(57)【要約】【課題】  高明るさの白色光発光ダイオードを取得する。【解決手段】  所定の波長の光線を発光できる発光ダイオード素子と、前記発光ダイオード素子の発光する光線に励起されて他の波長の光線を発光でき、その他の波長の光線と前記発光ダイオード素子の発光する光線とを混合して白色光を発光できる蛍光材料とを備え、  前記蛍光材料が（ＹｘＭｙ）Ａｌ５Ｏ１２を主体構造とし、且つＣｅを発光中心とし、その中、ｘ＋ｙ＝３、ｘ、ｙ≠０、且つ０．５＞ｚ＞０、且つＭはＴｂ，Ｌｕ，Ｙｂなどの金属元素からなるグループより選出されるものである。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長の光線を発光できる発光ダイオード素子と、
前記発光ダイオード素子の発光する光線に励起されて他の波長の光線を発光でき、その他の波長の光線と前記発光ダイオード素子の発光する光線とを混合して白色光を発光できる蛍光材料とを備え、
前記蛍光材料が（ＹｘＭｙ）Ａｌ５Ｏ１２を主体構造とし、且つＣｅを発光中心とし、その中、ｘ＋ｙ＝３、ｘ、ｙ≠０、且つ０．５＞ｚ＞０、且つＭはＴｂ，Ｌｕ，Ｙｂなどの金属元素からなるグループより選出されるものであり、前記蛍光材料の主体構造における金属元素の組成比例の変化によってその主体結晶格子の結晶格子場を変更できる原理に従って、蛍光材料が励起されて発光する光線の波長を調製変更することを特徴とする白色光発光装置。
【請求項２】
前記発光ダイオード素子の発光する光線の主波長は４３０ｎｍないし５００ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の白色光発光装置。
【請求項３】
前記蛍光材料が励起されて発光する光線の主波長は５６０ｎｍないし５９０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の白色光発光装置。
【請求項４】
前記蛍光材料の原料粉末が金属化合物の酸化物と硝酸塩と有機金属化合物と金属塩類からなるグループより選出されるものであることを特徴とする請求項１に記載の白色光発光装置。
【請求項５】
前記蛍光材料が固形焼結法によって製造しえたものであることを特徴とする請求項１に記載の白色光発光装置。
【請求項６】
前記蛍光材料が化学法によって製造しえたものであることを特徴とする請求項１に記載の白色光発光装置。
【請求項７】
前記化学法としてゲル凝固法を採用することを特徴とする請求項６に記載の白色光発光装置。
【請求項８】
前記化学法として共沈殿法を採用することを特徴とする請求項６に記載の白色光発光装置。
【請求項９】
白色光発光装置に使用される蛍光材料であって、
発光ダイオード素子の発光する所定波長の光線に励起されて他の波長の光線を発光でき、その他の波長の光線と前記発光ダイオード素子の発光する光線とを混合して白色光を発光し、その中、前記発光ダイオード素子の発光する光線に励起されて他の波長の光線を発光でき、その他の波長の光線と前記発光ダイオード素子の発光する光線とを混合して白色光を発光できる蛍光材料とを備え、
前記蛍光材料が（ＹｘＭｙ）Ａｌ５Ｏ１２を主体構造とし、且つＣｅを発光中心とし、その中、ｘ＋ｙ＝３、ｘ、ｙ≠０、且つ０．５＞ｚ＞０、且つＭはＴｂ，Ｌｕ，Ｙｂなどの金属元素からなるグループより選出されるものであり、前記蛍光材料の主体構造における金属元素の組成比例の変化によってその主体結晶格子の結晶格子場を変更できる原理に従って、蛍光材料が励起されて発光する光線の波長を調製変更することを特徴とする蛍光材料。
【請求項１０】
前記発光ダイオード素子の発光する光線の主波長は４３０ｎｍないし５００ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項９に記載の蛍光材料。
【請求項１１】
前記蛍光材料が励起されて発光する光線の主波長は５６０ｎｍないし５９０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項９に記載の蛍光材料。
【請求項１２】
