波長変換部材および発光装置
【課題】蛍光体粒子の媒体への分散性を向上させた波長変換部材、ならびに、色むらがなく、発光効率が良好な発光装置を提供する。
【解決手段】酸窒化物または窒化物で形成された蛍光体粒子と、前記蛍光体粒子を覆い蛍光体粒子よりも大きな誘電率を有する被膜と、前記被膜で覆われた蛍光体粒子を分散させた媒体とを備える波長変換部材、ならびに、半導体発光素子と、前記半導体発光素子が発する光が入射するように配置された本発明の波長変換部材とを備える発光装置。
【解決手段】酸窒化物または窒化物で形成された蛍光体粒子と、前記蛍光体粒子を覆い蛍光体粒子よりも大きな誘電率を有する被膜と、前記被膜で覆われた蛍光体粒子を分散させた媒体とを備える波長変換部材、ならびに、半導体発光素子と、前記半導体発光素子が発する光が入射するように配置された本発明の波長変換部材とを備える発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体粒子を含有する波長変換部材、および当該波長変換部材と半導体発光素子とを組み合わせた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体発光素子から発する光を蛍光体によって変換する発光装置は、小型であり、消費電力が白熱電球よりも少ないため、各種表示装置あるいは照明装置の光源として実用化が始まっており、高効率化あるいは高信頼化などの開発が行われている。
【０００３】
特開２００２−１７１０００号公報（特許文献１）には、波長３９０〜４２０ｎｍの光を発する半導体発光素子と、この半導体発光素子からの発光により励起される蛍光体とを用いて、白色光を発する発光装置が開示されている。波長３９０〜４２０ｎｍの励起光によって発光する蛍光体として、様々な酸化物や硫化物の蛍光体が用いられている。
【０００４】
しかしながら、蛍光体によっては、たとえば硫化物を含む蛍光体は、空気中の水分と反応して加水分解するおそれがある。このような蛍光体の劣化によって、発光装置の耐用年数が低下する。その対策として、たとえば特開２００２−２２３００８号公報（特許文献２）には、被膜を有する蛍光体が開示されている。
【０００５】
また、酸化物や硫化物系の蛍光体に代わり、近年、酸窒化物や窒化物系の蛍光体の例が特開２００２−３６３５５４号公報（特許文献３）および特開２００３−２０６４８１号公報（特許文献４）に開示されている。これらの蛍光体は３９０〜４２０ｎｍの波長の光で励起され高効率の発光が得られる上、安定性および耐水性が高く、また使用温度の変化による発光効率の変動が少ないなどの優れた特性を有するものが多い。
【０００６】
この窒化物蛍光体の耐熱性をさらに高めるため、窒化金属系または酸窒化金属系材料の被膜を設けることが、特開２００４−１６１８０７号公報（特許文献５）に開示されている。特許文献５によれば、酸窒化物系蛍光体として（Ｓｒa，Ｃａ1-a）xＳｉyＯzＮ{(2/3)x+(4/3)y-(2/3)z}：Ｅｕ（ｘ＝２、ｙ＝５）を製造する際にベーク劣化しやすいため、この蛍光体を、Ｎ元素を含有する被膜によって覆う。Ｎ元素を含有する被膜としては、窒素とアルミニウム、ケイ素、チタン、ホウ素、ジルコニウムなどの金属を含む窒化金属系材料、ポリウレタン、ポリウレアなどのＮ元素を含有する有機樹脂が用いられる。このＮ元素を含む被膜を形成していない窒化物系蛍光体は、２００〜３００℃に加熱することによって急激に発光効率が低下するのに対し、Ｎ元素を含有する被膜を設けることにより、窒化物計蛍光材料の窒素の分解を、窒素を供給することによって低減して、耐熱性が向上したとされている。
【０００７】
また特開２００４−７１３５７号公報（特許文献６）には、発光素子、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体の順に蛍光体を配置したことにより、発光素子に近い側の蛍光体から発する光の再吸収が抑制された発光装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１７１０００号公報
【特許文献２】特開２００２−２２３００８号公報
【特許文献３】特開２００２−３６３５５４号公報
【特許文献４】特開２００３−２０６４８１号公報
【特許文献５】特開２００４−１６１８０７号公報
【特許文献６】特開２００４−７１３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、従来は、蛍光体の化学的安定性および耐熱性を向上させる目的で、蛍光体粒子を被膜で覆っていた。しかしながら、蛍光体粒子に被膜を設ける場合、被膜が蛍光体粒子の樹脂などの媒体への分散性にも影響を与えることが考えられる。たとえば、被膜で覆った蛍光体粒子を樹脂中に分散させた場合、樹脂中で蛍光体粒子の二次凝集が起こり、この影響で蛍光の色むらまたは発光効率が低下してしまうことが考えられる。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、蛍光体粒子を分散させる樹脂などの媒体への影響についても考慮して酸窒化物または窒化物で形成された蛍光体粒子を好適な被膜で覆うことによって、蛍光体粒子の媒体への分散性を向上させた波長変換部材を提供することである。
【００１０】
また本発明は、色むらがなく、発光効率が良好な発光装置を提供することもその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の波長変換部材は、酸窒化物または窒化物で形成された蛍光体粒子と、前記蛍光体粒子を覆い蛍光体粒子よりも大きな誘電率を有する被膜と、前記被膜で覆われた蛍光体粒子を分散させた媒体とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の波長変換部材は、以下の（１）または（２）の蛍光体粒子を用いたものであることが好ましい。
【００１３】
（１）蛍光体粒子が、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎおよび１種もしくは２種以上のランタノイド系希土類元素を含む酸窒化物で形成されたものである、
（２）蛍光体粒子が、Ｃａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎおよび１種もしくは２種以上のランタノイド系希土類元素を含む窒化物で形成されたものである。
【００１４】
本発明の波長変換部材に用いられる蛍光体粒子を覆う被膜は、金属酸化物で形成されたものであることが好ましく、当該金属酸化物は、酸化マグネシウムまたは酸化アルミニウムであることがより好ましい。
【００１５】
本発明の波長変換部材に用いられる蛍光体粒子を覆う被膜の厚みは、０．０５〜３μｍであることが好ましい。
【００１６】
本発明の波長変換部材に用いられる媒体は、シリコーン樹脂であることが好ましい。
本発明の波長変換部材は、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの第１の蛍光体粒子と、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの第２の蛍光体粒子と、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの第３の蛍光体粒子とが、前記媒体中に分散されている構成を備えるものであることが好ましい。
【００１７】
また本発明の波長変換部材は、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの蛍光体粒子が前記媒体中に分散された第１の波長変換部材と、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの蛍光体粒子が前記媒体中に分散された第２の波長変換部材と、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの蛍光体粒子が前記媒体中に分散された第３の波長変換部とを備えるものであってもよい。
【００１８】
本発明はまた、半導体発光素子と、前記半導体発光素子が発する光が入射するように配置された上述した本発明の波長変換部材とを備える発光装置についても提供する。
【００１９】
本発明の発光装置は、波長変換部材が上述したように前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの蛍光体粒子が前記媒体中に分散された第１の波長変換部材と、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの蛍光体粒子が前記媒体中に分散された第２の波長変換部材と、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの蛍光体粒子が前記媒体中に分散された第３の波長変換部とを備える場合、以下の（１）または（２）のように実現されることが好ましい。
【００２０】
（１）半導体発光素子と、前記半導体発光素子が発する光が、前記第３の波長変換部材、前記第２の波長変換部材、前記第１の波長変換部材の順に入射するように配置されてなる、
（２）半導体発光素子と、前記半導体発光素子が発する光が、前記第２の波長変換部材、前記第３の波長変換部材、前記第１の波長変換部材の順に入射するように配置されてなる。
【００２１】
また本発明の発光装置における半導体発光素子としては、以下の（１）または（２）のいずれかであることが好ましい。
【００２２】
（１）半導体発光素子の発光ピーク波長が３７０〜４８０ｎｍである、
（２）半導体発光素子の発光ピーク波長が３００〜４２０ｎｍである。
【００２３】
本発明の発光装置における半導体発光素子は、ＧａＮ系半導体で形成された半導体発光素子であることがより好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、酸窒化物または窒化物で形成された蛍光体粒子を樹脂などの媒体に分散させた波長変換部材において、前記蛍光体粒子の誘電率よりも大きい誘電率を有する被膜（好ましくは、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムなどの金属酸化物にて形成される）にて蛍光体粒子を覆ってなることによって、蛍光体粒子を媒体に分散させたときの分散性が向上される。このような本発明の波長変換部材を、半導体発光素子と組み合わることによって、色むらがなく、発光効率が良好な発光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本発明の好ましい一例の波長変換部材１を模式的に示す断面図であり、図２は、本発明に用いられる被膜３が形成された蛍光体粒子２の好ましい一例を模式的に示す断面図である。本発明の波長変換部材１は、図１および図２に示すように、被膜３で覆われた蛍光体粒子２が媒体４中に分散された基本構造を備える。本発明における蛍光体粒子２としては、酸窒化物または窒化物で形成された粒子が用いられる。
【００２６】
蛍光体粒子２が酸窒化物で形成される場合、組成元素としてＯ（酸素）とＮ（窒素）とを少なくとも含むものであれば、特に制限されるものではないが、Ｓｉ（ケイ素）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｏ、Ｎおよび一種もしくは二種以上のランタノイド系希土類元素を組成元素として含む蛍光体の粒子であることが望ましい。ここで、酸窒化物に含有されるランタノイド系希土類元素としては、たとえば、Ｌａ（ランタン）、Ｃｅ（セリウム）、Ｐｒ（プラセオジム）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｐｍ（プロメチウム）、Ｓｍ（サマリウム）、Ｅｕ（ユーロピウム）、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｔｂ（テルビウム）、Ｄｙ（ジスプロシウム）、Ｈｏ（ホルミウム）、Ｅｒ（エルビウム）、Ｔｍ（ツリウム）、Ｙｂ（イッテルビウム）などを挙げることができ、蛍光体粒子において発光中心として作用する。このような組成元素を有する酸窒化物を用いて蛍光体粒子を用いることで、後述するように波長変換効率に優れた波長変換部材を実現することができる。なお、当該酸窒化物で形成された蛍光体粒子は、具体的には、Ｃｅを賦活したＪＥＭ蛍光体（組成式：Ｌａ1-xＡｌ（Ｓｉ6-z，Ａｌz）Ｎ10-zＯz：Ｃｅ3+xなど）、Ｅｕを賦活したβサイアロン（組成式：Ｓｉ3-zＡｌzＮ4-zＯz：Ｅｕ2+）などを例示することができる。
【００２７】
また蛍光体粒子２が窒化物で形成される場合、組成元素としてＮを少なくとも含むものであれば、特に制限されるものではないが、Ｃａ（カルシウム）、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎおよび一種もしくは二種以上のランタノイド系希土類元素を組成元素として含む蛍光体の粒子であることが望ましい。ここで、窒化物に含有されるランタノイド系希土類元素としては、たとえば、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂなどを挙げることができ、蛍光体粒子において発光中心として作用する。このような組成元素を有する窒化物を用いて蛍光体粒子を用いることで、後述するように波長変換効率に優れた波長変換部材を実現することができる。なお、当該窒化物で形成された蛍光体粒子は、具体的には、Ｅｕを賦活したＣａＡｌＳｉＮ蛍光体（組成式：ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+）などを例示することができる。
