発光装置
【課題】近紫外光によって線状スペクトルを有する可視光を放射する蛍光体を用いた発光装置を提供する。
【解決手段】近紫外光を出射する発光素子と、ＣｅとＤｙを共付活した（Ｍ1-a-bＣｅaＤｙb）ＢＯ3（ＭはＳｃ、Ｉｎ、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｆｅから選択される少なくとも１種の元素を示し、０＜ａ≦０．５、０＜ｂ≦０．１）の組成式で表され、発光素子の出射光により励起されて可視光を放射する蛍光体を含む蛍光体層とを備える。
【解決手段】近紫外光を出射する発光素子と、ＣｅとＤｙを共付活した（Ｍ1-a-bＣｅaＤｙb）ＢＯ3（ＭはＳｃ、Ｉｎ、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｆｅから選択される少なくとも１種の元素を示し、０＜ａ≦０．５、０＜ｂ≦０．１）の組成式で表され、発光素子の出射光により励起されて可視光を放射する蛍光体を含む蛍光体層とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体を用いて光を出力する発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子を光源に用いた発光装置が実用化されている。白色光を出力する発光装置を実現するために、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ出射する複数のＬＥＤが使用されたり、青色ＬＥＤと各種の青色励起蛍光体（黄色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体）とを組み合わせた白色ＬＥＤが使用されている。
【０００３】
更に、近紫外光を出射するＬＥＤと、近紫外光によって励起される各種の蛍光体（青色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体）とを組み合わせた白色ＬＥＤランプが提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
蛍光ランプでは、発光の半値幅の狭い青、緑、赤の三原色を組み合わせることでランプ光束と演色性を高くできることが知られている。例えば、蛍光ランプの主流の１つである３波長形蛍光体では、青色蛍光体としてＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、緑色蛍光体としてＬａＰＯ４：Ｃｅ３＋、Ｔｂ３＋（ＬＡＰ）、赤色蛍光体としてＹ２Ｏ３：Ｅｕ３＋（ＹＯＸ）などが使用される。Ｔｂ3+やＥｕ3+で付活された蛍光体は、５ｄ軌道に遮断された４ｆ−４ｆ遷移による鋭い線状スペクトルを有することが特徴的である。
【０００５】
しかしながら、近紫外から青色光を出射するＬＥＤと蛍光体の組み合わせでは、水銀ランプに代表される線状スペクトルの光を出力する発光装置の実用化が困難である。これは、線状スペクトルを代表する４ｆ−４ｆ遷移が起こる希土類イオン、例えばＥｕ3+、Ｔｂ3+、Ｄｙ3+などでは、波長が近紫外領域から可視領域である光の吸収が弱いためである。
【０００６】
本発明は、近紫外光によって線状スペクトルを有する可視光を放射する蛍光体を用いた発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、（イ）近紫外光を出射する発光素子と、（ロ）ＣｅとＤｙを共付活した（Ｍ1-a-bＣｅaＤｙb）ＢＯ3（ＭはＳｃ、Ｉｎ、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｆｅから選択される少なくとも１種の元素を示し、０＜ａ≦０．５、０＜ｂ≦０．１）の組成式で表され、発光素子の出射光により励起されて可視光を放射する蛍光体を含む蛍光体層とを備える発光装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、近紫外光によって線状スペクトルを有する可視光を放射する蛍光体を用いた発光装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る発光装置の構成を示す模式図である。
【図２】試作した冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）の特性を示す表である。
【図３】本発明の実施形態に係る発光装置に使用される蛍光体のＸ線回折パターンを示すグラフである。
【図４】蛍光体サンプルの２５４ｎｍ励起下での光学特性を示す表である。
【図５】蛍光体サンプルの３６５ｎｍ励起下での光学特性を示す表である。
【図６】蛍光体サンプルの発光スペクトルを示すグラフである。
【図７】蛍光体サンプルの励起スペクトルを示すグラフである。
【図８】他の蛍光体サンプルの発光スペクトルを示すグラフである。
【図９】他の蛍光体サンプルの励起スペクトルを示すグラフである。
【図１０】更に他の蛍光体サンプルの発光スペクトルを示すグラフである。
【図１１】更に他の蛍光体サンプルの励起スペクトルを示すグラフである。
【図１２】更に他の蛍光体サンプルの発光スペクトルを示すグラフである。
【図１３】更に他の蛍光体サンプルの励起スペクトルを示すグラフである。
【図１４】本発明の実施形態の変形例に係る発光装置の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。又、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１１】
本発明の実施形態に係る発光装置１は、図１に示すように、近紫外光を出射する発光素子１０と、セリウム（Ｃｅ）とジスプロシウム（Ｄｙ）を共付活した（Ｍ1-a-bＣｅaＤｙb）ＢＯ3（０＜ａ≦０．５、０＜ｂ≦０．１）の組成式で表され、発光素子１０の出射光により励起されて可視光を放射する蛍光体２１を含む蛍光体層２０とを備える。
【００１２】
