JP2013231149A - Ｕｖ光励起赤色発光材料及び発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】大電流を流し、高輝度で発光させても、安定して高効率で赤色発光させることが可能なＵＶ光励起赤色発光材料及び長期間、高効率で高輝度発光させることが可能な赤色発光又は白色発光可能な発光装置を提供する。
【解決手段】化学式Ｍ１−ｘＲＥｘＦ２＋ｘ−ｗで表されるフッ化物単結晶からなり、前記化学式でＭがＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの群から選択される１又は２以上の第２族金属元素であり、ＲＥが希土類元素であり、０＜ｘ≦０．４であり、０≦ｗ≦０．５であるＵＶ光励起赤色発光材料により、上記課題を解決できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＵＶ光励起赤色発光材料及び発光装置に関する。
近年、照明応用の需要の増加とともに、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）の高輝度化が進んでいる。
高輝度ＬＥＤでは、光強度の高い光を放出するとともに、大電流に伴う熱が多量に放出される。ＬＥＤの各構成部材は、長期間、強い光に曝され、高温下に配置されることとなるので、高い耐光性及び高い耐熱性を具備することが必要とされる。
代表的な白色発光装置（以下、白色ＬＥＤともいう。）には、大別して、次の３つのタイプがある（非特許文献１参考）。
第１のタイプは、一つのパッケージの中に赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子を備えた白色ＬＥＤである。
このタイプは、一つのパッケージの中にエポキシ樹脂等の結合剤（バインダー）を必要とせず、発光素子のみで構成できるので、高い耐光性及び高い耐熱性を具備するようにできる。しかし、３色の発光素子の輝度・色調の調整が難しく、回路構成が複雑となり、製造コストが高くなるという問題がある。
第２のタイプは、一つのパッケージの中に紫外（以下、ＵＶともいう。）発光素子と、発光素子を覆うエポキシ樹脂等の結合剤（バインダー）中に紫外光励起赤色蛍光体、紫外光励起緑色蛍光体、紫外光励起青色蛍光体を分散させた白色ＬＥＤである。
また、第３のタイプは、一つのパッケージの中に青色発光素子と、発光素子を覆うエポキシ樹脂等の結合剤（バインダー）中に青色光励起赤色蛍光体、青色光励起緑色蛍光体を分散させた白色ＬＥＤである。
これらのタイプは、一つのパッケージの中に１個の発光素子しか用いない構成なので、第１のタイプと比較して輝度・色調調整が容易であり、回路を単純化でき、製造コストを安くできるという利点がある。また、色温度の調整幅も広くできるという利点がある。
しかし、これらのタイプはいずれも、バインダーを備える構成であり、バインダーが、長期間、強い光に曝され、高温下に配置されることにより、劣化し、着色を生じ、光の透過率を低下させ、発光効率を低下させるという問題がある。
また、大電流を流し、高輝度で発光させた場合、バインダーの劣化だけでなく、蛍光体の特性低下の発生も生じる場合がある（非特許文献２）。
白色ＬＥＤは、前記３色の発光色を用いる構成に限られるものではなく、白色のＣＩＥ色度座標（０．３３、０．３３）を通過する補色関係にある２色の発光色を用いて構成してもよく、例えば一つのパッケージの中に青色発光素子と、エポキシ樹脂等の結合剤（バインダー）中に分散させた粒状の青色光励起黄色蛍光体を組み合わせた白色ＬＥＤがあるが（特許文献１）、このような白色ＬＥＤでも、バインダーの劣化による発光効率の低下という問題がある。
エポキシ樹脂の劣化に対して、代わりにシリコン系の樹脂を使う試みもなされているが、根本的な解決には至っていない。
特開２０１０−１５５８９１号公報
「高輝度ＬＥＤ材料のはなし」日刊工業新聞社刊、ｐ４４（２００５） Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒ，７１（２０１０）１−３４．
本発明は、大電流を流し、高輝度で発光させても、安定して高効率で赤色発光させることが可能なＵＶ光励起赤色発光材料、その製造方法及び長期間、高効率で高輝度発光させることが可能な赤色発光又は白色発光可能な発光装置を提供することを課題とする。
本研究者は、様々な実験を繰り返すことにより、Ｂａ１−ｘＥｕｘＦ２＋ｘで表されるフッ化物（以下、ＢａＥｕＦとも表記する）単結晶を新規に開発した。この単結晶はＵＶ光を励起光として高輝度で安定して赤色発光させることが可能であった。そして、この単結晶をＵＶ発光素子に組み合わせることにより、バインダーを用いることなく、高輝度・高効率、回路も単純で製造コストも安い赤色発光又は白色発光可能な発光装置を提供できることに想到して、本研究を完成した。
本発明は、以下の構成を有する。
（１）化学式Ｍ１−ｘＲＥｘＦ２＋ｘ−ｗで表されるフッ化物単結晶からなり、前記化学式でＭがＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの群から選択される１又は２以上の第２族金属元素であり、ＲＥが希土類元素であり、０＜ｘ≦０．４であり、０≦ｗ≦０．５であることを特徴とするＵＶ光励起赤色発光材料。
（２）ＭがＢａであり、ＲＥがＥｕであることを特徴とする（１）に記載のＵＶ光励起赤色発光材料。
（３）０．０５≦ｘ≦０．３であることを特徴とする（１）又は（２）に記載のＵＶ光励起赤色発光材料。
（４）Ｍの一部が第３族金属元素、第４族金属元素、第５族金属元素、第１３族金属元素、第１４族金属元素の群から選択されるいずれか１又は２以上の元素で置換されていることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載のＵＶ光励起赤色発光材料。
（５）ＲＥの一部がＳｃ、Ｙ及び希土類元素の群から選択されるいずれか１又は２以上の元素であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載のＵＶ光励起赤色発光材料。
（６）Ｆの一部がＣｌ、Ｂｒ、Ｉの群から選択されるいずれか１又は２以上の元素であることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載のＵＶ光励起赤色発光材料。
