(57)【要約】      （修正有）【課題】蛍光体、蛍光体の作製方法及び発光装置を提供する。【解決手段】蛍光体は式Ａ３−ｘＣｅｘＱ５Ｏ１２を有する。ＡがＹ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕの少なくとも１つを含み、ＱがＧａ、Ａｌ、Ｉｎ及びＳｃの少なくとも１つを含み、Ｃｅはセリウム元素を表す。Ｏは酸素元素を表す。０＜ｘ≦３である。蛍光体は１００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍのＢａ元素を含有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
式Ａ３−ｘＣｅｘＱ５Ｏ１２（式中、ＡがＹ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕの少なくとも１つを含み、ＱがＧａ、Ａｌ、Ｉｎ及びＳｃの少なくとも１つを含み、Ｃｅはセリウムであり、Ｏは酸素であり、０＜ｘ≦３である）を有し、１００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍのバリウム（Ｂａ）を含有する、蛍光体。
【請求項２】
式Ａ３−ｘＣｅｘＱ５Ｏ１２（式中、ＡがＹ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕの少なくとも１つを含み、ＱがＧａ、Ａｌ、Ｉｎ及びＳｃの少なくとも１つを含み、Ｃｅはセリウムであり、Ｏは酸素であり、０＜ｘ≦３である）を有し、２００ｐｐｍ〜８００ｐｐｍのＳｉを含有する、蛍光体。
【請求項３】
２００ｐｐｍ〜１８００ｐｐｍのＢａを含有する、請求項１又は２に記載の蛍光体。
【請求項４】
３００ｐｐｍ〜７００ｐｐｍのＳｉを含有する、請求項１又は２に記載の蛍光体。
【請求項５】
発光装置であって、
半導体発光素子と、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の蛍光体と、
を備え、前記蛍光体が前記半導体発光素子から放出される光によって励起され、該半導体発光素子から放出される光を変換して、該半導体発光素子から放出される光の波長とは異なる波長を有する光を放出する、発光装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の蛍光体の作製方法であって、
原料混合物を焼結することであって、それにより焼結蛍光体材料を得ることと、
前記焼結蛍光体材料をアルカリ金属ケイ酸塩水溶液と混合することであって、それにより蛍光体混合物を得ることと、
続いて前記蛍光体混合物に対して後続処理プロセスを行うことであって、それにより蛍光体を得ることと、
を含み、
前記後続処理プロセスが水洗工程を含む、作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概して、蛍光体（phosphor）及びその作製方法、具体的にはＳｉ／Ｂａ元素を含有する蛍光体及びそれを用いる発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光の放出に半導体を利用する発光装置が広く使用されている。特に、発光ダイオード（ＬＥＤ）の開発に成功している。発光ダイオードを利用する発光装置は、冷陰極蛍光ランプ及び白熱電球等の従来の発光装置と比較して発光効率が高く、体積が小さく、電力消費が低く、コストが低いという利点を有する。したがって、かかる発光装置は様々な光源として使用されている。半導体発光装置は半導体発光素子と蛍光材料とを備える。蛍光材料は半導体発光素子から放出される光を吸収し、変換することができる。半導体発光素子から直接放出される光と、変換されて蛍光材料から放出される光とが混合して用いられ得る。このような発光装置は蛍光灯、車両照明、ディスプレイ装置及び液晶ディスプレイのバックライト等の各種の領域に使用することができる。
【０００３】
