JP7587680B2

JP7587680B2 - 蛍光体プレート、及び発光装置

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Publication number: JP7587680B2
Application number: JP2023508808A
Authority: JP
Inventors: 雄起久保田; 太陽山浦; 和弘伊藤
Original assignee: Denka Co Ltd; Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2021-03-22
Filing date: 2022-02-21
Publication date: 2024-11-20
Anticipated expiration: 2042-02-21
Also published as: US20240145640A1; WO2022202035A1; JPWO2022202035A1; TWI912478B; TW202243287A

Description

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、発光特性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、蛍光体プレートにおける励起光の入射面及び出射面の平滑度合を高めることにより、発光特性を向上できることを見出した。このような知見に基づきさらに鋭意研究したところ、平滑度合として表面粗さプロファイルを表す粗さ曲線における最も高いピークトップと最も深いピークボトムとの間隔を意味する最大高さＲｙを用い、入射面及び出射面における最大高さＲｙを所定値以下とすることにより、蛍光体プレートにおける発光特性を向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明によれば、
母材と、前記母材中に分散した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、
当該蛍光体プレートの表面における最大高さをＲｙ_１とし、裏面における最大高さをＲｙ_２としたとき、Ｒｙ_１及びＲｙ_２のいずれも、５．００μｍ以下である、蛍光体プレートが提供される。

また本発明によれば、
発光素子と、
前記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、発光特性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特性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、母材中に分散した蛍光体とを含む板状の複合体を備える。
この蛍光体プレートは、表面における最大高さをＲｙ_１とし、裏面における最大高さをＲｙ_２としたとき、Ｒｙ_１及びＲｙ_２のいずれも、５．００μｍ以下となるように構成される。

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。
波長変換体として使用するとき、蛍光体プレートの裏面は光の入射面になり、その表面は光の出射面になる。

本発明者の知見によれば、蛍光体プレートにおける表面及び裏面における最大高さＲｙを指標とすることにより、発光特性を安定的に評価することができ、さらに検討した結果、表面及び裏面における最大高さＲｙが上記上限値以下とすることにより、発光特性を向上できることが判明した。

蛍光体プレートの表面における最大高さＲｙ_１の上限は、５．００μｍ以下、好ましくは３．００μｍ以下、より好ましくは２．００μｍ以下である。これにより、蛍光体プレートの発光特性を向上できる。
上記Ｒｙ_１の下限は、特に限定されないが、検出限界でもよく、０．１０μｍ以上でもよく、好ましくは０．３０μｍ以上、より好ましくは０．５０μｍ以上である。これにより、蛍光体プレートの製造安定性を向上できる。

蛍光体プレートの裏面における最大高さＲｙ_２の上限は、５．００μｍ以下、好ましくは３．００μｍ以下、より好ましくは２．００μｍ以下、さらに好ましくは１．００μｍ以下である。これにより、蛍光体プレートの発光特性を向上できる。
上記Ｒｙ_２の下限は、特に限定されないが、検出限界でもよく、０．１０μｍ以上でもよく、好ましくは０．３０μｍ以上、より好ましくは０．５０μｍ以上である。これにより、蛍光体プレートの製造安定性を向上できる。

蛍光体プレートの一態様は、上記Ｒｙ_１及びＲｙ_２の少なくとも一方が３．００μｍ以下、好ましくはＲｙ_１及びＲｙ_２の少なくとも一方が３．００μｍ以下かつＲｙ_１＞Ｒｙ_２、より好ましくはＲｙ_１及びＲｙ_２が２．８０μｍ以下となるように構成されてもよい。これにより、励起光抜けを抑制できる。
また、蛍光体プレートの別の一態様は、次の条件Ａ１および／または条件Ａ２を満たすように構成されてもよい。これにより、励起光抜けを一層抑制できる。
・条件Ａ１：上記Ｒｙ_１及びＲｙ_２の差分の絶対値が１．１０μｍ以下であること。
・条件Ａ２：上記Ｒｙ_１及びＲｙ_２の少なくとも一方が０．９０μｍ以下であること。
また、蛍光体プレートの別の一態様は、次の条件Ｂ１または条件Ｂ２を満たすように構成されてもよい。これにより、蛍光体プレートの発光特性を一層向上できる。
・条件Ｂ１：上記Ｒｙ_１及びＲｙ_２の差分の絶対値が１．６０μｍ以下であること。
・条件Ｂ２：上記Ｒｙ_１及びＲｙ_２の差分の絶対値が１．６０μｍ超え１．９０μｍ以下であり、かつＲｙ_１＞Ｒｙ_２であること。

