JP2018191006A - Light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device.
従来、青色の光を発するLED(Light Emitting Diode)からなる発光素子と、この発光素子の光を受けて励起され、黄色の光を発する蛍光体とを備え、これらの発光色の混合により白色光を放射する発光装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a light emitting element composed of an LED (Light Emitting Diode) that emits blue light and a phosphor that emits yellow light when excited by receiving the light from the light emitting element are mixed. A light emitting device that emits light is known (for example, see Patent Document 1).
特許文献1に記載の発光装置は、粒状の蛍光体をエポキシ樹脂に含ませて青色の光を発する発光素子の周囲に配置し、この発光素子自体の発光光と、蛍光体が発する黄色光との混合により白色光を放射するように構成されている。 The light-emitting device described in Patent Document 1 includes a granular phosphor contained in an epoxy resin and arranged around a light-emitting element that emits blue light. The light emitted from the light-emitting element itself and yellow light emitted from the phosphor Is configured to emit white light.
発光装置のハイパワー化に伴い発光素子の発熱が大きな問題となる。具体的には素子への投入電力による発光特性の変動、及び蛍光体の温度上昇に伴う特性の変動が相互に影響しあうことによって生じる発光装置の特性変動である。 With the increase in power of the light emitting device, heat generation of the light emitting element becomes a serious problem. Specifically, this is a variation in the characteristics of the light-emitting device caused by a change in the emission characteristics due to the input power to the element and a change in the characteristics due to the temperature rise of the phosphor.
蛍光体は、一般に、固有の量子効率(励起光を蛍光に変換する効率)や、温度消光特性(温度の上昇に伴い量子効率が低下する性質)を有する。量子効率が高ければ、蛍光体を用いたより高輝度の発光装置を得ることができ、温度消光特性が優れていれば、より高出力の発光装置に用いることができる。 In general, the phosphor has intrinsic quantum efficiency (efficiency for converting excitation light into fluorescence) and temperature quenching characteristics (property that quantum efficiency decreases as temperature rises). If the quantum efficiency is high, a light-emitting device with higher brightness using a phosphor can be obtained, and if the temperature quenching property is excellent, it can be used for a light-emitting device with higher output.
そこで、本発明の目的の1つは、高温条件下においても優れた特性を発揮する単結晶蛍光体が用いられた発光装置を提供することにある。 Accordingly, one of the objects of the present invention is to provide a light-emitting device using a single crystal phosphor that exhibits excellent characteristics even under high temperature conditions.
本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記[1]〜[5]の発光装置を提供する。 One embodiment of the present invention provides the following light-emitting devices [1] to [5] in order to achieve the above object.
[1]青色系のレーザー光を出射するレーザー素子と、前記レーザー素子と離間して配置されて前記青色系のレーザー光を吸収して黄色系の波長変換光を放射する平板状の単結晶蛍光体とを含み、前記単結晶蛍光体は、組成式(Y1−x−y−zLuxGdyCez)3+aAl5−aO12(0≦x≦0.9994、0≦y≦0.0302、0.0006≦z≦0.0067、−0.010≦a≦0.251)で表される組成を有し、前記青色系のレーザー光のピーク波長が450nmであるとき、300℃における内部量子効率の、25℃における内部量子効率に対する比の値が0.82〜1.00である、発光装置。 [1] A laser element that emits blue laser light, and a flat single crystal fluorescence that is disposed apart from the laser element and absorbs the blue laser light and emits yellow wavelength-converted light and a body, the single crystalline phosphor composition formula (Y 1-x-y- z Lu x Gd y Ce z) 3 + a Al 5-a O 12 (0 ≦ x ≦ 0.9994,0 ≦ y ≦ 0.0302, 0.0006 ≦ z ≦ 0.0067, −0.010 ≦ a ≦ 0.251), and when the peak wavelength of the blue laser light is 450 nm, The light-emitting device whose ratio of the internal quantum efficiency in 25 degreeC with respect to the internal quantum efficiency in 25 degreeC is 0.82-1.00.
[2]レーザープロジェクタ及びレーザーヘッドライトのいずれか1つに用いられる、前記[1]に記載の発光装置。 [2] The light emitting device according to [1], which is used for any one of a laser projector and a laser headlight.
[3]前記組成において、x+z=1、y=0である、前記[1]又は[2]に記載の発光装置。 [3] The light-emitting device according to [1] or [2], wherein x + z = 1 and y = 0 in the composition.
[4]前記単結晶蛍光体は、前記レーザー素子を包囲する本体の、前記レーザー素子上に位置する開口部を形成された上面に接着されている、前記[1]〜[3]のいずれか1項に記載の発光装置。 [4] Any one of the above [1] to [3], wherein the single crystal phosphor is bonded to an upper surface of a main body surrounding the laser element in which an opening located on the laser element is formed. 2. The light emitting device according to item 1.
[5]前記単結晶蛍光体は、前記レーザー素子の光出射面より大きい面積の光入射面を有する、前記[1]〜[4]のいずれか1項に記載の発光装置。 [5] The light emitting device according to any one of [1] to [4], wherein the single crystal phosphor has a light incident surface larger in area than a light emitting surface of the laser element.
本発明の一態様によれば、高温条件下においても優れた特性を発揮する単結晶蛍光体が用いられた発光装置を提供することができる。 According to one embodiment of the present invention, a light-emitting device using a single crystal phosphor that exhibits excellent characteristics even under high-temperature conditions can be provided.
[第1の実施の形態]
〔単結晶蛍光体〕
第1の実施の形態に係る単結晶蛍光体は、Y3Al5O12(YAG)結晶を母結晶とするYAG系蛍光体であり、組成式(Y1−x−y−zLuxGdyCez)3+aAl5−aO12(0≦x≦0.9994、0≦y≦0.0669、0.0002≦z≦0.0067、−0.016≦a≦0.315)で表される組成を有する。ここで、Lu、Gdは、Yを置換する発光中心とならない成分である。Ceは、Yを置換する発光中心となり得る成分(付活剤)である。
[First Embodiment]
[Single crystal phosphor]
The single crystal phosphor according to the first embodiment is a YAG-based phosphor having a Y 3 Al 5 O 12 (YAG) crystal as a mother crystal, and has a composition formula (Y 1-xyz Lu x Gd). y Ce z) 3 + a Al 5-a O 12 (0 ≦ x ≦ 0.9994,0 ≦ y ≦ 0.0669,0.0002 ≦ z ≦ 0.0067, at -0.016 ≦ a ≦ 0.315) Having the composition represented. Here, Lu and Gd are components that do not serve as the emission center for substituting Y. Ce is a component (activator) that can serve as a luminescent center for substituting Y.
なお、上記の単結晶蛍光体の組成のうち、一部の原子は結晶構造上の異なる位置を占めることがある。また、上記の組成式における組成比のOの値は12と記述されるが、上記の組成は、不可避的に混入または欠損する酸素の存在により組成比のOの値が僅かに12からずれた組成も含む。また、組成式におけるaの値は、単結晶蛍光体の製造上、不可避的に変化する値であるが、−0.016≦a≦0.315程度の数値範囲内での変化は、単結晶蛍光体の物性にほとんど影響を及ぼさない。 In the composition of the above single crystal phosphor, some atoms may occupy different positions on the crystal structure. In addition, although the value of O in the composition ratio in the above composition formula is described as 12, the above composition is slightly deviated from 12 in the composition ratio due to the presence of inevitably mixed or missing oxygen. Also includes composition. Further, the value of a in the composition formula is a value that inevitably changes in the production of the single crystal phosphor, but the change within the numerical range of about −0.016 ≦ a ≦ 0.315 Little effect on the physical properties of the phosphor.
また、本実施の形態の蛍光体は、Ba、Sr等の2族元素及びF、Br等の17族元素を含まず、高い純度を有することを特徴とする。これらの特徴により高輝度で高寿命な蛍光体を実現できる。 Further, the phosphor of the present embodiment is characterized in that it does not contain a group 2 element such as Ba and Sr and a group 17 element such as F and Br and has high purity. With these features, a phosphor with high brightness and long life can be realized.
Ceの濃度を表す上記組成式におけるzの数値の範囲が0.0002≦z≦0.0067であるのは、yの数値が0.0002よりも小さい場合は、Ce濃度が低すぎるために、励起光の吸収が小さくなり、外部量子効率が小さくなりすぎるという問題が生じ、0.0067よりも大きい場合は、単結晶蛍光体のインゴットを育成する際にクラックやボイド等が生じ、結晶品質が低下する可能性が高くなるためである。 The range of the numerical value of z in the above composition formula representing the concentration of Ce is 0.0002 ≦ z ≦ 0.0067 because when the numerical value of y is smaller than 0.0002, the Ce concentration is too low. The problem is that the absorption of excitation light becomes small and the external quantum efficiency becomes too small, and when it is larger than 0.0067, cracks and voids occur when growing an ingot of a single crystal phosphor, and the crystal quality is low. This is because there is a high possibility of a decrease.
この単結晶蛍光体は、例えば、CZ法(Czochralski Method)、EFG法(Edge Defined Film Fed Growth Method)、ブリッジマン法、FZ法(Floating Zone Method)、ベルヌーイ法等の液相成長法によって得ることができる。これらの液相成長法により得られた単結晶蛍光体のインゴットを切断して平板状に加工したり、粉砕して粉末状に加工したりすることにより、後述する発光装置に用いることができる。 This single crystal phosphor is obtained by a liquid phase growth method such as CZ method (Czochralski Method), EFG method (Edge Defined Film Fed Growth Method), Bridgman method, FZ method (Floating Zone Method), Bernoulli method, etc. Can do. The single crystal phosphor ingot obtained by these liquid phase growth methods can be cut and processed into a flat plate shape, or pulverized and processed into a powder shape, which can be used in a light emitting device described later.
