(57)【要約】【課題】発光効率が向上された粉末蛍光体、発光効率が向上されたアルファサイアロン蛍光体の製造方法、これを備える発光デバイスを提供する。【解決手段】アルファサイアロン蛍光体７を製造するにあたって、これの原料を温度が１５５０℃以上１７５０℃以下の窒素雰囲気中でガス加圧焼結する。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末状であり、励起されることにより蛍光を発する粉末蛍光体であって、
励起されていない状態において分光光度を測定する手段を用いて測定された前記蛍光の発光波長範囲における拡散反射率の白色標準拡散反射板に対する相対反射率の平均値が８５％以上であることを特徴とする粉末蛍光体。
【請求項２】
希土類金属で賦活された粉末状のアルファサイアロン蛍光体であることを特徴とする請求項１に記載の粉末蛍光体。
【請求項３】
２価のユーロピウムで賦活された粉末状のカルシウム固溶アルファサイアロン蛍光体であり、
前記発光波長範囲が５００乃至７８０ｎｍである場合、
前記相対反射率の平均値が８５％以上である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の粉末蛍光体。
【請求項４】
希土類金属で賦活されたアルファサイアロン蛍光体を製造するためのアルファサイアロン蛍光体製造方法であって、
アルファサイアロン蛍光体の原料を温度が１５５０℃以上１７５０℃以下の窒素雰囲気中でガス加圧焼結する
ことを特徴とするアルファサイアロン蛍光体製造方法。
【請求項５】
前記原料を予め混練するとともにペレット状に成形し、該成形された原料を１５５０℃以上１６５０℃以下の温度でガス加圧焼結することを特徴とする請求項４に記載のアルファサイアロン蛍光体製造方法。
【請求項６】
前記原料を予め混練するとともに粒径により分級し、該粒径が所定の基準値以下のものを１６５０℃以上１７５０℃以下の温度でガス加圧焼結することを特徴とする請求項４に記載のアルファサイアロン蛍光体製造方法。
【請求項７】
前記基準値は、６３μｍであることを特徴とする請求項６に記載のアルファサイアロン蛍光体製造方法。
【請求項８】
希土類金属で賦活され、励起されることにより蛍光を発するアルファサイアロン蛍光体を製造するためのアルファサイアロン蛍光体製造方法であって、
アルファサイアロン蛍光体の原料を窒素雰囲気中でガス加圧焼結し、
該焼結を行うにあたっての温度を１５５０℃以上、且つ励起されていない状態において分光光度を測定する手段を用いて測定された前記蛍光の発光波長範囲における拡散反射率の白色標準拡散反射板に対する相対反射率の平均値が最高値を示す温度の±５０℃の範囲内とすることを特徴とするアルファサイアロン蛍光体製造方法。
【請求項９】
前記原料を予め混練し、その粒径により分級し、該粒径が６３μｍ以下のものをガス加圧焼結することを特徴とする請求項８に記載のアルファサイアロン蛍光体製造方法。
【請求項１０】
前記原料は、アルファ窒化珪素粉末、炭酸カルシウム粉末、窒化アルミニウム粉末及び酸化ユーロピウム粉末を混練したものであり、
前記ガス加圧焼結における加圧圧力は１ＭＰａ以上、前記温度での焼結時間は８時間以上であり、
製造されるアルファサイアロン蛍光体は、２価のユーロピウムで賦活されたカルシウム固溶アルファサイアロン蛍光体である
ことを特徴とする請求項４乃至９のいずれか１項に記載のアルファサイアロン蛍光体製造方法。
【請求項１１】
少なくとも２本のリードワイヤと、
前記リードワイヤの内の少なくとも１本の端部に載置され、該端部及び他のリードワイヤと電気的に接続された発光素子と、
前記発光素子から発せられた光により励起され、該光とは異なる波長の蛍光を発する蛍光体と
を備え、
前記蛍光体は、粉末状であり、
励起されていない状態において分光光度を測定する手段を用いて測定された前記蛍光の発光波長範囲における拡散反射率の白色標準拡散反射板に対する相対反射率の平均値が８５％以上である
ことを特徴とする発光デバイス。
【請求項１２】
前記蛍光体は、希土類金属で賦活された粉末状のアルファサイアロン蛍光体であることを特徴とする請求項１１に記載の発光デバイス。
【請求項１３】
前記蛍光体は、２価のユーロピウムで賦活された粉末状のカルシウム固溶アルファサイアロン蛍光体であり、
前記発光波長範囲が５００乃至７８０ｎｍである場合、
前記相対反射率の平均値が８５％以上である
ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の発光デバイス。
【請求項１４】
少なくとも２本のリードワイヤと、
前記リードワイヤの内の少なくとも１本の端部に載置され、該端部及び他のリードワイヤと電気的に接続された発光素子と、
前記発光素子から発せられた光により励起され、該光とは異なる波長の蛍光を発する蛍光体と
を備え、
前記蛍光体は、該蛍光体の原料を温度が１５５０℃以上１７５０℃以下の窒素雰囲気中でガス加圧焼結することにより製造された
ことを特徴とする発光デバイス。
【請求項１５】
前記原料は、予め混練されるとともにペレット状に成形され、該成形された原料は１５５０℃以上１６５０℃以下の温度でガス加圧焼結されたことを特徴とする請求項１４に記載の発光デバイス。
