークを含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学組成（Ｙ1-x-y，Ｃｅx，Ｌａy）αＳｉβ-zＡｌzＮγＯを有する結晶相を含有する蛍光体であって、
前記αは、５．５≦α≦６．５を満たし、
前記βは、９．５≦β≦１２．５を満たし、
前記γは、１７．５≦γ≦２２．５を満たし、
前記ｘは、０＜ｘ≦０．１を満たし、
前記ｙは、０≦ｙ≦０．４を満たし、
前記ｚは、０≦ｚ≦０．５を満たし、
前記蛍光体の発光スペクトルは、波長６００ｎｍ以上６６０ｎｍ以下の範囲内にピークを含む、
蛍光体。
【請求項２】
前記蛍光体の励起スペクトルは、波長４７０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲内に第１のピークを含む、
請求項１に記載の蛍光体。
【請求項３】
前記励起スペクトルは、波長４８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲内に前記第１のピークを含む、
請求項２に記載の蛍光体。
【請求項４】
前記励起スペクトルは、更に、波長３５０ｎｍ以上４７０ｎｍ未満の範囲内に第２のピークを含む、
請求項２または３に記載の蛍光体。
【請求項５】
前記ｙは、０≦ｙ≦０．３を満たす、
請求項１から４のいずれか１項に記載の蛍光体。
【請求項６】
前記ｙは、０＜ｙ≦０．３を満たす、
請求項５に記載の蛍光体。
【請求項７】
前記結晶相の１／ｅ発光寿命が１００ｎｓ以下である、
請求項１から６のいずれか１項に記載の蛍光体。
【請求項８】
前記結晶相の前記１／ｅ発光寿命が５０ｎｓ以下である、
請求項７に記載の蛍光体。
【請求項９】
前記発光スペクトルの前記ピークの半値幅は、１００ｎｍ以上である、
請求項１から８のいずれか１項に記載の蛍光体。
【請求項１０】
前記発光スペクトルの前記ピークの前記半値幅は、１５０ｎｍ以上である、
請求項９に記載の蛍光体。
【請求項１１】
波長６００ｎｍ以下の光を発する励起光源と、
前記励起光源が発する前記光を照射され、前記光よりも長波長の蛍光を発する、請求項１から１０のいずれか１項に記載の蛍光体である第一の蛍光体と、
を備える、
発光装置。
【請求項１２】
前記励起光源が発する前記光は、波長４８０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の光である、
請求項１１に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記励起光源が発する前記光は、波長４２０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の光である、
請求項１１に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記励起光源は、ＬＥＤまたはＬＤである、
請求項１１から１３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記励起光源が発する前記光を照射され、前記光よりも長波長の蛍光を発する、第二の蛍光体をさらに備え、
前記第二の蛍光体の発光スペクトルは、波長４８０ｎｍ以上６００ｎｍ未満の範囲内にピークを含む、
請求項１１から１４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１６】
前記励起光源が発する前記光を照射され、前記光よりも長波長の蛍光を発する、第三の蛍光体をさらに備え、
前記第三の蛍光体は、緑色光を発し、
前記第二の蛍光体は、黄色光を発する蛍光体である、
請求項１５に記載の発光装置。
【請求項１７】
前記励起光源は、緑色光と青色光とを発し、
前記緑色光は４８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲内にピーク波長を有し、
前記青色光は４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の範囲内にピーク波長を有する、
請求項１１に記載の発光装置。
【請求項１８】
前記励起光源は、前記青色光を発するＧａＮ系半導体レーザー装置と、前記緑色光を発する、第２高調波発生器を備えたＹＡＧ：Ｎｄ固体レーザー装置と、を備える、
請求項１７に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、蛍光体および発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、レーザー励起光源などの固体光源が広く用いられるようになってきている。現在の一般的な白色ＬＥＤは、青色発光素子である青色ＬＥＤチップと蛍光体を組み合わせた構成を有している。このような一般的な白色ＬＥＤでは、青色ＬＥＤチップからの光の一部を蛍光体で色変換し、青色ＬＥＤチップからの青色光と蛍光体からの発光とを混色して白色光が作り出されている。より近年では、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）と蛍光体との組み合わせによる高出力白色発光装置の開発も行われている。白色固体光源としては、現在、青色ＬＥＤチップまたは青色ＬＤと黄色蛍光体との組み合わせが主流である。演色性、色再現性等を高める目的、あるいは色温度の低い白色を得る目的で、青色光源と黄色蛍光体とに加えて赤色蛍光体を組み合わせた白色光源の開発が行われている。
【０００３】
従来、一般式Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+（以下ＹＡＧ：Ｃｅと略する）、または特許文献１に示されている一般式Ｌａ3Ｓｉ6Ｎ11：Ｃｅ3+（以下ＬＳＮ：Ｃｅと略する）のように、Ｃｅを発光中心として含む黄色蛍光体が知られている。また、特許文献２に示されている一般式（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+（以下ＣＡＳＮ：Ｅｕと略する）のように、Ｅｕを発光中心として含む赤色蛍光体が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４５９９４１号公報
【特許文献２】特許第３８３７５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、Ｃｅを発光中心として含む蛍光体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様における蛍光体は、化学組成（Ｙ1-x-y，Ｃｅx，Ｌａy）αＳｉβ-zＡｌzＮγＯを有する結晶相を含有する。前記αは、５．５≦α≦６．５を満たし、前記βは、９．５≦β≦１２．５を満たし、前記γは、１７．５≦γ≦２２．５を満たし、前記ｘは、０＜ｘ≦０．１を満たし、前記ｙは、０≦ｙ≦０．４を満たし、前記ｚは、０≦ｚ≦０．５を満たす。前記蛍光体の発光スペクトルは、波長６００ｎｍ以上６６０ｎｍ以下の範囲内に第１のピーク含む。
【０００７】
本開示の包括的または具体的な態様は、蛍光体、素子、装置、システム、車両、製造方法、または、これらの任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、Ｃｅを発光中心として含む蛍光体を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態２に係るＬＥＤ発光装置の模式的な断面図である。
【図２】図２は、実施形態３に係るＬＤ発光装置の模式的な断面図である。
【図３】図３は、実施形態４に係るＬＤ発光装置の模式的な断面図である。
【図４】図４は、実施形態６に係るＬＥＤ発光装置の模式的な断面図である。
【図５】図５は、実施形態７に係るＬＤ発光装置の模式的な断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、実施形態７に係るＬＤ発光装置の第１変形例の模式的な断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施形態７に係るＬＤ発光装置の第２変形例の模式的な断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、実施形態７に係るＬＤ発光装置の第３変形例の模式的な断面図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、実施形態７に係るＬＤ発光装置の第４変形例の模式的な断面図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、実施形態７に係るＬＤ発光装置の第５変形例の模式的な断面図である。
【図６Ｆ】図６Ｆは、実施形態７に係るＬＤ発光装置の第６変形例の模式的な断面図である。
【図６Ｇ】図６Ｇは、実施形態７に係るＬＤ発光装置の第７変形例の模式的な断面図である。
【図６Ｈ】図６Ｈは、実施形態７に係るＬＤ発光装置の第８変形例の模式的な断面図である。
【図６Ｉ】図６Ｉは、実施形態７に係るＬＤ発光装置の第９変形例の模式的な断面図である。
【図７】図７は、実施形態８に係るＬＤ発光装置の模式的な断面図である。
【図８】図８は、実施形態９に係るＬＤ発光装置の模式的な断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、実施形態９に係るＬＤ発光装置の第１変形例の模式的な断面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、実施形態９に係るＬＤ発光装置の第２変形例の模式的な断面図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、実施形態９に係るＬＤ発光装置の第３変形例の模式的な断面図である。
【図１０】図１０は、実施形態１０に係る照明装置の模式的な断面図である。
【図１１】図１１は、実施形態１１に係る照明装置の模式的な断面図である。
【図１２】図１２は、実施形態１２に係る車両の模式的な断面図である。
【図１３】図１３は、試料番号１の蛍光体の発光スペクトルおよび励起スペクトルを示す図である。
【図１４】図１４は、試料番号２の蛍光体の発光スペクトルおよび励起スペクトルを示す図である。
【図１５】図１５は、試料番号３の蛍光体の発光スペクトルおよび励起スペクトルを示す図である。
【図１６】図１６は、試料番号４の蛍光体の発光スペクトルおよび励起スペクトルを示す図である。
【図１７】図１７は、試料番号５の蛍光体の発光スペクトルおよび励起スペクトルを示す図である。
【図１８】図１８は、試料番号６の蛍光体の発光スペクトルおよび励起スペクトルを示す図である。
【図１９】図１９は、試料番号７の蛍光体の発光スペクトルおよび励起スペクトルを示す図である。
【図２０】図２０は、試料番号８の蛍光体の発光スペクトルおよび励起スペクトルを示す図である。
【図２１】図２１は、試料番号９の蛍光体の発光スペクトルおよび励起スペクトルを示す図である。
【図２２】図２２は、試料番号１０の蛍光体の発光スペクトルおよび励起スペクトルを示す図である。
【図２３】図２３は、試料番号１１の蛍光体の発光スペクトルおよび励起スペクトルを示す図である。
【図２４】図２４は、試料番号１２の蛍光体の発光スペクトルおよび励起スペクトルを示す図である。
【図２５】図２５は、試料番号１および２の蛍光体の粉末ＸＲＤ回折パターン図である。
【図２６】図２６は、試料番号２〜４の蛍光体の粉末ＸＲＤ回折パターン図である。
【図２７】図２７は、試料番号４〜９の蛍光体の粉末ＸＲＤ回折パターン図である。
【図２８】図２８は、試料番号６および１０の蛍光体の粉末ＸＲＤ回折パターン図である。
【図２９】図２９は、試料番号１１および１２の蛍光体の粉末ＸＲＤ回折パターン図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（本開示の基礎となった知見）
黄色蛍光体ＹＡＧ：Ｃｅは、発光の量子効率が高く、また高出力ＬＥＤあるいはＬＤで励起しても発光の量子効率がほとんど変化しないため、ほぼ全ての白色光源に搭載されている。一方、赤色蛍光体ＣＡＳＮ：Ｅｕは、高出力光で励起すると発光の量子効率が低下するという問題があり、比較的低出力の光源にしか搭載されていない。これは、Ｅｕを発光中心として含む蛍光体は、Ｃｅを発光中心として含む蛍光体と比較して発光寿命が長いため、高出力励起時に輝度飽和しやすいためである。そこで、本発明者らは、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体を得るべく、鋭意研究した。
【００１１】
（本開示に係る一態様の概要）
本開示の第１の態様に係る蛍光体は、化学組成（Ｙ1-x-y，Ｃｅx，Ｌａy）αＳｉβ-zＡｌzＮγＯを有する結晶相を含有する。前記αは、５．５≦α≦６．５を満たし、前記βは、９．５≦β≦１２．５を満たし、前記γは、１７．５≦γ≦２２．５を満たし、前記ｘは、０＜ｘ≦０．１を満たし、前記ｙは、０≦ｙ≦０．４を満たし、前記ｚは、０≦ｚ≦０．５を満たす。前記蛍光体の発光スペクトルは、波長６００ｎｍ以上６６０ｎｍ以下の範囲内にピークを含む。