本実施の形態の単結晶蛍光体は、優れた内部量子効率を有する。例えば、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの内部量子効率は0.91以上である。 The single crystal phosphor of the present embodiment has an excellent internal quantum efficiency. For example, the internal quantum efficiency is 0.91 or more when the temperature is 25 ° C. and the peak wavelength of the excitation light is 450 nm.
文献Solid-State Lighting Research and Development: Multi Year Program Plan March 2011 (Updated May 2011) P.69 の表 A1.3 によれば、内部量子効率(Quantum Yield (25°C) across the visible spectrum)の2010年の数値は0.90であり、2020年の目標値が0.95であることが記載されている。このことから、業界では、2年で0.01程度の量子効率の向上が期待されていることがわかり、本実施の形態の蛍光体は、出願時において目標とされる数値に近い、又は超えた量子効率を有する優れた蛍光体であるといえる。 According to Table A1.3 of Solid-State Lighting Research and Development: Multi Year Program Plan March 2011 (Updated May 2011) P.69, 2010 of internal quantum efficiency (Quantum Yield (25 ° C) across the visible spectrum) The numerical value of the year is 0.90, and it is described that the target value for 2020 is 0.95. From this, it can be seen that the quantum efficiency of about 0.01 is expected in the industry in two years, and the phosphor of the present embodiment is close to or exceeding the target value at the time of filing. It can be said that the phosphor has excellent quantum efficiency.
また、本実施の形態の単結晶蛍光体の少なくとも一部(詳細は後述する)は、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの蛍光のピーク波長が514nm以上かつ544nm以下である試料において、温度が300℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの内部量子効率が0.90以上である。 In addition, at least a part of the single crystal phosphor of the present embodiment (details will be described later) have a fluorescence peak wavelength of 514 nm or more and 544 nm or less when the temperature is 25 ° C. and the excitation light peak wavelength is 450 nm. In a sample, the internal quantum efficiency is 0.90 or more when the temperature is 300 ° C. and the peak wavelength of excitation light is 450 nm.
また、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの蛍光のピーク波長が544nmより大きく546nm以下である試料において、温度が300℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの内部量子効率が0.80以上である。 In addition, in a sample where the temperature is 25 ° C. and the peak wavelength of excitation light is 450 nm and the peak wavelength of fluorescence is greater than 544 nm and less than or equal to 546 nm, the internal temperature is 300 ° C. and the peak wavelength of excitation light is 450 nm. The quantum efficiency is 0.80 or more.
これらの単結晶蛍光体は、300℃という高温条件下においても高い内部量子効率を保つことができるため、例えば、励起光がレーザー光であるレーザープロジェクタやレーザーヘッドライトのように、単位面積当たりの輝度が極めて高い発光装置に用いられる蛍光体として優れた機能を発揮することができる。 Since these single crystal phosphors can maintain a high internal quantum efficiency even under a high temperature condition of 300 ° C., for example, a laser projector or a laser headlight whose excitation light is laser light, the unit per unit area An excellent function can be exhibited as a phosphor used in a light emitting device with extremely high luminance.
また、上記の温度が300℃のときに高い内部量子効率を示す単結晶蛍光体は、優れた温度消光特性を有する。例えば、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの蛍光のピーク波長が514nm以上かつ544nm以下である試料において、温度が300℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの内部量子効率の、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの内部量子効率に対する比の値が0.90以上である。 A single crystal phosphor exhibiting high internal quantum efficiency when the temperature is 300 ° C. has excellent temperature quenching characteristics. For example, in a sample whose temperature is 25 ° C. and the peak wavelength of excitation light is 450 nm and whose peak wavelength of fluorescence is 514 nm or more and 544 nm or less, when the temperature is 300 ° C. and the peak wavelength of excitation light is 450 nm, The ratio of the quantum efficiency to the internal quantum efficiency when the temperature is 25 ° C. and the peak wavelength of the excitation light is 450 nm is 0.90 or more.
また、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの蛍光のピーク波長が544nmより大きく546nm以下である試料において、温度が300℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの内部量子効率の、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの内部量子効率に対する比の値が0.80以上である。 In addition, in a sample where the temperature is 25 ° C. and the peak wavelength of excitation light is 450 nm and the peak wavelength of fluorescence is greater than 544 nm and less than or equal to 546 nm, the internal temperature is 300 ° C. and the peak wavelength of excitation light is 450 nm. The ratio of the quantum efficiency to the internal quantum efficiency when the temperature is 25 ° C. and the peak wavelength of excitation light is 450 nm is 0.80 or more.
また、例えば、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの蛍光のピーク波長が514nm以上かつ544nm以下である試料において、温度が300℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの外部量子効率の、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの外部量子効率に対する比の値が0.85以上である。 For example, when the temperature is 25 ° C. and the peak wavelength of excitation light is 450 nm and the peak wavelength of fluorescence is 514 nm to 544 nm, the temperature is 300 ° C. and the peak wavelength of excitation light is 450 nm. The ratio of the external quantum efficiency to the external quantum efficiency when the temperature is 25 ° C. and the peak wavelength of the excitation light is 450 nm is 0.85 or more.
また、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの蛍光のピーク波長が544nmより大きく546nm以下である試料において、温度が300℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの外部量子効率の、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの外部量子効率に対する比の値が0.80以上である。 In addition, when the temperature is 25 ° C. and the peak wavelength of excitation light is 450 nm and the peak wavelength of fluorescence is greater than 544 nm and less than or equal to 546 nm, the external temperature is 300 ° C. and the peak wavelength of excitation light is 450 nm. The value of the ratio of the quantum efficiency to the external quantum efficiency when the temperature is 25 ° C. and the peak wavelength of the excitation light is 450 nm is 0.80 or more.
〔多結晶蛍光体との比較〕
Ceにより付活されたYAG系単結晶蛍光体とYAG系多結晶蛍光体粉末とでは、Ceの濃度と発光色の関係が大きく異なる。例えば、特許文献(特開2010−24278号公報)には、組成式(Y1−zCez)3Al5O12で表される組成を有する多結晶蛍光体粉末では0.003≦z≦0.2のCe濃度範囲で一定の色度(0.41,0.56)の光を発することが記載されている。一方、本実施の形態の単結晶蛍光体では、Ce濃度に依存して色度が変化し、例えば、上記特許文献の多結晶蛍光体粉末と同じ色度(0.41,0.56)の光を発するための組成は(Y1−zCez)3Al5O12(z=0.0005)である。
[Comparison with polycrystalline phosphor]
The relationship between Ce concentration and emission color is greatly different between the YAG-based single crystal phosphor activated by Ce and the YAG-based polycrystalline phosphor powder. For example, in the patent document (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-24278), 0.003 ≦ z ≦ for a polycrystalline phosphor powder having a composition represented by the composition formula (Y 1-z Ce z ) 3 Al 5 O 12 It is described that light of constant chromaticity (0.41, 0.56) is emitted in a Ce concentration range of 0.2. On the other hand, in the single crystal phosphor of the present embodiment, the chromaticity changes depending on the Ce concentration. For example, the same chromaticity (0.41, 0.56) as the polycrystalline phosphor powder of the above-mentioned patent document. the composition for emitting light is (Y 1-z Ce z) 3 Al 5 O 12 (z = 0.0005).
また、特許文献(特許第3503139号公報)には、組成式(Y1−a−bLuaCeb)3Al5O12で表される組成を有する多結晶蛍光体粉末が、a=0.99、b=0.01のときには発光色度が(0.339,0.579)となり、a=0.495、b=0.01のときには発光色度が(0.377,0.570)となることが記載されている。この多結晶蛍光体粉末に含まれるCeの濃度も、本実施の形態の単結晶蛍光体に含まれるCeの濃度と比較して桁違いに高い。 In addition, in the patent document (Japanese Patent No. 3503139), a polycrystalline phosphor powder having a composition represented by a composition formula (Y 1-ab Lu a Ce b ) 3 Al 5 O 12 has a = 0. .99, b = 0.01, the emission chromaticity is (0.339, 0.579), and when a = 0.495, b = 0.01, the emission chromaticity is (0.377, 0.570). ). The concentration of Ce contained in the polycrystalline phosphor powder is also orders of magnitude higher than the concentration of Ce contained in the single crystal phosphor of the present embodiment.
このように、単結晶蛍光体においては、所望の色の光を発するために添加されるCeの濃度が、多結晶蛍光体と比較して極めて少なく、高価なCeの使用量を低減することができる。 Thus, in the single crystal phosphor, the concentration of Ce added to emit light of a desired color is extremely small compared to the polycrystalline phosphor, and the amount of expensive Ce used can be reduced. it can.
以下に、本実施の形態に係る単結晶蛍光体の製造方法の一例について説明する。以下の例においては、チョクラルスキー法(CZ法)により単結晶蛍光体を育成する。 Below, an example of the manufacturing method of the single-crystal fluorescent substance concerning this Embodiment is demonstrated. In the following example, a single crystal phosphor is grown by the Czochralski method (CZ method).
〔単結晶蛍光体の製造〕
まず、出発原料として、高純度(99.99%以上)のY2O3、Lu2O3、Gd2O3、CeO2、Al2O3の粉末を用意し、乾式混合を行い、混合粉末を得る。なお、Y、Lu、Gd、Ce、及びAlの原料粉末は、上記のものに限られない。また、Lu又はGdを含まない単結晶蛍光体を製造する場合は、それらの原料粉末は用いない。
[Production of single crystal phosphor]
First, powders of high purity (99.99% or more) Y 2 O 3 , Lu 2 O 3 , Gd 2 O 3 , CeO 2 , and Al 2 O 3 are prepared as starting materials, dry mixed, and mixed Obtain a powder. The raw material powders of Y, Lu, Gd, Ce, and Al are not limited to the above. Further, when producing a single crystal phosphor containing no Lu or Gd, those raw material powders are not used.
