(57)【要約】【課題】蛍光体粒子の周囲を覆う樹脂等の媒体についても考慮して、該蛍光体粒子の該媒体における分散性を向上させた波長変換部材を提供する。また、該波長変換部材において、蛍光体粒子の分散性を制御し、半導体発光素子と組み合わせ、色むらが無く発光効率の良好な発光装置を提供する。【解決手段】蛍光体粒子の表面をコーティング材料粒子で被覆してなりコーティング材料粒子の平均粒子径は、蛍光体粒子の平均粒子径の１／１０以下とする複合蛍光体、を備える波長変換部材およびこれを用いた発光装置に関する。【選択図】図１
2009167338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体粒子の表面をコーティング材料粒子で被覆してなり、前記コーティング材料粒子の平均粒子径が前記蛍光体粒子の平均粒子径の１／１０以下とする複合蛍光体、を備える波長変換部材。
【請求項２】
さらに、蛍光体粒子を備える請求項１に記載の波長変換部材。
【請求項３】
前記複合蛍光体は、前記蛍光体粒子の表面を噴霧乾燥によってコーティング材料粒子で被覆してなる請求項１または２に記載の波長変換部材。
【請求項４】
前記蛍光体粒子は、酸窒化物または窒化物である請求項１〜３のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項５】
前記酸窒化物は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎおよび一種若しくは二種以上のランタノイド系希土類元素を組成元素として含む請求項１〜４のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項６】
前記酸窒化物は、Ｃｅを賦活したＪＥＭ蛍光体、Ｅｕを賦活したβサイアロン蛍光体、Ｃｅ賦活したαサイアロン蛍光体、およびＥｕ賦活したαサイアロン蛍光体から選択される１種を含む請求項４または５に記載の波長変換部材。
【請求項７】
前記窒化物は、Ｃａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎおよび一種もしくは二種以上のランタノイド系希土類元素を組成元素として含む請求項４に記載の波長変換部材。
【請求項８】
前記窒化物は、Ｅｕを賦活したＣａＡｌＳｉＮ3を含む請求項４または７に記載の波長変換部材。
【請求項９】
前記コーティング材料粒子は、金属酸化物を含む請求項１〜８のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項１０】
前記コーティング材料粒子は、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムおよび酸化イットリウムから選択される１種を含む請求項１〜８のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項１１】
前記コーティング材料粒子は、二酸化ケイ素を含む請求項１〜８のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項１２】
前記コーティング材料粒子は、シリコーンレジンを含む請求項１〜８のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項１３】
蛍光のピーク波長が５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の第１蛍光体と、
蛍光のピーク波長が６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の第２蛍光体とが、
前記媒体中に分散され、
前記第１蛍光体および前記第２蛍光体の少なくとも１つが前記複合蛍光体である請求項１〜１２のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項１４】
前記第２蛍光体が、前記蛍光体粒子である請求項１３に記載の波長変換部材。
【請求項１５】
前記第２蛍光体が、前記媒体における厚み方向の下層の領域に分散してなる、請求項１３または１４に記載の波長変換部材。
【請求項１６】
蛍光のピーク波長が５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の第１蛍光体と、
蛍光のピーク波長が６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の第２蛍光体と、
蛍光のピーク波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の第３蛍光体とが、
前記媒体中に分散され、
前記第１蛍光体、前記第２蛍光体および前記第３蛍光体の少なくとも１つが前記複合蛍光体である請求項１〜１２のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項１７】
前記第２蛍光体が、前記蛍光体粒子である請求項１６に記載の波長変換部材。
【請求項１８】
前記第２蛍光体が、前記媒体における厚み方向の下層の領域に分散してなる、請求項１６または１７に記載の波長変換部材。
【請求項１９】
前記媒体の厚み方向に、
前記第１蛍光体が、中層の領域に分散しており、
前記第２蛍光体が、下層の領域に分散しており、
前記第３蛍光体が、上層の領域に分散してなる、
請求項１６〜１８のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項２０】
前記第１蛍光体は、前記蛍光体粒子が二酸化ケイ素またはシリコーンレジン粒子で被覆されてなる複合蛍光体であり、
前記第３蛍光体は、前記蛍光体粒子が酸化イットリウム、酸化アルミニウムまたは酸化マグネシウムで被覆されてなる複合蛍光体である、請求項１６〜１９のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項２１】
前記媒体は、シリコーン樹脂である請求項１〜２０のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項２２】
請求項１〜２１のいずれかに記載の波長変換部材と、半導体発光素子と、を備える発光装置。
【請求項２３】
前記半導体発光素子の発光ピーク波長が４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下である請求項２２に記載の発光装置。
【請求項２４】
前記半導体発光素子の発光ピーク波長が３９０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下である請求項２２に記載の発光装置。
【請求項２５】
前記半導体発光素子が、ＧａＮ系半導体である請求項２２〜２４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項２６】
蛍光体粒子の表面をコーティング材料粒子で被覆されてなる複合蛍光体であって、
前記コーティング材料粒子の平均粒子径は、前記蛍光体粒子の平均粒子径の１／１０以下である複合蛍光体。
【請求項２７】
前記蛍光体粒子は、酸窒化物または窒化物である請求項２６に記載の複合蛍光体。
【請求項２８】