【請求項１６】
前記原料は、予め混練されるとともに粒径により分級され、該粒径が所定の基準値以下のものが１６５０℃以上１７５０℃以下の温度でガス加圧焼結されたことを特徴とする請求項１４に記載の発光デバイス。
【請求項１７】
前記基準値は、６３μｍであることを特徴とする請求項１６に記載の発光デバイス。
【請求項１８】
少なくとも２本のリードワイヤと、
前記リードワイヤの内の少なくとも１本の端部に載置され、該端部及び他のリードワイヤと電気的に接続された発光素子と、
前記発光素子から発せられた光により励起され、該光とは異なる波長の蛍光を発する蛍光体と
を備え、
前記蛍光体は、該蛍光体の原料を窒素雰囲気中でガス加圧焼結し、該焼結を行うにあたっての温度を１５５０℃以上、且つ予め求められた励起されていない状態において分光光度を測定する手段を用いて測定された前記蛍光の発光波長範囲における拡散反射率の白色標準拡散反射板に対する相対反射率の平均値が最高値を示す温度の±５０℃の範囲内とすることにより製造された
ことを特徴とする発光デバイス。
【請求項１９】
前記原料は、予め混練されるととともに粒径により分級され、該粒径が６３μｍ以下のものをガス加圧焼結されたことを特徴とする請求項１８に記載の発光デバイス。
【請求項２０】
前記原料は、アルファ窒化珪素粉末、炭酸カルシウム粉末、窒化アルミニウム粉末及び酸化ユーロピウム粉末を混練したものであり、１ＭＰａ以上の加圧圧力で８時間以上ガス加圧焼結され、
前記アルファサイアロン蛍光体は、２価のユーロピウムで賦活されたカルシウム固溶アルファサイアロン蛍光体である
ことを特徴とする請求項１４乃至１９のいずれか１項に記載の発光デバイス。
【請求項２１】
前記発光素子は、青色光を発する青色発光ダイオードであり、
前記アルファサイアロン蛍光体は、波長が４４０ｎｍ乃至４７０ｎｍの青紫色光あるいは青色光の一部を吸収し、波長が５５０ｎｍ乃至６００ｎｍの黄緑色光、黄色光あるいは黄赤色光を発するものであり、
前記青色発光ダイオードから発せられた青色光と、前記アルファサイアロン蛍光体から発せられた黄緑色光、黄色光あるいは黄赤色光との混色により白色光を発する
ことを特徴とする請求項１１乃至２０のいずれか１項に記載の発光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末蛍光体、アルファサイアロン蛍光体の製造方法及びアルファサイアロン蛍光体を備える発光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、青色等の短波長で発光する青色発光ダイオード素子と、この青色発光ダイオード素子から発せられた光の一部または全部を吸収することにより励起され、より長波長の黄色等の蛍光を発する蛍光物質とを用いた白色発光ダイオードが存在する。
【０００３】
上記の白色発光ダイオードの一例としては、化合物半導体青色発光ダイオード素子と、青色光を吸収し青色の補色である黄色の蛍光を発するセリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体とからなる白色発光ダイオードが挙げられ（例えば、特許文献１参照）、この白色発光ダイオードとしては、アルファサイアロン蛍光体を用いたものが挙げられる（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
上記のアルファサイアロン蛍光体の製造方法は、複数種類存在するが、その例としては以下に示す方法が挙げられる。
【０００５】
先の特許文献２には、ホットプレス装置を用い、原料を２０ＭＰａの加圧下、１７００℃、１ａｔｍの窒素雰囲気中で１時間反応させることによりアルファサイアロン蛍光体を製造する方法が記載されている。
【０００６】
また、アルファサイアロン蛍光体を製造するにあたって上記のようなホットプレス装置を用いる場合、原料を２０ＭＰａの加圧下、１７５０℃の窒素雰囲気中で１時間反応させる場合もある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００７】
また、上記の技術においては、ペレット状の焼結体として蛍光体が得られ、それを機械的粉砕手段を用いて粉砕することにより粉末状にする。
【特許文献１】特許第２９２７２７９号公報
【特許文献２】特開２００２−３６３５５４号公報
【非特許文献１】Rong-Jun Xie et al., “Preparation and Luminescence Spectra of Calcium- and Rare-Earth(R=Eu,Tb,and Pr)-Codoped α - SiAlON Ceramics,” J.Am.Ceram.Soc., vol.85[5] pp.1229-1234 (2002)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のような白色発光ダイオード及びアルファサイアロン蛍光体製造方法には、以下に示すような解決すべき課題が存在する。  
