(57)【要約】【課題】高効率かつ高演色性または色再現性の優れた発光装置を提供する。【解決手段】発光装置用蛍光体粒子集合体は、互いに異なる発光ピーク波長を有する複数種類の蛍光体粒子を含み、相対的に短い発光ピーク波長を有する種類の蛍光体粒子に比べて、相対的に長い発光ピーク波長を有する種類の蛍光体粒子は相対的に大きなメディアン径を有していることを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる発光ピーク波長を有する複数種類の蛍光体粒子を含み、相対的に短い発光ピーク波長を有する種類の蛍光体粒子に比べて、相対的に長い発光ピーク波長を有する種類の蛍光体粒子は相対的に大きなメディアン径を有していることを特徴とする発光装置用蛍光体粒子集合体。
【請求項２】
(ＭI1-aＥｕa)ＭIIＳｉＮ3で表されかつメディアン径Ｒ１を有する２価のユーロピウム付活窒化物赤色系蛍光体粒子に加えて、
ＥｕbＳｉcＡｌdＯeＮfで表されるβ型サイアロンであってメディアン径Ｇ１を有する２価のユーロピウム付活酸窒化物緑色系蛍光体粒子、
ＭIIIgＥｕhＳｉiＡｌjＯkＮlで表されるα型サイアロンであってメディアン径Ｙ１を有する２価のユーロピウム付活酸窒化物黄色系蛍光体粒子、および
ＭIV3(ＭV1-mＣｅm)2(ＳｉＯ4)3で表されかつメディアン径Ｇ２を有する３価のセリウム付活珪酸塩緑色系蛍光体粒子の１種類以上を含み、
ここで、ＭIはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａの少なくとも１種の元素を表し、ＭIIはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、ＧｄおよびＬｕの少なくとも１種の元素を表し、ＭIIIはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａの少なくとも１種の元素を表し、ＭIVはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａの少なくとも１種の元素を表し、そしてＭVはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、ＧｄおよびＬｕの少なくとも１種の元素を表し、
０．００１≦a≦０．１０；０．００５≦b≦０．４；c＋d＝１２；e＋f＝１６；０＜g≦３．０；０．００５≦h≦０．４；i＋j＝１２；k＋l＝１６；および０．００５≦m≦０．５の条件を満たし、
さらに、１．３≦Ｒ１／Ｇ１≦４．０；１．３≦Ｒ１／Ｙ１≦４．０；および１．３≦Ｒ１／Ｇ２≦４．０の条件を満たすことを特徴とする発光装置用蛍光体粒子集合体。
【請求項３】
ＭIIはＡｌ、ＧａおよびＩｎの少なくとも１種の元素であることを特徴とする請求項２に記載の発光装置用蛍光体粒子集合体。
【請求項４】
ＭVはＧａ、Ｉｎ、ＳｃおよびＹの少なくとも１種の元素であることを特徴とする請求項２または３に記載の発光装置用蛍光体粒子集合体。
【請求項５】
７μｍ≦Ｒ１≦１９μｍであることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の発光装置用蛍光体粒子集合体。
【請求項６】
４３０ｎｍから４８０ｎｍの範囲内にピーク波長を有する１次光を射出し得る窒化ガリウム系半導体発光素子と、その１次光を吸収して前記１次光に比べて長いピーク波長を有する２次光を発する波長変換部とを含み、
前記波長変換部は請求項１から５のいずれかの蛍光体粒子集合体を含む単一の樹脂層からなっていて前記半導体発光素子を覆っていることを特徴とする発光装置。
【請求項７】
前記樹脂層内においては、前記半導体発光素子に遠い位置に比べて近い位置において相対的に長い蛍光ピーク波長と相対的に大きなメディアン径とを有する種類の前記蛍光体粒子の分布密度が高められていることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
請求項６または７の発光装置を含むことを特徴とする液晶表示用バックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光装置に利用される蛍光体粒子集合体の改善に関し、より具体的には、異なる蛍光ピーク波長を有する複数種類の蛍光物質を含む蛍光体粒子集合体を利用する発光装置の発光効率および演色性（または色再現性）の改善に関連する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子と蛍光物質とを組み合わせた白色系発光装置は、低消費電力、小型、高輝度、広範囲な色再現性、さらには高演色性が期待される次世代の発光装置として注目されており、その研究開発が活発に行なわれている。