現行の白色ＬＥＤ発光装置はアナグリフ原理に従って開発されている。蛍光材料は半導体発光素子から放出される青色光を吸収し、それを黄色光に変換する。青色光及び黄色光がヒトの眼に同時に入ると、白色光が観察される。例えば、上述の効果はＩｎＧａＮ半導体及び一般式（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅの黄色蛍光材料によって達成され得る。
【０００４】
さらに、白色光は紫外光を放出する発光素子と、ｇＲＧＢ（赤色、緑色及び青色）光を放出する蛍光材料との組合せを用いることによって生じさせることができる。さらに、発光素子が紫外光を放出すると、紫外光が蛍光材料によって変換されて青色光が放出され、続いて別の蛍光材料が青色光によって励起されて黄色光を放出する。このように、青色光と黄色光とが混合されて白色光が生じる。
【０００５】
しかしながら、発光装置はますます多くの分野で使用されるようになっており、市販の（commercially）黄色蛍光材料（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ系列の輝度は明らかに不十分であるため、産業的必要性は満たされていない。加えて、輝度を増大させると、発光色度シフトが容易に生じる。したがって、発光装置の様々な用途の必要性を満たし、輝度を増大させる蛍光材料の開発が最も重要な目標の１つとなっている。
【０００６】
特許文献１は、ＵＶ光又は可視光によって効率的に励起される緑色系の光を放出する蛍光体及びそれを用いた発光体を開示している。特許文献２は、黄色系の光を放出するセリウムで付活イットリウム−アルミニウム−ガーネット系の蛍光体、蛍光体を安定に作製する方法、蛍光体含有組成物及びそれを用いた発光装置、並びに発光装置を用いた画像表示装置及び照明装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−８８４４号公報
【特許文献２】特開２００８−５０４９３号公報
【発明の概要】
【０００８】
本開示は蛍光体、及び蛍光体を備える半導体発光素子を用い、高輝度等の優れた発光特性を有する発光装置に関する。
【０００９】
本開示の一つの実施の形態によると、蛍光体が開示される。蛍光体は式Ａ３−ｘＣｅｘＱ５Ｏ１２（式中、ＡがＹ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕの少なくとも１つを含み、ＱがＧａ、Ａｌ、Ｉｎ及びＳｃの少なくとも１つを含み、Ｃｅはセリウムであり、Ｏは酸素であり、０＜ｘ≦３である）を有し、１００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍのバリウム（Ｂａ）を含有する。
【００１０】
本開示の別の実施の形態によると、蛍光体が開示される。蛍光体は式Ａ３−ｘＣｅｘＱ５Ｏ１２（式中、ＡがＹ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕの少なくとも１つを含み、ＱがＧａ、Ａｌ、Ｉｎ及びＳｃの少なくとも１つを含み、Ｃｅはセリウムであり、Ｏは酸素であり、０＜ｘ≦３である）を有し、２００ｐｐｍ〜８００ｐｐｍのＳｉを含有する。
【００１１】
本開示の更に別の実施の形態によると、発光装置が開示される。発光装置は、半導体発光素子と上記の蛍光体とを備える。蛍光体が半導体発光素子から放出される光によって励起され、該半導体発光素子から放出される光を変換して、該半導体発光素子から放出される光の波長とは異なる波長を有する光を放出する。
【００１２】
本開示の別の実施の形態によると、蛍光体の作製方法が開示される。該方法は以下の工程を含む。原料混合物を焼結して、焼結蛍光体材料を得る。焼結蛍光体材料をアルカリ金属ケイ酸塩水溶液と混合して、蛍光体混合物を得る。次いで蛍光体混合物を、水洗工程を含む後続処理プロセスに供して、蛍光体を得る。
【００１３】
本開示の上記及び他の実施の形態は、以下の非限定的な実施形態の詳細な説明に関してよりよく理解される。以下の説明は添付の図面を参照して行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示の一実施形態による発光装置の横断面図である。
