(57)【要約】【目的】３５０〜４１５ｎｍの光を発生する励起源と蛍光体を組み合わせ、かつ、高い発光強度を有する発光装置を提供する。【構成】波長３５０〜４１５ｎｍの光を発生する第１の発光体と、当該第１の発光体からの光の照射によって可視光を発生する第２の発光体とを有する発光装置において、第２の発光体が、一般式［１］の化学組成の結晶相を含有してなる蛍光体を含んでなることを特徴とする発光装置。Ｒ１−ａＥｕａＭ１−ｂＭｎｂＡ１０Ｏ１７    式［１］（式［１］において、ａ、ｂは、それぞれ０．０５＜ａ≦１、０．６＜ａ／ｂ＜５、０．０１＜ｂ≦０．９を満足する数であり、Ｒは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａの群から選ばれる少なくとも一種の元素を示し、Ｍは、Ｍｇ及び／又はＺｎを示し、Ａは、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｃ、Ｂの群から選ばれる少なくとも一種の元素を示す。）【選択図】  なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長３５０〜４１５ｎｍの光を発生する第１の発光体と、当該第１の発光体からの光の照射によって可視光を発生する第２の発光体とを有する発光装置において、第２の発光体が、一般式［１］の化学組成の結晶相を含有してなる蛍光体を含んでなることを特徴とする発光装置。
【化１】
2004217723.tif 000002
（式［１］において、ａ、ｂは、それぞれ０．０５＜ａ≦１、０．６＜ａ／ｂ＜５、０．０１＜ｂ≦０．９を満足する数であり、Ｒは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａの群から選ばれる少なくとも一種の元素を示し、Ｍは、Ｍｇ及び／又はＺｎを示し、Ａは、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｃ、Ｂの群から選ばれる少なくとも一種の元素を示す。）
【請求項２】
第２の発光体が、一般式［１］におけるＲがＢａ及び／又はＳｒ、ＭがＭｇ、ＡがＡｌとなる化学組成を有する結晶相を含有してなることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
第１の発光体がレーザーダイオード又は発光ダイオードであることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
第１の発光体がレーザーダイオードであることを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
第１の発光体がＧａＮ系化合物半導体を使用してなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の発光装置。
【請求項６】
第１の発光体が面発光型ＧａＮ系レーザーダイオードであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の発光装置。
【請求項７】
第２の発光体が膜状であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の発光装置。
【請求項８】
第１の発光体の発光面に、直接、第２の発光体の膜面を接触させてなることを特徴とする請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】
第２の発光体が他の蛍光体を含んでなり、発光装置が白色光を発することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一つに記載の発光装置。
【請求項１０】
第２の発光体が、蛍光体の粉を樹脂に分散させてなることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の発光装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一つに記載の発光装置を有する照明装置。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか一つに記載の発光装置を有するディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は発光装置に関し、詳しくは、電力源により紫外光から可視光領域の光を発光する第１の発光体と、その発光を吸収し長波長の可視光を発する波長変換材料としての第２の発光体とを組み合わせることにより、高効率の発光を発生させることのできる発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略す）やレーザーダイオード（以下、ＬＤと略す）は青〜赤色の可視領域から、紫色、紫外線を発するものまで開発されている。