JP2020193142A - Method of producing sintered wavelength conversion body - Google Patents

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Abstract

To provide a method for producing a sintered wavelength conversion body that emits light when irradiated with excitation light.SOLUTION: A method for producing a sintered wavelength conversion body, comprising: preparing a molded body from a mixture containing α-SiAlON phosphor and aluminum oxide particles having a Ga content of 15 mass ppm or less; and subjecting the molded body to a primary sintering at a temperature within the range of 1,370 to 1,600°C to obtain a first sintered body.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、波長変換焼結体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a wavelength conversion sintered body.

発光ダイオード(Light Emitting Diode、以下「LED」ともいう。)やレーザーダイオード(Laser Diode、以下「LD」ともいう。)の発光素子を用いた発光装置は、光源である発光素子と、発光素子からの発光の一部を吸収して異なる波長に変換する波長変換部材とを備える。このような発光装置は、例えば、車載用や室内照明用の発光装置、液晶表示装置のバックライト光源、イルミネーション、プロジェクター用の光源装置などの広範囲の分野で利用されている。 A light emitting device using a light emitting diode (Light Emitting Diode, hereinafter also referred to as "LED") or a laser diode (Laser Diode, hereinafter also referred to as "LD") is composed of a light emitting element which is a light source and a light emitting element. It is provided with a diode conversion member that absorbs a part of the light emitted from the light and converts it into a different diode. Such light emitting devices are used in a wide range of fields such as light emitting devices for automobiles and indoor lighting, backlight light sources for liquid crystal display devices, illuminations, and light source devices for projectors.

そのような発光装置に用いられる蛍光体として、例えば、希土類アルミン酸塩蛍光体や、特許文献1に開示された波長変換部材に含まれるα−サイアロン蛍光体などの蛍光体が知られている。また、蛍光体を含む波長変換部材として、例えば、特許文献2には、ガラスと蛍光体とを混合し、ガラスを溶融させ固化させた焼結体からなる波長変換部材も開示されている。 As the phosphor used in such a light emitting device, for example, a rare earth aluminate phosphor and a phosphor such as an α-sialon phosphor contained in the wavelength conversion member disclosed in Patent Document 1 are known. Further, as a wavelength conversion member containing a phosphor, for example, Patent Document 2 also discloses a wavelength conversion member made of a sintered body obtained by mixing glass and a phosphor and melting and solidifying the glass.

国際公報第2015/133612号International Publication No. 2015/133612 特開2014−234487号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-234487

しかしながら、特許文献1及び2に開示される波長変換部材は、発光装置を構成したとき、蛍光体からの放熱性が不十分となる場合がある。また、特許文献2に開示されている波長変換部材は、ガラス成分が焼結体の形成時に蛍光体の組成に作用して、蛍光体の発光に悪影響を及ぼす場合がある。これらの事情により、波長変換部材の発光強度の低下が懸念される。
そこで本発明は、所望の発光強度が得られる波長変換焼結体の製造方法を提供することを目的とする。
However, the wavelength conversion member disclosed in Patent Documents 1 and 2 may have insufficient heat dissipation from the phosphor when the light emitting device is configured. Further, in the wavelength conversion member disclosed in Patent Document 2, the glass component may act on the composition of the phosphor during the formation of the sintered body, which may adversely affect the light emission of the phosphor. Due to these circumstances, there is a concern that the emission intensity of the wavelength conversion member may decrease.
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a wavelength-converted sintered body in which a desired emission intensity can be obtained.

本発明の一態様は、α−サイアロン蛍光体と、酸化アルミニウム粒子とを含み、Gaの含有量が15質量ppm以下である混合物の成形体を準備することと、前記成形体を、1370℃以上1600℃以下の範囲内の温度で一次焼成し、第一の焼結体を得ることを含む、波長変換焼結体の製造方法である。 One aspect of the present invention is to prepare a molded product of a mixture containing an α-sialon phosphor and aluminum oxide particles and having a Ga content of 15 mass ppm or less, and to prepare the molded product at 1370 ° C. or higher. This is a method for producing a wavelength conversion sintered body, which comprises first firing at a temperature in the range of 1600 ° C. or lower to obtain a first sintered body.

本発明によれば、所望の発光強度が得られる波長変換焼結体の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a wavelength conversion sintered body capable of obtaining a desired emission intensity.

図1は、波長変換焼結体の製造方法を示すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing a method for manufacturing a wavelength conversion sintered body. 図2は、波長変換焼結体の製造方法を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a method for manufacturing a wavelength conversion sintered body. 図3は、実施例7に係る波長変換焼結体の外観写真である。FIG. 3 is an external photograph of the wavelength conversion sintered body according to Example 7. 図4は、比較例1に係る波長変換焼結体の外観写真である。FIG. 4 is an external photograph of the wavelength conversion sintered body according to Comparative Example 1. 図5は、比較例2に係る波長変換焼結体の外観写真である。FIG. 5 is an external photograph of the wavelength conversion sintered body according to Comparative Example 2.

以下、本発明に係る波長変換焼結体の製造方法の一実施形態を説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は、以下の波長変換焼結体の製造方法に限定されない。なお、色名と色度座標との関係、光の波長範囲と単色光の色名との関係等は、JIS Z8110に従う。 Hereinafter, an embodiment of a method for producing a wavelength conversion sintered body according to the present invention will be described. However, the embodiments shown below are examples for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the following method for producing a wavelength conversion sintered body. The relationship between the color name and the chromaticity coordinate, the relationship between the wavelength range of light and the color name of monochromatic light, and the like are in accordance with JIS Z8110.

波長変換焼結体の製造方法
波長変換焼結体の製造方法は、α−サイアロン蛍光体と、酸化アルミニウム粒子とを含み、必要に応じて希土類アルミン酸塩を含んでいてもよい、Gaの含有量が15質量ppm以下である混合物の成形体を準備することと、前記成形体を、1370℃以上1600℃以下の範囲内の温度で一次焼成し、第一の焼結体を得ることを含む。第一の焼結体からなる波長変換焼結体は、少なくともα−サイアロン蛍光体と、酸化アルミニウムとを含むが、これらに加え、さらに希土類アルミン酸塩蛍光体を含んでいてもよい。第一の焼結体からなる波長変換焼結体は、熱伝導率が比較的高い材料である酸化アルミニウムを含むため、例えばガラス成分を含むものよりも放熱性を向上させることができる。
Method for producing wavelength-converted sintered body The method for producing a wavelength-converted sintered body includes α-sialone phosphor and aluminum oxide particles, and may contain rare earth aluminate if necessary. This includes preparing a molded product of a mixture having an amount of 15 mass ppm or less, and primary firing the molded product at a temperature in the range of 1370 ° C. or higher and 1600 ° C. or lower to obtain a first sintered body. .. The wavelength conversion sintered body composed of the first sintered body contains at least an α-sialon phosphor and aluminum oxide, but in addition to these, a rare earth aluminate phosphor may be further contained. Since the wavelength conversion sintered body made of the first sintered body contains aluminum oxide, which is a material having a relatively high thermal conductivity, heat dissipation can be improved as compared with those containing, for example, a glass component.

α−サイアロン蛍光体と、酸化アルミニウム粒子とを含み、必要に応じて希土類アルミン酸塩蛍光体を含んでいてもよい混合物を成形し、この成形体を焼結して焼結体を得る。このとき、混合物中に酸化ガリウム(Ga)が極微量含まれていると、酸化ガリウムが酸化アルミニウム粒子の焼結を阻害して、焼結体中に空隙が形成され、第一の焼結体の相対密度が低くなる場合がある。相対密度が低い焼結体は、励起光が焼結体中の空隙で散乱し、又は、空隙によって入射された励起光が焼結体から抜け出てしまい、蛍光体によって波長変換される効率が低下し、発光強度が低下する場合がある。また、混合物中に酸化ガリウムが含まれていると、酸化物中のGaとα−サイアロン蛍光体が反応して、α−サイアロン蛍光体の体色がくすみ、波長変換焼結体から発する光の色度が変化する場合がある。混合物中に酸化ガリウムが含まれる場合に、酸化アルミニウム粒子の焼結が阻害され、α−サイアロン蛍光体の体色が変化する理由は明らかではない。例えば酸化ガリウムは1700℃から1900℃と比較的融点が低い。混合物中に酸化ガリウムが含まれる場合には、比較的融点が低い酸化ガリウムによって、酸化アルミニウム粒子の焼結が阻害され、酸化物中のGaとα−サイアロン蛍光体が反応しやすくなると推測される。成形体を一次焼成する温度が、1370℃以上の場合には、混合物中に微量の酸化ガリウムが含まれている場合であっても、酸化アルミニウム粒子と反応する前に、融点の低い酸化ガリウムが蒸散する。そのため、酸化ガリウムによる酸化アルミニウム粒子の焼結阻害が抑制され、酸化ガリウム中のGaとα−サイアロン蛍光体との反応が抑制されやすい傾向がある。成形体を一次焼成する温度が、例えば1370℃未満の場合には、混合物中に、微量の酸化ガリウムが含まれていても、酸化ガリウムが蒸散せずに酸化アルミニウム粒子の焼結を阻害する場合があり、得られる第一の焼結体に空隙が多く存在することで、焼結体中で光の散乱が大きくなり過ぎて、発光強度が低下する傾向がある。本明細書において、微量の酸化ガリウムが含まれている場合とは、混合物中のGaの含有量(以下、「Ga量」とも称する。)が15質量ppm以下であることをいう。α−サイアロン蛍光体と、酸化アルミニウム粒子とを含み、必要に応じて希土類アルミン酸塩蛍光体を含む混合物中のGa量は、より好ましくは12質量ppm以下であり、さらに好ましくは10質量ppm以下であり、0.01質量ppm以上であってもよく、0.1質量ppm以上であってもよい。 A mixture containing an α-sialon phosphor and aluminum oxide particles and optionally containing a rare earth aluminate phosphor is formed, and the molded body is sintered to obtain a sintered body. At this time, if gallium oxide (Ga 2 O 3 ) is contained in a very small amount in the mixture, gallium oxide inhibits the sintering of aluminum oxide particles, and voids are formed in the sintered body. The relative density of the sintered body may be low. In a sintered body having a low relative density, the excitation light is scattered in the voids in the sintered body, or the excitation light incidented by the voids escapes from the sintered body, and the efficiency of wavelength conversion by the phosphor is reduced. However, the emission intensity may decrease. In addition, when gallium oxide is contained in the mixture, Ga in the oxide reacts with the α-sialon phosphor, the body color of the α-sialon phosphor becomes dull, and the light emitted from the wavelength conversion sintered body becomes dull. The chromaticity may change. It is not clear why the sintering of aluminum oxide particles is inhibited and the body color of the α-sialon phosphor changes when gallium oxide is contained in the mixture. For example, gallium oxide has a relatively low melting point of 1700 ° C to 1900 ° C. When gallium oxide is contained in the mixture, it is presumed that gallium oxide, which has a relatively low melting point, inhibits the sintering of aluminum oxide particles and facilitates the reaction between Ga in the oxide and the α-sialon phosphor. .. When the temperature at which the molded product is first fired is 1370 ° C. or higher, gallium oxide having a low melting point is released before reacting with the aluminum oxide particles even if the mixture contains a small amount of gallium oxide. Evaporate. Therefore, the inhibition of sintering of aluminum oxide particles by gallium oxide is suppressed, and the reaction between Ga in gallium oxide and the α-sialon phosphor tends to be suppressed easily. When the temperature at which the molded product is first fired is, for example, less than 1370 ° C., even if a small amount of gallium oxide is contained in the mixture, gallium oxide does not evaporate and inhibits sintering of aluminum oxide particles. Due to the presence of many voids in the obtained first sintered body, light scattering tends to be too large in the sintered body, and the emission intensity tends to decrease. In the present specification, the case where a small amount of gallium oxide is contained means that the content of Ga in the mixture (hereinafter, also referred to as “Ga amount”) is 15 mass ppm or less. The amount of Ga in the mixture containing the α-sialon phosphor and the aluminum oxide particles and, if necessary, the rare earth aluminate phosphor is more preferably 12 mass ppm or less, still more preferably 10 mass ppm or less. It may be 0.01 mass ppm or more, or 0.1 mass ppm or more.

成形体を構成する混合物に含まれるGaの含有量が15質量ppm以下であり、一次焼成の温度が1370℃以上であれば、一次焼成における酸化アルミニウム粒子の焼結阻害が起こり難くなる。これにより、第一の焼結体は、相対密度が高くなり、励起光からの光を所望の色度に波長変換することのできる波長変換焼結体を構成することができる。混合物に含まれるGaは、例えば誘導結合プラズマ発光分析装置(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy:ICP−AES)を用いて、混合物に含まれる元素の元素分析を行い、得られた元素分析の結果によって、Gaの含有量を測定することができる。または、原料となるα−サイアロン蛍光体、酸化アルミニウム粒子、又は希土類アルミン酸塩蛍光体に含まれるGa量をICP−AESによって測定し、各原料中に含まれるGa量と、各原料の混合物中の配合比率から混物に含まれるGa量を算出することもできる。 When the content of Ga contained in the mixture constituting the molded product is 15 mass ppm or less and the temperature of the primary firing is 1370 ° C. or higher, the sintering inhibition of the aluminum oxide particles in the primary firing is less likely to occur. As a result, the first sintered body can form a wavelength-converted sintered body in which the relative density is increased and the light from the excitation light can be wavelength-converted to a desired chromaticity. Ga contained in the mixture is subjected to elemental analysis of the elements contained in the mixture using, for example, an inductively coupled plasma atomic emission spectroscopic (ICP-AES), and the results of the elemental analysis obtained are obtained. The Ga content can be measured. Alternatively, the amount of Ga contained in the α-sialon phosphor, aluminum oxide particles, or rare earth aluminate phosphor as a raw material is measured by ICP-AES, and the amount of Ga contained in each raw material and the mixture of each raw material are used. It is also possible to calculate the amount of Ga contained in the mixture from the blending ratio of.

第一の焼結体は、α−サイアロン蛍光体と、酸化アルミニウム粒子とを含み、必要に応じて希土類アルミン酸塩蛍光体を含んでいてもよく、Gaの含有量が15質量ppm以下である混合物の成形体を一次焼成して得られる。そのため、α−サイアロン蛍光体は、結晶構造の一部が分解されることなく、α−サイアロン蛍光体の結晶構造を維持する。また、α−サイアロン蛍光体は、酸化ガリウムに含まれるGaと反応して体色がくすむことなく、酸化アルミニウム粒子及び希土類アルミン酸塩蛍光体と共に焼き固まり、励起光によって所望の発光ピーク波長を有する光を発する波長変換焼結体を得ることができる。 The first sintered body contains an α-sialon phosphor and aluminum oxide particles, and may contain a rare earth aluminate phosphor if necessary, and has a Ga content of 15 mass ppm or less. It is obtained by primary firing the molded product of the mixture. Therefore, the α-sialone phosphor maintains the crystal structure of the α-sialon phosphor without partially decomposing the crystal structure. In addition, the α-sialon phosphor reacts with Ga contained in gallium oxide to be hardened together with aluminum oxide particles and a rare earth aluminate phosphor without dull body color, and has a desired emission peak wavelength by excitation light. A wavelength-converted sintered body that emits light can be obtained.

α−サイアロン蛍光体のような酸窒化物蛍光体は、酸化アルミニウム粒子とともに焼成すると、酸窒化物蛍光体の組成に含まれる窒素と酸化物中の酸素が反応しやすい。そのため、α−サイアロン蛍光体の結晶構造が変化してしまい、実用可能な程度に発光する蛍光体を含む焼結体が得られないと推測されていた。しかしながら、酸化アルミニウムは、比較的熱による組成変化を受け難く、酸化アルミニウムが分解して酸素を発生することが少なく、α−サイアロン蛍光体が悪影響を受け難い。そのため、酸化アルミニウム粒子を用いて焼結体を形成してもα−サイアロン蛍光体の発光に悪影響を及ぼし難い。さらに混合物中のGaの含有量も15質量ppm以下であるため、酸化アルミニウム粒子の焼結も阻害されず、励起光を所望の色度に波長変換し、発光強度の高い波長変換焼結体を得ることができる。 When an oxynitride phosphor such as an α-sialone phosphor is fired together with aluminum oxide particles, nitrogen contained in the composition of the oxynitride phosphor and oxygen in the oxide easily react with each other. Therefore, it was speculated that the crystal structure of the α-sialon phosphor would change, and a sintered body containing the phosphor that emits light to a practical extent could not be obtained. However, aluminum oxide is relatively less susceptible to changes in composition due to heat, aluminum oxide is less likely to be decomposed to generate oxygen, and the α-sialon phosphor is less likely to be adversely affected. Therefore, even if a sintered body is formed using aluminum oxide particles, it is unlikely to adversely affect the light emission of the α-sialon phosphor. Furthermore, since the Ga content in the mixture is 15 mass ppm or less, the sintering of aluminum oxide particles is not hindered, the excitation light is wavelength-converted to a desired chromaticity, and a wavelength-converted sintered body having high emission intensity is obtained. Obtainable.

