赤色蛍光体、赤色蛍光体の製造方法、白色光源、照明装置、および液晶表示装置
【課題】高効率な赤色蛍光体およびその製造方法を提供すること、この赤色蛍光体を用いることで純白な照明が可能な白色光源および照明装置を提供すること、さらには色再現性の良好な液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を、下記組成式（１）の原子数比で含有する赤色蛍光体。
【化１】
ただし、組成式（１）中、元素Ａは、少なくともカルシウム（Ｃａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）を含む２族の元素である。また、組成式（１）中、ｍ、ｘ、ｙ、ｚ、ｎは、３＜ｍ＜５、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜２、０＜ｚ＜９、０＜ｎ＜１０なる関係を満たす。
【解決手段】 元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を、下記組成式（１）の原子数比で含有する赤色蛍光体。
【化１】
ただし、組成式（１）中、元素Ａは、少なくともカルシウム（Ｃａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）を含む２族の元素である。また、組成式（１）中、ｍ、ｘ、ｙ、ｚ、ｎは、３＜ｍ＜５、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜２、０＜ｚ＜９、０＜ｎ＜１０なる関係を満たす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤色蛍光体とその製造方法、さらには赤色蛍光体を用いた白色光源、照明装置、および液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
照明装置や液晶表示装置のバックライトには、発光ダイオードで構成された白色光源が用いられている。このような白色光源としては、青色発光ダイオード（以下青色ＬＥＤと記す）の発光面側に、セリウムを含むイットリウムアルミニウムガーネット（以下ＹＡＧ：Ｃｅと記す）蛍光体を配置したものが知られている。
【０００３】
また、この他にも青色ＬＥＤの発光面側に緑色と赤色の硫化物蛍光体を配置したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。さらに、青紫色または青色で発光するＬＥＤの発光面側に、ＣａＡｌＳｉＮ３結晶中にＭｎ、Ｅｕ等を固溶してなる蛍光物質を、他の蛍光物質と所定割合で組み合わせて配置する構成も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６０７４７号公報
【特許文献２】特許第３９３１２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、青色ＬＥＤの発光面側にＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体を配置した白色光源では、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体の発光スペクトルに赤色成分が無いため、青みがかった白色光となり色域が狭い。このため、この白色光源を用いて構成された照明装置では純白色の照明を行うことが困難である。またこの白色光源をバックライトに用いた液晶表示装置では、色再現性の良好な表示を行うことが困難である。
【０００６】
また、青色ＬＥＤの発光面側に緑色と赤色の硫化物蛍光体を配置した白色光源では、硫化物赤色蛍光体の加水分解があるため、輝度が経時的に劣化する。このため、この白色光源を用いて構成された照明装置および液晶表示装置では、輝度の劣化が防止された品質の高い照明や表示を行うことが困難である。
【０００７】
さらに、ＣａＡｌＳｉＮ３結晶中にＭｎ、Ｅｕ等を固溶してなる蛍光物質を用いた白色光源では、２種類の蛍光物質を混合して用いる手間があった。
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、高効率な赤色蛍光体およびその製造方法を提供すること、この赤色蛍光体を用いることで純白な照明が可能な白色光源および照明装置を提供すること、さらには色再現性の良好な液晶表示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】
【０００９】
本件発明者らは、鋭意検討を行った結果、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を含有する赤色蛍光体において、カルシウム（Ｃａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）を添加することにより、量子効率を向上させることができることを見出した。
【００１０】
すなわち、本発明に係る赤色蛍光体は、元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を、下記組成式（１）の原子数比で含有する。
【００１１】
【化１】
【００１２】
ただし、組成式（１）中、元素Ａは、少なくともカルシウム（Ｃａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）を含む２族の元素である。また、組成式（１）中、ｍ、ｘ、ｙ、ｚ、ｎは、３＜ｍ＜５、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜９、０＜ｚ＜９、０＜ｎ＜１０なる関係を満たす。
【００１３】
また、本発明に係る赤色蛍光体の製造方法は、元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）が、組成式（１）の原子数比となるように、元素Ａの炭酸化合物、窒化ユーロピウム、窒化シリコン、窒化アルミニウムおよび炭素含有還元剤を混合して混合物とし、混合物の焼成と、当該焼成によって得られた焼成物の粉砕とを行う。
【００１４】
また、本発明に係る白色光源は、素子基板上に形成された青色発光ダイオードと、上記青色発光ダイオード上に配置されていて赤色蛍光体と緑色蛍光体もしくは黄色蛍光体とを透明樹脂に混練した混練物とを有し、赤色蛍光体は、元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を、組成式（１）の原子数比で含有する。
【００１５】
また、本発明に係る照明装置は、照明基板上に複数の白色光源が配置され、上記白色光源は、素子基板上に形成された青色発光ダイオードと、上記青色発光ダイオード上に配置されていて赤色蛍光体と緑色蛍光体もしくは黄色蛍光体を透明樹脂に混練した混練物を有し、赤色蛍光体は、元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を、組成式（１）の原子数比で含有する。
【００１６】
また、本発明に係る液晶表示装置は、液晶表示パネルと、上記液晶表示パネルを照明する複数の白色光源を用いたバックライトとを有し、上記白色光源は、素子基板上に形成された青色発光ダイオードと、上記青色発光ダイオード上に配置されていて赤色蛍光体と緑色蛍光体もしくは黄色蛍光体を透明樹脂に混練した混練物を有し、赤色蛍光体は、元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を、組成式（１）の原子数比で含有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る赤色蛍光体は、上述した特徴により、赤色波長帯に発光ピーク波長を有し、高効率に赤色を発光することができる。
【００１８】
また、本発明に係る白色光源は、高効率な赤色蛍光体を用いているため、この赤色蛍光体による赤色光、緑色蛍光体による緑色光もしくは黄色蛍光体による黄色光、および青色発光ダイオードによる青色光により、色域が広く明るい白色光を得ることができる。
【００１９】
また、本発明に係る照明装置は、色域が広くて明るい白色光源を用いているため、輝度の高い純白色の照明を行うことができる。
【００２０】
また、本発明に係る液晶表示装置は、液晶表示パネルを照明するバックライトに色域が広くて明るい白色光源を用いて液晶表示パネルを照明するため、液晶表示パネルの表示画面において輝度の高い純白色を得ることができ、色再現性に優れた画質の高い表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る赤色蛍光体の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施の形態に係る白色光源を示す概略断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る照明装置を示す概略平面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置を示す概略構成図である。
【図５】赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量と赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（メラミンの添加量）との関係を示すグラフである。
【図６】赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。
【図７】赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。
【図８】赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。
【図９】赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度と赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（メラミンの添加量）との関係を示すグラフである。
【図１０】赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。
【図１１】赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。
【図１２】赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。
【図１３】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（メラミンの添加量）との関係を示すグラフである。
【図１４】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。
【図１５】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。
【図１６】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。
【図１７】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（メラミンの添加量）との関係を示すグラフである。
【図１８】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。
【図１９】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。
【図２０】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。
【図２１】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（メラミンの添加量）との関係を示すグラフである。
【図２２】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。
【図２３】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。
【図２４】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。
【図２５】赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量と赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（メラミンの添加量）との関係を示すグラフである。
【図２６】赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。
【図２７】赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。
【図２８】赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。
【図２９】赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度と赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（メラミンの添加量）との関係を示すグラフである。
【図３０】赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。
【図３１】赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。
【図３２】赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。
【図３３】赤色蛍光体の温度特性を示すグラフである。
【図３４】カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（メラミンの添加量）と外部量子効率との関係を示すグラフである。
【図３５】カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量と赤色蛍光体のピーク波長との関係を示すグラフである。
【図３６】カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．１の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量と外部量子効率との関係を示すグラフである。
【図３７】カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．１の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量と赤色蛍光体のピーク波長との関係を示すグラフである。
【図３８】カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．２の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量と外部量子効率との関係を示すグラフである。
