(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋（Ｒは１種類以上の希土類元素）で表される蛍光体。
【請求項２】
前記Ｒは、３価で安定な１種類以上の希土類元素であることを特徴とする請求項１記載の蛍光体。
【請求項３】
前記Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｌｕから選ばれる１種類以上の希土類元素であることを特徴とする請求項１記載の蛍光体。
【請求項４】
前記Ｒは、Ｌｕ１−ＸＬａＸ（０≦ｘ≦１）であることを特徴とする請求項１に記載の蛍光体。
【請求項５】
前記Ｒは、Ｌｕであることを特徴とする請求項１に記載の蛍光体。
【請求項６】
前記Ｒは、Ｌａであることを特徴とする請求項１に記載の蛍光体。
【請求項７】
前記Ｒは、Ｙであることを特徴とする請求項１に記載の蛍光体。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の蛍光体を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項９】
青色ＬＥＤ乃至近紫外ＬＥＤを備えることを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体及びその製造方法並びに発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
白色光を得る方法として、ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせて使用して白色光を得る方法が知られている。例えば、青色ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせて使用する方法がある。
【０００３】
青色ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせてして白色光を得る方法としては、青色ＬＥＤと赤・緑色蛍光体を用いる方法や、青色ＬＥＤと黄色蛍光体を用いる方法が知られている。
【０００４】
青色ＬＥＤと赤・緑色蛍光体を用いる方法としては、例えば、特許文献１がある。特許文献１には、赤色蛍光体として、例えば、２価の金属元素を含む母材（ＣａＡｌＳｉＮ３）を２価のユーロピウム（Ｅｕ２＋）で賦活した化合物が記載されている。
【０００５】
一方、青色ＬＥＤと黄色蛍光体を用いる方法としては、例えば、黄色蛍光体として、ＹＡＧ蛍光体やＢＯＳ蛍光体を使用する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３３２２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＹＡＧ蛍光体やＢＯＳ蛍光体は、６００ｎｍ以上の赤色成分が乏しいため、青色ＬＥＤとの組み合わせでは暖かみが感じられない青白い白色光しか得られなかった。
【０００８】
そこで、青色ＬＥＤとの組み合わせで暖かみが感じられる白色光を得ることが可能な黄色〜橙色の蛍光体が求められていた。
【０００９】
従って、本発明の目的は、青色ＬＥＤとの組み合わせで暖かみが感じられる白色光を得ることが可能な黄色〜橙色の蛍光体及びその製造方法並びに当該蛍光体を備える発光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために、下記の蛍光体及び発光装置を提供する。
[１] Ｒ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋（Ｒは１種類以上の希土類元素）で表される蛍光体。
[２] 前記Ｒは、３価で安定な１種類以上の希土類元素であることを特徴とする上記[１]の蛍光体。
[３] 前記Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｌｕから選ばれる１種類以上の希土類元素であることを特徴とする上記[１]の蛍光体。
[４] 前記Ｒは、Ｌｕ１−ＸＬａＸ（０≦ｘ≦１）であることを特徴とする上記[１]の蛍光体。
[５] 前記Ｒは、Ｌｕであることを特徴とする上記[１]の蛍光体。
[６] 前記Ｒは、Ｌａであることを特徴とする上記[１]の蛍光体。
[７] 前記Ｒは、Ｙであることを特徴とする上記[１]の蛍光体。
[８] 上記[１]〜[７]のいずれか１つに記載の蛍光体を備えることを特徴とする発光装置。
[９] 青色ＬＥＤ乃至近紫外ＬＥＤを備えることを特徴とする上記[８]に記載の発光装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、青色ＬＥＤとの組み合わせで暖かみが感じられる白色光を得ることが可能な黄色〜橙色の蛍光体及びその製造方法並びに当該蛍光体を備える発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】Ｌｕ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋を各温度で製造した場合のＸ線回折測定結果を示す図である。