酸化アルミニウムに含まれるアルミニウムは、ガリウムと同じ第13族元素であり、酸化アルミニウム中には、微量のガリウムが例えば酸化物又は複合酸化物となって含まれている場合がある。また、希土類アルミン酸塩蛍光体は、その組成や製造方法によって、Gaを含む場合がある。成形体を構成する混合物中に酸化アルミニウムを含み、必要に応じて希土類アルミン酸塩蛍光体を含む場合であっても、混合物中のGaの含有量が15質量ppm以下であれば、α−サイアロン蛍光体の体色がくすむことなく、酸化アルミニウムの焼結が阻害されることなく、α−サイアロン蛍光体、酸化アルミニウム粒子及び希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第一の焼結体を得ることができる。 Aluminum contained in aluminum oxide is the same Group 13 element as gallium, and a small amount of gallium may be contained in aluminum oxide as, for example, an oxide or a composite oxide. Further, the rare earth aluminate phosphor may contain Ga depending on its composition and production method. Even when aluminum oxide is contained in the mixture constituting the molded product and, if necessary, a rare earth aluminate phosphor is contained, if the Ga content in the mixture is 15% by mass or less, α-sialon. It is possible to obtain a first sintered body containing an α-sialon phosphor, aluminum oxide particles and a rare earth aluminate phosphor without dull body color of the phosphor and without inhibiting the sintering of aluminum oxide. it can.

α−サイアロン蛍光体
α−サイアロン蛍光体は、下記式(I)で表される組成を有することが好ましい。
Si12−(m+n)Alm+n16−n:Eu (I)
(式(I)中、Mは、Li、Mg、Ca、Sr、Y及びランタノイド元素(但し、LaとCeを除く。)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、k、m、nは、0<k≦2.0、2.0≦m≦6.0、0≦n≦1.0を満たす数である。)
α−サイアロン蛍光体は、下記式(II)で表される組成を有してもよい。
Ca(Si,Al)12(O,N)16:Eu (II)
(式(II)中、vは0<v≦2を満たす数である。)
なお、本明細書において、蛍光体の組成を表す式中、コロン(:)の前は母体結晶を構成する元素及びそのモル比を表し、コロン(:)の後は賦活元素を表す。また、カンマ(,)で区切られて記載されている複数の元素は、これら複数の元素のうち少なくとも一種の元素を組成中に含有していることを意味する。組成式中のカンマ(,)で区切られて記載されている複数の元素は、組成中にカンマで区切られた複数の元素から選ばれる少なくとも1種の元素を含み、前記複数の元素から2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。
α-Sialon Fluorescent Form The α-sialon fluorescent substance preferably has a composition represented by the following formula (I).
M k Si 12- (m + n) Al m + n On N 16-n : Eu (I)
(In formula (I), M is at least one element selected from the group consisting of Li, Mg, Ca, Sr, Y and lanthanoid elements (excluding La and Ce), and k, m, n is a number that satisfies 0 <k ≦ 2.0, 2.0 ≦ m ≦ 6.0, and 0 ≦ n ≦ 1.0.)
The α-sialone phosphor may have a composition represented by the following formula (II).
Ca v (Si, Al) 12 (O, N) 16: Eu (II)
(In formula (II), v is a number that satisfies 0 <v≤2.)
In the present specification, in the formula expressing the composition of the phosphor, the element before the colon (:) represents the element constituting the parent crystal and its molar ratio, and after the colon (:), the activating element is represented. In addition, the plurality of elements separated by commas (,) mean that at least one element among these plurality of elements is contained in the composition. The plurality of elements described separated by commas (,) in the composition formula include at least one element selected from the plurality of elements separated by commas in the composition, and two kinds from the plurality of elements. The above may be included in combination.

第一の焼結体の原料として用いるα−サイアロン蛍光体は、粉体であることが好ましい。α−サイアロン蛍光体は、組成中にGaと同族の第13族元素であるアルミニウム(Al)を含んでいるが、α−サイアロン蛍光体は、上述のとおり微量の酸化ガリウム中のGaと反応して体色がくすみやすいため、α−サイアロン蛍光体中にGaを含むことは少なく、例えば酸化物としてGaを含む場合であっても、そのGa量は、例えばICP−AESによって測定されるGa量が、検出限界未満であり、20質量ppm未満である。α−サイアロン蛍光体のレーザー回折粒度分布測定法によって測定した体積メジアン径は、好ましくは2μm以上30μm以下の範囲内であり、より好ましくは3μm以上25μm以下の範囲内であり、さらに好ましくは4μm以上20μm以下の範囲内であり、よりさらに好ましくは5μm以上15μm以下の範囲内である。α−サイアロン蛍光体の体積メジアン径が2μm以上であると、α−サイアロン蛍光体を混合物中で略均一に分散させて、成形体中においてもα−サイアロン蛍光体を略均一に分散させることができる。α−サイアロン蛍光体の体積メジアン径が30μm以下であると、波長変換焼結体中の空隙が少なくなるので発光強度を高くすることができる。本明細書において、α−サイアロン蛍光体の体積メジアン径とは、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による体積基準の粒度分布における小径側からの体積累積頻度が50%に達する粒径(体積メジアン径)をいう。レーザー回折粒度分布測定法には、例えばレーザー回折粒度分布測定装置(製品名:MASTER SIZER3000、MALVERN社製)を用いて測定することができる。 The α-sialon phosphor used as a raw material for the first sintered body is preferably a powder. The α-sialone phosphor contains aluminum (Al), which is a Group 13 element of the same family as Ga, in its composition, but the α-sialon phosphor reacts with Ga in a trace amount of gallium oxide as described above. Since the body color tends to be dull, Ga is rarely contained in the α-sialon phosphor. For example, even when Ga is contained as an oxide, the amount of Ga is, for example, the amount of Ga measured by ICP-AES. However, it is less than the detection limit and less than 20 mass ppm. The volume median diameter measured by the laser diffraction particle size distribution measurement method of the α-sialon phosphor is preferably in the range of 2 μm or more and 30 μm or less, more preferably in the range of 3 μm or more and 25 μm or less, and further preferably 4 μm or more. It is in the range of 20 μm or less, and more preferably in the range of 5 μm or more and 15 μm or less. When the volume median diameter of the α-sialon phosphor is 2 μm or more, the α-sialon phosphor can be dispersed substantially uniformly in the mixture, and the α-sialon phosphor can be dispersed substantially uniformly even in the molded product. it can. When the volume median diameter of the α-sialon phosphor is 30 μm or less, the voids in the wavelength conversion sintered body are reduced, so that the emission intensity can be increased. In the present specification, the volume median diameter of the α-sialon phosphor is the particle size (volume median diameter) at which the cumulative volume frequency from the small diameter side in the volume-based particle size distribution measured by the laser diffraction / scattering particle size distribution measurement method reaches 50%. ). The laser diffraction particle size distribution measuring method can be measured using, for example, a laser diffraction particle size distribution measuring device (product name: MASTER SIZER3000, manufactured by MALVERN).

成形体を構成する混合物100質量%に対して、α−サイアロン蛍光体の含有量は、仕込みの質量割合で、好ましくは0.1質量%以上40質量%以下の範囲内であり、より好ましくは0.5質量%以上38質量%以下の範囲内であり、さらに好ましくは0.8質量%以上35質量%以下の範囲内であり、よりさらに好ましくは1質量%以上30質量%以下の範囲内である。成形体を構成する混合物100質量%に対して、α−サイアロン蛍光体の含有量が0.1質量%以上40質量%以下の範囲内であると、発光強度が高い波長変換焼結体を得ることができる。成形体を構成する混合物中のα−サイアロン蛍光体の含有量が0.1質量%未満であると、所望の発光強度を有する波長変換焼結体を得ることができない。また、成形体を構成する混合物中のα−サイアロン蛍光体の含有量が40質量%を超えると、相対的にアルミナ粒子の含有量が少なくなり、得られる波長変換焼結体の密度が低くなり、機械的な強度が低下する場合がある。また、α−サイアロン蛍光体の含有量が40質量%を超えると、例えば所望の色調及び発光強度を得るために、波長変換焼結体の厚さを薄くしなければならず、波長変換焼結体として所望の強度が得られず、取り扱いが困難となる場合がある。 The content of the α-sialon phosphor is preferably in the range of 0.1% by mass or more and 40% by mass or less in terms of the mass ratio of the charged material with respect to 100% by mass of the mixture constituting the molded product, and more preferably. It is in the range of 0.5% by mass or more and 38% by mass or less, more preferably in the range of 0.8% by mass or more and 35% by mass or less, and even more preferably in the range of 1% by mass or more and 30% by mass or less. Is. When the content of the α-sialon phosphor is in the range of 0.1% by mass or more and 40% by mass or less with respect to 100% by mass of the mixture constituting the molded body, a wavelength conversion sintered body having high emission intensity is obtained. be able to. If the content of the α-sialon phosphor in the mixture constituting the molded product is less than 0.1% by mass, a wavelength-converted sintered body having a desired emission intensity cannot be obtained. Further, when the content of the α-sialon phosphor in the mixture constituting the molded product exceeds 40% by mass, the content of alumina particles becomes relatively small, and the density of the obtained wavelength conversion sintered body becomes low. , Mechanical strength may decrease. Further, when the content of the α-sialon phosphor exceeds 40% by mass, the thickness of the wavelength conversion sintered body must be reduced in order to obtain a desired color tone and emission intensity, for example, and the wavelength conversion sintered body must be thinned. It may be difficult to handle because the desired strength of the body cannot be obtained.

酸化アルミニウム粒子
第一の焼結体の原料として用いる酸化アルミニウム粒子は、酸化アルミニウムの純度が、好ましくは99.0質量%以上であり、より好ましくは99.5質量%以上である。酸化アルミニウムの純度が99.0質量%以上である酸化アルミニウム粒子を含む混合物からなる成形体を焼成して得られる第一の焼結体又は後述する第二の焼結体は、透光性が高くなることによって発光強度が高い波長変換焼結体を得ることができる。酸化アルミニウム粒子の純度が高いほど、例えば酸化ガリウム等のGaを含む量が少なくなり、α−サイアロン蛍光体と、酸化アルミニウム粒子とを含み、必要に応じて希土類アルミン酸塩蛍光体を含んでいてもよい混合物に含まれるGa量を少なくすることができる。市販の酸化アルミニウム粒子を用いた場合には、酸化アルミニウムの純度は、カタログに記載された酸化アルミニウムの純度の値を参照することができる。酸化アルミニウムの純度が不明である場合には、酸化アルミニウム粒子の質量を測定した後、酸化アルミニウム粒子を800℃で1時間、大気雰囲気で焼成し、酸化アルミニウム粒子に付着又は吸着されている有機分や水分を除去し、焼成後の酸化アルミニウム粒子の質量を測定し、焼成後の酸化アルミニウム粒子の質量を焼成前の酸化アルミニウム粒子の質量で除すことによって、酸化アルミニウム粒子の純度を測定することができる。酸化アルミニウム粒子の純度は、例えば、以下の計算式(1)によって算出することができる。
Aluminum Oxide Particles The aluminum oxide particles used as the raw material of the first sintered body have an aluminum oxide purity of preferably 99.0% by mass or more, more preferably 99.5% by mass or more. The first sintered body obtained by firing a molded body composed of a mixture containing aluminum oxide particles having a purity of aluminum oxide of 99.0% by mass or more or the second sintered body described later has translucency. A wavelength-converted sintered body having high emission intensity can be obtained by increasing the height. The higher the purity of the aluminum oxide particles, the smaller the amount of Ga such as gallium oxide contained, the α-sialon phosphor and the aluminum oxide particles, and if necessary, the rare earth aluminate phosphor. The amount of Ga contained in the good mixture can be reduced. When commercially available aluminum oxide particles are used, the purity of aluminum oxide can be referred to the value of the purity of aluminum oxide described in the catalog. When the purity of aluminum oxide is unknown, the mass of the aluminum oxide particles is measured, and then the aluminum oxide particles are fired at 800 ° C. for 1 hour in an air atmosphere to produce organic components adhering to or adsorbed on the aluminum oxide particles. The purity of aluminum oxide particles is measured by removing water and water, measuring the mass of aluminum oxide particles after firing, and dividing the mass of aluminum oxide particles after firing by the mass of aluminum oxide particles before firing. Can be done. The purity of the aluminum oxide particles can be calculated by, for example, the following formula (1).

酸化アルミニウム粒子の平均粒径は、好ましくは0.1μm以上1.3μm以下の範囲内であり、より好ましくは0.2μm以上1.0μm以下の範囲内であり、さらに好ましくは0.3μm以上0.8μm以下の範囲内であり、よりさらに好ましくは0.3μm以上0.6μm以下の範囲内である。酸化アルミニウム粒子の平均粒径が、0.1μm以上1.3μm以下の範囲内であると、α−サイアロン蛍光体の粉体と、酸化アルミニウム粒子と、必要に応じて希土類アルミン酸塩蛍光体とを、均一に混合することができ、空隙が少なく密度の高い焼結体からなる波長変換焼結体を製造することができる。本明細書において、酸化アルミニウム粒子の平均粒径とは、フィッシャーサブシーブサイザー法(Fisher Sub−Sieve Sizer、以下「FSSS法」ともいう。)により測定した平均粒径(Fisher Sub−Sieve Sizer’s number)をいう。FSSS法は、空気透過法の一種であり、空気の流動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。 The average particle size of the aluminum oxide particles is preferably in the range of 0.1 μm or more and 1.3 μm or less, more preferably in the range of 0.2 μm or more and 1.0 μm or less, and further preferably in the range of 0.3 μm or more and 0. It is in the range of 8.8 μm or less, and more preferably in the range of 0.3 μm or more and 0.6 μm or less. When the average particle size of the aluminum oxide particles is in the range of 0.1 μm or more and 1.3 μm or less, the powder of the α-sialon phosphor, the aluminum oxide particles, and if necessary, the rare earth aluminate phosphor. Can be uniformly mixed, and a wavelength conversion sintered body made of a sintered body having a small number of voids and a high density can be produced. In the present specification, the average particle size of aluminum oxide particles is defined as the average particle size (Fisher Sub-Sieve Sizar's) measured by the Fisher Sub-Sieve Sizar method (hereinafter, also referred to as “FSSS method”). Number). The FSSS method is a kind of air permeation method, and is a method of measuring the specific surface area by utilizing the flow resistance of air to determine the particle size.

成形体を構成する混合物100質量%に対して、酸化アルミニウム粒子の含有量は、100質量ppm(0.01質量%)以下の範囲で含まれる物質を除き、仕込みの質量割合で混合物中のα−サイアロン蛍光体を除く残部であり、好ましくは60質量%以上99.9質量%以下の範囲内であり、より好ましくは62質量%以上99.5質量%以下の範囲内であり、さらに好ましくは65質量%以上99.2質量%以下の範囲内であり、よりさらに好ましくは70質量%以上99.0質量%以下の範囲内である。成形体を構成する混合物100質量%に対して、酸化アルミニウム粒子の含有量は、100質量ppm(0.01質量%)以下の範囲で含まれる物質を除き、仕込みの質量割合で混合物中のα−サイアロン蛍光体及び希土類アルミン酸塩蛍光体を除く残部であり、好ましくは30質量%以上99.9質量%以下の範囲内であり、より好ましくは35質量%以上99.5質量%以下の範囲内であり、さらに好ましくは40質量%以上99.2質量%以下の範囲内であり、特に好ましくは50質量%以上98質量%以下の範囲内である。 With respect to 100% by mass of the mixture constituting the molded product, the content of the aluminum oxide particles is α in the mixture in the mass ratio of the charge, except for the substances contained in the range of 100% by mass (0.01% by mass) or less. -The balance excluding the sialon phosphor, preferably in the range of 60% by mass or more and 99.9% by mass or less, more preferably in the range of 62% by mass or more and 99.5% by mass or less, and further preferably in the range of 62% by mass or more and 99.5% by mass or less. It is in the range of 65% by mass or more and 99.2% by mass or less, and more preferably 70% by mass or more and 99.0% by mass or less. With respect to 100% by mass of the mixture constituting the molded product, the content of the aluminum oxide particles is α in the mixture in the mass ratio of the charge, except for the substances contained in the range of 100% by mass (0.01% by mass) or less. -The balance excluding the sialon phosphor and the rare earth aluminate phosphor, preferably in the range of 30% by mass or more and 99.9% by mass or less, and more preferably in the range of 35% by mass or more and 99.5% by mass or less. It is in the range of 40% by mass or more and 99.2% by mass or less, and particularly preferably in the range of 50% by mass or more and 98% by mass or less.

