JP2020090424A - セラミックス複合体、それを用いた発光装置及びセラミックス複合体の製造方法 - Google Patents
セラミックス複合体、それを用いた発光装置及びセラミックス複合体の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020090424A JP2020090424A JP2018230118A JP2018230118A JP2020090424A JP 2020090424 A JP2020090424 A JP 2020090424A JP 2018230118 A JP2018230118 A JP 2018230118A JP 2018230118 A JP2018230118 A JP 2018230118A JP 2020090424 A JP2020090424 A JP 2020090424A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic composite
- mass
- rare earth
- light
- less
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 176
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 175
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 136
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 84
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 76
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 76
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 76
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 74
- 239000002223 garnet Substances 0.000 claims abstract description 72
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 72
- 229910003443 lutetium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 69
- MPARYNQUYZOBJM-UHFFFAOYSA-N oxo(oxolutetiooxy)lutetium Chemical compound O=[Lu]O[Lu]=O MPARYNQUYZOBJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 69
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 24
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 23
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 10
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 9
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 7
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 35
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 14
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 abstract 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 12
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 12
- 238000009694 cold isostatic pressing Methods 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 11
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 11
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 208000037584 hereditary sensory and autonomic neuropathy Diseases 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 3
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007088 Archimedes method Methods 0.000 description 1
- 229910016036 BaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- OYLGJCQECKOTOL-UHFFFAOYSA-L barium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ba+2] OYLGJCQECKOTOL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001632 barium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N gadolinium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Gd+3].[Gd+3] CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F17/00—Compounds of rare earth metals