【図２】Ｌｕ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋を各温度で製造した場合の発光スペクトルを示す図である。
【図３】Ｌｕ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋を１５５０℃で製造した場合（ＬｉＣｌ使用の有無）のＸ線回折測定結果を示す図である。
【図４】Ｌａ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋を各温度で製造した場合のＸ線回折測定結果を示す図である。
【図５】Ｌａ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋を１４５０℃で製造した場合の発光スペクトルを示す図である。
【図６】Ｙ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋を各温度で製造した場合のＸ線回折測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１４】
〔蛍光体〕
本発明の実施の形態に係る蛍光体は、Ｒ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋（Ｒは１種類以上の希土類元素）で表される。すなわち、Ｒ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２（Ｒは１種類以上の希土類元素）をＥｕ２＋により賦活した蛍光体である。Ｒの一部がＥｕ２＋により置換されることから、（Ｒ１−ｙＥｕｙ）４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２と表記することもできる。ここで、０＜ｙ＜１であり、好ましくは、０．０１＜ｙ＜０．５であり、より好ましくは０．０５＜ｙ＜０．２５であり、さらに好ましくは０．０５＜ｙ＜０．１５である。
【００１５】
Ｒは希土類元素、スカンジウム（２１Ｓｃ）、イットリウム（３９Ｙ）、ランタン（５７Ｌａ）〜ルテチウム（７１Ｌｕ）の１７元素から選ばれる１種類以上の元素である。Ｒは、３価で安定な１種類以上の希土類元素であることが好ましく、Ｙ、Ｌａ、Ｌｕ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｙｂから選ばれる１種類以上の希土類元素であることがより好ましく、Ｙ、Ｌａ、Ｌｕから選ばれる１種類以上の希土類元素であることがさらに好ましい。
【００１６】
中でも、ＲがＬｕ１−ｘＬａｘ（０≦ｘ≦１）又はＹである、（Ｌｕ１−ｘＬａｘ）４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋（０≦ｘ≦１）及びＹ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋が好ましい。
【００１７】
本実施の形態に係る蛍光体は、黄色〜橙色に発光する蛍光体であり、黄色の波長領域よりも長波長側（６００ｎｍ以上の赤色成分）においても発光強度を有するため、青色ＬＥＤとの組み合わせで暖かみが感じられる白色光を得ることができる。
【００１８】
〔蛍光体の製造方法〕
本実施の形態に係る上記蛍光体は、例えば、以下のように製造することができる。
Ｌｕ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、Ｅｕ２Ｏ３等の原料を化学量論比にしたがって秤量し、エタノールによる湿式混合を行なう。混合した試料を乾燥後、アルミナボート上に載せて大気圧、Ｎ２（９６体積％）−Ｈ２（４体積％）の還元雰囲気下、１２００〜１５５０℃で２〜１２時間、焼成する。
【００１９】
（Ｌｕ１−ｘＬａｘ）４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋（０≦ｘ≦１）の場合においては、１２５０〜１５５０℃で焼成することが好ましい。また、Ｙ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋の場合においては、１２００〜１３００℃で焼成することが好ましい。焼成の際、反応性を高めるために、ＬｉＣｌ等をフラックスとして添加してもよい。
【００２０】
〔発光装置〕
本発明の実施の形態に係る発光装置は、上記本発明の実施の形態に係る蛍光体を備える。発光装置としては、例えば、一般照明、車載照明、画像表示装置の液晶用バックライト等が挙げられる。
【００２１】
上記本発明の実施の形態に係る蛍光体は、青色ＬＥＤ等の青色光を発する励起光源と組み合わせることにより、白色発光装置を製造することができる。また、青色ＬＥＤに換えて、近紫外ＬＥＤ又は紫色ＬＥＤを使用して、本実施の形態に係る蛍光体及び青色蛍光体と組み合わせることにより、白色発光装置を製造することができる。
【００２２】
発光装置は、上記本発明の実施の形態に係る蛍光体を備える以外は、公知の方法により製造することができる。