なお、蛍光体２１の組成式に含まれる元素Ｍは、スカンジウム（Ｓｃ）、インジウム（Ｉｎ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）、クロム（Ｃｒ）、スズ（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、鉄（Ｆｅ）から選択される少なくとも１種の元素を示す。上記のように、蛍光体層２０に含まれる蛍光体２１は、３価のセリウム（Ｃｅ）とジスプロシウム（Ｄｙ）で付活されたホウ酸塩蛍光体である。蛍光体層２０には、蛍光体２１を含有する樹脂などが採用可能である。
【００１３】
ＣｅとＤｙを共付活した（Ｍ1-a-bＣｅaＤｙb）ＢＯ3の組成式で表される蛍光体２１では、元素Ｍの一部が３価のＣｅ及びＴｂで置換されることにより、発光を生じる蛍光体が得られる。元素Ｍは、上記のＳｃ、Ｉｎ、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｆｅのいずれかの元素であるか、或いは元素Ｍとして２種以上の元素を選択してもよい。例えば、元素Ｍの合計量を１００原子％としたとき、上記元素のうちの１種を１０原子％とし、他の元素のいずれかを９０原子％として、元素Ｍが構成される。
【００１４】
発光素子１０は、例えば波長が３２０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の光を出射する。発光素子１０には、ＬＥＤやレーザダイオードなどの半導体発光素子が採用可能である。
【００１５】
図１に示したように、発光素子１０は、上部よりも底部が狭い凹部を有するパッケージ３０の凹部底面に配置されている。パッケージ３０の凹部は、蛍光体層２０により充填されている。
【００１６】
パッケージ３０は、基板４０上に実装されている。図示を省略した電気配線が基板４０に配置されており、この電気配線に発光素子１０が電気的に接続されている。例えば発光素子１０がＬＥＤの場合、発光素子１０の正電極と負電極間に電圧を印加することにより発光素子１０に駆動電流が流れる。これにより、発光素子１０は光を出射する。発光素子１０をパッケージ３０の凹部底面に配置することにより、出力光Ｌの指向性が向上する。
【００１７】
発光素子１０からの近紫外領域の波長を有する出射光が蛍光体層２０に入射すると、この出射光はＣｅ3+イオンに吸収される。そして、Ｃｅ3+イオンに吸収されたエネルギーは発光中心であるＤｙ3+イオンに伝達される。その結果、蛍光体２１はＤｙ3+イオンからの発光を放射する。詳細は後述するが、Ｄｙ3+イオンの発光は線状スペクトルを有する。上記のように、近紫外光によって線状スペクトルを有する可視光を放射する蛍光体２１を実現できる。
【００１８】
既に述べたように、発光の半値幅の狭い青、緑及び赤の三原色を組み合わせることでランプ光束と演色性を共に高くすることができる。ハロリン酸カルシウム蛍光体、３波長形蛍光体、高演色形蛍光体を、水銀を含む蛍光ランプ（冷陰極管）で試作し、それぞれの特性を比較した結果を図２に示す。試作した蛍光ランプは、外径３．４ｍｍ、内径２．４ｍｍ、管長７０５ｍｍで、封入ガスはＡｒ：Ｎｅ＝７：９３の比率で４０Ｔｏｒｒである。測定は、管電流９ｍＡで、２ｍの積分球内で行った。
【００１９】
図２で、「相対光束」は高演色形蛍光体を基準とした値であり、「ｘ」、「ｙ」はＣＩＥ色度座標中のｘｙの値であり、「Ｒａ」は物体の見え方を評価する指針である平均演色評価数である。図２に示すように、ランプ光束は、高演色形蛍光体＜ハロリン酸カルシウム蛍光体＜３波長形蛍光体の順に大きく、３波長形蛍光体の数値が飛びぬけて大きい。一方、平均演色評価数Ｒａについては、ハロリン酸カルシウム蛍光体＜３波長形蛍光体＜高演色形蛍光体の順に大きい。なお、Ｒａが８０以上の光源は、太陽光に近い光で自然な状態で物体を見ることができる高品位な照明として評価される。
【００２０】
図２から、３波長形蛍光体が高光束、高Ｒａに最も好ましい光源である。既に述べたように、３波長形蛍光体では４ｆ−４ｆ遷移による鋭い線状スペクトルが特徴的であり、これにより高いランプ光束や演色性を実現している。
【００２１】
しかしながら、４ｆ−４ｆ遷移が起こる希土類イオンは、波長が近紫外領域から可視領域である光のエネルギーを強く吸収できない。例えば、Ｄｙ3+イオンは、３６０ｎｍよりも長波長の光ではほとんど発光しない。このため、ＬＥＤと励起蛍光体とを組み合わせることによって、水銀ランプに代表されるような線状スペクトルを有する発光装置を実用化することが困難であった。
【００２２】
しかし、図１に示した発光装置１では、近紫外領域から可視領域の波長を有する光のエネルギーが４ｆ−５ｄ遷移の起こる希土類イオンに吸収され、そのエネルギーが４ｆ−４ｆ遷移の起こる希土類イオンに伝達される。その結果、発光装置１によれば、４ｆ−４ｆ遷移による鋭い線状スペクトルを得ることができる。その結果、光束や演色性の高い発光装置１が実現される。
【００２３】
ＣｅとＤｙを共付活した蛍光体２１を採用することの効果を、各種の蛍光体からなる以下のサンプルを用いた測定によって示す。
【００２４】
サンプルＳ１は、仕込み組成比において、Ｙ：Ｄｙ：Ｂ＝０．９９５：０．００５：１．５００となるように各原料を秤量する。ホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）は母体の構成元素としてだけでなく、反応促進剤（フラックス）としても用いるため、本来のＹＢＯ3の化学量論比よりも５０％過剰に加える。サンプルＳ１の原料例は；
純度９９．９９％の酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）：２．７２５３ｇ
純度９９．９５％の酸化ジスプロシウム（Ｄｙ2Ｏ3）：０．０２３５ｇ
純度９９．９％のホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）：２．２５２１ｇ
サンプルＳ２は、仕込み組成比において、Ｙ：Ｃｅ：Ｂ＝０．９００：０．１００：１．５００となるように各原料を秤量する。サンプルＳ２の原料例は；
純度９９．９９％の酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）：２．４００４ｇ
純度９９．９９％の酸化セリウム（ＣｅＯ2）：０．４０６６ｇ
