JP2014177601A - 黄色発光蛍光体およびそれを用いた発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】発光効率の高い黄色蛍光体の提供。
【解決手段】下記一般式（１）：
（Ｍ１−ｘＲＥｘ）２ｙＡｌｚＳｉ１０−ｚＯｕＮｗＣｌα （１）
（式中、Ｍは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫからなる群から選択される少なくとも一つの元素であり、０＜α≦０．００１７である。）で表わされる組成を有し、波長２５０〜５００ｎｍの光で励起した際に波長５００〜６００ｎｍの間にピークを有する発光を示すことを特徴とする黄色発光蛍光体。
【選択図】図１
【解決手段】下記一般式（１）：
（Ｍ１−ｘＲＥｘ）２ｙＡｌｚＳｉ１０−ｚＯｕＮｗＣｌα （１）
（式中、Ｍは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫからなる群から選択される少なくとも一つの元素であり、０＜α≦０．００１７である。）で表わされる組成を有し、波長２５０〜５００ｎｍの光で励起した際に波長５００〜６００ｎｍの間にピークを有する発光を示すことを特徴とする黄色発光蛍光体。
【選択図】図１
Description
本発明の実施形態は、発光装置に使用することができる蛍光体およびそれを用いた発光装置、ならびにその蛍光体の製造方法に関するものである。
青色ＬＥＤと黄色蛍光体Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（ＹＡＧ）を組み合わせた白色ＬＥＤが開発され、その用途として、照明や液晶ディスプレイ用バックライト光源などへの応用が検討されている。
本発明の実施形態は、高効率な白色ＬＥＤ照明を提供することを目的とするものである。
本発明の実施形態による蛍光体は、下記一般式（１）：
（Ｍ１−ｘＲＥｘ）２ｙＡｌｚＳｉ１０−ｚＯｕＮｗＣｌα （１）
（式中、
Ｍは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫからなる群から選択される少なくとも一つの元素であり、
ＲＥは、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、およびＭｎからなる群から選択される元素であり、
０＜ｘ≦１，
０．８≦ｙ≦１．１、
２≦ｚ≦３．５
ｕ≦１、
１．８≦ｚ−ｕ、
１３≦ｕ＋ｗ≦１５
０＜α≦０．００１７
である）
で表わされる組成を有し、波長２５０〜５００ｎｍの光で励起した際に波長５００〜６００ｎｍの間にピークを有する発光を示すことを特徴とするものである。
（Ｍ１−ｘＲＥｘ）２ｙＡｌｚＳｉ１０−ｚＯｕＮｗＣｌα （１）
（式中、
Ｍは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫからなる群から選択される少なくとも一つの元素であり、
ＲＥは、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、およびＭｎからなる群から選択される元素であり、
０＜ｘ≦１，
０．８≦ｙ≦１．１、
２≦ｚ≦３．５
ｕ≦１、
１．８≦ｚ−ｕ、
１３≦ｕ＋ｗ≦１５
０＜α≦０．００１７
である）
で表わされる組成を有し、波長２５０〜５００ｎｍの光で励起した際に波長５００〜６００ｎｍの間にピークを有する発光を示すことを特徴とするものである。
また、実施形態による蛍光体の製造方法は、前記蛍光体の製造方法であって、
前記Ｍの窒化物または炭化物、
Ａｌの窒化物、酸化物、または炭化物、Ｓｉの窒化物、酸化物、または炭化物、および
前記ＲＥの塩化物、酸化物、窒化物、または炭酸塩
を含む原料混合物を１５００〜２０００℃の範囲の温度で焼成することを含むことを特徴とするものである。
前記Ｍの窒化物または炭化物、
Ａｌの窒化物、酸化物、または炭化物、Ｓｉの窒化物、酸化物、または炭化物、および
