JP2015221843A - 蛍光体及びこれを用いた発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紫色光又は青色光等の短波長可視光を幅広い波長領域に亘って効率よく吸収し輝線状の緑色又は赤色発光成分を放射することが可能な蛍光体及びこれを用いた発光装置を提供する。【解決手段】本発明の蛍光体は、母体化合物と、この母体化合物に含まれる発光中心とを有し、前記母体化合物は、六方晶のＢａ６Ｎｄ２Ａｌ４Ｏ１５型構造を有する。前記発光中心は、Ｃｅ３＋、Ｔｂ３＋及びＥｕ３＋からなる群より選ばれる少なくとも１種のイオンを含むことが好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、蛍光体及びこれを用いた発光装置に関する。詳細には、本発明は、好ましい照明光を得るために色調制御された蛍光体及びこれを用いた発光装置に関する。

近年、ＬＥＤ（発光ダイオード）照明用の蛍光体には、固体照明の高効率化と高演色化を両立するために、以下のことが求められている。第１に、高効率化の観点から、蛍光体が紫色光又は青色光等の短波長可視光を幅広い波長領域に亘って効率よく吸収することが求められている（第１の要望）。第２に、高演色化の観点から、蛍光体が輝線状の緑色発光成分や赤色発光成分を放射することが求められている（第２の要望）。第３に、ＬＥＤ（発光ダイオード）照明用の蛍光体は、蛍光体が化学的に安定な物質であることが求められている（第３の要望）。さらに、典型的な製造方法である、固相反応で製造が可能であることが好ましい。

従来、固体照明用の蛍光体として、輝線状の緑色発光成分や赤色発光成分を放射する蛍光体が開発されてきた。例えば、輝線状の緑色発光成分を放射する蛍光体としては、（Ｌａ，Ｃｅ）ＰＯ_４：Ｔｂ^３＋、ＣｅＭｇＡｌ_１１Ｏ_１９：Ｔｂ^３＋等のＴｂ^３＋付活蛍光体が知られている。また、輝線状の赤色発光成分を放射する蛍光体としては、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ^３＋、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ^３＋等のＥｕ^３＋付活蛍光体が広く知られている（非特許文献１）。また、Ｃｅ^３＋からＴｂ^３＋へのエネルギー伝達を利用して、紫外線を緑色輝線へ波長変換するＴｂ^３＋付活蛍光体も知られている（特許文献１）。

特公昭５９−２７７８７号公報

蛍光体同学会編、「蛍光体ハンドブック」、株式会社オーム社、１９８７年１２月、Ｐ１０〜１３，３３２ M.Stiebler et al., "physica status solidi (a)", Vol.119, Issue 1 (1990) pp.317-326 M.Nazarov et al., "Moldavian J.Physical ScienＣｅs", Vol.5, N3-4 (2006) pp.366-372 A.A.Setlur, "Electrochemical and Solid-State Letters", 15(6) (2006) J25-J27 J.SokoＬｎicki, "J.Luminescence", 134(2013) pp.600-606

しかしながら、従来、ＬＥＤ照明用に好適な、上記の第１〜第３の要望を満たす蛍光体は知られていない。すなわち、短波長可視光を幅広い波長領域に亘って効率よく吸収し、輝線状の緑色発光成分や赤色発光成分を放射する化学的に安定な蛍光体は知られていない。具体的には、短波長可視光を幅広い波長領域に亘ってＣｅ^３＋が効率よく吸収して輝線状の緑色発光成分又は赤色発光成分を高効率で放射する化学的に安定な蛍光体は知られていない。

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、紫色光又は青色光等の短波長可視光を幅広い波長領域に亘って効率よく吸収し輝線状の緑色又は赤色発光成分を放射することが可能な蛍光体及びこれを用いた発光装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の蛍光体は、母体化合物と、この母体化合物に含まれる発光中心とを有し、前記母体化合物は、六方晶のＢａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５型構造を有することを特徴とする。

本発明の蛍光体は、紫色光又は青色光等の短波長可視光を幅広い波長領域に亘って効率よく吸収し、輝線状の緑色発光成分又は輝線状の赤色発光成分を放射する。このため、高効率と高演色性とを両立する照明光を得ることが可能となる。

Ｂａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５型構造を説明する図である。 本発明の実施形態に係る発光装置を説明するための概略図である。 本発明の実施形態に係る半導体発光装置の一例を模式的に示す斜視図である。 （ａ）は図３におけるＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は図３におけるＢ−Ｂ線断面図である。 半導体発光装置における封止部材の形成方法を説明するための図である。 シミュレーションにより作成したＢａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５のＸＲＤパターン、及び実施例１〜４に係る蛍光体のＸＲＤパターンを示す図である。 実施例１〜４に係る蛍光体の励起スペクトル及び発光スペクトルを示す図である。 シミュレーションにより作成したＢａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５のＸＲＤパターン、及び実施例５〜７に係る蛍光体のＸＲＤパターンを示す図である。 実施例５〜７に係る蛍光体の励起スペクトル及び発光スペクトルを示す図である。 シミュレーションにより作成したＢａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５のＸＲＤパターン、及び実施例８及び９に係る蛍光体のＸＲＤパターンを示す図である。 実施例８及び９に係る蛍光体の励起スペクトル及び発光スペクトルを示す図である。

以下、本実施形態に係る蛍光体及び当該蛍光体を用いた発光装置について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

［蛍光体］
本実施形態に係る蛍光体は、結晶質の化合物を構成する元素の一部を、蛍光を放射するイオンとなり得る元素で部分置換した化合物になっている。結晶質の化合物のうち蛍光を放射するイオンは、「発光中心」と称される。また、結晶質の化合物をのうち発光中心以外の部分は、（珪酸塩）であり、母体化合物や母体結晶と称される。すなわち、本実施形態の蛍光体は、母体化合物と、この母体化合物に含まれる発光中心とを有する結晶質の化合物である。そして、本実施形態の蛍光体は、後述の特定の母体化合物を有する。このため、本実施形態の蛍光体は、その構造及び組成のために、外部刺激、例えば粒子線（α線、β線、電子線）や電磁波（γ線、Ｘ線、真空紫外線、紫外線、可視光線）の照射等によって容易に励起され、蛍光を放射する。

（母体化合物）
本実施形態の蛍光体の母体化合物は、六方晶のＢａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５型構造を有する。図１は、Ｂａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５型構造を説明する図である。図１に示すように、Ｂａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５型構造の母体化合物１０は、ＡｌＯ_６八面体構造部１１と、ＡｌＯ_４四面体構造部１２と、Ｂａサイト１３と、Ｎｄサイト１４とを有する六方晶系の結晶構造を有する。なお、Ｂａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５型構造の母体化合物において、Ｏの組成はＯ_１５に限られずＯ_１５に近い値、例えば、Ｏ_{１５〜１６}とすることができる。

Ｂａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５型構造の母体化合物において、ＡｌＯ_４四面体構造部及びＡｌＯ_６八面体構造部は、Ａｌの一部がＭｇ、Ｓｃ等で置換されていてもよい。また、Ｂａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５型構造の母体化合物において、Ｂａサイトには、Ｂａが入る。

Ｂａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５型構造の母体化合物において、Ｎｄサイトには、３価の元素及び２価の元素から選ばれる１種以上の元素が入る。Ｎｄサイトに入る３価の元素としては、例えば、希土類元素、Ｉｎ、Ｔａ、Ｂｉ、Ｓｂ及びＰｂからなる群より選択される１種以上の元素が挙げられる。ここで、希土類元素としては、例えば、Ｌａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｐｒ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕからなる群より選択される１種以上の元素が挙げられる。Ｎｄサイトに入る２価の元素としては、例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ及びＨｇからなる群から選ばれる１種以上の元素が挙げられる。

Ｂａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５型構造の母体化合物において、Ｎｄサイトには、上記の３価の元素及び２価の元素から選ばれる１種以上の元素が、イオン価数やイオン半径に応じて適宜入る。また、本実施形態の蛍光体のＢａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５型構造の母体化合物において、Ｂａは、Ｂａサイトに加えＮｄサイトにも入ることがある。

Ｂａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５型構造の母体化合物は、アルカリ土類金属元素と、希土類元素と、アルミニウムと、酸素とを含む結晶格子を有する。また、上記母体化合物は酸化物であることが好ましい。

上記母体化合物に含まれるアルカリ土類金属元素としては、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａからなる群から選ばれる１種以上の元素が挙げられる。なお、これらの元素のうちＭｇ、Ｃａ及びＳｒは、Ｎｄサイトに入る２価の元素である。また、Ｂａは、Ｂａサイト及び必要によりＮｄサイトに入る元素である。Ｂａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５型構造の母体化合物がＢａサイトを有するため、上記母体化合物のアルカリ土類金属元素はＢａを含む。

上記母体化合物に含まれる希土類元素としては、Ｌａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｐｒ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ等が挙げられる。上記母体化合物の希土類元素はＬａを含むことが好ましい。

Ｂａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５型構造の母体化合物は、Ｂａと、Ｌａと、Ａｌと、Ｏと、を含む結晶格子を有することが好ましい。

Ｂａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５型構造の具体的な母体化合物としては、例えば、以下の（Ａ１）〜（Ａ１３）の母体化合物が挙げられる。

（Ａ１）：Ｂａ_６Ｌａ（Ａｌ_０．７Ｍｇ_０．３）Ｏ_４、
（Ａ２）：Ｂａ_６Ｌａ_２Ａｌ_３ＳｃＯ_１５、
（Ａ３）：Ｂａ_４Ｌａ_４Ａｌ_２．８Ｍｇ_１．２Ｏ_１５．４、
（Ａ４）：Ｂａ_４Ｌａ_４Ａｌ_３ＭｇＯ_１５．５、
（Ａ５）：Ｂａ_４（Ｌａ_０．９９）_４Ａｌ_２．８Ｍｇ_１．２Ｏ_１５．４、
（Ａ６）：Ｂａ_４（Ｌａ_０．４９）_４Ａｌ_２．８Ｍｇ_１．２Ｏ_１５．４、
（Ａ７）：Ｂａ_４（Ｌａ_０．４８）_４Ａｌ_２．８Ｍｇ_１．２Ｏ_１５．４、
（Ａ８）：Ｂａ_４（Ｌａ_０．４５）_４Ａｌ_２．８Ｍｇ_１．２Ｏ_１５．４、
（Ａ９）：Ｂａ_４（Ｌａ_０．９９）_４Ａｌ_３ＭｇＯ_１５．５、
（Ａ１０）：Ｂａ_４（Ｌａ_０．７４）_４Ａｌ_３ＭｇＯ_１５．５、
（Ａ１１）：Ｂａ_４（Ｌａ_０．４８）_４Ａｌ_３ＭｇＯ_１５．５、
（Ａ１２）：Ｂａ_６（Ｌａ_０．９９）_２Ａｌ_３ＳｃＯ_１５、
（Ａ１３）：Ｂａ_６（Ｌａ_０．７４）_４Ａｌ_３ＳｃＯ_１５

（発光中心）
本実施形態の蛍光体の発光中心は、Ｃｅ^３＋、Ｔｂ^３＋及びＥｕ^３＋からなる群より選ばれる少なくとも１種のイオンを含む。ここで、発光中心であるＣｅ^３＋、Ｔｂ^３＋及びＥｕ^３＋の作用について説明する。

＜Ｃｅ^３＋＞
本実施形態の蛍光体において、Ｃｅ^３＋は、吸収した光を幅の広い分光分布を持つ長波長の光に変換する。本実施形態の蛍光体において、Ｃｅ^３＋は、４００ｎｍ以上４３０ｎｍ未満の波長範囲内の短波長可視光を吸収する。このため、本実施形態の蛍光体の発光中心がＣｅ^３＋を含むと、蛍光体はＣｅ^３＋が光吸収イオンとなって短波長可視光を吸収する。なお、Ｃｅ^３＋が短波長可視光を吸収する作用は、蛍光体がＣｅ^３＋以外の発光中心、例えばＴｂ^３＋やＥｕ^３＋を含む場合でも同様である。また、本実施形態の蛍光体の発光中心がＣｅ^３＋を含む場合、励起スペクトルの最大値は、通常、３８０ｎｍ以上４６０ｎｍ未満の波長範囲内にある。さらに、本実施形態の蛍光体の発光中心がＣｅ^３＋を含む場合、Ｃｅ^３＋が波長４５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の青乃至青緑色光を放射する。例えば、この放射光は、４８０ｎｍ付近にピークを有するブロードな青緑色発光になる。

＜Ｔｂ^３＋及びＥｕ^３＋＞
本実施形態の蛍光体において、Ｔｂ^３＋及びＥｕ^３＋は、それぞれ、吸収した光を複数の輝線からなる長波長の光に変換する。例えば、Ｔｂ^３＋は、複数の輝線を有し、特に、発光スペクトルにおける５４０ｎｍ以上５６０ｎｍ未満の波長領域に強度最大値となる輝線を有する。また、Ｅｕ^３＋は、複数の輝線を有し、特に発光スペクトルにおける５８０ｎｍ以上６５０ｎｍ未満の波長領域に強度最大値となる輝線を有する。このように、発光中心であるＣｅ^３＋、Ｔｂ^３＋及びＥｕ^３＋は、単独で含まれる場合は上記の特性を示す。

本実施形態の蛍光体では、Ｔｂ^３＋はＣｅ^３＋とともに含まれることが好ましい。すなわち、本実施形態の蛍光体の発光中心は、Ｃｅ^３＋とＴｂ^３＋を含むことが好ましい。また、Ｅｕ^３＋は、Ｃｅ^３＋及びＴｂ^３＋とともに含まれることが好ましい。すなわち、本実施形態の蛍光体の発光中心は、Ｃｅ^３＋とＴｂ^３＋とＥｕ^３＋を含むことが好ましい。このように、本実施形態の蛍光体が、発光中心として、Ｃｅ^３＋とＴｂ^３＋を含むこと、又はＣｅ^３＋とＴｂ^３＋とＥｕ^３＋を含むことが好ましい理由を以下に説明する。

＜Ｃｅ^３＋とＴｂ^３＋を含む場合＞
Ｃｅ^３＋とＴｂ^３＋の両方を付活した蛍光体では、エネルギー伝達と呼ばれるメカニズムによって、Ｃｅ^３＋が吸収したエネルギーの少なくとも一部がＴｂ^３＋へ移動する。このＣｅ^３＋からＴｂ^３＋へのエネルギー伝達で、Ｔｂ^３＋に電子エネルギー遷移が生じることにより、本実施形態の蛍光体は、Ｔｂ^３＋に起因する線状の緑色輝線を放射することが可能になる。なお、上記のようにＣｅ^３＋は短波長可視光を吸収する光吸収イオンとしても作用する。このため、上記蛍光体は、短波長可視光をＣｅ^３＋が吸収し、Ｃｅ^３＋が吸収した光エネルギーを効率よくＴｂ^３＋に移動させる作用を有する。この結果、上記蛍光体は、短波長可視光を輝線状の緑色光へ波長変換することが可能になる。

