JP4619509B2

JP4619509B2 - 発光装置

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Publication number: JP4619509B2
Application number: JP2000297546A
Authority: JP
Inventors: 賢二寺島; 伸行須藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2020-09-28
Also published as: JP2002105449A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光装置に係り、特に長波長の紫外線による発光効率を向上させた緑色発光蛍光体を用いた発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いたＬＥＤランプは、携帯機器、ＰＣ周辺機器、ＯＡ機器、各種スイッチ、バックライト用光源、表示板などの各種表示装置に用いられている。ＬＥＤチップは半導体素子であるために、長寿命でかつ信頼性が高く、光源として用いた場合にその交換作業が軽減されることから、種々の用途への応用が試みられている。
【０００３】
ＬＥＤランプを種々の用途に適用する場合、特に1個のＬＥＤランプで白色発光を得ることが重要となる。そこで、ＬＥＤチップの表面に青色、緑色および赤色発光蛍光体を塗布したり、あるいはＬＥＤを構成する樹脂中に各色発光の蛍光体粉末を含有させることによって、1個のＬＥＤランプから白色発光を取り出すことが試みられている。
【０００４】
また、最近では色彩感覚が豊かになり、各種表示装置にも微妙な色合い（色再現性）が要求されるようになってきたことから、1個のＬＥＤランプから白色発光のみならず、任意の中間色の発光を取り出すことが試みられている。このような場合にも、例えばＬＥＤを構成する樹脂中に種々の蛍光体粉末を含有させて構成したＬＥＤランプが用いられる。
【０００５】
上述した白色ないし中間色を発光するＬＥＤランプにおいては、光源として波長370nm前後の長波長紫外線を放射するＬＥＤチップ（例えば発光層としてＧａＮ系化合物半導体層を有するＬＥＤチップ）が用いられている。このため、ＬＥＤランプに用いられる蛍光体には、上記したような長波長の紫外線をよく吸収し、かつ効率よく可視光を発光するものが求められている。
【０００６】
このような特性を満足する蛍光体、すなわち長波長の紫外線で効率よく可視光を発光する蛍光体としては、従来から種々のものが知られている。それらのうち、緑色発光の蛍光体としては2価のマンガン（Ｍｎ）およびユーロピウム（Ｅｕ）付活アルカリ土類アルミン酸塩蛍光体などが知られている。しかし、2価のＭｎによる発光ピークは波長515nm付近にあり、色純度の点からは良好であるものの、視感輝度的には不十分であるため、波長540nm付近に発光ピークを有する緑色発光蛍光体が求められている。
【０００７】
一方、特公昭59-27787号公報や特開昭56-155283号公報には、3価のテルビウム（Ｔｂ）およびセリウム（Ｃｅ）で付活された希土類珪酸塩蛍光体が記載されている。このような希土類珪酸塩蛍光体（（Ｌａ，Ｔｂ，Ｃｅ）₂Ｏ₃・ｚＳｉＯ₂，（Ｇｄ，Ｔｂ，Ｃｅ）₂Ｏ₃・ｚＳｉＯ₂，（Ｙ，Ｔｂ，Ｃｅ）₂Ｏ₃・ｚＳｉＯ₂など）は、波長365nm付近にも励起スペクトルのピークを有することから、広い波長領域の紫外線で実質的に緑色の可視光線を発光することができる。
【０００８】