前記ＲＥの塩化物、酸化物、窒化物、または炭酸塩
を含む原料混合物を１５００〜２０００℃の範囲の温度で焼成することを含むことを特徴とするものである。
黄色発光蛍光体
本発明による黄色発光蛍光体は、特定範囲の組成を有し、波長２５０〜５００ｎｍの光で励起した際に波長５００〜６００ｎｍの間にピークを有する発光を示すことを特徴とするものである。以下、この蛍光体について説明をする。
本発明による黄色発光蛍光体は、特定範囲の組成を有し、波長２５０〜５００ｎｍの光で励起した際に波長５００〜６００ｎｍの間にピークを有する発光を示すことを特徴とするものである。以下、この蛍光体について説明をする。
本発明の実施形態による、一般式（１）：
（Ｍ１−ｘＲＥｘ）２ｙＡｌｚＳｉ１０−ｚＯｕＮｗＣｌα （１）
（式中、
Ｍは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫからなる群から選択される少なくとも一つの元素であり、
ＲＥは、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、およびＭｎからなる群から選択される元素であり、
０＜ｘ≦１、
０．８≦ｙ≦１．１、
２≦ｚ≦３．５、
ｕ≦１、
１．８≦ｚ−ｕ、
１３≦ｕ＋ｗ≦１５
０＜α≦０．００１７
である）
で表される蛍光体は、一般的にサイアロン蛍光体に分類されるものである。この蛍光体は、波長２５０〜５００ｎｍの光で励起した際に波長５００〜６００ｎｍの間にピークを有する発光を示す、黄色発光蛍光体である。この蛍光体の基本的は結晶構造は、（Ｓｒ，Ｃｅ）２Ｓｉ７Ａｌ３ＯＮ１３と同一のものである。
（Ｍ１−ｘＲＥｘ）２ｙＡｌｚＳｉ１０−ｚＯｕＮｗＣｌα （１）
（式中、
Ｍは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫからなる群から選択される少なくとも一つの元素であり、
ＲＥは、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、およびＭｎからなる群から選択される元素であり、
０＜ｘ≦１、
０．８≦ｙ≦１．１、
２≦ｚ≦３．５、
ｕ≦１、
１．８≦ｚ−ｕ、
１３≦ｕ＋ｗ≦１５
０＜α≦０．００１７
である）
で表される蛍光体は、一般的にサイアロン蛍光体に分類されるものである。この蛍光体は、波長２５０〜５００ｎｍの光で励起した際に波長５００〜６００ｎｍの間にピークを有する発光を示す、黄色発光蛍光体である。この蛍光体の基本的は結晶構造は、（Ｓｒ，Ｃｅ）２Ｓｉ７Ａｌ３ＯＮ１３と同一のものである。
また、一般式（１）中、ＭはＢａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫからなる群から選択される少なくとも一つの元素である。これらのうちＳｒが最も好ましい。金属元素Ｍは、一種類の元素であっても、または２種類以上の元素が組み合わされていてもよい。また、原料として用いられるＭ含有化合物としては、窒化物、または炭化物が用いられることが好ましい。
金属元素ＲＥは、蛍光体の発光中心として機能するものである。すなわち、本発明の実施形態における蛍光体は、前記した元素Ｍ、Ａｌ、Ｓｉ、ＯおよびＮを基本とする結晶構造を有するが、Ｍの一部が発光中心元素ＲＥに置換されているものである。ＲＥはＣｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、およびＭｎからなる群から選択される元素である。これらの発光中心元素は、２種類以上を組み合わせて用いることもできる。これらのうち、もっとも好ましいのは、Ｃｅであり、これは発光波長が良好な黄色の発光を示すためである。
本発明による蛍光体は、さらにＡｌおよびＳｉを含む。ここで、ＡｌおよびＳｉは本発明による効果を損なわない範囲で、類似した元素によって置換されていてもよい。具体的にはＳｉの一部が、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、およびＨｆ等に置換されていてもよく、Ａｌの一部がＢ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ、およびＬｕ等によって置換されていてもよい。
