JP6867614B2 - 蛍光体及び発光装置 - Google Patents
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Description
本発明は、蛍光体及びそれを用いた発光装置に関する。
蛍光体は、発光ダイオード（Light-Emitting Diode：ＬＥＤ）などの発光素子と組み合わせて、白色、電球色、橙色等に発光する発光装置に用いられている。これらの発光装置は、一般照明、車載照明、ディスプレイやレーダー等の表示装置の光源、液晶用表示装置にも適用し得るバックライト光源等の幅広い分野で使用されている。
発光素子から発する例えば青色光で励起されて、黄色、橙色、緑色、青色等の発光色を発する種々の蛍光体が開発されている。このような蛍光体として、例えば、希土類元素を賦活させた酸窒化物蛍光体（特許文献１）、Ｅｕ２＋で賦活されたβ−サイアロン蛍光体（特許文献２）が開示されている。
発光装置の高出力化の要求にともない、従来の蛍光体よりもさらに発光強度が高い蛍光体が求められている。
そこで、本発明の一実施形態は、発光強度が高い蛍光体及びそれを用いた発光装置を提供することを目的とする。
そこで、本発明の一実施形態は、発光強度が高い蛍光体及びそれを用いた発光装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段は、以下の通りであり、本発明は、以下の態様を包含する。
本発明の第１の実施形態は、少なくともＡ元素とＭ元素とＤ元素とＥ元素とＸ元素を含み、
前記Ａ元素は、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｃａ、及びＢａからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であり、
前記Ｍ元素は、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、及びＹｂからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であり、
前記Ｄ元素は、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆからなる群から選択される少なくとも一種以上の元素であり、
前記Ｅ元素は、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃ、Ｙ、及びＬａからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であり、
前記Ｘ元素は、Ｏ、Ｎ、及びＦからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であり、
Ａ元素とＭ元素の和に対するＭ元素のモル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕は０．０６以下である、蛍光体である。
本発明の第１の実施形態は、少なくともＡ元素とＭ元素とＤ元素とＥ元素とＸ元素を含み、
前記Ａ元素は、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｃａ、及びＢａからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であり、
前記Ｍ元素は、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、及びＹｂからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であり、
前記Ｄ元素は、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆからなる群から選択される少なくとも一種以上の元素であり、
前記Ｅ元素は、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃ、Ｙ、及びＬａからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であり、
前記Ｘ元素は、Ｏ、Ｎ、及びＦからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であり、
Ａ元素とＭ元素の和に対するＭ元素のモル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕は０．０６以下である、蛍光体である。
本発明の第２の実施形態は、前記蛍光体と、励起光源とを含む発光装置である。
本発明の一実施形態によれば、発光強度が高い蛍光体及びそれを用いた発光装置を提供することができる。
以下、本開示に係る蛍光体及びそれを用いた発光装置の実施形態について説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は、以下の蛍光体及びそれを用いた発光装置に限定されない。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、組成物中の各成分の含有量は、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。
蛍光体
第１の実施形態では蛍光体（以下「本蛍光体」ともいう。）について説明する。本蛍光体は、少なくともＡ元素とＭ元素とＤ元素とＥ元素とＸ元素を含み、Ａ元素は、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｃａ、及びＢａからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であり、Ｍ元素は、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、及びＹｂからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であり、Ｄ元素は、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆからなる群から選択される少なくとも一種以上の元素であり、Ｅ元素は、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃ、Ｙ、及びＬａからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であり、Ｘ元素は、Ｏ、Ｎ、及びＦからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であり、Ａ元素とＭ元素の和に対するＭ元素のモル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕は０．０６以下である。
第１の実施形態では蛍光体（以下「本蛍光体」ともいう。）について説明する。本蛍光体は、少なくともＡ元素とＭ元素とＤ元素とＥ元素とＸ元素を含み、Ａ元素は、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｃａ、及びＢａからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であり、Ｍ元素は、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、及びＹｂからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であり、Ｄ元素は、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆからなる群から選択される少なくとも一種以上の元素であり、Ｅ元素は、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃ、Ｙ、及びＬａからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であり、Ｘ元素は、Ｏ、Ｎ、及びＦからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であり、Ａ元素とＭ元素の和に対するＭ元素のモル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕は０．０６以下である。
本蛍光体は、Ｓｒ４．５Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される無機化合物の結晶構造と同一の結晶構造を母体結晶として有し、Ｓｒの一部に代えて賦活剤となるＭ元素を固溶したものであることが好ましい。Ｍ元素は、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、及びＹｂからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であることが好ましい。図１は、本発明の蛍光体の一例を示し、Ｓｒ４．０８Ｅｕ０．４２Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される蛍光体の結晶構造を示す模式図である。Ｓｒ４．０８Ｅｕ０．４２Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される蛍光体の結晶構造は、Ｓｒ４．５Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される無機化合物の結晶構造と同一の結晶構造を有する。図１に示すように、Ｓｒ４．０８Ｅｕ０．４２Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される蛍光体の結晶構造は、ＳｉとＯ又はＮとで構成された四面体と、ＳｉがＡｌで置換されたＡｌとＯ又はＮとで構成された四面体が連なった骨格中にＳｒが含有された構造を有する。
