WO2025258644A1 - 波長変換焼結体および白色発光素子 - Google Patents

波長変換焼結体および白色発光素子

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WO2025258644A1
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wavelength conversion
white light
converting
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剛 岩▲崎▼
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Koito Manufacturing Co Ltd
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Koito Manufacturing Co Ltd
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Definitions

  • the present invention relates to a wavelength conversion sintered body and a white light emitting device.
  • the blue light emitted by a blue LED chip has a high degree of directivity in the direction perpendicular to the chip surface, so a wavelength conversion member made of YAG phosphor or BS-YAG phosphor is attached to the chip surface.
  • the primary blue light that reaches the phosphor material is wavelength-converted into secondary yellow light, and white light is emitted as a mixture of the blue and yellow light.
  • the yellow light that has been wavelength-converted by the phosphor material has an isotropic Lambertian light distribution.
  • the blue light from the blue LED chip has high vertical directivity and is extracted vertically from the surface of the wavelength conversion material.
  • yellow light has a Lambertian light distribution and is easily guided laterally within the wavelength conversion material, creating the problem of chromaticity differences in the white light depending on the emission angle.
  • yellow light wavelength-converted by the phosphor material cannot be mixed well with blue light, making it difficult to improve luminous efficiency.
  • the present invention has been developed in consideration of the above-mentioned conventional problems, and aims to provide a wavelength conversion sintered body and a white light-emitting element that can improve the luminous efficiency of white light and reduce the chromaticity difference at normal angles.
  • the wavelength conversion sintered body of the present invention comprises a phosphor material represented by the general formula Y3 -x- yBaxAl5 - xSixO12 : Cey (where x+y ⁇ 3, 0 ⁇ x ⁇ 3, 0 ⁇ y ⁇ 3), and fine particles dispersed in the phosphor material, the fine particles being a composite oxide of Ba, Si, and Al.
  • fine particles of a composite oxide of Ba, Si, and Al are dispersed in the phosphor material, which causes the secondary light wavelength-converted by the phosphor material to be scattered by the fine particles, increasing the proportion of yellow light extracted from the surface, improving the luminous efficiency of white light, and reducing the chromaticity difference at normal angles.
  • the microparticles are composited within the phosphor material.
  • the composite oxide is represented by the general formula BaAl 2 Si z O 2z+4 (where z is a positive integer).
  • the microparticles have an average particle size in the range of 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the content of the composite oxide is, in volume percentage, 1% or more and 5% or less of the wavelength-converting sintered body.
  • the wavelength-converting sintered body is plate-shaped and has a thickness of 0.01 mm or more and 0.5 mm or less.
  • the white light-emitting device of the present invention is characterized by having any of the wavelength conversion sintered bodies described above and a light-emitting diode that emits blue light.
  • the present invention provides a wavelength conversion sintered body and a white light-emitting element that can improve the luminous efficiency of white light and reduce the chromaticity difference at normal angles.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the structure of a wavelength conversion sintered body 10 according to a first embodiment and a white light emitting element 100 using the same.
  • FIG. 1A and 1B are schematic diagrams illustrating a method for measuring the luminous color and luminous intensity of a white light emitting element 100.
  • 10 is a graph showing the chromaticity measurement results of the white light emitting elements 100 of the comparative example and examples 1-5.
  • 1 is a cross-sectional SEM image of the wavelength conversion sintered body 10 of Example 1.
  • 1 is a graph showing the dependency of the luminous efficiency ratio of the white light emitting element 100 on the volume ratio of the complex oxide.
  • 1 is a graph showing the dependency of the luminous efficiency ratio of a white light emitting element 100 on the plate thickness of a wavelength converting sintered body 10.
  • 10 is a graph showing the chromaticity measurement results of the white light emitting element 100 using the comparative example and examples 6-10.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the structure of a wavelength-converting sintered body 10 according to this embodiment and a white light-emitting device 100 using the same.
  • the white light-emitting device 100 includes a wavelength-converting sintered body 10 and an LED chip 20 that is bonded to the wavelength-converting sintered body 10 and emits blue light.
  • the LED chip 20 is mounted on a reflector 30.
  • the wavelength-converting sintered body 10 also includes a sintered phosphor material 11 and fine particles 12 dispersed in the phosphor material 11.
  • the wavelength-converting sintered body 10 comprises a phosphor material 11 and microparticles 12 made of a composite oxide, and is a portion that emits yellow light when excited by blue light.
  • the wavelength-converting sintered body 10 is made of ceramic and sintered into a plate shape.
  • the thickness of the plate-shaped wavelength-converting sintered body 10 is preferably in the range of 0.01 mm to 0.5 mm. If the thickness of the wavelength-converting sintered body 10 is thinner than the aforementioned range, the mechanical strength of the wavelength-converting sintered body 10 will be insufficient, making it difficult to handle, which is undesirable. Furthermore, if the thickness of the wavelength-converting sintered body 10 is thicker than the aforementioned range, the efficiency of wavelength conversion will decrease, which is also undesirable.
  • Hot isostatic pressing (HIP) can be used as a method for forming the wavelength-converting sintered body 10 into a ceramic plate.
  • the method for bonding the wavelength-converting sintered body 10 to the LED chip 20 is not limited, and a method of bonding the wavelength-converting sintered body 10 to the semiconductor layer (GaN) or growth substrate (sapphire) of the LED chip 20 by room temperature bonding can be used. Alternatively, an adhesive may be applied between the wavelength-converting sintered body 10 and the LED chip 20 to bond them together.
  • the phosphor material 11 is represented by the general formula Y3 -x- yBaxAl5 - xSixO12 : Cey , where x + y ⁇ 3, 0 ⁇ x ⁇ 3, and 0 ⁇ y ⁇ 3 are satisfied.
  • Such phosphor material 11 is excited by blue light emitted by the LED chip 20 and having a peak wavelength in the range of 430 nm to 480 nm, and emits yellow light having a peak wavelength of 530 nm to 580 nm.
  • FIG. 1 illustrates a portion of the phosphor material 11 circled, but the majority of the volume of the wavelength-converting sintered body 10 is composed of the phosphor material 11, and fine particles 12 are dispersed in the continuous phosphor material 11.
  • the particles 12 are composed of a composite oxide of Ba, Si, and Al, and are dispersed in the phosphor material 11 to scatter light.
