JP7345141B2 - 蛍光体およびそれを使用した発光装置 - Google Patents
蛍光体およびそれを使用した発光装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7345141B2 JP7345141B2 JP2020074306A JP2020074306A JP7345141B2 JP 7345141 B2 JP7345141 B2 JP 7345141B2 JP 2020074306 A JP2020074306 A JP 2020074306A JP 2020074306 A JP2020074306 A JP 2020074306A JP 7345141 B2 JP7345141 B2 JP 7345141B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phosphor
- composition ratio
- light
- emission peak
- emission
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Description
本発明は、青色系の励起光を吸収し、赤色の蛍光を発する蛍光体、およびこの蛍光体を用いた発光装置に関する。
発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）等の半導体発光素子は、小型で消費電力が少なく、高輝度の発光を安定に行うことができるという利点を有しており、白熱灯等の照明器具に替わって、白色光を発するＬＥＤからなる発光装置を用いた照明器具が多く使用されている。白色光を発するＬＥＤとしては、例えば、青色ＬＥＤとＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅの組成式で示されるＣｅ賦活ＹＡＧ系の黄色蛍光体とを組み合わせたものが知られている。
上記構成の発光装置では、青色ＬＥＤの素子にＣｅ賦活ＹＡＧ蛍光体を塗布することで、ＬＥＤの青色光とＣｅ賦活ＹＡＧ蛍光体とから発せられる黄色光との混色により白色光を実現している。しかしながら、この構成では、Ｃｅ賦活ＹＡＧ蛍光体の発光特性に起因して青白く発色する。店頭のディスプレイ用照明や、医療現場用照明等においては、やや赤みを帯びた暖色系の白色が求められており、温かみのある白色光を発することには不向きである。このため、青色光を吸収し、赤色に蛍光する赤色蛍光体が求められている。これは、ＬＥＤのみならず、プロジェクター等に用いられるレーザーダイオード（ＬＤ）を用いた光源でも同様の要求がある。
一般的な赤色蛍光体として、例えば特許文献１に、青色ＬＥＤとＣｅ賦活ＹＡＧ系蛍光体とに加えて、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ７：Ｅｕの組成式で示されるＥｕ賦活窒化物蛍光体を更に組み合わせることにより、赤みを帯びた暖色系の白色を発することが実現可能な発光装置が開示されている。
特許文献１に示される蛍光体は、６００ｎｍ以上のピーク波長を有するため、このような構成により、３，２５０Ｋ以下の電球色領域の色温度において高い演色性評価指数（Ｒａ）を示し、特に赤色の見え方を示す特殊演色評価数（Ｒ９）が優れた値を示す白色光を発する発光装置が可能となる。
しかしながら特許文献１の蛍光体には、以下の課題がある。例えば、励起光源として青色ＬＤ等の高出力励起光源を適用し、高輝度、高演色光源を実現しようとする場合、上記特許文献１に記載の蛍光体では発光中心として発光寿命の短いＥｕを賦活しているため、高出力光源下では輝度飽和により発光輝度を大きくすることができず、高出力化が困難である。輝度飽和とは、光源の出力に対して蛍光体からの発光輝度が比例しない現象であり、発光する元素の発光寿命が長いほど輝度飽和が起こりやすいことが知られている。前述のＣｅ賦活ＹＡＧ系蛍光体であれば、ＥｕよりＣｅの発光寿命が長いため、輝度飽和が起こりにくい。また、特許文献１のＥｕが賦活される母相は窒化物蛍光体であり、その製造プロセス、特に合成反応を行う焼成工程の管理が複雑でありコストが高くなりやすい。例えば、原料にＳｉ３Ｎ４を用いた場合、高温で熱分解するため、焼成時には高圧環境を伴う炉が必要となる。また焼成中はアンモニア等の雰囲気下で行う場合もあり、危険を伴うプロセスとなる場合がある。一方、酸化物蛍光体であれば高圧環境などは不要で、使用する材料に依存するが大気中での合成も可能である。しかしながら通常のＣｅ賦活ＹＡＧ蛍光体では発光ピーク波長が約５５０ｎｍ付近に存在するためそのままでは使用できない。
本発明は、このような従来の課題を解決するもので、高出力光源下での輝度飽和による発光輝度の低下が少なく、高演色性を示すことができると共に、発光ピーク波長６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下を示す、Ｃｅを賦活した酸化物蛍光体を提供することを目的とする。
本開示に係る蛍光体は、
下記組成式（１）
Ｙ３－ｘ－ｚＡｘＣｅｚＡｌ５－ｙＬｉｙＯ１２・・・（１）
で表されるガーネット型の結晶構造を有する材料を含み、
Ａは、Ｙｂ、Ｅｕ、Ｌａのいずれか一つであり、
式（１）中のｘ、ｙおよびｚはそれぞれＡの組成比率、Ｌｉの組成比率、Ｃｅの組成比率であり、
ｘおよびｙは、ｘ≦２．７かつ２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８を同時に満たし、
zは、０＜ｚ≦０．１５の範囲であることを特徴とする。
下記組成式（１）
Ｙ３－ｘ－ｚＡｘＣｅｚＡｌ５－ｙＬｉｙＯ１２・・・（１）
で表されるガーネット型の結晶構造を有する材料を含み、
Ａは、Ｙｂ、Ｅｕ、Ｌａのいずれか一つであり、
式（１）中のｘ、ｙおよびｚはそれぞれＡの組成比率、Ｌｉの組成比率、Ｃｅの組成比率であり、
ｘおよびｙは、ｘ≦２．７かつ２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８を同時に満たし、
zは、０＜ｚ≦０．１５の範囲であることを特徴とする。
また、本発明に係る発光装置は、
上記蛍光体と、４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下に発光ピーク波長を有する光源と、
を備えていることを特徴とする。
上記蛍光体と、４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下に発光ピーク波長を有する光源と、
を備えていることを特徴とする。
本発明に係る蛍光体によれば、その発光ピーク波長は６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下であるため、可視光領域内の長波長領域において高い演色性を示す。また、Ｃｅを用いているため、高出力光源を照射下での輝度飽和による発光輝度の低下が少ない。従って、例えば４５０ｎｍを発光ピーク波長とする青色発光の光源との組み合わせにおいて、高輝度および高演色な発光装置を得ることができる。また、Ｃｅを賦活する母相に酸化物を使用しているため、複雑なプロセスを採ることなく製造コストを低減した蛍光体を提供することができる。
第1の態様に係る蛍光体は、下記組成式（１）
Ｙ３－ｘ－ｚＡｘＣｅｚＡｌ５－ｙＬｉｙＯ１２・・・（１）
で表されるガーネット型の結晶構造を有する材料を含み、
Ａは、Ｙｂ、Ｅｕ、Ｌａのいずれか一つであり、
式（１）中のｘ、ｙおよびｚはそれぞれＡの組成比率、Ｚｎの組成比率、Ｃｅの組成比率であり、
ｘ、ｙ、およびｚは、ｘ≦２．７、２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８かつ、
０＜ｚ≦０．１５の範囲である。
Ｙ３－ｘ－ｚＡｘＣｅｚＡｌ５－ｙＬｉｙＯ１２・・・（１）
で表されるガーネット型の結晶構造を有する材料を含み、
Ａは、Ｙｂ、Ｅｕ、Ｌａのいずれか一つであり、