【０００３】
このような白色系発光装置において、半導体発光素子から発せられる１次光としては、通常では紫外線の長波長側から青色の範囲、すなわち約３８０ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲内の波長を有する光が用いられる。また、このような１次光を２次光に変換する用途に適した様々な種類の蛍光物質を利用した波長変換部も提案されている。
【０００４】
従来では、この種の白色系発光装置としては、青色発光の半導体発光素子(ピーク波長４６０ｎｍ前後)とその青色光で励起されて黄色発光を示す３価のセリウムで付活された(Ｙ，Ｇｄ)3(Ａｌ，Ｇａ)5Ｏ12蛍光物質または２価のユーロピウムで付活された２(Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ)Ｏ・ＳｉＯ2蛍光物質との組合せが主として用いられている。
【０００５】
ただし、これら従来の白色系発光装置に関する平均演色評価数(Ｒａ)は７０前後であり、特に赤色の見え方を示す特殊演色評価数(Ｒ９)が−４０前後であって極端に悪いのが現状である。すなわち、これら従来の白色系発光装置は、一般的な照明用光源に用いるには甚だ不適切である。なお、平均演色評価数と特殊演色評価数の定義と意義は、ＪＩＳにおいても規定されている。
【０００６】
また、従来の白色系発光装置では、ＮＴＳＣ比による色再現性が７０％前後であって不十分である。そして、近年では、小型ＬＣＤ（液晶表示装置）においても色再現性の向上が求められている（例えば、携帯電話におけるＬＣＤにおいて）。なお、ＮＴＳＣ比とは、ＮＴＳＣ（National Television System Committee）が定めた赤、緑、および青の各色のＸＹＺ表色系色度図における色度座標（ｘ，ｙ）がそれぞれ赤（0.670, 0.330）、緑（0.210, 0.710）、および青（0.140, 0.080）であり、それらの赤、緑、および青の色度座標を結んで得られる三角形の面積に対する比率を表している。
【０００７】
すなわち、半導体発光素子と蛍光物質とを組み合わせた白色系発光装置に関しては、照明用光源としての用途を意図する場合には、その演色性の改善が急務となっている。また、そのような白色系発光装置を中型や小型のＬＣＤ用バックライトに利用する場合においても、その色再現性(ＮＴＳＣ比)の改善も急務となっている。
【特許文献１】特開２００２−６０７４７号公報
【特許文献２】特開２００３−３２１６７５号公報
【特許文献３】特開２００３−１２１８３８号公報
【特許文献４】特開２００４−２８７３２３号公報
【特許文献５】特許第３３６４２２９号公報
【特許文献６】米国特許第６８１２５００号明細書
【特許文献７】特開２００４−２１０９２１号公報
【特許文献８】特開２００７−４９１１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
半導体発光素子と蛍光物質とを組み合わせた白色系発光装置の演色性に注目した発明は、例えば特許文献１の特開２００２−６０７４７号公報に開示されている。この特許文献１における白色系発光装置に関しては、主として緑色蛍光物質としてＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ2+を用いかつ赤色蛍光物質としてＳｒＳ：Ｅｕ2+を用いた場合に、７０から９０の平均演色評価数(Ｒａ)が得られることが述べられている。
【０００９】
しかし、これらのチオガレート（ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ2+）と硫化物（ＳｒＳ：Ｅｕ2+）は化学的に不安定であり、特に硫化物は紫外線照射下では分解しやすい性質を有している。
【００１０】
特許文献２の特開２００３−３２１６７５号公報による白色系発光装置では、黄色発光する蛍光物質のＹＡＧ：Ｃｅと赤色発光する窒化物蛍光物質(一般式ＬxＭyＮ(2/3x+4/3y)：Ｚ）の例えばＣａ1.97Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ0.03とを利用することによって平均演色評価数(Ｒａ)７５〜９５が得られ、さらには赤色に関する特殊演色性(Ｒ９)の値を高くすることによって赤みを帯びた白色光も得られるとされている。