純度９９．９％のホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）：２．１９３０ｇ
サンプルＳ３は、仕込み組成比において、Ｙ：Ｃｅ：Ｄｙ：Ｂ＝０．８９５：０．１００：０．００５：１．５００となるように各原料を秤量する。サンプルＳ３の原料例は；
純度９９．９９％の酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）：２．３８２９ｇ
純度９９．９９％の酸化セリウム（ＣｅＯ2）：０．４０５９ｇ
純度９９．９５％の酸化ジスプロシウム（Ｄｙ2Ｏ3）：０．０２２０ｇ
純度９９．９％のホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）：２．１８９０ｇ
上記のように秤量した原料を乳鉢に入れ、エタノールを少量加えて十分に混合する。混合した原料はアルミナるつぼに充填し、Ｈ2：Ｎ2＝４：９６の還元ガスを流した電気炉内で焼成した。焼成温度は１１５０℃、３時間である。焼き上がった蛍光体を乳鉢で粉砕し、過剰なホウ酸を除去するために水洗し、１１０℃で２時間乾燥させることにより、サンプルＳ１〜Ｓ３が得られた。
【００２５】
得られたサンプルＳ１〜Ｓ３の結晶構造の確認を、粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）で行った。サンプルＳ３のＸ線回折パターンを図３に示す。ＩＣＳＤカード＃８４６５３に登録されているＹＢＯ３と比較することで、サンプルＳ３としてＹＢＯ３の単一相が得られたことが確認できる。
【００２６】
サンプルＳ１〜Ｓ３は、蛍光体２１の元素Ｍにイットリウム（Ｙ）を用いたサンプルである。イットリウムの代わりにガドリニウム（Ｇｄ）を用いたサンプルＳ４〜Ｓ６を作成した。具体的には、純度９９．９９％の酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）を用いてサンプルＳ４〜Ｓ６を作成した。サンプルＳ１〜Ｓ３と同様に秤量、混合を行い、１１５０℃、３時間で焼成した後、乳鉢粉砕、水洗、乾燥を行ってサンプルＳ４〜Ｓ６を得た。ＸＲＤ測定により、ＧｄＢＯ３の単一相が得られたことを確認した。
【００２７】
蛍光体２１の元素Ｍにランタン（Ｌａ）を用いたサンプルＳ７〜Ｓ９を作成した。具体的には、純度９９．９９％の酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）を用いてサンプルＳ７〜Ｓ９を作成した。サンプルＳ１〜Ｓ３と同様に秤量、混合を行い、１１００℃、３時間で焼成した後、乳鉢粉砕、水洗、乾燥を行ってサンプルＳ７〜Ｓ９を得た。ＸＲＤ測定により、ＬａＢＯ３の単一相が得られたことを確認した。
【００２８】
蛍光体２１の元素Ｍにスカンジウム（Ｓｃ）を用いたサンプルＳ１０〜Ｓ１２を作成した。具体的には、純度９９．９９％の酸化スカンジウム（Ｓｃ２Ｏ３）を用いてサンプルＳ７〜Ｓ９を作成した。サンプルＳ１〜Ｓ３と同様に秤量、混合を行い、１３００℃、３時間で焼成した後、乳鉢粉砕、水洗、乾燥を行ってサンプルＳ７〜Ｓ９を得た。ＸＲＤ測定により、ＳｃＢＯ３の単一相が得られたことを確認した。
【００２９】
図４に、紫外光である波長２５４ｎｍの入射光によりサンプルＳ１〜Ｓ１２を励起させた場合の測定結果を示す。なお、比較のために、（Ｌａ、Ｃｅ、Ｔｂ）ＰＯ4の比較サンプルＣ１の測定値も示している。図４の「吸収率」は励起光を吸収する比率、「内部量子効率」は吸収した励起光を可視光に変換する比率、「外部量子効率」は「吸収率」と「内部量子効率」の積で表される各サンプルの変換効率である。
【００３０】
図５に、近紫外光である波長３６５ｎｍの入射光によってサンプルＳ１〜Ｓ１２を励起させた場合の測定結果を示す。
【００３１】
図４及び図５に示すように、Ｃｅを付活することにより、Ｄｙのみが付活されている場合と比較して吸収率が向上することが確認された。
【００３２】
図６及び図７に、イットリウム（Ｙ）を用いたサンプルＳ１〜Ｓ３の、波長３６５ｎｍの励起光による発光スペクトル及び各発光をモニタした励起スペクトルを示す。図６に示すよう、ＣｅとＤｙを共付活したサンプルＳ３において、急峻なピークを有する線状スペクトルが得られている。また、図６、図７に示すように、サンプルＳ１、Ｓ２と比較して、サンプルＳ３は発光強度及び発光励起強度が高い。
【００３３】
図８及び図９に、ガドリニウム（Ｇｄ）を用いたサンプルＳ４〜Ｓ６の、波長３６５ｎｍの励起光による発光スペクトル及び励起スペクトルを示す。図８に示すよう、ＣｅとＤｙを共付活したサンプルＳ６において、急峻なピークを有する線状スペクトルが得られている。また、図８、図９に示すように、サンプルＳ４、Ｓ５と比較して、サンプルＳ６は発光強度及び発光励起強度が高い。
【００３４】
図１０及び図１１に、ランタン（Ｌａ）を用いたサンプルＳ７〜Ｓ９の、波長３６５ｎｍの励起光による発光スペクトル及び励起スペクトルを示す。図１０に示すように、ＣｅとＤｙを共付活したサンプルＳ９において、急峻なピークを有する線状スペクトルが得られている。また、図１０、図１１に示すように、サンプルＳ７、Ｓ８と比較して、サンプルＳ９は発光強度及び発光励起強度が高い。
【００３５】
図１２及び図１３に、スカンジウム（Ｓｃ）を用いたサンプルＳ１０〜Ｓ１２の、波長３６５ｎｍの励起光による発光スペクトル及び励起スペクトルを示す。図１２に示すよう、ＣｅとＤｙを共付活したサンプルＳ１２において、急峻なピークを有する線状スペクトルが得られている。また、図１２、図１３に示すように、サンプルＳ１０、Ｓ１１と比較して、サンプルＳ１２は発光強度及び発光励起強度が高い。
【００３６】
以上に示したように、ＣｅとＤｙを共付活したサンプルＳ３、Ｓ６、Ｓ９、Ｓ１２では、Ｃｅ又はＤｙのいずれかのみを付活したサンプルと比較して発光強度及び発光励起強度が高い。更に、ＣｅとＤｙを共付活したサンプルＳ３、Ｓ６、Ｓ９、Ｓ１２において、４７０〜５００ｎｍ付近と５７０〜６００ｎｍ付近にそれぞれ急峻なピークを有する線状スペクトルが得られている。この線状スペクトルはＤｙ3+イオンに起因している。
【００３７】