こうした多色のＬＥＤを組み合わせた表示装置がディスプレイや交通信号機として用いられている。更にＬＥＤやＬＤの発光色を蛍光体で色変換させた発光装置も提案されている。例えば、特公昭４９−１２２１号公報では、３００−５３０ｎｍの波長の放射ビームを発するレーザービームを燐光体（Ｙ３−ｘ−ｙＣｅｘＧｄｙＭ５−ｚＧａｚＯ１２（ＹはＹ、Ｌｕ、またはＬａ、ＭはＡｌ、Ａｌ−Ｉｎ、またはＡｌ−Ｓｃを表し、ｘは０．００１〜０．１５、ｙは２．９９９以下、ｚは３．０以下である））に照射し、これを発光させてディスプレイを形成する方法が示されている。また、近年では、青色発光の半導体発光素子として注目されている発光効率の高い窒化ガリウム（ＧａＮ）系ＬＥＤやＬＤと、波長変換材料としての蛍光体とを組み合わせて構成される白色発光の発光装置が、画像表示装置や照明装置の発光源として提案されている。実際に、特開平１０−２４２５１３号公報において、この窒化物系半導体のＬＥＤ又はＬＤチップを使用し、蛍光体としてセリウム付活イットリウム・アルミニウム・ガーネット系を使用することを特徴とする発光装置が示されている。
しかしながら、例えば、この特開平１０−２４２５１３号公報に示されるようなセリウム付活イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体と青色ＬＥＤ又は青色レーザーとの組み合わせにおいては、青色光と蛍光体から発生する黄色光の混色で白色を発生させることができるが、青色と黄色の発光ピークトップ（４５０ｎｍ付近と５５０ｎｍ付近）の中間領域（４７０ｎｍ−５４０ｎｍ）と、黄色ピークの長波長側領域（５８０−７００ｎｍ）の発光強度が小さいために、バックライト光源などの発光源としては十分な色再現性が得られず、改良が求められている。
【０００３】
この改良のために紫外線発光のＬＥＤで青色、赤色、緑色の蛍光体を励起して白色発光をとして利用する発光装置が提案されている。青色、緑色、赤色の蛍光体を混合して白色光とする場合は、従来の青・黄混色系のような２つのピークの重なりでなく、３つのピークの重なりとなるので、発光ピークの間の谷間が小さくなり、演色性が向上することになる。しかし、この青・緑・赤混色系においてはそれぞれの蛍光体がバランス良く十分な発光効率と、色再現（広い色再現範囲若しくは高い演色性）を示すためのスペクトル特性が求められる。又、特開２０００−１８３４０８号公報や特開２０００−０７３０５２号公報には、青色、緑色にＥｕとＭｎを付活したアルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体が記載されている。しかしそこではアルカリ土類金属等の酸化物種とアルミナの比率が開示されているのみであり、実施例に記載されている２（Ｂａ，Ｍｇ）Ｏ・５Ａｌ２Ｏ３：Ｅｕ０．２，Ｍｎ０．４や３（Ｂａ，Ｍｇ）Ｏ・８Ａｌ２Ｏ３：Ｅｕ０．２，Ｍｎ０．４の組成物においても、蛍光体の発光強度はまだ十分ではなかった。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭４９−１２２１号公報
【特許文献２】
特開平１０−２４２５１３号公報
【特許文献３】
特開２０００−１８３４０８号公報
【特許文献４】
特開２０００−０７３０５２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
青色、緑色、赤色の蛍光体を混合して白色光とする場合、それぞれの蛍光体に十分な発光輝度と、混合したものが全体で高い色再現性を示すための色度とスペクトル特性をもつ事が求められる。本発明は、前述の従来技術に鑑み、発光強度が高い発光装置を開発すべくなされたものであり、特に高効率の緑色蛍光体を開発することにより、好適な発光装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の構成を採用することにより、前記課題の解決に成功した。
（１）波長３５０〜４１５ｎｍの光を発生する第１の発光体と、当該第１の発光体からの光の照射によって可視光を発生する第２の発光体とを有する発光装置において、第２の発光体が、一般式［１］の化学組成の結晶相を含有してなる蛍光体を含んでなることを特徴とする発光装置。
【０００７】
【化２】
Ｒ１−ａＥｕａＭ１−ｂＭｎｂＡ１０Ｏ１７    式［１］
（式［１］において、ａ、ｂは、それぞれ０．０５＜ａ≦１、０．６＜ａ／ｂ＜５、０．０１＜ｂ≦０．９を満足する数であり、Ｒは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａの群から選ばれる少なくとも一種の元素を示し、Ｍは、Ｍｇ及び／又はＺｎを示し、Ａは、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｃ、Ｂの群から選ばれる少なくとも一種の元素を示す。）（２）第２の発光体が、一般式［１］におけるＲがＢａ及び／又はＳｒ、ＭがＭｇ、ＡがＡｌとなる化学組成を有する結晶相を含有してなることを特徴とする前記（１）に記載の発光装置。