【００１１】
しかしながら、青色発光の半導体発光素子と黄色蛍光物質のＹＡＧ：Ｃｅおよび２価のＥｕで付活された窒化物である赤色蛍光物質のＣａ1.97Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ0.03との組合せにおいては、緑色領域の発光成分が乏しいので高い平均演色評価数(Ｒａ)を安定して得ることが難しく、かつ発光装置の明るさも赤色蛍光物質(Ｃａ1.97Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ0.03)を加えることによって大きく低下するという問題がある。
【００１２】
ＬＣＤの色再現性(ＮＴＳＣ比)に注目した発明は、例えば特許文献３の特開２００３−１２１８３８号公報に開示されている。この特許文献３においては、バックライト光源が５０５〜５３５ｎｍの波長範囲内にスペクトルピークを有すること、およびその光源に利用する緑色蛍光物質の付活剤としてユーロピウム、タングステン、スズ、アンチモン、およびマンガンのいずれかを含むことが述べられており、そして発明の実施例における緑色蛍光物質としてＭｇＧａ2Ｏ4：ＭｎおよびＺｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎが具体的に示されている。
【００１３】
しかしながら、半導体発光素子の発光ピーク波長が４３０〜４８０ｎｍの範囲内の場合には、ユーロピウム、タングステン、スズ、アンチモン、およびマンガンのいずれかを含む蛍光物質の全てが好ましく適用され得るわけではない。より具体的には、特許文献３の実施例に示されているＭｇＧａ2Ｏ4：ＭｎおよびＺｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎでは、４３０〜４８０ｎｍの波長範囲内の励起光によっては高い発光効率を得ることができない。
【００１４】
特許文献４の特開２００４−２８７３２３号公報では、ＬＣＤ用バックライトとして、赤発光ＬＥＤ（発光ダイオード）チップと緑発光ＬＥＤチップと青発光ＬＥＤチップが１パッケージになったＲＧＢ（赤緑青）−ＬＥＤ、３波長型蛍光管、紫外光ＬＥＤ＋ＲＧＢ蛍光体、有機ＥＬ光源などが利用可能であると記載されている。しかしながら、特許文献４において、青色の励起光に適した赤色蛍光物質または緑色蛍光物質に関する具体的な記述は存在しない。
【００１５】
特許文献５の特許第３３６４２２９号公報においては、発光装置に含まれる蛍光体粒子が２０μｍ以下の粒径と５μｍ以下のメディアン径（ｄ50）を有するように限定されることによって、温度や湿度の変動にかかわらず安定した色の発光が得られる旨が述べられている。ここで、メディアン径とは、粒径分布の５０％位置における粒径を意味する。特許文献６の米国特許第６８１２５００号明細書では、発光装置に含まれる無機発光物質の平均粒子径(mean particle size)が約１０μｍである旨が記載されている。また、特許文献７の特開２００４−２１０９２１号公報においては、発光装置に含まれる蛍光体粒子の粒径は１〜２０μｍの範囲内であることが好ましく、２〜８μｍの範囲内であることがより好ましい旨が記載されている（この場合の粒径は空気透過法による値である）。しかしながら、特許文献５、６、および７のいずれにおいても、発光装置に含まれる複数種類の蛍光体粒子における相互の粒径関係に関する記述は存在していない。
【００１６】
さらに、特許文献８の特開２００７−４９１１４号公報においては、波長変換部に含まれる複数種類の蛍光体粒子の少なくとも１種類は他の少なくとも１種類から放射された発光を吸収し得る吸収帯域を有すること；相対的に長い波長の発光を放射する蛍光体粒子種ほど半導体発光素子に近い側で分布させられること；赤色系発光粒子は一般式(ＭI1-aＥｕa)ＭIIＳｉＮ3で表される２価のユーロピウム付活窒化物蛍光体粒子であって緑色系蛍光体粒子と青色系蛍光体粒子から放射された緑色光(波長５２０ｎｍ付近)と青色光(波長４５０ｎｍ付近)をも吸収して赤色発光し得ること；複数種類の蛍光体粒子は互いに異なるメディアン径を有すること；複数種類の蛍光体粒子を含む液状樹脂を所定時間静置させてメディアン径が大きい蛍光体粒子種ほど半導体発光素子近くで分布密度が高くなるように沈降させること；そして実施例１６においては、透光性樹脂が大粒径蛍光体粒子、中粒径蛍光体粒子、および小粒径蛍光体粒子を含み、それらの互いに異なる粒径の蛍光体粒子が概略層状に分離しており、赤色系、緑色系および青色系の蛍光体粒子のメディアン径がそれぞれ１３μｍ、９．５μｍおよび６．５μｍであることが記載されている。
