JPWO2020040306A1 - イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体およびそれを備える発光装置 - Google Patents

イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体およびそれを備える発光装置 Download PDF

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Abstract

赤味成分を増加可能な蛍光を発光するイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体を提供する。イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体は、以下の式（１）によって表され、波長４５０ｎｍの励起光で励起した場合、発光ピーク波長が５７９ｎｍよりも長い蛍光を発光する。このイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体は、錯体重合法によって作製された。Ｙ３−ｍＡｌ５Ｏ１２：Ｃｅｍ（０．２１≦ｍ≦０．９４）・・・（１）

Description

この発明は、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体およびそれを備える発光装置に関する。
白色ＬＥＤ(Light Emitting Diode)は、青色ＬＥＤによって励起される黄色蛍光体との組み合わせで白色を実現しているものが価格などの点で広く利用されている。黄色蛍光体として普及しているＹＡＧ：Ｃｅ（Ｙ３−ｘＡｌ５Ｏ１２：Ｃｅｘ）は、青色光を効率的に吸収して高い発光効率を有し、高温高湿度下でも化学的に安定である。
そして、特許文献１に記載の発光装置においては、ＹＡＧ：Ｃｅ多結晶蛍光体セラミック板が黄色系の光を発光する蛍光体として用いられている。
特開２０１０−０２４２７８号公報 特開２０１１−０３２４１６号公報
D. Haranath et al., "Enhanced luminescence of Y3Al5O12:Ce3+ nanophosphor for white light-emitting diodes", Applied Physics Letters, 89, 173118, (2006) D. Jia et al., "Synthesis and Characterization of YAG:Ce3+ LED Nanophosphors", Journal of The Electrochemical Society, 154, J1-J4, (2007) V. Bachmann et al., "Temperature Quenching of yellow Ce3+ Luminescence in YAG:Ce", Chemistry of Materials, 21, 2077-2084, (2009) B. Wan et al., "Structural, luminescent properties and chemical state analysis of YAG:Ce nanoparticle-based films", Optical Materials Express, 6, 155-165, (2016) Y. Pan et al., "Tailored photoluminescence of YAG:Ce phosphor through various methods", Journal of Physics and Chemistry of Solids, 65, 845-850, (2004) X. He et al., "Effects of local structure of Ce3+ ions on luminescent properties of Y3Al5O12:Ce nanoparticles", Scientific Reports, 6, 22238, (2016) R. D. Shannon, "Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides", Acta Crystallographica, A32, 751-767, (1976)
しかし、青色光と黄色光とを組み合わせて作製する白色光は、赤味成分が少なく、演色性が悪いという問題があった。
そこで、この発明の実施の形態によれば、赤味成分を増加可能な蛍光を発光するイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体を提供する。
また、この発明の実施の形態によれば、赤味成分を増加可能な蛍光を発光するイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体を備える発光装置を提供する。
（構成１）
この発明の実施の形態によれば、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体は、以下の式（１）によって表され、発光ピーク波長が５７９ｎｍよりも長い蛍光を発光するイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体である。
Ｙ３−ｍＡｌ５Ｏ１２：Ｃｅｍ（０．２１≦ｍ≦０．９４）・・・（１）
（構成２）
構成１において、発光ピーク波長をλＰ［ｎｍ］としたとき、ｍおよびλＰは、下記の式（５），（６）を満たす。
７４．５７１ｍ＋５６３．５５（０．２１≦ｍ＜０．５０）≦λＰ≦７４．５７１ｍ＋５６６．５５（０．２１≦ｍ＜０．５０）・・・（５）
６００．０（０．５０≦ｍ≦０．９４）≦λＰ≦１０８．０２ｍ３−２６６．７７ｍ２＋２２７．９８ｍ＋５４７．０７（０．５０≦ｍ≦０．９４）・・・（６）
（構成３）
構成１または構成２において、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体は、単相のイットリウムアルミニウムガーネット結晶相からなる。
（構成４）
また、この発明の実施の形態によれば、発光装置は、構成１〜構成３のいずれかのイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体を少なくとも１つ備える。
上述した構成によれば、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体の赤味成分を増加できる。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体の製造方法を示す工程図である。 この発明の実施の形態による発光装置の概略図である。 実施例１，３，４，６，８〜１１および比較例４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体を製造するときの前駆体のＸ線回折スペクトルを示す図である。 実施例３における錯体重合ゲルを２００℃、３５０℃の温度で熱処理したときのＸ線回折スペクトルを示す図である。 前駆体を生成するときの熱処理温度を変えたときのイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体の蛍光スペクトルを示す図である。 実施例１，９〜１２および比較例１，９におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１，１０−９〜１０−１２および１０−Ｃｏｍｐ１，１０−Ｃｏｍｐ９のＸ線回折スペクトルを示す図である。 実施例１〜１１のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１の蛍光スペクトルを示す図である。 比較例１〜４のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ４の蛍光スペクトルを示す図である。 実施例１，８におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１，１０−８のＴＥＭ分析の結果を示す図である。 実施例１，８におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１，１０−８のＥＤＸ分析を行った部位を示す図である。 実施例１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１のＥＤＸ分析の結果を示す図である。 実施例８におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−８のＥＤＸ分析の結果を示す図である。 発光ピーク波長とｍ値との関係を示す図である。 色度図におけるｘ値とｙ値との関係を示す図である。
この発明の実施の形態によるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０は、セリウムを含み、発光ピーク波長が５７９ｎｍよりも長い蛍光を発光するイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体である。そして、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０は、次式によって表される。
Ｙ３−ｍＡｌ５Ｏ１２：Ｃｅｍ（０．２１≦ｍ≦０．９４）・・・（１）
式（１）において、ｍは、セリウム（Ｃｅ）の含有量を表す。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０は、イットリウムアルミニウムガーネット結晶相以外の結晶相を含んでいても良いが、単相のイットリウムアルミニウムガーネット結晶相からなるのが好ましい。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０において、イットリウム（Ｙ）に対するセリウム（Ｃｅ）の含有量Ｃｅ／Ｙは、７．５ｍｏｌ％以上４６ｍｏｌ％以下（Ｃｅの含有量ｍが０．２１以上０．９４以下）であり、好ましくは、９．９ｍｏｌ％以上４６ｍｏｌ％以下（Ｃｅの含有量ｍが０．２７以上０．９４以下）であり、より好ましくは、７．５ｍｏｌ％以上２７ｍｏｌ％以下（Ｃｅの含有量ｍが０．２１以上０．６３以下）であり、更に好ましくは、９．９ｍｏｌ％以上２７ｍｏｌ％以下（Ｃｅの含有量ｍが０．２７以上０．６３以下）である。
Ｃｅ／Ｙが７．５ｍｏｌ％以上４６ｍｏｌ％以下（Ｃｅの含有量ｍが０．２１以上０．９４以下）であるとき、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０は、発光ピーク波長が５７９ｎｍよりも長い蛍光を発光することができる。Ｃｅ／Ｙが９．９ｍｏｌ％以上４６ｍｏｌ％以下（Ｃｅの含有量ｍが０．２７以上０．９４以下）であるとき、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０は、色度のｘ値が０．５１００よりも大きい蛍光を発光することができる。Ｃｅ／Ｙが７．５ｍｏｌ％以上２７ｍｏｌ％以下（Ｃｅの含有量ｍが０．２１以上０．６３以下）であるとき、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０は、単相のイットリウムアルミニウムガーネット結晶のみからなる。Ｃｅ／Ｙが９．９ｍｏｌ％以上２７ｍｏｌ％以下（Ｃｅの含有量ｍが０．２７以上０．６３以下）であるとき、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０は、単相のイットリウムアルミニウムガーネット結晶のみからなり、かつ、色度のｘ値が０．５１００よりも大きい蛍光を発光することができる。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０は、例えば、３０ｎｍ〜４０ｎｍの粒径を有する。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０は、イットリウム（Ｙ）に対して７．５ｍｏｌ％以上４６ｍｏｌ％以下（Ｃｅの含有量ｍが０．２１以上０．９４以下）のＣｅを含むので、例えば、波長４５０ｎｍの励起光を吸収して５７９ｎｍよりも長い発光ピーク波長を有する蛍光（橙色の蛍光）を発光する。従って、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０を用いて発光する白色光における赤味成分を増加できる。その結果、白色光の演色性を向上できる。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０の製造方法について説明する。図１は、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０の製造方法を示す工程図である。図１を参照して、硝酸イットリウム、硝酸アルミニウム、硝酸セリウム、カルボン酸およびアルコールを水に加えて混合溶液を生成する（工程Ｓ１）。
そして、混合溶液を加熱濃縮して錯体重合ゲルを作製する（工程Ｓ２）。この工程においては、混合溶液を加熱することにより、カルボン酸とアルコールとの脱水反応によってエステル反応が進行し、濃縮された錯体重合ゲルが形成される。
