KR20160040744A - 단결정 형광체, 형광체 함유 부재 및 발광 장치 - Google Patents

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가부시키가이샤 코하
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Abstract

본 발명은 종래에 없는 색의 형광을 발하는 YAG계의 단결정 형광체, 및 그 단결정 형광체를 구비한 형광체 함유 부재 및 발광 장치를 제공한다. 일 실시 형태로서, 조성식 (Y1-a- bLuaCeb)3+ cAl5 - cO12(0≤a≤0.9994, 0.0002≤b≤0.0067, -0.016≤c≤0.315)로 표시되는 조성을 갖고, 여기광의 피크 파장이 450nm, 온도가 25℃일 때의 발광 스펙트럼의 CIE 색도 좌표 x, y가 -0.4377x+0.7384≤y≤-0.4585x+0.7504의 관계를 만족시키는 단결정 형광체를 제공한다.

Description

단결정 형광체, 형광체 함유 부재 및 발광 장치{SINGLE CRYSTAL PHOSPHOR, PHOSPHOR-CONTAINING MEMBER AND LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 단결정 형광체, 형광체 함유 부재 및 발광 장치에 관한 것이다.
종래, 청색계의 광을 발하는 LED(발광 다이오드; Light Emitting Diode)를 포함하는 발광 소자와, 이 발광 소자의 광을 받아 여기되어 황색계의 광을 발하는 형광체를 구비하고, 이들 발광색의 혼합에 의해 백색광을 방사하는 발광 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조).
특허문헌 1에 기재된 발광 장치에 있어서는 YAG:Ce 다결정 형광체 세라믹판이 황색계의 광을 발하는 형광체로서 사용되고 있다.
특허문헌 2에 기재된 발광 장치에 있어서는 세륨으로 활성화된 이트륨·알루미늄·가넷(YAG:Ce)계 다결정 형광체 분말이 황색계의 광을 발하는 형광체로서 사용되고 있다.
일본 특허 공개 제2010-24278호 공보 일본 특허 제3503139호 공보
본 발명의 목적의 하나는 종래에 없는 색의 형광을 발하는 YAG계의 단결정 형광체, 및 그 단결정 형광체를 구비한 형광체 함유 부재 및 발광 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 일 형태는 상기 목적을 달성하기 위해 하기 [1] 내지 [3]의 단결정 형광체를 제공한다.
[1] 조성식 (Y1-a- bLuaCeb)3+ cAl5 - cO12(0≤a≤0.9994, 0.0002≤b≤0.0067, -0.016≤c≤0.315)로 표시되는 조성을 갖고, 여기광의 피크 파장이 450nm, 온도가 25℃일 때의 발광 스펙트럼의 CIE 색도 좌표 x, y가 -0.4377x+0.7384≤y≤-0.4585x+0.7504의 관계를 만족시키는 단결정 형광체.
[2] 상기 단결정 형광체의 조성식에 있어서의 a의 수치 범위가 0.0222≤a≤0.9994인, 상기 [1]에 기재된 단결정 형광체.
[3] 상기 단결정 형광체의 조성식에 있어서의 a의 값이 0인, 상기 [1]에 기재된 단결정 형광체.
또한, 본 발명의 다른 형태는 상기 목적을 달성하기 위해 하기 [4] 내지 [7]의 발광 장치를 제공한다.
[4] 청색계의 광을 발하는 발광 소자와, 상기 발광 소자가 발하는 광을 흡수하여 황색계의 형광을 발하는 황색계 형광체를 갖고, 상기 황색계 형광체는 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 단결정 형광체인 발광 장치.
[5] 상기 발광 소자가 발하는 광을 흡수하여 적색계의 형광을 발하는 적색계 형광체를 더 갖는, 상기 [4]에 기재된 발광 장치.
[6] 상기 단결정 형광체가 상기 발광 소자와 이격하여 설치된, 상기 [4]에 기재된 발광 장치.
[7] 상기 단결정 형광체가 평판 형상인, 상기 [4]에 기재된 발광 장치.
또한, 본 발명의 다른 형태는 상기 목적을 달성하기 위해 하기 [8], [9]의 형광체 함유 부재를 제공한다.
[8] 투명 부재와, 상기 투명 부재 중에 분산된 입자상 형광체를 갖고, 상기 입자상 형광체는 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 단결정 형광체인, 형광체 함유 부재.
[9] 상기 투명 부재가 투명 무기 재료인, 상기 [8]에 기재된 형광체 함유 부재.
또한, 본 발명의 다른 형태는 상기 목적을 달성하기 위해 하기 [10]의 발광 장치를 제공한다.
[10] 청색계의 광을 발하는 발광 소자와, 상기 [8]에 기재된 형광체 함유 부재를 갖는 발광 장치.
본 발명의 일 형태에 따르면, 종래에 없는 색의 형광을 발하는 YAG계의 단결정 형광체, 및 그 단결정 형광체를 구비한 형광체 함유 부재 및 발광 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 평가에 사용한 제1 실시 형태에 따른 단결정 형광체의 조성 분포를 나타내는 그래프이다.
도 2는 평가에 사용한 제1 실시 형태에 따른 단결정 형광체의 CIE(x, y) 색도 분포를 나타내는 그래프이다.
도 3a는 제2 실시 형태에 따른 발광 장치의 수직 단면도이다.
도 3b는 발광 장치에 포함되는 발광 소자 및 그의 주변부의 확대도이다.
도 4는 단결정 형광체가 발하는 광(형광)의 CIE 색도와, 발광 소자가 발하는 광과 단결정 형광체가 발하는 광을 혼합한 광의 CIE 색도를 나타내는 색도도이다.
도 5는 발광 소자, 단결정 형광체 및 적색계 형광체의 조합에 의해 발해지는 혼합 광의 CIE 색도를 나타내는 색도도이다.
도 6은 시뮬레이션에 사용한 발광 소자, 단결정 형광체, 적색계 형광체의 발광 스펙트럼을 나타낸다. 이들 발광 스펙트럼을 기본 스펙트럼이라 칭한다.
도 7a는 제3 실시 형태에 따른 발광 장치의 수직 단면도이다.
도 7b는 발광 장치에 포함되는 발광 소자 및 그의 주변부의 확대도이다.
도 7c는 발광 소자의 상면도이다.
도 8은 제4 실시 형태에 따른 발광 장치의 수직 단면도이다.