また、本発明の実施形態による蛍光体は、その特定された組成比を有する。式（１）において、各元素の組成比を表すｘ、ｙ、ｚ、ｕ、およびｗは特定の条件を満たすことが必要である。
０＜ｘ≦１、好ましくは０．００１≦ｘ≦０．５、
０．８≦ｙ≦１．１、好ましくは０．８５≦ｙ≦１．０６、
２≦ｚ≦３．５、好ましくは２．５≦ｚ≦３．３
ｕ≦１、好ましくは０．００１≦ｕ≦０．８、
１．８≦ｚ−ｕ、好ましくは２．０≦ｚ−ｕ、
１３≦ｕ+ｗ≦１５、好ましくは１３．２≦ｕ＋ｗ≦１４．２、
０＜α≦０．００１７、好ましくは０．０００２≦α≦０．００１２。
０＜ｘ≦１、好ましくは０．００１≦ｘ≦０．５、
０．８≦ｙ≦１．１、好ましくは０．８５≦ｙ≦１．０６、
２≦ｚ≦３．５、好ましくは２．５≦ｚ≦３．３
ｕ≦１、好ましくは０．００１≦ｕ≦０．８、
１．８≦ｚ−ｕ、好ましくは２．０≦ｚ−ｕ、
１３≦ｕ+ｗ≦１５、好ましくは１３．２≦ｕ＋ｗ≦１４．２、
０＜α≦０．００１７、好ましくは０．０００２≦α≦０．００１２。
このとき金属元素Ｍの少なくとも一部が発光中心元素ＲＥで置換されていれば蛍光体として機能するが、金属元素Ｍのうち０．１モル％（ｘ＝０．００１）が発光中心元素ＲＥで置換されていれば、良好な発光効率を得ることができる。一方、金属元素Ｍの全量が発光中心元素ＲＥで置き換えられてもよい（ｘ＝１）。しかし、発光確率の低下（濃度消光とも呼ばれる）抑制するために、発光中心元素Ｃｅによる置換率を５０モル％（ｘ＝０．５）以下とすることが好ましい。したがって、０＜ｘ≦１であることが好ましく、０．００１≦ｘ≦０．５であることが更に好ましい。
ｙは、結晶欠陥を抑制し、効率の低下を防止するために、０．８以上であることが好ましく、更に０．８５以上であることがより好ましい。一方、過剰なアルカリ土類金属が異相として析出して発光効率が低下することを防ぐために、１．１以下であることが好ましく、１．０６以下であることが更に好ましい。したがって、０．８≦ｙ≦１．１であることが好ましく、０．８５≦ｙ≦１．０６があることが更に好ましい。
過剰なＳｉが異相として析出することによる発光特性の低下を防ぐために、ｚは２以上であることが好ましく、２．５以上であることが更に好ましい。一方、ｚが３．５を越えると、過剰なＡｌが異相として析出することによる発光特性の低下を防ぐために、ｚは３．５以下であることが好ましく、３．３以下であることが更に好ましい。したがって、２≦ｚ≦３．５であることが好ましく、２．５≦ｚ≦３．３であることが更に好ましい。
結晶欠陥増加に伴う発光効率の低下を抑制するために、ｕは１以下であることが好ましく、０．８以下であることが更に好ましい。青色光で励起した際に高い発光効率を得るためには、蛍光体の青色光の吸収率が高いことが好ましい。そのためには、蛍光体の吸収スペクトルを長波長化することが必要であり、ｕを０．５以下にすることが好ましい。ｕの値が小さくなるに伴い、吸収スペクトル・発光スペクトルともに長波長化する。Ｃｅの励起準位である５ｄ軌道は、孤立したイオンの場合は５重に縮退している。しかし、結晶中においてはＣｅイオンは結晶場の影響を受けているため、縮退がとけている。結晶場が大きいほうが、５ｄ準位の分裂が大きくなり、５ｄの最低エネルギーレベルが低くなり、励起エネルギーが小さくなるので、青色光の吸収率が高くなる傾向にある。一般式（１）においてｕが小さいほうが、Ｃｅに結合する窒素の割合がたかくなるので、結晶場は大きくなり、より低いエネルギーの光、すなわち青色光でも励起できるようになる。このため、uの値が小さいほうが好ましい。一方、所望の結晶構造を維持し、発光スペクトルの波長を適切に維持するためには０．００１以上であることが好ましい。したがって、ｕ≦１であることが好ましく、０．００１≦ｕ≦０．８であることが更に好ましい。