白色発光ダイオードを照明に用いる場合、高光度性が要求され、これに伴い、白色発光ダイオードに用いられる蛍光体が高い発光効率を有する必要があるが、上記のような機械的粉砕手段により粉砕された原料粉末は、表面に各種の物理的欠陥が存在するなど原料粉末表面の状態が劣化している場合があり、これが発光効率の向上を妨げている。
【０００９】
このような事情に鑑み本発明は、発光効率が向上された粉末状のアルファサイアロン蛍光体を含む粉末蛍光体、発光効率が向上されたアルファサイアロン蛍光体の製造方法、これを備える発光デバイス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】
【００１０】
請求項１に記載の本発明は、粉末状であり、励起されることにより蛍光を発する粉末蛍光体であって、励起されていない状態において分光光度を測定する手段を用いて測定された蛍光の発光波長範囲における拡散反射率の白色標準拡散反射板に対する相対反射率の平均値が８５％以上であることを要旨とする。
【００１１】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の発明において、希土類金属で賦活された粉末状のアルファサイアロン蛍光体であることを要旨とする。
【００１２】
請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の発明において、２価のユーロピウムで賦活された粉末状のカルシウム固溶アルファサイアロン蛍光体であり、発光波長範囲が５００乃至７８０ｎｍである場合、相対反射率の平均値が８５％以上であることを要旨とする。
【００１３】
請求項４に記載の本発明は、希土類金属で賦活されたアルファサイアロン蛍光体を製造するためのアルファサイアロン蛍光体製造方法であって、アルファサイアロン蛍光体の原料を温度が１５５０℃以上１７５０℃以下の窒素雰囲気中でガス加圧焼結することを要旨とする。
【００１４】
請求項５に記載の本発明は、請求項４に記載の発明において、原料を予め混練するとともにペレット状に成形し、成形された原料を１５５０℃以上１６５０℃以下の温度でガス加圧焼結することを要旨とする。
【００１５】
請求項６に記載の本発明は、請求項４に記載の発明において、原料を予め混練するとともに粒径により分級し、粒径が所定の基準値以下のものを１６５０℃以上１７５０℃以下の温度でガス加圧焼結することを要旨とする。
【００１６】
請求項７に記載の本発明は、請求項６に記載の発明において、基準値は、６３μｍであることを要旨とする。
【００１７】
請求項８に記載の本発明は、希土類金属で賦活され、励起されることにより蛍光を発するアルファサイアロン蛍光体を製造するためのアルファサイアロン蛍光体製造方法であって、アルファサイアロン蛍光体の原料を窒素雰囲気中でガス加圧焼結し、焼結を行うにあたっての温度を１５５０℃以上、且つ励起されていない状態において分光光度を測定する手段を用いて測定された蛍光の発光波長範囲における拡散反射率の白色標準拡散反射板に対する相対反射率の平均値が最高値を示す温度の±５０℃の範囲内とすることを要旨とする。
【００１８】
請求項９に記載の本発明は、請求項８に記載の発明において、原料を予め混練し、その粒径により分級し、粒径が６３μｍ以下のものをガス加圧焼結することを要旨とする。
【００１９】
請求項１０に記載の本発明は、請求項４乃至９のいずれか１項に記載の発明において、原料は、アルファ窒化珪素粉末、炭酸カルシウム粉末、窒化アルミニウム粉末及び酸化ユーロピウム粉末を混練したものであり、ガス加圧焼結における加圧圧力は１ＭＰａ以上、前記の温度での焼結時間は８時間以上であり、製造されるアルファサイアロン蛍光体は、２価のユーロピウムで賦活されたカルシウム固溶アルファサイアロン蛍光体であることを要旨とする。
【００２０】
請求項１１に記載の本発明は、少なくとも２本のリードワイヤと、リードワイヤの内の少なくとも１本の端部に載置され、端部及び他のリードワイヤと電気的に接続された発光素子と、発光素子から発せられた光により励起され、光とは異なる波長の蛍光を発する蛍光体とを備え、蛍光体は、粉末状であり、励起されていない状態において分光光度を測定する手段を用いて測定された蛍光の発光波長範囲における拡散反射率の白色標準拡散反射板に対する相対反射率の平均値が８５％以上であることを要旨とする。
【００２１】
請求項１２に記載の本発明は、請求項１１に記載の発明において、蛍光体は、希土類金属で賦活された粉末状のアルファサイアロン蛍光体であることを要旨とする。
【００２２】
請求項１３に記載の本発明は、請求項１１又は１２に記載の発明において、蛍光体は、２価のユーロピウムで賦活された粉末状のカルシウム固溶アルファサイアロン蛍光体であり、発光波長範囲が５００乃至７８０ｎｍである場合、相対反射率の平均値が８５％以上であることを要旨とする。
【００２３】
請求項１４に記載の本発明は、少なくとも２本のリードワイヤと、リードワイヤの内の少なくとも１本の端部に載置され、端部及び他のリードワイヤと電気的に接続された発光素子と、発光素子から発せられた光により励起され、光とは異なる波長の蛍光を発する蛍光体とを備え、蛍光体は、蛍光体の原料を温度が１５５０℃以上１７５０℃以下の窒素雰囲気中でガス加圧焼結することにより製造されたことを要旨とする。