本蛍光体が、Ｓｒ４．５Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される無機化合物の結晶構造と同一の結晶構造を母体結晶として有するか否かは、粉末Ｘ線回折より同定することができる。本明細書において、本蛍光体が、目的とする組成を有し、かつ、本質的にＳｒ４．５Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５と同一の結晶構造を母体結晶として有する場合には、その蛍光体が、目的の結晶相からなると表現する場合がある。蛍光体が粒子の集合体である場合も、その蛍光体が目的の結晶相からなると表現する場合がある。
図２は、ＣｕＫα線を用いた粉末Ｘ線回折法により得られた比較例１から３及び実施例１から７の蛍光体の実測値とＳｒ４．０８Ｅｕ０．４２Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される蛍光体の結晶構造から計算したＸ線回折パターン（計算値）を示すグラフである。Ｓｒ４．０８Ｅｕ０．４２Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される蛍光体はＳｒ４．５Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される無機化合物の母体結晶の構造を維持したままＳｒの一部をＥｕで置換した組成である。Ｓｒ４．０８Ｅｕ０．４２Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される蛍光体のＸ線回折パターンと、Ｓｒ４．５Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される無機化合物のＸ線回折パターンはほぼ同一のパターンを示す。蛍光体の実測のＸ線回折パターンにおける主要なピークの位置（２θ値）が、計算で得られたＸ線回折パターンの主要なピークの位置（２θ値）とほぼ一致している場合には、そのＸ線回折パターンを示す蛍光体は、Ｓｒ４．５Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される無機化合物の結晶構造と同一の結晶構造を有しており、すなわち、目的の結晶相が得られていると判断することができる。
本蛍光体は、Ｓｒ４．５Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される無機化合物と実質的に同一の結晶構造を母体結晶として有し、他の結晶構造（副結晶相）を含まないことが好ましい。さらに、蛍光体のＸ線回折パターンにおける主要なピークの強度（intensity）が、Ｓｒ４．５Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される無機化合物のＸ線回折パターンの主要なピークの強度に近似することが好ましい。
本蛍光体は、Ｓｒ４．５Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される無機化合物と実質的に同一の結晶構造を母体結晶として有し、他の結晶構造（副結晶相）を含まないことが好ましい。さらに、蛍光体のＸ線回折パターンにおける主要なピークの強度（intensity）が、Ｓｒ４．５Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される無機化合物のＸ線回折パターンの主要なピークの強度に近似することが好ましい。
Ｓｒ４．５Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される無機化合物の結晶構造は、直方晶系（斜方晶系）に属し、Ｉｍｍ２空間群（International Tables for Crystallographyの４４番目の空間群）に属し、単位格子の軸の長さを示す格子定数ａ、ｂ、ｃが下記式（ｉ）から（iii）を満たす値であり、単位格子の軸間の角度を示すα、β、γは、それぞれ９０度である。
ａ＝２．０７４±０．０２０ｎｍ （ｉ）
ｂ＝１．０７９±０．０２０ｎｍ （ii）
ｃ＝０．４９０±０．０２０ｎｍ （iii）
ａ＝２．０７４±０．０２０ｎｍ （ｉ）
ｂ＝１．０７９±０．０２０ｎｍ （ii）
ｃ＝０．４９０±０．０２０ｎｍ （iii）
本蛍光体が、Ｓｒ４．５Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される無機化合物の結晶構造と同一の結晶構造を有している場合において、本蛍光体の構成元素が他の元素で置き換わる場合がある。例えば、Ｓｒの一部又は全部がＭｇ、Ｃａ及びＢａからなる群から選択される少なくとも一種の元素と置き換わる場合があり、Ｓｒの一部にＥｕ、Ｍｎ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、及びＹｂからなる群から選択される少なくとも一種の元素が固溶されていてもよい。また、Ｓｉの一部又は全部がＧｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆからなる群から選択される少なくとも一種の元素に置き換わる場合があり、Ａｌの一部又は全部がＢ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃ、Ｙ、及びＬａからなる群から選択される少なくとも一種の元素に置き換わる場合があり、ＯとＮの一部又は全部がフッ素（Ｆ）で置き換わる場合がある。
本蛍光体のＸ線回折パターンの主要ピークの位置が、Ｓｒ４．５Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される無機化合物のＸ線回折パターンの主要ピークの位置と同一である場合、その蛍光体は、Ｓｒ４．５Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される無機化合物に近い結晶構造を母体結晶として有しているものと判断する。
例えば、本蛍光体の構成元素が他の元素で置換されたり、元素の一部に賦活元素が固溶したりすることによって、格子定数や原子位置に多少の変化が生じる場合がある。また、本蛍光体が直方晶（斜方晶）以外の晶系に属する場合、結晶の空間群、単位格子の軸間の角度α、β、γ、及び格子定数ａ、ｂ、ｃは、直方晶のそれらとは異なる。これらの場合であっても、先に述べたようにＸ線回折パターンの主要ピークの位置が同一である場合は、本蛍光体はＳｒ４．５Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される無機化合物に近い結晶構造を母体結晶として有していると判断する。
例えば、本蛍光体の構成元素が他の元素で置換されたり、元素の一部に賦活元素が固溶したりすることによって、格子定数や原子位置に多少の変化が生じる場合がある。また、本蛍光体が直方晶（斜方晶）以外の晶系に属する場合、結晶の空間群、単位格子の軸間の角度α、β、γ、及び格子定数ａ、ｂ、ｃは、直方晶のそれらとは異なる。これらの場合であっても、先に述べたようにＸ線回折パターンの主要ピークの位置が同一である場合は、本蛍光体はＳｒ４．５Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される無機化合物に近い結晶構造を母体結晶として有していると判断する。
本蛍光体は、Ｓｒ４．５Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される無機化合物の結晶構造であり、Ｓｒ元素の代わりにＡ元素と、このＡ元素に固溶する賦活元素であるＭ元素とを有することが好ましい。本蛍光体において、Ａ元素とＭ元素の和に対するＭ元素のモル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕が０．０６以下であることによって、その蛍光体は、発光強度が高く、優れた発光特性を有する。
本蛍光体において、Ａ元素とＭ元素の和に対するＭ元素のモル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕が、好ましくは０．０５５以下、より好ましくは０．０５０以下、さらに好ましくは０．０４５以下、よりさらに好ましくは０．０４０以下であり、特に好ましくは０．０３５以下であり、好ましくは０．００１以上、より好ましくは０．００３以上、さらに好ましくは０．００５以上である。
本蛍光体において、Ａ元素とＭ元素の和に対するＭ元素のモル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕が０．０６を超えると、その蛍光体は、却って発光強度が高くならず、賦活元素であるＭ元素の量が多すぎると、Ｓｒ４．５Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される無機化合物の結晶相（結晶構造）とは異なる副結晶相が形成される場合がある。
本蛍光体において、Ａ元素とＭ元素の和に対するＭ元素のモル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕が、好ましくは０．０５５以下、より好ましくは０．０５０以下、さらに好ましくは０．０４５以下、よりさらに好ましくは０．０４０以下であり、特に好ましくは０．０３５以下であり、好ましくは０．００１以上、より好ましくは０．００３以上、さらに好ましくは０．００５以上である。
