(57)【要約】【課題】演色性の向上と高輝度化の両立を図った照明光源を実現することにある。【解決手段】励起源と、励起源からの光の一部を可視光に変換する一種類以上の蛍光体とを備えた照明光源において、励起源から放射される光には波長320nmから390nmの紫外光を含み、蛍光体の少なくとも一種類は組成式(Y1-x-y-z,Lnx,Euy,Biz)2O3（但し、LnはGd、La及びLuの少なくとも一種）もしくは組成式(Y1-y-z,Euy,Biz)2O3で表され、かつ組成式中の組成比を表すx、y、zがそれぞれ0＜x＜1、0＜y＜1、0＜z＜1を満足することを特徴とする照明光源により上記課題を解決できる。【選択図】図１
2007227316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起源と、該励起源から放射される光の一部を可視光に変換する一種類以上の蛍光体とを備えた照明光源において、
該励起源から放射される光には波長320nmから390nmの紫外光を含み、該蛍光体の少なくとも一種類は組成式(Y1-x-y-z,Lnx,Euy,Biz)2O3（但し、LnはGd、La及びLuの少なくとも一種）もしくは組成式(Y1-y-z,Euy,Biz)2O3で表され、かつ組成式中の組成比を表すx、y、zがそれぞれ0＜x＜1、0＜y＜1、0＜z＜1を満足することを特徴とする照明光源。
【請求項２】
前記組成比y、zが次式（式１）を満足することを特徴とする請求項１に記載の照明光源。
0.02＜z／y＜0.5    ‥‥（式１）
【請求項３】
前記組成比x、y、zが次式（式２）、（式３）及び（式４）を同時に満足することを特徴とする請求項１または２のいずれか一に記載の照明光源。
0.20＜x＜0.80    ‥‥（式２）
0.025＜y＜0.15   ‥‥（式３）
0＜z＜0.15       ‥‥（式４）
【請求項４】
前記組成式(Y1-x-y-z,Lnx,Euy,Biz)2O3（但し、LnはGd、La及びLuの少なくとも一種）もしくは組成式(Y1-y-z,Euy,Biz)2O3で表される蛍光体の結晶構造は、立方晶系であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の照明光源。
【請求項５】
半導体発光素子と、該半導体発光素子から放射される光の一部を可視光に変換する一種類以上の蛍光体とを備えた照明光源において、
該半導体発光素子から放射される光には波長320nmから390nmの紫外光を含み、該蛍光体の少なくとも一種類は組成式(Y1-x-y-z,Lnx,Euy,Biz)2O3（但し、LnはGd、La及びLuの少なくとも一種）もしくは組成式(Y1-y-z,Euy,Biz)2O3で表され、かつ組成式中の組成比を表すx、y、zがそれぞれ0＜x＜1、0＜y＜1、0＜z＜1を満足することを特徴とする照明光源。
【請求項６】
前記半導体発光素子は、発光ダイオードであり、該発光ダイオードの半導体層の組成には少なくともガリウムナイトライド（GaN）もしくはジンクセレン（ZnSe）が含まれていることを特徴とする請求項５に記載の照明光源。
【請求項７】
放電媒体と該放電媒体に電圧を印加するための電極とを備えた第１の密閉容器と、該第１の密閉容器を内包し、内壁に一種類以上の蛍光体を備えた第２の密閉容器から構成され、第１の密閉容器から放射される光の一部を蛍光体により可視光に変換する照明光源において、
前記第１の密閉容器から放射される光には波長320nmから390nmの紫外光を含み、該蛍光体の少なくとも一種類は組成式(Y1-x-y-z,Lnx,Euy,Biz)2O3（但し、LnはGd、La及びLuの少なくとも一種）もしくは組成式(Y1-y-z,Euy,Biz)2O3で表され、かつ組成式中の組成比を表すx、y、zがそれぞれ0＜x＜1、0＜y＜1、0＜z＜1を満足することを特徴とする照明光源。
【請求項８】
一種類以上の蛍光体を内壁に備えた密閉容器と、該密閉容器に封入された放電媒体と、該放電媒体に電圧を印加するために密閉容器に備えられた電極とから構成され、放電媒体から放射される光の一部を蛍光体で可視光に変換する照明光源において、
前記放電媒体から放射される光には波長320nmから390nmの紫外光を含み、前記蛍光体の少なくとも一種類は組成式(Y1-x-y-z,Lnx,Euy,Biz)2O3（但し、LnはGd、La及びLuの少なくとも一種）もしくは組成式(Y1-y-z,Euy,Biz)2O3で表され、かつ組成式中の組成比を表すx、y、zがそれぞれ0＜x＜1、0＜y＜1、0＜z＜1を満足することを特徴とする照明光源。
