JP2017202962A - 光変換用セラミックス複合材料、その製造方法、およびそれを備えた発光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の光変換用セラミックス複合材料は、Ln3(Al1−xGax)5O12:Ce(LnはY、Lu、GdおよびTbから選択される少なくとも一種の元素であり、Ceは賦活元素であり、xは0≦x<1である)を含む蛍光相と、LaAlyOz(yは11≦y≦16.2であり、zは18≦z≦25.8である(以下、LaAlyOzと略記することがある))を含む透光相とから構成される光変換用セラミックス複合材料であって、前記光変換用セラミックス複合材料の総量に対して、酸化物換算で1.5質量%以下のBaおよび/またはSrを含むことを特徴とする光変換用セラミックス複合材料である。
本発明に係る光変換用セラミックス複合材料は、原料粉末を、所望する成分比率の光変換用セラミックス複合材料が得られる割合で混合して、得られた混合粉末を成形し、焼成することにより製造することができる。
本発明に係る光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定は、CuKα線を用いたリガク社製X線回折装置(Ultima IV Protectus)、および同装置に付帯する統合粉末X線解析ソフトウェアPDXLを用いて行う。X線回折データを、前記X線回折装置により得て、PDXLにより、結晶相を同定する。
本発明に係る光変換用セラミックス複合材料の組成分析は、波長分散型蛍光X線分析装置(XRF分析装置、リガク製 ZSX Primus)を用いて行う。予めICP分析により各構成元素の金属元素含有量を定量した試料(本発明に係る光変換用セラミックス複合材料)を標準試料とし、XRF分析による同試料の半定量分析結果と、ICP分析による同試料の定量分析結果とから検量線を作成する。本発明に係る光変換用セラミックス複合材料についてXRF分析を行い、得られる半定量分析結果と前記検量線とから、前記光変換用セラミックス複合材料を構成する金属元素の含有量を定量する。本発明においては、光変換用セラミックス複合材料を構成する金属元素を、該金属酸化物の酸化物換算値(質量%)として求める。具体的には、AlはAl2O3と、YはY2O3と、LuはLu2O3と、TbはTb2O3と、GdはGd2O3と、LaはLa2O3と、CeはCeO2と、BaはBaOと、SrはSrOとした場合の含有量(質量%)とする。
本発明の光変換用セラミックス複合材料の微細組織観察は、本発明の光変換用セラミックス複合材料の反射電子像を、電子線プローブマイクロアナライザー(EPMA:日本電子製JXA−8530F)を用いて撮影して行う。次いで、前記反射電子像と同視野の各構成元素の元素マッピング図を、同装置に付帯するWDS(Wavelength Dispersive Spectroscopy)装置により得て、得られた反射電子像と元素マッピング図とを対比して、光変換用セラミックス複合材料を構成する各相に含まれる結晶(粒子または連続相)と、アルカリ土類金属元素(Baおよび/またはSr)の分布を確認する。さらに、各相に含まれる結晶(粒子または連続相)について、WDSにより元素分析を行い、各結晶(粒子または連続相)を構成する金属元素の原子比率を算出する。以上のEPMAおよびWDSによる測定は、Ptコーティングを施した試料について、加速電圧15kV、照射電流3.0×10−7Aの条件にて行う。LaAl11O18における、Laと、Baおよび/またはSrとの総和に対する、Baおよび/またはSrの原子比率は、このようにして算出する各結晶(粒子または連続相)を構成する金属元素の原子比率より求める。
光変換用セラミックス複合材料の、蛍光の主波長、吸収率、内部量子効率、外部量子効率、および最大蛍光強度は、大塚電子製QE−1100に積分球を組み合わせた固体量子効率測定装置により測定、算出することができる。光変換用セラミックス複合材料の一部をφ16×0.2mmの円板状に加工後、積分球内にセットして、固体量子効率測定装置を用いて、励起波長460nmにおける励起光スペクトルと蛍光スペクトルとを測定し、同時に吸収率、内部量子効率、および外部量子効率を測定する。内部量子効率は、下記の式(1)により算出される。
内部量子効率(%)=(蛍光光量子/吸収光量子)×100 (1)
外部量子効率(%)=吸収率(%)×内部量子効率(%)/100 (2)
α−Al2O3粉末(純度99.99%)55.83g、Y2O3粉末(純度99.9%)42.18g、CeO2粉末(純度99.9%)1.99g、およびBaCO3粉末(純度99.9%)0.30gを秤量し、これらの原料粉末を、エタノール中、ボールミルによって24時間湿式混合した後、エバポレーターを用いてエタノールを脱媒し、仮焼に供する混合粉末を調製した。得られた、仮焼に供する混合粉末をAl2O3るつぼに入れて、バッチ式電気炉に仕込み、大気雰囲気中1500℃で3時間保持して仮焼し、微量のBaOを含むY3Al5O12:Ce、およびAl2O3からなる仮焼粉末を得た。仮焼粉末が、Y3Al5O12:Ceおよびα−Al2O3からなることはX線回折分析によって確認した。
変換効率(規格化光束)=(光変換部材を搭載した際の全光束(lm))/(光変換部材を搭載しない場合の全放射束(mW)) (3)