式（１）中のｘ、ｙおよびｚはそれぞれＡの組成比率、Ｚｎの組成比率、Ｃｅの組成比率であり、
ｘ、ｙ、およびｚは、ｘ≦２．７、２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８かつ、
０＜ｚ≦０．１５の範囲である。
第２の態様に係る蛍光体は、上記第１の態様において、前記ＡはＹｂであり、
前記ｘおよびｙは、１．２≦ｘ≦２．７、２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８であってもよい。
前記ｘおよびｙは、１．２≦ｘ≦２．７、２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８であってもよい。
第３の態様に係る蛍光体は、上記第１の態様において、前記ＡはＥｕであり、
前記ｘおよびｙは、１．２≦ｘ≦２．７、２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８であってもよい。
前記ｘおよびｙは、１．２≦ｘ≦２．７、２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８であってもよい。
第４の態様に係る蛍光体は、上記第１の態様において、前記ＡはＬａであり、
前記ｘおよびｙは、ｘ≦２．７、２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８であってもよい。
前記ｘおよびｙは、ｘ≦２．７、２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８であってもよい。
第５の態様に係る発光装置は、上記第１から第４のいずれかの態様に係る前記蛍光体と、
４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下に発光ピーク波長を有する光源と、
を備えている。
４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下に発光ピーク波長を有する光源と、
を備えている。
以下、本開示の各実施の形態に係る蛍光体及び発光装置について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において共通する構成要素については同一の符号を付し、それらの説明は適宜省略する。
まず始めに各実施の形態に共通する本発明の蛍光体の特徴について説明する。
蛍光体の光学特性は、母結晶と発光中心の種類で決定される。例えば、一般的に黄色蛍光体として知られているＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅは、母結晶として立方晶系に属するガーネット構造の結晶であり、発光中心はＣｅである。図１にこのガーネット型結晶１の模式図を示す。ガーネット型結晶１を構成するサイトのうち、Ｙサイト２とＡｌサイト３に入る陽イオンに対してＯサイト４の酸素イオンが配位しており、Ｙサイト２では１２面体配位、Ａｌサイト３に対しては、８面体配位と４面体配位の２種類がある。本実施の形態においても、母結晶はガーネット構造を有するＹ３Ａｌ５Ｏ１２型の結晶であり、図１におけるＹサイト２の一部がＣｅで置換され、またＹサイト２、Ａｌサイト３の一部がさらに別の元素で置換した蛍光体となっている。尚、発光中心となるＣｅについては、全体としての添加量が微量であり、全ての結晶格子に存在しているわけではないため図示していない。Ｙサイト２、およびＡｌサイト３の一部を置換することにより、発光中心であるＣｅまわりの結晶場が変わる。すると、Ｃｅの５ｄ軌道が分裂し、Ｃｅのバンドギャップが小さくなり、発光波長が長波長側にシフトする。
このような各実施の形態における共通要素は下記組成式（１）で表すことができる。
つまり、本開示の蛍光体は、
Ｙ３－ｘ－ｚＡｘＣｅｚＡｌ５－ｙＬｉｙＯ１２・・・（１）
の組成式（１）で表されるガーネット型の結晶構造を有する材料を含み、
Ａは、Ｙｂ、Ｅｕ、Ｌａのいずれか一つであり、
ｘ≦２．７、２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８かつ、
０＜ｚ≦０．１５であることを特徴とする。
つまり、本開示の蛍光体は、
Ｙ３－ｘ－ｚＡｘＣｅｚＡｌ５－ｙＬｉｙＯ１２・・・（１）
の組成式（１）で表されるガーネット型の結晶構造を有する材料を含み、
Ａは、Ｙｂ、Ｅｕ、Ｌａのいずれか一つであり、
ｘ≦２．７、２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８かつ、
０＜ｚ≦０．１５であることを特徴とする。
上記において、ｘ≦２．７であるのは、ガーネット構造としてＹサイト２の取りうる組成比率が最大３であるために、Ｙサイト２を置換するＡの組成比率が２．７を超えると、結晶が不安定になると考えられるためである。
また、ｙ≧２．５であるのは、Ａｌサイト３を置換するＳｉの組成比率が２．５未満であると、上記でしめした発光元素であるＣｅに対する結晶場の影響が小さくなり発光ピーク波長に与える影響も小さくなるためである。
さらに、０＜ｚ≦０．１５であるのは、発光を得るためにはＣｅを含む必要があるため、ｚの値は０より大きい。ｚの値は、発光強度増大の観点から、望ましくは０．０００１以上、より望ましくは０．００３以上である。蛍光体が発光し得る限り、ｚの値の最大値に特に制限はない。しかし、ｚの値が大きくなりすぎる場合には、濃度消光により発光強度が低下する。そのため、ｚの値を０．１５以下とすることにより、発光強度の低下を抑制できる。また、ｚの値は発光強度増大の観点から、望ましくは０．１以下である。
また、ｙ≧２．５であるのは、Ａｌサイト３を置換するＳｉの組成比率が２．５未満であると、上記でしめした発光元素であるＣｅに対する結晶場の影響が小さくなり発光ピーク波長に与える影響も小さくなるためである。
さらに、０＜ｚ≦０．１５であるのは、発光を得るためにはＣｅを含む必要があるため、ｚの値は０より大きい。ｚの値は、発光強度増大の観点から、望ましくは０．０００１以上、より望ましくは０．００３以上である。蛍光体が発光し得る限り、ｚの値の最大値に特に制限はない。しかし、ｚの値が大きくなりすぎる場合には、濃度消光により発光強度が低下する。そのため、ｚの値を０．１５以下とすることにより、発光強度の低下を抑制できる。また、ｚの値は発光強度増大の観点から、望ましくは０．１以下である。
（実施の形態１）
＜蛍光体＞
実施の形態１に係る蛍光体は、下記組成式（２）
Ｙ３－ｘ－ｚＹｂｘＣｅｚＡｌ５－ｙＬｉｙＯ１２・・・（２）
で表されるガーネット型の結晶構造を有する材料を含み、
式（２）中のｘ、ｙおよびｚはそれぞれＹｂの組成比率、Ｌｉの組成比率、Ｃｅの組成比率であり、
ｘおよびｙは、１．２≦ｘ≦２．７かつ２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８を同時に満たし、
zは、０＜ｚ≦０．１５の範囲である。
＜蛍光体＞
実施の形態１に係る蛍光体は、下記組成式（２）
Ｙ３－ｘ－ｚＹｂｘＣｅｚＡｌ５－ｙＬｉｙＯ１２・・・（２）
で表されるガーネット型の結晶構造を有する材料を含み、
式（２）中のｘ、ｙおよびｚはそれぞれＹｂの組成比率、Ｌｉの組成比率、Ｃｅの組成比率であり、
ｘおよびｙは、１．２≦ｘ≦２．７かつ２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８を同時に満たし、
zは、０＜ｚ≦０．１５の範囲である。
組成式（２）において、発光を得るためにはＣｅを含む必要があるため、ｚの値は０より大きい。ｚの値は、発光強度増大の観点から、望ましくは０．０００１以上、より望ましくは０．００３以上である。蛍光体が発光し得る限り、ｚの値の最大値に特に制限はない。しかし、ｚの値が大きくなりすぎる場合には、濃度消光により発光強度が低下する。そのため、ｚの値を０．１５以下とすることにより、発光強度の低下を抑制できる。また、ｚの値は発光強度増大の観点から、望ましくは０．１以下である。
