JP4656090B2 - 発光素子並びにこれを用いた画像表示装置及び照明装置 - Google Patents

発光素子並びにこれを用いた画像表示装置及び照明装置 Download PDF

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Description

本発明は、波長変換材料として、紫外光から可視光の範囲の光を吸収してより長波長の可視光を発する蛍光体と、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）等の半導体発光素子とを組み合わせてなる演色性の高い発光素子、並びにその発光素子を光源とする画像表示装置、照明装置に関する。
従来より、半導体発光素子としての窒化ガリウム（ＧａＮ）系青色発光ダイオードと、波長変換材料としての蛍光体とを組み合わせて構成される白色発光の発光素子が、消費電力が小さく長寿命であるという特徴を活かして画像表示装置や照明装置の発光源として注目されている。
この発光素子は、そこで用いられる蛍光体が、ＧａＮ系青色発光ダイオードの発する青色領域の可視光を吸収して黄色光を発光することから、蛍光体に吸収されなかったダイオードの青色光との混色により白色の発光が得られるものであって、その蛍光体としては、代表的には、イットリウム・アルミニウム複合酸化物（Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12）を母体とし、該母体内に発光中心イオンとしてのセリウム（Ｃｅ）を含有してなる蛍光体が知られているが、この蛍光体は、焼成温度が高い等、製造が必ずしも容易と言えるものではなかった。
本発明は、前述の従来技術に鑑み、製造が容易であり、更には、より演色性の高い発光素子を与えることができる蛍光体を用いた発光素子を開発すべくなされたものであって、従って、本発明は、製造が容易であると共に、演色性の高い発光素子を得ることができる蛍光体を用いた発光素子、並びに、その発光素子を光源とする画像表示装置及び照明装置を提供することを目的とする。
本発明者等は、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定のガーネット結晶構造の化合物を母体とし、該母体内に発光中心イオンを含有してなる蛍光体が、前記目的を達成できることを見い出し本発明に到達したもので、従って、本発明は、波長変換材料と、紫外光から可視光の範囲の光を発光する半導体発光素子とから構成されており、波長変換材料が下記一般式（Ｉ）で表されるガーネット結晶構造の化合物を母体とし、該母体内に発光中心イオンを含有してなる蛍光体である発光素子、並びに、該発光素子を光源とする画像表示装置及び照明装置、を要旨とする。
Ｍ1 aＭ2 bＭ3 cＯd （Ｉ）
〔式（Ｉ）中、Ｍ1はＣａ、Ｍｇ及びＺｎからなる群から選択された少なくとも１種の２価の金属元素であり、Ｍ2はＳｃ、Ａｌ、Ｙ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種の３価の金属元素であるが、Ｓｃ、Ｙ又はＬｕを含み、Ｍ3はＳｉ、Ｇｅ及びＳｎからなる群から選択される少なくとも１種の４価の金属元素であるが、Ｓｉを含み、ａは２．７〜３．３、ｂは１．８〜２．２、ｃは２．７〜３．３、ｄは１１．０〜１３．０の範囲の数である。〕
本発明によれば、製造が容易である蛍光体を用いた演色性の高い発光素子、並びにこの発光素子を光源とする画像表示装置及び照明装置を提供することができる。