- C01F17/30—Compounds containing rare earth metals and at least one element other than a rare earth metal, oxygen or hydrogen, e.g. La4S3Br6
- C01F17/32—Compounds containing rare earth metals and at least one element other than a rare earth metal, oxygen or hydrogen, e.g. La4S3Br6 oxide or hydroxide being the only anion, e.g. NaCeO2 or MgxCayEuO
- C01F17/34—Aluminates, e.g. YAlO3 or Y3-xGdxAl5O12
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
- C04B35/111—Fine ceramics
- C04B35/117—Composites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/44—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/50—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on rare-earth compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
- C09K11/7774—Aluminates
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
- G03B21/20—Lamp housings
- G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
- G03B21/2033—LED or laser light sources
- G03B21/204—LED or laser light sources using secondary light emission, e.g. luminescence or fluorescence
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/30—Three-dimensional structures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3215—Barium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
- C04B2235/3222—Aluminates other than alumino-silicates, e.g. spinel (MgAl2O4)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
- C04B2235/3225—Yttrium oxide or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
- C04B2235/3229—Cerium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3286—Gallium oxides, gallates, indium oxides, indates, thallium oxides, thallates or oxide forming salts thereof, e.g. zinc gallate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
- C04B2235/444—Halide containing anions, e.g. bromide, iodate, chlorite
- C04B2235/445—Fluoride containing anions, e.g. fluosilicate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5445—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof submicron sized, i.e. from 0,1 to 1 micron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/604—Pressing at temperatures other than sintering temperatures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
- C04B2235/661—Multi-step sintering
- C04B2235/662—Annealing after sintering
- C04B2235/664—Reductive annealing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/76—Crystal structural characteristics, e.g. symmetry