（３）第１の発光体がレーザーダイオード又は発光ダイオードであることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の発光装置。
（４）第１の発光体がレーザーダイオードであることを特徴とする前記（３）に記載の発光装置。
（５）第１の発光体がＧａＮ系化合物半導体を使用してなることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の発光装置。
（６）第１の発光体が面発光型ＧａＮ系レーザーダイオードであることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれか一つに記載の発光装置。
（７）第２の発光体が膜状であることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれか一つに記載の発光装置。
（８）第１の発光体の発光面に、直接、第２の発光体の膜面を接触させてなることを特徴とする前記（７）に記載の発光装置。
（９）第２の発光体が他の蛍光体を含んでなり、発光装置が白色光を発することを特徴とする、前記（１）〜（８）のいずれか一つに記載の発光装置。
（１０）第２の発光体が、蛍光体の粉を樹脂に分散させてなることを特徴とする前記（１）〜（９）のいずれか一つに記載の発光装置。
（１１）前記（１）〜（１０）のいずれか一つに記載の発光装置を有する照明装置。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明は、波長３５０〜４１５ｎｍの光を発生する第１の発光体と、当該第１の発光体からの光の照射によって可視光を発生する第２の発光体とを有する発光装置において、第２の発光体が、一般式［１］の化学組成を有する結晶相を含有する蛍光体を含んでなることを特徴とする。
【０００９】
【化３】
Ｒ１−ａＥｕａＭ１−ｂＭｎｂＡ１０Ｏ１７    式［１］
（式［１］において、ａ、ｂは、それぞれ０．０５＜ａ≦１、０．６＜ａ／ｂ＜５、０．０１＜ｂ≦０．９を満足する数であり、Ｒは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａの群から選ばれる少なくとも一種の元素を示し、Ｍは、Ｍｇ及び／又はＺｎを示し、Ａは、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｃ、Ｂの群から選ばれる少なくとも一種の元素を示す。）特徴とする。
【００１０】
第２の発光体に含有される蛍光体の一般式［１］の化学組成を有する結晶相は、波長３５０〜４１５ｎｍの光を発生する第１の発光体からの光により励起されて高い発光強度を示し、良好な発光装置が得られるため好ましい。
ａが０．０５以下の場合には波長４００ｎｍの光により励起した際の前記結晶相の発光強度が低くなる傾向にある。ａが０．０５＜ａ≦１を満足する数の化学組成を有する結晶相は、発光強度が高いので好ましい。同様の理由で、ａは、０．１≦ａ≦１がより好ましく、０．２≦ａ≦１が更に好ましく、０．３≦ａ≦１が最も好ましい。
【００１１】
ｂに対するａの比ａ／ｂが０．６以下の場合には、波長４００ｎｍの励起光を十分に吸収できずに、第２の発光体からの発光強度が小さくなる傾向にある。一方、ａ／ｂが５以上の場合には、緑色発光強度より青色発光強度が強くなり色純度の良い緑色発光が得られにくい。ａ／ｂが０．６＜ａ／ｂ＜５を満足する化学組成を有する結晶相は、波長４５０ｎｍ近傍の青色発光強度に対する波長５１５ｎｍ近傍の緑色発光強度の比が高く、緑色純度が高く、演色性の良い発光装置が得られるので好ましい。同様の理由で、ａ／ｂの下限は、ａ／ｂ≧０．８が好ましく、ａ／ｂ≧１がより好ましい。また上限は、ａ／ｂ≦４が好ましく、ａ／ｂ≦３がより好ましい。
【００１２】
第２の発光体に含有される蛍光体の結晶相の上記一般式［１］におけるＲで表される元素としては、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａの群から選ばれる少なくとも一種の元素であるが、Ｂａ及び／又はＳｒとなる化学組成を有する結晶相を含有することが高い発光強度が得られるため好ましい。また、ＢａをＲの５０ｍｏｌ％以上とし、かつ、ＳｒをＲの１０ｍｏｌ％以上とすることが高い発光強度が得られるのでより好ましい。
【００１３】
該蛍光体に含有される結晶相の上記一般式［１］におけるＭで表される元素としては、Ｍｇ及び／又はＺｎであるが、Ｍｇである化学組成を有する結晶相を含有することが高い発光強度が得られるため好ましい。
第２の発光体に含有される蛍光体の結晶相の上記一般式［１］におけるＡで表される元素としては、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｃ、Ｂの群から選ばれる少なくとも一種の元素であるが、Ａの５０ｍｏｌ％以上がＡｌとなる化学組成を有する結晶相を含有していることが、高い発光強度を得る上で好ましい。さらに、Ａの９９％以上がＡｌであることが、発光特性が良好となりより好ましい。