La2O3以外の原料混合粉末100gに添加するBaCO3量を表1のとおりとした以外は、実施例1と同様の方法で、実施例2〜6係る光変換用セラミックス複合材料を得た。実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定を行い、Y3Al5O12:Ce、LaAl11O18から構成されていることを確認した。また、実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料の、460nmの波長の光で励起した場合の、蛍光の主波長、吸収率、内部量子効率、外部量子効率および最大蛍光強度を測定した。後述する比較例1に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度を100%とした場合の、実施例2〜6に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度の相対値を相対蛍光強度として算出した。
La2O3以外の原料混合粉末100gに添加する添加剤をSrCO3とし、SrCO3添加量を表1のとおりとした以外は、実施例1と同様の方法で、実施例7〜12に係る光変換用セラミックス複合材料を得た。実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定を行い、光変換用セラミックス複合材料が、Y3Al5O12:Ce、LaAl11O18から構成されていることを確認した。また、実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料の、460nmの波長の光で励起した場合の、蛍光の主波長、吸収率、内部量子効率、外部量子効率および最大蛍光強度を測定した。後述する比較例1に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度を100%とした場合の、実施例7〜12に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度の相対値を相対蛍光強度として算出した。
La2O3以外の原料混合粉末100gに、BaCO3を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様の方法で、比較例1に係る光変換用セラミックス複合材料を得た。実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定を行い、光変換用セラミックス複合材料が、Y3Al5O12:Ce、LaAl11O18から構成されていることを確認した。また、実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料の、460nmの波長の光で励起した場合の、蛍光の主波長、吸収率、内部量子効率、外部量子効率および最大蛍光強度を測定した。
La2O3以外の原料混合粉末100gに添加するBaCO3量を表1のとおりとした以外は、実施例1と同様の方法で、比較例2、3に係る光変換用セラミックス複合材料を得た。実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定行い、光変換用セラミックス複合材料が、Y3Al5O12:Ce、LaAl11O18から構成されていることを確認した。また、実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料の、460nmの波長の光で励起した場合の、蛍光の主波長、吸収率、内部量子効率、外部量子効率および最大蛍光強度を測定した。比較例1に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度を100%とした場合の、比較例2、3に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度の相対値を相対蛍光強度として算出した。
La2O3以外の原料混合粉末100gに添加するSrCO3量を表1のとおりとした以外は、実施例7と同様の方法で、比較例4、5に係る光変換用セラミックス複合材料を得た。実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定行い、光変換用セラミックス複合材料が、Y3Al5O12:Ce、LaAl11O18から構成されていることを確認した。また、実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料の、460nmの波長の光で励起した場合の、蛍光の主波長、吸収率、内部量子効率、外部量子効率および最大蛍光強度を測定した。比較例1に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度を100%とした場合の、比較例4、5に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度の相対値を相対蛍光強度として算出した。
α−Al2O3粉末(純度99.99%)55.36g、Y2O3粉末(純度99.9%)40.53g、Gd2O3粉末(純度99.9%)3.46g、CeO2粉末(純度99.9%0.66g、およびBaCO3(純度99.9%)0.5gを秤量し、原料としたこと以外は実施例1と同様の方法で、(Y、Gd)3Al5O12:CeおよびAl2O3からなる仮焼粉末を得た。仮焼粉末が、(Y、Gd)3Al5O12:Ceおよびα−Al2O3からなることは、実施例1と同様にX線回折分析によって確認した。得られた仮焼粉末に、実施例1と同様に、仮焼粉末100質量%に対して6.67質量%のLa2O3粉末(純度99.9%)を添加し、混合し、成形し、焼成して、実施例13に係る光変換用セラミックス複合材料を得た。実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定を行い、(Y、Gd)3Al5O12:Ce、LaAl11O18から構成されていることを確認した。BaCO3以外の原料組成から求められる、実施例13に係る光変換用セラミックス複合材料の組成式は、0.76((Y0.94Gd0.05Ce0.01)3Al5O12)・0.24(LaAl11O18)である。また、実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料の、460nmの波長の光で励起した場合の、蛍光の主波長、吸収率、内部量子効率、外部量子効率、および最大蛍光強度を測定した。後述する比較例6に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度を100%とした場合の、実施例13に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度の相対値を相対蛍光強度として算出した。