前記酸窒化物は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎおよび一種若しくは二種以上のランタノイド系希土類元素を組成元素として含む請求項２７に記載の複合蛍光体。
【請求項２９】
前記酸窒化物は、Ｃｅを賦活したＪＥＭ蛍光体、Ｅｕを賦活したβサイアロン蛍光体、Ｃｅ賦活したαサイアロン蛍光体、およびＥｕ賦活したαサイアロン蛍光体から選択される１種を含む請求項２７または２８に記載の複合蛍光体。
【請求項３０】
前記窒化物は、Ｃａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎおよび一種もしくは二種以上のランタノイド系希土類元素を組成元素として含む請求項２７に記載の複合蛍光体。
【請求項３１】
前記窒化物は、Ｅｕを賦活したＣａＡｌＳｉＮ3を含む請求項２７または３０に記載の複合蛍光体。
【請求項３２】
前記コーティング材料粒子は、金属酸化物を含む請求項２６〜３１のいずれかに記載の複合蛍光体。
【請求項３３】
前記コーティング材料粒子は、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムおよび酸化イットリウムから選択される１種を含む請求項２６〜３１のいずれかに記載の複合蛍光体。
【請求項３４】
前記コーティング材料粒子は、二酸化ケイ素を含む請求項２６〜３１のいずれかに記載の複合蛍光体。
【請求項３５】
前記コーティング材料粒子は、シリコーンレジンを含む請求項２６〜３１のいずれかに記載の複合蛍光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長変換部材およびこれを備える発光装置、ならびに蛍光体に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体発光素子から発する光を蛍光体によって変換する発光装置は小型であり、消費電力が白熱電球よりも少なく、さらに白色など使用目的に応じた色の発光が可能であるため、液晶ディスプレイ、携帯電話若しくは携帯情報端末等のバックライト用光源、室内外広告等に利用される表示装置、各種携帯機器のインジケータ、照明スイッチまたはＯＡ（オフィスオートメーション）機器用光源等に利用することができ、高効率化あるいは高信頼化などの開発が行われている。
【０００３】
今まで、青色または青紫色の光または紫外光を発光する半導体発光素子と、蛍光体とを組み合わせた発光装置の開発が行われているが、これに用いる蛍光体として、主にさまざまな酸化物や硫化物の蛍光体が用いられている。
【０００４】
しかしながら蛍光体によっては、たとえば硫化物を含む蛍光体は、空気中の水分と反応して加水分解するおそれがある。このような蛍光体の劣化によって、発光装置の耐用年数が低下する。その対策として特許文献１に酸化物および硫化物系蛍光体粒子表面に耐水コーティング被膜を有する蛍光体が開示されている。
【０００５】
また特許文献２には紫外線による劣化および水分による劣化の対策として、金属アルコキシドまたはポリシラザン等のセラミック前駆体を有機溶媒中に溶解してゾルを形成する工程と、粒状の蛍光体にゾルを噴霧して、蛍光体表面に金属アルコキシドまたはセラミック前駆体の被膜を形成する工程と、たとえば１２０〜１６０℃の温度範囲で被膜を焼成して蛍光体の表面にガラスまたはセラミックからなる被覆層を形成する被膜の製法が開示されている。
【０００６】
また、酸化物や硫化物系蛍光体に代わり、近年、酸窒化物や窒化物蛍光体の例が特許文献３および特許文献４に開示されている。これらの蛍光体はたとえば３９０ｎｍから４２０ｎｍの波長の光で励起され高効率の発光が得られるうえ、安定性および耐水性が高く、また使用温度の変化による発光効率の変動が少ない等の優れた特性を有するものが多い。
【０００７】
この窒化物蛍光体の耐熱性をさらに高めるため、窒化金属系または酸窒化金属系材料の被膜を設けることが、特許文献５に開示されている。それによれば、酸窒化物系蛍光体として（Ｓｒa、Ｃａ1-a）xＳｉyＯzＮ{(2/3)x+(4/3)y-(2/3)z}：Ｅｕ（ｘ＝２、ｙ＝５）を製造する際にベーク劣化しやすいため、この蛍光体粒子を、Ｎ元素を含有する被膜によって覆う。Ｎ元素を含有する被膜としては、窒素とアルミニウム、ケイ素、チタン、ホウ素、ジルコニウム等の金属とを含む窒化金属系材料、ポリウレタン、ポリウレア等のＮ元素を含有する有機樹脂が用いられる。このＮ元素を含む被膜を形成していない窒化物系蛍光体は、２００〜３００℃に加熱することによって急激に発光効率が低下するのに対し、Ｎ元素を含有する被膜を設けることにより、窒化物系蛍光材料の窒素の分解を、窒素を供給することによって低減して、耐熱性が向上したとされている。
【０００８】
また、蛍光体の化学的安定性及び耐熱性を向上させるという目的以外に、蛍光体粒子表面に被膜を形成する例としては、樹脂への分散性を高めることを目的としたものが、特許文献６に開示されている。金属酸化物で蛍光体粒子の表面を被覆するというもので、その方法は、金属酸化物を構成する金属を中心原子とし、フッ素を配位子とする金属錯イオンと水を含有する処理溶液を蛍光体粒子に接触させ、金属錯イオンが水と反応して生成されるフッ化物イオンが蛍光体粒子の表面にエッチング作用し、蛍光体粒子の表面の欠陥部分を除去することができると共に、ネッキングして凝集体となっている蛍光体粒子を解離させるものである。さらに引き続いて、蛍光体粒子の表面で金属錯イオンが、水と反応して生成される金属酸化物で蛍光体粒子の表面を被覆するというものである。この処理により、樹脂への分散性を高めることができると共に、蛍光特性を高めることができるとされている。
【０００９】
以上のように、従来において蛍光体粒子に被膜を設ける理由は、蛍光体の化学的安定性および耐熱性を向上させるというものであった。また最近になって、蛍光体粒子の樹脂等への媒体に対する分散性の向上を目的とするものも開示されつつある。
【００１０】
特に該被膜は蛍光体粒子の樹脂等の封止体への分散性に影響を与えることは十分に考えられる。たとえば、蛍光体粒子を樹脂中に分散させた時に、樹脂中で蛍光体粒子の２次凝集が起こり、この影響で蛍光の色むらまたは発光効率の低下が考えられる。
【００１１】
さらに、２種以上の蛍光体粒子を樹脂等の媒体に分散させる場合、それぞれの蛍光体粒子の媒体に対する分散性が異なることがある。特に蛍光体粒子の平均粒子径が大きく異なる場合、粒径の大きな蛍光体粒子が沈降してしまい、発光効率を低下させる原因となる。
たとえば、緑色蛍光体粒子と赤色蛍光体粒子を樹脂に分散させた時に、緑色蛍光体粒子が沈降した場合、緑色蛍光体が発した緑色光を赤色蛍光体が再吸収してしまい、発光効率を低下させることとなる。
【特許文献１】特開２００２−２２３００８号公報
【特許文献２】特開２００２−１７３６７５号公報
【特許文献３】特開２００２−３６３５５４号公報
【特許文献４】特開２００３−２０６４８１号公報
【特許文献５】特開２００４−１６１８０７号公報
【特許文献６】特開２００６−２３２９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記を鑑みて本発明は、蛍光体粒子の周囲を覆う樹脂等の媒体についても考慮して、該蛍光体粒子の該媒体における分散性を向上させた波長変換部材を提供することを目的とする。
【００１３】
また、該波長変換部材において、蛍光体粒子の分散性を制御し、半導体発光素子と組み合わせ、色むらが無く発光効率の良好な発光装置を提供することを目的とする。