酸化アルミニウム粒子を構成する酸化アルミニウムの種類は、特に限定されず、酸化アルミニウムの結晶形態としては、α、γ、δ、θが挙げられるが、いずれの結晶形態の酸化アルミニウムも用いることができる。酸化アルミニウムは、入手しやすく、α−サイアロン蛍光体と酸化アルミニウム粒子とを混合しやすく、成形体を形成しやすいため、α−アルミナを用いることが好ましい。 The type of aluminum oxide constituting the aluminum oxide particles is not particularly limited, and examples of the crystal form of aluminum oxide include α, γ, δ, and θ, and any crystal form of aluminum oxide can be used. It is preferable to use α-alumina because aluminum oxide is easily available, the α-sialon phosphor and aluminum oxide particles are easily mixed, and a molded product is easily formed.

希土類アルミン酸塩蛍光体
成形体を構成する混合物は、希土類アルミン酸塩蛍光体を含んでいてもよい。希土類アルミン酸塩蛍光体は、イットリウムアルミニウムガーネット系の結晶構造を有する蛍光体(以下、「YAG系蛍光体」とも称する。)又はイットリウムをルテチウムに置き換えたルテチウムアルミニウムガーネット系の結晶構造を有する蛍光体(以下、「LAG系蛍光体」とも称する。)を用いることができる。YAG系蛍光体は、例えば(Y,Gd,Tb,Lu)Al12:Ceで表される組成を有する蛍光体を用いることができる。
Rare earth aluminate phosphor The mixture constituting the molded product may contain a rare earth aluminate phosphor. The rare earth aluminate phosphor is a fluorescent substance having an yttrium aluminum garnet-based crystal structure (hereinafter, also referred to as “YAG-based phosphor”) or a fluorescent substance having a yttrium aluminum garnet-based crystal structure in which yttrium is replaced with lutetium. (Hereinafter, also referred to as "LAG-based phosphor") can be used. As the YAG-based phosphor, for example, a phosphor having a composition represented by (Y, Gd, Tb, Lu) 3 Al 5 O 12 : Ce can be used.

YAG系蛍光体は、下記式(III)で表される組成を有することが好ましい。
(Y1−a−bGdCeAl12 (III)
(式(III)中、a及びbは、0≦a≦0.500、0<b≦0.030を満たす数である。)
The YAG-based phosphor preferably has a composition represented by the following formula (III).
(Y 1-ab Gd a Ce b ) 3 Al 5 O 12 (III)
(In formula (III), a and b are numbers satisfying 0 ≦ a ≦ 0.500 and 0 <b ≦ 0.030.)

LAG系蛍光体は、下記式(IV)で表される組成を有することが好ましい。
(Lu1−cCeAl12 (IV)
(式(IV)中、cは、0<c≦0.100を満たす数である。)
The LAG-based phosphor preferably has a composition represented by the following formula (IV).
(Lu 1-c Ce c ) 3 Al 5 O 12 (IV)
(In formula (IV), c is a number satisfying 0 <c ≦ 0.100.)

第一の焼結体の原料として用いる希土類アルミン酸塩蛍光体は、粉体であることが好ましい。希土類アルミン酸塩蛍光体は、Gaを含んでいないことが好ましい。希土類アルミン酸塩蛍光体が、Gaを含む場合であっても、例えばICP−AESによって測定される希土類アルミン酸塩蛍光体を含む混合物中のGa量が、検出限界以下の20質量ppm未満となる量であることが好ましい。希土類アルミン酸塩蛍光体に含まれるGa量を少なくするためには、Ga量が少ない原料を用いて、Ga量が20質量ppm未満の希土類アルミン酸塩蛍光体を製造することが好ましい。市販の希土類アルミン酸塩蛍光体を使用する場合には、例えばICP−AESによって測定されるGa量又はカタログ値のGa量が20質量ppm未満の希土類アルミン酸塩蛍光体を使用することが好ましい。希土類アルミン酸塩蛍光体の平均粒径は、好ましくは1μm以上50μm以下の範囲内であり、より好ましくは1μm以上40μm以下の範囲内であり、さらに好ましくは2μm以上30μm以下の範囲内であり、よりさらに好ましくは2μm以上20μm以下の範囲内であり、特に好ましくは2μm以上15μm以下の範囲内である。希土類アルミン酸塩蛍光体の平均粒径が1μm以上であると、希土類アルミン酸塩蛍光体を混合物中に略均一に分散させて、成形体中に希土類アルミン酸塩蛍光体を略均一に分散させることができる。希土類アルミン酸塩蛍光体の平均粒径が50μm以下であると、波長変換焼結体中の空隙が少なくなるので発光強度を高くすることができる。本明細書において、希土類アルミン酸塩蛍光体の平均粒径とは、FSSS法により測定した平均粒径をいう。 The rare earth aluminate phosphor used as a raw material for the first sintered body is preferably a powder. The rare earth aluminate phosphor preferably does not contain Ga. Even when the rare earth aluminate phosphor contains Ga, the amount of Ga in the mixture containing the rare earth aluminate phosphor measured by, for example, ICP-AES is less than 20 mass ppm below the detection limit. The amount is preferable. In order to reduce the amount of Ga contained in the rare earth aluminate phosphor, it is preferable to produce a rare earth aluminate phosphor having a Ga amount of less than 20 mass ppm by using a raw material having a small amount of Ga. When a commercially available rare earth aluminate phosphor is used, for example, it is preferable to use a rare earth aluminate phosphor having a Ga amount measured by ICP-AES or a Ga amount in the catalog value of less than 20 mass ppm. The average particle size of the rare earth aluminate phosphor is preferably in the range of 1 μm or more and 50 μm or less, more preferably in the range of 1 μm or more and 40 μm or less, and further preferably in the range of 2 μm or more and 30 μm or less. It is even more preferably in the range of 2 μm or more and 20 μm or less, and particularly preferably in the range of 2 μm or more and 15 μm or less. When the average particle size of the rare earth aluminate phosphor is 1 μm or more, the rare earth aluminate phosphor is dispersed substantially uniformly in the mixture, and the rare earth aluminate phosphor is dispersed substantially uniformly in the molded product. be able to. When the average particle size of the rare earth aluminate phosphor is 50 μm or less, the voids in the wavelength conversion sintered body are reduced, so that the emission intensity can be increased. In the present specification, the average particle size of the rare earth aluminate phosphor means the average particle size measured by the FSSS method.

成形体を構成する混合物100質量%に対して、α−サイアロン蛍光体の含有量、又は、α−サイアロン蛍光体と希土類アルミン酸塩蛍光体との合計の含有量が、仕込みの質量割合で、好ましくは0.1質量%以上70質量%以下の範囲内であり、より好ましくは0.5質量%以上65質量%以下の範囲内であり、さらに好ましくは0.8質量%以上60質量%以下の範囲内であり、よりさらに好ましくは1質量%以上55質量%以下の範囲内であり、特に好ましくは2質量%以上50質量%以下の範囲内である。成形体を構成する混合物100質量%に対して、α−サイアロン蛍光体の含有量、又は、α−サイアロン蛍光体と希土類アルミン酸塩蛍光体との合計の含有量が0.1質量%以上70質量%以下の範囲内であれば、発光強度が高い波長変換焼結体を得ることができる。成形体を構成する混合物100質量%に対して、α−サイアロン蛍光体の含有量、又はα−サイアロン蛍光体と希土類アルミン酸塩蛍光体との合計の含有量が0.1質量%未満であると、所望の発光強度を有する波長変換焼結体を得ることができない。また、成形体を構成する混合物100質量%に対するα−サイアロン蛍光体の含有量、又はα−サイアロン蛍光体と希土類アルミン酸塩蛍光体との合計の含有量が70質量%を超えると、相対的に第一の焼結体中に含まれる蛍光体の含有量が多くなるため、所望の発光強度を得るために、又は、所望の色調を得るために、第一の焼結体の厚さを薄くして用いる必要がある。所望の色調を得るために薄くした第一の焼結体では、波長変換焼結体として所望の強度が得られず、取り扱いが困難となる場合がある。また、成形体を構成する混合物100質量%に対するα−サイアロン蛍光体の含有量、又は、α−サイアロン蛍光体と希土類アルミン酸塩蛍光体との合計の含有量が70質量%を超えると、成形体中に含まれる蛍光体の量が多くなり、相対的に酸化アルミニウムの量が少なくなり、得られる第一の焼結体又は後述する第二の焼結体からなる波長変換焼結体の相対密度を高くすることが難しくなる場合がある。 The content of the α-sialon phosphor or the total content of the α-sialon phosphor and the rare earth aluminate phosphor is the mass ratio of the charge to 100% by mass of the mixture constituting the molded product. It is preferably in the range of 0.1% by mass or more and 70% by mass or less, more preferably in the range of 0.5% by mass or more and 65% by mass or less, and further preferably 0.8% by mass or more and 60% by mass or less. It is in the range of 1% by mass or more and 55% by mass or less, and particularly preferably 2% by mass or more and 50% by mass or less. The content of the α-sialon phosphor or the total content of the α-sialon phosphor and the rare earth aluminate phosphor is 0.1% by mass or more and 70% by mass with respect to 100% by mass of the mixture constituting the molded product. If it is within the range of mass% or less, a wavelength conversion sintered body having high emission intensity can be obtained. The content of the α-sialon phosphor or the total content of the α-sialon phosphor and the rare earth aluminate phosphor is less than 0.1% by mass with respect to 100% by mass of the mixture constituting the molded product. Therefore, it is not possible to obtain a wavelength-converted sintered body having a desired emission intensity. Further, when the content of the α-sialon phosphor with respect to 100% by mass of the mixture constituting the molded product or the total content of the α-sialon phosphor and the rare earth aluminate phosphor exceeds 70% by mass, it is relative. Since the content of the fluorescent substance contained in the first sintered body is increased, the thickness of the first sintered body is adjusted in order to obtain a desired emission intensity or a desired color tone. It is necessary to use it thinly. The first sintered body thinned to obtain a desired color tone may not have the desired strength as a wavelength conversion sintered body, and may be difficult to handle. Further, when the content of the α-sialone phosphor with respect to 100% by mass of the mixture constituting the molded product or the total content of the α-sialon phosphor and the rare earth aluminate phosphor exceeds 70% by mass, molding is performed. The amount of phosphor contained in the body is increased, the amount of aluminum oxide is relatively decreased, and the relative wavelength conversion sintered body composed of the first sintered body or the second sintered body described later is obtained. It may be difficult to increase the density.

混合物中に希土類アルミン酸塩蛍光体を含む場合には、成形体を構成する混合物中のα−サイアロン蛍光体と希土類アルミン酸塩蛍光体との配合割合は、所望の発光強度が得られ、所望の色調の光を発する第一の焼結体が得られる量であればよく、混合物100質量%に対して、α−サイアロン蛍光体の含有量が0.1質量%以上40質量%以下の範囲内であり、α−サイアロン蛍光体及び希土類アルミン酸塩蛍光体の合計の含有量が0.1質量%以上70質量%以下の範囲内であればよい。成形体を構成する混合物100質量%に対する、α−サイアロン蛍光体及び希土類アルミン酸塩蛍光体の合計の含有量が0.1質量%以上70質量%以下の範囲内であり、α−サイアロン蛍光体の含有量が0.1質量%以上40質量%以下の範囲内であれば、例えばα−サイアロン蛍光体と希土類アルミン酸塩蛍光体の質量比(α−サイアロン蛍光体:希土類アルミン酸塩蛍光体)は、仕込みの質量比で、好ましくは1:99から99:1の範囲内であり、より好ましくは2:98から98:2の範囲内であり、さらに好ましく3:97から95:5の範囲内であり、よりさらに好ましくは4:96から90:10の範囲内であればよい。 When the rare earth aluminate phosphor is contained in the mixture, the blending ratio of the α-sialon phosphor and the rare earth aluminate phosphor in the mixture constituting the molded product is desired because the desired emission intensity can be obtained. The amount of the first sintered body that emits light of the above color tone may be obtained, and the content of the α-sialon phosphor is in the range of 0.1% by mass or more and 40% by mass or less with respect to 100% by mass of the mixture. The total content of the α-sialone phosphor and the rare earth aluminate phosphor may be in the range of 0.1% by mass or more and 70% by mass or less. The total content of the α-sialone phosphor and the rare earth aluminate phosphor is in the range of 0.1% by mass or more and 70% by mass or less with respect to 100% by mass of the mixture constituting the molded product, and the α-sialon phosphor If the content of is in the range of 0.1% by mass or more and 40% by mass or less, for example, the mass ratio of α-sialone phosphor to rare earth aluminate phosphor (α-sialon phosphor: rare earth aluminate phosphor) ) Is the mass ratio of the charged material, preferably in the range of 1:99 to 99: 1, more preferably in the range of 2:98 to 98: 2, and further preferably in the range of 3:97 to 95: 5. It may be within the range, and more preferably within the range of 4:96 to 90:10.

成形体を構成する混合物100質量%に対して、α−サイアロン蛍光体及び希土類アルミン酸塩蛍光体の合計の含有量が0.1質量%以上70質量%以下の範囲内であり、α−サイアロン蛍光体の含有量が0.1質量%以上40質量%以下の範囲内の場合に、希土類アルミン酸塩蛍光体の含有量は、仕込みの質量割合で、好ましくは0.1質量%以上69.9質量%以下の範囲内であり、より好ましくは0.5質量%以上60質量%以下の範囲内であり、さらに好ましくは0.8質量%以上50質量%以下の範囲内であり、よりさらに好ましくは1質量%以上40質量%以下の範囲内であり、特に好ましくは1質量%以上30質量%以下の範囲内である。成形体を構成する混合物100質量%に対して、希土類アルミン酸塩蛍光体の含有量が0.1質量%以上69.9質量%以下の範囲内であれば、所望の色調が得られる波長変換焼結体を得ることができる。 The total content of the α-sialone phosphor and the rare earth aluminate phosphor is in the range of 0.1% by mass or more and 70% by mass or less with respect to 100% by mass of the mixture constituting the molded product, and α-sialon. When the content of the phosphor is in the range of 0.1% by mass or more and 40% by mass or less, the content of the rare earth aluminate phosphor is the mass ratio of the charged material, preferably 0.1% by mass or more and 69. It is in the range of 9% by mass or less, more preferably in the range of 0.5% by mass or more and 60% by mass or less, further preferably in the range of 0.8% by mass or more and 50% by mass or less, and further. It is preferably in the range of 1% by mass or more and 40% by mass or less, and particularly preferably in the range of 1% by mass or more and 30% by mass or less. Wavelength conversion to obtain a desired color tone when the content of the rare earth aluminate phosphor is within the range of 0.1% by mass or more and 69.9% by mass or less with respect to 100% by mass of the mixture constituting the molded product. A sintered body can be obtained.

図1は、波長変換焼結体の製造方法のフローチャートである。図1を参照して、波長変換焼結体の製造方法の工程を説明する。波長変換焼結体の製造方法は、成形体準備工程S102と、一次焼成工程S103とを含む。波長変換焼結体の製造方法は、成形体準備工程S102の前に、粉体混合工程S101を含んでいてもよく、一次焼成工程S103の後に、波長変換焼結体を加工する加工工程S105を含んでいてもよい。 FIG. 1 is a flowchart of a method for manufacturing a wavelength conversion sintered body. The process of the manufacturing method of the wavelength conversion sintered body will be described with reference to FIG. The method for producing the wavelength conversion sintered body includes a molded body preparation step S102 and a primary firing step S103. The method for producing the wavelength-converted sintered body may include a powder mixing step S101 before the molded body preparation step S102, and after the primary firing step S103, a processing step S105 for processing the wavelength-converted sintered body is performed. It may be included.

