JP7100269B2 - 発光装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、発光装置およびその製造方法に関する。

近年、省エネルギー性に優れた発光素子として、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、以下「ＬＥＤ」ともいう。）が広く利用されている。例えば、赤色の単色光を発光するＬＥＤは車載分野においてストップランプ等に用いられている。一方で、単色光を発光するＬＥＤに代えて、例えば特許文献１には、紫外線から青色光を発する発光素子と、この発光素子からの光を吸収して波長変換を行う蛍光体とを備え、赤色に発光する発光装置が開示されている。

国際公開第２０１４／１２５７１４号

しかしながら、発光素子と蛍光体とを組み合わせた赤色発光の発光装置においては、光束と、刺激純度の更なる向上が求められている。

そこで、高光束かつ刺激純度の高い赤色発光が可能な発光装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、以下の態様を包含する。
本発明の第一態様は、３６５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、前記発光素子からの光により励起され、６２０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、下記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体を含む蛍光部材と、を備え、前記蛍光部材は、前記蛍光体と樹脂と、を含み、前記樹脂１００質量部に対する前記蛍光体の含有量が１１５質量部以上１５０質量部以下の範囲内であり、６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の範囲内に主波長を有する光を発する発光装置である。
Ｃａ_ｓＳｒ_ｔＥｕ_ｕＳｉ_ｖＡｌ_ｗＮ_ｘ （Ｉ）
(式（Ｉ）中、ｓ、ｔ、ｕ、ｖ、ｗおよびｘは、０．０５≦ｓ≦０．９９５、０≦ｔ≦０．９５、０．００５≦ｕ≦０．０４、０．８≦ｓ＋ｔ＋ｕ≦１．１、０．８≦ｖ≦１．２、０．８≦ｗ≦１．２、１．８≦ｖ＋ｗ≦２．２、２．５≦ｘ≦３．２を満たす数である。）

本発明の第二態様は、３６５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、前記発光素子からの光により励起され、６２０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体を含む蛍光部材と、を備えた発光装置であり、前記発光装置の発光スペクトルにおける発光ピーク波長をλｅ_Ｐとし、前記蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長をλｆ_Ｐとしたとき、前記λｅ_Ｐと前記λｆ_Ｐの波長差λｅ_Ｐ－λｆ_Ｐが８ｎｍ以上であり、６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の範囲内に主波長を有する光を発する発光装置である。

本発明の第三態様は、３６５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子を支持体に配置することと、前記発光素子からの光により励起されて、６２０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、下記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体と、樹脂と、を含み、前記樹脂１００質量部に対する前記蛍光体の含有量が１１５質量部以上１５０質量部以下の範囲内となるように混合し蛍光部材用組成物を得て、その蛍光部材用組成物を前記発光素子の上に配置して蛍光部材を形成することと、を含む６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の範囲内に主波長を有する光を発する発光装置の製造方法である。
Ｃａ_ｓＳｒ_ｔＥｕ_ｕＳｉ_ｖＡｌ_ｗＮ_ｘ （Ｉ）
(式（Ｉ）中、ｓ、ｔ、ｕ、ｖ、ｗおよびｘは、０．０５≦ｓ≦０．９９５、０≦ｔ≦０．９５、０．００５≦ｕ≦０．０４、０．８≦ｓ＋ｔ＋ｕ≦１．１、０．８≦ｖ≦１．２、０．８≦ｗ≦１．２、１．８≦ｖ＋ｗ≦２．２、２．５≦ｘ≦３．２を満たす。）

本発明の一態様によれば、高光束かつ刺激純度の高い赤色発光が可能な発光装置およびその製造方法を提供することができる。

図１は、本発明の一態様に係る発光装置の一例を示す概略断面図である。 図２は、発光装置に用いる蛍光体１から３の反射スペクトルを示す図である。 図３は、実施例１、比較例１および２の各発光装置の発光スペクトルと、蛍光体２および単粒子の蛍光体２の発光スペクトルを示す図である。 図４は、実施例２および比較例２の各発光装置の発光スペクトルと、蛍光体３および単粒子の蛍光体３の発光スペクトルを示す図である。 図５は、実施例１に係る発光装置の断面の一部を示すＳＥＭ写真である。 図６は、比較例１に係る発光装置の断面の一部を示すＳＥＭ写真である。 図７は、比較例２に係る発光装置の断面の一部を示すＳＥＭ写真である。

以下、本開示に係る発光装置およびその製造方法を、実施の形態に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置およびその製造方法を例示するものであって、本発明を以下のものに限定しない。なお、色名と色度座標との関係、光の波長範囲と単色光の色名との関係等は、ＪＩＳ Ｚ８１１０に従う。また組成物中に各成分が含有される割合は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。

発光装置
第一実施形態又は第二実施形態に係る発光装置は、３６５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、その発光素子からの光により励起され、６２０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、下記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体を含む蛍光部材を備える。
Ｃａ_ｓＳｒ_ｔＥｕ_ｕＳｉ_ｖＡｌ_ｗＮ_ｘ （Ｉ）
前記式（Ｉ）中、ｓ、ｔ、ｕ、ｖ、ｗおよびｘは、０．０５≦ｓ≦０．９９５、０≦ｔ≦０．９５、０．００５≦ｕ≦０．０４、０．８≦ｓ＋ｔ＋ｕ≦１．１、０．８≦ｖ≦１．２、０．８≦ｗ≦１．２、１．８≦ｖ＋ｗ≦２．２、２．５≦ｘ≦３．２を満たす数である。

蛍光部材は、前記蛍光体と樹脂とを含む。蛍光部材中の樹脂１００質量部に対する前記蛍光体の含有量が、１１５質量部以上１５０質量部以下の範囲内である。さらに、発光装置は、６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の範囲内に主波長を有する光を発する。主波長は、ＪＩＳ Ｚ８７０１に準拠し、ＣＩＥ（国際照明委員会：Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎｔａｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｄｅ ｌ’ｅｃｌａｉｒａｇｅ）１９３１色度図における白色光の色度座標（ｘ＝０．３３３３、ｙ＝０．３３３３）と、発光装置の発光色の色度座標（ｘ、ｙ）（以下、「色度点」ともいう。）を直線で結び、その延長線とスペクトル軌跡が交わる点（単光色刺激）の波長をいう。

前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体は、３６５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子からの光により励起され、６２０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する。発光装置は、前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体を、樹脂１００質量部に対して１１５質量部以上１５０質量部以下の範囲内で含む蛍光部材を備えることによって、発光装置の発光色が６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の範囲内に主波長を有し、高光束の赤色光を発することができる。また、発光装置は、刺激純度の高い赤色光を発することができる。刺激純度Ｐｅは、白色光の色度点Ｗ（白色刺激）と、発光装置の発する光の色度点Ｆとを結んだ直線をスペクトル軌跡上の単色光刺激Ｓまで伸長し、直線上の色度点Ｗ（白色刺激）と色度点Ｆとの距離ＷＦと、色度点Ｗ（白色刺激）と色度点Ｓ（単色光刺激）との距離ＷＳとの比ＷＦ／ＷＳ（＝Ｐｅ）である。刺激純度Ｐｅは、発光装置から発せられる光の色度が、単色光刺激にどれだけ近いかを表す。刺激純度が高いほど、単色光刺激に近い色度の光が発光装置から発せられる。

発光装置は、ＪＩＳ Ｚ８７０１に規定された色度図から算出される刺激純度Ｐｅが９９．０％以上の光を発することが好ましく、刺激純度Ｐｅが９９．３％以上の光を発することがより好ましい。これにより、単色光刺激に近い刺激純度の高い赤色光が発光装置から発せられる。

蛍光部材中の蛍光体の含有量は、樹脂１００質量部に対して、１１５質量部以上１５０質量部以下の範囲内であり、好ましくは１２０質量部以上１４５質量部以下の範囲内であり、さらに好ましくは１２０質量部以上１４０質量部以下の範囲内である。蛍光部材中の蛍光体の含有量が、樹脂１００質量部に対して、１１５質量部以上１５０質量部以下の範囲内であると、蛍光体から発せられる光のうち、蛍光体の発光ピーク波長よりも短波長領域の光が再び蛍光体に吸収される、自己吸収が生じやすくなる。この自己吸収が生じると、発光装置から発せられる光の発光スペクトルにおいて、発光装置の発光スペクトルの短波長側の一部の発光強度が、蛍光体が自己吸収を生じていない場合の発光装置の発光スペクトルの発光強度よりも低くなり、発光装置から３６５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長範囲内の光が抜け出ることを抑えて、高光束かつ刺激純度が高い赤色光を発することができる。蛍光部材中の蛍光体の含有量が、樹脂１００質量部に対して、１１５質量部未満であると、蛍光体の含有量が少なすぎて、刺激純度が低くなる場合がある。蛍光部材中の蛍光体の含有量が、樹脂１００質量部に対して、１５０質量部を超えると、光束が低くなる場合がある。前記式（Ｉ）で表される蛍光体を、樹脂１００質量部に対して１１５質量部以上１５０質量部以下の範囲内で含有する蛍光部材を備えた発光装置は、高光束かつ刺激純度の高い赤色光を発することができる。