【００１４】
また、分散性のよい複合蛍光体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】
【００１５】
本発明は、蛍光体粒子の表面をコーティング材料粒子で被覆してなり、コーティング材料粒子の平均粒子径が蛍光体粒子の平均粒子径の１／１０以下とする複合蛍光体を備える波長変換部材に関する。
【００１６】
本発明の波長変換部材において、さらに、蛍光体粒子を備えることが好ましい。
本発明の波長変換部材において、複合蛍光体は、蛍光体粒子の表面を噴霧乾燥によってコーティング材料粒子で被覆してなることが好ましい。
【００１７】
本発明の波長変換部材において、蛍光体粒子は、酸窒化物または窒化物であることが好ましい。
【００１８】
本発明の波長変換部材において、酸窒化物は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎおよび一種若しくは二種以上のランタノイド系希土類元素を組成元素として含むことが好ましい。
【００１９】
本発明の波長変換部材において、酸窒化物は、Ｃｅを賦活したＪＥＭ蛍光体、Ｅｕを賦活したβサイアロン蛍光体、Ｃｅ賦活したαサイアロン蛍光体、およびＥｕ賦活したαサイアロン蛍光体から選択される１種を含むことが好ましい。
【００２０】
本発明の波長変換部材において、窒化物は、Ｃａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎおよび一種もしくは二種以上のランタノイド系希土類元素を組成元素として含むことが好ましい。
【００２１】
本発明の波長変換部材において、窒化物は、Ｅｕを賦活したＣａＡｌＳｉＮ3を含むことが好ましい。
【００２２】
本発明の波長変換部材において、コーティング材料粒子は、金属酸化物を含むことが好ましい。
【００２３】
本発明の波長変換部材において、コーティング材料粒子は、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムおよび酸化イットリウムから選択される１種を含むことが好ましい。
【００２４】
本発明の波長変換部材において、コーティング材料粒子は、二酸化ケイ素を含むことが好ましい。
【００２５】
本発明の波長変換部材において、コーティング材料粒子は、シリコーンレジンを含むことが好ましい。
【００２６】
本発明の波長変換部材において、蛍光のピーク波長が５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の第１蛍光体と、蛍光のピーク波長が６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の第２蛍光体とが、媒体中に分散され、第１蛍光体および第２蛍光体の少なくとも１つが複合蛍光体であることが好ましく、該第２蛍光体が蛍光体粒子であることがさらに好ましく、該第２蛍光体が、媒体における厚み方向の下層の領域に分散してなることが特に好ましい。
【００２７】
本発明の波長変換部材において、蛍光のピーク波長が５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の第１蛍光体と、蛍光のピーク波長が６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の第２蛍光体と、蛍光のピーク波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の第３蛍光体とが、媒体中に分散され、第１蛍光体、第２蛍光体および第３蛍光体の少なくとも１つが複合蛍光体であることが好ましく、該第２蛍光体が、蛍光体粒子であることがさらに好ましく、該第２蛍光体が、媒体における厚み方向の下層の領域に分散してなることが特に好ましい。
【００２８】
本発明の波長変換部材において、媒体の厚み方向に、第１蛍光体が、中層の領域に分散しており、第２蛍光体が、下層の領域に分散しており、第３蛍光体が、上層の領域に分散してなることが好ましい。
【００２９】
本発明の波長変換部材において、第１蛍光体は、蛍光体粒子が二酸化ケイ素またはシリコーンレジン粒子で被覆されてなる複合蛍光体であり、第３蛍光体は、蛍光体粒子が酸化イットリウム、酸化アルミニウムまたは酸化マグネシウムで被覆されてなる複合蛍光体であることが好ましい。
【００３０】
本発明の波長変換部材において、媒体は、シリコーン樹脂であることが好ましい。
本発明は、上述した波長変換部材と、半導体発光素子と、を備える発光装置に関する。
【００３１】
本発明の発光装置において、半導体発光素子の発光ピーク波長が４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
本発明の発光装置において、半導体発光素子の発光ピーク波長が３９０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３３】
本発明の発光装置において、半導体発光素子が、ＧａＮ系半導体であることが好ましい。
【００３４】
本発明は、蛍光体粒子の表面をコーティング材料粒子で被覆されてなる複合蛍光体であって、コーティング材料粒子の平均粒子径は、蛍光体粒子の平均粒子径の１／１０以下である複合蛍光体に関する。
【００３５】
本発明の複合蛍光体において、蛍光体粒子は、酸窒化物または窒化物であることが好ましい。
【００３６】
本発明の複合蛍光体において、酸窒化物は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎおよび一種若しくは二種以上のランタノイド系希土類元素を組成元素として含むことが好ましい。
【００３７】
本発明の複合蛍光体において、酸窒化物は、Ｃｅを賦活したＪＥＭ蛍光体、Ｅｕを賦活したβサイアロン蛍光体、Ｃｅ賦活したαサイアロン蛍光体、およびＥｕ賦活したαサイアロン蛍光体から選択される１種を含むことが好ましい。
【００３８】
本発明の複合蛍光体において、窒化物は、Ｃａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎおよび一種もしくは二種以上のランタノイド系希土類元素を組成元素として含むことが好ましい。
【００３９】
本発明の複合蛍光体において、窒化物は、Ｅｕを賦活したＣａＡｌＳｉＮ3を含むことが好ましい。
【００４０】
本発明の複合蛍光体において、コーティング材料粒子は、金属酸化物を含むことが好ましい。
【００４１】
本発明の複合蛍光体において、コーティング材料粒子は、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムおよび酸化イットリウムから選択される１種を含むことが好ましい。
【００４２】
本発明の複合蛍光体において、コーティング材料粒子は、二酸化ケイ素を含むことが好ましい。
【００４３】
本発明の複合蛍光体において、コーティング材料粒子は、シリコーンレジンを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００４４】
本発明は、蛍光体が均一に分散した波長変換部材を提供することができる。また、本発明の波長変換部材において、色むらが無い波長変換部材を提供できる。そして、該波長変換部材と半導体発光素子とを組み合わせた発光装置としたときに、また発光効率の良好な発光装置を提供できる。そして、分散性のよい複合蛍光体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】