実施の形態１に係る蛍光体によれば、上記組成式（２）で表されるガーネット型の結晶構造を有し、その発光ピーク波長は６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下であるため、可視光領域内の長波長領域において高い演色性を示す。また、Ｃｅを用いているため、高出力光源を照射下での輝度飽和による発光輝度の低下が少ない。
＜蛍光体の製造方法＞
以下、実施の形態１に係る蛍光体材料の製造方法について説明する。
（１）原料としては、イットリウム（Ｙ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、セリウム（Ｃｅ）、アルミニウム（Ａｌ）およびリチウム（Ｌｉ）の原材料として、酸化イットリウム、酸化イッテルビウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、および酸化リチウムを準備する。原材料はこれら酸化物でなくとも、炭酸塩などを始めとする金属塩化合物とすることも可能である。
（２）上記原料の粉末の所定量を計量し、十分に混合する。混合方法は、溶液中での湿式混合でも、乾燥粉末の乾式混合でもよい。工業的に用いられるボールミル、媒体攪拌ミル、遊星ミル、振動ミル、ジェットミル、攪拌機等を用いることができる。前記混合粉末の０．１重量％から１０重量％相当、フラックスとしてフッ化バリウム（ＢａＦ２）やフッ化ストロンチウム（ＳｒＦ２）を混合することもできる。フラックスの効果としては、焼成中に融解し、各原料の拡散を促進して反応性を高めるために用いる。
以下、実施の形態１に係る蛍光体材料の製造方法について説明する。
（１）原料としては、イットリウム（Ｙ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、セリウム（Ｃｅ）、アルミニウム（Ａｌ）およびリチウム（Ｌｉ）の原材料として、酸化イットリウム、酸化イッテルビウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、および酸化リチウムを準備する。原材料はこれら酸化物でなくとも、炭酸塩などを始めとする金属塩化合物とすることも可能である。
（２）上記原料の粉末の所定量を計量し、十分に混合する。混合方法は、溶液中での湿式混合でも、乾燥粉末の乾式混合でもよい。工業的に用いられるボールミル、媒体攪拌ミル、遊星ミル、振動ミル、ジェットミル、攪拌機等を用いることができる。前記混合粉末の０．１重量％から１０重量％相当、フラックスとしてフッ化バリウム（ＢａＦ２）やフッ化ストロンチウム（ＳｒＦ２）を混合することもできる。フラックスの効果としては、焼成中に融解し、各原料の拡散を促進して反応性を高めるために用いる。
（３）次に、上記のようにして準備した混合粉末を焼成する。焼成には電気炉を使用することができ、例えばアルミナ製の坩堝中に混合粉末を入れて、アルミナ坩堝ごと１２００℃以上１７００℃以下で２時間以上１２時間以下の時間で加熱し焼成する。
（４）焼成後は冷却し、解砕、酸によるフラックス洗浄などの工程を経て、蛍光体材料の粉末を得ることができる。
以上によって、蛍光体を得ることができる。
（４）焼成後は冷却し、解砕、酸によるフラックス洗浄などの工程を経て、蛍光体材料の粉末を得ることができる。
以上によって、蛍光体を得ることができる。
＜発光特性の評価＞
実施例１－１～実施例１－１１および比較例１－１～比較例１－４の発光スペクトルを、積分球を使用した分光蛍光光度計を用いて測定する。合成した蛍光体を積分球内の所定の位置に設置し、測定装置に付属の青色ＬＥＤ光源から発せられる青色光を粉末に照射し、発光スペクトルを測定することで、発光ピーク波長を得る。
実施例１－１～実施例１－１１および比較例１－１～比較例１－４の発光スペクトルを、積分球を使用した分光蛍光光度計を用いて測定する。合成した蛍光体を積分球内の所定の位置に設置し、測定装置に付属の青色ＬＥＤ光源から発せられる青色光を粉末に照射し、発光スペクトルを測定することで、発光ピーク波長を得る。
（判定基準）
発光スペクトルにおいて、発光ピーク波長が６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下であるものを、長波長領域における発光特性が優れたものとして○、その内、発光ピーク波長が６２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下であるものを、特に発光特性が優れたものとして◎、さらに、発光ピーク波長が６００ｎｍ未満であるものを、長波長領域における発光特性が不十分なものとして×とする。
発光スペクトルにおいて、発光ピーク波長が６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下であるものを、長波長領域における発光特性が優れたものとして○、その内、発光ピーク波長が６２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下であるものを、特に発光特性が優れたものとして◎、さらに、発光ピーク波長が６００ｎｍ未満であるものを、長波長領域における発光特性が不十分なものとして×とする。
実施例１－１～実施例１－１１および比較例１－１～比較例１－４の組成式（２）のｘ、ｙ、ｚの値と発光ピーク波長の一覧を図７の表１に示す。
図７の表１に示すように、ＹｂとＬｉの組成比率を調整することによって、実施例１－１～実施例１－１１の発光ピーク波長は、６００ｎｍ以上となり、判定は全て◎または〇となる。これは、ＹサイトをＹｂ、ＡｌサイトをＬｉで置換することによって、母結晶であるＹ３Ａｌ５Ｏ１２結晶と比較して発光イオンであるＣｅに与えうる結晶場としての影響が変化したためであると考えられる。
比較例１－１～比較例１－４の発光ピーク波長は、６００ｎｍ未満となり、判定は×となる。
図２は、実施の形態１における発光ピーク波長６００ｎｍ以上となるＹｂ組成比率とＬｉ組成比率の関係を表す図である。横軸はＹｂ組成比率であり、組成式（２）のｘにあたる。縦軸はＬｉ組成比率であり、組成式（２）のｙにあたる。●部は実施例１－１～実施例１－１１における発光ピーク波長が６００ｎｍ以上である箇所を表している。×部は比較例１－１～比較例１－４における発光ピーク波長が６００ｎｍ未満である箇所を表している。
図２に示されるように、Ｙｂ組成比率ｘとＬｉ組成比率ｙとの関係において発光ピーク波長が６００ｎｍ以上となる境界が存在する。この境界に沿った近似線を求めると、それぞれ、ｘ≦２．７、ｙ≧２．５、ｙ≦ｘ＋１．８、ｘ≧１．２であることが分かる。つまり、Ｙｂ組成比率ｘとＬｉ組成比率ｙが、図２において近似線で囲まれる実線部の領域内部に存在すれば、発光ピーク波長が６００ｎｍ以上となる．即ち、組成式（２）
Ｙ３－ｘ－ｚＹｂｘＣｅｚＡｌ５－ｙＬｉｙＯ１２・・・（２）
で表されるガーネット型の結晶構造を有する材料を含み、式（２）中のｘ、ｙおよびｚはそれぞれＹｂの組成比率、Ｃｅの組成比率、Ｌｉの組成比率であり、ｘおよびｙは、１．２≦ｘ≦２．７かつ２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８を同時に満たし、zは、０＜ｚ≦０．１５の範囲であれば、発光ピーク波長が６００ｎｍ以上となる。
Ｙ３－ｘ－ｚＹｂｘＣｅｚＡｌ５－ｙＬｉｙＯ１２・・・（２）
で表されるガーネット型の結晶構造を有する材料を含み、式（２）中のｘ、ｙおよびｚはそれぞれＹｂの組成比率、Ｃｅの組成比率、Ｌｉの組成比率であり、ｘおよびｙは、１．２≦ｘ≦２．７かつ２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８を同時に満たし、zは、０＜ｚ≦０．１５の範囲であれば、発光ピーク波長が６００ｎｍ以上となる。