発光装置の発光スペクトルにおける発光ピーク波長λｅ_Ｐは、蛍光部材中に含まれる蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長λｆ_Ｐよりも長波長側に位置し、発光装置の発光ピーク波長λｅ_Ｐと蛍光体の発光ピーク波長λｆ_Ｐとの波長差λｅ_Ｐ－λｆ_Ｐ（＝Δλ_Ｐ）が８ｎｍ以上であることが好ましい。前記波長差Δλ_Ｐが８ｎｍ以上であると、発光装置から刺激純度が高い赤色光を発することができる。発光装置は、前記波長差Δλｐが８ｎｍ以上であり、６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の範囲内に主波長を有する光を発することができる。刺激純度が高い場合であっても、前記波長差Δλ_Ｐが１５ｎｍ以下であれば、視感度の低い長波長側の発光スペクトルの発光強度を低くすることができ、発光装置から高光束の光を発することができる。前記波長差Δλ_Ｐは、より好ましくは８．２ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲内であり、さらに好ましくは８．５ｎｍ以上１２ｎｍ以下の範囲内である。前記波長差Δλ_Ｐは、９ｎｍ以上１１ｎｍ以下の範囲内であってもよい。

発光装置において、発光素子の発光ピーク波長における発光強度が、発光装置の発光スペクトルにおける最大発光強度に対して０．２％未満であることが好ましい。以下、発光装置において、発光スペクトルの最大発光強度に対する発光素子の発光ピーク波長における発光強度を、発光素子の発光強度比Ｉｒともいう。発光装置の最大発光強度に対する、発光素子の発光ピーク波長における発光強度の発光強度比Ｉｒが０．２％未満であると、発光素子から発せられる３６５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する光が発光装置から抜け出ることを抑えて、発光装置から高光束かつ刺激純度の高い光が発せられる。発光装置において、最大発光強度に対する発光素子の発光強度比Ｉｒは、より好ましくは０．１９％以下であり、さらに好ましくは０．１８％以下である。発光装置において、最大発光強度に対する発光素子の発光強度比Ｉｒは、０．０２％以上であってもよく、０．０５％以上であってもよく、０．０６％以上であってもよい。

発光装置の一例を図面に基づいて説明する。図１は、発光装置１００の概略断面図である。発光装置１００は、可視光の短波長側（例えば、３６０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲）の光を発し、発光ピーク波長が３６５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内にある発光素子１０と、発光素子１０を配置する支持体として成形体４０とを有する。

発光装置の発光スペクトルにおいて、最大発光強度を１００％としたときに、発光装置の発光ピーク波長よりも短波長側の発光強度１０％の波長λｅ_Ｓとし、蛍光体の発光スペクトルにおいて、最大発光強度を１００％としたときに、蛍光体の発光ピーク波長よりも短波長側の発光強度１０％の波長λｆ_Ｓとした場合、波長λｅ_Ｓと波長λｆ_Ｓの波長差λｅ_Ｓ－λｆ_Ｓ（＝Δλ_Ｓ）は、好ましくは８．５ｎｍ以上であり、より好ましくは９ｎｍ以上であり、さらに好ましくは１０ｎｍ以上であり、よりさらに好ましくは１１ｎｍ以上である。蛍光体の発光ピーク波長がより短波長側に位置する蛍光体を用いて、比較的より多くの蛍光体を蛍光部材に含有させることで、波長差Δλ_Ｓを８．５ｎｍ以上とすると、発光装置の発光スペクトルにおける発光ピークを、より刺激純度の高い赤色光を発する発光スペクトルの発光ピークに近づけることができ、刺激純度の高い赤色光を発光装置から発することができる。刺激純度の高い赤色光を発光装置から発するために、波長差Δλ_Ｓは１５ｎｍ以下であることが好ましい。

発光装置の発光スペクトルにおいて、最大発光強度を１００％としたときに、発光装置の発光ピーク波長よりも長波長側の発光強度１０％の波長λｅ_Ｌとし、蛍光体の発光スペクトルにおいて、最大発光強度を１００％としたときに、蛍光体の発光ピーク波長よりも長波長側の発光強度１０％の波長λｆ_Ｌとした場合、波長λｅ_Ｌと波長λｆ_Ｌの波長差λｅ_Ｌ－λｆ_Ｌ（＝Δλ_Ｌ）は、好ましくは１．２ｎｍ以下であり、より好ましくは１．０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは０．９ｎｍ以下である。蛍光体の発光ピーク波長がより短波長側に位置する蛍光体を用いて、波長差Δλ_Ｌを１．２ｎｍ以下とすると、発光スペクトルにおいて視感度の低い長波長側の発光スペクトルを低減することで高い光束を得ることができる。さらに、発光装置の発光スペクトルにおける発光ピークを、刺激純度の高い赤色光を発する発光スペクトルの発光ピークに近づけることができ、刺激純度の高い赤色光を発光装置から発することができる。光束および刺激純度が高い赤色光を発光装置から発するために、波長λｅ_Ｌと波長λｆ_Ｌの差波長差が無くてもよい。すなわち、波長差Δλ_Ｌは、０ｎｍであってもよい。

成形体４０は、第一リード２０および第二リード３０と、樹脂部４２とが一体的に成形された支持体である。成形体４０は底面と側面を持つ凹部を形成しており、凹部の底面に発光素子１０が配置されている。発光素子１０は一対の正負の電極を有しており、その一対の正負の電極はそれぞれ第一リード２０および第二リード３０とワイヤ６０を介して電気的に接続されている。発光素子１０は、蛍光部材５０により被覆されている。蛍光部材５０は、例えば、発光素子１０からの光を波長変換する蛍光体７０と樹脂とを含有してなる。

蛍光体７０は蛍光部材５０中において発光素子１０側に偏在している。蛍光部材５０は、発光素子１０に近接する蛍光体７０を含む第一層５０ａ（以下、「堆積層」ともいう。）と、第一層５０ａ上に形成され、蛍光体７０を実質的に含まない第二層５０ｂ（以下、「樹脂層」ともいう。）と、を含んで構成されている。このように発光素子１０に接近して蛍光体７０が配置されることにより、発光素子１０からの光を効率よく波長変換することができる。なお、蛍光部材５０における蛍光体７０と発光素子１０との配置は、蛍光体７０と発光素子１０とを接近して配置させる形態に限定されることなく、蛍光体７０への発光素子１０からの熱の影響を考慮して、蛍光部材５０中で発光素子１０と蛍光体７０との間隔を空けて配置することもできる。また、蛍光体７０を蛍光部材５０の全体にほぼ均一の割合で混合することによって、色ムラがより抑制された光を得るようにすることもできる。なお、発光素子の直上における堆積層および樹脂層の厚みは、発光装置の断面観察において、蛍光体の存在が確認できる部分の厚みを堆積層の厚みとし、蛍光体の存在が確認できない部分の厚みを樹脂層の厚みとし、堆積層と樹脂層の厚みの和を蛍光部材の厚みとする。

発光装置１００は、蛍光部材５０中に、前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体を含むため、発光素子１０の直上における蛍光体７０を含む堆積層の厚みを厚く形成できる。蛍光体７０を含む堆積層の厚みを厚くすることができるため、発光装置１００の光束をより大きくすることができる。発光素子１０の直上の蛍光部材５０の厚みは好ましくは２５０μｍ以下、より好ましくは２４０μｍ以下、さらに好ましくは２３０μｍ以下であり、１００μｍ以上であってもよく、１５０μｍ以上であってもよい。発光素子１０の直上の堆積層（第一層５０ａ）の厚みは、蛍光部材５０の厚みが２５０μｍ以下である場合に、好ましくは２００μｍ以下、より好ましくは１９０μｍ以下であり、３０μｍ以上であってもよい。発光素子１０の直上における蛍光部材５０の厚みに対する堆積層の厚みの比率Ｔｒ（堆積層（第一層５０ａ）の厚み／蛍光部材５０の厚み）は、例えば９５％以下であり、好ましくは９０％以下であり、３０％以上であってもよく、好ましくは５０％以上であり、より好ましくは６０％以上であり、さらに好ましくは７０％以上であり、よりさらに好ましくは８０％以上である。