実施形態による蛍光体が、所望の結晶構造を維持するため、また蛍光体の製造時における異相の発生を抑制するために、ｚ−ｕは１．８以上であることが好ましく、２．０以上であることが更に好ましい。また、同様の理由により１３≦ｕ＋ｗ≦１５であることが好ましく、１３．２≦ｕ＋ｗ≦１４．２であることが更に好ましい。
実施形態による蛍光体は、結晶を構成する元素として塩素を含有することを一つの特徴としている。塩素を含まない蛍光体に対して、塩素含有量が増大していくと、蛍光体の発光波長ピークにおける蛍光体の吸収率が減少していく。しかし、塩素含有率がさらに多くなって一定量より多くなると、再びその吸収率が増大していく傾向にある。すなわち、塩素の含有量が一定範囲にあるときに、蛍光体の発光効率の低下要因である母体吸収が抑制される。すなわち、蛍光体を一般式（１）により表した場合、０＜α≦０．００１７であることが好ましく、０．０００２≦α≦０．００１２であることが更に好ましい。この結果、実施形態による蛍光体は優れた発光特性を示す。
なお、実施形態による蛍光体において、塩素が結晶構造に完全に取り込まれているか否かは明確ではないが、塩素は１価のイオンとして 酸素、窒素などの陰イオンの代わりに蛍光体中に組み込まれている可能性が考えられる。一方で、結晶構造とは独立に元素や化合物の形態で結晶に付着等している可能性もある。すなわち、一般式（１）は、元素分析によって測定される元素組成に対応するものであるといえる。
実施形態による蛍光体の元素分析は、従来知られている任意の方法により測定することができるが、例えば以下の方法を用いることができる。
Ｍ、Ｓｉ、ＡｌおよびＲＥは、例えば誘導結合プラズマ発光分光分析（ＩＣＰ発光分光分析といわれることもある）により測定することができる。具体的には、酸窒化物蛍光体の試料を白金ルツボに計量し、アルカリ融解によって分解し、内標準元素Ｙを添加して測定溶液を調製し、ＩＣＰ発光分光分析により測定する。測定装置には、Ｍ、Ｓｉ、およびＲＥに関しては、例えばＳＰＳ−３５２０ＵＶ４０００型ＩＣＰ発光分光分析装置（商品名、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製）、を用いることができる。
ＯおよびＮは、例えば不活性ガス融解法により測定することができる。具体的には、酸窒化物蛍光体の試料を黒鉛ルツボ中で加熱融解し、試料に含まれるＯを不活性ガス搬送法によりＣＯとし、さらにそれをＣＯ２に酸化した後、赤外線吸収法で酸素の含有量を測定し、さらにＣＯ２を除去した後に熱伝導法でＮの含有量を測定する。測定装置には、例えばＴＣ−６００型酸素・窒素・水素分析装置（商品名、ＬＥＣＯコーポーレーション（米国）製）を用いることができる。
また、Ｃｌはイオンクロマトグラフィーにより測定することができる。具体的には、まず、酸窒化物蛍光体の試料を磁性ボートにはかり取り、酸素及び水蒸気気流中で加熱分解し、発生ガスを水溶液に捕集して測定溶液とする。この測定用液を、イオンクロマトグラフ装置、例えば日本ダイオネクス株式会社製ＤＸ−１２０にて測定することで測定することができる。
黄色蛍光体の製造方法
本発明の実施形態による蛍光体の製造方法は、原料混合物の粒子径を制御する点にひとつの特徴を有するものであるが、そのほかは特別な装置や操作を必要としないものであり、製造コストの上昇を伴わないものである。本発明の実施形態による蛍光体の製造方法について説明すると以下の通りである。
本発明の実施形態による蛍光体の製造方法は、原料混合物の粒子径を制御する点にひとつの特徴を有するものであるが、そのほかは特別な装置や操作を必要としないものであり、製造コストの上昇を伴わないものである。本発明の実施形態による蛍光体の製造方法について説明すると以下の通りである。