【００１２】
本開示の第１の態様によれば、Ｃｅを発光中心として含む蛍光体を実現することができる。なお、前記発光スペクトルは、唯一のピークとして前記ピークを有していてもよく、また、前記ピークを含む複数のピークを有していてもよい。前記発光スペクトルが複数のピークを有する場合、前記ピークは、最大ピークであってもよく、また、最大ピークでなくてもよい。
【００１３】
第２の態様の蛍光体は、例えば、第１の態様に係る蛍光体において、当該蛍光体の励起スペクトルが波長４７０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲内に第１のピークを含む。
【００１４】
第２の態様に係る蛍光体によれば、励起波長の長波長化を実現できる。なお、前記励起スペクトルは、唯一のピークとして前記第１のピークを有していてもよく、また、前記ピークを含む複数のピークを有していてもよい。前記励起スペクトルが複数のピークを有する場合、前記第１のピークは、最大ピークであってもよく、また、最大ピークでなくてもよい。
【００１５】
第３の態様の蛍光体は、例えば、第２の態様に係る蛍光体において、前記励起スペクトルが波長４８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲内に前記第１のピークを含む。
【００１６】
第３の態様に係る蛍光体によれば、励起波長のさらなる長波長化を実現できる。
【００１７】
第４の態様の蛍光体は、例えば、第１から第３の態様の少なくともいずれか１つの態様に係る蛍光体において、前記励起スペクトルが更に波長３５０ｎｍ以上４７０ｎｍ未満の範囲内に第２のピークを含む。
【００１８】
第４の態様に係る蛍光体は、例えば青色ＬＥＤの４５０ｎｍや青紫ＬＤの４０５ｎｍ等の、より短波長の励起光でも発光させることができるため、励起光源の選択肢が広がる。
【００１９】
第５の態様の蛍光体は、例えば、第１から第４の態様の少なくともいずれか１つの態様に係る蛍光体において、前記ｙが０≦ｙ≦０．３を満たす。
【００２０】
第５の態様に係る蛍光体によれば、励起スペクトルのピークを４８０ｎｍ以上とでき、緑色励起の蛍光体を実現できる。
【００２１】
第６の態様の蛍光体は、例えば、第５の態様に係る蛍光体において、前記ｙが０＜ｙ≦０．３を満たす。
【００２２】
第６の態様に係る蛍光体によれば、励起スペクトルのピークが４８０ｎｍ以上であって、かつ発光波長が長波長化した蛍光体を実現できる。
【００２３】
第７の態様の蛍光体は、例えば、第１から第６の態様の少なくともいずれか１つの態様に係る蛍光体において、前記結晶相の１／ｅ発光寿命が１００ｎｓ以下である。
【００２４】
第７の態様に係る蛍光体は、輝度飽和特性に優れているので、高出力時でも量子効率が高い赤色蛍光体として有望である。
【００２５】
第８の態様の蛍光体は、例えば、第７の態様に係る蛍光体において、前記結晶相の前記１／ｅ発光寿命が５０ｎｓ以下である。
【００２６】
第８の態様に係る蛍光体は、輝度飽和特性に優れているので、高出力時でも量子効率が高い赤色蛍光体として有望である。
【００２７】
第９の態様の蛍光体は、例えば、第１から第８の態様の少なくともいずれか１つの態様に係る蛍光体において、前記発光スペクトルの前記ピークの半値幅が１００ｎｍ以上である。
【００２８】
第９の態様に係る蛍光体は、発光スペクトルの波長域が広い。したがって、第９の態様に係る蛍光体は、太陽光（すなわち、自然光）に近いスペクトルを有するので、高い演色性を得ることができる。
【００２９】
第１０の態様の蛍光体は、例えば、第９の態様に係る蛍光体において、前記発光スペクトルの前記ピークの半値幅が１５０ｎｍ以上である。
【００３０】
第１０の態様に係る蛍光体は、発光スペクトルの波長域が広い。したがって、第１０の態様に係る蛍光体は、太陽光（すなわち、自然光）に近いスペクトルを有するので、高い演色性を得ることができる。
【００３１】
本開示の第１１の態様に係る発光装置は、波長６００ｎｍ以下の光を発する励起光源と、前記励起光源が発する前記光を照射され、前記光よりも長波長の蛍光を発する、第１から第１０の態様の少なくともいずれか１つの態様に係る蛍光体である第一の蛍光体と、を備える。
【００３２】
第１１の態様に係る発光装置は、第１から第１０の態様の少なくともいずれか１つの態様に係る蛍光体を備えているので、高出力時において従来の発光装置よりも量子効率を向上させることができる。さらに、第１１の態様に係る発光装置を白色発光装置として構成した場合には、高い演色性および色再現性を実現できる。
【００３３】
第１２の態様の発光装置は、例えば、第１１の態様に係る発光装置において、前記励起光源が発する前記光が波長４８０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の光である。
【００３４】
第１２の態様に係る発光装置によれば、蛍光体を効率的に励起することができる。
【００３５】
第１３の態様の発光装置は、例えば、第１１の態様に係る発光装置において、前記励起光源が発する前記光が波長４２０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の光である。
【００３６】
第１３の態様に係る発光装置によれば、ＧａＮ系の青色ＬＥＤや青色ＬＤを励起光源として使用することができる。
【００３７】
第１４の態様の発光装置は、例えば、第１１から第１３の態様の少なくともいずれか１つの態様に係る発光装置において、前記励起光源がＬＥＤまたはＬＤである。
【００３８】
第１４の態様によれば、高出力の発光装置を実現できる。
【００３９】
第１５の態様の発光装置は、例えば、第１１から第１４の態様の少なくともいずれか１つの態様に係る発光装置において、前記励起光源が発する前記光を照射され、前記光よりも長波長の蛍光を発する第二の蛍光体をさらに備えている。前記第二の蛍光体の発光スペクトルは、波長４８０ｎｍ以上６００ｎｍ未満の範囲内にピークを含んでいてもよい。
【００４０】
第１５の態様の発光装置は、発光波長が異なる少なくとも２種類の蛍光体を備えているので、発光色を制御することができる。
【００４１】
第１６の態様の発光装置は、例えば、第１５の態様に係る発光装置において、前記励起光源が発する前記光を照射され、前記光よりも長波長の蛍光を発する第三の蛍光体をさらに備えている。前記第三の蛍光体は、緑色光を発してよい。前記第二の蛍光体は、黄色光を発する蛍光体であってもよい。
【００４２】
第１６の態様の発光装置は、黄色光を発する蛍光体と緑色光を発する蛍光体との少なくとも２種類の蛍光体を備えているので、発光色を制御することができる。
【００４３】
第１７の態様の発光装置は、例えば、第１１の態様に係る発光装置において、前記励起光源が緑色光と青色光とを発し、前記緑色光は４８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲内にピーク波長を有し、前記青色光は４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の範囲内にピーク波長を有する。
【００４４】
第１７の態様に係る発光装置は、高出力の光放射が可能であり、色制御が容易な発光装置を実現することができる。
【００４５】
第１８の態様の発光装置は、例えば、第１７の態様に係る発光装置において、前記励起光源が、前記青色光を発するＧａＮ系半導体レーザー装置と、前記緑色光を発する、第２高調波発生器を備えたＹＡＧ：Ｎｄ固体レーザー装置と、を備えている。
【００４６】
第１８の態様に係る発光装置によれば、高出力を実現できる。
【００４７】
（本開示の実施の形態）
以下、本開示の実施の形態について詳細に説明する。当然ながら、本開示はこれらの実施形態に限定されるものでなく、本開示の技術的範囲を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【００４８】
［実施形態１］
実施形態１では、本開示の蛍光体の実施形態について説明する。
【００４９】
実施形態１の蛍光体は、化学組成（Ｙ1-x-y，Ｃｅx，Ｌａy）αＳｉβ-zＡｌzＮγＯを有する結晶相を含有する。
【００５０】
上記組成式において、ｘは、０＜ｘ≦０．１を満たす。発光を得るためにＣｅを含む必要があるため、ｘは０より大きい。ｘは、発光強度増大の観点から、望ましくは０．０００３以上、より望ましくは０．００５以上である。蛍光体が発光し得る限りｘの最大値に特に制限はない。しかし、ｘが大きくなりすぎる場合には、濃度消光により発光強度が低下する。そのため、ｘを０．１以下とすることにより、発光強度の低下を抑制できる。また、ｘは、発光強度増大の観点から、望ましくは０．０８以下、より望ましくは０．０６以下である。
【００５１】
上記化学組成（Ｙ1-x-y，Ｃｅx，Ｌａy）αＳｉβ-zＡｌzＮγＯ（以下、単に「上記化学組成」と記載する）において、ｙは、０≦ｙ≦０．４を満たす。ｙが０．４よりも大きい場合、ＬａによるＹの置換量が大きくなりすぎるので、構造が不安定となる。また、ｙが０．４よりも大きい場合、発光スペクトルのピーク値の波長が６００ｎｍを下回ってしまう。このため、ｙは０．４以下とする。
【００５２】
蛍光体の励起スペクトルのピークをより長波長化して、励起スペクトルのピーク値が例えば波長４８０ｎｍ以上である蛍光体を実現するという観点から、ｙは０．３以下が望ましい。したがって、ｙは０≦ｙ≦０．３を満たすことが望ましい。また、ｙが０を超えることで、発光スペクトルのピーク値をさらに長波長側にシフトすることができる。したがって、ｙは０＜ｙ≦０．４を満たしてもよい。また、ｙは０＜ｙ≦０．３を満たしてもよい。
【００５３】
上記化学組成において、ｚは、０≦ｚ≦０．５を満たす。ｚが０．５よりも大きい場合、ＡｌによるＳｉの置換量が大きくなりすぎるので、構造が不安定となる。
【００５４】
上記化学組成において、αは、５．５≦α≦６．５を満たし、望ましくは５．８≦α≦６．２を満たし、例えばα＝６であってよい。換言すると、上記組成式において、αは６±０．５の範囲内であり、望ましくは６±０．２の範囲内であり、例えばαは６であってよい。
【００５５】
上記化学組成において、βは９．５≦β≦１２．５を満たし、望ましくは１０．０≦β≦１２．０を満たし、例えばβ＝１１であってよい。換言すると、上記組成式において、βは１１±１．５の範囲内であり、望ましくは１１±１．０の範囲内であり、例えばβは１１であってよい。
【００５６】
上記化学組成において、γは１７．５≦γ≦２２．５を満たし、望ましくは１８．０≦γ≦２２．０を満たす。換言すると、上記組成式において、γは２０±２．５の範囲内であり、望ましくは２０±２．０の範囲内である。
【００５７】
上記化学組成は、例えば、（Ｙ1-x-y，Ｃｅx，Ｌａy）6Ｓｉ11-zＡｌzＮ20-z/3Ｏであってもよい。なお、Ｎの組成比が「２０−ｚ／３」と示される理由は、次のとおりである。Ｓｉは４価であり、Ａｌは３価であるので、ｚのＳｉサイトをＡｌで置換する場合、Ｎがｚ／３欠損することで電荷補償が可能となる。なお、Ａｌ置換による電荷補償は、Ｎの欠損ではなく、Ｏの増加によっても可能である。
【００５８】
実施形態１の蛍光体は、波長６００ｎｍ以上６６０ｎｍ以下の範囲内に発光スペクトルのピークを有する。実施形態１の蛍光体は、例えば、波長６０５ｎｍ以上の発光スペクトルのピークを有してもよく、波長６１０ｎｍ以上の発光スペクトルピークを有してもよい。実施形態１の蛍光体は、例えば、波長６５５ｎｍ以下の発光スペクトルのピークを有してもよく、波長６５０ｎｍ下の発光スペクトルピークを有してもよい。
【００５９】
実施形態１の蛍光体は、波長４７０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲内に励起スペクトルのピークを有する。実施形態１の蛍光体は、例えば、波長４８０ｎｍ以上の励起スペクトルのピークを有してもよく、波長４９０ｎｍ以上の励起スペクトルピークを有してもよい。実施形態１の蛍光体は、例えば、波長５４０ｎｍ以下の励起スペクトルのピークを有してもよく、波長５３０ｎｍ下の励起スペクトルピークを有してもよい。
【００６０】
実施形態１の蛍光体は、波長４７０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲内の励起スペクトルのピークを第一の励起スペクトルのピークとした場合に、波長３５０ｎｍ以上４７０ｎｍ未満の範囲内に、第二の励起スペクトルのピークをさらに有してもよい。第一または第二の励起スペクトルのピークは、励起スペクトルの最大ピークであってもよい。
【００６１】