【請求項９】
前記放電媒体の主成分は水銀Hgであることを特徴とする請求項７または８のいずれか一に記載の照明光源。
【請求項１０】
前記組成比y、zが次式（式５）を満足することを特徴とする請求項５乃至９のいずれか一に記載の照明光源。
0.02＜z／y＜0.5    ‥‥（式５）
【請求項１１】
前記組成比x、y、zが次式（式６）、（式７）及び（式８）を同時に満足することを特徴とする請求項５乃至１０のいずれか一に記載の照明光源。
0.20＜x＜0.80    ‥‥（式６）
0.25＜y＜0.15    ‥‥（式７）
0＜z＜0.15       ‥‥（式８）
【請求項１２】
前記組成式(Y1-x-y-z,Lnx,Euy,Biz)2O3（但し、LnはGd、La及びLuの少なくとも一種）もしくは組成式(Y1-y-z,Euy,Biz)2O3で表される蛍光体の結晶構造は、立方晶系であることを特徴とする請求項５乃至１１のいずれか一に記載の照明光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高演色性の照明光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明光源としては、これまで水銀を利用した低圧水銀ランプや高圧水銀ランプが広く普及してきた。低圧水銀ランプは、主に室内用途で利用され、3波長型蛍光ランプが代表的である。また、高圧水銀ランプは主に屋外用途として利用されている。さらに最近では、発光ダイオード（LED：Light Emitting Diode）に代表される半導体発光素子の開発が進み、これら発光素子と蛍光体を組み合わせた白色LEDも開発され、今後の照明光源として大きく期待されている。
【０００３】
低圧水銀ランプ（3波長型蛍光ランプ）は、一般に図２に示す構造を有する。即ち、ガラス管１の内壁に蛍光体２が塗布され、管両端に電極３を備えた構造である。電極の一部がフィラメントとなっている。ガラス管内には放電媒体４として水銀Hgと希ガス（アルゴンArやネオンNe）が封入されている。
【０００４】
ランプの点灯は、管両端の電極３に電圧を印加することにより行う。電圧印加により、フィラメントから放出される熱電子が水銀Hgを励起し、励起された水銀Hgが基底状態に戻る際に波長254nmの紫外線を主成分とする光を放射する。このほか、水銀から放射される紫外線には波長365nmなどの紫外線も含まれる。
【０００５】
蛍光体２はこれら紫外線を励起源として、その光の一部を可視光に変換し、管の外部へ放射する。蛍光体２には、3種類の蛍光体が利用され、一般にBaMgAl10O17:Eu（青色）、LaPO4:Tb,Ce（緑色）、赤色Y2O3:Eu（赤色）が利用されている。なお、蛍光体の通例表記として、「：」印より前方は母体材料組成を、後方は発光中心を示し、母体材料の一部の原子を発光中心で置換していることを意味する。例えば、赤色蛍光体Y2O3:EuではY2O3が母体材料であり、イットリウムYの一部を発光中心であるユーロピウムEuで置換している。このことから、Y2O3:Euを(Y,Eu)2O3と記述してもよい。
【０００６】
一方、高圧水銀ランプは、図５に示すように内管７と外管８から構成される二重構造を有する。内管７と外管８には、それぞれ放電媒体４として、高圧の水銀Hgが封入されており、水銀気体中のアーク放電の陽光柱により、波長365nmの紫外線を主成分とする光を放射する。この他、波長298nm、313nmなどの紫外線も含まれる。外管８の内壁には、蛍光体２が塗布されており、内管７から放射される紫外線を励起源として、その光の一部を可視光に変換し、外管８の外部へ放射する。蛍光体２には、一般にBaMgAl10O17:Eu（青色）、Y2SiO5:Tb,CeやY3Al5O12:Ce（緑色）、YVO4:Eu（赤色）が利用されている。
【０００７】
さらに近年、照明用途への適用が大いに期待されている白色LEDは、図６に示す構造を有する。金属ステム９上に半導体発光素子１０と蛍光体２が形成され、さらに樹脂封止材１１で封止されている。半導体発光素子１０から放射される励起源の一部の光は、蛍光体２で可視光に変換され、白色光を放射する。
【０００８】