  • the particles 12 are composited in the phosphor material 11 and are represented by the general formula BaAl 2 Si z O 2z+4 (where z is a positive integer).
  • the particles 12 are formed by precipitating excess Ba, Si, and Al contained in the raw materials as a composite oxide when sintering the phosphor material 11.
  • the method for precipitating the composite oxide as the particles 12 is not limited, but one example is to sinter the phosphor material 11 by increasing the amount of raw materials of Ba, Si, and Al to about 1.01 to 1.06 times the stoichiometric ratio for sintering the phosphor material 11 represented by the general formula Y 3 -x-y Ba x Al 5-x Si x O 12 : Cey , where x+y ⁇ 3, 0 ⁇ x ⁇ 3, 0 ⁇ y ⁇ 3.
  • the average particle size of the microparticles 12 is in the range of 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less. If the average particle size of the microparticles 12 is smaller than the aforementioned range, it is difficult for light to be scattered due to the difference in refractive index at the interface between the microparticles 12 and the phosphor material 11, which is undesirable. Furthermore, if the average particle size of the microparticles 12 is larger than the aforementioned range, the light that reaches the microparticles 12 is blocked, which reduces the luminous efficiency of the white light-emitting element 100, which is undesirable.
  • the content of the microparticles 12 made of complex oxide contained in the wavelength-converting sintered body 10 is preferably 1% or more and 5% or less of the wavelength-converting sintered body 10 by volume percentage. If the content of the microparticles 12 is less than the aforementioned range, light scattering by the microparticles 12 is unlikely to occur, which is undesirable. Furthermore, if the content of the microparticles 12 is greater than the aforementioned range, the light that reaches the microparticles 12 is blocked, which is undesirable as it reduces the luminous efficiency of the white light-emitting element 100.
  • the LED chip 20 is a semiconductor light-emitting element that emits blue light, and corresponds to the light-emitting diode of the present invention.
  • the LED chip 20 has an anode electrode (not shown) and a cathode electrode (not shown), and when a voltage is applied to both electrodes, a current is injected and blue light is emitted.
  • the LED chip 20 has a structure formed by stacking multiple semiconductor layers, and has an internal light-emitting layer. There are no restrictions on the semiconductor material that makes up the LED chip 20, but GaN-based semiconductor materials with a band gap that allows them to emit blue light can be used. There are also no restrictions on the structure of the LED chip 20, and it may have a known layer structure such as a growth substrate, cladding layer, current diffusion layer, contact layer, etc.
  • the LED chip 20 emits blue light when the current injected into the LED chip 20 undergoes radiative recombination in the light-emitting layer.
  • the blue light emitted by the LED chip 20 has a peak wavelength in the range of 430 nm to 480 nm.
  • the semiconductor material that makes up the light-emitting layer of the LED chip 20 is not limited, but InGaN can be used as an example.
  • the light-emitting layer may also have a known layer structure such as a quantum well structure, a multiple quantum well structure, or an overflow suppression layer.
  • the reflector 30 is a member that mounts the LED chip 20 and reflects light from the LED chip 20 and the wavelength conversion sintered body 10.
  • the specific configuration of the reflector 30 is not limited, and it may be a resin plate with a reflective film formed on its surface, or a metal with a recess formed by processing. While Figure 1 shows an example in which the LED chip 20 is mounted on the reflector 30, the LED chip 20 may also be mounted directly on a wiring substrate or the like, or on a member such as a submount. When a submount substrate is used, it is preferable to use a material with good thermal conductivity, and examples include single crystal substrates such as AlN or Si, and ceramic substrates. Electrodes and wiring for supplying current to the LED chip 20 may also be formed on the reflector 30 or wiring substrate.
  • blue light (primary light) emitted from the light-emitting layer of the LED chip 20 enters the wavelength-converting sintered body 10, and part of the blue light is wavelength-converted to yellow light (secondary light) in the phosphor material 11.
  • the blue light that has not been wavelength-converted passes through the wavelength-converting sintered body 10 and is extracted from the top surface.
  • the wavelength-converted yellow light spreads isotropically within the wavelength-converting sintered body 10, traveling not only upward but also sideways and downward.
  • the yellow light that enters the microparticles 12 made of a complex oxide is scattered due to the difference in refractive index with the phosphor material 11, increasing the amount of light traveling upward. This improves the luminous efficiency of the white light extracted upward from the white light-emitting element 10 and reduces color unevenness.
  • the wavelength-converting sintered body 10 according to the comparative example is a ceramic made of a BS-YAG phosphor, which is represented by the general formula Y3-x- yBaxAl5 - xSixO12 : Cey , and satisfies x + y ⁇ 3, 0 ⁇ x ⁇ 3, and 0 ⁇ y ⁇ 3.
  • Y2O3 manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd. , 99.9%
  • CeO2 manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd., 99.99%
  • BaCO3 manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.
  • cold isostatic pressing (CIP) was used to compress the primary compact at a molding pressure of 250 MPa to obtain a secondary compact.
  • the secondary compact was then placed in an alumina crucible (Nikkato Corporation, SSA-S B1) and heated in air at 1550°C for 4 hours. After cooling, the secondary compact was further pressure-sintered for 2 hours using hot isostatic pressing (HIP) (Kobe Steel, ultra-high pressure HIP equipment) under conditions of 100 MPa and 1550°C in an Ar atmosphere, obtaining a plate-shaped ceramic translucent wavelength-converting sintered body 10.
  • the obtained wavelength-converting sintered body 10 was polished to a thickness of 0.2 mm, cut into 1 mm square pieces, and bonded to an LED chip 20 at room temperature to obtain a white light-emitting element 100 as a comparative example.
  • Example 1 The wavelength-converting sintered body 10 according to Example 1 is a ceramic in which composite oxide particles 12 made of BaAl2Si2O8 are dispersed in a BS-YAG phosphor represented by the general formula Y3-x- yBaxAl5- xSixO12 : Cey , where x+y ⁇ 3 , 0 ⁇ x ⁇ 3 , and 0 ⁇ y ⁇ 3.
