JP2017002211A - 蛍光体、その製造方法及び発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】固相反応で製造可能なかんらん石構造を有するリン酸塩蛍光体を提供する。
【解決手段】本発明の蛍光体は、少なくともＮａＭｇＰＯ_４とかんらん石構造の珪酸塩化合物とを端成分とするかんらん石構造固溶体の一部が、発光中心で置換された結晶構造を有する。前記かんらん石構造の珪酸塩化合物は、アルカリ土類金属を含むことが好ましい。前記かんらん石構造の珪酸塩化合物は、モンチセリかんらん石（ＣａＭｇＳｉＯ_４）であることが好ましい。前記発光中心は、Ｅｕ^２＋であることが好ましい。前記蛍光体は、波長６００ｎｍ以上６６０ｎｍ未満の波長領域内に発光ピークを有する赤色光を放射することが好ましい。
【選択図】図５

Description

本発明は、無機蛍光体、その製造方法及び発光装置に関する。詳細には、本発明は、固体照明用として好ましい発光ダイオード（ＬＥＤ）等の固体発光素子が放射する光で励起可能な無機蛍光体に関する。さらに詳細には、本発明は、青色光での励起が可能で赤色光を放射する無機酸化物蛍光体、その製造方法及び発光装置に関する。

従来、ＬＥＤが放射する青色光で励起され赤色光を放射する酸化物蛍光体として、かんらん石（Ｏｌｉｖｉｎ）構造を有するリン酸塩蛍光体が知られている。

上記かんらん石構造を有するリン酸塩蛍光体としては、例えば、特許文献１に記載されるように、発光中心としてＥｕ^２＋を用いた、ＮａＭｇＰＯ_４：Ｅｕ^２＋が知られている。また、これ以外にも、ＮａＭｇＰＯ_４：Ｅｕ^２＋の結晶を構成するリン（Ｐ）の一部を、シリコン（Ｓｉ）及びアルミニウム（Ａｌ）からなる群の少なくとも一種の元素で置換したリン酸塩蛍光体が知られている。さらに、ＮａＭｇＰＯ_４：Ｅｕ^２＋の結晶を構成するナトリウム（Ｎａ）又はマグネシウム（Ｍｇ）の一部を、カリウム、リチウム、カルシウム、及びストロンチウムからなる群の少なくとも一種の元素で置換したリン酸塩蛍光体も知られている。

また、上記かんらん石構造を有するリン酸塩蛍光体は、Ｅｕ^２＋とは異なる発光中心である、Ｃｅ^３＋やＴｂ^３＋等の発光中心を用いることもできる。このＣｅ^３＋やＴｂ^３＋等を用いたリン酸塩蛍光体としては、特許文献１に記載されるように、例えば、紫外線を放射するＣｅ^３＋付活蛍光体や、緑色光を放射するＴｂ^３＋付活蛍光体が知られている。

上記かんらん石構造を有するリン酸塩蛍光体は、近年、ＬＥＤ照明等の発光装置への利用が検討されている。

国際公開第２０１４／１３６８４０号

Ｗ．Ｔａｎｇ ａｎｄ Ｙ．Ｚｈｅｎｇ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ，２５（２００９）ｐｐ．３６４−３６６

しかしながら、上記かんらん石構造を有するリン酸塩蛍光体は、蛍光体の製造方法として一般的に用いられている固相反応では製造することが困難であるという課題があった。例えば、特許文献１では、上記かんらん石構造を有するリン酸塩蛍光体は、蛍光体原料となる複数の化合物を混合してなる混合物を溶融させた後に冷却する特殊な方法によって製造している。これに対し、同様の原料を用いた場合でも従来の固相反応で製造する場合には、かんらん石構造を有するリン酸塩蛍光体が得られない。また、ＮａＭｇＰＯ_４：Ｅｕ^２＋等の上記リン酸塩蛍光体を固相反応で製造した場合、かんらん石構造とは異なるグラセライト（Ｇｌａｓｅｒｉｔｅ、Ｋ_３Ｎａ（ＳＯ_４）_２）構造を有するリン酸塩蛍光体が得られる。なお、特許文献１や非特許文献１には、このグラセライト構造を有するリン酸塩蛍光体が、かんらん石構造を有するリン酸塩蛍光体と異なる性質を有することが記載されている。例えば、かんらん石構造を有するＮａＭｇＰＯ_４：Ｅｕ^２＋は青色光で励起されて赤色光を放射する赤色蛍光体であるのに対し、グラセライト構造を有するＮａＭｇＰＯ_４：Ｅｕ^２＋は４３７ｎｍ付近に発光ピークを有する青色光を放射する青色蛍光体になる。

このように、従来は、上記かんらん石構造を有するリン酸塩蛍光体を一般的な製造方法である固相反応で製造することができないため、上記かんらん石構造を有するリン酸塩蛍光体の製造コストが高いという課題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。本発明は、固相反応で製造可能なかんらん石構造を有するリン酸塩蛍光体及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、かんらん石構造を有するリン酸塩蛍光体を用いた製造コストが低い発光装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の態様に係る蛍光体は、少なくともＮａＭｇＰＯ_４とかんらん石構造の珪酸塩化合物とを端成分とするかんらん石構造固溶体の一部が、発光中心で置換された結晶構造を有することを特徴とする。