工程Ｓ２の後、錯体重合ゲルを熱分解して前駆体を生成する（工程Ｓ３）。この熱分解によって、イットリウム、アルミニウムおよびセリウムが均一に分散された前駆体が形成される。そして、工程Ｓ３の後、前駆体を還元雰囲気下で焼成することによってイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０を製造する（工程Ｓ４）。
このように、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０は、錯体重合法によって製造される。この発明の実施の形態における製造方法は、錯体重合ゲルを熱分解して非晶質相を有する前駆体を生成し、その生成した前駆体を還元雰囲気下で焼成することを特徴とする。この場合、前駆体を生成するときの温度は、４５０℃以上１０８０℃以下であり、好ましくは、４５０℃以上８５０℃未満である。
なお、工程Ｓ３においては、好ましくは、非晶質相を維持して錯体重合ゲルを熱分解して前駆体を生成する。即ち、工程Ｓ３においては、結晶相が生成されないように非晶質相が維持される温度範囲で前駆体を熱分解することが好ましい。非晶質相を維持して錯体重合ゲルを熱分解することによって、イットリウムアルミニウムガーネット結晶におけるセリウム（Ｃｅ）の含有量を増加させることができる。
また、工程Ｓ３においては、温度を複数段に上昇させながら錯体重合ゲルを熱分解して前駆体を生成してもよく、非晶質相を維持して、温度を複数段に上昇させながら錯体重合ゲルを熱分解して前駆体を生成してもよい。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０の製造に用いるカルボン酸は、例えば、クエン酸、酢酸およびリンゴ酸のいずれかである。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０の製造に用いるアルコールは、例えば、エチレングリコール、ポリエチレングリコールおよびプロピレングリコールのいずれかである。
イットリウムの原料としては、例えば、硝酸イットリウム、酸化イットリウム、塩化イットリウムおよび酢酸イットリウムのいずれかである。また、アルミニウムの原料としては、例えば、硝酸アルミニウム、酸化アルミニウム、塩化アルミニウムおよび酢酸アルミニウムのいずれかである。更に、セリウムの原料としては、例えば、硝酸セリウム、酸化セリウム、塩化セリウムおよび酢酸セリウムのいずれかである。
図２は、この発明の実施の形態による発光装置の概略図である。図２を参照して、この発明の実施の形態による発光装置２０は、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０と、フレーム２１と、電極２２，２３と、半導体発光素子２４と、ボンディングワイヤ２５と、樹脂２６とを備える。フレーム２１は、凹部２１Ａを有する。
電極２２，２３は、上面がフレーム２１の凹部２１Ａの底面２１Ｂに一致するように配置される。半導体発光素子２４は、電極２２に接して配置され、電極２２に電気的に接続される。そして、半導体発光素子２４は、ボンディングワイヤ２５によって電極２３に電気的に接続される。
樹脂２６は、透明性を有し、フレーム２１の凹部２１Ａ内に充填される。イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０は、樹脂２６中に分散されている。
半導体発光素子２４は、青色ＬＥＤからなり、４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長を有する青色光を発光する。イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０は、半導体発光素子２４からの光を励起光として吸収し、発光ピーク波長が５７９ｎｍよりも長い蛍光を発光する。その結果、発光装置２０は、半導体発光素子２４から発光された青色光と、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０から発光された橙色の蛍光とが重畳されることによって白色光を発光する。なお、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０は、発光ピーク波長が異なる複数のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体からなっていてもよく、一般的には、少なくとも１つの発光ピーク波長を有する少なくとも１つの蛍光を発光する少なくとも１つのイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体からなっていればよい。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０が橙色の蛍光を発光するので、発光装置２０は、従来の黄色の蛍光を発光するイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体を備える場合よりも演色性が高い白色光を発光できる。
以下、実施例を用いて、この発明の実施の形態によるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体を具体的に説明する。
なお、実施例１〜１１におけるイットリウムに対するセリウムの含有量（Ｃｅ／Ｙ）（ｍｏｌ％）およびmは、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１に実際に含まれるＣｅ／Ｙおよびｍを表し、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）分析によって求められた蛍光体中のＣｅ量およびＹ量から算出されたものである。ＩＣＰ分析は、島津製作所製のICPS-8100を用いて行われた。
また、実施例１２〜１４および比較例１〜１３におけるＣｅ／Ｙ（ｍｏｌ％）およびｍは、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１２〜１０−１４およびイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ１３を製造するときの原料に含まれるＣｅ／Ｙおよびｍを表す。
（実施例１）
キシダ化学のｃａｔ ＮＯ．６３０−８７１２５の硝酸イットリウム・６水和物（Ｙ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を２．３０ｇ秤量し、富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０１８−０１９４５の硝酸アルミニウム・９水和物（Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）を４．０５ｇ秤量し、富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０３５−０９７３５の硝酸セリウム・６水和物（Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を０．１９６ｇ秤量し、キシダ化学のｃａｔ ＮＯ．０００−１７２７５のクエン酸・１水和物（Ｃ３Ｈ４（ＯＨ）（ＣＯＯＨ）３・Ｈ２Ｏ）を１．５ｇ秤量した。
そして、秤量した２．３０ｇの硝酸イットリウム・６水和物（Ｙ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）と、４．０５ｇの硝酸アルミニウム・９水和物（Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）と、０．１９６ｇの硝酸セリウム・６水和物（Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）と、１．５ｇのクエン酸・１水和物（Ｃ３Ｈ４（ＯＨ）（ＣＯＯＨ）３・Ｈ２Ｏ）とを１５ｍｌの水および５ｍｌのエチレングリコールに加え、超音波によって溶解させた。
そして、得られた混合溶液を９０℃のオイルバス内に２０時間静置して加熱濃縮を行った。この加熱濃縮によって錯体重合ゲルが得られる。
その後、加熱濃縮によって得られた錯体重合ゲルを熱分解して前駆体を生成した。より具体的には、錯体重合ゲルを大気中で６５０℃の温度で３時間熱処理し、続けて、大気中で７５０℃の温度で３時間熱処理して前駆体を生成した。
引き続いて、前駆体を乳鉢で粉砕して粉体を得た後、３．０％の水素（Ｈ２）ガスを含むアルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気下で粉体を１０８０℃で６時間焼成して実施例１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１を製造した。この場合の昇温速度は、２０℃／ｍｉｎであり、ガスの流速は、４ｃｃ／ｍｉｎであった。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１は、Ｙ２．７９Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．２１の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、７．５ｍｏｌ％である。
（実施例２）
キシダ化学のｃａｔ ＮＯ．６３０−８７１２５の硝酸イットリウム・６水和物（Ｙ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を２．３０ｇ、富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０１８−０１９４５の硝酸アルミニウム・９水和物（Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）を４．１３ｇ、および富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０３５−０９７３５の硝酸セリウム・６水和物（Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を０．２５７ｇ用いた以外は、実施例１と同様にして実施例２におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−２を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−２は、Ｙ２．７３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．２７の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、９．９ｍｏｌ％である。
（実施例３）
キシダ化学のｃａｔ ＮＯ．６３０−８７１２５の硝酸イットリウム・６水和物（Ｙ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を２．３０ｇ、富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０１８−０１９４５の硝酸アルミニウム・９水和物（Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）を４．２０ｇ、および富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０３５−０９７３５の硝酸セリウム・６水和物（Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を０．３２２ｇ用いた以外は、実施例１と同様にして実施例３におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−３を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−３は、Ｙ２．６７Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．３３の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、１２ｍｏｌ％である。
（実施例４）
キシダ化学のｃａｔ ＮＯ．６３０−８７１２５の硝酸イットリウム・６水和物（Ｙ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を２．３０ｇ、富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０１８−０１９４５の硝酸アルミニウム・９水和物（Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）を４．３１ｇ、および富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０３５−０９７３５の硝酸セリウム・６水和物（Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を０．３９ｇ用いた以外は、実施例１と同様にして実施例４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−４を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−４は、Ｙ２．６０Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．４０の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、１５ｍｏｌ％である。