また、実施形態１の蛍光体の１／ｅ発光寿命は、１００ｎｓ以下の値を示してもよく、例えば５０ｎｓ以下の値を示すことも可能である。発光寿命は、輝度飽和特性に影響する。従来の赤色蛍光体であるＣＡＳＮ：Ｅｕなど、Ｅｕを含む蛍光体は、Ｃｅを含む蛍光体と比較して発光寿命が長い。そのため、Ｅｕを含む蛍光体は、高出力励起時に量子効率が低下することで輝度飽和しやすい。したがって、Ｃｅを発光中心として含む実施形態１の蛍光体は、従来の赤色蛍光体と比較して、高出力時でも量子効率が高い赤色蛍光体として有望である。
【００６２】
実施形態１の蛍光体において、波長６００ｎｍ以上６６０ｎｍ以下の範囲内にある発光スペクトルのピークの半値幅は、１００ｎｍ以上であってよく、１５０ｎｍ以上であってもよい。
【００６３】
Ｅｕ3+およびＳｍ3+などのｆ−ｆ遷移により発光を示す発光中心からの発光は、スペクトルが線状となる。これは、（４ｆ）n殻がイオンの最外殻ではなく、その外側に（５ｓ）2（５ｐ）6の８個の電子があって、結晶場の影響を遮断していることによる。一方で、Ｃｅ3+やＥｕ2+などのｆ−ｄ遷移により発光を示す発光中心からの発光は、スペクトルはブロードとなる。これは、励起状態の電子が（５ｄ）電子で最外殻にあり、結晶場の影響を強く受けるからである。更に、Ｃｅ3+の場合では、基底準位（４ｆ）1がスピン軌道相互作用により、2Ｆ7/2と2Ｆ5/2の状態に分かれており、その２つの準位に緩和するため、少なくとも２つ以上のピークを持った発光となる。そのため、Ｃｅ3+はＥｕ2+よりもブロードな発光を示すことが一般的である。実施形態１の蛍光体は、このようなブロードな発光を示す、すなわち広い発光スペクトルを有する蛍光体であるので、その発光スペクトルが太陽光（すなわち自然光）のスペクトルに近くなる。したがって、実施形態１の蛍光体は、高い演色性を得ることができる。
【００６４】
＜蛍光体の製造方法＞
以下、実施形態１の蛍光体の製造方法について説明する。
【００６５】
原料としては、例えば、Ｃｅ、Ｙ、Ｌａ、Ｓｉ、およびＡｌをそれぞれ含有する化合物を用いてもよいし、Ｃｅ、Ｙ、Ｌａ、Ｓｉ、およびＡｌそれぞれの単体を用いてもよい。化合物としては、窒素雰囲気下での焼成により窒化物になる化合物、高純度（例えば、純度９９％以上）の窒化物、金属合金、などを用いることができる。また、反応を促進するために、フッ化物（例えば、フッ化アンモニウム等）を少量添加してもよい。
【００６６】
（Ｙ1-x-y，Ｃｅx，Ｌａy）αＳｉβ-zＡｌzＮγＯの化学組成比、例えば（Ｙ1-x-y,ＣｅxＬａy）6Ｓｉ11-zＡｌzＮ20-Z/3Ｏ（０＜ｘ≦０．１、０≦ｙ≦０．４、０≦ｚ≦０．５）で表される化学組成比となるように、Ｃｅ化合物、Ｙ化合物、Ｌａ化合物、Ｓｉ化合物（またはＳｉ単体）、およびＡｌ化合物（またはＡｌ単体）を用意してもよい。具体的な原料としては、例えば、ＣｅＮ粉末（またはＣｅＯ2粉末若しくはＣｅＦ3粉末）、ＹＮ粉末、ＬａＮ粉末、Ｓｉ3Ｎ4粉末、および、ＡｌＮ粉末を用いてもよい。
【００６７】
実施形態１の蛍光体の製造は、上記の原料を混合し、焼成して行う。原料の混合方法は、溶液中での湿式混合でも、乾燥粉体の乾式混合でもよい。工業的に通常用いられるボールミル、媒体撹拌ミル、遊星ミル、振動ミル、ジェットミル、Ｖ型混合機、攪拌機等を用いることができる。焼成は、窒素により加圧した雰囲気中において１５００〜２０００℃の温度範囲で１〜５０時間程度行う。このときの圧力は、通常３気圧以上、望ましくは４気圧以上、より望ましくは８気圧以上である。焼成後の蛍光体は、例えば、濃度１０％の硝酸溶液中で１時間洗浄してもよい。得られた蛍光体粉末を、ボールミルやジェットミルなどを用いて再度粉砕し、さらに必要に応じて洗浄または分級することにより、蛍光体粉末の粒度分布や流動性を調整してもよい。
【００６８】
＜蛍光体を用いた発光装置＞
実施形態１の蛍光体は、発光装置に利用されうる。本実施形態における発光装置は、励起光源と、蛍光体（第一の蛍光体の一例）と、を少なくとも備える。励起光源は、波長６００ｎｍ以下の光を発する。本実施形態の発光装置の蛍光体は、励起光源の発する光を照射され、励起光源の発する光よりも長波長の蛍光を発する、実施形態１の蛍光体である。以上の構成によれば、高出力時においても量子効率の高い発光装置を構成することができる。
【００６９】
また、励起光源の発する光は、波長４８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下であってもよい。実施形態１の蛍光体は、典型的には、波長４７０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲内に励起スペクトルのピークを有するため、効率的に励起することができる。実施形態１の蛍光体のうち、波長４８０ｎｍ以上に励起スペクトルのピークを有するものを使用することが望ましい。また、励起光源の発する光は、波長２００ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の光を含んでいてもよいし、波長４２０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の光を含んでいてもよい。実施形態１の蛍光体は、波長４８０ｎｍ以下においても励起光を吸収する波長帯を有する。また、波長２００ｎｍ以下の光は、空気による吸収で減衰するため、波長２００ｎｍ以上の光を発する励起光源が望ましい。なお、上記の励起光源としては、例えば、ＬＥＤまたはＬＤが挙げられる。
【００７０】
また、本実施形態における発光装置は、波長４８０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の範囲内に発光スペクトルのピークを有する第二の蛍光体をさらに備えてもよい。第二の蛍光体は、励起光源が発する光を照射されることで、励起光源が発する光よりも長波長の蛍光を発する。第二の蛍光体としては、化学組成Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ（ＹＡＧ：Ｃｅ）の結晶相を含有する蛍光体や、化学組成Ｌａ3Ｓｉ6Ｎ11：Ｃｅ（ＬＳＮ：Ｃｅ）を有する結晶相を含有する蛍光体などを用いてもよい。
【００７１】
また、第二の蛍光体として、黄色光を発する蛍光体を用いてもよい。さらに、緑色光を発する第三の蛍光体を用いてもよい。第三の蛍光体は、励起光源が発する光を照射されることで、励起光源が発する光よりも長波長の蛍光を発する。第三の蛍光体としては、化学組成Ｌｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ（ＬｕＡＧ：Ｃｅ）の結晶相を含有する蛍光体や、化学組成Ｙ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｎ12：Ｃｅ（ＹＡＧＧ：Ｃｅ）を有する結晶相を含有する蛍光体などを用いてもよい。なお、第二の蛍光体や第三の蛍光体が発する光を利用して、実施形態１の蛍光体を励起してもよい。なお、緑色光とは、ＣＩＥ色度座標値において、（０．１≦ｘ≦０．４，０．５≦ｙ≦０．８）の範囲内に位置する光をいう。また、黄色光とは、ＣＩＥ色度座標値において、（０．４≦ｘ≦０．６，  ０．４≦ｙ≦０．６）の範囲内に位置する光をいう。
【００７２】
実施形態１の蛍光体を含む発光装置における、励起光源および第二、第三の蛍光体は、発光装置の用途に応じて、上述の範囲内で自由に選択することができる。したがって、実施形態１の蛍光体を含む発光装置は、赤色発光装置のみならず、白色発光装置などとしても有用である。具体的には、青色光を発する励起光源と、黄色光を発する蛍光体と、本実施形態の赤色蛍光体と、を組み合わせることで、演色性の高い高出力の発光装置や電球色に発光する高出力の発光装置を実現できる。
【００７３】
［実施形態２］
実施形態２の発光装置の一例として、ＬＥＤチップ（発光素子の一例）を光源として備えるＬＥＤ発光装置について説明する。図１は、実施形態２のＬＥＤ発光装置の一実施形態を示す模式的な断面図である。図１に示すように、ＬＥＤ発光装置１０は、蛍光体１１と、ＬＥＤチップ（励起光源の一例）１５と、ＬＥＤ封止体２４と、を備える。また、ＬＥＤ発光装置１０は支持体２３を備えてもよい。支持体２３は、ＬＥＤチップ１５を支持する。本実施形態では、ＬＥＤ発光装置１０は、面実装が可能な構造を備えている。よって、支持体２３は基板である。なお、ＬＥＤ発光装置１０においては、蛍光体１１およびＬＥＤ封止体２４によって、波長変換素子が構成されている。
【００７４】
本実施形態は高輝度ＬＥＤ発光装置に用いることができる。例えば、ＬＥＤチップ１５で発生した熱を効率的に外部へ放熱することができるよう、支持体２３は高い熱伝導率を有している。例えば、アルミナや窒化アルミニウムなどからなるセラミック基板を支持体２３として用いることができる。
【００７５】
ＬＥＤチップ１５は、少なくとも緑色光を発する。すなわち、ＬＥＤチップ１５は、少なくとも波長４８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲内に発光スペクトルのピークを有し、望ましくは５１０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲内に発光スペクトルのピークを有する。ＬＥＤチップ１５は、支持体２３上において、出射面１５ａが支持体２３と接する面とならないように、半田２７などによって支持体２３に固定されている。また、ＬＥＤチップ１５はボンディングワイヤ２１によって支持体２３に設けられた電極２２に電気的に接続されている。ＬＥＤチップ１５は、ＬＥＤ封止体２４で覆われている。
【００７６】
ＬＥＤ封止体２４には、例えばシリコーン樹脂が使用されている。蛍光体１１が、ＬＥＤ封止体２４中に分散している。シリコーン樹脂としては、半導体発光素子の封止樹脂として用いられる種々の化学式で規定される構造のシリコーン樹脂を用いることができる。シリコーン樹脂は、例えば、耐変色性が高いジメチルシリコーンを含んでいる。また、耐熱性の高いメチルフェニルシリコーン等もシリコーン樹脂として用いることができる。シリコーン樹脂は１種類の化学式で規定されるシロキサン結合による主骨格を持つ単独重合体であってもよい。また、２種類以上の化学式で規定されるシロキサン結合を有する構造単位を含む共重合体や２種類以上のシリコーンポリマーのアロイであってもよい。
【００７７】
本実施形態では、ＬＥＤ封止体２４中のシリコーン樹脂は硬化後の状態にある。したがって、ＬＥＤ封止体２４も硬化した状態にある。以下において説明するように、ＬＥＤ封止体２４は、未硬化のシリコーン樹脂を用いて作製することができる。シリコーン樹脂は、主剤および硬化剤を混合することにより硬化が促進される２液型であることが一般的である。しかし、熱硬化型、あるいは、光などのエネルギーを照射することによって硬化するエネルギー硬化型のシリコーン樹脂を用いることもできる。なお、ＬＥＤ封止体２４には、シリコーン樹脂以外のものを使用してもよい。例えば、ガラス、エポキシ樹脂、ＺｎＯで構成される無機材料等を用いてもよい。また、蛍光体１１は、ＬＥＤ封止体２４中に分散させずに、ＬＥＤ封止体２４上に蛍光体板の形態で配置してもよい。
【００７８】
上述した例では、ＬＥＤチップはワイヤボンディングされていたが、本実施形態で用いられるＬＥＤチップは他の構成であってもよい。すなわち、本実施形態で用いられるＬＥＤチップは、フェイスアップで実装されるものであっても、フリップチップで実装されるものであってもよい。また本実施形態で用いられるＬＥＤチップは、一般的な極性面（すなわちｃ面）の成長面を有する窒化物半導体から形成される発光層を備えるものであってもよい。
【００７９】
＜蛍光体の概要＞
蛍光体１１は、ＬＥＤチップ１５から出射される光のうち、一部の波長成分、あるいは、すべての波長成分を吸収し、蛍光を発する。吸収する光の波長および蛍光の波長は、蛍光体１１に含まれる蛍光材料の種類によって決まる。蛍光体１１は、光の混色により白色光が作り出されるように、複数の異なる色の蛍光体を含む混合蛍光体であってもよい。蛍光体１１は、緑色蛍光体および赤色蛍光体の混合蛍光体であってもよい。赤色蛍光体としては、実施形態１で説明したＣｅを発光中心として含む赤色蛍光体が用いられる。
【００８０】
緑色蛍光体としては、例えば、ＭII2ＭｇＳｉ2Ｏ7：Ｅｕ2+（ＭII＝Ｂａ，ＳｒおよびＣａから選ばれる少なくとも１種）、ＳｒＳｉ5ＡｌＯ2Ｎ7：Ｅｕ2+、ＳｒＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ2+、ＢａＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ2+、ＢａＺｒＳｉ3Ｏ9：Ｅｕ2+、ＭII2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+（ＭII＝Ｂａ，ＳｒおよびＣａから選ばれる少なくとも１種）、ＢａＳｉ3Ｏ4Ｎ2：Ｅｕ2+、Ｃａ8Ｍｇ（ＳｉＯ4）4Ｃｌ2：Ｅｕ2+、Ｃａ3ＳｉＯ4Ｃｌ2：Ｅｕ2+、β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ2+などの蛍光体を用いることができる。
