(57)【要約】    【目的】  ３５０−４８０ｎｍの光を発生する励起源と蛍光体を組み合わせ、発光強度の高い発光装置を提供する。    【構成】  ３５０−４８０ｎｍの光を発生する励起源と蛍光体を組み合わせた装置において、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使用した発光装置。2005064189.tif 000006（但し、Ｍ１は、Ｅｕ，Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｂを除き、Ｓｒ、Ｂａ、およびＭｇを合計で８０ｍｏｌ％以上含む、プラス価数の金属元素を表し、Ｍ２は、Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｂからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を表し、かつ、Ｇａが８０ｍｏｌ％以上であり、Ｍ３は、Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅ，Ｏからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を表し、かつ、Ｓが８０ｍｏｌ％以上である。ｂは、０．０８＜ｂ＜１を満足する数であり、ａとｂは、０．９≦（ａ＋ｂ）≦１．１を満足する数であり、ｃは、３．６≦ｃ≦４．４を満足する数である。）【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
３５０−４８０ｎｍ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有する蛍光体を含有してなることを特徴とする発光装置。
【化１】
2005064189.tif 000005
（但し、Ｍ１は、Ｅｕ，Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｂを除き、Ｓｒ、Ｂａ、およびＭｇを合計で８０ｍｏｌ％以上含む、プラス価数の金属元素を表し、Ｍ２は、Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｂからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を表し、かつ、Ｇａが８０ｍｏｌ％以上であり、Ｍ３は、Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅ，Ｏからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を表し、かつ、Ｓが８０ｍｏｌ％以上である。ｂは、０．０８＜ｂ＜１を満足する数であり、ａとｂは、０．９≦（ａ＋ｂ）≦１．１を満足する数であり、ｃは、３．６≦ｃ≦４．４を満足する数である。）
【請求項２】
Ｍ１において、ＳｒとＭｇの合計又はＢａとＭｇの合計が８０ｍｏｌ％以上であ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】
０．１＜ｂ≦０．２５を満足す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】
Ｍ１を構成する元素の合計モル比に対するＭｇのモル比の割合が０．８以下であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の発光装置。
【請求項５】
Ｍ２がＧａからなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の発光装置。
【請求項６】
Ｍ３がＳからなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の発光装置。
【請求項７】
Ｍ１が、Ｓｒ、Ｂａ、およびＭｇから選ばれる少なくとも一種を表すことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の発光装置。
【請求項８】
ａ，ｂが、ａ＋ｂ＝１を満足し、かつ、ｃが、ｃ＝４を満足することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載の発光装置。
【請求項９】
３５０−４１５ｎｍの光を発生する第１の発光体を使用することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一つに記載の発光装置。
【請求項１０】
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ないし９のいずれか一つに記載の発光装置。
