荧光体以及使用了该荧光体的发光装置、照明光源、照明装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及巧光体W及使用了该巧光体的发光装置。详细地说，本发明设及为获 得优选的照明光而进行了色调控制的巧光体W及使用了该巧光体的发光装置。
【背景技术】
[0002] 一直W来，作为巧光体，为人所知的是锭侣石恼石(YAG:Y3Al2(Al化)3)。而且作为 高效率巧光体为人所知的是用Ce3+激活的YAG:Ce巧光体和用Tb3+激活的YAG:Tb巧光体等具 有石恼石结构的巧光体。运样的石恼石结构的巧光体在大量的发光装置中加 W利用（例如 参照专利文献1、2W及非专利文献1)。
[0003] 如果照射粒子射线或者电磁波，则用Ce3+激活的石恼石结构的巧光体被激发，放出 从蓝绿色到红色的可见光(例如参照非专利文献1、专利文献3)。
[0004] 现有技术文献 [000引专利文献
[0006] 专利文献1:日本专利第3503139号说明书
[0007] 专利文献2:美国专利第6812500号说明书 [000引专利文献3:国际公开第2010/043287号
[0009] 非专利文献
[0010] 非专利文献1:巧光体同学会编，"凿光体/、シKフV夕"（巧光体手册），株式会社才 一厶社，1987年 12 月，P12,237 ~238,268 ~278,332
【发明内容】
[0011] 由无机氧化物构成的本发明的巧光体含有Ce3+和化两者作为激活剂。巧光体包 含在400nm~470nm的波长区域具有峰值的由Ce3+引起的宽的激发光谱。再者，巧光体具有由 因 Ce3+引起的宽的发光成分、和因 Tb3+引起的线性的发光成分构成的发光光谱。由Ce3+引起 的宽的发光成分在510nmW上且低于570nm的波长区域具有峰值。由化引起的线性的发光 成分在535nmW上且低于560nm的波长区域具有峰值。发光光谱在由化引起的线性的发光 成分的波长下强度达到最大。
[0012] 根据W上的构成，可W得到一种巧光体，其能够由380nmW上且低于470皿的短波 长可见光产生激发，进而能够放出具有良好可见性的绿光。
【附图说明】
[0013] 图1是表示本发明实施方式的巧光体的激发光谱W及发光光谱的图。
[0014] 图2是表示本发明实施方式的其它巧光体的激发光谱W及发光光谱的图。
[0015] 图3是表示使用蓝色LED、本发明实施方式中的化合物（巧光体）、和红色巧光体各 自的发光光谱进行模拟而得到的光谱分布的图。
[0016] 图4A是用于说明本发明实施方式的发光装置的概略图。
[0017] 图4B是用于说明本发明实施方式的其它发光装置的概略图。
[0018] 图5是示意表示本发明实施方式的半导体发光装置的一个例子的剖视图。
[0019] 图6A是用于说明本发明实施方式中的照明光源的方块图。
[0020] 图6B是用于说明本发明实施方式中的照明装置的方块图。
【具体实施方式】
[0021] 在说明本发明的实施方式之前，就W前的巧光体中的课题进行说明。
[0022] -般地说，包含线性的发光成分的发光光谱具有较高的可见性。具有石恼石结构 的W前的Ce3+激活巧光体如果在短波长可见光(380nmW上且低于470nm的波长)被激发，就 会发出宽半峰宽的发光光谱。因此，在其发光光谱中，无法得到较高的可见性。另外，具有石 恼石结构的W前的化激活巧光体虽然发出线性的发光光谱，但采用短波长可见光几乎不 会被激发。因此，难W提供将放出短波长可见光的固体发光元件作为激发源、从而放出具有 良好可见性的线性绿光的发光装置。
[0023] 本发明提供能够采用短波长可见光进行激发、进而可W放出具有良好可见性的绿 光的巧光体W及使用了该巧光体的发光装置。
[0024] 下面就本发明实施方式的巧光体W及使用巧光体的发光装置进行详细的说明。此 夕h为便于说明，附图的尺寸比例有所夸大，往往与实际的比例不同。
[0025] [巧光体]
[0026] -般地说，巧光体是将构成结晶质化合物的元素的一部分用能够成为放出巧光的 离子的元素部分置换而得到的化合物。具有运种特性的离子通常称之为发光中屯、。而且在 本实施方式的巧光体中，也在作为结晶质化合物的母体中导入作为发光中屯、的离子。由此， 巧光体能够容易地受外部刺激激发，从而放出巧光。作为外部刺激的例子，可W列举出粒子 射线(α射线、β射线、电子射线)和电磁波（丫射线、X射线、真空紫外线、紫外线、可见光线）的 照射等。
[0027] 本发明实施方式的巧光体由含有Ce3+和化两者作为激活剂的无机氧化物构成。 巧光体包含在400nm~470nm的波长区域具有峰值的由Ce3+引起的宽的激发光谱。再者，巧光 体具有由因 Ce3+引起的宽的发光成分、和因化引起的线性的发光成分构成的发光光谱。由 Ce3+引起的宽的发光成分在SlOnmW上且低于570nm的波长区域具有峰值。由Tb3+引起的线 性的发光成分在535nmW上且低于56化m的波长区域具有峰值。发光光谱在由化引起的线 性的发光成分的波长下强度达到最大。