（実施例５）
キシダ化学のｃａｔ ＮＯ．６３０−８７１２５の硝酸イットリウム・６水和物（Ｙ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を２．３０ｇ、富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０１８−０１９４５の硝酸アルミニウム・９水和物（Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）を４．４３ｇ、および富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０３５−０９７３５の硝酸セリウム・６水和物（Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を０．４６ｇ用いた以外は、実施例１と同様にして実施例５におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−５を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−５は、Ｙ２．５５Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．４５の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、１８ｍｏｌ％である。
（実施例６）
キシダ化学のｃａｔ ＮＯ．６３０−８７１２５の硝酸イットリウム・６水和物（Ｙ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を２．３０ｇ、富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０１８−０１９４５の硝酸アルミニウム・９水和物（Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）を４．５０ｇ、および富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０３５−０９７３５の硝酸セリウム・６水和物（Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を０．５３４ｇ用いた以外は、実施例１と同様にして実施例６におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−６を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−６は、Ｙ２．４８Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．５２の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、２１ｍｏｌ％である。
（実施例７）
キシダ化学のｃａｔ ＮＯ．６３０−８７１２５の硝酸イットリウム・６水和物（Ｙ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を２．３０ｇ、富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０１８−０１９４５の硝酸アルミニウム・９水和物（Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）を４．６１ｇ、および富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０３５−０９７３５の硝酸セリウム・６水和物（Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を０．６１０ｇ用いた以外は、実施例１と同様にして実施例７におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−７を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−７は、Ｙ２．４２Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．５８の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、２４ｍｏｌ％である。
（実施例８）
キシダ化学のｃａｔ ＮＯ．６３０−８７１２５の硝酸イットリウム・６水和物（Ｙ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を２．３０ｇ、富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０１８−０１９４５の硝酸アルミニウム・９水和物（Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）を４．７６ｇ、および富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０３５−０９７３５の硝酸セリウム・６水和物（Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を０．６９０ｇ用いた以外は、実施例１と同様にして実施例８におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−８を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−８は、Ｙ２．３７Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．６３の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、２７ｍｏｌ％である。
（実施例９）
キシダ化学のｃａｔ ＮＯ．６３０−８７１２５の硝酸イットリウム・６水和物（Ｙ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を２．３０ｇ、富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０１８−０１９４５の硝酸アルミニウム・９水和物（Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）を４．９９ｇ、および富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０３５−０９７３５の硝酸セリウム・６水和物（Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を０．８６８ｇ用いた以外は、実施例１と同様にして実施例９におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−９を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−９は、Ｙ２．２５Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．７５の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、３３ｍｏｌ％である。
（実施例１０）
キシダ化学のｃａｔ ＮＯ．６３０−８７１２５の硝酸イットリウム・６水和物（Ｙ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を２．３０ｇ、富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０１８−０１９４５の硝酸アルミニウム・９水和物（Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）を５．２９ｇ、および富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０３５−０９７３５の硝酸セリウム・６水和物（Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を１．０６４ｇ用いた以外は、実施例１と同様にして実施例１０におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１０を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１０は、Ｙ２．１２Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．８８の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、４２ｍｏｌ％である。
（実施例１１）
キシダ化学のｃａｔ ＮＯ．６３０−８７１２５の硝酸イットリウム・６水和物（Ｙ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を２．３０ｇ、富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０１８−０１９４５の硝酸アルミニウム・９水和物（Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）を５．４４ｇ、および富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０３５−０９７３５の硝酸セリウム・６水和物（Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を１．１７２ｇ用いた以外は、実施例１と同様にして実施例１０におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１１を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１１は、Ｙ２．０６Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．９４の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、４６ｍｏｌ％である。
（実施例１２）
実施例３において、前駆体を生成する条件を６５０℃、３時間および７５０℃、３時間から１０８０℃、３時間に変えた以外は、実施例３と同様にして実施例１２におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１２を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１２は、Ｙ２．６７Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．３３の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、１２ｍｏｌ％である。
（実施例１３）
実施例４において、前駆体を生成する条件を６５０℃、３時間および７５０℃、３時間から１０８０℃、３時間に変えた以外は、実施例４と同様にして実施例１３におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１３を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１３は、Ｙ２．６１Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．３９の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、１５ｍｏｌ％である。
（実施例１４）
実施例５において、前駆体を生成する条件を６５０℃、３時間および７５０℃、３時間から１０８０℃、３時間に変えた以外は、実施例５と同様にして実施例１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１４を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１４は、Ｙ２．５５Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．４５の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、１８ｍｏｌ％である。
（比較例１）
キシダ化学のｃａｔ ＮＯ．６３０−８７１２５の硝酸イットリウム・６水和物（Ｙ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を２．３０ｇ、富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０１８−０１９４５の硝酸アルミニウム・９水和物（Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）を３．７７ｇ、および富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０３５−０９７３５の硝酸セリウム・６水和物（Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を０．０１５７ｇ用いた以外は、実施例１と同様にして比較例１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１は、Ｙ２．９８２Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．０１８の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、０．６０ｍｏｌ％である。