【００２４】
請求項１５に記載の本発明は、請求項１４に記載の発明において、原料は、予め混練されるとともにペレット状に成形され、成形された原料は１５５０℃以上１６５０℃以下の温度でガス加圧焼結されたことを要旨とする。
【００２５】
請求項１６に記載の本発明は、請求項１４に記載の発明において、原料は、予め混練されるとともに粒径により分級され、粒径が所定の基準値以下のものが１６５０℃以上１７５０℃以下の温度でガス加圧焼結されたことを要旨とする。
【００２６】
請求項１７に記載の本発明は、請求項１６に記載の発明において、基準値は、６３μｍであることを要旨とする。
【００２７】
請求項１８に記載の本発明は、少なくとも２本のリードワイヤと、リードワイヤの内の少なくとも１本の端部に載置され、端部及び他のリードワイヤと電気的に接続された発光素子と、発光素子から発せられた光により励起され、この励起光とは異なる波長の蛍光を発する蛍光体とを備え、蛍光体は、蛍光体の原料を窒素雰囲気中でガス加圧焼結し、焼結を行うにあたっての温度を１５５０℃以上、且つ予め求められた励起されていない状態において分光光度を測定する手段を用いて測定された蛍光の発光波長範囲における拡散反射率の白色標準拡散反射板に対する相対反射率の平均値が最高値を示す温度の±５０℃の範囲内とすることにより製造されたことを要旨とする。
【００２８】
請求項１９に記載の本発明は、請求項１８に記載の発明において、原料は、予め混練されるととともに粒径により分級され、粒径が６３μｍ以下のものをガス加圧焼結されたことを要旨とする。
【００２９】
請求項２０に記載の本発明は、請求項１４乃至１９に記載の発明において、原料は、アルファ窒化珪素粉末、炭酸カルシウム粉末、窒化アルミニウム粉末及び酸化ユーロピウム粉末を混練したものであり、１ＭＰａ以上の加圧圧力で８時間以上ガス加圧焼結され、アルファサイアロン蛍光体は、２価のユーロピウムで賦活されたカルシウム固溶アルファサイアロン蛍光体であることを要旨とする。
【００３０】
請求項２１に記載の本発明は、請求項１１乃至２０のいずれか１項に記載の発明において、発光素子は、青色光を発する青色発光ダイオードであり、アルファサイアロン蛍光体は、波長が４４０ｎｍ乃至４７０ｎｍの青紫色光あるいは青色光の一部を吸収し、波長が５５０ｎｍ乃至６００ｎｍの黄緑色光、黄色光あるいは黄赤色光を発するものであり、青色発光ダイオードから発せられた青色光と、アルファサイアロン蛍光体から発せられた黄緑色光、黄色光あるいは黄赤色光との混色により白色光を発することを要旨とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の粉末蛍光体は、励起されていない状態において分光光度を測定する手段を用いて測定された蛍光の発光波長範囲における拡散反射率の白色標準拡散反射板に対する相対反射率の平均値が８５％以上である。
【００３２】
さらに、本発明の粉末蛍光体は、希土類金属で賦活された粉末状のアルファサイアロン蛍光体である。
【００３３】
さらに、本発明の粉末蛍光体は、２価のユーロピウムで賦活された粉末状のカルシウム固溶アルファサイアロン蛍光体であり、発光波長範囲が５００乃至７８０ｎｍである場合、相対反射率の平均値が８５％以上である。
【００３４】
また、本発明においては、アルファサイアロン蛍光体の原料を温度が１５５０℃以上１７５０℃以下の窒素雰囲気中でガス加圧焼結する。
【００３５】
さらに、本発明においては、原料を予め混練するとともにペレット状に成形し、成形された原料を１５５０℃以上１６５０℃以下の温度でガス加圧焼結する。
【００３６】
さらに、本発明においては、原料を予め混練するとともに粒径により分級し、粒径が所定の基準値以下のものを１６５０℃以上１７５０℃以下の温度でガス加圧焼結する。
【００３７】
さらに、本発明においては、上記の基準値は、６３μｍとする。
【００３８】
また、本発明においては、アルファサイアロン蛍光体の原料を窒素雰囲気中でガス加圧焼結し、焼結を行うにあたっての温度を１５５０℃以上、且つ励起されていない状態において分光光度を測定する手段を用いて測定された蛍光の発光波長範囲における拡散反射率の白色標準拡散反射板に対する相対反射率の平均値が最高値を示す温度の±５０℃の範囲内とする。
【００３９】
さらに、本発明においては、原料を予め混練し、その粒径により分級し、粒径が６３μｍ以下のものをガス加圧焼結することを要旨とする。
【００４０】
また、本発明においては、原料は、アルファ窒化珪素粉末、炭酸カルシウム粉末、窒化アルミニウム粉末及び酸化ユーロピウム粉末を混練したものであり、ガス加圧焼結における加圧圧力は１ＭＰａ以上、温度での焼結時間は８時間以上であり、製造されるアルファサイアロン蛍光体は、２価のユーロピウムで賦活されたカルシウム固溶アルファサイアロン蛍光体である。
【００４１】
以上の点から、発光効率が向上された粉末蛍光体、発光効率が向上されたアルファサイアロン蛍光体の製造方法、これを備える発光デバイスを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、図面を用いつつ、本発明のアルファサイアロン蛍光体、アルファサイアロン蛍光体の製造方法及びアルファサイアロン蛍光体を備える発光デバイスについての説明を行う。  
