JP5955835B2 - 蛍光体および発光装置 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、蛍光体および発光装置に関する。
蛍光体粉末は、たとえば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光装置に用いられる。発光装置は、たとえば、基板上に配置され所定の色の光を出射する半導体発光素子と、この半導体発光素子から出射される紫外光、青色光等の光により励起されて可視光を発する蛍光体粉末を封止樹脂である透明樹脂硬化物中に含む発光部とを備える。
発光装置の半導体発光素子としては、たとえば、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＰ等が用いられる。また、蛍光体粉末の蛍光体としては、たとえば、半導体発光素子からの出射光により励起されてそれぞれ青色光、緑色光、黄色光、赤色光の光を出射する青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体、赤色蛍光体等が用いられる。
発光装置は、封止樹脂中に赤色蛍光体等の各種の蛍光体粉末を含有させることにより、放射光の色を調整することができる。すなわち、半導体発光素子と、半導体発光素子から放射された光を吸収して所定波長域の光を発光する蛍光体粉末とを組み合わせて用いることにより、半導体発光素子から放射された光と蛍光体粉末から放射された光との作用で、可視光領域の光や白色光を発光させることが可能になる。
従来、蛍光体としては、ストロンチウムを含むユーロピウム付活サイアロン（Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ）構造の蛍光体（Ｓｒサイアロン蛍光体）が知られている。
従来、蛍光体としては、ストロンチウムを含むユーロピウム付活サイアロン（Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ）構造の蛍光体（Ｓｒサイアロン蛍光体）が知られている。
しかし、近年、より発光効率の高いＳｒサイアロン蛍光体が要望されている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、発光効率が高いＳｒサイアロン蛍光体および発光装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、発光効率が高いＳｒサイアロン蛍光体および発光装置を提供することを目的とする。
実施形態の蛍光体および発光装置は、特定組成のＳｒサイアロン蛍光体に特定の非Ｅｕ希土類元素を特定の割合で含有させることにより、Ｓｒサイアロン蛍光体の発光効率が高くなることを見出して完成されたものである。
実施形態の蛍光体は、上記問題点を解決するものであり、下記一般式（１）
［化１］
一般式：（Ｓｒ１−ｘ，Ｅｕｘ）αＳｉβＡｌγＯδＮω （１）
（式中、ｘは０＜ｘ＜１、αは０＜α≦４であり、β、γ、δおよびωはαが３のときに換算した数値が、９＜β≦１５、１≦γ≦５、０．５≦δ≦３、１０≦ω≦２５を満足する数である）
一般式：（Ｓｒ１−ｘ，Ｅｕｘ）αＳｉβＡｌγＯδＮω （１）
（式中、ｘは０＜ｘ＜１、αは０＜α≦４であり、β、γ、δおよびωはαが３のときに換算した数値が、９＜β≦１５、１≦γ≦５、０．５≦δ≦３、１０≦ω≦２５を満足する数である）
で表される基本組成を有するユーロピウム付活サイアロン結晶体からなるとともに、このサイアロン結晶体中に、Ｙと共にＳｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕから選ばれる非Ｅｕ希土類元素の少なくとも１種を０．１質量％以上１０質量％以下の割合で含み、
紫外光、紫色光または青色光で励起されることにより緑色発光することを特徴とする。
紫外光、紫色光または青色光で励起されることにより緑色発光することを特徴とする。
また、実施形態の蛍光体は、上記問題点を解決するものであり、下記一般式（２）
［化２］
一般式：（Ｓｒ１−ｘ，Ｅｕｘ）αＳｉβＡｌγＯδＮω （２）
（式中、ｘは０＜ｘ＜１、αは０＜α≦３であり、β、γ、δおよびωはαが２のときに換算した数値が、５≦β≦９、１≦γ≦５、０．５≦δ≦２、５≦ω≦１５を満足する数である）
一般式：（Ｓｒ１−ｘ，Ｅｕｘ）αＳｉβＡｌγＯδＮω （２）
（式中、ｘは０＜ｘ＜１、αは０＜α≦３であり、β、γ、δおよびωはαが２のときに換算した数値が、５≦β≦９、１≦γ≦５、０．５≦δ≦２、５≦ω≦１５を満足する数である）
で表される基本組成を有するユーロピウム付活サイアロン結晶体からなるとともに、このサイアロン結晶体中に、Ｙと共にＳｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕから選ばれる非Ｅｕ希土類元素の少なくとも１種を０．１質量％以上１０質量％以下の割合で含み、
紫外光、紫色光または青色光で励起されることにより赤色発光することを特徴とする。
紫外光、紫色光または青色光で励起されることにより赤色発光することを特徴とする。
さらに、実施形態の発光装置は、上記問題点を解決するものであり、基板と、この基板上に配置され、紫外光、紫色光または青色光を出射する半導体発光素子と、この半導体発光素子の発光面を覆うように形成され、前記半導体発光素子からの出射光により励起されて可視光を発する蛍光体を含む発光部と、を備え、前記蛍光体は、請求項１〜６のいずれか１項の蛍光体を含むことを特徴とする。
本発明の蛍光体および発光装置は、高い発光効率を示す。
実施形態の蛍光体および発光装置について説明する。実施形態の蛍光体には、紫外光、紫色光または青色光で励起されることにより緑色発光する緑色蛍光体と、紫外光、紫色光または青色光で励起されることにより赤色発光する赤色蛍光体とがある。
［緑色蛍光体］
緑色蛍光体は、下記一般式（１）
緑色蛍光体は、下記一般式（１）
［化３］
一般式：（Ｓｒ１−ｘ，Ｅｕx）αＳｉβＡｌγＯδＮω （１）
（式中、ｘは０＜ｘ＜１、αは０＜α≦４であり、β、γ、δおよびωはαが３のときに換算した数値が、９＜β≦１５、１≦γ≦５、０．５≦δ≦３、１０≦ω≦２５を満足する数である）
一般式：（Ｓｒ１−ｘ，Ｅｕx）αＳｉβＡｌγＯδＮω （１）
（式中、ｘは０＜ｘ＜１、αは０＜α≦４であり、β、γ、δおよびωはαが３のときに換算した数値が、９＜β≦１５、１≦γ≦５、０．５≦δ≦３、１０≦ω≦２５を満足する数である）
で表される基本組成を有するユーロピウム付活サイアロン結晶体からなり、紫外光、紫色光または青色光で励起されることにより緑色発光する蛍光体である。この緑色発光する蛍光体を、以下、「Ｓｒサイアロン緑色蛍光体」ともいう。
Ｓｒサイアロン緑色蛍光体において、一般式（１）で表される基本組成を有するユーロピウム付活サイアロン結晶体は、一般式（１）で表される組成を有するとともに、一般式（１）で表されないＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕから選ばれる非Ｅｕ希土類元素の少なくとも１種をさらに含む。