【請求項１１】
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１０に記載の発光装置。
【請求項１２】
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ないし１１のいずれか一つに記載の発光装置。
【請求項１３】
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な
いし１２のいずれか一つに記載の発光装置。
【請求項１４】
第２の発光体を含む物質群が膜状であり、かつ、面発光型ＧａＮ系ダイオードからの光を第２の発光体の膜に対して照射させることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか一つに記載の発光装置。
【請求項１５】
面発光型ＧａＮ系ダイオードである第１の発光体の発光面に、直接第２の発光体を含む膜を接触させた、又は成型した形で可視光を直接発生させることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか一つに記載の発光装置。
【請求項１６】
第２の発光体の粉をシリコン樹脂、及び／又はエポキシ樹脂に分散させたものに第１の発光体からの光を照射させることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか一つに記載の発光装置。
【請求項１７】
請求項１ないし１６のいずれか一つの発光装置を有する画像表示装置。
【請求項１８】
請求項１ないし１６のいずれか一つの発光装置を有する照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、その紫外光から可視光領域にある光を吸収し長波長の可視光を発する母体化合物が発光中心イオンを含有する蛍光体を有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、使用環境によらず高強度の発光を発生させることのできる発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年に開発された低電圧で発光強度の高い半導体発光素子である窒化ガリウム（ＧａＮ）系の発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）等の光源に対し、波長変換材料としての蛍光体を組み合わせた白色発光の発光装置が、消費電力が小さく長寿命であるという特徴を活かして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。例えば、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。これは、半導体の青色光源と蛍光体の黄色発光を組み合わせて白色光を発光させているが、この［青色＋黄色］の混色による白色光発光法は、高い演色性が決して得られないという原理的な欠点を抱えている。
【０００３】
そのため、近年では、ＬＥＤやＬＤからの近紫外光を受け、青色、赤色、緑色にそれぞれ発光する蛍光体を組み合わせたり、青色ＬＥＤからの青色光を受け、緑色、赤色にそれぞれ発光する蛍光体を組み合わせたりして、演色性の高い白色光を発光させるための、蛍光体の提案がなされている。例えば、ＷＯ００／３３３８９号公報においては、白色や緑色の照明を目的として、青色ＬＥＤからの青色光を受け、緑色に発光する蛍光体（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）2Ｓ4：Ｅｕ2+等が示されている。しかしながら、本公報には具体的な組成範囲が記載されておらず、さらに、従来の２５４ｎｍ励起蛍光体として良好とされてきた１〜５モル％のＥｕで付活された（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）2Ｓ4を第２の発光体に用いる蛍光体とし、第１の発光体である青色ＬＥＤと組み合わせたような発光装置では、その緑色発光の強度が低いため、白色光としても緑色光としても満足できるものでなく、ディスプレイやバックライト光源、信号機などの発光源としてさらなる改良が求められる。また、特開２００２−６０７４７号公報には、白色や緑色の照明を目的として、青色ＬＥＤからの青色光を受け、緑色又は赤色に発光する蛍光体希土類付活の硫化物が提案されており、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，１５０，Ｈ５７−Ｈ６０（２００３）には、白色の照明を目的として、青色ＬＥＤと５モル％のＥｕで付活されたＳｒＧａ2Ｓ4を組み合わせた実験例が示されているが、それらではまだ十分な発光強度とはいえず、緑色発光の強度をより向上させることが求められる。