（比較例２）
キシダ化学のｃａｔ ＮＯ．６３０−８７１２５の硝酸イットリウム・６水和物（Ｙ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を２．３０ｇ、富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０１８−０１９４５の硝酸アルミニウム・９水和物（Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）を３．７９ｇ、および富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０３５−０９７３５の硝酸セリウム・６水和物（Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を０．０２６３ｇ用いた以外は、実施例１と同様にして比較例２におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ２を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ２は、Ｙ２．９７Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．０３の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、１．０ｍｏｌ％である。
（比較例３）
キシダ化学のｃａｔ ＮＯ．６３０−８７１２５の硝酸イットリウム・６水和物（Ｙ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を２．３０ｇ、富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０１８−０１９４５の硝酸アルミニウム・９水和物（Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）を３．８３ｇ、および富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０３５−０９７３５の硝酸セリウム・６水和物（Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を０．０５３０ｇ用いた以外は、実施例１と同様にして比較例３におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ３を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ３は、Ｙ２．９４Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．０６の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、２．０ｍｏｌ％である。
（比較例４）
キシダ化学のｃａｔ ＮＯ．６３０−８７１２５の硝酸イットリウム・６水和物（Ｙ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を２．３０ｇ、富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０１８−０１９４５の硝酸アルミニウム・９水和物（Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）を３．９０ｇ、および富士フィルム和光純薬のｃａｔ ＮＯ．０３５−０９７３５の硝酸セリウム・６水和物（Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）を０．１０９ｇ用いた以外は、実施例１と同様にして比較例４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ４を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ４は、Ｙ２．８８Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．１２の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、４．２ｍｏｌ％である。
（比較例５）
前駆体を生成する工程を用いずに製造した以外は、比較例１と同様にして比較例５におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ５を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ５は、Ｙ２．９８２Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．０１８の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、０．６０ｍｏｌ％である。
（比較例６）
前駆体を生成する工程を用いずに製造した以外は、比較例２と同様にして比較例６におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ６を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ６は、Ｙ２．９７Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．０３の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、１．０ｍｏｌ％である。
（比較例７）
前駆体を生成する工程を用いずに製造した以外は、比較例３と同様にして比較例７におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ７を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ７は、Ｙ２．９４Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．０６の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、２．０ｍｏｌ％である。
（比較例８）
前駆体を生成する工程を用いずに製造した以外は、比較例４と同様にして比較例８におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ８を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ８は、Ｙ２．８８Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．１２の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、４．２ｍｏｌ％である。
（比較例９）
前駆体を生成する工程を用いずに製造した以外は、実施例１と同様にして比較例９におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ９を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ９は、Ｙ２．７９Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．２１の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、７．５ｍｏｌ％である。
（比較例１０）
前駆体を生成する工程を用いずに製造した以外は、実施例２と同様にして比較例１０におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１０を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１０は、Ｙ２．７３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．２７の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、９．９ｍｏｌ％である。
（比較例１１）
前駆体を生成する工程を用いずに製造した以外は、実施例３と同様にして比較例１１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１１を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１１は、Ｙ２．６７Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．３３の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、１２ｍｏｌ％である。
（比較例１２）
前駆体を生成する工程を用いずに製造した以外は、実施例４と同様にして比較例１２におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１２を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１２は、Ｙ２．６１Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．３９の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、１５ｍｏｌ％である。
（比較例１３）
前駆体を生成する工程を用いずに製造した以外は、実施例５と同様にして比較例１３におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１３を製造した。
イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１３は、Ｙ２．５５Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．４５の組成式によって表され、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙは、１８ｍｏｌ％である。
［評価］
実施例１，３，４，６，８〜１１および比較例４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体について、製造工程Ｓ２の６５０℃、３時間および７５０℃、３時間の熱分解工程によって生成された前駆体のＸ線回折（X-ray diffraction）を測定した。
また、実施例１〜１１および比較例１〜１３におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体についてＸ線回折を測定した。
Ｘ線回折の測定は、Ｃｕ管球（特性Ｘ線：Ｋα１＝１．５４０６Å、Ｋα２＝１．５４４４Å）を装備したリガク社製のX-ray Diffractometer Ultima IV、及び同管球を装備し、受光側にグラファイトモノクロメータを有するパナリティカル社製のX-ray Diffractometer X’Pert Pro MPDを用いて行った。
図３は、実施例１，３，４，６，８〜１１および比較例４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体を製造するときの前駆体のＸ線回折スペクトルを示す図である。図３において、スペクトルＳＰ１〜ＳＰ８は、それぞれ、実施例１，３，４，６，８〜１１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１，１０−３，１０−４，１０−６，１０−８〜１０−１１を製造するときの前駆体のＸ線回折スペクトルを示し、スペクトルＳＰ９は、比較例４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ４を製造するときの前駆体のＸ線回折スペクトルを示す。
図３を参照して、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１，１０−３，１０−４，１０−６，１０−８〜１０−１１およびイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ４を製造するときの前駆体は、非晶質相あるいは大部分が非晶質相からなっていることが分かった。従って、錯体重合ゲルを熱分解しても、非晶質状態あるいは大部分が非晶質状態を維持していることが明らかになった。このように、イットリウム（Ｙ）に対するセリウム（Ｃｅ）のモル比Ｃｅ／Ｙを７．５ｍｏｌ％〜４６ｍｏｌ％の範囲で増加させても、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１，１０−３，１０−４，１０−６，１０−８〜１０−１１を製造するときの前駆体が非晶質相あるいは大部分が非晶質相から成っていることが確認された。