【図２】蛍光体から放出される光の特性の測定装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施形態では、蛍光体は式Ａ３−ｘＣｅｘＱ５Ｏ１２の組成を有する。Ｃｅはセリウム元素である。Ｏは酸素元素である。実施形態では、蛍光体は１００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍのバリウム（Ｂａ）元素、好ましくは２００ｐｐｍ〜１８００ｐｐｍのＢａ、より好ましくは３００ｐｐｍ〜１７００ｐｐｍのＢａを含有する。一実施形態では、蛍光体は２００ｐｐｍ〜８００ｐｐｍのケイ素（Ｓｉ）元素、好ましくは３００ｐｐｍ〜７００ｐｐｍのＳｉ、より好ましくは４００ｐｐｍ〜６００ｐｐｍのＳｉを含有する。蛍光体はＢａ及びＳｉ元素の少なくとも一方を有していても、又はＢａ及びＳｉ元素の両方を有していてもよい。上記の条件に適合する蛍光体は顕著な輝度の改善を有する。上記の条件に適合しない蛍光体（比較例）と比較すると、実施形態の蛍光体はより高い輝度を有する。
【００１６】
Ａ３−ｘＣｅｘＱ５Ｏ１２の蛍光体のＡ元素はイットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）元素又はそれらの組合せを含み得る。ＡがＹ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕの少なくとも１つを含むのが好ましい。一実施形態では、ＡはＹ元素である。Ｃｅはセリウムである。Ｏは酸素である。
【００１７】
０＜ｘ≦３である。例えば、０．０２５≦ｘ≦１である。
【００１８】
Ａ３−ｘＣｅｘＱ５Ｏ１２の蛍光体において、Ｑはアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、スカンジウム（Ｓｃ）元素又はそれらの組合せを含み得る。ＱがＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ及びＳｃ元素の少なくとも１つを含むのが好ましい。一実施形態では、Ｑは式ＡｌｙＧａ１−ｙ（式中、１≧ｙ＞０又は１≧ｙ≧０．４である）によって表される。
【００１９】
蛍光体は波長４５５ｎｍの光によって励起され、主波長が５２０ｎｍ〜５８０ｎｍ、ＣＩＥ色度座標（ｘ，ｙ）が０．３６０≦ｘ≦０．４６０及び０．５３０≦ｙ≦０．５８０の光を放出することができる。主波長は最も強い強度の放出光の波長である。
【００２０】
実施形態によると、蛍光体は以下の工程を含む方法によって作製することができる。蛍光体原料と融剤とを混合して、原料混合物を得る。次に、原料混合物を焼結工程に供して、焼結蛍光体材料を形成する。形成される焼結蛍光体材料を粉砕してもよい。次いで、焼結蛍光体材料（又は粉砕した焼結蛍光体材料）とアルカリ金属ケイ酸塩水溶液とを混合して、蛍光体混合物を得る。蛍光体混合物を粉砕工程、水洗工程及び／又は（その後の）乾燥工程を含み得る処理プロセスに供して、蛍光体を得る。
【００２１】
蛍光体原料は組成Ａ３−ｘＣｅｘＱ５Ｏ１２の蛍光体の各々の元素の原料物質、すなわちセリウム（Ｃｅ）元素、酸素（Ｏ）元素、及びアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）元素又はそれらの組合せを含有する原料物質を含み得る。原料物質は酸素含有化合物、窒素含有化合物、若しくは他の種類の化合物、若しくは単体、又はそれらの組合せを含み得る。酸素含有化合物は焼結プロセス中に分解され得る酸化物、炭酸塩、シュウ酸塩又は他の化合物を含んでいてもよい。原料物質の割合は、期待されるＡ３−ｘＣｅｘＱ５Ｏ１２組成の蛍光体の全元素のモル比に応じて選択することができる。一実施形態では、例えばＡの原料物質はＹ２Ｏ３を含む。Ｃｅ元素の原料物質はＣｅＯ２を含む。Ｑの原料物質はＡｌ２Ｏ３及び／又はＧａ２Ｏ３を含む。Ｏ元素の原料物質はＡ、Ｃｅ、Ｑ元素等の原料物質に由来する酸素元素、又は焼結工程中に生成する酸素元素を含み得る。しかしながら、本開示はこれに限定されない。
【００２２】