本発明で用いる蛍光体は、前記一般式（Ｉ）で表されるガーネット結晶構造の化合物を母体とするものであり、一般に、Ｍ1 、Ｍ2 、及びＭ3 の金属元素を含む複合酸化物であり、Ｍ1 3 Ｍ2 2 Ｍ3 3 Ｏ12で表される公知のガーネット結晶構造の化合物の中で、本発明においては、そのＭ1 が２価、Ｍ2 が３価、Ｍ3 が４価の金属元素である化合物を蛍光体の母体とすることを特徴とする。
即ち、本発明は、蛍光体の母体として、例えば、前記Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12等の複合酸化物が知られ、又、Ｍ1 が２価、Ｍ2 が３価、Ｍ3 が４価の金属元素のガーネット結晶構造の化合物も前述の如く知られているものの、蛍光体としての特性はその母体を構成する元素及びその原子価等によって大きく変化するのに対して、このＭ1 が２価、Ｍ2 が３価、Ｍ3 が４価の金属元素のガーネット結晶構造の化合物が蛍光体の母体として優れていることを見い出したことに依拠するものである。
ここで、式（Ｉ）における２価の金属元素Ｍ1 としては、発光効率等の面から、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｃｄ、及びＢａからなる群から選択された少なくとも１種であるのが好ましく、Ｍｇ、Ｃａ、又はＺｎであるのが更に好ましく、Ｃａ、又はＣａとＭｇであるのが特に好ましい。
又、式（Ｉ）における３価の金属元素Ｍ2 としては、同様の面から、Ａｌ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｙ、Ｉｎ、Ｌａ、Ｇｄ、及びＬｕからなる群から選択された少なくとも１種であるのが好ましく、Ａｌ、Ｓｃ、Ｙ、又はＬｕであるのが更に好ましく、Ｓｃ、又はＳｃとＹ、又はＳｃとＬｕであるのが特に好ましい。
又、式（Ｉ）における４価の金属元素Ｍ3 としては、同様の面から、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｓｎ、及びＨｆからなる群から選択された少なくとも１種であるのが好ましく、Ｓｉ、Ｇｅ、又はＳｎである更に好ましく、Ｓｉであるのが特に好ましい。
又、ガーネット結晶構造は、一般には、前述したように、式（Ｉ）におけるａが３、ｂが２、ｃが３で、ｄが１２の体心立方格子の結晶であるが、本発明においては、後述する発光中心イオンの元素が、Ｍ1 、Ｍ2 、Ｍ3 のいずれかの金属元素の結晶格子の位置に置換するか、或いは、結晶格子間の隙間に配置する等により、式（Ｉ）においてａが３、ｂが２、ｃが３で、ｄが１２とはならない場合もあり得、従って、ａは２．７〜３．３、ｂは１．８〜２．２、ｃは２．７〜３．３、ｄは１１．０〜１３．０の範囲の数をとることとなり、ａは２．９〜３．１、ｂは１．９５〜２．０５、ｃは２．９〜３．１の範囲の数であるのがそれぞれ好ましく、ｄは１１．６５〜１２．３５の範囲の数であるのが好ましい。
又、前記ガーネット結晶構造の化合物母体内に含有される発光中心イオンとしては、前記と同様の面から、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、及びＹｂからなる群から選択された少なくとも１種の２〜４価の元素であるのが好ましく、２価のＭｎ、３価のＣｅ、２〜３価のＥｕ、又は３価のＴｂであるのが更に好ましく、３価のＣｅであるのが特に好ましい。