本実施形態では、例えば、蛍光体プレート中に含まれる各成分の種類や配合量、蛍光体プレートの製造方法等を適切に選択することにより、上記Ｒｙ_１及びＲｙ_２を制御することが可能である。これらの中でも、例えば、蛍光体プレートの表面及び裏面を、所定の粒度の砥石や砥粒を用いて、研削すること及び／又は研磨加工すること等が、上記Ｒｙ_１及びＲｙ_２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、蛍光体と無機物で構成される母材とが混在した状態となる。具体的には、無機母材を構成する化合物の焼結物中に蛍光体が分散された構造を有してもよい。この蛍光体は、粒子状態で、無機母材中に均一に分散されていてもよい。

母材は、複合体中における主成分であってもよい。この場合、母材の含有量は、複合体中に対して、体積換算で、例えば、５０ｖｏｌ％以上、好ましくは６０ｖｏｌ％以上でもよい。

母材は、Ａｌ_２０_３の焼結物、ＳｉＯ_２の焼結物及びスピネル系化合物Ｍ_２ｘＡｌ_４－４ｘＯ_６－４ｘ（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）を含む焼結物の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。この中でも、母材は、熱特性や透明性の観点から、アルミナ又はスピネル系化合物を含む焼結物にて構成されてもよい。

Ａｌ_２０_３の焼結物は、可視光の吸収が少ないため、蛍光体プレートの発光強度を高めることができる。また、Ａｌ_２０_３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_２０_３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_２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、シリカガラス等が用いられる。

スピネル系化合物を含む焼結物は、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_２Ｏ_３の粉末とを混合し、焼結することで得られる。
スピネルとは、化学量論的に、ｘ＝０．５（すなわち、一般式ＭＡｌ_２Ｏ_４）で表される組成である。
ただし、原料のＭＯの量とＡｌ_２Ｏ_３の量の比によっては、ＭＯ又はＡｌ_２Ｏ_３が過剰に固溶した非化学量論組成のスピネル系化合物となる。
上記一般式で表されるスピネル系化合物を含む焼結体は、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。さらに、透明性の観点で、上記一般式におけるＭがＭｇであるスピネル系化合物を用いることが好ましい。

（蛍光体）
複合体に含まれる蛍光体は、例えば、サイアロン蛍光体、ＣＡＳＮ蛍光体、ＳＣＡＳＮ蛍光体からなる群から選ばれる一又は二以上を含んでもよい。サイアロン蛍光体としては、α型サイアロン蛍光体等が挙げられる。

α型サイアロン蛍光体としては、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が用いられる。
（Ｍ）_{ｍ（１－ｘ）／ｐ}（Ｅｕ）_ｍｘ／２（Ｓｉ）_{１２－（ｍ＋ｎ）}（Ａｌ）_ｍ＋ｎ（Ｏ）_ｎ（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。一般的に、ＭがＣａのものをＣａ－α型サイアロン蛍光体という。

α型サイアロンの固溶組成は、α型窒化ケイ素の単位胞（Ｓｉ_１２Ｎ_１６）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。

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、α型サイアロンの固溶組成は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、Ｃａ_２Ｓｉ_５Ｎ_８、ＣａＡｌＳｉＮ_３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。

ＣＡＳＮ蛍光体としては、例えば、ＣａＡｌＳｉＮ_３で表されるアルカリ土類ケイ窒化物の母体結晶にＥｕ元素がされた蛍光体が用いられる。

ＳＣＡＳＮ蛍光体としては、例えば、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３で表されるアルカリ土類ケイ窒化物の母体結晶にＥｕ元素が賦活された蛍光体が用いられる。

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、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。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。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、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、チッピングの発生を抑制することができる。

ここで、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。

蛍光体の含有量の下限値は、複合体１００ｖｏｌ％中、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、蛍光体の含有量の上限値は、複合体１００ｖｏｌ％中、例えば、６０ｖｏｌ％以下、好ましくは５０ｖｏｌ％以下、より好ましくは４０ｖｏｌ％以下である。これにより、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、発光輝度が高くなる。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。これにより、発光強度をより高められる。

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く、０．０１％以下であることがさらに好ましい。

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。

蛍光体原料の金属酸化物として、Ａｌ_２０_３粉末、ＳｉＯ_２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_２０_３）を使用してもよい。