도 9는 제5 실시 형태에 따른 발광 장치의 수직 단면도이다.
도 10은 제6 실시 형태에 따른 발광 장치의 수직 단면도이다.
[제1 실시 형태]
〔단결정 형광체〕
제1 실시 형태에 따른 단결정 형광체는 Ce로 활성화되는 YAG계 단결정 형광체이며, (Y1-a-bLuaCeb)3+cAl5-cO12(0≤a≤0.9994, 0.0002≤b≤0.0067, -0.016≤c≤0.315)로 표시되는 조성을 갖는다. 여기서, Ce는 Y 사이트로 치환되고, 활성화제로서 기능한다(발광 중심이 된다). 한편, Lu는 Y 사이트로 치환되지만, 활성화제로서는 기능하지 않는다.
또한, 상기 형광체의 조성 중, 일부의 원자는 결정 구조상의 상이한 위치를 차지할 수 있다. 또한, 상기 조성식에 있어서의 조성비의 O의 값은 12라 기술되지만, 상기 조성은 불가피하게 혼입 또는 결손되는 산소의 존재에 의해 조성비의 O의 값이 약간 12로부터 벗어난 조성도 포함한다. 또한, 조성식에 있어서의 c의 값은 단결정 형광체의 제조상 불가피하게 변화하는 값이지만, -0.016≤c≤0.315 정도의 수치 범위 내에서의 변화는 단결정 형광체의 물성에 거의 영향을 미치지 않는다.
제1 실시 형태에 따른 단결정 형광체는, 예를 들어 CZ법(초크랄스키법; Czochralski Method), EFG법(연단 한정 성장법; Edge Defined Film Fed Growth Method), 브리지먼법, FZ법(플로팅 존법; Floating Zone Method), 베르누이법 등의 액상 성장법에 의해 얻을 수 있다. 이들 액상 성장법에 의해 얻어진 단결정 형광체의 잉곳을 절단하여 평판 형상으로 가공하거나, 분쇄하여 분말 상태로 가공함으로써, 후술하는 발광 장치에 사용할 수 있다.
Ce의 농도를 나타내는 상기 조성식에 있어서의 b의 수치 범위가 0.0002≤b≤0.0067인 것은, b의 수치가 0.0002보다 작은 경우에는 Ce 농도가 너무 낮기 때문에 여기광의 흡수가 작아져 외부 양자 효율이 너무 작아진다는 문제가 발생하고, 0.0067보다 큰 경우에는 단결정 형광체의 잉곳을 육성할 때에 크랙이나 보이드 등이 발생하여 결정 품질이 저하될 가능성이 높아지기 때문이다.
〔단결정 형광체의 제조〕
본 실시 형태의 단결정 형광체의 제조 방법의 일례로서, CZ법에 의한 제조 방법에 대하여 이하에 설명한다.
먼저, 출발 원료로서 고순도(99.99％ 이상)의 Y2O3, Lu2O3, CeO2, Al2O3의 분말을 준비하고, 건식 혼합을 행하여 혼합 분말을 얻는다. 또한, Y, Lu, Ce 및 Al의 원료 분말은 상기의 것으로 한정되지 않는다. 또한, Lu를 포함하지 않는 단결정 형광체를 제조하는 경우에는 그 원료 분말은 사용하지 않는다.
이어서, 얻어진 혼합 분말을 이리듐제의 도가니 내에 넣고, 도가니를 세라믹스제의 통 형상 용기에 수용한다. 그리고, 통 형상 용기의 주위에 권회되는 고주파 코일에 의해 30kW의 고주파 에너지를 도가니에 공급하여 유도 전류를 발생시켜 도가니를 가열한다. 그에 의해, 혼합 분말을 용융시켜 융액을 얻는다.
이어서, YAG 단결정인 종결정을 준비하고, 그의 선단을 융액에 접촉시킨 후, 10rpm의 회전수로 회전시키면서 1mm/h 이하의 인상 속도로 인상하고, 1960℃ 이상의 인상 온도에서 <111> 방향으로 단결정 형광체 잉곳을 육성한다. 이 단결정 형광체 잉곳의 육성은 통 형상 용기 내에 매분 2L의 유량으로 질소를 흘려 넣고, 대기압 하, 질소 분위기 중에서 행해진다.
이와 같이 하여, 예를 들어 직경 약 2.5cm, 길이 약 5cm의 단결정 형광체 잉곳이 얻어진다. 얻어진 단결정 형광체 잉곳을 원하는 크기로 잘라냄으로써, 예를 들어 발광 장치에 사용하는 평판 형상의 단결정 형광체를 얻을 수 있다. 또한, 단결정 형광체 잉곳을 분쇄함으로써, 입자상의 단결정 형광체를 얻을 수 있다.
〔단결정 형광체의 평가〕
조성이 다른 복수의 제1 실시 형태에 따른 단결정 형광체를 제조하고, 조성의 분석, CIE 색도와 내부 양자 효율의 평가를 행하였다.
조성 분석은 고주파 유도 결합 플라즈마(ICP) 발광 분광 분석법에 의해 행하였다. 또한, Ce 농도가 매우 작은 단결정 형광체에 대해서는 ICP 질량 분석법(ICP-MS)을 병용하였다.
CIE 색도 좌표의 평가에 있어서는 CIE1931 등 색함수를 사용하여, 여기광의 피크 파장이 450nm일 때의 단결정 형광체의 발광 스펙트럼의 CIE 색도 좌표를 구하였다.
내부 양자 효율의 평가는 적분 반구 유닛을 구비한 양자 효율 측정 시스템을 사용하여 행하였다. 이하에, 단결정 형광체의 내부 양자 효율의 구체적인 측정 방법에 대하여 설명한다.
우선, 적분 반구 유닛 내에 설치한 표준 시료로서의 황산바륨 분말에 여기광을 조사하고, 여기광 스펙트럼을 측정한다. 이어서, 적분 반구 유닛 내의 황산바륨 위에 설치한 단결정 형광체에 여기광을 조사하여, 여기 반사광 스펙트럼 및 형광 발광 스펙트럼을 측정한다. 이어서, 적분 반구 유닛 내에서 확산 반사시킨 여기광을 황산바륨 위에 설치한 단결정 형광체에 조사하여, 재여기 형광 발광 스펙트럼을 측정한다.