発光素子１０の直上における蛍光部材５０の厚みに対する樹脂層（第二層５０ｂ）の厚みの比率（樹脂層（第二層５０ｂ）の厚み／蛍光部材５０の厚み）は、７０％以下であってもよく、５％以上であってもよい。すなわち、蛍光部材５０における樹脂層の厚みは、蛍光体７０を含む堆積層に比べて厚みが薄くなるように構成されていてもよい。

発光素子
発光素子１０の発光ピーク波長は、３６５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内にあり、４００ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲内にあることが好ましい。

発光素子１０は、例えば、窒化物系半導体（組成がＩｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１－Ｘ－Ｙ}Ｎであり、ＸおよびＹは、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１を満たす。）を用いた半導体発光素子を用いることが好ましい。励起光源として半導体発光素子を用いることによって、高効率で入力に対する出力のリニアリティが高く、機械的衝撃にも強い安定した発光装置を得ることができる。発光素子１０は、蛍光体を効率よく励起するため、発光スペクトルの半値幅が３０ｎｍ以下であることが好ましい。半値幅は、発光スペクトルにおける発光ピークの半値全幅（Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ ａｔ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ：ＦＷＨＭ）をいう。半値幅は、発光スペクトルにおける発光ピーク強度の最大値の５０％の強度を示す発光スペクトルの波長幅をいう。

蛍光部材
蛍光部材５０は、蛍光体７０と樹脂とを含む。蛍光部材５０は、蛍光体７０および樹脂以外に、光拡散材を含んでいてもよい。蛍光体７０は、ＣａおよびＳｒを含むアルカリ土類金属元素と、Ｓｉと、Ａｌと、Ｅｕとを組成に含む窒化物蛍光体を含むことが好ましい。蛍光体７０は、３６５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子からの光により励起され、６２０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する蛍光を発し、下記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体を含み、前記蛍光体が窒化物蛍光体であることが好ましい。蛍光部材５０は、下記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体以外の蛍光体を含んでいてもよい。

蛍光体７０は、少なくとも下記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体を含むことが好ましい。
Ｃａ_ｓＳｒ_ｔＥｕ_ｕＳｉ_ｖＡｌ_ｗＮ_ｘ （Ｉ）
式（Ｉ）中、ｓ、ｔ、ｕ、ｖ、ｗおよびｘは、０．００５≦ｓ≦０．９９５、０≦ｔ≦０．９５、０．００５≦ｕ≦０．０４、０．８≦ｓ＋ｔ＋ｕ≦１．１、０．８≦ｖ≦１．２、０．８≦ｗ≦１．２、１．８≦ｖ＋ｗ≦２．２、２．５≦ｘ≦３．２を満たす数である。

前記式（Ｉ）で表される組成において、組成１モルにおけるＡｌのモル比を表す変数ｗを１（ｗ＝１）とした場合、前記式（Ｉ）における変数ｓ、変数ｔ、変数ｕ、変数ｖは、以下の数値範囲で表すことができる。

前記式（Ｉ）で表される組成において、Ｃａのモル比を表す変数ｓは、好ましくは０．１以上０．３以下（０．１≦ｓ≦０．３）の範囲内であり、より好ましくは０．１５以上０．２５以下（０．１５≦ｓ≦０．２５）の範囲内である。前記式（Ｉ）で表される組成において、Ｓｒのモル比を表す変数ｔは、好ましくは０．７以上０．９５以下（０．７≦ｔ≦０．９５）の範囲内であり、より好ましくは０．７５以上０．９以下（０．７５≦ｔ≦０．９）の範囲内である。前記式（Ｉ）で表される蛍光体において、組成１モルにおけるＳｒのモル比がＣａのモル比よりも多いことが好ましい。前記式（Ｉ）で表される組成において、Ｓｒのモル比がＣａのモル比よりも多い組成を有する蛍光体は、３６５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子からの光をより良く吸収して、例えば６１０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲内において、６２０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する蛍光を発することができ、発光装置の蛍光部材中で樹脂に対する蛍光体の含有量が多い場合でも、蛍光体が発した蛍光を蛍光体自体が再度吸収する自己吸収が生じて、６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の範囲内に主波長を有する光が発光装置から発せられる。前記式（Ｉ）で表される組成において、蛍光体の賦活剤であるＥｕのモル比を表す変数ｕは、好ましくは０．０１以上０．０３以下（０．０１≦ｕ≦０．０３）の範囲内であり、より好ましくは０．０１以上０．０２５以下（０．０１≦ｕ≦０．０２５）の範囲内である。前記式（Ｉ）で表される組成において、蛍光体の賦活剤であるＥｕのモル比を表す変数ｕが０．０１以上０．０３以下の範囲内であると、蛍光体は、３６５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子からの光をより良く吸収して、６２０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する蛍光が蛍光体から発せられる。前記式（Ｉ）で表される組成において、変数ｓ、変数ｔおよび変数ｕの合計のモル比（ｓ＋ｔ＋ｕ）は、好ましくは０．８５以上１．０以下（０．８５≦ｓ＋ｔ＋ｕ≦１．０）の範囲内であり、より好ましくは０．８７以上０．９５以下（０．８７≦ｓ＋ｔ＋ｕ≦０．９５）の範囲内である。前記式（Ｉ）で表される組成において、Ｓｉのモル比を表す変数ｖは、好ましくは１．０以上１．１以下（１．０≦ｖ≦１．１）の範囲内であり、より好ましくは１．０１以上１．０７以下（１．０１≦ｖ≦１．０７）の範囲内である。

前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体は、発光特性、特に発光強度と発光色相に影響を与えない程度の量で、例えば前記式（Ｉ）で表される組成に含まれる元素以外の元素としてＢａ、Ｍｇ、Ｇｅ、Ｂ、Ｃｅ、ＭｎおよびＴｂからなる群から選択される少なくとも１種の元素を含んでいてもよい。

前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体は、フッ素元素を含んでいてもよい。フッ素元素は、例えば蛍光体の製造方法によって、組成に含まれる場合がある。蛍光体がフッ素元素を含む場合、例えば前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体の場合は、組成１モルに含まれるＡｌを１００モル％とした場合に、フッ素元素が６モル％以下であってもよく、１×１０^－３モル％以上６モル％以下の範囲内であってもよく、３×１０^－３モル％以上４モル％以下の範囲内であってもよく、５×１０^－３モル％以上１．５モル％以下の範囲内であってもよい。蛍光体中にフッ素元素を前記範囲内で含むと、蛍光体の発光効率が向上する傾向がある。

前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体は、酸素元素を含んでいてもよい。酸素元素は、蛍光体の組成に含まれていてもよく、蛍光体を構成する元素と共に酸化物となり、不純物として蛍光体に含まれている場合もある。不純物として蛍光体に含まれる酸化物といては、例えばアルカリ土類金属元素を含む酸化物、アルミニウムを含む酸化物、ケイ素を含む酸化物、酸窒化物が挙げられる。前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体が酸素元素を含む場合、その含有率は、前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体中のアルミニウム１００モル％とした場合には、酸素元素が５モル％以上５０モル％以下の範囲内であってもよく、６モル％以上４０モル％以下の範囲内であってもよく、７モル％以上３０モル％以下の範囲内であってもよく、７モル％以上１５モル％以下の範囲内であってもよく、７モル％以上１２モル％以下の範囲内であってもよい。前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体中に不純物として酸素元素が含まれる場合であっても、酸素元素の含有率が前記範囲内であると、蛍光体の発光効率が向上する傾向がある。

蛍光体に含まれる各元素のモル比は、蛍光Ｘ線（Ｘ－ｒａｙ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ、ＸＲＦ）法、イオンクロマトグラフィー（Ｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ、ＩＣ）、誘導結合プラズマ発光分光法（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｒａｓｍａ－Ａｔｏｍｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、ＩＣＰ－ＡＥＳ）等を適宜選択して用いて常法により測定することができる。

前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体は、３６５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子からの光を吸収して、６１０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲内において、６２０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、好ましくは６２５ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光する。