La2O3以外の原料混合粉末100gに添加するBaCO3量を表2のとおりとした以外は、実施例13と同様の方法で、実施例14、15に係る光変換用セラミックス複合材料を得た。実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定行い、光変換用セラミックス複合材料が、(Y、Gd)3Al5O12:Ce、LaAl11O18から構成されていることを確認した。また、実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料の、460nmの波長の光で励起した場合の、蛍光の主波長、吸収率、内部量子効率、外部量子効率、および最大蛍光強度を測定した。後述する比較例6に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度を100%とした場合の、実施例14、15に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度の相対値を相対蛍光強度として算出した。
La2O3以外の原料混合粉末100gに添加する添加剤をSrCO3とし、SrCO3添加量を表2のとおりとした以外は、実施例13と同様の方法で、実施例16に係る光変換用セラミックス複合材料を得た。実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定を行い、光変換用セラミックス複合材料が、(Y、Gd)3Al5O12:Ce、LaAl11O18から構成されていることを確認した。また、実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料の、460nmの波長の光で励起した場合の、蛍光の主波長、吸収率、内部量子効率、外部量子効率および最大蛍光強度を測定した。後述する比較例6に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度を100%とした場合の、実施例16に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度の相対値を相対蛍光強度として算出した。
La2O3以外の原料混合粉末100gに、BaCO3を添加しなかったこと以外は、実施例13と同様の方法で、比較例6に係る光変換用セラミックス複合材料を得た。実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定を行い、光変換用セラミックス複合材料が、(Y、Gd)3Al5O12:Ce、LaAl11O18から構成されていることを確認した。また、実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料の、460nmの波長の光で励起した場合の、蛍光の主波長、吸収率、内部量子効率、外部量子効率、および最大蛍光強度を測定した。
α−Al2O3粉末(純度99.99%)42.18g、Lu2O3粉末(純度99.9%)57.32g、CeO2粉末(純度99.9%)0.50g、およびBaCO3(純度99.9%)1.0g、又は、SrCO3(純度99.9%)1.0gを秤量し、原料としたこと以外は実施例1と同様の方法で、Lu3Al5O12:CeおよびAl2O3からなる仮焼粉末を得た。仮焼粉末が、Lu3Al5O12:Ceおよびα−Al2O3からなることは、実施例1と同様にX線回折分析によって確認した。得られた仮焼粉末に、実施例1と同様に、仮焼粉末100質量%に対して5.08質量%のLa2O3粉末(純度99.9%)を添加し、混合し、成形し、焼成して、実施例17、18に係る光変換用セラミックス複合材料を得た。実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定を行い、Lu3Al5O12:Ce、LaAl11O18から構成されていることを確認した。BaCO3、SrCO3以外の原料組成から求められる、実施例17、18に係る光変換用セラミックス複合材料の組成式は、0.76((Lu0.99Ce0.01)3Al5O12)・0.24(LaAl11O18)である。また、実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料の、460nmの波長の光で励起した場合の、蛍光の主波長、内部量子効率、外部量子効率および最大蛍光強度を測定した。後述の比較例7に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度を100%とした場合の、実施例17、18に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度の相対値を相対蛍光強度として算出した。