本発明で用いる前記蛍光体は、前記一般式（Ｉ）における２価の金属元素Ｍ1 源化合物、３価の金属元素Ｍ2 源化合物、及び４価の金属元素Ｍ3 源化合物、並びに、発光中心イオンの元素源化合物を、ハンマーミル、ロールミル、ボールミル、ジェットミル等の乾式粉砕機を用いて粉砕した後、リボンブレンダー、Ｖ型ブレンダー、ヘンシェルミキサー等の混合機により混合するか、或いは、混合した後、乾式粉砕機を用いて粉砕する乾式法、又は、水等の媒体中にこれらの化合物を加え、媒体攪拌式粉砕機等の湿式粉砕機を用いて粉砕及び混合するか、或いは、これらの化合物を乾式粉砕機により粉砕した後、水等の媒
体中に加え混合することにより調製されたスラリーを、噴霧乾燥等により乾燥させる湿式法により、調製した粉砕混合物を、加熱処理して焼成することにより製造される。
これらの粉砕混合法の中で、特に、発光中心イオンの元素源化合物においては、少量の化合物を全体に均一に混合、分散させる必要があることから液体媒体を用いるのが好ましく、又、他の元素源化合物において全体に均一な混合が得られる面からも、後者湿式法が好ましく、又、加熱処理法としては、アルミナや石英製の坩堝やトレイ等の耐熱容器中で、通常１０００〜１６００℃、好ましくは１２００〜１５００℃の温度で、大気、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素、水素、アルゴン等の気体の単独或いは混合雰囲気下、１０分〜２４時間、加熱することによりなされる。尚、加熱処理後、必要に応じて、洗浄、乾燥、分級処理等がなされる。
尚、前記加熱雰囲気としては、発光中心イオンの元素が発光に寄与するイオン状態（価数）を得るために必要な雰囲気が選択され、例えば、３価のＥｕ等の場合には、大気、酸素、窒素、アルゴン等の酸化或いは中性雰囲気下、３価のＣｅ等の場合には、大気、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素等の弱酸化或いは弱還元雰囲気下、２価のＭｎ、２価のＥｕ、３価のＴｂ等の場合には、一酸化炭素、窒素、水素、アルゴン等の中性若しくは還元雰囲気下、が採られる。
又、ここで、Ｍ1 源化合物、Ｍ2 源化合物、及びＭ3 源化合物、並びに、発光中心イオンの元素源化合物としては、Ｍ1 、Ｍ2 、及びＭ3 、並びに発光中心イオンの元素の各酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、蓚酸塩、カルボン酸塩、ハロゲン化物等が挙げられ、これらの中から、複合酸化物への反応性、及び、焼成時におけるＮＯx 、ＳＯx 等の非発生性等を考慮して選択される。
２価の金属元素Ｍ1 として好ましいとする前記Ｍｇ、Ｃａ、及びＺｎについて、それらのＭ1 源化合物を具体的に例示すれば、Ｍｇ源化合物としては、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）2 、ＭｇＣＯ3 、Ｍｇ（ＯＨ）2 ・３ＭｇＣＯ3 ・３Ｈ2 Ｏ、Ｍｇ（ＮＯ3 ）2 ・６Ｈ2 Ｏ、ＭｇＳＯ4 、Ｍｇ（ＯＣＯ）2 ・２Ｈ2 Ｏ、Ｍｇ（ＯＣＯＣＨ3 ）2 ・４Ｈ2 Ｏ、ＭｇＣｌ2 等が、又、Ｃａ源化合物としては、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ3 、Ｃａ（ＮＯ3 ）2 ・４Ｈ2 Ｏ、ＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏ、Ｃａ（ＯＣＯ）2 ・Ｈ2 Ｏ、Ｃａ（ＯＣＯＣＨ3 ）2 ・Ｈ2 Ｏ、ＣａＣｌ2 等が、又、Ｚｎ源化合物としては、ＺｎＯ、Ｚｎ（ＯＨ）2 、ＺｎＣＯ3 、Ｚｎ（ＮＯ3 ）2 、Ｚｎ（ＯＣＯ）2 、Ｚｎ（ＯＣＯＣＨ3 ）2 、ＺｎＣｌ2 等が、それぞれ挙げられる。
