JP2008163078A - 蛍光体及びそれを用いた発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】青色で発光する励起光源と組み合わせたときに一種類の蛍光体で白色を得ることができ、特性の優れた蛍光体を得る。
【解決手段】
CaSiAlN3結晶と同一の結晶構造を有する無機化合物を母体結晶とする固溶体結晶蛍光体であって、発光中心イオンとしてCeを含み、発光ピーク波長を550〜600nmの範囲に持つ黄色発光蛍光体であり、下記組成式で表される。
Ca1-x-ySrxAlSiN3:Ce3+ y
（式中、ｘおよびｙは0＜x＜1、0.001≦y≦0.1を満たす、或いは、ｘおよびｙは0≦x＜1、0.005≦y≦0.1を満たす。）
【選択図】なし

Description

本発明は、550〜600nmに発光ピーク波長を持つ新規な黄色発光物蛍光体とその蛍光体を利用した発光装置に関する。
蛍光体は、LEDや冷陰極蛍光ランプ（CCFL）などの発光装置において波長変換材料として広く使用されており、YAG系、BAM系、SiAlON系など種々の蛍光体が開発されている。一般に、これら発光装置では、LEDチップなどの発光源から出て蛍光体により吸収されずに外部に取り出された光と、発光源からの光を吸収することによって蛍光体が発する光とを合成した光が、その発光装置が発する光となる。
例えば、よく知られている白色LEDでは、発光スペクトルが420nmから490nmに単色性ピークを持つ青色発光LEDチップと、この青色発光LEDチップから出た光を吸収し、510nm〜610nm付近にピーク波長を持つ光を発する黄色発光蛍光体であるセリウム賦活ガーネット蛍光体（YAG系蛍光体）と組み合わせることにより白色光を実現している（特許文献１）。
一方、特許文献２には、従来のYAG蛍光体や希土類賦活SiAlON系蛍光体の演色性を改善するものとして、CaSiAlN3結晶と同一の結晶構造を有する無機化合物を母体結晶とし、M(ただし、MはMn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luから選ばれる１種または２種以上の元素)を発光中心として添加した固溶体結晶蛍光体（以下、CaSiAlN3蛍光体）が提案されている。
このCaSiAlN3蛍光体は、高い発光効率、良好な温度特性など非常に優れた特性を持ち、希土類付活SiAlON蛍光体より長波長（570nm〜700nm）の橙色や赤色に発光する蛍光特性を持つ。特許文献２には、このCaSiAlN3蛍光体を単独で或いはそれより短波長に発光ピークを有する蛍光体と組み合わせて用いて、赤み成分に富む演色性の良い白色発光ダイオードを設計することが開示されている。
特許第３５０３１３９号公報 特開２００６−８７２１公報
上述した特許文献２には、主にEuを発光中心として発光ピーク波長が600nm以上の燈〜赤色発光蛍光体が記載されているが、600nm以下に発光ピークを持つ蛍光体としてはTbやDyを用い、その4f−4f遷移に基づく発光を示す２，３例が記載されているのみである。発光ピーク波長600nm以上の燈〜赤色発光の蛍光体の場合、赤みのない白色LEDとするためには別の種類の蛍光体と混合する必要がある。しかし、２種類以上の蛍光体を混合した場合、コスト、明るさ、劣化特性などの諸特性が劣ることが一般的に知られている。また発色のばらつきを生じるという問題もある。
そこで本発明は、CaSiAlN3蛍光体の優れた特性を備え、且つ600nm以下に発光ピークを持つ黄色で発光するCaSiAlN3蛍光体を提供することを目的とする。
本発明の蛍光体は、CaSiAlN3結晶と同一の結晶構造を有する無機化合物を母体結晶とする固溶体結晶蛍光体であって、発光中心イオンとしてCeを含み、発光ピーク波長を550〜600nmの範囲に持つ黄色発光蛍光体である。
本発明の黄色発光蛍光体は、紫外光から青色の光を発光する励起光源によって発光可能であり、その発光はCeの5d−4f遷移からの幅広い連続スペクトルを持つ。