【００１４】
本発明で第２の発光体として使用する蛍光体は、式［１］に示されるようなＲ源、Ｅｕ源、Ｍ源、Ｍｎ源、Ａ源の化合物を、具体的には、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｅｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｃ、Ｂの金属や化合物を、必要に応じてスタンプミル、ボールミル、ジェットミル等の乾式粉砕機を用いて粉砕した後、Ｖ型ブレンダー、コニカルブレンダー等の各種の混合機により十分混合するが、混合した後で粉砕機を用いて乾式粉砕する方法、水等の媒体中で湿式粉砕機を用いて粉砕及び混合した後乾燥する方法、或いは調製された溶液やスラリーを、噴霧乾燥等により乾燥させる方法等も可能であり、何れかの方法で得られた粉砕混合物を、加熱処理して焼成することにより製造することができる。
【００１５】
これらの粉砕混合法の中で、特に、発光中心イオンの元素源化合物においては、少量の化合物を全体に均一に混合、分散させる必要があることから液体媒体を用いるのが好ましく、又、他の元素源化合物において全体に均一な混合が得られる面からも、湿式法が好ましく、又、加熱処理法としては、アルミナや石英製の坩堝やトレイ等の耐熱容器中で、通常１０００〜１６５０℃、好ましくは１１００〜１５００℃、特に好ましくは１１５０〜１４５０℃の温度で、大気、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素、水素、アルゴン等の気体の単独或いは混合雰囲気下で、１０分〜２４時間、加熱することによりなされる。この時適当な融剤を選定して添加することでさらに高輝度蛍光体が得られる場合がある。加熱処理後、必要に応じて、洗浄、乾燥、分級処理等がなされる。
【００１６】
前記加熱雰囲気としては、発光中心イオンの元素が発光に寄与するイオン状態（価数）を得るために必要な雰囲気が選択される。本発明における２価のＥｕやＭｎ等の場合には、一酸化炭素、窒素、水素、アルゴン等の中性若しくは還元雰囲気下が好ましいが、大気雰囲気下も条件さえ選べば可能である。
Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｅｕ、Ｍｎ、Ａｌの各元素の原料化合物としては、各元素の酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、蓚酸塩、カルボン酸塩、ハロゲン化物等が挙げられ、これらの中から、複合酸化物への反応性、及び、焼成時におけるＮＯｘ  、ＳＯｘ  等の非発生性等を考慮して選択される。
【００１７】
Ｓｒ及びＣａの原料化合物を具体的に例示すれば、Ｂａ源化合物としては、ＢａＯ、Ｂａ（ＯＨ）２、・８Ｈ２Ｏ、ＢａＣＯ３、Ｂａ（ＯＣＯ）２、Ｂａ（ＯＣＯＣＨ３）２、Ｂａ（ＯＣＨ３）２・Ｈ２Ｏ、ＢａＢ６、ＢａＣｌ２、Ｂａ（ＮＯ３）２、ＢａＳＯ４等が、Ｓｒ源化合物としては、ＳｒＯ、Ｓｒ（ＯＨ）２・８Ｈ２Ｏ、ＳｒＣＯ３  、Ｓｒ（ＮＯ３）２  、ＳｒＳＯ４、Ｓｒ（ＯＣＯ）２  ・Ｈ２  Ｏ、Ｓｒ（ＯＣＯＣＨ３）２  ・０．５Ｈ２  Ｏ、ＳｒＣｌ２  等が、又、Ｃａ源化合物としては、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）２、ＣａＣＯ３、Ｃａ（ＮＯ３）２  ・４Ｈ２  Ｏ、ＣａＳＯ４・２Ｈ２  Ｏ、Ｃａ（ＯＣＯ）２  ・Ｈ２  Ｏ、Ｃａ（ＯＣＯＣＨ３  ）  ２  ・Ｈ２Ｏ、ＣａＣｌ２  等がそれぞれ挙げられる。
【００１８】
又、Ｍｇ及びＺｎについて具体的に例示すれば、Ｍｇ源化合物としては、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２  、ＭｇＣＯ３  、Ｍｇ（ＯＨ）２・３ＭｇＣＯ３・３Ｈ２  Ｏ、Ｍｇ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ、ＭｇＳＯ４、Ｍｇ（ＯＣＯ）２・２Ｈ２  Ｏ、Ｍｇ（ＯＣＯＣＨ３  ）  ２・４Ｈ２  Ｏ、ＭｇＣｌ２等が、又、Ｚｎ源化合物としては、ＺｎＯ、Ｚｎ（ＯＨ）２、ＺｎＣＯ３、Ｚｎ（ＮＯ３）２、Ｚｎ（ＯＣＯ）２、Ｚｎ（ＯＣＯＣＨ３）  ２、ＺｎＣｌ２等がそれぞれ挙げられる。
【００１９】
更に、発光中心イオンの元素であるＥｕ及びＭｎについて、その元素源化合物を具体的に例示すれば、Ｅｕ源化合物としては、Ｅｕ２Ｏ３、Ｅｕ２（ＳＯ４）３、Ｅｕ２（ＯＣＯ）６  、ＥｕＣｌ２  、ＥｕＣｌ３等が挙げられる。Ｍｎ源化合物としては、ＭｎＣＯ３・ｎＨ２Ｏ，ＭｎＣｌ２、Ｍｎ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ、ＭｎＳＯ４・ｎＨ２Ｏ、ＭｎＢｒ２、ＭｎＯ、ＭｎＯ２が使用できる。