[0028] 本实施方式的巧光体将母体设定为无机氧化物，含有姉离子(Ce3+)和铺离子(Tb3+ )作为发光中屯、。而且该巧光体的发光光谱如图1和图2所示，具有由宽的发光成分和线性 的发光成分构成的特征的形状。首先，就显示该特征的光谱的机理进行说明。
[0029] -般地说，Ce3+和化各自具有多个固有的能级。各能级有助于各离子的能量的吸 收和释放。能量的吸收和释放通过各能级间的跃迁而产生。Ce3+激活巧光体将吸收的光变换 为长波长的光而进行发光。该变换光具有很宽的光谱分布。Tb3+激活巧光体将吸收的光变换 为长波长的光而进行发光。该变换光的光谱分布具有多条明线，在535nmW上且低于560nm 显示最大强度。
[0030] 另外，在用Ce3+和町3哺者激活的巧光体中，通过能量传递，被Ce3+所吸收的能量的 至少一部分向化3+移动。因此，Ce3+的能量释放的跃迁和化3+的能量吸收的跃迁通常需要重 叠在一起。为人所知的有利用了从该Ce3+向化的能量传递的灯用绿色巧光体。例如为化曰， Ce，Tb)P〇4、（ Ce，Tb )MgAhiOi9、（Gd，Ce，Tb )M浊5〇1〇)等。但是，在灯用绿色巧光体中，激发光谱 的峰值在254nm附近，Ce3+的发光成分的峰值波长处在低于450nm的波长区域的位置。
[0031]另一方面，在从Ce3+向化的能量传递中，即使当Ce3+的能量释放的跃迁在450nm~ 49化m的波长范围时，也可W与化的能量吸收的跃迁重叠在一起。因此，从原理上说，从Ce3 +向化的能量传递是可能的。也就是说，即使当在450nm~490nm的范围具有发光峰值的Ce3+ 激活巧光体被化共激活时，也产生从Ce3+向化的能量传递。
[003引在Tb3+的浓度较高的情况下，Tb3+和Ce3+之间的离子间距离变近，因而被Ce 3+所吸收 的能量的几乎全部向化移动。因此，起因于化的540nmW上且低于56化m的线性的发光作 为主体而显示出来。另一方面，在化的浓度较低的情况下，虽然不像前者那样，但被Ce3+所 吸收的许多能量向Tb3+移动。因此，在发光光谱中，起因于Ce3+的在450nmW上且低于490nm 具有峰值的宽的发光成分能够与起因于化的540nmW上且低于560nm的线性的发光成分共 存。
[003引然而，在本实施方式的巧光体的情况下，如上所述，Ce3+的发光峰值在SlOnmW上且 低于570nm产生。因此，从Ce3+向化的能量传递的概率更为低下。但是，由于在450nm~ 490nm的范围也有由Ce3+引起的能量释放的跃迁，因而被Ce3+所吸收的能量的一部分向化 移动。因此，即使很少，向Tb3+移动的能量也有助于Tb3+的发光。另一方面，未传递给Tb 3+的许 多能量有助于Ce3+的发光。根据该机理，在本实施方式的巧光体中，Ce3+的在51化mW上且低 于57化m具有峰值的宽的发光成分与化的线性的发光成分混合在一起。其结果是，其发光 光谱成为在535nmW上且低于560nm具有线性的发光峰值的特征的形状。此外，在本发明的 巧光体中，即使根据其它机理而显示上述的发光光谱，本发明的技术范围也不会受到任何 影响。
[0034] 在此，所谓宽的发光成分，是指与发光成分相对应的发光光谱的半峰宽(FW歷)为 50~150nm。另外，所谓线性的发光成分，是指与发光成分相对应的发光光谱的半峰宽为10 ~30nm〇
[0035] 如上所述，本实施方式的巧光体含有Ce3+和化两者作为激活剂。而且Ce3+不仅作 为发光中屯、发挥作用，而且作为化的增感剂发挥作用。其结果是，具有明线状的绿色成分 的化的发光强度增加。另外，Ce3+在存在于晶格中的情况下，吸收短波长可见光。因此，在 本实施方式的巧光体中，通过使Ce3+和化共存，能够让Ce3+所吸收的短波长可见光的能量 高效地向化移动。因此，可W使短波长可见光向明线状绿光进行波长变换。
[0036] 本实施方式的巧光体的晶体结构优选为石恼石结构。也就是说，构成巧光体的母 体优选为具有石恼石晶体结构的无机氧化物。将具有石恼石晶体结构的化合物用作母体的 巧光体在Lm)照明的用途中得到了广泛的应用。另外，应用该巧光体的发光装置的种类也很 多。因此，石恼石结构的巧光体在产业上的利用价值较高。此外，可W作为母体使用的具有 石恼石结构的化合物只要能够获得上述效果，就没有特别的限定。不过，作为母体，例如优 选使用 Ca2TbSc2(Al〇4)(Si〇4)2。
[0037] 本实施方式的巧光体优选为具有用通式(1)表示的组成。
[003引 M3-(x+y)TbxCeyX2Si3-aAla0l2 (1)
[0039] 式中，Μ含有巧(Ca)，X含有筑(Sc)，0<x。，0<