  • the wavelength-converting sintered body 10 according to Example 2 is a ceramic in which composite oxide particles 12 made of BaAl2Si2O8 are dispersed in a BS-YAG phosphor represented by the general formula Y3-x -yBaxAl5- xSixO12 : Cey , where x + y ⁇ 3, 0 ⁇ x ⁇ 3 , and 0 ⁇ y ⁇ 3.
  • Example 3 The wavelength-converting sintered body 10 according to Example 3 is a ceramic in which composite oxide particles 12 made of BaAl2Si2O8 are dispersed in a BS-YAG phosphor represented by the general formula Y3-x -yBaxAl5- xSixO12 : Cey , where x+y ⁇ 3 , 0 ⁇ x ⁇ 3 , and 0 ⁇ y ⁇ 3.
  • Example 4 The white light emitting device 100 of Example 4 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the wavelength conversion sintered body 10 was polished to a thickness of 0.05 mm.
  • Example 5 The white light emitting device 100 of Example 5 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the wavelength conversion sintered body 10 was polished to a thickness of 0.5 mm.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a method for measuring the emitted color and emission intensity of the white light-emitting element 100.
  • a measuring device (MCPD1000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) having a light-receiving unit 40 and a spectrometer 50 was used to measure the chromaticity and emission intensity of the white light-emitting elements 100 of the comparative example and Examples 1-5 placed on a stage ST.
  • the white light-emitting element 100 was positioned with the LED chip 20 facing the stage ST, and the wavelength-converting sintered body 10 facing the light-receiving unit 40.
  • Example 1 For the measurement, a current of 500 mA was applied to the white light-emitting element 100 for 10 minutes, and the light-receiving unit 40 was placed 5 cm above the center of the wavelength-converting sintered body 10.
  • the emission intensity of the comparative example was taken as 1, the relative emission intensities were 1.1 for Example 1, 1.05 for Example 2, 1.00 for Example 3, 1.05 for Example 4, and 1.00 for Example 5.
  • Figure 3 is a graph showing the chromaticity measurement results for the white light-emitting element 100 of the comparative example and examples 1-5.
  • the measurement device and measurement method shown in Figure 2 were used to measure the chromaticity.
  • the solid-line frames in the graph indicate the chromaticity range of vehicle headlights.
  • Examples 1-5 were all within the chromaticity range of vehicle headlights.
  • Table 1 the results of the chromaticity judgment for the comparative example, where the chromaticity was outside the chromaticity range for vehicle headlights, are indicated by a "-"
  • the results of the chromaticity judgment for examples 1-5, where the chromaticity was within the chromaticity range for vehicle headlights are indicated by a " ⁇ ".
  • Figure 4 is a cross-sectional SEM image of the wavelength conversion sintered body 10 of Example 1.
  • the light gray portion in Figure 4 is the phosphor material 11 made of BS-YAG, and the dark gray portion dispersed in the phosphor material 11 is the fine particles 12 made of a composite oxide of Ba, Si, and Al.
  • Thirty fine particles 12 were randomly selected from this cross-sectional SEM image, and their particle sizes were measured. The particle sizes were found to be 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • EDX energy-dispersive X-ray fluorescence spectroscopy
  • the molar ratio of the phosphor material 11 made of BS-YAG to the microparticles 12 made of BaAl 2 Si 2 O 8 (number of moles of microparticles)/ ⁇ (number of moles of phosphor)+(number of moles of microparticles) ⁇ and the weight ratio: (weight of microparticles)/ ⁇ (weight of phosphor)+(weight of microparticles) ⁇ were calculated, and based on the specific gravity of BaAl 2 Si 2 O 8 , 3.37, and the specific gravity of the BS-YAG phosphor, 4.55, the volume percentage of the microparticles 12 in the wavelength conversion sintered body 10, i.e., the volume ratio: (volume of microparticles)/ ⁇ (volume of phosphor)+(volume of microparticles) ⁇ was calculated.
  • Table 1 shows the results of the molar ratio, weight ratio, volume ratio, plate thickness, luminous efficiency ratio, and chromaticity evaluation of the particles 12 in the comparative example and Examples 1 to 5.
  • FIG. 5A is a graph showing the dependence of the luminous efficiency ratio of the white light-emitting element 100 on the composite oxide volume ratio
  • FIG. 5B is a graph showing the dependence of the luminous efficiency ratio of the white light-emitting element 100 on the plate thickness of the wavelength-converting sintered body 10.
  • Figure 5A shows the volume ratio of the microparticles 12 in the wavelength conversion sintered body 10, and the vertical axis shows the relative luminous efficiency when the luminous intensity of the comparative example is set to 1.
  • Figure 5A plots the measurement results of Examples 1-3 to create an approximate curve, and shows that the luminous efficiency is improved compared to BS-YAG alone when the volume ratio of the composite oxide is in the range of 0.01 to 0.05 (volume percentage range of 1% to 5%).
  • Figure 5B represents the thickness of the polished wavelength conversion sintered body 10
  • the vertical axis represents the relative luminous efficiency when the luminous intensity of the comparative example is set to 1.
  • Figure 5B plots the measurement results of Examples 1, 4, and 5 to create an approximate curve, showing that the luminous efficiency is improved compared to BS-YAG alone when the thickness is in the range of 0.05 mm or more and 0.5 mm or less.
  • the wavelength-converting sintered body 10 according to Example 6 is a ceramic in which composite oxide particles 12 made of BaAl2SiO6 are dispersed in a BS-YAG phosphor represented by the general formula Y3-x -yBaxAl5- xSixO12 : Cey , where x + y ⁇ 3, 0 ⁇ x ⁇ 3 , and 0 ⁇ y ⁇ 3.
  • Example 7 The wavelength-converting sintered body 10 according to Example 7 is a ceramic in which composite oxide particles 12 made of BaAl 2 SiO 6 are dispersed in a BS-YAG phosphor represented by the general formula Y 3-x-y Ba x Al 5-x Si x O 12 :Cey , where x + y ⁇ 3 , 0 ⁇ x ⁇ 3, and 0 ⁇ y ⁇ 3.
  • the wavelength-converting sintered body 10 according to Example 8 is a ceramic in which composite oxide particles 12 made of BaAl 2 SiO 6 are dispersed in a BS-YAG phosphor represented by the general formula Y 3-x-y Ba x Al 5 -x Si x O 12 :Cey, where x + y ⁇ 3, 0 ⁇ x ⁇ 3, and 0 ⁇ y ⁇ 3.