그리고, 형광 발광 스펙트럼으로부터 구해지는 광량자수와 재여기 형광 발광 스펙트럼으로부터 구해지는 광량자수와의 차이를, 여기광 스펙트럼으로부터 구해지는 광량자수와 여기 반사광 스펙트럼으로부터 구해지는 광량자수와의 차이로 나눔으로써 내부 양자 효율을 구한다.
다음의 표 1에, 형광의 파장 및 CIE 색도에 대한 평가 결과를 나타낸다. 표 1의 시료 번호 1 내지 33의 시료는 본 실시 형태의 단결정 형광체의 시료이며, 시료 번호 34 내지 36의 시료는 비교예로서의, Ce에 의해 활성화된 YAG계 다결정 형광체 분말의 시료이다. 표 1은 본 실시 형태에 따른 단결정 형광체의 조성식에 있어서의 a, b, c의 값, 여기광의 피크 파장이 440nm, 450nm, 460nm일 때의 형광의 피크 파장 λp(nm) 및 여기광의 피크 파장이 440nm, 450nm, 460nm일 때의 CIE 색도 좌표(x, y)를 나타낸다.
Figure pct00001
표 1에 나타난 바와 같이, 평가에 사용한 단결정 형광체의 조성식 (Y1-a-bLuaCeb)3+cAl5-cO12의 a, b, c의 수치 범위는 각각 0≤a≤0.9994, 0.0002≤b≤0.0067, -0.016≤c≤0.315이다.
이 중, Lu를 포함하는 단결정 형광체는 조성식에 있어서의 a의 수치 범위가 0.0222≤a≤0.9994이고, Lu를 포함하지 않는 단결정 형광체는 조성식에 있어서의 a의 값이 a=0이다.
Lu를 포함하는 단결정 형광체는 Lu를 포함하지 않는 단결정 형광체와 비교하여 형광색이 녹색에 가깝기 때문에, 적색계 형광체와 조합함으로써 청색 광원을 사용하여 연색성이 높은 백색광을 만들어 낼 수 있다. 반대로, Lu를 포함하지 않는 단결정 형광체는 적색계 형광체와 조합하는 일 없이 청색 광원을 사용하여 색 온도가 높은 백색광을 만들어 낼 수 있다.
또한, 일반적으로 Lu를 포함하는 단결정 형광체는 Lu를 포함하지 않는 단결정 형광체와 비교하여 온도 특성이 우수하다는 경향이 있다. 한편, Lu는 고가이기 때문에, 단결정 형광체에 Lu를 첨가함으로써 제조 비용이 증가한다.
또한, 표 1에 따르면, 평가에 사용한 단결정 형광체의 조성식에 있어서의 a, b의 수치 범위가 각각 0≤a≤0.9994, 0.0002≤b≤0.0067인 경우, 여기광의 피크 파장이 450nm일 때의 형광의 CIE 색도 좌표 x, y의 수치 범위가 각각 0.329≤x≤0.434, 0.551≤y≤0.600이다.
도 1은 평가에 사용한 제1 실시 형태에 따른 단결정 형광체의 조성 분포를 나타내는 그래프이다. 도 1의 횡축은 단결정 형광체의 조성식에 있어서의 a(Lu 농도)를 나타내고, 종축은 조성식에 있어서의 b(Ce 농도)를 나타낸다.
도 2는 평가에 사용한 제1 실시 형태에 따른 단결정 형광체의 CIE(x, y) 색도 분포를 나타내는 그래프이다. 도 2의 횡축은 여기광의 피크 파장이 450nm일 때의 CIE 색도의 좌표 x를 나타내고, 종축은 좌표 y를 나타낸다.
도 2 중의 직선 y=-0.4377x+0.7444는 최소 제곱법에 의해 구한, 피크 파장이 450nm일 때의 CIE 색도 좌표의 근사 직선이다. 또한, 이 근사 직선의 상측의 점선은 y=-0.4585x+0.7504로 표시되는 직선이며, 하측의 점선은 y=-0.4377x+0.7384로 표시되는 직선이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 조성식 (Y1-a- bLuaCeb)3+ cAl5 - cO12(0≤a≤0.9994, 0.0002≤b≤0.0067, -0.016≤c≤0.315)로 표시되는 조성을 갖는 단결정 형광체에 있어서는 여기광의 피크 파장이 450nm, 온도가 25℃일 때의 발광 스펙트럼의 CIE 색도 좌표 x, y가 -0.4377x+0.7384≤y≤-0.4585x+0.7504의 관계를 만족한다.
다음의 표 2에, 내부 양자 효율에 대한 평가 결과를 나타낸다. 표 2는 본 실시 형태에 따른 단결정 형광체의 조성식에 있어서의 a, b, c의 값, 여기광의 피크 파장이 440, 450, 460nm일 때에 25℃에 있어서의 내부 양자 효율(ηint)을 나타낸다.
Figure pct00002
표 2에 따르면, 본 실시 형태에 따른 단결정 형광체는 높은 내부 양자 효율을 갖는다. 예를 들어, 평가된 모든 단결정 형광체 시료의 온도가 25℃, 여기광의 피크 파장이 450nm일 때의 내부 양자 효율은 0.91 이상이다.
또한, 평가된 단결정 형광체 시료의 형상에 대해서는 시료 번호 15, 19의 시료가 직경 10mm, 두께 0.3mm의 원형의 판이고, 시료 번호 33의 시료가 분말이며, 그 이외의 시료가 한 변의 길이가 10mm, 두께 0.3mm의 정사각형의 판이다. 또한, 분말 상태의 시료를 제외한 모든 시료는 양면이 경면 연마된 것이다.
형광의 피크 파장 λp(nm), CIE 색도 좌표(x, y) 및 내부 양자 효율의 측정값은 시료 형상의 영향을 거의 받지 않는다.
〔다결정 형광체와의 비교〕
Ce에 의해 활성화된 YAG계 단결정 형광체와 YAG계 다결정 형광체 분말에서는 Ce의 농도와 발광색의 관계가 크게 다르다. 예를 들어, 특허문헌(일본 특허 공개 제2010-24278호 공보)에는 조성식 (Y1- zCez)3Al5O12로 표시되는 조성을 갖는 다결정 형광체 분말에서는 0.003≤z≤0.2의 Ce 농도 범위에서 일정한 색도 (0.41, 0.56)의 광을 발하는 것이 기재되어 있다. 한편, 본 실시 형태의 단결정 형광체에서는 Ce 농도에 의존하여 색도가 변화하여, 예를 들어 상기 특허문헌의 다결정 형광체 분말과 동일한 색도 (0.41, 0.56)의 광을 발하기 위한 조성은 (Y1-zCez)3Al5O12(z=0.0005)이다.