【図３９】カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．２の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量と赤色蛍光体のピーク波長との関係を示すグラフである。
【図４０】カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．３の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量と外部量子効率との関係を示すグラフである。
【図４１】カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．３の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量と赤色蛍光体のピーク波長との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら下記順序にて詳細に説明する。
１．赤色蛍光体の構成
２．赤色蛍光体の製造方法
３．白色光源の構成例
４．照明装置の構成例
５．液晶表示装置の構成例
６．実施例
【００２３】
＜１．赤色蛍光体の構成＞
本発明の一実施の形態に係る赤色蛍光体は、元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を、下記組成式（１）の原子数比で含有する。
【００２４】
【化２】
【００２５】
ただし、組成式（１）中、元素Ａは、少なくともカルシウム（Ｃａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）を含む２族の元素である。また、組成式（１）中、ｍ、ｘ、ｙ、ｚ、ｎは、３＜ｍ＜５、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜２、０＜ｚ＜９、０＜ｎ＜１０なる関係を満たす。また、Ｃａの原子数比をα、Ｓｒの原子数比をβ、その他の２族元素（例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、バリウム（Ｂａ））の原子数比をγとしたとき、ｍ＝α＋β＋γ、０＜α／（α＋β）＜１を満たす。
【００２６】
組成式（１）は、シリコンと炭素の合計の原子数比を９に固定して示したものである。また、組成式（１）中の窒素（Ｎ）の原子数比［１２＋ｙ−２（ｎ−ｍ）／３］は、組成式（１）内における各元素の原子数比の和が中性になるように計算されている。すなわち、組成式（１）における窒素（Ｎ）の原子数比をδとし、組成式（１）を構成する各元素の電荷が補償されるとした場合、２（ｍ−ｘ）＋２ｘ＋４×９＋３ｙ−２ｎ−３δ＝０となる。これにより、窒素（Ｎ）の原子数比δ＝１２＋ｙ−２（ｎ−ｍ）／３と算出される。
【００２７】
また、組成式（１）で表わされる赤色蛍光体は、斜方晶系空間点群Ｐｍｎ２１に属する結晶構造で構成され、構成元素の一つに炭素（Ｃ）を含む。炭素が含まれることによって、生成過程での余剰な酸素（Ｏ）を取り除き、酸素量を調整する機能を果たす。
【００２８】
このような赤色蛍光体によれば、元素Ａとして、カルシウム（Ｃａ）を含有せず、ストロンチウム（Ｓｒ）のみを含有する赤色蛍光体と比較して、量子効率を向上させることができる。
【００２９】
また、組成式（１）において、（α／（α＋β））およびｚは、（α／（α＋β））を横軸とし、発光量積分値を縦軸とした場合、測定値の近似直線の傾きが正となる関係を満たすことが好ましい。具体的には、カルシウム（Ｃａ）の含有量（α／（α＋β））の増加に伴い、炭素（Ｃ）の含有量（ｚ）を増加させることが好ましい。これにより、カルシウムの含有量（α／（α＋β））の増加とともに発光量積分値も高くなり、上記近似直線の傾きを正とすることができる。すなわち、カルシウムの含有量（α／（α＋β））の増加に伴い、良好な発光効率を得るために蛍光体に含有すべき炭素の含有量（ｚ）が増加するものと思われる。
【００３０】
また、組成式（１）中、０＜（α／（α＋β））≦０．３なる関係を満たすことが好ましい。カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．３を超えると、高い発光量積分値を得るために、炭素の含有量（ｚ）も大きくしなければならず、高い発光量積分値を得るのが困難となるためである。
【００３１】
また、組成式（１）中、０．０１２≦ｚ≦０．１なる関係を満たすことが好ましい。炭素の含有量（炭素の原子数比）（ｚ）が０．１を超えると、高い発光量積分値を得るのが困難となるためである。また、赤色蛍光体中における炭素の含有量を測定するための基準となる検出限界（約０．００７）を超える０．０１２以上であれば、他の元素との比率を調整することで、炭素の効果、すなわち、発光効率の向上が実現できる。
【００３２】
また、組成式（１）中、０＜ｙ≦１．０を満たすことが好ましい。アルミニウムの含有量（ｙ）をこのような範囲とすることにより、発光効率を高くすることができる。
【００３３】
また、組成式（１）中、０.０５≦ｘ≦０．１５を満たすことが好ましい。組成式（１）に示す赤色蛍光体は、Ｅｕ（ユーロピウム）の濃度（ｘ）によって発光強度のピークが変化するが、このようなＥｕの濃度（ｘ）の範囲とすることにより、高い発光強度を得ることができる。
【００３４】
＜２．赤色蛍光体の製造方法＞
次に、本発明の一実施の形態に係る赤色蛍光体の製造方法を、図１に示すフローチャートによって以下に説明する。
【００３５】
図１に示すように、最初に「原料混合工程」Ｓ１を行う。この原料混合工程では、まず、組成式（１）を構成する元素を含む原料化合物ととともに、メラミン（Ｃ３Ｈ６Ｎ６）を炭素原料として用いて混合する。
【００３６】
組成式（１）を構成する元素を含む原料化合物としては、元素Ａの炭酸化合物［例えば、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）］、窒化ユーロピウム（ＥｕＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）を用意する。そして、用意した各原料化合物に含まれる組成式（１）の元素が、組成式（１）の原子数比となるように、各化合物を所定のモル比に秤量する。秤量した各化合物を混合して混合物を生成する。また、メラミンは、フラックスとして、元素Ａの炭酸化合物、窒化ユーロピウム、窒化アルミニウムおよび窒化シリコンの全モル数の合計に対して所定割合で添加する。ここでは代表的な例を記述したが、原料は、酸化物塩、ハロゲン化塩、硝酸塩、酢酸塩、リン酸塩等も用いることができる。また、炭素原料としては、メラミンに限定されず、尿素等の他の炭素含有還元剤を用いてもよい。
【００３７】
混合物の生成は、例えば、窒素雰囲気中のグローボックス内で、メノウ乳鉢内で混合する。
【００３８】
次に、「第１熱処理工程」Ｓ２を行う。この第１熱処理工程では、上記混合物を焼成して、赤色蛍光体の前駆体となる第１焼成物を生成する。例えば、窒化ホウ素製坩堝内に上記混合物を入れて、水素（Ｈ２）雰囲気中で熱処理を行う。この第１熱処理工程では、例えば、熱処理温度を１４００℃に設定し、２時間の熱処理を行う。この熱処理温度、熱処理時間は、上記混合物を焼成できる範囲で、適宜変更することができる。
【００３９】
第１熱処理工程では、融点が２５０℃以下であるメラミンが熱分解される。この熱分解された炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）が炭酸ストロンチウムに含まれる一部の酸素（Ｏ）と結合して、炭酸ガス（ＣＯもしくはＣＯ２）やＨ２Ｏ（水）となる。そして、炭酸ガスやＨ２Ｏは、気化されるので、上記第１焼成物の炭酸ストロンチウム中より一部の酸素が取り除かれる。また、分解されたメラミンに含まれる窒素（Ｎ）によって、還元と窒化とが促される。
【００４０】
次に、「第１粉砕工程」Ｓ３を行う。この第１粉砕工程では、上記第１焼成物を粉砕して第１粉末を生成する。例えば、窒素雰囲気中のグローボックス内で、メノウ乳鉢を用いて、上記第１焼成物を粉砕し、その後、例えば＃１００メッシュ（目開きが約２００μｍ）に通して、平均粒径が３μｍ又はそれ以下の粒径の上記第１焼成物を得る。これにより、次の工程の第２熱処理で生成される第２焼成物に成分むらを生じにくくさせる。
【００４１】
次に、「第２熱処理工程」Ｓ４を行う。この第２熱処理工程では、上記第１粉末を熱処理して第２焼成物を生成する。例えば、窒化ホウ素製坩堝内に上記第１粉末を入れて、窒素（Ｎ２）雰囲気中で熱処理を行う。この第２熱処理工程では、例えば、上記窒素雰囲気を、例えば０．８５ＭＰａに加圧し、熱処理温度を１８００℃に設定し、２時間の熱処理を行う。この熱処理温度、熱処理時間は、上記第１粉末を焼成できる範囲で、適宜変更することができる。
【００４２】
このような第２熱処理工程を行うことによって、上記組成式（１）で表される赤色蛍光体が得られる。この第２熱処理工程によって得られた第２焼成物（赤色蛍光体）は、組成式（１）で表される均質なものが得られる。
【００４３】
次に、「第２粉砕工程」Ｓ５を行う。この第２粉砕工程では、上記第２焼成物を粉砕して第２粉末を生成する。例えば、窒素囲気中のグローボックス内でメノウ乳鉢を用いて粉砕し、例えば＃４２０メッシュ（目開きが約２６μｍ）を用いて、上記第２焼成物を、例えば平均粒径が３．５μｍ程度になるまで粉砕する。
【００４４】
赤色蛍光体の製造方法により、微粉末（例えば平均粒径が３．５μｍ程度）の赤色蛍光体が得られる。このように赤色蛍光体を粉末化することにより、例えば緑色蛍光体の粉末とともに透明樹脂に混練したときに、均一に混練されるようになる。
【００４５】
以上により、「原料混合工程」Ｓ１において混合した原子数比で各元素を含有する組成式（１）で表される赤色蛍光体を得ることができる。この赤色蛍光体は、以降の実施例で示すように、赤色波長帯（例えば、６２０ｎｍ〜７７０ｎｍの波長帯）にピーク発光波長を有する。
【００４６】
＜３．白色光源の構成例＞
次に、本発明の一実施の形態に係る白色光源を、図２に示す概略断面図を用いて説明する。
【００４７】
図２に示すように、白色光源１は、素子基板１１上に形成されたパッド部１２上に青色発光ダイオード２１を有している。素子基板１１には、青色発光ダイオード２１を駆動するための電力を供給する電極１３、１４が絶縁性を保って形成され、それぞれの電極１３、１４は、例えばリード線１５、１６によって青色発光ダイオード２１に接続されている。
【００４８】
また、青色発光ダイオード２１の周囲には、例えば樹脂層３１が設けられ、その樹脂層３１には、青色発光ダイオード２１上を開口する開口部３２が形成されている。この開口部３２には、青色発光ダイオード２１の発光方向に開口面積が広くなる傾斜面に形成され、その傾斜面には反射膜３３が形成されている。すなわち、すり鉢状の開口部３２を有する樹脂層３１において、開口部３２の壁面反射膜３３で覆われ、開口部３２の底面に青色発光ダイオード２１が配置された状態となっている。そして、開口部３２内に、赤色蛍光体と緑色蛍光体とを透明樹脂に混線した混練物４３が、青色発光ダイオード２１、を覆おう状態で埋め込まれて白色光源１が構成されている。
【００４９】
赤色蛍光体には、上述した組成式（１）で表される赤色蛍光体が用いられる。この赤色蛍光体は、赤色波長帯（例えば、６２０ｎｍ〜７７０ｎｍの波長帯）でピーク発光波長が得られ、発光強度が強く、輝度が高い。そのため、青色ＬＥＤの青色光、緑色蛍光体による緑色光、および赤色蛍光体による赤色光からなる光の３原色による色域が広い明るい白色光を得ることができる。
【００５０】
＜４．照明装置の構成例＞
次に、本発明の一実施の形態に係る照明装置を、図３の概略平面図を用いて説明する。
【００５１】
図３に示すように、照明装置５は、照明基板５１上に図２を用いて説明した白色光源１が複数配置されている。その配置例は、例えば、図３（Ａ）に示すように、正方格子配列としてもよく、または図３（Ｂ）に示すように、１行おきに例えば１／２ピッチずつずらした配列としてもよい。また、ずらすピッチは、１／２に限らず、１／３ピッチ、１／４ピッチであってもよい。さらには、１行ごとに、もしくは複数行（例えば２行）ごとにずらしてもよい。
【００５２】
また、図示はしていないが、１列おきに例えば１／２ピッチずつずらした配列としてもよい。ずらすピッチは、１／２に限らず、１／３ピッチ、１／４ピッチであってもよい。さらに、１行ごとに、もしくは複数行（例えば２行）ごとにずらしてもよい。すなわち、白色光源１のずらし方は、限定されるものではない。
【００５３】
白色光源１は、図２を参照して説明したのと同様な構成を有するものである。すなわち、白色光源１は、青色発光ダイオード２１上に、赤色蛍光体と緑色蛍光体を透明樹脂に混練した混練物４３を有するものである。赤色蛍光体には、上述した組成式（１）で表される赤色蛍光体が用いられる。
【００５４】
また、照明装置５は、点発光とほぼ同等の白色光源１が照明基板５１上に、縦横に複数配置されていることから、面発光と同等になるので、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いることができる。また、照明装置５は、通常の照明装置、撮影用の照明装置、工事現場用の照明装置等、種々の用途の照明装置に用いることができる。
【００５５】
照明装置５は、白色光源１を用いているため、色域が広い明るい、白色光を得ることができる。例えば、液晶表示装置のバックライトに用いた場合に、表示画面において輝度の高い純白色を得ることができ、表示画面の品質の向上を図ることができる。
【００５６】
＜５．液晶表示装置の構成例＞
次に、本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置を、図４の概略構成図を用いて説明する。
【００５７】
図４に示すように、液晶表示装置１００は、透過表示部を有する液晶表示パネル１１０と、その液晶表示パネル１１０を裏面（表示面とは反対側の面）側に備えたバックライト１２０とを有する。このバックライト１２０には、図３を参照して説明した照明装置５を用いる。
【００５８】
液晶表示装置１００では、バックライト１２０に照明装置５を用いるため、光の３原色による色域が広い明るい白色光で、液晶表示パネル１１０を照明することができる。よって、液晶表示パネル１１０の表示画面において輝度の高い純白色を得ることができ、色再現性が良好で表示画面の品質の向上を図ることができる。
【実施例】
【００５９】
以下、本発明の実施例について説明する。ここでは、組成の異なる赤色蛍光体（サンプル１〜サンプル２８）を作製し、これら赤色蛍光体の量子効率、発光量積分値、ピーク強度（発光強度）、およびピーク波長について評価した。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６０】
［赤色蛍光体の作製］