ここで図７の表１および図２のｚの値は全て０．０９で固定している。Ｃｅは発光中心となる元素であるため、発光輝度への影響は大きいものの、発光ピーク波長への影響は小さいため、０＜ｚ≦０．１５の範囲であれば、ｚ＝０．０９でなくとも同様の結果が得らえる。
＜発光装置＞
＜ＬＥＤ発光装置＞
図３は、本開示の実施の形態１に係るＬＥＤ発光装置１０の一例の模式図である。以下に、組成式（２）で示す蛍光体１８と、光源としてＬＥＤチップ１１と、を備えたＬＥＤ発光装置１０について説明する。図３は、ＬＥＤ発光装置１０の一実施形態を示す概略模式図である。図３に示すように、ＬＥＤ発光装置１０は、ＬＥＤチップ１１が支持体１２上に、出射面が支持体１２と接する面とならないよう、はんだ１３を介して固定されている。さらにＬＥＤチップ１１はボンディングワイヤ１４によって、支持体１２に配置された電極１５と電気的に接続されている。またＬＥＤチップ１１は、ＬＥＤ波長変換部材１６によって覆われており、ＬＥＤ波長変換部材１６は、ＬＥＤ封止体１７と赤色蛍光体１８、黄色蛍光体１９、及び、緑色蛍光体２０を含む。
＜ＬＥＤ発光装置＞
図３は、本開示の実施の形態１に係るＬＥＤ発光装置１０の一例の模式図である。以下に、組成式（２）で示す蛍光体１８と、光源としてＬＥＤチップ１１と、を備えたＬＥＤ発光装置１０について説明する。図３は、ＬＥＤ発光装置１０の一実施形態を示す概略模式図である。図３に示すように、ＬＥＤ発光装置１０は、ＬＥＤチップ１１が支持体１２上に、出射面が支持体１２と接する面とならないよう、はんだ１３を介して固定されている。さらにＬＥＤチップ１１はボンディングワイヤ１４によって、支持体１２に配置された電極１５と電気的に接続されている。またＬＥＤチップ１１は、ＬＥＤ波長変換部材１６によって覆われており、ＬＥＤ波長変換部材１６は、ＬＥＤ封止体１７と赤色蛍光体１８、黄色蛍光体１９、及び、緑色蛍光体２０を含む。
ＬＥＤチップ１１には、例えば、紫外から黄色領域で発光するものが用いられ、波長４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下に発光スペクトルのピークを有するものが用いられる。ＬＥＤチップ１１として、具体的には、青色ＬＥＤチップ等が用いられる。
本実施の形態１では、ＬＥＤ発光装置１０は、面実装が可能な構造を備えているため、支持体１２は基板である。例えば、ＬＥＤチップ１１で発生した熱を効率的に外部へ放熱することができるよう、支持体１２は高い熱伝導率を有する基板を用いることができる。例えば、アルミナや窒化アルミニウムなどからなるセラミック基板を支持体１２として用いることができる。
ＬＥＤ波長変換部材１６中のＬＥＤ封止体１７には、シリコーン樹脂が使用されている。シリコーン樹脂は、例えば、耐変色性が高いジメチルシリコーンを含んでいてもよい。また、耐熱性の高いメチルフェニルシリコーン等もシリコーン樹脂として用いることができる。シリコーン樹脂は、１種類の化学式で規定されるシロキサン結合による主骨格を持つ単独重合体であってもよい。また、２種類以上の化学式で規定されるシロキサン結合を有する構造単位を含む共重合体や、２種類以上のシリコーンポリマーのアロイであってもよい。
ＬＥＤ波長変換部材１６中の蛍光体は、ＬＥＤチップ１１からの出射光を、より長波長の光に波長変換する。ＬＥＤ波長変換部材１６に含まれる蛍光体は、赤色蛍光体１８と、黄色蛍光体１９または緑色蛍光体２０から少なくとも１種とが混合され構成される。赤色蛍光体１８としては、実施の形態１に係る蛍光体を用いることができる。黄色蛍光体１９としては、例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、α－ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ等を用いることができる。また、緑色蛍光体２０としては、Ｃａ３ＳｉＯ４Ｃｌ２：Ｅｕ、β－ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ等を用いることができる。図３では、特に、ＬＥＤ波長変換部材１６が、赤色蛍光体１８、黄色蛍光体１９、および緑色蛍光体２０の３種を混合して構成された場合を説明する。３種の蛍光体の混合比率は、所望の白色光の色調や、各蛍光体の発光強度などに応じて、適宜調整することが可能である。赤色蛍光体１８、黄色蛍光体１９、および緑色蛍光体２０の３種の蛍光体は、例えば、封止体１００重量部に対して、３重量部以上７０重量部以下の割合でＬＥＤ封止体１７に含まれている。含有量が３重量部よりも少ない場合、十分な強度の蛍光が得られないため、所望の波長の光を発光するＬＥＤ発光装置１０を実現できなくなる場合がある。３種の蛍光体の重量比は、所望する白色光の色調と、それぞれの蛍光体の発光強度に応じて適宜決定することができる。
尚、赤色蛍光体１８と他の色の蛍光体とを組み合わせることによって、ＬＥＤ発光装置１０を、白色以外の色を発するＬＥＤ発光装置１０として構成することもできる。
実施の形態１に係る赤色蛍光体１８以外の黄色蛍光体１９、および緑色蛍光体２０は、公知方法に従って製造することができる。
＜ＬＤ発光装置＞
図４は、本開示の実施の形態１に係る発光装置３０の一例の模式図である。以下に、組成式（２）の蛍光体１８と、光源としてＬＤ素子３１と、を備えたＬＤ発光装置３０について説明する。図４は、ＬＤ発光装置３０の一実施形態を示す概略模式図である。図４に示すように、ＬＤ発光装置３０は、ＬＤ素子３１と、入射光学系３２と、ＬＤ波長変換部材３３とを備える。また、ＬＤ波長変換部材３３は、バインダー３４と、図３と同様の赤色蛍光体１８、黄色蛍光体１９、及び、緑色蛍光体２０を含む。
図４は、本開示の実施の形態１に係る発光装置３０の一例の模式図である。以下に、組成式（２）の蛍光体１８と、光源としてＬＤ素子３１と、を備えたＬＤ発光装置３０について説明する。図４は、ＬＤ発光装置３０の一実施形態を示す概略模式図である。図４に示すように、ＬＤ発光装置３０は、ＬＤ素子３１と、入射光学系３２と、ＬＤ波長変換部材３３とを備える。また、ＬＤ波長変換部材３３は、バインダー３４と、図３と同様の赤色蛍光体１８、黄色蛍光体１９、及び、緑色蛍光体２０を含む。
ＬＤ素子３１は、ＬＥＤよりも高い光パワー密度の光を出射することができる。よって、ＬＤ素子３１の使用により高出力な発光装置を構成することができる。ＬＤ素子３１の光パワー密度は、ＬＤ発光装置３０の高出力化の観点から、例えば、０．５Ｗ／ｍｍ２以上である。また、光パワー密度は、２Ｗ／ｍｍ２以上であってもよく、３Ｗ／ｍｍ２以上であってもよく、１０Ｗ／ｍｍ２以上であってもよい。一方で、光パワー密度が高すぎると、光が照射された蛍光体からの発熱量が増大して、ＬＤ発光装置３０に悪影響を及ぼすおそれがある。よって、光パワー密度は、１５０Ｗ／ｍｍ２以下であってもよく、１００Ｗ／ｍｍ２以下であってもよく、５０Ｗ／ｍｍ２以下であってもよく、２０Ｗ／ｍｍ２以下であってもよい。
ＬＤ素子３１には、例えば、紫外から黄色領域で発光するものが用いられ、波長４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下に発光スペクトルのピークを有するものが用いられる。例えば、青紫光を出射するＬＤ素子、青色光を出射するＬＤ素子を使用することができる。本実施の形態１では、ＬＤ素子３１が、青色光を射出する場合について説明する。
ＬＤ波長変換部材３３中のバインダー３４は、例えば、樹脂、ガラス、または透明結晶などの媒体である。バインダー３４は、単一の材質であってもよく、場所により異なる材質であってもよい。
ＬＤ波長変換部材３３中の蛍光体は、ＬＤ素子３１からの出射光を、より長波長の光に波長変換する。ＬＤ波長変換部材３３の蛍光体は、赤色蛍光体１８と、黄色蛍光体１９または緑色蛍光体２０から少なくとも１種とが混合され構成される。赤色蛍光体１８としては、実施の形態１の蛍光体が用いられる。黄色蛍光体１９および緑色蛍光体２０としては、図３で例示したものを使用することができる。図４では、特に、ＬＤ波長変換部材３３が、赤色蛍光体１８、黄色蛍光体１９、および緑色蛍光体２０の３種を混合して構成された場合を説明する。３種の蛍光体の混合比率は、所望の白色光の色調や、各蛍光体の発光強度などに応じて、適宜調整することが可能である。
