单晶荧光体和发光装置的制作方法

本申请是分案申请，原案申请的申请号为201480057864.5，国际申请号为pct/jp2014/077843，申请日为2014年10月20日，发明创造名称为“单晶荧光体和发光装置”。

本发明涉及单晶荧光体和发光装置。

背景技术：

以往，已知一种发光装置，该发光装置具备：发光元件，其包括发出蓝色的光的led(lightemittingdiode：发光二极管)；以及荧光体，其接收该发光元件的光而被激发，发出黄色的光，该发光装置通过这些发光颜色的混合而放射白色光(例如，参照专利文献1)。

专利文献1记载的发光装置构成为，使粒状的荧光体包含于环氧树脂中并将其配置在发出蓝色的光的发光元件的周围，通过该发光元件自身发出的光和荧光体发出的黄色光的混合而放射白色光。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:特开2010-155891号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

伴随着发光装置的高功率化而发光元件发热成为大的问题。具体地说就是由向元件的投入电力引起的发光特性的变动以及伴随着荧光体的温度上升的特性的变动相互影响而产生的发光装置的特性变动。

荧光体一般具有固有的量子效率(将激发光变换为荧光的效率)、温度消光特性(伴随着温度的上升而量子效率降低的性质)。如果量子效率高，能通过使用荧光体得到高亮度的发光装置，如果温度消光特性优异，能使用于进一步高输出的发光装置中。

因此，本发明的目的之一是提供即使在高温条件下也发挥优异的特性的单晶荧光体以及使用该荧光体的发光装置。

用于解决问题的方案

为了达成上述目的，本发明的一方式提供下述[1]～[7]的单晶荧光体。

[1]一种单晶荧光体，具有由组成式(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)表示的组成。

[2]根据上述[1]所述的单晶荧光体，当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长为514nm以上且544nm以下，当温度为300℃，激发光的峰值波长为450nm时的内部量子效率为0.90以上。

[3]根据上述[1]所述的单晶荧光体，当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长大于544nm且为546nm以下，当温度为300℃，激发光的峰值波长为450nm时的内部量子效率为0.80以上。

[4]根据上述[1]或[2]所述的单晶荧光体，当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长为514nm以上且544nm以下，当温度为300℃，激发光的峰值波长为450nm时的内部量子效率相对于当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的内部量子效率的比值为0.90以上。

[5]根据上述[1]或[3]所述的单晶荧光体，当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长大于544nm且为546nm以下，当温度为300℃，激发光的峰值波长为450nm时的内部量子效率相对于当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的内部量子效率的比值为0.80以上。

[6]根据上述[1]或[2]所述的单晶荧光体，当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长为514nm以上且544nm以下，当温度为300℃，激发光的峰值波长为450nm时的外部量子效率相对于当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的外部量子效率的比值为0.85以上。

[7]根据上述[1]或[3]所述的单晶荧光体，当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长大于544nm且为546nm以下，当温度为300℃，激发光的峰值波长为450nm时的外部量子效率相对于当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的外部量子效率的比值为0.80以上。

另外，为了达成上述目的，本发明的其它方式提供下述[8]的发光装置。

[8]一种发光装置，具有：发光元件，其发出蓝色系的光；以及单晶荧光体，其吸收上述发光元件发出的光而发出黄色系的荧光，上述单晶荧光体是上述[1]～[3]中的任一项所述的单晶荧光体。

[9]一种发光装置，具有：发光元件，其发出蓝色系的光；以及单晶荧光体，其吸收上述发光元件发出的光而发出黄色系的荧光，上述单晶荧光体是上述[4]所述的单晶荧光体。

[10]一种发光装置，具有：发光元件，其发出蓝色系的光；以及单晶荧光体，其吸收上述发光元件发出的光而发出黄色系的荧光，上述单晶荧光体是上述[5]所述的单晶荧光体。

[11]一种发光装置，具有：发光元件，其发出蓝色系的光；以及单晶荧光体，其吸收上述发光元件发出的光而发出黄色系的荧光，上述单晶荧光体是上述[6]所述的单晶荧光体。

[12]一种发光装置，具有：发光元件，其发出蓝色系的光；以及单晶荧光体，其吸收上述发光元件发出的光而发出黄色系的荧光，上述单晶荧光体是上述[7]所述的单晶荧光体。