【００８１】
別の態様として、蛍光体１１は、黄色蛍光体および赤色蛍光体の混合蛍光体であってもよい。赤色蛍光体としては、実施形態１の蛍光体が用いられる。黄色蛍光体としては、例えば、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+、ＣａＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ2+、（Ｂａ，Ｓｒ）Ｓｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ2+、Ｃａ3Ｓｃ2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ3+、ＣａＳｃ2Ｏ4：Ｃｅ3+、α−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ2+、Ｌａ3Ｓｉ6Ｎ11：Ｃｅ3+などの蛍光体を用いることができる。
【００８２】
また、蛍光体１１の粒子径は、例えば、それぞれ１μｍ以上８０μｍ以下である。本明細書において、粒子径とは、顕微鏡法による円相当径で表したものをいう。
【００８３】
蛍光体１１は、例えば、封止体１００重量部に対して、３重量部以上７０重量部以下の割合でＬＥＤ封止体２４に含まれている。蛍光体１１の含有量を３重量部以上とすることにより、十分な強度の蛍光が得られ、所望の波長の光を発光するＬＥＤ発光装置１０を実現できる。蛍光体１１に用いる各色に発光する蛍光体の重量比は、所望する光の色調と、それぞれの蛍光体の発光強度に応じて適宜決定することができる。なお、蛍光体１１を、実施形態１の赤色蛍光体のみにすることによって、あるいは、他の色の蛍光体と組み合わせることによって、ＬＥＤ発光装置を、所望の色を発するＬＥＤ発光装置として構成することができる。
【００８４】
実施形態１で説明したＣｅを発光中心として含む赤色蛍光体以外の上記の蛍光体は、公知方法に従って製造することができる。具体的には、酸化物蛍光体を作製する場合、原料としては、水酸化物、蓚酸塩、硝酸塩など、焼成により酸化物になる化合物、または、酸化物を用いることができる。ここで、反応を促進するために、フッ化物（例えば、フッ化カルシウム等）や塩化物（例えば、塩化カルシウム等）を少量添加することができる。蛍光体の製造は、上記の原料を混合し、焼成して行う。
【００８５】
原料の混合方法としては、溶媒中での湿式混合でも、乾燥粉体の乾式混合でもよい。工業的に通常用いられるボールミル、媒体撹拌ミル、遊星ミル、振動ミル、ジェットミル、Ｖ型混合機、攪拌機等を用いることができる。蛍光体原料の焼成は、大気中または還元性雰囲気下において、１１００〜１７００℃の温度範囲で１〜５０時間程度行う。焼成に用いる炉は、工業的に通常用いられる炉を用いることができる。例えば、プッシャー炉等の連続式またはバッチ式の電気炉やガス炉、または、プラズマ焼結（ＳＰＳ）や熱間静水圧加圧焼結（ＨＩＰ）等の加圧焼成炉を用いることができる。得られた蛍光体粉末を、ボールミルやジェットミルなどを用いて再度粉砕し、さらに必要に応じて洗浄または分級することにより、蛍光体粉末の粒度分布や流動性を調整することができる。
【００８６】
上述のように、実施形態２の発光装置は、緑色光を発する励起光源と、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体とを用いており、従来の発光装置にはない構成を有する。この構成により、実施形態２の発光装置は、高効率な光源を実現することができる。
【００８７】
［実施形態３］
実施形態３では、本開示の発光装置の一例として、ＬＤ（発光素子の一例）を光源として備えるＬＤ発光装置について説明する。図２は、実施形態３に係るＬＤ発光装置６０の概略構成を示している。ＬＤ発光装置６０は、ＬＤ素子（励起光源の一例）５８と、波長変換部材（波長変換素子の一例）６１と、を備える。波長変換部材６１は、蛍光体を含む。蛍光体は、ＬＤ素子５８からの出射光を、より長波長の光に波長変換する。
【００８８】
ＬＤ素子５８は、ＬＥＤよりも高い光パワー密度の光を出射することができる。よって、ＬＤ素子５８の使用により高出力のＬＤ発光装置６０を構成することができる。ＬＤ素子５８から蛍光体に照射される光パワー密度は、ＬＤ発光装置６０の高出力化の観点から、例えば、０．５Ｗ／ｍｍ2以上である。また、蛍光体に照射される光パワー密度は、２Ｗ／ｍｍ2以上であってもよく、３Ｗ／ｍｍ2以上であってもよく、１０Ｗ／ｍｍ2以上であってよい。一方で、蛍光体に照射される光パワー密度が高すぎると、蛍光体からの発熱量が増大して、ＬＤ発光装置６０に悪影響を及ぼすおそれがある。よって、蛍光体に照射される光パワー密度は、１５０Ｗ／ｍｍ2以下であってもよく、１００Ｗ／ｍｍ2以下であってもよく、５０Ｗ／ｍｍ2以下であってもよく、２０Ｗ／ｍｍ2以下であってもよい。
【００８９】
ＬＤ素子５８には、緑色光を出射するＬＤ素子を使用することができる。すなわち、ＬＤ素子５８には、少なくとも波長４８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲内に発光スペクトルのピークを有するＬＤ素子、望ましくは５１０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲内に発光スペクトルのピークを有するＬＤ素子が用いられる。
【００９０】
ＬＤ素子５８は、１つのＬＤから構成されたものであってもよく、複数のＬＤを光学的に結合させたものであってもよい。ＬＤ素子５８は、例えば、非極性面または半極性面である成長面を有する窒化物半導体から形成される発光層を備えてもよい。
【００９１】
波長変換部材６１の蛍光体は、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体を含む。Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体については、実施形態１で説明したとおりであるため、ここでは詳細な説明を省略する。波長変換部材６１は、発光装置の所望の発光色に応じて、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体以外の蛍光体をさらに含んでいてもよい。例えば、波長変換部材６１が、黄色蛍光体および緑色蛍光体をさらに含んでいてもよい。黄色蛍光体および緑色蛍光体としては、実施形態２で例示したものを使用することができる。波長変換部材６１は、複数種の蛍光体が混合された一層の波長変換層であってもよく、単一種あるいは複数種の蛍光体を含む波長変換層が２層以上積層されたものであってもよい。本実施形態では、特に、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体１２で構成される第１の蛍光体層６２と、黄色蛍光体１３で構成される第２の蛍光体層６３とを積層した構成を有する波長変換部材６１が用いられる場合について説明する。
【００９２】
第１の蛍光体層６２、第２の蛍光体層６３は、それぞれ、バインダー６８，６９を用いて構成されている。バインダー６８，６９は、例えば、樹脂、ガラスまたは透明結晶などの媒体である。バインダー６８，６９は、同じ材質であってもよく、異なる材質であってもよい。なお、各蛍光体層は、蛍光体粒子のみで構成されていてもよい。
【００９３】
波長変換部材６１とＬＤ素子５８との間には、ＬＤ素子５８の光を第２の蛍光体層６３に導く入射光学系５９が設けられていてもよい。入射光学系５９は、例えば、レンズ、ミラー、または光ファイバーなどを備えている。
【００９４】
次に、本実施形態のＬＤ発光装置６０の動作について説明する。ＬＤ素子５８から射出された緑色光は、入射光学系５９を通り、波長変換部材６１の第２の蛍光体層６３に入射する。この入射光により、第２の蛍光体層６３の複数の黄色蛍光体１３が励起されて黄色光を射出する。また、第２の蛍光体層６３で吸収されずに透過したＬＤ素子５８から射出された緑色光は、第１の蛍光体層６２に入射する。この入射により、第１の蛍光体層６２の複数の赤色蛍光体１２が励起され赤色光を射出する。また、第２の蛍光体層６３から放射された黄色光が、第１の蛍光体層６２に入射する。この入射光の一部により、第１の蛍光体層６２の複数の赤色蛍光体１２が励起され赤色光を射出してもよい。また、第１の蛍光体層６２でも第２の蛍光体層６３でも吸収されずに透過したＬＤ素子５８から射出された緑色光は、外部へと放射される。これらの赤色光、黄色光、および緑色光が混合された光が、ＬＤ発光装置６０から放射される。
【００９５】
なお、各蛍光体層の厚みは、ＬＤ素子５８から射出された緑色光が第１の蛍光体層６２を透過しないように調整してもよい。また、第２の蛍光体層６３から放射された黄色光が、第１の蛍光体層６２を透過しないように調整してもよい。緑色光および黄色光が第１の蛍光体層６２を透過しない場合には、外部へ赤色光のみが放射される。別の態様として、第２の蛍光体層６３で用いている黄色蛍光体１３に代えて、実施形態２で説明した緑色蛍光体を用いてもよい。
【００９６】
上述のように、実施形態３の発光装置は、緑色光を発する励起光源と、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体とを用いており、従来の発光装置にはない構成を有する。この構成により、実施形態３の発光装置は、高効率な光源を実現することができる。
【００９７】
［実施形態４］
実施形態４では、本開示の発光装置の一例として、ＬＤ（発光素子の一例）を光源として備えるＬＤ発光装置について説明する。図３は、実施形態４に係るＬＤ発光装置８０の概略構成を示している。実施形態３と同一の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。ＬＤ発光装置８０は、ＬＤ素子５８と、波長変換部材８１と、を備える。
【００９８】
波長変換部材８１は、蛍光体を含む。蛍光体は、ＬＤ素子５８からの出射光を、より長波長の光に波長変換する。波長変換部材８１の蛍光体は、赤色蛍光体１２と、黄色蛍光体１３および緑色蛍光体１４からなる群より選ばれる少なくとも１種とが混合された波長変換層を有する。赤色蛍光体１２としては、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体が用いられる。Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体については、実施形態１で説明したとおりであるため、ここでは詳細な説明を省略する。黄色蛍光体および緑色蛍光体としては、実施形態２で例示したものを使用することができる。本実施形態では、特に、波長変換部材８１が、赤色蛍光体１２、黄色蛍光体１３、および緑色蛍光体１４の３種を混合して形成した蛍光体層である場合を説明する。３種の蛍光体の混合比率は、所望の光の色調や、各蛍光体の発光強度などに応じて、適宜調整することが可能である。
【００９９】
波長変換部材８１である蛍光体層は、バインダー６８を用いて構成されている。バインダー６８は、例えば、樹脂、ガラス、または透明結晶などの媒体である。バインダー６８は、単一の材質であってもよく、場所により異なる材質であってもよい。なお、蛍光体層は、蛍光体粒子のみで構成されていてもよい。
【０１００】
ＬＤ素子５８から射出された緑色光は、入射光学系５９を通り、波長変換部材８１中の赤色蛍光体１２、黄色蛍光体１３、および緑色蛍光体１４により、それぞれ赤色光、黄色光、緑色光に変換される。蛍光体で吸収されなかったＬＤ素子５８から射出された緑色光と、赤色蛍光体１２、黄色蛍光体１３および緑色蛍光体１４によりそれぞれ変換された赤色光、黄色光および緑色光とが混合された光が、ＬＤ発光装置８０から放射される。なお、赤色蛍光体１２は、緑色蛍光体１４により出射された緑色光の一部の入射により励起されて、赤色光を出射してもよい。
【０１０１】
上述のように、実施形態４の発光装置は、緑色光を発する励起光源と、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体とを用いており、従来の発光装置にはない構成を有する。この構成により、実施形態４の発光装置は、高効率な光源を実現することができる。
【０１０２】
［実施形態５］
実施形態５における発光装置は、励起光源と、励起光源からの出射光を波長変換する波長変換素子と、を備える。
【０１０３】
前記励起光源は、緑色光を発し、さらに青色光を発する。緑色光のピーク波長は、４８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲であり、望ましくは５１０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲である。青色光のピーク波長は、４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下であってもよい。