又、Ａｌについて具体的に例示すれば、Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、ＡｌＯＯＨ、Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ、Ａｌ２（ＳＯ４）３、ＡｌＣｌ３等がそれぞれ挙げられる。
【００２０】
本発明において、前記蛍光体に光を照射する第１の発光体は、波長３５０〜４１５ｎｍの光を発生する。好ましくは波長３５０〜４１５ｎｍの範囲にピーク波長を有する光を発生する発光体を使用する。第１の発光体の具体例としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザーダイオード（ＬＤ）等を挙げることができる。消費電力が少ない点でレーザーダイオードがより好ましい。その中で、ＧａＮ系化合物半導体を使用したＧａＮ系ＬＥＤやＬＤが好ましい。なぜなら、ＧａＮ系ＬＥＤやＬＤは、この領域の光を発するＳｉＣ系ＬＥＤ等に比し、発光出力や外部量子効率が格段に大きく、前記蛍光体と組み合わせることによって、非常に低電力で非常に明るい発光が得られるからである。例えば、２０ｍＡの電流負荷に対し、通常ＧａＮ系はＳｉＣ系の１００倍以上の発光強度を有する。ＧａＮ系ＬＥＤやＬＤにおいては、ＡｌｘＧａｙＮ発光層、ＧａＮ発光層、またはＩｎｘＧａｙＮ発光層を有しているものが好ましい。ＧａＮ系ＬＥＤにおいては、それらの中でＩｎｘＧａｙＮ発光層を有するものが発光強度が非常に強いので、特に好ましく、ＧａＮ系ＬＤにおいては、ＩｎｘＧａｙＮ層とＧａＮ層の多重量子井戸構造のものが発光強度が非常に強いので、特に好ましい。なお、上記においてｘ＋ｙの値は通常０．８〜１．２の範囲の値である。ＧａＮ系ＬＥＤにおいて、これら発光層にＺｎやＳｉをドープしたものやドーパント無しのものが発光特性を調節する上で好ましいものである。ＧａＮ系ＬＥＤはこれら発光層、ｐ層、ｎ層、電極、および基板を基本構成要素としたものであり、発光層をｎ型とｐ型のＡｌｘＧａｙＮ層、ＧａＮ層、またはＩｎｘＧａｙＮ層などでサンドイッチにしたヘテロ構造を有しているものが発光効率が高く、好ましく、さらにヘテロ構造を量子井戸構造にしたものが発光効率がさらに高く、より好ましい。
【００２１】
本発明においては、面発光型の発光体、特に面発光型ＧａＮ系レーザーダイオードを第１の発光体として使用することは、発光装置全体の発光効率を高めることになるので、特に好ましい。面発光型の発光体とは、膜の面方向に強い発光を有する発光体であり、面発光型ＧａＮ系レーザーダイオードにおいては、発光層等の結晶成長を制御し、かつ、反射層等をうまく工夫することにより、発光層の縁方向よりも面方向の発光を強くすることができる。面発光型のものを使用することによって、発光層の縁から発光するタイプに比べ、単位発光量あたりの発光断面積が大きくとれる結果、第２の発光体の蛍光体にその光を照射する場合、同じ光量で照射面積を非常に大きくすることができ、照射効率を良くすることができるので、第２の発光体に含まれる蛍光体からより強い発光を得ることができる。
【００２２】
第２の発光体は、一般式［１］に記載の結晶相を含有してなる蛍光体とは異なる、他の蛍光体と組み合わせることにより白色光を得ることができる。即ち、本発明を構成する緑色蛍光体を各種の青色蛍光体や赤色蛍光体と組み合わせることにより第２の発光体として白色を得ることができる。
本発明の発光装置に使用される緑色蛍光体と組み合わせる蛍光体としては、特に制限は無いが、以下の青色蛍光体及び赤色蛍光体が好ましい。
青色蛍光体としては
（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｂａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ、Ｂａ３Ｍｇ２ＳｉＯ８：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕの様な蛍光体が使用できる。
その中でも下記の４種類の少なくともいずれか１つの青色蛍光体と組み合わせることがより好ましい。
１．ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ系青色蛍光体
中でも、下記一般式［２］の化学組成を有する結晶相を含有する蛍光体が好ましい。
【００２３】
【化４】
Ｍ１（ａ−ａｘ）Ｍ１’ａｘＥｕｂＭ２（ｃ−ｃｙ）Ｍ２’ｃｙＭ３（ｄ−ｄｚ）Ｍ３’ｄｚＯｅ  式［２］