ＬＤ素子３１から射出された青色光は、入射光学系３２を通り、ＬＤ波長変換部材３３中の赤色蛍光体１８、黄色蛍光体１９および緑色蛍光体２０により、それぞれ赤色光、黄色光、緑色光に変換される。上記３種の蛍光体で吸収されなかったＬＤ素子３１から射出された青色光と、赤色蛍光体１８、黄色蛍光体１９および緑色蛍光体２０によりそれぞれ変換された赤色光、黄色光、緑色光とを混合して、白色光となる。
上述のように、図３、図４の発光装置によれば、実施の形態１に係る蛍光体を用いるため、白色発光装置として構成した場合には、高い演色性および色再現性を実現できる。
（実施の形態２）
＜蛍光体＞
実施の形態２に係る蛍光体は、下記組成式（３）
Ｙ３－ｘ－ｚＥｕｘＣｅｚＡｌ５－ｙＬｉｙＯ１２・・・（３）
で表されるガーネット型の結晶構造を有する材料を含み、
式（３）中のｘ、ｙおよびｚはそれぞれＥｕの組成比率、Ｌｉの組成比率、Ｃｅの組成比率であり、
ｘおよびｙは、１．２≦ｘ≦２．７かつ２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８を同時に満たし、
zは、０＜ｚ≦０．１５の範囲である。
＜蛍光体＞
実施の形態２に係る蛍光体は、下記組成式（３）
Ｙ３－ｘ－ｚＥｕｘＣｅｚＡｌ５－ｙＬｉｙＯ１２・・・（３）
で表されるガーネット型の結晶構造を有する材料を含み、
式（３）中のｘ、ｙおよびｚはそれぞれＥｕの組成比率、Ｌｉの組成比率、Ｃｅの組成比率であり、
ｘおよびｙは、１．２≦ｘ≦２．７かつ２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８を同時に満たし、
zは、０＜ｚ≦０．１５の範囲である。
本実施の形態２においても、母結晶はガーネット構造を有するＹ３Ａｌ５Ｏ１２型の結晶であり、図１におけるＹサイト２、Ａｌサイト３の一部を置換した蛍光体となっている。つまり、ＹサイトはＥｕとＣｅ、ＡｌサイトはＬｉで置換される。
組成式（３）において、発光を得るためにはＣｅを含む必要があるため、ｚの値は０より大きい。ｚの値は、発光強度増大の観点から、望ましくは０．０００１以上、より望ましくは０．００３以上である。蛍光体が発光し得る限り、ｚの値の最大値に特に制限はない。しかし、ｚの値が大きくなりすぎる場合には、濃度消光により発光強度が低下する。そのため、ｚの値を０．１５以下とすることにより、発光強度の低下を抑制できる。また、ｚの値は発光強度増大の観点から、望ましくは０．１以下である。
＜蛍光体の製造方法＞
以下、実施の形態２に係る蛍光体材料の製造方法について説明する。
（１）原料としては、イットリウム（Ｙ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、アルミニウム（Ａｌ）およびリチウム（Ｌｉ）の原材料として、酸化イットリウム、酸化ユーロピウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、および酸化リチウムを準備する。原材料はこれら酸化物でなくとも、炭酸塩などを始めとする金属塩化合物とすることも可能である。
（２）上記原料の粉末の所定量を計量し、十分に混合する。混合方法は、溶液中での湿式混合でも、乾燥粉末の乾式混合でもよい。工業的に用いられるボールミル、媒体攪拌ミル、遊星ミル、振動ミル、ジェットミル、攪拌機等を用いることができる。前記混合粉末の０．１重量％から１０重量％相当、フラックスとしてフッ化バリウム（ＢａＦ２）やフッ化ストロンチウム（ＳｒＦ２）を混合することもできる。フラックスの効果としては、焼成中に融解し、各原料の拡散を促進して反応性を高めるために用いる。
以下、実施の形態２に係る蛍光体材料の製造方法について説明する。
（１）原料としては、イットリウム（Ｙ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、アルミニウム（Ａｌ）およびリチウム（Ｌｉ）の原材料として、酸化イットリウム、酸化ユーロピウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、および酸化リチウムを準備する。原材料はこれら酸化物でなくとも、炭酸塩などを始めとする金属塩化合物とすることも可能である。
（２）上記原料の粉末の所定量を計量し、十分に混合する。混合方法は、溶液中での湿式混合でも、乾燥粉末の乾式混合でもよい。工業的に用いられるボールミル、媒体攪拌ミル、遊星ミル、振動ミル、ジェットミル、攪拌機等を用いることができる。前記混合粉末の０．１重量％から１０重量％相当、フラックスとしてフッ化バリウム（ＢａＦ２）やフッ化ストロンチウム（ＳｒＦ２）を混合することもできる。フラックスの効果としては、焼成中に融解し、各原料の拡散を促進して反応性を高めるために用いる。
（３）次に、上記のようにして準備した混合粉末を焼成する。焼成には電気炉を使用することができ、例えばアルミナ製の坩堝中に混合粉末を入れて、アルミナ坩堝ごと１２００℃以上１７００℃以下で２時間以上１２時間以下の時間で加熱し焼成する。
（４）焼成後は冷却し、解砕、酸によるフラックス洗浄などの工程を経て、蛍光体材料の粉末を得ることができる。
以上によって、蛍光体を得ることができる。
（４）焼成後は冷却し、解砕、酸によるフラックス洗浄などの工程を経て、蛍光体材料の粉末を得ることができる。
以上によって、蛍光体を得ることができる。
＜発光特性の評価＞
実施例２－１～実施例２－１１および比較例２－１～比較例２－４の発光スペクトルを、積分球を使用した分光蛍光光度計を用いて測定する。合成した蛍光体を積分球内の所定の位置に設置し、測定装置に付属の青色ＬＥＤ光源から発せられる青色光を粉末に照射し、発光スペクトルを測定することで、発光ピーク波長を得る。
実施例２－１～実施例２－１１および比較例２－１～比較例２－４の発光スペクトルを、積分球を使用した分光蛍光光度計を用いて測定する。合成した蛍光体を積分球内の所定の位置に設置し、測定装置に付属の青色ＬＥＤ光源から発せられる青色光を粉末に照射し、発光スペクトルを測定することで、発光ピーク波長を得る。
（判定基準）
発光スペクトルにおいて、発光ピーク波長が６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下であるものを、長波長領域における発光特性が優れたものとして○、その内、発光ピーク波長が６２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下であるものを、特に発光特性が優れたものとして◎、さらに、発光ピーク波長が６００ｎｍ未満であるものを、長波長領域における発光特性が不十分なものとして×とする。
発光スペクトルにおいて、発光ピーク波長が６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下であるものを、長波長領域における発光特性が優れたものとして○、その内、発光ピーク波長が６２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下であるものを、特に発光特性が優れたものとして◎、さらに、発光ピーク波長が６００ｎｍ未満であるものを、長波長領域における発光特性が不十分なものとして×とする。
実施例２－１～実施例２－１１および比較例２－１～比較例２－４の組成式（３）のｘ、ｙ、ｚの値と発光ピーク波長の一覧を図８の表２に示す。
図８の表２に示すように、ＥｕとＬｉの組成比率を調整することによって、実施例２－１～実施例２－１１の発光ピーク波長は、６００ｎｍ以上となり、判定は全て◎または〇となる。これは、ＹサイトをＥｕ、ＡｌサイトをＬｉで置換することによって、母結晶であるＹ３Ａｌ５Ｏ１２結晶と比較して発光イオンであるＣｅに与えうる結晶場としての影響が変化したためであると考えられる。