本発明の実施形態にかかる蛍光体は、例えば、元素Ｍの窒化物または炭化物、ＡｌやＳｉなどの窒化物、酸化物、または炭化物、および発光中心元素ＲＥの塩化物、酸化物、窒化物、または炭酸塩を出発原料として用いて、合成することができる。より具体的には、元素ＭとしてＳｒを含有し、発光中心元素ＲＥとしてＣｅを含有する蛍光体を目的とする場合には、Ｓｒ３Ｎ２、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、およびＣｅＣｌ３を出発原料として用いることができる。Ｓｒ３Ｎ２の代わりにＣａ３Ｎ２、Ｂａ３Ｎ２、Ｓｒ２ＮあるいはＳｒＮ等、もしくはこれらの混合物を用いてもよい。また、実施形態による蛍光体は、塩素を含有することを一つの特徴としているが、塩素は、前記した各金属元素と結合した塩化物や塩素酸などの塩素含有化合物の形態で導入したり、焼成雰囲気に塩素ガス、塩化水素ガスなどを導入することで導入したりすることができる。塩素含有化合物の形態で塩素を導入する場合には、原料の配合比によって蛍光体の塩素含有率を制御することができる。また、蛍光体の製造過程において、原料粉末の混合物を焼成する際に、混合物から揮発する塩素ガス等を制御することで、蛍光体の塩素含有率を制御することもできる。これらのうち、ＲＥの塩化物として塩素を導入することが簡便である。これらを所望の組成になるように秤量混合し、必要に応じて粉砕などをした後、得られた混合粉末を焼成することによって、目的の蛍光体を製造することができる。
なお、焼成に際して、一般的には坩堝などの容器に原料粉末混合物を充填して、加熱炉中などで焼成を行う。このとき、るつぼの容量に対して十分量、具体的には坩堝容量の８〜９割の容積の原料混合物を充填することが好ましい。また、充填後の坩堝に対してタッピングなどを行って緻密に充填すること、また原料を充填した坩堝に蓋をすること、また坩堝をさらに他の坩堝などの容器に入れることが好ましい。このようにすることで、焼成中に塩素が容器外に揮散して、塩素含有量が下がることを防止することができる。また、坩堝を二重とすることで、容器の熱容量が大きくなり、均熱性が高まり、良好な発光特性の試料が得られる効果も期待される。
焼成は、大気圧以上の圧力で行なうことが望ましい。原料として窒化ケイ素を用いる場合には、その高温での分解を抑制するためには、５気圧以上がより好ましい。焼成温度は１５００〜２０００℃の範囲が好ましく、より好ましくは１７００〜２０００℃である。焼成温度が１５００℃未満の場合には、目的とする蛍光体の形成が困難となることがある。一方、２０００℃を越えると、材料あるいは生成物の昇華のおそれがある。また、原料として窒化物を用いる場合は、それが酸化されやすいことから、Ｎ２雰囲気中で焼成することが望まれるが、窒素および水素の混合雰囲気でもよい。なお、前記したように雰囲気中の酸素含有率は厳密に制御するべきである。
焼成後の粉体に洗浄等の後処理を必要に応じて施して、実施形態の蛍光体が得られる。洗浄を行う場合には、例えば純水洗浄、酸洗浄により行なうことができる。
発光装置
本発明の実施形態による蛍光体は、それを励起することができる発光素子と組み合わせることによって発光素子とすることができる。
本発明の実施形態による蛍光体は、それを励起することができる発光素子と組み合わせることによって発光素子とすることができる。
本発明の実施形態による発光装置は、励起源である発光素子と、その発光素子から照射される光によって励起されて蛍光を発する、前記の黄色発光蛍光体（Ｙ）との組み合わせを具備する。このとき、この発光装置は、発光素子から照射される光と、黄色発光蛍光体からの発光とが合成された光を放射するものである。
発光装置に用いられる発光素子、たとえばＬＥＤ素子は、用いる蛍光体の組み合わせによって適当なものが選択される。すなわち、発光素子から放射される光が、用いられる蛍光体を励起することができるものであることが必要である。さらには、発光装置が白色光を放射することが好ましい場合には、蛍光体から放射される光を補うような波長の光を放射する発光素子が好ましい。
このような観点から、蛍光体として黄色発光蛍光体とを用いた蛍光装置においては、発光素子は、２５０〜５００ｎｍの波長の光を放射するものが選択される。