なお、実施例３におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体を製造するときの前駆体の熱分解温度を変えて実験を行った結果、熱処理温度が４５０℃以上８５０℃未満であるとき、前駆体は、非晶質相あるいは大部分が非晶質相から成ることがＸ線回折スペクトルから分かった。
前駆体を生成するための熱分解温度の下限値を調べるために、実施例３における錯体重合ゲルを大気中で２００℃、３５０℃の温度で３時間熱処理して前駆体を生成した。
図４は、実施例３における錯体重合ゲルを２００℃、３５０℃の温度で熱処理したときのＸ線回折スペクトルを示す図である。図４において、スペクトルＳＰ１０は、実施例３における錯体重合ゲルを３５０℃の温度で熱処理したときのＸ線回折スペクトルを示し、スペクトルＳＰ１１は、実施例３における錯体重合ゲルを２００℃の温度で熱処理したときのＸ線回折スペクトルを示す。
図４を参照して、実施例３における錯体重合ゲルを２００℃、３５０℃の温度で熱処理して生成された前駆体は、非晶質状態を維持していることが分かった（スペクトルＳＰ１０，Ｓ１１参照）。しかし、実施例３における錯体重合ゲルを２００℃の温度で熱処理した場合、生成された前駆体は、黒っぽい色を有し、炭素を含んでいる可能性があった。
図５は、前駆体を生成するときの熱処理温度を変えたときのイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体の蛍光スペクトルを示す図である。図５において、スペクトルＳＰ１２〜ＳＰ１６は、それぞれ、前駆体を生成するときの熱処理温度が９００℃、８５０℃、８００℃、４５０℃および３５０℃であるときのイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体の蛍光スペクトルを示す。なお、前駆体を生成するときの熱処理温度が２００℃である場合については、前駆体が炭素を含んでいる可能性があったため、前駆体を焼成しなかった。そのため、図５においては、前駆体を生成するときの熱処理温度が２００℃であるときのイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体の蛍光スペクトルは、示されていない。また、蛍光スペクトルＳＰ１２〜ＳＰ１６を測定するときの励起波長は、４５０ｎｍである。
図５を参照して、前駆体を生成するときの熱処理温度が３５０℃であるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体の蛍光スペクトルＳＰ１６は、前駆体を生成するときの熱処理温度が９００℃、８５０℃、８００℃および４５０℃であるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体の蛍光スペクトルＳＰ１２〜ＳＰ１５よりも強度が非常に低い。
従って、前駆体を生成するときの熱処理温度が９００℃、８５０℃、８００℃および４５０℃であるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体の蛍光スペクトルＳＰ１２〜ＳＰ１５と同等程度の強度を有する蛍光スペクトルが得られるための前駆体を生成するときの熱処理温度の下限値を決定する観点からは、前駆体を生成するときの熱処理温度の下限値は、３５０℃と４５０℃との間に存在する可能性があることが分かった。そして、前駆体を生成するときの実験的に得られている熱処理温度の下限値は、４５０℃である。よって、図１の工程Ｓ３において、錯体重合ゲルを熱分解するときの熱処理温度として、４５０℃以上８５０℃未満の温度が好ましい。
図６は、実施例１，９〜１２および比較例１，９におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１，１０−９〜１０−１２および１０−Ｃｏｍｐ１，１０−Ｃｏｍｐ９のＸ線回折スペクトルを示す図である。
図６において、スペクトルＳＰ１７は、実施例１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体のＸ線回折スペクトルを示し、スペクトルＳＰ１８〜ＳＰ２０は、それぞれ、実施例９〜１１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体のＸ線回折スペクトルを示し、スペクトルＳＰ２１は、実施例１２におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体のＸ線回折スペクトルを示し、スペクトルＳＰ２２は、比較例１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体のＸ線回折スペクトルを示し、スペクトルＳＰ２３は、比較例９におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体のＸ線回折スペクトルを示す。
なお、実施例２〜８におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体は、実施例１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体のＸ線回折スペクトルＳＰ１７と同様のＸ線回折スペクトルを示した。また、実施例１３，１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体は、実施例１２におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体のＸ線回折スペクトルＳＰ２１と同様のＸ線回折スペクトルを示した。更に、比較例２〜８におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体は、比較例１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体のＸ線回折スペクトルＳＰ２２と同様のＸ線回折スペクトルを示した。更に、比較例１０〜１３におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体は、比較例９におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体のＸ線回折スペクトルＳＰ２３と同様のＸ線回折スペクトルを示した。
また、図６におけるスペクトルＳＰ＿ＳＴＤ＿ＹＡＧは、無機結晶構造データベース（ICSD）に登録されているセリウムを含まないイットリウムアルミニウムガーネット結晶の標準品ＳＴＤのＸ線回折スペクトルを示し（ＩＣＳＤ６７１０３）、スペクトルＳＰ＿ＳＴＤ＿ＣｅＯ２は、ＩＣＳＤに登録されているＣｅＯ２の標準品ＳＴＤのＸ線スペクトルを示し（ＩＣＳＤ８８７５９）、スペクトルＳＰ＿ＳＴＤ＿ＣｅＡｌＯ３は、ＩＣＳＤに登録されているＣｅＡｌＯ３の標準品ＳＴＤのＸ線スペクトルを示す（ＩＣＳＤ２４５５６３）。
図６を参照して、実施例１〜８におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−８は、標準品ＳＴＤのイットリウムアルミニウムガーネット結晶と同様なスペクトルを有し、イットリウムアルミニウムガーネット結晶相に起因するピークのみを有する（ＳＰ１７，ＳＰ＿ＳＴＤ参照）。
一方、実施例９〜１１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−９〜１０−１１は、標準品ＳＴＤのイットリウムアルミニウムガーネット結晶と同様なスペクトルを有するとともに、ＣｅＡｌＯ３の結晶相に起因するピーク（矢印参照）を有する（ＳＰ１８〜ＳＰ２０，ＳＰ＿ＳＴＤ参照）。
また、実施例１２〜１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１２〜１０−１４は、標準品ＳＴＤのイットリウムアルミニウムガーネット結晶と同様なスペクトルを有するとともに、ＣｅＡｌＯ３の結晶相に起因するピーク（矢印参照）を有する（ＳＰ２１，ＳＰ＿ＳＴＤ参照）。
更に、比較例１〜８におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１，１０−Ｃｏｍｐ８は、標準品ＳＴＤのイットリウムアルミニウムガーネット結晶と同様なスペクトルを有し、イットリウムアルミニウムガーネット結晶相に起因するピークのみを有する（ＳＰ２２，ＳＰ＿ＳＴＤ参照）。
更に、比較例９〜１３におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ９〜１０−Ｃｏｍｐ１３は、標準品ＳＴＤのイットリウムアルミニウムガーネット結晶と同様なスペクトルを有するとともに、ＣｅＯ２の結晶相に起因するピーク（矢印参照）を有する（ＳＰ２３，ＳＰ＿ＳＴＤ参照）。
従って、実施例１〜８および比較例１〜８におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−８，１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ８は、イットリウムアルミニウムガーネット結晶相と同様な結晶構造を有する単相であることが分かった。一方、実施例９〜１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−９〜１０−１４は、イットリウムアルミニウムガーネット結晶相とＣｅＡｌＯ３結晶相との混合物であることが分かった。更に、比較例９〜１３におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｐｍ９〜１０−Ｃｏｍｐ１３は、イットリウムアルミニウムガーネット結晶相とＣｅＯ２結晶相との混合物であることが分かった。
実施例９におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−９は、熱分解工程における温度が６５０℃および７５０℃であり、１０８０℃よりも低く、イットリウム（Ｙ）に対して３３ｍｏｌ％のセリウム（Ｃｅ）を含む。このことから、イットリウム（Ｙ）に対するセリウム（Ｃｅ）の含有量が３３ｍｏｌ％未満であるとき、イットリウムアルミニウムガーネット結晶相のみからなるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体が得られ、イットリウム（Ｙ）に対するセリウム（Ｃｅ）の含有量が３３ｍｏｌ％以上になると、イットリウムアルミニウムガーネット結晶相とＣｅＡｌＯ３結晶相との混合物からなるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体が得られることが分かった。
比較例９におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ９は、イットリウム（Ｙ）に対して７．５ｍｏｌ％のセリウム（Ｃｅ）を含み、前駆体を生成する工程を用いずに製造している。このことから、イットリウム（Ｙ）に対するセリウム（Ｃｅ）の含有量が７．５ｍｏｌ％未満であるとき、イットリウムアルミニウムガーネット結晶相のみからなるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体が得られ、イットリウム（Ｙ）に対するセリウム（Ｃｅ）の含有量が７．５ｍｏｌ％以上になると、イットリウムアルミニウムガーネット結晶相とＣｅＯ2結晶相との混合物であるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体が得られることが分かった。
また、実施例１２〜１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１２〜１０−１４は、熱分解工程における温度が１０８０℃であり、イットリウム（Ｙ）に対するセリウム（Ｃｅ）の含有量が３３ｍｏｌ％未満（Ｃｅ／Ｙ＝１２ｍｏｌ％、１５ｍｏｌ％および１８ｍｏｌ％）であっても、イットリウムアルミニウムガーネット結晶相とＣｅＡｌＯ３結晶相との混合物であることが分かった。
従って、イットリウムアルミニウムガーネット結晶相のみからなるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体を製造するには、熱分解工程における温度を１０８０℃よりも低くすることが重要であることが分かった。
実施例１〜１４および比較例１〜１３におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体について、発光蛍光スペクトルおよび発光蛍光スペクトルにおける発光ピーク波長を測定した。蛍光スペクトルの測定は、日立ハイテクサイエンス社製のFluorescence spectrophotometer F-7100を用いて行われた。また、発光ピーク波長の測定は、波長４５０ｎｍの光を励起光として用いたときのイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体から発光された蛍光スペクトルを測定し、その測定した蛍光スペクトルにおける発光ピーク波長を検出することによって行った。
実施例１〜１１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１のＸ線回折スペクトルを詳細に調べた結果、次のことが分かった。