前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体は、波長４５０ｎｍにおける反射率が、好ましくは２０％以下であり、より好ましくは１５％以下であり、さらに好ましくは１０％以下である。前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体の反射率が、波長４５０ｎｍにおいて、２０％以下であると、３６５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子の光を効率よく吸収することができる。前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体は、波長４５０ｎｍにおける反射率が、２％以上であってもよい。蛍光体の反射率は、蛍光体の固体試料について分光光度計を用いて測定することができる。反射率の基準としてはリン酸水素カルシウム（ＣａＨＰＯ_４）を用いる。すなわち、蛍光体の反射率は、リン酸水素カルシウムを基準試料とした相対的な反射率として求められる。

前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体は、４５０ｎｍにおける反射率が２０％以下と低いため、蛍光部材中の蛍光体の含有量が多くなると、蛍光体から発した蛍光を蛍光体自体が吸収する現象である自己吸収が生じる。この蛍光体の自己吸収により、発光装置を構成する際に蛍光部材中の蛍光体の含有量が多くなると、発光装置の発光ピーク波長の短波長側における発光スペクトルの一部が、より発光強度を小さくするように変化する。前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体は、発光素子からの光の励起によって、例えば６１０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲内において、視感度曲線のピーク波長に近い、６２０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する。視感度曲線のピーク波長に近い、より短波長側に発光ピーク波長を有する蛍光体を前述した範囲内で含む蛍光部材を用いた発光装置は、視感度の低い発光ピーク波長の長波長側における発光強度が小さくなるとともに、発光ピーク波長の短波長側における発光強度も小さくなる。そのため、６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の範囲内に主波長を有する発光装置は、刺激純度の高い赤色光を発しながら、光束も高い光を発することができる。光束は、放射束を視感度で評価して得られる量であり、ヒトの視覚心理により物理量を評価した心理物理量である。ヒトの視感度曲線からずれた発光スペクトルを有する光は、光束が低くなる傾向がある。例えば、ヒトの標準視感度曲線は、明所視では５５５ｎｍにピーク波長を有し、暗所視では５０７ｎｍにピーク波長を有する。６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の範囲内に主波長を有する光を発する発光装置は、赤色光を発するため、刺激純度が高くなると、発光装置の発光スペクトルにおける発光ピークがヒトの視感度曲線からずれるため、光束が低くなる傾向がある。発光装置は、例えば６１０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の赤色光の波長領域のなかでも、６２０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、蛍光部材中の蛍光体の含有量が１１５質量部以上１５０質量部以下と多く、４５０ｎｍにおける反射率も２０％以下と低い。そのため、視感度曲線からずれる発光スペクトルを有する６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の範囲内に主波長を有する場合においても、刺激純度の高い赤色光を発しながら、光束も高い光を発することができる。

前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体は、その体積平均粒径が、好ましくは５μｍ以上５０μｍ以下の範囲内であり、より好ましくは１０μｍ以上、さらに好ましくは１５μｍ以上であり、より好ましくは４０μｍ以下であり、さらに好ましくは３０μｍ以下であり、よりさらに好ましくは２５μｍ以下である。前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体の体積平均粒径が５μｍより大きいと、蛍光体から発せられる蛍光の発光強度が高くなり、体積平均粒径が５０μｍ以下であると発光装置を製造する際の作業性が向上する。蛍光体の体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（例えば、ＭＡＳＴＥＲ ＳＩＺＥＲ ３０００、ＭＡＬＶＥＲＮ社製）を用いて測定することができる。蛍光体の体積平均粒径は、小径側からの体積累積頻度が５０％に達する平均粒径（Ｄｍ：メジアン径）である。

蛍光部材５０に含まれる蛍光体７０の比重は、３．３ｇ／ｃｍ^３以上であってもよく、３．６ｇ／ｃｍ^３以上であってもよく、３．７ｇ／ｃｍ^３以上であってもよい。蛍光部材に含まれる蛍光体の比重は、４．３ｇ／ｃｍ^３以下であってもよく、４．１ｇ／ｃｍ^３以下であってもよく、３．９ｇ／ｃｍ^３以下であってもよい。蛍光体の比重が３．３ｇ／ｃｍ^３以上であると、蛍光部材５０中で蛍光体７０を沈降させる場合の生産性が向上し、蛍光体７０を含む堆積層をより緻密に構成することができる。これにより蛍光体７０を含む堆積層における散乱損失を抑制することができる。

蛍光部材５０は、前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体以外のその他の蛍光体を必要に応じて含んでいてもよい。その他の蛍光体としては、例えば、（Ｓｒ，Ｃａ）ＬｉＡｌ_３Ｎ_４：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓ：Ｅｕ、Ｋ_２（Ｓｉ，Ｔｉ，Ｇｅ）Ｆ_６：Ｍｎ、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ_２・ＧｅＯ_２：Ｍｎ等を挙げることができる。

蛍光部材５０は、蛍光体７０に加えて、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂から選択された少なくとも１種の樹脂を含むことができる。

蛍光部材５０は、蛍光体７０に加えてその他の成分を必要に応じて含んでいてもよい。その他の成分としては、酸化ケイ素、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム等のフィラー、光安定化剤、着色剤等を挙げることができる。蛍光部材５０が例えば、その他の成分として、フィラーを含む場合、その割合は樹脂に対して、０．０１質量％以上２０質量％以下の範囲内とすることができる。

蛍光体の製造方法
前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体は、例えば、Ｅｕ源と、ＣａおよびＳｒを含むアルカリ土類金属源と、Ａｌ源と、Ｓｉ源とを含む原料混合物を熱処理することを含む製造方法で製造される。原料混合物はアルカリ土類金属フッ化物をさらに含むことが好ましい。アルカリ土類金属フッ化物を含む原料混合物を用いることで、より高い発光効率を有する蛍光体を製造することができる。

Ｅｕ源、アルカリ土類金属源、Ａｌ源、Ｓｉ源としては、Ｅｕ、アルカリ土類金属元素、Ａｌ又はＳｉの各元素を含む化合物、前記各元素からなる金属単体、前記各元素を含む合金等が挙げられる。Ｅｕ、アルカリ土類金属元素、Ａｌ又はＳｉの各元素を含む化合物としては、前記各元素を含む酸化物、水酸化物、窒化物、酸窒化物、フッ化物、塩化物等を挙げることができる。前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体を得るために、Ｅｕ、アルカリ土類金属元素、Ａｌ又はＳｉの各元素を含む化合物は、窒化物又は酸窒化物であることが好ましい。具体的には、ＥｕＮ、Ｃａ_３Ｎ_２、Ｓｒ_２ＮとＳｒＮの混合物、ＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４等が挙げられる。Ｅｕを含む化合物、アルカリ土類金属元素を含む化合物、Ａｌを含む化合物又はＳｉを含む化合物は、それぞれ１種を用いることもでき、それぞれの化合物中で２種以上を組み合わせて用いてもよい。

原料混合物は、フラックスとして、アルカリ土類金属元素を含むフッ化物の少なくとも１種を含んでいてもよい。原料混合物がアルカリ土類金属元素を含むフッ化物を含む場合、フッ化物の含有率は例えば、原料混合物に含まれるＡｌを１００モル％とした場合に、フッ素元素が２モル％以上２５モル％以下の範囲内となる量であることが好ましく、３モル％以上１８モル％以下の範囲内となる量であることがより好ましく、４モル％以上１３モル％以下の範囲内となる量であることがさらに好ましい。フッ化物の含有率を２モル％以上であれば、フラックスとしての効果を十分に得ることができる。ある程度の量のフラックスを含むと、フラックスの効果が飽和してしまい、それ以上の量を含んでも効果が見込めないので、フッ化物の含有率は、２５モル％以下であれば、フラックスを必要以上含有することなくフラックスの効果を得ることができる。

原料混合物は、原料混合物を構成する各成分を所望の配合比になるように秤量した後、ボールミルなどを用いる混合方法、ヘンシェルミキサー、Ｖ型ブレンダ―などの混合機を用いる混合方法、乳鉢と乳棒を用いる混合方法などにより各成分を混合することで得ることができる。混合は、乾式混合で行うこともできるし、溶媒等を加えて湿式混合で行うこともできる。

得られた原料混合物を熱処理することで、前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体を得ることができる。原料混合物の熱処理温度は、１２００℃以上であり、１５００℃以上が好ましく、１９００℃以上がより好ましい。また熱処理温度は、２２００℃以下であり、２１００℃以下が好ましく、２０５０℃以下がより好ましい。１２００℃以上の温度で熱処理することで、Ｅｕが結晶中に入り込み易く、所望の組成を有する蛍光体が効率よく形成される。また熱処理温度が２２００℃以下であると形成される蛍光体の分解が抑制される傾向がある。原料混合物の熱処理は、等しい熱処理温度で行ってもよく、複数の異なる熱処理温度を含む多段階の熱処理を行ってもよい。

原料混合物の熱処理における雰囲気は、窒素ガスを含む雰囲気が好ましく、実質的に窒素ガス雰囲気であることがより好ましい。窒素ガスを含む雰囲気とすることにより、原料に含まれ得るケイ素を窒化させることもできる。また、窒化物である原料や蛍光体の分解を抑制することができる。

原料混合物の熱処理においては所定温度での保持時間を設けてもよい。保持時間は、例えば０．５時間以上４８時間以内であり、１時間以上３０時間以内が好ましく、２時間以上２０時間以内であることがより好ましい。保持時間を０．５時間以上にすることにより均一な粒子成長をより促進することができる。また、保持時間を４８時間以内にすることにより蛍光体の分解をより抑制することができる。

原料混合物の熱処理は、例えばガス加圧電気炉を用いて行うことができる。原料混合物の熱処理は、例えば原料混合物を、黒鉛等の炭素材質又は窒化ホウ素（ＢＮ）材質のルツボ、ボート等に充填して用いて行うことができる。

原料混合物の熱処理後には、熱処理で得られる蛍光体に解砕、粉砕、分級操作等の処理を組合せて行う整粒工程を含んでいてもよい。整粒工程により所望の粒径の粉末を得ることができる。具体的には、蛍光体を粗粉砕した後に、ボールミル、ジェットミル、振動ミルなどの一般的な粉砕機を用いて所定の粒径に粉砕することができる。ただし、過剰な粉砕を行うと蛍光体の粒子表面に欠陥が生じて、発光強度の低下を引き起こすこともある。粉砕で生じた粒径の異なる蛍光体が存在する場合には、分級を行い、粒径の範囲を整えた蛍光体を得ることもできる。

発光装置の製造方法
第三実施形態に係る発光装置の製造方法は、３６５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子を支持体に配置することと、発光素子からの光により励起されて、６２０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体と、樹脂と、を含み、樹脂１００質量部に対する蛍光体の含有量が１１５質量部以上１５０質量部以下となるように混合し、混合物を得て、その混合物を発光素子の上に配置して蛍光部材を形成すること、を含む。製造される発光装置は、第一実施形態に係る発光装置であり、発光装置に含まれる前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体と同様の蛍光体を用いることができる。

発光装置の製造方法は、３６５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子を支持体に配置することと、発光素子からの光により励起されて、６２０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体と、樹脂と、を含む混合物を準備し、その混合物を発光素子の上に配置して蛍光部材を形成して、試験的に発光装置を製造し、予め前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長λｆ_Ｐを測定し、試験的に製造した発光装置の発光スペクトルにおける発光ピーク波長λｅ_Ｐを測定し、波長λｅ_Ｐと波長λｆ_Ｐの波長差λｅ_Ｐ－λｆ_Ｐが８ｎｍ以上となるように蛍光体の量を調製して、発光装置を製造してもよい。

以下、発光装置の一例を示す図１に基づき、発光装置の製造方法を説明する。

発光素子は、第一リード２０および第二リード３０と、樹脂部４２とが一体的に成形された支持体である成形体４０に配置されることが好ましい。

蛍光部材５０を構成する蛍光部材用組成物は、前記樹脂と、前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体を混合した混合物であることが好ましい。混合物中、樹脂１００質量部に対して前記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体の含有量は１１５質量部以上１５０質量部以下の範囲内であり、好ましくは樹脂１００質量部に対して１２０質量部以上１４５質量部以下の範囲内であり、さらに好ましくは１２０質量部以上１４０質量部以下の範囲内である。

蛍光部材５０は、例えば蛍光体７０と樹脂とを含む混合物を、成形体４０の凹部に配置して発光素子１０を被覆することで形成することができる。混合物の成形体４０の凹部の配置は、凹部内に配置する混合物の量が制御可能な方法であればよく、例えば、ポッティング法、ジェットディスペンサー法等が挙げられる。一般に蛍光体７０と樹脂との間には比重差があるため、成形体４０の底面方向に重力がかかる状態とすることで蛍光体７０を発光素子１０が配置された底面方向に沈降させて蛍光部材５０中に蛍光体７０を含有する堆積層（第一層５０ａ）と樹脂層（第二層５０ｂ）を形成することができる。また遠心力等の加速度を底面方向に加えることで、蛍光体７０を底面側に沈降させることもできる。この方法は、樹脂に対する蛍光体の割合が特に大きくなる場合に有効である。蛍光部材５０を構成する樹脂は、熱硬化性樹脂であってもよく、蛍光体７０を沈降させた後に熱処理して硬化させることで、蛍光体７０が偏在した状態の蛍光部材５０を形成することができる。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

蛍光体の製造
発光装置の製造に先立ち、蛍光体として下記の表１および２に示す赤色光を発する蛍光体１から３をそれぞれ製造し、以下に示す評価方法で評価した。結果を表１に示した。

発光特性
後述する方法により得られた蛍光体１から３について、以下のように発光特性を測定した。量子効率測定装置（ＱＥ－２０００、大塚電子株式会社製）を用いて、波長４５０ｎｍの励起光を各蛍光体に照射し、室温（２５℃±５℃）における発光スペクトルを測定した。各蛍光体の発光スペクトルにおいて、発光強度が最大となる波長を発光ピーク波長λｆ_Ｐ（ｎｍ）として求めた。また、各蛍光体の発光スペクトルにおいて、発光ピークの半値全幅（Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ ａｔ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ：ＦＷＨＭ）を求めた。半値幅（半値全幅）は、発光スペクトルにおける発光ピーク強度の最大値の５０％の強度を示す発光スペクトルの波長幅をいう。また、各蛍光体の発光スペクトルから発光ピークの発光強度を測定し、蛍光体１の発光強度を１００％として、蛍光体２および蛍光体３の相対発光強度を求めた。

反射率
蛍光体１から３について、反射率および反射スペクトルを分光蛍光光度計（Ｆ－４５００、株式会社日立ハイテクノロジーズ製）を用いて測定した。室温（１８℃から２８℃）で励起光源（キセノンランプ）からの光を、試料となる各蛍光体に照射し、３８０ｎｍ以上７３０ｎｍ以下の波長範囲の反射スペクトルを測定した。リン酸水素カルシウム（ＣａＨＰＯ_４）を基準試料とし、波長４５０ｎｍにおけるリン酸水素カルシウムの反射率を基準として、蛍光体１から３の波長４５０ｎｍにおける反射率を相対的な反射率（％）として求めた。また、各蛍光体１から３の３８０ｎｍ以上７３０ｎｍ以下の波長範囲における反射スペクトルを図２に示した。

体積平均粒径
蛍光体１から３について、レーザー回折式粒度分布測定装置（ＭＡＳＴＥＲ ＳＩＺＥＲ ３０００、ＭＡＬＶＥＲＮ社製）を用いて、小径側からの体積累積頻度が５０％に達する体積平均粒径（Ｄｍ：メジアン径）を測定した。

比重
蛍光体１から３について、各蛍光体の体積（ｃｍ^３）および質量（ｇ）から比重（ｇ／ｃｍ^３）を求めた。

組成分析
蛍光体１から３について、ＩＣＰ－ＡＥＳ装置（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ社製）、イオンクロマトグラフィーシステム（日本ダイオネクス株式会社製）、および酸素・窒素分析装置（株式会社堀場製作所製）を適宜選択して組成を分析し、Ａｌのモル比を１として蛍光体の組成における各構成元素のモル比を表２に示した。

蛍光体１
前記式（Ｉ）で表される組成Ｃａ_ｓＳｒ_ｔＥｕ_ｕＳｉ_ｖＡｌ_ｗＮ_ｘにおいて、ｓ＝０．１９、ｔ＝０．８１、ｕ＝０．０２、ｖ＝１、ｗ＝１を設計値とした。Ｃａ_３Ｎ_２、ＣａＦ_２（Ｃａ源の全体量ｓのうち、０．０３モル％）、ＳｒＮ_ｎ（ｎ＝２／３となる、Ｓｒ_２ＮおよびＳｒＮの混合物）、ＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４およびＥｕＮを原料として用いた。これらの原料を設計値となるように、不活性雰囲気のグローブボックス内で計量、混合して原料混合物を得た。この際、ｘはそれぞれの陽イオンの設計値をもとにするとｘ＝３となるように設定し、原料に含まれる酸素の影響は考慮から除外した。原料混合物をルツボに充填し、Ｎ_２ガス雰囲気下、ガス圧０．９２ＭＰａ（ゲージ圧）、温度２０４０℃で３０分、熱処理した。この蛍光体を蛍光体１とした。得られた蛍光体１は、各構成元素のモル比が表２に示される数値となることを確認した。