融剤は原料混合物の１．０ｗｔ％〜３．０ｗｔ％を占めることができる。融剤は、例えばＮａＦ、ＫＦ、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２、ＡｌＦ３、ＹＦ３、ＮａＣｌ、ＢａＣｌ２又はそれらの組合せを含む金属ハロゲン化物であり得る。一実施形態では、融剤はＢａＦ２を含む。
【００２３】
原料は市販品であってもよく、好ましくは蛍光体粉末製品の輝度に影響を及ぼし得る不純物の減少について２Ｎ（９９％）超、好ましくは３Ｎ（９９．９％）超の高い純度を有する。各々の原料の粒径は反応の促進の点からマイクロサイズに設計するのが好ましい。
【００２４】
蛍光体原料と融剤とを、乾式法（乾式ボールミル粉砕等）又は湿式法（湿式ボールミル粉砕等）を含み、単一タイプのプロセスに限定されない方法によって混合することができる。秤量工程、混合工程等は不活性環境又は脱水環境下のグローブボックス内で行うことができる。加えて、湿式混合方法では純水又は有機溶媒等の適切な有機溶媒を材料の特性に応じて使用することができる。混合装置にはボールミル、乳鉢又は他の一般的な装置が使用され得る。
【００２５】
作製方法では、焼結工程は環境大気圧下若しくはガス圧縮条件下、又は機械的外圧のない他の条件下で行うことができる。高温焼結炉には、焼結温度が高いことから好ましくは金属抵抗加熱タイプ又は黒鉛抵抗加熱タイプが使用され得る。
【００２６】
焼結工程では、原料混合物を入れる坩堝の材料は好ましくは高純度、すなわち不純物を微量にしか含まないもの、例えばＡｌ２Ｏ３坩堝、Ｓｉ３Ｎ４坩堝、ＡｌＮ坩堝、サイアロン坩堝、窒化ホウ素（ＢＮ）坩堝、又は不活性環境での使用に好適な他の坩堝であり、中でも、不純物が材料に混入するのを防ぐ良好な効果をもたらし得ることからＢＮ坩堝が好ましい。坩堝は酸化アルミニウム、窒化ホウ素又は黒鉛であってもよく、坩堝に選択される材料は上述の材料に限定されない。坩堝の内壁のカバー層は、高温焼結プロセス中に様々な材料によって形成され得る。例えば、焼結すべき原料混合物の原料の１つ又は原料の混合物を使用して、焼結工程によってカバー層を形成することができる。カバー層の焼結条件は８５０℃〜１５００℃で０．５時間〜１０時間であり得る。焼結温度が過度に低いか又は焼結時間が過度に短い場合、効果的なカバー層を首尾よく形成することができない。焼結時間が過度に長いか又は焼結温度が過度に高い場合、経済的利益は達成されない。カバー層は、高温下でＳｉ及びＣａ等の不純物が放出され、焼結蛍光体材料に入ることにより、蛍光体の性質に影響を及ぼすのを防ぐことができる。焼結雰囲気は非酸化性ガス、例えば窒素、水素、アンモニア、アルゴン又は上述のガスの任意の組合せであり得る。
【００２７】
焼結温度は１０００℃〜１５００℃、好ましくは１２００℃〜１５００℃である。加熱速度は５℃／分〜１５℃／分である。焼結蛍光体材料は、焼結温度を低下させることで粒径が小さくなるように、又は焼結温度を上昇させることで粒径が大きくなるように製造することができる。焼結時間は原料のタイプに応じて制御することができ、通常は１時間〜１２時間、好ましくは１．５時間〜５時間である。不活性環境の焼結圧は例えば０．５ＭＰａ以下、特に好ましくは０．１ＭＰａ以下であり得る。
【００２８】
焼結工程の後、焼結蛍光体材料を室温まで更に冷却し、ボールミル又は粉砕機等を用いて粉砕することができる。
【００２９】
焼結蛍光体材料は、ボールミル又は他の好適な粉砕方法によってアルカリ金属ケイ酸塩水溶液と混合することができる。アルカリ金属ケイ酸塩水溶液の添加重量は、焼結蛍光体材料の総重量の０．８％〜１．５％である。アルカリ金属ケイ酸塩水溶液は水ガラス水溶液を含み得る。水ガラスはアルカリ金属酸化物と二酸化ケイ素とによって形成される水溶性材料である。アルカリ金属のタイプに応じて、水ガラスは分子式Ｎａ２Ｏ・ｎＳｉＯ２のナトリウム水ガラス及び分子式Ｋ２Ｏ・ｎＳｉＯ２のカリウム水ガラスを含む。分子式中のｎの係数は水ガラス係数と称され、水ガラス中の酸化ケイ素とアルカリ金属酸化物との分子比（又はモル比）を示す。ｎは１．５〜４．０、好ましくは２．０〜３．５であり得る。
【００３０】