【特許文献１】特開平１０−２４２５１３号公報
【特許文献２】ＷＯ００／３３３８９号公報
【特許文献３】特開２００２−６０７４７号公報
【非特許文献１】Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，１５０，Ｈ５７−Ｈ６０（２００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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って、従って、本発明は、製造が容易であると共に、発光強度が高いダブル発光体型発光装置を得ることを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、３５０−４８０ｎｍ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、上記第２の発光体として下記特定の化学組成を有する結晶相を含有する蛍光体を用いると、前記蛍光体が３５０−４８０ｎｍ付近の光の照射を受け、高い強度で可視光の発光を起こす結果、前記目的を達成できることを見い出し本発明に到達した。
【０００６】
即ち、本発明は、３５０−４８０ｎｍ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有する蛍光体を含有してなることを特徴とする発光装置をその要旨とする。
【０００７】
【化２】
2005064189.tif 000002
【０００８】
（但し、Ｍ１は、Ｅｕ，Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｂを除き、Ｓｒ、Ｂａ、およびＭｇを合計で８０ｍｏｌ％以上含む、プラス価数の金属元素を表し、Ｍ２は、Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｂからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を表し、かつ、Ｇａが８０ｍｏｌ％以上であり、Ｍ３は、Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅ，Ｏからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を表し、かつ、Ｓが８０ｍｏｌ％以上である。ｂは、０．０８＜ｂ＜１を満足する数であり、ａとｂは、０．９≦（ａ＋ｂ）≦１．１を満足する数であり、ｃは、３．６≦ｃ≦４．４を満足する数である。）
【発明の効果】
【０００９】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、３５０−４８０ｎｍの光を発生する第１の発光体と蛍光体である第２の発光体を組み合わせた発光装置であり、その第２の発光体が、下記一般式［１］の化学組成を有する結晶相を有する蛍光体を含有してなることを特徴とする。
【００１１】
【化３】
2005064189.tif 000003
【００１２】
式［１］中の元素Ｍ１は、Ｅｕ，Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｂを除き、Ｓｒ、Ｂａ、およびＭｇを合計で８０ｍｏｌ％以上含む、プラス価数の金属元素であるが、発光強度等の面から、ＳｒとＭｇの合計又はＢａとＭｇの合計が８０ｍｏｌ％以上を占めることが好ましく、Ｍ１が、Ｓｒ、Ｂａ、およびＭｇから選ばれる少なくとも一種を表すことがより好ましい。また、Ｍ１を構成する元素の合計モル比に対するＭｇのモル比の割合が０．８以下であることが好ましい。更に、ＳｒとＭｇの合計が８０ｍｏｌ％以上である場合には、Ｍ1を
構成する元素の合計のモル比に対するＭｇのモル比の割合が０．７以下であることがより好ましい。Ｍ１中の金属元素としてＭｇを含み、第１の発光体からの光が短波長である、特に３５０−４１５ｎｍの波長である場合においては、ＳｒよりもＢａの方が短波長域に
吸収帯があるため、Ｍ１の残りの金属元素としては、ＳｒよりもＢａを多く用いることが好ましく、中でもＭ１を構成する元素の合計モル比に対する、Ｂａのモル比の割合が０．２以上、Ｍｇのモル比の割合が０．２以上であって、ＢａとＭｇの合計のモル比の割合が０．８以上であることが好ましい。
【００１３】