- C04B2235/762—Cubic symmetry, e.g. beta-SiC
- C04B2235/764—Garnet structure A3B2(CO4)3
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/77—Density
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/94—Products characterised by their shape
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
- C04B2235/9646—Optical properties
- C04B2235/9653—Translucent or transparent ceramics other than alumina
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
Description
そこで、本発明の一態様は、発光効率を含む光学特性が高いセラミックス複合体、その製造方法を提供することを目的とする。
本発明の第一の態様は、希土類アルミニウムガーネット系蛍光体と、酸化アルミニウムと、酸化ルテチウムとを含み、前記希土類アルミニウムガーネット系蛍光体と前記酸化アルミニウムと前記酸化ルテチウムの合計量を100質量%として、前記希土類アルミニウムガーネット系蛍光体の含有率が15質量%以上50質量%以下であり、前記酸化ルテチウムの含有率が0.2質量%以上4.5質量%以下である、セラミックス複合体である。
セラミックス複合体は、希土類アルミニウムガーネット系蛍光体と、酸化アルミニウムと、酸化ルテチウムを含むセラミックス複合体であり、希土類アルミニウムガーネット系蛍光体と酸化アルミニウムと酸化ルテチウムの合計量に対して希土類アルミニウムガーネット系蛍光体の含有率が15質量%以上50質量%以下であり、酸化ルテチウムの含有率が0.2質量%以上4.5質量%以下である。
本明細書においてセラミックス複合体の相対密度とは、セラミックス複合体の真密度に対するセラミックス複合体の見掛け密度により算出される値をいう。相対密度は、下記式(1)により算出される。
希土類アルミニウムガーネット系蛍光体の真密度(g/cm3):Pd
酸化アルミニウムの質量割合(質量%):Am
酸化アルミニウムの真密度(g/cm3):Ad
酸化ルテチウムの質量割合(質量%):Lm
酸化ルテチウムの真密度(g/cm3):Ld
Pm+Am+Lm=100
セラミックス複合体に含まれる希土類アルミニウムガーネット系蛍光体の含有率は、15質量%以上50質量%以下であり、好ましくは20質量%以上50質量%以下、より好ましくは22質量%以上48質量%以下、さらに好ましくは23質量%以上45質量%以下である。セラミックス複合体中の希土類アルミニウムガーネット系蛍光体の含有率が15質量%未満であると、蛍光体の量が少なく、波長変換する効率が低下し、発光強度が低下する。セラミックス複合体中の希土類アルミニウムガーネット系蛍光体の含有率が50質量%を超えると、相対的に酸化アルミニウムの量が少なくなるため、セラミックス複合体の強度が低下する場合がある。
(Ln1−aCea)3(AlcGab)5O12 (I)
組成式(I)中、Lnは、Y、Gd、Lu及びTbからなる群から選ばれる少なくとも1種の希土類元素であり、a、b及びcは、0<a≦0.22、0≦b≦0.4、0<c≦1.1、0.9≦b+c≦1.1を満たす数である。
セラミックス複合体は、酸化アルミニウムの純度が99.0質量%以上の酸化アルミニウムを含むことが好ましい。セラミックス複合体の母材を構成する酸化アルミニウムは、原料となる酸化アルミニウム粒子の表面が溶融して、酸化アルミニウム粒子の粒界が走査型電子顕微鏡(SEM)による観察で確認できる状態で、酸化アルミニウム粒子同士が融着され、セラミックス複合体の母材が構成される。
セラミックス複合体に含まれる酸化ルテチウムは、酸化ルテチウムの純度が99.0質量%以上であることが好ましく、より好ましくは酸化ルテチウムの純度が99.5質量%以上である。セラミックス複合体中に、酸化ルテチウムの純度99.0質量%以上である酸化ルテチウムがセラミックス複合体に含まれると、セラミックス複合体に入射された光及び希土類アルミニウムガーネット系蛍光体によって波長変換された光を散乱させるため、セラミックス複合体の光の取り出し効率を高くし、発光効率を高くすることができる。
セラミックス複合体の製造方法は、以下の工程を含む。希土類アルミニウムガーネット系蛍光体粒子と、酸化アルミニウム粒子と、酸化ルテチウム粒子とを含む成形体を準備する。その成形体を大気雰囲気中で焼成し、相対密度が90%以上100%未満であるセラミックス複合体を得る。
セラミックス複合体に含まれる希土類アルミニウムガーネット系蛍光体粒子は、平均粒径が10μm以上40μm以下であり、好ましくは20μm以上38μm以下、より好ましくは22μm以上35μm以下である。希土類アルミニウムガーネット系蛍光体粒子の平均粒径が10μm未満であると、入射された光の波長変換効率が劣り、発光強度を向上することが困難となる場合がある。希土類アルミニウムガーネット系蛍光体粒子の平均粒径が40μmを超えると、蛍光体の粒径が大きくなりすぎて、セラミックス複合体中に蛍光体を均等に配置することが困難となる場合がある。希土類アルミニウムガーネット系蛍光体の平均粒径は、フィッシャーサブシーブサイザーズ法(Fisher sub-sieve sizer、以下「FSSS法」ともいう。)により測定することができ、FSSS法により測定された平均粒径は、フィッシャーサブシーブサイザーズナンバー(Fisher sub-sieve sizer’s No.)ともいう。FSSS法は、空気透過法により、空気の流通抵抗を利用して比表面積を測定し、粒径を求める方法である。