上記課題を解決するために、本発明の態様に係る蛍光体の製造方法は、少なくともＮａＭｇＰＯ_４とかんらん石構造の珪酸塩化合物とを端成分とするかんらん石構造固溶体に発光中心が添加された化合物、を作製する組成比率で蛍光体原料を調合し、焼成することにより、前記かんらん石構造固溶体の一部が前記発光中心で置換された結晶構造を有し、下記式（１）で表される組成のかんらん石構造の化合物、を主体とする蛍光体を製造することを特徴とする。
ＡＢＣＸ_４ （１）
（式中、Ａはアルカリ金属でＡの過半数がＮａであり、Ｂは第２族元素でＢの過半数がＭｇであり、Ｃは第１５族元素でＣの過半数がリンであり、Ｘは第１６族元素でＸの過半数が酸素である。）

本発明の蛍光体は、かんらん石構造を有するリン酸塩蛍光体であり、固相反応で製造可能である。本発明の蛍光体の製造方法は、かんらん石構造を有するリン酸塩蛍光体を固相反応で製造可能である。

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断面図である。 実施例１〜３、並びに比較例１及び２に係る蛍光体のＸ線回折パターンを示す図である。 実施例４〜６、並びに比較例１及び２に係る蛍光体Ｘ線回折パターンを示す図である。 実施例２及び５、並びに比較例１及び２に係る蛍光体の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、その製造方法、及びこの蛍光体を用いた発光装置について、図面を参照して説明する。

［蛍光体］
蛍光体は、一般的に、結晶質の化合物（母体結晶）を構成する元素の一部が、蛍光を放射するイオンとなり得る元素（発光中心）で置換された構造を有する。

本実施形態に係る蛍光体は、少なくともＮａＭｇＰＯ_４とかんらん石（Ｏｌｉｖｉｎｅ）構造の珪酸塩化合物とを端成分とするかんらん石構造固溶体を母体結晶とし、この母体結晶の一部が、発光中心で置換された結晶構造を有する。本実施形態に係る蛍光体の結晶構造は、母体結晶と同様にかんらん石構造になっている。これにより、当該蛍光体は、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、蛍光を放射することが可能である。

（母体結晶）
本実施形態に係る蛍光体の母体結晶は、少なくともＮａＭｇＰＯ_４とかんらん石構造の珪酸塩化合物とを端成分とするかんらん石構造固溶体である。かんらん石構造固溶体の端成分は、少なくともＮａＭｇＰＯ_４とかんらん石構造の珪酸塩化合物との２個を含んでいればよく、必要により３個目以上の端成分を有してもよい。上記かんらん石構造固溶体は、これら２個以上の端成分を有する連続固溶体である。

本実施形態に係る蛍光体では、母体結晶を、上記特定の端成分を有するかんらん石構造固溶体とすることにより、製造の際に、グラセライト（Ｋ_３Ｎａ（ＳＯ_４）_２）構造となり易いリン酸塩蛍光体を、かんらん石構造の蛍光体とすることができる。例えば、ＮａＭｇＰＯ_４：Ｅｕ^２＋赤色蛍光体等のかんらん石構造を有するリン酸塩蛍光体を一般的な固相反応で製造する場合、通常、グラセライト（Ｋ_３Ｎａ（ＳＯ_４）_２）構造の蛍光体になり易い。本実施形態に係る蛍光体では、上記端成分を有する特定のかんらん石構造固溶体からなる母体結晶を用いるため、この母体結晶の一部を発光中心で置換した組成の蛍光体を固相反応で製造する際に、所望のかんらん石構造の蛍光体が得られ易い。

端成分であるＮａＭｇＰＯ_４とかんらん石構造の珪酸塩化合物とは、結晶を構成する元素のイオン半径が近似すると、任意の組成のかんらん石構造固溶体の形成が容易であるため好ましい。任意の組成のかんらん石構造固溶体が得られると、このかんらん石構造固溶体を原料とし、一般的な固相反応でかんらん石構造の本実施形態に係る蛍光体を製造することが容易となる。

例えば、かんらん石構造の珪酸塩化合物がアルカリ土類金属を含むと、かんらん石構造の珪酸塩化合物とＮａＭｇＰＯ_４結晶とで結晶を構成する元素のイオン半径を近似させることができるため好ましい。ここで、アルカリ土類金属とは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａである。Ｃａ^２＋、Ｓｒ^２＋及びＢａ^２＋のイオン半径がそれぞれ０．９９Å、１．１２Å及び１．３５Åである。このため、アルカリ土類金属を含むかんらん石構造の珪酸塩化合物を用いると、ＮａＭｇＰＯ_４中のＮａ^＋（イオン半径０．９５Å）と、構成元素のイオン半径を類似させることができる。また、このアルカリ土類金属を含むかんらん石構造の珪酸塩化合物のうち、より好ましいものは、含まれるアルカリ土類金属がＣａであるモンチセリかんらん石（ＣａＭｇＳｉＯ_４）である。