【０１０４】
なお、上記の励起光源としては、例えば、ＬＥＤまたはＬＤが挙げられる。励起光源は、ＧａＮ系のＬＥＤまたはＬＤであってもよく、ＧａＮ系のＬＤが望ましい。また、励起光源は、青色光を発するＧａＮ系半導体レーザー装置と、緑色光を発する、第２高調波発生器を備えたＹＡＧ：Ｎｄ固体レーザー装置と、を含んでいてもよい。
【０１０５】
波長変換素子は、少なくとも、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体を含む。Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体については、実施形態１で説明したとおりであるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１０６】
以上の構成によれば、高出力時においても量子効率の高い発光装置を構成することができる。
【０１０７】
本実施形態における波長変換素子は、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体を第一の蛍光体とした場合、波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する第二の蛍光体をさらに含んでもよい。第二の蛍光体は、青色励起光源が発する光を照射されることで、青色励起光源が発する光よりも長波長の蛍光を発する。第二の蛍光体としては、化学組成Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ（ＹＡＧ：Ｃｅ）の結晶相を含有する蛍光体や、化学組成Ｌａ3Ｓｉ6Ｎ11：Ｃｅ（ＬＳＮ：Ｃｅ）を有する結晶相を含有する蛍光体などを用いてもよい。
【０１０８】
また、第二の蛍光体を、黄色光を発する蛍光体とし、さらに、緑色光を発する第三の蛍光体を組み合わせてもよい。すなわち、本実施形態における波長変換素子は、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体および黄色光を発する第二の蛍光体に加えて、緑色光を発する第三の蛍光体をさらに含んでもよい。第三の蛍光体は、励起光源が発する光を照射されることで、励起光源が発する光よりも長波長の蛍光を発する。第三の蛍光体としては、化学組成Ｌｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ（ＬｕＡＧ：Ｃｅ）の結晶相を含有する蛍光体や、化学組成Ｙ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｎ12：Ｃｅ（ＹＡＧＧ：Ｃｅ）を有する結晶相を含有する蛍光体などを用いてもよい。
【０１０９】
なお、第二の蛍光体や第三の蛍光体が発する光を利用して、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体を励起してもよい。
【０１１０】
また、第二の黄色蛍光体の代わりに第三の緑色蛍光体を組み合わせてもよい。すなわち、本実施形態における波長変換素子は、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体に加えて、緑色光を発する第三の蛍光体をさらに含んでもよい。
【０１１１】
本実施形態の発光装置においては、励起光源、赤色蛍光体、並びに、第二および第三の蛍光体は、発光装置の用途に応じて、上述の範囲内で自由に選択することができる。
【０１１２】
また、本実施形態における波長変換素子に含まれる全ての蛍光体の１／ｅ発光寿命が、１００ｎｓ以下の値を示してもよい。発光寿命は、輝度飽和特性に影響する。従来の赤色蛍光体であるＣＡＳＮ：Ｅｕなど、Ｅｕを含む蛍光体は、Ｃｅを含む蛍光体と比較して発光寿命が長い。そのため、Ｅｕを含む蛍光体は、高出力励起時に量子効率が低下することで輝度飽和しやすい。したがって、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体は、従来の赤色蛍光体と比較して、高出力時でも量子効率が高い赤色蛍光体として有望である。
【０１１３】
上述のように、本実施形態の発光装置は、緑色光と青色光とを発する励起光源と、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体とを用いており、従来の発光装置にはない構成を有する。この構成により、本実施形態の発光装置は、演色性の高い高出力の発光装置や電球色に発光する高出力の発光装置を実現できる。
【０１１４】
［実施形態６］
実施形態６では、本開示の発光装置の一例として、ＬＥＤチップ（発光素子の一例）を光源として備えるＬＥＤ発光装置について説明する。
【０１１５】
図４は、実施形態６のＬＥＤ発光装置の一実施形態を示す模式的な断面図である。図４に示すように、ＬＥＤ発光装置１０は、蛍光体１１と、ＬＥＤチップ１５−１と、ＬＥＤチップ１５−２と、ＬＥＤ封止体２４と、を備える。また、ＬＥＤ発光装置１０は支持体２３を備えてもよい。支持体２３は、ＬＥＤチップ１５を支持する。本実施形態では、ＬＥＤ発光装置１０は、面実装が可能な構造を備えている。よって、支持体２３は基板である。なお、本実施形態において、ＬＥＤチップ１５は、ＬＥＤチップ１５−１およびＬＥＤチップ１５−２の両方を指す。
【０１１６】
本実施形態は高輝度ＬＥＤ発光装置に用いることができる。例えば、ＬＥＤチップ１５で発生した熱を効率的に外部へ放熱することができるよう、支持体２３は高い熱伝導率を有している。例えば、アルミナや窒化アルミニウムなどからなるセラミック基板を支持体２３として用いることができる。
【０１１７】
ＬＥＤチップ１５−１は、青色領域で発光する。ＬＥＤチップ１５−１は、例えば、波長４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の範囲内に発光スペクトルのピークを有する。ＬＥＤチップ１５−１として、具体的には、青色ＬＥＤチップが用いられる。
【０１１８】
ＬＥＤチップ１５−２は、緑色領域で発光する。ＬＥＤチップ１５−２は、波長４８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲内に発光スペクトルのピークを有し、望ましくは５１０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲内に発光スペクトルのピークを有する。ＬＥＤチップ１５−２として、具体的には、緑色ＬＥＤチップが用いられる。
【０１１９】
ＬＥＤチップ１５は、支持体２３上において、出射面１５ａが支持体２３と接する面とならないように、半田２７などによって支持体２３に固定されている。また、ＬＥＤチップ１５はボンディングワイヤ２１によって支持体２３に設けられた電極２２に電気的に接続されている。ＬＥＤチップ１５は、ＬＥＤ封止体２４で覆われている。
【０１２０】
ＬＥＤ封止体２４には、シリコーン樹脂が使用されている。蛍光体１１が、ＬＥＤ封止体２４中に分散している。シリコーン樹脂には、半導体発光素子の封止樹脂として用いられる種々の化学式で規定される構造のシリコーン樹脂を用いることができる。シリコーン樹脂は、例えば、耐変色性が高いジメチルシリコーンを含んでいる。また、耐熱性の高いメチルフェニルシリコーン等もシリコーン樹脂として用いることができる。シリコーン樹脂は１種類の化学式で規定されるシロキサン結合による主骨格を持つ単独重合体であってもよい。また、２種類以上の化学式で規定されるシロキサン結合を有する構造単位を含む共重合体や２種類以上のシリコーンポリマーのアロイであってもよい。
【０１２１】
本実施形態では、ＬＥＤ封止体２４中のシリコーン樹脂は硬化後の状態にある。したがって、ＬＥＤ封止体２４も硬化した状態にある。以下において説明するように、ＬＥＤ封止体２４は、未硬化のシリコーン樹脂を用いて作製することができる。シリコーン樹脂は、主剤および硬化剤を混合することにより硬化が促進される２液型であることが一般的である。しかし、熱硬化型、あるいは、光などのエネルギーを照射することによって硬化するエネルギー硬化型のシリコーン樹脂を用いることもできる。なお、ＬＥＤ封止体２４には、シリコーン樹脂以外のものを使用してもよい。例えば、ガラス、エポキシ樹脂等、ＺｎＯで構成される無機材料を用いてもよい。また、蛍光体１１は、ＬＥＤ封止体２４中に分散させずに、ＬＥＤ封止体２４上に蛍光体板の形態で配置してもよい。
【０１２２】
上述した例では、ＬＥＤチップはワイヤボンディングされていたが、本実施形態で用いられるＬＥＤチップは他の構成であってもよい。すなわち、本実施形態で用いられるＬＥＤチップは、フェイスアップで実装されるものであっても、フリップチップで実装されるものであってもよい。また本実施形態で用いられるＬＥＤチップは、一般的な極性面（すなわち、ｃ面）の成長面を有する窒化物半導体から形成される発光層を備えるものであってもよい。
【０１２３】
＜蛍光体の概要＞
蛍光体１１は、ＬＥＤチップ１５−１から出射される青色領域の光と、ＬＥＤチップ１５−２から出射される緑色領域の光のうち、一部の波長成分、あるいは、すべての波長成分を吸収し、蛍光を発する。吸収する光の波長および蛍光の波長は、蛍光体１１に含まれる蛍光材料の種類によって決まる。蛍光体１１は、光の混色により白色光が作り出されるように、複数の異なる色の蛍光体を含む混合蛍光体であってもよい。蛍光体１１は、緑色蛍光体および赤色蛍光体の混合蛍光体であってもよい。赤色蛍光体としては、実施形態１で説明したＣｅを発光中心として含む赤色蛍光体が用いられる。
【０１２４】
緑色蛍光体としては、例えば、Ｌｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅや、Ｙ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｎ12：Ｃｅなどの蛍光体を用いることができる。
【０１２５】
別の態様として、蛍光体１１は、黄色蛍光体および赤色蛍光体の混合蛍光体であってもよい。黄色蛍光体としては、例えば、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ（ＹＡＧ：Ｃｅ）や、Ｌａ3Ｓｉ6Ｎ11：Ｃｅなどの蛍光体を用いることができる。
【０１２６】
また、蛍光体１１の粒子径は、例えば、それぞれ１μｍ以上８０μｍ以下である。本明細書において、粒子径とは、顕微鏡法による円相当径で表したものをいう。
【０１２７】
蛍光体１１は、例えば、封止体１００重量部に対して、３重量部以上７０重量部以下の割合でＬＥＤ封止体２４に含まれている。蛍光体１１の含有量が３重量部以上の場合、十分な強度の蛍光が得られ、所望の波長の光を発光するＬＥＤ発光装置１０を実現できる。蛍光体１１に用いる各色に発光する蛍光体の重量比は、所望する白色光の色調と、それぞれの蛍光体の発光強度に応じて適宜決定することができる。なお、蛍光体１１を、実施形態１の赤色蛍光体のみにすることによって、あるいは、他の色の蛍光体と組み合わせることによって、ＬＥＤ発光装置を、白色以外の色を発するＬＥＤ発光装置として構成することもできる。
【０１２８】
実施形態６の発光装置によれば、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体を用い、吸収効率の高い緑色光で赤色蛍光体を励起するため、従来よりも量子効率を向上させることができる。さらに、実施形態６の発光装置を白色発光装置として構成した場合には、高い演色性および色再現性を実現できる。
【０１２９】
［実施形態７］
実施形態７では、本開示の発光装置の一例として、ＬＤ（発光素子の一例）を光源として備えるＬＤ発光装置について説明する。図５は、実施形態７に係るＬＤ発光装置６０の概略構成を示している。ＬＤ発光装置６０は、ＬＤ素子（励起光源の一例）５８−１と、ＬＤ素子（励起光源の一例）５８−２と、波長変換部材（波長変換素子の一例）である蛍光体層６２と、を備える。ＬＤ素子５８−１は、青色光を発するＬＤである。ＬＤ素子５８−２は、緑色光を発するＬＤである。蛍光体層６２は、蛍光体を含む。蛍光体は、ＬＤ素子５８からの出射光を、より長波長の光に波長変換する。なお、本実施形態において、ＬＤ素子５８とは、ＬＤ素子５８−１およびＬＤ素子５８−２の両方を指す。
【０１３０】
ＬＤ素子５８は、ＬＥＤよりも高い光パワー密度の光を出射することができる。よって、ＬＤ素子５８の使用により高出力のＬＤ発光装置６０を構成することができる。ＬＤ素子５８から蛍光体に照射される光パワー密度は、ＬＤ発光装置６０の高出力化の観点から、例えば、０．５Ｗ／ｍｍ2以上である。また、蛍光体に照射される光パワー密度は、２Ｗ／ｍｍ2以上であってもよく、３Ｗ／ｍｍ2以上であってもよく、１０Ｗ／ｍｍ2以上であってよい。一方で、蛍光体に照射される光パワー密度が高すぎると、蛍光体からの発熱量が増大して、ＬＤ発光装置６０に悪影響を及ぼすおそれがある。よって、蛍光体に照射される光パワー密度は、１５０Ｗ／ｍｍ2以下であってもよく、１００Ｗ／ｍｍ2以下であってもよく、５０Ｗ／ｍｍ2以下であってもよく、２０Ｗ／ｍｍ2以下であってもよい。