アルミナ粉末のＢＥＴ比表面積の上限は、例えば、１０．０ｍ^２／ｇ以下、好ましくは９．０ｍ^２／ｇ以下、より好ましくは８．０ｍ^２／ｇ以下、さらに好ましくは６．０ｍ^２／ｇ以下である。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、例えば、０．１ｍ^２／ｇ以上、好ましくは０．５ｍ^２／ｇ以上、より好ましくは１．０ｍ^２／ｇ以上、さらに好ましくは２．０ｍ^２／ｇ以上である。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１６００℃以下がより好ましい。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発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分以下である。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_２を含む粉末）を使用してもよい。
ガラス粉末としては、ＳｉＯ_２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Ｍ_２ｘＡｌ_４－４ｘＯ_６－４ｘで表されるスピネル化合物を含む粉末、及び／又は、（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_２Ｏ_３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１６００℃以下がより好ましい。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、蛍光体プレートの発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分以下である。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、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）等が挙げられる。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以上であるまた、１００ＭＰａ以下、好ましくは８０ＭＰａ以下である。
焼成雰囲気は蛍光体の酸化を防ぐ目的のため、窒素やアルゴン等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の表面及び裏面に対して、適当な表面処理がなされる。
表面処理としては、例えば、ダイヤ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等が挙げられる。

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、発光素子及び、発光素子の一面上に設けられた上記の蛍光体プレートを備える。
具体的な発光装置の一例は、例えば、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系材料等のＩＩＩ族窒化物半導体で構成される、ｎ層、発光層、及び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、光透過性部材又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の厚みとしては、用途に応じて適宜設定されえる。

図１に示す蛍光体プレート１００の厚みの下限は、例えば、０．０５０ｍｍ以上、好ましくは０．０８０ｍｍ以上、より好ましくは０．１００ｍｍ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０．５００ｍｍ以下、より好ましくは０．３００ｍｍ以下である。このような範囲内とすることにより、光の取り出し効率を向上させ、発光強度を向上させることができる。

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、フェイスアップ型及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及び電極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。

＜蛍光体プレートの作製＞
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^２／ｇ））、Ｃａ－α型サイアロン蛍光体（アロンブライトＹＬ－６００Ｂ、デンカ株式会社製、Ｄ５０が１５μｍ）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^３、Ｃａ－α型サイアロン蛍光体：３．３４ｇ／ｃｍ^３）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＝７０：３０ｖｏｌ％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の焼成物を回収した。
回収した焼成物に対して、円筒研削盤を用いて側面を研削し、下記の条件に従って、平面研削盤を用いての研削や、研磨機を用いての研磨加工を行い、表１の厚み（ｍｍ）及び直径２５ｍｍを有する円板状の蛍光体プレートを得た。

（各実施例、各比較例における平面研削・研磨加工の条件）
［実施例１］
・表面及び裏面：ダイヤモンド砥石（＃４００）で研削→９μｍダイヤモンド砥粒で研磨（研磨盤回転数１５０ｒｐｍ、研磨時間：６分）→３μｍダイヤモンド砥粒で研磨（研磨盤回転数１５０ｒｐｍ、研磨時間：６分）→１μｍダイヤモンド砥粒で研磨（研磨盤回転数１５０ｒｐｍ、研磨時間：３分）。
［実施例３］
・表面：ダイヤモンド砥石（＃４００）で研削→９μｍダイヤモンド砥粒で研磨（研磨盤回転数１５０ｒｐｍ、研磨時間：６分）→３μｍダイヤモンド砥粒で研磨（研磨盤回転数１５０ｒｐｍ、研磨時間：６分）→１μｍダイヤモンド砥粒で研磨（研磨盤回転数１５０ｒｐｍ、研磨時間：３分）。
・裏面：ダイヤモンド砥石（＃４００）で研削
［実施例５］
・表面及び裏面：ダイヤモンド砥石（＃４００）で研削
［実施例７］
・表面：ダイヤモンド砥石（＃４００）で研削→９μｍダイヤモンド砥粒で研磨（研磨盤回転数１５０ｒｐｍ、研磨時間：６分）。
・裏面：ダイヤモンド砥石（＃４００）で研削
［実施例９］
・表面：ダイヤモンド砥石（＃４００）で研削→９μｍダイヤモンド砥粒で研磨（研磨盤回転数１５０ｒｐｍ、研磨時間：６分）。
・裏面：ダイヤモンド砥石（＃４００）で研削→９μｍダイヤモンド砥粒で研磨（研磨盤回転数１５０ｒｐｍ、研磨時間：６分）→３μｍダイヤモンド砥粒で研磨（研磨盤回転数１５０ｒｐｍ、研磨時間：６分）→１μｍダイヤモンド砥粒で研磨（研磨盤回転数１５０ｒｐｍ、研磨時間：３分）。
［比較例１］
・表面：ダイヤモンド砥石（＃４００）で研削→９μｍダイヤモンド砥粒で研磨（研磨盤回転数１５０ｒｐｍ、研磨時間：６分）→３μｍダイヤモンド砥粒で研磨（研磨盤回転数１５０ｒｐｍ、研磨時間：６分）→１μｍダイヤモンド砥粒で研磨（研磨盤回転数１５０ｒｐｍ、研磨時間：３分）。
・裏面：ダイヤモンド砥石（＃２００）で研削
［比較例３］
・表面：ダイヤモンド砥石（＃４００）で研削
・裏面：ダイヤモンド砥石（＃２００）で研削