【００１７】
しかしながら、特許文献８においては、複数種類の蛍光体粒子における互いに異なるメディアン径は実施例１６の開示が存在しているだけであって、種々の蛍光体粒子相互の関係において実用的な特に明るさや作業性などを考慮したメディアン径の制御についてはなんら言及されていない。
【００１８】
上述のような先行技術状態に鑑み、本発明は、発光装置の波長変換部に含まれる複数種類の蛍光体粒子のうちで赤色系発光粒子として２価のユーロピウムで付活された窒化物蛍光物質((ＭI1-aＥｕa)ＭIIＳｉＮ3)を用いる場合における技術課題を十分調査検討して開発を行った結果として、複数種類の蛍光体粒子に関するそれぞれのメディアン径（体積基準粒度分布曲線上で積算値が５０％の位置における粒径値：空気透過法などによる平均粒子径とは異なる）を制御することによって、高効率かつ高演色性または色再現性(ＮＴＳＣ比)の優れた発光装置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】
【００１９】
本発明による発光装置用蛍光体粒子集合体は、互いに異なる発光ピーク波長を有する複数種類の蛍光体粒子を含み、相対的に短い発光ピーク波長を有する種類の蛍光体粒子に比べて、相対的に長い発光ピーク波長を有する種類の蛍光体粒子は相対的に大きなメディアン径を有していることを特徴としている。
【００２０】
この発光装置用蛍光体粒子集合体は、(ＭI1-aＥｕa)ＭIIＳｉＮ3で表されかつメディアン径Ｒ１を有する２価のユーロピウム付活窒化物赤色系蛍光体粒子に加えて、ＥｕbＳｉcＡｌdＯeＮfで表されるβ型サイアロンであってメディアン径Ｇ１を有する２価のユーロピウム付活酸窒化物緑色系蛍光体粒子、ＭIIIgＥｕhＳｉiＡｌjＯkＮlで表されるα型サイアロンであってメディアン径Ｙ１を有する２価のユーロピウム付活酸窒化物黄色系蛍光体粒子、およびＭIV3(ＭV1-mＣｅm)2(ＳｉＯ4)3で表されかつメディアン径Ｇ２を有する３価のセリウム付活珪酸塩緑色系蛍光体粒子の１種類以上を含み、ここで、ＭIはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａの少なくとも１種の元素を表し、ＭIIはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、ＧｄおよびＬｕの少なくとも１種の元素を表し、ＭIIIはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａの少なくとも１種の元素を表し、ＭIVはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａの少なくとも１種の元素を表し、そしてＭVはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、ＧｄおよびＬｕの少なくとも１種の元素を表し、０．００１≦a≦０．１０；０．００５≦b≦０．４；c＋d＝１２；e＋f＝１６；０＜g≦３．０；０．００５≦h≦０．４；i＋j＝１２；k＋l＝１６；および０．００５≦m≦０．５の条件を満たし、さらに、１．３≦Ｒ１／Ｇ１≦４．０；１．３≦Ｒ１／Ｙ１≦４．０；および１．３≦Ｒ１／Ｇ２≦４．０の条件を満たすことが特に好ましい。
【００２１】
また、本発明による発光装置は、４３０ｎｍから４８０ｎｍの範囲内にピーク波長を有する１次光を射出し得る窒化ガリウム系半導体発光素子と、その１次光を吸収して該１次光に比べて長いピーク波長を有する２次光を発する波長変換部とを含み、波長変換部は上述の条件を満たす蛍光体粒子集合体を含む単一の樹脂層からなっていて半導体発光素子を覆っていることを特徴としている。
【００２２】