发明效果

根据本发明的一方式，能提供即使在高温条件下也发挥优异的特性的单晶荧光体以及使用该荧光体的发光装置。

附图说明

图1是示意性地表示第1实施方式的cz法的单晶荧光体锭的提拉的截面图。

图2a是表示第1实施方式的单晶荧光体的荧光的峰值波长(nm)和内部量子效率ηint(300℃)的关系的图。

图2b是表示本实施方式的单晶荧光体的荧光的峰值波长(nm)和内部量子效率的比值ηint(300℃)/ηint(25℃)的关系的图。

图3是表示第1实施方式的单晶荧光体的荧光的峰值波长(nm)和外部量子效率的比值ηext(300℃)/ηext(25℃)的关系的图。

图4a是第2实施方式的发光装置的垂直截面图。

图4b是构成发光装置的发光元件及其周边部的垂直截面图。

图5a是第3实施方式的发光装置的垂直截面图。

图5b是构成发光装置的发光元件的垂直截面图。

图5c是发光元件的俯视图。

图6是第4实施方式的发光装置的垂直截面图。

图7是第5实施方式的发光装置的垂直截面图。

图8a是第6实施方式的发光装置的垂直截面图。

图8b是构成发光装置的发光元件的垂直截面图。

图9是第7实施方式的发光装置的垂直截面图。

图10a是第8实施方式的发光装置的垂直截面图。

图10b是构成发光装置的发光元件及其周边部的垂直截面图。

图11是第9实施方式的发光装置的垂直截面图。

附图标记说明

1、1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g…发光装置；2、21、22、102、104…荧光体；3…陶瓷基板；2a、21a、22a…第1面；2b、21b、22b…第2面；4、5…主体；51…保持部；4a、5a…开口部；4b…上表面；6…透明基板；10、10a、7…发光元件；11…元件基板；11a…第1主面；11b…第2主面；12…n型gan层；13…发光层；14…p型gan层；15a…n侧电极；15b…p侧电极；16…突块；31、32、61、62…配线部；311、321、611、621…接合线；40、50…反射面；140…透明电极；140b…表面；70…ga2o3基板；71…缓冲层；72…n⁺-gan层；73…n-algan层；74…mqw层；75…p-algan层；76…p⁺-gan层；77…p电极；78…n电极；80…晶体培育装置；81…坩埚；82…筒状容器；83…高频线圈；90…融液；91…晶种；92…单晶荧光体锭；101、103…透明构件。

具体实施方式

[第1实施方式]

〔单晶荧光体〕

第1实施方式的单晶荧光体是将y3al5o12(yag)晶体作为母晶体的yag系荧光体，具有由组成式(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)表示的组成。在此，lu、gd是置换y的不成为发光中心的成分。ce是置换y的能成为发光中心的成分(活化剂)。

此外，上述单晶荧光体的组成中的一部分原子有时会占据晶体结构上的不同位置。另外，上述组成式的组成比的o的值记述为12，但是上述组成也包含由于不可避免地混入或缺损的氧的存在而组成比的o的值稍微偏离12的组成。另外，组成式的a的值在单晶荧光体的制造上是不可避免地变化的值，但是在-0.016≤a≤0.315程度的数值范围内的变化几乎不会对单晶荧光体的物理性质造成影响。

另外，本实施方式的荧光体的特征在于不包含ba、sr等2族元素和f、br等17族元素，具有高的纯度。通过这些特征能实现高亮度、高寿命的荧光体。

表示ce的浓度的上述组成式的z的数值范围为0.0002≤z≤0.0067，这是因为在y的数值小于0.0002的情况下，由于ce浓度过低，会产生激发光的吸收变小，外部量子效率过小的问题，而大于0.0067的情况下，在培育单晶荧光体的锭时产生裂纹、空隙等，晶体质量降低的可能性变高。

该单晶荧光体例如能通过cz法(czochralskimethod：切克劳斯基法；直拉法；提拉法)、efg法(edgedefinedfilmfedgrowthmethod：限边馈膜生长法)、布里奇曼法(坩埚下降法)、fz法(floatingzonemethod：悬浮区熔法)、火焰熔融法等液相成长法得到。将通过这些液相成长法得到的单晶荧光体的锭切断而加工成平板状，或粉碎而加工成粉末状，由此能用于后述的发光装置中。

本实施方式的单晶荧光体具有优异的内部量子效率。例如，当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的内部量子效率为0.91以上。

根据文献solid-statelightingresearchanddevelopment:multiyearprogramplanmarch2011(updatedmay2011)p.69的表a1.3，记载有内部量子效率(quantumyield(25℃)acrossthevisiblespectrum：在整个可见光谱的量子产率(25℃))的2010年的数值为0.90，2020年的目标值为0.95。由此，在业界可知道期待2年以0.01程度的量子效率的提高，可以说本实施方式的荧光体是申请时就具有接近或超过作为目标的数值的量子效率的优异的荧光体。

另外，本实施方式的单晶荧光体的至少一部分(详细后述)，在当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长为514nm以上且544nm以下的样品中，当温度为300℃，激发光的峰值波长为450nm时的内部量子效率为0.90以上。

另外，在当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长大于544nm且为546nm以下的样品中，当温度为300℃，激发光的峰值波长为450nm时的内部量子效率为0.80以上。

这些单晶荧光体即使在300℃的高温条件下也能确保高的内部量子效率，因此例如激发光为激光的激光投影仪、激光前照灯那样，作为用于每单位面积的亮度极高的发光装置的荧光体能发挥优异的功能。