【００４５】
以下、本願の図面において、同一の符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。また、図面における長さ、大きさ、幅などの寸法関係は、図面の明瞭化と簡略化のために適宜に変更されており、実際の寸法を表してはいない。
【００４６】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明における第１実施形態に従った波長変換部材を備える発光装置の模式的な断面図である。図２は、本発明における波長変換部材に備えられる複合蛍光体の模式的な断面図である。図３は、本発明における波長変換部材に備えられるβサイアロンからなる蛍光体粒子をコーティング粒子としての酸化イットリウム粒子で被覆した複合蛍光体のＳＥＭ像写真である。
【００４７】
以下、図１、図２および図３に基づいて説明する。図１に示す発光装置３０は、基体３５と、その表面に形成されたｎ型電極３６およびｐ型電極３７と、ｎ型電極３６およびｐ型電極３７に電気的に接続された半導体発光素子３４と、傾斜面にミラーを含む樹脂枠３８と、半導体発光素子３４を封止するとともに半導体発光素子３４から発した光を蛍光に変換する波長変換部材３９とを備える。波長変換部材３９は、媒体２４に第１蛍光体２１、第２蛍光体２２および第３蛍光体２３が、適宜分散されて形成される。これらの第１蛍光体２１、第２蛍光体２２および第３蛍光体２３については、後述する。
【００４８】
半導体発光素子３４から発する励起光を波長変換部材３９における蛍光体が吸収することによって蛍光を発光し、波長変換部材３９で所望の色の光に変換され、発光装置３０から所望の色の光が放出される。また、半導体発光素子３４の波長は、波長変換部材３９に分散させる蛍光体の種類に応じて適宜選択することができる。
【００４９】
次に、本実施形態にかかる波長変換部材３９について詳述する。該波長変換部材３９は、第１蛍光体、第２蛍光体および第３蛍光体の少なくとも一つとして、複合蛍光体を備える。本実施形態において、第１蛍光体、第２蛍光体および第３蛍光体のいずれかが複合蛍光体であればよい。
【００５０】
図２に示すように、本実施形態において該複合蛍光体２０とは、蛍光体粒子１１のまわりに複数のコーティング材料粒子１０が付着し、蛍光体粒子１１をコーティング材料粒子１０で少なくとも一部被覆してなるものをいう。そして、本実施形態において、蛍光体粒子１１とだけ述べる場合には、該蛍光体粒子１１は、コーティング材料粒子１０で被覆されていないものを示すものとする。
【００５１】
本発明における複合蛍光体２０は、蛍光体粒子１１のまわりをコーティング材料粒子１０で被覆したものである様子は、図３にも示される。ここで、本実施形態において複合蛍光体２０は、分散性の悪い蛍光体粒子１１をコーティング材料粒子１０で被覆したものである。また、分散性の良い蛍光体粒子１１は、コーティング材料粒子１０で被覆する必要はない。本実施形態における分散性は、蛍光体粒子１１の材料と媒体２４の材料との間の相溶性をもって判断される。具体的には、蛍光体粒子の沈降速度、沈降高さ等で判断することができる。
【００５２】
本実施形態において、コーティング材料粒子１０の平均粒子径は、蛍光体粒子１１の平均粒子径の１／１０以下である必要がある。コーティング材料粒子１０の平均粒子径が蛍光体粒子１１の平均粒子径よりも小さいほど、分子間引力および静電引力により、コーティング材料粒子１０が蛍光体粒子１１に引きつけられ易いとの理由から蛍光体粒子１１の表面にコーティング材料粒子１０が付着し易い。
【００５３】
また、蛍光体粒子１１をコーティング材料粒子１０で被覆する方法は、限定されないが、複合蛍光体２０は、蛍光体粒子１１の表面を噴霧乾燥によってコーティング材料粒子１０で被覆してなることが好ましい。これは、該複合蛍光体２０の機械的ダメージを抑制することができることから、該複合蛍光体２０の発光効率の低下が少ないためである。
【００５４】
蛍光体粒子１１は、酸窒化物または窒化物であることが好ましい。酸窒化物または窒化物蛍光体は、高効率の発光が得られる上、安定性および耐水性が高く、使用温度の変化による発光効率の変動が少ないためである。酸窒化物の中では、Ｃｅ賦活したαサイアロン蛍光体、Ｅｕ賦活したβサイアロン蛍光体、Ｃｅ賦活したＪＥＭ蛍光体、またはＥｕ賦活したαサイアロン蛍光体が好ましく、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎおよび一種若しくは二種以上のランタノイド系希土類元素を組成元素として含むものも好ましい。また、窒化物の中では、Ｃａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎおよび一種もしくは二種以上のランタノイド系希土類元素を組成元素として含むものが好ましく、耐環境性に優れており、かつ希土類等の発光中心を賦活することにより、高効率で発光するため、ＣａＡｌＳｉＮ3が特に好ましい。そして、蛍光体粒子１１の平均粒子径は特に制限されるものではないが、５〜３０μｍであることが好ましい。
【００５５】
なお、蛍光体粒子１１の形状は、特に制限はなく、球状、直方体状、多角形体状あるいは空孔や突起を有していてもよいが、球状であることが好ましい。
【００５６】
第１工程で用いられるコーティング材料粒子１０は、単一の材料から構成されるものであっても、複数の材料から構成される混合物であってもよいが、金属酸化物を含むことが好ましい。金属酸化物は、一般に透明かつ安定であるためである。そして、金属酸化物の中でも、蛍光体の光の取り出し効率を考慮すると、蛍光体の屈折率と媒体となるシリコーン樹脂の屈折率との中間の屈折率を有するとの理由から酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、および酸化イットリウムから選択される１種を含むことが特に好ましい。また、コーティング材料粒子１０は、二酸化ケイ素またはシリコーンレジンを含んでいてもよい。
【００５７】
分散性に劣る蛍光体粒子１１であっても、該蛍光体粒子１１をコーティング材料粒子１０で被覆することで、媒体２４における凝集および沈降を防止することができる。そして、本実施形態の波長変換部材３９において、媒体２４中での第１蛍光体、第２蛍光体および第３蛍光体の分散状態が均一になり、半導体発光素子３４とを組み合わせた発光装置３０としたときに、色むらが無くまた発光効率の良好な発光装置３０を得ることができる。
【００５８】
複合蛍光体２０は、たとえば蛍光体自身の比誘電率よりも高い比誘電率を有する金属酸化物をコーティング材料粒子１０として用いた場合、媒体２４に分散させたときのゼータ電位が大きくなり、したがって分散性が向上する。また、コーティング材料粒子１０が蛍光体粒子１１に付着し被覆することによって、蛍光体粒子１１表面における励起状態の電子が、発光を伴う遷移によって非励起状態にならずに、表面準位を介して非発光遷移することにより非励起状態になる過程つまり非発光過程の要因となる表面準位を低減することができる。またコーティング材料粒子１０は、蛍光体粒子１１の保護膜として働くため、複合蛍光体２０は、発光効率および色度の長期安定性に優れている。