  • Example 9 The white light emitting device 100 of Example 9 was obtained in the same manner as in Example 6, except that the wavelength conversion sintered body 10 was polished to a thickness of 0.05 mm.
  • Example 10 The white light emitting device 100 of Example 10 was obtained in the same manner as in Example 6, except that the wavelength conversion sintered body 10 was polished to a thickness of 0.5 mm.
  • the chromaticity and luminous intensity of the white light-emitting device 100 of Examples 6-10 were measured using the measuring device shown in Figure 2.
  • Figure 6 is a graph showing the chromaticity measurement results for the white light-emitting element 100 using the comparative example and Examples 6-10.
  • the measurement device and measurement method shown in Figure 2 were used to measure the chromaticity.
  • the solid-line frame shown in the graph indicates the chromaticity range of a vehicle headlamp. Examples 6-10 were all within the chromaticity range of a vehicle headlamp.
  • Examples 1-5 cross-sectional SEM images of the wavelength-converting sintered bodies 10 of Examples 6-10 were taken (not shown). Thirty particles 12 were randomly selected from the cross-sectional SEM images, and their particle sizes were measured. The particle sizes were found to be 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less. Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) analysis revealed that the particles 12 of Examples 6-10 were composite oxides composed of BaAl 2 SiO 6 .
  • EDX Energy-dispersive X-ray spectroscopy
  • the molar ratio of the phosphor material 11 made of BS-YAG to the microparticles 12 made of BaAl 2 SiO 6 (number of moles of microparticles)/ ⁇ (number of moles of phosphor)+(number of moles of microparticles) ⁇ and the weight ratio: (weight of microparticles)/ ⁇ (weight of phosphor)+(weight of microparticles) ⁇ were calculated, and based on the specific gravity of the microparticles made of BaAl 2 SiO 6 , 2.38, and the specific gravity of the BS-YAG phosphor, 4.55, the volume percentage of the microparticles 12 in the wavelength conversion sintered body 10, i.e., the volume ratio: (volume of microparticles)/ ⁇ (volume of phosphor)+(volume of microparticles) ⁇ was calculated.
  • the molar ratio, weight ratio, volume ratio, plate thickness, luminous efficiency ratio, and chromaticity evaluation results of the microparticles 12 in the comparative example and examples 6-10 are shown in Table 2.
  • Table 2 the results of the chromaticity evaluation of the comparative example, in which the chromaticity was outside the chromaticity range of the vehicle headlight, are indicated by "-”, and the results of the chromaticity evaluation of examples 6-10, in which the chromaticity was within the chromaticity range of the vehicle headlight, are indicated by " ⁇ ".
  • the fine particles 12, which are a composite oxide of Ba, Si, and Al, are dispersed in the phosphor material 11. This allows the secondary light wavelength-converted by the phosphor material 11 to be scattered by the fine particles 12, increasing the proportion of yellow light extracted from the surface, improving the luminous efficiency of white light, and reducing the chromaticity difference at normal angles.