図1は、CZ法による単結晶蛍光体インゴットの引き上げを模式的に示す断面図である。結晶育成装置80は、イリジウム製のルツボ81と、ルツボ81を収容するセラミックス製の筒状容器82と、筒状容器82の周囲に巻回される高周波コイル83とを主として備えている。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing pulling of a single crystal phosphor ingot by the CZ method. The
得られた混合粉末をルツボ81内に入れ、窒素雰囲気中で高周波コイル83により30kWの高周波エネルギーをルツボ81に供給して誘導電流を生じさせ、ルツボ81を加熱する。これにより混合粉末を溶融し、融液90を得る。
The obtained mixed powder is put in a
次に、YAG単結晶である種結晶91を用意して、その先端を融液90に接触させた後、10rpmの回転数で回転させながら1mm/h以下の引き上げ速度で引き上げ、1960℃以上の引き上げ温度で<111>方向に単結晶蛍光体インゴット92を育成する。この単結晶蛍光体インゴット92の育成は、筒状容器内に毎分2Lの流量で窒素を流し込み、大気圧下、窒素雰囲気中で行われる。
Next, a
こうして、例えば、直径約2.5cm、長さ約5cmの単結晶蛍光体インゴット92が得られる。得られた単結晶蛍光体インゴット92を所望の大きさに切り出すことにより、例えば、発光装置に用いる平板状の単結晶蛍光体を得ることができる。また、単結晶蛍光体インゴット92を粉砕することにより、粒子状の単結晶蛍光体を得ることができる。 Thus, for example, a single crystal phosphor ingot 92 having a diameter of about 2.5 cm and a length of about 5 cm is obtained. By cutting out the obtained single crystal phosphor ingot 92 to a desired size, for example, a flat single crystal phosphor used in a light emitting device can be obtained. In addition, by pulverizing the single crystal phosphor ingot 92, a particulate single crystal phosphor can be obtained.
〔単結晶蛍光体の評価〕
組成の異なる複数の第1の実施の形態に係る単結晶蛍光体を製造し、組成の分析、CIE色度、内部量子効率、及び外部量子効率の評価を行った。
[Evaluation of single crystal phosphor]
A plurality of single crystal phosphors according to the first embodiment having different compositions were manufactured, and composition analysis, CIE chromaticity, internal quantum efficiency, and external quantum efficiency were evaluated.
組成分析は、高周波誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析法により行った。また、Ce濃度が極めて小さい単結晶蛍光体に対しては、ICP質量分析法(ICP−MS)を併用した。 The composition analysis was performed by high frequency inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy. Further, ICP mass spectrometry (ICP-MS) was used in combination with a single crystal phosphor having a very low Ce concentration.
CIE色度座標の評価においては、CIE1931等色関数を用いて、励起光のピーク波長が450nmであるときの単結晶蛍光体の発光スペクトルのCIE色度座標を求めた。 In the evaluation of CIE chromaticity coordinates, CIE 1931 color matching functions were used to obtain CIE chromaticity coordinates of the emission spectrum of the single crystal phosphor when the peak wavelength of the excitation light was 450 nm.
内部量子効率及び外部量子効率の評価は、積分半球ユニットを備えた量子効率測定システムを用いて行った。以下に、単結晶蛍光体の内部量子効率及び外部量子効率の具体的な測定方法について述べる。 Internal quantum efficiency and external quantum efficiency were evaluated using a quantum efficiency measurement system equipped with an integrating hemisphere unit. A specific method for measuring the internal quantum efficiency and the external quantum efficiency of the single crystal phosphor will be described below.
まず、積分半球ユニット内に設置した標準試料としての硫酸バリウム粉末に励起光を照射し、励起光スペクトルを測定する。次に、積分半球ユニット内の硫酸バリウム上に設置した単結晶蛍光体に励起光を照射して、励起反射光スペクトル及び蛍光発光スペクトルを測定する。次に、積分半球ユニット内で拡散反射させた励起光を硫酸バリウム上に設置した単結晶蛍光体に照射し、再励起蛍光発光スペクトルを測定する。 First, an excitation light spectrum is measured by irradiating barium sulfate powder as a standard sample installed in the integrating hemisphere unit with excitation light. Next, excitation light is irradiated to the single crystal phosphor placed on barium sulfate in the integrating hemisphere unit, and the excitation reflected light spectrum and the fluorescence emission spectrum are measured. Next, the excitation light diffusely reflected in the integrating hemisphere unit is irradiated to a single crystal phosphor placed on barium sulfate, and a re-excitation fluorescence emission spectrum is measured.
そして、蛍光発光スペクトルから求められる光量子数と再励起蛍光発光スペクトルから求められる光量子数との差を、励起光スペクトルから求められる光量子数と励起反射光スペクトルから求められる光量子数との差で除すことにより、内部量子効率を求める。 Then, the difference between the photon number obtained from the fluorescence emission spectrum and the photon number obtained from the re-excitation fluorescence emission spectrum is divided by the difference between the photon number obtained from the excitation light spectrum and the photon number obtained from the excitation reflected light spectrum. Thus, the internal quantum efficiency is obtained.
また、蛍光発光スペクトルから求められる光量子数と再励起蛍光発光スペクトルから求められる光量子数との差を、励起光スペクトルから求められる光量子数で除すことにより、外部量子効率を求める。 Further, the external quantum efficiency is obtained by dividing the difference between the photon number obtained from the fluorescence emission spectrum and the photon number obtained from the re-excitation fluorescence emission spectrum by the photon number obtained from the excitation light spectrum.
次の表1及び表2に、評価の結果を示す。表1には試料番号1〜23の単結晶蛍光体試料の評価結果を示し、表2には試料番号24〜46の単結晶蛍光体試料の評価結果を示す。 The following Table 1 and Table 2 show the evaluation results. Table 1 shows the evaluation results of the single crystal phosphor samples of sample numbers 1 to 23, and Table 2 shows the evaluation results of the single crystal phosphor samples of sample numbers 24 to 46.
表1及び表2は、本実施の形態に係る単結晶蛍光体の組成式におけるx、y、z、aの値、測定時の単結晶蛍光体の温度(℃)、励起光のピーク波長が440、450、460nmであるときの内部量子効率(ηint)、内部量子効率ηintの温度特性の指標となるηint(300℃)/ηint(25℃)、励起光のピーク波長が440、450、460nmであるときの外部量子効率(ηext)、外部量子効率ηextの温度特性の指標となるηint(300℃)/ηint(25℃)、励起光のピーク波長が450nmであるときの蛍光のピーク波長λp(nm)、及び励起光のピーク波長が450nmであるときのCIE色度座標を示す。 Tables 1 and 2 show the values of x, y, z, and a in the composition formula of the single crystal phosphor according to the present embodiment, the temperature (° C.) of the single crystal phosphor at the time of measurement, and the peak wavelength of excitation light. The internal quantum efficiency (η int ) at 440, 450, 460 nm, η int (300 ° C.) / Η int (25 ° C.), which is an index of temperature characteristics of the internal quantum efficiency η int , and the peak wavelength of the excitation light is 440 450, 460 nm, external quantum efficiency (η ext ), η int (300 ° C.) / Η int (25 ° C.), which is an index of temperature characteristics of external quantum efficiency η ext , and the peak wavelength of excitation light is 450 nm The CIE chromaticity coordinate when the peak wavelength λp (nm) of fluorescence at a certain time and the peak wavelength of excitation light is 450 nm is shown.
ここで、ηint(300℃)は温度が300℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの内部量子効率、ηint(25℃)は温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの内部量子効率であり、ηint(300℃)/ηint(25℃)は、ηint(300℃)のηint(25℃)に対する比の値である。また、ηext(300℃)は温度が300℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの外部量子効率、ηext(25℃)は温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの外部量子効率であり、ηext(300℃)/ηext(25℃)は、ηext(300℃)のηext(25℃)に対する比の値である。 Here, η int (300 ° C.) is the internal quantum efficiency when the temperature is 300 ° C. and the peak wavelength of excitation light is 450 nm, and η int (25 ° C.) is the temperature of 25 ° C. and the peak wavelength of excitation light is 450 nm. It is the internal quantum efficiency at a certain time, and η int (300 ° C.) / Η int (25 ° C.) is the value of the ratio of η int (300 ° C.) to η int (25 ° C.). Η ext (300 ° C.) is the external quantum efficiency when the temperature is 300 ° C. and the excitation light peak wavelength is 450 nm, and η ext (25 ° C.) is the temperature 25 ° C. and the excitation light peak wavelength is 450 nm. Η ext (300 ° C.) / Η ext (25 ° C.) is the value of the ratio of η ext (300 ° C.) to η ext (25 ° C.).
評価された単結晶蛍光体の試料の形状については、試料番号2の試料が直径10mm、厚さ1.0mmの円形の板であり、試料番号17、23の試料が直径10mm、厚さ0.3mmの円形の板であり、試料番号46の試料が粉末であり、それ以外の試料が一辺の長さが10mm、厚さ0.3mmの正方形の板である。また、粉末状の試料を除く全ての試料は、両面が鏡面研磨されたものである。 Regarding the shape of the sample of the evaluated single crystal phosphor, the sample No. 2 is a circular plate having a diameter of 10 mm and a thickness of 1.0 mm, the samples No. 17 and 23 are 10 mm in diameter, and the thickness is 0. It is a 3 mm circular plate, the sample of sample number 46 is powder, and the other sample is a square plate having a side length of 10 mm and a thickness of 0.3 mm. In addition, all samples except the powder sample are mirror-polished on both sides.