粉体混合工程
粉体混合工程では、成形体を構成する粉体として、α−サイアロン蛍光体の粉体と、酸化アルミニウム粒子と、必要に応じて希土類アルミン酸塩蛍光体の粉体とを混合する。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、成形助剤を用いてもよい。成形助剤は、水又はエタノールが挙げられる。成形助剤は、後の焼成工程において揮発しやすいものが好ましい。成形助剤を用いなくてもよい。成形助剤を加える場合は、混合物100質量部に対して、成形助剤が10質量部以下であることが好ましく、より好ましくは8質量部以下、さらに好ましくは5質量部以下である。
Powder mixing step In the powder mixing step, α-sialon phosphor powder, aluminum oxide particles, and, if necessary, rare earth aluminate phosphor powder are mixed as powders constituting the molded product. To do. The powder can be mixed using a mortar and a pestle. The powder may be mixed using a mixing medium such as a ball mill. In addition, a molding aid may be used in order to facilitate the mixing of the powder and further facilitate the molding of the mixed powder. Examples of the molding aid include water and ethanol. The molding aid is preferably one that easily volatilizes in the subsequent firing step. It is not necessary to use a molding aid. When the molding aid is added, the amount of the molding aid is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 8 parts by mass or less, still more preferably 5 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the mixture.

成形体準備工程
成形体準備工程では、α−サイアロン蛍光体と、酸化アルミニウム粒子と、必要に応じて希土類アルミン酸塩蛍光体と、を含む混合物を、所望の形状に成形し、成形体を得る。混合物の成形方法は、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、JIS Z2500:2000、No.2109で用語が定義されている、冷間静水等方圧加圧法(Cold Isostatic Pressing、以下、「CIP処理」ともいう。)等が挙げられる。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処理を行ってもよい。CIP処理では、水を媒体として成形体をプレスすることが好ましい。
Molded product preparation step In the molded product preparation step, a mixture containing an α-sialon phosphor, aluminum oxide particles, and, if necessary, a rare earth aluminate phosphor is molded into a desired shape to obtain a molded product. .. As a molding method of the mixture, a known method such as a press molding method can be adopted. For example, a mold press molding method, JIS Z2500: 2000, No. Examples thereof include a cold hydrostatic isotropic pressing method (Cold Isostatic Pressing, hereinafter also referred to as “CIP treatment”) whose term is defined in 2109. As the molding method, two types of methods may be adopted in order to adjust the shape of the molded body, or CIP treatment may be performed after the die press molding. In the CIP treatment, it is preferable to press the molded product using water as a medium.

金型プレス成形時の圧力は、好ましくは3MPa以上50MPa以下の範囲内であり、より好ましくは4MPa以上20MPa以下の範囲内である。金型プレス成形時の圧力が3MPa以上50MPa以下の範囲内であれば、成形体を所望の形状に整えることができる。 The pressure during die press molding is preferably in the range of 3 MPa or more and 50 MPa or less, and more preferably in the range of 4 MPa or more and 20 MPa or less. When the pressure at the time of die press molding is within the range of 3 MPa or more and 50 MPa or less, the molded product can be adjusted to a desired shape.

CIP処理における圧力は、好ましくは50MPa以上250MPa以下の範囲内であり、より好ましくは100MPa以上200MPa以下の範囲内である。CIP処理における圧力が前記範囲内であると、成形体の密度を高め、全体が略均一な密度を有する成形体を得ることができ、後の一次焼成工程及び二次焼成工程において、得られる焼結体の密度を高めることができる。 The pressure in the CIP treatment is preferably in the range of 50 MPa or more and 250 MPa or less, and more preferably in the range of 100 MPa or more and 200 MPa or less. When the pressure in the CIP treatment is within the above range, the density of the molded body is increased, and a molded body having a substantially uniform density as a whole can be obtained, which is obtained in the subsequent primary firing step and secondary firing step. The density of the boulders can be increased.

一次焼成工程
一次焼成工程は、α−サイアロン蛍光体と、酸化アルミニウム粒子と、必要に応じて希土類アルミン酸塩蛍光体とを含む混合物の成形体を1370℃以上1600℃以下の範囲内の温度で一次焼成し、第一の焼結体を得る工程である。一次焼成工程によって、成形体に含まれるα−サイアロン蛍光体と、酸化アルミニウム粒子と、必要に応じて含まれる希土類アルミン酸塩蛍光体との焼結密度を高め、空隙による光の散乱を抑制し、透光性が高まることによって励起光を発するとともに、励起光によって所望の発光ピーク波長を有する光を発する波長変換焼結体を得ることができる。
Primary firing step In the primary firing step, a molded product of a mixture containing an α-sialon phosphor, aluminum oxide particles, and, if necessary, a rare earth aluminate phosphor is formed at a temperature within the range of 1370 ° C. or higher and 1600 ° C. or lower. This is a step of primary firing to obtain a first sintered body. By the primary firing step, the sintering density of the α-sialon phosphor contained in the molded body, the aluminum oxide particles, and the rare earth aluminate phosphor contained as necessary is increased, and the scattering of light due to the voids is suppressed. It is possible to obtain a wavelength-converted sintered body that emits excitation light by increasing the translucency and emits light having a desired emission peak wavelength by the excitation light.

一次焼成の温度は、1370℃以上1600℃以下の範囲内である。一次焼成の温度が1370℃未満であると、混合物中に微量の酸化ガリウムが含まれていると、酸化ガリウムが酸化アルミニウム粒子の焼結を阻害して、焼結体中に空隙が形成され、第一の焼結体の相対密度が低くなる場合がある。相対密度が低い焼結体は、光が焼結体中の空隙で散乱し過ぎて、光が焼結体から抜け出し難くなり、波長変換焼結体の発光強度が低下する場合がある。一次焼成の温度が1600℃を超えると、成形体中でα−サイアロン蛍光体と酸化アルミニウム粒子が反応し、α−サイアロン蛍光体の結晶構造が分解されて、得られた第一の焼結体は、励起光を照射しても発光しない。一次焼成の温度は、好ましくは1380℃以上1590℃以下の範囲内であり、より好ましくは1400℃以上1580℃以下の範囲内であり、さらに好ましくは1400℃以上1560℃以下の範囲内である。 The temperature of the primary firing is in the range of 1370 ° C. or higher and 1600 ° C. or lower. When the temperature of the primary firing is less than 1370 ° C. and a small amount of gallium oxide is contained in the mixture, gallium oxide inhibits the sintering of aluminum oxide particles, and voids are formed in the sintered body. The relative density of the first sintered body may be low. In a sintered body having a low relative density, light may be scattered too much in the voids in the sintered body, making it difficult for the light to escape from the sintered body, and the emission intensity of the wavelength-converted sintered body may decrease. When the temperature of the primary firing exceeds 1600 ° C., the α-sialon phosphor reacts with the aluminum oxide particles in the molded body, the crystal structure of the α-sialon phosphor is decomposed, and the obtained first sintered body is obtained. Does not emit light even when irradiated with excitation light. The temperature of the primary firing is preferably in the range of 1380 ° C. or higher and 1590 ° C. or lower, more preferably in the range of 1400 ° C. or higher and 1580 ° C. or lower, and further preferably in the range of 1400 ° C. or higher and 1560 ° C. or lower.

一次焼成は、加圧や荷重をかけずに非酸化性雰囲気のもとで焼成を行う雰囲気焼結法、非酸化性雰囲気のもと加圧下で焼成を行う雰囲気加圧焼結法、ホットプレス焼結法、放電プラズマ焼結法(Spark Plasma Sintering、以下、「SPS」とも称する。)が挙げられる。 The primary firing is an atmospheric sintering method in which firing is performed in a non-oxidizing atmosphere without applying pressure or load, an atmospheric pressure sintering method in which firing is performed under pressure in a non-oxidizing atmosphere, and hot pressing. Examples thereof include a sintering method and a discharge plasma sintering method (Spark Plasma Sintering, hereinafter also referred to as “SPS”).

一次焼成は、窒素ガスを含む雰囲気のもとで行なうことが好ましい。窒素ガスを含む雰囲気は、少なくとも99体積%以上の窒素ガスを含む雰囲気である。窒素ガスを含む雰囲気中の窒素ガスは、99体積%以上であることが好ましく、より好ましくは99.5体積%以上である。窒素ガスを含む雰囲気中には、窒素ガスの他に、酸素等の微量のガスが含まれていてもよい。窒素ガスを含む雰囲気中の酸素の含有量は、1体積%以下であることが好ましく、より好ましくは0.5体積%以下、さらに好ましくは0.1体積%以下、よりさらに好ましくは0.01体積%以下、特に好ましくは0.001体積%以下である。一次焼成の雰囲気が窒素ガスを含む雰囲気であると、一次焼成におけるα−サイアロン蛍光体の結晶構造の劣化が抑制され、結晶構造を維持したα−サイアロン蛍光体を含む第一の焼結体を得ることができる。 The primary firing is preferably performed in an atmosphere containing nitrogen gas. The atmosphere containing nitrogen gas is an atmosphere containing at least 99% by volume or more of nitrogen gas. The nitrogen gas in the atmosphere containing the nitrogen gas is preferably 99% by volume or more, more preferably 99.5% by volume or more. In addition to nitrogen gas, a trace amount of gas such as oxygen may be contained in the atmosphere containing nitrogen gas. The content of oxygen in the atmosphere containing nitrogen gas is preferably 1% by volume or less, more preferably 0.5% by volume or less, still more preferably 0.1% by volume or less, still more preferably 0.01. By volume or less, particularly preferably 0.001 by volume or less. When the atmosphere of the primary firing is an atmosphere containing nitrogen gas, the deterioration of the crystal structure of the α-sialon phosphor in the primary firing is suppressed, and the first sintered body containing the α-sialon phosphor that maintains the crystal structure is produced. Obtainable.

一次焼成の雰囲気圧力は、0.2MPa以上200MPa以下の範囲内であることが好ましい。雰囲気圧力は、ゲージ圧をいう。一次焼成は、0.2MPa以上200MPa以下の範囲内の雰囲気圧力下で行うことが好ましい。酸窒化物であるα−サイアロン蛍光体は高温になるほど分解しやすくなるが、一次焼成を0.2MPa以上200MPa以下の範囲内の加圧雰囲気で行うことにより、α−サイアロン蛍光体の分解がより抑制されて、高い発光強度を有する第一の焼結体が得られる。雰囲気圧力はゲージ圧として、より好ましくは0.2MPa以上1.0MPa以下の範囲内であり、さらに好ましくは0.8MPa以上1.0MPa以下の範囲内である。 The atmospheric pressure of the primary firing is preferably in the range of 0.2 MPa or more and 200 MPa or less. Atmospheric pressure refers to gauge pressure. The primary firing is preferably performed under an atmospheric pressure in the range of 0.2 MPa or more and 200 MPa or less. The α-sialone phosphor, which is an oxynitride, is more easily decomposed at higher temperatures, but the α-sialon phosphor can be more decomposed by performing the primary firing in a pressurized atmosphere within the range of 0.2 MPa or more and 200 MPa or less. A first sintered body that is suppressed and has a high emission intensity is obtained. The atmospheric pressure is more preferably in the range of 0.2 MPa or more and 1.0 MPa or less, and further preferably in the range of 0.8 MPa or more and 1.0 MPa or less as the gauge pressure.

二次焼成工程
波長変換焼結体の製造方法において、一次焼成の後に得られた第一の焼結体を二次焼成して、第二の焼結体を得る工程(二次焼成工程S104)を含むことが好ましい。図2は、波長変換焼結体の製造方法のフローチャートである。
Secondary firing step In the method for producing a wavelength conversion sintered body, a step of secondary firing the first sintered body obtained after the primary firing to obtain a second sintered body (secondary firing step S104). Is preferably included. FIG. 2 is a flowchart of a method for manufacturing a wavelength conversion sintered body.

二次焼成は、JIS Z2500:2000、No.2112で用語が定義されている、熱間等方圧加圧(Hot Isostatic Pressing、以下「HIP」とも称する。)処理により、1000℃以上1600℃以下の範囲内の温度で行うことが好ましい。二次焼成の温度が1000℃未満であると、二次焼成を行っても第一の焼結体よりも高い相対密度を有する第二の焼結体を得ることができない。二次焼成の温度が1600℃を超えると、α−サイアロン蛍光体と酸化アルミニウム粒子が反応し、α−サイアロン蛍光体の結晶構造の一部が分解されてしまい、得られた第二の焼結体の発光強度が低くなる。二次焼成の温度は、より好ましくは1100℃以上1580℃以下の範囲内であり、さらに好ましくは1200℃以上1570℃以下の範囲内であり、よりさらに好ましくは1300℃以上1560℃以下の範囲内であり、特に好ましくは1350℃を超えて1550℃以下の範囲内である。 Secondary firing is performed by JIS Z2500: 2000, No. Hot isostatic pressing (hereinafter also referred to as “HIP”) treatment, as defined in 2112, is preferably performed at a temperature within the range of 1000 ° C. or higher and 1600 ° C. or lower. If the temperature of the secondary firing is less than 1000 ° C., a second sintered body having a higher relative density than the first sintered body cannot be obtained even if the secondary firing is performed. When the temperature of the secondary firing exceeds 1600 ° C., the α-sialon phosphor reacts with the aluminum oxide particles, and a part of the crystal structure of the α-sialon phosphor is decomposed, resulting in the second sintering. The emission intensity of the body becomes low. The temperature of the secondary firing is more preferably in the range of 1100 ° C. or higher and 1580 ° C. or lower, further preferably in the range of 1200 ° C. or higher and 1570 ° C. or lower, and even more preferably in the range of 1300 ° C. or higher and 1560 ° C. or lower. It is particularly preferably in the range of more than 1350 ° C and not more than 1550 ° C.

二次焼成は、不活性ガス雰囲気のもとで行なうことが好ましい。不活性ガス雰囲気とは、アルゴン、ヘリウム、窒素等を雰囲気中の主成分とする雰囲気を意味する。ここでアルゴン、ヘリウム、窒素等を雰囲気中の主成分とするとは、雰囲気中に、アルゴン、ヘリウム及び窒素からなる群から選択される少なくとも1種の気体を50体積%以上含むことをいう。不活性ガス雰囲気中の酸素の含有量は、1体積%以下であることが好ましく、より好ましくは0.5体積%以下、さらに好ましくは0.1体積%以下、よりさらに好ましくは0.01体積%以下、特に好ましくは0.001体積%以下である。不活性ガス雰囲気は、一次焼成における窒素ガスを含む雰囲気と同様の雰囲気であってもよく、窒素ガスを含む雰囲気中に含まれる窒素ガスの含有量は、好ましくは99体積%以上、より好ましくは99.5体積%以上である。二次焼成の雰囲気が不活性ガス雰囲気であると、二次焼成におけるα−サイアロン蛍光体の結晶構造の劣化が抑制され、結晶構造を維持したα−サイアロン蛍光体を含む第二の焼結体を得ることができる。 The secondary firing is preferably performed in an inert gas atmosphere. The inert gas atmosphere means an atmosphere containing argon, helium, nitrogen or the like as the main components of the atmosphere. Here, the term "argon, helium, nitrogen or the like as the main component in the atmosphere" means that the atmosphere contains at least 50% by volume or more of at least one gas selected from the group consisting of argon, helium and nitrogen. The oxygen content in the inert gas atmosphere is preferably 1% by volume or less, more preferably 0.5% by volume or less, still more preferably 0.1% by volume or less, still more preferably 0.01% by volume. % Or less, particularly preferably 0.001% by volume or less. The inert gas atmosphere may be the same atmosphere as the atmosphere containing nitrogen gas in the primary firing, and the content of nitrogen gas contained in the atmosphere containing nitrogen gas is preferably 99% by volume or more, more preferably 99% by volume or more. It is 99.5% by volume or more. When the atmosphere of the secondary firing is an inert gas atmosphere, the deterioration of the crystal structure of the α-sialon phosphor in the secondary firing is suppressed, and the second sintered body containing the α-sialon phosphor that maintains the crystal structure. Can be obtained.