白色LEDは、半導体発光素子と蛍光体の組合せから、大きく二つに分類される。一つは、近紫外領域（波長300nmから380nm）の紫外線を放射する半導体発光素子と、3色RGB蛍光体を組み合わせた3波長型白色LEDである。もう一つは、青色の光を放射する半導体発光素子と、その青色によって励起される赤色や緑色を発光する蛍光体を組み合わせた青色励起白色LEDである。
【０００９】
特に、3波長型白色LEDでは、RGB3種類の蛍光体の組合せや混合比率により演色性に富んだ白色が実現でき、今後の照明光源として大いに期待されている。一般に3波長型白色LED用の蛍光体としては、BaMgAl10O17:Eu（青色）や(Sr,Ca)10(PO4)6Cl2:Eu（青色）、BaMgAl10O17:Mn,EuやY3Al5O12:Ce（緑色）、Y2O2S:Eu（赤色）が利用されている。なお、この種の３波長蛍光体型白色LEDに関連する文献として例えば下記の非特許文献１が挙げられる。
【００１０】
【非特許文献１】3波長蛍光体型白色LEDの開発」三菱電線工業時報（2002年7月）p35
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
照明光源においては、演色性の向上と高輝度化が要求されている。詳細は以下で述べるが、これら性能の向上は、蛍光体の発光特性に大きく依存し、高演色性と高輝度を両立できる蛍光体の開発が大きな課題となっている。
【００１２】
演色性とは、ある基準光源下での物体色の見え方を左右するその光源の性質である。演色性を示す指標には、例えば平均演色評価数Raがあり、各種基準光源の評価数Ri（i=1〜15）の平均値で示される。なお、演色評価数は、JIS（Japan Industrial Standards）やCIE（Comission Internationale de l'Eclairage）で定められており、平均演色評価数Raの定義は、例えば「蛍光体ハンドブック」p431などに詳細に記述されている。Raの値が大きいほど高演色であり、物体色の見え方が基準光源下での色と差が小さいことを意味する。なお、基準光源下での色と差がない場合にはRaは最大値100となる。
【００１３】
これら定義から、高演色性を実現するためには、（１）赤色領域（波長600nm以上）の発光比率が青色領域や緑色領域に比べ大きいこと、（２）可視領域（波長400nmから750nm）の広範囲で発光を有すること、が必要である。一方、輝度には視感度特性から550nm近傍の緑色領域の発光が大きく寄与し、高輝度化を実現するためには、この緑色領域の発光強度を大きくすることが必要である。
【００１４】
照明光源では、各色蛍光体の混合比率を調整し、演色性と輝度の両立を図っているが、高演色性と高輝度化とを両立させることは非常に困難である。特に水銀ランプなどを考えると、ランプ管内に塗布できる蛍光体量は、管内の表面積と蛍光体の管への密着性により、ほぼ一定であるため、高輝度化と高演色性との両立は困難である。演色性向上を目的に赤色蛍光体量を増加させると、結果として緑色蛍光体の混合比率が小さくなるため、輝度が低下する。逆に、輝度を上げるために緑色蛍光体量を増やした場合には、赤色蛍光体の混合比率が低下するために演色性が低下する。
【００１５】
このように、照明光源においては高演色性と高輝度化を両立することは困難である。本発明では、照明光源において、高演色性と高輝度化の両立を図ることが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明では、照明光源の高演色性と高輝度化を両立し、高品位な照明光源を提供することを目的として、以下の手段を用いる。
【００１７】
まず、第一の手段として、励起源と、その励起源から放射される光の一部を可視光に変換する一種類以上の蛍光体とを備えた照明光源において、励起源からの光には波長320nmから390nmの紫外光を含み、蛍光体の少なくとも一種類は組成式(Y1-x-y-z,Lnx,Euy,Biz)2O3（但し、LnはGd、La及びLuの少なくとも一種）もしくは組成式(Y1-y-z,Euy,Biz)2O3で表され、かつ組成式中の組成比を表すx、y、zがそれぞれ0＜x＜1、0＜y＜1、0＜z＜1を満足する構成とする。
【００１８】
さらに、組成比y、zが次式（式１）を満足することが望ましい。
【００１９】
0.02＜z／y＜0.5      ‥‥（式１）