又、３価の金属元素Ｍ2 として好ましいとする前記Ａｌ、Ｓｃ、Ｙ、及びＬｕについて、それらのＭ2 源化合物を具体的に例示すれば、Ａｌ源化合物としては、Ａｌ2 Ｏ3 、Ａｌ（ＯＨ）3 、ＡｌＯＯＨ、Ａｌ（ＮＯ3 ）3 ・９Ｈ2 Ｏ、Ａｌ2 （ＳＯ4 ）3 、ＡｌＣｌ3 等が、又、Ｓｃ源化合物としは、Ｓｃ2 Ｏ3 、Ｓｃ（ＯＨ）3 、Ｓｃ2 （ＣＯ3 ）3 、Ｓｃ（ＮＯ3 ）3 、Ｓｃ2 （ＳＯ4 ）3 、Ｓｃ2 （ＯＣＯ）6 、Ｓｃ（ＯＣＯＣＨ3 ）3 、ＳｃＣｌ3 等が、又、Ｙ源化合物としは、Ｙ2 Ｏ3 、Ｙ（ＯＨ）3 、Ｙ2 （ＣＯ3 ）3 、Ｙ（ＮＯ3 ）3 、Ｙ2 （ＳＯ4 ）3 、Ｙ2 （ＯＣＯ）6 、ＹＣｌ3 等が、又、Ｌｕ源化合物としは、Ｌｕ2 Ｏ3 、Ｌｕ2 （ＳＯ4 ）3 、ＬｕＣｌ3 等が、それぞれ挙げられる。
又、４価の金属元素Ｍ3 として好ましいとする前記Ｓｉ、Ｇｅ、及びＳｎについて、それらのＭ3 源化合物を具体的に例示すれば、Ｓｉ源化合物としは、ＳｉＯ2 、Ｈ4 ＳｉＯ4 、Ｓｉ（ＯＣＯＣＨ3 ）4 等が、又、Ｇｅ源化合物としは、ＧｅＯ2 、Ｇｅ（ＯＨ）4 、Ｇｅ（ＯＣＯＣＨ3 ）4 、ＧｅＣｌ4 等が、又、Ｓｎ源化合物としは、ＳｎＯ2 、ＳｎＯ2 ・ｎＨ 2Ｏ、Ｓｎ（ＮＯ3 ）4 、Ｓｎ（ＯＣＯＣＨ3 ）4 、ＳｎＣｌ4 等が、それぞ
れ挙げられる。
更に、発光中心イオンの元素として好ましいとする前記Ｍｎ、Ｃｅ、Ｅｕ、及びＴｂについて、それらの元素源化合物を具体的に例示すれば、Ｍｎ源としては、ＭｎＯ2 、Ｍｎ2 Ｏ3 、Ｍｎ3 Ｏ4 、ＭｎＯＯＨ、ＭｎＣＯ3 、Ｍｎ（ＮＯ3 ）2 、ＭｎＳＯ4 、Ｍｎ（ＯＣＯＣＨ3 ）2 、Ｍｎ（ＯＣＯＣＨ3 ）3 、ＭｎＣｌ2 、ＭｎＣｌ3 等が、又、Ｃｅ源化合物としは、Ｃｅ2 Ｏ3 、ＣｅＯ2 、Ｃｅ（ＯＨ）3 、Ｃｅ（ＯＨ）4 、Ｃｅ2 （ＣＯ3 ）3 、Ｃｅ（ＮＯ3 ）3 、Ｃｅ2 （ＳＯ4 ）3 、Ｃｅ（ＳＯ4 ）2 、Ｃｅ2 （ＯＣＯ）6 、Ｃｅ（ＯＣＯＣＨ3 ）3 、ＣｅＣｌ3 、ＣｅＣｌ4 等が、又、Ｅｕ源化合物としは、Ｅｕ2 Ｏ3 、Ｅｕ2 （ＳＯ4 ）3 、Ｅｕ2 （ＯＣＯ）6 、ＥｕＣｌ2 、ＥｕＣｌ3 等が、又、Ｔｂ源化合物としは、Ｔｂ2 Ｏ3 、Ｔｂ4 Ｏ7 、Ｔｂ2 （ＣＯ3 ）3 、Ｔｂ2 （ＳＯ4 ）3 、ＴｂＣｌ3 等が、それぞれ挙げられる。
以上、本発明で用いる前記ガーネット結晶構造の化合物を母体とし、該母体内に前記発光中心イオンを含有してなる蛍光体は、その発光中心イオンの含有量が、母体化合物１式量当たり０．０００１〜０．３モルであるのが好ましく、０．００１〜０．１５モルであるのが更に好ましい。発光中心イオンの含有量が、前記範囲未満では、発光強度が小さくなる傾向となり、一方、前記範囲超過でも、濃度消光と呼ばれる現象により、やはり発光強度が減少する傾向となる。
この蛍光体は、波長変換材料として用いられたとき、例えば、発光中心イオンが３価のＣｅである場合、紫外光から青色領域の可視光の範囲の光を吸収して、緑色、黄色、橙色、赤色、或いはそれらの中間色等の、より長波長の可視光を発する。その励起光の散乱成分を含まない、蛍光体の発光のみを分光測定した場合の発光色を、ＪＩＳ Ｚ８７０１で規定されるＸＹＺ表色系で表したときの色度座標ｘとｙの和が、（ｘ＋ｙ）≧０．６を満足するのが好ましく、（ｘ＋ｙ）≧０．８を満足するのが更に好ましい。
本発明の発光素子は、波長変換材料としての前記蛍光体と、ＬＥＤやＬＤ等の半導体発光素子とから構成されてなり、半導体発光素子の発する紫外光から可視光の範囲の光を吸収してより長波長の可視光を発する演色性の高い発光素子であり、カラー液晶ディスプレイ等の画像表示装置や面発光等の照明装置等の光源として好適である。