この黄色発光蛍光体は、CaSiAlN3結晶のCaの一部をSrで置換することができる。SrでCaを置換することにより、発光ピーク波長を短波長側にシフトすることができる。ただしCaを全く含まない場合には、CaSiAlN3結晶を形成することができず、Sr2Si5N8とAlNの二相からなる結晶となる。この結晶は、蛍光体とはなるが、CaSiAlN3蛍光体に比べ、発光効率、温度特性が劣る。
一方、本発明の蛍光体は、Srを含まない場合にも、波長550〜600nmの範囲に発光ピークを持つ発光が得られる。この場合、発光中心イオンであるCeの濃度を調整することにより、ピーク波長を調整することができる。具体的にはCeの濃度が高いほどピーク波長は長波長側にシフトする。Srを含まない蛍光体において、好適なCeの濃度は、Ca及びSrの合計元素数１に対し、約0.005〜0.1、好ましくは0.0075〜0.05である。
上述した本発明の蛍光体は、具体的には、下記組成式で表すことができる。
Ca1-x-ySrxAlSiN3:Ce3+ y
（式中、ｘおよびｙは0＜x＜1、0.001≦y≦0.1を満たす、或いはｘおよびｙは0≦x＜1、0.005≦y≦0.1を満たす。）
次に、本発明の蛍光体の製造方法の一例を説明する。
まず材料として窒化物、酸化物もしくは高温加熱中で酸化物となる炭酸化物、水酸化物、ハロゲン化物、単体金属などの材料を目的の組成比で用意し、アルミナの乳鉢と乳棒で十分に混合する。混合した粉末をBNるつぼに入れて0.9MPaの窒素加圧雰囲気で1700〜1900℃、望ましくは1750〜1800℃で２時間程度焼成する。
ここで試料の混合・粉砕、るつぼへの投入作業はすべて酸素を30ppm以下、水分量をlppm以下に維持した窒素雰囲気のグローブボックス内で行なうことが好ましい。得られた焼成物を、必要に応じて篩いによる分級や硝酸、塩酸などの酸溶液による洗浄を行ない、目的とする蛍光体粉末を得る。
本発明の黄色発光蛍光体は、上述したように紫外から青色の励起光源により発光するものであるが、特に波長420〜500nmで発光する励起光源と組み合わせることにより、他の蛍光体を用いることなく、白色で発光する発光装置を作製することができる。ただしこのことは、本発明の蛍光体を他の蛍光体と組み合わせて用いることを妨げるものではない。
即ち、本発明の発光装置は、上述した本発明の蛍光体を含む波長変換材料と、波長360〜500nmの光を発光する光源とを組み合わせた発光装置であり、波長変換材料は、本発明の蛍光体１種のみでもよいし、他の蛍光体を含んでいてもよい。
励起光源としては、例えば紫外光から青色の光を発光する半導体発光素子（LED）や、水銀、キセノンなどのガスを励起させることにより波長360〜500nmの光を発生するものが挙げられる。励起光源の種類により、半導体発光素子と蛍光体とを組み合わせたLED、蛍光灯、冷陰極蛍光ランプ（CCFL）など、発光装置として種々の形態が取りえる。
次に上記蛍光体を用いた本発明の発光装置について説明する。本発明の発光装置は、蛍光体として上記Ce賦活のCaSiAlN3蛍光体を用いたことを除き、公知の発光装置と同様であり、構造や型は特に限定されない。図１に第１の実施の形態として、本発明が適用される典型的な発光装置（LED）を示す。この発光装置は、基体７上に搭載された半導体発光素子１と、引き出し電極６と、引き出し電極６と発光素子１を接続する導線２と、半導体発光素子１を囲むように基体７に設けられた凹部８と、凹部８を充填する封止部４とからなる。蛍光体は、発光素子１が発光する光と異なる波長の光を発光する波長変換材３として用いられ、封止部４内に混合されている。