また、組成比x、y、zが次式（式２）、（式３）及び（式４）を同時に満足することが望ましい。
【００２０】
0.20＜x＜0.80       ‥‥（式２）
0.025＜y＜0.15      ‥‥（式３）
0＜z＜0.15          ‥‥（式４）
そして、蛍光体の結晶構造としては、立方晶系であることが望ましい。
【００２１】
あるいは、以下で述べる第二の手段でもよい。すなわち、半導体発光素子と、半導体発光素子から放射される光の一部を可視光に変換する一種類以上の蛍光体とを備えた照明光源において、半導体発光素子から放射される光には波長320nmから390nmの紫外光を含み、蛍光体の少なくとも一種類は組成式(Y1-x-y-z,Lnx,Euy,Biz)2O3（但し、LnはGd、La及びLuの少なくとも一種）もしくは組成式(Y1-y-z,Euy,Biz)2O3で表され、かつ組成式中の組成比を表すx、 y、zがそれぞれ0＜x＜1、0＜y＜1、0＜z＜1を満足する構成でもよい。
【００２２】
このとき、半導体発光素子は、発光ダイオードであり、発光ダイオードの半導体層の組成には少なくともガリウムナイトライド（GaN）もしくはジンクセレン（ZnSe）が含まれていることを特徴とすることが望ましい。
【００２３】
また、第三の手段として、放電媒体と放電媒体に電圧を印加するための電極とを備えた第１の密閉容器と、第１の密閉容器を内包し、内壁に一種類以上の蛍光体を備えた第２の密閉容器から構成され、前記第１の密閉容器から放射される光の一部を蛍光体により可視光に変換する照明光源において、前記第１の密閉容器から放射される光には波長320nmから390nmの紫外光を含み、蛍光体の少なくとも一種類は組成式(Y1-x-y-z,Lnx,Euy,Biz)2O3（但し、LnはGd、La及びLuの少なくとも一種）もしくは組成式(Y1-y-z,Euy,Biz)2O3で表され、かつ組成式中の組成比を表すx、y、zがそれぞれ0＜x＜1、0＜y＜1、0＜z＜1を満足する構成でもよい。
【００２４】
あるいは、第四の手段として、一種類以上の蛍光体を内壁に備えた密閉容器と、密閉容器に封入された放電媒体と、放電媒体に電圧を印加するために密閉容器に備えられた電極とから構成され、放電媒体から放射される光の一部を蛍光体で可視光に変換する照明光源において、前記放電媒体から放射される光には波長320nmから390nmの紫外光を含み、蛍光体の少なくとも一種類は組成式(Y1-x-y-z,Lnx,Euy,Biz)2O3（但し、LnはGd、La及びLuの少なくとも一種）もしくは組成式(Y1-y-z,Euy,Biz)2O3で表され、かつ組成式中の組成比を表すx、y、zがそれぞれ0＜x＜1、0＜y＜1、0＜z＜1を満足する構成でもよい。
【００２５】
なお、このとき放電媒体の主成分は水銀Hgであることが望ましい。
【００２６】
蛍光体の組成としては、組成比y、zが次式（式５）を満足することが望ましく、さらには、組成比x、y、zが次式（式６）、（式７）及び（式８）を同時に満足することを特徴とする構成が望ましい。
【００２７】
0.02＜z／y＜0.5       ‥‥（式５）
0.20＜x＜0.80         ‥‥（式６）
0.025＜y＜0.15        ‥‥（式７）
0＜z＜0.15            ‥‥（式８）
そして、蛍光体の結晶構造は、立方晶系であることを特徴とすることが望ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明では以上の手段を用いることにより、高演色性と高輝度を両立できる高品位な照明光源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】
【００２９】
本発明では、励起源と、その励起源から放射される光の一部を可視光に変換する一種類以上の蛍光体とを備えた照明光源において、励起源から放射される光には波長320nmから390nmの紫外線を含み、蛍光体の少なくとも一種類は組成式(Y1-x-y-z,Lnx,Euy,Biz)2O3（但し、LnはGd、La及びLuの少なくとも一種）もしくは組成式(Y1-y-z,Euy,Biz)2O3で表され、かつ組成式中の組成比を表すx、y、zがそれぞれ0＜x＜1、0＜y＜1、0＜z＜1を満足することを特徴とする。さらに、組成比x、y、zが次の（式１）を満足する、もしくは（式２）、（式３）及び（式４）を同時に満足する構成とする。