本発明の発光素子を図面に基づいて説明すると、図２は、波長変換材料としての上記の蛍光体と、半導体発光素子とから構成される本発明の発光素子の一実施例を示す模式的断面図、図３は、図２に示す発光素子を組み込んだ面発光照明装置の一実施例を示す模式的断面図であり、図２及び図３において、１は発光素子、２はマウントリード、３はインナーリード、４は半導体発光素子、５は蛍光体含有樹脂部、６は導電性ワイヤー、７はモールド部材、８は面発光照明装置、９は拡散板、１０は保持ケースである。
本発明の発光素子１は、図２に示されるように、一般的な砲弾型の形態をなし、マウントリード２の上部カップ内には、ＧａＮ系青色発光ダイオード等からなる半導体発光素子４が、その上が、蛍光体をエポキシ樹脂やアクリル樹脂等のバインダーに混合、分散させ、カップ内に流し込むことにより形成された蛍光体含有樹脂部５で被覆されることにより固定されている。一方、半導体発光素子４とマウントリード２、及び半導体発光素子４とインナーリード３は、それぞれ導電性ワイヤー６、６で導通されており、これら全体がエポキシ樹脂等によるモールド部材７で被覆、保護されてなる。
又、この発光素子１を組み込んだ面発光照明装置８は、図３に示されるように、内面を白色の平滑面等の光不透過性とした方形の保持ケース１０の底面に、多数の発光素子１を、その外側に発光素子１の駆動のための電源及び回路等（図示せず。）を設けて配置し、
保持ケース１０の蓋部に相当する箇所に、乳白色としたアクリル板等の拡散板９を発光の均一化のために固定してなる。
そして、面発光照明装置８を駆動して、発光素子１の半導体発光素子４に電圧を印加することにより青色光等を発光させ、その発光の一部を、蛍光体含有樹脂部５における波長変換材料としての蛍光体が吸収し、より長波長の光を発光し、一方、蛍光体に吸収されなかった青色光等との混色により演色性の高い発光が得られ、この光が拡散板９を透過して、図面上方に出射され、保持ケース１０の拡散板９面内において均一な明るさの照明光が得られることとなる。
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
実施例１
Ｍ1 源化合物としてＣａＣＯ3 ；０．０２９７モル、Ｍ2 源化合物としてＳｃ2 Ｏ3 ；０．０１モル、及びＭ3 源化合物としてＳｉＯ2 ；０．０３モル、並びに発光中心イオンの元素源化合物としてＣｅ（ＯＣＯＣＨ3 ）3 ；０．０００３モルを純水と共に、アルミナ製容器及びビーズの湿式ボールミル中で粉砕、混合し、乾燥後、ナイロンメッシュを通過させた後、得られた粉砕混合物をアルミナ製坩堝中で、大気下、１４００℃で２時間、加熱することにより焼成し、引き続いて、水洗浄、乾燥、及び分級処理を行うことにより蛍光体を製造した。
得られた蛍光体は、粉末Ｘ線回折による解析により、表１に示す組成のガーネット結晶構造の化合物を母体とし、該母体内に発光中心イオンとして３価のＣｅを含有するものであることが確認された。又、この蛍光体の発光スペクトルと励起スペクトルを測定し、図１に示した。この発光スペクトルから、ＪＩＳ Ｚ８７２２で規定されるＸＹＺ表色系における色度座標ｘとｙを、波長間隔５ｎｍとして算出したところ、ｘ＝０．２８、ｙ＝０．５４であり、ｘ＋ｙ＝０．８２であった。又、この蛍光体に、ＧａＮ系青色発光ダイオード（ピーク波長４６５ｎｍ）の青色光を照射し、その照射強度を調節したところ、その青色光を吸収して黄緑色光を発光し、蛍光体に吸収されなかったダイオードの青色光との混色によりやや青味がかった白色を示した。
実施例２