【００２３】
〔本発明の実施の形態の効果〕
本発明の実施の形態によれば、青ＬＥＤとの組み合わせで暖かみが感じられる白色光を得ることが可能な黄色〜橙色の蛍光体及びその製造方法並びに当該蛍光体を備える発光装置を提供することできる。
【００２４】
次に実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【実施例】
【００２５】
〔実施例１〕Ｌｕ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋
（蛍光体の製造その１）
Ｌｕ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、Ｅｕ２Ｏ３をモル比で１．８：１．３：０．３となるように秤量し、メノウ乳鉢を使用してエタノールによる湿式混合を行なった。混合した試料を乾燥後、アルミナボート上に載せて大気圧、Ｎ２（９６体積％）−Ｈ２（４体積％）の還元雰囲気下、１３５０℃、１４５０℃、１５５０℃の各温度で３時間、焼成し、Ｌｕ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋（（Ｌｕ０．９Ｅｕ０．１）４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２）を製造した。図１は、Ｌｕ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋を１３５０℃、１４５０℃、１５５０℃の各温度で製造した場合のＸ線回折測定結果を示す図である。
【００２６】
図１より、１３５０℃、１４５０℃、１５５０℃のいずれの温度においてもＬｕ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋が合成されたことが確認できる。また、いずれの場合も原料であるＬｕ２Ｏ３の残留が確認された。
【００２７】
（発光スペクトル）
１３５０℃、１４５０℃、１５５０℃のそれぞれの温度で焼成して製造したＬｕ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋について、発光スペクトルを測定した。発光スペクトル測定装置として大塚電子株式会社製のMCPD-7000を使用し、温度２５℃（室温）で、製造した各蛍光体を波長４５０ｎｍの光で励起して発光スペクトルの測定をし、測定された発光スペクトルから発光ピーク強度（λｐ）及び発光ピークの半値幅（ＦＷＨＭ、Ｆｕｌｌ  Ｗｉｄｔｈ  ａｔ  Ｈａｌｆ  Ｍａｘｉｍｕｍ）を求めた。また、蛍光の色度座標（ｘ，ｙ）、相対励起効率（Ｅｘｃ．（％））、及び相対視感効率（Ｖλ（％））も求めた。図２は、Ｌｕ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋を各温度で製造した場合の発光スペクトルを示す図である。実線は１３５０℃、点線は１４５０℃、１点鎖線は１５５０℃で焼成した蛍光体を示す。
【００２８】
【表１】
0005370321.tif 000002
【００２９】
１３５０℃、１４５０℃、１５５０℃のそれぞれの温度で焼成して製造したＬｕ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋のいずれも目視及び発光スペクトルにより黄色に発光することが確認できた。
【００３０】
（蛍光体の製造その２）
上記蛍光体の製造その１と同様にして、１５５０℃の温度で焼成し、Ｌｕ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋（（Ｌｕ０．９Ｅｕ０．１）４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２）を製造した。但し、焼成の際、ＬｉＣｌをフラックスとして添加した。図３は、Ｌｕ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋を１５５０℃で製造した場合（ＬｉＣｌ使用の有無）のＸ線回折測定結果を示す図である。
【００３１】
図３より、ＬｉＣｌをフラックスとして添加したことにより、原料であるＬｕ２Ｏ３の残留が無くなり、単一相でＬｕ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋が合成されたことが確認できる。
【００３２】
単一相で合成されたＬｕ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋について目視及び発光スペクトルにより黄色に発光することが確認できた。
【００３３】
〔実施例２〕Ｌａ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋
（蛍光体の製造）