半導体発光素子１は、発光ピーク波長範囲360〜500nmのものが用いられる。上記発光ピーク波長範囲内にて発光する半導体発光素子１として、例えば、III族−窒素化合物系(InGaAlN系)半導体や酸化亜鉛化合物系(ZnMgO系)半導体、セレン化亜鉛化合物系(ZnMgSeSTe系)半導体、炭化珪素化合物系(SiGeC系)半導体などが代表的なものとして挙げられるが、紫外光から青色の光を発光する半導体であれば、その他の化合物系半導体であってもよい。なお本発明においては、半導体発光素子１としては、サブマウント上に固定されたものも含まれる。
基体７と半導体発光素子１および引き出し電極６は、種々の形態を取ることができ、基体７上に半導体発光素子１が固定され、かつ、アノード／カソード用の各引き出し電極６と半導体発光素子１のアノード／カソード電極とが対応して電気的接合がなされていればよい。典型的には図１に示すように、ガラス繊維、エポキシ樹脂などの絶縁物により構成されている基体７上にアノード／カソード両極用の引出し電極６が配線されている。半導体発光素子１はエポキシ樹脂等の接着剤により基体７上に固定され、半導体発光素子１のアノード／カソード各電極は、対応する引き出し電極６と導電性ワイヤー２によって電気的接合がなされている。或いは図示しないが、半導体発光素子１のアノード／カソード電極と対応する各引き出し電極６とを、Au-Snなどの共晶材料やAuバンプ、異方性を有した導電性シート、Agペーストに代表されるような導電性樹脂等により、電気的に接合するとともに基体７に固定する形態や、上記した材料により半導体発光素子１の片極のみを対応する引き出し電極６に対し電気的に接合すると共に基体７へ固定し、他方の極と対応する引き出し電極６とは導電性ワイヤーにて電気的接合をとる形態などを取りえる。さらに、基体７が半導体発光素子１の放熱性を向上させるために金属等の導電性材料で構成され、片極の引き出し電極６を兼ねるようにしてもよい。
基体７には半導体発光素子1が内側に固定されている凹部８が設けられることが望ましい。凹部８は、基体７と一体成型をする方法、基体７に後から接合させる方法など種々の方法により形成することができ、本発明においてはどのような方法であってもよい。凹部８の表面は、アノード／カソード各極の引き出し電極６が電気的短絡状態にならないような材料であればどのようなものでもよく、例えば、凹部８の内側に塗布、メッキ、または蒸着等により高反射率材を形成してもよい。凹部８の形状は概円錐台形であることが望ましいが、概四角錐台形でもよい。凹部８の側壁は傾斜していることが望ましいが、携帯電話の表示部用バックライト光源用白色LEDのように、素子の薄型化が望まれている発光装置の場合には、端面はほぼ垂直であってもよい。
凹部８を充填する封止部４の材料としては、半導体発光素子１からの発光ピーク波長よりも短波長領域まで透明であり、波長変換材３を混合できる材料であればよい。具体的には熱硬化樹脂、光硬化性樹脂や低融点ガラスなどが挙げられる。特にエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ基を有するポリジメチルシロキサン誘導体、オキセタン樹脂、アクリル樹脂、シクロオレフィン樹脂等の熱硬化樹脂が好ましい。これら樹脂は、１種または２種以上を混合して用いることができる。
波長変換材３は、少なくとも本発明のCaSiAlN3蛍光体を含んでいることが必要である。また本発明の蛍光体を一つ以上の他の蛍光体と組み合わせて、本発明の蛍光体のみでは達成できない色調を形成することができる。他の蛍光体としては、発光素子１が発生する光或いは本発明の蛍光体が発光する光を吸収し、吸収した光よりも長波長に波長変換する波長変換材料を用いることができる。