蛍光体２
前記式（Ｉ）で表される組成Ｃａ_ｓＳｒ_ｔＥｕ_ｕＳｉ_ｖＡｌ_ｗＮ_ｘにおいて、ｓ＝０．１３、ｔ＝０．８７、ｕ＝０．０２、ｖ＝１、ｗ＝１を設計値とした。すなわち、Ｓｒのモル比を蛍光体１よりも大きくして、本蛍光体の発光ピーク波長が蛍光体１の発光ピーク波長よりも短波長側に位置するよう設定した。それ以外は、蛍光体１と同様にして原料混合物を得た。原料混合物を蛍光体１の場合と同様に熱処理して蛍光体２を製造した。得られた蛍光体２は、各構成元素のモル比が表２に示される数値となることを確認した。

蛍光体３
前記式（Ｉ）で表される組成Ｃａ_ｓＳｒ_ｔＥｕ_ｕＳｉ_ｖＡｌ_ｗＮ_ｘにおいて、ｓ＝０．０６、ｔ＝０．９０、ｕ＝０．０２、ｖ＝１、ｗ＝１を設計値とした。すなわち、Ｓｒのモル比を蛍光体２よりも大きくして、本蛍光体の発光ピーク波長が蛍光体１又は２の発光ピーク波長よりも短波長側に位置するように設定した。それ以外は、蛍光体１と同様にして原料混合物を得た。原料混合物を蛍光体１の場合と同様に熱処理して蛍光体３を製造した。得られた蛍光体３は、各構成元素のモル比が表２に示される数値となることを確認した。

蛍光体１から３は、各蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長が、短波長側から蛍光体３、蛍光体２、蛍光体１の順に位置していた。蛍光体１から３は、いずれも波長４５０ｎｍにおける反射率が２０％以下であった。蛍光体２は、蛍光体１と比較して、体積平均粒径Ｄｍがほぼ同等であるが、波長４５０ｎｍにおける反射率が小さくなり、半値幅が小さくなり、より短波長側の発光成分が多い発光スペクトルを有する蛍光を発した。蛍光体３は、蛍光体１と比較して、波長４５０ｎｍにおける反射率が小さくなり、半値幅が蛍光体１および２よりも小さくなり、体積平均粒径Ｄｍが蛍光体１および２よりも大きくなり、より短波長側の発光成分が多い発光スペクトルを有する蛍光を発した。

蛍光体１から３は、設計値にほぼ対応する組成を有しており、蛍光体１から３は、前記式（Ｉ）で表される組成を有し、酸素およびフッ素を含んでいた。

実施例１および比較例１
発光装置の製造
４５４ｎｍに発光ピーク波長を有する窒化物系半導体を用いた半導体発光素子（以下、「青色発光ＬＥＤ」ともいう。）を用いて、各実施例および比較例の発光装置を、以下のようにして作製した。
具体的には、図１に示すように、青色発光ＬＥＤからなる発光素子１０を、第一リード２０および第二リード３０と、樹脂部４２とが一体的に成形された支持体である成形体４０の凹部の底面に配置した。
次に、発光装置１００が発する光の主波長が６１５ｎｍ付近となるように、シリコーン樹脂１００質量部に対して、蛍光体１又は２を、表３に示す蛍光体の含有量となるように添加し、混合分散した後、更に脱泡することにより蛍光部材用組成物を得た。
次に蛍光部材用組成物を、成形体４０の凹部に配置した発光素子１０に、ポッティング法により配置した。
次いで加熱することで蛍光部材用組成物を硬化させて、蛍光部材５０を形成し、発光装置１００を製造した。

実施例２および比較例２
発光装置１００が発する光の主波長が６１２ｎｍ付近となるように、シリコーン樹脂１００質量部に対して、蛍光体２又は３を、表３に示す蛍光体の含有量となるように添加し、混合分散した後、更に脱泡することにより蛍光部材用組成物を得た。この蛍光部材用組成物を用いて蛍光部材５０を形成したこと以外は、実施例１と同様にして発光装置１００を製造した。

発光装置の評価１
実施例および比較例の各発光装置について、以下に示す評価方法で評価した。結果を表３に示した。

発光特性
実施例および比較例の各発光装置について、以下のように発光特性を測定した。積分球を使用した分光測光装置（ＰＭＡ－１１、浜松ホトニクス株式会社製）を用いて、各発光装置について発光スペクトルを測定した。図３および図４に、各発光装置のスペクトルと、蛍光体をセルに充填して測定した各蛍光体の発光スペクトルと、各蛍光体の粉体から一粒の粒子（以下、「単粒子」ともいう。）を採取し、その発光スペクトルを示した。蛍光体の発光スペクトルは、前述した蛍光体の発光特性の測定方法によって、蛍光体をセルに充填し、セルに充填した蛍光体に波長４５０ｎｍの励起光を照射し、量子効率測定装置（ＱＥ－２０００、大塚電子株式会社製）を用いて、室温（２５℃±５℃）において測定した。また、蛍光体（単粒子）の発光スペクトルは、単粒子の蛍光体に波長４５０ｎｍの励起光を照射し、量子効率測定装置（ＱＥ－２１００、大塚電子株式会社製）を用いて、室温（２５℃±５℃）において測定した。図３において、各発光装置の発光スペクトルは、発光スペクトルにおける最大の発光強度を１００％とした相対発光スペクトルとして表した。また、図３において、蛍光体２および蛍光体２（単粒子）の発光スペクトルは、各発光スペクトルにおける最大の発光強度を１００％とした相対発光スペクトルとして表した。図４に、実施例２および比較例２の発光装置のスペクトルと、蛍光体３の発光スペクトルと、蛍光体３（単粒子）の発光スペクトルを示す。図４において、実施例２および比較例２の発光装置の各発光スペクトルは、各発光スペクトルにおける最大の発光強度を１００％とした相対的な発光スペクトルとして表した。また、図４において、蛍光体３および蛍光体３（単粒子）の発光スペクトルは、各発光スペクトルにおいて最大の発光強度を１００％とした相対的な発光スペクトルとして表した。

色度座標（ｘ、ｙ）
実施例および比較例の各発光装置について、マルチチャンネル分光器と積分球を組み合わせた光計測システムを用いて、ＣＩＥ１９３１色度図の色度座標系における色度座標（ｘ、ｙ）を求めた。また、各実施例および比較例において、具体的にはそれぞれ１０個の発光装置の色度座標（ｘ、ｙ）を求め、その算術平均値を各実施例および比較例の発光装置の色度座標とした。

主波長
ＪＩＳ Ｚ８７０１の色度図において、白色の色度点Ｗ（ｘ_ｗ＝０．３３３３３、ｙ_ｗ＝０．３３３３３）と、各発光装置の色度座標（ｘ、ｙ）とを結ぶ直線を伸長し、色度図上でスペクトル軌跡と交わる点の波長を主波長として測定した。各実施例および比較例において、具体的にはそれぞれ１０個の発光装置の主波長を求め、その算術平均値を各実施例および比較例の発光装置の主波長とした。

刺激純度Ｐｅ（％）
主波長を６１５ｎｍに設定した実施例１および比較例１の発光装置の刺激純度Ｐｅ（％）は、ＪＩＳ Ｚ８７０１の色度図において、白色の色度点Ｗ（ｘ_ｗ＝０．３３３３３、ｙ_ｗ＝０．３３３３３）と、単色光刺激Ｓ_１（ｘ_ｓ１＝０．６８００８、ｙ_ｓ１＝０．３１９７５）を結ぶ直線上で、色度点Ｗと各発光装置の色度点Ｆ（各発光装置の色度座標（ｘ、ｙ））の距離と、色度点Ｗと単色光刺激Ｓ_１の距離を測定し、これらの距離の比ＷＦ／ＷＳ_１を刺激純度Ｐｅ（％）として求めた。実施例１および比較例１について、具体的にはそれぞれ１０個の発光装置の刺激純度Ｐｅ（％）を求め、その算術平均値を実施例１又は比較例１の発光装置の刺激純度Ｐｅ（％）とした。
主波長を６１２ｎｍに設定した実施例２および比較例２の発光装置の刺激純度Ｐｅ（％）は、ＪＩＳ Ｚ８７０１の色度図において、白色の色度点Ｗ（ｘ_ｗ＝０．３３３３３、ｙ_ｗ＝０．３３３３３）と、単色光刺激Ｓ_２（ｘ_ｓ２＝０．６７１８６、ｙ_ｓ２＝０．３２７９５）を結ぶ直線上で、色度点Ｗと各発光装置の色度点Ｆ（各発光装置の色度座標（ｘ、ｙ））の距離と、色度点Ｗと単色光刺激Ｓ_２の距離を測定し、これらの距離の比ＷＦ／ＷＳ_２を刺激純度Ｐｅ（％）として求めた。実施例２および比較例２について、具体的にはそれぞれ１０個の発光装置の刺激純度Ｐｅ（％）を求め、その算術平均値を実施例２又は比較例２の発光装置の刺激純度Ｐｅ（％）とした。

発光強度比Ｉｒ
実施例および比較例の各発光装装置の発光スペクトルにおいて、発光装置の最大の発光強度に対して、３６５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内にある発光素子の発光ピーク波長における発光強度の発光強度比Ｉｒを求めた。各実施例および比較例において、具体的にはそれぞれ１０個の発光装置の発光強度比Ｉｒを求め、その算術平均値を各実施例および比較例の発光装置の発光強度比Ｉｒとした。

相対光束（％）
各実施例および比較例より、刺激純度が９９．０％以上となる発光装置について、積分球を使用した全光束測定装置を用いて全光束を測定した。実施例１の発光装置の全光束は、比較例１の発光装置に用いた蛍光体を使用して刺激純度が９９．０％となる発光装置の全光束を１００％とした相対値で表した。実施例２の発光装置の全光束は、比較例２の発光装置に用いた蛍光体を使用して刺激純度が９９．０％となる発光装置の全光束を１００％とした相対値で表した。発光装置から、９９．０％以上の単色光刺激に近い刺激純度の高い赤色光が発せられる。

実施例１および２の発光装置は、９９．０％以上の高い刺激純度を有する赤色光を発した。また、実施例１および２の発光装置は、発光装置の最大発光強度に対する、３６５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内の発光素子の発光ピーク波長における発光強度比Ｉｒが、０．２％未満であり、発光素子が発する光が発光装置から抜け出ることを抑えて、刺激純度の高い光が発光装置から発せられた。また、実施例１の発光装置は、９９．０％以上の高い刺激純度を有し、同じ主波長である、主波長を６１５ｎｍに設定した比較例１の発光装置よりも高い光束の光が発せられた。実施例２の発光装置は、９９．０％以上の高い刺激純度を有し、同じ主波長である、主波長を６１２ｎｍに設定した比較例２の発光装置よりも高い光束の光が発せられた。

比較例１の発光装置は、蛍光部材に含まれる蛍光体１の発光ピーク波長が、蛍光体２および蛍光体３と比べて長波長側に位置し、目的とする６１５ｎｍの主波長の光を発する発光装置を得るために、蛍光部材中に含まれる蛍光体１が樹脂１００質量部に対して１１５質量部未満となり、蛍光体１の量が少ないために、刺激純度が９９．０％未満と低くなった。また、比較例１の発光装置は、発光強度比Ｉｒが０．２％を超えて高くなっており、実施例よりも発光装置から発光素子の青色光が抜け出たことが分かる。

比較例２の発光装置は、実施例１と同様の蛍光体２を蛍光部材中に含むものの、目的とする６１２ｎｍの主波長の光を発する発光装置を得るために、蛍光部材中に含まれる蛍光体２が樹脂１００質量部に対して１１５質量部未満となり、蛍光体２の量が少ないために、刺激純度が９９．０％未満と低くなった。また、比較例２の発光装置は、発光強度比Ｉｒが０．２％を超えて高くなっており、実施例よりも発光装置から発光素子の青色光が抜け出たことが分かる。

発光装置の評価２
実施例および比較例の各発光装置について、さらに以下に示す評価方法で評価した。結果を表４に示した。

波長差λｅ_Ｐ－λｆ_Ｐ（＝Δλ_Ｐ）
各発光装置の発光スペクトルと、各発光装置に含まれる各蛍光体の発光スペクトルから発光装置の発光ピーク波長λｅ_Ｐと蛍光体の発光ピーク波長λｆ_Ｐとの波長差λｅ_Ｐ－λｆ_Ｐ（＝Δλ_Ｐ）を求めた。具体的には、発光装置の発光ピーク波長λｅ_Ｐは、発光装置の最大発光強度を１００％とした発光スペクトルから求めた。また、蛍光体の発光ピーク波長λｆ_Ｐは、蛍光体（単粒子）の最大発光強度１００％とした発光スペクトルから求めた。

短波長側の発光強度１０％の波長差λｅ_Ｓ－λｆ_Ｓ（＝Δλ_Ｓ）
発光装置の発光スペクトルにおいて、最大発光強度を１００％としたときに、発光装置の発光ピーク波長よりも短波長側の発光強度１０％の波長λｅ_Ｓとし、蛍光体の発光スペクトルにおいて、最大発光強度を１００％としたときに、蛍光体の発光ピーク波長よりも短波長側の発光強度１０％の波長λｆ_Ｓとした場合に、波長λｅ_Ｓと波長λｆ_Ｓの波長差λｅ_Ｓ-λｆ_Ｓ（＝Δλ_Ｓ）を求めた。

長波長側の発光強度１０％の波長差λｅ_Ｌ－λｆ_Ｌ（＝Δλ_Ｌ）
発光装置の発光スペクトルにおいて、最大発光強度を１００％としたときに、発光装置の発光ピーク波長よりも長波長側の発光強度１０％の波長λｅ_Ｌとし、蛍光体の発光スペクトルにおいて、最大発光強度を１００％としたときに、蛍光体の発光ピーク波長よりも長波長側の発光強度１０％の波長λｆ_Ｌとした場合に、波長λｅ_Ｌと波長λｆ_Ｌの波長差λｅ_Ｌ－λｆ_Ｌ（＝Δλ_Ｌ）を求めた。

堆積層厚み、蛍光部材厚み、厚みの比率
各実施例および比較例の発光装置を１つ選択し、発光装置の平面視における中心点を通るように発光装置を切断して、発光装置の断面を走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＥＭ）を用いて撮影し、発光装置の断面ＳＥＭ写真を得た。図５に実施例１の発光装置の断面のＳＥＭ写真を示し、図６に比較例１の発光装置の断面のＳＥＭ写真を示し、図７に比較例２の発光装置の断面のＳＥＭ写真を示す。各発光装置の断面のＳＥＭ写真から、発光素子１０の直上における堆積層（第一層５０ａ）の厚みおよび樹脂層（第二層５０ｂ）の厚みを測定した。発光装置の断面のＳＥＭ写真において、蛍光体の存在が確認できる部分の厚みを堆積層の厚みとし、蛍光体の存在が確認できない部分の厚みを樹脂層の厚みとし、堆積層と樹脂層の厚みの和を蛍光部材の厚みとした。なお、堆積層（第一層５０ａ）の厚みは、成形体４０の底面と直交する直線における発光素子１０の上面との交点から、蛍光部材５０中の蛍光体７０の堆積層（第一層５０ａ）および樹脂層（第二層５０ｂ）の界面との交点までの距離として計測し、樹脂層５０の厚みは上記の直線における堆積層（第一層５０ａ）および樹脂層（第二層５０ｂ）の界面との交点から、蛍光部材５０の表面との交点までの距離として計測した。また厚みの計測は、発光装置の断面のＳＥＭ写真において、任意に選択した成形体４０の底面と直交する１つの直線上において行った。測定した厚みから発光素子１０の直上における蛍光部材５０の厚みに対する堆積層（第一層５０ａ）の厚みの比率Ｔｒ（堆積層（第一層５０ａ）の厚み／蛍光部材５０の厚み）を算出した。

実施例１および２の発光装置は、波長差Δλ_Ｐが８ｎｍよりも大きく、比較例よりも波長差Δλ_ＰおよびΔλ_Ｓが大きいので、刺激純度が高い赤色光を発することができる。また、このように刺激純度が高い場合であっても、実施例１および２の発光装置は、比較例よりも波長差Δλ_Ｌが小さいので、ヒトの視感度が低い長波長側の発光スペクトルの発光強度を低くすることができ、発光装置から高光束の光を発することができる。