実施例１〜１１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１のＸ線回折スペクトルにおいては、イットリウムアルミニウムガーネット結晶の標準品ＳＴＤに対応するピークは、イットリウム（Ｙ）に対するセリウム（Ｃｅ）の含有量が増加するに従って低角側へシフトする。
回折角（２θ）がイットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙの増加に対して低角側へシフトするのは、Ｃｅ３＋のイオン半径（＝１．１４３Å）がＹ３＋のイオン半径（＝１．０１９Å）よりも大きく、Ｃｅ３＋のＹ３＋サイト（空間群Ｉａ−３ｄ（Ｎｏ．２３０），２４ｃサイト）への置換固溶が起こっているためであると考えられる（非特許文献７）。
図７は、実施例１〜１１のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１の蛍光スペクトルを示す図である。
図７において、横軸は、波長を表し、縦軸は、強度を表す。また、蛍光スペクトルＦＬ１〜ＦＬ１１は、それぞれ、実施例１〜１１のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１の蛍光スペクトルを示し、スペクトルＳＰ＿ＥＸ１〜ＳＰ＿ＥＸ１１は、それぞれ、実施例１〜１１のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１の蛍光スペクトルを測定するときの励起光のスペクトルを示す。なお、励起光のスペクトルにおけるピーク波長λｅｘは、４５０ｎｍである。
図７を参照して、実施例１〜１１のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１の蛍光スペクトルは、イットリウムに対するセリウムの含有量Ｃｅ／Ｙの増加に伴って、ピーク波長が長波長側へシフトし、ピーク強度が減少することが分かった（ＦＬ１〜ＦＬ１１参照）。
そして、図７に示す蛍光スペクトルＦＬ１〜ＦＬ１１に基づいてイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１の蛍光スペクトルのピーク波長を測定した結果、実施例１〜１１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１の発光ピーク波長は、それぞれ、５８０．２（ｎｍ），５８５．８（ｎｍ），５８８．２（ｎｍ），５９４．６（ｎｍ），５９８．６（ｎｍ），６０３．２（ｎｍ），６０３．４（ｎｍ），６０６．２（ｎｍ），６０５．８（ｎｍ），６０９．８（ｎｍ），６１０．４（ｎｍ）であった。
同様に、実施例１２〜１４のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１２〜１０−１４の蛍光スペクトルのピーク波長を測定した結果、実施例１２〜１４のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１２〜１０−１４の蛍光スペクトルのピーク波長は、それぞれ、５８０．２（ｎｍ）、５８０．６（ｎｍ）、５８０．２（ｎｍ）であった。
また、同様に、比較例１〜１３のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ１３の蛍光スペクトルのピーク波長を測定した結果、比較例１〜１３におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ１３の発光ピーク波長は、それぞれ、５３８．４（ｎｍ），５４１．６（ｎｍ），５５４．０（ｎｍ），５６４．８（ｎｍ），５３８．４（ｎｍ），５３８．２（ｎｍ），５４１．４（ｎｍ），５４４．６（ｎｍ），５４９．４（ｎｍ），５４９．２（ｎｍ），５４７．８（ｎｍ），５４４．６（ｎｍ），５４４．４（ｎｍ）であった。
従って、実施例１〜１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１４は、比較例１〜１３におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ１３の発光ピーク波長（５３８．２ｎｍ〜５６４．８ｎｍ）よりも長く、５７９ｎｍよりも長い発光ピーク波長を有することが分かった。
図８は、比較例１〜４のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ４の蛍光スペクトルを示す図である。
図８において、横軸は、波長を表し、縦軸は、強度を表す。また、蛍光スペクトルＦＬ＿Ｃ１〜ＦＬ＿Ｃ４は、それぞれ、比較例１〜４のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ４の蛍光スペクトルを示し、スペクトルＳＰ＿ＥＸ＿Ｃ１〜ＳＰ＿ＥＸ＿Ｃ４は、それぞれ、比較例１〜４のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ４の蛍光スペクトルを測定するときの励起光のスペクトルを示す。なお、励起光のスペクトルにおけるピーク波長λｅｘは、４５０ｎｍである。
図８を参照して、比較例１〜４のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ４の蛍光スペクトルは、実施例１〜１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１４の蛍光スペクトルと同じような形状を有する（ＦＬ＿Ｃ１〜ＦＬ＿Ｃ４参照）。
そして、図８に示す蛍光スペクトルＦＬ＿Ｃ１〜ＦＬ＿Ｃ４に基づいてイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ４の蛍光スペクトルのピーク波長を測定した結果、比較例１〜４のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐの発光ピーク波長は、それぞれ、５３８．４（ｎｍ），５４１．６（ｎｍ），５５４．０（ｎｍ），５６４．８（ｎｍ）であった。
なお、比較例５〜１３のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ５〜１０−Ｃｏｍｐ１３の蛍光スペクトルは、図８に示す比較例１〜４のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ４の蛍光スペクトルＦＬ＿Ｃ１〜ＦＬ＿Ｃ４と同じ形状であった。
実施例１および実施例８におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１，１０−８のＴＥＭ分析（Transmission Electron Microscope）およびＥＤＸ分析（Energy dispersive X-ray spectrometry）を行った。
ＴＥＭ分析およびＥＤＸ分析は、ＦＥＩ社製のTecnai G2 F20を用いて行われた。
図９は、実施例１，８におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１，１０−８のＴＥＭ分析の結果を示す図である。図９の（ａ），（ｂ）は、実施例１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１のＴＥＭ分析の結果を示し、図９の（ｃ），（ｄ）は、実施例８におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−８のＴＥＭ分析の結果を示す。図９においては、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１，１０−８における同一領域について倍率を変えてＴＥＭ分析を行った結果を示す。なお、図９の（ａ），（ｃ）において、スケールバーは、２０ｎｍを示し、図９の（ｂ），（ｄ）において、スケールバーは、５ｎｍを示す。
図９を参照して、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１，１０−８の粒子径は、３０〜４０ｎｍであり、粒子径の均一性が良いことが分かった。また、図９の（ｂ）および図９の（ｄ）に示すように、格子縞が観測されており、非晶質相が極めて少ないので、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１，１０−８は、単相のイットリウムアルミニウムガーネット結晶からなることが分かった。このことから、ＴＥＭ分析の結果は、上述したＸ線回折の分析結果と良い一致を示すものである。
図１０は、実施例１，８におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１，１０−８のＥＤＸ分析を行った部位を示す図である。図１０の（ａ）は、実施例１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１のＥＤＸ分析を行った部位を示し、図１０の（ｂ）は、実施例８におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−８のＥＤＸ分析を行った部位を示す。図１０に示すポイント１およびポイント２についてＥＤＸ分析を行った。
図１１は、実施例１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１のＥＤＸ分析の結果を示す図である。図１１の（ａ）は、図１０の（ａ）に示すポイント１におけるＥＤＸ分析の結果を示し、図１１の（ｂ）は、図１０の（ａ）に示すポイント２におけるＥＤＸ分析の結果を示す。
図１１を参照して、ポイント１，２におけるＥＤＸ分析の結果においては、同じ元素が検出されており、各元素のピーク強度もほぼ同じである。
図１２は、実施例８におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−８のＥＤＸ分析の結果を示す図である。図１２の（ａ）は、図１０の（ｂ）に示すポイント１におけるＥＤＸ分析の結果を示し、図１２の（ｂ）は、図１０の（ｂ）に示すポイント２におけるＥＤＸ分析の結果を示す。
図１２を参照して、ポイント１，２におけるＥＤＸ分析の結果においては、同じ元素が検出されており、各元素のピーク強度もほぼ同じである。
このように、実施例１，８におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１，１０−８は、ナノレベルでも組成ムラが極めて少ないことが分かった。
図１３は、発光ピーク波長とｍ値との関係を示す図である。図１３において、縦軸は、発光ピーク波長を表し、横軸は、Ｃｅの含有量を示すｍ値を表す。なお、実施例１〜１１におけるｍ値は、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１に含まれるＣｅの含有量を表し、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）分析によって求められた蛍光体中のＣｅ量およびＹ量から算出されたものである。ＩＣＰ分析は、島津製作所製のICPS-8100を用いて行われた。また、実施例１２〜１４および比較例１〜１３におけるｍ値は、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１２〜１０−１４およびイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ１３を製造するときの原料におけるｍ値を表す。
また、●、◇および□は、実施例１〜１１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１の発光ピーク波長とｍ値との関係を示し、〇は、実施例１２〜１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１２〜１０−１４の発光ピーク波長とｍ値との関係を示し、▲は、比較例１〜４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ４の発光ピーク波長とｍ値との関係を示し、△は、比較例５〜１３におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ５〜１０−Ｃｏｍｐ１３の発光ピーク波長とｍ値との関係を示す。なお、●、◇および□は、実施例１〜１１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１を同じ条件で３回作製したときの発光ピーク波長とｍ値との関係を示す。●は、１回目に作製したイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１の発光ピーク波長とｍ値との関係を示し、◇は、２回目に作製したイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１の発光ピーク波長とｍ値との関係を示し、□は、３回目に作製したイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１の発光ピーク波長とｍ値との関係を示す。
図１３を参照して、実施例１〜１１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１の発光ピーク波長は、セリウムの含有量が増加するに伴って長くなる（●、◇および□参照）。