試料の形状は、原理的に外部量子効率の測定値に影響を与えるが、同一の試料における外部量子効率の比の値、例えば、ηext(300℃)/ηext(25℃)の値は、試料の形状に依存しない。一方、内部量子効率の測定値は、試料の形状の影響をほとんど受けない。 The shape of the sample in principle affects the measurement value of the external quantum efficiency, but the value of the ratio of the external quantum efficiency in the same sample, for example, the value of η ext (300 ° C.) / Η ext (25 ° C.) is , Independent of sample shape. On the other hand, the measured value of the internal quantum efficiency is hardly affected by the shape of the sample.
表1によれば、評価された単結晶蛍光体の試料の組成は、組成式(Y1−x−y−zLuxGdyCez)3+aAl5−aO12(0≦x≦0.9994、0≦y≦0.0669、0.0002≦z≦0.0067、−0.016≦a≦0.315)で表される組成に含まれる。 According to Table 1, the composition of the sample of the evaluated single crystal phosphor, the composition formula (Y 1-x-y- z Lu x Gd y Ce z) 3 + a Al 5-a O 12 (0 ≦ x ≦ 0 .9994, 0 ≦ y ≦ 0.0669, 0.0002 ≦ z ≦ 0.0067, −0.016 ≦ a ≦ 0.315).
表1によれば、評価された全ての単結晶蛍光体の試料の、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの内部量子効率は、0.91以上である。 According to Table 1, the internal quantum efficiencies of the evaluated single crystal phosphor samples at a temperature of 25 ° C. and a peak wavelength of excitation light of 450 nm are 0.91 or more.
図2(a)は、本実施の形態に係る単結晶蛍光体の、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの蛍光のピーク波長(nm)と、内部量子効率ηint(300℃)との関係を表すグラフである。また、図2(b)は、本実施の形態に係る単結晶蛍光体の、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの蛍光のピーク波長(nm)と、内部量子効率の比の値ηint(300℃)/ηint(25℃)との関係を表すグラフである。 2A shows the fluorescence peak wavelength (nm) when the temperature is 25 ° C. and the excitation light peak wavelength is 450 nm, and the internal quantum efficiency η int ( 300 ° C.). FIG. 2B shows the fluorescence peak wavelength (nm) when the temperature is 25 ° C. and the excitation light peak wavelength is 450 nm and the internal quantum efficiency of the single crystal phosphor according to the present embodiment. It is a graph showing the relationship with ratio value (eta) int (300 degreeC) / (eta) int (25 degreeC).
図2(a)、(b)のマーク“○”が本実施の形態に係る平板状の単結晶蛍光体(試料番号4、7、8、30、45)の測定値、マーク“◇”が粉末状の単結晶蛍光体(試料番号46)の測定値、マーク“◆”が、比較例としてのCeにより付活されたYAG系多結晶蛍光体粉末の測定値である。
The marks “◯” in FIGS. 2A and 2B indicate the measured values of the flat single crystal phosphor (
図2(a)によれば、本実施の形態に係る単結晶蛍光体の内部量子効率ηint(300℃)は、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの蛍光のピーク波長が514nm以上かつ544nm以下である試料において0.90以上であり、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの蛍光のピーク波長が544nmより大きく546nm以下である試料において0.80以上である。 According to FIG. 2A, the internal quantum efficiency η int (300 ° C.) of the single crystal phosphor according to the present embodiment is the peak of fluorescence when the temperature is 25 ° C. and the peak wavelength of excitation light is 450 nm. In a sample having a wavelength of 514 nm or more and 544 nm or less, 0.90 or more, and in a sample having a fluorescence peak wavelength of greater than 544 nm and less than 546 nm when the temperature is 25 ° C. and the excitation light peak wavelength is 450 nm. 80 or more.
また、図2(a)によれば、多結晶蛍光体の内部量子効率ηint(300℃)は、本実施の形態に係る単結晶蛍光体の内部量子効率ηint(300℃)よりも小さく、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの蛍光のピーク波長が514nm以上かつ544nm以下の試料において0.85を下回り、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの蛍光のピーク波長が544nmより大きく546nm以下の試料において0.75を下回る。 Further, according to FIG. 2A, the internal quantum efficiency η int (300 ° C.) of the polycrystalline phosphor is smaller than the internal quantum efficiency η int (300 ° C.) of the single crystal phosphor according to the present embodiment. When the temperature is 25 ° C. and the excitation light peak wavelength is 450 nm, the fluorescence peak wavelength is less than 0.85 in the sample of 514 nm or more and 544 nm or less, the temperature is 25 ° C., and the excitation light peak wavelength is 450 nm. When the peak wavelength of fluorescence is greater than 544 nm and less than or equal to 546 nm, it is less than 0.75.
図2(b)によれば、本実施の形態に係る単結晶蛍光体の内部量子効率の比の値ηint(300℃)/ηint(25℃)は、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの蛍光のピーク波長が514nm以上かつ544nm以下である試料において0.90以上であり、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの蛍光のピーク波長が544nmより大きく546nm以下である試料において0.80以上である。 According to FIG. 2 (b), the ratio η int (300 ° C.) / Η int (25 ° C.) of the internal quantum efficiency of the single crystal phosphor according to the present embodiment is 25 ° C., and the excitation light The peak wavelength of fluorescence when the peak wavelength is 450 nm is 0.90 or more in a sample having a wavelength of 514 nm or more and 544 nm or less, the temperature is 25 ° C., and the peak wavelength of fluorescence when the peak wavelength of excitation light is 450 nm is In the sample that is larger than 544 nm and smaller than or equal to 546 nm, it is 0.80 or larger.
また、図2(b)によれば、多結晶蛍光体の内部量子効率の比の値ηint(300℃)/ηint(25℃)は、本実施の形態に係る単結晶蛍光体の内部量子効率の比の値ηint(300℃)/ηint(25℃)よりも小さく、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの蛍光のピーク波長が514nm以上かつ544nm以下の試料において0.90を下回り、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの蛍光のピーク波長が544nmより大きく546nm以下である試料において0.80を下回る。 Further, according to FIG. 2 (b), the value η int (300 ° C.) / Η int (25 ° C.) of the internal quantum efficiency of the polycrystalline phosphor is equal to the inside of the single crystal phosphor according to the present embodiment. Quantum efficiency ratio value η int (300 ° C.) / Η int (25 ° C.) is smaller than η int (25 ° C.), temperature is 25 ° C., and peak wavelength of excitation light is 450 nm. It is less than 0.90 in the sample, and the peak wavelength of fluorescence when the temperature is 25 ° C. and the peak wavelength of the excitation light is 450 nm is less than 0.80 in the sample that is greater than 544 nm and less than or equal to 546 nm.
図3は、本実施の形態に係る単結晶蛍光体の、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの蛍光のピーク波長(nm)と、外部量子効率の比の値ηext(300℃)/ηext(25℃)との関係を表すグラフである。 FIG. 3 shows the value η ext of the ratio between the fluorescence peak wavelength (nm) when the temperature is 25 ° C. and the excitation light peak wavelength is 450 nm and the external quantum efficiency of the single crystal phosphor according to the present embodiment. It is a graph showing the relationship with (300 degreeC ) / (eta) ext (25 degreeC ).
図3のマーク“○”が本実施の形態に係る平板状の単結晶蛍光体(試料番号4、7、8、30、45)の測定値、マーク“◇”が粉末状の単結晶蛍光体(試料番号46)の測定値、マーク“◆”が、比較例としてのCeにより付活されたYAG系多結晶蛍光体粉末の測定値である。
The mark “◯” in FIG. 3 is the measured value of the flat single crystal phosphor (
図3によれば、本実施の形態に係る単結晶蛍光体の外部量子効率の比の値ηext(300℃)/ηext(25℃)は、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの蛍光のピーク波長が514nm以上かつ544nm以下である試料において0.85以上であり、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの蛍光のピーク波長が544nmより大きく546nm以下である試料において0.80以上である。 According to FIG. 3, the value η ext (300 ° C.) / Η ext (25 ° C.) of the external quantum efficiency ratio of the single crystal phosphor according to the present embodiment is 25 ° C. and the peak wavelength of the excitation light is In the sample where the peak wavelength of fluorescence at 450 nm is 514 nm or more and 544 nm or less, the peak wavelength of fluorescence is 0.85 or more, the temperature is 25 ° C., and the peak wavelength of excitation light is 450 nm, the peak wavelength of fluorescence is larger than 544 nm. It is 0.80 or more in the sample which is 546 nm or less.
図3によれば、多結晶蛍光体の外部量子効率の比の値ηext(300℃)/ηext(25℃)は、本実施の形態に係る単結晶蛍光体の外部量子効率の比の値ηext(300℃)/ηext(25℃)よりも小さく、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの蛍光のピーク波長が514nm以上かつ544nm以下の試料において0.85を下回り、温度が25℃、励起光のピーク波長が450nmであるときの蛍光のピーク波長が544nmより大きく546nm以下の試料において0.75を下回る。 According to FIG. 3, the value η ext (300 ° C.) / Η ext (25 ° C.) of the external quantum efficiency ratio of the polycrystalline phosphor is the ratio of the external quantum efficiency ratio of the single crystal phosphor according to the present embodiment. 0.85 in a sample whose value is smaller than the value η ext (300 ° C.) / Η ext (25 ° C.), the temperature is 25 ° C. and the peak wavelength of excitation light is 450 nm and the peak wavelength of fluorescence is 514 nm or more and 544 nm or less. When the temperature is 25 ° C. and the peak wavelength of excitation light is 450 nm, the peak wavelength of fluorescence is greater than 544 nm and less than 0.75 in a sample of 546 nm or less.