なお、本発明における２価のユーロピウム付活窒化物赤色系蛍光物質としては、具体的には(Ca0.98Eu0.02)AlSiN3；(Ca0.94Mg0.05Eu0.01)(Al0.99In0.01)SiN3；(Ca0.94Mg0.05Eu0.01)(Al0.99Ga0.01)SiN3；(Ca0.97Sr0.01Eu0.02)(Al0.99Ga0.01)SiN3；(Ca0.84Sr0.15Eu0.01)AlSiN3；(Ca0.995Eu0.005)AlSiN3；(Ca0.989Sr0.010Eu0.001)(Al0.985Ga0.015)SiN3；(Ca0.93Mg0.02Eu0.05)AlSiN3などを挙げることができるが、勿論これらに限定されるものではない。
【００２３】
また、本発明におけるβ型サイアロンである２価のユーロピウム付活酸窒化物緑色系蛍光物質としては、具体的にはEu0.05Si11.50Al0.50O0.05N15.95；Eu0.10Si11.00Al1.00O0.10N15.90；Eu0.30Si9.80Al2.20O0.30N15.70；Eu0.15Si10.00Al2.00O0.20N15.80；Eu0.01Si11.60Al0.40O0.01N15.99；Eu0.005Si11.70Al0.30O0.03N15.97などを挙げることができるが、勿論これらに限定されるものではない。
【００２４】
また、本発明におけるα型サイアロンである２価のユーロピウム付活酸窒化物黄色系蛍光物質としては、具体的にはCa0.75Eu0.01Si9.75Al2.25O0.76N15.24；Ca0.50Li0.10Eu0.01Si11.50Al0.50O0.20N15.80；Ca1.00Sr0.10Eu0.20Si10.00Al2.00O0.30N15.70；Ca0.35Li0.20Eu0.05Si10.60Al1.40O1.25N14.75などを挙げることができるが、勿論これらに限定されるものではない。
【００２５】
さらには、本発明における３価のセリウム付活珪酸塩緑色系蛍光物質としては、具体的にはCa3(Sc0.85Ce0.15)2(SiO4)3；(Ca0.9Mg0.1)3(Sc0.70Ga0.15Ce0.15)2(SiO4)3；(Ca0.9Mg0.1)3(Sc0.80Ce0.20)2(SiO4)3；(Ca0.85Mg0.15)3(Sc0.50Y0.20Ce0.30)2(SiO4)3；Ca3(Sc0.98In0.01Ce0.01)2(SiO4)3；(Ca0.99Sr0.01)3(Sc0.84In0.10Y0.01Ce0.05)2(SiO4)3；(Ca0.95Mg0.05)3(Sc0.80Ce0.20)2(SiO4)3などを挙げることができるが、勿論これらに限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２６】
以上のような本発明によれば、複数種類の蛍光体粒子の相互関係においてメディアン径が適切に制御されているので、高効率かつ高演色性または色再現性(ＮＴＳＣ比)の優れた発光装置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】
【００２７】
(実施例１)
本発明の実施例１として、図１の模式的断面図に示されているような発光装置が作製された。この発光装置１０は、樹脂カップ３０内において、１次光を発する半導体発光素子１１と、１次光の少なくとも一部を吸収してその１次光の波長以上の波長を有する２次光を発する波長変換部１３とを含んでいる。半導体発光素子１１はカソード端子１４上に載置され、金ワイヤ１２によってカソード端子１４およびアノード端子１５ヘ電気的に接続されている。波長変換部１３は、透光性樹脂２０内で分布させられた２種類の蛍光体粒子２１と２２を含んでいる。
【００２８】
半導体発光素子１１として、４５０ｎｍの発光ピーク波長を有する窒化ガリウム(ＧａＮ)系半導体発光素子を用いた。波長変換部１３においては、メディアン径Ｒ１が１５．８μｍであって組成(Ｃａ0.99Ｅｕ0.01)ＡｌＳｉＮ3の赤色系蛍光体粒子２２と、メディアン径Ｇ１が５．１μｍであって組成Ｅｕ0.05Ｓｉ11.50Ａｌ0.05Ｏ0.05Ｎ15.95(β型サイアロン)の緑色系蛍光体粒子２１とを用いた。なお、蛍光体粒子のメディアン径を求めるために、粒度分布測定装置として堀場製作所製ＬＡ−９２０を用いた。
【００２９】
図２は本実施例１にて使用した赤色系蛍光物質の励起スペクトル分布を示し、すなわち、この図に示されたグラフにおいて、横軸は光の波長（ｎｍ）を表し、縦軸は光の相対強度（任意単位）を表している。そして、グラフ中の曲線は蛍光物質の励起スペクトル分布を表している。そして、図２に類似した図３は、本実施例１にて使用した赤色系蛍光物質の発光スペクトル分布を示している。