また、Ｃａ^２＋のイオン半径（０．９９Å）及びＳｒ^２＋のイオン半径（１．１２Å）は、後述の発光中心として機能するランタノイドのイオン半径（０．８５〜１．１４Å）に近い。このため、端成分であるかんらん石構造の珪酸塩化合物がＣａやＳｒを含むと、この珪酸塩化合物から得られる特定のかんらん石構造固溶体からなる母体結晶中に、Ｅｕ^２＋等の、発光中心として機能するランタノイドイオンを含ませることが容易になる。このため、端成分であるかんらん石構造の珪酸塩化合物がＣａやＳｒを含む場合は、得られる蛍光体に発光中心を多く含ませることができ、発光強度を大きくすることができる。例えば、含ませる発光中心が赤色光を放射するＥｕ^２＋であれば、赤色光の発光強度が大きい蛍光体を得ることができる。なお、本実施形態に係る蛍光体では、蛍光体の結晶格子を構成するＭｇの一部を、価数が二価でかつＭｇとは異なる元素、例えばＺｎ等の元素で置換することもできる。

（発光中心）
本実施形態に係る蛍光体は、上記かんらん石構造固溶体からなる母体結晶の一部が、発光中心で置換された結晶構造を有する。上記母体結晶の一部が発光中心で置換されてなる蛍光体の結晶構造は、発光中心で置換する前の結晶構造であるかんらん石構造を保持している。

本実施形態に係る蛍光体で用いられる発光中心としては、例えば、ランタノイドイオンや遷移金属イオンが挙げられる。ここで、ランタノイドイオンとしては、例えば、Ｃｅ^３＋、Ｐｒ^３＋、Ｎｄ^３＋、Ｓｍ^３＋、Ｅｕ^２＋、Ｅｕ^３＋、Ｇｄ^３＋、Ｔｂ^３＋、Ｄｙ^３＋、Ｈｏ^３＋、Ｅｒ^３＋、Ｔｍ^３＋及びＹｂ^３＋からなる群から選択される少なくとも１種のイオンが用いられる。また、遷移金属イオンとしては、Ｍｎ^２＋等が用いられる。これらのうち、発光中心がＥｕ^２＋であると、青色光を赤色光に波長変換し得る高効率な赤色蛍光体が得られるため好ましい。この発光中心がＥｕ^２＋である本実施形態に係るかんらん石構造の蛍光体は、従来のかんらん石構造を有するＮａＭｇＰＯ_４：Ｅｕ^２＋赤色蛍光体と同様に、青色光を赤色光に波長変換し得る高効率な赤色蛍光体となる。

本実施形態に係る蛍光体において、発光中心は、蛍光体を基準として、通常、０．１〜１０モル％含まれる。

本実施形態に係る蛍光体は、例えば、下記式（１）で表される組成式の化合物を主体とする物質からなる。
ＡＢＣＸ_４ （１）

式（１）中、Ａはアルカリ金属でＡの過半数がＮａである。Ａとしては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム及びルビジウムからなる群より選択される１種以上が用いられる。ここで、Ａの過半数がＮａであるとは、Ａの全モル数に対してＮａのモル数が過半数であることを意味する。

式（１）中、Ｂは第２族元素でＢの過半数がＭｇである。Ｂとしては、例えば、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム及びバリウムからなる群より選択される１種以上が用いられる。ここで、Ｂの過半数がＭｇであるとは、Ｂの全モル数に対してＭｇのモル数が過半数であることを意味する。

式（１）中、Ｃは第１５族元素でＣの過半数がリンである。Ｃとしては、例えば、窒素、リン、ヒ素、アンチモン及びビスマスからなる群より選択される１種以上が用いられる。ここで、Ｃの過半数がリンであるとは、Ｃの全モル数に対してリンのモル数が過半数であることを意味する。

式（１）中、Ｘは第１６族元素でＸの過半数が酸素である。Ｘとしては、例えば、酸素、硫黄及びセレンからなる群より選択される１種以上が用いられる。ここで、Ｘの過半数が酸素であるとは、Ｘの全モル数に対して酸素のモル数が過半数であることを意味する。

なお、「式（１）で表される組成式の化合物を主体とする物質」とは、式（１）で表される組成式の化合物が、本実施形態に係る蛍光体の質量の過半数を占めることを意味する。

本実施形態に係る蛍光体は、上記式（１）で表される組成式の化合物を主体とする物質からなることにより、従来のＮａＭｇＰＯ_４：Ｅｕ^２＋赤色蛍光体に発光特性が近い化合物になる。このため、このような蛍光体によれば、ＮａＭｇＰＯ_４：Ｅｕ^２＋赤色蛍光体と同様の特性を示すものにすることができ、ＬＥＤ照明用として好ましいものとなる。

（励起光）
本実施形態に係る蛍光体は、通常、波長３８０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域内に波長成分を有する短波長可視光を吸収して、発光する。この短波長可視光は、例えば、公知の紫又は青色のＬＥＤ光から放射される。このため、本実施形態に係る蛍光体は、公知の紫又は青色のＬＥＤ光で励起可能である。また、本実施形態に係る蛍光体は、波長３８０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域内に波長成分を有する短波長可視光を吸収して、赤色光を放射することが好ましい。上記短波長可視光を吸収して、赤色光を放射する蛍光体としては、例えば、発光中心としてＥｕ^２＋を含ませた蛍光体が用いられる。この蛍光体は、紫又は青色のＬＥＤ光で励起可能な赤色蛍光体になるため、ＬＥＤ照明用に適する赤色蛍光体になる。