（７）（１）〜（６）のいずれかに記載のＵＶ光励起赤色発光材料からなる板材と、光出射面を有するＵＶ発光素子と、を有し、前記板材の一面と前記光出射面が対向するように、前記ＵＶ発光素子に対して前記ＵＶ光励起赤色発光材料が配置されていることを特徴とする発光装置。
（８）前記ＵＶ発光素子の発光ピーク波長が２５０ｎｍ以上４２５ｎｍ以下の範囲にあることを特徴とする（７）に記載の発光装置。
（９）前記ＵＶ発光素子の光出射面に接してＵＶ光励起赤色発光材料が配置されていることを特徴とする（７）に記載の発光装置。
（１０）前記ＵＶ発光素子の光出射面に離間してＵＶ光励起赤色発光材料が配置されていることを特徴とする（７）に記載の発光装置。
（１１）前記ＵＶ光励起赤色発光材料に接してＵＶ光励起黄色発光材料が配置されており、前記ＵＶ光励起黄色発光材料に接してＵＶ光励起青色発光材料が配置されていることを特徴とする（７）〜（１０）のいずれかに記載の発光装置。
（１２）前記ＵＶ光励起青色発光材料がＣｅ：Ｒ２ＳｉＯ５（ＲはＬｕ、Ｙ、Ｇｄのいずれか１種又は２種以上）単結晶であることを特徴とする（１１）に記載の発光装置。
（１３）前記ＵＶ光励起黄色発光材料がセリウム添加テルビウム・スカンジウム・アルミニウム・ガーネット型単結晶であることを特徴とする（１１）又は（１２）に記載の発光装置。
本発明のＵＶ光励起赤色発光材料は、化学式Ｍ１−ｘＲＥｘＦ２＋ｘ−ｗで表されるフッ化物単結晶からなり、前記化学式でＭがＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの群から選択される１又は２以上の第２族金属元素であり、ＲＥが希土類元素であり、０＜ｘ≦０．４であり、０≦ｗ≦０．５である構成なので、大電流を流し、ＵＶ光励起により、高輝度で発光させても、安定して高効率で赤色発光させることができる。
本発明の発光装置は、先に記載のＵＶ光励起赤色発光材料からなる板材と、光出射面を有するＵＶ発光素子と、を有し、前記板材の一面と前記光出射面が対向するように、前記ＵＶ発光素子に対して前記ＵＶ光励起赤色発光材料が配置されている構成なので、前記ＵＶ発光素子からの発光が前記ＵＶ光励起赤色発光材料を励起して発光させ、バインダーを用いることなく、長期間、高効率・高輝度で赤色発光させることが可能な発光装置を提供することができる。また、回路を単純化でき、製造コストを安くできる。
本発明の発光装置は、前記ＵＶ光励起赤色発光材料に接してＵＶ光励起黄色発光材料が配置されており、前記ＵＶ光励起黄色発光材料に接してＵＶ光励起青色発光材料が配置されている構成なので、前記ＵＶ発光素子からの発光が前記ＵＶ光励起赤色発光材料に加えて、前記ＵＶ光励起黄色発光材料を励起して発光させ、更に、前記ＵＶ光励起青色発光材料を励起して発光させ、バインダーを用いることなく、長期間、高効率・高輝度で白色発光させることが可能な発光装置を提供することができる。また、回路を単純化でき、製造コストが安くできる。
本発明の第１の実施形態である発光装置の模式図であり、発光装置の断面図（ａ）及び発光装置を構成する発光素子及びその周辺部の断面図（ｂ）である。 本発明の第２の実施形態に係る発光装置の模式図であり、発光装置の断面図（ａ）、発光装置を構成する発光素子及びその周辺部の断面図（ｂ）及び発光装置を構成する発光素子の平面図（ｃ）である。 本発明の第３の実施形態である発光装置の断面図である。 本発明の第４の実施形態である発光装置の断面図である。 本発明の第５の実施形態である発光装置の模式図であり、発光装置の断面図（ａ）、発光装置を構成する発光素子の断面図（ｂ）である。 本発明の第６の実施形態である発光装置の断面図である。 本発明の第７の実施形態である発光装置の断面図である。 本発明の第８の実施形態である発光装置の断面図である。 本発明の第９の実施形態である発光装置の断面図である。 本発明の第１０の実施形態である発光装置の断面図である。 実施例１サンプルを示す写真である。 実施例１サンプルの透過スペクトルである。 実施例１サンプルの蛍光スペクトルである。 実施例１サンプルの励起スペクトルである。
［第１の実施形態］
＜ＵＶ光励起赤色発光材料＞
まず、本発明の実施形態であるＵＶ光励起赤色発光材料について説明する。
本発明の実施形態であるＵＶ光励起赤色発光材料は、化学式Ｍ１−ｘＲＥｘＦ２＋ｘ−ｗで表されるフッ化物単結晶（以下、ＢａＥｕＦ系単結晶と称する場合がある。）からなる。また、前記化学式でＭがＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの群から選択される１又は２以上の第２族金属元素であり、ＲＥが希土類元素である。更にまた、０＜ｘ≦０．４であり、０≦ｗ≦０．５である。
ＭがＢａであり、ＲＥがＥｕであることが好ましく、０．０５≦ｘ≦０．３であることがより好ましい。
Ｍの一部が第３族金属元素、第４族金属元素、第５族金属元素、第１３族金属元素、第１４族金属元素の群から選択されるいずれか１又は２以上の元素で置換されてもよい。
また、ＲＥの一部がＳｃ、Ｙ及び希土類元素の群から選択されるいずれか１又は２以上の元素であってもよい。
更にまた、Ｆの一部がＣｌ、Ｂｒ、Ｉの群から選択されるいずれか１又は２以上の元素であってもよい。
上記構成を有することにより、本発明の実施形態であるＵＶ光励起赤色発光材料は、２５０〜４２５ｎｍの範囲に励起ピーク波長を有し、５８０〜７２０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する赤色発光材料とすることができる。ＵＶ光励起赤色発光材料は、２５０〜４２５ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有するＵＶ発光素子と組み合わせることにより、高輝度・高効率の赤色発光装置とすることができる。
また、前記単結晶は安定性が高く相転移もないので、単結晶の切り出し時におけるクラックを十分に抑制でき、第２相の発生も抑制できる。更に、これにより、大型単結晶化が可能である。
更にまた、前記単結晶は、比較的低温で結晶成長させることが可能であるとともに、その製造コストも低くすることができる。
＜ＵＶ光励起赤色発光材料の製造方法＞
次に、本発明の実施形態であるＵＶ光励起赤色発光材料の製造方法について説明する。