【００３０】
本実施例１においては、８５質量％の緑色系蛍光体粒子と１５質量％の赤色系蛍光体粒子を混合し、その混合粒子すなわち蛍光体粒子集合体を所定の割合にてシリコーン樹脂２０中に分散させて波長変換部１３を作製した。このシリコーン樹脂２０を樹脂カップ３０内に充填して波長変換１３を作製する際に、小さなメディアン径を有する緑色系蛍光体粒子２１に比べて、大きなメディアン径を有する赤色系蛍光体粒子２２を半導体発光素子１１近くに高い分布密度で沈降させることができる。
【００３１】
こうして作製された波長変換部１３を含む本実施例１の発光装置１０について、その特性(明るさ)を評価した。なお、その特性評価に際しては、順電流(ＩＦ)２０ｍＡにて半導体発光素子１１を点灯し、発光装置１０からの光出力(光電流)を測定した。
【００３２】
他方、比較例１としての発光装置も作製された。実施例１に比べて、比較例１の発光装置は、同組成の赤色系蛍光体粒子のメディアン径Ｒ１が１０．５μｍに変更され、同組成の緑色系蛍光体粒子のメディアン径Ｇ１が２２．１μｍに変更されて作製されたことのみにおいて異なっていた。
【００３３】
以上のようにして作製された実施例１と比較例１の発光装置の特性を評価した結果が表１に示されている。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
この表１に示されているように、本実施例１による発光装置は、比較例１による発光装置に比べて特性(明るさ)が優れていることが判る。なお、表１中において、Ｔｃは発光装置の発光色の相関色温度を表し、ｄｕｖは発光色度点の黒体輻射軌跡からの偏差（U*V*W*色度図（CIE1964均等色空間）上における発光色の色度点から黒体輻射軌跡に降ろした垂線の長さ）を表す。ｄｕｖが０．０１以下であれば通常のタングステンフィラメント電球などと同様に、着色のない色と感じられるとされている。また、７０００Ｋの黒体輻射温度では、太陽の色温度に近いことから自然な白色が得られる。
【００３６】
(実施例２)
本発明による実施例２においても、実施例１に類似して発光装置が作製された。本実施例２においては、半導体発光素子１１として、４６０ｎｍのピーク波長を有する窒化ガリウム(ＧａＮ)系半導体発光素子を用いた。
【００３７】
本実施例２における波長変換部１３では、メディアン径Ｒ１が１２．６μｍであって組成(Ｃａ0.96Ｓｒ0.03Ｅｕ0.01)ＡｌＳｉＮ3の赤色系蛍光体粒子と、メディアン径Ｇ２が６．０μｍであって組成(Ｃａ0.98Ｍｇ0.02)3(Ｓｃ0.90Ｃｅ0.10)2(ＳｉＯ4)3の緑色系蛍光体粒子を用いた。
【００３８】
本実施例２においては、７４．９質量％の緑色系蛍光体粒子と２５．１質量％の赤色系蛍光体粒子を混合し、その混合粒子すなわち蛍光体粒子集合体を所定の割合にてシリコーン樹脂２０中に分散させて波長変換部１３を作製した。
【００３９】
こうして作製された波長変換部１３を含む本実施例２の発光装置１０についても、実施例１の場合と同様の条件でその特性(明るさ)を評価した。
【００４０】
他方、比較例２としての発光装置も作製された。実施例２に比べて、比較例２の発光装置は、同組成の赤色系蛍光体粒子のメディアン径Ｒ１が７．６μｍに変更され、同組成の緑色系蛍光体粒子のメディアン径Ｇ２が１４．３μｍに変更されて作製されたことのみにおいて異なっていた。
【００４１】
以上のようにして作製された実施例２と比較例２の発光装置の特性を評価した結果が表２に示されている。
【００４２】
【表２】
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【００４３】
この表２に示されているように、本実施例２による発光装置も、比較例２による発光装置に比べて特性(明るさ)が優れていることが判る。
【００４４】
(実施例３〜８)
実施例１と２および比較例１と２の場合に類似して、実施例３〜８および比較例３〜８による発光装置がさらに作製され、それぞれの発光装置の特性評価結果が表３に示されている。これらの実施例３〜８においては、波長変換部１３に含まれる蛍光体粒子の種類とメディアン径が種々に変更されている。そして、各比較例においては、対比すべき実施例に比べてメディアン径のみが変更されている。
【００４５】