[第2の実施の形態]
本発明の第2の実施の形態は、第1の実施の形態に係る単結晶蛍光体を用いた発光装置である。以下に、第2の実施の形態について、図4を参照して説明する。図4(a)は、第2の実施の形態に係る発光装置1の垂直断面図であり、図4(b)は、発光装置1を構成する発光素子10及びその周辺部の垂直断面図である。
[Second Embodiment]
The second embodiment of the present invention is a light emitting device using the single crystal phosphor according to the first embodiment. The second embodiment will be described below with reference to FIG. 4A is a vertical sectional view of the light emitting device 1 according to the second embodiment, and FIG. 4B is a vertical sectional view of the
図4(a)に示すように、発光装置1は、LED等の発光素子である発光素子10と、発光素子10の光出射面を覆うように設けられた、第1の実施の形態の単結晶蛍光体からなる蛍光体2と、発光素子10を支持するAl2O3等からなるセラミック基板3と、白色の樹脂からなる本体4と、発光素子10及び蛍光体2を封止する透明樹脂8とを有する。
As shown in FIG. 4A, the light-emitting device 1 includes the light-emitting
セラミック基板3は、例えばタングステン等の金属からパターン形成される配線部31、32を有している。配線部31、32は、発光素子10のn側電極15A及びp側電極15Bに電気的に接続されている。
The ceramic substrate 3 has
本体4は、セラミック基板3上に形成され、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、発光素子10の発光光を外部に向かって反射する反射面40となっている。
The
図4(b)に示すように、発光素子10のn側電極15A及びp側電極15Bは、それぞれセラミック基板3の配線部31、32にバンプ16を介して接続される。
As shown in FIG. 4B, the n-
発光素子10は、例えばGaN系半導体化合物を用いたフリップチップ型の素子であり、例えば380〜490nmの波長に光量のピークを有する青色系の光を発する。この発光素子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、n型GaN層12、発光層13、及びp型GaN層14がこの順に形成されている。n型GaN層12の露出部分にはn側電極15Aが、p型GaN層14の表面にはp側電極15Bが、それぞれ形成されている。
The
発光層13は、n型GaN層12及びp型GaN層14からキャリアが注入されることにより、青色系の光を発する。この発光光は、n型GaN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。
The light emitting layer 13 emits blue light when carriers are injected from the n-type GaN layer 12 and the p-type GaN layer 14. The emitted light passes through the n-type GaN layer 12 and the element substrate 11 and is emitted from the second
素子基板11の第2の主面11b側には、第2の主面11bの全体を覆うように、蛍光体2が設置されている。例えば、蛍光体2と素子基板11とが直接接触する場合は、蛍光体2の素子基板11に対向する第1の面2aと素子基板11の第2の主面11bとが分子間力によって接合される。
On the second
蛍光体2は、平板状の単結晶蛍光体である。平板状の単結晶蛍光体は、粒子状の蛍光体のように樹脂中に分散させる必要がないため、光や熱による樹脂の劣化に起因する発光色の変化等の問題が生じない。このため、発光装置1のような平板状の単結晶蛍光体を用いる発光装置は、高輝度、高出力、高温等の条件下における長期信頼性が極めて高い。蛍光体2は、第2の主面11bと同等もしくはそれ以上の大きさを有する。
The phosphor 2 is a flat single crystal phosphor. Since the flat single crystal phosphor does not need to be dispersed in the resin unlike the particulate phosphor, problems such as a change in emission color caused by deterioration of the resin due to light or heat do not occur. For this reason, a light emitting device using a flat single crystal phosphor such as the light emitting device 1 has extremely high long-term reliability under conditions such as high luminance, high output, and high temperature. The phosphor 2 has a size equal to or larger than that of the second
以上のように構成された発光素子10に通電すると、配線部31、n側電極15A、及びn型GaN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GaN層14を介して正孔が発光層13に注入されて、発光層13が発光する。発光層13の青色の発光光は、n型GaN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、蛍光体2の第1の面2aに入射する。
When the
第1の面2aから入射した光の一部は、励起光として蛍光体2中の電子を励起する。蛍光体2は、発光素子10からの青色系の光の一部を吸収し、例えば、514〜546nmの波長に光量のピークを有する黄色系の光に波長変換する。
Part of the light incident from the
蛍光体2に入射した青色系の光のうちの一部は蛍光体2に吸収されて波長変換され、黄色系の光として蛍光体2の第2の面2bから出射される。また、蛍光体2に入射した光のうちの残りの一部は蛍光体2に吸収されずに蛍光体2の第2の面2bから出射される。青色と黄色は補色関係にあるので、発光装置1は、青色光と黄色光とを混合した白色光を放射する。
Part of the blue light incident on the phosphor 2 is absorbed by the phosphor 2 and converted in wavelength, and is emitted from the
また、この発光装置1が発する白色光の色温度は、4500K以上に設定することが可能である。白色光の色温度は、蛍光体2のLuやGdの濃度、または付活剤であるCeの濃度等によって調整することができる。さらに蛍光体2よりも長波長な蛍光スペクトルを有する第2の蛍光体を加えることで、発光装置1が発する白色光の色温度を4500K未満に調整することが可能である。 Further, the color temperature of the white light emitted from the light emitting device 1 can be set to 4500K or higher. The color temperature of white light can be adjusted by the concentration of Lu or Gd in the phosphor 2 or the concentration of Ce as an activator. Furthermore, the color temperature of white light emitted from the light emitting device 1 can be adjusted to less than 4500K by adding a second phosphor having a fluorescence spectrum longer than that of the phosphor 2.
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について、図5を参照して説明する。図5(a)は、第3の実施の形態に係る発光装置1Aの垂直断面図、図5(b)は、発光装置1Aを構成する発光素子10Aの垂直断面図、図5(c)は、発光素子10Aの平面図である。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5A is a vertical sectional view of a light emitting device 1A according to the third embodiment, FIG. 5B is a vertical sectional view of a
本実施の形態に係る発光装置1Aは、発光素子の発光光が単結晶蛍光体に入射して波長変換される構成は第2の実施の形態に係る発光装置1と共通するが、発光素子の構成及び発光素子に対する蛍光体の配置位置が第2の実施の形態とは異なっている。以下、第2の実施の形態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。 The light emitting device 1A according to the present embodiment has the same configuration as the light emitting device 1 according to the second embodiment, in which the light emitted from the light emitting element is incident on the single crystal phosphor and wavelength-converted. The configuration and the arrangement position of the phosphor with respect to the light emitting element are different from those of the second embodiment. Hereinafter, the constituent elements of the light emitting device 1A having the same functions and configurations as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図5(a)及び図5(b)に示すように、発光装置1Aは、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、発光素子10Aの開口部4A側に、蛍光体21が接合されている。蛍光体21は、第2の実施の形態に係る蛍光体2と同様に、第1の実施の形態に係る単結晶蛍光体からなる。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the light emitting device 1A is arranged such that the element substrate 11 of the
図5(b)及び図5(c)に示すように、発光素子10Aは、素子基板11、n型GaN層12、発光層13、p型GaN層14を有し、さらにp型GaN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GaN層14に注入する。
As shown in FIGS. 5B and 5C, the light-emitting
蛍光体21は、図5(c)に示すように、p側電極15B、及びn型GaN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。また、蛍光体21は、透明電極140側の第1の面21aが透明電極140の表面140bに分子間力によって接合されている。
As shown in FIG. 5C, the
図5(a)に示すように、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、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。
As shown in FIG. 5A, the n-side electrode 15 </ b> A of the
以上のように構成された発光素子10Aに通電すると、配線部31、n側電極15A、及びn型GaN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GaN層14を介して正孔が発光層13に注入されて、発光層13が発光する。
When the
発光層13の青色の発光光は、p型GaN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、蛍光体21の第1の面21aに入射する。
The blue emitted light of the light emitting layer 13 passes through the p-type GaN layer 14 and the transparent electrode 140 and is emitted from the
第1の面21aから蛍光体21に入射した光の一部は、励起光として蛍光体21中の電子を励起する。蛍光体21は、発光素子10Aからの青色光の一部を吸収し、黄色光に波長変換する。より詳細には、蛍光体21は、発光素子10Aからの青色系の光を吸収し、例えば、514〜546nmの波長に発光ピークを有する黄色系の光を発する。
Part of the light incident on the
このように、蛍光体21に入射した青色光のうちの一部は蛍光体21に吸収されて波長変換され、黄色光として蛍光体21の第2の面21bから出射される。また、蛍光体21に入射した青色光のうちの残りの一部は蛍光体21に吸収されずにそのまま蛍光体21の第2の面21bから出射される。青色と黄色は補色関係にあるので、発光装置1Aは、青色光と黄色光とを混合した白色光を放射する。
Thus, part of the blue light incident on the
[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態について、図6を参照して説明する。図6は、第4の実施の形態に係る発光装置1Bの垂直断面図である。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a vertical sectional view of a light emitting device 1B according to the fourth embodiment.