なお、以下の実施例においては、白色発光ダイオード用のアルファサイアロン蛍光体と、これを有する白色発光ダイオード（発光デバイス）を示すが、以下の実施例は、あくまでも本発明の説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であれば、これらの各要素又は全要素を含んだ各種の実施例を採用することが可能であるが、これらの実施例も本発明の範囲に含まれる。  
また、以下の実施例を説明するための全図において、同一の要素には同一の符号を付与し、これに関する反復説明は省略する。
【実施例１】
【００４３】
以下、実験結果を示しつつ本発明の第１の実施例に係るアルファサイアロン蛍光体の特徴について説明する。  
この実験では、２価のユーロピウム（Ｅｕ）で付活されたカルシウム（Ｃａ）固溶アルファサイアロン蛍光体（以下、適宜“アルファサイアロン蛍光体”とする）の焼結時における原料の形態と焼結温度について検討し、焼結により得られたアルファサイアロン蛍光体の光学特性を測定した。
【００４４】
上記のアルファサイアロン蛍光体の組成は、以下の式（１）で表される。
[数１]
CaxSi12-(m+n)Al(m+n)OnN16-n:Eu2+y・・・・・・（１）
【００４５】
なお、本実験の試料としてのアルファサイアロン蛍光体本の組成は２種類であり、第１の組成は、ｘ＝０．７５，ｍ＝２．２５，ｎ＝１．１２５，ｙ＝０．２５であり、第２の組成は、ｘ＝０．７５，ｍ＝１．７４９９，ｎ＝０．８７４９５，ｙ＝０．０８３３である。
【００４６】
また、出発原料（原材料）としては、アルファ窒化珪素（αSi3N4）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、酸化ユーロピウム（Ｅｕ2Ｏ3）を用い、これらを秤量・混合した。
【００４７】
また、原料の形態は、ＣＩＰ（冷間等方圧加圧装置）成形品と粉末品の２種類とした。
【００４８】
なお、ＣＩＰ成形品は、上記の粉末状の原料を混練し、円柱状に仮成形してから冷間等方加圧装置（ＣＩＰ）にかけて成形し、ペレット状としたものである。
【００４９】
また、粉末品は、上記の粉末状の原料を混練後に乾燥させて乳鉢により粉砕し、ＪＩＳ  Ｚ  ８８０１に準拠した公称目開き６３μｍのステンレス製の試験用網ふるいに粒径６３μｍ以下の粉末にしたものである。
【００５０】
また、焼結にはガス加圧焼結装置を用い、原料を窒素の通気性を有する窒化ホウ素製の容器に封入し、これをガス加圧焼結装置内に収容した。
【００５１】
上記の容器は、本体と、本体内に原料粉末を投入するための開口部と、これを閉鎖するための蓋からなり、原料が外部へ飛散することを防止できる。
【００５２】
また、焼結の際の温度（以下、適宜“焼結温度”とする）は、１５００℃、１６００℃、１７００℃、１８００℃のいずれかとし、この温度で８時間以上焼結した。
【００５３】
また、原料が粉末状である場合、焼結を得てガス加圧焼結装置から取り出した際には、焼結により得られた焼結体が単一の塊となっているが、これは、乳鉢等を用いることにより、多大な力を加えることなく容易に粉末状にすることができる。
【００５４】
また、原料がペレット状である場合、焼結体をガス加圧焼結装置から取り出した後に、機械的粉砕手段により粉砕し、ＪＩＳ  Ｚ  ８８０１に準拠した公称目開き１２５μｍのステンレス製の試験用網ふるいにかけて粒径１２５μｍ以下の粉末とした。
【００５５】
なお、上記の機械的粉砕手段の一例としては、衝撃により対象物を粉砕するタングステンカーバイト製の粉砕治具が挙げられる。
【００５６】
また、上記の工程を経て得られたアルファサイアロン蛍光体の拡散反射率の測定にあたっては、紫外可視分光光度計に積分球を付加したものと、白色発光デバイスが発する蛍光の「白さ」の基準となる白色標準拡散反射板を使用した。
【００５７】
また、上記の白色標準拡散反射板としては、米国連邦標準・技術局（ＮＩＳＴ：National Institute of Standards & Technology）により定められた規格に準拠したスペクトラロンを使用し、この白色標準拡散反射板に所定の波長を有する試験光を照射し、この際の拡散反射強度を基準値（反射率１００％）とした。
【００５８】
つまり、後述する各試料の拡散反射率をｙ、各試料の拡散反射強度をｘ、前記の基準値をａとすると、これらの関係は以下の式で表すことができる。
[数２]
y＝x÷a×100・・・・・・（２）
【００５９】
このように各試料の拡散反射率ｙは、相対的な数値であり、その数値が大きいほど、試料が当該波長領域の光を良く反射していて、当該波長領域において「白い」とこととなる。これは、蛍光体粉末の特性を検証するにあたっての重要な要素である。
【００６０】
なお、以下の説明においては、第１の組成を有し、ペレット状に仮成形されていた試料を試料Ａ、第１の組成を有する粉末状の試料を試料Ｂ、第２の組成を有し、ペレット状に仮成形されていた試料を試料Ｃ、第２の組成を有する粉末状の試料を試料Ｄと呼称する。