  • a second embodiment of the present invention will be described. Details that overlap with those of the first embodiment will not be described.
  • the plate-shaped wavelength-converting sintered body 10 was bonded to an LED chip 20 at room temperature.
  • the plate-shaped wavelength-converting sintered body 10 may be disposed at a distance from the LED chip 20.

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Abstract

白色光の発光効率を向上させ、法射角度に対する色度差を低減することが可能な波長変換焼結体および白色発光素子を提供する。一般式Ｙ３－ｘ－ｙＢａｘＡｌ５－ｘＳｉｘＯ１２：Ｃｅｙ（ここで、ｘ＋ｙ＜３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３を満たす範囲）で表される蛍光体材料（１１）と、蛍光体材料（１１）中に分散された微粒子（１２）を有し、微粒子（１２）は、Ｂａ，Ｓｉ，Ａｌの複合酸化物である波長変換焼結体（１０）。

Description

波長変換焼結体および白色発光素子
　本発明は、波長変換焼結体および白色発光素子に関する。
　従来、ＹＡＧ蛍光体と青色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）チップとを組み合わせた白色光源が広く知られている。一方、光源の高輝度化に伴い、ＹＡＧ蛍光体での波長変換（ストークスロス）による熱集中によって温度消光が起こり、白色光源の効率低下を招いていた。そこで、ＹＡＧ蛍光体にＢａとＳｉを固溶させたＢａａＹ３－ａ－ｂＡｌ５－ａＳｉａＯ１２：Ｃｅｂ（ＢＳ－ＹＡＧ）蛍光体が提案されている（特許文献１を参照）。このＢＳ－ＹＡＧ蛍光体は、一般的なＹＡＧ蛍光体よりも高温での波長変換効率が高く、発光波長の色度範囲も広いという特徴がある。
日本国特開２０２２－１１９１６３号
　一般的に、青色ＬＥＤチップで発光された青色光は、チップ表面に垂直な方向への指向性が高いため、ＹＡＧ蛍光体やＢＳ－ＹＡＧ蛍光体からなる波長変換部材がチップ表面に貼り合わせて配置されている。波長変換部材では、蛍光体材料に到達した青色光である一次光が、黄色光である二次光に波長変換され、青色光と黄色光の混色で白色光を照射される。このとき、蛍光体材料で波長変換された黄色光は、等方的なランバーシアンな配光分布となる。
　しかし、波長変換部材における光透過率が高い場合には、青色ＬＥＤチップからの青色光は垂直方向への高い指向性を有しており、波長変換部材の表面からも垂直方向に取り出される。それに対して、黄色光は、ランバーシアンな配光分布を有しているうえに、波長変換部材中を横方向に導波されやすく、放射角度によって白色光に色度差が生じやすいという問題があった。また、蛍光体材料で波長変換された黄色光を良好に青色光と混色できず、発光効率の向上が困難であった。
　そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、白色光の発光効率を向上させ、法射角度に対する色度差を低減することが可能な波長変換焼結体および白色発光素子を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の波長変換焼結体は、一般式Ｙ３－ｘ－ｙＢａｘＡｌ５－ｘＳｉｘＯ１２：Ｃｅｙ（ここで、ｘ＋ｙ＜３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３を満たす範囲）で表される蛍光体材料と、前記蛍光体材料中に分散された微粒子を有し、前記微粒子は、Ｂａ，Ｓｉ，Ａｌの複合酸化物であることを特徴とする。
　このような本発明の波長変換焼結体では、Ｂａ，Ｓｉ，Ａｌの複合酸化物である微粒子が蛍光体材料中に分散されていることで、蛍光体材料で波長変換された二次光を微粒子で散乱し、表面から取り出される黄色光の割合を増加させて、白色光の発光効率を向上させ、法射角度に対する色度差を低減することが可能となる。
　また、本発明の一態様では、前記微粒子は、前記蛍光体材料中でコンポジット化されている。
　また、本発明の一態様では、前記複合酸化物は、一般式ＢａＡｌ２ＳｉｚＯ２ｚ＋４（ここでｚは正の整数）で表される。
　また、本発明の一態様では、前記微粒子は、平均粒径が０．１μｍ以上５μｍ以下の範囲である。
　また、本発明の一態様では、前記複合酸化物の含有量は、体積百分率で波長変換焼結体の１％以上５％以下である。
　また、本発明の一態様では、波長変換焼結体は、厚さが０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の板状である。
　また、上記課題を解決するために、本発明の白色発光素子は、上記何れかの波長変換焼結体と、青色光を発光する発光ダイオードとを有することを特徴とする。
　本発明では、白色光の発光効率を向上させ、法射角度に対する色度差を低減することが可能な波長変換焼結体および白色発光素子を提供することができる。
第１実施形態に係る波長変換焼結体１０とそれを用いた白色発光素子１００の構造を説明する模式断面図である。 白色発光素子１００の発光色と発光強度の測定方法を説明する模式図である。 比較例および実施例１－５の白色発光素子１００の色度測定結果を示すグラフである。 実施例１の波長変換焼結体１０の断面ＳＥＭ像である。 白色発光素子１００の発光効率比の、複合酸化物体積比への依存性を示すグラフである。 白色発光素子１００の発光効率比の、波長変換焼結体１０の板厚依存性を示すグラフである。 比較例および実施例６－１０を用いた白色発光素子１００の色度測定結果を示すグラフである。
　（第１実施形態）
　以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。図１は、本実施形態に係る波長変換焼結体１０とそれを用いた白色発光素子１００の構造を説明する模式断面図である。図１に示したように、本実施形態に係る白色発光素子１００は、波長変換焼結体１０と、前記波長変換焼結体１０に貼り合わされ、青色光を発光するＬＥＤチップ２０とを有する。図１に示した例では、ＬＥＤチップ２０は反射部３０上に搭載されている。また、波長変換焼結体１０は、焼結された蛍光体材料１１と、蛍光体材料１１中に分散された微粒子１２を有している。
　波長変換焼結体１０は、蛍光体材料１１と、複合酸化物からなる微粒子１２を有し、青色光で励起されて黄色光を発光する部分である。波長変換焼結体１０は、セラミックで構成されて板状に焼結して形成されている。板状の波長変換焼結体１０の厚さは、０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。波長変換焼結体１０の厚さが前述の範囲よりも薄いと、波長変換焼結体１０の機械的強度が不足し、ハンドリング性が悪化するため好ましくない。また、波長変換焼結体１０の厚さが前述の範囲よりも厚いと、波長変換の効率が低下するため好ましくない。波長変換焼結体１０をセラミック板として形成する方法としては、熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ：Ｈｏｔ　Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ　Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）を用いることができる。