上記のように、Ｄｙを付活することにより、蛍光体２１から放射される光の波長は、青色光に相当する４７０〜５００ｎｍ付近と黄色光に相当する５７０〜６００ｎｍ付近にピークを有する。この青色光と黄色光が混色されて、発光装置１から白色の出力光Ｌが出力される。したがって、図１に示した発光装置１によれば、１種類の蛍光体によって発光効率の高い、白色光を出力する発光装置を実現できる。更に、Ｃｅを付活することにより、Ｃｅを付活しない場合に比べて長波長で蛍光体２１を励起できる。
【００３８】
以上に説明したように、本発明の実施形態に係る発光装置１では、ＣｅとＤｙを共付活した蛍光体２１を発光素子１０が出射する近紫外光によって励起することにより、蛍光体２１から線状スペクトルを有する可視光が放射される。したがって、図１に示した発光装置１によれば、近紫外光によって線状スペクトルを有する可視光を放射する蛍光体を用いた発光装置を提供できる。
【００３９】
既に述べたように、蛍光体２１の組成式（Ｍ1-a-bＣｅaＤｙb）ＢＯ3における元素Ｍは、Ｓｃ、Ｉｎ、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｆｅから選択される少なくとも１種の元素である。上記では元素Ｍがイットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ランタン（Ｌａ）、スカンジウム（Ｓｃ）である場合についての測定結果を例示的に示したが、元素ＭがＹ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｓｃ以外の場合でも蛍光体２１の発光スペクトルは線状スペクトルである。測定結果を明示していない元素Ｍも、蛍光体２１にイットリウムなどと同様に３価で存在しており、測定により確認された効果と同様の効果を奏するのである。
【００４０】
なお、蛍光体２１の組成式（Ｍ1-a-bＣｅaＤｙb）ＢＯ3におけるＣｅの組成比ａ又はＤｙの組成比ｂが大きすぎると発光効率が低下する。このため、組成比ａは０＜ａ≦０．５で規定され、好ましくは０＜ａ≦０．３である。組成比ｂは０＜ｂ≦０．１で規定され、好ましくは０＜ｂ≦０．０５である。
【００４１】
蛍光体２１において、リチウム（Ｌｉ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）を含むアルカリ金属元素及びマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）を含むアルカリ土類金属から選択される１種以上の元素により元素Ｍの一部が置換されている場合にも、蛍光体２１は線状スペクトルを有する可視光を放射する。また、硫黄（Ｓ）、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）から選択される１種以上の元素により酸素（Ｏ）の一部が置換されている場合や、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）から選択される１種以上の元素によりボロン（Ｂ）の一部が置換されている場合であっても、蛍光体２１の発光スペクトルは線状スペクトルである。
【００４２】
＜変形例＞
図１４に示すように、蛍光体層２０が、発光素子１０の出射光により励起されて、波長が可視領域の光を放射する第２の蛍光体２２を更に備えてもよい。蛍光体２２は、近紫外光によって励起されて波長が３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの光を放射する蛍光体である。
【００４３】
具体的には、青色の光を放射する青色蛍光体や、黄色の光を放射する黄色蛍光体、赤色の光を放射する赤色蛍光体を蛍光体層２０に追加することにより、発光装置１の出力光Ｌを補完することができる。
【００４４】
緑色蛍光体としては、（Ｂａ、Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+やＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ2+やβサイアロンなどを採用可能である。黄色蛍光体としては、（Ｂａ、Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+やＹ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+などを採用可能である。赤色蛍光体としては、（Ｓｒ、Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+やＫ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+などを採用可能である。
【００４５】
（その他の実施形態）
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００４６】
既に述べた実施形態の説明においては、発光素子１０が１つである例を示したが、発光装置１が複数の発光素子１０を備えてもよい。
【００４７】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００４８】
１…発光装置
２０…蛍光体層
２１…蛍光体
２２…蛍光体
３０…パッケージ
４０…基板
Ｌ…出力光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体を用いて光を出力する発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子を光源に用いた発光装置が実用化されている。白色光を出力する発光装置を実現するために、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ出射する複数のＬＥＤが使用されたり、青色ＬＥＤと各種の青色励起蛍光体（黄色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体）とを組み合わせた白色ＬＥＤが使用されている。
【０００３】