ここで、一般式（１）で表される基本組成を有するユーロピウム付活サイアロン結晶体と、Ｓｒサイアロン緑色蛍光体との関係について説明する。
一般式（１）で表される基本組成を有するユーロピウム付活サイアロン結晶体は、斜方晶の単結晶である。ユーロピウム付活サイアロン結晶体中には、非Ｅｕ希土類元素が含まれる。
一方、Ｓｒサイアロン緑色蛍光体は、一般式（１）で表される基本組成を有するユーロピウム付活サイアロン結晶体の１個からなる結晶体、またはこのユーロピウム付活サイアロン結晶体の２個以上が凝集してなる結晶体の集合体である。
一般式（１）で表される基本組成を有するユーロピウム付活サイアロン結晶体は、斜方晶の単結晶である。ユーロピウム付活サイアロン結晶体中には、非Ｅｕ希土類元素が含まれる。
一方、Ｓｒサイアロン緑色蛍光体は、一般式（１）で表される基本組成を有するユーロピウム付活サイアロン結晶体の１個からなる結晶体、またはこのユーロピウム付活サイアロン結晶体の２個以上が凝集してなる結晶体の集合体である。
なお、非Ｅｕ希土類元素は、ユーロピウム付活サイアロン結晶体中に含まれるものであり、ユーロピウム付活サイアロン結晶体の表面には付着しない。このため、Ｓｒサイアロン緑色蛍光体が、多数のユーロピウム付活サイアロン結晶体が凝集してなる集合体である場合でも、Ｓｒサイアロン緑色蛍光体の非Ｅｕ希土類元素の含有量と、ユーロピウム付活サイアロン結晶体の非Ｅｕ希土類元素の含有量とは、実質的に同じである。しかし、通常、Ｓｒサイアロン緑色蛍光体は、単結晶粉末の形態をとる。
Ｓｒサイアロン緑色蛍光体が、上記ユーロピウム付活サイアロン結晶体の２個以上が凝集してなる結晶体の集合体である場合は、解砕することにより、上記ユーロピウム付活サイアロン結晶体ごとに分離することが可能になっている。
一般式（１）において、ｘは、０＜ｘ＜１、好ましくは０．０２５≦ｘ≦０．５、さらに好ましくは０．２５≦ｘ≦０．５を満足する数である。
ｘが０であると焼成工程で得られる焼成体が蛍光体にならず、ｘが１であるとＳｒサイアロン緑色蛍光体の発光効率が低くなる。
ｘが０であると焼成工程で得られる焼成体が蛍光体にならず、ｘが１であるとＳｒサイアロン緑色蛍光体の発光効率が低くなる。
また、ｘは０＜ｘ＜１の範囲内で小さい数になるほどＳｒサイアロン緑色蛍光体の発光効率が低下しやすくなる。さらに、ｘは０＜ｘ＜１の範囲内で大きい数になるほどＥｕ濃度の過剰のために濃度消光を起こしやすくなる。
このため、ｘは０＜ｘ＜１のうちでも、０．０２５≦ｘ≦０．５を満足する数が好ましく、０．２５≦ｘ≦０．５を満足する数がさらに好ましい。
このため、ｘは０＜ｘ＜１のうちでも、０．０２５≦ｘ≦０．５を満足する数が好ましく、０．２５≦ｘ≦０．５を満足する数がさらに好ましい。
一般式（１）において、Ｓｒの総合的な添え字（１−ｘ）αは０＜（１−ｘ）α＜４を満足する数である。また、Ｅｕの総合的な添え字ｘαは０＜ｘα＜４を満足する数である。すなわち、一般式（１）において、ＳｒおよびＥｕの総合的な添え字は、それぞれ０を超え４未満を満足する数である。
一般式（１）において、ＳｒとＥｕの合計量はαで表される。この合計量αを一定値３とした場合におけるβ、γ、δおよびωの数値を規定することにより、一般式（１）のα、β、γ、δおよびωの比率の特定は明確になっている。
一般式（１）において、β、γ、δおよびωは、αが３のときに換算した数値である。
一般式（１）において、Ｓｉの添え字であるβは、αが３のときに換算した数値が９＜β≦１５を満足する数である。
一般式（１）において、Ａｌの添え字であるγは、αが３のときに換算した数値が１≦γ≦５を満足する数である。
一般式（１）において、Ｏの添え字であるδは、αが３のときに換算した数値が０．５≦δ≦３を満足する数である。
一般式（１）において、Ｎの添え字であるωは、αが３のときに換算した数値が１０≦ω≦２５を満足する数である。
一般式（１）において、Ｓｉの添え字であるβは、αが３のときに換算した数値が９＜β≦１５を満足する数である。
一般式（１）において、Ａｌの添え字であるγは、αが３のときに換算した数値が１≦γ≦５を満足する数である。
一般式（１）において、Ｏの添え字であるδは、αが３のときに換算した数値が０．５≦δ≦３を満足する数である。
一般式（１）において、Ｎの添え字であるωは、αが３のときに換算した数値が１０≦ω≦２５を満足する数である。
一般式（１）において、添え字β、γ、δおよびωが、それぞれ上記範囲外の数になると、焼成で得られる蛍光体の組成が、一般式（１）で表される斜方晶系のＳｒサイアロン緑色蛍光体と異なるものになるおそれがある。
Ｓｒサイアロン緑色蛍光体は、一般式（１）で表される基本組成を有するユーロピウム付活サイアロン結晶体中に、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕから選ばれる非Ｅｕ希土類元素の少なくとも１種を０．１質量％以上１０質量％以下、好ましくは０．５質量％以上５質量％以下、さらに好ましくは０．７質量％以上２質量％以下の割合で含む。
ここで、非Ｅｕ希土類元素の含有量は、非Ｅｕ希土類元素を含むユーロピウム付活サイアロン結晶体全体の質量、に対する非Ｅｕ希土類元素の質量の割合である。
非Ｅｕ希土類元素の含有量が上記範囲内にあると、非Ｅｕ希土類元素の含有量が上記範囲外にある場合に比較して、Ｓｒサイアロン緑色蛍光体の焼成時の結晶成長が促進されてＳｒサイアロン緑色蛍光体の焼成時間の短縮が可能になるとともに、Ｓｒサイアロン緑色蛍光体の結晶性が良く結晶が緻密化するためにＳｒサイアロン緑色蛍光体の発光効率が高くなる。ここで、結晶性が良いとは、格子欠陥が少ないことを意味する。
一方、非Ｅｕ希土類元素の含有量が０．１質量％未満の場合または１０質量％を超える場合は、Ｓｒサイアロン緑色蛍光体の結晶性が悪くなってＳｒサイアロン緑色蛍光体の発光効率が低くなるおそれがある。
Ｓｒサイアロン緑色蛍光体は、ユーロピウム付活サイアロン結晶体中に、非Ｅｕ希土類元素として少なくともＹを含むと、Ｓｒサイアロン緑色蛍光体の結晶性が良くなることからＳｒサイアロン緑色蛍光体の発光効率が高くなるため好ましい。
また、Ｓｒサイアロン緑色蛍光体は、ユーロピウム付活サイアロン結晶体中に、Ｙとともに、たとえば、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕ等の非Ｅｕ希土類元素を含むと、Ｓｒサイアロン緑色蛍光体の結晶性がより良くなることからＳｒサイアロン緑色蛍光体の発光効率がより高くなるためさらに好ましい。
Ｓｒサイアロン緑色蛍光体は、通常、単結晶粉末、すなわち粉末を構成する各粒子が単結晶粒子の状態になっている。
このＳｒサイアロン緑色蛍光体の粉末は、平均粒径が、通常１μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは５μｍ以上８０μｍ以下、さらに好ましくは８μｍ以上８０μｍ以下、より好ましくは８μｍ以上４０μｍ以下である。ここで、平均粒径とは、コールターカウンター法による測定値であり、体積累積分布の中央値Ｄ５０を意味する。
このＳｒサイアロン緑色蛍光体の粉末は、平均粒径が、通常１μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは５μｍ以上８０μｍ以下、さらに好ましくは８μｍ以上８０μｍ以下、より好ましくは８μｍ以上４０μｍ以下である。ここで、平均粒径とは、コールターカウンター法による測定値であり、体積累積分布の中央値Ｄ５０を意味する。
Ｓｒサイアロン緑色蛍光体の粉末の平均粒径が１μｍ未満であったり１００μｍを超えたりすると、透明樹脂硬化物中にＳｒサイアロン緑色蛍光体の粉末や他の色の蛍光体粉末を分散させ、半導体発光素子からの紫外光、紫色光または青色光の照射により緑色光や他の色の光を出射させる構造の発光装置を作製した場合に、発光装置からの光の取り出し効率が低下するおそれがある。
一般式（１）で表されるＳｒサイアロン緑色蛍光体は、紫外光、紫色光または青色光が照射されると励起し、緑色光を出射する。
一般式（１）で表されるＳｒサイアロン緑色蛍光体は、紫外光、紫色光または青色光が照射されると励起し、緑色光を出射する。
ここで、紫外光、紫色光または青色光とは、紫外光、紫色光または青色光の波長域内にピーク波長を有する光を意味する。紫外光、紫色光または青色光は、３７０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の範囲内にピーク波長を有する光であることが好ましい。
紫外光、紫色光または青色光の受光により励起された一般式（１）で表されるＳｒサイアロン緑色蛍光体は、発光ピーク波長が５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲内の緑色光を発光する。
［赤色蛍光体］
赤色蛍光体は、下記一般式（２）
赤色蛍光体は、下記一般式（２）
［化４］
一般式：（Ｓｒ１−ｘ，Ｅｕx）αＳｉβＡｌγＯδＮω （２）
（式中、ｘは０＜ｘ＜１、αは０＜α≦３であり、β、γ、δおよびωはαが２のときに換算した数値が、５≦β≦９、１≦γ≦５、０．５≦δ≦２、５≦ω≦１５を満足する数である）
一般式：（Ｓｒ１−ｘ，Ｅｕx）αＳｉβＡｌγＯδＮω （２）
（式中、ｘは０＜ｘ＜１、αは０＜α≦３であり、β、γ、δおよびωはαが２のときに換算した数値が、５≦β≦９、１≦γ≦５、０．５≦δ≦２、５≦ω≦１５を満足する数である）
で表される基本組成を有するユーロピウム付活サイアロン結晶体からなり、紫外光、紫色光または青色光で励起されることにより赤色発光する蛍光体である。この赤色発光する蛍光体を、以下、「Ｓｒサイアロン赤色蛍光体」ともいう。
Ｓｒサイアロン赤色蛍光体において、一般式（２）で表される基本組成を有するユーロピウム付活サイアロン結晶体は、一般式（２）で表される組成を有するとともに、一般式（２）で表されないＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕから選ばれる非Ｅｕ希土類元素の少なくとも１種をさらに含む。
ここで、一般式（２）で表される基本組成を有するユーロピウム付活サイアロン結晶体と、Ｓｒサイアロン赤色蛍光体との関係について説明する。
一般式（２）で表される基本組成を有するユーロピウム付活サイアロン結晶体は、斜方晶の単結晶である。ユーロピウム付活サイアロン結晶体中には、非Ｅｕ希土類元素が含まれる。
一方、Ｓｒサイアロン赤色蛍光体は、一般式（２）で表される基本組成を有するユーロピウム付活サイアロン結晶体の１個からなる結晶体、またはこのユーロピウム付活サイアロン結晶体の２個以上が凝集してなる結晶体の集合体である。
一般式（２）で表される基本組成を有するユーロピウム付活サイアロン結晶体は、斜方晶の単結晶である。ユーロピウム付活サイアロン結晶体中には、非Ｅｕ希土類元素が含まれる。
一方、Ｓｒサイアロン赤色蛍光体は、一般式（２）で表される基本組成を有するユーロピウム付活サイアロン結晶体の１個からなる結晶体、またはこのユーロピウム付活サイアロン結晶体の２個以上が凝集してなる結晶体の集合体である。
なお、非Ｅｕ希土類元素は、ユーロピウム付活サイアロン結晶体中に含まれるものであり、ユーロピウム付活サイアロン結晶体の表面には付着しない。このため、Ｓｒサイアロン赤色蛍光体が、多数のユーロピウム付活サイアロン結晶体が凝集してなる集合体である場合でも、Ｓｒサイアロン赤色蛍光体の非Ｅｕ希土類元素の含有量と、ユーロピウム付活サイアロン結晶体の非Ｅｕ希土類元素の含有量とは、実質的に同じである。しかし、通常、Ｓｒサイアロン赤色蛍光体は、単結晶粉末の形態をとる。
Ｓｒサイアロン赤色蛍光体が、上記ユーロピウム付活サイアロン結晶体の２個以上が凝集してなる結晶体の集合体である場合は、解砕することにより、上記ユーロピウム付活サイアロン結晶体ごとに分離することが可能になっている。
一般式（２）において、ｘは、０＜ｘ＜１、好ましくは０．０２５≦ｘ≦０．５、さらに好ましくは０．２５≦ｘ≦０．５を満足する数である。
ｘが０であると焼成工程で得られる焼成体が蛍光体にならず、ｘが１であるとＳｒサイアロン赤色蛍光体の発光効率が低くなる。
ｘが０であると焼成工程で得られる焼成体が蛍光体にならず、ｘが１であるとＳｒサイアロン赤色蛍光体の発光効率が低くなる。
また、ｘは０＜ｘ＜１の範囲内で小さい数になるほどＳｒサイアロン赤色蛍光体の発光効率が低下しやすくなる。さらに、ｘは０＜ｘ＜１の範囲内で大きい数になるほどＥｕ濃度の過剰のために濃度消光を起こしやすくなる。
このため、ｘは０＜ｘ＜１のうちでも、０．０２５≦ｘ≦０．５を満足する数が好ましく、０．２５≦ｘ≦０．５を満足する数がさらに好ましい。
このため、ｘは０＜ｘ＜１のうちでも、０．０２５≦ｘ≦０．５を満足する数が好ましく、０．２５≦ｘ≦０．５を満足する数がさらに好ましい。
一般式（２）において、Ｓｒの総合的な添え字（１−ｘ）αは０＜（１−ｘ）α＜３を満足する数である。また、Ｅｕの総合的な添え字ｘαは０＜ｘα＜３を満足する数である。すなわち、一般式（２）において、ＳｒおよびＥｕの総合的な添え字は、それぞれ０を超え３未満を満足する数である。
一般式（２）において、ＳｒとＥｕの合計量はαで表される。この合計量αを一定値２とした場合におけるβ、γ、δおよびωの数値を規定することにより、一般式（２）のα、β、γ、δおよびωの比率の特定は明確になっている。
一般式（２）において、β、γ、δおよびωは、αが２のときに換算した数値である。
一般式（２）において、Ｓｉの添え字であるβは、αが２のときに換算した数値が５≦β≦９を満足する数である。
一般式（２）において、Ａｌの添え字であるγは、αが２のときに換算した数値が１≦γ≦５を満足する数である。
一般式（２）において、Ｏの添え字であるδは、αが２のときに換算した数値が０．５≦δ≦２を満足する数である。
一般式（２）において、Ｎの添え字であるωは、αが２のときに換算した数値が５≦ω≦１５を満足する数である。
一般式（２）において、Ｓｉの添え字であるβは、αが２のときに換算した数値が５≦β≦９を満足する数である。
一般式（２）において、Ａｌの添え字であるγは、αが２のときに換算した数値が１≦γ≦５を満足する数である。
一般式（２）において、Ｏの添え字であるδは、αが２のときに換算した数値が０．５≦δ≦２を満足する数である。
一般式（２）において、Ｎの添え字であるωは、αが２のときに換算した数値が５≦ω≦１５を満足する数である。
一般式（２）において、添え字β、γ、δおよびωが、それぞれ上記範囲外の数になると、焼成で得られる蛍光体の組成が、一般式（２）で表される斜方晶系のＳｒサイアロン赤色蛍光体と異なるものになるおそれがある。
Ｓｒサイアロン赤色蛍光体は、一般式（２）で表される基本組成を有するユーロピウム付活サイアロン結晶体中に、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕから選ばれる非Ｅｕ希土類元素の少なくとも１種を０．１質量％以上１０質量％以下、好ましくは０．５質量％以上５質量％以下、さらに好ましくは０．７質量％以上２質量％以下の割合で含む。
ここで、非Ｅｕ希土類元素の含有量は、非Ｅｕ希土類元素を含むユーロピウム付活サイアロン結晶体全体の質量、に対する非Ｅｕ希土類元素の質量の割合である。
非Ｅｕ希土類元素の含有量が上記範囲内にあると、非Ｅｕ希土類元素の含有量が上記範囲外にある場合に比較して、Ｓｒサイアロン赤色蛍光体の焼成時の結晶成長が促進されてＳｒサイアロン赤色蛍光体の焼成時間の短縮が可能になるとともに、Ｓｒサイアロン赤色蛍光体の結晶性が良いためにＳｒサイアロン赤色蛍光体の発光効率が高くなる。ここで、結晶性が良いとは、格子欠陥が少ないことを意味する。
一方、非Ｅｕ希土類元素の含有量が０．１質量％未満の場合または１０質量％を超える場合は、Ｓｒサイアロン赤色蛍光体の結晶性が悪くなってＳｒサイアロン赤色蛍光体の発光効率が低くなるおそれがある。
Ｓｒサイアロン赤色蛍光体は、ユーロピウム付活サイアロン結晶体中に、非Ｅｕ希土類元素として少なくともＹを含むと、Ｓｒサイアロン赤色蛍光体の結晶性が良くなることからＳｒサイアロン赤色蛍光体の発光効率が高くなるため好ましい。
また、Ｓｒサイアロン赤色蛍光体は、ユーロピウム付活サイアロン結晶体中に、Ｙとともに、たとえば、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕ等の非Ｅｕ希土類元素を含むと、Ｓｒサイアロン赤色蛍光体の結晶性がより良くなることからＳｒサイアロン赤色蛍光体の発光効率がより高くなるためさらに好ましい。
Ｓｒサイアロン赤色蛍光体は、通常、単結晶粉末、すなわち粉末を構成する各粒子が単結晶粒子の状態になっている。
このＳｒサイアロン赤色蛍光体の粉末は、平均粒径が、好ましくは１μｍ以上１００μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上３５μｍ以下である。ここで、平均粒径とは、コールターカウンター法による測定値であり、体積累積分布の中央値Ｄ５０を意味する。
このＳｒサイアロン赤色蛍光体の粉末は、平均粒径が、好ましくは１μｍ以上１００μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上３５μｍ以下である。ここで、平均粒径とは、コールターカウンター法による測定値であり、体積累積分布の中央値Ｄ５０を意味する。
Ｓｒサイアロン赤色蛍光体の粉末の平均粒径が１μｍ未満であったり１００μｍを超えたりすると、透明樹脂硬化物中にＳｒサイアロン赤色蛍光体の粉末や他の色の蛍光体粉末を分散させ、半導体発光素子からの紫外光、紫色光または青色光の照射により赤色光や他の色の光を出射させる構造の発光装置を作製した場合に、発光装置からの光の取り出し効率が低下するおそれがある。
一般式（２）で表されるＳｒサイアロン赤色蛍光体は、紫外光、紫色光または青色光を受光すると励起され、赤色光を出射する。
一般式（２）で表されるＳｒサイアロン赤色蛍光体は、紫外光、紫色光または青色光を受光すると励起され、赤色光を出射する。
ここで、紫外光、紫色光または青色光とは、紫外光、紫色光または青色光の波長域内にピーク波長を有する光を意味する。紫外光、紫色光または青色光は、３７０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の範囲内にピーク波長を有する光であることが好ましい。
紫外光、紫色光または青色光の受光により励起された一般式（２）で表されるＳｒサイアロン赤色蛍光体は、発光ピーク波長が５５０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲内の赤色光を発光する。
［緑色蛍光体および赤色蛍光体の製造方法］
一般式（１）で表されるＳｒサイアロン緑色蛍光体、および一般式（２）で表されるＳｒサイアロン赤色蛍光体は、たとえば、炭酸ストロンチウムＳｒＣＯ３、窒化アルミニウムＡｌＮ、窒化珪素Ｓｉ３Ｎ４、酸化ユーロピウムＥｕ２Ｏ３、および非Ｅｕ希土類元素の酸化物等の各原料を乾式混合して蛍光体原料混合物を調製し、この蛍光体原料混合物を窒素雰囲気中で焼成することにより作製することができる。
一般式（１）で表されるＳｒサイアロン緑色蛍光体、および一般式（２）で表されるＳｒサイアロン赤色蛍光体は、たとえば、炭酸ストロンチウムＳｒＣＯ３、窒化アルミニウムＡｌＮ、窒化珪素Ｓｉ３Ｎ４、酸化ユーロピウムＥｕ２Ｏ３、および非Ｅｕ希土類元素の酸化物等の各原料を乾式混合して蛍光体原料混合物を調製し、この蛍光体原料混合物を窒素雰囲気中で焼成することにより作製することができる。
なお、一般式（１）で表されるＳｒサイアロン緑色蛍光体は、一般式（２）で表されるＳｒサイアロン赤色蛍光体に比べて、窒素Ｎを多く含んでいる。このため、一般式（１）で表されるＳｒサイアロン緑色蛍光体と、一般式（２）で表されるＳｒサイアロン赤色蛍光体とは、蛍光体原料混合物中のＳｒＣＯ３、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｅｕ２Ｏ３、および非Ｅｕ希土類元素の酸化物等の各原料の配合比率を変えたり、焼成の際の炉内の窒素ガス量を変えたりすることにより作り分けることができる。たとえば、焼成の際の炉内の窒素ガスの圧力を１気圧程度の低めにすると一般式（２）で表されるＳｒサイアロン赤色蛍光体が得られやすく、７気圧程度の高めにすると一般式（１）で表されるＳｒサイアロン緑色蛍光体が得られやすい。
蛍光体原料混合物は、さらにフラックス剤として、反応促進剤であるフッ化カリウム等のアルカリ金属またはアルカリ土類金属のフッ化物や、塩化ストロンチウムＳｒＣｌ２等を含んでいてもよい。
蛍光体原料混合物は、耐火るつぼに充填される。耐火るつぼとしては、たとえば、窒化ホウ素るつぼ、カーボンるつぼ等が用いられる。
蛍光体原料混合物は、耐火るつぼに充填される。耐火るつぼとしては、たとえば、窒化ホウ素るつぼ、カーボンるつぼ等が用いられる。
耐火るつぼに充填された蛍光体原料混合物は焼成される。焼成装置は、耐火るつぼが配置される内部の焼成雰囲気の組成および圧力、ならびに焼成温度および焼成時間が所定条件に保たれる装置が用いられる。このような焼成装置としては、たとえば、電気炉が用いられる。
焼成雰囲気としては、不活性ガスが用いられる。不活性ガスとしては、たとえば、Ｎ２ガス、Ａｒガス、Ｎ２とＨ２との混合ガス等が用いられる。
焼成雰囲気としては、不活性ガスが用いられる。不活性ガスとしては、たとえば、Ｎ２ガス、Ａｒガス、Ｎ２とＨ２との混合ガス等が用いられる。
一般的に、蛍光体原料混合物から蛍光体粉末を焼成するときは、蛍光体粉末に対して酸素Ｏを過剰に含む蛍光体原料混合物から適量の酸素Ｏが消失することにより、所定の組成の蛍光体粉末を得る。
焼成雰囲気中のＮ２は、蛍光体原料混合物から蛍光体粉末を焼成する際に、蛍光体原料混合物から適量の酸素Ｏを消失させる作用を有する。
また、焼成雰囲気中のＡｒは、蛍光体原料混合物から蛍光体粉末を焼成する際に、蛍光体原料混合物に余分な酸素Ｏを供給しない作用を有する。
また、焼成雰囲気中のＨ２は、蛍光体原料混合物から蛍光体粉末を焼成する際に、還元剤として作用し、Ｎ２に比べて蛍光体原料混合物からより多くの酸素Ｏを消失させる。
このため、不活性ガス中にＨ２が含まれる場合は、不活性ガス中にＨ２が含まれない場合に比べて、焼成時間を短くすることができる。ただし、不活性ガス中のＨ２の含有量が多すぎると、得られる蛍光体粉末の組成が、一般式（１）で表されるＳｒサイアロン緑色蛍光体または一般式（２）で表されるＳｒサイアロン赤色蛍光体と異なりやすく、このために蛍光体粉末の発光強度が弱くなるおそれがある。
不活性ガスが、Ｎ２ガス、またはＮ２とＨ２との混合ガスである場合、不活性ガス中のＮ２とＨ２とのモル比率は、Ｎ２：Ｈ２が、通常１０：０〜１：９、好ましくは８：２〜２：８、さらに好ましくは６：４〜４：６である。
不活性ガス中のＮ２とＨ２とのモル比率が、上記範囲内、すなわち通常１０：０〜１：９であると、短時間の焼成で、結晶構造の欠陥の少ない高品質な単結晶の蛍光体粉末を得ることができる。
不活性ガス中のＮ２とＨ２とのモル比率は、焼成装置のチャンバー内に連続的に供給されるＮ２とＨ２とを、Ｎ２とＨ２との流量の比率が上記比率になるように供給するとともに、チャンバー内の混合ガスを連続的に排出することにより、上記比率、すなわち通常１０：０〜１：９にすることができる。
焼成雰囲気である不活性ガスは、焼成装置のチャンバー内で気流を形成させるように流通させると、焼成が均一に行われるため好ましい。
焼成雰囲気である不活性ガスの圧力は、通常０．１ＭＰａ（略１ａｔｍ）〜１．０ＭＰａ（略１０ａｔｍ）、好ましくは０．４ＭＰａ〜０．８ＭＰａである。
焼成雰囲気である不活性ガスの圧力は、通常０．１ＭＰａ（略１ａｔｍ）〜１．０ＭＰａ（略１０ａｔｍ）、好ましくは０．４ＭＰａ〜０．８ＭＰａである。
焼成雰囲気の圧力が０．１ＭＰａ未満であると、焼成前にるつぼに仕込んだ蛍光体原料混合物に比較して、焼成後に得られる蛍光体粉末の組成が一般式（１）で表されるＳｒサイアロン緑色蛍光体または一般式（２）で表されるＳｒサイアロン赤色蛍光体と異なりやすく、このために蛍光体粉末の発光強度が弱くなるおそれがある。
焼成雰囲気の圧力が１．０ＭＰａを超えると、圧力が１．０ＭＰａ以下の場合と比較しても焼成条件に特に変化がなく、エネルギーの無駄遣いになるため好ましくない。
焼成温度は、通常１４００℃〜２０００℃、好ましくは１７５０℃〜１９５０℃、さらに好ましくは１８００℃〜１９００℃である。
焼成温度が１４００℃〜２０００℃の範囲内にあると、短時間の焼成で、結晶構造の欠陥の少ない高品質な単結晶の蛍光体粉末を得ることができる。
焼成温度が１４００℃〜２０００℃の範囲内にあると、短時間の焼成で、結晶構造の欠陥の少ない高品質な単結晶の蛍光体粉末を得ることができる。
焼成温度が１４００℃未満であると、得られる蛍光体粉末が紫外光、紫色光または青色光により励起されて出射する光の色が、所望の色にならないおそれがある。すなわち、一般式（１）で表されるＳｒサイアロン緑色蛍光体を製造したい場合に、紫外光、紫色光または青色光により励起されて出射する光の色が緑色以外の色になったり、一般式（２）で表されるＳｒサイアロン赤色蛍光体を製造したい場合に、紫外光、紫色光または青色光により励起されて出射する光の色が赤色以外の色になったりするおそれがある。
焼成温度が２０００℃を超えると、焼成の際のＮとＯの消失度合いが大きくなることにより得られる蛍光体粉末の組成が一般式（１）で表されるＳｒサイアロン緑色蛍光体または一般式（２）で表されるＳｒサイアロン赤色蛍光体と異なりやすく、このために蛍光体粉末の発光強度が弱くなるおそれがある。
焼成時間は、通常０．５時間〜２０時間、好ましくは１時間〜１０時間、さらに好ましくは１時間〜５時間、より好ましくは１．５時間〜２．５時間である。
焼成時間は、通常０．５時間〜２０時間、好ましくは１時間〜１０時間、さらに好ましくは１時間〜５時間、より好ましくは１．５時間〜２．５時間である。
焼成時間が０．５時間未満である場合または２０時間を超える場合は、得られる蛍光体粉末の組成が一般式（１）で表されるＳｒサイアロン緑色蛍光体または一般式（２）で表されるＳｒサイアロン赤色蛍光体と異なりやすく、このために蛍光体粉末の発光強度が弱くなるおそれがある。
焼成時間は、焼成温度が高い場合は、０．５時間〜２０時間の範囲内で短い時間とすることが好ましく、焼成温度が低い場合は、０．５時間〜２０時間の範囲内で長い時間とすることが好ましい。
焼成後の耐火るつぼ中には、蛍光体粉末からなる焼成体が生成される。焼成体は、通常、弱く固まった塊状になっている。焼成体を、乳棒等を用いて軽く解砕すると、蛍光体粉末が得られる。解砕で得られた蛍光体粉末は、一般式（１）で表されるＳｒサイアロン緑色蛍光体または一般式（２）で表されるＳｒサイアロン赤色蛍光体の粉末になる。
［発光装置］
発光装置は、上記の一般式（１）で表されるＳｒサイアロン緑色蛍光体または一般式（２）で表されるＳｒサイアロン赤色蛍光体を用いる発光装置である。
具体的には、発光装置は、基板と、この基板上に配置され、紫外光、紫色光または青色光を出射する半導体発光素子と、この半導体発光素子の発光面を覆うように形成され、半導体発光素子からの出射光により励起されて可視光を発する蛍光体を含む発光部とを備え、蛍光体は、一般式（１）で表されるＳｒサイアロン緑色蛍光体または一般式（２）で表されるＳｒサイアロン赤色蛍光体を含む発光装置である。
発光装置は、上記の一般式（１）で表されるＳｒサイアロン緑色蛍光体または一般式（２）で表されるＳｒサイアロン赤色蛍光体を用いる発光装置である。
具体的には、発光装置は、基板と、この基板上に配置され、紫外光、紫色光または青色光を出射する半導体発光素子と、この半導体発光素子の発光面を覆うように形成され、半導体発光素子からの出射光により励起されて可視光を発する蛍光体を含む発光部とを備え、蛍光体は、一般式（１）で表されるＳｒサイアロン緑色蛍光体または一般式（２）で表されるＳｒサイアロン赤色蛍光体を含む発光装置である。
蛍光体としては、一般式（１）で表されるＳｒサイアロン緑色蛍光体または一般式（２）で表されるＳｒサイアロン赤色蛍光体の少なくともいずれかを含んでいればよく、一般式（１）で表されるＳｒサイアロン緑色蛍光体および一般式（２）で表されるＳｒサイアロン赤色蛍光体の両方を含んでいてもよい。
発光装置は、発光部中に含まれる蛍光体がＳｒサイアロン緑色蛍光体のみであれば発光装置の出射面から緑色光を出射し、発光部中に含まれる蛍光体がＳｒサイアロン赤色蛍光体のみであれば発光装置の出射面から赤色光を出射する。
また、発光装置は、発光部中に、Ｓｒサイアロン緑色蛍光体に加え、青色蛍光体、およびＳｒサイアロン赤色蛍光体等の赤色蛍光体等の蛍光体を含むようにしたり、Ｓｒサイアロン赤色蛍光体に加え、青色蛍光体、およびＳｒサイアロン緑色蛍光体等の緑色蛍光体等の蛍光体を含むようにしたりすると、各色の蛍光体から出射される赤色光、青色光および緑色光等の各色の光の混色により、発光装置の出射面から白色光を出射する白色光発光装置とすることもできる。
さらに、発光装置は、Ｓｒサイアロン緑色蛍光体に加え他の緑色蛍光体を含んでいたり、Ｓｒサイアロン赤色蛍光体に加え他の赤色蛍光体を含んでいたりしてもよい。
なお、発光装置は、蛍光体として、一般式（１）で表されるＳｒサイアロン緑色蛍光体と一般式（２）で表されるＳｒサイアロン赤色蛍光体とを含んでいてもよい。蛍光体として、Ｓｒサイアロン緑色蛍光体とＳｒサイアロン赤色蛍光体との両方が含まれる場合は、温度特性の良い発光装置が得られる。
（基板）
基板としては、たとえば、アルミナ、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックス、ガラスエポキシ樹脂等が用いられる。基板がアルミナ板や窒化アルミニウム板であると、熱伝導性が高く、ＬＥＤ光源の温度上昇を抑制することができるため好ましい。
基板としては、たとえば、アルミナ、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックス、ガラスエポキシ樹脂等が用いられる。基板がアルミナ板や窒化アルミニウム板であると、熱伝導性が高く、ＬＥＤ光源の温度上昇を抑制することができるため好ましい。
（半導体発光素子）
半導体発光素子は、基板上に配置される。
半導体発光素子としては、紫外光、紫色光または青色光を出射する半導体発光素子が用いられる。ここで、紫外光、紫色光または青色光とは、紫外光、紫色光または青色光の波長域内にピーク波長を有する光を意味する。紫外光、紫色光または青色光は、３７０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の範囲内にピーク波長を有する光であることが好ましい。
半導体発光素子は、基板上に配置される。
半導体発光素子としては、紫外光、紫色光または青色光を出射する半導体発光素子が用いられる。ここで、紫外光、紫色光または青色光とは、紫外光、紫色光または青色光の波長域内にピーク波長を有する光を意味する。紫外光、紫色光または青色光は、３７０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の範囲内にピーク波長を有する光であることが好ましい。
紫外光、紫色光または青色光を出射する半導体発光素子としては、たとえば、紫外発光ダイオード、紫色発光ダイオード、青色発光ダイオード、紫外レーザダイオード、紫色レーザダイオードおよび青色レーザダイオード等が用いられる。なお、半導体発光素子がレーザダイオードの場合、上記ピーク波長とは、ピーク発振波長を意味する。
（発光部）
発光部は、半導体発光素子からの出射光である紫外光、紫色光または青色光により励起されて可視光を出射する蛍光体を透明樹脂硬化物中に含むものであり、半導体発光素子の発光面を被覆するように形成される。
発光部は、半導体発光素子からの出射光である紫外光、紫色光または青色光により励起されて可視光を出射する蛍光体を透明樹脂硬化物中に含むものであり、半導体発光素子の発光面を被覆するように形成される。
発光部に用いられる蛍光体は、少なくとも上記のＳｒサイアロン緑色蛍光体、またはＳｒサイアロン赤色蛍光体を含む。また、蛍光体は、Ｓｒサイアロン緑色蛍光体とＳｒサイアロン赤色蛍光体との両方を含んでいてもよい。
また、発光部に用いられる蛍光体は、上記のＳｒサイアロン緑色蛍光体またはＳｒサイアロン赤色蛍光体と、Ｓｒサイアロン緑色蛍光体またはＳｒサイアロン赤色蛍光体以外の蛍光体とを含むものであってもよい。Ｓｒサイアロン緑色蛍光体またはＳｒサイアロン赤色蛍光体以外の蛍光体としては、たとえば、赤色蛍光体、青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体、紫色蛍光体、橙色蛍光体等を用いることができる。蛍光体としては、通常、粉末状のものが用いられる。
発光部において、蛍光体は透明樹脂硬化物中に含まれる。通常、蛍光体は透明樹脂硬化物中に分散される。
発光部において、蛍光体は透明樹脂硬化物中に含まれる。通常、蛍光体は透明樹脂硬化物中に分散される。
発光部に用いられる透明樹脂硬化物は、透明樹脂、すなわち透明性の高い樹脂を硬化させたものである。透明樹脂としては、たとえば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等が用いられる。シリコーン樹脂は、エポキシ樹脂よりもＵＶ耐性が高いため好ましい。また、シリコーン樹脂のうちでは、ジメチルシリコーン樹脂が、ＵＶ耐性が高いためさらに好ましい。
発光部は、蛍光体１００質量部に対して透明樹脂硬化物２０〜１０００質量部の割合で構成されていることが好ましい。蛍光体に対する透明樹脂硬化物の割合がこの範囲内にあると、発光部の発光強度が高い。
発光部の膜厚は、通常、８０μｍ以上８００μｍ以下、好ましくは１５０μｍ以上６００μｍ以下である。発光部の膜厚が８０μｍ以上８００μｍ以下であると、半導体発光素子から出射される紫外光、紫色光または青色光の漏出量が少ない状態で実用的な明るさを確保することができる。発光部の膜厚を１５０μｍ以上６００μｍ以下とすると、発光部からの発光をより明るくすることができる。
発光部は、たとえば、はじめに透明樹脂と蛍光体とを混合して、蛍光体が透明樹脂中に分散した蛍光体スラリーを調製し、次に、蛍光体スラリーを半導体発光素子やグローブ内面に塗布し硬化させることにより得られる。
蛍光体スラリーを半導体発光素子に塗布した場合には、発光部は半導体発光素子に接触して被覆する形態となる。また、蛍光体スラリーをグローブ内面に塗布した場合には、発光部は半導体発光素子と離間してグローブ内面に形成される形態となる。この発光部がグローブ内面に形成される形態の発光装置は、リモートフォスファー型ＬＥＤ発光装置と称される。
蛍光体スラリーは、たとえば、１００℃〜１６０℃に加熱することにより硬化させることができる。
蛍光体スラリーは、たとえば、１００℃〜１６０℃に加熱することにより硬化させることができる。
図１は、発光装置の発光スペクトルの一例である。
具体的には、半導体発光素子としてピーク波長が４００ｎｍの紫色光を出射する紫色ＬＥＤを用いるとともに、蛍光体としてＳｒ２．７Ｅｕ０．３Ｓｉ１３Ａｌ３Ｏ２Ｎ２１で表される基本組成を有するとともにＹが１質量％含有されたＳｒサイアロン緑色蛍光体のみを用いた、２５℃での緑色発光装置の発光スペクトルである。
なお、紫色ＬＥＤは、順方向降下電圧Ｖｆが３．１９９Ｖ、順方向電流Ｉｆが２０ｍＡである。
具体的には、半導体発光素子としてピーク波長が４００ｎｍの紫色光を出射する紫色ＬＥＤを用いるとともに、蛍光体としてＳｒ２．７Ｅｕ０．３Ｓｉ１３Ａｌ３Ｏ２Ｎ２１で表される基本組成を有するとともにＹが１質量％含有されたＳｒサイアロン緑色蛍光体のみを用いた、２５℃での緑色発光装置の発光スペクトルである。
なお、紫色ＬＥＤは、順方向降下電圧Ｖｆが３．１９９Ｖ、順方向電流Ｉｆが２０ｍＡである。
図１に示すように、蛍光体として一般式（１）で表されるＳｒサイアロン緑色蛍光体を用いた緑色発光装置は、紫色光等の短波長の励起光を用いた場合でも発光強度が高い。
図２は、発光装置の発光スペクトルの他の一例である。
具体的には、半導体発光素子としてピーク波長が４００ｎｍの紫色光を出射する紫色ＬＥＤを用いるとともに、蛍光体としてＳｒ１．６Ｅｕ０．４Ｓｉ７Ａｌ３ＯＮ１３で表される基本組成を有するとともにＹが１質量％含有されたＳｒサイアロン赤色蛍光体のみを用いた、２５℃での赤色発光装置の発光スペクトルである。
なお、紫色ＬＥＤは、順方向降下電圧Ｖｆが３．１９０Ｖ、順方向電流Ｉｆが２０ｍＡである。
具体的には、半導体発光素子としてピーク波長が４００ｎｍの紫色光を出射する紫色ＬＥＤを用いるとともに、蛍光体としてＳｒ１．６Ｅｕ０．４Ｓｉ７Ａｌ３ＯＮ１３で表される基本組成を有するとともにＹが１質量％含有されたＳｒサイアロン赤色蛍光体のみを用いた、２５℃での赤色発光装置の発光スペクトルである。
なお、紫色ＬＥＤは、順方向降下電圧Ｖｆが３．１９０Ｖ、順方向電流Ｉｆが２０ｍＡである。
図２に示すように、蛍光体として一般式（２）で表されるＳｒサイアロン赤色蛍光体を用いた赤色発光装置は、紫色光等の短波長の励起光を用いた場合でも発光強度が高い。
以下に実施例を示すが、本発明はこれらに限定されて解釈されるものではない。
（緑色蛍光体の作製）
はじめに、ＳｒＣＯ３を３３７ｇ、ＡｌＮを１０４ｇ、Ｓｉ３Ｎ４を５１４ｇ、Ｅｕ２Ｏ３を４４ｇ、および非Ｅｕ希土類元素としてＳｃ２Ｏ３を２ｇ秤量し、これらにフラックス剤を適量加え、乾式混合して蛍光体原料混合物を調製した（試料Ｎｏ．２）。その後、この蛍光体原料混合物を窒化ホウ素るつぼに充填した。蛍光体原料混合物の原料の配合量を表１に示す。
蛍光体原料混合物が充填された窒化ホウ素るつぼを、電気炉内で、０．７ＭＰａ（略７気圧）の窒素雰囲気中、１８５０℃で２時間焼成したところ、るつぼ中に焼成粉末の塊が得られた。
この塊を解砕した後、焼成粉末に焼成粉末の質量の１０倍量の純水を加えて１０分間攪拌し、ろ過して焼成粉末を得た。この焼成粉末の洗浄操作をさらに４回繰り返し、合計５回洗浄した。洗浄後の焼成粉末をろ過し、乾燥した後、目開き４５ミクロンのナイロンメッシュで篩ったところ、焼成粉末が得られた（試料Ｎｏ．２）。
この焼成粉末を分析したところ、表２に示す組成からなる単結晶のＳｒサイアロン緑色蛍光体であった。また、焼成粉末を構成する蛍光体粒子中には、表２に示す種類および量の非Ｅｕ希土類元素が含まれていた。試料Ｎｏ．２では、非Ｅｕ希土類元素はＳｃである。
非Ｅｕ希土類元素の含有量（質量％）は、非Ｅｕ希土類元素を含めた焼成粉末全体の質量に対する非Ｅｕ希土類元素の質量の割合である。非Ｅｕ希土類元素は、蛍光体粉末（焼成粉末）を構成する各粒子の内部に存在していた。
焼成粉末の基本組成、および焼成粉末に含まれる非Ｅｕ希土類元素の含有量の測定結果を表２に示す。
はじめに、ＳｒＣＯ３を３３７ｇ、ＡｌＮを１０４ｇ、Ｓｉ３Ｎ４を５１４ｇ、Ｅｕ２Ｏ３を４４ｇ、および非Ｅｕ希土類元素としてＳｃ２Ｏ３を２ｇ秤量し、これらにフラックス剤を適量加え、乾式混合して蛍光体原料混合物を調製した（試料Ｎｏ．２）。その後、この蛍光体原料混合物を窒化ホウ素るつぼに充填した。蛍光体原料混合物の原料の配合量を表１に示す。
蛍光体原料混合物が充填された窒化ホウ素るつぼを、電気炉内で、０．７ＭＰａ（略７気圧）の窒素雰囲気中、１８５０℃で２時間焼成したところ、るつぼ中に焼成粉末の塊が得られた。
この塊を解砕した後、焼成粉末に焼成粉末の質量の１０倍量の純水を加えて１０分間攪拌し、ろ過して焼成粉末を得た。この焼成粉末の洗浄操作をさらに４回繰り返し、合計５回洗浄した。洗浄後の焼成粉末をろ過し、乾燥した後、目開き４５ミクロンのナイロンメッシュで篩ったところ、焼成粉末が得られた（試料Ｎｏ．２）。
この焼成粉末を分析したところ、表２に示す組成からなる単結晶のＳｒサイアロン緑色蛍光体であった。また、焼成粉末を構成する蛍光体粒子中には、表２に示す種類および量の非Ｅｕ希土類元素が含まれていた。試料Ｎｏ．２では、非Ｅｕ希土類元素はＳｃである。
非Ｅｕ希土類元素の含有量（質量％）は、非Ｅｕ希土類元素を含めた焼成粉末全体の質量に対する非Ｅｕ希土類元素の質量の割合である。非Ｅｕ希土類元素は、蛍光体粉末（焼成粉末）を構成する各粒子の内部に存在していた。
焼成粉末の基本組成、および焼成粉末に含まれる非Ｅｕ希土類元素の含有量の測定結果を表２に示す。
得られたＳｒサイアロン蛍光体について発光ピーク波長、発光効率、および平均粒径を測定した。
発光効率は、室温（２５℃）で測定したものであり、後述する比較例（試料Ｎｏ．１）の室温での発光効率（ｌｍ／Ｗ）を１００とする相対値（％）として示す。
平均粒径は、コールターカウンター法による測定値であり、体積累積分布の中央値Ｄ５０の値である。
発光ピーク波長、発光強度、および平均粒径の測定結果を表３に示す。
発光効率は、室温（２５℃）で測定したものであり、後述する比較例（試料Ｎｏ．１）の室温での発光効率（ｌｍ／Ｗ）を１００とする相対値（％）として示す。
平均粒径は、コールターカウンター法による測定値であり、体積累積分布の中央値Ｄ５０の値である。
発光ピーク波長、発光強度、および平均粒径の測定結果を表３に示す。
（他の緑色蛍光体の作製）
蛍光体原料混合物の原料の配合量を表１または表４に示すように変えた以外は試料Ｎｏ．２と同様にして、緑色蛍光体を作製した（試料Ｎｏ．１、Ｎｏ．３〜５４、Ｎｏ．６１〜７５）。
なお、試料Ｎｏ．１は非Ｅｕ希土類元素を実質的に含まない比較例である。また、試料Ｎｏ．２〜５２は非Ｅｕ希土類元素の種類と含有量を変えた実施例である。さらに、試料Ｎｏ．５３および５４は一般式（１）で表される基本組成を変えた実施例である。また、Ｎｏ．６１〜７５は非Ｅｕ希土類元素の含有量が非常に多い比較例である。
得られた緑色蛍光体（試料Ｎｏ．１、Ｎｏ．３〜５４、Ｎｏ．６１〜７５）に対し、試料Ｎｏ．２と同様にして、焼成粉末の基本組成、焼成粉末に含まれる非Ｅｕ希土類元素の含有量、発光ピーク波長、発光強度、および平均粒径を測定した。
焼成粉末の基本組成、および焼成粉末に含まれる非Ｅｕ希土類元素の含有量の測定結果を表２または表５に示す。
発光ピーク波長、発光強度、および平均粒径の測定結果を表３または表６に示す。
蛍光体原料混合物の原料の配合量を表１または表４に示すように変えた以外は試料Ｎｏ．２と同様にして、緑色蛍光体を作製した（試料Ｎｏ．１、Ｎｏ．３〜５４、Ｎｏ．６１〜７５）。