他の蛍光体としては、A3B5O12:M(AはY、Gd、Lu、Tb、BはAl、Ga、MはCe3+、Tb3+、Eu3+、Cr3+、Nd+またはEr3+)、希土類とマンガンをドープしたバリウム−アルミニウム−マグネシウム系化合物蛍光体(BAM:Mn蛍光体)、Y2O2S:Eu3+や(Sr,Ca)S:Eu2+、ZnS:Cu,A1などに代表される硫化物系化合物蛍光体、CaGa2S4:Eu2+やSrGa2S4:Eu2+などの希土類をドープしたチオガレート系蛍光体、またはCaAl2O4:Eu2+などのアルミン酸塩、(Ca,Sr,Ba,)xSiyOz:Eu2+などのケイ酸塩の少なくとも1つの組成を含有した蛍光体、α-SiAlON、β-SiAlON等のSiAlON系蛍光体、Sr2Si5N8:Eu2+などの窒化物蛍光体などの一般的に知られている各波長変換材の材料を１種または２種以上を混合して用いることができる。また必要に応じて各波長変換材用材料に、励起光および波長変換された光の反射を補助するために硫酸バリウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素などの散乱材を混在させてもよい。
波長変換材３は、上述した封止部４に適量混合させて用いることができる。樹脂に混合する場合の混合量は、特に限定されないが、通常封止部を構成する材料全体の1〜50重量％程度である。また波長変換材３は、透明基板７中に分散させて用いてもよい。
なお封止部４の樹脂と波長変換材３との混合物を凹部８に充填した際には、充填物の高さは開口面に形成される水平面の高さと同じか、それよりも凹んだ状態が好ましい。充填物は、最終的に、凹んだ状態になっていればよく、材料充填の際に凹みを形成しても、封止部4の封止剤充填時は凸形状で硬化後に凹みが形成されても効果は同じである。
次に本発明の第２の実施の形態として図１の発光装置とは異なる構造の発光装置を図２に示す。この発光装置は、凹部１８を有する、１ないし複数のハウジング１７が形成されたパッケージ成型体からなり、ハウジング１７の凹部１８の底部に発光素子１１が搭載されている。図示していないが、発光素子１１のアノード／カソード電極は、ハウジング１７と一体的に形成されたリードにより外部電源に接続される。また凹部１８の上部（開口）は、ガラス板、樹脂板等の透明部材１４で覆われており、これにより発光素子１１は凹部１８内の空間（封止部）に密閉されている。封止部は大気圧以下の状態に保たれるかN2、Arなどの不活性ガスなど気体などによって満たされている。透明部材１４の少なくとも片面には、蛍光体層１３が形成されている。図示する実施の形態では、発光素子１１の真上に当たる透明部材１４の外側の面に、発光素子１１よりも広い面積となるように第１の蛍光体層１３１が形成され、第１の蛍光体層１３１の周辺に相当する透明部材１４の内側面に、第２の蛍光体層１３２が形成されている。
このように透明部材１４の両面に第１および第２の蛍光体層を配置することにより、発光素子１から発光した光の一部は、第１の蛍光体層１３１で波長変換され、外部へ発光されるとともに、第１の蛍光体層１３１の裏面で反射された光は、内側面に形成された第２の蛍光体層１３２により波長変換され、外部へ発光される。
第１および第２の蛍光体層を構成する材料は同一でも異なっていてもよく、そのうち少なくとも一方は本発明のCaSiAlN3蛍光体を含んでいる。蛍光体層１３は、本発明のCaSiAlN3蛍光体を含む蛍光体を、スクリーン印刷、スピンコート等により成膜することにより形成することができる。蛍光体層１３に含まれるCaSiAlN3蛍光体の量については特に制限はないが、樹脂に対する総蛍光体量は作業性等の観点から概ね1〜80重量％程度、好ましくは3〜50重量％である。また蛍光体層の膜厚は、光取り出し効率の観点から500μｍ以下が望ましく、10〜150μｍがさらに望ましい。
以上、本発明の発光装置の実施の形態として、本発明の蛍光体を近紫外〜青色LEDと組み合わせた２つのタイプのLEDを説明したが、本発明の蛍光体は、500nm以下の波長で励起可能なので、近紫外LED限らず励起された水銀ガスなどのガスから発光する波長140〜500nmの紫外〜青色で蛍光体を励起させる蛍光灯や冷陰極蛍光ランプ（CCFL）などにも利用可能である。
以下、本発明のCaSiAlN3蛍光体の実施例および発光装置の実施例を説明する。