なお、エネルギー伝達が生じるためには、Ｃｅ^３＋の発光スペクトルとＴｂ^３＋の吸収スペクトルとが重なっている必要がある。これに対し、本実施形態の蛍光体は、Ｃｅ^３＋の発光スペクトルとＴｂ^３＋の吸収スペクトルとは重なっているため、Ｃｅ^３＋からＴｂ^３＋へのエネルギー伝達が十分に生じ、線状の緑色輝線を放射することが可能である。

なお、Ｔｂ^３＋の濃度が高い場合は、Ｔｂ^３＋とＣｅ^３＋の間のイオン間距離が近くなるため、Ｃｅ^３＋が吸収したエネルギーの殆ど全てがＴｂ^３＋に移動する。このため、本実施形態の蛍光体では、Ｔｂ^３＋に起因する線状の発光が主に現れるようになる。

一方、Ｔｂ^３＋の濃度が低い場合は、Ｃｅ^３＋が吸収したエネルギーの多くがＴｂ^３＋に移動する。このため、本実施形態の蛍光体では、Ｃｅ^３＋に起因する４５０ｎｍ以上５００ｎｍにピークを有するブロードな発光成分と、Ｔｂ^３＋に起因する５４０ｎｍ以上５６０ｎｍ未満の線状の発光成分との両方が現れるようになる。

本実施形態の蛍光体は、発光中心がＴｂ^３＋を含み、このＴｂ^３＋の電子エネルギー遷移に基づく発光成分を放射するものであると、Ｔｂ^３＋に起因する線状の緑色輝線を放射することが可能になるため好ましい。なお、本実施形態の蛍光体がＴｂ^３＋の電子エネルギー遷移に基づく発光成分を放射する場合は、本実施形態の蛍光体には、通常、Ｔｂ^３＋の電子エネルギー遷移を起こすためのＣｅ^３＋も含まれる。この場合、本実施形態の蛍光体は、発光中心としてＣｅ^３＋とＴｂ^３＋とを少なくとも含み、Ｃｅ^３＋からＴｂ^３＋へのエネルギー伝達によって、Ｃｅ^３＋及びＴｂ^３＋が発光するものとなる。

また、蛍光体が放射する蛍光中、前記Ｔｂ^３＋の電子エネルギー遷移に基づく発光成分の発光強度が最大になると、Ｔｂ^３＋に起因する線状の緑色輝線を強く放射することが可能になるため好ましい。

＜Ｃｅ^３＋とＴｂ^３＋とＥｕ^３＋を含む場合＞
また、Ｃｅ^３＋とＴｂ^３＋とＥｕ^３＋を付活した蛍光体は、エネルギー伝達によって、Ｃｅ^３＋が吸収したエネルギーの少なくとも一部がＴｂ^３＋へ移動し、さらにＴｂ^３＋からＥｕ^３＋へとエネルギーが移動する。すなわち、Ｃｅ^３＋とＴｂ^３＋とＥｕ^３＋を付活した蛍光体では、Ｃｅ^３＋からＴｂ^３＋へエネルギー伝達が生じ、Ｔｂ^３＋からＥｕ^３＋へもエネルギー伝達が生じる。

これらのエネルギー伝達で、Ｔｂ^３＋及びＥｕ^３＋に電子エネルギー遷移が生じることにより、本実施形態の蛍光体は、比較的強度が小さいＣｅ^３＋のブロードな青緑色の発光成分に、Ｔｂ^３＋及びＥｕ^３＋の発光成分が重畳して発現する。具体的には、本実施形態の蛍光体は、４５０ｎｍ以上５００ｎｍ未満にピークを有し比較的強度が小さいＣｅ^３＋のブロードな青緑色の発光成分に、Ｔｂ^３＋及びＥｕ^３＋の発光成分が重畳して発現する。この結果、本実施形態の蛍光体は、Ｃｅ^３＋のブロードな青緑色の発光成分に加え、少なくともＴｂ^３＋に起因する輝線状の緑色の蛍光成分とＥｕ^３＋に起因する輝線状の赤色の蛍光成分とを放射することが可能となる。より具体的には、当該蛍光体は、５４０ｎｍ以上５６０ｎｍ未満及び６００ｎｍ以上６３０ｎｍ未満の波長領域に、輝線状の発光ピークを有する特徴的な発光スペクトルを示すものとなる。

このため、Ｃｅ^３＋とＴｂ^３＋とＥｕ^３＋を付活した本実施形態の蛍光体では、Ｃｅ^３＋は発光中心として作用するだけでなく、Ｔｂ^３＋の増感剤としても作用し、かつ、Ｔｂ^３＋は発光中心として作用するだけでなく、Ｅｕ^３＋の増感剤としても作用する。また、上記のようにＣｅ^３＋は短波長可視光を吸収する光吸収イオンとしても作用する。このため、上記蛍光体は、短波長可視光をＣｅ^３＋が吸収し、Ｃｅ^３＋が吸収した光エネルギーを効率よくＴｂ^３＋及びＥｕ^３＋に移動させる作用を有する。この結果、上記蛍光体は、短波長可視光を輝線状の緑色光及び輝線状の赤色光へ波長変換するため、高効率と高演色性とを両立する照明光を得ることが可能になる。

なお、通常、Ｔｂ^３＋の発光スペクトルとＥｕ^３＋の吸収スペクトルとの重なりが小さいため、Ｔｂ^３＋からＥｕ^３＋へのエネルギー伝達の確率は低い。本実施形態の蛍光体でこのエネルギー伝達の確率を高くするには、Ｔｂ^３＋とＥｕ^３＋の距離が短くなるようにするため、蛍光体中におけるいずれか一方の元素の含有量を高めることが好ましい。

本実施形態の蛍光体は、発光中心がＥｕ^３＋を含み、このＥｕ^３＋の電子エネルギー遷移に基づく発光成分を放射するものであると、Ｅｕ^３＋に起因する線状の赤色輝線を放射することが可能になるため好ましい。なお、本実施形態の蛍光体がＥｕ^３＋の電子エネルギー遷移に基づく発光成分を放射する場合は、本実施形態の蛍光体には、通常、Ｅｕ^３＋の電子エネルギー遷移を起こすためのＣｅ^３＋及びＴｂ^３＋も含まれる。この場合、本実施形態の蛍光体は、発光中心としてＣｅ^３＋とＴｂ^３＋とＥｕ^３＋を少なくとも含み、Ｃｅ^３＋からＴｂ^３＋へのエネルギー伝達、及びＴｂ^３＋からＥｕ^３＋へのエネルギー伝達によって、Ｃｅ^３＋、Ｔｂ^３＋及びＥｕ^３＋が発光するものとなる。

また、蛍光体が放射する蛍光中、前記Ｅｕ^３＋の電子エネルギー遷移に基づく発光成分の発光強度が最大になると、Ｅｕ^３＋に起因する線状の赤色輝線を強く放射することが可能になるため好ましい。

本実施形態の蛍光体は、発光中心がＴｂ^３＋とＥｕ^３＋を含み、Ｔｂ^３＋の電子エネルギー遷移に基づく発光成分と、Ｅｕ^３＋の電子エネルギー遷移に基づく発光成分を放射するものとすることができる。この蛍光体によれば、Ｔｂ^３＋に起因する線状の緑色輝線と、Ｅｕ^３＋に起因する線状の赤色輝線とを放射することが可能になるため好ましい。