　波長変換焼結体１０をＬＥＤチップ２０に貼り合わせる方法は限定されず、ＬＥＤチップ２０の半導体層（ＧａＮ）や成長基板（サファイア）に波長変換焼結体１０を常温接合で接合する方法を用いることができる。また、波長変換焼結体１０とＬＥＤチップ２０の間に接着剤を塗布し、波長変換焼結体１０とＬＥＤチップ２０を接着してもよい。
　蛍光体材料１１は、一般式Ｙ３－ｘ－ｙＢａｘＡｌ５－ｘＳｉｘＯ１２：Ｃｅｙで表され、ｘ＋ｙ＜３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３を満たす。このような蛍光体材料１１は、ＬＥＤチップ２０で発光されたピーク波長が４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の範囲の青色光で励起され、ピーク波長が５３０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の黄色光を発光する。図１では簡便のために蛍光体材料１１の一部を丸印で囲んで例示しているが、波長変換焼結体１０の体積の大部分が蛍光体材料１１で構成されており、連続した蛍光体材料１１中に微粒子１２が分散されている。
　微粒子１２は、Ｂａ，Ｓｉ，Ａｌの複合酸化物で構成され、蛍光体材料１１中に分散されて光を散乱する粒子である。好ましくは、微粒子１２は蛍光体材料１１中でコンポジット化されており、一般式ＢａＡｌ２ＳｉｚＯ２ｚ＋４（ここでｚは正の整数）で表される。微粒子１２は、蛍光体材料１１を焼結する際に、原料に含まれるＢａ，Ｓｉ，Ａｌの余剰を複合酸化物として析出させたものである。微粒子１２として複合酸化物を析出させる方法は限定されないが、一例としては、一般式Ｙ３－ｘ－ｙＢａｘＡｌ５－ｘＳｉｘＯ１２：Ｃｅｙ、ｘ＋ｙ＜３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３で表される蛍光体材料１１を焼結するための化学量論比よりも、Ｂａ，Ｓｉ，Ａｌの原料を１．０１～１．０６倍程度となるように増量して焼結することが挙げられる。
　また、微粒子１２は、平均粒径が０．１μｍ以上５μｍ以下の範囲であることが好ましい。微粒子１２の平均粒径が前述の範囲よりも小さいと、微粒子１２と蛍光体材料１１の界面での屈折率差による光の散乱が生じ難く好ましくない。また、微粒子１２の平均粒径が前述の範囲よりも大きいと、微粒子１２に到達した光が遮られて白色発光素子１００の発光効率が低下し好ましくない。
　波長変換焼結体１０内に含まれる複合酸化物からなる微粒子１２の含有量は、体積百分率で波長変換焼結体１０の１％以上５％以下であることが好ましい。微粒子１２の含有量が前述の範囲よりも小さいと、微粒子１２での光の散乱が生じ難く好ましくない。また、微粒子１２の含有量が前述の範囲よりも大きいと、微粒子１２に到達した光が遮られて白色発光素子１００の発光効率が低下し好ましくない。
　ＬＥＤチップ２０は、青色光を発光する半導体発光素子であり、本発明における発光ダイオードに相当する。ＬＥＤチップ２０にはアノード電極（図示省略）とカソード電極（図示省略）が形成されており、両電極に電圧を印加することで電流が注入され青色光を発光する。ＬＥＤチップ２０は複数の半導体層が積層して形成された構造を有しており、内部に発光層を有している。ＬＥＤチップ２０を構成する半導体材料は限定されないが、青色光を発光可能なバンドギャップを有するＧａＮ系半導体材料を用いることができる。また、ＬＥＤチップ２０の構造は限定されず、成長基板やクラッド層、電流拡散層、コンタクト層等の公知の層構造を有してもよい。
　ＬＥＤチップ２０は、ＬＥＤチップ２０に注入された電流が発光層で発光再結合することで、青色光を発光する。本実施形態では、ＬＥＤチップ２０が発光する青色光は、ピーク波長が４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の青色光の範囲である。ＬＥＤチップ２０の発光層を構成する半導体材料は限定されないが、一例としてはＩｎＧａＮを用いることができる。また、発光層は量子井戸構造や多重量子井戸構造、オーバーフロー抑制層等の公知の層構造を有してもよい。
　反射部３０は、ＬＥＤチップ２０を搭載するとともに、ＬＥＤチップ２０および波長変換焼結体１０からの光を反射する部材である。反射部３０の具体的な構成は限定されず、表面に反射膜を形成した樹脂製の板を用いるとしてもよく、金属を加工して凹部を形成してもよい。図１ではＬＥＤチップ２０を反射部３０上に搭載した例を示したが。配線基板等にＬＥＤチップ２０を直接マウントしてもよく、サブマウント等の部材に搭載してもよい。サブマウント基板を用いる場合には、熱伝導性が良好な材料を用いることが好ましく、一例としてＡｌＮやＳｉ等の単結晶基板、セラミック基板等を用いることができる。また、反射部３０や配線基板には、ＬＥＤチップ２０に電流を供給するための電極や配線が形成されているとしてもよい。
　図１に示した白色発光素子１００では、ＬＥＤチップ２０の発光層で発光した青色光（一次光）が波長変換焼結体１０に入射し、蛍光体材料１１では青色光の一部が黄色光（二次光）に波長変換される。波長変換されなかった青色光は、波長変換焼結体１０を透過して上面から取り出される。波長変換された黄色光は、波長変換焼結体１０内で等方的に拡がり、上方だけではなく側方や下方にも進行する。複合酸化物からなる微粒子１２に入射した黄色光は、蛍光体材料１１との屈折率差によって散乱されて、上方に進行する光量が増加する。これにより、白色発光素子１００の上方に取り出される白色光の発光効率を向上するとともに、色ムラを改善することができる。
　（比較例）
　比較例に係る波長変換焼結体１０は、一般式Ｙ３－ｘ－ｙＢａｘＡｌ５－ｘＳｉｘＯ１２：Ｃｅｙで表され、ｘ＋ｙ＜３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３を満たすＢＳ－ＹＡＧ蛍光体からなるセラミックである。はじめに、Ｙ２Ｏ３（高純度化学研究所社製９９．９％）、ＣｅＯ２（高純度化学研究所社製９９．９９％）、ＢａＣＯ３（関東化学社製９９．９％）、α－Ａｌ２Ｏ３（高純度化学研究所社製９９．９９％）、ＳｉＯ２（トクヤマ社製ＳＥ－８、９９．９％）の粉末原料を準備した。そして、それぞれの粉末原料を、Ｙ：Ｃｅ：Ｂａ：Ａｌ：Ｓｉ＝２．９１：０．０５：０．０４：４．９６：０．０４のｍｏｌ比となるように計量して、乳鉢で混合および粉砕して混合粉末を得た。