以下の実施例では、出発原料として、Ca3N2(フルウチ化学2N)、Sr3N2(フルウチ化学2N)、AlN(高純度化学3N)、Si3N4(宇部興産SN-E10)、CeO2(高純度化学4N)を用いた。
＜実施例１＞
出発材料の混合モル比を、Ca3N2：AlN：Si3N4：Sr3N2：CeO2＝(1-c-1/3d)：a：b：c：dとするときa=3、b=1、c=0、d=0.03となるように、Ca3N2=3.000g、AlN=2.513g、i3N4=2.867g、CeO2=0.106gを秤量した。これらの材料を酸素量30ppm以下、水分量1ppm以下の窒素雰囲気としたグローブボックス内でアルミナ乳鉢、アルミナ乳棒を使い十分に混合し、粉末をBNるつぼ(電気化学)に投入した。この試料を黒鉛の抵抗加熱を用いる多目的高温炉(富士電波工業)にいれ、まず炉内を1×10-2Pa以下の真空状態に保持したまま昇温速度500℃/hで800℃まで昇温し、次に炉内を0.9MPaの窒素加圧雰囲気として1750℃まで昇温し、1750℃で2時間の焼成を行った。次に1200℃まで降温速度500℃/hで降温した後、室温まで自然冷却した。試料を回収し、硝酸による洗浄、篩いによる分級の後、黄色の粉末を得た。
得られた蛍光体の組成分析を、Ca、Al、Si、CeについてはICP発光分析により、酸素、窒素については酸素窒素分析計を用いて行った。その結果は表1の結果になった。この結果を組成式で表すと、Ce0.01Ca0.94Al1.03Si0.95O0.10N2.98となった。
Figure 2008163078
またX線回折装置(Bruker Advanced D8)でCuのKα線を用いて結晶構造の同定を試みた。結果を図３に示す。また特許文献２に記載されているCaAlSiN3の原子座標を用いてリートベルト法で計算したXRDパターンを図４に示す。両者ともに良く一致し、本蛍光体がCaAlSiN3結晶と同一の結晶構造を主相とすることが確かめられた。
さらに得られた蛍光体の460nm励起時の発光スペクトルを測定した。結果を図５に示す。この蛍光体は、発光ピーク577nmの橙色の発光を示した。またそのときのCIE色度は(x,y)=(0.50,0.49)であった。
＜実施例２＞
出発材料の混合モル比をCa3N2：AlN：Si3N4：Sr3N2：CeO2＝(1-c-1/3d)：a：b：c：dとするときa=3、b=1、c=0.5、d=0.03となるように、Ca3N2=0.750g、Sr3N2=1.471g、AlN=1.257g、Si3N4=1.433g、CeO2=0.053gを秤量した。その他は洗浄を行わなかったこと以外は実施例1と同様に焼成を行い、黄色の粉末を得た。X線回折の結果、CaAlSiN3結晶と同一の結晶構造を主相とすることが確かめられた。さらに得られた蛍光体の460nm励起時の発光スペクトルを測定した。結果を図６に示す。この蛍光体は、発光ピーク波長574.5nmの橙色の発光を示した。またそのときのCIE色度は(x,y)=(0.49,0.50)であった。
＜実施例３＞
出発材料の混合モル比をCa3N2：AlN：Si3N4：Sr3N2：CeO2＝(1-c-1/3d)：a：b：c：dとするときa=3、b=1、c=0.8、d=0.03となるように、Ca3N2=0.730g、Sr3N2=6.029g、AlN=3.186g、Si3N4=3.635g、CeO2=0.134gを秤量した。その他は洗浄を行わなかったこと以外は実施例1と同様に焼成を行い、黄色の粉末を得た。X線回折の結果、CaAlSiN3結晶と同一の結晶構造を主相とすることが確かめられた。さらに得られた蛍光体の460nm励起時の発光スペクトルを測定した。結果を図７に示す。
この蛍光体は、発光ピーク波長560nmの黄色の発光を示した。またそのときのCIE色度は(x,y)=(0.45,0.52)であった。
ここでSrがCaを置換していることを確かめるために、実施例１〜３のXRDチャートのメインピーク付近を拡大し比較したものを図８に、メインピーク位置をSr量（x）とともに表２に示す。