蛍光体を得るための後続処理プロセスは、焼結蛍光体材料とアルカリ金属ケイ酸塩水溶液とを混合することによって形成される蛍光体混合物を、１回又は複数回行われる水洗工程、濾過工程及び／又は乾燥工程、又は分類工程等の他の工程を含み得る後続処理プロセスに供することを含む。実施形態では、水洗工程等の後続処理プロセスによって不純物を減少させ（又は除去し）、蛍光体の発光特性を改善することができる。
【００３１】
後続処理プロセスでは、蛍光体の輝度に影響を及ぼし得る不純物を可能な限り少なく制御するものとする。例えば、ホウ素、塩素、炭素等の元素をそれぞれ１０００ｐｐｍ未満とすることができる。
【００３２】
構成素分析の結果から、蛍光体及び原料についてＡ３−ｘＣｅｘＱ５Ｏ１２組成（又はＡｌｙＧａ１−ｙ）の各々の元素のモル数（すなわち３−ｘ、ｘ、５、１２、ｙ、１−ｙ）の僅かな偏差が見出された。この結果は焼結中の少量の原料の分解若しくは蒸発、又は分析の不正確さによるものと考えられる。特に、酸素元素の値の偏差は初期原料中に含まれる若しくは原料の表面に吸着する酸素、又は秤量工程、混合工程及び焼結工程中の原料の表面酸化、又は焼結後に焼結蛍光体材料（又は蛍光体）の表面に吸着する水分、酸素等によるものと仮定される。加えて、焼結工程を窒素ガス及び／又はアンモニアガスを含有する環境で行う場合、場合によっては原料中に含まれる酸素が分離し、窒素元素に置き換えられ、蛍光体の酸素値の僅かな偏差が生じ得る。
【００３３】
蛍光体は粉末の形態で使用されるため、平均粒径は３０μｍ未満であるのが好ましい。これは放出光が主に蛍光体の粒子表面で生じるためである。平均粒径（本願では体積中央粒径（Ｄ５０）を意味する）が３０μｍ未満である場合、粉末の単位重量当たりの表面積が、輝度の減少を回避するのに確実なものとなり得る。加えて、発光素子を被覆する粉末の密度を、装置の輝度の減少を回避するために増大させることもできる。さらに、蛍光体粉末の平均粒径は良好な発光効率のためには１μｍを超えるのが好ましい。したがって、蛍光体粉末の平均粒径は好ましくは１μｍ超かつ３０μｍ未満、より好ましくは３．０μｍ超かつ２０μｍ未満であるものとする。本願において「平均粒径（Ｄ５０）」という用語は、Beckman Coulter CompanyのＭｕｌｔｉＳｉｚｅｒ−３を用いてコールター法によって測定される値（体積中央粒径Ｄ５０）である。
【００３４】
本発明の蛍光体は真空蛍光ディスプレイ（ＶＦＤ）、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、陰極線管（ＣＲＴ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）等に適用可能である。特に、波長４５５ｎｍの光によって蛍光体が励起される場合、励起された蛍光体からの放出光の主波長は５２０ｎｍ〜５８０ｎｍであり、ＣＩＥ  １９３１色度座標（ｘ，ｙ）は０．３６０≦ｘ≦０．４６０かつ０．５３０≦ｙ≦０．５８０であり、高い輝度を有するため、この蛍光体は発光ダイオードに好適である。
【００３５】
実施形態では、発光装置は発光素子と上記の蛍光体とを備える。蛍光体は発光素子から放出される光によって励起され、発光素子から放出される光を変換して、励起光の波長とは異なる波長を有する光を放出する。
【００３６】
発光素子は半導体発光素子、例えば硫化亜鉛、窒化ガリウム等を含む半導体であり得る。照明効率を考慮すると、窒化ガリウム半導体の使用が好ましい。発光素子は、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）又はハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ）により基板上に窒化物半導体を形成することによって作製される。ＩｎαＡｌβＧａ１−α−βＮ（０≦α、０≦β、α＋β＜１）から作製された発光素子が最も好ましい。半導体構造は金属−絶縁体−半導体（ＭＩＳ）、ＰＩＮ接合（linkage）及びＰＮ接合、ヘテロ接合構造又は二重ヘテロ接合構造等の均質構造であり得る。放出光の波長は半導体層の材料又は混合結晶レベルに応じて決定することができる。好ましくは、発光装置の発光素子から放出される光は３００ｎｍ〜５５０ｎｍ、より好ましくは３３０ｎｍ〜５００ｎｍである。