本発明の実施形態であるＵＶ光励起赤色発光材料は、溶融凝固法により、例えば、次のようにして、成長させることができる。
まず、所定の材料を所定のモル比で量りとる。
次に、秤量した材料を、るつぼの中で混合し、真空ポンプで真空にした後ＣＦ４（＞９９．９９％）雰囲気とし、徐々に溶解させた後、徐々に冷却する。
以上の工程により、本発明の実施形態である化学式Ｍ１−ｘＲＥｘＦ２＋ｘ−ｗで表されるフッ化物の単結晶体からなるＵＶ光励起赤色発光材料を製造することができる。
また、チョクラルスキー（以下、Ｃｚ）法により、例えば、次にようにして、成長させることができる。
まず、所定の材料を所定のモル比で量りとり、るつぼの中で混合し、真空ポンプで真空にした後、ＣＦ４（＞９９．９９％）雰囲気とし、徐々に溶解させた後、徐々に冷却して、略円板状の第１の単結晶を形成する。
次に、前記第１の単結晶から棒状の種結晶を切り出す。
次に、前記同様に所定材料を所定モル比で量りとり、るつぼの中で混合した後、るつぼをチャンバ内に配置してから、真空ポンプで高真空にすることでチャンバ内の酸素を効率的に除去した後、ＣＦ４（＞９９．９９％）雰囲気とする。
次に、高周波発振器（３０ｋＷ）に接続された高周波コイルにより、るつぼを加熱して、るつぼ内で混合材料をゆっくり溶融する。
次に、るつぼ中の溶液に前記棒状の種結晶を一端側から接触させてから、棒の中心軸周りに回転させながら、棒の他端側方向に引き上げることにより、棒状の種結晶の溶液側に単結晶を成長させる。例えば、回転速度は１〜５０ｒｐｍとし、引上げ速度は０．１〜１０ｍｍ／ｈとする。
これにより、棒の一端側から棒の周りに単結晶を形成することができる。
次に、前記単結晶から所定の形状に切り出す。例えば、略円柱状とする。

以上の工程により、本発明の実施形態である化学式Ｍ１−ｘＲＥｘＦ２＋ｘ−ｗで表されるフッ化物の単結晶体からなるＵＶ光励起赤色発光材料を製造することができる。
前記単結晶は、ブリッジマン（Ｂｒｉｄｇｍａｎ）法を用いての製造も可能である。
ブリッジマン法による結晶育成は例えば以下のようである。
るつぼ内に所定の材料を所定のモル比で量りとり、るつぼの中で撹拌した後、チャンバ内にるつぼを設置する。
その後真空ポンプにより高真空にすることで効率的に水分を除去し、その高真空を保ったまま、るつぼ周囲に配置された抵抗加熱型の加熱源に通電し、るつぼ内の材料を溶解する。なお、前記加熱源は上方が材料の融点より温度が高く下方が材料の融点より温度が低い温度勾配を有している。
材料が溶解した後、融点より温度が高い上方から融点より温度の低い下方に向かいるつぼを移動させる。この際、融点、あるいはそれよりも温度が低い所に来た溶液が単結晶化し、これを連続的に行うことで単結晶を連続的に育成することができる。
これら溶融凝固法、Ｃｚ法又はブリッジマン法により、本発明の実施形態であるＵＶ光励起赤色発光材料を製造することが好ましい。容易にかつ安定した特性を有する単結晶が得られるためである。
しかし、製造方法はこれらの方法に限られるものではなく、浮遊帯域法（ＦＺ：ｆｌｏａｔｉｎｇ ｚｏｎｅ法）、マイクロ引き下げ法（μ−ＰＤ法：μ−Ｐｕｌｌｉｎｇ Ｄｏｗｎ法）、帯溶融法（Ｚｏｎｅ ｍｅｌｔｉｎｇ法）等の方法を用いても良い。
また、これらの製造方法で成長させる単結晶体は安定性が高く相転移もないので、単結晶体の切り出し時におけるクラックを十分に抑制でき、第２相の発生も抑制できるため大型単結晶化が可能である。また、前記単結晶は、比較的低温で結晶成長させることが可能であるとともに、その製造コストも低くすることができる。
＜発光装置＞
次に、本発明の第１の実施形態である発光装置について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態である発光装置１の模式図であり、発光装置１の断面図（ａ）及び発光装置１を構成する発光素子１０及びその周辺部の断面図（ｂ）である。
図１（ａ）に示すように、発光装置１は、セラミック基板３と、セラミック基板３上に配置されたＵＶ発光素子（ＵＶ−ＬＥＤ）１０と、セラミック基板上で、ＵＶ発光素子１０の周囲に壁状に設けられた本体４とを備えて概略構成されている。
セラミック基板３は、Ａｌ２Ｏ３等のセラミックからなる板状部材である。表面に、タングステン等の金属からなる配線部３１、３２がパターン形成されている。
本体４は、セラミック基板３上に形成された白色の樹脂からなる部材であり、その中央部に開口部４Ａが形成されている。開口部４Ａは、セラミック基板３側から外部に向かって徐々に開口幅が大きくなるテーパ状に形成されている。開口部４Ａの内面は、ＵＶ発光素子１０からの光を外部に向かって反射する反射面４０とされている。
図１（ｂ）に示すように、ＵＶ発光素子１０は、そのｎ側電極１５Ａ及びｐ側電極１５Ｂがセラミック基板３の配線部３１、３２にバンプ１６，１６によってセラミック基板３に実装され、電気的に接続されている。
＜ＵＶ発光素子＞
ＵＶ発光素子１０は、２５０〜４２５ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する紫外（ＵＶ）光を発光させることが可能なフリップチップ型素子が用いられている。材料としては、ＡｌＧａＮ系化合物半導体を用いることができる。
図１（ｂ）に示すように、ＵＶ発光素子１０は、サファイア等からなる素子基板１１の第１の主面１１ａに、バッファ層及びｎ＋−ＧａＮ：Ｓｉ層を介したｎ型ＡｌＧａＮ：Ｓｉ層１２、多重量子井戸構造を備えるＡｌＧａＮ発光層１３、及びｐ＋−ＧａＮ：Ｍｇ層をｐ型電極側に介したｐ型ＡｌＧａＮ：Ｍｇ層１４がこの順に形成されている。ｎ型ＡｌＧａＮ：Ｓｉ層１２の露出部分にはｎ側電極１５Ａが、ｐ型ＡｌＧａＮ：Ｍｇ層１４の表面にはｐ側電極１５Ｂが、それぞれ形成されている。
発光層１３は、ｎ型ＡｌＧａＮ：Ｓｉ層１２及びｐ型ＡｌＧａＮ：Ｍｇ層１４からキャリアが注入されることにより、ＵＶ光を発する。このＵＶ光は、ｎ型ＡｌＧａＮ：Ｓｉ層１２及び素子基板１１を透過して、素子基板１１の第２の主面１１ｂから出射される。すなわち、素子基板１１の第２の主面１１ｂは発光素子１０の光出射面である。
なお、光出射面は、ＵＶ発光素子の面であって、素子の内部から外部に光出射される面である。特に、出射される光の量が多い面である。