另外，上述的温度为300℃时示出高的内部量子效率的单晶荧光体具有优异的温度消光特性。例如，在当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长为514nm以上且544nm以下的样品中，当温度为300℃，激发光的峰值波长为450nm时的内部量子效率相对于当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的内部量子效率的比值为0.90以上。

另外，在当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长大于544nm且为546nm以下的样品中，当温度为300℃，激发光的峰值波长为450nm时的内部量子效率相对于当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的内部量子效率的比值为0.80以上。

另外，例如，在当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长为514nm以上且544nm以下的样品中，当温度为300℃，激发光的峰值波长为450nm时的外部量子效率相对于当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的外部量子效率的比值为0.85以上。

另外，在当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长大于544nm且为546nm以下的样品中，当温度为300℃，激发光的峰值波长为450nm时的外部量子效率相对于当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的外部量子效率的比值为0.80以上。

〔与多晶荧光体的比较〕

在由ce活化的yag系单晶荧光体和yag系多晶荧光体粉末中，ce的浓度和发光色的关系有很大不同。例如，在专利文献(特开2010-24278号公报)中，记载有由具有由组成式(y1-zcez)3al5o12表示的组成的多晶荧光体粉末在0.003≤z≤0.2的ce浓度范围中发出一定色度(0.41，0.56)的光。另一方面，在本实施方式的单晶荧光体中，色度随ce浓度而变化，例如，用于发出与上述专利文献的多晶荧光体粉末相同的色度(0.41，0.56)的光的组成是(y1-zcez)3al5o12(z＝0.0005)。

另外，在专利文献(特许第3503139号公报)中，记载有具有由组成式(y1-a-bluaceb)3al5o12表示的组成的多晶荧光体粉末在a＝0.99，b＝0.01时发光色度为(0.339，0.579)，在a＝0.495，b＝0.01时发光色度为(0.377，0.570)。该多晶荧光体粉末中包含的ce的浓度与本实施方式的单晶荧光体中包含的ce的浓度相比高过不同的数量级。

这样，在单晶荧光体中，为了发出期望的颜色的光而添加的ce的浓度与多晶荧光体相比极少，能降低高价的ce的使用量。

以下说明本实施方式的单晶荧光体的制造方法的一例。在以下的例子中，通过切克劳斯基法(cz法)培育单晶荧光体。

〔单晶荧光体的制造〕

首先，准备高纯度(99.99％以上)的y2o3、lu2o3、gd2o3、ceo2、al2o3的粉末作为起始原料，进行干式混合，得到混合粉末。此外，y、lu、gd、ce和al的原料粉末不限于上述物质。另外，在制造不包含lu或gd的单晶荧光体的情况下，不使用这些原料粉末。

图1是示意性地表示通过cz法进行的单晶荧光体锭的提拉的截面图。晶体培育装置80主要具备：由铱制成的坩埚81；收纳坩埚81的由陶瓷制成的筒状容器82；以及缠绕在筒状容器82的周围的高频线圈83。

将得到的混合粉末放入坩埚81内，在氮气氛中由高频线圈83将30kw的高频能量提供给坩埚81而产生感应电流，对坩埚81进行加热。由此使混合粉末を熔融，得到融液90。

接着，准备作为yag单晶的晶种91，使其顶端接触融液90后，一边以10rpm的转速旋转一边以1mm/h以下的提拉速度提拉，在1960℃以上的提拉温度在＜111＞方向培育单晶荧光体锭92。该单晶荧光体锭92的培育是在使氮以每分钟2l的流量流入筒状容器内，在大气压下，氮气氛中进行的。

这样，例如，得到直径为大约2.5cm、长度为大约5cm的单晶荧光体锭92。通过将得到的单晶荧光体锭92切出期望的大小，能得到例如用于发光装置的平板状的单晶荧光体。另外，通过将单晶荧光体锭92粉碎，能得到粒子状的单晶荧光体。

〔单晶荧光体的评价〕

制造组成不同的多个第1实施方式的单晶荧光体，进行组成的分析、cie色度、内部量子效率以及外部量子效率的评价。

组成分析是通过高频感应耦合等离子体(icp)发光光谱分析法进行的。另外，对于ce浓度极小的单晶荧光体，同时使用icp质量分析法(icp-ms)。

在cie色度坐标的评价中，使用cie1931等颜色函数，求出激发光的峰值波长为450nm时的单晶荧光体的发光光谱的cie色度坐标。

内部量子效率和外部量子效率的评价是使用具备积分半球单元的量子效率测量系统进行的。以下，描述单晶荧光体的内部量子效率和外部量子效率的具体测量方法。

首先，对设置在积分半球单元内的作为标准样品的硫酸钡粉末照射激发光，测量激发光光谱。接着，对设置在积分半球单元内的硫酸钡上的单晶荧光体照射激发光，测量激发反射光光谱和荧光发光光谱。然后，将在积分半球单元内扩散反射的激发光照射到设置在硫酸钡上的单晶荧光体，测量再激发荧光发光光谱。