本発明の実施形態による蛍光体を透明材料と混合して、波長変換材料を形成することができる。透明材料は光が通過することができるエポキシ、シリコーン樹脂、ガラス、熱可塑性物質等であり得る。波長変換材料は、少なくとも蛍光体で形成される単層波長変換材料又は蛍光体で形成される積層多層波長変換材料を含む。波長変換材料は半導体発光素子の照明路上に配置される。例えば、波長変換材料で発光素子の表面を直接被覆するか、波長変換材料を封入剤（encapsulation）として発光素子を覆うモールドとするか、波長変換材料を封入剤の表面上に形成するか、又は波長変換材料を光学プレート若しくは光学フィルム上に形成し、ＬＥＤ光の投影面の前に配置する。
【００３７】
図１は本開示の一実施形態による発光装置の横断面図を示す。発光装置は発光ユニット２１と、蛍光体層２２と、封入層２３とを備える。
【００３８】
発光ユニット２１は凹形支持面２１２を有する導電性ベース２１１と、凹形支持面２１２内に配置され、ベース２１１に電気的に接続された発光素子２１３と、発光素子２１３に電気的に接続された接続線２１４と、接続線２１４に電気的に接続された導線２１５とを備える。ベース２１１及び導線２１５は協働して、外部電気エネルギーを発光素子２１３に供給することができる。発光素子２１３は電気エネルギーを光エネルギーへと変換し、それを放出することができる。本発明の一例では、発光波長４５５ｎｍの市販のＩｎＧａＮ発光素子２１３（Chi Mei Lighting Technology Corp.）がベース２１１の凹形支持面２１２に導電性銀ペースト（ＢＱ６８８６、Uninwell International）で接着され、発光素子２１３に電気的に接続された接続線２１４及び導線２１５が発光素子２１３の上面から伸びる。
【００３９】
蛍光体層２２は発光素子２１３を覆う。蛍光体層２２に含まれる蛍光体２２１が発光素子２１３から放出される光によって励起された後、蛍光体２２１は発光素子２１３から放出される光を変換して、励起光の波長とは異なる波長を有する光を放出する。この例では、蛍光体層２２は蛍光体２２１を含むポリシロキサン樹脂で発光素子２１３の外部表面を被覆し、続いて乾燥及び硬化させることによって形成される。
【００４０】
封入層２３は発光ユニット２１のベース２１１の一部、接続線２１４、導線２１５の一部及び蛍光体層２２を覆う。
【００４１】
本発明の発光装置では、本発明の蛍光体は独立して、又は所望の色の光を放出することが可能な発光装置が構築されるように他の発光特性の蛍光体と協働させることによって使用することができる。
【００４２】
例えば、４２０ｎｍ〜５００ｎｍの青色発光素子、６００ｎｍ〜６５０ｎｍの光を放出する赤色蛍光体（ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ等）及び本発明の黄色光を放出する蛍光体を組み立てて、発光装置を製造する。蛍光体が発光素子から放出される青色光で照明されると赤色光及び黄色光がそれぞれ放出され、それらの光が発光素子から放出される青色光と混合されて、白色発光装置（例えば照明器具、発光ダイオード等）となる。
【実施例】
【００４３】
実験例
実験例は以下のように説明される。
【００４４】
測定方法：
蛍光体の発光スペクトル：
蛍光体から放出される光の特性の測定装置は図２に示されるようなものである。測定を以下のように行う。１．８ｇのサンプルを直径１２ｃｍのサンプルホルダー１２に入れ、サンプルがサンプルホルダー１２内に均一に分散するように押し付けた。次いで、サンプルホルダー１２を暗箱体１１内に設置した。波長４５５ｎｍの光源１３、例えば炭化ケイ素基板を有するＩｎＧａＮ青色発光ダイオード素子を、サンプルから５ｃｍ離してサンプル上に垂直に配置した。光源１３でサンプルに照射した。蛍光を輝度計１６（TOPCON、ＳＲ−３Ａ）に反射鏡１５を介して水平に指向した。反射鏡１５は直径２ｃｍの導光管１４内に配置し、蛍光材料から放出される蛍光を指向した。導光管１４及び光源は４５度の角度を成すようにした。反射鏡１５とサンプルホルダー１２との距離は８ｃｍとし、輝度計１６と反射鏡１５との距離は４０ｃｍとした。輝度計１６はフィールド１度の検出モードを適用した。輝度値の測定誤差は±０．３％以内とした。蛍光体からの光の主波長をJobin YVONのＦｌｕｏｒｏ  Ｍａｘ−３によって測定した。