本発明の実施形態による発光装置は、従来知られている任意の発光装置の形態とすることができる。図１は、本発明の一実施形態にかかる発光装置の断面を示すものである。
図１に示された発光装置においては、発光素子１００はリードフレームを成形してなるリード１０１およびリード１０２と、これに一体成形されてなる樹脂部１０３とを有する。樹脂部１０３は、上部開口部が底面部より広い凹部１０５を有しており、この凹部の側面には反射面１０４が設けられる。
凹部１０５の略円形底面中央部には、発光素子１０６がＡｇペースト等によりマウントされている。発光素子１０６としては、例えば発光ダイオード、レーザダイオード等を用いることができる。この発光素子は、用いられる蛍光体の組み合わせに応じて、適当な波長の光を放射するものから選択される。例えば、ＧａＮ系等の半導体発光素子等を用いることができる。発光素子１０６の電極（図示せず）は、Ａｕなどからなるボンディングワイヤー１０７および１０８によって、リード１０１およびリード１０２にそれぞれ接続されている。なお、リード１０１および１０２の配置は、適宜変更することができる。
蛍光層１０９は、本発明の実施形態にかかる蛍光体を、例えばシリコーン樹脂からなる樹脂層１１１中に５〜５０重量％の割合で分散、もしくは沈降させることによって形成することができる。実施形態にかかる蛍光体には、共有結合性の高い酸窒化物が母体として用いられている。このため、本発明の実施形態による蛍光体は一般に疎水性であり、樹脂との相容性が極めて良好である。したがって、樹脂と蛍光体との界面での散乱が著しく抑制されて、光取出し効率が向上する。
発光素子１０６としては、ｎ型電極とｐ型電極とを同一面上に有するフリップチップ型のものを用いることも可能である。この場合には、ワイヤーの断線や剥離、ワイヤーによる光吸収等のワイヤーに起因した問題を解消して、信頼性の高い高輝度な半導体発光装置が得られる。また、発光素子１０６にｎ型基板を用いて、次のような構成とすることもできる。具体的には、ｎ型基板の裏面にｎ型電極を形成し、基板上の半導体層上面にはｐ型電極を形成して、ｎ型電極またはｐ型電極をリードにマウントする。ｐ型電極またはｎ型電極は、ワイヤーにより他方のリードに接続することができる。発光素子１０６のサイズ、凹部１０５の寸法および形状は、適宜変更することができる。
本発明の実施形態にかかる発光装置は、図１に示したようなパッケージカップ型に限定されず、適宜変更することができる。具体的には、砲弾型発光装置や表面実装型発光装置の場合も、実施形態の蛍光体を適用して同様の効果を得ることができる。
以下、諸例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例のみに限定されるものではない。
実施例１〜５および比較例１〜２
出発原料としてＳｒ３Ｎ２、ＣｅＣｌ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮを用意した。これらを表１に示す通り各々秤量した。この原料混合物をＢＮ坩堝に充填し、７．５気圧のＮ２雰囲気中、１８００℃で１５時間焼成して、蛍光体を得た。
出発原料としてＳｒ３Ｎ２、ＣｅＣｌ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮを用意した。これらを表１に示す通り各々秤量した。この原料混合物をＢＮ坩堝に充填し、７．５気圧のＮ２雰囲気中、１８００℃で１５時間焼成して、蛍光体を得た。
なお、比較例1では、坩堝を一重（蓋あり）とし、実施例１乃至３では坩堝を二重（蓋あり）とした。実施例１乃至３の方が二重の密閉構造となっており、塩素や塩化物等の揮発しやすい元素がより揮発しにくい条件を形成できる。また、比較例1では混合粉末を坩堝中に投入後、そのまま焼成したが、実施例では坩堝に原料を投入後１００回タッピングした。その結果、実施例においては原料混合物が坩堝の内壁の８〜９割程度まで充填されていた。タッピング操作によって充填密度が高まり、塩素や塩化物等の揮発しやすい元素がより揮発しにくい条件を形成できる。また、実施例１および２は設計組成は同じであるが、Ｓｒ３Ｎ２の粒径を変更した。すなわち、実施例１の方が実施例２よりもＳｒ３Ｎ２の粒径よりも大きくした。これにより、原料のうち、ＣｅＣｌ３は融点が低く、最初に原料が状態変化を始め、その後、残りの窒化物が状態変化し始める。大粒径と小粒径では、小粒径のほうが反応性が高いため、反応が速く進み、結晶中に塩素が取り込まれやすい。