【００５９】
なお、コーティング材料粒子１０は、吸光度が低く、安定な化合物であることが好ましい。コーティング材料粒子１０で被覆することによってなる複合蛍光体２０を媒体２４に混ぜた時の分散性が良いためである。
【００６０】
ここで、本実施形態において、第１蛍光体２１とは、蛍光のピーク波長が５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の蛍光体のことをいう。第２蛍光体２２とは、蛍光のピーク波長が６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の蛍光体のことをいう。第３蛍光体２３とは、蛍光のピーク波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の蛍光体のことをいう。
【００６１】
波長変換部材３９は、シリコーン樹脂など透明の樹脂等からなる媒体２４に、蛍光体粒子をコーティング材料粒子で被覆した蛍光体を複数分散されて構成される。該蛍光体には、第１蛍光体と、第２蛍光体と第３蛍光体とから適宜選択し、混合してから媒体２４に分散することができる。媒体２５の材料は特に限定されないが、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂およびウレタン樹脂などの透明樹脂を用いることができ、シリコーン樹脂を用いることが特に好ましい。
【００６２】
波長変換部材３９はたとえば、媒体２４の原料としての液体状のシリコーン樹脂原料に第１蛍光体２１としてのＥｕを賦活したβサイアロンを含む蛍光体、第２蛍光体２２としてのＥｕを賦活したＣａＡｌＳｉＮ3を含む蛍光体および第３蛍光体２３としてのＣｅを賦活したαサイアロンを含む蛍光体を加え、均一に混合した後、基体３５上に注入し、適宜加熱することで硬化させて作製することができる。蛍光体はコーティング材料粒子で覆われた蛍光体粒子であるため媒体２４中で均一に分散できる。
ただし、もともと分散性が良い蛍光体を使用する場合については、必ずしもコーティング材料粒子で被覆する必要はない。
【００６３】
また、発光装置３０が白色光を発する場合には、半導体発光素子３４は、発光ピーク波長３９０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下であることが好ましい。該半導体発光素子３４と第１蛍光体２１と第２蛍光体２２と第３蛍光体２３との組合わせによって、白色光を発する発光装置３０の赤色の再現域が広がり、該白色光としての演色性が向上する。この場合において、該半導体発光素子３４の発光ピーク波長は、４００ｎｍ以上４１０ｎｍ以下の範囲であることが特に好ましい。
【００６４】
また、本実施形態の別の態様において、白色光を発する発光装置３０は、第１蛍光体２１と第２蛍光体２２とを含む波長変換部材３９を備えることができる。該発光装置３０においては、半導体発光素子３４は、４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下であることが好ましい。該半導体発光素子３４と第１蛍光体２１と第２蛍光体２２との組合わせによって、第３蛍光体２３を含まずとも白色光を発する発光装置３０の赤色の再現域が広がり、該白色光としての演色性が向上する。この場合において、該半導体発光素子３４の発光ピーク波長は、４４５ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲であることが特に好ましい。
【００６５】
半導体発光素子としては、ＧａＮ系半導体からなる発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることが好ましい。それは、高い発光強度が得られるからである。ここで、本発明において、ＧａＮ系半導体とは、少なくともＧａとＮを含み、必要に応じてＡｌ、Ｉｎおよびｎ型ドーパント、ｐ型ドーパントなどを用いた半導体のことを言う。また、半導体発光素子としては、ＧａＮ系半導体以外に有機半導体や酸化亜鉛半導体などからなるＬＥＤを用いることも可能であり、その他代わりに半導体レーザを用いてもよい。
【００６６】
なお、本発明において半導体発光素子の発光ピーク波長、および蛍光体の発光スペクトルの測定には、たとえば蛍光スペクトル測定装置ＭＣＰＤ−７０００（大塚電子製）を用いて行なうことができる。
【００６７】
蛍光体粒子をコーティング粒子で被覆した蛍光体を媒体に分散させて作製される波長変換部材と該半導体発光素子とを組み合わせた発光装置は、波長変換部材における蛍光体の分散性の向上により、発光効率および色度の長期安定性に優れている。
【００６８】
このように、本発明における蛍光体を分散した波長変換部材と、半導体発光素子を用いることにより、小型で略白色が得られる高効率の発光装置を得ることができる。
【００６９】
本実施形態において、２種以上の蛍光体粒子または複合蛍光体を樹脂等の媒体に分散させる場合、発光波長の長い蛍光体を沈降させて、発光波長の短い蛍光体が発する蛍光の再吸収を防ぐことも目的とする。このように蛍光体粒子の分散性を制御することにより、色むらが無く発光効率の良好な発光装置を提供することが可能となる。
【００７０】
また、これまで述べた本発明の発光装置は、第１、第２、第３蛍光体の発光スペクトルの半値幅は、たとえば５０ｎｍ以上とすることで、さらに演色性を良好にすることが可能である。
【００７１】
以下の実施形態において、上述した複合蛍光体については、同様のものを適宜組み合わせて用いることができる。
【００７２】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明における第２実施形態に従った波長変換部材を備える発光装置の模式的な断面図である。
【００７３】
以下、図４に基づいて説明する。図４において、図１と同一の符号については、該図１と同一部分または相当部分を表わすので、説明は繰り返さない。本実施形態における発光装置４０は、波長変換部材４９において第１蛍光体２１と、蛍光体粒子からなる第２蛍光体２２ａと、第３蛍光体２３とを備える。上述したように、第２蛍光体は蛍光のピーク波長が６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下であり、赤色の光を発する。そして、本実施形態において、第２蛍光体２２ａは、媒体２４における厚み方向の下層の領域に分散してなる。
【００７４】
ここで、該下層の領域に分散するとは、本実施形態において、媒体２４における厚み方向の１／３の部分に、波長変換部材４９における第２蛍光体２２ａの４０〜１００％が存在しているような状態を示す。
【００７５】
波長変換部材４９は、たとえば、媒体２４の原料としての液体状のシリコーン樹脂原料に、第１蛍光体２１としてのＥｕを賦活したβサイアロンを含む複合蛍光体、第２蛍光体２２ａとしてのコーティング材料粒子で覆われていないＥｕを賦活したＣａＡｌＳｉＮ3を含む蛍光体粒子、および第３蛍光体２３としてのＣｅを賦活したαサイアロンを含む複合蛍光体を加え、均一に混合した後、基体３５上に注入し、適宜加熱することで硬化させて作製することができる。
【００７６】
