单晶荧光体、含荧光体构件以及发光装置的制造方法_2

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子效率。
[0060] 下面的表1示出关于荧光的波长和CIE色度的评价结果。表1的试料编号1~33 的试料是本实施方式的单晶荧光体的试料,试料编号34~36的试料是作为比较例的通过 Ce来激活的YAG系多晶荧光体粉末的试料。表1示出本实施方式的单晶荧光体的组分式中 的a、b、c的值、激励光的峰值波长为440nm、450nm、460nm时的焚光的峰值波长λp(nm)以 及激励光的峰值波长为440nm、450nm、460nm时的CIE色度坐标(X,y)。
[0061] 表 1
[0062]
[0063] 如表1所示,评价时使用的单晶荧光体的组分式(YiabLuaCeb) 3+,15。012的a、b、c 的数值范围分别是〇彡a彡0· 9994,0· 0002彡b彡0· 0067, -ο. 016彡c彡0· 315。
[0064] 其中,包含Lu的单晶荧光体的组分式中的a的数值范围为0. 0222 <a< 0. 9994, 不包含Lu的单晶荧光体的组分式中的a的值为a= 0。
[0065] 包含Lu的单晶荧光体与不包含Lu的单晶荧光体相比,其荧光色更接近绿色,因 此,通过与红色系荧光体组合,能够使用蓝色光源生成显色性高的白色光。相反地,不包含Lu的单晶荧光体无需与红色系荧光体组合,就能够使用蓝色光源生成色温高的白色光。 [0066] 另外,一般来说,包含Lu的单晶荧光体与不包含Lu的单晶荧光体相比具有温度特 性更优异的倾向。另一方面,Lu价格高,因此,向单晶荧光体添加Lu会导致制造成本增加。 [0067]另外,根据表1,在评价时使用的单晶荧光体的组分式中的a、b的数值范围分别是 0 <a< 0. 9994、0. 0002 <b< 0. 0067的情况下,激励光的峰值波长为450nm时的荧光的 CIE色度坐标X、y的数值范围分别是0· 329彡X彡(λ434,0· 551彡y彡0· 600。
[0068]图1是表示评价时使用的第1实施方式的单晶荧光体的组分分布的坐标图。图1 的横轴表不单晶焚光体的组分式中的a(Lu浓度),纵轴表不组分式中的b(Ce浓度)。
[0069] 图2是表示评价时使用的第1实施方式的单晶荧光体的CIE(X,y)色度分布的坐 标图。图2的横轴表不激励光的峰值波长为450nm时的CIE色度的坐标X,纵轴表不坐标 1。
[0070] 图2中的直线y= -0. 4377X+0. 7444是通过最小二乘法求出的峰值波长为450nm 时的CIE色度坐标的近似直线。另外,该近似直线的上侧的虚线是用y= -0. 4585X+0. 7504 表示的直线,下侧的虚线是用y= -0. 4377x+0. 7384表示的直线。
[0071] 如图2所示,在具有用组分式化abLuaCeb)3+cAl5c012(0彡a彡0· 9994, 0. 0002 <b< 0. 0067, -0. 016 <c< 0. 315)表示的组分的单晶荧光体中,激励光的峰值 波长为450nm且温度为25°C时的发光光谱的CIE色度坐标x、y满足-0. 4377X+0. 7384 <y < -0· 4585χ+0· 7504 的关系。
[0072] 下面的表2示出关于内部量子效率的评价结果。表2示出本实施方式的单晶荧光 体的组分式中的a、b、c的值、激励光的峰值波长为440、450、460nm时在25°C情况下的内部 量子效率(ηint)。
[0073] 表 2
[0074]
[0075] 根据表2,本实施方式的单晶荧光体具有很高的内部量子效率。例如,被评价的所 有单晶荧光体的试料在温度为25°C且激励光的峰值波长为450nm时的内部量子效率均在 0. 91以上。
[0076] 此外,关于被评价的单晶荧光体的试料形状,试料编号15、19的试料是直径为 l〇mm且厚度为0. 3mm的圆形的板,试料编号33的试料为粉末,除此以外的试料是一边的长 度为10mm且厚度为0. 3mm的正方形的板。另外,除了粉末状试料以外的所有试料均是两面 进行了镜面抛光的试料。
[0077] 荧光的峰值波长λρ(ηΠ ι)、CIE色度坐标(X,y)和内部量子效率的测定值几乎不受 试料形状的影响。
[0078]〔与多晶荧光体的比较〕
[0079] 通过Ce来激活的YAG系单晶荧光体和YAG系多晶荧光体粉末在Ce的浓度与发光 色的关系这方面大不相同。例如,在专利文献(特开2010-24278号公报)中,记载了具有用 组分式azCez) 3A15012表示的组分的多晶荧光体粉末会在0. 003彡z彡0. 2的Ce浓度范围 内发出一定色度(0.41,0. 56)的光。另一方面,在本实施方式的单晶荧光体中,色度依赖于 Ce浓度而变化,例如,用于发出与上述专利文献的多晶荧光体粉末相同色度(0. 41,0. 56) 的光的组分是化zCez)3Al5012(z= 0. 0005)。