然后，从荧光发光光谱求出的光量子数与从再激发荧光发光光谱求出的光量子数的差除以从激发光光谱求出的光量子数与从激发反射光光谱求出的光量子数的差来求出内部量子效率。

另外，从荧光发光光谱求出的光量子数与从再激发荧光发光光谱求出的光量子数的差除以从激发光光谱求出的光量子数来求出外部量子效率。

在下面的表1和表2中示出评价的结果。表1中示出样品编号为1～23的单晶荧光体样品的评价结果，表2中示出样品编号为24～46的单晶荧光体样品的评价结果。

表1和表2示出本实施方式的单晶荧光体的组成式的x、y、z、a的值、测量时的单晶荧光体的温度(℃)、激发光的峰值波长为440、450、460nm时的内部量子效率(ηint)、作为内部量子效率ηint的温度特性的指标的ηint(300℃)/ηint(25℃)、激发光的峰值波长为440、450、460nm时的外部量子效率(ηext)、作为外部量子效率ηext的温度特性的指标的ηint(300℃)/ηint(25℃)、激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长λp(nm)以及激发光的峰值波长为450nm时的cie色度坐标。

在此，ηint(300℃)是温度为300℃，激发光的峰值波长为450nm时的内部量子效率，ηint(25℃)是温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的内部量子效率，ηint(300℃)/ηint(25℃)是ηint(300℃)相对于ηint(25℃)的比值。另外，ηext(300℃)是当温度为300℃，激发光的峰值波长为450nm时的外部量子效率，ηext(25℃)是当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的外部量子效率，ηext(300℃)/ηext(25℃)是ηext(300℃)相对于ηext(25℃)的比值。

对于被评价的单晶荧光体的样品的形状，样品编号2的样品是直径为10mm，厚度为1.0mm的圆形的板，样品编号17、23的样品是直径为10mm，厚度为0.3mm的圆形的板，样品编号46的样品是粉末，除此以外的样品是一边的长度为10mm，厚度为0.3mm的正方形的板。另外，除了粉末状的样品以外的全部样品的两面都进行镜面研磨。

样品的形状原则上对外部量子效率的测量值有影响，但是同一样品的外部量子效率的比值例如ηext(300℃)/ηext(25℃)的值不依赖于样品的形状。另一方面，内部量子效率的测量值几乎不受样品的形状的影响。

表1

表2

根据表1，被评价的单晶荧光体的样品的组成包含于由组成式(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)表示的组成中。

根据表1，被评价的全部单晶荧光体的样品的当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的内部量子效率为0.91以上。

图2a是表示本实施方式的单晶荧光体的当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长(nm)和内部量子效率ηint(300℃)的关系的图。另外，图2b是表示本实施方式的单晶荧光体的当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长(nm)和内部量子效率的比值ηint(300℃)/ηint(25℃)的关系的图。

图2a、图2b的标记“○”为本实施方式的平板状的单晶荧光体(样品编号为4、7、8、30、45)的测量值，标记“◇”为粉末状的单晶荧光体(样品编号为46)的测量值，标记“◆”为作为比较例的由ce活化的yag系多晶荧光体粉末的测量值。

根据图2a，本实施方式的单晶荧光体的内部量子效率ηint(300℃)在当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长为514nm以上且544nm以下的样品中为0.90以上，在当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长大于544nm且为546nm以下的样品中为0.80以上。

另外，根据图2a，多晶荧光体的内部量子效率ηint(300℃)小于本实施方式的单晶荧光体的内部量子效率ηint(300℃)，在当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长为514nm以上且544nm以下的样品中低于0.85，在当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长大于544nm且为546nm以下的样品中低于0.75。

根据图2b，本实施方式的单晶荧光体的内部量子效率的比值ηint(300℃)/ηint(25℃)在当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长为514nm以上且544nm以下的样品中为0.90以上，在当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长大于544nm且为546nm以下的样品中为0.80以上。

另外，根据图2b，多晶荧光体的内部量子效率的比值ηint(300℃)/ηint(25℃)小于本实施方式的单晶荧光体的内部量子效率的比值ηint(300℃)/ηint(25℃)，在当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长为514nm以上且544nm以下的样品中低于0.90，在当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长大于544nm且为546nm以下的样品中低于0.80。

图3是表示本实施方式的单晶荧光体的当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长(nm)和外部量子效率的比值ηext(300℃)/ηext(25℃)的关系的图。

图3的标记“○”为本实施方式的平板状的单晶荧光体(样品编号为4、7、8、30、45)的测量值，标记“◇”为粉末状的单晶荧光体(样品编号为46)的测量值，标记“◆”为作为比较例的由ce活化的yag系多晶荧光体粉末的测量值。