一方、大粒径では、反応が進むのが遅いので、その間に塩素が揮発してしまい、塩素の取り込み量が少ないと考えられる。
一方、大粒径では、反応が進むのが遅いので、その間に塩素が揮発してしまい、塩素の取り込み量が少ないと考えられる。
得られた蛍光体の組成はＩＣＰにより分析した。また、各蛍光体の発光スペクトルおよび吸収スペクトルを蛍光分光光度計（絶対量子収率測定システムＣ９９２０−０２Ｇ（商品名）、浜松ホトニクス株式会社製）により測定した。実施例１による蛍光体の発光スペクトルおよび吸収スペクトルは図２および３に、実施例２による蛍光体の発光スペクトルおよび吸収スペクトルは図４および５にそれぞれ示される通りであった。測定された蛍光体の組成と、発光スペクトルのピーク波長における吸収率との関係は表２および図６に示す通りであった。
１００ 発光素子
１０１、１０２ リード
１０３ 樹脂部
１０４ 反射面
１０５ 凹部
１０６ 発光チップ
１０７、１０８ ボンディングワイヤー
１０９ 蛍光層
１１０ 蛍光体
１１１ 樹脂層
１０１、１０２ リード
１０３ 樹脂部
１０４ 反射面
１０５ 凹部
１０６ 発光チップ
１０７、１０８ ボンディングワイヤー
１０９ 蛍光層
１１０ 蛍光体
１１１ 樹脂層
Claims (9)
- 下記一般式（１）：
（Ｍ１−ｘＲＥｘ）２ｙＡｌｚＳｉ１０−ｚＯｕＮｗＣｌα （１）
（式中、
前記Ｍは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫからなる群から選択される少なくとも一つの元素であり、
前記ＲＥは、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、およびＭｎからなる群から選択される元素であり、
０＜ｘ≦１，
０．８≦ｙ≦１．１、
２≦ｚ≦３．５、
ｕ≦１、
１．８≦ｚ−ｕ、
１３≦ｕ＋ｗ≦１５
０＜α≦０．００１７
である）
で表わされる組成を有し、波長２５０〜５００ｎｍの光で励起した際に波長５００〜６００ｎｍの間にピークを有する発光を示すことを特徴とする蛍光体。 - 前記ＲＥがＣｅである、請求項１に記載の蛍光体。
- 前記ＭがＳｒである、請求項１または２に記載の蛍光体。
- 請求項１〜３のいずれか１項に記載の蛍光体の製造方法であって、
前記Ｍの窒化物または炭化物、
Ａｌの窒化物、酸化物、または炭化物、Ｓｉの窒化物、酸化物、または炭化物、および
前記ＲＥの塩化物、酸化物、窒化物、または炭酸塩
を含む原料混合物を１５００〜２０００℃の範囲の温度で焼成することを含むことを特徴とする方法。 - 前記焼成を大気圧以上の条件下に行う、請求項４に記載の方法。
- 前記焼成後に、得られた粉体を洗浄することをさらに含む、請求項４または５に記載の方法。
- 前記原料混合物がＲＥの塩化物を含む、請求項７に記載の方法。
- ２５０ｎｍ〜５００ｎｍの波長の光を発光する発光素子（Ｓ１）と、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の蛍光体（Ｙ）と、
を具備することを特徴とする発光装置。 - ２５０ｎｍ〜４３０ｎｍの波長の光を発光する発光素子（Ｓ２）と、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の蛍光体（Ｙ）と、
前記発光素子（Ｓ２）からの放射光で励起した際に波長４００〜４９０ｎｍの間にピークを有する発光を示す蛍光体（Ｂ）と、
を具備することを特徴とする発光装置。
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