【００３０】
0.02＜z／y＜0.5  ‥‥（式１）
0.20＜x＜0.80    ‥‥（式２）
0.025＜y＜0.15   ‥‥（式３）
0＜z＜0.15       ‥‥（式４）
本発明における最大の特徴は、（１）照明光源の蛍光体として、ビスマス（Bi）を添加した(Y1-x-y-z,Lnx,Euy,Biz)2O3（但し、LnはGd、La及びLuの少なくとも一種）もしくは(Y1-y-z,Euy,Biz)2O3を用いる、（２）これら蛍光体を特定の光（波長320nmから390nmに含まれる光）によって励起する、点にある。詳細は後述するが、本発明者らの検討により、(Y1-x-y-z,Lnx,Euy,Biz)2O3（但し、LnはGd、La及びLuの少なくとも一種）もしくは(Y1-y-z,Euy,Biz)2O3の蛍光体を、ある特定の波長領域の光（波長320nmから390nmに含まれる光）で励起した場合にのみ、下記で述べる特徴的な発光スペクトルを有することがわかった。そして、この特徴的な発光スペクトルにより、照明光源の高演色性と高輝度化を両立することができる。以下、本蛍光体の特徴について述べる。
【００３１】
本蛍光体には、組成としてビスマス（Bi）を添加している。ビスマス（Bi）を添加した蛍光体は以前より知られており、例えば、高圧水銀ランプで利用されてきた赤色蛍光体YVO4:Euでは、ビスマス（Bi）の添加により365nm紫外線励起での赤色発光強度が増大することが知られている。これは、波長365nm近傍の紫外線が、ビスマス（Bi）により吸収され、Eu3+へのエネルギー伝達を生じるためである。このことは、例えば「蛍光体ハンドブック」p234に記載されている。
【００３２】
また、IDW04、 p1109では、波長320nm以上の紫外線ではほとんど発光しないY2O3:Euにビスマス（Bi）を添加することにより、波長396nmの光においても励起され、発光を生じることが確認されている。
【００３３】
本発明者らは、このビスマス（Bi）添加による赤色発光強度の増大に加え、ビスマス（Bi）添加効果の新たな知見を得た。すなわち、（１）ビスマス（Bi）添加により、蛍光体の発光スペクトルが励起源の波長に依存する、（２）特に波長365nm励起では、Eu3+に起因する赤色発光に加えて、青色から緑色領域（波長400nmから600nm）にかけて非常にブロードな発光を有する、という全く新しい知見を得た。
【００３４】
図１に各励起波長における(Y,Gd,Eu,Bi)2O3（ただし、Bi／Eu=0.1mol／mol）の発光スペクトルを示す。各発光スペクトルは波長612nmでの強度を100とした相対値で示している。波長254nm励起（一点鎖線表示）ではEu3+に起因する赤色発光のみが観測される。一方、波長365nm励起（実線表示）においては、赤色発光に加えて、緑色領域（波長500nmから600nm）と青色領域（波長400nmから500nm）にブロードな発光が観測される。さらに、380nm励起（破線表示）においては、そのブロードな発光は小さくなるが、波長400nm近傍にピークを生じる。
【００３５】
発光スペクトルが、このように励起波長依存性を示すことや、特定の励起波長の場合にのみ、ブロードな発光を生じることは、これまでの文献には記述されていない。これらは、本発明者らの検討の中で得られた新しい知見である。
【００３６】
また、図９に示す励起スペクトルから、ビスマス（Bi）を添加することにより、波長320nm以上の励起源でも発光することがわかる。これより、先に述べたようなビスマスBi添加による特徴的な発光は、励起波長320nm以上で観測されると考えられる。一方、励起波長の上限は、ビスマス（Bi）の吸収領域と文献（IDW04、p1109）の結果から合わせて考えると、励起波長390nm以下と考えられる。従って、励起源からの光に、波長320nmから390nmの紫外線が含まれている場合には、上記で述べた特徴的な発光スペクトルが得られる。
【００３７】
また、ビスマス（Bi）の添加により生じるブロードな発光は、輝度の向上にも大きく寄与する。課題で述べたように、輝度には緑色領域の発光強度が大きく寄与するためである。図７に(Y,Gd,Eu,Bi)2O3の輝度のBi／Eu濃度依存性を示した。縦軸は、高圧水銀ランプで利用されているYVO4:Eu輝度を100%とした相対値である。この図からわかるように、輝度の両立も考慮すると、Bi／Eu（z／y）は0.02＜z／y＜0.5が望ましい。
