JP2008277341A - 光変換用セラミックス複合体を用いた発光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも2つ以上の酸化物相が連続的にかつ三次元的に相互に絡み合った組織を有し、該酸化物相のうち少なくとも1つは蛍光を発する結晶相である凝固体からなる光変換用セラミックス複合体と発光素子からなる発光装置において、前記光変換用セラミックス複合体の光出射面において表面テクスチャーが異なる部位を含み、表面テクスチャーが異なる部位における発光素子からの光出射率が2%以上異なることを特徴とする発光装置。
【選択図】なし
Description
α−Al2O3粉末(純度99.99%)をAlO3/2換算で0.82モル、Y2O3粉末(純度99.9%)をYO3/2換算で0.175モル、CeO2粉末(純度99.9%)を0.005モルとなるよう秤量した。これらの粉末をエタノール中、ボールミルによって16時間湿式混合した後、エバポレーターを用いてエタノールを脱媒して原料粉末を得た。原料粉末は、真空炉中で予備溶解し一方向凝固の原料とした。
実施例1と同様の方法で作製した凝固体から、2mm×2mm×2mmの立方体で全ての面が表面粗さRa=1.5μmの粗面である光変換用セラミックス複合体を作製した。そして実施例1と同様な発光装置を構成し、光強度を0°方向(上面方向)、90°方向(側面方向)についてそれぞれ測定した。得られた光強度は0°方向、90°方向共に1.0であり、異方性のない配光となっていることがわかる。
実施例1で得られた凝固体から2mm×2mm×0.2mmの直方体を切出し、その6面の内、対向した2つの主面(2mm×2mmの面)を鏡面とし、残りの4側面を表面粗さRa=1.5μmの粗面にした実施例2の光変換用セラミックス複合体と、6面の全部を表面粗さRa=1.5μmの粗面にした実施例3の光変換用セラミックス複合体を作成した。これらの光変換用セラミックス複合体は図7に示すように主面の下半分を光不透過材料でマスクした。
実施例1と同様の方法で作製した凝固体から2mm×2mm×2mmの立方体を切出し、その6面の内、対向した2つの面が凹凸の高さ段差3.5μm、幅2μmの市松模様の凹凸面、残りの4つの面が高さ段差0.1μmの面である、表面状態が異なる光変換用セラミックス複合体を作製した。市松模様の凹凸面はホトリソ技術を利用してパターンエッチングで形成した。そして実施例1と同様な発光装置を構成し、光変換用セラミックス複合体の上面を高さ段差3.5μmの凹凸面、側面を高さ段差0.1μmの面とした。この時の光強度を0°方向(上面方向)、90°方向(側面方向)についてそれぞれ測定した。前述した比較例1の発光装置の0°方向の光強度を1.0とすると、本実施例の光強度は0°方向で1.15、90°方向で0.8となり、実施例1と同様に側面への光放出が抑えられた配光が得られていることがわかる。
実施例1において得られた凝固体から2mm×2mm×0.15mmの板状で、2mm×2mmの面の表面粗さがRa=0.04μmの鏡面である試料を作製し、硫酸:リン酸=1:1(容積比)の混合酸中で200℃×1hの熱処理をおこない、表面が酸化物相毎に高さが異なる凹凸面である光変換用セラミックス複合体を得た。得られた光変換用セラミックス複合体表面の断面を図8に示す。黒い部分がAl2O3(サファイア)相、白い部分が(Y、Ce)3Al5O12 相であり、(Y、Ce)3Al5O12 相がAl2O3相より約7μm低い凹凸面が形成されている。
したがって、このような凹凸面を特定の出射面とすることで、その特定の出射面において他の出射面より高い光出射率を実現することができる。
2 光変換用セラミックス複合体
2a 光変換用セラミックス複合体の底面(発光素子対向面)
2b 光変換用セラミックス複合体の頂面
2c、2d、2e 光変換用セラミックス複合体の側面
3 リードワイヤー
4 リード電極
5 固定部材
Claims (11)
- 発光素子と光変換用セラミックス複合体からなる発光装置において、前記光変換用セラミックス複合体が少なくとも2つ以上の酸化物相が連続的にかつ三次元的に相互に絡み合った組織を有し、該酸化物相のうち少なくとも1つは蛍光を発する結晶相である凝固体からなり、前記光変換用セラミックス複合体の光出射面において表面テクスチャーが異なる部位を含み、表面テクスチャーが異なる部位における光の出射効率が2%以上異なることを特徴とする発光装置。
- 前記表面テクスチャーが異なる部位の算術平均表面粗さ(Ra)の差が0.1μm以上であることを特徴とする、請求項1に記載の発光装置。
- 前記表面テクスチャーが表面凹凸であり、凹凸の段差が0.5μm以上異なることを特徴とする、請求項1に記載の発光装置。
- 前記表面凹凸がセラミックス複合体を構成する酸化物相ごとの凹凸であることを特徴とする、請求項3に記載の発光装置。
- 前記光変換用セラミックス複合体が、光入射面と、第1の光出射面と、第1の光出射面以外の第2の光出射面を有し、第1の光出射面と第2の光出射面において、表面テクスチャーが異なり、発光素子からの光の出射効率が2%以上異なることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光装置。
- 第1の光出射面が光入射面と対向している、請求項5に記載の発光装置。
- 光出射面の表面テクスチャーが漸進的に変化する部位を含むことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記発光装置がバックライトであり、光変換用セラミックス複合体が主面を有する板状であり、発光素子から光変換用セラミックス複合体の板の側面に横方向から光が入射され、光変換用セラミックス複合体の板の主面から出射されるバックライトであり、光変換用セラミックス複合体の光出射される主面において光入射部位から遠ざかるに従い表面テクスチャーが漸進的に変化して、主面からの光出射の光量が同等にされることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記光変換用セラミック複合体が、組成成分として少なくともY元素、Al元素とCe元素を含むことを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載の発光装置。
- 発光素子が発光ダイオードであることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記光変換用セラミック複合体が波長530〜580nmにピークを有する蛍光を発し、前記発光素子が波長400nm〜520nmにピークを有する光を発することを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載の発光装置。
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