　得られた混合粉末を厚さｔ＝１ｍｍ、φ１５ｍｍの金型に充填し、圧力を印加して１次成形体を得た。次いで、冷間等方圧加圧法（ＣＩＰ：Ｃｏｌｄ　Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ　Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）を利用して、２５０ＭＰａの成形圧力で１次成形体を圧縮成形して２次成形体を得た。次いで、２次成形体をアルミナルツボ（ニッカトー社製　ＳＳＡ－Ｓ　Ｂ１）に入れ、大気中で１５５０℃で４ｈ加熱した。２次成形体の冷却後に、さらに熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ：Ｈｏｔ　Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ　Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）（神戸製鋼所製　超高圧ＨＩＰ装置）によって、Ａｒ雰囲気、１００ＭＰａおよび１５５０℃の条件で２ｈ加圧焼結して、板状のセラミックからなる透光性の波長変換焼結体１０を得た。得られた波長変換焼結体１０を０．２ｍｍ厚に研磨し、□１ｍｍに切り出してＬＥＤチップ２０と常温接合させて比較例の白色発光素子１００を得た。
　（実施例１）
　実施例１に係る波長変換焼結体１０は、一般式Ｙ３－ｘ－ｙＢａｘＡｌ５－ｘＳｉｘＯ１２：Ｃｅｙで表され、ｘ＋ｙ＜３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３を満たすＢＳ－ＹＡＧ蛍光体に、ＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８からなる複合酸化物の微粒子１２が分散されたセラミックである。粉末原料の比率をＹ：Ｃｅ：Ｂａ：Ａｌ：Ｓｉ＝２．９１：０．０５：０．０７：５．０２：０．１０のｍｏｌ比とした以外は、比較例と同様の製造方法を用いて波長変換焼結体１０を得て、実施例１の白色発光素子１００を得た。
　（実施例２）
　実施例２に係る波長変換焼結体１０は、一般式Ｙ３－ｘ－ｙＢａｘＡｌ５－ｘＳｉｘＯ１２：Ｃｅｙで表され、ｘ＋ｙ＜３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３を満たすＢＳ－ＹＡＧ蛍光体に、ＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８からなる複合酸化物の微粒子１２が分散されたセラミックである。粉末原料の比率をＹ：Ｃｅ：Ｂａ：Ａｌ：Ｓｉ＝２．９１：０．０５：０．０５：４．９８：０．０６のｍｏｌ比とした以外は、実施例１と同様の製造方法を用いて波長変換焼結体１０を得て、実施例２の白色発光素子１００を得た。
　（実施例３）
　実施例３に係る波長変換焼結体１０は、一般式Ｙ３－ｘ－ｙＢａｘＡｌ５－ｘＳｉｘＯ１２：Ｃｅｙで表され、ｘ＋ｙ＜３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３を満たすＢＳ－ＹＡＧ蛍光体に、ＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８からなる複合酸化物の微粒子１２が分散されたセラミックである。粉末原料の比率をＹ：Ｃｅ：Ｂａ：Ａｌ：Ｓｉ＝２．９１：０．０５：０．０９：５．０６：０．１４のｍｏｌ比とした以外は、実施例１と同様の製造方法を用いて波長変換焼結体１０を得て、実施例３の白色発光素子１００を得た。
　（実施例４）
　波長変換焼結体１０を０．０５ｍｍ厚に研磨した以外は、実施例１と同様にして実施例４の白色発光素子１００を得た。
　（実施例５）
　波長変換焼結体１０を０．５ｍｍ厚に研磨した以外は、実施例１と同様にして実施例５の白色発光素子１００を得た。
　図２は、白色発光素子１００の発光色と発光強度の測定方法を説明する模式図である。図２に示すように、受光部４０と分光器５０を有する測定装置（大塚電子社製　ＭＣＰＤ１０００）を用いて、ステージＳＴ上に配置した比較例および実施例１－５の白色発光素子１００の色度と発光強度を測定した。白色発光素子１００はＬＥＤチップ２０をステージＳＴ側にして、波長変換焼結体１０を受光部４０に対向させた。測定では、白色発光素子１００に電流５００ｍＡを１０分間通電し、波長変換焼結体１０の中央直上で５ｃｍの距離に受光部４０を設置した。比較例の発光強度を１とした場合の相対発光強度は、実施例１が１．１、実施例２が１．０５、実施例３が１．００、実施例４が１．０５、実施例５が１．００であった。
　図３は、比較例および実施例１－５の白色発光素子１００の色度測定結果を示すグラフである。色度の測定には、図２に示した測定装置および測定方法を用いた。グラフ中に示した実線の枠は、車両用前照灯の色度範囲を示している。実施例１－５は何れも車両用前照灯の色度範囲内であった。表１において、色度が車両用前照灯の色度範囲外であった比較例の色度判定の結果を「－」で示し、色度が車両用前照灯の色度範囲内であった実施例１－５の色度判定の結果を「〇」で示す。
　図４は、実施例１の波長変換焼結体１０の断面ＳＥＭ像である。図４中に薄いグレーで示された部分はＢＳ－ＹＡＧからなる蛍光体材料１１であり、蛍光体材料１１中に分散した濃いグレーの部分はＢａ，Ｓｉ，Ａｌの複合酸化物からなる微粒子１２である。この断面ＳＥＭ像から微粒子１２を任意に３０個選択し、粒径を計測したところ、粒径は０．１μｍ以上５μｍ以下であった。また、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ－ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｘ－ｒａｙ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）装置を用いて、微粒子１２を分析したところ、微粒子１２はＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８からなる複合酸化物であることが判明した。また、ＥＤＸ分析から、ＢＳ－ＹＡＧからなる蛍光体材料１１と、ＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８からなる微粒子１２のモル比：（微粒子のモル数）／｛（蛍光体のモル数）＋(微粒子のモル数)｝と重量比：（微粒子の重量）／｛（蛍光体の重量）＋(微粒子の重量)｝を算出し、ＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８の比重３．３７およびＢＳ－ＹＡＧ蛍光体の比重（４．５５）を基に、波長変換焼結体１０における微粒子１２の体積百分率、すなわち、体積比：（微粒子の体積）／｛（蛍光体の体積）＋(微粒子の体積)｝を算出した。
　比較例と実施例１－５における微粒子１２のモル比、重量比、体積比、板厚、発光効率比、色度判定の結果を表１に示す。
　図５Ａは、白色発光素子１００の発光効率比の、複合酸化物体積比への依存性を示すグラフであり、図５Ｂは白色発光素子１００の発光効率比の、波長変換焼結体１０の板厚への依存性を示すグラフである。
　図５Ａの横軸は波長変換焼結体１０における微粒子１２の体積比を示し、縦軸は比較例の発光強度を１とした場合の相対発光効率を示している。図５Ａでは実施例１－３の測定結果をプロットして近似曲線を描いており、複合酸化物の体積比が０．０１以上０．０５以下の範囲（体積百分率が１％以上５％以下の範囲）でＢＳ－ＹＡＧのみよりも発光効率が向上している。
　また、図５Ｂの横軸は研磨された波長変換焼結体１０の板厚を示し、縦軸は比較例の発光強度を１とした場合の相対発光効率を示している。図５Ｂでは実施例１，４，５の測定結果をプロットして近似曲線を描いており、板厚が０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲でＢＳ－ＹＡＧのみよりも発光効率が向上している。
　（実施例６）