更に、近紫外光を出射するＬＥＤと、近紫外光によって励起される各種の蛍光体（青色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体）とを組み合わせた白色ＬＥＤランプが提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
蛍光ランプでは、発光の半値幅の狭い青、緑、赤の三原色を組み合わせることでランプ光束と演色性を高くできることが知られている。例えば、蛍光ランプの主流の１つである３波長形蛍光体では、青色蛍光体としてＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、緑色蛍光体としてＬａＰＯ４：Ｃｅ３＋、Ｔｂ３＋（ＬＡＰ）、赤色蛍光体としてＹ２Ｏ３：Ｅｕ３＋（ＹＯＸ）などが使用される。Ｔｂ3+やＥｕ3+で付活された蛍光体は、５ｄ軌道に遮断された４ｆ−４ｆ遷移による鋭い線状スペクトルを有することが特徴的である。
【０００５】
しかしながら、近紫外から青色光を出射するＬＥＤと蛍光体の組み合わせでは、水銀ランプに代表される線状スペクトルの光を出力する発光装置の実用化が困難である。これは、線状スペクトルを代表する４ｆ−４ｆ遷移が起こる希土類イオン、例えばＥｕ3+、Ｔｂ3+、Ｄｙ3+などでは、波長が近紫外領域から可視領域である光の吸収が弱いためである。
【０００６】
本発明は、近紫外光によって線状スペクトルを有する可視光を放射する蛍光体を用いた発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、（イ）近紫外光を出射する発光素子と、（ロ）ＣｅとＤｙを共付活した（Ｍ1-a-bＣｅaＤｙb）ＢＯ3（ＭはＳｃ、Ｉｎ、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｆｅから選択される少なくとも１種の元素を示し、０＜ａ≦０．５、０＜ｂ≦０．１）の組成式で表され、発光素子の出射光により励起されて可視光を放射する蛍光体を含む蛍光体層とを備える発光装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、近紫外光によって線状スペクトルを有する可視光を放射する蛍光体を用いた発光装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る発光装置の構成を示す模式図である。
【図２】試作した冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）の特性を示す表である。
【図３】本発明の実施形態に係る発光装置に使用される蛍光体のＸ線回折パターンを示すグラフである。
【図４】蛍光体サンプルの２５４ｎｍ励起下での光学特性を示す表である。
【図５】蛍光体サンプルの３６５ｎｍ励起下での光学特性を示す表である。
【図６】蛍光体サンプルの発光スペクトルを示すグラフである。
【図７】蛍光体サンプルの励起スペクトルを示すグラフである。
【図８】他の蛍光体サンプルの発光スペクトルを示すグラフである。
【図９】他の蛍光体サンプルの励起スペクトルを示すグラフである。
【図１０】更に他の蛍光体サンプルの発光スペクトルを示すグラフである。
【図１１】更に他の蛍光体サンプルの励起スペクトルを示すグラフである。
【図１２】更に他の蛍光体サンプルの発光スペクトルを示すグラフである。
【図１３】更に他の蛍光体サンプルの励起スペクトルを示すグラフである。
【図１４】本発明の実施形態の変形例に係る発光装置の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。又、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１１】
本発明の実施形態に係る発光装置１は、図１に示すように、近紫外光を出射する発光素子１０と、セリウム（Ｃｅ）とジスプロシウム（Ｄｙ）を共付活した（Ｍ1-a-bＣｅaＤｙb）ＢＯ3（０＜ａ≦０．５、０＜ｂ≦０．１）の組成式で表され、発光素子１０の出射光により励起されて可視光を放射する蛍光体２１を含む蛍光体層２０とを備える。
【００１２】
なお、蛍光体２１の組成式に含まれる元素Ｍは、スカンジウム（Ｓｃ）、インジウム（Ｉｎ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）、クロム（Ｃｒ）、スズ（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、鉄（Ｆｅ）から選択される少なくとも１種の元素を示す。上記のように、蛍光体層２０に含まれる蛍光体２１は、３価のセリウム（Ｃｅ）とジスプロシウム（Ｄｙ）で付活されたホウ酸塩蛍光体である。蛍光体層２０には、蛍光体２１を含有する樹脂などが採用可能である。
【００１３】
ＣｅとＤｙを共付活した（Ｍ1-a-bＣｅaＤｙb）ＢＯ3の組成式で表される蛍光体２１では、元素Ｍの一部が３価のＣｅ及びＴｂで置換されることにより、発光を生じる蛍光体が得られる。元素Ｍは、上記のＳｃ、Ｉｎ、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｆｅのいずれかの元素であるか、或いは元素Ｍとして２種以上の元素を選択してもよい。例えば、元素Ｍの合計量を１００原子％としたとき、上記元素のうちの１種を１０原子％とし、他の元素のいずれかを９０原子％として、元素Ｍが構成される。
【００１４】
発光素子１０は、例えば波長が３２０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の光を出射する。発光素子１０には、ＬＥＤやレーザダイオードなどの半導体発光素子が採用可能である。
【００１５】
図１に示したように、発光素子１０は、上部よりも底部が狭い凹部を有するパッケージ３０の凹部底面に配置されている。パッケージ３０の凹部は、蛍光体層２０により充填されている。
【００１６】
パッケージ３０は、基板４０上に実装されている。図示を省略した電気配線が基板４０に配置されており、この電気配線に発光素子１０が電気的に接続されている。例えば発光素子１０がＬＥＤの場合、発光素子１０の正電極と負電極間に電圧を印加することにより発光素子１０に駆動電流が流れる。これにより、発光素子１０は光を出射する。発光素子１０をパッケージ３０の凹部底面に配置することにより、出力光Ｌの指向性が向上する。