粉体混合工程では、成形体を構成する各粒子を含む粉体を混合する。成形体を構成する粉体は、希土類アルミニウムガーネット系蛍光体粒子と酸化アルミニウム粒子と酸化ルテチウム粒子とを含む。粉体の混合は、乳鉢及び乳棒を用いて混合することができる。粉体の混合には、ボールミルなどの混合媒体を用いて混合してもよい。また、粉体の混合を行いやすくし、さらに混合後の粉体を成形しやすくするために、少量の水やエタノール等の成形助剤を用いてもよい。成形助剤は、後の焼成工程において揮発しやすいものであるものが好ましく、成形助剤を加える場合は、粉体100質量%に対して、成形助剤が10質量%以下であることが好ましく、より好ましくは8質量%以下であり、さらに好ましくは5質量%以下である。
成形体準備工程では、希土類アルミニウムガーネット系蛍光体粒子と酸化アルミニウム粒子と酸化ルテチウム粒子とを含む粉体を、所望の形状に成形し、成形体を得る。粉体の成形方法は、プレス成形法などの知られている方法を採用することができ、例えば金型プレス成形法、冷間等方圧加圧法(CIP:Cold Isostatic Pressing、以下、「CIP」ともいう。)などが挙げられる。成形方法は、成形体の形状を整えるために、2種の方法を採用してもよく、金型プレス成形をした後に、CIPを行ってもよい。CIPでは、水を媒体とする冷間静水等方加圧法により成形体をプレスすることが好ましい。
焼成工程は、大気雰囲気中で成形体を焼成し、セラミックス複合体を得る工程である。焼成工程において大気雰囲気中で成形体を焼成することにより、相対密度が90%以上100%未満であるセラミックス複合体を得ることができる。大気雰囲気とは、酸素を含む雰囲気であり、雰囲気中の酸素の含有率は特に制限されない。雰囲気中の酸素の含有率が好ましくは5体積%以上、より好ましくは10体積%以上、さらに好ましくは15体積%以上であり、大気(酸素含有率が20体積%以上)雰囲気であってもよい。酸素の含有率が1体積%未満の酸素を含まない雰囲気であると、得られるセラミックス複合体の酸化アルミニウム粒子が成長しない場合がある。
セラミックス複合体の製造方法は、成形体を大気雰囲気で焼成して得られたセラミックス複合体を、さらに還元雰囲気でアニール処理し、アニール処理物を得るアニーリング工程を含むことが好ましい。セラミックス複合体を還元雰囲気でアニール処理することによって、大気雰囲気中で希土類アルミニウムガーネット系蛍光体中の酸化された賦活元素を還元し、希土類アルミニウムガーネット系蛍光体の波長変換効率および発光強度の低下を抑制することができる。還元雰囲気は、へリウム、ネオン及びアルゴンからなる群から選ばれる少なくとも1種の希ガス又は窒素ガスと、水素ガス又は一酸化炭素ガスとを含む雰囲気であればよく、雰囲気中に少なくともアルゴン又は窒素ガスと、水素ガス又は一酸化炭素ガスとを含むことがより好ましい。
粗面処理工程は、得られたセラミックス複合体又はセラミックス複合体のアニール処理物の表面を粗面処理する工程である。粗面処理工程は、セラミックス複合体を所望の大きさ若しくは厚さに切断して加工する加工工程の前に行ってもよく、加工工程後に行ってもよい。粗面処理するセラミックス複合体又はセラミックス複合体のアニール処理物は、光の入射面となる第1の主面と、その第1の主面とは反対側に位置し、光の出射面となる第2の主面を有する板状体であることが好ましく、粗面処理は、第2の主面に施すことが好ましい。粗面処理する方法としては、例えば、サンドブラストによる方法、機械研削による方法、ダイシングによる方法、化学的エッチングによる方法から選択された少なくとも一種とすることができる。
加工工程は、得られたセラミックス複合体又はセラミックス複合体のアニール処理物を、所望の大きさ又は厚さに切断加工する工程である。切断する方法は、公知の方法を利用することができ、例えば、ブレードダイシング、レーザーダイシング、ワイヤーソーを用いて切断する方法が挙げられる。これらのうち、切断面が高精度に平らになる点からワイヤーソーが好ましい。加工工程によって、所望の大きさ又は厚さのセラミックス複合体を得ることができる。セラミックス複合体は光の入射面となる第1の主面と、その第1の主面とは反対側に位置し、光の出射面となる第2の主面を有する板状体となるように切断加工することが好ましい。板状のセラミックス複合体の板厚は、好ましくは90μm以上300μm以下であり、より好ましくは95μm以上250μm以下である。セラミックス複合体の板厚を90μm以上300μm以下の範囲内に切断加工すると、加工しやすく、機械的強度を維持しながら、光の取り出し効率を高めたセラミックス複合体を得ることができる。
発光装置は、上述した製造方法によって得られたセラミックス複合体と、発光素子を備える。セラミックス複合体は、発光素子と組み合わせることによって、発光素子から発せられた光の少なくとも一部を波長変換し、発光素子からの光と波長変換された光との混色光を発する発光装置とすることができる。発光素子は、例えば、350nm以上500nm以下の波長範囲内に発光ピーク波長を有する光を発する発光素子を用いることができる。発光素子として、例えば、窒化物系半導体(InXAlYGa1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)を用いた半導体発光素子を用いることができる。励起光源として半導体発光素子を用いることによって、高効率で入力に対する出力のリニアリティが高く、機械的衝撃にも強い安定した発光装置を得ることができる。