Ｌａ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、Ｅｕ２Ｏ３をモル比で１．８：１．３：０．３となるように秤量し、メノウ乳鉢を使用してエタノールによる湿式混合を行なった。混合した試料を乾燥後、アルミナボート上に載せて大気圧、Ｎ２（９６体積％）−Ｈ２（４体積％）の還元雰囲気下、１２５０℃、１３５０℃、１４５０℃、１５５０℃の各温度で３時間、焼成し、Ｌａ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋（（Ｌａ０．９Ｅｕ０．１）４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２）を製造した。図４は、Ｌａ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋を１２５０℃、１３５０℃、１４５０℃、１５５０℃の各温度で製造した場合のＸ線回折測定結果を示す図である。
【００３４】
図４より、１２５０℃、１３５０℃、１４５０℃、１５５０℃のいずれの温度においてもＬａ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋が合成されたことが確認できる。また、１２５０℃及び１３５０℃の場合には原料であるＬａ２Ｏ３の残留が確認され、１５５０℃の場合にはＬａ５Ｓｉ３ＮＯ１２及びＬａＳｉＮＯ２の合成が確認された。１４５０℃の場合には、単一相でＬａ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋が合成できた。
【００３５】
（発光スペクトル）
１４５０℃の温度で焼成して製造したＬａ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋について、発光スペクトルを測定した。発光スペクトル測定装置として大塚電子株式会社製のMCPD-7000を使用し、温度２５℃（室温）で、製造した蛍光体を波長４５０ｎｍの光で励起して発光スペクトルの測定をし、測定された発光スペクトルから発光ピーク強度（λｐ）及び発光ピークの半値幅（ＦＷＨＭ、Ｆｕｌｌ  Ｗｉｄｔｈ  ａｔ  Ｈａｌｆ  Ｍａｘｉｍｕｍ）を求めた。また、蛍光の色度座標（ｘ，ｙ）、相対励起効率（Ｅｘｃ．（％））、及び相対視感効率（Ｖλ（％））も求めた。図５は、Ｌａ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋を１４５０℃で製造した場合の発光スペクトルを示す図である。
【００３６】
【表２】
0005370321.tif 000003
【００３７】
１４５０℃の温度で焼成して製造したＬａ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋について目視及び発光スペクトルにより橙色に発光することが確認できた。
また、１３５０℃の温度で焼成して製造したＬａ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋について目視により橙色に発光することが確認できた。
【００３８】
〔実施例３〕Ｙ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋
（蛍光体の製造）
Ｙ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、Ｅｕ２Ｏ３をモル比で１．８：１．３：０．３となるように秤量し、メノウ乳鉢を使用してエタノールによる湿式混合を行なった。混合した試料を乾燥後、アルミナボート上に載せて大気圧、Ｎ２（９６体積％）−Ｈ２（４体積％）の還元雰囲気下、１２５０℃、１３５０℃、１４５０℃、１５５０℃の各温度で３時間、焼成し、Ｙ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋（（Ｙ０．９Ｅｕ０．１）４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２）を製造した。図６は、Ｙ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋を各温度で製造した場合のＸ線回折測定結果を示す図である。
【００３９】
図６より、１２５０℃、１３５０℃、１４５０℃、１５５０℃のいずれの温度においてもＹ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋が合成されたことが確認できる。また、１２５０℃、１３５０℃及び１４５０℃の場合には原料であるＹ２Ｏ３の残留が確認され、１３５０℃及び１４５０℃の場合にはＹ８Ｓｉ４Ｏ１４Ｎ４の合成が確認され、１５５０℃の場合にはＹ５Ｓｉ３ＮＯ１２の合成が確認された。
【００４０】
１２５０℃の温度で焼成して製造したＹ４Ｓｉ２Ｏ７Ｎ２：Ｅｕ２＋について目視により橙色に発光することが確認できた。
【図１】
0005370321.tif 000004
【図２】
0005370321.tif 000005
【図３】
0005370321.tif 000006
【図４】
0005370321.tif 000007
【図５】
0005370321.tif 000008
【図６】
0005370321.tif 000009