La2O3以外の原料混合粉末100gに、BaCO3を添加しなかったこと以外は、実施例17と同様の方法で、比較例7に係る光変換用セラミックス複合材料を得た。実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定を行い、光変換用セラミックス複合材料が、Lu3Al5O12:Ce、LaAl11O18から構成されていることを確認した。また、実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料の、460nmの波長の光で励起した場合の、蛍光の主波長、吸収率、内部量子効率、外部量子効率および最大蛍光強度を測定した。
α−Al2O3粉末(純度99.99%)42.94g、Lu2O3粉末(純度99.9%)28.88g、Tb4O7粉末(純度99.9%)27.68g、CeO2粉末(純度99.9%)0.51g、およびBaCO3(純度99.9%)0.3gを秤量し、原料としたこと以外は実施例1と同様の方法で、(Lu、Tb)3Al5O12:CeおよびAl2O3からなる仮焼粉末を得た。仮焼粉末が、(Lu、Tb)3Al5O12:Ceおよびα−Al2O3からなることは、実施例1と同様にX線回折分析によって確認した。得られた仮焼粉末に、実施例1と同様に、仮焼粉末100質量%に対して5.17質量%のLa2O3粉末(純度99.9%)を添加し、混合し、成形し、焼成して、実施例19に係る光変換用セラミックス複合材料を得た。実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定を行い、(Lu、Tb)3Al5O12:Ce、LaAl11O18から構成されていることを確認した。BaCO3以外の原料組成から求められる、実施例19に係る光変換用セラミックス複合材料の組成式は、0.76((Lu0.49Tb0.50Ce0.01)3Al5O12)・0.24(LaAl11O18)である。また、実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料の、460nmの波長の光で励起した場合の、蛍光の主波長、内部量子効率、外部量子効率および最大蛍光強度を測定した。後述の比較例8に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度を100%とした場合の、実施例19に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度の相対値を相対蛍光強度として算出した。
La2O3以外の原料混合粉末100gに添加するBaCO3量を表5のとおりとした以外は、実施例19と同様の方法で、実施例20〜23に係る光変換用セラミックス複合材料を得た。実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定を行い、(Lu、Tb)3Al5O12:Ce、LaAl11O18から構成されていることを確認した。また、実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料の、460nmの波長の光で励起した場合の、蛍光の主波長、吸収率、内部量子効率、外部量子効率および最大蛍光強度を測定した。後述の比較例8に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度を100%とした場合の、実施例20〜23に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度の相対値を相対蛍光強度として算出した。
La2O3以外の原料混合粉末100gに添加する添加剤をSrCO3とし、SrCO3添加量を表4のとおりとした以外は、実施例19と同様の方法で、実施例24〜28に係る光変換用セラミックス複合材料を得た。実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定行い、光変換用セラミックス複合材料が、(Lu、Tb)3Al5O12:Ce、LaAl11O18から構成されていることを確認した。また、実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料の、460nmの波長の光で励起した場合の、蛍光の主波長、吸収率、内部量子効率、外部量子効率および最大蛍光強度を測定した。後述の比較例8に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度を100%とした場合の、実施例24〜28に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度の相対値を相対蛍光強度として算出した。
La2O3以外の原料混合粉末100gに添加する添加剤をBaCO3とSrCO3とし、添加量を表4のとおりとした以外は、実施例19と同様の方法で、実施例29に係る光変換用セラミックス複合材料を得た。実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定行い、光変換用セラミックス複合材料が、(Lu、Tb)3Al5O12:Ce、LaAl11O18から構成されていることを確認した。また、実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料の、460nmの波長の光で励起した場合の、蛍光の主波長、吸収率、内部量子効率、外部量子効率および最大蛍光強度を測定した。後述の比較例8に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度を100%とした場合の、実施例29に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度の相対値を相対蛍光強度として算出した。