本蛍光体において、Ａ元素とＭ元素の和に対するＭ元素のモル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕が０．０６を超えると、その蛍光体は、却って発光強度が高くならず、賦活元素であるＭ元素の量が多すぎると、Ｓｒ４．５Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される無機化合物の結晶相（結晶構造）とは異なる副結晶相が形成される場合がある。
本蛍光体は、ＡｓＭｚＤｔＥｑＸｖで表される組成を有し、Ａ元素にＳｒを含み、Ｍ元素にＥｕを含み、Ｄ元素にＳｉを含み、Ｅ元素にＡｌを含み、Ｘ元素にＮとＯを含み、ｔとｑの値の和を１６とした場合に、ｓ、ｔ、ｑ、ｖ、ｚが下記式（１）から（５）の範囲を満たす値であることが好ましい。ｓはＡ元素の組成比（モル比）であり、ｔはＤ元素の組成比（モル比）であり、ｑはＥ元素の組成比（モル比）であり、ｖはＸ元素の組成比（モル比）であり、ｚはＭ元素の組成比（モル比）である。
４．２０≦ｓ≦４．５０ （１）
１２．４０≦ｔ≦１２．７０ （２）
３．３０≦ｑ≦３．６０ （３）
２３．５０≦ｖ≦２４．９０ （４）
０．００＜ｚ≦０．３０ （５）
本蛍光体は、ＡｓＭｚＤｔＥｑＸｖで表される組成を有すること好ましく、ｓ、ｔ、ｑ、ｖ、ｚが式（１）から（５）の範囲を満たす値であることによって、発光強度を高くすることができる。
４．２０≦ｓ≦４．５０ （１）
１２．４０≦ｔ≦１２．７０ （２）
３．３０≦ｑ≦３．６０ （３）
２３．５０≦ｖ≦２４．９０ （４）
０．００＜ｚ≦０．３０ （５）
本蛍光体は、ＡｓＭｚＤｔＥｑＸｖで表される組成を有すること好ましく、ｓ、ｔ、ｑ、ｖ、ｚが式（１）から（５）の範囲を満たす値であることによって、発光強度を高くすることができる。
本蛍光体が、ＡｓＭｚＤｔＥｑＸｖで表される組成を有する場合、Ａ元素とＭ元素の和に対するＭ元素のモル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕は、Ａ元素のモル比を表すｓ値とＭ元素のモル比を表すｚ値の和に対するｚ値の比〔ｚ／（ｓ＋ｚ）〕から算出することができる。この場合、ｓとｚは、ｚ／（ｓ＋ｚ）≦０．０６０の条件を満たす値であることが好ましく、０．００１≦ｚ／（ｓ＋ｚ）≦０．０６０の条件を満たす値であることがより好ましい。
本蛍光体は、下記式（Ｉ）で表される組成を有することがさらに好ましい。
（Ｓｒ１−ｐＥｕｐ）５．５＋８ｕ−１２．５ｒ（Ｓｉ１−ｕＡｌｕ）１６（Ｎ１−ｒＯｒ）２５ （Ｉ）
式（Ｉ）中、ｐ、ｕ、ｒは、０．００００＜ｐ≦０．０６００、０．２０６２≦ｕ≦０．２２５０、０．２２４０≦ｒ≦０．２３６０を満たす値であることが好ましい。
式（Ｉ）中、ｐ、ｕ、ｒは、０．００２３≦ｐ≦０．０６００、０．２１１３≦ｕ≦０．２２１９、０．２２６０≦ｒ≦０．２３４０を満たす値であることがより好ましい。
式（Ｉ）中、窒素（Ｎ）元素又は酸素（Ｏ）元素の一部がフッ素（Ｆ）元素で置き換わっていてもよい。式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体は、別の表現形式として、ＡｓＭｚＤｔＥｑＯｗＮｘＦｙ、又はＳｒｓＥｕｚＳｉｔＡｌｑＯｗＮｘＦｙの組成で表すこともできる。
（Ｓｒ１−ｐＥｕｐ）５．５＋８ｕ−１２．５ｒ（Ｓｉ１−ｕＡｌｕ）１６（Ｎ１−ｒＯｒ）２５ （Ｉ）
式（Ｉ）中、ｐ、ｕ、ｒは、０．００００＜ｐ≦０．０６００、０．２０６２≦ｕ≦０．２２５０、０．２２４０≦ｒ≦０．２３６０を満たす値であることが好ましい。
式（Ｉ）中、ｐ、ｕ、ｒは、０．００２３≦ｐ≦０．０６００、０．２１１３≦ｕ≦０．２２１９、０．２２６０≦ｒ≦０．２３４０を満たす値であることがより好ましい。
式（Ｉ）中、窒素（Ｎ）元素又は酸素（Ｏ）元素の一部がフッ素（Ｆ）元素で置き換わっていてもよい。式（Ｉ）で表される組成を有する蛍光体は、別の表現形式として、ＡｓＭｚＤｔＥｑＯｗＮｘＦｙ、又はＳｒｓＥｕｚＳｉｔＡｌｑＯｗＮｘＦｙの組成で表すこともできる。
本蛍光体は、ＡｓＭｚＤｔＥｑＯｗＮｘＦｙで表される組成を有し、ｗ、ｘ、ｙが下記式（６）から（８）の範囲を満たす値であることがより好ましい。ｗは、酸素（Ｏ）元素の組成比（モル比）であり、ｘは窒素（Ｎ）元素の組成比（モル比）であり、ｙはフッ素（Ｆ）元素の組成比（モル比）である。
５．６０≦ｗ≦５．９０ （６）
１７．９０≦ｘ≦１８．６０ （７）
０．００＜ｙ≦０．４０ （８）
５．６０≦ｗ≦５．９０ （６）
１７．９０≦ｘ≦１８．６０ （７）
０．００＜ｙ≦０．４０ （８）
本蛍光体は、ＳｒｓＥｕｚＳｉｔＡｌｑＯｗＮｘＦｙで表される組成を有し、ｔとｑの値の和を１６とした場合に、ｓ、ｔ、ｑ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚが下記式（９）から（１５）の範囲を満たす値であることがよりさらに好ましい。
４．２５≦ｓ≦４．４５ （９）
１２．４５≦ｔ≦１２．６５ （１０）
３．３５≦ｑ≦３．５５ （１１）
５．６０≦ｗ≦５．８５ （１２）
１７．９５≦ｘ≦１８．６０ （１３）
０．０１≦ｙ≦０．３５ （１４）
０．０１≦ｚ≦０．２８ （１５）
この場合、ｓとｚは、下記式（１６）の条件を満たす値であり、下記式（１７）の条件を満たす値であることが好ましい。
ｚ／（ｓ＋ｚ）≦０．０６０ （１６）
０．００１≦ｚ／（ｓ＋ｚ）≦０．０６０ （１７）
４．２５≦ｓ≦４．４５ （９）
１２．４５≦ｔ≦１２．６５ （１０）
３．３５≦ｑ≦３．５５ （１１）
５．６０≦ｗ≦５．８５ （１２）
１７．９５≦ｘ≦１８．６０ （１３）
０．０１≦ｙ≦０．３５ （１４）
０．０１≦ｚ≦０．２８ （１５）
この場合、ｓとｚは、下記式（１６）の条件を満たす値であり、下記式（１７）の条件を満たす値であることが好ましい。
ｚ／（ｓ＋ｚ）≦０．０６０ （１６）
０．００１≦ｚ／（ｓ＋ｚ）≦０．０６０ （１７）
本蛍光体は、紫外線から可視光の短波長側領域の光を吸収して、励起光の発光ピーク波長よりも長波長側に発光ピーク波長を有する。具体的には２４０ｎｍ以上５２０ｎｍ以下の波長範囲に発光ピーク波長を有する励起光源からの光により励起され、図４の発光スペクトルに示されるように、５３５ｎｍ以上５６５ｎｍ以下の波長範囲に発光ピーク波長をもつ、緑色から黄緑色の蛍光を発光する。
２７０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲に発光ピーク波長を有する励起光源を用いることにより、図５の励起スペクトルに示されるように、当該波長範囲では本蛍光体の励起スペクトルが比較的高い強度を示すので、本蛍光体の発光効率を高くすることができる。特に、３３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下に発光ピーク波長を有する励起光源を用いることが好ましく、３６０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下に発光ピーク波長を有する励起光源を用いることが更に好ましい。
２７０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲に発光ピーク波長を有する励起光源を用いることにより、図５の励起スペクトルに示されるように、当該波長範囲では本蛍光体の励起スペクトルが比較的高い強度を示すので、本蛍光体の発光効率を高くすることができる。特に、３３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下に発光ピーク波長を有する励起光源を用いることが好ましく、３６０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下に発光ピーク波長を有する励起光源を用いることが更に好ましい。
本蛍光体は、平均粒径０．１μｍ以上３０．０μｍ以下の粒子の集合体であることが好ましい。
本蛍光体は、粉砕し、必要に応じて分散、濾過することによって、平均粒径が０．１μｍ以上３０．０μｍの粒子の集合体とすることができる。蛍光体を構成する粒子は、その平均粒径が、より好ましくは０．５μｍ以上３０．０μｍ以下であり、さらに好ましくは１．０μｍ以上２８．０μｍ以下、よりさらに好ましくは２．０μｍ以上２５．０μｍ以下である。本蛍光体は、上記範囲の平均粒径を有する粒子を頻度高く含有していることが好ましい。また、蛍光体を構成する粒子は、粒度分布が狭い範囲であることが好ましい。粒径のばらつきが小さく、高い発光強度を有する粒径の大きな粒子を含む蛍光体を用いることによって、より色むらが抑制され、良好な色調を有する発光装置が得られる。前記範囲の粒径を有する蛍光体は、光の吸収率及び変換効率を高く維持することができる。なお、平均粒径が１．０μｍよりも小さい無機化合物は、凝集体を形成しやすい傾向がある。
本蛍光体は、粉砕し、必要に応じて分散、濾過することによって、平均粒径が０．１μｍ以上３０．０μｍの粒子の集合体とすることができる。蛍光体を構成する粒子は、その平均粒径が、より好ましくは０．５μｍ以上３０．０μｍ以下であり、さらに好ましくは１．０μｍ以上２８．０μｍ以下、よりさらに好ましくは２．０μｍ以上２５．０μｍ以下である。本蛍光体は、上記範囲の平均粒径を有する粒子を頻度高く含有していることが好ましい。また、蛍光体を構成する粒子は、粒度分布が狭い範囲であることが好ましい。粒径のばらつきが小さく、高い発光強度を有する粒径の大きな粒子を含む蛍光体を用いることによって、より色むらが抑制され、良好な色調を有する発光装置が得られる。前記範囲の粒径を有する蛍光体は、光の吸収率及び変換効率を高く維持することができる。なお、平均粒径が１．０μｍよりも小さい無機化合物は、凝集体を形成しやすい傾向がある。