上述したセラミックス複合体は、励起光源と組み合わせることによって、プロジェクターの光源として用いることもできる。励起光源は、半導体レーザーであることが好ましい。なお、プロジェクターは、上述した発光装置を光源として用いることもできる。励起光源である半導体レーザーから出射された励起光は、セラミックス複合体に入射し、セラミックス複合体によって波長変換された光と励起光源からの光の混色光が、レンズアレイ、偏向変換素子、色分離光学系などの複数の光学系を構成する光学部材によって赤色光、緑色光、及び青色光に分離して、画像情報に応じて変調され、カラーの画像光を形成する。ここで、励起光源である半導体レーザーから出射された励起光は、ダイクロミックミラー又はコリメート光学系等の光学系を構成する光学部材を通じてセラミックス複合体に入射させてもよい。
酸化イットリウム(Y2O3)、酸化ガドリニウム(Gd2O3)、酸化セリウム(CeO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化ガリウム(Ga2O3)を、以下に説明する実施例及び比較例の組成比となるように秤量し、フラックスとしてフッ化バリウム(BaF2)を添加して原料混合物とし、ボールミルで混合した。この混合物を酸化アルミニウムルツボに入れ、還元性雰囲気下、1400℃から1600℃の範囲で10時間焼成して焼成物を得た。得られた焼成物を、純水中に分散させ、ふるいを介して種々の振動を加えながら溶媒流を流して、湿式ふるいを通過させ、次いで脱水、乾燥し、乾式ふるいを通過させて分級し、平均粒径が22μmであり、組成が(Y0.99Ce0.01)3(Al0.98Ga0.01)5O12で表される希土類アルミニウムガーネット系蛍光体粒子を準備した。なお、希土類アルミニウムガーネット系蛍光体粒子の組成分析は、以下の算出方法により行った。上述した製法により得られた希土類アルミニウムガーネット系蛍光体について、ICP−AES(誘導結合プラズマ発光分析装置)(製品名:Perkin Elmer(パーキンエルマー)社製)により、希土類アルミニウムガーネット系蛍光体を構成する酸素を除く各元素(Y、Gd、Ce、Al、Ga)の質量百分率(質量%)を測定し、各元素の質量百分率の値から各元素のモル比を算出した。Al、Gaのモル比は、測定されたYとCeの和のモル比を3とし、このYとCeの和のモル比3を基準として算出した値である。
平均粒径が0.5μmであり、酸化アルミニウムの純度が99.9質量%である酸化アルミニウム粒子を用いた。
平均粒径が1.2μm、2.2μm及び3.3μmであり、酸化ルテチウムの純度が99.9質量%である酸化ルテチウム粒子を用いた。
なお、希土類アルミニウムガーネット系蛍光体粒子、酸化アルミニウム粒子および酸化ルテチウム粒子の平均粒径は、以下のFSSS法により測定した。
各実施例及び比較例で用いた希土類アルミニウムガーネット系蛍光体粒子、酸化アルミニウム粒子及び酸化ルテチウム粒子について、FSSS法による平均粒径を測定した。具体的には、Fisher Sub-Sieve Sizer Model 95(Fisher Scientific社製)を用いて、気温25℃、湿度70%RHの環境下において、1cm3分の試料(蛍光体、酸化アルミニウム粒子)をそれぞれ計り取り、専用の管状容器にパッキングした後、一定圧力の乾燥空気を流し、差圧から比表面積を読み取り、FSSS法による平均粒径を算出した。
上述した希土類アルミニウムガーネット系蛍光体粒子と、酸化アルミニウム粒子と、酸化ルテチウム粒子とを、以下の表1に示す実施例1から4及び比較例4、5の含有率(希土類アルミニウムガーネット系蛍光体粒子と酸化アルミニウム粒子と酸化ルテチウム粒子の合計量に対する配合割合(質量%))となるように秤量し、乾式ボールミルで混合し、成形体用の混合粉体を準備した。混合粉体から混合媒体に用いたボールを除いた後、混合粉体を金型に充填し、10MPa(102kgf/cm2)の圧力で直径65mm、厚さ15mmの円筒形状の成形体を形成した。得られた成形体を包装容器に入れて真空包装し、冷間静水等方圧加圧装置(KOBELCO社製)により176MPaでCIP処理を行った。得られた成形体を焼成炉(丸祥電器社製)、大気雰囲気(酸素濃度:約20体積%)で、1700℃の温度で6時間保持して、焼成を行い、セラミックス複合体を得た。最後に、ワイヤーソーを使って、得られたセラミックス複合体を板厚が230μmとなるように切断することにより、実施例1から4及び比較例4、5に係るセラミックス複合体を得た。
比較例1
酸化ルテチウム粒子を含まず、希土類アルミニウムガーネット系蛍光体粒子と、酸化アルミニウム粒子とを、以下の表1に示す含有率(希土類アルミニウムガーネット系蛍光体と酸化アルミニウム粒子の合計量に対する配合割合(質量%))となるように秤量したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例1に係るセラミックス複合体を得た。
酸化ルテチウム粒子に代えて、それぞれ酸化イットリウム粒子あるいは酸化ランタン粒子と、希土類アルミニウムガーネット系蛍光体粒子と、酸化アルミニウム粒子とを、以下の表1に示す含有率(希土類アルミニウムガーネット系蛍光体粒子と酸化アルミニウム粒子と酸化イットリウム粒子あるいは酸化ランタン粒子の合計量に対する配合割合(質量%))となるように秤量したこと以外は実施例1と同様にして、比較例2および3に係るセラミックス複合体を得た。
各実施例及び比較例のセラミックス複合体のサンプルに対して、レーザーダイオードから波長が455nmのレーザー光を入射光の光径が3.5mmとなるように照射し、レーザー光の光径をサンプルの第1の主面に入射される入射光の光径とした。セラミックス複合体の第2の主面から出射された出射光の光径は、各実施例及び比較例のセラミックス複合体のサンプルから出射された光の発光輝度を色彩輝度計で測定し、得られた発光スペクトルにおいて最大輝度を示す位置を中心(測定中心)とし、発光スペクトルにおいて最大輝度の100分の1となる輝度(1/100輝度)となる2か所の位置の測定中心からの距離(mm)を絶対値として測定し、最大輝度から最大輝度の1/100輝度となる2か所の位置の測定中心からの距離(mm)の絶対値の和を第2の主面から出射された出射光の光径として測定した。第1の主面に入射される入射光の光径に対する第2の主面から出射された出射光の光径の比である光径比を求めた。さらに、比較例1の光径比を基準として、各実施例および比較例の光径比を相対的な光径比として算出した。
各実施例及び比較例のセラミックス複合体における発光効率(%)は、以下のように測定した。まず、各実施例及び比較例のセラミックス複合体のサンプルに対して、レーザーダイオードから波長が455nmのレーザー光を入射光の光径が3.5mmとなるように照射してサンプルに入射し、サンプルから出射された光の放射束を、積分球で測定した。次に、比較例1の放射束を100%とし、比較例1の放射束に対する各実施例及び比較例のサンプルを測定した放射束を相対光束(%)とした。さらに、その相対光束(%)を、上述の光径比で除することで得た値を相対的な発光効率(%)とした。
以上の結果を、以下の表2に示す。なお、各実施例及び比較例におけるセラミックス複合体の相対密度(%)は、上述したように式(1)から式(3)を使って算出した。
Claims (10)
- 希土類アルミニウムガーネット系蛍光体と、酸化アルミニウムと、酸化ルテチウムとを含み、前記希土類アルミニウムガーネット系蛍光体と前記酸化アルミニウムと前記酸化ルテチウムの合計量を100質量%として、前記希土類アルミニウムガーネット系蛍光体の含有率が、15質量%以上50質量%以下であり、前記酸化ルテチウムの含有率が、0.2質量%以上4.5質量%以下である、セラミックス複合体。
- 前記希土類アルミニウムガーネット系蛍光体が、下記組成式(I)で表される組成を有する、請求項1に記載のセラミックス複合体。
(Ln1−aCea)3(AlcGab)5O12 (I)
(式(I)中、Lnは、Y、Gd、Lu及びTbのうちから選ばれる少なくとも1種であり、a、b及びcは、0<a≦0.022、0≦b≦0.4、0<c≦1.1、0.9≦b+c≦1.1を満たす数である。) - 前記セラミックス複合体が、光の入射面となる第1の主面と、前記第1の主面とは反対側に位置し、光の出射面となる第2の主面とを有する板状体であり、前記板状体の板厚が90μm以上300μm以下である、請求項1または2に記載のセラミックス複合体。
- 前記第1の主面に入射される入射光の光径に対する前記第2の主面から出射された出射光の光径の比が、0.4以上1.0未満の範囲内である、請求項1から3のいずれか一項に記載のセラミックス複合体。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載のセラミックス複合体と、半導体レーザーを含む励起光源とを備えた、プロジェクター。
- 希土類アルミニウムガーネット系蛍光体粒子と、酸化アルミニウム粒子と、酸化ルテチウム粒子とを含み、前記希土類アルミニウムガーネット蛍光体粒子と前記酸化アルミニウム粒子と前記酸化ルテチウム粒子の合計量を100質量%として、前記希土類アルミニウムガーネット蛍光体粒子の含有率が、15質量%以上50質量%以下であり、前記酸化ルテチウム粒子の含有率が、0.2質量%以上4.5質量%以下である成形体を準備し、
前記成形体を大気雰囲気で焼成し、相対密度が90%以上100%未満であるセラミックス複合体を得ることを含む、セラミックス複合体の製造方法。 - 前記焼成の温度が、1400℃以上1800℃以下の範囲内である、請求項6に記載のセラミックス複合体の製造方法。
- 前記焼成の後、還元雰囲気でアニール処理することを含む、請求項6または7に記載のセラミックス複合体の製造方法。
- 前記アニール処理の温度が、1000℃以上1600℃以下の範囲内である、請求項8に記載のセラミックス複合体の製造方法。
- 前記希土類アルミニウムガーネット系蛍光体粒子が、下記式(I)で表される組成を含む、請求項6から9のいずれか一項に記載のセラミックス複合体の製造方法。
(Ln1−aCea)3(AlcGab)5O12 (I)
(式(I)中、Lnは、Y、Gd、Lu及びTbのうちから選ばれる少なくとも1種であり、a、b及びcは、0<a≦0.022、0≦b≦0.4、0<c≦1.1、0.9≦b+c≦1.1を満たす数である。)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018230118A JP7260740B2 (ja) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | セラミックス複合体、それを用いた発光装置及びセラミックス複合体の製造方法 |
US16/704,477 US11319486B2 (en) | 2018-12-07 | 2019-12-05 | Ceramic complex light emitting device using the same, and method for producing ceramic complex |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018230118A JP7260740B2 (ja) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | セラミックス複合体、それを用いた発光装置及びセラミックス複合体の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020090424A true JP2020090424A (ja) | 2020-06-11 |
JP7260740B2 JP7260740B2 (ja) | 2023-04-19 |
Family