또한, 특허문헌(일본 특허 제3503139호 공보)에는 조성식 (Y1-a- bLuaCeb)3Al5O12로 표시되는 조성을 갖는 다결정 형광체 분말이 a=0.99, b=0.01일 때에는 발광색도가 (0.339, 0.579)가 되고, a=0.495, b=0.01일 때에는 발광색도가 (0.377, 0.570)이 되는 것이 기재되어 있다. 이 다결정 형광체 분말에 포함되는 Ce의 농도도, 본 실시 형태의 단결정 형광체에 포함되는 Ce의 농도와 비교하여 현격히 높다.
이와 같이, 단결정 형광체에 있어서는 원하는 색의 광을 발하기 위해 첨가되는 Ce의 농도가 다결정 형광체와 비교하여 매우 적어, 고가의 Ce의 사용량을 저감시킬 수 있다.
[제2 실시 형태]
제2 실시 형태는 제1 실시 형태에 따른 단결정 형광체를 갖는 발광 장치에 대한 형태이다.
〔발광 장치의 구성〕
도 3a는 제2 실시 형태에 따른 발광 장치(10)의 수직 단면도이다. 도 3b는 발광 장치(10)에 포함되는 발광 소자(100) 및 그의 주변부의 확대도이다.
발광 장치(10)는 표면에 배선(12a, 12b)을 갖는 기판(11)과, 기판(11) 상에 탑재되는 발광 소자(100)와, 발광 소자(100) 상에 설치된 단결정 형광체(13)와, 발광 소자(100)를 둘러싸는 환상의 측벽(14)과, 발광 소자(100) 및 단결정 형광체(13)를 밀봉하는 밀봉재(15)를 갖는다.
기판(11)은, 예를 들어 Al2O3 등의 세라믹스를 포함한다. 기판(11)의 표면에는 배선(12a, 12b)이 패턴 형성되어 있다. 배선(12a, 12b)은, 예를 들어 텅스텐 등의 금속을 포함한다.
발광 소자(100)는 플립 칩형의 LED 칩이며, 청색계의 광을 발한다. 발광 소자(100)의 발광 피크 파장은 발광 소자(100)의 내부 양자 효율의 관점에서 430 내지 480nm의 범위에 있는 것이 바람직하고, 또한 단결정 형광체(13)의 내부 양자 효율의 관점에서 440 내지 470nm의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.
이 발광 소자(100)에 있어서는 사파이어 등을 포함하는 소자 기판(101)의 제1 주면(101a) 상에, n형 불순물이 첨가된 GaN 등을 포함하는 n형 반도체층(102), 발광층(103) 및 p형 불순물이 첨가된 GaN 등을 포함하는 p형 반도체층(104)이 이 순서대로 적층되어 있다. n형 반도체층(102)의 노출 부분에는 n측 전극(105a)이, p형 반도체층(104)의 표면에는 p측 전극(105b)이 각각 형성되어 있다.
발광층(103)은 n형 반도체층(102) 및 p형 반도체층(104)으로부터 캐리어가 주입됨으로써, 청색계의 광을 발한다. 발광층(103)으로부터 발해진 광은 n형 반도체층(102) 및 소자 기판(101)을 투과하여, 소자 기판(101)의 제2 주면(101b)으로부터 출사된다. 즉, 소자 기판(101)의 제2 주면(101b)은 발광 소자(100)의 광 출사면이다.
소자 기판(101)의 제2 주면(101b) 상에는 제2 주면(101b)의 전체를 덮도록 단결정 형광체(13)가 배치되어 있다.
단결정 형광체(13)는 제1 실시 형태에 따른 단결정 형광체를 포함하는 평판 형상의 단결정 형광체이다. 단결정 형광체(13)는 하나의 단결정을 포함하기 때문에, 입계를 포함하지 않는다. 단결정 형광체(13)는 제2 주면(101b)과 동등 또는 그 이상의 면적을 갖는다. 단결정 형광체(13)는 발광 소자(100)가 발하는 광을 흡수하여 황색계의 형광을 발한다.
또한, 단결정 형광체(13)는 소자 기판(101)의 제2 주면(101b) 상에 다른 부재를 개재하지 않고 직접 설치되어 있고, 단결정 형광체(13)의 소자 기판(101)측의 면인 제1 면(13a)이 소자 기판(101)의 제2 주면(101b)에 접촉하고 있다. 단결정 형광체(13)와 소자 기판(101)은, 예를 들어 분자간력에 의해 접합되어 있다.
발광 소자(100)의 n측 전극(105a)과 p측 전극(105b)은 각각 도전성의 범프(106)를 개재하여 배선(12a, 12b)에 전기적으로 접속되어 있다.
측벽(14)은 실리콘계 수지, 에폭시계 수지 등의 수지를 포함하고, 이산화티탄 등의 광 반사 입자를 포함할 수도 있다.
밀봉재(15)는, 예를 들어 실리콘계 수지, 에폭시계 수지 등의 투광성을 갖는 수지를 포함한다. 밀봉재(15)는 발광 소자(100)가 발하는 광을 흡수하여 적색계의 형광을 발하는 적색계 형광체의 입자를 포함할 수도 있다. 적색계 형광체의 발광 피크 파장은 밝기 및 연색성의 관점에서 600 내지 660nm의 범위에 있는 것이 바람직하고, 635 내지 655nm의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 파장이 너무 작으면 단결정 형광체(13)의 발광 파장과 가까워지기 때문에, 연색성이 저하된다. 한편, 파장이 너무 크면 시감도 저하의 영향이 커진다.
〔발광 장치의 동작〕
발광 소자(100)에 통전하면, 배선(12a), n측 전극(105a) 및 n형 반도체층(102)을 개재하여 전자가 발광층(103)에 주입되고, 또한 배선(12b), p측 전극(105b) 및 p형 반도체층(104)을 개재하여 정공이 발광층(103)에 주입되어 발광층(103)이 발광한다.
발광층(103)으로부터 발해진 청색계의 광은 n형 반도체층(102) 및 소자 기판(101)을 투과하여 소자 기판(101)의 제2 주면(101b)로부터 출사되고, 단결정 형광체(13)의 제1 면(13a)에 입사된다.
단결정 형광체(13)는 발광 소자(100)로부터 발해진 청색계의 광의 일부를 흡수하여, 황색계의 형광을 발한다.
발광 소자(100)로부터 발해져서 단결정 형광체(13)로 향하는 청색계의 광 중의 일부는 단결정 형광체(13)에 흡수되어 파장 변환되고, 황색계의 광으로서 단결정 형광체(13)의 제2 면(13b)으로부터 출사된다. 또한, 발광 소자(100)로부터 발해져서 단결정 형광체(13)로 향하는 청색계의 광 중의 일부는 단결정 형광체(13)에 흡수되지 않고 제2 면(13b)으로부터 출사된다. 청색과 황색은 보색 관계에 있기 때문에, 발광 장치(10)는 청색광과 황색광을 혼합한 백색광을 방사한다.
또한, 밀봉재(15)가 적색계 형광체를 포함하는 경우에는 적색계 형광체가 발광 소자(100)로부터 발해진 청색계의 광의 일부를 흡수하여, 적색계의 형광을 발한다. 이 경우, 발광 장치(10)는 청색광, 황색광 및 적색광을 혼합한 백색광을 방사한다. 적색광을 섞음으로써, 백색광의 연색성을 높일 수 있다.
도 4는 단결정 형광체(13)가 발하는 광(형광)의 CIE 색도와, 발광 소자(100)가 발하는 광과 단결정 형광체(13)가 발하는 광을 혼합한 광의 CIE 색도를 나타내는 색도도이다. 도 4 중의 배열된 8개의 사각형의 프레임은 색도 규격(ANSI C78.377)에서 규정된 색 온도 2700 내지 6500K의 색도 범위이다.
도 4 중의 곡선 L1은 단결정 형광체(13)의 Ce 농도와 발광색도의 관계를 나타낸다. 곡선 L1 상의 마크 "◇"은 좌측부터 순서대로 단결정 형광체(13)의 조성식에 있어서의 b(Ce 농도)의 수치가 0.0002, 0.0005, 0.0010, 0.0014일 때의, 단결정 형광체(13)의 발광색도의 실측값이다.
도 4 중의 곡선 L2는 단결정 형광체(13)의 Ce 농도와, 발광 소자(100)와 단결정 형광체(13)의 조합에 의해 발해지는 혼합 광의 색도의 관계를 나타낸다. 곡선 L2 상의 마크 "●"는 하측부터 순서대로 단결정 형광체(13)의 조성식에 있어서의 b의 수치가 0.0002, 0.0005, 0.0010, 0.0014일 때의, 발광 소자(100)와 단결정 형광체(13)의 조합에 의해 발해지는 혼합 광의 색도의 실측값이다.
이들 실측값은 단결정 형광체(13)의 조성 (Y1-a- bLuaCeb)3+ cAl5 - cO12에 있어서, a를 0으로 고정하고, b를 변화시켜서, 단결정 형광체(13)의 형광 스펙트럼 및 발광 소자(100)의 발광과 단결정 형광체(13)의 형광의 합성 스펙트럼을 측정함으로써 얻어졌다.
또한, 이 측정에 사용한 발광 소자(100)의 발광 파장은 450nm이다. 또한, 단결정 형광체(13)는 두께 0.3mm의 평판 형상의 단결정 형광체이다.
곡선 L1, L2가 나타내는 바와 같이, Ce는 단결정 형광체(13)의 활성화제로서 기능하기 때문에, 단결정 형광체(13) 중의 Ce 농도가 높아질(b가 커질)수록, 발광 소자(100)와 단결정 형광체(13)의 조합에 의해 발해지는 혼합 광의 색도가 단결정 형광체(13)의 형광의 색도에 가까워진다. 또한, b=0일 때에는 단결정 형광체(13)가 형광을 발하지 않기 때문에, 발광 소자(100) 단체(單體)의 발광색도와 동등해진다.
여기서, 평판 형상의 단결정 형광체(13)의 두께의 하한값은 0.15mm이다. 기계적 강도의 관점에서, 단결정 형광체(13)의 두께는 0.15mm 이상으로 설정된다.
또한, Lu는 활성화제로서는 기능하지 않기 때문에, 단결정 형광체(13)의 조성식에 있어서의 a의 값을 변화시키더라도 곡선 L2 방향의 색도의 변화는 거의 발생하지 않는다. 또한, 마찬가지로, 발광 소자(100)의 발광 파장을 변화시키더라도 곡선 L2 방향의 색도 변화는 거의 발생하지 않는다.
도 5는 발광 소자(100), 단결정 형광체(13) 및 적색계 형광체의 조합에 의해 발해지는 혼합 광의 CIE 색도를 나타내는 색도도이다.
도 5 중의 곡선 L2는 도 4 중의 곡선 L2와 동등하다. 점 R은 적색계 형광체의 형광의 색도 (0.654, 0.345)를 나타낸다. 또한, 배열된 8개의 사각형의 프레임은 색도 규격(ANSI C78.377)에서 규정된 색 온도 2700 내지 6500K의 색도 범위이다.
직선 L3은 점 R과 색 온도 2700K의 프레임의 하단부를 통과하는 직선이며, 직선 L4는 점 R과 색 온도 6500K의 프레임의 상단부를 통과하는 직선이다. 그리고, 점 Y1은 곡선 L2와 직선 L3의 교점이며, 점 Y2는 곡선 L2과 직선 L4의 교점이다.
도 5에 있어서, 먼저 발광 소자(100)와 단결정 형광체(13)를 조합했을 때의 발광의 색도 좌표가 직선 L2 상의 점 Y1과 점 Y2의 사이에 위치하도록 단결정 형광체의 Ce 농도나 두께를 조정한다. 이어서, 적색계 형광체의 양(밀봉재(15) 중에 분산시키는 경우에는 밀봉재(15) 중의 농도)을 조정함으로써, 색 온도 2700 내지 6500K의 백색광을 만들 수 있다.
이때, 단결정 형광체(13)와 적색계 형광체에서 각각의 형광의 흡수도 발생하기 때문에, 적색계 형광체의 조정량에 대하여 발광 소자(100)와 단결정 형광체(13)와의 합성 색도는 색도 R과의 사이에서 직선적인 변화로는 되지 않지만, 대략 상기 방법으로 원하는 색 온도의 백색광을 만들 수 있다.
또한, Lu는 활성화제로서는 기능하지 않기 때문에, 단결정 형광체(13)의 조성식에 있어서의 a의 값을 변화시키더라도 곡선 L2 방향의 색도의 변화는 거의 발생하지 않는다. 그로 인해, 단결정 형광체(13)가 Lu를 포함하는 경우에는, Lu 농도에 따라 발광 소자(100) 및 단결정 형광체(13)와 조합하여 사용하는 적색계 형광체의 양을 조절함으로써, 색 온도 2700 내지 6500K의 백색광을 만들 수 있다.
또한 마찬가지로, 발광 소자(100)의 발광 파장 또는 적색계 형광체의 발광 파장을 변화시키더라도 곡선 L2 방향의 색도 변화는 거의 발생하지 않고, 적어도 발광 소자(100)의 발광 피크 파장이 430 내지 480nm의 범위에 있고, 적색계 형광체의 발광 피크 파장이 600 내지 660nm의 범위에 있는 경우에는, 적색계 형광체의 양을 조절함으로써, 동일한 방법에 의해 색 온도 2700 내지 6500K의 백색광을 만들 수 있다.
이어서, 본 실시 형태에 따른 발광 장치(10)가 발하는 광이 연색성이 우수함을 시뮬레이션에 의해 나타낸다. 여기서, 일례로서 발광 장치(10)가 색 온도 3000K의 광을 발하는 경우의 연색성에 대하여 설명한다.
도 6은 시뮬레이션에 사용한 발광 소자(100), 단결정 형광체(13), 적색계 형광체의 발광 스펙트럼을 나타낸다. 이들 발광 스펙트럼을 기본 스펙트럼이라 칭한다.
발광 소자(100), 단결정 형광체(13), 적색계 형광체의 기본 스펙트럼의 피크 파장은 약 450nm(청색), 535nm(황색), 640nm(적색)이다. 또한, 단결정 형광체(13)의 기본 스펙트럼은 조성이 (Y1-a- bLuaCeb)3+ cAl5 - cO12(a=0, b=0.0010, c=0.128)인 단결정 형광체(13)의 발광 스펙트럼이다.
먼저, 발광 장치(10)의 발광 스펙트럼이 발광 소자(100), 단결정 형광체(13), 적색계 형광체의 발광 스펙트럼의 합성 스펙트럼으로 근사할 수 있다고 하고, 최소 제곱법에 의해 발광 소자(100), 단결정 형광체(13), 적색계 형광체의 기본 스펙트럼을 색 온도 3000K에 대응하는 색도를 갖는 스펙트럼에 피팅하고, 각 기본 스펙트럼의 선형 결합 계수를 결정하였다.
그리고, 피팅에 의해 얻어진 합성 스펙트럼으로부터 평균 연색 지수 Ra를 계산하였다. 이에 의해, 발광 스펙트럼이 기본 스펙트럼인 발광 소자(100), 단결정 형광체(13), 적색계 형광체를 사용하여 색 온도 3000K의 광을 발하는 발광 장치(10)를 형성한 경우의 평균 연색 지수 Ra가 구해진다.
계속해서, 이상의 시뮬레이션을 발광 소자(100) 및 단결정 형광체(13)의 기본 스펙트럼의 파장을 시프트시키면서(적색계 형광체의 기본 스펙트럼은 고정) 반복하여, 발광 소자(100) 및 단결정 형광체(13)의 파장을 변화시켰을 때의 평균 연색 지수 Ra를 구하였다. 여기서, 발광 소자(100)의 파장은 기본 스펙트럼의 파장으로부터 -20 내지 +30nm의 범위에서 5nm씩 변화시켰다. 또한, 단결정 형광체(13)의 파장은 기본 스펙트럼의 파장으로부터 -45 내지 +45nm의 범위에서 5nm씩 변화시켰다. 그 결과를 이하의 표 3에 나타낸다.
Figure pct00003
표 3은 발광 소자(100) 및 단결정 형광체(13)의 파장을 적절히 조정함으로써, 90 이상, 나아가 95 이상의 높은 평균 연색 지수 Ra가 얻어짐을 나타내고 있다.
[제3 실시 형태]
제3 실시 형태는 발광 소자가 페이스 업형의 LED 칩인 점에서 제2 실시 형태와 상이하다. 또한, 제1 실시 형태와 동일한 점에 대해서는 설명을 생략 또는 간략화한다.
〔발광 장치의 구성〕
도 7a는 제3 실시 형태에 따른 발광 장치(20)의 수직 단면도이다. 도 7b는 발광 장치(20)에 포함되는 발광 소자(200) 및 그의 주변부의 확대도이다. 도 7c는 발광 소자(200)의 상면도이다.
발광 장치(20)는 표면에 배선(12a, 12b)을 갖는 기판(11)과, 기판(11) 상에 탑재되는 발광 소자(200)와, 발광 소자(200) 상에 설치된 단결정 형광체(21)와, 발광 소자(200)를 둘러싸는 환상의 측벽(14)과, 발광 소자(200) 및 단결정 형광체(21)를 밀봉하는 밀봉재(15)를 갖는다.
발광 소자(100)는 페이스 업형의 LED 칩이며, 380 내지 490nm의 파장에 광량의 피크를 갖는 청색계의 광을 발광한다. 이 발광 소자(200)에 있어서는, 사파이어 등을 포함하는 소자 기판(201) 상에, n형 불순물이 첨가된 GaN 등을 포함하는 n형 반도체층(202), 발광층(203) 및 p형 불순물이 첨가된 GaN 등을 포함하는 p형 반도체층(204), ITO(인듐 주석 산화물; Indium Tin Oxide) 등을 포함하는 투명 전극(207)이 이 순서대로 적층되어 있다. n형 반도체층(102)의 노출 부분에는 n측 전극(205a)이, 투명 전극(207)의 상면(207b) 상에는 p측 전극(205b)이 각각 형성되어 있다.
발광층(203)은 n형 반도체층(202) 및 p형 반도체층(204)으로부터 캐리어가 주입됨으로써, 청색계의 광을 발한다. 발광층(203)으로부터 발해진 광은 p형 반도체층(204) 및 투명 전극(207)을 투과하여, 투명 전극(207)의 상면(207b)으로부터 출사된다. 즉, 투명 전극(207)의 상면(207b)은 발광 소자(200)의 광 출사면이다.
투명 전극(207)의 상면(207b) 상에, n측 전극(205a) 및 p측 전극(205b)의 설치 위치에 대응하는 부분에 절결을 갖는 대략 사각형상의 단결정 형광체(21)가 배치되어 있다.
단결정 형광체(21)는 제1 실시 형태에 따른 단결정 형광체를 포함하는 평판 형상의 단결정 형광체이다. 단결정 형광체(21)는 하나의 단결정을 포함하기 때문에, 입계를 포함하지 않는다.
또한, 단결정 형광체(21)는 투명 전극(207)의 상면(207b) 상에 다른 부재를 개재하지 않고 직접 설치되어 있고, 단결정 형광체(21)의 투명 전극(207)측의 면인 제1 면(21a)이 투명 전극(207)의 상면(207b)에 접촉하고 있다.
발광 소자(200)의 n측 전극(205a)과 p측 전극(205b)은 본딩 와이어(206)를 개재하여 배선(12a)과 배선(12b)에 각각 접속되어 있다.
〔발광 장치의 동작〕
발광 소자(200)에 통전하면, 배선(12a), n측 전극(205a) 및 n형 반도체층(202)을 개재하여 전자가 발광층(203)에 주입되고, 또한 배선(12b), p측 전극(205b), 투명 전극(207) 및 p형 반도체층(204)을 개재하여 정공이 발광층(203)에 주입되어 발광층(203)이 발광한다.
발광층(203)으로부터 발해진 청색계의 광은 p형 반도체층(204) 및 투명 전극(207)을 투과하여 투명 전극(207)의 상면(207b)으로부터 출사되어, 형광체(21)의 제1 면(21a)에 입사된다.
단결정 형광체(21)는 발광 소자(200)로부터 발해진 청색계의 광의 일부를 흡수하여, 황색계의 형광을 발한다.
발광 소자(200)로부터 발해져서 단결정 형광체(21)로 향하는 청색계의 광 중의 일부는 단결정 형광체(21)에 흡수되어 파장 변환되어, 황색계의 광으로서 단결정 형광체(21)의 제2 면(21b)으로부터 출사된다. 또한, 발광 소자(200)로부터 발해져서 단결정 형광체(21)로 향하는 청색계의 광 중의 일부는 단결정 형광체(21)에 흡수되지 않고 제2 면(21b)으로부터 출사된다. 청색과 황색은 보색 관계에 있기 때문에, 발광 장치(20)는 청색광과 황색광을 혼합한 백색광을 방사한다.
또한, 밀봉재(15)가 적색계 형광체를 포함하는 경우에는, 적색계 형광체가 발광 소자(200)로부터 발해진 청색계의 광의 일부를 흡수하여, 적색계의 형광을 발한다. 이 경우, 발광 장치(20)는 청색광, 황색광 및 적색광을 혼합한 백색광을 방사한다. 적색광을 섞음으로써, 백색광의 연색성을 높일 수 있다.
[제4 실시 형태]
제4 실시 형태는 단결정 형광체의 설치 위치에 있어서 제2 실시 형태와 상이하다. 또한, 제2 실시 형태와 동일한 점에 대해서는 설명을 생략 또는 간략화한다.
도 8은 제4 실시 형태에 따른 발광 장치(30)의 수직 단면도이다. 발광 장치(30)는 표면에 배선(12a, 12b)을 갖는 기판(11)과, 기판(11) 상에 탑재되는 발광 소자(100)와, 발광 소자(100)의 상방에 설치된 단결정 형광체(31)와, 발광 소자(100)를 둘러싸는 환상의 측벽(14)과, 발광 소자(100) 및 단결정 형광체(21)를 밀봉하는 밀봉재(15)를 갖는다.
단결정 형광체(31)는 제1 실시 형태에 따른 단결정 형광체를 포함하는 평판 형상의 단결정 형광체이다. 단결정 형광체(31)는 하나의 단결정을 포함하기 때문에, 입계를 포함하지 않는다.
단결정 형광체(31)는 측벽(14)의 상면(14b) 상에 환상의 측벽(14)의 개구부를 막도록 설치되어 있다. 발광 소자(100)의 소자 기판(101)의 제2 주면(101b)으로부터 출사된 광은 단결정 형광체(31)의 제1 면(31a)에 입사된다.
단결정 형광체(31)는 발광 소자(100)로부터 발해진 청색계의 광의 일부를 흡수하여, 황색계의 형광을 발한다.
발광 소자(100)로부터 발해져서 단결정 형광체(31)로 향하는 청색계의 광 중의 일부는 단결정 형광체(31)에 흡수되어 파장 변환되어, 황색계의 광으로서 단결정 형광체(31)의 제2 면(31b)으로부터 출사된다. 또한, 발광 소자(100)로부터 발해져서 단결정 형광체(31)로 향하는 청색계의 광 중의 일부는 단결정 형광체(31)에 흡수되지 않고 제2 면(31b)으로부터 출사된다. 청색과 황색은 보색 관계에 있기 때문에, 발광 장치(30)는 청색광과 황색광을 혼합한 백색광을 방사한다.
또한, 밀봉재(15)가 적색계 형광체를 포함하는 경우에는 적색계 형광체가 발광 소자(100)로부터 발해진 청색계의 광의 일부를 흡수하여, 적색계의 형광을 발한다. 이 경우, 발광 장치(30)는 청색광, 황색광 및 적색광을 혼합한 백색광을 방사한다. 적색광을 섞음으로써, 백색광의 연색성을 높일 수 있다. 또한, 발광 장치(30)가 적색계 형광체를 포함하지 않는 경우에는 발광 장치(30)는 밀봉재(15)를 갖지 않을 수도 있다.
[제5 실시 형태]
이어서, 본 발명의 제5 실시 형태에 대하여 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9는 제5 실시 형태에 따른 발광 장치(40)의 수직 단면도이다. 도 9에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 형광체의 상태 및 그의 배치가 제2 실시 형태와는 상이하다. 이하, 제2 실시 형태와 동일한 기능 및 구성을 갖는 발광 장치(40)의 구성 요소에 대해서는 공통되는 부호를 붙여서 설명을 생략한다.
도 9에 도시한 바와 같이, 발광 장치(40)는 LED 등의 발광 소자인 발광 소자(100)와, 발광 소자(100)를 지지하는 기판(11)과, 백색의 수지를 포함하는 측벽(14)과, 발광 소자(100)를 밀봉하는 밀봉재(15)를 갖는다.
밀봉재(15) 중에는 입상의 단결정 형광체(41)가 분산되어 있다. 형광체(41)는 제1 실시 형태에 따른 단결정 형광체를 포함하고, 예를 들어 제1 실시 형태에서 제조된 단결정 형광체 잉곳을 분쇄함으로써 얻어진다.
밀봉재(15) 중에 분산된 단결정 형광체(41)는 발광 소자(100)로부터 발해진 청색계의 광의 일부를 흡수하여, 예를 들어 514 내지 546nm의 파장에 발광 피크를 갖는 황색계의 형광을 발한다. 단결정 형광체(41)에 흡수되지 않은 청색계의 광과, 단결정 형광체(41)로부터 발해진 황색계의 형광이 혼합되어, 백색의 광이 발광 장치(40)로부터 발해진다.
또한, 본 실시 형태의 단결정 형광체(41)는 다른 실시 형태에 적용될 수도 있다. 즉, 본 실시 형태의 단결정 형광체(41)를 제3 실시 형태의 단결정 형광체(21) 대신에 사용할 수도 있다.
[제6 실시 형태]
이어서, 본 발명의 제9 실시 형태에 대하여 도 10을 참조하여 설명한다. 도 10은 제6 실시 형태에 따른 발광 장치(50)의 수직 단면도이다. 도 10에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 입자상의 단결정 형광체를 포함하는 밀봉재의 형상이 제5 실시 형태와는 상이하다. 이하, 제5 실시 형태와 동일한 기능 및 구성을 갖는 발광 장치(50)의 구성 요소에 대해서는 공통되는 부호를 붙여서 설명을 생략한다.
도 11에 도시한 바와 같이, 발광 장치(50)는 LED 등의 발광 소자인 발광 소자(100)와, 발광 소자(100)를 지지하는 기판(11)과, 발광 소자(100)의 표면 및 기판(11)의 상면을 덮도록 설치된 밀봉재(52)를 갖는다.
밀봉재(52) 중에는 입자상의 단결정 형광체(51)가 분산되어 있다. 단결정 형광체(51)는 제1 실시 형태의 단결정 형광체를 포함하고, 예를 들어 제1 실시 형태에서 제조된 단결정 형광체 잉곳을 분쇄함으로써 얻어진다.
밀봉재(52)는, 예를 들어 실리콘계 수지나 에폭시계 수지 등의 투명 수지 또는 유리 등의 투명 무기 재료이다. 또한, 본 실시 형태의 밀봉재(52)는 도포법 등을 사용하는 제조 공정 상, 발광 소자(100)의 표면 위뿐만 아니라 기판(11) 위에도 형성되는 경우가 있지만, 기판(11) 위에는 형성되지 않을 수도 있다.
밀봉재(52) 중에 분산된 단결정 형광체(51)는 발광 소자(100)로부터 발해진 청색계의 광의 일부를 흡수하여, 예를 들어 514 내지 546nm의 파장에 발광 피크를 갖는 황색계의 형광을 발한다. 단결정 형광체(51)에 흡수되지 않은 청색계의 광과, 단결정 형광체(51)로부터 발해진 황색계의 형광이 혼합되어, 백색의 광이 발광 장치(50)로부터 발해진다.
이상, 본 발명의 실시 형태를 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되지 않고, 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 또한, 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위 내에서 상기 실시 형태의 구성 요소를 임의로 조합할 수 있다.
또한, 상기에 기재한 실시 형태는 특허 청구 범위에 따른 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 실시 형태 중에서 설명한 특징의 조합 모두가 발명의 과제를 해결하기 위한 수단에 필수적이라고는 한정할 수 없는 점에 유의해야 할 것이다.
또한, 상기 실시 형태는 에너지 효율이 높고, 에너지 절약을 실현할 수 있는 LED 발광 장치 등의 발광 장치, 또는 그 발광 장치에 사용되는 단결정 형광체이기 때문에 에너지 절약 효과를 갖는다.
종래에 없는 색의 형광을 발하는 YAG계의 단결정 형광체, 및 그 단결정 형광체를 구비한 형광체 함유 부재 및 발광 장치를 제공한다.
10, 20, 30, 40, 50: 발광 장치
13, 21, 31, 41, 51: 단결정 형광체
100, 200: 발광 소자

Claims (10)

  1. 조성식 (Y1-a- bLuaCeb)3+ cAl5 - cO12(0≤a≤0.9994, 0.0002≤b≤0.0067, -0.016≤c≤0.315)로 표시되는 조성을 갖고,
    여기광의 피크 파장이 450nm, 온도가 25℃일 때의 발광 스펙트럼의 CIE 색도 좌표 x, y가 -0.4377x+0.7384≤y≤-0.4585x+0.7504의 관계를 만족시키는 단결정 형광체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단결정 형광체의 조성식에 있어서의 a의 수치 범위가 0.0222≤a≤0.9994인 단결정 형광체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 단결정 형광체의 조성식에 있어서의 a의 값이 0인 단결정 형광체.
  4. 청색계의 광을 발하는 발광 소자와,
    상기 발광 소자가 발하는 광을 흡수하여 황색계의 형광을 발하는 황색계 형광체
    를 갖고,
    상기 황색계 형광체는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 단결정 형광체인 발광 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 발광 소자가 발하는 광을 흡수하여 적색계의 형광을 발하는 적색계 형광체를 더 갖는 발광 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 단결정 형광체가 상기 발광 소자와 이격하여 설치된 발광 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 단결정 형광체가 평판 형상인 발광 장치.
  8. 투명 부재와,
    상기 투명 부재 중에 분산된 입자상 형광체
    를 갖고,
    상기 입자상 형광체는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 단결정 형광체인 형광체 함유 부재.
  9. 제8항에 있어서, 상기 투명 부재가 투명 무기 재료인 형광체 함유 부재.
  10. 청색계의 광을 발하는 발광 소자와,
    제8항에 기재된 형광체 함유 부재
    를 갖는 발광 장치.
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