【００２８】
本発明において用いられる蛍光体粒子２は、その形状は特に制限されるものではなく、不定形、球形、断面方形状など適宜の形状のものが用いられるが、通常、図２に示す例のように不定形であり、中には球形に近い形状のものも含まれる。
【００２９】
また、本発明において用いられる蛍光体粒子２の大きさも特に制限されるものではないが、粒子径が３〜２０μｍの範囲内であることが好ましく、５〜１５μｍの範囲内であることがより好ましい。蛍光体粒子２の粒子径が３μｍ未満である場合には、発光効率が低下する傾向にあるためであり、また、蛍光体粒子２の粒子径が２０μｍを超える場合には、蛍光体粒子を樹脂などの媒体に分散させた際にすぐに沈降する傾向にあるためである。なお、上記蛍光体粒子２の粒子径は、たとえば分散剤を添加した純水中に蛍光体粒子を分散させ、レーザ回折式粒度分布測定装置を用いて測定された値（メジアン径）を指す。
【００３０】
本発明における蛍光体粒子２は、図２に示すように被膜３で覆われてなる。ここで、被膜３としては、蛍光体粒子２よりも誘電率が大きなものが用いられる。上述した酸窒化物または窒化物にて形成された蛍光体粒子２は、誘電率が通常７であるため、被膜３としては誘電率がこの値より大きなものであればよい。被膜３は、好ましくは、誘電率が蛍光体粒子２の誘電率の値よりも１以上大きな値を有するものであることが好ましい。
【００３１】
本発明の波長変換部材においては、上述のように蛍光体粒子２を当該蛍光体粒子２よりも大きな誘電率を有する被膜３にて覆うことによって、樹脂などで形成された媒体４に当該蛍光体粒子２を分散させた際の分散性が向上される。この好適な被膜３の誘電率と分散性向上との関係は、ゼータ電位を用いて以下のように説明される。溶液中の帯電した粒子の周りに、反対の電荷をもったイオンが集まるが、その粒子と一緒に動く電荷層の電位をゼータ電位と呼び、一般に溶液中の粒子の分散安定性の指標として用いられている。ゼータ電位の絶対値が大きくなると、粒子間の電気的反発力が大きくなり、粒子の凝集を防ぐことができ、粒子の分散安定性は高くなる。逆にゼータ電位が０に近くなると、粒子は凝集し易くなる。凝集し易い粒子でも、誘電率の高い物質をコーティングすることにより、電気的反発力によって凝集を防ぐことができる。
【００３２】
そこで、たとえば酸窒化物蛍光体粒子（誘電率：７）を、たとえば酸化マグネシウム（誘電率：９）で形成された被膜で覆うことで、ゼータ電位の絶対値を大きくすることができる。実施例にて後述するように、酸窒化物蛍光体粒子としてＣｅを賦活したαサイアロン（組成式：Ｃａ0.25Ｃｅ0.25（Ｓｉ，Ａｌ）12（Ｏ，Ｎ）16）を用いて波長変換部材を作製した場合、被膜を形成していない酸窒化物蛍光体粒子を用いた場合のゼータ電位の絶対値は２５ｍＶであったのに対し、酸化マグネシウムを用いて被膜を形成した酸窒化物蛍光体粒子を用いた場合のゼータ電位の絶対値は、６０ｍＶと向上される。このゼータ電位の絶対値は、たとえば、蛍光体粒子を溶媒に分散させ、電気泳動法によるゼータ電位測定装置を用いることにより測定することができる。このように、本発明のように誘電率の大きな被膜で覆われた蛍光体粒子を樹脂などの媒体に分散させた場合には、蛍光体粒子の凝集が起こらず、蛍光体粒子の分散性が向上される。
【００３３】
さらに、上述した被膜を形成することによって、蛍光体粒子表面における非発光過程（励起状態の電子が、発光を伴う遷移によって非励起状態にならずに、表面準位を介して非発光遷移することにより非励起状態になること）の要因となる表面準位を低減することができる。またさらに、上述した被膜を形成することによって、被膜が蛍光体粒子の保護膜として働くため、発光効率および色度の長期安定性に優れる波長変換部材および後述する発光装置を実現することができるという効果も奏される。
【００３４】
本発明の波長変換部材に用いられる被膜３の形成材料は、上述したように酸窒化物または窒化物で形成された蛍光体粒子よりも大きな誘電率を有するものであれば特に制限されるものではないが、金属酸化物が好ましい。金属酸化物は一般に透明かつ安定であるため、酸窒化物蛍光体粒子または窒化物蛍光体粒子の被膜材料として適している。金属酸化物としては、たとえば、酸化マグネシウム（誘電率：９、屈折率：１．７４）、酸化アルミニウム（誘電率：８．５、屈折率：１．６３）、酸化タンタル（誘電率：２７、屈折率：２．３〜２．５５）、酸化チタン（誘電率：１００、屈折率：２．３〜２．５５）などが挙げられる。中でも、蛍光体粒子の屈折率（２．０）と媒体であるシリコーン樹脂の屈折率（１．４３）との中間の屈折率を有する理由から、酸化マグネシウムまたは酸化アルミニウムで被膜３が形成されてなることが好ましい。
【００３５】
本発明における被膜３は、図２に示す例のように、たとえば不定形（球形に近い場合もある）蛍光体粒子２の表面に金属酸化物の子粒子を付着させ、膜状に形成される。また、図３は、本発明における被膜３’を有する蛍光体粒子２の好ましい他の例を模式的に示す断面図であるが、図３に示す例のように、子粒子の形がある程度保持された状態で金属酸化物を付着させて被膜３’が形成されるように実現されてもよい。なお、被膜３，３’は、蛍光体粒子２の表面全面を覆ってなることが好ましいが、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、蛍光体粒子２の表面の一部（好ましくは全表面の８０％以下）が露出していてもよい。
【００３６】
本発明における被膜３，３’の厚みは、特に制限されるものではないが、０．０５〜３μｍの範囲内であることが好ましく、０．１〜１μｍの範囲内であることがより好ましい。被膜３，３’の厚みが０．０５μｍ未満である場合には、上述した分散性向上の効果が得られにくい傾向にあり、また、被膜３，３’の厚みが３μｍを超えると、発光効率の低下を招く虞があるためである。なお、被膜３，３’の厚みは、次のようにして測定された値を指す。蛍光体粒子を樹脂中に分散させた後に硬化し、アルゴンイオンビームで研磨して蛍光体の断面を露出させる。この断面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）とＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線元素分析装置）を用いて元素分析を行い、得られた元素のマッピング画像から蛍光体粒子を覆っている平均的な厚みを算出する。
【００３７】
本発明の波長変換部材１において、上述した被膜３で覆われた蛍光体粒子２を分散させる媒体４としては、たとえばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂材料、およびガラス材料などの当分野において従来より広く用いられている適宜の材料を特に制限なく用いることができるが、樹脂材料、中でも特にシリコーン樹脂にて媒体４が形成されてなることが好ましい。シリコーン樹脂は、骨格としてシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ）を有しているため、蛍光体の励起光として用いられる青色から近紫外の光によって劣化しにくいためである。
【００３８】
本発明の波長変換部材１において、媒体４中に分散させる被膜３で覆われた蛍光体粒子２の量は特に制限されるものではないが、２〜２５重量％の範囲内であることが好ましく、５〜２０重量％の範囲内であることがより好ましい。媒体４中に分散された蛍光体粒子２の量が２重量％未満である場合には、発光強度が低下する傾向にあり、また、媒体４中に分散された蛍光体粒子２の量が２５重量％を超える場合にも、発光強度が低下する傾向にあるためである。
【００３９】
本発明の波長変換部材は、複数種の蛍光体粒子が１つの媒体中に分散されてなる構成で実現されてもよい。好適には、蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの第１の蛍光体粒子と、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの第２の蛍光体粒子と、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの第３の蛍光体粒子とが、いずれも上述したように被膜で覆われた状態で、媒体中に分散されてなる構造の波長変換部材が例示される。この場合、第１の蛍光体粒子、第２の蛍光体粒子および第３の蛍光体粒子をそれぞれ覆う被膜は、それぞれ上述した中で別の材料からなっていてもよく、同じ材料からなっていてもよい。このように複数種の蛍光体粒子を１つの媒体中に分散させた構成で波長変換部材を実現する場合、各蛍光体粒子は、その合計量が上述した範囲内となるように媒体中に分散されてなることが好ましい。
【００４０】
ここで、蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの第１の蛍光体粒子としては、上述した酸窒化物または窒化物の蛍光体粒子のうち、たとえばＣｅを賦活したＪＥＭ蛍光体（組成式：Ｌａ1-xＡｌ（Ｓｉ6-z，Ａｌz）Ｎ10-zＯz：Ｃｅ3+xなど）などの青色蛍光体粒子が例示される。また蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの第２の蛍光体粒子としては、上述した酸窒化物または窒化物の蛍光体粒子のうち、たとえばＥｕを賦活したβサイアロンからなる蛍光体（組成式：Ｓｉ3-zＡｌzＮ4-zＯz：Ｅｕ2+など）などの緑色蛍光体粒子が例示される。さらに、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの第３の蛍光体粒子としては、上述した酸窒化物または窒化物の蛍光体粒子のうち、たとえばＥｕを賦活したＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+などの組成の赤色蛍光体粒子が例示される。ここで、各蛍光体粒子の蛍光のピーク波長は、たとえば分光蛍光光度計Ｆ−４５００（日立製作所製）を用いて測定された値を指す。
【００４１】
本発明の波長変換部材はまた、複数個の波長変換部材に、それぞれ異なる種類の蛍光体粒子が分散されてなる構成で実現されてもよい。好適には、蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの蛍光体粒子（上述した第１の蛍光体粒子）が前記媒体に分散された第１の波長変換部材と、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの蛍光体粒子（上述した第２の蛍光体粒子）が前記媒体に分散された第２の波長変換部材と、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの蛍光体粒子（上述した第３の蛍光体粒子）が前記媒体に分散された第３の波長変換部材とを備える構造の波長変換部材が例示される。この場合、第１の波長変換部材、第２の波長変換部材および第３の波長変換部材において蛍光体をそれぞれ覆う被膜および媒体は、それぞれ上述した中で別の材料からなっていてもよく、同じ材料からなっていてもよい。第１の波長変換部材、第２の波長変換部材および第３の波長変換部材にそれぞれ分散される第１の蛍光体、第２の蛍光体および第３の蛍光体としては、上述したのと同じものを用いることができる。
【００４２】
本発明の波長変換部材は、その形状については特に制限されるものではないが、シート状物に形成されることが好ましい。上述したように本発明の波長変換部材が複数個の波長変換部材（たとえば第１〜第３の波長変換部材）から構成される場合には、複数層のシート状物に形成できる。また後述するように、半導体発光素子と組み合わせて一体化した発光装置を実現する場合には、半導体発光素子、電極（半導体発光素子が電気的に接続される）およびミラーがこれらに囲まれた空間を形成するように予め設けられた基材上に、上記空間を充填するようにして単層または複数層の波長変換部材を形成するようにしてもよい。また、波長変換部材は、その厚みについては特に制限されるものではない。
【００４３】
図４は、本発明の好ましい一例の発光装置２１を模式的に示す断面図である。本発明は、半導体発光素子を備え、当該半導体発光素子が発する光が入射するように配置された、上述した本発明の波長変換部材とを備える発光装置についても提供する。このような本発明の発光装置２１では、上述したように蛍光体粒子の媒体への分散性が向上された波長変換部材１を備えることによって、優れた波長変換効率を有する。
【００４４】