Figure 2008163078
この結果からSr仕込み量が多いほど、メインピークが低角側ヘシフトしていることが分かる。XRDのピークが低角側ヘシフトしたことは格子定数が大きくなったことを意味するものであり、Caサイトをイオン半径の大きいSrが置換したことを意味している。このことからSrでCaサイトを置換するにつれて発光が短波長化することが裏付けられた。
＜比較例１＞
出発材料の混合モル比をCa3N2：AlN：Si3N4：Sr3N2：CeO2＝(1-c-1/3d)：a：b：c：yとするときa=3、b=1、c=0.99、d=0.03となるように、Sr3N2(フルウチ化学2N)2.600g、AlN(高純度化学3N)1.100g、Si3N4(宇部興産SN-E10)1.267g、CeO2(高純度化学4N)0.047gを秤量した。その他は実施例1と同様に焼成を行い、緑色の粉末を得た。X線回折の結果、CaAlSiN3結晶では無く、Sr2Si5N8とAlNの二相からなることが確かめられた。結果を図９に示す。したがってCaAlSiN3結晶を生じさせるためにはCaが必須であることがわかった。
＜実施例４＞
出発材料の混合モル比をCa3N2：AlN：Si3N4：Sr3N2：CeO2＝(1-c-1/3d)：a：b：c：dとするときa=3、b=1、c=0、d=0.003となるように、Ca3N2=3.000g、AlN=2.513g、Si3N4=2.867g、CeO2=0.011gを秤量した。その他は洗浄を行わなかったこと以外は実施例1と同様に焼成を行い、黄色の粉末を得た。X線回折の結果、CaAlSiN3結晶と同一の結晶構造を主相とすることが確かめられた。さらに得られた蛍光体の460nm励起時の発光スペクトルを測定した。結果を図１０に示す。
この蛍光体は発光ピーク波長559nmの黄色の発光を示した。またそのときのCIE色度は(x,y)=(0.46,0.52)であった。
＜実施例５＞
出発材料の混合モル比をCa3N2：AlN：Si3N4：Sr3N2：CeO2＝(1-c-1/3d)：a：b：c：dとするときa=3、b=1、c=0、d=0.15となるように、Ca3N2=2.000g、AlN=1.746g、Si3N4=1.992g、CeO2=0.367gを秤量した。その他は洗浄を行わなかったこと以外は実施例1と同様に焼成を行い、黄色の粉末を得た。X線回折の結果、CaAlSiN3結晶と同一の結晶構造を主相とすることが確かめられた。さらに得られた蛍光体の460nm励起時の発光スペクトルを測定した。結果を図１１に示す。
この蛍光体は発光ピーク波長591nmの黄色の発光を示した。またそのときのCIE色度は(x,y)=(0.54,0.45)であった。
発光中心イオン（Ce）の濃度が発光ピーク波長に与える影響を確認するために、実施例１、４および５におけるCe濃度と発光ピーク波長を表３に示す。
Figure 2008163078
 これらの結果から発光中心イオンの濃度を下げると発光ピーク波長が短波長化すること、また発光中心イオンの濃度を上げると発光ピーク波長が長波長化することが確かめられた。
実施例および比較例における出発原料の混合モル比をまとめたものを表４に示す。
Figure 2008163078
＜実施例6＞
発光主波長465nmの青色LEDの素子を面実装タイプのパッケージに接合した後、熱硬化エポキシ樹脂に対して、実施例1の蛍光体を30重量部配合したペーストをパッケージに注入し、150℃、8時間熱硬化し、固定化し、図１に示す構造の白色LEDを試作した。得られた白色LED（発光装置）の発光スペクトルを測定した結果を図１２に示す。この白色LEDの色度は、(x,y)=(0.447,0.402)であり、JIS Z9112の光源色区分で電球色の範囲内にあることが確認された。
＜実施例7＞