（発光スペクトル）
本実施形態に係る蛍光体は、上記短波長可視光を吸収すると、励起され、励起光をより長波長の光に波長変換する。本実施形態に係る蛍光体は、波長６００ｎｍ以上６６０ｎｍ未満の波長領域内に発光ピークを有する赤色光を放射することが好ましい。この蛍光体は、ＬＥＤ照明用等としての用価値の高い赤色蛍光体になる。

上記本実施形態に係る蛍光体は、公知の方法、例えば、一般的な固相反応を用いて製造することができる。ただし、下記の製造方法を用いると、効率よく本実施形態に係る蛍光体を製造することができる。

［蛍光体の製造方法］
本実施形態に係る蛍光体の製造方法は、特定のかんらん石構造固溶体に発光中心が添加された化合物、を作製する組成比率の蛍光体原料を調合し、焼成するものである。

本実施形態に係る蛍光体の製造方法は、少なくともＮａＭｇＰＯ_４とかんらん石構造の珪酸塩化合物とを端成分とするかんらん石構造固溶体に発光中心が添加された化合物、を作製する組成比率で蛍光体原料を調合し、焼成するものである。具体的には、以下のとおりである。

はじめに、普遍的なセラミックス原料粉末である、アルカリ金属炭酸塩、希土類酸化物、アルカリ土類金属炭酸塩、リン酸塩、二酸化珪素等を準備する。次に、本実施形態に係る蛍光体の化学量論的組成又はこれに近い組成となるように蛍光体原料の粉末を調合し、乳鉢やボールミル等を用いて十分に混合する。蛍光体原料の粉末の調合は、少なくともＮａＭｇＰＯ_４とかんらん石構造の珪酸塩化合物とを端成分とするかんらん石構造固溶体に発光中心が添加された化合物、を作製する組成比率とする。このように、焼成前の蛍光体原料の粉末を、かんらん石構造固溶体に発光中心が添加された化合物を作製可能な組成比率に調合することにより、焼成後に化合物ＮａＭｇＰＯ_４のかんらん石構造が安定化する化合物を得ることができる。

さらに、アルミナるつぼ等の焼成容器を用いて、電気炉等により上記蛍光体原料の粉末を焼成すると、本実施形態に係る蛍光体を製造することができる。なお、蛍光体原料の粉末を焼成する際には、大気中又は還元雰囲気下、９００℃以上１３００℃未満、特に、１０５０℃以上１２５０℃未満の焼成温度にて数時間加熱することが好ましい。

得られた蛍光体は、本実施形態に係る蛍光体であり、かんらん石構造固溶体の一部が発光中心で置換された結晶構造を有し、下記式（１）で表される組成のかんらん石構造の化合物、を主体とする蛍光体となる。
ＡＢＣＸ_４ （１）

式（１）中の、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＸは、本実施形態に係る蛍光体の式（１）中で説明したＡ、Ｂ、Ｃ及びＸと同じであるため、説明を省略する。

本実施形態に係る蛍光体の製造方法によれば、本実施形態に係る蛍光体を一般的な固相反応によって製造することができるため、本実施形態に係る蛍光体の工業生産が容易になる。

［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。上述のように、本実施形態の蛍光体は、例えば、ＬＥＤ光励起ができて可視光を放射する新規な蛍光体であって、かつ、製造が容易であり、特殊な設備や特殊な製造条件を必要としない。このため、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、低コストの発光装置を提供することが可能になる。

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。すなわち、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。

詳細に説明すると、本実施形態に係る発光装置は、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たものである。また、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知られており、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、蛍光体を利用する検出装置等が知られている。なお、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。

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。なお、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。

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１は、本実施形態に係る発光装置の概略を示す図である。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）において、励起源１は、本実施形態の無機酸化物蛍光体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としては、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、特に紫色光や青色光等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。なお、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１（Ａ）及び図１（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。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１（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１（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１（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１（Ｂ）に示す発光装置としては、例えば、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、プロジェクターが用いられる。

本実施形態に係る発光装置の具体例としては、例えば、半導体発光装置、照明光源、照明装置、ＬＥＤバックライト付き液晶パネル、ＬＥＤプロジェクター、レーザープロジェクターが挙げられる。好ましい発光装置としては、例えば、照明光源、照明装置、照明システム、バックライトを有する表示装置が挙げられる。また、本実施形態の発光装置は、３８０ｎｍ以上４７０ｎｍ未満の範囲内にピークを有する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。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。

以下、本実施形態に係る半導体発光装置の具体例を詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る半導体発光装置を模式的に示す断面図である。図２は断面図であるが、図面の見易さを考慮して透光性樹脂１０の断面を示すハッチングは省略している。

図２において、基板５は、固体発光素子６を固定するための基台となるものである。そして、基板５は、Ａｌ_２Ｏ_３及びＡｌＮ等のセラミックス、Ａｌ及びＣｕ等の金属、ガラス、シリコーン樹脂及びフィラー入りシリコーン樹脂等の樹脂から構成される。

また、基板５上には配線導体７が設けられ、固体発光素子６の給電電極８と配線導体７とを、金線等を用いて電気的に接続することによって、固体発光素子６に給電している。

一次光を生成する光源である固体発光素子６は、直流、交流又はパルスの中から選ばれる少なくともいずれかの電圧を印加する電力供給によって、電気エネルギーを近紫外線、紫色光又は青色光等の光エネルギーに変換する電光変換素子である。固体発光素子６としては、ＬＥＤ、ＬＤ、無機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子、有機ＥＬ素子等を用いることができる。特に、高出力かつ狭スペクトル半値幅の一次光を得るためには、固体発光素子６はＬＥＤ又はＬＤが好ましい。なお、図２は、固体発光素子６を、ＩｎＧａＮ系化合物を発光層とするＬＥＤとした場合の構成を示している。

波長変換層９は、蛍光物質の蛍光体２を含み、固体発光素子６が放射する一次光を、相対的に長波長側に移動した光に波長変換する。また、図２に示すように、波長変換層９は、側壁１１で囲まれており、さらに本実施形態に係る蛍光体の粒子が透光性樹脂１０中に分散している。なお、本実施形態の半導体発光装置における波長変換層９としては、樹脂蛍光膜、透光性蛍光セラミックス、蛍光ガラス等に蛍光体を含ませて構成することもできる。

波長変換層９には、蛍光体２として本実施形態に係る蛍光体を単独で用いることもできるが、必要に応じて、本実施形態の蛍光体とは異なる蛍光体を含むようにしてもよい。また、発光色又は組成のいずれかの面で異なる蛍光体を複種類組み合わせて用いるようにしてもよい。

波長変換層９に用いることができる、本実施形態の蛍光体とは異なる蛍光体としては、固体発光素子６が放射する一次光を吸収して相対的に長波長側に移動した光に波長変換する蛍光体であれば、特に限定されない。発光色として、青色光、緑青光、青緑色光、緑色光、黄色光、橙色光、赤色光を放射する各種の蛍光体から適宜選択して、半導体発光装置が所望の色の出力光を放射するようにすることができる。

上述のように、固体発光素子６をＬＥＤ又はＬＤとした場合の半導体発光装置用の蛍光体としては、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。

なお、利用する蛍光体を全て酸化物とすることで、製造コストが低い半導体発光装置を実現することができる。

ここで、図２に示す半導体発光装置の製造方法の一例を説明する。はじめに、配線導体７を形成した基板５上に実装技術を用いて固体発光素子６を固定する。次に、ワイヤーボンディング技術等を用いて、固体発光素子６の給電電極８と配線導体７とを電気的に接続する。一方で、シリコーン樹脂等の透光性樹脂１０と蛍光体２とを十分に混合し、所定の粘度となるように調整した蛍光体ペーストを作製する。蛍光体ペースト中の蛍光体２の重量割合は、数％〜数１０％程度となるようにする。その後、固体発光素子６上に蛍光体ペーストを滴下する等して、固体発光素子６の光取り出し面を蛍光体ペーストで覆って、蛍光体ペーストを乾燥させる等して固化する。これにより、波長変換層９が形成された半導体発光装置を得ることができる。

このようにして形成された半導体発光装置では、固体発光素子６に通電して所定の電力を供給すると、固体発光素子６が短波長可視光の一次光を発光する。すなわち、固体発光素子６は、例えば３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ未満の範囲内に発光ピークを有する紫色光、又は４２０ｎｍ以上４７０ｎｍ未満の範囲内に発光ピークを有する青色光を発光する。この一次光は、蛍光体２によって、色調制御された蛍光に波長変換される。

一次光は波長変換層９に含まれる蛍光体２に照射され、一部が蛍光体２に吸収される。蛍光体２に吸収された一次光は、蛍光体２によって、相対的に長波長側、すなわち低エネルギー側に移動した光に波長変換される。蛍光体２によって波長変換された波長変換光は、透光性樹脂１０を通り抜けて半導体発光装置から出射される。一方、蛍光体２に吸収されなかった一次光も、透光性樹脂１０を通り抜けて半導体発光装置から出射される。この結果、半導体発光装置からは、蛍光体２による波長変換光と、蛍光体２に吸収されなかった一次光の両方が出射される。すなわち、半導体発光装置からは、これら双方が加色混合された光成分が出力される。

なお、波長変換層９の厚みや光透過率、波長変換層９に含まれる蛍光体２の種類や混合割合、固体発光素子が放射する一次光の波長等は適宜調整できる。このため、波長変換層９は、所望とする光源色や白色等の照明光が得られるように、光源設計すればよい。なお、一次光が全て蛍光体に吸収されて波長変換される場合は、半導体発光装置からの出射光は蛍光体で波長変換された光のみとなる。

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広く利用可能である。上述のように、本実施形態の蛍光体は、少なくとも赤色光を放射し得る。このため、当該蛍光体を照明光源等に用いると、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。

上記照明光源は、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、口金等照明器具との接続部品とを組み合わせることにより、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ができる。

表示装置としては、マトリックス状に配置した本実施形態の半導体発光装置と、これら半導体発光装置をＯＮ−ＯＦＦする信号回路とを組み合わせて構成することができる。また、表示装置としては、ＬＥＤバックライト機能付き液晶パネルを挙げることができる。すなわち、当該表示装置は、本実施形態の半導体発光装置をライン状又はマトリックス状に配置しバックライトとして利用することができる。本実施形態の半導体発光装置は、例えば、バックライトと、バックライトを点灯する点灯回路又はバックライトをＯＮ−ＯＦＦ制御する制御回路と、液晶パネルとを組み合わせて構成される。

（効果）
本実施形態に係る発光装置によれば、固相反応で製造可能な本実施形態に係る蛍光体を用いるため、かんらん石構造を有するリン酸塩蛍光体を用いても製造コストを低くすることができる。

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、実施例及び比較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用いた。

炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣＯ_３）：特級、関東化学株式会社製
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）：純度４Ｎ、株式会社高純度化学研究所製
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）：純度２Ｎ５、関東化学株式会社製
リン酸水素二アンモニウム（ＮＨ_４）_２ＨＰＯ_４：純度２Ｎ以上、和光純薬工業株式会社製
二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）：純度＞３Ｎ、日本アエロジル株式会社製
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

なお、本実施例では、反応促進剤（フラックス）は用いなかった。

［実施例１〜６、比較例１及び２］
（試料の調製）
はじめに、表１に示す割合で、各原料を秤量した。次に、マグネチックスターラーを用いて、これらの原料を適量の水（純水）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、焼成原料をカーボンるつぼに移し、管状電気炉を用いて、１２００℃の窒素水素雰囲気中（９６ｖｏｌ．％窒素＋４ｖｏｌ．％水素中、１００ｍｌ／ｍｉｎ．）で２時間焼成した。

このようにして、組成式が（１−ｘ−ｙ−ｚ）ＮａＭｇＰＯ_４・ｘＭＭｇＳｉＯ_４・ｙＥｕＭｇＳｉＯ_４・ｚ（Ｎａ_{０．９７５}Ｅｕ_{０．０２５}）ＭｇＰＯ_４で表される焼成物を調製した（実施例１〜６及び比較例１及び２）。上記表現の組成式と、これを単純化した組成式とを表２に示す。

上記組成式（１−ｘ−ｙ−ｚ）ＮａＭｇＰＯ_４・ｘＭＭｇＳｉＯ_４・ｙＥｕＭｇＳｉＯ_４・ｚ（Ｎａ_{０．９７５}Ｅｕ_{０．０２５}）ＭｇＰＯ_４において、ＭＭｇＳｉＯ_４は、かんらん石構造を有する珪酸塩化合物であることを示す。ＭＭｇＳｉＯ_４において、Ｍｇの前のＭは、アルカリ土類金属及びＭｇから選択される少なくとも１種の元素である。

実施例１〜６は、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、ｚが０（ゼロ）である。一方、比較例は、ｘが０（ゼロ）である。

詳しくは、実施例１〜６は、０．０１≦ｘ≦０．１、ｙ＝０．０２５である。具体的には、実施例１はｘ＝０．０１、ｙ＝０．０２５、ｚ＝０、Ｍ＝Ｃａである。実施例２はｘ＝０．０３、ｙ＝０．０２５、ｚ＝０、Ｍ＝Ｃａである。実施例３はｘ＝０．１、ｙ＝０．０２５、ｚ＝０、Ｍ＝Ｃａである。実施例４はｘ＝０．０１、ｙ＝０．０２５、ｚ＝０、Ｍ＝Ｍｇである。実施例５はｘ＝０．０３、ｙ＝０．０２５、ｚ＝０、Ｍ＝Ｍｇである。実施例６はｘ＝０．１、ｙ＝０．０２５、ｚ＝０、Ｍ＝Ｍｇである。

比較例１は、ＮａＭｇＰＯ_４のＮａの０．０２５原子％をＥｕで置換した化合物（Ｎａ_{０．９７５}Ｅｕ_{０．０２５}）ＭｇＰＯ_４である。比較例２は、ＮａＭｇＰＯ_４のＮａの０．０２５原子％をＥｕで置換し、ＮａＭｇＰＯ_４のＰの０．０２５原子％をＳｉで置換した化合物（Ｎａ_{０．９７５}Ｅｕ_{０．０２５}）Ｍｇ（Ｐ_{０．９７５}Ｓｉ_{０．０２５}）Ｏ_４である。ここでＰの０．０２５原子％をＳｉで置換したのは、電荷補償のためである。

上述のようにして得られた上記実施例１〜６と、比較例１及び２の焼成物を用い、以下の評価を行った。

（結晶構造解析）
実施例１〜６並びに比較例１及び２に係る焼成物の結晶構造解析を行った。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。この結果を図３（ａ）〜（ｇ）及び図４（ａ）〜（ｇ）に示す。

はじめに、図３の結果について説明する。

図３（ａ）は、かんらん石（Ｏｌｉｖｉｎ）構造を有する公知のリン酸塩化合物ＬｉＭｇＰＯ_４の結晶構造のＬｉの格子位置をＮａで置換した未知のＮａＭｇＰＯ_４結晶を仮想し、そのＸ線回折パターンをシミュレーションした結果である。なお、上記公知のかんらん石構造のＬｉＭｇＰＯ_４の結晶データは、ＪＣＰＤＳ（Ｊｏｉｎｔ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｏｎ Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｔｓ）カードＮｏ．２０−１１３８に記載されたものを用いた。当該結晶データを用いると、かんらん石構造を有するＬｉＭｇＰＯ_４及びＮａＭｇＰＯ_４の結晶モデルを作成することができる。また、この結晶モデルをベースにして、かんらん石構造を有するＮａＭｇＰＯ_４のＸ線回折パターンをシミュレーションすることができる。

図３（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は、各々、実施例３、実施例２、及び実施例１のＸ線回折パターンの実測データである。図３（ｅ）及び（ｆ）は、各々、比較例２及び比較例１のＸ線回折パターンの実測データである。図３（ｇ）は、ＰＤＦ（Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｆｉｌｅｓ）に登録されているグラーセー石（Ｇｌａｓｅｒｉｔｅ：グラセライト）構造のＮａＭｇＰＯ_４のＸＲＤパターンである。

図３（ｆ）及び図３（ｅ）と、図３（ｇ）とを比較すると以下のことが分かる。すなわち、従来公知の化合物である、比較例１（図３（ｆ））及び比較例２（図３（ｅ））のＸＲＤパターンは、図３（ｇ）に示すグラーセー石構造（グラセライト構造）を有するＮａＭｇＰＯ_４のＸＲＤパターンの回折ピークを主体としている。一方、図３（ｆ）に示す比較例１のＸＲＤパターンは、図３（ａ）に示すかんらん石構造を有するＮａＭｇＰＯ_４のＸＲＤパターンが有する回折ピークを実質的に含まない。これにより、固相反応によって製造した、従来知られる組成を有するＥｕ^２＋を添加した化合物ＮａＭｇＰＯ_４の結晶構造は、グラセライト構造が主体であり、かんらん石構造を主体にするものではないことが分かった。

これに対して、図３（ｃ）及び（ｂ）と、図３（ｇ）とをすると以下のことが分かる。すなわち、新規な化合物である、実施例２（図３（ｃ））と実施例３（図３（ｂ））のＸＲＤパターンは、図３（ｇ）に示すグラセライト構造を有するＮａＭｇＰＯ_４のＸＲＤパターンとは大きく異なっている。これにより、固相反応によって製造した、実施例２と実施例３の組成を有するＥｕ^２＋を添加した化合物ＮａＭｇＰＯ_４の結晶構造の主体が、グラセライト構造でないことが分かった。特に、実施例２（図３（ｃ））のＸＲＤパターンは、図３（ａ）に示した、かんらん石構造を有するＮａＭｇＰＯ_４のＸＲＤパターンを主体にすることが分かった。なお、図３中、かんらん石構造によるとみなされる主たる回折ピークを、「●印」で示した。これにより、実施形態の組成を有するＥｕ^２＋を添加した化合物ＮａＭｇＰＯ_４の、かんらん石構造を主体とする結晶構造が、オーソドックスな固相反応によって製造できることが分かった。

すなわち、実施例２によれば、従来、一般的な固相反応での製造ができなかった、かんらん石構造を有するＮａＭｇＰＯ_４：Ｅｕ^２＋蛍光体の製造が可能であることが分かった。具体的には、このかんらん石構造を有するＮａＭｇＰＯ_４：Ｅｕ^２＋蛍光体は、化合物ＮａＭｇＰＯ_４とＣａＭｇＳｉＯ_４とを端成分としてなる固溶体を形成することによって製造できることが分かった。

なお、図３（ｄ）に示す実施例１及び図３（ｅ）に示す比較例２のＸＲＤパターンにも、ごく僅かに、かんらん石構造によるとみなされる回折ピークが認められる。これらの回折ピークにより、実施例１及び比較例２では、化合物の一部がかんらん石構造になっているものと考えられる。

次に、図４の結果について説明する。

図４（ａ）は、図３（ａ）と同じ、かんらん石（Ｏｌｉｖｉｎ）構造を有するＮａＭｇＰＯ_４結晶のＸ線回折パターンをシミュレーションした結果である。シミュレーションの方法は、図３と同じであるため説明を省略する。

図４（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は、各々、実施例６、実施例５、及び実施例４のＸ線回折パターンの実測データである。図４（ｅ）及び（ｆ）は、各々、図３（ｅ）及び（ｆ）と同じ、比較例２及び比較例１のＸ線回折パターンの実測データである。図４（ｇ）は図３（ｇ）と同じ、グラセライト構造を有するＮａＭｇＰＯ_４のＸＲＤパターンである。

図４（ｃ）及び（ｂ）と、図３（ｇ）とを比較すると以下のことが分かる。すなわち、新規な化合物である、実施例５（図４（ｃ））及び実施例６（図４（ｂ））のＸＲＤパターンは、図４（ｇ）に示すグラセライト構造を有するＮａＭｇＰＯ_４のＸＲＤパターンと類似する。しかし、実施例５（図４（ｃ））及び実施例６（図４（ｂ））のＸＲＤパターンは、図４（ｇ）にはない回折ピークも明らかに含んでいる。この図４（ｇ）にない回折ピークの大部分は、図４（ａ）に示した、かんらん石構造を有するＮａＭｇＰＯ_４の回折ピークに対応しており、かんらん石構造の主たる回折ピークとみなされる（図中、「●印」で示した）。これにより、固相反応によって製造した、実施例２及び実施例３の組成を有するＥｕ^２＋を添加した化合物ＮａＭｇＰＯ_４の結晶構造は、かんらん石構造を含むことが分かった。

すなわち、少なくとも実施例５及び実施例６によれば、従来、一般的な固相反応での製造できなかった、かんらん石構造を有するＮａＭｇＰＯ_４：Ｅｕ^２＋蛍光体の製造が可能であることが分かった。具体的には、このかんらん石構造を有するＮａＭｇＰＯ_４：Ｅｕ^２＋蛍光体は、化合物ＮａＭｇＰＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４とを端成分としてなる固溶体を形成することによって製造できることが分かった。