【００４５】
蛍光体の組成元素分析：
（３−１ａ）機器：
測定は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）原子発光分光計（ＵＬＴＩＭＡ−２型、Jobin Yvon Technology）を用いて行った。
【００４６】
（３−１ｂ）サンプルの前処理：
０．１ｇのサンプルを正確に秤量し、白金坩堝内に入れた。１ｇのＮａ２ＣＯ３を白金坩堝に添加し、サンプルと均一に混合した。次いで、混合物を１２００℃の高温炉によって融合させた（温度条件：温度を室温から１２００℃まで２時間かけて上昇させ、１２００℃で５時間保持した）。次いで、融合生成物を冷却し、２５ｍｌのＨＣｌ（３６％）等の酸性溶液中に添加した後、加熱して溶液が透明になるまで溶解させた。次いで、溶液を冷却後、１００ｍＬ容のＰＦＡメスフラスコ内に入れ、純水をフラスコの標線まで適量（quantitatively）添加した。
【００４７】
（３−２ａ）機器：
窒素／酸素分析装置（株式会社堀場製作所、ＥＭＧＡ−６２０Ｗ）。
【００４８】
（３−２ｂ）測定：
２０ｍｇの蛍光体をＳｎカプセルに入れた後、カプセルを坩堝に入れ、測定した。
【００４９】
［実施形態及び比較例］
実施形態及び比較例における蛍光体の作製方法は同様であるが、表１に示すように、組成式Ａ３−ｘＣｅｘＱ５Ｏ１２の元素比、融剤の量、水ガラス水溶液の量、ボールミル粉砕（又は水洗工程）の回数が異なる。実施形態５における蛍光体の作製方法を以下に一例として開示する。
【００５０】
実施形態５では、Ｙ２Ｏ３（Sigma-Aldrich、４Ｎ）、Ａｌ２Ｏ３（Sasol North America Pural BT、４Ｎ）、Ｇａ２Ｏ３（Sigma-Aldrich、４N）、ＣｅＯ２（Shanghai Yuelong Rare Earth New Materials Co., Ltd.、４Ｎ）及びＢａＦ２（Sigma-Aldrich、４Ｎ）の原料を調製した。Ｙ２Ｏ３：Ａｌ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＣｅＯ２：ＢａＦ２のモル比（mole relation）＝０．２９７：０．３６５：０．１３５：０．００３：０．０１３の原料を均一に混合して、２００ｇの原料混合物を得た。坩堝に入れた原料混合物を窒素ガス量：水素ガス量＝９５％：５％の雰囲気環境の高温炉内で、温度を室温からゆっくりと上昇させ、１５００℃に４時間維持した後、温度をゆっくりと低下させることによって焼結した。焼結によって得られる焼結蛍光体材料を微粉化した後、ボールミル粉砕した。蛍光体と水ガラス水溶液との比率は１００ｇの蛍光体対１００ｍｌの水ガラス水溶液とする。水ガラス水溶液は２ｗｔ％（モル比：ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ＝３．４〜４）とし、溶液をボールミル粉砕法によって蛍光体と混合した後、水で２回洗浄し、濾過、乾燥等を行い、蛍光体を得る。上述の２ｗｔ％の水ガラス水溶液は、２８ｗｔ％の水ガラス水溶液（和光純薬工業株式会社から購入）と水とを混合することによって調製した。
【００５１】
実施形態５の蛍光体を酸素／窒素分析装置及びＩＣＰ分析によって測定すると、式（Ｙ２．９６５，Ｃｅ０．０３５）（Ａｌ３．６５，Ｇａ１．３５）Ｏ１２、すなわち式Ａ３−ｘＣｅｘＱ５Ｏ１２（式中、Ａはイットリウム（Ｙ）元素であり、ｘ＝０．０３５であり、Ｑは式ＡｌｙＧａ１−ｙであり、ｙ＝３．６５／５＝０．７３である）を有する。蛍光体は４２２．５ｐｐｍのＳｉ及び１３５２．５ｐｐｍのＢａを含有する。放出光の主波長は５４０ｎｍである。
【００５２】
【表１】
2015124386.tif 000002
【００５３】