本発明の実施形態であるＵＶ光励起赤色発光材料２は、ＵＶ発光素子１０の光出射面である素子基板１１の第２の主面１１ｂに接して、第２の主面１１ｂの全体を覆うように、配置されている。
本発明の実施形態であるＵＶ光励起赤色発光材料２は、単一の単結晶からなる平板状なので、素子基板１１に対向する第１の面２ａを、素子基板１１の第２の主面１１ｂとの間にエポキシ樹脂を介在させることなく、素子基板１１に直接接触させて固定することができる。ＵＶ光励起赤色発光材料２の固定方法としては、金属片を用いて固定する方法等がある。
ここで、単一の単結晶とは、第２の主面１１ｂと同等もしくはそれ以上の大きさを有し、実質的に全体が一つの単結晶とみなせるものをいう。
第１の面２ａを、素子基板１１の第２の主面１１ｂとの間にエポキシ樹脂を介在させることなく、素子基板１１に直接接触させて固定することにより、ＵＶ発光素子１０からの出射光の光の損失を少なくしてＵＶ光励起赤色発光材料２に入射させることができ、ＵＶ光励起赤色発光材料２の発光効率を向上させることができる。
＜発光装置の発光機構＞
図１に示す本発明の第１の実施形態である発光装置で、ＵＶ発光素子１０に通電すると、配線部３１、ｎ側電極１５Ａ、及びｎ型ＡｌＧａＮ：Ｓｉ層１２を介して電子が発光層１３に注入され、また配線部３２、ｐ側電極１５Ｂ、及びｐ型ＡｌＧａＮ：Ｍｇ層１４を介して正孔が発光層１３に注入されて、発光層１３がＵＶ発光する。発光層１３のＵＶ光は、ｎ型ＡｌＧａＮ：Ｓｉ層１２及び素子基板１１を透過して素子基板１１の第２の主面１１ｂから出射され、ＵＶ光励起赤色発光材料２の第１の面２ａに入射する。
第１の面２ａから入射したＵＶ光は、励起光としてＵＶ光励起赤色発光材料２を励起する。ＵＶ光励起赤色発光材料２は、ＵＶ発光素子１０からのＵＶ光を吸収し、吸収したＵＶ光を例えば５８０〜７２０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する赤色系の光に波長変換する。これにより、発光装置１は赤色光を放射する。
本発明の第１の実施形態である発光装置１は、単一の単結晶からなる平板状のＵＶ光励起赤色発光材料２を用い、粒状の蛍光体を保持するエポキシ樹脂等の結合剤（バインダー）を用いない構成なので、結合剤の劣化、特に、高出力の励起光の照射による劣化を抑制でき、発光効率の低下を抑制することができる。
また、粒状の多数の蛍光体を結合した場合に比較して、単一の単結晶からなる平板状のＵＶ光励起赤色発光材料２は表面積を小さくでき、外部環境の影響による特性劣化を抑制できる。
また、単一の単結晶からなる平板状のＵＶ光励起赤色発光材料２を用いる構成なので、ＵＶ光励起赤色発光材料２の量子効率を高めて、発光装置の発光効率を高めることができる。
また、本発明の第１の実施形態である発光装置１は、本発明の第１の実施形態であるＵＶ光励起赤色発光材料２であるＢａＥｕＦ系単結晶を用いる構成なので、ＵＶ発光素子からのＵＶ光をＵＶ光励起赤色発光材料２に効率よく吸収させて、高量子効率で、赤色系の光を高輝度で発光させることができる。
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図２は、本発明の第２の実施形態である発光装置の模式図であり、発光装置の断面図（ａ）、発光装置を構成する発光素子及びその周辺部の断面図（ｂ）及び発光装置を構成する発光素子の平面図（ｃ）である。
本発明の第２の実施形態である発光装置１Ａは、ＵＶ発光素子の発光光を単一の単結晶からなるＵＶ光励起赤色発光材料に入射して波長変換する構成は本発明の第１の実施形態である発光装置１と共通するが、ＵＶ発光素子の構成及びＵＶ発光素子に対するＵＶ光励起赤色発光材料の配置位置が第１の実施形態とは異なっている。以下、第１の実施形態について説明したものと同一の機能及び構成を有する発光装置１Ａの構成要素については共通する符号を付して説明を省略する。
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、発光装置１Ａは、ＵＶ発光素子１０Ａの素子基板１１がセラミック基板３側を向くように配置されている。また、ＵＶ発光素子１０Ａの開口部４Ａ側に、ＢａＥｕＦ系の単一の単結晶からなるＵＶ光励起赤色発光材料１２１が接合されている。また、ＵＶ光励起赤色発光材料１２１としては、第１の実施形態において記載した組成と同一のものを用いることができる。
図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ＵＶ発光素子１０Ａは、素子基板１１、ｎ型ＡｌＧａＮ：Ｓｉ層１２、発光層１３、ｐ型ＡｌＧａＮ：Ｍｇ層１４を有し、さらにｐ型ＡｌＧａＮ：Ｍｇ層１４の上にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）からなる透明電極１４０を有している。透明電極１４０の上にはｐ側電極１５Ｂが形成されている。透明電極１４０は、ｐ側電極１５Ｂから注入されたキャリアを拡散してｐ型ＡｌＧａＮ：Ｍｇ層１４に注入する。
ＵＶ光励起赤色発光材料１２１は、図２（ｃ）に示すように、ｐ側電極１５Ｂ、及びｎ型ＡｌＧａＮ：Ｓｉ層１２上に形成されたｎ側電極１５Ａに対応する部分に切り欠きを有する略四角形状に形成されている。ＵＶ光励起赤色発光材料１２１の組成は、第１の実施形態におけるＵＶ光励起赤色発光材料２の組成と同様である。
図２（ａ）に示すように、ＵＶ発光素子１０Ａのｎ側電極１５Ａは、ボンディングワイヤ３１１によってセラミック基板３の配線部３１に接続されている。また、ＵＶ発光素子１０Ａのｐ側電極１５Ｂは、ボンディングワイヤ３２１によってセラミック基板３の配線部３２に接続されている。
以上のように構成されたＵＶ発光素子１０Ａに通電すると、配線部３１、ｎ側電極１５Ａ、及びｎ型ＡｌＧａＮ：Ｓｉ層１２を介して電子が発光層１３に注入され、また配線部３２、ｐ側電極１５Ｂ、透明電極１４０、及びｐ型ＡｌＧａＮ：Ｍｇ層１４を介して正孔が発光層１３に注入されて、発光層１３がＵＶ発光する。
発光層１３のＵＶ光は、ｐ型ＡｌＧａＮ：Ｍｇ層１４及び透明電極１４０を透過して透明電極１４０の表面１４０ｂから出射される。すなわち、透明電極１４０の表面１４０ｂはＵＶ発光素子１０Ａの光出射面である。透明電極１４０の表面１４０ｂから出射された光は、ＵＶ光励起赤色発光材料１２１の第１の面１２１ａに入射する。