サンプル１〜サンプル２８は、元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、炭素（Ｃ）、アルミニウム（Ａｌ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を、下記組成式（１）の原子数比で含有する赤色蛍光体を図１に示すフローチャートを用いて説明した手順に従って以下のように作製した。
【００６１】
【化３】
【００６２】
ただし、組成式（１）中、元素Ａは、少なくともカルシウム（Ｃａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）を含む２族の元素である。また、組成式（１）中、ｍ、ｘ、ｙ、ｚ、ｎは、３＜ｍ＜５、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜２、０＜ｚ＜９、０＜ｎ＜１０なる関係を満たす。また、Ｃａの原子数比をα、Ｓｒの原子数比をβ、その他の２族元素の原子数比をγとしたとき、ｍ＝α＋β＋γを満たす。
【００６３】
先ず、「原料混合工程」Ｓ１を行った。ここでは、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）、窒化ユーロピウム（ＥｕＮ）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）およびメラミン（Ｃ３Ｈ６Ｎ６）を用意した。用意した各原料化合物を秤量し、窒素雰囲気中のグローボックス内で、メノウ乳鉢内で混合した。
【００６４】
次に、「第１熱処理工程」Ｓ２を行った。ここでは、窒化ホウ素製坩堝内に上記混合物を入れて、水素（Ｈ２）雰囲気中で１４００℃、２時間の熱処理を行った。
【００６５】
次に、「第１粉砕工程」Ｓ３を行った。ここでは、窒素雰囲気中のグローボックス内で、メノウ乳鉢を用いて、上記第１焼成物を粉砕し、その後、＃１００メッシュ（目開きが約２００μｍ）に通して、平均粒径が３μｍ以下の粒径の第１焼成物を得た。
【００６６】
次に、「第２熱処理工程」Ｓ４を行った。ここでは、第１焼成物の粉末を窒化ホウ素製坩堝内に入れて、０．８５ＭＰａの窒素（Ｎ２）雰囲気中で１８００℃、２時間の熱処理を行った。これにより、第２焼成物を得た。
【００６７】
次に、「第２粉砕工程」Ｓ５を行った。ここでは、窒素雰囲気中のグローボックス内において、メノウ乳鉢を用いて上記第２焼成物を粉砕した。＃４２０メッシュ（目開きが約２６μｍ）を用いて、平均粒径が３．５μｍ程度になるまで粉砕した。
【００６８】
このような方法により、微粉末（例えば平均粒径が３．５μｍ程度）の赤色蛍光体を得た。赤色蛍光体における、元素Ａ、Ｅｕ、Ｓｉ、Ａｌに関してはＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）発光分析装置にて分析し、Ｃについては、ＩＣＰ発光分析装置および酸素気流中燃焼−ＮＤＩＲ検出方式（装置：ＥＭＩＡ−Ｕ５１１（堀場製作所製））にて分析した。この赤色蛍光体をＩＣＰ発光分析装置にて分析した結果、原材化合物中に含まれる組成式（１）を構成する元素は、ほぼそのままのモル比（原子数比）で赤色蛍光体中に含有されることが確認された。
【００６９】
サンプル１〜サンプル２８の組成（ｘ、ｙ、ｚ、ｍ）をまとめたものを表１に示し、また、サンプル１〜サンプル２８の評価結果をまとめたものを表２に示す。
【００７０】
【表１】
【００７１】
【表２】
【００７２】
表２に示す量子効率は、日本分光社製分光蛍光光度計ＦＰ−６５００を用いて測定した。蛍光体の量子効率は、専用セルに蛍光体粉末を充填し、波長４５０ｎｍの青色励起光を照射させて、蛍光スペクトルを測定した。その結果を、分光蛍光光度計付属の量子効率測定ソフトを用いて、赤色の量子効率を算出した。なお、蛍光体の効率は、例えば、励起光を吸収する効率（吸収率）、吸収した励起光を蛍光に変換する効率（内部量子効率）、およびそれらの積である励起光を蛍光に変換する効率（外部量子効率）の三種で表されるが、外部量子効率が重要である。また、表２に示す赤色蛍光体の発光量積分値、ピーク波長、およびピーク強度は、日本分光社製分光蛍光光度計ＦＰ−６５００を用い、４５０ｎｍの励起光を照射して測定した。
【００７３】
なお、実施例における炭素の含有量（ｚ）は、各赤色蛍光体の作製時におけるメラミンの添加量Ｒを回帰直線ｚ（ｚ＝０．００２３×（Ｒ−２５）−０．０１８４）に当てはめて求めた値である。回帰直線は、赤色蛍光体の炭素の含有量（ｚ）をＩＣＰ発光分析装置および酸素気流中燃焼−ＮＤＩＲ検出方式（装置：ＥＭＩＡ−Ｕ５１１（堀場製作所製））にて分析した結果と、作製時のメラミンの添加量Ｒとから作成した。なお、サンプル１〜２８のサンプルは、各自Ｓｒ，Ｃａ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｅｕの仕込みを固定し、炭素の組成を振ったものの中で、最も外部量子効率が高かったものを取り出したものである。
サンプル１〜サンプル２８のうち、サンプル１〜サンプル１１は、元素Ａとしてカルシウムが含有されてない場合において、Ｅｕの濃度、アルミニウムの含有量、および炭素の含有量の増減を課題との関係で検討したものである。ここで、サンプル１は、アルミニウムが含有されておらず、本発明の範囲外である。
サンプル１２〜サンプル２２は、Ｅｕの濃度を固定した場合において、アルミニウムの含有量、炭素の含有量、元素Ａとしてのカルシウムの含有量の増減を課題との関係で検討したものである。ここで、サンプル１２〜サンプル１４は、アルミニウムが含有されておらず、本発明の範囲外である。
サンプル２３〜サンプル２８は、元素Ａとしてカルシウムが所定量含有された場合において、Ｅｕの濃度、アルミニウムの含有量、および炭素の含有量の増減を課題との関係で検討したものである。ここで、サンプル２３は、アルミニウムが含有されておらず、本発明の範囲外である。以下に、各サンプルと本発明の効果との関係毎に順次説明する。
【００７４】
（サンプル１〜サンプル５の評価）
図５は、サンプル１〜サンプル５の赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量（ｙ）（アルミニウムの組成比[ｙ／（９＋ｙ）]）と赤色蛍光体の作製時のメラミンの添加量との関係を示すグラフである。図５および表２から、サンプル１〜サンプル５の赤色蛍光体は、アルミニウムの含有量（ｙ）が多いほど、炭素の含有量（ｚ）を少なくすることが好ましいことが分かった。
【００７５】
図６は、サンプル１〜サンプル５の赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量（ｙ）（アルミニウムの組成比[ｙ／（９＋ｙ）]）と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。図７は、サンプル１〜サンプル５の赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量（ｙ）と赤色蛍光体のピーク強度（発光強度）との関係を示すグラフである。図６および図７に示すように、アルミニウムを僅かに含んだ場合、すなわち、アルミニウムの組成比[ｙ／（９＋ｙ）]が約５％（組成式（１）中、アルミニウムの含有量（ｙ）＝０．５付近）において、赤色蛍光体の発光量積分値と赤色蛍光体のピーク強度とが良好であった。したがって、アルミニウムの含有量（ｙ）が、上記組成式（１）中、０＜ｙ≦１．０なる関係を満たす範囲内では、発光効率が特に良好であることが分かった。
【００７６】
図８は、サンプル１〜サンプル５の赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量（ｙ）（アルミニウムの組成比[ｙ／（９＋ｙ）]）と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。図８に示すように、サンプル１〜サンプル５の赤色蛍光体は、アルミニウムの含有量（ｙ）を増加させると、赤色蛍光体のピーク波長が長波長側にシフトし、また、発光がブロード化する傾向が見られた。
【００７７】
（サンプル６〜サンプル１１の評価）
図９は、サンプル６〜サンプル１１の赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度（ｘ）（Ｅｕ濃度（ｘ）と組成式（１）中のｍとの比（ｘ／ｍ）の値）と赤色蛍光体の作製時のメラミンの添加量との関係を示すグラフである。図９および表２から、サンプル６〜サンプル１１の赤色蛍光体は、Ｅｕ濃度（ｘ）が高いほど、炭素の含有量（ｚ）を多くすることが好ましいことが分かった。
【００７８】
図１０は、サンプル６〜サンプル１１の赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度（ｘ）（Ｅｕ濃度（ｘ）と組成式（１）中のｍとの比（ｘ／ｍ）の値）と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。図１１は、サンプル６〜サンプル１１の赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度（ｘ）（Ｅｕ濃度（ｘ）と組成式（１）中のｍとの比（ｘ／ｍ）の値）と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。図１０および図１１に示すように、（ｘ／ｍ）の値が３％弱、すなわち、Ｅｕ濃度（ｘ）が０．１付近において、赤色蛍光体の発光量積分値と赤色蛍光体の発光強度が良好であった。したがって、Ｅｕ濃度（ｘ）が、上記組成式（１）中、０.０５≦ｘ≦０．１５なる関係を満たす範囲内では、発光効率が特に良好であることが分かった。
【００７９】
図１２は、サンプル６〜サンプル１１の赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度（ｘ）と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。図１２に示すように、サンプル６〜サンプル１１の赤色蛍光体は、Ｅｕ濃度（ｘ）を増加させると、赤色蛍光体のピーク波長が長波長側にシフトし、また、発光がブロード化する傾向が見られた。
【００８０】
（サンプル１２〜サンプル１４の評価）
図１３は、サンプル１２〜サンプル１４の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体の作製時のメラミンの添加量との関係を示すグラフである。図１３および表２から、サンプル１２〜サンプル１４の赤色蛍光体は、カルシウムの含有量（α／（α＋β））を増加させるにつれて、炭素の含有量（ｚ）を多くすることが好ましいことが分かった。
【００８１】
図１４は、サンプル１２〜サンプル１４の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。図１５は、サンプル１２〜サンプル１４の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。図１４及び図１５に示すように、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．１（１０％）付近において、赤色蛍光体の発光量積分値と赤色蛍光体の発光強度が良好であった。また、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．２（２０％）においても、赤色蛍光体の発光強度が高かった。したがって、上記組成式（１）中、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が、０＜（α／（α＋β））≦０．２なる関係を満たす範囲内で、発光効率が特に良好であることが分かった。
【００８２】
図１６は、サンプル１２〜サンプル１４の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。図１６に示すように、カルシウムの含有量（α／（α＋β））を増加させると、赤色蛍光体のピーク波長が長波長側にシフトし、また、発光がブロード化する傾向が見られた。
なお、サンプル１２〜サンプル１４は、アルミニウムが含有されていない点で本発明の範囲外であるが、カルシウムの効果を確認する上で有用となる。
【００８３】
（サンプル１５〜サンプル１７の評価）
図１７は、サンプル１５〜サンプル１７の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体の作製時のメラミンの添加量との関係を示すグラフである。図１７及び表２から、カルシウムの含有量（α／（α＋β））を増加させると、炭素の含有量（ｚ）を少なくすることが好ましいことが分かった。
【００８４】
図１８は、サンプル１５〜サンプル１７の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。図１９は、サンプル１５〜サンプル１７の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。図１８及び図１９に示すように、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．１（１０％）付近において、赤色蛍光体の発光量積分値と赤色蛍光体の発光強度が良好であった。また、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．３（３０％）においても、赤色蛍光体の発光量積分値が高かった。したがって、上記組成式（１）中、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が、０＜（α／（α＋β））≦０．３なる関係を満たす範囲内で、発光効率が特に良好であることが分かった。
【００８５】
図２０は、サンプル１５〜サンプル１７の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。図２０に示すように、カルシウムの含有量（α／（α＋β））を増加させると、赤色蛍光体のピーク波長が長波長側にシフトし、また、発光がブロード化する傾向が見られた。
【００８６】
（サンプル１８〜サンプル２２の評価）
図２１は、サンプル１８〜サンプル２２の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体の作製時のメラミンの添加量との関係を示すグラフである。図２１及び表２から、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．２までは、炭素の含有量（ｚ）を増加させることが好ましいことが分かった。
【００８７】
図２２は、サンプル１８〜サンプル２２の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。図２３は、サンプル１８〜サンプル２２の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。図２２及び図２３に示すように、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．１付近において、赤色蛍光体の発光量積分値と赤色蛍光体の発光強度が良好であった。また、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．２５においても、赤色蛍光体の発光量積分値が高かった。したがって、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が、０＜（α／（α＋β））≦０．３なる関係を満たす範囲内で、発光効率が特に良好であることが分かった。