Ｍ１中の金属元素としてＳｒ，Ｂａ，Ｍｇ以外のプラス価数の金属元素を結晶中に含有させる場合、その金属元素に特に制約はないが、Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇと同じ価数、即ち２価の金属元素、例えばＭｎ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｓｎを含有させると、結晶構造を保持しやすいので、好ましい。これら２価の金属元素及び発光中心Ｅｕ2+の焼成時の固体内拡散によるチオガリウム酸塩の結晶化を助ける意味で、Ｍ１中の金属元素として１価、４価、５価、又は６価等の金属元素を少量導入しても良い。発光波長や発光強度を調節する意味で、増感剤となりうるＭｎ等の金属元素を少量置換してよい。
【００１４】
式［１］中の元素Ｍ２は、Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ、及びＢからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を表し、かつ、Ｇａが８０ｍｏｌ％以上である。Ｍ２がＧａ、及びＡｌからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素であることが好ましく、Ｍ２がＧａであることがより好ましい。
【００１５】
式［１］中の元素Ｍ３は、Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅ、及びＯからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を表し、かつ、Ｓが８０ｍｏｌ％以上である。Ｍ３がＳ，Ｓｅからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素であることが好ましく、Ｍ３がＳであることがより好ましい。
【００１６】
式［１］中のＥｕのモル比ｂは、０．０８＜ｂ＜１を満足する数である。発光中心イオンであるＥｕ2+の含有量が少なすぎると、発光強度が小さくなる傾向があり、一方、多すぎても濃度消光と呼ばれる現象によりやはり発光強度が減少する傾向があるため、ｂの下限としては、０．１＜ｂであることが好ましく、上限としては、ｂ≦０．２５であることが好ましい。
【００１７】
前記一般式［１］で表される結晶相Ｍ１ａＥｕｂＭ２２Ｍ３ｃにおいては、Ｅｕ2+が置換されるカチオンサイト（Ｍ１とＥｕ）、主にＧａが占めるカチオンサイト（Ｍ２）、主にＳが占めるアニオンサイト（Ｍ３）の基本的な全モル比はそれぞれ１，２，４であるが、カチオン欠損やアニオン欠損が多少生じていても本目的の蛍光性能に大きな影響がないので、主にＧａが占めるカチオンサイトの全モル比を化学式上で２と固定したときに、Ｅｕ2+が置換されるサイトの全モル比（ａ＋ｂ）は、０．９≦（ａ＋ｂ）≦１．１の範囲であり、中でも、ａ＋ｂ＝１であることが好ましい。又、主にＳが占めるアニオンサイトの全モル比ｃは、３．６≦ｃ≦４．４の範囲であり、中でもｃ＝４であることが好ましい。更に、ａ＋ｂ＝１であって、かつｃ＝４であることが好ましい。
【００１８】
本発明で使用する蛍光体は、前記一般式［１］に示されるようなＭ１源、Ｍ２源、Ｍ３源の化合物、及び、発光中心イオン（Ｅｕ）の元素源化合物を下記（Ａ）の混合法により調製した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。
（Ａ）ハンマーミル、ロールミル、ボールミル、ジェットミル等の乾式粉砕機、又は、乳鉢と乳棒等を用いる粉砕と、リボンブレンダー、Ｖ型ブレンダー、ヘンシェルミキサー等の混合機、又は、乳鉢と乳棒を用いる混合とを合わせた乾式混合法。
なお、上記元素源化合物が硫化物でない場合は、下記（Ｂ）の湿式混合法も好ましい。
（Ｂ）粉砕機、又は、乳鉢と乳棒等を用いて、水等を加えてスラリー状態又は溶液状態で、粉砕機、乳鉢と乳棒、又は蒸発皿と撹拌棒等により混合し、噴霧乾燥、加熱乾燥、又は自然乾燥等により乾燥させる湿式混合法。
【００１９】
これらの混合法で得た混合物の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６００〜１４００℃、好ましくは７００〜１３００℃の温度で、硫化水素、大気、酸素、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、１０分〜２４時間、加熱することによりなされる。尚、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。
【００２０】
尚、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等の場合には、硫化水素、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、酸素等の酸化雰囲気下も条件さえ選べば可能である。