（式［２］において、Ｍ１は、Ｂａ、Ｓｒ、およびＣａからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素を表し、Ｍ１’は、一価、又は、六配位時二価の状態で半径が０．９２Å以上の二価の金属元素（但し、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｅｕは除く）からなり、Ｍ２は、ＭｇおよびＺｎからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素であり、Ｍ２’  は、六配位時二価の状態で半径が０．９２Å未満の二価の金属元素（但し、Ｍｇ、Ｚｎは除く）を表し、Ｍ３は、Ａｌ、Ｇａ、およびＳｃからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素であり、Ｍ３’は、三価の金属元素（但し、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｃは除く）を表し、かつ、ｂは、０．１１≦ｂ≦０．９９、ａは、０．９≦（ａ＋ｂ）≦１．１、ｃは、０．９≦ｃ≦１．１、ｄは、９≦ｄ≦１１、ｅは、１５．３≦ｅ≦１８．７、０≦ｘ＜０．２、０≦ｙ＜０．２、０≦ｚ＜０．２を満足する数である。）
２．Ｓｒ１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ系青色蛍光体
中でも、下記一般式［３］の化学組成を有する結晶相を含有する蛍光体が好ましい。
【００２４】
【化５】
ＥｕａＳｒｂＭ５−ａ−ｂ（ＰＯ４）ｃＸｄ  式［３］
（上記一般式［３］において、ＭはＥｕ及びＳｒ以外の金属元素を表す。また、ＸはＰＯ４以外の一価のアニオン基を表す。ｃ及びｄは、２．７≦ｃ≦３．３、０．９≦ｄ≦１．１を満足する数である。ａ及びｂは、ともに０よりも大きくａ＋ｂが５以下となる数であるが、ａ≧０．１又はｂ≧３という条件を満足する。）
３．Ｓｒ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ系青色蛍光体
中でも、下記一般式［４］の化学組成を有する結晶相を含有する蛍光体が好ましい。
【００２５】
【化６】
Ｍ１ａＥｕｂＭ２ｃＭ３ｄＯｅ  式［４］
（但し、Ｍ１は、Ｂａ、Ｓｒ、およびＣａからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を合計で９０ｍｏｌ％以上含む金属元素を表し、Ｍ２は、ＭｇおよびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を合計で９０ｍｏｌ％以上含む金属元素を表し、Ｍ３は、ＳｉおよびＧｅからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を合計で９０ｍｏｌ％以上含む金属元素を表し、ａは２．７≦ａ≦３．３を満足する数、ｂは０．０００１≦ｂ≦１．０を満足する数、ｃは０．９≦ｃ≦１．１を満足する数、ｄは１．８≦ｄ≦２．２を満足する数、ｅは７．２≦ｅ≦８．８を満足する数である。）
４．（Ｃａ，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２：Ｅｕ系青色蛍光体
中でも、下記一般式［５］の化学組成を有する結晶相を含有する蛍光体が好ましい。
【００２６】
【化７】
ＥｕａＭｂ（ＰＯ４）ｃ（ＢＯ３）２−ｃＺｄ  式［５］
（上記一般式［５］において、Ｍは、Ｃａを含有し、かつ、ＣａとＭｇからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素が８０ｍｏｌ％以上を占める金属元素を表し、ＺはＰＯ４３−、ＢＯ３３−以外のアニオンを表す。ａは、０．００３≦ａ≦２．１、ｂは、２．７≦（ａ＋ｂ）≦３．３、ｃは、１．２≦ｃ≦２、ｄは、０≦ｄ≦０．１を満足する数である。）
赤色蛍光体としては、以下のような蛍光体が好ましい。
【００２７】
Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、ＹＡｌＯ３：Ｅｕ、ＹＶＯ４：Ｅｕ、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ
これらの蛍光体を組み合わせる方法としては、各蛍光体を粉末の形態で膜状に積層する方法、樹脂中に混合して膜状に積層する方法、粉末の形態で混合する方法、樹脂中に分散する方法、薄膜結晶状に積層する方法などが利用できるが、粉末の形態で混合して使用する方法が最も容易で安価に白色光を得られるので好ましい。
【００２８】
第１の発光体として面発光型のものを使用する場合、第２の発光体を膜状とするのが好ましい。その結果、面発光型の発光体からの光は断面積が十分大きいので、第２の発光体をその断面の方向に膜状とすると、第１の発光体からの蛍光体への照射断面積が蛍光体単位量あたり大きくなるので、蛍光体からの発光の強度をより大きくすることができる。
【００２９】
また、第１の発光体として面発光型のものを使用し、第２の発光体として膜状のものを用いる場合、第１の発光体の発光面に、直接膜状の第２の発光体を接触させるた形状とするのが好ましい。ここでいう接触とは、第１の発光体と第２の発光体とが空気や気体を介さないでぴたりと接している状態をつくることを言う。その結果、第１の発光体からの光が第２の発光体の膜面で反射されて外にしみ出るという光量損失を避けることができるので、装置全体の発光効率を良くすることができる。