加熱により該シリコーン樹脂原料が硬化する間に、第２蛍光体２２ａの層が、波長変換部材４９における媒体２４の下層の領域に形成される。該下層の領域の上には、第１蛍光体２１と、第２蛍光体２３が混ざった層が形成される。上記構造とすることにより、ＣａＡｌＳｉＮ3赤色蛍光体による、αサイアロン青色蛍光体粒子が発する青色光と、βサイアロン緑色蛍光体粒子が発する緑色光の再吸収が低減できるので、全体として発光効率を向上させることができる。
【００７７】
また、発光装置４０が白色光を発する場合には、半導体発光素子３４は、発光ピーク波長３９０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下であることが好ましい。該半導体発光素子３４と第１蛍光体２１と第２蛍光体２２ａと第３蛍光体２３との組合わせによって、白色光を発する発光装置４０の赤色の再現域が広がり、該白色光としての演色性が向上する。この場合において、該半導体発光素子３４の発光ピーク波長は、４００ｎｍ以上４１０ｎｍ以下の範囲であることが特に好ましい。さらに、第２蛍光体２２ａによる、第１蛍光体２１、第３蛍光体２３の蛍光の再吸収が低減できるので、全体として発光効率を向上させることができる。
【００７８】
＜第３実施形態＞
図５は、本発明における第３実施形態に従った波長変換部材を備える発光装置の模式的な断面図である。
【００７９】
以下、図５に基づいて説明する。図５において、図１と同一の符号については、該図１と同一部分または相当部分を表わすので、説明は繰り返さない。本実施形態における発光装置５０は、波長変換部材５９において第１蛍光体２１と、蛍光体粒子からなる第２蛍光体２２ａとを備える。上述したように、第２蛍光体は蛍光のピーク波長が６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下であり、赤色の光を発する。そして、本実施形態において、第２蛍光体２２ａは、媒体２４における厚み方向の下層の領域に分散してなる。
【００８０】
該発光装置５０においては、半導体発光素子３４は、４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下であることが好ましい。該半導体発光素子３４と第１蛍光体２１と第２蛍光体２２ａとの組合わせによって、第３蛍光体２３を含まずとも白色光を発する発光装置５０の赤色の再現域が広がり、該白色光としての演色性が向上する。この場合において、該半導体発光素子３４の発光ピーク波長は、４４５ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲であることが特に好ましい。さらに、第２蛍光体２２ａによる、第１蛍光体２１の蛍光の再吸収が低減できるので、全体として発光効率を向上させることができる。
【００８１】
＜第４実施形態＞
図６は、本発明における第４実施形態に従った波長変換部材を備える発光装置の模式的な断面図である。
【００８２】
以下、図６に基づいて説明する。図６において、図１と同一の符号については、該図１と同一部分または相当部分を表わすので、説明は繰り返さない。本実施形態における発光装置６０は、波長変換部材６９において複合蛍光体からなる第１蛍光体２１と、蛍光体粒子からなる第２蛍光体２２ａと、複合蛍光体からなる第３蛍光体２３とを備える。上述したように、第２蛍光体は蛍光のピーク波長が６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下であり、赤色の光を発する。そして、本実施形態において、第２蛍光体２２ａは、媒体２４における厚み方向の下層の領域に分散してなる。
【００８３】
また、本実施形態においては、媒体の厚み方向に、第１蛍光体２１が、中層の領域に分散しており、第２蛍光体２２ａが、下層の領域に分散しており、第３蛍光体２３が、上層の領域に分散してなる。
【００８４】
ここで、第２蛍光体２２ａを効率良く下層の領域に形成するためには、第３蛍光体２３におけるコーティング材料粒子として、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウムなどの金属酸化物を使用することが好ましい。二酸化ケイ素またはシリコンレジン粒子を該コーティング材料粒子として使用した場合と比較して、これらの金属酸化物をコーティング材料粒子として用いた場合の方が、分散性が向上するからである。一方、本実施形態においては、第１蛍光体２１におけるコーティング材料粒子としては、二酸化ケイ素またはシリコンレジン粒子を選択することができる。
【００８５】
このように、コーティング材料粒子の種類により分散性の向上に差があるので、本実施形態においては、コーティング材料粒子の種類を適宜選択することによって、媒体２４における各蛍光体の分散性を調整することができる。
【００８６】
＜第５実施形態：複合蛍光体＞
本実施形態について図２に基づいて説明する。本実施形態にかかる複合蛍光体２０は、蛍光体粒子１１の表面をコーティング材料粒子１０で被覆されてなり、コーティング材料粒子１０の平均粒子径は、蛍光体粒子１１の平均粒子径の１／１０以下であるものである。
【００８７】
該コーティング材料粒子１０および該蛍光体粒子１１の材料は、上述したものと同じものを採用することができるので、説明を繰り返さない。
【００８８】
また、該複合蛍光体２０の製造方法は特に限定されないが、たとえば、以下の第１工程および第２工程を経て作製することができる。
【００８９】
≪第１工程≫
本工程では、蛍光体粒子１１とコーティング材料粒子１０とを含む混合物を溶媒と混合し、スラリーを形成する。該スラリーを構成する蛍光体粒子１１とコーティング材料粒子１０とは所望のものを選択することができる。蛍光体粒子１１およびコーティング材料粒子１０を溶媒に混合する順序は特に限定されない。また、蛍光体粒子１１とコーティング材料粒子１０とが溶媒中で均等に分散されているスラリーを形成するためにスターラーによる撹拌、または超音波による分散を行なうことが好ましい。
【００９０】
スラリー形成のために使用される溶媒としては、特に限定されないが、たとえば水、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ヘキサン、アセトンおよびトルエン等を挙げることができる。蛍光体粒子１１およびコーティング材料粒子１０の分散性を考慮すると、蛍光体粒子１１およびコーティング材料粒子１０との濡れ性が良く、より均一に分散させることができるとの理由からアルコールであることが好ましく、特にエタノールであることが好ましい。
【００９１】
≪第２工程≫
本工程では、第１工程で形成したスラリーを噴霧乾燥により乾燥させる。噴霧乾燥とは、スラリーをたとえば５〜５０μｍの大きさの粒子に噴霧したのちに、該粒子を乾燥させる手法をいう。噴霧乾燥には、噴霧器と乾燥器とを備える噴霧乾燥装置を用いて行なうことが好ましい。噴霧器の形態としては、たとえば、スプレー方式などを挙げることができる。噴霧乾燥には、スプレードライヤー法や真空乾燥法などの手法がある。スプレードライヤー法とは、スラリーを噴霧して形成した粒子をチャンバ内で施回熱風流により乾燥する方法をいう。
【００９２】
また、真空乾燥法とは、スラリーを噴霧して形成した粒子を瞬間凍結し、凍結粒子を真空乾燥器で乾燥する方法をいう。
【００９３】
噴霧乾燥装置として、操作および設備が簡便であることから、本発明において、第２工程における噴霧乾燥は、スプレードライヤー方式の装置を使用することが好ましい。スプレードライヤー方式を用いた噴霧乾燥装置として、たとえば日本ビュッヒ製ミニスプレードライヤーＢ−２９０などを好ましく用いることができる。