根据图3，本实施方式的单晶荧光体的外部量子效率的比值ηext(300℃)/ηext(25℃)在当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长为514nm以上且544nm以下的样品中为0.85以上，在当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长大于544nm且为546nm以下的样品中为0.80以上。

根据图3，多晶荧光体的外部量子效率的比值ηext(300℃)/ηext(25℃)小于本实施方式的单晶荧光体的外部量子效率的比值ηext(300℃)/ηext(25℃)，在当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长为514nm以上且544nm以下的样品中低于0.85，在当温度为25℃，激发光的峰值波长为450nm时的荧光的峰值波长大于544nm且为546nm以下的样品中低于0.75。

[第2实施方式]

本发明的第2实施方式是使用第1实施方式的单晶荧光体的发光装置。以下，参照图4说明第2实施方式。图4a是第2实施方式的发光装置1的垂直截面图，图4b是构成发光装置1的发光元件10及其周边部的垂直截面图。

如图4a所示，发光装置1具有：led等作为发光元件的发光元件10；荧光体2，其以覆盖发光元件10的光出射面的方式设置，包括第1实施方式的单晶荧光体；陶瓷基板3，其支撑发光元件10，包括al2o3等；主体4，其包括白色的树脂；以及透明树脂8，其将发光元件10和荧光体2密封。

陶瓷基板3具有例如由钨等金属形成图案的配线部31、32。配线部31、32与发光元件10的n侧电极15a和p侧电极15b电连接。

主体4形成在陶瓷基板3上，在主体4的中央部形成有开口部4a。开口部4a形成为从陶瓷基板3侧朝向外部开口宽度慢慢变大的锥状。开口部4a的内面为将发光元件10发出的光朝向外部反射的反射面40。

如图4b所示，发光元件10的n侧电极15a和p侧电极15b分别经由突块16与陶瓷基板3的配线部31、32连接。

发光元件10是使用例如gan系半导体化合物的倒装芯片型的元件，发出例如在380～490nm的波长具有光量的峰值的蓝色系的光。该发光元件10在包括蓝宝石等的元件基板11的第1主面11a按顺序形成有n型gan层12、发光层13以及p型gan层14。在n型gan层12的露出部分形成有n侧电极15a，在p型gan层14的表面形成有p侧电极15b。

发光层13通过从n型gan层12和p型gan层14注入载流子而发出蓝色系的光。该发出的光透射过n型gan层12和元件基板11，从元件基板11的第2主面11b出射。即，元件基板11的第2主面11b为发光元件10的光出射面。

在元件基板11的第2主面11b侧，以覆盖第2主面11b的整体的方式设置有荧光体2。例如，在荧光体2和元件基板11直接接触的情况下，荧光体2的与元件基板11相对的第1面2a和元件基板11的第2主面11b通过分子间力接合。

荧光体2是平板状的单晶荧光体。平板状的单晶荧光体不需要像粒子状的荧光体那样分散在树脂中，因此不会产生由光、热引起的树脂的劣化所导致的发光颜色的变化等问题。因此，发光装置1这样的使用平板状的单晶荧光体的发光装置的高亮度、高输出、高温等条件下的长期可靠性极高。荧光体2具有与第2主面11b同等或其以上的大小。

当对以上那样构成的发光元件10通电时，电子经由配线部31、n侧电极15a以及n型gan层12注入到发光层13中，另外空穴经由配线部32、p侧电极15b以及p型gan层14注入到发光层13中，发光层13发光。发光层13发出的蓝色的光透射过n型gan层12和元件基板11而从元件基板11的第2主面11b出射，入射到荧光体2的第1面2a。

从第1面2a入射的光的一部分作为激发光激发荧光体2中的电子。荧光体2吸收来自发光元件10的蓝色系的光的一部分，例如，将其波长变换为在514～546nm的波长具有光量的峰值的黄色系的光。

入射到荧光体2的蓝色系的光中的一部分被荧光体2吸收而进行波长变换，作为黄色系的光从荧光体2的第2面2b出射。另外，入射到荧光体2的光中的剩余一部分不被荧光体2吸收而从荧光体2的第2面2b出射。蓝色和黄色是互补色关系，因此发光装置1放射将蓝色光和黄色光混合后的白色光。

另外，该发光装置1发出的白色光的色温度能设定为4500k以上。白色光的色温度能通过荧光体2的lu、gd的浓度或者作为活化剂的ce的浓度等来调整。而且通过添加具有比荧光体2长的波长的荧光光谱的第2荧光体，能将发光装置1发出的白色光的色温度调整为不到4500k。

[第3实施方式]

下面参照图5说明本发明的第3实施方式。图5a是第3实施方式的发光装置1a的垂直截面图，图5b是构成发光装置1a的发光元件10a的垂直截面图，图5c是发光元件10a的俯视图。