［実施例２］
実施例１の蛍光体プレートを、表裏逆にして使用した。
［実施例４］
実施例３の蛍光体プレートを、表裏逆にして使用した。
［実施例６］
実施例５の蛍光体プレートを、表裏逆にして使用した。
［実施例８］
実施例７の蛍光体プレートを、表裏逆にして使用した。
［実施例１０］
実施例９の蛍光体プレートを、表裏逆にして使用した。
［比較例２］
比較例１の蛍光体プレートを、表裏逆にして使用した。
［比較例４］
比較例３の蛍光体プレートを、表裏逆にして使用した。

蛍光体プレートにおける表面のＲｙ_１及び裏面のＲｙ_２は、ＪＩＳＢ００３１：１９９４に準拠し、表面粗さ測定器（ミツトヨ製、ＳＪ－４００）を用いて測定した。

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。

［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、以下の手順に従って発光強度を測定した。
蛍光体プレートの光学特性は、チップオンボード型（ＣＯＢ型）のＬＥＤパッケージ１３０を用いて測定した。図３は、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（ＬＥＤパッケージ１３０）の概略図である。
まず、各実施例・各比較例の蛍光体プレート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。
その後、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。

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）の発光強度の最大値（Ｗ／ｎｍ）を求めた。表１には、橙色光の発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。
なお、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）の発光強度の最大値をＴ_Ｏとし、波長が４４５ｎｍ以上４６５ｎｍである青色光（Ｂｌｕｅ）の発光強度の最大値をＴ_Ｂとしたとき、青色ＬＥＤからの青色光の透過量（励起光の抜け）をＴ_Ｂ／Ｔ_Ｏ×１００と定義し、これを算出した。結果を表１に示す。

実施例１～１０の蛍光体プレートは、比較例１～４に比べて、発光強度に優れる結果を示した。
また、実施例１～６、９～１０は、実施例７、８と比べて、励起光である青色光の透過が抑制される結果を示し、実施例１、２、４～１０は、実施例３と比べて発光強度が向上する結果を示した。
このような実施例の蛍光体プレートは、発光特性に優れるものであることが分かった。

この出願は、２０２１年３月２２日に出願された日本出願特願２０２１－０４７０９７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
１０２表面
１０４裏面
１００発光装置
１２０発光装置
１３０ＬＥＤパッケージ

Claims

母材と、前記母材中に分散した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、
当該蛍光体プレートの表面における最大高さをＲｙ_１とし、裏面における最大高さをＲｙ_２としたとき、Ｒｙ_１及びＲｙ_２のいずれも、５．００μｍ以下である、蛍光体プレートであり、
前記母材は無機物で構成され、
前記蛍光体プレートは下記条件Ａ１および／または条件Ａ２を満たす、蛍光体プレート。
条件Ａ１：前記Ｒｙ _１及びＲｙ _２の差分の絶対値が１．１０μｍ以下である
条件Ａ２：前記Ｒｙ _１及びＲｙ _２の少なくとも一方が０．９０μｍ以下である
請求項１に記載の蛍光体プレートであって、
Ｒｙ_１及びＲｙ_２の少なくとも一方が、３．００μｍ以下である、蛍光体プレート。
請求項１又は２に記載の蛍光体プレートであって、
前記母材が、アルミナ又はスピネル系化合物を含む、蛍光体プレート。
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、
前記蛍光体が、サイアロン蛍光体、ＣＡＳＮ蛍光体、ＳＣＡＳＮ蛍光体からなる群から選ばれる一又は二以上を含む、蛍光体プレート。
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、
前記蛍光体の含有量は、前記複合体１００ｖｏｌ％中、５ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下である、蛍光体プレート。
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、
プレート厚みが、０．０５０ｍｍ以上１ｍｍ以下である、蛍光体プレート。
発光素子と、
前記発光素子の一面上に設けられた請求項１～６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。