【００９４】
スプレードライヤー方式でスラリーを噴霧乾燥する際の乾燥温度は特に限定されないが、スラリーの溶媒を十分に蒸発させる必要があることから、１００〜２００℃で行なうことが好ましい。
【００９５】
以上のように、第１工程と第２工程とを経ることにより、蛍光体粒子１１の表面をコーティング材料粒子１０で被覆した複合蛍光体２０を作製することができる。
【００９６】
本発明における製造方法により製造された複合蛍光体２０は、機械的ダメージの無く発光効率の低下が少ない。また、該複合蛍光体２０は粒子径がそろっており、樹脂等に対する分散性に優れている。
【００９７】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００９８】
［実施例］
＜実施例１：蛍光体の作製＞
以下、図２を参照して説明する。
【００９９】
≪第１工程≫
まず、蛍光体粒子１１としてＥｕを賦活した平均粒子径１４μｍのβサイアロン緑色蛍光体粒子と、コーティング材料粒子１０として平均粒子径０．０５μｍの酸化マグネシウムと、溶媒としてのエタノールとを準備した。
【０１００】
そして、酸化マグネシウム３．７５ｇとエタノール８７．５ｍｌとをビーカーに入れ、超音波をかけて酸化マグネシウムをエタノール中に分散させた。そこへβサイアロン緑色蛍光体粒子２５ｇを加えて、さらに超音波をかけて分散させてスラリーを形成した。
【０１０１】
≪第２工程≫
得られたスラリーをスターラーで攪拌させながら、スプレードライ方式により噴霧温度１００℃〜２００℃、窒素流量３５０Ｌ／時間で噴霧乾燥を行なった。このとき、噴霧乾燥には装置として日本ビュッヒ製Ｂ−２９０を使用した。そして、βサイアロン緑色蛍光体粒子を酸化マグネシウムで被覆した複合蛍光体２０が作製された。
【０１０２】
このようにして得られた複合蛍光体２０において、分散性の評価を以下のようにして実施した。βサイアロン緑色蛍光体粒子および本実施例における複合蛍光体２０を、それぞれ０．１ｇずつとり、それぞれエタノール１０ｇに分散させてゼータ電位を測定した。βサイアロン緑色蛍光体粒子のゼータ電位の絶対値が約２５ｍＶであったのみ対して、酸化マグネシウムをコーティングした蛍光体のゼータ電位の絶対値は約６０ｍＶと大きくなった。βサイアロン緑色蛍光体粒子を酸化マグネシウムで被覆した複合蛍光体２０は、電気的反発力が増して凝集し難くなり、分散性が向上したと考えられた。
【０１０３】
≪実験：粒度分布測定≫
図８は、βサイアロン緑色蛍光体粒子の粒度分布を示すグラフである。図９は、βサイアロン緑色蛍光体粒子を、酸化マグネシウムでなるコーティング材料粒子で被覆した実施例１における複合蛍光体の粒度分布を示すグラフである。
【０１０４】
以下、図８および図９に基づいて説明する。実施例１で得られた複合蛍光体２０について、粒度分布測定を行なった。測定は、堀場製作所製レーザ回折／散乱方式粒度分布測定装置ＬＡ−９２０を用いた。その結果、ゾルゲル法を用いた場合に起こり易い、蛍光体粒子同士の付着によって粒径が大きくなることはなく、コーティング材料粒子の存在にかかわらず、粒子径のそろった蛍光体を製造することができた。
【０１０５】
＜実施例２：蛍光体の作製＞
以下、図２を参照して説明する。
【０１０６】
≪第１工程≫
まず、蛍光体粒子１１としてＥｕを賦活した平均粒子径１８μｍのαサイアロン黄色蛍光体粒子と、コーティング材料粒子１０として平均粒子径０．０５μｍの酸化イットリウムと、溶媒としてのエタノールとを準備した。
【０１０７】
そして、実施例１と同様に、酸化イットリウム３．７５ｇとエタノール８７．５ｍｌとをビーカーに入れ、超音波をかけて酸化イットリウムをエタノール中に分散させた。そこへαサイアロン黄色蛍光体粒子２５ｇを加えて、さらに超音波をかけて分散させてスラリーを形成した。
【０１０８】
≪第２工程≫
第２工程は、実施例１と同様に行ない、そして、αサイアロン黄色蛍光体粒子を酸化イットリウムで被覆した複合蛍光体２０が作製された。
【０１０９】
≪実験：分散性効果≫
このようにして得られた複合蛍光体２０において、分散性の評価を以下のようにして実施した。αサイアロン黄色蛍光体粒子および本実施例における複合蛍光体２０を、それぞれ０．５ｇずつとり、それぞれシリコーン樹脂５ｇに均一に分散させて、ガラス管に入れ、沈降試験を実施した。均一に分散した状態から１４０時間放置した後、分離した上澄み液の高さを比較した。αサイアロン黄色蛍光体粒子の透明な上澄み液の高さが１ｍｍであったのに対して、本実施例における蛍光体の上澄み液の高さは殆ど０ｍｍであった。このことから、酸化イットリウムをコーティングすることにより、分散性は向上したと考えられる。
【０１１０】
＜実施例３：蛍光体の作製＞
以下、図２を参照して説明する。
【０１１１】
≪第１工程≫
まず、蛍光体粒子１１としてＥｕを賦活した平均粒子径１４μｍのβサイアロン緑色蛍光体と、コーティング材料粒子１０として平均粒子径０．０５μｍの酸化イットリウム、または酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、または平均粒径１μｍのシリコーンレジン粒子と、溶媒としてのエタノールとを準備した。
【０１１２】
そして、実施例１と同様に、それぞれのコーティング材料粒子３．７５ｇとエタノール８７．５ｍｌとをビーカーに入れ、超音波をかけてコーティング材料粒子をエタノール中に分散させた。そこへβサイアロン緑色蛍光体粒子２５ｇを加えて、さらに超音波をかけて分散させてスラリーを形成した。
【０１１３】
≪第２工程≫
第２工程は、実施例１と同様に行ない、そして、βサイアロン緑色蛍光体粒子を５種それぞれのコーティング材料粒子１０で被覆した５種類の複合蛍光体２０が作製された。
【０１１４】
≪実験：分散性評価≫
図１０は、分散性の評価を示すグラフである。横軸は、複合蛍光体または蛍光体粒子のメジアン径を示す。縦軸は、透過光量積分値変化率を示す。
【０１１５】
以下、図１０に基づいて説明する。上述のようにして得られた５種類の複合蛍光体２０において、分散性の評価を以下のようにして実施した。表面にコーティング材料粒子をコーティングしたβ−サイアロン蛍光体粒子を１０ｗｔ％の割合で分散させたシリコーン樹脂約１ｍｌをガラス製円筒セルに入れたサンプルを、遠心沈降・光透過方式の分散安定性分析装置（Ｌ．Ｕ．Ｍ社製ＬＵＭｉＳｉｚｅｒ６１２）を用いて分散性の評価を行なった。サンプル中の上澄み液の動きを、サンプルに照射した光が、１時間あたりにサンプルを透過する光量の変化量の積分値で表し、分散性を比較した。
【０１１６】
図１０においては、表面にコーティング材料粒子をコーティングしていないβ−サイアロン蛍光体粒子の縦軸の値を１としている。本実験により、蛍光体粒子の表面をコーティング材料粒子で被覆することにより、分散性が向上することが分かった。該複合蛍光体におけるコーティング材料粒子は、酸化イットリウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、二酸化ケイ素、シリコーンレジン粒子の順に、分散性が良好であった。
【０１１７】
＜実施例４：発光装置の作製＞
以下の実施例においては、下記の測定方法を用いた。
【０１１８】