表１中、融剤ＢａＦ２の量はＹ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、ＣｅＯ２及びＢａＦ２を含む原料混合物の総量ベースで測定される。水ガラス水溶液の量は、焼結によって得られる焼結蛍光体材料の重量ベースで測定される。ボールミル粉砕の回数は、焼結蛍光体材料を水ガラス水溶液と混合した後にボールミル粉砕工程、２回の水洗工程、濾過工程及び乾燥工程を含む処理工程を行う回数を意味する。例えば、０回は水ガラス水溶液と混合した焼結蛍光体材料をボールミル粉砕工程及び水洗工程に供さず、乾燥工程に供することを意味する。２回は水ガラス水溶液と混合した焼結蛍光体材料を１回のボールミル粉砕工程、２回の水洗工程、濾過工程及び乾燥工程を含む１回の処理工程に供した後、１回のボールミル粉砕工程、２回の水洗工程を含む別の処理工程に供することを意味する。残りも同様に行うことができる。したがって、表１中のボールミル粉砕の回数が多いほど水洗回数が多いことを意味する。
【００５４】
表１中の組成欄は、比較例１〜実施形態１０の蛍光体が組成（Ｙ２．９６５，Ｃｅ０．０３５）（Ａｌ３．６５，Ｇａ１．３５）Ｏ１２を有し、実施形態１１〜実施形態１３が組成（Ｙ２．９４５，Ｃｅ０．０５５）（Ａｌ４．３５，Ｇａ０．６５）Ｏ１２を有し、実施形態１４が組成（Ｙ２．９４５，Ｃｅ０．０６５）（Ａｌ５．００）Ｏ１２を有し、実施形態１５が組成（Ｙ２．９４５，Ｃｅ０．０５５）（Ａｌ３．００，Ｇａ２．００）Ｏ１２を有し、実施形態１６が組成（Ｙ２．９７５，Ｃｅ０．０２５）（Ａｌ２．００，Ｇａ３．００）Ｏ１２を有し、実施形態１７が組成（Ｙ２．９００，Ｃｅ０．１００）（Ａｌ２．６５，Ｇａ２．３５）Ｏ１２を有することを示す。
【００５５】
表２にＳｉ、Ｂａ、Ｌｉの量及び蛍光体の輝度を示す。輝度には実施形態を１００％の標準として用いる。
【００５６】
【表２】
2015124386.tif 000003
【００５７】
表１及び表２から、以下のような結果が見出される。
【００５８】
水ガラス水溶液を用いずに作製される蛍光体（表１中の水ガラス水溶液欄に記号「−」で示される、例えば比較例９）は、依然として微量のＳｉ元素及びＬｉ元素を有している。これは作製プロセス中に生じる不純物であると予想される。
【００５９】
水ガラス水溶液を用いない比較例１及び比較例２並びに比較例９及び比較例１０の結果から、水洗工程のみによっては蛍光体粉末からＢａ元素を除去することができなかったことが見出される。したがって、比較例の輝度は実施形態４〜実施形態７の輝度よりはるかに低い。
【００６０】
ボールミル粉砕工程、水洗工程、濾過工程及び乾燥工程を含む後続処理プロセスにおける水ガラス水溶液の使用は、蛍光体表面からのＢａ不純物の除去を促進し得る。蛍光体はＢａ含量が１００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍまで減少するため、より良好な輝度を有する。水ガラス水溶液の使用はＳｉ含量を増大させ得るが、Ｓｉ含量が２００ｐｐｍ〜８００ｐｐｍであるため、蛍光体はより良好な輝度を有する。加えて、表２のデータによると、水ガラス水溶液の除去能は選択的である。例えば、Ｂａ元素の除去能はＬｉ元素の除去能よりもはるかに良好であり、すなわちＬｉ元素が水ガラス水溶液によって除去されないと言える。
【００６１】
１００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍのＢａ元素及び／又は２００ｐｐｍ〜８００ｐｐｍのＳｉ元素を有する実施形態の蛍光体は優れた輝度を示す。量が上記の元素含量より多く又は少なくなると蛍光体の輝度性が悪化し得ることに留意されたい。
【００６２】
本開示を例として好ましい実施形態に関して説明したが、本開示はそれに限定されないことを理解されたい。反対に、様々な変更並びに同様の配置及び手順を包含することが意図されており、したがって、添付の特許請求の範囲の範囲は全てのこのような変更並びに同様の配置及び手順を網羅するように最も広く解釈されるものとする。また、本発明は、上記実施形態で開示した方法に限定されない。
【図１】
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【図２】
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