【００８８】
図２４は、サンプル１８〜サンプル２２の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。図２４に示すように、カルシウムの含有量（α／（α＋β））を増加させると、赤色蛍光体のピーク波長が長波長側にシフトし、また、発光がブロード化する傾向が見られた。
【００８９】
（サンプル２３〜サンプル２５の評価）
図２５は、サンプル２３〜サンプル２５の赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量（ｙ）（アルミニウムの組成比[ｙ／（９＋ｙ）]）と赤色蛍光体の作製時のメラミンの添加量との関係を示すグラフである。図２５に示すように、アルミニウムの含有量（ｙ）を増加させると、炭素の含有量（ｚ）を減少させることが好ましいことが分かった。
【００９０】
図２６は、サンプル２３〜サンプル２５の赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量（ｙ）（アルミニウムの組成比[ｙ／（９＋ｙ）]）と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。図２７は、サンプル２３〜サンプル２５の赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量（ｙ）（アルミニウムの組成比[ｙ／（９＋ｙ）]）と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。図２６及び図２７に示すように、アルミニウムを僅かに含んだ場合、すなわち、アルミニウムの含有量（ｙ）が０．５付近（アルミニウムの組成比[ｙ／（９＋ｙ）]が５％付近）において、赤色蛍光体の発光量積分値と赤色蛍光体の発光強度が良好であった。したがって、上記組成式（１）中、アルミニウムの含有量（ｙ）が、０＜ｙ≦１．０なる関係を満たす範囲内で、発光効率が特に良好であることが分かった。
【００９１】
図２８は、サンプル２３〜サンプル２５の赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量（ｙ）と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。図２８に示すように、カルシウムの含有量（α／（α＋β））を増加させると、赤色蛍光体のピーク波長が長波長側にシフトし、また、発光がブロード化する傾向が見られた。
【００９２】
（サンプル２６〜サンプル２８の評価）
図２９は、サンプル２６〜サンプル２８の赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度（ｘ）（Ｅｕ濃度（ｘ）と組成式（１）中のｍとの比（ｘ／ｍ）の値）と赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（ｚ）との関係を示すグラフである。図２９及び表２から、Ｅｕ濃度（ｘ）が高いほど、炭素の含有量（ｚ）を多くすることが好ましいことが分かった。
【００９３】
図３０は、サンプル２６〜サンプル２８の赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度（ｘ）（Ｅｕ濃度（ｘ）と組成式（１）中のｍとの比（ｘ／ｍ）の値）と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。図３１は、サンプル２６〜サンプル２８の赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度（ｘ）（Ｅｕ濃度（ｘ）と組成式（１）中のｍとの比（ｘ／ｍ）の値）と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。図３０及び図３１に示すように、Ｅｕ濃度（ｘ）を高くするほど、赤色蛍光体の発光量積分値と赤色蛍光体の発光強度が良好であった。したがって、上記組成式（１）中、Ｅｕ濃度（ｘ）が、０.０５≦ｘ≦０．１５なる関係を満たす範囲内で、発光効率が特に良好であることが分かった。
【００９４】
図３２は、サンプル２６〜サンプル２８の赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度（ｘ）（Ｅｕ濃度（ｘ）と組成式（１）中のｍとの比（ｘ／ｍ）の値）と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。図３２に示すように、Ｅｕ濃度（ｘ）を高くするほど、赤色蛍光体のピーク波長が長波長側にシフトし、また、発光がブロード化する傾向が見られた。
【００９５】
図３３は、サンプル２６〜サンプル２８の赤色蛍光体の温度特性を示すグラフである。図３３において、黒抜きの四角（◆）は、サンプル２６の赤色蛍光体の温度特性の結果を示す。また、黒抜きの四角（■）は、サンプル２７の赤色蛍光体の温度特性の結果を示す。さらに、黒抜きの丸（●）は、サンプル２８の赤色蛍光体の温度特性の結果を示す。図３３に示すように、サンプル２６〜サンプル２８の赤色蛍光体は、加熱条件下での発光強度維持率が高く、良好な温度特性を有していることが分かった。
【００９６】
［炭素の含有量（ｚ）に対する赤色蛍光体の量子効率及びピーク波長の評価］
次に、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が、０、０．１、０．２及び０．３の赤色蛍光体（ｍ＝３．７８９、ｘ＝０．１４２、ｙ＝０．４７３６、γ＝０）について、炭素の含有量（ｚ）を変化させたときの外部量子効率及びピーク波長（λｐ）について測定した。
【００９７】
図３４は、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（ｚ）と外部量子効率との関係を示すグラフである。図３５は、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（ｚ）と赤色蛍光体のピーク波長との関係を示すグラフである。
【００９８】
図３６は、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．１の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（ｚ）と外部量子効率との関係を示すグラフである。図３７は、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．１の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（ｚ）と赤色蛍光体のピーク波長との関係を示すグラフである。
【００９９】
図３８は、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．２の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（ｚ）と外部量子効率との関係を示すグラフである。図３９は、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．２の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（ｚ）と赤色蛍光体のピーク波長との関係を示すグラフである。
【０１００】
図４０は、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．３の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（ｚ）と外部量子効率との関係を示すグラフである。図４１は、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．３の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（ｚ）と赤色蛍光体のピーク波長との関係を示すグラフである。
【０１０１】
図３４、図３６、図３８及び図４０に示す結果から、赤色蛍光体のカルシウムの含有量（α／（α＋β））が０の場合には、炭素の含有量（ｚ）が０．０８５１付近において外部量子効率が良好であった。また、赤色蛍光体のカルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．１の場合には、炭素の含有量（ｚ）が０．０５５２付近において外部量子効率が良好であった。また、赤色蛍光体のカルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．２の場合には、炭素の含有量（ｚ）が０．０６８９付近において外部量子効率が良好であった。また、赤色蛍光体のカルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．３の場合には、炭素の含有量（ｚ）が０．０６０８付近において外部量子効率が良好であった。
【０１０２】
したがって、上記組成式（１）中、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０＜（α／（α＋β））≦０．３なる関係を満たす範囲内、炭素の含有量（ｚ）が０．０１２≦ｚ≦０．１なる関係を満たす範囲内、アルミニウムの含有量（ｙ）が０＜ｙ≦１．０なる関係を満たす範囲内、かつ、Ｅｕ濃度（ｘ）が０.０５≦ｘ≦０．１５なる関係を満たす範囲内において、外部量子効率が特に良好であることが分かった。
【０１０３】
また、図３５、図３７、図３９、図４１に示す結果から、赤色蛍光体のピーク波長は、炭素の含有量（ｚ）の増加とともに、ピーク波長が短波長側にシフトする傾向が見られた。
【符号の説明】
【０１０４】
１ 白色光源、５ 照明装置、２１ 青色発光ダイオード、４３ 混練物、１００ 液晶表示装置、１１０ 液晶表示パネル、１２０ バックライト（照明装置５）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤色蛍光体とその製造方法、さらには赤色蛍光体を用いた白色光源、照明装置、および液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
照明装置や液晶表示装置のバックライトには、発光ダイオードで構成された白色光源が用いられている。このような白色光源としては、青色発光ダイオード（以下青色ＬＥＤと記す）の発光面側に、セリウムを含むイットリウムアルミニウムガーネット（以下ＹＡＧ：Ｃｅと記す）蛍光体を配置したものが知られている。
【０００３】
また、この他にも青色ＬＥＤの発光面側に緑色と赤色の硫化物蛍光体を配置したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。さらに、青紫色または青色で発光するＬＥＤの発光面側に、ＣａＡｌＳｉＮ３結晶中にＭｎ、Ｅｕ等を固溶してなる蛍光物質を、他の蛍光物質と所定割合で組み合わせて配置する構成も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６０７４７号公報
【特許文献２】特許第３９３１２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、青色ＬＥＤの発光面側にＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体を配置した白色光源では、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体の発光スペクトルに赤色成分が無いため、青みがかった白色光となり色域が狭い。このため、この白色光源を用いて構成された照明装置では純白色の照明を行うことが困難である。またこの白色光源をバックライトに用いた液晶表示装置では、色再現性の良好な表示を行うことが困難である。
【０００６】
また、青色ＬＥＤの発光面側に緑色と赤色の硫化物蛍光体を配置した白色光源では、硫化物赤色蛍光体の加水分解があるため、輝度が経時的に劣化する。このため、この白色光源を用いて構成された照明装置および液晶表示装置では、輝度の劣化が防止された品質の高い照明や表示を行うことが困難である。
【０００７】
さらに、ＣａＡｌＳｉＮ３結晶中にＭｎ、Ｅｕ等を固溶してなる蛍光物質を用いた白色光源では、２種類の蛍光物質を混合して用いる手間があった。
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、高効率な赤色蛍光体およびその製造方法を提供すること、この赤色蛍光体を用いることで純白な照明が可能な白色光源および照明装置を提供すること、さらには色再現性の良好な液晶表示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】
【０００９】
本件発明者らは、鋭意検討を行った結果、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を含有する赤色蛍光体において、カルシウム（Ｃａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）を添加することにより、量子効率を向上させることができることを見出した。
【００１０】
すなわち、本発明に係る赤色蛍光体は、元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を、下記組成式（１）の原子数比で含有する。
【００１１】
【化１】
【００１２】
ただし、組成式（１）中、元素Ａは、少なくともカルシウム（Ｃａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）を含む２族の元素である。また、組成式（１）中、ｍ、ｘ、ｙ、ｚ、ｎは、３＜ｍ＜５、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜９、０＜ｚ＜９、０＜ｎ＜１０なる関係を満たす。
【００１３】
また、本発明に係る赤色蛍光体の製造方法は、元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）が、組成式（１）の原子数比となるように、元素Ａの炭酸化合物、窒化ユーロピウム、窒化シリコン、窒化アルミニウムおよび炭素含有還元剤を混合して混合物とし、混合物の焼成と、当該焼成によって得られた焼成物の粉砕とを行う。
【００１４】
また、本発明に係る白色光源は、素子基板上に形成された青色発光ダイオードと、上記青色発光ダイオード上に配置されていて赤色蛍光体と緑色蛍光体もしくは黄色蛍光体とを透明樹脂に混練した混練物とを有し、赤色蛍光体は、元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を、組成式（１）の原子数比で含有する。