【００３８】
このような蛍光体の発光特性は、色純度が要求されるディスプレイ用途には不向きであるが、高演色性と高輝度を要求される照明光源にとっては非常に有用である。赤色領域の発光と同時に可視領域の広範囲で発光を有するために、照明光源の演色性向上と輝度向上の両立が可能となる。
【００３９】
なお、ここで述べた蛍光体の結晶構造は立方晶系が望ましい。例えば、(Y,Gd,Eu,Bi,)2O3は、原料であるY2O3、Gd2O3、Eu2O3、Bi2O3を硝酸などの酸に溶解することによって得られる共沈酸化物を、1400℃から1600℃の温度で焼成することによって得られる。このような組成では焼成温度が極度に高い場合には、単斜晶系となる場合がある。単斜晶系の場合には、発光スペクトルが本発明で述べる特徴を有さない場合がある。
【００４０】
以下、このビスマス（Bi）添加蛍光体(Y1-x-y-z,Lnx,Euy,Biz)2O3（但し、LnはGd、La及びLuの少なくとも一種）もしくは(Y1-y-z,Euy,Biz)2O3を各種照明光源に利用した場合の利点について述べる。
（１）＜高圧水銀ランプ＞
高圧水銀ランプは、図５に示す構造を有する。すなわち、放電媒体４と放電媒体に電圧を印加するための電極３とを備えた第１の密閉容器（内管）７と、この第１の密閉容器を内包し、内壁に一種類以上の蛍光体２を備えた第２の密閉容器（外管）８から構成される。第１の密閉容器７である内管には、放電媒体４として高圧の水銀（300kPa程度）が封入されている。光源の点灯は、電極３に電圧を印加し、水銀から放射される紫外線で、蛍光体２を励起することにより行う。高圧の水銀から放射される紫外線は、波長365nmの紫外線が主であり、その他313nm、297nmなどの紫外線も放射される。
【００４１】
このような高圧水銀ランプに、ビスマス（Bi）添加蛍光体(Y1-x-y-z,Lnx,Euy,Biz)2O3（但し、LnはGd、La及びLuの少なくとも一種）もしくは(Y1-y-z,Euy,Biz)2O3を利用することで、演色性の向上と高輝度化を期待できる。図８に発光スペクトルを示すように、従来高圧水銀ランプで利用されてきたYVO4:Eu（図中、破線表示）に比べ、本発明に係る蛍光体は青色領域から緑色領域にかけてブロードな発光（図中、実線及び一点鎖線表示）を有するために、演色性の向上が期待できる。また、図７に示すように、Bi／Euの濃度比を0.02から0.5とすることで、高輝度化を実現できる。
（２）＜低圧水銀ランプ＞
低圧水銀ランプの基本的な構造は図２に示す通りである。すなわち、一種類以上の蛍光体２を内壁に備えた密閉容器（ガラス管）１と、その密閉容器内に封入された放電媒体４と、それに電圧を印加するために備えられた電極３とから構成される。電極部の一部はフィラメントとなっており、電圧を印加することで、このフィラメントから熱電子が放出され、この熱電子によって放電媒体である水銀を励起し、紫外線を放射する。放射される紫外線の波長は低圧水銀の場合には、主に254nmの紫外線を放射する。その他、波長365nmの紫外線も同時に放射する。この低圧水銀ランプにビスマス（Bi）添加の蛍光体を利用することで、高圧水銀ランプと同様に、高演色性と高輝度化の両立を期待できる。254nm紫外線と同時に、365nm紫外線も有効利用できるためである。
（３）＜白色LED＞
白色LEDの基本的な構造は図６に示す通りである。すなわち、半導体発光素子１０と、半導体発光素子から放射される光の一部を可視光に変換する蛍光体２とから構成される。半導体発光素子１０は、発光ダイオードであり、近紫外発光用の材料としてはガリウムナイトライド（GaN）系やジンクセレン（ZnSe）系が一般に利用される。この半導体発光素子から放射される近紫外線を蛍光体により可視光に変換することで白色光を外部へ放射する。本発明では、この3波長型白色LEDに本蛍光体を組み合わせることで、高演色性と高輝度化を実現できる白色LEDを得ることができる。
（４）＜その他光源＞
またその他、水銀を放電媒体とする照明光源には、図３に示す外部電極３を備えた蛍光ランプや、図４の断面図に示す平面光源がある。図３に示す外部電極蛍光ランプでは、電極３がガラス管１の外側に配置されている点で、一般の低圧水銀ランプ（3波長型蛍光ランプ）とは異なるが、発光原理は基本的に同様である。これら光源も上記で述べた水銀ランプと同様に、本蛍光体を利用することで、高輝度化を高演色性の両立が期待できる。図４の平面光源においても同様である。