図４には、上述した、蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの第１の蛍光体粒子２３と、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの第２の蛍光体粒子２４と、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの第３の蛍光体粒子２５とが、いずれも上述したように被膜２６，２７，２８で覆われた状態で、媒体２９中に分散されてなる構造の波長変換部材２２を備える例の発光装置２１が示されている。本発明の発光装置２１は、半導体発光素子３０を備え、上述した波長変換部材２２は、当該半導体発光素子３０が発する光が入射するよに配置される（図４に示す例では、半導体発光素子３０は波長変換部材２２に封止されてなる。）。また、図４に示す発光装置２１は、基体３１と、基体３１の表面に形成された電極３２，３３と、ミラー３４とを備え、半導体発光素子３０は電極３２，３３に電気的に接続されてなる。
【００４５】
このような本発明の発光装置２１によれば、波長変換部材にそれぞれ被膜が形成された３種類の蛍光体粒子を配合してなることによって、概ね白色を呈する（色度座標ｘ＝０．３２〜０．３４、色度座標ｙ＝０．３２〜０．３４）発光装置を実現することができる。またこのような本発明の発光装置２１によれば、色の三原色を発光することができ、また各蛍光体の発光スペクトルの半値幅がたとえば５０ｎｍ以上と広いため、良好な演色性を有する発光装置を実現することができる。
【００４６】
また図５は、本発明の好ましい他の例の発光装置４１を模式的に示す断面図である。図５に示す例の発光装置４１では、上述した、蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの蛍光体粒子（第１の蛍光体粒子）４５が媒体５１に分散された第１の波長変換部材４２と、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの蛍光体粒子（第２の蛍光体粒子）４６が媒体５２に分散された第２の波長変換部材４３と、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの蛍光体粒子（第３の蛍光体粒子）４７が媒体５３に分散された第３の波長変換部材４４とを備える波長変換部材を用いた場合を示している。なお、図４に示した例と同様、第１〜第３の蛍光体粒子４５，４６，４７は、それぞれ当該蛍光体粒子よりも大きな誘電率を有する被膜４８，４９，５０で覆われている。図５に示す例では、半導体発光素子３０側から、第３の波長変換部材４４、第２波長変換部材４３、第１の波長変換部材４２が順に積層されてなる。なお、図５に示す例の発光装置４１は、このような波長変換部材を用いたこと以外は、図４に示した例の発光装置２１と同様の構成を有しており、同様の構成を有する部分には同一の参照符を付して説明を省略する。
【００４７】
図５に示す例の発光装置４１では、半導体発光装置３０から発せられた励起光は、第３の波長変換部材４４、第２の波長変換部材４３、第１の波長変換部材４２でそれぞれ各色に変換される。この際、半導体発光素子３０が発する光が、第３の波長変換部材４４、第２の波長変換部材４３、第１の波長変換部材４２の順に入射するように構成されてなることによって、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの第３の蛍光体粒子４７を含む第３の波長変換部材４４で発光した光は、その上の蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの第２の蛍光体粒子４６を含む第２の波長変換部材４３および蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの第１の蛍光体粒子４５を含む第１の波長変換部材４２で吸収されにくい。また、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの第２の蛍光体粒子４６を含む第２の波長変換部材４３で発光した光は、その上の蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの第１の蛍光体粒子４５を含む第１の波長変換部材４２で吸収されにくい。これは、一般に蛍光体が、その蛍光を発する波長における光吸収率と比べて、蛍光の波長よりも長波長域における光吸収率が小さいことに起因する（特許文献６を参照）。このため、図５に示す例の発光装置４１では、各波長変換部材による光吸収を低減して、可視光を効率良く発光させることができる。
【００４８】
さらに、本発明の発光装置４１では、第１〜第３の蛍光体粒子４５，４６，４７がそれぞれ被膜４８，４９，５０で覆われているため、蛍光体粒子の表面における光の反射が少なく、その結果として蛍光の再吸収が多くなるため、上述したこのような配置にすることによる再吸収を低減するメリットが大きくなる。これにより、色の三原色を発光することができ、また各蛍光体粒子の発光スペクトルの半値幅が、酸窒化物蛍光体および窒化物蛍光体の場合は、たとえば５０ｎｍ以上と広いため、演色性が良好である発光装置を実現することができる。
【００４９】
また図６は、本発明のさらに好ましい他の例の発光装置６１を模式的に示す断面図である。図６に示す例の発光装置６１は、半導体発光素子３０が発する光が、第２の波長変換部材４３、第３の波長変換部材４４、第１の波長変換部材４２の順に入射されるように構成されてなること以外は、図５に示した例の発光装置４１と同様であり、同様の構成を有する部分については同一の参照符を付して説明を省略している。図６に示す例の発光装置６１は、半導体発光素子３０側から、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの蛍光体粒子（第２の蛍光体粒子）４６が媒体５２に分散された第２の波長変換部材４３、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの蛍光体粒子（第３の蛍光体粒子）４７が媒体５３に分散された第３の波長変換部材４４、ならびに、蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの蛍光体粒子（第１の蛍光体粒子）４５が媒体５１に分散された第１の波長変換部材４２が順次積層された構造を備えている。
【００５０】
本発明では、図６に示すように第１〜第３の波長変換部材４２，４３，４４を配置した場合であっても、視感度が低く発光効率も他の色に比べて若干劣る蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの第１の蛍光体粒子４５を半導体発光素子３０から離れた位置に配置していることにより、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの第２の蛍光体粒子４６を含む第２の波長変換部材４３および蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの第３の蛍光体粒子４７における第１の蛍光体粒子４５からの蛍光の再吸収を抑制することができる。このように、励起光の吸収が多い蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの第１の蛍光体粒子４５を含む第１の波長変換部材４２を最上層とすることによって、第２の蛍光体粒子４６からのピーク波長が５００〜６００ｎｍの蛍光および第３の蛍光体粒子４７からのピーク波長が６００〜７００ｎｍの蛍光を効率よく取り出すことができ、全体として波長変換効率に優れた白色の発光装置を実現することができる。また、このような発光装置６１においても、色の三原色を発光することができ、また各蛍光体の発光スペクトルの半値幅がたとえば５０ｎｍ以上と広いため、演色性が良好である。
【００５１】
本発明の発光装置２１，４１，６１に用いられる半導体発光素子３０は、当分野において従来より広く用いられている適宜のものを用いることができ、特に制限されるものではないが、良好な光電変換効率を有することから、発光ピーク波長が３７０〜４８０ｎｍの範囲内のものを用いることが好ましく、発光ピーク波長が３９０〜４２０ｎｍの範囲内（紫色から近紫外）のものを用いることがより好ましい。このような半導体発光素子３０は、ＧａＮ系半導体（少なくともＧａとＮを含み、必要に応じてＡｌ、Ｉｎおよびｎ型ドーパント、ｐ型ドーパントなどを用いた半導体）を用いることが好ましく、特に好適な例としては発光ピーク波長が４０５ｎｍのＧａＮ系半導体よりなるＬＥＤが例示される。
【００５２】
また本発明における半導体発光素子３０として、青色光源（波長ピーク波長４２０〜４８０ｎｍ、たとえば４６０ｎｍ程度のもの）を用いても勿論よい。この場合、青色蛍光体粒子を持ちなくとも、青色および白色を呈する発光装置を実現できるという利点がある。また、現在の技術では、青色蛍光体の効率は他の蛍光体（赤色蛍光体、緑色蛍光体など）と比較すると若干劣るが、青色光源を用いることで、全体としての発光効率を増大させることができるという利点もある。
【００５３】
また、半導体発光素子３０としては、ＧａＮ系半導体よりなる半導体発光素子以外に有機半導体や酸化亜鉛半導体などよりなる半導体発光素子を用いてもよく、また半導体レーザを用いてもよい。
【００５４】
本発明の波長変換部材および発光装置を製造する方法については特に制限されるものではなく、当分野において従来より広く行われている適宜の方法によって製造することが可能である。たとえば、まず、蛍光体粒子に被膜形成材料の子粒子を付着させて、蛍光体粒子を覆う被膜を形成する。次に、被膜を形成した蛍光体粒子と媒体の形成材料（たとえば液状のシリコーン樹脂）中に添加し、均一に混合した後、所定時間加熱（たとえば媒体をシリコーン樹脂で形成する場合には１２０℃で６０分間加熱）して、媒体の形成材料を硬化させて媒体を形成する。図１に示した例のような波長変換部材１を作製する場合には、従来公知の適宜の方法を用いて、硬化後の媒体がシート状物となるように成形すればよい。また、図４〜図６に示した例のような発光装置に用いる場合には、たとえば半導体発光素子３０、電極３２，３３およびミラー３４に設けた基材３１上にこれらによって形成された空間を充填するようにして被膜が形成された蛍光体粒子を均一に混合させた媒体の形成材料を注入して、波長変換部材を作製する。この際、図５および図６に示したように第１〜第３の波長変換部材を作製する場合には、順次、各波長変換部材を作製するようにすればよい。また、図４に示したように、媒体中にそれぞれ被膜で覆われた第１〜第３の蛍光体粒子を分散させた波長変換部材を形成する場合には、それぞれ被膜で覆われた第１〜第３の蛍光体粒子を媒体の形成材料に添加して均一に混合後、１つの波長変換部材を作製するようにすればよい。
【００５５】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５６】
＜実施例１＞
図２に示したように不定形を有するＥｕを賦活したβサイアロン蛍光体（組成式：Ｓｉ3-zＡｌzＮ4-zＯz：Ｅｕ2+）である緑色蛍光体粒子２に、酸化マグネシウムの子粒子を付着させて、被膜３で覆った。被膜３の厚みは、酸化マグネシウムの重量比が０．１の場合に、０．５μｍ程度であった。次に、上述の被膜３を形成した緑色蛍光体粒子２をシリコーン樹脂／蛍光体粒子の重量比が１００ｇ／１０ｇの割合で、液体状のシリコーン樹脂に添加して均一に混合した後、厚み０．５ｍｍのシート状物に成形し、１２０℃、６０分間の加熱によって硬化させて、図１に示した波長変換部材１を作製した。
【００５７】
＜比較例１＞
被膜を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして、波長変換部材を形成した。
【００５８】
＜評価＞
実施例１および比較例１でそれぞれ作製された波長変換部材について、分散性の評価を以下のようにして行った。β−サイアロン蛍光体および酸化マグネシウムをコーティングしたβ−サイアロン蛍光体を、それぞれ０．５ｇずつとり、それぞれシリコーン樹脂５ｇに均一に分散させてガラス管に入れ、沈降試験を行った。均一に分散させた状態から４８時間放置した後、分離した上澄み液の高さを比較した。β−サイアロン蛍光体の上澄み液の高さが２ｍｍであったのに対して、酸化マグネシウムをコーティングしたα−サイアロンの上澄み液の高さは殆ど０ｍｍであった。このことから、酸化マグネシウムをコーティングすることにより、分散性は向上したものと考えられる。
【００５９】
また、β−サイアロン蛍光体および酸化マグネシウムをコーティングしたβ−サイアロン蛍光体を、それぞれ０．１ｇずつとり、それぞれエタノール１０ｇに分散させてゼータ電位を測定した（電気泳動法によるゼータ電位測定装置を使用）。比較例１では２５ｍＶであったのに対して、実施例１では６０ｍＶと大きくなっており、被膜を形成したことで蛍光体粒子の媒体への分散性が向上されていたことが分かった。これは、実施例１では、誘電率が７．５である緑色蛍光体粒子２を覆って誘電率が９である酸化マグネシウムを用いて被膜３を形成したことに起因するものと考えられる。
【００６０】
＜実施例２＞