比較例２－１～比較例２－４の発光ピーク波長は、６００ｎｍ未満となり、判定は×となる。
図５は、実施の形態２における発光ピーク波長６００ｎｍ以上となるＥｕ組成比率とＬｉ組成比率の関係を表す図である。横軸はＥｕ組成比率であり、組成式（３）のｘにあたる。縦軸はＬｉ組成比率であり、組成式（３）のｙにあたる。●部は実施例２－１～実施例２－１１における発光ピーク波長が６００ｎｍ以上である箇所を表している。×部は比較例２－１～比較例２－４における発光ピーク波長が６００ｎｍ未満である箇所を表している。
図５に示されるように、Ｅｕ組成比率ｘとＬｉ組成比率ｙとの関係において発光ピーク波長が６００ｎｍ以上となる境界が存在する。この境界に沿った近似線を求めると、それぞれ、ｘ≦２．７、ｙ≧２．５、ｙ≦ｘ＋１．８、ｘ≧１．２であることが分かる。つまり、Ｅｕ組成比率ｘとＬｉ組成比率ｙが、図５において近似線で囲まれる実線部の領域内部に存在すれば、発光ピーク波長が６００ｎｍ以上となる．即ち、組成式（３）
Ｙ３－ｘ－ｚＥｕｘＣｅｚＡｌ５－ｙＬｉｙＯ１２・・・（３）
で表されるガーネット型の結晶構造を有する材料を含み、式（３）中のｘ、ｙおよびｚはそれぞれＥｕの組成比率、Ｃｅの組成比率、Ｌｉの組成比率であり、ｘおよびｙは、１．２≦ｘ≦２．７かつ２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８を同時に満たし、zは、０＜ｚ≦０．１５の範囲であれば、発光ピーク波長が６００ｎｍ以上となる。
Ｙ３－ｘ－ｚＥｕｘＣｅｚＡｌ５－ｙＬｉｙＯ１２・・・（３）
で表されるガーネット型の結晶構造を有する材料を含み、式（３）中のｘ、ｙおよびｚはそれぞれＥｕの組成比率、Ｃｅの組成比率、Ｌｉの組成比率であり、ｘおよびｙは、１．２≦ｘ≦２．７かつ２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８を同時に満たし、zは、０＜ｚ≦０．１５の範囲であれば、発光ピーク波長が６００ｎｍ以上となる。
ここで図８の表２および図５のｚの値は全て０．０９で固定している。Ｃｅは発光中心となる元素であるため、発光輝度への影響は大きいものの、発光ピーク波長への影響は小さいため、０＜ｚ≦０．１５の範囲であれば、ｚ＝０．０９でなくとも同様の結果が得られる。
＜発光装置＞
本実施の形態２に係る発光装置は、図３、図４に示した実施の形態１に係る発光装置１０、３０と赤色蛍光体以外は同一の構成であるため、説明は省略する。ただし、赤色蛍光体１８には実施の形態２で示した蛍光体を用いる。
本実施の形態２に係る発光装置は、図３、図４に示した実施の形態１に係る発光装置１０、３０と赤色蛍光体以外は同一の構成であるため、説明は省略する。ただし、赤色蛍光体１８には実施の形態２で示した蛍光体を用いる。
（実施の形態３）
＜蛍光体＞
実施の形態３に係る蛍光体は、
下記組成式（４）
Ｙ３－ｘ－ｚＬａｘＣｅｚＡｌ５－ｙＬｉｙＯ１２・・・（４）
で表されるガーネット型の結晶構造を有する材料を含み、
式（４）中のｘ、ｙおよびｚはそれぞれＬａの組成比率、Ｌｉの組成比率、Ｃｅの組成比率であり、
ｘおよびｙは、ｘ≦２．７かつ２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８を同時に満たし、
zは、０＜ｚ≦０．１５の範囲である。
＜蛍光体＞
実施の形態３に係る蛍光体は、
下記組成式（４）
Ｙ３－ｘ－ｚＬａｘＣｅｚＡｌ５－ｙＬｉｙＯ１２・・・（４）
で表されるガーネット型の結晶構造を有する材料を含み、
式（４）中のｘ、ｙおよびｚはそれぞれＬａの組成比率、Ｌｉの組成比率、Ｃｅの組成比率であり、
ｘおよびｙは、ｘ≦２．７かつ２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８を同時に満たし、
zは、０＜ｚ≦０．１５の範囲である。
本実施の形態３においても、母結晶はガーネット構造を有するＹ３Ａｌ５Ｏ１２型の結晶であり、図１におけるＹサイト２、Ａｌサイト３の一部を置換した蛍光体となっている。つまり、ＹサイトはＬａとＣｅ、ＡｌサイトはＬｉで置換される。
組成式（４）において、発光を得るためにはＣｅを含む必要があるため、ｚの値は０より大きい。ｚの値は、発光強度増大の観点から、望ましくは０．０００１以上、より望ましくは０．００３以上である。蛍光体が発光し得る限り、ｚの値の最大値に特に制限はない。しかし、ｚの値が大きくなりすぎる場合には、濃度消光により発光強度が低下する。そのため、ｚの値を０．１５以下とすることにより、発光強度の低下を抑制できる。また、ｚの値は発光強度増大の観点から、望ましくは０．１以下である。
＜蛍光体の製造方法＞
以下、実施の形態３に係る蛍光体材料の製造方法について説明する。
（１）原料としては、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、アルミニウム（Ａｌ）およびリチウム（Ｌｉ）の原材料として、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化アルミニウム、および酸化リチウムを準備する。原材料はこれら酸化物でなくとも、炭酸塩などを始めとする金属塩化合物とすることも可能である。
（２）上記原料の粉末の所定量を計量し、十分に混合する。混合方法は、溶液中での湿式混合でも、乾燥粉末の乾式混合でもよい。工業的に用いられるボールミル、媒体攪拌ミル、遊星ミル、振動ミル、ジェットミル、攪拌機等を用いることができる。前記混合粉末の０．１重量％から１０重量％相当、フラックスとしてフッ化バリウム（ＢａＦ２）やフッ化ストロンチウム（ＳｒＦ２）を混合することもできる。フラックスの効果としては、焼成中に融解し、各原料の拡散を促進して反応性を高めるために用いる。
以下、実施の形態３に係る蛍光体材料の製造方法について説明する。
（１）原料としては、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、アルミニウム（Ａｌ）およびリチウム（Ｌｉ）の原材料として、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化アルミニウム、および酸化リチウムを準備する。原材料はこれら酸化物でなくとも、炭酸塩などを始めとする金属塩化合物とすることも可能である。
（２）上記原料の粉末の所定量を計量し、十分に混合する。混合方法は、溶液中での湿式混合でも、乾燥粉末の乾式混合でもよい。工業的に用いられるボールミル、媒体攪拌ミル、遊星ミル、振動ミル、ジェットミル、攪拌機等を用いることができる。前記混合粉末の０．１重量％から１０重量％相当、フラックスとしてフッ化バリウム（ＢａＦ２）やフッ化ストロンチウム（ＳｒＦ２）を混合することもできる。フラックスの効果としては、焼成中に融解し、各原料の拡散を促進して反応性を高めるために用いる。
（３）次に、上記のようにして準備した混合粉末を焼成する。焼成には電気炉を使用することができ、例えばアルミナ製の坩堝中に混合粉末を入れて、アルミナ坩堝ごと１２００℃以上１７００℃以下で２時間以上１２時間以下の時間で加熱し焼成する。
（４）焼成後は冷却し、解砕、酸によるフラックス洗浄などの工程を経て、蛍光体材料の粉末を得ることができる。
以上によって、蛍光体を得ることができる。
（４）焼成後は冷却し、解砕、酸によるフラックス洗浄などの工程を経て、蛍光体材料の粉末を得ることができる。
以上によって、蛍光体を得ることができる。
＜発光特性の評価＞
実施例３－１～実施例３－１２および比較例３－１～比較例３－３の発光スペクトルを、積分球を使用した分光蛍光光度計を用いて測定する。合成した蛍光体を積分球内の所定の位置に設置し、測定装置に付属の青色ＬＥＤ光源から発せられる青色光を粉末に照射し、発光スペクトルを測定することで、発光ピーク波長を得る。