　実施例６に係る波長変換焼結体１０は、一般式Ｙ３－ｘ－ｙＢａｘＡｌ５－ｘＳｉｘＯ１２：Ｃｅｙで表され、ｘ＋ｙ＜３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３を満たすＢＳ－ＹＡＧ蛍光体に、ＢａＡｌ２ＳｉＯ６からなる複合酸化物の微粒子１２が分散されたセラミックである。粉末原料の比率をＹ：Ｃｅ：Ｂａ：Ａｌ：Ｓｉ＝２．９１：０．０５：０．０７：５．０２：０．０７のｍｏｌ比とした以外は、実施例１と同様の製造方法を用いて波長変換焼結体１０を得て、実施例６の白色発光素子１００を得た。
　（実施例７）
　実施例７に係る波長変換焼結体１０は、一般式Ｙ３－ｘ－ｙＢａｘＡｌ５－ｘＳｉｘＯ１２：Ｃｅｙで表され、ｘ＋ｙ＜３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３を満たすＢＳ－ＹＡＧ蛍光体に、ＢａＡｌ２ＳｉＯ６からなる複合酸化物の微粒子１２が分散されたセラミックである。粉末原料の比率をＹ：Ｃｅ：Ｂａ：Ａｌ：Ｓｉ＝２．９１：０．０５：０．０５：４．９８：０．０５のｍｏｌ比とした以外は、実施例１と同様の製造方法を用いて波長変換焼結体１０を得て、実施例７の白色発光素子１００を得た。
　（実施例８）
　実施例８に係る波長変換焼結体１０は、一般式Ｙ３－ｘ－ｙＢａｘＡｌ５－ｘＳｉｘＯ１２：Ｃｅｙで表され、ｘ＋ｙ＜３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３を満たすＢＳ－ＹＡＧ蛍光体に、ＢａＡｌ２ＳｉＯ６からなる複合酸化物の微粒子１２が分散されたセラミックである。粉末原料の比率をＹ：Ｃｅ：Ｂａ：Ａｌ：Ｓｉ＝２．９１：０．０５：０．１０：５．０８：０．１０のｍｏｌ比とした以外は、実施例１と同様の製造方法を用いて波長変換焼結体１０を得て、実施例８の白色発光素子１００を得た。
　（実施例９）
　波長変換焼結体１０を０．０５ｍｍ厚に研磨した以外は、実施例６と同様にして実施例９の白色発光素子１００を得た。
　（実施例１０）
　波長変換焼結体１０を０．５ｍｍ厚に研磨した以外は、実施例６と同様にして実施例１０の白色発光素子１００を得た。
　実施例１－５と同様に、図２に示した測定装置を用いて、実施例６－１０の白色発光素子１００の色度と発光強度を測定した。比較例の発光強度を１とした場合の相対発光強度は、実施例６が１．１、実施例７が１．０５、実施例８が１．００、実施例９が１．０５、実施例１０が１．００であった。
　図６は、比較例および実施例６－１０を用いた白色発光素子１００の色度測定結果を示すグラフである。色度の測定には、図２に示した測定装置および測定方法を用いた。グラフ中に示した実線の枠は、車両用前照灯の色度範囲を示している。実施例６－１０は何れも車両用前照灯の色度範囲内であった。
　また、実施例１－５と同様に、実施例６－１０の波長変換焼結体１０の断面ＳＥＭ像を撮像した（図示省略）。断面ＳＥＭ像から微粒子１２を任意に３０個選択し、粒径を計測したところ粒径は０．１μｍ以上５μｍ以下であった。また、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ分析：Ｅｎｅｒｇｙ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｘ－ｒａｙ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）をしたところ、実施例６－１０の微粒子１２はＢａＡｌ２ＳｉＯ６からなる複合酸化物であることが判明した。また、ＥＤＸ分析から、ＢＳ－ＹＡＧからなる蛍光体材料１１と、ＢａＡｌ２ＳｉＯ６からなる微粒子１２のモル比：（微粒子のモル数）／｛（蛍光体のモル数）＋(微粒子のモル数)｝と重量比：（微粒子の重量）／｛（蛍光体の重量）＋(微粒子の重量)｝を算出し、ＢａＡｌ２ＳｉＯ６からなる微粒子の比重２．３８およびＢＳ－ＹＡＧ蛍光体の比重（４．５５）を基に、波長変換焼結体１０における微粒子１２の体積百分率、すなわち体積比：（微粒子の体積）／｛（蛍光体の体積）＋(微粒子の体積)｝を算出した。
　比較例と実施例６－１０における微粒子１２のモル比、重量比、体積比、板厚、発光効率比、色度判定の結果を表２に示す。表２において、色度が車両用前照灯の色度範囲外であった比較例の色度判定の結果を「－」で示し、色度が車両用前照灯の色度範囲内であった実施例６－１０の色度判定の結果を〇で示す。
　上述したように、本発明の波長変換焼結体１０および白色発光素子１００では、Ｂａ，Ｓｉ，Ａｌの複合酸化物である微粒子１２が蛍光体材料１１中に分散されていることで、蛍光体材料１１で波長変換された二次光を微粒子１２で散乱し、表面から取り出される黄色光の割合を増加させて、白色光の発光効率を向上させ、法射角度に対する色度差を低減することが可能となる。
　（第２実施形態）
　次に、本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態と重複する内容は説明を省略する。第１実施形態では、板状の波長変換焼結体１０をＬＥＤチップ２０に常温接合させた例を示したが、板状の波長変換焼結体１０をＬＥＤチップ２０から離間させて配置してもよい。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　本願は、２０２４年６月１２日付の日本国特許出願２０２４－０９５３０４号に基づく優先権を主張し、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (7)

  1. 　一般式Ｙ３－ｘ－ｙＢａｘＡｌ５－ｘＳｉｘＯ１２：Ｃｅｙ（ここで、ｘ＋ｙ＜３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３を満たす範囲）で表される蛍光体材料と、
    　前記蛍光体材料中に分散された微粒子を有し、
    　前記微粒子は、Ｂａ，Ｓｉ，Ａｌの複合酸化物であることを特徴とする波長変換焼結体。
  2. 　請求項１に記載の波長変換焼結体であって、
    　前記微粒子は、前記蛍光体材料中でコンポジット化されていることを特徴とする波長変換焼結体。
  3. 　請求項１に記載の波長変換焼結体であって、
    　前記複合酸化物は、一般式ＢａＡｌ２ＳｉｚＯ２ｚ＋４（ここでｚは正の整数）で表されることを特徴とする波長変換焼結体。
  4. 　請求項１に記載の波長変換焼結体であって、
    　前記微粒子は、平均粒径が０．１μｍ以上５μｍ以下の範囲であることを特徴とする波長変換焼結体。
  5. 　請求項１に記載の波長変換焼結体であって、
    　前記複合酸化物の含有量が、体積百分率で波長変換焼結体の１％以上５％以下であることを特徴とする波長変換焼結体。
  6. 　請求項１に記載の波長変換焼結体であって、
    　厚さが０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の板状であることを特徴とする波長変換焼結体。
  7. 　請求項１から６の何れか一つに記載の波長変換焼結体と、
    　青色光を発光する発光ダイオードとを有することを特徴とする白色発光素子。
PCT/JP2025/021209 2024-06-12 2025-06-11 波長変換焼結体および白色発光素子 Pending WO2025258644A1 (ja)

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