[0080] 另外,在专利文献(特许第3503139号公报)中,记载了具有用组分式 化abLuaCeb)3Al5012表示的组分的多晶荧光体粉末在a= 0. 99、b= 0. 01时发光色度为 (0. 339, 0. 579),在a= 0. 495、b= 0. 01时发光色度为(0. 377, 0. 570)。该多晶荧光体粉 末所包含的Ce的浓度与本实施方式的单晶荧光体所包含的Ce的浓度相比仍高出几个数量 级。
[0081] 这样,在单晶荧光体中,为了发出所希望的颜色的光而添加的Ce的浓度与多晶荧 光体相比极少,能够降低价格高的Ce的使用量。
[0082] [第2实施方式]
[0083] 第2实施方式是关于具有第1实施方式的单晶荧光体的发光装置的方式。
[0084] 〔发光装置的构成〕
[0085] 图3A是第2实施方式的发光装置10的垂直截面图。图3B是发光装置10所包含 的发光元件100及其周边部的放大图。
[0086] 发光装置10具有:基板11,其在表面具有配线12a、12b;发光元件100,其搭载在 基板11上;单晶荧光体13,其设置在发光元件100上;环状的侧壁14,其包围发光元件100 ; 以及密封材料15,其密封发光元件100和单晶荧光体13。
[0087] 基板11由例如A1203等陶瓷构成。在基板11的表面上通过图案化形成有配线12a、 12b。配线12a、12b由例如妈等金属构成。
[0088] 发光元件100是倒装芯片型LED芯片,发出蓝色系的光。从发光元件100的内部 量子效率的观点出发,优选发光元件100的发光峰值波长处于430~480nm的范围,而且, 从单晶荧光体13的内部量子效率的观点出发,更优选其处于440~470nm的范围。
[0089] 在该发光元件100中,在由蓝宝石等构成的元件基板101的第1主面101a上,依 次层叠有:η型半导体层102,其由添加了η型杂质的GaN等构成;发光层103 ;以及p型半 导体层104,其由添加了p型杂质的GaN等构成。在η型半导体层102的露出部分形成有η 侧电极l〇5a,在ρ型半导体层104的表面形成有ρ侧电极105b。
[0090] 发光层103通过从η型半导体层102和ρ型半导体层104注入载流子而发出蓝色 系的光。从发光层103发出的光透射过η型半导体层102和元件基板101,从元件基板101 的第2主面101b出射。即,元件基板101的第2主面101b是发光元件100的光出射面。
[0091] 在元件基板101的第2主面101b上,以覆盖整个第2主面101b的方式配置有单 晶荧光体13。
[0092] 单晶荧光体13是包括第1实施方式的单晶荧光体的平板状的单晶荧光体。单晶 荧光体13由1个单晶构成,因此不包含晶界。单晶荧光体13具有与第2主面101b相等或 者更大的面积。单晶荧光体13吸收发光元件100发出的光而发出黄色系的荧光。
[0093] 另外,单晶荧光体13是未隔着其它构件地直接设置在元件基板101的第2主面 l〇lb上,单晶荧光体13的元件基板101侧的面即第1面13a与元件基板101的第2主面 l〇lb接触。单晶荧光体13与元件基板101例如通过分子间作用力接合。
[0094] 发光元件100的η侧电极105a和p侧电极105b分别通过导电性的凸块106与配 线12a、12b电连接。
[0095] 侧壁14包括硅酮系树脂、环氧系树脂等树脂,也可以包含二氧化钛等光反射颗 粒。
[0096] 密封材料15包括例如硅酮系树脂、环氧系树脂等具有透光性的树脂。密封材料15 也可以包含吸收发光元件1〇〇发出的光而发出红色系的荧光的红色系荧光体的颗粒。从明 亮度和显色性的观点出发,红色系荧光体的发光峰值波长优选处于600~660nm的范围,更 优选处于635~655nm的范围。若波长过小,则会由于接近单晶荧光体13的发光波长而导 致显色性下降。另一方面,若波长过大,则对能见度的下降影响变大。
[0097]〔发光装置的动作〕
[0098] 当对发光元件100通电时,电子通过配线12a、n侧电极105a和η型半导体层102 注入到发光层103,另外,空穴通过配线12b、ρ侧电极105b和ρ型半导体层104注入到发 光层103,从而使发光层103发光。
[0099] 从发光层103发出的蓝色系的光透射过η型半导体层102和元件基板101而从元 件基板101的第2主面101b出射,入射到单晶荧光体13的第1面13a。
[0100] 单晶焚光体13将从发光兀件100发出的蓝色系的光的一部分吸收,发出黄色系的 荧光。
[0101] 从发光元件1〇〇发出并前往单晶荧光体13的蓝色系的光中
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