発光主波長465nmの青色LEDの素子を面実装タイプのパッケージに接合した後、熱硬化エポキシ樹脂に対して、実施例３の蛍光体を20重量部配合したペーストをパッケージに注入し、150℃、8時間熱硬化し、固定化し、図１に示す構造の白色LEDを試作した。得られた白色LED（発光装置）の発光スペクトルを測定した結果を図１３に示す。この白色LEDの色度は、(x,y)=(0.306,0.299)であった。
＜実施例8＞
発光主波長465nmの青色LEDの素子を面実装タイプのパッケージに接合した。実施例１の蛍光体とCaAlSiN3:Eu2+蛍光体と(Sr0.5,Ba0.5)2SiO4:Eu2+蛍光体を1:0.7:0.33の重量比で配合し、得られた蛍光体混合物をエポキシ樹脂に対して30重量部配合し、ペーストを得た。このペーストを青色LEDを接合したパッケージに注入し、150℃、8時間熱硬化し、固定化し、図１に示す構造の白色LEDを試作した。得られた白色LED（発光装置）の発光スペクトルを測定した結果を図１４に示す。この白色LEDの色度は、(x,y)=(0.445,0.415)であった。
本発明によれば、耐熱性、発光効率等の特性の優れたCaAlSiN3蛍光体であって、600nm以下に発光ピークを持つ新規な黄色蛍光体が提供される。また本発明の黄色蛍光体を波長420〜500nmで発光する励起光源と組み合わせることにより、他の蛍光体を用いることなく、白色で発光する発光装置を作製することができる。
本発明が適用される発光装置の一実施の形態を示す図 本発明が適用される発光装置の他の実施の形態を示す図 実施例１の蛍光体のXRD測定結果を示す図 公知のCaAlSiN3蛍光体のXRDパターン（計算値）を示す図 実施例１の蛍光体の発光スペクトルを示す図 実施例２の蛍光体の発光スペクトルを示す図 実施例３の蛍光体の発光スペクトルを示す図 実施例１〜３のXRDパターンの要部拡大図 比較例１の粉末のXRD測定結果を示す図 実施例４の蛍光体の発光スペクトルを示す図 実施例５の蛍光体の発光スペクトルを示す図 実施例６の白色LEDの発光スペクトルを示す図 実施例７の白色LEDの発光スペクトルを示す図 実施例８の白色LEDの発光スペクトルを示す図
符号の説明
１・・・発光素子、２・・・導線、３・・・波長変換材、４・・・封止部、６・・・引き出し電極、７・・・基体、８・・・凹部

Claims (8)

  1. CaSiAlN3結晶と同一の結晶構造を有する無機化合物を母体結晶とする固溶体結晶蛍光体であって、発光中心イオンとしてCeを含み、発光ピーク波長を550〜600nmの範囲に持つ黄色発光蛍光体。
  2. 請求項１記載の黄色発光蛍光体であって、CaSiAlN3結晶のCaの一部をSrで置換したことを特徴とする黄色発光蛍光体。
  3. CaSiAlN3結晶と同一の結晶構造を有する無機化合物を母体結晶とする固溶体結晶蛍光体であって、下記組成式で表されることを特徴とする黄色発光蛍光体。
    Ca1-x-ySrxAlSiN3:Ce3+ y
    （式中、ｘおよびｙは0＜x＜1、0.001≦y≦0.1を満たす。）
  4. CaSiAlN3結晶と同一の結晶構造を有する無機化合物を母体結晶とする固溶体結晶蛍光体であって、下記組成式で表されることを特徴とする黄色発光蛍光体。
    Ca1-x-ySrxAlSiN3:Ce3+ y
    （式中、ｘおよびｙは0≦x＜1、0.005≦y≦0.1を満たす。）
  5. 請求項３又は４に記載の黄色発光蛍光体であって、発光ピークを550〜600nmの間に持つ黄色発光蛍光体。
  6. 請求項１ないし５いずれか１項に記載の蛍光体を含む波長変換材料と、波長360〜500nmの紫外から青色の光を発光する光源とを組み合わせた発光装置。
  7. １種類のみの蛍光体からの発光で白色光を得る白色LEDであることを特徴とする請求項６記載の発光装置。
  8. ２種類以上の蛍光体からの発光で白色光を得る白色LEDであることを特徴とする請求項６記載の発光装置。
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