蛍光体に対して、積分球を用いて全光束発光スペクトル測定および光吸収スペクトル測定を行なった（参考文献：照明学会誌  第８３巻  第２号  平成１１年  ｐ８７−９３、ＮＢＳ標準蛍光体の量子効率の測定、大久保和明  他著）。半導体発光素子の発光ピーク波長、ならびに蛍光体の発光スペクトルおよび蛍光のピーク波長の測定には、蛍光スペクトル測定装置ＭＣＰＤ−７０００（大塚電子社製）を用いた。
【０１１９】
以下、図１を参照して説明する。
発光装置３０は、基体３５と、その表面に形成されたｎ型電極３６およびｐ型電極３７と、ｎ型電極３６およびｐ型電極３７に電気的に接続された半導体発光素子３４と、傾斜面にミラーを含む樹脂枠３８と、半導体発光素子３４を封止するとともに半導体発光素子３４から発した光を蛍光に変換する波長変換部材３９よりなる。波長変換部材３９は、媒体となるシリコーン樹脂２４およびその樹脂中に分散した第１蛍光体２１、第２蛍光体２２、第３蛍光体２３からなる。ここで、第１蛍光体２１、第２蛍光体２２および第３蛍光体２３は、それぞれＥｕを賦活したβサイアロンからなる緑色蛍光体粒子、Ｅｕを賦活したＣａＡｌＳｉＮ3からなる赤色蛍光体粒子、Ｃｅを賦活したαサイアロンからなる青色蛍光体粒子について、実施例１に示した方法と同様にして酸化マグネシウム粒子のコーティングを施したものである。
【０１２０】
半導体発光素子３４として、発光ピーク波長が４０５ｎｍのＧａＮ系半導体の発光ダイオードを用いた。
【０１２１】
第１蛍光体２１の蛍光のピーク波長は５４０ｎｍ、第２蛍光体２２の蛍光のピークは６５０ｎｍ、第３蛍光体２３の蛍光のピーク波長は４９０ｎｍであった。
【０１２２】
波長変換部材３９は以下のようにして作製した。液体状のシリコーン樹脂原料に第１蛍光体２１、第２蛍光体２２および第３蛍光体２３を加え、均一に混合した後、基体３５上に注入し、１２０℃で６０分の加熱により硬化した。それぞれの蛍光体は、媒体２５中により均一に分散することができた。本実施例の発光装置３０の発光色は、ＣＩＥ色度座標上の（ｘ，ｙ）値において、ほぼ白色である色度座標ｘ＝０．３２、色度座標ｙ＝０．３５の色であった。また、色の三原色を発光することができ、また各蛍光体の発光スペクトルの半値幅が５０ｎｍ以上と広かったため、演色性が良好であった。
【０１２３】
＜実施例５：発光装置の作製＞
以下、図５を参照して説明する。
【０１２４】
発光装置５０は、基体３５と、その表面に形成された電極３６、３７と、電極３６、３７に電気的に接続された半導体発光素子３４と、傾斜面にミラーを含む樹脂枠３８と、半導体発光素子３４を封止するとともに半導体発光素子３４から発した光を蛍光に変換する波長変換部材５９よりなる。波長変換部材５９は、媒体となるシリコーン樹脂２４およびその樹脂中に分散した第１蛍光体２１、第２蛍光体２２ａからなる。ここで第１蛍光体２１は、Ｅｕを賦活したβサイアロンからなる緑色蛍光体粒子であり、実施例１に示した方法と同様にして二酸化ケイ素粒子のコーティングを施したものである。また、第２蛍光体２２ａは、Ｅｕを賦活したＣａＡｌＳｉＮ3からなる赤色蛍光体粒子であり、この蛍光体粒子には何らコーティングは施されていない。
半導体発光素子３４として、発光ピーク波長が４５０ｎｍのＧａＮ系半導体の発光ダイオードを用いた。
【０１２５】
第１蛍光体２１の蛍光のピーク波長は５４０ｎｍ、第２蛍光体２２ａの蛍光のピークは６５０ｎｍであった。
【０１２６】
波長変換部材５９は以下のようにして作製した。液体状のシリコーン樹脂原料に第１蛍光体２１、第２蛍光体２２ａを加え、均一に混合した後、基体３５上に注入し、１２０℃で６０分の加熱により硬化した。分散性の比較的良いＥｕを賦活したＣａＡｌＳｉＮ３からなる第２蛍光体である赤色蛍光体粒子にはコーティングを施していないが、分散性が比較的良くないＥｕを賦活したβサイアロンからなる第１蛍光体である緑色蛍光体粒子は、二酸化ケイ素からなる被膜を有しているため、ＣａＡｌＳｉＮ３赤色蛍光体粒子よりも分散性が良くなる。この結果波長変換部材は、ＬＥＤチップに近い下層側にＣａＡｌＳｉＮ３赤色蛍光体粒子の層、上層側にβサイアロン緑色蛍光体粒子が分散した層が形成された。本実施例の発光装置５０の発光色は、ＣＩＥ色度座標上の（ｘ，ｙ）値において、ほぼ白色である色度座標ｘ＝０．３０、色度座標ｙ＝０．３０の色であった。また、色の三原色を発光することができ、また各蛍光体の発光スペクトルの半値幅が５０ｎｍ以上と広かったため、演色性が良好であった。さらに、ＣａＡｌＳｉＮ3赤色蛍光体粒子が下層にあるため、βサイアロン蛍光体粒子が発する緑色光の再吸収を低減できるので、全体として発光効率が向上した。
【０１２７】
＜比較例＞
図７は、比較例における波長変換部材を備える発光装置の模式的な断面図である。
【０１２８】
以下、図７に基づいて説明する。図７において、図１と同一の符号については、該図１と同一部分または相当部分を表わすので、説明は繰り返さない。比較例における発光装置７０は、波長変換部材７９においてコーティングを施していないＥｕを賦活したβサイアロンの蛍光体粒子からなる第１蛍光体２１ａおよび、コーティングを施していないＥｕを賦活したＣａＡｌＳｉＮ3の蛍光体粒子からなる第２蛍光体２２ａとを備える。
【０１２９】
実施例５における発光装置と比較例における発光装置とについて発光強度について測定した。すると実施例５における発光装置は、比較例における発光装置と比較して発光強度が約５％向上した。
【０１３０】
【表１】
2009167338.tif 000003
【０１３１】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明における第１実施形態に従った波長変換部材を備える発光装置の模式的な断面図である。
【図２】本発明における波長変換部材に備えられる複合蛍光体の模式的な断面図である。
【図３】本発明における波長変換部材に備えられるβサイアロンからなる蛍光体粒子をコーティング粒子としての酸化イットリウム粒子で被覆した複合蛍光体のＳＥＭ像写真である。
【図４】本発明における第２実施形態に従った波長変換部材を備える発光装置の模式的な断面図である。
【図５】本発明における第３実施形態に従った波長変換部材を備える発光装置の模式的な断面図である。
【図６】本発明における第４実施形態に従った波長変換部材を備える発光装置の模式的な断面図である。
【図７】比較例における波長変換部材を備える発光装置の模式的な断面図である。
【図８】βサイアロン緑色蛍光体粒子の粒度分布を示すグラフである。
【図９】βサイアロン緑色蛍光体粒子を、酸化マグネシウムでなるコーティング材料粒子で被覆した実施例１における複合蛍光体の粒度分布を示すグラフである。
【図１０】実施例３における分散性の評価を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１３３】
１０  コーティング材料粒子、１１  蛍光体粒子、２０  複合蛍光体、２１，２１ａ  第１蛍光体、２２，２２ａ  第２蛍光体、２３  第３蛍光体、２４  媒体、３０  発光装置、３５  基体、３４  半導体発光素子、３６  ｎ型電極、３７  ｐ型電極、３８  樹脂枠。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図３】
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