第１の面１２１ａからＵＶ光励起赤色発光材料１２１に入射したＵＶ光は、励起光としてＵＶ光励起赤色発光材料１２１を励起する。ＵＶ光励起赤色発光材料１２１は、ＵＶ発光素子１０ＡからのＵＶ光を吸収し、吸収した光を主として赤色光に波長変換する。より詳細には、ＵＶ光励起赤色発光材料１２１は、発光素子１０Ａからの２５０〜４２５ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有するＵＶ光で励起されて５８０〜７２０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する赤色系の光を発する。このように、発光装置１Ａは、赤色光を放射する。
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られる。
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図３は、本発明の第３の実施形態である発光装置の断面図である。
本発明の第３の実施形態である発光装置１Ｂは、発光素子の発光光を単一の単結晶からなるＵＶ光励起赤色発光材料に入射して波長変換する構成は第１の実施形態に係る発光装置１と共通するが、ＵＶ光励起赤色発光材料の配置位置が第１の実施形態とは異なっている。以下、第１又は第２の実施形態について説明したものと同一の機能及び構成を有する発光装置１Ｂの構成要素については共通する符号を付して説明を省略する。
図３に示すように、発光装置１Ｂは、セラミック基板３上に、第１の実施形態と同様の構成を有するＵＶ発光素子１０を備えている。ＵＶ発光素子１０は、本体４の開口部４Ａ側に位置する素子基板１１（図１（ｂ）参照）の第２の主面１１ｂから本体４の開口部４Ａ側に向かってＵＶ光を出射する。
本体４には、その開口部４Ａを覆うように、ＵＶ光励起赤色発光材料１２２が接合されている。ＵＶ光励起赤色発光材料１２２は平板状に形成され、本体４の上面４ｂに結合されている。ＵＶ光励起赤色発光材料１２２としては、第１の実施の形態において記載した各組成のものを用いることができる。また、ＵＶ光励起赤色発光材料１２２は、ＵＶ発光素子１０よりも大きく、全体が実質的に一つの単結晶である。
以上のように構成された発光装置１Ｂに通電すると、ＵＶ発光素子１０が発光し、第２の主面１１ｂからＵＶ光励起赤色発光材料１２２に向かってＵＶ光を出射する。ＵＶ光励起赤色発光材料１２２は、ＵＶ発光素子１０の出射面に面した第１の面１２２ａから発光素子１０のＵＶ光を入射し、このＵＶ光によって励起された赤色光を第２の面１２２ｂから外部に放射する。このように、発光装置１Ｂは、赤色光を放射する。
本実施形態によっても、第１の実施形態について説明したのと同様の作用及び効果が得られる。また、ＵＶ発光素子１０とＵＶ光励起赤色発光材料１２２とが離間しているので、ＵＶ発光素子１０の出射面にＵＶ光励起赤色発光材料を接合する場合に比較して大型のＵＶ光励起赤色発光材料１２２を用いることができ、発光装置１Ｂの組み付けの容易性が高まる。
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図４は、本発明の第４の実施形態である発光装置の断面図である。
図４に示すように、本発明の第４の実施形態である発光装置１Ｃは、ＵＶ発光素子と、ＵＶ発光素子が実装される基板及びＵＶ光励起赤色発光材料との位置関係が第３の実施形態とは異なっている。以下、第１、第２又は第３の実施形態について説明したものと同一の機能及び構成を有する発光装置１Ｃの構成要素については共通する符号を付して説明を省略する。
本発明の第４の実施形態である発光装置１Ｃは、白色の樹脂からなる本体５と、本体５に形成されたスリット状の保持部５１に保持された透明基板６と、本体５の開口部５Ａを覆うように配置されたＢａＥｕＦ系の単一の単結晶からなるＵＶ光励起赤色発光材料１２２と、透明基板６のＵＶ光励起赤色発光材料１２２側の面とは反対側の面に実装されたＵＶ発光素子１０Ａと、ＵＶ発光素子１０Ａに通電するための配線部６１，６２とを備えて構成されている。ＵＶ光励起赤色発光材料１２２の組成は、第１の実施の形態に係るＵＶ光励起赤色発光材料２と同様である。
本体５は、その中心部に曲面上の凹部が形成され、この凹部の表面がＵＶ発光素子１０Ａの発光光をＵＶ光励起赤色発光材料１２２側に反射する反射面５０とされている。
透明基板６は、例えばシリコーン樹脂やアクリル樹脂、ＰＥＴ等透光性をもつ樹脂、又はガラス状物質、サファイア、セラミックス、石英、ＡｌＮ等単結晶若しくは多結晶からなる透光性をもつ部材からなり、ＵＶ発光素子１０ＡのＵＶ光を透過させる透光性及び絶縁性を有している。また、透明基板６には、配線部６１，６２の一部が接合されている。ＵＶ発光素子１０Ａのｎ側電極及びｐ側電極と配線部６１，６２の一端部との間は、ボンディングワイヤ６１１，６２１により電気的に接続されている。
以上のように構成された発光装置１Ｃに通電すると、ＵＶ発光素子１０Ａが発光し、ＵＶ光の一部は透明基板６を透過してＵＶ光励起赤色発光材料１２２の第１の面１２２ａに入射する。また、ＵＶ光の他の一部は本体５の反射面５０で反射して透明基板６を透過し、ＵＶ光励起赤色発光材料１２２の第１の面１２２ａに入射する。
ＵＶ光励起赤色発光材料１２２に入射したＵＶ光はＵＶ光励起赤色発光材料１２２に吸収されて波長変換される。このように、発光装置１Ｃは、ＵＶ光励起赤色発光材料１２２で波長変換された赤色光を放射する。
本実施形態によっても、第３の実施形態の効果と同様の効果がある。また、ＵＶ発光素子１０ＡからＵＶ光励起赤色発光材料１２２側とは反対側に出射した光が反射面５０で反射して透明基板６を透過し、ＵＶ光励起赤色発光材料１２２に入射するので、発光装置１Ｃの光取り出し効率が高くなる。
［第５の実施形態］
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
図５は、本発明の第５の実施形態である発光装置の模式図であり、発光装置の断面図（ａ）、発光装置を構成する発光素子の断面図（ｂ）である。
図５（ａ）に示すように、本発明の第５の実施形態である発光装置１Ｄでは、ＵＶ発光素子の構成及びその配置が第３の実施形態とは異なっている。以下、第１、第２又は第３の実施形態について説明したものと同一の機能及び構成を有する発光装置１Ｄの構成要素については共通する符号を付して説明を省略する。