なお、図４（ｄ）に示す実施例４及び図４（ｅ）に示す比較例２のＸＲＤパターンにも、ごく僅かに、かんらん石構造によるとみなされる回折ピークが認められる。これらの回折ピークにより、実施例４及び比較例２では、化合物の一部がかんらん石構造になっているものと考えられる。

（発光特性評価）
かんらん石構造を有するＮａＭｇＰＯ_４：Ｅｕ^２＋蛍光体は。青色光による励起が可能で、かつ、青色光励起下で赤色発光を示す蛍光体である。一方、グラセライト構造を有するＮａＭｇＰＯ_４：Ｅｕ^２＋蛍光体は。青色光による励起は実質不可能で、紫外線〜紫色光励起下で青色発光を示す蛍光体である。このため、かんらん石構造を有するＮａＭｇＰＯ_４：Ｅｕ^２＋赤色蛍光体の生成状況については、青色光励起下での発光特性（発光スペクトルや発光色）を調べるフォトルミネッセンス法によって調べることができる。

実施例及び比較例の化合物の青色光励起下における発光特性を、瞬間マルチ測光システム（ＱＥ−１１００：大塚電子株式会社製）を用いて評価した。なお、発光スペクトル測定時の励起波長は４５０ｎｍとした。

図５に、実施例２（図中１００）及び実施例５（図中１０１）、並びに比較例１（図中１０３）及び比較例２（図中１０２）の発光スペクトルを示す。図５より、比較例１（図中１０３）では赤色光成分が認められないのに対して、比較例２（図中１０２）、実施例２（図中１００）及び実施例５（図中１０１）では発光ピーク波長が６００ｎｍ以上６６０ｎｍ未満のブロードな蛍光成分が認められる。これにより、比較例２、実施例２、及び実施例５の蛍光体が、かんらん石構造を有するＮａＭｇＰＯ_４：Ｅｕ^２＋蛍光体の結晶を含むことが分かった。

なお、図５に示すように、実施例２（図中１００）及び実施例５（図中１０１）の発光強度は、比較例２（図中１０２）の発光強度よりも強い。
これは、従来よりも、かんらん石構造の割合が多いＮａＭｇＰＯ_４：Ｅｕ^２＋蛍光体を製造できることを示すものである。このため、実施形態の蛍光体は、赤色発光を放射するＮａＭｇＰＯ_４：Ｅｕ^２＋蛍光体を、一般的な固相反応によって製造し易いことが分かった。

以上、実施例に沿って本実施形態の内容を説明したが、本実施形態はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。

２ 無機蛍光体（蛍光体）
１００ 発光装置（半導体発光装置）
１２０ ＬＥＤ（発光素子）

Claims (12)

1. 少なくともＮａＭｇＰＯ_４とかんらん石構造の珪酸塩化合物とを端成分とするかんらん石構造固溶体の一部が、発光中心で置換された結晶構造を有することを特徴とする蛍光体。
2. 前記かんらん石構造の珪酸塩化合物は、アルカリ土類金属を含むことを特徴とする請求項１に記載の蛍光体。
3. 前記かんらん石構造の珪酸塩化合物は、モンチセリかんらん石（ＣａＭｇＳｉＯ_４）である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、Ｅｕ^２＋であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蛍光体。
5. 前記蛍光体は、波長６００ｎｍ以上６６０ｎｍ未満の波長領域内に発光ピークを有する赤色光を放射することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の蛍光体。
6. 前記蛍光体は、波長３８０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域内に波長成分を有する短波長可視光を吸収して、前記赤色光を放射することを特徴とする請求項５に記載の蛍光体。
7. 前記蛍光体は、下記式（１）で表される組成式の化合物を主体とすることを特徴とする請求項６に記載の蛍光体。
   ＡＢＣＸ_４ （１）
   （式中、Ａはアルカリ金属でＡの過半数がＮａであり、Ｂは第２族元素でＢの過半数がＭｇであり、Ｃは第１５族元素でＣの過半数がリンであり、Ｘは第１６族元素でＸの過半数が酸素である。）
8. 少なくともＮａＭｇＰＯ_４とかんらん石構造の珪酸塩化合物とを端成分とするかんらん石構造固溶体に発光中心が添加された化合物、を作製する組成比率で蛍光体原料を調合し、焼成することにより、
   前記かんらん石構造固溶体の一部が前記発光中心で置換された結晶構造を有し、下記式（１）で表される組成のかんらん石構造の化合物、を主体とする蛍光体を製造することを特徴とする蛍光体の製造方法。
   ＡＢＣＸ_４ （１）
   （式中、Ａはアルカリ金属でＡの過半数がＮａであり、Ｂは第２族元素でＢの過半数がＭｇであり、Ｃは第１５族元素でＣの過半数がリンであり、Ｘは第１６族元素でＸの過半数が酸素である。）
9. 固相反応を用いることを特徴する請求項８に記載の蛍光体の製造方法。
10. 請求項１乃至７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。
11. 前記蛍光体は、固体発光素子が放射する光によって励起されることを特徴とする請求項１０に記載の発光装置。
12. 前記発光装置が、照明光源、照明装置、照明システム、バックライトを有する表示装置のいずれかであることを特徴とする請求項１１に記載の発光装置。
    

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