実施例３－１～実施例３－１２および比較例３－１～比較例３－３の発光スペクトルを、積分球を使用した分光蛍光光度計を用いて測定する。合成した蛍光体を積分球内の所定の位置に設置し、測定装置に付属の青色ＬＥＤ光源から発せられる青色光を粉末に照射し、発光スペクトルを測定することで、発光ピーク波長を得る。
（判定基準）
発光スペクトルにおいて、発光ピーク波長が６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下であるものを、長波長領域における発光特性が優れたものとして○、その内、発光ピーク波長が６２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下であるものを、特に発光特性が優れたものとして◎、さらに、発光ピーク波長が６００ｎｍ未満であるものを、長波長領域における発光特性が不十分なものとして×とする。
発光スペクトルにおいて、発光ピーク波長が６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下であるものを、長波長領域における発光特性が優れたものとして○、その内、発光ピーク波長が６２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下であるものを、特に発光特性が優れたものとして◎、さらに、発光ピーク波長が６００ｎｍ未満であるものを、長波長領域における発光特性が不十分なものとして×とする。
実施例３－１～実施例３－１２および比較例３－１～比較例３－３の組成式（４）のｘ、ｙ、ｚの値と発光ピーク波長の一覧を図９の表３に示す。
図９の表３に示すように、ＬａとＬｉの組成比率を調整することによって、実施例３－１～実施例３－１１の発光ピーク波長は、６００ｎｍ以上となり、判定は全て◎または〇となる。これは、ＹサイトをＥｕ、ＡｌサイトをＬｉで置換することによって、母結晶であるＹ３Ａｌ５Ｏ１２結晶と比較して発光イオンであるＣｅに与えうる結晶場としての影響が変化したためであると考えられる。
比較例３－１～比較例３－４の発光ピーク波長は、６００ｎｍ未満となり、判定は×となる。
図６は、実施の形態２における発光ピーク波長６００ｎｍ以上となるＬａ組成比率とＬｉ組成比率の関係を表す図である。横軸はＬａ組成比率であり、組成式（４）のｘにあたる。縦軸はＬｉ組成比率であり、組成式（４）のｙにあたる。●部は実施例３－１～実施例３－１２における発光ピーク波長が６００ｎｍ以上である箇所を表している。×部は比較例３－１～比較例３－３における発光ピーク波長が６００ｎｍ未満である箇所を表している。
図６に示されるように、Ｌａ組成比率ｘとＬｉ組成比率ｙとの関係において発光ピーク波長が６００ｎｍ以上となる境界が存在する。この境界に沿った近似線を求めると、それぞれ、ｘ≦２．７、ｙ≧２．５、ｙ≦ｘ＋１．８であることが分かる。つまり、Ｌａ組成比率ｘとＬｉ組成比率ｙが、図６において近似線で囲まれる実線部の領域内部に存在すれば、発光ピーク波長が６００ｎｍ以上となる．即ち、組成式（４）
Ｙ３－ｘ－ｚＬａｘＣｅｚＡｌ５－ｙＬｉｙＯ１２・・・（４）
で表されるガーネット型の結晶構造を有する材料を含み、式（４）中のｘ、ｙおよびｚはそれぞれＬａの組成比率、Ｃｅの組成比率、Ｌｉの組成比率であり、ｘおよびｙは、ｘ≦２．７かつ２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８を同時に満たし、zは、０＜ｚ≦０．１５の範囲であれば、発光ピーク波長が６００ｎｍ以上となる。
Ｙ３－ｘ－ｚＬａｘＣｅｚＡｌ５－ｙＬｉｙＯ１２・・・（４）
で表されるガーネット型の結晶構造を有する材料を含み、式（４）中のｘ、ｙおよびｚはそれぞれＬａの組成比率、Ｃｅの組成比率、Ｌｉの組成比率であり、ｘおよびｙは、ｘ≦２．７かつ２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８を同時に満たし、zは、０＜ｚ≦０．１５の範囲であれば、発光ピーク波長が６００ｎｍ以上となる。
ここで図９の表３および図６のｚの値は全て０．０９で固定している。Ｃｅは発光中心となる元素であるため、発光輝度への影響は大きいものの、発光ピーク波長への影響は小さいため、０＜ｚ≦０．１５の範囲であれば、ｚ＝０．０９でなくとも同様の結果が得られる。
＜発光装置＞
本実施の形態３に係る発光装置は、図３、図４に示す実施の形態１に係る発光装置１０、３０と赤色蛍光体以外は同一の構成であるため説明は省略する。ただし、赤色蛍光体１８には実施の形態３で示した蛍光体を用いる。
本実施の形態３に係る発光装置は、図３、図４に示す実施の形態１に係る発光装置１０、３０と赤色蛍光体以外は同一の構成であるため説明は省略する。ただし、赤色蛍光体１８には実施の形態３で示した蛍光体を用いる。
なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態及び／又は実施例のうちの任意の実施の形態及び／又は実施例を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態及び／又は実施例が有する効果を奏することができる。
本発明に係る蛍光体は、発光ピーク波長が６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲であり、長波長領域の発光量が多く、かつ高出力光源照射下での発光率低下を抑制できる赤色蛍光体である。この蛍光体を青色発光の光源に適用した場合、演色性に優れた発光装置を構成することができ、照明用光源等として好適に使用することができる。
１ ガーネット型結晶
２ Ｙサイト
３ Ａｌサイト
４ Ｏサイト
１０ ＬＥＤ発光装置
１１ ＬＥＤチップ
１２ 支持体
１３ はんだ
１４ ボンディングワイヤ
１５ 電極
１６ ＬＥＤ波長変換部材
１７ ＬＥＤ封止体
１８ 赤色蛍光体
１９ 黄色蛍光体
２０ 緑色蛍光体
３０ ＬＤ発光装置
３１ ＬＤ素子
３２ 入射光学系
３３ ＬＤ波長変換部材
３４ バインダー
２ Ｙサイト
３ Ａｌサイト
４ Ｏサイト
１０ ＬＥＤ発光装置
１１ ＬＥＤチップ
１２ 支持体
１３ はんだ
１４ ボンディングワイヤ
１５ 電極
１６ ＬＥＤ波長変換部材
１７ ＬＥＤ封止体
１８ 赤色蛍光体
１９ 黄色蛍光体
２０ 緑色蛍光体
３０ ＬＤ発光装置
３１ ＬＤ素子
３２ 入射光学系
３３ ＬＤ波長変換部材
３４ バインダー
Claims (5)
- 下記組成式（１）
Ｙ３－ｘ－ｚＡｘＣｅｚＡｌ５－ｙＬｉｙＯ１２・・・（１）
で表されるガーネット型の結晶構造を有する材料を含み、
Ａは、Ｙｂ、Ｅｕ、Ｌａのいずれか一つであり、
式（１）中のｘ、ｙおよびｚはそれぞれＡの組成比率、Ｚｎの組成比率、Ｃｅの組成比率であり、
ｘ、ｙ、およびｚは、ｘ≦２．７、２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８かつ、
０＜ｚ≦０．１５の範囲である、
蛍光体。 - 前記ＡはＹｂであり、
前記ｘおよびｙは、１．２≦ｘ≦２．７、２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８である、請求項１に記載の蛍光体。 - 前記ＡはＥｕであり、
前記ｘおよびｙは、１．２≦ｘ≦２．７、２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８である、請求項１に記載の蛍光体。 - 前記ＡはＬａであり、
前記ｘおよびｙは、ｘ≦２．７、２．５≦ｙ≦ｘ＋１．８である、請求項１に記載の蛍光体。 - 請求項１から４の何れか１項に記載の蛍光体と、
４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下に発光ピーク波長を有する光源と、