【００６１】
図２は、上記の試料Ａの発光スペクトルを示す図である。  
なお、発光スペクトルは、組成や原料の形状が同一であっても焼結温度により異なる。このため、図中の線Ａ１は焼結温度が１５００℃である場合の発光スペクトルを示し、線Ａ２は焼結温度が１６００℃である場合の発光スペクトルを示し、線Ａ３は焼結温度が１７００℃である場合の発光スペクトルを示し、線Ａ４は焼結温度が１８００℃である場合の発光スペクトルを示している。
【００６２】
また、図３は、上記の試料Ｂの発光スペクトルを示す図であり、図中の線Ｂ１は焼結温度が１５００℃である場合の発光スペクトルを示し、線Ｂ２は焼結温度が１６００℃である場合の発光スペクトルを示し、線Ｂ３は焼結温度が１７００℃である場合の発光スペクトルを示し、線Ｂ４は焼結温度が１８００℃である場合の発光スペクトルを示している。
【００６３】
また、図４は、上記の試料Ｃの発光スペクトルを示す図であり、図中の線Ｃ１は焼結温度が１５００℃である場合の発光スペクトルを示し、線Ｃ２は焼結温度が１６００℃である場合の発光スペクトルを示し、線Ｃ３は焼結温度が１７００℃である場合の発光スペクトルを示し、線Ｃ４は焼結温度が１８００℃である場合の発光スペクトルを示している。
【００６４】
また、図５は、上記の試料Ｄの発光スペクトルを示す図であり、図中の線Ｄ１は焼結温度が１５００℃である場合の発光スペクトルを示し、線Ｄ２は焼結温度が１６００℃である場合の発光スペクトルを示し、線Ｄ３は焼結温度が１７００℃である場合の発光スペクトルを示し、線Ｄ４は焼結温度が１８００℃である場合の発光スペクトルを示している。
【００６５】
なお、上記の発光スペクトル測定においては、青色発光ダイオード素子における励起を想定し、励起波長を４５０ｎｍとした。
【００６６】
また、図１は、上記の各試料が発する蛍光のうち、波長が５８３ｎｍである光の発光強度を示す図である。
【００６７】
また、以下の表１には、図１の各数値を規格化した数値を示す。なお、この規格化は、試料Ａの１６００℃焼結品を１．００として行った。
【表１】
2005272486.tif 000003
【００６８】
表１に示すとおり、焼結温度が１５００℃である場合、試料ＡからＤのいずれにおいても発光強度は小さい。したがって、焼結温度は不十分であると考えられる。この点は、粉末Ｘ線回折の測定結果からも明らかであり、未反応の原材料を含むカルシウムアルファサイアロン以外の多様な相のピークが観察された。
【００６９】
また、ペレット状に仮成形されていた試料Ａ及びＣは、焼結温度１６００℃で最高発光強度を示した。
【００７０】
一方、粉末状のまま焼結した試料Ｂ及びＤは、焼結温度１７００℃で最高発光強度を示した。
【００７１】
また、試料ＡからＤのいずれにおいても、焼結温度を１８００℃まで上昇させると発光強度が再び低下した。
【００７２】
なお、発光強度がピークを示した波長は、全ての試料において前記の５８３ｎｍだったわけではなく、これは、以下の表２に示すように５８２から５９４ｎｍの範囲で変化したが、図２から５に示すとおり、上記の範囲内における各試料の焼結温度と発光強度増減との関係は表１に示す関係と同様であった。
【表２】
2005272486.tif 000004
【００７３】
なお、参考のため、以下の表３に波長５９０ｎｍにおける規格化発光強度を示し、表４に波長５９５ｎｍにおける規格化発光強度を示す。
【表３】
2005272486.tif 000005
【００７４】
【表４】
2005272486.tif 000006
【００７５】
次に各試料の拡散反射率について説明する。  
図６は、上記の試料Ａが発する蛍光のうち、波長が５００ｎｍから７８０ｎｍの範囲内にある光の拡散反射率（相対反射率）を示す図である。
【００７６】
なお、拡散反射率は、組成や原料の形状が同一であっても焼結温度により異なる。このため、図中の線Ａ５は焼結温度が１５００℃である場合の拡散反射率を示し、線Ａ６は焼結温度が１６００℃である場合の拡散反射率を示し、線Ａ７は焼結温度が１７００℃である場合の拡散反射率を示し、線Ａ８は焼結温度が１８００℃である場合の拡散反射率を示している。
【００７７】
また、図７は、上記の試料Ｂの拡散反射率の測定結果を示す図であり、図中の線Ｂ５は焼結温度が１５００℃である場合の拡散反射率を示し、線Ｂ６は焼結温度が１６００℃である場合の拡散反射率を示し、線Ｂ７は焼結温度が１７００℃である場合の拡散反射率を示し、線Ｂ８は焼結温度が１８００℃である場合の拡散反射率を示している。
【００７８】
また、図８は、上記の試料Ｃの拡散反射率の測定結果を示す図であり、図中の線Ｃ５は焼結温度が１５００℃である場合の拡散反射率を示し、線Ｃ６は焼結温度が１６００℃である場合の拡散反射率を示し、線Ｃ７は焼結温度が１７００℃である場合の拡散反射率を示し、線Ｃ８は焼結温度が１８００℃である場合の拡散反射率を示している。
【００７９】
また、図９は、上記の試料Ｄの拡散反射率の測定結果を示す図であり、図中の線Ｄ５は焼結温度が１５００℃である場合の拡散反射率を示し、線Ｄ６は焼結温度が１６００℃である場合の拡散反射率を示し、線Ｄ７は焼結温度が１７００℃である場合の拡散反射率を示し、線Ｄ８は焼結温度が１８００℃である場合の拡散反射率を示している。