しかしながら、上記した従来の3価のＴｂおよびＣｅ付活希土類珪酸塩蛍光体は、上述したようなＧａＮ系化合物半導体層を有するＬＥＤチップなどとの組合せが考慮されていないことから、上記ＬＥＤチップと組合せて使用した場合の特性が不十分であるという問題を有している。具体的には、ＬＥＤチップの発光特性に合せて、さらに励起スペクトルを長波長側にシフトさせる必要があり、またその感度を平滑化させることが求められている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の長波長紫外線を吸収して可視光を発光する緑色発光蛍光体において、2価のＭｎで付活した蛍光体は視感輝度的な特性に問題を有している。一方、緑色発光の希土類珪酸塩蛍光体は、比較的長波長側に発光ピークを有するものの、ＧａＮ系化合物半導体層を有するＬＥＤチップなどと組合せて使用した場合の特性が不十分であることから、紫外線による励起スペクトルをさらに長波長側にシフトさせ、かつその感度を平滑化させることが求められている。これらによって、長波長紫外線による緑色発光蛍光体の発光効率をより一層高めることが強く望まれている。
【００１０】
長波長の紫外線で励起して発光させる発光装置としては、上述したＬＥＤランプが代表例として挙げられるが、これに限られるものではなく、例えば蛍光体を含有させた塗料を所定の形状に塗布し、これにブラックライトなどの蛍光ランプから長波長の紫外線を照射し、蛍光体を含有させた塗料を発光させることにより所定の表示を行う装置が、道路標識のような大型の表示装置として用いられるようになってきている。このような表示装置用の発光装置においても、長波長紫外線による緑色発光蛍光体の発光効率をより一層高めることが望まれている。
【００１１】
本発明はこのような課題に対処するためになされたもので、紫外線領域において励起スペクトルを長波長側にシフトさせ、かつその感度を平滑化させることによって、長波長紫外線による発光効率を高めた緑色発光蛍光体を用いることによって、任意の色温度の白色光や各種の中間色光を効率および精度よく取り出すことを可能にした発光装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明者らは緑色発光の希土類珪酸塩蛍光体の組成などについて詳細に調査、実験、検討を重ねた結果、3価のテルビウム（Ｔｂ）およびセリウム（Ｃｅ）で付活された珪酸イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃・nＳｉＯ₂：Ｔｂ，Ｃｅ）蛍光体のＹの一部を、それよりイオン半径が大きいＬａ、Ｇｄなどの希土類元素で置換することによって、270〜395nm付近の紫外線領域における励起スペクトル分布に比較的平滑な広がりを持たせることができ、これにより長波長紫外線による発光効率を高めることが可能であることを見出した。
【００１３】
本発明の発光装置は、波長３５０〜３９０ｎｍの長波長紫外線を放射する窒化物系化合物半導体層を有するＬＥＤ発光チップと、このＬＥＤ発光チップからの紫外線により励起されて可視光を発光させる発光部とを具備し、この発光部が、
一般式：（Ｙ _{１−Ｘ−Ｙ−Ｚ} Ｒ _ＸＴｂ _ＹＣｅ _Ｚ） _２Ｏ _３・ｎＳｉＯ _２
（式中、ＲはＬａおよびＧｄから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、ｘ、ｙ、ｚおよびｎはそれぞれ５×１０ ^−４ ≦ｘ≦０．３、０．０５≦ｙ≦０．３、０．００１≦ｚ≦０．１５、０．８≦ｎ≦１．３を満足する数である。）
で表される３価のテルビウムおよびセリウムで付活された希土類珪酸塩蛍光体からなる緑色発光蛍光体を含むことを特徴としている。
【００１５】
本発明の発光装置において、発光部は請求項２に記載したように、上記した本発明の緑色発光蛍光体に加えて、青色発光蛍光体および赤色発光蛍光体を含むことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１８】