ID=70972468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018230118A Active JP7260740B2 (ja) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | セラミックス複合体、それを用いた発光装置及びセラミックス複合体の製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11319486B2 (ja) |
JP (1) | JP7260740B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11851375B2 (en) | 2020-06-30 | 2023-12-26 | Nichia Corporation | Ceramic complex and method for producing the same |
US11927342B2 (en) | 2020-06-16 | 2024-03-12 | Signify Holding B.V. | High-intensity light source with high CRI |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115838286B (zh) * | 2022-12-26 | 2023-12-08 | 江苏师范大学 | 一种高显指白光led/ld用荧光陶瓷制备与应用 |
CN115894028B (zh) * | 2022-12-30 | 2023-07-14 | 江苏师范大学 | 一种用于交变电场指示的发光陶瓷及其制备方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120178193A1 (en) * | 2009-09-30 | 2012-07-12 | Bright Crystals Technology, Inc. | Method for manufacturing led with transparent ceramics |
JP2013227481A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-11-07 | Covalent Materials Corp | セラミックス複合体 |
JP2015179719A (ja) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | 日亜化学工業株式会社 | 蛍光体板、発光装置及び蛍光体板の製造方法、発光装置の製造方法 |
JP2016138034A (ja) * | 2014-03-03 | 2016-08-04 | クアーズテック株式会社 | 波長変換焼成体 |
JP2016204563A (ja) * | 2015-04-24 | 2016-12-08 | 太平洋セメント株式会社 | 蛍光部材、その製造方法および発光装置 |
JP2018141035A (ja) * | 2017-02-27 | 2018-09-13 | 日本特殊陶業株式会社 | 光波長変換部材及び発光装置 |
JP2018172628A (ja) * | 2017-02-28 | 2018-11-08 | 日亜化学工業株式会社 | 波長変換部材の製造方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6075712B2 (ja) | 2013-03-25 | 2017-02-08 | ウシオ電機株式会社 | 発光デバイス |
JP2014234487A (ja) | 2013-06-05 | 2014-12-15 | 日本電気硝子株式会社 | 波長変換部材及び発光デバイス |
JP2017058550A (ja) | 2015-09-17 | 2017-03-23 | 宇部興産株式会社 | 多結晶セラミックス光変換部材、その製造方法、および発光装置 |
US20200161506A1 (en) * | 2018-11-21 | 2020-05-21 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Method for Producing a Ceramic Converter Element, Ceramic Converter Element, and Optoelectronic Component |
-
2018
- 2018-12-07 JP JP2018230118A patent/JP7260740B2/ja active Active
-
2019
- 2019-12-05 US US16/704,477 patent/US11319486B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120178193A1 (en) * | 2009-09-30 | 2012-07-12 | Bright Crystals Technology, Inc. | Method for manufacturing led with transparent ceramics |
JP2013227481A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-11-07 | Covalent Materials Corp | セラミックス複合体 |
JP2016138034A (ja) * | 2014-03-03 | 2016-08-04 | クアーズテック株式会社 | 波長変換焼成体 |
JP2015179719A (ja) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | 日亜化学工業株式会社 | 蛍光体板、発光装置及び蛍光体板の製造方法、発光装置の製造方法 |
JP2016204563A (ja) * | 2015-04-24 | 2016-12-08 | 太平洋セメント株式会社 | 蛍光部材、その製造方法および発光装置 |