La2O3以外の原料混合粉末100gに、BaCO3を添加しなかったこと以外は、実施例19と同様の方法で、比較例8に係る光変換用セラミックス複合材料を得た。実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定を行い、光変換用セラミックス複合材料が、(Lu、Tb)3Al5O12:Ce、LaAl11O18から構成されていることを確認した。また、実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料の、460nmの波長の光で励起した場合の、蛍光の主波長、吸収率、内部量子効率、外部量子効率および最大蛍光強度を測定した。
La2O3以外の原料混合粉末100gに添加するBaCO3量を表4のとおりとした以外は、実施例19と同様の方法で、比較例9、10に係る光変換用セラミックス複合材料を得た。実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定を行い、光変換用セラミックス複合材料が、(Lu、Tb)3Al5O12:Ce、LaAl11O18から構成されていることを確認した。また、実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料の、460nmの波長の光で励起した場合の、蛍光の主波長、吸収率、内部量子効率、外部量子効率および最大蛍光強度を測定した。比較例8に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度を100%とした場合の、比較例9、10に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度の相対値を相対蛍光強度として算出した。
La2O3以外の原料混合粉末100gに添加するSrCO3量を表5のとおりとした以外は、実施例24と同様の方法で、比較例11、12に係る光変換用セラミックス複合材料を得た。実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定を行い、光変換用セラミックス複合材料が、(Lu、Tb)3Al5O12:Ce、LaAl11O18から構成されていることを確認した。また、実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料の、460nmの波長の光で励起した場合の、蛍光の主波長、吸収率、内部量子効率、外部量子効率および最大蛍光強度を測定した。比較例8に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度を100%とした場合の、比較例11、12に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度の相対値を相対蛍光強度として算出した。
α−Al2O3粉末(純度99.99%)43.70g、Tb4O7粉末(純度99.9%)55.78g、CeO2粉末(純度99.9%)0.52g、およびBaCO3(純度99.9%)1.0g、又は、SrCO3(純度99.9%)1.0gを秤量し、原料としたこと以外は実施例1と同様の方法で、Tb3Al5O12:CeおよびAl2O3からなる仮焼粉末を得た。仮焼粉末が、Tb3Al5O12:Ceおよびα−Al2O3からなることは、実施例1と同様にX線回折分析によって確認した。得られた仮焼粉末に、実施例1と同様に、仮焼粉末100質量%に対して5.27質量%のLa2O3粉末(純度99.9%)を添加し、混合し、成形し、焼成して、実施例30、31に係る光変換用セラミックス複合材料を得た。実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定を行い、Tb3Al5O12:Ce、LaAl11O18から構成されていることを確認した。BaCO3、SrCO3以外の原料組成から求められる、実施例30、31に係る光変換用セラミックス複合材料の組成式は、0.76(Tb0.99Ce0.01)3Al5O12・0.24(LaAl11O18)である。また、実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料の、460nmの波長の光で励起した場合の、蛍光の主波長、吸収率、内部量子効率、外部量子効率および最大蛍光強度を測定した。後述する比較例13に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度を100%とした場合の、実施例30、31に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度の相対値を相対蛍光強度として算出した。
La2O3以外の原料混合粉末100gに、BaCO3を添加しなかったこと以外は、実施例30と同様の方法で、比較例13に係る光変換用セラミックス複合材料を得た。実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定を行い、光変換用セラミックス複合材料が、Tb3Al5O12:Ce、LaAl11O18から構成されていることを確認した。また、実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料の、460nmの波長の光で励起した場合の、蛍光の主波長、吸収率、内部量子効率、外部量子効率および最大蛍光強度を測定した。