本発明の緑色発光蛍光体は、
一般式：（Ｙ_1-X-y-ZＲ_xＴｂ_yＣｅ_Z）₂Ｏ₃・nＳｉＯ₂ …(1)
（式中、ＲはＬａおよびＧｄから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、ｘ、ｙ、ｚおよびｎはそれぞれ5×10^-4≦ｘ≦0.3、0.05≦ｙ≦0.3、0.001≦ｚ≦0.15、0.8≦ｎ≦1.3を満足する数である）
で実質的に表される3価のＴｂおよびＣｅで付活された希土類珪酸塩蛍光体からなるものである。
【００１９】
上述した本発明の緑色発光蛍光体は、紫外線励起発光装置の蛍光体などとして好適に用いられるものである。具体的には、波長270〜395nmの紫外線、特に波長350〜390nmの長波長紫外線を照射した際に、このような紫外線を効率よく吸収して、高効率で緑色光を発光する、言い換えると高輝度の緑色光を発光するものである。また、得られる緑色光については、波長543nm近傍に発光ピークを有し、これにより視感輝度的にも良好な特性を得ることができる。
【００２０】
上記した(1)式で表されるＴｂおよびＣｅ付活希土類珪酸塩蛍光体において、3価のＴｂおよびＣｅは、蛍光体母体としての珪酸イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃・nＳｉＯ₂）の励起スペクトルを基本的に長波長側に生じさせ、かつ発光効率を高める付活剤である。このように、珪酸イットリウムにＴｂとＣｅを共付活することによって、長波長側での励起による発光効率を高めることができる。すなわち、蛍光体母体中のＣｅ³⁺により吸収されたエネルギーをＴｂ³⁺に伝達することによって、Ｔｂ³⁺に基づく緑色発光の強度を高めることができる。
【００２１】
このような付活剤（共付活剤）のうち、Ｔｂは上記(1)式のｙの値が0.05〜0.3の範囲となるように蛍光体母体としての珪酸イットリウムに含有させる。Ｔｂの含有量を示すｙ値が0.05未満であると、緑色発光の輝度が著しく低下し、一方ｙ値が0.3を超えると濃度消光により輝度低下が生じる。ｙ値は0.13〜0.23の範囲とすることが特に好ましい。
【００２２】
また、Ｃｅは上記(1)式のｚの値が0.001〜0.15の範囲となるように蛍光体母体としての珪酸イットリウムに含有させる。Ｃｅの含有量を示すｚ値が0.001未満であると、Ｃｅ³⁺によるエネルギーの吸収効率が著しく低下し、一方ｚ値が0.15を超えるとＣｅによる発光が無視できなくなり、発光色度の低下や輝度の低下をもたらす。ｚの値は0.01〜0.05の範囲とすることが特に好ましい。
【００２３】
本発明の緑色発光蛍光体は、上述したような3価のＴｂおよびＣｅで付活した珪酸イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃・nＳｉＯ₂）蛍光体の長波長側の励起スペクトル分布をさらに改善したものである。ここで、蛍光体母体としての珪酸イットリウムは、長波長側での基本的な励起スペクトル分布に優れるものであり、本発明はさらにこのような珪酸イットリウム蛍光体の長波長側の励起スペクトル分布を改善したものである。
【００２４】
なお、蛍光体母体としての希土類珪酸塩において、ＳｉＯ₂の濃度（ｎ）は0.8〜1.3の範囲とする。ＳｉＯ₂の濃度を示すｎの値が0.8未満であると、十分に珪酸塩構造を形成することができず、これにより輝度の低下を招くことになる。一方、ｎの値が1.3を超えると非発光成分が無視できなくなり、これにより輝度が著しく低下する。ＳｉＯ₂の濃度を示すｎの値は0.9〜1.1の範囲とすることがさらに好ましい。
【００２５】