本実施の形態に係る発光装置1Bは、発光素子の発光光が単結晶蛍光体に入射して波長変換される構成は第2の実施の形態に係る発光装置1と共通するが、蛍光体の配置位置が第2の実施の形態とは異なっている。以下、第2又は第3の実施の形態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。 The light-emitting device 1B according to the present embodiment has the same configuration as the light-emitting device 1 according to the second embodiment, in which the light emitted from the light-emitting element is incident on the single crystal phosphor and wavelength-converted. The arrangement position is different from that of the second embodiment. Hereinafter, constituent elements of the light emitting device 1B having the same functions and configurations as those of the second or third embodiment are denoted by common reference numerals, and description thereof is omitted.
図6に示すように、発光装置1Bは、セラミック基板3上に、第2の実施の形態と同様の構成を有する発光素子10を備えている。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4(b)参照)の第2の主面11bから本体4の開口部4A側に向かって青色光を出射する。
As shown in FIG. 6, the light emitting device 1 </ b> B includes a
本体4には、その開口部4Aを覆うように、蛍光体22が接合されている。蛍光体22は平板状に形成され、本体4の上面4bに接着剤等により結合されている。蛍光体22は、第2の実施の形態に係る蛍光体2と同様に、第1の実施の形態に係る単結晶蛍光体からなる。また、蛍光体22は、発光素子10よりも大きい。
A phosphor 22 is bonded to the
以上のように構成された発光装置1Bに通電すると、発光素子10が発光し、第2の主面11bから蛍光体22に向かって青色光を出射する。蛍光体22は、発光素子10の出射面に面した第1の面22aから発光素子10の青色の発光光を吸収し、黄色の蛍光を第2の面22bから外部に放射する。
When the light emitting device 1B configured as described above is energized, the
このように、蛍光体22に入射した青色光のうちの一部は蛍光体22に吸収されて波長変換され、黄色光として蛍光体22の第2の面22bから出射される。また、蛍光体22に入射した青色光のうちの残りの一部は蛍光体22に吸収されずに蛍光体22の第2の面22bから出射される。青色と黄色は補色関係にあるので、発光装置1Bは、青色光と黄色光とを混合した白色光を放射する。 Thus, part of the blue light incident on the phosphor 22 is absorbed by the phosphor 22 and converted in wavelength, and is emitted from the second surface 22b of the phosphor 22 as yellow light. Further, the remaining part of the blue light incident on the phosphor 22 is emitted from the second surface 22 b of the phosphor 22 without being absorbed by the phosphor 22. Since blue and yellow are in a complementary color relationship, the light emitting device 1B emits white light in which blue light and yellow light are mixed.
本実施の形態においては、発光素子10と蛍光体22とが離間しているので、発光素子10の出射面に蛍光体を接合する場合に比較して大型の蛍光体22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。
In the present embodiment, since the
[第5の実施の形態]
次に、本発明の第5の実施の形態について、図7を参照して説明する。図7は、第5の実施の形態に係る発光装置1Cの断面図である。図7に示すように、本実施の形態では、発光素子と、発光素子が実装される基板及び蛍光体との位置関係が第4の実施の形態とは異なっている。以下、第2、第3又は第4の実施の形態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。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of a light emitting device 1C according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the positional relationship between the light emitting element, the substrate on which the light emitting element is mounted, and the phosphor is different from that in the fourth embodiment. Hereinafter, constituent elements of the light emitting device 1C having the same functions and configurations as those of the second, third, or fourth embodiment are denoted by common reference numerals, and description thereof is omitted.
本実施の形態に係る発光装置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蛍光体22と、透明基板6の蛍光体22側の面とは反対側の面に実装された発光素子10Aと、発光素子10Aに通電するための配線部61、62とを有する。蛍光体22は、第2の実施の形態に係る蛍光体11と同様に、第1の実施の形態に係る単結晶蛍光体からなる。
The light emitting device 1C according to the present embodiment covers the main body 5 made of white resin, the transparent substrate 6 held by the slit-
本体5は、その中心部に半球状の凹部が形成され、この凹部の表面が発光素子10Aの発光光を蛍光体22側に反射する反射面50となっている。
The main body 5 has a hemispherical recess formed in the center thereof, and the surface of the recess serves as a
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、発光素子10Aの発光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。発光素子10Aのp側電極及びn側電極は、それぞれ配線部61、62の一端部と、ボンディングワイヤ611、621を介して電気的に接続されている。配線部61、62の他端部は、本体5の外部に引き出されている。
The transparent substrate 6 is made of, for example, a resin having translucency such as a silicone resin, an acrylic resin, or PET, or a translucent member made of a single crystal or polycrystal such as a glassy substance, sapphire, ceramics, quartz, etc. It has translucency and insulation properties to transmit 10A emission light. In addition, a part of the
以上のように構成された発光装置1Cに通電すると、発光素子10Aが発光し、発光光の一部は透明基板6を透過して蛍光体22の第1の面22aに入射する。また、発光素子10A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、蛍光体22の第1の面22aに入射する。
When the light emitting device 1C configured as described above is energized, the
蛍光体22に入射した光のうちの一部は蛍光体22に吸収されて波長変換され、残りの一部は蛍光体22に吸収されずに蛍光体22の第2の面22bから出射される。このように、発光装置1Cは、発光素子10Aが発した青色光と蛍光体22で波長変換された黄色光とを混合した白色光を放射する。
Part of the light incident on the phosphor 22 is absorbed by the phosphor 22 and wavelength-converted, and the remaining part is not absorbed by the phosphor 22 and is emitted from the second surface 22 b of the phosphor 22. . As described above, the light emitting device 1C emits white light in which the blue light emitted from the
本実施の形態によれば、発光素子10Aから蛍光体22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、蛍光体22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。
According to the present embodiment, the light emitted from the
[第6の実施の形態]
次に、本発明の第6の実施の形態について、図8を参照して説明する。図8(a)は、第6の実施の形態に係る発光装置1Dの垂直断面図、図8(b)は、発光装置1Dを構成する発光素子7の垂直断面図である。図8(a)に示すように、本実施の形態では、発光素子の構成及びその配置が第4の実施の形態とは異なっている。以下、第2、第3又は第4の実施の形態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。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8A is a vertical sectional view of a light emitting device 1D according to the sixth embodiment, and FIG. 8B is a vertical sectional view of a
発光装置1Dにおいては、セラミック基板3に設けられた配線部32上に、発光素子7が配置されている。発光素子7は、図8(b)に示すように、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、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。
In the light emitting device 1 </ b> D, the
Ga2O3基板70は、n型の導電型を示すβ−Ga2O3からなる。MQW層74は、InGaN/GaN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。
The Ga 2 O 3 substrate 70 is made of β-Ga 2 O 3 showing n-type conductivity. The
以上のように構成された発光素子7に通電すると、n電極78、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、青色系の光を発する。この青色系の発光光は、Ga2O3基板70等を透過して発光素子7の出射面7aから出射され、蛍光体22の第1の面22aに入射する。
When the
蛍光体22は、発光素子7の出射面に面した第1の面22aから発光素子10の青色系の発光光を吸収し、黄色の蛍光を第2の面22bから外部に放射する。
The phosphor 22 absorbs the blue emission light of the
このように、蛍光体22に入射した青色光のうちの一部は蛍光体22に吸収されて波長変換され、黄色光として蛍光体22の第2の面22bから出射される。また、蛍光体22に入射した青色光のうちの残りの一部は蛍光体22に吸収されずに蛍光体22の第2の面22bから出射される。青色と黄色は補色関係にあるので、発光装置1Dは、青色光と黄色光とを混合した白色光を放射する。 Thus, part of the blue light incident on the phosphor 22 is absorbed by the phosphor 22 and converted in wavelength, and is emitted from the second surface 22b of the phosphor 22 as yellow light. Further, the remaining part of the blue light incident on the phosphor 22 is emitted from the second surface 22 b of the phosphor 22 without being absorbed by the phosphor 22. Since blue and yellow are in a complementary color relationship, the light emitting device 1D emits white light in which blue light and yellow light are mixed.
[第7の実施の形態]
次に、本発明の第7の実施の形態について、図9を参照して説明する。図9は、第7の実施の形態に係る発光装置1Eの垂直断面図である。図9に示すように、本実施の形態では、蛍光体の状態及びその配置が第2の実施の形態とは異なっている。以下、第2の実施の形態と同一の機能及び構成を有する発光装置1E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。
[Seventh Embodiment]
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a vertical sectional view of a light emitting device 1E according to the seventh embodiment. As shown in FIG. 9, in the present embodiment, the state of the phosphor and the arrangement thereof are different from those in the second embodiment. Hereinafter, constituent elements of the light emitting device 1E having the same functions and configurations as those of the second embodiment are denoted by common reference numerals, and description thereof is omitted.
図9に示すように、発光装置1Eは、LED等の発光素子である発光素子10と、発光素子10を支持するセラミック基板3と、白色の樹脂からなる本体4と、発光素子10を封止する透明部材101とを有する。
As shown in FIG. 9, the light emitting device 1E encapsulates the
透明部材101中には、粒状の蛍光体102が分散している。蛍光体102は、第1の実施の形態の単結晶蛍光体からなり、例えば、第1の実施の形態において製造された単結晶蛍光体インゴット92を粉砕することにより得られる。 In the transparent member 101, granular phosphors 102 are dispersed. The phosphor 102 is made of the single crystal phosphor of the first embodiment, and is obtained, for example, by pulverizing the single crystal phosphor ingot 92 manufactured in the first embodiment.
透明部材101は、例えば、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の透明樹脂、またはガラス等の透明無機材料である。 The transparent member 101 is, for example, a transparent resin such as a silicone resin or an epoxy resin, or a transparent inorganic material such as glass.
透明部材101中に分散した蛍光体102は、発光素子10から発せられた青色系の光の一部を吸収し、例えば、514〜546nmの波長に発光ピークを有する黄色系の蛍光を発する。蛍光体102に吸収されなかった青色系の光と、蛍光体102から発せられた黄色系の蛍光が混合し、白色の光が発光装置1Eから発せられる。
The phosphor 102 dispersed in the transparent member 101 absorbs part of blue light emitted from the
なお、本実施の形態の透明部材101及び蛍光体102は、他の実施の形態に適用されてもよい。すなわち、本実施の形態の透明部材101及び蛍光体102を、第3の実施の形態の透明樹脂8及び蛍光体21の代わりに用いてもよい。
Note that the transparent member 101 and the phosphor 102 of the present embodiment may be applied to other embodiments. That is, the transparent member 101 and the phosphor 102 of the present embodiment may be used instead of the
[第8の実施の形態]
次に、本発明の第8の実施の形態について、図10を参照して説明する。図10(a)は、第8の実施の形態に係る発光装置1Fの垂直断面図であり、図10(b)は、発光装置1Fを構成する発光素子10及びその周辺部の垂直断面図である。図10に示すように、本実施の形態では、蛍光体の状態及びその配置が第2の実施の形態とは異なっている。以下、第2の実施の形態と同一の機能及び構成を有する発光装置1F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。
[Eighth Embodiment]
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10A is a vertical sectional view of the light emitting device 1F according to the eighth embodiment, and FIG. 10B is a vertical sectional view of the
図10(a)に示すように、発光装置1Fは、LED等の発光素子である発光素子10と、発光素子10の光出射面を覆うように設けられた透明部材103と、発光素子10を支持するセラミック基板3と、白色の樹脂からなる本体4と、発光素子10及び透明部材103を封止する透明樹脂8とを有する。
As shown in FIG. 10A, the light emitting device 1F includes a
透明部材103中には、粒子状の蛍光体104が分散している。蛍光体104は、第1の実施の形態の単結晶蛍光体からなり、例えば、第1の実施の形態において製造された単結晶蛍光体インゴット92を粉砕することにより得られる。
透明部材103は、例えば、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の透明樹脂、またはガラス等の透明無機材料である。透明部材103は、例えば、第2の実施の形態の蛍光体2と同様の形状、大きさを有する。
The
透明部材103中に分散した蛍光体104は、発光素子10から発せられた青色系の光の一部を吸収し、例えば、514〜546nmの波長に発光ピークを有する黄色系の蛍光を発する。蛍光体104に吸収されなかった青色系の光と、蛍光体104から発せられた黄色系の蛍光が混合し、白色の光が発光装置1Fから発せられる。
The
なお、本実施の形態の透明部材103及び蛍光体104は、他の実施の形態に適用されてもよい。例えば、本実施の形態の透明部材103及び蛍光体104を、第3の実施の形態の蛍光体21、又は第4、5、6の実施の形態の蛍光体22の代わりに用いてもよい。
Note that the
[第9の実施の形態]
次に、本発明の第9の実施の形態について、図11を参照して説明する。図11は、第9の実施の形態に係る発光装置1Gの垂直断面図である。図11に示すように、本実施の形態では、粒子状の単結晶蛍光体を含む透明部材の形状が第8の実施の形態とは異なっている。以下、第8の実施の形態と同一の機能及び構成を有する発光装置1G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。
[Ninth Embodiment]
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a vertical sectional view of a light emitting device 1G according to the ninth embodiment. As shown in FIG. 11, in the present embodiment, the shape of the transparent member including the particulate single crystal phosphor is different from that of the eighth embodiment. Hereinafter, constituent elements of the light emitting device 1G having the same functions and configurations as those of the eighth embodiment are denoted by common reference numerals, and description thereof is omitted.
図11に示すように、発光装置1Gは、LED等の発光素子である発光素子10と、発光素子10を支持するセラミック基板3と、発光素子10の表面及びセラミック基板3の上面を覆うように設けられた透明部材103とを有する。
As shown in FIG. 11, the light emitting device 1G covers the
透明部材103中には、粒子状の蛍光体104が分散している。蛍光体104は、第1の実施の形態の単結晶蛍光体からなり、例えば、第1の実施の形態において製造された単結晶蛍光体インゴット92を粉砕することにより得られる。
透明部材103は、例えば、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の透明樹脂、またはガラス等の透明無機材料である。なお、本実施の形態の透明部材103は、塗布法等を用いる製造工程上、発光素子10の表面上だけでなくセラミック基板3上にも形成される場合があるが、セラミック基板3上には形成されなくてもよい。
The
透明部材103中に分散した蛍光体104は、発光素子10から発せられた青色系の光の一部を吸収し、例えば、514〜546nmの波長に発光ピークを有する黄色系の蛍光を発する。蛍光体104に吸収されなかった青色系の光と、蛍光体104から発せられた黄色系の蛍光が混合し、白色の光が発光装置1Gから発せられる。
The
(実施の形態の効果)
上記実施の形態によれば、量子効率や温度消光特性に優れた蛍光体を得ることができる。また、量子効率や温度消光特性に優れた蛍光体を用いることにより、高輝度、高出力、長寿命等の優れた特徴を有する発光装置を得ることができる。
(Effect of embodiment)
According to the above embodiment, a phosphor excellent in quantum efficiency and temperature quenching characteristics can be obtained. Further, by using a phosphor excellent in quantum efficiency and temperature quenching characteristics, a light emitting device having excellent characteristics such as high luminance, high output, and long life can be obtained.
以上の説明からも明らかなように、本発明は、上記実施の形態及び図示例に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲内で様々に設計変更が可能である。例えば、蛍光体の製造方法について一例を示したが、本発明の蛍光体は、この一例によって製造されたものに限定されない。また、発光素子及び蛍光体をいわゆる砲弾型の樹脂により封止してもよい。また、一つの発光装置が複数の発光素子を有する構成としてもよい。またさらに、青色系の光を発する発光素子の光を励起光として黄色系の光を発する単結晶蛍光体と、前記単結晶蛍光体と異なる色調の光を発する単結晶蛍光体など複数の単一の単結晶からなる蛍光体を組み合わせて発光装置を構成してもよい。 As is clear from the above description, the present invention is not limited to the above-described embodiments and illustrated examples, and various design changes can be made within the scope described in each claim. For example, although an example was shown about the manufacturing method of fluorescent substance, the fluorescent substance of this invention is not limited to what was manufactured by this example. Further, the light emitting element and the phosphor may be sealed with a so-called bullet-type resin. One light-emitting device may have a plurality of light-emitting elements. Furthermore, a plurality of single crystal phosphors such as a single crystal phosphor that emits yellow light using light from a light emitting element that emits blue light as excitation light, and a single crystal phosphor that emits light of a color tone different from that of the single crystal phosphor. A light emitting device may be configured by combining phosphors made of the single crystals.
また、上記実施の形態は、エネルギー効率が高く、省エネルギーを実現することのできるLED発光装置等の発光装置、又はその発光装置に用いられる単結晶蛍光体であるため、省エネルギー効果を有する。 In addition, since the above embodiment is a light emitting device such as an LED light emitting device that has high energy efficiency and can realize energy saving, or a single crystal phosphor used in the light emitting device, it has an energy saving effect.
1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G…発光装置、2、21、22、102、104…蛍光体、3…セラミック基板、2a、21a、22a…第1の面、2b、21b、22b…第2の面、4、5…本体、51…保持部、4A、5A…開口部、4b…上面、6…透明基板、10、10A、7…発光素子、11…素子基板、11a…第1の主面、11b…第2の主面、12…n型GaN層、13…発光層、14…p型GaN層、15A…n側電極、15B…p側電極、16…バンプ、31、32、61、62…配線部、311、321、611、621…ボンディングワイヤ、40、50…反射面、140…透明電極、140b…表面、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、80…結晶育成装置、81…ルツボ、82…筒状容器、83…高周波コイル、90…融液、91…種結晶、92…単結晶蛍光体インゴット、101、103…透明部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G ... Light-emitting device, 2, 21, 22, 102, 104 ... Phosphor, 3 ... Ceramic substrate, 2a, 21a, 22a ... 1st surface, 2b, 21b, 22b ... 2nd surface, 4, 5 ... main body, 51 ... holding part, 4A, 5A ... opening, 4b ... upper surface, 6 ... transparent substrate, 10, 10A, 7 ... light emitting element, 11 ... element substrate, 11a ... first main surface, 11b ... second main surface, 12 ... n-type GaN layer, 13 ... light emitting layer, 14 ... p-type GaN layer, 15A ... n-side electrode, 15B ... p-side electrode, 16 ... bump 31, 32, 61, 62 ... wiring part, 311, 321, 611, 621 ... bonding wire, 40, 50 ... reflective surface, 140 ... transparent electrode, 140 b ... surface, 70 ... Ga 2 O 3 substrate, 71 ... buffer layer, 72 ... n + -GaN layer, 73 ... n-AlGaN , 74 ... MQW layer, 75 ... p-AlGaN layer, 76 ... p + -GaN layer, 77 ... p electrode, 78 ... n electrode, 80 ... crystal growth apparatus, 81 ... crucible, 82 ... cylindrical container, 83 ... high frequency Coil, 90 ... melt, 91 ... seed crystal, 92 ... single crystal phosphor ingot, 101, 103 ... transparent member
Claims (5)
前記レーザー素子と離間して配置されて前記青色系のレーザー光を吸収して黄色系の波長変換光を放射する平板状の単結晶蛍光体とを含み、
前記単結晶蛍光体は、組成式(Y1−x−y−zLuxGdyCez)3+aAl5−aO12(0≦x≦0.9994、0≦y≦0.0302、0.0006≦z≦0.0067、−0.010≦a≦0.251)で表される組成を有し、
前記青色系のレーザー光のピーク波長が450nmであるとき、300℃における内部量子効率の、25℃における内部量子効率に対する比の値が0.82〜1.00である、
発光装置。 A laser element that emits blue laser light;
A flat single crystal phosphor that is disposed apart from the laser element and absorbs the blue laser light to emit yellow wavelength converted light;
The single crystal phosphor, the composition formula (Y 1-x-y- z Lu x Gd y Ce z) 3 + a Al 5-a O 12 (0 ≦ x ≦ 0.9994,0 ≦ y ≦ 0.0302,0 .0006 ≦ z ≦ 0.0067, −0.010 ≦ a ≦ 0.251),
When the peak wavelength of the blue laser beam is 450 nm, the ratio of the internal quantum efficiency at 300 ° C. to the internal quantum efficiency at 25 ° C. is 0.82 to 1.00.
Light emitting device.
請求項1に記載の発光装置。 Used for any one of laser projector and laser headlight,
The light emitting device according to claim 1.
請求項1又は2に記載の発光装置。 In the composition, x + z = 1, y = 0.
The light emitting device according to claim 1.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の発光装置。 The single crystal phosphor is bonded to the upper surface of the body surrounding the laser element, in which an opening located on the laser element is formed,
The light-emitting device of any one of Claims 1-3.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光装置。 The single crystal phosphor has a light incident surface larger in area than the light emitting surface of the laser element.
The light-emitting device of any one of Claims 1-4.
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JP (1) | JP6955704B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020137760A1 (en) * | 2018-12-27 | 2020-07-02 | デンカ株式会社 | Phosphor substrate, light-emitting substrate, and lighting device |
Citations (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60144381A (en) * | 1983-10-17 | 1985-07-30 | アメリカン テレフオン アンド テレグラフ カムパニ− | Visible display device |
CN1552956A (en) * | 2003-12-19 | 2004-12-08 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | Growth process for cerium dosed yttrium aluminum garnet crystal |
JP2005033211A (en) * | 2003-07-09 | 2005-02-03 | Agilent Technol Inc | Light emitting diode utilizing discrete wavelength-converting layer for color conversion |
JP2005353888A (en) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Stanley Electric Co Ltd | Light emitting element |
US20080149166A1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-06-26 | Goldeneye, Inc. | Compact light conversion device and light source with high thermal conductivity wavelength conversion material |
US20080283864A1 (en) * | 2007-05-16 | 2008-11-20 | Letoquin Ronan P | Single Crystal Phosphor Light Conversion Structures for Light Emitting Devices |
US20090151785A1 (en) * | 2007-12-12 | 2009-06-18 | Soshchin Naum | Solar cell and its spectrum converter |
JP2009534863A (en) * | 2006-04-25 | 2009-09-24 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Fluorescent lighting that produces white light |
JP2010024278A (en) * | 2008-07-16 | 2010-02-04 | Stanley Electric Co Ltd | Phosphor ceramic plate and light-emitting element using it |
JP2011519149A (en) * | 2008-06-02 | 2011-06-30 | パナソニック株式会社 | Semiconductor light emitting device and light source device using the same |
WO2012057330A1 (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-03 | 株式会社光波 | Light-emitting device |
WO2012110009A1 (en) * | 2011-02-17 | 2012-08-23 | Crytur Spol.S R.O. | Preparation of doped garnet structure single crystals with diameters of up to 500 mm |
JP2012180399A (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Furukawa Co Ltd | Garnet-type crystal for scintillator, and radiation detector using the same |
JP5620562B1 (en) * | 2013-10-23 | 2014-11-05 | 株式会社光波 | Single crystal phosphor and light emitting device |
JP5649202B2 (en) * | 2012-04-24 | 2015-01-07 | 株式会社光波 | Phosphor, method for manufacturing the same, and light emitting device |
JP5749845B2 (en) * | 2014-09-18 | 2015-07-15 | 株式会社光波 | Phosphor-containing member and light emitting device |
JP6256708B2 (en) * | 2015-05-14 | 2018-01-10 | 株式会社光波 | Single crystal phosphor |
JP6384893B2 (en) * | 2013-10-23 | 2018-09-05 | 株式会社光波 | Single crystal phosphor and light emitting device |
JP6613393B2 (en) * | 2017-11-21 | 2019-12-04 | 株式会社光波 | Phosphor laminate structure |
JP6741244B2 (en) * | 2019-07-11 | 2020-08-19 | 株式会社光波 | Light emitting device |
-
2018
- 2018-08-02 JP JP2018145590A patent/JP6955704B2/en active Active
Patent Citations (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60144381A (en) * | 1983-10-17 | 1985-07-30 | アメリカン テレフオン アンド テレグラフ カムパニ− | Visible display device |
JP2005033211A (en) * | 2003-07-09 | 2005-02-03 | Agilent Technol Inc | Light emitting diode utilizing discrete wavelength-converting layer for color conversion |
CN1552956A (en) * | 2003-12-19 | 2004-12-08 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | Growth process for cerium dosed yttrium aluminum garnet crystal |
JP2005353888A (en) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Stanley Electric Co Ltd | Light emitting element |
JP2009534863A (en) * | 2006-04-25 | 2009-09-24 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Fluorescent lighting that produces white light |
US20080149166A1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-06-26 | Goldeneye, Inc. | Compact light conversion device and light source with high thermal conductivity wavelength conversion material |
US20080283864A1 (en) * | 2007-05-16 | 2008-11-20 | Letoquin Ronan P | Single Crystal Phosphor Light Conversion Structures for Light Emitting Devices |
US20090151785A1 (en) * | 2007-12-12 | 2009-06-18 | Soshchin Naum | Solar cell and its spectrum converter |
JP2011519149A (en) * | 2008-06-02 | 2011-06-30 | パナソニック株式会社 | Semiconductor light emitting device and light source device using the same |
JP2010024278A (en) * | 2008-07-16 | 2010-02-04 | Stanley Electric Co Ltd | Phosphor ceramic plate and light-emitting element using it |
WO2012057330A1 (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-03 | 株式会社光波 | Light-emitting device |
WO2012110009A1 (en) * | 2011-02-17 | 2012-08-23 | Crytur Spol.S R.O. | Preparation of doped garnet structure single crystals with diameters of up to 500 mm |
JP2012180399A (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Furukawa Co Ltd | Garnet-type crystal for scintillator, and radiation detector using the same |
JP5649202B2 (en) * | 2012-04-24 | 2015-01-07 | 株式会社光波 | Phosphor, method for manufacturing the same, and light emitting device |
JP6241002B2 (en) * | 2012-04-24 | 2017-12-06 | 株式会社光波 | Phosphor and light emitting device |
JP6578588B2 (en) * | 2012-04-24 | 2019-09-25 | 株式会社光波 | Phosphor member and light emitting device |
JP5620562B1 (en) * | 2013-10-23 | 2014-11-05 | 株式会社光波 | Single crystal phosphor and light emitting device |
JP6384893B2 (en) * | 2013-10-23 | 2018-09-05 | 株式会社光波 | Single crystal phosphor and light emitting device |
JP5749845B2 (en) * | 2014-09-18 | 2015-07-15 | 株式会社光波 | Phosphor-containing member and light emitting device |
JP6256708B2 (en) * | 2015-05-14 | 2018-01-10 | 株式会社光波 | Single crystal phosphor |
JP6613393B2 (en) * | 2017-11-21 | 2019-12-04 | 株式会社光波 | Phosphor laminate structure |
JP6741244B2 (en) * | 2019-07-11 | 2020-08-19 | 株式会社光波 | Light emitting device |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
ANASTASIYA LATYNINA, ET AL.: ""Properties of Czochralski grown Ce,Gd:Y3Al5O12 single crystal for white light-emitting diode"", JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS, vol. 553, JPN6019034396, 23 November 2012 (2012-11-23), pages 89 - 92, ISSN: 0004582408 * |
JUQING DI, ET AL.: ""Crystal growth and optical properties of LuYAG:Ce single crystal"", JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH, vol. 351, no. 1, JPN6019034398, 20 January 2012 (2012-01-20), pages 165 - 168, ISSN: 0004582409 * |
KIYOSHI SHIMAMURA, ET AL.: ""Crystal growth and optical characteristics of novel single crystals"", CST INTERNATIONAL SYMPOSIUM 2013 INORGANIC FUNCTIONAL MATERIALS FOR CONSTRUCTING A SUSTAINABLE DEVEL, JPN6019034400, 22 August 2013 (2013-08-22), pages 3, ISSN: 0004582407 * |
KIYOSHI SHIMAMURA, ET AL.: ""Crystal growth of novel single crystals for electro-optical applications"", ON-LINE JOURNAL OF 17TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON CRYSTAL GROWTH AND EPITAXY (ICCGE-17), JPN6019034401, 13 August 2013 (2013-08-13), ISSN: 0004446203 * |
QIYUE SHAO, ET AL.: ""Temperature-dependent photoluminescence studies on Y2.93-xLnxAl5O12:Ce0.07(Ln=Gd,La) phosphors for", JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS, vol. 498, no. 2, JPN6018039743, 25 March 2010 (2010-03-25), pages 199 - 202, ISSN: 0004582410 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020137760A1 (en) * | 2018-12-27 | 2020-07-02 | デンカ株式会社 | Phosphor substrate, light-emitting substrate, and lighting device |
JPWO2020137760A1 (en) * | 2018-12-27 | 2021-11-11 | デンカ株式会社 | Fluorescent substrate, light emitting substrate and lighting equipment |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6955704B2 (en) | 2021-10-27 |
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