在本实施方式的发光装置1a中，发光元件发出的光入射到单晶荧光体而进行波长变换的构成与第2实施方式的发光装置1共用，但是发光元件的构成和荧光体相对于发光元件的配置位置与第2实施方式不同。以下，对具有与第2实施方式相同的功能和构成的发光装置1a的构成要素附上共用的附图标记而省略说明。

如图5a和图5b所示，发光装置1a以发光元件10a的元件基板11朝向陶瓷基板3侧的方式配置。另外，荧光体21接合在发光元件10a的开口部4a侧。荧光体21与第2实施方式的荧光体2同样，包括第1实施方式的单晶荧光体。

如图5b和图5c所示，发光元件10a具有元件基板11、n型gan层12、发光层13、p型gan层14，还在p型gan层14上具有包括ito(indiumtinoxide：氧化铟锡)的透明电极140。在透明电极140上形成有p侧电极15b。透明电极140使从p侧电极15b注入的载流子扩散并将其注入到p型gan层14中。

如图5c所示，荧光体21形成为在与p侧电极15b和形成在n型gan层12上的n侧电极15a对应的部分具有缺口的大致四边形。另外，在荧光体21中，透明电极140侧的第1面21a与透明电极140的表面140b通过分子间力接合。

如图5a所示，发光元件10a的n侧电极15a通过接合线311与陶瓷基板3的配线部31连接。另外，发光元件10a的p侧电极15b通过接合线321与陶瓷基板3的配线部32连接。

当对以上那样构成的发光元件10a通电时，电子经由配线部31、n侧电极15a以及n型gan层12注入到发光层13中，另外空穴经由配线部32、p侧电极15b、透明电极140以及p型gan层14注入到发光层13中，发光层13发光。

发光层13发出的蓝色的光透射过p型gan层14和透明电极140而从透明电极140的表面140b出射。即，透明电极140的表面140b为发光元件10a的光出射面。从透明电极140的表面140b出射的光入射到荧光体21的第1面21a。

从第1面21a入射到荧光体21的光的一部分作为激发光激发荧光体21中的电子。荧光体21吸收来自发光元件10a的蓝色光的一部分，将其波长变换为黄色光。更详细地说，荧光体21吸收来自发光元件10a的蓝色系的光，例如，发出在514～546nm的波长具有发光峰值的黄色系的光。

这样，入射到荧光体21的蓝色光中的一部分被荧光体21吸收而进行波长变换，作为黄色光从荧光体21的第2面21b出射。另外，入射到荧光体21的蓝色光中的剩余一部分不被荧光体21吸收而直接从荧光体21的第2面21b出射。蓝色和黄色是互补色关系，因此发光装置1a放射将蓝色光和黄色光混合后的白色光。

[第4实施方式]

下面参照图6说明本发明的第4实施方式。图6是第4实施方式的发光装置1b的垂直截面图。

在本实施方式的发光装置1b中，发光元件发出的光入射到单晶荧光体而进行波长变换的构成与第2实施方式的发光装置1共用，但是荧光体的配置位置与第2实施方式不同。以下，对具有与第2或第3实施方式相同的功能和构成的发光装置1b的构成要素附上共用的附图标记而省略说明。

如图6所示，发光装置1b在陶瓷基板3上具备具有与第2实施方式相同的构成的发光元件10。发光元件10从位于主体4的开口部4a侧的元件基板11(参照图4b)的第2主面11b朝向主体4的开口部4a侧出射蓝色光。

在主体4以覆盖其开口部4a的方式接合有荧光体22。荧光体22形成为平板状，通过粘接剂等结合到主体4的上表面4b。荧光体22与第2实施方式的荧光体2同样，包括第1实施方式的单晶荧光体。另外，荧光体22大于发光元件10。

当对以上那样构成的发光装置1b通电时，发光元件10发光，从第2主面11b朝向荧光体22出射蓝色光。荧光体22从与发光元件10的出射面面对的第1面22a吸收发光元件10发出的蓝色的光，将黄色的荧光从第2面22b放射到外部。

这样，入射到荧光体22的蓝色光中的一部分被荧光体22吸收而进行波长变换，作为黄色光从荧光体22的第2面22b出射。另外，入射到荧光体22的蓝色光中的剩余一部分不被荧光体22吸收而从荧光体22的第2面22b出射。蓝色和黄色是互补色关系，因此发光装置1b放射将蓝色光和黄色光混合后的白色光。

在本实施方式中，发光元件10和荧光体22分离，因此与使荧光体与发光元件10的出射面接合的情况相比能使用大型的荧光体22，发光装置1b的组装的容易性提高。

[第5实施方式]

下面，参照图7说明本发明的第5实施方式。图7是第5实施方式的发光装置1c的截面图。如图7所示，在本实施方式中，发光元件、安装发光元件的基板以及荧光体的位置关系与第4实施方式不同。以下，对具有与第2、第3或第4实施方式相同的功能和构成的发光装置1c的构成要素附上共用的附图标记而省略说明。