本発明の緑色発光蛍光体は、上述したような3価のＴｂおよびＣｅで付活した珪酸イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃・nＳｉＯ₂）蛍光体のＹの一部を、ＬａおよびＧｄから選ばれる少なくとも1種の希土類元素（Ｒ元素）で置換したものである。このように、Ｙよりイオン半径が大きいＬａやＧｄ（Ｒ元素）で、蛍光体母体中のＹの一部を置換することによって、Ｃｅを3価のイオン（Ｃｅ³⁺）として安定に結晶格子中に存在させることができる。
【００２６】
このように、Ｃｅ³⁺イオンの結晶格子での安定性を高めることによって、結晶場の効果も含めた形で、励起スペクトル分布をさらに長波長側にシフトさせることができると共に、270〜395nm付近の紫外線領域における励起スペクトルに比較的平滑な広がりを持たせることが可能となる。これらによって、波長270〜395nmの紫外線、特に波長350〜390nmの長波長紫外線の吸収効率が高まるため、緑色光の発光効率をより一層向上させることができる。すなわち、上記したような紫外線を照射した際に、高輝度の緑色光を効率よく得ることが可能となる。
【００２７】
上記したような長波長側の励起スペクトル分布の改善効果を得る上で、Ｒ元素は上記(1)式のｘの値が5×10^-4〜0.3の範囲となるように蛍光体母体としての珪酸イットリウムに含有させる。Ｒ元素の含有量を示すｘの値が5×10^-4未満であると、Ｙの一部を置換したことによる効果を十分に得ることができない。一方、ｘの値が0.3を超えると置換元素による励起スペクトルが支配的になり、上記したような紫外線を照射した際の発光効率、すなわち緑色光の輝度が低下する。ｘの値は0.01〜0.1の範囲とすることが特に好ましい。
【００２８】
上述した本発明の緑色発光蛍光体、すなわち3価のＴｂおよびＣｅで付活された希土類珪酸塩（（Ｙ_1-x，Ｒ_x）₂Ｏ₃・nＳｉＯ₂：Ｔｂ，Ｃｅ）蛍光体は、例えば以下のようにして作製される。
【００２９】
すなわち、まずＹ₂Ｏ₃、Ｒ₂Ｏ₃（Ｌａ₂Ｏ₃、Ｇｄ₂Ｏ₃など）、Ｔｂ₄Ｏ₇、ＣｅＯ₂、ＳｉＯ₂などの各原料粉末を、上記した(1)式の組成となるように所定量秤量し、これらを融剤と共にボールミルなどを用いて十分に混合する。このようにして得られた原料混合物をアルミナるつぼなどに収容して、大気中にて1200〜1400℃の温度で2〜6時間程度焼成する。
【００３０】
ここで、各原料粉末には酸化物に限らず、加熱により容易に酸化物に分解し得る炭酸塩、硝酸塩、蓚酸塩、水酸化物などを用いることができる。また、各原料粉末としての酸化物を反応槽にて酸で溶解し、混合蓚酸塩として沈殿させた後、この沈殿物を焼成して得られる共沈酸化物を出発原料として用いてもよく、この場合には10％前後の輝度の向上を図ることができる。
【００３１】
次に、得られた焼成物を純水（温純水を含む）でよく洗浄して、不要な可溶成分を除去する。洗浄後の焼成物をろ過、乾燥した後、アルミナるつぼなどに収容して、還元性雰囲気中にて1200〜1500℃の温度で2〜6時間程度焼成する。この還元性雰囲気中で焼成した焼成物を微粉砕した後、純水（温純水を含む）でよく洗浄して不要な可溶成分を除去し、さらにろ過、乾燥することによって、目的とする緑色発光蛍光体が得られる。
【００３２】
上述したように、本発明の緑色発光蛍光体は270〜395nm付近の紫外線領域に比較的平滑な広がりを有する励起スペクトルを持つため、このような緑色発光蛍光体に波長270〜395nmの紫外線、特に波長350〜390nmの長波長紫外線を照射することによって、高輝度の緑色光を効率よく得ることができる。さらに、得られる緑色光は波長543nm近傍に発光ピークを有するため、視感輝度的にも良好な特性が得られる。
【００３３】
これらによって、本発明の緑色発光蛍光体を、例えばＬＥＤランプやブラックライトを用いた表示装置などの長波長紫外線励起タイプの発光装置に用いることによって、任意の色温度の白色光や各種の中間色光を効率および精度よく得ることが可能となる。
【００３４】
次に、本発明の発光装置の実施形態について説明する。本発明の発光装置は、上述した本発明の緑色発光蛍光体を少なくとも含む発光装置用蛍光体を有する発光部に、各種の光源から長波長の紫外線などを照射し、これにより発光部から可視光を得るように構成したものである。図１は本発明の発光装置をＬＥＤランプに適用した一実施形態の概略構成を示す断面図である。
【００３５】
同図において、１は例えばＩｎＧａＮ活性層を有する中心波長が370nm付近の紫外ＬＥＤチップであり、この紫外ＬＥＤチップ１はリードフレーム２上に接着剤層３を介して固定されている。紫外ＬＥＤチップ１とリードフレーム２はボンディングワイヤ４により電気的に接続されている。
【００３６】
上記した紫外ＬＥＤチップ１は、ボンディングワイヤ４などと共に樹脂層５により覆われている。ここで、樹脂層５は紫外ＬＥＤチップ１の周囲を覆うプレディップ材６と、このプレディップ材６の周囲を覆うキャスティング材７とを有している。プレディップ材６およびキャスティング材７には透明な樹脂などが用いられる。
【００３７】
図１に示すＬＥＤランプにおいて、プレディップ材６は前述した本発明の緑色発光蛍光体を少なくとも含む発光装置用蛍光体を含有しており、紫外ＬＥＤチップ１から放射された紫外線により励起され、発光装置用蛍光体の種類や混合比率などに応じた可視光を発光させる発光部として機能するものである。なお、発光装置用蛍光体は、プレディップ材６中に含有させて使用することに限られるものではなく、例えば紫外ＬＥＤチップ１の発光面に蛍光体層を形成して用いるなど、種々の形態で使用することができる。
【００３８】
上述した発光装置用蛍光体は、目的とする発光色に応じて、本発明の緑色発光蛍光体に加えて、青色発光蛍光体や赤色発光蛍光体などを混合して用いることができる。ここで、青色および赤色発光成分としての蛍光体は、特に限定されるものではないが、長波長の紫外線による発光効率に優れる蛍光体を使用することが好ましい。
【００３９】
例えば、青色発光蛍光体としては、
一般式：（Ｍ1，Ｅｕ）₁₀（ＰＯ₄）₆・Ｃｌ₂
（式中、Ｍ1はＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａから選ばれる少なくとも1種の元素を示す）
で実質的に表される2価のユーロピウム付活ハロ燐酸塩蛍光体、
一般式：ａ（Ｍ2，Ｅｕ）Ｏ・ｂＡｌ₂Ｏ₃
（式中、Ｍ2はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｌｉ、ＲｂおよびＣｓから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、ａおよびｂはａ＞0、ｂ＞0、0.2≦ａ／ｂ≦1.5を満足する数である）
で実質的に表される2価のユーロピウム付活アルミン酸塩蛍光体、および
一般式：ａ（Ｍ2，Ｅｕ_v，Ｍｎ_w）Ｏ・ｂＡｌ₂Ｏ₃
（式中、Ｍ2はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｌｉ、ＲｂおよびＣｓから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、ａ、ｂ、ｃおよびｄはａ＞0、ｂ＞0、0.2≦ａ／ｂ≦1.5、0.001≦ｗ／ｖ≦0.2を満足する数である）
で実質的に表される2価のユーロピウムおよびマンガン付活アルミン酸塩蛍光体から選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。
【００４０】
また、赤色発光蛍光体としては、
一般式：（Ｌａ，Ｅｕ，Ｓｍ）₂Ｏ₂Ｓ
で実質的に表される3価のユーロピウムおよびサマリウム付活酸硫化ランタン蛍光体を用いることが好ましい。
【００４１】
上記したような青色発光蛍光体および赤色発光蛍光体は、いずれも波長270〜395nmの紫外線、特に波長350〜390nmの長波長紫外線の吸収効率に優れるものであり、従って長波長の紫外線で励起した際に青色光および赤色光を効率よく得ることができる。このような青色および赤色発光蛍光体などを、本発明の緑色発光蛍光体と適宜に組合せて使用することによって、任意の色温度の白色光や紫色、桃色、青緑色などの中間色光を効率よく取り出すことができ、さらには各色の色再現性を大幅に向上させることが可能となる。
【００４２】
緑色、青色、赤色の各色発光成分の混合比率は、目的とする発光色に応じて適宜設定することができる。例えば、白色光を得る際には重量比で、青色発光成分を65％以下、緑色発光成分を5〜65％の範囲、赤色発光成分を15〜95％の範囲とすることが好ましい。このような混合比率によれば、例えば色温度2700K前後から8000K前後の白色光を任意に得ることができ、さらには従来の波長254nmで励起した三波長蛍光体と遜色のない明るさが得られる。
【００４３】
本発明の発光装置は、上述したＬＥＤランプに限られるものではなく、例えば本発明の緑色発光蛍光体を含む発光装置用蛍光体を塗料と共に塗布した発光部と、この発光部に紫外線特に長波長紫外線を照射する光源とを具備する表示装置などにも適用可能である。このような表示装置は標識などに用いられ、その際の光源としてはＢａＳｉ₂Ｏ₅：Ｐｂ蛍光体（ピーク波長:353nm）やＳｒＢ₄Ｏ₇：Ｅｕ蛍光体（ピーク波長:370nm）などを用いたブラックライト（蛍光ランプ）が使用される。
【００４４】
【実施例】
次に、本発明の具体的な実施例およびその評価結果について述べる。
【００４５】
実施例１、比較例１
まず、Ｙ₂Ｏ₃を247.37g、Ｇｄ₂Ｏ₃を55.16g、Ｔｂ₄Ｏ₇を91.01g、ＣｅＯ₂を10.48g、ＳｉＯ₂を95.98g、ＫＦを15.00g正確に秤量し、ボールミルを用いて十分に混合した。この原料混合物をアルミナるつぼに収容して、大気中にて1350℃の温度で3時間焼成した。
【００４６】
次に、得られた焼成物を温純水でよく洗浄（3〜4回）し、さらにろ過、乾燥した後、アルミナるつぼ（蓋付き）に収容して、還元性雰囲気（Ｈ₂:4％＋Ｎ₂:96％）中にて1400℃の温度で4時間焼成した。この還元性雰囲気中で焼成した焼成物を微粉砕した後、温純水でよく洗浄（3〜4回）し、さらにろ過、乾燥することによって、目的とする緑色発光蛍光体を得た。
【００４７】
このようにして得た緑色発光蛍光体（（Ｙ_0.72Ｇｄ_0.10Ｔｂ_0.16Ｃｅ_0.02）₂ＳｉＯ₅蛍光体）の励起スペクトル分布と発光スペクトル分布を測定した。図２に励起スペクトル分布を、また図３に発光スペクトル分布（380nm励起）を示す。
【００４８】
図３から明らかなように、この実施例の蛍光体は543nm付近に発光ピークを有する緑色発光蛍光体である。そして、図２に示したように、この実施例の緑色発光蛍光体は270〜380nmの紫外線領域に比較的平滑な励起スペクトル分布を有しており、このような紫外線で緑色光を高効率に発光することが分かる。
【００４９】
次に、波長380nmの紫外線で励起した際の輝度を、3（Ｂａ，Ｍｇ）Ｏ・8Ａｌ₂Ｏ₃：Ｅｕ_0.20，Ｍｎ_0.40組成の蛍光体（比較例１）を標準試料として測定したところ、実施例１の緑色発光蛍光体は140％と良好な輝度を有していた。このことから、実施例１の緑色発光蛍光体はＬＥＤチップの放射エネルギーを効率よく緑色光に変換し得るものであることが分かる。
【００５０】
なお、図４に比較例１の蛍光体の励起スペクトル分布を、また図５に比較例１の蛍光体の発光スペクトル分布（380nm励起）を示す。さらに、図６に（Ｙ_0.63Ｔｂ_0.35Ｃｅ_0.02）₂ＳｉＯ₅蛍光体の励起スペクトル分布を示す。図５からは比較例１の蛍光体は発光ピークが515nm付近にあることが分かる。また、図６からは従来の希土類珪酸塩蛍光体は370〜380nm付近の励起スペクトルが低下していることが分かる。
【００５１】
実施例２
まず、Ｙ₂Ｏ₃を327.30g、Ｌａ₂Ｏ₃を5.34g、Ｔｂ₄Ｏ₇を61.23g、ＣｅＯ₂を2.82g、ＳｉＯ₂を103.32g、Ｈ₃ＢＯ₃を40.00g、Ｌｉ₂Ｂ₄Ｏ₇を25.00g正確に秤量し、ボールミルを用いて十分に混合した。この原料混合物をアルミナるつぼに収容して、大気中にて1300℃の温度で3時間焼成した。
【００５２】
次に、得られた焼成物を温純水でよく洗浄（3〜4回）し、さらにろ過、乾燥した後、アルミナるつぼ（蓋付き）に収容して、還元性雰囲気（Ｈ₂:4％＋Ｎ₂:96％）中にて1400℃の温度で4時間焼成した。この還元性雰囲気中で焼成した焼成物を微粉砕した後、温純水でよく洗浄（3〜4回）し、さらにろ過、乾燥することによって、目的とする緑色発光蛍光体を得た。
【００５３】
このようにして得た緑色発光蛍光体（（Ｙ_0.885Ｌａ_0.01Ｔｂ_0.10Ｃｅ_0.005）₂ＳｉＯ₅蛍光体）の輝度を、実施例１と同様の方法（380nm励起）で測定したところ、比較例１の標準試料に対して125％の輝度を有していた。このことから、実施例２の緑色発光蛍光体はＬＥＤチップの放射エネルギーを効率よく緑色光に変換し得るものであることが分かる。
【００５４】
実施例３〜１１、比較例２〜６
表１に組成を示す各蛍光体を、実施例１および実施例２と同様の方法で作製した。これら各蛍光体の輝度を実施例１と同様の方法（380nm励起）で測定した。その結果を表１に示す。なお、比較例２〜６は本発明の範囲外の希土類珪酸塩蛍光体であり、これらについても同様にして輝度を測定した。
【００５５】
【表１】

実施例１２、比較例７
まず、（Ｙ_0.72Ｇｄ_0.10Ｔｂ_0.16Ｃｅ_0.02）₂ＳｉＯ₅組成の緑色発光蛍光体と、（Ｓｒ0.73Ｂａ0.22Ｃａ0.05）₁₀（ＰＯ₄）₆・Ｃｌ₂：Ｅｕ組成の青色発光蛍光体と、Ｌａ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ_0.06，Ｓｍ_0.002組成の赤色発光蛍光体とを用意した。これら各色の蛍光体を、質量比で緑色発光成分が30.5％、青色発光成分が16.5％、赤色発光成分が53.0％となるように秤量し、これらを十分に混合することによって、色温度が5000K前後の白色発光蛍光体を得た。
【００５６】
このようにして得た蛍光体（混合蛍光体）を波長380nmの紫外線で励起して、白色発光のスペクトル分布を測定した。また、本発明との比較例７として、緑色発光蛍光体に3（Ｂａ，Ｍｇ）Ｏ・8Ａｌ₂Ｏ₃：Ｅｕ_0.20，Ｍｎ_0.40組成の蛍光体を用いる以外は、実施例１２と同様にして白色発光蛍光体を作製した。この比較例７の白色発光蛍光体についても、波長380nmの紫外線で励起した際の白色発光のスペクトル分布を測定した。
【００５７】
実施例１２および比較例７によるスペクトル分布からそれぞれの面積を求めて発光輝度を比較した結果、比較例７の白色発光蛍光体を100％とすると、実施例１２の白色発光蛍光体は133％と良好な値を示した。この測定結果から、実施例１２による白色発光蛍光体は、長波長紫外線を励起源とする発光装置用の蛍光体として非常に有用であることが分かる。また実際に、実施例１２の白色発光蛍光体を用いて、図１に示したＬＥＤランプを作製したところ、良好な特性を示すことが確認された。
【００５８】
実施例１３