二次焼成をHIP処理によって行う場合は、HIP処理における圧力は、好ましくは50MPa以上300MPa以下の範囲内であり、より好ましくは80MPa以上200MPa以下の範囲内である。HIP処理における圧力が50MPa以上300MPa以下の範囲内であると、α−サイアロン蛍光体の結晶構造を劣化させることなく、焼結体の全体を均一に、より高い密度にすることができる。 When the secondary firing is performed by the HIP treatment, the pressure in the HIP treatment is preferably in the range of 50 MPa or more and 300 MPa or less, and more preferably in the range of 80 MPa or more and 200 MPa or less. When the pressure in the HIP treatment is in the range of 50 MPa or more and 300 MPa or less, the entire sintered body can be made uniform and have a higher density without deteriorating the crystal structure of the α-sialon phosphor.

二次焼成をHIP処理によって行う場合は、HIP処理の時間は、例えば0.5時間以上20時間以内であり、1時間以上10時間以内であることが好ましい。 When the secondary firing is performed by the HIP treatment, the time of the HIP treatment is, for example, 0.5 hours or more and 20 hours or less, and preferably 1 hour or more and 10 hours or less.

二次焼成工程において、第一の焼結体をさらに二次焼成することによって、さらに密度を高めた第二の焼結体を得ることができる。第二の焼結体は、第一の焼結体よりも密度が低くなる場合もある。二次焼成の温度や、第一の焼結体中のα−サイアロン蛍光体の含有量によっては、二次焼成によって第一の焼結体に含まれる閉空孔(クローズドポア)が潰れるとともに、第一の焼結体中に含まれるα−サイアロン蛍光体が一部分解、蒸散して第二の焼結体に開空孔(オープンポア)が生成される場合があり、第一の焼結体の方が第二の焼結体よりも密度が高くなる場合もある。第一の焼結体の方が第二の焼結体よりも密度が高くなる場合には、二次焼成を行う必要はない。成形体を構成する混合物中にGaが15質量ppm以下含まれている場合であっても、一次焼成によって微量に含まれているGaはほぼ蒸散していると推測され、二次焼成では、混合物中に微量に含まれていたGaの影響を受けないと考えられる。 By further secondary firing the first sintered body in the secondary firing step, a second sintered body having a higher density can be obtained. The second sintered body may have a lower density than the first sintered body. Depending on the temperature of the secondary firing and the content of the α-sialon phosphor in the first sintered body, the closed pores contained in the first sintered body are crushed by the secondary firing, and the second firing is performed. The α-sialon phosphor contained in the first sintered body may be partially decomposed and evaporated to form open pores in the second sintered body, and the first sintered body may have open pores. In some cases, the density is higher than that of the second sintered body. If the density of the first sintered body is higher than that of the second sintered body, it is not necessary to perform secondary firing. Even when Ga is contained in the mixture constituting the molded product in an amount of 15 mass ppm or less, it is presumed that the Ga contained in a small amount by the primary firing is almost evaporated, and in the secondary firing, the mixture is contained. It is considered that it is not affected by Ga contained in a small amount.

加工工程
波長変換焼結体の製造方法において、得られた第一の焼結体又は第二の焼結体からなる波長変換焼結体を加工する加工工程を含んでいてもよい。加工工程は、得られた波長変換焼結体を所望の厚さや大きさに切断加工する工程である。波長変換焼結体の切断方法は、例えば、ブレードダイシング、レーザーダイシング、ワイヤーソー等の公知の方法から選択することができる。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。波長変換焼結体の厚さは特に制限されないが、機械的強度や発光強度を考慮して、好ましくは1μm以上1mm以下の範囲内であり、より好ましくは10μm以上800μm以下の範囲内であり、さらに好ましくは50μm以上500μm以下の範囲内であり、よりさらに好ましくは100μm以上400μm以下の範囲内である。
Processing Step In the method for producing a wavelength conversion sintered body, a processing step of processing the obtained wavelength conversion sintered body composed of the first sintered body or the second sintered body may be included. The processing step is a step of cutting the obtained wavelength conversion sintered body into a desired thickness and size. The cutting method of the wavelength conversion sintered body can be selected from known methods such as blade dicing, laser dicing, and wire saw. Of these, a wire saw is preferable because the cut surface is flattened with high accuracy. The thickness of the wavelength conversion sintered body is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 μm or more and 1 mm or less, and more preferably in the range of 10 μm or more and 800 μm or less in consideration of mechanical strength and light emission intensity. It is more preferably in the range of 50 μm or more and 500 μm or less, and even more preferably in the range of 100 μm or more and 400 μm or less.

第一の焼結体の相対密度
第一の焼結体の相対密度は、好ましくは90%以上、より好ましくは91%以上、さらに好ましくは93%以上、特に好ましくは94%以上である。第一の焼結体の相対密度は100%であってもよく、第一の焼結体の相対密度は、99%以下であるか、98%以下であってもよい。微量のGaによる酸化アルミニウム粒子の焼結阻害に起因する空隙の形成が抑制され、第一の焼結体の相対密度が90%以上となることによって、励起光の照射によって所望の発光ピーク波長を有する波長変換焼結体として用いることができる。また、一次焼成後に二次焼成を行う場合には、第一の焼結体の相対密度が90%以上であることによって、一次焼成後の二次焼成においてさらに第二の焼結体の密度を高めることができ、波長変換焼結体の空隙が少なくなり、空隙内での光の散乱が抑制されるため、発光強度の高い波長変換焼結体を製造することができる。
Relative Density of First Sintered Body The relative density of the first sintered body is preferably 90% or more, more preferably 91% or more, still more preferably 93% or more, and particularly preferably 94% or more. The relative density of the first sintered body may be 100% or less, and the relative density of the first sintered body may be 99% or less or 98% or less. The formation of voids due to the inhibition of sintering of aluminum oxide particles by a small amount of Ga is suppressed, and the relative density of the first sintered body becomes 90% or more, so that the desired emission peak wavelength can be obtained by irradiation with excitation light. It can be used as a wavelength conversion sintered body having. Further, when the secondary firing is performed after the primary firing, the relative density of the first sintered body is 90% or more, so that the density of the second sintered body is further increased in the secondary firing after the primary firing. Since the number of voids in the wavelength conversion sintered body is reduced and the scattering of light in the voids is suppressed, a wavelength conversion sintered body having high emission intensity can be manufactured.

第一の焼結体の相対密度は、第一の焼結体の見掛け密度及び第一の焼結体の真密度から求めることができる。相対密度は、下記計算式(2)により求めることができる。 The relative density of the first sintered body can be obtained from the apparent density of the first sintered body and the true density of the first sintered body. The relative density can be calculated by the following formula (2).

第一の焼結体の真密度は、下記計算式(3)によって求められる。 The true density of the first sintered body is calculated by the following formula (3).

第一の焼結体の見掛け密度は、第一の焼結体の質量及びアルキメデス法によって求められる第一の焼結体の体積から求められる。第一の焼結体の見掛け密度は、下記計算式(4)により求めることができる。 The apparent density of the first sintered body is determined from the mass of the first sintered body and the volume of the first sintered body obtained by the Archimedes method. The apparent density of the first sintered body can be calculated by the following formula (4).

第二の焼結体の相対密度
二次焼成後に得られる第二の焼結体は、相対密度が、好ましくは92%以上、より好ましくは93%以上、さらに好ましくは94%以上、特に好ましくは95%以上である。これによって、波長変換焼結体の空隙は少なく、発光強度を高くすることができる。また、空隙が少ないことで、例えば加工工程において、加工を行っても欠けたりすることなく、加工した第二の焼結体からなる波長変換焼結体を得ることができる。第二の焼結体の相対密度は100%であってもよく、第二の焼結体の相対密度は、99.9%以下であるか、99.8%以下であってもよい。
Relative Density of Second Sintered Body The second sintered body obtained after the secondary firing has a relative density of preferably 92% or more, more preferably 93% or more, still more preferably 94% or more, and particularly preferably 94% or more. It is 95% or more. As a result, the voids of the wavelength conversion sintered body are small, and the emission intensity can be increased. Further, since the voids are small, it is possible to obtain a wavelength conversion sintered body made of the processed second sintered body without being chipped even if the processing is performed, for example, in the processing process. The relative density of the second sintered body may be 100% or less, and the relative density of the second sintered body may be 99.9% or less or 99.8% or less.

第二の焼結体の相対密度は、第一の焼結体の相対密度を求める前記計算式(2)から(4)における第一の焼結体を、第二の焼結体に置き換えて求めることができる。 For the relative density of the second sintered body, the first sintered body in the above calculation formulas (2) to (4) for obtaining the relative density of the first sintered body is replaced with the second sintered body. Can be sought.

波長変換焼結体
得られた第一の焼結体又は第二の焼結体を波長変換焼結体として用いることができる。第一の焼結体又は第二の焼結体からなる波長変換焼結体は、少なくともα−サイアロン蛍光体と、酸化アルミニウムとを含み、これらに加え、さらに希土類アルミン酸塩蛍光体とを含んでいてもよい。第一の焼結体又は第二の焼結体からなる波長変換焼結体は、α−サイアロン蛍光体の含有量が0.1質量%以上40質量%以下の範囲内であることが好ましい。波長変換焼結体中のα−サイアロン蛍光体の含有量が0.1質量%以上40質量%以下の範囲内であると、所望の発光強度が得られる。波長変換焼結体中のα−サイアロン蛍光体の含有量は、ICP−AESを用いて、α−サイアロン蛍光体を構成する元素の元素分析を行い、得られた元素分析の結果から波長変換焼結体に含まれるα−サイアロン蛍光体の含有量を測定することができる。波長変換焼結体に含まれるα−サイアロン蛍光体は、前記式(I)又は(II)で表される組成を有することが好ましい。
Wavelength-converted sintered body The obtained first sintered body or second sintered body can be used as the wavelength-converted sintered body. The wavelength conversion sintered body composed of the first sintered body or the second sintered body contains at least an α-sialon phosphor and aluminum oxide, and further contains a rare earth aluminate phosphor. You may be. The wavelength conversion sintered body composed of the first sintered body or the second sintered body preferably contains the α-sialon phosphor in the range of 0.1% by mass or more and 40% by mass or less. When the content of the α-sialon phosphor in the wavelength conversion sintered body is in the range of 0.1% by mass or more and 40% by mass or less, a desired emission intensity can be obtained. The content of the α-sialon phosphor in the wavelength conversion sintered body is determined by elemental analysis of the elements constituting the α-sialon phosphor using ICP-AES, and wavelength conversion baking based on the obtained elemental analysis result. The content of α-sialon phosphor contained in the body can be measured. The α-sialon phosphor contained in the wavelength conversion sintered body preferably has a composition represented by the above formula (I) or (II).

波長変換焼結体は、希土類アルミン酸塩蛍光体を含む場合は、α−サイアロン蛍光体及び希土類アルミン酸塩蛍光体の合計の含有量が0.1質量%以上70質量%以下の範囲内であることが好ましい。波長変換焼結体中のα−サイアロン蛍光体の含有量が0.1質量%以上40質量%以下の範囲内であって、α−サイアロン蛍光体及び希土類アルミン酸塩蛍光体の合計の含有量が0.1質量%以上70質量%以下の範囲内であると、励起光の照射によって所望の色調の発光が得られる。波長変換部焼結体中の希土類アルミン酸塩蛍光体は、ICP−AESによって元素分析を行い、得られた元素分析の結果から波長変換焼結体に含まれる希土類アルミン酸塩蛍光体の含有量を測定することができる。希土類アルミン酸塩蛍光体は、(Y,Gd,Tb,Lu)Al12:Ceで表される組成を有することが好ましく、前記式(III)又は(IV)で表される組成を有することが好ましい。 When the wavelength conversion sintered body contains a rare earth aluminate phosphor, the total content of the α-sialon phosphor and the rare earth aluminate phosphor is within the range of 0.1% by mass or more and 70% by mass or less. It is preferable to have. The content of the α-sialon phosphor in the wavelength conversion sintered body is within the range of 0.1% by mass or more and 40% by mass or less, and the total content of the α-sialon phosphor and the rare earth aluminate phosphor is When is in the range of 0.1% by mass or more and 70% by mass or less, light emission of a desired color tone can be obtained by irradiation with excitation light. The rare earth aluminate phosphor in the wavelength conversion section sintered body is subjected to elemental analysis by ICP-AES, and the content of the rare earth aluminate phosphor contained in the wavelength conversion sintered body is obtained from the result of the elemental analysis obtained. Can be measured. The rare earth aluminate phosphor preferably has a composition represented by (Y, Gd, Tb, Lu) 3 Al 5 O 12 : Ce, and has a composition represented by the above formula (III) or (IV). It is preferable to have.

波長変換焼結体中のα−サイアロン蛍光体と、酸化アルミニウムと、必要に応じて含まれる希土類アルミン酸塩蛍光体とは、それぞれ結晶構造が異なるため、粒界によって区別される。波長変換焼結体は、第一の焼結体又は第二の焼結体からなり、相対密度は90%以上であることが好ましく、より好ましくは91%以上、さらに好ましくは92%以上、よりさらに好ましくは94%以上、特に好ましくは95%以上である。波長変換焼結体の相対密度は、前記計算式(2)から(4)において、それぞれ第一の焼結体を波長変換焼結体に置き換えて求めることができる。 The α-sialon phosphor in the wavelength conversion sintered body, aluminum oxide, and the rare earth aluminate phosphor contained as needed are distinguished by grain boundaries because they have different crystal structures. The wavelength conversion sintered body is composed of a first sintered body or a second sintered body, and the relative density is preferably 90% or more, more preferably 91% or more, still more preferably 92% or more, and more. It is more preferably 94% or more, and particularly preferably 95% or more. The relative density of the wavelength-converted sintered body can be obtained by replacing the first sintered body with the wavelength-converted sintered body in the above calculation formulas (2) to (4).

波長変換焼結体は、LEDやLDの発光素子と組み合わせることによって、発光装置を構成することができる。波長変換焼結体は、発光素子から発せられた励起光を変換して、所望の発光ピーク波長を有する光を発し、発光装置は、発光素子からの光と波長変換焼結体で波長変換された光との混色光を発する。発光素子は、例えば、350nm以上500nm以下の波長範囲内の光を発する発光素子を用いることができる。発光素子には、例えば、窒化物系半導体(InAlGa1−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。 The wavelength conversion sintered body can form a light emitting device by combining with a light emitting element of an LED or LD. The wavelength conversion sintered body converts the excitation light emitted from the light emitting element to emit light having a desired emission peak wavelength, and the light emitting device is wavelength-converted with the light from the light emitting element by the wavelength conversion sintered body. It emits mixed-color light with the light. As the light emitting element, for example, a light emitting element that emits light in the wavelength range of 350 nm or more and 500 nm or less can be used. As the light emitting device, for example, a semiconductor light emitting device using a nitride based semiconductor (In X Al Y Ga 1-XY N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1) can be used. By using a semiconductor light emitting device as an excitation light source, it is possible to obtain a stable light emitting device with high efficiency, high linearity of output with respect to input, and resistance to mechanical impact.

発光素子は、LDを用いてもよい。LDから出射された励起光を、波長変換焼結体に入射させ、励起光を波長変換させた光を集光させて、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し、カラーの画像光を形成してもよい。発光素子として、LDから出射された励起光は、ダイクロイックミラー又はコリメート光学系等の光学系を通じて波長変換焼結体に入射させてもよい。 LD may be used as a light emitting element. The excitation light emitted from the LD is incident on the wavelength conversion sintered body, and the light obtained by wavelength-converting the excitation light is condensed by a plurality of optical systems such as a lens array, a deflection conversion element, and a color separation optical system. It may be separated into red light, green light, and blue light and modulated according to image information to form color image light. As the light emitting element, the excitation light emitted from the LD may be incident on the wavelength conversion sintered body through an optical system such as a dichroic mirror or a collimating optical system.

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples. The present invention is not limited to these examples.