【００１５】
また、本発明に係る照明装置は、照明基板上に複数の白色光源が配置され、上記白色光源は、素子基板上に形成された青色発光ダイオードと、上記青色発光ダイオード上に配置されていて赤色蛍光体と緑色蛍光体もしくは黄色蛍光体を透明樹脂に混練した混練物を有し、赤色蛍光体は、元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を、組成式（１）の原子数比で含有する。
【００１６】
また、本発明に係る液晶表示装置は、液晶表示パネルと、上記液晶表示パネルを照明する複数の白色光源を用いたバックライトとを有し、上記白色光源は、素子基板上に形成された青色発光ダイオードと、上記青色発光ダイオード上に配置されていて赤色蛍光体と緑色蛍光体もしくは黄色蛍光体を透明樹脂に混練した混練物を有し、赤色蛍光体は、元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を、組成式（１）の原子数比で含有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る赤色蛍光体は、上述した特徴により、赤色波長帯に発光ピーク波長を有し、高効率に赤色を発光することができる。
【００１８】
また、本発明に係る白色光源は、高効率な赤色蛍光体を用いているため、この赤色蛍光体による赤色光、緑色蛍光体による緑色光もしくは黄色蛍光体による黄色光、および青色発光ダイオードによる青色光により、色域が広く明るい白色光を得ることができる。
【００１９】
また、本発明に係る照明装置は、色域が広くて明るい白色光源を用いているため、輝度の高い純白色の照明を行うことができる。
【００２０】
また、本発明に係る液晶表示装置は、液晶表示パネルを照明するバックライトに色域が広くて明るい白色光源を用いて液晶表示パネルを照明するため、液晶表示パネルの表示画面において輝度の高い純白色を得ることができ、色再現性に優れた画質の高い表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る赤色蛍光体の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施の形態に係る白色光源を示す概略断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る照明装置を示す概略平面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置を示す概略構成図である。
【図５】赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量と赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（メラミンの添加量）との関係を示すグラフである。
【図６】赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。
【図７】赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。
【図８】赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。
【図９】赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度と赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（メラミンの添加量）との関係を示すグラフである。
【図１０】赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。
【図１１】赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。
【図１２】赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。
【図１３】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（メラミンの添加量）との関係を示すグラフである。
【図１４】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。
【図１５】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。
【図１６】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。
【図１７】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（メラミンの添加量）との関係を示すグラフである。
【図１８】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。
【図１９】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。
【図２０】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。
【図２１】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（メラミンの添加量）との関係を示すグラフである。
【図２２】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。
【図２３】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。
【図２４】赤色蛍光体について、カルシウムの含有量と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。
【図２５】赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量と赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（メラミンの添加量）との関係を示すグラフである。
【図２６】赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。
【図２７】赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。
【図２８】赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。
【図２９】赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度と赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（メラミンの添加量）との関係を示すグラフである。
【図３０】赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。
【図３１】赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。
【図３２】赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。
【図３３】赤色蛍光体の温度特性を示すグラフである。
【図３４】カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（メラミンの添加量）と外部量子効率との関係を示すグラフである。
【図３５】カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量と赤色蛍光体のピーク波長との関係を示すグラフである。
【図３６】カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．１の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量と外部量子効率との関係を示すグラフである。
【図３７】カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．１の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量と赤色蛍光体のピーク波長との関係を示すグラフである。
【図３８】カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．２の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量と外部量子効率との関係を示すグラフである。
【図３９】カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．２の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量と赤色蛍光体のピーク波長との関係を示すグラフである。
【図４０】カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．３の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量と外部量子効率との関係を示すグラフである。
【図４１】カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．３の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量と赤色蛍光体のピーク波長との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら下記順序にて詳細に説明する。
１．赤色蛍光体の構成
２．赤色蛍光体の製造方法
３．白色光源の構成例
４．照明装置の構成例
５．液晶表示装置の構成例
６．実施例
【００２３】
＜１．赤色蛍光体の構成＞
本発明の一実施の形態に係る赤色蛍光体は、元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を、下記組成式（１）の原子数比で含有する。
【００２４】
【化２】
【００２５】
ただし、組成式（１）中、元素Ａは、少なくともカルシウム（Ｃａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）を含む２族の元素である。また、組成式（１）中、ｍ、ｘ、ｙ、ｚ、ｎは、３＜ｍ＜５、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜２、０＜ｚ＜９、０＜ｎ＜１０なる関係を満たす。また、Ｃａの原子数比をα、Ｓｒの原子数比をβ、その他の２族元素（例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、バリウム（Ｂａ））の原子数比をγとしたとき、ｍ＝α＋β＋γ、０＜α／（α＋β）＜１を満たす。
【００２６】
組成式（１）は、シリコンと炭素の合計の原子数比を９に固定して示したものである。また、組成式（１）中の窒素（Ｎ）の原子数比［１２＋ｙ−２（ｎ−ｍ）／３］は、組成式（１）内における各元素の原子数比の和が中性になるように計算されている。すなわち、組成式（１）における窒素（Ｎ）の原子数比をδとし、組成式（１）を構成する各元素の電荷が補償されるとした場合、２（ｍ−ｘ）＋２ｘ＋４×９＋３ｙ−２ｎ−３δ＝０となる。これにより、窒素（Ｎ）の原子数比δ＝１２＋ｙ−２（ｎ−ｍ）／３と算出される。
【００２７】
また、組成式（１）で表わされる赤色蛍光体は、斜方晶系空間点群Ｐｍｎ２１に属する結晶構造で構成され、構成元素の一つに炭素（Ｃ）を含む。炭素が含まれることによって、生成過程での余剰な酸素（Ｏ）を取り除き、酸素量を調整する機能を果たす。
【００２８】
このような赤色蛍光体によれば、元素Ａとして、カルシウム（Ｃａ）を含有せず、ストロンチウム（Ｓｒ）のみを含有する赤色蛍光体と比較して、量子効率を向上させることができる。
【００２９】
また、組成式（１）において、（α／（α＋β））およびｚは、（α／（α＋β））を横軸とし、発光量積分値を縦軸とした場合、測定値の近似直線の傾きが正となる関係を満たすことが好ましい。具体的には、カルシウム（Ｃａ）の含有量（α／（α＋β））の増加に伴い、炭素（Ｃ）の含有量（ｚ）を増加させることが好ましい。これにより、カルシウムの含有量（α／（α＋β））の増加とともに発光量積分値も高くなり、上記近似直線の傾きを正とすることができる。すなわち、カルシウムの含有量（α／（α＋β））の増加に伴い、良好な発光効率を得るために蛍光体に含有すべき炭素の含有量（ｚ）が増加するものと思われる。
【００３０】
また、組成式（１）中、０＜（α／（α＋β））≦０．３なる関係を満たすことが好ましい。カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．３を超えると、高い発光量積分値を得るために、炭素の含有量（ｚ）も大きくしなければならず、高い発光量積分値を得るのが困難となるためである。
【００３１】
また、組成式（１）中、０．０１２≦ｚ≦０．１なる関係を満たすことが好ましい。炭素の含有量（炭素の原子数比）（ｚ）が０．１を超えると、高い発光量積分値を得るのが困難となるためである。また、赤色蛍光体中における炭素の含有量を測定するための基準となる検出限界（約０．００７）を超える０．０１２以上であれば、他の元素との比率を調整することで、炭素の効果、すなわち、発光効率の向上が実現できる。
【００３２】
また、組成式（１）中、０＜ｙ≦１．０を満たすことが好ましい。アルミニウムの含有量（ｙ）をこのような範囲とすることにより、発光効率を高くすることができる。
【００３３】
また、組成式（１）中、０.０５≦ｘ≦０．１５を満たすことが好ましい。組成式（１）に示す赤色蛍光体は、Ｅｕ（ユーロピウム）の濃度（ｘ）によって発光強度のピークが変化するが、このようなＥｕの濃度（ｘ）の範囲とすることにより、高い発光強度を得ることができる。
【００３４】
＜２．赤色蛍光体の製造方法＞
次に、本発明の一実施の形態に係る赤色蛍光体の製造方法を、図１に示すフローチャートによって以下に説明する。
【００３５】
図１に示すように、最初に「原料混合工程」Ｓ１を行う。この原料混合工程では、まず、組成式（１）を構成する元素を含む原料化合物ととともに、メラミン（Ｃ３Ｈ６Ｎ６）を炭素原料として用いて混合する。
【００３６】
組成式（１）を構成する元素を含む原料化合物としては、元素Ａの炭酸化合物［例えば、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）］、窒化ユーロピウム（ＥｕＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）を用意する。そして、用意した各原料化合物に含まれる組成式（１）の元素が、組成式（１）の原子数比となるように、各化合物を所定のモル比に秤量する。秤量した各化合物を混合して混合物を生成する。また、メラミンは、フラックスとして、元素Ａの炭酸化合物、窒化ユーロピウム、窒化アルミニウムおよび窒化シリコンの全モル数の合計に対して所定割合で添加する。ここでは代表的な例を記述したが、原料は、酸化物塩、ハロゲン化塩、硝酸塩、酢酸塩、リン酸塩等も用いることができる。また、炭素原料としては、メラミンに限定されず、尿素等の他の炭素含有還元剤を用いてもよい。