発光装置１Ｄには、セラミック基板３に設けられた配線部３２上に、ＵＶ発光素子７が配置されている。
ＵＶ発光素子７は、図５（ｂ）に示すように、β‐Ｇａ２Ｏ３基板７０、バッファ層７１、Ｓｉドープのｎ＋−ＧａＮ層７２、Ｓｉドープのｎ−ＡｌＧａＮ層７３、ＭＱＷ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ）層７４、Ｍｇドープのｐ−ＡｌＧａＮ層７５、Ｍｇドープのｐ＋−ＧａＮ層７６、ｐ電極７７をこの順に積層して形成されている。また、β‐Ｇａ２Ｏ３基板７０のバッファ層７１と反対側の面には、ｎ電極７８が設けられている。
β‐Ｇａ２Ｏ３基板７０は、ｎ型の導電性を示すβ−Ｇａ２Ｏ３からなる。ＭＱＷ層７４は、ＡｌａＧａ１−ａＮ／ＡｌｂＧａ１−ｂＮ（ａ，ｂは異なる０以上の数）の多重量子井戸構造を有する発光層である。ｐ電極７７は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなる透明電極であり、配線部３２と電気的に接続されている。ｎ電極７８は、ボンディングワイヤ３２１によってセラミック基板３の配線部３１に接続されている。なお、素子基板としては、β−Ｇａ２Ｏ３に替えて、ＳｉＣを用いてもよい。
以上のように構成されたＵＶ発光素子７に通電すると、ｎ電極７８、β‐Ｇａ２Ｏ３基板７０、バッファ層７１、ｎ＋−ＧａＮ層７２、及びｎ−ＡｌＧａＮ層７３を介して電子がＭＱＷ層７４に注入され、また、ｐ電極７７、ｐ＋−ＧａＮ層７６、ｐ−ＡｌＧａＮ層７５を介して正孔がＭＱＷ層７４に注入されて、ＵＶ光を発する。このＵＶ光は、β‐Ｇａ２Ｏ３基板７０等を透過してＵＶ発光素子７の光出射面７ａから出射され、ＵＶ光励起赤色発光材料１２２の第１の面１２２ａに入射する。ＵＶ光励起赤色発光材料１２２は、ＵＶ発光素子７の光出射面に面した第１の面１２２ａからＵＶ発光素子７のＵＶ光を入射し、このＵＶ光によって励起された赤色光を第２の面１２２ｂから外部に放射する。このように、発光装置１Ｄは、赤色光を放射する。
本実施形態によっても、第３の実施形態と同様の作用及び効果が得られる。
［第６の実施形態］
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
図６は、本発明の第６の実施形態である発光装置の断面図である。
図６に示すように、本実施形態では、ＵＶ発光素子上のＵＶ光励起赤色発光材料上にＵＶ光励起黄色発光材料が配置されており、前記ＵＶ光励起黄色発光材料上にＵＶ光励起青色発光材料が配置された他は第１の実施形態の構成と同様とされている。以下、前に説明したものと同一の機能及び構成を有する発光装置の構成要素については共通する符号を付して説明を省略する。
発光装置１Ｅには、ＵＶ発光素子１０上のＵＶ光励起赤色発光材料２上にＵＶ光励起黄色発光材料８５が配置されており、ＵＶ光励起黄色発光材料８５上にＵＶ光励起青色発光材料９５が配置されている。これにより、ＵＶ光励起赤色発光材料２は、ＵＶ発光素子１０からのＵＶ光の一部により赤色光を放射し、ＵＶ光励起黄色発光材料８５は、ＵＶ発光素子１０からのＵＶ光の一部により黄色光を放射し、ＵＶ光励起青色発光材料９５は、ＵＶ発光素子１０からのＵＶ光の残りにより青色光を放射する。青色と黄色と赤色が混色されて、発光装置１Ｅは、白色光を放射する。
［第７の実施形態］
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。
図７は、本発明の第７の実施形態である発光装置の断面図である。
図７に示すように、本実施形態では、ＵＶ発光素子上のＵＶ光励起赤色発光材料上にＵＶ光励起黄色発光材料が配置されており、前記ＵＶ光励起黄色発光材料上にＵＶ光励起青色発光材料が配置された他は第２の実施形態の構成と同様とされている。以下、前に説明したものと同一の機能及び構成を有する発光装置の構成要素については共通する符号を付して説明を省略する。
発光装置１Ｆには、ＵＶ発光素子１０Ａ上のＵＶ光励起赤色発光材料１２１上にＵＶ光励起黄色発光材料８６が配置されており、ＵＶ光励起黄色発光材料８６上にＵＶ光励起青色発光材料９６が配置されている。これにより、ＵＶ光励起赤色発光材料１２１は、ＵＶ発光素子１０ＡからのＵＶ光の一部により赤色光を放射し、ＵＶ光励起黄色発光材料８６は、ＵＶ発光素子１０からのＵＶ光の一部により黄色光を放射し、ＵＶ光励起青色発光材料９６は、ＵＶ発光素子１０ＡからのＵＶ光の残りにより青色光を放射する。青色と黄色と赤色が混色されて、発光装置１Ｆは、白色光を放射する。
［第８の実施形態］
次に、本発明の第８の実施形態について説明する。
図８は、本発明の第８の実施形態である発光装置の断面図である。
図８に示すように、本実施形態では、ＵＶ光励起赤色発光材料上にＵＶ光励起黄色発光材料が配置されており、前記ＵＶ光励起黄色発光材料上にＵＶ光励起青色発光材料が配置された他は第３の実施形態の構成と同様とされている。以下、前に説明したものと同一の機能及び構成を有する発光装置の構成要素については共通する符号を付して説明を省略する。
発光装置１Ｇには、ＵＶ光励起赤色発光材料１２２上にＵＶ光励起黄色発光材料８７が配置されており、ＵＶ光励起黄色発光材料８７上にＵＶ光励起青色発光材料９７が配置されている。これにより、ＵＶ光励起赤色発光材料１２２は、ＵＶ発光素子１０からのＵＶ光の一部により赤色光を放射し、ＵＶ光励起黄色発光材料８７は、ＵＶ発光素子１０からのＵＶ光の一部により黄色光を放射し、ＵＶ光励起青色発光材料９７は、ＵＶ発光素子１０からのＵＶ光の残りにより青色光を放射する。青色と黄色と赤色が混色されて、発光装置１Ｇは、白色光を放射する。
［第９の実施形態］
次に、本発明の第９の実施形態について説明する。
図９は、本発明の第９の実施形態である発光装置の断面図である。
図９に示すように、本実施形態では、ＵＶ光励起赤色発光材料上にＵＶ光励起黄色発光材料が配置されており、前記ＵＶ光励起黄色発光材料上にＵＶ光励起青色発光材料が配置された他は第４の実施形態の構成と同様とされている。以下、前に説明したものと同一の機能及び構成を有する発光装置の構成要素については共通する符号を付して説明を省略する。