【００１７】
発光素子１０からの近紫外領域の波長を有する出射光が蛍光体層２０に入射すると、この出射光はＣｅ3+イオンに吸収される。そして、Ｃｅ3+イオンに吸収されたエネルギーは発光中心であるＤｙ3+イオンに伝達される。その結果、蛍光体２１はＤｙ3+イオンからの発光を放射する。詳細は後述するが、Ｄｙ3+イオンの発光は線状スペクトルを有する。上記のように、近紫外光によって線状スペクトルを有する可視光を放射する蛍光体２１を実現できる。
【００１８】
既に述べたように、発光の半値幅の狭い青、緑及び赤の三原色を組み合わせることでランプ光束と演色性を共に高くすることができる。ハロリン酸カルシウム蛍光体、３波長形蛍光体、高演色形蛍光体を、水銀を含む蛍光ランプ（冷陰極管）で試作し、それぞれの特性を比較した結果を図２に示す。試作した蛍光ランプは、外径３．４ｍｍ、内径２．４ｍｍ、管長７０５ｍｍで、封入ガスはＡｒ：Ｎｅ＝７：９３の比率で４０Ｔｏｒｒである。測定は、管電流９ｍＡで、２ｍの積分球内で行った。
【００１９】
図２で、「相対光束」は高演色形蛍光体を基準とした値であり、「ｘ」、「ｙ」はＣＩＥ色度座標中のｘｙの値であり、「Ｒａ」は物体の見え方を評価する指針である平均演色評価数である。図２に示すように、ランプ光束は、高演色形蛍光体＜ハロリン酸カルシウム蛍光体＜３波長形蛍光体の順に大きく、３波長形蛍光体の数値が飛びぬけて大きい。一方、平均演色評価数Ｒａについては、ハロリン酸カルシウム蛍光体＜３波長形蛍光体＜高演色形蛍光体の順に大きい。なお、Ｒａが８０以上の光源は、太陽光に近い光で自然な状態で物体を見ることができる高品位な照明として評価される。
【００２０】
図２から、３波長形蛍光体が高光束、高Ｒａに最も好ましい光源である。既に述べたように、３波長形蛍光体では４ｆ−４ｆ遷移による鋭い線状スペクトルが特徴的であり、これにより高いランプ光束や演色性を実現している。
【００２１】
しかしながら、４ｆ−４ｆ遷移が起こる希土類イオンは、波長が近紫外領域から可視領域である光のエネルギーを強く吸収できない。例えば、Ｄｙ3+イオンは、３６０ｎｍよりも長波長の光ではほとんど発光しない。このため、ＬＥＤと励起蛍光体とを組み合わせることによって、水銀ランプに代表されるような線状スペクトルを有する発光装置を実用化することが困難であった。
【００２２】
しかし、図１に示した発光装置１では、近紫外領域から可視領域の波長を有する光のエネルギーが４ｆ−５ｄ遷移の起こる希土類イオンに吸収され、そのエネルギーが４ｆ−４ｆ遷移の起こる希土類イオンに伝達される。その結果、発光装置１によれば、４ｆ−４ｆ遷移による鋭い線状スペクトルを得ることができる。その結果、光束や演色性の高い発光装置１が実現される。
【００２３】
ＣｅとＤｙを共付活した蛍光体２１を採用することの効果を、各種の蛍光体からなる以下のサンプルを用いた測定によって示す。
【００２４】
サンプルＳ１は、仕込み組成比において、Ｙ：Ｄｙ：Ｂ＝０．９９５：０．００５：１．５００となるように各原料を秤量する。ホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）は母体の構成元素としてだけでなく、反応促進剤（フラックス）としても用いるため、本来のＹＢＯ3の化学量論比よりも５０％過剰に加える。サンプルＳ１の原料例は；
純度９９．９９％の酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）：２．７２５３ｇ
純度９９．９５％の酸化ジスプロシウム（Ｄｙ2Ｏ3）：０．０２３５ｇ
純度９９．９％のホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）：２．２５２１ｇ
サンプルＳ２は、仕込み組成比において、Ｙ：Ｃｅ：Ｂ＝０．９００：０．１００：１．５００となるように各原料を秤量する。サンプルＳ２の原料例は；
純度９９．９９％の酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）：２．４００４ｇ
純度９９．９９％の酸化セリウム（ＣｅＯ2）：０．４０６６ｇ
純度９９．９％のホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）：２．１９３０ｇ
サンプルＳ３は、仕込み組成比において、Ｙ：Ｃｅ：Ｄｙ：Ｂ＝０．８９５：０．１００：０．００５：１．５００となるように各原料を秤量する。サンプルＳ３の原料例は；
純度９９．９９％の酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）：２．３８２９ｇ
純度９９．９９％の酸化セリウム（ＣｅＯ2）：０．４０５９ｇ
純度９９．９５％の酸化ジスプロシウム（Ｄｙ2Ｏ3）：０．０２２０ｇ
純度９９．９％のホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）：２．１８９０ｇ
上記のように秤量した原料を乳鉢に入れ、エタノールを少量加えて十分に混合する。混合した原料はアルミナるつぼに充填し、Ｈ2：Ｎ2＝４：９６の還元ガスを流した電気炉内で焼成した。焼成温度は１１５０℃、３時間である。焼き上がった蛍光体を乳鉢で粉砕し、過剰なホウ酸を除去するために水洗し、１１０℃で２時間乾燥させることにより、サンプルＳ１〜Ｓ３が得られた。
【００２５】
得られたサンプルＳ１〜Ｓ３の結晶構造の確認を、粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）で行った。サンプルＳ３のＸ線回折パターンを図３に示す。ＩＣＳＤカード＃８４６５３に登録されているＹＢＯ３と比較することで、サンプルＳ３としてＹＢＯ３の単一相が得られたことが確認できる。
【００２６】