本实施方式的发光装置1c具有：主体5，其包括白色的树脂；透明基板6，其被形成于主体5的狭缝状的保持部51保持；荧光体22，其以覆盖主体5的开口部5a的方式配置；发光元件10a，其安装在透明基板6的与荧光体22侧的面相反的一侧的面；以及配线部61、62，其用于对发光元件10a通电。荧光体22与第2实施方式的荧光体11同样，包括第1实施方式的单晶荧光体。

主体5在其中心部形成有半球状的凹部，该凹部的表面成为使发光元件10a发出的光向荧光体22侧反射的反射面50。

透明基板6包括例如硅酮树脂或丙烯酸树脂、pet等具有透光性的树脂、或者包括玻璃状物质、蓝宝石、陶瓷、石英等单晶或多晶的具有透光性的构件，具有使发光元件10a发出的光透射的透光性和绝缘性。另外，配线部61、62的一部分与透明基板6接合。发光元件10a的p侧电极和n侧电极分别经由接合线611、621与配线部61、62的一端部电连接。配线部61、62的另一端部引出到主体5的外部。

当对以上那样构成的发光装置1c通电时，发光元件10a发光，发出的光的一部分透射过透明基板6而入射到荧光体22的第1面22a。另外，发光元件10a发出的光的其它一部分由主体5的反射面50反射而透射过透明基板6，入射到荧光体22的第1面22a。

入射到荧光体22的光中的一部分被荧光体22吸收而进行波长变换，剩余一部分不被荧光体22吸收而从荧光体22的第2面22b出射。这样，发光装置1c放射将发光元件10a发出的蓝色光和由荧光体22进行波长变换后的黄色光混合后的白色光。

根据本实施方式，从发光元件10a向与荧光体22侧相反的一侧出射的光由反射面50反射而透射过透明基板6，入射到荧光体22，因此发光装置1c的光提取效率变高。

[第6实施方式]

下面参照图8说明本发明的第6实施方式。图8a是第6实施方式的发光装置1d的垂直截面图，图8b是构成发光装置1d的发光元件7的垂直截面图。如图8a所示，在本实施方式中，发光元件的构成及其配置与第4实施方式不同。以下，对具有与第2、第3或第4实施方式相同的功能和构成的发光装置1d的构成要素附上共用的附图标记而省略说明。

在发光装置1d中，在设置于陶瓷基板3的配线部32上配置有发光元件7。如图8b所示，发光元件7是按顺序将ga2o3基板70，缓冲层71，si掺杂的n⁺-gan层72、si掺杂的n-algan层73、mqw(multiple-quantumwell：多量子阱)层74、mg掺杂的p-algan层75、mg掺杂的p⁺-gan层76、p电极77层叠而形成的。另外，在ga2o3基板70的与缓冲层71相反的一侧的面设置有n电极78。

ga2o3基板70包括示出n型导电型的β-ga2o3。mqw层74是具有ingan/gan的多量子阱结构的发光层。p电极77是包括ito(indiumtinoxide：氧化铟锡)的透明电极，与配线部32电连接。n电极78通过接合线321与陶瓷基板3的配线部31连接。此外，作为元件基板，也可以使用sic来代替β-ga2o3。

当对如以上那样构成的发光元件7通电时，电子经由n电极78、ga2o3基板70、缓冲层71、n⁺-gan层72以及n-algan层73注入到mqw层74中，另外空穴经由p电极77、p⁺-gan层76、p-algan层75注入到mqw层74中，发出蓝色系的光。该发出的蓝色系的光透射过ga2o3基板70等而从发光元件7的出射面7a出射，入射到荧光体22的第1面22a。

荧光体22从与发光元件7的出射面面对的第1面22a吸收发光元件10发出的蓝色系的光，将黄色的荧光从第2面22b放射到外部。

这样，入射到荧光体22的蓝色光中的一部分被荧光体22吸收而进行波长变换，作为黄色光从荧光体22的第2面22b出射。另外，入射到荧光体22的蓝色光中的剩余一部分不被荧光体22吸收而从荧光体22的第2面22b出射。蓝色和黄色是互补色关系，因此发光装置1d放射将蓝色光和黄色光混合后的白色光。

[第7实施方式]

下面参照图9说明本发明的第7实施方式。图9是第7实施方式的发光装置1e的垂直截面图。如图9所示，在本实施方式中，荧光体的状态及其配置与第2实施方式不同。以下，对具有与第2实施方式相同的功能和构成的发光装置1e的构成要素附上共用的附图标记而省略说明。

如图9所示，发光装置1e具有：led等作为发光元件的发光元件10；陶瓷基板3，其支撑发光元件10；主体4，其包括白色的树脂；以及透明构件101，其将发光元件10密封。