LAG蛍光体1の製造
酸化ルテチウム(Lu)、酸化セリウム(CeO)、酸化アルミニウム(Al)を目的の組成となるように、それぞれ計量し、混合して、原料混合物を得た。フラックスとしてフッ化バリウム(BaF)を原料混合物に添加し、原料混合物とフラックスをボールミルでさらに混合した。この混合物をアルミナルツボに入れ、還元雰囲気下、1500℃で10時間、熱処理して焼成物を得た。焼成物を純水中に分散させ、ふるいを介して振動を加えながら、溶媒(純水)を流して、湿式ふるいを通過させ、次いで、脱水、乾燥して、乾式ふるいを通過させて、分級し、ルテチウムアルミニウムガーネット(以下、「LAG」ともいう。)蛍光体1を得た。後述するFSSS法により、LAG蛍光体1の平均粒径(Fisher Sub−Sieve Sizers’s number)を測定した。LAG蛍光体1の平均粒径は23μmであった。後述する方法によってLAG蛍光体の組成分析を行った。LAG蛍光体1は、Lu2.984Ce0.016Al12で表される組成を有していた。LAG蛍光体1中のGa量は20質量ppm未満であった。
Production of LAG Fluorescent Material 1 Lutetium oxide (Lu 2 O 3 ), cerium oxide (CeO 2 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) are weighed and mixed so as to have the desired composition, and the raw material mixture is prepared. Obtained. Barium fluoride (BaF 2 ) was added to the raw material mixture as the flux, and the raw material mixture and the flux were further mixed by a ball mill. This mixture was placed in an alumina crucible and heat-treated at 1500 ° C. for 10 hours in a reducing atmosphere to obtain a fired product. The fired product is dispersed in pure water, and while vibrating through a sieve, a solvent (pure water) is allowed to flow through a wet sieve, and then dehydrated, dried, and passed through a dry sieve for classification. Then, lutetium aluminum garnet (hereinafter, also referred to as “LAG”) phosphor 1 was obtained. The average particle size of the LAG phosphor 1 (Fisher Sub-Sieve Sizers' number) was measured by the FSSS method described later. The average particle size of the LAG phosphor 1 was 23 μm. The composition of the LAG phosphor was analyzed by the method described later. The LAG phosphor 1 had a composition represented by Lu 2.984 Ce 0.016 Al 5 O 12 . The amount of Ga in the LAG phosphor 1 was less than 20 mass ppm.

LAG蛍光体2の製造
LAG蛍光体1と同様の方法で、LAG蛍光体2を製造した。LAG蛍光体2のFSSS法により測定した平均粒径は23μmであった。LAG蛍光体2は、Lu2.984Ce0.016Al12で表される組成を有していた。LAG蛍光体2中のGa量は58質量ppmであった。
Production of LAG Fluorescent Material 2 The LAG phosphor 2 was produced in the same manner as the LAG phosphor 1. The average particle size of the LAG phosphor 2 measured by the FSSS method was 23 μm. The LAG phosphor 2 had a composition represented by Lu 2.984 Ce 0.016 Al 5 O 12 . The amount of Ga in the LAG phosphor 2 was 58 mass ppm.

YAG蛍光体の製造
酸化イットリウム(Y)、酸化ガドリニウム(Gd)、酸化セリウム(CeO)、酸化アルミニウム(Al)を目的の組成となるように、それぞれを秤量し、混合して原料混合物とした。フラックスとしてフッ化バリウム(BaF)を原料混合物に添加し、原料混合物とフラックスをボールミルでさらに混合した。この混合物をアルミナルツボに入れ、還元雰囲気下、1500℃で10時間、熱処理して焼成物を得た。焼成物を純水中に分散させ、ふるいを介して振動を加えながら、溶媒(純水)を流して、湿式ふるいを通過させ、次いで、脱水、乾燥して、乾式ふるいを通過させて、分級し、イットリウムアルミニウムガーネット(以下、「YAG」ともいう。)蛍光体を得た。YAG蛍光体のFSSS法により測定した平均粒径は5μmであった。YAG蛍光体は、(Y0.575Gd0.400Ce0.025Al12で表される組成を有していた。YAG蛍光体中のGa量は20質量ppm未満であった。
Production of YAG phosphor Weigh yttrium oxide (Y 2 O 3 ), gadolinium oxide (Gd 2 O 3 ), cerium oxide (CeO 2 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) so that they have the desired composition. And mixed to obtain a raw material mixture. Barium fluoride (BaF 2 ) was added to the raw material mixture as the flux, and the raw material mixture and the flux were further mixed by a ball mill. This mixture was placed in an alumina crucible and heat-treated at 1500 ° C. for 10 hours in a reducing atmosphere to obtain a fired product. The calcined product is dispersed in pure water, and while vibrating through a sieve, a solvent (pure water) is allowed to flow through a wet sieve, and then dehydrated, dried, and passed through a dry sieve for classification. Then, an yttrium aluminum garnet (hereinafter, also referred to as “YAG”) phosphor was obtained. The average particle size of the YAG phosphor measured by the FSSS method was 5 μm. The YAG phosphor had a composition represented by (Y 0.575 Gd 0.400 Ce 0.025 ) 3 Al 5 O 12 . The amount of Ga in the YAG phosphor was less than 20 mass ppm.

FSSS法による平均粒径の測定
各実施例に用いた希土類アルミン酸塩蛍光体(LAG蛍光体1、LAG蛍光体2及びYAG蛍光体1)と酸化アルミニウム粒子をFisher Sub−Sieve Sizer Model95(Fisher Scienetific社製)を用いて、FSSS法により、平均粒径を測定した。
Measurement of average particle size by FSSS method The rare earth aluminate phosphors (LAG phosphor 1, LAG phosphor 2 and YAG phosphor 1) and aluminum oxide particles used in each example were used as Fisher Sub-Seve Sizer Model 95 (Fisher Scienceific). The average particle size was measured by the FSSS method using (manufactured by the same company).

組成分析
測定対象となる蛍光体について、誘導結合プラズマ発光分析装置(ICP−AES)により、酸素を除く各元素の質量百分率(質量%)を測定し、各元素の質量百分率から蛍光体の組成における各元素のモル比を算出した。各LAG蛍光体及びYAG蛍光体について、Alのモル比5を基準として他の元素のモル比を算出した。また、各LAG蛍光体及びYAG蛍光体のGa量を測定した。LAG蛍光体1及びYAG蛍光体は、Ga量が検出限界以下の20質量ppm未満であった。
Composition analysis For the phosphor to be measured, the mass percentage (mass%) of each element excluding oxygen is measured by an inductively coupled plasma emission spectrometer (ICP-AES), and the mass percentage of each element is used to determine the composition of the phosphor. The molar ratio of each element was calculated. For each LAG phosphor and YAG phosphor, the molar ratios of other elements were calculated based on the molar ratio of Al of 5. In addition, the amount of Ga of each LAG phosphor and YAG phosphor was measured. The amount of Ga in LAG phosphor 1 and YAG phosphor was less than 20 mass ppm, which was below the detection limit.

後述する各実施例及び比較例の波長変換焼結体(第一の焼結体又は第二の焼結体)を以下のように測定した。結果を表1から4に示す。 The wavelength conversion sintered bodies (first sintered body or second sintered body) of each of Examples and Comparative Examples described later were measured as follows. The results are shown in Tables 1 to 4.

レーザー回折粒度分布測定法による体積メジアン径
各実施例に用いたα−サイアロン蛍光体は、レーザー回折粒度分布測定装置(製品名:MASTER SIZER3000、MALVERN社製)を用いて、レーザー回折粒度分布測定法による体積基準の粒度分布における小径側からの累積頻度が50%に達する粒径(体積メジアン径)を測定した。
Volume median diameter by laser diffraction particle size distribution measurement method The α-sialon phosphor used in each example is a laser diffraction particle size distribution measurement method using a laser diffraction particle size distribution measuring device (product name: MASTER SIZER3000, manufactured by MALVERN). The particle size (volume median diameter) at which the cumulative frequency from the small diameter side in the volume-based particle size distribution according to the above reaches 50% was measured.

酸化アルミニウム粒子の純度の測定
実施例及び比較例に用いた酸化アルミニウム粒子の純度を測定した。実施例及び比較例に用いた酸化アルミニウム粒子の質量を測定した後、酸化アルミニウム粒子を800℃で1時間、大気雰囲気で焼成し、酸化アルミニウム粒子に付着している有機分や酸化アルミニウム粒子が吸湿している水分を除去し、焼成後の酸化アルミニウム粒子の質量を測定した。焼成前後の酸化アルミニウム粒子の質量から、前記計算式(1)を用いて、酸化アルミニウム粒子の酸化アルミニウムの純度を求めた。
Measurement of Purity of Aluminum Oxide Particles The purity of aluminum oxide particles used in Examples and Comparative Examples was measured. After measuring the mass of the aluminum oxide particles used in Examples and Comparative Examples, the aluminum oxide particles were fired at 800 ° C. for 1 hour in an air atmosphere, and the organic components and aluminum oxide particles adhering to the aluminum oxide particles absorbed moisture. The water content was removed, and the mass of the aluminum oxide particles after firing was measured. From the mass of the aluminum oxide particles before and after firing, the purity of aluminum oxide of the aluminum oxide particles was determined using the above calculation formula (1).

第一の焼結体及び第二の焼結体の相対密度の測定
各実施例及び比較例の第一の焼結体の相対密度を、前記計算式(2)から(4)に基づき求めた。前記計算式(3)において、α−サイアロン蛍光体の真密度は3.29g/cm、酸化アルミニウム粒子の真密度は3.98g/cm、LAG蛍光体1及びLAG蛍光体2の真密度は6.48g/cm、YAG蛍光体の真密度は4.77g/cmとした。前記計算式(2)から(4)において、第一の焼結体を第二の焼結体に置き換えて、第二の焼結体の相対密度を、前記計算式(2)から(4)に基づき求めた。前記計算式(3)において希土類アルミン酸塩蛍光体を、LAG蛍光体1、LAG蛍光体2及びYAG蛍光体と置き換えて、第一の焼結体又は第二の焼結体の真密度を求めた。
Measurement of Relative Densities of First Sintered Body and Second Sintered Body The relative densities of the first sintered body of each Example and Comparative Example were determined based on the above calculation formulas (2) to (4). .. In the above formula (3), the true density of the α-sialon phosphor is 3.29 g / cm 3 , the true density of the aluminum oxide particles is 3.98 g / cm 3 , and the true densities of the LAG phosphor 1 and the LAG phosphor 2. Was 6.48 g / cm 3 , and the true density of the YAG phosphor was 4.77 g / cm 3 . In the calculation formulas (2) to (4), the first sintered body is replaced with the second sintered body, and the relative density of the second sintered body is calculated from the calculation formulas (2) to (4). Obtained based on. In the calculation formula (3), the rare earth aluminate phosphor is replaced with the LAG phosphor 1, the LAG phosphor 2, and the YAG phosphor to obtain the true density of the first sintered body or the second sintered body. It was.

相対発光強度の測定
各実施例又は比較例において、第一の焼結体又は第二の焼結体からなる波長変換焼結体を、ワイヤーソーを用いて厚さ500μmに切断し、サンプルを形成した。発光ピーク波長が455nmである窒化物半導体からなるLEDチップを励起光源として用いて、このLEDチップから波長変換焼結体のサンプルに光を照射し、光源からの光を受けて各サンプルから得られた430nm以上800nm以下の波長範囲内にある発光ピーク波長の発光強度を、分光蛍光光度計(日亜化学工業株式会社製)を用いて測定した。後述する実施例1から6に関しては、実施例1の波長変換焼結体のサンプルから得られた430nm以上800nm以下の波長範囲内にある発光ピーク波長の発光強度を100%として、相対発光強度(%)を表した。実施例7、比較例1及び2に関しては、実施例7の波長変換焼結体のサンプルから得られた430nm以上800nm以下の波長範囲内にある発光ピーク波長の発光強度を100%として、相対発光強度(%)を表した。後述する実施例8から13及び比較例3及び4に関しては、実施例10の波長変換焼結体のサンプルから得られた430nm以上800nm以下の波長範囲内にある発光ピーク波長の発光強度を100%として、相対発光強度(%)を表した。後述する実施例14から19に関しては、実施例17の波長変換焼結体のサンプルから得られた430nm以上800nm以下の波長範囲内にある発光ピーク波長の発光強度を100%として、相対発光強度(%)を表した。
Measurement of Relative Emission Intensity In each Example or Comparative Example, a wavelength conversion sintered body composed of a first sintered body or a second sintered body is cut to a thickness of 500 μm using a wire saw to form a sample. did. Using an LED chip made of a nitride semiconductor having an emission peak wavelength of 455 nm as an excitation light source, a sample of a wavelength conversion sintered body is irradiated with light from this LED chip, and the light from the light source is received from each sample. The emission intensity of the emission peak wavelength in the wavelength range of 430 nm or more and 800 nm or less was measured using a spectral fluorescence photometer (manufactured by Nichia Chemical Industry Co., Ltd.). Regarding Examples 1 to 6 described later, the relative emission intensity (relative emission intensity (relative emission intensity) is set to 100% of the emission intensity of the emission peak wavelength in the wavelength range of 430 nm or more and 800 nm or less obtained from the sample of the wavelength conversion sintered body of Example 1. %) Was expressed. With respect to Example 7, Comparative Examples 1 and 2, relative emission is performed with the emission intensity of the emission peak wavelength in the wavelength range of 430 nm or more and 800 nm or less obtained from the sample of the wavelength conversion sintered body of Example 7 as 100%. Represented the strength (%). With respect to Examples 8 to 13 and Comparative Examples 3 and 4, which will be described later, the emission intensity of the emission peak wavelength in the wavelength range of 430 nm or more and 800 nm or less obtained from the sample of the wavelength conversion sintered body of Example 10 is 100%. The relative emission intensity (%) was expressed as. Regarding Examples 14 to 19 described later, the relative emission intensity (relative emission intensity (relative emission intensity) is set to 100% of the emission intensity of the emission peak wavelength in the wavelength range of 430 nm or more and 800 nm or less obtained from the sample of the wavelength conversion sintered body of Example 17. %) Was expressed.

色度x、y
各実施例及び比較例の波長変換焼結体のサンプルについて測定した発光スペクトルのデータから、CIE(国際照明委員会:Commission International de l’eclarirage)1931表色系におけるxy色座標上の色度x、色度yを求めた。
Saturation x, y
From the emission spectrum data measured for the wavelength conversion sintered body samples of each example and comparative example, the chromaticity x on the xy color coordinates in the CIE (Commission International de l'eclarage) 1931 color system. , The chromaticity y was obtained.

外観写真
背景に黒板を配置して、市販のカメラを用いて、実施例7、比較例1及び比較例2の波長変換焼結体の外観写真を得た。図3から図5に、それぞれ実施例7、比較例1及び比較例2に係る波長変換焼結体のサンプルの外観写真を示す。
External Photographs A blackboard was placed in the background, and external photographs of the wavelength-converted sintered bodies of Example 7, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were obtained using a commercially available camera. 3 to 5 show external photographs of samples of wavelength-converted sintered bodies according to Example 7, Comparative Example 1 and Comparative Example 2, respectively.

実施例1
粉体混合工程
レーザー回折粒度分布測定法により測定した体積メジアン径が13.0μmのα−サイアロン蛍光体(品名:アロンブライト 品種YL―600、デンカ株式会社製)を1質量部(成形体用の混合物100質量%に対してα−サイアロン蛍光体を1質量%)と、FSSS法により測定した平均粒径が0.5μmの酸化アルミニウム(α−アルミナ)粒子(品名:AA03、住友化学工業株式会社製、酸化アルミニウムの純度99.5質量%)99質量部(成形体用の混合物100質量%に対して酸化アルミニウム粒子を99質量%)と、を計量し、乳鉢及び乳棒を用いて混合し、成形体用の混合物を準備した。表1において、α−サイアロン蛍光体の含有量(質量%)は、成形体用の混合物100質量%に対する仕込みの質量割合を示す。成形体用の混合物100質量%に対して、酸化アルミニウム粒子の含有量は、100質量ppm(0.01質量%)以下の範囲で含まれる物質を除き、仕込みの質量割合で混合物中のα−サイアロン蛍光体を除く残部である。表1において、各実施例における酸化アルミニウム粒子の含有量は、成形体用の混合物100質量%からα−サイアロン蛍光体(質量%)を減じた残部である。混合物中のGa含有量(表において「混合物中のGa量」と表す。)は、混合物中に含まれるα−サイアロン蛍光体及び酸化アルミニウム粒子の配合比率から算出した。ICP−AESにより測定したα−サイアロン蛍光体に含まれるGaの含有量は検出限界未満の20質量ppm未満であり、α−サイアロン蛍光体の体色がくすんでいないことから、Gaは含んでいないと推測されたため、α−サイアロン蛍光体に含まれるGaの含有量は0質量ppmとして、混合物中のGa量を算出した。また、ICP−AESにより測定した酸化アルミニウム粒子に含まれるGaの含有量は、検出限界以下の5質量ppm未満であり、酸化アルミニウム粒子に含まれるGaの含有量を0質量ppmとして混合物中のGa量を算出した。各表中のppmは、質量ppmである。
Example 1
Powder mixing step 1 part by mass (for molded product) of α-sialon phosphor (product name: Aron Bright variety YL-600, manufactured by Denka Co., Ltd.) having a volume median diameter of 13.0 μm measured by the laser diffraction particle size distribution measurement method. 1% by mass of α-sialon phosphor with respect to 100% by mass of the mixture) and aluminum oxide (α-alumina) particles having an average particle size of 0.5 μm measured by the FSSS method (product name: AA03, Sumitomo Chemical Industries, Ltd.) Manufactured by, the purity of aluminum oxide is 99.5% by mass) 99 parts by mass (99% by mass of aluminum oxide particles with respect to 100% by mass of the mixture for the molded product) is weighed and mixed using a dairy pot and a dairy stick. A mixture for the compact was prepared. In Table 1, the content (mass%) of the α-sialon phosphor indicates the mass ratio of the charge to 100% by mass of the mixture for the molded product. With respect to 100% by mass of the mixture for the molded product, the content of aluminum oxide particles is α- in the mixture in the mass ratio of the charge, except for substances contained in the range of 100% by mass (0.01% by mass) or less. The rest excluding the sialone phosphor. In Table 1, the content of the aluminum oxide particles in each example is the balance obtained by subtracting the α-sialon phosphor (mass%) from 100% by mass of the mixture for the molded product. The Ga content in the mixture (referred to as "Ga content in the mixture" in the table) was calculated from the compounding ratio of the α-sialon phosphor and the aluminum oxide particles contained in the mixture. The content of Ga contained in the α-sialon phosphor measured by ICP-AES is less than 20 mass ppm, which is below the detection limit, and the body color of the α-sialon phosphor is not dull, so Ga is not contained. Therefore, the amount of Ga in the mixture was calculated assuming that the content of Ga contained in the α-sialon phosphor was 0 parts by mass ppm. Further, the content of Ga contained in the aluminum oxide particles measured by ICP-AES is less than 5 mass ppm below the detection limit, and the content of Ga contained in the aluminum oxide particles is 0 mass ppm, and Ga in the mixture. The amount was calculated. The ppm in each table is mass ppm.