Ｍ1 源化合物としてＣａＣＯ3 ；０．０１４７モルと、Ｍｇ（ＯＨ）2 ・３ＭｇＣＯ3 ・３Ｈ2 Ｏ；Ｍｇとして０．０１５モル、Ｍ2 源化合物としてＳｃ2 Ｏ3 ；０．００７５モルと、Ｙ2 Ｏ3 ；０．００２５モルを、それぞれ用いた外は、実施例１と同様にして蛍光体を製造した。得られた蛍光体は、粉末Ｘ線回折による解析により、表１に示す組成のガーネット結晶構造の化合物を母体とし、該母体内に発光中心イオンとして３価のＣｅを含有するものであることが確認された。又、この蛍光体の発光スペクトルと励起スペクトルを測定し、図２に示した。この発光スペクトルから、実施例１と同様にして色度座標ｘとｙを算出したところ、ｘ＝０．４３、ｙ＝０．５３であり、ｘ＋ｙ＝０．９６であった。又、この蛍光体に、実施例１と同様にして青色光を照射し、その照射強度を調節したところ、その青色光を吸収して黄色光を発光し、蛍光体に吸収されなかった青色光との混色により白色を示した。
実施例３
加熱処理の温度を１２００℃とした外は、実施例１と同様にして蛍光体を製造した。得られた蛍光体は、粉末Ｘ線回折による解析により、表１に示す組成のガーネット結晶構造の化合物を母体とし、該母体内に発光中心イオンとして３価のＣｅを含有するものである
ことが確認された。又、この蛍光体の発光スペクトルから、実施例１と同様にして色度座標ｘとｙを算出したところ、ｘ＝０．２８、ｙ＝０．５４であり、ｘ＋ｙ＝０．８２であった。又、この蛍光体に、実施例１と同様にして青色光を照射し、その照射強度を調節したところ、その青色光を吸収して黄緑色光を発光し、蛍光体に吸収されなかった青色光との混色によりよりやや青味がかった白色を示した。
実施例４
Ｍ2 源化合物としてＳｃ2 Ｏ3 ；０．００５０モルと、Ｙ2 Ｏ3 ；０．００５０モルを用いた外は、実施例２と同様にして蛍光体を製造した。得られた蛍光体は、粉末Ｘ線回折による解析により、表１に示す組成のガーネット結晶構造の化合物を母体とし、該母体内に発光中心イオンとして３価のＣｅを含有するものであることが確認された。又、この蛍光体の発光スペクトルから、実施例１と同様にして色度座標ｘとｙを算出したところ、ｘ＝０．４７、ｙ＝０．５０であり、ｘ＋ｙ＝０．９７であった。又、この蛍光体に、実施例１と同様にして青色光を照射し、その照射強度を調節したところ、その青色光を吸収して黄色光を発光し、蛍光体に吸収されなかった青色光との混色により白色を示した。
実施例５
Ｍ2 源化合物としてＳｃ2 Ｏ3 ；０．００５０モルと、Ｌｕ2 Ｏ3 ；０．００５０モルを用いた外は、実施例２と同様にして蛍光体を製造した。得られた蛍光体は、粉末Ｘ線回折による解析により、表１に示す組成のガーネット結晶構造の化合物を母体とし、該母体内に発光中心イオンとして３価のＣｅを含有するものであることが確認された。又、この蛍光体の発光スペクトルから、実施例１と同様にして色度座標ｘとｙを算出したところ、ｘ＝０．４５、ｙ＝０．５３であり、ｘ＋ｙ＝０．９８であった。又、この蛍光体に、実施例１と同様にして青色光を照射し、その照射強度を調節したところ、その青色光を吸収して黄色光を発光し、蛍光体に吸収されなかった青色光との混色により白色を示した。
実施例６
Ｍ1 源化合物としてＣａＣＯ3 ；０．０１４７モルと、ＺｎＯ；０．０１５モルを用いた外は、実施例１と同様にして蛍光体を製造した。得られた蛍光体は、粉末Ｘ線回折による解析により、表１に示す組成のガーネット結晶構造の化合物を母体とし、該母体内に発光中心イオンとして３価のＣｅを含有するものであることが確認された。又、この蛍光体の発光スペクトルから、実施例１と同様にして色度座標ｘとｙを算出したところ、ｘ＝０．２９、ｙ＝０．５４であり、ｘ＋ｙ＝０．８３であった。又、この蛍光体に、実施例１と同様にして青色光を照射し、その照射強度を調節したところ、その青色光を吸収して黄緑色光を発光し、蛍光体に吸収されなかった青色光との混色によりやや青味がかった白色を示した。