実施例１の発光装置は、同じ蛍光体２を用いた比較例２の発光装置よりも、短波長側の波長差Δλ_Ｓが大きい。そのため、図３で示されるように、実施例１の発光装置の発光ピーク波長よりも短波長側の発光スペクトルは、比較例１の発光装置の発光スペクトルと一部において重なり、ほぼ同等の形状となる。この結果から、実施例１の発光装置は、比較例１の発光装置に用いた蛍光体１の発光ピーク波長よりも発光ピーク波長が短波長側に位置する蛍光体２を用いて、蛍光部材中の蛍光体２の量を多くすることで、比較例１と同じく、主波長を６１５ｎｍに設定した場合、刺激純度が高い赤色発光を得られる。

実施例２の発光装置は、比較例２の発光装置よりも、短波長側の波長差Δλ_Ｓが大きい。そのため、図４で示されるように、実施例２の発光装置の発光ピーク波長よりも短波長側の発光スペクトルは、比較例２の発光装置の発光スペクトルと一部において重なり、ほぼ同等の形状となる。この結果から、実施例２の発光装置は、比較例２の発光装置に用いた蛍光体２の発光ピーク波長よりも発光ピーク波長が短波長側に位置する蛍光体３を用いて、蛍光部材中の蛍光体３の量を多くすることで、比較例２と同じく、主波長を６１２ｎｍに設定した場合、刺激純度が高い赤色発光を得られる。

図２に示される蛍光体１から３の反射スペクトルは、各蛍光体を用いた発光装置の発光ピーク波長よりも短波長側で反射率が低くなる（すなわち、吸収率が高くなる）ため、蛍光部材中の蛍光体の含有量が増えるほど、蛍光体粒子の間で自己吸収が生じ、発光スペクトルの短波長側の発光強度が減少すると考えられる。

図５に示されるように、実施例１に係る発光装置の断面ＳＥＭ写真において、蛍光部材５０の厚みに対する蛍光体１を含む堆積層（第一層５０ａ）の厚みに比率Ｔｒは８７％であり、堆積層が厚くなっていることが確認できる。一方、図６および図７に示されるように、比較例１又は２に係る発光装置の断面ＳＥＭ写真において、蛍光部材５０の厚みに対する蛍光体１を含む堆積層（第一層５０ａ）の厚みに比率Ｔｒは、それぞれ５３％又は５０％と低くなった。

一般的には、蛍光部材中の蛍光体の含有量を少なくし、蛍光体を含む堆積層（第一層５０ａ）を薄くした方が光の散乱損失を抑制できるため、発光装置の発光効率を高くすることができると考えられている。その一方で、蛍光部材に含まれる蛍光体の量が少なくなるため、発光装置の刺激純度は低くなる。本発明の一態様に係る発光装置は、より短波長側に発光ピーク波長を有する蛍光体の含有量を多くして、発光装置から発せられる光の発光スペクトルを所望の形状となるように制御することによって、光束および刺激純度が高い赤色発光が得られる。

本発明の一態様に係る発光装置は、車載用のストップランプ、照明用光源、ディスプレイ、バックライト光源、警告灯、植物育成用光源等に好適に利用できる。

１０：発光素子、２０：第一リード、３０：第二リード、４０：成形体、５０：蛍光部材、５０ａ：第一層（堆積層）、５０ｂ：第二層（樹脂層）７０：蛍光体、１００：発光装置。

Claims (10)

1. ３６５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、
   前記発光素子からの光により励起され、６２０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、下記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体を含む蛍光部材と、を備えた発光装置であり、
   前記発光装置の発光スペクトルにおける発光ピーク波長をλｅ_Ｐとし、前記蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長をλｆ_Ｐとしたとき、前記λｅ_Ｐと前記λｆ_Ｐの波長差λｅ_Ｐ－λｆ_Ｐが８ｎｍ以上であり、
   ６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の範囲内に主波長を有する光を発する発光装置。
   Ｃａ_ｓＳｒ_ｔＥｕ_ｕＳｉ_ｖＡｌ_ｗＮ_ｘ （Ｉ）
   (式（Ｉ）中、ｓ、ｔ、ｕ、ｖ、ｗおよびｘは、０．０５≦ｓ≦０．９９５、０≦ｔ≦０．９５、０．００５≦ｕ≦０．０４、０．８≦ｓ＋ｔ＋ｕ≦１．１、０．８≦ｖ≦１．２、０．８≦ｗ≦１．２、１．８≦ｖ＋ｗ≦２．２、２．５≦ｘ≦３．２を満たす数である。）
2. ＪＩＳ Ｚ８７０１に規定された色度図から算出される刺激純度が９９％以上の光を発する、請求項１に記載の発光装置。
3. 前記式（Ｉ）において、ｓ、ｔおよびｕは、０．１≦ｓ≦０．３、０．７≦ｔ≦０．９５、０．０１≦ｕ≦０．０３を満たす数である、請求項１または２に記載の発光装置。
4. 前記蛍光体の反射率が、波長４５０ｎｍにおいて、２０％以下である請求項１から３のいずれか１項に記載の発光装置。
5. 前記発光素子の発光ピーク波長における発光強度が、発光装置の最大発光強度に対して０．２％未満である、請求項１から４のいずれか１項に記載の発光装置。
6. 前記発光装置の発光スペクトルにおいて、最大発光強度を１００％としたときに、前記発光装置の発光ピーク波長よりも短波長側の発光強度１０％の波長λｅ_Ｓとし、前記蛍光体の発光スペクトルにおいて、最大発光強度を１００％としたときに、前記蛍光体の発光ピーク波長よりも短波長側の発光強度１０％の波長λｆ_Ｓとし、前記波長λｅ_Ｓと前記波長λｆ_Ｓの波長差λｅ_Ｓ－λｆ_Ｓが８．５ｎｍ以上である、請求項１から５のいずれか１項に記載の発光装置。
7. 前記発光装置の発光スペクトルにおいて、最大発光強度を１００％としたときに、前記発光装置の発光ピーク波長よりも長波長側の発光強度１０％の波長λｅ_Ｌとし、前記蛍光体の発光スペクトルにおいて、最大発光強度を１００％としたときに、前記蛍光体の発光ピーク波長よりも長波長側の発光強度１０％の波長λｆ_Ｌとし、前記波長λｅ_Ｌと前記波長λｆ_Ｌの波長差λｅ_Ｌ－λｆ_Ｌが１．２ｎｍ以下である、請求項１から６のいずれか１項に記載の発光装置。
8. ３６５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子を支持体に配置することと、
   前記発光素子からの光により励起されて、６２０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、下記式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体と、樹脂とを、前記樹脂１００質量部に対する前記蛍光体の含有量が１１５質量部以上１５０質量部以下の範囲内となるように混合し、蛍光部材用組成物を得て、前記蛍光部材用組成物を前記発光素子の上に配置して蛍光部材を形成すること、を含み、
   発光装置の発光スペクトルにおける発光ピーク波長をλｅ_Ｐとし、前記蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長をλｆ_Ｐとしたとき、前記λｅ_Ｐと前記λｆ_Ｐの波長差λｅ_Ｐ－λｆ_Ｐを８ｎｍ以上とし、６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の範囲内に主波長を有する光を発する発光装置の製造方法。
   Ｃａ_ｓＳｒ_ｔＥｕ_ｕＳｉ_ｖＡｌ_ｗＮ_ｘ （Ｉ）
   （式（Ｉ）中、ｓ、ｔ、ｕ、ｖ、ｗおよびｘは、０．０５≦ｓ≦０．９９５、０≦ｔ≦０．９５、０．００５≦ｕ≦０．０４、０．８≦ｓ＋ｔ＋ｕ≦１．１、０．８≦ｖ≦１．２、０．８≦ｗ≦１．２、１．８≦ｖ＋ｗ≦２．２、２．５≦ｘ≦３．２を満たす数である。）
9. 前記式（Ｉ）において、ｓ、ｔおよびｕは、０．１≦ｓ≦０．３、０．７≦ｔ≦０．９、０．０１≦ｕ≦０．０３を満たす数である、請求項８に記載の発光装置の製造方法。
10. 前記樹脂１００質量部に対する前記蛍光体の含有量が１２０質量部以上１４５質量部以下の範囲内である、請求項８または９に記載の発光装置の製造方法。

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