発光装置１Ｈには、ＵＶ光励起赤色発光材料１２２上にＵＶ光励起黄色発光材料８７が配置されており、ＵＶ光励起黄色発光材料８７上にＵＶ光励起青色発光材料９７が配置されている。これにより、ＵＶ光励起赤色発光材料１２２は、ＵＶ発光素子１０ＡからのＵＶ光の一部により黄色光を放射し、ＵＶ光励起黄色発光材料８７は、ＵＶ発光素子１０からのＵＶ光の一部により黄色光を放射し、ＵＶ光励起青色発光材料９７は、ＵＶ発光素子１０ＡからのＵＶ光の残りにより青色光を放射する。青色と黄色と赤色が混色されて、発光装置１Ｈは、白色光を放射する。
［第１０の実施形態］
次に、本発明の第１０の実施形態について説明する。
図１０は、本発明の第１０の実施形態である発光装置の断面図である。
図１０に示すように、本実施形態では、ＵＶ光励起赤色発光材料上にＵＶ光励起黄色発光材料が配置されており、前記ＵＶ光励起黄色発光材料上にＵＶ光励起青色発光材料が配置された他は第５の実施形態の構成と同様とされている。以下、前に説明したものと同一の機能及び構成を有する発光装置の構成要素については共通する符号を付して説明を省略する。
発光装置１Ｊには、ＵＶ光励起赤色発光材料１２２上にＵＶ光励起黄色発光材料８７が配置されており、ＵＶ光励起黄色発光材料８７上にＵＶ光励起青色発光材料９７が配置されている。これにより、ＵＶ光励起赤色発光材料１２２は、ＵＶ発光素子７からのＵＶ光の一部により赤色光を放射し、ＵＶ光励起黄色発光材料８７は、ＵＶ発光素子７からのＵＶ光の一部により黄色光を放射し、ＵＶ光励起青色発光材料９７は、ＵＶ発光素子７からのＵＶ光の残りにより青色光を放射する。青色と黄色と赤色が混色されて、発光装置１Ｊは、白色光を放射する。
本発明の第６〜第１０の実施形態では、ＵＶ光励起青色発光材料はＣｅ：Ｒ２ＳｉＯ５（ＲはＬｕ、Ｙ、Ｇｄのいずれか１種又は２種以上）単結晶であることが好ましい。高輝度発光するとともに、所定の大きさへの加工及びＵＶ発光素子又は発光装置への取り付けが容易であるためである。
また、本発明の第６〜第１０の実施形態では、ＵＶ光励起黄色発光材料はセリウム添加テルビウム・スカンジウム・アルミニウム・ガーネット型単結晶であることが好ましい。
具体的には、化学式（（Ｔｂ１−ｚＣｅｚ）１−ｙＬｙ）ａ（Ｍ１−ｘＮｘ）ｂＡｌｃＯ１２−ｗで表される単結晶からなるＵＶ光励起黄色発光材料が好ましい。上記式中、ＬはＳｃ、Ｙ、Ｌｕ、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｈｆ又はＺｒのいずれか１種又は２種以上を表し、ＭはＳｃを表し、ＮはＴｂ、Ｃｅ、Ｙ、Ｌｕ、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｈｆ又はＺｒのいずれか１種又は２種以上を表す。ａ、ｂ、ｃ、ｘ、ｙ、ｚ及びｗはそれぞれ、２．５≦ａ≦３．５、０≦ｂ≦２．５、２．５≦ｃ≦５．５、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０．５、０．０００１≦ｚ≦０．０５、０≦ｗ≦０．５を満たす。
この材料も、高輝度発光するとともに、所定の大きさへの加工及びＵＶ発光素子又は発光装置への取り付けが容易であるためである。
なお、本発明の第６〜第１０の実施形態では、ＵＶ光励起赤色発光材料の外部側、即ち、ＵＶ発光素子と反対側にＵＶ光励起黄色発光材料、ＵＶ光励起青色発光材料を取り付けたが、これに限定されるものではなく、ＵＶ光励起赤色発光材料の内部側、即ち、ＵＶ発光素子側にＵＶ光励起黄色発光材料、ＵＶ光励起青色発光材料を取り付けてもよい。
本発明の第６〜第１０の実施形態では、白色光のＣＩＥ色度座標は（０．３３，０．３３）の近傍となるように、ＵＶ光励起赤色発光材料２、１２１、１２２、ＵＶ光励起黄色発光材料８５、８６、８７、及びＵＶ光励起青色発光材料９５、９６、９７の板厚を調製することが好ましい。これにより、青みがかった白や黄色みがかった白を純白とするように色純度を向上させることができる。
本発明の第１〜第１０の実施形態では、ＵＶ発光素子１０、１０Ａ、７からの発光がＵＶ光励起赤色発光材料２、１２１、１２２に入射されるように、前記ＵＶ発光素子に対して前記ＵＶ光励起赤色発光材料が配置されている構成なので、ＵＶ発光素子１０、１０Ａ、７からの発光により、効率よく、ＵＶ光励起赤色発光材料２、１２１、１２２を励起させ、高輝度発光させることができる。
なお、発光装置の形状は上記形状に限定されるものではない。
また、一つの発光装置が複数のＵＶ発光素子を有する構成としてもよい。
更にまた、更に色調の異なる緑色蛍光体等の単結晶材料を組み合わせても良い。
本発明の実施形態であるＵＶ光励起赤色発光材料及び発光装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で、種々変更して実施することができる。本実施形態の具体例を以下の実施例で示す。しかし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
＜実施例１サンプル作製＞
ＢａＦ２（形状：粉末、純度：９９．９９％以上）と、ＥｕＦ３（形状：粉末、純度：９９．９９％以上）とを原料として用いた。
まず、ＢａＦ２およびＥｕＦ３を秤量した。この際のＢａＦ２：ＥｕＦ３（モル比）は、８７．５：１２．５であった。
次に、秤量したＢａＦ２およびＥｕＦ３を、るつぼの中で混合し、真空ポンプで真空にした後ＣＦ４（＞９９．９９％）雰囲気とし、徐々に溶解させた後、徐々に冷却して、溶融凝固法により円板状の単結晶（実施例１サンプル）を形成した。
図１１は、実施例１サンプルを示す写真である。
図１１に示すように、実施例１サンプルの単結晶の直径は４ｃｍであった。また、長さは０．５ｃｍであった。
この試料（実施例１サンプル）の粉末Ｘ線回折測定をしたところ、ＢａＥｕＦの回折ピークのみが観察され、残留するＢａＦ２およびＥｕＦ３がないことを確認した。よって、この単結晶は、Ｂａ０．８７５Ｅｕ０．１２５Ｆ２．１２５（仕込み組成）で表されると同定した。
次に、得られた単結晶から１．５×１．５×４．５ｍｍ３の大きさの試料を切り出した。
次に、切り出した試料の全面を鏡面研磨して、測定用の実施例１サンプルとした。
＜単結晶評価＞
この単結晶の透過スペクトル、蛍光スペクトル及び励起スペクトルを測定した。図１２、１３、１４にその結果を示す。
透過スペクトルでは、２００〜４００ｎｍに吸収ピークが見られた。