【０１３１】
ＬＤ素子５８−１は、青色領域で発光する。ＬＤ素子５８−１は、波長４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の範囲内に発光スペクトルのピークを有する。ＬＤ素子５８−１として、具体的には、青色光を出射するＬＤ素子が用いられる。ＬＤ素子５８−１として、ＧａＮ系半導体レーザー装置、すなわちＧａＮ系のＬＤを用いてもよい。
【０１３２】
ＬＤ素子５８−２は、緑色領域で発光する。ＬＤ素子５８−２は、波長４８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲内に発光スペクトルのピークを有し、望ましくは５１０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲内に発光スペクトルのピークを有する。ＬＤ素子５８−２として、具体的には、緑色光を出射するＬＤ素子が用いられる。ＬＤ素子５８−２として、ＧａＮ系半導体レーザー装置、すなわちＧａＮ系のＬＤを用いてもよい。ＬＤ素子５８−２として、第２高調波発生器を備えたＹＡＧ：Ｎｄ固体レーザー装置を用いてもよい。
【０１３３】
ＬＤ素子５８は、例えば、非極性面または半極性面である成長面を有する窒化物半導体から形成される発光層を備えてもよい。
【０１３４】
波長変換部材である蛍光体層６２は、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体１２を含む。Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体については、実施形態１で説明したとおりであるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１３５】
蛍光体層６２は、バインダー６８を用いて構成されている。バインダー６８は、例えば、樹脂、ガラスまたは透明結晶などの媒体である。なお、蛍光体層６２は、蛍光体粒子のみで構成されていてもよい。
【０１３６】
蛍光体層６２とＬＤ素子５８−１との間、および、蛍光体層６２とＬＤ素子５８−２には、ＬＤ素子５８の光を蛍光体層６２に導く入射光学系５９が設けられていてもよい。入射光学系５９は、例えば、レンズ、ミラー、または光ファイバーなどを備えている。
【０１３７】
次に、本実施形態のＬＤ発光装置６０の動作について説明する。ＬＤ素子５８−１から射出された青色光は、入射光学系５９を通り、蛍光体層６２に入射する。この入射光により、蛍光体層６２の複数の赤色蛍光体１２が励起されて赤色光を射出する。また、蛍光体層６２で吸収されずに透過したＬＤ素子５８−１から射出された青色光は、外部へと放射される。
【０１３８】
ＬＤ素子５８−２から射出された緑色光は、入射光学系５９を通り、蛍光体層６２に入射する。この入射光により、蛍光体層６２の複数の赤色蛍光体１２が励起されて赤色光を射出する。また、蛍光体層６２で吸収されずに透過したＬＤ素子５８−２から射出された緑色光は、外部へと放射される。
【０１３９】
蛍光体層６２から外部へ放射された上記の赤色光、緑色光、および青色光が混合して、白色光となる。
【０１４０】
なお、蛍光体層６２の厚みは、ＬＤ素子５８−１から射出された青色光およびＬＤ素子５８−２から射出された緑色光が、蛍光体層６２を透過しないように調整してもよい。この場合には、外部へ赤色光のみが放射される。
【０１４１】
次に、本実施形態のＬＤ発光装置６０の変形例について、図６Ａから図６Ｈを参照しながら説明する。なお、以下の説明では、図５に示したＬＤ発光装置６０の構成を、基本構成ということがある。
【０１４２】
図６Ａは、本実施形態のＬＤ発光装置６０の第１変形例の概略構成を示している。第１変形例のＬＤ発光装置６０は、入射光学系５９と蛍光体層６２との間に、入射光学系５９から出射された青色光および緑色光を１点に集光して蛍光体層６２に照射するための、集光レンズ７０が設けられている。第１変形例のその他の構成は、基本構成と同じである。
【０１４３】
図６Ｂは、本実施形態のＬＤ発光装置６０の第２変形例の概略構成を示している。第２変形例のＬＤ発光装置６０には、ＬＤ素子５８−１用に設けられている入射光学系５９と蛍光体層６２との間に、入射光学系５９から出射された青色光を１点に集光して蛍光体層６２に照射するための集光レンズ７０が設けられている。さらに、第２変形例のＬＤ発光装置６０には、ＬＤ素子５８−２用に設けられている入射光学系５９と蛍光体層６２との間に、入射光学系５９から出射された緑色光を１点に集光して蛍光体層６２に照射するための集光レンズ７０が設けられている。第２変形例のその他の構成は、基本構成と同じである。
【０１４４】
図６Ｃは、本実施形態のＬＤ発光装置６０の第３変形例の概略構成を示している。第３変形例のＬＤ発光装置６０は、第２変形例の構成をさらに変形した構成を有する。第３変形例のＬＤ発光装置６０は、第２変形例の構成において、ＬＤ素子５８−１およびＬＤ素子５８−２のそれぞれが、蛍光体層６２の照射面に対して傾けられた状態で設置されている。この構成によれば、蛍光体層６２に対する青色光および緑色光の照射領域を揃えることができる。
【０１４５】
図６Ｄは、本実施形態のＬＤ発光装置６０の第４変形例の概略構成を示している。第４変形例のＬＤ発光装置６０は、１つのＬＤ素子５８に青色ＬＤと緑色ＬＤの両方が搭載された構成を有する。第４変形例のその他の構成は、基本構成と同じである。この構成によれば、１つのＬＤ素子で緑色光と青色光との両方を発することが可能となり、例えば発光装置の小型化が可能となる。
【０１４６】
図６Ｅは、本実施形態のＬＤ発光装置６０の第５変形例の概略構成を示している。第５変形例のＬＤ発光装置６０は、ＬＤ素子５８−１から射出された青色光と、ＬＤ素子５８−２から射出された緑色光とを蛍光体層６２に導くためのダイクロイックミラー７１を備えている。第５変形例のＬＤ発光装置６０は、さらに、ダイクロイックミラー７１と蛍光体層６２との間に、ダイクロイックミラー７１から出射された青色光および緑色光を１点に集光して蛍光体層６２に照射するための、集光レンズ７０が設けられている。第５変形例のその他の構成は、基本構成と同じである。
【０１４７】
図６Ｆは、本実施形態のＬＤ発光装置６０の第６変形例の概略構成を示している。第６変形例のＬＤ発光装置６０は、ＬＤ素子５８−１から射出された青色光を蛍光体層６２に入射させない構成を有する。すなわち、第６変形例のＬＤ発光装置６０では、ＬＤ素子５８−２から射出された緑色光のみが蛍光体層６２に入射する。第６変形例のその他の構成は、基本構成と同じである。この第６変形例の構成では、ＬＤ素子５８−２から射出された緑色光は、入射光学系５９を通り、蛍光体層６２に入射する。この入射光により、蛍光体層６２の複数の赤色蛍光体１２が励起されて赤色光を射出する。また、蛍光体層６２で吸収されずに透過したＬＤ素子５８−２から射出された緑色光は、外部へと放射される。このように蛍光体層６２から外部へ放射された赤色光および緑色光と、ＬＤ素子５８−１から射出された青色光とが混合して、白色光となる。
【０１４８】
図６Ｇは、本実施形態のＬＤ発光装置６０の第７変形例の概略構成を示している。第７変形例のＬＤ発光装置６０は、基本構造に対してＬＤ素子５８−３をさらに備える。ＬＤ素子５８−３は、緑色領域で発光する。ＬＤ素子５８−３は、例えば、波長４８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲内に発光スペクトルのピークを有し、望ましくは５１０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲内に発光スペクトルのピークを有する。第７変形例のＬＤ発光装置６０では、ＬＤ素子５８−３から射出された緑色光のみが蛍光体層６２に入射する。ＬＤ素子５８−１から射出された青色光およびＬＤ素子５８−２から射出された緑色光は、蛍光体層６２は入射せず、そのまま使用される。この第７変形例の構成では、ＬＤ素子５８−３から射出された緑色光は、入射光学系５９を通り、蛍光体層６２に入射する。この入射光により、蛍光体層６２の複数の赤色蛍光体１２が励起されて赤色光を射出する。また、蛍光体層６２で吸収されずに透過したＬＤ素子５８−２から射出された緑色光は、外部へと放射される。このように蛍光体層６２から外部へ放射された赤色光および緑色光と、ＬＤ素子５８−１から射出された青色光と、ＬＤ素子５８−２から射出された緑色光とが混合して、白色光となる。
【０１４９】
図６Ｈは、本実施形態のＬＤ発光装置６０の第８変形例の概略構成を示している。第８変形例のＬＤ発光装置６０では、ＬＤ素子５８−２から射出された緑色光のみが蛍光体層６２に入射する。ＬＤ素子５８−１から射出された青色光は、散乱体６４を含む散乱体層６５に入射する。この第８変形例の構成では、ＬＤ素子５８−２から射出された緑色光は、入射光学系５９を通り、蛍光体層６２に入射する。この入射光により、蛍光体層６２の複数の赤色蛍光体１２が励起されて赤色光を射出する。また、蛍光体層６２で吸収されずに透過したＬＤ素子５８−２から射出された緑色光は、外部へと放射される。一方、ＬＤ素子５８−１から射出された青色光は、散乱体層６５に入射し、散乱体６４で散乱されて、インコヒーレント光として外部へ放射される。このように、蛍光体層６２から外部へ放射された赤色光および緑色光と、散乱体層６５から放射された青色光とが混合して、白色光となる。
【０１５０】
図６Ｉは、本実施形態のＬＤ発光装置６０の第９変形例の概略構成を示している。第９変形例のＬＤ発光装置６０では、ＬＤ素子５８−１から射出された青色光およびＬＤ素子５８−２から射出された緑色光が光ファイバー７２を介して蛍光体層６２に入射する。第９変形例のＬＤ発光装置６０は、ＬＤ素子５８−１から射出された青色光およびＬＤ素子５８−２から射出された緑色光が入射する光ファイバー７２と、青色光および緑色光を合波する合波器７３とを備えている。第９変形例のＬＤ発光装置６０では、合波された光は、入射光学系５９および集光レンズ７０を介して、蛍光体層６２に入射する。
【０１５１】
実施形態７の発光装置によれば、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体を用い、吸収効率の高い緑色光で赤色蛍光体を励起するため、従来よりも量子効率を向上させることができる。さらに、実施形態７の発光装置を白色発光装置として構成した場合には、高い演色性および色再現性を実現できる。
【０１５２】
［実施形態８］
実施形態８では、本開示の発光装置の一例として、ＬＤ（発光素子の一例）を光源として備えるＬＤ発光装置について説明する。図７は、実施形態８に係るＬＤ発光装置６０の概略構成を示している。実施形態８のＬＤ発光装置６０は、波長変換部材６１（波長変換素子の一例）が２層の蛍光体層で構成されている点を除き、図５に示されている実施形態７のＬＤ発光装置６０と同じ構成を有する。したがって、ここでは、波長変換部材６１ついてのみ説明する。
【０１５３】
波長変換部材６１の蛍光体は、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体を含む。Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体については、実施形態１で説明したとおりであるため、ここでは詳細な説明を省略する。波長変換部材６１は、発光装置の所望の発光色に応じて、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体以外の蛍光体をさらに含んでいてもよい。本実施形態における波長変換部材６１は、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体１２で構成される第１の蛍光体層６２と、黄色蛍光体１３で構成される第２の蛍光体層６３とを積層した構成を有する。
【０１５４】
第１の蛍光体層６２、第２の蛍光体層６３は、それぞれ、バインダー６８，６９を用いて構成されている。バインダー６８，６９は、例えば、樹脂、ガラスまたは透明結晶などの媒体である。バインダー６８，６９は、同じ材質であってもよく、異なる材質であってもよい。なお、各蛍光体層は、蛍光体粒子のみで構成されていてもよい。
【０１５５】
次に、本実施形態のＬＤ発光装置６０の動作について説明する。
【０１５６】