【実施例】
【００４２】
以下、詳細な実施例について説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４３】
＜実施例１＞
本実施例における照明光源は、図５に示す高圧水銀ランプで構成される。内管７には、高圧の水銀（300kPa程度）を封入する。また、外管８は内管７を内包するような構造であり、内壁に蛍光体２を備えている。本実施例では、赤色蛍光体として、(Y1-x-y-z,Gdx,Euy,Biz)2O3（x=0.7211、y=0.035、z=0.0035）を用い、青色と緑色蛍光体とにはそれぞれBaMgAl10O17:EuとY2SiO5:Tb,Ceを用いる。
【００４４】
これにより、従来の高圧水銀ランプに比べ、高演色性と高輝度を両立できる高品位な照明光源を得ることができる。
【００４５】
＜実施例２＞
本実施例における照明光源は、図６に示す白色LEDで構成される。本実施例では、赤色蛍光体として、(Y1-x-y-z,Gdx,Euy,Biz)2O3（x=0.7211、y=0.035、z=0.0035）を用い、青色と緑色蛍光体とにはそれぞれBaMgAl10O17:EuとY3Al5O12:Ceとを用いる。この白色LEDの発光スペクトルの一例を図１０に示す。
【００４６】
これにより、従来の白色LEDに比べ、高演色性と高輝度を両立できる高品位な照明光源を得ることができる。
【００４７】
＜実施例３＞
本実施例における照明光源は、実施例２に比較して、赤色蛍光体として、(Y1-x-y-z,Euy,Biz)2O3（y=0.035、z=0.0035）を用いる点でのみ異なる。青色と緑色蛍光体にはそれぞれBaMgAl10O17:Eu、Y3Al5O12:Ceを用いる。
【００４８】
(Y1-x-y-z,Euy,Biz)2O3（y=0.035、z=0.0035）は、図８に一点鎖線で示すように実線表示の(Y1-x-y-z,Gdx,Euy,Biz)2O3（x=0.7211、y=0.035、z=0.0035）に比較して、発光強度が高い。輝度では、(Y1-x-y-z,Gdx,Euy,Biz)2O3（x=0.7211、y=0.035、z=0.0035）に比較して、およそ1.17倍である。
【００４９】
これにより、実施例２よりさらに高演色性と高輝度を両立できる高品位な照明光源を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】蛍光体組成(Y,Gd,Bi,Eu)2O3に対する発光スペクトルの励起源波長依存性を示した曲線図である。
【図２】3波長型蛍光ランプの構造を示した断面図である。
【図３】外部電極蛍光ランプの構造を示した断面図である。
【図４】平面光源の構造を示した断面図である。
【図５】高圧水銀ランプの構造を示した断面図である。
【図６】白色LEDの構造を示した断面図である。
【図７】蛍光体組成(Y,Gd,Bi,Eu)2O3に対する365nm励起における輝度のBi／Eu依存性を示した曲線図である。
【図８】各種蛍光体の発光スペクトルを示した曲線図である。
【図９】蛍光体組成(Y,Gd,Bi,Eu)2O3と(Y,Gd,Eu)2O3との励起スペクトルを示した曲線図である。
【図１０】蛍光体組成(Y,Gd,Bi,Eu)2O3を用いた白色LEDの発光スペクトルの一例を示した曲線図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…ガラス管、
２…蛍光体、
３…電極（またはフィラメント）、
４…放電媒体、
５…密閉容器（５Ａ、５Ｂ）、
６…隔壁、
７…内管、
８…外管、
９…金属ステム、
１０…半導体発光層（半導体発光素子）、
１１…樹脂封止材。
【図１】
2007227316.tif 000003
【図２】
2007227316.tif 000004
【図３】
2007227316.tif 000005
【図４】
2007227316.tif 000006
【図５】
2007227316.tif 000007
【図６】
2007227316.tif 000008
【図７】
2007227316.tif 000009
【図８】
2007227316.tif 000010
【図９】
2007227316.tif 000011
【図１０】
2007227316.tif 000012