粒状的荧光体102分散在透明构件101中。荧光体102包括第1实施方式的单晶荧光体，例如，能通过将在第1实施方式制造的单晶荧光体锭92粉碎来得到。

透明构件101例如是硅酮系树脂、环氧系树脂等透明树脂、或者玻璃等透明无机材料。

分散在透明构件101中的荧光体102吸收从发光元件10发出的蓝色系的光的一部分，例如，发出在514～546nm的波长具有发光峰值的黄色系的荧光。不被荧光体102吸收的蓝色系的光和从荧光体102发出的黄色系的荧光混合，从发光装置1e发出白色的光。

此外，本实施方式的透明构件101和荧光体102也适用于其他实施方式。即，也可以使用本实施方式的透明构件101和荧光体102来代替第3实施方式的透明树脂8和荧光体21。

[第8实施方式]

下面参照图10说明本发明的第8实施方式。图10a是第8实施方式的发光装置1f的垂直截面图，图10b是构成发光装置1f的发光元件10及其周边部的垂直截面图。如图10所示，在本实施方式中，荧光体的状态及其配置与第2实施方式不同。以下，对具有与第2实施方式相同的功能和构成的发光装置1f的构成要素附上共用的附图标记而省略说明。

如图10a所示，发光装置1f具有：led等作为发光元件的发光元件10；透明构件103，其以覆盖发光元件10的光出射面的方式设置；陶瓷基板3，其支撑发光元件10；主体4，其包括白色的树脂；以及透明树脂8，其将发光元件10和透明构件103密封。

粒子状的荧光体104分散在透明构件103中。荧光体104包括第1实施方式的单晶荧光体，例如，能通过将在第1实施方式中制造的单晶荧光体锭92粉碎来得到。

透明构件103例如是硅酮系树脂、环氧系树脂等透明树脂、或者玻璃等透明无机材料。透明构件103例如具有与第2实施方式的荧光体2相同的形状、大小。

分散在透明构件103中的荧光体104吸收从发光元件10发出的蓝色系的光的一部分，例如，发出在514～546nm的波长具有发光峰值的黄色系的荧光。不被荧光体104吸收的蓝色系的光和从荧光体104发出的黄色系的荧光混合，从发光装置1f发出白色的光。

此外，本实施方式的透明构件103和荧光体104也适用于其他实施方式。例如，也可以使用本实施方式的透明构件103和荧光体104来代替第3实施方式的荧光体21或第4、5、6实施方式的荧光体22。

[第9实施方式]

下面参照图11说明本发明的第9实施方式。图11是第9实施方式的发光装置1g的垂直截面图。如图11所示，在本实施方式中，包含粒子状的单晶荧光体的透明构件的形状与第8实施方式不同。以下，对具有与第8实施方式相同的功能和构成的发光装置1g的构成要素附上共用的附图标记而省略说明。

如图11所示，发光装置1g具有：led等作为发光元件的发光元件10；陶瓷基板3，其支撑发光元件10；以及透明构件103，其以覆盖发光元件10的表面和陶瓷基板3的上表面的方式设置。

粒子状的荧光体104分散在透明构件103中。荧光体104包括第1实施方式的单晶荧光体，例如，能通过将在第1实施方式中制造的单晶荧光体锭92粉碎来得到。

透明构件103例如是硅酮系树脂、环氧系树脂等透明树脂、或者玻璃等透明无机材料。此外，本实施方式的透明构件103在使用涂布法等的制造工序上不仅形成在发光元件10的表面上有时还形成在陶瓷基板3上，但是也可以不形成在陶瓷基板3上。

分散在透明构件103中的荧光体104吸收从发光元件10发出的蓝色系的光的一部分，例如，发出在514～546nm的波长具有发光峰值的黄色系的荧光。不被荧光体104吸收的蓝色系的光和从荧光体104发出的黄色系的荧光混合，从发光装置1g发出白色的光。

(实施方式的效果)

根据上述实施方式，能得到量子效率、温度消光特性优异的荧光体。另外，通过使用量子效率、温度消光特性优异的荧光体，能得到具有高亮度、高输出、长寿命等优异的特征的发光装置。

从以上的说明可知，本发明不限定于上述实施方式和图示例限定的方案，能在各权利要求项记载的范围内作各种设计变更。例如，对于荧光体的制造方法示出了一例，但是本发明的荧光体不限定于通过该一例制造的荧光体。另外，也可以通过所谓的炮弹型的树脂将发光元件和荧光体密封。另外，也可以是一个发光装置具有多个发光元件的构成。另外，也可以将发出蓝色系的光的发光元件的光作为激发光而发出黄色系的光的单晶荧光体和包括发出与上述单晶荧光体不同的色调的光的单晶荧光体等多个单一的单晶的荧光体组合而构成发光装置。

另外，上述实施方式是能提高能量效率，实现节能的led发光装置等发光装置或者使用于该发光装置的单晶荧光体，因此具有节能效果。

工业上的可利用性

提供即使在高温条件下也发挥优异特性的单晶荧光体以及使用该荧光体的发光装置。