ＬＤ素子５８−１から射出された青色光は、入射光学系５９を通り、波長変換部材６１の第２の蛍光体層６３に入射する。この入射光により、第２の蛍光体層６３の複数の黄色蛍光体１３が励起されて黄色光を射出する。また、第２の蛍光体層６３で吸収されずに透過したＬＤ素子５８−１から射出された青色光は、第１の蛍光体層６２に入射する。この入射により、第１の蛍光体層６２の複数の赤色蛍光体１２が励起され赤色光を射出する。また、第２の蛍光体層６３から放射された黄色光が、第１の蛍光体層６２に入射する。この入射光の一部により、第１の蛍光体層６２の複数の赤色蛍光体１２が励起され赤色光を射出してもよい。また、第１の蛍光体層６２でも第２の蛍光体層６３でも吸収されずに透過したＬＤ素子５８−１から射出された青色光は、外部へと放射される。
【０１５７】
ＬＤ素子５８−２から射出された緑色光は、入射光学系５９を通り、波長変換部材６１の第２の蛍光体層６３に入射する。この入射光により、第２の蛍光体層６３の複数の黄色蛍光体１３が励起されて黄色光を射出する。また、第２の蛍光体層６３で吸収されずに透過したＬＤ素子５８−２から射出された緑色光は、第１の蛍光体層６２に入射する。この入射により、第１の蛍光体層６２の複数の赤色蛍光体１２が励起され赤色光を射出する。また、第２の蛍光体層６３から放射された黄色光が、第１の蛍光体層６２に入射する。この入射光の一部により、第１の蛍光体層６２の複数の赤色蛍光体１２が励起され赤色光を射出してもよい。また、第１の蛍光体層６２でも第２の蛍光体層６３でも吸収されずに透過したＬＤ素子５８−２から射出された緑色光は、外部へと放射される。
【０１５８】
これらの赤色光、黄色光、青色光および緑色光が混合して、白色光となる。
【０１５９】
なお、各蛍光体層の厚みは、ＬＤ素子５８から射出された青色光が第１の蛍光体層６２を透過しないように調整してもよい。また、第２の蛍光体層６３から放射された黄色光が、第１の蛍光体層６２を透過しないように調整してもよい。青色光および黄色光が第１の蛍光体層６２を透過しない場合には、外部へ赤色光のみが放射される。別の態様として、第２の蛍光体層６３で用いている黄色蛍光体１３に代えて、実施形態２で説明した緑色蛍光体を用いてもよい。
【０１６０】
実施形態８の発光装置によれば、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体を用い、吸収効率の高い緑色光で赤色蛍光体を励起するため、従来よりも量子効率を向上させることができる。さらに、実施形態８の発光装置を白色発光装置として構成した場合には、高い演色性および色再現性を実現できる。
【０１６１】
［実施形態９］
実施形態９では、本開示の発光装置の一例として、ＬＤ（発光素子の一例）を光源として備えるＬＤ発光装置について説明する。図８は、実施形態９に係るＬＤ発光装置８０の概略構成を示している。なお、実施形態７および８と同一の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１６２】
ＬＤ発光装置８０は、ＬＤ素子５８−１と、ＬＤ素子５８−２と、波長変換部材８１と、を備える。波長変換部材８１の蛍光体は、赤色蛍光体１２と、黄色蛍光体１３および緑色蛍光体１４からなる群より選ばれる少なくとも１種とが混合された波長変換層を有する。赤色蛍光体１２としては、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体が用いられる。Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体については、実施形態１で説明したとおりであるため、ここでは詳細な説明を省略する。黄色蛍光体および緑色蛍光体としては、実施形態２で例示したものを使用することができる。本実施形態では、特に、波長変換部材８１が、赤色蛍光体１２、黄色蛍光体１３、および緑色蛍光体１４の３種を混合して形成した蛍光体層である場合を説明する。３種の蛍光体の混合比率は、所望の白色光の色調や、各蛍光体の発光強度などに応じて、適宜調整することが可能である。
【０１６３】
波長変換部材８１である蛍光体層は、バインダー６８を用いて構成されている。バインダー６８は、例えば、樹脂、ガラス、または透明結晶などの媒体である。バインダー６８は、単一の材質であってもよく、場所により異なる材質であってもよい。なお、蛍光体層は、蛍光体粒子のみで構成されていてもよい。
【０１６４】
ＬＤ素子５８−１から射出された青色光は、入射光学系５９を通り、波長変換部材８１中の赤色蛍光体１２、黄色蛍光体１３、および緑色蛍光体１４により、それぞれ赤色光、黄色光、緑色光に変換される。ＬＤ素子５８−２から射出された緑色光は、入射光学系５９を通り、波長変換部材８１中の赤色蛍光体１２および黄色蛍光体１３により、それぞれ赤色光、黄色光に変換される。蛍光体で吸収されなかったＬＤ素子５８−１から射出された青色光と、蛍光体で吸収されなかったＬＤ素子５８−２から射出された緑色光と、赤色蛍光体１２、黄色蛍光体１３および緑色蛍光体１４によりそれぞれ変換された赤色光、黄色光および緑色光とを混合して、白色光となる。なお、赤色蛍光体１２は、緑色蛍光体１４により出射された緑色光の一部の入射により励起されて、赤色光を出射してもよい。また、波長変換部材８１の厚みは、ＬＤ素子５８−１から射出された青色光およびＬＤ素子５８−２から射出された緑色光が波長変換部材８１を透過しないように調整してもよい。この場合には、外部へ赤色光のみが放射される。
【０１６５】
次に、本実施形態のＬＤ発光装置８０の変形例について、図９Ａから図９Ｃを参照しながら説明する。なお、以下の説明では、図８に示したＬＤ発光装置８０の構成を、基本構成ということがある。
【０１６６】
図９Ａは、本実施形態のＬＤ発光装置８０の第１変形例の概略構成を示している。第１変形例のＬＤ発光装置８０では、波長変換部材８１が、赤色蛍光体１２および緑色蛍光体１４の２種を混合して形成した蛍光体層である。第１変形例のその他の構成は、基本構成と同じである。この構成では、ＬＤ素子５８−１から射出された青色光は、入射光学系５９を通り、波長変換部材８１に入射する。この入射光により、波長変換部材８１の複数の赤色蛍光体１２が励起されて赤色光を射出する。また、波長変換部材８１で吸収されずに透過したＬＤ素子５８−１から射出された青色光は、外部へと放射される。ＬＤ素子５８−２から射出された緑色光は、入射光学系５９を通り、波長変換部材８１に入射する。この入射光により、波長変換部材８１の複数の赤色蛍光体１２が励起されて赤色光を射出する。また、波長変換部材８１で吸収されずに透過したＬＤ素子５８−２から射出された緑色光は、外部へと放射される。これらの赤色光、緑色光、および青色光が混合して、白色光となる。
【０１６７】
図９Ｂは、本実施形態のＬＤ発光装置８０の第２変形例の概略構成を示している。第２変形例のＬＤ発光装置８０では、波長変換部材８１が、赤色蛍光体１２が設けられている領域と、緑色蛍光体１４が設けられている領域との２つの領域に分割されている。詳しくは、波長変換部材８１において、ＬＤ素子５８−１から射出された青色光が照射される領域は、緑色蛍光体１４が設けられている領域である。ＬＤ素子５８−２から射出された緑色光が照射される領域は、赤色蛍光体１２が設けられている領域である。第２変形例のその他の構成は、基本構成と同じである。この構成では、ＬＤ素子５８−１から射出された青色光は、入射光学系５９を通り、波長変換部材８１に入射する。この入射光により、波長変換部材８１の複数の緑色蛍光体１４が励起されて緑色光を射出する。また、波長変換部材８１で吸収されずに透過したＬＤ素子５８−１から射出された青色光は、外部へと放射される。ＬＤ素子５８−２から射出された緑色光は、入射光学系５９を通り、波長変換部材８１に入射する。この入射光により、波長変換部材８１の複数の赤色蛍光体１２が励起されて赤色光を射出する。また、波長変換部材８１で吸収されずに透過したＬＤ素子５８−２から射出された緑色光は、外部へと放射される。これらの赤色光、緑色光、および青色光が混合して、白色光となる。
【０１６８】
図９Ｃは、本実施形態のＬＤ発光装置８０の第３変形例の概略構成を示している。第３変形例のＬＤ発光装置８０では、波長変換部材８１が、赤色蛍光体１２で構成される第１の蛍光体層８２と、黄色蛍光体１３で構成される第２の蛍光体層８３と、緑色蛍光体１４で構成される第３の蛍光体層８４と、が積層された構成を有する。第３変形例のその他の構成は、基本構成と同じである。この構成では、ＬＤ素子５８−１から射出された青色光は、入射光学系５９を通り、波長変換部材８１の第３の蛍光体層８４に入射する。この入射光により、第３の蛍光体層８４の複数の緑色蛍光体１４が励起されて緑色光を射出する。また、第３の蛍光体層８４で吸収されずに透過したＬＤ素子５８−１から射出された青色光は第２の蛍光体層８３に入射する。この入射により、第２の蛍光体層８３の複数の黄色蛍光体１３が励起されて黄色光を射出する。また、第２の蛍光体層８３で吸収されずに透過したＬＤ素子５８−１から射出された青色光は、第１の蛍光体層８２に入射する。この入射により、第１の蛍光体層８２の複数の赤色蛍光体１２が励起され赤色光を射出する。一方、ＬＤ素子５８−２から射出された緑色光は、入射光学系５９を通り、波長変換部材８１の第３の蛍光体層８４に入射する。第３の蛍光体層８４で吸収されずに透過したＬＤ素子５８−２から射出された緑色光は、第２の蛍光体層８３に入射する。この入射により、第２の蛍光体層８３の複数の黄色蛍光体１３が励起されて黄色光を射出する。また、第２の蛍光体層８３で吸収されずに透過したＬＤ素子５８−２から射出された緑色光は、第１の蛍光体層８２に入射する。この入射により、第１の蛍光体層８２の複数の赤色蛍光体１２が励起され赤色光を射出する。また、第１の蛍光体層８２の赤色蛍光体は、第３の蛍光体層８４から射出された緑色光によって励起されて赤色光を射出してもよい。これらの赤色光、黄色光、青色光および緑色光が混合して、白色光となる。
【０１６９】
実施形態９の発光装置によれば、Ｃｅを発光中心として用いた赤色蛍光体を用い、吸収効率の高い緑色光で赤色蛍光体を励起するため、従来よりも量子効率を向上させることができる。さらに、実施形態９の発光装置を白色発光装置として構成した場合には、高い演色性および色再現性を実現できる。
【０１７０】
［実施形態１０］
実施形態１０では、本開示の照明装置の一例について説明する。図１０は、実施形態１０に係る照明装置１２０の概略構成を示している。照明装置１２０は、光源１２１と、光源１２１が発する光を前方に導く出射光学系１２２と、を備える。光源からの発光色を調整するために、光源からの光を吸収または反射する波長カットフィルター１２３を設けてもよい。光源１２１は、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体を含む。また、光源１２１は、実施形態２〜９の発光装置１０、６０または８０であってもよい。出射光学系１２２は、例えば、リフレクタであってもよい。出射光学系１２２は、例えば、ＡｌまたはＡｇなどの金属膜、または、表面に保護膜が形成されたＡｌ膜を有してもよい。
【０１７１】
実施形態１０の照明装置によれば、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体を用いるため、高出力時において従来の照明装置よりも量子効率を向上させることができる。さらに、白色照明装置として構成した場合には、高い演色性および色再現性を実現できる。
【０１７２】
［実施形態１１］
実施形態１１では、本開示の照明装置の一例として、光ファイバーを用いた照明装置について説明する。図１１は、実施形態１１に係る照明装置１３０の概略構成を示している。照明装置１３０は、ＬＤ素子５８と、入射光学系５９と、光ファイバー１３２と、波長変換部材１３１と、出射光学系１２２と、を備える。
【０１７３】
ＬＤ素子５８が発する光は、入射光学系５９を通り、光ファイバー１３２へと導かれる。光ファイバー１３２は、その光を出射部へと導く。出射部は、例えば、波長変換部材１３１と、出射光学系１２２と、を備える。波長変換部材１３１は、実施形態１の赤色蛍光体を含む。また、波長変換部材１３１は、実施形態３〜４の波長変換部材６１または８１であってもよい。なお、波長変換部材１３１は、図１１のように光ファイバー１３２よりも出射側に位置してもよいが、光ファイバー１３２よりも入射側（例えば、ＬＤ素子５８と入射光学系５９との間、または、入射光学系５９と光ファイバー１３２との間）に位置してもよい。
【０１７４】
実施形態１１の照明装置によれば、光ファイバーを用いることで、光の照射方向を簡便に変更することができる。
【０１７５】
また、実施形態１の赤色蛍光体を用いるため、高出力時において従来の照明装置よりも量子効率を向上させることができる。さらに、白色照明装置として構成した場合には、高い演色性および色再現性を実現できる。
【０１７６】
［実施形態１２］