JP2018141035A (ja) * | 2017-02-27 | 2018-09-13 | 日本特殊陶業株式会社 | 光波長変換部材及び発光装置 |
JP2018172628A (ja) * | 2017-02-28 | 2018-11-08 | 日亜化学工業株式会社 | 波長変換部材の製造方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS, vol. 613, JPN6023008727, 2014, pages 238 - 243, ISSN: 0005005366 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11927342B2 (en) | 2020-06-16 | 2024-03-12 | Signify Holding B.V. | High-intensity light source with high CRI |
US11851375B2 (en) | 2020-06-30 | 2023-12-26 | Nichia Corporation | Ceramic complex and method for producing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7260740B2 (ja) | 2023-04-19 |
US20200181487A1 (en) | 2020-06-11 |
US11319486B2 (en) | 2022-05-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7260740B2 (ja) | セラミックス複合体、それを用いた発光装置及びセラミックス複合体の製造方法 | |
US11220632B2 (en) | Ceramic complex, light source for projector, and method for producing ceramic complex | |
JP6852780B2 (ja) | 波長変換部材の製造方法 | |
JP6222612B2 (ja) | 透明蛍光サイアロンセラミックスおよびその製造方法 | |
JP6763422B2 (ja) | 波長変換部材の製造方法及び波長変換部材 | |
JP6500172B2 (ja) | 窒化物蛍光体粒子分散型サイアロンセラミックス、蛍光部材 | |
JP2014172940A (ja) | 蛍光体分散セラミックプレート | |
CN116730711A (zh) | 荧光陶瓷及其制备方法、发光装置以及投影装置 | |
JP7140968B2 (ja) | セラミックス複合体、プロジェクター用光源及びセラミックス複合体の製造方法 | |
US11897814B2 (en) | Rare earth aluminate sintered compact and method for producing rare earth aluminate sintered compact | |
JP2019182730A5 (ja) | セラミックス複合体、プロジェクター用光源及びセラミックス複合体の製造方法 | |
JP7089175B2 (ja) | セラミックス複合体、それを用いた発光装置及びセラミックス複合体の製造方法 | |
JP6989789B2 (ja) | 希土類アルミン酸塩焼結体の製造方法 | |
JP7094183B2 (ja) | セラミックス複合体及びその製造方法 | |
JP7343803B2 (ja) | 希土類アルミン酸塩焼結体の製造方法 | |
JP7335506B2 (ja) | セラミックス複合体の製造方法 | |
US20230348331A1 (en) | Rare earth aluminate sintered body and method for producing the same | |
US20240158694A1 (en) | Method for producing rare earth aluminate sintered body | |
US20240076542A1 (en) | Sintered body and method for producing sintered body | |
JP2024031839A (ja) | 焼結体及びその製造方法 | |
TW202408970A (zh) | 燒結體及其製造方法 | |
CN117623759A (zh) | 烧结体及其制造方法 | |
JP2023128050A (ja) | 青色発光透明サイアロンセラミックスおよびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20190731 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211108 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221011 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221018 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221125 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230307 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230320 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7260740 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |