JP6273595B1 - 蛍光体及び発光装置 - Google Patents

Abstract

本発明の蛍光体は、ガーネット構造を有する母体ガーネット化合物中に、発光中心であるＣｅ３＋が含まれてなる蛍光体であり、前記母体ガーネット化合物は２種以上の端成分からなる固溶体であり、前記端成分は第１の端成分としてＬｕ２ＣａＭｇ２（ＳｉＯ４）３を含む。前記母体ガーネット化合物は、Ａｌを含む化合物であることが好ましい。本発明の発光装置は、本発明の蛍光体２を用い、固体発光素子１１７を備え、蛍光体２は、固体発光素子１１７が放射する光により励起される。

Description

本発明は、例えば、半導体レーザーダイオード（ＬＤ）等の固体発光素子と共に用いられ、プロジェクター等の表示装置や照明装置の光源に使用される蛍光体として幅広く利用できる、新規なガーネット蛍光体、及び、この蛍光体を用いた発光装置に関する。

従来、「ガーネット構造」と呼ばれる結晶構造を有する化合物が知られている。このガーネット構造を有する化合物の一つとして、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３で表される化合物が知られている。このＹ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３は、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）という略称で広く知られている。このＹ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３は、固体レーザー、透光性セラミックス、蛍光体等に利用されている。

ここで、蛍光体とは、紫外線励起等の刺激を与えることによって、蛍光を放射する化合物である。蛍光体では、蛍光体を構成する特定の原子の核外電子が紫外線等によって励起された後、基底状態に戻るときに、励起状態と基底状態とのエネルギーレベルの差が可視光として放出される。蛍光体は、例えば、ガーネット構造を有するＹ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３等の化合物に、発光中心としての希土類イオンや遷移金属イオン（Ｃｅ^３＋、Ｔｂ^３＋、Ｅｕ^３＋、Ｍｎ^２＋、Ｍｎ^４＋、Ｆｅ^３＋、Ｃｒ^３＋等）を含ませることにより得られる。

以下、本明細書では、ガーネット構造を有する化合物に、発光中心としての希土類イオンや遷移金属イオン（Ｃｅ^３＋、Ｔｂ^３＋、Ｅｕ^３＋、Ｍｎ^２＋、Ｍｎ^４＋、Ｆｅ^３＋、Ｃｒ^３＋等）を含ませてなる蛍光体を、ガーネット蛍光体ともいう。なお、本明細書では、ガーネット蛍光体を単に蛍光体ということがある。

また、ガーネット構造を有するＹ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３に、発光中心としての希土類イオンや遷移金属イオン（Ｃｅ^３＋、Ｔｂ^３＋、Ｅｕ^３＋、Ｍｎ^２＋、Ｍｎ^４＋、Ｆｅ^３＋、Ｃｒ^３＋等）を含ませてなる蛍光体を、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３蛍光体ともいう。

さらに、便宜上、発光中心としてＣｅ^３＋を少なくとも含むＹ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３蛍光体を、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体ともいう。

Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体は、電子線、真空紫外線、そして青色光等の、粒子線又は電磁波を照射すると、励起されて、黄緑色の可視光を放射することが知られている。また、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体は、１／１０残光が１００ｎｓ以下と極めて短いことも知られている。このため、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体は数多くの発光装置に幅広く利用されている。

上記のように、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体が放射する光の光色は黄緑色である。これに対して、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体を構成する元素の一部又は全部を、イオン半径等が異なる他の元素で置換すると、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体と異なる光色を放射する蛍光体になることが知られている。

例えば、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体よりも、短波長の光色を放射するガーネット蛍光体として、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体を構成するＹをＬｕで置換したＬｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体が知られている。Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体は、緑色の可視光を放射する。すなわち、Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体の発光ピーク波長は、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体の発光ピーク波長よりも相対的に短い。

一方、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体よりも、長波長の光色を放射するガーネット蛍光体が知られている（例えば、特許文献１参照）。このガーネット蛍光体は、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体を構成するＹの一部をＧｄで置換した（Ｙ，Ｇｄ）_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体である。（Ｙ，Ｇｄ）_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体は、黄緑色から橙色の可視光を放射する。

また、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体よりも、長波長の光色を放射する他のガーネット蛍光体も知られている（例えば、特許文献２参照）。このガーネット蛍光体は、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体を構成するＡｌの一部又は全部をＭｇで置換し、かつ、（ＡｌＯ_４）基の一部又は全部を（ＳｉＯ_４）基で置換したＹ_３（Ａｌ，Ｍｇ）_２（（Ａｌ，Ｓｉ）Ｏ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体である。Ｙ_３（Ａｌ，Ｍｇ）_２（（Ａｌ，Ｓｉ）Ｏ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体は、黄緑色から赤色の可視光を放射する。

さらに、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体よりも、長波長の光色を放射するさらに他のガーネット蛍光体も知られている（例えば、特許文献３参照）。このガーネット蛍光体は、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体を構成するＹをＬｕ及びＣａで置換し、ＡｌをＭｇで置換し、かつ（ＡｌＯ_４）基を（ＳｉＯ_４）基で置換したＬｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体である。Ｌｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体は、橙色の可視光を放射する。

これらのＹ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体よりも発光ピーク波長が相対的に長いガーネット蛍光体は、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体よりも色調の面で優れるため、発光装置等への応用が検討されている。

特許第３５０３１３９号公報 国際公開第２０１０／０４３２８７号 特表２００７−５１００４０号公報

しかしながら、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体よりも発光ピーク波長が相対的に長いガーネット蛍光体は、温度消光が大きいという課題があった。ここで、温度消光とは、蛍光体温度の上昇とともに発光効率が低下する現象である。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、発光ピーク波長が相対的に長く、温度消光が改善された、新規なガーネット蛍光体及びこれを用いた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、本発明の第一の態様に係る蛍光体は、ガーネット構造を有する母体ガーネット化合物中に、発光中心であるＣｅ^３＋が含まれてなる蛍光体であり、前記母体ガーネット化合物は２種以上の端成分からなる固溶体である。前記端成分は第１の端成分としてＬｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３を含む。

また、本発明の第二の態様に係る発光装置は、上記蛍光体を用いる。

第１の実施形態に係る発光装置を模式的に示す図である。 第２の実施形態に係る発光装置を模式的に示す図である。 第３の実施形態に係る発光装置を示す図である。 実施例１〜３の化合物及び公知の化合物のＸＲＤパターンを示すグラフである。 実施例１〜３並びに比較例１及び５の化合物における、（４２０）面のｄ値と固溶量ｘとの関係を示すグラフである。 実施例１〜３の化合物の励起スペクトル及び発光スペクトルを示すグラフである。 実施例４〜６の化合物及び公知の化合物のＸＲＤパターンを示すグラフである。 実施例４〜６並びに比較例２及び５の化合物における、（４２０）面のｄ値と固溶量ｘとの関係を示すグラフである。 実施例４〜６の化合物の励起スペクトル及び発光スペクトルを示すグラフである。 実施例７〜１０の化合物及び公知の化合物のＸＲＤパターンを示すグラフである。 実施例７〜１０並びに比較例２の化合物における、（４２０）面のｄ値と固溶量ｘとの関係を示すグラフである。 実施例７〜１０の化合物の発光スペクトルを示すグラフである。 実施例３、６及び９、並びに比較例１〜５の化合物の発光ピーク波長と内部量子効率維持率との関係を示すグラフである。

以下、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］
はじめに、実施形態に係る蛍光体について説明する。

本実施形態に係る蛍光体は、ガーネット構造を有する母体ガーネット化合物中に、発光中心であるＣｅ^３＋が含まれてなる蛍光体である。
本実施形態に係る蛍光体は、母体ガーネット化合物と同様に、ガーネット構造を有する。このため、本実施形態に係る蛍光体は、いわゆるガーネット蛍光体である。

（母体ガーネット化合物）
母体ガーネット化合物は、ガーネット構造を有し、かつ発光中心であるＣｅ^３＋を含む母体となる化合物である。ここで、ガーネット構造とは、Ａ_３Ｂ_２（ＣＯ_４）_３（式中、Ａ、Ｂ、Ｃは、元素を示す）で表される結晶構造である。母体ガーネット化合物は、２種以上の端成分からなる固溶体になっている。

母体ガーネット化合物である固溶体を構成する２種以上の端成分は、必須の第１の端成分としてＬｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３を含む。また、固溶体を構成する２種以上の端成分は、好ましくは、任意の第２の端成分としてＹ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３を含む。さらに、固溶体を構成する２種以上の端成分は、好ましくは、任意の第３の端成分としてＬｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３を含む。

すなわち、母体ガーネット化合物である固溶体を構成する２種以上の端成分として、少なくとも第１の端成分を含む。また、この第１の端成分と組み合わされる任意の端成分として第２の端成分及び第３の端成分から選択される１種以上を含む。なお、第２の端成分及び第３の端成分は、共に固溶体を構成する端成分に含まれていてもよい。以下、第１の端成分、第２の端成分及び第３の端成分について詳述する。

＜第１の端成分：Ｌｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３＞
第１の端成分であるＬｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３は、母体ガーネット化合物に必須の端成分である。母体ガーネット化合物が第１の端成分を含む固溶体であると、得られる蛍光体が、発光ピーク波長が相対的に長く、温度消光が改善された新規な蛍光体になりやすい。

母体ガーネット化合物である固溶体は、必須の端成分である第１の端成分に加え、Ａｌを含む端成分を含むと、得られる蛍光体が、より温度消光が改善されたガーネット蛍光体になる。このＡｌを含む端成分としては、例えば、第２の端成分としてのＹ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３や、第３の端成分としてのＬｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３が用いられる。

＜第２の端成分：Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３＞
第２の端成分であるＹ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３は、第１の端成分Ｌｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３ともに用いられる、任意の端成分である。母体ガーネット化合物が第２の端成分を含む固溶体であると、得られる蛍光体が、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋よりも発光ピーク波長が相対的に長く、同じ光色を放つ他のガーネット蛍光体と比較して温度消光が改善された蛍光体になりやすい。この蛍光体は、新規な蛍光体である。

＜第３の端成分：Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３＞
第３の端成分であるＬｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３は、第１の端成分Ｌｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３ともに用いられる、任意の端成分である。母体ガーネット化合物が第３の端成分を含む固溶体であると、得られる蛍光体が、Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋よりも発光ピーク波長が相対的に長く、同じ光色を放つ他のガーネット蛍光体と比較して温度消光が改善された蛍光体になりやすい。この蛍光体は、新規な蛍光体である。

＜固溶体＞
母体ガーネット化合物は、上記の第１の端成分Ｌｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３を必須の端成分として含む固溶体である。また、母体ガーネット化合物は、第１の端成分に加え、第１の端成分以外の１種以上の端成分を有する固溶体である。この第１の端成分以外の端成分がＡｌを含む端成分であると、得られる蛍光体は、同じ光色を放つ他のガーネット蛍光体と比較して、より温度消光が改善されたガーネット蛍光体になりやすい。

母体ガーネット化合物が、端成分として第１の端成分Ｌｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３とＡｌを含む端成分とを有する固溶体であるとき、母体ガーネット化合物は、通常、Ａｌを含む化合物になる。このように、母体ガーネット化合物がＡｌを含む化合物であると、得られる蛍光体は、同じ光色を放つ他のガーネット蛍光体と比較して、より温度消光が改善されたガーネット蛍光体になりやすい。

Ａｌを含む端成分としては、例えば、第２の端成分や第３の端成分が好ましい。第２の端成分及び第３の端成分は、いずれか１種又は２種の端成分を、第１の端成分と組み合わせて固溶体とすることにより、母体ガーネット化合物が得られる。すなわち、母体ガーネット化合物を構成する固溶体としては、例えば、端成分として第１の端成分及び第２の端成分を含む固溶体や、端成分として第１の端成分及び第３の端成分を含む固溶体が用いられる。また、母体ガーネット化合物を構成する固溶体としては、例えば、第１の端成分、第２の端成分及び第３の端成分を含む固溶体を用いることもできる。以下、母体ガーネット化合物を構成する固溶体の具体例について説明する。

［第１の固溶体］
第１の端成分を必須の端成分として含む固溶体である母体ガーネット化合物としては、例えば、一般式（１）で表される固溶体が挙げられる。
（１−ｘ）Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘＬｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３ （１）
（式中、ｘは０＜ｘ＜１を満足する数値である）

一般式（１）で表される固溶体は、第１の端成分Ｌｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３と、第２の端成分Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３との固溶体である。母体ガーネット化合物が一般式（１）で表される固溶体であると、得られる蛍光体が、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋よりも発光ピーク波長が相対的に長く、同じ光色を放つ他のガーネット蛍光体と比較して温度消光が改善された蛍光体になりやすい。この蛍光体は、新規な蛍光体である。

一般式（１）において、ｘは、通常０＜ｘ＜１であり、好ましくは０．１≦ｘ≦０．９、より好ましくは０．５≦ｘ≦０．９である。一般式（１）のｘが上記範囲内にあると、得られる蛍光体が、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋よりも発光ピーク波長がより相対的に長く、同じ光色を放つ他のガーネット蛍光体と比較して温度消光がより改善されたものになりやすい。

［第２の固溶体］
第１の端成分を必須の端成分として含む固溶体である母体ガーネット化合物としては、例えば、一般式（２）で表される固溶体が挙げられる。
（１−ｘ）Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘＬｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３ （２）
（式中、ｘは０＜ｘ＜１を満足する数値である）

一般式（２）で表される固溶体は、第１の端成分Ｌｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３と、第３の端成分Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３との固溶体である。母体ガーネット化合物が一般式（２）で表される固溶体であると、得られる蛍光体が、Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋よりも発光ピーク波長が相対的に長く、同じ光色を放つ他のガーネット蛍光体と比較して温度消光が改善された蛍光体になりやすい。この蛍光体は、新規な蛍光体である。

一般式（２）において、ｘは、通常０＜ｘ＜１であり、好ましくは０．１≦ｘ≦０．９、より好ましくは０．５≦ｘ≦０．９である。一般式（２）のｘが上記範囲内にあると、得られる蛍光体が、Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋よりも発光ピーク波長がより相対的に長く、同じ光色を放つ他のガーネット蛍光体と比較して温度消光がより改善されたものになりやすい。

本実施形態では、母体ガーネット化合物がＡｌを含む化合物である場合において、前記母体ガーネット化合物を構成するＣａの一部がＭｇに置換されていてもよい。母体ガーネット化合物がＡｌを含む化合物である場合に前記母体ガーネット化合物を構成するＣａの一部がＭｇに置換されていると、得られる蛍光体が、より温度消光が改善されたガーネット蛍光体になるため好ましい。このような母体ガーネット化合物としては、例えば、一般式（２）で表される固溶体である母体ガーネット化合物のＣａの一部がＭｇに置換されているものが挙げられる。また、母体ガーネット化合物がＡｌを含む化合物である場合において、前記端成分が第３の端成分としてＬｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３を含むときも、前記母体ガーネット化合物を構成するＣａの一部がＭｇに置換されていてもよい。この場合も、得られる蛍光体が、より温度消光が改善されたガーネット蛍光体になるため好ましい。

（蛍光体の組成）
本実施形態に係る蛍光体は、上記母体ガーネット化合物中に、発光中心であるＣｅ^３＋が含まれてなる蛍光体である。

母体ガーネット化合物中にＣｅ^３＋が含まれた蛍光体の組成としては、例えば、一般式（３）で表される化合物が挙げられる。
（１−ｘ）（Ｙ_１−ａＣｅ_ａ）_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘ（Ｌｕ_１−ｂＣｅ_ｂ）_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３ （３）
（式中、ｘは０＜ｘ＜１を満足する数値であり、ａは０≦ａ≦０．２を満足する数値であり、ｂは０≦ｂ≦０．２を満足する数値であり、ａ＋ｂは０＜ａ＋ｂ≦０．４を満足する数値である。）

一般式（３）において、ａは、通常０≦ａ≦０．２であり、好ましくは０．００１≦ａ≦０．０５、より好ましくは０．００５≦ａ≦０．０３である。ｂは、通常０≦ｂ≦０．２であり、好ましくは０．００１≦ｂ≦０．１５、より好ましくは０．００５≦ｂ≦０．１である。ａ＋ｂは、通常０＜ａ＋ｂ≦０．４、好ましくは０．００２≦ａ＋ｂ≦０．２、より好ましくは０．０１≦ａ＋ｂ≦０．１３である。一般式（３）のａ、ｂ及びａ＋ｂが上記範囲内にあると、得られる蛍光体が、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋よりも発光ピーク波長がより相対的に長く、同じ光色を放つ他のガーネット蛍光体と比較して温度消光がより改善されたものになりやすい。

一般式（３）において、ｘは、通常０＜ｘ＜１であり、好ましくは０．１≦ｘ≦０．９、より好ましくは０．５≦ｘ≦０．９である。一般式（３）のｘが上記範囲内にあると、得られる蛍光体が、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋よりも発光ピーク波長がより相対的に長く、同じ光色を放つ他のガーネット蛍光体と比較して温度消光がより改善されたものになりやすい。

一般式（３）で表される蛍光体の具体例は、０．１（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．９（Ｙ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２、０．５（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．５（Ｙ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２、０．９（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．１（Ｙ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２等である。

また、母体ガーネット化合物中にＣｅ^３＋が含まれた蛍光体の組成としては、例えば、一般式（４）で表される化合物が挙げられる。
（１−ｘ）（Ｌｕ_１−ｃＣｅ_ｃ）_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘ（Ｌｕ_１−ｄＣｅ_ｄ）_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３ （４）
（式中、ｘは０＜ｘ＜１を満足する数値であり、ｃは０≦ｃ≦０．２を満足する数値であり、ｄは０≦ｄ≦０．２を満足する数値であり、ｃ＋ｄは０＜ｃ＋ｄ≦０．４を満足する数値である。）

一般式（３）において、ｃは、通常０≦ｃ≦０．２であり、好ましくは０．００１≦ｃ≦０．０５、より好ましくは０．００５≦ｃ≦０．０３である。ｄは、通常０≦ｄ≦０．２であり、好ましくは０．００１≦ｄ≦０．１５、より好ましくは０．００５≦ｄ≦０．１である。ｃ＋ｄは、通常０＜ｃ＋ｄ≦０．４、好ましくは０．００２≦ｃ＋ｄ≦０．２、より好ましくは０．０１≦ｂ≦０．１３である。一般式（３）のｃ、ｄ及びｃ＋ｄが上記範囲内にあると、得られる蛍光体が、Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋よりも発光ピーク波長がより相対的に長く、同じ光色を放つ他のガーネット蛍光体と比較して温度消光がより改善されたものになりやすい。

一般式（４）において、ｘは、通常０＜ｘ＜１であり、好ましくは０．１≦ｘ≦０．９、より好ましくは０．５≦ｘ≦０．９である。一般式（４）のｘが上記範囲内にあると、得られる蛍光体が、Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋よりも発光ピーク波長がより相対的に長く、同じ光色を放つ他のガーネット蛍光体と比較して温度消光がより改善されたものになりやすい。

一般式（４）で表される蛍光体の具体例は、０．１（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．９（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２、０．５（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．５（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２、０．９（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．１（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２等である。

（効果）
実施形態に係る蛍光体によれば、発光ピーク波長が５６０ｎｍ以上にあり、同じ光色を放つ他のガーネット蛍光体と比較して温度消光が改善された、新規なガーネット蛍光体を提供することができる。

［発光装置］
次に、実施形態に係る発光装置について、図１〜３を参照して説明する。

実施形態に係る発光装置１１４は、上記蛍光体を用いるものである。具体的には、実施形態に係る発光装置１１４は、上記蛍光体を用い、励起源としての固体発光素子１１７を備え、蛍光体は、固体発光素子１１７が放射する光により励起されるものである。

図１は、第１の実施形態に係る発光装置を模式的に示す図である。図２は、第２の実施形態に係る発光装置を模式的に示す図である。図３は、第３の実施形態に係る発光装置を示す図である。図１及び２において第１及び第２の実施形態に係る発光装置を概略的に示し、図３において第３の実施形態に係る発光装置を詳細に示す。これらの実施形態に係る発光装置１１４は、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等に用いられる。

［第１の実施形態］
図１に示すように、第１の実施形態に係る発光装置１１４Ａは、蛍光体２と、蛍光体２を励起する励起源１１７と、を備える。図１に第１の実施形態として示される発光装置１１４Ａは、励起源１１７が励起線又は励起光である一次光３を蛍光体２に照射する方向と、蛍光体２が出力光１１３を放射する方向と、が同じ方向になる構造の発光装置である。発光装置１１４Ａは、白色ＬＥＤ光源、蛍光ランプ、電子管等に、好ましく用いられる。

蛍光体２は、上記実施形態に係る蛍光体を含む蛍光体である。蛍光体２は、複数種類の蛍光体からなっていてもよい。蛍光体２は、少なくとも上記実施形態に係る蛍光体を含み、必要により、上記実施形態に係る蛍光体を含んでいてもよい。

蛍光体２は、通常、板状、膜状等に成形されて波長変換部材となっている。波長変換部材は、例えば、蛍光体２の粉末を透明樹脂に分散して固定したり、蛍光体２同士を無機結着剤で固着したりすることにより得られる。また、波長変換部材は、通常、基板等の表面に形成されて、波長変換部材と基板とからなる波長変換体となっている。発光装置１１４Ａに用いられる基板としては、透光性を有する基板が用いられる。透光性を有する基板としては、例えば、ガラス基板、透光性セラミックス基板等が用いられる。このように、発光装置１１４Ａにおける蛍光体２は、通常、透光性を有する基板上に蛍光体２を含む波長変換部材が形成された、波長変換体となっている。

励起源１１７は、蛍光体２に含まれる上記実施形態に係る蛍光体を励起するための、一次光３を生成する光源である。励起源１１７としては、例えば、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、可視光等の電磁波、を放射する粒子線又は電磁波の放射装置が用いられる。ここで、可視光としては、紫色光や青色光等の短波長可視光が好ましい。励起源１１７が紫色光や青色光等の短波長可視光を放射すると、発光装置の出力を高くしやすい。

励起源１１７としては、具体的には、各種の放射線発生装置、電子ビーム放射装置、放電光発生装置、固体発光素子や固体発光装置等が用いられる。代表的な励起源１１７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。

図１に示すように、発光装置１１４Ａでは、励起源１１７が放射する励起線又は励起光である一次光３によって励起された蛍光体２が出力光１１３を放射する。出力光１１３は、一次光３と同じ方向に放射される。発光装置１１４Ａから放射される出力光１１３は、例えば、照明光や表示光として利用される。

［第２の実施形態］
図２に示すように、第２の実施形態に係る発光装置１１４Ｂは、蛍光体２と、蛍光体２を励起する励起源１１７と、を備える。図２に第２の実施形態として示される発光装置１１４Ｂは、励起源１１７が励起線又は励起光である一次光３を蛍光体２に照射する方向と、蛍光体２が出力光１１３を放射する方向と、が反対の方向になる構造の発光装置である。すなわち、図２に第２の実施形態として示される発光装置１１４Ｂは、図１に第１の実施形態として示される発光装置１１４Ａに比較して、励起源１１７及び蛍光体２の配置、並びに一次光３に対する出力光１１３の方向が異なる。発光装置１１４Ｂは、プラズマディスプレイ装置、反射板付き蛍光体ホイールを用いる光源装置及びプロジェクター等に、好ましく用いられる。

第２の実施形態に係る発光装置１１４Ｂは、第１の実施形態に係る発光装置１１４Ａに比較して、励起源１１７及び蛍光体２の配置が異なる以外は同様である。なお、厳密には、発光装置１１４Ｂの蛍光体２を含む部材と、発光装置１１４Ａの蛍光体２を含む部材とは、蛍光体２が固定される基板の種類等に違いがある。しかし、蛍光体２自体は、発光装置１１４Ａと１１４Ｂとで同様である。このため、図２に第２の実施形態として示される発光装置１１４Ｂと、図１に第１の実施形態として示される発光装置１１４Ａとで、同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。

図２に示すように、第２の実施形態に係る発光装置１１４Ｂは、蛍光体２と、蛍光体２を励起する励起源１１７と、を備える。この蛍光体２及び励起源１１７は、第１の実施形態に係る発光装置１１４Ａで用いられる蛍光体２及び励起源１１７と同様であるため、部材についての説明を省略する。

蛍光体２は、図１に第１の実施形態として示される発光装置１１４Ａと同様に、通常、板状、膜状等に成形されて波長変換部材となっている。この波長変換部材は、第１の実施形態に係る発光装置１１４Ａと同様であるため、説明を省略する。また、波長変換部材は、通常、基板等の表面に形成されて、波長変換部材と基板とからなる波長変換体となっている。発光装置１１４Ｂに用いられる基板としては、第１の実施形態に係る発光装置１１４Ａと異なり、透光性を有しない基板が用いられる。透光性を有しない基板としては、例えば、金属基板、非透光性セラミックス基板等が用いられる。このように、発光装置１１４Ｂにおける蛍光体２は、通常、透光性を有しない基板上に蛍光体２を含む波長変換部材が形成された、波長変換体となっている。

励起源１１７は、図１に第１の実施形態として示される発光装置１１４Ａと同様であるため、説明を省略する。

図２に示すように、発光装置１１４Ｂでは、励起源１１７が放射する励起線又は励起光である一次光３によって励起された蛍光体２が出力光１１３を放射する。出力光１１３は、一次光３と反対方向に放射される。発光装置１１４Ｂから放射される出力光１１３は、例えば、照明光や表示光として利用される。

［第３の実施形態］
図３に第３の実施形態として示される発光装置１１４Ｃは、上記実施形態に係る蛍光体と基板１１６とを含む波長変換体としての蛍光板１１５と、蛍光板１１５中の蛍光体を励起する励起源１１７と、を備える。発光装置１１４Ｃは、プロジェクター用の光源装置の例である。

図３に第３の実施形態として示される発光装置１１４Ｃと、図１に第１の実施形態として示される発光装置１１４Ａとは、上記実施形態に係る蛍光体を用い、励起源１１７を備える点で一致する。このため、第３の実施形態に係る発光装置１１４Ｃを示す図３において、第１の実施形態に係る発光装置１１４Ａを示す図１と同じ構成に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。

第３の実施形態に係る発光装置１１４Ｃでは、上記実施形態に係る蛍光体が、蛍光体と基板１１６とを含む波長変換体としての蛍光板１１５になっている。この蛍光板１１５は、上記実施形態に係る蛍光体を含む部材であるため、第１及び第２の実施形態に係る発光装置１１４Ａ及び１１４Ｂにおける蛍光体２を具体化した部材である。以下、第３の実施形態に係る発光装置１１４Ｃについて、より具体的に説明する。

第３の実施形態に係る発光装置１１４Ｃは、上記実施形態に係る蛍光体と基板１１６とを含む波長変換体としての蛍光板１１５と、蛍光板１１５に含まれる蛍光体２を励起する励起源１１７としての第一光源１１７ａと、を備える。

励起源１１７である第一光源１１７ａとしては、例えば、４００ｎｍ以上４８０ｎｍ未満の波長領域内に発光ピークを有する、紫又は青色光を発する固体発光素子が用いられる。このような固体発光素子としては、例えば青色ＬＤが用いられる。発光装置１１４Ｃでは、少なくとも、第一光源１１７ａの放射する紫色光又は青色光１１３が、直接又は間接的に蛍光板１１５に形成した蛍光体に照射されるようになっている。

第一光源１１７ａは複数個設けられる。第一光源１１７ａが放射する紫色光又は青色光は、反射ミラー１１８によって反射され、第一レンズ１１９ａで集光された後、蛍光板１１５中の蛍光体に照射される。

蛍光板１１５の反射面によって反射された、蛍光体が放射する青緑色又は緑色の光成分１１３は、第一集光レンズ１２０ａによって集光される。光成分１１３は、その後、第一光軸変換ミラー１２１ａ、第二レンズ１１９ｂ、第二光軸変換ミラー１２１ｂ、第三レンズ１１９ｃ、第三光軸変換ミラー１２１ｃによって、光軸変換と集光の繰り返しがなされる。光軸変換と集光の繰り返しがなされた光成分１１３は、出射レンズ１２２への入射を経て、発光装置１１４Ｃから出射される。

なお、発光装置１１４Ｃは、多色表示のための発光装置１１４とすることもできる。この場合は、例えば、励起源１１７として第一光源１１７ａと異なる色の光成分を放射する第二光源１１７ｂをさらに用いる。

（効果）
実施形態に係る発光装置によれば、発光ピーク波長が相対的に長く、温度消光が改善された、発光装置を提供することができる。

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

固相反応を利用する合成法を用いて、実施例及び比較例に係る蛍光体を合成し、その特性を評価した。なお、本実施例及び比較例では、以下の化合物粉末を原料として用いた。

酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）：純度３Ｎ、信越化学工業株式会社製
酸化ルテチウム（Ｌｕ_２Ｏ_３）：純度３Ｎ、信越化学工業株式会社製
酸化ガドリニウム（Ｇｄ_２Ｏ_３）：純度３Ｎ、関東化学株式会社製
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）：純度２Ｎ５、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
酸化セリウム（ＣｅＯ_２）：純度４Ｎ、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ＡＫＰ−Ｇ００８
二酸化珪素（ＳｉＯ_２）：純度＞３Ｎ、日本アエロジル株式会社製ＡＥＲＯＳＩＬ２００

また、比較例では、反応促進剤として、以下の化合物粉末を用いた。

フッ化アルミニウム（ＡｌＦ_３）：純度３Ｎ、株式会社高純度化学研究所製
炭酸カリウム（Ｋ_２ＣＯ_３）：純度２Ｎ５、関東化学株式会社製

なお、合成温度は、化合物毎に最適値が異なるため、各々の化合物において最適化した合成温度を選択している。

［実施例１］
はじめに、表１に示す割合で、各原料を秤量した。次に、これらの原料をガラスビーカーに適量の純水と共に投入し、マグネチックスターラーを用いて十分に攪拌し、スラリー状の混合原料を得た。そして、このスラリー状の混合原料を容器に移し、乾燥機を用いて１５０℃で３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することにより、焼成原料を得た。

その後、焼成原料を蓋付きのアルミナるつぼに移し、箱型電気炉を用いて、１４００℃の大気中で２時間本焼成した。

本焼成後の焼成物を、再度、乳棒と乳鉢とを用いて軽く解砕し、被還元処理物とした。当該被還元処理物をアルミナるつぼに移し、管状雰囲気炉を用いて、１３５０〜１５００℃の還元性ガス雰囲気中で１時間の還元処理をした。なお、還元性ガス雰囲気を形成するための還元性ガスとして９６体積％Ｎ_２＋４体積％Ｈ_２の窒素水素混合ガスを用い、還元性ガスの流量を１００ｃｃ/ｍｉｎとした。還元処理の後、０．１（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．９（Ｙ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２が得られた。

［実施例２］
各原料の配合割合を表１に示すように変えた以外は実施例１と同様にして、０．５（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．５（Ｙ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２を得た。

［実施例３］
各原料の配合割合を表１に示すように変えた以外は実施例１と同様にして、０．９（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．１（Ｙ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２を得た。

［比較例１］
はじめに、表１に示す割合で、各原料及び反応促進剤を秤量した。次に、これらの原料を、ガラスビーカーに適量の純水と共に投入し、マグネチックスターラーを用いて十分に攪拌し、スラリー状の混合原料を得た。そして、このスラリー状の混合原料を容器に移し、乾燥機を用いて１５０℃で３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することにより、焼成原料を得た。

その後、焼成原料をアルミナるつぼに移し、管状雰囲気炉を用いて、１５００℃の還元性ガス雰囲気中で２時間焼成した。なお、還元性ガス雰囲気を形成するための還元性ガスとして９６体積％Ｎ_２＋４体積％Ｈ_２の窒素水素混合ガスを用い、還元性ガスの流量を１００ｃｃ/ｍｉｎとした。還元処理の後、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体としての（Ｙ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３が得られた。

［比較例２］
各原料及び反応促進剤の配合割合を表１に示すように変えた以外は比較例１と同様にして、公知のＬｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体である（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３を得た。

［比較例３］
各原料及び反応促進剤の配合割合を表１に示すように変えた以外は比較例１と同様にして、公知の（Ｙ，Ｇｄ）_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体である（Ｙ_０．３８Ｇｄ_０．６Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３を得た。

［比較例４］
各原料及び反応促進剤の配合割合を表１に示すように変えた以外は比較例１と同様にして、公知のＹ_３（Ａｌ，Ｍｇ）_２（（Ａｌ，Ｓｉ）Ｏ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体である（Ｙ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３ＡｌＭｇ（ＡｌＯ_４）_２（ＳｉＯ_４）：Ｃｅ^３＋を得た。

［比較例５］
はじめに、表１に示す割合で、各原料を秤量した。次に、これらの原料を、ガラスビーカーに適量の純水と共に投入し、マグネチックスターラーを用いて十分に攪拌し、スラリー状の混合原料を得た。そして、このスラリー状の混合原料を容器に移し、乾燥機を用いて１５０℃で３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することにより、焼成原料を得た。

その後、焼成原料を蓋付きのアルミナるつぼに移し、箱型電気炉を用いて、１４００℃の大気中で２時間本焼成した。

本焼成後の焼成物を、再度、乳棒と乳鉢とを用いて軽く解砕し、被還元処理物とした。この被還元処理物をアルミナるつぼに移し、管状雰囲気炉を用いて、１３５０℃の還元性ガス雰囲気中で１時間の還元処理をした。なお、還元性ガス雰囲気を形成するための還元性ガスとして９６体積％Ｎ_２＋４体積％Ｈ_２の窒素水素混合ガスを用い、還元性ガスの流量を１００ｃｃ/ｍｉｎとした。還元処理の後、公知のＬｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体である（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋が得られた。

（実施例１〜３、比較例１〜５の評価）
＜結晶構造解析＞
はじめに、実施例１〜３の化合物の結晶構造解析を行った。図４は、実施例１〜３の化合物及び公知の化合物のＸ線回折（ＸＲＤ）パターンを示すグラフである。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４において、実施例１のＸＲＤパターンを（ａ）、実施例２のＸＲＤパターンを（ｂ）、実施例３のＸＲＤパターンを（ｃ）として示す。また、参考のために、ＰＤＦ（Ｐｏｗｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｆｉｌｅｓ）に登録されているＡｌ_５Ｙ_３Ｏ_１２のパターン（ＰＤＦ Ｎｏ．３３−００４０）を（ｄ）として示す。

図４に示される各パターンを比較すると次のことが分かった。すなわち、実施例１〜３のＸＲＤパターンは、（ｄ）で示されるＡｌ_５Ｙ_３Ｏ_１２のパターンと、形状面での特徴がほぼ一致していることが分かった。

このようなＸＲＤパターンの一致は、実施例１〜３の化合物が、Ａｌ_５Ｙ_３Ｏ_１２と同じガーネット構造を有する化合物を主体にしてなることを示す。そして、秤量割合を考慮すると、実施例１の化合物は、化合物（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２と化合物（Ｙ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２との固溶体であるといえる。実施例１の化合物の具体的組成は、０．１（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．９（Ｙ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２であるといえる。

また、実施例２の化合物は、化合物（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２と化合物（Ｙ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２との固溶体であるといえる。実施例２の化合物の具体的組成は、０．５（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．５（Ｙ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２であるといえる。

さらに、実施例３の化合物は、化合物（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２と化合物（Ｙ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２との固溶体であるといえる。実施例３の化合物の具体的組成は、０．９（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．１（Ｙ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２であるといえる。

図５は、実施例１〜３並びに比較例１及び５の化合物における、（４２０）面のｄ値と固溶量ｘとの関係を示すグラフである。具体的には、図５は、上記化合物を、（１−ｘ）（Ｙ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘ（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３で表される固溶体として表したときのｘとｄ値との関係を示すグラフである。（４２０）面のｄ値とは、隣接する（４２０）面の間隔である。

図５のグラフは、以下のようにして作成した。はじめに、化合物のＸＲＤパターンの３３°付近の主ピーク（（４２０）面の回折線）のＸＲＤ回折角（２θ）をもとに、各化合物の（４２０）面のｄ値を算出した。次に、各化合物のｄ値と、各化合物の（１−ｘ）（Ｙ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘ（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３で表される組成とに基づき、ｘとｄ値との関係を示すグラフを作成した。
なお、比較例１及び比較例５の化合物のＸＲＤパターンは、実施例１〜３と同様のＸ線回折装置を用いて測定した。

図５に示されるように、ｄ値はｘにほぼ比例して減少することが分かった。すなわち、図５より、ｘを増すにつれて、蛍光体の（４２０）面の面間隔が連続的に小さくなることが分かった。

このようにｄ値がｘにほぼ比例して減少するため、図４及び図５は、化合物（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２と、化合物（Ｙ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２とが、固溶体を形成することを示すデータであるといえる。

また、図４及び図５に示す解析結果は、発光中心としてＣｅ^３＋を少なくとも含む蛍光体であって、端成分Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３と端成分Ｌｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３との固溶体を母体とする蛍光体の存在とこの蛍光体の合成事実とを示すものである。ここで、端成分Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３と端成分Ｌｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３との固溶体とは、具体的には（１−ｘ）Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘＬｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３で表される化合物である。

なお、このような固溶体は従来知られておらず、また従来技術から予測できるものでもない。このような固溶体は、実験検証によってはじめて確認できるものである。

＜紫外線照射試験＞
実施例１〜３の化合物に紫外線（波長３６５ｎｍ）を照射する紫外線照射試験を行った。

実施例１の化合物に紫外線（波長３６５ｎｍ）を照射したところ、黄緑色の蛍光が目視観察された。すなわち、実施例１の化合物は黄緑色光を放射する蛍光体であった。

実施例２の化合物に紫外線（波長３６５ｎｍ）を照射したところ、黄色の蛍光が目視観察された。すなわち、実施例２の化合物は黄色光を放射する蛍光体であった。

実施例３の化合物に紫外線（波長３６５ｎｍ）を照射したところ、橙色の蛍光が目視観察された。すなわち、実施例３の化合物は橙色光を放射する蛍光体であった。

＜励起特性及び発光特性の測定＞
実施例１〜３の化合物について励起特性及び発光特性を測定した。励起特性及び発光特性は、分光蛍光光度計（日本分光株式会社製ＦＰ−６５００）を用いて測定した。

図６は、実施例１〜３の化合物の励起スペクトル及び発光スペクトルを示すグラフである。具体的には、図６に、実施例１の化合物０．１（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．９（Ｙ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２の発光スペクトルを２１ａ、励起スペクトルを２２ａとして示す。また、図６に、実施例２の化合物０．５（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．５（Ｙ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２の発光スペクトルを２１ｂ、励起スペクトルを２２ｂとして示す。さらに、図６に、実施例３の化合物０．９（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．１（Ｙ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２の発光スペクトルを２１ｃ、励起スペクトルを２２ｃとして示す。

なお、励起ピーク波長は発光スペクトル測定時の励起波長とし、発光ピーク波長は励起スペクトル測定時のモニタ波長とした。また、図６の発光スペクトル及び励起スペクトルは、いずれもピーク値を１として規格化して示したものになっている。

図６より、実施例１〜３の蛍光体の励起スペクトルは、青色の波長領域に励起強度の最大値を有することが分かった。具体的には、実施例１〜３の蛍光体の励起スペクトルは、いずれも４５３ｎｍに励起強度の最大値を有している。これらの結果より、実施例１〜３の蛍光体は青色光が照射されると強く発光することが分かった。

また、図６より、実施例１〜３の蛍光体の発光スペクトルは、Ｃｅ^３＋の電子エネルギー遷移に由来するスペクトル成分を含んでいることが分かった。実施例１〜３の蛍光体の発光スペクトルは、Ｃｅ^３＋の電子エネルギー遷移に由来する発光スペクトルを主体とする形状になっているからである。

そして、図６より、実施例１〜３の蛍光体の発光スペクトルは、各々、５５４ｎｍ、５７０ｎｍ及び５９７ｎｍに発光ピークを有することが分かった。これらの結果より、実施例１〜３の蛍光体が、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体よりも発光ピーク波長が相対的に長い、蛍光体であることが分かった。

図４〜６より、（１−ｘ）（Ｙ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘ（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３で表される蛍光体が、５５４ｎｍ以上５９７ｎｍ未満の範囲内で発光ピークを制御できることが分かった。（１−ｘ）（Ｙ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘ（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３で表される蛍光体は、照明の演色性の向上に有用な５６０ｎｍ以上５９０ｎｍ未満の範囲内で発光ピークを制御することが容易である。

以上の実施例１〜３の結果により、母体ガーネット化合物は、端成分Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３が、端成分Ｌｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３と全域固溶したものであることが分かった。また、以上の実施例１〜３の結果により、母体ガーネット化合物中にＣｅ^３＋が含まれてなる蛍光体の発光ピーク波長を、５３５ｎｍ以上６１０ｎｍ未満、特に５４５ｎｍ以上５９０ｎｍ未満に制御することができることが分かった。

［実施例４〜６］
各原料の配合割合を表１に示すように変えた以外は実施例１と同様にして、０．１（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．９（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２を得た（実施例４）。
また、各原料の配合割合を表１に示すように変えた以外は実施例１と同様にして、０．５（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．５（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２を得た（実施例５）。
さらに、各原料の配合割合を表１に示すように変えた以外は実施例１と同様にして、０．９（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．１（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２を得た（実施例６）。

（実施例４〜６の評価）
実施例４〜６の化合物について、実施例１と同様にして、結晶構造解析、紫外線照射試験、及び励起特性及び発光特性の測定を行った。

＜結晶構造解析＞
図７は、実施例４〜６の化合物及び公知の化合物のＸ線回折（ＸＲＤ）パターンを示すグラフである。

図７において、実施例４のＸＲＤパターンを（ｅ）、実施例５のＸＲＤパターンを（ｆ）、実施例６のＸＲＤパターンを（ｇ）として示す。また、参考のために、ＰＤＦ（Ｐｏｗｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｆｉｌｅｓ）に登録されているＡｌ_５Ｙ_３Ｏ_１２のパターン（ＰＤＦ Ｎｏ．３３−００４０）を（ｄ）として示す。

図７に示される各パターンを比較すると次のことが分かった。すなわち、実施例４〜６のＸＲＤパターンは、（ｄ）で示されるＡｌ_５Ｙ_３Ｏ_１２のパターンと、形状面での特徴がほぼ一致していることが分かった。

このようなＸＲＤパターンの一致は、実施例４〜６の化合物が、Ａｌ_５Ｙ_３Ｏ_１２と同じガーネット構造を有する化合物を主体にしてなることを示す。そして、秤量割合を考慮すると、実施例４の化合物は、化合物（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２と化合物（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２の固溶体であるといえる。実施例４の化合物の具体的組成は、０．１（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．９（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２であるといえる。

また、実施例５の化合物は、化合物（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２と化合物（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２の固溶体であるといえる。実施例５の化合物の具体的組成は、０．５（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．５（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２であるといえる。

さらに、実施例６の化合物は、化合物（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２と化合物（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２の固溶体であるといえる。実施例６の化合物の具体的組成は、０．９（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．１（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２であるといえる。

図８は、実施例４〜６並びに比較例２及び５の化合物における、（４２０）面のｄ値と固溶量ｘとの関係を示すグラフである。具体的には、図８は、上記化合物を、（１−ｘ）（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘ（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３で表される固溶体として表したときのｘとｄ値との関係を示すグラフである。（４２０）面のｄ値とは、隣接する（４２０）面の間隔である。
図８のグラフは、以下のようにして作成した。はじめに、化合物のＸＲＤパターンの３３°付近の主ピーク（（４２０）面の回折線）のＸＲＤ回折角（２θ）をもとに、各化合物の（４２０）面のｄ値を算出した。次に、各化合物のｄ値と、各化合物の（１−ｘ）（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘ（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３で表される組成とに基づき、ｘとｄ値との関係を示すグラフを作成した。
なお、比較例２の化合物のＸＲＤパターンは、実施例１〜３と同様のＸ線回折装置を用いて測定した。

図８に示されるように、ｄ値はｘにほぼ比例して増加することが分かった。すなわち、図８より、ｘを増すにつれて、蛍光体の（４２０）面の面間隔が連続的に大きくなることが分かった。

このようにｄ値がｘにほぼ比例して増加するため、図７及び図８は、化合物（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２と、化合物（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２とが、固溶体を形成することを示すデータであるといえる。

また、図７及び図８に示す解析結果は、発光中心としてＣｅ^３＋を少なくとも含む蛍光体であって、端成分Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３と端成分Ｌｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３との固溶体を母体とする蛍光体の存在とこの蛍光体の合成事実とを示すものである。ここで、端成分Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３と端成分Ｌｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３との固溶体とは、具体的には（１−ｘ）Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘＬｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３で表される化合物である。

なお、このような固溶体は従来知られておらず、また従来技術から予測できるものでもない。このような固溶体は、実験検証によってはじめて確認できるものである。

＜紫外線照射試験＞
実施例４〜６の化合物に紫外線（波長３６５ｎｍ）を照射する紫外線照射試験を行った。

実施例４の化合物に紫外線（波長３６５ｎｍ）を照射したところ、緑色の蛍光が目視観察された。すなわち、実施例４の化合物は黄緑色光を放射する蛍光体であった。

実施例５の化合物に紫外線（波長３６５ｎｍ）を照射したところ、黄色の蛍光が目視観察された。すなわち、実施例５の化合物は黄色光を放射する蛍光体であった。

実施例６の化合物に紫外線（波長３６５ｎｍ）を照射したところ、橙色の蛍光が目視観察された。すなわち、実施例６の化合物は橙色光を放射する蛍光体であった。

＜励起特性及び発光特性の測定＞
実施例４〜６の化合物について実施例１と同様にして励起特性及び発光特性を測定した。

図９は、実施例４〜６の化合物の励起スペクトル及び発光スペクトルを示すグラフである。具体的には、図９に、実施例４の化合物０．１（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．９（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２の発光スペクトルを２１ｄ、励起スペクトルを２２ｄとして示す。また、図９に、実施例５の化合物０．５（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．５（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２の発光スペクトルを２１ｅ、励起スペクトルを２２ｅとして示す。さらに、図９に、実施例６の化合物０．９（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．１（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２の発光スペクトルを２１ｆ、励起スペクトルを２２ｆとして示す。

なお、励起ピーク波長は発光スペクトル測定時の励起波長とし、発光ピーク波長は励起スペクトル測定時のモニタ波長とした。また、図９の発光スペクトル及び励起スペクトルは、いずれもピーク値を１として規格化して示したものになっている。

図９より、実施例４〜６の蛍光体の励起スペクトルは、青色の波長領域に励起強度の最大値を有することが分かった。具体的には、実施例４〜６の蛍光体の励起スペクトルは、それぞれ４４６ｎｍ（実施例４）、４４８ｎｍ（実施例５）及び４５７ｎｍ（実施例６）に励起強度の最大値を有している。これらの結果より、実施例４〜６の蛍光体は青色光が照射されると強く発光することが分かった。

また、図９より、実施例４〜６の蛍光体の発光スペクトルは、Ｃｅ^３＋の電子エネルギー遷移に由来するスペクトル成分を含んでいることが分かった。実施例４〜６の蛍光体の発光スペクトルは、Ｃｅ^３＋の電子エネルギー遷移に由来する発光スペクトルを主体とする形状になっているからである。

そして、図９より、実施例４〜６の蛍光体の発光スペクトルは、５２５ｎｍ、５５８ｎｍ及び５９６ｎｍに発光ピークを有することが分かった。これらの結果より、実施例４〜６の蛍光体が、Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体よりも発光ピーク波長が相対的に長い、蛍光体であることが分かった。

図７〜９より、（１−ｘ）（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘ（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３で表される蛍光体が、５２５ｎｍ以上５９６ｎｍ未満の範囲内で発光ピークを制御できることが分かった。（１−ｘ）（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘ（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３で表される蛍光体は、照明の演色性の向上に有用な５６０ｎｍ以上５９０ｎｍ未満の範囲内で発光ピークを制御することが容易である。

以上の実施例４〜６の結果により、母体ガーネット化合物は、端成分Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３が、端成分Ｌｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３と全域固溶したものであることが分かった。また、以上の実施例４〜６の結果により、母体ガーネット化合物中にＣｅ^３＋が含まれてなる蛍光体の発光ピーク波長を、５１５ｎｍ以上６１０ｎｍ未満、特に５２５ｎｍ以上５９０ｎｍ未満に制御することができることが分かった。

［実施例７〜１０］
各原料の配合割合を表１に示すように変えた以外は実施例１と同様にして、０．１（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．９（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２を得た（実施例７）。
また、各原料の配合割合を表１に示すように変えた以外は実施例１と同様にして、０．５（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．５（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２を得た（実施例８）。
さらに、各原料の配合割合を表１に示すように変えた以外は実施例１と同様にして、０．９（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．１（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２を得た（実施例９）。
また、各原料の配合割合を表１に示すように変えた以外は実施例１と同様にして、（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２を得た（実施例１０）。

（実施例７〜１０の評価）
実施例７〜１０の化合物について、実施例１と同様にして、結晶構造解析、紫外線照射試験、及び発光特性の測定を行った。

＜結晶構造解析＞
図１０は、実施例７〜１０の化合物及び公知の化合物のＸ線回折（ＸＲＤ）パターンを示すグラフである。

図１０において、実施例７のＸＲＤパターンを（ｈ）、実施例８のＸＲＤパターンを（ｉ）、実施例９のＸＲＤパターンを（ｊ）、実施例１０のＸＲＤパターンを（ｋ）として示す。また、参考のために、ＰＤＦ（Ｐｏｗｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｆｉｌｅｓ）に登録されているＡｌ_５Ｙ_３Ｏ_１２のパターン（ＰＤＦ Ｎｏ．３３−００４０）を（ｄ）として示す。

図１０に示される各パターンを比較すると次のことが分かった。すなわち、実施例７〜１０のＸＲＤパターンは、（ｄ）で示されるＡｌ_５Ｙ_３Ｏ_１２のパターンと、形状面での特徴がほぼ一致していることが分かった。

このようなＸＲＤパターンの一致は、実施例７〜１０の化合物が、Ａｌ_５Ｙ_３Ｏ_１２と同じガーネット構造を有する化合物を主体にしてなることを示す。そして、秤量割合を考慮すると、実施例７の化合物は、化合物（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２と化合物（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２の固溶体であるといえる。実施例７の化合物の具体的組成は、０．１（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．９（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２であるといえる。

また、実施例８の化合物は、化合物（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２と化合物（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２の固溶体であるといえる。実施例８の化合物の具体的組成は、０．５（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．５（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２であるといえる。

さらに、実施例９の化合物は、化合物（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２と化合物（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２の固溶体であるといえる。実施例９の化合物の具体的組成は、０．９（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．１（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２であるといえる。

また、実施例１０の化合物の具体的組成は、（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２であるといえる。

図１１は、実施例７〜１０並びに比較例２の化合物における、（４２０）面のｄ値と固溶量ｘとの関係を示すグラフである。具体的には、図１１は上記化合物を（１−ｘ）（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘ（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２（ＳｉＯ_４）_３で表される固溶体として表したときのｘとｄ値との関係を示すグラフである。（４２０）面のｄ値とは、隣接する（４２０）面の間隔である。
図１１のグラフは、以下のようにして作成した。はじめに、化合物のＸＲＤパターンの３３°付近の主ピーク（（４２０）面の回折線）のＸＲＤ回折角（２θ）をもとに、各化合物の（４２０）面のｄ値を算出した。次に、各化合物のｄ値と、各化合物の（１−ｘ）（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘ（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２（ＳｉＯ_４）_３で表される組成とに基づき、ｘとｄ値との関係を示すグラフを作成した。

図１１に示されるように、ｄ値はｘにほぼ比例して増加することが分かった。すなわち、図１１より、ｘを増すにつれて、蛍光体の（４２０）面の面間隔が連続的に大きくなることが分かった。

このように図１１ではｄ値がｘにほぼ比例して増加する。このため、図１０及び図１１は、化合物（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２と、化合物（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２とが、固溶体を形成することを示すデータであるといえる。

また、図１０及び図１１に示す解析結果は、発光中心としてＣｅ^３＋を少なくとも含む蛍光体であって、端成分Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３と端成分Ｌｕ_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２との固溶体を母体とする蛍光体の存在を示すものである。さらに、図１０及び図１１に示す解析結果は、この蛍光体の合成事実を示すものである。ここで、端成分Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３と端成分Ｌｕ_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２（ＳｉＯ_４）_３との固溶体とは、具体的には（１−ｘ）Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘＬｕ_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２で表される化合物である。

＜紫外線照射試験＞
実施例７〜１０の化合物に紫外線（波長３６５ｎｍ）を照射する紫外線照射試験を行った。

実施例７の化合物に紫外線（波長３６５ｎｍ）を照射したところ、緑色の蛍光が目視観察された。すなわち、実施例７の化合物は緑色光を放射する蛍光体であった。

実施例８の化合物に紫外線（波長３６５ｎｍ）を照射したところ、黄色の蛍光が目視観察された。すなわち、実施例８の化合物は黄色光を放射する蛍光体であった。

実施例９の化合物に紫外線（波長３６５ｎｍ）を照射したところ、橙色の蛍光が目視観察された。すなわち、実施例９の化合物は橙色光を放射する蛍光体であった。

実施例１０の化合物に紫外線（波長３６５ｎｍ）を照射したところ、橙色の蛍光が目視観察された。すなわち、実施例１０の化合物は橙色光を放射する蛍光体であった。

＜発光特性の測定＞
実施例７〜１０の化合物について実施例１と同様にして発光特性を測定した。

図１２は、実施例７〜１０の化合物の発光スペクトルを示すグラフである。具体的には、図１２に、実施例７の化合物０．１（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．９（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２の発光スペクトルを２１ｇとして示す。また、図１２に、実施例８の化合物０．５（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．５（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２の発光スペクトルを２１ｈとして示す。さらに、図１２に、実施例９の化合物０．９（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２・０．１（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２の発光スペクトルを２１ｉとして示す。さらに、図１２に、実施例１０の化合物（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２の発光スペクトルを２１ｊとして示す。

なお、発光ピーク波長は、発光スペクトルのピーク値における波長とした。また、図１２の発光スペクトルは、いずれもピーク値を１として規格化して示したものになっている。

また、図１２より、実施例７〜１０の蛍光体の発光スペクトルは、Ｃｅ^３＋の電子エネルギー遷移に由来するスペクトル成分を含んでいることが分かった。実施例７〜１０の蛍光体の発光スペクトルは、Ｃｅ^３＋の電子エネルギー遷移に由来する発光スペクトルを主体とする形状になっているからである。

そして、図１２より、実施例７〜１０の蛍光体の発光スペクトルは、５３４ｎｍ、５４５ｎｍ、５８２ｎｍ及び５９０ｎｍに発光ピークを有することが分かった。これらの結果より、実施例７〜１０の蛍光体が、Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体よりも発光ピーク波長が相対的に長い、蛍光体であることが分かった。

図１０〜１２より、（１−ｘ）（Ｌｕ_０．９８Ｃｅ_０．０２）_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘ（Ｌｕ_０．９７Ｃｅ_０．０３）_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２（ＳｉＯ_４）_３で表される蛍光体が、特定波長領域の発光ピークを制御できることが分かった。具体的には、上記式で表される蛍光体が、５３４ｎｍ以上５９０ｎｍ未満の範囲内で発光ピークを制御できることが分かった。上記式で表される蛍光体は、照明の演色性の向上に有用な５６０ｎｍ以上５９０ｎｍ未満の範囲内で発光ピークを制御することが容易である。

以上の実施例７〜１０の結果により、母体ガーネット化合物は、端成分Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３が、端成分Ｌｕ_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２（ＳｉＯ_４）_３と全域固溶したものであることが分かった。また、以上の実施例７〜１０の結果により、母体ガーネット化合物中にＣｅ^３＋が含まれてなる蛍光体の発光ピーク波長を、５１５ｎｍ以上６１０ｎｍ未満、特に５３４ｎｍ以上５９０ｎｍ未満に制御することができることが分かった。

（温度消光の評価）
実施例３、実施例６、実施例９及び比較例１〜５の蛍光体について、温度消光を評価した。温度消光は、瞬間マルチ測光システム(製品名：ＭＣＰＤ−９８００、大塚電子株式会社製)を備える量子効率測定システム（製品名：ＱＥ−１１００、大塚電子株式会社製）を用いて評価した。具体的には、量子効率測定システムが備える加熱機構を用いて、実施例３、実施例６、実施例９及び比較例１〜５の蛍光体を、３０℃から２００℃まで、１０℃又は２０℃刻みで加熱した。そして、１０℃又は２０℃刻みで加熱した度に、内部量子効率を測定した。

蛍光体温度が３０℃のときの内部量子効率に対する、蛍光体温度が１５０℃のときの内部量子効率の割合を内部量子効率維持率（％）とし、蛍光体の温度消光の尺度とした。内部量子効率維持率は、蛍光体の温度消光を評価する指標となる。内部量子効率維持率と蛍光体の温度消光とは、蛍光体の内部量子効率維持率が高いほど、蛍光体の温度消光が小さくなる関係にある。

図１３は、実施例３、６及び９、並びに比較例１〜５の化合物の発光ピーク波長と内部量子効率維持率との関係を示すグラフである。

なお、図１３に示される発光ピーク波長は、瞬間マルチ測光システムを用い、２５℃の温度下で測定した各々の蛍光体の発光スペクトルの強度最大値である。

図１３より、実施例３の蛍光体の発光ピーク波長は、比較例１の蛍光体よりも相対的に長いことが分かった。また、実施例３の蛍光体の内部量子効率維持率は、比較例３〜５の蛍光体よりも高いことが分かった。

これらの結果より、実施例３の蛍光体が、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体よりも発光ピーク波長が相対的に長く、同じ光色を放つ他のガーネット蛍光体と比較して温度消光が改善された、蛍光体であることが分かった。

また、図１３に示す結果より、発光中心としてＣｅ^３＋を少なくとも含む蛍光体であって、端成分Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３と端成分Ｌｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３との固溶体を母体とする蛍光体が、以下の特性を有することが示唆される。すなわち、上記固溶体を母体とする蛍光体は、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体よりも発光ピーク波長が５６０ｎｍ以上と相対的に長く、同じ光色を放つ他のガーネット蛍光体と比較して温度消光が改善された、蛍光体であることが示唆される。従来、このような発光ピーク波長が５６０ｎｍ以上になる特性と、同じ光色を放つ他のガーネット蛍光体と比較して温度消光が改善されるという特性とを両立する蛍光体は、知られていなかった。なお、端成分Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３と端成分Ｌｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３との固溶体とは、具体的には（１−ｘ）Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘＬｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３で表される化合物である。

さらに、図１３より、実施例６の蛍光体の発光ピーク波長は、比較例２の蛍光体よりも相対的に長いことが分かった。また、実施例６の蛍光体の内部量子効率維持率は、比較例３〜５の蛍光体よりも高いことが分かった。

これらの結果より、実施例６の蛍光体が、Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体よりも発光ピーク波長が相対的に長く、同じ光色を放つ他のガーネット蛍光体と比較して温度消光が改善された、蛍光体であることが分かった。

また、図１３に示す結果は、発光中心としてＣｅ^３＋を少なくとも含む蛍光体であって、端成分Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３と端成分Ｌｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３との固溶体を母体とする蛍光体が、以下の特性を有することが示唆される。すなわち、上記固溶体を母体とする蛍光体は、Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体よりも発光ピーク波長が５６０ｎｍ以上と相対的に長く、温度消光が改善された、蛍光体であることが示唆される。従来、このような発光ピーク波長が５６０ｎｍ以上になる特性と、同じ光色を放つ他のガーネット蛍光体と比較して温度消光が改善されるという特性とを両立する蛍光体は、知られていなかった。なお、端成分Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３と端成分Ｌｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３との固溶体とは、具体的には（１−ｘ）Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘＬｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３で表される化合物である。

さらに、図１３より、実施例９の蛍光体の発光ピーク波長は、比較例２の蛍光体よりも相対的に長いことが分かった。また、実施例９の蛍光体の内部量子効率維持率は、比較例３〜５の蛍光体よりも高いことが分かった。

これらの結果より、実施例９の蛍光体が、Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体よりも発光ピーク波長が相対的に長く、同じ光色を放つ他のガーネット蛍光体と比較して温度消光が改善された、蛍光体であることが分かった。

また、図１３に示す結果は、発光中心としてＣｅ^３＋を少なくとも含む蛍光体であって、端成分Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３と端成分Ｌｕ_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２（ＳｉＯ_４）_３との固溶体を母体とする蛍光体が、以下の特性を有することが示唆される。すなわち、上記固溶体を母体とする蛍光体は、Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体よりも発光ピーク波長が５６０ｎｍ以上と相対的に長く、温度消光が改善された、蛍光体であることが示唆される。従来、このような発光ピーク波長が５６０ｎｍ以上になる特性と、同じ光色を放つ他のガーネット蛍光体と比較して温度消光が改善されるという特性とを両立する蛍光体は、知られていなかった。なお、端成分Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３と端成分Ｌｕ_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２（ＳｉＯ_４）_３との固溶体とは、具体的には（１−ｘ）Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘＬｕ_２（Ｃａ_０．９Ｍｇ_０．１）Ｍｇ_２（ＳｉＯ_４）_３で表される化合物である。

以上の実施例１〜１０より、本実施形態に係る蛍光体は、組成や発光中心の種類の面で様々な変形例、固溶体等、を取り得ることが分かった。

特願２０１６−０４４５３２号（出願日：２０１６年３月８日）の全内容は、ここに援用される。

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。

本発明に係る蛍光体によれば、発光ピーク波長が相対的に長く、温度消光が改善された、新規なガーネット蛍光体を提供することができる。本発明に係る発光装置によれば、発光ピーク波長が相対的に長く、温度消光が改善された蛍光体を用いて、特に黄色〜赤色の発光成分の割合の多い出力光を放つ発光装置を提供することができる。

また、本発明に係る発光装置によれば、本発明に係る蛍光体を用いることで、特に、黄色から橙色の光成分の発揮性能に優れた、各種の発光装置が得られる。このため、本発明に係る蛍光体及び発光装置は、照明光源及び発光光源、並びにこれらを用いた電子機器に有用である。

２ 蛍光体
３ 励起光
４ 出力光
１１４、１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃ 発光装置
１１７ 励起源

Claims (9)

1. ガーネット構造を有する母体ガーネット化合物中に、発光中心であるＣｅ^３＋が含まれてなる蛍光体であり、
   前記母体ガーネット化合物は２種以上の端成分からなる固溶体であり、前記端成分は第１の端成分としてＬｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３を含むことを特徴とする蛍光体。
2. 前記母体ガーネット化合物は、Ａｌを含む化合物であることを特徴とする請求項１に記載の蛍光体。
3. 前記端成分は第２の端成分としてＹ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の蛍光体。
4. 前記端成分は第３の端成分としてＬｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３を含む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。
5. 前記母体ガーネット化合物は、一般式（１）で表されることを特徴とする請求項３に記載の蛍光体。
   （１−ｘ）Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘＬｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３ （１）
   （式中、ｘは０＜ｘ＜１を満足する数値である）
6. 前記母体ガーネット化合物は、一般式（２）で表されることを特徴とする請求項４に記載の蛍光体。
   （１−ｘ）Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３・ｘＬｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３ （２）
   （式中、ｘは０＜ｘ＜１を満足する数値である）
7. 前記母体ガーネット化合物を構成するＣａの一部がＭｇに置換されていることを特徴とする請求項２、４又は６に記載の蛍光体。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の蛍光体を用いることを特徴とする発光装置。
9. 固体発光素子を備え、
   前記蛍光体は、前記固体発光素子が放射する光により励起されることを特徴とする請求項８に記載の発光装置。

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