【００３７】
混合物の生成は、例えば、窒素雰囲気中のグローボックス内で、メノウ乳鉢内で混合する。
【００３８】
次に、「第１熱処理工程」Ｓ２を行う。この第１熱処理工程では、上記混合物を焼成して、赤色蛍光体の前駆体となる第１焼成物を生成する。例えば、窒化ホウ素製坩堝内に上記混合物を入れて、水素（Ｈ２）雰囲気中で熱処理を行う。この第１熱処理工程では、例えば、熱処理温度を１４００℃に設定し、２時間の熱処理を行う。この熱処理温度、熱処理時間は、上記混合物を焼成できる範囲で、適宜変更することができる。
【００３９】
第１熱処理工程では、融点が２５０℃以下であるメラミンが熱分解される。この熱分解された炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）が炭酸ストロンチウムに含まれる一部の酸素（Ｏ）と結合して、炭酸ガス（ＣＯもしくはＣＯ２）やＨ２Ｏ（水）となる。そして、炭酸ガスやＨ２Ｏは、気化されるので、上記第１焼成物の炭酸ストロンチウム中より一部の酸素が取り除かれる。また、分解されたメラミンに含まれる窒素（Ｎ）によって、還元と窒化とが促される。
【００４０】
次に、「第１粉砕工程」Ｓ３を行う。この第１粉砕工程では、上記第１焼成物を粉砕して第１粉末を生成する。例えば、窒素雰囲気中のグローボックス内で、メノウ乳鉢を用いて、上記第１焼成物を粉砕し、その後、例えば＃１００メッシュ（目開きが約２００μｍ）に通して、平均粒径が３μｍ又はそれ以下の粒径の上記第１焼成物を得る。これにより、次の工程の第２熱処理で生成される第２焼成物に成分むらを生じにくくさせる。
【００４１】
次に、「第２熱処理工程」Ｓ４を行う。この第２熱処理工程では、上記第１粉末を熱処理して第２焼成物を生成する。例えば、窒化ホウ素製坩堝内に上記第１粉末を入れて、窒素（Ｎ２）雰囲気中で熱処理を行う。この第２熱処理工程では、例えば、上記窒素雰囲気を、例えば０．８５ＭＰａに加圧し、熱処理温度を１８００℃に設定し、２時間の熱処理を行う。この熱処理温度、熱処理時間は、上記第１粉末を焼成できる範囲で、適宜変更することができる。
【００４２】
このような第２熱処理工程を行うことによって、上記組成式（１）で表される赤色蛍光体が得られる。この第２熱処理工程によって得られた第２焼成物（赤色蛍光体）は、組成式（１）で表される均質なものが得られる。
【００４３】
次に、「第２粉砕工程」Ｓ５を行う。この第２粉砕工程では、上記第２焼成物を粉砕して第２粉末を生成する。例えば、窒素囲気中のグローボックス内でメノウ乳鉢を用いて粉砕し、例えば＃４２０メッシュ（目開きが約２６μｍ）を用いて、上記第２焼成物を、例えば平均粒径が３．５μｍ程度になるまで粉砕する。
【００４４】
赤色蛍光体の製造方法により、微粉末（例えば平均粒径が３．５μｍ程度）の赤色蛍光体が得られる。このように赤色蛍光体を粉末化することにより、例えば緑色蛍光体の粉末とともに透明樹脂に混練したときに、均一に混練されるようになる。
【００４５】
以上により、「原料混合工程」Ｓ１において混合した原子数比で各元素を含有する組成式（１）で表される赤色蛍光体を得ることができる。この赤色蛍光体は、以降の実施例で示すように、赤色波長帯（例えば、６２０ｎｍ〜７７０ｎｍの波長帯）にピーク発光波長を有する。
【００４６】
＜３．白色光源の構成例＞
次に、本発明の一実施の形態に係る白色光源を、図２に示す概略断面図を用いて説明する。
【００４７】
図２に示すように、白色光源１は、素子基板１１上に形成されたパッド部１２上に青色発光ダイオード２１を有している。素子基板１１には、青色発光ダイオード２１を駆動するための電力を供給する電極１３、１４が絶縁性を保って形成され、それぞれの電極１３、１４は、例えばリード線１５、１６によって青色発光ダイオード２１に接続されている。
【００４８】
また、青色発光ダイオード２１の周囲には、例えば樹脂層３１が設けられ、その樹脂層３１には、青色発光ダイオード２１上を開口する開口部３２が形成されている。この開口部３２には、青色発光ダイオード２１の発光方向に開口面積が広くなる傾斜面に形成され、その傾斜面には反射膜３３が形成されている。すなわち、すり鉢状の開口部３２を有する樹脂層３１において、開口部３２の壁面反射膜３３で覆われ、開口部３２の底面に青色発光ダイオード２１が配置された状態となっている。そして、開口部３２内に、赤色蛍光体と緑色蛍光体とを透明樹脂に混線した混練物４３が、青色発光ダイオード２１、を覆おう状態で埋め込まれて白色光源１が構成されている。
【００４９】
赤色蛍光体には、上述した組成式（１）で表される赤色蛍光体が用いられる。この赤色蛍光体は、赤色波長帯（例えば、６２０ｎｍ〜７７０ｎｍの波長帯）でピーク発光波長が得られ、発光強度が強く、輝度が高い。そのため、青色ＬＥＤの青色光、緑色蛍光体による緑色光、および赤色蛍光体による赤色光からなる光の３原色による色域が広い明るい白色光を得ることができる。
【００５０】
＜４．照明装置の構成例＞
次に、本発明の一実施の形態に係る照明装置を、図３の概略平面図を用いて説明する。
【００５１】
図３に示すように、照明装置５は、照明基板５１上に図２を用いて説明した白色光源１が複数配置されている。その配置例は、例えば、図３（Ａ）に示すように、正方格子配列としてもよく、または図３（Ｂ）に示すように、１行おきに例えば１／２ピッチずつずらした配列としてもよい。また、ずらすピッチは、１／２に限らず、１／３ピッチ、１／４ピッチであってもよい。さらには、１行ごとに、もしくは複数行（例えば２行）ごとにずらしてもよい。
【００５２】
また、図示はしていないが、１列おきに例えば１／２ピッチずつずらした配列としてもよい。ずらすピッチは、１／２に限らず、１／３ピッチ、１／４ピッチであってもよい。さらに、１行ごとに、もしくは複数行（例えば２行）ごとにずらしてもよい。すなわち、白色光源１のずらし方は、限定されるものではない。
【００５３】
白色光源１は、図２を参照して説明したのと同様な構成を有するものである。すなわち、白色光源１は、青色発光ダイオード２１上に、赤色蛍光体と緑色蛍光体を透明樹脂に混練した混練物４３を有するものである。赤色蛍光体には、上述した組成式（１）で表される赤色蛍光体が用いられる。
【００５４】
また、照明装置５は、点発光とほぼ同等の白色光源１が照明基板５１上に、縦横に複数配置されていることから、面発光と同等になるので、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いることができる。また、照明装置５は、通常の照明装置、撮影用の照明装置、工事現場用の照明装置等、種々の用途の照明装置に用いることができる。
【００５５】
照明装置５は、白色光源１を用いているため、色域が広い明るい、白色光を得ることができる。例えば、液晶表示装置のバックライトに用いた場合に、表示画面において輝度の高い純白色を得ることができ、表示画面の品質の向上を図ることができる。
【００５６】
＜５．液晶表示装置の構成例＞
次に、本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置を、図４の概略構成図を用いて説明する。
【００５７】
図４に示すように、液晶表示装置１００は、透過表示部を有する液晶表示パネル１１０と、その液晶表示パネル１１０を裏面（表示面とは反対側の面）側に備えたバックライト１２０とを有する。このバックライト１２０には、図３を参照して説明した照明装置５を用いる。
【００５８】
液晶表示装置１００では、バックライト１２０に照明装置５を用いるため、光の３原色による色域が広い明るい白色光で、液晶表示パネル１１０を照明することができる。よって、液晶表示パネル１１０の表示画面において輝度の高い純白色を得ることができ、色再現性が良好で表示画面の品質の向上を図ることができる。
【実施例】
【００５９】
以下、本発明の実施例について説明する。ここでは、組成の異なる赤色蛍光体（サンプル１〜サンプル２８）を作製し、これら赤色蛍光体の量子効率、発光量積分値、ピーク強度（発光強度）、およびピーク波長について評価した。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６０】
［赤色蛍光体の作製］
サンプル１〜サンプル２８は、元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、炭素（Ｃ）、アルミニウム（Ａｌ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を、下記組成式（１）の原子数比で含有する赤色蛍光体を図１に示すフローチャートを用いて説明した手順に従って以下のように作製した。
【００６１】
【化３】
【００６２】
ただし、組成式（１）中、元素Ａは、少なくともカルシウム（Ｃａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）を含む２族の元素である。また、組成式（１）中、ｍ、ｘ、ｙ、ｚ、ｎは、３＜ｍ＜５、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜２、０＜ｚ＜９、０＜ｎ＜１０なる関係を満たす。また、Ｃａの原子数比をα、Ｓｒの原子数比をβ、その他の２族元素の原子数比をγとしたとき、ｍ＝α＋β＋γを満たす。
【００６３】
先ず、「原料混合工程」Ｓ１を行った。ここでは、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）、窒化ユーロピウム（ＥｕＮ）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）およびメラミン（Ｃ３Ｈ６Ｎ６）を用意した。用意した各原料化合物を秤量し、窒素雰囲気中のグローボックス内で、メノウ乳鉢内で混合した。
【００６４】
次に、「第１熱処理工程」Ｓ２を行った。ここでは、窒化ホウ素製坩堝内に上記混合物を入れて、水素（Ｈ２）雰囲気中で１４００℃、２時間の熱処理を行った。
【００６５】
次に、「第１粉砕工程」Ｓ３を行った。ここでは、窒素雰囲気中のグローボックス内で、メノウ乳鉢を用いて、上記第１焼成物を粉砕し、その後、＃１００メッシュ（目開きが約２００μｍ）に通して、平均粒径が３μｍ以下の粒径の第１焼成物を得た。
【００６６】
次に、「第２熱処理工程」Ｓ４を行った。ここでは、第１焼成物の粉末を窒化ホウ素製坩堝内に入れて、０．８５ＭＰａの窒素（Ｎ２）雰囲気中で１８００℃、２時間の熱処理を行った。これにより、第２焼成物を得た。
【００６７】
次に、「第２粉砕工程」Ｓ５を行った。ここでは、窒素雰囲気中のグローボックス内において、メノウ乳鉢を用いて上記第２焼成物を粉砕した。＃４２０メッシュ（目開きが約２６μｍ）を用いて、平均粒径が３．５μｍ程度になるまで粉砕した。
【００６８】
このような方法により、微粉末（例えば平均粒径が３．５μｍ程度）の赤色蛍光体を得た。赤色蛍光体における、元素Ａ、Ｅｕ、Ｓｉ、Ａｌに関してはＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）発光分析装置にて分析し、Ｃについては、ＩＣＰ発光分析装置および酸素気流中燃焼−ＮＤＩＲ検出方式（装置：ＥＭＩＡ−Ｕ５１１（堀場製作所製））にて分析した。この赤色蛍光体をＩＣＰ発光分析装置にて分析した結果、原材化合物中に含まれる組成式（１）を構成する元素は、ほぼそのままのモル比（原子数比）で赤色蛍光体中に含有されることが確認された。
【００６９】
サンプル１〜サンプル２８の組成（ｘ、ｙ、ｚ、ｍ）をまとめたものを表１に示し、また、サンプル１〜サンプル２８の評価結果をまとめたものを表２に示す。
【００７０】
【表１】
【００７１】
【表２】
【００７２】
表２に示す量子効率は、日本分光社製分光蛍光光度計ＦＰ−６５００を用いて測定した。蛍光体の量子効率は、専用セルに蛍光体粉末を充填し、波長４５０ｎｍの青色励起光を照射させて、蛍光スペクトルを測定した。その結果を、分光蛍光光度計付属の量子効率測定ソフトを用いて、赤色の量子効率を算出した。なお、蛍光体の効率は、例えば、励起光を吸収する効率（吸収率）、吸収した励起光を蛍光に変換する効率（内部量子効率）、およびそれらの積である励起光を蛍光に変換する効率（外部量子効率）の三種で表されるが、外部量子効率が重要である。また、表２に示す赤色蛍光体の発光量積分値、ピーク波長、およびピーク強度は、日本分光社製分光蛍光光度計ＦＰ−６５００を用い、４５０ｎｍの励起光を照射して測定した。
【００７３】
なお、実施例における炭素の含有量（ｚ）は、各赤色蛍光体の作製時におけるメラミンの添加量Ｒを回帰直線ｚ（ｚ＝０．００２３×（Ｒ−２５）−０．０１８４）に当てはめて求めた値である。回帰直線は、赤色蛍光体の炭素の含有量（ｚ）をＩＣＰ発光分析装置および酸素気流中燃焼−ＮＤＩＲ検出方式（装置：ＥＭＩＡ−Ｕ５１１（堀場製作所製））にて分析した結果と、作製時のメラミンの添加量Ｒとから作成した。なお、サンプル１〜２８のサンプルは、各自Ｓｒ，Ｃａ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｅｕの仕込みを固定し、炭素の組成を振ったものの中で、最も外部量子効率が高かったものを取り出したものである。
サンプル１〜サンプル２８のうち、サンプル１〜サンプル１１は、元素Ａとしてカルシウムが含有されてない場合において、Ｅｕの濃度、アルミニウムの含有量、および炭素の含有量の増減を課題との関係で検討したものである。ここで、サンプル１は、アルミニウムが含有されておらず、本発明の範囲外である。
サンプル１２〜サンプル２２は、Ｅｕの濃度を固定した場合において、アルミニウムの含有量、炭素の含有量、元素Ａとしてのカルシウムの含有量の増減を課題との関係で検討したものである。ここで、サンプル１２〜サンプル１４は、アルミニウムが含有されておらず、本発明の範囲外である。
サンプル２３〜サンプル２８は、元素Ａとしてカルシウムが所定量含有された場合において、Ｅｕの濃度、アルミニウムの含有量、および炭素の含有量の増減を課題との関係で検討したものである。ここで、サンプル２３は、アルミニウムが含有されておらず、本発明の範囲外である。以下に、各サンプルと本発明の効果との関係毎に順次説明する。
【００７４】
（サンプル１〜サンプル５の評価）
図５は、サンプル１〜サンプル５の赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量（ｙ）（アルミニウムの組成比[ｙ／（９＋ｙ）]）と赤色蛍光体の作製時のメラミンの添加量との関係を示すグラフである。図５および表２から、サンプル１〜サンプル５の赤色蛍光体は、アルミニウムの含有量（ｙ）が多いほど、炭素の含有量（ｚ）を少なくすることが好ましいことが分かった。
【００７５】