図４に示した例の発光装置２１を作製した。第１の蛍光体粒子２３としてＣｅを賦活したＪＥＭ蛍光体（組成式：Ｌａ1-xＡｌ（Ｓｉ6-z，Ａｌz）Ｎ10-zＯz：Ｃｅ3+x）である青色蛍光体粒子（誘電率：７．５、屈折率：２．０、蛍光のピーク波長：４９０ｎｍ）、第２の蛍光体粒子２４としてＥｕを賦活したβサイアロン蛍光体（組成式：Ｓｉ3-zＡｌzＮ4-zＯz：Ｅｕ2+）である緑色蛍光体粒子（誘電率：７．５、屈折率：２．０、蛍光のピーク波長：５４０ｎｍ）、第３の蛍光体粒子２５としてＥｕを賦活したＣａＡｌＳｉＮ3からなる赤色蛍光体粒子（誘電率：７．５、屈折率：２．０、蛍光のピーク波長：６６０ｎｍ）を用い、これらの第１〜第３の蛍光体粒子２３，２４，２５をそれぞれ酸化マグネシウム（誘電率：９．０、屈折率：１．７４）で覆って被膜２６，２７，２８を形成した。これらをシリコーン樹脂／合計の蛍光体粒子の重量比が１００ｇ／１５ｇとなるように、それぞれの蛍光体を液体状のシリコーン樹脂（硬化時の屈折率：１．４）に添加して均一に混合した後、基体３１上に注入し、１２０℃、６０分間の加熱によって硬化させた。このようにして、媒体２９中にそれぞれ被膜２６，２７，２８が形成された第１〜第３の蛍光体粒子２３，２４，２５が分散されてなる波長変換部材２２を形成した。
【００６１】
なお、基体３１には、電極３２，３３、当該電極３２，３３に電気的に接続された半導体発光素子３０、ならびにミラー３４が予め形成されており、媒体２９中に半導体発光素子３０が封止されるように、上記波長変換部材２２を形成した。半導体発光素子３０としては、発光ピーク波長が４０５ｎｍのＧａＮ系半導体（少なくともＧａとＮを含み、必要に応じてＡｌ、Ｉｎおよびｎ型ドーパント、ｐ型ドーパントなどを用いた半導体）よりなるＬＥＤを用いた。
【００６２】
このようにして作製された図４に示した例の発光装置２１において、第１〜第３の蛍光体粒子２３，２４，２５は、これら蛍光体粒子よりも誘電率が大きい酸化マグネシウムで形成された被膜２６，２７，２８で覆われているため、媒体２９中における分散性が向上されている。また、波長変換部材２２における媒体２９の形成材料であるシリコーン樹脂と、第１〜第３の蛍光体粒子２３，２４，２５の間の屈折率を有する酸化マグネシウムにて被膜２６，２７，２８を形成したことによって、第１〜第３の蛍光体粒子２３，２４，２５への励起光の入射効率および第１〜第３の蛍光体粒子２３，２４，２５からの蛍光の取り出し効率を図ることができた。このような発光装置２１は、３種類の蛍光体粒子を配合することにより、ほぼ白色である色度座標ｘ＝０．３２、色度座標ｙ＝０．３５の色の発光を得ることができた。また、色の三原色を発光することができ、また各蛍光体粒子の発光スペクトルの半値幅がたとえば５０ｎｍ以上と広いため、演色性が良好であった。このように、酸窒化物または窒化物で形成された蛍光体粒子と、前記蛍光体粒子を覆い蛍光体粒子よりも大きな誘電率を有する被膜と、前記被膜で覆われた蛍光体粒子を分散させた媒体とを備える波長変換部材を半導体発光素子と組み合わせることで、小型で白色を呈する高出力の発光装置が得られた。
【００６３】
＜実施例３＞
図５に示した例の発光装置４１を作製した。第１〜第３の蛍光体粒子４５，４６，４７および被膜４８，４９，５０としては、実施例２で上述した第１〜第３の蛍光体粒子２３，２４，２５および被膜２６，２７，２８と同様のものを用いた。
【００６４】
まず、被膜５０で覆われた第３の蛍光体粒子４７（赤色蛍光体粒子）を、シリコーン樹脂／蛍光体粒子の重量比が１００ｇ／０．５ｇとなるように、液状のシリコーン樹脂中に均一に混合し、基体３１上に注入した後、１２０℃、６０分間の加熱によって硬化させて、第３の波長変換部材４４を形成した（厚み：０．５ｍｍ）。基体３１には、電極３２，３３、当該電極３２，３３に電気的に接続された半導体発光素子３０、ならびにミラー３４が予め形成されており、媒体２９中に半導体発光素子３０が封止されるように、上記第３の波長変換部材４４を形成した。半導体発光素子３０としては、発光ピーク波長が４０５ｎｍのＧａＮ系半導体よりなるＬＥＤを用いた。
【００６５】
次に、被膜４９で覆われた第２の蛍光体粒子４６（緑色蛍光体粒子）を、シリコーン樹脂／蛍光体粒子の重量比が１００ｇ／１．４ｇとなるように、液状のシリコーン樹脂中に均一に混合し、第３の波長変換部材４４上に重ねるように注入し、１２０℃、６０分間の加熱によって硬化させて、第２の波長変換部材４３を形成した（厚み：０．５ｍｍ）。
【００６６】
最後に、被膜４８で覆われた第１の蛍光体粒子４５（青色蛍光体粒子）を、シリコーン樹脂／蛍光体粒子の重量比が１００ｇ／１３．１ｇとなるように、液状のシリコーン樹脂中に均一に混合し、第２の波長変換部材４３上に重ねるように注入し、１２０℃、６０分間の加熱によって硬化させて、第１の波長変換部材４２を形成した（厚み：０．５ｍｍ）。
【００６７】
このようにして、図５に示したように、半導体発光素子３０が発する光が、第３の波長変換部材４４、第２の波長変換部材４３、第１の波長変換部材４２の順に入射するように構成されてなる発光装置４１を作製した。このような発光装置４１では、半導体発光装置３０から発せられた励起光は、第３の波長変換部材４４、第２の波長変換部材４３、第１の波長変換部材４２でそれぞれ各色に変換される。この際、第３の蛍光体粒子４７として赤色蛍光体粒子を含む第３の波長変換部材４４で発光した光は、その上の第２の蛍光体粒子４６として緑色蛍光体粒子を含む第２の波長変換部材４３および第１の蛍光体粒子４５として青色蛍光体粒子を含む第１の波長変換部材４２で吸収されにくい。また、第２の蛍光体粒子４６として緑色蛍光体粒子を含む第２の波長変換部材４３で発光した光は、その上の第１の蛍光体粒子４５として青色蛍光体粒子を含む第１の波長変換部材４２で吸収されにくい。このように、各波長変換部材による光吸収を低減して、可視光を効率良く発光させることができる。
【００６８】
さらに、本発明の発光装置４１では、第１〜第３の蛍光体粒子４５，４６，４７がそれぞれ被膜４８，４９，５０で覆われているため、蛍光体粒子の表面における光の反射が少なく、その結果として蛍光の再吸収が多くなるため、上述したこのような配置にすることによる再吸収を低減するメリットが大きくなる。これにより、色の三原色を発光することができ、また各蛍光体粒子の発光スペクトルの半値幅が、酸窒化物蛍光体および窒化物蛍光体の場合は、たとえば５０ｎｍ以上と広いため、演色性が良好である発光装置を実現することができる。
【００６９】
＜実施例４＞
第３の波長変換部材４４と第２の変換部材４３の形成順序を逆にしたこと以外は実施例３と同様にして、図６に示した例の発光装置６１を作製した。このようにして得られた発光装置６１は、半導体発光素子３０が発する光が、第２の波長変換部材４３、第３の波長変換部材４４、第１の波長変換部材４２の順に入射するように構成されてなる。この配置によっても、視感度が低く発光効率も他の色に比べて若干劣る第１の蛍光体粒子４５としての青色蛍光体粒子を半導体発光素子３０から離れた位置に配置することによって、第２の蛍光体粒子４６として緑色蛍光体粒子を含む第２の波長変換部材４３および第３の蛍光体粒子４７として赤色蛍光体粒子を含む第３の波長変換部材４４における青色の蛍光の再吸収を抑制することができる。
【００７０】
したがって、このような実施例４で作製した発光装置６１であっても、青色蛍光体を含む第１の波長変換部材４２を最上層とすることによって、緑色および赤色を効率よく取り出すことができ、全体として波長変換効率に優れた白色の発光装置が得られた。これにより、色の三原色を発光することができ、また各蛍光体の発光スペクトルの半値幅がたとえば５０ｎｍ以上と広いため、演色性が良好であった。
【００７１】
今回開示された実施の形態、実施例および比較例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の好ましい一例の波長変換部材１を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の波長変換部材に用いられる被膜３が形成された蛍光体粒子２の好ましい一例を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の波長変換部材に用いられる被膜３’が形成された蛍光体粒子２の好ましい他の例を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の好ましい一例の発光装置２１を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の好ましい他の例の発光装置４１を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明のさらに好ましい他の例の発光装置６１を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 波長変換部材、２ 蛍光体粒子、３，３’ 被膜、４ 媒体、２１，４１，６１ 発光装置、２２ 波長変換部材、２３，４５ 第１の蛍光体粒子、２４，４６ 第２の蛍光体粒子、２５，４７ 第３の蛍光体粒子、２６，２７，２８，４８，４９，５０ 被膜、２９，５１，５２，５３ 媒体、３０ 半導体発光素子、３１，３２ 電極、３４ ミラー、４２ 第１の波長変換部材、４３ 第２の波長変換部材、４４ 第３の波長変換部材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体粒子を含有する波長変換部材、および当該波長変換部材と半導体発光素子とを組み合わせた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体発光素子から発する光を蛍光体によって変換する発光装置は、小型であり、消費電力が白熱電球よりも少ないため、各種表示装置あるいは照明装置の光源として実用化が始まっており、高効率化あるいは高信頼化などの開発が行われている。
【０００３】
特開２００２−１７１０００号公報（特許文献１）には、波長３９０〜４２０ｎｍの光を発する半導体発光素子と、この半導体発光素子からの発光により励起される蛍光体とを用いて、白色光を発する発光装置が開示されている。波長３９０〜４２０ｎｍの励起光によって発光する蛍光体として、様々な酸化物や硫化物の蛍光体が用いられている。
【０００４】
しかしながら、蛍光体によっては、たとえば硫化物を含む蛍光体は、空気中の水分と反応して加水分解するおそれがある。このような蛍光体の劣化によって、発光装置の耐用年数が低下する。その対策として、たとえば特開２００２−２２３００８号公報（特許文献２）には、被膜を有する蛍光体が開示されている。
【０００５】
また、酸化物や硫化物系の蛍光体に代わり、近年、酸窒化物や窒化物系の蛍光体の例が特開２００２−３６３５５４号公報（特許文献３）および特開２００３−２０６４８１号公報（特許文献４）に開示されている。これらの蛍光体は３９０〜４２０ｎｍの波長の光で励起され高効率の発光が得られる上、安定性および耐水性が高く、また使用温度の変化による発光効率の変動が少ないなどの優れた特性を有するものが多い。
【０００６】
この窒化物蛍光体の耐熱性をさらに高めるため、窒化金属系または酸窒化金属系材料の被膜を設けることが、特開２００４−１６１８０７号公報（特許文献５）に開示されている。特許文献５によれば、酸窒化物系蛍光体として（Ｓｒa，Ｃａ1-a）xＳｉyＯzＮ{(2/3)x+(4/3)y-(2/3)z}：Ｅｕ（ｘ＝２、ｙ＝５）を製造する際にベーク劣化しやすいため、この蛍光体を、Ｎ元素を含有する被膜によって覆う。Ｎ元素を含有する被膜としては、窒素とアルミニウム、ケイ素、チタン、ホウ素、ジルコニウムなどの金属を含む窒化金属系材料、ポリウレタン、ポリウレアなどのＮ元素を含有する有機樹脂が用いられる。このＮ元素を含む被膜を形成していない窒化物系蛍光体は、２００〜３００℃に加熱することによって急激に発光効率が低下するのに対し、Ｎ元素を含有する被膜を設けることにより、窒化物計蛍光材料の窒素の分解を、窒素を供給することによって低減して、耐熱性が向上したとされている。
【０００７】
また特開２００４−７１３５７号公報（特許文献６）には、発光素子、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体の順に蛍光体を配置したことにより、発光素子に近い側の蛍光体から発する光の再吸収が抑制された発光装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１７１０００号公報
【特許文献２】特開２００２−２２３００８号公報
【特許文献３】特開２００２−３６３５５４号公報
【特許文献４】特開２００３−２０６４８１号公報
【特許文献５】特開２００４−１６１８０７号公報
【特許文献６】特開２００４−７１３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、従来は、蛍光体の化学的安定性および耐熱性を向上させる目的で、蛍光体粒子を被膜で覆っていた。しかしながら、蛍光体粒子に被膜を設ける場合、被膜が蛍光体粒子の樹脂などの媒体への分散性にも影響を与えることが考えられる。たとえば、被膜で覆った蛍光体粒子を樹脂中に分散させた場合、樹脂中で蛍光体粒子の二次凝集が起こり、この影響で蛍光の色むらまたは発光効率が低下してしまうことが考えられる。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、蛍光体粒子を分散させる樹脂などの媒体への影響についても考慮して酸窒化物または窒化物で形成された蛍光体粒子を好適な被膜で覆うことによって、蛍光体粒子の媒体への分散性を向上させた波長変換部材を提供することである。