蛍光スペクトルでは、５９０ｎｍ近傍、７００ｎｍ近傍に強度の高いピークが見られ、６２０ｎｍ近傍、６５０ｎｍ近傍に強度の弱いピークが見られた。Ｂａ０．８７５Ｅｕ０．１２５Ｆ２．１２５（実施例１サンプル）は、５９０ｎｍの第１の発光ピーク波長、７００ｎｍの第２の発光ピーク波長、６９０ｎｍの第３の発光ピーク波長、６２０ｎｍの第４の発光ピーク波長及び６４５ｎｍの第５の発光ピーク波長を有する赤色の発光を示した。
励起スペクトルでは、２００〜４００ｎｍの範囲に、励起ピークが見られた。
＜発光装置の形成＞
まず、ＡｌＧａＮ層を発光層とするＵＶ発光素子を用意した。
次に、Ｂａ０．８７５Ｅｕ０．１２５Ｆ２．１２５（実施例１サンプル）を軸方向に垂直な面でダイシングして平面視円形状としてから、これをＵＶ発光素子の素子基板の第２の主面の大きさに合わせ、更に切断した。
次に、この単結晶板を、このＵＶ発光素子の素子基板の第２の主面に接合した。
次に、ＵＶ発光素子の電極をバンプにより、セラミック基板に形成した配線部に接合した。
以上の工程により、図１に示す発光装置（実施例１の発光装置）を作製した。
配線部から通電することにより、高輝度な赤色発光を得た。
（実施例２）
まず、実施例１と同様にして、図１に示す発光装置（実施例１の発光装置）を作製した。
次に、黄色蛍光体であるＣｅ：ＴＳＡＧ単結晶板を用意し、これをＵＶ発光素子の素子基板の第２の主面の大きさに合わせ、切断した。
次に、切断したＣｅ：ＴＳＡＧ単結晶板を、実施例１の発光装置のＢａ０．８７５Ｅｕ０．１２５Ｆ２．１２５（実施例１サンプル）の単結晶板に接合した。
次に、青色蛍光体であるＣｅ：Ｌｕ２ＳｉＯ５（ＬＳＯ）単結晶板を用意し、これをＣｅ：ＴＳＡＧ単結晶板の大きさに合わせ、切断した。
次に、切断したＣｅ：Ｌｕ２ＳｉＯ５（ＬＳＯ）単結晶板を、実施例１の発光装置のＣｅ：ＴＳＡＧ単結晶板に接合した。
以上の工程により、図６に示す発光装置（実施例２の発光装置）を作製した。
配線部から通電することにより、高輝度な白色発光を得た。
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｊ…発光装置、２…ＵＶ光励起赤色発光材料、２ａ…第１の面、２ｂ…第２の面（光出射面）、３…セラミック基板、４，５…本体、４Ａ，５Ａ…開口部、４ｂ…上面、６…透明基板、７，１０，１０Ａ…ＵＶ発光素子、１１…素子基板、１１ａ…第１の主面、１１ｂ…第２の主面（光出射面）、１２…ｎ型ＡｌＧａＮ：Ｓｉ層、１３…発光層、１４…ｐ型ＡｌＧａＮ：Ｍｇ層、１５Ａ…ｎ側電極、１５Ｂ…ｐ側電極、１６…バンプ、３１，３２…配線部、４０，５０…反射面、５１…保持部、６１，６２…配線部、７０…Ｇａ２Ｏ３基板、７１…バッファ層、７２…ｎ＋−ＧａＮ層、７３…ｎ−ＡｌＧａＮ層、７４…ＭＱＷ層、７５…ｐ−ＡｌＧａＮ層、７６…ｐ＋−ＧａＮ層、７７…ｐ電極、７８…ｎ電極、８５、８６、８７…ＵＶ光励起黄色発光材料、９５、９６、９７…ＵＶ光励起青色発光材料、１２１，１２２…ＵＶ光励起赤色発光材料、１２１ａ，１２２ａ…第１の面、１２１ｂ，１２２ｂ…第２の面、１４０…透明電極、１４０ｂ…表面（光出射面）、３１１，３２１，６１１，６１２…ボンディングワイヤ。

Claims (13)

  1. 化学式Ｍ１−ｘＲＥｘＦ２＋ｘ−ｗで表されるフッ化物単結晶からなり、前記化学式でＭがＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの群から選択される１又は２以上の第２族金属元素であり、ＲＥが希土類元素であり、０＜ｘ≦０．４であり、０≦ｗ≦０．５であることを特徴とするＵＶ光励起赤色発光材料。
  2. ＭがＢａであり、ＲＥがＥｕであることを特徴とする請求項１に記載のＵＶ光励起赤色発光材料。
  3. ０．０５≦ｘ≦０．３であることを特徴とする請求項１又は２に記載のＵＶ光励起赤色発光材料。
  4. Ｍの一部が第３族金属元素、第４族金属元素、第５族金属元素、第１３族金属元素、第１４族金属元素の群から選択されるいずれか１又は２以上の元素で置換されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のＵＶ光励起赤色発光材料。
  5. ＲＥの一部がＳｃ、Ｙ及び希土類元素の群から選択されるいずれか１又は２以上の元素であ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ＵＶ光励起赤色発光材料。
  6. Ｆの一部がＣｌ、Ｂｒ、Ｉの群から選択されるいずれか１又は２以上の元素であ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ＵＶ光励起赤色発光材料。
  7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のＵＶ光励起赤色発光材料からなる板材と、光出射面を有するＵＶ発光素子と、を有し、
    前記板材の一面と前記光出射面が対向するように、前記ＵＶ発光素子に対して前記ＵＶ光励起赤色発光材料が配置されていることを特徴とする発光装置。
  8. 前記ＵＶ発光素子の発光ピーク波長が２５０ｎｍ以上４２５ｎｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項７に記載の発光装置。
  9. 前記ＵＶ発光素子の光出射面に接してＵＶ光励起赤色発光材料が配置されていることを特徴とする請求項７に記載の発光装置。
  10. 前記ＵＶ発光素子の光出射面に離間してＵＶ光励起赤色発光材料が配置されていることを特徴とする請求項７に記載の発光装置。
  11. 前記ＵＶ光励起赤色発光材料に接してＵＶ光励起黄色発光材料が配置されており、前記ＵＶ光励起黄色発光材料に接して前記ＵＶ光励起青色発光材料が配置されていることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の発光装置。
  12. 前記ＵＶ光励起青色発光材料がＣｅ：Ｒ２ＳｉＯ５（ＲはＬｕ、Ｙ、Ｇｄのいずれか１種又は２種以上）単結晶であることを特徴とする請求項１１に記載の発光装置。
  13. 前記ＵＶ光励起黄色発光材料がセリウム添加テルビウム・スカンジウム・アルミニウム・ガーネット型単結晶であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の発光装置。
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