図６は、サンプル１〜サンプル５の赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量（ｙ）（アルミニウムの組成比[ｙ／（９＋ｙ）]）と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。図７は、サンプル１〜サンプル５の赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量（ｙ）と赤色蛍光体のピーク強度（発光強度）との関係を示すグラフである。図６および図７に示すように、アルミニウムを僅かに含んだ場合、すなわち、アルミニウムの組成比[ｙ／（９＋ｙ）]が約５％（組成式（１）中、アルミニウムの含有量（ｙ）＝０．５付近）において、赤色蛍光体の発光量積分値と赤色蛍光体のピーク強度とが良好であった。したがって、アルミニウムの含有量（ｙ）が、上記組成式（１）中、０＜ｙ≦１．０なる関係を満たす範囲内では、発光効率が特に良好であることが分かった。
【００７６】
図８は、サンプル１〜サンプル５の赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量（ｙ）（アルミニウムの組成比[ｙ／（９＋ｙ）]）と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。図８に示すように、サンプル１〜サンプル５の赤色蛍光体は、アルミニウムの含有量（ｙ）を増加させると、赤色蛍光体のピーク波長が長波長側にシフトし、また、発光がブロード化する傾向が見られた。
【００７７】
（サンプル６〜サンプル１１の評価）
図９は、サンプル６〜サンプル１１の赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度（ｘ）（Ｅｕ濃度（ｘ）と組成式（１）中のｍとの比（ｘ／ｍ）の値）と赤色蛍光体の作製時のメラミンの添加量との関係を示すグラフである。図９および表２から、サンプル６〜サンプル１１の赤色蛍光体は、Ｅｕ濃度（ｘ）が高いほど、炭素の含有量（ｚ）を多くすることが好ましいことが分かった。
【００７８】
図１０は、サンプル６〜サンプル１１の赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度（ｘ）（Ｅｕ濃度（ｘ）と組成式（１）中のｍとの比（ｘ／ｍ）の値）と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。図１１は、サンプル６〜サンプル１１の赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度（ｘ）（Ｅｕ濃度（ｘ）と組成式（１）中のｍとの比（ｘ／ｍ）の値）と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。図１０および図１１に示すように、（ｘ／ｍ）の値が３％弱、すなわち、Ｅｕ濃度（ｘ）が０．１付近において、赤色蛍光体の発光量積分値と赤色蛍光体の発光強度が良好であった。したがって、Ｅｕ濃度（ｘ）が、上記組成式（１）中、０.０５≦ｘ≦０．１５なる関係を満たす範囲内では、発光効率が特に良好であることが分かった。
【００７９】
図１２は、サンプル６〜サンプル１１の赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度（ｘ）と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。図１２に示すように、サンプル６〜サンプル１１の赤色蛍光体は、Ｅｕ濃度（ｘ）を増加させると、赤色蛍光体のピーク波長が長波長側にシフトし、また、発光がブロード化する傾向が見られた。
【００８０】
（サンプル１２〜サンプル１４の評価）
図１３は、サンプル１２〜サンプル１４の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体の作製時のメラミンの添加量との関係を示すグラフである。図１３および表２から、サンプル１２〜サンプル１４の赤色蛍光体は、カルシウムの含有量（α／（α＋β））を増加させるにつれて、炭素の含有量（ｚ）を多くすることが好ましいことが分かった。
【００８１】
図１４は、サンプル１２〜サンプル１４の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。図１５は、サンプル１２〜サンプル１４の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。図１４及び図１５に示すように、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．１（１０％）付近において、赤色蛍光体の発光量積分値と赤色蛍光体の発光強度が良好であった。また、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．２（２０％）においても、赤色蛍光体の発光強度が高かった。したがって、上記組成式（１）中、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が、０＜（α／（α＋β））≦０．２なる関係を満たす範囲内で、発光効率が特に良好であることが分かった。
【００８２】
図１６は、サンプル１２〜サンプル１４の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。図１６に示すように、カルシウムの含有量（α／（α＋β））を増加させると、赤色蛍光体のピーク波長が長波長側にシフトし、また、発光がブロード化する傾向が見られた。
なお、サンプル１２〜サンプル１４は、アルミニウムが含有されていない点で本発明の範囲外であるが、カルシウムの効果を確認する上で有用となる。
【００８３】
（サンプル１５〜サンプル１７の評価）
図１７は、サンプル１５〜サンプル１７の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体の作製時のメラミンの添加量との関係を示すグラフである。図１７及び表２から、カルシウムの含有量（α／（α＋β））を増加させると、炭素の含有量（ｚ）を少なくすることが好ましいことが分かった。
【００８４】
図１８は、サンプル１５〜サンプル１７の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。図１９は、サンプル１５〜サンプル１７の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。図１８及び図１９に示すように、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．１（１０％）付近において、赤色蛍光体の発光量積分値と赤色蛍光体の発光強度が良好であった。また、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．３（３０％）においても、赤色蛍光体の発光量積分値が高かった。したがって、上記組成式（１）中、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が、０＜（α／（α＋β））≦０．３なる関係を満たす範囲内で、発光効率が特に良好であることが分かった。
【００８５】
図２０は、サンプル１５〜サンプル１７の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。図２０に示すように、カルシウムの含有量（α／（α＋β））を増加させると、赤色蛍光体のピーク波長が長波長側にシフトし、また、発光がブロード化する傾向が見られた。
【００８６】
（サンプル１８〜サンプル２２の評価）
図２１は、サンプル１８〜サンプル２２の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体の作製時のメラミンの添加量との関係を示すグラフである。図２１及び表２から、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．２までは、炭素の含有量（ｚ）を増加させることが好ましいことが分かった。
【００８７】
図２２は、サンプル１８〜サンプル２２の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。図２３は、サンプル１８〜サンプル２２の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。図２２及び図２３に示すように、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．１付近において、赤色蛍光体の発光量積分値と赤色蛍光体の発光強度が良好であった。また、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．２５においても、赤色蛍光体の発光量積分値が高かった。したがって、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が、０＜（α／（α＋β））≦０．３なる関係を満たす範囲内で、発光効率が特に良好であることが分かった。
【００８８】
図２４は、サンプル１８〜サンプル２２の赤色蛍光体について、カルシウムの含有量（α／（α＋β））と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。図２４に示すように、カルシウムの含有量（α／（α＋β））を増加させると、赤色蛍光体のピーク波長が長波長側にシフトし、また、発光がブロード化する傾向が見られた。
【００８９】
（サンプル２３〜サンプル２５の評価）
図２５は、サンプル２３〜サンプル２５の赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量（ｙ）（アルミニウムの組成比[ｙ／（９＋ｙ）]）と赤色蛍光体の作製時のメラミンの添加量との関係を示すグラフである。図２５に示すように、アルミニウムの含有量（ｙ）を増加させると、炭素の含有量（ｚ）を減少させることが好ましいことが分かった。
【００９０】
図２６は、サンプル２３〜サンプル２５の赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量（ｙ）（アルミニウムの組成比[ｙ／（９＋ｙ）]）と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。図２７は、サンプル２３〜サンプル２５の赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量（ｙ）（アルミニウムの組成比[ｙ／（９＋ｙ）]）と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。図２６及び図２７に示すように、アルミニウムを僅かに含んだ場合、すなわち、アルミニウムの含有量（ｙ）が０．５付近（アルミニウムの組成比[ｙ／（９＋ｙ）]が５％付近）において、赤色蛍光体の発光量積分値と赤色蛍光体の発光強度が良好であった。したがって、上記組成式（１）中、アルミニウムの含有量（ｙ）が、０＜ｙ≦１．０なる関係を満たす範囲内で、発光効率が特に良好であることが分かった。
【００９１】
図２８は、サンプル２３〜サンプル２５の赤色蛍光体について、アルミニウムの含有量（ｙ）と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。図２８に示すように、カルシウムの含有量（α／（α＋β））を増加させると、赤色蛍光体のピーク波長が長波長側にシフトし、また、発光がブロード化する傾向が見られた。
【００９２】
（サンプル２６〜サンプル２８の評価）
図２９は、サンプル２６〜サンプル２８の赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度（ｘ）（Ｅｕ濃度（ｘ）と組成式（１）中のｍとの比（ｘ／ｍ）の値）と赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（ｚ）との関係を示すグラフである。図２９及び表２から、Ｅｕ濃度（ｘ）が高いほど、炭素の含有量（ｚ）を多くすることが好ましいことが分かった。
【００９３】
図３０は、サンプル２６〜サンプル２８の赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度（ｘ）（Ｅｕ濃度（ｘ）と組成式（１）中のｍとの比（ｘ／ｍ）の値）と赤色蛍光体の発光量積分値との関係を示すグラフである。図３１は、サンプル２６〜サンプル２８の赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度（ｘ）（Ｅｕ濃度（ｘ）と組成式（１）中のｍとの比（ｘ／ｍ）の値）と赤色蛍光体の発光強度との関係を示すグラフである。図３０及び図３１に示すように、Ｅｕ濃度（ｘ）を高くするほど、赤色蛍光体の発光量積分値と赤色蛍光体の発光強度が良好であった。したがって、上記組成式（１）中、Ｅｕ濃度（ｘ）が、０.０５≦ｘ≦０．１５なる関係を満たす範囲内で、発光効率が特に良好であることが分かった。
【００９４】
図３２は、サンプル２６〜サンプル２８の赤色蛍光体について、Ｅｕ濃度（ｘ）（Ｅｕ濃度（ｘ）と組成式（１）中のｍとの比（ｘ／ｍ）の値）と赤色蛍光体のピーク波長又は発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）との関係を示すグラフである。図３２に示すように、Ｅｕ濃度（ｘ）を高くするほど、赤色蛍光体のピーク波長が長波長側にシフトし、また、発光がブロード化する傾向が見られた。
【００９５】
図３３は、サンプル２６〜サンプル２８の赤色蛍光体の温度特性を示すグラフである。図３３において、黒抜きの四角（◆）は、サンプル２６の赤色蛍光体の温度特性の結果を示す。また、黒抜きの四角（■）は、サンプル２７の赤色蛍光体の温度特性の結果を示す。さらに、黒抜きの丸（●）は、サンプル２８の赤色蛍光体の温度特性の結果を示す。図３３に示すように、サンプル２６〜サンプル２８の赤色蛍光体は、加熱条件下での発光強度維持率が高く、良好な温度特性を有していることが分かった。
【００９６】
［炭素の含有量（ｚ）に対する赤色蛍光体の量子効率及びピーク波長の評価］
次に、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が、０、０．１、０．２及び０．３の赤色蛍光体（ｍ＝３．７８９、ｘ＝０．１４２、ｙ＝０．４７３６、γ＝０）について、炭素の含有量（ｚ）を変化させたときの外部量子効率及びピーク波長（λｐ）について測定した。
【００９７】
図３４は、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（ｚ）と外部量子効率との関係を示すグラフである。図３５は、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（ｚ）と赤色蛍光体のピーク波長との関係を示すグラフである。
【００９８】
図３６は、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．１の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（ｚ）と外部量子効率との関係を示すグラフである。図３７は、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．１の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（ｚ）と赤色蛍光体のピーク波長との関係を示すグラフである。
【００９９】
図３８は、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．２の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（ｚ）と外部量子効率との関係を示すグラフである。図３９は、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．２の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（ｚ）と赤色蛍光体のピーク波長との関係を示すグラフである。
【０１００】
図４０は、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．３の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（ｚ）と外部量子効率との関係を示すグラフである。図４１は、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．３の赤色蛍光体の作製時の炭素の含有量（ｚ）と赤色蛍光体のピーク波長との関係を示すグラフである。
【０１０１】
図３４、図３６、図３８及び図４０に示す結果から、赤色蛍光体のカルシウムの含有量（α／（α＋β））が０の場合には、炭素の含有量（ｚ）が０．０８５１付近において外部量子効率が良好であった。また、赤色蛍光体のカルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．１の場合には、炭素の含有量（ｚ）が０．０５５２付近において外部量子効率が良好であった。また、赤色蛍光体のカルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．２の場合には、炭素の含有量（ｚ）が０．０６８９付近において外部量子効率が良好であった。また、赤色蛍光体のカルシウムの含有量（α／（α＋β））が０．３の場合には、炭素の含有量（ｚ）が０．０６０８付近において外部量子効率が良好であった。
【０１０２】
したがって、上記組成式（１）中、カルシウムの含有量（α／（α＋β））が０＜（α／（α＋β））≦０．３なる関係を満たす範囲内、炭素の含有量（ｚ）が０．０１２≦ｚ≦０．１なる関係を満たす範囲内、アルミニウムの含有量（ｙ）が０＜ｙ≦１．０なる関係を満たす範囲内、かつ、Ｅｕ濃度（ｘ）が０.０５≦ｘ≦０．１５なる関係を満たす範囲内において、外部量子効率が特に良好であることが分かった。
【０１０３】
また、図３５、図３７、図３９、図４１に示す結果から、赤色蛍光体のピーク波長は、炭素の含有量（ｚ）の増加とともに、ピーク波長が短波長側にシフトする傾向が見られた。
【符号の説明】
【０１０４】
１ 白色光源、５ 照明装置、２１ 青色発光ダイオード、４３ 混練物、１００ 液晶表示装置、１１０ 液晶表示パネル、１２０ バックライト（照明装置５）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を、下記組成式（１）の原子数比で含有する赤色蛍光体。
【化１】
ただし、組成式（１）中、元素Ａは、少なくともカルシウム（Ｃａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）を含む２族の元素である。また、組成式（１）中、ｍ、ｘ、ｙ、ｚ、ｎは、３＜ｍ＜５、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜２、０＜ｚ＜９、０＜ｎ＜１０なる関係を満たす。
【請求項２】
上記組成式（１）中、Ｃａの原子数比をα、Ｓｒの原子数比をβ、その他の２族元素の原子数比をγとしたとき（ｍ＝α＋β＋γ）、０＜（α／（α＋β））≦０．３なる関係を満たす請求項１に記載の赤色蛍光体。
【請求項３】
上記組成式（１）中、０．０１２≦ｚ≦０．１なる関係を満たす請求項１又は２に記載の赤色蛍光体。
【請求項４】
上記組成式（１）中、０＜ｙ≦１．０なる関係を満たす請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の赤色蛍光体。
【請求項５】
上記組成式（１）中、０.０５≦ｘ≦０．１５なる関係を満たす請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の赤色蛍光体。
【請求項６】
元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）が、下記組成式（１）の原子数比となるように、元素Ａの炭酸化合物、窒化ユーロピウム、窒化シリコン、窒化アルミニウムおよび炭素含有還元剤を混合して混合物とし、
上記混合物の焼成と、当該焼成によって得られた焼成物の粉砕とを行う赤色蛍光体の製造方法。
【化２】
ただし、組成式（１）中、元素Ａは、少なくともカルシウム（Ｃａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）を含む２族の元素である。また、組成式（１）中、ｍ、ｘ、ｙ、ｚ、ｎは、３＜ｍ＜５、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜２、０＜ｚ＜９、０＜ｎ＜１０なる関係を満たす。
【請求項７】
上記混合物の焼成と、当該焼成によって得られた焼成物の粉砕とを、繰り返し行う請求項６に記載の赤色蛍光体の製造方法。
【請求項８】
素子基板上に形成された青色発光ダイオードと、
上記青色発光ダイオード上に配置されていて赤色蛍光体と緑色蛍光体もしくは黄色蛍光体とを透明樹脂に混練した混練物とを有し、
上記赤色蛍光体は、
元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を、下記組成式（１）の原子数比で含有する白色光源。
【化３】
ただし、組成式（１）中、元素Ａは、少なくともカルシウム（Ｃａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）を含む２族の元素である。また、組成式（１）中、ｍ、ｘ、ｙ、ｚ、ｎは、３＜ｍ＜５、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜２、０＜ｚ＜９、０＜ｎ＜１０なる関係を満たす。
【請求項９】
照明基板上に複数の白色光源が配置され、
上記白色光源は、
素子基板上に形成された青色発光ダイオードと、
上記青色発光ダイオード上に配置されていて赤色蛍光体と緑色蛍光体もしくは黄色蛍光体を透明樹脂に混練した混練物を有し、
上記赤色蛍光体は、
元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を、下記組成式（１）の原子数比で含有する照明装置。
【化４】
ただし、組成式（１）中、元素Ａは、少なくともカルシウム（Ｃａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）を含む２族の元素である。また、組成式（１）中、ｍ、ｘ、ｙ、ｚ、ｎは、３＜ｍ＜５、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜２、０＜ｚ＜９、０＜ｎ＜１０なる関係を満たす。
【請求項１０】
液晶表示パネルと、
上記液晶表示パネルを照明する複数の白色光源を用いたバックライトとを有し、
上記白色光源は、
素子基板上に形成された青色発光ダイオードと、
上記青色発光ダイオード上に配置されていて赤色蛍光体と緑色蛍光体もしくは黄色蛍光体を透明樹脂に混練した混練物を有し、
上記赤色蛍光体は、
元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を、下記組成式（１）の原子数比で含有する液晶表示装置。
【化５】
ただし、組成式（１）中、元素Ａは、少なくともカルシウム（Ｃａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）を含む２族の元素である。また、組成式（１）中、ｍ、ｘ、ｙ、ｚ、ｎは、３＜ｍ＜５、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜２、０＜ｚ＜９、０＜ｎ＜１０なる関係を満たす。
【請求項１】
元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を、下記組成式（１）の原子数比で含有する赤色蛍光体。
【化１】
ただし、組成式（１）中、元素Ａは、少なくともカルシウム（Ｃａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）を含む２族の元素である。また、組成式（１）中、ｍ、ｘ、ｙ、ｚ、ｎは、３＜ｍ＜５、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜２、０＜ｚ＜９、０＜ｎ＜１０なる関係を満たす。
【請求項２】
上記組成式（１）中、Ｃａの原子数比をα、Ｓｒの原子数比をβ、その他の２族元素の原子数比をγとしたとき（ｍ＝α＋β＋γ）、０＜（α／（α＋β））≦０．３なる関係を満たす請求項１に記載の赤色蛍光体。
【請求項３】
上記組成式（１）中、０．０１２≦ｚ≦０．１なる関係を満たす請求項１又は２に記載の赤色蛍光体。
【請求項４】
上記組成式（１）中、０＜ｙ≦１．０なる関係を満たす請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の赤色蛍光体。
【請求項５】
上記組成式（１）中、０.０５≦ｘ≦０．１５なる関係を満たす請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の赤色蛍光体。
【請求項６】
元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）が、下記組成式（１）の原子数比となるように、元素Ａの炭酸化合物、窒化ユーロピウム、窒化シリコン、窒化アルミニウムおよび炭素含有還元剤を混合して混合物とし、
上記混合物の焼成と、当該焼成によって得られた焼成物の粉砕とを行う赤色蛍光体の製造方法。
【化２】
ただし、組成式（１）中、元素Ａは、少なくともカルシウム（Ｃａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）を含む２族の元素である。また、組成式（１）中、ｍ、ｘ、ｙ、ｚ、ｎは、３＜ｍ＜５、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜２、０＜ｚ＜９、０＜ｎ＜１０なる関係を満たす。
【請求項７】
上記混合物の焼成と、当該焼成によって得られた焼成物の粉砕とを、繰り返し行う請求項６に記載の赤色蛍光体の製造方法。
【請求項８】
素子基板上に形成された青色発光ダイオードと、
上記青色発光ダイオード上に配置されていて赤色蛍光体と緑色蛍光体もしくは黄色蛍光体とを透明樹脂に混練した混練物とを有し、
上記赤色蛍光体は、
元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を、下記組成式（１）の原子数比で含有する白色光源。
【化３】
ただし、組成式（１）中、元素Ａは、少なくともカルシウム（Ｃａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）を含む２族の元素である。また、組成式（１）中、ｍ、ｘ、ｙ、ｚ、ｎは、３＜ｍ＜５、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜２、０＜ｚ＜９、０＜ｎ＜１０なる関係を満たす。
【請求項９】
照明基板上に複数の白色光源が配置され、
上記白色光源は、
素子基板上に形成された青色発光ダイオードと、
上記青色発光ダイオード上に配置されていて赤色蛍光体と緑色蛍光体もしくは黄色蛍光体を透明樹脂に混練した混練物を有し、
上記赤色蛍光体は、
元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を、下記組成式（１）の原子数比で含有する照明装置。
【化４】
ただし、組成式（１）中、元素Ａは、少なくともカルシウム（Ｃａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）を含む２族の元素である。また、組成式（１）中、ｍ、ｘ、ｙ、ｚ、ｎは、３＜ｍ＜５、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜２、０＜ｚ＜９、０＜ｎ＜１０なる関係を満たす。
【請求項１０】
液晶表示パネルと、
上記液晶表示パネルを照明する複数の白色光源を用いたバックライトとを有し、
上記白色光源は、
素子基板上に形成された青色発光ダイオードと、
上記青色発光ダイオード上に配置されていて赤色蛍光体と緑色蛍光体もしくは黄色蛍光体を透明樹脂に混練した混練物を有し、
上記赤色蛍光体は、
元素Ａ、ユーロピウム（Ｅｕ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）を、下記組成式（１）の原子数比で含有する液晶表示装置。
【化５】
ただし、組成式（１）中、元素Ａは、少なくともカルシウム（Ｃａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）を含む２族の元素である。また、組成式（１）中、ｍ、ｘ、ｙ、ｚ、ｎは、３＜ｍ＜５、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜２、０＜ｚ＜９、０＜ｎ＜１０なる関係を満たす。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【公開番号】特開２０１２−２４１０２６（Ｐ２０１２−２４１０２６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０８８７２（Ｐ２０１１−１０８８７２）
【出願日】平成２３年５月１４日（２０１１．５．１４）
【出願人】（０００１０８４１０）ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 (595)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１４日（２０１１．５．１４）
【出願人】（０００１０８４１０）ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 (595)
【Ｆターム（参考）】
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