そして、発光ピーク波長をλＰ［ｎｍ］とした場合、●で示されるデータにおけるλＰのｍ値に対する回帰曲線ＲＣ１は、次式によって表される。
λＰ＝６８．７２ｍ３−１９６．２ｍ２＋１８５．９９ｍ＋５４８．１５（０．２１≦ｍ≦０．９４）・・・（２）
また、◇で示されるデータにおけるλＰのｍ値に対する回帰曲線ＲＣ２は、次式によって表される。
λＰ＝−５．３８１２ｍ３−６０．９９２ｍ２＋１１６．８５ｍ＋５５８．４６（０．２１≦ｍ≦０．９４）・・・（３）
更に、□で示されるデータにおけるλＰのｍ値に対する回帰曲線ＲＣ３は、次式によって表される。
λＰ＝−３５．６４５ｍ３−５．７７５２ｍ２＋８９．０５５ｍ＋５６２．５（０．２１≦ｍ≦０．９４）・・・（４）
式（２）におけるλＰとｍとの相関係数は、０．９８２であり、式（３）におけるλＰとｍとの相関係数は、０．９９７であり、式（４）におけるλＰとｍとの相関係数は、０．９９４である。
実施例１２〜１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１２〜１０−１４の発光ピーク波長は、セリウムの含有量が増加するに伴って、殆ど変化しない（〇参照）。
実施例１〜１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１４においては、ｍ＝０．２１〜０．９４のセリウムをイットリウムアルミニウムガーネット結晶に含めることができるので、発光ピーク波長は、５７９［ｎｍ］よりも長くなる。
また、熱分解工程の温度を１０８０℃よりも低く設定した実施例３〜５におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−３〜１０−５の発光ピーク波長は、熱分解工程の温度を１０８０℃に設定した実施例１２〜１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１２〜１０−１４の発光ピーク波長よりも長波長側へシフトする。そして、発光ピーク波長が長波長側へシフトするシフト量は、セリウムの含有量ｍの増加に伴って大きくなる。従って、熱分解工程の温度を１０８０℃よりも低く設定することによって、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体の発光ピーク波長を、より長波長側へシフトできることが分かった。
更に、実施例１〜１１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１の発光ピーク波長は、ｍ値が０．２１≦ｍ＜０．５０の範囲において、直線ｋ１と直線ｋ２との間で分布し、ｍ値が０．５０≦ｍ≦０．９４の範囲において、曲線ｋ３と曲線ｋ４との間で分布する。直線ｋ１は、λｐ＝７４．５７１ｍ＋５６３．５５によって表され、直線ｋ２は、λｐ＝７４．５７１ｍ＋５６６．５５によって表され、直線ｋ３は、λｐ＝＝６００．０によって表され、曲線ｋ４は、１０８．０２ｍ３−２６６．７７ｍ２＋２２７．９８ｍ＋５４７．０７によって表される。従って、０．２１≦ｍ＜０．５０の範囲において、ピーク波長λｐは、次式を満たす。
７４．５７１ｍ＋５６３．５５（０．２１≦ｍ＜０．５０）≦λＰ≦７４．５７１ｍ＋５６６．５５（０．２１≦ｍ＜０．５０）・・・（５）
また、０．５０≦ｍ≦０．９４の範囲において、ピーク波長λｐは、次式を満たす。
６００．０（０．５０≦ｍ≦０．９４）≦λＰ≦１０８．０２ｍ３−２６６．７７ｍ２＋２２７．９８ｍ＋５４７．０７（０．５０≦ｍ≦０．９４）・・・（６）
比較例１〜４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ４の発光ピーク波長は、セリウムの含有量の増加に伴って長くなるが（▲参照）、セリウムの含有量ｍが最大でも０．１２と少ないので、発光ピーク波長は、５６４．８［ｎｍ］に留まる。
また、比較例５〜１３におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ５〜１０−Ｃｏｍｐ１３の発光ピーク波長は、ｍ値の増加に伴って長くなり、ｍ値が０．２１のとき、最長の５４９．４［ｎｍ］になる。そして、発光ピーク波長は、ｍ値が０．２１から０．４５へ増加するに伴って５４９．４［ｎｍ］よりも短くなる（△参照）。
これは、上述したように、比較例５〜１３におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ５〜１０−Ｃｏｍｐ１３が、熱分解によって前駆体を生成する工程を用いずに製造されたためであると考えられる。
実施例１〜１１および比較例１〜４について、Ｃｅ／Ｙ［ｍｏｌ％］と、ｍ値と、発光ピーク波長と、５ｄ１と４ｆとの準位間におけるストークシフトとを表１に示す。
Figure 2020040306
 表１に示すように、実施例１〜１１のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１におけるストークスシフトは、１２７〜１６３［ｎｍ］の範囲であり、比較例１〜４のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ４におけるストークスシフトは、８４〜１１１［ｎｍ］の範囲である。
このように、実施例１〜１１のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１におけるストークスシフトは、比較例１〜４のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ４におけるストークスシフトに比べ、１０ｎｍよりも大きい。
従って、実施例１〜１１のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１は、ストークスシフトが大きいために、５７９［ｎｍ］よりも長波長の発光ピーク波長を有することが分かった。よって、１２７〜１６３［ｎｍ］の範囲のストークスシフトを有するイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体は、この発明の実施の形態によるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体である。
非特許文献１には、Ｃｅ／Ｙ［ｍｏｌ％］が１．０〜９．９［ｍｏｌ％］（［Y3-mAl5O12:Cem］のｍ＝０．０３〜０．２７）のとき、５３２〜５６０［ｎｍ］の発光ピーク波長が得られることが記載されている。また、非特許文献２には、Ｃｅ／Ｙ［ｍｏｌ％］が０．０７０〜５．３［ｍｏｌ％］（ｍ＝０．００２１〜０．１５）のとき、５２７〜５５１［ｎｍ］の発光ピーク波長が得られることが記載されている。更に、非特許文献３には、Ｃｅ／Ｙ［ｍｏｌ％］が０．０３３〜３．４［ｍｏｌ％］（ｍ＝０．０００９９〜０．０９９）のとき、５３６〜５５８［ｎｍ］の発光ピーク波長が得られることが記載されている。更に、非特許文献４には、Ｃｅ／Ｙ［ｍｏｌ％］が０．３２［ｍｏｌ％］（ｍ＝０．００９６）のとき、５７５［ｎｍ］の発光ピーク波長が得られることが記載されている。更に、非特許文献５には、Ｃｅ／Ｙ［ｍｏｌ％］が１．０〜１８［ｍｏｌ％］（ｍ＝０．０３〜０．４５）のとき、５２３〜５６８［ｎｍ］の発光ピーク波長が得られることが記載されている。更に、非特許文献６には、Ｃｅ／Ｙ［ｍｏｌ％］が０．５５〜５．８［ｍｏｌ％］（ｍ＝０．０１７〜０．１７）のとき、５２５［ｎｍ］の発光ピーク波長が得られることが記載されている。
このように、従来、公知のセリウム（Ｃｅ）を含むイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体の発光ピーク波長は、５７９ｎｍ未満である。そして、非特許文献５においては、原料におけるＣｅ／Ｙが１２［ｍｏｌ％］（ｍ＝０．３６）および１８［ｍｏｌ％］（ｍ＝０．４５）であっても、発光ピーク波長は、５６８［ｎｍ］である。
このように、実施例１〜１１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１は、従来のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体よりも多くのセリウムを含むことができ、従来のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体の発光ピーク波長よりも長く、５７９［ｎｍ］よりも長い発光ピーク波長を有する。
そして、実施例１〜１１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１が５７９［ｎｍ］よりも長い発光ピーク波長を有するのは、非晶質相を維持して錯体重合ゲルを熱分解する工程を用いてイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１を製造したことにより、従来のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体よりも多くのセリウム（Ｃｅ）をイットリウムアルミニウムガーネット結晶に含めることが可能になったためであると考えられる。
特許文献２は、アルカリ土類金属から選択される少なくとも１種の元素Ａと、ガリウム、珪素、酸素、硫黄と、ルミネセンス特性を付与することができる希土類金属とを基材とする化合物においてＡＧａ２Ｓ４型結晶相とＳｉＯ２結晶相とからなる複合粒子で構成される蛍光体を開示している。そして、特許文献２は、ルミネッセンス特性を付与する希土類金属としてユーロピウム（Ｅｕ）を開示している。
特許文献２は、このような蛍光体を製造する製造方法として、（１）金属錯体溶液の作製、（２）金属錯体重合ゲルの作製、（３）ゲルの熱処理工程、および（４）前駆体を硫化ならびに複合粒子化する工程を開示している。
特許文献２において、ゲルの熱処理工程は、金属錯体重合ゲルを２５０〜９００℃で熱処理してゲルを熱分解して前駆体を合成する工程である。この熱処理工程によって、Ｅｕが均一に分散した前駆体が形成される。
しかし、特許文献２は、ゲルの熱処理工程において、非晶質状態を維持したままで金属錯体重合ゲルを熱処理することを開示も示唆もしていない。また、特許文献２においては、均一に分散されるのは、ルミネッセンス特性を付与するユーロピウム（Ｅｕ）のみである。
一方、本願においては、上述した工程Ｓ３によって生成された前駆体は、非晶質相を有することを明示している（図３参照）。また、本願においては、工程Ｓ３によって、アルミニウム、イットリウムおよびＣｅが均一に分散される。
そして、図１３に示すように、実施例１〜１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１４の発光ピーク波長は、比較例５〜１３におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ５〜１０−Ｃｏｍｐ１３の発光ピーク波長よりも３０．８［ｎｍ］以上、長くなっている。即ち、図３に示す熱分解工程（工程Ｓ３）を用いることによって、発光ピーク波長が３０．８［ｎｍ］以上長くなるという当業者が予測できない顕著な効果を有する。
従って、特許文献２に記載のゲルの熱処理工程をイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体の錯体重合法に適用して本願のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体の製造方法に想到することは困難である。
実施例１〜１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１４および比較例１〜１３におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ１３の発光ピーク波長のＣＩＥｘｙｚ色空間におけるｘ値およびｙ値を測定した。色度は、大塚電子社製のQE-1100を用いて測定された。
その結果、実施例１〜１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１４のｘ値は、０．４９７４≦ｘ≦０．５７５３であり、ｙ値は、０．４２２０≦ｙ≦０．４９２９であり、（ｘ＋ｙ）値は、０．９８９３≦（ｘ＋ｙ）≦０．９９８１であった。また、実施例１〜１１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１のｘ値は、０．４９７４≦ｘ≦０．５７５３であり、ｙ値は、０．４２２０≦ｙ≦０．４９２９であり、（ｘ＋ｙ）値は、０．９９０３≦（ｘ＋ｙ）≦０．９９８１であった。
一方、比較例１〜４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ４のｘ値は、０．４１５８≦ｘ≦０．４６５１であり、ｙ値は、０．５１５８≦ｙ≦０．５４９０であり、（ｘ＋ｙ）値は、０．９６４８≦（ｘ＋ｙ）≦０．９８０９であり、比較例５〜１３におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ５〜１０−Ｃｏｍｐ１３のｘ値は、０．４１７９≦ｘ≦０．４３２０であり、ｙ値は、０．５４２５≦ｙ≦０．５５１９であり、（ｘ＋ｙ）値は、０．９６９８≦（ｘ＋ｙ）≦０．９７４５である。