【００８０】
また、以下の表５に、上記の拡散反射率の平均値を示す。
【表５】
2005272486.tif 000007
【００８１】
なお、上記のとおり、１５００℃では焼結温度が不十分であったと考えられるので、以下の説明においては、これを除外し、焼結温度が十分高く、アルファサイアロン相が主相として合成されていると考えられる１６００℃、１７００℃及び１８００℃で焼結された各試料についてのみ説明を行う。
【００８２】
まず、試料Ｄの１６００℃焼結品の数値と１８００℃焼結品の数値の大小関係が表１と表５では逆転しているが、この点以外は、平均反射率が高い焼結温度の試料が発光強度も強く、顕著な相関性がみられる。
【００８３】
このようにフラットな波長依存性を有し、高い反射率を示す発光強度の強い試料は、母相、つまりカルシウムアルファサイアロンそれ自体の物体色がその波長領域において「白い」といえる。
【００８４】
また、前記のとおり、試料ＡからＤのいずれにおいても、焼結温度が１８００℃である場合は反射率が低下しており、これは、１６００℃〜１７００℃の適切な焼結温度ならば母相が白いが、それよりも高い焼結温度だと母相が「灰色」へと変化してしまうことを示している。
【００８５】
また、粉末焼結した試料では反射率が高く、一方、焼結後に機械的粉砕手段を用いて粉砕した試料においては反射率が低く、その差は同一組成且つ同一焼結温度の試料どうしの比較で１０〜２４％にも及んだ。また、その差は焼結温度が高いほど大きくなった。
【００８６】
また、表５から、発光強度を改善するためには、発光波長域の反射率は８５％以上であることが望ましく、さらには９０％以上であることがより望ましいということが判明した。
【００８７】
以上のことから、高い発光強度が得られるように焼結温度を決めるためには、あらかじめ実験により１５５０℃〜１７５０℃の範囲内で、発光波長域の反射率が高くなる（より「白い」焼結体が得られる）焼結温度を求め、その温度で焼結するようにすれば良い。さらには、その温度の±５０℃程度の範囲内にある温度であることが望ましい。
【実施例２】
【００８８】
本実施例においては、上記の条件を満たすアルファサイアロン蛍光体（特に１７００度で焼結を行った試料Ｄと同様のアルファサイアロン蛍光体）を備える白色発光ダイオードについて説明する。
【００８９】
図１０は、本発明の第２の実施例（実施例２）に係る白色発光ダイオード１ａ（以下、適宜“発光ダイオード１ａ”とする）の断面図であり、図１１は、この発光ダイオード１ａの斜視図である。
【００９０】
発光ダイオード１ａは、上部が湾曲した略円筒形状、換言すれば砲弾と類似した形状を有し、リードワイヤ２及び３、青色の光を発する発光ダイオード素子（青色発光ダイオード素子）４、ボンディングワイヤ５、上記の実施例におけるアルファサイアロン蛍光体７、第１の樹脂６及び第２の樹脂８からなり、リードワイヤ２及び３の下部は露出している。
【００９１】
リードワイヤ２の上端部には、凹部が設けられ、この凹部に発光ダイオード素子（発光素子）４が載置され、ボンディングワイヤ５や導電性ペーストを用いたダイボンディング等によりリードワイヤ２及びリードワイヤ３と電気的に接続されている。
【００９２】
また、前記の凹部を含む発光ダイオード素子４の近傍は第１の樹脂６により封止され、この第１の樹脂６中に３５wt％（重量パーセント）量のアルファサイアロン蛍光体７が分散されている。
【００９３】
また、上記のリードワイヤ２及び３、発光ダイオード素子４、ボンディングワイヤ５、第１の樹脂６は、第２の樹脂８により封止されている。
【００９４】
アルファサイアロン蛍光体７は、発光ダイオード素子４から発せられた波長が４４０ｎｍ乃至４７０ｎｍの青紫色光あるいは青色光の一部を吸収し、波長が５５０ｎｍ乃至６００ｎｍの黄緑色光、黄色光あるいは黄赤色光を発する。
【００９５】
これらの光は、アルファサイアロン蛍光体７に吸収されていない青紫光あるいは青紫光と混色され、結果、白色光が発せられる。
【００９６】
また、その際の発光強度は、先の実施例に示したアルファサイアロン蛍光体を備えることにより向上している。
【００９７】
次に、上記の発光ダイオード１ａの作製手順を示す。  
第１の工程では、一組のリードワイヤ２にある素子載置用の凹部に発光ダイオード素子４を導電性ペーストを用いてダイボンディングする。
【００９８】
第２の工程では、発光ダイオード素子ともう一方のリードワイヤ３とをボンディングワイヤ５でワイヤボンディングする。
【００９９】
第３の工程では、アルファサイアロン蛍光体７を適度に分散させた第１の樹脂６で発光ダイオード素子４を被覆するように素子載置用の凹部にプレデップし、第１の樹脂６を硬化させる。
【０１００】
第４の工程では、リードワイヤ２及び３の上部、発光ダイオード素子４、第１の樹脂６を第２の樹脂８で包囲させ硬化させる。なお、この第４の工程は一般にキャスティングにより実施される。
【０１０１】
また、リードワイヤ２及び３は、一体的に作製することが可能であり、この場合、これらはその下部が連結された形状を有している。このような一体的に作製されたリードワイヤを用いるにあたっては、工程４の後にリードワイヤ２及び３を連結する部分を除去し、リードワイヤ２及び３を別個の部材とする第５の工程が設けられる。
【実施例３】
【０１０２】
図１２は、本発明の第３の実施例（実施例３）に係る発光ダイオード１ｂ（以下、適宜“発光ダイオード１ｂ”とする）の断面図であり、図１３は、この発光ダイオード１ｂの斜視図である。
【０１０３】
図１０及び図１１に示した発光ダイオード１ａにおいては、アルファサイアロン蛍光体７が発光ダイオード素子４の近傍、つまり第１の樹脂６中に分散されている場合を示したが、これに限定されず、本実施例のように第２の樹脂８中、つまり樹脂全体にアルファサイアロン蛍光体７を分散させた構成とすることも可能である。
【０１０４】
なお、上記のようにアルファサイアロン蛍光体７を分散して配置することにより発光強度が低下することはなく、発光ダイオード１ａと同様の発光強度を有する。
【０１０５】
なお、上記の発光ダイオード１ｂを作製するにあたっては、第１の樹脂６の硬化は行われず、第２の樹脂８にアルファサイアロン蛍光体７を分散させ、硬化させる。
【０１０６】
また、上記の実施例全てにおいては、希土類金属金属としてＥｕを用いる場合を示したが、これに限定されず、Ｃｅ（セリウム）、Ｔｂ（テルビウム）、Ｐｒ（プラセオジウム）等を用いることもできる。
【０１０７】
また、上記の実施例２及び３では、発光ダイオード素子４は、上方（ボンディングワイヤ５側）に１個、下方（リードワイヤ２の凹部側）にもう１個の電極がある場合を示したが、下方には電極がなく上方に二つの電極があるものを用いても良い。
【０１０８】
この場合には、発光ダイオード素子が適切に固定されていれば良いため、上記の第１の工程において導電性ペーストを用いる必要がなく、上記の第２の工程において２本のボンディングワイヤによりボンディングを行う。
【０１０９】
また、本発明のアルファサイアロン蛍光体は、上記の実施例２及び３で示した白色発光ダイオードに限らず、短波長の発光ダイオード素子と、発光ダイオード素子から発せられた光の一部又は全部を吸収することにより励起され、より長波長の蛍光を発するアルファサイアロン蛍光体とを用いた発光ダイオードであれば、通常どのようなものにも適用できる。
【０１１０】
例えば、紫外発光ダイオード素子と紫外励起可視発光蛍光体とを用いた青色発光ダイオード、紫外発光ダイオード素子と紫外励起可視発光蛍光体とを用いた緑色発光ダイオード、紫外発光ダイオード素子と紫外励起可視発光蛍光体とを用いた赤色発光ダイオード、紫外発光ダイオード素子と紫外励起可視発光蛍光体とを用いた白色発光ダイオードなどにも適用できる。
【０１１１】
また、本発明のアルファサイアロン蛍光体は、ボンディングワイヤを３本以上有する発光ダイオードにも適用可能であり、発光ダイオード素子が載置可能であれば、リードワイヤの形状も限定されない。
【０１１２】
さらに、本発明のアルファサイアロン蛍光体は、発光ダイオード素子に限らず、レーザダイオードを初めとするあらゆる発光素子に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】試料Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの発光強度を示す図である。
【図２】試料Ａの発光スペクトルを示す図である。
【図３】試料Ｂの発光スペクトルを示す図である。
【図４】試料Ｃの発光スペクトルを示す図である。
【図５】試料Ｄの発光スペクトルを示す図である。
【図６】試料Ａの拡散反射率を示す図である。
【図７】試料Ｂの拡散反射率を示す図である。
【図８】試料Ｃの拡散反射率を示す図である。
【図９】試料Ｄの拡散反射率を示す図である。
【図１０】本発明の実施例２に係る発光ダイオードの断面図である。
【図１１】図１０に示した発光ダイオードの斜視図である。
【図１２】本発明の実施例３に係る発光ダイオードの断面図である。
【図１３】図１２に示した発光ダイオードの斜視図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１ａ、１ｂ    発光ダイオード
２、３    リードワイヤ
４    発光ダイオード素子
５    ボンディングワイヤ
６    第１の樹脂
７    アルファサイアロン蛍光体
８    第２の樹脂
【図１】
2005272486.tif 000008
【図２】
2005272486.tif 000009
【図３】
2005272486.tif 000010
【図４】
2005272486.tif 000011
【図５】
2005272486.tif 000012
【図６】
2005272486.tif 000013
【図７】
2005272486.tif 000014
【図８】
2005272486.tif 000015
【図９】
2005272486.tif 000016
【図１０】
2005272486.tif 000017
【図１１】
2005272486.tif 000018
【図１２】
2005272486.tif 000019
【図１３】
2005272486.tif 000020