【００１０】
また本発明は、色むらがなく、発光効率が良好な発光装置を提供することもその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の波長変換部材は、酸窒化物または窒化物で形成された蛍光体粒子と、前記蛍光体粒子を覆い蛍光体粒子よりも大きな誘電率を有する被膜と、前記被膜で覆われた蛍光体粒子を分散させた媒体とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の波長変換部材は、以下の（１）または（２）の蛍光体粒子を用いたものであることが好ましい。
【００１３】
（１）蛍光体粒子が、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎおよび１種もしくは２種以上のランタノイド系希土類元素を含む酸窒化物で形成されたものである、
（２）蛍光体粒子が、Ｃａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎおよび１種もしくは２種以上のランタノイド系希土類元素を含む窒化物で形成されたものである。
【００１４】
本発明の波長変換部材に用いられる蛍光体粒子を覆う被膜は、金属酸化物で形成されたものであることが好ましく、当該金属酸化物は、酸化マグネシウムまたは酸化アルミニウムであることがより好ましい。
【００１５】
本発明の波長変換部材に用いられる蛍光体粒子を覆う被膜の厚みは、０．０５〜３μｍであることが好ましい。
【００１６】
本発明の波長変換部材に用いられる媒体は、シリコーン樹脂であることが好ましい。
本発明の波長変換部材は、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの第１の蛍光体粒子と、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの第２の蛍光体粒子と、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの第３の蛍光体粒子とが、前記媒体中に分散されている構成を備えるものであることが好ましい。
【００１７】
また本発明の波長変換部材は、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの蛍光体粒子が前記媒体中に分散された第１の波長変換部材と、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの蛍光体粒子が前記媒体中に分散された第２の波長変換部材と、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの蛍光体粒子が前記媒体中に分散された第３の波長変換部とを備えるものであってもよい。
【００１８】
本発明はまた、半導体発光素子と、前記半導体発光素子が発する光が入射するように配置された上述した本発明の波長変換部材とを備える発光装置についても提供する。
【００１９】
本発明の発光装置は、波長変換部材が上述したように前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの蛍光体粒子が前記媒体中に分散された第１の波長変換部材と、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの蛍光体粒子が前記媒体中に分散された第２の波長変換部材と、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの蛍光体粒子が前記媒体中に分散された第３の波長変換部とを備える場合、以下の（１）または（２）のように実現されることが好ましい。
【００２０】
（１）半導体発光素子と、前記半導体発光素子が発する光が、前記第３の波長変換部材、前記第２の波長変換部材、前記第１の波長変換部材の順に入射するように配置されてなる、
（２）半導体発光素子と、前記半導体発光素子が発する光が、前記第２の波長変換部材、前記第３の波長変換部材、前記第１の波長変換部材の順に入射するように配置されてなる。
【００２１】
また本発明の発光装置における半導体発光素子としては、以下の（１）または（２）のいずれかであることが好ましい。
【００２２】
（１）半導体発光素子の発光ピーク波長が３７０〜４８０ｎｍである、
（２）半導体発光素子の発光ピーク波長が３００〜４２０ｎｍである。
【００２３】
本発明の発光装置における半導体発光素子は、ＧａＮ系半導体で形成された半導体発光素子であることがより好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、酸窒化物または窒化物で形成された蛍光体粒子を樹脂などの媒体に分散させた波長変換部材において、前記蛍光体粒子の誘電率よりも大きい誘電率を有する被膜（好ましくは、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムなどの金属酸化物にて形成される）にて蛍光体粒子を覆ってなることによって、蛍光体粒子を媒体に分散させたときの分散性が向上される。このような本発明の波長変換部材を、半導体発光素子と組み合わることによって、色むらがなく、発光効率が良好な発光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本発明の好ましい一例の波長変換部材１を模式的に示す断面図であり、図２は、本発明に用いられる被膜３が形成された蛍光体粒子２の好ましい一例を模式的に示す断面図である。本発明の波長変換部材１は、図１および図２に示すように、被膜３で覆われた蛍光体粒子２が媒体４中に分散された基本構造を備える。本発明における蛍光体粒子２としては、酸窒化物または窒化物で形成された粒子が用いられる。
【００２６】
蛍光体粒子２が酸窒化物で形成される場合、組成元素としてＯ（酸素）とＮ（窒素）とを少なくとも含むものであれば、特に制限されるものではないが、Ｓｉ（ケイ素）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｏ、Ｎおよび一種もしくは二種以上のランタノイド系希土類元素を組成元素として含む蛍光体の粒子であることが望ましい。ここで、酸窒化物に含有されるランタノイド系希土類元素としては、たとえば、Ｌａ（ランタン）、Ｃｅ（セリウム）、Ｐｒ（プラセオジム）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｐｍ（プロメチウム）、Ｓｍ（サマリウム）、Ｅｕ（ユーロピウム）、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｔｂ（テルビウム）、Ｄｙ（ジスプロシウム）、Ｈｏ（ホルミウム）、Ｅｒ（エルビウム）、Ｔｍ（ツリウム）、Ｙｂ（イッテルビウム）などを挙げることができ、蛍光体粒子において発光中心として作用する。このような組成元素を有する酸窒化物を用いて蛍光体粒子を用いることで、後述するように波長変換効率に優れた波長変換部材を実現することができる。なお、当該酸窒化物で形成された蛍光体粒子は、具体的には、Ｃｅを賦活したＪＥＭ蛍光体（組成式：Ｌａ1-xＡｌ（Ｓｉ6-z，Ａｌz）Ｎ10-zＯz：Ｃｅ3+xなど）、Ｅｕを賦活したβサイアロン（組成式：Ｓｉ3-zＡｌzＮ4-zＯz：Ｅｕ2+）などを例示することができる。
【００２７】
また蛍光体粒子２が窒化物で形成される場合、組成元素としてＮを少なくとも含むものであれば、特に制限されるものではないが、Ｃａ（カルシウム）、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎおよび一種もしくは二種以上のランタノイド系希土類元素を組成元素として含む蛍光体の粒子であることが望ましい。ここで、窒化物に含有されるランタノイド系希土類元素としては、たとえば、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂなどを挙げることができ、蛍光体粒子において発光中心として作用する。このような組成元素を有する窒化物を用いて蛍光体粒子を用いることで、後述するように波長変換効率に優れた波長変換部材を実現することができる。なお、当該窒化物で形成された蛍光体粒子は、具体的には、Ｅｕを賦活したＣａＡｌＳｉＮ蛍光体（組成式：ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+）などを例示することができる。
【００２８】
本発明において用いられる蛍光体粒子２は、その形状は特に制限されるものではなく、不定形、球形、断面方形状など適宜の形状のものが用いられるが、通常、図２に示す例のように不定形であり、中には球形に近い形状のものも含まれる。
【００２９】
また、本発明において用いられる蛍光体粒子２の大きさも特に制限されるものではないが、粒子径が３〜２０μｍの範囲内であることが好ましく、５〜１５μｍの範囲内であることがより好ましい。蛍光体粒子２の粒子径が３μｍ未満である場合には、発光効率が低下する傾向にあるためであり、また、蛍光体粒子２の粒子径が２０μｍを超える場合には、蛍光体粒子を樹脂などの媒体に分散させた際にすぐに沈降する傾向にあるためである。なお、上記蛍光体粒子２の粒子径は、たとえば分散剤を添加した純水中に蛍光体粒子を分散させ、レーザ回折式粒度分布測定装置を用いて測定された値（メジアン径）を指す。
【００３０】
本発明における蛍光体粒子２は、図２に示すように被膜３で覆われてなる。ここで、被膜３としては、蛍光体粒子２よりも誘電率が大きなものが用いられる。上述した酸窒化物または窒化物にて形成された蛍光体粒子２は、誘電率が通常７であるため、被膜３としては誘電率がこの値より大きなものであればよい。被膜３は、好ましくは、誘電率が蛍光体粒子２の誘電率の値よりも１以上大きな値を有するものであることが好ましい。
【００３１】
本発明の波長変換部材においては、上述のように蛍光体粒子２を当該蛍光体粒子２よりも大きな誘電率を有する被膜３にて覆うことによって、樹脂などで形成された媒体４に当該蛍光体粒子２を分散させた際の分散性が向上される。この好適な被膜３の誘電率と分散性向上との関係は、ゼータ電位を用いて以下のように説明される。溶液中の帯電した粒子の周りに、反対の電荷をもったイオンが集まるが、その粒子と一緒に動く電荷層の電位をゼータ電位と呼び、一般に溶液中の粒子の分散安定性の指標として用いられている。ゼータ電位の絶対値が大きくなると、粒子間の電気的反発力が大きくなり、粒子の凝集を防ぐことができ、粒子の分散安定性は高くなる。逆にゼータ電位が０に近くなると、粒子は凝集し易くなる。凝集し易い粒子でも、誘電率の高い物質をコーティングすることにより、電気的反発力によって凝集を防ぐことができる。
【００３２】
そこで、たとえば酸窒化物蛍光体粒子（誘電率：７）を、たとえば酸化マグネシウム（誘電率：９）で形成された被膜で覆うことで、ゼータ電位の絶対値を大きくすることができる。実施例にて後述するように、酸窒化物蛍光体粒子としてＣｅを賦活したαサイアロン（組成式：Ｃａ0.25Ｃｅ0.25（Ｓｉ，Ａｌ）12（Ｏ，Ｎ）16）を用いて波長変換部材を作製した場合、被膜を形成していない酸窒化物蛍光体粒子を用いた場合のゼータ電位の絶対値は２５ｍＶであったのに対し、酸化マグネシウムを用いて被膜を形成した酸窒化物蛍光体粒子を用いた場合のゼータ電位の絶対値は、６０ｍＶと向上される。このゼータ電位の絶対値は、たとえば、蛍光体粒子を溶媒に分散させ、電気泳動法によるゼータ電位測定装置を用いることにより測定することができる。このように、本発明のように誘電率の大きな被膜で覆われた蛍光体粒子を樹脂などの媒体に分散させた場合には、蛍光体粒子の凝集が起こらず、蛍光体粒子の分散性が向上される。
【００３３】
さらに、上述した被膜を形成することによって、蛍光体粒子表面における非発光過程（励起状態の電子が、発光を伴う遷移によって非励起状態にならずに、表面準位を介して非発光遷移することにより非励起状態になること）の要因となる表面準位を低減することができる。またさらに、上述した被膜を形成することによって、被膜が蛍光体粒子の保護膜として働くため、発光効率および色度の長期安定性に優れる波長変換部材および後述する発光装置を実現することができるという効果も奏される。
【００３４】
本発明の波長変換部材に用いられる被膜３の形成材料は、上述したように酸窒化物または窒化物で形成された蛍光体粒子よりも大きな誘電率を有するものであれば特に制限されるものではないが、金属酸化物が好ましい。金属酸化物は一般に透明かつ安定であるため、酸窒化物蛍光体粒子または窒化物蛍光体粒子の被膜材料として適している。金属酸化物としては、たとえば、酸化マグネシウム（誘電率：９、屈折率：１．７４）、酸化アルミニウム（誘電率：８．５、屈折率：１．６３）、酸化タンタル（誘電率：２７、屈折率：２．３〜２．５５）、酸化チタン（誘電率：１００、屈折率：２．３〜２．５５）などが挙げられる。中でも、蛍光体粒子の屈折率（２．０）と媒体であるシリコーン樹脂の屈折率（１．４３）との中間の屈折率を有する理由から、酸化マグネシウムまたは酸化アルミニウムで被膜３が形成されてなることが好ましい。