成形体準備工程
成形体用の混合物を金型に充填し、圧力1.8MPa(200kgf/cm)で直径17.0mm、厚さ10mm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(CIP)装置(神戸製鋼(KOBELCO)社製)により、圧力媒体に水を用いて、176MPaでCIP処理を行った。
Mold preparation step The mixture for the molded body was filled in a mold to form a cylindrical molded body having a diameter of 17.0 mm and a thickness of 10 mm at a pressure of 1.8 MPa (200 kgf / cm 2 ). The obtained molded product is placed in a packaging container, vacuum-packed, and treated with water at 176 MPa by a cold hydrostatic isotropic pressure pressurization (CIP) device (manufactured by Kobe Steel (KOBELCO)) using water as a pressure medium. Was done.

一次焼成工程
得られた成形体を焼成炉(富士電波工業株式会社製)、窒素ガス雰囲気(窒素:99体積%以上)で、0.9MPa、1500℃の温度で6時間保持して、一次焼成を行い、第一の焼結体を得た。得られた第一の焼結体中のα−サイアロン蛍光体及び酸化アルミニウムの各含有量(質量%)は、成形体用の混合物100質量%に対するα−サイアロン蛍光体及び酸化アルミニウム粒子の各仕込みの質量割合とほぼ等しい。得られた第一の焼結体を波長変換焼結体とした。
Primary firing step The obtained molded product is held in a firing furnace (manufactured by Fuji Dempa Kogyo Co., Ltd.) in a nitrogen gas atmosphere (nitrogen: 99% by volume or more) at a temperature of 0.9 MPa and 1500 ° C. for 6 hours for primary firing. The first sintered body was obtained. The content (% by mass) of the α-sialone phosphor and aluminum oxide in the obtained first sintered body is the charge of each of the α-sialon phosphor and aluminum oxide particles with respect to 100% by mass of the mixture for the molded product. Is almost equal to the mass ratio of. The obtained first sintered body was used as a wavelength conversion sintered body.

実施例2から5
混合物中のα−サイアロン蛍光体、及び酸化アルミニウム粒子の配合比率を、表1に示すように変えたこと以外は、実施例1と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を波長変換焼結体とした。
Examples 2 to 5
A first sintered body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the blending ratios of the α-sialon phosphor and the aluminum oxide particles in the mixture were changed as shown in Table 1. The first sintered body was used as a wavelength conversion sintered body.

実施例6
一次焼成の温度を、表1に示すように1550℃に変えたこと以外は、実施例1と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を波長変換焼結体とした。
Example 6
A first sintered body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the primary firing was changed to 1550 ° C. as shown in Table 1, and the obtained first sintered body had a wavelength. It was a conversion sintered body.

表1に示すように、実施例1から6に係る波長変換焼結体は、α−サイアロン蛍光体及び酸化アルミニウム粒子共に、Gaを含まない(Gaが0質量ppmである)ものを用いて第一の焼結体を形成したため、相対密度が90%以上と高くなった。また、実施例2から6に係る波長変換焼結体の相対発光強度は、いずれも実施例1の相対発光強度よりも高くなった。 As shown in Table 1, as the wavelength conversion sintered body according to Examples 1 to 6, both the α-sialon phosphor and the aluminum oxide particles did not contain Ga (Ga is 0 mass ppm). Since one sintered body was formed, the relative density was as high as 90% or more. Further, the relative emission intensities of the wavelength-converted sintered bodies according to Examples 2 to 6 were all higher than the relative emission intensities of Example 1.

実施例7
粉体混合工程
FSSS法により測定した平均粒径が23μmであり、Ga含有量が20質量ppm未満のLAG蛍光体1を15質量部(成形用の混合物100質量%に対して15質量%)と、レーザー回折粒度分布測定法により測定した体積メジアン径が13.0μmのα−サイアロン蛍光体(品名:アロンブライト 品種YL―600、デンカ株式会社製)を3質量部(成形体用の混合物100質量%に対してα−サイアロン蛍光体を3質量%)と、FSSS法により測定した平均粒径が0.5μmの酸化アルミニウム(α−アルミナ)粒子(品名:AA03、住友化学工業株式会社製、酸化アルミニウムの純度99.5質量%)82質量部(成形体用の混合物100質量%に対して酸化アルミニウム粒子を82質量%)と、を用い、一次焼成の温度は、表2に示す温度としたこと以外は、実施例1と同様にして、成形体準備工程及び一次焼成工程を経て、第一の焼結体を得た。成形体用の混合物100質量%に対して、酸化アルミニウム粒子の含有量は、100質量ppm(0.01質量%)以下の範囲で含まれる物質を除き、仕込みの質量割合で混合物中のα−サイアロン蛍光体及びLAG蛍光体を除く残部である。混合物中のGa含有量(表において「混合物中のGa量」と表す。)は、混合物中に含まれるα−サイアロン蛍光体、LAG蛍光体1及び酸化アルミニウム粒子の配合比率から算出した。ICP−AESにより測定したα−サイアロン蛍光体に含まれるGaの含有量は0質量ppmであった。また、ICP−AESにより測定した酸化アルミニウム粒子に含まれるGaの含有量は、検出限界以下の5質量ppm未満であった。実施例1と同様に、αサイアロン蛍光体及び酸化アルミニウム粒子に含まれるGaの含有量をそれぞれ0質量ppmとして混合物中のGa量を算出した。LAG蛍光体1に含まれるGa量が20質量ppm未満であった。LAG蛍光体1を15質量%含む混合物中のGa量は3質量ppm未満と算出した。
Example 7
Powder mixing step 15 parts by mass (15% by mass with respect to 100% by mass of the mixture for molding) of LAG phosphor 1 having an average particle size of 23 μm and a Ga content of less than 20% by mass measured by the FSSS method. , 3 parts by mass (100 mass of mixture for molded body) of α-sialon phosphor (product name: Aron Bright variety YL-600, manufactured by Denka Co., Ltd.) having a volume median diameter of 13.0 μm measured by the laser diffraction particle size distribution measurement method. (3% by mass of α-sialon phosphor) and aluminum oxide (α-alumina) particles having an average particle size of 0.5 μm measured by the FSSS method (product name: AA03, manufactured by Sumitomo Chemical Industries, Ltd.) Using 82 parts by mass (purity of aluminum 99.5% by mass) (82% by mass of aluminum oxide particles with respect to 100% by mass of the mixture for the molded product), the temperature of the primary firing was the temperature shown in Table 2. Except for the above, the first sintered body was obtained through the molded body preparation step and the primary firing step in the same manner as in Example 1. With respect to 100% by mass of the mixture for the molded product, the content of the aluminum oxide particles is α- in the mixture in the mass ratio of the charge, except for the substances contained in the range of 100% by mass (0.01% by mass) or less. The remainder excluding the sialone phosphor and the LAG phosphor. The Ga content in the mixture (referred to as "Ga content in the mixture" in the table) was calculated from the compounding ratio of the α-sialon phosphor, the LAG phosphor 1 and the aluminum oxide particles contained in the mixture. The content of Ga contained in the α-sialon phosphor measured by ICP-AES was 0 mass ppm. The content of Ga contained in the aluminum oxide particles measured by ICP-AES was less than 5 mass ppm, which was below the detection limit. In the same manner as in Example 1, the amount of Ga in the mixture was calculated with the content of Ga contained in the α-sialon phosphor and the aluminum oxide particles being 0 mass ppm, respectively. The amount of Ga contained in the LAG phosphor 1 was less than 20 parts by mass ppm. The amount of Ga in the mixture containing 15% by mass of LAG phosphor 1 was calculated to be less than 3% by mass.

二次焼成工程
得られた第一の焼結体を用い、熱間等方圧加圧(HIP)装置(神戸製鋼(KOBELCO)社製)を用いて、圧力媒体に窒素ガスを用いて窒素ガス雰囲気(窒素:99体積%以上)のもとで、温度が1450℃、圧力が195MPaで、2時間、HIP処理により二次焼成を行い、第二の焼結体を得た。この第二の焼結体を波長変換焼結体とした。得られた第二の焼結体中のα−サイアロン蛍光体、LAG蛍光体1及び酸化アルミニウムの各含有量(質量%)は、成形体用の混合物100質量%に対するα−サイアロン蛍光体、LAG蛍光体及び酸化アルミニウム粒子の各仕込みの質量割合とほぼ等しい。
Secondary firing step Using the obtained first sintered body, using a hot isotropic pressurization (HIP) device (manufactured by Kobe Steel (KOBELCO)), using nitrogen gas as the pressure medium, nitrogen gas A second sintered body was obtained by secondary firing by HIP treatment for 2 hours at a temperature of 1450 ° C. and a pressure of 195 MPa under an atmosphere (nitrogen: 99% by volume or more). This second sintered body was used as a wavelength conversion sintered body. The contents (% by mass) of the α-sialone phosphor, the LAG phosphor 1 and the aluminum oxide in the obtained second sintered body are the α-sialon phosphor and the LAG with respect to 100% by mass of the mixture for the molded product. It is approximately equal to the mass ratio of each charge of the phosphor and the aluminum oxide particles.

比較例1
粉体混合工程において、混合物中のGaの含有量が50質量ppmとなるように酸化ガリウム(Ga)を添加したこと以外は、実施例7と同様にして、第二の焼結体を得て、第二の焼結体を波長変換焼結体とした。
Comparative Example 1
In the powder mixing step, the second sintered body was obtained in the same manner as in Example 7 except that gallium oxide (Ga 2 O 3 ) was added so that the content of Ga in the mixture was 50 mass ppm. The second sintered body was used as a wavelength conversion sintered body.

比較例2
粉体混合工程において、混合物中のGaの含有量が200質量ppmとなるように酸化ガリウム(Ga)を添加したこと以外は、実施例7と同様にして、第二の焼結体を得て、第二の焼結体を波長変換焼結体とした。
Comparative Example 2
In the powder mixing step, the second sintered body was obtained in the same manner as in Example 7 except that gallium oxide (Ga 2 O 3 ) was added so that the content of Ga in the mixture was 200 mass ppm. The second sintered body was used as a wavelength conversion sintered body.

表2に示すように、実施例7に係る波長変換焼結体は、第一の焼結体の相対密度が95%以上であり、第二の焼結体の相対密度が99.9%であった。一方、比較例1及び2に係る波長変換焼結体は、相対発光強度が実施例7と比較してかなり低くなった。比較例1及び2の波長変換焼結体は、15質量ppmを超えてGaを多く含む混合物を用いた。そのため、混合物に含まれるGaがα−サイアロン蛍光体と反応することで、本来とは異なるα−サイアロン蛍光体に変化して、波長変換焼結体の体色がくすみ、相対密度は比較的に高いものの、体色の変化が大きく影響することで、波長変換焼結体の発光強度が低下したと推測される。また、実施例7の波長変換焼結体の色度x、yと比べて、比較例1及び2の波長変換焼結体の色度x、yは、特に色度xが異なる数値となっており、所望の色度が得られていなかった。 As shown in Table 2, in the wavelength conversion sintered body according to Example 7, the relative density of the first sintered body is 95% or more, and the relative density of the second sintered body is 99.9%. there were. On the other hand, the wavelength conversion sintered bodies according to Comparative Examples 1 and 2 had a considerably lower relative emission intensity than that of Example 7. As the wavelength conversion sintered bodies of Comparative Examples 1 and 2, a mixture containing a large amount of Ga in excess of 15 mass ppm was used. Therefore, when Ga contained in the mixture reacts with the α-sialon phosphor, it changes to an α-sialon phosphor different from the original one, the body color of the wavelength conversion sintered body becomes dull, and the relative density is relatively high. Although it is high, it is presumed that the emission intensity of the wavelength-converted sintered body decreased due to the large influence of the change in body color. Further, the chromaticity x and y of the wavelength-converted sintered bodies of Comparative Examples 1 and 2 are numerical values having different chromaticities x, as compared with the chromaticity x and y of the wavelength-converted sintered body of Example 7. The desired chromaticity was not obtained.

図3は、実施例7に係る波長変換焼結体、図4は、比較例1に係る波長変換焼結体、図5は、比較例2に係る波長変換焼結体を、それぞれワイヤーソーで切断したサンプルの外観写真である。比較例1及び比較例2に係る波長変換焼結体の外観は、実施例7の波長変換焼結体の外観と比べて白っぽくなっており、波長変換焼結体の体色が変化していた。 FIG. 3 shows the wavelength conversion sintered body according to Example 7, FIG. 4 shows the wavelength conversion sintered body according to Comparative Example 1, and FIG. 5 shows the wavelength conversion sintered body according to Comparative Example 2 using a wire saw. It is an external photograph of a cut sample. The appearance of the wavelength conversion sintered body according to Comparative Example 1 and Comparative Example 2 was whitish as compared with the appearance of the wavelength conversion sintered body of Example 7, and the body color of the wavelength conversion sintered body was changed. ..

実施例8から10
混合物中のLAG蛍光体1、α−サイアロン蛍光体、酸化アルミニウム粒子の配合比率を、表3に示すように変えて、一次焼成を1450℃で行い、二次焼成を1400℃で行ったこと以外は、実施例7と同様にして、第二の焼結体を得て、第二の焼結体を波長変換焼結体とした。
Examples 8 to 10
The compounding ratios of the LAG phosphor 1, α-sialon phosphor, and aluminum oxide particles in the mixture were changed as shown in Table 3, except that the primary firing was performed at 1450 ° C and the secondary firing was performed at 1400 ° C. In the same manner as in Example 7, a second sintered body was obtained, and the second sintered body was used as a wavelength conversion sintered body.

実施例11から13
FSSS法により測定した平均粒径が23μmであり、Ga含有量が58質量ppmであるLAG蛍光体2を用いて、混合物中のLAG蛍光体2、α−サイアロン蛍光体、酸化アルミニウム粒子の配合比率と、一次焼成の温度と、二次焼成の温度を表3に示すように変えたこと以外は、実施例7と同様にして、第二の焼結体を得て、第二の焼結体を波長変換焼結体とした。
Examples 11 to 13
Using the LAG phosphor 2 having an average particle size of 23 μm and a Ga content of 58 mass ppm measured by the FSSS method, the blending ratio of the LAG phosphor 2, the α-sialon phosphor, and the aluminum oxide particles in the mixture. And, except that the temperature of the primary firing and the temperature of the secondary firing were changed as shown in Table 3, a second sintered body was obtained in the same manner as in Example 7, and the second sintered body was obtained. Was used as a wavelength conversion sintered body.