本明細書において、「平均粒径」は、コールター原理に基づいて、電気抵抗を利用した粒子測定法により測定される平均粒径を意味する。具体的には、溶液中に蛍光体を分散させ、アパーチャーチューブの細孔を通過することによって生じる電気抵抗に基づいて、粒子の粒径を求めることができる。
発光装置
第２の実施形態では、第１の実施形態に係る蛍光体と、励起光源とを含む発光装置について説明する。
発光装置に含まれる励起光源は、近紫外から可視光の短波長領域内にピーク波長を有する光を放つものであることが好ましい。蛍光体は、励起光源からの光の一部を吸収して光を発する。
第２の実施形態では、第１の実施形態に係る蛍光体と、励起光源とを含む発光装置について説明する。
発光装置に含まれる励起光源は、近紫外から可視光の短波長領域内にピーク波長を有する光を放つものであることが好ましい。蛍光体は、励起光源からの光の一部を吸収して光を発する。
発光装置の一例を図面に基づいて説明する。図３は、発光装置１００の一例を示す概略断面図である。発光装置１００は、成形体４０と、発光素子１０と、蛍光部材５０とを備える。成形体４０は、第１のリード２０及び第２のリード３０と、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を含む樹脂部４２を含み、これらが一体的に成形されたものである。成形体４０は凹部を有し、その凹部の底面に発光素子１０が載置されている。発光素子１０は一対の正負の電極を有し、その一対の正負の電極はそれぞれ第１のリード２０及び第２のリード３０とそれぞれワイヤ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と樹脂を含む。更に蛍光体７０は、第一の蛍光体７１と第二の蛍光体７２とを含む。発光素子１０の正負一対の電極に接続された第１のリード２０及び第２のリード３０は、その一部が成形体４０の外側に露出されている。これらの第１のリード２０及び第２のリード３０を介して、外部から電力の供給を受けて発光装置１００が発光する。
以下、発光装置を構成する部材について説明する。
以下、発光装置を構成する部材について説明する。
発光素子
発光素子１０は、紫外線領域から可視光領域までの光を発する励起光源として利用することができる。発光素子１０の発光ピーク波長は、好ましくは２７０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下であり、より好ましくは３３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下、さらに好ましくは３６０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下である。
蛍光体７０は、上記範囲に発光ピーク波長を有する励起光源からの光により効率よく励起される。発光装置１００は、発光素子１０からの光と、蛍光体７０からの光との混色光を発する。
発光素子１０は、紫外線領域から可視光領域までの光を発する励起光源として利用することができる。発光素子１０の発光ピーク波長は、好ましくは２７０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下であり、より好ましくは３３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下、さらに好ましくは３６０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下である。
蛍光体７０は、上記範囲に発光ピーク波長を有する励起光源からの光により効率よく励起される。発光装置１００は、発光素子１０からの光と、蛍光体７０からの光との混色光を発する。
発光素子１０は、例えば、窒化物半導体（ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を用いた半導体発光素子を用いることができる。半導体発光素子を用いることで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の発光スペクトルの半値幅は、例えば、３０ｎｍ以下とすることができる。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の発光スペクトルの半値幅は、例えば、３０ｎｍ以下とすることができる。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。
蛍光部材
蛍光部材５０は、発光素子１０や蛍光体７０を外部環境から保護するための部材としてではなく、波長変換部材としても機能する。蛍光部材５０中で、蛍光体７０は部分的に偏在するよう配合されていてもよい。蛍光体７０は、発光素子１０に接近して存在することにより、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、発光効率の優れた発光装置１００とすることができる。
なお、蛍光体７０を含む蛍光部材５０と、発光素子１０との配置は、それら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への熱の影響を考慮して、発光素子１０と蛍光体７０を含む蛍光部材５０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中にほぼ均一の割合で混合することによって、色むらのない光を得ることもできる。
蛍光部材５０は、発光素子１０や蛍光体７０を外部環境から保護するための部材としてではなく、波長変換部材としても機能する。蛍光部材５０中で、蛍光体７０は部分的に偏在するよう配合されていてもよい。蛍光体７０は、発光素子１０に接近して存在することにより、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、発光効率の優れた発光装置１００とすることができる。
なお、蛍光体７０を含む蛍光部材５０と、発光素子１０との配置は、それら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への熱の影響を考慮して、発光素子１０と蛍光体７０を含む蛍光部材５０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中にほぼ均一の割合で混合することによって、色むらのない光を得ることもできる。
蛍光部材５０中の蛍光体７０の総含有量は、例えば、樹脂（１００質量部）に対して５質量部以上３００質量部以下とすることができ、１０質量部以上２５０質量部以下が好ましく、１５質量部以上２３０質量部以下がより好ましく、１５質量部以上２００質量部以下が更に好ましい。蛍光部材５０中の蛍光体７０の総含有量が、上記範囲内であると、発光素子１０から発した光を蛍光体７０で効率よく波長変換することができる。
蛍光体７０は、２種以上の蛍光体を用いてもよい。例えば、発光素子１０と、第一の蛍光体７１と、第一の蛍光体７１以外の赤色光を発する第二の蛍光体７２を併用してもよい。２種以上の蛍光体を用いることで、色再現性や演色性に優れた白色光を得ることができる。赤色光を発する第二の蛍光体７２としては、（Ｃａ１−ｍＳｒｍ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ（０≦ｍ≦１．０）又は（Ｃａ１−ｍ−ｎＳｒｍＢａｎ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ（０≦ｍ≦１．０、０≦ｎ≦１．０）等の窒化物蛍光体、Ｋ2（Ｓｉ１−ｍ−ｎＧｅｍＴｉｎ）Ｆ６：Ｍｎ（０≦ｍ≦１．０、０≦ｎ≦１．０）等のフッ化物蛍光体を、第一の蛍光体７１と併用して用いることができる。
その他、赤色光を発する第二の蛍光体としては、（Ｓｒ，Ｃａ）ＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕの窒化物蛍光体、（Ｌａ，Ｙ）２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ等のＥｕ賦活酸硫化物蛍光体、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ等のＥｕ賦活硫化物蛍光体、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ，Ｍｎ等のＥｕ，Ｍｎ賦活ハロリン酸塩蛍光体、Ｌｕ２ＣａＭｇ２（Ｓｉ，Ｇｅ）３Ｏ１２：Ｃｅ等のＣｅ賦活酸化物蛍光体、α型サイアロン等のＥｕ賦活酸窒化物蛍光体を用いることができる。
また、蛍光体７０は、緑色蛍光体や青色蛍光体も含むことができる。本発明の一実施形態の蛍光体とは発光ピーク波長が異なる緑色に発光する蛍光体や、青色に発光する蛍光体をさらに追加することで、色再現性や演色性を更に向上させることができる。また、紫外線を吸収して青色に発光する蛍光体を追加することにより、青色に発光する発光素子に代えて紫外線を発光する発光素子を組み合わせることで、色再現性や演色性を向上させることもできる。