前記蛍光材料の原料粉末が金属化合物の酸化物と硝酸塩と有機金属化合物と金属塩類からなるグループより選出されるものであることを特徴とする請求項９に記載の蛍光材料。
【請求項１３】
前記蛍光材料が固形焼結法によって製造しえたものであることを特徴とする請求項９に記載の蛍光材料。
【請求項１４】
前記蛍光材料が化学法によって製造しえたものであることを特徴とする請求項９に記載の蛍光材料。
【請求項１５】
前記化学法としてゲル凝固法を採用することを特徴とする請求項１４に記載の蛍光材料。
【請求項１６】
前記化学法として共沈殿法を採用することを特徴とする請求項１４に記載の蛍光材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高明るさの白色光半導体発光装置に係わり、特に、青紫色光または青色光の発光ダイオードに蛍光粉を合せることによって高明るさの白色光発光装置を製造する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
白色光は、複数の色彩の光線からなる混合光である。人間の目に白色光であると認識される白色光は、実に二種以上の異なる波長の光源からなる混合光である。例えば、人間の目が同時に赤色光と青色光と緑色光とに刺激される場合に、または同時に青色光と黄色光に刺激される場合に、すべて白色光であると認識される。この原理を白色項半導体発光装置の設計に導入する場合、目前のテクニックから論ずると、三種類の実行可能な方案を有する。その一、三個のそれぞれ赤色光と青色光と緑色光を発光する発光ダイオードを使用すると共に、それぞれの発光ダイオードに流される電流をコントロールすることによって所要する白色光を発光させるものである。その二、二個のそれぞれ黄色光と青色光を発光する発光ダイオードを使用すると共に、それぞれの発光ダイオードに流される電流を流すことによって所要の白色光を発光させるものである。前記二種類の方法は実際に応用される場合に、それぞれ欠点を有し、同時に複数個のそれぞれ異なる色彩光を発光する発光ダイオードを使用するので、その中の一つが劣化を生じる場合、正しい白色光を取得できなくなってしまい、他に、同一の発光装置に複数個の発光ダイオードを使用する場合、そのコストがアップされる。第三種の方案は、ＩｎＧａＮ青色光発光ダイオードに黄色い蛍光材料を合せることによって白色光発光装置を製造しえたものである。蛍光材料の青色光に励起されて生成する黄色い光が青色光発光ダイオードの発光する青色光と混合されると、高明るさの白色光を生成できる。この方法は、前記二種類の方法の欠点を有しないと共に、駆動電気回路が簡単で、生産容易で、低消費電力と低コストなどの優れた点を有するため、目前の大部分の白色光半導体発光装置にはこの方法を採用する。
【０００３】
日本の日亜化学会社（Ｎｉｃｈｉａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）と、アメリカ・パテント第５９９８９２５号とが、前記第三種の方法のオリジナル・テクニックであり、それらは青色光発光ダイオードによってある蛍光物質を照射することによって青色光と相補する黄色い光を生成し、また、レンズ原理を利用してそれらの黄色い光と白色光とを混合させて人間の目に白色光であるように認識される視覚を生成させる。その理論が色彩度座標図（Ｃ．Ｉ．Ｅ．  ｃｈｒｏｍｉｃｉｔｙ  ｄｉａｇｒａｍ）より解釈でき、即ち、青色光と黄色い光との間の連接線が白色光ゾーンを通過できる。それらの特許に開示される黄色い蛍光粉末の成分がＣｅを添加したイツトリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ：Ｃｅ）であり、その一般式は（Ｙ１−ｐ−ｑ−ｒＧｄｐＣｅｑＳｍｒ）３（Ａｌ１−ｓＧａｓ）５Ｏ１２であり、その中、０．８≧ｐ≧０、０．２≧ｑ≧０．００３、０．０８≧ｒ≧０．００３、１≧ｓ≧０である。
【０００４】