【００３５】
本発明における被膜３は、図２に示す例のように、たとえば不定形（球形に近い場合もある）蛍光体粒子２の表面に金属酸化物の子粒子を付着させ、膜状に形成される。また、図３は、本発明における被膜３’を有する蛍光体粒子２の好ましい他の例を模式的に示す断面図であるが、図３に示す例のように、子粒子の形がある程度保持された状態で金属酸化物を付着させて被膜３’が形成されるように実現されてもよい。なお、被膜３，３’は、蛍光体粒子２の表面全面を覆ってなることが好ましいが、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、蛍光体粒子２の表面の一部（好ましくは全表面の８０％以下）が露出していてもよい。
【００３６】
本発明における被膜３，３’の厚みは、特に制限されるものではないが、０．０５〜３μｍの範囲内であることが好ましく、０．１〜１μｍの範囲内であることがより好ましい。被膜３，３’の厚みが０．０５μｍ未満である場合には、上述した分散性向上の効果が得られにくい傾向にあり、また、被膜３，３’の厚みが３μｍを超えると、発光効率の低下を招く虞があるためである。なお、被膜３，３’の厚みは、次のようにして測定された値を指す。蛍光体粒子を樹脂中に分散させた後に硬化し、アルゴンイオンビームで研磨して蛍光体の断面を露出させる。この断面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）とＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線元素分析装置）を用いて元素分析を行い、得られた元素のマッピング画像から蛍光体粒子を覆っている平均的な厚みを算出する。
【００３７】
本発明の波長変換部材１において、上述した被膜３で覆われた蛍光体粒子２を分散させる媒体４としては、たとえばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂材料、およびガラス材料などの当分野において従来より広く用いられている適宜の材料を特に制限なく用いることができるが、樹脂材料、中でも特にシリコーン樹脂にて媒体４が形成されてなることが好ましい。シリコーン樹脂は、骨格としてシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ）を有しているため、蛍光体の励起光として用いられる青色から近紫外の光によって劣化しにくいためである。
【００３８】
本発明の波長変換部材１において、媒体４中に分散させる被膜３で覆われた蛍光体粒子２の量は特に制限されるものではないが、２〜２５重量％の範囲内であることが好ましく、５〜２０重量％の範囲内であることがより好ましい。媒体４中に分散された蛍光体粒子２の量が２重量％未満である場合には、発光強度が低下する傾向にあり、また、媒体４中に分散された蛍光体粒子２の量が２５重量％を超える場合にも、発光強度が低下する傾向にあるためである。
【００３９】
本発明の波長変換部材は、複数種の蛍光体粒子が１つの媒体中に分散されてなる構成で実現されてもよい。好適には、蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの第１の蛍光体粒子と、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの第２の蛍光体粒子と、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの第３の蛍光体粒子とが、いずれも上述したように被膜で覆われた状態で、媒体中に分散されてなる構造の波長変換部材が例示される。この場合、第１の蛍光体粒子、第２の蛍光体粒子および第３の蛍光体粒子をそれぞれ覆う被膜は、それぞれ上述した中で別の材料からなっていてもよく、同じ材料からなっていてもよい。このように複数種の蛍光体粒子を１つの媒体中に分散させた構成で波長変換部材を実現する場合、各蛍光体粒子は、その合計量が上述した範囲内となるように媒体中に分散されてなることが好ましい。
【００４０】
ここで、蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの第１の蛍光体粒子としては、上述した酸窒化物または窒化物の蛍光体粒子のうち、たとえばＣｅを賦活したＪＥＭ蛍光体（組成式：Ｌａ1-xＡｌ（Ｓｉ6-z，Ａｌz）Ｎ10-zＯz：Ｃｅ3+xなど）などの青色蛍光体粒子が例示される。また蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの第２の蛍光体粒子としては、上述した酸窒化物または窒化物の蛍光体粒子のうち、たとえばＥｕを賦活したβサイアロンからなる蛍光体（組成式：Ｓｉ3-zＡｌzＮ4-zＯz：Ｅｕ2+など）などの緑色蛍光体粒子が例示される。さらに、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの第３の蛍光体粒子としては、上述した酸窒化物または窒化物の蛍光体粒子のうち、たとえばＥｕを賦活したＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+などの組成の赤色蛍光体粒子が例示される。ここで、各蛍光体粒子の蛍光のピーク波長は、たとえば分光蛍光光度計Ｆ−４５００（日立製作所製）を用いて測定された値を指す。
【００４１】
本発明の波長変換部材はまた、複数個の波長変換部材に、それぞれ異なる種類の蛍光体粒子が分散されてなる構成で実現されてもよい。好適には、蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの蛍光体粒子（上述した第１の蛍光体粒子）が前記媒体に分散された第１の波長変換部材と、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの蛍光体粒子（上述した第２の蛍光体粒子）が前記媒体に分散された第２の波長変換部材と、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの蛍光体粒子（上述した第３の蛍光体粒子）が前記媒体に分散された第３の波長変換部材とを備える構造の波長変換部材が例示される。この場合、第１の波長変換部材、第２の波長変換部材および第３の波長変換部材において蛍光体をそれぞれ覆う被膜および媒体は、それぞれ上述した中で別の材料からなっていてもよく、同じ材料からなっていてもよい。第１の波長変換部材、第２の波長変換部材および第３の波長変換部材にそれぞれ分散される第１の蛍光体、第２の蛍光体および第３の蛍光体としては、上述したのと同じものを用いることができる。
【００４２】
本発明の波長変換部材は、その形状については特に制限されるものではないが、シート状物に形成されることが好ましい。上述したように本発明の波長変換部材が複数個の波長変換部材（たとえば第１〜第３の波長変換部材）から構成される場合には、複数層のシート状物に形成できる。また後述するように、半導体発光素子と組み合わせて一体化した発光装置を実現する場合には、半導体発光素子、電極（半導体発光素子が電気的に接続される）およびミラーがこれらに囲まれた空間を形成するように予め設けられた基材上に、上記空間を充填するようにして単層または複数層の波長変換部材を形成するようにしてもよい。また、波長変換部材は、その厚みについては特に制限されるものではない。
【００４３】
図４は、本発明の好ましい一例の発光装置２１を模式的に示す断面図である。本発明は、半導体発光素子を備え、当該半導体発光素子が発する光が入射するように配置された、上述した本発明の波長変換部材とを備える発光装置についても提供する。このような本発明の発光装置２１では、上述したように蛍光体粒子の媒体への分散性が向上された波長変換部材１を備えることによって、優れた波長変換効率を有する。
【００４４】
図４には、上述した、蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの第１の蛍光体粒子２３と、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの第２の蛍光体粒子２４と、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの第３の蛍光体粒子２５とが、いずれも上述したように被膜２６，２７，２８で覆われた状態で、媒体２９中に分散されてなる構造の波長変換部材２２を備える例の発光装置２１が示されている。本発明の発光装置２１は、半導体発光素子３０を備え、上述した波長変換部材２２は、当該半導体発光素子３０が発する光が入射するよに配置される（図４に示す例では、半導体発光素子３０は波長変換部材２２に封止されてなる。）。また、図４に示す発光装置２１は、基体３１と、基体３１の表面に形成された電極３２，３３と、ミラー３４とを備え、半導体発光素子３０は電極３２，３３に電気的に接続されてなる。
【００４５】
このような本発明の発光装置２１によれば、波長変換部材にそれぞれ被膜が形成された３種類の蛍光体粒子を配合してなることによって、概ね白色を呈する（色度座標ｘ＝０．３２〜０．３４、色度座標ｙ＝０．３２〜０．３４）発光装置を実現することができる。またこのような本発明の発光装置２１によれば、色の三原色を発光することができ、また各蛍光体の発光スペクトルの半値幅がたとえば５０ｎｍ以上と広いため、良好な演色性を有する発光装置を実現することができる。
【００４６】
また図５は、本発明の好ましい他の例の発光装置４１を模式的に示す断面図である。図５に示す例の発光装置４１では、上述した、蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの蛍光体粒子（第１の蛍光体粒子）４５が媒体５１に分散された第１の波長変換部材４２と、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの蛍光体粒子（第２の蛍光体粒子）４６が媒体５２に分散された第２の波長変換部材４３と、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの蛍光体粒子（第３の蛍光体粒子）４７が媒体５３に分散された第３の波長変換部材４４とを備える波長変換部材を用いた場合を示している。なお、図４に示した例と同様、第１〜第３の蛍光体粒子４５，４６，４７は、それぞれ当該蛍光体粒子よりも大きな誘電率を有する被膜４８，４９，５０で覆われている。図５に示す例では、半導体発光素子３０側から、第３の波長変換部材４４、第２波長変換部材４３、第１の波長変換部材４２が順に積層されてなる。なお、図５に示す例の発光装置４１は、このような波長変換部材を用いたこと以外は、図４に示した例の発光装置２１と同様の構成を有しており、同様の構成を有する部分には同一の参照符を付して説明を省略する。
【００４７】
図５に示す例の発光装置４１では、半導体発光装置３０から発せられた励起光は、第３の波長変換部材４４、第２の波長変換部材４３、第１の波長変換部材４２でそれぞれ各色に変換される。この際、半導体発光素子３０が発する光が、第３の波長変換部材４４、第２の波長変換部材４３、第１の波長変換部材４２の順に入射するように構成されてなることによって、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの第３の蛍光体粒子４７を含む第３の波長変換部材４４で発光した光は、その上の蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの第２の蛍光体粒子４６を含む第２の波長変換部材４３および蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの第１の蛍光体粒子４５を含む第１の波長変換部材４２で吸収されにくい。また、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの第２の蛍光体粒子４６を含む第２の波長変換部材４３で発光した光は、その上の蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの第１の蛍光体粒子４５を含む第１の波長変換部材４２で吸収されにくい。これは、一般に蛍光体が、その蛍光を発する波長における光吸収率と比べて、蛍光の波長よりも長波長域における光吸収率が小さいことに起因する（特許文献６を参照）。このため、図５に示す例の発光装置４１では、各波長変換部材による光吸収を低減して、可視光を効率良く発光させることができる。
【００４８】
さらに、本発明の発光装置４１では、第１〜第３の蛍光体粒子４５，４６，４７がそれぞれ被膜４８，４９，５０で覆われているため、蛍光体粒子の表面における光の反射が少なく、その結果として蛍光の再吸収が多くなるため、上述したこのような配置にすることによる再吸収を低減するメリットが大きくなる。これにより、色の三原色を発光することができ、また各蛍光体粒子の発光スペクトルの半値幅が、酸窒化物蛍光体および窒化物蛍光体の場合は、たとえば５０ｎｍ以上と広いため、演色性が良好である発光装置を実現することができる。
【００４９】
また図６は、本発明のさらに好ましい他の例の発光装置６１を模式的に示す断面図である。図６に示す例の発光装置６１は、半導体発光素子３０が発する光が、第２の波長変換部材４３、第３の波長変換部材４４、第１の波長変換部材４２の順に入射されるように構成されてなること以外は、図５に示した例の発光装置４１と同様であり、同様の構成を有する部分については同一の参照符を付して説明を省略している。図６に示す例の発光装置６１は、半導体発光素子３０側から、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの蛍光体粒子（第２の蛍光体粒子）４６が媒体５２に分散された第２の波長変換部材４３、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの蛍光体粒子（第３の蛍光体粒子）４７が媒体５３に分散された第３の波長変換部材４４、ならびに、蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの蛍光体粒子（第１の蛍光体粒子）４５が媒体５１に分散された第１の波長変換部材４２が順次積層された構造を備えている。
【００５０】
本発明では、図６に示すように第１〜第３の波長変換部材４２，４３，４４を配置した場合であっても、視感度が低く発光効率も他の色に比べて若干劣る蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの第１の蛍光体粒子４５を半導体発光素子３０から離れた位置に配置していることにより、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの第２の蛍光体粒子４６を含む第２の波長変換部材４３および蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの第３の蛍光体粒子４７における第１の蛍光体粒子４５からの蛍光の再吸収を抑制することができる。このように、励起光の吸収が多い蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの第１の蛍光体粒子４５を含む第１の波長変換部材４２を最上層とすることによって、第２の蛍光体粒子４６からのピーク波長が５００〜６００ｎｍの蛍光および第３の蛍光体粒子４７からのピーク波長が６００〜７００ｎｍの蛍光を効率よく取り出すことができ、全体として波長変換効率に優れた白色の発光装置を実現することができる。また、このような発光装置６１においても、色の三原色を発光することができ、また各蛍光体の発光スペクトルの半値幅がたとえば５０ｎｍ以上と広いため、演色性が良好である。
【００５１】
本発明の発光装置２１，４１，６１に用いられる半導体発光素子３０は、当分野において従来より広く用いられている適宜のものを用いることができ、特に制限されるものではないが、良好な光電変換効率を有することから、発光ピーク波長が３７０〜４８０ｎｍの範囲内のものを用いることが好ましく、発光ピーク波長が３９０〜４２０ｎｍの範囲内（紫色から近紫外）のものを用いることがより好ましい。このような半導体発光素子３０は、ＧａＮ系半導体（少なくともＧａとＮを含み、必要に応じてＡｌ、Ｉｎおよびｎ型ドーパント、ｐ型ドーパントなどを用いた半導体）を用いることが好ましく、特に好適な例としては発光ピーク波長が４０５ｎｍのＧａＮ系半導体よりなるＬＥＤが例示される。
【００５２】
また本発明における半導体発光素子３０として、青色光源（波長ピーク波長４２０〜４８０ｎｍ、たとえば４６０ｎｍ程度のもの）を用いても勿論よい。この場合、青色蛍光体粒子を持ちなくとも、青色および白色を呈する発光装置を実現できるという利点がある。また、現在の技術では、青色蛍光体の効率は他の蛍光体（赤色蛍光体、緑色蛍光体など）と比較すると若干劣るが、青色光源を用いることで、全体としての発光効率を増大させることができるという利点もある。
【００５３】
また、半導体発光素子３０としては、ＧａＮ系半導体よりなる半導体発光素子以外に有機半導体や酸化亜鉛半導体などよりなる半導体発光素子を用いてもよく、また半導体レーザを用いてもよい。
【００５４】
本発明の波長変換部材および発光装置を製造する方法については特に制限されるものではなく、当分野において従来より広く行われている適宜の方法によって製造することが可能である。たとえば、まず、蛍光体粒子に被膜形成材料の子粒子を付着させて、蛍光体粒子を覆う被膜を形成する。次に、被膜を形成した蛍光体粒子と媒体の形成材料（たとえば液状のシリコーン樹脂）中に添加し、均一に混合した後、所定時間加熱（たとえば媒体をシリコーン樹脂で形成する場合には１２０℃で６０分間加熱）して、媒体の形成材料を硬化させて媒体を形成する。図１に示した例のような波長変換部材１を作製する場合には、従来公知の適宜の方法を用いて、硬化後の媒体がシート状物となるように成形すればよい。また、図４〜図６に示した例のような発光装置に用いる場合には、たとえば半導体発光素子３０、電極３２，３３およびミラー３４に設けた基材３１上にこれらによって形成された空間を充填するようにして被膜が形成された蛍光体粒子を均一に混合させた媒体の形成材料を注入して、波長変換部材を作製する。この際、図５および図６に示したように第１〜第３の波長変換部材を作製する場合には、順次、各波長変換部材を作製するようにすればよい。また、図４に示したように、媒体中にそれぞれ被膜で覆われた第１〜第３の蛍光体粒子を分散させた波長変換部材を形成する場合には、それぞれ被膜で覆われた第１〜第３の蛍光体粒子を媒体の形成材料に添加して均一に混合後、１つの波長変換部材を作製するようにすればよい。
【００５５】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５６】
＜実施例１＞
図２に示したように不定形を有するＥｕを賦活したβサイアロン蛍光体（組成式：Ｓｉ3-zＡｌzＮ4-zＯz：Ｅｕ2+）である緑色蛍光体粒子２に、酸化マグネシウムの子粒子を付着させて、被膜３で覆った。被膜３の厚みは、酸化マグネシウムの重量比が０．１の場合に、０．５μｍ程度であった。次に、上述の被膜３を形成した緑色蛍光体粒子２をシリコーン樹脂／蛍光体粒子の重量比が１００ｇ／１０ｇの割合で、液体状のシリコーン樹脂に添加して均一に混合した後、厚み０．５ｍｍのシート状物に成形し、１２０℃、６０分間の加熱によって硬化させて、図１に示した波長変換部材１を作製した。
【００５７】
＜比較例１＞
被膜を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして、波長変換部材を形成した。
【００５８】
＜評価＞
実施例１および比較例１でそれぞれ作製された波長変換部材について、分散性の評価を以下のようにして行った。β−サイアロン蛍光体および酸化マグネシウムをコーティングしたβ−サイアロン蛍光体を、それぞれ０．５ｇずつとり、それぞれシリコーン樹脂５ｇに均一に分散させてガラス管に入れ、沈降試験を行った。均一に分散させた状態から４８時間放置した後、分離した上澄み液の高さを比較した。β−サイアロン蛍光体の上澄み液の高さが２ｍｍであったのに対して、酸化マグネシウムをコーティングしたα−サイアロンの上澄み液の高さは殆ど０ｍｍであった。このことから、酸化マグネシウムをコーティングすることにより、分散性は向上したものと考えられる。
【００５９】
また、β−サイアロン蛍光体および酸化マグネシウムをコーティングしたβ−サイアロン蛍光体を、それぞれ０．１ｇずつとり、それぞれエタノール１０ｇに分散させてゼータ電位を測定した（電気泳動法によるゼータ電位測定装置を使用）。比較例１では２５ｍＶであったのに対して、実施例１では６０ｍＶと大きくなっており、被膜を形成したことで蛍光体粒子の媒体への分散性が向上されていたことが分かった。これは、実施例１では、誘電率が７．５である緑色蛍光体粒子２を覆って誘電率が９である酸化マグネシウムを用いて被膜３を形成したことに起因するものと考えられる。
【００６０】
＜実施例２＞
図４に示した例の発光装置２１を作製した。第１の蛍光体粒子２３としてＣｅを賦活したＪＥＭ蛍光体（組成式：Ｌａ1-xＡｌ（Ｓｉ6-z，Ａｌz）Ｎ10-zＯz：Ｃｅ3+x）である青色蛍光体粒子（誘電率：７．５、屈折率：２．０、蛍光のピーク波長：４９０ｎｍ）、第２の蛍光体粒子２４としてＥｕを賦活したβサイアロン蛍光体（組成式：Ｓｉ3-zＡｌzＮ4-zＯz：Ｅｕ2+）である緑色蛍光体粒子（誘電率：７．５、屈折率：２．０、蛍光のピーク波長：５４０ｎｍ）、第３の蛍光体粒子２５としてＥｕを賦活したＣａＡｌＳｉＮ3からなる赤色蛍光体粒子（誘電率：７．５、屈折率：２．０、蛍光のピーク波長：６６０ｎｍ）を用い、これらの第１〜第３の蛍光体粒子２３，２４，２５をそれぞれ酸化マグネシウム（誘電率：９．０、屈折率：１．７４）で覆って被膜２６，２７，２８を形成した。これらをシリコーン樹脂／合計の蛍光体粒子の重量比が１００ｇ／１５ｇとなるように、それぞれの蛍光体を液体状のシリコーン樹脂（硬化時の屈折率：１．４）に添加して均一に混合した後、基体３１上に注入し、１２０℃、６０分間の加熱によって硬化させた。このようにして、媒体２９中にそれぞれ被膜２６，２７，２８が形成された第１〜第３の蛍光体粒子２３，２４，２５が分散されてなる波長変換部材２２を形成した。
【００６１】
なお、基体３１には、電極３２，３３、当該電極３２，３３に電気的に接続された半導体発光素子３０、ならびにミラー３４が予め形成されており、媒体２９中に半導体発光素子３０が封止されるように、上記波長変換部材２２を形成した。半導体発光素子３０としては、発光ピーク波長が４０５ｎｍのＧａＮ系半導体（少なくともＧａとＮを含み、必要に応じてＡｌ、Ｉｎおよびｎ型ドーパント、ｐ型ドーパントなどを用いた半導体）よりなるＬＥＤを用いた。
【００６２】
このようにして作製された図４に示した例の発光装置２１において、第１〜第３の蛍光体粒子２３，２４，２５は、これら蛍光体粒子よりも誘電率が大きい酸化マグネシウムで形成された被膜２６，２７，２８で覆われているため、媒体２９中における分散性が向上されている。また、波長変換部材２２における媒体２９の形成材料であるシリコーン樹脂と、第１〜第３の蛍光体粒子２３，２４，２５の間の屈折率を有する酸化マグネシウムにて被膜２６，２７，２８を形成したことによって、第１〜第３の蛍光体粒子２３，２４，２５への励起光の入射効率および第１〜第３の蛍光体粒子２３，２４，２５からの蛍光の取り出し効率を図ることができた。このような発光装置２１は、３種類の蛍光体粒子を配合することにより、ほぼ白色である色度座標ｘ＝０．３２、色度座標ｙ＝０．３５の色の発光を得ることができた。また、色の三原色を発光することができ、また各蛍光体粒子の発光スペクトルの半値幅がたとえば５０ｎｍ以上と広いため、演色性が良好であった。このように、酸窒化物または窒化物で形成された蛍光体粒子と、前記蛍光体粒子を覆い蛍光体粒子よりも大きな誘電率を有する被膜と、前記被膜で覆われた蛍光体粒子を分散させた媒体とを備える波長変換部材を半導体発光素子と組み合わせることで、小型で白色を呈する高出力の発光装置が得られた。
【００６３】
＜実施例３＞
図５に示した例の発光装置４１を作製した。第１〜第３の蛍光体粒子４５，４６，４７および被膜４８，４９，５０としては、実施例２で上述した第１〜第３の蛍光体粒子２３，２４，２５および被膜２６，２７，２８と同様のものを用いた。
【００６４】
まず、被膜５０で覆われた第３の蛍光体粒子４７（赤色蛍光体粒子）を、シリコーン樹脂／蛍光体粒子の重量比が１００ｇ／０．５ｇとなるように、液状のシリコーン樹脂中に均一に混合し、基体３１上に注入した後、１２０℃、６０分間の加熱によって硬化させて、第３の波長変換部材４４を形成した（厚み：０．５ｍｍ）。基体３１には、電極３２，３３、当該電極３２，３３に電気的に接続された半導体発光素子３０、ならびにミラー３４が予め形成されており、媒体２９中に半導体発光素子３０が封止されるように、上記第３の波長変換部材４４を形成した。半導体発光素子３０としては、発光ピーク波長が４０５ｎｍのＧａＮ系半導体よりなるＬＥＤを用いた。
【００６５】
次に、被膜４９で覆われた第２の蛍光体粒子４６（緑色蛍光体粒子）を、シリコーン樹脂／蛍光体粒子の重量比が１００ｇ／１．４ｇとなるように、液状のシリコーン樹脂中に均一に混合し、第３の波長変換部材４４上に重ねるように注入し、１２０℃、６０分間の加熱によって硬化させて、第２の波長変換部材４３を形成した（厚み：０．５ｍｍ）。
【００６６】
最後に、被膜４８で覆われた第１の蛍光体粒子４５（青色蛍光体粒子）を、シリコーン樹脂／蛍光体粒子の重量比が１００ｇ／１３．１ｇとなるように、液状のシリコーン樹脂中に均一に混合し、第２の波長変換部材４３上に重ねるように注入し、１２０℃、６０分間の加熱によって硬化させて、第１の波長変換部材４２を形成した（厚み：０．５ｍｍ）。
【００６７】
このようにして、図５に示したように、半導体発光素子３０が発する光が、第３の波長変換部材４４、第２の波長変換部材４３、第１の波長変換部材４２の順に入射するように構成されてなる発光装置４１を作製した。このような発光装置４１では、半導体発光装置３０から発せられた励起光は、第３の波長変換部材４４、第２の波長変換部材４３、第１の波長変換部材４２でそれぞれ各色に変換される。この際、第３の蛍光体粒子４７として赤色蛍光体粒子を含む第３の波長変換部材４４で発光した光は、その上の第２の蛍光体粒子４６として緑色蛍光体粒子を含む第２の波長変換部材４３および第１の蛍光体粒子４５として青色蛍光体粒子を含む第１の波長変換部材４２で吸収されにくい。また、第２の蛍光体粒子４６として緑色蛍光体粒子を含む第２の波長変換部材４３で発光した光は、その上の第１の蛍光体粒子４５として青色蛍光体粒子を含む第１の波長変換部材４２で吸収されにくい。このように、各波長変換部材による光吸収を低減して、可視光を効率良く発光させることができる。
【００６８】
さらに、本発明の発光装置４１では、第１〜第３の蛍光体粒子４５，４６，４７がそれぞれ被膜４８，４９，５０で覆われているため、蛍光体粒子の表面における光の反射が少なく、その結果として蛍光の再吸収が多くなるため、上述したこのような配置にすることによる再吸収を低減するメリットが大きくなる。これにより、色の三原色を発光することができ、また各蛍光体粒子の発光スペクトルの半値幅が、酸窒化物蛍光体および窒化物蛍光体の場合は、たとえば５０ｎｍ以上と広いため、演色性が良好である発光装置を実現することができる。
【００６９】
＜実施例４＞
第３の波長変換部材４４と第２の変換部材４３の形成順序を逆にしたこと以外は実施例３と同様にして、図６に示した例の発光装置６１を作製した。このようにして得られた発光装置６１は、半導体発光素子３０が発する光が、第２の波長変換部材４３、第３の波長変換部材４４、第１の波長変換部材４２の順に入射するように構成されてなる。この配置によっても、視感度が低く発光効率も他の色に比べて若干劣る第１の蛍光体粒子４５としての青色蛍光体粒子を半導体発光素子３０から離れた位置に配置することによって、第２の蛍光体粒子４６として緑色蛍光体粒子を含む第２の波長変換部材４３および第３の蛍光体粒子４７として赤色蛍光体粒子を含む第３の波長変換部材４４における青色の蛍光の再吸収を抑制することができる。
【００７０】
したがって、このような実施例４で作製した発光装置６１であっても、青色蛍光体を含む第１の波長変換部材４２を最上層とすることによって、緑色および赤色を効率よく取り出すことができ、全体として波長変換効率に優れた白色の発光装置が得られた。これにより、色の三原色を発光することができ、また各蛍光体の発光スペクトルの半値幅がたとえば５０ｎｍ以上と広いため、演色性が良好であった。
【００７１】
今回開示された実施の形態、実施例および比較例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の好ましい一例の波長変換部材１を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の波長変換部材に用いられる被膜３が形成された蛍光体粒子２の好ましい一例を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の波長変換部材に用いられる被膜３’が形成された蛍光体粒子２の好ましい他の例を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の好ましい一例の発光装置２１を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の好ましい他の例の発光装置４１を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明のさらに好ましい他の例の発光装置６１を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 波長変換部材、２ 蛍光体粒子、３，３’ 被膜、４ 媒体、２１，４１，６１ 発光装置、２２ 波長変換部材、２３，４５ 第１の蛍光体粒子、２４，４６ 第２の蛍光体粒子、２５，４７ 第３の蛍光体粒子、２６，２７，２８，４８，４９，５０ 被膜、２９，５１，５２，５３ 媒体、３０ 半導体発光素子、３１，３２ 電極、３４ ミラー、４２ 第１の波長変換部材、４３ 第２の波長変換部材、４４ 第３の波長変換部材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸窒化物または窒化物で形成された蛍光体粒子と、前記蛍光体粒子を覆い蛍光体粒子よりも大きな誘電率を有する被膜と、前記被膜で覆われた蛍光体粒子を分散させた媒体とを備える、波長変換部材。
【請求項２】
前記蛍光体粒子が、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎおよび１種もしくは２種以上のランタノイド系希土類元素を含む酸窒化物で形成されたものである、請求項１に記載の波長変換部材。
【請求項３】
前記蛍光体粒子が、Ｃａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎおよび１種もしくは２種以上のランタノイド系希土類元素を含む窒化物で形成されたものである、請求項１に記載の波長変換部材。
【請求項４】
前記被膜が金属酸化物で形成されたものである、請求項１〜３のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項５】
前記金属酸化物が酸化マグネシウムであることを特徴とする請求項４に記載の波長変換部材。
【請求項６】
前記金属酸化物が酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項４に記載の波長変換部材。
【請求項７】
前記被膜の厚みが０．０５〜３μｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項８】
前記媒体が、シリコーン樹脂であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項９】
前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの第１の蛍光体粒子と、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの第２の蛍光体粒子と、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの第３の蛍光体粒子とが、前記媒体中に分散されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項１０】
前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの蛍光体粒子が前記媒体中に分散された第１の波長変換部材と、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの蛍光体粒子が前記媒体中に分散された第２の波長変換部材と、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの蛍光体粒子が前記媒体中に分散された第３の波長変換部とを備える、請求項１〜９のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項１１】
半導体発光素子と、前記半導体発光素子が発する光が入射するように配置された請求項１〜１０のいずれかに記載の波長変換部材とを備える、発光装置。
【請求項１２】
半導体発光素子と、前記半導体発光素子が発する光が、前記第３の波長変換部材、前記第２の波長変換部材、前記第１の波長変換部材の順に入射するように配置された請求項１０に記載の波長変換部材とを備える、発光装置。
【請求項１３】
半導体発光素子と、前記半導体発光素子が発する光が、前記第２の波長変換部材、前記第３の波長変換部材、前記第１の波長変換部材の順に入射するように配置された請求項１０に記載の波長変換部材とを備える、発光装置。
【請求項１４】
前記半導体発光素子の発光ピーク波長が３７０〜４８０ｎｍであることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１５】
前記半導体発光素子の発光ピーク波長が３９０〜４２０ｎｍであることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１６】
前記半導体発光素子が、ＧａＮ系半導体で形成された半導体発光素子であることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１】
酸窒化物または窒化物で形成された蛍光体粒子と、前記蛍光体粒子を覆い蛍光体粒子よりも大きな誘電率を有する被膜と、前記被膜で覆われた蛍光体粒子を分散させた媒体とを備える、波長変換部材。
【請求項２】
前記蛍光体粒子が、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎおよび１種もしくは２種以上のランタノイド系希土類元素を含む酸窒化物で形成されたものである、請求項１に記載の波長変換部材。
【請求項３】
前記蛍光体粒子が、Ｃａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎおよび１種もしくは２種以上のランタノイド系希土類元素を含む窒化物で形成されたものである、請求項１に記載の波長変換部材。
【請求項４】
前記被膜が金属酸化物で形成されたものである、請求項１〜３のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項５】
前記金属酸化物が酸化マグネシウムであることを特徴とする請求項４に記載の波長変換部材。
【請求項６】
前記金属酸化物が酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項４に記載の波長変換部材。
【請求項７】
前記被膜の厚みが０．０５〜３μｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項８】
前記媒体が、シリコーン樹脂であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項９】
前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの第１の蛍光体粒子と、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの第２の蛍光体粒子と、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの第３の蛍光体粒子とが、前記媒体中に分散されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項１０】
前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が４００〜５００ｎｍの蛍光体粒子が前記媒体中に分散された第１の波長変換部材と、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が５００〜６００ｎｍの蛍光体粒子が前記媒体中に分散された第２の波長変換部材と、前記被膜で覆われ、蛍光のピーク波長が６００〜７００ｎｍの蛍光体粒子が前記媒体中に分散された第３の波長変換部とを備える、請求項１〜９のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項１１】
半導体発光素子と、前記半導体発光素子が発する光が入射するように配置された請求項１〜１０のいずれかに記載の波長変換部材とを備える、発光装置。
【請求項１２】
半導体発光素子と、前記半導体発光素子が発する光が、前記第３の波長変換部材、前記第２の波長変換部材、前記第１の波長変換部材の順に入射するように配置された請求項１０に記載の波長変換部材とを備える、発光装置。
【請求項１３】
半導体発光素子と、前記半導体発光素子が発する光が、前記第２の波長変換部材、前記第３の波長変換部材、前記第１の波長変換部材の順に入射するように配置された請求項１０に記載の波長変換部材とを備える、発光装置。
【請求項１４】
前記半導体発光素子の発光ピーク波長が３７０〜４８０ｎｍであることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１５】
前記半導体発光素子の発光ピーク波長が３９０〜４２０ｎｍであることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１６】
前記半導体発光素子が、ＧａＮ系半導体で形成された半導体発光素子であることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれかに記載の発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−１５０５１８（Ｐ２００８−１５０５１８Ａ）
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４１１１２（Ｐ２００６−３４１１１２）
【出願日】平成１８年１２月１９日（２００６．１２．１９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１９日（２００６．１２．１９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]