JP2018191006A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
〔単結晶蛍光体〕
第1の実施の形態に係る単結晶蛍光体は、Y3Al5O12(YAG)結晶を母結晶とするYAG系蛍光体であり、組成式(Y1−x−y−zLuxGdyCez)3+aAl5−aO12(0≦x≦0.9994、0≦y≦0.0669、0.0002≦z≦0.0067、−0.016≦a≦0.315)で表される組成を有する。ここで、Lu、Gdは、Yを置換する発光中心とならない成分である。Ceは、Yを置換する発光中心となり得る成分(付活剤)である。
Ceにより付活されたYAG系単結晶蛍光体とYAG系多結晶蛍光体粉末とでは、Ceの濃度と発光色の関係が大きく異なる。例えば、特許文献(特開2010−24278号公報)には、組成式(Y1−zCez)3Al5O12で表される組成を有する多結晶蛍光体粉末では0.003≦z≦0.2のCe濃度範囲で一定の色度(0.41,0.56)の光を発することが記載されている。一方、本実施の形態の単結晶蛍光体では、Ce濃度に依存して色度が変化し、例えば、上記特許文献の多結晶蛍光体粉末と同じ色度(0.41,0.56)の光を発するための組成は(Y1−zCez)3Al5O12(z=0.0005)である。
まず、出発原料として、高純度(99.99%以上)のY2O3、Lu2O3、Gd2O3、CeO2、Al2O3の粉末を用意し、乾式混合を行い、混合粉末を得る。なお、Y、Lu、Gd、Ce、及びAlの原料粉末は、上記のものに限られない。また、Lu又はGdを含まない単結晶蛍光体を製造する場合は、それらの原料粉末は用いない。
組成の異なる複数の第1の実施の形態に係る単結晶蛍光体を製造し、組成の分析、CIE色度、内部量子効率、及び外部量子効率の評価を行った。
本発明の第2の実施の形態は、第1の実施の形態に係る単結晶蛍光体を用いた発光装置である。以下に、第2の実施の形態について、図4を参照して説明する。図4(a)は、第2の実施の形態に係る発光装置1の垂直断面図であり、図4(b)は、発光装置1を構成する発光素子10及びその周辺部の垂直断面図である。
次に、本発明の第3の実施の形態について、図5を参照して説明する。図5(a)は、第3の実施の形態に係る発光装置1Aの垂直断面図、図5(b)は、発光装置1Aを構成する発光素子10Aの垂直断面図、図5(c)は、発光素子10Aの平面図である。
次に、本発明の第4の実施の形態について、図6を参照して説明する。図6は、第4の実施の形態に係る発光装置1Bの垂直断面図である。
次に、本発明の第5の実施の形態について、図7を参照して説明する。図7は、第5の実施の形態に係る発光装置1Cの断面図である。図7に示すように、本実施の形態では、発光素子と、発光素子が実装される基板及び蛍光体との位置関係が第4の実施の形態とは異なっている。以下、第2、第3又は第4の実施の形態と同一の機能及び構成を有する発光装置1Cの構成要素については共通する符号を付して説明を省略する。
次に、本発明の第6の実施の形態について、図8を参照して説明する。図8(a)は、第6の実施の形態に係る発光装置1Dの垂直断面図、図8(b)は、発光装置1Dを構成する発光素子7の垂直断面図である。図8(a)に示すように、本実施の形態では、発光素子の構成及びその配置が第4の実施の形態とは異なっている。以下、第2、第3又は第4の実施の形態と同一の機能及び構成を有する発光装置1Dの構成要素については共通する符号を付して説明を省略する。
次に、本発明の第7の実施の形態について、図9を参照して説明する。図9は、第7の実施の形態に係る発光装置1Eの垂直断面図である。図9に示すように、本実施の形態では、蛍光体の状態及びその配置が第2の実施の形態とは異なっている。以下、第2の実施の形態と同一の機能及び構成を有する発光装置1Eの構成要素については共通する符号を付して説明を省略する。
次に、本発明の第8の実施の形態について、図10を参照して説明する。図10(a)は、第8の実施の形態に係る発光装置1Fの垂直断面図であり、図10(b)は、発光装置1Fを構成する発光素子10及びその周辺部の垂直断面図である。図10に示すように、本実施の形態では、蛍光体の状態及びその配置が第2の実施の形態とは異なっている。以下、第2の実施の形態と同一の機能及び構成を有する発光装置1Fの構成要素については共通する符号を付して説明を省略する。
次に、本発明の第9の実施の形態について、図11を参照して説明する。図11は、第9の実施の形態に係る発光装置1Gの垂直断面図である。図11に示すように、本実施の形態では、粒子状の単結晶蛍光体を含む透明部材の形状が第8の実施の形態とは異なっている。以下、第8の実施の形態と同一の機能及び構成を有する発光装置1Gの構成要素については共通する符号を付して説明を省略する。
上記実施の形態によれば、量子効率や温度消光特性に優れた蛍光体を得ることができる。また、量子効率や温度消光特性に優れた蛍光体を用いることにより、高輝度、高出力、長寿命等の優れた特徴を有する発光装置を得ることができる。
Claims (5)
- 青色系のレーザー光を出射するレーザー素子と、
前記レーザー素子と離間して配置されて前記青色系のレーザー光を吸収して黄色系の波長変換光を放射する平板状の単結晶蛍光体とを含み、
前記単結晶蛍光体は、組成式(Y1−x−y−zLuxGdyCez)3+aAl5−aO12(0≦x≦0.9994、0≦y≦0.0302、0.0006≦z≦0.0067、−0.010≦a≦0.251)で表される組成を有し、
前記青色系のレーザー光のピーク波長が450nmであるとき、300℃における内部量子効率の、25℃における内部量子効率に対する比の値が0.82〜1.00である、
発光装置。 - レーザープロジェクタ及びレーザーヘッドライトのいずれか1つに用いられる、
請求項1に記載の発光装置。 - 前記組成において、x+z=1、y=0である、
請求項1又は2に記載の発光装置。 - 前記単結晶蛍光体は、前記レーザー素子を包囲する本体の、前記レーザー素子上に位置する開口部を形成された上面に接着されている、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の発光装置。 - 前記単結晶蛍光体は、前記レーザー素子の光出射面より大きい面積の光入射面を有する、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光装置。
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