比較例3及び4
FSSS法により測定した平均粒径が23μmであり、Ga含有量が58質量ppmであるLAG蛍光体2を用いて、混合物中のLAG蛍光体2、α−サイアロン蛍光体、酸化アルミニウム粒子の配合比率と、一次焼成の温度と、二次焼成の温度を表3に示すように変えたこと以外は、実施例7と同様にして、第二の焼結体を得て、第二の焼結体を波長変換焼結体とした。
Comparative Examples 3 and 4
Using the LAG phosphor 2 having an average particle size of 23 μm and a Ga content of 58 mass ppm measured by the FSSS method, the blending ratio of the LAG phosphor 2, the α-sialon phosphor, and the aluminum oxide particles in the mixture. And, except that the temperature of the primary firing and the temperature of the secondary firing were changed as shown in Table 3, a second sintered body was obtained in the same manner as in Example 7, and the second sintered body was obtained. Was used as a wavelength conversion sintered body.

表3に示すように、実施例8から13に係る波長変換焼結体は、第一の焼結体の相対密度が94%以上であり、第二の焼結体の相対密度が、第一の焼結体よりも高く、相対密度の高い波長変換焼結体が得られた。実施例10に係る波長変換焼結体は、第二の焼結体の相対密度が、実施例8から9及び実施例11から13よりも低くなった。実施例10に係る波長変換焼結体は、混合物中のGa含有量が12質量ppmであり、実施例8から9及び実施例11から13よりもGaの含有量が多いため、酸化アルミニウム粒子の焼結がGaにより阻害されて、より多くの空隙が形成されていると推測された。実施例13に係る波長変換焼結体は、第一の焼結体の相対密度が、実施例11から12よりも低くなった。実施例13に係る波長変換焼結体は、一次焼成の温度が実施例11から12よりも低いため、実施例11及び12よりも酸化アルミニウムの焼結が進むことがなかったので、第一の焼結体の相対密度が低く、HIP処理により二次焼成を行っても、相対密度を高くすることができず、相対密度が低くなったと推測される。実施例13に係る波長変換焼結体は、相対密度が低いため、入射した光が散乱し、相対発光強度が、実施例11及び12よりも低くなったと推測される。 As shown in Table 3, in the wavelength conversion sintered bodies according to Examples 8 to 13, the relative density of the first sintered body is 94% or more, and the relative density of the second sintered body is the first. A wavelength conversion sintered body having a higher relative density than that of the sintered body of No. 1 was obtained. In the wavelength conversion sintered body according to Example 10, the relative density of the second sintered body was lower than that of Examples 8 to 9 and Examples 11 to 13. The wavelength conversion sintered body according to Example 10 has a Ga content of 12 mass ppm in the mixture, and has a higher Ga content than Examples 8 to 9 and Examples 11 to 13, so that the aluminum oxide particles It was speculated that the sintering was inhibited by Ga and more voids were formed. In the wavelength conversion sintered body according to Example 13, the relative density of the first sintered body was lower than that in Examples 11 to 12. In the wavelength conversion sintered body according to Example 13, since the temperature of the primary firing was lower than that of Examples 11 to 12, the sintering of aluminum oxide did not proceed as compared with Examples 11 and 12, so that the first It is presumed that the relative density of the sintered body was low, and even if the secondary firing was performed by HIP treatment, the relative density could not be increased and the relative density became low. Since the wavelength conversion sintered body according to Example 13 has a low relative density, it is presumed that the incident light is scattered and the relative emission intensity is lower than that of Examples 11 and 12.

比較例3に係る波長変換焼結体は、混合物中のGaの含有量が17質量ppmと多く、一次焼成の温度が実施例8から12によりも低いため、酸化アルミニウムの焼結が阻害され、二次焼成の温度が実施例8から13と同じ温度で二次焼成を行った場合であっても、得られた第二の焼結体の相対密度が90%未満と低くなった。比較例4に係る波長変換焼結体は、一次焼成の温度が1350℃と比較例3の一次焼成の温度よりも低いため、酸化アルミニウム粒子の焼結が混合物中に6質量ppm含まれる微量のGaにより阻害されることで、得られた第一の焼結体に空隙が多く形成された。そのため、HIP処理による二次焼成を行っても、相対密度が高くならず、第一の焼結体及び第二の焼結体の相対密度が同じになった。比較例3及び4に係る波長変換焼結体は、相対密度が90%未満と低いため、励起光が焼結体中の空隙で散乱し、又は、空隙によって入射された励起光が焼結体から抜け出てしまう。そのため、蛍光体によって波長変換される効率が低下し、実施例8から13に係る波長変換焼結体と比べて、相対発光強度が50%未満とかなり低くなった In the wavelength conversion sintered body according to Comparative Example 3, the Ga content in the mixture was as high as 17 mass ppm, and the temperature of the primary firing was lower than in Examples 8 to 12, so that the sintering of aluminum oxide was hindered. Even when the secondary firing was performed at the same temperature as in Examples 8 to 13, the relative density of the obtained second sintered body was as low as less than 90%. In the wavelength conversion sintered body according to Comparative Example 4, the temperature of the primary firing is 1350 ° C., which is lower than the temperature of the primary firing of Comparative Example 3, so that the sintering of aluminum oxide particles is contained in a small amount of 6 mass ppm in the mixture. By being inhibited by Ga, many voids were formed in the obtained first sintered body. Therefore, even if the secondary firing by the HIP treatment was performed, the relative density did not increase, and the relative densities of the first sintered body and the second sintered body became the same. Since the wavelength conversion sintered body according to Comparative Examples 3 and 4 has a low relative density of less than 90%, the excitation light is scattered in the voids in the sintered body, or the excitation light incidented by the voids is the sintered body. Get out of. Therefore, the efficiency of wavelength conversion by the phosphor is lowered, and the relative emission intensity is considerably lower than 50% as compared with the wavelength conversion sintered body according to Examples 8 to 13.

実施例14から19
LAG蛍光体1又はLAG蛍光体2の代わりに、FSSS法により測定した平均粒径が5μmであり、Ga含有量が20質量ppm未満であるYAG蛍光体を用いて、混合物中のYAG蛍光体、α−サイアロン蛍光体、及び酸化アルミニウム粒子の配合比率、及び一次焼成の温度を、表4に示すように変えたこと以外は、実施例7と同様にして、第一の焼結体を得て、第一の焼結体を波長変換焼結体とした。成形体用の混合物100質量%に対して、酸化アルミニウム粒子の含有量は、100質量ppm(0.01質量%)以下の範囲で含まれる物質を除き、仕込みの質量割合で混合物中のα−サイアロン蛍光体及びYAG蛍光体を除く残部である。
Examples 14-19
Instead of the LAG phosphor 1 or the LAG phosphor 2, a YAG phosphor having an average particle size of 5 μm and a Ga content of less than 20 mass ppm measured by the FSSS method was used to prepare the YAG phosphor in the mixture. A first sintered body was obtained in the same manner as in Example 7 except that the compounding ratio of the α-sialon phosphor and the aluminum oxide particles and the temperature of the primary firing were changed as shown in Table 4. , The first sintered body was a wavelength conversion sintered body. With respect to 100% by mass of the mixture for the molded product, the content of aluminum oxide particles is α- in the mixture in the mass ratio of the charge, except for substances contained in the range of 100% by mass (0.01% by mass) or less. The remainder excluding the sialon phosphor and the YAG phosphor.

表4に示すように、実施例14から19に係る波長変換焼結体は、第一の焼結体の相対密度が90%以上であり、相対密度の高い波長変換焼結体が得られた。 As shown in Table 4, the wavelength conversion sintered bodies according to Examples 14 to 19 had a relative density of 90% or more of the first sintered body, and a wavelength conversion sintered body having a high relative density was obtained. ..

本開示に係る波長変換焼結体は、LEDやLDから発せられた光の波長を変換することができる波長変換部材として利用できる。 The wavelength conversion sintered body according to the present disclosure can be used as a wavelength conversion member capable of converting the wavelength of light emitted from an LED or LD.

Claims (15)

α−サイアロン蛍光体と、酸化アルミニウム粒子とを含み、Gaの含有量が15質量ppm以下である混合物の成形体を準備することと、
前記成形体を、1370℃以上1600℃以下の範囲内の温度で一次焼成し、第一の焼結体を得ることを含む、波長変換焼結体の製造方法。
To prepare a molded product of a mixture containing an α-sialon phosphor and aluminum oxide particles and having a Ga content of 15 mass ppm or less.
A method for producing a wavelength conversion sintered body, which comprises primary firing the molded body at a temperature in the range of 1370 ° C. or higher and 1600 ° C. or lower to obtain a first sintered body.
前記混合物に含まれるGaの含有量が、10質量ppm以下である、請求項1に記載の波長変換焼結体の製造方法。 The method for producing a wavelength-converted sintered body according to claim 1, wherein the content of Ga contained in the mixture is 10 mass ppm or less. 前記混合物が希土類アルミン酸塩蛍光体を含む、請求項1又は2に記載の波長変換焼結体の製造方法。 The method for producing a wavelength-converted sintered body according to claim 1 or 2, wherein the mixture contains a rare earth aluminate phosphor. 前記第一の焼結体を熱間等方圧加圧(HIP)処理により1000℃以上1600℃以下の範囲内の温度で二次焼成し、第二の焼結体を得ることを含む、請求項1から3のいずれか1項に記載の波長変換焼結体の製造方法。 A claim comprising obtaining a second sintered body by secondary firing the first sintered body at a temperature in the range of 1000 ° C. or higher and 1600 ° C. or lower by hot isotropic pressure pressurization (HIP) treatment. Item 8. The method for producing a wavelength conversion sintered body according to any one of Items 1 to 3. 前記α−サイアロン蛍光体のレーザー回折粒度分布測定法で測定した体積メジアン径が2μm以上30μm以下の範囲内である、請求項1から4のいずれか1項に記載の波長変換焼結体の製造方法。 The production of the wavelength conversion sintered body according to any one of claims 1 to 4, wherein the volume median diameter measured by the laser diffraction particle size distribution measurement method of the α-sialon phosphor is within the range of 2 μm or more and 30 μm or less. Method. 前記酸化アルミニウム粒子のフィッシャーサブシーブサイザー法で測定した平均粒径が0.1μm以上1.3μm以下の範囲内である、請求項1から5のいずれか1項に記載の波長変換焼結体の製造方法。 The wavelength conversion sintered body according to any one of claims 1 to 5, wherein the average particle size of the aluminum oxide particles measured by the Fisher subsieving sizer method is in the range of 0.1 μm or more and 1.3 μm or less. Production method. 前記希土類アルミン酸塩蛍光体のフィッシャーサブシーブサイザー法で測定した平均粒径が1μm以上50μm以下の範囲内である、請求項3から6のいずれか1項に記載の波長変換焼結体の製造方法。 The production of the wavelength conversion sintered body according to any one of claims 3 to 6, wherein the average particle size of the rare earth aluminate phosphor measured by the Fisher subsieving sizer method is within the range of 1 μm or more and 50 μm or less. Method. 前記混合物が、前記混合物100質量%に対して、前記α−サイアロン蛍光体を0.1質量%以上40質量%以下の範囲内で含み、前記混合物100質量%から前記α−サイアロン蛍光体を除く残部が、前記酸化アルミニウム粒子であり、前記酸化アルミニウム粒子を60質量%以上99.9質量%以下の範囲内で含む、請求項1から7のいずれか1項に記載の波長変換焼結体の製造方法。 The mixture contains the α-sialone phosphor in the range of 0.1% by mass or more and 40% by mass or less with respect to 100% by mass of the mixture, and excludes the α-sialon phosphor from 100% by mass of the mixture. The wavelength conversion sintered body according to any one of claims 1 to 7, wherein the balance is the aluminum oxide particles, and the aluminum oxide particles are contained in the range of 60% by mass or more and 99.9% by mass or less. Production method. 前記混合物が、前記混合物100質量%に対して、前記α−サイアロン蛍光体及び前記希土類アルミン酸塩蛍光体の合計量を0.1質量%以上70質量%以下の範囲内で含み、前記混合物100質量%から前記α−サイアロン蛍光体及び前記希土類アルミン酸塩蛍光体を除く残部が、前記酸化アルミニウム粒子であり、前記酸化アルミニウム粒子を30質量%以上99.9質量%以下の範囲内で含む、請求項3から7のいずれか1項に記載の波長変換焼結体の製造方法。 The mixture contains the total amount of the α-sialon phosphor and the rare earth aluminate phosphor in the range of 0.1% by mass or more and 70% by mass or less with respect to 100% by mass of the mixture, and the mixture 100 The remainder excluding the α-sialon phosphor and the rare earth aluminate phosphor from mass% is the aluminum oxide particles, and the aluminum oxide particles are contained in the range of 30% by mass or more and 99.9% by mass or less. The method for producing a wavelength-converted sintered body according to any one of claims 3 to 7. 前記α−サイアロン蛍光体は、下記式(I)で表される組成を有する、請求項1から9のいずれか1項に記載の波長変換焼結体の製造方法。
Si12−(m+n)Alm+n16−n:Eu (I)
(式(I)中、Mは、Li、Mg、Ca、Sr、Y及びランタノイド元素(但し、LaとCeを除く。)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、k、m、nは、0<k≦2.0、2.0≦m≦6.0、0≦n≦1.0を満たす数である。)
The method for producing a wavelength-converted sintered body according to any one of claims 1 to 9, wherein the α-sialon phosphor has a composition represented by the following formula (I).
M k Si 12- (m + n) Al m + n On N 16-n : Eu (I)
(In formula (I), M is at least one element selected from the group consisting of Li, Mg, Ca, Sr, Y and lanthanoid elements (excluding La and Ce), and k, m, n is a number that satisfies 0 <k ≦ 2.0, 2.0 ≦ m ≦ 6.0, and 0 ≦ n ≦ 1.0.)
前記希土類アルミン酸塩蛍光体が、下記式(III)で表される組成を有する希土類アルミン酸塩蛍光体、及び、下記式(IV)で表される組成を有する希土類アルミン酸塩蛍光体からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項3から10のいずれか1項に記載の波長変換焼結体の製造方法。
(Y1−a−bGdCeAl12 (III)
(式(III)中、a及びbは、0≦a≦0.500、0<b≦0.030を満たす数である。)
(Lu1−cCeAl12 (IV)
(式(IV)中、cは、0<c≦0.100を満たす数である。)
The rare earth aluminate phosphor comprises a rare earth aluminate phosphor having a composition represented by the following formula (III) and a rare earth aluminate phosphor having a composition represented by the following formula (IV). The method for producing a wavelength-converted sintered body according to any one of claims 3 to 10, which is at least one selected from the group.
(Y 1-ab Gd a Ce b ) 3 Al 5 O 12 (III)
(In formula (III), a and b are numbers satisfying 0 ≦ a ≦ 0.500 and 0 <b ≦ 0.030.)
(Lu 1-c Ce c ) 3 Al 5 O 12 (IV)
(In formula (IV), c is a number satisfying 0 <c ≦ 0.100.)
金型プレスを用いて、3MPa以上50MPa以下の圧力で前記混合物を成形して前記成形体を得る、請求項1から11のいずれか1項に記載の波長変換焼結体の製造方法。 The method for producing a wavelength conversion sintered body according to any one of claims 1 to 11, wherein the mixture is molded at a pressure of 3 MPa or more and 50 MPa or less using a die press to obtain the molded product. 50MPa以上250MPa以下の圧力で、前記混合物を冷間等方圧加圧処理して前記成形体を得る、請求項1から12のいずれか1項に記載の波長変換焼結体の製造方法。 The method for producing a wavelength-converted sintered body according to any one of claims 1 to 12, wherein the mixture is subjected to cold isotropic pressure treatment at a pressure of 50 MPa or more and 250 MPa or less to obtain the molded product. 前記酸化アルミニウム粒子の酸化アルミニウムの純度が99.0質量%以上である、請求項1から13のいずれか1項に記載の波長変換焼結体の製造方法。 The method for producing a wavelength-converted sintered body according to any one of claims 1 to 13, wherein the purity of aluminum oxide of the aluminum oxide particles is 99.0% by mass or more. 前記第一の焼結体の相対密度が90%以上である、請求項1から14のいずれか1項に記載の波長変換焼結体の製造方法。 The method for producing a wavelength-converted sintered body according to any one of claims 1 to 14, wherein the relative density of the first sintered body is 90% or more.
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