以上のようにして作製された実施例３〜８と比較例３〜８の発光装置の特性を評価した結果が表３に示されている。なお、表３において、Ｒ１、Ｙ１、Ｇ１、およびＧ２は、蛍光体粒子の種類を表すとともにメディアン径を表している。また、発光素子（λp)は、半導体発光素子１１の発光ピーク波長を表している。
【００４６】
【表３】
2009019163.tif 000005
【００４７】
この表３に示されているように、実施例３〜８による発光装置も、比較例３〜８による発光装置にそれぞれ比べて特性(明るさ)が優れていることが判る。
【００４８】
以上のような実施例１〜８および比較例１〜８から、種々の蛍光体粒子間のメディアン径比率が１．３≦Ｒ１／Ｇ１≦４．０；１．３≦Ｒ１／Ｙ１≦４．０；または１．３≦Ｒ１／Ｇ２≦４．０の条件を満たす場合に発光装置の良好な特性が得られることが判る。他方、それらのメディアン径の比率が１．３未満の場合には、発光装置の明るさの向上が十分ではなくて実用的ではない。また、それらのメディアン径の比率が４．０を超える場合には、蛍光体粒子２１、２２を含む透光性樹脂２０のモールド時にノズルの詰まり等の現象が発生し易くなる。
【００４９】
２価のユーロピウム付活窒化物赤色系蛍光体粒子のメディアン径Ｒ１に関しては、７μｍ≦Ｒ１≦１９μｍの範囲が好ましく、１０μｍ〜１６μｍの範囲がより好ましい。Ｒ１が７μｍ未満の場合には、Ｇ１、Ｇ２、またはＹ１が５．４μｍ未満でなければならず、緑色系蛍光体粒子や黄色系蛍光体粒子の結晶成長が不十分になり易くて十分な明るさが得られない傾向になる。他方、Ｒ１が１９μｍを超える場合には、窒化物赤色系蛍光体粒子の結晶成長において粗大粒子の生成が目立つようになり、これは実用上得策ではない。
【００５０】
酸窒化物緑色系蛍光体粒子、酸窒化物黄色系蛍光体粒子、および珪酸塩緑色系蛍光体粒子のそれぞれのメディアン径Ｇ１、Ｙ１、およびＧ２に関しては、上述の条件が成り立てば発光装置の良好な特性が得られるが、発光装置の明るさを考慮すれば前述のように５．４μｍ以上であることが好ましい。
【００５１】
また、発光装置における半導体発光素子１１の発光ピーク波長が４８０ｎｍを超えれば、発光装置の白色光における明るさが低下して実用的でなくなる傾向になる。他方、半導体発光素子１１の発光ピーク波長が４３０ｎｍ未満の場合には、青色光成分の寄与が小さくなって演色性が悪くなり、この場合も実用的ではない。
【００５２】
なお、窒化物赤色系蛍光物質において、ＭIIは３価の金属元素であって好ましくはＡｌ、ＧａおよびＩｎから少なくとも１種が選択され得るが、発光装置の明るさ向上効果の観点からはＡｌが最も好ましい。また、珪酸塩緑色系蛍光物質においても、ＭVは３価の金属元素であって好ましくはＧａ、Ｉｎ、ＳｃおよびＹから少なくとも１種が選択され得るが、発光装置の明るさ向上効果の観点からはＳｃが最も好ましい。
【００５３】
また、以上の種々の実施例では２種類の蛍光体粒子の組合せのみが例示されたが、３種類以上の蛍光体粒子の組合せを利用してもよいことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明によれば、メディアン径を制御した窒化物赤色系蛍光体粒子、酸窒化物緑色系蛍光体粒子、酸窒化物黄色系蛍光体粒子、または珪酸塩緑色系蛍光体粒子の組合せを波長変換部に利用することによって、半導体発光素子からの光を効率良く吸収して高効率かつ高演色性あるいは色再現性(ＮＴＳＣ比)の優れた白色光を放射し得る発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施例において作製された発光装置を示す模式的断面図である。
【図２】本発明において使用され得る窒化物赤色系蛍光物質の励起スペクトル分布図の一例を示すグラフである。
【図３】図２に示された窒化物赤色系蛍光物質の発光スペクトル分布図の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５６】
１０  発光装置、１１  半導体発光素子、１２  金ワイヤ、１３  波長変換部、１４  カソード端子、１５  アノード端子、２０  透光性樹脂、２１  緑色系蛍光体粒子、２２  赤色系蛍光体粒子、３０  樹脂カップ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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