実施形態１２では、本開示の照明装置の応用例として、照明装置を備えた車両について説明する。図１２は、実施形態１１に係る車両１４０の概略構成を示している。車両１４０は、実施形態１０の照明装置１２０である車両用ヘッドランプと、電力供給源１４１と、を備える。また、車両１４０は、エンジン等の駆動源によって回転駆動され、電力を発生する発電機１４２を有してもよい。発電機１４２が生成した電力は、電力供給源１４１に蓄えられてもよい。電力供給源１４１は、充放電が可能な２次電池であってもよい。照明装置１２０は、電力供給源１４１からの電力によって点灯する。車両１４０は、例えば、自動車、２輪車、または特殊車両である。また、車両１４０は、エンジン車、電気車、またはハイブリッド車であってもよい。
【０１７７】
実施形態１２の車両によれば、Ｃｅを発光中心として含む赤色蛍光体を含む車両用ヘッドランプを用いるため、高出力時において従来よりも前方を明るく照らすことができる。さらに、白色照明装置として構成した場合には、高い演色性および色再現性を実現できる。
【実施例】
【０１７８】
以下、本開示を詳細に説明するが、本開示は、これら実施例に限定されるものではない。
【０１７９】
＜発光／励起スペクトルの測定＞
蛍光体の発光スペクトルおよび励起スペクトルは、分光蛍光光度計（日本分光製ＦＰ−６５００）を用いて測定された。発光スペクトルの測定は、励起光のピーク波長を５００ｎｍに設定し、蛍光体の発光を５５０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で測定した。この時のピーク波長を発光ピーク波長として求めた。励起スペクトルの測定は、蛍光体発光のモニター波長を６００ｎｍに設定し、励起光を３５０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲で変化させて測定した。この時の最も長波長に現れるピーク波長を励起ピーク波長として求めた。
【０１８０】
＜発光寿命の評価＞
蛍光体の発光寿命は、蛍光寿命測定装置（浜松ホトニクス製Ｑｕａｎｔａｕｒｕｓ−Ｔａｕ小型蛍光寿命測定装置）を用いて測定された。励起光のピーク波長を４７０ｎｍに設定し、蛍光体発光のモニター波長を６２０ｎｍに設定し、励起光を遮断した後の時間に対する発光強度の時間変化を測定した。この時の発光強度が、励起光遮断前の発光強度に対して、１／ｅとなる時間を１／ｅ発光寿命として求めた。
【０１８１】
＜結晶構造の評価＞
蛍光体の粉末Ｘ線回折パターンは、Ｘ線回折測定装置（Ｒｉｇａｋｕ製ＲＩＮＴ２１００）を用いて測定された。測定にはＣｕ−Ｋα線を用い、表１に示す条件で行った。
【０１８２】
【表１】
2018203983.tif 000002
【０１８３】
＜蛍光体の合成＞
出発原料として、ＹＮ粉末、Ｙ2Ｏ3粉末、Ｓｉ3Ｎ4粉末、ＣｅＮ粉末、ＣｅＯ2粉末、ＬａＮ粉末およびＡｌＮ粉末を用意した。試料番号１〜１２のそれぞれの蛍光体を合成するために、これらの粉末の中から出発原料としての粉末を表２に示すように選択して使用した。さらに、選択した粉末を表２に示す配合組成となるように秤量し混合した。出発原料の粉末の混合は、窒素雰囲気下のグローブボックス中で、乳鉢を用いて乾式混合することによって行われた。混合して得られた原料粉末を、窒化ホウ素製の坩堝に入れた。この原料粉末を０．５ＭＰａの窒素雰囲気中で１９００℃にて２時間焼成した。以上の方法により、試料番号１〜１２の蛍光体が作製された。
【０１８４】
＜蛍光体の評価＞
試料番号１〜１２の蛍光体の発光スペクトルおよび励起スペクトルは、それぞれ、図１３〜２４に示されている。試料番号１〜１２の蛍光体のＸＲＤパターンは、図２５〜２９に示されている。試料番号１〜１２の蛍光体の発光ピーク波長、励起ピーク波長および１／ｅ発光寿命は、表３に示されている。なお、表２および３中、試料番号に記号「＊」が示されている試料番号９は、比較例の蛍光体である。
【０１８５】
【表２】
2018203983.tif 000003
【０１８６】
【表３】
2018203983.tif 000004
【０１８７】
まず、出発原料と得られる蛍光体との関係について検討する。図１３および１４、並びに、表３に示されているように、試料番号１および２の蛍光体について、波長６００ｎｍ以上６６０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する赤色発光が確認された。さらに、試料番号１および２の蛍光体については、波長５００ｎｍ以上に励起ピーク波長を有することも確認された。また、図２５に示すＸＲＤパターンから、試料番号１および２の蛍光体は、Ｅｒ6Ｓｉ11Ｎ20Ｏ結晶と同様のピークパターンを有することもわかった。なお、Ｅｒ6Ｓｉ11Ｎ20Ｏ結晶のＸＲＤパターンに対して、試料番号１および２の蛍光体のＸＲＤパターンのピーク位置が低角度側にシフトしている理由は、試料番号１および２の蛍光体ではＥｒサイトがＹに置換されているので、格子定数が変化したためだと考えられる。これらの結果から、使用される出発原料に依らず、Ｙ6Ｓｉ11Ｎ20Ｏ結晶と同様の結晶系が合成できることが確認された。また、試料番号１と試料番号２との比較から、原料粉末においてＮ量が過剰になるように配合された場合でも、Ｙ6Ｓｉ11Ｎ20Ｏ結晶と同様の結晶系が合成できることがわかる。
【０１８８】
次に、Ｃｅ置換濃度について検討する。図１４〜１６および表３に示されているように、試料番号２〜４の蛍光体を比較すると、Ｃｅ置換濃度の増加に伴い発光波長が長波長シフトすることがわかる。蛍光体中のＣｅ濃度（ｘの値）が増大すると、Ｃｅ同士の励起準位の波動関数の重なりが大きくなる。そして、励起準位エネルギー幅が増大し、一種のバンドを形成するため、基底準位とのエネルギー差が減少する。また、表３に示すように、試料番号２〜４の蛍光体を比較すると、Ｃｅ置換濃度の増加に伴い発光寿命が短くなることがわかる。Ｃｅ濃度が増加すると、近接するＣｅ同士でのエネルギー伝達が起こりやすくなり、エネルギーの回遊が生じる。エネルギーの回遊が生じている間に、結晶中の欠陥に電子が捕捉されると、非輻射遷移として緩和される。つまり、Ｃｅ濃度が増加するにつれて、遷移確率の比較的低い電子が、非発光（非輻射遷移）となる確率が上がったため、発光寿命が短くなったと考えられる。なお、図２６に示すＸＲＤパターンから、試料番号３および４の蛍光体も、Ｅｒ6Ｓｉ11Ｎ20Ｏ結晶と同様のピークを有しており、Ｙ6Ｓｉ11Ｎ20Ｏ結晶と同様の結晶系が合成できていることが確認できる。
【０１８９】
次に、Ｌａ置換濃度について検討する。図１６〜２１および表３に示されているように、試料番号４〜９の蛍光体を比較すると、Ｌａ置換濃度が３０％まで（ｙ≦０．３）は、発光波長が長波長シフトすることがわかる。Ｌａ置換濃度４０％以上（０．４≦ｙ）では、発光波長と励起波長がともに短波長シフトして、Ｌａ置換濃度が５０％に達する試料番号９の蛍光体は、発光ピーク波長が６００ｎｍ未満となり、さらに励起ピーク波長も４７０ｎｍ未満となった。これらの結果から、波長６００ｎｍ以上６６０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する赤色発光を実現するためには、Ｌａ置換濃度は４０％以下、すなわちｙはｙ≦０．４を満たす必要があることが確認された。また、励起ピーク波長が４８０ｎｍ以上の緑色励起の蛍光体を得る場合は、Ｌａ置換濃度を３０％以下、すなわちｙがｙ≦０．３を満たすことが望ましいことも確認された。なお、図２７に示すＸＲＤパターンから、試料番号５〜９の蛍光体も、Ｅｒ6Ｓｉ11Ｎ20Ｏ結晶と同様のピークを有しており、Ｙ6Ｓｉ11Ｎ20Ｏ結晶と同様の結晶系が合成できていることが確認できる。
【０１９０】
次に、Ａｌ置換濃度について検討する。図１８および２２、並びに表３に示されているように、試料番号６と試料番号１０の蛍光体を比較すると、ＳｉをＡｌで置換した場合には励起ピーク波長が短波長に変化することがわかる。このことからＡｌ置換量を変化させることで、励起光のピーク波長と合うように調整することが可能であることがわかる。また、図２８に示す試料番号１０の蛍光体のＸＲＤパターンから、原料粉末においてＮ量が不足するように配合されている場合でも、Ｙ6Ｓｉ11Ｎ20Ｏ結晶と同様の結晶系が合成できることも確認できる。
【０１９１】
次に、酸化物原料を使用しない蛍光体の合成について検討する。図２９に示す試料番号１１および１２の蛍光体のＸＲＤパターンから、表２および３に示すように原料に酸化物を使用しなくても、Ｙ6Ｓｉ11Ｎ20Ｏ結晶と同様の結晶系が合成できることが確認された。これは、窒化物原料が数質量％程度の酸素を含有しているためだと考えられる。また、図２３および２４、並びに表３に示されているように、試料番号１１および１２の蛍光体についても、波長６００ｎｍ以上６６０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する赤色発光が確認され、さらにこれらの蛍光体は４８０ｎｍ以上の励起ピーク波長を有していた。
【産業上の利用可能性】
【０１９２】
本開示の蛍光体は、発光装置などとして有用である。本開示の蛍光体は、例えば、シーリングライト等の一般照明装置、スポットライト、スタジアム用照明、スタジオ用照明等の特殊照明装置、ヘッドランプ等の車両用照明装置、プロジェクター、ヘッドアップディスプレイ等の投影装置、内視鏡用ライト、デジタルカメラ、携帯電話機、スマートフォンなどの撮像装置、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）用モニター、ノート型パーソナルコンピュータ、テレビ、携帯情報端末（ＰＤＸ）、スマートフォン、タブレットＰＣ、携帯電話などの液晶ディスプレイ装置等における光源として用いることができる。
【符号の説明】
【０１９３】
１０  ＬＥＤ発光装置
１１  蛍光体
１２  赤色蛍光体
１３  黄色蛍光体
１４  緑色蛍光体
１５  ＬＥＤチップ
２１  ボンディングワイヤ
２２  電極
２３  支持体  ２４  ＬＥＤ封止体
２７  半田
５８  ＬＤ素子
５９  入射光学系
６０  ＬＤ発光装置
６１  波長変換部材
６２  蛍光体層、第１の蛍光体層
６３  第２の蛍光体層
６４  散乱体
６５  散乱体層
６８  バインダー
６９  バインダー
７０  集光レンズ
７１  ダイクロイックミラー
７２  光ファイバー
７３  合波器
８０  ＬＤ発光装置
８１  波長変換部材
８２  第１の蛍光体層
８３  第２の蛍光体層
８４  第３の蛍光体層
１２０  照明装置
１２１  光源
１２２  出射光学系
１２３  波長カットフィルター
１３０  照明装置
１３１  波長変換部材
１３２  光ファイバー
１４０  車両
１４１  電力供給源
１４２  発電機
【図１】
2018203983.tif 000005
【図２】
2018203983.tif 000006
【図３】
2018203983.tif 000007
【図４】
2018203983.tif 000008
【図５】
2018203983.tif 000009
【図６Ａ】
2018203983.tif 000010
【図６Ｂ】
2018203983.tif 000011
【図６Ｃ】
2018203983.tif 000012
【図６Ｄ】
2018203983.tif 000013
【図６Ｅ】
2018203983.tif 000014
【図６Ｆ】
2018203983.tif 000015
【図６Ｇ】
2018203983.tif 000016
【図６Ｈ】
2018203983.tif 000017
【図６Ｉ】
2018203983.tif 000018
【図７】
2018203983.tif 000019
【図８】
2018203983.tif 000020
【図９Ａ】
2018203983.tif 000021
【図９Ｂ】
2018203983.tif 000022
【図９Ｃ】
2018203983.tif 000023
【図１０】
2018203983.tif 000024
【図１１】
2018203983.tif 000025
【図１２】
2018203983.tif 000026
【図１３】
2018203983.tif 000027
【図１４】
2018203983.tif 000028
【図１５】
2018203983.tif 000029
【図１６】
2018203983.tif 000030
【図１７】
2018203983.tif 000031
【図１８】
2018203983.tif 000032
【図１９】
2018203983.tif 000033
【図２０】
2018203983.tif 000034
【図２１】
2018203983.tif 000035
【図２２】
2018203983.tif 000036
【図２３】
2018203983.tif 000037
【図２４】
2018203983.tif 000038
【図２５】
2018203983.tif 000039
【図２６】
2018203983.tif 000040
【図２７】
2018203983.tif 000041
【図２８】
2018203983.tif 000042
【図２９】
2018203983.tif 000043