緑色光を発する蛍光体としては、例えば、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ等のケイ酸塩蛍光体、Ｃａ８ＭｇＳｉ４Ｏ１６Ｃｌ２：Ｅｕ，Ｍｎ等のクロロシリケート蛍光体、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）３Ｓｉ６Ｏ９Ｎ４：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）３Ｓｉ６Ｏ１２Ｎ２：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ等の酸窒化物蛍光体、Ｓｉ６−ｋＡｌｋＯｋＮ８−ｋ：Ｅｕ（０＜ｋ＜４．２）のβ型サイアロン等の酸窒化物蛍光体、（Ｙ，Ｌｕ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ等のＣｅ賦活アルミン酸塩蛍光体、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：ＭｎのＭｎ賦活アルミン酸塩蛍光体、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ等のＥｕ賦活硫化物蛍光体、ＣａＳｃ２Ｏ４：Ｃｅ等の酸化物蛍光体を用いることができる。
また、青色光を発する蛍光体としては、例えば、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）Ａｌ２Ｏ４：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ，Ｔｂ，Ｓｍ等のＥｕ賦活アルミン酸塩蛍光体、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎ等のＥｕ，Ｍｎ賦活アルミン酸塩蛍光体、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ、ＣａＧａ２Ｓ４：Ｃｅ等のＣｅ賦活チオガレート蛍光体、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ等のＥｕ賦活シリケート蛍光体（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ等のＥｕ賦活ハロリン酸塩蛍光体、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ等のＥｕ賦活ケイ酸塩蛍光体を用いることができる。
蛍光部材５０を構成する樹脂は、製造のし易さを考慮すると、シリコーン樹脂や、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の樹脂を用いることができる。また、蛍光部材５０には、例えば、フィラー、光拡散材等を含有させることもできる。例えば、蛍光部材５０が光拡散材を含むことで、発光素子１０からの指向性を緩和させ、視野角を増大させることができる。フィラー又は光拡散材としては、例えばシリカ、酸化チタン、アルミナ等を挙げることができる。蛍光部材５０がフィラーを含む場合、フィラーの含有量は、例えば、樹脂１００質量部に対して１質量部以上２０質量部以下とすることができる。
蛍光体の製造方法
次に、本蛍光体の製造方法について説明する。蛍光体に含まれるＡ元素、Ｍ元素、Ｄ元素、Ｅ元素は、これらの元素の単体やこれらの元素を含む酸化物、炭酸塩あるいは窒化物等の化合物を原料とし、目的の組成比（モル比）となるように各原料を秤量する。
次に、本蛍光体の製造方法について説明する。蛍光体に含まれるＡ元素、Ｍ元素、Ｄ元素、Ｅ元素は、これらの元素の単体やこれらの元素を含む酸化物、炭酸塩あるいは窒化物等の化合物を原料とし、目的の組成比（モル比）となるように各原料を秤量する。
原料
具体的な蛍光体を製造するための原料について説明する。
Ｓｒ、Ｍｇ、Ｃａ、及びＢａからなる群より選択される少なくとも一種のＡ元素を含む化合物は、Ａ元素を含む金属、窒化物、酸化物、水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩等の各種塩類、イミド、アミド等の化合物を使用することができる。具体的には、Ｓｒ３Ｎ２、ＳｒＯ、Ｓｒ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＣＯ）２・Ｈ２Ｏ、ＳｒＳｉＯ３、Ｓｒ３（ＰＯ４）２、ＳｒＮＨ、Ｓｒ（ＮＨ２）２、Ｍｇ３Ｎ２、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２・Ｈ２Ｏ、ＭｇＣＯ３、Ｍｇ（ＯＣＯ）２・Ｈ２Ｏ、ＭｇＮＨ、ＣａＯ、ＣａＣＯ３、Ｃａ（ＯＣＯ）２、Ｃａ３Ｎ、Ｂａ３Ｎ２、ＢａＯ、Ｂａ（ＯＨ）２・Ｈ２Ｏ、ＢａＣＯ３、Ｂａ（ＯＣＯ）２・２Ｈ２Ｏ、ＢａＮＨ、Ｂａ（ＮＨ２）２等が挙げられる。これらの化合物は、水和物であってもよい。また、これらの化合物は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、目的とする組成以外の元素が残留しにくく、残留不純物元素による発光強度の低下を抑制しやすいため、窒化物がより好ましい。
具体的な蛍光体を製造するための原料について説明する。
Ｓｒ、Ｍｇ、Ｃａ、及びＢａからなる群より選択される少なくとも一種のＡ元素を含む化合物は、Ａ元素を含む金属、窒化物、酸化物、水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩等の各種塩類、イミド、アミド等の化合物を使用することができる。具体的には、Ｓｒ３Ｎ２、ＳｒＯ、Ｓｒ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＣＯ）２・Ｈ２Ｏ、ＳｒＳｉＯ３、Ｓｒ３（ＰＯ４）２、ＳｒＮＨ、Ｓｒ（ＮＨ２）２、Ｍｇ３Ｎ２、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２・Ｈ２Ｏ、ＭｇＣＯ３、Ｍｇ（ＯＣＯ）２・Ｈ２Ｏ、ＭｇＮＨ、ＣａＯ、ＣａＣＯ３、Ｃａ（ＯＣＯ）２、Ｃａ３Ｎ、Ｂａ３Ｎ２、ＢａＯ、Ｂａ（ＯＨ）２・Ｈ２Ｏ、ＢａＣＯ３、Ｂａ（ＯＣＯ）２・２Ｈ２Ｏ、ＢａＮＨ、Ｂａ（ＮＨ２）２等が挙げられる。これらの化合物は、水和物であってもよい。また、これらの化合物は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、目的とする組成以外の元素が残留しにくく、残留不純物元素による発光強度の低下を抑制しやすいため、窒化物がより好ましい。
Ｅｕ、Ｍｎ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、及びＹｂからなる群より選択される少なくとも一種のＭ元素を含む化合物は、Ｍ元素を含む金属、ハロゲン塩、酸化物、炭酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩等を使用することができる。具体的には、ＥｕＦ３、ＥｕＣｌ３、ＥｕＢｒ３、Ｅｕ２Ｏ３、ＥｕＰＯ４、ＭｎＦ２、ＭｎＣｌ２、ＭｎＢｒ２、Ｍｎ２Ｏ３、ＭｎＣＯ３、ＭｎＰＯ４、ＭｎＳｉＯ３、ＣｅＦ３、ＣｅＣｌ３、ＣｅＢｒ３、ＣｅＯ２、Ｃｅ２（ＣＯ３）３、ＣｅＰＯ４、ＮｄＦ３、ＮｄＣｌ３、ＮｄＢｒ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｎｄ２（ＣＯ３）３、ＮｄＰＯ４、ＳｍＦ３、ＳｍＣｌ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｓｍ２（ＣＯ３）３、ＳｍＰＯ４、ＴｂＦ３、ＴｂＣｌ３、Ｔｂ４Ｏ７、ＤｙＦ３、ＤｙＣｌ３、ＤｙＢｒ３、Ｄｙ２Ｏ３、ＹｂＦ３、ＹｂＣｌ３、ＹｂＢｒ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＹｂＰＯ４等が挙げられる。これらの化合物は水和物であってもよい。また、これらの化合物は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、例えば、Ｍ元素として、Ｅｕを用いる場合は、Ｅｕを含む化合物に、Ｅｕ以外の他の希土類元素を含有した化合物を用いてもよい。これらの化合物の中でも、目的とする組成以外の元素が残留しにくく、フラックスとしての効果も期待できるため、ハロゲン塩がより好ましい。
また、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆからなる群から選択される少なくとも一種のＤ元素を含む化合物は、Ｄ元素を含む金属、窒化物、酸化物、イミド、アミド及び各種塩類等の化合物を用いることができる。具体的には、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、Ｇｅ２Ｎ４、ＧｅＯ２、ＳｎＯ２、ＴｉＮ、ＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、ＺｒＮ、ＺｒＯ２、ＨｆＮ、ＨｆＯ２等が挙げられる。これらの化合物は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、目的とする組成以外の元素が残留しにくく、残留不純物元素による発光強度の低下を抑制しやすいため、窒化物及び／又は酸化物がより好ましい。原料として、Ｓｉを含む化合物を用いる場合には、予め組成を構成する他の元素とＳｉを混合したものを使用してもよい。また、例えばＳｉを含む化合物において、原料のＳｉの純度は、２Ｎ以上のものが好ましいが、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｂ、Ｃｕ等の異なる元素が含有されていてもよい。さらに、組成を構成する元素であれば、二種のＤ元素を含む化合物、例えば、Ｓｉと、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＨｆから選ばれる少なくとも一種のＤ元素を含む化合物を使用してもよい。また、組成を構成する元素であれば、Ｄ元素と他の元素、例えば、Ｅ元素を含む化合物を使用してもよい。例えば、Ｄ元素としてＳｉを含み、Ｅ元素としてＡｌ、Ｇａ及びＩｎからなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む化合物を使用することができる。