なお、試料Ｎｏ．１は非Ｅｕ希土類元素を実質的に含まない比較例である。また、試料Ｎｏ．２〜５２は非Ｅｕ希土類元素の種類と含有量を変えた実施例である。さらに、試料Ｎｏ．５３および５４は一般式（１）で表される基本組成を変えた実施例である。また、Ｎｏ．６１〜７５は非Ｅｕ希土類元素の含有量が非常に多い比較例である。
得られた緑色蛍光体（試料Ｎｏ．１、Ｎｏ．３〜５４、Ｎｏ．６１〜７５）に対し、試料Ｎｏ．２と同様にして、焼成粉末の基本組成、焼成粉末に含まれる非Ｅｕ希土類元素の含有量、発光ピーク波長、発光強度、および平均粒径を測定した。
焼成粉末の基本組成、および焼成粉末に含まれる非Ｅｕ希土類元素の含有量の測定結果を表２または表５に示す。
発光ピーク波長、発光強度、および平均粒径の測定結果を表３または表６に示す。
（赤色蛍光体の作製）
蛍光体原料混合物の原料の配合量を表７または表１０に示すように変えた以外は試料Ｎｏ．２と同様にしたところ、焼成粉末が得られた（試料Ｎｏ．１０１〜１５４、Ｎｏ．１６１〜１７５）。
これらの焼成粉末を分析したところ、表８または表１１に示す組成からなる単結晶のＳｒサイアロン赤色蛍光体であった。また、焼成粉末を構成する蛍光体粒子中には、表８または表１１に示す種類および量の非Ｅｕ希土類元素が含まれていた。非Ｅｕ希土類元素は、蛍光体粉末（焼成粉末）を構成する各粒子の内部に存在していた。
なお、試料Ｎｏ．１０１は非Ｅｕ希土類元素を実質的に含まない比較例である。また、試料Ｎｏ．１０２〜１５２は非Ｅｕ希土類元素の種類と含有量を変えた実施例である。さらに、試料Ｎｏ．１５３および１５４は一般式（２）で表される基本組成を変えた実施例である。また、Ｎｏ．１６１〜１７５は非Ｅｕ希土類元素の含有量が非常に多い比較例である。
得られた赤色蛍光体（試料Ｎｏ．１０１〜１５４、Ｎｏ．１６１〜１７５）に対し、緑色蛍光体の試料Ｎｏ．２と同様にして、焼成粉末の基本組成、焼成粉末に含まれる非Ｅｕ希土類元素の含有量、発光ピーク波長、発光強度、および平均粒径を測定した。
焼成粉末の基本組成、および焼成粉末に含まれる非Ｅｕ希土類元素の含有量の測定結果を表８または表１１に示す。
発光ピーク波長、発光強度、および平均粒径の測定結果を表９または表１２に示す。
蛍光体原料混合物の原料の配合量を表７または表１０に示すように変えた以外は試料Ｎｏ．２と同様にしたところ、焼成粉末が得られた（試料Ｎｏ．１０１〜１５４、Ｎｏ．１６１〜１７５）。
これらの焼成粉末を分析したところ、表８または表１１に示す組成からなる単結晶のＳｒサイアロン赤色蛍光体であった。また、焼成粉末を構成する蛍光体粒子中には、表８または表１１に示す種類および量の非Ｅｕ希土類元素が含まれていた。非Ｅｕ希土類元素は、蛍光体粉末（焼成粉末）を構成する各粒子の内部に存在していた。
なお、試料Ｎｏ．１０１は非Ｅｕ希土類元素を実質的に含まない比較例である。また、試料Ｎｏ．１０２〜１５２は非Ｅｕ希土類元素の種類と含有量を変えた実施例である。さらに、試料Ｎｏ．１５３および１５４は一般式（２）で表される基本組成を変えた実施例である。また、Ｎｏ．１６１〜１７５は非Ｅｕ希土類元素の含有量が非常に多い比較例である。
得られた赤色蛍光体（試料Ｎｏ．１０１〜１５４、Ｎｏ．１６１〜１７５）に対し、緑色蛍光体の試料Ｎｏ．２と同様にして、焼成粉末の基本組成、焼成粉末に含まれる非Ｅｕ希土類元素の含有量、発光ピーク波長、発光強度、および平均粒径を測定した。
焼成粉末の基本組成、および焼成粉末に含まれる非Ｅｕ希土類元素の含有量の測定結果を表８または表１１に示す。
発光ピーク波長、発光強度、および平均粒径の測定結果を表９または表１２に示す。
表１〜表１２より、蛍光体の非Ｅｕ希土類元素の含有量が特定範囲内にある場合は、非Ｅｕ希土類元素を含まない蛍光体または非Ｅｕ希土類元素を過剰に含む蛍光体に比較して、発光効率が向上することが分かる。
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以上説明した実施例によれば、発光効率が高い蛍光体および発光装置が得られる。
Claims (8)
- 下記一般式（１）
［化１］
一般式：（Ｓｒ１−ｘ，Ｅｕｘ）αＳｉβＡｌγＯδＮω （１）
（式中、ｘは０＜ｘ＜１、αは０＜α≦４であり、β、γ、δおよびωはαが３のときに換算した数値が、９＜β≦１５、１≦γ≦５、０．５≦δ≦３、１０≦ω≦２５を満足する数である）
で表される基本組成を有するユーロピウム付活サイアロン結晶体からなるとともに、このサイアロン結晶体中に、Ｙと共にＳｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕから選ばれる非Ｅｕ希土類元素の少なくとも１種を０．１質量％以上１０質量％以下の割合で含み、
紫外光、紫色光または青色光で励起されることにより緑色発光することを特徴とする蛍光体。 - 下記一般式（２）
［化２］
一般式：（Ｓｒ１−ｘ，Ｅｕｘ）αＳｉβＡｌγＯδＮω （２）
（式中、ｘは０＜ｘ＜１、αは０＜α≦３であり、β、γ、δおよびωはαが２のときに換算した数値が、５≦β≦９、１≦γ≦５、０．５≦δ≦２、５≦ω≦１５を満足する数である）
で表される基本組成を有するユーロピウム付活サイアロン結晶体からなるとともに、このサイアロン結晶体中に、Ｙと共にＳｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕから選ばれる非Ｅｕ希土類元素の少なくとも１種を０．１質量％以上１０質量％以下の割合で含み、
紫外光、紫色光または青色光で励起されることにより赤色発光することを特徴とする蛍光体。 - 前記紫外光、紫色光または青色光は、３７０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の範囲内にピーク波長を有する光であることを特徴とする請求項１または２に記載の蛍光体。
- 平均粒径が１μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蛍光体。
- 発光ピーク波長が５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１、３および４のいずれか１項に記載の緑色発光する蛍光体。
- 発光ピーク波長が５５０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の黄色乃至赤色発光する蛍光体。
- 基板と、
この基板上に配置され、紫外光、紫色光または青色光を出射する半導体発光素子と、
この半導体発光素子の発光面を覆うように形成され、前記半導体発光素子からの出射光により励起されて可視光を発する蛍光体を含む発光部と、を備え、
前記蛍光体は、請求項１〜６のいずれか１項の蛍光体を含むことを特徴とする発光装置。 - 前記半導体発光素子は３７０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の範囲内にピーク波長を有する光を出射する発光ダイオードまたはレーザダイオードであることを特徴とする請求項７に記載の発光装置。
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