このように、実施例１〜１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１４は、比較例１〜１３におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ１３よりも大きいｘ値を有する。
また、実施例１〜１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１４は、比較例１〜１３におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ４よりも大きい（ｘ＋ｙ）値を有する。そして、実施例１〜１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１４の（ｘ＋ｙ）値は、０．９８９３≦（ｘ＋ｙ）≦０．９９８１であるので、実施例１〜１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１４のｚ値（＝１−（ｘ＋ｙ））は、０．００１９≦ｚ≦０．０１０７と非常に小さい。
実施例１〜１１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１は、０．４９７４≦ｘ≦０．５７５３のｘ値および０．９９０３≦（ｘ＋ｙ）値≦０．９９８１の（ｘ＋ｙ）値を有するので、この発明の実施の形態によるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体は、好ましくは、０．４９７４≦ｘ≦０．５７５３のｘ値および０．９９０３≦（ｘ＋ｙ）値≦０．９９８１の（ｘ＋ｙ）値を有する。
実施例１〜１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１４および比較例１〜１３におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ１３のＣｅ／Ｙ、ｍ値、結晶構造、発光ピーク波長および色度値を表２に示す。
Figure 2020040306
 なお、表２におけるｘ値およびｙ値は、大塚電子社製のQE-1100を用いて測定された。
表２に示すように、Ｃｅ／Ｙが７．５［ｍｏｌ％］〜２７［ｍｏｌ％］である実施例１〜実施例８のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−８は、単相の結晶構造からなり、Ｃｅ／Ｙが３３［ｍｏｌ％］〜４６［ｍｏｌ％］である実施例９〜実施例１１のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−９〜１０−１１は、混合物であり、Ｃｅ／Ｙが１２［ｍｏｌ％］〜１８［ｍｏｌ％］である実施例１２〜１４のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１２〜１０−１４は、混合物である。
そして、実施例１〜実施例１４のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１４は、Ｃｅ／Ｙの増加に伴って発光ピーク波長が５８０．２ｎｍから６１０．４ｎｍまで長くなり、色度値のｘ値および（ｘ＋ｙ）値が大きくなる。
ｘ値は、色の赤味成分を示すものであり、ｘ値が大きいことは、赤味成分が多いことを示す。実施例１〜実施例１１のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１１は、０．４９７４≦ｘ≦０．５７５３のｘ値を有するので、赤味成分が多い５７９ｎｍよりも長い発光ピーク波長を有する。
そして、５８０ｎｍの発光ピーク波長は、蛍光の色が橙色になる下限値であるので、７．５［ｍｏｌ％］のＣｅ／Ｙ（即ち、式（１）におけるｍ＝０．２１）は、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１４が橙色の蛍光を発光するための臨界的意義を有する。
一方、比較例１〜４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１〜１０−Ｃｏｍｐ４は、０．４１５８≦ｘ≦０．４６５１のｘ値を有し、比較例５〜１３におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ５〜１０−Ｃｏｍｐ１３は、０．４１７９≦ｘ≦０．４３２０のｘ値を有するので、黄色の蛍光を発光する。
図１４は、色度図におけるｘ値とｙ値との関係を示す図である。図１４において、横軸は、ｘ値を表し、縦軸は、ｙ値を表す。また、白丸は、実施例１〜１４のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１４におけるｘ値とｙ値との関係を示し、黒三角は、比較例５〜１３イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ５〜１０−Ｃｏｍｐ１３におけるｘ値とｙ値との関係を示す。
実施例１〜１４のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１４におけるｘ値は、比較例５〜１３のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ５〜１０−Ｃｏｍｐ１３におけるｘ値に比べて飛躍的に大きくなることは、図１４からも明らかである。
実施例１〜１４のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１４は、図１に示す熱分解工程（工程Ｓ３）を用いて製造されたものであり、比較例５〜１３のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ５〜１０−Ｃｏｍｐ１３は、図１に示す熱分解工程（工程Ｓ３）を用いずに製造されたものである。従って、図１に示す熱分解工程（工程Ｓ３）を用いることによってｘ値が大きいイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１４を製造することができる。
表２に示すように、Ｃｅ／Ｙが７．５［ｍｏｌ％］以上３３［ｍｏｌ％］未満であるとき、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体は、単相のイットリウムアルミニウムガーネット結晶からなるので、式（１）〜（４）におけるｍは、好ましくは、０．２１≦ｍ＜０．７５である。
図１３に示す直線ｋ１は、λｐ＝７４．５７１ｍ＋５６３．５５（０．２１≦ｍ＜０．５０）によって表されるので、ｍ＝０．２１であるとき、λｐ＝５７９．２［ｎｍ］である。従って、この発明の実施の形態におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体は、発光ピーク波長が５７９［ｎｍ］よりも長い蛍光を発光する。
上述した実施例１〜１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１４を用いた発光装置２０が発光する白色光の演色性を評価するために、国際照明委員会（CIE：Commission Internationale de l’Eclairage）で定められた１４種類の演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のうちの特殊演色評価数Ｒ９を実施例１，５，８，１１および比較例４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１，１０−５，１０−８，１０−１１，１０−Ｃｏｍｐ４について算出した。その結果を表３に示す。
Figure 2020040306
表３においては、市販品（Phosphor Technology社製、QMK58/N-C1）のＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体Ｐ４６について算出した特殊演色評価数Ｒ９を参考として示す。
市販品のＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体Ｐ４６が発光する蛍光（黄色）と、青色ＬＥＤが発光する蛍光とを混色させたときに白色（約６５００Ｋ）になるようにＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体Ｐ４６の蛍光スペクトルと青色ＬＥＤの蛍光スペクトルとのスペクトル比を算出し、その算出したスペクトル比を用いて実施例１，５，８，１１および比較例４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１，１０−５，１０−８，１０−１１，１０−Ｃｏｍｐ４について特殊演色評価数Ｒ９を算出した。
表３に示すように、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体Ｐ４６の特殊演色評価数Ｒ９は、マイナスの値であるが、実施例１，５，８，１１および比較例４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１，１０−５，１０−８，１０−１１，１０−Ｃｏｍｐ４の特殊演色評価数Ｒ９は、プラスの値である。そして、実施例１，５，８，１１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１，１０−５，１０−８，１０−１１は、比較例４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ４よりも特殊演色評価数Ｒ９が大きい。
実施例１，５，８，１１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１，１０−５，１０−８，１０−１１のＣｅ量（ｍ）は、それぞれ、０．２１，０．４５，０．６３，０．９４であり、実施例１〜１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１４のＣｅ量（ｍ）の範囲をカバーしているので、実施例２〜４，６，７，９，１０，１２〜１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−２〜１０−４，１０−６，１０−７，１０−９，１０−１０，１０−１２〜１０−１４の特殊演色評価数Ｒ９も比較例４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ４の特殊演色評価数Ｒ９よりも大きいと考えられる。従って、実施例１〜１４におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１〜１０−１４を発光装置２０に用いた場合、演色性の良い白色光を発光できることが分かった。
実施例１，３，６，８および比較例１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１，１０−３，１０−６，１０−８，１０−Ｃｏｍｐ１の格子定数をパナリティカル製Ｘ線回折装置で得られた回折データのリートベル解析によって求めた。リートベル解析には、ＲＩＥＴＡＮ−ＦＰを用いた。その結果を表４に示す。括弧内の数値は、標準偏差を表す。
Figure 2020040306
表４に示すように、実施例１，３，６，８におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１，１０−３，１０−６，１０−８は、比較例１におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−Ｃｏｍｐ１よりも大きい格子定数を有する。そして、実施例１，３，６，８におけるイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体１０−１，１０−３，１０−６，１０−８の格子定数は、Ｃｅ量（ｍ）の増加に伴って大きくなることが分かった。
この発明は、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体およびそれを備える発光装置に適用される。

Claims (4)

  1. 以下の式（１）によって表され、発光ピーク波長が５７９ｎｍよりも長い蛍光を発光するイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体。
    Ｙ３−ｍＡｌ５Ｏ１２：Ｃｅｍ（０．２１≦ｍ≦０．９４）・・・（１）
  2. 前記発光ピーク波長をλＰ［ｎｍ］としたとき、ｍおよびλＰは、下記の式（５），（６）を満たす、請求項１に記載のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体。
    ７４．５７１ｍ＋５６３．５５（０．２１≦ｍ＜０．５０）≦λＰ≦７４．５７１ｍ＋５６６．５５（０．２１≦ｍ＜０．５０）・・・（５）
    ６００．０（０．５０≦ｍ≦０．９４）≦λＰ≦１０８．０２ｍ３−２６６．７７ｍ２＋２２７．９８ｍ＋５４７．０７（０．５０≦ｍ≦０．９４）・・・（６）
  3. 単相のイットリウムアルミニウムガーネット結晶相からなる、請求項１または請求項２に記載のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体。
  4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体を少なくとも１つ備える発光装置。

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