Figure 0004656090
本発明の実施例１で得られた蛍光体の発光スペクトル及び励起スペクトルである。 本発明の実施例２で得られた蛍光体の発光スペクトル及び励起スペクトルである。 波長変換材料としての蛍光体と、半導体発光素子とから構成される発光素子の一実施例を示す模式的断面図である。 図３に示す発光素子を組み込んだ面発光照明装置の一実施例を示す模式的断面図である。
符号の説明
１ 発光素子
２ マウントリード
３ インナーリード
４ 半導体発光素子
５ 蛍光体含有樹脂部
６ 導電性ワイヤー
７ モールド部材
８ 面発光照明装置
９ 拡散板
１０ 保持ケース

Claims (11)

  1. 波長変換材料と、紫外光から可視光の範囲の光を発光する半導体発光素子とから構成されており、該波長変換材料が下記一般式（Ｉ）で表されるガーネット結晶構造の化合物を母体とし、該母体内に発光中心イオンとしてＣｅを含有してなる蛍光体であることを特徴とする発光素子。
    Ｍ1 aＭ2 bＭ3 cＯd （Ｉ）
    〔式（Ｉ）中、Ｍ1はＣａ、Ｍｇ及びＺｎからなる群から選択された少なくとも１種の２価の金属元素であり、Ｍ2はＳｃ、Ａｌ、Ｙ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種の３価の金属元素であるが、Ｓｃ、Ｙ又はＬｕを含み、Ｍ3はＳｉ、Ｇｅ及びＳｎからなる群から選択される少なくとも１種の４価の金属元素であるが、Ｓｉを含み、ａは２．７〜３．３、ｂは１．８〜２．２、ｃは２．７〜３．３、ｄは１１．０〜１３．０の範囲の数である。〕
  2. 式（ Ｉ ） における３価の金属元素Ｍ 2 がＳｃ、Ｙ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素であり、Ｍ 3 がＳｉである請求項１に記載の発光素子。
  3. 式（Ｉ）における２価の金属元素Ｍ1 がＣａであり、３価の金属元素Ｍ2 がＳｃであり、４価の金属元素Ｍ3 がＳｉである請求項１に記載の発光素子。
  4. 式（Ｉ）における２価の金属元素Ｍ1 がＣａとＭｇであり、３価の金属元素Ｍ2 がＳｃとＹ、又はＳｃとＬｕであり、４価の金属元素Ｍ3 がＳｉである請求項１に記載の発光素子。
  5. 蛍光体の発光中心イオンが、３価のＣｅである請求項１乃至４のいずれか1項に記載の発光素子。
  6. 蛍光体の発光中心イオンの含有量が、母体化合物１式量当たり０．０００１〜０．３モルである請求項１乃至５のいずれかに記載の発光素子。
  7. 蛍光体の発光色を、ＸＹＺ表色系で表したときの色度座標ｘとｙの和が、（ｘ＋ｙ）≧０．６を満足する請求項１乃至６のいずれかに記載の発光素子。
  8. 半導体発光素子が青色領域の範囲の光を発光するものである請求項１乃至７のいずれかに記載の発光素子。
  9. 半導体発光素子が発光ダイオードである請求項１乃至８のいずれかに記載の発光素子。
  10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の発光素子を光源とする画像表示装置。
  11. 請求項１乃至９のいずれかに記載の発光素子を光源とする照明装置。
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