しかしながら、目前ではビジネス用のＩｎＧａＮ青色光発光ダイオードとして大部分が有機金属気相沈積法（Ｍｅｔａｌ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＭＯＣＶＤ）によって製造し得たものであり、この種の製造工程による場合、固定波長の青色光だけ生成することをコントロールしにくい。そのため、如何にして一シリーズの発光波長が調製変更可能な黄色い蛍光粉末を開発し出して４３０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光の使用に適させるようにすることが大切な課題となっている。前記の日本の日亜化学会社の特許の掲げた光色調製変更方式が他の種の異質イオン添加する方法である。例えば、蛍光粉末の組成が（Ｙ１−ｑＣｅｑ）３Ａｌ５Ｏ１２である場合、励起される際に主波長が５４６ｎｍの黄色い光を発光する。また、Ｇｄを添加する場合、その組成が（Ｙ１−ｐ−ｑＧｄｐＣｅｑ）３Ａｌ５Ｏ１２になると、主波長を赤変位させて５５６ｎｍに至らせることができる。
【０００５】
異質イオンを添加すると、確かに蛍光材料の波長を調製変更できる効果を得られるが、異質イオンの添加比例がかなり低いため、容易に原料を量って使用する時に些細な誤差を生じることにより光色に変化させるようになり、予期した光波の波長を取得できなくなってしまう。他に、異質イオンの種類の選択性もかなり限度がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、発光波長を調製変更でき、それぞれ異なる発光波長の青色光発光ダイオードに効果的に合せて混合される白色光を発光できる、白色光発光装置の蛍光材料を提供することをその主要な解決しようとする課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による蛍光材料は、その化学式が（ＹｘＭｙＣｅｚ）Ａｌ５Ｏ１２であり、その中、ｘ＋ｙ＝３、ｘ、ｙ≠０、０．５＞ｚ＞０であり、且つＭはＴｂ，Ｌｕ，Ｙｂなどの金属元素からなるグループより選出されるものであり、蛍光材料主体構造中における金属元素組成の比例の変化が主体結晶格子の結晶格子場を変更でき、それによって蛍光材料が励起されて発光する光線の波長を調製変更できる。
【０００８】
前記の蛍光材料によって製造し得た白色光発光装置において、波長が４３０ｎｍ〜５００ｎｍの青紫色光または青色光を発光できる発光ダイオードを励起光源として備えており、それが前記蛍光材料を励起でき、その励起によって主波長が５６０ｎｍ〜５９０ｎｍにある黄緑色光ないしオレンジ色光を発光させることができる。これらの二者の発光する光線らが所定の比例によって混合されると、白色光を発光できるようになる。
【０００９】
目前の青色光発光ダイオードの製造工程中において、短波長の高明るさの青色光が製造しにくく、従来技術の蛍光材料と比較すると、本発明の蛍光材料の合せる必要な青色光がより長いほうの波長に調整出来る。また、励起スペクトルから分かるように、より長いほうの波長の４７０ｎｍの青色光によって励起を実行する場合、その発光効率が４６０ｎｍの短波長の青色光の場合よりかなり高くなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光色調製方式は主体結晶格子を変更する方法を使用し、従来の異質イオンの添加量を変化させることによる方法と比較すると、後者の添加すべき異質イオンの比例が低いため、容易に量りによる誤差によって光色の変更を招くようになり、それに対して、本発明の添加比例が高いので、製造工程においては優れた安定性を持っている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明において、Ｔｂ，Ｌｕ，Ｙｂなどの金属イオンによって従来の（Ｙ１−ｘＣｅｘ）Ａｌ５Ｏ１２の黄色い蛍光材料の主体構造における一部のＹを取り替える。Ｔｂ，Ｌｕ，ＹｂなどのイオンとＹイオンとが相同の原子価数と相似するイオン半径を有するので、お互いの間では極めて高い相互取り換え性を有し、単一相構造の固形溶液を形成できる。蛍光材料の主体構造における金属元素の組成比例を変更させることによって蛍光材料の発光波長を調製変更できるので、異なる発光波長の青色光発光ダイオードを効果的に合せて使用させることができるため、混合して白色光を発光させることが容易に実行できる。
【００１２】
次に、図１と図２に基づいて本発明の蛍光材料の発光波長の調製変更原理を詳しく説明する。
【００１３】
純粋のイツトリウムアルミニウムカーネット結晶体の原子価帯域と伝導帯域との間のエネルギー隙間が紫外線のエネルギーに相当し、そのため、その自身が可視光線によって励起することができなくなり、即ち可視光線を吸収せず、そのため、粉末体の色彩が白色を呈する。もし、ピュア・フェースのイツトリウムアルミニウムカーネットにそれぞれ異なる希土類イオンをドーピングする場合、それぞれ異なる色彩の蛍光を発光できる。例えば、Ｃｅ３＋を結晶格子にドーピングし、イツトリウムの位置を取り替える場合、即ち、化学式が（Ｙ３−ｘＣｅｘ）Ａｌ５Ｏ１２またはＹＡＧ：Ｃｅ３＋になる場合、４７０ｎｍの青色光によって励起して黄色い蛍光を発光できる。他に、Ｔｂ３＋をドーピングすると、励起されて緑色光を発光でき、Ｅｕ３＋をドーピングすると、励起されて赤色光を発光でき、Ｂｉ３＋をドーピングすると、励起されて青色光を発光できる。前記の従来技術のそれぞれ異なるイオンをドーピングすることによってそれぞれ異なる波長の光線を発光することに反して、本発明は主体構造における成分を調製することによって同一の金属をドーピングした金属の蛍光材料にそれぞれ異なる波長の光線を発光させることができるようになっている。その原理は、同一のイオンがそれぞれ異なる主体構造中においての感応した結晶格子場の強度がそれぞれ異なるため、発光波長の変位を生成するためである。所謂“結晶格子場理論（Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｆｉｅｌｄ  Ｔｈｅｏｒｙ）”は、主に静電気作用力を考量し、点電荷模型によって金属イオンが錯化合物と結晶体化合物との間でのエネルギー・グレジェントの分裂を処理するものである。仮に金属イオンの配位基と周囲の環境とをすべて構造を有さず、電子軌域を有しない点電荷と見なす場合、静電気場を設立できる。結晶格子場理論がこの種の静電気場の金属イオンｄ軌域における電子に対する作用を処理するものである。
【００１４】
図１には、中心金属が正八面体（Ｏｂ）と正四面体（Ｔｄ）との対称環境に処する場合のｄ電子軌域と周囲の配位基電子との作用を示しており、その中、中実の円点が配置位置基が正八面体の対称位置に位置する場合を示し、また、中空の円点が正八面体の対称位置に位置する場合を示し、グループ理論から分かるように、ｄ軌域がｔ２ｇとｅｇとの二種類の表象に帰納でき、正八面体においてｔ２ｇに属する軌域にはｄｘｙ、ｄｙｚ、ｄｘｚを有し、且つｅｇに属する軌域にはｄｘ２−ｙ２とｄｚ２を有し、軌域球面内における電子密度が９０％以上にも達する。電子帯域においてマイナス電荷を有し、且つ周囲配位基の場合から見てその電気性質がマイナス電気性質を有するので、軌域に位置する電子に対して、両者の間の作用力が静電気離反力である。図１から分かるように、ｅｇ表象に属するｄ軌域（ｄｘ２−ｙ２とｄｚ２）が軸における配位基電荷に対向し、そのため、離反力が大きくなり、そのため、これらの軌域がｔ２ｇ表象のｄ軌域（ｄｘｙ、ｄｙｚ、ｄｘｚ）より不安定になり、エネルギーの上昇を招き、エネルギー・グラジェント分裂を生じる。前記に述べた結晶格子場理論によると、Ｃｅ３＋の電子組成形態が「Ｘｅ」４ｆ１であり、その４ｆ軌域がスピン−軌域カップリング作用（ｓｐｉｎ−ｏｒｂｉｔａｌ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を受けて２Ｆ５／２と２Ｆ７／２に分裂され、その５ｄ軌域が結晶格子場の作用を受けて分裂を生じる。Ｔｂを例として説明すると、図２の左側と右側にそれぞれＴｂとＹを主体結晶格子とする場合のエネルギー・グラジェント図を示す。図に示すように、Ｃｅ３＋がＴｂ３Ａｌ５Ｏ１２を主体構造とする場合に、Ｃｅ３＋がＹ３Ａｌ５Ｏ１２を主体構造とする場合と比較すると、前者の形成し得た結晶格子場の強度がより大きくなり、そのため、Ｔｂイオンによって主体結晶格子におけるＹイオンを取り替えると、発光中心のＣｅ３＋の５ｄ電子エネルギー・グラジェントの分裂の程度を増大させるようになり、５ｄ軌域の最低エネルギー・グラジェントの４ｆエネルギー・グラジェントに戻るエネルギーを減少し、即ち、ΔＥ１＜ΔＥ２になり、これによって発光波長が赤変位を生成する。
【００１５】
さらに具体的に言うと、本発明の蛍光材料はその主成分として（ＹｘＭｙＣｅｚ）Ａｌ５Ｏ１２を採用し、（ＹｘＭｙ）Ａｌ５Ｏ１２をその主体構造とし、Ｃｅを発光中心とし、その中、ｘ＋ｙ＝３、且つｘ、ｙ≠０、且つ０．５＞ｚ＞０、且つＭはＴｂ，Ｌｕ，Ｙｂなどの金属元素からなるグループより選出されるものである。これによって、本発明は、蛍光材料の主体構造中の金属元素の組成を変更することによってその結晶格子場の強度を調整変更でき、発光中心Ｃｅイオンの受けた作用力を異ならせられ、Ｃｅの５ｄ軌域エネルギー・グラジェントの分裂の大きさの相違を生成する。Ｃｅイオンが４ｆの基本形態より励起されて５ｄ軌域エネルギー・グラジェント（励起態）にスキップされる場合に、結晶格子場の強度が変更されるため、それを励起態の最低エネルギー・グラジェントより光線を放出させることによって基本形態のエネルギー変更に緩衝させ、そのため、その発光波長と光色を相対的に改変させることができる。
【００１６】
前記の本発明の蛍光材料は波長が４３０ｎｍないし５００ｎｍの青紫色光または青色光に励起されて主波長が５６０ｎｍないし５９０ｎｍの黄緑色光ないしオレンジ色光を発光させることができ、両者の発光される光線が混合されると、高明るさの白色光を発光できる。そのため、この種の蛍光材料が白色光発光装置の作製に導入でき、青色光発光ダイオードを励起光源とし、選択される波長の青色光に励起されて黄色い光を発光する材料を合わせ、励起されて生成される黄色い光と青色光発光ダイオードの青色光とを混合して白色光を生成することによると、高明るさの白色光光源を取得できる。
【００１７】
本発明による蛍光材料の混合比例と青色光発光ダイオードの波長と明るさについて、混色公式によって計算することにより決められる。
【００１８】
本発明の蛍光材料による場合、主体結晶格子組成を変更することによってその発光波長を改変できる特性を有するので、それぞれ異なる波長を有する青色光発光ダイオードを合せて使用することによって、白色光発光装置を製造でき、また、簡単な固形反応法を使用するだけで合成できるので、大量生産に利し、極産業応用価値に富む。
【００１９】
本発明の蛍光材料によって製造し得た発光装置において、青紫色光または青色光励起光源として電気エネルギー節約特性を備える発光ダイオードを使用するので、適当に調製配合される蛍光材料の混合比例を合わせ、モールディング後に、単に極低い電流を流すと、発光特性が極優れた高明るさの白色光発光ダイオードを入手できる。
【００２０】
本発明の蛍光材料の作製方法について、実際のニーズに応じて例えば固形焼結法やゲル凝固法や共沈殿法などの化学方法または他の好適な方法を採用できる。以下に、Ｍ＝Ｔｂのことによって、二つの実施例と一つの比較例を挙げて詳しい説明を実行する。
【実施例１】
【００２１】
１．化学計量比に従って、それぞれ３．１７５０グラムのＹ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏと８．６４００グラムのＡｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏと０．１０００グラムのＣｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏと８．６４００グラムのＴｂ４Ｏ７とを量って取り、それらによって（Ｙ１．８０Ｔｂ１．２０Ｃｅ０．０５）Ａｌ５Ｏ１２を形成する。量って取った原料を研磨の方式によって均一的になるように混合させる。
【００２２】
２．混合物を坩堝に置き入れ、空気中において５°Ｃ／分間の昇温速度によって１０００°Ｃまで加熱してカ焼（ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ）を実行する。２４時間後に、５°Ｃ／分間の降温速度によって室温まで冷却させる。
【００２３】
３．カ焼後の粉末を研磨してから坩堝に置き入れ、且つ空気中において１５００°Ｃによって２４時間焼結（ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）し、焼結ステップの昇温速度が依然として５°Ｃ／分間に維持する。
【００２４】
４．焼結後の粉末を研磨してからＨ２／Ｎ２（５％／９５％）の還元雰囲気に置き入れ、１５００°Ｃによって１２時間の還元（ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）を実行する。このステップは選択性ステップであり、必要なステップではない。その目的はサンプル中のＣｅ４＋イオンをＣｅ３＋に還元することにあり、それによってその発光明るさを向上する。
【実施例２】
【００２５】
１．化学計量比に従って、４．１８９７グラムのＹ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏと８．６４００グラムのＡｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏと０．１０００グラムのＣｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏと０．２８３６グラムのＴｂ４Ｏ７とを量って取り、それらによって（Ｙ２．３７５Ｔｂ０．６２５Ｃｅ０．０５）Ａｌ５Ｏ１２を形成する。量って取った原料を研磨の方式によって均一的になるように混合させる。
【００２６】
２．混合物を坩堝に置き入れ、且つ空気中において、５°Ｃ／分間の昇温速度によって１０００°Ｃまで加熱し、カ焼を進める。２４時間後に、５°Ｃ／分間の降温速度によって室温まで冷却させる。
【００２７】
３．カ焼後の粉末を研磨してから坩堝に置き入れ、空気中において１５００°Ｃによって２４時間焼結し、焼結ステップの昇温速度が依然として５°Ｃ／分間に維持する。
【００２８】
４．焼結後の粉末を研磨してからＨ２／Ｎ２（５％／９５％）の還元雰囲気中に置き入れ、１５００°Ｃによって１２時間の還元を実行する。
【００２９】
（比較例１）
１．化学計量比に従って、それぞれ５．２９２３グラムのＹ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏと８．６４００グラムのＡｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏと０．１００００グラムのＣｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏを量って取り、それらによって（Ｙ３Ｃｅ０．０５）Ａｌ５Ｏ１２を形成する。量って取った原料を研磨の方式によって均一的になるように混合させる。
【００３０】
２．混合物を坩堝に置き入れ、且つ空気中において５°Ｃ／分間の昇温速度によって１０００°Ｃまで加熱し、カ焼を実行する。２４時間後に、５°Ｃ／分間の降温速度によって室温まで冷却する。
【００３１】
３．カ焼後の粉末を研磨してから坩堝に置き入れ、空気中において１５００°Ｃによって２４時間焼結し、焼結ステップの昇降温速度が依然として５°Ｃ／分間に維持する。
【００３２】
４．焼結後の粉末を研磨してからそれをＨ２／Ｎ２（５％／９５％）の還元雰囲気に置き入れ、１５００°Ｃによって１２時間の還元を実行する。
【００３３】
最後に、前記それぞれの実施例と比較例によって製造し得た蛍光材料を室温まで冷却させてから取り出し、且つ研磨鉢によって研磨を実行する。それから光励起スペクトル装置によってその発光特性を量り、検出し得た特性が図３ないし図５に示されている。
【００３４】
図３は本発明の実施例一によって合成される（Ｙ１．８０Ｔｂ１．２０Ｃｅ０．０５）Ａｌ５Ｏ１２の蛍光材料の励起スペクトル（Ａ）と発光スペクトル（Ｂ１，Ｂ２）であり、その中、スペクトルＢ１は４７０ｎｍの青色光によって励起されるものであり、スペクトルＢ２は４６０ｎｍの青色光によって励起されるものである。図３に示すように、４７０ｎｍの青色光によって（Ｙ１．８０Ｔｂ１．２０Ｃｅ０．０５）Ａｌ５Ｏ１２の蛍光材料を励起する場合、４６０ｎｍの青色光によって同一材料を励起する場合より、前者のほうが高い発光効率を有する。ここから分かるように、本発明の蛍光材料が長いほうの波長の青色光によって励起する場合、優れた効率を表現できる。
【００３５】
図４に示すのは、それぞれ異なる比例のＴｂとＹを有する場合の蛍光材料の発光スペクトルであり、その中、Ｃは比較例一に従って製造し得た（Ｙ３Ｃｅ０．０５）Ａｌ５Ｏ１２の蛍光材料の発光スペクトルであり、Ｄは実施例二に従って製造し得た（Ｙ２．３７５Ｔｂ０．６２５Ｃｅ０．０５）Ａｌ５Ｏ１２の蛍光材料の発光スペクトルであり、Ｅは実施例一に従って製造し得た（Ｙ１．８０Ｔｂ１．２０Ｃｅ０．０５）Ａｌ５Ｏ１２の蛍光材料の発光スペクトルである。図４に示すように、比較例一の（Ｙ３Ｃｅ０．０５）Ａｌ５Ｏ１２の蛍光材料が４７０ｎｍの青色光によって励起される場合に、その発光スペクトルのピーク値が５４６ｎｍであり、実施例二は、異なる比例のＹイオンとＴｂイオンをドーピングすることによってその化学組成を（Ｙ２．３７５Ｔｂ０．６２５Ｃｅ０．０５）Ａｌ５Ｏ１２にならせ、４７０ｎｍの青色光によって励起すると、その発光スペクトルのピーク値が５４８ｎｍになり、実施例一においてＴｂイオンのドーピング比例が実施例二より多くなるため、その化学組成が（Ｙ１．８０Ｔｂ１．２０Ｃｅ０．０５）Ａｌ５Ｏ１２になり、４７０ｎｍの青色光によって励起される場合、その発光スペクトルのピーク値が５５２ｎｍになる。これらのことから分かるように、Ｔｂの比例がますます増加する場合に、発光材料が励起されて生成される発光スペクトルが赤変位現象を生じ、そのため、本発明は蛍光材料の主体構造中における金属元素の組成を変更することによって結晶格子場の強度を変更することが実現でき、発光中心の感ずる作用力を異ならせることができ、そのため、発光波長の改変を実行させることができ、その効果が前記の説明より確実的に証明されている。
【００３６】
図５にはそれぞれ異なるＴｂとＹの比例を有する蛍光材料の色彩度座標図を示し、その中、Ｆは図４におけるスペクトルＣをプログラムによって転換されてから得られる色彩度座標点であり、Ｇは図４におけるスペクトルＤをプログラムによって転換されてから得られる色彩度座標点であり、Ｈは図４におけるスペクトルＥをプログラムによって転換されてから得られる色彩度座標図である。図５のＣＩＥ色彩度座標図の示すように、Ｔｂの比例が漸次的に増加される場合、色彩度座標が確実的に長い波長のほうへ移動し、これで、さらに確実に本発明の波長調製変更の効果を実証できる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明による場合、高明るさの白色光発光装置を取得できる。
【００３８】
本発明について、実施例と添付図面を参照して前記のように説明したが、それらの開示は例を挙げるものに過ぎず、本発明を制限するものではないと見なされるべきであり、本発明の主張範囲は添付の特許請求の範囲の内容に準じるべきであり、すべての本発明の要旨に基づいて実施される修飾や変化などがすべて本発明の主張範囲内に入るべきことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】金属のｄ軌域と周囲の配位基との関連関係を示す位置説明図であり、その中、中実円点が配位基が正四面体の対称位置に位置する場合を示し、中空円点が正八面体の対称位置に位置する場合を示す。
【図２】ＹとＴｂを主体結晶格子とする場合のＣｅに対し結晶格子場の相違を生じ、５ｄから４ｆへスキップして光線放出エネルギーの差を生成する場合を示す説明図である。
【図３】実施例一に従って合成される（Ｙ１．８０Ｔｂ１．２０Ｃｅ０．０５）Ａｌ５Ｏ１２の蛍光材料の励起スペクトル（Ａ）と発光スペクトル（Ｂ１，Ｂ２）を示す説明図である。
【図４】異なるＴｂとＹの比例を有する蛍光材料の発光スペクトルを示す説明図である。
【図５】異なるＴｂとＹの比例を有する蛍光材料の色彩度座標を示す説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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