【００２１】
Ｍ１源、Ｍ２源、およびＥｕ源の化合物としては、Ｍ１、Ｍ２、およびＥｕの各硫化物、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、Ｍ３源の化合物としては、Ｍ３のうちのＳに対し、元素Ｍ１源、Ｍ２源、ＮＨ4等の硫化物、オキシ硫化物、硫化水素、ＮＨ4ＳＨ、ＣＳ2、Ｓ、（ＣＨ3）2ＮＣＳ2Ｎａ等が挙げられ、Ｍ３のうちのＳｅに対し、元素Ｍ１源、Ｍ２源、ＮＨ4等のセレン化物
、セレン化水素、セレン酸、セレン酸アンモニウム、セレン、又、Ｍ３のうちのＴｅに対し、元素Ｍ１源、Ｍ２源、ＮＨ4等のテルル化物、テルル化水素、テルル酸、テルル酸ア
ンモニウム、テルル、又、Ｍ３のうちの酸素に対し、元素Ｍ１源、Ｍ２源、ＮＨ4等の酸
化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等が挙げられ、これらの中から、化学組成、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。
【００２２】
金属元素群Ｍ１に対して好ましいとする前記Ｓｒ、Ｂａ、及びＭｇについて、それらのＭ１源化合物を具体的に例示すれば、Ｓｒ源化合物としては、ＳｒＳ、ＳｒＳｅ、ＳｒＴｅ、ＳｒＯ、Ｓｒ（ＯＨ）2・８Ｈ2Ｏ、ＳｒＣＯ3、Ｓｒ（ＮＯ3）2、ＳｒＳＯ4、Ｓｒ（ＯＣＯ）2・Ｈ2Ｏ、Ｓｒ（ＯＣＯＣＨ3）2・０．５Ｈ2Ｏ、ＳｒＣｌ2等が、又、Ｂａ源化合物としては、ＢａＳ、ＢａＳｅ、ＢａＴｅ、ＢａＯ、Ｂａ（ＯＨ）2・８Ｈ2Ｏ、ＢａＣＯ3、Ｂａ（ＮＯ3）2、ＢａＳＯ4、Ｂａ（ＯＣＯ）2・２Ｈ2Ｏ、Ｂａ（ＯＣＯＣＨ3
）2、ＢａＣｌ2等が、又、Ｍｇ源化合物としては、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）2、ＭｇＣＯ3、Ｍｇ（ＯＨ）2・３ＭｇＣＯ3・３Ｈ2Ｏ、Ｍｇ（ＮＯ3）2・６Ｈ2Ｏ、ＭｇＳＯ4、Ｍｇ（
ＯＣＯ）2・２Ｈ2Ｏ、Ｍｇ（ＯＣＯＣＨ3）2・４Ｈ2Ｏ、ＭｇＣｌ2等がそれぞれ挙げられる。又、上記の他にＭ1となりうる金属元素として上述のようにＭｎ等が挙げられるが、
そのＭｎ源化合物としては、ＭｎＳ、ＭｎＳｅ、ＭｎＴｅ、ＭｎＯ2、Ｍｎ2Ｏ3、Ｍｎ3Ｏ4、ＭｎＯ、Ｍｎ（ＯＨ）2、ＭｎＣＯ3、Ｍｎ（ＮＯ3）2、Ｍｎ（ＯＣＯＣＨ3）2・２Ｈ2Ｏ、Ｍｎ（ＯＣＯＣＨ3）3・ｎＨ2Ｏ、ＭｎＣｌ2・４Ｈ2Ｏ等が挙げられる。
【００２３】
更に、発光中心イオンの元素として好ましいとする前記Ｅｕについて、その元素源化合物を具体的に例示すれば、ＥｕＳ、ＥｕＳｅ、ＥｕＴｅ、Ｅｕ2Ｏ3、Ｅｕ2（ＳＯ4）3、
Ｅｕ2（ＯＣＯ）6、ＥｕＣｌ2、ＥｕＣｌ3、ＥｕＦ3、Ｅｕ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏ等が挙げられる。
【００２４】
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３５０−４８０ｎｍの光を発生する。好ましくは波長３５０−４８０ｎｍ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。発光装置とした場合に色調整をしやすいという点では、３５０ｎｍ以上４１５ｎｍ以下の波長の光を発生する発光体を使用することが好ましく、３５０ｎｍ以上４１５ｎｍ以下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ことがより好ましい。波長３５０−４８０ｎｍの光を発生する第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。消費電力がより少ない点でレーザーダイオードが好ましい。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系化合物半導体を使用した場合には、３５０ｎｍ以上４１５ｎｍ以下の近紫外光源の方が、４１５ｎｍを越え４８０ｎｍ以下の青色光源より強く発光するので特に好ましい。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。
【００２５】
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の発光体である蛍光体からより強い発光を得ることができる。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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１に示す。図１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とそれぞれ別個にを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。