本実施形態の蛍光体は、発光中心がＣｅ^３＋とＴｂ^３＋とＥｕ^３＋を含み、Ｃｅ^３＋からＴｂ^３＋、及び、Ｔｂ^３＋からＥｕ^３＋へのエネルギー伝達によって、Ｅｕ^３＋が発光するものであると、次の点で好ましい。すなわち、短波長可視光をＣｅ^３＋が吸収し、Ｃｅ^３＋が吸収した光エネルギーをＥｕ^３＋に移して、Ｅｕ^３＋に起因する線状の赤色輝線を強く放射することが可能になるため好ましい。

（蛍光体の具体例）
上記Ｂａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５型構造の母体化合物が発光中心を含んでなる蛍光体としては、例えば、以下の（Ｂ１）〜（Ｂ１８）の蛍光体が挙げられる。
（Ｂ１）：Ｂａ_６Ｌａ（Ａｌ_０．７Ｍｇ_０．３）Ｏ_４：Ｃｅ^３＋，Ｔｂ^３＋、
（Ｂ２）：Ｂａ_６Ｌａ（Ａｌ_０．７Ｍｇ_０．３）Ｏ_４：Ｃｅ^３＋，Ｔｂ^３＋，Ｅｕ^３＋、
（Ｂ３）：Ｂａ_６Ｌａ_２Ａｌ_３ＳｃＯ_１５：Ｃｅ^３＋，Ｔｂ^３＋、
（Ｂ４）：Ｂａ_４Ｌａ_４Ａｌ_２．８Ｍｇ_１．２Ｏ_１５．４：Ｃｅ^３＋、
（Ｂ５）：Ｂａ_４Ｌａ_４Ａｌ_２．８Ｍｇ_１．２Ｏ_１５．４：Ｃｅ^３＋，Ｔｂ^３＋、
（Ｂ６）：Ｂａ_４Ｌａ_４Ａｌ_２．８Ｍｇ_１．２Ｏ_１５．４：Ｃｅ^３＋，Ｔｂ^３＋，Ｅｕ^３＋、
（Ｂ７）：Ｂａ_４Ｌａ_４Ａｌ_３ＭｇＯ_１５．５：Ｃｅ^３＋、
（Ｂ８）：Ｂａ_４Ｌａ_４Ａｌ_３ＭｇＯ_１５．５：Ｃｅ^３＋，Ｔｂ^３＋、
（Ｂ９）：Ｂａ_４Ｌａ_４Ａｌ_３ＭｇＯ_１５．５：Ｃｅ^３＋，Ｔｂ^３＋，Ｅｕ^３＋、
（Ｂ１０）：Ｂａ_４（Ｌａ_０．９９Ｃｅ_０．０１）_４Ａｌ_２．８Ｍｇ_１．２Ｏ_１５．４、
（Ｂ１１）：Ｂａ_４（Ｌａ_０．４９Ｔｂ_０．５Ｃｅ_０．０１）_４Ａｌ_２．８Ｍｇ_１．２Ｏ_１５．４、
（Ｂ１２）：Ｂａ_４（Ｌａ_０．４８Ｔｂ_０．５Ｃｅ_０．０１Ｅｕ_０．０１）_４Ａｌ_２．８Ｍｇ_１．２Ｏ_１５．４、
（Ｂ１３）：Ｂａ_４（Ｌａ_０．４５Ｔｂ_０．５Ｃｅ_０．０１Ｅｕ_０．０４）_４Ａｌ_２．８Ｍｇ_１．２Ｏ_１５．４、
（Ｂ１４）：Ｂａ_４（Ｌａ_０．９９Ｃｅ_０．０１）_４Ａｌ_３ＭｇＯ_１５．５、
（Ｂ１５）：Ｂａ_４（Ｌａ_０．７４Ｔｂ_０．２５Ｃｅ_０．０１）_４Ａｌ_３ＭｇＯ_１５．５、
（Ｂ１６）：Ｂａ_４（Ｌａ_０．４８Ｔｂ_０．５Ｃｅ_０．０１Ｅｕ_０．０１）_４Ａｌ_３ＭｇＯ_１５．５、
（Ｂ１７）：Ｂａ_６（Ｌａ_０．９９Ｃｅ_０．０１）_２Ａｌ_３ＳｃＯ_１５、
（Ｂ１８）：Ｂａ_６（Ｌａ_０．７４Ｔｂ_０．２５Ｃｅ_０．０１）_４Ａｌ_３ＳｃＯ_１５

［発光装置］
次に、本実施形態に係る発光装置を説明する。本実施形態の発光装置は、上記蛍光体を備えることを特徴とする。本実施形態の発光装置では、上記蛍光体と当該蛍光体を励起する励起源とを組み合わせることによって、効果的に色調制御された蛍光を出力することが可能となる。

なお、本実施形態の発光装置は、発光する機能を備えた電子装置を広く包含するものであり、何らかの光を発する電子装置であれば特に限定されるものではない。つまり、本実施形態の発光装置は、少なくとも本実施形態の蛍光体を利用しており、さらに当該蛍光体が放射する蛍光を少なくとも出力光として利用する発光装置である。

より詳細に説明すると、本実施形態の発光装置は、前記蛍光体と当該蛍光体を励起する励起源とを組み合わせている。そして、前記蛍光体は、励起源が放射するエネルギーを吸収し、吸収したエネルギーを色調制御された蛍光に変換するものである。なお、励起源は、蛍光体の励起特性に合わせて、放電装置、電子銃、固体発光素子等から適宜選択すればよい。

従来、蛍光体を利用する発光装置は数多くあり、例えば蛍光灯や電子管、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、白色ＬＥＤ、さらには蛍光体を利用する検出装置等がこれに該当する。広義には、蛍光体を利用する照明光源及び照明装置並びに表示装置等も発光装置であり、レーザーダイオードを備えるプロジェクターやＬＥＤバックライトを備える液晶ディスプレイ等も発光装置とみなされる。ここで本実施形態の発光装置は、蛍光体が放射する蛍光の種別によって分類できるため、この分類について説明する。

電子装置に利用される蛍光現象は、学術的に幾つかに区分されており、フォトルミネッセンス、カソードルミネッセンス、エレクトロルミネッセンス等の用語で区別されている。「フォトルミネッセンス（ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）」とは、蛍光体に電磁波を照射したときに蛍光体が放射する蛍光をいう。なお、「電磁波」という用語は、Ｘ線、紫外線、可視光及び赤外線等を総称して指す。「カソードルミネッセンス（ｃａｔｈｏｄｅｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）」とは、蛍光体に電子線を照射したときに蛍光体が放射する蛍光をいう。また、エレクトロルミネッセンス（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）とは、蛍光体に電子を注入したり電界をかけたりしたときに放射する蛍光をいう。原理的にフォトルミネッセンスに近い蛍光として、サーモルミネッセンス（ｔｈｅｒｍｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）という用語もあるが、これは蛍光体に熱を加えたときに蛍光体が放射する蛍光をいう。また、原理的にカソードルミネッセンスに近い蛍光として、ラジオルミネッセンス（ｒａｄｉｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）という用語もあるが、これは蛍光体に放射線を照射したときに蛍光体が放射する蛍光をいう。