【００３０】
本発明の発光装置の一例における第１の発光体と第２の発光体との位置関係を示す模式的斜視図を図２に示す。図２中の１は、前記蛍光体を有する膜状の第２の発光体、２は第１の発光体としての面発光型ＧａＮ系ＬＤ、３は基板を表す。相互に接触した状態をつくるために、ＬＤ２と第２の発光体１とをそれぞれ別個につくっておいてそれらの面同士を接着剤やその他の手段によって接触させても良いし、ＬＤ２の発光面上に第２の発光体を製膜（成型）させても良い。これらの結果、ＬＤ２と第２の発光体１とを接触した状態とすることができる。
【００３１】
第１の発光体からの光や第２の発光体からの光は通常四方八方に向いているが、第２の発光体の蛍光体の粉を樹脂中に分散させると、光が樹脂の外に出る時にその一部が反射されるので、ある程度光の向きを揃えられる。従って、効率の良い向きに光をある程度誘導できるので、第２の発光体として、前記蛍光体の粉を樹脂中へ分散したものを使用するのが好ましい。また、蛍光体を樹脂中に分散させると、第１の発光体からの光の第２の発光体への全照射面積が大きくなるので、第２の発光体からの発光強度を大きくすることができるという利点も有する。この場合に使用できる樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂等各種のものが挙げられるが、蛍光体粉の分散性が良い点で好ましくはエポキシ樹脂である。第２の発光体の粉を樹脂中に分散させる場合、当該第２の発光体の粉と樹脂の全体に対するその粉の重量比は、通常１０〜９５％、好ましくは２０〜９０％、さらに好ましくは３０〜８０％である。蛍光体が多すぎると粉の凝集により発光効率が低下することがあり、少なすぎると今度は樹脂による光の吸収や散乱のため発光効率が低下することがある。
【００３２】
本発明の発光装置は、波長変換材料としての前記蛍光体と、３５０〜４１５ｎｍの光を発生する発光素子とから構成されてなり、前記蛍光体が発光素子の発する３５０〜４１５ｎｍの光を吸収して、使用環境によらず高強度の可視光を発生させることのできる発光装置であり、白色とした場合は色再現性が良く、バックライト光源、信号機などの発光源、又、カラー液晶ディスプレイ等の画像表示装置や面発光等の照明装置等の光源に適している。
【００３３】
本発明の発光装置を図面に基づいて説明すると、図３は、第１の発光体（３５０〜４１５ｎｍ発光体）と第２の発光体とを有する発光装置の一実施例を示す模式的断面図であり、４は発光装置、５はマウントリード、６はインナーリード、７は第１の発光体（３５０〜４１５ｎｍの発光体）、８は第２の発光体としての蛍光体含有樹脂部、９は導電性ワイヤー、１０はモールド部材である。
【００３４】
本発明の一例である発光装置は、図３に示されるように、一般的な砲弾型の形態をなし、マウントリード５の上部カップ内には、ＧａＮ系発光ダイオード等からなる第１の発光体（３５０〜４１５ｎｍ発光体）７が、その上に、蛍光体をエポキシ樹脂やアクリル樹脂等のバインダーに混合、分散させ、カップ内に流し込むことにより第２の発光体として形成された蛍光体含有樹脂部８で被覆されることにより固定されている。一方、第１の発光体７とマウントリード５、及び第１の発光体７とインナーリード６は、それぞれ導電性ワイヤー９で導通されており、これら全体がエポキシ樹脂等によるモールド部材１０で被覆、保護されてなる。
【００３５】
又、この発光素子１を組み込んだ面発光照明装置１１は、図４に示されるように、内面を白色の平滑面等の光不透過性とした方形の保持ケース１２の底面に、多数の発光装置１３を、その外側に発光素子１３の駆動のための電源及び回路等（図示せず。）を設けて配置し、保持ケース１２の蓋部に相当する箇所に、乳白色としたアクリル板等の拡散板１４を発光の均一化のために固定してなる。
【００３６】
そして、面発光照明装置１１を駆動して、発光素子１３の第１の発光体に電圧を印加することにより３５０〜４１５ｎｍの光を発光させ、その発光の一部を、第２の発光体としての蛍光体含有樹脂部における前記蛍光体が吸収し、可視光を発光し、一方、蛍光体に吸収されなかった青色光等との混色により演色性の高い発光が得られ、この光が拡散板１４を透過して、図面上方に出射され、保持ケース１２の拡散板１４面内において均一な明るさの照明光が得られることとなる。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
実施例１
Ｒ源化合物としてＢａＣＯ３  ；０．５モル、Ｍ源化合物として塩基性炭酸マグネシウム（Ｍｇのモル数０．７５モル）、及びＡ源化合物としてγ−Ａｌ２Ｏ３；５モル、並びに発光中心イオンの元素源化合物としてＥｕ２Ｏ３；０．２５モル、ＭｎＣＯ３・０．５Ｈ２Ｏ（Ｍｎとして、０．２５モル）を純水と共に湿式ボールミル中で粉砕混合し、乾燥後、ナイロンメッシュを通過させた後、得られた粉砕混合物をアルミナ製坩堝中で、４％の水素を含む窒素ガス流下、１４５０℃で２時間、加熱することにより焼成し、引き続いて、水洗浄、乾燥、及び分級処理を行うことにより緑色発光の蛍光体Ｂａ０．５  Ｍｇ０．７５Ｅｕ０．５Ｍｎ０．２５Ａｌ１０Ｏ１７を製造した。ＧａＮ系発光ダイオードの紫外光領域の主波長である４００ｎｍでこの蛍光体を励起させたときの発光スペクトルを大塚電子（株）ＭＣＰＤ−７０００で測定して図１に示した。
この時発光スペクトルの４１５〜７８０ｎｍ波長域の積分強度は下記に示す比較例のサンプルに対して１３３％であった。
【００３８】
実施例２
仕込み原料を、ＢａＣＯ３；０．６５モル、塩基性炭酸マグネシウム（Ｍｇのモル数０．７７５モル）、γ−Ａｌ２Ｏ３；５モル、およびＥｕ２Ｏ３；０．１７５モル、ＭｎＣＯ３・０．５Ｈ２Ｏ（Ｍｎとして、０．２２５モル）としたこと以外は実施例１と同様の方法でＢａ０．６５Ｍｇ０．７７５Ｅｕ０．３５Ｍｎ０．２２５Ａｌ１０Ｏ１７を製造した。ＧａＮ系発光ダイオードの紫外光領域の主波長である４００ｎｍでこの蛍光体を励起させた時の発光スペクトルの４１５〜７８０ｎｍ波長域の積分強度は下記に示す比較例１のサンプルに対して１２６％であった。
【００３９】
実施例３
仕込み原料を、ＢａＣＯ３；０．７５モル、塩基性炭酸マグネシウム（Ｍｇのモル数０．７５モル）、γ−Ａｌ２Ｏ３；５モル、およびＥｕ２Ｏ３；０．１２５モル、ＭｎＣＯ３・０．５Ｈ２Ｏ（Ｍｎとして、０．１５モル）と変えた以外は、実施例１と同様にして蛍光体Ｂａ０．７５  Ｍｇ０．７５Ｅｕ０．２５Ｍｎ０．１５Ａｌ１０Ｏ１７を製造した。ＧａＮ系発光ダイオードの紫外光領域の主波長である４００ｎｍでこの蛍光体を励起させた時の発光スペクトルの４１５〜７８０ｎｍ波長域の積分強度比は下記に示す比較例１のサンプルに対して１２５％であった。
【００４０】
実施例４
仕込み原料を、ＢａＣＯ３；０．５モル、ＳｒＣＯ３；０．１モル、塩基性炭酸マグネシウム（Ｍｇのモル数０．８）、γ−Ａｌ２Ｏ３；５．０モル、およびＥｕ２Ｏ３；０．２モル，ＭｎＣＯ３・０．５Ｈ２Ｏ（Ｍｎとして、０．２モル）と変えた以外は、実施例１と同様にして蛍光体Ｂａ０．５Ｓｒ０．１Ｍｇ０．８Ｅｕ０．４Ｍｎ０．２Ａｌ１０Ｏ１７を製造した。ＧａＮ系発光ダイオードの紫外光領域の主波長である４００ｎｍでこの蛍光体を励起させ時の発光スペクトルの４１５〜７８０ｎｍ波長域の積分強度は下記に示す比較例１のサンプルに対して１３８％であった。
【００４１】
比較例１
仕込み原料を、ＢａＣＯ３；０．８モル、ＭｇＣＯ３；０．６モル、γ−Ａｌ２Ｏ３；５モル、およびＥｕ２Ｏ３；０．１モル、ＭｎＣＯ３・０．５Ｈ２Ｏ（Ｍｎとして、０．４モル）とし、実施例１と同様の条件下て作成して、Ｂａ０．８Ｍｇ０．６Ｅｕ０．２Ｍｎ０．４Ａｌ１０Ｏ１７の組成を持つ緑色蛍光体を得た。ＧａＮ系発光ダイオードの紫外光領域の主波長である４００ｎｍでこの蛍光体を励起させた時の発光スペクトルの４１５〜７８０ｎｍ波長域の積分強度を測定し、これを１００％（基準）とした。
【００４２】
比較例２
仕込み原料を、ＢａＣＯ３；０．８モル、ＭｇＣＯ３；１．６モル、γ−Ａｌ２Ｏ３；８モル、およびＥｕ２Ｏ３；０．１モル、ＭｎＣＯ３・０．５Ｈ２Ｏ（Ｍｎとして、０．４モル）とし、加熱条件を実施例１と同様にして作成して、Ｂａ０．２Ｍｇ１．６Ｅｕ０．２Ｍｎ０．４Ａｌ１６Ｏ２７の組成を持つの緑色蛍光体を得た。ＧａＮ系発光ダイオードの紫外光領域の主波長である４００ｎｍでこの蛍光体を励起させ、スペクトル強度を測定したところ積分強度は比較例１のサンプルに対して９０％であった。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、発光強度の高い発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明蛍光体の４００ｎｍ励起励起時発光スペクトル
【図２】面発光型ＧａＮ系ダイオードに膜状の第２の発光体を接触又は成型させた発光装置の一例を示す図。
【図３】本発明中の、第１の発光体（３５０〜４１５ｎｍ発光体）と第２の発光体とから構成される発光装置の一例を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の面発光照明装置の一例を示す模式的断面図。
【符号の説明】
１；第２の発光体
２；面発光型ＧａＮ系ＬＤ
３；基板
４；発光装置
５；マウントリード
６；インナーリード
７；第１の発光体（３５０〜４１５ｎｍの発光体）
８；本発明中の蛍光体を含有させた樹脂部
９；導電性ワイヤー
１０；モールド部材
１１；発光素子を組み込んだ面発光照明装置
１２；保持ケース
１３；発光装置
１４；拡散板
【図１】
2004217723.tif 000003
【図２】
2004217723.tif 000004
【図３】
2004217723.tif 000005
【図４】
2004217723.tif 000006