を備えている、発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020074306A JP7345141B2 (ja) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | 蛍光体およびそれを使用した発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020074306A JP7345141B2 (ja) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | 蛍光体およびそれを使用した発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021172669A JP2021172669A (ja) | 2021-11-01 |
| JP7345141B2 true JP7345141B2 (ja) | 2023-09-15 |
Family
ID=78281335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020074306A Active JP7345141B2 (ja) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | 蛍光体およびそれを使用した発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7345141B2 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003277191A (ja) | 2002-03-26 | 2003-10-02 | Japan Science & Technology Corp | Ｙｂ混晶酸化物単結晶からなるシンチレータ用発光材料 |
| WO2015166999A1 (ja) | 2014-05-01 | 2015-11-05 | 国立大学法人東北大学 | 発光体及び放射線検出器 |
| JP2016534200A (ja) | 2013-08-28 | 2016-11-04 | ロイヒトシュトッフヴェルク ブライトゥンゲン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 改良されたガーネット発光団及びその製造方法並びに光源 |
| WO2017013867A1 (ja) | 2015-07-22 | 2017-01-26 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ガーネット化合物及びその製造方法、当該ガーネット化合物を用いた発光装置及び装飾物、並びに当該ガーネット化合物の使用方法 |
-
2020
- 2020-04-17 JP JP2020074306A patent/JP7345141B2/ja active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003277191A (ja) | 2002-03-26 | 2003-10-02 | Japan Science & Technology Corp | Ｙｂ混晶酸化物単結晶からなるシンチレータ用発光材料 |
| JP2016534200A (ja) | 2013-08-28 | 2016-11-04 | ロイヒトシュトッフヴェルク ブライトゥンゲン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 改良されたガーネット発光団及びその製造方法並びに光源 |
| WO2015166999A1 (ja) | 2014-05-01 | 2015-11-05 | 国立大学法人東北大学 | 発光体及び放射線検出器 |
| WO2017013867A1 (ja) | 2015-07-22 | 2017-01-26 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ガーネット化合物及びその製造方法、当該ガーネット化合物を用いた発光装置及び装飾物、並びに当該ガーネット化合物の使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2021172669A (ja) | 2021-11-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7454785B2 (ja) | 蛍光体およびそれを使用した発光装置 | |
| JP4873183B2 (ja) | 蛍光体及び発光装置 | |
| JP2008533233A (ja) | 放射線源とルミネッセンス材料を含む照明システム | |
| CN101124293A (zh) | 包含辐射源和发光材料的照明系统 | |
| CN108998024B (zh) | 荧光体和发光装置 | |
| US20160223147A1 (en) | Light emitting device | |
| CN107849448B (zh) | 荧光体以及发光装置 | |
| JP6450936B2 (ja) | 蛍光体分散ガラス | |
| JP7108841B2 (ja) | 蛍光体および発光装置 | |
| WO2008065567A1 (en) | Illumination system comprising hetero- polyoxometalate | |
| JP7345141B2 (ja) | 蛍光体およびそれを使用した発光装置 | |
| JP7361314B2 (ja) | 蛍光体およびそれを使用した発光装置 | |
| JP2013144794A (ja) | 酸窒化物系蛍光体およびこれを用いた発光装置 | |
| KR101249444B1 (ko) | 토륨이 도핑된 가넷계 형광체 및 이를 이용한 발광장치 | |
| JP4098354B2 (ja) | 白色発光装置 | |
| US10982142B1 (en) | Red phosphor and light emitting device using the same | |
| WO2013108782A1 (ja) | 酸窒化物系蛍光体およびこれを用いた発光装置 | |
| JP2022163455A (ja) | 蛍光体およびそれを使用した発光装置 | |
| JP2022163451A (ja) | 蛍光体およびそれを使用した発光装置 | |
| JP2022163459A (ja) | 蛍光体およびそれを使用した発光装置 | |
| JP7464959B1 (ja) | 発光装置、照明装置、画像表示装置及び車両用表示灯 | |
| JP2015183084A (ja) | 紫光励起用蛍光体、該蛍光体を用いた蛍光体含有組成物及び発光装置、並びに、該発光装置を用いた照明装置及び画像表示装置 | |
| JP2020139033A (ja) | 赤色蛍光体およびそれを使用した発光装置 | |
| JP7022931B2 (ja) | 蛍光体および発光装置 | |
| JP6839891B2 (ja) | 発光装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230130 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230807 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230816 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230828 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7345141 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |