WO2021157458A1 - 蛍光体プレート、及び発光装置 - Google Patents

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WO2021157458A1
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phosphor
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雄起 久保田
太陽 山浦
伊藤 和弘
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デンカ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a phosphor plate and a light emitting device.
  • Patent Document 1 describes a wavelength conversion member in which an inorganic phosphor is dispersed in a glass matrix (Claim 1 of Patent Document 1). According to the same document, it is described that the shape of the wavelength conversion member is not limited and may be plate-shaped (paragraph 0054).
  • the present inventor has found that when an ⁇ -type sialone phosphor is used as the inorganic phosphor, the emission intensity may decrease in the phosphor plate. Further diligent research based on these findings revealed that in the X-ray diffraction analysis pattern of the phosphor plate, the ratio of the peak intensity with respect to the ⁇ -type sialon phosphor to the peak intensity of the peak existing within a predetermined 2 ⁇ range (I). By using ⁇ / I ⁇ ) as an index, the optical characteristics can be evaluated in a stable manner, and by setting the upper limit of the index I ⁇ / I ⁇ to a predetermined value or less, the emission intensity of the phosphor plate is improved. We have found and completed the present invention.
  • a phosphor plate comprising a plate-like complex containing a base material and an ⁇ -type sialon phosphor present in the base material.
  • the peak intensity corresponding to the ⁇ -type sialone phosphor in the range where the diffraction angle 2 ⁇ is 30.2 ° or more and 30.4 ° or less is I.
  • a phosphor plate is provided in which I ⁇ and I ⁇ satisfy 0 ⁇ I ⁇ / I ⁇ ⁇ 10.
  • Group III nitride semiconductor light emitting device and The above-mentioned phosphor plate provided on one surface of the group III nitride semiconductor light emitting device, and A light emitting device is provided.
  • a phosphor plate having excellent emission intensity and a light emitting device using the same are provided.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram which shows an example of the structure of the phosphor plate of this embodiment.
  • (A) is a cross-sectional view schematically showing the structure of a flip-chip type light emitting device, and (b) is a cross-sectional view schematically showing the structure of a wire bonding type light emitting element. It is the schematic of the apparatus for measuring the luminous efficiency of a phosphor plate.
  • the phosphor plate of this embodiment will be outlined.
  • the outline of the phosphor plate of this embodiment will be described.
  • the phosphor plate of the present embodiment is composed of a plate-like member including a base material and a plate-like composite containing an ⁇ -type sialon phosphor existing in the base material.
  • the phosphor plate can function as a wavelength converter that converts the irradiated blue light into orange light and emits light.
  • the phosphor plate has a peak intensity corresponding to the ⁇ -type sialone phosphor having a diffraction angle 2 ⁇ within a range of 30.2 ° or more and 30.4 ° or less.
  • be, and when the peak intensity of the peak whose diffraction angle 2 ⁇ is in the range of 26.6 ° or more and 26.8 ° or less is I ⁇ , I ⁇ and I ⁇ have 0 ⁇ I ⁇ / I ⁇ ⁇ 10. Configured to meet.
  • the diffraction pattern of the phosphor plate is measured using an X-ray diffractometer based on the following measurement conditions.
  • the phosphor plate to be measured may have a thickness of about 0.18 to 0.22 mm.
  • the phosphor is obtained by using the ratio (I ⁇ / I ⁇ ) of the peak intensity of the ⁇ -type sialone phosphor to the peak intensity of the peak existing within a predetermined range of 2 ⁇ as an index. It was found that the optical characteristics of the plate could be evaluated , and as a result of further examination of the 2 ⁇ range of the peak corresponding to I ⁇ , the phosphor was set so that the diffraction angle 2 ⁇ was within the range of 26.6 ° or more and 26.8 ° or less. It was found that the optical properties of the plate can be evaluated stably. Furthermore, it was found that the emission intensity of the phosphor plate can be improved by setting the index I ⁇ / I ⁇ thus found to be equal to or less than the above upper limit value.
  • the origin of the peak having a diffraction angle 2 ⁇ in the range of 26.6 ° or more and 26.8 ° or less is not particularly limited, but a peak corresponding to ⁇ -type sialon may be included, and the (200) plane of ⁇ -type sialon may be included.
  • the peak corresponding to may be included.
  • the upper limit of I ⁇ / I ⁇ may be 10 or less, preferably 9 or less, and more preferably 8 or less. Thereby, the light emission intensity can be improved.
  • the lower limit of I ⁇ / I ⁇ is not particularly limited, but may be, for example, more than 0, 0.01 or more, and 0.1 or more. As a result, the manufacturing stability of the phosphor plate can be improved.
  • the present embodiment for example, by appropriately selecting the type and blending amount of each component contained in the ⁇ -type sialone phosphor in the phosphor plate, the preparation method of the ⁇ -type sialon phosphor and the phosphor plate, and the like, the above It is possible to control I ⁇ / I ⁇ .
  • appropriately adjusting the firing conditions such as lowering the firing temperature and shortening the firing time at a high temperature, appropriately adjusting the particle size of the phosphor, and the like are the above-mentioned I ⁇ / I ⁇ . It is mentioned as an element for making a desired numerical range.
  • the peak wavelength of the wavelength conversion light emitted from the phosphor plate is preferably 585 nm or more and 605 nm or less. Further, according to this, by combining a phosphor plate with a light emitting element that emits blue light, it is possible to obtain a light emitting device that emits orange light having high brightness.
  • a phosphor ( ⁇ -type sialon phosphor) is mixed in the base material (matrix phase).
  • Matrixing specifically means a state in which ⁇ -type sialon phosphors in the inorganic base material serving as the matrix phase are dispersed.
  • the ⁇ -type sialon phosphor in the composite may be uniformly dispersed in the inorganic base material (sintered metal oxide) in the particle state.
  • Preform Preform, sintering of Al 2 0 3, sintering of SiO 2 and spinel M 2x Al 4-4x O 6-4x (although, M is Mg, Mn, it is at least one of Zn, 0. It may be composed of a sintered product of a metal oxide containing at least one of 2 ⁇ x ⁇ 0.6). These may be used alone or in combination of two or more.
  • Sinter of al 2 0 3 since the absorption of visible light is small, it is possible to increase the fluorescence intensity of the phosphor plate. Further, sintering of Al 2 0 3 has a high thermal conductivity, can improve the heat resistance of the phosphor plate. Further, sintering of Al 2 0 3 is excellent in mechanical strength is enhanced and the durability of the phosphor plate.
  • the sintered body of SiO 2 may be composed of a glass matrix. Silica glass or the like is used as the glass matrix.
  • a sintered product containing spinel is usually obtained by mixing a metal oxide powder represented by the general formula MO (M is at least one of Mg, Mn, and Zn) and a powder of Al 2 O 3 and sintering the mixture. Obtained by doing.
  • MAR 2 O 4 a composition represented by MAR 2 O 4
  • spinel becomes a compound having a non-stoichiometric composition in which MO or Al 2 O 3 is excessively dissolved.
  • the sintered body containing spinel represented by the above general formula is relatively transparent. Therefore, excessive scattering of light in the phosphor plate is suppressed.
  • M in the above general formula is preferably Mg.
  • the ⁇ -type sialone phosphor of the present embodiment contains an ⁇ -type sialon phosphor containing an Eu element represented by the following general formula (1).
  • General formula (1) (M) m (1-x) / p (Eu) mx / 2 (Si) 12- (m + n) (Al) m + n (O) n (N) 16-n ...
  • M represents one or more elements selected from the group consisting of Li, Mg, Ca, Y and lanthanide elements (excluding La and Ce), and p is the valence of the M element, 0. ⁇ X ⁇ 0.5, 1.5 ⁇ m ⁇ 4.0, 0 ⁇ n ⁇ 2.0. n may be, for example, 2.0 or less, 1.0 or less, or 0.8 or less.
  • the solid solution composition of ⁇ -type sialon is such that m Si—N bonds of ⁇ -type silicon nitride unit cells (Si 12 N 16 ) are converted into Al—N bonds and n Si—N bonds are converted into Al—O bonds.
  • m / p cations M, Eu
  • M, Eu m / p cations
  • ⁇ -type sialone is stabilized in a wide composition range, and by substituting a part of it with Eu, it is excited by light in a wide wavelength range from ultraviolet to blue, and from yellow. A phosphor exhibiting orange visible light is obtained.
  • ⁇ -type sialone has a second crystal phase different from that of ⁇ -type sialon or an amorphous phase that is inevitably present, the solid solution composition cannot be strictly defined by composition analysis or the like.
  • the ⁇ -type sialone may contain ⁇ -type sialone, aluminum nitride or its polytypoid, Ca 2 Si 5 N 8 , CaAlSi N 3, and the like as other crystal phases.
  • a method for producing an ⁇ -type sialon phosphor there is a method in which a mixed powder composed of a compound of silicon nitride, aluminum nitride and an infiltrated solid solution element is heated and reacted in a high temperature nitrogen atmosphere. In the heating step, some of the constituents form a liquid phase, and the substance moves to this liquid phase to form an ⁇ -type sialon solid solution.
  • a plurality of equiaxed primary particles are sintered to form massive secondary particles.
  • the primary particles in the present embodiment refer to the smallest particles having the same crystal orientation within the particles and which can exist independently.
  • the lower limit of the average particle size of the ⁇ -type sialon phosphor is, for example, preferably 1 ⁇ m or more, and more preferably 2 ⁇ m or more. Thereby, the light emission intensity can be increased.
  • the upper limit of the average particle size of the ⁇ -type sialon phosphor is preferably 30 ⁇ m or less, more preferably 20 ⁇ m or less.
  • the average particle size of the ⁇ -type sialone phosphor is the dimension of the secondary particles. By setting the average particle size of the ⁇ -type sialone phosphor to 5 ⁇ m or more, the transparency of the complex can be further enhanced. On the other hand, by setting the average particle size of the ⁇ -type sialone phosphor to 30 ⁇ m or less, it is possible to suppress the occurrence of chipping when the phosphor plate is cut with a dicer or the like.
  • the average particle size of the ⁇ -type Sialon phosphor is the small particle size side in the volume-based particle size distribution obtained by measuring by the laser diffraction / scattering type particle size distribution measurement method (LS13-320 manufactured by Beckman Coulter). It refers to the particle size D50 of 50% of the total amount of passages (integrated passage rate) from.
  • the lower limit of the content of the ⁇ -type sialon phosphor is, for example, 5 Vol% or more, preferably 10 Vol% or more, and more preferably 15 Vol% or more in terms of volume with respect to the entire complex. Thereby, the emission intensity in the thin-layer phosphor plate can be increased. In addition, the light conversion efficiency of the phosphor plate can be improved.
  • the upper limit of the content of the ⁇ -type sialon phosphor is, for example, 50 Vol% or less, preferably 45 Vol% or less, and more preferably 40 Vol% or less in terms of volume with respect to the entire complex. It is possible to suppress a decrease in thermal conductivity of the phosphor plate.
  • the surface of at least the main surface or both the main surface and the back surface of the phosphor plate may be surface-treated.
  • Examples of the surface treatment include grinding using a diamond grindstone and polishing, lapping, polishing and the like.
  • the surface roughness Ra on the main surface of the phosphor plate is, for example, 0.1 ⁇ m or more and 2.0 ⁇ m or less, preferably 0.3 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the surface roughness Ra on the back surface of the phosphor plate is, for example, 0.1 ⁇ m or more and 2.0 ⁇ m or less, preferably 0.3 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the surface roughness By setting the surface roughness to the above upper limit value or less, it is possible to suppress variations in light extraction efficiency and light intensity in the in-plane direction. By setting the surface roughness to the above lower limit value or more, it is expected that the adhesion to the adherend can be improved.
  • the upper limit of the light transmittance in blue light of 450 nm is, for example, 10% or less, preferably 5% or less, and more preferably 1% or less. As a result, it is possible to prevent blue light from passing through the phosphor plate, so that it is possible to emit orange with high brightness.
  • the light transmittance in blue light of 450 nm can be reduced.
  • the lower limit of the light transmittance in blue light of 450 nm is not particularly limited, but may be, for example, 0.01% or more.
  • the method for producing a phosphor plate of the present embodiment includes a step (1) of obtaining a mixture containing a metal oxide and an ⁇ -type sialon phosphor, and a step (2) of calcining the obtained mixture. May be good.
  • a metal oxide may be melted and ⁇ -type sialone phosphor particles may be mixed in the obtained melt.
  • the ⁇ -type sialone phosphor or metal oxide powder used as a raw material is preferably as high in purity as possible, and the impurities of elements other than the constituent elements are preferably 0.1% or less.
  • Al 2 0 3 powder may be used those containing at least one of SiO 2 powder and the spinel raw material powder. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the metal oxide may be a fine powder, and its average particle size may be, for example, 1 ⁇ m or less.
  • the metal oxide of the raw materials may be used an alumina powder (Al 2 0 3).
  • the upper limit of the BET specific surface area of the alumina powder is, for example, 10.0 m 2 / g or less, preferably 9.0 m 2 / g or less, more preferably 8.0 m 2 / g or less, and further preferably 6.0 m 2 / g. Is. As a result, blackening of the phosphor plate can be suppressed.
  • the lower limit of the BET specific surface area of the alumina powder is, for example, 0.1 m 2 / g or more, preferably 0.5 m 2 / g or more, more preferably 1.0 m 2 / g or more, still more preferably 2.0 m 2. / G. As a result, the sinterability of the alumina powder can be improved and a dense complex can be formed.
  • the mixture of the alumina powder and the ⁇ -sialon phosphor powder may be calcined at, for example, 1300 ° C. or higher and 1650 ° C. or lower.
  • the heating temperature in the sintering step is more preferably 1500 ° C. or higher.
  • the firing temperature is high, but if the firing temperature is too high, the phosphor reacts with alumina and the fluorescence intensity of the phosphor plate decreases, so the above range is preferable.
  • the holding time for maintaining this temperature is, for example, 20 minutes or less, preferably 15 minutes or less, and may be 0 minutes. As a result, the emission intensity of the phosphor plate can be increased.
  • glass powder powder containing SiO 2
  • SiO 2 powder silicon powder
  • a general glass raw material can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
  • Spinel raw material powder may be used as the raw material metal oxide.
  • the "spinel raw material powder” is, for example, (i) a powder containing spinel represented by the above-mentioned general formula M 2x Al 4-4x O 6-4x , and / or (ii) general formula MO (M). Is a mixture of a metal oxide powder represented by (at least one of Mg, Mn, and Zn) and a powder of Al 2 O 3.
  • the spinel raw material powder may be calcined at, for example, 1300 ° C. or higher and 1650 ° C. or lower.
  • the heating temperature in the sintering step is more preferably 1500 ° C. or higher.
  • the firing temperature is high, but if the firing temperature is too high, the fluorescence intensity of the phosphor plate decreases, so the above range is preferable.
  • the holding time for maintaining this temperature is, for example, 20 minutes or less, preferably 15 minutes or less, and may be 0 minutes. As a result, the emission intensity of the phosphor plate can be increased.
  • the firing method may be normal pressure sintering or pressure sintering, but in order to suppress deterioration of the characteristics of the ⁇ -type sialon phosphor and obtain a dense composite, it is better than normal pressure sintering.
  • Pressure sintering which is easy to densify, is preferable.
  • the pressure sintering method examples include hot press sintering, discharge plasma sintering (SPS), and hot isotropic pressure sintering (HIP).
  • SPS discharge plasma sintering
  • HIP hot isotropic pressure sintering
  • the pressure is preferably 10 MPa or more, preferably 30 MPa or more, and preferably 100 MPa or less.
  • the firing atmosphere is preferably a non-oxidizing inert gas such as nitrogen or argon, or a vacuum atmosphere for the purpose of preventing the oxidation of ⁇ -sialon.
  • the phosphor plate of the present embodiment is obtained.
  • the surface of the plate-shaped complex in the obtained phosphor plate may be subjected to known surface treatments such as polishing treatment, plasma treatment and surface coating treatment as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the light emitting device of this embodiment will be described.
  • the light emitting device of the present embodiment includes a group III nitride semiconductor light emitting device (light emitting element 20) and the above-mentioned phosphor plate 10 provided on one surface of the group III nitride semiconductor light emitting device.
  • the group III nitride semiconductor light emitting device includes, for example, an n layer, a light emitting layer, and a p layer composed of a group III nitride semiconductor such as an AlGaN, GaN, or InAlGaN-based material.
  • a group III nitride semiconductor light emitting device a blue LED that emits blue light can be used.
  • the phosphor plate 10 may be arranged directly on one surface of the light emitting element 20, but may be arranged via a light transmitting member or a spacer.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of the configuration of the phosphor plate.
  • the thickness of the phosphor plate 100 shown in FIG. 1 is appropriately set according to the application.
  • the lower limit of the thickness of the phosphor plate 100 is, for example, 50 ⁇ m or more, preferably 80 ⁇ m or more, and more preferably 100 ⁇ m or more.
  • the upper limit of the thickness of the phosphor plate 100 is, for example, 1 mm or less, preferably 500 ⁇ m or less, and more preferably 300 ⁇ m or less.
  • the thickness of the phosphor plate 100 can be appropriately adjusted by grinding or the like after being obtained in the above manufacturing process.
  • the disk-shaped phosphor plate 100 is excellent in durability and transportability because the occurrence of chipping and cracking at the corners is suppressed as compared with the case of the rectangular shape.
  • FIGS. 2 (a) and 2 (b) An example of the above semiconductor device is shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b).
  • FIG. 2A is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the flip-chip type light emitting device 110
  • FIG. 2B is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the wire bonding type light emitting device 120.
  • the light emitting device 110 of FIG. 2A has a substrate 30, a light emitting element 20 electrically connected to the substrate 30 via a solder 40 (die bond material), and fluorescence provided on the light emitting surface of the light emitting element 20.
  • a body plate 10 is provided.
  • the flip-chip type light emitting device 110 may have either a face-up type or a face-down type structure.
  • the light emitting device 120 of FIG. 2B is provided on the light emitting surface of the substrate 30, the light emitting element 20 electrically connected to the substrate 30 via the bonding wire 60 and the electrode 50, and the light emitting element 20.
  • the phosphor plate 10 is provided. In FIG.
  • the light emitting element 20 and the phosphor plate 10 are attached by a known method, and may be attached by, for example, a silicone-based adhesive or a heat fusion method. Further, the light emitting device 110 and the light emitting device 120 may be entirely sealed with a transparent sealing material.
  • the individualized phosphor plate 10 may be attached to the light emitting element 20 mounted on the substrate 30.
  • a plurality of light emitting elements 20 may be attached to the large-area phosphor plate 100, and then the light emitting elements 20 with the phosphor plate 10 may be individually separated by dicing.
  • the large-area phosphor plate 100 may be attached to the semiconductor wafer on which the plurality of light emitting elements 20 are formed on the surface, and then the semiconductor wafer and the phosphor plate 100 may be individually separated.
  • Example 1 As a raw material for the phosphor plate of Example 1, alumina powder (AA-03 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., BET specific surface area: 5.2 m 2 / g), Ca- ⁇ type sialon phosphor (average particle size D 50:) 6.07 ⁇ m) was used.
  • AA-03 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., BET specific surface area: 5.2 m 2 / g
  • Ca- ⁇ type sialon phosphor average particle size D 50: 6.07 ⁇ m
  • the hot press jig filled with this raw material mixed powder was set in a multipurpose high temperature furnace (manufactured by Fuji Dempa Kogyo Co., Ltd., High Multi 5000) with a carbon heater.
  • the inside of the furnace was evacuated to 0.1 Pa or less, and the upper and lower punches were pressurized with a press pressure of 55 MPa while maintaining the reduced pressure state.
  • the temperature was raised to 1600 ° C. at a rate of 5 ° C. per minute.
  • heating was stopped, the mixture was slowly cooled to room temperature, and depressurized (firing step).
  • the fired product having an outer diameter of 30 mm was collected, and the outer peripheral portion was ground using a surface grinding machine and a cylindrical grinding machine to obtain a disk-shaped phosphor plate having a diameter of 25 mm and a thickness of 2 mm.
  • Example 2 In the above firing step, after reaching 1600 ° C., holding 1600 ° C. for 10 minutes, stopping heating, slowly cooling to room temperature, and depressurizing, a phosphor plate was obtained in the same manner as in Example 1. rice field.
  • Example 3 In the above firing step, a phosphor plate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature was raised to 1650 ° C.
  • Example 4 A phosphor plate in the same manner as in Example 1 except that a Ca- ⁇ type sialon phosphor (average particle size D 50: 3.71 ⁇ m) was used instead of the Ca- ⁇ type sialon phosphor of Example 1.
  • Example 5 Instead of the alumina powder of Example 1, 5.135 g of alumina powder (Al 2 O 3 , manufactured by Sumitomo Chemical Industries, Ltd., AA-03) as a spinel raw material powder, magnesia powder (MgO, manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., average) A phosphor plate was obtained in the same manner as in Example 1 except that 2.030 g of a particle size of 0.2 ⁇ m and a purity of 99.9% was used.
  • alumina powder Al 2 O 3 , manufactured by Sumitomo Chemical Industries, Ltd., AA-03
  • MgO manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., average
  • Example 2 A phosphor plate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature was raised to 1700 ° C. in the above firing step.
  • the obtained phosphor plate was evaluated for the following evaluation items.
  • the ⁇ -type sialone phosphor within the range where the diffraction angle 2 ⁇ is 30.2 ° or more and 30.4 ° or less.
  • the diffraction angle 2 ⁇ corresponds to ⁇ -type sialon ((200) plane of ⁇ -SiAlON) within the range of 26.6 ° or more and 26.8 ° or less. It was confirmed that there was a peak.
  • FIG. 3 is a schematic view of an apparatus (chip-on-board type (COB type) LED package 130) for measuring the emission spectrum of the test phosphor plate (phosphor plate 100).
  • COB type chip-on-board type
  • the diameter ⁇ of the bottom surface of the recess 70 was set to 13.5 mm, and the diameter ⁇ of the opening of the recess 70 was set to 16 mm.
  • a blue LED (light emitting element 20) was mounted as a blue light emitting light source inside the recess 70 of the substrate 30.
  • a circular phosphor plate 100 is installed above the blue LED so as to close the opening of the recess 70 of the substrate 30, and the device shown in FIG. 3 (chip-on-board type (COB type) LED package 130). was produced.
  • the emission spectrum on the surface of the phosphor plate 100 when the blue LED of the produced LED package 130 was turned on was measured. ..
  • the maximum value (W / nm) of the fluorescence intensity of orange light (Orange) having a wavelength of 585 nm or more and 605 nm was determined.
  • Table 1 shows the relative values (%) of the other Examples and Comparative Examples when the maximum value of the fluorescence intensity was standardized with Example 1 as 100%.
  • the fluorescent material plates of Examples 1 to 5 showed superior results in fluorescence intensity as compared with Comparative Examples 1 and 2.
  • Fluorescent plate 20 Light emitting element 30 Substrate 40 Solder 50 Electrode 60 Bonding wire 70 Recess 100 Fluorescent plate 100 Light emitting device 120 Light emitting device 130 LED package

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Abstract

本発明の蛍光体プレート(100)は、母材と、母材中に存在するα型サイアロン蛍光体と、を含む板状の複合体を備える蛍光体プレートであって、Cu-Kα線を用いたX線回折分析パターンにおいて、回折角2θが30.2°以上30.4°以下の範囲内のα型サイアロン蛍光体に対応するピーク強度をIαとし、回折角2θが26.6°以上26.8°以下の範囲内にあるピークのピーク強度をIβとしたとき、Iα、Iβが、0<Iβ/Iα≦10を満たすものである。

Description

蛍光体プレート、及び発光装置
 本発明は、蛍光体プレート、及び発光装置に関する。
 これまで蛍光体プレートについて様々な開発がなされてきた。この種の技術として、例えば、特許文献1に記載の技術が知られている。特許文献1には、ガラスマトリクス中に無機蛍光体が分散してなる波長変換部材が記載されている(特許文献1の請求項1)。同文献によれば、波長変換部材の形状は限定されず板状でもよいことが記載されている(段落0054)。
特開2015-199640号公報
 しかしながら、本発明者が検討した結果、上記特許文献1に記載の板状の波長変換部材において、発光強度の点で改善の余地があることが判明した。
 本発明者はさらに検討したところ、上記無機蛍光体としてα型サイアロン蛍光体を使用したとき、蛍光体プレートにおいて発光強度が低下する恐れがあることを見出した。このような知見に基づきさらに鋭意研究したところ、蛍光体プレートのX線回折分析パターンにおいて、α型サイアロン蛍光体に対するピーク強度と所定の2θの範囲内に存在するピークのピーク強度との比(Iβ/Iα)を指標とすることで光学特性を安定的に評価でき、さらに指標Iβ/Iαの上限を所定値以下とすることにより、蛍光体プレートの発光強度が改善されることを見出し、本発明を完成するに至った。
 本発明によれば、
 母材と、前記母材中に存在するα型サイアロン蛍光体と、を含む板状の複合体を備える蛍光体プレートであって、
 Cu-Kα線を用いた当該蛍光体プレートのX線回折分析パターンにおいて、回折角2θが30.2°以上30.4°以下の範囲内の前記α型サイアロン蛍光体に対応するピーク強度をIαとし、回折角2θが26.6°以上26.8°以下の範囲内にあるピークのピーク強度をIβとしたとき、
 Iα、Iβが、0<Iβ/Iα≦10を満たす、蛍光体プレートが提供される。
 また本発明によれば、
 III族窒化物半導体発光素子と、
 前記III族窒化物半導体発光素子の一面上に設けられた上記の蛍光体プレートと、
を備える、発光装置が提供される。
 本発明によれば、発光強度に優れた蛍光体プレート、及びそれを用いた発光装置が提供される。
本実施形態の蛍光体プレートの構成の一例を示す模式図である。 (a)はフリップチップ型の発光装置の構成を模式的に示す断面図であり、(b)はワイヤボンディング型の発光素子の構成を模式的に示す断面図である。 蛍光体プレートの発光効率を測定するための装置の概略図である。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。
 本実施形態の蛍光体プレートを概説する。
 本実施形態の蛍光体プレートの概要を説明する。
 本実施形態の蛍光体プレートは、母材と、母材中に存在するα型サイアロン蛍光体と、を含む板状の複合体を備える板状部材で構成される。
 蛍光体プレートは、照射された青色光を橙色光に変換して発光する波長変換体として機能し得る。
 蛍光体プレートは、下記の手順で測定されるX線回折分析パターンにおいて、回折角2θが30.2°以上30.4°以下の範囲内の前記α型サイアロン蛍光体に対応するピーク強度をIαとし、回折角2θが26.6°以上26.8°以下の範囲内にあるピークのピーク強度をIβとしたとき、Iα、Iβが、0<Iβ/Iα≦10を満たすように構成される。
(X線回折パターンの測定方法)
 蛍光体プレートについて、下記の測定条件に基づいてX線回折装置を用いて回折パターンを測定する。
 測定対象の蛍光体プレートは、厚みが約0.18~0.22mmのものを使用してもよい。
(測定条件)
X線源:Cu-Kα線(λ=1.54184Å)、
出力設定:40kV・40mA
測定時光学条件:発散スリット=2/3°
散乱スリット=8mm
受光スリット=開放
回折ピークの位置=2θ(回折角)
測定範囲:2θ=20°~40°
スキャン速度:0.5度(2θ)/sec,連続スキャン
試料調製:板状の蛍光体プレートをサンプルホルダーに載せる。
ピーク強度はバックグラウンド補正を行って得た値とする。
 本発明者の知見によれば、α型サイアロン蛍光体に対するピーク強度と所定の2θの範囲内に存在するピークのピーク強度との比(Iβ/Iα)を指標とすることによって、蛍光体プレートについての光学特性を評価できることが分かり、Iβに対応するピークの2θ範囲についてさらに検討した結果、回折角2θが26.6°以上26.8°以下の範囲内とすることによって、蛍光体プレートについての光学特性を安定的に評価できることが見出された。さらに、そのようにして見出された指標Iβ/Iαを上記上限値以下とすることにより、蛍光体プレートの発光強度を向上できることが判明した。
 回折角2θが26.6°以上26.8°以下の範囲内のピークについて、由来は特に限定されないが、β型サイアロンに対応するピークが含まれてもよく、β型サイアロンの(200)面に対応するピークが含まれてもよい。
 Iβ/Iαの上限は、10以下、好ましくは9以下、より好ましくは8以下でもよい。これにより、発光強度を向上できる。一方、Iβ/Iαの下限は、とくに限定されないが、例えば、0超え、0.01以上、0.1以上でもよい。これにより、蛍光体プレートの製造安定性を高められる。
 本実施形態では、たとえば蛍光体プレート中のα型サイアロン蛍光体中に含まれる各成分の種類や配合量、α型サイアロン蛍光体や蛍光体プレートの調製方法等を適切に選択することにより、上記Iβ/Iαを制御することが可能である。これらの中でも、たとえば、焼成温度を低く、高温の焼成時間を短くするなどの焼成条件を適切に調整すること、蛍光体の粒径を適切に調整すること等が、上記Iβ/Iαを所望の数値範囲とするための要素として挙げられる。
 上記蛍光体プレートによれば、波長455nmの青色光が照射された場合、蛍光体プレートから発せられる波長変換光のピーク波長は585nm以上605nm以下であることが好ましい。また、これによれば、青色光を発光する発光素子に蛍光体プレートを組み合わせることで、輝度が高い橙色を発光する発光装置を得ることができる。
 本実施形態の蛍光体プレートの構成について詳述する。
(母材)
 上記蛍光体プレートを構成する複合体中は、母材(マトリックス相)中に蛍光体(α型サイアロン蛍光体)混在した状態となる。混在とは、具体的に、マトリックス相となる無機母材中α型サイアロン蛍光体が分散された状態を意味する。複合体中のα型サイアロン蛍光体は、粒子状態で、無機母材(金属酸化物の焼結物)中に均一に分散されていてもよい。
 母材は、Alの焼結物、SiOの焼結物及びスピネルM2xAl4-4x6-4x(ただし、MはMg、Mn、Znの少なくともいずれかであり、0.2<x<0.6である)少なくとも一種を含む金属酸化物の焼結物で構成されてもよい。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 Alの焼結物は、可視光の吸収が少ないため、蛍光体プレートの蛍光強度を高めることができる。また、Alの焼結物は熱伝導性が高いため、蛍光体プレートにおける耐熱性を向上できる。さらには、Alの焼結物は機械的強度にも優れるため、蛍光体プレートの耐久性を高められる。
 SiOの焼結物は、ガラスマトリクスで構成されてもよい。ガラスマトリクスとして、シリカガラスなどが用いられる。
 スピネルを含む焼結物は、通常、一般式MO(MはMg、Mn、Znの少なくともいずれか)で表される金属酸化物の粉末と、Alの粉末とを混合し、焼結することで得られる。
 化学量論的には、スピネルはx=0.5(すなわち、一般式MAl)で表される組成である。ただし、原料のMOの量とAlの量の比によっては、スピネルは、MOまたはAlが過剰に固溶した非化学量論組成の化合物となる。
 上記一般式で表されるスピネルを含む焼結体は比較的透明である。よって、蛍光体プレート内での光の過剰散乱が抑制される。透明性の観点で、上記一般式におけるMは、Mgであることが好ましい。
(α型サイアロン蛍光体)
 本実施形態のα型サイアロン蛍光体は、下記一般式(1)で表されるEu元素を含有するα型サイアロン蛍光体を含むものである。
(M)m(1-x)/p(Eu)mx/2(Si)12-(m+n)(Al)m+n(O)(N)16-n ・・一般式(1)
 上記一般式(1)中、MはLi、Mg、Ca、Y及びランタニド元素(LaとCeを除く)からなる群から選ばれる1種以上の元素を表し、pはM元素の価数、0<x<0.5、1.5≦m≦4.0、0≦n≦2.0を表す。nは、例えば、2.0以下でもよく、1.0以下でもよく、0.8以下でもよい。
 α型サイアロンの固溶組成は、α型窒化ケイ素の単位胞(Si1216)のm個のSi-N結合をAl-N結合に、n個のSi-N結合をAl-O結合に置換し、電気的中性を保つために、m/p個のカチオン(M、Eu)が結晶格子内に侵入固溶し、上記一般式のように表される。特にMとして、Caを使用すると、幅広い組成範囲でα型サイアロンが安定化し、その一部を発光中心となるEuで置換することにより、紫外から青色の幅広い波長域の光で励起され、黄から橙色の可視発光を示す蛍光体が得られる。
 一般に、α型サイアロンは、当該α型サイアロンとは異なる第二結晶相や不可避的に存在する非晶質相のため、組成分析等により固溶組成を厳密に規定することができない。α型サイアロンは、他の結晶相としてβ型サイアロン、窒化アルミニウム又はそのポリタイポイド、CaSi、CaAlSiN等を含んでいてもよい。
 α型サイアロン蛍光体の製造方法としては、窒化ケイ素、窒化アルミニウム及び侵入固溶元素の化合物からなる混合粉末を高温の窒素雰囲気中で加熱して反応させる方法がある。加熱工程で構成成分の一部が液相を形成し、この液相に物質が移動することにより、α型サイアロン固溶体が生成する。合成後のα型サイアロン蛍光体は複数の等軸状の一次粒子が焼結して塊状の二次粒子を形成する。本実施形態における一次粒子とは、粒子内の結晶方位が同一であり、単独で存在することができる最小粒子をいう。
 α型サイアロン蛍光体の平均粒子径の下限は、例えば、1μm以上が好ましく、2μm以上がより好ましい。これにより、発光強度を高めることができる。また、α型サイアロン蛍光体の平均粒子径の上限は、30μm以下が好ましく、20μm以下がより好ましい。α型サイアロン蛍光体の平均粒子径は上記二次粒子における寸法である。α型サイアロン蛍光体の平均粒子径を5μm以上とすることにより、複合体の透明性をより高めることができる。一方、α型サイアロン蛍光体の平均粒子径を30μm以下とすることにより、ダイサー等で蛍光体プレートを切断加工する際に、チッピングが生じることを抑制することができる。
 ここで、α型サイアロン蛍光体の平均粒子径とは、レーザー回析散乱式粒度分布測定法(ベックマンコールター社製、LS13-320)により測定して得られる体積基準粒度分布において、小粒径側からの通過分積算(積算通過分率)50%の粒子径D50をいう。
 α型サイアロン蛍光体の含有量の下限値は、複合体全体に対して、体積換算で、例えば、5Vol%以上、好ましくは10Vol%以上、より好ましくは15Vol%以上である。これにより、薄層の蛍光体プレートにおける発光強度を高めることができる。また、蛍光体プレートの光変換効率を向上できる。一方、α型サイアロン蛍光体の含有量の上限値は、複合体全体に対して、体積換算で、例えば、50Vol%以下、好ましくは45Vol%以下、より好ましくは40Vol%以下である。蛍光体プレートの熱伝導性の低下を抑制できる。
 上記蛍光体プレートの少なくとも主面、または主面および裏面の両面における表面が表面処理されていてもよい。表面処理としては、例えば、ダイアモンド砥石等を用いた研削、ラッピング、ポリッシング等の研磨などが挙げられる。
 上記蛍光体プレートの主面における表面粗さRaは、例えば、0.1μm以上2.0μm以下、好ましくは0.3μm以上1.5μm以下である。
 一方、上記蛍光体プレートの裏面における表面粗さRaは、例えば、0.1μm以上2.0μm以下、好ましくは0.3μm以上1.5μm以下である。
 上記表面粗さを上記上限値以下とすることで、光の取り出し効率や、面内方向における光強度のバラツキを抑制できる。上記表面粗さを上記下限値以上とすることで、被着体との密着性を高められることが期待される。
 上記蛍光体プレートにおいて、450nmの青色光における光線透過率の上限値は、例えば、10%以下、好ましくは5%以下、より好ましくは1%以下である。これにより、青色光が蛍光体プレートを透過することを抑制できるため、輝度が高い橙色を発光できる。α型サイアロン蛍光体の含有量や蛍光体プレートの厚みを適切に調整することで、450nmの青色光における光線透過率を低減できる。
 なお、450nmの青色光における光線透過率の下限値は、特に限定されないが、例えば、0.01%以上としてもよい。
 本実施形態の蛍光体プレートの製造工程について詳述する。
 本実施形態の蛍光体プレートの製造方法は、金属酸化物、及びα型サイアロン蛍光体を含む混合物を得る工程(1)と、得られた混合物を焼成する工程(2)と、を有してもよい。
 また、蛍光体プレートの製造方法は、金属酸化物を溶融して、得られた溶融物中にα型サイアロン蛍光体の粒子を混合してもよい。
 工程(1)において、原料として用いるα型サイアロン蛍光体や金属酸化物の粉末は、できるだけ高純度であるものが好ましく、構成元素以外の元素の不純物は0.1%以下であることが好ましい。
 原料粉末の混合は、乾式、湿式の種々の方法を適用できるが、原料として用いるα型サイアロン蛍光体粒子が極力粉砕されず、また混合時に装置からの不純物が極力混入しない方法が好ましい。
 原料の金属酸化物として、Al粉末、SiO粉末及びスピネル原料粉末の少なくとも一種を含むものを使用してもよい。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 金属酸化物は、微粉末であればよく、その平均粒子径は、例えば1μm以下としてもよい。
 原料の金属酸化物として、アルミナ粉末(Al)を使用してもよい。
 アルミナ粉末のBET比表面積の上限は、たとえば、10.0m/g以下、好ましくは9.0m/g以下、より好ましくは8.0m/g以下、さらに好ましくは6.0m/gである。これにより、蛍光体プレートの黒色化を抑制できる。一方、アルミナ粉末のBET比表面積の下限は、たとえば、0.1m/g以上、好ましくは0.5m/g以上、より好ましくは1.0m/g以上、さらに好ましくは2.0m/gである。これにより、アルミナ粉末の焼結性を高め、緻密な複合体を形成できる。
 工程(2)において、アルミナ粉末とαサイアロン蛍光体粉末との混合物を、例えば、1300℃以上1650℃以下で焼成を行ってもよい。焼結工程における加熱温度は1500℃以上がより好ましい。複合体を緻密化するためには、焼成温度が高い方が好ましいが、焼成温度が高すぎると、蛍光体とアルミナが反応し蛍光体プレートの蛍光強度が低下するため、前記範囲が好ましい。
 また、焼成温度が約1600℃~1650℃の高温領域の場合、この温度を保持する保持時間は、例えば、20分以下、好ましくは15分以下であり、0分としてもよい。これにより、蛍光体プレートの発光強度を高められる。
 原料の金属酸化物として、ガラス粉末(SiOを含む粉末)を使用してもよい。
 ガラス粉末としては、SiO粉末(シリカ粉末)や、一般的なガラス原料を使用できる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 原料の金属酸化物として、スピネル原料粉末を使用してもよい。
 ここで、「スピネル原料粉末」は、例えば、(i)前述の一般式M2xAl4-4x6-4xで表されるスピネルを含む粉末、および/または、(ii)一般式MO(MはMg、Mn、Znの少なくともいずれか)で表される金属酸化物の粉末とAlの粉末との混合物である。
 工程(2)において、スピネル原料粉末を、例えば、1300℃以上1650℃以下で焼成を行ってもよい。焼結工程における加熱温度は1500℃以上がより好ましい。複合体を緻密化するためには、焼成温度が高い方が好ましいが、焼成温度が高すぎると、蛍光体プレートの蛍光強度が低下するため、前記範囲が好ましい。
 また、焼成温度が約1600℃~1650℃の高温領域の場合、この温度を保持する保持時間は、例えば、20分以下、好ましくは15分以下であり、0分としてもよい。これにより、蛍光体プレートの発光強度を高められる。
 上記の製造方法において、焼成方法は常圧焼結でも加圧焼結でも構わないが、α型サイアロン蛍光体の特性低下を抑制し、且つ緻密な複合体を得るために、常圧焼結よりも緻密化させやすい加圧焼結が好ましい。
 加圧焼結方法としては、ホットプレス焼結や放電プラズマ焼結(SPS)、熱間等方加圧焼結(HIP)などが挙げられる。ホットプレス焼結やSPS焼結の場合、圧力は10MPa以上、好ましくは30MPa以上が好ましく、100MPa以下が好ましい。
 焼成雰囲気はαサイアロンの酸化を防ぐ目的のため、窒素やアルゴンなどの非酸化性の不活性ガス、もしくは真空雰囲気下が好ましい。
 以上により、本実施形態の蛍光体プレートが得られる。
 得られた蛍光体プレート中の板状の複合体の表面は、本発明の効果を損なわない範囲において研磨処理、プラズマ処理や表面コート処理等の公知の表面処理などが施されてもよい。
 本実施形態の発光装置について説明する。
 本実施形態の発光装置は、III族窒化物半導体発光素子(発光素子20)と、III族窒化物半導体発光素子の一面上に設けられた上記の蛍光体プレート10と、を備えるものである。III族窒化物半導体発光素子は、例えば、AlGaN、GaN、InAlGaN系材料などのIII族窒化物半導体で構成される、n層、発光層、およびp層を備えるものである。III族窒化物半導体発光素子として、青色光を発光する青色LEDを用いることができる。
 蛍光体プレート10は、発光素子20の一面上に直接配置されてもよいが、光透過性部材またはスペーサーを介して配置され得る。
 発光素子20の上に配置される蛍光体プレート10は、図1に示す円板形状の蛍光体プレート100(蛍光体ウェハ)を用いてもよいが、蛍光体プレート100を個片化したものを用いることができる。
 図1は、蛍光体プレートの構成の一例を示す模式図である。
 図1に示す蛍光体プレート100の厚みは、用途に応じて適宜設定される。蛍光体プレート100の厚みの下限は、例えば、50μm以上、好ましくは80μm以上、より好ましくは100μm以上である。蛍光体プレート100の厚みの上限は、例えば、1mm以下、好ましくは500μm以下、より好ましくは300μm以下である。
 蛍光体プレート100の厚みは、上記の製造工程で得られた後、研削などにより、適当に調整され得る。
 なお、円板形状の蛍光体プレート100は、四角形状の場合と比べて、角部における欠けや割れの発生が抑制されるため、耐久性や搬送性に優れる。
 上記の半導体装置の一例を、図2(a)、(b)に示す。図2(a)はフリップチップ型の発光装置110の構成を模式的に示す断面図であり、図2(b)はワイヤボンディング型の発光装置120の構成を模式的に示す断面図である。
 図2(a)の発光装置110は、基板30と、半田40(ダイボンド材)を介して基板30と電気的に接続された発光素子20と、発光素子20の発光面上に設けられた蛍光体プレート10と、を備える。フリップチップ型の発光装置110は、フェイスアップ型およびフェイスダウン型のいずれの構造でもよい。
 また、図2(b)の発光装置120は、基板30と、ボンディングワイヤ60および電極50を介して基板30と電気的に接続された発光素子20と、発光素子20の発光面上に設けられた蛍光体プレート10と、を備える。
 図2中、発光素子20と蛍光体プレート10とは、公知の方法で貼り付けられており、例えば、シリコーン系接着剤や熱融着等の方法で貼り合わされてもよい。
 また、発光装置110、発光装置120は、全体を透明封止材で封止されていてもよい。
 なお、基板30に実装された発光素子20に対し、個片化された蛍光体プレート10を貼り付けてもよい。大面積の蛍光体プレート100に複数の発光素子20を貼り付けてから、ダイシングにより、蛍光体プレート10付き発光素子20ごとに個片化してもよい。また、複数の発光素子20が表面に形成された半導体ウェハに、大面積の蛍光体プレート100を貼り付け、その後、半導体ウェハと蛍光体プレート100を一括して個片化してもよい。
 以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
 以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。
<蛍光体プレートの作製>
(実施例1)
 実施例1の蛍光体プレートの原料として、アルミナ粉末(AA-03(住友化学株式会社製、BET比表面積:5.2m/g)、Ca-α型サイアロン蛍光体(平均粒径D50:6.07μm)を用いた。
 アルミナ粉末を7.857g、Ca-α型サイアロン蛍光体粉末を2.833g秤量し、メノウ乳鉢により乾式混合した。混合後の原料を目開き75μmのナイロン製メッシュ篩を通して凝集を解き、原料混合粉末を得た。尚、原料の真密度(アルミナ:3.97g/cm、Ca-α型サイアロン蛍光体:3.34g/cm)から算出した配合比は、アルミナ:Ca-α型サイアロン蛍光体=70:30体積%である。
 約11gの原料混合粉末をカーボン製下パンチをセットした内径30mmのカーボン製ダイスに充填し、カーボン製上パンチをセットし、原料粉末を挟み込んだ。尚、原料混合粉末とカーボン治具の間には固着防止のために、厚み0.127mmのカーボンシート(GraTech社製、GRAFOIL)をセットした。
 この原料混合粉末を充填したホットプレス治具をカーボンヒーターの多目的高温炉(富士電波工業株式会社製、ハイマルチ5000)にセットした。炉内を0.1Pa以下まで真空排気し、減圧状態を保ったまま、上下パンチを55MPaのプレス圧で加圧した。加圧状態を維持したまま、毎分5℃の速さで1600℃まで昇温した。1600℃に到達後、すぐに加熱を止め、室温まで徐冷し、除圧した(焼成工程)。その後、外径30mmの焼成物を回収し、平面研削盤と円筒研削盤を用いて、外周部を研削し、直径25mm、厚さ2mmの円板状の蛍光体プレートを得た。
(実施例2)
 上記の焼成工程において、1600℃に到達後、1600℃を10分間保持してから加熱を止め、室温まで徐冷し、除圧した以外は、実施例1と同様にして、蛍光体プレートを得た。
(実施例3)
 上記の焼成工程において、1650℃まで昇温した以外は、実施例1と同様にして、蛍光体プレートを得た。
(実施例4)
 実施例1のCa-α型サイアロン蛍光体に代えて、Ca-α型サイアロン蛍光体(平均粒径D50:3.71μm)を使用した以外は、実施例1と同様にして、蛍光体プレートを得た。
(実施例5)
 実施例1のアルミナ粉末に代えて、スピネル原料粉末としてアルミナ粉末(Al、住友化学社製、AA-03)を5.135g、マグネシア粉末(MgO、富士フイルム和光純薬社製、平均粒径0.2μm、純度99.9%)を2.030g使用した以外は、実施例1と同様にして、蛍光体プレートを得た。
(比較例1)
 上記の焼成工程において、1600℃に到達後、1600℃を30分間保持してから加熱を止め、室温まで徐冷し、除圧した以外は、実施例1と同様にして、蛍光体プレートを得た。
(比較例2)
 上記の焼成工程において、1700℃まで昇温した以外は、実施例1と同様にして、蛍光体プレートを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 得られた蛍光体プレートについて以下の評価項目について評価を行った。
[X線回折分析パターン]
 各実施例・各比較例の蛍光体プレートについて、X線回折装置(製品名:UltimaIV、リガク社製)を用いて、下記の測定条件で回折パターンを測定した。
(測定条件)
X線源:Cu-Kα線(λ=1.54184Å)、
出力設定:40kV・40mA
測定時光学条件:発散スリット=2/3°
散乱スリット=8mm
受光スリット=開放
回折ピークの位置=2θ(回折角)
測定範囲:2θ=20°~40°
スキャン速度:0.5度(2θ)/sec,連続スキャン
試料調製:板状の蛍光体プレートをサンプルホルダーに載せた。
ピーク強度はバックグラウンド補正を行って得た値とした。
 X線回折分析パターンの測定の結果、各実施例・各比較例の蛍光体プレートにおいて、回折角2θが30.2°以上30.4°以下の範囲内にα型サイアロン蛍光体(Ca-α-SiAlONの(201)面)に対応するピークが存在し、回折角2θが26.6°以上26.8°以下の範囲内にβ型サイアロン(β-SiAlONの(200)面)に対応するピークが存在することが確認された。これらのピーク強度を測定し、上記のCa-α-SiAlONに対応するピーク強度をIαとし、上記のβ-SiAlONに対応するピーク強度をIβとして、表1中に、ピーク強度比(Iβ/Iα)の値を示す。
[光学特性の評価]
 各実施例・各比較例で得られた蛍光体プレートについて、平面研削盤によりさらに研削し、約0.22mmのプレート厚みを有する試験用蛍光体プレートを得て、この試験用蛍光体プレートを用いて、図3の装置を使用し、以下の手順に従って蛍光強度を測定した。
 図3は、試験用蛍光体プレート(蛍光体プレート100)の発光スペクトルを測定するための装置(チップオンボード型(COB型)のLEDパッケージ130)の概略図である。
 光学特性の評価の手順について説明する。まず、蛍光体プレート100、凹部70が形成されたアルミ基板(基板30)を用意した。凹部70の底面の径φを13.5mmとし、凹部70の開口部の径φを16mmとした。
 次いで、基板30の凹部70の内部に、青色発光光源として青色LED(発光素子20)を実装した。
 次いで、基板30の凹部70の開口部を塞ぐように、青色LEDの上部に円形状の蛍光体プレート100を設置し、図3に示す装置(チップオンボード型(COB型)のLEDパッケージ130)を作製した。
 その後、全光束測定システム(HalfMoon/φ1000mm積分球システム、大塚電子株式会社製)を用いて、作製したLEDパッケージ130の青色LEDを点灯した時の、蛍光体プレート100の表面における発光スペクトルを測定した。
 得られた発光スペクトルにおいて、波長が585nm以上605nmである橙色光(Orange)の蛍光強度の最大値(W/nm)を求めた。表1には、蛍光強度の最大値について、実施例1を100%として規格化ときの、他の実施例・比較例の相対値(%)を示す。
 実施例1~5の蛍光体プレートは、比較例1、2に比べて、蛍光強度に優れる結果を示した。
 この出願は、2020年2月7日に出願された日本出願特願2020-019401号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
10 蛍光体プレート
20 発光素子
30 基板
40 半田
50 電極
60 ボンディングワイヤ
70 凹部
100 蛍光体プレート
100 発光装置
120 発光装置
130 LEDパッケージ

Claims (9)

  1.  母材と、前記母材中に存在するα型サイアロン蛍光体と、を含む板状の複合体を備える蛍光体プレートであって、
     Cu-Kα線を用いた当該蛍光体プレートのX線回折分析パターンにおいて、回折角2θが30.2°以上30.4°以下の範囲内の前記α型サイアロン蛍光体に対応するピーク強度をIαとし、回折角2θが26.6°以上26.8°以下の範囲内にあるピークのピーク強度をIβとしたとき、
     Iα、Iβが、0<Iβ/Iα≦10を満たす、蛍光体プレート。
  2.  請求項1に記載の蛍光体プレートであって、
     前記母材が、Alの焼結物、SiOの焼結物及びスピネルM2xAl4-4x6-4x(ただし、MはMg、Mn、Znの少なくともいずれかであり、0.2<x<0.6である)少なくとも一種を含む金属酸化物の焼結物で構成される、蛍光体プレート。
  3.  請求項1又は2に記載の蛍光体プレートであって、
     前記α型サイアロン蛍光体の含有量が、前記母材の体積100Vol%中、体積換算で、5Vol%以上50Vol%以下である、蛍光体プレート。
  4.  請求項1~3のいずれか一項に記載の蛍光体プレートであって、
     前記α型サイアロン蛍光体の平均粒子径D50が、1μm以上30μm以下である、蛍光体プレート。
  5.  請求項1~4のいずれか一項に記載の蛍光体プレートであって、
     当該蛍光体プレートの厚みが、50μm以上1mm以下である、蛍光体プレート。
  6.  請求項1~5のいずれか一項に記載の蛍光体プレートであって、
     照射された青色光を橙色光に変換して発光する波長変換体として用いる、蛍光体プレート。
  7.  請求項1~6のいずれか一項に記載の蛍光体プレートであって、
     455nmの青色光における光線透過率が10%以下である、蛍光体プレート。
  8.  請求項1~7のいずれか一項に記載の蛍光体プレートであって、
     回折角2θが26.6°以上26.8°以下の範囲内のピークが、β型サイアロンに対応するものである、蛍光体プレート。
  9.  III族窒化物半導体発光素子と、
     前記III族窒化物半導体発光素子の一面上に設けられた請求項1~8のいずれか一項に記載の蛍光体プレートと、
    を備える、発光装置。
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