α−Al2O3粉末(純度99.99%)39.38g、Ga2O3粉末(純度99.99%)3.81g、Lu2O3粉末(純度99.9%)56.32g、CeO2粉末(純度99.9%)0.49g、およびBaCO3(純度99.9%)1.0g、又は、SrCO3(純度99.9%)1.0gを秤量し、原料としたこと以外は実施例1と同様の方法で、Lu3(Al0.95Ga0.05)5O12:CeおよびAl2O3からなる仮焼粉末を得た。仮焼粉末が、Lu3(Al0.95Ga0.05)5O12:Ceおよびα−Al2O3からなることは、実施例1と同様にX線回折分析によって確認した。得られた仮焼粉末に、実施例1と同様に、仮焼粉末100質量%に対して4.75質量%のLa2O3粉末(純度99.9%)を添加し、混合し、成形し、焼成して、実施例32、33に係る光変換用セラミックス複合材料を得た。実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定を行い、Lu3(Al0.95Ga0.05)5O12:Ce、LaAl11O18から構成されていることを確認した。BaCO3、SrCO3以外の原料組成から求められる、実施例32、33に係る光変換用セラミックス複合材料の組成式は、0.76((Lu0.99Ce0.01)3(Al0.95Ga0.05)5O12)・0.24(LaAl11O18)である。また、実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料の、460nmの波長の光で励起した場合の、蛍光の主波長、吸収率、内部量子効率、外部量子効率および最大蛍光強度を測定した。後述する比較例14に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度を100%とした場合の、実施例32、33に係る光変換用セラミックス複合材料の最大蛍光強度の相対値を相対蛍光強度として算出した。
La2O3以外の原料混合粉末100gに、BaCO3を添加しなかったこと以外は、実施例32と同様の方法で、比較例14に係る光変換用セラミックス複合材料を得た。実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料を構成する結晶相の同定を行い、光変換用セラミックス複合材料が、Lu3(Al0.95Ga0.05)5O12:Ce、LaAl11O18から構成されていることを確認した。また、実施例1と同様の方法で、得られた光変換用セラミックス複合材料の、460nmの波長の光で励起した場合の、蛍光の主波長、吸収率、内部量子効率、外部量子効率および最大蛍光強度を測定した。
Claims (12)
- Ln3(Al1−xGax)5O12:Ce(LnはY、Lu、GdおよびTbから選択される少なくとも一種の元素であり、Ceは賦活元素であり、xは0≦x<1である)を含む蛍光相と、LaAlyOz(yは11≦y≦16.2であり、zは18≦z≦25.8である)を含む透光相とから構成される光変換用セラミックス複合材料であって、
前記光変換用セラミックス複合材料の総量に対して、酸化物換算で1.5質量%以下のBaおよび/またはSrを含むことを特徴とする光変換用セラミックス複合材料。 - 前記光変換用セラミックス複合材料の総量に対するBaの含有量が、酸化物換算で0.4質量%以上1.1質量%以下であることを特徴とする請求項1記載の光変換用セラミックス複合材料。
- 前記光変換用セラミックス複合材料の総量に対するSrの含有量が、酸化物換算で0.3質量%以上0.7質量%以下であることを特徴とする請求項1記載の光変換用セラミックス複合材料。
- 前記透光相に含まれるLaAlyOz(yは11≦y≦16.2であり、zは18≦z≦25.8である)が、Baおよび/またはSrを含むことを特徴とする請求項1〜3いずれか一項に記載の光変換用セラミックス複合材料。
- 前記透光相に含まれるLaAlyOz(yは11≦y≦16.2であり、zは18≦z≦25.8である)における、La、BaおよびSrの総和に対する、BaおよびSrの原子比率が、0.01以上0.33以下であることを特徴とする請求項4記載の光変換用セラミックス複合材料。
- 前記透光相に含まれるLaAlyOz(yは11≦y≦16.2であり、zは18≦z≦25.8である)における、LaおよびBaの総和に対するBaの原子比率が、0.01以上0.3以下であることを特徴とする請求項4または5記載の光変換用セラミックス複合材料。
- 前記透光相に含まれるLaAlyOz(yは11≦y≦16.2であり、zは18≦z≦25.8である)における、LaおよびSrの総和に対するSrの原子比率が、0.05以上0.15以下であることを特徴とする請求項4または5記載の光変換用セラミックス複合材料。
- 発光素子と、請求項1〜7いずれか一項に記載の光変換用セラミックス複合材料とを備えることを特徴とする発光装置。
- 前記発光素子が、発光ダイオード素子またはレーザーダイオード素子であることを特徴とする請求項8記載の発光装置。
- Al源化合物と、Ln源化合物(LnはY、Lu、GdおよびTbから選択される少なくとも一種の元素である。)と、Ce源化合物と、Ba源化合物および/またはSr源化合物とを含む混合粉末を仮焼する仮焼工程と、
前記仮焼工程で得られた仮焼粉末100質量%に対して、酸化物換算で1〜50質量%のLa源化合物を添加したLa含有混合粉末を焼成する焼成工程とを備えることを特徴とする請求項1〜7いずれか一項に記載の光変換用セラミックス複合材料の製造方法。 - 前記焼成工程後に、不活性ガス雰囲気または還元性ガス雰囲気中、1100〜1600℃で熱処理する熱処理工程を備えることを特徴とする請求項10記載の光変換用セラミックス複合材料の製造方法。
- 前記La含有混合粉末は、プレス成形法、シート成形法、および押し出し成形法から選択される少なくとも一種の成形法により成形された後に焼成されることを特徴とする請求項10または11記載の光変換用セラミックス複合材料の製造方法。
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