また、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃ、Ｙ、及びＬａからなる群から選択される少なくとも一種のＥ元素を含む化合物は、Ｅ元素を含む金属、窒化物、酸化物、水酸化物、その他の各種塩類等の化合物を用いることができる、具体的には、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＢＮ，Ｂ（ＯＨ）３、ＧａＮ、Ｇａ２Ｏ３、ＧａＰＯ４、ＩｎＮ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｃＮ、Ｓｃ２Ｏ３、ＹＮ、Ｙ２Ｏ３、ＹＰＯ４、ＬａＮ、Ｌａ２Ｏ３等が挙げられる。これらの化合物は水和物であってもよい。これらの中でも、目的とする組成以外の元素が残留しにくく、残留不純物元素による発光強度の低下を抑制しやすいため、窒化物がより好ましい。
原料として用いる各々の化合物は、平均粒径が約０．１μｍ以上１５μｍ以下、より好ましくは約０．１μｍ以上１０μｍ以下の範囲であることが、他の原料との反応性、熱処理時及び熱処理後の粒径制御等の観点から好ましい。この範囲以上の粒径を有する場合は、アルゴン雰囲気中若しくは窒素雰囲気中、グローブボックス内で粉砕を行うことで達成できる。
フラックス
原料として反応性を高めるため、原料を混合した原料混合物には、必要に応じてハロゲン化物等のフラックスを含んでいてもよい。原料混合物にフラックスが含有されることにより、原料同士の反応が促進され、固相反応がより均一に進行しやすい。これは、原料混合物を熱処理する温度が、フラックスとして用いるハロゲン化物等の液相の生成温度とほぼ同じであるか、液相の生成温度よりも高い温度であるため、反応が促進されると考えられる。
ハロゲン化物としては、希土類金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属のフッ化物、塩化物、マンガン又はアルミニウムのフッ化物、塩化物等が挙げられる。フラックスとして、蛍光体を構成する元素を含む化合物を用いる場合には、フラックスに含まれる陽イオンの元素比率を目的物組成になるような化合物として、原料混合物にフラックスを加えることもできるし、更に目的物組成に各原料を加えた後に、添加する形で加えることもできる。フラックスを原料として加えることによって、結晶構造が安定化する。また、フラックスを原料として加えることによって、平均粒径の比較的大きい粒子を含む蛍光体が得られる。
原料として反応性を高めるため、原料を混合した原料混合物には、必要に応じてハロゲン化物等のフラックスを含んでいてもよい。原料混合物にフラックスが含有されることにより、原料同士の反応が促進され、固相反応がより均一に進行しやすい。これは、原料混合物を熱処理する温度が、フラックスとして用いるハロゲン化物等の液相の生成温度とほぼ同じであるか、液相の生成温度よりも高い温度であるため、反応が促進されると考えられる。
ハロゲン化物としては、希土類金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属のフッ化物、塩化物、マンガン又はアルミニウムのフッ化物、塩化物等が挙げられる。フラックスとして、蛍光体を構成する元素を含む化合物を用いる場合には、フラックスに含まれる陽イオンの元素比率を目的物組成になるような化合物として、原料混合物にフラックスを加えることもできるし、更に目的物組成に各原料を加えた後に、添加する形で加えることもできる。フラックスを原料として加えることによって、結晶構造が安定化する。また、フラックスを原料として加えることによって、平均粒径の比較的大きい粒子を含む蛍光体が得られる。
フラックスとして使用される化合物は、具体的には、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｓ、Ｒｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、又はＮＨ３からなる群より選択される少なくとも一種の元素を含むフッ化物、塩化物、又はリン酸塩が挙げられる。
原料を混合した原料混合物中に、目的物組成を構成する原料としてではなく、フラックスとしてフッ化物、塩化物、又はリン酸塩の化合物を含む場合、フラックスの量は、原料混合物（１００質量％）を基準として、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは５質量％以下であり、さらに好ましくは２質量％以下であり、好ましくは０．１質量％以上である。フラックスの量が前記範囲であると、粒子成長が促進され、目的の結晶相からなる蛍光体を製造することができる。
原料を混合した原料混合物中に、目的物組成を構成する原料としてではなく、フラックスとしてフッ化物、塩化物、又はリン酸塩の化合物を含む場合、フラックスの量は、原料混合物（１００質量％）を基準として、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは５質量％以下であり、さらに好ましくは２質量％以下であり、好ましくは０．１質量％以上である。フラックスの量が前記範囲であると、粒子成長が促進され、目的の結晶相からなる蛍光体を製造することができる。
原料の混合
Ａ元素を含む化合物と、Ｍ元素を含む化合物と、Ｄ元素を含む化合物と、Ｅ元素を含む化合物の各原料を混合して原料混合物を製造する。Ａ元素を含む化合物と、Ｍ元素を含む化合物とは、Ａ元素とＭ元素の和に対するＭ元素のモル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕が０．０６以下となるように混合する。
各原料は、Ａ ｓ Ｍ ｚ Ｄ ｔ Ｅ ｑ Ｘ ｖ で表される組成を有する蛍光体を得る場合は、Ａ元素とＭ元素の和に対するＭ元素のモル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕が０．０６以下となるように、Ａ元素を含む化合物とＭ元素を含む化合物を、ｓとｚが、式（１６）の条件を満たす値となるように混合する。
各原料は、ＡｓＭｚＤｔＥｑＸｖで表される組成を有する蛍光体を得るために、ｔとｑの値の和が１６である場合に、ｓ、ｔ、ｑ、及びｚが、それぞれ式（１）、（２）、（３）、又は（５）の範囲を満たす値になるように混合することが好ましい。
また、各原料は、ＳｒｓＥｕｚＳｉｔＡｌｑＯｗＮｘＦｙで表される組成を有する蛍光体を得る場合は、Ａ元素とＭ元素の和に対するＭ元素のモル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕が０．０６以下となるように、Ｓｒを含む化合物と、Ｅｕを含む化合物は、ｓとｚが、式（１６）の条件を満たす値となるように混合する。
また、各原料は、ＳｒｓＥｕｚＳｉｔＡｌｑＯｗＮｘＦｙで表される組成を有する蛍光体を得るために、ｔとｑの値の和を１６とした場合に、ｓ、ｔ、ｑ、及びｚが、それぞれ式（９）、（１０）、（１１）、又は（１５）の範囲を満たす値になるように混合することがより好ましい。また、これらの原料にフラックス等の添加材料を適宜加えることができる。さらに必要に応じて、ホウ素を含有させることもできる。例えば、ホウ素を含む材質からなる坩堝又は容器等を用いることにより、原料混合物中又は原料混合物から得られる無機化合物中にホウ素が含有される場合がある。
Ａ元素を含む化合物と、Ｍ元素を含む化合物と、Ｄ元素を含む化合物と、Ｅ元素を含む化合物の各原料を混合して原料混合物を製造する。Ａ元素を含む化合物と、Ｍ元素を含む化合物とは、Ａ元素とＭ元素の和に対するＭ元素のモル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕が０．０６以下となるように混合する。
各原料は、Ａ ｓ Ｍ ｚ Ｄ ｔ Ｅ ｑ Ｘ ｖ で表される組成を有する蛍光体を得る場合は、Ａ元素とＭ元素の和に対するＭ元素のモル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕が０．０６以下となるように、Ａ元素を含む化合物とＭ元素を含む化合物を、ｓとｚが、式（１６）の条件を満たす値となるように混合する。
各原料は、ＡｓＭｚＤｔＥｑＸｖで表される組成を有する蛍光体を得るために、ｔとｑの値の和が１６である場合に、ｓ、ｔ、ｑ、及びｚが、それぞれ式（１）、（２）、（３）、又は（５）の範囲を満たす値になるように混合することが好ましい。
また、各原料は、ＳｒｓＥｕｚＳｉｔＡｌｑＯｗＮｘＦｙで表される組成を有する蛍光体を得る場合は、Ａ元素とＭ元素の和に対するＭ元素のモル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕が０．０６以下となるように、Ｓｒを含む化合物と、Ｅｕを含む化合物は、ｓとｚが、式（１６）の条件を満たす値となるように混合する。
また、各原料は、ＳｒｓＥｕｚＳｉｔＡｌｑＯｗＮｘＦｙで表される組成を有する蛍光体を得るために、ｔとｑの値の和を１６とした場合に、ｓ、ｔ、ｑ、及びｚが、それぞれ式（９）、（１０）、（１１）、又は（１５）の範囲を満たす値になるように混合することがより好ましい。また、これらの原料にフラックス等の添加材料を適宜加えることができる。さらに必要に応じて、ホウ素を含有させることもできる。例えば、ホウ素を含む材質からなる坩堝又は容器等を用いることにより、原料混合物中又は原料混合物から得られる無機化合物中にホウ素が含有される場合がある。
これらの原料は、混合機を用いて湿式又は乾式で均一になるように混合して原料混合物を得る。混合機は、工業的に通常用いられているボールミルの他、振動ミル、ロールミル、ジェットミル等の粉砕機を用いることができる。また、粉末の比表面積を一定範囲とするために、工業的に通常用いられている沈降槽、ハイドロサイクロン、遠心分離器等の湿式分離機、サイクロン、エアセパレータ等の乾式分級機を用いて分級することもできる。
熱処理
この原料混合物を熱処理して焼成体が得られる。原料混合物は、ＳｉＣ、石英、アルミナ、窒化ホウ素等の材質からなる坩堝内、円筒型の容器内、又は、板状のボートに載置し、熱処理する。熱処理には、抵抗加熱を利用した電気炉、管状炉、小型炉、高周波炉、メタル炉等を使用できる。
この原料混合物を熱処理して焼成体が得られる。原料混合物は、ＳｉＣ、石英、アルミナ、窒化ホウ素等の材質からなる坩堝内、円筒型の容器内、又は、板状のボートに載置し、熱処理する。熱処理には、抵抗加熱を利用した電気炉、管状炉、小型炉、高周波炉、メタル炉等を使用できる。
熱処理する雰囲気は、流通する還元雰囲気であることが好ましい。具体的には、窒素雰囲気、窒素及び水素の混合雰囲気、アンモニア雰囲気、又はそれらの混合雰囲気（例えば、窒素とアンモニアとの混合雰囲気）中で熱処理することが好ましい。
熱処理温度は、好ましくは１２００℃以上２０００℃以下であり、さらに好ましくは１７００℃以上１９００℃以下である。また熱処理時間は、好ましくは２時間以上２００時間以下であり、より好ましくは５時間以上１５０時間以下であり、最も好ましくは８時間以上１５０時間以下である。
後処理
焼成体を粉砕、分散、濾過等して、目的の結晶構造を母体結晶として含む蛍光体粉末が得られる。固液分離は、濾過、吸引濾過、加圧濾過、遠心分離、デカンテーション等の、工業的に通常用いられる方法により行うことができる。また乾燥は、真空乾燥機、熱風加熱乾燥機、コニカルドライヤー、ロータリーエバポレーター等の、工業的に通常用いられる装置や方法により達成できる。
焼成体を粉砕、分散、濾過等して、目的の結晶構造を母体結晶として含む蛍光体粉末が得られる。固液分離は、濾過、吸引濾過、加圧濾過、遠心分離、デカンテーション等の、工業的に通常用いられる方法により行うことができる。また乾燥は、真空乾燥機、熱風加熱乾燥機、コニカルドライヤー、ロータリーエバポレーター等の、工業的に通常用いられる装置や方法により達成できる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。本発明は、これらの実施例に限定されない。
実施例１から７及び比較例１から３
原料として窒化ストロンチウム粉末（ＳｒＮ）、α型窒化ケイ素粉末（Ｓｉ ３ Ｎ ４ ）、二酸化ケイ素粉末（ＳｉＯ２）、窒化アルミニウム粉末（ＡｌＮ）、フッ化ユウロピウム（ＥｕＦ３）を用いて、各実施例及び比較例の原料組成比（モル比）が表１に示す値となるように、原料となる各化合物を混合して原料混合物を得た。
この原料混合物を円筒型窒化ホウ素容器に充填し、これを黒鉛抵抗加熱方式の電気炉を用いて、この電気炉に窒素を導入し、Ｎ２が１００体積％の雰囲気中、０．９ＭＰａの加圧状態で１８００℃まで昇温し、その温度で１０時間保持して、熱処理された焼成体を得た。得られた焼成体を、アルミナ乳鉢で粉砕して平均粒径が５．０μｍ以上２０．０μｍ以下となるように篩を通して、粒子の集合体から構成された蛍光体粉末を得た。実施例１から７の蛍光体は、目的の組成を有し、かつ、本質的に同一の結晶構造を母体結晶として有し、目的の結晶相からなるものであった。比較例１から３の蛍光体は、一部に目的の結晶相とは異なる結晶構造である副結晶相も含まれていた。蛍光体粉末は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察し、平均粒径が５．０μｍ以上２０．０μｍ以下であることの確認を行った。
原料として窒化ストロンチウム粉末（ＳｒＮ）、α型窒化ケイ素粉末（Ｓｉ ３ Ｎ ４ ）、二酸化ケイ素粉末（ＳｉＯ２）、窒化アルミニウム粉末（ＡｌＮ）、フッ化ユウロピウム（ＥｕＦ３）を用いて、各実施例及び比較例の原料組成比（モル比）が表１に示す値となるように、原料となる各化合物を混合して原料混合物を得た。
この原料混合物を円筒型窒化ホウ素容器に充填し、これを黒鉛抵抗加熱方式の電気炉を用いて、この電気炉に窒素を導入し、Ｎ２が１００体積％の雰囲気中、０．９ＭＰａの加圧状態で１８００℃まで昇温し、その温度で１０時間保持して、熱処理された焼成体を得た。得られた焼成体を、アルミナ乳鉢で粉砕して平均粒径が５．０μｍ以上２０．０μｍ以下となるように篩を通して、粒子の集合体から構成された蛍光体粉末を得た。実施例１から７の蛍光体は、目的の組成を有し、かつ、本質的に同一の結晶構造を母体結晶として有し、目的の結晶相からなるものであった。比較例１から３の蛍光体は、一部に目的の結晶相とは異なる結晶構造である副結晶相も含まれていた。蛍光体粉末は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察し、平均粒径が５．０μｍ以上２０．０μｍ以下であることの確認を行った。
以下表１は、実施例１から７及び比較例１から３の蛍光体の原料組成比（モル比）を示す。
得られた蛍光体について、以下の評価を行った。
組成分析
各実施例及び比較例の蛍光体について、Ｓｒ、Ｅｕ及びＡｌについては、誘導結合プラズマ発光分光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ：Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy、Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ社製）を用いて組成を構成する元素の定量分析を行った。Ｓｉについては、重量分析及びＩＣＰ−ＡＥＳを用いて定量分析を行った。Ｏ、Ｎについては、酸素・窒素分析装置（ＨＯＲＩＢＡ社製）を用いて定量分析を行った。Ｆについては含有量が１．００質量％未満の場合はイオンクロマトグラフィー法（ＤＩＯＮＥＸ社製）を用いて定量分析を行い、Ｆの含有量が１．００質量％以上の場合はＵＶ−ＶＩＳ法（ＨＩＴＡＣＨＩ社製）を用いて定量分析を行った。
イオンクロマトグラフィー法の分析条件は、以下の通りである。
カラム：ＩｏｎＰａｃｋ ＡＳ１２（４ｍｍ）
溶離液：２．７ｍＭ Ｎａ２ＣＯ３、０．３ｍＭ ＮａＨＣＯ３
サプレッサー：有
カラム温度：３５℃
検出：電気伝導検出器
各実施例及び比較例の蛍光体を構成する元素の定量分析の結果を表２に示す。表２に示す実施例及び比較例の各蛍光体の組成比（モル比）の値は、Ｓｉのモル比とＡｌのモル比の和を１６．００として分析結果から算出した値である。
組成分析
各実施例及び比較例の蛍光体について、Ｓｒ、Ｅｕ及びＡｌについては、誘導結合プラズマ発光分光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ：Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy、Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ社製）を用いて組成を構成する元素の定量分析を行った。Ｓｉについては、重量分析及びＩＣＰ−ＡＥＳを用いて定量分析を行った。Ｏ、Ｎについては、酸素・窒素分析装置（ＨＯＲＩＢＡ社製）を用いて定量分析を行った。Ｆについては含有量が１．００質量％未満の場合はイオンクロマトグラフィー法（ＤＩＯＮＥＸ社製）を用いて定量分析を行い、Ｆの含有量が１．００質量％以上の場合はＵＶ−ＶＩＳ法（ＨＩＴＡＣＨＩ社製）を用いて定量分析を行った。
イオンクロマトグラフィー法の分析条件は、以下の通りである。
カラム：ＩｏｎＰａｃｋ ＡＳ１２（４ｍｍ）
溶離液：２．７ｍＭ Ｎａ２ＣＯ３、０．３ｍＭ ＮａＨＣＯ３
サプレッサー：有
カラム温度：３５℃
検出：電気伝導検出器
各実施例及び比較例の蛍光体を構成する元素の定量分析の結果を表２に示す。表２に示す実施例及び比較例の各蛍光体の組成比（モル比）の値は、Ｓｉのモル比とＡｌのモル比の和を１６．００として分析結果から算出した値である。
Ｘ線回折分析
得られた蛍光体について、Ｘ線回折スペクトル（ＸＲＤ）を測定した。測定は、全自動水平型多目的Ｘ線回折装置（製品名：ＳｍａｒｔＬａｂ、リガク社製）にて、ＣｕＫα線を用いて行った。各実施例及び比較例の蛍光体のＸ線回折パターンを図２に示す。また、結果を表３に示す。
得られた蛍光体について、Ｘ線回折スペクトル（ＸＲＤ）を測定した。測定は、全自動水平型多目的Ｘ線回折装置（製品名：ＳｍａｒｔＬａｂ、リガク社製）にて、ＣｕＫα線を用いて行った。各実施例及び比較例の蛍光体のＸ線回折パターンを図２に示す。また、結果を表３に示す。
格子定数
得られた蛍光体について、各蛍光体のＸ線回折（ＸＲＤ）測定結果から粉末Ｘ線解析ソフトＰＤＸＬ（リガク社製）を用いて結晶構造データを得た。各蛍光体の結晶構造の格子定数ａ、ｂ、ｃの算出結果を表４に示す。
得られた蛍光体について、各蛍光体のＸ線回折（ＸＲＤ）測定結果から粉末Ｘ線解析ソフトＰＤＸＬ（リガク社製）を用いて結晶構造データを得た。各蛍光体の結晶構造の格子定数ａ、ｂ、ｃの算出結果を表４に示す。
発光特性の評価
発光スペクトル測定
各実施例及び比較例の蛍光体について、蛍光分光光度計（日立ハイテクノロジーズ社製、Ｆ−４５００）を用いて、励起波長４００ｎｍの光を各蛍光体に照射し、室温（２５℃±５℃）における４２０ｎｍ以上７４０ｎｍ以下の範囲で発光スペクトルを測定した。得られた各実施例及び比較例の発光スペクトルを、比較例１の蛍光体の発光ピーク強度を１００％とした相対強度でグラフ化したものを図４に示す。また、各実施例及び比較例の発光ピーク波長及び相対強度を表３に示す。
発光スペクトル測定