サンプルＳ１〜Ｓ３は、蛍光体２１の元素Ｍにイットリウム（Ｙ）を用いたサンプルである。イットリウムの代わりにガドリニウム（Ｇｄ）を用いたサンプルＳ４〜Ｓ６を作成した。具体的には、純度９９．９９％の酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）を用いてサンプルＳ４〜Ｓ６を作成した。サンプルＳ１〜Ｓ３と同様に秤量、混合を行い、１１５０℃、３時間で焼成した後、乳鉢粉砕、水洗、乾燥を行ってサンプルＳ４〜Ｓ６を得た。ＸＲＤ測定により、ＧｄＢＯ３の単一相が得られたことを確認した。
【００２７】
蛍光体２１の元素Ｍにランタン（Ｌａ）を用いたサンプルＳ７〜Ｓ９を作成した。具体的には、純度９９．９９％の酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）を用いてサンプルＳ７〜Ｓ９を作成した。サンプルＳ１〜Ｓ３と同様に秤量、混合を行い、１１００℃、３時間で焼成した後、乳鉢粉砕、水洗、乾燥を行ってサンプルＳ７〜Ｓ９を得た。ＸＲＤ測定により、ＬａＢＯ３の単一相が得られたことを確認した。
【００２８】
蛍光体２１の元素Ｍにスカンジウム（Ｓｃ）を用いたサンプルＳ１０〜Ｓ１２を作成した。具体的には、純度９９．９９％の酸化スカンジウム（Ｓｃ２Ｏ３）を用いてサンプルＳ７〜Ｓ９を作成した。サンプルＳ１〜Ｓ３と同様に秤量、混合を行い、１３００℃、３時間で焼成した後、乳鉢粉砕、水洗、乾燥を行ってサンプルＳ７〜Ｓ９を得た。ＸＲＤ測定により、ＳｃＢＯ３の単一相が得られたことを確認した。
【００２９】
図４に、紫外光である波長２５４ｎｍの入射光によりサンプルＳ１〜Ｓ１２を励起させた場合の測定結果を示す。なお、比較のために、（Ｌａ、Ｃｅ、Ｔｂ）ＰＯ4の比較サンプルＣ１の測定値も示している。図４の「吸収率」は励起光を吸収する比率、「内部量子効率」は吸収した励起光を可視光に変換する比率、「外部量子効率」は「吸収率」と「内部量子効率」の積で表される各サンプルの変換効率である。
【００３０】
図５に、近紫外光である波長３６５ｎｍの入射光によってサンプルＳ１〜Ｓ１２を励起させた場合の測定結果を示す。
【００３１】
図４及び図５に示すように、Ｃｅを付活することにより、Ｄｙのみが付活されている場合と比較して吸収率が向上することが確認された。
【００３２】
図６及び図７に、イットリウム（Ｙ）を用いたサンプルＳ１〜Ｓ３の、波長３６５ｎｍの励起光による発光スペクトル及び各発光をモニタした励起スペクトルを示す。図６に示すよう、ＣｅとＤｙを共付活したサンプルＳ３において、急峻なピークを有する線状スペクトルが得られている。また、図６、図７に示すように、サンプルＳ１、Ｓ２と比較して、サンプルＳ３は発光強度及び発光励起強度が高い。
【００３３】
図８及び図９に、ガドリニウム（Ｇｄ）を用いたサンプルＳ４〜Ｓ６の、波長３６５ｎｍの励起光による発光スペクトル及び励起スペクトルを示す。図８に示すよう、ＣｅとＤｙを共付活したサンプルＳ６において、急峻なピークを有する線状スペクトルが得られている。また、図８、図９に示すように、サンプルＳ４、Ｓ５と比較して、サンプルＳ６は発光強度及び発光励起強度が高い。
【００３４】
図１０及び図１１に、ランタン（Ｌａ）を用いたサンプルＳ７〜Ｓ９の、波長３６５ｎｍの励起光による発光スペクトル及び励起スペクトルを示す。図１０に示すように、ＣｅとＤｙを共付活したサンプルＳ９において、急峻なピークを有する線状スペクトルが得られている。また、図１０、図１１に示すように、サンプルＳ７、Ｓ８と比較して、サンプルＳ９は発光強度及び発光励起強度が高い。
【００３５】
図１２及び図１３に、スカンジウム（Ｓｃ）を用いたサンプルＳ１０〜Ｓ１２の、波長３６５ｎｍの励起光による発光スペクトル及び励起スペクトルを示す。図１２に示すよう、ＣｅとＤｙを共付活したサンプルＳ１２において、急峻なピークを有する線状スペクトルが得られている。また、図１２、図１３に示すように、サンプルＳ１０、Ｓ１１と比較して、サンプルＳ１２は発光強度及び発光励起強度が高い。
【００３６】
以上に示したように、ＣｅとＤｙを共付活したサンプルＳ３、Ｓ６、Ｓ９、Ｓ１２では、Ｃｅ又はＤｙのいずれかのみを付活したサンプルと比較して発光強度及び発光励起強度が高い。更に、ＣｅとＤｙを共付活したサンプルＳ３、Ｓ６、Ｓ９、Ｓ１２において、４７０〜５００ｎｍ付近と５７０〜６００ｎｍ付近にそれぞれ急峻なピークを有する線状スペクトルが得られている。この線状スペクトルはＤｙ3+イオンに起因している。
【００３７】
上記のように、Ｄｙを付活することにより、蛍光体２１から放射される光の波長は、青色光に相当する４７０〜５００ｎｍ付近と黄色光に相当する５７０〜６００ｎｍ付近にピークを有する。この青色光と黄色光が混色されて、発光装置１から白色の出力光Ｌが出力される。したがって、図１に示した発光装置１によれば、１種類の蛍光体によって発光効率の高い、白色光を出力する発光装置を実現できる。更に、Ｃｅを付活することにより、Ｃｅを付活しない場合に比べて長波長で蛍光体２１を励起できる。
【００３８】
以上に説明したように、本発明の実施形態に係る発光装置１では、ＣｅとＤｙを共付活した蛍光体２１を発光素子１０が出射する近紫外光によって励起することにより、蛍光体２１から線状スペクトルを有する可視光が放射される。したがって、図１に示した発光装置１によれば、近紫外光によって線状スペクトルを有する可視光を放射する蛍光体を用いた発光装置を提供できる。
【００３９】
既に述べたように、蛍光体２１の組成式（Ｍ1-a-bＣｅaＤｙb）ＢＯ3における元素Ｍは、Ｓｃ、Ｉｎ、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｆｅから選択される少なくとも１種の元素である。上記では元素Ｍがイットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ランタン（Ｌａ）、スカンジウム（Ｓｃ）である場合についての測定結果を例示的に示したが、元素ＭがＹ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｓｃ以外の場合でも蛍光体２１の発光スペクトルは線状スペクトルである。測定結果を明示していない元素Ｍも、蛍光体２１にイットリウムなどと同様に３価で存在しており、測定により確認された効果と同様の効果を奏するのである。
【００４０】
なお、蛍光体２１の組成式（Ｍ1-a-bＣｅaＤｙb）ＢＯ3におけるＣｅの組成比ａ又はＤｙの組成比ｂが大きすぎると発光効率が低下する。このため、組成比ａは０＜ａ≦０．５で規定され、好ましくは０＜ａ≦０．３である。組成比ｂは０＜ｂ≦０．１で規定され、好ましくは０＜ｂ≦０．０５である。
【００４１】
蛍光体２１において、リチウム（Ｌｉ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）を含むアルカリ金属元素及びマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）を含むアルカリ土類金属から選択される１種以上の元素により元素Ｍの一部が置換されている場合にも、蛍光体２１は線状スペクトルを有する可視光を放射する。また、硫黄（Ｓ）、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）から選択される１種以上の元素により酸素（Ｏ）の一部が置換されている場合や、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）から選択される１種以上の元素によりボロン（Ｂ）の一部が置換されている場合であっても、蛍光体２１の発光スペクトルは線状スペクトルである。
【００４２】
＜変形例＞
図１４に示すように、蛍光体層２０が、発光素子１０の出射光により励起されて、波長が可視領域の光を放射する第２の蛍光体２２を更に備えてもよい。蛍光体２２は、近紫外光によって励起されて波長が３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの光を放射する蛍光体である。
【００４３】
具体的には、青色の光を放射する青色蛍光体や、黄色の光を放射する黄色蛍光体、赤色の光を放射する赤色蛍光体を蛍光体層２０に追加することにより、発光装置１の出力光Ｌを補完することができる。
【００４４】
緑色蛍光体としては、（Ｂａ、Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+やＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ2+やβサイアロンなどを採用可能である。黄色蛍光体としては、（Ｂａ、Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+やＹ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+などを採用可能である。赤色蛍光体としては、（Ｓｒ、Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+やＫ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+などを採用可能である。
【００４５】
（その他の実施形態）
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００４６】
既に述べた実施形態の説明においては、発光素子１０が１つである例を示したが、発光装置１が複数の発光素子１０を備えてもよい。
【００４７】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００４８】
１…発光装置
２０…蛍光体層
２１…蛍光体
２２…蛍光体
３０…パッケージ
４０…基板
Ｌ…出力光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近紫外光を出射する発光素子と、
ＣｅとＤｙを共付活した（Ｍ1-a-bＣｅaＤｙb）ＢＯ3（ＭはＳｃ、Ｉｎ、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｆｅから選択される少なくとも１種の元素を示し、０＜ａ≦０．５、０＜ｂ≦０．１）の組成式で表され、前記発光素子の出射光により励起されて可視光を放射する蛍光体を含む蛍光体層と
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記蛍光体が、青色及び黄色の可視光を放射することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記蛍光体層が、前記出射光により励起されて波長が可視領域の光を放射する蛍光体を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項１】
近紫外光を出射する発光素子と、
ＣｅとＤｙを共付活した（Ｍ1-a-bＣｅaＤｙb）ＢＯ3（ＭはＳｃ、Ｉｎ、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｆｅから選択される少なくとも１種の元素を示し、０＜ａ≦０．５、０＜ｂ≦０．１）の組成式で表され、前記発光素子の出射光により励起されて可視光を放射する蛍光体を含む蛍光体層と
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記蛍光体が、青色及び黄色の可視光を放射することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記蛍光体層が、前記出射光により励起されて波長が可視領域の光を放射する蛍光体を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−１１０１５５（Ｐ２０１３−１１０１５５Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５１６３３（Ｐ２０１１−２５１６３３）
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（０００１０６２７６）サンケン電気株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（０００１０６２７６）サンケン電気株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
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