先に説明したように、本実施形態の発光装置は、上述の蛍光体が放射する蛍光を少なくとも出力光として利用するものである。そして、ここでいう蛍光は少なくとも上述のように区分することができるため、当該蛍光は、上記ルミネッセンスから選ばれる少なくとも一つの蛍光現象として置き換えることができる。

なお、蛍光体のフォトルミネッセンスを出力光として利用する発光装置の典型例としては、Ｘ線イメージインテンシファイア、蛍光灯、白色ＬＥＤ、蛍光体とレーザーダイオードを利用する半導体レーザープロジェクター及びＰＤＰが挙げられる。また、カソードルミネッセンスを出力光とする発光装置の典型例としては、電子管、蛍光表示管及びフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）が挙げられる。さらに、エレクトロルミネッセンスを出力光とする発光装置の典型例としては、無機エレクトロルミネッセンスディスプレイ（無機ＥＬ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザー（ＬＤ）及び有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯＬＥＤ）が挙げられる。

以下、図面を参考に本実施形態の発光装置を説明する。図２は、本実施形態の発光装置の概略を示す。図２（ａ）及び図２（ｂ）において、励起源１は、本実施形態の蛍光体２を励起するための一次光を生成する光源である。励起源１は、α線、β線、電子線等の粒子線や、γ線、Ｘ線、真空紫外線、紫外線、可視光（特に紫色光の短波長可視光）等の電磁波を放射する放射装置を用いることができる。また励起源１としては、各種の放射線発生装置や電子ビーム放射装置、放電光発生装置、固体発光素子、固体発光装置等も用いることができる。励起源１の代表的なものとしては、電子銃、Ｘ線管球、希ガス放電装置、水銀放電装置、発光ダイオード、半導体レーザーを含むレーザー光発生装置、無機又は有機のエレクトロルミネッセンス素子等が挙げられる。

また、図２（ａ）及び図２（ｂ）において、出力光４は、励起源１が放射する励起線又は励起光３によって励起された蛍光体２が放射する蛍光である。そして出力光４は、発光装置において照明光や表示光として利用されるものである。

図２（ａ）では、励起線又は励起光３を蛍光体２に照射する方向に、蛍光体２からの出力光４が放出される構造の発光装置を示す。なお、図２（ａ）に示す発光装置としては、白色ＬＥＤ光源や蛍光ランプ、電子管等が挙げられる。一方、図２（ｂ）では、励起線又は励起光３を蛍光体２に照射する方向とは逆の方向に、蛍光体２からの出力光４が放出される構造の発光装置を示す。図２（ｂ）に示す発光装置としては、プラズマディスプレイ装置や反射板付き蛍光体ホイールを利用する光源装置、プロジェクター等が挙げられる。

本実施形態の発光装置の具体例として好ましいものは、例えば、蛍光体を利用して構成した半導体発光装置、照明光源、照明装置、照明システム；ＬＥＤバックライト付き液晶パネル等のバックライトを有する液晶表示装置である。また、本実施形態の発光装置の具体例として好ましいものは、例えば、ＬＥＤプロジェクター、レーザープロジェクター等のプロジェクターを含む表示装置である。そして、本実施形態の発光装置は、３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ未満の範囲内に強度最大値を持つ短波長可視光によって蛍光体を励起する構造を有することが好ましい。

さらに当該発光装置は、短波長可視光を放射する固体発光素子をさらに備えることが好ましい。励起源として固体発光素子を用いることにより、衝撃に強い全固体の発光装置、例えば固体照明を実現することが可能となる。この固体発光素子を備える発光装置は、固体発光素子が放射する一次光によって蛍光体を励起することが好ましい。また、固体発光素子が放射する一次光には、３８０ｎｍ以上４６０ｎｍ未満の波長範囲内に発光ピークを有することが好ましい。さらに、固体発光素子を備える発光装置は、蛍光体が蛍光を放射し、この蛍光を出力光として利用することが好ましい。また、前記出力光は、前記３８０ｎｍ以上４６０ｎｍ未満の波長範囲内に発光ピークを有する一次光と、前記蛍光体が放射する蛍光とを含むことが好ましい。さらに、出力光が、前記特定波長範囲内に発光ピークを有する一次光と、前記蛍光体が放射する蛍光とを含む発光装置は、２５００Ｋ以上２００００Ｋ以下の範囲内に位置する、いずれかの相関色温度を持つ出力光を放射する機能を有することが好ましい。

以下、本実施形態の半導体発光装置の具体例を詳細に説明する。図３に示すように、本実施形態の半導体発光装置１００は、基板１１０、複数のＬＥＤ（発光素子）１２０、及び複数の封止部材１３０を備える。基板１１０は、例えば、セラミック基板や熱伝導樹脂等からなる絶縁層とアルミ板等からなる金属層との二層構造を有する。基板１１０は略方形の板状であって、基板１１０の短手方向（Ｘ軸方向）の幅Ｗ１が１２〜３０ｍｍであり、長手方向（Ｙ軸方向）の幅Ｗ２が１２〜３０ｍｍである。

図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＬＥＤ１２０は、例えばＧａＮ系のＬＥＤであって、平面視形状が略長方形である。そしてＬＥＤ１２０は、短手方向（Ｘ軸方向）の幅Ｗ３が０．３〜１．０ｍｍ、長手方向（Ｙ軸方向）の幅Ｗ４が０．３〜１．０ｍｍ、厚み（Ｚ軸方向の幅）が０．０８〜０．３０ｍｍである。

そしてＬＥＤ１２０は、基板１１０の長手方向（Ｙ軸方向）とＬＥＤ１２０の素子列の配列方向とが一致するように配置されている。ＬＥＤ１２０は、一列に並んだ複数のＬＥＤ１２０ごと素子列を構成しており、それら素子列が基板１１０の短手方向（Ｘ軸方向）に沿って複数列並べて実装されている。具体的には、例えば、２５個のＬＥＤ１２０が５列５行でマトリックス状に実装されている。すなわち、１つの素子列は５個のＬＥＤで構成され、そのような素子列が５行並べて実装されている。

各素子列では、ＬＥＤ１２０が長手方向（Ｙ軸方向）に直線状に配列されている。このようにＬＥＤ１２０を直線状に配列することによって、それらＬＥＤ１２０を封止する封止部材１３０も直線状に形成することができる。

図４（ｂ）に示すように、各素子列は、それぞれ長尺状の封止部材１３０によって個別に封止されている。そして、１つの素子列とその素子列を封止する１つの封止部材１３０とによって、１つの発光部１０１を構成している。したがって、半導体発光装置１００は５つの発光部１０１を備えていることになる。

封止部材１３０は、蛍光体を含有した透光性の樹脂材料で形成されている。樹脂材料としては、例えば、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン・エポキシのハイブリッド樹脂、ユリア樹脂等を用いることができる。また、蛍光体としては、本実施形態の蛍光体を用いることができる。ただ、蛍光体としては、本実施形態の蛍光体のみならず、例えば、Ｅｕ^２＋、Ｃｅ^３＋、Ｔｂ^３＋、Ｍｎ^２＋の少なくともいずれかで付活した酸化物や酸ハロゲン化物等の酸化物系蛍光体も用いることができる。また、蛍光体としては、Ｅｕ^２＋、Ｃｅ^３＋、Ｔｂ^３＋、Ｍｎ^２＋の少なくともいずれかで付活した窒化物や酸窒化物等の窒化物系蛍光体、又は硫化物や酸硫化物等の硫化物系蛍光体も用いることができる。

具体的には、青色蛍光体として、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋、ＣａＭｇＳｉ_２Ｏ_６：Ｅｕ^２＋、Ｂａ_３ＭｇＳｉ_２Ｏ_８：Ｅｕ^２＋、Ｓｒ_１０（ＰＯ_４）_６Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋等が挙げられる。緑青又は青緑色蛍光体として、Ｓｒ_４Ｓｉ_３Ｏ_８Ｃｌ_４：Ｅｕ^２＋、Ｓｒ_４Ａｌ_１４Ｏ_２４：Ｅｕ^２＋、ＢａＡｌ_８Ｏ_１３：Ｅｕ^２＋、Ｂａ_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋が挙げられる。さらに緑青又は青緑色蛍光体として、ＢａＺｒＳｉ_３Ｏ_９：Ｅｕ^２＋、Ｃａ_２ＹＺｒ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋、Ｃａ_２ＹＨｆ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋、Ｃａ_２ＹＺｒ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋，Ｔｂ^３＋が挙げられる。緑色蛍光体として、（Ｂａ，Ｓｒ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋、Ｃａ_８Ｍｇ（ＳｉＯ_４）_４Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋、Ｃａ_８Ｍｇ（ＳｉＯ_４）_４Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋が挙げられる。さらに緑色蛍光体として、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋、ＣｅＭｇＡｌ_１１Ｏ_１９：Ｍｎ^２＋、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋、Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋が挙げられる。また、緑色蛍光体として、Ｙ_３Ｇａ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋、Ｃａ_３Ｓｃ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋、ＣａＳｃ_２Ｏ_４：Ｃｅ^３＋、β−Ｓｉ_３Ｎ_４：Ｅｕ^２＋、ＳｒＳｉ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕ^２＋が挙げられる。緑色蛍光体として、Ｂａ_３Ｓｉ_６Ｏ_１２Ｎ_２：Ｅｕ^２＋、Ｓｒ_３Ｓｉ_１３Ａｌ_３Ｏ_２Ｎ_２１：Ｅｕ^２＋、ＹＴｂＳｉ_４Ｎ_６Ｃ：Ｃｅ^３＋、ＳｒＧａ_２Ｓ_４：Ｅｕ^２＋が挙げられる。緑色蛍光体として、Ｃａ_２ＬａＺｒ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋、Ｃａ_２ＴｂＺｒ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋、Ｃａ_２ＴｂＺｒ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋，Ｐｒ^３＋が挙げられる。緑色蛍光体として、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ^２＋、ＭｇＧａ_２Ｏ_４：Ｍｎ^２＋が挙げられる。緑色蛍光体として、ＬａＰＯ_４：Ｃｅ^３＋，Ｔｂ^３＋、Ｙ_２ＳｉＯ_４：Ｃｅ^３＋，ＣｅＭｇＡｌ_１１Ｏ_１９：Ｔｂ^３＋、ＧｄＭｇＢ_５Ｏ_１０：Ｃｅ^３＋，Ｔｂ^３＋が挙げられる。黄又は橙色蛍光体として、（Ｓｒ，Ｂａ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋、（Ｙ，Ｇｄ）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋、α−Ｃａ−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ^２＋が挙げられる。黄又は橙色蛍光体として、Ｙ_２Ｓｉ_４Ｎ_６Ｃ：Ｃｅ^３＋、Ｌａ_３Ｓｉ_６Ｎ_１１：Ｃｅ^３＋、Ｙ_３ＭｇＡｌ（ＡｌＯ_４）_２（ＳｉＯ_４）：Ｃｅ^３＋が挙げられる。赤色蛍光体としては、Ｓｒ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋、ＳｒＡｌＳｉ_４Ｎ_７：Ｅｕ^２＋、ＣａＳ：Ｅｕ^２＋、Ｌａ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ^３＋、Ｙ_３Ｍｇ_２（ＡｌＯ_４）（ＳｉＯ_４）_２：Ｃｅ^３＋が挙げられる。また、赤色蛍光体として、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ^３＋、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ^３＋、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ_４：Ｅｕ^３＋、ＹＶＯ_４：Ｅｕ^３＋が挙げられる。赤色蛍光体として、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ_２・ＧｅＯ_２：Ｍｎ^４＋、Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ^４＋、ＧｄＭｇＢ_５Ｏ_１０：Ｃｅ^３＋，Ｍｎ^２＋が挙げられる。

図４に示すように、封止部材１３０は、短手方向（Ｘ軸方向）の幅Ｗ５が０．８〜３．０ｍｍ、長手方向（Ｙ軸方向）の幅Ｗ６が３．０〜４０．０ｍｍであることが好ましい。また、ＬＥＤ１２０を含めた最大厚み（Ｚ軸方向の幅）Ｔ１が０．４〜１．５ｍｍ、ＬＥＤ１２０を含めない最大厚みＴ２が０．２〜１．３ｍｍであることが好ましい。封止信頼性を確保するためには、封止部材１３０の幅Ｗ５はＬＥＤ１２０の幅Ｗ３に対して２〜７倍であることが好ましい。

封止部材１３０の短手方向に沿った断面の形状は図４（ａ）に示すように、略半楕円形である。また、封止部材１３０の長手方向の両端部１３１，１３２は、Ｒ形状になっている。具体的には、両端部１３１，１３２の形状は、図３に示すように、平面視における形状が略半円形であり、図４（ｂ）に示すように、長手方向に沿った断面の形状が約９０°の中心角を有する略扇形である。封止部材１３０の両端部１３１，１３２がこのようにＲ形状になっている場合は、それら両端部１３１，１３２において応力集中が生じ難いと共に、ＬＥＤ１２０の出射光を封止部材１３０の外部に取り出し易い。

各ＬＥＤ１２０は、基板１１０にフェイスアップ実装される。そして基板１１０に形成された配線パターン１４０によって、ＬＥＤ１２０に電力が供給する図示しない点灯回路ユニットと電気的に接続されている。配線パターン１４０は、一対の給電用のランド１４１，１４２と、各ＬＥＤ１２０に対応する位置に配置された複数のボンディング用のランド１４３とを有する。

図４に示すように、ＬＥＤ１２０は、例えば、ワイヤボンディングによりワイヤ（例えば、金ワイヤ）１５０を介してランド１４３と電気的に接続されている。ワイヤ１５０の一方の端部１５１はＬＥＤ１２０と接合され、他方の端部１５２はランド１４３と接合されている。各ワイヤ１５０は、それぞれ接続対象である発光素子の属する素子列に沿って配置されている。さらに各ワイヤ１５０の両端部１５１，１５２も素子列に沿って配置されている。各ワイヤ１５０は、ＬＥＤ１２０やランド１４３と共に封止部材１３０により封止されているため劣化し難く、また絶縁されていて安全性も高い。なお、ＬＥＤ１２０の基板１１０への実装方法は、上記のようなフェイスアップ実装に限定されず、フリップチップ実装であってもよい。

ＬＥＤ１２０は、図３に示すように、同じ素子列に属する５個のＬＥＤ１２０が直列接続され、５つの素子列が並列接続されている。なお、ＬＥＤ１２０の接続形態はこれに限定されず、素子列に関係なくどのように接続されていてもよい。ランド１４１，１４２には、図示しない点灯回路ユニットの一対のリード線が接続され、それらリード線を介して点灯回路ユニットから各ＬＥＤ１２０に電力が供給され、これにより各ＬＥＤ１２０が発光する。

封止部材１３０は、以下のような手順で形成することができる。まず、図３に示すように、一列に並んだ複数のＬＥＤ１２０からなる素子列がＸ軸方向に複数列並べて実装された基板１１０を用意する。次に図５に示すように、基板１１０に、例えばディスペンサ１６０を用いて、素子列に沿って樹脂ペースト１３５をライン状に塗布する。その後、塗布後の樹脂ペースト１３５を固化させることによって、素子列ごとに個別に封止部材１３０を形成する。

本実施形態の半導体発光装置は、照明光源用や液晶ディスプレイのバックライト用、表示装置用の光源等に広く利用可能である。つまり上述のように、本実施形態の蛍光体は、視認性が良好な光を放ち得る。そのため、当該蛍光体を照明光源等に用いた場合、高演色性かつ高効率の照明光源や、高輝度画面の広色域表示が可能な表示装置を提供することができる。

このような照明光源としては、本実施形態の半導体発光装置と、当該半導体発光装置を動作させる点灯回路と、口金等の照明器具との接続部品とを組み合わせて構成することができる。また、必要に応じて照明器具を組み合わせれば、照明装置や照明システムを構成することにもなる。

このように、本実施形態の発光装置は、視感度や視認性の面で良好な特性を有するため、上述の半導体発光装置や光源装置以外にも広く利用することができる。

以下、本実施形態を実施例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれら実施例に限定されるものではない。

固相反応を利用する調製手法を用いて、実施例の蛍光体を合成し、その特性を評価した。なお、本実施例では、以下の化合物粉末を原料として使用した。

炭酸バリウム（ＢａＣＯ_３）：純度３Ｎ、和光純薬工業株式会社製
酸化ランタン（Ｌａ_２Ｏ_３）：純度３Ｎ、信越化学工業株式会社製
酸化セリウム（ＣｅＯ_２）：純度４Ｎ、信越化学工業株式会社製
酸化テルビウム（Ｔｂ_４Ｏ_７）：純度４Ｎ、信越化学工業株式会社製
酸化ユーロピウム（Ｅｕ_２Ｏ_３）：純度３Ｎ、信越化学工業株式会社製
酸化アルミニウム（θ−Ａｌ_２Ｏ_３）：純度４Ｎ５、住友化学株式会社製
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）：純度４Ｎ、関東化学工業株式会社製
酸化スカンジウム（Ｓｃ_２Ｏ_３）：純度３Ｎ、日本エアロジル株式会社製

［実施例１〜４］
（試料の調製）
実施例１〜４は、基本組成（仕込み組成）をＢａ_４Ｌａ_４Ａｌ_２．８Ｍｇ_１．２Ｏ_１５．４として蛍光体を作製したものである。はじめに、表１に示す割合で各原料を秤量した。次に、ボールミルを用いて、これらの原料を適量の溶媒と共に混合し、１時間攪拌した。そして混合後の原料を容器に移し、乾燥機を用いて１５０℃で２時間乾燥させた。乾燥後の混合原料を乳鉢と乳棒を用いて粉砕し、焼成原料とした。その後、焼成原料を焼成容器であるアルミナるつぼに移し、管状電気炉を用いて１４５０℃の弱還元雰囲気中で２時間焼成した。なお、弱還元雰囲気は、アルゴン９５％と水素５％との混合ガス雰囲気とし、混合ガス流量を１００ｍｌ／ｍｉｎとした。

このようにして、表１に示す組成の化合物（実施例１〜４）を調製した。得られた化合物を用いて、以下の評価を行った。

（結晶構造解析）
実施例の化合物について、Ｘ線回折法（ＸＲＤ）を用いて結晶構造解析を行った。図６は、シミュレーションにより作成したＢａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５のＸＲＤパターン、及び実施例１〜４に係る蛍光体のＸＲＤパターンを示す図である。なお、ＸＲＤパターンは、Ｘ線回折装置（製品名：ＭｕｌｔｉＦｌｅｘ、株式会社リガク製）を用いて評価した。

図６より、実施例１〜４のＸＲＤパターンは、シミュレーションにより作成したＢａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５のＸＲＤパターンと同様の形状を示していることが分かった。このようなＸＲＤパターンの一致から、実施例１〜４の化合物がＢａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５と同じ結晶構造を有する化合物であることが分かった。

（発光特性評価）
実施例の化合物の励起特性と発光特性を、分光蛍光光度計（ＦＰ−６５００（製品名：日本分光株式会社製）と、瞬間マルチ測光システム（ＱＥ−１１００：大塚電子株式会社製）とを併用して評価した。なお、測定精度を高める目的で、発光スペクトルの測定には瞬間マルチ測光システムを利用し、励起スペクトルの測定には分光蛍光光度計を利用した。そして、発光スペクトル測定時の励起波長は３５７ｎｍとし、励起スペクトル測定時のモニタ波長については発光ピーク波長、つまり５４３ｎｍ及び６１２ｎｍとした。

図７に、実施例１〜４の化合物の励起スペクトル及び発光スペクトルを示す。図中、破線のグラフは励起スペクトルを示し、実線のグラフは発光スペクトルを示す。

実施例１は発光イオンとしてＣｅ^３＋のみをドープした化合物である。図７より、実施例１は、４１０ｎｍ付近に励起ピークを示し、５１５ｎｍ付近にピークを有するブロードな緑色発光を示すことが分かった。

実施例２は発光イオンとしてＣｅ^３＋とＴｂ^３＋をドープした化合物である。図７より、実施例２は、４１０ｎｍ付近に励起ピークを示し、Ｔｂ^３＋に由来する５４６ｎｍ付近にピークを有するシャープな緑色発光を示すことが分かった。これらの結果は、Ｃｅ^３＋が吸収した励起エネルギーがＴｂ^３＋に伝達され、Ｔｂ^３＋が発光することを意味する。

実施例３は発光イオンとしてＣｅ^３＋、Ｔｂ^３＋及びＥｕ^３＋をドープした化合物である。図７より、実施例３は、４１０ｎｍに励起ピークを示し、Ｔｂ^３＋に由来する５４６ｎｍ付近にピークを有するシャープな緑色発光とＥｕ^３＋に由来する６２０ｎｍ付近にピークを有するシャープな赤色発光とを示すことが分かった。これらの結果は、Ｃｅ^３＋が吸収した励起エネルギーがＴｂ^３＋に伝達され、さらにそのエネルギーの一部がＥｕ^３＋に伝達され、Ｔｂ^３＋とＥｕ^３＋の両方が発光することを意味する。

実施例４は発光イオンとしてＣｅ^３＋、Ｔｂ^３＋及びＥｕ^３＋をドープした化合物であり、実施例３よりも多くのＥｕ^３＋を含む実験例である。図７より、実施例４は、４１０ｎｍに励起ピークを示し、Ｅｕ^３＋に由来する６２０ｎｍ付近にピークを有するシャープな赤色発光を示すことが分かった。また、図７より、実施例４は、Ｔｂ^３＋に由来する５４６ｎｍ付近の緑色発光のピークが赤色発光に比べて相対的に低い強度であることが確認できた。これにより、実施例４はＥｕ^３＋を多く含むことから、Ｃｅ^３＋からＴｂ^３＋を経由してＥｕ^３＋にエネルギー移動を示す過程でＴｂ^３＋からＥｕ^３＋へのエネルギー伝達確率が高まるため、Ｅｕ^３＋による赤色発光が主ピークとして観測されたと推察される。

［実施例５〜７］
実施例５〜７は、基本組成（仕込み組成）をＢａ_４Ｌａ_４Ａｌ_３ＭｇＯ_１５．５として蛍光体を作製したものである。具体的には、表１に示す割合で各原料を秤量した以外は実施例１と同様にして、表１に示す組成の化合物（実施例５〜７）を調製した。得られた化合物を用い、実施例１と同様にして、結晶構造解析及び発光特性評価を行った。

（結晶構造解析）
図８は、シミュレーションにより作成したＢａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５のＸＲＤパターン、及び実施例５〜７に係る蛍光体のＸＲＤパターンを示す図である。図８より、実施例５〜７のＸＲＤパターンは、シミュレーションにより作成したＢａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５のＸＲＤパターンと同様の形状を示していることが分かった。このようなＸＲＤパターンの一致から、実施例５〜７の化合物がＢａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５と同じ結晶構造を有する化合物であることが分かった。

（発光特性評価）
図９に、実施例５〜７の化合物の励起スペクトル及び発光スペクトルを示す。図中、破線のグラフは励起スペクトルを示し、実線のグラフは発光スペクトルを示す。

実施例５は発光イオンとしてＣｅ^３＋のみをドープした化合物である。図９より、実施例５は実施例１と同様に、４１０ｎｍ付近に励起ピークを示し、５１５ｎｍ付近にピークを有するブロードな緑色発光を示すことが分かった。

実施例６は発光イオンとしてＣｅ^３＋とＴｂ^３＋をドープした化合物である。図９より、実施例６は実施例２と同様に、４１０ｎｍ付近に励起ピークを示し、Ｔｂ^３＋に由来する５４６ｎｍ付近にピークを有するシャープな緑色発光を示すことが分かった。これらの結果は、Ｃｅ^３＋が吸収した励起エネルギーがＴｂ^３＋に伝達され、Ｔｂ^３＋が発光することを意味する。

実施例７は発光イオンとしてＣｅ^３＋、Ｔｂ^３＋及びＥｕ^３＋をドープした化合物である。図９より、実施例７は実施例３と同様に、４１０ｎｍに励起ピークを示し、Ｔｂ^３＋に由来する５４６ｎｍ付近にピークを有するシャープな緑色発光とＥｕ^３＋に由来する６２０ｎｍ付近にピークを有するシャープな赤色発光とを示すことが分かった。これらの結果は、Ｃｅ^３＋が吸収した励起エネルギーがＴｂ^３＋に伝達され、さらにそのエネルギーの一部がＥｕ^３＋に伝達され、Ｔｂ^３＋とＥｕ^３＋の両方が発光することを意味する。

なお、実施例５〜７では、実施例７よりもＥｕ^３＋を多く含む実験例はない。しかし、実施例１〜４の結果に鑑みれば、実施例７よりもＥｕ^３＋を多く含む実験例を作製した場合に、Ｔｂ^３＋からＥｕ^３＋へのエネルギー伝達確率が高まり、Ｅｕ^３＋によるピークを主体とする赤色発光を示すことは容易に想像できる。

［実施例８及び９］
実施例８及び９は、基本組成（仕込み組成）をＢａ_６Ｌａ_２Ａｌ_３ＳｃＯ_１５として蛍光体を作製したものである。具体的には、表１に示す割合で各原料を秤量した以外は実施例１と同様にして、表１に示す組成の化合物（実施例８及び９）を調製した。得られた化合物を用い、実施例１と同様にして、結晶構造解析及び発光特性評価を行った。

（結晶構造解析）
図１０は、シミュレーションにより作成したＢａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５のＸＲＤパターン、及び実施例８及び９に係る蛍光体のＸＲＤパターンを示す図である。図１０より、実施例８及び９のＸＲＤパターンは、シミュレーションにより作成したＢａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５のＸＲＤパターンが低角側にシフトしたＸＲＤパターンを示した。このことから、実施例８〜９の化合物はＢａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５と同型の結晶構造であることが分かった。

（発光特性評価）
図１１に、実施例８及び９の化合物の励起スペクトル及び発光スペクトルを示す。図中、破線のグラフは励起スペクトルを示し、実線のグラフは発光スペクトルを示す。

実施例８はＣｅ^３＋のみをドープした化合物である。図１１より、実施例８は、４００ｎｍ付近に励起ピークを示し、４８０ｎｍ付近にピークを有するブロードな青緑色発光を示すことが分かった。

実施例９は発光イオンとしてＣｅ^３＋とＴｂ^３＋をドープした化合物である。図１１より、実施例９は、４００ｎｍ付近に励起ピークを示し、Ｔｂ^３＋に由来する５４６ｎｍ付近にピークを有するシャープな緑色発光を示すことが分かった。これらの結果は、Ｃｅ^３＋が吸収した励起エネルギーがＴｂ^３＋に伝達され、Ｔｂ^３＋が発光することを意味する。

なお、実施例８及び９では、実施例９よりもＥｕ^３＋を多く含む実験例はない。しかし、実施例１〜４の結果に鑑みれば、実施例９よりもＥｕ^３＋を多く含む実験例を作製した場合に、Ｔｂ^３＋からＥｕ^３＋へのエネルギー伝達確率が高まり、Ｅｕ^３＋によるピークを主体とする赤色発光を示すことは容易に想像できる。

以上、本実施形態を実施例によって説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

２ 蛍光体

Claims (15)

1. 母体化合物と、この母体化合物に含まれる発光中心とを有し、
   前記母体化合物は、六方晶のＢａ_６Ｎｄ_２Ａｌ_４Ｏ_１５型構造を有することを特徴とする蛍光体。
2. 前記発光中心は、Ｃｅ^３＋、Ｔｂ^３＋及びＥｕ^３＋からなる群より選ばれる少なくとも１種のイオンを含むことを特徴とする請求項１に記載の蛍光体。
3. 前記発光中心は、Ｃｅ^３＋とＴｂ^３＋を含むことを特徴とする請求項２に記載の蛍光体。
4. 前記発光中心は、Ｃｅ^３＋とＴｂ^３＋とＥｕ^３＋を含むことを特徴とする請求項３に記載の蛍光体。
5. 前記母体化合物は、アルカリ土類金属元素と、希土類元素と、アルミニウムと、酸素とを含む結晶格子を有することを特徴とする請求項１に記載の蛍光体。
6. 前記アルカリ土類金属元素はＢａを含むことを特徴とする請求項５に記載の蛍光体。
7. 前記希土類元素はＬａを含むことを特徴とする請求項５又は６に記載の蛍光体。
8. 前記母体化合物は酸化物であることを特徴とする請求項５に記載の蛍光体。
9. 前記母体化合物は、Ｂａと、Ｌａと、Ａｌと、Ｏと、を含む結晶格子を有することを特徴とする請求項５に記載の蛍光体。
10. ４００ｎｍ以上４３０ｎｍ未満の波長範囲内の可視光を吸収することを特徴とする請求項１に記載の蛍光体。
11. 前記発光中心はＣｅ^３＋を含み、このＣｅ^３＋が光吸収イオンとなって前記波長範囲内の可視光を吸収することを特徴とする請求項１０に記載の蛍光体。
12. 励起スペクトルの最大値が３８０ｎｍ以上４６０ｎｍ未満の波長範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の蛍光体。
13. 前記発光中心はＴｂ^３＋を含み、このＴｂ^３＋の電子エネルギー遷移に基づく発光成分を放射することを特徴とする請求項１に記載の蛍光体。
14. 蛍光体が放射する蛍光中、前記Ｔｂ^３＋の電子エネルギー遷移に基づく発光成分の発光強度が最大になることを特徴とする請求項１３に記載の蛍光体。
15. 請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の蛍光体を備えることを特徴とする発光装置。

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