各実施例及び比較例の蛍光体について、蛍光分光光度計（日立ハイテクノロジーズ社製、Ｆ−４５００）を用いて、励起波長４００ｎｍの光を各蛍光体に照射し、室温（２５℃±５℃）における４２０ｎｍ以上７４０ｎｍ以下の範囲で発光スペクトルを測定した。得られた各実施例及び比較例の発光スペクトルを、比較例１の蛍光体の発光ピーク強度を１００％とした相対強度でグラフ化したものを図４に示す。また、各実施例及び比較例の発光ピーク波長及び相対強度を表３に示す。
励起スペクトルの測定
各実施例及び比較例の蛍光体について、蛍光分光光度計（日立ハイテクノロジーズ社製、Ｆ−４５００）を用いて、各蛍光体のそれぞれの発光ピーク波長にて、室温（２５℃±５℃）で２２０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲で励起スペクトルを測定した。各蛍光体それぞれのスペクトルの最大強度を１００％として、励起スペクトルパターンとした。各実施例及び比較例の励起スペクトルを図５に示す。また、各蛍光体において、４００ｎｍの相対強度を励起率として表３に示す。
各実施例及び比較例の蛍光体について、蛍光分光光度計（日立ハイテクノロジーズ社製、Ｆ−４５００）を用いて、各蛍光体のそれぞれの発光ピーク波長にて、室温（２５℃±５℃）で２２０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲で励起スペクトルを測定した。各蛍光体それぞれのスペクトルの最大強度を１００％として、励起スペクトルパターンとした。各実施例及び比較例の励起スペクトルを図５に示す。また、各蛍光体において、４００ｎｍの相対強度を励起率として表３に示す。
反射スペクトルの測定
各実施例及び比較例の蛍光体について、蛍光分光光度計（日立ハイテクノロジーズ社製、Ｆ−４５００）を用いて、室温（２５℃±５℃）における３８０ｎｍ以上７３０ｎｍ以下の範囲の反射スペクトルを測定した。基準試料にはリン酸水素カルシウム（ＣａＨＰＯ４）を使用した。各蛍光体について、各波長における基準試料の反射率を１００％とした場合の相対強度を測定した。各実施例及び比較例の反射スペクトルを図６に示す。また、各蛍光体において、４００ｎｍの相対強度を吸収率として表３に示す。
各実施例及び比較例の蛍光体について、蛍光分光光度計（日立ハイテクノロジーズ社製、Ｆ−４５００）を用いて、室温（２５℃±５℃）における３８０ｎｍ以上７３０ｎｍ以下の範囲の反射スペクトルを測定した。基準試料にはリン酸水素カルシウム（ＣａＨＰＯ４）を使用した。各蛍光体について、各波長における基準試料の反射率を１００％とした場合の相対強度を測定した。各実施例及び比較例の反射スペクトルを図６に示す。また、各蛍光体において、４００ｎｍの相対強度を吸収率として表３に示す。
表２及び表３に示すように、実施例１から７の蛍光体は、Ｓｒ４．５Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される結晶構造を持つ、目的の結晶相からなるものであった。また、実施例１から７の蛍光体は、Ａ元素であるＳｒと、Ａ元素に固溶する賦活元素であるＭ元素であるＥｕとを有し、Ａ元素とＭ元素の和に対するＭ元素のモル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕が０．０６以下であった。また、実施例１から７の蛍光体は、相対強度が１４０％以上となり、発光強度が高くなった。
表３に示すように、実施例２から５の蛍光体は、モル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕が０．０３５以下であり、相対強度が１６０％以上と非常に高くなった。
一方、表３に示すように、比較例１から３の蛍光体は、実施例１から７の蛍光体と比べて相対強度が低くなった。表３に示すように、比較例１から３の蛍光体は、目的の結晶相の他に、一部に少量の副結晶相が生成しており、モル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕が０．０６を超えていた。表３中、少量の副結晶相が含まれる比較例１と比較例３は、「目的の結晶相＋副結晶相（少）」と記載した。
また、比較例２の蛍光体は、モル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕が０．１３６であり、目的の結晶相の他に、結晶構造が明らかに異なる副結晶相が含まれていた。
また、比較例２の蛍光体は、モル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕が０．１３６であり、目的の結晶相の他に、結晶構造が明らかに異なる副結晶相が含まれていた。
表４に示すように、実施例１から７及び比較例１から３の蛍光体は、結晶構造の格子定数ａ、ｂ、ｃが、式（i）（ａ＝２．０７４±０．０２０ｎｍ）、式（ii）（ｂ＝１．０７９±０．０２０ｎｍ）、式（iii）（ｃ＝０．４９０±０．０２０ｎｍ）の数値を満たしており、直方晶系（斜方晶系）に属し、Ｉｍｍ２空間群に属する結晶構造からなっていた。なお、比較例２は、格子定数ａ、ｂ、ｃが、他の例の格子定数ａ、ｂ、ｃに比べて、若干数値のずれがある。この理由は、表３に示すように、目的の結晶相の他に結晶構造が明らかに異なる別の化合物を示す副結晶相が含まれているためであると考えられる。
図２に示すように、実施例１から７の蛍光体の粉末Ｘ線回折パターンは、Ｓｒ４．０８Ｅｕ０．４２Ｓｉ１２．５Ａｌ３．５Ｏ５．５Ｎ１９．５で表される結晶構造から計算したＸ線回折パターン（計算値）と比べて、特に２θ値が１０°以上４０°以下の範囲において、両者の主要ピークの位置が一致していると判断できる。実施例１から７の蛍光体は、図２に示す粉末Ｘ線回折パターンから、目的の結晶相からなることが確認できた。
比較例１から３の蛍光体は、２θ値が２０°以上３０°以下の範囲に、Ｘ線回折パターン（計算値）とは異なるピークも現れていた。特に比較例２の蛍光体のＸ線回折パターンは、Ｘ線回折パターン（計算値）とは明らかに異なる大きなピークが、２θ値が２０°以上３０°以下の範囲に現れていた。この結果から比較例２の蛍光体は、結晶構造が明らかに異なる別の化合物を示す副結晶相が含まれていた。
図４に示すように、実施例２から４の蛍光体は、比較例１の蛍光体と比較して、発光ピーク波長が短波長側にシフトしつつ、相対強度が１６０％以上と非常に高くなった。実施例２から４の蛍光体は、モル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕が０．０２５以下であった。
図５に示すように、実施例１から４の蛍光体は、３７０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長範囲において、相対強度が１００％と高くなった。
また、図６に示すように、実施例１から４の蛍光体は、３８０ｎｍ以上４８５ｎｍの波長範囲において、相対強度が８０％以下であり、発光ピーク波長が、３８０ｎｍ以上４８５ｎｍ以下の発光素子からの光を効率よく吸収し、励起して発光強度が高くなることが確認できた。
本発明の一実施形態の蛍光体を用いた発光装置は、一般照明、車載照明、ディスプレイやレーダー等の表示装置の光源、液晶用表示装置にも適用し得るバックライト光源に利用できる。
１０：発光素子、４０：成形体、４２：樹脂部、５０：蛍光部材、７０：蛍光体、７１：第一の蛍光体、７２：第二の蛍光体、１００：発光装置。
Claims (3)
- 少なくともＡ元素とＭ元素とＤ元素とＥ元素とＸ元素を含み、
前記Ａ元素は、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｃａ、及びＢａからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であり、
前記Ｍ元素は、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、及びＹｂからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であり、
前記Ｄ元素は、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆからなる群から選択される少なくとも一種以上の元素であり、
前記Ｅ元素は、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃ、Ｙ、及びＬａからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であり、
前記Ｘ元素は、Ｏ、Ｎ、及びＦからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であり、
Ａ元素とＭ元素の和に対するＭ元素のモル比〔Ｍ／（Ａ＋Ｍ）〕は０．０６以下であり、
Ｓｒ ４．５ Ｓｉ １２．５ Ａｌ ３．５ Ｏ ５．５ Ｎ １９．５ で表される無機化合物の結晶構造と同一の結晶構造を母体結晶として有し、かつ、
Ｓｒ ｓ Ｅｕ ｚ Ｓｉ ｔ Ａｌ ｑ Ｏ ｗ Ｎ ｘ Ｆ ｙ で表される組成を有し、ｔとｑの値の和を１６とした場合に、ｓ、ｔ、ｑ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚが下記式（９）から（１５）の範囲を満たす値である、蛍光体。
４．２５≦ｓ≦４．４５ （９）
１２．４５≦ｔ≦１２．６５ （１０）
３．３５≦ｑ≦３．５５ （１１）
５．６０≦ｗ≦５．８５ （１２）
１７．９５≦ｘ≦１８．６０ （１３）
０．０１≦ｙ≦０．３５ （１４）
０．０１≦ｚ≦０．２８ （１５） - 前記蛍光体は、平均粒径０．１μｍ以上３０．０μｍ以下である、請求項１に記載の蛍光体。
- 請求項１又は２に記載の蛍光体と、励起光源とを含む発光装置。
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