【００２９】
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、シリコン樹脂、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シリコン樹脂もしくは、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。
【００３０】
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、３５０−４８０ｎｍ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３５０−４８０ｎｍの光を吸収して、使用環境によらず演色性が良く、かつ、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、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。
【００３１】
本発明の発光装置を図面に基づいて説明すると、図２は、第１の発光体（３５０−４８０ｎｍ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（３５０−４８０ｎｍ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。
【００３２】
本発明の一例である発光装置は、図２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（３５０−４８０ｎｍ発光体）７が、その上に、蛍光体をシリコン樹脂、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。
【００３３】
又、この発光素子１を組み込んだ面発光照明装置１１は、図３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、その外側に発光装置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。
【００３４】
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３５０−４８０ｎｍ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。
【００３５】
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】
【００３６】
Ｇａ2Ｓ3；６．３９１ｇ、ＳｒＳ；２．７５９ｇ、およびＥｕＦ3；０．８５０ｇをメ
ノウ乳鉢上で粉砕、混合して得られた混合物をアルミナ製坩堝中でアルゴンガス流下１０００℃で８時間加熱することにより焼成し、引き続いて、粉砕による粒径制御を施すことにより青色発光の蛍光体Ｓｒ0.85Ｅｕ0.15Ｇａ2Ｓ4を製造した。ＧａＮ系青色発光ダイオードおよびＧａＮ系近紫外光発光ダイオードの主波長である４６５ｎｍと４００ｎｍでこの蛍光体を励起させ、それぞれ発光スペクトルを測定した。表−１に、その発光ピークの波長及び、比較例１で得られた蛍光体を４６５ｎｍと４００ｎｍで励起させたときの発光強度をそれぞれ１００とした場合の、発光ピーク波長における発光強度（以下、相対発光強度という）を示す。
【実施例２】
【００３７】
仕込み原料を、Ｇａ2Ｓ3；６．７０４ｇ、ＳｒＳ；２．１７１ｇ、ＭｇＳ；０．３４１ｇ、およびＥｕＦ3；０．８９３ｇと変えた以外は、実施例１と同様にして蛍光体Ｓｒ0.6375Ｍｇ0.2125Ｅｕ0.15Ｇａ2Ｓ4を製造した。ＧａＮ系青色発光ダイオードおよびＧａＮ
系近紫外光発光ダイオードの主波長である４６５ｎｍと４００ｎｍでこの蛍光体を励起させ、それぞれ発光スペクトルを測定した。表−１に、その発光ピークの波長及びその相対発光強度を示す。
【実施例３】
【００３８】
仕込み原料を、Ｇａ2Ｓ3；６．３１４ｇ、ＳｒＳ；２．５６６ｇ、およびＥｕＦ3；１
．１２ｇと変えた以外は、実施例１と同様にして蛍光体Ｓｒ0.8Ｅｕ0.2Ｇａ2Ｓ4を製造した。ＧａＮ系青色発光ダイオードおよびＧａＮ系近紫外光発光ダイオードの主波長である４６５ｎｍと４００ｎｍでこの蛍光体を励起させ、それぞれ発光スペクトルを測定した。表−１に、その発光ピークの波長及びその相対発光強度を示す。
【実施例４】
【００３９】
仕込み原料を、Ｇａ2Ｓ3；６．４６９ｇ、ＳｒＳ；２．９５７ｇ、およびＥｕＦ3；０
．５７４ｇと変えた以外は、実施例１と同様にして蛍光体Ｓｒ0.9Ｅｕ0.1Ｇａ2Ｓ4を製造した。ＧａＮ系青色発光ダイオードおよびＧａＮ系近紫外光発光ダイオードの主波長である４６５ｎｍと４００ｎｍでこの蛍光体を励起させ、それぞれ発光スペクトルを測定した。表−１に、その発光ピークの波長及びその相対発光強度を示す。
【実施例５】
【００４０】
仕込み原料を、Ｇａ2Ｓ3；６．２４ｇ、ＳｒＳ；２．３７７ｇ、およびＥｕＦ3；１．
３８３ｇと変えた以外は、実施例１と同様にして蛍光体Ｓｒ0.75Ｅｕ0.25Ｇａ2Ｓ4を製造した。ＧａＮ系青色発光ダイオードおよびＧａＮ系近紫外光発光ダイオードの主波長である４６５ｎｍと４００ｎｍでこの蛍光体を励起させ、それぞれ発光スペクトルを測定した。表−１に、その発光ピークの波長及びその相対発光強度を示す。
【実施例６】
【００４１】
仕込み原料を、Ｇａ2Ｓ3；６．５６１ｇ、ＢａＳ；２．００６ｇ、ＭｇＳ；０．６６８ｇ、およびＥｕＦ3；０．８７４ｇと変えた以外は、実施例１と同様にして蛍光体Ｂａ0.425Ｍｇ0.425Ｅｕ0.15Ｇａ2Ｓ4を製造した。ＧａＮ系青色発光ダイオードおよびＧａＮ系
近紫外光発光ダイオードの主波長である４６５ｎｍと４００ｎｍでこの蛍光体を励起させ、それぞれ発光スペクトルを測定した。表−１に、その発光ピークの波長及びその相対発光強度を示す。
【実施例７】
【００４２】
仕込み原料を、Ｇａ2Ｓ3；６．９７１ｇ、ＳｒＳ；１．５０５ｇ、ＭｇＳ；０．７０９ｇ、およびＥｕＦ3；０．９２８ｇと変えた以外は、実施例１と同様にして蛍光体Ｓｒ0.4
25Ｍｇ0.425Ｅｕ0.15Ｇａ2Ｓ4を製造した。ＧａＮ系青色発光ダイオードおよびＧａＮ系
近紫外光発光ダイオードの主波長である４６５ｎｍと４００ｎｍでこの蛍光体を励起させ、それぞれ発光スペクトルを測定した。表−１に、その発光ピークの波長及びその相対発光強度を示す。
【実施例８】
【００４３】
仕込み原料を、Ｇａ2Ｓ3；７．２６ｇ、ＳｒＳ；０．７８４ｇ、ＭｇＳ；１．１０８ｇ、およびＥｕＦ3；０．９６７ｇと変えた以外は、実施例１と同様にして蛍光体Ｓｒ0.2125Ｍｇ0.6375Ｅｕ0.15Ｇａ2Ｓ4を製造した。ＧａＮ系青色発光ダイオードおよびＧａＮ系
近紫外光発光ダイオードの主波長である４６５ｎｍと４００ｎｍでこの蛍光体を励起させ、それぞれ発光スペクトルを測定した。表−１に、その発光ピークの波長及びその相対発光強度を示した。
（比較例１）
仕込み原料を、Ｇａ2Ｓ3；６．５８２ｇ、ＳｒＳ；３．１７６ｇ、およびＥｕＦ3；０
．２９２ｇと変えた以外は、実施例１と同様にして製造することにより、Ｓｒ0.95Ｅｕ0.05Ｇａ2Ｓ4を得た。ＧａＮ系青色発光ダイオードおよびＧａＮ系近紫外光発光ダイオードの主波長である４６５ｎｍと４００ｎｍでこの蛍光体を励起させ、それぞれ発光スペクトルを測定した。表−１に、その発光ピークの波長及びその発光強度（それぞれ１００とし、これらを基準とする）を示す。４６５ｎｍ、４００ｎｍ励起による実施例１の蛍光体の発光強度が、比較例１の蛍光体の発光強度に対して、それぞれ１．４倍、１．３倍となっていることがわかる。
（比較例２）
仕込み原料を、Ｇａ2Ｓ3；６．５８２ｇ、ＢａＳ；４．６８５ｇ、およびＥｕＦ3；０
．０５８ｇと変えた以外は、実施例１と同様にして蛍光体Ｂａ0.99Ｅｕ0.01Ｇａ2Ｓ4を製造した。ＧａＮ系青色発光ダイオードおよびＧａＮ系近紫外光発光ダイオードの主波長である４６５ｎｍと４００ｎｍでこの蛍光体を励起させ、それぞれ発光スペクトルを測定した。表−１に、その発光ピークの波長及びその相対発光強度を示した。４００ｎｍ励起による実施例１の蛍光体の発光強度が比較例２の蛍光体の発光強度に対して、２．３倍となっていることがわかる。
【００４４】
【表１】
2005064189.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】面発光型ＧａＮ系ダイオードに膜状蛍光体を接触又は成型させた発光装置の一例を示す図。
【図２】本発明中の蛍光体と、第１の発光体（３５０−４８０ｎｍ発光体）とから構成される発光装置の一実施例を示す模式的断面図である。
【図３】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】
【００４６】
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（３５０〜４８０ｎｍ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】
2005064189.tif 000007
【図２】
2005064189.tif 000008
【図３】
2005064189.tif 000009