まず、（Ｙ_0.885Ｌａ_0.01Ｔｂ_0.10Ｃｅ_0.005）₂ＳｉＯ₅組成の緑色発光蛍光体と、実施例１２と同一の青色発光蛍光体および赤色発光蛍光体を用意した。これら各色の蛍光体を、質量比で緑色発光成分が29.0％、青色発光成分が20.0％、赤色発光成分が51.0％となるように秤量し、これらを十分に混合することによって、色温度が6500K前後の白色発光蛍光体を得た。
【００５９】
このようにして得た混合蛍光体の白色発光（380nm励起）の輝度を、実施例１２と同様にして白色発光の輝度を求めたところ、比較例７の輝度に対して実施例１３による白色発光蛍光体の輝度は119％と良好な値を示した。この測定結果から、実施例１３による白色発光蛍光体は、長波長紫外線を励起源とする発光装置用の蛍光体として非常に有用であることが分かる。また実際に、実施例１３の白色発光蛍光体を用いて、図１に示したＬＥＤランプを作製したところ、良好な特性を示すことが確認された。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の緑色発光蛍光体によれば、例えば長波長紫外線を効率よく吸収させることができるため、長波長紫外線の励起により高輝度の緑色光を得ることが可能となる。また、そのような緑色発光蛍光体を用いた発光装置によれば、任意の色温度の白色光や各種の中間色光を効率および精度よく取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光装置をＬＥＤランプに適用した一実施形態の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例１による緑色発光蛍光体の励起スペクトル分布を示す図である。
【図３】本発明の実施例１による緑色発光蛍光体を波長380nmの紫外線で励起した際の発光スペクトル分布を示す図である。
【図４】比較例１による緑色発光蛍光体（アルミン酸塩蛍光体）の励起スペクトル分布を示す図である。
【図５】比較例１による緑色発光蛍光体を波長380nmの紫外線で励起した際の発光スペクトル分布を示す図である。
【図６】従来の希土類珪酸塩緑色発光蛍光体の励起スペクトル分布を示す図である。
【符号の説明】
１……紫外ＬＥＤチップ
５……樹脂層
６……プレディップ材
７……キャスティング材

Claims

波長３５０〜３９０ｎｍの長波長紫外線を放射する窒化物系化合物半導体層を有するＬＥＤ発光チップと、前記ＬＥＤ発光チップからの紫外線により励起されて可視光を発光させる発光部とを具備する発光装置において、
前記発光部が
一般式：（Ｙ _{１−Ｘ−Ｙ−Ｚ} Ｒ _ＸＴｂ _ＹＣｅ _Ｚ） _２Ｏ _３・ｎＳｉＯ _２
（式中、ＲはＬａおよびＧｄから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、ｘ、ｙ、ｚおよびｎはそれぞれ５×１０ ^−４ ≦ｘ≦０．３、０．０５≦ｙ≦０．３、０．００１≦ｚ≦０．１５、０．８≦ｎ≦１．３を満足する数である。）
で表される３価のテルビウムおよびセリウムで付活された希土類珪酸塩蛍光体からなる緑色発光蛍光体を含むことを特徴とする発光装置。
請求項１記載の発光装置において、
前記発光部は、前記緑色発光蛍光体に加えて、青色発光蛍光体および赤色発光蛍光体を含むことを特徴とする発光装置。
請求項２記載の発光装置において、
前記青色発光蛍光体は、
一般式：（Ｍ１，Ｅｕ）_１０（ＰＯ_４）_６・Ｃｌ_２
（式中、Ｍ１はＣａ、ＳｒおよびＢａから選ばれる少なくとも１種の元素を示す）
で表される２価のユーロピウム付活ハロ燐酸塩蛍光体
からなることを特徴とする発光装置。
請求項２または３記載の発光装置において、
前記赤色発光蛍光体は、
一般式：（Ｌａ，Ｅｕ，Ｓｍ）_２Ｏ_２Ｓ
で表される３価のユーロピウムおよびサマリウム付活酸硫化ランタン蛍光体からなることを特徴とする発光装置。